JPWO2007097251A1 - 抗アミロイドβペプチド抗体産生誘導用のペプチドワクチン - Google Patents

抗アミロイドβペプチド抗体産生誘導用のペプチドワクチン Download PDF

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Abstract

アルツハイマー病などのアミロイドβペプチドに起因する疾患の予防及び/又は治療用のペプチドワクチンを提供することを課題とし、免疫記憶が成立しているマルチアグレトープ型T細胞エピトープ或いはそれを含むペプチドのアミノ酸配列を有するペプチドと、アミロイドβペプチドの特定部位のB細胞エピトープ或いはこのエピトープを含むペプチドのアミノ酸配列を有するペプチドとを、リンカーをはさんで結合し、当該ペプチド内に、細胞接着分子の細胞結合モチーフのアミノ酸配列を有するペプチドを提供することにより解決する。

Description

本発明は、免疫原性に優れ、ヒトアミロイドβペプチド(以下、「Aβ」と略記する。)に対する抗体の産生を効率よく誘導するペプチド、このペプチドを有効成分として含有する組成物とその用途に関し、詳細には、Aβの特定のB細胞エピトープに対して効率良く抗体を誘導するペプチド、該ペプチドを有効成分とするアルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患予防及び/又は治療用の組成物に関する。
高齢化が進む先進諸国において、認知症は、患者数は増加の一途をたどっており深刻な問題となっている。この認知症は脳血管障害に起因する脳血管性認知症とアルツハイマー病に分類される。なかでも、アルツハイマー病は老人性認知症の発症原因の大勢を占めるとされており、患者に記憶障害や運動障害を引き起こしQOL低下が著しい疾病である。さらに病気の治療以外に多大な介護が必要で、患者本人とその家族をはじめ介護者の時間的損失、労働機会の損失、精神的負担など、医療コストのみならず社会的負担が多くなる疾病である。このアルツハイマー病は根本的な治療法がない重篤な神経変性疾患の一種類であり、病理的には40個(配列表における配列番号1)又は42個(配列表における配列番号2)のアミノ酸からなるAβが中枢神経に蓄積される、いわゆる「老人斑」の沈着と神経原繊維変化および神経細胞の変性と脱落が特徴的な疾病である。アルツハイマー病の治療には、コリンエステラーゼ阻害剤による治療や、抗高脂血症剤やEPAエチルなどの脳神経保護剤による臨床試験が実施されている。
さらに、その根治を期待して、アルツハイマー病の中心的な役割を担っているAβを標的分子としたワクチン開発も進められている(例えばAgadjanyan、M.G.ら、『Journal of Immunology』、第174巻、第3号、第1580〜1586頁(2005年)参照)。また、ヒト型抗Aβモノクローナル抗体や、DNAワクチンやCpGDNAなどの新しいアジュバント、経口投与用のペプチドワクチンなどの開発も進められている。しかしながら、DNAワクチンは、主要組織適合性抗原(以下、「MHC」と略記する。)クラスI拘束性で細胞障害性T細胞の活性化を誘導しやすいことや、ペプチドワクチンは免疫原性が弱くAβに対する抗体の効果的な誘導能に欠け、抗体の誘導にアジュバントを必要としたり、抗原が比較的高分子のものでは、T細胞ならびにB細胞エピトープを多数含むことより、これらのエピトープに対する免疫反応が、予期せぬ炎症反応などを惹起する可能性が高く、これによる脳炎などの副作用リスクもあるため、依然としてアルツハイマー病の根本的な治療方法は確立されていない。また、Aβはアルツハイマー病以外の各種疾患の発症や増悪にも関与していることが知られているものの、これらの疾患の予防法や治療法も確立されていない。
一方で、本発明者らは、これらの問題を克服するために、アミノ末端側にT細胞エピトープを含むアミノ酸配列を有し、リンカーペプチドをはさんで、そのカルボキシ末端側にB細胞エピトープを含むアミノ酸配列を有するペプチド内に、細胞結合モチーフのアミノ酸配列を有するペプチドワクチンにより、Aβに対する抗体の産生の誘導が可能で、アルツハイマー病の治療に利用できることを開示した(国際公開WO 2004/87767号明細書参照)。しかしながら、国際公開WO 2004/87767号明細書には、この問題を解決するためのペプチドワクチンの具体的なアミノ酸配列は記載されておらず、また、国際公開WO 2004/87767号明細書に記載の重複・シフト型のマルチアグレトープ型ペプチド(配列表における配列番号3に示すOverlapping Multiagretope Peptide、以下「OMP」と略記する。)やヒト免疫不全ウイルス(以下、「HIV」と略記する。)由来のGagタンパク質における298−312番目のアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号4、以下、「Gag」と略記する。)をT細胞エピトープとして使用しても、Aβに対する抗体産生誘導能は弱いことが判明した。また、これらのペプチドをワクチンとして利用して、できるだけ多数のアルツハイマー病の患者に対してAβに対する抗体を誘導するには、できるだけ多数のヒトMHCクラスIIのハプロタイプ、すなわち、HLA−DRのハプロタイプ(アリル)の拘束を受け、且つ、AβのB細胞エピトープと連結した際に、Aβに対して強い抗体産生を誘導することのできるT細胞エピトープを設計する必要がある。さらに、アルツハイマー病はもとより、それ以外のAβに起因する各種神経変性疾患などの予防及び/又は治療のためのペプチドワクチンは、何れも症状の進行を素早く抑える必要があり、しかも、経済性を考えると、Aβに対する抗体産生を可能な限り少ない投与回数で、効果的に誘導することができ、ヒトに投与した際に、重篤な副作用を誘発するリスクの少ないペプチドであることが望まれている。
