JP7357292B2 - 癌治療用ペプチド - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、癌の治療または予防に関する。特に、本発明は、SLIT2タンパク質由来のペプチド断片、および癌の増殖、浸潤、および転移の抑制における、それらの用途を提供する。
発明の背景
抗癌ペプチドは近年、注目を集めてきた。しかしながら、ほとんどの従来の抗癌剤は、生物活性が低く、毒性が高い。したがって、高い生物活性と低い毒性を有する抗癌生物活性ペプチドを開発する必要性がある。
発明の概要
本開示は、本明細書に記載のアミノ酸配列を含むペプチドを提供する。特定の実施形態は、FHIVELLAまたはFHAVELLAのアミノ酸配列を含むペプチドを含む。他の特定の実施形態は、本明細書に記載の環状ペプチド、ペグ化ペプチド、およびフルオレニルメチルオキシカルボニルペプチドを含む。
本開示は、本明細書に記載のペプチドを含む、医薬組成物を提供する。
本開示は、本明細書に記載のペプチドの有効量を投与することを含む、癌の増殖、浸潤、および/または転移を抑制する方法を提供する。
本開示は、本明細書に記載のペプチドの有効量を投与することを含む、癌を予防、治療、または改善する方法を提供する。
図面の簡単な説明
図1は、細胞増殖に対するFmoc-LT1-3(LT1-3)のアラニン置換の効果を示している。 図2は、細胞増殖に対するFmoc-LT-A3(LT-A3)の塩基置換の効果を示している。 図3は、CL1-5細胞の増殖抑制におけるFmoc-LT-ペプチド(LT-ペプチド)の用量効果を示している。 図4は、様々な肺癌株におけるFmoc-LT1-3およびFmoc-LT-A3の増殖抑制活性を示している。 図5(A)~(C)は、浸潤抑制に対するFmoc-LT1-3(A)、Fmoc-LT-A3(B)およびFmoc-LT-A3-PEG3(C)の用量効果を示している。 図6は、18日目に異なる量のLT1-3ペプチドで処置したマウスの初期腫瘍形成率を示している。 図7は、異種移植モデルにおける腫瘍の増殖に対するFmoc-LT1-3の効果を示している。 図8は、異なるレベルのLT1-3ペプチドで処置した腫瘍のサイズを示している。 図9は、異なるレベルのFmoc-LT1-3で処置した動物の相対的臓器重量を示している。 図10は、尾静脈から注射したCL1-5細胞の肺転移に対するFmoc-LT1-3の効果を示している。 図11は、維持療法での対照、CDDP、LT1-3、CDDP+LT1-3の生存率、および併用療法でのCDDP+LT1-3の生存率を示している。 図12は、CL1-5細胞の浸潤抑制に対するLT-1、-3、-4、-5の効果を示している。 図13は、CL1-5細胞における細胞浸潤抑制に対するLT1-3ペプチドの効果を示している。 図14は、CL1-5細胞における細胞浸潤抑制に対するLT-A3ペプチドの効果を示している。 図15は、CL1-5細胞の細胞浸潤に対するCペプチドのNまたはC末端修飾の効果を示している。 図16は、CL1-5細胞における細胞浸潤に対するLT-A3-PEGペプチドの効果を示している。 図17は、CL1-5細胞における細胞浸潤に対するLT1-3-PEGの効果を示している。 図18は、A549細胞における細胞浸潤に対するLT1-3-PEGの効果を示している。 図19は、H1299細胞における細胞浸潤に対するLT1-3-PEGの効果を示している。 図20(A)および(B)は、CL1-5細胞の細胞増殖に対するペプチドのNまたはC末端修飾の効果を示している;(A)PEG-LT1-3、PEG-LT-A3およびLT-A3-PEG;(B)LT1-3およびLT1-3-PEG。 図21は、様々な肺癌細胞株の増殖に対するLT1-3-PEGの効果を示している。 図22は、LT1-3がBeas2B、HUVEC、およびMRC5正常細胞株の増殖を抑制しないことを示している。 図23は、MCF-7、T-47D、MDA-MB-453およびMDA231乳癌細胞の増殖に対するLT1-3-PEGの効果を示している。 図24は、PKA阻害剤(H89)がCL1-5細胞に対するLT1-3ペプチドの増殖抑制活性を高めることを示している。 図25は、JNK阻害剤(Sp600125)がCL1-5細胞に対するLT1-3ペプチドの増殖抑制活性を高めることを示している。 図26は、PKACAの発現のノックダウンがCL1-5細胞に対するLT1-3-PEG媒介増殖抑制活性を高めることを示している。 図27は、JNK1の発現のノックダウンがCL1-5細胞に対するLT1-3-PEG媒介増殖抑制活性を高めることを示している。
発明の詳細な説明
本明細書において説明される様々な態様および実施形態は、単に例示を提供することを意図しており、特許請求の範囲を限定する役割を果たすものではないことが理解されるであろう。
冠詞「a(1つ)」および「an(1つ)」は、本明細書において、冠詞の文法上の対象の1つまたは複数(すなわち、少なくとも1つ)を指すために使用される。
アミノ酸の略称は、本開示を通して使用され、当技術分野で知られている標準的な命名法に従う。例えば、当業者によって理解されるように、アラニンはAlaまたはAであり;アルギニンはArgまたはRであり;アスパラギンはAsnまたはNであり;アスパラギン酸はAspまたはDであり;システインはCysまたはCであり;グルタミン酸はGluまたはEであり;グルタミンはGlnまたはQであり;グリシンはGlyまたはGであり;ヒスチジンはHisまたはHであり;イソロイシンはIleまたはIであり;ロイシンはLeuまたはLであり;リジンはLysまたはKであり;メチオニンはMetまたはMであり;フェニルアラニンはPheまたはFであり;プロリンはProまたはPであり;セリンはSerまたはSであり;テオニンはThrまたはTであり;トリプトファンはTrpまたはWであり;チロシンはTyrまたはYであり;そして、バリンはValまたはVである。
