JP5635779B2 - Stx toxicity-inhibiting peptide and therapeutic agent for diseases caused by Stx - Google Patents

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Description

本発明は、Stx毒性阻害ペプチドに関するものである。   The present invention relates to a Stx toxicity-inhibiting peptide.

Shiga toxin (Stx)は、腸管出血性大腸菌が産生する主要な病原因子であり、消化管障害のみならず、その後の一連の微小血管障害である重症合併症〔たとえば、溶血性尿毒症症候群(HUS)〕などを引き起こすことが知られている。   Shiga toxin (Stx) is a major virulence factor produced by enterohemorrhagic E. coli and is not only a gastrointestinal disorder but also a series of microvascular disorders, such as severe complications such as hemolytic uremic syndrome (HUS) )] Is known to cause.

さらに、Stxは、Stx1とStx2の2つのファミリーから構成されることも知られている。   Furthermore, it is also known that Stx is composed of two families, Stx1 and Stx2.

そして、Stx1およびStx2は、いずれも、A−B型の毒素で、Bサブユニットが細胞膜上の受容体、Gb(globotriaosylceramide:Galα(1−4)−Galβ(1−4)−Glcβ1−Ceramide)に結合することにより細胞内に取り込まれること、また、放射対称状に並んだBサブユニットペンタマーはGb3の糖鎖部(グロボ3糖:Galα(1−4)−Galβ(1−4)−Glcβ1−)を特異的に認識すること、などが解明されるに伴って、Bサブユニットと受容体の結合を選択的に阻害する方法が注目され、様々な観点からの検討が進められてきた。 Then, Stxl and Stx2 are both in A-B 5 type toxin receptor on B subunit cell membrane, Gb 3 (globotriaosylceramide: Galα ( 1-4) -Galβ (1-4) -Glcβ1- Incorporated into cells by binding to Ceramide, and B subunit pentamers arranged in a radial symmetry form Gb3 sugar chain (globo trisaccharide: Galα (1-4) -Galβ (1-4 ) With the elucidation of specifically recognizing -Glcβ1-), a method for selectively inhibiting the binding between the B subunit and the receptor has attracted attention, and studies from various viewpoints have been promoted. I came.

そして、この出願の発明者らは、Stx1およびStx2のBサブユニットとグロボ3糖の結合にはクラスター効果が存在するとの知見から、多価型ペプチドライブラリーを利用したスクリーニング方法を確立している(特許文献1)。   The inventors of this application have established a screening method using a multivalent peptide library based on the knowledge that there is a cluster effect in the binding of Stx1 and Stx2 B subunits to globotrisaccharide. (Patent Document 1).

ここで、「クラスター効果」とは、ある機能分子とそのリガンドとの相互作用において、1対1の場合に比べて多価対多価の相互作用によって、著しくその結合親和性が亢進する現象をいい、特許文献1では、ペプチドライブラリーを多価にすることによって、Stx2のBサブユニットとの間にクラスター効果を発揮させ、Stx2との高結合親和性を有するStx2阻害ペプチドを特定している。なお、本発明者らがStx2阻害剤としてペプチドに着目した理由は、合成が比較的容易であり、また、一般に薬物としての適用に対して安全性が高いからである。   Here, the “cluster effect” is a phenomenon in which the binding affinity is remarkably increased by the interaction between multivalent and multivalent in the interaction between a certain functional molecule and its ligand as compared with the case of 1: 1. Okay, Patent Document 1 specifies a Stx2 inhibitory peptide having a high binding affinity with Stx2 by exerting a cluster effect with the B subunit of Stx2 by making the peptide library multivalent. . The reason why the present inventors have focused on peptides as Stx2 inhibitors is that synthesis is relatively easy and generally safe for application as a drug.

しかしながら、特許文献1のスクリーニング方法は、対象物とライブラリーとの結合からアミノ酸の選択性を導き出すことによってペプチドを特定するものであるため、一般的には、特定されたペプチドの毒性阻害効果までをも予測することは難しかった。そして、特許文献1では、Stx2毒性阻害ペプチドについての検討がなされているが、Stx1毒性阻害ペプチドについては具体的な検討がなされていなかった。   However, since the screening method of Patent Document 1 specifies peptides by deriving amino acid selectivity from the binding between an object and a library, generally, the toxic inhibitory effect of the specified peptides is also observed. It was difficult to predict. And in patent document 1, although examination about Stx2 toxicity inhibition peptide is made | formed, concrete examination was not made about Stx1 toxicity inhibition peptide.

Stx1は、志賀赤痢菌(Shigella dysenteriae Type I)の産生する志賀毒素と同一であることから、Stx1毒性阻害剤が開発されれば、腸管出血性大腸菌感染症のみならず、赤痢に対する有効な治療薬になり得ると考えられている。実際、アジアでは、年間9100万人が細菌性赤痢に罹患し、そのうち41万人が死亡しているため、Stx1毒性阻害剤の開発が急がれるが、現状では、臨床応用に耐え得るStx1毒性阻害剤は開発されていない。   Since Stx1 is the same as Shiga toxin produced by Shigella dysenteriae Type I, if a Stx1 toxicity inhibitor is developed, it is an effective therapeutic agent for not only enterohemorrhagic Escherichia coli infection but also dysentery It is thought that it can be. In fact, in Asia, 91 million people suffer from bacterial dysentery annually, of which 410,000 people die, so the development of Stx1 toxicity inhibitors is urgent, but at present, Stx1 toxicity that can withstand clinical application Inhibitors have not been developed.

一方、特許文献1でも指摘されているように、Stx1およびStx2のうち、より重篤な合併症を引き起こすのはStx2であり、臨床的には、Stx2毒性阻害剤の開発が重要であると考えることができる。   On the other hand, as pointed out in Patent Document 1, it is Stx2 that causes more serious complications among Stx1 and Stx2, and clinically, it is considered important to develop a Stx2 toxicity inhibitor. be able to.

したがって、Stx1およびStx2の両方に対して毒性阻害作用を発揮するペプチドを見出すことができれば、このペプチドを薬剤の有効成分とすることで、Stx1およびStx2に起因する様々な疾患が効果的に治療可能になると考えらえる。   Therefore, if a peptide that exhibits a toxic inhibitory effect on both Stx1 and Stx2 can be found, various diseases caused by Stx1 and Stx2 can be effectively treated by using this peptide as an active ingredient of a drug. Can be thought of as

WO2006/001542WO2006 / 001542

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、Stx1およびStx2の両方に対して優れた毒性阻害作用を発揮するペプチド、および、Stx1およびStx2に起因する疾患の治療薬を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and provides a peptide that exhibits an excellent toxicity inhibitory action on both Stx1 and Stx2, and a therapeutic agent for diseases caused by Stx1 and Stx2. The challenge is to do.

