JP4216503B2 - βアミロイド産生抑制用医薬組成物 - Google Patents

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Description

技術分野
本発明は、医薬、殊にサイクリン依存性キナーゼ(Cyclin dependent kinase:Cdk)阻害活性を有する物質を有効成分とするβアミロイド(Aβ)産生抑制用医薬組成物、Cdk阻害活性を有する物質を細胞に接触させAβ産生量を検出する方法、及び当該Aβ産生抑制用医薬組成物を投与することからなる痴呆又はアルツハイマー病(Alzheimer’s Disease:AD)治療法に関する。
背景技術
高齢化社会において痴呆は深刻な問題になってきている。痴呆とは記憶、判断力、理解力、言語、行為能力、認識、感情、意欲又は性格など諸々の精神機能が脳の器質的障害によって日常生活や社会生活を満足に送れなくなった状態である。その中でもADは病理学的には神経細胞の脱落、シナプス数の減少、脳内の老人斑、又は神経原線維変化の蓄積などの変化を特徴とする(Science(1990)248,1058−1060、N.Engl.J.Med.(1986)314,964−973及びNeurobiol.Aging,(1995)16,365−380)。老人斑のアミロイド物質はAβと呼ばれる蛋白質であり、アミロイド前駆体蛋白質(Amyloid precursor protein:APP)が代謝を受ける過程で生成される(Nature(1987)325,733−736)。APPの代謝には、Aβドメインの中心でα−セクレターゼによる切断を受ける経路(アミロイド非産生経路)とβ−セクレターゼによりAβドメイン保存的な切断を受け、さらにγ−セクレターゼによる切断を受けてAβを生成する経路(アミロイド産生経路)の2通りの代謝経路が知られている(Racchi,M.(1999)Trends Pharmacol.Sci.20,418−423、Sinha,S.(1999)Proc.Natl.Acad.Sci.USA96,11049−11053)。これらの二経路で代謝されるAPPの比率、つまりAβ産生量は外来性、あるいは内因性物質の影響によって変化することが知られている。例えば、プロテインキナーゼC(PKC)の活性化がAPP以外の分子のリン酸化を亢進することで、間接的にAPPの代謝を変動させアミロイド非産生経路の比率を高めることが知られている(Racchi,M.(1999)Trends Pharmacol.Sci.20,418−423)。
近年、Aβの生成とその脳内での蓄積がADの発症機構に深く関与していることがわかってきた。その主たる研究背景は、(1)Aβが初代培養神経細胞において、神経細胞死を引き起こすこと、(2)老人斑の蓄積が、ADにおける病理変化の初期的変化であると考えられること、及び(3)家族性ADに認められる変異型APP遺伝子あるいは変異型Presenilin 1又は2遺伝子を宿主細胞に導入すると、それぞれ野生型APP遺伝子や野生型Presenilin 1又は2遺伝子を導入した場合と比べて、Aβ産生の亢進、あるいはAβ1−40に対してよりアミロイド形成能が高いとされる(J.Biol.Chem.(1996)271,18295−18298)Aβ1−42の産生比率の上昇が認められること、などである(J.Biol.Chem.(1996)271,18295−18298、Science(1997)275,630−631及びProc.Natl.Acad.Sci.USA(1999)96,11049−11053)。
また、APPはその細胞内ドメインでリン酸化されることが知られている(Mol.Medicine(1997)3,111−123)。末梢細胞(非神経細胞)ではCdkの一種、Cdc2(Cdk1)がAPPのThr668(APPの668番目のスレオニン残基、アミノ酸番号はAPP695に基づく:以下APP(Thr668))のリン酸化に関与することが示されている(EMBO J.(1994)13,1114−1122)。近年、本残基が神経細胞やPC12細胞のような神経芽腫瘍細胞においてもリン酸化されていること、並びに本残基のリン酸化が神経におけるAPPの機能発現に重要な役割を担っていることが明らかにされた(J.Neurosci.(1999)19,4421−4427)。
前述のCdkは、真核生物の細胞周期を制御するセリン/スレオニンキナーゼとして発見された。Cdkは単体では活性を示さず、活性化のためにサイクリンと呼ばれる制御サブユニットとの結合が必要である。ほ乳動物では、これまでに少なくとも8種類のCdkの存在が知られている(蛋白質核酸酵素(1997)42,1554−1561)。Cdk5は、その一次構造上の類似性からCdkの一種として発見されたが(EMBO J.(1992)11:2909−2917)、その活性化のためにサイクリンは必要なく、代わりにp35やp39と呼ばれるサブユニットとの結合が必要であることが知られている(Nature(1994)371(6496):423−426、及びJ.Biol.Chem.(1995)270:26897−26903)。これらのサブユニットは神経細胞に特異的に発現しており、Cdk5は神経細胞の機能、すなわち、神経細胞における突起伸展反応や発生過程における神経細胞の移動に関与することが知られている(J.Neurosci.(1999)19,6017−6026、Genes & Dev.(1996)10,816−825)。つまり、Cdk5は細胞周期の制御に関与するのではなく、Cdkとして分類されるものの、その機能は他のCdkとは異なるものである。Cdk5の主な基質としてはAPP、タウ、及びニューロフィラメント等が知られている(J.Neurochem.(2000)75,1085−1091、Brain Res.(1997)765,259−266、J.Biol.Chem.(1996)271,14245−14251、及びFEBS Lett.(1993)336,417−424)。
Cdkを阻害する物質は細胞増殖制御に関与するものとして多数知られており、その作用機序から神経変性疾患(neurodegenerative disease)に有用であるという報告はある。さらにそれらの報告にはタウ(tau)のリン酸化にCdk5が関与するという推察からリン酸化タウを構成成分とする神経原線維変化の形成を抑制することでADに当該物質が有用であるかもしれないと記載されている(国際公開WO99/07705、WO99/02162、WO99/65884,WO99/30710、WO99/62882、若しくはWO00/21550、及びJ.Biochem.,(1995)117,741−749)。
以上の如く、Cdk特にCdk5並びに神経細胞、Aβ並びにADとの関係及びCdk5によるAPPのリン酸化についてはいくつか報告はあるが、CdkがAPPの代謝、特にAβ産生量にどのような影響があるかについて示唆する報告はない。即ちCdk阻害活性を有する物質のAβ産生量に及ぼす影響を示唆する報告はない。
発明の開示
本発明者らは、痴呆特にAD等の機序解明につき鋭意検討した結果、Cdk阻害活性を有する物質が神経細胞におけるAβの産生を抑制できることを見出した。具体的にはラット初代培養神経細胞にヒトAPP遺伝子を過剰発現させた系において、当該Cdk阻害物質存在下、又はその非存在下でのAβ産生量を比較検討した結果、Cdk阻害活性を有する物質がAβ産生量を低下させることを明らかにした。本発明により、Aβ産生抑制が達成された結果、例えば痴呆やアルツハイマー病等の治療に有効である。
即ち、本発明はサイクリン依存性キナーゼ阻害活性を有する物質を有効成分とするβアミロイド産生抑制用医薬組成物であり、好ましくはサイクリン依存性キナーセ5阻害活性を有する物質を有効成分とするβアミロイド産生抑制用医薬組成物である。
また、本発明は抗痴呆薬又は抗アルツハイマー病薬であるβアミロイド産生抑制用医薬組成物である。
更に、本発明はアミロイド前駆体蛋白質スレオニン結合リン酸化阻害活性を有する物質を有効成分とするβアミロイド産生抑制用医薬組成物である。
