JP3904689B2 - 前立腺特異抗原の阻害剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は前立腺特異抗原の阻害剤に関する。前立腺特異抗原は本来、前立腺癌及び前立腺肥大症患者の血中診断マーカーとしてよく知られているものであるが、近年、同物質がＩＧＦ（Ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｆａｃｔｏｒ）結合蛋白３を特異的に分解するために前立腺組織内のＩＧＦ濃度が増加し、その結果、前立腺癌の発症や進行あるいは前立腺肥大症に至るとの説が唱えられている。
よって、同物質を阻害する薬剤は前立腺癌及び前立腺肥大症の治療に有効であるとの期待が高まっている。
【０００２】
【従来の技術】
前立腺特異抗原（＝Ｐｒｏｓｔａｔｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｎｔｉｇｅｎ）（以下ＰＳＡと略称する）は１９７１年に原らによって人精漿からγ−セミノプロテインとして単離されたが（Ｊａｐ． Ｊ． Ｌｅｇａｌ Ｍｅｄ．，２５：３２２， １９７１）、その後、Ｗａｎｇらが前立腺組織から精製したものが同一の物質であったこと、本物質が前立腺で特異的に発現していたことから（Ｉｎｖｅｓｔ． Ｕｒｏｌ．，１７：１５９−１６３， １９７９、Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，９９：１， １９８２）、上記名称で統一されるようになった。また、Ｗａｎｇらは前立腺肥大症、前立腺癌患者においてＰＳＡの血中濃度が上昇することを見い出し（Ｐｒｏｓｔａｔｅ，２：８９−９５， １９８１）、現在ではＰＳＡが血中診断マーカーとして汎用されている。
ＰＳＡの生体内での作用については不明な点が多かったが、Ｗａｔｔらはその全アミノ酸配列を明らかにし、ＰＳＡがセリンプロテアーゼの１種であるカリクレインのファミリーに属するプロテアーゼであることを示した（Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ，８３：３１６６−３１７０， １９８６）。また、彼らはＰＳＡにキモトリプシン活性があることも明らかにしている。
【０００３】
近年、ＣｏｈｅｎらやＬｅｅらはＰＳＡの生体内における基質がＩＧＦ結合蛋白３であることを示したが（Ｊ． Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．，１４２：４０７−４１５， １９９４、Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ． Ｍｅｔａｂ．，７９：１３６７−１３７２， １９９４）、このことから、前立腺癌などで前立腺組織内のＰＳＡ濃度が上昇すると選択的にＩＧＦ結合蛋白３の分解が起こり、その結果、遊離のＩＧＦ量が増加することに起因して前立腺癌、前立腺肥大などの疾患が誘発されるという関係が考えられるようになった。よってＰＳＡの有するプロテアーゼ活性を抑制することができれば前立腺癌、前立腺肥大症などの治療薬になる可能性があるが、そのような試みはこれまで皆無であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前立腺癌、前立腺肥大症患者は近年、増加する傾向にあるが、これらに対して有効な治療薬はまだ例がないことから、特異性が高く、副作用の少ない治療薬の開発が望まれている。よって、本発明者らはＰＳＡの阻害剤の開発が上記目的を達成する一手段になると考え、該阻害剤を探究することにした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはＰＳＡによるＩＧＦ結合蛋白３の切断部位を明らかにし、その周辺のアミノ酸配列を基に鋭意検討した結果、Ｇｌｙ−Ｐｈｅ−Ｔｙｒ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｓｅｒ−Ａｒｇから成るペプチドにＰＳＡの阻害活性があることを見い出し、本研究を確立するに至った。
【０００６】