疎水性側鎖を有するアミノ酸は、アラニン(A)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、フェニルアラニン(F)、トリプトファン(W)、チロシン(Y)、およびバリン(V)の非限定的な例を含む。親水性側鎖を有するアミノ酸は、グリシン(G)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、セリン(S)、スレオニン(T)、およびシステイン(C)の非限定的な例を含む。塩基性側鎖を有するアミノ酸は、ヒスチジン(H)、リジン(K)およびアルギニン(R)の非限定的な例を含む。酸性側鎖を有するアミノ酸は、アスパラギン酸(D)およびグルタミン酸(E)の非限定的な例を含む。典型的な生理学的条件下で正に荷電した側鎖を有するアミノ酸は、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、およびリジン(K)の非限定的な例を含む。典型的な生理学的条件下で負に荷電した側鎖を有するアミノ酸は、アスパラギン酸(D)およびグルタミン酸(E)の非限定的な例を含む。極性の非荷電側鎖を有するアミノ酸は、セリン(S)、トレオニン(T)、アスパラギン(N)、およびグルタミン(Q)の非限定的な例を含む。
非天然アミノ酸は、アゼチジンカルボン酸、2-アミノアジピン酸、3-アミノアジピン酸、β-アラニン、ナフチルアラニン(「naph」)、アミノプロピオン酸、2-アミノ酪酸、4-アミノ酪酸、6-アミノカプロン酸、2-アミノヘプタン酸、2-アミノイソ酪酸、3-アミノイソ酪酸、2-アミノピメリン酸、tert-ブチルグリシン(「tBuG」)、2,4-ジアミノイソ酪酸、デスモシン、2,2’-ジアミノピメリン酸、2,3-ジアミノプロピオン酸、N-エチルグリシン、N-エチルアスパラギン、ホモプロリン(「hPro」または「homoP」)、ヒドロキシリジン、アロヒドロキシリジン、3-ヒドロキシプロリン(「3Hyp」)、4-ヒドロキシプロリン(「4Hyp」)、イソデスモシン、アロイソロイシン、N-メチルアラニン(「MeAla」または「Nime」)、N-メチルグリシンを含むN-アルキルグリシン(「NAG」)、N-メチルイソロイシン、N-メチルペンチルグリシンを含むN-アルキルペンチルグリシン(「NAPG」)、N-メチルバリン、ナフチルアラニン、ノルバリン(「Norval」)、ノルロイシン(「Norleu」)、オクチルグリシン(「OctG」)、オルニチン(「Orn」)、ペンチルグリシン(「pG」または「PGly」)、ピペコリン酸、チオプロリン(「ThioP」または「tPro」)、ホモリジン(「hLys」)、およびホモアルギニン(「hArg」)を含むが、これらに限定はされない。
本明細書で使用される場合、「野生型」(wt)は、種におけるポリヌクレオチド、ポリペプチドまたはタンパク質の天然形態(配列を含む)を指す用語である。野生型は、遺伝子変異から生じるポリヌクレオチド、ポリペプチドまたはタンパク質の変異体から区別される。
本明細書で使用する場合、「アミノ酸」という用語は、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、およびアミノ酸類似体、その構造がそのような立体異性体形態を可能にする場合は、特に明記しない限り、DおよびL立体異性体にある全てを指す。
本明細書で使用する場合、「ペプチド」または「オリゴペプチド」という用語は、アミノ酸で構成される有機化合物を指し、それらは、環化される前の直鎖(隣接するアミノ酸残基のカルボキシル基とアミノ基の間のペプチド結合によって一緒に結合されている)、または環状、または制約を受けた(例えば「大環状」)形態のいずれかで配列されうる。
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される塩」という用語は、金属塩(例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなど)およびアンモニアもしくは有機アミンの塩を含むが、これらに限定されない、薬学的使用のための化合物に製剤化されうる塩である。
本明細書において交換可能に使用されるように、用語「個体」、「対象」、「宿主」、および「患者」は、齧歯類(ラット、マウス)、非ヒト霊長類、ヒト、イヌ、ネコ、有蹄動物(例えば、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ)などを含むが、これらに限定されない哺乳類を指す。
本明細書で使用する場合、「予防」処置という用語は、病状を発症するリスクを減少させる目的で、疾患の兆候を示さないか、疾患の初期兆候のみを示す対象に施される処置である。本開示の化合物または組成物は、病状を発症する可能性を低減するか、または発症した場合、病状の重症度を最小限に抑えるための予防的処置として与えられうる。
本明細書で使用する場合、「治療」、「治療する」などの用語は、哺乳動物、特にヒトの疾患のあらゆる治療を包含し、以下を含む:(a)病気の素因があるが、まだそれであると診断されていない患者に疾患が発生するのを防ぐこと;(b)疾患の抑制、すなわち、その発症の阻止;および(c)病気の緩和、すなわち、疾患の退行を引き起こすこと。
本明細書で使用する場合、「治療有効量」または「有効量」という用語は、疾患を治療するために哺乳動物または他の対象に投与された場合、そのような疾患の治療を行うのに十分な対象ペプチドの量を指す。
本発明は、驚くべきことに、SLIT2タンパク質の断片が、腫瘍の増殖および浸潤の抑制において有利な効果を有することを見出した。特に、本発明は、腫瘍の増殖と浸潤の両方を抑制する効果があるSLIT2由来の91個のアミノ酸からなる断片を発見した(ASAIYSVETINDGNFHIVELLALDQSLSLSVDGGNPKIITNLSKQSTLNFDSPLYVGGMPGKSNVASLRQAPGQNGTSFHGCIRNLYINSE)(配列番号1)。本発明は、配列番号1中の以下の5つの重複するペプチド配列が、腫瘍の増殖および/または浸潤に効果的であることを予想外に発見した。
LT-1:ASAIYSVETINDGNFHIVELLA(配列番号2)
LT-2:FHIVELLALDQSLSLSVDGGNPKIIT(配列番号3)
LT-3:KIITNLSKQSTLNFDSPLYVGG(配列番号4)
