JP7017012B2 - B型肝炎ウイルス由来ポリペプチド及びその抗ウイルス用途 - Google Patents

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Description

本発明は、B型肝炎ウイルス由来ポリペプチド及びその抗ウイルス用途に関する。
後天性免疫欠乏症(AIDS:acquired immune deficiency syndrome)を誘発するヒト免疫欠乏ウイルス(HIV:human immunodeficiency virus)は、2015年基準で、3千8万人を感染させるが、全世界的に関心が必要な感染原である。HAART(highly active antiretroviral therapy)の導入にもかかわらず、完全な治療が困難である実情である。
伝統的な薬剤は、逆転写酵素(RT:reverse transcriptase)、蛋白質分解酵素(protease)やインテグラーゼ(IN:integrase)のようなウイルス酵素をターゲットとしてきた。ラルテグラビル(Raltegravir,ISENTRESS/MK-0518)は、ウイルス負荷(viral load)を強く低減させ、臨床的使用が承認された統合酵素抑制剤(INSTI:prototypical integrase strand transfer inhibitor)である。しかし、ラルテグラビルに対する抵抗性が、臨床だけではなく、最適化されたHAART方法でも確認されている。
一方、B型肝炎ウイルス(HBV:hepatitis B virus)は、全世界的に約2億4千万人から3億5千万人が感染しており、これは、無症状感染、慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌に移行する多様な臨床経過を示す。全体肝細胞癌発生原因の53%を占めているHBVは、特に、アジアで高い感染を示す。アジアほとんどの国家において、保菌者の比率が5~35%に上る。HBV感染による臨床症状と関連あるものとして、宿主因子、ウイルス因子や環境因子などがある。
現在使用される慢性肝炎治療剤としては、免疫調節剤(immunomodulators)であるインターフェロンや、ヌクレオシド類似体(nucleoside analogue)であるラミブジンなどがある。それらのうち、これまで十数年間効果が認められたインターフェロン-αは、高価で会って副作用があり、出生直後、感染が問題になるアジア地域患者には、その効果が下がってしまうという短所を有する。また、他の治療剤であるヌクレオシド類似体の場合、経口投与することができる長所を有するが、DNAポリメラーゼに作用し、ウイルス増殖を抑制するために、非増殖型ウイルスには、直接作用することができず、体内からHBVを完全に除去し難く、耐性発生などの問題点が知られている。
そのような技術的背景下において、抗HIV-1効果及び抗HBV効果を介して、AIDSまたは肝疾患などを緩和させることができる新たな治療剤の発掘が必要な実情である。
一様相は、配列番号1、配列番号2及び配列番号3からなる群から選択されるいずれか1つのアミノ酸配列からなるポリペプチドを提供するものである。
他の様相は、前記ポリペプチドを含む抗ウイルス用薬学的組成物を提供するものである。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む後天性免疫欠乏症(AIDS)の予防用または治療用の薬学的組成物を提供するものである。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む肝疾患の予防用または治療用の薬学的組成物を提供するものである。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む抗ウイルス用健康機能食品を提供するものである。
さらに他の様相は、前記薬学的組成物を個体に投与する工程を含む、ウイルス感染症、及びそれと関連した症状を予防または治療する方法を提供するものである。
一様相によるポリペプチドは、第I型インターフェロン発現を増大させ、抗HIV-1及び抗HBVだけではなく、全てのウイルスに対する抗ウイルス効果を示すだけではなく、既存の抗ウイルス剤と併用投与されて相乗的な効果があり、AIDSまたは肝疾患のようなウイルス関連疾患の治療に有用に使用することができるという効果がある。
A)は、一様相によるB型肝炎ウイルス由来ポリペプチド(Poly5、Poly6及びPoly7)の位置に係わる模式図であり、B)は、抗HIV-1効果分析結果を示した図である。 A)は、一様相によるポリペプチドの細胞毒性評価であり、B)は、一様相によるポリペプチドによる抗HIV-1活性評価であり、C)は、一様相によるポリペプチドによるHIV-1 GFP発現抑制評価であり、D)及びE)は、AZT、及び一様相によるポリペプチドの細胞変性抑制効果評価を示した図である。 A)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤によるHIV-1 GFP発現抑制評価であり、B)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤によるp24発現抑制評価であり、C)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤によるHIV-1レベル抑制評価を示した図である。 一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤による経時的HIV-1 level抑制評価を示した図である。 一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤による経時的HIV-1 level抑制評価を示した図である。 A)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤による2-LTRリング、及び挿入されたcDNA量に係わる比較データであり、B)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤によるp300発現比較データであり、C)は、一様相によるポリペプチド、及び他の抗HIV-1製剤による挿入酵素のアセチル化いかん比較データを示した図である。 ポリペプチド候補Poly5,Poly6,Poly7、及び各物質の抗ウイルス効果比較を示した図であり、ここで、一様相によるB型肝炎ウイルス由来ポリペプチド(Poly6)及び候補ポリペプチド(Poly5、Poly7)のs/e抗原減少効果を比較した図である。 一様相によるポリペプチドによる細胞生存力分析結果を示した図である。 慢性感染段階において、一様相によるポリペプチドによるHBV複製の抑制、及びHBV感受性細胞において、一様相によるポリペプチドによる抗HBV効果評価を示した図であり、A)は、HBsAgのレベルであり、B)は、HBeAgのレベルであり、C)は、ウイルス力価であり、D)は、サザンブロット結果であり、E)は、一様相によるポリペプチドの投与量とHBV複製との関係(IC50)を示した図である。 F)は、PBS、ETV、及び一様相によるポリペプチドの処理後、コアタンパク質及びカプシドの形成を確認した結果であり、G)は、HepG2-hNTCP-C4において、各物質と共に、HBVビリオンを用量によって感染させた後、HBsAgを測定した結果であり、H)は、感染モデルにおいて、一様相によるポリペプチドの用量による抗HBV効果を確認するために、ウイルスDNAを測定した結果を示した図である。 マウスモデルに対する、一様相によるポリペプチドによるHBV抑制効果を示した図であり、PBS、ラミブジン(3TC)、及び一様相によるポリペプチドの処理によるHBsAgレベルである。 マウスモデルに対する、一様相によるポリペプチドによるHBV抑制効果を示した図であり、PBS、ラミブジン(3TC)、及び一様相によるポリペプチドの処理によるHBV DNAのレベルを示した図である。 一様相によるポリペプチドによるミトコンドリアの酸化ストレス生成評価を示した図であり、A)は、各物質処理による時間別ミトコンドリア活性酸素(mtROS)レベル(Rotenoneは、ミトコンドリア酸化ストレスに係わる陽性対照群である)を示し、B)は、一様相によるポリペプチドによる濃度別ミトコンドリア活性酸素レベルを示し、C)は、一様相によるポリペプチドの処理及び酸化ストレス阻害剤(MitoTempo)処理によるミトコンドリア活性酸素レベルを示した図である。 一様相によるポリペプチドによるI型インターフェロン(Type1 IFN)の増加様相を確認した図であり、前記ポリペプチド処理によるIFN-β、RIG-I及びISG15のmRNAレベルを示す図である。 一様相によるポリペプチドによるI型インターフェロン(Type1 IFN)の増加様相を確認した図であり、B)は、hMH55-293-ISRE細胞に各物質処理を施した細胞上澄み液を処理した後、ルシフェラーゼ(luciferase)の発現レベルを示し、C)は、マウスモデルにおいて、各物質処理によるIFN-βmRNA発現レベルを評価した図である。 中和I型インターフェロン受容体を介したpoly6の抗HBV効果の遮断を示した図であり、A)は、一様相の処理によって低下したe抗原及び細胞外HBV DNAのレベルが、中和抗体処理によって回復することを示し、B)は、一様相の処理によって上昇したI型インターフェロンmRNAレベルが低下することを示した図である。 一様相によるポリペプチドとエンテカビル(ETV)との併用処理による抗ウイルス薬剤相乗効果(synergistic antiviral effects)を示した図であり、A)は、併用処理による細胞外HBV DNA低下幅上昇効果であり、B)は、併用処理による細胞毒性テストであり、C)は、併用処理によるs抗原及びe抗原の低減レベルを示した図である。 エンテカビル(ETV)と、一様相によるポリペプチドとの併用処理によるIインターフェロンの増加様相の相乗効果を確認した図であり、A)は、併用処理によるIFN-α、IFN-β及びTNF-αのmRNAレベルであり、B)は、hMH55-293-ISRE細胞に併用処理を施した細胞上澄み液を処理した後、ルシフェラーゼの発現レベルを示した図である。
