JP6392758B2 - バソプレッシン−2レセプターのペプチドアンタゴニスト - Google Patents
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Description
AVPの過剰分泌は、低ナトリウム血症のような疾患の鍵となる病因因子であり、V2Rアンタゴニストの使用が循環血液量正常性又は循環血液量過多性の低ナトリウム血症により特徴付けられる病状、例えば、SIADH(抗利尿ホルモン不適合分泌症候群)、肝硬変及び鬱血性心不全(CHF)において非常に有効である理由を説明する(Ghaliら,Cardiology, 2008, 111, 147-157)。SIADHはAVPの分泌過多により引き起こされ、AVPは過剰な水貯留を導き、結果としてNa+濃度の低下及び肺及び中枢神経系での浮腫を導く。V2Rアンタゴニストは、抗利尿効果により、血清Na+レベルを増加させ又は正常化する。トルバプタン(OPC-41061)及びコニバプタン(YM-087)は、循環血液量正常性又は循環血液量過多性の低ナトリウム血症、SIADH、鬱血性心不全及び肝硬変と診断された患者についてFDA及び/又はEMEAに承認されている(Araiら,Curr Opin Pharmacol., 2007, 7, 124-129;Manningら,Prog. Brain Res., 2008, 170, 473-412)。V2Rアンタゴニストは、循環血液量正常性又は循環血液量過多性の低ナトリウム血症により特徴付けられる他の病状、例えば脳浮腫に有益である可能性がある(Walcottら,Neurotherapeutics, 2012, 9, 65-72)。
NSIAD(Nephrogenic Syndrome of Inappropriate Antidiuresis)は、V2Rレセプターの恒常的活動の原因となる変異、例えばR137C及びR137Lに起因する。患者は、血清バソプレッシンレベルが低いにもかかわらず、低ナトリウム血症及び高い尿浸透圧を示す。V2Rアンタゴニストであるサタバプタン及びトルバプタンは、細胞培養物(Tenenbaumら,PLoS One, 2009, 4, e8333)又はNSIAD患者(Decauxら,JASN, 2007, 18, 606-612)のいずれでも、この恒常的活動を阻害することができない。
この疾患はV2Rを不活化する変異に関連する。欠陥レセプターは細胞内に隔離され、循環性AVPが到達不可能である。このことは、特に子供で、重篤な脱水症を伴う多尿症を導く。V2Rアンタゴニスト(バプタン)はファーマコシャペロン(pharmacochaperone)として挙動し、細胞に浸透することができ、変異体レセプターを救うことが可能である(Morelloら,J. Clin. Investigation, 2000, 105, 887-895)。これにより、幾つかの例において、抗利尿効果を回復させるために該レセプターをAVPで刺激することが可能になる(Bernierら,J. Am. Soc. Nephrol., 2006, 17, 232-243;Robbenら,Am. J. Physiol. Renal. Physiol., 2007, 292, 253-260)。バプタンは臨床試験で調べられたが、そのほとんどは肝毒性が原因でFDAに承認されなかった(Manningら,Prog. Brain Res., 2008, 170, 473-512)。今日、トルバプタンのみがFDAに承認されている。
腎多嚢胞病は、多くの嚢胞の出現により特徴付けられ、最終的には患者の大部分で末期腎不全を導く。PKD1及びPKD2遺伝子に変異を有する患者は、血中バソプレッシン濃度が高いにもかかわらず、尿を濃縮することができない。この病状について現在利用可能な治療法は透析又は移植である。V2Rアンタゴニストは、劣性及び優性腎多嚢胞病の種々の動物モデル(CD1pcy/pcyマウスモデルを含む)において、該疾患の過程を減速させることが示された(Gattoneら,Nature Medicine, 2003, 9, 1323-1326;Torres, V.E., Clin. J. Am. Soc. Nephrol., 2008, 3, 1212-1218;Wangら,J. Am. Soc. Nephr., 2008, 19, 102-108)。CD1pcy/pcyマウスは、腎尿細管の発生及び機能に関与するタンパク質であるネフロシスチン-3をコードするNPHP3遺伝子におけるミスセンス変異により引き起こされる常染色体劣性嚢胞性腎疾患のモデルである。この変異は腎嚢胞形成及び末期腎不全を導く。更に、常染色体優性腎多嚢胞病の患者についての第III相臨床試験により、患者に3年間投与されたトルバプタンは、嚢胞を裏打ちする上皮細胞の増殖を減少させることが示された(Higashiharaら,Clin. J. Am. Soc. Nephrol., 2011, 6, 2499-2507)。
アレスチンとの相互作用により、V2R刺激は、cAMP及びMAPキナーゼが関与するシグナル伝達経路の活性化を導き、よって増殖応答を支持する。例えば、ラットへのAVP注入は腎尿細管上皮細胞の増殖を誘導し、この増殖はV2Rアンタゴニストで阻害することができる(Alonsoら,Endocrinology, 2009, 150, 239-250)。更に、V2Rアンタゴニストのような抗利尿剤は、腎臓ガン細胞(Bolignanoら,Urol. Oncol., 2010, 28, 642-647)及び肺ガン細胞(Pequeuxら,Endocr. Relat. Cancer, 2004, 11, 871-885)の増殖を阻害することができた。これら結果は、V2Rアンタゴニストが種々のタイプのガンに対する良好な治療候補物質であることを示している。
フォン・ビルブラント因子(VWF)は一次止血に関与する。AVPも、V2R特異的アゴニストであるdDAVP(ミニリン(登録商標))もまた、V2Rとの相互作用を介して、VWF及び第VIII因子のレベルを増加させることが証明されている(Kaufmannら,J. Clin. Invest., 2000, 106, 107-116)。血液凝固の過剰は血栓(血餅)を導くことがあるが、これらは、V2Rアンタゴニストを使用して、凝固因子の分泌を制限することにより治癒させ得る。
フランスでのメニエール病の発生率は、1/13,300と推定される。その病理はほとんど知られていない。内リンパ腫脹は特徴的な徴候と考えられ、内リンパ過分泌又は不十分な再吸収に起因し得る。内耳のメニエール病状は、めまい、悪心、耳鳴及び難聴のような症状の起源でありそうである。蝸牛内圧の上昇が、音波又は動きを正確に検出する線毛細胞(cilial cells)の能力を損なうと考えられている(Kitaharaら,J. Neuroendocrinol., 2008, 20, 1295-1300)。現時点では、炭酸脱水酵素を阻害し、低カリウム性抗利尿剤として作用するアセタゾラミド(ダイアモックス)での治療が用いられる。V2Rは、内耳への浸透圧を低下させることで、メニエール病の治療に使用し得る。
