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JP2004534511A - アミロイド形成性疾患を治療するための治療薬及びその使用法 - Google Patents

アミロイド形成性疾患を治療するための治療薬及びその使用法 Download PDF

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JP2004534511A JP2002545167A JP2002545167A JP2004534511A JP 2004534511 A JP2004534511 A JP 2004534511A JP 2002545167 A JP2002545167 A JP 2002545167A JP 2002545167 A JP2002545167 A JP 2002545167A JP 2004534511 A JP2004534511 A JP 2004534511A
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Abstract

本発明は、アミロイド形成性障害を治療するのに適した治療薬や、前記治療薬及び薬学的に許容可能な担体を含んで成る医薬組成物を提供するものである。さらに本発明は、一つ又はそれ以上の本発明の化合物を治療上有効量、対象に投与することにより、対象において、アルツハイマー病などのアミロイド形成性障害を治療する方法も提供する。

Description

【0001】
関連出願
本出願は、引用をもって各内容全体をここに援用することとする2000年11月27日提出の米国仮特許出願第60/253,302号、2000年11月29日提出の米国仮特許出願第60/250,198号、及び2000年12月20日提出の米国仮特許出願第60/257,186号の優先権を主張するものである。
【0002】
発明の背景
単核食細胞は中枢神経系の疾患に密接に関係している。正常な成人脳に見られるミクログリア細胞は高度に分岐した静止状態の細胞であり、中枢神経系損傷の際には突起を引っ込めて反応性となる(Rio−Hortega (1932)。反応性ミクログリア細胞(活性化した脳単核食細胞)がアルツハイマー病(AD)老人斑で見つかっている(Bolsi, 1927; McGeer et al., 1987; Rogers et al., 1988; Giulian, 1992; Perlmutter et al., 1992; Giulian et al., 1995a)。その結果、ベータアミロイド(Aβ)が誘導する神経細胞損傷が炎症細胞に関与していると考えられている。アルツハイマー病では、定量的組織病理検査により、コア・プラークの80%を越えるものが反応性ミクログリア細胞の集塊に関連づけられ、他方、散在性のAβ沈着物では2%未満しか、このような関連を示さないことが判明している(Giulian et al., 1995a)。これらの観察から、脳の炎症応答は老人班及びコア・プラークの成分に特異的に関連しているのであろうと考えられる。活性化ミクログリア細胞は、脳内の主要な免疫エフェクタ細胞として、蛋白分解酵素、サイトカイン、補体タンパク質、反応性酸素中間生成物、NMDA様毒素、及び酸化窒素などの細胞傷害性物質を放出することができる(Thery et al., 1991; Giulian, 1992; Rogers et al., 1992; Lees, 1993, Banati, R. B., 1993)。
【0003】
ババリアの精神科医アロイス・アルツハイマーによって1907年に最初に記載されたアルツハイマー病(AD)は進行性の神経障害であり、短期の記憶喪失に始まり、進行して見当識障害、判断及び推論の障害が現れ、そして最終的には痴呆に至る。この疾患の経過は通常、発症後4年から12年の間に重篤な衰弱性不動状態へと至る。アルツハイマー病には66歳以上の集団の5乃至11パーセント、そして86歳以上の集団の47パーセントもが罹患すると推定されてきた。アルツハイマー病を管理する上での社会的コストは、毎年800億ドルを上回り、その原因は主にアルツハイマー病患者に必要な広汎な保護介護である。さらに、1940年代から1950年代の人口ブームに生まれた成人が、アルツハイマー病が頻発する年齢に近づくにつれ、アルツハイマー病の管理及び治療が、より重要な保健問題になるであろう。現在のところ、この疾患の進行を有意に遅らせる治療はない。アルツハイマー病に関するレビューは、Selkoe, D.J. Sci. Amer. , November 1991, pp. 68−78; and Yankner, B.A. et al. (1991) N. Eng. J. Med. 325:1849−1857を参照されたい。
【0004】
アルツハイマー型の神経病理をトランスジェニックマウスで作製したとの報告があった (Games et al. (1995) Nature 373:523−527)。このトランスジェニックマウスは高レベルのヒト変異型アミロイド前駆タンパク質を発現し、アルツハイマー病に関連する病状の多くを次第に発症していく。
【0005】
病理学的には、アルツハイマー病は、患者の脳内に著明な病変があることが特徴である。これらの脳内の病変には、老人斑即ちアミロイド斑に、神経原線維濃縮体(NTF)と呼ばれる異常な細胞内線維や、アミロイド形成性タンパク質の細胞外沈着物があることが含まれる。アミロイド沈着物はまた、アルツハイマー病患者の脳血管壁にも存在する。アミロイド斑の主要なタンパク質成分は、β−アミロイドペプチド(β−AP)と呼ばれる4キロダルトンのペプチドであると同定されている(Glenner, G.G. and Wong, C.W. (1984) Biochem. Biophys. Res. Commun. 120:885−890; Masters, C. et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:4245−4249)。β−APの散在性沈着物は正常な成人の脳にも頻繁に観察されるが、アルツハイマー病患者の脳組織は、よりぎっしり詰まった密なコアβ−アミロイド斑を特徴とする。(例えばDavies, L. et al. (1988) Neurology 38:1688−1693を参照されたい) これらの観察は、β−APの沈着が、アルツハイマー病で起きる神経細胞の破壊に先行し、かつ寄与していることを示唆している。β−APの直接的な病理学的役割をさらに裏付けるものとして、β−アミロイドが成熟神経細胞にとって有毒であることが、培養系及びin vivoの両方で示されている。Yankner, B.A. et al. (1989) Science 245:417−420; Yankner, B.A. et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9020−9023; Roher, A.E. et al. (1991) Biochem. Biophys. Res. Commun. 174:572−579; Kowall, N.W. et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7247−7251。さらに、大脳皮質及び脳血管内の散在性β−アミロイド沈着物を特徴とするオランダ型アミロイド症(HCHWA−D)を持つ遺伝性脳出血患者は、β−AP内のアミノ酸置換につながる点変異を有することが示されているLevy, E. et al. (1990) Science 248:1124−1126。この観察は、β−AP配列の特定の変化がβ−アミロイドの沈着を起こしている可能性を示すものである。
【0006】
天然β−APは、アミロイド前駆タンパク質(APP)と呼ばれるずっと大型のタンパク質のタンパク質分解から生ずる。Kang, J. et al. (1987) Nature 325:733; Goldgaber, D. et al. (1987) Science 235:877; Robakis, N.K. et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:4190; Tanzi, R.E. et al. (1987) Science 235:880。APP遺伝子は第21番染色体にあるため、第21番染色体のトリソミーを原因とするダウン症候群の個体の若年に見られるβ−アミロイドの沈着の説明もつく。Mann, D.M. et al. (1989) Neuropathol. Appl. Neurobiol. 15:317; Rumble, B. et al. (1989) N. Eng. J. Med. 320:1446。APPは一回の膜貫通ドメインを含有し、その長いアミノ末端領域(このタンパク質のおよそ3分の2)は細胞外環境に延び、短いカルボキシ末端領域は細胞質内に突き出している。APPメッセンジャRNAの選択的スプライシングにより、563基のアミノ酸(APP−563)、695基のアミノ酸(APP−695)、714基のアミノ酸(APP−714)、751基のアミノ酸(APP−751)又は770基のアミノ酸(APP−770)のいずれかから成る少なくとも5種類の形のAPPが生成される。
【0007】
天然型のβアミロイドペプチドは、APP内では、APP−770のアミノ酸672位にあたるアスパラギン酸残基で始まる。APPのタンパク質分解により天然で生成する形のβ−APは、異質性を示すカルボキシ末端側の終点に応じて、39乃至43アミノ酸残基長である。アルツハイマー病患者及び正常な成人の両者の血中及び脳脊髄液内を循環する大半のβ−APの形はβ1−40(「ショートβ」)である。Seubert, P. et al. (1992) Nature 359:325; Shoji, M. et al. (1992) Science 258:126。しかしながら、β1−42及びβ1−43(「ロングβ」)もβ−アミロイド斑に見られる形である。Masters, C. et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:4245; Miller, D. et al. (1993) Arch. Biochem. Biophys. 301:41; Mori, H. et al. (1992) J. Biol. Chem. 267:17082。β−APPの凝集及び沈着につながる精確な分子機序は不明であるが、そのプロセスは、タンパク質結晶化、微小管形成及びアクチンの重合など、核形成依存的重合作用のそれになぞらえられてきた。例えば Jarrett, J.T. and Lansbury, P.T. (1993) Cell 73:1055−1058を参照されたい。このようなプロセスでは、単量体成分の重合は核が形成されるまで起きない。このように、これらのプロセスは、核形成後の急速な重合が後に続く、凝集までの時間差を特徴としている。核形成は、「シード」即ち前もって形成された核が加わることで加速することがあり、その結果急速な重合が起きる。ロングβ型のβ−APがシードとして働いて、ロングβ−AP型及びショートβ−AP型の両方の重合を加速することが示されている。Jarrett, J.T. et al. (1993) Biochemistry 32:4693。
【0008】
アミノ酸置換をβ−AP内で行ったある研究では、変異型及び非変異型のペプチドが混合すると、二種類の変異型βペプチドが非変異型β−APの重合に干渉したことが報告された。Hilbich, C. et al. (1992) J. Mol. Biol. 228:460−473。この作用を観察するために、等モル量の変異型及び非変異型(即ち天然)βアミロイドペプチドが用いられたが、これらの変異型ペプチドはin vivoで用いるには適していないと報告された。上記のHilbich, C. et al. (1992)。
【0009】
発明の概要
本発明は、アミロイド形成性疾患を治療するための治療薬、その医薬組成物、及びその使用法を提供するものである。本発明の治療薬には、式I−L−Pを含んで成る化合物が含まれ、但し式中、Iは例えばIgG、IgA、IgM、IgD又はIgEなどの免疫グロブリンの重鎖定常領域もしくはそのフラグメントであり;Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そしてPは、例えばβ−アミロイド、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2マイクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン、リゾチーム、ハンチントン、又はα−シヌクレインなどのアミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドである。ある実施態様では、Iは、配列番号:10に示したアミノ酸配列を含んで成っていてもよい。別の実施態様では、Iは、配列番号:10に示したアミノ酸配列に、少なくとも80%、85%、90%、95%、98%、又はそれ以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んで成る。Iは約1〜100、1〜90、1〜80、1〜70、1〜60、1〜50、1〜40、1〜30、1〜20、又は1〜10個のアミノ酸であってもよい。
【0010】
Pは、約 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個のアミノ酸を含んで成ってよく、そして好ましくは約1〜50、1〜40、1〜30、1〜20、又は1〜10個のアミノ酸を含んで成るとよい。いくつかの実施態様では、Pは少なくとも一つの非天然型か又は少なくとも一つのD型アミノ酸を含んで成っていてもよい。ある好適な実施態様では、Pは、例えばβ−アミロイドペプチド、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2ミクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン又はリゾチームなどのアミロイド形成性タンパク質の一亜領域を含んで成っていてもよい。ある好適な実施態様では、Pは、配列番号:1に示すアミノ酸配列又はそのフラグメントを含んで成っていてもよい。別の実施態様では、Pは、配列番号:1に示すアミノ酸配列に対して少なくとも80%、85%、90%、95%、98%、又はそれ以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んで成る。
【0011】
別の実施態様では、Pは、すべてD型アミノ酸から成ると共に、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造、D型ヨードチロシン構造及びD型アラニン構造からなる群より個別に選択される少なくとも三つのアミノ酸残基を有するペプチドである。ある好適な実施態様では、Pは、構造
【0012】
【化2】
(Y−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−Z)
【0013】
を含んで成るペプチドであり、但し式中、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaはそれぞれD型アミノ酸構造であり、そしてXaa、Xaa、Xaa及びXaaのうちの少なくとも二つは、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択され;存在してもしなくともよいYは、式(Xaa)を有する構造であり(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、aは1乃至15までの整数である);そして、存在してもしなくともよいZは、式(Xaa)を有する構造である(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、そしてbは1乃至15までの整数である)。
【0014】
特に好適な実施態様では、Pは、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−フェネチルアミド、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Ala、D−Ala−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr−D−Ala、D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Leu、D−Leu−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Val、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu及びD−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leuからなる群より選択されるペプチドである。
【0015】
別の局面では、本発明は、二量体又は他の多量体である本発明の化合物を特徴とする。
【0016】
更なる局面では、本発明は、治療上有効量の本発明の化合物と薬学的に許容可能な担体とを含んで成る医薬組成物を特徴とする。
【0017】
別の局面では、本発明は、アミロイド形成性タンパク質が対象から除去されるよう、本発明の化合物にアミロイド形成性タンパク質を接触させることにより、対象からアミロイド形成性タンパク質を除去する方法を提供するものである。
【0018】
更に別の局面では、本発明は、本発明の化合物を治療上有効量、対象に投与することで、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療することにより、アルツハイマー病又は海綿状脳症などのアミロイド形成性障害に罹患した対象を治療する方法を特徴とする。
【0019】
別の実施態様では、本発明は、式I−L−P’を含んで成る治療薬を調製する方法を提供するものであり、但し式中、IはIgG、IgA、IgM、IgD又はIgEなどの免疫グロブリンの重鎖定常領域もしくはフラグメントであり;Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そしてP’は標的タンパク質に結合可能なペプチドである。本方法は、(1)ペプチド・ライブラリをスクリーニングして、標的タンパク質に結合する一つ又はそれ以上のペプチドを同定するステップと、(2)標的タンパク質に結合する少なくとも一つのペプチドのアミノ酸配列を決定するステップと、(3)ステップ(2)で同定されたアミノ酸配列を有するペプチドと、免疫グロブリン重鎖定常領域又はフラグメントとを、リンカー基L又は直接的な結合を介して連結して含む治療薬を作製するステップとを含む。
【0020】
発明の詳細な説明
本発明は、アミロイド形成性疾患を治療するための治療薬及びその使用法を提供するものである。本発明の治療薬は式I−L−Pを含んで成る化合物を包含し、但し式中、Iは免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメント(例えばFc領域を含む)であり、;Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そしてPはアミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドである。
【0021】
理論の制約を受けることを意図してはいないが、本発明の化合物のP部分は、アミロイド斑中のアミロイド形成性タンパク質など、アミロイド形成性タンパク質に結合する働きをし、そして本発明の化合物のI部分は、ミクログリア細胞をアミロイド形成性タンパク質に向かわせる働きをし、その後このミクログリア細胞はアミロイド形成性タンパク質及びアミロイド斑に内部移行して分解するであろうと考えられる。
【0022】
ここで交換可能に用いられる用語「I」及び「免疫グロブリン重鎖定常領域」には、例えばγ、γ、γ、γ、μ、α、α、δ、又はε重鎖など、あらゆる免疫グロブリン重鎖の定常領域又はその一フラグメントが含まれる。前記免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントは、モノクローナル由来でも、又はポリクローナル由来でもよく、エピトープ特異性を有していなくともよいが、好ましくはFc領域を含有する(即ち、Fcγ受容体など、ミクログリア細胞のFc受容体などのFc受容体への結合能を保持している)。好適な実施態様では、Iには、免疫グロブリン重鎖定常領域のFc領域が含まれるであろう。例えば、Iには、好ましくは免疫グロブリン重鎖定常領域のCH2及びCH3ドメイン及びヒンジ領域が含まれる。
【0023】
免疫グロブリン重鎖定常領域は当業で公知である。例えば、マウスIgG配列はGenBank登録番号M60428に、ヒトIgG1 配列はGenBank登録番号J00228に、ヒトIgG2 配列はGenBank登録番号J00230に、ヒトIgG3配列はGenBank登録番号AJ390267に、そしてヒトIgG4配列はGenBank登録番号K01316に見ることができる。これら全登録の内容を引用をもってここに援用することとする。使用に好適な配列には、マウスIgGの残基98位からこの分子のC末端までの配列、ヒトIgG1の残基97位からこの分子のC末端までの配列、ヒトIgG2の残基97位からこの分子のC末端までの配列、ヒトIgG3 の残基98位からこの分子のC末端までの配列、及び、ヒトIgG4の残基97位からこの分子のC末端までの配列、がある。ある実施態様では、Iは、配列番号:10に示すアミノ酸配列又はそのフラグメントを含んで成っていてもよい。
【0024】
ここで用いる「Fc受容体」とは、ミクログリア細胞などの細胞の表面上に発現し、IgG、IgA、IgM、IgD又はIgEなどの血中免疫グロブリンの非特異的定常重鎖領域を認識し、これに結合するタンパク質である。
【0025】
ここで用いる「Fc領域」には、免疫グロブリン重鎖定常領域のうちで、Fc受容体の結合に必要な部分が包含される。
【0026】
ここで交換可能に用いられる用語「P」及び「アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチド」には、一つ又はそれ以上のアミノ酸残基をアミド結合で連結して含み、アミロイド形成性タンパク質への結合能を有する化合物が包含されるものと、意図されている。このような化合物は天然のペプチド生体分子でも、天然ペプチド生体分子のアミノ酸配列バリアントでも、又は合成ペプチドでもよい。ある実施態様では、当該ペプチドには20種の天然L型アミノ酸のすべてが含まれる。また当該ペプチドに、一つ又はそれ以上のD型アミノ酸残基及び/又は一つ又はそれ以上の非天然アミノ酸残基が含まれていてもよい。
【0027】
ここで用いる用語「アミロイド形成性タンパク質」には、例えば数多くの様々な疾患の特徴である細胞外のタンパク質沈着物など、アミロイド沈着物を形成できる、又は、アミロイド沈着物の形成に関与する、あらゆるタンパク質が含まれる。その起源は様々ではあるが、アミロイド沈着物はすべて、共通の形態学的性質を有し、特定の染料(コンゴ・レッドなど)で着色し、着色後に偏光下で見ると特徴的な赤−緑複屈折を見せる。これらはまた、共通の超微細構造及び共通のX線回折及び赤外スペクトルを有する。アミロイド形成性タンパク質の例には、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2マイクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン、リゾチーム、ハンチントン、及びα−シヌクレインがある。
