JP4603364B2 - ペプチドギャップ結合モジュレーター - Google Patents

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Description

発明の詳細な記載
発明の分野
本発明は、細胞内ギャップ結合コミュニケーションを調節することができる経口投与可能なジペプチドに関する。また、本発明は、かかるコミュニケーションを調節するためのペプチドの使用方法、該コミュニケーションに付随する症状の予防および/または治療用の医薬の製造におけるペプチドの使用方法および該ジペプチドを含む医薬組成物に関する。
発明の背景
細胞間コミュニケーションは、細胞恒常性、増殖および分化に必須であることの認識が強まっている。かかるコミュニケーションは、ギャップ結合により促進されると考えられている。これらの構造は、細胞をカップリングさせ、「クロス−トーク」を可能する経路であると考えられている。N. Sperelakis, William C. Col(編集者)によるSperelakis, N., (1989) Cell Interactions and Gap Junctionsを参照のこと。
ギャップ結合の構造および機能を解明するための試みがなされている。例えば、かかる結合は、隣接細胞間に形成される複合体型であることが報告されている。ほとんどのギャップ結合は、隣接細胞の内部(細胞質)を直接結合する凝集チャンネルからなると考えられている。成体哺乳類において、ギャップ結合は、循環血液エレメントを除くほとんどの細胞型において見られる。
より特別には、ギャップ結合は数百から数千の密集したギャップ結合チャンネル(2つのヘミチャンネルまたはコネキシンを含む)のクラスタを有する細胞膜の領域に特定されることが認識されている。2つの隣接細胞の細胞質区画を直接結合すると考えられている。ギャップ結合チャンネルは、開放および閉鎖状態を切り替えることができる。開放状態において、イオンおよび小分子は、細孔を通り抜けると考えられている。電気的刺激の伝達およびシグナリング分子の細胞間拡散は、ギャップ結合を介して行われる。
ギャップ結合間の「クロス−トーク」は、細胞代謝、増殖、細胞対細胞シグナル化および組織の完全性の調節において重要な役割を果たしていると考えられる、ギャップ結合細胞内コミュニケーション(GJIC)と称されている。
例えば、GJICは、細胞間の栄養物、イオンおよび体液の迅速な平衡化を可能にすると考えられている。また、ギャップ結合は、電気的に興奮した細胞において電気シナプスとして提供されると考えられている。多くの組織において、電気的カップリングは、活動電位の細胞対細胞伝達を化学シナプスよりもより速く行うことができると考えられている。例えば、心筋細胞および平滑筋細胞において、同期収縮に関与すると考えられている。
GJICにより媒介される他の機能が報告されている。例えば、GJICは、外部刺激に対する組織の反応性を増大させると考えられている。第2のメッセンジャーは、一般的には、ホルモン活性化細胞から静止細胞へ、結合チャンネルを通って移動し、その後活性化するのに十分に小さいと考えられている。
さらに、ギャップ結合が、化学的および/または電気的に発生するシグナルに対する細胞間経路を提供し、発生した区画の境界線を決定することに関与することが報告されている。GJICは、胚細胞において特定のパターンで生じ、GJICの障害は、発育異常および多くの化学物質の催奇形効果に関連していることが開示されている。さらに、GJICは、細胞活性の調整に関与すると考えられている。
GJICの異常と様々な病態間の繋がりをインビトロおよびインビボの両方において証明する報告がある。例えば、コネキシンの異常と心臓病は繋がりがあると考えられている。心臓におけるCx43の発現および分布のいくつかの研究が、Cx43発現の減少度およびこのギャップ結合蛋白質の分布の変化パターンを記載している。Kaprielian, R. R., et al. (1998) Circulation 97: 651-660;およびSaffitz, J. E., etal., (1999) Cardiovasc Res. 42: 309- 317を参照のこと。
したがって、ギャップ結合機能異常または欠如と不整脈の危険性の増加の間の関連性についての分野が認識されている。コネキシン発現/分布の変化と慢性心臓病の間のさらなる関連性も考えられている。
GJICに影響を与えるペプチドを分析する試みがなされている。例えば、心臓においてギャップ結合伝導を増加させる能力を有する一群のペプチド(抗不整脈ペプチド)が開示されている。特に、分子量470Dを有するヘキサペプチドは、ウシの心房から単離されることが報告された。新生児ラット心筋細胞において、ペプチドは、ウアバイン、カルシウムまたはカリウムにより誘発される細動を、正常なリズムに変更することができることが報告されている。加えて、ペプチドは、カリウムとアセチルコリンの組み合わせにより誘発される単離ラット心房の不整脈動作を正常なリズムに変更することができることが報告されている。このペプチドは、しばしば、抗不整脈ペプチド(AAP)と称される。例えば、Aonuma, S., et al. (1980) Chem Pharm Bull(Tokyo) 28: 3332-3339を参照のこと。
心臓においてGJICを調節することができる重要なペプチドであることの理解が広まっている。
例えば、細胞培養において、AAPは、鼓動中心(beating center)の数、 伸展細胞の相対的含有量および蛋白質合成を増加させることが示されている。Aonuma, S., et al. (1980) Chem Pharm Bull (Tokyo) 28: 3340-3346を参照のこと。他の研究において、インビトロで観察されるAAPの抗不整脈効果が確認されている。マウスにおいて、AAPは、Cal、ウアバインおよびアコチニン誘発不整脈に対して効果的であることが報告されている。Ronsberg, M. A., et al. (1986) Med. Sci. 14:350-351を参照のこと。
AAP配列は開示されている。例えば、Aonuma, S., et al. (1982) J Pharmacobiodyn. 5: 40-48を参照のこと。
種々のAAP誘導体を調製する試みがなされている。例えば、Dikshit, M., et al. (1988) Indian J. Exp.Biol. 26: 874-876; Kohama, Y., et al. (1987) Chem. Pharm. Bull. (Tokyo) 35: 3928-3930;およびKohama, Y., et al. (1988) Chem. Pharm. Bull. (Tokyo) 36: 4597- 4599)を参照のこと。
例えば、一のかかる誘導体であるAAP10は、GJICに影響を与えると考えられている。Dhein, S., et al. (1994) NaunynSchmiedebergs Arch Pharmacol. 350: 174-184;およびMuller, A., etal. (1997) Eur.J. Pharmacol. 327: 65-72を参照のこと。AAPは、GJICを改善し、活動電位のばらつきを減少させ、電動性を改善することが報告されている。
多くの抗不整脈ペプチドが、しばしば活動電位持続時間または形態に影響を与えることなく、GJICに正の影響を与えることの理解が広まっている。さらに、多くのかかるペプチドは、望ましくない催不整脈副作用がないと考えられている。かかる作用は、多くの現在入手できる抗不整脈剤の使用を限定していると考えられている。さらに、AAPならびにある種のAAP誘導体は、いくつかの望ましくない特徴、例えば、低安定性であり、治療効果を得るまでに高投与量を要すると考えられる。
多くの潜在的に重要なペプチドは、許容できる経口投与での利用能が欠けている。すなわち、ペプチドは、胃腸管、腸細胞またはその両方において分解する。このような場合、ペプチドは、より痛みがあり、不便な静脈内投与によって対象に投与される。
PepT1と称される腸のペプチドトランスポーター蛋白質との接触を増強することにより、ある種の化合物の経口投与での利用能を改善することが試みられている。PepT1トランスポーターシステムに関しては多くのことが知られている。Bailey, P. D., et al. (2000) Angew. Chem. Int. Ed. 39: 506;およびそこに示される引用文献を参照のこと。
より効果的なGJICのペプチドモジュレーターが望まれている。特に、経口投与可能なペプチドモジュレーターが望まれている。
発明の概要
本発明は、一般的には、ギャップ結合細胞間コミュニケーション(GJIC)を調節するペプチドに関する。好ましいペプチドは、経口投与可能なものである。本発明は、GJICの低下に付随する病状の治療または予防における使用を含む、広範囲に有用な使用を含む。
本発明の好ましいペプチドは、下記一般式I:
Figure 0004603364
[式中、aが1である場合、bは0であり;
aが0である場合、bは1であり;
zは1〜7であり;
xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに、
がHである場合、dは0〜8であり;
がHでない場合、dは0であり;
ここに、Rは、アミノ酸の側鎖:例えば、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンであり;
は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCOR、SCORであり(Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、シクロアルキル等である);
はH、CHであり;
ここに、Rは、疎水性基であり、好ましくは、芳香族炭素環を含み、より好ましくは、6または12員の芳香族炭素環を含む]
で示される。一の態様において、芳香環は、少なくとも1つの、低級アルキル、アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシ、アミン、チオール、ヒドラジド、アミド、ハライド、ヒドロキシル、エーテル、アミン、ニトリル、イミン、ニトロ、スルフィド、スルホキシド、スルホン、チオール、アルデヒド、ケト、カルボキシ、エステル、アミド基(そのセレノおよびチオ誘導体を含む)により置換されている。また、置換されていてもよい環は、セレノ基を有するまたは有しない、スルフィド、スルホキシド、スルホンおよびチオール誘導体を含む。芳香族炭素環が置換されている具体例において、かかる置換は、典型的には、約10未満の置換数であり、より好ましくは、置換は、1〜5または1〜2の置換数である。
さらに、本発明は、一般式II:
Figure 0004603364
[式中、aが1である場合、bは0であり;
aが0である場合、bは1であり;
zは1〜7であり;
xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに、
RがHである場合、dは0〜8であり;
RがHでない場合、dは0であり;
ここに、Rは、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択されるアミノ酸の側鎖であり;
は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCORおよびSCORからなる群から選択され、ここに、Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルであり;
はHまたはCHであり;
およびRは、独立して、H、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、ハロゲン、CN、NO、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、チオアルキルオキシ、チオアリールオキシ、チオアラルキルオキシ、+S(CH、SOH、SOR、NH、NHR、NR、+NR、OH、SH、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CH0H、NCO、NCOR、NHOH、NHNH、NHNRH、CHOCOR、CHOCSR、COR、CSR、CSOR、CFおよびCClからなる群から選択され、ここに、Rはアルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルである]
により示されるペプチドに関する。
また、かかるペプチドは、酵素分解に対するペプチドの安定性を改善するためにアルキル化または他の修飾がなされたペプチド結合を含み、および/またはD−アミノ酸を含んでいてもよい。
式Iおよび式IIにより示されるより好ましいペプチドは、哺乳類に、特にヒト対象に経口投与可能である。経口投与利用能を確立するための種々のアッセイは、当該分野で公知のものであり、限定するものではないが、下記の種々の試験を含む。
経口利用能アッセイ
一のアッセイ(「ベイリー(Bailey)アッセイ」)は、予測アッセイであり、一般的に、本発明に従って、さらに下記する他の実証アッセイに続く。ベイリーアッセイにおいて、候補ペプチドは、PepT1に結合する化合物をモデルとした基質テンプレートに事実上合わせており、インビトロおよびインビボでPepT1に結合する可能性があるペプチドを同定する。ベイリーアッセイは、本発明の経口投与可能なペプチドの検出を容易にするために用いることができる。
一の具体例において、式IおよびIIで示されるペプチドは、この基質テンプレートモデルと実質的に一致しており(例えば、ペプチドは、高いアフィニティーでhPepT1に結合する前もって同定した基質と実質的に同じ三次元配列を示す)、したがって経口投与可能なペプチドのよい候補である。かくして、かかるペプチドは、典型的には、ジペプチドである。
より好ましいジペプチドは、PepT1(すなわち、ペプチドのN末端からC末端まで)に対して高いアフィニティーを有する基質によるものとされる少なくとも以下の4つの特徴を示すものである。ペプチドは:1)N末端NH 基に対する強い結合部位;2)第1のペプチド結合のカルボニル基に対する水素結合;3)好ましくは、強い方向性ベクターを特徴とする疎水性ポケット;および4)カルボン酸結合部位を含む。好ましくは、モデルに従って、第1のカルボン酸結合部位に続いて、第2のカルボン酸結合部位がある。例えば、Bailey, P. D., etal, (2000)(上掲)を参照のこと。