−バプタンは、チトクロームCYP3A4に対する阻害効果に起因して肝毒性である。このため、使用には患者の厳重なモニタリングが必要となり、長期投与は制限される。幾つかのものは静脈内注射でのみ投与され、このことによって使用が入院患者に限定される。
−バプタンはV2Rに対してのみ幾らかの選択性を有しており、V2/V1a選択性指数は112(サタバプタン)から0.15(コニバプタン)まで種々である。
−バプタンはMAPキナーゼ活性化のアゴニストである。したがって、バプタンは、特定のV2R関連シグナル伝達経路を完全に遮断することができない。
−バプタンは生理学的緩衝液への可溶性に乏しく、バイオアベイラビリティーが制限されている(Bernierら,JASN, 2006, 17, 591-)。
したがって、治療的使用のために改善された特性を有する(特に、現在利用可能な非ペプチド性V2Rアンタゴニストと比較して、V2R選択性が増大し、毒性が低下した)新たなV2Rアンタゴニストの必要性が存在する。
配列番号1の残基1〜57と少なくとも50%同一であるアミノ酸配列(I)を含んでなり、該アミノ酸配列(I)が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸であるか、又はX1はメチオニン(M)であり、X2及びX3はフェニルアラニン(F)であり、X4はイソロイシン(I)である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、バソプレッシン-2レセプター(V2R)経路が関与する疾患の治療でV2Rアンタゴニストとして使用するための単離タンパク質に関する。
本発明に従う種々の使用のためのタンパク質(天然、組換え又は合成であり得る)は、アミノ酸配列(I)を含んでなるか又は配列(I)からなる。配列(I)は、競合V2Rアンタゴニスト活性を有する薬理学的に活性なトキシン(タンパク質、ペプチド又はトキシンと呼ぶ)である。本発明に従う種々の使用のためのタンパク質は、デンドロトキシンの典型的なクニッツ型構造(ねじれ二本鎖逆平行βシートとそれに続くαヘリックスであり、タンパク質を安定化し立体配置に寄与する1〜3つのジスルフィド結合を含む構造)を有する。
これら特性は、当業者に公知の技法(例えば、本願実施例に記載のもの)によって容易に検証することができる。
例えば、図1Bに示す、ブラッケリン-3(配列番号5;83アミノ酸)とU-Da2a(配列番号1)とのアラインメントは、参照配列と比較配列との間のアラインメント長(すなわち、配列番号1の全長(配列番号1の1位〜57位))にわたって、参照配列にギャップは存在せず、比較配列にもギャップは存在せず、整列されているが、比較配列中のアミノ酸とは異なる参照配列中のアミノ酸が23存在することを示す。したがって、C=23、R=57であり、パーセント同一性=100×[1−(23/57)]となり、ブラッケリン-3は、配列番号1の1位〜57位と60%同一であるアミノ酸配列を含んでなる。
別の1つの好適な実施形態において、配列(I)は、NGFF及びNGLFからなる群より選択されるモチーフX1X2X3X4を含んでなる。
別の1つの好適な実施形態において、配列(I)は、100までのアミノ酸、より好ましくは約60までのアミノ酸を有する配列であって、配列番号1と、1〜5アミノ酸の欠失及び/若しくは挿入が散在し、並びに/又は1〜30、好ましくは1〜15、1〜10若しくは1〜5アミノ酸の置換及び/若しくは末端欠失が存在することが配列番号1と異なる配列とからなる群より選択される。
欠失及び/又は挿入は、有利には、(i)配列番号1に散在する1〜5つの単一アミノ酸欠失/挿入、及び(ii)配列番号1の一方又は両方の端部における1〜5アミノ酸の末端欠失から選択される。好ましくは、末端欠失は、配列番号1のN末端からの1、2、3若しくは4アミノ酸残基の欠失及び/又はC末端からの1若しくは2アミノ酸残基の欠失から選択される。
配列番号1の5位及び55位、14位及び38位、並びに/又は30位及び51位のシステイン残基は、有利には、変異していない。
好ましくは、タンパク質は、配列番号1〜5のアミノ酸配列、1、2、3若しくは4アミノ酸残基のN末端欠失及び/若しくは1若しくは2アミノ酸残基のC末端欠失を含む配列番号1〜3のいずれか1つのバリアント、並びに1〜30アミノ酸残基のN末端欠失及び/又は1若しくは2アミノ酸残基のC末端欠失を含む配列番号5又は6のバリアントからなる群より選択される配列を含んでなるか、又はそのような配列からなる。このような好適なタンパク質の例は配列番号11〜13である。
別の1つの好適な実施形態において、タンパク質は、エンドプロテアーゼにより標的される1以上のアミノ酸残基が対応する非天然のD体で置換されている改変タンパク質である。例えば、トリプシンの標的である1以上のアルギニン及び/又はリジン残基は、対応する非天然形態で置換することができる。
別の1つの好適な実施形態において、タンパク質は、1以上のジスルフィド架橋が非天然の連結により置換されている改変タンパク質である。好ましくは、非天然連結は還元に対して抵抗性であり、例えばチアゾリジンリンカーである。これらリンカーは、生物学的流体中に存在する還元物質に対する本発明のタンパク質の抵抗性を増大させる。
別の1つの好適な実施形態において、タンパク質は、バイオアベイラビリティーを増大させる因子、特に、例えばポリエチレングリコールのような尿排出を減少させる因子に結合させる。
本発明によれば、タンパク質、ポリヌクレオチド及び/又はベクターは、医薬的に許容され得るキャリアを更に含んでなる医薬組成物中に含まれていてもよい。
医薬組成物は、経口、非経口及び局所経路を含む(が、これらに限定されない)幾つかの経路による投与用に製剤化される。医薬的に許容され得るキャリアは、従来使用されているものである。
加えて、タンパク質は、有利には、生理学的性質を変化させるため、特に生物中での半減期(グリコシル化:HAUBNER R.ら,J. Nucl. Med., 2001, 42, 326-36;PEGとの接合:KIM TH.ら,Biomaterials, 2002, 23, 2311-7)、可溶性(アルブミンとのハイブリダイゼーション:KOEHLER MF.ら,Bioorg. Med. Chem. Lett., 2002, 12, 2883-6)、プロテアーゼに対する抵抗性(非天然アミノ酸(例えばD体))、及び/又は腸吸収(Lienら,TIB, 2003, 21, 556-)を向上させるために、当業者に周知の手段により改変されてもよい。
医薬組成物は、例えば投与される個体に対して有益性を示すに十分である、治療有効量のタンパク質/ポリヌクレオチド/ベクターを含んでなる。治療有効量は、使用する組成物、投与経路、処置する哺乳動物のタイプ(ヒト又は動物)、検討中の具体的哺乳動物の身体的特性、併用される薬物療法及び医薬分野の当業者が認識する他の因子に依存する。
V2R経路が関与する病状としては、(i)循環血液量正常性又は循環血液量減少性の低ナトリウム血症により特徴付けられる病状、例えば鬱血性心不全(CHF)、肝硬変、抗利尿ホルモン不適合分泌症候群(SIADH)及び脳浮腫、(ii)抗利尿不適合性腎症候群(NSIAD)、(iii)先天性腎性尿崩症(cNDI)、(iv)腎多嚢胞病、(v)ガン(腎臓及び肺ガンを含む)、(vi)血栓症、及び(vii)メニエール病が挙げられるが、これらに制限されない。