上記の課題を解決するため、本発明のStx毒性阻害ペプチドおよびStxに起因する疾患の治療薬は、以下のことを特徴としている。
<1>本発明のStx毒性阻害ペプチドは、Stx1およびStx2に対する結合性を有するとともに、Stx1およびStx2の細胞毒性を阻害するペプチドであって、3つのリジン(Lys)が結合して形成された分子核構造の両端に位置する4つのアミノ基の各々に、配列番号1のペプチドが、直接またはスペーサーを介して結合している。
<2>本発明のStx毒性阻害ペプチドは、スペーサーが、炭素数4〜10の炭化水素鎖を有する。
<3>本発明の治療薬は、Stx1およびStx2に起因する疾患の治療薬であって、前記<1>または<2>のStx毒性阻害ペプチドを含有する。
<4>本発明の治療薬は、Stx1およびStx2に起因する疾患、すなわち、腸管出血性大腸菌感染症または赤痢の治療薬である。
In order to solve the above problems, the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention and the therapeutic agent for diseases caused by Stx are characterized by the following.
<1> The Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention has a binding property to Stx1 and Stx2, and is a peptide that inhibits the cytotoxicity of Stx1 and Stx2, and is a molecule formed by binding three lysines (Lys) The peptide of SEQ ID NO: 1 is bound to each of the four amino groups located at both ends of the core structure, either directly or via a spacer.
<2> In the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention, the spacer has a hydrocarbon chain having 4 to 10 carbon atoms.
<3> The therapeutic agent of the present invention is a therapeutic agent for diseases caused by Stx1 and Stx2, and contains the Stx toxicity-inhibiting peptide of <1> or <2>.
<4> The therapeutic agent of the present invention is a therapeutic agent for diseases caused by Stx1 and Stx2, that is, enterohemorrhagic Escherichia coli infection or dysentery.

本発明のStx毒性阻害ペプチドによれば、Stx1およびStx2の細胞毒性を阻害することができる。したがって、このStx毒性阻害ペプチドを含有する薬剤は、Stx1、2に起因する疾患、例えば、腸管出血性大腸菌感染症(Stx1産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx2産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx1、Stx2両毒素産生性腸管出血性大腸菌感染症を含む)、赤痢に対して極めて有効である。   According to the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention, the cytotoxicity of Stx1 and Stx2 can be inhibited. Therefore, a drug containing this Stx toxicity-inhibiting peptide is used for diseases caused by Stx1 and 2, such as enterohemorrhagic E. coli infection (Stx1-producing enterohemorrhagic E. coli infection, Stx2-producing enterohemorrhagic E. coli infection, Stx1 and Stx2 both toxin-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infections) and dysentery are extremely effective.

Stx1に対するPPR−tet、PPP−tetの毒性阻害効果を示す図である。It is a figure which shows the toxicity inhibitory effect of PPR-tet and PPP-tet with respect to Stx1. Stx1毒性阻害ペプチドのスクリーニング方法を例示する概要図である。It is a schematic diagram which illustrates the screening method of Stx1 toxicity inhibition peptide. Stx1細胞障害活性に対する阻害効果を示す図である。5種のペプチドモチーフについて検討した。It is a figure which shows the inhibitory effect with respect to Stxl cell cytotoxic activity. Five types of peptide motifs were examined. MMA−tetが、STX1Bサブユニットのサイト1に特異的に結合していることを示す図である。It is a figure which shows that MMA-tet has couple | bonded specifically with the site 1 of STX1B subunit. Stx2細胞障害活性に対する阻害効果を示す図である。5種のペプチドモチーフについて検討した。It is a figure which shows the inhibitory effect with respect to Stx2 cell disorder activity. Five types of peptide motifs were examined. マウスを用いた感染実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the infection experiment using a mouse | mouth.

本発明の実施形態について説明する。以下、単に「Stx」という場合は、Stx1とStx2の両方を含むものとする。   An embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the term “Stx” includes both Stx1 and Stx2.

本発明のStx毒性阻害ペプチドは、Stx1およびStx2に強い結合親和性で結合することによって、Stx1およびStx2の細胞毒性を阻害するものである。具体的には、本発明のStx毒性阻害ペプチドは、3つのリジン(Lys)が結合して形成された分子核構造の両端に位置する4つのアミノ基の各々に、ペプチドモチーフとして、配列番号1のMet-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg(以下、MMARRRRと記すことがある)が結合したものである。   The Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention inhibits the cytotoxicity of Stx1 and Stx2 by binding to Stx1 and Stx2 with a strong binding affinity. Specifically, the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention has SEQ ID NO: 1 as a peptide motif on each of four amino groups located at both ends of a molecular nucleus structure formed by binding three lysines (Lys). Met-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg (hereinafter sometimes referred to as MMARRRR).

すなわち、本発明のStx毒性阻害ペプチドは、例えば、以下の化学式、   That is, the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention has, for example, the following chemical formula:

Figure 0005635779
Figure 0005635779

において、XXXX部に、MMARRRR(配列番号1)を有するものが例示される。なお、上記化学式1では、分子核構造の両端に位置する4つのアミノ基の各々に、スペーサーを有する形態を例示しているが、スペーサーを介さず、4つのアミノ基の各々に、直接、MMARRRR(配列番号1)を結合させることもできる。スペーサーを設ける場合、Stx毒性阻害活性を損なわないものであればよく、具体的な分子、長さは限定されない。スペーサーとしては、例えば、末端にアミノ酸を有する炭素数4〜10程度の鎖長のものが好ましく、Stx1毒性阻害活性としては、特に上記化学式1中の「U」で示される、amino hexanoic acid [NH2-(CH2)5-COOH]が好ましい。また、前記アミノ酸は、例えば、アラニン(A)が例示され、上記MMARRRR(配列番号1)と結合する。 In the example, the XXXXXX portion has MMARRRR (SEQ ID NO: 1). In addition, in the above chemical formula 1, a form in which each of the four amino groups located at both ends of the molecular nucleus structure has a spacer is exemplified, but the MMARRRR is directly attached to each of the four amino groups without using the spacer. (SEQ ID NO: 1) can also be bound. In the case of providing a spacer, it is sufficient that it does not impair the Stx toxicity inhibitory activity, and the specific molecule and length are not limited. As the spacer, for example, a chain having an amino acid at the terminal and having a chain length of about 4 to 10 carbon atoms is preferable, and the Stx1 toxicity inhibitory activity is particularly an amino hexanoic acid [NH] represented by “U” in the above chemical formula 1. 2 - (CH 2) 5 -COOH ] are preferred. The amino acid is exemplified by alanine (A), and binds to the above-mentioned MMARRRR (SEQ ID NO: 1).

さらに、本発明のStx毒性阻害ペプチドは、4つのペプチドモチーフ、MMARRRR(配列番号1)の各々の末端に修飾分子を有していることが好ましい。   Furthermore, the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention preferably has a modified molecule at each end of the four peptide motifs, MMARRRR (SEQ ID NO: 1).