【0028】
ここで交換可能に用いる用語「L」及び「リンカー」には、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントと、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドとを連結するのに使用できる直接的な結合又は何らかの作用物質が含まれる。好適なリンカーには、ペプチドリンカーや、タンパク質同士を段階的に連結するのに使用できるヘテロ二重官能性架橋剤がある。幅広いヘテロ二重官能性架橋剤が当業で公知であり、その中には、スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート (SMCC)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル (MBS);N−スクシンイミジル (4−ヨードアセチル) アミノベンゾエート (SIAB)、スクシンイミジル 4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(SMPB)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル) カルボジイミド ヒドロクロリド (EDC);4−スクシンイミジル−オキシカルボニル−a−メチル−a−(2−ピリジルジチオ)−トルエン (SMPT)、N−スクシンイミジル 3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート (SPDP)、スクシンイミジル 6−[3−(2−ピリジルジチオ) プロピオネート] ヘキサノエート (LC−SPDP)がある。
【0029】
ある実施態様では、前記リンカーは一つのアミノ酸残基か、又は、複数のアミノ酸残基から成る一配列である。好ましくは、前記リンカーは約1〜20個、約1〜15個、約1〜10個、又は約1〜5個のアミノ酸残基であるとよい。最も好ましくは、前記リンカーは例えばアラニン又はグリシンなど、小さな側鎖を持つアミノ酸残基を含んで成るとよい。最も好ましくは、前記リンカーはAla又はGly(但し式中Nは約1〜10残基である)であるとよい。
【0030】
さらに本発明は、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療する方法を提供するものである。本方法は、本発明の化合物を治療上有効量、対象に投与することにより、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療するステップを含む。
【0031】
ここで用いる用語「アミロイド形成性障害」には、アミロイド形成性タンパク質の沈着物を原因又は特徴とするあらゆる疾患、障害又は状態が含まれる。アミロイド形成性障害の非限定的な例には、トランスシレチン(TTR)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば家族性アミロイドポリニューロパシー(ポルトガル、日本及びスイス型)、家族性アミロイド心筋症(デンマーク型)、孤立性心臓アミロイド及び全身性老人性アミロイド症;プリオンタンパク質(PrP)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば羊のスクレーピー、牛のウシ海綿状脳症及びヒトのクロイツフェルトヤコブ病(CJ)及びゲルストマン−ストラウスラー−シャインカー症候群を含む海綿状脳症;島アミロイドポリペプチド(IAPP、アミリンとしても知られる)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば成人発症糖尿病及びインシュリノーマなど;心房性ナトリウム利尿因子(ANF)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば孤立性心房性アミロイド; カッパ又はラムダ軽鎖の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば特発性(一次性)アミロイド症、骨髄腫もしくはマクログロブリン血症に随伴するアミロイド症、及びシェーグレン症候群に随伴する一次性限局性皮膚小結節性アミロイド症;アミロイドAの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば反応性(続発性)アミロイド症(例えば Liepnieks, J.J., et al. (1995) Biochim. Biophys. Acta 1270:81−86を参照されたい)、家族性地中海熱及び蕁麻疹及び難聴を伴う家族性アミロイドニューロパシー(マックル−ウェルズ症候群);シスタチンCの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えばアイスランド型のアミロイド症による遺伝性脳出血;β2マイクログロブリン(β2M)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば長期血液透析に伴う合併症;アポリポタンパク質A−I(ApoA−I)の沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば遺伝性非神経障害性全身性アミロイド症(家族性アミロイドポリニューロパシーIII); ゲルソリンの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えばフィンランド型家族性アミロイド症;プロカルシトニン又はカルシトニンの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば甲状腺の髄様癌に伴うアミロイドフィブリル;フィブリノーゲンの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば遺伝性腎アミロイド症;及びリゾチームの沈着物を原因又は特徴とするもの、例えば遺伝性全身性アミロイド症、がある。アミロイド形成性障害の他の例には、ハンチントン病及び封入体筋炎がある。
【0032】
ここで用いる用語「対象」には、温血動物、好ましくはヒトを含む哺乳動物、が含まれる。ある好適な実施態様では、当該対象は霊長類である。さらにより好適な実施態様では、前記霊長類はヒトである。
【0033】
ここで用いる用語、対象に「投与する」には、非経口又は経口経路、筋肉内注射、皮下/皮内注射、静脈内注射、バッカル投与、経皮送達や、直腸、結腸、膣、鼻孔内又は呼吸器官経路(例えば吸入によるなど)による投与のいずれかによる送達を含め、対象の所望の位置に化合物を送達するのに適した何らかの経路により、対象に、(ここに解説するように)医薬製剤に入れた化合物など、ある化合物を対象に施す、送達する又は塗布することを言う。
【0034】
ここで用いる用語「有効量」は、例えば対象のアミロイド形成性障害を治療するのに充分であるなど、所望の結果を達成するのに、必要な投薬量及び期間で有効となる量を包含するものである。本発明の化合物の有効量は、ここで定義する限りにおいて、対象の疾患の状態、年齢及び体重や、対象において所望の応答を惹起する上での化合物の能力などの因子に応じて様々であろう。投薬計画は最適な治療上の応答が得られるように調節してもよい。さらに有効量は、当該化合物の毒性又は有害な作用(例えば副作用)が、治療上有益な作用を下回るようなものである。
【0035】
本発明の化合物の治療上有効量(即ち有効な投薬量)は、体重1kg当たり約0.001乃至 30 mg、好ましくは体重1kg当たり約0.01乃至25 mg、より好ましくは体重1kg当たり約 0.1乃至 20 mg/、そしてさらにより好ましくは1kg当たり約1 乃至10 mg、1kg当たり2 乃至9 mg、1kg当たり3乃至8 mg、1kg当たり 4乃至7 mg、又は体重1kg当たり5 乃至6 mgの範囲内であろう。当業者であれば、限定はしないが、疾患又は障害の重篤度、以前の治療歴、対象の全身の健康及び/又は年齢、及び他の既往症を含む特定の因子が、対象を有効に治療するのに必要な投薬量を左右するであろうことは理解されよう。さらに、本発明の化合物の治療上有効量を用いた対象の治療には、一回の治療を含めることができるが、又は好ましくは一連の治療を含めることもできる。ある例では、体重1kg当たり約0.1乃至20 mgの範囲内の本発明の化合物で、1週間当たり1回を約1乃至10週間の間、好ましくは2乃至8週間の間、より好ましくは約3乃至7週間の間、そしてさらにより好ましくは約4、5、又は6週間、対象を治療する。またさらに、治療に用いる本発明の化合物の有効投薬量は、特定の治療の経過中に増減させてもよいことも理解されよう。
【0036】
本発明の多様な更なる局面を、以下の小項でさらに詳述する。
【0037】
I. 免疫グロブリン重鎖定常領域
本発明の化合物中に用いる免疫グロブリン重鎖定常領域は、当業で公知の多種の技術を用いて得てよい。例えばポリクローナル免疫グロブリン製剤(これを以下に説明するように切断すると免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントが生成されよう)を、所望の動物種の血液から直接得ることができる。このように、ヒトの場合、ポリクローナル免疫グロブリン製剤は、当業者に公知の又は容易に確認できる血液利用プロトコルの旧式装置から調製できる。このような製品が市販されて(サンドス・リミテッド;カッター・ラボラトリーズ;ハイランド・ラボラトリーズ)おり、免疫グロブリンの調製には日常的に用いられている。
【0038】
加えて、必要な場合には、ポリクローナル免疫グロブリン製剤を、所望の種の対象を多種の抗原のいずれかで免疫した後にその血液を回収し、公知の技術で加工したものから調製してもよい。非特異的免疫グロブリン製剤の際だった長所は、投与しようとする種と同じ種から免疫グロブリンを調製すると、種の障壁を越えたことによる免疫反応が防がれ、同じ生成物を繰り返し投与しても、副作用を生じる可能性が低いことである。交差種投与も可能であることを強調しておかねばならない。しかしながら、それらを用いると、アナフィラキシー反応、熱性反応などの有害反応の発生率が増加したり、及び/又は外来免疫グロブリンタンパク質に対する免疫応答が生じて、その効果的な使用を妨げたり、対象の健康を危険にさらす可能性がある。このような反応を避けられることから、治療しようとする種と同じ種を由来とする免疫グロブリン製剤を用いる利点が大きい。
【0039】
モノクローナル免疫グロブリン(以下に解説するように切断すると免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントを生成できる)は、例えば最初にKohler and Milstein (1975) Nature 256:495−497)によって最初に解説されたハイブリドーマ技術 (Brown et al. (1981) J. Immunol. 127:539−46; Brown et al. (1980) J. Biol. Chem .255:4980−83; Yeh et al. (1976) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76:2927−31; and Yeh et al. (1982) Int. J. Cancer 29:269−75も参照されたい);より最近のヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor et al. (1983) Immunol Today 4:72);又はEBV−ハイブリドーマ技術 (Cole et al. (1985), Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77−96)によって調製することができる。モノクローナル抗体ハイブリドーマを作製する技術は公知である(概略的にはMonoclonal Antibodies: A New Dimension In Biological Analyses, Plenum Publishing Corp., New York, New York (1980)の R. H. Kenneth ; E. A. Lerner (1981) Yale J. Biol. Med., 54:387−402; M. L. Gefter et al. (1977) Somatic Cell Genet. 3:231−36を参照されたい)。
【0040】
リンパ球及び不死化細胞株を融合するために用いられる数多くある公知のプロトコルのいずれも、モノクローナル抗体を作製する目的で応用が可能である(例えば 上記のG. Galfre et al. (1977) Nature 266:55052; Gefter et al. Somatic Cell Genet.;Lerner, Yale J. Biol. Med.;上記のKenneth, Monoclonal Antibodiesを参照されたい)。さらに、当業者であれば、このような方法には、有用であろう多くの変更例があることも理解されよう。典型的には、不死細胞株(例えば骨髄腫細胞株)は、リンパ球と同じ哺乳動物種を由来とする。例えば本発明の免疫原性製剤で免疫したマウスから採ったリンパ球を、不死化マウス細胞株に融合することにより、マウスハイブリドーマを作製できる。好適な不死細胞株は、ヒポキサンチン、アミノプテリン及びチミジンを含有する培地(「HAT培地」)に感受性のあるマウス骨髄腫細胞株である。例えばP3−NS1/1−Ag4−1、P3−x63−Ag8.653 又はSp2/O−Ag14 骨髄腫株など、数多くある骨髄腫細胞株のいずれも、標準的技術による融合相手として使用できる。これらの骨髄腫株はATCCから入手できる。典型的には、HAT感受性マウス骨髄腫細胞をマウス脾細胞にポリエチレングリコール(「PEG」)を用いて融合する。次に、この融合でできたハイブリドーマ細胞を、未融合の骨髄腫細胞及び産生能のないまま融合した骨髄腫細胞を殺すHAT培地を用いて選択にかける(融合しなかった脾細胞は、形質転換していないために数日後に死滅する)。
【0041】
モノクローナル抗体分泌性ハイブリドーマを作製する代わりに、(以下に解説するように切断すれば免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントを作製できる)モノクローナル抗体は、組換えコンビナトリアル免疫グロブリン・ライブラリ(例えば抗体ファージ・ディスプレイ・ライブラリ)から分離することができる。ファージ・ディスプレイ・ライブラリを作製し、スクリーニングするキットは市販のものが入手できる(例えばファルマシア・リコンビナント・ファージ抗体システム、カタログ番号NO.27−9400−01; 及びストラータジーンSurfZAPTMファージ・ディスプレイ・キット、カタログ番号No. 240612)。さらに、抗体ディスプレイ・ライブラリを作製及びスクリーニングするための使用に特に適した方法及び試薬の例は、例えばラドナー氏らの米国特許第5,223,409号;カン氏らのPCT国際公報No. WO 92/18619;ダワー氏らのPCT国際公報No. WO 91/17271;ウィンター氏らのPCT 国際公報WO 92/20791;マークランド氏らのPCT国際公報No. WO 92/15679;ブレイトリング氏らのPCT国際公報 WO 93/01288;マクファーティ氏らのPCT国際公報No. WO 92/01047;ガラード氏らのPCT国際公報No. WO 92/09690;ラドナー氏らのPCT 国際公報No. WO 90/02809;Fuchs et al. (1991) Bio/Technology 9:1370−1372; Hay et al. (1992) Hum. Antibod. Hybridomas 3:81−85; Huse et al. (1989) Science 246:1275−1281; Griffiths et al. (1993) EMBO J 12:725−734; Hawkins et al. (1992) J. Mol. Biol. 226:889−896; Clarkson et al. (1991) Nature 352:624−628; Gram et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:3576−3580; Garrad et al. (1991) Bio/Technology 9:1373−1377; Hoogenboom et al. (1991) Nuc. Acid Res. 19:4133−4137; Barbas et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7978−7982; 及びMcCafferty et al. Nature (1990) 348:552−554に見ることができる。
【0042】
さらに、標準的な組換えDNA技術を用いて作製できる、ヒト及び非ヒト部分の両方を含んで成る組換え免疫グロブリン、例えばキメラ免疫グロブリンやヒト化免疫グロブリンを用いても、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントを作製できる。このようなキメラ及びヒト化モノクローナル免疫グロブリン/抗体は、当業で公知の組換えDNA技術、例えば、ロビンソン氏らの国際出願No. PCT/US86/02269;アキラ氏らのヨーロッパ特許出願184,187;タニグチ・M氏のヨーロッパ特許出願171,496;モリソン氏らのヨーロッパ特許出願173,494;ノイベルガー氏らのPCT国際公報No. WO 86/01533;キャビリー氏らの米国特許第4,816,567号;キャビリー氏らのヨーロッパ特許出願125,023;Better et al. (1988) Science 240:1041−1043; Liu et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3439−3443; Liu et al. (1987) J. Immunol. 139:3521−3526; Sun et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:214−218; Nishimura et al. (1987) Canc. Res. 47:999−1005; Wood et al. (1985) Nature 314:446−449; and Shaw et al. (1988) J. Natl. Cancer Inst. 80:1553−1559); Morrison, S. L. (1985) Science 229:1202−1207; Oi et al. (1986) BioTechniques 4:214; ウィンター氏の米国特許第5,225,539号; Jones et al. (1986) Nature 321:552−525; Verhoeyan et al. (1988) Science 239:1534; 及び Beidler et al. (1988) J. Immunol. 141:4053−4060に解説された方法を用いて作製することができる。
【0043】
上記の技術のいずれかにより調製された抗体/免疫グロブリンを、次に、例えばパパイン、ペプシン及びサブチリシンなどの公知の酵素を用いるなどして切断して、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントを作製してもよい。
【0044】
さらに、本発明の(免疫グロブリン重鎖定常領域、又は、Fc領域を含むその一フラグメントなどの一フラグメントを含んで成る)化合物を、以下に詳述するように、標準的な組換えDNA技術を用いて融合タンパク質として作製してもよい。
【0045】
II. アミロイド形成性タンパク質を結合可能なペプチド
本発明の化合物の「P」成分は、アミド結合で連結された二つ以上のアミノ酸残基を含んで成ると共に、アミロイド形成性タンパク質への結合能を有するいかなる分子であってもよい。
【0046】
ある実施態様では、本発明の化合物の「P」成分は、天然β−APのアミノ酸配列に基づいて設計される。ここで交換可能に用いられる用語「天然β−AP」、「天然β−アミロイドペプチド」及び「天然Aβペプチド」は、β−AP凝集及びβ−アミロイド症に関与するβアミロイド前駆タンパク質(APP)から天然で生ずるタンパク質分解開裂生成物を包含することを意図している。これらの天然ペプチドには、39乃至43アミノ酸残基を有するβ−アミロイドペプチド(即ちAβ1−39、Aβ1−40、Aβ1−41、Aβ1−42及びAβ1−43)が含まれる。天然β−APのアミノ末端アミノ酸残基は、770アミノ酸残基型のアミロイド前駆タンパク質(「APP−770」)の672位のアスパラギン酸残基に相当する。43アミノ酸長型の天然β−APはアミノ酸配列
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIAT (配列番号:1)
を有し、このときこの短い形では、カルボキシ末端で1乃至4基のアミノ酸残基が欠失している。アミロイド形成性タンパク質に結合できれば、天然β−AP中のいかなるフラグメントも、本発明の化合物中の「P」成分として用いてよい。好ましくは、本発明の化合物中の「P」成分は、天然Aβペプチドのうちの連続した少なくとも 4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20アミノ酸残基を含んで成るとよいであろう。
【0047】
ある好適な実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分は、「Aβ凝集コアドメイン」(ACD)のアミノ酸配列に基づいて設計される。ここで用いる用語「Aβ凝集コアドメイン」とは、それぞれの内容全体を引用をもってここに援用する米国特許出願第08/548,998 号及び米国特許出願第08/616,081号が詳述するように、天然β−アミロイドペプチドのうちの亜領域であって、この亜領域をそのL型アミノ酸型のままで適宜修飾(例えばアミノ末端で修飾)すれば、天然β−APの凝集を修飾するのに充分であるような亜領域、を言う。好ましくは、本発明の化合物中の「P」成分は、15アミノ酸長未満、より好ましくは3乃至10アミノ酸長、の天然β−APの亜領域であるか、又は、前記亜領域に倣ってモデル化されるとよい。多様な実施態様が考えられ、本発明の化合物中の「P」成分は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15又はそれ以上のアミノ酸長であるβ−AP亜領域であるか、又は、前記亜領域に倣ってモデル化される。
【0048】