本発明の別の1つの観点は、診断目的又は研究目的に、、生理学的若しくは病理学的条件下で又は内因性若しくは外因性の刺激に応答して、V2Rをインサイチュ(インビトロ又はインビボ)で検出するために光学的撮像法、磁気共鳴撮像法(MRI)及び陽電子断層撮影法(PET)において適用することができる診断試薬又は造影試薬としてのタンパク質の使用に関する。タンパク質はまた、V2Rリガンド(V2Rアゴニスト及びアンタゴニストを含む)をスクリーニングするための薬剤スクリーニングツールとして使用する。
1つのより好適な実施形態において、標識タンパク質は、放射活性物質又は蛍光物質に共有結合されている。
標識化物質、例えば蛍光物質又は放射活性物質とタンパク質と共有結合は、(i)タンパク質の化学合成の間に、該タンパク質のN若しくはC末端部に標識化物質を組み込むか、又は(ii)組換え若しくは合成のタンパク質に反応性基(遊離システイン、ビオチニン、アジド成分)を組み込んだ後、当該基を用いて標識化物質を共有結合することにより達成してもよい。
好ましくは、標識化物質は、タンパク質のN又はC末端に共有結合される。なぜならば、タンパク質の端部はV2Rへの結合に関わらないからである。
本発明の別の1つの主題は、V2R発現レベルの増減が関与する病状を診断するためのインビボでの使用のためのタンパク質である。
診断応用には、標識タンパク質を用いて、患者組織におけるV2R発現をインサイチュで可視化し、発現レベルを同じタイプの健常個体組織と比較して評価する。V2R過剰発現はガンのような病状を示唆する一方、V2R過少発現は先天性腎性尿崩症(cNDI)のような病状を示唆する。一旦診断が確立すれば、診断した患者に有効な治療(例えばガン又はcNDIを治療するためのV2Rアンタゴニストの使用を含む)を決定することが可能となる。
本発明の1つの主題はまた、V2Rを研究するための研究ツールとしてのタンパク質の使用である。
− 分析すべき細胞を標識タンパク質と接触させる工程、及び
− 標識細胞を検出する工程
を含んでなる方法である。
細胞の標識化は、特には、当業者に公知の任意の技法(蛍光顕微鏡、フローサイトメトリ、磁気共鳴撮像)により検出可能である蛍光標識法又は磁性標識法である。
特にはリアルタイムでの、レセプターの哺乳動物身体におけるインビボ検出(細胞撮像は、ペプチドを哺乳動物に投与する(非経口注射、経口投与)前工程を含む。
本発明の別の1つの主題は、V2Rリガンドをスクリーニングするためのタンパク質の使用である。
− V2Rを試験分子及び標識タンパク質とインキュベートする工程、及び
− 試験分子の存在下及び不在下で得られるシグナルを測定する工程
を含んでなり、試験分子の存在下でのシグナルが試験分子なしのコントロールと比較して低いことが、該試験分子がV2Rリガンドであることを示す、方法である。
その後、同定したリガンドのV2Rに対するアゴニスト、アンタゴニスト効果を、当該分野において周知である薬理学的アッセイ(例えば本願実施例に開示のもの)を用いてV2R発現細胞で試験する。
本発明の別の1つの主題は、V2R結晶を製造するための結晶化剤としてのタンパク質の使用である。V2R結晶は、その後、V2Rの三次元構造を決定するために、X線回折により分析する。
本発明のタンパク質は、配列番号1のタンパク質(U-Da2a、U-Da2aタンパク質、U-Da2aペプチド又はU-Da2aトキシンとも呼ばれる)を含んでなる。
本発明のタンパク質は、本発明において使用するタンパク質群の1つの亜群に属する。したがって、本発明のタンパク質は、ヘビ毒塩基性プロテアーゼインヒビターの特徴的なクニッツフォールド及びV2Rアンタゴニスト活性を有する。本発明のタンパク質は、本発明において使用するタンパク質について以前に説明したように改変され、キメラであり及び/又は標識されていてもよい天然、組換え又は合成のタンパク質である。
− 150の他のGPCR及び8つの心臓イオンチャネルに比してV2Rについて絶対的選択性を有する、高度にV2R選択性のリガンドである。例えば、U-Da2aは、10,000を超えるV2R/V1a選択性指数を有する。高い親和性と強い選択性との組合せにより、治療用量の低減が可能となり、その結果二次的な副作用も減少し得る。
− V2Rについてナノモル濃度の親和性を有する。
− V2Rの3つの主要なシグナル伝達経路(すなわち、cAMP蓄積、アレスチン動員及びMAPキナーゼリン酸化)をブロックすることができる最初の選択的競合アンタゴニストであり、そのため新たなクラスの治療薬を導き得る。
− インビボでV2R標的に到達し、飽和用量を少なくとも90日間毎日使用しても毒性を示すことなく強力な利尿効果を生じることができる。
− ペプチドとして、次のような更なる興味深い性質を示す:ペプチド分解産物に起因する毒性がない;完全な水溶性;血液脳関門を横断せず、そのため中枢神経系のレセプターの機能に影響しない;診断ツールを生み出すためのリード化学構造である。
別の1つの好適な実施形態において、配列(I)は、75までのアミノ酸、より好ましくは約60までのアミノ酸を有し、配列番号1と、1〜15アミノ酸、好ましくは1〜10アミノ酸、より好ましくは1〜5アミノ酸の欠失、挿入及び/又は置換が存在することが配列番号1と異なる配列とからなる群より選択される。
欠失及び/又は挿入は、有利には、(i)配列番号1に散在する1〜5つの単一アミノ酸欠失/挿入、及び(ii)配列番号1の一方又は両方の端部における1〜5アミノ酸の末端欠失から選択される。好ましくは、末端欠失は、配列番号1のN末端からの1、2、3若しくは4アミノ酸残基の欠失及び/又はC末端からの1若しくは2アミノ酸残基の欠失から選択される。
好ましくは、本発明のタンパク質は、配列番号1のアミノ酸配列、1、2、3若しくは4アミノ酸残基のN末端欠失及び/若しくは1若しくは2アミノ酸残基のC末端欠失を含む配列番号1のバリアントを含んでなるか、又はそのようなアミノ酸配列若しくはバリアントからなる。このような好適なタンパク質の例は配列番号11〜13である。
別の1つの好適な実施形態において、配列(I)は、C1とC6との間、C2とC4との間、及びC3とC5との間のジスルフィド結合から選択される1〜3(1、2又は3)つの、好ましくは3つのジスルフィド結合を含む(ここで、C1〜C6は各々、配列(I)のN末端→C末端にそれぞれ番号付けられたシステイン残基である)。このようなタンパク質の例は、3つ及び2つのジスルフィド結合をそれぞれ含む配列番号1及び16である。好ましくは、C1は、配列(I)の1〜5位(1位、2位、3位、4位又は5位)に存在し、C6と50±2アミノ酸離間している;C2とC4との間、C3とC5との間は、それぞれ25±2アミノ酸及び20±2アミノ酸離間している。より好ましくは、C1〜C6は、配列番号1のそれぞれ5位、14位、30位、38位、51位及び55位に存在する。加えて、C1及び/又はC6は、有利には、当該タンパク質のそれぞれ最初及び最後の残基である。
