WO2020256150A1 - 細胞透過性ペプチド - Google Patents

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WO2020256150A1
WO2020256150A1 PCT/JP2020/024273 JP2020024273W WO2020256150A1 WO 2020256150 A1 WO2020256150 A1 WO 2020256150A1 JP 2020024273 W JP2020024273 W JP 2020024273W WO 2020256150 A1 WO2020256150 A1 WO 2020256150A1
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cell
cancer
cells
permeable peptide
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PCT/JP2020/024273
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滋 天野
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滋 天野
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    • A61K47/64Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity

Definitions

  • the present invention relates to peptides, especially cell-permeable peptides or delivery carriers.
  • taxanes such as paclitaxel and docetaxel, which bind to microtubules, stabilize and inhibit depolymerization, inhibit tumor cell division, and vincristine, which inhibits microtubule polymerization and arrests cell division.
  • Vinca alkaloid compounds such as vincristine are known.
  • platinum preparations such as cisplatin, carboplatin, nedaplatin and oxaliplatin, which bind to DNA and exert an anticancer effect, can be easily used by injection or intravenous drip infusion (Non-Patent Documents 1 to 3). ..
  • Non-Patent Document 4 There is also a report that the fusion polypeptide-anticancer agent can efficiently target cancer cells by binding the NGR motif to a glycoprotein (Patent Document 1).
  • the present inventor has found that the NGR motif of the ligand molecule that binds to the cell surface does not require another motif structurally in order to bind to the cell surface. Based on the idea of the heel, I found a unique motif necessary for the combination. Then, the surprising finding that the peptide having the above-mentioned unique motif induces apoptosis after being taken up into the cytoplasm and transferred to the nucleus was found, and further research was carried out to complete the present invention. That is, the present invention relates to:
  • a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN, and a motif selected from the group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 are included, and each of the above motifs An isolated cell-permeable peptide having a ⁇ -strand structure between.
  • [4] Selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9.
  • the cell-permeable peptide according to any one of [1] to [3], which has an amino acid sequence having at least 80% sequence identity with the amino acid sequence.
  • [5] Selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer which comprises the cell-permeable peptide according to any one of [1] to [5] as an active ingredient.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer which comprises the cell-permeable peptide according to any one of [1] to [5] as a drug delivery carrier in the nucleus.
  • the agent is selected from the group consisting of doxorubicin, mitomycin C, vindesine, methotrexate, retinoic acid, carboplatin, nedaplatin, oxaliplatin, epirubicin, actinomycin D, gemcitabine and oteracil potassium, according to [8].
  • Pharmaceutical composition [10] The pharmaceutical composition according to any one of [6] to [9], wherein the cancer is epithelial cell cancer or carcinoma, non-epithelial cancer or sarcoma or blood cancer.
  • Cancers are lung cancer, gastric cancer, cholecyst / bile duct cancer, pancreatic cancer, liver cancer, colon cancer, rectal cancer, breast cancer, osteosarcoma, liposarcoma, hemangiosarcoma, rhabdomyosarcoma, smooth myeloma, acute myeloma.
  • the pharmaceutical composition according to [10] which is selected from the group consisting of leukemia, acute lymphocytic leukemia, acute premyelogenous leukemia, chronic myeloid leukemia, chronic lymphocytic leukemia, malignant lymphoma and multiple myeloma.
  • the cell-permeable peptide of the present invention can permeate the cell membrane and translocate into the cytoplasm via the cell membrane receptor, instead of simply passing through the cell membrane. Not only that, it can also move to the nucleus. Furthermore, since it has little effect on normal cells, induces apoptosis in target cells, suppresses and shrinks tumors, etc., it provides a cell-permeable peptide with higher selective toxicity (acts specifically on target cells). Can be provided. Cell-permeable peptides as activator delivery carriers can also be provided into the cell nucleus.
  • FIG. 1 is a graph showing the apoptosis-inducing effect of Example 1 on normal cells and cancer cells.
  • FIG. 2A is a graph showing the cell death-inducing action of Example 2 on normal cells and various cancer cells.
  • 2B to 2E are graphs showing the cell death-inducing action of Examples on cancer cells.
  • FIG. 3 is an image of immunoprecipitation showing that Example 2 and CD13 are bound.
  • FIG. 4 is an image photograph of a confocal microscope in which Example 2 was administered to cancer cells.
  • 5A and 5B are image photographs of a confocal microscope in which Example 2 was administered to normal cells or various cancer cells.
  • FIG. 6 is a graph showing the size of the tumor and the number of days of administration after administration of the control or Example 2.
  • FIG. 7 is a graph showing the size of the tumor and the number of days of administration after administration of the control, Comparative Example 4 or Example 3.
  • peptide As used herein, the terms “peptide,” “oligopeptide,” “polypeptide,” and “protein” are interchangeable to refer to a polymer with at least two amino acid residues bonded by a peptide bond. used. The term does not mean a polymer of a particular length, whether the peptide is produced using recombinant techniques, produced using chemical or enzymatic synthesis, is natural or isolated. It is not intended to distinguish whether it was done or not.
  • amino acid in its broad sense refers to any compound and / or substance that can be incorporated into a peptide, oligopeptide, polypeptide or protein.
  • the amino acid has the general structure H 2 N-C (H) (R) -COOH.
  • the amino acid is a naturally occurring amino acid, a synthetic amino acid, a D-amino acid or an L-amino acid.
  • cell-penetrating peptide as used herein is used interchangeably and is also referred to as "transport peptide” or “carrier peptide”.
  • Cell-permeable peptides are known or have the ability, but not limited to, to cross the cell membrane and invade or translocate into cells for cells that can elicit a biological response or affect their function. Refers to a variable length peptide chain that can be demonstrated.
  • motif refers to a peptide that can be recognized by a receptor molecule in a particular cell or has a particular structure or function.
  • the present invention relates to RGN (Arg-Gly-Asn), RGH (Arg-Gly-His), RYN (Arg-Tyr-Asn), LYN (Leu-Tyr-Asn), FFN (Phe-).
  • the first motif selected from the group consisting of Ph-Asn) and QYN (Gln-Tyr-Asn), and NGR (Asn-Gly-Arg), NGQR (Asn-Gly-Gln-Arg) (SEQ ID NO: 44).
  • NGYR Asn-Gly-Tyr-Arg
  • SEQ ID NO: 45 a second motif selected from the group consisting of NGYR (Asn-Gly-Tyr-Arg) (SEQ ID NO: 45), and having a ⁇ -strand structure between the first and second motifs. It is a released cell-permeable peptide.
  • the present invention is also represented by a motif represented by either RGN (Arg-Gly-Asn) or LYN (Leu-Tyr-Asn) and either NGR (Asn-Gly-Arg) or SEQ ID NO: 44. It is an isolated cell-permeable peptide having a ⁇ -strand structure between the motifs and the motifs.
  • the present invention includes an RGN (Arg-Gly-Asn) motif and an NGR (Asn-Gly-Arg) motif, and has a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif. It is a sex peptide.
  • the first or second motif may be capable of specifically binding to a glycoprotein or cell membrane receptor, eg, an amino acid sequence constituting a ⁇ -turn structure.
  • the amino acid sequences that make up the ⁇ -turn structure are, but are not limited to, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16 , SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 45, LYN (Leu-Tyr-Asn) or LY (Leu-Tyr). It may be a peptide.
  • amino acid sequences constituting the ⁇ -strand structure are not limited, but SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23. , SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 38 or SEQ ID NO: 42.
  • a random coil structure may be further added to the N-terminal or C-terminal.
  • the amino acid sequence constituting the random coil structure may be any amino acid sequence that enhances hydrophilicity.
  • the amino acid sequence on the N-terminal side is KD (Lys-Asp), TD (Thr-Asp), KT (Lys-Thr), KH (Lys-His), KR (Lys-Arg), KN. It may be a peptide having (Lys-Asn) or KHG (Lys-His-Gly).
  • the amino acid sequence on the C-terminal side may be a peptide having SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28 or SEQ ID NO: 43.
  • the cell-permeable peptide may be a cell-permeable peptide having a full length of 40 or less amino acids.
  • the full length of the cell-permeable peptide is 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37. , 38, 39 or 40 amino acid residues or less.
  • KDNRGNLLQCVCTGNGRGEWKC (SEQ ID NO: 1), KDNRGNLLQCICTGNGRGEWKC (SEQ ID NO: 2), TDTRGNLLQCICTGNGRGEWKC (SEQ ID NO: 3), KTDSRGHVLQCLCTGNGRGEWKC (SEQ ID NO: 4), KHGRYNLKQCKMSLNGQRGECWC (SEQ ID NO: 5), KHGLYNLKQCKMSLNGQRGECWC (SEQ ID NO: 6), KHGLYNLKQCKMSVNGQRGECWC (SEQ ID NO: 7), KNGFFNLKQCKMSVNGQRGECWC (SEQ ID NO: 8), KRGQYNLKQCKMSVNGYRGECWC (SEQ ID NO: 9) and KDNRGNLLQCLCTGWRC You can.
  • the cell-permeable peptide is SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 34.
  • SEQ ID NO: 1 SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 34. It may be a peptide or cell-permeable peptide consisting of an amino acid sequence selected from the group consisting of, or SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 6. It may be a peptide or a cell-permeable peptide consisting of the amino acid sequence shown in No.
  • SEQ ID NO: 7 SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 34.
  • it is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 34.
  • It may be a peptide or a cell-permeable peptide consisting of an amino acid sequence having the same.
  • the term "specifically” refers to a significantly higher binding affinity for a specific glycoprotein (eg, 3, 4, etc.) as compared to the affinity for a non-specific glycoprotein. Refers to glycoproteins with 5, 6, 7, 8, 9 or 10-fold higher binding affinity).
  • glycoprotein refers to a protein in which a sugar chain is bound to a part of the amino acids that make up the protein.
  • cell membrane receptor refers not only to proteins that are present on the surface of the cell membrane (including complex proteins), but also to proteins that penetrate the cell membrane and have a portion of that protein in the cytoplasm. Also points to.
  • the invention may be a cell-permeable peptide that specifically binds to a glycoprotein or cell membrane receptor in a target cell.
  • the cell surface glycoprotein or cell membrane receptor may be a cell marker, eg, but not limited to, a cell marker can be T cell lineage, B cell lineage, myeloid lineage, erythroid lineage or It may be a megakaryocyte marker or a cancer stem cell marker.
  • the cell surface glycoprotein or cell membrane receptor is CD3, CD9, CD11c, CD13, CD14, CD19, CD20, CD29, CD30, CD33, CD34, CD38, CD44, CD45, CD64, CD65, CD105, CD117. , CD133, CD166, CD271, CD326, CD338 or CD340.
  • inducing apoptosis may be paraphrased as killing a target cell or killing a cell.
  • the cell-permeable peptide induces apoptosis in target cells.
  • the target cell may be a T cell lineage, B cell lineage, myeloid lineage, erythroid lineage or megakaryocyte lineage marker, or a cell expressing a cancer stem cell marker.
  • the target cells are, for example, but not limited to, CD3, CD9, CD11c, CD13, CD14, CD19, CD20, CD29, CD30, CD33, CD34, CD38, CD44, CD45, CD64, CD65, CD105, CD117, CD133, CD166. , CD271, CD326, CD338 or CD340.
  • Target cells refer to those cells suffering from a disorder or condition, those cells suffering from a cell proliferation disorder, but not limited to, by way of example, malignant tumors, ie, epithelial cell carcinomas or cancers, non-cancerous. It may be a cancer cell or tumor cell such as epithelial cancer or sarcoma or hematological cancer (hematocyte cancer), and such cancer cell or tumor cell is a hepatocellular carcinoma (hepatocellular carcinoma or biliary tract cancer).
  • Epithelial cell carcinoma or cancer such as pancreatic cancer, gastric cancer, colon cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, thyroid cancer or lung cancer (small cell lung cancer or non-small cell lung cancer), laryngeal cancer, pharyngeal cancer or tongue cancer, Memoromas (non-epithelial cell carcinomas) such as osteosarcoma, chondrosarcoma, horizontal print myoma, smooth myeloma, fibrosarcoma, liposarcoma or angiosarcoma, or leukemia, ie acute myeloid leukemia, acute lymphocytic leukemia, acute It may be a hematological malignancy such as premyelogenous leukemia, chronic myeloid leukemia, chronic lymphocytic leukemia, malignant lymphoma or multiple myeloma.