前もって行った上記したベイリーアッセイを認証する一の実証アッセイは、「標準的なインビボ経口利用能アッセイ」である。このアッセイにおいて、ペプチドは、哺乳類に経口投与され、血液試料を経時的に得る。ペプチドの濃度を、標準的な定量アッセイ、例えばLC/MS/MSを用いて異なる時間間隔で測定して、当該分野で公知の慣用的な方法を用いて血漿蛋白質濃度対時間のプロットにより得られる曲線の下方の面積を計算する(AUC)。好ましくは、異なるペプチドの投与量を、最大血漿濃度およびAUC値を用量に比例して増加させるこれらのペプチドの同定と平行して、複数の動物に投与する。対照として、同濃度のペプチドを、静脈内投与し、経口投与で得られたAUCの値と、静脈内投与で得られたAUCの値とを比較することができる。例えば、Milo Gibal (1991)Biopharmaceutics and Pharmacology, 4th edition(Lea and Sediger)を参照のこと。好ましい具体例において、経口投与利用能が良好であるペプチドは、経口投与後の用量標準化AUCが、静脈内投与後の用量標準化AUCの少なくとも20%であるものである。
上記した標準的なインビボ経口利用能アッセイに従って、経口利用能が良好であると示されたペプチドは、ベイリーアッセイに一致してもしなくてもよい。
式IまたはIIで示される経口投与可能なペプチドをさらに実証するための、第2の実証アッセイを行うことは有用であるだろう。一のかかるアッセイにおいて、ペプチドのhPepT1トランスポーターまたはその機能的に活性なフラグメントに結合する能力を測定する。好ましくは、本発明のペプチドは、hPepT1トランスポーターまたはその機能的に活性なフラグメントに対して良好なアフィニティーを有する。好ましくは、かかるペプチドのKiは、約20mM未満、より好ましくは、約10mM未満、さらにより好ましくは、約5mM未満または約1mM未満である。
hPepT1結合アッセイは、ついで、標準的なインビボ経口利用能アッセイでスクリーンするペプチドに対する最初のスクリーンとして行うことができ、および/または標準的なインビボ経口利用能アッセイの結果を確認するために行うことができる。しかしながら、標準的なインビボ経口利用能アッセイは、ペプチド経口利用能の最も意味のある試験を提供する。
加えて、上記式Iで示される好ましいペプチドは、「インビトロ血漿安定性アッセイ」または関連する表現として本明細書において称されるアッセイにより、良好な半減期を示す。かかるペプチドは、実質的に、上記したPepT1基質テンプレートモデル(ベイリーアッセイ)に一致する。しかしながら、いくつかのペプチドに関しては、ほとんどまたは全くこのモデルと一致しない。アッセイにおいて良好な安定性を示したペプチドは、一の具体例において、約48時間を超える、例えば12時間を超える、例えば6時間を超える、例えば、3時間を超える、例えば1時間を超える、30分を超える半減期を有する。この具体例において、本発明のペプチドは、血中において高い安定性を示す。
本発明の範囲内のペプチドは、一の具体例において、遊離N末端および/またはC末端基を有する。これらの基は、いくつかの発明の使用に対して遊離したままであってもよい。しかしながら、他の具体例において、ペプチドは、遮断C末端基および遊離N基を特徴とすることができる。別法として、かかるペプチドは、遮断N末端および遊離C末端基または遮断NおよびC末端基を有していてもよい。ペプチドが、hPepT1に有意なアフィニティーで結合することができ、経口投与可能である限り、分子のいずれかの端の末端基の性質は重要ではない。検討したように、対象ペプチドが、hPepT1担体に結合する基質テンプレートモデルに実質的に一致するかどうかを測定することにより、hPepT1トランスポーターに対する「有意なアフィニティー」は、予測することができる。Bailey, P. D., etal. (2000)(上掲)を参照のこと。
加えて、ジペプチド内のアミノ酸残基は、D−またはL−アミノ酸であってもよい。ある態様において、化合物の安定性を増加させるために、D−アミノ酸が好ましい。
本発明のペプチドは、広範囲の重要な用途および利点を有する。
例えば、かかるペプチドは、ギャップ結合機能の低下により生じる細胞間コミュニケーションまたは細胞間コミュニケーションのカップリングまたは細胞コミュニケーションの誤った制御に付随する症状の予防および/または治療に用いることができ、ギャップ結合機能に付随する症状の予防および/または治療用の医薬の製造において用いることができる。一の態様において、本発明は、症状を患っているか、またはそれが進行する危険性がある患者に、治療的に有効な量の上記したペプチドのいずれかの投与方法を提供する。好ましくは、投与は経口投与である。一の好ましい態様において、患者はヒトである。
治療することができる症状の例としては、限定するものではないが、心血管疾患、気道上皮の炎症、歯槽組織の障害、膀胱失禁、蝸牛の疾患による難聴、内皮障害、糖尿病性網膜症および糖尿病性ニューロパシー、中枢神経系および脊髄の虚血、歯周疾患を含む歯の組織障害、腎臓病、骨髄移植の不全、創傷、勃起不全、膀胱失禁、神経障害性の痛み、亜慢性および慢性の炎症、癌および骨髄および幹細胞移植の不全、細胞および組織移植または手術のような医学手法の間に生じる症状;ならびに過剰な活性酸素種および/またはフリーラジカルおよび/または一酸化窒素により引き起こされる症状が挙げられる。
本発明は、さらに、上記したいずれものペプチドおよび医薬上許容される担体を含む、上記した方法において用いるのに適した医薬組成物を提供する。好ましくは、担体は、滅菌され、発熱物質不含であり、ウイルス不含である。さらにより好ましくは、組成物は経口投与可能である。
図面の簡単な説明
図1Aおよび1Bは、本発明のある種の態様によるペプチドを生成するための合成スキームを例示的に示す。
図2は、ヒトの骨芽細胞における、化合物4、化合物22、化合物23および化合物95の効果を示すALP(アルカリホスファターゼ)に対する効果を示す。
発明の詳細な記載
上記したように、本発明は、ギャップ結合細胞間コミュニケーション(GJIC)を調節する経口投与可能なペプチドに関する。本発明は、GJICの障害に付随する病状の治療または予防における使用を含む、広範囲に有用な使用を含む。特に本発明のペプチドは、上記式Iで示される。
本発明のより特定のペプチドは、下記一般式II:
Figure 0004603364
[式中、aが1である場合、bが0であり;
aが0である場合、bは1であり;
zは1〜7であり;
xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに、
がHである場合、dは0〜8であり;
がHでない場合、dは0であり;
は、アミノ酸側鎖:例えば、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンであり;
は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCOR、SCORであり(Rはアルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、シクロアルキル等である);
はH、CHであり;
およびRは、独立して、H、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、ハロゲン、CN、NO、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、チオアルキルオキシ、チオアリールオキシ、チオアラルキルオキシ、+S(CH、SOH、SOR、NH、NHR、NR、+NR、OH、SH、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CHOH、NCO、NCOR、NHOH、NHNH、NHNRH、CHOCOR、CHOCSR、COR、CSR、CSOR、CFおよびCClからなる群から選択される(Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、シクロアルキル等である)]
で示される。
上記したように、ペプチドは、遊離N末端または遊離C末端あるいはその両方を含む。
好ましくは、ペプチドは、少なくとも1つの疎水性基および少なくとも1つの水素結合基を含む。本発明の一の態様において、ペプチドの三次元構造に関して、少なくとも1つの疎水性基と少なくとも1つの水素結合機の距離は、約4オングストローム〜約12オングストローム、好ましくは、約5〜約10オングストロームである。好ましくは、疎水性基は、限定するものではないが、ベンゾイルまたはベンジル基あるいはその置換または修飾形態を含む芳香族基である。置換ベンゾイルまたはベンジル基は、好ましくは、4位に置換基を含む。より好ましくは、置換基は、置換基を含めた球形において3〜11オングストロームの半径を有する。適当な置換基は、限定するものではないが、メチル、エチル、t−ブチル、c−ヘキシル、フェニル、n−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、エトキシ、t−ブトキシ、フェノキシ、ブトキシ、ベンジルオキシ、n−ヘキシルオキシ、n−オクチルオキシを含む。
本発明の範囲内の一般式を有するさらに特定のペプチドを表1に示す。
Figure 0004603364
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本発明の一の態様のより特別なペプチドは、ギャップ結合により媒介される細胞間コミュニケーションを促進および/または維持または阻害する。一の具体例において、ペプチドは、AAP、AAP10、HP5および/またはその機能的アナログの標的になる同じ細胞を標的にする抗不整脈ペプチドであってもよい。すなわち、ペプチドは、AAP、AAP10、HP5および/またはそのアナログの機能に作用または拮抗することによりそれらの細胞の機能を調節することができる。また、本発明は、細胞間ギャップ結合コミュニケーションの障害に付随する病状の治療用の医薬組成物の調製および使用ならびにこれらの組成物の使用方法に関する。
本発明のさらに好ましいペプチドは、一またはそれ以上の以下のアッセイにおいて良好な活性を示す。経口投与可能な式IおよびIIで示されるペプチドを同定する必要性はないが、これらはさらに、ペプチドの一つまたは集まりの活性を確認および定量することに用いることができる。
本発明の一の具体例において、ペプチドは、H−Gly−Lys(4−ニトロベンゾイル)−OH(化合物1);H−Gly−Lys(4−メトキシベンゾイル)−OH(化合物4);H−D−Lys(4−メトキシベンゾイル)−Gly−OH(化合物21);H−D−Lys(4−ニトロベンゾイル)Gly−OH(化合物22);H−D−Lys(4−t−ブチルベンゾイル)−Gly−OH(化合物54);およびH−D−Asn(NH(4−ニトロベンジル)Ala−OH(化合物96)からなる群から選択される。
他の具体例において、本発明のペプチドは、H−D−Lys(ベンゾイル)Gly−OH(化合物23)およびH−D−Asn(NH(4−メトキシベンジル)Ala−OH(化合物95)からなる群から選択される。
さらなる他の本発明の具体例において、ペプチドは、H−Gly−Lys(4−ニトロベンゾイル)−OH(化合物1)である。
一の態様における本発明のペプチドは、H−Gly−Lys(4−メトキシベンゾイル)−OH(化合物4)である。
さらに、他の具体例において、ペプチドは、H−D−Lys(4−メトキシベンゾイル)−Gly−OH(化合物21)である。
さらなる別の態様において、ペプチドは、H−D−Lys(4−ニトロベンゾイル)Gly−OH(化合物22)である。
さらなる別の態様において、ペプチドは、H−D−Lys(4−t−ブチルベンゾイル)−Gly−OH(化合物54)である。
さらなる別の態様において、ペプチドは、H−D−Asn(NH(4−ニトロベンジル)Ala−OH(化合物96)である。
さらに別の具体例において、ペプチドは、H−D−Lys(ベンゾイル)Gly−OH(化合物23)である。
さらなる別の具体例において、ペプチドは、H−D−Asn(NH(4−メトキシベンジル)Ala−OH(化合物95)である。
上記式IおよびIIで示される好ましいペプチドは、ギャップ結合コミュニケーションのモジュレーターとして(例えば、アゴニストまたはアンタゴニストとして)良好な機能を示した。一の態様において、ペプチドは、抗不整脈剤としての機能を有する。
一の具体例において、本発明の好ましいアゴニストペプチドは、「標準的な心筋細胞アッセイ」として本明細書に示されるアッセイにおいて、AAPのGjと実質的に同じまたはそれ以上である、細胞内伝導性(Gj)を提供する。
他の具体例において、好ましいアンタゴニストペプチドは、AAPのGj未満のGjを提供し、および/またはAAPの虚血細胞のGjを正常化する能力、すなわち、非虚血細胞において得られる値と実質的に同じGjに戻す能力を阻害する。本発明の一の態様において、本発明のアンタゴニストは、AAPのGjの少なくとも約40%未満、例えば少なくとも約50%未満、例えば、少なくとも約60%未満、例えば少なくとも約70%未満、例えば、少なくとも約80%未満、例えば少なくとも90%未満、例えば、少なくとも100%未満のGjを提供する。
本発明のアンタゴニストの阻害特性は、上記したような相対的なGjに限定されるものではない。さらなる具体例およびアッセイにおいて、アンタゴニストは、異なる相対的なGjを示しうる。さらに、これは、比較ペプチド/化合物に依存しうる。
心臓
本発明のさらに好ましいペプチドは、「標準的なカルシウム誘発不整脈アッセイ」として示されるアッセイにおいて、CaClの注入後のマウスのAVブロックの時間を増加させる。好ましくは、ペプチドは、AAPの活性の少なくとも約40%、例えば、AAPの活性の少なくとも約50%、例えば、AAPの活性の約60%、例えば、AAPの活性の少なくとも約70%、例えば、AAPの活性の少なくとも約80%、例えば、AAPの活性の少なくとも約90%、例えば、少なくともAAPの活性と実質的に同じ活性、例えばAAPの活性の約110%、例えば、少なくともAAPの活性の約120%、例えばAAPの活性の少なくとも約130%、例えば、AAPの活性の少なくとも約140%、例えば、AAPの活性約の150%、例えば、AAPの活性の少なくとも約160%、例えば、AAPの活性の少なくとも約170%、例えば、AAPの活性の少なくとも約180%、好ましくは、AAPの活性の少なくとも約190%、より好ましくは、AAPの活性の少なくとも約200またはそれ以上の%(すなわち、ほとんど同じ継続時間のタイムラグを示す)を提供する。