本発明は、Aβに起因するアルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患の予防及び/又は治療用のペプチドワクチンを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究、検討を重ねた結果、T細胞エピトープとして、ヒトの生体において、既に成立している免疫記憶を利用すること、すなわち、T細胞エピトープを含むペプチドを予め投与したり、予防接種に用いられる不活化ワクチンやトキシンといった感作抗原であるペプチドに含まれるT細胞エピトープを選択することによって、アジュバントも不要な、B細胞エピトープに対する優れた抗体産生誘発能を有するペプチドワクチンが調製可能であることを見出した。そして、B細胞エピトープとしてAβの特定部位のペプチドを使用し、このペプチドが、前記T細胞エピトープのペプチドとリンカーをはさんで結合したペプチド内に、細胞接着分子の細胞結合モチーフのアミノ酸配列を有するペプチドが、Aβの特異的領域部分のみを認識する抗体を、経鼻内や口腔内などの経粘膜投与でも効果的に誘導できることを見出した。さらに、このT細胞エピトープとして、複数のHLA−DRに拘束されるマルチアグレトープ型エピトープを選択することにより、HLA−DR拘束性の問題を回避して、1種類のアミノ酸配列を有するペプチドが、多数のヒトで、Aβの特異的領域部分のみを認識する抗体を効果的に誘導できることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記一般式で示されるアミノ酸配列を有するペプチドであって、Tは免疫記憶の成立しているT細胞エピトープのアミノ酸配列を含むアミノ酸配列であり、Lはリンカーペプチドのアミノ酸配列であり、BはAβのB細胞エピトープのアミノ酸配列を1または2以上含むアミノ酸配列であり、R、R、R及びRのうち少なくとも1つが、細胞接着分子の細胞結合モチーフペプチドのアミノ酸配列であることを特徴とする、Aβに対する抗体産生を効率的に誘導するペプチドと、これを含有する、Aβに起因するアルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患の予防及び/又は治療用の組成物を提供するものである。
一般式:
Figure 2007097251
本発明でいうAβに対する抗体を誘発するためのペプチドとは、一般式で示されるアミノ酸配列を有し、AβのB細胞エピトープ或いはこれを含むアミノ酸配列に対する抗体産生の誘導能を有するペプチドをいう。
本発明でいう抗体とは、主としてイムノグロブリンG(IgG)、イムノグロブリンM(IgM)、イムノグロブリンA(IgA)抗体であり、血中や体液中に分泌されるものはもとより、鼻腔、口腔、眼、消化管などに分泌される抗体も当然これに含まれる。
本発明でいうAβに起因する疾患とは、Aβが特定の組織に沈着するなどして起きる疾患をいい、その沈着が病因の主因となるものは言うまでもなく、他の疾患に付随するAβの沈着により発生乃至増悪する疾患を含み、これらの疾患に伴う臨床症状も含む。具体的には、例えば、アルツハイマー病、ピック病、びまん性レビー小体病、進行性核上麻痺(スチール−リチャードソン症候群)、多系統変性(シャイ−ドレーガー症候群)、筋萎縮性側索硬化症、変性運動失調、皮質基底変性、グアムALS−パーキンソン−痴呆合併症、亜急性硬化性汎脳炎、ハンチントン病、パーキンソン病、シヌクレイノパシー、一次性進行性失語症、線条体黒質変性、マチャド−ジョセフ病/脊髄小脳性運動失調3型およびオリーブ橋小脳変性を含む運動ニューロン疾患、ジル・ド・ラ・ツレット病、球麻痺および偽球麻痺、脊髄および脊髄延髄筋委縮症(ゲネディ病)、一次性側索硬化症、家族性痙性対麻痺、ヴェルニッヒ−ホフマン病、クーゲルベルグ−ヴェランデル病、テイ−サックス病、ザントホフ病、家族性痙性病、ヴォールファルト−クーゲルベルグ−ヴェランデル病、痙性対麻痺、進行性多病巣性白質脳障害、およびプリオン病(クロイツフェルト−ヤコブ病)、ゲルストマン−ストロイスラー−シャインカー病、クールーおよび致死性家族性不眠症を含む、年齢が関係する痴呆、血管性痴呆、拡散性白質病(ヴィンズヴァンガー病)、内分泌または代謝を起源とする痴呆、頭部外傷および拡散性脳損傷の痴呆、痴呆性の拳闘姿勢または前頭葉痴呆、大脳虚血または塞栓性の閉塞および血栓性の閉塞を含むインファクションならびに任意の種類の脳蓋内出血から生じる神経変性疾患、脳蓋内および椎骨損傷、遺伝性大脳血管障害、非神経障害性遺伝性アミロイド、ダウン症候群、マクログロブリン血症、二次的家族性地中海熱、マックル−ウェルズ症候群、多発性骨髄腫、膵臓疾患または心臓疾患に関連するアミロイドーシス、慢性血液透析関節症またはフィンランド型およびアイオワ型アミロイドーシス、糖尿病変成ニューロパチーなどの神経変性疾患や膵臓へのAβの沈着に起因する糖尿病などを挙げることができ、これらの疾患に伴う臨床症状も含む。
本発明のペプチドにおいて、抗体産生を誘発する部位として使用するAβのB細胞エピトープとは、アルツハイマー病の原因とされるAβのB細胞エピトープのアミノ酸配列を含むペプチドをいう。なかでも、Aβ凝集繊維を溶解したり、Aβの神経繊維やその他の臓器への沈着の阻害、アセチルコリンリセプターへの結合を阻害する抗体を誘導することが可能なアミノ酸配列を有するペプチドが望ましく、その点からは、Aβのアミノ末端付近のアミノ酸配列を含むペプチドが特に望ましく、アミノ酸が5乃至20個程度で構成されるものが望ましい。構成するアミノ酸の数が少なすぎると抗体誘発能が消失し、多すぎると、抗原性は高くなるものの、副作用を誘発するような抗体を誘発するエピトープを含む可能性がある。このB細胞エピトープを含むペプチドはそのまま使用してもよく、タンデムに連結して、その2量体、3量体あるいは多量体として使用してもよい。また、必要であれば、Aβ上に存在する2種以上のB細胞エピトープをタンデムに連結することも、Aβ全体、例えば、アミノ酸数が40個(配列表における配列番号1、以下、「Aβ(1−40)」と略記する。)や42個(配列表における配列番号2、以下、「Aβ(1−42)」と略記する。)のAβをB細胞エピトープとすることもできる。また、複数のエピトープを連結して、複数種の抗体を同時に誘導させるようなペプチドを設計することも随意である。これらの場合には、各B細胞エピトープの間に、後述のリンカーペプチドを挿入することにより、個々のエピトープのプロセッシングをより確実に行わせることもできる。
