WO2012002328A1 - 血中hdl増加剤または抗動脈硬化剤 - Google Patents
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- A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
- A61P9/10—Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
Definitions
- the present invention relates to a novel pyrrole imidazole polyamide (hereinafter referred to as PI polyamide), a blood high-density lipoprotein increasing agent (hereinafter referred to as blood HDL increasing agent) or an anti-arteriosclerotic agent containing the PI polyamide as an active ingredient. .
- PI polyamide novel pyrrole imidazole polyamide
- blood HDL increasing agent blood high-density lipoprotein increasing agent
- anti-arteriosclerotic agent containing the PI polyamide as an active ingredient.
- HDL which is one of lipoproteins
- HDL is known to exhibit an anti-arteriosclerotic action, with its blood level inversely correlated with the frequency of arteriosclerotic diseases. Therefore, various substances that raise blood levels of HDL have been developed for the purpose of treating or preventing arteriosclerotic diseases such as atherosclerosis (see, for example, Patent Document 1).
- ABCA1 (ATP binding cassette A1) is a protein that plays a major role when HDL extracts cholesterol from cells in peripheral tissues, and the expression level is correlated with the blood level of HDL.
- a hypoHDLemia ameliorating agent and an arteriosclerosis prophylactic / therapeutic agent having a cysteine protease inhibitor that significantly and continuously increases the expression level of ABCA1 as an active ingredient have been developed (for example, see Patent Document 2).
- the ABCA1 stabilizer which used the bisphenol type compound as an active ingredient is developed (for example, patent document 3). Although these are useful for raising the blood level of HDL, it has been desired to provide a blood HDL increasing agent that is more stable and effective.
- PI polyamides that are excellent in in vivo stability and transferability to tissues and cells have attracted attention.
- the inventors have focused on this substance and are working on the development of a new PI polyamide that is effective for raising the blood level of HDL by an original method.
- the inventors of the present invention have provided a blood HDL increasing agent and the like that are more stable and effective than the conventional hypoHDL ameliorating agent and arteriosclerosis preventing / treating agent.
- An object of the present invention is to provide a novel PI polyamide useful for increasing the blood level of HDL. Furthermore, this invention makes it a subject to provide the anti-arteriosclerosis agent which uses this PI polyamide as an active ingredient.
- the present inventors have increased the expression level of ABCA1 that correlates with the blood level of HDL. Seed) was synthesized to complete the present invention. These PI polyamides synthesized by the present inventors bind to the AP2 binding site, which is a negative transcription control region present in the human ABCA1 gene promoter region. These PI polyamides can increase the expression of the human ABCA1 gene by inhibiting the binding of AP2 to the AP2 binding site. The present inventors have confirmed that these PI polyamides increase the expression of the ABCA1 gene in in vitro and in vivo tests. It has also been confirmed that these PI polyamides increase blood HDL in in vivo studies.
- blood HDL can be increased by administering a blood HDL increasing agent containing these PI polyamides as an active ingredient to animals such as mice and humans. It is also possible to treat or prevent arteriosclerotic diseases by administering anti-atherosclerotic agents containing these PI polyamides as active ingredients to animals such as mice and humans.
- the present invention relates to the following (1) to (5) PI polyamide, an agent for increasing blood HDL containing the PI polyamide as an active ingredient, an anti-arteriosclerosis agent, and the like.
- a blood HDL increasing agent comprising one or more PI polyamides of chemical formulas 1 to 3 as an active ingredient.
- a method for increasing blood HDL comprising a step of administering the blood HDL increasing agent according to (1) to an animal.
- a method for treating or preventing an arteriosclerotic disease comprising the step of administering the anti-arteriosclerotic agent of (1) above to an animal.
- the anti-atherosclerotic agent comprising PI polyamide provided by the present invention as an active ingredient is widely used as a drug having a new action that increases the expression of ABCA1 gene and increases HDL in the prevention and treatment of arteriosclerotic diseases. Available.
- the “blood HDL increasing agent” of the present invention refers to an agent that can increase blood HDL by administration to mammals such as humans by injection or the like.
- the “blood HDL increasing agent” of the present invention may be any agent that contains one or a combination of PI polyamides of Chemical Formulas 1 to 3 as an active ingredient, and includes a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the active ingredient. May be.
- the PI polyamides of the chemical formulas 1 to 3 can be synthesized by any conventionally known method for synthesizing PI polyamides, but it is particularly preferred to synthesize them by the PSSM-8 synthesis program.
- PI polyamides can be used as active ingredients of anti-arteriosclerotic agents.
- the “anti-arteriosclerotic agent” refers to an agent for the purpose of preventing or treating arteriosclerotic diseases, and any agent may be used as long as the active ingredient is one or a combination of PI polyamides of the chemical formulas 1 to 3, In addition to the active ingredient, it may contain a pharmaceutically acceptable carrier.
- PI polyamide ⁇ Preparation of PI polyamide> 1.
- Design of PI polyamide The following 1 to 3 PI polyamides (3 types) were designed to bind to a site centering on the AP2 binding site of the human ABCA1 gene promoter region.
- FIG. 1 shows the base sequence of the human ABCA1 gene promoter region. In FIG. 1, the portion surrounded by a blue frame and described as the AP2 binding site at the top is the base sequence of the AP2 binding site.
- PI polyamide enables recognition of a DNA double helix structure by combining two pairs, such as a combination of Py / Py and Py / Im.
- a PI polyamide composed of a combination of Py / Py and Py / Im is structurally very rigid, and when five or more are connected, they are disengaged from the minor groove of the DNA double helix structure, and the binding force decreases.
- a hairpin structure is incorporated into the polyamide so that the two pairs of polyamides are not displaced.
- ⁇ -alanine that keeps a high degree of freedom in combination with Py or Im and flexibly responds to the bending of the spiral structure of the DNA double helix.
- a structure in which ⁇ -alanine crosses by adding a combination of Py / ⁇ and Im / ⁇ is added. This eliminates the need for W (A or T) sequence recognition rules based on ⁇ / ⁇ ⁇ -alanine combinations for every 3 bases, and provides GC, CG, etc.
- the present invention is the first to obtain a hairpin type PI polyamide that can enhance the selectivity of recognition of a base sequence rich in GC sequences and can be bonded with a freedom of positional relationship twisted into a helical structure. It is.
- PI polyamide (8 base recognition) A PI polyamide of AcImPy ⁇ ImImPyPy ⁇ ImImPy ⁇ ImImPy ⁇ Dp (Chemical Formula 1) was designed so as to recognize the base sequence (8 base sequences) shown in the red part of FIG. The chemical formula of PI polyamide C 85 H 104 N 37 O 17 +, the molecular weight of 1915.97. 2) PI polyamide (12 base recognition) PI polyamide of AcImPyPy ⁇ ImPy ⁇ ImImPyPy ⁇ ImImPy ⁇ ImIm ⁇ ImImImPy ⁇ Dp (Chemical Formula 2) was designed so as to recognize the base sequence (12 base sequences) shown in the red part of FIG.
