JP4361809B2 - アテローム性硬化症を改善するg−タイプペプチド - Google Patents
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Description
本出願は、USSN10/120,508(2002年4月5日出願)(前記出願は援用または参照されて本明細書に含まれる)について優先権を主張する。
本研究の一部分はアメリカ合衆国衛生研究所の心臓血管肺研究所(The National Heart Blood Lung Institute of the National Institute of Health)のグラント(No. HL30568)によって助成された。アメリカ合衆国政府は本発明に関して一定の権利を有する。
本発明はアテローム性硬化症の分野に関する。特に、本発明は、経口投与が可能で、アテローム性硬化症の症状または炎症性反応によって特徴づけられる他の病理変化の1つ以上を改善するあるクラスのペプチドの特定に関する。
本発明は、アテローム性硬化症および他の炎症状態、例えば関節リウマチ、紅斑性狼瘡、結節性多発性動脈炎、骨粗しょう症、アルツハイマー症およびインフルエンザAのようなウイルス性疾患の症状を改善する新規な組成物および方法を提供する。
“単離された”、“精製された” または“生物学的に純粋な”という用語が単離されたペプチドを指すときは、その自然の状態で見出されたときに通常、附随する成分を実質的にまたは本質的に含まないものを指す。核酸および/またはポリペプチドに関して、前記用語は、自然界において典型的にフランキングする配列によって、もはやフランキングされていない核酸またはポリペプチドを指すことができる。化学的に合成されたポリペプチドは、それらは自然状態(例えば血液中、血清中)では見出されないので“単離された”と表記する。ある実施態様では、“単離された”という用語は、そのポリペプチドが自然界で見出されないことを示す。
I.アテローム性硬化症の症状の緩和
本発明は、ペプチドの極性面上に分散した(ランダム分散または無秩序分散など)荷電残基をもつ両親媒性ヘリックスペプチドの類似体が抗炎症特性を有し、アテローム性硬化症または炎症性反応によって特徴づけられる病理症状(例えば慢性関節リウマチ、紅斑性狼瘡、結節性多発性動脈炎および骨粗しょう症)を緩和することができるという驚くべき発見に関する。本発明の好ましいペプチドは一般的に、アポリポプロテインJ(アポJ)の両親媒性ヘリックスドメインに擬似する。
本発明のアテローム性硬化症抑制ペプチドは多数の他の目的でもまた有用である。特に我々は、心臓血管系合併症(例えばアテローム性硬化症、脳卒中など)は、しばしば急性期炎症性反応を伴ってあるいはそれに続いて発症することを観察した。このような急性炎症性反応はしばしば、再発性炎症性性疾患(例えば癩、結核、全身性紅斑性狼瘡および慢性関節リウマチ)、ウイルス感染症(例えばインフルエンザ)、細菌感染、真菌感染、臓器移植、創傷または他の外傷、移植人工器官、バイオフィルムなどと関連している。
我々はまた冠状動脈石灰化および骨粗しょう症の原因として酸化脂質を特定した。更に、特に理論に拘束されないが、我々は同じメカニズムが石灰化大動脈狭窄症の病因に関与すると考える。
好ましいペプチド
アポJの両親媒性ヘリックスドメインに擬似するペプチドは、アテローム性硬化症および/または炎症性反応によって特徴づけられる他の病理変化の1つ以上の症状を緩和することができるということは本発明の発見であった。アポリポプロテインJは、球状蛋白質様(またはG*)両親媒性ヘリックスドメインと称される広い非極性面を有する。クラスG両親媒性ヘリックスは球状蛋白質として見出され、したがってクラスGの名称を有する。このクラスの両親媒性ヘリックスは、狭い非極性面を含む極性面上に陽性または陰性荷電残基のランダム分布によって特徴づけられる。その狭い非極性面のためにこのクラスはリン脂質と容易には結合しない。G*の両親媒性ヘリックスは、G両親媒性ヘリックスと同様な、しかし同一ではない特徴を有する。クラスG両親媒性ヘリックスと同様に、G*クラスのペプチドはその極性面上に陽性および陰性荷電残基ランダム分布を有する。しかしながら、狭い非極性面を有するクラスG両親媒性ヘリックスとは対照的に、このクラスは広い非極性面を有し、これによってこのクラスはリン脂質と容易に結合することができ、このクラスはGクラス両親媒性ヘリックスと区別するためにG*と称される。