本発明の別の1つの観点は、前記ポリヌクレオチドを含んでなる組換えベクターに関する。好ましくは、組換えベクターは、宿主細胞(例えば、哺乳動物、細菌又は真菌の細胞)にトランスフェクトするか又は形質転換したとき、該ポリヌクレオチドを発現させることが可能である発現ベクターである。ポリヌクレオチドは、発現ベクター中に、発現に関して適切な方向で正確なリーディングフレームに挿入する。好ましくは、ポリヌクレオチドは、少なくとも1つの転写調節配列に作動可能に連結し、任意に少なくとも1つの翻訳調節配列に作動可能に連結していてもよい。組換えベクターとしては、遺伝子操作及び遺伝子治療において使用する通常のベクター(例えば、プラスミド及びウイルスベクターを含む)が挙げられる。
本発明の更なる1つの観点は、前記ポリヌクレオチド又は組換えベクターで形質転換された宿主細胞を提供する。
本発明のポリヌクレオチド、ベクター、細胞は、周知の組換えDNA技法を用いる本発明のタンパク質の製造に有用である。
本発明の別の1つの観点は、少なくとも1の本発明タンパク質、ポリヌクレオチド及び/又はベクターと、医薬的に許容され得るキャリアとを含んでなる医薬組成物に関する。本発明の更なる1つの観点は、医薬としての本発明のタンパク質、ポリヌクレオチド及び/又はベクターに関する。
本発明の別の1つの観点は、本発明のタンパク質、好ましくは標識タンパク質を含んでなる診断試薬に関する。
本発明に従うV2Rは任意の哺乳動物に由来し、好ましくはヒトV2Rである。
本発明に従うポリヌクレオチドは、当該分野において公知の従来法により作製する。例えば、ポリヌクレオチドは、PCR若しくはRT-PCRによる核酸配列の増幅によって、又は相同プローブを用いるハイブリダイゼーションによるゲノムDNAライブラリのスクリーニングによって、さもなければ全体的若しくは部分的化学合成によって作製する。組換えベクターは、当該分野において公知である従来の組換えDNA技法及び遺伝子操作技法により構築し、宿主細胞中に導入する。
本発明の実施には、特に断らない限り、当業者の技術の範囲内である従来の技法を用いる。このような技法は文献に十分に説明されている。
上記の構成に加え、本発明はまた、添付の図面を参照しながら本発明の主題の例示的な実施形態に言及する下記の説明から明らかとなる他の構成を含む。
1)材料及び方法
a)タンパク質抽出及び精製
1グラムのDendroaspis angusticep毒(LATOXAN, France)を、Akta精製装置(PFIZER, Canada)において2mL/分にて多段階NaClグラジエントを用いてSource 15Sでイオン交換(2×15cm)を行うことにより13画分に分離した。画分Fを、100分間に0〜100%アセトニトリル及び0.1%トリフルオロ酢酸の線形グラジエントを用いる分取カラム(C18、15μm、20cm、VYDAC、France, 20mL/分)での逆相クロマトグラフィー(Waters 600)により更に精製した。最後に、画分Dを、C18 Vydacカラム(4.6mm、5μm、15cm、1mL/分)で0.5%アセトニトリル/分のグラジエントを用いて精製した。
b)生化学的特徴決定
エドマン分解によるU-Da2aの配列決定
U-Da2a(200pmolをBiobrene被覆フィルターに載せた)のN末端配列決定を、Applied Biosystems(Foster City, CA, USA)のProcise Model 492自動シーケンサーにおいてエドマン化学を利用した行った。
インソース崩壊MALDI-TOFによる配列決定
15μgの精製U-Da2aを2μLのトリス(カルボキシエチル)ホスフィン100mM(SIGMA-ALDRICH, St Louis, USA)で還元して、ジスルフィド結合を除去した。50℃にて1時間後、Zip-Tip C18マイクロカラム(MILLIPORE, Billarica, MA, USA)で製造業者のプロトコルに従って混合物を精製した。還元トキシンの溶出を、5μLのアセトロニトリル/ギ酸(ACN/FA) 0.2%(50/50, v/v)を用いて行った。アセトロニトリル/ギ酸 0.1% 50/50(v/v)中で飽和させた1,5-ジアミノナフタレン(ACROS, Geel, Belgium)をインソース崩壊実験用のマトリクスとして用いた。1μLのトキシン溶液及び1μLのマトリクスを混合し、MALDIプレートにスポットした。インソース崩壊(ISD)フラグメンテーションを、Nd-YAG Smartbeamレーザ(MLN 202, LTB)を備えるULTRAFLEX II MALDI-TOF/TOF (BRUKER DALTONICS, Bremen, Germany)マススペクトロメータで記録した。レーザ出力を55%に設定し、m/z 900〜6500の間でスペクトルを採取した。
300ngの精製トキシンを5μLの50mM NH4HCO3(pH8)に溶解させた。次いで、2μLの250mMジチオスレイトール(DTT)を加え、ジスルフィド結合を全て還元させた(56℃で30分間)。次いで、スルフヒドリル基を、暗所にて室温で1時間、2.2μLの500mMヨードアセトアミド(IAA)を用いてアルキル化させた。DTT及びIAAは共に50mM NH4HCO3中に予め調製した。最後に10ngのウシトリプシン(比1/30)を加え、U-Da2aを4時間37℃にて消化させた。得られるペプチドをZip-Tip C18マイクロカラムを用いて脱塩化し、10μLのACN/FA 0.2%(50/50, v/v)を用いて溶出させた。1μLのこのサンプルをMALDIプレートにスポットし、マトリクスとして使用した1μLの2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-DHB)と混合した。ペプチドの分析はULTRAFLEX IIスペクトロメータ(上記参照)を用いて行った。m/z 500〜3600でペプチドの質量フィンガープリントを記録した。LIFT-TOF/TOF技術を用いてタンデム質量分析実験を行った(Detlevら,Suckau, Anal. Bioanal. Chem., 2003, 376, 952-965)。
ソフトウェア
全てのデータはFlex Control 3.0により採集した。得られるスペクトルはBiotools 3.2及びSequence Editor 3.2を用いて分析した。この3つのソフトウェアはBRUKER DALTONICS製である。
c)タンパク質合成及びプロセシング
U-Da2aを、APPLIED BIOSYSTEMS 433Aペプチド合成機(Foster City, CA, USA)で合成し、精製し、ムスカリン性トキシンMT1について記載された方法(Mourierら,Mol Pharmacol, 2003, 63, 26-35)に従って折り畳ませた。簡潔には、この方法には、Fmocストラテジ、ペプチド切断及び逆相カラムでの精製を用いる固相合成が含まれた。次いで、線状ペプチドを、Tris緩衝液(pH8)中でグリセロール(25%)並びに酸化及び還元グルタチオン(1mM)の存在下にて24時間折り畳ませた。