一様相は、配列番号1、配列番号2及び配列番号3からなる群から選択されるいずれか1つのアミノ酸配列からなるポリペプチドを提供する。
前記用語「ポリペプチド(polypeptide)」は、アミド結合(または、ペプチド結合)で連結された2個以上のアミノ酸からなるポリマーを意味する。前記ポリペプチドは、配列番号1、配列番号2及び配列番号3からなる群から選択されるいずれか1つのアミノ酸配列によってもなり、具体的には、配列番号2のアミノ酸配列によってもなる。前記配列番号1、配列番号2または配列番号3のアミノ酸配列と、それぞれ約70%以上、約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約92%以上、約95%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列相同性を有するポリペプチドを含んでもよい。
また、さらに良好な化学的安定性、強化された薬理特性(半減期、吸水性、力価、効能など)、変更された特異性(例えば、広範囲な生物学的活性スペクトル)、低減された抗原性を獲得するために、前記ポリペプチドのN末端またはC末端に保護基が結合されてもいる。前記保護基は、アセチル基、フルオレニルメトキシカルボニル基、ホルミル基、パルミトイル基、ミリスチル基、ステアリル基またはポリエチレングリコール(PEG)でもあるが、ポリペプチドの改質を、特に、ポリペプチドの安定性を増進させることができる成分であるならば、制限なしに含んでもよい。
前記用語「安定性」は、生体内タンパク質切断酵素の攻撃から、本発明のポリペプチドを保護するインビボ(in vivo)安定性だけではなく、保存安定性(例えば、常温保存安定性)も意味するものでもある。
同時に、前記ポリペプチドは、標的化配列、タグ(tag)、標識された残基のための特定目的に製造されたアミノ酸配列も追加して含んでもよい。
前記用語「相同性(homology)」は、野生型アミノ酸配列との類似程度を示すためのものであり、そのような相同性の比較は、当業界で広く知られた比較プログラムを利用して行うことができ、2個以上の配列間相同性を百分率(%)で計算することができる。
前記ポリペプチドは、天然から由来するものでもあり、当該分野に広く公知された多様なポリペプチド合成方法で獲得することができる。一例として、ポリヌクレオチド組み換えとタンパク質発現システムとを利用して製造するか、あるいはペプチド合成のような化学的合成を介して、試験管内で合成する方法、及び無細胞タンパク質合成法などによっても製造される。また、一例として、前記ポリペプチドは、ペプチド、植物由来の組織や細胞の抽出物、微生物(例えば、細菌類または真菌類、そして特に、酵母)の培養で得られた生産物でもあり、具体的には、B型肝炎ウイルス(HBV:hepatitis B virus)重合酵素に由来することでもあり、さらに具体的には、HBV重合酵素のpreS1領域に由来するものでもある。
前記ポリペプチドは、抗ウイルス活性を有することができる。例えば、前記ウイルスは、アデノウイルス、天然痘ウイルス、小児麻痺ウイルス、はしかウイルス、重症熱性血小板減少症侯群(severe fever with thrombocytopenia syndrome)ウイルス、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus)、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1:human immunodeficiency virus-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つでもあり、具体的には、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つでもある。
他の様相は、前記ポリペプチドを含む抗ウイルス用薬学的組成物を提供する。
前記薬学的組成物において、前記「ポリペプチド」などについては、前述の通りである。
また、前記組成物は、抗ウイルス剤をさらに含んでもよい。
前記抗ウイルス剤は、例えば、アシクロビル、ファムシクロビル、バラシクロビル、ガンシクロビル、アンプレナビル、アバカビル、アンサマイシン、シドフォビル、ダルナビル、デラビルジン、エファビレンツ、エトラビリン、ファムシクロビル、ヒペリシン、インジナビル、ラミブジン、ロブカビル、ネルフィナビル、ネビラピン、ノバフェロン、リトナビル、サキナビル、スタブジン、チプラナビル、ビラゾール、リバビリン、ザルシタビン、ジドブジン、マラビロク、ラルテグラビル、エルビテグラビル、ジダノシン、テノホビル、エムトリシタビン、ロピナビル、アタザナビル、エンフビルチド、クレブジン、エンテカビル、アデホビル、オセルタミビル、ザナミビル、ペラミビル、アマンタジン及びテルビブジンからなる群から選択される少なくとも一つでもあり、具体的には、クレブジン、エンテカビル及びアデホビルからなる群から選択される少なくとも一つでもあり、さらに具体的には、エンテカビルでもある。
前記組成物が前記抗ウイルス剤をさらに含むことにより、抗ウイルス効果が顕著に上昇し、相乗効果を示すことができる。例えば、前記抗ウイルス剤がエンテカビルである場合、抗HBV効果、及び第I型インターフェロン発現に対する効果が相乗効果として顕著に増大する。
また、前記ウイルスは、アデノウイルス、天然痘ウイルス、小児麻痺ウイルス、はしかウイルス、重症熱性血小板減少症侯群ウイルス、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus)、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)などからなる群から選択される少なくとも一つでもあり、具体的には、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つでもある。
前記ポリペプチドは、ウイルスの増殖を抑制するものでもある。具体的には、前記ポリペプチドは、HIV-1挿入酵素のアセチル化を阻害し、前記酵素の活性を抑制し、HIV-1の増殖を抑制することができる。また、前記ポリペプチドは、細胞内ミトコンドリアの活性酸素を増加させ、第I型インターフェロンに含まれるIFN-α及びIFN-βの発現を増大させることができ、それを介して、HBVのHBcAgまたはヌクレオカプシド(nucleocapsid)の合成を抑制することにより、HBVの増殖を抑制することができる。
特定理論に制限されることがなく、IFNの抗ウイルス作用の役割を行うIFN誘導タンパク質は、RNA依存性タンパク質キナーゼ(PKR)、2’,5’-オリゴアデニル酸合成酵素(OAS)並びにRNase L及びMxタンパク質GTPaseである。二本鎖RNAは、それぞれIFN誘導性PKRキナーゼ及び2’-5’-オリゴアデニル酸塩依存性RNaseLによって触媒されたタンパク質リン酸化及びRNA分解を調整し、またIFN誘導性RNA特異的アデノシンジアミナーゼ(ADAR1)によるRNA編集の役割を行う。IFNは、また誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS2)、並びに主要組織適合性複合体(MHC)I及びIIタンパク質を誘導し、それらは、いずれも感染に対する免疫反応の役割を行う(Clin Microbiol Rev. 2001 Oct; 14 (4): 778-809参照)。前記文献は、その全体が参照として、本明細書に含まれる。
従って、一具体例によるポリペプチドは、IFNの発現を増大させ、全てのウイルスに対する抗ウイルス活性を有することができる。
前記用語「予防」は、一様相による薬学的組成物の投与により、個体のウイルスによる疾病を抑制させたり、発病を遅延させたりする全ての行為を意味する。