ある実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のモデルの基となるβ−APの亜領域は、β−APのインターナル又はカルボキシ末端領域(即ち、アミノ末端のアミノ酸1位より下流)である。従って、Pは、Aβのうちの35以下、30以下、25以下、20以下又は15以下のアミノ酸残基を含有する一フラグメントであってよい。別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分は、β−APのうちで疎水性である亜領域であるか、又は、前記亜領域に倣ってモデル化される。好適な「P」成分は、天然β−APのうちのアミノ酸残基16−30位、17−20位、17−21位、16−25位、又は1−25位を包含するもの(それぞれAβ16−30、Aβ17−20、Aβ17−21、Aβ16−25、又はAβ1−25)である。Aβ17−20及びAβ17−21のアミノ酸配列は それぞれLeu−Val−Phe−Phe (配列番号:2)及び Leu−Val−Phe−Phe−Ala (配列番号:3)である。
【0049】
本発明の化合物中の「P」成分は、L型アミノ酸配列のAβ17−20、Aβ17−21、Aβ16−25もしくはAβ1−25に対応するD型アミノ酸配列や、L型アミノ酸配列のAβ17−20、Aβ17−21、Aβ16−25もしくはAβ1−25のレトロ−インベルソ異性体であるD型アミノ酸配列や、又は、L型アミノ酸配列のAβ17−20、Aβ17−21、Aβ16−25もしくはAβ1−25のスクランブル型もしくは置換型であるD型アミノ酸配列、を含んで成っていてもよい。有効な「P」成分の構造は全体的には疎水性であり、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択される少なくとも二つのD型アミノ酸構造が存在することを特徴とする。ここで用いる用語「D型アミノ酸構造」(例えば「D型ロイシン構造」、「D型フェニルアラニン構造」又は「D型バリン構造」)には、D型アミノ酸や、「P」成分のアミロイド形成性タンパク質への結合能を維持したD型アミノ酸の類似体、誘導体及びミメティックが含まれるものと、意図する。例えば用語「D型フェニルアラニン構造」には、D型フェニルアラニンだけでなく、D型ピリジルアラニン及びD型ホモフェニルアラニンが含まれるものと、意図する。用語「D型ロイシン構造」には、D型ロイシンだけでなく、D型ノルロイシンなど、脂肪族の側鎖を有するD型バリン又は他の天然もしくは非天然アミノ酸での置換が含まれるものと、意図する。用語「D型バリン構造」には、D型バリンだけでなく、脂肪族の側鎖を有するD型ロイシンもしくは他の非天然アミノ酸での置換が含まれるものと、意図する。
【0050】
他の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造は、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造、D型バリン構造、D型アラニン構造、D型チロシン構造及びD型ヨードチロシン構造からなる群より個別に選択される少なくとも二つのD型アミノ酸構造を含んで成る。別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造は、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択される少なくとも三つのD型アミノ酸構造から成る。さらに別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造は、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造、D型バリン構造、D型アラニン構造、D型チロシン構造及びD型ヨードチロシン構造からなる群より個別に選択される少なくとも三つのD型アミノ酸構造から成る。さらに別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造は、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択される少なくとも四つのD型アミノ酸構造を含んで成る。さらに別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造は、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択される少なくとも四つのD型アミノ酸構造から成る。ある好適な実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分のペプチド構造には、D−Phe−D−Phe、D−Phe−D−Tyr、D−Tyr−D−Phe、D−Phe−D−IodoTyr 及びD−IodoTyr−D−Pheからなる群より選択されるD型アミノ酸ジペプチドが含まれる。
【0051】
ある実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分は、式(I):
【0052】
【化3】
Figure 2004534511
【0053】
を含んで成り、
但し式中、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaはそれぞれD型アミノ酸構造であり、そしてXaa、Xaa、Xaa及びXaaのうちの少なくとも二つは、 D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造から成る群より個別に選択され;
存在してもしなくともよいYは式(Xaa)を有する構造(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、そしてaは1乃至15までの整数である)であり;
存在してもしなくともよいZは式(Xaa)を有する構造(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、そしてbは1乃至15までの整数である)であり;
存在してもしなくともよいAは、「P」成分に直接的又は間接的に結合した修飾基であり;そして
nは1乃至15までの整数であり;
但し式中、Xaa、Xaa、Xaa、Xaa、Y、Z、A及びnは、「P」成分がアミロイド形成性タンパク質に結合するように選択される。
この式の下位実施態様では、5番目のアミノ酸残基Xaaが、XaaのC末端に明示され、そして存在してもしなくともよいZは、式(Xaa)を有する構造(但し式中、Xaaは何らかのD型アミノ酸構造であり、そしてbは1乃至14までの整数である)である。従って、本発明の化合物中の「P」成分は、式(II):
【0054】
【化4】
Figure 2004534511
を含んで成っていてもよく、
但し式中、bは1乃至14までの整数である。
【0055】
ある好適な実施態様では、式(I)のXaa、Xaa、Xaa、Xaaは、Aβ17−20の配列又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、Xaaは D型アラニン構造又はD型ロイシン構造であり、XaaはD型バリン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaは D型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造である。
【0056】
別の好適な実施態様では、式(II)のXaa、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaは、Aβ17−21の配列又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、Xaaは D型アラニン構造又はD型ロイシン構造であり、XaaはD型バリン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaはD型アラニン構造又はD型ロイシン構造である。
【0057】
別の好適な実施態様では、式(I)のXaa、Xaa、Xaa、及びXaaは、Aβ17−20のレトロ−インベルソ異性体又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造、D型ロイシン構造又はD型フェニルアラニン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaはD型バリン構造又はD型ロイシン構造である。
【0058】
別の好適な実施態様では、式(II)のXaa、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaは、Aβ17−21のレトロインベルソ異性体又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造、D型ロイシン構造又はD型フェニルアラニン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型バリン構造又はD型ロイシン構造であり、そしてXaaはD型ロイシン構造である。
【0059】
別の実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分は、式(III):
【0060】
【化5】
A−(Y)−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−(Z)−B (III)
【0061】
を含んで成っていてもよく、
但し式中、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaはそれぞれD型アミノ酸構造であり、そしてXaa、Xaa、Xaa及びXaaのうちの少なくとも二つは、 D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造から成る群より個別に選択され;
存在してもしなくともよいYは式(Xaa)を有するペプチド構造(但し式中、Xaaは何れかのアミノ酸構造であり、そしてaは1乃至15までの整数である)であり;
存在してもしなくともよいZは式(Xaa)を有するペプチド構造(但し式中、Xaaは何れかのアミノ酸構造であり、そしてbは1乃至15までの整数である)であり;
存在してもしなくともよいAは、「P」成分のアミノ末端に直接的又は間接的に結合した修飾基であり;そして
存在してもしなくともよいBは、「P」成分のカルボキシ末端に直接的又は間接的に結合した修飾基であり;
Xaa、Xaa、Xaa、Xaa、Y、Z、A及びBは、当該化合物がアミロイド形成性タンパク質に結合するように選択される。
式(III)の下位実施態様では、5番目のアミノ酸残基Xaaが、XaaのC末端に明示され、存在してもしなくともよいZは、式(Xaa)を有する構造(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、そしてbは1乃至14までの整数である)である。従って、本発明の化合物中の「P」成分は、式(IV):
【0062】
【化5】
A−(Y)−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−(Z)−B (IV)
を含んで成っていてもよく、
但し式中、bは1乃至14までの整数である。
【0063】
ある好適な実施態様では、式(III)のXaa、Xaa、Xaa、Xaaは、Aβ17−20の配列又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造又はD型ロイシン構造であり、XaaはD型バリン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造である。
【0064】
別の好適な実施態様では、式(IV)のXaa、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaは、Aβ17−21の配列又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造又はD型ロイシン構造であり、XaaはD型バリン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaはD型アラニン構造又はD型ロイシン構造である。
【0065】
別の好適な実施態様では、式(III)のXaa、Xaa、Xaa及びXaaは、Aβ17−20のレトロ−インベルソ異性体又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造、D型ロイシン構造又はD型フェニルアラニン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、そしてXaaはD型バリン構造又はD型ロイシン構造である。
【0066】
別の好適な実施態様では、式(IV)のXaa、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaは、Aβ17−21のレトロインベルソ異性体又はその許容可能な置換に基づいて選択される。従って、好適な実施態様では、XaaはD型アラニン構造、D型ロイシン構造又はD型フェニルアラニン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型フェニルアラニン構造、D型チロシン構造又はD型ヨードチロシン構造であり、XaaはD型バリン構造又はD型ロイシン構造であり、そしてXaaはD型ロイシン構造である。
【0067】
好適な実施態様では、本発明の化合物中の「P」成分は、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−フェネチルアミド、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Ala、D−Ala−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr−D−Ala、D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Leu、D−Leu−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Val、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu、及びD−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leuからなる群より選択されるペプチド構造を含んで成っていてもよい。
【0068】
好適な「P」成分は、前述のAβ17−21のレトロ−インベルソ異性体又はその許容可能な置換に基づいてデザインされたD型アミノ酸ペプチドアミドを含むものであろう。
【0069】
本発明の化合物中の「P」成分のD型アミノ酸ペプチド構造には、さらに、類似体、誘導体及びミメティックを含め、アミロイド形成性タンパク質への「P」成分の結合能を保持した他のペプチド修飾も含まれると、意図されている。例えば、「P」成分のD型アミノ酸ペプチド構造をさらに修飾して、その安定性、生物学的利用能、又は可溶性を増してもよいであろう。ここで用いる用語「類似体」、「誘導体」及び「ミメティック」には、あるD型ペプチド構造の化学構造を模倣すると共に、そのD型ペプチド構造の機能的性質を保持した分子が包含されることが、意図されている。ペプチド類似体、誘導体及びミメティックをデザインするアプローチは当業で公知である。例えばファーマーP.S.氏のDrug Design (E.J. Ariens, ed.) Academic Press, New York, 1980, vol. 10, pp. 119−143; Ball. J.B. 及びAlewood, P.F. (1990) J. Mol. Recognition 3:55; Morgan, B.A. and Gainor, J.A. (1989) Ann. Rep. Med. Chem. 24:243; and Freidinger, R.M. (1989) Trends Pharmacol. Sci. 10:270を参照されたい。さらにSawyer, T.K. (1995) ”Peptidomimetic Design and Chemical Approaches to Peptide Metabolism” in Taylor, M.D. and Amidon, G.L. (eds.) Peptide−Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Chapter 17; Smith, A.B. 3rd, et al. (1995) J. Am. Chem. Soc. 117:11113−11123; Smith, A.B. 3rd, et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:9947−9962; and Hirschman, R., et al. (1993) J. Am. Chem. Soc. 115:12550−12568も参照されたい。
【0070】
ここで用いる、ある化合物X(例えばペプチド又はアミノ酸)の「誘導体」とは、当該化合物が有する一つ又はそれ以上の反応基が置換基で誘導変化させてある形のXを言う。ペプチド誘導体の例には、アミノ酸側鎖、ペプチド骨格、又はアミノ末端もしくはカルボキシ末端が誘導変化させてあるペプチド(例えばメチル化アミド結合を有するペプチド化合物など)がある。ここで用いる、ある化合物Xの「類似体」とは、Xの機能的活性に必要なXの化学構造は保持しているが、Xとは異なる化学構造もいくつか含有するような化合物を言う。天然で生ずるペプチドの類似体の一例は、一つ以上の非天然アミノ酸を含有するペプチドである。ここで用いる、ある化合物Xの「ミメティック」とは、Xの機能的活性に必要なXの化学構造が、Xのコンホメーションを模倣した他の化学構造に置換してある化合物を言う。ペプチドミメティックの例には、ペプチド骨格が一つ又はそれ以上のベンゾジアゼピン分子に置換されたペプチド化合物がある(例えば James, G.L. et al. (1993) Science 260:1937−1942を参照されたい)。
【0071】
「P」成分の類似体には、当該ペプチド構造のうちの一つ又はそれ以上のD型アミノ酸が、元の「P」成分の性質が維持されるような同族のアミノ酸に置換された化合物が含まれるものと、意図する。好ましくは保存的アミノ酸置換が一つ又はそれ以上のアミノ酸残基でなされるとよい。「保存的アミノ酸置換」とは、アミノ酸残基を、同様の側鎖を有するアミノ酸残基に置換するものである。塩基性の側鎖(例えばリシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性の側鎖(例えばアスパラギン酸、グルタミン酸)、無電荷の極性側鎖(例えばグリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖(例えばアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖(例えばスレオニン、バリン、イソロイシン)、及び芳香族の側鎖(例えばチロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を含め、同様の側鎖を有するアミノ酸残基の仲間が当業で定義されている。「P」成分のペプチド構造に行うことのできる同族置換の非限定的例には、D型フェニルアラニンのD型チロシン、D型ピリジルアラニン又はD型ホモフェニルアラニンへの置換、D型ロイシンのD型バリン又は他の、脂肪族側鎖を有する天然もしくは非天然アミノ酸への置換、及び/又は、D型バリンのD型ロイシン又は他の、脂肪族側鎖を有する天然もしくは非天然のアミノ酸への置換、がある。
【0072】
用語ミメティック、特にペプチドミメティックには、同配体が含まれるものと、意図する。ここで用いる用語「同配体」には、第一の構造の立体コンホメーションが第二の構造に特異的な結合部位に合致するために、前記第二の化学構造に置換することのできるような化学構造が含まれるものと、意図する。この用語には、特に、当業者に公知のペプチド骨格修飾(即ちアミド結合ミメティック)が含まれる。このような修飾には、アミド窒素の修飾、α位炭素の修飾、アミドカルボニルの修飾、アミド結合の完全な置換、伸長、削除又は骨格の架橋がある。ψ[CHS]、ψ[CHNH]、ψ[CSNH]、ψ[NHCO]、ψ[COCH]、及びψ[(E)又は(Z) CH=CH]を含め、いくつかのペプチド骨格修飾が公知である。上で用いた命名法において、ψはアミド結合が無いことを指す。アミド基を置換する構造が括弧内に明示されている。
【0073】
他の可能な修飾には、N−アルキル(又はアリール)の置換(ψ[CONR])、又は骨格を架橋してラクタム又は他の環構造を形成する修飾がある。「P」成分の他の誘導体には、C末端ヒドロキシメチル誘導体、O−修飾誘導体(例えばC末端ヒドロキシメチルベンジルエーテル)、アルキルアミド及びヒドラジドなどの置換アミドを含むN末端修飾誘導体、及び、C末端のフェニルアラニン残基をフェネチルアミド類似体に置換(例えばVal−PheフェネチルアミドをトリペプチドVal−Phe−Pheの類似体とした)した「P」成分、がある。
【0074】
さらに「P」成分を、修飾基で修飾してもよい。用語「修飾基」には、「P」成分のペプチド構造に(例えば共有結合などにより)直接結合させる構造や、ペプチド構造に(例えば安定な非共有結合によるもの、又は、付加的なアミノ酸残基、そのミメティック、類似体もしくは誘導体への共有結合により((これらのアミノ酸残基に当該ペプチド構造をフランクさせてもよい))間接的に結合させたものが含まれると、意図されている。例えば、修飾基を「P」成分のアミノ末端又はカルボキシ末端に結合させることができる。代替的には、修飾基を、「P」成分の少なくとも一つのL型もしくはD型アミノ酸残基の側鎖に(例えばリシル残基のイプシロンアミノ基を介して、アスパラギン酸残基もしくはグルタミン酸残基のカルボキシル基を介して、又は、チロシル残基、セリン残基もしくはスレオニン残基のヒドロキシ基を介して、あるいは、アミノ酸側鎖に付いた他の適した反応基を介して)結合させることができる。「P」成分に共有結合させる修飾基は、例えばアミド、アルキルアミノ、カルバメート、ウレア又はエステル結合などを含め、化学構造を連結するための当業で公知の手段及び方法を用いて結合させることができる。
【0075】
本発明の化合物の「P」成分(や本発明の化合物の「L」又は「I」成分)にさらに修飾を行って、検出可能な物質で「P」成分(又は「L」もしくは「I」成分)を標識することもできる。適した検出可能な物質には、多種の酵素、補欠分子団、蛍光物質、発光物質及び放射性物質がある。適した酵素の例には、西洋わさびペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、又はアセチルコリンエステラーゼがある。適した補欠分子団複合体の例には、ストレプトアビジン/ビオチン及びアビジン/ビオチンがある。適した蛍光物質の例には、ウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、ダンジルクロリド又はフィコエリトリンがある。発光物質の例にはルミノールがある。適した放射性物質の例には、14 123I、124I、125I、131I、99mTc、 35S又はHがある。ある好適な実施態様では、「P」成分(又は「L」もしくは「I」成分)を、修飾基か、又は「P」成分(又は「L」もしくは「I」成分)中の一つ以上のアミノ酸構造に14Cを取り入れることにより、14Cで放射性標識する。本発明の標識された化合物を用いると、本発明の化合物のin vivo での薬物動態を評価したり、診断を目的してなど、アミロイド形成性タンパク質の凝集を検出することができる。アミロイド形成性タンパク質の凝集は、in vivo でも、又は対象から得たin vitro試料中のいずれでも検出することができる。
