JP2020026397A - PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST - Google Patents

PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST Download PDF

Info

Publication number
JP2020026397A
JP2020026397A JP2018150847A JP2018150847A JP2020026397A JP 2020026397 A JP2020026397 A JP 2020026397A JP 2018150847 A JP2018150847 A JP 2018150847A JP 2018150847 A JP2018150847 A JP 2018150847A JP 2020026397 A JP2020026397 A JP 2020026397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protein
pain
trkb
amino acid
peptide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018150847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大内田 守
Mamoru Ouchida
守 大内田
秀輝 中塚
Hideki Nakatsuka
秀輝 中塚
義太郎 板野
Yoshitaro Itano
義太郎 板野
恵太 羽間
Keita Hazama
恵太 羽間
佳恵 池田
Yoshie Ikeda
佳恵 池田
聡美 三棹
Satomi Misao
聡美 三棹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okayama University NUC
Kawasaki Gakuen Educational Foundation
Original Assignee
Okayama University NUC
Kawasaki Gakuen Educational Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okayama University NUC, Kawasaki Gakuen Educational Foundation filed Critical Okayama University NUC
Priority to JP2018150847A priority Critical patent/JP2020026397A/en
Publication of JP2020026397A publication Critical patent/JP2020026397A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide a pharmaceutical composition that is applicable to symptoms and diseases caused by abnormal interaction between a TrkB protein and a BDNF in vivo.SOLUTION: Provided is a pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a peptide or protein containing a specific partial sequence selected from an extracellular region among amino acid sequences constituting a TrkB protein. Specifically, the pharmaceutical composition comprises, as an active ingredient, a peptide or protein that includes any one of the amino acid sequences shown by the following 1) or 2) and that interacts with a BDNF, and competitively with a TrkB protein. 1) An amino acid sequence represented by SEQ ID NO 4 or SEQ ID NO 10 in the sequence listing; 2) an amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding, or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 1) above. Furthermore, the pharmaceutical composition of the present invention can exert its effect as a drug more continuously by forming it into a liposome-bound preparation.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は、Tyrosine receptor kinase B(TrkB)アンタゴニストを有効成分として含む医薬組成物に関する。具体的には、BDNFとTrkBとの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質を有効成分として含む医薬組成物に関する。更には、TrkBアンタゴニストを有効成分として含む、リポソーム結合型タンパク質製剤に関する。   The present invention relates to a pharmaceutical composition containing a Tyrosine receptor kinase B (TrkB) antagonist as an active ingredient. Specifically, the present invention relates to a pharmaceutical composition containing, as an active ingredient, a peptide or protein that acts competitively with TrkB protein in the interaction between BDNF and TrkB. Furthermore, the present invention relates to a liposome-bound protein preparation containing a TrkB antagonist as an active ingredient.

末梢に加えた痛みは、後根神経節(dorsal root ganglion: DRG)に存在する知覚神経(一次ニューロン)を通じて脊髄後角に伝達され、脊髄後角I層及びII層に存在する二次ニューロンにシナプスを介して伝えられ、二次ニューロンはその信号を中枢(脳)に伝達する。神経栄養因子ファミリーのうち、脳由来神経栄養因子(brain-derived neurotrophic factor: BDNF)は、疼痛刺激により発現誘導される。BDNF特異的な受容体であるチロシン受容体キナーゼB(Tyrosine receptor kinase B: TrkB)はBDNFと結合するとPI3キナーゼ(phosphoinositide 3-kinase: PI3K)、MAPキナーゼ(extracellular signal-regulated kinase: ERK)、ホスファチジルイノシトール特異的ホスホリパーゼC(phosphoinositide-specific phospholipase C: PLCγ)やNaイオンチャネル(Nav1.9)を介して痛みを伝達する。   Pain applied to the periphery is transmitted to the dorsal horn of the spinal cord through sensory nerves (primary neurons) located in the dorsal root ganglion (DRG), and to secondary neurons in the dorsal horn I and II layers. Transmitted via synapses, secondary neurons transmit their signals to the center (brain). Of the neurotrophic factor family, the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is induced by pain stimulation. Tyrosine receptor kinase B (TrkB), a BDNF-specific receptor, binds BDNF to PI3K (phosphoinositide 3-kinase: PI3K), MAP kinase (extracellular signal-regulated kinase: ERK), phosphatidyl Pain is transmitted through inositol-specific phospholipase C (PLCγ) and Na ion channel (Nav1.9).

痛みは持続期間によって、急性疼痛と慢性疼痛とに分類される。急性疼痛は組織障害に伴う痛みでその持続期間は限られる。慢性疼痛は組織障害の治癒後にも続き、はっきりとした器質的原因を有さないことが多い。慢性疼痛における急性増悪期の痛みは急性疼痛と類似しており、内因性発痛物質が深く関わると考えられている。慢性疼痛として、交通事故又は手術後の後遺症、末期がん又は糖尿病などの耐え難い慢性的な痛みが挙げられる。また、痛みは原因によって、侵害受容性疼痛、神経障害性疼痛(neuropathic pain)、心因性疼痛に分類される。これらの独立した痛みは時間の経過とともに徐々に融合し、分類が困難な慢性の難治性疼痛となる。神経障害性疼痛を抑制することができれば、臨床面において患者の肉体的苦痛の緩和及びQOLの向上をもたらすことが可能となる。   Pain is classified by its duration into acute pain and chronic pain. Acute pain is pain associated with tissue damage and has a limited duration. Chronic pain persists after healing of the tissue disorder and often has no apparent organic cause. Acute exacerbation pain in chronic pain is similar to acute pain and is thought to be closely related to endogenous analgesics. Chronic pain includes intolerable chronic pain such as after-effects after a traffic accident or surgery, terminal cancer or diabetes. Pain is classified into nociceptive pain, neuropathic pain, and psychogenic pain according to the cause. These independent pains gradually merge over time, resulting in chronic refractory pain that is difficult to classify. If the neuropathic pain can be suppressed, it will be possible to alleviate the physical distress of the patient and improve the quality of life (QOL) in the clinical aspect.

分泌型TrkB、即ちTrkBの細胞外領域のみからなるタンパク質をコードする遺伝子が組み込まれたベクターを有効成分とする疼痛治療剤について報告がある(特許文献1:特許第6105838号)。特許文献1では、上記遺伝子を組み込んだ発現ベクターをin vitroの培養細胞系で発現後、BDNFを捕獲可能であったことが報告された。さらに、上記発現ベクターをin vivoの疼痛モデル動物に投与したところ、慢性疼痛動物の痛みが軽減されたことも報告された。TrkB-Fc融合タンパク質が疼痛を改善することについても報告がある(非特許文献1:Journal of Neurochemistry 93: 584-594 (2005))。   There is a report on a therapeutic agent for pain comprising a secretory TrkB, that is, a vector into which a gene encoding a protein consisting only of the extracellular region of TrkB is incorporated as an active ingredient (Patent Document 1: Patent No. 6105538). Patent Document 1 reported that BDNF could be captured after expression of an expression vector incorporating the above gene in a cultured cell system in vitro. Furthermore, it was also reported that administration of the above expression vector to a pain model animal in vivo reduced pain in a chronic pain animal. There is also a report that a TrkB-Fc fusion protein improves pain (Non-patent Document 1: Journal of Neurochemistry 93: 584-594 (2005)).

TrkBに関連して、TrkBアンタゴニストを有効成分として含む肥満又は過体重状態を治療する方法について報告がある(特許文献2:特開2009-525319号公報)。ここでは、TrkBアンタゴニストとして、抗BDNF抗体、抗TrkB抗体又はTrkB-Fc融合タンパク質が例示されている。TrkB-Fc融合タンパク質が喘息を改善することについて報告がある(非特許文献2:Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 313: L360-L370 (2017))。TrkB-Fc融合タンパク質がてんかんを改善することについても報告がある(非特許文献3:Journal of Neuroscience, 19 (4), 1424-1436 (1999))。さらに、TrkBアンタゴニストであるANA-12がうつ病に有効であることも報告されている(非特許文献4:J Clinical Investigation; 121, 1846-1857 (2011))。BDNFとそのレセプターであるTrkBとの相互作用において、TrkBの機能については不明な点も多く、各種疾患に対するTrkBの役割についても解明が望まれている。   In relation to TrkB, there is a report on a method for treating obesity or an overweight state containing a TrkB antagonist as an active ingredient (Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-525319). Here, an example of a TrkB antagonist is an anti-BDNF antibody, an anti-TrkB antibody or a TrkB-Fc fusion protein. There is a report that a TrkB-Fc fusion protein improves asthma (Non-patent document 2: Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 313: L360-L370 (2017)). There is also a report that the TrkB-Fc fusion protein improves epilepsy (Non-patent Document 3: Journal of Neuroscience, 19 (4), 1424-1436 (1999)). Furthermore, it has been reported that TrkB antagonist ANA-12 is effective for depression (Non-patent Document 4: J Clinical Investigation; 121, 1846-1857 (2011)). Regarding the interaction between BDNF and its receptor, TrkB, the function of TrkB is largely unknown, and the role of TrkB in various diseases is also elucidated.

特許第6105838号Patent No.6105838 特開2009-525319号公報JP 2009-525319 A

Journal of Neurochemistry; 93, 584-594 (2005)Journal of Neurochemistry; 93, 584-594 (2005) Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol; 313, L360-L370 (2017)Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol; 313, L360-L370 (2017) Journal of Neuroscience; 19 (4), 1424-1436 (1999)Journal of Neuroscience; 19 (4), 1424-1436 (1999) Journal of Clinical Investigation; 121, 1846-1857 (2011)Journal of Clinical Investigation; 121, 1846-1857 (2011)

本発明は、TrkBアンタゴニストを有効成分として含む医薬組成物を提供することを課題とする。具体的には、BDNFとTrkBとの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質を見出し、医薬組成物の有効成分として提供することを課題とする。更には、有効成分としてのペプチド又はタンパク質の作用をより効果的、持続的に発揮しうる製剤を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition containing a TrkB antagonist as an active ingredient. Specifically, it is an object of the present invention to find a peptide or protein that acts competitively with TrkB protein in the interaction between BDNF and TrkB, and to provide the peptide or protein as an active ingredient of a pharmaceutical composition. Furthermore, it is another object of the present invention to provide a preparation which can exert the action of a peptide or protein as an active ingredient more effectively and continuously.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、TrkBタンパク質を構成するアミノ酸配列のうち、最も効果的にBDNFと相互作用する部位を見出し、本発明を完成した。当該最も効果的にBDNFと相互作用する部位に係るペプチド又はタンパク質は、BDNFとTrkBとの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的に作用し、例えば疼痛に対して効果的に作用する。さらには、上記ペプチド又はタンパク質をリポソーム結合型ペプチド又はタンパク質とすることで、より効果的、持続的にペプチド又はタンパク質の作用を発揮する。   The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, have found a site that most effectively interacts with BDNF in the amino acid sequence constituting the TrkB protein, and completed the present invention. The peptide or protein related to the site that most effectively interacts with BDNF acts competitively with the TrkB protein in the interaction between BDNF and TrkB, for example, effectively acts on pain. Furthermore, by using the above-mentioned peptide or protein as a liposome-bound peptide or protein, the action of the peptide or protein is more effectively and continuously exhibited.

