JP2020503060A - 治療用タンパク質 - Google Patents
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Abstract
Description
デフラミンは、その起源、生物活性、それがどのように生成されるか、および、場合によっては構造的に定義することができる。デフラミンは多くの種の種子に含まれているが、全ての種に含まれているわけではない。本発明において製造または使用されるデフラミンは、本明細書に記載の1つ以上の物理的または治療的特性を有することができる。そのような特性には、本明細書に記載のアッセイ(動物モデルを含む)のいずれかにおいて測定されるような1つ以上の生物活性、ならびに本明細書に記載の電気泳動ベースの技術、HPLCおよび質量分析アッセイによって測定される物理的特性が挙げられる。デフラミンは、天然に存在する配列(単数もしくは複数)または関連する人工(相同のまたは再配列された)配列(単数もしくは複数)を含み得る。
デフラミンは、好ましくは可溶性ポリペプチド/低分子タンパク質の混合物の形態であるか、または個々のポリペプチド/低分子タンパク質の形態であり得る。それは通常、以下の特徴のうちの1つ以上を有する:a)それは容易に食べることができる(ヒトに無毒);b)それは種子の中で発生する;c)それは水溶性である;d)それは低分子量ポリペプチド/低分子タンパク質の混合物の1つまたは任意の組み合わせによって構成されている;e)その生物活性は、煮沸に対して、広範囲のpH値に対して、エタノールおよび/または消化プロテアーゼに対して耐性がある(すなわち、それらは消化過程に抵抗する);f)それはマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)−9および/またはMMP−2を強く阻害する、すなわちそれは低濃度のMMP阻害剤(MMPI)である;g)それは有意な細胞毒性を誘発することなく、ヒト結腸腺癌細胞株HT29の遊走能を低下させる;h)それは少なくとも以下の重要な生物活性を示す:(i)強力な抗炎症性;(ii)強力な抗腫瘍性(抗遊走および抗転移);(iii)著しい細胞毒性がない。
Bladは既知生物活性植物ポリペプチドである。Blad、ならびにBlad含有オリゴマー(BCO)は、β−コングルチンのフラグメントを含む。しかしながら、それらは、典型的には他のβ−コングルチンのフラグメントおよび/またはδ−コングルチン大鎖のフラグメントを含むデフラミンとは無関係である。
デフラミンは、Lupinus albusの種子で発見され、Cicer arietinumおよびGlycine maxなどの他の種子にも存在する、新規タイプのMMP−9および/またはMMP−2阻害剤である。ある種のがんの患者の死亡は、例えば結腸直腸がん患者では、原発性腫瘍自体ではなく、むしろ転移性疾患によって通常引き起こされることが一般に確立されている。転移は、原発腫瘍からのがん細胞の放出および別の組織または器官への付着を伴う。したがって、がん細胞浸潤は転移における重要な要素であり、接着/脱接着のためのインテグリンと、限局性タンパク質分解のためのマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)とを必要とする。
植物に由来する他の植物MMP阻害剤は、以下の欠点のうちの1つ以上を有する:a)毒性;b)消化過程中の化学的不活性化(例えば、変性)または分解/破壊(例えば、タンパク質分解);c)血流への吸収、免疫原性(すなわち、IgG)またはアレルギー性(すなわち、IgE)応答を誘発するか否かにかかわらず;d)煮沸中(例えば調理中)の破壊;e)全てまたは個々のゼラチナーゼに対して特異性がない;f)高用量要求;g)適切で効果的かつ低コストの単離手順がない。
典型的には、デフラミンポリペプチドは、コングルチン配列のフラグメントと同一であるか、またはコングルチン配列のフラグメントと強い相同性を有する配列を有する。一実施形態では、そのようなコングルチン配列は、本明細書に記載の特定のコングルチン由来のものであるか、またはそれらの特定のコングルチンの天然に存在する相同体由来のものである。
デフラミンを使用して、炎症を予防または治療することができる。炎症は、病原体、化学物質などの有害な刺激、または身体的損傷による組織および細胞への損傷に対する体の即時反応である。急性炎症は短期的反応であり、通常は治癒をもたらす:白血球が損傷領域に浸潤し、刺激を取り除き、組織を修復する。対照的に、慢性炎症は、活発な炎症、組織の破壊および組織修復の試みを伴う、長期にわたる無秩序で不適応な反応である。デフラミンを使用して、急性炎症もしくは慢性炎症を予防または治療することができる。
がんとは、異常な細胞が制御されずに分裂し、同じ生物の近くの組織に浸潤する可能性がある疾患を表す用語である。がん細胞は、血液やリンパ系を通して体の他の部分に広がることもある。がんにはいくつかの主なタイプがある:a)がん腫は、皮膚または内臓を裏打ちするもしくは覆う組織から発生するがんである;b)肉腫は、骨、軟骨、脂肪、筋肉、血管、または他の結合組織もしくは支持組織から発生するがんである;c)白血病は、骨髄などの造血組織から発生し、異常血球を大量に産生させて血液を浸すがんである;d)リンパ腫および多発性骨髄腫は、免疫系の細胞から発生するがんである;e)中枢神経系がんは、脳および脊髄の組織から発生するがんである;f)黒色腫は、悪性(がん)細胞がメラニン形成細胞(皮膚を着色する細胞)中に形成する疾患である。
本発明の治療的態様における使用のためのデフラミンは、本明細書に記載の任意の方法などの任意の適切な方法によって製造することができる。それは好ましくは、組み換え発現によりまたは植物原料からの抽出により製造される。デフラミンは、デフラミンまたはデフラミン前駆体を発現する任意の植物原料、典型的には成熟種子などの種子、例えば本明細書に記載の任意の適切な植物属または種から得ることができる。
典型的には、デフラミンは、逐次沈殿スキームに従う方法によって得られる。この方法は、デフラミンの高温、低pH、および高エタノール濃度に対する耐性に基づき得る。粉がこの方法の出発点として使用される場合、それは適切な種子を製粉することによって得ることができる。
一実施形態では、方法は、適切な種子からのデフラミンの抽出を含み、以下を含む:
− 高温、好ましくは少なくとも80℃での、または煮沸させる少なくとも1つの工程;および
− 低pH、好ましくはpH4以下での少なくとも1つの工程;
− 抽出物を高エタノール濃度、好ましくは少なくとも70%(v/v)のエタノールまたは少なくとも90%(v/v)のエタノールと接触させる少なくとも1つの工程;
別の実施形態では、方法は以下の工程を含む:
(a)無傷の種子を水中で煮沸した後、水中もしくは緩衝液中で抽出し、脂肪を除去する工程、または無傷の種子を粉にし、水中もしくは緩衝液中で抽出した後、脂肪を除去して煮沸させる工程、または粉から脂肪を除去した後、水中もしくは緩衝液中で抽出して煮沸させる工程;
(b)可溶性画分を十分に低いpH値(例えばpH4.0以下)にさらし、残渣タンパク質/ポリペプチドの大部分を沈殿させる工程;
(c)沈殿画分を約40%(v/v)のエタノールに再懸濁し、その溶液も必要に応じて0.4MのNaClを含有している工程。上清にデフラミンが含まれている;
必要に応じて以下の工程も実施され得る:
(d)可溶性画分を90%(v/v)エタノールにしてデフラミンを沈殿させ、−20℃で保存する工程、またはデフラミン沈殿を、例えば凍結乾燥などの他の手段によって達成してもよい工程;
(e)工程(c)および(d)を繰り返すことにより、沈殿デフラミンを最終混入物質から除去してもよい工程;
(f)沈殿デフラミンを、次いで、例えば水に溶解させ、任意の適切な技術によって脱塩して低分子量混入物質を除去してもよい工程、および/または必要になるまで凍結(液体または乾燥)保存してもよい工程。
一実施形態では、方法は以下の工程を含む:
(a)適切な種子からの粉を提供する工程;(b)前記粉を脱脂する工程;(c)前記脱脂工程からの残渣試料を一定期間煮沸する工程;(d)前記試料を一定期間遠心分離する工程;(e)その後、得られたペレットを廃棄し、得られた上清をさらに処理して、そのpHを下げながらポリペプチドを沈殿させる工程;(f)さらに遠心分離してさらなるペレットを得て;前記上清を捨てる工程;ならびに(g)前記さらなるペレットをエタノールでさらに処理し、遠心分離してさらなるペレットを得て、それを廃棄する工程;その残渣上清はデフラミンを含む。
一実施形態では、方法は以下の工程を含む:
(a)種子からの粉を脱脂する。有機溶媒で脱脂した後、撹拌しながら、通常1〜6時間、例えば室温で、水に懸濁する(通常1:10〜1:50w/v;pHは通常8.0〜8.5に調整)または、撹拌しながら通常1〜6時間、室温で粉を水に懸濁した後(通常1:10〜1:50w/v;pHは通常8.0〜8.5に調整)、スラリーの上部から脂肪を単に除去する。水の代わりに、典型的には実験室規模で、粉は典型的には30〜70mMの、典型的にはpH7.5のTris−HCl緩衝液に懸濁され得る。
(b)少なくとも2〜6時間、例えば約4時間または一晩、典型的には4℃で撹拌した後、典型的には10,000〜20,000g、例えば13,500g、10〜90分間、例えば30分間、典型的には4℃での遠心分離により、可溶性タンパク質を得る。ペレットを捨てる。
(c)タンパク質溶液を、典型的には100℃で5〜20分間、例えば10分間煮沸し、10、000〜20,000gで、例えば13,500gで、典型的には20分間4℃で遠心分離する。ペレットを捨てる。上清を収集し、熱処理抽出物(HT)を提供する。
(d)希HClを添加して約pH4.0にし、上清中のポリペプチド/タンパク質を沈殿させる。10,000〜20,000g、例えば13,500gで、典型的には20分間4℃での遠心分離の際に、上清を捨てる。
(e)ペレットを、0.2〜0.6MのNaCl、例えば0.4MのNaClを含有する30〜50%、例えば40%(v/v)のエタノールに再懸濁し、典型的には室温で1時間撹拌し、10,000〜20,000g、例えば13,500gで30分間4℃で遠心分離した。大部分の種子貯蔵タンパク質とは異なり、この処置はデフラミンを溶液にする。ペレットを捨てる。
(f)上清を80〜95%、例えば90%(v/v)エタノールにし、−10℃未満、例えば−20℃で、少なくとも4時間、例えば一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて10,000〜20,000g、例えば13,500gで、典型的には30分間4℃で遠心分離する。上清を捨てる。
場合によっては、40〜90%(v/v)のエタノール分別沈殿を繰り返す必要がある。したがって、以下の追加の工程を実施してもよい:
(g)ペレット中に存在するデフラミンを、もう一度0.4M NaClを含有する40%(v/v)エタノールに溶解させ、1時間室温で撹拌し、13,500gで30分間4℃で遠心分離する。この2回目の洗浄は、最終混入物質からデフラミンを取り除く。ペレットを再び捨てる。
(h)上清をもう一度90%(v/v)エタノールにし、−20℃で一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて13,500gで30分間4℃で遠心分離する。上清を捨てる。
(i)最終ペレットは純粋なデフラミンを含有し、これを続いて可能な限り少量のミリQ水に溶解させる。デフラミン溶液を最後にSephadex G−25カラム(例えばNAP−10カラム、GE Healthcare Life Sciences)で水中に脱塩させ、低分子量の混入物質を除去する。
(j)得られた抽出物は、必要に応じて−20℃で保存してもよい。
一実施形態では、デフラミンは以下の方法を用いて得られる:
(a)適切な種子からの粉を
− n−ヘキサンで脱脂した後、室温で2〜3時間撹拌しながら水に懸濁させる(1:20w/v;pHをpH8.0〜8.5に調整)、または
− 室温で2〜3時間撹拌しながら粉を水に懸濁させた後(1:20w/v;pHをpH8.0〜8.5に調整)、スラリーの上部から脂肪を単に取り除く。
− 水の代わりに、典型的には実験室規模で、粉を50mMのTris−HCl緩衝液、pH7.5に懸濁させてもよい。撹拌は4℃で4時間(または一晩)である。
(b)可溶性タンパク質を、13,500gで4℃で30分間遠心分離することによって得る。ペレットを捨てる。
(c)タンパク質溶液を100℃で10分間煮沸し、13,500gで4℃で20分間遠心分離する。ペレットを捨てる。上清を収集し、熱処理抽出物(HT)を提供する。
(d)希HClを添加して約pH4.0にし、上清中のポリペプチド/タンパク質を沈殿させる。4℃で20分間、13,500gで遠心分離した際、上清を捨てる。
(e)ペレットを0.4M NaClを含有する40%(v/v)エタノール中に再懸濁し、室温で1時間撹拌し、4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。大部分の種子貯蔵タンパク質とは異なり、この処置はデフラミンを溶液にする。ペレットを捨てる。
(f)上清を90%(v/v)エタノールにし、−20℃で一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。上清を捨てる。
