JP2020533023A - 病気の治療のためのポリペプチド - Google Patents

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Abstract

以下の一文字コードで書かれた一般的なアミノ酸配列を有するペプチドであって、 Z1IX2RWX5X6KX8PX10X11SZ3、 ここで、X2=V、M、又はLであり、特にLであり、X5=S又はTであり、X6=K又はRであり、特にRであり、X8=V、M、L、又はFであり、特にMであり、X10=Q又はCであり、特にCであり、 X11=V、M、又はFであり、特にVであり;Z1=0、Z2、又はピログルタミン酸であり、ここで、Z2=は、ペプチド鎖のN末端窒素原子の修飾であり、その修飾は、ペプチドのN末端アミノ酸のアミノ基とともに、構造−NR2R3を有する部分を形成し、ここで、R2及び/又はR3は、互いに独立的にH又は置換若しくは非置換アシル、アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、及びヘテロシクロアルキル基であり;Z3=0又はZ4であり、ここで、Z4=は、ペプチド鎖のC末端カルボキシル基の修飾であり、その修飾は、ペプチドのC末端アミノ酸のカルボキシル基と共に、構造−C(O)−O−R1又は−C(O)−NR2R3を有する部分を形成し、ここで、R1は、置換若しくは非置換アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、及びヘテロシクロアルキル基であり、並びに、R2及びR3は、上述のように規定される。

Description

本発明は、ポリペプチド、特にその治療的使用、並びに本発明のペプチドの製造方法に関する。
[発明の背景]
細胞が体内で動き、成長し、分化するとき、いわゆるケモカイン(誘引物質)が関与する。これらは、表面のケモカイン受容体(レセプター)を介して細胞に影響を与える。これらの受容体の1つであるCXCケモカイン受容体4(CXCR4)は、がん細胞の急速な成長及び移動を活性化して、全身を通して、選択的に肺、骨、及び肝臓に転移を形成する。受容体がアップレギュレートされるならば、ほとんどのタイプの癌はケモカイン受容体を介してより攻撃的になる。
CXCR4は、間質細胞由来因子−1(SDF−1又はCXCL12)が唯一の発表されたリガンドであるGタンパク質共役受容体(GPCR)である。CXCR4は、幹細胞のホーミング(Mohle及びDrost、2012年)及び免疫細胞の遊走(Campbellら、2003年)を含む複数の発生学的プロセス及び生理学的プロセスに関与する。CXCR4−CXCL12軸は、自然免疫及び適応免疫、並びに癌細胞の転移、白血病細胞遊走、関節リウマチ、肺線維症のようなさまざまな疾患プロセスでも役割を果たす(Nagasawaら、1996;Zouら、1998;Tachibanaら、1998;Furzeら、2008)。人工CXCR4アンタゴニストは造血幹細胞(hematopoietic stems cells)(HSCs)を動員することができ、臓器移植又は化学療法後の免疫再構成に利用される(Ratajczak及びKim、2012;Schroeder及びDiPersio、2012)。更に、CXCR4は、HIV−1が標的細胞に侵入するための主要なコレセプター(co−receptor)でもある(Fengら、1996;Bleulら、1996)。CXCR4のコレセプター利用は非常に効果的であり、CD4+T細胞の大部分がインビボ(in vivo)のリンパ組織内でこのGPCRを発現する。それにもかかわらず、C−Cケモカイン・レセプター5(C−C chemokine receptor type 5)(CCR5)を利用するほぼすべてのHIV−1変異体は、慢性HIV−1感染症中に伝染及び発見される(Alkhatibら、1996;Dengら、1996;Dragicら、1996)。複数の要因がCXCR4指向性(CXCR4−tropic)(X4)HIV−1株の非効率的な伝播(感染)に寄与することが提案されてきた(Margolis及びShattock、2006)。しかしながら、免疫適格者のX4 HIV−1の効果的制御の基礎となるメカニズムはよく理解されていないままである。