さらに、ペプチドは、「標準的な心室リエントリーアッセイ」として示されるアッセイにおいて、リエントリー不整脈の発生率または梗塞域の大きさの減少を示す。好ましくは、ペプチドは、AAPの活性の少なくとも約40%、例えば、AAPの活性の少なくとも約50%、例えばAAPの活性の約60%、例えば、AAPの活性の少なくとも約70%、例えば、AAPの活性の少なくとも約80%、例えば、AAPの活性の少なくとも約90%、例えば、少なくともAAPと実質的に同じ活性、例えばAAPの活性の約110%、例えば、AAPの活性の少なくとも約120%、例えば、AAPの活性の少なくとも約130%、例えば、AAPの活性の少なくとも約140%、例えばAAPの活性の約150%、例えば、AAPの活性の少なくとも約160%、例えばAAPの活性の少なくとも約170%、例えば、AAPの活性の少なくとも約180%、好ましくは、AAPの活性の少なくとも約190%、より好ましくは、AAPの活性の少なくとも約200またはそれ以上の%を提供する(すなわち、同様の発生率の減少または同様またはより小さい梗塞域を与える)。
骨粗鬆症
GJICは骨形成において重要であることが解っている。加えて、好ましいペプチドは、加えてまたは別に、カルシウム波形成および/または骨芽細胞のアルカリホスファターゼ活性をペプチドの存在下で測定する「標準的な骨芽細胞活性アッセイ」として示されるアッセイにおいて、骨芽細胞活性を増加させる。好ましくは、かかるペプチドは、カルシウム波活性を増加させ、波に含まれる細胞数の増加として示される(カルシウム感受性蛍光色素、例えばフラ−2を用いて細胞内Ca2+のレベルを測定し、蛍光を発する細胞数を計数することにより得られる)。また、アルカリホスファターゼ活性は、標準的な比色アッセイを用いて測定する骨芽細胞活性を得るのに用いることもできる。本発明のアゴニストペプチドは、かかるアッセイにおいて、少なくともAAPの活性の約10%、例えば少なくとも約20%の活性、例えば、少なくとも約30%の活性、例えば少なくとも約40%の活性、例えば、AAPの活性の少なくとも約50%、好ましくは、少なくとも約70%の活性、さらにより好ましくは、AAPの活性の100%またはそれ以上の活性を提供する。

本発明の好ましいペプチドは、別にまたは加えて、「標準的な腫瘍プロモーターアッセイ」として示されるアッセイにおいて、DTTのような腫瘍プロモーターにより介在されるGJIC阻害を減少させる。好ましくは、ペプチドは、AAPに関して観察される減少よりも少なくとも50%、好ましくは、70%、より好ましくは、100%またはそれ以上であるGJIC阻害の減少を示す。
上記したように、本発明の態様は、ギャップ結合細胞間コミュニケーション(GJIC)を調節するペプチドを提供する。かくして、本発明の多くのペプチドは、一またはそれ以上の以下の特徴を含みうる:細胞非カップリングの減少能力、活動電位維持時間の分散の正常化能力および伝導速度の正常化能力、ギャップ結合正常化の細胞内量の制御能力(要すれば、アップレギュレートまたはダウンレギュレート)、コネキシンの発現;ギャップ結合の分解の正常化(阻害または増強)能力、コネキシンの血漿膜への細胞移動の正常化(増加または減少)能力;コネキシンを機能的ギャップ結合にアセンブリすることを促進する能力;既存のギャップ結合の開放の正常化能力、例えば、これらが阻害剤により封鎖された場合に開放を誘発または増強する能力(例えば、一またはそれ以上のコネキシンの細胞質のサイトカルボキシ末端領域(例えばCx43)の過剰リン酸化の媒介または増強によるか、またはこれらが異常に開放されている場合に封鎖することによる(例えば、シャルコー・マリー・ツース病)等)。
好ましい本発明のペプチドの活性を同定および所望により定量するのに有用な特定のアッセイを下記する。アッセイは、限定するものではなく、本発明のペプチドのギャップ結合調節能力に関して試験することができる種々のアッセイを説明するために単に与えられる。該アッセイは相互排他的ではないこと、すなわち、本発明のペプチドは、一の特定のアッセイにおいて活性を示すか、別の特定のアッセイにおいて異なる活性を示す、または活性を示さないこともありうることは理解されるだろう。このことは、個々のペプチドの多様性のおよび該ペプチドを試験するアッセイの型の影響である。
A.標準的な経口利用能アッセイ
本発明の好ましい態様は、インビボで高い利用能を有するペプチドを提供することである。経口投与後のペプチドの吸収は、胃腸(GI)管における酵素または腸細胞の細胞内腔の酵素により分解されるので、限定されうる。さらに、ペプチドの物理化学的特性、特にその大きな水素結合能により、それらの分子が細胞間受動拡散により腸細胞に浸透されることを困難にする。しかしながら、胃腸液酵素に耐えたジおよびトリペプチドは、上部小腸の腸細胞の頂端膜に位置する膜蛋白質であるペプチドトランスポーターhPepT1により、細胞内腔に侵入することができる。
したがって、本発明の好ましいペプチドは、hPepT1トランスポーターまたはそのアナログに対してアフィニティーを有するペプチドである。PepT1トランスポーターに結合するペプチド化合物の三次元構造および主要な結合部位は、Bailey, P.D., et al., 2000(上掲)に記載されており、望ましいペプチドは、コンピュータにより上記したような結合部位内に最適に固定されるように設計することができる(例えば、Bailey, P. D., etal., (2000) (上掲); Vinter, J. G., (1996) J. Comput Aided Des. 10: 417を参照のこと)。
式I、式II、表1またはベイリーアッセイにより一般的に同定されたペプチドの経口利用能は、PepT1トランスポーター、好ましくは、hPepT1トランスポーターに結合する能力に関して評価することができる。例えば、PepT1cDNA、好ましくは、hPepT1cDNA(例えば、Covitz, K. M., etal., (1996) Pharm. Res. 13 (11): 1631-34を参照のこと)は、アフリカツメガエル(Xenopus)卵母細胞発現系において発現し、標識化したペプチドの卵母細胞への取り込みをモニターし、Temple, C. S., et al. (1996) J. Physio. (London) 494: 795; Meredith, D., etal., (1998) J. Physiol. (London) 512: 629に記載のようにKi値に近似することができる。
本発明の一の態様において、標準的なインビボ経口利用能アッセイを行って、上記したようなベイリー基質テンプレートに最適に一致するように設計されたペプチドの経口利用能を測定する。このアッセイにおいて、ペプチドは、哺乳類、例えばラットに、経口投与可能形態(例えば、食物ペレットの一部または水溶液として)で経口投与し、同時に、同濃度のペプチドを静脈内投与する(例えば、大腿静脈および動脈に挿入したカテーテルを介して)。ペプチドは、経口および静脈内投与の両方で、1ml/kgの容量中10−5〜10−10個の濃度範囲でボーラス注射により投与することができる。動物に500I.U.のヘパリンを静脈内投与し、5分後に最初の血液試料を採取する。対照血液試料「投与前」またはB.D.試料は、ペプチドの投与前約5分に採取する。投与溶液の試料(例えば、10−5〜10−10M個のペプチドを含有する100μlの水)は、濃度測定の間維持される。血液試料は、B.D.5、15、30、60、90、120、180および240分で採取される。
標識化した氷冷EDTA安定化血液試料バイアルに血液を回収し、5分間4℃で遠心分離(10,000xg)に付すまで氷上で貯蔵した。血漿(100μl)を採取し、標識化したポリプロピレンミクロ遠心分離バイアル(例えば0.5mlのエッフェンドルフ)に移し、氷で冷却して、−20℃で、さらなる分析まで貯蔵した。約40μlの濾液を、HPLCカラム(XterraMSC18、3×50mm、3.5μm粒子)に注入し、0〜100%のBの直線勾配を用いて4.0分で溶出した。カラムを、(アセトニトリル中の0.1%のギ酸または他の適当な緩衝液)で2.9分間洗浄し、緩衝液A(水中0.1%のギ酸または他の適当な緩衝液)中で5分間平衡化し、ついで、次の試料の注入を行う。質量スペクトルは、当該分野で公知の方法を用いて行い、実施例1および2に記載する。
血漿試料中の化合物の濃度は、1.00〜1000nMの範囲をカバーする外部標準曲線から計算する。血漿濃度対時間データを、非コンパートメント分析を用いるWinNonLin 3.5(Pharsight, Mountain view, CA)での薬物動力学的モデリングに用い、AUC値を、当該分野で公知のように測定する。好ましくは、経口投与可能な本発明のペプチドは、約30分内またはそれ未満で有意な血漿中レベルが観察される。ペプチドの静脈内投与を受けた動物において観察されたAUC値を、クリアランスとしてかかる効果を、および2つの系において同じであるべきである半減期を評価するのに用いる。
B.標準的な血漿安定性アッセイ
また、本発明は、インビトロまたはインビボで高い安定性を有するペプチドを提供する。一の態様において、ペプチドは、アルキル化された、または酵素分解に対してペプチドを安定化する他の修飾がなされたペプチド結合を含む。他の態様において、ペプチドは、一またはそれ以上のD−アミノ酸を含む。さらなる態様において、ペプチドは、標準的な安定性アッセイにおいて高い安定性を有する。
一の態様において、インビトロ血漿安定性アッセイを、2002年2月22日に出願されたPCT/US02/05773に記載のように行う。
PCT/US02/05773出願に記載されるように、ペプチドは、血漿または血清中でインキュベートすることができ、試料を、HPLCまたはLC/MS/MSによる分析に定期的に付して、分解されていないペプチドの量を定量することができる。かかる分析に対する適当な条件(カラム、溶媒、勾配および温度)は、ペプチドピークおよび血漿ピークが、同じ保持時間を有しないことを確実にするように推定する。これは、ペプチド、血漿の連続注入およびペプチドおよび血漿の同時注入し、ついで、十分な分離が得られるまで、LC法のパラメータを最適化する。また、同じ方法で試験するペプチド不含の対照血漿試料を得、評価することができる。試料は、限定するものではないが、ブランク、適当な濃度のペプチド(例えば0.1mg/mL)、ペプチド不含の血漿、t=0での1またはそれ以上の試料および各々の一定の間隔での1またはそれ以上の試料を含む。好ましくは、複数の試料を平行して用いる。試料濃度(mAUまたはイオン計数の最も高いピーク)を時間に対してプロットし、モノ指数関数減衰を記載する式にあてはめる(例えば、標準的なエクセルを用いる)。好ましくは、本発明のペプチドは、このアッセイを用いて測定して、約48時間を超える、例えば24時間を超える、例えば、12時間を超える、例えば6時間を超える、例えば、3時間を超える、例えば1時間を超える、例えば30分を超える半減期を有する。
血漿安定性は、インビボで標準的なアッセイを用いて試験する。例えば、ペプチドを哺乳類、例えばラットに、静脈内および経口投与の両方で、約1ml/kgの容量でボーラス注射することにより投与することができる。好ましくは、ペプチドは、対照試料、例えば緩衝液または公知の安定性を有する抗不整脈ペプチドと平行して試験する。血液試料は異なる時間に採取する(例えば、B.D.5、15、30、60、90、120、180および240分、ここに、B.D.は、投与前を意味する)。試料中のペプチドの量は、当該分野で公知の方法、例えばLC/MS/MSを用いて定量することができる。例えば、血漿試料中のペプチドの濃度は、1.00〜1000nMの範囲をカバーする外部標準曲線から計算する。血漿濃度対時間データを、非コンパートメント分析を用いるWinNonLin 3.5(Pharsight, Mountain view, CA)での薬物動力学的モデリングに用い、得られたAUCのパラメータ、Fpo、Clb、t1/2、Cmaxおよびtmaxを当該分野で公知のように測定する。
C.標準的な心筋細胞アッセイ
一の態様において、本発明のペプチドを投与して、心臓細胞およびギャップ結合機能を評価する。かかる方法に最適なペプチドは、標準的な心筋細胞アッセイにおいて同定することができる。一の態様において、心臓細胞は、哺乳類、例えばギニー・ピッグ心臓から、ランゲンドルフ(Langendorf)法に従ってコラゲナーゼと潅流することにより単離する。細胞をペプチドに曝し、当該分野で公知の方法を用いるパッチクランプ方によりGJICを評価する。細胞間伝導(Gj)は、等式:
Figure 0004603364
[式中、Ip,pulseおよびIp,restは、それぞれ、パルス中およびパルス前の受動細胞中の電流を意味し、UおよびUは、受動および活性細胞の電圧を意味する]
を用いる。ペプチド投与でのGj値の変化を、Gjの相対的な変化を比較することにより評価する。例えば、ペプチド(例えば、約10−8Mで)による刺激の前およびその間の機能として相対的なGjを計算することができる。
一の具体例において、ペプチドは、抗不整脈ペプチド、例えばAAP、AAP10、HP5およびその機能的なアナログのGjと実質的に同じGj(約±10%)を与える。一の態様において、細胞は虚血細胞であり、ペプチドは、非虚血細胞のものと実質的に同じGj(±20%、好ましくは、±10%)を与える。
別の具体例において、本発明のペプチドは、抗不整脈ペプチド、例えばAAP、AAP10、HP5およびその機能的なアナログのGjとは異なるGj(±40%まで)を与える。
心筋細胞アッセイを行うことに関するさらなる詳細は、2002年2月22日に出願されたPCT/US02/05773に記載されている。
D.標準的なカルシウム誘発不整脈アッセイ
心臓細胞への投与に適したペプチドは、Lynch et al. (1981) J Cardiovasc. Pharmacol. 3: 49-60のモデルに従ってカルシウム誘発不整脈のインビボモデルで同定することができる。マウス(25〜30g)を、神経遮断麻酔の組み合わせで麻酔し、静脈内カニューレを、尾の静脈に挿入する。リードII ECGシグナルを、ステンレススチールECG電極を右の前肢および左の後肢に位置することにより連続的に記録する。接地電極を、右の後肢に置く。シグナルを増幅(×5,000〜10,000)し、Hugo Sachs Electronic model 689 ECGモジュールによりフィルターをした(0.1〜150Hz)。アナログシグナルを、12ビットのデータ獲得ボード(Data Translation model DT 321)によりデジタル化し、Windows NTのNotocord HEM 3.1ソフトウェアを用いて1000Hzでサンプリングする。10分の平衡期間の後、ペプチドの試料を、尾の静脈に注入した。緩衝液で予備処理したマウスを、未処理の動物の対照レベルの測定のために試験した。注入量は、すべての試験において100μlである。