なお、上記化学式1で例示するペプチドは、末端にMA(Met‐Ala)を有してしているが、これは、後述の実施例において、スクリーニングの際に導入したものを例示しており、上記化学式1のMAは、本発明のStx毒性阻害ペプチドにおいては必ずしも必要ではない。   In addition, although the peptide illustrated by the above chemical formula 1 has MA (Met-Ala) at the terminal, this is an example of what was introduced at the time of screening in Examples described later, The above MA of Chemical Formula 1 is not necessarily required in the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention.

また、ペプチドモチーフの末端にNHが露出するとプラス電荷になることから、電荷調節の観点からは、MMARRRR(配列番号1)の各々の末端に、修飾分子としては、電荷がない分子、さらには、疎水性の分子が考慮される。例えば、Stx毒性阻害ペプチド、またはこれを含有する薬剤を経口投与する場合、消化管内でのプロテアーゼによる分解を抑えるための安定化を目的として、末端のNHをアセチル基により保護することができる。これによって、Stx毒性阻害活性が増大する。このように、ペプチドモチーフの末端の修飾分子は適宜選択することができる。 Moreover, since NH 2 is exposed to a positive charge when the terminal of the peptide motif is exposed, from the viewpoint of charge control, as a modified molecule at each terminal of MMARRRR (SEQ ID NO: 1), Hydrophobic molecules are considered. For example, when a Stx toxicity-inhibiting peptide or a drug containing the same is orally administered, the terminal NH 2 can be protected with an acetyl group for the purpose of stabilization for suppressing degradation by proteases in the digestive tract. This increases Stx toxicity inhibitory activity. Thus, the modified molecule at the end of the peptide motif can be appropriately selected.

そして、本発明のStx毒性阻害ペプチドの作成方法は、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、ペプチド合成装置等を利用するなどの方法によって作製することができる。   A known method can be appropriately employed as a method for producing the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention. For example, it can be produced by a method such as using a peptide synthesizer.

以上のとおり、本発明のStx毒性阻害ペプチドは、ペプチドモチーフ、MMARRRR(配列番号1)を4つ有する4価のペプチドであり、クラスター効果によって、Stx1およびStx2に対して強い結合親和性を有しており、効果的にStx1およびStx2の細胞毒性を阻害することができるため、本発明のStx毒性阻害ペプチドを含有する薬剤によれば、Stx1、2に起因する疾患、例えば、腸管出血性大腸菌感染症(Stx1産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx2産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx1、Stx2両毒素産生性腸管出血性大腸菌感染症を含む)、赤痢を効果的に治療することができる。   As described above, the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention is a tetravalent peptide having four peptide motifs, MMARRRR (SEQ ID NO: 1), and has strong binding affinity for Stx1 and Stx2 due to the cluster effect. Therefore, according to the agent containing the Stx toxicity-inhibiting peptide of the present invention, diseases caused by Stx1 and 2, for example, enterohemorrhagic E. coli infection (Including Stx1-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection, Stx2-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection, Stx1, Stx2 both toxin-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection), and dysentery can be effectively treated.

以下、本発明の実施形態として、上記のStx毒性阻害ペプチドを含有する疾患の治療薬について説明する。ここでは、Stx毒性阻害ペプチド自体についての説明は省略する。   Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a therapeutic agent for a disease containing the above Stx toxicity-inhibiting peptide will be described. Here, description about Stx toxicity inhibition peptide itself is abbreviate | omitted.

Stx1およびStx2に起因する疾患の治療薬には、上記Stx毒性阻害ペプチド以外に、任意の製薬上許容される担体、賦形剤または安定化剤と混合することにより調製され保存される。許容される担体、賦形剤、または安定化剤は、用いられる用量および濃度において患者に非毒性であることを条件として、剤形や投与経路に応じて適宜に選択することができる。例えば、リン酸、クエン酸、および他の有機酸などのバッファー;アスコルビン酸およびメチオニンを含む酸化防止剤;防腐剤(オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド;ヘキサメトニウムクロライド;ベンズアルコニウムクロライド;ベンズエトニウムクロライド;フェノール;ブチルまたはベンジルアルコール;メチルまたはプロピルパラベン等のアルキルパラベン;カテコール;レゾルシノール;シクロヘキサノール;3-ペンタノール;およびm-クレゾールなど);低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリン等のタンパク質;ポリビニルピロリドン等の親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、またはリシン等のアミノ酸;グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む単糖類、二糖類、および他の炭水化物EDTA等のキレート剤、スクロース、マンニトール、トレハロースまたはソルビトールなどの糖;ナトリウムなどの塩形成対イオン;金属錯体(例えば、Zn-タンパク質錯体)またはトゥイーン(TWEEN)(商品名)、プルロニクス(PLURONICS)(商品名)、およびポリエチレングリコール(PEG)等の非イオン性界面活性剤等である。   In addition to the Stx toxicity-inhibiting peptide, the therapeutic agent for diseases caused by Stx1 and Stx2 is prepared and stored by mixing with any pharmaceutically acceptable carrier, excipient or stabilizer. Acceptable carriers, excipients, or stabilizers can be appropriately selected depending on the dosage form and administration route, provided that they are non-toxic to patients at the dosages and concentrations used. For example, buffers such as phosphoric acid, citric acid, and other organic acids; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (octadecyldimethylbenzylammonium chloride; hexamethonium chloride; benzalkonium chloride; benzethonium chloride Phenol; butyl or benzyl alcohol; alkyl parabens such as methyl or propyl paraben; catechol; resorcinol; cyclohexanol; 3-pentanol; and m-cresol); low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptide; serum albumin , Gelatin, or protein such as immunoglobulin; hydrophilic polymer such as polyvinylpyrrolidone; amino acid such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine, or lysine; Monosaccharides, disaccharides, including lucose, mannose, or dextrin, and other carbohydrates such as EDTA, sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; salt-forming counterions such as sodium; metal complexes (eg, Zn − Protein complexes) or TWEEN (trade name), PLURONICS (trade name), and nonionic surfactants such as polyethylene glycol (PEG).