別の態様として本発明は、サイクリン依存性キナーゼ阻害活性を有する物質を細胞に接触させβアミロイド産生量を検出する方法であり、好ましくはサイクリン依存性キナーゼがサイクリン依存性キナーゼ5であるβアミロイド産生量を検出する方法である。またβアミロイド産生抑制剤をスクリーニングする方法である前記βアミロイド産生量を検出する方法やβアミロイド産生量を検出する方法を用いた痴呆又はアルツハイマー病診断用キットである。また、本発明はアミロイド前駆体蛋白質スレオニン結合リン酸化阻害活性を有する物質を細胞に接触させ、βアミロイド産生量を検出する方法である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明につき詳述する。
「サイクリン依存性キナーゼ(Cdk)阻害活性を有する物質」とは、真核生物の細胞周期あるいは神経の突起進展反応や発生過程における神経細胞の移動などの神経細胞の機能を制御するセリン/スレオニンキナーゼ阻害機能を維持するものであり、Cdkサブタイプ間での選択性は特に必要としないが、少なくとも神経細胞で機能するCdkサブタイプであるCdk5に対しては阻害機能を維持する物質である。例えばそのような化合物としては、国際公開公報WO97/0842、WO97/16447、WO98/33798、WO98/50356、WO99/07705、WO99/02162、WO99/09030、WO99/15500、WO99/030710、WO99/34018、WO99/62503、WO99/65910、WO00/01699、WO00/12496、WO00/21926、WO00/18734、Eur.J.Biochem.(2000),224,771,Eur.J.Biochem.(2000),267,5983、又はBioorganic & Med.Chem.(1999),7,1281等が挙げられる。代表的なものとしてロスコビチン(Roscovitine)、アルステルパウロン(Alsterpaullone)又はそれらの化学修飾体が挙げられる(J.Med.Chem.(1999)42,2909−2919、及びTrends in Cell Biology(1996)6,393−397)。更に市販品又はケミカルファイルに登録されている公知化合物、コンビナトリアル・ケミストリー技術によって得られた化合物群、微生物の培養上清、植物や海洋生物由来の天然成分、動物組織抽出物、あるいは、抗体やドミナントネガティブ体蛋白質が挙げられる。更に当該物質を当業者には常法である化学変換による置換基等修飾したものも挙げられる。
具体的には、下記一般式で示される縮合ヘテロ環誘導体(I)若しくはその製薬学的に許容される塩、及びアルステルパウロン(II)若しくはその製薬学的に許容される塩から選択された化合物である上記Aβ産生抑制用医薬組成物、
Figure 0004216503
(R:H、ハロゲン、OH、SH、炭化水素基−S−、炭化水素基−O−、NR、置換されてもよい炭化水素基、置換されてもよいヘテロアリール、又は置換されてもよいヘテロ環基
X:O、S、S(O)m、CH又はNR
m:1又は2
、R、R、R及びR:同一又は異なってH、OH、SH、炭化水素基−S−、炭化水素基−O−、置換されてもよい炭化水素基、置換されてもよい炭化水素基−O−、置換されてもよいヘテロアリール、又は置換されてもよいヘテロ環基
:N又はCR
:N又はCR
:N又はCR
、R及びR:同一又は異なってH、OH、SH、置換されてもよいヘテロアリール、置換されてもよい炭化水素基、置換されてもよい炭化水素基−O−、置換されてもよい炭化水素基−S−、置換されてもよい炭化水素基−CO−、置換されてもよい炭化水素基−O−CO−、又はR1011NCO−
10及びR11:同一又は異なってH、置換されてもよい炭化水素基、又は置換されてもよい炭化水素基−O−)、
好ましくは下記一般式で示されるプリン誘導体(III)又はその塩である上記Aβ産生抑制用医薬組成物であり、
Figure 0004216503
(R:H、OH、SH、炭化水素基−O−、置換されてもよい炭化水素基−S−、NR、置換されてもよい炭化水素基、置換されてもよいヘテロアリール、又は置換されてもよいヘテロ環基
X:O、S、S(O)m、CH又はNR
m:1又は2
、R、R、R及びR:同一又は異なってH、OH、置換されてもよい炭化水素基、置換されてもよい炭化水素基−O−、置換されてもよいヘテロアリール、又は置換されてもよいヘテロ環基)であり、
更に好ましくは下記一般式で示される1−アミノプリン誘導体又はその塩である上記Aβ産生抑制用医薬組成物
Figure 0004216503
(R12:OH若しくはフェニルで置換されてもよい低級アルキル、又はアミノ若しくはOHで置換されてもよいシクロアルキル若しくはアリール
13:低級アルキル、又はシクロアルキル
14:低級アルキル、低級アルキル−O−低級アルキル、又はハロゲン、OH若しくは低級アルキル−O−で置換されてもよいアリール若しくはアラルキル)である。
但し、当該物質であってもCdk阻害活性に由来しない非選択的な細胞への影響を有する物質は除く。例えば当該物質が、PKC阻害活性を併せ持つなど、Aβ量を上昇させるような作用を有する場合である。
前記一般式中の記号は以下の通りである。
「ハロゲン」とはフッ素、塩素、臭素又はヨウ素原子などがあげられる。
「炭化水素基」とはC1−15、好ましくはC1−10の直鎖又は分岐状の炭素及び水素からなる基であり、具体的にはアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、シクロアルキル−アルキル、シクロアルケニル−アルキル、アリール−アルキル、シクロアルキル−アルキケニル、シクロアルケニル−アルケニル、アリール−アルケニル、シクロアルキル−アルキニル、シクロアルケニル−アルキニル、又はアリール−アルキニルを意味する。
「アルキル」とは直鎖又は分岐状飽和炭化水素基を意味し、好ましくはC1−10アルキルであり、具体的にはメチル、エチル、イソプロピル、ヘキシル、又はデシル等が挙げられる。
「アルケニル」とは直鎖又は分岐状で且つ少なくとも1以上の二重結合を有する炭化水素基を意味し、好ましくはC2−10アルケニルであり、具体的にはビニル、プロペニル、アリル、イソプロペニル、又はヘキセニル等が挙げられる。
「アルキニル」とは直鎖又は分岐状で且つ少なくとも1以上の三重結合を有する炭化水素基を意味し、好ましくはC2−10アルキニルであり、具体的にはエチニル、プロピニル、又はブテニル等が挙げられる。
「シクロアルキル」並びに「シクロアルケニル」とは、単環式飽和並びに不飽和炭化水素基を意味し、好ましくは「C3−8シクロアルキル」並びに「C3−8シクロアルケニル」であり、具体的にはシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル又はシクロペンテニル基等が挙げられる。
「アリール」とは芳香族炭化水素基を意味し、好ましくはC6−14アリールであり、具体的には、フェニル、トリル、クメニル、キシリル、ナフチル、又はビフェニル等が挙げられる。
「シクロアルキル−アルキル」、「シクロアルケニル−アルキル」並びに「アリール−アルキル」とは上記アルキルの任意の位置の水素が上記シクロアルキル、シクロアルケニル並びにアリールで置換された基であり、具体的にはシクロヘキシルメチル、ベンジル又はフェネチル等である。
「ヘテロアリール」とはN、S及びOから選択されるヘテロ原子を1乃至4個含有する5乃至6員単環式ヘテロアリール、並びにベンゼン環と縮合した2環式ヘテロアリールであり、部分的に飽和されていてもよい。ここに、単環式ヘテロアリールとしては、フリル、チエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ピリジル、ピラジニル又はピリミジルが、二環式ヘテロアリールとしては、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、インドリル、キノリル、又はキノキサリニルがあげられる。好ましくは、5乃至6員単環ヘテロアリールであり、中でも、フリル、チエニル、イミダゾリル、チアゾリル、ピリジルである。