  • the pharmacologically active agent (activator) or agent may be attached or added directly or by a linker to the terminal portion of the cell-permeable peptide.
  • the linker may be a water soluble polymer.
  • it may be a click chemistry reagent such as, for example, polyethylene glycol (PEG) or an azide or dibenzocyclooctyne (DBCO) that causes an azido-alkyne cycloaddition reaction.
  • the activator or agent may be directly attached to the amino-terminal (N-terminal) and / or carboxyl-terminal (C-terminal) portion of the cell-permeable peptide.
  • the activator or agent is not limited, but is limited to proteins, peptides, oligonucleotides, polypeptides, polynucleotides, polypeptides, lipids, antibodies, antibody fragments, aptamers, nucleic acids (eg, eg). It can be, but is not limited to, siRNA, shRNA, DNA / RNA hybrids, antisense oligonucleotides, ribozymes), small molecule drugs, or any other biologically active substance.
  • the activator or agent may act intracellularly or may be specific for a component inside the target cell, and may be a cytotoxic or cell division inhibitor. May be good.
  • the activator or agent may be a cytotoxic radionuclide, chemical toxin, or protein toxin.
  • the activator or agent may be an anticancer or antitumor agent, eg, but not limited to paclitaxel, doxorubicin, vincristine, vincristine, vinblastine, methotrexate, mitomycin C, retinoic acid, cisplatin, carboplatin , Nedaplatin, oxaliplatin, docetaxel, bleomycin, fluorouracil, epirubicin, actinomycin D, gemcitabine, oteracil potassium or iron oxide nanoparticles.
  • the invention is selected from a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN, and a group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45. It may be a medicine or a pharmaceutical composition containing a cell-permeable peptide as an active ingredient, which contains a motif and has a ⁇ -strand structure between the motifs. Further, the present invention may be a medicine or a pharmaceutical composition containing a cell-permeable peptide as an active ingredient, which contains an RGN motif and an NGR motif and has a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif. ..
  • the active ingredient may be combined with any other optional ingredient as long as the effect of the active ingredient is not impaired.
  • the pharmaceutical composition may comprise a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent, as well as an inert diluent, smoothing agent, buffer or adjuvant such as a preservative. , Stabilizers, wetting agents, emulsifiers or buffers and the like may be included.
  • the pharmaceutical composition may be, for example, but not limited to, oral administration, parenteral administration, rectal administration, and the like.
  • compositions of the present invention may also be in solid form (including, without limitation, capsules, tablets, pills, granules, powders or suppositories) or in liquid form (without limitation, solutions, suspensions or emulsions). Includes). Further, depending on the route of administration, the mode of drug release, etc., the drug or pharmaceutical composition of the present invention may be coated with an appropriate material such as a time-disintegrating material, or may be incorporated into an appropriate drug release system. Good.
  • the medicaments or pharmaceutical compositions of the invention described herein are various routes, including both oral and parenteral, such as, without limitation, oral, intravenous, intramuscular, subcutaneous, topical, intratumoral. , Rectal, intraarterial, portal vein, ventricular, transmucosal, transdermal, intranasal, intraperitoneal, intrapulmonary and intrauterine routes may be administered, and the dosage form is suitable for each administration route. You may. Any known dosage form and formulation method can be appropriately adopted.
  • treatment includes the suppression, alleviation, delay, alleviation and elimination of conditions, diseases, symptoms or unwanted side effects thereof.
  • the invention is selected from a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN, and a group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45.
  • Compositions and pharmaceutical compositions for the treatment or prevention of cancer or tumor which contain an isolated cell-permeable peptide as an active ingredient, which comprises a motif and has a ⁇ -strand structure between the motifs. It is a substance or a medicine.
  • the present invention also comprises a cell-permeable peptide or composition for treating or preventing cancer or tumor, comprising an RGN motif and an NGR motif and having a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif.
  • exemplary cancers or tumors are hepatocellular carcinoma (hepatocellular carcinoma or bile duct cancer), pancreatic cancer, gastric cancer, colon cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, thyroid cancer, lung cancer (small cell lung cancer). Or non-small cell lung cancer), epithelial cell cancer or cancer such as laryngeal cancer, pharyngeal cancer or tongue cancer, osteosarcoma, chondrosarcoma, horizontal print myoma, smooth myosuma, fibrosarcoma, liposarcoma or angiosarcoma, etc. It may be a sarcoma (non-epithelial cell carcinoma) or a hematological malignancies such as leukemia, malignant lymphoma or multiple myeloma.
  • the invention comprises a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN for the treatment or prevention of cancer or tumor, and NGR, SEQ ID NO:. It may be an isolated cell-permeable peptide comprising a motif selected from the group consisting of 44 and SEQ ID NO: 45 and having a ⁇ -strand structure between the motifs.
  • carrier refers to a pharmacologically active agent (activator) or drug transporter and may interact with or assist with the activator or agent transported by itself. , And may have some activity in itself.
  • the invention is a carrier for intracellular or nuclear delivery of a pharmacologically active agent (activator) or drug in a target cell, wherein said carrier is RGN, A motif selected from the group consisting of RGH, RYN, LYN, FFN and QYN and a motif selected from the group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 are included, and a ⁇ strand is provided between the respective motifs.
  • the carrier may specifically bind to a glycoprotein or a cell membrane receptor.
  • the present invention contains an RGN motif and an NGR motif, and has a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif, which is pharmacologically intracellular or intranuclear in a target cell. It can be an activator (activator) or a cell-permeable peptide or carrier peptide or carrier for drug delivery.
  • the target cells (or malignant tumors) of the carriers of the present invention may be epithelial cell carcinomas or carcinomas, sarcomas or hematological malignancies, as described above, but not exclusively.
  • the cell-permeable peptide is composed of the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 34.
  • the selected amino acid sequence which may be exemplary, such as the active agent or agent that can be added to the target cell sugar protein or cell membrane receptor, target cell, and carrier, is as described above.
  • the invention is selected from a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN, and a group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45.
  • An isolated cell-permeable peptide containing a motif and having a ⁇ -strand structure between the motifs can be used as a pharmacologically active agent (activator) or into the cell or nucleus in a target cell. It may be a pharmaceutical or pharmaceutical composition for the treatment or prevention of cancer or tumor, for drug delivery or contained as a carrier peptide or carrier.
  • exemplary amino acid sequences, glycoproteins or cell membrane receptors of target cells, target cells (or malignant tumors), and activators or agents are as described above.
  • the pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent, or inert diluent which may be included in the composition is not limited, but is as described above.
  • the invention comprises the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN in the manufacture of a medicament or pharmaceutical composition for the treatment or prevention of cancer or tumor.
  • a cell-permeable peptide or pharmacologically comprising a selected motif and a motif selected from the group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 and having a ⁇ -strand structure between the respective motifs. It may be the use of an activator (activator) or a carrier peptide or carrier for drug delivery.
  • the present invention also comprises an RGN motif and an NGR motif in the manufacture of a medicament or pharmaceutical composition for the treatment or prevention of cancer or tumor, and has a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif.
  • Cell permeable peptide may be used.
  • pharmaceutical or pharmaceutical composition uses, cell-permeable peptides or pharmacologically active agents (activators) or carrier peptides or carriers for drug delivery may be present.
  • Smoothing agents, buffers and the like are as described above.
  • the invention is a method for treating or preventing cancer or tumor in a subject, in a therapeutically effective amount, for a subject having cancer or tumor.
  • a motif selected from the group consisting of RGN, RGH, RYN, LYN, FFN and QYN and a motif selected from the group consisting of NGR, SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 are included, and between the respective motifs.
  • the method described above comprising administering a cell-permeable peptide having a ⁇ -strand structure or a pharmacologically active agent (activator) or a carrier peptide or carrier for drug delivery.
  • the present invention also comprises a method for treating or preventing cancer or tumor in a subject, which comprises a therapeutically effective amount of an RGN motif and an NGR motif for a subject having cancer or tumor.
  • the method comprising administering a cell-permeable peptide having a ⁇ -strand structure between the RGN motif and the NGR motif.
  • the subject is a human or non-human mammal subject such as a monkey, cow, pig, sheep, horse, dog, cat, rabbit, mouse, rat, hamster, bird, turtle, soft-shelled turtle or zebrafish. You can. Also, but not limited to, exemplary cancers or tumors are as described above.
  • the effective amount in various methods of the present invention described in the present specification may be, for example, an amount that promotes the death of cancer cells or kills cancer cells with respect to cancer, and may be an amount that kills cancer cells.
  • the amount may be an amount that suppresses cell proliferation or delays cell proliferation.
  • the treatment of the disease it may be an amount that reduces the symptoms of the disease or delays or stops the progression of the disease, and is also an amount that suppresses or cures the disease.
  • Such an amount can be appropriately determined by an in vitro test using cultured cells or the like or a test in a model animal such as a mouse, rat, dog, pig or monkey, and such a test method is well known to those skilled in the art. ing.
  • the dose of the drug used in the treatment method of the present invention is known to those skilled in the art, or can be appropriately determined by the above-mentioned test or the like.
  • Specific doses of the active ingredient administered in the treatment methods of the invention described herein can be determined by various conditions relating to the subject requiring treatment, such as the condition or stage of cancer, the severity of symptoms, and the subject. It may be determined in consideration of general health condition, age, weight, sex of subject, diet, timing and frequency of administration, concomitant medication, responsiveness to treatment, dosage form, and compliance with treatment.
  • the invention is oral, intraportal, at least every 4, 3, 2 or daily, or multiple times a day (ie, 2, 3, 4 or 5 or more times a day).
  • Intravenous, intramuscular, subcutaneous, nasal, transpulmonary, transdermal, local, intratumoral, transmucosal, transdermal, intranasal, intraperitoneal, intrapulmonary, intrauterine, sublingual or rectal administration approximately 2. It may be administered to the subject in the range of 5, 5, 7.5, 10.0, 12.5 or 15 mg / kg, or about 2.5-15 mg / kg.
  • the total daily dose of the present invention is not limited, for example, about 1 ⁇ g / kg to about 1000 mg / kg body weight, about 10 ⁇ g / kg to about 100 mg / body weight kg, and about 100 ⁇ g / kg to about 10 mg / body weight kg. And so on.
  • the peptide used in the present invention can be chemically synthesized or genetically engineered.
  • the peptides used in the present invention or peptides to which a drug is added can be prepared according to a general method known to those skilled in the art.
  • the peptide was produced by consignment to Medical & Biological Research Institute Co., Ltd. (Japan) or Genscript Japan Co., Ltd. (Japan). Briefly describing the synthesis method, H-Cys (Trt) -2-crototrityl chloride (CTC) resin (Merck) was swollen with DMF.
  • the resin was further treated with 20% piperidine / DMF, washed with methanol and dried to give a peptide-resin.
  • Example 1 (SEQ ID NO: 1) (Medical Biology Laboratory Co., Ltd.) under the condition of 210 nm.
  • FITC was bound to the above peptide-resin via an Ahx linker, and the peptide purified in the same manner as above was designated as Example 2 (SEQ ID NO: 32) (Genscript Japan Co., Ltd.).
  • peptide-resin was mixed with Azide-PEG4-NHS (CLICK CHEMISTRY TOOLS) in an equivalent amount in a DMF solvent. Further, 10 times equivalent of DIEA was added to this solution, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain the obtained peptide (MW 272.09, 95%, 100.5 mg, TFA free) (PH Japan Co., Ltd.). , Prepared to 50 mg / ml (17.5 mM) with sterile Milli-Q water.
  • reaction solution was adsorbed on a 1 ml Resource 15 RPC column (GE Healthcare) equilibrated with A buffer (0.1% (V / V) acetic acid (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)). Then, with a 30-44% linear gradient of A buffer and B buffer (acetonitrile (ANC) containing 0.1% (V / V) acetic acid (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 90: water 10), a flow rate of 1 ml / min. Then, the Dox-PEG5-DBCO fraction was fractionated. At the same time, the absorbance from 210 nm to 500 nm was monitored.