前記用語「治療」は、一様相による薬学的組成物の投与により、個体のウイルスによる疾病に対する症状が好転するか、あるいは好ましく変更される全ての行為を意味する。
一様相によれば、前記ポリペプチドは、HIV-1挿入酵素のアセチル化を抑制することにより、HIV-1の増殖を抑制する。HIV-1の増殖が抑制されることにより、AIDS治療効果を示すことができる。
また、一様相によれば、前記ポリペプチドは、ミトコンドリアストレスを増大させ、細胞内活性酸素を増加させ、I型インターフェロン(TypeI interferon)の発現を増大させ、ヌクレオカプシドの合成を抑制することにより、HBVの増殖が抑制されながら、肝疾患治療効果を示すことができる。
前記薬学的組成物は、有効成分を単独で含むか、あるいは1以上の薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含み、薬学的組成物としても提供される。
具体的には、前記担体は、例えば、コロイド懸濁液、粉末、食塩水、脂質、リポソーム、微小球体(microspheres)またはナノ球形粒子でもある。それらは、運搬手段と複合体を形成したり、それらに係わったりすることができ、脂質、リポソーム、微細粒子、金、ナノ粒子、ポリマー、縮合反応剤、多糖類、ポリアミノ酸、デンドリマー、サポニン、吸着増進物質または脂肪酸のような当業界に公知された運搬システムを使用して生体内にも運搬される。
前記薬学的組成物は、薬学的に許容される担体、すなわち、製剤化される場合、一般的に利用されるラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、澱粉、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルギン酸塩、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微細結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シロップ、メチルセルロース、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、滑石、ステアリン酸マグネシウム及びミネラルオイルなどを含んでもよい。
また、前記薬学的組成物が製剤化される場合には、一般的に使用する潤滑剤、甘味剤、香味剤、乳化剤、懸濁液剤、保存剤、充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤のような希釈剤または賦形剤を使用しても調剤される。経口投与のための固形製剤には、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが含まれ、そのような固形製剤は、前記組成物に少なくとも1以上の賦形剤、例えば、澱粉、カルシウムカーボネート(calcium carbonate)、スクロースまたはラクトース、ゼラチンなどを混ぜても調剤される。また、単純な賦形剤以外に、ステアリン酸マグネシウム、タルクのような潤滑剤も使用される。経口のための液状製剤としては、懸濁液剤、耐溶液剤、乳剤、シロップ剤などがあり、一般的に使用される単純希釈剤である水、リキッドパラフィン以外に、さまざまな賦形剤、例えば、湿潤剤、甘味剤、芳香剤、保存剤などが含まれてもよい。非経口投与のための製剤には、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁液剤、乳剤、凍結乾燥製剤、坐剤が含まれてもよい。非水性溶剤、懸濁液剤としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブオイルのような植物性油、オレイン酸エチルのような注射可能なエステルなどが使用されてもよい。坐剤の基剤としては、ウイテブゾール(Witepsol)、マクロゴール、ツイン(Tween)61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロゼラチンなどが使用され、点眼剤形態での製造時、公知の希釈剤または賦形剤などが使用されもする。
前記用語「薬学的に許容される」というのは、前記組成物に露出される細胞やヒトに毒性がない特性を示すことを意味する。
また、前記薬学的組成物は、従来に知られている抗ウイルス用組成物と混合しても提供される。すなわち、本薬学的組成物は、白内障抗ウイルス効果を有する公知の組成物と併行して投与することができる。
前記用語「投与」というのは、適切な方法で個体に所定物質を導入することを意味する。
前記用語「個体」は、ウイルスによる疾病の治療を必要とする対象を意味し、さらに具体的には、ヒト、または非ヒトである霊長類、マウス(mouse)、犬、猫、馬及び牛などの哺乳類を意味する。
前記薬学的組成物は、目的とする方法により、経口投与したり、非経口投与(例えば、筋肉内、静脈内、腹腔内、皮下、皮内または局所に適用する)したりし、投与量は、患者の状態及び体重、疾病の程度、薬物形態、投与経路及び時間によって異なるが、当業者によって適切にも選択される。
前記薬学的組成物は、薬学的に有効な量で投与する。前記用語「薬学的に有効な量」は、医学的治療に適用可能な合理的な受恵/危険の比率により、疾患治療に十分な量を意味し、有効用量レベルは、患者疾患の種類、重症度、薬物の活性、薬物に対する敏感度、投与時間、投与経路及び排出の比率、治療期間、同時使用される薬物を含んだ要素、及びその他医学分野に周知の要素によっても決定される。具体的には、前記薬学的組成物は、0.01ないし1,000mg/kg/日であり、さらに具体的には、0.1ないし500mg/kg/日で投与されもする。前記投与は、一日に1回投与されるものでもあり、数回に分けて投与されるものでもある。
一様相による薬学的組成物は、個別治療剤として投与するか、あるいは他の抗炎症剤と併用しても投与され、従来の抗炎症剤とは、同時に、別途に、または順次にも投与され、単一または多重にも投与される。前記要素をいずれも考慮し、副作用なしに、最小限量で最大効果を得ることができる量を投与することが重要であり、それは、当業者によって容易に決定されるであろう。
具体的には、前記薬学的組成物の有効量は、患者の年齢、性別、状態、体重、体内における活性成分の吸収度、不活性率、排泄速度、疾病種類、併用される薬物によっても異なり、投与経路、肥満の重症度、性別、体重、年齢などによっても増減される。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む後天性免疫欠乏症(AIDS:acquired immune deficiency syndrome)の予防用または治療用の薬学的組成物を提供する。
前記後天性免疫欠乏症(AIDS)は、HIV-1感染からも発病される。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む肝疾患の予防用または治療用の薬学的組成物を提供する。
前記肝疾患は、HBV感染から発病されるものでもあり、具体的には、肝炎、肝硬変症及び肝臓癌からなる群から選択される少なくとも一つでもあり、さらに具体的には、B型肝炎から発展するものでもある。
さらに他の様相は、前記ポリペプチドを含む抗ウイルス用健康機能食品を提供する。
前記健康機能食品において、前記「ポリペプチド」、「AIDS」及び「肝疾患」、「ウイルス」などについては、前述の通りである。
前記用語「改善」というのは、治療される状態と係わるパラメータ、例えば、症状の程度を少なくとも低減させる全ての行為を意味する。このとき、前記健康機能食品は、AIDSまたは肝疾患の予防または改善のために、当該疾患の発病段階以前または発病後、治療のための薬剤と同時にまたは別個にも使用される。
前記健康機能食品において、有効成分は、食品にそのまま添加したり、他の食品または食品成分と共に使用されたりし、一般的な方法によっても適切に使用される。有効成分の混合量は、その使用目的(予防用または改善用)によって適切にも決定される。一般的に、食品または飲料の製造時、前記健康機能食品は、原料に対して、具体的には、約15重量%以下、さらに具体的には、約10重量%以下の量にも添加される。しかし、健康及び衛生を目的にするか、あるいは健康調節を目的とする長期間摂取の場合には、前記量は、前記範囲以下でもある。
前記健康機能食品は、担体、充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤などの希釈剤、賦形剤または添加剤のうち1以上をさらに含み、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、粉末剤、カプセル剤及び液剤剤形からなる群から選択された一つによっても剤形される。前記添加されうる食品としては、各種食品類、粉末、顆粒、錠剤、カプセル、シロップ剤、飲料、ガム、茶、ビタミン複合剤、健康機能性食品類などがある。