このB細胞エピトープとして、アミノ末端付近のアミノ酸配列を用いる場合は、少なくともAβのアミノ末端から4−10番目のアミノ酸配列を有する必要があり、例えば、配列表における配列番号1又は2に示すアミノ酸配列における1−11番目のDAEFRHDSGYEのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号5、以下、「Aβ(1−11)」と略記する。)、1−13番目のDAEFRHDSGYEVHのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号6、以下、「Aβ(1−13)」と略記する。)、1−15番目のDAEFRHDSGYEVHHQのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号7、以下、「Aβ(1−15)」と略記する。)、3−11番目のEFRHDSGYEのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号8、以下、「Aβ(3−11)」と略記する。)、3−15番目のEFRHDSGYEVHHQのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号9、以下、「Aβ(3−15)」と略記する。)、などを挙げることができる。Aβに対する抗体の産生誘導能や副作用の点を考慮すれば、Aβ(1−13)又はAβ(1−15)を用いるのが望ましく、Aβ(1−13)が特に望ましく用いられる。
本発明のペプチドに使用する、ヒトにおいて免疫記憶が成立しているT細胞エピトープとは、本発明のペプチドワクチンの投与時、その投与するヒトに、既に、免疫記憶が成立しているものをいい、例えば、本発明のペプチドを投与する患者に対して、本発明のペプチドと同じT細胞エピトープを含むペプチドを予め投与し、免疫記憶を成立させておけばよい。とりわけ、予防接種などにより、大多数のヒトが、幼児期以降に免疫を獲得している抗原ペプチドがもつT細胞エピトープは、上記のような免疫記憶を成立させる操作を行なわなくとも使用可能である。また、すでに免疫記憶が成立している患者に対して、再度、上記操作を行えばさらなる効果の向上が期待できる。T細胞エピトープは、HLA−DRのハプロタイプに拘束され、ヘルパーT細胞用抗原として提示を受けることから、できるだけ多数のHLA−DRハプロタイプ(アレル)の拘束を受ける重複・シフト型のマルチアグレトープ型ペプチドやそれを含むアミノ酸配列のものを使用するのが望ましい。本発明で使用するT細胞エピトープとしては、例えば、ジフテリア、破傷風、百日咳、舌下腺炎、風疹、麻疹、結核などの予防接種に抗原として使用するペプチドが、大部分のヒトで、幼児期から免疫記憶が成立していることから望ましく、特に破傷風トキソイド、ジフテリアトキソイド、百日咳ワクチンを含む三種混合ワクチンやBCG(結核)の接種は、日本では接種が義務づけられており、世界的にも接種が広く行われていることから、汎用性の点から、特に望ましい。これらのペプチドのアミノ酸配列は何れも既に公知であることから、当該ペプチドの公知のT細胞エピトープのアミノ酸配列を利用してもよく、また、実際にヒトの末梢血の幼若化反応などを利用して、抗原の部分ペプチドのエピトープ配列を同定し、この同定したアミノ酸配列を有するペプチドをT細胞エピトープとして用いてもよい。また、利用可能なHLA−DRのT細胞エピトープ予測プログラムを利用して、多くのHLA−DRに結合するマルチアグレトープ領域を選択して、ペプチドのアミノ酸配列を決定することも随意である。また、このT細胞エピトープ自身は、当該エピトープに対する抗体誘導能が低い方が、副作用などの点から望ましいものの、エピトープとして予防接種に使用される感作抗原由来のアミノ配列のペプチドを使用すれば、当該エピトープは、本来、ヒトにおいて、このエピトープに対する抗体の産生を誘導するために使用されるものなので、このエピトープに対する抗体が産生されたとしても、その安全性は確立されており、副作用が発生しにくいというメリットがある。これらのT細胞エピトープペプチドはそのまま使用しても、あるいは同種又は複数種のT細胞エピトープをタンデムに連結して使用してもよい。また、T細胞エピトープは、アグレトープ(HLA−DR抗原との結合に必要なアミノ酸残基)となるアミノ酸残基以外のアミノ酸残基は他のアミノ酸残基に置換しても機能を発揮することが可能である。
このT細胞エピトープとしては、具体的には、例えば、ジフテリアトキソイド由来のエピトープであるAYNFVESIINLFQVVHNSYNのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号10)及びYNFVESIINLFQVVHNSYNのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号11)(以下、それぞれ「DTL」、「DTS19」と略記する。)、破傷風トキソイド由来のエピトープである、LQTMVKLFNRIKNNVAのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号12)、FLQTMVKLFNRIKNNVAGのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号13)、IHVLHGLYGMQVSSHEのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号14)、LIHVLHGLYGMQVSSHEIのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号15)、YIVNEDKFQILYNSIMYGのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号16)、QYIVNEDKFQILYNSIMYGFのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号17)、SYQMYRSLEYQVDAIのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号18)、RSYQMYRSLEYQVDAIのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号19)、NINIFMRESSRSFLVのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号20)、ININIFMRESSRSFLVNのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号21)(以下、それぞれ「TetT1」、「TetT1L」、「TetT2」、「TetT2L」、「TetT3」、「TetT3L」、「TetT4」、「TetT4L」、「TetT5」、「TetT5L」と略記する。)