本発明で用いられるペプチドは、標準的な化学的ペプチド合成技術を用いて化学的に合成するかまたは、特に前記ペプチドが“D”アミノ酸残基を含まない場合は遺伝子組換えで発現させてもよい。ある種の実施態様では、“D”アミノ酸残基を含むペプチドでさえも遺伝子組換えにより発現させることができる。。前記ポリペプチドを遺伝子組換えにより発現させる場合は、ホスト生物(例えば細菌、植物、真菌細胞など)は、1個以上のアミノ酸がもっぱらD型で提供される環境下で培養される。前記のような系で遺伝子組換えにより発現されるペプチドはしたがってそのようなDアミノ酸を取り込む。
Dアミノ酸は、化学合成でD型由来アミノ酸残基を用いることによって前記ペプチドの1つ以上の位置に簡単に取り込まれる。固相ペプチド合成のためのD型残基は多数の供給元から市販されている(例えばAdvanced Chem Tech, Louisville; Nova Biochem, San Diego; Sigma, St Louis; Bachem California Inc., Torranceなど)。D型アミノ酸は所望のようにペプチドの任意の位置に取り込ませることができる。したがって、例えばある実施態様では前記ペプチドはただ1個のD−アミノ酸を含み、一方、他の実施態様では前記ペプチドは少なくとも2個、一般的には少なくとも3個、より一般的には少なくとも4個、もっとも一般的には少なくとも5個、好ましくは少なくとも6個、より好ましくは少なくとも7個、もっとも好ましくは少なくとも8個のDアミノ酸を含む。特に好ましい実施態様では、本質的に全ての(鏡像異性体)アミノ酸がD型アミノ酸である。ある種の実施態様では、少なくとも90%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%の鏡像異性体アミノ酸がD型アミノ酸である。特に好ましい実施態様では、本質的に全ての鏡像異性体アミノ酸がD型アミノ酸である。
ある種の実施態様では、構成アミノ酸および/または末端アミノ酸の1つ以上のR基が保護基でブロックされる。特定の理論に拘束されないが、前記ブロック、特に本発明のペプチドのアミノ末端および/またはカルボキシ末端のブロックは、経口デリバリーを大いに改善し、血中半減期を有意に増加させるということは本発明の発見であった。
全てがLアミノ酸であるペプチド(例えばその他の点では本発明のペプチドの配列を有する)をD型(すなわち本発明のペプチド)と一緒に投与したとき、D型ペプチドの取り込みが増加するということもまた本発明の驚くべき発見であった。したがって、ある種の実施態様では、本発明は、D型ペプチドおよびL型ペプチドを組み合わせて本発明の方法で使用することを意図する。D型ペプチドおよびL型ペプチドは異なるアミノ酸配列をもつことができるが、好ましい実施態様では、それらは両者とも本明細書に記載したペプチドのアミノ酸配列を有し、より好ましい実施態様では、それらは同じアミノ酸配列を有する。
本発明の方法を実施するために、本発明の1つ以上のペプチドまたはペプチド擬似物質が、例えばアテローム性硬化症の1つ以上の症状を有すると診断された、またはアテローム性硬化症の危険性があると診断された個体に投与される。前記ペプチドまたはペプチド擬似物質は、その“本来の形態”または、所望の場合には塩、エステル、アミド、プロドラッグ、誘導体などの形態で投与することができるが、塩、エステル、アミド、プロドラッグまたは誘導体が薬理学的に適切であり、すなわち本発明の方法では有効である。活性物質の塩、エステル、アミド、プロドラッグおよび他の誘導体は、有機合成化学分野の当業者に公知の標準的な方法を用いて製造でき、その方法は例えば以下に記載されている:March (1992) Advanced Organic Chemistry; Reactions, Mechanism and Structure, 4th Ed. NY, Wiley−Interscience。
付加的薬理学的活性物質を主要活性物質(例えば本発明のペプチド)とともにデリバリーすることができる。ある実施態様では、そのような物質には、アテローム性硬化症の症状および/またはその合併症の危険性を減少させる物質が含まれるが、ただしそれらに限定されない。前記物質にはβ‐ブロッカー、β‐ブロッカーとチアジド系利尿薬の組合せ、スタチン、アスピリン、ACE阻害薬(アンギオテンシン変換酵素阻害剤)、ACE受容体阻害薬(ARB)などが含まれるが、ただしこれらに限定されない。