場合によっては、40〜90%(v/v)のエタノール分別沈殿を繰り返す必要がある。したがって、以下の追加の工程を実施してもよい:
(g)ペレット中に存在するデフラミンを、もう一度0.4M NaClを含有する40%(v/v)エタノールに溶解し、室温で1時間撹拌し、4℃で30分間、13,500gで遠心する。この2回目の洗浄は、最終混入物質からデフラミンを取り除く。ペレットを再び捨てる。
(h)上清をもう一度90%(v/v)エタノールにし、−20℃で一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。上清を捨てる。
(i)最終ペレットは純粋なデフラミンを含有し、これを続いて可能な限り少量のミリQ水に溶解させる。実験室規模では、デフラミン溶液を最後にSephadex G−25カラム(例えばNAP−10カラム、GE Healthcare Life Sciences)で水中に脱塩させ、低分子量の混入物質を除去する。
(j)得られた抽出物を、必要に応じて−20℃で保存する。
組み換えタンパク質を産生する方法は、当該技術分野においてよく知られている。本明細で適用されるそのような方法は、以下を伴うことになる:デフラミンポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、適切な発現ベクター−前記ポリヌクレオチドの、1つ以上のプロモーター(例えば、T7lacなどの誘導プロモーター)および他の目的とするポリヌクレオチドまたは遺伝子との並置を可能にする−に挿入すること、発現ベクターを適切な細胞または生物(例えば大腸菌)に導入すること、形質転換された細胞または生物においてポリペプチドを発現させること、ならびにその細胞または生物から発現された組み換えポリペプチドを除去すること。そのような精製を補助するために、ポリヌクレオチドが、例えば精製を補助することができる末端タグ:例えばアフィニティー精製用のヒスチジン残基のタグをさらにコードするように、発現ベクターを構築してもよい。いったん組み換えポリペプチドを精製すれば、精製タグを、例えば限定的タンパク質分解切断によって、ポリペプチドから除去してもよい。
より単純で経済的かつ迅速な方法論が可能であり、かなり純粋なデフラミンをもたらすが、上記の手順で達成されるほど多くはない。これらの方法論は必然的に抽出、煮沸、低pH値へのばく露およびエタノールでの処理を伴うことになる。
デフラミンは、1つ以上のポリペプチドを含む組成物である。それは典型的には、少なくとも1〜200個の異なるポリペプチド、例えば20〜150、30〜100または50〜80個の異なるポリペプチドを含み、これらは以下の特徴のうちの1つ以上を有する:
(a)それらは、5〜250アミノ酸残基、例えば5〜200、50〜200、75〜150、もしくは好ましくは100〜180もしくは120〜170アミノ酸残基などの長さを有し、ならびに/または
(b)それらは、本明細書に記載の任意のコングルチンまたは配列番号8〜190のいずれかによって表される部分などの、コングルチン由来の配列の一部および/もしくは相同体である配列を含むか、もしくはそれからなり、ならびに/または
(c)それらはそれぞれ以下の配列を含む:
(i)コングルチンタンパク質の一部であって、前記一部が少なくとも5、10、20、30もしくは50アミノ酸残基長であるコングルチンタンパク質の一部、ならびに/または
(ii)好ましくは前記一部と少なくとも70%の同一性を有する、(i)で定義された一部の同族体、
ここで、前記コングルチンタンパク質は必要に応じてコングルチンベータ1、2、3、4、5、6もしくは7もしくはコングルチンデルタ2タンパク質である;
ならびに/または
(d)少なくとも20、30もしくは50個のポリペプチドは、コングルチン由来の配列の再配列である配列を含む。
(a)配列番号8〜190のいずれか1つと同じか、または少なくとも5、10、20、30または50アミノ酸残基長である配列番号8〜190のいずれかの一部である、および/または
(b)好ましくは(a)と少なくとも70%の相同性を有する、(a)で定義された配列の相同体。
本明細書に記載のデフラミンの任意の実施形態では、デフラミンポリペプチドのうちの1つ以上を「変異体」で置き換えることができ、したがって典型的には、天然配列を相同配列または天然配列の1つ以上の部分で置き換えてもよい。好ましくは、そのような変異体は、相同体および/または配列番号8〜190によって示される配列の部分である。そのような相同体についての百分率同一性のレベルは、以下に記載される。配列の部分は、元の配列の少なくとも50、80、または90%からなり、少なくとも5、10、20、または30アミノ酸残基の長さであり得る。変異体は、例えば、本明細書に記載される任意のアッセイまたは試験を用いて測定されるように、好ましくは元のポリペプチド/配列の活性を保持することになる。
デフラミンを含む、デフラミンからなる、またはデフラミンから本質的になる組成物は、典型的には単離または精製された形態(例えば植物もしくは細胞源から取り出された形態)にある。これは、典型的には、50%未満、または20%未満または10%もしくは5%の非デフラミン乾燥質量を含む。
病状を予防または治療する療法において使用される場合、デフラミンは好ましくは治療有効量で使用される。好ましくは、治療有効量はヒトまたは動物の被験体に対して無毒である。
本発明は、配列番号8〜190の配列に相当するポリペプチドのいずれか1つに特異的に結合する1つ以上の抗体またはそのフラグメントを提供する。
炎症性疾患の発生率の増加に伴い、医療費および製薬費の必然的な引き上げが生じている。人間の健康の未来は、以下の2つの基本領域に頼るようになるとの見方が強まっている:治療のための従来の臨床療法、ならびに治療および予防の両方のための適切な食事療法(栄養補助食品および機能性食品の両方を含む)。炎症を軽減させる機能性食品および/または栄養補助食品の継続的な摂取は、今日の現代社会を襲う大多数の病気に対して最も効果的な人間の手段となると予測されている。MMP阻害剤(MMPI)は、原発腫瘍および転移抑制剤に対する抗血管新生剤と考えられており、大腸炎および他の炎症性腸疾患などの前がん状態を効果的に抑制することも実証されている。過去10年間で、かなりの量の研究が、新規植物性食品およびMMPI活性を示す化合物の発見に向けられてきたが、特定の方法で個々のMMPを標的とすることはそれ自体が困難であることがわかっている。
デフラミンの実施形態は、Lupinus albus種子から抽出され、他の種子、マメ科植物(例えば、Cicer arietinumおよびGlycine max)と非マメ科植物の両方にも存在する新しいタイプのMMP−9ならびに/またはMMP−2阻害剤を含む。これらの知見は、一般的に食べられるマメ科植物、Lupinus albusの食用種子から単離された水溶性ポリペプチド/低分子タンパク質のグループであるデフラミンの有望な発見につながり、それは培養結腸がん細胞においてはMMP−9および/またはMMP−2に対して非常に強力な阻害活性を示し、経口投与、腹腔内投与、静脈内投与または局所投与した場合、明らかに有意な細胞毒性を示すことなく、動物モデルにおいて大腸炎を減少させる。デフラミンは、他の種子、例えばマメ科植物(例えば、Cicer arietinumおよびGlycine max)ならびに非マメ科植物からも得られることも発見された。Lupinus albusの場合、デフラミンは、特定の実施形態では、β−コングルチンおよびδ−コングルチン大鎖の両方からのポリペプチドフラグメントを含む。極端な値のpHおよび温度に対する高い安定性に加えて、予備的証拠はそれらが消化にも耐えることを示しており、これらのポリペプチド/低分子タンパク質を価値ある抗炎症性栄養補助食品になるための優れた候補としている。これらの新規ポリペプチド/低分子タンパク質は、特定の実施形態では抗がん剤または栄養補助食品として製造することができる。本発明の実施形態は、工業規模へのスケールアップに適したデフラミンを単離する効率的な方法も含む。他の種の種子における相同体の検索が行われており、今後さらに追求されるであろう。
過去数十年の間に、予防的かつ治療的な新規抗がん剤を開発するための集中的研究が行われてきた。しかしながら、診断、スクリーニングおよび治療における著しい進歩にもかかわらず、患者の全体的な長期転帰は過去数十年で大きく変化してはいない(Herszenyiら、2012)。この状況の下で、予防、化学療法の補助、または再発の予防に使用できる、この疾患に対抗する新規抗がん剤を開発するための様々な生物学的供給源についての集中的研究が行われてきており、特に植物性食品または生物活性植物化合物の場合、これらは予防および化学療法を補助するための栄養補助食品として使用することができる(Suら、2006)。植物は、(がんを含む)医学療法用の化合物の重要な天然源であることが数年間で証明されている。過去20年間で、米国市場に参入する新薬の25〜30%が植物から発見されたと推定されている。世界中で、これらの薬の店頭販売価格は年間400億ドルを超えると推定されている。したがって、世界中の製薬会社や機関は、新薬を特定するための主要な手段として植物スクリーニングプログラムを実施している。
炎症性腸疾患(IBD)の世界的な発生率および罹患率は、時代を経るにつれて劇的に増加しており、それが世界的な疾患として出現していることを証明している(Molodeckyら、2012;Burischら、2014)。IBDの死亡率は低く(Duricovaら、2010;Burischら、2014)、この疾患は若年者で最も頻繁に診断されるため(Loftusら、2002;Burischら、2014)、IBDの世界的な罹患率は今後数年間で実質的に上昇し続けると予測されている(Abraham&Cho、2009;Molodeckyら、2012)。IBDの病因は過去数十年間で広く研究されてきたが(Podolsky、2002)、疾患の病因はまだ完全には理解されていない(Jonesら、2008;Mikhailov&Furner、2009)。
30年以上にわたり、MMPは世界中の研究者によって魅力的ながんの標的として考えられてきた。その結果、多くの化学的MMPIが潜在的な抗がん剤として開発された。よく知られている例は、テトラシリン、ゾレドロネート、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、1,10−フェナントロリン、2S、3R−3−アミノ−2−ヒドロキシ−4−(4−ニトロフェニル)ブタノイル−L−ロイシン、およびネオバスタット(登録商標)(サメ軟骨から単離)によって提供されている。現在までに、無数のMMPIがすでに合成されており、そのうちのいくつかは腫瘍進行を制限する潜在的な治療薬として使用されてきた(Bourguetら、2012)。しかしながら、臨床試験段階に入った低分子MMPIはごく少数であり、そのほとんど(例えば、バチマスタット(登録商標)、マリマスタット(登録商標)、ソリマスタット(登録商標)、ガラルジン(登録商標)、トロケード(登録商標)、プリノマスタット(登録商標)、タノマスタット(登録商標)、レビマスタット(登録商標))は、有益性の欠如または強い有害副作用のいずれかのために、時期尚早に打ち切られた(Wangら、2012)。したがって、これまでのところ、がんの臨床試験の大部分は、やや期待外れであった。新規MMPIを見出す試みで、低分子非天然ペプチドも合成されている。したがって、例えば、2つの非天然ドデカペプチドがLuらによってMMP−2阻害剤として同定され(2012)、一方、オクタデカペプチドはMMP−9阻害剤であることがわかった(Qiuら、2013)。
ダイズからのルナシンは特記に値する。ルナシンは、最初はダイズで同定され、その後オオムギ、コムギ、ライムギ、ライコムギ、Solanum nigrumおよびAmaranthusの種子にも存在すると主張されている、43アミノ酸残基の化学予防ペプチドである(Jeongら、2007)。43アミノ酸残基のダイズルナシンに対して調製されたモノクローナル抗体を用いて、Herrera(2009)は、総タンパク質抽出物中のこのペプチドならびにルピナスの栽培種および野生種の種子からの可溶性画分を検出するための詳細な研究を行った。出願人は、L.albusからのアルブミンまたはグロブリン画分中のルナシンを検出することができなかった。分析されたルピナス属の種では、ルナシンの陽性免疫学的シグナルは、種皮のあるL.albusの種子のプロラミン画分で、ならびに種皮のないL.montanusおよびL.stipulatesの種子のそれぞれアルブミン画分およびグルテリン画分で得られた。ルナシンは、種皮のないL.albusの種子ならびに種皮のあるおよび種皮のないL.mutabilisの種子のタンパク質抽出物中では検出されなかった。25kDaより大きいポリペプチドバンドについて免疫学的反応が得られ、結果はおそらく、SDS−PAGEによる分画および膜へのブロッティングを受けた後にグリコシル化IgGを認識および結合することが知られているルーピン子葉におけるレクチン活性を示すレクチンまたは貯蔵タンパク質の存在に由来する。Mitchellら(2013)は、ルナシンをコードする遺伝子(または遺伝子フラグメント)を穀物で見つけることができず、ダイズとラッカセイでその存在を確認した。
