JPH07508025A - インスリン様増殖因子(igf−1)類似体 - Google Patents
インスリン様増殖因子(igf−1)類似体Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
インスリン様増殖因子(IGF−1)類似体関連する出願
本出願は米国特許第07/881.524号(1993年5月8日出願、審査中
)の一部継続出願であり、ここに参照として取り入れる.発明の背景
インスリン様増殖因子−1(IGF−1)とそのレセプタ−(IGF−IRまた
は1型レセプターとも呼ばれる)どの相互作用は、正常な発生ならびに正常およ
び異常の両方の細胞増殖の制御に主要な役割を演じている事が証明されている.
例えば、先端巨大症および成長ホルモン欠乏患者のように成長ホルモンのかかわ
る成長妨害では、病的活性の臨床評価は成長ホルモン濃度よりむしろIGF−1
の血液レベルにはるかによく相間する(Van Wykら、「ヒトの正常な発達
の生物学」 ”The Biology of Normal Human G
rowth”223−239頁、Raven Press,NY,1981).
Wernerら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,旦6. 7
451−7455.1989)は、IGF−IRのmRNAレベルが周産期に最
大に達し、生後の発生段階ではすべての組織で徐々に減少することを示した,I
GF−1のmRNAはIGF−1RのmRNAほど厳密には発生段階による調節
を受けないが、実際にはIGF−1の主な生産部位である大人の肝臓内で発現が
最大に達する.
この様な一般的考察とは別に、IGF−1とそのレセプターとの相互作用が細胞
の増殖に主な役割を演じていることを示す報告が数多くある.例えば、IGF−
IRsはフィトヘマグルチニン活性化Tリンバ球内(Kozakら、CellI
mmunol..1009.318−331.1987>.およびヒト赤白血病
細胞系であるK562細胞内(Hizukaら、Endocrinol.J且且
旦旦,旦,81−88.1987)に存在している.実際、K562細胞はIG
F−1のみ、または生理学的濃度以上のインスリンのみを含む無血清培地(SF
M)内で活発に増殖する。多量のIGF−IRsは、ヒトT細胞白血病の請求内
(Leeら、J、CI in、Endocrinol、& Metabol、6
2.28−35.1986> 、およびHL60+t[[l胎内(Pepeら、
J、Ce1l Ph 5io1..1旦3,219−227.1987)でも報
告されている0本発明者の研究室では、IGF−IRのmRNAが)(L60細
胞内でmlに発現していることを明らかにすることができた。HL60細胞は、
他増加する(Hartmanら、Leukemia、2,241−244,19
88)、幹細胞および始原細胞もまた増殖にIFG−1を必要とするようである
。
GoldringおよびGoldring(旦ucar−Gene Ex re
旦Σ、1.301−326.1991>は、IGF−1がケラチン細胞、平滑筋
細胞、骨芽細胞、軟骨細胞およびニューロン細胞の増殖を9蛛りる(第4表を参
照されたい)ことを示す数多くの参考文献を列挙している。IGF−1,Rは乳
癌綱BFjA内でエストロゲンによって」ル厚され(Stewartら、J、B
iol、Chem、、26旦、21172−21178.1990HPekon
enら、gancer Res、、4旦、1343−1347,1988;Pe
yratら、Cancer Re5−.48.6429−6433.1988;
FoekenSら、Cancer Res、、49.5823−5828.19
89) 、且つ、IGF−IRsの発現は、少なくともエストロゲンレセプター
またはEGFレセプターと同様に、乳癌の増殖と相関するようである。IGF−
IRまたは少なくともIGF−1結合部位の発現増加が報告されているその他の
腫瘍には、/18肺癌(Kieferら、Ex 、Ce1l Res、、184
,396−406゜1989:Minutoら、Cancer Res、、48
.3716−3719.1988;Nakanishiら、J、Cl1n、In
vest、、旦λ。
354−359.1988>、絨毛癌細胞(Ritvosら、Endoc r
i n旦上立KY、122,395−401.1988>、悪性グリオーム(G
ammeltoftら、Cancer Res、、48.1233−1237.
1988)、腎臓癌(Pekonenら、Int、J、Cancer、旦、10
29−1033.1988>、およびヒト子宮内股腫瘍(Talaveraら、
J。
Cancer Res、、旦0.3019−3024.1990)が含まれる。
増殖におけるIGF−IHの役割もまた、ヒトのメラノーマ細胞(Strack
eら、J−Bio l−Chem−,264,21544−21549,198
9)、および神経芽腫または ’ (Otaら、Mo1ec、Brain Re
s、、6.69−76.1989、およびOtaら、Cur、J。
Biochem、、上ヱ4,521−530.1988>で報告されている。し
かしなかも、IGF−IRが細胞増殖の制御に主な役割を演じていることの最も
適切な証拠は、細胞培養液中の繊維芽細胞の研究から得られる。
IGF−1がIGF−IRと結合すると、IGF−IRは自己リン酸化される。
自己リン酸化は細胞の成長および増殖における重要な出来事であると考えられて
いる。この様に、IGF−1が誘導するIGF−IHの自己リン酸佃よ、例えば
癌、再狭窄、および瑞唐5のような病気ならびに疾弘と関連する病因に力φ)わ
る望ましくなl]胞の成長および増殖を伴うと考えられている。
IGF−IRがIGF−1と結合すると通常起こるIGF−IHの自己リン酸化
によってもたらされる細胞の増殖を効果的に阻害することの出来る薬剤組成物が
必要である。IGF−IRがIGF−1と結合すると通常起こるIGF−1誘導
のIGF−IR自己リン酸化をms:ffl害することの出来る薬斉庸和隨社が
必要とされる。IGF−IRがIGF−1ど結合すると通常起こるIGF−IR
の自己リン酸化によってもたらされる細胞の増殖を阻害する方法が必要である。
IGF−IRがIGF−1と結合すると通常起こるIGF−1誘導のIGF−I
R自己リす酬ヒを阻害する方法が必要である。望ましくない細胞の増殖と関連す
る病気および疾患にカリ)っている疑いのある人、また(よかめ1つやすい人を
治療する方法が必要である。
発明Q概要
本介4用よ、