すなわち本発明は、以下よりなる。
1.BDNFとTrkBとの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質を有効成分として含む医薬組成物。
2.TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質が、以下の1)又は2)に示すいずれかのアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質である、前項1に記載の医薬組成物:
1)配列表の配列番号4又は配列番号10に示すアミノ酸配列;
2)上記1)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
3.TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質が、以下の3)又は4)に示すアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質である、前項1に記載の医薬組成物:
3)配列表の配列番号6又は配列番号11に示すアミノ酸配列;
4)上記3)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
4.有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、疼痛、肥満、喘息及びてんかんより選択されるいずれかの症状若しくは疾患の改善又は治療のために使用される、前項1〜3のいずれかに記載の医薬組成物。
5.前項1〜4のいずれかに記載の医薬組成物に含まれる有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、リポソームと結合しているリポソーム結合型タンパク質であることを特徴とするリポソーム結合型タンパク質製剤。
That is, the present invention includes the following.
1. A pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a peptide or protein that acts competitively with a TrkB protein in the interaction between BDNF and TrkB.
2. The peptide or protein that acts competitively with the TrkB protein comprises the amino acid sequence shown in 1) or 2) below and is a peptide or protein that interacts with BDNF competitively with the TrkB protein. The described pharmaceutical composition:
1) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10 in the sequence listing;
2) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 1) above.
3. 2. The pharmaceutical according to the above item 1, wherein the peptide or protein that acts competitively with the TrkB protein comprises the amino acid sequence shown in 3) or 4) below, and is a peptide or protein that interacts with BDNF competitively with the TrkB protein. Composition:
3) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 11 in the sequence listing;
4) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 3) above.
4. The pharmaceutical composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the peptide or protein as an active ingredient is used for amelioration or treatment of any symptom or disease selected from pain, obesity, asthma, and epilepsy. .
5. A liposome-binding protein preparation, wherein the peptide or protein as an active ingredient contained in the pharmaceutical composition according to any one of the above items 1 to 4, is a liposome-binding protein bound to a liposome.

TrkBタンパク質を構成するアミノ酸配列のうち、本発明の細胞外領域から選択される特定の部分配列を含むペプチド又はタンパク質はBDNFと結合能力を有し、上記ペプチド又はタンパク質はTrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用する。これにより、本発明の医薬組成物における有効成分としてのペプチド又はタンパク質は、生体内においてTrkBタンパク質とBDNFとが異常に相互作用することに起因する症状や疾患の改善又は治療のために使用することができる。具体的には疼痛、肥満、喘息及びてんかんより選択されるいずれかの症状若しくは疾患の改善又は治療のために使用することができる。本発明の有効成分としてのペプチド又はタンパク質は特に疼痛抑制効果が持続する。さらに有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、リポソームと結合しているリポソーム結合型タンパク質の場合に、より長期間疼痛抑制効果が持続する。   Among the amino acid sequences constituting the TrkB protein, a peptide or protein containing a specific partial sequence selected from the extracellular region of the present invention has a binding ability to BDNF, and the peptide or protein competes with the TrkB protein for BDNF. Interacts with. Thereby, the peptide or protein as an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention is used for amelioration or treatment of symptoms or diseases caused by abnormal interaction between TrkB protein and BDNF in vivo. Can be. Specifically, it can be used for improving or treating any symptom or disease selected from pain, obesity, asthma and epilepsy. The peptide or protein as an active ingredient of the present invention has a particularly long pain-suppressing effect. Furthermore, when the peptide or protein as an active ingredient is a liposome-bound protein bound to a liposome, the pain-suppressing effect lasts longer.

TrkBタンパク質及び細胞外領域のみを持つTrkB(eTrkB)タンパク質の構造を示す図である。実施例1の各eTrkBタンパク質を作製するために、各ベクターの構成を模式的に示した図である。(実施例1)It is a figure which shows the structure of TrkB protein and TrkB (eTrkB) protein which has only an extracellular domain. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of each vector for producing each eTrkB protein of Example 1. (Example 1) ラットTrkBタンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号1)及び図1に示すNo.1ベクターから作製されるラットTrkB部分タンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号2)を示す図である。(実施例1)FIG. 2 is a diagram showing an amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) constituting a rat TrkB protein and an amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) constituting a rat TrkB partial protein prepared from the No. 1 vector shown in FIG. (Example 1) 図1に示すNo.2〜5の各ベクターから作製されるラットTrkB部分タンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号3〜6)を示す図である。(実施例1)FIG. 2 is a view showing an amino acid sequence (SEQ ID NOs: 3 to 6) constituting a rat TrkB partial protein prepared from each of the vectors Nos. 2 to 5 shown in FIG. (Example 1) 図1に示すNo.6〜7の各ベクターから作製されるラットTrkB部分タンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号7〜8)を示す図である。(実施例1)FIG. 2 is a view showing an amino acid sequence (SEQ ID NOS: 7 to 8) constituting a rat TrkB partial protein prepared from each of the vectors Nos. 6 to 7 shown in FIG. (Example 1) ヒトTrkBタンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号9)、図1のNo.3に対応するベクターから作製されるヒトTrkB部分タンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号10)及び図1のNo.5に対応するベクターに含まれるヒトTrkB部分タンパク質を構成するアミノ酸配列(配列番号11)を示す図である。(実施例1)The amino acid sequence (SEQ ID NO: 9) constituting the human TrkB protein, the amino acid sequence (SEQ ID NO: 10) constituting the human TrkB partial protein prepared from the vector corresponding to No. 3 in FIG. FIG. 9 is a view showing an amino acid sequence (SEQ ID NO: 11) constituting a human TrkB partial protein contained in a corresponding vector. (Example 1) 大腸菌を用いて作製したeTrkB精製タンパク質(No.3)について、BDNFとの結合能を電気泳動により確認した結果を示す図である。(実施例1)FIG. 9 is a view showing the results of confirming the binding ability to BDNF of eTrkB purified protein (No. 3) prepared using Escherichia coli by electrophoresis. (Example 1) 高等動物培養細胞を用いて作製したeTrkB精製タンパク質(No.5)について、BDNFとの結合能を電気泳動により確認した結果を示す図である。(実施例2)FIG. 9 shows the results of electrophoretic confirmation of the binding ability to BDNF for eTrkB purified protein (No. 5) produced using cultured higher animal cells. (Example 2) eTrkB精製タンパク質(No.5)の疼痛抑制効果を、L5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例1)It is a figure which shows the result of having confirmed the pain suppression effect of eTrkB refinement protein (No. 5) using the L5 pain model rat. (Experimental example 1) eTrkB精製タンパク質(No.5)を95℃、4分加温した不活化eTrkB精製タンパク質(No.5)について、疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例1)FIG. 9 shows the results of confirming the pain-suppressing effect of an inactivated eTrkB purified protein (No. 5) obtained by heating eTrkB purified protein (No. 5) at 95 ° C. for 4 minutes using an L5 pain model rat. (Experimental example 1) eTrkB精製タンパク質(No.3)、リポソーム結合型eTrkBタンパク質(No.3)について、疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例2)It is a figure which shows the result of having confirmed the pain suppression effect using the L5 pain model rat about eTrkB refinement | purification protein (No.3) and liposome binding type eTrkB protein (No.3). (Experimental example 2) eTrkB精製各種タンパク質(No.3, 5)、リポソーム結合型eTrkBタンパク質(No.3)について、疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例3)FIG. 9 shows the results of confirming the pain-suppressing effect of eTrkB-purified various proteins (Nos. 3 and 5) and liposome-bound eTrkB protein (No. 3) using L5 pain model rats. (Experimental example 3) TrkB-Fcタンパク質について、疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例4)FIG. 3 shows the results of confirming the pain-suppressing effect of TrkB-Fc protein using L5 pain model rats. (Experimental example 4) TrkB-Fcタンパク質について、投与量を変えて疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(実験例4)FIG. 4 shows the results of confirming the pain-suppressing effect of a TrkB-Fc protein by changing the dose using L5 pain model rats. (Experimental example 4) TrkBアンタゴニスト(ANA-12)について、疼痛抑制効果をL5疼痛モデルラットを用いて確認した結果を示す図である。(比較例1)It is a figure which shows the result of having confirmed the pain inhibitory effect about the TrkB antagonist (ANA-12) using the L5 pain model rat. (Comparative Example 1)

本発明は、TrkBアンタゴニストを有効成分として含む医薬組成物に関する。上記において、TrkBアンタゴニストとは、TrkBとBDNFの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的にBDNFに作用する物質を意味する。係る意味において、TrkBアンタゴニストの例としてTrkBタンパク質と競合的にBDNFに作用するペプチド又はタンパク質をいう。   The present invention relates to a pharmaceutical composition containing a TrkB antagonist as an active ingredient. In the above, a TrkB antagonist means a substance that acts on BDNF competitively with TrkB protein in the interaction between TrkB and BDNF. In this sense, examples of TrkB antagonists refer to peptides or proteins that act on BDNF competitively with TrkB proteins.

本明細書において、TrkBタンパク質として、具体的にはGenBank Accession number=M55291(配列番号1)に示すアミノ酸配列を含むタンパク質、及びGenBank Accession number=Q16620.1(配列番号9)に示すアミノ酸配列を構成として含むタンパク質などが挙げられる。   In the present specification, as the TrkB protein, specifically, a protein comprising the amino acid sequence represented by GenBank Accession number = M55291 (SEQ ID NO: 1) and the amino acid sequence represented by GenBank Accession number = Q16620.1 (SEQ ID NO: 9) And the like.