CaClの注入(30mg/ml、0.1ml/分、約100mg/kg/分(塩化カルシウム−2−水和物、Riedel-de Haen, Germany))を、薬剤またはビヒクルの静脈内投与の3分後に開始する。第2のAV−ブロックの開始までのタイムラグを、CaCl注入の開始から、最初の不整脈が生じるまでの時間として測定する。第2のAV−ブロックの事象は、付随するQRSの複合がないP波により特徴付けられるAV伝導の一時的な障害として定義する。
応答は、ビヒクル処理したマウスにおいて生じる第2のAV−ブロックまでの時間に関連して起こる。化合物(例えば、ペプチド、AAP、AAP10または対照)の最大効果を測定する。好ましくは、本発明のペプチドは、化合物AAP、AAP10、HP5またはその機能的なアナログに同程度である、抗不整脈活性を有する。すなわち、ペプチドは、CaClの注入後のマウスのAVブロックまでの時間を増加させる。好ましくは、ペプチドは、AAPの活性の少なくとも約40%、例えばAAPの活性の少なくとも約50%、例えばAAPの活性の約60%、例えばAAPの活性の少なくとも約70%、例えばAAPの活性の少なくとも約80%、例えばAAPの活性の少なくとも約90%、例えば少なくともAAPの活性と実質的に同じ、例えばAAPの活性の約110%、例えばAAPの活性の少なくとも約120%、例えば、AAPの活性の少なくとも約130%、例えば、AAPの活性の少なくとも約140%、例えば、AAPの活性の約150%、例えばAAPの活性の少なくとも約160%、例えばAAPの活性の少なくとも約170%、例えばAAPの活性の少なくとも約180%、好ましくは、AAPの活性の少なくとも約190%、より好ましくは、AAPの活性の少なくとも約200またはそれ以上の%を提供する(すなわち、ペプチドは、AAPにより誘発されるものとほぼ同じ期間のタイムラグを示す)。
E.標準的な骨芽細胞活性アッセイ
細胞間コミュニケーションの調節は、骨指向性因子が骨形成細胞の活性を調節することによる機構を意味する。したがって、一の態様において、本発明のペプチドは、骨細胞間のギャップ結合コミュニケーションを増加させ、それによりインビボでの骨形成を増強することにより骨芽細胞活性を増加させるのに用いられる。
本発明のペプチドの効果は、例えば、カルシウム波活性および/またはアルカリホスファターゼ活性を測定することにより、ヒト骨芽細胞(hOB)において予めアッセイすることができる。
一の態様において、細胞は、健康なボランティア(20〜36歳)の後腸骨棘の穿刺により得られたヒト骨髄から単離し:10〜15mlの骨髄物質を、100U/mlのヘパリン(Sigma、カタログ番号H−3149)を含有する15mlのPBS+Ca、Mg(Life Technologies、カタログ番号14040)中に回収した。骨髄の単核細胞フラクションを、Lymphoprep勾配(Nycomed Pharma、カタログ番号1001967)で、30分間2200rpmで遠心分離に付すことにより単離する。回収した後、単核細胞フラクションを、培養培地で1回洗浄し、1800rpmで10分間遠心分離に付した。続いて、細胞を計数し、5×10細胞/100mmディッシュで培養培地で平板培養した。hOB培地(すべての試薬がLife Technologiesから得られる):10%の心臓不活性化胎児子牛血清(カタログ番号10106)および0.1%のペニシリン/ストレプトマイシン(カタログ番号15140)を補足したMEMw/oフェノールレッドw/Glutamax(カタログ番号041−93013)。培地を次の日に交換し、細胞を、培地を7日毎に交換しながら、5%のCO雰囲気下37℃で培養した。4〜6週間の培養後、細胞は、70%のコンフルエンスに達するだろう。ついで、培地に、100nMのデキサメタゾン(Sigma、カタログ番号D−4902)を7日間補足する。ついで、細胞を、ビデオ画像実験のために平板培養する:25mmの#1ガラスカバースリップを、35mmのディッシュ(または、6ウェルマルチディッシュの各々のディッシュ)上に置き、細胞を2.5×10細胞/カバースリップで平板培養して、使用前2〜3日の間培養した。
ROS17/2.8細胞を、100mmのディッシュで、5%のCO雰囲気下37℃で培養し、培地を2〜3日毎に交換する。ROS培地(すべての試薬をLife Technologiesから得た):MEM(カタログ番号31095)に、10%の心臓不活性化子牛血清(カタログ番号16170)、1%のNEAA(カタログ番号11140)、1%のピルピン酸ナトリウム(カタログ番号11360)、1%のL−グルタミン(カタログ番号25030)および0.1%のペニシリン/ストレプトマイシン(カタログ番号15140)を補足する。ビデオ画像実験に関して、細胞を、2〜3×10細胞/カバースリップで、カバースリップ上に平板培養し、使用前の2〜3日間培養する。
カバースリップ上で培養した細胞を、37℃で30分、5μMのフラ−2−AM(Molecular Probes、カタログ番号F−1221)で満たし、新たな培地で20分インキュベーションする。ついで、カバースリップをPDMI−2培地チャンバー(Medical Systems Corp.)に貼り、Zeiss Axiovert顕微鏡において、CO雰囲気下37℃に維持する。細胞内カルシウム波を、Eppendorf5171極微操作装置を有するホウケイ酸ガラスマイクロピペットを用いて、単細胞を機械的に刺激することにより誘発した。
画像化は、MetaMorph画像化システム(Universal Imaging)を用いて行う。励起光(340および380nm)を、モノクロメーター(T.I.L.L. Photonics GmbH)により与えた。画像を、強化CCDカメラ(DageMTI)で獲得し、MatroxMVP画像処理ボードでデジタル化した。ペプチドの存在および非存在下でのカルシウム波に含まれる細胞の数は、GJICの増加の尺度を与えるために用いることができる。
一の態様において、ペプチドの投与により、波に含まれる細胞の数は、対照、例えば緩衝液に曝した細胞と比較して、少なくとも約2倍に増加した。別の態様において、ペプチドの投与により、波に含まれる細胞の数は、少なくとも約2分の1に減少する。本発明のアゴニストペプチドは、かかるアッセイにおいて、AAPの活性の少なくとも約10%、例えば少なくとも約20%の活性、例えば少なくとも約30%の活性、例えば少なくとも約40%の活性、例えば、AAPの活性の少なくとも約50%、好ましくは、少なくとも約70%の活性、より好ましくは、活性AAPの活性の100%またはそれ以上の活性を与える。
また、細胞は、アルカリホスファターゼ活性の存在を測定して、骨芽細胞活性の一般的な測定を得ることができる。一の態様において、細胞を、96ウェルプレートにて、8000細胞/ウェル(hOB)または3000細胞/ウェル(ROS)の濃度で、200μlの正常培養培地で平板培養する。4日(またはROS細胞に関しては3日)で、細胞を、200μlのMEM、0.1%のBSA(Sigma、カタログ番号A−9418)で洗浄する。種々のペプチド、対照、AAPまたはAAP10を含有する、適当な培地(例えば、200μlのMEM、0.1%のBSA)を含む試料を細胞に加え、培養を約4日(ROS細胞に関しては2日)続ける。
約8日で(好ましくは、ROS細胞に関して5日)、細胞を、当該分野で知られているようなアルカリホスファターゼ(ALP)アッセイを用いるアルカリホスファターゼに関してアッセイする。ALPアッセイは、一般的には、酵素活性を測定する比色終点法であり、アルカリホスファターゼキット(Sigma、カタログ番号104−LL)を用いて行うことができる。好ましくは、細胞は、200μlのPBS+Caで1回洗浄し、Mg、100μlのアルカリ緩衝液を各々のウェルに加え、細胞を37℃で10分間インキュベートする。100μlの基質溶液を、連続して、各々のウェルに加え、プレートを、37℃で30分間インキュベートした。100μlの2.0NのNaOHを各々のウェルに加え、反応を停止させる。吸光度を、プレートリーダーを用いて405nmで測定する。
本発明のアゴニストペプチドは、等張セイラインと比較して少なくとも約5%のアルカリホスファターゼ産生の増加、好ましくは等張セイラインと比較して少なくとも約10%のアルカリホスファターゼ産生の増加、さらにより好ましくは、等張セイラインと比較して15%またはそれ以上のアルカリホスファターゼ産生の増加を与える。アルカリホスファターゼの産生の増加は、骨芽細胞の活性の増加の尺度であり、したがって、骨形成の増加の尺度である。
F.標準的な腫瘍プロモーターアッセイ
また、殺虫剤DDTとして公知のものである化合物1,1−ビス(p−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタンは、ギャップ結合コミュニケーションの阻害剤であり、腫瘍促進活性を有する。ギャップ結合数および大きさが減少することにより細胞−対−細胞コミュニケーションが阻害され、DDTへの曝露は、ギャップ結合蛋白質Cx43のリン酸化(活性)形態の細胞内での減少に関連している。これらの作用は、化合物の発癌特性に関して極めて重要であると考えられる(X. Guan, et al. (1996) Carcinogenesis, 17 1791-1798; R. J. Ruch, et al. (1994) Carcinogenesis, 15 301-306);B. V. Madhukar, et al. (1996) CancerLett. 106 117-123)。ペプチドの治療効果を測定する手段として、ヒト骨芽細胞におえるペプチドのDDT誘発非カップリングに対する効果を測定することができる。かくして、一の態様において、本発明のペプチドは、GJICの腫瘍プロモーター誘発減少を阻害または防止するのに用いられる(W. K. Hong, et al. (1997) Science, 278 1073-1077)。
一の代表的なアッセイにおいて、ヒト骨芽細胞を、健康なボランティア(20〜36歳)の後腸骨棘の穿刺により得られたヒト骨髄から単離する。約10〜15mlの骨髄物質を、100U/mlのヘパリン(Sigma、カタログ番号H−3149)を補足した15mlのPBS+Ca、Mg(Life Technologies、カタログ番号14040)中に集める。骨髄の単核細胞フラクションを、Lymphoprep勾配(Nycomed Pharma、カタログ番号1001967)で、2200rpmで30分間遠心分離することにより単離する。
単離後、単核細胞フラクションを、培養培地で1回洗浄し、1800rpmで10分間遠心分離に付す。続いて、細胞を計数し、培養培地中に8×10細胞/100mmディッシュで平板培養する。培地を翌日に交換し、細胞を、7日毎に培地を交換しながら、5%のCO雰囲気下37℃で培養する。3〜4週間の培養後、細胞は、典型的には、70%のコンフルエンスに到達する。ついで、培地に、100nMのデキサメタゾン(Sigma、カタログ番号D−4902)を7日間補足する。ついで、細胞を、ビデオ映像実験のために平板培養する。一般的には、細胞を、2.5×10細胞/カバースリップで平板培養し、画像化前2〜3日間培養する。
培養後、細胞をPDMI−2培地チャンバー(Medical Systems Corp.)に貼り、Zeiss Axiovert顕微鏡において、CO雰囲気下37℃に維持する。マイクロインジェクションを、10mMのLucifer Yellow溶液(Sigma、カタログ番号L−0259)を充填したマイクロピペットを用いて行う。単層の細胞を、LYで注意深く30秒間注入する;マイクロピペットを、細胞から離し、30秒後、染料移動を示した細胞の数を計数する。細胞培養のサブセットに関して、DDTを、最終濃度13μMの濃度で培地に加え、60分間静置する。細胞の画像を、強化CCDカメラ(Dage MTI)で獲得し、画像化ソフトウェア(Universal Imaging)を用いるMatroxMVP画像処理ボードでデジタル化した。
対照条件下(DDT処理なし)、染料は、一般的には、平均14.5細胞(n=12)に広まる。DDT−曝露細胞は、典型的には、平均7(n=13)で細胞カップリングの減少を示す。
ペプチドを、10−8mol/lの最終濃度の浴液に加え、10分後、別のマイクロインジェクションを行う。好ましくは、本発明のアゴニストペプチドは、細胞−対−細胞染料移動の増加を示す。より好ましくは、この増加は、慣用的な統計試験、例えばWilcoxon非パラメータ統計試験(p<0.05で)を用いて測定して、対照試料(ペプチドなし)と有意に異なっている。好ましくは、ペプチドは、AAPで観察される減少よりも少なくとも約50%、好ましくは、約70%の、より好ましくは、約100%またはそれ以上のGJIC阻害の減少を示す。
このアッセイは、腫瘍促進に関連している低い細胞間カップリングの反転に高い治療効果を有する候補ペプチドを同定するのに用いることができ、一の態様において、かかるペプチドは、癌の進行の危険性があるまたは癌を患っている患者に投与される。ペプチドは、単独または他のペプチドと組み合わせて、および/または他の抗癌剤と治療的に組み合わせて用いることができる。
さらなる他のアッセイは、抗不整脈ペプチドAAP、AAP10、HPおよびその機能的なアナログと実質的に同じ生物学的応答を誘発させる(例えば、アゴニストとして同定される)か、あるいは生理学的応答を阻害または抑制する(例えば、アンタゴニストとして同定される)ペプチドを同定するために行うことができる。適当なアッセイは、限定するものではないが、細胞(例えば、CHO細胞)のcAMP形成を測定するアッセイ;cAMP効果アッセイ(例えば、CHO細胞におけるAPP様化合物のホルスコリン刺激cAMP形成の阻害の測定);心筋細胞におけるホスホイノシトール回転(Meier etal.)(E. Meier, et al. (1997) Drug Development Research, 40: 1-16);およびグルコースおよび酸素喪失に対する応答を含む。
多くの標準的なアッセイを上に説明した。さらなるアッセイは、2002年2月22日に出願されたPCT/US02/05773に記載されており、これは出典明示により本明細書に組み入れる。これらのアッセイは、単に説明するものであって、発展可能な、および常識となった他の適当なアッセイも本発明の範囲に組み入れる。
医薬組成物
また、本発明は、1またはそれ以上の上記したペプチドを、医薬上許容される担体および/または希釈剤を組み合わせて含む医薬組成物に関する。かかる組成物は、好ましくは、経口投与に適した形態である。