、結核菌(Mycobacterium tuberculosis/bovis)共通の分泌タンパクとして知られるMPT64由来ペプチド(以下、「MPT」と略記する。)であるIQMSDPAYNINISLPSYYPDのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号22)、IQMSDPAYNINISLPSのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号23)、DPAYNINISLPSYYPDのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号24)及びYNINISLPSYYPDQKSのアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号25)(以下、それぞれ「MptL(43−62)」、「MptN(43−58)」、「MptM(47−62)」、「MptC(50−65)」と略記する。)などのアミノ酸配列を有するエピトープを挙げることができる。中でも、抗体産生誘導能の高さと、後述のHLA−DR拘束性予測プログラム「ProPrep」で予測可能なHLA−DRと結合可能な51アレルの内、それぞれ47アレル、39アレル、41アレル、或いは50アレルに結合できると予測されるMptL(43−62)、DTL、TetT1L及びTetT3Lが望ましく、DTLが特に望ましい。また、必要に応じて本発明のペプチドワクチンを投与するヒトの末梢血とこれらのT細胞エピトープを混合培養し、その幼若化反応を確認するか、或いは、その少量を皮内に投与して遅延型過敏症(DTH)が起きることを確認して、メモリーT細胞の存在の有無を確認して、投与するヒトに望ましいT細胞エピトープを選択することも随意である。
本発明で用いられる、B細胞エピトープを含むペプチドとT細胞エピトープとを結合するためのリンカーペプチドは、抗原プロセッシングに関与するプロテアーゼの認識配列であれば何れでもよく、具体的には、リジン−リジン(KK)、リジン−アルギニン(KR)、アルギニン−アルギニン(RR)などのジペプチドを挙げることができ、なかでも、カテプシンBの認識配列であるリジン−リジンからなるジペプチドを使用することが望ましい。
本発明で使用する細胞接着分子の細胞結合モチーフとしては、本発明のペプチドを粘膜表面に長期間保持することができて、経口、経鼻などの経粘膜投与での抗体産生の誘導能の増強作用のあるものである限り本発明に利用することができる。例えば、インテグリンファミリーに対する結合モチーフをはじめとし、その他の細胞結合モチーフのアミノ酸配列を用いることができる。例えば、インテグリン結合モチーフに属するアミノ酸配列としては、フィブロネクチン、コラーゲン、ビトロネクチン、フィブリノーゲン、ラミニン、HIVのTatタンパク質等々の細胞接着分子上に存在する結合モチーフとして知られる、アルギニン−グリシン−アスパラギン酸(以下、「RGD」と略記する)、アルギニン−グルタミン酸−アスパラギン酸(以下、「RED」と略記する。)、ロイシン−アスパラギン酸−バリン(以下、「LDV」と略記する)、プロリン−ヒスチジン−セリン−アルギニン−アスパラギン(PHSRN:配列表における配列番号26)、アルギニン−リジンーリジン(RKK)、アスパラギン酸−グリシン−グルタミン酸−アラニン(DGEA:配列表における配列番号27)などのアミノ酸配列を有するペプチドが挙げられる。また、インテグリンのファミリー以外の結合モチーフとしては、チロシン−イソロイシン−グリシン−セリン−アルギニン(YIGSR:配列表における配列番号28)、イソロイシン−リジン−バリン−アラニン−バリン(IKVAV:配列表における配列番号29)、アルギニン−フェニルアラニン−チロシン−バリン−バリン−メチオニン−トリプトファン−リジン(RFYVVMWK:配列表における配列番号30)、イソロイシン−アルギニン−バリン−バリン−メチオニン(IRVVM:配列表における配列番号31)などのアミノ酸配列からなるペプチドを挙げることができる。なかでも、RGD、RED、YIGSRのアミノ酸配列からなるペプチドが、特異的な抗体産生の誘導能が強いことから望ましく、RGDが特に望ましい。また、これら細胞結合モチーフのアミノ酸配列を有するペプチドの連結部位は、T細胞エピトープのペプチドのアミノ末端側又はカルボキシル末端側、又は、B細胞エピトープのペプチドのアミノ末端側又はカルボキシル末端側の合計4箇所から選択でき、そのうち少なくとも1箇所に連結すればよい。とりわけ、T細胞エピトープのペプチドのアミノ末端側又はカルボキシル末端側の片側、又は両側に、細胞接着分子の細胞結合モチーフを連結した本発明のペプチドは、B細胞エピトープのペプチドに特異的な抗体産生が特に増強されるので望ましく、アミノ末端側に連結したものが特に望ましい。