V2Rに結合できるトキシンの存在は、ヘビDendroaspis angusticepsから抽出した毒のスクリーニングにより検出した。精製後、このトキシンを2つの相補的手順 エドマン分解及びマスフラグメンテーションにより配列決定し、生化学的に特徴決定した。
トキシン(U-Da2aと呼ぶ)は、クニッツ構造ファミリーに属し3つのジスルフィド結合(Cys1-Cys6、Cys2-Cys4及びCys3-Cys5)を有する57アミノ酸ペプチド:RPSFCNLPVKPGPCNGFFSAFYYSQKTNKCHSFTYGGCKGNANRFSTIEKCRRTCVG(配列番号1)である。最も近い配列は、デンドロトキシンE、B及びK、ムルギン-1並びにブラッケリン-3のような他のヘビ毒に相当する(図1)。これらデンドロトキシンは電位依存性カリウムチャネルを遮断する性質を有する。
固相ペプチド合成により、GMP品質で大量のU-Da2aの合成が可能になる。次いで、合成ペプチドを、ジスルフィド架橋が形成されるようにプロセシングした。天然産物と同じ薬理学的性質を有するこの合成化合物を、以下の全ての実験で使用した。
1)材料及び方法
1.1 バソプレッシンレセプターを用いる結合アッセイ
バソプレッシンレセプターを発現する細胞の膜をPERKINELMER(Courtaboeuf, France)から購入した。結合実験を96ウェルプレートで3H-AVP(PERKINELMER, Courtaboeuf, France)を用いて行った。反応混合物には、最終体積100μL中、50mM Tris-HCl(pH7.4)、10mM MgCl2及び1g/L BSAが含まれていた。プレートを3時間室温にてインキュベートした。結合反応を、細胞採集装置(PERKINELMER, Courtaboeuf, France)で、0.5%ポリエチレンイミン中に予め浸漬したGF/Cフィルターを通過させる濾過により停止させ、プレートを乾燥させた。Ultimagold O(25μl;PERKINELMER)を各ウェルに加え、TopCountカウンター(PERKINELMER, Courtaboeuf, France)を用いてサンプルをカウントした(計数効率55%)。非特異結合を1μM AVPの存在下で測定した。Kaleidagraph(SYNERGY SOFTWARE, Reading, PA, USA)を用いて、一部位阻害質量作用曲線を阻害結合データにフィットさせた。Cheng-Prusoff等式(Chengら,Biochem. Pharmacol., 1973, 22, 3099-3108)を用いて、IC50値を競合実験についてのKiに変換した。
FLIPRアッセイを行い、異なるGタンパク質共役レセプター(GPCR)に対するアゴニスト活性及びアンタゴニスト活性についてU-Da2aをプロファイリングした。
パーセンテージ活性化及びパーセンテージ阻害の値を各GPCRについて測定した。パーセンテージ活性化値は、1μMのU-Da2aを最初に添加した際に測定した。更に、U-Da2aを25℃にて2分間インキュベートした後、パーセンテージ阻害を測定した。パーセンテージ阻害値は、推定のEC80濃度で参照アゴニストを添加した際に測定した。全てのウェルは、EMD MilliporeのGPCRProfiler(登録商標)アッセイ緩衝液を用いて調製した。GPCRProfiler(登録商標)アッセイ緩衝液は、20mM HEPES及び2.5mMプロベネシド(pH7.4)を含むように補充した改変ハンクス平衡化塩溶液(HBSS)であった。アゴニストアッセイはFLIPRTETRA装置で行い、蛍光ベースラインが定まった後、U-Da2a、ビヒクルコントロール及びEmaxの参照アゴニストをアッセイプレートに加えた。アゴニストアッセイは合計180秒であり、アッセイする各GPCRを活性化する各化合物の能力を評価するために用いた。アンタゴニストアッセイは、事前に決定したEC80効力値を用いて行った。予めインキュベートした(2分間)全てのサンプル化合物ウェルを、蛍光ベースラインが定まった後、EC80濃度の参照アゴニストでチャレンジした。アンタゴニストアッセイは、アゴニストアッセイに使用したものと同じアッセイプレート及び同じ装置を用いて行った。全てのアッセイプレートデータを適切なベースライン補正に供した。ベースライン補正の適用後、最大蛍光値を出力し、データ処理してパーセンテージ活性化(Emax参照アゴニスト値及びビヒクルコントロール値に対する相対値)、パーセンテージ阻害(EC80値及びビヒクルコントロール値に対する相対値)及び追加の統計値(すなわち、Z'、反復データ値間のパーセンテージ変動)を算出し、各プレートの質を評価した。アッセイプレートデータを拒絶した場合、追加実験を行った。
心臓イオンチャネル(Nav1.5、Cav1.2、Kv4.3/KChIP2、Kv1.5、KCNQ1/mink、Kir2.1、hERG、HCN4)に対する活性についてU-Da2aを試験する電気生理学的アッセイを、IonWorks Quattro及びIonWorks HT電気生理学プラットフォーム(MOLECULAR DEVICES)を製造業者の指示に従って用いて行った。U-Da2aを水中で300μM濃度に調製した。このストック溶液をマスタープレート及びアッセイプレートに移し、アッセイプレート中には2μl/ウェルの溶液を配置した。アッセイ日に、適切なDMSO濃度を含む198μlの外液を加え、十分に混合した。これにより1:100希釈物を得た。IonWorks中の細胞に添加する際に更に1:3希釈を行い、1:300希釈物を得た。各アッセイプレートに、ビヒクルコントロール(0.3% DMSO)用に少なくとも8ウェルを用意し、試験する細胞株に特異的な各陽性コントロール用に少なくとも8ウェルを用意した。陽性コントロールは最大ブロッキング濃度及びほぼIC50濃度で試験した。陽性コントロールに使用した化合物:Nav1.5 100μM及び5mMリドカイン、Kv4.3/KChIP2 20μM及び500μMキニジン、Cav1.2 1μM及び100μMニトレンジピン、Kv1.5 300μM及び10mM 4-AP、KCNQ1/minK 10μM及び100μMクロマノール293B、hERG 0.1μM及び1μMシサプリド、HCN4 50μM及び3mMセシウム、Kir2.1 20μM及び500μMバリウム。
結合試験は、放射性標識リガンド3H-AVPを用い、3つのバソプレッシンレセプターサブタイプについて平衡状態で行った。U-Da2aはV2Rに対して2〜5nMの親和性を有する一方、トキシンは、1μMの濃度でさえ、V1aR及びV1bRに対する3H-AVPの結合を阻害しなかった(図2)。