a) 1)25より少ないアミノ酸、
ii)ヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメインの少なくと
も一部分に相当する配列:
からなる合成ペプチドであって、IGF−1誘導のIGF−IRの自己リン酸化
を阻害するペプチド:および
b)薬学的に許容しうる担体または希釈剤:からなる、薬剤組成物に関する。
本発明は、選択された細胞を、25より少ないアミノ酸力)らなり且つヒトのイ
ンスリン様増殖因子1のCまたはDドメインの少なくとも一部分に相当するfi
llを持つペプチドと接触させることからなる、細胞の増殖を阻害する方法に関
する。
本発明は、
a) 1)25より少ないアミノ酸、
11)ヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメインの少なくと
も一部分に相当する配列;
からなる合成ペプチドであって、IGF−1誘導のIGF−IHの自己リン酸化
を阻害するペプチド:および
b)M勺に許容しうる担体または希釈剤:からなる薬剤組成物を有効な量投与す
る:ことからなる、望ましくない細胞の増殖に19Mする病気にかかっている疑
いのある人、またはカリ1りやすい人を治療する方法に1万1゛る。
図面の簡単な説明
第1図はペプチド配列を示し、IGF−1分子の分子モデルのCおよびDフラッ
プ(flap)を示している。
第2図はp6細胞の増殖おけるIGF−1類似体の効果を示している。p6細胞
はSFM中で48時間培養し、次いで異なる濃度のJB−IGF−1のみ(棒グ
ラフ6.7)、または濃度Long/mlのIGF−1<棒グラフ8.11)で
処理した。処理後48時帰航細胞数を数えた。
第3図はペプチドJB−1の処理効果を示している。第一のバンドは無刺激細胞
を示す、第二および第三のバンドはそれぞれインスリンおよびIGF−1の刺激
効果を示している。第四および第五のバンドはそれぞれ500ng/mlおよび
11000n/mlのJBIでの処理効果を示している。
第4図はp6細胞の増殖におけるIGF−1類似体の効果を示している。p6細
胞はJB2およびJB3で処理しな、20ng/mlのIGF−1で刺激した後
、SFM中で48時間培養した場合の細胞の増殖に関する効果を示している。
第5図はSFM中で48時間培養した場合のp6細胞の増殖に関するJB4の効
果を示している。これらの細胞はSFM培地中で48時帰航餓状態においた。
ペプチドは条件培地に直接加えた。
第6図は血清添加培地(SSM)中で48時閘培養した場合のWI−38細胞の
増殖に関するペプチドJB3の効果を示している。ペプチドで処理する前、細胞
はSFM中で48時帰航餓状態においた。処理後、細胞は10%FBSで刺激し
た。
第7図は、JB3を添加した53M培地中またはIGFもしくはインスリンを添
加したSFM培地中で、JB3またはJBIおよびJB2を加えて48時間培養
した場合のp6細胞の増殖に関するペプチドJB3の処理効果を示す。
第8図は血清添加培養液中で48時間培養した場合のDU145およびPC3細
胞の増殖に関するペプチドJB3の処理効果を示している。細胞は53M培地中
に接種され、24時帰航、JB3を加え48時時間−た。
発明の詳細な説明
ヒトIGF−1は4つの主なドメインからなる70アミノ酸残基のタンパク質で
ちる。IGF−1の最初の29残基はインスリンのB鎖に非常によく似ており、
それ故、Bドメインと呼ばれている。IGF−1残基42−62はインスリンの
Agと相同であり、よって、Aドメインと呼ばれている。BおよびAドメインの
間の介在!i&11 (残基30−41>はCドメインである。結局、最後の7
アミノ酸(残基63−70)がDドメインと呼ばれている。IGF−1の配列は
既知である(配列番号: 1)、Rotwein、P、、Pol 1ock、に
、M、、Didier、D−K−、およびKr1vi、C,C,、J、Biol
、Chem、。
2旦1.4828−4832.1986 (DNA配列より翻訳された配列)
;Jansen、M、、van 5chaik、F、 M、A、、Ricker
、A。
T、、Bul 1ock、B、、Woods、D、E、、Gabbay、に、H
,。
Nussbaum、A、L、、5ussenbach、J、S、およびVand
en Brande、J、L、、Nature、306,609−611.19
83 (mRNA配列より翻訳された配列);Met−24はイニシェーターで
あろうと考えられている。Rinderknecht、E、、およびHumbe
l、R,E、、J、Biol、Chem、、25旦、2769−2776.19
78(残基49−118の配列)。
最近になって、NMRによるヒトrGF−1のコア構造の詳細な分析が、C。
oke、R,M、、Harvey、T、S、、Campbel 1,1.D、、
Biocheml、旦0.5484−5491.1991によって報告された。
IGF−1の疎水性コアはインスリンと著しく相似している。この点、I GF
−1は、IGF−IRとの結合に加えて、親和性は低いが、インスリンのレセプ
ターとも結合すると記載されていることは興味深い(Massague、J、お
よびCzech、M、’P、、J、Bio1.Chem、、25ヱ、5038−
5045.1982)、IGF−1とインスリンダイマーとの間の最も著しい構
造上の相違点は、IGF−121造中4.jよCおよびDドメインが含まれるこ
とを原因として生ずる。CドメインおよびDドメインは両方とも、それら本来の
可動性のために、構造解析が不完全であった。
IGF−1がIGF−IRと結合すると、IGF−IRを活性化するIGF−I
Rの自己リン酸化が誘導される。活性化されたIGF−IRは細胞の成長および
増殖に関連する9例えば、癌、再狭窄、および喘〜つような望誌しくない細胞の
成長および増殖を特徴とする病気ならびに疾患において、IGF−IR自己す4
化を阻害することはIGF−IHの活性化を妨害するという意味て1ましい。
従って、細胞の成長および増殖を特徴とする病気の治療に有効な薬剤組成物が望
まれ、その様な組成物はレセプターがIGF−1に結合するときに起こるIGF
−IHの活性化を阻害する化合物を含んで良い、そのような化合物は結合を妨害
する、または結合を許してもIGF−1によるIGF−IHの自己す4化の誘導
を阻害するであろう。
Cookeら(1991,上記)によって得られたNMRデータと−’i!cす
るヒトIGF−1シ移トドモデル[分子モデノuハ隋築番4苛rる一娼歴バ’c
m取(Jameson、B、A、、Nature、341,465−466.1
