JP6345670B2 - D3から誘導されたd−エナンチオマーの新規ペプチド及びその使用 - Google Patents
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Description
Aβ−モノマーは、Aβ−オリゴマーの構成成分であり、人体で常に発生しており、恐らくそれ自体では毒性でない。それどころか、Aβ−モノマーは、神経保護機能さえ有する可能性がある。Aβ−モノマーは、その濃度に依存して偶然に一緒に堆積することがある。この濃度は、体内のその形成速度及び分解速度に依存する。年齢が増加すると共に、体内でのAβ−モノマーの濃度の向上が起こり、そして前記モノマーが自然発生的に一緒に堆積してAβ−オリゴマーを生じる可能性がより確からしくなる。そうして発生するAβ−オリゴマーは、プリオンに類似して増加し、そして最終的にはアルツハイマー病を生じる可能性がある。
WO 02/081505からは、Aβ−ペプチドに結合するD−アミノ酸の様々な配列が知られている。Dアミノ酸からの前記配列は、解離定数(KD値)4μmolでアミロイドβペプチドに結合する。
WO 2011/147797からは、アミノピラゾールと、Aβ−オリゴマー化を妨げるペプチドとからなるハイブリッド化合物が知られている。
さらに、課題は、新規ペプチド、好ましくはD−エナンチオマーのD−ペプチドD3(配列番号11)の誘導体であって、D3と比較してより効率的な特性を有するもの、を提供することであった。この特性は、特に、Aβ−種への結合親和性及び結合特異性、Aβ−フィブリル形成の阻害、Aβ−細胞毒性の阻害、Aβ−オリゴマーの沈殿、Aβ−フィブリルの非毒性非アミロイド形成種への変換、である。
一変法において、組み合わせポリマーは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9及び/又は配列番号10及び/又は配列番号11及びそのホモログ並びにその部分又は断片からなる群から選択される少なくとも1のモノマー、及び
少なくとも1のAβ−オリゴマーに結合するペプチドであって、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10及び/又は配列番号11及びそのホモログ並びにその部分又は断片(好ましくは、実質的にD−エナンチオマーからなる)からなる群から選択されるモノマーと更なるモノマーとして異なるペプチド
を含む。
モノマー単位の共有結合又は連結は、本発明の意味合いにおいて、ペプチドがヘッドtoヘッド、テイルtoテイル又はヘッドtoヘッドで、その間にリンカー又はリンカー基が使用されずに、鎖状に相互に連結される場合に存在する。
「ホモログ配列」又は「ホモログ」は、本発明の意味合いにおいて、アミノ酸配列が、少なくとも50、55、60、65、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%のモノマーの前述のアミノ酸配列の1との同一性を有することを意味する。「同一性」の概念の代わりに、本明細書では、「ホモログに」又は「ホモロジ−」との概念が同義に使用される。2つの核酸配列又はポリペプチド配列の間の同一性は、Smith, T.F.及びWaterman, M.S (Adv. Appl. Math. 2: 482−489 (1981))のアルゴリズムを基礎とするプログラムBESTFITを援用した比較により、アミノ酸についての以下パラメーターの調節下で計算される:Gap creation penalty: 8、Gap extension penalty: 2; 核酸についての以下パラメーター: Gap creation penalty: 50 、Gap extension penalty: 3。
好ましくは、2つの核酸配列又はポリペプチド配列の間の同一性は、それぞれ全ての配列長にわたる核酸配列/ポリペプチド配列の同一性によって定義され、例えばNeedleman, S.B.及びWunsch, CD. (J. Mol. Biol. 48: 443−453)のアルゴリズムを基礎とするプログラムGAPを援用した比較により、アミノ酸についての以下パラメーターの調節下で計算される:Gap creation penalty: 8、Gap extension penalty: 2; 核酸についての以下パラメーター:Gap creation penalty: 50、Gap extension penalty: 3。
2つのアミノ酸配列は、本発明の意味合いにおいて、これらが同じアミン酸配列を有する場合に、同一である。
さらに、ペプチドとして、上述の配列を含む配列も使用される。
本発明の意味合いにおいて、「実質的にDアミノ酸からなる」とは、本発明により使用すべきモノマーは、少なくとも50%、60%、好ましくは75%、80%、特に好ましくは85%、90%、95%、特に96%、97%、98%、99%、100%がDアミノ酸から構成されていることを意味する。
a)D3中のアミノ酸構成成分の順序及び数の変更。この場合に、D3中に存在するアミノ酸のみ使用される。