「ヘテロ環基」とは窒素原子、酸素原子又は硫黄原子から選択されるヘテロ原子1乃至3個を含む3乃至7員飽和又は非芳香性不飽和環基を意味し、例えばオキサゾリジニル、テトラヒドロフラニル、1,4−ジオキサニル又はテトラヒドロピランである。
「アシル」とはHCO−、C1−15炭化水素基−CO−、C1−15炭化水素基−CS−、ヘテロアリール−CO−、ヘテロアリール−アルキル−CO−、ヘテロアリール−アルケニル−CO−、ヘテロアリール−アルキニル−CO−、ヘテロ環−CO−、ヘテロ環−アルケニル−CO−、HCS−、ヘテロアリール−CS−、ヘテロアリール−アルキル−CS−、ヘテロアリール−アルケニル−CS−、ヘテロアリール−アルキニル−CS−、ヘテロ環−CS−、又はヘテロ環−アルケニル−CS−が挙げられる。好ましくはC1−15炭化水素基−CO−であり、具体的にはホルミル、アセチル、プロピオニル、2−メチルブタ−2−エノイル又はベンゾイル等が挙げられる。
「炭化水素基−O−」とはアルコキシを意味し、メトキシ、エトキシ又はフェノキシ等が挙げられる。
「エステル化されたカルボキシル」とは「炭化水素基−O−CO−」を意味し、メトキシカルボニル又はエトキシカルボニル等が挙げられる。更に当該エステル化されたカルボキシルは、上記アシルで置換された基を含む。
「置換されてもよい炭化水素基」、「置換されてもよい炭化水素基−O−」、「置換基されてもよいヘテロアリール」又は「置換されてもよいヘテロ環基」における置換基としては、これらの環に置換可能な基であれば特に制限は無い。これらは、同一又は異なる任意の置換基1〜5個を有する。
具体的には、下記A群から選ばれる基である
置換基A群
ハロゲン;CN;NO;アルコキシ;RN−(R、R:同一又は異なって、水素原子、炭化水素基、ヘテロアリール、ヘテロアリール−アルキル、ヘテロ環、ヘテロ環−アルキル、又はアシル(以下同様));エステル化されたカルボキシル又はRN−で置換されてもよい炭化水素基;炭化水素基で置換されてもよいヘテロアリール;炭化水素基で置換されてもよいヘテロ環;アシル;
−G−(D:ヘテロアリール、ヘテロ環、又はRN−、G:−O−、−S(O)−、−O−CO−、−CO−、−CS−、−O−CO−CO−、又は−CO−O−、n:0、1又は2);
−G−(D:H、アシル−C1−6アルキル、ヘテロアリール−C1− アルキル、又はヘテロ環−C1−6アルキル、G:−O−、−S(O)−、−O−CO−、−CO−、−CS−、−O−CO−CO−、又は−CO−O−);
−G−(D:アルコキシ又はエステル化されたカルボキシルで置換されてもよい炭化水素基、G:−S(O)−、−O−CO−、−O−CO−CO−、又は−CO−O−)。
本発明有効成分は、二重結合を有するため幾何異性体や互変異性体が存在する。本発明にはこれらの異性体の分離したもの、あるいは混合物をも包含される。
また、置換基の種類によっては本発明化合物は不斉炭素原子を有する場合があり、不斉炭素原子に基づく異性体が存在しうる。本発明にはこれら光学異性体の混合物や単離されたものを包含する。また、本発明には、本発明化合物を放射性同位元素でラベル化した化合物も包含する。
更に、本発明有効成分は、酸付加塩又は置換基の種類によっては塩基との塩を形成する場合もあり、かかる塩が製薬学的に許容され得る塩である限りにおいて本発明に包含される。具体的には、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、アスパラギン酸、又はグルタミン酸等の有機酸との酸付加塩、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム等の無機塩基、メチルアミン、エチルアミン、エタノールアミン、リシン、オルニチン等の有機塩基との塩やアンモニウム塩等が挙げられる。更に当該物質は水和物、エタノール和物等の各種溶媒和物として、あるいはそれらの結晶多形の物質として単離される場合もあり、本発明にはそれら各種の水和物、溶媒和物や結晶多形の物質も包含される。
また、本発明有効成分は、生体内で代謝され変換される化合物、いわゆるプロドラッグも全て包含される。本発明のプロドラッグを形成する基としては、Prog.Med.,5,2157−2161(1985)や「医薬品の開発」第7巻(廣川書店,1990年)分子設計163−198に記載の基等が挙げられる。
「βアミロイド(Aβ)」とは老人斑(senile plaque)を形成するアミロイド物質である。当該物質は、βプロテインともよばれ、APPがプロテアーゼにより分解されること(プロセッシング)によって生成される(Nature(1987)325,733−736)。具体的にAβとはAPPが生合成後の細胞内分泌過程、または細胞膜から取り込まれて代謝を受ける過程で、プロテアーゼにより分解(プロセッシング)され、β−セクレターゼによりAβドメイン保存的に切断され、さらにγ−セクレターゼにより切断された断片を意味する(Trends Pharmacol.Sci.(1999)20,418−423、及びProc.Natl.Acad.Sci.USA(1999)96,11049−11053)。主にアミノ酸残基が40あるいは42からなるAβと呼ばれる蛋白質、それぞれAβ1−40(配列番号1)又はAβ1−42(配列番号2)であるがそれ以外にもそれらの1乃至複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入体が挙げられる。
「アミロイド前駆体蛋白質(Amyloid precursor protein:APP)」とは前述Aβの前駆体であり、好ましくは47アミノ酸からなる短い細胞質ドメイン又は当該細胞質ドメインの1乃至複数個のアミノ酸の置換、欠失又は挿入されてもよいドメインを持つ1回膜貫通型の膜蛋白質である。具体的には、695個、751個又は770個のアミノ酸からなる蛋白質APP695(配列番号3)、APP751(配列番号4)、APP770(配列番号5)の3種のアイソフォームのそれぞれを意味する。
「APPのリン酸化」とは、APPの生体内、例えば細胞内分泌過程、細胞膜上、または細胞膜から取り込まれて代謝の際に起こるAPPへのリン酸の付加を意味する。具体的なAPPへのリン酸付加位置は、APPの長さにもよるが、APP695の場合は、当該APP細胞内ドメインに位置する668番目のスレオニン残基(APP(Thr668))(アミノ酸番号はAPP695に基づく)がリン酸化されること(Mol.Medicine(1997)3,111−123)を意味する。
「APPのリン酸化阻害活性を有する物質」とは、APP細胞内ドメインに位置する668番目のスレオニン残基のリン酸化を阻害する物質である。具体的には当該阻害活性があれば何れでもよいが市販品又はケミカルファイルに登録されている公知化合物、コンビナトリアル・ケミストリー技術によって得られた化合物群、微生物の培養上清、植物や海洋生物由来の天然成分、動物組織抽出物、あるいは、抗体やドミナントネガティブ体蛋白質が挙げられる。更に当該物質を当業者には常法である化学変換による置換基等修飾したものも挙げられる。
「ドミナントネガティブ体」とは、蛋白質の活性部位、あるいは活性調節部位に変異を導入し、活性を失わせた蛋白質を使用して、当該蛋白質と基質、あるいは調節因子などとの結合を拮抗させることにより、当該蛋白質の活性を特異的に阻害させる物質をいい、具体的にCdk5の場合には、リン酸転移反応に重要な部位である144番目のアスパラギン残基をアスパラギン酸残基に変異させたもの、及びATP結合部位である33番目のスレオニン残基をリジン残基に変異させたものが、ドミナントネガティブ体蛋白質として知られている(Genes & Development 10,816−825(1996))。
「痴呆」とは、記憶、判断力、理解力、言語、行為能力、認識、感情、意欲又は性格など諸々の精神機能が脳の器質的障害によって日常生活や社会生活を満足に送れなくなった状態を意味する。