989>を参照されたい、また、その内容はここに参照として取り入れる]が明
らかにされた。
このモデルでは、CドメインおよびDドメインはインスリンでも保持されている
レセプターW位シ瑣田を目(残基21−24、Ca5cieri、M、A、。
Chicchi、G−G、、Applebaum、J、、Hayes、N、、G
reen、B、C−、Bayne、M、L、、Biochem、、2ヱ、322
9−3233,1988:Bayne、M、L、、’Applebaum、J、
。
Underwood、Il 、Chicchi、G−G、、Green、B、C
,。
Hayes、N−、Ca5cieri、M−A−、J−Biol−Chem、。
264.11004−11008.1989)の側面に立つフラップ(flap
)として示されている。これらのフラップがIGF−IRとの特異的結合に直接
間わる証拠が示されている。IGF−1のDドメインの欠損はIGF−1変異体
とインスリンレセプターとの紀イmを増加させるが、IGF−IRとの親和性を
減少させることが明らかになった(Cascieriら、1988、上記)。
さらに、インスリンにはなく、IGF−1に保持されている結合部位の割れ目の
側面に立つCドメインの残基のいくらかまたはすべてが、IGF−IRとインス
リンレセプターとを識別するために必要であると考えられている(Bayneら
、1989、上記;Ca5cieri、M、A、およびBayne、M−L、r
TGFsおよびそのレセプターの分子生物学および細胞生物学」、“Mo1ec
ular and Ce1lular Biology of IGFs an
d Their Receptors” 、LeRoth、D、およびRa1z
ada、 M、 K、編、Plenum Press、London、1990
)。
IGF−1のCおよびDフラップがIGF−IRへのIGF−1タンパク質の特
異性の高い結合4.Jlわっていることを示す証拠がここに提供される。どちら
か一方のフラップの少なくとも一部分からなるペプチドは、IGF−1が誘導す
るIGF−IHの自己リン酸化を阻害するために用いてもよい、IGF−1のC
およびDドメインを合成類似体デザインの標的とすると、IGF−IRとの結合
に高い特異性を持つ競合阻害剤が得られた。とくに、単独のまたは非IGF−1
配列と結合させた、Cドメイン(残基3O−41)およびDドメイン(残基63
−70)ならびにそのフラグメントが、模造ペプチドとして選ばれた。さらに、
IGF−1/IGF−IR結合を完全には阻害しない類似体でも、IGF−IH
の自己リン酩ヒを阻害するかもしれない。
本発明の方法は、細胞の増殖を特徴とする病気および疾患にカリ)ったまたはか
かりやすい個人を治療する方法であって、IGF−1の誘導するIGF−IRの
自己リン酊uヒを阻害する有効量のペプチドを個人に投与する段階からなる方法
を含む、この様な病きおよび疾患には、これらに限定されるわけではないが、血
管者によってなされてよい、同様に、そのような病気および疾患にかかりやすい
個人を見つけ出すこともまた、当業者の日常の仕事として行われうる0例えば、
癌および晴、恨の診断方法は良く知られている。再狭窄を防ぐ方法では、血管形
成を行う予定の個人を治療して良い1本発明の方法に有効な薬剤組成物を以下に
定義する。
ヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメインの少なくとも一部
と一致するアミノ酸配列からなる25より少ないアミノ酸のペプチドが提供され
る。このようなペプチドは限定されたコンホメーシゴンを持ち、天然のIGF−
1によるIGF−IHの自己リン酸化の誘導を阻害する動を持ち、それによって
IGF−IHの活性を阻害する。IGF−IHの自己リン酸化の阻害は、望本発
明は、IGF−1のCドメインまたはDドメインの少くとも−w))らなり、カ
リ、天然のIGF−1によるIGF−IHの自己リン酸化の誘導およびそれによ
る細胞の増殖を阻害するする能力を持つ、25より少ないアミノ酸の合成ペプチ
ドからなる薬剤組成物を提供する。このような合成ペプチドを、ここではIGF
−IM似体、合成類似体、または類似体と呼び変えることもできる。
IGF−1のアミノ酸釈が1およびlj#子モデモデルいて、IGF−1類似体
として機能する短いペプチドを合成した。このようなペプチドでの処理効果を第
2図−第8図に示す、IGF−1配列の最後の12アミノ酸からなる合成ペプチ
ドをナノグラムの濃度で用いた場合、様々な細胞の増殖が完全に阻止された。
ベプチF41毒である、すなわち、このペプチドにさらしt灘は長期間生存する
能力を残していた。この阻害効果は可逆的でもある、即ち、ペプチドを取り除き
、増殖因子を再び加えた場合、細胞は再び増殖を始める。阻害はほとんど100
%に近く、増殖にIGF−1/IGF−ルセブターの相互作用を必要とするすべ
ての細胞に適用すべきである。このような細胞には以下のもの二線維芽細胞。
平滑筋細胞、軟骨細胞および骨芽細胞、様々な系統の造血細胞ならびにケラナノ
細胞:が含まれる。このような細胞の幾つかの型を用いて実際に試験した結果、
IGF−1類似体による阻害は有効((!ff1oo%)で、力つ再生可能であ
った。
例えば、IGF−1類似体を用いた場合、線維芽細胞、線維芽細胞様細胞Tリン
ノ立りおよび前立腺癌に由来する上皮細胞の増殖を阻害した。
最初に合成した類似体はIGF−1のCドメインおよびDドメインのアミノ酸画
故11の少なくとも一部を組み込んでデザインした。この様なペプチドではタン
パ論上の計算より、これらのドメイン番邸処)立体配座の可動性を持つことが示
された。天然のタンパク質の立体配座に関して貯えられている知識と合成類似体
の立体配座に関する知識とを出来うる限り一致させるために、類似体は、人為的
に誘パターンをとるであろう。
本発明は25より少ないアミノ酸のペプチドからなる薬剤組成物を提供する。
ペプチドは可能なかぎり小さいことが望ましい、ある実施態様では、ペプチドは
おおよそ4−20のアミノ酊カ1らなる。ある実施態様では、ペプチドはおおよ
そ4−12のアミノ動)らなる0本発明のペプチドのアミノ[11は、IGF−
1のCドメインまたはDドメインの一部、即ち、Cドメインの少なくとも2−7
のアミノ酸、またはDドメインの少くとも2−12のアミン#)1らなる。
本発明はIGF−1のCドメインまたはDドメインの少なくとも一部分を含むペ
プチドからなる赫即成物を提供する。IGF−1のCドメインまたはDドメイン
の一部分とは2アミノ酸から完全なドメイン(完全なCドメインは12アミノ酸