FLIPRアッセイを行い、以下の157のGPCRに対するアゴニスト活性及びアンタゴニスト活性についてU-Da2aをプロファイリングした:M1、M2、M3、M4、M5、A1、A2B、A3、アルファ1A、アルファ1B、アルファ1D(D2-79)、アルファ2A、ベータ1、ベータ2、ベータ3、C3aR、C5aR、AT1、APJ、BB1、BB2、BB3、ブラジキニンB2、CGPR1、CaS、CB1、CB2、ChemR23、CCR1、CCR10、CCR2B、CCR3、CCR4、CCR5アカゲザル(rhesus macaque)、CCR6、CCR7、CCR8、CCR9、CX3CR1、CXCR1、CXCR2、CXCR3、CXCR4、CXCR5、CXCR6、XCR1/GPR5、CCK1、CCK2、CRF1、CRF2、D1、D2L、D4、D5、ETA、ETB、GPR41、GPR43、GABAB1b、GAL1、GAL2、グレリンレセプター、GIP、GLP-1、GLP-2、グルカゴン、セクレチンレセプター、mGlu1、mGlu2、TSH、GnRH、H1、H2、H3、GPR99、GPR54、BLT1、CysLT1、CysLT2、LPA1、LPA3、LPA5/GPR92、S1P1、S1P2、S1P3、S1P4、S1P5、MrgD、MRGX1、MRGX2、MCHR1、MCHR2、MC2、MC4、MC5、モチリンレセプター、NMU1、NMU2、NPBW1/GPR7、Y2、Y4、NTR1、FPR1、FPRL1、GPR109A、デルタ、カッパ、ミュー、NOP/ORL1、OX1、OX2、GPR39、OT、GPR103/QRFP、P2RY1、P2RY2、P2RY4、P2RY11、P2RY12、PAF、PK1、PK2、PRP、DP、EP1、EP2、EP3、EP4、FP、IP1、TP、トリプシン活性化PAR、トロンビン活性化PAR、PTH1、PTH2,5-HT1A、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C、5-HT4B、5-HT6、SST2、SST3、SST4、SST5、GPR68/OGR1、SUCNR1/GPR91、NK1、NK2、NK3、TRH、GPR14、V1A、V1B、V2、PAC1長型イソフォーム、VPAC1及びVPAC2。U-Da2a活性は、V2Rに対してのみ検出され、69%拮抗し、よってV2RレセプターについてのU-Da2aの選択性が証明された。
電気生理学的アッセイを行い、以下の心臓イオンチャネルに対する活性についてU-Da2aを試験した:Nav1.5、Cav1.2、Kv4.3/KChIP2、Kv1.5、KCNQ1/mink、Kir2.1、hERG及びHCN4。U-Da2aは、1μMの濃度で、前記イオンチャネルのいずれについても、顕著な阻害を示すようには見えなかった。これら結果は、U-Da2aが、V2Rに対して、心臓イオンチャネルに対するデンドロトキシンの既知の活性とは異なり該活性から予測されない独特の活性を有することを証明する。
1)材料及び方法
1.1 バソプレッシンでのV2Rの活性化が誘導するcAMP産生に対する競合的拮抗効果
安定的にトランスフェクトしたヒトV2R発現CHO細胞(Cotteら,J. Biol. Chem., 1998, 273, 29462-68;Phalipouら,J. Biol. Chem., 1999, 274, 23316-23327)を96ウェルに配置した。24時間後、細胞を、DMEM、5% BSA及び0.1mM RO 201724(CALBIOCHEM # 557502;MERCK-MILLIPORE)(cAMP特異的ホスホジエステラーゼの選択性インヒビター)を含む50μl容量のインキュベーション培地中、漸増濃度のU-Da2aの存在(阻害条件)下又は不在(コントロール条件)下、漸増濃度のAVPで24時間刺激した。CISBIO-INTERNATIONALが開発した均質時間分解蛍光共鳴エネルギー移動(Homogeneous Time-Resolved Fluorescence Resonance Energy Transfer)技術(HTRF(登録商標))を利用し、cAMP Dynamic 2キット(CISBIO-INTERNATIONAL)を用いてcAMP測定を行った。37℃にて30分間の刺激後、インキュベーション培地に50μlの溶解緩衝液を加えて細胞を溶解させた。溶解緩衝液は、665nmで蛍光発光するアクセプター蛍光体(cAMP-d2)で標識したcAMPを含んでいた。次いで、620nmで蛍光発光するドナー蛍光体(Anti-cAMP Europium Kryptate=AC-K)で標識した抗cAMP抗体を含む50μlの溶解緩衝液を加えた。内因性cAMPの不在下、FRET比665/620はcAMP-d2とAC-Kとの間で最大である。内因性cAMPは、刺激後に細胞により産生されるやいなや、cAMP-d2と競合し、比665/620は減少する。内因性cAMP濃度は、実験による665/620比と既知のcAMP濃度を用いて確立した標準曲線との比較により決定する。測定は、レーザベースのHTRF(登録商標)リーダーRubystarでRubystarソフトウェア(BMG LABTECH)を用いて行った。
hV2Rluc用pRK5発現プラスミド(PHARMINGEN #556104, BD BIOSCIENCE;Terrillonら,Mol. Endocrinol., 2003, 17, 677-691)150ng及びβ-アレスチン-1-YFP(pEYFP-N1(CLONTECH)中にクローニングしたβ-アレスチン;Scottら,J. Biol. Chem., 2002, 277, 3552-3559)用発現プラスミド1μgで一過性にトランスフェクトした、SV40温度感受性T抗原(ECACC)を安定的に発現する形質転換ヒト腎臓(HEK293)細胞株であるtsA細胞2.5×106を6ウェルプレートに播種した。トランスフェクションの48時間後、細胞を、146mM NaCl、4.2mM KCl、0.5mM MgCl2、1mM CaCl2、10mM HEPES(pH7.4)、1mg/mlグルコースを含むKREBS緩衝液で洗浄し、1mlの同緩衝液中に再懸濁した。V2-Rlucとβ-アレスチン-1-YFPとの間でのバイオルミネセンス共鳴エネルギー移動(Bioluminescence Resonance Energy Transfer(BRETTM))測定を、96ウェルプレートにおいて、30μlの細胞懸濁液(75,000細胞)、10μlのKREBS緩衝液(コントロール条件)又は漸増濃度のバソプレッシン(刺激コントロール条件)を含むか若しくは漸増濃度のバソプレッシンを漸増濃度のトキシン(インヒビターを伴う刺激条件)の存在下に含むリガンドミックスを含有する最終容量50μlで行った。次いで、ルシフェラーゼ基質である10μlのセレンテラジンh(Renillaルシフェリン;MOLECULAR PROBES C-6780, INVITROGEN, LIFE TECHNOLOGIES)をミックスに加えて37℃にてインキュベートした後、マイクロプレートルミノメータ(Mithras LB940 BERTHOLD TECHNOLOGIES)においてMikroWin 2000ソフトウェア(MIKROTEK LABORSYSTEME, GmbH)を用いてBRET測定を行った。