LT-4:GGMPGKSNVASLRQAPGQNGTSF(配列番号5)
LT-5:LRQAPGQNGTSFHGCIRNLYINSE(配列番号6)
LT-1は、増殖および浸潤活性に対する抑制効果を有する一方、LT-3、LT-4およびLT-5は細胞浸潤のみに対して抑制効果を有する。LT-2のN末端配列はLT1-3の配列(配列番号4)を含んでおり、したがって、LT-2は増殖および浸潤活性に対して抑制効果を有する可能性が高い。
したがって、本開示は、配列番号1に示されるアミノ酸配列を含むペプチド、またはその断片を提供する。いくつかの実施形態では、ペプチドの断片は、配列番号2、3、4、5または6に示されるアミノ酸配列を含む。
また、本発明は、LT-1の22アミノ酸断片内に3つの断片、10アミノ酸の断片LT1-1(ASAIYSVETI(配列番号7)、10アミノ酸の断片LT1-2(ETINDGNFHI(配列番号8))および8アミノ酸の断片LT1-3(FHIVELLA(配列番号9)を同定できること、そして、LT1-3は腫瘍の増殖と浸潤の両方の抑制に優れた効果を有することも予想外に見出した。
一つの側面において、本発明は、以下の式I:
-X-X-X-X-X-X-X(I)
(式中、Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは塩基性側鎖を有するアミノ酸、酸性側鎖を有するアミノ酸、または疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは塩基性側鎖を有するアミノ酸、酸性側鎖を有するアミノ酸、または疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸または親水性側鎖を有するアミノ酸から選択され;そして、Xは疎水性側鎖を有するアミノ酸または親水性側鎖を有するアミノ酸から選択される)を含むペプチド、または、その修飾ペプチドまたはその塩を提供する。
いくつかの実施形態では、XはF、A、Y、Wから選択され;XはH、K、R、A、およびEから選択され;XはIまたはAから選択され;XはVおよびAから選択され;XはE、D、H、Orn、A、およびHから選択され;XはLおよびAから選択され;XはLおよびSから選択され、そしてXはAおよびSから選択され;または、その修飾ペプチドまたはその塩である。
いくつかの実施形態では、ペプチドは、FHIVELLA(LT1-3)(配列番号9)、FHAVELLA(LT-A3)(配列番号10)、FKAVELLA(LT-K2)(配列番号11)、FRAVELLA(LT-R2)(配列番号12)、FHAVDLLA(LT-D5)(配列番号13)、FHAVHLLA(LT-H5)(配列番号14)、FHAVOLLA(LT-Orn5)(配列番号15)、AHAVELLA(LT-A13)(配列番号:16)、FHAAELLA(LT-A34)(配列番号:17)、FHAVEALA(LT-A36)(配列番号:18)、FHAAEALA(LT-A346)(配列番号19)、FAIVALLA(LT-A25)(LT-A2)(配列番号20)、FEAVHLLA(LT-E2H5)(配列番号21)、YHAVELLA(LT-Y1)(配列番号22)、WHAVELLA(LT-W1)(配列番号23)、FHAVELSA(LT-S7)(配列番号24)、FHAVELLS(LT-S8)(配列番号25)、DGNFHIVELLA(LT-11AA)(配列番号26)、AHIVELLA(LT-A1)(配列番号27)、FAIVELLA(LT-A2)(配列番号28)、FHIAELLA(LT-A4)(配列番号29)、FHIVALLA(LT-A5)(配列番号:30)、FHIVEALA(LT-A6)(配列番号31)、FHIVELAA(LT-A7)(配列番号32)、または、配列番号9~32のいずれかに示されるアミノ酸配列に1つまたは数個のアミノ酸置換、欠失および/または付加を有し、配列番号9~32のいずれかに示されるアミノ酸配列の配列のものと同等またはそれ以上の活性を有するアミノ酸配列を含むペプチド;または、その修飾ペプチドまたはその塩を含む。
さらなる実施形態では、本開示のペプチドはFHAVELLA(配列番号10);または、その修飾ペプチドまたはその塩である。
本開示に従うペプチドは、式(I)に示されるアミノ酸配列に1つまたは数個のアミノ酸置換、欠失および/または付加を有するアミノ酸配列を含むペプチド(以下、「修飾ペプチド」ともいう)を包含する。特定のアミノ酸配列に1つまたは数個のアミノ酸置換、欠失および/または付加を有するアミノ酸配列からなるペプチドが、元のペプチドの生物活性を維持しうることは、当業者に広く知られている事実である。
この文脈において、1つまたは数個のアミノ酸が他のアミノ酸で置換される場合、アミノ酸側鎖の特性は、置換の前後で保存されることが好ましい。アミノ酸側鎖の特性は、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、ヒドロキシ基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子を含む側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸またはアミドを含む側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基を含む側鎖を有するアミノ酸(R、K、H)、芳香族を含む側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を含む(括弧内の各文字は、アミノ酸の1文字表記を表す)。
さらに、修飾されたペプチドと元のペプチドとの相同性は、好ましくは60%以上、より好ましくは75%以上、さらにより好ましくは85%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上である。