本発明のペプチドを製造するための方法に限定はなく、慣用のペプチド合成法によるか、或いは、慣用のペプチド合成法によりあらかじめ、部分的に合成したペプチド同士を結合して、調製することができる。また当該ペプチドは、各メーカーから市販されているペプチドシンセサイザーを用いて装置のプロトコールに従って合成することができる。また、本発明のペプチドは、組換えDNA技術により調製することができる。例えば、設計したペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAを調製し、これを自律増殖可能なベクターに挿入し、それを大腸菌、枯草菌、放線菌、酵母などの微生物、動植物やそれらの細胞又は組織等の宿主に導入して形質転換体としたり、トランスジェニック動植物を作製して、それらを培養、育成した後、本発明のペプチドを適宜の方法により、採取・精製することができる。また、本発明のペプチドを、T細胞エピトープとB細胞エピトープを連結するのに用いたプロセシング関連酵素切断部位となるアミノ酸配列以外から選ばれた適宜のタンパク質分解酵素の切断部位となるアミノ酸配列で連結して発現させた後、当該酵素で分解したものを使用することも自由である。さらには、本発明のペプチドを発現させた菌体、動物体或いは植物体をそのまま加工して、本発明のペプチドを含有する経口摂取用の組成物として使用することも随意である。植物種としては、例えば、キク科(Asteraceae)、アブラナ科(Brassicaceae)、ウリ科(Cucurbitaceae)、セリ科(Apiaceae)、バラ科(Rosaceae)、ブドウ科(Vitaceae)、ツツジ科(Vaccinium)、パパイヤ科(Caricaceae)、マメ科(Fabaceae)、クルミ科(Juglandaceae)、アカザ科(Chenopodiaceae)、又はナス科(Solanaceae)、ヒルガオ科(Convolvulaceae)、イネ科(Poaceae)、又はヤモノイモ科(Dioscoreaceae)、又はヒルガオ科(Convolvulaceae)などに属する植物種、より詳細には、レタス、チコリ、ヨモギ、ブロッコリ、キャベツ、ダイコン、ワサビ、カラシ、キュウリ、メロン、カボチャ、ハヤトウリ、ニンジン、ミツバ、セロリ、リンゴ、プラム、ウメ、モモ、イチゴ、ラズベリー、アーモンド、ナシ、ビワ、ブドウ、クランベリー、コケモモ、ブルーベリー、パパイヤ、アルファルファ、ダイズ、クルミ、ホウレンソウ、トマト、トウガラシ、サツマイモ、イネ、トウモロコシ、コムギ、オオムギ、ライムギ、ヤマノイモ、ジャガイモなどが挙げられる。また、本発明のペプチドは、前記の何れかの方法により、その全アミノ酸配列を有するペプチドを直接調製してもよく、或いは、予め、その一部アミノ酸配列を有するペプチドを合成したもの同士を、化学的に結合して調製することも随意である。
本発明の効果を妨げない限り、本発明のペプチドに、製剤学的に許容できる1種又は2種以上の製剤用添加剤を組み合わせた組成物を調製することも有利に実施できる。製剤用の添加剤としては、水、アルコールなどの溶媒、グルコース、マルトース、トレハロース、ショ糖などの還元性糖質、或いは、α,α−トレハロース、α−マルトシルマルトースなどのα,α−トレハロースの糖質誘導体、同じ出願人による国際公開WO 02/10361号明細書などに記載のサイクロ{→6)−α−D−グルコピラノシル−(1→3)−α−D−グルコピラノシル−(1→6)−α−D−グルコピラノシル−(1→3)−α−D−グルコピラノシル−(1→}の構造を有する環状四糖、特開平2005−95148号公報などに記載のサイクロ{→6)−α−D−グルコピラノシル−(1→4)−α−D−グルコピラノシル−(1→6)−α−D−グルコピラノシル−(1→4)−α−D−グルコピラノシル−(1→}の構造を有する環状四糖やサイクロデキストリンなどの非還元性の糖質、ソルビトール、マンニトール、マルチトール、マルトトリイトールなどの糖アルコール、寒天、プルラン、グアガム、アラビアガムなどの水溶性高分子、ゼラチン、シルクなどのタンパク質やそれらの加水分解物、脂質、アミノ酸、緩衝剤、安定化剤、抗菌剤、香料、栄養機能食品、医薬部外品或いは医薬品の有効成分、ミョウバン、水酸化アルミニウムなどの免疫アジュバントや上記以外の食品添加物、医薬品添加物などが挙げられ、これらの1種又は2種以上を適宜組み合わせて使用できる。なかでも、ペプチドの安定化効果の高い、α,α−トレハロース、α,α−トレハロースの糖質誘導体及び環状四糖が望ましい。
また、本発明のペプチドを含有する製剤の形態としては、その製剤中のペプチドが長期間安定に保持されるものであれば特に制限はなく、溶液、凍結乾燥品、錠剤、舌下錠、トローチ、粉末、顆粒、クリーム、軟膏、シラップなどの剤形から、投与対象、投与方法、製剤の保存方法や輸送方法を考慮して適宜選択すればよい。また、本発明のペプチド又はそれを含有する組成物は、必要に応じて、リポソームに封入したり、皮膚、組織への浸透促進剤やイオン導入法などを併用することにより、抗原提示細胞の存在部位への浸透を促進させることも有利に実施できる。また、本発明のペプチドは、錠菓、飴、清涼飲料などの各種飲食品に含有せしめ、これを経口的に摂取することにより、ペプチドを経粘膜的に投与することも随意である。また、本発明のペプチドをコードするRNAを直接生体に投与したり、細胞にDNAを導入するいわゆる遺伝子治療などにより、生体内において本発明のペプチドを発現させることもできる。
本発明のペプチド又はこれを含む組成物のヒトへの投与方法には、特に制限はなく、本発明のペプチドが、投与部位へ確実に到達できる方法であれば何れでよい。例えば、スポイトや注射器を使用して適量を粘膜上に滴下してもよく、経口摂取や、クリーム或いはジェル状にして粘膜に塗布したり、カテーテル等で投与部位に誘導してもよく、さらには、スプレーやネブライザーなどにより霧状にして吹き付けたり、鼻、気管或いは肺へ吸引させてもよい。皮下、皮内、筋肉内、血管内、腹腔内や胸腔内などの体腔内への投与には、注射器、カテーテル、点滴などの投与方法を使用することができる。本発明のペプチドの投与量は、抗体誘導能、疾患の種類、投与経路、投与方法、投与対象動物などを考慮して適宜決定すればよく、通常、0.00001乃至100mg/kg体重、好ましくは0.0001乃至25mg/kg体重、さらに好ましくは0.001乃至10mg/kg体重である。また、本発明のペプチドは、初回の投与で、効果的にAβに対する抗体を誘導することができるので、以後は、このペプチドのB細胞エピトープのアミノ酸配列を有するペプチドのみで追加免疫を行った場合でも、Aβに対する抗体産生を増強することができる。以下、実験例に基づいて本発明のペプチドについてより詳細に説明する。
<実験例1:Aβに対する抗体産生に及ぼすB細胞エピトープの影響>