本発明の医薬組成物において、有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、例えばTrkBタンパク質の細胞外領域のみを持つTrkB(eTrkB)タンパク質から選択されるペプチド又はタンパク質が挙げられる。例えば、図1に示すTrkBタンパク質の細胞外領域の1〜6に示す領域のいずれかの領域のアミノ酸配列からなるペプチド又はタンパク質、あるいはこれらのアミノ酸配列のうち1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列のいずれかを含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用する機能を有するペプチド又はタンパク質が挙げられる。図1において、領域1はシグナルペプチド(Signal Peptide)配列、領域2はロイシンリッチ(Leucine rich repeat)配列、領域3は免疫グロブリン様(Immunoglobulin like)配列、領域4−5はTrkタンパク質の5番目のドメイン(Fifth domain;immunoglobuline like)を示し、領域7は膜貫通領域を示す。なお、本明細書において、ペプチドとタンパク質の違いは、これらを構成するアミノ酸数の違いにより一般的に解釈され、いわゆる当業者により適宜解釈される。本明細書において、ペプチド又はタンパク質を構成するアミノ酸数の違いについては明確な境界線は特に定義しない。   In the pharmaceutical composition of the present invention, the peptide or protein contained as an active ingredient includes, for example, a peptide or protein selected from TrkB (eTrkB) protein having only the extracellular region of TrkB protein. For example, a peptide or protein consisting of the amino acid sequence of any one of the regions 1 to 6 of the extracellular region of the TrkB protein shown in FIG. 1, or one or more amino acids of these amino acid sequences are substituted, Peptides or proteins containing any amino acid sequence deleted, added or introduced and having a function of interacting with BDNF competitively with the TrkB protein are mentioned. In FIG. 1, region 1 is a signal peptide (Signal Peptide) sequence, region 2 is a leucine rich (Leucine rich repeat) sequence, region 3 is an immunoglobulin-like sequence, and region 4-5 is the fifth Trk protein. A domain (Fifth domain; immunoglobuline like) is shown, and region 7 shows a transmembrane region. In addition, in this specification, the difference between a peptide and a protein is generally interpreted by the difference in the number of amino acids constituting them, and is appropriately interpreted by those skilled in the art. In the present specification, a clear boundary line is not particularly defined for the difference in the number of amino acids constituting a peptide or protein.

本発明の医薬組成物において、有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、具体的には配列番号2〜8、10及び11に示すアミノ酸配列より選択されるいずれかのアミノ酸配列、あるいは配列番号2〜8、10及び11に示すアミノ酸配列より選択されるいずれかのアミノ酸配列のうち1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列のいずれかを含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用する機能を有するペプチド又はタンパク質が挙げられる。   In the pharmaceutical composition of the present invention, the peptide or protein contained as an active ingredient is specifically any amino acid sequence selected from the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 2 to 8, 10 and 11, or SEQ ID NO: 2 8, 10 and 11, one or more amino acids of any of the amino acid sequences selected from the amino acid sequence, substitution, deletion, including any of the amino acid sequence that is added or introduced, TrkB protein and Peptides or proteins having a function of competitively interacting with BDNF are mentioned.

本発明の医薬組成物において、有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、好ましくは、以下の1)又は2)に示すいずれかのアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質である。
1)配列表の配列番号4又は配列番号10に示すアミノ酸配列;
2)上記1)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
In the pharmaceutical composition of the present invention, the peptide or protein contained as an active ingredient preferably has any one of the following amino acid sequences shown in 1) or 2), and is a peptide that interacts with BDNF competitively with TrkB protein: Or a protein.
1) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10 in the sequence listing;
2) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 1) above.

本発明の医薬組成物において、有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、以下の3)又は4)に示すいずれかのアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質であってもよい。
3)配列表の配列番号6又は配列番号11に示すアミノ酸配列;
4)上記3)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
In the pharmaceutical composition of the present invention, the peptide or protein contained as an active ingredient is a peptide or protein containing any one of the amino acid sequences shown in 3) or 4) below and interacting with BDNF competitively with TrkB protein. There may be.
3) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 11 in the sequence listing;
4) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 3) above.

本発明は、上記TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質を有効成分として含む医薬組成物に関し、タンパク質製剤として使用することができる。   The present invention relates to a pharmaceutical composition containing, as an active ingredient, a peptide or protein that interacts with BDNF in a competitive manner with the TrkB protein, and can be used as a protein preparation.

本発明の医薬組成物に有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、生体内においてTrkBタンパク質とBDNFとが異常に相互作用することに起因するあらゆる症状や疾患に適用することができる。係る症状や疾患の例として、疼痛、肥満、喘息及びてんかんなどが挙げられる。本発明のTrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質を有効成分として含む医薬組成物は、疼痛、肥満、喘息及びてんかんより選択されるいずれかの症状若しくは疾患の改善又は治療のために使用される。   The peptide or protein contained as an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention can be applied to any condition or disease caused by abnormal interaction between TrkB protein and BDNF in vivo. Examples of such symptoms and diseases include pain, obesity, asthma and epilepsy. The pharmaceutical composition comprising as an active ingredient a peptide or protein that interacts with BDNF competitively with the TrkB protein of the present invention is used for improving or treating any symptom or disease selected from pain, obesity, asthma and epilepsy. Used for

上記に示した生体内においてTrkBタンパク質とBDNFとが異常に相互作用することに起因するあらゆる症状や疾患のうち、特に疼痛について詳述する。痛みは持続期間によって、急性疼痛と慢性疼痛とに分類される。急性疼痛は組織障害に伴う痛みでその持続期間は限られる。慢性疼痛は組織障害の治癒後にも続き、はっきりとした器質的原因を有さないことが多い。慢性疼痛における急性増悪期の痛みは急性疼痛と類似しており、内因性発痛物質が深く関わると考えられている。慢性疼痛として、交通事故又は手術後の後遺症、末期がん又は糖尿病などの耐え難い慢性的な痛みが挙げられる。また、痛みは原因によって、侵害受容性疼痛、神経障害性疼痛(neuropathic pain)、心因性疼痛に分類される。これらの独立した痛みは時間の経過とともに徐々に融合し、分類が困難な慢性の難治性疼痛となる。   Of all the symptoms and diseases caused by the abnormal interaction between the TrkB protein and BDNF in the living body described above, pain will be described in detail. Pain is classified by its duration into acute pain and chronic pain. Acute pain is pain associated with tissue damage and has a limited duration. Chronic pain persists after healing of the tissue disorder and often has no apparent organic cause. Acute exacerbation pain in chronic pain is similar to acute pain and is thought to be closely related to endogenous analgesics. Chronic pain includes intolerable chronic pain such as after-effects after a traffic accident or surgery, terminal cancer or diabetes. Pain is classified into nociceptive pain, neuropathic pain, and psychogenic pain according to the cause. These independent pains gradually merge over time, resulting in chronic refractory pain that is difficult to classify.

神経障害性疼痛は、創傷などによる初期の痛み(急性痛)とは異なり、創傷が治癒した後に新たに発生する痛みである。神経障害性疼痛として、通常であれば痛みを引き起こさない程度の刺激によっても激烈な痛みを誘発する症状(「アロディニア」とよばれる。)が知られている。従来、神経障害性疼痛などの難治性疼痛に対しては、既存の麻薬、消炎鎮痛剤などと、神経ブロック注射(麻酔薬)を組み合わせて行なっている。しかし、何れの方法も効果は不十分である。例えば、神経障害性疼痛モデルであるL5腰髄神経結紮ラットを用いて、ノイロトロピン(Neurotropin: NTP)と疼痛疾患治療に用いられる消炎鎮痛薬及び抗うつ薬の効果を比較検討した報告がある(日本ペインクリニック学会誌 Vol.15, No.14, 407-413 (2008))。ここでは、ノイロトロピン(R)及びミルナシプランでは、薬剤投与後2時間のみ鎮痛効果が認められたことが報告されているものの、効果の持続性において十分とはいえない。 Neuropathic pain, unlike initial pain due to a wound (acute pain), is new pain that occurs after the wound has healed. As a neuropathic pain, a symptom that induces intense pain even by a stimulus that does not normally cause pain (called “allodynia”) is known. Conventionally, intractable pain such as neuropathic pain has been performed by combining existing narcotics, anti-inflammatory analgesics and the like with a nerve block injection (anesthetic). However, the effects of both methods are insufficient. For example, there is a report comparing the effects of neurotropin (NTP) and anti-inflammatory analgesics and antidepressants used for the treatment of pain diseases using L5 lumbar spinal nerve ligated rats, which are neuropathic pain models (Japan). Journal of Japan Society of Pain Clinicians Vol.15, No.14, 407-413 (2008)). Here, it has been reported that neurotropin (R) and milnacipran exhibited an analgesic effect only for 2 hours after drug administration, but the effect persistence is not sufficient.

本発明の医薬組成物を疼痛に適用する場合は、有効成分としてのペプチド又はタンパク質は、BDNFのうち脊髄後角に作用するBDNF、より具体的には知覚神経及び/又はグリア細胞などより放出されるBDNFとTrkBタンパク質との相互作用を競合的に阻害しうるペプチド又はタンパク質が好適である。本発明の医薬組成物における有効成分が脊髄後角に作用するBDNF、より具体的には知覚神経及び/又はグリア細胞などより放出されるBDNFと競合的に作用することで、BDNFとTrkBタンパク質の相互作用をブロックし、その後の痛みの伝達を抑制することができる。BDNFは、分子量13.5kDよりなる分泌性タンパク質であり、ホモ2量体を形成している。BDNFは、その受容体である標的細胞表面上にある特異的受容体TrkBと高親和性に結合し、細胞内のシグナル伝達機構を介してその生理作用を発揮する。BDNFは、海馬に高濃度に存在することも知られている。BDNFは脊髄後角で痛みの伝達を増強する働きを有している可能性があることから、本発明では、BDNFとTrkBタンパク質との相互作用を競合的に阻害することで痛みを抑え得ると考えられる。   When the pharmaceutical composition of the present invention is applied to pain, a peptide or protein as an active ingredient is released from BDNF acting on the dorsal horn of the spinal cord among BDNF, more specifically from sensory nerves and / or glial cells. Peptides or proteins capable of competitively inhibiting the interaction between BDNF and TrkB protein are preferred. The active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention competitively acts with BDNF acting on the dorsal horn of the spinal cord, more specifically BDNF released from sensory nerves and / or glial cells and the like, whereby BDNF and TrkB protein Interactions can be blocked and subsequent transmission of pain can be suppressed. BDNF is a secretory protein having a molecular weight of 13.5 kD and forms a homodimer. BDNF binds with high affinity to its receptor, the specific receptor TrkB on the surface of target cells, and exerts its physiological effects via intracellular signaling mechanisms. BDNF is also known to be present in high concentrations in the hippocampus. Since BDNF may have a function to enhance pain transmission in the dorsal horn of the spinal cord, in the present invention, it is possible to suppress pain by competitively inhibiting the interaction between BDNF and TrkB protein. Conceivable.

本発明の医薬組成物に含まれる有効成分としてのペプチド又はタンパク質の量は、疼痛、肥満、喘息又はてんかん等の各症状や疾患の重症度、投与部位、投与回数、所望治療期間、患者の年齢、体重等により異なり、適宜決定することができる。本願ペプチド又はタンパク質を有効成分とする医薬組成物が溶液製剤の場合には、一般的には、溶液製剤の全体量に対して、0.01μg〜200 mg/mL、好ましくは0.5μg〜100 mg/mLのペプチド又はタンパク質を含むことができる。   The amount of the peptide or protein as an active ingredient contained in the pharmaceutical composition of the present invention depends on the severity of each symptom or disease such as pain, obesity, asthma or epilepsy, the administration site, the number of administrations, the desired treatment period, and the age of the patient. , Weight, etc., and can be determined as appropriate. When the pharmaceutical composition containing the peptide or protein of the present invention as an active ingredient is a solution preparation, generally, 0.01 μg to 200 mg / mL, preferably 0.5 μg to 100 mg / It can contain mL of peptide or protein.