本開示のペプチドは、溶解性または安定性を改善するために修飾されうる。いくつかの実施形態では、修飾ペプチドは、環状ペプチド、ペグ化ペプチド、またはフルオレニルメチルオキシカルボニルペプチドである。例えば、極性残基またはPEG(ポリエチレングリコール)のセットを本開示のペプチドに任意に追加して、その溶解性を改善することが可能である。PEGは、本開示のペプチドのC末端またはN末端に付加されうる。一つの実施形態では、PEGは、本開示のペプチドのN末端またはC末端に付加される。いくつかの実施形態では、修飾ペプチドはPEGペプチドであり、ここで、PEGは配列番号9~32からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチドのN末端またはC末端に結合している。一つの実施形態では、PEG-ペプチドは、PEG-LT1-3またはPEG-LT-A3である(すなわち、配列番号9または10からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチドのC末端またはN末端にPEGが結合している)。
一つの実施形態では、フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)が、安定性を改善するために本開示のペプチドに付加される。いくつかの実施形態では、修飾ペプチドはFmocペプチドであり、ここで、Fmocは配列番号9~32からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチドのN末端またはC末端に結合している。一つの実施形態では、Fmoc-ペプチドは、Fmoc-LT1-3またはFmoc-LT-A3である(すなわち、配列番号9または10からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチドのC末端またはN末端にFmocが結合している)。
ペプチドは、例えば合成法および組換え法を含む、当技術分野で公知のポリペプチドを作製するための任意の手段を使用して生成されうる。本開示のペプチドは、それらの比較的小さなサイズのために、従来的な技術に従って溶液中または固体支持体上で直接合成されうる。様々な自動合成機が市販されており、既知のプロトコルに従って利用されうる。例えば、いくつかの実施形態において、ペプチドは、固相合成、メリフィールド型固相合成、t-Boc固相合成、Fmoc固相合成、BOP固相合成、および液相合成などといった合成化学技術を使用して合成されうる。他の実施形態では、ペプチドは、例えば、当業者によく知られている組換え技術に従って、細胞または無細胞系でペプチドをコードする核酸からペプチドを発現させることによって生成されうる。ペプチドは、当業者に知られている様々な修飾および保護基のいずれかを組み込むことができる。
一つの実施形態では、本開示の修飾ペプチドは環状の形態である。一つの実施形態では、本開示の修飾ペプチドは1つ以上の親水性アミノ酸、場合により1つ以上の疎水性アミノ酸をペプチドのN末端に付加することにより形成される環状である。一つの実施形態では、環状ペプチドは、本開示のペプチドのN末端に結合する2つの親水性アミノ酸と1つの疎水性アミノ酸を含む。
一つの実施形態において、本開示のペプチドは、式Iのペプチドの環状形態である。さらなる実施形態では、本開示は、以下の式IIを有する環状ペプチド:
a1-Xa2-Xa3-X-X-X-X-X-X-X-X(II)
(式中、Xa1はヘッドトゥーテールの環化としてXに結合しており、Xa1はDであり;Xa2はGであり;Xa3はNであり;そしてX、X、X、X、X、X、XおよびXは、それぞれ本明細書において定義されるアミノ酸である)を提供する。
本開示に従う環状部分を有するペプチド化合物は、アミノ酸および/またはアミノ酸類似体のアミド結合またはエステル結合により形成され、そして、アミド結合または炭素-炭素結合形成反応などといった共有結合の媒介による環化から生じる環状部分を有する化合物を指す。
本開示の環状部分を有する修飾ペプチド化合物は、ペプチドが環状部位で環化されている限り、特に限定されない。翻訳後の環化部位は、膜透過性と代謝安定性(薬らしさ)の適合性を提供する官能基を形成する環化ユニットであることが要求される。そのような環化方法は、特に制限なく使用されうる。そのような方法の例には、カルボン酸およびアミンからのアミド結合形成、ならびにスズキ反応、ヘック反応およびソノガシラ反応などといった遷移金属を触媒として使用する炭素-炭素結合形成が含まれる。したがって、本開示のペプチド化合物は、そのような結合形成反応が可能な官能基の少なくとも1つのセットを含む。
本開示のペプチド化合物における環状部分は、例えば、翻訳合成後の化学反応による環化により形成される環状部分であることが好ましい。また、環状部分は、翻訳後にRNAやDNAなどの核酸に影響を与えない反応条件下でも形成されうる環状部分であることが好ましい。
さらなる実施形態において、本開示の環状ペプチドは、DGNFHIVELLA(配列番号26)のアミノ酸配列を含み、ここで、DはAにヘッドトゥーテール(head to tail)の環化で結合している(環状-LT-11AA)。
本開示のペプチドは、腫瘍増殖と浸潤の両方の抑制を示し、したがって、癌を治療するために使用されうる。
別の側面では、本開示は、本明細書に記載のペプチドを含む、医薬組成物、ナノ粒子またはリポソームを提供する。一つの実施形態において、組成物は第2の抗癌剤を含む。例えば、第2の抗癌剤には、エルロチニブ、アファチニブ、ゲフィチニブ、ベバシズマブ、ラムシルマブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、エルロチニブ、シスプラチン、パクリタキセル、メトトレキサート、シクロホスファミド、イホスファミド、クロラムブシル、カルムスチン、カルボプラチン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、チオテパ、ロムスチン、セムスチン、5-フルオロウラシル、コルチコステロイド、カルシニューリン阻害剤、NSAID、5-リポキシゲナーゼの阻害剤、およびシタラビンが含まれるが、これらに限定はされない。