なお、体内に投与される薬剤は無菌でなければならない。また、徐放性製剤を調製してもよい。徐放性製剤の好適な例は、固体疎水性ポリマーの半透性マトリクス(例えば、フィルム、またはマイクロカプセルの形状)である。除放性マトリクスの例は、ポリエステルヒドロゲル(例えば、ポリ(2-ヒドロキシエチル-メタクリレート)またはポリ(ビニルアルコール))、ポリアクチド(米国特許第3,773,919号)、L-グルタミン酸およびγ-エチル-L-グルタメート、非分解性エチレン-酢酸ビニル、LUPRON DEPOT(商品名)(乳酸-グリコール酸コポリマーと酢酸リュープロリドの注射可能な小球)などの分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、ポリ-(D)-3-ヒドロキシブチル酸等である。   In addition, the drug administered into the body must be sterile. In addition, sustained-release preparations may be prepared. A suitable example of a sustained release formulation is a semi-permeable matrix (eg, in the form of a film or microcapsule) of a solid hydrophobic polymer. Examples of sustained release matrices are polyester hydrogels (eg, poly (2-hydroxyethyl-methacrylate) or poly (vinyl alcohol)), polyactides (US Pat. No. 3,773,919), L-glutamic acid and γ-ethyl-L-glutamate. , Non-degradable ethylene-vinyl acetate, LUPRON DEPOT (trade name) (injectable globules of lactic acid-glycolic acid copolymer and leuprolide acetate), poly- (D) -3-hydroxy Butyric acid and the like.

このようにして製剤化した治療薬は、例えば、疾患の種類や症状に応じて、経口投与、局所投与、あるいは静脈等を介して全身投与することができる。投与量は、患者の体重、症状等に応じて決定することができ、例えば、1回当たり約5〜100mg/Kg、目安としては、約5〜10mg/Kg程度とすることができる。   The therapeutic agent thus formulated can be systemically administered, for example, orally, locally, or intravenously, depending on the type and symptoms of the disease. The dose can be determined according to the patient's weight, symptoms, etc., and can be about 5 to 100 mg / Kg per dose, for example, about 5 to 10 mg / Kg as a guide.

そして、本発明の治療薬によれば、Stx1産生性腸管出血性大腸菌感染症、赤痢に対して極めて有効であるとともに、より症状の重篤化と関係の深いStx2産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx1ならびにStx2両毒素産生性腸管出血性大腸菌感染症等の治療が可能となる。   According to the therapeutic agent of the present invention, the Stx2-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection is extremely effective against Stx1-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection and dysentery, and more closely related to the severity of symptoms. , Stx1 and Stx2 both toxin-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infections can be treated.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.

<実施例1>
(1)Stx1とStx2は、アミノ酸レベルで60%近いホモロジーを有することから、特許文献1で同定されたStx2阻害ペプチドのうち、特に阻害効果が強かったペプチドのStx1に対する効果を検討した。
<Example 1>
(1) Since Stx1 and Stx2 have a homology close to 60% at the amino acid level, among the Stx2 inhibitory peptides identified in Patent Document 1, the effect of a particularly strong inhibitory peptide on Stx1 was examined.

具体的には、次式   Specifically, the following formula

Figure 0005635779
Figure 0005635779

で表される3つのリジン(Lys)が結合して形成された分子核構造の両端に、位置する4つのアミノ基の各々に、スペーサーを介して、XXXX部分に、以下のペプチド、
配列番号2:Pro-Pro-Arg-Arg-Asn-Arg-Arg (PPRRNRR)
配列番号3:Pro-Pro-Pro-Arg-Arg-Arg-Arg(PPPRRRR)
が結合した4価ペプチドを使用して、Stx1に対する効果を検討した。
Each of the four amino groups located at both ends of the molecular nucleus structure formed by bonding three lysines (Lys) represented by the following peptide to the XXXXXX moiety via a spacer:
Sequence number 2: Pro-Pro-Arg-Arg-Asn-Arg-Arg (PPRRNRR)
Sequence number 3: Pro-Pro-Pro-Arg-Arg-Arg-Arg (PPPRRRRR)
The effect on Stx1 was examined using a tetravalent peptide to which is bound.

以下、便宜的に、配列番号2のペプチドモチーフを有する4価ぺプチドを「PPR−tet」、配列番号3のペプチドモチーフを有する4価ぺプチドを「PPP−tet」と記す。   Hereinafter, for convenience, a tetravalent peptide having the peptide motif of SEQ ID NO: 2 is referred to as “PPR-tet”, and a tetravalent peptide having the peptide motif of SEQ ID NO: 3 is referred to as “PPP-tet”.

なお、上記化学式1の末端のMA(Met‐Ala)は、アミノ酸シークエンスを確認するために、スクリーニングの際に導入されるものであり、スペーサー長は、Stxに最適化されている。具体的には、スペーサーとして、amino hexanoic acid [NH2-(CH2)5-COOH]を使用した。
(2)結果を図1に示す。図1に示されるように、PPR−tet、PPP−tetは、Stx1に対しては毒性阻害効果が低いことが確認された。
In addition, MA (Met-Ala) at the end of the above chemical formula 1 is introduced at the time of screening in order to confirm the amino acid sequence, and the spacer length is optimized to Stx. Specifically, amino hexanoic acid [NH 2 — (CH 2 ) 5 —COOH] was used as a spacer.
(2) The results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, it was confirmed that PPR-tet and PPP-tet have a low toxicity inhibitory effect on Stx1.

このように、Stx2阻害性が確認されているPPR−tet、PPP−tetがStx1に対する阻害効果が低い理由は、Stx1とStx2のBサブユニットの受容体結合表面に表面電荷がわずかに異なる領域が存在するためであると考えられる。   Thus, the reason why PPR-tet and PPP-tet, which have been confirmed to be Stx2 inhibitory, has a low inhibitory effect on Stx1, is that there is a region with slightly different surface charges on the receptor binding surface of the B subunit of Stx1 and Stx2. This is probably because it exists.

<実施例2>
(1)実施例1の結果を受け、以下の方法で、Stx1毒性阻害ペプチドの特定を試みた。
<Example 2>
(1) Based on the result of Example 1, identification of the Stx1 toxicity-inhibiting peptide was attempted by the following method.

Stx1毒性阻害ペプチドを開発するためには、まず、どの結合サイトを標的とするかが問題となる。グロボ3糖結合サイトは、Stx1Bサブユニットのサイト1、サイト2およびサイト3からなることが知られている。また、Stx1Bサブユニットは、放射対称状に並んでペンタマーを形成するが、サイト1、サイト2は、Bサブユニットの辺縁部、サイト3は、Bサブユニットの中心に近い位置に存在していることが知られている。   In order to develop a Stx1 toxicity-inhibiting peptide, first, which binding site is targeted is a problem. The globo trisaccharide binding site is known to be composed of site 1, site 2 and site 3 of the Stx1B subunit. In addition, Stx1B subunits are arranged in a radially symmetrical manner to form pentamers, but site 1 and site 2 are present at the edge of B subunit, and site 3 is located at a position near the center of B subunit. It is known that