経口投与用の処方は、当業者によく知られた方法で、例えば一般的には「Remington's Pharmaceutical Sciences」, 17. Ed. Alfonso R. Gennaro (Ed.), Mark Publishing Company, Easton, PA, U.S.A., 1985およびより近年の版ならびに「Drugs and the Pharmaceutical Sciences」シリーズのモノグラフ、Marcel Dekkerに記載の方法により調製することができる。一の好ましい態様において、組成物は、錠剤、カプセル、顆粒、ペレット、トローチ、ロゼンジ等の形態であってもよい。適当な腸溶処方は、例えば米国特許第5,350,741号に記載されている。
用いられる医薬担体または希釈剤は、慣用的な固体または液体担体であってもよい。固体担体の例としては、ラクトース、テラ・アルバ、シュークロース、シクロデキストリン、タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、アカシア、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸またはセルロースの低級アルキルエーテルが挙げられる。液体担体の例としては、シロップ、ピーナッツ油、オリーブ油、リン脂質、脂肪酸、脂肪酸アミン、ポリオキシエチレンおよび水が挙げられる。
適当には、担体または希釈剤は、当該分野で公知の徐放性物質、例えば、モノステアリン酸グリセリルまたはジステアリン酸グリセリルを単独またはワックスと組み合わせて含んでいてもよい。
固体担体を経口投与用に用いる場合、製剤は、錠剤、粉末またはペレット形態でハードゼラチンカプセルに充填された形態であってもよく、またはトローチまたはロゼンジの形態であってもよい。固体担体の量は、広範囲に及ぶが、一般的には約25mg〜約1gだろう。
液担体を用いる場合、製剤は、シロップまたは経口摂取に適した液体の形態でありうる。
所定の治療において用いられる活性化合物の実際の好ましい量は、例えば、利用する特定の化合物、処方された特定の組成物、投与形態および対象の特徴、例えば種、性別、体重、健康状態および対象の年齢に応じて変化するだろうことが明らかだろう。所定の投与計画に対する最適な投与量は、前述のガイドラインに関して当業者により慣用的な投与量決定試験を用いて容易に決定することができる。適当な投与量範囲は、1日あたり、約1mg/体重kg〜約100mg/体重kgの範囲である。
本発明の治療化合物は、適当には、プロトン化および水溶性形態、例えば医薬上許容される塩、典型的には酸付加塩、例えば、無機酸付加塩、例えば塩酸塩、硫酸塩またはリン酸塩または有機酸付加塩、例えば酢酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩またはクエン酸塩で投与される。また、本発明の治療化合物の医薬上許容される塩は、金属塩、特にアルカリ金属塩、例えばナトリウム塩またはカリウム塩;アルカリ土類金属塩、例えばマグネシウムまたはカルシウム塩;アンモニウム塩、例えばアンモニウムまたはテトラメチルアンモニウム塩;またはアミノ酸付加塩、例えばリシン、グリシンまたはフェニルアラニン塩を含みうる。
また、本発明の化合物は、末梢血管疾患を治療するために局所投与することができ、クリームまたは軟膏として処方することができる。
また、本発明のペプチドは、非経口投与用の組成物、例えば滅菌溶液または懸濁液に処方することができる。本発明のペプチドは、非経口投与、特に静脈内、筋肉内、皮下、経鼻、直腸内、膣内または腹膜内投与することができる。
本発明を、本発明の好ましい具体例を説明する以下の実施例においてさらに記載する。
治療方法
一の態様において、本発明は、GJICの障害に付随する症状を患っている、または進行の危険性がある患者に、治療的に有効な量の上記に記載のいずれかのペプチドの投与方法を提供する。好ましくは、投与は経口である。本発明のペプチドを用いて治療されうる患者は、限定するものではないが、動物、好ましくは哺乳類、例えば齧歯類(マウス、ラット、ハムスターおよびウサギを含む)、イヌ、ブタ、ヤギ(一般的には、いずれかの家畜)および霊長類を含む。一の態様において、患者はヒトである。
他の態様において、本発明は、治療的に有効な量の該ペプチドを患者に投与することを含む、ギャップ結合コミュニケーション障害が関与する病状の治療用の医薬の製造における、本発明のペプチド使用に関する。
治療することができる症状の例としては、限定するものではないが、心血管疾患、気道上皮の炎症、歯槽組織の障害、膀胱失禁、蝸牛の疾患による難聴、内皮障害、糖尿病性網膜症および糖尿病性ニューロパシー、中枢神経系および精髄の虚血、歯周疾患を含む歯の組織障害、腎臓病、骨髄移植の不全、創傷、勃起不全、膀胱失禁、神経障害性の痛み、亜慢性および慢性の炎症、癌および骨髄および幹細胞移植の不全、細胞および組織の移植間または医療処置、例えば手術の間に生じる症状;ならびに、過剰な活性酸素種および/またはフリーラジカルおよび/または一酸化窒素により引き起こされる症状が挙げられる。
不整脈
一の好ましい態様において、本発明は、心臓血管疾患、例えば、急性虚血性心疾患(例えば、安定狭心症、非安定狭心症、急性心筋梗塞)、鬱血性心不全(例えば、収縮性、拡張性、高心拍出量性、低心拍出量性、右または左心不全)、先天性心疾患、肺性心、心筋症、心筋炎、高血圧性心疾患、冠血行再建術等の間に生じる不整脈および血栓性合併症の治療用の、薬理学的に活性な抗不整脈ペプチドおよびその使用を提供する。
特定の具体例において、本発明の抗不整脈ペプチドは、徐脈性不整脈(例えば、洞結節、房室結節、ヒス束、右または左脚の疾患による)およびリエントリーに付随する頻脈性不整脈(例えば、心房性期外複合、房室接合部複合、心室性期外複合、心房細動、心房粗動、発作性上室性頻拍症、洞結節リエントリー性頻拍、房室結節リエントリー性頻拍および非持続性心室頻拍)の治療および/または予防に、単独または抗不整脈化合物、例えば群Iの薬剤(例えば、リドカイン)、群IIの薬剤(例えば、メトプロロールまたはプロプラロノール)、群IIIの薬剤(例えば、アミオダロンまたはソタロール)または群IVの試薬(例えば、ベラパミル)と組み合わせ用いることができる。
加えて、または別法として、本発明のペプチドは、1またはそれ以上のリエントリー不整脈;心室リエントリー(例えば、急性心筋梗塞、慢性心筋梗塞、安定狭心症および非安定狭心症の間に生じる);感染性または自律神経性心筋症;心房細動;再分極交代;単源性心室頻泊;T波交代;徐脈性不整脈;および一般的な、心臓組織の収縮性低下、血栓症等の治療に用いられる。
骨粗鬆症
さらなる態様において、本発明のペプチドは、骨粗鬆症または骨形成、成長または維持に影響される他の病状の予防および/または治療に用いられる。低酸素状態の間のヒト骨芽細胞間のGJICの障害を正常化することができるペプチドは、特に、骨再吸収と比較して骨形成の低下を伴う骨疾患の治療に適している。かかる方法で用いるための最適なペプチドは、適切なGJICの維持の結果として細胞の生存および増殖を測定する手段を提供する、骨芽細胞におけるアルカリホスファターゼ(ALP)活性の増加に関するアッセイで選択することができる。一の態様において、ヒト骨芽細胞を1×10−13〜1×10−60のペプチドの異なる濃度で刺激し、未処理の対照と比較する。通常の培養条件下、ペプチドは、好ましくは、ALP活性が増加する。さらにより好ましくは、ペプチドは、10−11〜10−8mol/lの範囲の濃度で低酸素条件の間にALP活性を刺激する。かくして、アッセイは、骨組織の血管形成、低酸素状態および虚血に付随する骨疾患の治療および/または予防用のペプチド組成物の最適化に用いることができる。
別の態様において、本発明のペプチドは、細胞−対−細胞カップリングの低下が関与する関節疾患の予防および/または治療に用いられる。例えば、ペプチドは、代謝ストレスが関与する関節疾患の予防および/または治療に用いることができる。これらは、骨折軟骨の血管形成または治癒の低下に付随する関節炎のいずれの形態も含むだろう。

第2の別の態様において、本発明のペプチドは、癌の治療に有用である。発癌は成長因子、腫瘍形成および腫瘍抑制遺伝子が関与する成長制御機構の進行性機能障害により特徴付けられる。発癌および腫瘍形成における一般的なテーマは、GJICのダウンレギュレーションである。染料移動アッセイを用いる、腫瘍細胞におけるギャップ結合の透過率は、典型的には、組織の周囲のGJICよりも低い。さらに、ギャップ結合のゲートは、GJICを減少させる腫瘍プロモーターにより影響を受けることが知られている。一の態様において、本発明のペプチドは、癌の治療に、単独または慣用的な抗癌剤と組み合わせて医薬として用いられる。
創傷
さらなる態様において、本発明のペプチドは、創傷の治療、特に、創傷治癒を増進させるのに用いられる。創傷治癒は、多くの細胞型の相互作用に関連し、ギャップ結合により媒介される細胞間コミュニケーションは、組織の修復および再形成に関与する細胞の成長および発達の間の細胞代謝の調整において重要な役割を担っていると考えられる(K. M. Abdullah, et al. (1999) Endocrine, 10 35-41; M. Saitoh, et al. (1997) Carcinogenesis, 18 : 1319-1328; J. A. Goliger, etal. (1995) Mol. Biol. Cell, 6 1491-1501)。ペプチドは、当該分野でよく知られた担体(例えば、軟膏、クリーム等)を用いて局所投与することにより創傷部位に投与するか、または、例えば内部組織の創傷の治療、例えば慢性胃潰瘍の治療において全身投与することができる。
内皮ギャップ結合細胞間コミュニケーションが関与しているさらなる機能は、外傷後、血管新生、内皮成長および老化後の内皮細胞の移動行動および血管運動応答の調整である(G. J. Christ, etal. (2000) Braz. J MedBiol. Res., 33: 423-429)。したがって、一の態様において、本発明のペプチドは、伝導血管応答の増強、および代謝要求の増加を伴う症状(例えば、運動、頻脈)および虚血の間に、血液供給を改善するために用いられる。
また、ギャップ結合は、グリア区画の個々のメンバー間の組織的長距離シグナリングのための分子結合を提供すると考えられる。同様に、星状細胞は、ニューロン実質の近くの血管床および他の血管極に接触している一の先端を伴って機能的に分極するので、理想的に、ニューロンの代謝支持に適している(R. Dermietzel (1998) Brain Res. Brain Res. Rev., 26: 176-183)。したがって、一の好ましい具体例において、本発明のペプチドは、グリア細胞およびニューロン間の代謝支持を増加させることにより、脳の虚血性損傷の予防を必要とする患者に投与される。かかる患者は、例えば、鬱病、不安症、学習および記憶障害、恐怖症および幻覚の兆候が存在しうる、器質性精神病を患っている患者、または外傷性脳傷害を患っている患者を含む。好ましくは、かかるペプチドは、中枢神経系に対して利用できるように選択されまたは処方される(すなわち、担体と提供されるか、またはコンジュゲートされ、血管−脳の障壁を越える移動を促進する)。
また、本発明のペプチドは、例えば、神経外傷、脳虚血および慢性神経変性疾患、例えばパーキンソン病またはハンチントン病(H. Aldskogius, et al. (1998) Prog. Neurobiol, 55: 1-26)の患者における、神経損傷後または未熟細胞(前駆細胞)の脳組織への移植の間の修復を促進するのに用いることができる。
特定の具体例において、本発明のペプチドは、細胞間ギャップ結合チャンネルに影響を及ぼすので、白内障の治療および/または予防(D. Mackay, et al. (1999) AmJ Hum. Genet, 64 1357-1364)、角膜の栄養不足による病状における角膜の血管形成の治療および/または予防および角膜の損傷の治癒(S. G. Spanakis, et al.(1998) Invest OphthalmoLVis. Sci., 39: 1320-1328)および/または高血圧の予防に用いることができる。
本発明のペプチドおよび医薬組成物は、ギャップ結合コミュニケーションの障害(異常な低下または増加)に付随する症状または病状を治療するのに用いることができることは当業者には明らかだろう。好ましくは、一またはそれ以上のペプチドあるいは一またはそれ以上のペプチドを含む医薬組成物を、治療を必要とする患者に、治療的に有効な量で投与する。本明細書で用いられる場合、「治療的に有効な量」なる用語は、所定の症状または病状の兆候を減少させる量、好ましくは、症状または病状を患っている患者の生理学的応答を正常化する量である。兆候の減少または生理学的応答の正常化は、当該分野で知られた方法を用いて測定することができ、所定の症状または病状により変化しうる。一の態様において、1またはそれ以上のペプチドまたは1またはそれ以上のペプチドを含む医薬組成物の医薬的に効果的な量は、測定可能な生理学的パラメータを、DMFなしの患者のパラメータと実質的に同じ値(好ましくは、±30%以内、より好ましくは±20%以内、さらにより好ましくは、±10%以内の値)に回復する量である。
実施例
本発明を、さらに、下記実施例を参照して説明するだろう。以下のものは単なる例示を目的としており、詳細の修飾は本発明の範囲内において行うことができることは明らかだろう。
実施例1:ペプチド合成
好ましい一般的な方法を下記する。しかしながら、固相ペプチド合成のより詳細な記載は、W098/11125(出典明示により本明細書に組み入れる)において見られる。
a.一般的なペプチド合成
装置および合成法
ペプチドは、N−a−アミノ保護基としての9−フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)および側鎖の機能に適した一般的な保護基を用いて、濾過用のプリプロピレンフィルターを備えたポリエチレン容器中で一括して合成した。
溶媒
溶媒DMF(N,N−ジメチルホルムアミド、Riedel de-Haen, Germany)を、強力なカチオン交換樹脂(Lewatit S 100 MB/H強酸、Bayer AG Leverkusen, Germany)を充填したカラムを通すことにより精製し、遊離アミンが存在する場合黄色(Dhbt−O−アニオン)を呈色する3,4−ジヒドロ−3−ヒドロキシ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン(Dhbt−OH)を添加することにより、使用前に遊離アミンに関して試験した。溶媒DCM(ジクロロメタン、分析用グレード、Riedelde-Haen, Germany)を精製することなく用いた。アセトニトリル(HPLC−グレード、Lab-Scan, Dublin Ireland)を精製することなく直接用いた。