治療的または予防的処置のための医薬組成物に関するいくつかの実施形態は、粘膜(経口、鼻腔、吸入、直腸、膣、気管など)、非経口、局部、または局所投与のいずれかに特異的な製剤を提供する。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、非経口的に、例えば静脈内、皮下、皮内、または筋肉内に適切に投与される。本開示の医薬組成物は、従来的な方法(例えば、Remington’s Pharmaceutical Science、最新版、Mark Publishing Company、Easton、米国)に従って製剤化することができ、薬学的に許容される担体および添加剤も含み得る。例には、界面活性剤、賦形剤、着色剤、香料、防腐剤、安定剤、緩衝剤、懸濁剤、等張剤、結合剤、崩壊剤、潤滑剤、流動性促進剤、および矯味薬が含まれるが、これらに限定はされず、他の一般的に使用される担体は適宜使用されうる。担体の具体例には、軽質無水ケイ酸、乳糖、結晶セルロース、マンニトール、デンプン、カルメロースカルシウム、カルメロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、中鎖トリグリセリド、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油60、ショ糖、カルボキシメチルセルロース、コーンスターチ、無機塩などが含まれる。
別の側面において、本開示は、本明細書に記載の有効量のペプチドを対象に投与することを含む、癌を予防、治療、または改善する方法を提供する。
別の側面では、本開示は、本明細書に記載の有効量のペプチドを対象に投与することを含む、癌の増殖、浸潤および/または転移を抑制する方法を提供する。
一つの実施形態では、本開示の方法は、本明細書に記載の第2の抗癌剤を投与する段階をさらに含む。別の実施形態において、本開示のペプチドおよび第2の抗癌剤は、同時にまたは別々に投与される。
例えば、本開示のペプチド、組成物および方法により治療可能な癌には、神経芽腫;胆管癌;肺癌;非小細胞肺癌;肝細胞癌;頭頸部扁平上皮癌;扁平上皮癌リンパ腫;上咽頭癌;胃癌;結腸癌;子宮頸癌;胆嚢癌;前立腺癌;乳癌(breast cancer);精巣胚細胞腫瘍;大腸癌;神経膠腫;甲状腺癌;基底細胞癌;消化管間質癌;肝芽腫;子宮内膜癌;卵巣癌;膵臓癌;腎細胞癌、カポジ肉腫、慢性白血病、肉腫、直腸癌、咽喉癌、黒色腫、結腸癌、膀胱癌、肥満細胞腫、乳癌(mammary carcinoma)、乳腺癌、咽頭扁平上皮癌、精巣癌、胃腸癌、または胃癌および尿路上皮癌からなる群が含まれるが、これらに限定はされない。
本明細書に記載の方法により治療される対象は、ヒト対象および、イヌ、ネコ、ウサギ、ヤギ、ウマ、ブタ、ウシなどの非ヒト(動物)対象の両方を含む哺乳動物対象を包含する。本明細書で使用される「並行的に投与される(concurrently administered)」という用語は、2つの化合物が、複合(免疫)効果を達成するのに十分近い時間で投与されることを意味する。したがって、並行投与(concurrent administration)は、連続投与または同時投与(simultaneous administration)(例えば、共通または同じ担体中での同時投与)によって実施されうる。
いくつかの実施形態では、開示のペプチドおよび組成物は、注射(皮下、腹腔内、静脈内、くも膜下腔内、筋肉内、脳室内、および脊髄注射)、鼻腔内、経口、経皮、非経口、吸入、鼻咽頭または経粘膜吸収を含むが、これらに限定されない任意の適切な投与経路によって投与されうる。投与は、医薬組成物として製剤化された本明細書に記載の少なくとも1つのペプチドを提供することを包含する。薬学的に許容される担体は、当業者に周知である。特定の医薬製剤および所与の治療のための治療有効量および投与計画の決定は、例えば、患者の年齢、体重、性別、民族、臓器(例えば、肝臓および腎臓)機能、所望される治療の範囲、疾患および関連症状の病期と重症度、および治療に対する患者の許容度を考慮し、当業者の能力の範囲内である。
治療用途に関連する実施形態では、対象の疾患をすでに患っている対象に対して、投与が実施されうる。疾患の潜伏期または急性期の患者は、適切に特定の疾患/状態、患者、および組み合わせに基づいて、単独または他の治療と組み合わせて、本明細書に記載の方法により治療されうる。当業者は、併用療法がいつ適切であり、いつ適切でないかを決定することができるであろう。治療方法および使用において、本明細書に記載のペプチドおよび組成物は、症状および/または合併症を治療する、または少なくとも部分的に停止させるのに十分な量で、対象に投与されうる。これを達成するのに十分な量は、しばしば「治療有効用量」と呼ばれる。この使用に有効な量は、ペプチド、組成物、投与方法、治療中の状態の段階と重症度、患者の年齢、体重、および一般的な健康状態、ならびに処方医の判断に一部依存するであろう。
さらに詳述することなく、当業者は前述の説明に基づいて本開示を最大限に利用できると考えられる。したがって、以下の実施例は、単なる例示として解釈されるべきであり、決して本開示の範囲を限定するものではない。
実施例
実施例1 LTペプチドの調製。
LT-ペプチドを溶解するための溶媒として、ジメチルスルホキシド(DMSO;>99.9%)およびγ-シクロデキストリン(γ-CD;RPMI-1640中で2.5mM(無血清))を使用した。LTペプチドをDMSOまたはγ-CDに溶解して最終濃度を2.5mMとし、30分間ボルテックスした。ペプチド溶液をさらに、RPMI培地を使用して1mM、0.5mM、および50μMに希釈した。LT1-3-PEGペプチドはRPMI-1640に直接溶解可能である。ペプチド溶液を顕微鏡下で観察して、溶解性を調べた。
実施例2 細胞増殖アッセイ
下記のペプチドをFmocで修飾し、DMSOおよびγ-CDに溶解した後、細胞増殖アッセイに使用した。10%FBSを含むRPMI培地中でCL1-5細胞を80%コンフルエンスまで培養した。剥離後、3×10個の細胞を12ウェルプレートに播種した。16時間のインキュベーション後、細胞を処置前に回収するか(0時間と指定)、または24時間LTペプチドで処置し(24時間と指定)、生細胞を計数した。細胞数の相対的な倍率変化または細胞増殖の増加率(%)は、次の式により計算した:(細胞数24時間-細胞数0時間)/(対照の細胞数24時間-対照の細胞数0時間)。