ヒトV2R用pRK5発現プラスミド(PHARMINGEN #556104, BD BIOSCIENCE;Terrillonら,Mol. Endocrinol., 2003, 17, 677-691)500ngで一過性にトランスフェクトした、SV40温度感受性T抗原(ECACC)を安定的に発現する形質転換ヒト腎臓(HEK293)細胞株であるtsA細胞10×106を、ポリオルニチン被覆96ウェルプレートに、10%血清を含むDMEM培地中75,000細胞/ウェルで配置した。8時間後及び24時間後、細胞を血清フリー培地で飢餓状態に供し、更に24時間後に刺激した。トランスフェクト細胞をDMEM(コントロール条件)又は漸増用量のAVP(刺激条件)又はAVPとトキシンとのミックス(インヒビターを伴う刺激条件)と共に37℃にて10分間インキュベートした。次いで、培地を、Cellul'ERKキット(CISBIO INTERNATIONAL)の溶解緩衝液50μlに置き換え、細胞を室温にて30分間インキュベートした。384ウェルプレートにおいて、16μlの溶解細胞に、先ずはアクセプター蛍光体(665nmで蛍光発光するAC-ERK-P-d2)で標識した2μlの抗リン酸化ERK抗体を、次いでドナー蛍光体(620nmで蛍光発光するAC-ERK-K)で標識した2μlの抗トータルERK抗体を加えた。ERKのリン酸化が生じると、ドナーの近位に位置するアクセプターは665nmで蛍光発光することができ、FRETシグナルを生じる。665/620比の増大はMAPキナーゼリン酸化の増加に対応する。2時間後、レーザベースのHTRF(登録商標)リーダーRubystarでRubystarソフトウェア(BMG LABTECH)を用いて、RT-FRETを測定した。
U-Da2aの薬理効果のインビトロ特徴決定により、U-Da2aは、V2R活性化により誘導されるcAMP産生を競合様式で阻害することができる(シルド係数-0.91〜0.02、Kinact 12.0〜0.4nM及びPA2 7.92〜0.02)ことが証明される(図3A及び3B)。U-Da2aはまた、hV2-Rlucレセプターでβ-アレスチン-1-YFP可動化を競合様式で阻害することもできる(シルド係数-0,9〜0,2及びKinact 110〜50nM及びPA2 7,0〜0,2)(図4A及び4B)。最後に、U-Da2aは、V2RのAVP刺激に続くMAPキナーゼリン酸化を競合様式で阻害することができる(シルド係数-0,9〜0,2及びのKinact 210〜80nM及びPA2 6,9〜0,2)(図5A及び5B)。これら機能的細胞アッセイは、V2Rの3つの主要なシグナル伝達経路、すなわちcAMP蓄積、アレスチン動員及びMAPキナーゼリン酸化に対するU-Da2aの競合的アンタゴニスト特性を証明する。
1)材料及び方法
1.1 用量-応答実験
トキシンを0.9% NaClに濃度1mg/mlで溶解した。成体CD1pcy/pcyマウス(Takahashiら,J. Urol., 1986, 135, 1280-1283、及びJ. Am. Soc. Nephrol., 1991, 1, 980-989、及びOlbrichら,Nature Genetics, 2003, 34, 455-459)及び成体C57BL/6マウスに、トキシンを1、0.1及び0.01μmolトキシン/kg体重の用量で腹腔内及び皮下に注射した。最初の注射の1日後、3日後及び5日後に、マウスを代謝ケージに24時間入れた。採集した尿を14,000rpmで30分間遠心分離した。尿のオスモル濃度(mOs/kg)をKnauerオスモメータで測定し、尿量(μl)をピペットで測定した。
1.2 長期投与実験
トキシンを0.9% NaClに濃度1mg/mlで溶解し、成体CD1pcy/pcyマウスに0.1μmol/kg/日の用量で腹腔内投与した。0日目、30日目、70日目及び99日目に、尿を代謝ケージにおいて24時間採集し、尿量及び尿オスモル濃度を測定した。
トキシンのインビボ効果を腎多嚢胞病の動物モデルであるCD1pcy/pcyマウス系統で試験した。この動物において、V2Rアンタゴニストは嚢胞形成を阻害することが以前に示された。U-Da2aは、V2Rの特異的で選択性の生物利用可能なアンタゴニストであって、V2Rの3つのシグナル伝達経路を阻害するので、このトキシンは腎多嚢胞病に対する有用な治療薬に相当する。
第1の実験セットでは、トキシンをCD1pcy/pcyマウスに0.1μmol/kgの単回用量で腹腔内及び皮下投与した。基礎状態のCD1pcy/pcyマウスの尿量は非常に低量で、高いオスモル濃度を有する。これに対し、1μmol/kgのU-Da2aのi.p.又はs.c.注射は、V2Rに対するトキシンのアンタゴニスト効果に起因して尿量の大幅な増加(利尿効果)を導く(図6)。この利尿効果は、尿量の減少に起因するオスモル濃度の大幅な低下(すなわち塩濃度の低下)と相関した(図7)。これら結果により、U-Da2aは、皮下経路でも腹腔経路でも、インビボで、標的であるV2Rに到達できることが証明される。次の試験では、技術的理由のため、良好に許容された腹腔内経路を使用した。
第2の実験セットでは、トキシンをCD1pcy/pcyマウスに1、0.1及び0.01μmolトキシン/kg体重の用量で腹腔内投与した。用量依存性の利尿効果及び尿オスモル濃度低下がトキシン注射後に観察された(それぞれ図8及び9)。トキシンの最大効果の観察には0.1μmol/kgの用量で十分である。
第3の実験セットでは、トキシンを0.1μmol/kg/日の用量で99日間投与した。尿量及び尿オスモル濃度を0日目、30日目、70日目及び99日目に測定した(それぞれ図10及び11)。トキシンを長期間毎日注射した後にも毒性効果は検出できなかった(99日)。
1)材料及び方法
トキシンを0.9% NaClに濃度1mg/mlで溶解した。10週齢のCD1pcy/pcyマウスに、トキシンを0.1μmolトキシン/kg体重/日の用量で99日間腹腔内注射した。次いで、マウスを4%パラホルムアルデヒド/1×リン酸緩衝化生理食塩水で灌流固定し、腎臓及び心臓を取り出し、秤量した。次いで、腎重量又は心重量/体重及び腎重量/心重量の比を算出し、嚢胞形成に対するトキシンの効果を評価した。腎臓をパラフィンに包埋した。腎臓の横断切片をヘマトキシリン・エオシン染色した。プログラムImageJを用いて嚢胞数を測定し、切片のサイズと関連付けて、相対的な嚢胞数を得た。
2)結果
0.1μmol/kg用量のU-Da2a投与によりCD1pcy/pcyマウスで腎重量が低下する(図12)。加えて、腎臓の組織学的分析により、U-Da2aでの処置が嚢胞数を有意に減少させることが証明される(図13)。
1)材料及び方法
実施例1でU-D2aについて記載したプロトコルを用いてタンパク質を調製し、V2R結合アッセイを実施例2に記載されたように行った。
2)結果
競合結合アッセイを、以下のU-Da2aバリアント及び既知のデンドロトキシンについて行った:
− 4アミノ酸残基のN末端欠失を有するU-Da2aバリアント(U-Da2a-delta4 N-ter、配列番号11)、
− 2アミノ酸残基のN末端欠失及び2アミノ酸残基のC末端欠失を有するU-Da2aバリアント(U-Da2a-delta2 N-ter/delta2 C-ter、配列番号12)、
− 置換S3Kを有するU-Da2aバリアント(U-Da2a-S3K、配列番号15)、
− 置換N15K/G16Aを有するU-Da2aバリアント(U-Da2a-N15K,G16A、配列番号14)、
− Dtx-B A27S(配列番号3)、
− Dtx-K(配列番号8)、
− DtxE R55(配列番号7)、及び