【0076】
好ましくは、in vivo診断薬としての使用の場合、本発明の化合物を、(「P」もしくは「L」もしくは「I」成分を介して)放射性テクネチウム、例えば99mTc又はヨウ素で標識する。テクネチウムでペプチド化合物を標識する方法は当業で公知である(例えば、すべてディーン氏らによる米国特許第5,443,815号、第5,225,180号及び第5,405,597号;Stepniak−Biniakiewicz, D., et al. (1992) J. Med. Chem. 35:274−279; Fritzberg, A.R., et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:4025−4029; Baidoo, K.E., et al. (1990) Cancer Res. Suppl. 50:799s−803s; and Regan, L. and Smith, C.K. (1995) Science 270:980−982を参照されたい)。例えば遊離アミノ基を有するコール酸のAic誘導体など、99mTcのキレート基を導入できる箇所のある修飾基を選択することができる。別の実施態様では、「P」成分(又は「L」もしくは「I」成分)を放射性ヨウ素で標識してもよい。例えば「P」成分内のフェニルアラニン残基(例えばAβ配列内のPhe19又はPhe20)を放射性ヨードチロシルに置換することができる。放射性ヨウ素の多種のアイソタイプのいずれも、診断薬を作製するために導入することができる。好ましくは、全身シンチグラフィーには123I(半減期=13.2時間)を用い、陽電子射出断層撮影法(PET)には124I(半減期=4日間)を用い、代謝回転速度研究には125I(半減期=60日間)を用い、そして全身計数及び遅延低解像度画像研究には131I(半減期=8日間)を用いる。
【0077】
ある実施態様では、「P」成分を「プロドラッグ」型で作製し、このときこの「P」成分自体はアミロイド形成性タンパク質には結合しないが、in vivoで代謝されたときに、ここで定義するアミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドに変化することができる。活性型のペプチドベースの薬物の送達が最適に行われるよう、代謝を制限するペプチドプロドラッグを調製するには、多種の戦略が当業で公知である(例えばMoss, J. (1995) in Peptide−Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M.D. and Amidon, G.L. (eds), Chapter 18を参照されたい。さらに、「逐次的代謝」に基づいた中枢神経系送達を達成するよう、いくつかの戦略が特に調整されている(例えば Bodor, N., et al. (1992) Science 257:1698−1700; Prokai, L., et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:2643−2644; Bodor, N. and Prokai, L. (1995) in Peptide−Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M.D. and Amidon, G.L. (eds), Chapter 14を参照されたい。プロドラッグ型の「P」成分の一実施態様では、当該修飾基は血液脳関門透過性を促すよう、アルキルエステルを含んで成る。
【0078】
アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチド(本発明の化合物中の「P」成分)は、例えば Bodansky, M. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) and Grant, G.A (ed.). Synthetic Peptides: A User’s Guide, W.H. Freeman and Company, New York (1992)などに解説されたものなど、当業で公知の標準的技術により調製できる。自動ペプチド合成装置は市販のものを利用できる(例えばアドバンスド・ケムテック・モデル396;ミリジェン/バイオサーチ9600)。さらに、アミノ基(例えばペプチドのアミノ末端のアルファ位アミノ基など)、カルボキシル基(例えばペプチドのカルボキシ末端のものなど)、ヒドロキシル基(例えばチロシン、セリン又はスレオニン残基などに付いたもの)、又はアミノ酸側鎖に付いた他の適した反応基と反応させる方法を用いるなど、標準的な方法により、「P」成分に一つ又はそれ以上の修飾基を結合させることができる(例えばGreene, T.W and Wuts, P.G.M. Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, Inc., New York (1991)を参照されたい)。
【0079】
さらに、「P」成分を含んで成る本発明の化合物は、以下に詳述するように、標準的な組換えDNA技術を用いて融合タンパク質としても作製してよい。
【0080】
III. 本発明の化合物を調製する方法
本発明の化合物は、当業者に公知の方法のいずれによって調製してもよい。例えば、免疫グロブリン重鎖定常領域又はその一フラグメント、例えばFc領域を含んで成る一フラグメントなど、(「I」)と、アミロイド形成性タンパク質(「P」)に結合可能なペプチドは、前出の項で解説したとおりに調製し、リンカー基を介して化学的に架橋してもよい。数多くの化学的架橋剤が当業で公知である(例えばイリノイ州ロックフォードのピアース社から市販のものなど)。アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドに、免疫グロブリン重鎖定常領域を高収率で結合させられるような架橋剤を選択することができる。
【0081】
代替的には、本発明の化合物を、例えば Sambrook, J., Fritsh, E. F., and Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd, ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989などに解説された標準的な組換えDNA技術を用いて、融合タンパク質として調製してもよい。簡単に説明すると、免疫グロブリン重鎖定常領域又はその一フラグメント(「I」)、例えばFc領域を含んで成る一フラグメントなど、をコードする核酸分子が、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチド(「P」)をコードする核酸分子に作動的に連結されたコンストラクトを、適切な発現ベクタ内に作製してもよい。用語「作動的に連結された」とは、コードされた免疫グロブリン重鎖定常領域ポリペプチドと、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドとが、相互にイン−フレームで融合されていることを指すことを意図する。生じる化合物の活性が維持される限り、免疫グロブリン重鎖定常領域ポリペプチドは、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドのN末端又はC末端のいずれにも融合させることができる。例えば、これら二者のポリペプチド配列をコードするDNA断片は、平滑末端又は付着末端を連結に用いる、制限酵素消化を行って末端を適切にする、付着末端を適宜充填する、アルカリホスファターゼ処理を行って望ましくない接合を避ける、及び酵素による連結を行うなど、従来技術によってイン−フレームで相互に連結される。遺伝子断片のPCR増幅は、二つの連続した遺伝子断片の間で相補的な突き出し部が生ずるアンカー・プライマを用いて行うことができ、次に、これら二つの連続した遺伝子断片をアニールし、再度増幅すればキメラ遺伝子配列を作製することができる(例えば Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al. John Wiley & Sons: 1992を参照されたい)。
【0082】
生成される発現ベクタを適した宿主細胞に導入して、融合タンパク質を生成させてもよい。用いる組換え発現ベクタは、原核もしくは真核細胞で融合タンパク質が発現されるよう、デザインすることができる。例えば、前出の融合タンパク質は、E. coliなどの細菌細胞、(バキュロウィルス発現ベクタを用いて)昆虫細胞、酵母細胞又は哺乳動物細胞で発現させることができる。適した宿主細胞はさらに Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990)に解説されている。代替的には、組換え発現ベクタを、例えばT7プロモータ調節配列及びT7ポリメラーゼを用いるなどして、in vitroで転写及び翻訳させることもできる。
【0083】
融合を行う精確な部位は重要ではない。具体的な部位がいくつか公知であり、本発明の化合物の生物活性や、「P」及び「I」成分の結合上の特徴を最適化するよう、選択してもよい。典型的には、このような融合は、免疫グロブリン重鎖の重鎖定常領域のうちの少なくとも一つの機能的に活性なCH1、CH2、CH3及び/又はヒンジドメインを保持するものである。好適な実施態様では、融合タンパク質は、免疫グロブリン重鎖の重鎖定常領域の機能的に活性なCH2ドメインを保持するものである。融合は、重鎖定常領域のCH3ドメインのC末端に行っても、又は、重鎖定常領域のCH1ドメインのN末端に直接行ってもよい。好ましくは、Pを、選択に応じてLを介して、IのN末端に融合させるとよい。
【0084】
好ましくは、Iが、CH2及びCH3ドメインと、ヒンジドメイン又はその一部分を含有するとよい。特に好適な実施態様では、IはCH2及びCH3ドメインと、ヒンジドメイン又はその一部分を含有するが、CH1ドメインは含有しない。この実施態様では、Pを直接又はリンカを介してIのN末端に融合させる。
【0085】
本発明の融合タンパク質の発現は、様々なコンストラクトを用いて達成可能である。プロペプチドのある、もしくはないリーダ配列を含有するコンストラクトは、融合タンパクを発現し、上清中に直接分泌する。さらに、本発明の融合タンパク質を、例えばFGF受容体、TNF受容体もしくはgp120の細胞外ドメインなど、膜タンパク質の細胞外ドメインに融合させ、これら二者の融合配列間にプロテアーゼ開裂部位を設けることができる。ある好適な実施態様では、プロテアーゼ開裂部位はエンテロキナーゼ部位である。この実施態様では、細胞外ドメインを含有する大型の融合タンパク質を発現及び上清中に分泌させ、本発明による所望の融合タンパク質を、細胞外ドメインから、エンテロキナーゼによる特異的開裂により分離することができる。
【0086】
いくつかの実施態様では、本発明の化合物を、単量体、ヘテロもしくはホモ二量体、又は多量体としてアッセンブリさせる。基本的な四つの鎖構造ユニットは、IgG、IgD、及びIgEが中に存在する形である。四つの鎖ユニットが高分子量の免疫グロブリンでは反復している。IgMは一般に、ジスルフィド結合で相互に固定された基本的な四つの鎖ユニットの五量体として存在する。IgAグロブリン、そして時にIgGグロブリンも、血清中で多量体型で存在すると思われる。多量体の場合、各四つの鎖ユニットは同じである場合も、異なる場合もある。
【0087】
好ましくは、本発明の化合物を、二本の重鎖定常領域又はそのフラグメント、例えばFc領域を含んで成るフラグメントなど、の間がジスルフィド結合で連結された二つの単量体ユニットを持つ二量体として調製する。本発明の化合物は、ホモ二量体として調製しても、又は、例えば異なる「P」成分を含有するヘテロ二量体の化合物としてなど、ヘテロ二量体として調製してもよい。
【0088】
IV. 医薬組成物
本発明の別の局面は、本発明の化合物の医薬組成物に関する。ある実施態様では、本組成物は、アミロイド形成性タンパク質に結合すると共にそれを小グリア細胞に向かわせるのに充分な治療上又は予防上有効量の本発明の化合物と、薬学的に許容可能な担体とを含有する。「治療上有効量」とは、アミロイド形成性タンパク質沈着の減少、及び/又は、アミロイド形成性タンパク質に関係する神経毒性の減少もしくは反転など、所望の治療結果を達成するのに必要な投薬量及び期間で有効となる量を言う。本発明の化合物の治療上有効量は、例えば対象の疾患状態、年齢、性別、及び体重や、当該化合物が所望の応答を対象において惹起する能力などの因子に応じて変動するであろう。最適な治療応答が得られるよう、投薬計画を調節することができる。治療上有効量とはまた、治療上有益な作用が、化合物の何らかの毒性又は有害な作用を上回るものでもある。本発明の化合物の潜在的な神経毒性は、ここで解説した検定を用いて検定することができ、有意な神経毒性を示さない治療上有効な化合物を選択することができる。ある好適な実施態様では、本発明の化合物の治療上有効量は、モル過剰量のアミロイド形成性タンパク質の凝集を変化、そして好ましくは阻害するのに充分な量である。「予防上有効量」とは、例えばアミロイド形成性タンパク質沈着の素因があるとされた対象において、アミロイド形成性タンパク質の沈着速度、及び/又は、アミロイド形成性タンパク質関連神経毒性、を妨げる又は阻害するなど、所望の予防結果を達成するのに必要な投薬量及び期間で有効となる量を言う。予防上有効量は、治療上有効量に関して上述したように決定することができる。典型的には、予防的用量は、疾患の前又は初期段階で対象に用いられるため、予防上有効量は治療上有効量よりも少ないであろう。
【0089】
本発明の化合物の治療上もしくは予防上有効量を決定する上で考慮してもよい因子の一つは、対象の脳脊髄液(CSF)など、対象から得た生物試料中での天然β−APなどのアミロイド形成性タンパク質の濃度である。CSF中の天然β−APの濃度は 3 nMであると推定されている (Schwartzman, (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:8368−8372)。本発明の化合物の治療上もしくは予防上有効量の非限定的範囲は、0.01nM乃至10μMである。
【0090】
投薬量の値は軽減しようとする状態の重篤度に応じて様々であろうことに注意されたい。さらに、特定の対象に応じて、具体的な投薬計画を、経時的に、個体のニーズや、化合物を投与する又は投与を監視する人物の職業的判断に基づいて調節すべきであること、そして、ここに記載した投薬量範囲は単に例示的なものであり、請求項に記載された組成物の範囲又は実施を限定することは意図していないことを、理解されたい。
【0091】
組成物中の化合物量は、それぞれ対象におけるアミロイド形成性タンパク質の量を左右すると思われる対象の疾患状態、年齢、性別及び体重などの因子に応じて様々であろう。最適な治療応答が得られるよう、投薬計画を調節してもよい。例えば、一回の大量投与として投与しても、いくつかに小分けした用量を一定期間に渡って投与しても、又は、治療状況の緊急度を指標としながら、用量を比例的に増減させてもよい。投与が簡単にでき、また投薬量が均一になるように、非経口用組成物を単位剤形に調合するのが特に有利である。ここで用いる単位剤形とは、処置しようとする哺乳動物の対象にとって一回当たりの投薬量として調合された物理的に個別の単位を言う。このとき各単位は、必要な医薬用担体との関連から、所望の治療効果を生ずるよう計算された所定量の活性化合物を含有する。本発明の単位剤形の詳細は、(a)活性化合物の固有の特徴と、達成しようとする特定の治療効果、及び(b)個体の感受性の処置のためにこのような活性化合物を配合する当業に内在する限界によって決定され、また直接依存するものである。
【0092】
ここで用いる「薬学的に許容可能な担体」には、生理学的に適合性のあるあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤及び抗カビ剤、等張剤及び吸収遅延剤等が含まれる。ある実施態様では、当該担体は、非経口投与又は吸入による投与に適している。好ましくは、当該担体が、(例えば脊髄内又は脳内など)中枢神経系への投与に適しているとよい。代替的には、当該担体は、静脈内、腹腔内又は筋肉内投与に適するものでもよい。別の実施態様では、当該担体は経口投与に適する。薬学的に許容可能な担体には、無菌の水溶液又は分散液、及び、無菌の注射用溶液又は分散液の即時調製用の無菌粉末が含まれる。このような媒質及び作用物質の、薬学的に活性な物質のための使用は当業で公知である。従来の媒質又は作用物質が当該活性化合物にとって不適合である場合を除き、本発明の医薬組成物中へのその使用は考察されたところである。補足的な活性化合物を当該組成物中に取り入れることもできる。
【0093】
治療用組成物は典型的には、製造及び保管の条件下で無菌かつ安定でなければならない。本組成物は溶液として、マイクロ乳濁液として、リポソームとして、又は、高薬物濃度に適した他の秩序ある構造として、調合することができる。当該担体は、水、エタノール、ポリオール(例えばグリセロール、プロピレングリコール、及び液体ポリエチレングリコール等)及びこれらの適した混合物などを含有する溶媒又は分散媒であってよい。適正な流動性は、例えばレシチンなどのコーティングを用いたり、分散液の場合には必要な粒子サイズを維持したり、そして界面活性剤を使用するなどして、維持することができる。多くの場合、糖類、マンニトール、ソルビトールなどの多価アルコール又は塩化ナトリウムなどの等張剤を組成物中に含めることが好ましいであろう。注射用組成物の吸収を長引かせるには、モノステアリン酸塩及びゼラチンなど、吸収を遅らせる作用物質を組成物中に含めると可能である。さらに、本発明の化合物を、例えば徐放ポリマを含有する組成物中など、時効性製剤中に入れて投与することができる。時効性製剤は、その全文を引用をもってここに援用する米国特許第5,968,895号に解説されている。活性化合物は、インプラント及びマイクロ封入送達系を含め、制御放出製剤など、化合物を急速な放出から守るであろう担体と一緒に調製することができる。エチレンビニルアセテート、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、ポリ乳酸、及びポリ乳酸ポリグリコール酸のコポリマ(PLG)など、生体分解性で生体適合性のあるポリマを使用できる。 このような製剤の調製法は数多く、特許が付与され、当業者に広く公知である。
【0094】
無菌の注射用溶液は、必要量の活性化合物を、必要に応じて上に列挙した成分のうちの一つ又は組合せと一緒に、適した溶媒中に取り入れた後に、濾過滅菌することで調製できる。一般的には、基本的な分散媒と、上に列挙した中で必要な他の成分とを含有する無菌の賦形剤に活性化合物を取り入れることで、分散液は調製されている。無菌の注射用溶液の調製用の無菌粉末の場合、好適な調製法は、真空乾燥及び凍結乾燥であり、その結果、活性成分と付加的な所望の成分との粉末が、予め滅菌濾過してあるそれらの溶液から生ずる。
【0095】
本発明の化合物は、本化合物の可溶性を高める一つ又はそれ以上の付加的な化合物と一緒に調合することができる。本発明の化合物の可溶性を高めるために製剤に添加するのに好適な化合物は、シクロデキストリン誘導体、好ましくはヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリンである。ペプチドを中枢神経系へ送達するためにシクロデキストリン誘導体を含有する薬物送達賦形剤は Bodor, N., et al. (1992) Science 257:1698−1700に解説されている。ここに解説した化合物の場合、製剤中にヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリンを50乃至200 mM の濃度で含有させると、本化合物の水溶性が増すと思われる。可溶性の上昇だけでなく、シクロデキストリン誘導体を製剤中に含めると、他の有益な効果があるであろう。なぜなら、β−シクロデキストリン自体が、Aβペプチドなどのアミロイド形成性タンパク質と相互作用して、フィブリルの形成を阻害することがin vitroで報告されているからである(Camilleri, P., et al. (1994) FEBS Letters 341:256−258。従って、本発明の化合物をシクロデキストリン誘導体と組み合わせて用いると、本化合物を単独で用いるよりも、Aβの凝集がより大きく阻害されるであろう。シクロデキストリンの化学修飾は当業で公知である(Hanessian, S., et al. (1995) J. Org. Chem. 60:4786−4797)。
【0096】
脳内取り込みを促進するのに役立つ、本発明の化合物の別の好適な製剤は、界面活性剤Tween−80、ポリエチレングリコール(PEG)及びエタノールの生理食塩水溶液を含んで成るものである。このような好適な製剤の非限定的な例は、0.16% Tween−80、1.3% PEG−3000 及び2% エタノールの生理食塩水溶液である。
【0097】
別の実施態様では、本発明の化合物を含んで成る医薬組成物を、当該化合物が血液脳関門(BBB)を通過して輸送されるよう、調合する。BBBを通過した輸送を増加させるための、当業で公知の多種の戦略を本発明の化合物に適合させて、BBBを横切った当該化合物の輸送を高めることができる(このような戦略のレビューについては、例えばPardridge, W.M. (1994) Trends in Biotechnol. 12:239−245; Van Bree, J.B. et al. (1993) Pharm. World Sci. 15:2−9; and Pardridge, W.M. et al. (1992) Pharmacol. Toxicol. 71:3−10を参照されたい)。あるアプローチでは、本化合物を化学修飾して膜貫通輸送の高められたプロドラッグを形成する。適した化学修飾には、アミド又はエステル結合を介して脂肪酸を本化合物に共有結合させる方法(例えば、両者ともシャショウア氏の米国特許第 4,933,324 号及びPCT公報WO 89/07938;ヘッセ氏らの米国特許第5,284,876号;Toth, I. et al. (1994) J. Drug Target. 2:217−239; 及びShashoua, V.E. et al. (1984) J. Med. Chem. 27:659−664を参照されたい) や、当該化合物を糖分に化学反応させる方法(例えば、ポダスロ氏らの米国特許第5,260,308 号を参照されたい)がある。さらに、N−アシルアミノ酸誘導体を化合物中に用いて、「脂質性の」プロドラッグを形成させてもよい(例えば、ハシモト氏らの第5,112,863号を参照されたい)。
【0098】