別の実施態様では、本発明はアテローム性硬化症の1つ以上の症状の改善のため、またはアテローム性硬化症の危険性のある対象者(ヒトまたは動物)の予防的処置のためのキットを提供する。前記キットは好ましくは本発明の1つ以上のペプチドまたはペプチド擬似物質を収納する容器を含む。前記ペプチドまたはペプチド擬似物質はユニットドーズ製剤(例えば座薬、錠剤、カプレット、パッチなど)として提供することができ、および/または場合によっては1つ以上の医薬として許容できる賦形剤と組み合わせることができる。
アテローム性硬化症の症状緩和のためのアポJ関連ペプチドの使用
LDL誘発性単球走化性活性の阻害
図1は、コインキュベーションにおけるin vitroでのLDL誘発性単球走化性活性の阻害に対するD−4F(Circulation (2002) 105:290−292)の効果とDアミノ酸から生成されたアポJペプチド(D−J336、Ac−L−L−E−Q−L−N−E−Q−F−N−W−V−S−R−L−A−N−L−T−Q−G−E−NH2、配列番号:1)の効果との比較を示す。ヒト大動脈内皮細胞を、培養液のみ(添加無し)、コントロールヒトLDL(200μg蛋白質/mL)またはコントロールヒトLDL+コントロールヒトHDL(350μg蛋白質/mL)とともにインキュベートした。D−J336またはD−4Fを表示された濃度範囲でコントロールヒトLDL(200μg蛋白質/mL)に加えて、他のウェルに添加した。一晩インキュベートした後、上清を単球走化性活性についてアッセイした。図1に示したように、ヒト大動脈壁細胞によるLDL誘発性単球走化性活性を阻害するアポJ変種ペプチドのin vitro濃度は、D−4Fペプチドについて必要とされる濃度よりも10から25倍低い。
図2は、プレインキュベーションにおけるLDL誘発性単球走化性活性の阻害に対するD−4Fの効果とD−J336の効果との比較を示す。ヒト大動脈内皮細胞を、DJ−336については4、2および1μg/mL、D−4Fについては100、50、25および12.5μg/mLでD−J336またはD−4Fとともに6時間プレインキュベ−トした。続いて前記培養物を洗浄し、アッセイコントロールとして、培地のみ(添加無し)またはコントロールヒトLDL(200μg蛋白質/mL)またはコントロールヒトLDL+コントロールヒトHDL(350μgHDL蛋白質/mL)とともにインキュベートした。前記ペプチドで前処置したウェルには、コントロールヒトLDLを200μg蛋白質/mLで添加した。一晩インキュベートした後、その上清を単球走化性活性についてアッセイした。
D−4F(Fと表示)またはDアミノ酸から生成されたアポJペプチド(D−J336、Jと表示)をLDL受容体ヌルマウス(各群4匹)の飲み水に飲料水1mLにつき0.25または0.5mgで添加した。24または48時間後に前記マウスから血液を採集し、それらのHDLを単離して、そのLDL誘発性単球走化性活性に対する防御能力について試験した。アッセイコントロールは、リポ蛋白質無し(添加無し)、またはコントロールヒトLDLのみ(LDLと表示、200μgコレステロール/mL)、またはコントロールLDL+コントロールヒトHDL(+HDLと表示、350μgHDLコレステロール/mL)を添加したウェルを含む。マウスHDLを試験する場合、コントロールLDLを動脈壁細胞培養物にマウスHDLと一緒に添加した(+F HDLまたは+J HDL)。マウスHDLはそれぞれ100μgコレステロール/mLで添加した。D−4FまたはD−J336のどちらかで処理後、マウスHDL(100μg/mL)は、コントロールLDL誘発性動脈壁細胞単球走化性活性を阻害することにおいてコントロールヒトHDL(350μg/mL)と同じ活性を示した。D−4Fに対してD−J366ペプチドが必要とされるin vitroでの相対的用量とin vivoでの相対的用量の間に矛盾が存在する理由は、前記ペプチドの水への溶解性とおそらく関係があり、等しい溶解性を達成するように測定が行われるとき、D−Jペプチドは、in vitroでの活性よりも、in vivoで高い活性を示すであろうと我々は考えている。
図4は経口アポA−1ペプチド擬似物質およびアポJペプチドのHDLの防御能力に対する影響を示す。アポEヌルマウス(各群4匹)に飲料水1mLにつき50、30、20、10、5μgでD−4F(Fと表示)を、または飲料水1mLにつき50、30、20μgでアポJペプチド(Jと表示)を与えた。24時間後に血液を採集し、FPLCによって血漿を分画し、LDL含有分画(マウスLDLについてはmLDLと表示)およびHDL含有分画(mHDLと表示)を別々にプールし、LDL誘発性単球走化性活性によって測定される場合のLDL酸化に対するHDL防御能力を測定した。アッセイコントロールとして、培養ウェルにリポ蛋白質を添加しないか(添加無し)、mLDLのみ(200μgコレステロール/mL)、またはmLDL+標準正常ヒトHDL(Cont.hHDLと表示、350μgHDLコレステロール/mL)を添加した。