b)D3配列のアミノ酸1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11個の欠失。
c)他のアミノ酸、好ましくはD−エナンチオマーによるアミノ酸1、2、3、4、5又は6個の交換。
連結とは、本発明の意味合いにおいて、化学結合、例えばRoempp Chemie Lexikon, 第9版, 第1巻, 650頁〜, Georg Thieme Verlag Stuttgartに定義されている化学結合であり、好ましくは主原子価結合、特に共有結合である。
物質とは、変法において、薬事法(§2又は§4(19)、2012年9月より)に定義されている医薬品又は作用物質である。代替的に、作用物質は、医薬的に作用物質として使用される、治療的に活性のある物質である。好ましくは、炎症抑制剤が使用される。
物質とは、更なる変法において、ペプチドの作用を強化する化合物である。
変法において、そのような化合物は、アミノピラゾール及び/又はアミノピラゾール誘導体である。アミノピラゾール誘導体は、本発明の意味合いにおいて、3−アミノピラゾール−5−カルボン酸又は3−ニトロピラゾール−5−カルボン酸並びに、複素環のCH基が−CR−又は−N−又は−O−又はS−により交換されている全ての誘導体並びにそれらから誘導される全てのペプチド性のダイマー、トリマー又はテトラマー、好ましくはアミノピラゾール−トリマーである。
更に代替的に、ペプチドの溶解性及び/又は脳血液関門の通過を改善する化合物である。
本発明の主題は、さらに、特に毒性Aβ−オリゴマーを妨げるための又はそこから形成されるポリマー若しくはフィブリルの分解のための、本発明のペプチドを含む組成物である。
本発明の「組成物」は、例えば、本発明のペプチドを専門知識に基づいて製造される処方物において含む、接種物質、医薬品(例えば、タブレット形状にある)、注入溶液、食品又は食品補助剤であってよい。
かかるキットにおいて、本発明のペプチドは、容器において、場合によって、緩衝液又は溶液と共に/緩衝液又は溶液の中に、包装されていてよい。キットの全ての成分は、同一の容器において又は相互に別個に包装されていてよい。さらに、キットは、その使用のための指示書を含んでよい。かかるキットは、例えば、本発明の、栓及び/又はセプタムを有する注入バイアルにおいて含んでよい。さらに、その中には、例えばディスポーザブルシリンジが含まれていてもよい。
本発明の主題は、アミロイドβオリゴマーの同定、定量測定及び/又は定性測定のための、本発明のペプチドを含むプローブでもある。
かかる分子プローブは、本発明のポリマー及び場合によって着色剤、蛍光着色剤、放射性同位体(PET他)、ガドリニウム(MRI)並びにプローブの像形成に適した代替的な物質を含み、かつ、例えば静脈内注射によって、患者に注射されてよい。脳血液関門を介した通過性に応じて、プローブはAβ−オリゴマー及び/又はプラークに結合してよい。そうしてマーキングされたAβ−オリゴマー及び/又はプラークは、SPECT、PET、CT、MRT、プロトン−MR−分光法等といった任意の方法を用いて、可視可能にされてよい。
表1に記載のD3変異体は化学合成された。
ペプチドをさらに、種々のAβ−の立体配置(Aβ−モノマー、−オリゴマー、−フィブリル)へのそのin vitro結合に関してELISAにおいて試験した。全てのペプチドは、Aβ−モノマーへの弱い結合を示すが、しかし、オリゴマー及びフィブリルへの比較的高い親和性を示した(図2)。興味深いことに、アミノ末端でビオチニル化したモノマーは検出されなかった一方で、カルボキシ末端のビオチニル化を有する「シードのない」モノマー(凝集核なしに沈殿)は弱く結合していた。これは、D3誘導体のアミノ末端に局在する結合エピトープ部を示唆する可能性があると解釈できる。
いくつかのペプチドをチオフラビンT(ThT)凝集試験において使用した。ThTは、蛍光色素であり、種々のアミロイドタンパク質のβシートリッチな構造に結合し、そして、440nmの励起により蛍光を発する。この発光は、このようにして試料中の相対的なフィブリル含有量と相関させることができる。ThT試験は、Aβのフィブリル化の測定のために利用され、そして、Aβ−凝集に対するこの可能性のある阻害作用を検出するために特にリガンドで使用される。ペプチドを、10μMのAβ−溶液を用いて1:10(Aβ:ペプチド)の比で使用した。15時間後に、Aβコントロール中の飽和相に達した後に、リガンド添加なしに、D−ペプチドとAβの共インキュベーションのThT蛍光を評価し、Aβ−コントロールインキュベーションに依存した%で示した。この場合に、全ての使用したペプチドがAβフィブリル形成を明らかに減少させることが示された(図3)。
さらに、Aβ、特にAβ−オリゴマーに対してD3に比較して高められた結合強度を、その凝集に対して少なくとも同じ作用でもって示すD3変異体を同定した。より強化された結合は、より効率的な治療効果であると推測される。