BBBを通過する輸送を高めるための別のアプローチでは、化合物を第二ペプチド又はタンパク質に結合させてキメラタンパク質を形成し、このとき第二ペプチド又はタンパク質は、BBBを横切った吸収媒介型もしくは受容体媒介型のトランスサイトーシスを行う。従って、本化合物をこの第二ペプチド又はタンパク質に結合させると、当該キメラタンパク質はBBBを通過して輸送される。この第二ペプチド又はタンパク質は、脳毛管内皮細胞受容体リガンドのリガンドであってもよい。例えば、好適なリガンドは、脳毛管内皮細胞上のトランスフェリン受容体に特異的に結合するモノクローナル抗体である(例えば、すべてフリデン氏らによる米国特許第5,182,107号及び第5,154,924号並びにPCT公報 WO 93/10819 及びWO 95/02421を参照されたい)。BBBを通過する輸送を媒介できる他の適したペプチド又はタンパク質には、ヒストン(例えば、パードリッジ氏及びシンメル氏による米国特許第4,902,505号を参照されたい)や、例えばビオチン、葉酸、ナイアシン、パントテン酸、リボフラビン、チアミン、プリリドキサル(原語:pryridoxal)及びアスコルビン酸などのリガンドがある(例えば、両者ともハインスタイン氏による米国特許第5,416,016号及び第5,108,921号を参照されたい)。さらに、グルコーストランスポータGLUT−1が糖ペプチド ([Met5]エンケファリンのL−セリニル−β−D−グルコシド類似体)をBBBを横切って輸送することも報告されている(Polt, R. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:7114−1778)。従って、本発明の化合物をこのような糖ペプチドに結合させれば、本化合物をGLUT−1グルコーストランスポータに標的設定することができる。キメラタンパク質は組換えDNA法(例えば融合タンパク質をコードするキメラ遺伝子を形成するなど)でも、又は、上述したように、本化合物を第二ペプチド又はタンパク質に化学的に架橋してキメラタンパク質を形成する方法でも、形成することができる。
【0099】
BBBを通過する輸送を高めるためのさらに別のアプローチでは、BBBを横切った輸送を媒介する担体ベクタ内に、本発明の化合物を封入する。例えば、正に荷電した単層リポソームなどのリポソーム(例えば両者ともフェイデン氏によるPCT 公報 WO 88/07851 及び WO 88/07852を参照されたい)又はポリマー製マイクロスフィア(例えばカーン氏らによる米国特許第5,413,797号及びマシオウィッツ氏らによる米国特許第5,271,961号及びゴムボッツ氏らによる第5,019,400号を参照されたい)中に本化合物を封入できる。さらに、担体を修飾してBBBを横切った輸送に向けて標的設定することもできる。例えば、担体(リポソームなど)を、BBBを横切って能動的に輸送される分子に共有結合させる修飾を行ったり、又は、トランスフェリン受容体に特異的に結合するモノクローナル抗体など、脳内皮細胞受容体のリガンドに共有結合させる修飾を行うことができる(例えばコリンズ氏らによるPCT 公報 WO 91/04014 及びグレイグ氏らによるWO 94/02178を参照されたい)。
【0100】
BBBを横切った化合物の輸送を高めるためのさらに別のアプローチでは、BBBを透過性化する働きをする他の作用物質と一緒に本化合物を調合してもよい。このようなBBB「透過性化剤」の例には、ブラジキニン及びブラジキニンアゴニスト(例えばマルフロイ−カミン氏による米国特許第5,112,596号を参照されたい)及びコザリッひ氏らによる米国特許第5,268,164 号に開示されたペプチド化合物がある。
【0101】
本化合物のin vitroでの安定性を脳脊髄液(CSF)中で測定したり、本化合物の脳内取り込みの程度を動物モデルで測定する検定を、本化合物のin vivoでの効果の予測手段として用いることができる。CSF安定性及び脳内取り込みを測定するのに適した検定はここに解説されている。
【0102】
本発明の化合物を医薬組成物に調合することができ、この場合、本発明の化合物は唯一の活性化合物であるか、又は代替的には、該医薬組成物が更なる活性化合物を含有してもよい。例えば、二種又はそれ以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。さらに、本発明の化合物を、抗アミロイド形成性のある一種又はそれ以上の他の作用物質と組み合わせることもできる。例えば、 本発明の化合物を、非特異的コリンエステラーゼ阻害剤のタクリン(パーク・デイビス社製、コグネックスTM)又はセクレターゼ阻害剤のアリセプトTM、又は神経学的状態を治療することが公知の他の作用物質と組み合わせることができる。
【0103】
別の実施態様では、本発明の医薬組成物はパッケージされた製剤として提供される。該パッケージされた製剤には、容器に入った本発明の医薬組成物と、アルツハイマー病などのアミロイド形成性障害を有する対象を治療するために本組成物を投与する際の書面による指示とが含まれよう。
【0104】
V. 本発明の化合物を用いる方法
本発明の別の局面は、治療上有効量の本発明の化合物を対象に投与して、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療することにより、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療する方法に関するものである。
【0105】
「アミロイド形成性障害」には、アミロイド形成性タンパク質の沈着物を原因又は特徴とするあらゆる疾患、障害又は状態が含まれる。アミロイド形成性タンパク質又はペプチド、及びそれらが関連するアミロイド形成性障害の非限定的な例には、以下のものがある。
【0106】
トランスシレチン(TTR) − トランスシレチンを含有するアミロイドは、家族性アミロイドポリニューロパシー(ポルトガル型、日本型及びスウェーデン型)、家族性アミロイド心筋症(デンマーク型)、孤立性心臓アミロイド及び全身性老人性アミロイド症で発生する。トランスシレチンのペプチドフラグメントが、アミロイドフィブリルを形成することがin vitroで示されている。例えば、TTR 10−20 及びTTR 105−115はアミロイド様フィブリルを室温の20−30% アセトニトリル/水中で形成する (Jarvis, J.A., et al.(1994) Int. J. Pept. Protein Res. 44:388−398)。さらに、家族性心筋症(デンマーク型)は、111位のLeu からMetまでの変異と関連づけられており、111位の野生型LeuがMetに置換されたTTR 105−115の類似体 (TTR 105−115Met111)も、アミロイド様フィブリルをin vitroで形成する(例えばHermansen, L.F., et al. (1995) Eur. J. Biochem. 227:772−779; 上記のJarvis et al. を参照されたい)。in vitroでアミロイドフィブリルを形成するTTRのペプチドフラグメントも、Jarvis, J.A., et al. (1993) Biochem. Biophys. Res. Commun. 192:991−998 及びGustavsson, A., et al. (1991) Biochem. Biophys. Res. Commun. 175:1159−1164で解説されている。アミロイドフィブリルを形成する野生型又は変異型トランスシレチンのペプチドフラグメントを、ここで解説したように用いると、家族性アミロイドポリニューロパシー(ポルトガル型、日本型及びスウェーデン型)、家族性アミロイド心筋症(デンマーク型)、孤立性心臓アミロイド又は全身性老人性アミロイド症の検出又は治療に利用することのできる化合物を作製できる。
【0107】
プリオンタンパク質(PrP) − 羊のスクレーピー、ウシの牛海綿状脳症並びにヒトのクロイツフェルトヤコブ病(CJ)及びゲルストマン−ストラウスラー−シャインカー症候群(GSS)を含め、数多くの海綿状脳症におけるアミロイドが、PrPを含有している。PrPSc(スクレーピーに関連するプリオンタンパク質)のタンパク質分解に限界があると、棒状のアミロイドに重合する27−30 kDa のフラグメント (PrP27−30)が生成される(例えばPan, K.M., et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:10962−10966; Gasset, M., et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:1−5を参照されたい)。ヒト及び他の哺乳動物由来のPrPのペプチドフラグメントがアミロイドフィブリルをin vitroで形成することが示されている。例えば、コドン178及びコドン200の領域にある(CJに関与するプリオンタンパク質の前駆物質をコードする)PRNP遺伝子の正常及び変異型対立遺伝子にコードされた配列に相当するポリペプチドは、アミロイドフィブリルをin vitroで自発的に形成する(例えば Goldfarb, L.G., et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:4451−4454を参照されたい)。ヒトPrPの残基106位から126位に渡るペプチドは、GSS脳から抽出されるものに同様な直線状のフィブリルを形成することが報告されている。他方、ヒトPrPの残基127位から147位に渡るペプチドは、スクレーピーに随伴するフィブリルに似たねじれたフィブリルを形成することが報告されている(Tagliavini, F., et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:9678−9682)。残基 109位から122位、113位から127位、113位から120位、178位から191位 又は 202位から218位に渡るシリア・ハムスターPrPのペプチドはアミロイドフィブリルを形成することが報告されており、その最もアミロイド形成性の高いペプチドは、シリア・ハムスターPrPでは残基113位から120位に相当し、他の種のPrPでも保存されているAla−Gly−Ala−Ala−Ala−Ala−Gly−Ala (配列番号:4)である (Gasset, M., et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10940−10944)。アミロイドフィブリルを形成するPrPのペプチドフラグメントをここで解説したように用いると、スクレーピー、牛海綿状脳症、クロイツフェルトヤコブ病又はゲルストマン−ストラウスラー−シャインカー症候群の検出又は治療に用いることのできる化合物を作製できる。
【0108】
島アミロイドポリペプチド(IAPP、アミリンとしても知られる) − IAPPを含有するアミロイドは、成人発症型糖尿病及びインシュリノーマで発生する。IAPPは、89基のアミノ酸から成る前駆タンパク質から形成される37基のアミノ酸から成るポリペプチドである(例えばBetsholtz, C., et al. (1989) Exp. Cell. Res. 183:484−493; Westermark, P., et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3881−3885を参照されたい)。IAPPの残基20位から29位に相当するペプチドは、in vitroでアミロイド様フィブリルを形成し、このとき配列Ala−Ile−Leu−Ser−Ser (配列番号:5)を有する残基25位から29位のアミロイド形成性が強いことが報告されている (Westermark, P., et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:5036−5040; Glenner, G.G., et al. (1988) Biochem. Biophys. Res. Commun. 155:608−614)。アミロイドフィブリルを形成するIAPPのペプチドフラグメントをここで解説するように用いると、成人発症型糖尿病又はインシュリノーマの検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0109】
心房性ナトリウム利尿因子(ANF) − ANFを含有するアミロイドが、孤立性心房アミロイドに関連づけられている(例えば Johansson, B., et al. (1987) Biochem. Biophys. Res. Commun. 148:1087−1092を参照されたい)。ANFはANFプロホルモン(proANP1−126)のアミノ酸残基99位から126位まで(proANF99−126)に相当する(Pucci, A., et al. (1991) J. Pathol. 165:235−241)。アミロイドフィブリルを形成するANF又はその一フラグメントをここで解説するように用いると、孤立性心房アミロイドの検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0110】
カッパ又はラムダ軽鎖 − カッパ又はラムダ軽鎖を含有するアミロイドが、特発性(一次性)アミロイド症、骨髄腫もしくはマクログロブリン血症に随伴するアミロイド症、及び、シェーグレン症候群に随伴する一次性局所皮膚小結節性アミロイド症に関連づけられている。アミロイド形成性カッパ及びラムダ軽鎖の構造が、アミノ酸配列解析も含め、特徴付けられている(例えばBuxbaum, J.N., et al. (1990) Ann. Intern. Med. 112:455−464; Schormann, N., et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:9490−9494; Hurle, M.R., et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:5446−5450; Liepnieks, J.J., et al. (1990) Mol. Immunol. 27:481−485; Gertz, M.A., et al. (1985) Scand. J. Immunol. 22:245−250; Inazumi, T., et al. (1994) Dermatology 189:125−128)を参照されたい。アミロイドフィブリルを形成するカッパもしくはラムダ軽鎖、又はその一ペプチドフラグメントを、ここに解説するように用いると、特発性(一次性)アミロイド症、骨髄腫もしくはマクログロブリン血症随伴アミロイド症、又は、シェーグレン症候群に随伴する一次性局所皮膚小結節性アミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0111】
アミロイドA − 血清アミロイドAを由来とするアミロイドAタンパク質(AAタンパク質)を含有するアミロイドが、反応性(二次性)アミロイド症(例えばLiepnieks, J.J., et al. (1995) Biochim. Biophys. Acta 1270:81−86を参照されたい)、家族性地中海熱、及び、蕁麻疹及び難聴を伴う家族性アミロイドニューロパシー(マックル−ウェルズ症候群) (例えばLinke, R.P., et al. (1983) Lab. Invest. 48:698−704を参照されたい)に関連づけられている。組換えヒト血清アミロイドAはアミロイド様フィブリルをin vitroで形成し(Yamada, T., et al. (1994) Biochim. Biophys. Acta 1226:323−329)、円2色性実験の結果、多くを占めるβシート/ターン構造が明らかになった(McCubbin, W.D., et al. (1988) Biochem J. 256:775−783)。アミロイドフィブリルを形成する血清アミロイドA、アミロイドAタンパク質又はその一フラグメントを、ここで解説するように用いると、反応性(二次性)アミロイド症、家族性地中海熱、及び、蕁麻疹及び難聴を伴う家族性アミロイドニューロパシー(マックル−ウェルズ症候群)の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0112】
シスタチンC − シスタチンCのバリアントを含有するアミロイドが、アイスランド型のアミロイド症による遺伝性脳出血に関連づけられている。この疾患は、68位のロイシンのグリシンへの変異に関係があり、この変異を含有するシスタチンCはin vitroで凝集する(Abrahamson, M. and Grubb, A. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:1416−1420)。アミロイドフィブリルを形成するシスタチンC又はその一ペプチドフラグメントを、ここで解説するように用いると、アイスランド型のアミロイド症による遺伝性脳出血の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0113】
β ミクログロブリン − β2ミクログロブリン(β2M)を含有するアミロイドは、長期の血液透析の主な合併症である(例えばStein, G., et al. (1994) Nephrol. Dial. Transplant. 9:48−50; Floege, J., et al. (1992) Kidney Int. Suppl. 38:S78−S85; Maury, C.P. (1990) Rheumatol. Int. 10:1−8を参照されたい)。天然β2Mタンパク質がin vitroでアミロイドフィブリルを形成することが示されている (Connors, L.H., et al. (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun. 131:1063−1068; Ono, K., et al. (1994) Nephron 66:404−407)。アミロイドフィブリルを形成するβ2M又はその一ペプチドフラグメントを、ここに解説するように用いると、長期の血液透析に伴うアミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0114】
アポリポタンパク質 A−I(ApoA−I) − バリアント型のApoA−Iを含有するアミロイドが、遺伝性非ニューロパシー性全身性アミロイド症(家族性アミロイドポリニューロパシーIII型)で見つかっている。例えば、50位にTrpからArgへの変異を有するApoA−IバリアントのN末端フラグメント(残基1位から86位、1位から92位、及び1位から93位)がアミロイドで検出されている(Booth, D.R., et al. (1995) QJM 88:695−702)。別の家族では、ロイシンからアルギニンへの変異が60位で見つかっている(Soutar, A.K., et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:7389−7393)。アミロイドフィブリルを形成する ApoA−I 又はその一ペプチドフラグメントを、ここに解説するように用いると、遺伝性非ニューロパシー性全身性アミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0115】
ゲルソリン − ゲルソリンのバリアントを含有するアミロイドが、フィンランド型の家族性アミロイド症に関連づけられている。野生型もしくは変異型ゲルソリンに対する配列相同性を有すると共に、アミロイドフィブリルをin vitroで形成する合成ゲルソリンペプチドが、Maury, C.P. et al. (1994) Lab. Invest. 70:558−564で報告されている。家族性ゲルソリンアミロイド症で変異している残基187位の周りの7個の残基部分が、アミロイド形成性領域であると定義された (Maury, et al., supra; see also Maury, C.P., et al. (1992) Biochem. Biophys. Res. Commun. 183:227−231; Maury, C.P. (1991) J. Clin. Invest. 87:1195−1199)。アミロイドフィブリルを形成するゲルソリン又はその一ペプチドフラグメントを、ここで解説するように用いると、フィンランド型の家族性アミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0116】
プロカルシトニン又はカルシトニン − プロカルシトニン、カルシトニン又はカルシトニン様免疫反応性を含有するアミロイドが、甲状腺の髄様癌に伴うアミロイドフィブリルで検出されている(例えばButler, M. and Khan, S. (1986) Arch. Pathol. Lab. Med. 110:647−649; Sletten, K., et al. (1976) J. Exp. Med. 143:993−998を参照されたい)。カルシトニンが、非分岐性のフィブリル構造をin vitroで形成することが示されている(Kedar, I., et al. (1976) Isr. J. Med. Sci. 12:1137−1140)。アミロイドフィブリルを形成するプロカルシトニン、カルシトニン又はその一フラグメントを、ここで解説するように用いると、甲状腺の髄様癌に伴うアミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0117】
フィブリノーゲン − バリアント型のフィブリノーゲンアルファ鎖を含有するアミロイド が、遺伝性腎アミロイド症で見つかっている。554位におけるアルギニンからロイシンへの変異が、罹患した個体の死後腎臓から摘出されたアミロイドフィブリルタンパク質で報告されている(Benson, M.D., et al. (1993) Nature Genetics :252−255)。アミロイドフィブリルを形成するフィブリノーゲンアルファ鎖又はその一ペプチドフラグメントを、ここで解説するように用いると、フィブリノーゲンに関連した遺伝性腎アミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0118】
リゾチーム − バリアント型のリゾチームを含有するアミロイドが遺伝性全身性アミロイド症で見つかっている。ある家族では、この疾患には、56位におけるスレオニンからイソロイシンへの変異が関連しており、また別の家族では、この疾患に、67位のヒスチジンからアスパラギン酸への変異が関連していた(Pepys, M.B., et al. (1993) Nature 362:553−557)。アミロイドフィブリルを形成するリゾチーム又はその一ペプチドフラグメントを、ここで解説するように用いると、リゾチームが関連する遺伝性全身性アミロイド症の検出又は治療に使用できる化合物を作製することができる。
【0119】
さらに本発明の方法は、例えばダウン症候群の個体や、オランダ型アミロイド症による遺伝性脳出血(HCHWA−D)患者など、アミロイド形成性タンパク質の沈着の他の臨床上の発生を治療するために、予防的又は治療的に用いることができる。さらに、β−アミロイド前駆タンパク質などのアミロイド形成性タンパク質の筋線維での異常な蓄積が、散発性封入体筋炎(IBM)の病理と関連があると示唆されてきた(Askana, V. et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:1314−1319; Askanas, V. et al. (1995) Current Opinion in Rheumatology :486−496)。従って、本発明の化合物は、アミロイド形成性タンパク質が非神経学的位置に異常に沈着するような障害の治療、例えば、筋線維への本化合物の送達によるIBMの治療など、において予防的又は治療的に用いることができる。
【0120】