そして、本発明者らは、サイト1が、Stx1とグロボ3糖(Gb3)との結合に最も寄与していること、この結合には、サイト1に存在するフェニルアラニン30の芳香環の疎水的な相互作用が重要であること、に着目し、サイト1をStx1毒性阻害ペプチドの標的サイトとして、F30A(Phe30をAlaで置換)のミュータントを作成し、特許文献1と同様の多価型ペプチドライブラリー法を用いて、Stx1毒性阻害ペプチドをスクリーニングした。
(2)スクリーニング方法は、特許文献1に記載の方法に準じるが、具体的には、上記の多価型ペプチドライブラリーを用いて行った。その概要を図2に示す。
The inventors of the present invention have found that site 1 contributes most to the binding between Stx1 and globotrisaccharide (Gb3), and this binding involves the hydrophobicity of the aromatic ring of phenylalanine 30 present at site 1. Focusing on the fact that the interaction is important, a mutant of F30A (Phe30 is replaced with Ala) was created using site 1 as the target site of the Stx1 toxicity-inhibiting peptide, and the same multivalent peptide library as in Patent Document 1 The method was used to screen for Stx1 toxicity-inhibiting peptides.
(2) Although the screening method is the same as that described in Patent Document 1, specifically, the screening was performed using the above multivalent peptide library. The outline is shown in FIG.

上記化学式1と図2に示す多価型ペプチドライブラリーのXXXX部は、Cys以外の19種のアミノ酸のミックスチャーからなるdegenerate positionを示す。   The XXXX part of the multivalent peptide library shown in Chemical Formula 1 and FIG. 2 represents a degenerate position consisting of a mixture of 19 amino acids other than Cys.

まず、野生型Stx1Bサブユニット、ならびにサイト1に変異を有するF30A(約1 mg)を固定したアフィニィティーカラムを調整し、1次スクリーニングとして、500μg程度の前記ライブラリーを添加して十分に結合させた。そのあと、PBS等で十分に洗浄し、結合しなかったライブラリーを洗い出し、最後に、カラムに留まっているライブラリーを30%酢酸で溶出させ、回収された画分を乾燥させ、アミノ酸配列解析を行った。   First, an affinity column fixed with wild-type Stx1B subunit and F30A (about 1 mg) having a mutation at site 1 is prepared, and as a primary screening, about 500 μg of the library is added and fully bound. I let you. After that, wash well with PBS etc., wash out the unbound library, finally elute the library remaining on the column with 30% acetic acid, dry the collected fraction, and analyze amino acid sequence Went.

その結果、各々のdegenerate positionで得られたアミノ酸について、どのアミノ酸がどの程度の強さで選択されるか、数値化された結果が得られた。   As a result, for the amino acid obtained at each degenerate position, a numerical result was obtained as to which amino acid was selected with what strength.

すなわち、野生型Stx1Bサブユニットを用いるときに、前記のようにして得られた、各degenerate positionの各アミノ酸の値を、mutant type:F30Aを用いたときに、前記のようにして得られた、対応するdegenerate positionの、対応するアミノ酸の値で割り、その結果、そのアミノ酸が野生型Stx1BサブユニットではF30Aにくらべて何倍選択されるようになったかが数値化された結果を得た。そして、19種のアミノ酸の値をすべてたすと19になるように標準化した。このとき、各アミノ酸の間で、選択性に差がないと値は1となる。この値が1.3を越えると強い選択性がみられたと判断した。結果を[表1]の1st-libraryの下段に示す。   That is, when using wild-type Stx1B subunit, the value of each amino acid at each degenerate position obtained as described above was obtained as described above when mutant type: F30A was used. Dividing by the value of the corresponding amino acid at the corresponding degenerate position, as a result, the number of times that the amino acid was selected in the wild-type Stx1B subunit compared to F30A was obtained as a numerical result. Then, it was standardized so that all 19 amino acid values would be 19. At this time, the value is 1 if there is no difference in selectivity between the amino acids. When this value exceeded 1.3, it was judged that strong selectivity was observed. The results are shown in the lower part of 1st-library in [Table 1].

Figure 0005635779
Figure 0005635779

1次クリーニングで、degenerate position:5〜7にアルギニン(R)が強く選択されたことから、このアルギニン(R)をlocking positionとして、上記[表1]に示す2nd-librariesを作製し、2次スクリーニングを行った。locking positionの導入によって、library全体としてのStx1Bサブユニットに対する結合性が増加するので、より特異的なモチーフが得られやすくなる。この2nd-libraryを用いて、前記と同様にwild type STX1B−サブユニットに結合するペプチドモチーフを、またサイト1のmutant STX1B−サブユニットに結合するペプチドモチーフを決定した。   In primary cleaning, arginine (R) was strongly selected at degenerate positions: 5 to 7, so that the 2nd-libraries shown in the above [Table 1] were prepared using this arginine (R) as the locking position, Screening was performed. By introducing the locking position, the binding to the Stx1B subunit as a whole library increases, so that a more specific motif can be easily obtained. Using this 2nd-library, the peptide motif that binds to the wild type STX1B-subunit and the peptide motif that binds to the mutant STX1B-subunit of site 1 were determined in the same manner as described above.

結果は、上記[表1]の2nd-libraries下段に示すとおり、degenerate position:5〜7は、アルギニン(R)と特定した。そして、degenerate position:1〜3では、メチオニン(M)、アラニン(A)が強く選択された。   As a result, as shown in the lower part of 2nd-libraries in [Table 1] above, degenerate positions: 5 to 7 were identified as arginine (R). In degenerate positions: 1 to 3, methionine (M) and alanine (A) were strongly selected.

この結果、以下の4つ、
配列番号1:Met-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg(MMARRRR)
配列番号4:Met-Ala-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (MAARRRR)
配列番号5:Ala-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (AMARRRR)
配列番号6:Ala-Ala-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (AAARRRR)
のペプチドモチーフが特定された。
As a result, the following four
SEQ ID NO: 1 Met-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (MMARRRR)
Sequence number 4: Met-Ala-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (MAARRRRR)
Sequence number 5: Ala-Met-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (AMARRRRR)
Sequence number 6: Ala-Ala-Ala-Arg-Arg-Arg-Arg (AAARRRRR)
The peptide motif was identified.