力)らなり;完全なりドメインは7アミノ動)らなる)であって良い、非IGF
−1アミノ酸九ソ14」ヒ肋ψ頌訪1謹様に提供されている。他の実施態様では
、ペプチドはIGF−1のアミノWi?Jllのみを含む0本発明の実施態様で
は、本発明乃ペプチドのアミノ酸配列の少なくとも50%が、IGF−1のCド
メインまたはDドメインの一部分力)ら誘導されることが望ましい、IGF−1
より誘導されたアミノ酸残基の配列を2つより多く含む実施態様では、本発明の
ペプチドのアミノ酊洒故1のおおよそ20−25%より多くがIGF−1のCド
メインまたはDドメインの部分力)ら誘導されることが望ましく、30−40%
がより望ましく、50%より多いことがさらにより望ましい、ある実施態様では
、IGF−1のCドメインまたはDドメインの部分から誘導された本発明のペプ
チドのアミノ酸配列(%)は、約60%または約75%またはそれ以上に達する
。
本発明は、天然のIGF−1によるIGF−IHの自己リン酸化の誘導およびに
当業者が用いうる細胞増殖アラサイが含まれている。IGF−IR自己リン酸化
の誘導および1ル拳1但書は、IGF−IHのモノクローナル抗体(Oncog
ene 5ciences、Uniondale、NY)、抗ホスホチロシン抗
体(UBI、5aranac Lake、NY)および化学発光検出システム(
the advanced chemiluminescence detec
tion system)(Amersham、ArliArlln Heig
hts、IL)を用いて、本質的にはLammersら(EMBOJ、、旦。
1369−1375.1989)の方法に従って行ってもよく、この方法はここ
に参照として取り入れる。
Soc、、1旦、2149−2154.1963、に記載されている固相合成技
術を用いて調製されてよい、その他のペプチド合成技術は、例えば、M、Bod
anszkyら、[ペプチドの合成J (”Peptide 5ynthesi
s”)、John Willey & 5ons、第二版、1976;Kent
およびC1ark−Lewis、r生物学と医学のための合成ペプチド」 (”
5ynthetic Peptides in Biology and Me
dicine” )、295−358.Al 1talo、に、、Partan
en、P。
およびVakeri、A、編、Elsevier 5cience Publi
shers、Amsterdam、1985:ならびに当業者4”既知W瑣飲す
9博・文献に見出だされるであろう、ペプチド合成技術の要約は、J、5tua
rtおよびJ、D、Young、r固相ペプチド合成J (”5olid Ph
asePeptide 5ynthelia”)、Pierce Chemic
alCompany、Rochford、IL、1984に見出だされるであろ
う。
液相法によるペプチド合成もまた、「タンパク質」 (“The Protei
ns”)、第二巻、第三版、105−237、Neurath、H−ら編、Ac
ademic Press、New York、NY、1976、に記載の方法
に従って用いられてよい、そのような合成で用いるのに適切な保護基は、上記の
参考書、ならびにJ、F、W、McOmie、r保護基の有機化学」 (Pro
tective Groups in Organtc Chemistry”
)。
Plenum Press、New York、NY、1973、にjlだされ
るであろう。
−a的には、このような合成方法は、長くしようとするペプチド鎖に一つもしく
はそれ以上のアミノ酸残基または適当に保護されたアミノ酸残基を順々につなげ
ていく事を含む、標準的には、最初のアミノ酸残基のアミノ基またはカルボキシ
ル基が、選択的に除去可能な適すにfμi!で保護される。リジンのような反応
性側基を含むアミノ酸には、これとは異なる選択的に除去可能な保護基が用いら
れる。
実施例のように固相合成を用いる場合、保護されたまたは誘導体のアミノ酸は、
そのアミノ酸の保護されていないカルボキシルまたはアミノ基を使って不活性固
体担体に結合する0次いで、アミノ基またはカルボキシル基の保護基を選択的に
除去し、適切に保護された相補基(アミン基またはカルボキシル基)をもつ配列
の次のアミノ酸を混合し5、すでに固体担体に結合している残基と反応させる。
次いで、アミノ基またはカルボキシル1し[をこの新しく追加したアミノ酸残基
より除去し、次いで(適当に保護された)次のアミノ酸を加え、前述の方法を繰
り返す0合成しようとするペプチドのすべてのアミノ酸が適切な配列で結合した
後、取り残されているf玉章の末端基および側基の保護基(ならびに固体担体)
を順々にまたは同時に除去すると、目的とするペプチドが得られる1本発明のペ
プチドは、ベンジル化またはメチルベンジル化されたアミノ酸がまったく含まれ
ないことが望ましい、そのような保護基の一部は合成過程に使われても良いが、
それらの基はペプチドを用いる前に除去される。別に記載するように、高次構造
を抑制するための分子内結合を形成するために、さらなる反応が必要とされるで
あろう。
本発明のペプチドは組換えDNA(支)イ・iによって調製されても良いが、そ
のような方法は精製、およびその次にペプチドの高次構造を抑制するためのイど
r修飾が必要であるため、好ましくない。
Lアミノ動・らなるペプチドに加えて、本発明の薬剤組成物はDアミノ酸で作ら
れたペプチドからなっても良い0分解に関わるほとんどの酵素は四面体のα炭素
を認識するため、酵素による認識およびそれに続いて起こる切断を避けるために
Dアミノ酸が用いられた。コンピューターを用いた研究では、アミノ酸配列を逆
にし、Dアミノ酸を用いることによって、同じ折りたたみ構造をもつペプチド合
成られる事が示されている。このように、Dアミノ酸からなるペプチドは分解さ
れにくい。
アミノf!telを保存的に置換しても良い、当業者は、アミノ酸を保存的に置
換したIGF−1類似体を容易にデザインすることができる0例えば、アミノ酸
の置換に耐るDayhofのル−ル(Dayhof、D、C−、Nat、Bi。
med、Res、Found、、Washington、D、C,第5巻、第3
補)のような参考文献に従って、ペプチド配列中のアミノ酸残基を同等のアミノ
酸残基と置換しても良い、そのような置換は熟知されており、それぞれのアミノ
酸の電荷および構造上の特徴に基づいている。
本発明の薬剤組成物として有効なペプチドは、IGF−1配列傾びり番号:1)
の情報、特にCドメイン(30−41)およびDドメイン(63−70)を作っ