本発明の医薬組成物において、有効成分として含まれるペプチド又はタンパク質は、リポソームやマイクロカプセルと結合させることができ、より好適にはリポソーム結合型タンパク質製剤とすることができる。リポソームやマイクロカプセルと、本発明における有効成分としてのペプチド又はタンパク質を結合させることで、医薬組成物における有効成分の作用がより持続的に作用しうる。   In the pharmaceutical composition of the present invention, the peptide or protein contained as an active ingredient can be bound to liposomes or microcapsules, and more preferably a liposome-bound protein preparation. By binding the liposome or microcapsule to the peptide or protein as the active ingredient in the present invention, the action of the active ingredient in the pharmaceutical composition can act more continuously.

本発明の医薬組成物には、薬学的に許容しうる担体を含めることができる。タンパク質製剤の製剤化に際して、好ましくは安定化剤が添加される。安定化剤としては、例えば、アルブミン、グロブリン、ゼラチン、マンニトール、グルコース、デキストラン、エチレングリコール等が挙げられる。さらに、本発明の製剤は製剤化に必要な添加物、例えば、賦形剤、溶解補助剤、酸化防止剤、無痛化剤、等張化剤等と配合してもよい。液状製剤とした場合は、凍結保存又は凍結乾燥等により水分を除去して保存するのが望ましい。凍結乾燥剤は、用事に注射用蒸留水等を加え、再溶解して使用される。また、徐放剤とした場合は、徐放用担体として例えば、可溶性コラーゲン又は可溶性コラーゲン誘導体、ゼラチン等のタンパク質、セラミックス多孔体、ポリアミノ酸、ポリ乳酸、キチン又はキチン誘導体、水膨潤性高分子ゲル等を使用することができる。   The pharmaceutical compositions of the present invention can include a pharmaceutically acceptable carrier. In formulating the protein preparation, a stabilizer is preferably added. Examples of the stabilizer include albumin, globulin, gelatin, mannitol, glucose, dextran, ethylene glycol and the like. Further, the preparation of the present invention may be blended with additives necessary for preparation, for example, excipients, solubilizers, antioxidants, soothing agents, tonicity agents and the like. In the case of a liquid preparation, it is preferable to store the liquid preparation by removing the moisture by cryopreservation or lyophilization. The freeze-dried agent is used by adding distilled water for injection or the like to the business and redissolving. When a sustained release agent is used, as a carrier for sustained release, for example, soluble collagen or a soluble collagen derivative, proteins such as gelatin, porous ceramics, polyamino acid, polylactic acid, chitin or a chitin derivative, a water-swellable polymer gel Etc. can be used.

本発明の医薬組成物は、通常非経口的投与経路により投与することができ、例えば注射剤(皮下注、静注、筋注、腹腔内注、脊髄くも膜下腔内注など)として投与することができる他、経皮、経粘膜、経鼻、経肺などで投与することができる。このような医薬組成物は、溶液製剤であってもよいし、使用前に溶解再構成するために凍結乾燥したものであってもよい。凍結乾燥のための賦形剤としては例えばマンニトール、ブドウ糖などの糖アルコールや糖類を使用することが出来る。溶液製剤である場合には、通常密封、滅菌されたプラスチック又はガラス製のバイアル、アンプル、注射器のような規定容量の形状の容器、ならびに瓶のような大容量の形状の容器で供給することができる。   The pharmaceutical composition of the present invention can be usually administered by a parenteral administration route, for example, administered as an injection (subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, spinal intrathecal injection, etc.). In addition, it can be administered transdermally, transmucosally, nasally, pulmonarily, etc. Such a pharmaceutical composition may be in the form of a solution or may be lyophilized for reconstitution before use. As an excipient for freeze-drying, for example, sugar alcohols such as mannitol and glucose and sugars can be used. In the case of solution preparations, they can be supplied in fixed volume containers such as sealed, sterilized plastic or glass vials, ampoules, syringes, and large volume containers such as bottles. it can.

本発明の理解を助けるために、実施例、実験例等を示して具体的に本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものでないことはいうまでもない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to Examples and Experimental Examples to facilitate understanding of the present invention, but it is needless to say that the present invention is not limited to these.

(実施例1)大腸菌を用いたeTrkBタンパク質の作製
細胞外領域のみを持つTrkB(eTrkB)タンパク質を作製するため、大腸菌用発現プラスミドを構築し、大腸菌に導入後、タンパク質精製を行った。ラットTrkB遺伝子(GenBank Accession number=M55291)のアミノ酸配列(配列番号1)を基に、細胞外領域と膜貫通領域を7つ(1〜7)に区分けし、複数の領域を持つ4種類の改変型タンパク質eTrkBについて各々cDNA発現ベクターを設計した(図1参照)。
(Example 1) Preparation of eTrkB protein using Escherichia coli To prepare a TrkB (eTrkB) protein having only an extracellular region, an expression plasmid for Escherichia coli was constructed, introduced into Escherichia coli, and then purified. Based on the amino acid sequence of the rat TrkB gene (GenBank Accession number = M55291) (SEQ ID NO: 1), the extracellular region and the transmembrane region are divided into seven (1 to 7), and four types of modifications having a plurality of regions are provided. A cDNA expression vector was designed for each of the type proteins eTrkB (see FIG. 1).

なお、7つに区分けした領域には、以下が含まれる。
領域1=シグナルペプチド(Signal Peptide)配列
領域2=ロイシンリッチ(Leucine rich repeat)配列
領域3=免疫グロブリン様(Immunoglobulin like)配列
領域4−5=Trkタンパク質の5番目のドメイン(Fifth domain;immunoglobuline like)
領域7=膜貫通領域
In addition, the area | region divided into seven includes the following.
Region 1 = Signal Peptide sequence region 2 = Leucine rich repeat sequence region 3 = Immunoglobulin like sequence region 4-5 = Fifth domain; immunoglobuline like )
Region 7 = transmembrane region

各cDNAをDNA合成にて作製した。各cDNAには精製用のS-tag配列とFLAG-tag配列を融合させ、lacプロモーターとHAT-tag配列を持つpHAT-10プラスミドに導入した。シークエンシング解析により、TrkB遺伝子及びHAT-tag、FLAG-tag、S-tag配列が確認された。
No.1:図1に示す領域234567を含むTrkB部分領域(配列番号2)
No.2:図1に示す領域23456を含むTrkB部分領域(配列番号3)
No.3:図1に示す領域456を含むTrkB部分領域(配列番号4)
No.4:図1に示す領域45を含むTrkB部分領域(配列番号5)
Each cDNA was prepared by DNA synthesis. Each cDNA was fused with an S-tag sequence for purification and a FLAG-tag sequence, and introduced into a pHAT-10 plasmid having a lac promoter and a HAT-tag sequence. Sequencing analysis confirmed the TrkB gene and HAT-tag, FLAG-tag, and S-tag sequences.
No. 1: TrkB partial region including region 234567 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 2)
No. 2: TrkB partial region including region 23456 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 3)
No. 3: TrkB partial region including region 456 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 4)
No. 4: TrkB partial region including region 45 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 5)

pHAT-10プラスミド(No.1〜4)を導入した大腸菌BL21(DE3)pLysSを培養し、培養液にIPTG(isopropyl β-D-thiogalactopyranoside、最終濃度2 mM)を添加することによりlacプロモーターの転写を誘導し、cDNAのタンパク質発現を行なった。6時間後に培養液から大腸菌を集菌し、一部をSDS-サンプルバッファで調整後、SDSゲル電気泳動を行なった。4種類のプラスミドからタンパク質の発現を検出した。すべて、目的の推定分子量の近傍であることを確認した。残りの菌体をPBSで撹拌、超音波処理し可溶化分画と不溶化分画に分離後、SDSゲルで目的タンパク質の確認を行なった。可溶化分画に目的タンパク質が存在するのはNo.3プラスミド搭載細胞の培養上清(培養上清No.3)のみであった。   Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS transfected with pHAT-10 plasmid (Nos. 1-4) is cultured, and lac promoter transcription is performed by adding IPTG (isopropyl β-D-thiogalactopyranoside, final concentration 2 mM) to the culture solution. Was induced to perform cDNA protein expression. Six hours later, Escherichia coli was collected from the culture solution, a portion was adjusted with an SDS-sample buffer, and SDS gel electrophoresis was performed. Protein expression was detected from the four plasmids. All were confirmed to be near the target estimated molecular weight. The remaining cells were stirred with PBS and sonicated to separate them into a solubilized fraction and an insoluble fraction, and the target protein was confirmed on an SDS gel. The target protein was present in the solubilized fraction only in the culture supernatant of No. 3 plasmid-containing cells (culture supernatant No. 3).

そこで、培養上清No.3中に存在するタンパク質の可溶化分画を、HAT-tag配列に特異的に結合するTALON-Resinカラム(TAKARA BIO Inc. Siga, Japan)に吸着後、 10 mM Imidazol で洗浄し、Imidazol(150 - 1000 mM)で溶出、精製を行なった。   Therefore, after adsorbing the solubilized fraction of the protein present in the culture supernatant No. 3 onto a TALON-Resin column (TAKARA BIO Inc. Siga, Japan) that specifically binds to the HAT-tag sequence, 10 mM imidazol And eluted with Imidazol (150-1000 mM) for purification.

培養上清No.3から精製して得たeTrkBタンパク質溶液の一部を使用して、0.5μgのBDNF(Abcam ab9794, mature type; Cambridge)とProtease inhibitor(10μL; Sigma)を添加後、30分間4℃で混合した。eTrkBタンパク質のS-tag配列を利用して、S-proteinアガロースビーズ(50μL; Novagen)でeTrkBタンパク質複合体を吸着させpull-downし、リン酸バッファーで5回洗浄した。eTrkBタンパク質がBDNFとの結合能を保持しているのであれば、eTrkBタンパク質を沈降させた複合体の中にBDNFが検出されるはずである。得られた複合体にSDS-サンプルバッファを添加後、95℃で5分間加熱処理してSDSゲル電気泳動を行い、抗BDNF抗体(ab9793)を用いたウェスタンブロットで解析したところ、BDNFが検出された(図6、レーン1)。No.3培養液から精製したeTrkBタンパク質(以下、「eTrkB精製タンパク質(No.3)」がBDNFに結合可能であることが確認された。   Using a part of the eTrkB protein solution obtained by purifying from the culture supernatant No. 3, add 0.5 μg of BDNF (Abcam ab9794, mature type; Cambridge) and Proteinase inhibitor (10 μL; Sigma) for 30 minutes. Mix at 4 ° C. Using the S-tag sequence of eTrkB protein, the eTrkB protein complex was adsorbed with S-protein agarose beads (50 μL; Novagen), pulled down, and washed five times with phosphate buffer. If eTrkB protein retains the ability to bind to BDNF, BDNF should be detected in the complex in which eTrkB protein has been precipitated. After adding SDS-sample buffer to the obtained complex, the mixture was heated at 95 ° C for 5 minutes, subjected to SDS gel electrophoresis, and analyzed by Western blot using an anti-BDNF antibody (ab9793). BDNF was detected. (FIG. 6, lane 1). It was confirmed that eTrkB protein purified from No. 3 culture solution (hereinafter, “eTrkB purified protein (No. 3)” can bind to BDNF.