コングルチンと呼ばれるルーピンの主な種子貯蔵タンパク質は、4つのファミリー:α−、β−、γ−およびδ−コングルチンに分類されている。ルーピンの主な種子グロブリンであるβ−コングルチンは、種子貯蔵タンパク質のビシリンすなわち7Sメンバーであるのに対して、α−コングルチンは、種子貯蔵タンパク質のレグミンすなわち11Sメンバーである。細葉ルーピン(Lupinus angustifolius)では、合計3つのα−コングルチン、7つのβ−コングルチン、2つのγ−コングルチンおよび4つのδ−コングルチンをコードする遺伝子が以前に同定された(Foleyら、2011、2015)。これらの遺伝子は、それぞれコングルチンアルファ1、2および3、コングルチンベータ1、2、3、4、5、6および7、コングルチンガンマ1および2、ならびにコングルチンデルタ1、2、3および4と呼ばれている。さらに、得られたポリペプチドは、広範囲かつ複雑なプロセシングおよび組み立てプロセスを経て、これらのタンパク質を特徴付ける高度なミクロ不均一性をもたらす。
δ−コングルチンは、2S硫黄リッチアルブミンファミリーに属する。δ−コングルチンとも呼ばれるルピナス種子2Sアルブミン(Sironiら、2005)は、2つの鎖間ジスルフィド結合によって連結された以下の2つの低分子ポリペプチド鎖を含む単量体タンパク質である:4.4kDaの分子量となる37アミノ酸残基からなるより小さなポリペプチド鎖、および8.8kDaの分子量を有する75アミノ酸残基を含むより大きなポリペプチド鎖(Salmanowich&Weder、1997)。L.albusδ−コングルチンの唯一のアミノ酸配列は、遺伝子配列から推測された。より大きなポリペプチド鎖は、2つの鎖内ジスルフィド架橋および1つの遊離スルフヒドリル基を含む(Salmanowich&Weder、1997)。このタンパク質は、L.albus由来のタンパク質の中でも、以下の特定の固有の特徴を示す:その高いシステイン含有量に加えて、それは280nmでの低い吸光度を示す。
Bladは、20,408.95Da、173アミノ酸残基のポリペプチドであり、これはβ−コングルチンの前駆体(すなわちプロ−β−コングルチン)の残基109〜281個を含む。β−コングルチンは、ルピナス種子由来のグロブリンおよび主要貯蔵タンパク質である(図1、2および3;Monteiroら、2003、2006)。自然条件下では、Bladは発芽開始後4日目〜14日目の間にルピナスの苗の子葉に蓄積する。
公開されている文献には、ほとんどの食用食品の抗がん作用に関する豊富な証拠がある。マメ科種子も例外ではなく、これらの研究は主にダイズに焦点を当ててきた。したがって、ダイズに含まれる化合物がさまざまな臓器系においてがんを予防できることを示唆する多くの証拠がある。これらには、Bowman−Birk阻害剤、トリプシン阻害剤、フィチン酸、β−シトステロール、イソフラボン(例えばゲニステインおよびダイゼイン)ならびにサポニンが含まれる(Kennedy、1995)。マメ科種子タンパク質および特にダイズタンパク質(BBIを含む)は、様々な動物モデルにおいて抗がんおよび抗転移のレベルで役割を示すことが報告されている(Royら、2010)。Champ(2002)は、ダイズ由来のBBIが、マウス、ラットおよびハムスターにおいて化学的に誘発された肝臓、肺、結腸、口および食道のがんの発生を抑制または予防することを報告した。Kennedy&Wan(2002)は、in vitroで50〜100μgダイズBBI/mLが前立腺がん細胞の遊走を減少させることを観察した。BBIはMMPを阻害し、in vitroでの腫瘍細胞、動物モデル、およびヒト第IIa相臨床試験に対する有効性を実証する(Losso、2008)。
結腸直腸がん患者の死亡は、原発性腫瘍自体ではなく、むしろ転移性疾患によって通常引き起こされることが一般的に確立されている。転移は、原発腫瘍からのがん細胞の放出および他の組織または器官への付着を伴う。したがって、がん細胞浸潤は転移における重要な要素であり、a)接着/脱接着のためのインテグリンと、b)限局性タンパク質分解のためのマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)とを必要とする。
多くの研究での別の標的は、がん細胞に対する特異的細胞毒性である。フェノール化合物などの多くの生物活性化合物は、細胞増殖を強力に抑制し、代謝を損なわせ、高用量で毒性レベルに達する。生物活性化合物の存在下での細胞増殖および細胞代謝の測定は、細胞に対するその毒性の直接的尺度である。MTTアッセイは、生細胞に吸収され、次いで紫色を生成するためにそれらによって代謝される必要がある特定の着色剤を使用し、それは次いで分光光度法によって定量化される。細胞が死滅している、または代謝障害を受けている場合、着色剤を産生しない。したがって、より濃い色は、より多くの代謝活性のある生細胞を示す。化合物が細胞増殖を抑制したり、細胞を死滅させたりすると、色が薄くなる。
(材料、溶媒および試薬)
2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)5%(w/v)水溶液は、Sigma Chemical社から購入した。ケタミン(Imalgene(登録商標)1000)およびキシラジン(Rompun(登録商標)2%)は、Bio2 Produtos Veterinarios(リスボン、ポルトガル)から購入した。他の全ての試薬は、Sigma−Aldrich(セントルイス、アメリカ)から購入した。色素消光(DQ)−ゼラチンは、Invitrogen(カールズバッド、カリフォルニア州、アメリカ)から購入した。
デフラミンの抗菌活性は、Bouhdidら(2010)に記載されているようにミクロ希釈法を用いて、滅菌96ウェルプレート(Greiner Bio−one、ドイツ)中で評価した。簡単に説明すると、50μLのミュラー−ヒントン培地(Biokar、フランス)および50μLのデフラミン溶液(100μg/mLのデフラミン濃度を得る)を最初のウェルに添加し、各隣接ウェルに1:2で段階希釈し、10希釈まで行った。続いて、濃度2×105 UFC/mLの細菌懸濁液50μLをウェルに添加した。陽性対照(50μLのミュラー−ヒントン培地+50μLの細菌懸濁液)および陰性対照(100μLのミュラー−ヒントン培地)を実施した。プレートを24時間37℃でインキュベートし、接種の始めとアッセイの終わりに、吸光度を546nm(Synergy HT、Biotek、アメリカ)で読み取った。
培地としてPDA(ポテトデキストロース寒天)を含有するペトリ皿で増殖させた1週齢の真菌培養物に20mLの滅菌水を添加することによって胞子懸濁液を調製した。増殖条件は、暗所で25℃±1℃であった。胞子懸濁液をろ過し、血球計を使用して105胞子/mLの濃度に調整した。胞子懸濁液(100μL)を、PDA培地を含むペトリ皿に添加し、滅菌レーキで皿の表面に十分に広げた。無菌ろ紙(直径:6mm)製のディスクを6μLのデフラミン溶液(100μg/mL)に浸し、培地の表面に被着した。無菌ろ紙ディスクを6μLの滅菌水に浸すことによって対照を作成した。次いでペトリ皿をインキュベーター(25℃、暗所)に保存し、真菌の増殖を2週間の間モニターした。
最小阻害濃度(MIC)を、以前に記載したような微量希釈法を用いて、滅菌96ウェルプレート(Greiner Bio−one、ドイツ)中で評価した(Boudidら、2010)。簡単に説明すると、50μLのRPMI培地を各ウェルに添加した。次に、各試料50μLを最初のウェルに添加し、各隣接ウェルに1:2で段階希釈し、10希釈まで行った。続いて、濃度2×105細胞/mLのHT29細胞懸濁液50μLをウェルに添加した。陽性対照(50μLのRPMI培地+50μLの細胞懸濁液)および陰性対照(100μLのRPMI培地)を実施した。プレートを24時間37℃でインキュベートし、細胞増殖を3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)アッセイ(Carmichaelら、1987)により測定した。MMP−9 MIC測定用に、各ウェルからの培地を集め、ゼラチン分解活性を下記のようにDQ−ゼラチンを用いて測定した。
特定の実施形態では、以下のマメ科植物種の乾燥種子を使用した:白色ルーピン(Lupinus albus L.)、ヒヨコマメ(Cicerarietinum L.)、およびダイズ(Glycine max L.)。必要なときはいつでも、他のマメ科種子も使用した:レンズマメ(Lens culinaris M.)、インゲンマメ(Phaseolus vulgaris L.)、エンドウ(Pisum sativum L.)、ソラマメ(Vicia faba L.)、およびササゲ(Vigna unguiculata L.)。
マメ科種子は、他の多くの種子と同様に、消化酵素阻害剤、レクチン、高フィチン酸塩濃度、非タンパク質アミノ酸などの抗栄養因子を含むことがよく知られている。したがって、タンパク質性抗栄養因子の変性を確実にするために、それらは調理後に摂取されなければならない。これらの理由のために、およびデフラミンは煮沸に抵抗することが発見されたため、調理済み種子を用いて多数の初期実験が行われた。調理条件をシミュレートするために、乾燥種子を柔らかく食べるのに適した食感が得られるまで、蒸留水(w/v)で煮沸した(Xu&Chang、2008)。
(総可溶性タンパク質の抽出)
特定の実施形態では、ポリビニルポリピロリドン(生重量0.5g当たりPVPP0.5g)を含有する100mM Tris−HCl緩衝液、pH7.5において、1:5(w/v)の割合で、室温で2〜3時間撹拌することによって、ならびに4℃で4時間撹拌することによって、種子由来の総可溶性タンパク質を抽出した。次いで、スラリーを4℃で60分間、12,000gで遠心分離した(Beckman J2−21M/E、ローターJA 20.000)。上清を保存し、冷凍庫に−20℃で保存した。
総フェノール抽出用に、種子を粉に粉砕し、n−ヘキサンで脱脂し、生重量1g当たり水中アセトン10mL(50%、v/v)を添加することにより抽出した。試料を室温で4時間撹拌し、4℃で10分間、12,000gで遠心分離した(Beckman J2-21M/E、ローターJA 20.000)。この手順を2回繰り返し、上清を収集し、プールさせ、さらなる分析のために凍結保存した。上清を乾燥するまで60℃で蒸発させ、得られた抽出物を反応緩衝液(150mMのNaCl、5mMのCaCl2および0.01%v/vのTween 20を12%v/vエタノールで含む50mMのTris−HCl緩衝液、pH7.6)に再懸濁した。
Lupinus albus L.(ルーピン)の乾燥成熟種子を、研究のこの部分で使用した。特定の実施形態では、他の種の種子についても同じ手順に従った。MMPIタンパク質抽出物を、煮沸および酸変性に抵抗するその能力を用いて単離した。工業的規模へのスケールアップを受けるのに適した、デフラミンを種子から単離するための方法が開発された(図4)。
−約100g±0.1gの乾燥ルーピン種子(胚および外皮なし)を製粉して粉にする。
−粉をn−ヘキサンで脱脂した後、室温で2〜3時間撹拌しながら水に懸濁させる(1:20w/v;pHをpH8.0〜8.5に調整)。
−粉を水に懸濁させた後(1:20w/v;pHをpH8.0〜8.5に調整)、室温で2〜3時間撹拌しながら、脂肪をスラリー上部から単純に取り除く。水の代わりに、実験室規模で、粉を50mMのTris−HCl緩衝液、pH7.5に懸濁させてもよい。4℃で4時間(または一晩)撹拌した後、4℃で30分間、13,500gで遠心分離することにより可溶性タンパク質を得る。ペレットを捨てる。
−タンパク質溶液を100℃で10分間煮沸し、13500gで4℃で20分間遠心分離する。ペレットを捨てる。上清を回収し、熱処理抽出物(HT)を得た。
− 希HClを添加して約pH4.0にし、上清中のポリペプチド/タンパク質を沈殿させる。4℃で20分間、13,500gで遠心分離した際、上清を捨てる。
−ペレットを0.4MのNaClを含有する40%(v/v)エタノールに再懸濁させ、室温で1時間撹拌し、4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。大部分の種子貯蔵タンパク質とは異なり、この処置はデフラミンを溶液にする。ペレットを捨てる。
−上清を90%(v/v)エタノールにし、−20℃で一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。上清を捨てる。
−最良の結果のため、およびより純粋でよりきれいなデフラミン画分を得るために、40〜90%(v/v)のエタノール分別沈殿を繰り返す必要がある。したがって、
−ペレット中に存在するデフラミンをもう一度、0.4MのNaClを含有する40%(v/v)エタノールに溶解させ、室温で1時間撹拌し、4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。この2回目の洗浄は、最終混入物質からデフラミンを取り除く。ペレットを再び捨てる。
−上清をもう一度90%(v/v)エタノールにし、−20℃で一晩保存し、デフラミンを沈殿させ、続いて4℃で30分間、13,500gで遠心分離する。上清を捨てる。