- this PI polyamide was C 123 H 146 N 55 O 25 + and the molecular weight was 279.83.
- a PI polyamide that recognizes a base sequence of 8 bases or more a complex with a tandem hairpin structure PI polyamide or DNA is theoretically possible. In, no one that recognizes a base sequence of 8 bases or more was known. Furthermore, these PI polyamides were novel ones that can recognize base sequences rich in GC sequences.
- PI polyamide 7 base recognition A PI polyamide of AcPyPy ⁇ PyPyIm ⁇ PyPyPy ⁇ ImIm ⁇ Dp (Chemical Formula 3) (Chemical Formula 3) was designed so as to recognize the base sequence (7 base sequence) shown in the red part of FIG.
- the chemical formula of this PI polyamide was 1667.77C 77 H 96 N 29 O 15 + , and the molecular weight was 1667.77.
- Reagent 1 Monomers FmocPyCOOH (Wako, 36 mg), FmocImCOOH (Wako, 77 mg), Fmoc- ⁇ -Abu-OH (Nova Biochem, 34 mg) and Fmoc- ⁇ -Ala-OH (Nova Biochem, 32 mg), respectively
- the required coupling amount was prepared for each PI polyamide to be synthesized, and 4 equivalents of FmocImCOOH and 2 equivalents of the other were weighed with respect to the resin, and transferred to a 1.5 mL Eppendorf tube. Further, 88 mg of HCTU was added to the FmocImCOOH tube, and 44 mg was added to the other tubes.
- Peptide synthesis (automatic) Above 1.
- the DIEA prepared in (1) was installed as a condensation activator in a synthesizer (PSSM-8; manufactured by Shimadzu Corporation).
- the tube containing each monomer prepared previously was arrange
- Reaction cycle (1) The coupling treatment was performed in NMP for 30 minutes using the above activator. (2) Resin washing with 1 mL NMP was repeated 5 times to remove excess monomer and activator. (3) 1 mL of Fmoc deprotection solution (30% Piperidine / NMP) was added and reacted for 3 minutes. After removing the solution, the same cycle was repeated again. (4) To remove the Fmoc deprotection solution, washing of the resin with 1 mL of NMP was repeated 5 times to return to (1). This cycle was repeated until the desired product was obtained.
- double-stranded DNA was prepared by slowly lowering the temperature to room temperature.
- the double-stranded DNA of 1) above was directly used in the gel shift assay (FIGS. 4, 1.).
- a double-stranded DNA of 1) above and an equal amount (equal mole) of PI polyamide (Chemical Formula 3) mixed at the composition shown in Table 3 were incubated at room temperature for 1 hour (FIG. 4, 2.).
- PI polyamide Cyclonastyl-N-N-phenyl-N-N-N-phenyl-N-N-N-phenyl-N-N-N-phenyl-N-N-N-(trimethyl)
- PI polyamide Cyclon-linked polyamide
- Table 4 As a specific competitor, 10-fold amount of non-labeled oligo DNA (oligo DNA without FITC modification) was added to FITC conjugated oligo DNA, and double-stranded DNA and PI polyamide (Formula 3) are shown in Table 4.
- FIGS. 1 the mobility is changed by binding of double-stranded DNA to PI polyamide. It was confirmed to shift to the position. Also, FIGS. , It was confirmed that the binding to FITC conjugated oligo DNA decreased because PI polyamide was also bound to non-labeled oligo DNA. From this result, it was shown that double-stranded DNA and PI polyamide were bound in a sequence-specific manner. Furthermore, FIGS. 2 confirmed that the double-stranded DNA and the mismatched PI polyamide do not bind to each other, and that the binding does not occur if the sequences do not match. Similarly, in the PI polyamide (Chemical Formula 1, Chemical Formula 2) synthesized in Example 1, the sequence specificity for the AP2 binding site of human ABCA1 was confirmed.
- THP-1 cells (JCRB0112) (Human (peripheral blood, liquefied leukemia, lymphocyte-like) (RP-GBS) containing 10% of FRP in the form of 10% FIT-it BS from Human Science) Cultured on a 6-well plate. The cells were cultured at phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) 3.2 ⁇ 10 ⁇ 7 M (final concentration) for 72 hours to differentiate into THP-1 macrophages. All cells were cultured at 37 ° C. with 5% CO 2 gas.
- PMA phorbol 12-myristate 13-acetate
- THP-1 macrophages were cultured in a 6-well plate in 10% FBS-containing RPMI-1640 medium supplemented with PI polyamide 1 uM, doxazosin 10 uM (positive control) or Go6983 10 nM (positive control), respectively, for 24 hours. After 24 hours of culturing, the medium was discarded, the cells were washed with PBS, and then lysed with a RIPA buffer (manufactured by nacalai tesque (08714)) containing 1% Triton X-100, 2 mM 2-mercaptoethanol.
- RIPA buffer manufactured by nacalai tesque (08714)
- Anti-sclerosis agent An anti-arteriosclerotic agent was produced using one or more PI polyamides synthesized in Example 1 as active ingredients.
- mice 9-week-old male (Oriental yeast stock) reared with feed MF (Oriental Yeast Co., Ltd.) and water for mouse rat hamster at room temperature 22 ⁇ 5 ° C. Company).
- mABC1 PI polyamide
- PI polyamide that binds to the site centering on the AP2 binding site of the mouse ABCA1 gene promoter region increases blood HDL and increases the expression level of the liver ABCA1 gene (mRNA) in vivo. It was confirmed to have an action. Therefore, based on these results, it was predicted that PI polyamide (chemical formulas 1 to 3) that binds to a site centered on the AP2 binding site of the human ABCA1 gene promoter region prepared in the present invention also has the same action.
- the PI polyamide provided by the present invention can be used as an active ingredient of a blood HDL increasing agent and an anti-arteriosclerotic agent that are stable and effective. Further, provision of a drug containing PI polyamide as an active ingredient makes it possible to synthesize PI polyamide that is more useful in the prevention and treatment of arteriosclerotic diseases.