アミノ酸
Fmoc−保護アミノ酸は、Advanced ChemTech(ACT)から、適当な側鎖保護形態で購入した。別の保護アミノ酸(Boc−Asp(OFm)−OH、Boc−D−Asp(OFm)−OH、Fmoc−Lys(Aloc)−OH、Fmoc−D−Lys(Aloc)−OH、Boc−Lys(Fmoc)−OHBoc−D−Lys(Fmoc)−OH、Boc−Orn(Fmoc)−OHをBachem(Switzerland)から;Fmoc−Lys(ivDde)−OH、Fmoc−Sar−OHをNovaBiochem(Switzerland)から得た。
安息香酸およびベンジルアミン誘導体
安息香酸およびベンジルアミン誘導体は、Aldrichから購入し、さらに精製することなく用いた。
カップリング試薬
カップリング試薬ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)は、Riedelde-Haen, Germanyから、PyBopは、Advanced ChemTechから購入した。
リンカー
(4−ヒドロキシメチルフェノキシ)酢酸(HMPA)は、Novabiochem, Switzerlandから購入し;DICの手段により生成される予備形成1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)エステルとして樹脂に結合させた。
固体支持
ペプチドは、TentaGelS樹脂0.22〜0.31mmol/g(TentaGel−S−NH2;TentaGel S-Ram, Rapp polymere, Germany)のFmoc法に従って合成した。
触媒および他の試薬
ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)は、Aldrich, Germanyから、エチレンジアミンはFlukaから、ピペリジンおよびピリジンは、Riedel-deHaen, Frankfurt, Germanyから購入した。4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)は、Fluka, Switzerlandから、対照的な無水物が関与する結合反応において触媒といて用いた。エタンジチオールは、Riedel-deHaen, Frankfurt, Germanyから購入した。3,4−ジヒドロ−3−ヒドロキシ−4−オキソ−1,2,3−ベンゼンニトリルベンゾトリアジン(Dhbt−OH)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)(HOAt)は、Fluka, Switzerlandから得た。
カップリング法
第1のアミノ酸は、適当なN−α−保護アミノ酸から、DMF中、対称無水物としてカップリングさせることができ、続くアミノ酸は、適当なN−α−保護アミノ酸およびHOBtまたはHOAtからDMF中のDICを用いて得られた系内で作製されたHOBtまたはHOAtエステルとしてカップリングさせることができた。アシル化を、試験中、Fmocの脱保護を妨げるために80℃で行ったニンヒドリン試験によりチェックした(B. D. Larsen, A. Holm,Int. J Pept. Protein Res. 1994,43 1-9)
N−α−アミノ保護基(Fmoc)の脱保護
Fmoc基の脱保護を、DMF中20%のピペリジンで処理(1×5および1×10分)し、ついで、排出されたDMFへのDhbt−OHの添加後に黄色が検出されなくなるまでDMFを用いて洗浄する(それぞれ5×15ml、5分)ことにより行った。
アリル/Alocの脱保護
15〜20mlのCHCl、AcOH、NMM(37:2:1)中に溶解した3等量のPd(PPhの溶液を、ペプチド樹脂に添加した。処置を3時間室温で、混合物にN流をバブリングさせながら続けた。
HOBtエステルのカップリング
3等量のN−α−アミノ保護アミノ酸を、3等量のHOBtおよび3等量のDICと共にDMFに溶解し、ついで樹脂に添加した。
予備形成された対称無水物
6等量のN−α−アミノ保護アミノ酸をDCMに溶解し、0℃に冷却した。DIC(3等量)を添加し、反応を10分間続けた。溶媒を減圧下で除去し、残存物をDMFに溶解した。溶液をすぐに樹脂に添加した後、0.1等量のDMAPを添加した。
酸による、樹脂からのペプチドの開裂
ペプチドを、95%のトリフルオロ酢酸(TFA、Riedel-de Haen, Frankfurt, Germany)−水v/vまたは95%のTFAおよび5%のエタンジオールv/vで、室温で2時間処理することにより、樹脂から開裂させた。濾過した樹脂を95%のTFA−水で洗浄し、濾液と洗浄液を減圧下で蒸発させた。残渣をエーテルで洗浄し、酢酸−水から凍結乾燥した。粗凍結乾燥生成物を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析し、エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESMS)により同定した。
TentaGel樹脂上でのバッチ式ペプチド合成(PEG−PS)
TentaGel樹脂(1g、0.22〜0.31mmol/g)を、濾過のためのポリプロピレンフィルターを備え付けたポリエチレン容器に入れた。樹脂をDMF(15ml)で膨張させ、DMF中の20%のピペリジン溶液で処理して、樹脂上の非プロトン化したアミノ基の存在を確実にした。樹脂を濾過し、濾過されたDMFへのDhbt−OHの添加後に黄色が検出されなくなるまでDMFで洗浄した。HMPA(3等量)を上記のように予備形成したHOBt−エステルとしてカップリングさせ、カップリングを24時間続けた。樹脂を濾過し、DMFで洗浄し(5×5ml、各々5分)、アシル化をニンヒドリン試験によりチェックした。第1のアミノ酸を、上記のように予備形成した対称無水物としてカップリングさせた。配列に従って以下のアミノ酸を、上記のように予め形成されたFmoc−保護HOBtエステル(3等量)としてカップリングさせた。特記しない限り、カップリングは2時間続けた。樹脂を、過剰の試薬を除去するために、濾過し、DMFで洗浄した(5×15ml、各々5分)。すべてのアシル化を80℃で行うニンヒドリン試験によりチェックした。合成が完了した後、ペプチド樹脂を、DMF(3×15ml、各々5分)、DCM(3×15ml、各々1分)および最終的にジエチルエーテル(3×15ml、各々1分)で洗浄し、減圧下で乾燥した。
分取HPLC条件
分取クロマトグラフィーを、AFC2000自動フラクションコレクター/オートサンプラーを備えたVISION Workstation(PerSeptive Biosystem)を用いて行った。VISION−3ソフトウェアを、装置制御およびデータ獲得のために用いた。
カラム
Kromasil(EKA Chemicals)KR100−10−C8 100Å、C−8、10;CER2230、250×50.8mmまたはVYDAC 218TP101550、300Å、C−18、10−15、250×50mm。用いられる緩衝系は、A:MQV中の0.1%のTFA;B:0.085%のTFA、10%のMQV、90%のMeCNを含む。流速は、35〜40ml/分であり、カラム温度は25度であった。UV検出は、215nmおよび280nmで行った。適当な勾配は、個々のペプチドに対して最適化した。
分析HPLC条件
勾配HPLC分析は、HP1100 4つ組みポンプ、HP1100オートサンプラー、HP1100カラムサーモスタットおよびHP1100多重波長検出器を含む、Hewlett Packard HP1100HPLC系を用いて行った。LCソフトウェア(rev.A.06.01)に関するHewlett Packard Chemstationを、機器制御およびデータ獲得に用いた。
分析HPLCに関して、異なるカラムを、必要に応じて、例えばVYDAC 238TP5415、C−18、511m、300ÅまたはJupiter、PhenomenexOOF−4053−EO;5ElmC−18、300Å 150×4.6mmを用いた。緩衝系は、A:MQV中の0.1%のTFA;B:0.085%のTFA、10%のMQV、90%のMeCNを含む。流速は、1ml/分であった。好ましいカラム温度は40℃であった。UV検出は、215nmで行った。上記したように、適当な勾配は、個々のペプチドに対して最適化した。
質量分析
ペプチドを、超勾配メタノール(Labscan, Dublin, Ireland), Milli-Q 水 (Millipore, Bedford, MA)およびギ酸(Merck, Damstadt, Germany)(50:50:0.1v/v/v)中の溶解して、1および10μg/mlの濃度を得た。ペプチド溶液(20μl)を、LCT質量分析計(Micromass, Manchester, UK)を用いる±0.1m/zの精度のESI−TOF−MSにより正の極性モードで分析した。
一般合成法
すべての合成において、乾燥TentaGel−S−NH(0.23mmol/g、1g)を、濾過用のポリプロピレンフィルターを備えたポリエチレン溶液に入れ、「TentaGel樹脂でのバッチペプチド合成」に記載のように処理した。リシンおよびそのアナログ(例えば、オルニチン、2,4−ジアミノブタン酸、1,3ジアミノプロパン酸等)は、C末端にある場合、ivDdeまたは側鎖の機能のAloc保護のいずれかを有するN−αFmoc保護誘導体としてカップリングされる(例えば、Fmoc−Lys(Aloc)−OH)。リシンおよびそのアナログは、N末端にある場合、側鎖の機能のFmoc保護を有するN−αBoc保護誘導体としてカップリングされる(例えば、Boc−Lys(Fmoc)−OH)。アスパラギン酸、グルタミン酸およびそのアナログは、C末端にある場合、側鎖の機能のアリル保護を有するN−αFmoc保護誘導体としてカップリングされる(例えば、Fmoc−Asp(Oアリル)−OH)。アスパラギン酸、グルタミン酸およびそのアナログは、N末端にある場合、側鎖の機能のFm保護を有するN−αBoc保護誘導体としてカップリングされる(例えば、Boc−Asp(OFm)−OH)。上記した以外の他のアミノ酸は、C末端にある場合、側鎖の適当な保護を有するN−αFmoc保護誘導体としてカップリングされ、N末端にある場合、側鎖の適当な保護を有するN−αBoc保護誘導体としてカップリングされる。
すべての場合において、ジペプチドを合成し、ついで、リシン、アスパラ銀酸またはグルタミン酸またはそのアナログの側鎖保護基の脱保護をする。
リシンまたはそのアナログの場合、カルボン酸として機能的である疎水性基を、THF中のDICの手段により、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングする。
アスパラ銀酸およびグルタミン酸またはそのアナログの場合、アミンとして機能的である疎水性基を、トリエチルアミンにより触媒されるDMF中のDICの手段により、側鎖カルボン酸の予備生成されたHOBtエステルにカップリングする。
すべてのカップリングを、少なくとも2時間続けた。アシル化を、上記した80℃で行うニンヒドリン試験によりチェックした。合成が完了した後、ペプチド−樹脂をDMF(3×15ml、各々1分、DCM(3×15ml、各々1分)、ジエチルエーテル(3×15ml、各々1分)で洗浄し、減圧下で乾燥した。ついで、ペプチドを、上記したように樹脂から開裂させ、凍結乾燥した。
上記した分取HPLCを用いる精製の後、ペプチド生成物を回収し、ペプチドの同定を、ES−MSにより行った。
上記した方法を、以下でさらに例示するすべてのペプチドおよび表1に示すペプチドの合成に用いた。代表的な合成スキームを図1Aおよび1Bに示した。
b.個々のペプチドの合成
H−Gly−Lys(4−ニトロベンゾイル)−OH(化合物1)の合成
リシンをFmoc−Lys(ivDde)OHとして、N末端グリシンをBoc誘導体としてカップリングさせた。ivDde保護基を上記のように除去した。リシンおよびグリシンを最初に固体支持体上で合成した。ついで、ivDdde基を除去し、続いて、4−ニトロ安息香酸を、THF中のDICを用いることにより系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングした。上記したように分取HPLCを用いて精製した後、35mgのペプチド生成物を99%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値MH+352.28、計算値MH+352.21)。
H−Gly−Lys(4−シアノベンゾイル)−OH(化合物3)の合成
リシンをFmoc−Lys(ivDde)OHとして、N末端グリシンをBoc誘導体としてカップリングさせた。ivDde保護基を上記のように除去した。リシンおよびグリシンを、最初に固体支持体上で合成した。ivDdde基を除去し、続いて、4−シアノ安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、6mgのペプチド生成物を、90%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+332.25、計算値MH+332.21).
H−Gly−Lys(4−メトキシベンゾイル)−OH(化合物4)の合成
リシンをFmoc−Lys(ivDde)OHとして、N末端グリシンをBoc誘導体としてカップリングさせた。ivDde保護基を上記のように除去した。リシンおよびグリシンを、最初に固体支持体上で合成した。ivDdde基を除去し、続いて、4−メトキシ安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、7mgのペプチド生成物を、95%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+337.28、計算値MH+337.21)。
H−Lys(4−ニトロベンゾイル)−Gly−OH(化合物7)の合成
グリシンをFmoc−グリシンとしてカップリングさせ、N末端リシンをBoc−Lys(Fmoc)OHとしてカップリングさせた。グリシンおよびリシンを、最初に固体支持体上で合成した。リシンの側鎖のFmocを除去し、続いて、4−ニトロ安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、64mgのペプチド生成物を、98%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+352.19、計算値MH+352.24).