−最終ペレットは純粋なデフラミンを含有し、これを続いて可能な限り少量のミリQ水に溶解させる。実験室規模では、デフラミン溶液を最後にSephadex G−25カラム(例えばNAP−10カラム、GE Healthcare Life Sciences)で水中に脱塩させ、低分子量の混入物質を除去する。
−得られた抽出物を、ファルコンチューブ中−20℃で保存した。
特定の実施形態では、デフラミン構成ポリペプチドを、Waters 2998フォトダイオードアレイ検出器を備えた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)装置(Waters 2695 Separations Module)で分画した。タンパク質試料をC18逆相カラム、Zorbax 300SB 5μm、250mmx4.6mmで分離した。溶出液A(0.1%v/vのトリフルオロ酢酸、TFA)および溶媒B(0.1%v/vのTFA中アセトニトリル)で溶出を行った。ピーク検出は214nmおよび280nmの両方で行った。
特定の実施形態では、試料を、100mMのβ−メルカプトエタノール、2%(w/v)のSDS、15%(v/v)のグリセロールおよび0.006%(w/v)のm−クレゾールパープルを含む100mMのトリス−HCl緩衝液、pH6.8で処置し、100℃で5分間加熱した。一次元電気泳動を、Laemmli(1970)によって記載された方法に従い、12.5%(w/v)アクリルアミド分割ゲルおよび5%(w/v)アクリルアミドスタッキングゲル中で実施し、垂直電気泳動ユニット中で、ゲルあたり100Vおよび20mAで行った。ゲルを10%(w/v)TCA中で20分間固定し、0.25%(w/v)クマシーブリリアントブルーR−250(CBB R−250)、25%(v/v)2−プロパノールおよび10%(v/v)酢酸中で染色した。脱色を、25%(v/v)の2−プロパノールおよび10%(v/v)の酢酸の溶液中で行った。
特定の実施形態において、選択された孤立ピークを、情報依存取得(IDA)モードで5600TripleTOF(ABSciex(登録商標))上でのLC/MSによって分析した。MicroLCカラムChromXPTM C18CL逆相カラム(内径300μmx長さ15cm、3μmの粒子、孔径120A、Eksigent(登録商標))上での5μL/分での液体クロマトグラフィー(nanoLC Ultra 2D、Eksigent(登録商標))によって、ペプチドを分割した。多段階グラジエントによりペプチドを質量分析計に溶出した:0.1%のFA中、アセトニトリルを、0〜2分では5〜10%の直線勾配、2〜45分では10%〜30%の直線勾配、および45〜46分では〜35%。内径50μm(1D)のステンレス鋼エミッター(New Objective)を備えたエレクトロスプレーイオン化源(DuoSpray(商標)Source、AB Sciex)を使用して、ペプチドを質量分析計に溶出した。
(生物材料)
44歳の白人女性の腺がんから得たヒト結腸腺がん細胞株HT29(ECACC 85061109)を、この研究を通して使用した。HT29細胞株を、10%(w/v)熱不活性化ウシ胎児血清(FBS)および200mMグルタミン、2×104IU.mL−1ペニシリンおよび20mg.mL−1ストレプトマイシンを補充したRPMI培地中、37℃で5%(v/v)CO2の加湿雰囲気で維持した。細胞生存率についての日常的観察を、倒立顕微鏡によって行った。
HT29培養細胞を96ウェルプレートに播種し(2×104/ウェル)、試料を必要な濃度(例えば100μg/mL)で増殖培地に添加し、24時間インキュベートした。各処置後、細胞外培地を回収し、細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、付着していない細胞を除去した。底に付着した細胞を、リン酸緩衝液中の0.15%(w/v)トリプシンを用いて回収した。細胞増殖および生存率を、Carmichaelら(1987)によって記載されているように、標準的な3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)アッセイを用いて測定した。細胞数は、トリパンブルー染色を用いて、a)細胞接着、b)細胞毒性、およびc)細胞増殖を定量することを可能にする血球計を使用して測定した。全ての処置は、少なくとも3回の独立した実験において二連で行った。
特定の実施形態では、細胞遊走分析のために、創傷治癒アッセイを実施した。HT29細胞(5×105細胞/ウェル)を6ウェルプレートに播種し、80%コンフルエントに達するようにした。「創傷」は、細胞単層を横切って傷をつけて開いた間隙を作り出し、それによって創傷を模倣することによって行った。次に細胞をPBSで2回洗浄し、浮遊破片を除去した。続いて各ウェルを、異なる濃度の潜在的阻害剤を含むまたは含まない新しい培地で、異なる濃度(例えば100μg/mL)で満たし、48時間まで増殖させた。処置の終わりに、各ウェルの浸潤領域または傷をつけた領域内の細胞数を測定し、0時間の初期領域と比較し、細胞を位相差顕微鏡下で写真撮影した。処置の開始時に露出領域に遊走した細胞によって覆われた面積を計算した。この比較により、HT29細胞遊走能力に対して各タンパク質画分によって発揮された阻害作用(もしあれば)を評価することができた。細胞遊走の面積を各三連の処置からの3〜5の確率場で計数し、時間0に対するパーセンテージとして表した(処置の開始時に露出領域へ遊走した細胞が覆う面積)。
(MMP−9によるゼラチン分解活性の定量)
蛍光発生ゼラチンアッセイ用に、DQ−ゼラチンをInvitrogen(Carlsbad、カリフォルニア州、アメリカ)から購入し、1mg/mLで水に溶解させた。全ての溶液および希釈液をアッセイ緩衝液(150mMのNaCl、5mMのCaCl2および0.01%v/vのTween 20を含有する50mMのトリス−HCl緩衝液、pH7.6)中で調製した。全ての実験において、DQ−ゼラチンを2.5μg/mLの濃度で使用した。
細胞外HT29培地を回収し、異なる阻害剤へのばく露後に存在するゼラチン分解活性を定量した。検出された活性は、酵素、MMP−9およびMM−2の存在によるものである。各処置からのHT29培地を各ウェル(150μL)に添加したことを除いて、アッセイは前述と同じ方法で実施した。
Medinaら(2006)によって記載されているように、ほとんど変更なしで、合わせたMMP−9およびMMP−2活性を、デフラミン抽出物処置にばく露したマウスの結腸において測定した。簡単に説明すると、結腸組織を、150mMのNaClを含有する50mMのトリス−HCl緩衝液、pH7.6中で1/100の比率(w/v)でホモジナイズした。試料を1分間隔で10秒間ずつ3回超音波処置した。氷上で10分後、タンパク質抽出物を13,000g、4℃で10分間遠心分離し、上清を保存し、タンパク質濃度をLowry法の修正により測定した(Lowryら、1951)。アッセイするまで、試料を−80℃で保存した。上記のように、各結腸からのタンパク質抽出を用いてそれぞれのゼラチン分解活性を定量した。Invitrogen(Carlsbad、カリフォルニア州、アメリカ)から購入した蛍光発生基質色素消光(DQ)−ゼラチンを用いてMMP−9およびMMP−2活性を定量した。製造者の指示に従い、DQゼラチンを1mg/mLで水に溶解させた。全ての溶液および希釈液をアッセイ緩衝液(150mMのNaCl、5mMのCaCl2および0.01%v/vのTween 20を含有する50mMのトリス−HCl緩衝液、pH7.6)中で調製した。96ウェルマイクロアッセイプレート(チムニー、96ウェル、黒色)を使用した。各処置からの各結腸組織上清を各ウェルに入れた(100μL)。その後、DQ−ゼラチン(最終濃度2.5μg/mL)を各ウェルに添加し、プレートを1時間インキュベートした。蛍光レベルを測定した(例:485nm/em、530nm)。全てのデータを、それらの対応する陰性対照を差し引くことによって補正した。
ザイモグラフィーアッセイにおいて、2つの酵素(一般的にゼラチナーゼとして知られるMMP−9およびMMP−2)、ならびにそれらの対応するチモーゲンまたはプロ酵素(プロMMP−9およびプロMMP−2)を検出した。定義により、チモーゲンまたはプロ酵素は、典型的には活性部位へのアクセスを遮断するアミノ酸の短い配列(プロ配列と呼ぶ)の存在のために不活性である。現在の状況では、MMP酵素はこの形態で合成され、例えば、それらがリボソームの分解を、それにまだ結合しているタンパク質合成中に始めることを防ぐ。このように、これらのタンパク質は不活性型で合成され、それらの作用部位においてそれらの成熟した天然型に変換される。本明細書に記載のザイモグラフィーアッセイでは、プロゼラチナーゼはまた、それらがSDSによって変性され、したがって触媒部位を露出させるため活性になる−それ故に、それらは依然としてシステインスイッチの短いアミノ酸配列を維持するため、ザイモグラフィーゲル中にわずかに高い質量のプロ酵素を露出させる。
ゼラチン−ザイモグラフィーを、以下の変更を加えた標準的な方法に従って行った:HT29がん細胞株の培養上清中のメタロプロテイナーゼ活性を測定するため、1%(w/v)ゼラチンと共重合したSDS−ポリアクリルアミドゲル(12.5%w/vアクリルアミド)を調製した。細胞培養上清を、62.6mMのTris−HCl pH6.8、2%(w/v)SDS、10%(v/v)グリセロールおよび0.01%(w/v)ブロモフェノールブルーを含有する非還元緩衝液で処置し、各ウェルに充填した。電気泳動を100Vで2時間行った。電気泳動後、ゲルを再生緩衝液(2.5%v/v Triton X−100)中で60分間ずつ3回洗浄し、SDSを除去した。次いでゲルを展開緩衝液(5mM CaCl2、1μM ZnCl2および0.01%w/vアジ化ナトリウムを含有する50mMのTris−HCl緩衝液、pH7.4)と共に一晩インキュベートした。ゲルを0.5%(w/v)クマシーブリリアントブルーG−250で30分間染色し、メタノール:酢酸:水(50:10:40)の溶液で脱色した。タンパク質バンド強度は、画像処理ソフトウェアを使用してピーク面積を測定する濃度測定によって測定した。
異なる試料中のMMPIタンパク質を検出および定量するために使用される逆ゼラチンザイモグラフィーを、Hawkesら(2010、2010)に記載のように行い、いくつかの修正を加えた。タンパク質試料をザイモグラフィー緩衝液(10%(w/v)SDS、50%(v/v)グリセロールおよび0.05%(w/v)ブロモフェノールブルーを含有する313mMのTris−HCl緩衝液、pH6.8)で処置し、ゼラチン(1%w/v)と共重合したSDS−ポリアクリルアミド(12.5%w/vアクリルアミド)スラブゲルならびにMMP−2およびMMP−9を発現する細胞株由来のまたは異なるMMP−9濃度(例えば1μmol/mL)の馴化培地(1.0mL)に充填した。電気泳動を上記のように実施し、ゲルを2.5%(v/v)Triton X−100中で3回(各60分間)洗浄してSDSを除去し、基質ザイモグラフィーについての上記のように一晩インキュベートした。ゲルを0.5%(w/v)クマシーブリリアントブルーG−250で染色した。暗い領域は、ゼラチン分解のMMPI媒介阻害を示した。白い背景に対して見える暗いバンドは、ゼラチン分解のMMPI媒介阻害を示した(Hawkes、2001)。
結腸抽出上清中の比メタロプロテイナーゼ活性を測定するために、ゼラチン−ザイモグラフィーを標準的な方法(Tothら、2012)に従い、以下の変更を加えて実施した:SDS−ポリアクリルアミドゲル(12.5%w/vアクリルアミド)を、1%(w/v)ゼラチンと共重合させた。結腸抽出上清を、62.6mMのTris−HCl緩衝液、pH6.8、2%(w/v)SDS、10%(v/v)グリセロールおよび0.01%(w/v)ブロモフェノールブルーを含有する非還元緩衝液で予め処置し、SDSゲルの各ウェルに入れた。電気泳動を、上記のように、12.5%(w/v)のアクリルアミド分割ゲルおよび5%(w/v)のアクリルアミドスタッキングゲル中で行い、ゲル当たり200Vおよび20mAで垂直電気泳動ユニットにおいて実施した。電気泳動後、ゲルを2.5%(v/v)Triton X−100中で60分間ずつ3回洗浄し、SDSを除去した。次いで、ゲルを展開緩衝液(5mM CaCl2、1μM ZnCl2および0.01%w/vアジ化ナトリウムを含有する50mMのTris−HCl緩衝液、pH7.4)と共に2日間インキュベートし、50%(v/v)メタノールおよび10%(v/v)酢酸中で0.5%(w/v)のクマシーブリリアントブルーG−250で30分間染色し、50%(v/v)メタノール、10%(v/v)酢酸の溶液で脱色した。青い背景に対して見える白いバンドは、各プロテイナーゼのゼラチナーゼ活性を示した(Tothら、2012)。
(炎症の大腸炎モデル)
(動物)
体重25〜30g、5〜6週齢の雄性CD−1マウス(Harlan Iberica、バルセロナ、スペイン)を、標準的なポリプロピレン製ケージに収容し、リスボン大学中央動物施設、薬学部において、12時間の明期、12時間の暗期のサイクルで22℃±1℃に保たれた室内の管理された環境下で、食物と水に自由にアクセスさせた。