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Abstract
HDLの血中レベルを上げるために有用な新規のPIポリアミドの提供。該PIポリアミドを有効成分とする抗動脈硬化剤の提供。 ヒトABCA1遺伝子の発現を制御し得るPIポリアミド(3種)を合成し、PIポリアミドを有効成分とする抗動脈硬化剤を得た。
Description
本発明は、新規のピロールイミダゾールポリアミド(以下、PIポリアミドと示す)、該PIポリアミドを有効成分として含む血中高比重リポ蛋白増加剤(以下、血中HDL増加剤と示す)または抗動脈硬化剤に関する。
リポ蛋白のひとつであるHDLは、その血中レベルと動脈硬化性疾患の頻度が逆相関し、抗動脈硬化作用を示すことが知られている。そこで、アテローム性動脈硬化症等の動脈硬化性疾患の治療や予防を目的として、HDLの血中レベルを挙げる様々な物質が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
ABCA1(ATP binding cassette A1)は、HDLが末梢組織の細胞からコレステロールを引き抜く際に主要な役割を担う蛋白であり、この発現量とHDLの血中レベルは相関している。そこで、ABCA1の発現量を大幅かつ持続的に上昇させるシステインプロテアーゼインヒビターを有効成分とした低HDL血症改善剤および動脈硬化症予防・治療剤が開発されている(例えば、特許文献2参照)。また、ビスフェノール型化合物を有効成分としたABCA1安定化剤が開発されている(例えば、特許文献3)。これらはHDLの血中レベルを挙げるために有用であるが、さらに安定かつ効果的な血中HDL増加剤の提供が望まれていた。
近年、遺伝子発現制御技術において、生体内での安定性、組織・細胞への移行性に優れたPIポリアミドが注目されている。本発明者らはこの物質に着目し、独自の方法により、HDLの血中レベルを挙げるために効果的な、新たなPIポリアミドの開発に取り組んでいる。その結果、本発明者らは、本発明において、従来の低HDL血症改善剤および動脈硬化症予防・治療剤等よりも安定かつ効果的な血中HDL増加剤等を提供するに至った。
本発明はHDLの血中レベルを上げるために有用な新規のPIポリアミドの提供を課題とする。さらに、本発明は該PIポリアミドを有効成分とする抗動脈硬化剤の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、HDLの血中レベルに相関するABCA1の発現量を上昇させるため、ヒトABCA1遺伝子の発現を制御し得るPIポリアミド(3種)を合成し、本発明を完成するに至った。
本発明者らが合成したこれらのPIポリアミドは、ヒトABCA1遺伝子プロモーター領域に存在する負の転写制御領域であるAP2結合部位に結合するものである。これらのPIポリアミドが、AP2のAP2結合部位への結合を阻害することで、ヒトABCA1遺伝子の発現を上昇させることができる。本発明者らは、これらのPIポリアミドが、in vitro、in vivoの試験においてABCA1遺伝子の発現を増加させることを確認している。また、これらのPIポリアミドが、in vivoの試験において血中HDLを増加させることも確認している。
従って、これらのPIポリアミドを有効成分として含む血中HDL増加剤をマウス、ヒト等の動物に投与することにより、血中HDLを増加させることが可能である。また、これらのPIポリアミドを有効成分として含む抗動脈硬化剤をマウス、ヒト等の動物に投与することにより、動脈硬化性疾患の治療または予防をすることも可能である。
本発明者らが合成したこれらのPIポリアミドは、ヒトABCA1遺伝子プロモーター領域に存在する負の転写制御領域であるAP2結合部位に結合するものである。これらのPIポリアミドが、AP2のAP2結合部位への結合を阻害することで、ヒトABCA1遺伝子の発現を上昇させることができる。本発明者らは、これらのPIポリアミドが、in vitro、in vivoの試験においてABCA1遺伝子の発現を増加させることを確認している。また、これらのPIポリアミドが、in vivoの試験において血中HDLを増加させることも確認している。
従って、これらのPIポリアミドを有効成分として含む血中HDL増加剤をマウス、ヒト等の動物に投与することにより、血中HDLを増加させることが可能である。また、これらのPIポリアミドを有効成分として含む抗動脈硬化剤をマウス、ヒト等の動物に投与することにより、動脈硬化性疾患の治療または予防をすることも可能である。
本発明によって提供されるPIポリアミドを有効成分とする抗動脈硬化剤は、動脈硬化性疾患の予防、治療において、ABCA1遺伝子の発現を増加させ、HDLを増加させる、新たな作用を有する薬剤として広く利用できる。
本発明の「血中HDL増加剤」とは、ヒト等の哺乳類に注射等によって投与することによって、血中のHDLを増加させることができる剤のことをいう。
本発明の「血中HDL増加剤」は、化学式1~3のPIポリアミドを一種または組み合わせて有効成分とする剤であれば良く、有効成分以外に薬物的に許容されている担体等を含んでいても良い。
化学式1~3のPIポリアミドは、従来知られているいずれのPIポリアミドの合成方法によっても合成することができるが、特にPSSM-8の合成プログラムによって合成することが好ましい。
本発明の「血中HDL増加剤」は、化学式1~3のPIポリアミドを一種または組み合わせて有効成分とする剤であれば良く、有効成分以外に薬物的に許容されている担体等を含んでいても良い。
化学式1~3のPIポリアミドは、従来知られているいずれのPIポリアミドの合成方法によっても合成することができるが、特にPSSM-8の合成プログラムによって合成することが好ましい。
これらのPIポリアミドは、抗動脈硬化剤の有効成分とすることができる。この「抗動脈硬化剤」とは、動脈硬化性疾患の予防や治療を目的とする剤のことをいい、化学式1~3のPIポリアミドを一種または組み合わせて有効成分とする剤であれば良く、有効成分以外に薬物的に許容されている担体等を含んでいても良い。
以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<PIポリアミドの作製>
1.PIポリアミドの設計
次の1~3のPIポリアミド(3種)を、ヒトABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位に結合するように設計した。図1にヒトABCA1遺伝子プロモーター領域の塩基配列を示した。図1において、青色の枠で囲われた、上部にAP2結合部位と記載された部分がAP2結合部位の塩基配列である。以下、化学式における各記号は次の意味を示す(Ac:アセチル、Py:ピロール、Im:イミダゾール、β:β-アラニン、γ:γ-酪酸、Dp:N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン)。
PIポリアミドは、Py/PyやPy/Imの組み合わせのように、2つを組み合わせて対をなすことでDNA二重螺旋構造の認識を可能としたものである。しかし、Py/PyやPy/Imの組み合わせからなるPIポリアミドは構造的に非常に剛直であり、5つ以上連結するとDNA二重螺旋構造の副溝から外れてしまい、結合力が低下する。そのため、3つ置きにW(AまたはT)を認識する柔軟なβ-アラニンペア(β/βの組み合わせ)を導入しなければ、DNA二重螺旋構造の副溝に結合出来ないという大きな制限がある。そのため、従来からGC配列が豊富な塩基配列を認識できるPIポリアミドの構築は困難であった。また、4-8塩基の塩基配列を認識するPIポリアミドは得られているものの、ゲノム上のユニーク遺伝子を認識するには、少なくとも12塩基以上が必要とされていることから、より長い塩基配列を認識できるPIポリアミドの提供が求められていた。