Aβに対する抗体産生に及ぼすB細胞エピトープの影響を調べる実験を以下のように行った。
<抗体産生誘導用ペプチドの調製>
T細胞エピトープとして、HIV−1由来のGagタンパク質の298−312番目のアミノ酸配列を有するペプチド(配列表における配列番号4)を使用した(以下、「Gag」と略記する。)。また、B細胞エピトープとして、Aβ(配列表における配列番号1又は2)のアミノ末端から1乃至11番目までアミノ酸配列を有するAβ(1−11)(配列表における配列番号5)、1乃至13番目までのアミノ酸配列を有するAβ(1−13)(配列表における配列番号6)、及び3乃至11番目までのアミノ酸配列を有するAβ(3−11)(配列表における配列番号8)を使用した。このT細胞エピトープのアミノ末端に細胞結合モチーフとして、アルギニン−グリシン−アスパラギン酸(RGD)を連結し、そのカルボキシル末端に、リンカーとしてリジン−リジン(KK)を連結し、これのカルボキシ末端に、B細胞エピトープとして、Aβ(1−11)、Aβ(1−13)或いはAβ(3−11)を連結して、表1に示すペプチド、すなわち、RGD−Gag−KK−Aβ(3−11)(配列表における配列番号32)、RGD−Gag−KK−Aβ(1−11)(配列表における配列番号33)、RGD−Gag−KK−Aβ(1−13)(配列表における配列番号34)を合成し、抗原として使用した。なお、本明細書に記載のペプチドは、ペプチドシンセサイザー(アドバンスド・ケムテック(Advanced Chemtech)社製造、Model350 Multiple Peptide Synthesizer)を用いてFmoc法にて合成し、TSK−GELカラム(カラムサイズ:直径1cm、長さ30cm、東ソー株式会社製造)を使用した逆相HPLCで純度95%以上に精製したものか、依託合成(株式会社シグマアルドリッチジャパンのシグマジェノシス(SIGMAGenosys)事業部、ペプチドの純度95%程度)したものを使用した。
<マウスへの免疫及び抗体価の測定>
これらのペプチドを、BALB/cマウス(日本SLC株式会社販売、雌;5週令、一群;5匹)鼻腔内に投与した後、それぞれのマウスの血中の、抗Gag抗体及び抗Aβ抗体の産生量(抗体価)を測定した。免疫は、何れかのペプチドを、50μg/マウス/回で、2週間ごとに4回投与し、最後の投与から1週間後に、各マウスから採血して、その血清中に含まれる抗Gag抗体及び抗Aβ抗体の抗体価を、Gag及びAβ(配列表における配列番号2)をコート抗原として使用した、常法のELISA法により測定した。その結果を表1に示す。なお、本明細書の実験における、各抗原に対する抗体価は、個々のマウスから採血した血液の血清を、それぞれ連続的に2倍希釈した標品中の抗体量を、ELISA法により、酵素標識抗体を使用して検出し、分析に使用したマイクロタイタープレートの各ウエルについて、マイクロタイタープレートリーダー(マルチスキャン バイクロマテック、ラボシステム社販売)により、405nmの吸光度を測定して、その吸光度と、コート抗原を使用していない対照のウエルの吸光度を比較し、その差が0.1以上となる血清の最高希釈倍率を求め、平均して、抗体価として表した。また、免疫を行っていない無投与のマウス血清を陰性対照として使用した。
Figure 2007097251
表1から明らかなように、免疫に使用した3種類のペプチドは、何ずれの場合も抗原性が低く、抗体価はT細胞エピトープとして使用したGagに対する抗体は11乃至16であり、B細胞エピトープとして使用したAβに対する抗体は14.9乃至32で、何れの場合も抗体価は、無投与の血清(対照)の2乃至3倍程度と低く、バックグランドレベルとほとんど差がない結果となったことから、この実験系で見る限り、これらのペプチドは、Aβに対する特異的な抗体誘導のためには適していないと考えられた。
<実験2:アミロイドβに対する特異的抗体産生に及ぼすメモリーT細胞の影響>
アミロイドβに対する特異的抗体産生に及ぼすメモリーT細胞の影響を調べる実験を以下のようにして行った。すなわち、実験1の系では、T細胞エピトープ及びB細胞エピトープに対する抗体産生の誘導はほとんどみとめられず、バックグランドレベルにとどまった。そこで、予め、T細胞エピトープに対するメモリーT細胞を誘導しておき、本発明のペプチドで免疫した時の、マウスの血清中の抗体価を、実験1と同じ方法で測定した。また、本発明のペプチドのヒトへの適用を考えた時、Gagなどのように、通常、ヒトが感作を受ける機会の少ない抗原に対するメモリーT細胞を誘導することは実用的でないので、この実験では、予防接種により、大部分の成人では、既に免疫記憶が成立してメモリーT細胞が存在している、破傷風トキソイドおよびジフテリアトキソイドに由来するT細胞エピトープを使用した。これらのトキソイドに含まれるT細胞エピトープは、既知のHLA−DR拘束性予測プログラム(プログラムの名称「ProPrep」)(Singh H. and Raghava G.P.S.、「ProPrep:prediction of HLA−DR binding sites.」、『Bioinfomatics』、第17巻、第1236−1237頁、(2001年)参照))を使用して、そのマルチアグレトープ領域を検討し、ジフテリアトキソイド由来のT細胞エピトープとしてDTLを、破傷風トキソイド由来のT細胞エピトープとしてTetT3Lを選択した。なお、これらのT細胞エピトープのアミノ酸配列を有するペプチドは、予め、HLA−DRのハプロタイプの異なるマウス3匹又はヒト3名の末梢血との混合培養により、何れのペプチドも、そのT細胞の幼若化を誘導できることを確認して、マウス及びヒトに対するマルチアグレトープであることを確認した上で実験に使用した。
<抗体産生誘導用ペプチドの調製>
T細胞エピトープとしてDTL又はTetT3Lを使用し、B細胞エピトープとして、Aβ(1−13)を使用する以外は、実験1のペプチドと同じアミノ酸配列を有する2種類のペプチド、RGD−DTL−KK−Aβ(1−13)(配列表における配列番号35)、RGD−TetT3L−KK−Aβ(1−13)(配列表における配列番号36)を合成した。
<マウスへの免疫及び抗体価の測定>