英国、ロンドンのハーマジェスティの事務局により発行されたthe Home Office Guidance in the Operation of Animals (Scientific Procedures) Act 1986、および米国国立衛生研究所により発行されたthe Institutional Animal Research Committee Guide for the Care and Use of Laboratory Animals(NIH出版番号85−23、1996年改訂)、ならびに現在採用されているEC規制(指令2010/63/EU)に従って実験を行った。最後に、実施された研究は、http://www.nc3rs.org.ukに要約されているthe ARRIVE Guidelines for Reporting Animal Research’に準拠している。この実験プロトコルはリスボン大学薬学部の倫理委員会によっても承認された。さらに、リスボン大学薬学部の共同研究者は、独立した動物研究を調整し実施することが、ポルトガル獣医総局によって認可されている。全ての試験は、体重100〜150gの雄性5週齢のウィスターラット(Harlan Iberica、バルセロナ、スペイン)を用いて実施した。全ての動物は標準食および水を自由に摂取した。
(実験的大腸炎の誘発)
2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)は、以前から説明されているように(Impellizzeriら、2015)、結腸内単回投与として注入した。短期間、マウスを24時間給餌しなかった。誘導日(0日目)に、マウスを100mg/kgのケタミンおよび10mg/kgのキシラジンで麻酔した。次いで、結腸に4.5cmまで慎重に挿入したカテーテルを通して100μLのTNBS溶液を投与した。逆流を避けるために、マウスを1分間トレンデレンブルグ体位に保った。誘導の4日後、マウスに麻酔をかけ、血液試料を心臓穿刺により集めた。マウスを頸椎脱臼により安楽死させ、剖検した。腹部を正中切開により開いた。結腸を取り出し、周囲組織から取り出し、下痢の重症度の観察および分類のために縦方向に開いた。その後、組織の肉眼的観察のために結腸をリン酸緩衝生理食塩水で洗浄し、生化学的分析にかけるか、またはさらなる処理のために、その後パラホルムアルデヒド中に固定した。
記載のように、動物を無作為に4つの実験群に割り当てた:
1.擬似群(n=6):結腸内投与を100μLの食塩水で行ったことを除いて、動物に上記の手順を施した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与した。
2.エタノール群(n=6):結腸内投与を100μLの50%(v/v)エタノール/水溶液で行ったことを除いて、動物に上記の手順を施した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与した。
3.TNBS群(n=10):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与した。
4.TNBS+抽出物(すなわちデフラミン)群(n=10):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物に抽出物(すなわちデフラミン;15mg/kg)を経口投与(p.o.)した。
結腸を摘出した後、実験群に関して盲検化した観察者による内容物の観察および下痢の重症度の分類のために、縦切開を行った。その後、結腸を食塩水ですすぎ洗いし、より綿密な組織の観察および病変写真の捕捉のために、外科用顕微鏡を通して肉眼で観察した。その後、結腸および損傷の程度(存在する場合)を測定した。
出血性損傷の指標としての糞便中ヘモグロビンを、免疫比濁法による定量法(Kroma Systems)を用いて測定した。
結腸を取り出し、PBS中4%(w/v)のパラホルムアルデヒド中に室温で72時間固定し、段階的エタノール系を通して脱水し、パラフィン中に包埋した(1群当たりn=3)。ヘマトキシリン&エオシン(H&E)染色を以前から説明されているように(Rochaら、2015)実施し、明視野Axioscop顕微鏡(Zeiss、ゲッティンゲン、ドイツ)を使用して画像を得た。
大腸炎に対する腹腔内投与したデフラミンの抗炎症効果も試験した。デフラミン抽出物を腹腔内注射により投与したことを除いて、マウスを正確に上記の通り処置した。以下の実験群を試験した:
1.擬似群(n=6):結腸内投与を100μLの食塩水で行ったことを除いて、動物に上記の手順を施した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与するか、または同量の生理食塩水を腹腔内注射した。
2.エタノール群(n=6):結腸内投与を100μLの50%(v/v)エタノール/水溶液で行ったことを除いて、動物に上記の手順を施した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与し、同じ量の食塩水を腹腔内注射した。
3.TNBS群(n=10):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与し、同じ量の食塩水を腹腔内注射した。
4.TNBS+抽出物(すなわちデフラミン)群(n=10):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物に抽出物(すなわちデフラミン;10mg/kg)を腹腔内(i.p.)注射した。
デフラミンの予防効果をその治療効果と比較するために、マウスを上記のように管理および処置し、無作為に4つの実験群に割り当てた:
1.擬似群(n=6):結腸内投与を100μLの食塩水で行ったことを除いて、動物に上記の手順を施した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与した。
2.TNBS群(n=10):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物に10mL/kgの蒸留水を経口投与した。
3.TNBS+デフラミンp.o.(n=9):動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。プロトコルの4日間、動物にデフラミン(15mg/kg)を経口投与した。
4.デフラミン予防処置+TNBS(n=10):TNBS誘導の3日前に、動物にデフラミン(15mg/kg)を経口投与した。次いで動物に、50%(v/v)エタノール中2.5%(w/v)TNBS100μLを投与した。
(In vivo実験用動物の飼育および管理)
英国、ロンドンのハーマジェスティの事務局により発行されたthe Home Office Guidance in the Operation of Animals(Scientific Procedures) Act 1986、および米国国立衛生研究所により発行されたthe Institutional Animal Research Committee Guide for the Care and Use of Laboratory Animals(NIH出版番号85−23、1996年改訂)、ならびに現在採用されているEC規制に従って実験を行った。最後に、本研究は、http://www.nc3rs.org.ukに要約されているthe ARRIVE Guidelines for Reporting Animal Research’に準拠している。それ故に、研究所の倫理委員会は、著者SepodesおよびRochaが、独立した動物研究を調整し実施することをポルトガル獣医総局によって認可されていることを考慮して、動物研究プロトコルを承認した。全ての試験は、体重100〜150gの雄性5週齢のウィスターラット(Harlan Iberica、バルセロナ、スペイン)を用いて実施した。全ての動物は標準食および水を自由に摂取した。
実験的足浮腫の誘発および浮腫重症度の評価。ラット後足のカラギーナン誘発性足浮腫は、急性局所炎症を研究するのに適したモデルであり、抗炎症活性の評価において最も有用なモデルの1つであると広く考えられている。このモデルは、経口または局所投与されたデフラミンの抗炎症活性を試験するために使用された。
足浮腫を、0.1mLの1%(w/v)λ−カラギーナン滅菌生理食塩水溶液のラット左後足への単回足底下注射によって誘発した。足体積を、足体積測定装置(Digital Plethysmometer LE7500;Letica Scientific Instruments、レティツァ、スペイン)を使用して体積変位法により測定した。足体積を、カラギーナンの注射直後(V0または基礎体積)および6時間後(V6時間)に測定した。足体積の増加を浮腫体積とした。
記載のように、動物を無作為に以下の群に割り当てた:
1.対照群(n=6):動物に、ラット左後足への0.1mLの無菌食塩水の足底下注射を施し、食塩水(1mL/kg、i.p.)を投与した。
2.カラギーナン群(n=6):動物に足浮腫誘発を施し、食塩水(1mL/kg、i.p.)を投与した。
3.デフラミン群(n=5):動物に足浮腫誘発を施し、λ−カラギーナン注射の30分前にデフラミン抽出物(1kgあたり15mgのクルード抽出物、経口投与およびi.p.)で前処置した。
4.インドメタシン群(n=6):動物に足浮腫誘発を施し、λ−カラギーナン注射の30分前にインドメタシン(10mg/kg、i.p.)で前処置した。
5.トロロックス群(n=6):動物に足浮腫誘発を施し、λ−カラギーナン注射の30分前にトロロックス(30mg/kg、p.o.)で前処置した。
動物を原則的に前述のように処置し、以下に記載のような群に分けた:
1.対照群(n=6):動物に、ラット左後足への0.1mLの無菌食塩水の足底下注射を施し、食塩水(1mL/kg、i.p.)を投与した。
2.カラギーナン群(n=6):動物に足浮腫誘発を施し、食塩水(1mL/kg、i.p.)を投与した。
3.デフラミン群(n=5):動物に足浮腫誘発を施し、λ−カラギーナン注射後にデフラミン抽出物(水およびグリセロール30:70、v/vに溶解)で局所的に処置した。
4.対照群(n=6):動物に足浮腫誘発を施し、λ−カラギーナン注射後にグリセロール溶液(水およびグリセロール30:70、v/v)で局所的に処置した。
動物の大腸炎モデルについては、全ての結果をn回の観察の平均±SEMとして表し、ここでnは試験した動物の数を表す。1要因ANOVA検定、それに続くGraphPad Prism 5.0ソフトウェア(GraphPad、サンディエゴ、カリフォルニア州、アメリカ)を用いたボンフェローニの事後検定を用いて結果を比較した。ゼラチン分解活性については、全ての実験を三連で少なくとも独立して3回行い、データを平均±標準偏差(SD)として表した。SigmaPlotソフトウェア(バージョン12.5)を、一元配置および二元配置分散分析(ANOVA)を使用して、異なる処置を比較するために使用した。統計的に有意と見なされる場合、テューキー検定を使用して、群間の差と0.05未満のP値での統計的差異とを比較した。
(マメ科種の種子からの総抽出物中のMMPI活性)
近年Food Chemistry(Limaら、2016)に公表され、デフラミンを発見する前の予備研究において、出願人は、多くの総種子抽出物を阻害性MMP活性の存在についてスクリーニングした。研究中のこれらの種子は以下の通りであった:Cicerarietinum L.(ヒヨコマメ)、Glycine max L.(ダイズ)、Lens culinaris M.(レンズマメ)、Lupinus albus L.(ルーピン)、Phaseolus vulgaris L.(インゲンマメ)、Pisum sativum L(エンドウ)、Vicia faba L.(ソラマメ)、およびVigna unguiculata L.(ササゲ)。本発明者らが研究を続けて本明細書で取り上げることになる最も有望なものは、ヒヨコマメ、ルーピンおよびダイズであった(図5および6〜11;Limaら、2016)。
− 図6の総可溶性抽出物(したがってフラボノイドおよび他のポリフェノールなどの低分子量代謝産物、ならびにおそらくルナシンを含むペプチドおよびタンパク質を含む);図6は、MMP−9阻害活性に関する。8種類のマメ科種子(Lupinus albus、Cicer arietinum、Vicia faba、Phaseolus vulgaris、Pisum sativum、Vigna unguiculata、Lens culinarisおよびGlycine max)からの総可溶性抽出物の、MMP−9のタンパク質分解活性に対する効果。総可溶性抽出物をMMP−9を含有する反応混合物に添加し、ゼラチン分解活性は、DQ蛍光アッセイによるものであった。
図7は、HT29細胞増殖アッセイに関する。HT29細胞は、8つの種子種から予め抽出したアルブミンまたはグロブリン画分の存在下で24時間増殖させた。
図10は、DQ蛍光発生法によって定量した、8つの種子種から単離したアルブミンまたはグロブリン画分への48時間のばく露後のHT29細胞外培地中に存在するゼラチナーゼのタンパク質分解活性に関する。