<実施例3>
(1)上記のペプチドモチーフ:MMARRRR(配列番号1)、MAARRRR(配列番号4)、AMARRRR(配列番号5)、AAARRRR(配列番号6)の各々を、3つのリジン(Lys)が結合して形成された分子核構造の両端に位置する4つのアミノ基に、スペーサーを介して結合させ、上記各々のペプチドモチーフによる、STX1Bサブユニットへの結合親和性(K値)を調べた。以下、配列番号1、4―6のペプチドモチーフを有する4価ペプチドを、それぞれ、「MMA−tet」、「MAA−tet」、「AMA−tet」、「AAA−tet」と記す。また、コントロールとして、ペプチドモチーフを持たない核構造だけの化合物MA-tetについも、同様に結合親和性を(K値)を調べた。K値の測定は、BIAcoreTMシステム(BIAcore, Uppsala, Sweden)を用いておこなった。本システムでは、センサーチップ上にSTX1Bサブユニットを固定し、ここに種々の濃度の4価ペプチドを流すことにより結合量を測定する。解析はBIAEVALIATION 3.0(BIAcore)により行い、最大結合量(RUmax)ならびにK値を算出した。
<Example 3>
(1) Each of the above peptide motifs: MMARRRR (SEQ ID NO: 1), MAARRRRR (SEQ ID NO: 4), AMARRRRR (SEQ ID NO: 5), and AAARRRRR (SEQ ID NO: 6) are formed by binding three lysines (Lys). four amino groups located at both ends of the molecular core structure, bound via a spacer, with the peptide motif described above were each examined binding affinity to STX1B subunits (K D value). Hereinafter, the tetravalent peptides having the peptide motifs of SEQ ID NOS: 1 and 4-6 are referred to as “MMA-tet”, “MAA-tet”, “AMA-tet”, and “AAA-tet”, respectively. As a control, also with a compound MA-tet only core structure without a peptide motif, it was examined in the same manner the binding affinity (K D value). Measurement of K D values were performed using the BIAcore TM system (BIAcore, Uppsala, Sweden). In this system, STX1B subunits are immobilized on a sensor chip, and the amount of binding is measured by flowing various concentrations of tetravalent peptides. Analysis was carried out by BIAEVALIATION 3.0 (BIAcore), and calculates the maximum binding amount (RUmax) and K D values.

なお、上記化学式1では、末端にMA(Met‐Ala)が結合しているが、これは、スクリーニングの際に導入したものであって、本発明のStx1毒性阻害ペプチドにおいては必ずしも必要ではない。また、スペーサーの具体的構成、長さもこの実施例に限定されることはない。
(2)結果を[表2]に示す。K値が低いほど、結合親和性が高いことを示している。
In Chemical Formula 1, MA (Met-Ala) is bonded to the terminal, but this was introduced at the time of screening, and is not necessarily required in the Stx1 toxicity-inhibiting peptide of the present invention. Further, the specific configuration and length of the spacer are not limited to this embodiment.
(2) The results are shown in [Table 2]. The lower the KD value, the higher the binding affinity.

Figure 0005635779
Figure 0005635779

[表2]に示されるように、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetはいずれも、Stx1Bサブユニットに対し非常に高い結合親和性を示すことが確認された。 一方、MA-tetでは結合は観察されなかった。このことから、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetはペプチドモチーフ依存的にSTX1Bサブユニットに強く結合することが示された。なお、RUMAX(AU)は、最大結合量を示している。 As shown in [Table 2], it was confirmed that MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet and AAA-tet all showed very high binding affinity to the Stx1B subunit. On the other hand, no binding was observed with MA-tet. This indicates that MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet, and AAA-tet bind strongly to the STX1B subunit in a peptide motif-dependent manner. Note that RU MAX (AU) indicates the maximum amount of binding.

<実施例4>
(1)実施例3で、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetのSTX1Bサブユニットに対する結合親和性が確認されたことから、前記各々のペプチドによるSTX1細胞毒性の阻害効果について検討した。
<Example 4>
(1) Since the binding affinity of MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet, and AAA-tet to the STX1B subunit was confirmed in Example 3, the inhibitory effect of each of the peptides on STX1 cytotoxicity investigated.

具体的な、実験条件は、STXに対して感受性が高いVero細胞を用い、1 pg/mlのSTX1ならびに、各濃度の4価ペプチドの共存下、3日間培養を行い、生存細胞の割合を測定した。   Specifically, the experimental conditions were Vero cells highly sensitive to STX, and cultured for 3 days in the presence of 1 pg / ml STX1 and tetravalent peptides at each concentration, and the ratio of viable cells was measured. did.

また、PPP−tetについてもSTX1による細胞毒性活性に対する阻害効果を検討した。
(2)結果は、図3に示すように、MMA−tetは、濃度依存的に、STX1細胞毒性を顕著に阻害することが確認された。具体的には、ペプチド濃度100μg/mlで、細胞生存率は100%となった。IC50値は25μg/mlであった。
Moreover, the inhibitory effect with respect to the cytotoxic activity by STX1 was examined also about PPP-tet.
(2) As a result, as shown in FIG. 3, it was confirmed that MMA-tet significantly inhibits STX1 cytotoxicity in a concentration-dependent manner. Specifically, the cell viability was 100% at a peptide concentration of 100 μg / ml. The IC50 value was 25 μg / ml.

一方、AMA−tet、PPP-tetでは阻害効果は低下し、IC50値はそれぞれ100μg/ml、130μg/mlであった。MAA−tet、AAA−tetではさらに阻害効果は低下し、IC50値はそれぞれ250μg/ml、300μg/mlであった。さらに、MMA−tet は、これまでに同定したSTX2阻害ペプチドPPP−tetに比べ、5倍以上の強いSTX1毒性阻害活性を示すことが明らかとなった。   On the other hand, the inhibitory effect decreased with AMA-tet and PPP-tet, and the IC50 values were 100 μg / ml and 130 μg / ml, respectively. In MAA-tet and AAA-tet, the inhibitory effect was further reduced, and the IC50 values were 250 μg / ml and 300 μg / ml, respectively. Furthermore, it was revealed that MMA-tet exhibits STX1 toxicity inhibitory activity 5 times or more stronger than the STX2 inhibitory peptide PPP-tet identified so far.

以上のとおり、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetは、いずれもSTX1Bサブユニットに対する結合親和性を有するものの、中でも、MMA−tetは、その他のペプチドと比較して、STX1の細胞毒性阻害効果が際立って顕著であった。すなわち、STX1に対する結合親和性(表2)と細胞毒性阻害効果(図3)には必ずしも相関関係がないことが示された。   As described above, MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet, and AAA-tet all have binding affinity for the STX1B subunit. Among them, MMA-tet is more STX1 than other peptides. The cytotoxic inhibitory effect of was markedly significant. That is, it was shown that there is not necessarily a correlation between the binding affinity for STX1 (Table 2) and the cytotoxic inhibitory effect (FIG. 3).

また、図3に示される、MMA−tet、AMA−tetおよびMAA−tetの阻害活性の比較から、MMA−tetのペプチドモチーフである配列番号1の2つのMet(M)はともに阻害活性に必要であること、しかしながら2番目のMet(M)のほうが1番目のMet(M)よりもSTX1毒性阻害活性により重要な働きをしていること、が明らかとなった。   From the comparison of the inhibitory activities of MMA-tet, AMA-tet and MAA-tet shown in FIG. 3, both Met (M) of SEQ ID NO: 1, which is a peptide motif of MMA-tet, are both necessary for inhibitory activity. However, it has been clarified that the second Met (M) plays a more important role in the STX1 toxicity inhibitory activity than the first Met (M).