本発明はＧｌｙ−Ｐｈｅ−Ｔｙｒ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｓｅｒ−Ａｒｇから成るペプチドを最小単位とするＰＳＡの阻害剤に関する。
【０００７】
【実施の態様】
本発明者らはヒト尿あるいは精漿から精製したＰＳＡを用い、基質としてヒト組換え型ＩＧＦ結合蛋白３（以下ｒ−ＩＧＦＢＰ３と略称する）を用いてその切断部位を同定した。まず、ＰＳＡ５０μｇ、ｒ−ＩＧＦＢＰ３ ２０μｇを０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）に溶解し、３７℃で１６時間反応させた後、逆相ＨＰＬＣに供し、ＰＳＡにより切断されたペプチド断片を分取した。次に分取した各ペプチド断片のアミノ酸配列を調べたところ、切断部位はＡｒｇ９７、Ａｒｇ１３２、Ｌｙｓ１９８、Ｌｙｓ２２０、Ａｒｇ２３０の５箇所であることがわかった。この結果をさらに確実にするため、切断部位５箇所周辺のペプチドを合成し、それらに対するＰＳＡの切断活性について検討したところ、すべてのペプチドが切断されたことから、上記５箇所はＰＳＡにより特異的に認識、切断される部位であることが確実となった。なお、実験に用いたペプチドは以下の通りであり、実験系としてはＰＳＡ１０μｇ、各ペプチド１０ｎｍｏｌを０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）に溶解し、３７℃で１６時間反応させた後、逆相ＨＰＬＣで分析する方法をとった。
【０００８】
ペプチド１：Ｖａｌ（８８）−Ａｓｎ−Ａｌａ−Ｓｅｒ−Ａｌａ−Ｖａｌ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ−Ｌｅｕ−Ａｒｇ−Ａｌａ−Ｔｙｒ−Ｌｅｕ−Ｌｅｕ−Ｐｒｏ（１０２）
ペプチド２：Ｖａｌ（１２７）−Ｓｅｒ−Ｓｅｒ−Ｔｈｒ−Ｈｉｓ−Ａｒｇ−Ｖａｌ−Ｓｅｒ−Ａｓｐ−Ｐｒｏ−Ｌｙｓ−Ｐｈｅ（１３８）
ペプチド３：Ｌｅｕ（１９４）−Ａｓｎ−Ｈｉｓ−Ｌｅｕ−Ｌｙｓ−Ｐｈｅ−Ｌｅｕ−Ａｓｎ−Ｖａｌ−Ｌｅｕ（２０３）
ペプチド４：Ｇｌｙ（２１７）−Ｐｈｅ−Ｔｙｒ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（２２５）
ペプチド５：Ｐｒｏ（２２６）−Ｓｅｒ−Ｌｙｓ−Ｇｌｙ−Ａｒｇ−Ｌｙｓ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ｐｈｅ−Ｍｅｔ（２３５）
【０００９】
次にこれらのペプチドがＰＳＡ活性を阻害するかどうかについて検討した。詳細については実施例で説明するが、ＰＳＡ活性を測定する基質としてはカリクレインの測定に用いられるＰｒｏ−Ｐｈｅ−Ａｒｇ−ＭＣＡ（４−ｍｅｔｈｙｌｃｏｕｍａｒｉｎ ａｍｉｄｅｓ）を使用し、各ペプチドを共存させた時の残存活性について調べた。その結果、ペプチド４のみがＰＳＡ活性を濃度依存的に阻害したことから、本ペプチドがＰＳＡに対する特異的な阻害剤になり得ることがわかった。
ＰＳＡによるｒ−ＩＧＦＢＰ３の切断部位の内、ペプチド１，２に相当する部分についてはＦｉｅｌｄｅｒらがすでに報告しているが（Ｇｒｏｗｔｈ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， １：１６４−１７２， １９９４）、ペプチド３，４，５に相当する部分は本発明者らが初めて見い出したものである。
ペプチド４は９残基のアミノ酸から成るが、Ｎ末端側の２残基あるいはＣ末端側の２残基を欠失したものでは阻害活性がかなり減少したことから、この９残基は必須であると考えられる。
【００１０】
また、ＰＳＡはｒ−ＩＧＦＢＰ３を分解し、断片化するが、この過程をＳＤＳ電気泳動及びウエスタンブロッティングで確認することができる。この系にペプチド４を添加するとｒ−ＩＧＦＢＰ３の分解が有意に抑制されたことから、本ペプチドはＰＳＡ活性をブロックすることにより、ｒ−ＩＧＦＢＰ３の分解を実際に抑制することがわかった。
ペプチド製剤は生体内に投与するとペプチダーゼで分解されることが多いので、本ペプチドを投与するにはＮ末端アミノ酸のαアミノ基をアシル化して、たとえば、ベンジルオキシカルボニル（Ｚ）基、アセチル基、ｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）基などで修飾したり、Ｃ末端アミノ酸のカルボキシル基をアミド化あるいはエステル化しておくことが好ましい。