  • the fractions collected were concentrated in a centrifugal concentrator and dissolved in DMSO to a concentration of 67 mg / ml (52.6 mM).
  • the Dox-PEG5-DBCO solution prepared with the above obtained peptide was mixed in DMSO at a molar ratio of 1: 1 for 3 hours at room temperature. After adsorbing the obtained reaction solution on the above column, fractionation was carried out in the same manner as above with a 20-45% linear gradient using A buffer and B buffer. After further concentrating in the same manner as above, it was dissolved in sterile Milli-Q water, and this was designated as Example 3 (SEQ ID NO: 33).
  • Arg (Pbf), Gly, Asn (Trt) and Cys (Trt) were sequentially introduced into the CTC resin in the same procedure as in Example 1.
  • SEQ ID NO: 31) (Medical Biology Laboratory Co., Ltd.).
  • Lys (Boc), Trp (Boc), Glu (OtBu), Gly, Arg (Pbf), Gly, Asn (Trt), Gly, Thr (tBu), Cys (Trt), Leu, Cys (Trt), Leu, Cys Trt), Gln (Trt), Leu, Leu, Asn (Trt), Gly, Arg (Pbf), Asn (Trt), Asp (OtBu) and Lys (Boc) are sequentially introduced in the same procedure as in Example 1. Then, a preparatively purified peptide was obtained (SEQ ID NO: 34). Further, the peptide-resin obtained as a result was bound to FITC via an Ahx linker, and the peptide purified by preparative use was designated as Example 4 (SEQ ID NO: 35) (Genscript Japan Co., Ltd.).
  • Lys (Boc), Trp (Boc), Glu (OtBu), Gly, Arg (Pbf), Gly, Asn (Trt), Gly, Thr (tBu), Cys (Trt), Ile (Boc) are added to the CTC resin.
  • Cys (Trt), Gln (Trt), Leu, Leu, Asn (Trt), Gly, Arg (Pbf), Asn (Trt), Asp (OtBu) and Lys (Boc) in the same procedure as in Example 1.
  • SEQ ID NO: 2 a preparatively purified peptide
  • the peptide-resin obtained as a result was bound to FITC via an Ahx linker, and the peptide purified by preparative use was designated as Example 5 (SEQ ID NO: 36) (Genscript Japan Co., Ltd.).
  • the above CTC resins include Trp (Boc), Cys (Trt), Glu (OtBu), Gly, Arg (Pbf), Gln (Trt), Gly, Asn (Trt), Leu, Ser (tBu), Met, Lys ( Boc), Cys (Trt), Gln (Trt), Lys (Boc), Leu, Asn (Trt), Trp (Boc), Leu, Gly, His (Trt) and Lys (Boc) are the same as in Example 1.
  • the peptides were sequentially introduced according to the above procedure to obtain a preparatively purified peptide (SEQ ID NO: 6). Further, the peptide-resin obtained as a result was bound to FITC via an Ahx linker, and the peptide purified by preparative use was designated as Example 6 (SEQ ID NO: 37) (Genscript Japan Co., Ltd.).
  • human fibrosarcoma-derived HT-1080 cells (HT-1080 cells, JCRB cell bank) were subjected to a cell death induction test of cancer cells in In vitro and nuclear transfer of Example 2.
  • HT-1080 cells human osteosarcoma cell line Hos cells (Hos cells, JCRB cell bank), human histocytic lymphoma / macrophages U937 cells (U937 cells, JCRB cell bank), human myeloid leukemia cells HL-60.
  • Falcon 96-well culture
  • HT-1080 cells (1 ⁇ 10 7 cells / 200 ⁇ l) were subcutaneously transplanted to the backs of 5-week-old BALB / c nude mice (Charles River Japan). Furthermore, after confirming that the tumor after transplantation reached 30 to 60 mm 3 , this was subjected to the following test.
  • Test Example 1 Measurement test of changes in mitochondrial membrane potential Add the synthetic peptides of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 to cells, culture in a serum-added medium ( ⁇ -MEM + 10% FBS), and control the serum-added medium. Cultured only with ( ⁇ -MEM + 10% FBS). After culturing for 7 days, the cells were washed once with phosphate buffered saline (PBS) and stained with 2 ⁇ M JC-1 at 37 ° C. in a 5% CO 2 cell incubator for 30 minutes. Further, the cells were washed once with PBS, 100 ⁇ l of PBS was added, images were acquired with a confocal laser scanning microscope LSM800 (Zeiss), and then analyzed with ImageJ.
  • PBS phosphate buffered saline
  • the vertical axis represents the mean value ⁇ SD (standard deviation) of the apoptosis rate (number of JC1 stained green cells / total number of cells ⁇ 100 (%)), and the horizontal axis represents Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. And Comparative Example 3 is shown.
  • the left center right bar of Example 1 the left bar shows the added peptide concentration of 25 ⁇ g / ml, the center bar shows the added peptide concentration of 50 ⁇ g / ml, and the right bar shows the added peptide concentration of 100 ⁇ g / ml.
  • Test Example 2A Cell death induction test of cancer cells in vitro
  • the peptide of SEQ ID NO: 1 was labeled with FITC (Example 2).
  • Example 2 was added in 100 ⁇ l, 10% FBS was further added, and the cells were cultured under the condition of 200 ⁇ l of serum-added medium (Alpha modeling of Eagle's MEM ( ⁇ -MEM) + 10% FBS) for 9 days.
  • ⁇ -MEM Alpha modeling of Eagle's MEM
  • FBS FBS
  • the results were shown by the mean ⁇ SD (standard deviation) of the dead cell rate (PI-stained red cell number / total cell number x 100 (%)).
  • the vertical axis shows the dead cell rate at the time of culturing in Example 2 (50 ⁇ g / ml) for 9 days for each cell, and the horizontal axis shows various cells. No increase in the rate of dead cells relative to Gin-1 cells was observed. On the other hand, the increase in the dead cell rate with respect to HT-1080 cells, U937 cells, HL-60 cells and Hos cells was significantly different at the 1% level. A significant difference was observed at the 5% level for THP-1 cells.
  • the cell-permeable peptide of the present invention does not have a cell death-inducing effect in normal cells, but has a cell death-inducing effect in cancer cells, demonstrating extremely high selective toxicity.
  • Test Example 2B Cell death induction test of cancer cells in In vitro
  • a peptide in which the peptide of SEQ ID NO: 34 was labeled with FITC was used in Example 4
  • SEQ ID NO: A peptide in which the peptide of 2 was labeled with FITC was used as Example 5
  • a peptide in which the peptide of SEQ ID NO: 6 was labeled with FITC was used as Example 6.
  • Examples 2 and 4 to 6 were adjusted to 12.5, 25, 50 and 100 ⁇ g / ml, respectively, and a 9-day administration test was performed using HT-1080 cells in the same manner as in Test Example 2A above. Cell staining and subsequent analysis of the ratio of dead cells to the total number of cells were performed in the same manner as in Test Example 2A.
  • the vertical axis shows the dead cell rate at the time of culturing in Examples 2 or 4 to 6 (12.5, 25, 50 and 100 ⁇ g / ml, respectively) for HT1080 cells for 9 days, and the horizontal axis shows each of the cases. Examples and their dosing concentrations, or controls are shown. A significant difference was observed in the increase in the dead cell rate with respect to HT-1080 cells at the 1% level.
  • the 50 and 100 ⁇ g / ml doses of Example 2 showed at least 60% or more. Similar dose concentrations in Examples 4 and 5 showed at least 60% and 50% or more dead cell rates, respectively.
  • Example 2 In Examples 2, 4 and 5, where the administration concentrations were 25 and 12.5 ⁇ g / ml, the dead cell rate was about 50% to 40%, respectively. In particular, Example 6 showed a dead cell rate almost equal to that of 100 ⁇ g / ml even when the administration concentration was 12.5 ⁇ g / ml, and maintained a dead cell rate of about 35%. This experiment showed that Examples 2, 4-6 were also effective at a dosing concentration of 12.5 ⁇ g / ml.
  • Test Example 2C E In vitro Cancer Cell Death Induction Test The dose of Example 2 was adjusted to 50 ⁇ g / ml, and A549 cells, MIA Paca2 cells or HuH7 cells were used in the same manner as in Test Example 2A. Was used to perform administration tests for 9, 16 or 23 days. Cell staining and subsequent analysis of the ratio of dead cells to the total number of cells were performed in the same manner as in Test Example 2A.
  • the vertical axis shows the dead cell rate at the time of culturing in Example 2 (50 ⁇ g / ml) for 9, 16 or 23 days for various cells, and the horizontal axis shows Example 2 or control.
  • a significant difference was observed in the increase in the dead cell rate at the 1% level in each of the cells.
  • a dead cell rate of about 50% was confirmed on the 9th day of culture, about 60% on the 16th day, and about 80% or more on the 21st day. Was done.
  • the dead cell rate was about 10% on the 9th day, but about 50% on the 16th day and about 80% on the 23rd day. Demonstrated dead cell rate. This indicates that the present invention is effective for pancreatic cancer, which has few effective measures. In addition, it is shown that the effect of Example 2 is exerted on these cancer cells day by day. On the other hand, in the administration test to HuH7 cells shown in FIG. 2E, the effects on the 9th day and the 16th and 23rd days of the administration were almost the same, and the cancer cell killing effect was demonstrated from the initial stage of the administration. This confirmed the effectiveness of the present invention for epithelial cell carcinoma.
  • Test Example 3 Binding protein analysis test by immunoprecipitation Example 2 (80 ⁇ g / 400 ⁇ l) was allowed to act on HT1080 cells (40 million cells) at 4 ° C. for 2 hours. Then, after washing with PBS, the centrifuged cells were added with Halt Protease & Phosphatase inhibitor Single-Use Cocktail, EDTA-free (Thermo Fisher Scientific) (10 ⁇ l), and IP Phosphate Buffer 1000 (10 ⁇ l) was added. It was dissolved under the condition of 1 minute. Centrifugation was performed at 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was collected.
  • Example 2 specifically binds to CD13 on the cell membrane.
  • Example 4 Binding test to cell membrane in Example 2 PE-labeled human CD13 antibody (Clone: WM-15 BioLegend) (1 ⁇ g / 100 ⁇ l) and Example 2 (1 ⁇ g / 100 ⁇ l) were added to each cell (500,000 cells / 100 ⁇ l). And stained at 4 ° C. for 1 hour. After washing with PBS, the CD13 expression of each cell and the binding site of Example 2 were observed with a confocal laser scanning microscope LSM800 based on the fluorescence intensity of HT1080 cells. CD13 (red) expression was the strongest in HT1080 cells and Gin-1 cells, and Example 2 (green) luminescence was also strong.
  • Example 2 and CD13 were co-localized. Furthermore, the same phenomenon as above was observed in U937 cells, HL-60 cells, THP-1 cells and Hos cells in which the expression of CD13 was U937 cells (not shown).
  • Example 5A Nuclear migration test of Example 2 in Test Example 5A cancer cells Culture of Example 2 in 200 ⁇ l of serum-added medium ( ⁇ -MEM + 10% FBS) for 3 or 9 days so as to have a final concentration of 50 ⁇ g / ml. did. No cell death was observed after 3 days of culturing. On the other hand, since cell death was observed in 9 days of culture, the test was performed using the above number of cell culture days. Each of the above cells was peeled off and transferred to a Cellview glass bottom petri dish (35 ⁇ 10 mm) (Greener). Cells on day 3 of culture were fixed with 10% formalin ethanol and then stained with DAPI. Cells on day 9 of culture were stained with DAPI without fixation. Further, it was observed with a confocal laser scanning microscope LSM800 over time.
  • FIG. 4 is a photograph of Example 2 (green), DAPI (blue), superposition of Example 2 (green) and DAPI (blue), and differential interference contrast images on the 3rd and 9th days of HT1080 cell culture. is there.
  • Example 2 green
  • Example 2 blue
  • the color of the superposed image of Example 2 and DAPI staining in HT1080 cells on the 9th day was light blue, it was confirmed that Example 2 translocated to the nucleus and bound to the chromosomal DNA. ..