本発明の化合物を、対象においてアミロイド形成性タンパク質の凝集を阻害するのに有効な何らかの適した経路で対象に投与してもよいが、特に好適な実施態様では、本化合物を非経口、最も好ましくは対象の中枢神経形に、投与する。中枢神経系投与の可能な経路には、髄腔内投与及び脳内投与(例えば脳血管内投与)がある。代替的には、本化合物を、例えば経口、腹腔内、静脈内又は筋肉内投与することができる。非中枢神経系投与経路の場合、BBBを通過する輸送を可能にする製剤中に本化合物を入れて投与することができる。いくつかの化合物は、更なる付加的な修飾を行わなくともBBBを通過して輸送されるが、小項IVで上述したような更なる修飾の必要な場合もある。
【0121】
対象の中枢神経系へ本発明の化合物を送達するのに適した形態及び装置は、脳血管レザバ(例えば Ommaya or Rikker reservoirs; see e.g., Raney, J.P. et al. (1988) J. Neurosci. Nurs. 20:23−29; Sundaresan, N. et al. (1989) Oncology 3:15−22を参照されたい)、くも膜下送達用のカテーテル、(例えばポート−ア−カス(原語:Port−a−Cath)、Yカテーテル等々、例えばPlummer, J.L. (1991) Pain 44:215−220; Yaksh, T.L. et al. (1986) Pharmacol. Biochem. Behav. 25:483−485を参照されたい)、注射用くも膜下レザバ(例えばスピナルジェシック(原語:Spinalgesic);例えばBrazenor, G.A. (1987) Neurosurgery 21:484−491を参照されたい)、移植可能な輸注ポンプシステム(例えばインフサイド;例えば Zierski, J. et al. (1988) Acta Neurochem. Suppl. 43:94−99; Kanoff, R.B. (1994) J. Am. Osteopath. Assoc. 94:487−493を参照されたい) 及び(アルザ・コーポレーションより販売の)浸透圧ポンプを含め、当業で公知である。特に好適な投与形態は、移植可能な、外部からプログラム可能な輸注ポンプを介する形態である。適した輸注ポンプシステム及びレザバシステムは、ブロムクイスト氏の米国特許第 5,368,562 号及びドーン氏による、ファルマシア・デルテック社開発の米国特許第4,731,058号に解説されている。
【0122】
さらに本発明の方法には、治療上有効量の本発明の化合物を、シクロデキストリン誘導体など、アミロイド形成性タンパク質の沈着を阻害することが公知の別の薬学的に活性な化合物と組み合わせて、又は、血液脳関門(BBB)を透過性化する働きをする作用物質と組み合わせて、対象に投与することが含まれる。このようなBBB「透過性化物質」の例には、ブラジキニン及びブラジキニンアゴニスト(例えばマルフロイ−カミン氏の米国特許第5,112,596号を参照されたい)や、コザリッヒ氏らの米国特許第5,268,164号に開示されたペプチド化合物がある。本発明の方法に用いてよい他の薬学的に活性な化合物は、その内容全体を引用をもってここに援用するHarrison’s Principles of Internal Medicine, Thirtheenth Edition, Eds. T.R.Harrison et al. McGraw−Hill N.Y., NY;及びPhysicians Desk Reference 50th Edition 1997, Oradell New Jersey, Medical Economics Co.に見ることができる。本発明の化合物と、付加的な薬学的に活性化合物は、同じ医薬組成物にして対象に投与しても、又は、異なる医薬組成物にして(同時又は別々の時点で)投与してもよい。
【0123】
さらに別の実施態様では、本発明は、本化合物が対象内で合成されて、アミロイド形成性障害に罹患した対象が治療されるよう、本発明の化合物をコードする組換え発現ベクタを対象に投与することにより、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療する方法を提供するものである。
【0124】
本発明の化合物をコードするコンストラクトを、遺伝子治療ベクタとして用いるのに適したベクタ内に挿入することができる。遺伝子治療ベクタは、例えば静脈内注射、局所投与(米国特許第5,328,470号を参照されたい)又は定位注射(例えばChen et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:3054−3057を参照されたい)などにより、対象に送達することができる。遺伝子治療ベクタの医薬製剤も対象に投与してもよい。遺伝子治療ベクタの医薬製剤には、許容可能な希釈剤に含有させた遺伝子治療ベクタが含まれていてもよく、又は、遺伝子送達伝播体が埋封された徐放マトリックスを含んで成っていてもよい。代替的には、遺伝子送達ベクタ全体をレトロウィルスベクタなどの組換え細胞からインタクトで作製できる場合、遺伝子送達系となる一個又はそれ以上の細胞を含有する医薬製剤を対象に投与してもよい。
【0125】
別の実施態様では、例えば対象のアミロイド形成性障害の診断に役立てるためなど、対象におけるアミロイド形成性タンパク質の沈着を検出する、そして必要に応じては定量するために、本発明の化合物をin vivoで用いてもよい。検出の助けとなるよう、対象においてin vivoで検出可能な物質、好ましくは(上述した)99mTc又は放射性ヨウ素 で、本化合物を修飾することができる。この標識された化合物を対象に投与し、アミロイド沈着部位に本化合物が蓄積するのに充分な時間が経過後、該標識化合物を標準的な画像技術で検出する。該標識化合物の生ずる放射性シグナルを直接検出(例えば全身計数)することもできるが、又は代替的には、放射性シグナルをオートラジオグラフ又はコンピュータスクリーン上の画像に変換して、対象におけるアミロイド沈着物を撮像できるようにすることも可能である。放射性標識したタンパク質を用いたアミロイド症の撮像法は当業で公知である。例えば、123I又は99mTcで放射性標識した血清アミロイドP成分(SAP)が全身性アミロイド症を撮像するのに用いられてきた(例えば Hawkins, P.N. and Pepys, M.B. (1995) Eur. J. Nucl. Med. 22:595−599を参照されたい)。多種の放射性ヨウ素のアイソタイプの中でも、123I(半減期=13.2時間)を全身シンチグラフィーに用い、陽電子射出断層撮影法(PET)には124I(半減期=4日間)を用い、代謝回転研究には125I(半減期=60日間)を用い、そして全身計数及び遅延低解像度画像研究には131I(半減期=8日間)を用いることが好ましい。放射性標識したSAPを用いる研究と同様、本発明の標識化合物は、約180MBqの放射性を持つ100μgの標識化合物などを含有する一回の大量投与として、適した経路(例えば静脈内、髄腔内、脳内など)で対象に送達することができる。
【0126】
VI.式 I−L−P’ を含んで成る治療薬
別の実施態様では、本発明は、式I−L−P’を含んで成る治療薬を調製する方法を提供するものであり、但し式中、IはIgG、IgA、IgM、IgD又はIgEなどの免疫グロブリンの重鎖定常領域もしくはそのフラグメントであり;Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そしてP’は標的タンパク質に結合可能なペプチドである。本方法は、(1)ペプチド・ライブラリをスクリーニングして、標的タンパク質に結合する一つ又はそれ以上のペプチドを同定するステップと、(2)標的タンパク質に結合する少なくとも一つのペプチドのアミノ酸配列を決定するステップと、(3)ステップ(2)で同定されたアミノ酸配列を有するペプチドと、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントとを、リンカー基L又は直接的な結合を介して連結して含む治療薬を作製するステップと、を含む。
【0127】
ある実施態様では、ステップ2で同定されたアミノ酸配列を合成し、上述した通りのペプチドリンカ又は非ペプチドリンカを用いて、免疫グロブリン重鎖定常領域のFc領域を含んで成るアミノ酸配列にこの配列を結合することにより、本治療薬を調製する。この実施態様では、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列は、L型アミノ酸残基、D型アミノ酸残基、及び/又は、非天然アミノ酸残基を含んで成っていてもよい。
【0128】
免疫グロブリン重鎖のFc領域と、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列とを含んで成る本治療薬は、上述したように融合タンパク質であってもよい。例えば、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのFc領域を、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列に、直接融合させることも、又は、標的タンパク質に結合する該アミノ酸配列に、一つ又はそれ以上の連結アミノ酸残基を介して間接的に融合させることもできる。このような融合タンパク質は、例えば該融合タンパク質をコードする核酸分子を適した宿主内で発現させるなど、上述したように調製することができる。
【0129】
ステップ(1)でスクリーニングするペプチドライブラリは、当業で公知のものなどの合成法を通じて作製したファージライブラリ、ファージミドライブラリ又はペプチドライブラリなど、L型アミノ酸ペプチドのライブラリであってもよい。さらに合成ペプチドライブラリには、D型アミノ酸残基及び非天然アミノ酸残基を含んで成るペプチドが含まれていてもよい。ある実施態様では、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列を、引用をもってその内容全文をここに援用するWO 97/22617に解説された方法を用いて同定する。好ましくは、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列は、50個以下、40個以下、30個以下、又は25個以下のアミノ酸残基を含んで成るとよい。ある好適な実施態様では、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列は、20個以下、15個以下、10個以下、又は7個以下のアミノ酸残基を含んで成る。
【0130】
さらに本発明は、前述の方法を用いて調製された治療薬を提供するものである。この種類の好適な治療薬には、標的タンパク質に結合するアミノ酸配列が、標的タンパク質の天然で生じるリガンドであるタンパク質又はペプチド中の一連の連続したアミノ酸残基に対して有意に相同ではないものが含まれる。ここで用いる場合の用語「有意に相同ではない」とは、二つのアミノ酸配列間の相同性又は同一性の程度が50%未満であることを意味する。
【0131】
二つのアミノ酸配列間のパーセント同一性を決定するには、これら配列を最適な比較ができるようにアライメントする(例えば、最適にアライメントするには、第一及び第二のアミノ酸の一方又は両方にギャップを導入することができ、同一でない配列は比較を目的とした場合には無視することができる)。次に、相当するアミノ酸位置にあるアミノ酸残基を比較する。第一の配列中のある位置に、第二の配列中の相当する位置にあるのと同じアミノ酸残基が来ていれば、これら分子はその位置において同一である(ここで用いる場合のアミノ酸の「同一性」はアミノ酸の「相同性」と同等である)。二つの配列間のパーセント同一性は、これら二つの配列を最適にアライメントするのに導入せねばならないギャップの数、及び各ギャップの長さを考慮に入れたときの、これら配列に共通の同一位置の数の関数である。
【0132】
二つの配列間の配列の比較及びパーセント同一性の決定は、数学的アルゴリズムを用いて行うことができる。ある好適な実施態様では、二つのアミノ酸配列間のパーセント同一性を、GCGソフトウェア・パッケージ(http://www.gcg.comで入手できる)のGAPプログラムに組み込まれたニードルマン及びワンシュ (J. Mol. Biol. (48):444−453 (1970))のアルゴリズムを用い、Blossum 62 行列又はPAM250行列を用いて、ギャップ・ウェイトを16、14、12、10、8、6、又は4にし、レングス・ウェイトを1、2、3、4、5、又は6にして、決定する。別の実施態様では、二つのアミノ酸配列間のパーセント同一性を、ALIGNプログラム(バージョン2.0又はバージョン2.0U)に組み込まれた E. マイヤース及びW. ミラーのアルゴリズム(Comput. Appl. Biosci., 4:11−17 (1988)) を用い、PAM120 ウェイト残基表を用いて、ギャップ・レングス・ペナルティを12、そしてギャップ・ペナルティを4にして、決定する。
【0133】
この種類の治療薬で他に好適なものには、標的タンパク質に結合するペプチド(P’)が、標的タンパク質の天然で生じるリガンドのバリアントであるもの、例えば、一つ又はそれ以上のアミノ酸残基が、非天然アミノ酸残基又はD型アミノ酸残基に置換されているバリアントであるもの、がある。
【0134】
さらに本発明は、上述の融合タンパク質をコードする核酸分子や、上述の融合タンパク質をコードする異種遺伝子を含有する組換え細胞も特徴とする。
【0135】
ある実施態様では、標的に結合するアミノ酸配列は、例えば標的にin vivo又はin vitroで結合することが公知のリガンドの一フラグメントなど、天然で生じる配列である。好ましくは、標的に結合するアミノ酸配列は、免疫グロブリン重鎖定常領域配列又はそのフラグメントと同じ種由来であるとよい。より好ましくは、両方の配列が、当該タンパク質で治療しようとする種を由来とするとよい。ある実施態様では、標的結合配列と、免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのFc領域などのフラグメントの両方が、両方ともヒトタンパク質由来であり、即ち、両方の配列がヒトゲノムにコードされている。好ましくは、標的に結合するアミノ酸配列が、100個未満のアミノ酸残基、より好ましくは50個未満のアミノ酸残基、そして最も好ましくは約20個以下のアミノ酸残基から成るとよい。
【0136】
標的タンパク質はいかなるタンパク質又はペプチドでもよい。ある実施態様では、本タンパク質は病原性生物に関連しており、好ましくは、例えばウィルス外被タンパク質又は細菌膜タンパク質など、外部タンパク質又は膜結合タンパク質である。さらに本タンパク質は、調節を受けていない増殖を示す癌細胞又は他の細胞など、異常な細胞の表面タンパク質であってもよい。このような病原性生物に感染した対象、又は、調節を受けていない増殖を示す細胞を有する対象に、本発明の治療薬を投与すると、本治療薬は標的タンパク質に結合して、免疫系の細胞成分及び非細胞成分が、免疫グロブリン重鎖のFc領域に召集されて、対象の免疫系による病原性生物の除去が支援される。
【0137】
別の実施態様では、該標的タンパク質は、例えば細菌もしくはウィルス毒素などの毒素分子、又は、疾患のプロセスの一部として不適切に蓄積するタンパク質など、疾患状態に関連するタンパク質であってもよい。毒素分子の例には、細菌性エンドトキシン、例えばC.ディフィシレ(C. difficile )トキシンA及びBなどや、病原性大腸菌株が産生する毒素、がある。
【0138】
本発明をさらに以下の例で解説することとするが、以下の例を限定的に捉えられてはならない。本出願を通じて引用されたすべての参考文献、特許及び公開済み特許出願の内容や、図面及び配列表を、引用をもってここに援用することとする。
【0139】
実施例
実施例1:本発明の化合物の調製
方法A:
アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチド及び免疫グロブリン重鎖定常領域は、アドバンスト・ケムテック・モデル396マルチプル・ペプチド合成装置で、このメーカが0.025mモルスケールの合成に向けて確立した自動化プロトコルを用いて調製することができる。ダブル・カップリングは、すべてのサイクルにおいて、4倍過剰の2−(1H−ベンゾトリアゾル−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウム(原語:tetramethyluronium)ヘキサフルオロホスフェート(HBTU)/N,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)/HOBt/FMOC−アミノ酸を30分間用いた後、4倍過剰のDIC/HOBt/FMOC−アミノ酸を45分間用いて、行う。これらのペプチドを脱保護し、TFA/水 (95 %/5 %)で3時間処置して樹脂から取り除き、エーテルで沈殿させる。そのペレットを 10 % 酢酸中に再懸濁させ、凍結乾燥させる。この物質を分離用HPLCにより、15 %−40 % アセトニトリルを用いて80分間、Vydac C18カラム(21 x 250 mm)を通して精製する。
【0140】
次にアミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドと、免疫グロブリン重鎖定常領域とを、二重官能性架橋剤などのリンカー基を用いて連結する。
【0141】
方法B:
アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドを、マウスIgG2aのFc領域に融合させてコードする発現プラスミドを、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドをコードするcDNA配列を、IgG2aのヒンジ−CH2−CH3ドメインをコードするゲノムDNA部分に連結することで、構築する。
【0142】
この融合タンパク質を生成させるには、再構築された配列をpHTOP発現ベクタに挿入する (Kaufman, R. J. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:4485−4490)。この組換えプラスミドをCHO細胞株にトランスフェクトし、標準的な技術で増幅する (Kaufman, R. J. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:4485−4490)。融合タンパク質を発現するCHO細胞を、10% FCS、0.02μM メトトレキセート (Kaufman, R. J. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:4485−4490)、及び1mg/ml G418 (ジェネチシン;ライフ・テクノロジーズ社製)を添加したDME/F12(ライフ・テクノロジーズ社製)で成長させる。コンフルエントになった時点で、成長培地を廃棄し、細胞をPBSで洗浄し、無血清培地を加える。培養上清を24時間目の時点で採集し、5.0μmのフィルタ及び0.22μmのフィルタを順に通過させて清澄させ、30−kDa接線方向流カートリッジ・フィルタを用いて濃縮する。濃縮液をプロテインA−セファロース・ファスト・フロー・カラム(ファルマシア・バイオテック社製)に充填し、PBSで洗浄し、20 mM クエン酸 (pH 3.0)で溶出させる。融合タンパク質を含有する溶出画分を1 M Tris (pH 8.0;ミズーリ州セントルイス、シグマ社製)で中和化し、攪拌した細胞をYM30メンブレン(マサチューセッツ州ビバリー、アミコン社製)と一緒に用いて緩衝液を交換することで、当該物質をPBS(pH7.2)中に調合する。ポロスPI (マサチューセッツ州フラミンガム、パーセプティブ・バイオシステムズ社製)でクロマトグラフィを行って、タンパク質から発熱源物質を取り除く。タンパク質濃度を280nmでの吸光度を用いて計算する。
【0143】
実施例2:脳脊髄液内での化合物安定性の検定
本発明の化合物の脳脊髄液(CSF)内での安定性は、以下のようにin vitro検定で検定することができる。75% アカゲザルCSF(ノーザン・バイオメディカル・リサーチ社から市販のもの)、23%無菌リン酸緩衝生理食塩水及び2% ジメチルスルホキシド(v/v) (アルドリッチ・ケミカル社製、カタログ番号27,685−5)を含有するCSF溶液を調製する。テスト化合物をこのCSF溶液に加えて、最終濃度を40μM又は15μMとする。試料の取扱はすべて、ラミナー・フロー・フード内で行い、テスト溶液は検定中、37℃に維持する。24時間後、アセトニトリルを最終濃度25%(v/v)になるまで加えて、溶液中の酵素活性を停止させる。(0時間後及び24時間後の時点での)試料を室温で逆相HPLCを用いて解析する。マイクロボア・カラムを用いて感受性を最大にする。解析用HPLCのパラメータは以下の通りである:
【0144】
溶媒系
A: 0.1% トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液 (v/v)
B: 0.085% TFA/アセトニトリルの1% 水溶液 (v/v)
【0145】
注入及び勾配
注入:100乃至250μLのテスト試料
解析:Bには10% を5分間、次にBに10−70% で60分間。
クロマトグラフィ解析をヒューレット・パッカード1090シリーズIIのHPLCを用いて行う。分離に用いるカラムは C4、5μm、1 × 250 mm (Vydac#214TP51)。流速は50μL/分であり、テスト化合物の溶出曲線を、214、230、260及び280 nmで観察する。
【0146】
実施例3:脳内取り込み検定
テスト化合物の脳内取り込みをオルデンドルフの技術を用いて測定する (Brain Research (1970) 24:372−376)。この確立されたモデルでは、脳内取り込み指数(BUI)は特定の化合物の相対的な血液脳関門通過能を、自由に拡散する基準である水で観察されるもののパーセンテージで表現した推定値である。放射性標識した化合物をテスト動物に、急速な大量投与(200μl)として、左総頸動脈に(左外頸動脈は結紮した状態で)投与する。動物を15秒後に屠殺し、同側前脳内の放射能量を調べる。BUIを以下の等式を用いて計算する。
脳内取り込み指数(BUI)=(脳内のテスト化合物の dpm )/(脳内の水の dpm
注射液中のテスト化合物のdpm/(注射液中の水のdpm)
【0147】
テスト化合物に用いる伝播体は50mMシクロデキストリンの75%リン酸緩衝生理食塩水溶液であってもよい。水を自由に拡散可能な基準として用いてもよく、そしてショ糖を陰性コントロールとして用いてもよい。
【0148】
実施例4:ヒトアミロイド前駆タンパク質フラグメントと免疫グロブリン重鎖フラグメントとの融合物をコードした合成遺伝子の合成と、哺乳動物細胞発現ベクタ内へのクローニング
マウスIgG1の一断片を、PCRにより5’末端側プライマ(5’−CTGGTTCCGCGTGGATCCGTGCCCAGGGATTGTGGT−3’ (配列番号:6))及び3’末端側プライマ (5−ATTAAGCATTCTAGATCATTTACCAGGAGAGTG−3’ (配列番号:7))を用いて増幅した。この断片は、マウスIgG1のヒンジ、CH2及びCH3領域をコードし、その5’末端ではインフレームBamHI 部位、そして終了コドンの後のXbaI部位でフランクされている。この断片を、pCMV4 及びpEDを含むいくつかの共通の哺乳動物発現ベクタ内にクローンした。
【0149】
ヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)のリーダ配列及びプロペプチドをコードする第二の遺伝子断片をPCRでアッセンブリした。保存的変異をこの断片に導入して、片側のみののBssHII制限部位を作製した。この断片をpED発現ベクタ内にクローンした。
【0150】
次に、tPAベクタ由来のKpnI−BssHII 断片、IgG1発現ベクタ由来のBamHIからKpnIまでの断片、及び、図3に示す二本鎖合成オリゴヌクレオチドを3way連結して、新しいベクタを構築した。このベクタは、COS、CHO、及び293細胞を含む多くの哺乳動物細胞で高レベルの発現を行わせる調節配列と、tPA遺伝子由来の分泌リーダ配列と、マウスIgG1のFc領域をコードする一断片と、tPA配列内の固有のBssHIIと、tPA配列とIgG1領域との間の片側のみのSpeI部位とを含有する。このベクタを図4に示し、pTIgと指定する。
【0151】
ヒトアミロイド前駆タンパク質遺伝子のβ−アミロイド部分をコードする合成DNA断片を、図5に示すようにオーバーラップPCR戦略を用いてアッセンブリした。5’末端のBssHII部位と、3’末端のSpeI 部位がこの断片をフランクしていた。この合成β−アミロイド断片を、5’末端にgly−gly−glyフランキング配列を付けて及び付けずにアッセンブリし、β−アミロイドのアミノ酸40位か、又はβ−アミロイドのアミノ酸42位を終点とした。PCRによるアッセンブリ及び合成β−アミロイド断片のクローニングに用いた条件は、以下の通りであった:Klenow又はPCR増幅を、各対のオリゴヌクレオチドに対し、約42℃のアニーリング温度を25回、伸長反応は15度で各サイクル、行った。シーケンシャルPCR合成には、217/218産物を219/220 産物と混合するか、又は、219/220産物を221/222産物と混合し、このPCR反応を外側プライマで繰り返した。次にこれらの産物を混合し(又は、このステップの一つのPCR産物を、ステップ1の一つの産物と混合した)、PCR反応を外側プライマで繰り返して最終アッセンブリした。PCR反応液は、数多くの副産物がある場合にはゲル精製で浄化し、PCR反応混合液が比較的にきれいである場合にはカラム精製した。
【0152】
次に、PCR産物及び pTIg ベクタをBssHII 及び SpeIで消化し、二つの断片を連結した。アッセンブリした合成β−アミロイド遺伝子の配列を確認したところ、図6に示すコドン及び制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含んでいる。
【0153】
この合成β−アミロイド遺伝子をPCRのテンプレートとして用いて、より小型のβ−アミロイド断片を作製した。このPCR遺伝子断片をBssHII−SpeI 消化産物として(1−40 及び1−42 断片に関して上述したように)クローンした。gly−gly−glyリンカを持つ、又は、持たないβ−アミロイドのペンタペプチドをコードする断片を、BssHII及びSpeI の突出末端を持つ相補オリゴヌクレオチドを用いてアッセンブリした。これらの断片を合成するために用いた合成β−アミロイド遺伝子及びオリゴヌクレオチドの断片を、図7A及び7Bに示す。コンストラクトはすべて、DNA配列決定で確認した。
【0154】
実施例5: 融合タンパク質の発現及び特徴付け
以下の方法をこれらの実験で用いた。
【0155】
細胞のトランスフェクション及びタンパク質解析
COS細胞を10% ウシ胎児血清(シグマ社製)、4 mM L−グルタミン、50μgゲンタマイシンを添加したダルベッコの改良イーグル培地(ギブコ−BRL社製)を入れた100mmの皿にプレートし、細胞が約50%の集密度に達したときに、β−アミロイドの多種の部分を、マウスIgG1のFc領域にフランクさせてコードするHDNAでトランスフェクトした。このトランスフェクション試薬は、0.3mlの無血清培地に12μlのフュージーン(ロシュ社製)を加えた後、5μgのプラスミドDNAを加えて調製したものだった。15分間、室温でインキュベートした後、このトランスフェクション試薬を、細胞が浸った培地に加えた。この皿を静かに揺すって試薬を分散させた。24時間後、培地を取り除き、4 mM L−グルタミン、0.8 mM L−セリン、0.3 mM L−アスパラギン、10μg/mlインシュリン、1.5μM硫酸第一鉄、100nMヒドロコルチゾン、10mMプトレッシン及び28nM亜セレンナトリウムを添加したダルベッコの改良イーグル培地/F12(ギブコ−BRL社製)で一回、細胞を洗浄し、次に6mlの同じ培地中でインキュベートした。24時間後、この調整培地を採集した。一アリクォートの培地を6.25×ゲル添加緩衝液(最終濃度、50 mM Tris pH 6.8、 % SDS、0.1% ブロモフェノールブルー、及び10% グリセロール)に加えた。細胞をゲル添加緩衝液中に溶解させ、採集した。試料を100℃まで2分間、加熱し、10% SDS−ポリアクリルアミドゲルで分離し、ポリビニリジンジフルオリド・メンブレン(ミリポア社製)に写し取った。メンブレンを1時間、5%脱脂乾燥乳、1%ウシ血清アルブミン、0.02%アジ化ナトリウムのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液中で遮断し、0.05% Tween−20 (PBS−T)を含有するPBSで3回洗浄し、1%脱脂乾燥乳のPBS−T液で1/5000に希釈した西洋わさびペルオキシダーゼ結合抗マウス・ヒツジ抗体(アマーシャム社製)中で2時間、インキュベートした。ロシュのキットを用いて、強調化学発光によりブロットを視覚化した。
【0156】
免疫組織化学法
20ミクロンの連続冠状脳切片を、スイス型変異アミロイド前駆タンパク質及びプレセニリンM146L(基準)の両方についてトランスジェニックの20乃至22週齢のマウスから作製した。インキュベーションはすべて、室温で行った。切片を100 mM Tris、pH 7.4 (Tris 緩衝液)で1回洗浄し、70% ギ酸中で3分間インキュベートした後、Tris緩衝液で3回、洗浄した。10% メタノール、3% 過酸化水素の40 mM Tris溶液、pH 7.4、中で20分間インキュベートして内因性ペルオキシダーゼ活性を遮断した。切片を3回、Tris緩衝液で洗浄した後、 0.85% NaC1、0.1% Triton X−100、100 mM Tris pH 7.4 (Tris 緩衝液 A) で5分間インキュベートした後、緩衝液Bで15分間、インキュベートした。切片を、分泌性融合タンパク質又は抗β−アミロイドポリクローナル抗体を発現している細胞の調整培地をTris緩衝液Bで1/1000に希釈したものの中で、一晩インキュベートした。
切片をTris緩衝液A中で2回、そしてTris緩衝液B中で1回、洗浄してから、Tris緩衝液Aで1/500に希釈した、ジャクソン・ラボラトリーズ製ビオチン結合ロバ抗マウス抗体と一緒に1時間、インキュベートした。切片をTris緩衝液Aで2回、そしてTris緩衝液Bで1回、洗浄してから、ベクタ・ラボラトリーズ社製ABC免疫組織化学検査キットを用いてアビジン結合西洋わさびペルオキシダーゼと一緒にインキュベートした。切片をTris緩衝液で3回、洗浄し、ベクタ・ラボラトリーズ社製のジアミノベンジジンヒドロクロリドで5分間、染色した。切片を50%エタノール、70%エタノール、95%エタノールに2回、100%エタノールに1回、そしてキシレンに2回、順に通過させて脱水した。カバースリップを載せた後、スライドをオリンパスBX−60顕微鏡で観察して、画像をバイオカント・ソフトウェアで取り込んだ。
【0157】
結果
マウスIgG1のFc領域を、β−アミロイドのアミノ酸残基1〜40位、1〜42位、10〜25位、16〜30位、17〜21位、又は17〜21位 (A21L) に融合させた状態で、N末端に三重グリシン・キャップを付けて、もしくは付けずに発現しているCOS細胞から回収した培地を、還元剤の非存在下でSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離し、ウェスタン・ブロット解析で調べた。抗マウス抗体でブロットをプローブしたところ、各コンストラクトは約75kDaで泳動するタンパク質を生じていたことが分かった(図1)。β−メルカプトエタノールを試料に加えるとバンドの泳動は約35kDaに変化したため、該タンパク質はジスルフィド結合により二量体を形成していたことが確認された(データは図示せず)。より高分子量の種が融合タンパク質のうちのいくつかに検出され、SDSで分散しない凝集体であると考えられる。β−アミロイドの残基1〜40位、1〜42位、又は10〜25位に融合したFcドメインを発現している細胞の培地で検出された分泌性タンパク質の量の方が少なかった。
【0158】
マウスIgG1のFc領域をβ−アミロイドの様々な部分に融合させた状態で分泌したCOS細胞から回収した培地を、スイス型変異アミロイド前駆タンパク質及びプレセニリンM146Lの両方についてトランスジェニックの20乃至22週齢のマウスから採取した冠状脳切片と一緒にインキュベートし、抗マウス抗体で展開させた。β−アミロイドの数部分を、斑のFc分布に融合させた状態で発現させた細胞から採取した培地と一緒にインキュベートした組織切片は、アミロイド斑の分布と一致している。着色の輝度は、β−アミロイドの残基17〜21位又は16〜30位をIgG1のFc領域に結合させたものを調べたときが一番強かった。非トランスフェクト細胞の調整培地、又は、β−アミロイドフラグメントのないFcドメインを発現している細胞の調整培地を調べたときには、アミロイド斑は検出されなかった(図2)。加えて、切片を精製済みIgG1とインキュベートした場合にも、斑は観察されなかった。抗−β−アミロイドポリクローナル抗体か、又は、チオフラビンのいずれかで隣接脳切片を染色することで、融合タンパク質とアミロイド斑が同じ位置にあることを確認した。
【0159】
実施例6:細胞によるフィブリルの取り込み
Aβ(16−30)及びマウスIgG1 Fcの融合タンパク質(Aβ(16−30)−Fc)の、J774マクロファージ上のFc受容体か、又は、Fc受容体の欠損したMCF7乳癌細胞への結合を、Webster, S.D. et al. (2201) J. Immunol., 166, 7496−7503による手法の改良法で調べた。簡単に説明すると、10%ウシ胎児血清(シグマ社製#2442)を添加したダルベッコの改良イーグル培地(ギブコ社製#11960−051)に入れたJ774マクロファージを、24ウェルプレートに、3×10細胞/ウェルの密度になるようにプレートし、37℃に24時間維持してから、検定した。500μMのAβ1−40(カリフォルニア・ペプチド・リサーチ社製、#641−10)を、30μMのフルオレセイン結合Aβ1−40(アナスペック社製、#23513)の10mM Hepes溶液(pH7.4)と一緒に、攪拌しながら室温で一晩、インキュベートして、凝集した蛍光β−アミロイド1−40(FAβ1−40)を調製した。FAβ1−40をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で50μMまで希釈した。Aβ(16−30)−Fc、マウスIgG1 Fcのみ、又はαβ−アミロイド抗体(バイオソース・インターナショナル社製、#44−352)もしくはマウスIgG1(シグマ社製#M9269)のいずれかの100μg を、1mlのFAβ1−40と一緒に37℃で30分間インキュベートして、テストタンパク質をFAβ1−40に結合させた。タンパク質に結合したFAβ1−40を、14,000×gで5分間遠心分離してペレットにし、PBSで2回、洗浄し、500μMのPBSに再懸濁させた。検定の直前に、J774細胞培地を、1%BSAを含有する0.5mlのダルベッコの改良イーグル培地に取り替えた。フコダインを最終濃度100μg/mlになるまで加え、細胞を30分間、37℃でインキュベートした。いくつかの実験では、25μgのαFc受容体抗体(ファーミンジェン社製#01241D)を加え、細胞を37℃でさらに15分間、インキュベートした。細胞を4℃に30分間、移動した。タンパク質に結合させたFAβ1−40を最終濃度10μMになるように加え、4℃で45分間、インキュベートした。溶液を取り除き、細胞を低温のHepes緩衝生理食塩水(HBS)で2回、洗浄した。 低温のトリプシン(ギブコ社製#25200−056)を20分間、4℃で加えて、細胞を剥がした。0.1%BSAを含有する低温のHBS中に細胞を再懸濁させ、ベクトン・ディッキンソンFACScanアナライザで解析した。
【0160】
この実験の結果を図8に示すが、図8は、各タンパク質の存在下、そして抗Fc受容体抗体の存在下及び非存在下における、相対的細胞蛍光度を示すグラフである。細胞蛍光度を、細胞によるフィブリル取り込みで等式化すると、抗Fc受容体抗体の非存在下では、Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質及びα−β−アミロイド抗体の両方が、J774マクロファージ細胞により細胞内取り込みを起こさせたが、コントロールタンパク質の付加的なタンパク質の非存在下では、フィブリルの取り込みは観察されなかった。Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質及びα−β−アミロイド抗体の両方が存在する場合のフィブリルの取り込みは、α−Fc受容体抗体によって阻害された。対照的に、調べた条件のいずれの下でも、Fc受容体の欠損するMCF7細胞によるフィブリル取り込みはなかった。上述の結果は、Fc受容体が媒介するフィブリルの取り込みは、Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質又はα−β−アミロイド抗体のいずれの存在下でも起きることを示している。
【0161】
実施例7:フィブリル結合検定
本発明の化合物が天然β−APと配合されたときに天然β−APの凝集を修飾(例えば阻害又は促進)する修飾能を、本フィブリル結合検定を用いて調べた。本凝集検定で用いる天然β−AP(β−AP1−40)はベイチャム社(カリフォルニア州トランス)から市販されている。
【0162】
以下の材料が本フィブリル結合検定では必要である:ミリポア・マルチフィルタ装置;12×75試験管;GF/F25mmガラス製フィルタ;4℃のPBS/0.1% tween 20(PBST);Aβフィブリル;放射性化合物;非放射性化合物;チップ付きエッペンドルフ・リピート・ピペッタ;ラベル;はさみ;及び減圧器。
【0163】
この検定では、各試料を三重式にして検定した。まず、1mlアリクォートの200μM Aβ1−40ペプチドの4%DMSO/PBS溶液を8日間、37℃で振盪させながら熟成させて、ほぼ8日前に、「熟成」Aβフィブリルを前もって調製しておいた。このような「熟成した」Aβペプチドは細胞上で直接テストすることも、又は、−80℃に凍結させることもできる。
【0164】
200μMのAβフィブリルをPBSTに希釈して4μMの溶液(16mlのPBST中320μl)を生成させた。この溶液の100μLアリクォートをリピート・ピペッタで試験管一本当たりに加えた。
【0165】
テストする化合物(例えばAβ(16−30)−Fc、PPI−1019、又はPPI−1621)は2μM乃至200fMの希釈度で調製した。次に、テストする化合物(200μL)を、Aβフィブリルを含有する適当な試験管に加えた。
【0166】
放射性標識された化合物は、標準的な放射能安全性プロトコルに従い、最終濃度が100μL当たり20,000dpmになるようにPBS/0.1% tween−20溶液の希釈液にして調製した。試験管1本当たり100μLアリクォートの放射性標識化合物をリピート・ピペッタを用いて加えた。試料をパラフィルムで覆い、プラスチック製放射能バッグの中で37℃で一晩、インキュベートした。
【0167】
試料をフィルタにかけるために、フィルタを少量のPBSTで予め濡らしておいた。2機のミリポア・マルチ濾過装置の各濾過スロットにGF/Fフィルタをメーカの指示に従って取り付けた。試料を37℃のインキュベータから取り出し、各試料を少量(〜5ml)の低温PBST緩衝液を用いて濾過した。次に試料試験管を2回の更なる5ml体積の低温PBST緩衝液で洗浄した。最後の試料を加えてから約2分後に、フィルタが半乾燥になるまで減圧してから、フィルタをラベルの付いた試験管に移してヨウ素化を計数した。1分間の計数値を記録し、データを表に表し、プリズム・プログラム(GraphPAD社製)を用いてグラフをメーカの指示通りに解析した。
【0168】
この実験の結果(図9に示されている)は、テストされた化合物(例えばPPI−1019、PPI−1621及び Aβ(16−30)−Fc)の三つの異なる標品)がAβ凝集の有効な阻害剤であることを実証するものである。
【0169】
実施例8:ヒトIGG1 FcドメインのN末端にAβ(16−30)を融合させて含む融合タンパク質の発現
ヒトIgG1 Fcドメイン及びヒンジ領域のドメインから成るペプチドのN末端にAβ(16−30)を融合させて含む融合タンパク質(Aβ(16−30)−hFc)の発現を、ネオマイシン耐性遺伝子をジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)をコードする遺伝子に置換してあるpcDNA3.1ベクタ内に作製された発現コンストラクトを用いて行わせた。このコンストラクトの発現はCMVプロモータに作動させた。このコンストラクトはさらに、tPA シグナル配列(アミノ酸配列MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP (配列番号:8))を、後ろにBGHポリアデニレーションシグナルが続くヒトIgG1重鎖(アミノ酸配列EPKSCD ...(配列番号:10)で始まる)のFc及びヒンジ領域のN末端に融合されたヒトベータアミロイド配列(アミノ酸配列 KLVFFAEDVGSNKGA (配列番号:9))のアミノ酸16〜30位に融合させて含んでいた。本融合タンパク質はインタクトの時点では272基のアミノ酸であるが、シグナル配列のプロセッシング後の成熟タンパク質は247基のアミノ酸であった。Cos、293又は293T細胞により一時的に発現させると、非還元PAGE解析では主に二量体として存在する融合タンパク質が生成されたが、還元時には単量体が検出された。
【0170】
実施例9:Aβ(16−30)−Fcのin vivo評価
Aβ(16−30)−Fcのアミロイド斑除去能をアルツハイマー病のマウスモデルで評価した。アミロイド前駆タンパク質のスイス型変異及びプレセニリンM146Lの両方についてトランスジェニックにしたマウスに、一方の半球の大脳皮質に直接輸注して該融合タンパク質を投与した。このマウスを犠牲にし、脳切片中のアミロイド量をチオフラビンS染色法で調べた。図10に示すように、輸注部位における斑数は、コントロール半球に比較して有意に減少していた。マウスIgG1 Fc領域は含むがアミロイド結合配列を含まないタンパク質を投与したマウスの脳切片では、二半球間で斑数に違いが見られなかった。
【0171】
実施例10:ヒトアミロイド前駆タンパク質の数フラグメントとヒト免疫グロブリンG1重鎖の一フラグメントとの間の融合をコードする合成遺伝子の哺乳動物細胞発現ベクタによる構築及び解析
本タンパク質のFc領域をコードし、ヒトIgG1重鎖(配列登録番号CAA75030)のアミノ酸242〜473位に相当するヒトIgG1のcDNA断片をRT−PCRを用いて合成した。この断片の合成過程においては、保存的EcoRV制限エンドヌクレアーゼ部位を該Fc領域内に作製して、次のクローニングステップが容易に行えるようにした。リーダ配列と、組織プラスミノーゲンアクチベータ(tPA)のプロペプチドに相当する二番目の合成DNA断片を合成し、該Fc断片にPCRを用いて融合した。このtPA/Fc融合断片を、ネオマイシン耐性遺伝子がジヒドロ葉酸レダクターゼに置換してあるpcDNA3.0発現ベクタの誘導体内にクローンした。この合成遺伝子は、片側のみのBamHI部位が5’末端をフランクしており、Fc領域内に片側のみ導入されたEcoRV部位が、対応するBamHI/EcoRV断片に置換することで、更なるFc融合タンパク質を作製できるよう、デザインされていた。
【0172】
ヒトベータアミロイドペプチドのアミノ酸16〜30位をコードする合成DNA断片をPCRを用いて作製し、tPA/Fc融合ベクタ内にクローンした。プロペプチド領域をこのベクタからPCRを用いて削除して、ベクタ ptΔpro16−30hFcを作製した。この合成遺伝子のコーディング領域を図11及び配列番号:11に示す。コードされたタンパク質のアミノ酸配列と、注釈付きの機能配列を図12及び配列番号:12に示す。
【0173】
該ベクタをCOS細胞及び293T細胞にFuGENE6試薬(ベーリンガー・マンハイム社製)を用いてトランスフェクトし、一時的に発現したタンパク質の調整培地を48乃至72時間後に回収した。代替的には、該ベクタをCHO細胞にトランスフェクトし、当該タンパク質を発現する安定な細胞株を、メトトレキセート媒介遺伝子増幅で作製するか、又は、ネオマイシン耐性マーカを含有する第二のプラスミドと一緒に293細胞に同時トランスフェクトして、G418に対する耐性で選択をかけた。
【0174】
ヒトコンストラクトの細胞トランスフェクション及びタンパク質解析
293T細胞を10%ウシ胎児血清(シグマ社製)及び4mML−グルタミンを添加したダルベッコの改良イーグル培地(ギブコ−BRL社製)を入れた6ウェル皿にプレートし、細胞が約70%コンフルエントになった時に、ヒトIgG1 Fc領域に融合させたβ−アミロイドのアミノ酸16〜30位をコードするDNAをトランスフェクトした。このトランスフェクション試薬は、50μlの無血清培地に3μLのフュージーン(ロシュ社製)、続いて1μgのプラスミドDNAを加えて調製した。15分間室温でインキュベートした後、このトランスフェクション試薬を細胞の浸かった培地に加えた。皿を緩やかに振盪して試薬を分散させた。24時間後、培地を取り除き、細胞を、4mMのL−グルタミン、0.8mMのL−セリン、0.3mMのL−アスパラギン、10μg/mlのインシュリン、1.5μMの硫酸第1鉄、100nMのヒドロコルチゾン、10MMプトレッシン、及び28nMの亜セレン酸ナトリウムを添加したダルベッコの改良イーグル培地/F12(ギブコ−BRL社製)で1回、洗浄した後、2mLの同じ培地内でインキュベートした。24時間後、この調整培地を採集した。1アリクォートの培地を4倍ゲル添加緩衝液(インビトロジェン社製9に加えた。細胞をゲル添加緩衝液中で溶解させ、採集した。試料を100℃に2分間加熱し、10% SDS−ポリアクリルアミドゲルで分離し、ポリビニリイン(原語:polyvinyliine)デフルオリド・メンブレン(ミリポア社製)に写し取った。メンブレンをtween−20のリン酸緩衝生理食塩水0.05% 溶液を含有する5%脱脂乾燥乳中で1時間遮断し、0.05%tween−20を加えた5%脱脂乾燥乳PBS溶液で1/7000に希釈した西洋わさびペルオキシダーゼ結合ヒツジ抗ヒト抗体(アマーシャム社製)と一緒に1時間、インキュベートした。ブロットを増強化学発光法により、ロシュ社製キットを用いて観察した。さらに、0.05% tween−20を加えた5%脱脂粉乳に溶かしたビオチン化抗β−アミロイドアミノ酸17−24(シグネット社製)1/1000希釈液で遮断した後のメンブレンを反応させることにより、タンパク質へのβ−アミロイド配列の取り込みについて、該タンパク質を同様に解析した。次に、メンブレンを、0.05% tween−20を加えたPBSで洗浄した。洗浄後、0.05% tween−20を加えた5%脱脂粉乳のPBSに溶かした西洋わさびペルオキシダーゼ(ピアス社製)結合ストレプトアビジン1/10,000希釈液と一緒にメンブレンをインキュベートした。次にブロットを0.05% tween−20を加えたPBSで洗浄した後、PBSで洗浄してから、ロシュ社製キットを用いた増強化学発光法により観察した。