300個よりも多くのD3変異体が固定されている、JPT社(ベルリン)の膜を用いたPepSpot分析によって、Aβ(1〜42)オリゴマーに対してより親和性に結合する変異体を同定することを試みた。D3、変異アミノ酸配列を有するD3変異体(いわゆる飽和突然変異作成−全てのアミノ酸を、そのD−エナンチオマー形状にある全19個の他の天然に存在するアミノ酸によって交換している)及び対照を、トリオキサ膜カルボキシ末端に固定化した。5μMのAβ(1〜42)オリゴマーを用いた5分間のインキュベーション及び洗浄工程後に、結合したAβのシグナルを、抗Aβ抗体(6E10)によって検出した。結合シグナルを、シグナル強度/表面積として評価した。分析の際に、D3オリジナルのシグナル強度(平均値)を誘導体のシグナル強度と比較した。Aβ−オリゴマーのより強い結合を生じたアミノ酸交換を、表3にまとめて示している。
この結果を確認するため、そして、表4に記載のアミノ酸交換の組み合わせによって、Aβに対してさらにより強い親和性を有する新規変異体を獲得するために、更なるD3変異体を、Pepscan社のPepchipアレーにカップリングさせ、そしてそのAβ結合強度について試験した。変異体選択では、既に記載の、Pepspot膜評価の結果を根拠にした。6個の独立した試験において、D3誘導体に結合するAβを、カップリングしたFITCマーキングを介して検出した。この場合に、5μMのAβ−FITCを使用した。検出を、マイクロアレースキャナー型番FLA8000(Fujifilm社)において行い、結合シグナルをAIDAアレーメトリックスソフトウェアを用いて測定し、Mathlabのバージョン7.10.0.449を用いて評価した。図4は、例として、選択されたPepchipの結合シグナルを示す。
図1:RD2によるAβ 1〜42の凝集挙動の調節、イオジキサノール密度勾配を用いて分析。イオジキサノール勾配を、100μlの80μMのAβ 1〜42溶液及び100μlの80μMのAβ及び20μMのRD2混合物を用いて層を重ねた。引き続き、3時間4℃で259.000×gで遠心分離した。15個の分画(15個の分画は、ローディングバッファーと沸騰させたペレットである)を、遠心分離工程の直後に手動で回収し、トリス−トリシン−SDS−PAGEを介して引き続く銀染色を用いて分析した。20μMのD3を用いた同じ条件下の工程を実施する場合には、Aβのみを用いた工程に比較して変更は生じなかった。
Claims (15)
- D−エナンチオマーのアミノ酸を少なくとも50%含むペプチドであって、該ペプチドは、以下からなる群より選択されるアミノ酸配列を有するペプチド単量体又は互いに同一又は異なる複数の該ペプチド単量体から構成されるペプチド多量体を含む、ペプチド:
(1) 配列番号2、
(2) 配列番号2と80%以上の同一性を有し、アミロイドβペプチドに対する結合能を有するホモログ配列。 - 更なる物質と連結されていることを特徴とする請求項1記載のペプチド。
- 医薬品における使用のための請求項1又は2記載のペプチド。
- アルツハイマー病の治療のための請求項1から3のいずれか1項記載のペプチド。
- 少なくとも90%がD−アミノ酸から構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のペプチド。
- アミロイドβペプチドのフィブリル形成の阻害のための請求項1から5のいずれか1項記載のペプチド。
- 凝集したアミロイドβペプチドへの結合のための請求項1から6のいずれか1項記載のペプチド。
- ペプチドを、ペプチド合成又は突然変異生成により製造することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドの製造方法。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドを含むキット。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドを含む組成物。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドからなる、アミロイドβフィブリル及び/又はアミロイドβオリゴマーの同定、定量測定及び/又は定性測定のためのプローブ。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドを含む、アミロイドβオリゴマー及び/又はアミロイドβペプチド凝集体を妨げるための組成物。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドを含む、毒性アミロイドβオリゴマー及び/又は凝集体の解毒化のための組成物。
- アミロイドβオリゴマー及び/又は凝集体が、請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドと無定形の非毒性凝集体を形成することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のペプチドを含む、アルツハイマー病の治療又は予防薬。
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