前述の担体、賦形剤、希釈剤及び添加剤の具体的な例としては、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、エリトリトール、澱粉、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルギン酸塩、ゼラチン、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、微細結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、水、砂糖シロップ、メチルセルロース、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、滑石、ステアリン酸マグネシウム及びミネラルオイルからなる群から選択される少なくとも一つでもある。
前記健康機能食品は、前記有効成分を含む以外、特別な制限なしに、他の成分を必須成分として含んでもよい。例えば、通常の飲料と共に、さまざまな香味剤または天然炭水化物などを追加成分として含んでもよい。前述の天然炭水化物の例は、モノサッカライド、例えば、ブドウ糖、果糖など、ジサッカライド、例えば、マルトース、スクロースなど、及びポリサッカライド、例えば、デキストリン、シクロデキストリンのような一般的な糖、及びキシリトール、ソルビトール、エリトリトールのような糖アルコールでもある。前述以外の香味剤として、天然香味剤(ソーマチン、ステビア抽出物(例えば、レバウジオシドA、グリシルヒジンなど))及び合成香味剤(サッカリン、アスパルテームなど)を有利に使用することができる。前記天然炭水化物の比率は、当業者の選択によって適切にも決定される。
前述のところ以外にも、一様相による健康機能食品は、さまざまな栄養剤、ビタミン、鉱物(電解質)、合成風味剤及び天然風味剤のような風味剤、着色剤及び充填剤(チーズ、チョコレートなど)、ペクチン酸及びその塩、アルギン酸及びその塩、有機酸、保護性コロイド増粘剤、pH調節剤、安定化剤、防腐剤、グリセリン、アルコール、炭酸飲料に使用される炭酸化剤などを含んでもよい。そのような成分は、独立的して、または組み合わせて使用することができ、そのような添加剤の比率も、当業者によって適切にも選択される。
さらに他の様相は、前記薬学的組成物を個体に投与する工程を含む、ウイルス感染症、及びそれと関連した症状を予防または治療する方法を提供する。
前述の「ポリペプチド」、「個体」、「投与」、「薬学的組成物」、「ウイルス」などは、前述の通りである。
以下、本発明について、実施例を介してさらに詳細に説明する。しかし、それら実施例は、本発明について例示的に説明するためのものであり、本発明の範囲は、それら実施例によって限定されるものではない。
実施例1.抗HIV-1効能の確認
参照例.統計分析
対照群と試験群との統計的比較は、一元分散分析(one-way ANOVA)を使用して分析した。統計的有意性p値は、次のように設定された。p<0.05(*)、p<0.01(**)または <0.001(***)。全ての実験は、独立して3回反復した。
実験例1.抗HIV-1効果を示すHBV重合酵素由来ペプチドの確認
本実験例においては、HBV重合酵素由来ペプチドが、抗HIV-1効果を有するか否かということを確認するものである。具体的には、遺伝子型C2感染を有した慢性患者のB型肝炎ウイルスにおいて、preS1開始部位の15、18及び21個のヌクレオチド欠失が、ウイルスの増殖を調節し、疾病進行に寄与し、本実験例において、それぞれ15、18及び21個のヌクレオチド欠失された配列に相応する重合酵素地域から、3種類のペプチド候補物質を選別した。そして、それらペプチドを、Poly5(GRLVF、配列番号1)、Poly6(GRLVFQ、配列番号2)またはPoly7(GRLVFQT、配列番号3)を命名し(図1A))、各ペプチドは、9-フルオレニルメチルオキシカルボルニル(Fmoc)基盤の固体相方法で、Peptron Inc.で合成され、実施例で使用された全てのペプチドの純度、高性能液体クロマトグラフィによって測定されたように、95%以上であった。前記3個のポリペプチドの抗HIV-1効果を評価するために、細胞基盤抗ウイルス効果を分析した。MT-4細胞(4×10細胞数)に、HIV-1(4×10CCID50)を1時間感染させた。前記MT-4細胞は、NIH/AIDSResearch and Reference Reagent Programから提供された。HIV-1は、293FT細胞に、単一バイシストロニックRNAから、Nefと強化された緑色蛍光タンパク質(eGFP)を共発現するpBR_HIV-1_M_NL4-3_IRES_eGFPベクター(DS441)を、Lipofectamine 2000試薬(Life Technologies)を使用し、48時間形質感染させた後、ウイルス前駆体であるHIV-1を含む上澄み液を収去し、ウイルス力価をp24 ELISA(ABI)で測定した。感染性HIV-1を増幅させるために、MT-4細胞に、ウイルス前駆体であるHIV-1を、多数感染濃度(MOI)である0.5の濃度で72時間感染させた。その後、収集した上澄み液を遠心分離及び濾過した後、感染性ウイルスの力価を測定するために、p24 ELISAを使用し、使用直前まで-70℃で保管した。
細胞をPBSで洗浄した後、感染された細胞に、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アジドチミジン(AZT(3-アジド-3-デオキシチミジン(AZT)、及びPoly5ないしPoly7を処理した。このとき、ジメチルスルホキシド(DMSO)とアジドチミジン(AZT)は、Sigma-Aldrichから購入した。2日間培養した後、蛍光顕微鏡を使用してGFPイメージを確認した。相対的なGFP強度は、ImageJソフトウェアプログラム(National Institutes of Health)を使用し、面積当たりピクセル単位で決定した。上澄み液と細胞とを取り、RNAを抽出した後、RT-qPCRを実施し、ウイルス力価を決定し、上澄み液に生成されたウイルスを測定するために、p24 ELISAを使った。処理した試薬に対する細胞の生存力は、MTT分析を利用して進めた。
Poly5ないしPoly7の抗ウイルス効果において、HSP90(Cell Signaling)の役割を確認するために、MT-4細胞をHIV-1に1時間感染させた後、1時間、HSP90抗体(1μg/ml)または17-AAG(Calbiochem、1μM)を処理し、HSP90の活性を遮断し、DMSO、AZTまたはPoly6を接種した細胞を48時間接種した。HIV-LTR依存的なGFP合成は、GFP抗体(Santa Cruz Biotechnology)を使用し、ウェスタンブロット分析で確認した。
DMSO(0.5%)、AZT(5nM)または3種候補物質10μMを、HIV-1が感染されたMT-4細胞において処理し、2日後、GFP映像及びp24 ELISAを実施し、HIV-1の力価を確認した結果、ウイルス生産は、Poly5及びPoly7によって低減され、特に、Poly6により、相当に低減されたということを確認することができた(図1B))。
実験例2.細胞毒性分析
本実験例においては、Poly6の効果を調査する前、非特異的に細胞毒性により、Poly6がHIV-1増殖に影響を及ぼす可能性を排除するために、細胞に対するPoly6の毒性効果を測定した。具体的には、MT-4細胞を、1×10細胞数になるようにし、Poly6を濃度別に処理し、5日間培養し、MTT分析キット(Promega)を使用し、細胞毒性いかんを測定した。HIV-1感染により、細胞毒性によって細胞死滅が発生する場合、Poly6による抗細胞毒性効果を分析するために、MT-4細胞(1×10細胞数)にHIV-1(1×10CCID50)を感染させ、5日間培養後、細胞生存能を分析した。それと共に、上澄み液においてHIV-1力価を評価するために、p24 ELISAを遂行した。その結果、Poly6は、5日間、25μM濃度までMT-4細胞に、有意な細胞毒性を起こさなかった(図2A))。293FT細胞からHIV-1を生成するために、pBR_HIV-1_M_NL4-3_IRES_eGFPベクターを形質感染させ、MT-4細胞における、Poly6による抗HIV-1活性を、p24 ELISAで評価した。HIV-1増殖は、Poly6により、濃度によって阻害され、平均50%抑制濃度(IC50)は、約0.2664μMであった(図2B))。また、HIV-1LTRの活性によるGFP発現もPoly6によって濃度によって漸次的に減少された(図2C)。HIV-1が感染されたMT-4細胞は、ウイルス増殖により、細胞自滅信号伝達経路が活性化され、細胞が破壊される。従って、AZT処理後、MT-4細胞は、AZTによる抗ウイルス効果のために、窮極的に細胞保護効果を示したということが分かった。AZTと同様に、HIV-1に感染されたMT-4細胞に対するPoly6の細胞変性抑制効果を分析した結果、図2でのように、AZT(図2D))及びPoly6(図2E))において、濃度により、有意な細胞保護効果を確認した。5μM濃度のPoly6は、HIV-1によって誘導される細胞死滅から、細胞を約100%健康に維持するのに十分であった。Poly6の抗HIV-1効果による細胞保護能の増大により、細胞の上澄み液におけるウイルスp24の量は、相対的に、HIV-1の抑制によって減少した(図2E)。すなわち、そのような実験結果を総合すれば、本実験例においては、Poly6がHIV-1の増殖を抑制し、細胞変性を抑制することにより、MT-4細胞の生存能を保護する中枢的な役割を行っているということが分かった。