本発明では自動合成機PSSM-8を用い、その最適化によることで12塩基を認識するPIポリアミドの自動合成に初めて成功した。本発明ではPIポリアミドの設計において、ポリアミドにヘアピン構造を取り込み、ポリアミドの2つの対がずれない構造にした。また、これと共に、従来のPy/Py、Py/Imの組み合わせの他に、PyまたはImとの組み合わせで自由度を高く保ち、DNA二重螺旋のスパイラル構造の曲がりに柔軟に対応するβ-アラニンを取り入れた。即ち、本発明では、Py/β、Im/βの組み合わせを連続させることでβ-アラニンがクロスする構造を加えた。これによって、3塩基毎のβ/βのβ-アラニンの組み合わせによるW(AまたはT)の配列認識の規則を必要とせず、GC、CG等の認識を配することで、GC配列が豊富な塩基配列を認識できるPIポリアミドの構築が可能となった。すなわち、本発明は、GC配列が豊富な塩基配列の認識の選択性を高めることができ、かつ螺旋構造にねじれた位置関係の自由度を持たせて結合できるヘアピン型PIポリアミドを初めて得たものである。
1.PIポリアミドの設計
次の1~3のPIポリアミド(3種)を、ヒトABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位に結合するように設計した。図1にヒトABCA1遺伝子プロモーター領域の塩基配列を示した。図1において、青色の枠で囲われた、上部にAP2結合部位と記載された部分がAP2結合部位の塩基配列である。以下、化学式における各記号は次の意味を示す(Ac:アセチル、Py:ピロール、Im:イミダゾール、β:β-アラニン、γ:γ-酪酸、Dp:N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン)。
PIポリアミドは、Py/PyやPy/Imの組み合わせのように、2つを組み合わせて対をなすことでDNA二重螺旋構造の認識を可能としたものである。しかし、Py/PyやPy/Imの組み合わせからなるPIポリアミドは構造的に非常に剛直であり、5つ以上連結するとDNA二重螺旋構造の副溝から外れてしまい、結合力が低下する。そのため、3つ置きにW(AまたはT)を認識する柔軟なβ-アラニンペア(β/βの組み合わせ)を導入しなければ、DNA二重螺旋構造の副溝に結合出来ないという大きな制限がある。そのため、従来からGC配列が豊富な塩基配列を認識できるPIポリアミドの構築は困難であった。また、4-8塩基の塩基配列を認識するPIポリアミドは得られているものの、ゲノム上のユニーク遺伝子を認識するには、少なくとも12塩基以上が必要とされていることから、より長い塩基配列を認識できるPIポリアミドの提供が求められていた。
本発明では自動合成機PSSM-8を用い、その最適化によることで12塩基を認識するPIポリアミドの自動合成に初めて成功した。本発明ではPIポリアミドの設計において、ポリアミドにヘアピン構造を取り込み、ポリアミドの2つの対がずれない構造にした。また、これと共に、従来のPy/Py、Py/Imの組み合わせの他に、PyまたはImとの組み合わせで自由度を高く保ち、DNA二重螺旋のスパイラル構造の曲がりに柔軟に対応するβ-アラニンを取り入れた。即ち、本発明では、Py/β、Im/βの組み合わせを連続させることでβ-アラニンがクロスする構造を加えた。これによって、3塩基毎のβ/βのβ-アラニンの組み合わせによるW(AまたはT)の配列認識の規則を必要とせず、GC、CG等の認識を配することで、GC配列が豊富な塩基配列を認識できるPIポリアミドの構築が可能となった。すなわち、本発明は、GC配列が豊富な塩基配列の認識の選択性を高めることができ、かつ螺旋構造にねじれた位置関係の自由度を持たせて結合できるヘアピン型PIポリアミドを初めて得たものである。
1)PIポリアミド(8塩基認識)
図2(2)の赤字部分に示した塩基配列(8塩基配列)を認識するように、AcImPyβImImPyPyγImImPyβImImPyβDp(化学式1)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式はC85H104N37O17 +、分子量は1915.97であった。
2)PIポリアミド(12塩基認識)
図2(3)赤字部分に示した塩基配列(12塩基配列)を認識するように、AcImPyPyβImPyβImImPyPyγImImPyβImImβImImImPyβDp(化学式2)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式はC123H146N55O25 +、分子量は2794.83であった。
8塩基以上の塩基配列を認識するPIポリアミドとして、タンデムなヘアピン構造のPIポリアミドやDNAとの複合体は理論上可能とされているが、化学式1、2のような単純なヘアピン構造のPIポリアミドにおいては、8塩基以上の塩基配列を認識するものは知られていなかった。さらに、これらのPIポリアミドはGC配列が豊富な塩基配列を認識できる新規なものであった。
3)PIポリアミド(7塩基認識)
図2(1)赤字部分に示した塩基配列(7塩基配列)を認識するように、AcPyPyβPyPyImγPyPyPyβImImβDp(化3)(化学式3)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式は1667.77C77H96N29O15 +、分子量は1667.77であった。
図2(2)の赤字部分に示した塩基配列(8塩基配列)を認識するように、AcImPyβImImPyPyγImImPyβImImPyβDp(化学式1)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式はC85H104N37O17 +、分子量は1915.97であった。
2)PIポリアミド(12塩基認識)
図2(3)赤字部分に示した塩基配列(12塩基配列)を認識するように、AcImPyPyβImPyβImImPyPyγImImPyβImImβImImImPyβDp(化学式2)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式はC123H146N55O25 +、分子量は2794.83であった。
8塩基以上の塩基配列を認識するPIポリアミドとして、タンデムなヘアピン構造のPIポリアミドやDNAとの複合体は理論上可能とされているが、化学式1、2のような単純なヘアピン構造のPIポリアミドにおいては、8塩基以上の塩基配列を認識するものは知られていなかった。さらに、これらのPIポリアミドはGC配列が豊富な塩基配列を認識できる新規なものであった。
3)PIポリアミド(7塩基認識)
図2(1)赤字部分に示した塩基配列(7塩基配列)を認識するように、AcPyPyβPyPyImγPyPyPyβImImβDp(化3)(化学式3)のPIポリアミドを設計した。このPIポリアミドの化学式は1667.77C77H96N29O15 +、分子量は1667.77であった。
2.PIポリアミドの合成
<HCTUを用いたピロールイミダゾールポリアミドの合成>
HCTU(株式会社ペプチド研究所)を縮合活性化剤として、上記1.で設計したPIポリアミド(3種)をそれぞれ合成した。
1.試薬の調製
1)モノマー
FmocPyCOOH(Wako,36mg)、FmocImCOOH(Wako,77mg)、Fmoc-γ-Abu-OH(Nova Biochem,34mg)及びFmoc-β-Ala-OH(Nova Biochem,32mg)をそれぞれ、合成するPIポリアミドごとに必要なカップリング分用意し、レジンに対してFmocImCOOHを4当量、それ以外を2当量ずつ秤量し、1.5mLのエッペンドルフチューブに移した。さらにHCTUをFmocImCOOHのチューブに88mg、それ以外のチューブには44mgをそれぞれ加えた。また、NMP(Nacalai tesque製)をFmocImCOOHのチューブに500μL、それ以外のチューブには250μL加えボルテックス及び1時間静置し完全に溶解させた。
2)合成用試薬
合成機による合成のために、表1に記載の試薬を調製して用いた。
<HCTUを用いたピロールイミダゾールポリアミドの合成>
HCTU(株式会社ペプチド研究所)を縮合活性化剤として、上記1.で設計したPIポリアミド(3種)をそれぞれ合成した。
1.試薬の調製
1)モノマー