  • Example 2 was added to Gin-1 cells or the above cancer cells at a concentration of 50 ⁇ g / ml, cultured for 9 days, stained with DAPI, and then Z-scanned with a confocal laser scanning microscope LSM800.
  • FIG. 5A is a superposed photograph of XY, XZ and YZ cross sections of Example 2 (green) and DAPI (blue) in Gin-1 cells or the cancer cells. The nuclei of Gin-1 cells were not stained by DAPI, and it was confirmed from the XZ and YZ cross sections that Example 2 remained in the cytoplasm.
  • Example 2 translocated to the nucleus from the XZ and YZ cross sections of each cell and bound to the chromosomal DNA.
  • FIG. 5B is a superposed photograph of Example 2 (green) and DAPI (blue) in various cancer cells, respectively, of XY, XZ and YZ cross sections.
  • the color of the superposed image of Example 2 and DAPI staining was light blue. Further, from the XZ cross section and the YZ cross section of each cell, it was confirmed that Example 2 translocated to the nucleus and bound to the chromosomal DNA.
  • Example 5B Analysis test of intracellular and nuclear proteins to which Example 2 binds
  • Example 2 was adjusted to 4 ml of serum-added medium ( ⁇ -MEM + 10% FBS) so as to have a final concentration of 50 ⁇ g / ml, and HT1080 cells. (20 million cells) were cultured at 37 ° C. in a 5% CO2 cell incubator for 5 days. After washing with PBS and collecting cells, proteins were recovered from the cytoplasm and nucleus by NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagents (PIERCE), respectively. 80 ⁇ l of A / G agarose was added to 1 mg of cytoplasmic and nuclear proteins, respectively, and the mixture was stirred at 4 ° C. for 1 hour to pretreat the sample.
  • PIERCE NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagents
  • the table below shows the proteins identified from the cytoplasm and nucleus, excluding the antibody used for immunoprecipitation and Example 2 from the detected proteins, with the accession number, protein name, number of identified peptides detected, and specificity. The number of identified peptides, reliability score, amount of protein in cytoplasm (fmol) and amount of protein in nucleus (fmol) were shown.
  • Example 2 binds to the 40S and 60S ribosome proteins also present in the nucleus after translocation to the nucleus.
  • the above analysis also biochemically demonstrated that Example 2 can be translocated into the nucleus.
  • Example 6 Cancer cell growth suppression and apoptosis test of Example 2 in cancer mice Dissolve Example 2 in sterile water, add 2-fold concentration ⁇ -MEM (without glutamine and antibiotics), and add 200 ⁇ g / g. It was adjusted to 200 ⁇ l. This was administered intraperitoneally to cancer mice at 10 mg / kg every 3 days. In the control administration group, 200 ⁇ l of 1-fold concentration ⁇ -MEM was used, and this was administered intraperitoneally to cancer mice every 3 days.
  • the vertical axis shows the mean value of tumor size ⁇ SD (standard deviation), and the horizontal axis shows the number of days after administration.
  • the example 2 group from the 12th day to the 24th day showed a significant difference in tumor growth inhibition at the 1% level.
  • it exceeded 1500 mm 3 on the 24th day.
  • its tumor growth inhibitory effect was confirmed at about 600 mm 3 . After that, a tendency of tumor shrinkage was confirmed until the 33rd day.
  • Example 7 Anti-cancer drug delivery test of Example 3 in cancer mice Same as Example 2 so that Example 3 is 5 mg / kg and Comparative Example 4 (Dox) is 1.2 mg / kg, respectively. After being treated with cancer mice, the size of the tumor was measured by the same method.
  • the vertical axis represents the mean value of tumor size ⁇ SD (standard deviation), and the horizontal axis represents the number of days after administration. From the 18th day to the 24th day, a significant difference was observed in the tumor growth suppression at the 1% level between the control administration group and the comparative example 4 administration group in the example 3 administration group. In the control administration group and the comparative example 4 administration group, the size increased to about 2000 mm 3 on the 24th day.
  • the size of tumor 18 days decreased from 800 mm 3 to 500 mm 3, the suppression effect was confirmed up to 24 days. That is, not only the anticancer effect of the peptide itself but also the effect of the anticancer agent overlapped, and the tumor was greatly shrunk. It was shown that the peptide of the present invention acts specifically on target cells and has high toxicity to cancer cells as compared with administration of an anticancer drug alone. The above results also demonstrate that the peptide of the present invention is also effective as a delivery carrier for activators such as anticancer agents.
  • the cell-permeable peptide of the present invention can be applied to a new means different from the conventional therapeutic method, which has high selective toxicity. It can be applied not only as a pharmaceutical product but also for diagnosis of lesions, and is expected to be used as a carrier peptide that carries various active agents into the nucleus.

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Abstract

【課題】 本発明は、標的細胞に対し、選択毒性がより高い細胞透過性ペプチドの提供を目的とする。また活性剤送達キャリアとしての細胞透過性ペプチドの提供を目的とする。 【解決手段】 RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドである。

Description

細胞透過性ペプチド
関連出願の相互参照
 この出願は、2019年6月21日に出願された日本国特許出願番号2019-115222の出願日の利益を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
 本発明はペプチドに関し、特に細胞透過性ペプチドまたは送達キャリアに関する。
 近年がんへの対策は急がれており、ニーズに合わせた種々の抗がん剤が開発され、目覚ましい効果をもたらしている。
 例えば微小管に結合し、安定化させ脱重合を阻害することで、腫瘍細胞の分裂を阻害する、パクリタキセルおよびドセタキセルなどのタキサン系や、微小管の重合を阻害し細胞分裂を停止させる、ビンクリスチンおよびビンブラスチンなどのビンカアルカロイド系の化合物などが知られている。またDNAと結合して抗がん効果を発揮する、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチンおよびオキサリプラチンなどの白金製剤などは、注射または点滴静注によりに簡単に用いることができる(非特許文献1~3)。
 さらに抗がん剤の作用効果を高めるために、DDS(Drug Delivery System)を利用し、内部に抗がん剤など医薬品を封入させたミセル複合体やリポソームに封入した抗がん剤などの開発がすすめられている(非特許文献4)。またNGRモチーフが糖タンパク質に結合することで、融合ポリペプチド-抗がん剤が、効率的にがん細胞を標的とすることができるという報告もある(特許文献1)。
米国特許第8,636,978号明細書
Beth A. Weaver、How Taxol/paclitaxel kills cancer cells. Mol Biol Cell. 2014 Sep 15; 25(18): 2677-2681. Maryam Moudi et al、Int J Prev Med. 2013 Nov; 4(11): 1231-1235. Cara A. Rabik et al、 Molecular Mechanisms of Resistance and Toxicity Associated with Platinating Agents. Cancer Treat Rev. 2007 Feb; 33(1): 9-23. Bruno F. O. Nascimento et al、A Review on (Hydro)Porphyrin-Loaded Polymer Micelles: Interesting and Valuable Platforms for Enhanced Cancer Nanotheranostics Pharmaceutics 2019, 11(2), 81.
 ところですべての抗がん剤化合物などの活性剤は、選択毒性の問題、つまり正常細胞への影響に直面する。上記した白金製剤もまた、腎毒性の議論を避けては通れない。さらにDDSを利用した抗がん剤でさえも細胞毒性の問題は無視できない。すなわち、いかに標的細胞のみに抗がん剤などの薬剤または活性剤を作用せるかが大きな問題の一つとなっている。またがんなどの重篤な疾患において、疾患を有する者の病状や状態に合わせた種々の治療選択肢を提供することは非常に重要である。それゆえ、標的細胞に対し選択毒性(標的細胞へ特異的に作用する)がより高い、細胞透過性ペプチドの提供を目的とする。また活性剤送達キャリアとしての細胞透過性ペプチドの提供を目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を続けたところ、細胞表面に結合するリガンド分子のNGRモチーフから、細胞表面に結合するためには、構造上、別なモチーフも必要ではないかとの着想に基づき、結合に必要な独自のモチーフを見出した。ついで上記独自のモチーフを有するペプチドが、細胞質内に取り込まれて核へ移動した後、アポトーシスを誘導するという驚くべき知見を突き止め、さらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下に関する:
 〔1〕RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチド。
 〔2〕糖タンパク質に特異的に結合する、〔1〕に記載の細胞透過性ペプチド。
 〔3〕前記細胞透過性ペプチドの完全長が、40個以下のアミノ酸で構成される、〔1〕または〔2〕に記載の細胞透過性ペプチド。
 〔4〕配列番号1、配列番号34、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8および配列番号9からなる群から選択される、アミノ酸配列と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する、〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチド。
 〔5〕配列番号1、配列番号34、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8および配列番号9からなる群から選択される、アミノ酸配列を有する、〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチド。
 〔6〕〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチドを有効成分として含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
 〔7〕〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチドを核内の薬剤送達キャリアとして含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
 〔8〕薬剤が、前記細胞透過性ペプチドのN末端部分および/またはC末端部分に結合する、〔6〕または〔7〕に記載の医薬組成物。
 〔9〕薬剤が、ドキソルビシン、マイトマイシンC、ビンデシン、メトトレキサート、レチノイン酸、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、エピルビシン、アクチノマイシンD、ゲムシタビンおよびオテラシルカリウムからなる群から選択される、〔8〕に記載の医薬組成物。
 〔10〕がんが、上皮細胞がんまたは癌腫、非上皮性がんまたは肉腫または血液がんである、〔6〕~〔9〕のいずれか一項に記載の医薬組成物。
 〔11〕がんが、肺癌、胃癌、胆のう・胆管癌、すい臓癌、肝癌、結腸癌、直腸癌、乳癌、骨肉腫、脂肪肉腫、血管肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、急性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病、急性前骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、悪性リンパ腫および多発性骨髄腫からなる群から選択される、〔10〕に記載の医薬組成物。
 本発明の細胞透過性ペプチドは、単に細胞膜を通過するのではなく、細胞膜受容体を介し、細胞膜を透過して細胞質内に移行することができる。またそれのみならず、核へ移行することもできる。さらに正常細胞には影響が少なく、標的細胞におけるアポトーシスを誘導し、腫瘍等を抑制・縮小することから、選択毒性がより高い(標的細胞へ特異的に作用する)、細胞透過性ペプチドの提供を提供することができる。細胞核内へ、活性剤送達キャリアとしての細胞透過性ペプチドも提供することができる。
図1は、正常細胞とがん細胞に対する、実施例1のアポトーシス誘導作用を示すグラフである。 図2Aは、正常細胞と各種がん細胞に対する、実施例2の細胞死誘導作用を示すグラフである。 図2B~Eは、がん細胞に対する、実施例の細胞死誘導作用を示すグラフである。 図3は、実施例2とCD13が結合していることを示す、免疫沈降の画像である。 図4は、実施例2をがん細胞に投与した、共焦点顕微鏡の画像写真である。 図5AおよびBは、実施例2を正常細胞または各種がん細胞に投与した、共焦点顕微鏡の画像写真である。 図6は、対照または実施例2を投与した後の腫瘍の大きさと投与日数を示すグラフである 図7は、対照、比較例4または実施例3を投与した後の腫瘍の大きさと投与日数を示すグラフである。
 本明細書で特に規定のない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと類似したまたは均等な任意の方法および材料の使用が発明の態様において見出されるが、一部の好適な方法および材料を本明細書に記載するものとする。本発明は、記載される特定の方法、プロトコールおよび試薬に限定されるものではなく、当業者によりこれらが使用される文脈に依存して変更されてもよいことが理解されよう。また特に示さない限り、アミノ酸は左から右にアミノ基末端(N末端)→カルボキシル基末端(C末端)の向きで記述される。
 本開示を通して、文脈によりそうでないことが要請されない限り、「~を含む」、「~を含む」、および「~を含むこと」という語は、言明されるステップもしくは要素またはステップもしくは要素の群の包含を含意するが、他の任意のステップもしくは要素またはステップもしくは要素の群の除外は含意しないことが理解されるであろう。
 本明細書で用いられている、単数形「a」、「an」および「the」は、明らかに別の指示がない限り複数形を含む。
 本明細書で使用される「ペプチド」、「オリゴペプチド」、「ポリペプチド」および「タンパク質」という用語は、ペプチド結合によって接合された少なくとも2アミノ酸残基のポリマーを指すために、可換的に使用される。この用語は、特定な長さのポリマーを意味せず、そのペプチドが組換え技術を使って生産されるか、化学合成または酵素合成を用い産生されるか、天然物であるかどうかまたは単離されたかどうかを、区別することは意図されない。
 本明細書で使用される「アミノ酸」という用語は、その広い意味で、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質に組み込まれうる任意の化合物および/または物質を指す。一部の態様において、アミノ酸は、一般構造HN-C(H)(R)-COOHを有する。一部の態様において、アミノ酸は、天然に存在するアミノ酸、合成アミノ酸、D-アミノ酸またはL-アミノ酸である。
 本明細書で使用される「細胞透過性ペプチド」(CPP:cell-penetrating peptide)という用語は、互換的に使用され、「輸送ペプチド」または「担体ペプチド」とも呼ばれる。細胞透過性ペプチドは、限定されないが、生物学的応答を引き起こすまたはその機能に影響を及ぼしうる細胞に対し、細胞膜を横断し、細胞に侵入するまたは細胞内に移行する能力を有する公知またはそれが実証されうる可変長のペプチド鎖を指す。
 本明細書で使用される「モチーフ」という用語は、特定の細胞の受容体分子によって認識されうる、または特定の構造または機能を有するペプチドを指す。
 第一の態様において、本発明は、RGN(Arg-Gly-Asn)、RGH(Arg-Gly-His)、RYN(Arg-Tyr-Asn)、LYN(Leu-Tyr-Asn)、FFN(Phe-Phe-Asn)およびQYN(Gln-Tyr-Asn)からなる群から選択される第一のモチーフと、NGR(Asn-Gly-Arg)、NGQR(Asn-Gly-Gln-Arg)(配列番号44)およびNGYR(Asn-Gly-Tyr-Arg)(配列番号45)からなる群から選択される第二のモチーフとを含み、前記第一および第二のモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドである。また本発明は、RGN(Arg-Gly-Asn)またはLYN(Leu-Tyr-Asn)のどちらかで表されるモチーフと、NGR(Asn-Gly-Arg)または配列番号44のどちらかで表されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有し、単離された細胞透過性ペプチドである。さらに本発明は、RGN(Arg-Gly-Asn)モチーフおよびNGR(Asn-Gly-Arg)モチーフを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドである。一態様において、第一または第二のモチーフは、糖タンパク質または細胞膜受容体に特異的に結合する能力があればよく、例えばβターン構造を構成するアミノ酸配列であればよい。
 本発明の一部の態様において、βターン構造を構成するアミノ酸配列は、限定されないが、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号44、配列番号45、LYN(Leu-Tyr-Asn)またはLY(Leu-Tyr)を有するペプチドであってよい。標的細胞の細胞質内または核内タンパク質に特異的に結合する能力があればよく、βストランド構造を構成するアミノ酸配列は、限定されないが、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号38または配列番号42を有するペプチドであってよい。
 また一部の態様によれば、さらにN末端またはC末端にランダムコイル構造が付加されてもよい。ランダムコイル構造を構成するアミノ酸配列は、親水性を高めるアミノ酸配列であればよい。例えば、限定されないが、N末側のアミノ酸配列は、KD(Lys-Asp)、TD(Thr-Asp)、KT(Lys-Thr)、KH(Lys-His)、KR(Lys-Arg)、KN(Lys-Asn)またはKHG(Lys-His-Gly)を有するペプチドであってよい。C末側のアミノ酸配列は、配列番号26、配列番号27、配列番号28または配列番号43を有するペプチドであってよい。
 本発明の一部の態様によれば、細胞透過性ペプチドの完全長が、40個以下のアミノ酸で構成される、細胞透過性ペプチドであってよい。一部の態様において、細胞透過性ペプチドの完全長は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39または40アミノ酸残基以下のペプチドであってよい。さらに任意で、細胞透過性ペプチドの細胞透過能力を抑制することなしに1、2、3、4または5個のアミノ酸が置換、欠失、および/または付加されている断片、またはかかる断片の配列変異体を含むアミノ酸配列を有してもよい。また細胞透過性ペプチド中のアミノ酸の欠失、他のアミノ酸で置換または付加は、それぞれ独立して、または同時に起こってもよい。
 一態様において、限定されないが、KDNRGNLLQCVCTGNGRGEWKC(配列番号1)、KDNRGNLLQCICTGNGRGEWKC(配列番号2)、TDTRGNLLQCICTGNGRGEWKC(配列番号3)、KTDSRGHVLQCLCTGNGRGEWKC(配列番号4)、KHGRYNLKQCKMSLNGQRGECWC(配列番号5)、KHGLYNLKQCKMSLNGQRGECWC(配列番号6)、KHGLYNLKQCKMSVNGQRGECWC(配列番号7)、KNGFFNLKQCKMSVNGQRGECWC(配列番号8)、KRGQYNLKQCKMSVNGYRGECWC(配列番号9)およびKDNRGNLLQCLCTGNGRGEWKC(配列番号34)からなる群から選択される、アミノ酸配列を有する、単離された細胞透過性ペプチドであってよい。また一態様において、細胞透過性ペプチドは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9および配列番号34からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
 また一部の態様において、限定されないが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9および配列番号34からなる群から選択されるアミノ酸配列からなる、ペプチドまたは細胞透過性ペプチドであってよいし、または配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9または配列番号34に示されるアミノ酸配列からなる、ペプチドまたは細胞透過性ペプチドであってもよい。一態様において、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9および配列番号34からなる群から選択される、アミノ酸配列と少なくとも80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、ペプチドまたは細胞透過性ペプチドであってもよい。
 本明細書で使用される「特異的に」という用語は、非特異的である糖タンパク質の親和性と比べ、特異的である糖タンパク質に対し有意に高い結合親和性(例えば、3、4、5、6、7、8、9または10倍高い結合親和性)を有する糖タンパク質を指す。
 本明細書で使用される「糖タンパク質」という用語は、タンパク質を構成するアミノ酸の一部に糖鎖が結合したものを指す。
 本明細書で使用される「細胞膜受容体」という用語は、細胞膜に表面に存在するタンパク質(複合タンパク質を含む)だけでなく、細胞膜を貫通し細胞質中にもそのタンパク質の一部が存在するタンパク質をも指す。
 本発明の別の態様によれば、本発明は、標的細胞の糖タンパク質または細胞膜受容体に特異的に結合する、細胞透過性ペプチドでよい。一部の態様において、細胞表面の糖タンパク質または細胞膜受容体は、細胞マーカーであってよく、例えば、限定されないが、細胞マーカーは、T細胞系、B細胞系、骨髄系、赤芽球系または巨核球系のマーカー、またはがん幹細胞マーカーであってよい。一態様において、細胞表面の糖タンパク質または細胞膜受容体は、CD3、CD9、CD11c、CD13、CD14、CD19、CD20、CD29、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD45、CD64、CD65、CD105、CD117、CD133、CD166、CD271、CD326、CD338またはCD340であってよい。
 本明細書において、「アポトーシスを誘導する」は、標的細胞を死滅させるまたは細胞死させると言い換えてよい。
 本発明の別の態様によれば、細胞透過性ペプチドは、標的細胞におけるアポトーシスを誘導する。
 本発明の別の態様において、標的細胞は、T細胞系、B細胞系、骨髄系、赤芽球系または巨核球系のマーカー、またはがん幹細胞マーカーを発現する細胞であってよい。また標的細胞は、例えば、限定されないが、CD3、CD9、CD11c、CD13、CD14、CD19、CD20、CD29、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD45、CD64、CD65、CD105、CD117、CD133、CD166、CD271、CD326、CD338またはCD340を発現する細胞であってよい。標的細胞は、障害または状態に罹患しているそれらの細胞を指し、細胞増殖障害に罹患したこれらの細胞、限定されないが、例示的には、悪性腫瘍、すなわち、上皮細胞がんまたは癌腫、非上皮性がんまたは肉腫または血液がん(血液性細胞がん)などのがん細胞または腫瘍細胞であってよく、かかるがん細胞または腫瘍細胞は、肝細胞癌(肝細胞癌または胆管癌)、すい臓癌、胃癌、大腸癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、甲状腺癌または肺癌(小細胞肺癌または非小細胞性肺癌)、喉頭癌、咽頭癌または舌癌などの上皮細胞がんまたは癌腫、骨肉腫、軟骨肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、線維肉腫、脂肪肉腫または血管肉腫などの肉腫(非上皮細胞がん)、または白血病、すなわち、急性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病、急性前骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、悪性リンパ腫または多発性骨髄腫などの血液がんであってもよい。