CXCR4アンタゴニストに関する研究は近年、多種多様な適応により、大規模な研究分野となっている。特に、癌細胞の増殖、分化、及び転移に介入する戦略を発見しようとする努力は、臨床研究において、まだ予想されるほど成功していなかった。化合物グループの1つ、即ちAMD3100というCXCR4アンタゴニスト(bicyclame化合物:Hendrix及びFlexner 2000)の開発は、毒性副作用のため、長期の処置に対して中止されなければならなかった。AMD3100は、幹細胞動員における短期間の単回投与対して登録されているが、それにもかかわらず、標的CXCR4に対する適切なアンタゴニストを見つけることは挑戦である。
Terjee,S.らは、癌におけるCXCR4の役割について、Adv Cancer Res.2014;124:31−82において、レビューした。
WO2009/004054A2公報は、アミノ酸配列Z1−LVRYTKKVPQVSTPTL−Z2(ALB−408)、及び、その生物学的に活性な断片(fragments)及び/又は変異体(variants)及び/又は誘導体(derivatives)、特にアミド化、アセチル化、硫酸化、リン酸化及び/又はグリコシル化誘導体(glycosylated derivatives)を有するペプチドを開示し、そして、ALB408−423の生物活性を有する多重合成により得られるペプチドを開示するが、式中、Zは0から10個のアミノ酸残基の数を表す。
WO2014/198834A1公報は、50μM未満のIC50値で、CXCケモカイン・レセプター4(CXCR4)媒介HIV−1 NL4−3(X4−指向性(tropic))感染を遮断するのに有効なペプチド、特に二量体を開示する。
本発明の目的は、癌細胞の増殖、転移を阻害し、異なるアナログ(different analogs)及び抗炎症性アレルギー反応の反応にもよって対処される癌のタイプを示すペプチドを提供することである。
本発明の目的は、CXCR4の受容体(レセプター)活性を低下させることができる化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、癌細胞の増殖に影響を与えることができる化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、癌細胞の遊走(移動)又はホーミングに影響を与えることができる化合物を提供することである。
本発明の更なる目的は、転移の形成に影響を与えることができる化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、癌がかなり抑制されるか又は慢性疾患になるように、高浸潤性腫瘍(highly aggressive tumors)を治療することができる化合物を提供することである。
本発明の更に別の目的は、免疫及びアレルギー疾患、組織成長及び神経系調節のような様々な疾患を調節及び治療することができる化合物を提供することである。
[発明の概要]
本発明の目的は、本発明のポリペプチドのいずれによっても解決される。
本発明のポリペプチドは、一般的なアミノ酸配列(一文字コードで書かれている)を含む。
IXRWXKXPX1011SZ
ここで
=V、M、又はLであり、特にLであり、
=S又はTであり、
=K又はRであり、特にRであり、
=V、M、L、又はFであり、特にMであり、
10=Q又はCであり、特にCであり、及び
11=V、M、又はFであり、特にVであり;
=0、Z、又は<Eであり、
ここで、Z=0又はペプチド鎖のN末端窒素原子の修飾(modification)であり、その修飾は、ペプチドのN末端アミノ酸のアミノ基とともに、構造−NRを有する部分(moiety)を形成し、ここで、R及び/又はRは、互いに独立して、H又は置換若しくは非置換アシルアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、及びヘテロシクロアルキル基であり、
=0、又はZであり、ここで、
=0又はペプチド鎖のC末端カルボキシル基の修飾(modification)であり、その修飾は、ペプチドのC末端アミノ酸のカルボキシル基とともに、構造−C(O)−O−R又は−C(O)−NRを有する部分(moiety)を形成し、ここで、Rは、置換又は非置換アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、及びヘテロシクロアルキル基であり; そして、
更なる略語は、以下のように、
Cap=カプロン酸(Cカルボン酸)、Aca=アミノカプロン酸、<E=ピログルタミン酸(pyro glutamate)、Val=バレリアン酸(Cカルボン酸)、及びSul=スルホンアミノ酸(sulfon amino acids)