【0175】
同等物
当業者であれば、日常的な実験によって、ここに解説した本発明の具体的な実施態様の同等物を数多く、認識し、又は確認できることであろう。このような同等物は以下の請求の範囲の包含するところと、意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、β−アミロイドのアミノ酸残基1〜40位、1〜42位、10〜25位、16〜30位、17〜21位、又は17〜21位 (A21L)に融合させたマウスIgG1のFc領域を、N末端の三重グリシン・キャップを付けて又は付けずに発現しているCOS細胞のライセートと、COS細胞から回収した培地とのウェスタン・ブロット解析を示す。
【図2】図2は、β−アミロイドの様々な部分に融合させたマウスIgG1の、スイス型変異アミロイド前駆タンパク質及びプレセニリンの両方についてトランスジェニックの20乃至22週齢のマウスから採取した冠状脳切片と、非トランスフェクトCOS細胞の培地と、又は、抗β−アミロイドポリクローナル抗体の、免疫組織化学解析を示す。
【図3】図3は、合成APP/IgG遺伝子をアッセンブリするのに用いた合成オリゴヌクレオチドを示す。これらのオリゴヌクレオチドは、このアッセンブリに必要な片側のみの制限エンドヌクレアーゼ部位を含む。
【図4】図4は、pTIg発現ベクタの概略図である。
【図5】図5は、tPAプロペプチドとβ−アミロイドペプチドとの間に三重Glyリンカー基を持つ、及び、持たない、合成Aβ1−40及びAβ1−42の集合体の概略図である。
【図6】図6は、合成β−アミロイド遺伝子のDNA配列、アミノ酸組成、及び制限エンドヌクレアーゼ認識部位を示す。
【図7A】図7Aは、合成β−アミロイド遺伝子のサブフラグメントのアッセンブリに用いたオリゴヌクレオチドの配列と、作製されたキメラβ−アミロイド/IgG1コンストラクトの編成体を示す。
【図7B】図7Bは、合成β−アミロイド遺伝子のサブフラグメントのアッセンブリに用いたオリゴヌクレオチドの配列と、作製されたキメラβ−アミロイド/IgG1コンストラクトの編成体を示す。
【図8】図8は、細胞によるFc受容体媒介フィブリル取り込みが、Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質又はα−β−アミロイド抗体のいずれの存在下でも起きることを実証するグラフである。
【図9】図9は、可溶性β−アミロイドペプチドのアミロイドフィブリルへの結合に、Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質が干渉することを実証するグラフである。
【図10】図10は、チオフラビンSで染色した脳切片であり、Aβ(16−30)−Fc融合タンパク質によってアルツハイマー病モデルトランスジェニックマウスを処置すると、投与部位で斑が減少することを示している。
【図11】図11は、tPAΔpro/16−30/Fc cDNA 合成遺伝子合成遺伝子(配列番号:11)のコーディング領域を示す。
【図12】図12は、tPAΔpro/16−30/Fc 融合タンパク質(配列番号:12)のアミノ酸配列を示す。注釈を付けた機能配列も示す。Aβ(16−30)−Fc タンパク質をここで配列番号:13とする。

Claims (78)

  1. 式I−L−Pを含んで成る化合物であって、
    但し式中、Iは、Fc受容体への結合能を維持した免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントであり;
    Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そして
    Pは、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドである、
    化合物。
  2. Iが配列番号:1に示されるアミノ酸配列を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  3. Iが配列番号:1に示されるアミノ酸配列に、少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  4. IがIgG重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項1に記載の化合物。
  5. Lが直接的な結合である、請求項1に記載の化合物。
  6. Lがリンカー基である、請求項1に記載の化合物。
  7. Pがβ−アミロイドに結合可能なペプチドである。請求項1に記載の化合物。
  8. Pが、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2ミクロマイクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン、及びリゾチームから成る群より選択されるアミロイド形成性タンパク質に結合可能なペプチドである、請求項1に記載の化合物。
  9. Pが、約1乃至40個のアミノ酸を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  10. Pが、約1乃至30個のアミノ酸を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  11. Pが、約1乃至20個のアミノ酸を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  12. Pが、少なくとも一つの非天然アミノ酸を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  13. Pが、少なくとも一つのD型アミノ酸を含んで成る、請求項1に記載の化合物。
  14. Pが、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2ミクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン及びリゾチームから成る群より選択されるアミロイド形成性タンパク質の一亜領域を含んで成る、請求項8に記載の化合物。
  15. Pが、天然β−アミロイドペプチドの一亜領域を含んで成る、請求項7に記載の化合物。
  16. Pは、すべてD型アミノ酸から成ると共に、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造、D型バリン構造、D型チロシン構造、D型ヨードチロシン構造及びD型アラニン構造からなる群より個別に選択される少なくとも三つのアミノ酸残基を有するペプチドである、請求項7に記載の化合物。
  17. Pが、構造
    【化1】
    (Y−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−Z)
    を含んで成るペプチドであり、
    但し式中、Xaa、Xaa、Xaa及びXaaはそれぞれD型アミノ酸構造であり、そしてXaa、Xaa、Xaa及びXaaのうちの少なくとも二つは、D型ロイシン構造、D型フェニルアラニン構造及びD型バリン構造からなる群より個別に選択され;
    存在してもしなくともよいYは、式(Xaa)を有する構造であり(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、aは1乃至15までの整数である);そして、
    存在してもしなくともよいZは、式(Xaa)を有する構造である(但し式中、Xaaは何れかのD型アミノ酸構造であり、そしてbは1乃至15までの整数である)、
    請求項7に記載の化合物。
  18. Pが、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−フェネチルアミド、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Ala、D−Ala−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Leu−D−Val−D−Tyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−IodoTyr−D−Phe−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Tyr−D−Ala、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−IodoTyr−D−Ala、D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Leu、D−Leu−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Val−D−Leu、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu−D−Val、D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu、D−Ala−D−Phe−D−Phe−D−Phe−D−Leu、Aβ(16−30)、Aβ(10−25)、Aβ(1−29)、Aβ(1−40)、及びAβ(1−42)からなる群より選択されるペプチドである、請求項7に記載の化合物。
  19. Pが、D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Leuである、請求項7に記載の化合物。
  20. Pが D−Leu−D−Val−D−Phe−D−Phe−D−Alaである、請求項7に記載の化合物。
  21. 請求項1に記載の化合物の二量体。
  22. 治療上有効量の請求項1に記載の化合物と薬学的に許容可能な担体とを含んで成る医薬組成物。
  23. アミロイド形成性タンパク質が対象から除去されるよう、請求項1に記載の化合物にアミロイド形成性タンパク質を接触させるステップを含む、対象からアミロイド形成性タンパク質を除去する方法。
  24. 請求項1に記載の化合物を治療上有効量、対象に投与することで、アミロイド形成性障害に罹患した前記対象を治療するステップ、
    を含む、アミロイド形成性障害に罹患した対象を治療する方法。
  25. 前記アミロイド形成性障害がアルツハイマー病である、請求項24に記載の方法。
  26. 前記アミロイド形成性障害が海綿状脳症である、請求項24に記載の方法。
  27. 融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含んで成る核酸分子であって、前記融合タンパク質が、Fc受容体への結合能を維持した免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントと、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なアミノ酸配列と、を含んで成る、核酸分子。
  28. 前記アミロイド形成性タンパク質が、β−アミロイド、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2ミクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン、リゾチーム、ハンチントン、及びα−シヌクレインからなる群より選択される、請求項27に記載の核酸分子。
  29. 前記アミロイド形成性タンパク質がβ−アミロイドである、請求項27に記載の核酸分子。
  30. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域がIgG重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項27に記載の核酸分子。
  31. 前記IgGがヒト、イヌ、ウシ、ブタ、マウス、ヒツジ又はラットIgGである、請求項30に記載の核酸分子。
  32. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域が IgM、IgA、IgD 又はIgE 重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項27に記載の核酸分子。
  33. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域がヒトIgG重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項27に記載の核酸分子。
  34. 前記ヒトIgGが IgG1、IgG2、IgG3 又はIgG4である、請求項33に記載の核酸分子。
  35. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域が、機能的に活性なCH2ドメインを含んで成る、請求項27に記載の核酸分子。
  36. 前記アミロイド形成性タンパク質がAβ1−42又はその一フラグメントを含んで成る、請求項29に記載の核酸分子。
  37. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの少なくとも4個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  38. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの少なくとも5個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  39. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの約4乃至15個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  40. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの約5乃至10個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  41. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Leu−Val−Phe−Phe、Leu−Val−Phe−Phe−Ala、Leu−Val−Phe−Phe−Leu、Aβ(16−30)、Aβ(10−25)、Aβ(1−29)、Aβ(1−40)、及びAβ(1−42)からなる群より選択される配列を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  42. 前記アミロイド形成性タンパク質が配列 Leu−Val−Phe−Phe−Ala (配列番号:3)を含んで成る、請求項36に記載の核酸分子。
  43. 前記融合タンパク質が少なくとも1個のアミノ酸残基から成るリンカー基をさらに含んで成り、前記リンカー基が、前記免疫グロブリン重鎖定常領域と、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なアミノ酸配列とを連結する、請求項27に記載の核酸分子。
  44. 前記リンカー基が約1乃至20個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項43に記載の核酸分子。
  45. 前記リンカー基が約1乃至10個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項43に記載の核酸分子。
  46. 前記リンカー基が約1乃至5個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項43に記載の核酸分子。
  47. 前記リンカー基が配列−(Gly)−(但し式中、nは約1乃至10の整数である)を含んで成る、請求項43に記載の核酸分子。
  48. 請求項26乃至47のいずれか一つに記載の核酸分子を含んで成るベクタ。
  49. 請求項26乃至47のいずれか一つに記載の核酸分子を含んで成る組換え細胞。
  50. 前記細胞が哺乳動物細胞である、請求項49に記載の組換え細胞。
  51. 前記細胞がCHO細胞又はCOS細胞である、請求項50に記載の組換え細胞。
  52. 請求項49に記載の組換え細胞を、適した培地で培養して、ポリペプチドを産生させるステップを含む、ポリペプチドを作製する方法。
  53. Fc受容体への結合能を維持した免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントと、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なアミノ酸配列とを含んで成るポリペプチド。
  54. 前記アミロイド形成性タンパク質が、β−アミロイド、トランスシレチン(TTR)、プリオンタンパク質(PrP)、島アミロイドポリペプチド(IAPP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、アミロイドA、プロカルシトニン、シスタチンC、β2マイクログロブリン、アポA−I、ゲルソリン、カルシトニン、フィブリノーゲン、リゾチーム、ハンチントン、及びα−シヌクレインからなる群より選択される、請求項53に記載のポリペプチド。
  55. 前記アミロイド形成性タンパク質がβ−アミロイドである、請求項53に記載のポリペプチド。
  56. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域がIgG重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項53に記載のポリペプチド。
  57. 前記IgGがヒト、イヌ、ウシ、ブタ、マウス、ヒツジ又はラットIgGである、請求項53に記載のポリペプチド。
  58. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域が IgM、IgA、IgD 又はIgE 重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項53に記載のポリペプチド。
  59. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域がヒトIgG重鎖定常領域又はそのフラグメントである、請求項53に記載のポリペプチド。
  60. 前記ヒトIgGが IgG1、IgG2、IgG3 又はIgG4である、請求項59に記載のポリペプチド。
  61. 前記免疫グロブリン重鎖定常領域が、機能的に活性なCH2ドメインを含んで成る、請求項53に記載のポリペプチド。
  62. 前記アミロイド形成性タンパク質がAβ1−42又はその一フラグメントを含んで成る、請求項54に記載のポリペプチド。
  63. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの少なくとも4個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  64. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの少なくとも5個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  65. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの約4乃至15個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  66. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Aβ1−42のアミノ酸配列のうちの約5乃至10個の連続したアミノ酸残基を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  67. 前記アミロイド形成性タンパク質が、Leu−Val−Phe−Phe、Leu−Val−Phe−Phe−Ala、Leu−Val−Phe−Phe−Leu、Aβ(16−30)、Aβ(10−25)、Aβ(1−29)、Aβ(1−40)、及びAβ(1−42)からなる群より選択される配列を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  68. 前記アミロイド形成性タンパク質が配列 Leu−Val−Phe−Phe−Ala (配列番号:3)を含んで成る、請求項62に記載のポリペプチド。
  69. 前記融合タンパク質が少なくとも1個のアミノ酸残基から成るリンカー基をさらに含んで成り、前記リンカー基が、前記免疫グロブリン重鎖定常領域と、アミロイド形成性タンパク質に結合可能なアミノ酸配列とを連結する、請求項53に記載のポリペプチド。
  70. 前記リンカー基が約1乃至20個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項69に記載のポリペプチド。
  71. 前記リンカー基が約1乃至10個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項69に記載のポリペプチド。
  72. 前記リンカー基が約1乃至5個のアミノ酸残基を含んで成る、請求項69に記載のポリペプチド。
  73. 前記リンカー基が配列−(Gly)−(但し式中、nは約1乃至10の整数である)を含んで成る、請求項69に記載のポリペプチド。
  74. 式I−L−P’を含んで成る治療薬を調製する方法であって、
    但し式中、IはFc受容体への結合能を維持した免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントであり;Lはリンカー基又は直接的な結合であり;そしてP’は標的タンパク質に結合可能なペプチドであり、
    (1)ペプチド・ライブラリをスクリーニングして、標的タンパク質に結合する一つ又はそれ以上のペプチドを同定するステップと、
    (2)標的タンパク質に結合する少なくとも一つのペプチドのアミノ酸配列を決定するステップと、
    (3)ステップ(2)で同定されたアミノ酸配列を有するペプチドと、Fc受容体への結合能を維持した免疫グロブリン重鎖定常領域又はそのフラグメントとを、リンカー基L又は直接的な結合を介して連結して含む治療薬を作製するステップと
    を含む、方法。
  75. 前記ペプチド・ライブラリがL型アミノ酸ペプチドを含んで成る、請求項74に記載の方法。
  76. 前記ペプチド・ライブラリがD型アミノ酸ペプチドを含んで成る、請求項74に記載の方法。
  77. 請求項74に記載の方法により調製された治療薬。
  78. 請求項77に記載の治療薬を含んで成る医薬組成物。
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