 本発明の別の態様によれば、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤が、細胞透過性ペプチドの末端部分に直接またはリンカーにより結合または付加されてよい。別の態様において、リンカーは、水溶性高分子であってよい。また一部の態様において、例えば限定されないが、ポリエチレングリコール(PEG)または、アジド-アルキン付加環化反応を起こすアジ化物(Azide)またはジベンゾシクロオクチン(DBCO)などのクリックケミストリー試薬であってよい。一部の態様によれば、活性剤または薬剤が、細胞透過性ペプチドのアミノ基末端(N末端)部分および/またはカルボキシル基末端(C末端)部分に直接結合されてよい。
 本発明の一部の態様によれば、活性剤または薬剤は、限定されないが、タンパク質、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ポリサッカリド、脂質、抗体、抗体断片、アプタマー、核酸(例えば、限定されないが、siRNA、shRNA、DNA/RNAハイブリッド、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム)、小分子薬物、またはその他のいずれの生物学的活性物質であってよい。一部の態様において、活性剤または薬剤は、細胞内で作用してもよく、または標的細胞内部の成分に対して特異的であってよく、さらに、細胞毒性剤または細胞分裂阻害剤であってもよい。一態様において、活性剤または薬剤としては、細胞毒性放射性核種、化学毒素、またはタンパク質毒素であってもよい。また一態様において、活性剤または薬剤は、抗がん剤または抗腫瘍剤であってよく、例えば限定されないが、パクリタキセル、ドキソルビシン、ビンデシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、メトトレキサート、マイトマイシンC、レチノイン酸、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、ドセタキセル、ブレオマイシン、フルオロウラシル、エピルビシン、アクチノマイシンD、ゲムシタビン、オテラシルカリウムまたは酸化鉄ナノ粒子であってもよい。
 本発明の別の側面によれば、本発明は、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチドを有効成分として含有する、医薬または医薬組成物であってよい。また本発明は、RGNモチーフおよびNGRモチーフを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチドを有効成分として含有する、医薬または医薬組成物であってよい。本発明の医薬または医薬組成物においては、有効成分の効果を妨げない限り、有効成分を他の任意成分と組み合わせてよい。一部の態様において、医薬組成物には、薬学的に許容し得る担体、賦形剤または希釈剤を含んでよく、さらに不活性希釈剤、平滑剤、緩衝剤、またはアジュバント、例えば、防腐剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤またはバッファーなどを含んでもよい。医薬組成物は、例えば、限定されないが、経口投与、非経口投与または直腸投与などであってよい。また本発明の医薬組成物は、固形形態(制限されずに、カプセル、錠剤、丸薬、顆粒、粉末または坐薬を含む)、または、液体形態(制限されずに、溶液、懸濁液またはエマルションを含む)であってよい。さらに、投与経路や薬物放出様式などに応じて、本発明の医薬または医薬組成物を、適切な材料、例えば時限崩壊性の材料等で被覆してよく、また、適切な薬物放出システムに組み込んでもよい。
 本明細書に記載され本発明の医薬または医薬組成物は、経口および非経口の両方を包含する種々の経路、例えば、限定することなく、経口、静脈内、筋肉内、皮下、局所、腫瘍内、直腸、動脈内、門脈内、心室内、経粘膜、経皮、鼻内、腹腔内、肺内および子宮内等の経路で投与してよく、各投与経路に適した剤形に製剤してもよい。かかる剤形および製剤方法は任意の公知のものを適宜採用することができる。
 本明細書で使用される「処置」または「予防」という用語は、状態、病気、症状または望ましくないその副作用の抑制、軽減、遅延、緩和および除去を含む。
 本発明の一部の態様において、本発明は、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドを有効成分として含有する、がんまたは腫瘍の処置または予防のための組成物、医薬組成物もしくは医薬である。また本発明は、RGNモチーフとNGRモチーフとを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、がんまたは腫瘍の処置または予防のための細胞透過性ペプチドまたは組成物、医薬組成物もしくは医薬である。また限定されないが、例示的ながんまたは腫瘍は、肝細胞癌(肝細胞癌または胆管癌)、すい臓癌、胃癌、大腸癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、甲状腺癌、肺癌(小細胞肺癌または非小細胞性肺癌)、喉頭癌、咽頭癌または舌癌などの上皮細胞がんまたは癌腫、骨肉腫、軟骨肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、線維肉腫、脂肪肉腫または血管肉腫などの肉腫(非上皮細胞がん)、または白血病、悪性リンパ腫または多発性骨髄腫などの血液がんであってよい。
 本発明の一部の態様において、本発明は、がんまたは腫瘍の処置または予防のための、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドであってもよい。
 本明細書で使用される「キャリア」という用語は、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤輸送体を言い、それ自身輸送される活性剤または薬剤と相互または補助作用を有していてよく、およびそれ自身何らかの活性を有していてもよい。
 本発明の一部の態様において、本発明は、標的細胞における細胞内または核内への、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのキャリアであって、前記キャリアが、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドである。本発明は、キャリアが、糖タンパク質または細胞膜受容体に特異的に結合してよい。また、ある態様において、本発明は、RGNモチーフとNGRモチーフとを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、標的細胞における細胞内または核内への、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のための細胞透過性ペプチドまたはキャリアペプチドもしくはキャリアであってよい。さらに、本発明のキャリアの標的細胞(または悪性腫瘍)が、上皮細胞がんまたは癌腫、肉腫または血液がんであってよく、例示的には、限定されないが上記した通りである。また細胞透過性ペプチドは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9および配列番号34からなる群から選択される、アミノ酸配列であってよく、例示的な、標的細胞の糖たんぱく質または細胞膜受容体、標的細胞、およびキャリアに付加し得る活性剤または薬剤などは上記した通りである。
 本発明の一部の態様において、本発明は、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチドを、標的細胞における細胞内または核内への、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのまたはキャリアペプチドもしくはキャリアとして含有する、がんまたは腫瘍の処置または予防のための医薬または医薬組成物であってよい。また限定されないが、例示的なアミノ酸配列、標的細胞の糖タンパク質または細胞膜受容体、標的細胞(または悪性腫瘍)、および活性剤または薬剤などは上記した通りである。さらに上記組成物に含まれてよい、薬学的に許容し得る担体、賦形剤または希釈剤、または不活性希釈剤などは、限定されないが、上記した通りである。
 本発明のまた別の側面によれば、本発明は、がんまたは腫瘍の処置または予防のための医薬または医薬組成物の製造における、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチド、または薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのキャリアペプチドもしくはキャリアの使用であってよい。また本発明は、がんまたは腫瘍の処置または予防のための医薬または医薬組成物の製造における、RGNモチーフとNGRモチーフとを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチドの使用であってよい。また限定されないが、例示的ながんまたは腫瘍、医薬または医薬組成物の用途、細胞透過性ペプチドまたは薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのキャリアペプチドもしくはキャリアが有してよいアミノ酸配列、標的細胞の糖たんぱく質または細胞膜受容体、標的細胞(または悪性腫瘍)、および活性剤または薬剤、含んでよい薬学的に許容し得る担体、賦形剤または希釈剤、さらに不活性希釈剤、平滑剤または緩衝剤などは、上記した通りである。
 本発明のさらなる別の側面によれば、本発明は、対象において、がんまたは腫瘍を処置または予防するための方法であって、がんまたは腫瘍を有する対象へ、治療的に有効量の、RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチドまたは、薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのキャリアペプチドもしくはキャリアを投与することを含む、前記方法である。また本発明は、対象において、がんまたは腫瘍を処置または予防するための方法であって、がんまたは腫瘍を有する対象へ、治療的に有効量の、RGNモチーフとNGRモチーフとを含み、前記RGNモチーフと前記NGRモチーフとの間にβストランド構造を有する、細胞透過性ペプチドを投与することを含む、前記方法である。一態様によれば、対象が、ヒトまたは、サル、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、ネコ、ウサギ、マウス、ラット、ハムスター、トリ、カメ、スッポンまたはゼブラフィッシュなどの非ヒト哺乳類対象であってよい。また限定されないが、例示的ながんまたは腫瘍は、上記した通りである。
 本明細書に記載される本発明の各種方法における有効量とは、例えば、がんに関しては、がん細胞の死滅を促進し、または、がん細胞を死滅させる量であってよく、がん細胞の増殖に関しては、細胞の増殖を抑制、または、細胞増殖を遅延する量であってよい。疾患の処置に関しては、疾患の症状を低減し、または疾患の進行を遅延もしくは停止する量であってよく、疾患を抑制し、または治癒する量でもある。かかる量は、培養細胞などを用いたin vitro試験や、マウス、ラット、イヌ、ブタまたはサルなどのモデル動物における試験により適宜決定することができ、このような試験法は当業者によく知られている。また、本発明の処置方法に用いる薬物の用量は当業者に公知であるか、または、上記の試験等により適宜決定することができる。本明細書に記載される本発明の処置方法において投与する有効成分の具体的な用量は、処置を要する対象に関する種々の条件、例えば、がんの状態やステージ、症状の重篤度、対象の一般健康状態、年齢、体重、対象の性別、食事、投与の時期および頻度、併用している医薬、治療への反応性、剤形、および治療に対するコンプライアンスなどを考慮して決定され得る。
 また一部の態様において、本発明は、少なくとも4、3、2または1日ごと、または1日多数回(すなわち1日2、3、4回または5回以上)で、経口、門脈内、静脈内、筋肉内、皮下、経鼻、経肺、経皮、局所、腫瘍内、経粘膜、経皮、鼻内、腹腔内、肺内、子宮内、舌下または直腸投与で、約2.5、5、7.5、10.0、12.5または15mg/kg、または約2.5~15mg/kgの範囲内で対象に投与されてよい。また本発明の1日総投与量は、限定されずに、例えば、約1μg/kg~約1000mg/体重kg、約10μg/kg~約100mg/体重kg、約100μg/kg~約10mg/体重kgなどであってよい。例示的ながんまたは腫瘍、細胞透過性ペプチドまたは薬理学的活性剤(活性剤)または薬剤送達のためのキャリアペプチドもしくはキャリアが有してよいアミノ酸配列、標的細胞(または悪性腫瘍)などは、上記した通りである。
 本発明を以下の例でさらに詳細に説明するが、これらは例示に過ぎず、本発明を決して限定するものではない。
 図1、2A-E、6および7において、有意差検定は、両側t-検定を行った。5%または1%水準で有意差が認められた場合、それぞれ*または**印で示した。
 ペプチドの作成
 本発明で用いるペプチドは、化学的に合成することもできるし、遺伝子工学的に生産することもできる。本発明で用いるペプチドまたは薬剤を付加したペプチドは、当業者に公知の一般法に従って調製され得る。なおペプチドは、株式会社医学生物学研究所(日本)またはジェンスクリプトジャパン株式会社(日本)に委託により作成した。合成方法を簡単に述べると、H-Cys(Trt)-2-クロトトリチルクロライド(CTC)樹脂(Merck)を、DMFで膨潤した。次に、Fmoc-アミノ酸(4当量)、DIC(4当量)およびHOBt(4当量)の条件下で1時間撹拌し、カップリング反応により、Lys(Boc)、Trp(Boc)、Glu(OtBu),Gly、Arg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)、Gly、Thr(tBu)、Cys(Trt)、Val、Cys(Trt)、Gln(Trt)、Leu、Leu、Asn(Trt)、Gly、Arg(Pbf)、Asn(Trt)、Asp(OtBu)およびLys(Boc)をそれぞれ順次導入した。さらに樹脂を20%ピペリジン/DMFで処理した後、メタノールで洗浄および乾燥し、ペプチド-樹脂を得た。得られたペプチド-樹脂100mgを、3mLのクリーベイジカクテル(TFA/1,2ーエタンジチオール/チオアニソール/フェノール/HO/トリイソプロピルシラン=68.5/10/10/5/3.5/1V/V)で、30℃で4時間処理した。さらに、これに冷ジエチルエーテルを添加し、室温で乾燥させた。続いて、得られたペプチドを、逆相-HPLCにより、カラム:C18、流速:1ml/min、溶出:A液(100%水、0.1%TFA)とB液(100%アセトニトリル、0.1%TFA)の直線的勾配および検出:210nmの条件下で、分取精製したペプチドを実施例1(配列番号1)(株式会社医学生物学研究所)とした。
 また上記ペプチド-樹脂に、Ahxリンカーを介してFITCを結合させ、上記同様に精製したペプチドを実施例2(配列番号32)(ジェンスクリプトジャパン株式会社)とした。