実験例3.人末梢血液単核細胞(PBMC)でのHIV-1増殖抑制効果の確認
本実験例においては、ex-vivoでPoly6の抗HIV-1効果を確認するために行われた。具体的には、ヒト末梢血液単核細胞(PBMCs)にHIV-1を感染させた。Biocoll(BIOCHROME)を使用し、ヒト末梢血液単核細胞(PBMC)を分離し、10% FBSと1μg/mlフィトヘマグルチニン(PHA、Sigma-Aldrich)、IL-2(100U/ml、PEPROTECH)が添加されたRPMI1640培地で3日間培養した。PHA-刺激PBMC細胞を、0.1の多数感染濃度(MOI:multiplicity of infection)でHIV-1に感染させ、試薬を処理した後、5日間培養した。PBMCsにおけるウイルス力価を決定するために、細胞からウイルスRNAを分離し、記述されたように、RT-qPCRによって分析した。GFP発現は、蛍光顕微鏡で観察し、GFP抗体を使用し、ウェスタンブロット分析を行った。
このとき、HIV-1ウイルスの力価を評価するために、p24 ELISA(ABL、Rockville、MD)を製造社のプロトコルによって遂行した。細胞を培養した上澄み液、及び細胞のHIV-1RNAを、QIAamp UltraSens Virus kit(QIAGEN)を使用して精製し、HIV-1のGag地域に特異的なプライマーを使用し、RTqPCRで定量した。グリセリンアルデヒドホスフェート脱水素酵素(GAPDH)は、標準化のための基準遺伝子として使用された。GagF、GCAGCCATGCAAATGTTAAAAGAG(正方向、配列番号4)、GagR、TCCCCTTGGTTCTCTCATCTGG(逆方向、配列番号5)、GAPDH-F、AATCCCATCACCATCTTCCA(正方向、配列番号6)、及びGAPDH-R、TGGACTCCACGACGTACTCA(逆方向、配列番号7)のようなプライマーセットをRTqPCRに使用した。HIV-1 Genesig標準キット(Primer design)を使用し、ウイルス力価を標準化した。
PBMC細胞をHIV-1に感染させた後、5日間、DMSO(0.5%)、AZT(5nM)、ラルテグラビル(10nM)またはPoly6(10μM)と共に培養した後、DMSOと比較するとき、AZTまたはラルテグラビルで見ることができる類似したレベルで、PBMC細胞内において、GFP及びp24タンパク質の発現が、Poly6により、有意に低減するということを発見した(図3A及び図3B))。また、PBMC細胞におけるHIV-1増殖が、DMSOと比較し、Poly6により、AZTまたはラルテグラビルにおいて示す類似したレベルで有意に低減するということを確認した(図3C))。そのような結果は、Poly6がMT-4細胞だけではなく、ヒトPBMCにおいても、HIV-1増殖を抑制することができるということを示す。
実験例4.HIV-1挿入抑制効果の確認
本実験例においては、HIV-1DNAの宿主遺伝体内挿入を分析するために、2つの長い末端反復配列(2-LTR)と、Alu PCRが遂行された。具体的には、2-LTR PCRは、細胞質において、挿入されずに残って発生する円形ウイルスDNAの検出に使用され、Alu PCRは、挿入されたウイルスDNAの増幅のために遂行された。48時間の試薬処理後、QIAamp MinElute Virus Spin Kit(QIAGEN)を使用し、HIV-1に感染されたMT-4細胞からウイルスDNAを抽出した。2-LTR PCR分析のためのプライマー及び探針として、2-LTRF(MH535)、AACTAGGGAACCCACTGCTTAAG(正方向、配列番号8)、2-LTRR(MH536)、TTCACAGATCAAGGATATCTTGTC(逆方向、配列番号9)、及び2-LTRの探針として、FAM-ACACTACTTGAAGCACTCAA-TAMRA(配列番号10)が使用され、Alu-1F、TCCCAGCTACTCGGGAGGCTGAGG(正方向、配列番号11)、Alu-1R、CCCTAGTTAGCCAGAGAGCTCCCA(逆方向、配列番号12)及び2次Alu PCRフォワードプライマー、Alu-2F、ACAGCCTCCTAGCATTTCGT(正方向、配列番号13)、Alu-2R、AGCGGAAAGTCCCTTGTAGA(逆方向、配列番号14)、及びAlu PCRの探針として、FAM-AGCATGGGATGGAGGACCCG-TAMRA(配列番号15)が使用された。
また、本実験例においては、Poly6による挿入抑制のメカニズムを明らかにするために、挿入酵素及びp300抗体(Santa Cruz Biotechnology)を使用し、ウェスタンブロット及び免疫沈澱分析を行った。免疫沈澱分析のために、MT-4細胞をHIV-1に1時間感染させた後、DMSO(0.5%)、AZT(5nM)、ラルテグラビル(10nM)またはPoly6(10μM)で48時間処理した。細胞に、RIPA(Abcam)緩衝液を処理し、細胞を溶解させた後、全体溶解液を10μlのProtein A/G PLUS-Agarose(sc2003、Santa Cruz)で事前に洗浄し、上澄み液を収集した。上澄み液を、4℃で1時間20μgの抗体と共に恒温培養した後、10μlのProtein A/G PLUS-Agaroseを添加し、4℃で360゜回転させながら、一晩培養した。最終洗浄後、免疫沈殿物を収集し、生成された沈殿物をウェスタンブロット分析のためにローディングした。
一方、MT-4細胞にHIV-1が感染されれば、HIV-1の増殖は、さまざまな段階を介して進められる。ウイルスの付着、挿入、転写、またはウイルス合成のようなHIV-1生命周期にいくつかの段階があるために、新たに開発される抗HIV-1試薬の多様な作用メカニズムが存在している。それにより、Poly6によるHIV-1抑制の基本メカニズムをさらに詳細に明らかにするため、Poly6及びAZT(逆転写酵素抑制)、ラルテグラビル(挿入酵素抑制)、リトナビル、T20(ウイルス出現阻害)のように、MT-4細胞において、HIV-1生命周期の多様な段階を抑制することができる多様な抗HIV-1薬物を使用し、TOA(time-of-addition)分析を行った。このとき、T-20、ラルテグラビル及びリトナビルは、NIH/AIDS研究及び参照試薬プログラム(NIH)から得た。TOA分析は、それぞれの代表薬物によるHIV-1増殖の抑制が、各薬物によって標的化された増殖段階に対応する時点において良好に確認され、Poly6は、6時間ないし8時間の間、薬物効果がなくなり始めた(図4A)。類似抑制メカニズムを有した挿入酵素抑制剤であるラルテグラビルのTOA結果から分かるように、細胞内GFP分析も、TOA結果(図4B)を裏付け、そのような結果を総合すれば、Poly6は、ウイルス挿入酵素の活性を抑制することにより、抗HIV-1効果を示すということが分かった。
実験例5.Poly6のHIV-1活性抑制メカニズムの具体的な確認
本実験例は、Poly6によるHIV-1挿入酵素抑制に係わるTOAデータを証明するために遂行された。具体的には、Alu PCR及び2-LTR PCRを使用し、HIV-1に感染されたMT-4細胞において、挿入酵素リング形成を検出した。HIV-1cDNAが細胞内核に入ったとき、挿入が起こらなければ、それは、自ら複製し、2-LTRリングを形成すると知られている。挿入酵素抑制剤であるラルテグラビルと異なり、2-LTRリングのレベルは、Poly6によって上昇し、HIV-1が感染されたMT-4細胞においては、挿入されたcDNAの数が顕著に減少した(図5A))。該結果は、Poly6が、挿入酵素の統合過程を遮断することにより、HIV-1増殖を抑制するものであることを示す。ウイルスの細胞内挿入段階において、p300のような細胞内因子により、挿入酵素がアセチル化される過程は、すでに知られており、Poly6作用による統合抑制活性に係わる根本的なメカニズムを確認するために、まず、免疫ブロッティングにより、Poly6が感染されていないMT-4細胞と、HIV-1に感染されたMT-4細胞とにおいて、p300タンパク質発現がいかなる影響を受けるかということを調査した結果、感染されていないMT-4細胞において、Poly6が、DMSO、AZTまたはラルテグラビルより、さらに効率的にp300発現を低減させるということを発見した(図5B))。次に、低減されたp300が、挿入酵素による免疫沈澱後、ウイルス挿入酵素アセチル化に対する抑制効果を起こすことができるか否かということを確認するために、抗体は、DMSO、AZT、ラルテグラビルまたはPoly6に処理された感染されたMT-4細胞の細胞に適用した。次に、アセチル化されたリシン(Cell Signaling)に特異的な抗体を使用し、免疫ブロッティングを行った。その結果、Poly6とラルテグラビルとが挿入酵素のアセチル化を抑制しているということを確認することができた(図5C)。