(実施例2)高等動物培養細胞を用いたeTrkBタンパク質作製
細胞外領域のみを持つTrkB(eTrkB)タンパク質を作製するため、高等動物用発現プラスミドを構築し、培養細胞に導入後、タンパク質精製を行った。ラットTrkB遺伝子(GenBank Accession number=M55291)のアミノ酸配列を基に、細胞外領域を持つ3種類の改変型タンパク質eTrkB cDNA発現ベクターを設計した(図1)。
(Example 2) Preparation of eTrkB protein using cultured cells of higher animals In order to prepare TrkB (eTrkB) protein having only an extracellular region, an expression plasmid for higher animals was constructed and introduced into cultured cells, followed by protein purification. Was. Based on the amino acid sequence of the rat TrkB gene (GenBank Accession number = M55291), three types of modified protein eTrkB cDNA expression vectors having extracellular regions were designed (FIG. 1).

No.5:図1に示す領域123456を含むTrkB部分領域(配列番号6)
No.6:図1に示す領域1456を含むTrkB部分領域(配列番号7)
No.7:図1に示す領域15を含むTrkB部分領域(配列番号8)
No. 5: TrkB partial region including region 123456 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 6)
No. 6: TrkB partial region including region 1456 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 7)
No. 7: TrkB partial region including region 15 shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 8)

各cDNAをDNA合成にて作製した。各cDNAには、精製用のHis-tag配列、S-tag配列及びFLAG-tag配列を融合させ、CMVプロモーターとG418薬剤耐性遺伝子を持つpCMVscriptプラスミドに導入した。シークエンシング解析により、TrkB遺伝子及びHis-tag、S-tag、FLAG-tag配列が確認された。   Each cDNA was prepared by DNA synthesis. Each cDNA was fused with a purification His-tag sequence, S-tag sequence and FLAG-tag sequence, and introduced into a pCMVscript plasmid having a CMV promoter and a G418 drug resistance gene. Sequencing analysis confirmed the TrkB gene and the His-tag, S-tag, and FLAG-tag sequences.

ヒトHEK293細胞(T-175TCフラスコ10枚)にプラスミド(No.5〜7)をLipofectamin 2000(Invitrogen)で導入後、翌日、無血清培地に交換し、その2日後に培養上清1 Lを回収した。その培養上清の1 mLを採取し、S-proteinアガロースビーズ(50μL; Novagen)でeTrkBタンパク質をpull-downし、抗His抗体、抗FLAG抗体を用いたウェスタンブロットで解析したところ、No.5プラスミド搭載細胞の培養上清(培養上清No.5)にのみeTrkBタンパク質が分泌されることを確認した。   After introducing plasmids (Nos. 5 to 7) into human HEK293 cells (10 T-175TC flasks) using Lipofectamin 2000 (Invitrogen), the medium was replaced with a serum-free medium the next day, and 1 L of the culture supernatant was recovered two days later did. 1 mL of the culture supernatant was collected, eTrkB protein was pulled down with S-protein agarose beads (50 μL; Novagen), and analyzed by Western blot using anti-His antibody and anti-FLAG antibody. It was confirmed that eTrkB protein was secreted only in the culture supernatant of the plasmid-carrying cells (culture supernatant No. 5).

そこで、培養上清No.5の1 mLに0.5μgのBDNF(Abcam ab9794, mature type)とProtease inhibitor(Sigma)を添加後、30分間4℃で混合させ、S-tagアガロースビーズでeTrkBタンパク質複合体をpull-downし、リン酸バッファーで5回洗浄した。得られた複合体にSDS-サンプルバッファを添加後、95℃5分間加熱処理してSDSゲル電気泳動を行い、抗BDNF抗体(Abcam ab9793)を用いたウェスタンブロットで解析した。その結果、No.5培養液から精製したeTrkBタンパク質(以下、「eTrkB精製タンパク質(No.5)」)がBDNFに結合できることを確認した(図7、レーン2)。残りの培養上清から目的のHis-tag融合タンパク質を、Ni-NTAカラム(QIAGEN, Hilden, Germany)を用いて精製した。   Therefore, 0.5 μg of BDNF (Abcam ab9794, mature type) and proteinase inhibitor (Sigma) were added to 1 mL of culture supernatant No. 5 and mixed at 4 ° C. for 30 minutes, and eTrkB protein complex was added with S-tag agarose beads. The body was pulled down and washed 5 times with phosphate buffer. After adding an SDS-sample buffer to the obtained complex, the mixture was heated at 95 ° C. for 5 minutes, subjected to SDS gel electrophoresis, and analyzed by Western blot using an anti-BDNF antibody (Abcam ab9793). As a result, it was confirmed that eTrkB protein purified from the No. 5 culture solution (hereinafter, “eTrkB purified protein (No. 5)”) can bind to BDNF (FIG. 7, lane 2). The desired His-tag fusion protein was purified from the remaining culture supernatant using a Ni-NTA column (QIAGEN, Hilden, Germany).

(実験例1)疼痛モデルラットへのeTrkBタンパク質の投与実験
本実験例では、実施例1で作製したeTrkB精製タンパク質(No.3)及び実施例2で作製したeTrkB精製タンパク質(No.5)について、神経障害性疼痛モデルラットへ投与し、疼痛抑制効果の判定試験を行なった。また、eTrkB精製タンパク質(No.5)については、eTrkB精製タンパク質(No.5)を95℃、4分加温して不活化させた不活化eTrkBについても疼痛抑制効果の判定試験を行なった。
(Experimental example 1) Experiment of administration of eTrkB protein to pain model rat In this experimental example, eTrkB purified protein (No. 3) prepared in Example 1 and eTrkB purified protein (No. 5) prepared in Example 2 were used. Was administered to a neuropathic pain model rat, and a test for determining the effect of suppressing pain was performed. With respect to the purified eTrkB protein (No. 5), a determination test of the pain-suppressing effect was also performed on the inactivated eTrkB, which was inactivated by heating the eTrkB purified protein (No. 5) at 95 ° C. for 4 minutes.

1)疼痛モデルラットの作製
Chung JMら(Methods Mol Med 2004; 99, 35-45)の方法に従い、疼痛モデルラットを作製した。生後7週齢、雄のWisterラットをセボフルランによる全身麻酔を施した。背部を正中切開しL6横突起を同定、切断した後、左のL5腰髄神経(後根神経節よりも末梢)を5-0の絹糸で結紮することで作製した(以下、「L5疼痛モデルラット」)。 膜と皮膚を縫合し、消毒を施した。モデル作製をday0とした。
1) Preparation of pain model rat
Pain model rats were prepared according to the method of Chung JM et al. (Methods Mol Med 2004; 99, 35-45). Seven-week-old male Wistar rats were subjected to general anesthesia with sevoflurane. After making a midline incision in the back to identify and cut the L6 transverse process, the left L5 lumbar spinal nerve (peripheral to the dorsal root ganglion) was ligated with a 5-0 silk thread (hereinafter referred to as the “L5 pain model”). Rat "). The membrane and skin were sutured and disinfected. The model was made day0.

2)疼痛評価方法
疼痛評価は、von Frey testにより行った。具体的には、金網を下に引いた透明プラスチックケース(10×13×15 cm3)にラットを入れ、30分間馴化させた後、von Frey filaments (TACTILE TEST AESTHSIO, Murimachi Kikai Co.)を用いてvon Frey testを行った。疼痛閾値は、Chaplan SRら(J Neurosci Methods 1994; 53, 55-63)の方法に従い、50% PWT(paw withdrawal threshold)を計算した。疼痛閾値の変化はBonferroni法で調整されたWilcoxn rank-sum testで確認した。p < 0.05を統計学的な有意差とした。
2) Pain evaluation method The pain was evaluated by the von Frey test. Specifically, the rats were placed in a transparent plastic case (10 × 13 × 15 cm 3 ) with a wire mesh pulled down, acclimated for 30 minutes, and then used with von Frey filaments (TACTILE TEST AESTHSIO, Murimachi Kikai Co.). Von Frey test. The pain threshold was calculated as a 50% PWT (paw withdrawal threshold) according to the method of Chaplan SR et al. (J Neurosci Methods 1994; 53, 55-63). Changes in the pain threshold were confirmed by a Wilcoxn rank-sum test adjusted by the Bonferroni method. p <0.05 was taken as a statistically significant difference.

3)各eTrkBタンパク質の疼痛抑制作用
上記1)で作製したL5疼痛モデルラット作製1週間後(day7)に疼痛閾値を測定した。疼痛閾値測定後day7にセボフルランによるL5疼痛モデルラットの全身麻酔を行い、ラットの脊髄くも膜下へカテーテルを挿入した。23G針を穿刺し、その内腔にカテーテルを通して先端がL5椎体中央になる深さに挿入した。カテーテルを通して各eTrkB精製タンパク質を投与し、疼痛閾値を測定した。
3) Pain inhibitory action of each eTrkB protein One week after the L5 pain model rat prepared in 1) above was prepared (day 7), the pain threshold was measured. After the measurement of the pain threshold, general anaesthesia of the L5 pain model rat was performed with sevoflurane on day 7, and a catheter was inserted into the spinal cord of the rat. A 23G needle was punctured and inserted into the lumen through a catheter to a depth where the tip was centered on the L5 vertebral body. Each purified eTrkB protein was administered through a catheter and the pain threshold was measured.