「アルツハイマー病(AD)」とは、厳密には初老期に発症するADと65歳以上に発症するアルツハイマー型老年痴呆に分類されることもあるが、本明細書では両者を併せてADとする。
従って、「抗痴呆薬」又は「抗アルツハイマー病薬」とは前述の疾患を治癒又は改善させる薬剤を意味する。
「サイクリン依存性キナーゼ(Cdk)阻害活性を有する物質を細胞に接触させAβ産生量を検出する方法」若しくは「アミロイド前駆体蛋白質のスレオニン結合リン酸のリン酸化阻害作用物質を細胞に接触させ、Aβ産生量を検出する方法」とは、以下に詳述するが、当該物質のスクリーニング法、診断方法のためのキット、又はADの機序解明の為の試験方法が挙げられる。好ましくは当該物質のスクリーニング方法である。
本発明Aβ産生量の検出法につき詳述する。
APP遺伝子を発現するよう設計されたベクターDNAの作製:
APP遺伝子は、ほ乳動物から昆虫にいたるまでその構造は広く保存されており(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1992)89,10758−10762、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1989)86,2478−2482、Biochem.J.(1998)330,29−33、及びProc.Natl.Acad.Sci.USA(1993)90,12045−12049)、本発明が実施可能ないかなる種のAPPの1乃至複数個のAPP遺伝子あるいはそのアミノ酸の置換、欠失もしくは挿入した変異体も含まれる。家族性ADに認められる変異型APP(Nature(1991)349,704−706、Science(1991)254,97−99、Nature(1991)353,844−846、Lancet(1991)337,978−979、Biochem.Biophys.Res.Comm.(1991)178,1141−1146、Lancet(1991)337,1342−1343、及びNature Genet.(1992)1,343−347)もこの中に含まれる。また、APP遺伝子からはスプライシングの違いによって配列の異なるAPP695、APP751、APP770が産生されるが(Biotechnology(1989)7,147−153)、ここで言うAPPとはAPP遺伝子から産生されるこれらすべての蛋白質を含むものである。
ベクターDNAにはアデノウィルスベクター等ウィルス由来のものや(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1998)95,2509−2514)、pEF−BOS(Nucleic Acids Res.(1990)18,5322)、pSSR α(Mol.Cell.Biol.(1988)8,466−472)等のほ乳動物細胞用発現ベクターなど、本発明の実施に影響しない公知のいかなる遺伝子導入ベクターも使用することができる。APPの発現に用いるプロモーターも特に限定するものでない。
実験に用いる細胞や動物:
宿主細胞として、神経細胞初代培養系を用いることができる。好ましくは初代培養神経細胞が動物由来細胞、特にほ乳動物細胞である。例えば、通常実験動物として用いるほ乳動物、好ましくはラットやマウスの細胞であり、公知の方法に従い培養系の調製が行われる(Dev.Brain.Res.(1986)30,47−56)。神経初代培養系の培養日数は、細胞が十分に分化する7日目以降が望ましく、好適には7−10日目である。当該動物細胞は遺伝子操作を施した動物からの初代培養も含まれる。例えば、帯刀ら(1991)によって作製された温度感受性癌遺伝子導入トランスジェニックマウス(SV40の自己プロモーターによってSV40温度感受性T抗原を発現したトランスジェニックマウス(Exp.Cell Res.(1991)197,50−56)から分離して樹立した細胞株も宿主細胞として挙げられる。また、PC12細胞株(J.Cell.Biol.(1978)78,747−755)などのすでに樹立された培養細胞株も挙げられる。使用できる細胞は特に神経由来細胞に限るものではない。またほ乳動物以外の細胞も使用でき、例えばショウジョウバエ由来の細胞が挙げられる。
遺伝子導入法として、リン酸カルシウム法(Virology(1973)52,456−467)やLipofectamine法(LIFE TECHNOLOGIES社)、FUGENETM6法(BOEHRINGER MANNHEIM社)などを用いることでAPP遺伝子を一過性にまたは安定的に細胞に発現させることもできる。
APPの発現を何らかの刺激によって誘導可能に設計した発現ベクターを細胞に安定的に発現させることもできる。例えば、LacSwitch法(Nucleic Acids Res.(1991)191,4647−4653)の場合、IPTG(Isopropyl−beta−D−thiogalactoside)を培地中に添加することでAPP蛋白質の発現を誘導できる。内在性のAPP発現量がAβ産生量を測定するに十分である場合、特に外来性のAPPを過剰発現することなく本発明を実施することが可能である。
さらにAPP遺伝子を導入したトランスジェニック動物も使用できる。トランスジェニック動物は、単離した遺伝子を受精卵に注入後、その受精卵を偽妊娠動物に移植し、個体まで発生させることで作製できる(Science(1981)214,1244−1246)。この場合、被検化合物のAβ産生抑制作用を個体レベルで観察することができる。これらのトランスジェニック動物はpresenilinやCdk5過剰発現トランスジェニック動物と掛け合わせ、被検化合物のAβ産生抑制作用の検出に利用することもできる。また、APP遺伝子は、動物個体に直接ウィルスベクターなどによって導入することもできる。ウィルスベクターには、ヘルペス単純ウィルスやアデノウィルスなどのウィルス由来のものを用いることができる(J.Neurosci.(1996)16,486−496,及びJ.Neurosci.Methods.(1997)71,77−84)。
Aβ産生量測定:
Aβは正常な状態においても生成され細胞外に放出されることが知られており(Nature(1992)359,322−325、及びScience(1992)258,126−129)、ADの脳においてもAβの蓄積は細胞外に認められている。従って、Aβ産生量測定法は培養細胞の場合、培養液中に遊離されたAβ量を測定しAβ産生量とすることが望ましい。また間接的ではあるが細胞内に存在するAβ量を測定することも可能である。またヒトを含む動物個体を用いた実験の場合、脳脊髄液などの体液中や組織全体のAβ量を測定することができる。従って、本発明医薬組成物を患者に投与してAβ量を測定する診断用キットに本発明検出方法を用いることができる。
Aβ量の定量には酵素免疫測定法(ELISA法)など公知の方法を用いる。酵素免疫測定法では、例えば第一ステップとして6E10(Wako社)のような抗Aβ抗体を採取した細胞培養液中のAβ、あるいはスタンダードとなるAβ1−40若しくはAβ1−42と反応させ、第二ステップとして例えばR163若しくはR165(DR.PD Mehta of New York State Institute for Basic Research)のようなそれぞれAβ1−40若しくはAβ1−42と特異的に結合する抗体と反応させた後に、ペルオキシダーゼなどの酵素で標識した適当な抗IgG抗体を反応させる。培養液中のAβ量はペルオキシダーゼなどの酵素活性を測定することにより定量する(Biochem.Biophys.Res.Commun.(1972)47,846−851)。ELISA法にはSignal SelectTM(BIOSOURCE社)、あるいはHuman amyloidβ(1−42)測定Kit(IBL社)など、市販されているキットを用いることもできる。他にウェスタンブロッティング法やドットブロッティング法による定量法なども用いることができる(Nature(1970)227,680−685、及びProc.Natl.Acad.Sci.USA(1979)76,4350−4354)。