以上のことから、MMA−tetを含有する薬剤は、Stx1に起因する疾患、例えば、腸管出血性大腸菌感染症、赤痢の治療薬として有効であることが示された。   From the above, it was shown that a drug containing MMA-tet is effective as a therapeutic agent for diseases caused by Stx1, for example, enterohemorrhagic Escherichia coli infection and dysentery.

<実施例5>
(1)実施例4の結果を受け、MMA−tetのSTX1に対する結合特異性をELISA法により検討した。
<Example 5>
(1) Based on the result of Example 4, the binding specificity of MMA-tet to STX1 was examined by ELISA.

具体的な、実験条件は、各濃度のMMA−tetをELISAプレートに固定し、野生型STX1と、STX1Bサブユニットのサイト1に変異を有する前記F30A各々を結合させた。その後洗浄し、特異的に結合した各Bサブユニット量を特異的抗体を用いて定量した。
(2)結果を、図4に示す。縦軸は、490nmの光の吸光度である。MMA−tetのF30Aに対する結合活性は、野生型STX1への結合に比べ、約1/10に低下していた。このことから、MMA−tetは、STX1Bサブユニットのサイト1に特異的に結合していることが確認された。
Specifically, MMA-tet at each concentration was immobilized on an ELISA plate, and the wild-type STX1 and each F30A having a mutation at site 1 of the STX1B subunit were bound to each experimental condition. After washing, the amount of each specifically bound B subunit was quantified using a specific antibody.
(2) The results are shown in FIG. The vertical axis represents the absorbance of light at 490 nm. The binding activity of MMA-tet to F30A was reduced to about 1/10 compared to binding to wild-type STX1. From this, it was confirmed that MMA-tet specifically binds to site 1 of the STX1B subunit.

<実施例6>
前記の特許文献1に記載されているように、これまでにも、本発明者は、STXBサブユニットに結合し、その毒性を阻害する化合物として、カルボシランデンドリマーを核構造としてグロボ3糖部を集積させた化合物を創案し、例えば、グロボ3糖部を6個有する化合物をSUPER TWIG(1) 6などと命名している。特許文献1では、STX2Bサブユニットのサイト1、サイト2、サイト3の各々にmutationを導入し、各mutantと、前記SUPER TWIG(1) 6と結合親和性の比較から、SUPER TWIG(1) 6とSTX2Bサブユニットとの結合には、サイト3が使用されているとの知見を得、この知見に基づいて、STX2Bのサイト3を標的にしたペプチドライブラリー法を利用し、STX2に対して高結合親和性を発揮するペプチドモチーフ(PPP−tet、PPR−tetなど)を決定し、その毒性阻害作用の検討を進めてきた。
<Example 6>
As described in the above-mentioned Patent Document 1, the present inventor has previously proposed a globo trisaccharide moiety having a carbosilane dendrimer as a core structure as a compound that binds to the STXB subunit and inhibits its toxicity. For example, a compound having six globo trisaccharide moieties is named SUPER TWIG (1) 6 or the like. In Patent Document 1, mutation is introduced into each of site 1, site 2 and site 3 of the STX2B subunit, and each mutant is compared with SUPER TWIG (1) 6 to compare the binding affinity with SUPER TWIG (1) 6. Based on this finding, the peptide library method targeting STX2B site 3 was used to bind STX2B subunit to STX2B. Peptide motifs (PPP-tet, PPR-tet, etc.) that exhibit binding affinity have been determined, and their toxicity inhibitory effects have been studied.

そして、前記実施例4、5において、MMA−tetのSTX1毒性阻害活性およびSTX1Bサブユニットのサイト1に対する特異的結合性が確認されたことから、新たに本実施例において、MMA−tetならびにMAA−tet、AMA−tet、AAA−tetによるSTX2Bサブユニットに対する結合親和性およびSTX2毒性阻害活性についての検討を試みた。
(1)結合親和性
実施例3と同様の方法で、MMA−tetならびにMAA−tet、AMA−tet、AAA−tetによるSTX2Bサブユニットに対する結合親和性(K値)を調べた。また、PPP−tet、PPR−tet、およびコントロールとして、ペプチドモチーフを持たない核構造だけの化合物MA-tetについても、同様に結合親和性を(K値)を調べた。この結果を[表3]に示す。
In Examples 4 and 5, since the STX1 toxicity inhibitory activity of MMA-tet and the specific binding property of STX1B subunit to site 1 were confirmed, MMA-tet and MAA- were newly added in this example. We examined the binding affinity and STX2 toxicity inhibitory activity for STX2B subunit by tet, AMA-tet and AAA-tet.
(1) in a manner similar to the binding affinity in Example 3, it was examined MMA-tet and MAA-tet, AMA-tet, binding affinity for STX2B-subunit by AAA-tet the (K D value). Further, PPP-tet, PPR-tet , and as a control, for the compound MA-tet only core structure without a peptide motif, were examined in the same manner the binding affinity (K D value). The results are shown in [Table 3].

Figure 0005635779
Figure 0005635779

[表3]に示されるように、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetはいずれも、STX2Bサブユニットに対する結合親和性が確認された。このことから、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetはペプチドモチーフ依存的にSTX2Bサブユニットに強く結合することが示された。   As shown in [Table 3], binding affinity for STX2B subunit was confirmed for all of MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet, and AAA-tet. This indicates that MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet and AAA-tet bind strongly to the STX2B subunit in a peptide motif-dependent manner.

また、同じ条件下で、PPP−tet、PPR−tetについてもSTX2Bサブユニットに対する結合親和性が確認された。結合親和性においては、MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetと顕著な違いは確認されなかった。   Moreover, the binding affinity with respect to STX2B subunit was confirmed also about PPP-tet and PPR-tet on the same conditions. In the binding affinity, a significant difference from MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet and AAA-tet was not confirmed.

一方、MA-tetでは結合は観察されなかった。なお、RUMAX(AU)は、最大結合量を示している。
(2)細胞毒性阻害効果
MMA−tet、MAA−tet、AMA−tet、AAA−tetによるSTX2による細胞毒性阻害効果について検討した。具体的な実験条件は、実施例4と同様に、Vero細胞を用い、1 pg/mlのSTX2ならびに、各濃度のペプチドの共存下、3日間培養を行い、生存細胞の割合を測定した。
On the other hand, no binding was observed with MA-tet. Note that RU MAX (AU) indicates the maximum amount of binding.
(2) Cytotoxic inhibitory effect The cytotoxic inhibitory effect by STX2 by MMA-tet, MAA-tet, AMA-tet, AAA-tet was examined. The specific experimental conditions were the same as in Example 4, using Vero cells, culturing for 3 days in the presence of 1 pg / ml STX2 and each concentration of peptide, and measuring the ratio of viable cells.