図11は、細胞をアルブミンまたはグロブリンタンパク質画分に48時間ばく露した後の、HT29細胞外培地中に存在するMMP−9およびMMP−2活性のザイモグラフィープロファイルに関する。最も顕著な阻害をもたらす種子抽出物(すなわちL. albus、C.arietinumおよびG.max)のみを示している。ポリアクリルアミドゲル(12.5%w/vアクリルアミド)を1%(w/v)ゼラチンと共重合させた。MMP−9およびMMP−2バンドの相対活性を、対照の%として計算した。G、Glob−100μgタンパク質/mLを含む総グロブリン画分;A、Alb−100μgタンパク質/mLを含む総アルブミン画分。示された全ての値は、少なくとも3回の反復実験の平均値±SDであり、対応する対照の百分率として表される。縦線はSDを表す。*P<0.05、**P<0.001。
上記の材料および方法の節で述べたように、穀物とマメ科植物のものを含む乾燥種子は、いくつかの理由でそのまま摂取されない。第一に、それらは我々にとって噛むのがかなり大変である。第二に、および最も重要なことに、マメ科種子は、他の多くの種子と同様に、消化酵素の阻害剤、レクチン、高フィチン酸塩濃度、非タンパク質アミノ酸などのような抗栄養因子を含むことがよく知られている。したがって、それらは、タンパク質性抗栄養因子の変性、ならびにいくつかの非タンパク質成分の破壊または浸出を確実にするために、調理後に摂取されなければならない。これらの理由のために、およびデフラミンが煮沸に抵抗することが見出されたため、調理済み種子を用いた多数の初期実験が行われた。
フィチン(フィチン酸塩、PA、イノシトールヘキサホスフェートおよびIP6とも呼ばれる)は、例えば、過剰に存在すると消化酵素(例えば、トリプシン、ペプシン、α−アミラーゼおよびβ−グルコシダーゼ)を阻害し、特定のミネラル(最も顕著には亜鉛、より少ない程度でカルシウムおよびクロム)に結合し、その結果それらのバイオアベイラビリティを妨害するため、両方とも抗栄養素と見なされる(インターネットサイト1)。
サポニンは、天然または合成形態の医薬品および/または栄養補助剤としてかなりの可能性を秘めている。それらは、とりわけ、抗発がん作用、神経保護作用、抗炎症作用および抗酸化作用を示すことが示されている(Rao&Gurfinkel、2000)。
フェノール化合物は植物中に普遍的に存在し、高い抗酸化能力およびフリーラジカル捕捉能力を示すことが知られている。したがって、それらは一般に、心血管疾患、がん、加齢、真性糖尿病および神経変性疾患などの多くの酸化ストレス関連疾患を予防および治療するための潜在的薬剤とみなされ、大部分はそれらの心臓保護、抗がん、抗炎症および抗微生物生物活性に起因する(Liら、2014年)。しかしながら、主な懸念は、それらのバイオアベイラビリティおよび潜在的な毒性を含み、大多数の研究はそれらの調理および消化過程に対する耐性を考慮していない。さらに、生物活性タンパク質とは異なり、それらの有益な/有害な生物学的効果は、通常用量依存的である。
タンパク質は驚くほどの種類の生体分子を構成し、他のどの種類の分子にも類を見ず、膨大な種類の生物活性を満たしている。これまで知られていなかったタンパク質を選択し、その生物学的機能を決定することは、困難であるだけでなく、生物学および化学研究者の最も挑戦的で興味深い仕事の1つでもある。それらが進化した生物学的役割を実行することに加えて、タンパク質は、広範囲の有益な活性に起因して、人類の利益のためにも使用され得る。したがって、例えば、食品医薬品局(FDA)は、食品ラベルおよび食品表示において、ダイズタンパク質と冠状動脈性心臓病のリスクの低下との関連性に関する健康強調表示の使用を承認した(FDA、1999)。
図17および図18に提示されたデータは、C.arietinum、G.maxおよびL. albusから調製した可溶性抽出物がHT29細胞の遊走を阻害することを示す。しかしながら、種子の抽出物、種および状態(すなわち調理の有無)の間でかなりの相違が見いだされた。したがって、調べた全ての非タンパク質抽出物は、細胞遊走時に著しい阻害を示した。生種子から調製した可溶性タンパク質抽出物の中で、細胞遊走阻害活性は、ダイズについてはほとんど無視でき、ルーピンについては中程度であり、ヒヨコマメについてはわずかに高かった。しかしながら、驚異的で驚くべき結果が達成されたのは、調理済み種子から調製した可溶性タンパク質抽出物にあった:ヒヨコマメおよびダイズとは異なり、ルーピン種子を調理すると、得られる可溶性タンパク質抽出物の細胞遊走阻害活性を高めるのに劇的な効果がある。奇妙なことに、ならびにヒヨコマメおよびダイズとは異なり、全く同じ効果が、調理済みルーピン種子から調製した非タンパク質抽出物に関しても達成される。これらのデータは、ルーピン種子がHT29細胞遊走活性を示すタンパク質および低分子量非タンパク質化合物の両方を含み、その効果が、種子を前もって調理することによって著しく増強されることを示唆しており、それらを人間の栄養が関係しているものに特に適切にするものである。
1.濃度効果。本発明者らは、ほとんどのルーピン種子タンパク質が調理中に変性して周囲の水に浸出することを知っている。(ほとんどではないにしても)多くの低分子量代謝産物が破壊されるかまたは煮沸水中に浸出するかのいずれかであることも知られている。図17および図18に示す創傷治癒アッセイでは、100μg可溶性タンパク質/mLまたは10mg可溶性非タンパク質生体分子/mLを使用した。生種子から調製した抽出物と比較した場合、これは調理過程を乗り切ったそれらの代謝産物およびタンパク質に対する大きな濃度効果を意味する。
2.オリゴマータンパク質に関して、個々のサブユニットもしくは元のオリゴマーの残りの部分が可溶性であり増強された生物活性を示す場合の熱誘導性および不可逆的解離効果。
3.デフラミンが、可溶性タンパク質画分と可溶性低分子量非タンパク質画分との両方に生じることも可能である。
図19に示す結果は、種子の異なる抽出物、種および状態(すなわち調理の有無)の、HT29細胞増殖に対する影響を示す。ヒヨコマメの種子から調製した可溶性非タンパク質抽出物は例外かもかれないが、これらの細胞は24時間ばく露後も生存可能であるため、全ての抽出物がHT29細胞に対して低い毒性を示すと結論付けるのが妥当と思われる。さらに、それらは細胞増殖を阻害しないようである。Gironとその共同研究者ら(Giron−Calleら、2004)は、ヒヨコマメ種子から抽出したアセトン可溶性代謝物の存在下でのCaco−2細胞増殖の強力な阻害を検出した。図19は細胞増殖アッセイを示す。HT29細胞を、緩衝液(対照)、研究中の3つの種子種からの非タンパク質抽出物(10mg/mL)またはタンパク質抽出物(100μg/mL)の存在下で24時間増殖させた。NP:生種子から調製した可溶性非タンパク質抽出物;NPC:調理済み種子から調製した可溶性非タンパク質抽出物;P:生種子から調製した可溶性タンパク質抽出物;PC:調理済み種子から調製した可溶性タンパク質抽出物。縦線は、少なくとも3つの生物学的複製での平均値±SDを表す。*P<0.05。
通常の条件下で(例えば、阻害剤なしで)、がん細胞は、MMP−9およびMMP−2を外部環境に分泌してマトリックスタンパク質を分解し、こうして細胞を遊走させる。ゼラチナーゼを阻害するどの状態でも、転移形成を阻害することになる。したがって、MMPの天然の阻害剤を発見することが潜在的な目的である。
(デフラミンの発見)
MMP−9阻害に関与することが判明したタンパク質画分を単離するために、L.albusのタンパク質をそれらの天然サイズに従って分離し、それらのMMP−9に対する阻害活性を試験した。図22〜24は、L.albusの総タンパク質抽出物について得られたサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、収集した画分F1〜F6の対応する電気泳動タンパク質プロファイル、および各画分のMMP−9阻害活性を示す。
本発明の方法論の実施形態を、スケールアップを受けるのに適した種子からデフラミンを抽出および精製するために開発し(図4参照)、工業施設におけるその大量生産を可能にした。手順は、方法の節に詳細に記載している。
注:本標題の「より」という言葉は、二重の意味で使われている:
1−単離方法論が最初の総タンパク質抽出物から精製デフラミンに進行するにつれて、その生物活性は段階的に増加し、単離デフラミンで最大に達する。各精製工程後に行われる比較試験は各試料からのタンパク質の同一タンパク質量を使用するため、デフラミン精製度が増加するにつれて、各画分中の総タンパク質に対するデフラミン量も増加し、純度が低いものから純度がより高いデフラミン画分へ移ったときのデフラミン生物活性の増加を正当付ける。
2−デフラミンは細胞増殖の貧弱な阻害剤(低い細胞毒性を意味する;下記参照;図39〜42を比較)であるが、結腸がん細胞浸潤および増殖の強力な阻害剤である。
デフラミンを単離するために開発された方法論(図4に示され、方法の節に詳細に記載される)は、L. albusのMMPI活性に関与するMMPI画分を単離することにおいて非常に効率的であることを実証した。この画分(すなわちデフラミン)の効果をさらに試験し、それが用量依存的であるかどうかを確かめた。HT29結腸がん細胞におけるDQゼラチン法および創傷浸潤アッセイを用いて、4つの異なるデフラミン濃度(100、50、10および5μg/mL)のセットを試験し、その結果を図39および40〜41にそれぞれ示す。
図35で分析されたデフラミン画分は2つ以上のポリペプチドバンドにより構成されているように思われたため、同じ試料(すなわち単離されたデフラミン)を還元および非還元条件下で電気泳動により分画し、そのポリペプチド組成を検出し、ならびにジスルフィド結合の存在可能性を決定した。得られた結果を図43に示す。
マメ科種子は、トリプシン阻害剤およびBBIなどの様々なタンパク質性酵素阻害剤を含有することによって長い間認識されてきた。しかしながら、天然に存在するMMPIの存在は植物組織中に偏在すると考えられ得るが、それらの全ては臨床的および/または栄養学的目的でのそれらの製造を考慮するときにいくつかの欠点を示す:高濃度または長期ばく露での毒性;調理時および/または消化過程による化学的不活性化(たとえば変性)または破壊(たとえばタンパク質分解);特定のものの欠如;概してMMPIが工業レベルへの効率的なスケールアップを受けるのを妨げる、高コストで非効率的な分離方法。この研究で報告されている単離デフラミンは、煮沸に耐性があり、酵素阻害剤であるため、これらの制約の全てを超えている;他方、開発された逐次沈殿法は単純であり、費用効果が高く、工業的状況において容易に適用される。ルーピン種子に天然に存在する食用ポリペプチドの混合物として、ほとんどのフェノール化合物や他の生物活性二次代謝物がそうであるように、それは高用量での毒性の問題を提起せず、酸およびエタノール沈殿の使用は、考えられる有毒混入物質ならびに高分子量タンパク質の除去を確実にする。
デフラミンを、図4の実施形態に詳述した方法論に従ってLupinus albus種子から単離した。デフラミンをその後、RP−HPLCにより、以下に示される4つのピークに分画した。図46に示されるように、これらのピークのそれぞれを含むポリペプチドを質量分析によって同定した。得られた結果は、以下の(ピーク1)、(ピーク2)、(ピーク3)および(ピーク4)に示されており、以下のピークの存在を示している:
−ピーク1:コングルチンベータ1、2、3、4、5および7のフラグメント。分子全体に及ぶβ−コングルチンフラグメントが検出されたことに留意されたい。ピーク1ではδ−コングルチンフラグメントは検出されなかった。
−ピーク2:コングルチンベータ1、2および6、ならびにコングルチンデルタ2大鎖のフラグメント。それらの前駆体の全分子にわたるβ−コングルチンおよびδ−コングルチンフラグメントが検出されたことに留意されたい。
−ピーク3:コングルチンベータ1およびコングルチンデルタ2大鎖のフラグメント。それらの前駆体の全分子にわたるβ−コングルチンおよびδ−コングルチンフラグメントが検出されたことに留意されたい。
− ピーク4:コングルチンベータ1、2、3、6および7のフラグメント。全分子にわたるβ−コングルチンフラグメントが検出されたことに留意されたい。ピーク1ではδ−コングルチンフラグメントは検出されなかった。
− L.albusデフラミンは、β−コングルチンとδ−コングルチンフラグメントとの複雑な混合物からなる;
− β−コングルチンおよびδ−コングルチンは、両方ともL.albus デフラミンの前駆体である。
・緑残基は95%の信頼度のペプチドに対応する;
・50〜95%の間の信頼度のペプチドについては黄色;
・50%未満の信頼度のペプチドについては赤;
・灰色は未同定残基に対応する。
L.albusから単離されたデフラミンは2つの画分(一方はβ−コングルチン由来、他方はδ−コングルチン由来)を含み、それらはHPLCでは分離されないが、Ca2+およびMg2+の添加によって、β−コングルチンがこれらの陽イオンに結合し、自己凝集し、不溶性になるため、実際には分離することができる。