FmocPyCOOH(Wako,36mg)、FmocImCOOH(Wako,77mg)、Fmoc-γ-Abu-OH(Nova Biochem,34mg)及びFmoc-β-Ala-OH(Nova Biochem,32mg)をそれぞれ、合成するPIポリアミドごとに必要なカップリング分用意し、レジンに対してFmocImCOOHを4当量、それ以外を2当量ずつ秤量し、1.5mLのエッペンドルフチューブに移した。さらにHCTUをFmocImCOOHのチューブに88mg、それ以外のチューブには44mgをそれぞれ加えた。また、NMP(Nacalai tesque製)をFmocImCOOHのチューブに500μL、それ以外のチューブには250μL加えボルテックス及び1時間静置し完全に溶解させた。
2)合成用試薬
合成機による合成のために、表1に記載の試薬を調製して用いた。
3.レジンの調製
Fmoc-β-Ala-Wang-Resin(Peptide Institute製)をSmall Libra Tube(HiPep研究所製)に40mg(0.04mmol)取り、ペプチド合成機にセットした。これにNMP1mLを加え、20分間膨潤させた。
Fmoc-β-Ala-Wang-Resin(Peptide Institute製)をSmall Libra Tube(HiPep研究所製)に40mg(0.04mmol)取り、ペプチド合成機にセットした。これにNMP1mLを加え、20分間膨潤させた。
4.ペプチド合成(自動)
上記1.で調製したDIEAを縮合活性化剤として合成機(PSSM-8;島津製作所製)にインストールした。また、先に準備しておいた各モノマーの入ったチューブをC末端から順番通りに合成機内ラックに配置した。PSSM-8の合成プログラムをセットし、合成機をスタートさせ、H2NImPyβImImPyPyγImImPyβImImPyβ-Resin、H2NImPyPyβImPyβImImPyPyγImImPyβImImβImImImPyβ-ResinまたはH2NPyPyβPyPyImγPyPyPyβImImβ-Resinまで、次の(1)~(4)の反応サイクルを繰り返すことで自動合成を行った。
上記1.で調製したDIEAを縮合活性化剤として合成機(PSSM-8;島津製作所製)にインストールした。また、先に準備しておいた各モノマーの入ったチューブをC末端から順番通りに合成機内ラックに配置した。PSSM-8の合成プログラムをセットし、合成機をスタートさせ、H2NImPyβImImPyPyγImImPyβImImPyβ-Resin、H2NImPyPyβImPyβImImPyPyγImImPyβImImβImImImPyβ-ResinまたはH2NPyPyβPyPyImγPyPyPyβImImβ-Resinまで、次の(1)~(4)の反応サイクルを繰り返すことで自動合成を行った。
反応サイクル
(1)カップリング処理を、上記活性化剤を用いてNMP中で30分間行った。
(2)余剰のモノマー及び活性化剤を除くため、1mLのNMPによるレジンの洗浄を5回繰り返した。
(3)Fmoc脱保護溶液(30%Piperidine/NMP)を1mL加え3分間反応させ、溶液を除去後、再び同じサイクルを繰り返した。
(4)Fmoc脱保護溶液を除くため1mLのNMPによるレジンの洗浄を5回繰り返し(1)に戻った。目的産物が得られるまでこのサイクルを繰り返した。
(1)カップリング処理を、上記活性化剤を用いてNMP中で30分間行った。
(2)余剰のモノマー及び活性化剤を除くため、1mLのNMPによるレジンの洗浄を5回繰り返した。
(3)Fmoc脱保護溶液(30%Piperidine/NMP)を1mL加え3分間反応させ、溶液を除去後、再び同じサイクルを繰り返した。
(4)Fmoc脱保護溶液を除くため1mLのNMPによるレジンの洗浄を5回繰り返し(1)に戻った。目的産物が得られるまでこのサイクルを繰り返した。
5.精製
合成機からレジンを取り出し、洗浄、乾燥の後、ネジ式キャップのエッペンドルフチューブに移した。これにN,N-Dimethylpropanediamine(Nacalai tesque製,2mL)を500μL加えてヒートブロックにより55℃で一晩加熱することにより、レジンからポリアミドの切り出しを行った。反応液をLibra Tubeに移し、濾過によりレジンを取り除き、レジンに付着している残りの反応液をNMP1mL及びメタノール1mLで回収した。
溶媒を留去後、HPLCで分取精製した。分取精製後のHPLCを図3に示した(0.1%AcOH:CH3CN=100:0~0:100,30min)。分取精製の後、凍結乾燥をして、上記1.で設計したPIポリアミド(3種)をそれぞれ得た。
合成機からレジンを取り出し、洗浄、乾燥の後、ネジ式キャップのエッペンドルフチューブに移した。これにN,N-Dimethylpropanediamine(Nacalai tesque製,2mL)を500μL加えてヒートブロックにより55℃で一晩加熱することにより、レジンからポリアミドの切り出しを行った。反応液をLibra Tubeに移し、濾過によりレジンを取り除き、レジンに付着している残りの反応液をNMP1mL及びメタノール1mLで回収した。
溶媒を留去後、HPLCで分取精製した。分取精製後のHPLCを図3に示した(0.1%AcOH:CH3CN=100:0~0:100,30min)。分取精製の後、凍結乾燥をして、上記1.で設計したPIポリアミド(3種)をそれぞれ得た。
[試験例1]
<PIポリアミドの配列特異性の確認>
実施例1において合成したPIポリアミド(化学式3)の、ヒトABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性をゲルシフトアッセイによって確認した。
1.試料の作成および試験
1)PIポリアミドが結合するAP2結合部位を含むFITC conjugated oligo DNA(配列表配列番号1)とその相補鎖を委託(invitrogen製)により合成した。
即ち、この相補鎖とFITC conjugated oligo DNAを、表2に記載の組成となるように混合したものを95℃で5分間インキュベーションした。その後、ゆっくりと室温まで温度を下げることで、2本鎖DNAを作成した。
2)上記1)の2本鎖DNAをそのままゲルシフトアッセイに用いた(図4、1.)
3)上記1)の2本鎖DNAと等量(等モル)のPIポリアミド(化学式3)を、表3に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、2.)。
4)特異的competitorとして、FITC conjugated oligo DNAに対し10倍量のnon-labeled oligo DNA(FITCの修飾がないoligo DNA)を加え、2本鎖DNAとPIポリアミド(化学式3)を、表4に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、3.)。
5)FITC conjugated oligo DNAと実施例1と同様の方法により独自に作製したミスマッチPIポリアミド(AcPyPyβPyImPyγPyPyPyβImPyβDp、化学式:C89H108N33O17、分子量:1666.6)を、表5に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、4.)。
6)上記2)~5)をそれぞれ、あらかじめ0.5×TBEバッファー(組成:44.5mM Tris、44.5mM boric acid、1mM EDTA(pH8.0)で350V、20分泳動しておいた20%polyacrylamide gelにアプライし、350Vで3時間泳動した。
7)泳動が終わったgelをLAS3000(FUJIFILM製)で撮影した。結果を図4に示した。
<PIポリアミドの配列特異性の確認>
実施例1において合成したPIポリアミド(化学式3)の、ヒトABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性をゲルシフトアッセイによって確認した。
1.試料の作成および試験
1)PIポリアミドが結合するAP2結合部位を含むFITC conjugated oligo DNA(配列表配列番号1)とその相補鎖を委託(invitrogen製)により合成した。
即ち、この相補鎖とFITC conjugated oligo DNAを、表2に記載の組成となるように混合したものを95℃で5分間インキュベーションした。その後、ゆっくりと室温まで温度を下げることで、2本鎖DNAを作成した。
2)上記1)の2本鎖DNAをそのままゲルシフトアッセイに用いた(図4、1.)