また、PPP−tetについてもSTX2による細胞毒性活性に対する阻害効果を検討した。   Moreover, the inhibitory effect with respect to the cytotoxic activity by STX2 was examined also about PPP-tet.

具体的には、図5に示すように、MMA−tetは、濃度依存的に、STX2細胞毒性を顕著に阻害することが確認された。140%の生存率を最大効果とすると、IC50値は17 μg/mlであった。   Specifically, as shown in FIG. 5, it was confirmed that MMA-tet significantly inhibits STX2 cytotoxicity in a concentration-dependent manner. Taking the survival rate of 140% as the maximum effect, the IC50 value was 17 μg / ml.

一方、AMA−tet、PPP-tetでは阻害効果は低下し、IC50値はそれぞれ62μg/ml、42μg/mlであった。MAA−tet、AAA−tetではさらに阻害効果は低下し、IC50値はそれぞれ140μg/ml、130μg/mlであった。すなわち、MMA−tet は、これまでに同定したSTX2阻害ペプチドPPP−tetに比べ、約2.5倍の強いSTX2毒性阻害活性を示すことが明らかとなった。   On the other hand, the inhibitory effect decreased with AMA-tet and PPP-tet, and the IC50 values were 62 μg / ml and 42 μg / ml, respectively. In MAA-tet and AAA-tet, the inhibitory effect was further reduced, and the IC50 values were 140 μg / ml and 130 μg / ml, respectively. That is, it was revealed that MMA-tet exhibits about 2.5 times stronger STX2 toxicity inhibitory activity than the STX2 inhibitory peptide PPP-tet identified so far.

このように、MMA−tetは、STX2Bを標的にして同定されたPPP−tetよりも優れた毒性阻害作用を発揮することが明らかになった。
<実施例7>
実施例4、6において、MMA−tetは、STX1およびSTX2による細胞毒性に対する強い阻害活性があること確認された。このような結果を踏まえ、実際にマウスを用いた感染実験を行った。
Thus, it was revealed that MMA-tet exerts a superior toxicity inhibitory action than PPP-tet identified by targeting STX2B.
<Example 7>
In Examples 4 and 6, it was confirmed that MMA-tet has a strong inhibitory activity against cytotoxicity by STX1 and STX2. Based on these results, infection experiments were actually performed using mice.

マウスは、低蛋白飼育C57BL/6(SPF,female)を使用し、感染菌は、STEC strain N9-D6 (stx1+,stx2+)を7.5×106cfu使用した。そして、感染第2日病日〜第5日病日のマウスに1日2回、Ac−MMA−tet(0.15 mg/mouse、0.5mg/mouse)を経口投与した。消化管内でのプロテアーゼによる分解を抑えるための安定化を目的として、MMAの末端にアセチル基を修飾した。 As a mouse, low protein breeding C57BL / 6 (SPF, female) was used, and as an infecting bacterium, STEC strain N9-D6 (stx1 + , stx2 + ) was used at 7.5 × 10 6 cfu. Then, Ac-MMA-tet (0.15 mg / mouse, 0.5 mg / mouse) was orally administered twice a day to mice infected on the 2nd day to the 5th day of infection. An acetyl group was modified at the end of MMA for the purpose of stabilizing in order to suppress degradation by protease in the digestive tract.

具体的には、以下の3グループに分けた。
グループ1(0.15 mg/mouse群):平均体重20.3g(6匹)
グループ2(0.5mg/mouse群):平均体重20.3g(6匹)
グループ3(control mouse群):平均体重21.4g(8匹)
結果を図6に示す。図6に示されるように、control mouse群は、10日〜13日しか生存しなかったのに対し、グループ1(0.15 mg/mouse群)では5匹が、グループ2(0.5mg/mouse群)では6匹すべてが60日以上生存した。したがって、Ac−MMA−tetの投与によってStx1、2毒性が阻害され、感染マウスの疾患が改善された結果、マウスの生存が維持されたと考えられる。
Specifically, it was divided into the following three groups.
Group 1 (0.15 mg / mouse group): Average body weight 20.3 g (6 animals)
Group 2 (0.5mg / mouse group): Average body weight 20.3g (6 animals)
Group 3 (control mouse group): average body weight 21.4g (8 mice)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, the control mouse group survived only 10 to 13 days, whereas group 1 (0.15 mg / mouse group) had 5 mice and group 2 (0.5 mg / mouse group). Then all six survived over 60 days. Therefore, it is considered that the administration of Ac-MMA-tet inhibited the toxicity of Stx1 and 2, and the disease of infected mice was improved, so that the survival of mice was maintained.

すなわち、MMA−tetを含有する薬剤によって、Stx1に起因する疾患、例えば、Stx1産生性腸管出血性大腸菌感染症、赤痢に対して極めて有効であるとともに、より症状の重篤化と関係の深いStx2産生性腸管出血性大腸菌感染症、Stx1ならびにStx2両毒素産生性腸管出血性大腸菌感染症が治療可能であることが示された。   That is, the drug containing MMA-tet is extremely effective for diseases caused by Stx1, such as Stx1-producing enterohemorrhagic Escherichia coli infection and dysentery, and more closely related to the severity of symptoms. Productive enterohemorrhagic E. coli infection, Stx1 and Stx2 both toxin-producing enterohemorrhagic E. coli infections have been shown to be treatable.

Claims (4)

Stx1およびStx2に対する結合性を有するとともに、Stx1およびStx2の細胞毒性を阻害するペプチドであって、3つのリジン(Lys)が結合して形成された分子核構造の両端に位置する4つのアミノ基の各々に、配列番号1のペプチドが、直接またはスペーサーを介して結合していることを特徴とするStx毒性阻害ペプチド。   A peptide having binding properties to Stx1 and Stx2 and inhibiting the cytotoxicity of Stx1 and Stx2, comprising four amino groups located at both ends of a molecular nucleus structure formed by combining three lysines (Lys) A Stx toxicity-inhibiting peptide, wherein the peptide of SEQ ID NO: 1 is linked to each directly or via a spacer. スペーサーは、炭素数4〜10の炭化水素鎖を有することを特徴とする請求項1のStx毒性阻害ペプチド。   The Stx toxicity-inhibiting peptide according to claim 1, wherein the spacer has a hydrocarbon chain having 4 to 10 carbon atoms. Stx1およびStx2に起因する疾患の治療薬であって、請求項1または2のStx毒性阻害ペプチドを含有することを特徴とする治療薬。   A therapeutic agent for a disease caused by Stx1 and Stx2, which comprises the Stx toxicity-inhibiting peptide of claim 1 or 2. Stx1およびStx2に起因する疾患が、腸管出血性大腸菌感染症または赤痢であることを特徴とする請求項3の治療薬。   The therapeutic agent according to claim 3, wherein the disease caused by Stx1 and Stx2 is enterohemorrhagic Escherichia coli infection or dysentery.
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