【００１１】
【実施例】
次に本発明を実施例の形でさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
前記のペプチド１〜５をペプチド合成機４３２Ａ Ｓｙｎｅｒｇｙ_TM（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ Ｊａｐａｎ， Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）にて作製し、作製後のペプチドのアミノ酸配列はプロテイン シーケンサー４７６Ａ（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ Ｊａｐａｎ， Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）により確認した。以下にペプチド４を例に取り、その作製方法について説明する。
Ｃ末端アミノ酸であるＡｒｇを固定したＦｍｏｃ−Ｌ−Ａｒｇ（Ｐｍｃ）樹脂（２５μｍｏｌ）をパックしたカラムを取り付け、装置のホイール上にＦｍｏｃ−Ｌ−Ｓｅｒ（ｔＢｕ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｇｌｎ（Ｔｒｔ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｌｙｓ（Ｂｏｃ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｌｙｓ（Ｂｏｃ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｌｙｓ（Ｂｏｃ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｔｙｒ（ｔＢｕ），Ｆｍｏｃ−Ｌ−Ｐｈｅ，Ｆｍｏｃ−Ｌ−ＧｌｙのＦｍｏｃアミノ酸誘導体（各７５μｍｏｌ）をパックしたカラムをこの順に置き、自動合成を行った。ペプチドレジンを５０ｍｌのコニカルチューブに入れ、５０μｌのチオアニソールと５０μｌのエタンジチオールを加え、最後に９００μｌのトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を加えた。チューブにふたをし、１５分ごとに軽く振とうして室温で１時間反応させた。反応終了後、１５ｍｌのｔ−ブチルメチルエーテル（ＭＴＢＥ）を加え、激しく振とうした後、吸引濾過した。さらに１０ｍｌのＭＴＢＥで数回洗浄した後、膜上に残ったペプチドを２Ｎ酢酸で溶解し、吸引濾過した。回収したペプチドを凍結乾燥後、０．１％ＴＦＡで平衡化したＣｏｓｍｏｓｉｌ ５Ｃ１８カラム（ナカライテスク社製）に供し、アセトニトリルの直線濃度勾配により溶出した。精製したペプチドを凍結乾燥後、その一部を上記自動分析機に供して精製ペプチドのアミノ酸配列がＧｌｙ−Ｐｈｅ−Ｔｙｒ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｓｅｒ−Ａｒｇであることを確認した。
ペプチド１〜３および５も、同様にしてそれぞれ対応する各Ｆｍｏｃアミノ酸誘導体を用いて自動合成し、その配列を確認した。
【００１３】
実施例２
１００μＭあるいは１０μＭ Ｐｒｏ−Ｐｈｅ−Ａｒｇ−ＭＣＡ（ペプチド研究所製）０．１ｍｌを基質としこれと１００μＭの前記ペプチド（１〜５）０．１ｍｌを０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）０．７ｍｌと混合し、３７℃で５分間反応させた後、０．１２ｍｇ／ｍｌ ＰＳＡ溶液０．１ｍｌを添加した。３７℃で３分間、蛍光強度（Ｅｘ３８０ｎｍ，Ｅｍ４６０ｎｍ）を経時的に測定し、直線の傾きから活性値を求めた。また、抑制が見られたペプチドについてはＰＳＡの代わりに４０ｎｇ／ｍｌカリクレイン溶液０．１ｍｌを添加した場合についても同様の実験を行った。なお、Ｐｒｏ−Ｐｈｅ−Ａｒｇ−ＭＣＡ、ペプチド１〜５、ＰＳＡ及びカリクレインは０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）に溶解して用いた。