そのような結果を総合するとき、Poly6は、HIV-1の活性抑制は、p300による挿入酵素のアセチル化を抑制することによってなされるということが分かった。
実施例2.抗HBV効能の確認
実験例1.抗HBV効果を示すHBV重合酵素由来ペプチドの確認、及び細胞生存力の分析
本実験例においては、抗HBV効果を示すHBV重合酵素由来ペプチドを確認し、その処理時、細胞生存力を分析するものである。前述のPoly5(GRLVF、配列番号1)、Poly6(GRLVFQ、配列番号2)またはPoly7(GRLVFQT、配列番号3、図1A))の3個候補ペプチドによる抗ウイルス効果を評価するために、HepG2.2.15(ヒト由来肝臓癌細胞であるHepG2細胞とHBVとが永久に挿入されている)やpHBV-1.2X-WT(wild type)(Genotype C)が一時的に形質感染されたHepG2細胞に(製造社のプロトコルにより、Lipofectamine 2000試薬(Life Technologies)を使用する)、PBS(0.5%)、エンテカビル(ETV、Sigma-Aldrich、30nM)、または3個の候補(10μM)を2日間処理した後、定量的PCR及びELISAを実施し、ビリオン複製及び肝炎表面抗原(HBsAg)を確認した。このとき、各ペプチドは、基盤固体相方法でPeptron Inc.で合成され、各ペプチドの純度は、高速液体クロマトグラフィによって測定されたように、95%以上であった。また、TaqMan probe hybridization PCRのための定量的リアルタイムPCR及びプローブ用オリゴヌクレオチドを下記表1に示した。
Figure 0007017012000001
その結果、Poly5、Poly6及びPoly7を48時間処理した全てのグループにおいて、s抗原とe抗原とが減少したが、Poly6群において、さまざまな濃度を比較したとき、最も目立つ抗原低減効果を示し、24時間処理時においては、ETVと比較しても、Poly6処理群においてのみ、有意に外被抗原低減効果を確認することができた(図6A)。従って、本実験においては、preS1 18個のヌクレオチド(nt)欠失と重畳された重合酵素領域に由来したPoly6ペプチドを選択し、抗HBV効果を確認した。
Poly6による抗ウイルス効果を調査する前、本実験例においては、Poly6が非特異的な細胞毒性により、HBV増殖に影響を及ぼす可能性を確認するために、Poly6による細胞生存力を観察した。
具体的には、HepG2,HepG2.2.15及びHepG2-hNTCP-C4細胞(細胞膜にNTCP受容体を発現する)を、96マイクロプレートにプレーティングし(1x10細胞/ウェル)、ETV(30nM)及びPoly6の濃度を5日間上昇させて培養した。MTS分析のために、Cell-Titer 96Aqueous One Solutionを各ウェルに直接添加し、プレートを3時間培養した。プレートを490nmで判読し、それぞれの分析は、3回反復して行った。このとき、HBV感染分析のために、2% DMSOを含んだHepG2.2.15細胞の上澄み液を、3日ごとに15日間収集し、6% PEG8000で、氷で1時間ビリオンを沈澱させ、4℃で100,000gで、3時間ウルトラ遠心分離器を使用して濃縮させた。ペレットを、10% FBSが含有された1X PBSで再構成して使用するまで、-80℃で保管した。細胞を6ウェルプレートに播種し、4% PEG8000の存在下、8x10GEq/細胞で一日晩接種した。翌日、細胞をPBSで3回洗浄した後、分析が行われるまで、PBS(0.5%)、ETV(30nM)またはPoly6(10μM)を5日間処理した。
その結果、日付経過により、Poly6は、HepG2,HepG2.2.15及びHepG2-hNTCP-C4細胞に対し、10μMまで有意に細胞毒性を示さず、細胞生存力にも影響を及ぼさなかった(図6B)。
実験例2.in vitroシステムにおける、Poly6による抗ウイルス効能の確認
慢性HBV感染は、急性感染とは異なり、肝硬化及び肝細胞癌のような深刻な肝疾患を誘発すると知られている。従って、慢性感染を克服する抗HBVに対する薬物を開発することが重要である。しかし、HBVゲノムが宿主染色体に挿入されているために、ヒトの肝及び血清から、ウイルスの完全な除去が困難であるという問題で残っている。従って、本実験例においては、Poly6による抗ウイルス効果を評価するために、HBVを持続的に発現するHepG2.2.15永久細胞株にPoly6を処理した。また、HepG2細胞を6ウェルプレートに接種した後、HepG2細胞を、pHBV-1.2X-WTで一時的に形質感染させた。pHBV-1.2X-WTを有するHepG2細胞またはHepG2-2.15細胞を、24時間または48時間、PBS(0.5%)、ETV(30nM)またはPoly6(10μM)で処理し、上澄み液及びペレットを使用し、多様な分析を行った。分泌されたHBsAg及びHBeAgを、培養上澄み液から測定するために提供された実験方法により、HBsAg(BIOKIT)及びHBeAg(AccuDiag)のELISAを遂行した。8-ヒドロキシ-2’-デオキシグアノシン(8-OHdG)活性の検出のために、8-OHdG分析キット(OxiSelect Oxidative DNA Damage ELISA kit、Cell Biolabs)及びELISAを、製造プロトコルによって遂行した。
その結果、PBS、ETV及びPoly6を2日間処理した後、細胞外部へのHBsAg及びHBeAgのレベルが、Poly6処理群において、統計的に有意に低下し、ウイルス増殖レベルは、Poly6の場合、さらに顕著に低下した。ETVによっても、ウイルス増殖が低減されたが、ETVとPBSとの間には、統計的有意性はなかった(図7Aないし図7C)、図8G及び図8H)。
また、細胞外部に分泌されたビリオンの量を測定するために、サザンブロット分析を行い、それは、具体的には、4℃で3時間24,000rpmで、超遠心分離する前、細胞破片を除去した後、氷で1時間8% PEG6000(Sigma)を使用し、上澄み液からのビリオンを沈澱させた。ペレットをPBSで収去して、製造社の指示により、QIAamp DNAミニキット(QIAGEN)を使用し、HBV DNAを収集した。ウイルス性DNAは、定量的リアルタイムPCR(Q-PCR)を使用して測定された。PCR増幅は、a101-bp生成物を増幅するように考案された小さい表面遺伝子を標的にするQPCRプライマーセットによって遂行された(表2)。Q-PCRは、商業用SensiFAST SYBR Lo-ROXキット(BIOLINE)とHBV Genesig標準キット(Primer design)とを使用して遂行し、ウイルス負荷を補正した。また、細胞外HBV DNAを検出するために、上澄み液を収集し、HBV粒子を、前述のように、6% PEG8000(Sigma)を使用して沈澱させた。ウイルスペレットをPBSで収去し、DNAを、溶解緩衝液(0.25% SDS、250mM Tris-HCl pH7.4及び250mM EDTA)で抽出した。精製されたHBV DNAを、1%アガロースゲルで分離し、サザンブロッティングにより、ナイロン膜(Hybond N+、Amersham)に移し、32P標識された野生型の全長HBV DNAプローブとハイブリッド化させた。無作為プライマーDNAラベリングキット(TAKARA)を使用して分析した。オートラジオグラフィ(autoradiography)は、BAS2500イメージ分析器(Fuji Photo Film)を利用して行われて分析された。
Figure 0007017012000002

その結果、サザンブロット分析から、細胞外部に分泌されたビリオンの量は、PBS条件と比較し、Poly6とETVとにおいて明確に減少した(図7D)。濃度による変化を確認した結果、Poly6によるHBVのIC50は、約2.468μMであった(図7E)。
実験例3.Poly6のHBV抑制メカニズムの具体的な確認
本実験例においては、ヌクレオカプシド発現分析、ミトコンドリア活性酸素測定、及び第1型インターフェロンに係わる実験を介して、細胞における、Poly6の抗ウイルスメカニズムを確認した。
具体的には、抗HBc抗体(Dako、Agilent Tech)でウェスタンブロット分析を行った結果、PBS及びETVに対比させ、Poly6を処理したグループにおいて、有意にHBcAg及びカプシドが減るということを確認した。それをImageJプログラムで数値化させて見たときにも、統計的有意性を確認することができた(図8F)。