被検化合物の評価:
上記の方法によって、多数の被検化合物を用いてCdk好ましくはCdk5阻害活性に基づくAβ産生抑制作用を検出する方法、若しくはAPPのスレオニンリン酸のリン酸化を阻害することに基づくAβ産生抑制作用を検出する方法が挙げられる。例えば被検化合物を最終的に1nMから200μMとなるように細胞培養液中に加えて一定の時間の後に培養液を採取して前述の方法によってAβ産生量を定量する。Cdk5阻害活性は例えば免疫沈降や適当なカラムなどで動物細胞、動物組織から精製したCdk5や、Sf9細胞などの昆虫細胞に発現させ精製したリコンビナントCdk5及びp25(p35又はp39、あるいはそれぞれの活性部位断片、p21、N145、及びp30などを用いることができる(Nature(1994)371(6496):423−426、J.Biol.Chem.(1997)272:12318−12327、及びJ.Biol.Chem.(1995)270:26897−26903))を、適当なバッファー中で放射性標識したATP並びに適当な基質となる蛋白質あるいはペプチドと反応させた後に、基質に取り込まれた放射量をいわゆるscintillation proximitykinase assay(SPA法)やオートラジオグラフィーによって測定することで決定することができる(Eur.J.Biochem.(1997)243,527−536、及びBiochem.(1999)268,318−329)。APPリン酸化の程度は細胞を溶解剤にて可溶化した後に例えばAPPのリン酸化状態に特異的に反応する抗体を用いたウェスタンブロッティング法により定量することができる(J.Neurosci.(1999)19,4421−4427)。
本発明の方法により評価できる被検化合物として、市販品又はケミカルファイルに登録されている公知化合物、コンビナトリアル・ケミストリー技術によって得られた化合物群を用いることができる。また、微生物の培養上清や、植物、海洋生物由来の天然成分、動物組織抽出物なども用いることができる。また、抗体やドミナントネガティブ体蛋白質等も用いることができる。さらに、本発明の方法で見いだされた物質を化学的に修飾したものも用いることができる。
以下本発明Aβ産生抑制用医薬組成物につき詳述する。
本発明Aβ産生抑制用医薬組成物は、通常製剤化に用いられる担体や賦形剤、その他の添加剤を用いて、錠剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤、液剤、注射剤、座剤、軟膏、貼付剤等に調製され、経口的(舌下投与を含む)または非経口的に投与される。
本発明Aβ産生抑制用医薬組成物はヒトに対する臨床投与量は適用される患者の症状、体重、年令、性別、投与ルート等を考慮して個々の場合に応じて適宜決定されるが、通常成人1人当たり、1日につき0.1mg〜5000mg、好ましくは1mg〜500mgの範囲で1日1回から数回に分け経口投与されるか、または成人1人当たり、1日につき0.1mg〜5000mg、好ましくは1mg〜500mgの範囲で、1日1回から数回に分け静脈内投与されるか、または、1日1時間〜24時間の範囲で静脈内持続投与される。もちろん前記したように、投与量は種々の条件で変動するので、上記投与量より少ない量で十分な場合もある。
本発明Aβ産生抑制用医薬組成物の経口投与のための剤型としては、錠剤、散剤、顆粒剤等が用いられる。このような剤型においては、1つまたはそれ以上の活性物質が、少なくとも1つの不活性な希釈剤、例えば乳糖、マンニトール、ブドウ糖、ヒドロキシプロピルセルロース、微結晶セルロース、デンプン、ポリビニルピロリドン、メタケイ酸アルミン酸マグネシウムと混合される。組成物は、常法に従って、不活性な希釈剤以外の添加剤、例えばステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤や繊維素グリコール酸カルシウムのような崩壊剤、ラクトースのような安定化剤、グルタミン酸またはアスパラギン酸のような溶解補助剤を含有していても良い。錠剤または丸剤は必要によりショ糖、ゼラチン、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレートなどの糖衣又は胃溶性あるいは腸溶性のフィルムで被膜しても良い。さらに当該剤型は、製薬学的に許容される乳濁剤、溶液剤、懸濁剤、シロップ剤、エリキシル剤等を含み、一般的に用いられる不活性な希釈剤、例えば精製水、エタノールを含む。この組成物は不活性な希釈剤以外に可溶化乃至溶解補助剤、湿潤剤、懸濁剤のような補助剤、甘味剤、風味剤、芳香剤、防腐剤を含有していても良い。
非経口投与のための注射剤としては、無菌の水性または非水性の溶液剤、懸濁剤、乳濁剤を包含する。水性の溶液剤、懸濁剤としては、例えば注射剤用蒸留水及び生理食塩水が含まれる。非水溶性の溶液剤、懸濁剤としては、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油の様な植物油、エタノールのようなアルコール類、ポリソルベート80(商品名)等がある。この様な組成物は、さらに等張化剤、防腐剤、湿潤剤、乳化剤、分散剤、安定化剤(例えば、ラクトース)、可溶化乃至溶解補助剤のような添加剤を含んでも良い。これらは例えばバクテリア保留フィルターを通す濾過、殺菌剤の配合又は照射によって無菌化される。これらはまた無菌の固体組成物を製造し、使用前に無菌水又は無菌の注射溶媒に溶解して使用することもできる。
以下、本発明を更に具体的に開示するために、実施例を記載するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
ラット海馬初代培養神経細胞におけるAPPリン酸化量並びにAβ産生量の測定系の構築:
(1)APPアデノウィルスベクターの作製:
APP遺伝子には、ヒト由来の695個のアミノ酸をコードするAPP695遺伝子(配列番号6)を用いた。アデノウィルスベクターの作製は、ADEasyシステム(Proc Natl Acad Sci USA(1998)95,2509)に準じた。APP695遺伝子は、末端を平滑処理後、CAGプロモーターを付加するためにpCAG−pA(Gene(1991)108,193−200)のHincIIサイトへ一旦導入した後、CAGプロモーターとその下流のAPP遺伝子をPstIとXhoIサイトを用いて切り出し、末端平滑後に、ADEasyシステムのシャトルベクター、pADTrackのEcoRVサイトへ導入した。APP遺伝子を導入したシャトルベクターはPmeIにより直鎖状にし、pADEasy−2ベクターとともに大腸菌株BJ5183に導入し、ウィルスゲノム組み換えプラスミドを作製した。
(2)アデノウィルスの調製:
APP遺伝子を含む組み換えアデノウィルスベクターは、Pacl処理により直鎖状にした後に、Lipofectamine法(LIFE TECHNOLOGIES社)によりHEK293細胞に導入し、3−5日後、細胞がプレートから剥がれてきた時点で、すべての細胞を回収した。組み換えアデノウィルスは細胞の凍結融解操作を繰り返すことによって、その上清から取得した。得られた組み換えアデノウィルスはHEK293細胞に感染を繰り返し、大量調製した後、CsCl法により濃縮、精製したものを実験に使用した。
(3)ラット初代培養神経細胞の調製:
妊娠ラットをジエチルエーテルにて麻酔し、胸部(心臓)切開により失血死させた後、腹部を切開し子宮を摘出した。クリーンベンチ内で胎児を消毒用アルコールにより滅菌し、全脳を取り出し無血清培地(SUMILON、住友ベークライト社)の入ったシャーレ中に回収し、実体顕微鏡下で精密ピンセットにより海馬を摘出した。海馬は50mlチューブに移し、静置により組織を沈降させ上清を吸引除去し、細胞分散溶液(1%papain、150U/ml DNasel、0.02%L−cysteine、0.02%BSA、0.5%Glucoseを含むPBS)を加え、37℃にて15分間インキュベートの後に、遠心した(1000rpm、4℃、5min)。さらに上清を吸引除去し、無血清培地を10ml加え、ピペッティング操作を数回行い、その後フィルターを用いて細胞塊を除き細胞浮遊液とした。トリパンブルーを用いて細胞数を計数し、1.5X10個の細胞を48穴のpoly−I−lysineコートされた培養皿に播種した。十分に分化させるため、COインキュベーター中、37℃で10日間培養した後に、実験に使用した。