結果は、Fmoc-LT-A3が最も良い増殖抑制能力を有することを示した。F-moc-LT-A1、LT-A2、LT-A4、LT-A6、およびLT-A7もまた、F-moc-LT1-3ペプチドよりも良好な抑制活性を示した(図1)。LT-A3ペプチドのさらなる修飾は、Fmoc-LT-A3ペプチドよりも低い増殖抑制活性を明らかにした(図2)。また、用量効果実験も、Fmoc-LT-A3が最も良い増殖抑制能力を有していることを実証した(図3)。また我々は、Fmoc-LT1-3およびFmoc-LT-A3が異なる肺癌細胞株の増殖抑制に及ぼす影響も決定した。結果は、Fmoc-LT1-3およびFmoc-LT-A3が、CL1-5、H1355およびH460肺癌細胞株を大いに抑制し、H1299細胞株を部分的に抑制し、そしてA549細胞株には影響を及ぼさないことを示した(図4)。増殖抑制の傾向は、Fmoc-LT1-3とFmoc-A3の間で類似しており、これら2つのペプチドが増殖抑制において特異的に機能することを示唆している。
実施例3 細胞浸潤アッセイ。
Fmoc-LT1-3ペプチドを細胞浸潤アッセイにおいて使用した。ポリカーボネート膜(8-μm孔径)を備えた24ウェル修飾ボイデンチャンバーをin vitro浸潤アッセイに使用した。膜は18μgのマトリゲル(Becton Dickinson、RPMI-1640で希釈)でコーティングした。様々な濃度のペプチドを含むRPMI培地中のCL1-5細胞(3×10細胞/ウェル)を上部チャンバーに播種した。下部チャンバーでは、RPMI-1640培地のみを使用した。24時間のインキュベーション後、細胞を氷冷した100%メタノールで固定し、10%ギムザで染色した。染色後、膜の上側の細胞を綿棒で取り除いた。ポリカーボネート膜の下面に付着した浸潤細胞の数を光学顕微鏡下で計数した。全ての実験を3回実施した。図5Aおよび5Bに示されるように、Fmoc-LT1-3とFmoc-LT-A3の両方が細胞浸潤を抑制したが、Fmoc-LT1-3はFmoc-LT-A3よりも優れた浸潤抑制能力を有していた。興味深いことに、Fmoc-LT-A3のC末端のペグ化は、浸潤抑制活性を大幅に増加させた(図5C)。
実施例4 異種移植動物モデルにおける腫瘍増殖に対するFmoc-LT1-3の効果
6週齢の免疫不全BALB/CAnN.Cg-Foxn1nu/CrlBltwマウスを個別換気ケージ(IVC)に収容した。100μLのPBS中の合計2×10個のCL1-5肺癌細胞を100μLの10×マトリゲルと混合した。肺癌細胞/マトリゲル混合物をマウスの背中下部に皮下注射した。3日後、マウスに1日あたり0、10、20、または30nmolのFmoc-LT-1-3を皮下投与した。Fmoc-LT-1-3ペプチドを100%DMSOに溶解し、3日目から17日目までPBSで所望の濃度に希釈した。18日目に、我々は、対照群の動物の80%、10nmol群の動物の40%、20nmol群の動物の20%、および30nmol群の動物の40%で腫瘍が生じたことを観察した。腫瘍のない動物の割合は、Fmoc-LT1-3のレベルが10nmolと20nmolの間で増加するにつれて増加した。しかし、30nmol群は、腫瘍のない動物の割合のさらなる増加を示さなかった(図6)。この現象は、高濃度のFmoc-LT1-3の溶解度が低いためである可能性がある。したがって、我々は、溶媒をDMSOからγ-CDに置き換え、18日目以降の注入に望ましい濃度にペプチドを希釈した。腫瘍の体積は定期的に測定した。結果は、20nmolのFomc-LT1-3が腫瘍増殖抑制に最大の効果を有することを示した(図7)。10nmolおよび30nmolのFmoc-LT1-3/DMSOは、図6に示されているように、18日目までに同じ初期腫瘍発生率を示したが、30nmolのFmoc-LT1-3/γ-CD治療群は、溶媒をγ-CDに置き換えた後、腫瘍の増殖を有意に抑制した(図7)。39日目に動物を屠殺した。腫瘍と臓器の重さを計り、固定し、パラフィンに包埋した。組織学的分析のために、包埋組織を切片化し、ヘマトキシリン・エオシンで染色した。図8に示されるように、20nmolおよび30nmolのFmoc-LT-1-3は、ベシクル対照群と比較して、腫瘍重量を有意に抑制した。図9は、治療群と対照群の間で臓器の相対重量に有意差がないことを示している。組織学的分析は、Fmoc-LT1-3で処置した場合、動物における明らかな毒性を示さなかった。
実施例5 肺癌の転移に対するFmoc-LT1-3ペプチドの効果
5週齢の免疫不全BALB/CAnN.Cg-Foxn1nu/CrlBltwマウスをIVCに収容した。CL1-5細胞を24時間、200μMのFmoc-LT1-3で前処理した後、細胞を回収する6時間前にFmoc-LT1-3ペプチドを含む新鮮な培地で培養した。CL1-5細胞を剥離し、遠心分離し、注射のために200μMのFmoc-LT1-3ペプチドを含むPBS中に再懸濁した。尾静脈注射の30分前に、マウスを20nmolのFmoc-LT1-3でも皮下的に処置した。合計1×10個のCL1-5細胞をマウスに静脈内注射した。尾静脈注射後2日目、1日あたり20nmolのFmoc-LT1-3/0.5%DMSOまたはFmoc-LT1-3/γ-CDをマウスに皮下注射した。56日目までに、動物を屠殺し、全ての臓器の転移形成を調べた。肺の表面の転移性結節を解剖顕微鏡下で計数した。臓器を固定し、パラフィンに包埋した。組織学的分析のために、包埋組織を切片化し、ヘマトキシリン・エオシンで染色した。図10に示されるように、Fmoc-LT1-3は両溶媒において、尾静脈注射によりCL1-5細胞の転移を有意に抑制した。
実施例6 Fmoc-LT1-3ペプチドおよびシスプラチンの治療