を意味している。
本発明の一実施例において、本発明のペプチドは、以下のアミノ酸配列の少なくとも1つを含むが、それらは、
IVRWSKKVPQVS、IMRWSRKMPCVS、ILRWSRKLPCVS、ILRWSRKMPCVS、ILRWTRKMPCVS、ILRWSRKMPCMS、ILRWSRKFPCVS、ILRWSRKMPCFS、ILRWSRKMPQFS、及びIVRWSKKMPQVS
である。
本発明によれば、配列中の単一又は幾つかのアミノ酸残基は、交換され得、欠失され得、又は付加され得、或いは、前記ポリペプチドの単一アミノ酸の化学的修飾は導入され得、その結果、本発明の非修飾ポリペプチドの改善された生物学的又は薬理学的活性となる。修飾(物)のためのそれぞれの方法は、当業者に知られている。
更に、前記ポリペプチドのアミノ酸の少なくとも1つの側鎖は、化学的に修飾され得るが、特にリン酸化、アミド化、アセチル化、グリコシル化、ペグ化(PEGylated)、ヘシル化(HESylated)、又はそれらの組み合わせの化学的修飾がされ得る。
PEG誘導体に適した官能基の選択は、PEGに結合されるであろう分子上の利用可能な反応基のタイプに基づく。タンパク質に対して、典型的な反応性アミノ酸は、リジン、システイン、ヒスチジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、スレオニン、チロシンを含む。N末端アミノ基及びC末端カルボン酸は、アルデヒド官能性ポリマー(aldehyde functional polymers)との結合(conjugation)により特定サイトとしても使用できる。
本発明によれば、本発明のポリペプチドは、少なくとも1つのD−アミノ酸を含んでもよい。特に、本発明のポリペプチドは、本発明のポリペプチドの鎖(chain)のレトロインベルソ配置(retro−inverso configuration)におけるD−アミノ酸の鎖(chain)により構成されてもよい。
本発明のさらなる主題は、少なくとも1つの本発明のポリペプチド及び薬学的に許容される担体を含む薬剤である。本発明のポリペプチドの最も単純な実施例の1つにおいて、点滴用の水、生理食塩水、又は緩衝水溶液で投与することができる。また、例えば20から2.000nm迄のような様々なサイズのナノ粒子を形成するリポソーム内にカプセル化するなど、他の製剤も可能である。
典型的には、本発明のペプチドは、腫瘍成長を停止するのに十分な期間、10〜1,000mg/kg体重の量で投与される。投与期間は2から10週間である。本発明の薬剤は、好ましくは、経口投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮内投与、皮下投与、くも膜下腔内投与に適するか、又は、経肺投与及び鼻腔内投与に適するエアロゾルの形態で存在し、特に、リポソーム内にカプセル化され、或いは、水溶液若しくはリポソームパッケージ化(liposoamal packaging)での使用に適する。
本発明の主題はまた、本発明のポリペプチド及び/又はその断片(fragments)、変異体(variants)、誘導体(derivatives)及びアナログ(analogues)をコードするポリヌクレオチドである。本発明のポリヌクレオチドは、DNA、RNA、ゲノムDNA、又はPNAで構成されていてもよい。また、本発明のポリペプチドをコードする本発明のポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドもまた、本発明の主題である。
本発明の更なる主題はまた、本発明によるベクターを含む遺伝子操作された宿主細胞であるだけでなく、本発明によるポリヌクレオチドを含むベクターでもある。
本発明のなお更なる主題は、本発明の少なくとも1つのポリペプチドに対する抗体である。
本発明の更に別の主題は、本発明によるポリペプチドに対するアンタゴニスト/阻害化合物である。