 さらに上記ペプチド-樹脂を、DMF溶媒中において、Azide-PEG4-NHS(CLICK CHEMISTRY TOOLS)を当量で混合した。さらに、この溶液に10倍当量のDIEAを加え、室温で1時間撹拌し、得られたペプチド(M.W.2725.09、95%、100.5mg、TFA free)(株式会社ピーエイチジャパン)を、滅菌Milli-Q水で、50mg/ml(17.5mM)に調整した。滅菌したMilli-Q水で溶解したDoxorubicin(Dox)(Carbosynth社)4ml(11mg/ml)に1mlの0.5Mリン酸バッファー(pH5.5)を添加した後、20mlの滅菌したMilli-Q水を添加し、これをDox溶解液とした。その一方で、DMSOで溶解したDBCO-PEG5-NHS Ester(Click Chemistry Tools、AZ、USA)溶液(25mg/ml)0.5mlと、7.5mlのDox溶解液を室温で3時間混和した。反応液を、Aバッファー(0.1%(V/V)酢酸(富士フィルム和光純薬))で平衡化した1ml Resource 15 RPCカラム(GE Healthcare)に吸着させた。その後AバッファーとBバッファー(0.1%(V/V)酢酸を含むアセトニトリル(ANC)(富士フィルム和光純薬)90:水10)の30~44%線状勾配で、1ml/minの流速で、Dox-PEG5-DBCO画分を分画した。同時に210nmから500nmまでの吸光度をモニタリングした。分取した上記画分を、遠心式濃縮機で濃縮し、DMSOで67mg/ml(52.6mM)の濃度になるように溶解した。上記の得られたペプチドと調整したDox-PEG5-DBCO溶液を、モル比1:1の割合で、DMSO中で室温3時間混和した。得られた反応溶液を上記カラムに吸着させた後、AバッファーとBバッファーを用い、20~45%線状勾配で、上記と同様に分画した。さらに上記同様に濃縮した後、滅菌Milli-Q水で溶解し、これを実施例3(配列番号33)とした。
 また上記CTC樹脂にLys(Boc)、Trp(Boc)、Glu(OtBu),Gly、Arg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)、Gly、Thr(tBu)、Cys(Trt)、ValおよびCys(Trt)を、実施例1と同様の手順で順次導入し、分取精製したペプチドを比較例1(配列番号29)(株式会社医学生物学研究所)とした。
 さらに上記CTC樹脂にArg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)およびCys(Trt)を、実施例1と同様の手順で順次導入した。次に、得られたペプチド-樹脂を、ペプチド濃度1mg/ml下で、水:DMSO=1:1の溶媒で24時間の酸化反応した後、上記同様、分取精製したペプチドを比較例3(配列番号31)(株式会社医学生物学研究所)とした。
 また上記CTC樹脂にLys(Boc)、Trp(Boc)、Glu(OtBu),Gly、Arg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)、Gly、Thr(tBu)、Cys(Trt)、Leu、Cys(Trt)、Gln(Trt)、Leu、Leu、Asn(Trt)、Gly、Arg(Pbf)、Asn(Trt)、Asp(OtBu)およびLys(Boc)を、実施例1と同様の手順で順次導入し、分取精製したペプチドを得た(配列番号34)。また、結果として得られたペプチド-樹脂を、Ahxリンカーを介してFITCを結合させ、分取精製したペプチドを実施例4(配列番号35)(ジェンスクリプトジャパン株式会社)とした。
 さらに上記CTC樹脂にLys(Boc)、Trp(Boc)、Glu(OtBu)、Gly、Arg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)、Gly、Thr(tBu)、Cys(Trt)、Ile(Boc)、Cys(Trt)、Gln(Trt)、Leu、Leu、Asn(Trt)、Gly、Arg(Pbf)、Asn(Trt)、Asp(OtBu)およびLys(Boc)を、実施例1と同様の手順で順次導入し、分取精製したペプチドを得た(配列番号2)。また、結果として得られたペプチド-樹脂を、Ahxリンカーを介してFITCを結合させ、分取精製したペプチドを実施例5(配列番号36)(ジェンスクリプトジャパン株式会社)とした。
 また上記CTC樹脂にTrp(Boc)、Cys(Trt)、Glu(OtBu)、Gly、Arg(Pbf)、Gln(Trt)、Gly、Asn(Trt)、Leu、Ser(tBu)、Met、Lys(Boc)、Cys(Trt)、Gln(Trt)、Lys(Boc)、Leu、Asn(Trt)、Trp(Boc)、Leu、Gly、His(Trt)およびLys(Boc)を、実施例1と同様の手順で順次導入し、分取精製したペプチドを得た(配列番号6)。また、結果として得られたペプチド-樹脂を、Ahxリンカーを介してFITCを結合させ、分取精製したペプチドを実施例6(配列番号37)(ジェンスクリプトジャパン株式会社)とした。
 Fmoc-Trp(Boc)-Wang樹脂(Merck)を用い、5%のピペリジン含有のDMF(0.1%HOBt)でN末端Fmocを脱保護した後、Glu(OtBu)、Gly、Arg(Pbf)、Gly、Asn(Trt)およびGlyを、実施例1と同様の手順で順次導入し、分取精製したペプチドを比較例2(配列番号30)(株式会社医学生物学研究所)とした。
 実施例1~6および比較例1~3のアミノ酸配列一次構造情報は、マトリクス支援レーザー励起イオン化法スペクトルで確認し、精製度は逆相-HPLC(C18)で解析し、98%以上であることを確認した。
 細胞培養
 ミトコンドリア膜電位の変化測定試験では、ヒト線維肉腫由来HT-1080細胞(HT-1080細胞、JCRB細胞バンク)を、In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験および実施例2の核移行試験では、HT-1080細胞、ヒト骨肉腫細胞株Hos細胞(Hos細胞、JCRB細胞バンク)、ヒト組織球性リンパ腫・マクロファージU937細胞(U937細胞、JCRB細胞バンク)、ヒト骨髄性白血病細胞HL-60細胞(HL-60細胞、JCRB細胞バンク)、急性単球性白血病THP-1細胞(THP-1細胞、JCRB細胞バンク)、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞A549細胞(A549細胞、東北大学加齢医学研究所附属医用細胞資源センター)、ヒト膵臓がん細胞MIA Paca2細胞(MIA Paca2細胞、東北大学加齢医学研究所附属医用細胞資源センター)および高分化型ヒト肝癌由来細胞株HuH7細胞(HuH7細胞、東北大学加齢医学研究所附属医用細胞資源センター)を、がん細胞として用いた、また、対照として正常ヒト歯肉線維芽細胞Gin-1(Gin-1細胞、(株)DSファーマバイオメディカル)を用いた。上記細胞を、それぞれ96穴培養プレート(Falcon)に5000個/100μlで播種し、以下の試験に供した。
 がんマウスの作成
 HT-1080細胞(1×10個/200μl)を5週齢BALB/cヌードマウス(日本チャールス・リバー)の背中へ皮下移植した。さらに、移植後の腫瘍が30~60mmに達したことを確認した後、これを以下の試験に供した。
 試験例1 ミトコンドリア膜電位の変化測定試験
 実施例1、比較例1~3の合成ペプチドをそれぞれ細胞に添加して、血清添加培地(α-MEM+10%FBS)で培養し、またコントロールとして血清添加培地(α-MEM+10%FBS)のみで培養した。7日間培養後、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で一回洗浄し、2μMのJC-1で、37℃、5%CO細胞培養器中で30分間染色した。さらにPBSで一回洗浄し、PBSを100μl添加し、共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800(Zeiss)で画像を取得した後、ImageJで解析した。
 図1は、縦軸にアポトーシス率(JC1染色グリーン細胞数/全細胞数×100(%))の平均値±SD(標準偏差)、横軸に、実施例1、比較例1、比較例2および比較例3を示す。実施例1の左中央右のバーにおいて、左側のバーは25μg/ml、中央のバーは50μg/ml、右側のバーは100μg/mlのそれぞれの添加したペプチド濃度を示す。比較例1、比較例2および比較例3の左右のバーにおいて、左側のバーは50μg/ml、右側のバーは100μg/mlのそれぞれの添加したペプチド濃度を示す。実施例1で刺激したときのみ、HT-1080細胞に対してアポトーシス率の上昇が認められた。その一方で、比較例1、比較例2、および比較例3では、HT-1080細胞のアポトーシス率の上昇は観察されなかった。またGin-1細胞へ、実施例1の50μg/ml投与では、アポトーシス率の上昇は観察されなかった。本発明の細胞透過性ペプチドが、正常細胞には影響を及ぼさないが、がん細胞においてアポトーシス誘導作用を有することが実証された。
 試験例2A In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験
 In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験をするために、配列番号1のペプチドをFITCでラベルしたペプチド(実施例2)用いた。実施例2を100μl添加し、さらに10%FBSを加え、血清添加培地(Alpha modification of Eagle’s MEM(α-MEM)(Thermo Fisher Scientific)+10%FBS)200μlの条件下で9日間、培養した試験例を作成した。さらに実施例2添加培地を7日間ごとに全量交換し21日間培養した試験例も作成した。また対照としは血清添加培地(α-MEM+10%FBS)のみで培養した細胞を用いた。培養終了後、上清を除きPBSで一回洗浄、生細胞染色用蛍光色素Calcein-AM(同仁化学研究所)(最終濃度0.1μg/ml)と死細胞染色用蛍光色素Propidium Iodide(PI)(同仁化学研究所)(最終濃度0.3μg/ml)添加したPBS中で、37℃、5%CO細胞培養器内で30分間染色した。その後、共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800で、Calcein-AMとPIで生細胞と死細胞を染め分けた画像を取得した。次に、ImageJを用い、全細胞数に対する死細胞の比率の解析を行った。
 結果は、死細胞率(PI染色赤色細胞数/全細胞数×100(%))の平均値±SD(標準偏差)で示された。図2Aは、縦軸に各細胞に対する実施例2(50μg/ml)で9日間培養した時点の死細胞率、横軸に各種細胞を示す。Gin-1細胞に対する死細胞率の上昇は観察されなかった。一方、HT-1080細胞、U937細胞、HL-60細胞およびHos細胞に対する死細胞率の上昇は1%水準で有意差が認められた。THP-1細胞に対しては5%水準で有意差が認められた。培養21日目HT-1080細胞へ、6.25および12.5μg/mlの実施例2投与では、約75%以上の死細胞率の上昇がそれぞれ観察された。さらに、25、50および100μg/ml投与結果は95%以上の死細胞率の上昇が認められた(図示せず)。本発明の細胞透過性ペプチドは、正常細胞においては細胞死誘導作用を有さないが、がん細胞においては細胞死誘導作用を有することから、非常に高い選択毒性が実証された。
 試験例2B In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験
 In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験をするために、配列番号34のペプチドをFITCでラベルしたペプチドを実施例4、配列番号2のペプチドをFITCでラベルしたペプチドを実施例5、および配列番号6のペプチドをFITCでラベルしたペプチドを実施例6として用いた。
 実施例2および4~6をそれぞれ12.5、25、50および100μg/mlとなるよう調整し、上記試験例2Aと同じ方法でHT-1080細胞を用い、9日間の投与試験を行った。細胞染色および、その後の全細胞数に対する死細胞の比率解析は上記試験例2Aと同様に行った。
 図2Bは、縦軸にHT1080細胞に対する実施例2または実施例4~6(それぞれ、12.5、25、50および100μg/ml)で9日間培養した時点の死細胞率、横軸に各実施例およびその投与濃度、または対照を示す。HT-1080細胞に対する死細胞率の上昇は1%水準で有意差が認められた。実施例2の50および100μg/ml投与では、少なくとも60%以上を示した。実施例4および5の同様の投与濃度では、それぞれ少なくとも60%および50%以上の死細胞率を示した。また投与濃度が、25および12.5μg/mlである、実施例2、4および5では、それぞれおよそ50%~40%の死細胞率を示した。とりわけ実施例6は、その投与濃度が12.5μg/mlであっても、100μg/mlの投与濃度とほぼ同等な死細胞率を示し、約35%の死細胞率を維持した。本実験によって、実施例2、4~6が、12.5μg/mlの投与濃度でも有効であることが示された。
 試験例2C~E In vitroでのがん細胞の細胞死誘導試験
 実施例2の投与量を50μg/mlになるよう調整し、上記試験例2Aと同じ方法でA549細胞、MIA Paca2細胞またはHuH7細胞を用い、9日、16日または23日間の投与試験を行った。細胞染色および、その後の全細胞数に対する死細胞の比率解析は上記試験例2Aと同様に行った。
 図2C~Eは、縦軸に各種細胞に対する実施例2(50μg/ml)で9、16日または23日間培養した時点の死細胞率を、横軸に実施例2または対照を示す。各いずれの細胞においても死細胞率の上昇は、1%水準で有意差が認められた。図2Cに示されるA549細胞への投与試験では、培養9日目では、約50%近く、16日目では、約60%近く、21日目では、約80%以上の死細胞率がそれぞれ確認された。また図2Dに示されるMIA Paca2細胞への投与試験では、9日目では約10%程度の死細胞率であったが、16日目では約50%程度、23日目では、約80%の死細胞率を実証した。これは、有効手立ての少ないすい臓癌に対し、本発明が有効であることを示す。またこれらのがん細胞に対し、日を追うごとに実施例2の効果があることを示す。これに対し、図2Eに示されるHuH7細胞への投与試験では、投与9日目と16および23日目の効果がほぼ同じであり、投与初期から、がん細胞死滅効果が実証された。これにより、本発明の上皮細胞がんへの有効性が確認された。
 試験例3 免疫沈降による結合タンパク質解析試験
 実施例2(80μg/400μl)をHT1080細胞(4000万個)に4℃で2時間作用させた。次いでPBSで洗浄後、遠心した細胞を、Halt Protease & Phosphatase inhibitor Single-Use Cocktail,EDTA-free(Thermo Fisher Scientific)(10μl)添加したIP Lysis/Wash buffer 1000μl(Thermo Fisher Scientific)で4℃、5分間の条件で溶解した。4℃で10分間遠心分離し、上清を採取した。タンパク質1mgとした上清に、80μlのA/Gアガロースを加え、4℃で1時間撹拌し、さらに1分間遠心分離し、これを前処理溶解液とした。前処理溶解液(1mg/600μl)に、IgG Fraction Monoclonal Mouse Anti-Fluorescein(FITC)(Jackson ImmunoResearch)10μg、またはMouse IgG Isotype Control(Thermo Fisher Scientific)10μgをそれぞれ添加して、4℃で一晩振とうした。その後、20μlのA/Gアガロースを加え、4℃で2時間振とうした。上記洗浄バッファーで3回洗浄後、A/Gアガロースに2×Non-reducing Lane Marker Sample Buffer(Thermo Fisher Scientific)20μlを添加した。これを100℃で5分間加熱し、1分間遠心分離した後、サンプルを回収した。サンプルをSDS-PAGEゲル(8%)にロードした。ウェスタンブロティングでは、1次抗体として、PE標識ヒトCD13抗体(Clone:WM-15 Biolegend)、IgG Fraction Monoclonal Mouse Anti-Fluorescein(FITC)またはHRP-標識抗tubulin抗体(MBLライフサイエンス)、2次抗体としてHRP-標識抗マウスIgG抗体(Abcam)を用いた。