試薬が細胞内に吸収されて酸化ストレスが誘導されれば、I型インターフェロンのような細胞因子を発現させることにより、増殖、細胞死滅または抗ウイルス効果を含めた多様な反応を起こしうるというメカニズムが明らかにされている。それにより、Poly6の酸化ストレス媒介作用による抗ウイルス効果のメカニズムを明らかにするために、pHBV-1.2X-野生型形質感染されたHepG2細胞またはHepG2.2.15細胞で、6ウェル培養プレート上に、4x10細胞/ウェルで24時間接種し、PBS、ETVまたはPoly6で処理した。適切な時間、細胞を培養した後、細胞を37℃で30分間、5μMのMitoSox(Molecular probes)と共に恒温処理した。流動細胞計測分析のために、細胞ペレットをFACS緩衝液(PBS内に1% FBS及び1mM EDTA)に再懸濁させ、4%パラホルムアルデヒドで固定させた。ミトコンドリア機能障害を予防するために、10μMのMitoTempo(Sigma Aldrich)を12時間前処理し、0.5μMのロテノン(SigmaAldrich)試薬を、ミトコンドリアストレスを介したROS誘導に対する陽性対照群とした使用した。
その結果、HepG2細胞において、ミトコンドリアストレスによる活性酸素(mtROS)の生産が、PBSに比べ、ロテノンとPoly6との処理群において、2時間から24時間までの間に有意に増加した(図10A)。Poly6処理によるミトコンドリアの活性酸素増加が、濃度依存性を示すということを確認した(図10B))。一方、エンテカビル処理群においては、ミトコンドリア活性酸素の増加様相が観察されなかった。ロテノンとPoly6との処理によって増加したミトコンドリア活性酸素は、mtROS特異的恒産化物質であるMitoTEMPOの処理によってさらに減少した(図10C))。
第I型インターフェロン(IFN-I)は、ウイルス感染を調節するために、宿主細胞によって誘導される(Stetson & Medzhitov、2006)。従って、HepG2-2.15細胞及びマウス肝臓において、Poly6によるIFN-Iの発生影響を確認するために、IFN-β、RIG-I及びISG15のmRNAレベルを検査した。
その結果、Poly6処理群において、IFN-β、RIG-I、ISG15のmRNAレベルが、PBS群と比較し、有意に上昇するということを観察し、エンテカビル処理群においては、統計的有意性を確認することができなかった(図11A)。また、I型インターフェロン生物検定及び中和分析のために、間接的にルシフェラーゼリポータ遺伝子を使用し、IFNレベルを測定するために、5μgのプロマイシン(SigmaAldrich)を使用し、3’末端に、ルシフェラーゼリポータ遺伝子と係わるインターフェロン敏感反応要素(ISRE)を挿入したhMH55-293-ISRE細胞を使用した。24時間または48時間、各試薬で処理された細胞から上澄み液を収集した後、上澄み液をhMH55-293-ISRE細胞に6時間添加した。培養後、細胞をPBSで洗浄し、リポータ溶解緩衝液(reporter lysis buffer、E1500、Promega)により、室温で30分間溶解させた。ルシフェラーゼ分析試薬(E1500、Promega)を添加し、発光をTECAN m200判読機(TECAN)を使用して測定した。翌日、PBS(0.5%)、ETV(30nM)及びPoly6(10μM)を48時間細胞に添加した。その結果、ルシフェラーゼ発現レベルが、Poly6処理により、24時間で有意に上昇するということを確認した(図11BのB)。
一方、中和I型インターフェロン受容体を介して、インターフェロンと受容体との相互作用を遮断した後、Poly6による抗HBV効果の変化を調査するために、PBS、ETV、Poly6を処理する2時間前、中和抗体を処理し、受容体の活性化を遮断して培養した。各物質処理後、48時間培養後、抗HBV効果を、ELISA及びqPCRで評価した。その結果、GAPDH抗体処理において、Poly6によって低下したHBeAgのレベルは、IFN受容体を遮断するや否や、さらに有意に上昇したということを確認し、HBV DNAレベルも、PBS処理群レベルで回収されたということを確認した(図12A)。それと同様に、Poly6の処理によって上昇したIFN-β、RIG-I及びISG15のmRNAレベルも、中和抗体の処理により、さらに低下するということを観察することにより(図12B)、Poly6が、I型IFN-Iの発現に直接/間接的な影響を及ぼすということを確認した。
結論として、以上の結果を基に、Poly6が、細胞内ミトコンドリアの活性酸素を増加させることにより、I型インターフェロン(IFN-I)経路を介してIFN-βを刺激し、それにより、HBV複製を抑制する一方、HBcAg及び蛋白外被を抑制するメカニズムを有するということを立証することができた。
実験例4.InvivoシステムでPoly6による抗ウイルス効能の確認
マウスモデル(in vivo)において、Poly6効果を確認するために、本実験例を遂行した。まず、形質転換されたマウスモデルを構築するために、HBV W4P突然変異を発現するトレンスジェニックマウスをマクロジェン(Macrogen)で生成させ、マウスをランダムに相互培養し、マクロジェンで病菌がない状態に維持させた。実験動物は、特定病源菌がない実験動物センターに保管された。簡潔に述べれば、PMSG(7.5IU)とhCGは、過排卵のために、5~8週間、C57BL/6Nメスマウスに、48時間ごとの間隔(5IU)で腹腔内注射された。注射後、それらメスマウスを、C57BL/6Nオスマウスと交配させた。翌日、処女プラグがあるメスマウスを犠牲にし、受精された胚芽を収穫し、HBV W4P完全ゲノムを、遺伝子変形マウス生産のための標準マイクロ注入手続き(Macrogen)を使用し、1つの細胞胚芽に共同微細注入させた。微細注入器を利用し、精子髄核に、微細注入のためのHBV DNA(4ng/μl)を直接注射した後、微細注入された胚芽を、1時間ないし2時間37℃で培養した。14個から16個の注入された1細胞段階の胚芽を外科的方法でICP(pseudopregnant recipient mice)の卵管に移植した。F0が生まれた後、移植遺伝子(transgene)の存在に係わる尾カットサンプルを使用してテストした遺伝型分析(genotyping)を行い、フェノール抽出方法を介した遺伝体DNA(genomic DNA)PCRスクリーニングをPCR分析で確認した。
その後、preS1領域(Genotype A、pHY92-W4P)において、W4P突然変異を含むHBVビリオンを発現する形質転換マウスモデルに、Poly6(50μg/kg)と3TC(ラミブジン、Sigma-Aldrich、500μg/kg)とを、1週間に2回ずつ静脈内投与した。HBV DNAとHBsAgとの数値は、4週目と8週目とに眼窩副鼻洞血液収集を介して、マウス血清から測定された。
その結果、Poly6及び3TCを注射したマウスの血清からのHBsAgのレベルは、4週目にPBSを注射したマウスと比較して類似していたが、3TCと比較し、Poly6に対するHBsAgレベルは、8週目において有意に低下した(図9A)。また、HBV DNAレベルは、8週の間、PBSと比較し、Poly6及び3TCにおいて、約2倍低下した(図9B)。最後に、マウスモデルの肝臓において、IFN-βのmRNAレベルを評価した。IFN-βmRNAレベルは、3TC及びPoly6を処理した群の4週目及び8週目の肝組織で有意に上昇し、それは、poly6を処理した群において、さらに高く発現されたということを観察した(図11BのC)。
前記結果を総合するとき、Poly6が、HBsAg及びHBVのビリオンレベルが低下する生体内形質転換マウスモデルシステムに影響を及ぼすということが分かった。
実験例5.Poly6のエンテカビル併用処理による第1型インターフェロン増加相乗効果、及びそれによる抗HBV効果
核において、HBV重合酵素の活性を抑制し、リン酸化形態に転換させるメカニズムを介して、現在HBV抗ウイルス剤として商用されているエンテカビルと、第I型インターフェロン(IFN-I)とを増加させると確認されたPoly6と併用処理による抗HBV効果と、第1型インターフェロン増加相乗効果とを確認した。HepG2-2.15細胞で、6ウェル培養プレート上において、5x10細胞/ウェルで24時間培養し、PBS、ETV、Poly6の単独処理、または2つの物質を併用して処理した。48時間細胞を培養した後、上澄み液を収集し、ELISA、qPCR、LDH assayを進めた。
その結果、ETVとPoly6とを単独で処理したとき、細胞外HBV DNAレベルがPBSに比べ、統計的に有意に低下したが、2つの物質を併用処理したとき、さらに顕著な低下効果を示し、それは、各単独処理群との比較時にも、有意な差を確認した(図13A)。細胞外のs抗原及びe抗原のレベル測定結果、ETV処理群においては、PBS群対比で、有意な低下効果を示すことができなかったが、Poly6単独処理群において、統計的有意性を確認し、2つの物質を併用したとき、各単独処理群に比べ、有意的な低下現象を観察した(図13C)。