ているWcWlを用いてデザインされる。CおよびDドメインより誘導される少
なくとも2つのアミノ酸残基からなる、全体で25より少ない数のアミノ酸のペ
プチドが合成される。CまたはDドメインの部分のわずか2−3のアミノ酸残基
からなる配列を持つペプチドでは、ペプチドは全体で4−8のアミノ酸からなる
ことが望ましい、CまたはDドメインの部分である4またはそれ以上のアミノ酸
残基からなる配列をもつペプチドでは、ペプチドは、全体で望ましくは4−15
、より望ましくは4−12のアミノ酸力)らなる、LまたはDアミノ酸カイ団も
ご用いられて良い、ペプチドはIGF−1のアミノ酸配列と同じ順序で合成され
ても良く、逆のJ町合成されても良い、すべてがL型アミノ酸からなるペプチド
では、アミノ耐洒JりはIGF−1と同ヒ」0宇で組み立てるように合成される
ことが望ましい、すべてがD型アミノ動)らなるペプチドでは、アミノ酸配列は
IGF−1と逆の711’で組み立てるように合成されることが望ましい。
CまたはDドメインの部分からなる合成ペプチドはIGF−1のそれらの部分の
幾何学的配列に近づけるなめに環状化されて良い、環状化はシスティン残基間の
ジスルフィド架橋によって容易に成されて良い、システィン残基はI GF−1
のCまたはDドメインより誘導されるペプチド部分に接するペプチド上の位置に
含まれて良い、IGF−1のCまたはDドメインより誘導されるペプチドの部分
として、ペプチドは、例えばアミノ末端およびカルボキシ末端またはその近くに
あるペプチドのアミノ酸残基の間で、アミド結合のような共有結合法によって環
状化されても良い。
あるimにおけるペプチドは配列番号:3からなる。ある実施態様におけるペプ
チドは配列番号=3を含む、ある実施態様におけるペプチドは配列番号:3のフ
ラグメントからなる。ある実施態様におけるペプチドは配列番号=3のフラグメ
ントを含む。
ある実施態様におけるペプチドは以下に記載するDアミノ酸ペプチドJB3から
なる。ある実施態様におけるペプチドはJB3を含む、ある実施態様におけるペ
プチドはJB3のフラグメントからなる。ある実6m様におけるペプチドはJB
3のフラグメントを含む。
ある実施態様におけるペプチド↓81番号:4からなる。ある実施態様における
ペプチド番詰0り番号=4を含む、ある実施態様におけるペプチドは配列番号:
4のフラグメントからなる。ある実施態様におけるペプチドは配列番号:4のフ
ラグメントを含む。
ある実施態様におけるペプチドは以下に記載するDアミノ酸を含むペプチドJB
2からなる。ある実施態様におけるペプチドはJB2を含む、ある実施態様にお
けるペプチドはJB2のフラグメントからなる。ある実施態様におけるペプチド
はJB2のフラグメントを含む。
ある実施態様におけるペプチド4211番号=6からなる。ある実施態様におけ
るベブチ田#?J1番号=6を含む、ある実施態様におけるペプチドは配列番号
:6のフラグメントからなる。ある実施態様におけるペプチド(諸びり番号:6
のフラグメントを含む。
ある実施態様におけるペプチドはDアミノ酸ペプチドCysLysSerCyS
からなる。ある実施態様におけるペプチドはDアミノ酸ペプチドCysLysS
erCysを含む、ある実施態様におけるペプチドはDアミノ酸ペプチドcys
LysSerCysのフラグメントからなる。ある実施1様におけるペプチドは
Dアミノ酸ペプチドCysLysSerCysのフラグメントを含む。
特に、あるimペプチドはDアミノペプチドLysSerを含み、望ましくは適
正な空間幾何学的配列を提供するためにさらなる構成成分を含む。
本発獣4闘馴川出関翔として用いるペプチドは、ここに詳細を記載するガイドラ
インに従って、さらに熟知されたプロセスを用いてデザインされて良い、ペプチ
ドの合成方法およびそれらの環状化方法は、操車的な技術および容易に入手可能
な出発物質を用いることによって日常の仕事として行われてよい。
ここに示した構造特性を持つペプチドが薬剤組成物および本発明の方法に有効か
否かを決定するために、その様なペプチドを用いて、ペプチドが必要な活性を持
っているかどうか;即ち、ペプチドがIGF−1の誘導するIGF−IRの自己
リン酸化を阻害することができるかどうか:についてルーチンアッセイを遂行し
ても良い、細胞増殖を阻害するペプチドの能力はその活性を細胞増殖アッセイで
観察することによって決定しても良い、上述のように、IGF−IRの自己りΔ
俊化の誘導および誘導の阻害は、IGF−IHのモノクローナル抗体(○nco
gene 5ciences、Uniondale、NY)、抗ホスホチロシン
抗体(UBI、5aranac Lake、NY)および化学発光検出システム
(the adbanced chemiluminescence dete
ction system)(Amersham、ArliArlln Hei
ghts、IL>を用いて、本質的にはLammersらの方法(EMBO止工
、旦、1369−1375.1989)に従って行って良く、ここに参照として
取り入れる。実施例1は、ペプチドが細胞増殖阻害活性を持つか否かを試験する
ために当業者が用いうる細胞増殖アッセイを含んでいる。
従って、上述の構造特徴を持つペプチドは日常の仕事として合成できる。その様
なペプチドは操車アッセイを用いて試験し、本発明の薬剤組成物および方法に用
いることができるか否かを決定されるであろう。
本発明り4済1化合物は、当業者によって、選択された投与法に適切な組成物と
調合されても良い、適切は薬剤担体はこの分野で1虞$4考書である“Remi
ngton−s Pharmaceutical 5ciences″、A。
0sol、に記載されている。
非経口投与では、IGF−1類似体は、例えば、医薬として適当な非経口ベヒク
ルを用いた溶液、懸濁液、?1MLまたは凍結乾燥粉末として調合する事ができ
る。そのようなベヒクルの例としては、水、塩類溶液、リンゲル溶液、ブドウ糖
溶液、および5%のヒト血清アルブミンがある。また、リボソームおよび不揮発
性油のような非水溶性ベヒクルも用いられてよい、ベヒクルまたは凍結乾燥粉末
は、等張性(例えば、塩化ナトリウム、マンニトール)および化学的安定性(例
えば、緩衝液および防腐剤)を維持するための添加剤を含んでもよい、調合は一
般に用いられている技術によって殺菌消毒される1例えば、注射による投与に適
切な非経口組成物は0.9%の塩化ナトリウム溶液中に1.5重量%の活性成分
を溶解することによって調製される。
本発明の薬剤組成物は一回に、または何回にも分けて投与してよい9本発明のし