(4)初代培養神経細胞へのアデノウィルスの感染:
アデノウィルスの感染は、培養10日目に行った。1.5X10粒子のウィルスを適当に希釈し、1.5X10個の細胞に対してMOI(multiplicity of infection)が1000となるように培地中に添加した。感染4日目にサンプルの回収を行った。
(5)APPリン酸化測定:
1.5X10細胞当たり50μlの細胞溶解液(50mM Tris−HCl、1%SDS、2.7M urea、1mM NaVO、1mM NaF)を加えチューブに回収し、約5秒間超音波破砕した後、遠心分離(15000rpm、5min)により得られた上清をサンプルとした。サンプルの一部をSDS−PAGE(7.5%polyacrylamide gel)により分離した後、セミドライブロッティング装置(BIO−RAD社)を用いてPVDF(polyvinylidene difluoride)膜(第一化学薬品社)に転写した。得られたPVDF膜は4℃で一晩ブロックエース(第一化学薬品社)中に浸し、ブロッキング操作を施した。APP(Thr668)のリン酸化を検出するためのポリクローナル抗体(抗リン酸化APP(Thr668)抗体)はAPPの細胞内領域に対応するアミノ酸配列NH−AAVTPEERHC(配列番号7)のT残基にリン酸基を導入したペプチドを作製し、KLHと結合させた後にウサギに免疫することで作製した(J.Neurosci.19,4421−4427(1999))。免疫により得られた抗血清はリン酸基を導入していない免疫原のペプチドを用いて吸着処理を行い、さらに免疫原であるリン酸基を導入したペプチドでアフィニティ精製した物を使用した。また、total APP量(リン酸化状態のAPPと非リン酸化状態のAPPを併せたAPP量)の定量には抗APPモノクローナル抗体、22C11(Roche Molecular Biochemicals社)を使用した。ブロッキング操作後のPVDF膜はPBS−T(0.05%tween−20を含むPBS(140mM NaCl、10mM Phosphate−buffer pH7.4))にて軽く洗浄した後、1000倍希釈した一次抗体(抗リン酸化APP(Thr668)抗体、あるいは22C11)溶液中に浸し、室温にて1時間反応させた。反応終了後、PBS−Tによる室温、10分間の洗浄操作を4回繰り返した後に、二次抗体との反応に供した。二次抗体には20000倍希釈したHRP標識抗ウサギ及びマウスIgG抗体(Amersham Pharmacia Biotech社)を使用した。一次抗体反応と同様に、室温で1時間反応させた後、同様にPBS−Tによる洗浄操作を行った。反応の検出には、ECL−plus detection kit(Amersham Pharmacia Biotech社)を用い、化学発光の解析はStorm860 Imageanalyzer(Amersham Pharmacia Biotech社)及びオートラジオグラフィーにより行った。図1には、野生型APP695アデノウィルスを初代培養神経細胞に感染させ、total APP量並びにAPP(Thr668)のリン酸化の程度をそれぞれ22C11抗体あるいはリン酸化APP(Thr668)抗体を用いたウェスタンブロッティングにより解析したものである。対照としてGFP(jellyfish green fluorescent protein、Neuron(1996)16,255−260)(配列番号8)を組み込んだアデノウィルスを感染させたが、野生型APP695アデノウィルスの感染によって、total APP量およびAPP(Thr668)のリン酸化の有意な増加が観察された。
(6)Aβ産生測定:
Aβ産生測定用のサンプルには、被検化合物の添加24時間後に回収した培養上清を用いた。上清中のAβ量はサンドイッチELISA法により定量した。まず、ELISA用のプレート(Maxisorp、Nunc社)に100mMリン酸緩衝液で10μg/mlに希釈した抗Aβモノクローナル抗体6E10(Wako社)を1ウェル当たり50μlずつ添加し、一晩4℃にて放置することで6E10抗体をプレートに付着させた。次の日に抗体を回収し、ブロックエースを1ウェル当たり200μl添加して、さらに一晩以上、4℃にてブロッキング操作を行った。プレートウォッシャー(Bio−RAD社 Model 1250Immuno wash)を用いて、TBS−T(0.05%Tween−20を含むTBS(20mM Tris pH7.5、150mM NaCl))によりプレートを4回洗浄後、ブロックエースにて2倍に希釈したサンプルあるいは検量線作製用のAβを添加し、4℃にて一晩反応させた。検量線作製用のAβは、以下のように調製した。Aβ1−40(配列番号1)とAβ1−42(配列番号2)はCalfornia peptide社より購入し、hexafuluoro−2−propanol(HFIP、関東化学社)により1mg/mlの濃度に溶解したものを保存溶液とした。この保存溶液10μlをチューブに移し、HFIPを吸引濃縮機により気化させ、DMSO10μlにAβが1mg/mlの濃度になるように再溶解した。Aβの検量線測定用の溶液の希釈系列は、0.2−10ng/mlの範囲で調製した。サンプルあるいは検量線作製用のAβと反応させたプレートは、プレートウォッシャーにて4回の洗浄操作を行った後、一次抗体と反応させた。一次抗体には、AβのC末端を特異的に認識するポリクローナル抗体、R163(Aβ1−40特異的抗体)とR165(Aβ1−42特異的抗体)を用いた。R163及びR165はDR.PDMehta(New York State Institute for Basic Research)より購入し、IgG画分として精製したものを用いた。それぞれの抗体は25%ブロックエースを含むTBS−Tにて1000倍に希釈し、プレートに1ウェル当たり60μlずつ添加し、室温にて2時間反応させた。反応後、プレートウォッシャーにて4回の洗浄操作を行い、二次抗体との反応を行った。二次抗体には、HRP標識抗ウサギIgG抗体を用い、25%ブロックエースを含むTBS−Tにて8000倍に希釈したものを1ウェル当たり60μlずつ添加して、さらに室温で2時間の反応を行った。反応終了後、プレートウォッシャーにて4回洗浄後、POD発色試薬(Boehringer Mannheim社)による化学発光をML3000プレートリーダー(Dynatech Laboratories社)により測定した。図2には、0.2−10ng/mlの濃度に調製したAβの溶液を用いて作製したAβ1−40とAβ1−42の検量線を示した。
(実施例2)
Cdk5活性測定法及びAlsterpaullone、RoscovitineのCdk5阻害活性の評価
(1)Cdk5、p25の取得:
Cdk5遺伝子(EMBO J.11(8)、2909−2917(1992))及びp35遺伝子(Nature371(6496),419−423(1994))の活性部位即ちp25に相当する領域はヒト型のものをRT−PCR法により取得した。ヒトCdk5遺伝子の全長は、5’−TACGGATCCGCAGAAATACGAGAAACTGG−3’(配列番号9)及び5’−CTGAAGCTTTAGGGCGGACAGAAGTCGGAG−3’(配列番号10)のプライマーセットにより、ヒト神経芽細胞腫であるSH−SY5Y細胞から調製したtotal RNAから増幅した。total RNAは、1X10個の細胞当たり、1mlのISOGEN試薬(ニッポンジーン社)を加え、細胞を溶解後、1/5容のクロロホロムを添加し撹拌し、15000回転、10分間遠心して得られた上清に、1/2容の2−プロパノールを加え、さらに15000回転、20分間遠心して取得した。得られたRNAは、水に溶解し、濃度を測定後、PCR反応(TitanTM one tube RT−PCR kit(Boehringer Mannheim社))に供した。また、ヒトp35遺伝子の活性部位即ちp25に相当する領域は、5’−TACGGATCCCCAGGCGTCCACCAGTGAG−3’(配列番号11)、及び5’−TACAAGCTTCATGACGCAGGCTACAGTGC−3’(配列番号12)のプライマーセットにより同様に増幅した。両遺伝子ともに、プライマー内に設計したHindIII、及びBamHIサイトを利用して、N末にHis−tagが付加されるように設計されているBacmid作製用ベクター、pFASTBac−HTa(GibcoBRL社)に導入した。pFASTBacに導入された遺伝子はDH10Bacへ導入し、大腸菌内にて組み換えを行い、それぞれの組み換えBacmidを取得した。得られたBacmidはCellfectin試薬(GibcoBRL社)を用いてSf9細胞に導入し、バキュロウィルスを取得した。得られたバキュロウィルスをSf9細胞へ感染させることにより、バキュロウィルスにより産生される組み換えCdk5蛋白(配列番号13:Cdk5由来の配列はアミノ酸28番目以降)及びp25蛋白(配列番号14:p25由来の配列はアミノ酸28番目以降)を取得した。組み換え蛋白の精製は、N末に付加した6X Hisのtagを利用して行った。
すなわち、バキュロウィルスを感染させたSf9細胞を細胞溶解液(50mM TrisHCl、10mM2−ME、1mM PMSF、1%NP−40)にて溶解、超音波破砕を施した後、遠心分離(10000Xg、30min)により得た上清をカラム緩衝液A(20mM Tris−HCl、500mM KCl、20mM imidazole、10mM 2−ME、10%glycerol)により平衡化したNi−NTAカラム(QIAGEN)に通した。緩衝液Aにより十分に洗浄した後、さらに緩衝液B(20mM Tris−HCl、1M KCl、10mM 2−ME、10%glycerol)により洗浄した。最後に、緩衝液C(20mM Tris−HCl、100mM KCl、100mM imidazole、10mM 2−ME、10%glycerol)により溶出された分画を回収し、サンプル溶液(50mM HEPES−KOH、10mM MgCl、2.5mM EGTA、0.1mM PMSF)にて透析したものを精製標品とした。
(2)Cdk5活性測定:
キナーゼ活性測定時の酵素源としては、先に得られた精製Cdk5蛋白と精製p25を1対1に混合した物を使用した。基質には、ヒストンH1(Sigma社)をビオチン化したものを使用した。ヒストンのビオチン化は、ヒストンに対してモル比で10倍量のビオチン(Ez−link Sulfo−NHS−LC−Biotin、Pierce社)を50mM炭酸水素ナトリウム存在下で室温にて6時間反応させることにより作製した。TBSにて透析処理を行い、フリーのビオチンを除去したものを保存溶液とした。キナーゼ活性測定はSPA法(Amersham社)に準じて行った。基質、酵素、及びγ33P−ATPをキナーゼ反応液(50mM HEPES−KOH、10mM MgCl、2.5mM EGTA、0.1mM PMSF、1mM NaVO、1mM NaF、5μg/ml aprotinin)中で室温1時間反応させ、その後に、3倍量の反応停止液(50mM ATP、5mM EDTA、1%Triton X−100、15mg/ml streptavidin SPA beadsを含むPBS)を加え撹拌することで反応を停止させた。さらに室温で15分間放置し、遠心処理(1700rpm、2min)を行った後に、基質に取り込まれたアイソトープ量をTopcount(Beckman社)により測定した。(3)Alsterpaullone、Roscovitine、化合物A、B、C又はDのキナーゼ阻害活性の測定:
AlsterpaulloneとRoscovitineはその化学構造は互いに全く異なるが、いずれもCdkに対して選択的な阻害剤であることが知られている(Cancer Res.(1999)59,2566−2569、J.Med.Chem.(1999)42,2909−2919、Eur.J.Biochem.(1997)243,518−526、Eur.J.Biochem.(1997)243,527−536、及びWO99/65910)。化合物A、B、C又はDはCdk阻害剤であることが知られている(Bioorganic & medicinal Chemistry letters(1999)9,91−96、WO97/16452、WO99/43675)。発明者らは、前述の方法により当該化合物のCdk5阻害活性を確認した。
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(実施例3)
Alsterpaullone、Roscovitine、化合物A、B、C又はDのAPPリン酸化量に及ぼす影響:
培養10日目の海馬初代培養神経細胞に野生型APP695アデノウィルスを感染させ、その3日後に適当な濃度のAlsterpaullone(DMSO溶液)あるいはRoscovitine(DMSO溶液)を添加した培地と交換した。さらに1日間培養した後、細胞溶解液にて細胞を回収し、APP(Thr668)リン酸化の程度を実施例1に示した方法により定量した。例えばAlsterpaulloneは10μMで、Roscovitineは50μMで、それぞれAPPリン酸化抑制作用が確認された。この時、抗APP抗体22C11で検出したtotal APPの発現量には変化は認められなかった。また、化合物A、B、C又はDも同様にAPPリン酸化抑制作用が確認された。更に前述の化合物とは構造が全く異なる化合物E又はFでも当該作用が確認された。
(実施例4)
AlsterpaulloneのAβ産生量に及ぼす影響:
培養10日目の海馬初代培養神経細胞に野生型APP695アデノウィルスを感染させ、3日後に適当な濃度のAlsterpaullone(DMSO溶液)を添加した培地に交換した。さらに1日間培養した後、培養上清を回収し上清中のAβ量を実施例1に示した方法により定量した。AlsterpaulloneはAβ1−40産生量(図3)及びAβ1−42産生量を抑制した(図4)。コントロールとして、Alsterpaulloneの代わりに、DMSOを使用した。
(実施例5)
Rosocovitine、化合物A、B、C又はDのAβ1−40産生量に及ぼす影響:
実施例4と同様にして、上清中のAβ1−40量を定量した。RoscovitineのAβ産生抑制効果が確認された(図5)。また化合物A、B、C又はDも同様にAβ産生抑制効果が確認された。更に前述の化合物E又はFも当該効果が確認された。
以上のように、化学構造が全く異なるCdk阻害作用を有する物質を用いた実験から、当該物質がAβ産生量を低下させることを見出した。さらにこれらの実験結果及び神経細胞において生理的な機能を有することが知られているCdkアイソザイムはCdk5である(J.Neurosci.(1999)19,6017−6026、及びGenes & Dev.(1996)10,816−825)ことから、当該物質はCdk5の活性を阻害することによりAβ産生抑制作用を発揮したことが証明された。
(実施例6)
Cdk5ドミナントネガティブ体アデノウィルスのAβ産生量に及ぼす影響
(1)Cdk5ドミナントネガティブ体アデノウィルスベクターの作製