結果を表１に示す。Ａ，Ｂ欄がＰＳＡを加えた場合で、Ａが基質のＰｒｏ−Ｐｈｅ−Ａｒｇ−ＭＣＡとペプチドを等モルずつ混合した場合、Ｂが基質とペプチドを１：１０のモル比で混合した時の結果を示しているが、ペプチド４を加えた場合のみ、濃度依存的にＰＳＡ活性の抑制が認められた。また、Ｃ欄はカリクレインを加えた場合で、基質とペプチドを等モルずつ混合した時の結果を示しているが、ペプチド４はカリクレイン活性も抑制した。この結果はＰＳＡがカリクレインファミリーに属するプロテアーゼである事実と一致している。
【００１４】
【表１】

【００１５】
実施例３
ＰＳＡ ０．５７μｇ、ｒ−ＩＧＦＢＰ３（Ｕｐｓｔａｔｅ社製）２．０μｇを０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）に溶解し、３７℃で１６時間反応させた試料及びＰＳＡ ０．５７μｇ、ｒ−ＩＧＦＢＰ３ ２．０μｇ、ペプチド４ ４ｎｍｏｌを０．１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）に溶解し、３７℃で１６時間反応させた試料を各々調製した。各試料を４〜２０％グラジェントゲルに供し、非還元下、Ｌａｅｍｍｌｉら（Ｎａｔｕｒｅ，２２７：６８０−６８５， １９７０）の条件でＳＤＳ電気泳動を行った。泳動後、ニトロセルロース膜に転写し、一次抗体として抗ＩＧＦＢＰ３抗体（Ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ社製）、二次抗体としてＨｏｒｓｅｒａｄｉｓｈ ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＨＲＰ）標識抗ウサギ抗体（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）を用いてウエスタンブロッティングを行った。ＨＲＰ活性の検出はケミルミネッセンス（Ｒｅｎａｉｓｓａｎｃｅ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｂｌｏｔ Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｒｅａｇｅｎｔ，ＮＥＮ^TM Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）により行い、検出された蛋白バンドの定量はデンシトメーターにより行った。
【００１６】
結果を表２に示すが、ｒ−ＩＧＦＢＰ３のみを泳動した時に検出される分子量５０ｋＤａのバンドを未分解のバンドとし、各試料で検出される５０ｋＤａのバンドの面積を測定した。ｒ−ＩＧＦＢＰ３のみを泳動した時の面積値に対し、各試料中の５０ｋＤａバンドの残存率を算出したところ、ペプチド４を添加した場合では添加しない時と比べ、ｒ−ＩＧＦＢＰ３の分解を約３０％抑制した。このことから、ペプチド４はＰＳＡの活性を抑制することにより、ｒ−ＩＧＦＢＰ３の分解を抑制していることがわかった。
【００１７】
【表２】

【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば前立腺特異抗原の阻害剤が提供され、それは前立腺癌や前立腺肥大症の治療剤として期待される。

Claims (5)

1. Ｇｌｙ−Ｐｈｅ−Ｔｙｒ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｓｅｒ−Ａｒｇから成るペプチドを含む前立腺特異抗原のプロテアーゼ活性の阻害剤。
2. Ｎ末端アミノ酸のアミノ基がアシル化されている請求項１記載の阻害剤。
3. Ｎ末端アミノ酸のα−アミノ基にベンジルオキシカルボニル（Ｚ）基、アセチル基、ｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）基が導入されている請求項１または２記載の阻害剤。
4. Ｃ末端アミノ酸のカルボキシル基がアミド化又はエステル化されている請求項１または２記載の阻害剤。
5. Ｎ末端アミノ酸のアミノ基がアシル基され、かつＣ末端アミノ酸のカルボキシル基がアミド化又はエステル化されている請求項１記載の阻害剤。