H−D−Lys(4−メトキシベンゾイル)−Gly−OH(化合物21)の合成
グリシンをFmoc−グリシンとしてカップリングさせ、N末端リシンをBoc−D−Lys(Fmoc)OHとしてカップリングさせた。グリシンおよびリシンを、最初に固体支持体上で合成した。リシンの側鎖のFmocを除去し、続いて、DMF中のDICを用いて、4−メトキシ安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、31mgのペプチド生成物を、97%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値MH+337.24、計算値MH+337.21)。
H−D−Lys(4−ニトロベンゾイル)−Gly−OH(化合物22)の合成
グリシンを、Fmoc−グリシンとしてカップリングし、N末端リシンを、Boc−D−Lys(Fmoc)OHとしてカップリングした。グリシンおよびリシンを、最初に固体支持体上で合成した。リシンの側鎖のFmocを除去し、続いて、4−ニトロ安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングした。上記した分取HPLCを用いて精製した後、65mgのペプチド生成物を、98%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+352.27、計算値MH+352.24)。
H−D−Lys(ベンゾイル)−Gly−OH(化合物23)の合成
グリシンをFmoc−グリシンとしてカップリングさせ、N末端リシンをBoc−D−Lys(Fmoc)OHとしてカップリングさせた。グリシンおよびリシンを、最初に固体支持体上で合成した。リシンの側鎖のFmocを除去し、続いて、安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングした。上記した分取HPLCを用いて精製した後、31mgのペプチド生成物を、96%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+307.22、計算値MH+307.24)。
H−D−Lys(4−t−ブチルベンゾイル)−Gly−OH(化合物54)の合成
グリシンを、Fmoc−グリシンとして、N末端リシンをBoc−D−Lys(Fmoc)OHとしてカップリングさせた。グリシンおよびリシンを、最初に固体支持体上で合成した。リシンの側鎖のFmocを除去し、続いて、4−t−ブチル安息香酸を、DMF中のDICを用いて、系内で生成したHOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、34mgのペプチド生成物を、97%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った。(実測値M+363.27、計算値MH+363.22)。
H−Asn(NH(4−メトキシベンジル))−D−アラニン−OH(化合物80)の合成
アラニンをFmoc−D−アラニンとしてカップリングさせ、N末端アスパラギンをBoc−Asp(OFm)OHとしてカップリングさせた。アラニンおよびアスパラギン酸を、最初に固体支持体上で合成した。アスパラギン酸の側鎖のFmを除去し、続いて、4−メトキシベンジルアミンを、トリエチルアミンを触媒として、DMF中のDICを用いて、側鎖カルボン酸の予備生成HOBtエステルにカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、17mgのペプチド生成物を、98%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+323.17、計算値MH+323.15)。
H−D−Asn(NH(4−メトキシベンジル))−アラニン−OH(化合物95)の合成
アラニンをFmoc−アラニンとしてカップリングさせ、N末端アスパラギンをBoc−D−Asp(OFm)OHとしてカップリングさせた。アラニンおよびアスパラギン酸を、最初に固体支持体上で合成した。アスパラギン酸の側鎖のFmを除去し、続いて、4−メトキシベンジルアミンを、トリエチルアミンを触媒として、DMF中のDICを用いて、側鎖カルボン酸の予備生成HOBtエステルとしてカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、25mgのペプチド生成物を、98%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+323.12、計算値MH+323.15)。
H−D−Asn(NH(4−ニトロベンジル))−アラニン−OH(化合物96)の合成
アラニンを、Fmoc−アラニンとして、N末端アスパラギンをBoc−D−Asp(OFm)OHとしてカップリングした。アラニンおよびアスパラギン酸を、最初に固体支持体上で合成した。アスパラギン酸の側鎖のFmを除去し、続いて、4−ニトロベンジルアミンを、トリエチルアミンを触媒として、側鎖カルボン酸の予備生成HOBtエステルにカップリングさせた。上記した分取HPLCを用いて精製した後、102mgのペプチド生成物を、99%を超える純度で回収した。ペプチドの同定をES−MSにより行った(実測値M+338.14、計算値MH+338.12)。
実施例2
生物学的利用能
物質および方法
薬物動態スクリーニングおよび食物相互作用の研究
化学物質および物質
これらの実験に用いられる水は、Milli−Q水第2の処理系と組み合わせた逆浸透系(Millipore, Bedford, MA, USA)から得られる高純度のものであった。メタノールLabscan Ltd.(Dublin, Ireland)から得た高等級のものである。ギ酸(98〜100%)をMerck(Darmstadt, Germany)から得た。ヘプタフルオロブタン酸のHPLCグレードは、Pierce(Rockford,III, USA)から得た。ラット(Sprague−Dawley)からのEDTA安定化血漿は、Harlan Sera Lab Ltd.(Loughborough, UK)から得た。血液試料は、BD Vacutainer Systems(Plymouth, UK)からのカリウムEDTAでコートされたマイクロテイナーに回収した。限外濾過による試料精製は、Millipore(Bedford, MA, USA)から得られる3000未満の分子量を取り除くMicrocon遠心分離濾過装置を用いて行った。
装置
LC/MS/MS分析は、Micromass(Manchester, UK)のQuattro Ultima質量分析器と組み合わせたWaters Alliance 2790 HPLC装置で行った。LCおよびMSは、両方とも、MassLynx3.5ソフトウェアにより制御した。MS/MS検出前のLC分離を、XTerraMSC18(2.0×50mm)、3.5μmの粒度(Waters, Milord, MA, USA)で行った。
動物
12匹の雄のSprague−Dawleyラット(約350g)を、M & B(Denmark)から得、Hypnorm(登録商標)−Dormicume(登録商標)麻酔の間にカテーテルを大腿静脈および動脈に挿入した。手術後、ラットを5日間回復させ、ついで、薬剤投与を開始した。
薬剤および投与レベル
ジペプチド(化合物22、化合物21、化合物23、化合物96、化合物95および化合物54)を、TFA塩として得、PBS(2.6mMのKCl、137mMのNaCl、1.5mMのKH2PO4および8.2mMのNa2HPO4(pH=7.4に調節))に溶解して、500μMの濃度を得た。投与容量は、500nmol/kgの投与量に対して1mL/kgであった。各々の実験の後、投与溶液を水中の0.5%のギ酸で希釈し、薬剤物質の含有量をLC/MS/MSにより分析した。投与溶液中の薬剤物質の濃度を、1〜1000nMの範囲の基準の応答から計算した。
研究設計
薬剤物質を、交差研究において、2の動物に、静脈内および経口ボーラスとして投与した。経口投与は、薬剤投与の17時間前絶食したラットに投与した。動物を薬剤投与の間48時間休憩させた。最初の実験の後、ラットに、ヘパイン処理した血液を輸血した。
薬剤投与の前に(5分)、ラットに、500IUヘパインを静脈内ボーラスとして投与し、対照血液試料を回収した。薬剤を投与した後、約250μLの血液試料を、大腿動脈から以下の時点:投与前(B.D.)、静脈内投与後5、15、30、60、120、180および240分およびB.D.、経口投与後10、30、50、80、120、180、240、および300分で回収した。血液試料を、5分間、10,000xg(4℃)で遠心分離するまで氷で貯蔵し、血漿(100μL)を、1.5mLのポリプロピレンチューブに移し、試料調製およびLC/MS/MSするまで−20℃で貯蔵した。
試料調製およびLC/MS/MS分析
血漿試料を氷上で解凍し、100μLの血漿を100μLの1%(v/v)のギ酸と混合し、microconYM−3濾過ユニットに移した。ついで、試料を1時間8,300xg室温にて遠心分離に付した。濾液を、300μLのオートサンプラー容器に回収し、LCカラムへの注入(40μL)まで4℃で貯蔵した。クロマトグラフィーを、100%の緩衝液A(水中0.1%のギ酸)から100%の緩衝液B(アセトニトリル中の0.1%のギ酸)の4分間の直線勾配を用いて50℃で行い、ついで、緩衝液Bで3分間洗浄し、最終的に、緩衝液Aを用いて7分間再平衡化した。薬剤物質の検出を、衝突ガスとしてアルゴンを用いるMS/MSで行った(1.3×10−3mbar)。試験した化合物の各々に対する特定のMS/MS設定を表2に与える。
Figure 0004603364
データ分析
薬剤物質の血漿濃度を、上記したように試験した血漿から得られた外部較正曲線に対する面積から計算した。較正曲線は、log(ピーク面積)対log(濃度)の直線回帰により得た。較正曲線は、0.1〜100nMの範囲の濃度を対象とした。
個々の動物からの血漿濃度対時間データを、非コンパートメント分析を用いるWinNonLin 3.5(Pharsight, Mountain View, CA, USA)の薬物動力学モデリングに用い、血漿濃度曲線下の面積の値(AUC)を記録した。経口生物学的利用能Fpoを、静脈内と経口投与後の投与量(D)標準化AUCの比の%として計算した:AUCpo Djv/AUCjvpo
結果
6つの化合物の経口生物学的利用能を試験し、すべての化合物は、経口投与後に検出された。計算した生物学的利用能を表3にまとめた。化合物22、23、96および95の生物学的利用能は中程度(10〜31%)であり、化合物54および21の生物学的利用能は低かった(2〜8%)。
Figure 0004603364
結論
発明のペプチドは、Sprague−Dawleyラットにおいて2〜31%の利用能の範囲を有する経口利用能を示した。
実施例3
骨芽細胞活性(ALPアッセイ)
物質および方法
ヒト一次骨芽細胞を、ボランティアのドナーの後腸骨棘の骨髄穿刺から得た。細胞を6週間の培養に用いた。細胞を、24ウェルプレートで、8日間のプロセスで培養し、1×10−13〜1×10−6の濃度の試験化合物で、少なくとも4日間の実験の間刺激した。細胞溶解物を、ALP活性の測定用に回収した。10〜15人のドナーのhOB細胞を実験に用いた。ALP測定に関しては、市販されているキット(アルカリホスファターゼキット、Sigma-Aldrich Denmark A/S)を用いた。すべての測定は、業者の指示に従って行った。
分析
ALPを、実験の最終時点で回収した細胞溶解物で測定した。測定値をビヒクル処理対照培養物と比較した。
データ分析
データを、平均偏差および標準偏差として、ならびに要すれば百分率として示した。Two−way ANOVAを、0.05の有意レベルを用いるpost−hoc比較に関して、FisherのLSD試験を用いて行った。
結果
Figure 0004603364
結論
本発明のペプチドは、アルカリホスファターゼの増加により測定されるように、一次培養物中のヒト骨芽細胞の活性を増加させた。
実施例4
標準的なカルシウム誘発不整脈アッセイ
ジペプチドの抗不整脈効果を、Lynch etal. [6]のモデルに従って、カルシウム誘発不整脈のモデルで測定した。雄のNMRIマウス(25〜30g;Bomholdtgaard,Ll. Skendsved, Denmark)を、神経遮断麻酔の組み合わせ(Hypnormo(登録商標))(クエン酸フェンタニル0.315mg/mlおよびフアニソン(fuanisone)10mg/ml)+ミダゾラム(5mg/ml))で麻酔した。Hypnorm(登録商標)およびミダゾラムの市販の溶液を、希釈水中に1:1に希釈し、一部の希釈したHypnormo(登録商標)を、一部の希釈したミダゾラムと混合した。麻酔は、この溶液を50〜75μl/10グラムマウスの投与量で皮下投与することにより誘発した。
静脈内カニューレを、尾の静脈に挿入した。リード11ECGシグナルを、右の前肢および左の後肢にステンレススチールECG電極を配置することにより連続して記録した。接地電極を右の後肢に配置した。シグナルを増幅し(×5,000−10,000)、Hugo Sachs Electronic model 689 ECGモジュールによりフィルターした(0.1〜150Hz)。アナログシグナルを12ビットデータ獲得ボード(データ翻訳モデルDT321)によりデジタル化し、Windows NTのNotocord HEM 3.1ソフトウェアを用いて1000Hzでサンプリングした。10分の平衡期間後、薬物の試験試料を尾の静脈に注入し、CaCl静脈内注入(30mg/ml、0.1ml/分、約100mg/kg/分)の後3分で、(カルシウムクロライド−2−ヒドラット、Riedel-de Haen, Germany)の注入を開始した。
ビヒクル(0.1%のウシアルブミンを有するリン酸塩緩衝化セイライン)で前処理したマウスを、未処理の動物の対照レベルの測定値として全ての日に試験した。すべての実験において、注入量は100μlであった。不整脈の開始に対するタイムラグ(tarr)を、CaCl注入の開始から、第2のAVブロック(付随するQRSコンプレックスを伴わないP波により特徴付けられるAV伝導の断続的な不全として定義する)の最初の不整脈減少が起こるまでの時間として測定した。
結果
試験した化合物の%応答を表5に与える。所定の応答を、(tarr(試験化合物)−tarr(ビヒクル))×100/tarr(ビヒクル)に従って評価する。
Figure 0004603364
結論
本発明のペプチドは、抗不整脈効果および非抗不整脈効果の両方を示した。
定義
特記しない限り、以下の定義は、記載において用いられる特定の用語を提供する。
発明の詳細な説明および特許請求の範囲を通じて、天然アミノ酸の3文字コード、ならびに他のα−アミノ酸に関して一般に許容されている3文字のコード、例えばサルコシン(Sar)を用いる。LまたはD型が特定されていない場合、問題のアミノ酸はLまたはD型でありうることは理解されよう。
「ハロゲン」なる用語は、F、Cl、BrおよびIを意味し、FおよびIが好ましい。
「アルキル」なる用語は、いずれかの炭素原子から一の水素原子が脱離することによりアルカンから誘導される一価の基を意味する:CnH2n+1−。非分枝アルカンの末端炭素原子から一の水素原子が脱離することによる基は、ノーマルアルキル(n−アルキル)基のサブクラスを形成する:H[CH−。RCH−、RCH−(RはHではない)およびRC−(RはHではない)基は、それぞれ、一級、二級および三級アルキル基を意味する。C(1−22)アルキルは、1〜22個の炭素原子を有するアルキル基を意味し、C(1−6)アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、ペンチルおよびヘキシルならびにその可能性ある異性体を含む。
「低級アルキル」なる用語は、約6個未満の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキルを意味し、好ましくは、メチル、エチル、プロピルまたはブチルである。
「アルケニル」なる用語は、1つまたはそれ以上の炭素−炭素二重結合を含有する直鎖または分枝鎖または環状炭化水素基を意味する。C(2−22)アルケニルは、1〜22個の炭素原子を有するいずれのアルケニル基を意味し、C(2−6)アルケニル、ビニル、アリル、1−ブテニルを含む。
「アラルキル」なる用語は、アリールC(1−22)アルキルを意味し、「アリール」なる用語は、本明細書にわたって、フェニルまたはナフチルを意味する。