図5は、LDLの酸化感受性における経口アポA−1ペプチド擬似物質およびアポJペプチドの影響を示す。アポEヌルマウス(各群4匹)に、D−4F(Fと表示)を50、30、20、10、5μg/mL飲料水で、またはアポJペプチド(Dアミノ酸から生成、Jと表示)を50、30または20μg/mL飲料水で与えた。24時間後に図4に示したマウスから血液を採集し、血漿をFPLCによって分画し、LDL含有分画(マウスLDLについてはmLDLと表示)をプールし、酸化に対するLDLの感受性を単球走化性活性の誘発によって測定した。アッセイコントロールとして培養ウェルに、リポ蛋白質無し(添加無し)、またはmLDLのみ(200μgコレステロール/mL)、もしくはmLDL+標準正常ヒトHDL(Cont.hHDLと表示、350μgHDLコレステロール/mL)を添加した。
図6は経口アポA−1ペプチド擬似物質およびアポJペプチドのHDLの防御能力に対する影響を示す。アポEヌルマウス(各群4匹)に50、30、20、10、5μg/mL飲料水でD−4F(Fと表示)を、または50、30、20μg/mL飲料水でアポJペプチド(Dアミノ酸から生成されたD−J336であり、Jと表示)を与えた。24時間後に血液を採集し、FPLCによって血漿を分画し、HDL含有分画(mHDLと表示)をプールし、単球走化性活性の誘発によって測定される場合の、PAPCの酸化に対するHDLの防御能力を測定した。アッセイコントロールとして、培養ウェルにリポ蛋白質を添加しないか(添加無し)、20μg/mLのリン脂質PAPC+HPODE(1.0μg/mL)、またはPAPC+HPODEと標準正常ヒトHDL(濃度350μgHDLコレステロール/mLで、+Cont.hHDLと表示)を添加した。
図7は、経口アポA−1ペプチド擬似物質およびアポJペプチドのマウスにおける血漿パラオキソナーゼ活性に対する影響を示す。アポEヌルマウス(各群4匹)に、D−4F(Fと表示)を50、10、5または0μg/mL飲料水で、またはアポJペプチド(Dアミノ酸から生成されたD−J336であり、Jと表示)を50、10または5μg/mL飲料水で与えた。24時間後に血液を採集し、血漿をPON1活性についてアッセイした。これらのデータは、飲料水に添加したとき、アポEヌルマウスのパラオキソナーゼ活性を増加させることにおいて、D−J336は、D−4Fと少なくとも同程度に強力であったことを示している。
経口G*ペプチドはアポE欠損マウスでHDLの防御能力を増加させる。
4ヶ月齢の雌のアポE欠損マウス(各群n=4)を以下のアミノ酸配列を有するG*ペプチドで処理した:ペプチド113−122=Ac−LVGRQLEEFL−NH2(配列番号:9)、ペプチド336−357=Ac−LLEQLNEQFNWVSRLANLTQGE−NH2(配列番号:17)、およびペプチド377−390=Ac−PSGVTEVVVKLFDS−NH2(配列番号:19)。
別の実験では、4ヶ月齢の雌のアポE欠損マウス(1群n=4)を以下の配列を有する11アミノ酸のG*ペプチド146−156で処理した:Ac−QQTHMLDVMQD−NH2(配列番号:11)。マウスは飲料水中のペプチドを表示の濃度で与えられた(図9参照)。18時間後、血液を得て、血漿を分離してリポ蛋白質を分画し、HDL(50μgコレステロール/mL)をヒト動脈壁細胞の培養物においてでPAPC(25μg/mL)+HPODE(1.0μg/mL)の酸化に対する防御能力についてアッセイした。アッセイコントロールは、添加無し、PAPC+HPODEおよびPAPC+HPODE+コントロールHDL(+HDLと表示)を含んでいた。データは、3連の培養細胞について高倍率視野9視野当たりにおける遊走単球数の平均±SDで表わされている。星印は水コントロール(0μg/mL)に対してp<0.05のレベルで有意であることを示している。
Claims (16)