3)上記1)の2本鎖DNAと等量(等モル)のPIポリアミド(化学式3)を、表3に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、2.)。
4)特異的competitorとして、FITC conjugated oligo DNAに対し10倍量のnon-labeled oligo DNA(FITCの修飾がないoligo DNA)を加え、2本鎖DNAとPIポリアミド(化学式3)を、表4に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、3.)。
5)FITC conjugated oligo DNAと実施例1と同様の方法により独自に作製したミスマッチPIポリアミド(AcPyPyβPyImPyγPyPyPyβImPyβDp、化学式:C89H108N33O17、分子量:1666.6)を、表5に記載の組成となるように混合したものを室温で1時間インキュベートした(図4、4.)。
6)上記2)~5)をそれぞれ、あらかじめ0.5×TBEバッファー(組成:44.5mM Tris、44.5mM boric acid、1mM EDTA(pH8.0)で350V、20分泳動しておいた20%polyacrylamide gelにアプライし、350Vで3時間泳動した。
7)泳動が終わったgelをLAS3000(FUJIFILM製)で撮影した。結果を図4に示した。
2.結果
図4、1.において、2本鎖DNAがPIポリアミドと結合することにより、移動度が変わり2.の位置にシフトすることが確認された。
また、図4、3.において、PIポリアミドがnon-labeled oligo DNAにも結合したため、FITC conjugated oligo DNAとの結合が減少することが確認された。この結果より、2本鎖DNAとPIポリアミドが配列特異的に結合していることが示された。
さらに、図4、4.において、2本鎖DNAとミスマッチPIポリアミドとが結合しないことが確認され、配列がマッチしていないと結合がおこらないことが示された。
実施例1において合成したPIポリアミド(化学式1、化学式2)においても同様に、ヒトABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性が確認された。
図4、1.において、2本鎖DNAがPIポリアミドと結合することにより、移動度が変わり2.の位置にシフトすることが確認された。
また、図4、3.において、PIポリアミドがnon-labeled oligo DNAにも結合したため、FITC conjugated oligo DNAとの結合が減少することが確認された。この結果より、2本鎖DNAとPIポリアミドが配列特異的に結合していることが示された。
さらに、図4、4.において、2本鎖DNAとミスマッチPIポリアミドとが結合しないことが確認され、配列がマッチしていないと結合がおこらないことが示された。
実施例1において合成したPIポリアミド(化学式1、化学式2)においても同様に、ヒトABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性が確認された。
[試験例2]
<ABCA1遺伝子の発現に対するPIポリアミドの効果>
1.試料
1)PIポリアミド
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式1~3)をそれぞれ用いた。
2)細胞
Health Science Reserch Resources Bankより分譲を受けたTHP-1細胞(JCRB0112)(Human(peripheral blood,acute monocytic leukemia,lymphocyte-like))を、10%FBS含RPMI-1640培地(Invitrogen製)で6well plateで培養した。細胞はphorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)3.2×10-7M(最終濃度)で72時間培養してTHP-1マクロファージに分化させた。すべての細胞は5%CO2ガス、37℃で培養を行った。
<ABCA1遺伝子の発現に対するPIポリアミドの効果>
1.試料
1)PIポリアミド
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式1~3)をそれぞれ用いた。
2)細胞
Health Science Reserch Resources Bankより分譲を受けたTHP-1細胞(JCRB0112)(Human(peripheral blood,acute monocytic leukemia,lymphocyte-like))を、10%FBS含RPMI-1640培地(Invitrogen製)で6well plateで培養した。細胞はphorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)3.2×10-7M(最終濃度)で72時間培養してTHP-1マクロファージに分化させた。すべての細胞は5%CO2ガス、37℃で培養を行った。
2.ABCA1遺伝子の発現の確認
上記1.2)のTHP-1マクロファージを、PIポリアミド1uM、ドクサゾシン(Doxsazosin、Sigma製(D9815))10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983(Sigma製(G1918))10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した10%FBS含RPMI-1640培地で6well plateで16時間培養した。
培養16時間後に培地を捨て、細胞をトライゾール(TRIzol)で回収し、total RNAを精製した(Invitrogen製)。精製したtotal RNAは High capacity cDNA reverse transcription kit(applied biosystems製)で逆転写を行なった。
その後、委託(invitrogen)により合成したPrimer(配列表配列番号2,3)を用い、Power SYBR Green PCR Master Mix(Applied Biosystems製(4367659))を使用してreal-time PCRを行なった。また、Taqman probe法(human 18S rRNA:applied biosystems(製品番号4352930E)TaqMan Universal Master Mix II, with UNG (Applied Biosystems製(4440038))にて、ABI PRISM 7500(Applied Biosystems製)を使用してreal-time PCRを行なった。
得られたデータを18SrRNAの結果で補正し、図5、6に示した。
上記1.2)のTHP-1マクロファージを、PIポリアミド1uM、ドクサゾシン(Doxsazosin、Sigma製(D9815))10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983(Sigma製(G1918))10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した10%FBS含RPMI-1640培地で6well plateで16時間培養した。
培養16時間後に培地を捨て、細胞をトライゾール(TRIzol)で回収し、total RNAを精製した(Invitrogen製)。精製したtotal RNAは High capacity cDNA reverse transcription kit(applied biosystems製)で逆転写を行なった。
その後、委託(invitrogen)により合成したPrimer(配列表配列番号2,3)を用い、Power SYBR Green PCR Master Mix(Applied Biosystems製(4367659))を使用してreal-time PCRを行なった。また、Taqman probe法(human 18S rRNA:applied biosystems(製品番号4352930E)TaqMan Universal Master Mix II, with UNG (Applied Biosystems製(4440038))にて、ABI PRISM 7500(Applied Biosystems製)を使用してreal-time PCRを行なった。
得られたデータを18SrRNAの結果で補正し、図5、6に示した。
3.結果
図5に示したように、PIポリアミド(化学式3)(図5、PyIm)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図5、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現が、コントロールと比べて有意に上昇することが確認された。
また、図6に示したように、PIポリアミド(化学式1~3)(図6、7mer:化学式3、8mer:化学式1、12mer:化学式2)のいずれを用いた場合でも、各PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現が上昇することが確認された。