HPLCにより単離したデフラミン画分を凍結乾燥し、水に溶解させ、撹拌した。デフラミン溶液に、ストック溶液からのCaCl2およびMgCl2を10mMのCaCl2および10mMのMgCl2に達するまで添加し、続いて4時間または一晩撹拌した。懸濁液を30,000gで1時間遠心分離した。上清およびペレットを、予め水中で平衡化したNAP−10カラムで脱塩し、将来の分析のために凍結乾燥した。全ての操作を4℃で行った。
図49は、Ca/Mg可溶性および不溶性デフラミン画分の両方の電気泳動プロファイルを示す。図は、Ca/Mg可溶性および不溶性デフラミン画分の電気泳動プロファイルを示す;D−RP−HPLCにより単離したデフラミン;Ds−陽イオンの存在下で沈殿しなかったデフラミン画分(上清);Dp−陽イオンの存在下で沈殿したデフラミン画分(ペレット)。
2つの画分に分割されると、L.albusデフラミンはその細胞浸潤阻害活性を失う。しかし、これらの画分が再び合わされると、最初の活動の一部が回復する。図50に示されるこれらの結果は、2つの画分がデフラミン生物活性の発現に必須であることを示唆する。
特定の疾患の自然史および疫学研究に基づいて、特定の慢性炎症状態と最終的な腫瘍の出現との間に強い関連性が確立されている。特定の遺伝子はこれらの病状の間により高度に発現され、それらが発現するタンパク質は通常、炎症および腫瘍形成のバイオマーカーとして認識されている。そのような例は、以下である:MMP−1、MMP−7、MMP−9およびMMP−2などの数種類のMMP、ならびにまた、全身性炎症に関与する細胞シグナル伝達タンパク質(サイトカイン)である腫瘍壊死因子α(TNFα)、DNAの転写を制御するタンパク質複合体である核内因子κB(NF−κB)、およびメタロプロテイナーゼの内因性組織阻害剤であるTIMP1、ならびに炎症メディエーターであるiNOおよびCOX2。これらのうちのいくつかを図51で試験した。
HT29細胞を50μL/gのデフラミンにばく露し、24時間増殖させた。NZYトータルRNA単離キット(Nzytech)を若干改変したものを用いてHT29細胞から全RNAを抽出し、定量化を、Take3マルチボリュームプレート(Bio−Tek Instruments社、ウィヌースキー、アメリカ)を用いて、Gene 5ソフトウェアを備えたSynergy HTマルチプレートリーダーで実施した。逆転写には、oligod(T)キット(Thermo Scientific)でのRevertAid逆転写酵素プライミングを、製造元の推奨に従って使用した。
図51に示す結果は、デフラミンが炎症および腫瘍形成に関連する特定の遺伝子の発現を有意には変えず、MMP−9とも無関係であることを示唆し、デフラミンは遺伝子発現に対して有意な直接的活性を有さず、むしろMMP−9との直接的相互作用を介して作用するという仮説を裏付ける。注目すべきは、MMP−1およびMMP−7に関連する遺伝子の発現のわずかな阻害であり、これらは通常進行した転移性疾患の間に増強された発現を示す。
L. albusデフラミンを、塩味の調理済みクッキーの製造に使用した。この過程の間に、温度を180℃まで上げたことに留意することは重要である。それにもかかわらず、図52で得られた結果は、デフラミンが塩味の調理済みクッキーにおいてそのがん細胞浸潤阻害活性を維持したことを示している。
(RP−HPLCおよび電気泳動によるデフラミン分析)
図53は、RP−HPLC(溶離液はアセトニトリルおよびTFAである)によるL.albusデフラミン分画ならびに対応するSDS−PAGEの代表的画像を示す。デフラミンは、Lupinus albus種子から抽出および精製した。
(方法)
機器は、LIFTセルおよびN2レーザーを備えたUltraflex II MALDI−TOF TOF Bruker−Daltonicsで構成されていた。
イオン化:MALDI
動作モード:質量分析計を線形モードで正極性で動作させ、スペクトルをm/z5000〜20000の範囲で取得した。各スポット位置で50Hzのレーザー周波数で、合計1000個のスペクトルを得た。外部較正:Brukerからのタンパク質較正標準I(インスリン(5734.51m/z);ユビキチンI(8565.76m/z)、チトクロームc(12360.97m/z)、ミオグロビン(16952.30m/z)の[M+H]+;シトクロムc(6180.99m/z)およびミオグロビン(8476.65m/z)の[M+2H]2+)。
L.albusデフラミンのMALDI−TOF分析は、わずかに異なる長さの互いに相同ないくつかのフラグメントからなる、13および17kDaの質量を有する2ブロックのポリペプチドフラグメントの存在を明らかに示している(図54)。
デフラミンの抗菌活性を以下の微生物に対して試験し、無効であることがわかった:
グラム陽性細菌:
−リステリア菌(NCTC 11994)
−セレウス菌(NCTC 7464)
−黄色ブドウ球菌(NCTC 10788)
グラム陰性細菌:
−大腸菌(NCTC 9001)
−サルモネラ・ゴールドコースト(NCTC 13175)。
真菌:
−アルテルナリア・アルテルナータ
−ボトリチス・シネレア
−ファエオアクレモニウム・アレオフィルム
−アルテルナリア種
−ペニシリウム種
(デフラミンの抗大腸炎作用に関する予備結果)
大腸炎に対するデフラミンの生物活性に関する予備結果を図55に示す。デフラミンの抗大腸炎作用に関する予備結果:マウスモデルにおける対照およびデフラミン処置での比較の大腸炎誘発性病変の代表的画像。このアッセイを、大腸炎の誘発後にそれらの食餌に導入した1つの濃度のデフラミンのみでの予備試験として行った。
より良い結果をp.o.投与がもたらしたため、本発明者らはさらに、単なる治療的アプローチではなくデフラミンの経口食餌補給による予防的アプローチが同様の効果を示すかどうかを試験した。
デフラミン処置において観察された抗炎症効果がMMP−9および/またはMMP−2阻害によるものであるかどうかを試験するために、異なる実験動物群(治療的および予防的)由来の新鮮な結腸組織におけるこれらの酵素のゼラチン分解活性を、DQ−ゼラチンキットおよびザイモグラフィーアッセイを用いて試験した。図62は、クエンチ色素DQ−ゼラチン法によって定量された、結腸試料中に存在する総ゼラチン分解活性を示す。
図64は、カラギーナンによって誘発したラット足浮腫発症に対する、浮腫誘発の6時間後のデフラミン投与の効果を示す。カラギーナン(1mL/kg;n=6;i.p.)、インドメタシン(10mg/kg;p.o.;n=6)、テンポール(30mg/kg;n=8;p.o.)、またはトロロックス(30mg/kg;n=8;p.o.)の単回投与の効果と比較した、デフラミン抽出物の単回投与(15mg/kg;n=5;p.o.)の効果。SF:0.1mL無菌食塩水(1mL/kg、i.p.、n=6)の足底下注射、食塩水と共に投与される。データはそれらの標準誤差と共に平均値として提示されている。*p<0.001対SF群;#p<0.001対カラギーナン群。
図66は、マウスの血液および糞便の逆ザイモグラフィーを示している(それぞれ分画の内および外)。デフラミンを0日(対照)、4日(T4)および7日(T7)の間に、ラットに経口投与した。M:分子量マーカー。
種子中の多くの熱不安定性生物活性化合物が説明されてきた。しかしながら、大部分の種子は、例えば毒性の熱不安定性ペプチド、タンパク質(例えばレクチン、酵素阻害剤、およびシアン発生植物に存在するグリコシダーゼなどの毒性化合物を放出する酵素)ならびに他の化合物の存在を含む様々な理由で、調理後に摂取される。これらの条件下では、機能性種子中に存在する生物活性化合物は、消化過程を乗り切ることに加えて、多くの場合調理に耐える必要がある。
上記に提示されたデータは、デフラミン調製物中のβ−コングルチンおよびδ−コングルチン−2大鎖フラグメントの両方の存在を示す。したがって、β−コングルチンおよびδ−コングルチン−2大鎖は、デフラミン前駆体と見なすことができる。
デフラミンはルピナス以外の種子に存在することがわかった。図68は、L.albus、C.alietinumおよびG.maxからのいくつかの濃度の総可溶性タンパク質抽出物によってHT29細胞遊走に及ぼされる阻害効果を示す。結果は、分析した種子における細胞遊走阻害活性の存在を示している。
デフラミンは経口補給を介して大腸炎損傷を軽減する、新規消化抵抗性ゼラチナーゼ阻害剤である。MMP−9阻害剤(MMPI)は、主に原発腫瘍および転移抑制剤のための抗血管新生剤と見なされているが、それらはまた、大腸炎および他の炎症性腸疾患などの前がん状態を効果的に阻害することが実証されている。30年以上に渡り、MMPは世界中の研究者によって、炎症と同様にがんに対する魅力的な治療標的と考えられてきた。結果として、無数のMMPIがすでに合成されており、そのうちのいくつかは潜在的な治療薬として使用されてきた(Bourguetら、2012)。しかしながら、臨床試験段階に入った低分子MMPIはごく少数であり、そのほとんどは、有益性の欠如または強い有害副作用のいずれかのために、時期尚早に終了した(Wangら、2012)。理想的には、特定のMMP−9阻害剤を栄養補助食品として炎症性腸疾患(IBD)治療にうまく利用するためには、それは血清バイオアベイラビリティではなく結腸アベイラブルであり、消化過程に対して抵抗性があり、結腸細胞にも無毒である必要がある。本明細書に提示された結果は、デフラミンが消化過程を乗り切り、TNBS誘発性大腸炎によって引き起こされる病変を軽減することができ、結腸炎症のいくつかの機能的および組織学的マーカーの減少、すなわち:結腸長減少の軽減、目に見える損傷(潰瘍形成)の程度の減少、下痢の重症度の減少、死亡率の減少、粘膜出血の減少、および結腸炎症の全体的な組織学的特徴の減少をもたらすことを明確に示す。さらに、この効果はi.p.治療と同様にp.o.治療で明白であり、食事療法のその潜在的な使用を裏付ける。実際、経口投与で得られた全体的な結果は、デフラミンが消化に対して抵抗性であるだけでなく、おそらくin situでより効果的に作用することにより、それがi.p.治療よりも大腸炎損傷の軽減に効果的であることを示唆している。興味深いことに、より長期にわたるデフラミンの食事投与による予防的アプローチでは、治療的アプローチと著しくは異ならず、デフラミンをTNBS誘発の3時間後にのみ投与した。これは、それが効果的かつ迅速な方法で炎症抑制剤として作用することができることを示唆しており、急性の状況ならびに慢性炎症の両方における栄養補助食品としての潜在的な使用を示唆している。
現在、デフラミンはin vitroアッセイにおいて結腸細胞中のMMP−9およびMMP−2を阻害し、それは熱および酸変性に対して抵抗性であることが実証されており、IBDおよび結腸がん用の栄養補助食品になるための良い候補とされている。しかしながら、消化後の有効性をさらに測定し、栄養補助食品としてのその可能性を裏付けるために、in vivo試験が必要とされた。この点において、全体的な生理学的および形態学的結果は、デフラミンがTNBS群で観察されたMMP−9およびMMP−2活性の大腸炎誘発性上昇を実際に抑制し、それらを対照で観察されたものに近い活性強度に平準化できることを裏付けることができた。
抗炎症薬としてのその範囲を明らかにするために、本発明者らは、デフラミンが足浮腫における炎症を軽減することができるかどうかをさらに試験した。足体積の%がi.p.投与とp.o.投与の両方で減少したが、それらは統計的に有意ではなく、血流のデフラミンの吸収と分布は両方の投与において限られていることを示唆している。しかしながら、デフラミンの局所投与において観察された有意な有効性は、in situで投与されたときにその効果がより高いことを裏付ける。それは、デフラミンが皮膚を通して吸収され得ることも示唆している。MMP−9と皮膚がん疾患との関係を考慮すると(Philipsら、2011)、本発明者らの結果は、デフラミン臨床応用のための新規の可能性を開くものである。
マトリックスメタロプロテイナーゼMMP−9およびMMP−2の強力な阻害剤として、強力な抗炎症活性を示すデフラミンは、食用で本質的にタンパク質性であり、消化過程を乗り切り、炎症ならびにそれらに由来する任意の疾患の予防/治療における栄養補助食品または機能性食品として使用され得る新規タイプのMMPIを代表する。デフラミンは、経口、静脈内または局所投与に有効であるため、非常に幅広い疾患の予防または治療における栄養補助食品または機能性食品として有用であることが証明されている。
過去10年間で、MMPIを含む新規植物性食品の発見に向けてかなりの量の研究が向けられてきたが、デフラミンの、単離することが容易であり、高いMMP−9阻害活性を示すという見込みを提示するものは、あるとしてもわずかであった。好ましい実施形態では、デフラミンは、2つの特定のタンパク質前駆体:δ−およびβ−コングルチンからの可溶性フラグメントの複雑な混合物として特徴付けられている。全体として、このポリペプチド混合物は水に非常に溶けやすいことが示された;その生物活性は、煮沸、低pH値およびおそらく消化プロテアーゼに耐性がある;それはマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)−9および/またはMMP−2を強く阻害する、すなわちそれは低濃度で用量依存的にMMP阻害剤(MMPI)であり、それは細胞毒性を及ぼすことなく、ヒト結腸腺がん細胞株HT29の浸潤能力を減少させる。これらのデータは、動物モデルを用いて行われた一連の前臨床によって強く支持された。これらの特徴は、デフラミンを、腫瘍形成および細胞浸潤、ならびにそれらに由来する任意の疾患の予防/治療における栄養補助食品として、または機能性食品の成分として使用することができる新規タイプのMMPIにする。マトリックスメタロプロテイナーゼMMP−9およびMMP−2の強力な阻害剤として、デフラミンは、MMP−9活性に関連する非常に広範な疾患の予防および治療における栄養補助食品または機能性食品として有用であることが証明されている。経口投与されたときのその有効性および消化過程を乗り切るその能力は、それが合成MMPIを特徴付ける有害な副作用を及ぼすことなく結腸内で効率的に作用することを示唆し、デフラミンを、結腸直腸がんの予防および治療に用いられる優れた候補とする。