予め、上記ペプチド投与1週間前に破傷風、ジフテリア2種混合ワクチン(財団法人化学及血清療法研究所製造、1ml中にジフテリアトキソイド50Lfと破傷風トキソイド約80μg以下含有)50μlを、BALB/cマウス(日本SLC株式会社販売、雌;5週令、一群;5匹)の皮下に投与して、破傷風トキソイド及びジフテリアトキソイドに対するメモリーT細胞を誘導しておき、上記ペプチドの何れか1種を、50μg/マウス/回で、2週間おきに4回、経鼻投与し、4回目の投与1週間後に採血して、その血中の抗DTL抗体、抗TetT3L抗体、或いは、抗Aβ抗体の抗体価を実験1と同様に測定した結果を表2に示す。また、対照として、2種混合ワクチンの前投与なしに、3種類のペプチドの何れかを、2種混合ワクチン前投した場合と同じ投与量投与方法で免疫して、同様に血中の抗体価を測定し、その結果を表2に示す。なお、抗体価測定用のコート抗原として、DTL、TetT3L或いはAβのアミノ酸配列を有するペプチドを使用した。
Figure 2007097251
表2から明らかなように、実験1とは異なり、投与したペプチドは、何れも、マウスにおいてAβに対する抗体を効率よく誘導した。そして、2種混合ワクチンを前投与して、各々のペプチドのT細胞エピトープに対するメモリーT細胞を誘導しておいた場合には、前投与しなかった場合に比して、ジフテリアトキソイド由来のT細胞エピトープ(DTL)を使用した場合には約64倍、破傷風トキソイド由来のT細胞エピトープ(TetT3L)を使用した場合には、約26倍の抗体価の上昇が認められた。また、T細胞エピトープとして使用したアミノ酸配列を有するペプチドに対する抗体の産生は、T細胞エピトープとしてDTLを使用した場合には殆ど誘導が認められなかった。一方、TetT3Lを使用した場合には、当該ペプチドが、マウスにおいてはB細胞エピトープでもあるため、TetT3Lに対する抗体価も上昇したが、2種混合ワクチンの前投与でも追加免疫による抗体価の上昇は、前投与しなかった場合の2倍程度であった。なお、Aβ(1−13)を2以上連結させた場合、抗体産生量を増加させることができた。また、Aβ(1-13)に代えて、Aβ(1−15)、Aβ(3−11)、Aβ(3−15)としても、ほぼ同等の結果であった。
この試験結果は、本発明のペプチドを生体に投与する前に、既に、その生体において、免疫が成立して、メモリーT細胞が存在するエピトープ或いはそれを含むペプチド使用することで、Aβ特異的な抗体の産生を効果的に増強することのできるペプチドを調製できることを物語っている。さらには、この試験結果は、感作に使用するポリペフチドのT細胞エピトープに対するメモリーT細胞を予め投与する生体で誘導しておくことにより、感作に使用するペプチドのB細胞エピトープに対する抗体の産生誘導能を増強できることを物語っている。また、T細胞エピトープに対する抗体産生の低さからは、DTLがT細胞エピトープとして望ましいことを物語っている。なお、TetT3LをT細胞エピトープとして使用したペプチドのように、MHCのクラスIIのハプロタイプによっては、当該エピトープが、B細胞エピトープとしても認識される場合がある。通常のペプチドワクチンであれば、目的とするエピトープ以外のエピトープに対する抗体産生の誘導は、副作用のリスクを増加させるものであるものの、T細胞エピトープとして、予防接種に使用するペプチドのアミノ酸配列を有するT細胞エピトープを選択している限り、当該T細胞エピトープは、本来このエピトープに対する抗体産生をヒトで誘導するために使用されるものなので、たとえ、このT細胞エピトープに対する抗体産生が誘導されたとしても、それによる副作用が問題とならないことは、既に確認されているので、本発明のペプチドの安全性は極めて高いと判断される。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、この実施例により、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきものではない。なお、以下の実施例の各成分の配合量は、特に断わらない限り、配合される対象物全体に対する割合(%)で示す。
<Aβに対する抗体の産生の増強用の組成物>
結核菌の分泌蛋白質MPT由来のT細胞エピトープ(MptL(43−62))及びAβ(1−13)を用いて、実験1の方法に準じて調製した、RGD−IQMSDPAYNINISLPSYYPD−KK−DAEFRHDSGYEVH(配列表における配列番号37)のアミノ酸配列を有するペプチド100μg/mlとα,α−トレハロース(試薬級、株式会社林原生物化学研究所販売)を濃度40%となるように、蒸留水に溶解し、常法により滅菌してシラップ剤を得た。これを滅菌バイアル瓶に2mlずつ分注し、密閉して、ペプチド含有シラップ剤を調製した。本品は、安定性に優れ、広範なHLA−DRのハプロタイプに拘束されるため、多くのヒト、とりわけ、ツベルクリン陽性者に、経鼻、或いは、経口的に投与することにより、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患を予防・治療する効果を有するAβに対する抗体産生を効率的に増強するワクチン効果を発揮することができる。なお、Aβ(1−13)を2以上連結させた場合、抗体産生量を増加させることができる。また、Aβ(1-13)に代えて、Aβ(1−15)、Aβ(3−11)、Aβ(3−15)としても、ほぼ同等の効果を発揮することができる。
<Aβに対する抗体の産生の増強用の組成物>
安定剤として、1%(w/v)のショ糖を含む生理食塩水に、ジフテリアトキソイド由来のT細胞エピトープ(DTL)及びAβ(1−13)を用いて、実験1の方法に準じて調製したRGD−AYNFVESIINLFQVVHNSYN−KK−DAEFRHDSGYEVH(配列表における配列番号35)のアミノ酸配列を有するペプチドを、10μg/ml、100μg/ml、又は、1,000μg/mlとなるように溶解し、ろ過滅菌した。これを滅菌バイアル瓶に1mlずつ分注し、常法により、凍結乾燥して、密閉し、ペプチド含有製剤を調製した。本品は、何れも、注射用蒸留水1mlに完全に溶解して使用する。本品は、安定性に優れ、広範なHLA−DRのハプロタイプに拘束されるため、多くのヒト、とりわけ、ジフテリアに対する予防接種を受けているヒトに、経鼻、或いは、経口的に投与することにより、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患を予防・治療する効果を有するAβに対する抗体産生を効率的に増強するワクチン効果を発揮することができる。なお、Aβ(1−13)を2以上連結させた場合、抗体産生量を増加させることができる。また、Aβ(1-13)に代えて、Aβ(1−15)、Aβ(3−11)、Aβ(3−15)としても、ほぼ同等の効果を発揮することができる。