− 置換C14S及びC38Sを有するU-Da2aバリアント(配列番号16)。
対照的に、残基N15及びG16(これらは、塩基性膵臓トリプシンインヒビター(BPTI)の活性部位のものと相同の位置にあるが、アミノ酸は異なる;U-Da2aについてはN15、G16であるのに対し、BPTIではK15及びA16)は、V2Rへの結合及び活性の阻害に必須である。なぜならば、15位及び16位のNG残基を残基K及びAで置換したU-Da2aバリアントは、V2Rに対して1000分の1の親和性を示すからである(図14及び表I)。
これら結果は、U-Da2aファーマコホアが、該トキシンのN末端領域及びC末端領域により規定される部分とは反対の部分に位置するループ中に、BPTIの活性部位のものと相同な位置にあることを示す。V2Rアンタゴニスト活性には、15位及び16位のNG又はMFが必要である。
U-Da2a活性におけるジスルフィド架橋の重要性を、2番目のジスルフィド結合(C2とC4との間)を欠くバリアントU-Da2a C14S,C38Sを用いて調べた。このジスルフィド結合を、2つのジスルフィド架橋のみを有する独特のクニッツフォールドトキシンであるコンクニッツジン-S1(Conkunitzin-S1;アクセッション番号UniProtKB/Swiss-Prot P0C1X2;配列番号17)の存在を考慮して除去した。このトキシンは、2番目の架橋を欠いているが、正準の3(10)-β-β-αクニッツフォールドを取り、カリウムチャネルに対して活性を示す(Buczekら,Acta Crystallogr D Biol Crystallogr., 2006, 62, 980-90)。
V2Rに対する結合アッセイは、野生型U-Da2aのKiが1.03nMである一方、C14S,C38SバリアントのKiは6200nMであることを示す(図16)。これら結果により、本発明のタンパク質のV2Rアンタゴニスト活性は、該タンパク質に3つのジスルフィド結合(C1とC6との間、C2とC4との間及びC3とC5との間)が存在するときに向上することが示される。
Claims (17)
- 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなるタンパク質であって、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、バソプレッシン-2レセプター(V2R)アンタゴニスト活性を有するタンパク質
を含んでなる、V2R経路が関与する疾患の治療のための組成物。 - 前記タンパク質が配列番号1のアミノ酸配列と、1〜4アミノ酸残基のN末端欠失及び/又は1若しくは2アミノ酸残基のC末端欠失を含む配列番号1のバリアントとからなる群より選択される配列を含んでなるか又は該配列からなる、請求項1に記載の組成物。
- 前記疾患が循環血液量正常性又は循環血液量減少性の低ナトリウム血症、抗利尿不適合性腎症候群、先天性腎性尿崩症、腎多嚢胞病、ガン、血栓症及びメニエール病により特徴付けられる病状からなる群より選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
- 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなるタンパク質であって、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、V2Rアンタゴニスト活性を有するタンパク質
を含んでなる、V2R発現レベルの増減が関与する病状の診断のための診断薬。 - 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなるタンパク質であって、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、V2Rアンタゴニスト活性を有するタンパク質を用いてV2Rをインビトロで検出することを含んでなる、V2R発現レベルの増減が関与する病状の診断を補助するためのデータを取得する方法。 - 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなるタンパク質であって、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、V2Rアンタゴニスト活性を有するタンパク質
を含んでなる、、V2Rリガンドをスクリーニングするためのスクリーニングツール。 - 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなるタンパク質であって、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、V2Rアンタゴニスト活性を有するタンパク質
を含んでなる、V2R結晶を製造するための結晶化剤。 - 配列番号1の残基1〜57と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでなり、該アミノ酸配列が
(i)配列番号1の15位〜18位のモチーフX1X2X3X4(式中、X1はアスパラギン(N)であり、X2はグリシン(G)であり、X3及びX4は疎水性アミノ酸である)、及び
(ii)1〜3つの、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合
を含んでなる、V2Rアンタゴニスト活性を有する単離タンパク質。 - 前記配列が配列番号1の1〜4アミノ酸残基のN末端欠失及び/又は配列番号1の1若しくは2アミノ酸残基のC末端欠失を含む、請求項8に記載のタンパク質。
- 前記配列がC1とC6との間、C2とC4との間、及びC3とC5との間のジスルフィド結合(ここで、C1〜C6は各々、該配列のN末端→C末端に番号付けられたシステイン残基である)から選択される1〜3つのジスルフィド結合を含んでなる、請求項8又は9に記載のタンパク質。
- C1〜C6がそれぞれ配列番号1の5位、14位、30位、38位、51位及び55位に存在する、請求項10に記載のタンパク質。
- 配列番号1及び11〜13のいずれか1つの配列を含んでなるか又は該配列からなる、請求項8〜11のいずれか1項に記載のタンパク質。
- 標識された、請求項8〜12のいずれか1項に記載のタンパク質。
- 請求項8〜12のいずれか1項に記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含んでなる発現ベクター。
- 請求項8〜12のいずれか1項に記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチド又は請求項14に記載のベクターで改変された宿主細胞。
- (i)請求項8〜12のいずれか1項に記載のタンパク質、該タンパク質をコードするポリヌクレオチド、及び/又は該ポリヌクレオチドを含んでなるベクターと、(ii)医薬的に許容されるキャリアとを少なくとも含んでなる医薬組成物。
- 請求項13に記載の標識されたタンパク質を含んでなる診断薬又は造影剤。
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