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JP3504697B2 - PTHrPアンタゴニスト活性を有するポリペプチド及びそれを含むカルシウム代謝治療薬 - Google Patents

PTHrPアンタゴニスト活性を有するポリペプチド及びそれを含むカルシウム代謝治療薬

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JP3504697B2
JP3504697B2 JP26831193A JP26831193A JP3504697B2 JP 3504697 B2 JP3504697 B2 JP 3504697B2 JP 26831193 A JP26831193 A JP 26831193A JP 26831193 A JP26831193 A JP 26831193A JP 3504697 B2 JP3504697 B2 JP 3504697B2
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pthrp
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光一 長崎
千春 大植
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PTHrPアンタゴニ
スト活性を有するポリペプチド及びそれを含むカルシウ
ム代謝治療薬に関する。本発明のアンタゴニストは、高
カルシウム血症等の治療に用いられる。
【0002】
【従来の技術】血液中のカルシウム代謝調節因子として
代表的なものには副甲状腺ホルモン(parathyroid horm
one, PTH) 、カルシトニン、ビタミンD等があるが、癌
が引き起こす高カルシウム血症の原因物質としては、上
記のいずれでもないことが指摘されていた。1987年
になりMoseley らにより高カルシウム血症を呈したヒト
扁平上皮癌より、PTHと同じ活性を示すタンパク質が
単離され、これは副甲状腺ホルモン関連タンパク質(pa
rathyroid hormone related protein,PTHrP)と命
名された。また、癌患者における高カルシウム血症の原
因物質がこのPTHrPであることも判明した。
【0003】さらに、Suvaらにより、PTHrPのアミ
ノ酸配列及びcDNA塩基配列が決定されるに至り、P
THrPは141アミノ酸より成るものであることがわ
かった。Suvaらは、得られたcDNAより哺乳類の細胞
系でPTHrPを発現させ、PTH活性換算48μg/
lの発現を確認している。
【0004】Rodan らは既にヒトPTHrPのN末端側
から1〜34番目のペプチドフラグメント(以下、「ヒ
トPTHrP(1−34)」という)を化学的に合成
し、ラット骨肉腫由来の細胞株ROS17/2.8 におけるアデ
ニレートシクラーゼの活性の増加に関してヒトPTH
(1−34)と同様の活性を持つことを確認している。
【0005】癌患者における高カルシウム血症は、癌患
者全体の約10%に発症するとされ、血中のカルシウム
濃度の上昇により疼痛等様々な障害を引き起こすもので
ある。
【0006】現在、この高カルシウム血症の治療薬とし
て、カルシトニン関連ペプチドがあるが、その効果は一
過性のものであり有効率も低い。これは、カルシトニン
は破骨細胞のレセプターに結合し、骨吸収の抑制作用を
示すが、高カルシウム血症の原因物質であるPTHrP
の活性を抑えるわけではないためであり、従って、その
効果にも限界がある。
【0007】本出願人は、先に、PTHrPのN末端か
ら1〜6番目のアミノ酸配列がPTHrP活性の発現に
必須的であること及び7〜34番目のアミノ酸配列によ
りPTHrPレセプターに結合し得ることを見出し、従
って、PTHrPのN末端側から7〜34番目のアミノ
酸配列(以下、「ヒトPTHrP(7−34)」はPT
HrPのアンタゴニストとして有用であることを見出し
特許出願した(特開平2−207099号)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した特開平2−2
07099号公報に記載されたPTHrPアンタゴニス
トは、PTHrP活性を有さず、PTHrPと競合的に
PTHrPレセプターに結合することによりPTHrP
活性を拮抗する。もし、この公知のPTHrPアンタゴ
ニストよりもアンタゴニスト活性が高いPTHrPアン
タゴニストが得られれば、高カルシウム血症の治療によ
り有効である。
【0009】従って、本発明の目的は、上記公知のPT
HrPアンタゴニストよりもアンタゴニスト活性が高い