<Aβに対する抗体の産生の増強用の組成物の安全性試験>
実施例1或いは実施例2で調製したペプチドを12.5mg/mlとなるように、0.5%のショ糖を含有する生理食塩水で希釈し、これを、生後5週令のDDY系の雄マウスに、常法により経口、腹腔内又は、筋肉内に投与して、LD50を検討した。これらの標品は何れも、LD50がペプチドの質量に換算して100mg/kgマウス体重以上であり、このことは、本発明のペプチドが、ヒトに投与しても、毒性のない、安全な製剤であることを示している。
<Aβに対する抗体の産生の増強用の組成物>
T細胞エピトープとして破傷風時トキソイド由来のT細胞エピトープ(TetT1L)及びAβ(1−13)を用いて、実験1の方法に準じて調製した、RGD−FLQTMVKLFNRIKNNVAG−KK−DAEFRHDSGYEVH(配列表における配列番号38)のアミノ酸配列を有するペプチドを150μg/mlとマンニトール100mg/ml含有する生理食塩水溶液を調製した。これらを、5ml容のバイアル瓶に1ml/バイアルとなるように分注し、常法により凍結乾燥した。本品は、広範なHLA−DRのハプロタイプに拘束されているため、ヒトに経粘膜や経皮などの投与により、多くのヒト、とりわけ、破傷風に対する予防接種を受けているヒトに、経鼻、或いは、経口的に投与することにより、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患を予防・治療する効果を有するAβに対に対する特異的な抗体の産生を効率よく増強するワクチン効果を発揮することができる。なお、Aβ(1−13)を2以上連結させた場合、抗体産生量を増加させることができる。また、Aβ(1-13)に代えて、Aβ(1−15)、Aβ(3−11)、Aβ(3−15)としても、ほぼ同等の効果を発揮することができる。
<Aβに対する抗体の産生の増強用の組成物>
T細胞エピトープとして、破傷風トキソイド由来のT細胞エピトープ(TetT3L)及びAβ(1−13)を用いて、実験1の方法に準じて調製した、RGD−QYIVNEDKFQILYNSIMYGF−KK−DAEFRHDSGYEVH(配列表における配列番号36)のアミノ酸配列を有するペプチドを75μg/mlとヒトアルブミン0.5mg/ml含有する生理食塩水溶液を調製した。これを、5ml容のバイアル瓶に1ml/バイアルとなるように分注し、常法により凍結乾燥した。本品は、広範なHLA−DRのハプロタイプに拘束されるため、多くのヒト、とりわけ、破傷風に対する予防接種を受けたヒトに、経粘膜や経皮などで投与することにより、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患を予防及び/又は治療する効果を有するAβに対する特異的な抗体の産生を効率よく増強するワクチン効果を発揮することができる。なお、Aβ(1−13)を2以上連結させた場合、抗体産生量を増加させることができる。また、Aβ(1-13)に代えて、Aβ(1−15)、Aβ(3−11)、Aβ(3−15)としても、ほぼ同等の効果を発揮することができる。
以上説明したとおり、本発明は、ヒトにおいて免疫記憶の成立したT細胞エピトープとアミロイドβの有するB細胞エピトープのアミノ酸配列或いはその配列を含むペプチドを含み、Aβに対する特異的な抗体の産生を、免疫アジュバント非存在下においても特異的に増強することのできるペプチド及そのペプチドを含有する組成物に関するものである。そして、本発明ののペプチドは広範なヒトのHLA−DRのハプロタイプに拘束されるため、多くのヒト、とりわけ、予防接種などにより、免疫記憶の成立したヒトに、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患などの各種疾患の予防・治療に有効なAβに対する抗体産生を誘導するペプチドワクチンとして使用することができる。しかも、本発明のペプチドワクチンは、免疫アジュバントを用いる必要もなく、また、経鼻投与や経口投与などの経粘膜投与で使用できることから、注射による経皮投与などに比して、簡易かつ安全なペプチドワクチンである。本発明は、斯くも顕著な作用効果を奏する発明であり、斯界に多大の貢献をする、誠に意義のある発明である。

Claims (5)

  1. 下記一般式で示されるアミノ酸配列を有するペプチドであって、Tは免疫記憶の成立しているT細胞エピトープのアミノ酸配列を含むアミノ酸配列を示し、Lはリンカーペプチドのアミノ酸配列を示し、Bは1又は2以上のアミロイドβペプチドのB細胞エピトープのアミノ酸配列を含むアミノ酸配列を示し、R、R、R及びRのうち少なくとも1つが、細胞接着分子の細胞結合モチーフのペプチドのアミノ酸配列を示すことを特徴とするペプチド。
    一般式:
    Figure 2007097251
  2. T細胞エピトープが、結核、ジフテリア、破傷風、百日咳から選ばれる何れか1種又は2種以上のペプチドに由来するアミノ酸配列を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のペプチド。
  3. 請求の範囲第1項又は第2項に記載のペプチドと共に、製剤学的に許容される1種以上の製剤用添加剤を含有する、経粘膜投与でアミロイドβペプチドに対する抗体を誘導することができる組成物。
  4. アルツハイマー病の予防及び/又は治療用である請求の範囲第3項に記載の組成物。
  5. 請求の範囲第1項又は第2項に記載のペプチドをコードするDNA。
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