本発明の主題はまた、神経疾患、特に脳卒中、パーキンソン病、アルツハイマー病、多発性硬化症の治療に使用するための本発明のペプチドでもあり;特に、WHIm−症候群、エリテマトーデス、及び関節リウマチの治療のための免疫学の分野におけるものであり;肝臓癌、膵臓癌、前立腺癌、又は乳癌のようなCRCX受容体(レセプター)を示す特定の癌において、特に癌の治療のための腫瘍学の分野におけるものであり;CTL/PD−1のような免疫芽細胞のサポートだけでなく、T細胞活性化、幹細胞の移動、増殖、及び動員の欠如の治療のためのものであり;火傷により引き起こされる傷の治療におけるものであり;抗線維症の治療のためのものであり;傷跡の予防又は治療のためのものであり;心疾患、特に心不全の治療のためのものであり;代謝障害、特に糖尿病の治療のためのものであり;ウイルス性疾患、特にHIV−1、HIV−2、サイトメガロウイルス、単純ヘルペスウイルス(1型及び2型)、水痘帯状ヘルペスウイルス、A型肝炎及びB型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、風疹ウイルス、麻疹ウイルス、狂犬病ウイルス、ラウス肉腫ウイルス、エプスタイン・バール・ウイルスの感染症の治療のためのものであり;及び 細菌及び真菌、特にシュードモナス、カンジダ、黄色ブドウ球菌によって引き起こされる感染症の治療のためのものであり;感染過程、異常な感染過程の治療のためのものであり;成長障害の治療、神経疾患の治療、血液凝固カスケード及び造血の障害、血管疾患、免疫系の疾患、並びに、創傷及び骨の治癒、肺障害、及びアレルギーの改善のためのものである。
本発明によるポリペプチドの製造のための別のプロセスは、保護アミノ酸を使用する当業者に既知の方法による液相合成又はメリフィールド合成に関する固相合成、及びその精製である。
本発明によるポリペプチドの製造のための更に別のプロセスは、一般的なバイオテクノロジーのベクターを使用し、そして必要に応じて、その後の翻訳後修飾の又は化学的な修飾を使用して、当業者に既知の異種発現の方法を用いることができる。
本発明の主題は、本発明によるポリクローナル又はモノクローナル抗体を含むか、又は、本発明によるポリペプチドをコードするmRNA又は核酸を含む、診断用薬である。
本発明の更なる主題は、RP−HPLC、タンパク質沈殿、及び/又は固相抽出によるサンプル調製に関連して、MALDI−MS又はESI−MSのような質量分析法により、この物質の組織、血漿、尿及び脳脊髄液のレベルをアッセイするための、本発明のポリペプチドを検出するテストシステム、診断用薬、及び、この物質の、組織、血漿、尿、及び脳脊髄液のレベルをアッセイするためのテストシステム、のための本発明のポリヌクレオチド又は本発明のポリペプチドを含む診断用薬である。好ましくは、質量分析の方法は、フェムトモル量又はアトモル量の範囲内の微量の分子の検出のために使用される。
また、診断用薬は、他と同様に骨疾患におけるマーカとして、及び、エリテマトーデス、WHIm症候群(WHIm−syndrom)、免疫系の疾患、成長障害、腫瘍性疾患、撹乱された炎症反応(disturbed inflammation reactions)、炎症プロセスにおけるマーカとして、並びに、炎症プロセス及び腫瘍形成プロセス、細菌及び真菌感染、ウイルス性疾患に対するマーカとして、本発明のポリペプチドを含む本発明の主題である。
本発明は、本発明のペプチドの典型的な代表として、IVRWSKKVPQVS(配列番号1)及びILRWSRKMPQFS(配列番号9)を使用して更に詳細に説明される。
実験例
ペプチド
配列番号1及び配列番号9のペプチド及びそれらの様々な誘導体は、Fmoc化学を使用するペプチド合成機9050(Applied Biosystems)上での従来の固相合成により合成された。ペプチドはRPクロマトグラフィーによって精製され、その同一性及び純度は分析RP−HPLC及びMALDI−MS及びLC−ESI−MSによって確立された。
癌細胞浸潤アッセイ(Cancer cell invasion assay)
癌細胞浸潤アッセイは、ヒト化ラットで実施された(Eyol,E.ら Oncology Reports,28:2177−2187,2012)。膵臓癌細胞が移植された。成功した移植は、CXCR4発現の増加だけでなく、発光イメージングによっても観測された。
癌細胞の移植が成功した後、ラットは、それぞれ配列番号1及び配列番号9によるペプチドで処理された。治療1週間後(治療の1w)、治療2週間後(治療の2w)、及び治療終了後2週間の結果は、以下の表に記述される。
Figure 2020533023
Figure 2020533023
治療なしのラットは、腫瘍移植後数日以内に死亡した。
本発明のペプチドを使用した治療を受けたラットは、少なくとも2週間生存した。腫瘍の成長は停止し、濃度に応じて、腫瘍の部分的又は完全な寛解さえ観測された。ペプチドの毒性効果は観測されなかった。

Claims (23)

  1. 以下の一文字コードで書かれた一般的なアミノ酸配列を有するポリペプチドであって、