 図3の左のレーンには、免疫沈降に用いた溶解液の10%をロードした。中央のレーンには、IgG Fraction Monoclonal Mouse Anti-Fluorescein (FITC)で免疫沈降したサンプルをロードした。右のレーンには、Mouse IgG Isotype Controlで免疫沈降したサンプルをロードした。右のレーンではCD13が検出されなかったが、中央のレーンでは、CD13が検出された。すなわち、実施例2が細胞膜上のCD13に特異的に結合することが証明された。
 試験例4 実施例2における、細胞膜への結合試験
 PE標識ヒトCD13抗体(Clone:WM-15 Biolegend)(1μg/100μl)と実施例2(1μg/100μl)を各細胞(50万個/100μl)に添加し、4℃で1時間染色した。PBSで洗浄した後、HT1080細胞の蛍光強度を基準に各細胞のCD13発現と実施例2の結合部位を、共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800で観察した。HT1080細胞とGin-1細胞には、最もCD13(赤色)発現が強く、実施例2(緑色)の発光も強かった。さらに重ね合わせ写真では、強い黄色が観察されたことから、実施例2とCD13は共局在していることが観察された。さらに、CD13の発現がU937細胞、HL-60細胞、THP-1細胞およびHos細胞でも上記と同様の現象が認められた(図示せず)。
 試験例5A がん細胞における、実施例2の核移行試験
 実施例2を最終的濃度50μg/mlになるように、血清添加培地(α-MEM+10%FBS)200μl下で、3日または9日間培養した。なお培養3日間では、細胞死が認められなかった。一方で、培養9日間では細胞死が認められたため、上記細胞培養日数で試験した。上記それぞれの細胞をはがして、Cellviewガラスボトムシャーレ(35×10mm)(Greiner)に移した。培養3日目の細胞は、10%ホルマリンエタノールで固定した後、DAPI染色した。培養9日目の細胞は、固定せずに、DAPI染色した。さらに経時的に共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800で観察した。
 図4は、HT1080細胞培養3日目および9日目における、実施例2(緑色)、DAPI(青色)、実施例2(緑色)とDAPI(青色)の重ね合わせ、および微分干渉像の写真である。3日目のHT1080細胞では、実施例2(緑色)が核染色のDAPI(青色)の周りの細胞質に存在していた。しかし、9日目のHT1080細胞中の実施例2とDAPI染色の重ね合わせの画像の色が水色を呈することから、実施例2は核に移行し染色体DNAと結合していることが確認された。
 さらにGin-1細胞または上記がん細胞に、50μg/mlの濃度で実施例2を添加し9日間培養後、DAPI染色後、共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800でZスキャンを行った。図5Aは、Gin-1細胞または上記がん細胞における実施例2(緑色)とDAPI(青色)の重ね合わせた、XY、XZおよびYZ断面のそれぞれの写真である。Gin-1細胞の核は、DAPIによって染色されず、実施例2が、細胞質に留まっていることがXZ断面、YZ断面からも確認された。一方、U937細胞、HL-60細胞、THP-1細胞およびHos細胞は、実施例2とDAPI染色の重ね合わせの画像の色が水色を呈した。さらにそれぞれの細胞のXZ断面,YZ断面から実施例2が核に移行し、染色体DNAと結合していたことが確認された。
 同様に、A549細胞、MIA Paca2細胞およびHuH7細胞でも50μg/mlの濃度で実施例2を添加し23日間培養後、DAPI染色後、共焦点レーザースキャン顕微鏡LSM800でZスキャンを行った。図5Bは、各種がん細胞における実施例2(緑色)とDAPI(青色)の重ね合わせた、XY、XZおよびYZ断面のそれぞれの写真である。結果は、実施例2とDAPI染色の重ね合わせの画像の色が水色を呈した。またそれぞれの細胞のXZ断面、YZ断面から、実施例2が核に移行し、染色体DNAと結合していたことが確認された。
 試験例5B 実施例2が結合する細胞質内および核内タンパク質の解析試験
 実施例2を最終的濃度50μg/mlになるように、血清添加培地(α-MEM+10%FBS)4mlに調整し、HT1080細胞(2000万個)を、37℃、5%CO2細胞培養器中で5日間培養した。PBSで洗浄、細胞を回収後、NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagents (PIERCE)で、細胞質と核からタンパク質をそれぞれ回収した。細胞質および核のタンパク質1mgに、80μlのA/Gアガロースをそれぞれ加え、4℃で1時間撹拌し試料の前処理を行った。前処理溶解液(1mg/600μl)に、IgG Fraction Monoclonal Mouse Anti-Fluorescein(FITC)(Jackson ImmunoResearch)10μgを添加して、4℃で一晩振とうした。その後、20μlのA/Gアガロースを加え、4℃で2時間振とうした。洗浄バッファーで3回洗浄後、A/GアガロースにElution Buffer (Thermo Fisher Scientific)50μlを添加しサンプルを回収、Neutralization Buffer(Thermo Fisher Scientific)5μlを添加しpHを中性に調整し、これを実施例2に結合するタンパク質同定のための試料として用いた。Waters Xevo G2-XS Qtof(Waters Xevo G2-XS)を用い、ショットガン解析により網羅的にタンパク質を同定した。
 下表は、検出されたタンパク質から免疫沈降に用いた抗体と実施例2を除いた、細胞質および核から同定されたタンパク質を、アクセッション番号、タンパク質名称、検出されたペプチドの同定数、特異的なペプチドの同定数、信頼性スコア、細胞質内タンパク質量(fmol)および核内タンパク質量(fmol)で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 解析の結果、リンカー・ヒストンH1―3、コア・ヒストン(H2A、H2B、H3-2、H4)および、40Sを構成する22種類および60Sを構成する28種類のリボソームタンパク質が、それぞれ同定された。さらに40Sおよび60Sリボゾームタンパク質が細胞質内より、核内で多く検出された。これは、実施例2が、核に移行後、核内にも存在する40Sおよび60Sリボゾームタンパク質に結合することを示す。上記解析により、実施例2が核内に移行し得ることが、生化学的にも実証された。
 試験例6 がんマウスにおける、実施例2のがん細胞増殖抑制およびアポトーシス試験
 実施例2を無菌水で溶解し、2倍濃度α-MEM(グルタミンおよび抗生物質を含まない)を加え、200μg/200μlへ調整した。これを、がんマウスの腹腔内に10mg/kgになるように3日ごとに投与した。対照投与群には、200μlの1倍濃度α-MEMを用い、これをがんマウスの腹腔内に3日ごとに投与した。3日ごとにDRETEC体重計(株式会社ドリテック、Japan)で体重を測定し、ノギス(最大150mm、最小0.05mm)(MITUTOYO、Japan)で腫瘍の大きさ(推定体積(短径×長径×高さ×π/6mm))を測定した。
 図6に実施例2投与群(N=6)と対照投与群(N=6)の腫瘍の大きさの変遷をグラフに表した。縦軸は腫瘍の大きさの平均値±SD(標準偏差)、横軸は投与後の日数を示す。対照投与群と比べ、12日目から24日目まで実施例2投与群は、腫瘍の増殖抑制が1%水準で有意差が認められた。対照投与群では、24日目で1500mmを超えた。その一方で、実施例2を用いたマウスでは、約600mmで、その腫瘍成長抑制効果が確認された。さらにその後、33日まで、腫瘍の縮小傾向が確認された。
 試験例7 がんマウスにおける、実施例3の抗がん剤送達試験
 実施例3を5mg/kg、および比較例4(Dox)を1.2mg/kgにそれぞれなるように、実施例2と同様に処理し、これをがんマウスに供した後、同様の手法で、腫瘍の大きさを測定した。
 図7は、対照投与群(N=2)、比較例4投与群(N=2)および実施例3投与群(N=2)の腫瘍の大きさの変遷をグラフとして示す。縦軸は腫瘍の大きさの平均値±SD(標準偏差)、横軸は投与後の日数をそれぞれ表す。18日目から24日目まで実施例3投与群は対照投与群と比較例4投与群と比べて腫瘍の増殖抑制が1%水準で有意差が認められた。対照投与群と比較例4投与群では、24日目で約2000mmまで大きくなった。その一方で、実施例3投与群では、腫瘍の大きさが18日目で800mmから500mmまで減少し、24日までその抑制効果が確認された。すなわち、ペプチドそのものの抗がん効果だけでなく、抗がん剤の効果も重複し、大きく腫瘍を縮小させた。本発明のペプチドが、抗がん剤単独投与に比べ、標的細胞に特異的に作用し、がん細胞への高い毒性を有することを示した。また上記結果は、本発明のペプチドが、抗がん剤などの活性剤の送達キャリアとしても有効であることを実証するものである。
 本発明の細胞透過性ペプチドは、選択毒性の高い、従来の治療法とは異なる新たな手段に応用することができる。また医薬品としてだけでなく、病巣の診断にも応用でき、さらに核内に種々の活性剤を運ぶキャリアペプチドとしての使用も期待される。

Claims (11)

  1.  RGN、RGH、RYN、LYN、FFNおよびQYNからなる群から選択されるモチーフと、NGR、配列番号44および配列番号45からなる群から選択されるモチーフとを含み、前記それぞれのモチーフとの間にβストランド構造を有する、単離された細胞透過性ペプチド。
  2.  糖タンパク質に特異的に結合する、請求項1に記載の細胞透過性ペプチド。
  3.  前記細胞透過性ペプチドの完全長が、40個以下のアミノ酸で構成される、請求項1または2に記載の細胞透過性ペプチド。
  4.  配列番号1、配列番号34、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8および配列番号9からなる群から選択される、アミノ酸配列と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチド。
  5.  配列番号1、配列番号34、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8および配列番号9からなる群から選択される、アミノ酸配列を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチド。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチドを有効成分として含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
  7.  請求項1~5のいずれか一項に記載の細胞透過性ペプチドを核内の薬剤送達キャリアとして含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
  8.  薬剤が、前記細胞透過性ペプチドのN末端部分および/またはC末端部分に結合する、請求項6または7に記載の医薬組成物。
  9.  薬剤が、ドキソルビシン、マイトマイシンC、ビンデシン、メトトレキサート、レチノイン酸、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、エピルビシン、アクチノマイシンD、ゲムシタビンおよびオテラシルカリウムからなる群から選択される、請求項8に記載の医薬組成物。
  10.  がんが、上皮細胞がんまたは癌腫、肉腫または血液がんである、請求項6~9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  11.  がんが、肺癌、胃癌、胆のう・胆管癌、すい臓癌、肝癌、結腸癌、直腸癌、乳癌、骨肉腫、脂肪肉腫、血管肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、急性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病、急性前骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、悪性リンパ腫および多発性骨髄腫からなる群から選択される、請求項10に記載の医薬組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000023469A2 (en) * 1998-10-16 2000-04-27 Musc Foundation For Research Development Fragments of insulin-like growth factor binding protein and insulin-like growth factor, and uses thereof
JP2004359555A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Kiyotoshi Sekiguchi 軟骨型フィブロネクチンの検出方法、該方法を用いる軟骨腫瘍検出方法、抗軟骨型fnモノクローナル抗体、及び該抗体を産生するハイブリドーマ
KR20140126113A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 한국생명공학연구원 Rgd 모사체 다중 모티프로 구성된 신규한 세포투과 펩티드 및 이의 용도

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000023469A2 (en) * 1998-10-16 2000-04-27 Musc Foundation For Research Development Fragments of insulin-like growth factor binding protein and insulin-like growth factor, and uses thereof
JP2004359555A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Kiyotoshi Sekiguchi 軟骨型フィブロネクチンの検出方法、該方法を用いる軟骨腫瘍検出方法、抗軟骨型fnモノクローナル抗体、及び該抗体を産生するハイブリドーマ
KR20140126113A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 한국생명공학연구원 Rgd 모사체 다중 모티프로 구성된 신규한 세포투과 펩티드 및 이의 용도

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