「疎水性基」なる用語は、置換されていてもよい芳香族炭素環、好ましくは、6または12員の芳香族炭素環を意味する。「置換されていてもよい」なる用語は、それらのセレノおよびチオ誘導体を含む、少なくとも1つの低級アルキル、アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシ、アミン、チオール、ヒドラジド、アミド、ハライド、ヒドロキシル、エーテル、アミン、ニトリル、イミン、ニトロ、スルフィド、スルホキシド、スルホン、チオール、アルデヒド、ケト、カルボキシ、エステル、アミド基を有する6または12員の芳香族炭素環を意味する。また、「置換されていてもよい」なる定義は、セレノ基を有するか、あまたは有していないスルフィド、スルホキシド、スルホンおよびチオール誘導体を含む。芳香族炭素環が置換されている具体例において、かかる置換は、典型的には、約10置換、より好ましくは、約1〜5置換であり、約1または2置換が多くの本発明に対して好ましい。好ましいアルコキシ基は、メトキシ、エトキシおよびプロポキシを含む。具体的な疎水性基は、非置換ベンジル、フェニルおよびナフチルを含む。
「水素結合基」なる用語は、(非共有結合)水素結合のドナーまたはアクセプターを意味する。水素結合基がドナーである具体例において、典型的には、これは少なくとも1つの水素原子に結合した電気陰性原子を含むだろう。かかる電気陰性原子の例としては、限定するものではないが、窒素、酸素、ハロゲン(例えば、Cl、F、Br等)および硫黄が挙げられる。代表的な水素結合ドナーは、ヒドロキシル、アミン、チオール、ヒドラジドおよびアミドが挙げられる。第一の水素結合基がアクセプターである具体例において、好ましくは、これは、非結合電子対を含む原子である、少なくとも1つの上記したような電気陰性原子を含む。かかる電子対は、「ローンペア」と称される。好ましい水素結合アクセプターの例としては、限定するものではないが、ヒドロキシル、エーテル、アミン、ニトリル、イミン、ニトロ、アルデヒド、ケト、カルボキシ、エステル、アミド基;およびそのセレノ誘導体が挙げられる。また、そのセレノ誘導体を含む、適当なスルフィド、スルホキシド、スルホンおよびチオール水素結合アクセプターも想定される。
「細胞間コミュニケーションモジュレーター」、「ギャップ結合促進物質」、「ギャップ結合コミュニケーションを促進する化合物」および「ギャップ結合オープナー」等は、すべて、この作用の背景にある特定の機構に関係なく、GJICを促進または維持または正常化する化合物を意味する。より特別には、「ギャップ結合オープナー」なる用語は、細胞外および細胞内の種の間のギャップ結合を通り抜けることができる分子の交換を正常化する(例えば増加させる)および/または増加したGJICを正常化することができる物質を意味する。
「アゴニスト」なる用語は、例えば、限定するものではないが、AAP、AAP10、HP5ペプチドまたはその機能的なアナログの標的である、組織、細胞または細胞分画に作用して、組織、細胞または細胞分画において、AAP、AAP10、HP5ペプチドまたはその機能的なアナログと、実質的にまたは少なくとも実質的に同じ生物学的応答を生じるペプチドを意味する。一の態様において、生物学的応答は、一またはそれ以上の:収縮、弛緩、分泌および酵素活性である。好ましくは、ペプチドは、組織、細胞または細胞分画に結合する。一の態様において、ペプチドは、AAP、AAP10、HP5またはその機能的なアナログに結合する組織、細胞または細胞分画の受容体に結合する。
しかしながら、「アゴニスト」の存在は、所定のペプチドの標的である組織、細胞または細胞分画と相互作用し、同じまたは少なくとも実質的に同じ生物学的応答を生じる。
本明細書で用いられる場合、「抗不整脈ペプチドアゴニスト」なる用語は、AAP、AAP10、HP5ペプチドまたはその機能的アナログの抗不整脈活性と実質的に同じまたはそれ以上の活性を有する、抗不整脈活性を含むペプチドおw意味する。「それ以上」は、AAP、AAP10、HP5ペプチドまたはその機能的アナログの抗不整脈活性と比較して、低濃度のペプチドでまたは短時間で観察される抗不整脈活性を意味する。
「アンタゴニスト」なる用語は、所定のペプチド、例えばAAP、AAP10、HP5ペプチドまたはその機能的なアナログと接触した組織、細胞、または細胞分画後に、組織、細胞または細胞分画において観察される一またはそれ以上の生物学的応答を阻害またはそれに拮抗するペプチドを意味する。一の態様において、生物学的応答は、一またはそれ以上の:収縮、弛緩、分泌および酵素活性である。好ましくは、ペプチドは、組織、細胞または細胞分画に結合する。一の態様において、ペプチドは、AAP、AAP10、HP5またはその機能的なアナログに結合するおよび/または一またはそれ以上のAAP、AAP10、HP5、その機能的なアナログの受容体への結合を阻害する、組織、細胞または細胞分画の受容体に結合する。
本明細書で用いられる場合、「正常化」なる用語は、応答を正常な患者において観察されるものと有意に異ならないものにする生理学的応答の変化を意味する。かくして、正常化は、関与する病状に応じて、増加または減少を含みうる。
約約10−6M未満のEC50、好ましくは10−8M未満である。
本明細書で用いられる場合、「経口利用能」なる用語は、経口投与した薬剤が血流に吸収される速度および範囲を意味する。
本明細書で用いられる略語を下記する。
Figure 0004603364
本明細書に示されたすべての引用文献は出典明示により本明細書に組み入れる。
本明細書に記載されているものの変法、修飾および他の実施は、本発明および請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、当業者は気付くだろう。
(原文に記載なし)

Claims (39)

  1. 一般式I:
    Figure 0004603364
    [式中、aが1である場合、bは0であり;
    aが0である場合、bは1であり;
    zは1〜7であり;
    xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
    pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに
    がHである場合、dは0〜8であり;
    がHでない場合、dは0であり;
    は、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択されるアミノ酸の側鎖であり;
    は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCORおよびSCORからなる群から選択され
    Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルであり;
    は、HまたはCHであり;
    は疎水基である]
    で示される、治療における使用のためのペプチド、またはその医薬上許容される塩。
  2. が芳香族炭素環を含む、請求項1記載のペプチド。
  3. 芳香族環が6または12員環またはその置換形態を含む、請求項2記載のペプチド。
  4. 環が、低級アルキル、アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシ、アミン、チオール、ヒドラジド、アミド、ハライド、ヒドロキシル、エーテル、アミン、ニトリル、イミン、ニトロ、スルフィド、スルホキシド、スルホン、チオール、アルデヒド、ケト、カルボキシ、エステル、アミド基;セレノ基、チオ基およびその誘導体の少なくとも1つにより置換されている、請求項3記載のペプチド。
  5. 環が〜5個の置換基を含む、請求項3記載のペプチド。
  6. 環が1〜2個の置換基を含む、請求項3記載のペプチド。
  7. 芳香族炭素環が、ベンジル、フェニルおよびナフチル基からなる群から選択される、請求項2記載のペプチド。
  8. 疎水性基が、4位に置換基を含む6員の芳香族炭素環である、請求項1または請求項2記載のペプチド。
  9. 一般式II:
    Figure 0004603364
    [式中、aが1である場合、bは0であり;
    aが0である場合、bは1であり;
    zは1〜7であり;
    xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
    pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに、
    がHである場合、dは0〜8であり;
    RがHでない場合、dは0であり;
    は、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択されるアミノ酸の側鎖であり;
    は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCORおよびSCORからなる群から選択され、ここに、Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルであり;
    はHまたはCHであり;
    およびRは、独立して、H、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、ハロゲン、CN、NO、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、チオアルキルオキシ、チオアリールオキシ、チオアラルキルオキシ、+S(CH、SOH、SOR、NH、NHR、NR、+NR、OH、SH、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CHOH、NCO、NCOR、NHOH、NHNH、NHNRH、CHOCOR、CHOCSR、COR、CSR、CSOR、CFおよびCClからなる群から選択され、ここに、Rはアルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルである]
    で示される、治療における使用のためのペプチド、またはその医薬上許容される塩。
  10. 一般式I:
    Figure 0004603364
    [式中、aが1である場合、bは0であり;
    aが0である場合、bは1であり;
    zは1〜7であり;
    xが1である場合、yおよびqは1であり、pは0であり;
    pが1である場合、xおよびqは0であり、yは1であり;さらに
    がHである場合、dは0〜8であり;
    がHでない場合、dは0であり;
    は、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択されるアミノ酸の側鎖であり;
    は、NH、NHR、NR、NR3+H、OH、SH、RO、RS、RSO、RSO、COR、CSR、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、OCORおよびSCORからなる群から選択され
    Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルであり;
    は、HまたはCHであり;
    は4位に置換基を含む6員の芳香族炭素環である]
    で示されるペプチド、またはその医薬上許容される塩。
  11. 芳香族環が、低級アルキル、アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシ、アミン、チオール、ヒドラジド、アミド、ハライド、ヒドロキシル、エーテル、アミン、ニトリル、イミン、ニトロ、スルフィド、スルホキシド、スルホン、チオール、アルデヒド、ケト、カルボキシ、エステル、アミド基;セレノ基、チオ基およびその誘導体の少なくとも1つにより置換されている、請求項10記載のペプチド。
  12. ペプチドが、遊離N末端、遊離C末端または遊離NおよびC末端の両方を含む、請求項1ないし11のいずれか一項に記載のペプチド。
  13. 医薬上許容される塩が酸付加塩、金属塩、アンモニウム塩またはアミノ酸付加塩である、請求項1ないし12のいずれか一項に記載のペプチド。
  14. 医薬上許容される塩が塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アンモニウムまたはテトラメチルアンモニウム塩、リシン塩、グリシン塩またはフェニルアラニン塩である、請求項13記載のペプチド。
  15. さらに、水素結合基を含み、水素結合基と疎水性基の質量中心間の距離が、オングストローム〜12オングストロームを含む、請求項1ないし14のいずれか一項に記載のペプチド。
  16. さらに、水素結合基を含み、水素結合基と疎水性基の質量中心間の距離が、オングストローム〜10オングストロームを含む、請求項1ないし15のいずれか一項に記載のペプチド。
  17. 置換基が、11オングストロームの半径を有する、請求項16記載のペプチド。
  18. 置換基が、メチル、エチル、t−ブチル、c−ヘキシル、フェニル、n−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、エトキシ、t−ブトキシ、フェノキシ、ブトキシ、ベンジルオキシ、n−ヘキシルオキシおよびn−オクチルオキシ基からなる群から選択される、請求項17記載のペプチド。
  19. 抗不整脈剤として機能する、請求項1ないし18のいずれか一項に記載のペプチド。
  20. 経口投与可能なペプチドである、請求項1ないし19のいずれか一項に記載のペプチド。
  21. hPepT1トランスポーターまたはその生物学的に活性なフラグメントに結合している、請求項1ないし20のいずれか一項に記載のペプチド。
  22. インビトロ血漿安定性アッセイにおいて、30分を超える半減期を有する、請求項1ないし21のいずれか一項に記載のペプチド。
  23. インビトロ血漿安定性アッセイにおいて、48時間を超える半減期を有する、請求項1ないし22のいずれか一項に記載のペプチド。
  24. 酵素分解に対してペプチドを安定化させるために修飾されたペプチド結合を含む、請求項1ないし23のいずれか一項に記載のペプチド。
  25. 抗不整脈ペプチドに対する作用部位である、組織、細胞または細胞分画に結合している、請求項1ないし24のいずれか一項に記載のペプチド。
  26. 抗不整脈ペプチドが、AAP、AAP10、HP5またはその機能的なアナログからなる群から選択される、請求項23記載のペプチド。
  27. 組織、細胞または細胞分画の機能のモジュレーターである、請求項23記載のペプチド。
  28. 抗不整脈ペプチドの機能に拮抗する、請求項25記載のペプチド。
  29. 抗不整脈剤の機能に作用する、請求項25記載のペプチド。
  30. 抗不整脈ペプチドの受容体のモジュレーターである、請求項23記載のペプチド。
  31. 表1に示すペプチドからなる群から選択される、請求項1ないし30のいずれか一項に記載のペプチド。
  32. H−Gly−Lys(4−ニトロベンゾイル)−OH(化合物1);
    H−Gly−Lys(4−メトキシベンゾイル)−OH(化合物4);
    H−D−Lys(4−メトキシベンゾイル)−Gly−OH(化合物21);
    H−D−Lys(4−ニトロベンゾイル)Gly−OH(化合物22);
    H−D−Lys(4−t−ブチルベンゾイル)−Gly−OH(化合物54);
    H−D−Asn(NH(4−ニトロベンジル)Ala−OH(化合物96)
    H−D−Lys(ベンゾイル)Gly−OH(化合物23)または
    H−D−Asn(NH(4−メトキシベンジル)Ala−OH(化合物95)
    である、請求項1ないし31のいずれか一項に記載のペプチド。
  33. 患者に治療的に有効な量の該ペプチドを投与することを含む、ギャップ結合コミュニケーションの障害に関する病的症状の治療用の医薬の製造における、請求項1ないし32のいずれか一項に記載のペプチドの使用。
  34. 病的症状が、心血管疾患、気道上皮の炎症、歯槽組織の障害、膀胱失禁、難聴、内皮障害、糖尿病性網膜症、糖尿病性ニューロパシー、中枢神経系の虚血、脊髄の虚血、歯の組織障害、腎臓病、骨髄移植の不全、創傷、勃起不全、膀胱失禁、神経障害性の痛み、亜慢性および慢性の炎症、癌、移植不全;過剰な活性酸素種および/またはフリーラジカルおよび/または一酸化窒素により引き起こされる症状からなる群から選択される、請求項33記載の使用。
  35. 骨粗鬆症あるいは骨の形成、成長または維持に影響を及ぼす他の病変を治療するための医薬の製造における、請求項1ないし32のいずれか一項に記載のペプチドの使用。
  36. 医薬が経口投与するためのものである、請求項33ないし35のいずれか一項に記載の使用。
  37. 医薬がヒト患者に投与するためのものである、請求項33ないし36のいずれか一項に記載の使用。
  38. 請求項1ないし32いずれか一項に記載のペプチドおよび医薬担体を含む、医薬組成物。
  39. 組成物が経口投与可能である、請求項38記載の医薬組成物。
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