一方、各物質の単独処理及び併用処理による非特異的細胞毒性レベルを確認するために、LDHレベルを測定し、対照群に比べ、有意な差を示さないことにより、細胞毒性の不在を確認した(図13B)。
一方、第1型インターフェロンの上昇レベルに対し、2物質併用による相乗効果を確認するために、単独処理群及び併用処理群のmRNAを抽出し、IFN-α、IFN-β及びTNF-αの発現レベルを観察し、その結果、単処理群においてよりも、併用処理群において、有意に第1型インターフェロン関連mRNAレベルが上昇するということを確認した(図14A)。また、hMH55-293-ISRE細胞のルシフェラーゼリポータ遺伝子を使用し、IFNレベルを間接的に測定し、前述の結果と一貫するように、ETVとPoly6との併用処理群において、PBS及び各物質単独の処理群に比べ、統計的に有意なルシフェラーゼ発現レベルの増上昇を確認した(図14B)。
以上の結果を基に、Poly6のエンテカビル併用処理による第1型インターフェロンの上昇、及びそれによるHBVに対する抗ウイルス効果の相乗効果を立証し、従って、併用投与時の肝疾患抑制効果の相乗作用を期待することができると予想される。
本発明は以下の態様を含む。
<1> 配列番号1、配列番号2及び配列番号3からなる群から選択されるいずれか1つのアミノ酸配列からなるポリペプチド。
<2> 前記ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列からなる、<1>に記載のポリペプチド。
<3> 前記ポリペプチドは、B型肝炎ウイルス(HBV)重合酵素に由来するものである、<1>に記載のポリペプチド。
<4> 前記ポリペプチドは、抗ウイルス活性を有するものである、<1>に記載のポリペプチド。
<5> <1>に記載のポリペプチドを含む抗ウイルス用薬学的組成物。
<6> 前記ウイルスは、アデノウイルス、天然痘ウイルス、小児麻痺ウイルス、はしかウイルス、重症熱性血小板減少症侯群ウイルス、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus)、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つである、<5>に記載の薬学的組成物。
<7> 前記ポリペプチドは、抗ウイルス活性を有し、前記ウイルスは、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つである、<5>に記載の薬学的組成物。
<8> 抗ウイルス剤をさらに含む、<5>に記載の薬学的組成物。
<9> 前記抗ウイルス剤は、アシクロビル、ファムシクロビル、バラシクロビル、ガンシクロビル、アンプレナビル、アバカビル、アンサマイシン、シドフォビル、ダルナビル、デラビルジン、エファビレンツ、エトラビリン、ファムシクロビル、ヒペリシン、インジナビル、ラミブジン、ロブカビル、ネルフィナビル、ネビラピン、ノバフェロン、リトナビル、サキナビル、スタブジン、チプラナビル、ビラゾール、リバビリン、ザルシタビン、ジドブジン、マラビロク、ラルテグラビル、エルビテグラビル、ジダノシン、テノホビル、エムトリシタビン、ロピナビル、アタザナビル、エンフビルチド、クレブジン、エンテカビル及びアデホビルからなる群から選択される少なくとも一つである、<8>に記載の薬学的組成物。
<10> 前記抗ウイルス剤は、エンテカビルである、<8>に記載の薬学的組成物。
<11> 前記ポリペプチドは、ウイルスの増殖を抑制するものである、<5>に記載の薬学的組成物。
<12> 前記ポリペプチドは、HIV-1挿入酵素のアセチル化を阻害し、前記酵素の活性を抑制するものである、<5>に記載の薬学的組成物。
<13> 前記ポリペプチドは、細胞内ミトコンドリアの活性酸素を増加させるものである、<5>に記載の薬学的組成物。
<14> 前記ポリペプチドは、第I型インターフェロン(IFN-I)の発現を増大させるものである、<5>に記載の薬学的組成物。
<15> 前記ポリペプチドは、HBVのHBcAgまたはヌクレオカプシドの合成を抑制するものである、<5>に記載の薬学的組成物。
<16> <1>に記載のポリペプチドを含む後天性免疫欠乏症(AIDS)の予防用または治療用薬学的組成物。
<17> 前記後天性免疫欠乏症はHIV-1感染から発病されるものである、<16>に記載の薬学的組成物。
<18> <1>に記載のポリペプチドを含む肝疾患の予防用または治療用薬学的組成物。
<19> 前記肝疾患は、肝炎、肝硬変症及び肝臓癌からなる群から選択される少なくとも一つである、<18>に記載の薬学的組成物。
<20> 前記肝疾患は、B型肝炎である、<18>に記載の薬学的組成物。
<21> 前記肝疾患はHBV感染から発病されるものである、<18>に記載の薬学的組成物。
<22> <1>に記載のポリペプチドを含む抗ウイルス用健康機能食品。
<23> <5>に記載の薬学的組成物を個体に投与する工程を含む、ウイルス感染症及びそれと関連した症状を予防または治療する方法。

Claims (19)

  1. 配列番号1、配列番号2及び配列番号3からなる群から選択されるいずれか1つのアミノ酸配列からなるポリペプチド。
  2. 前記ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列からなる、請求項1に記載のポリペプチド。
  3. 前記ポリペプチドは、B型肝炎ウイルス(HBV)重合酵素に由来するものである、請求項1に記載のポリペプチド。
  4. 前記ポリペプチドは、抗ウイルス活性を有するものである、請求項1に記載のポリペプチド。
  5. 請求項1に記載のポリペプチドを含む抗ウイルス用薬学的組成物。
  6. 前記ウイルスは、アデノウイルス、天然痘ウイルス、小児麻痺ウイルス、はしかウイルス、重症熱性血小板減少症侯群ウイルス、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus)、ヒト免疫欠乏ウイルス-1(HIV-1)及びB型肝炎ウイルス(HBV)からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  7. 抗ウイルス剤をさらに含む、請求項5に記載の薬学的組成物。
  8. 前記抗ウイルス剤は、アシクロビル、ファムシクロビル、バラシクロビル、ガンシクロビル、アンプレナビル、アバカビル、アンサマイシン、シドフォビル、ダルナビル、デラビルジン、エファビレンツ、エトラビリン、ファムシクロビル、ヒペリシン、インジナビル、ラミブジン、ロブカビル、ネルフィナビル、ネビラピン、ノバフェロン、リトナビル、サキナビル、スタブジン、チプラナビル、ビラゾール、リバビリン、ザルシタビン、ジドブジン、マラビロク、ラルテグラビル、エルビテグラビル、ジダノシン、テノホビル、エムトリシタビン、ロピナビル、アタザナビル、エンフビルチド、クレブジン、エンテカビル及びアデホビルからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項に記載の薬学的組成物。
  9. 前記ポリペプチドは、ウイルスの増殖を抑制するものである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  10. 前記ポリペプチドは、HIV-1挿入酵素のアセチル化を阻害し、前記酵素の活性を抑制するものである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  11. 前記ポリペプチドは、細胞内ミトコンドリアの活性酸素を増加させるものである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  12. 前記ポリペプチドは、第I型インターフェロン(IFN-I)の発現を増大させるものである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  13. 前記ポリペプチドは、HBVのHBcAgまたはヌクレオカプシドの合成を抑制するものである、請求項5に記載の薬学的組成物。
  14. 請求項1に記載のポリペプチドを含む後天性免疫欠乏症(AIDS)の予防用または治療用薬学的組成物。
  15. 前記後天性免疫欠乏症はHIV-1感染から発病されるものである、請求項14に記載の薬学的組成物。
  16. 請求項1に記載のポリペプチドを含む肝疾患の予防用または治療用薬学的組成物。
  17. 前記肝疾患は、肝炎、肝硬変症及び肝臓癌からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項16に記載の薬学的組成物。
  18. 前記肝疾患はHBV感染から発病されるものである、請求項16に記載の薬学的組成物。
  19. 請求項1に記載のポリペプチドを含む抗ウイルス用健康機能食品。
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