てもよい0本発明の治療法は、)雲こ用いられている治療法と組み合わせていら
れる。静脈内投与は輸液ポンプを補助器具として用いて行われて良い0本発明の
薬剤組成物は、乳濁液として調合されて良い、卯臥として、鼻孔内または吸入投
与するためのエアロゾルM1として調合されても良い0局所的投与が望ましい場
合もある。
投与量は、薬力学的な特徴;その投与方法及び投与経路;投与される人の年齢、
健康状態、および体重;症状の種類および範囲:併慣π栖匙)を順;油気C3句
友:と言ったような要素によって変わる1通常、ペプチドの服用量は体重50k
g当′たり約1−3000mg;望ましくは体重50kg当たり10−10−1
O00より望ましくは体重50kg当たり25−800mgである0通常、−個
人−日当たり8−800mgが一日1−6回に分けてまたは実質上遊離した形で
投与されると望ましい結果を得るのに効果的である。
治療する病気および疾患に基づいて、本発明の薬剤組成物は望ましくない細胞増
殖を最も効果的に阻害するために調合および投与されて良い。
再侠哨↓〜レーン血管形成術をおこなった場合に時々起こる副作用である。血管
形成術によって血管が綺麗に洗浄され内皮表面がなくなると下にある平滑筋細胞
が表面にさらされる。内皮表面が存在するときにはこれと接触していることによ
って平滑筋細胞の増殖は阻害されているが、表面に晒されるようになった平滑筋
細胞はこの接触阻害がなくなり増殖を始め、この時、望ましくない平滑筋細胞の
増殖か起こる。増殖した細胞よ血管を欝血させ、結果として再狭窄が起こる。
望ましくない増殖の多くは、血管形成術が行われた後、R初の24時間以内に起
こる。このように、血管形成術による血管の連結が行われた場合、薬剤組成物は
血管形成術後最初の24時間以内に一回またはそれより多い回数投与される0本
発明の薬剤組成物クベルーンカテーテルで血管形成術の行われる場所に送り届け
ることの出来る乳濁液として調合されて良い。
咀叡に力φ)った患者では、肺の細胞が慢性的に増殖し、肺を欝血させる0本発
明の薬剤組成物は、エアロゾロとして調合されて良い、そのようなエアロゾル薬
臭い。
本発明は以下の実施例によってさらに具体的に説明されるが、実施例によって制
限されるものではない。
寒弛泗
大池泗1
第一の合成ペプチドは、残基61−69のDドメインの飛び出したル−プ領域を
象徴している。61−70の天測で刈り14詰&1番号:2に示されている。
九ツ11番号: 2 : Met Ala Pro Leu Lys Pro
Ala Lys Ser Ala合成ペプチド、配列番号二3、はJBIとも呼
ばれ、残基61−69に加えて、ペプチドの幾何学的構造を保持するためのジス
ルフィド結合を形成するために用いられるシスティンを含む非IGF−1残基を
含む。
11itV+1番号:3 (JBI) : CysTyrAlaAIaProL
eu LysProAlaLys Ser Cys
Met−60からAla−70までの距離は、我々の分子モデルで計測したとこ
ろ、約6.0オングストロームである。この距離および幾何学的構造はジスルフ
ィド架橋を用いることによって保持されうる。62の位置のシスティンは不適切
なジスルフィド結合を排除するためにアラニンで置換した。ペプチドはLアミノ
酸を用いて操車的な固相ペプチド合成法で合成した。JBIM似体は、IGF−
ルセブター活性の有力な競争相手ではあるが、血清中で急速に分解される事を注
記しておかねばならない。
丸峠す
他mwでは、JI3−1 (配列番号=3)のしアミノ酸をDアミノ酸で置換し
た0分解に関わるほとんどの酵素は四面体のα炭素を認識するため、酵素の認識
およびそ氾」完いて起こる分解を排除するためにD−アミノ酸が用いられた。
本発明者のコンピューターを用いた研究では、Dアミノ酸を用いてアミノ[1を
逆にすることによって、同じ折りたたみ構造を示すペプチドができることを指摘
している。以下に示すDアミノ酸ペプチドは、JBBとも呼ばれ、標準的固相技
術を用い、出発物質としてDアミノ酸残基を用いて合成した。
Dアミノ酸ペプチドJB3 :
Cys Ser Lys Ala Pro Lys Leu Pro Ala
Ala Tyr Cys人沌例旦
他の実施態様では、Ala−62からAla−70までの距離は約7.5オング
ストロームである。この距離および幾何学的構造は、ペプチドのアミン末端およ
びカルボキシ末端間のアミド結合の形成にを仲介するtBoc/fMocの保護
戦略を用いることによって維持することができる。ペプチドは、アミド結合を作
り出すリジンの側鎖(ε−アミノ基)およびアスパラギΔ唆側鎖のカルボン酸の
機能を通して分子内架橋されるであろう、結果として、Ala−62およびAl
a−70がそれぞれAspおよびLysに置き換えられるであろう、ペプチドは
、標準的方法に従って、低置換(樹脂1μ当たり0.2mMまたはそれ未満)バ
ラメチルベンズヒドリルアミン樹脂上で合成した。樹脂に最初に加えられた残基
は、N−α−tBOC1ε−fMOCリシンである。残りのペプチド合成は、常
法に従って、jMρ復隻隻が加えられるまでtBOcでアミノ基を保護しながら
続けられる。加えられる@に7)!!EMよZ基で保護されたグルタミン酸であ
り、このグルタミン酸の中の片方のカルボン酸は第三級ブチル基で保護される。
ピペリジン/DMFて′樹脂に結合したペプチドを処理すると、その他の任意の
保護基には影響を与えること無く、最初のりシンのεアミノ基がらfMOC基が
除去され、次いでTFAで処理するとアスパラギ4のカルボキシル基の保護が除
去される。
中和した後、ペプチドは標準的なジイミド仲介共役反応を用いて共有結合で開環
される。この方法は合成したペプチドを共有結合て−させることの出来る方法の
一つであることを弓Th−べきであるが、この方調よ、AspのαH−h)らL
ySのα炭素までの距離を約7.5オングストロームに保つようなペプチド末端
での可変結合を供与するであろう。
この誘導ペプチドのアミノflai1は、AspとLysとの間のアミド結合に
よって共有結合しており、配列番号:4と名付けられる。
Asp Pro Leu Lys Pro Ala Lys Ser Lys人
絶区生
その他のペプチドは、Cドメインの/L、−プ状の飛び出した領域、残基29−
38、を象徴している:
Thr Gly Tyr Gly Ser Ser Ser Arg^ro (
配列番号:5)。
可変性、ねじれ特性および距離を維持するために、Cys−Glyをペプチドの
アミン末端に配置し、Cys (D)をカルボキシ末端に配置した。この様に、