図5に示したように、PIポリアミド(化学式3)(図5、PyIm)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図5、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現が、コントロールと比べて有意に上昇することが確認された。
また、図6に示したように、PIポリアミド(化学式1~3)(図6、7mer:化学式3、8mer:化学式1、12mer:化学式2)のいずれを用いた場合でも、各PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現が上昇することが確認された。
[試験例3]
<Apo-AI存在下での細胞外への脂質の引き抜きに対するPIポリアミドの効果>
1.試料
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式1~3)および試験例2と同様に得たTHP-1マクロファージを用いた。
<Apo-AI存在下での細胞外への脂質の引き抜きに対するPIポリアミドの効果>
1.試料
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式1~3)および試験例2と同様に得たTHP-1マクロファージを用いた。
2.Apo-AI存在下での細胞外への脂質の引き抜きの確認
THP-1マクロファージを、PIポリアミド 1uM、ドクサゾシン 10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983 10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した0.1%BSA、apo-AI 10ug/ml含RPMI-1640培地で6well plateで16時間培養した。Apo A-Iはヒトの血漿から超遠心法によりHDL画分を採取し、エタノール:エーテル(3:2)で脱脂後、Sephacry S-200 ゲルクロマトグラフィーによって得たものを用いた。
培養16時間後に各wellの培地を回収し、これに含まれる脂質をクロロホルム:メタノール(2:1)混液で抽出し、減圧乾固の後にイソプロパノールで溶解した。抽出した脂質に含まれる遊離コレステロールおよびリン脂質を遊離コレステロールE-テストワコー(Wako chemicals製(435-35801))またはリン脂質C-テストワコー(Wako chemicals製(433-36201))によって、それぞれ測定した。
細胞はRIPA buffer(Nacalai tesque製(08714))で溶解し、BCA kit(Thermo Scientific製(#23227))にてタンパク質量を測定した。測定した遊離コレステロールおよびリン脂質の量はタンパク質量で補正し、図7、8に示した。
THP-1マクロファージを、PIポリアミド 1uM、ドクサゾシン 10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983 10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した0.1%BSA、apo-AI 10ug/ml含RPMI-1640培地で6well plateで16時間培養した。Apo A-Iはヒトの血漿から超遠心法によりHDL画分を採取し、エタノール:エーテル(3:2)で脱脂後、Sephacry S-200 ゲルクロマトグラフィーによって得たものを用いた。
培養16時間後に各wellの培地を回収し、これに含まれる脂質をクロロホルム:メタノール(2:1)混液で抽出し、減圧乾固の後にイソプロパノールで溶解した。抽出した脂質に含まれる遊離コレステロールおよびリン脂質を遊離コレステロールE-テストワコー(Wako chemicals製(435-35801))またはリン脂質C-テストワコー(Wako chemicals製(433-36201))によって、それぞれ測定した。
細胞はRIPA buffer(Nacalai tesque製(08714))で溶解し、BCA kit(Thermo Scientific製(#23227))にてタンパク質量を測定した。測定した遊離コレステロールおよびリン脂質の量はタンパク質量で補正し、図7、8に示した。
3.結果
図7(FC:遊離コレステロール(Free cholesterol),PL:リン脂質(Phospholipid))に示したように、PIポリアミド(化学式3)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図7、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、遊離コレステロールおよびリン脂質の量がコントロールと比べて多かった。従ってこの結果より、PIポリアミド(図7、PyIm)が細胞外への脂質の引き抜きに有用であることが確認された。
また、図8に示したように、PIポリアミド(化学式1~3)(図8、7mer:化学式3、8mer:化学式1、12mer:化学式2)のいずれを用いた場合でも、各PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、リン脂質の量がコントロールと比べて多かった。従ってこの結果より、PIポリアミド(化学式1~3)のいずれもが細胞外への脂質の引き抜きに有用であることが確認された。
図7(FC:遊離コレステロール(Free cholesterol),PL:リン脂質(Phospholipid))に示したように、PIポリアミド(化学式3)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図7、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、遊離コレステロールおよびリン脂質の量がコントロールと比べて多かった。従ってこの結果より、PIポリアミド(図7、PyIm)が細胞外への脂質の引き抜きに有用であることが確認された。
また、図8に示したように、PIポリアミド(化学式1~3)(図8、7mer:化学式3、8mer:化学式1、12mer:化学式2)のいずれを用いた場合でも、各PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、リン脂質の量がコントロールと比べて多かった。従ってこの結果より、PIポリアミド(化学式1~3)のいずれもが細胞外への脂質の引き抜きに有用であることが確認された。
[試験例4]
<ABCA1タンパク質の発現に対するPIポリアミドの効果>
1.試料
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式3)および試験例2と同様に得たTHP-1マクロファージを用いた。
<ABCA1タンパク質の発現に対するPIポリアミドの効果>
1.試料
実施例1で合成したPIポリアミド(化学式3)および試験例2と同様に得たTHP-1マクロファージを用いた。
2.ABCA1タンパク質の発現確認
THP-1マクロファージを、PIポリアミド 1uM、ドクサゾシン 10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983 10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した10%FBS含RPMI-1640培地で6well plateで24時間培養した。
培養24時間後に培地を捨て、細胞をPBSで洗った後、1% Triton X-100,2mM 2-mercaptoethanolを含むRIPA buffer(nacalai tesque製(08714))で溶解した。4-20% gradient gelでSDS-PAGEを行い、PVDF膜に転写後、抗ABCA1抗体(Santa Cruz Biotechnology製(SC-5491))を用い、ECL Plus reagent(GE Healthcare製(RPN2132))にて発現したABCA1タンパク質を検出した。
THP-1マクロファージを、PIポリアミド 1uM、ドクサゾシン 10uM(ポジティブコントロール)またはGo6983 10nM(ポジティブコントロール)をそれぞれ添加した10%FBS含RPMI-1640培地で6well plateで24時間培養した。
培養24時間後に培地を捨て、細胞をPBSで洗った後、1% Triton X-100,2mM 2-mercaptoethanolを含むRIPA buffer(nacalai tesque製(08714))で溶解した。4-20% gradient gelでSDS-PAGEを行い、PVDF膜に転写後、抗ABCA1抗体(Santa Cruz Biotechnology製(SC-5491))を用い、ECL Plus reagent(GE Healthcare製(RPN2132))にて発現したABCA1タンパク質を検出した。
3.結果