・eTrkB精製タンパク質(No.5)
eTrkB精製タンパク質(No.5)を100 ng/3μL投与後に生理食塩液を20μL追加で投与し(n=9)た。Controlとして生理食塩液を10μL(n=9)投与した。投与前(day 7)で1.56 vs 1.01(eTrkB群 vs Control群, p=1.00)と有意差は認められなかった。一方、投与2日後(day 9)では10.73 vs 1.19(eTrkB群 vs Control群, p=0.0068)とeTrkB精製タンパク質(No.5)投与群で有意な疼痛抑制効果が認められた。投与5日後(day 12)においては4.78 vs 1.32(eTrkB群 vs Control群, p=0.179)と抑制傾向は見られたが、統計的な有意差はなかった(図8)。
・ Purified eTrkB protein (No.5)
After administration of 100 ng / 3 μL of eTrkB purified protein (No. 5), 20 μL of physiological saline was additionally administered (n = 9). As a control, 10 μL (n = 9) of physiological saline was administered. Before administration (day 7), there was no significant difference from 1.56 vs 1.01 (eTrkB group vs Control group, p = 1.00). On the other hand, two days after administration (day 9), a significant pain-suppressing effect was observed between 10.73 vs 1.19 (eTrkB group vs Control group, p = 0.0068) and the eTrkB purified protein (No. 5) administration group. Five days after administration (day 12), there was a tendency of suppression of 4.78 vs 1.32 (eTrkB group vs Control group, p = 0.179), but there was no statistically significant difference (FIG. 8).

・不活化eTrkB精製タンパク質(No.5)
上記eTrkB精製タンパク質(No.5)を95℃、4分加温した不活化eTrkB精製タンパク質(No.5)についても同様に疼痛抑制効果を確認した。100 ng/3μL投与後に生理食塩液を20μL追加で投与し(n=6)た。Controlとして生理食塩液を10μL(n=6)投与した。不活化eTrkB投与群(n=6)とcontrol群(n=6)とで疼痛閾値の差はみられなかった(図9)。これらの結果は、熱処理していない活性型のeTrkB精製タンパク質(No.5)は強力な疼痛抑制効果を持つことを示している。
・ Inactivated eTrkB purified protein (No.5)
The pain suppression effect was similarly confirmed for the inactivated eTrkB purified protein (No. 5) obtained by heating the above eTrkB purified protein (No. 5) at 95 ° C. for 4 minutes. After administration of 100 ng / 3 μL, a physiological saline solution was additionally administered at 20 μL (n = 6). As a control, 10 μL (n = 6) of physiological saline was administered. There was no difference in pain threshold between the inactivated eTrkB administration group (n = 6) and the control group (n = 6) (FIG. 9). These results indicate that the active heat-treated purified eTrkB protein (No. 5) has a strong pain-suppressing effect.

・eTrkB精製タンパク質(No.3)
eTrkB精製タンパク質(No.3)を10 ng/μLを10μL(n=3)投与し、Controlとして生理食塩液を20μL(n=5)投与した。投与4時間後(day7.5)で非常に強い疼痛抑制効果がみられ、day12ごろまで持続した(図10)。
・ Purified eTrkB protein (No.3)
10 μL (n = 3) of 10 ng / μL of eTrkB purified protein (No. 3) was administered, and 20 μL (n = 5) of physiological saline was administered as a control. At 4 hours after administration (day 7.5), a very strong pain-suppressing effect was observed, and it continued until around day 12 (FIG. 10).

eTrkB精製タンパク質(No.5)は、配列表の配列番号6に示すTrkBの425アミノ酸から構成されているが、eTrkB精製タンパク質(No.3)は、配列表の配列番号4に示す131アミノ酸から構成されている。上記の結果は、TrkBの細胞外領域に係る部分配列であって、配列表の配列番号4に示す131アミノ酸で特定されるペプチドであっても疼痛抑制効果があることを示しており、有効成分のペプチドとして分子量を小さくすることが可能であることが示唆された。   The eTrkB purified protein (No. 5) is composed of 425 amino acids of TrkB shown in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing, whereas the eTrkB purified protein (No. 3) is composed of 131 amino acids shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing. It is configured. The above results show that the partial sequence related to the extracellular region of TrkB, and even the peptide identified by 131 amino acids shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing has a pain-suppressing effect. It was suggested that it is possible to reduce the molecular weight of the peptide.

(実施例3)eTrkBタンパク質結合型リポソームの調製
本実施例では、実施例1で作製したeTrkB精製タンパク質(No.3)を用いて、eTrkBタンパク質とリポソームを結合させたeTrkBタンパク質結合型リポソーム(以下、「eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソーム」)を作製した。
(Example 3) Preparation of eTrkB protein-bound liposome In this example, using the eTrkB purified protein (No. 3) prepared in Example 1, eTrkB protein-bound liposome (hereinafter referred to as "eTrkB protein-bound liposome") was prepared. , “ETrkB protein (No. 3) -bound liposome”).

高純度リン脂質であるCOATSOME NC-21(Hydrogenated soy phosphatidylcholines水素添加大豆ホスファチジルコリン90%)とCOATSOME FE-8181SU5(N-(Succinimidyloxy-glutaryl)-L-α-phosphatidyl ethanolamine, Dioleoyl)をクロロフォルム・メタノール溶液で溶解し、真空乾燥により溶媒を留去し、脂質薄膜を作製した。薄膜をバッファー(10 mMリン酸ナトリウム(pH8.0)、150 mM NaCl)で溶解し、バス型ソニケーター30分間処理でリポソーム化させた(片山化学工業株式会社)。   High purity phospholipids COATSOME NC-21 (hydrogenated soy phosphatidylcholines, 90% hydrogenated soy phosphatidylcholine) and COATSOME FE-8181SU5 (N- (Succinimidyloxy-glutaryl) -L-α-phosphatidyl ethanolamine, Dioleoyl) in chloroform-methanol solution After dissolution, the solvent was distilled off by vacuum drying to prepare a lipid thin film. The thin film was dissolved in a buffer (10 mM sodium phosphate (pH 8.0), 150 mM NaCl) and treated with a bath-type sonicator for 30 minutes to form liposomes (Katayama Chemical Industry Co., Ltd.).

予備検討として、ヒト血清アルブミン(HSA)とリポソームの加工処理を行い、限外濾過膜で分画した。精製したリポソームの粒子径、電位の測定を行なった後、分解して脂質定量とタンパク質定量を行なった。   As a preliminary study, human serum albumin (HSA) and liposomes were processed and fractionated with an ultrafiltration membrane. After measuring the particle diameter and potential of the purified liposome, the purified liposome was decomposed and quantified for lipid and protein.

次に、この条件でeTrkB精製タンパク質(No.3)をリポソームと加工処理して、限外濾過膜で分画した。得られたeTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームの粒子径と電位、多分散指数(Polydispersity Index:PDI、粒子径分布の幅を評価するための指数)はゼータサイザーナノ ZSP(Malvern Instruments Ltd, Worcestershire, UK)を用いて測定した。タンパク質定量は BCA Protein Assay Reagent(Thermo Fisher Scientific)を、脂質測定は リン脂質C-テストワコー(和光純薬工業株式会社)を用いて測定した。eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームの粒子径は平均201 nm、電位は-16mVであった。多分散指数DPIは0.3以下の値であったので、当eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームからなる製剤は狭い径分布を有すると考えられる。脂質濃度は1.7 mg/mL、タンパク質濃度は57μg/mLであり、脂質あたりのタンパク質量は33.5μg/mgであった。本製剤はオレインを使用した高純度の不飽和リン脂質からなり、著しく高い酸化安定性を示すと考えられる(図10)。   Next, the eTrkB purified protein (No. 3) was processed with the liposome under these conditions, and fractionated with an ultrafiltration membrane. The particle size, potential, and polydispersity index (Polydispersity Index: PDI, an index for evaluating the width of the particle size distribution) of the obtained eTrkB protein (No. 3) -bound liposome are Zetasizer Nano ZSP (Malvern Instruments Ltd, Worcestershire, UK). For protein quantification, BCA Protein Assay Reagent (Thermo Fisher Scientific) was used, and for lipid measurement, phospholipid C-Test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. The particle size of the eTrkB protein (No. 3) -bound liposome was 201 nm on average, and the potential was -16 mV. Since the polydispersity index DPI was 0.3 or less, it is considered that the preparation comprising the present eTrkB protein (No. 3) -bound liposome has a narrow size distribution. The lipid concentration was 1.7 mg / mL, the protein concentration was 57 μg / mL, and the amount of protein per lipid was 33.5 μg / mg. This preparation is composed of high-purity unsaturated phospholipid using olein, and is considered to exhibit remarkably high oxidative stability (FIG. 10).

(実験例2)疼痛モデルラットへのリポソームeTrkB(No.3)の投与実験
本実験例では、上記実施例3で作製したeTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームによる疼痛抑制効果を、実験例1と同手法によりL5疼痛モデルラットを用いてvon Frey testで評価した。
(Experimental Example 2) Administration experiment of liposome eTrkB (No. 3) to pain model rat In this experimental example, the pain suppressing effect of the eTrkB protein (No. 3) -bound liposome prepared in Example 3 was examined. Evaluation was performed by the von Frey test using L5 pain model rats by the same method as in Example 1.

実験例1と同様に、L5疼痛モデルラット作製1週間後(day7)に疼痛閾値を測定した後、eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームを脊髄くも膜下腔に投与した。eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームをタンパク質濃度10 ng/μLを10μL(n=4)投与した。eTrkBタンパク質(No.3)結合型リポソームでは投与4時間後(day7.5)で疼痛抑制傾向が認められ、day 16までの10日程度、疼痛抑制効果が観察された。同条件で疼痛抑制効果を確認した実験例1のeTrkB精製タンパク質(No.3)の結果と比較したところ、eTrkBタンパク質結合型リポソームは、eTrkBタンパク質の単独投与よりも、長期間抑制効果を持続することが確認された(図10)。   As in Experimental Example 1, one week after the L5 pain model rat was prepared (day 7), the pain threshold was measured, and then the eTrkB protein (No. 3) -bound liposome was administered to the spinal subarachnoid space. The eTrkB protein (No. 3) -bound liposome was administered at a protein concentration of 10 ng / μL at 10 μL (n = 4). The eTrkB protein (No. 3) -bound liposome showed a tendency to suppress pain 4 hours after administration (day 7.5), and a pain suppressing effect was observed for about 10 days until day 16. When compared with the result of eTrkB purified protein (No. 3) of Experimental Example 1 in which the pain-suppressing effect was confirmed under the same conditions, the eTrkB-protein-bound liposome has a longer-lasting effect than the single administration of eTrkB protein. This was confirmed (FIG. 10).

(実験例3)逃避反応時間測定(Plantar 試験法)による疼痛抑制効果の評価
本実験例では、eTrkB精製タンパク質(No.3)(実施例1)、eTrkB精製タンパク質(No.5)(実施例2)及びeTrkB精製タンパク質(No.3)結合型リポソーム(実施例3)について、L5疼痛モデルラットへ投与し、逃避反応時間測定(Plantar 試験法)による疼痛抑制効果の判定試験を行なった。
(Experimental Example 3) Evaluation of Pain Suppressing Effect by Escape Reaction Time Measurement (Plantar Test Method) In this experimental example, eTrkB purified protein (No. 3) (Example 1), eTrkB purified protein (No. 5) (Example) 2) and eTrkB-purified protein (No. 3) -bound liposome (Example 3) were administered to L5 pain model rats, and a test for determining the pain-suppressing effect by measuring the escape reaction time (Plantar test method) was performed.