配列番号=5のDアミノ酸を含むペプチド誘導体はJB2と呼ばれる。
Cys Gly Thr Gly Tyr Gly Ser Ser Ser
Aro Arg Cys(D)大池例旦
他の実施態様では、適正な幾何学的配列を保つために、インスリン様コアの小切
片がこの配列に加えられた。距離は約10オングストロームであった。このペプ
チドは固定化された平面的幾何学かlfi&1であるため、天然のタンパク質の
空間特性に似せるためにトルエン誘導体が用いられるであろう、fMoc/1B
ocの戦略を用い、トルエン−2,4−ジイソシアン酸塩(TDI)をヘテロニ
債性架橋剤として用いると、ペプチドの末端に位置する遊離アミノ基間でペプチ
ドの平面的な共有結合による閉11JE6詐り出されるであろう、TDIC勿を
紬短琳乃メチル基は、pH7,5またはそれ以下では2の位置のイソシアン酸塩
が反応することを妨げるが、バラの位置のインチオシアン酸塩は高い反応性を持
つ、pHが9゜0より大きくなると、2の位置のイソチオシアン酸塩との反応が
開始されるであろう、この事により、特異性および制御性の高い条件下でのペプ
チドの10オングストロームa会による開環が可能になる。
大他例旦
他の実施態様では、CysLysSerCysを含む配列番号=6が構築された
。この4残基からなるペプチドは環状化された。
Dアミノ動1らなる環状ペプチドがこの配91を用いて構築された。
Dアミノ酸ペプチド CysLysSerCys大弛例ヱ
丙&11ft序がペプチド活性に重要か否かを決定するために、JBlの逆fi
t!J11であるLアミノflatツ11が横築され、JB4と名付けられた。
このJB4は配列番号=7である。
hJり番号: 7 (J B4 ) Cys Ser Lys Ala Pro
Lys Leu Pro Ala Ala Tyr Cy■
火鮒徂 6 の に・番るI GF−1p6細胞はBALB/c3T3より得ら
れ、IGF−ルセブターを恒常的に過剰に発現する。このような細胞はIGF−
1のレセプターを恒常的に過少1に発現しているため、無血清培地内では増殖で
きないが、IGF−1が培地に加えられた場合、非常に巧妙に増殖することがで
きる。第2図では、IGF−1によって東鐵されたp64H12Jの増殖に及ぼ
すペプチドの効果を示している。最初の棒グラフは再塗布した3T3細胞の数を
示している。第2の棒グラフ、実際にはN。
3、は塗布4s呵紺り乃3T3細Jtdの数を示している。4.5および6はそ
れぞれ5ng/ml、Long/ml、20ng/mlのIGF−1で刺激した
後、48時間後の373の細胞数を示している。棒グラフ8および9はそれぞれ
11000n/mlまたは1100n/mlの濃度のペプチド類似体にさらした
後、48時間fk7) 373の細胞数を示している Q性がないことに注目さ
れたい、棒グラフ11.12.13および14はそれぞれ50.100.500
および11000n/ml濃度のIGF−1類似体存在下、Long/mlのI
GF−1で刺激した3T3の細胞数を示している。
第3図は類似体がIGF−ルセブターの自己リン酸化を完璧に阻害することを示
している。
迭カシ斗V
実施、M8の実験では、Dドメインペプチドを競合類似体として用いた。第4図
は、IGF−1で刺激したp6細胞をJB2 (Cドメインペプチド)およびJ
BB(Dアミノ動)らなるDドメインペプチド)にさらした他$1を示している
。JB2は1μg/mlでおおよそ80%を阻害するが、JBBは500ng/
mlで完壁に阻害する。スクランブルペプチド(JB4、JBIと同じアミノ酸
組成を持つが順序が逆)の効果を第5図に示す、JB4はIGF−1”に刺激さ
れたp6細胞の増殖に効果を示さず、この事は、JBlの効果は配列に特異的で
あることを示している。
塞弛例よ旦
本実施例魅卓倶虻Gよ、JBB (Dアミノ酸)9府作お九県を血漬奮功−剖也
で試験した。第6図は、WI−38ヒト複相体繊維芽細胞でのペプチドの効果を
示して・いる:JBBはこのような細胞の増殖を500ng/mlで完璧に抑制
した。同様の結果が、p6細胞(第7図)ならびに二系統の前立腺癌細胞(DU
48およびPC3、第8図)でも得られた。
要約すると、以下のペプチド:JBl(Dドメインペプチド)、JB2(Cドメ
インペプチド)およびJBB (Dアミノ動)らなるDドメインペプチド) :
が培養中の細胞の成長に十分なiwiを及ぼすことが明らかになった。これらの
ペプチドは、使用濃度(最大で5μg/ml)では毒性を示さず、その効果は可
逆的である。IGF−ルセブターの活性化が多くの正常細胞および形質転換細胞
の増殖に必要であるという認−力)ら予想できるように、これらのペプチドは様
々な型の細胞を阻害する。
阻書咬加円山背yすに特異的であり、また、JB田迫清存在下でも活性である。
X弛例上よ
リン酸緩衝液中4.lJ&+1番号二3からなるペプチドを含む薬剤組成物を調
合する。
この組成物中のペプチド投与量800mgが、バルーン血管形成術を行った後2
4時間以内に患者に輸液ポンプで投与される。
人裡泗上λ
リン酸緩衝液中にDアミノ酸ペプチドJB3を含む薬剤組成物を調合する。二実
弛例上旦
リンm夜中4.J&1番号・4からなるペプチドを含む薬剤組成物を調合する。
この組成物中のペプチド投与量800mgが、バルーン血管形成術を行った後2
4時間以内(口髭昔に輸液ポンプで投与される。
寒總泗よ生
リン酸緩衝液中にDアミノ酸を含むペプチドJB2を含む薬剤組成物を調合する
。この組成物中のペプチド投与量800mgが、均レーン血管形成術を行ったf
&24時間以内に患者に輸液ポンプで投与される。
人徳例上旦
リン酸m液中4′JiJ11番号・6からなるペプチドを含む薬剤組成物を調合
する。
この組成物中のペプチド投与量800mgが、バルーン血管形成術を行ったf&
24時間以内に患者に輸液ポンプで投与される。
人徳例上旦
リン酊園田脣夜中にDアミノ酸ペプチドCysLysSerCysを含む薬剤組
成物を調合する。この組成物中のペプチド投与量800mgが、バルーン血管形
成1(・iを行った後24時間以内に患者に輸液ポンプで投与される。
/’)Xitコ石11釆8.9
配烈ム
(2)配列番号=1
(i>配列の特性
(A)配列の長さ=153アミノ酸残基(B)配列の型二アミノ酸
(C)トポロジー:直鎖状
(xi)紛り: 紛り翻=1
Phe Cys Asp Phe Leu Lys Val Lys Het
HiS Thr )kt Ser Ser 5erHis Leu Phe T
yr Leu Ala Leu CVS Leu Leu Thr PtMl!