CL1-5細胞を洗浄し、剥離し、PBSに再懸濁した。その後、80μLのPBS中に2×10個の細胞を含む単一の細胞懸濁液を20μLの10×マトリゲル(コーニング、5117012)と混合した。細胞懸濁液を免疫不全BALB/CAnN.Cg-Foxn1nu/CrlBltwマウスの背中上部に皮下注射した。腫瘍を10日間増殖させ、その間にマウスの90%が腫瘍を生じた。担癌マウスを5群に分けた(n=8/群)。5つの群:対照、Fmoc-LT1-3、シスプラチン、維持療法、および併用療法における平均腫瘍体積は120~140mmであった。13日目に、Fmoc-LT1-3群のマウスに1日あたり20nmolのFmoc-LT1-3/γ-CDを背中下部に皮下注射した。シスプラチン群のマウスには、4mg/kgのシスプラチンの腹腔内注射(IP)を毎週、合計4回施した。維持療法群のマウスには、シスプラチンのIPを4回与え、シスプラチンの3回目のIP注射の際に1日あたり20nmolのFmoc-LT1-3/γ-CDを投与した。併用療法群のマウスには、シスプラチンのIPを週に4回、1日あたり20nmolのFmoc-LT1-3/γ-CDを投与した。各治療の過程で、腫瘍体積を3日ごとに測定した。マウスの死亡率を記録したところ、腫瘍体積が1500mmを超えるマウスが含まれていた。生存率の割合が図11に記録されており、各群の生存期間の中央値が表1において計算されている。結果は、ベシクル対照群の生存期間中央値が27.5日であり、シスプラチンのみとFmoc-LT1-3のみの群は生存期間中央値が37.5日まで延長し、シスプラチンとFmoc-LT1-3の併用療法は生存期間中央値をさらに47.5日まで延長し、そして、維持療法群も生存期間中央値を44日間に延長することを示した。興味深いことに、我々の観察では、シスプラチンのみの群におけるシスプラチン注射後と維持群の最初の2サイクルにおいてマウスが死亡したが、併用療法群では死亡しなかったため、Fmoc-LT1-3は、シスプラチンが誘発する毒性を軽減するように思われた(図11)。さらに、併用療法のマウスは、シスプラチンのみの群よりも活動的で健康的であった。したがって、Fmoc-LT1-3は、腫瘍の増殖と転移を阻害するだけでなく、シスプラチンの毒性も低下させ、シスプラチンとの併用療法における動物の生存率を有意に高める。
Figure 0007357292000001
実施例7 LT(配列番号1)内の断片の細胞増殖および浸潤アッセイ
0μM、12.5μM、25μMおよび50μMの濃度のペプチド断片LT-1、LT-2、LT-3、LT-4およびLT-5の細胞増殖アッセイおよび浸潤アッセイを、実施例2および3に記載の方法に従ってアッセイした。LT-1は、増殖および浸潤活性に対する抑制効果を有する一方、LT-3、LT-4およびLT-5は細胞浸潤のみに対して抑制効果を有する。ペプチド合成中の環化効果のために、最終分析用の完全長LT-2ペプチドは得られなかった。しかしながら、LT-2のN末端配列はLT1-3の配列を含んでおり、したがって、LT-2は増殖および浸潤活性に対して抑制効果を有する可能性が高い(図12および以下の表を参照)。
Figure 0007357292000002
Figure 0007357292000003
実施例8 CL1-5肺癌細胞の細胞浸潤に対するLTペプチドの効果
LT1-3およびLT-A3は疎水性である。LT-A3はLT1-3よりも増殖抑制活性が優れている一方(図1)、LT1-3はLT-A3よりも細胞浸潤抑制が優れている(図13および図14)。ペプチドの溶解性を高めるために、LT1-3およびLT-A3のNまたはC末端のいずれかにPEG修飾を適用した。結果は、LT-1-3およびLT-A3ペプチドのN末端のPEG3修飾(PEG-1-3およびPEG-A3)が、CL1-5細胞の浸潤抑制活性を無効にするのに対し、LT-A3(A3-PEG)は、良好な浸潤抑制活性を有することを示した(図15)。肺癌細胞の浸潤抑制に対するLT-A3-PEGの用量効果は、LT-A3と比較して(図14)、LT-A3-PEGがペプチドの浸潤抑制活性を大幅に増強することを明らかにした(図16)。C末端PEG3修飾LT-1-3(LT1-3-PEG)は、LT1-3と比較した場合(図13)、浸潤抑制活性も増強した(図17)。
実施例9 A549およびH1299肺癌細胞の細胞浸潤に対するLT-1-3-PEGの効果
LTペプチドがCL1-5以外の肺癌細胞の発達を抑制するか否かを調べることは重要である。結果は、LT1-3-PEGがA549およびH1299細胞の浸潤も効率的に抑制することを示した(図18および19)。LT1-3-PEGは、H460およびH1355肺癌細胞の浸潤も抑制したが、これら2つの細胞株に対するLT1-3-PEGの用量効果は現在調査中である。
実施例10 CL1-5細胞の細胞増殖に対するPEG修飾LTペプチドの効果
LT-A3は、CL1-5細胞において優れた増殖抑制活性を有するが、LT-A3のN末端またはC末端のPEG3修飾(PEG-A3&A3-PEG)およびLT1-3のN末端PEG3修飾(PEG-1-3)は、増殖抑制活性を無効にした(図20A)。幸いなことに、C末端PEG3修飾LT1-3(LT1-3-PEG)は、増殖抑制活性を保持していた(図20B)。
実施例11 様々な肺癌細胞株の細胞増殖に対するLT1-3-PEGの効果
様々な細胞株の細胞増殖に対するLT1-3-PEGの用量効果を調べた。結果は、LT1-3-PEGがCL1-5、A549、H460およびH1355の増殖を効果的に抑制するが、H1299ではそうでないことを示した(図21)。
実施例12 正常細胞型に対するLTペプチドの効果
LTペプチドが正常な細胞株にどのように影響するかを調査することは重要である。我々は、SV40形質転換ヒト気管支上皮細胞Beas2B、ヒト胚性肺線維芽細胞MRC5、およびHUVECをLTペプチドで処置し、細胞増殖アッセイを実施している。我々の予備的な結果は、LTペプチドがこれらの正常細胞の増殖を抑制しないことを示した(図22)。
実施例13 乳癌細胞の増殖に対するLT1-3-PEGの効果
LT1-3-PEGは、MCF-7、T-47D、MDA-MB-231およびMDA-MB-453乳癌細胞株の増殖も抑制した(図23)。
実施例14 PKAおよびJNK活性の遮断はLTペプチドを介した増殖抑制を強化した