1)疼痛モデルラットの作製
実験例1の手法に従いL5疼痛モデルラットを作製した。
1) Preparation of a Pain Model Rat An L5 pain model rat was prepared according to the method of Experimental Example 1.

2)疼痛評価方法
疼痛評価は、逃避反応時間測定(Plantar 試験法)により行った。具体的には、プラスチックケージ内にラットを1匹ずつ入れて環境に順応させた後、ガラス板の下からラットの後肢足蹠へ熱刺激を加え、後肢の逃避反応を示すまでの潜時をプランター式鎮痛効果測定装置(MODEL37370、UgoBasile社)を用いて測定し、評価した。
2) Pain evaluation method Pain was evaluated by measuring escape reaction time (Plantar test method). Specifically, after placing rats one by one in a plastic cage and acclimating to the environment, a thermal stimulus was applied to the hind footpad of the rat from under the glass plate, and the latency until the hind limb escape response was shown. It was measured and evaluated using a planter-type analgesic effect measuring device (MODEL37370, UgoBasile).

3)各eTrkBタンパク質の疼痛抑制作用
上記1)で作製したL5疼痛モデルラット作製1週間後(day7)に疼痛閾値を測定後、実験例1と同手法により10 ng/μLのeTrkB精製タンパク質(No.5)を10μL(n=6)、10 ng/μLのeTrkB精製タンパク質(No.3)を10μL(n=7)、eTrkBタンパク質No.3結合型リポソーム(タンパク質濃度10 ng/μL)を10μL(n=7)、及び、Controlとして生理食塩液を10μL(n=3)投与した。
3) Pain-suppressing action of each eTrkB protein One week after the L5 pain model rat prepared in 1) above was prepared (day 7), the pain threshold was measured, and 10 ng / μL of the purified eTrkB protein (No. .5) in 10 μL (n = 6), 10 μL of 10 ng / μL purified eTrkB protein (No. 3) (n = 7), and 10 μL of eTrkB protein No. 3 binding liposome (protein concentration 10 ng / μL) (N = 7), and 10 μL (n = 3) of physiological saline was administered as Control.

eTrkB精製タンパク質(No.5)投与群において、投与前では逃避反応を示すまでの潜時にはControl群とほとんど差がないが、投与2日後(day9)でeTrkB投与群の逃避反応を示すまでの潜時の延長が見られた。このことは、eTrkB投与により熱刺激に対する痛覚過敏が抑制されることを示している。図11(A)   In the group treated with eTrkB purified protein (No. 5), there was almost no difference between the latency before the administration and the control group before the escape response, but the latency until the escape response in the eTrkB administration group 2 days after administration (day 9). An extension of time was seen. This indicates that administration of eTrkB suppresses hyperalgesia to thermal stimulation. FIG. 11 (A)

eTrkB精製タンパク質(No.3)投与群においても同様に、投与前では逃避反応を示すまでの潜時にはControl群とほとんど差がないが、投与2日後(day9)でeTrkB投与群の逃避反応を示すまでの潜時の延長が見られた。このことは、eTrkB投与により熱刺激に対する痛覚過敏が抑制されることを示している。図11(B)   Similarly, in the group treated with eTrkB purified protein (No. 3), there was almost no difference in latency until the escape response was observed before administration compared with the control group, but the escape response of the eTrkB administration group was observed 2 days after administration (day 9). An extension of the latency was seen. This indicates that administration of eTrkB suppresses hyperalgesia to thermal stimulation. FIG. 11 (B)

eTrkB精製タンパク質(No.3)投与群とeTrkBタンパク質No.3結合型リポソーム投与群において、タンパク質投与ラットでは投与2日後(day9)に痛覚過敏の抑制が見られるが、リポソーム投与群ラットでは投与2日後から少なくとも投与9日後(day16)まで統計的有意に痛覚過敏の抑制が見られる。リポソーム投与群ラットの、この痛覚過敏の抑制傾向は投与後14日(day21)まで観察された。図11(C)   In the eTrkB purified protein (No. 3) administration group and the eTrkB protein No. 3 binding type liposome administration group, hyperalgesia was suppressed 2 days after administration (day 9) in the protein-administered rats. From day 1 to at least 9 days after administration (day 16), statistically significant suppression of hyperalgesia is observed. This tendency of suppressing hyperalgesia in the liposome-administered rats was observed until 14 days after administration (day 21). FIG. 11 (C)

(実験例4)TrkB-Fcタンパク質投与による疼痛抑制効果
本実験例では、市販のTrkB-Fc(Recombinant human TrkB-Fc Chimeraタンパク質, 688-TK-100, R&D systems)について、実験例1と同手法によりL5疼痛モデルラットへ投与し、von Frey testにより疼痛抑制効果の判定試験を行なった。
(Experimental example 4) Pain suppression effect by administration of TrkB-Fc protein In this experimental example, the same method as in Experimental example 1 was used for commercially available TrkB-Fc (Recombinant human TrkB-Fc Chimera protein, 688-TK-100, R & D systems). Was administered to an L5 pain model rat, and a pain suppression effect determination test was performed by a von Frey test.

実験例1に示したL5疼痛モデルラット作製1週間後(day7)に疼痛閾値を測定し、その後実験例1と同手法により脊髄くも膜下腔にTrkB-Fcを100 ng/5μL投与した(n=6)。Controlとして生理食塩液を10μL(n=6)投与した。疼痛閾値を測定した結果、TrkB-Fc群とcontrol群との間に有意差は認められなかった(図12)。TrkB-Fcタンパク質量としてeTrkBタンパク質量と同様に100 ng投与したが、疼痛閾値の改善効果が低かった理由として、TrkB-Fcは分子量が大きくなり、有効成分としてのTrkBタンパク質の投与モル数が低いためと考えられた。   One week after the preparation of the L5 pain model rat shown in Experimental Example 1 (day 7), the pain threshold was measured, and then 100 ng / 5 μL of TrkB-Fc was administered to the spinal subarachnoid space by the same method as in Experimental Example 1 (n = 6). As a control, 10 μL (n = 6) of physiological saline was administered. As a result of measuring the pain threshold, no significant difference was observed between the TrkB-Fc group and the control group (FIG. 12). Although the amount of TrkB-Fc protein was administered at 100 ng in the same manner as the amount of eTrkB protein, the effect of improving the pain threshold was low because the molecular weight of TrkB-Fc increased and the number of moles of TrkB protein administered as an active ingredient was low It was thought to be.

上記結果より、TrkB-Fcの投与量を増加させることで疼痛閾値の改善がみられるかを確認した。TrkB-Fcを1μg/5μLを投与した以外は、上記と全く同条件で疼痛閾値を測定した。その結果、疼痛閾値改善効果が確認された(図13)。上記結果より、eTrkBタンパク質はTrkB-Fcよりも少ない投与量で鎮痛効果を発揮しうると考えられた。   From the above results, it was confirmed whether the pain threshold was improved by increasing the dose of TrkB-Fc. The pain threshold was measured under exactly the same conditions as above except that 1 μg / 5 μL of TrkB-Fc was administered. As a result, the effect of improving the pain threshold was confirmed (FIG. 13). From the above results, it was considered that the eTrkB protein can exert an analgesic effect with a smaller dose than TrkB-Fc.

(比較例1)TrkBアンタゴニスト(ANA-12)投与による疼痛抑制効果
本実験例では、TrkBアンタゴニストであるANA-12(SML 0209, N-[2-[[(Hexahydro-2-oxo-1H-azepin-3-yl)amino]carbonyl]phenyl]-benzo[b]thiophene-2-carboxamide, igma-Aldrich)について、実験例1と同手法によりL5疼痛モデルラットへ投与し、von Frey testにより疼痛抑制効果の判定試験を行なった。
(Comparative Example 1) Pain Suppressing Effect by Administration of TrkB Antagonist (ANA-12) In this experimental example, TrkB antagonist ANA-12 (SML 0209, N- [2-[[(Hexahydro-2-oxo-1H-azepin) -3-yl) amino] carbonyl] phenyl] -benzo [b] thiophene-2-carboxamide (igma-Aldrich) was administered to L5 pain model rats by the same method as in Experimental Example 1, and the pain was suppressed by the von Frey test. Was carried out.

実験例1に示したL5疼痛モデルラット作製1週間後(day7)に疼痛閾値を測定し、その後実験例1と同手法により脊髄くも膜下腔にANA-12を100 ng/5μL投与した(n=7)。Controlとして生理食塩液を10μL(n=6)投与した。   One week after the L5 pain model rat shown in Experimental Example 1 was prepared (day 7), the pain threshold was measured, and then ANA-12 was administered to the spinal subarachnoid space by 100 ng / 5 μL in the same manner as in Experimental Example 1 (n = 7). As a control, 10 μL (n = 6) of physiological saline was administered.

投与前 (day 7)では、0.74 vs 0.78(ANA-12群 vs control群, p=1.00)であり、両群間で差はなかったが、ANA-12投与4時間後(day 7.5)に11.83 vs 1.01(ANA-12群 vs Control群, p=0.0132)と有意差を認めた。day 8では3.47 vs 1.19(ANA-12群 vs Control群, p=0.0704)であり、ANA-12投与が疼痛抑制効果を示す傾向はみられたが、統計学的な有意差はみられなかった。投与後2日(day 9)では1.60 vs 1.32 (ANA-12群 vs Control群, p=0.88)であり、両群間で差はなかった(図14)。   Before administration (day 7), the ratio was 0.74 vs 0.78 (ANA-12 group vs control group, p = 1.00), and there was no difference between the two groups, but 11.83 4 hours after administration of ANA-12 (day 7.5). There was a significant difference with vs 1.01 (ANA-12 group vs Control group, p = 0.0132). On day 8, the ratio was 3.47 vs 1.19 (ANA-12 group vs Control group, p = 0.0704), indicating that ANA-12 administration tended to show a pain-suppressing effect, but there was no statistically significant difference . Two days after administration (day 9), the ratio was 1.60 vs 1.32 (ANA-12 group vs Control group, p = 0.88), and there was no difference between the two groups (FIG. 14).