Thr ser Serお 4045
Ala Thr Ala Gly Pro Glu Thr Leu Cys
Gly Ala Glu Leu Val AspAla Leu Gln P
he Vat Cys Gly Asp Arg Gly Phe Tyr P
he Asn Lys凸 1075
Pro Thr Gly Tyr Gly Ser Ser Ser Arg
Arg Ala Pro Gln Thr Glyao &5 90
Tyr ArOMet
1Δ)勇ツ万IしT1臣5\ ・ 07≧ lhや五仁jt(210Cり′すt
Wニー4
(i)配列の特性
(A)翫ツリの長さ:10アミノ酸残基(B)蔽ツリの型二アミノ酸
(D)トポロジー:直鎖状
(B)配列の型二アミノ酸
(D)トポロジー:直鎖状
(xi )配列: I’11番号:5
Thr Gly Tyr Gly Ser Ser Ser Arg Arg
Claims (22)
- 1.a)i)25より少ない数のアミノ酸、およびii)ヒトのインスリン様増 殖因子1のCドメインまたはDドメインの少なくとも一部分に相当する配列; からなる合成ペプチドであって、IGF−1の誘導するIGF−1Rの自己リン 酸化を阻害するペプチド:ならびにb)薬学的に許容しうる担体または希釈剤: からなる薬剤組成物。
- 2.該ペプチドがヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメイン の少なくとも一部分に相当した少くとも4アミノ酸残基の配列からなる、請求項 1記載の薬剤組成物。
- 3.該ペプチドがヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメイン の少なくとも一部分に相当した少くとも7アミノ酸残基の配列からなる、請求項 1記載の薬剤組成物。
- 4.該ペプチドがヒトのインスリン様増殖因子1のCドメインの少なくとも一部 分に相当した配列からなる、請求項1記載の薬剤組成物。
- 5.該ペプチドがヒトのインスリン様増殖因子1のDドメインの少なくとも一部 分に相当した配列からなる、請求項1記載の薬剤組成物。
- 6.該ペプチドのアミノ酸残基の少くとも50%がヒトのインスリン様増殖因子 1のCドメインまたはDドメインの少なくとも一部分に相当した配列からなる、 請求項1記載の薬剤組成物。
- 7.該ペプチドが少くとも一つのDアミノ酸残基を含む、請求項1記載の薬剤組 成物。
- 8.該ペプチド配列番号:3からなる,請求項1記載の薬剤組成物。
- 9.該ペプチドがDアミノ酸ペプチドJB3:【配列があります】からなる、請 求項1記載D薬剤組 成物。
- 10.該ペプチドが配列番号:4からなる、請求項1記載の薬剤組成物。
- 11.該ペプチドがDアミノ酸を含むペプチドJB2:【配列があります】から なる、請求項 1記載の薬剤組成物。
- 12.該ペプチドが配列番号:6からなる、請求項1記載の薬剤組成物。
- 13.該ペプチドがDアミノ酸ペプチド:【配列があります】からなる、請求項 1記載の薬剤組成物。
- 14.選択された細胞を、25より少ない数のアミノ酸からなり且つヒトのイン スリン様増殖因子1のCドメインまたはDドメインの少くとも一部分に関連する 配列を持つペプチドと接触させることからなる、細胞の増殖を阻害する方法。
- 15.a)i)25より少ないアミノ酸、ii)ヒトのインスリン様増殖因子1 のDドメインまたはDドメインの少くとも一部分: からなる合成ペプチドであって、IGF−1の誘導するIGF−1Rの自己リン 酸化を阻害するペプチド:およびb)薬学的に許容しうる担体または希釈剤:か らなる薬剤組成物を有効な量投与する:ことからなる、望ましくない細胞増殖に 関連する病気にかかっている疑いのある、またはその様な病気にかかりやすい個 人を治療する方法。
- 16.該病気が癌、再狭窄、または喘息である、請求項15記載の方法。
- 17.該ペプチドが配列番号:3からなる、請求項15記載の方法。
- 18.該ペプチドがDアミノ酸ペプチドJB3:【配列があります】からなる、 請求項15記載の方 法。
- 19.該ペプチドが配列番号:4からなる、請求項15記載の方法。
- 20.該ペプチドがDアミノ酸を含むペプチドJB2:【配列があります】から なる、請求項 15記載の方法。
- 21.該ペプチドが配列番号:6からなる、請求項15記載の方法。
- 22.該ペプチドがDアミノ酸ペアチド:【配列があります】からなる、請求項 15記載の方法。
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