    IXRWXKXPX1011SZ
    ここで、X=V、M、又はLであり、特にLであり、
    =S又はTであり、
    =K又はRであり、特にRであり、
    =V、M、L、又はFであり、特にMであり、
    10=Q又はCであり、特にCであり、
    11=V、M、又はFであり、特にVであり、
    =0、Z、又はピログルタミン酸であり、ここで、Z=は、ペプチド鎖のN末端窒素原子の修飾であり、その修飾は、ペプチドのN末端アミノ酸のアミノ基と共に構造−NRを有する部分を形成し、ここで、R及び/又はRは、互いに独立して、H又は置換若しくは非置換アシル、アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、又はヘテロシクロアルキル基であり;
    =0又はZであり、
    ここで、Z=は、ペプチド鎖のC末端カルボキシル基の修飾であり、その修飾は、ペプチドのC末端アミノ酸のカルボキシル基と共に、構造−C(O)−O−R又は−C(O)−NRを有する部分(moiety)を形成し、ここで、Rは、置換若しくは非置換アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、又はヘテロシクロアルキル基であり、並びに、R及びRは、上述のように規定される、ポリペプチド。
  2. 請求項1のポリペプチドであって、
    IVRWSKKVPQVS、IMRWSRKMPCVS、ILRWSRKLPCVS、ILRWSRKMPCVS、
    ILRWTRKMPCVS、ILRWSRKMPCMS、ILRWSRKFPCVS、ILRWSRKMPCFS、
    ILRWSRKMPQFS、及びIVRWSKKMPQVS、 特にIVRWSKKVPQVS
    上記のアミノ酸配列からなる又はアミノ酸配列を有するポリペプチドからなるグループより選択される、ポリペプチド。
  3. 請求項1又は2のポリペプチドであって、その配列内の単一又は幾つかのアミノ酸残基が交換され、欠失され、又は付加された、或いは、前記ポリペプチドの単一アミノ酸の化学修飾が導入された、その結果として、請求項1又は2の非修飾ポリペプチドの改善された生物学的又は薬理学的活性を生じさせる、ポリペプチド。
  4. 請求項1から3の何れか1項のポリペプチドであって、前記ポリペプチドのアミノ酸の少なくとも1つの側鎖は、化学的に修飾され、特に、リン酸化、アミド化、アセチル化、グリコシル化、ペグ化、ヘシル化、又はそれらの組み合わせの化学的修飾がなされる、ポリペプチド。
  5. 請求項1から4の何れか1項のポリペプチドであって、そのポリペプチドは、少なくとも1つのD−アミノ酸を含む、ポリペプチド。
  6. 請求項5のポリペプチドであって、前記ポリペプチドのアミノ酸の鎖は、請求項1から4の何れか1項のポリペプチドのレトロインベルソ鎖である、ポリペプチド。
  7. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドの少なくとも1つを含む薬剤及び薬学的に許容可能な担体。
  8. 請求項7の薬剤であって、経口、静脈内、筋肉内、皮内、皮下、くも膜下腔内投与に適する、又は、経肺投与に適するエアロゾルの形態で、特に、リポソーム内にカプセル化された形態で、或いは、水溶液若しくはリポソームパッケージ化での使用に適する、薬剤。
  9. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチド及び/又はその断片、変異体、誘導体、及びアナログをコードするポリヌクレオチド。
  10. 請求項9のポリヌクレオチドであって、DNA、RNA、ゲノムDNA、又はPNAから構成されることを特徴とする、ポリヌクレオチド。
  11. 請求項9のポリヌクレオチドを含むベクター。
  12. 請求項11のベクターを含む遺伝子操作された宿主細胞。
  13. 請求項9のポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド。
  14. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドに対する抗体。
  15. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドに対するアンタゴニスト/阻害剤。