デフラミンは以下を示す:
−デフラミンは用量依存的に強力なゼラチン分解活性を示す;
−デフラミンは用量依存的に結腸がん細胞浸潤の強力な阻害を示す;
−高デフラミン濃度は結腸がん細胞を固体表面から引き離す;
−デフラミンは100μg.mL−1の濃度であっても、結腸がん細胞に有意な細胞毒性作用を誘発しないようである;
−デフラミンは細胞増殖の有意な減少も生細胞数の減少も引き起こさない。
他の種由来の種子中のデフラミンの存在の同定のために、異なる食用種子由来の可溶性タンパク質の逆ザイモグラフィーを行った(図73)。
以下のルピナス種からの種子を、デフラミンの存在について分析した:
− L.albus
− L.mutabilis
− L.hispanicus
− L.nootkatensis
− L.angustifolius
− L.luteus
図75は、デフラミン単離方法を用いた、12.5%(w/v)アクリルアミドゲルでのSDS−PAGEによる還元(R)および非還元(NR)条件下でのデフラミンの潜在的相同体の代表的なポリペプチドプロファイルを示す。ウェルに、L.mutabilisから精製した100μgのタンパク質を充填した。
Vigna mungo(ウラドマメ)の種子からのデフラミンの精製は、ルピナス種からのものとはかなり異なるポリペプチドのパターンを生じた(図76)。
以下のコムギ種を、デフラミンの存在について分析した:
− T.spelta(スペルト)
− T.turgidum var.durum(デュラムコムギ)
− T.aestivum(普通コムギ)
− T.turgidum var. turanicum(カムット)
− T.spelta
− T.turgidum var.durum
− Triticum turgidum var.turanicum*、
ならびにおそらくほとんどの他の古来のコムギ種および品種、しかし一見したところ、T.aestivumにはない。
*カムットとして商業的に知られているコーラサンコムギまたはオリエンタルコムギ(Triticum turgidum種turanicum、Triticum turanicumとも呼ばれる)は、四倍体コムギ種である。T.polonicumとして時々見られる識別は、正しくないようである。DNAフィンガープリント法による最新の遺伝学的証拠は、その品種がT.durumとT.polonicumとの天然の雑種に由来し得ることを示唆している。
特定の形態では、デフラミンはポリペプチドの複雑な混合物から構成され、これはLupinus albusの場合には、β−およびδ−コングルチンの両方に由来するように思われる。一実施形態では、デフラミンをL.albusから単離し、2次元電気泳動(変性、還元条件下で実施した2次元;図79)にかけ、主要スポットをLC/MS/MSにより同定した。驚くべきことに、分析されたスポットは、全てβ−およびδ−コングルチンに由来する同じポリペプチドを含む。
β−コングルチン前駆体531−アミノ酸残基配列(61.93139kDa)。Blad173アミノ酸残基配列(20.40895kDa)が示されている
(コングルチンデルタタンパク質前駆体)
デフラミンの存在は、ルピナス属(L.albus、L.mutabilis、L.hispanicus、L.nootkatensis、L.angustifoliusおよびL.luteus)、他のマメ科属からの種(Cicer arietinum、Glycine maxおよびVigna mungo)、ならびに非マメ科種子由来の種(Triticum turanicum、T.spelta、T.turgidum var.durum、Triticum turgidum var.turanicum、およびおそらくほとんどの他の古来のコムギ種および品種)からの種を含む、かなりの数の種子において検出された。
配列表
Claims (17)
- 療法によるヒトまたは動物の身体の治療方法において使用するためのデフラミンポリペプチド組成物であって、前記治療が、好ましくは炎症もしくはがんを予防もしくは治療することであるか、または栄養補助食品を提供することである、組成物。
- 前記組成物が、下記の通りである配列を各々が含む1〜100個の異なるポリペプチドを含む、請求項1に記載の使用のためのデフラミンポリペプチド組成物:
(a)必要に応じてコングルチンタンパク質であるタンパク質の一部であって、前記一部が少なくとも5、10、20、30もしくは50アミノ酸長であるタンパク質の一部、および/または
(b)好ましくは前記一部と少なくとも70%の同一性を有する、(a)で定義された一部の相同体、
ここで前記タンパク質は必要に応じてコングルチンベータまたはコングルチンデルタであり;前記コングルチンタンパク質は必要に応じてコングルチンベータ1、2、3、4、5、6もしくは7であるか、またはコングルチンデルタ2タンパク質であり、
前記組成物は必要に応じて、いかなる他のポリペプチドも含まない。 - 以下を含む、請求項1または2に記載の使用のためのデフラミン組成物:
(a)10〜200アミノ酸長を有する少なくとも1〜100個のポリペプチドであって、前記ポリペプチドが必要に応じて請求項2に定義される通りであるポリペプチド、および/または
(b)必要に応じてコングルチン配列である配列の再配列により誘導される配列を含む10〜200アミノ酸長を有する少なくとも1〜100個のポリペプチド。 - 植物原料からの抽出または組み換え発現によって得られる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の使用のためのデフラミン組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の使用のためのデフラミン組成物であって:
−前記ポリペプチドのいずれかが植物種子タンパク質の配列を含むかまたは植物種子タンパク質と少なくとも70%の同一性を有し、ここで前記植物は必要に応じてルピナス属、ヒヨコマメ属またはダイズ属(好ましくはL.albus、L.mutabilis、L.hispanicus、L.nootkatensis、L.angustifolius、L.luteus、Cicer arietinumまたはGlycine max)であり、および前記タンパク質が必要に応じてコングルチンタンパク質である;ならびに/または
−前記ポリペプチドのいずれかが植物種子タンパク質の配列を含むか、または植物種子タンパク質と少なくとも70%の同一性を有し、ここで前記植物が必要に応じてコムギ属またはササゲ属(好ましくはTriticum turanicum、T.spelta、T.turgidum var.durum、Triticum turgidum var.turanicumまたはVigna mungo)であり、前記タンパク質が必要に応じてコングルチンタンパク質である、組成物。 - 前記組成物が1〜100個の異なるポリペプチドを含み、その各々が下記の通りである配列を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の使用のためのデフラミン組成物:
(a)配列番号8〜190のいずれか1つと同じか、もしくは少なくとも5、10、20もしくは50アミノ酸長である配列番号8〜190のいずれかの一部である、および/または
(b)好ましくは(a)と少なくとも70%の同一性を有する、(a)で定義された配列の相同体、
ここで前記組成物は必要に応じて、いかなる他のポリペプチドも含まない。 - 以下を含む、適切な種子からのデフラミンの抽出方法:
−高温、好ましくは少なくとも80℃での、または煮沸させる少なくとも1つの工程;および
−低pH、好ましくはpH4以下での少なくとも1つの工程;
−前記抽出物を高エタノール濃度、好ましくは少なくとも30%、40%、70%または少なくとも90%v/vエタノールと接触させる少なくとも1つの工程;
ここで好ましくは、前記方法は以下を含む:
(a)無傷の種子を水中で煮沸した後、水中もしくは緩衝液中で抽出し、脂肪を除去する工程、または
無傷の種子を粉にし、水中もしくは緩衝液中で抽出した後、脂肪を除去して煮沸させる工程、または
前記粉から脂肪を除去した後、水中もしくは緩衝液中で抽出して煮沸させる工程、
(b)前記可溶性画分を十分に低いpH値(例えばpH4.0以下)にさらし、残渣タンパク質/ポリペプチドの大部分を沈殿させる工程、
(c)前記沈殿画分を30%〜50%(v/v)のエタノール、好ましくは約40%(v/v)のエタノールに、場合によっては0.4MのNaClも含む溶液に再懸濁し、デフラミンを含有する上清を得る工程、
ならびに必要に応じて以下の工程を実施する:
(d)前記可溶性画分を90%(v/v)エタノールにしてデフラミンを沈殿させ、必要に応じて−5℃〜−30℃、好ましくは−20℃で保存する工程、または
凍結乾燥などの他の手段によって前記デフラミンを沈殿させる工程、
(e)工程(c)および(d)を繰り返すことにより、前記沈殿デフラミンを混入物質から除去する工程、
(f)前記沈殿デフラミンを、例えば、水に溶解させ、脱塩する工程。 - 以下を含む、必要に応じて請求項7に従属する適切な種子からデフラミンを抽出する方法:
・前記種子からの粉を提供する工程;
・前記粉を脱脂する工程;
・前記脱脂工程からの残渣試料を一定期間煮沸する工程;
・前記試料を一定期間遠心分離する工程;
・その後、得られたペレットを廃棄し、得られた上清をさらに処理して、そのpHを下げながらポリペプチドを沈殿させる工程;
・さらに遠心分離してさらなるペレットを得て;前記上清を捨てる工程;ならびに
・前記さらなるペレットをエタノールでさらに処理し、遠心分離してさらなるペレットを得て、それを廃棄する工程;その残渣上清はデフラミンを含む。 - 前記残渣上清にエタノールを添加し、デフラミンの沈殿を可能にする期間保存し、さらに遠心分離してデフラミンペレットを得る工程をさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 1回以上のさらなるエタノール沈殿の工程をさらに含む、請求項8または9に記載の方法。
- 前記種子が、Lupinus albus種子、Cicer arietinumもしくはGlycine maxであり、および/または前記種子が調理されている、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
- ポリペプチド(単数または複数)をコードする1つ以上の核酸から1つ以上のデフラミンポリペプチドを発現させる工程、および前記ポリペプチド(単数または複数)を精製する工程を含むデフラミンの製造方法であって、前記発現が好ましくは細胞内である方法。
- 療法による前記ヒトまたは動物の身体の治療方法に使用するためのデフラミン組成物を一緒にまたは個々に発現する1つ以上の核酸ベクターであって、前記治療が好ましくは炎症もしくはがんの予防もしくは治療、または栄養補助食品の提供であり、前記デフラミン組成物が、請求項1〜6のいずれか一項に定義された通りである、ベクター。
- 療法による前記ヒトまたは動物の身体の治療方法において同時に、別々にまたは連続して使用するためのデフラミン組成物を一緒に形成する、請求項2〜6のいずれか一項で定義したように多数の異なるポリペプチドを含む製品であって、前記療法が好ましくは炎症もしくはがんを予防もしくは治療することであるか、または栄養補助食品を提供することである、製品。
- 療法による前記ヒトまたは動物の身体の治療方法において同時に、別々にまたは連続して使用するためのデフラミン組成物を一緒に発現する多数の核酸ベクターを含む製品であって、前記療法が好ましくは炎症もしくはがんを予防もしくは治療することであるか、または栄養補助食品を提供することである、製品。
- 以下の通りである組成物:
−請求項1〜6のいずれか一項に記載の、もしくは請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法によって得られるデフラミン組成物;または
−個別にまたは一緒に前記デフラミン組成物をコードする1つ以上の核酸を含む組成物、
ここで必要に応じて
−前記核酸は、デフラミン組成物を発現することができる発現ベクターであり、好ましくはウイルスベクターである、および/または
−前記組成物は、薬学的に許容される担体または希釈剤も必要に応じて含む医薬組成物の形態である。 - 配列番号8〜190のいずれか1つに特異的であり、結合することができる抗体、またはそのフラグメント。
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