Cdk5のドミナントネガティブ体(144番目のアスパラギン酸残基をアスパラギン残基に変換したもの:以下Cdk5 D144N(配列番号15))は、Nikolicらの記載(Genes & Development 10,816−825(1996))をもとに作製した。変異の導入には、Quick Change kit(Strategene社)を使用し、実際の操作は説明書に準じて行った。変異を導入する準備として、5’−CTGAAGCTTCGCAGAAATACGAGAAACTGG−3’(配列番号16)、及び5’−GATCTCGAGTAGGGCGGACAGAAGTCGGAG−3’(配列番号17)のプライマーセットにより、実施例2に記載のCdk5遺伝子を鋳型として、PCR法により再増幅し、pGEM−T Easyベクター(Promega社)に導入した。pGEM T Easyベクターに導入したCdk5遺伝子を鋳型として、5’−GGAGCTGAAATTGGCTAATTTTGGCCTGGCTCG−3’(配列番号18)、及び5’−CGAGCCAGGCCAAAATTAGCCAATTTCAGCTCC−3’(配列番号19)のプライマーセットにより、PCR法により増幅し、その産物をDpnIにて37℃、3時間処理した後、大腸菌株JM−109に導入し、変異が導入された遺伝子を取得した。塩基配列を確認後、開始メチオニンを再付加するために、変異遺伝子を鋳型として、5’−CTGAAGCTTATGCAGAAATACGAGAAACTGG−3(配列番号20)、及び5’−GATGTCGACTAGGGCGGACAGAAGTCGGAG−3’(配列番号21)のプライマーセットを用いてPCR法により増幅後、プライマー内に設計されたHindIIIとSalIサイトを用いて切り出し、ADEasyシステムのシャトルベクター、pShuttleへ導入した。pShuttleには、実施例1に記載のpCAG−pAベクターのCAGプロモーターからポリA付加シグナルまでの領域(PstIサイトからXhoIサイト)をあらかじめ導入したものを使用した。導入に際しては、CAGプロモーターとポリA付加シグナルの間にあるHincIIサイトに、pBuscriptII−KS(strategene社)由来のマルチクローニングサイト(BssHIIで切り出される領域)を導入し、遺伝子の挿入を容易にした。ドミナントネガティブ体Cdk5を導入したシャトルベクターはPmeIにより直鎖状にし、pADEasy−2ベクターとともに大腸菌株BJ5183に導入し、ウィルスゲノム組み換えプラスミドを作製した。アデノウィルスの調整は、実施例1に示したAPPアデノウィルスと同様に実施した。
(2)Cdk5 D144NアデノウィルスのAβ産生量に及ぼす影響
培養7日目の海馬初代培養神経細胞に野生型APP695アデノウィルスと同時に、Cdk5 D144Nアデノウィルスを感染させ、2日後の培養上清を回収し、上清中のAβ量を定量した。コントロールと比較して、Cdk5 D144NはAβ1−40産生量を抑制した。コントロールとしては実施例1と同様にGFPを組み込んだアデノウィルスを感染させたものを用いて比較した。以上のように、Cdk5の機能を特異的に抑制することができるCdk5のドミナントネガティブ体で、Cdk阻害剤で認められたのと同様なAβ産生阻害活性が認められたことから、Cdk5の活性を阻害することによりAβ産生を抑制できることが証明された。
産業上の利用可能性
本発明医薬組成物によりAβの産生抑制が達成される。当該産生抑制に基づく疾患、例えばADは病理学的には神経細胞の脱落、シナプス数の減少、脳内の老人斑、又は神経原線維変化の蓄積などの変化を特徴とし、その内AD脳内の老人班、即ち老人班のアミロイド蛋白の主要構成分子であるAβの蓄積がADの発症機構に深く関与しているので、本発明は抗痴呆薬や抗アルツハイマー病薬等に有用である。
また、本発明を利用して、Cdk好ましくはCdk5阻害活性を有する物質、APPのスレオニン結合リン酸のリン酸化阻害活性を有する物質を細胞に接触させ、Aβ産生量を検出することにより、例えばAβ産生抑制作用を有する物質をスクリーニングすることや痴呆又はアルツハイマー病等の診断用キットに使用できる。
さらに本発明医薬組成物を投与することで痴呆又はアルツハイマー病等の治療にも有用である。
【配列表】
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【図面の簡単な説明】
図1はtotal APP量並びにAPP(Thr668)のリン酸化の程度をそれぞれ22C11抗体あるいはリン酸化APP(Thr668)抗体を用いたウェスタンブロッティングにより解析したものである。
図2は0.2−10ng/mlの濃度のAβの溶液を用いて作製したAβ1−40とAβ1−42の検量線を示したものである。
図3はAlsterpaullone添加処理した場合のAβ1−40産生量の程度を示したものである。
図4はAlsterpaullone添加処理した場合のAβ1−42産生量の程度を示したものである。
図5はRoscovitine添加処理した場合のAβ1−40産生量の程度を示したものである。

Claims (1)

  1. 1)Cdk5蛋白質、及び、配列番号14のDNAによりコードされるアミノ酸配列の28番目以降のアミノ酸配列を含む蛋白質に、被験物質を接触させる工程、及び、2)Cdk5阻害活性を有する物質を選択する工程を含む、Aβ産生抑制剤をスクリーニングする方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CA2116460A1 (en) * 1993-03-02 1994-09-03 Mitsubishi Chemical Corporation Preventive or therapeutic agents for alzheimer's disease, a screening method of alzheimer's disease and tau-protein kinase i originated from human being
GB9311132D0 (en) * 1993-05-28 1993-07-14 Eisai London Res Lab Ltd Control of cell death
AU7296896A (en) * 1995-11-01 1997-05-22 Novartis Ag Purine derivatives and processes for their preparation
US5672508A (en) * 1996-01-23 1997-09-30 Mitotix, Inc. Inhibitors of cell-cycle progression, and uses related thereto
CA2294244A1 (en) * 1997-07-12 1999-01-21 Cancer Research Campaign Technology Limited Cyclin dependent kinase inhibiting purine derivatives
JP2001516694A (ja) * 1997-08-07 2001-10-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア プロテインキナーゼ、gプロテイン及びポリメラーゼのプリン阻害剤
GB9718913D0 (en) * 1997-09-05 1997-11-12 Glaxo Group Ltd Substituted oxindole derivatives
ATE355841T1 (de) * 1997-12-13 2007-03-15 Bristol Myers Squibb Co Verwendung von pyrazolo ( 3,4-b) pyridin als cyclin-abhängige kinase hemmer
WO1999034018A1 (en) * 1997-12-24 1999-07-08 The Regents Of The University Of California Methods of using chemical libraries to search for new kinase inhibitors
JP2002518380A (ja) * 1998-06-18 2002-06-25 ブリストル−マイヤーズ スクイブ カンパニー サイクリン依存キナーゼの炭素置換アミノチアゾール抑制剤

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