- アテローム性硬化症の症状を改善するポリペプチドであって、LLEQLNEQFNWVSRLANLTQGE(配列番号:1)、LVGRQLEEFL(配列番号:9)、QQTHMLDVMQD(配列番号:11)、LLEQLNEQFNWVSRLANLTEGE(配列番号:17)、および、PSGVTEVVVKLFDS(配列番号:19)から成る群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、LVGRQLEEFL(配列番号:9)のアミノ酸配列からなる請求項1のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、LLEQLNEQFNWVSRLANLTEGE(配列番号:17)のアミノ酸配列からなる請求項1のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、更に保護基を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、更にそのアミノ末端および/またはカルボキシル末端に連結した保護基を含む請求項4のポリペプチド。
- 前記保護基が、以下から成る群から選択される保護基である請求項4または5のポリペプチド:アセチル、アミド、3から20個の炭素のアルキル基、Fmoc、t−boc、9−フルオレンアセチル基、1−フルオレンカルボン酸基、9−フルオレンカルボン酸基、9−フルオレノン−1−カルボン酸基、ベンジルオキシカルボニル、キサンチル(Xan)、トリチル(Trt)、4−メチルトリチル(Mtt)、4−メトキシトリチル(Mmt)、4−メトキシ−2,3,6−トリメチル−ベンゼンスルホニル(Mtr)、メシチレン−2−スルホニル(Mts)、4,4−ジメトキシベンゾヒドリル(Mbh)、トシル(Tos)、2,2,5,7,8−ペンタメチルクロマン−6−スルホニル(Pmc)、4−メチルベンジル(MeBzl)、4−メトキシベンジル(MeOBzl)、ベンジルオキシ(BzlO)、ベンジル(Bzl)、ベンゾイル(Bz)、3−ニトロ−2−ピリジンスルフェニル(Npys)、1−(4,4−ジメチル−2,6−ジアキソシクロヘキシリデン)エチル(Dde)、2,6−ジクロロベンジル(2,6−DiCl−Bzl)、2−クロロベンジルオキシカルボニル(2−Cl−Z)、2−ブロモベンジルオキシカルボニル(2−Br−Z)、ベンジルオキシメチル(Bom)、t−ブトキシカルボニル(Boc)、シクロヘキシルオキシ(cHxO)、t−ブトキシメチル(Bum)、t−ブトキシ(tBuO)、t−ブチル(tBu)、アセチル(Ac)、ベンゾイル基、カルボベンゾキシ基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基およびトリフルオロアセチル(TFA)。
- 前記ポリペプチドが、そのアミノ末端に連結した保護基を含み、更に前記アミノ末端保護基がベンゾイル基、アセチル、プロペオニル、カルボベンゾキシ、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよび3から20個の炭素のアルキルから成る群から選択される請求項5のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、そのカルボキシル末端に連結した保護基を含み、更に前記カルボキシル末端保護基がアミドである請求項5または7のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、そのアミノ末端にアセチル基を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、そのカルボキシル末端に−NH2を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、そのアミノ末端にアセチル基、およびそのカルボキシル末端に−NH2を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドを構成するアミノ酸の鏡像異性体アミノ酸が全て“D”アミノ酸である請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリペプチドを含み、前記ポリペプチドが、薬理学的に許容できる賦形剤と混合されている、医薬製剤。
- 前記薬理学的に許容できる賦形剤が、哺乳類への経口投与に適している、請求項13に記載の医薬製剤。
- アテローム性硬化症の症状の治療のために用いられる、請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリペプチド。
- アテローム性硬化症の症状の治療のために用いられる医薬の製造における、請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリペプチドの使用。
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