ANA-12はTrkBのアンタゴニストとして働き、BDNFと競合することでBDNF/TrkB経路を阻害しうることが報告されている(Cazorla M.ら, J Clinical Investigation 2011; 121, 1846-1857)。ANA-12に関し、これまでうつ病に関する報告はいくつかみられる(Zhang JCら, Int J Neuropsychopharmacol 2015; 18, 1-9、Shirayama Yら, Eur Neuropsychopharmacol 2015; 25, 2449-2458)。一方、神経障害性疼痛に関する報告はなく、脊髄くも膜下腔への投与で疼痛閾値が改善した報告は、本比較例での結果が初めてである。しかしながら、ANA-12投与によりみられた疼痛の改善効果は投与4時間後で確認されたが、翌日にはL5疼痛モデルラットは疼痛過敏の状態となっていた。eTrkBタンパク質は2日後にも疼痛閾値改善効果がみられたことから、1回の投与では、eTrkBタンパク質はANA-12より長い時間効果が持続すると考えられた。   It has been reported that ANA-12 acts as an antagonist of TrkB and can inhibit the BDNF / TrkB pathway by competing with BDNF (Cazorla M. et al., J Clinical Investigation 2011; 121, 1846-1857). Regarding ANA-12, there have been some reports on depression (Zhang JC et al., Int J Neuropsychopharmacol 2015; 18, 1-9; Shirayama Y et al., Eur Neuropsychopharmacol 2015; 25, 2449-2458). On the other hand, there is no report on neuropathic pain, and the result of this comparative example is the first report that the pain threshold was improved by administration to the spinal subarachnoid space. However, the improvement effect of pain observed by the administration of ANA-12 was confirmed 4 hours after administration, but on the next day, the L5 pain model rat was in a state of hypersensitivity. Since the eTrkB protein had an effect of improving the pain threshold even after 2 days, it was considered that the eTrkB protein lasted longer than ANA-12 by a single administration.

以上詳述したように、TrkBタンパク質を構成するアミノ酸配列のうち、本発明の細胞外領域から選択される特定の部分配列を含むペプチド又はタンパク質はBDNFと結合能力を有し、上記ペプチド又はタンパク質はTrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用する。これにより、本発明の医薬組成物における有効成分としてのペプチド又はタンパク質は生体内においてTrkBタンパク質とBDNFとが異常に相互作用することに起因する症状や疾患の改善又は治療のために使用することができる。具体的には疼痛、肥満、喘息及びてんかんより選択されるいずれかの症状若しくは疾患の改善又は治療のために使用することができる。本発明の有効成分としてのペプチド又はタンパク質は特に疼痛抑制効果が持続する。さらに有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、リポソームと結合しているリポソーム結合型タンパク質の場合に、より長期間疼痛抑制効果が持続する。   As described in detail above, among the amino acid sequences constituting the TrkB protein, a peptide or protein containing a specific partial sequence selected from the extracellular region of the present invention has a binding ability to BDNF, and the peptide or protein is Interacts with BDNF competitively with TrkB protein. Thereby, the peptide or protein as an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention can be used for improving or treating a symptom or disease caused by abnormal interaction between TrkB protein and BDNF in vivo. it can. Specifically, it can be used for improving or treating any symptom or disease selected from pain, obesity, asthma and epilepsy. The peptide or protein as an active ingredient of the present invention has a particularly long pain-suppressing effect. Furthermore, when the peptide or protein as an active ingredient is a liposome-bound protein bound to a liposome, the pain-suppressing effect lasts longer.

上記に示した症状、疾患のうち、特に疼痛について、既存の医薬品を用いても効果の持続性において十分とはいえないのが現状である。本発明の医薬組成物における有効成分としてのペプチド又はタンパク質を使用することで、より持続的に効果を発揮しうることが確認され、リポソーム結合型の製剤とすることで、更にその効果の持続が期待される。慢性疼痛として、交通事故又は手術後の後遺症、末期がん又は糖尿病などの耐え難い慢性的な痛みが挙げられる。がんや糖尿病の患者数は多い。これらの患者に伴う慢性疼痛の症状を抑制又は軽減することができれば、臨床面において患者の肉体的苦痛の緩和及びQOLの向上をもたらすことが可能となり、産業上の利用可能性も優れている。   Among the above-mentioned symptoms and diseases, in particular, pain is presently insufficient in terms of the sustainability of the effect even with existing pharmaceuticals at present. It has been confirmed that by using a peptide or protein as an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention, the effect can be more sustained, and by using a liposome-bound preparation, the effect can be further maintained. Be expected. Chronic pain includes intolerable chronic pain such as after-effects after a traffic accident or surgery, terminal cancer or diabetes. The number of patients with cancer and diabetes is large. If the symptoms of chronic pain associated with these patients can be suppressed or reduced, clinical pain can be alleviated and QOL can be improved, and industrial applicability is excellent.

Claims (5)

BDNFとTrkBとの相互作用において、TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質を有効成分として含む医薬組成物。 A pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a peptide or protein that acts competitively with a TrkB protein in the interaction between BDNF and TrkB. TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質が、以下の1)又は2)に示すいずれかのアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質である、請求項1に記載の医薬組成物:
1)配列表の配列番号4又は配列番号10に示すアミノ酸配列;
2)上記1)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
The peptide or protein that competitively interacts with the TrkB protein is a peptide or protein that includes any of the following amino acid sequences 1) or 2) and that interacts with BDNF competitively with the TrkB protein: Pharmaceutical composition according to:
1) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10 in the sequence listing;
2) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 1) above.
TrkBタンパク質と競合的に作用するペプチド又はタンパク質が、以下の3)又は4)に示すいずれかのアミノ酸配列を含み、TrkBタンパク質と競合的にBDNFと相互作用するペプチド又はタンパク質である、請求項1に記載の医薬組成物:
3)配列表の配列番号6又は配列番号11に示すアミノ酸配列;
4)上記3)に示すアミノ酸配列のうち、1〜複数個のアミノ酸が、置換、欠失、付加又は導入されてなるアミノ酸配列。
The peptide or protein which competitively interacts with the TrkB protein, wherein the peptide or protein has any one of the amino acid sequences shown in the following 3) or 4) and is a peptide or protein which interacts with BDNF competitively with the TrkB protein: Pharmaceutical composition according to:
3) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 11 in the sequence listing;
4) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting, adding or introducing one or more amino acids in the amino acid sequence shown in 3) above.
有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、疼痛、肥満、喘息及びてんかんより選択されるいずれかの症状若しくは疾患の改善又は治療のために使用される、請求項1〜3のいずれかに記載の医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the peptide or protein as an active ingredient is used for amelioration or treatment of any symptom or disease selected from pain, obesity, asthma and epilepsy. object. 請求項1〜4のいずれかに記載の医薬組成物に含まれる有効成分としてのペプチド又はタンパク質が、リポソームと結合しているリポソーム結合型タンパク質であることを特徴とするリポソーム結合型タンパク質製剤。 A liposome-bound protein preparation, wherein the peptide or protein as an active ingredient contained in the pharmaceutical composition according to any one of claims 1 to 4 is a liposome-bound protein bound to a liposome.
JP2018150847A 2018-08-09 2018-08-09 PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST Pending JP2020026397A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018150847A JP2020026397A (en) 2018-08-09 2018-08-09 PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018150847A JP2020026397A (en) 2018-08-09 2018-08-09 PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020026397A true JP2020026397A (en) 2020-02-20

Family

ID=69621965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018150847A Pending JP2020026397A (en) 2018-08-09 2018-08-09 PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020026397A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10502333A (en) * 1994-04-07 1998-03-03 プロティーンニックス カンパニー Vasoactive Intestinal polypeptide
JP2001503396A (en) * 1996-10-11 2001-03-13 アルザ コーポレイション Therapeutic liposome compositions and methods
JP2005514914A (en) * 2001-09-17 2005-05-26 ザ ユニバーシティ オブ ブリストル Polypeptide purification method
JP2008544990A (en) * 2005-06-29 2008-12-11 ザ リサーチ ファウンデイション オブ ステイト ユニバーシティー オブ ニューヨーク Compositions and methods for low immunogenic protein-lipid complexes
JP2012067081A (en) * 2010-08-24 2012-04-05 Okayama Univ Algia therapeutic agent

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10502333A (en) * 1994-04-07 1998-03-03 プロティーンニックス カンパニー Vasoactive Intestinal polypeptide
JP2001503396A (en) * 1996-10-11 2001-03-13 アルザ コーポレイション Therapeutic liposome compositions and methods
JP2005514914A (en) * 2001-09-17 2005-05-26 ザ ユニバーシティ オブ ブリストル Polypeptide purification method
JP2008544990A (en) * 2005-06-29 2008-12-11 ザ リサーチ ファウンデイション オブ ステイト ユニバーシティー オブ ニューヨーク Compositions and methods for low immunogenic protein-lipid complexes
JP2012067081A (en) * 2010-08-24 2012-04-05 Okayama Univ Algia therapeutic agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8158589B2 (en) Peptides with the capacity to bind to transforming growth factor β1 (TGF-β1)
ES2847293T3 (en) Treatment regimens for the treatment of neurological diseases
JP7145163B2 (en) Compositions and methods for preventing radiation injury and promoting tissue regeneration
KR101950916B1 (en) Hgf preparation suitable for treatment of neurological disorders
MX2007011487A (en) Mecano growth factor peptides and their use.
CN111936624A (en) CDKL5 expression variants and CDKL5 fusion proteins
US11859020B2 (en) Insulin like growth factor binding protein bioactive peptide fragments
BR112021004731A2 (en) NANOPARTICLE FORMULATIONS AND METHODS OF USE FOR CONEXIN ALPHA C-TERMINAL PEPTIDES.
KR101933543B1 (en) Use of a neuregulin to treat peripheral nerve injury
JP2020026397A (en) PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING TrkB ANTAGONIST
EP1057489B1 (en) Use of midkine family proteins in the treatment of ischemic diseases
AU2017318610B2 (en) KIF13B-derived peptide and method of inhibiting Angiogenesis
JP2022552217A (en) Systemic administration of peptides for treatment of spinal cord injury and/or for remyelination
US20220241371A1 (en) Peptide formulations and ophthalmic uses thereof
US11673916B2 (en) Neuroprotective peptides and methods of their use
US8106009B2 (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating ischemic diseases
JP5791022B2 (en) Cell migration regulator
US20240000891A1 (en) Growth and differentiation factor 15 for treatment of proliferative vitreoretinopathy therapy
US20230183320A1 (en) Recombinant fibcd1 and use therof in the treatment of muscle atrophy
WO2022171098A1 (en) Artificial small molecule interfering peptide of dapk1 phosphorylated substrate and pharmaceutical use thereof
AU2003200309B2 (en) Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating Ischaemic Diseases
WO2016059277A1 (en) Peptide derived from trkb-fl and use thereof as a neuroprotector
WO2023242844A1 (en) Method and therapeutic agent for treatment of disease or disorder associated with impaired firing rate and/or mitochondrial calcium homeostasis
JP2022551467A (en) Analgesic and narcotic peptides and other drugs

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220509

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221031