  16. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドであって、神経疾患、特に脳卒中、パーキンソン病、アルツハイマー病、多発性硬化症の治療に使用するためのものであり;特に、WHIm症候群、エリテマトーデス、及び関節リウマチの治療のための免疫学の分野におけるものであり;肝臓癌、膵臓癌、前立腺癌、又は乳癌のようなCRCX受容体を示す特定の癌において、特に癌の治療のための腫瘍学の分野におけるものであり;CTL/PD−1のような免疫芽細胞のサポートだけでなく、T細胞活性化、幹細胞の移動、増殖、及び動員の欠如の治療のためのものであり;火傷により引き起こされる傷の治療におけるものであり;抗線維症の治療のためのものであり;傷跡の予防又は治療のためのものであり;心疾患、特に心不全の治療のためのものであり;代謝障害、特に糖尿病の治療のためのものであり;ウイルス性疾患、特にHIV−1、HIV−2、サイトメガロウイルス、単純ヘルペスウイルス(1型及び2型)、水痘帯状ヘルペスウイルス、A型肝炎及びB型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、風疹ウイルス、麻疹ウイルス、狂犬病ウイルス、ラウス肉腫ウイルス、エプスタイン・バール・ウイルスの感染症の治療のためのものであり;及び 細菌及び真菌、特にシュードモナス、カンジダ、黄色ブドウ球菌によって引き起こされる感染症の治療のためのものであり;感染過程、異常な感染過程の治療のためのものであり;成長障害の治療、神経疾患の治療、血液凝固カスケード及び造血の障害、血管疾患、免疫系の疾患、及び、創傷及び骨の治癒の改善のためのものである、ポリペプチド。
  17. 吸着された物質の溶出(elution of the adsorbed substances)、ペプチドを含む抽出物の置き換えられたカチオン交換クロマトグラフィー(renewed cation−exchange chromatography of the extract containing the peptides)、及び、断片の逆相クロマトグラフィー(fractional reverse−phase chromatography)が後に続く、カチオン交換抽出(cation−exchange extraction)による血液ろ過物(hemofiltrate)からの抽出による、請求項1のポリペプチドの調製のためのプロセス。
  18. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドの調製のためのプロセスであって、保護アミノ酸を用いて、当業者に既知の方法による液相合成法、又は、メリフィールド合成に関する固相合成法によるポリペプチドの調製、及び、その精製のためのプロセス。
  19. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドの調製のためのプロセスであって、バイオテクノロジーのベクターを使用して異種発現の方法による、及び、必要に応じて、
    後に続く翻訳後の又は化学的な修飾による、ポリペプチドの調製のためのプロセス。
  20. 請求項14のポリクローナル又はモノクローナル抗体を含む、又は、請求項1から6の何れか1項のポリペプチドをコードするmRNA又は核酸を含む、診断用薬。
  21. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチド、又は、請求項9のポリヌクレオチドを含む、この物質の脳脊髄液レベル、尿、血漿、及び組織をアッセイするためのテストシステムのための診断用薬。
  22. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドを検出するテストシステム及び診断用薬であって、RP−HPLC、タンパク質沈殿、及び/又は固相抽出によるサンプル調製に関連して、MALDI−MS又はESI−MSのような、質量分析法によるこの物質の脳脊髄液レベル、尿、血漿、及び組織をアッセイするためのテストシステム及び診断用薬。
  23. 請求項1から6の何れか1項のポリペプチドを含む診断用薬であって、ウイルス性疾患、細菌及び真菌感染、炎症プロセス及び腫瘍形成プロセスのためのマーカとして、及び、炎症プロセス、撹乱された炎症反応、腫瘍性疾患、成長障害、免疫系の疾患におけるマーカとして、及び、骨疾患におけるマーカとしてである、診断用薬。
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