PKA阻害剤(H89)およびJNK阻害剤(SP600125)は、CL1-5肺癌細胞におけるLT1-3およびLT1-3-PEGを介した増殖抑制を強化した(図24および25)。これらの観察結果を確認するために、CL1-5細胞においてPKAおよびJNK1の触媒サブユニットをsiRNAによって妨げた後、細胞にLTペプチド処置を行った。結果は、PKAおよびJNKの活性の低下が、LT-1-3-ペプチドが媒介する増殖に対する抑制効果を高めることを証明した(図26および27)。

Claims (13)

  1. ASAIYSVETINDGNFHIVELLALDQSLSLSVDGGNPKIITNLSKQSTLNFDSPLYVGGMPGKSNVASLRQAPGQNGTSFHGCIRNLYINSE(配列番号1)、ASAIYSVETINDGNFHIVELLA(LT-1)(配列番号2)、KIITNLSKQSTLNFDSPLYVGG(LT-3)(配列番号4)、GGMPGKSNVASLRQAPGQNGTSF(LT-4)(配列番号5)、LRQAPGQNGTSFHGCIRNLYINSE(LT-5)(配列番号6)、FHIVELLA(LT1-3)(配列番号9)、FHAVELLA(LT-A3)(配列番号10)、FKAVELLA(LT-K2)(配列番号11)、FRAVELLA(LT-R2)(配列番号12)、FHAVDLLA(LT-D5)(配列番号13)、FHAVHLLA(LT-H5)(配列番号14)、FHAVOLLA(LT-Orn5)(配列番号15)、AHAVELLA(LT-A13)(配列番号16)、FHAAELLA(LT-A34)(配列番号17)、FHAVEALA(LT-A36)(配列番号18)、FHAAEALA(LT-A346)(配列番号19)、FAIVALLA(LT-A25)(配列番号20)、FEAVHLLA(LT-E2H5)(配列番号21)、YHAVELLA(LT-Y1)(配列番号22)、WHAVELLA(LT-W1)(配列番号23)、FHAVELSA(LT-S7)(配列番号24)、FHAVELLS(LT-S8)(配列番号25)、DGNFHIVELLA(LT-11AA)(配列番号26)、AHIVELLA(LT-A1)(配列番号27)、FAIVELLA(LT-A2)(配列番号28)、FHIAELLA(LT-A4)(配列番号29)、FHIVALLA(LT-A5)(配列番号:30)、FHIVEALA(LT-A6)(配列番号31)、FHIVELAA(LT-A7)(配列番号32)からなる群より選択されるペプチド、または改善された安定性もしくは溶解性を有する修飾を有する環状ペプチド、ペグ化ペプチドまたはフルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)ペプチドであるその修飾ペプチド、またはその塩。
  2. FHIVELLA(配列番号9)またはFHAVELLA(配列番号10)である、請求項1のペプチド;またはその修飾ペプチドまたはその塩。
  3. 修飾ペプチドがFmocペプチドであり、ここで、Fmocは配列番号9~32からなる群より選択されるペプチドのN末端またはC末端に結合している、請求項1または2のペプチド。
  4. 修飾ペプチドがPEGペプチドであり、ここで、PEGは配列番号9~32からなる群より選択されるペプチドのN末端またはC末端に結合している、請求項1または2のペプチド。
  5. 環状ペプチドが、請求項1または2のペプチドのN末端に結合している2つの親水性アミノ酸および1つの疎水性アミノ酸を含む、請求項1または2のペプチド。
  6. 環状ペプチドがDGNFHIVELLA(配列番号26)であり、Dはヘッドトゥーテールの環化としてAに結合している、請求項の環状ペプチド。
  7. 請求項1~のいずれか一項のペプチドまたはその修飾ペプチドもしくはその塩と、薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物、ナノ粒子またはリポソーム。
  8. 第2の抗癌剤をさらに含む、請求項の医薬組成物、ナノ粒子またはリポソーム。
  9. 第2の抗癌剤が、エルロチニブ、アファチニブ、ゲフィチニブ、ベバシズマブ、ラムシルマブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、エルロチニブ、シスプラチン、パクリタキセル、メトトレキサート、シクロホスファミド、イホスファミド、クロラムブシル、カルムスチン、カルボプラチン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、チオテパ、ロムスチン、セムスチン、5-フルオロウラシル、コルチコステロイド、カルシニューリン阻害剤、NSAID、5-リポキシゲナーゼの阻害剤、またはシタラビンである、請求項の医薬組成物、ナノ粒子またはリポソーム。
  10. 請求項1~のいずれか一項のペプチドまたはその修飾ペプチドもしくはその塩の有効量を含む、癌を予防、治療および/または改善するか、癌の増殖、浸潤および/または転移を抑制するために用いるための医薬組成物。
  11. 第2の抗癌剤をさらに含むか、または第2の抗癌剤と組み合わせて投与される、請求項10の医薬組成物。
  12. 第2の抗癌剤が、エルロチニブ、アファチニブ、ゲフィチニブ、ベバシズマブ、ラムシルマブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、エルロチニブ、シスプラチン、パクリタキセル、メトトレキサート、シクロホスファミド、イホスファミド、クロラムブシル、カルムスチン、カルボプラチン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、チオテパ、ロムスチン、セムスチン、5-フルオロウラシル、コルチコステロイド、カルシニューリン阻害剤、NSAID、5-リポキシゲナーゼの阻害剤、またはシタラビンである、請求項11の医薬組成物。
  13. 併用療法または維持療法に使用するための、請求項11の医薬組成物。

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