図9に示したように、PIポリアミド(化学式3)(図9、PyIm)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図9、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、ABCA1タンパク質の発現が、コントロールと比べて上昇することが確認された。
図9に示したように、PIポリアミド(化学式3)(図9、PyIm)を用いた場合でも、PIポリアミドの濃度が1μMという低濃度にもかかわらず、ドクサゾシン(図9、Doxazosin)またはGo6983を用いた場合と同様に、ABCA1タンパク質の発現が、コントロールと比べて上昇することが確認された。
<抗動脈硬化剤>
実施例1において合成した1種以上のPIポリアミドを有効成分として、抗動脈硬化剤を製造した。
実施例1において合成した1種以上のPIポリアミドを有効成分として、抗動脈硬化剤を製造した。
[試験例5]
<In vivoでの血中HDL増加作用におけるPIポリアミドの効果>
1.In vitroでのPIポリアミドの効果の確認
マウスABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位(認識部位:図2(4)の赤字部分に示した塩基配列(7塩基配列))に結合するように設計し、実施例1と同様の方法により独自に作製したPIポリアミド(AcPyPyImβImImγPyPyβPyPyImβDp(化学式4)以下、mABC1と示す)、化学式:C76H95N30O15 +、分子量:1666.93)を用いた。
試験例1と同様の方法で、マウスABCA1のAP2結合部位に対するmABC1の配列特異性をゲルシフトアッセイによって確認した。その結果、図10に示すように、mABC1はマウスABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性に対し、配列特異性を有することが確認された。
次に、理研バイオリソースセンターより分譲を受けたマウスマクロファージ細胞(RAW264cell)を用いて、試験例2と同様の方法で、マウスABCA1遺伝子の発現を確認し、試験例3と同様の方法でApo-AI存在下での細胞外への脂質の引き抜きに対する効果を確認した。
その結果、図11に示すように、コントロールに対してmABC1(図11、PyIm)はRAW264celにおけるABCA1遺伝子の発現をポジティブコントロールであるドクサゾシン(図11、Dox)と同様に有意に増加させた。また、mABC1(図12、13、PyIm)は、細胞外への脂質の引き抜きにおいても遊離コレステロール(図12)、リン脂質(図13)ともに、その引き抜きを有意に増加させることが確認された。
<In vivoでの血中HDL増加作用におけるPIポリアミドの効果>
1.In vitroでのPIポリアミドの効果の確認
マウスABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位(認識部位:図2(4)の赤字部分に示した塩基配列(7塩基配列))に結合するように設計し、実施例1と同様の方法により独自に作製したPIポリアミド(AcPyPyImβImImγPyPyβPyPyImβDp(化学式4)以下、mABC1と示す)、化学式:C76H95N30O15 +、分子量:1666.93)を用いた。
試験例1と同様の方法で、マウスABCA1のAP2結合部位に対するmABC1の配列特異性をゲルシフトアッセイによって確認した。その結果、図10に示すように、mABC1はマウスABCA1のAP2結合部位に対する配列特異性に対し、配列特異性を有することが確認された。
次に、理研バイオリソースセンターより分譲を受けたマウスマクロファージ細胞(RAW264cell)を用いて、試験例2と同様の方法で、マウスABCA1遺伝子の発現を確認し、試験例3と同様の方法でApo-AI存在下での細胞外への脂質の引き抜きに対する効果を確認した。
その結果、図11に示すように、コントロールに対してmABC1(図11、PyIm)はRAW264celにおけるABCA1遺伝子の発現をポジティブコントロールであるドクサゾシン(図11、Dox)と同様に有意に増加させた。また、mABC1(図12、13、PyIm)は、細胞外への脂質の引き抜きにおいても遊離コレステロール(図12)、リン脂質(図13)ともに、その引き抜きを有意に増加させることが確認された。
2.In vivoでのPIポリアミドの効果の確認
室温22±5℃でマウスラットハムスター用の飼料MF(オリエンタル酵母株式会社)と水を不断給餌にて飼育したC57BL/6Jマウス9週令雄(オリエンタル酵母株式会社)を用いた。
マウスをミスマッチPIポリアミド(試験例1、5)で用いているものと同じもの)を投与するコントロール群と実験(PIポリアミド(以下、mABC1とする)投与)群に分け(n=5)、各PIポリアミドを0.1%酢酸に溶解し、1mg/kg BWを尾静脈より1日おきに4回投与した。投与開始から10日目に各マウスから麻酔下で、心臓からの採血と肝臓の摘出を行なった。
この血液より血漿を分離し、アガロースゲル電気泳動を行なった。その結果、図14に示したように、mABC1投与群(図14、P-2~P-5)において、コントロール群(図14、C-3~C-6)と比べてHDL分画の増加が認められた。さらにHPLCで詳細な変化を検討したところ、mABC1投与群でlarge HDLおよびvery large HDLが増加していることが確認された。
さらにHPLCにて詳細な血漿中のリポタンパク解析を行なうとともに、各マウスの血液中の白血球と肝臓組織からtotal RNAを採取し、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現を調べた。その結果、白血球中のABCA1遺伝子(mRNA)の発現は有意な差はないもののPIポリアミド投与群で高くなることが確認された。また肝臓におけるABCA1遺伝子(mRNA)の発現量はコントロール群に対して有意に増加することが確認された。
室温22±5℃でマウスラットハムスター用の飼料MF(オリエンタル酵母株式会社)と水を不断給餌にて飼育したC57BL/6Jマウス9週令雄(オリエンタル酵母株式会社)を用いた。
マウスをミスマッチPIポリアミド(試験例1、5)で用いているものと同じもの)を投与するコントロール群と実験(PIポリアミド(以下、mABC1とする)投与)群に分け(n=5)、各PIポリアミドを0.1%酢酸に溶解し、1mg/kg BWを尾静脈より1日おきに4回投与した。投与開始から10日目に各マウスから麻酔下で、心臓からの採血と肝臓の摘出を行なった。
この血液より血漿を分離し、アガロースゲル電気泳動を行なった。その結果、図14に示したように、mABC1投与群(図14、P-2~P-5)において、コントロール群(図14、C-3~C-6)と比べてHDL分画の増加が認められた。さらにHPLCで詳細な変化を検討したところ、mABC1投与群でlarge HDLおよびvery large HDLが増加していることが確認された。
さらにHPLCにて詳細な血漿中のリポタンパク解析を行なうとともに、各マウスの血液中の白血球と肝臓組織からtotal RNAを採取し、ABCA1遺伝子(mRNA)の発現を調べた。その結果、白血球中のABCA1遺伝子(mRNA)の発現は有意な差はないもののPIポリアミド投与群で高くなることが確認された。また肝臓におけるABCA1遺伝子(mRNA)の発現量はコントロール群に対して有意に増加することが確認された。
これらの結果において、マウスABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位に結合するPIポリアミドがin vivoにおいて、血中HDLを増加させる作用や肝臓のABCA1遺伝子(mRNA)の発現量を増加させる作用を有することが確認できた。従って、これらの結果より、本発明において作成したヒトABCA1遺伝子プロモーター領域のAP2結合部位を中心とした部位に結合するPIポリアミド(化学式1~3)も同様の作用を有するものと予測された。
本発明によって提供されるPIポリアミドは、安定かつ効果的な血中HDL増加剤および抗動脈硬化剤の有効成分として利用できる。また、PIポリアミドを有効成分とする薬剤の提供により、動脈硬化性疾患の予防、治療において、さらに有用なPIポリアミドの合成を行うことが可能となる。
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| JP2010146985A JP2012006897A (ja) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | 血中hdl増加剤または抗動脈硬化剤 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012002328A1 true WO2012002328A1 (ja) | 2012-01-05 |
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Family Applications (1)
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