ヒトPTHrPアンタゴニストを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意研
究の結果、ヒトPTHrP(7−34)中の数個のアミ
ノ酸を置換することにより、そのアンタゴニスト活性が
有意に高まることを見出し本発明を完成した。
【0011】
【0012】 本発明は、ヒトPTHrP活性を
有さず、ヒトPTHrP又はヒトPTHrP活性を有す
るポリペプチドの生理学的作用に拮抗する活性を有し、
下記式[II]で表されるアミノ酸配列を含むポリペプチド
を提供する。Leu His Asn Leu D-Phe(4-F) Lys Ser Ile
Gln Asp Leu Arg Arg Arg Phe PheLeu His His Leu Il
e Ala Glu Ile His Thr Ala [II]
【0013】
【0014】 さらに本発明は、上記式[II]で表
されるポリペプチドを提供する。
【0015】さらに本発明は、上記本発明のいずれかの
ポリペプチドを有効成分として含有するヒトPTHrP
に対するカルシウム代謝治療薬を提供する。
【0016】以下、本発明を詳細に説明する。
【0017】 上記式[II]は、N末端側から記載さ
れている。上記式[II]中のD-Phe(4-F)は、フェニルア
ラニンのD体中のフェニル基の4位がフッ素原子に置換
したものを意味する。また、上記式中、D−Trpはト
リプトファンのD体を意味する。その他、D、Lの表示
のないアミノ酸はL体である。なお、ポリペプチ ドを
化学合成する都合上、N末端のロイシンが脱アミノされ
てデスアミノロイシンとなり、C末端のアラニンのカル
ボキシル基にNH2が結合されたものとなることがある
が、後述の実施例で明らかになるように、これらもPT
HrPアンタゴニスト活性を有するものであり、上記各
式で表されるポリペプチドは、N末端が脱アミノされ、
C末端がアミノ化されたポリペプチドをも包含する。
【0018】 上記式[II]で示される各ポリペプチ
ドは、ヒトPTHrPのN末端側から8〜34番目のア
ミノ酸配列から成るポリペプチド中の数個のアミノ酸を
置換したものである。この置換により、後述の実施例に
おいて明らかになるように、驚くべきことに、アデニレ
ートシクラーゼ阻害活性、すなわち、ヒトPTHrPア
ンタゴニスト活性が有意に高められた。
【0019】 本発明のポリペプチドは、上記式[I
I]で表されるアミノ酸のみから成るものであってもよい
し、ヒトPTHrP活性を発揮しない限り、これにさら
に他のアミノ酸配列が加わったものでもよい。例 え
ば、ヒトPTHrPの35番目以降のアミノ酸がC末端
に結合したものであってもよい。
【0020】本発明のポリペプチドは化学合成又は遺伝
子工学的手法により製造することができる。アミノ酸の
数が40以下の場合には化学合成により製造する方法が
便利であるが、アミノ酸の数が40を超えると化学合成
が困難になるので遺伝子工学的手法により合成すること
が好ましい。
【0021】上記各式で表されるポリペプチドは、アミ
ノ酸の数が26個又は27個であるので、市販のペプチ
ド合成機を用いて容易に調製することができる。例え
ば、アプライドバイオシステムズ社のモデル430ペプ
チドシンセサイザーを用いてFmoc 法により行うことが
できる。
【0022】遺伝子工学的手法による本発明のポリペプ
チドの合成は、ポリペプチドをコードする領域を含み、
大腸菌中で該ポリペプチドを発現することができる発現
ベクターで大腸菌を形質転換し、該形質転換された大腸
菌を培養し、その培養物から上記ポリペプチドを回収す
ることにより行うことができる。
【0023】上記発現ベクターにおいて、本発明のポリ
ペプチドをコードする領域は、本発明のポリペプチドを
コードするものであればいかなる塩基配列を有していて
もよいが、発現がスムーズになるよう大腸菌の使用頻度
の高いコドンを使い、パリンドロームや相同配列を避け
ることが望ましい。
【0024】上記本発明のポリペプチドコード領域の上
流には大腸菌内での転写効率を高めるプロモーターが存
在する。プロモーターは大腸菌由来のものが好ましく、
特にトリプトファンプロモーターが好ましい。プロモー
ターの直下流に本発明のポリペプチドコード領域が位置
していてもよいが、大腸菌trpEタンパク質のような、大
腸菌由来タンパク質をコードする領域の下流に上記領域
が位置していてもよい。後者の場合には、本発明のポリ
ペプチドは融合タンパク質の形態として得られる。
【0025】用いられるベクターは、抗生物質耐性のよ
うな適当な選択マーカー及び大腸菌内で複製するための
複製開始点を有する。さらに、上記本発明のポリペプチ
ドコード領域の下流には転写終結コドンが存在する。例
えばpUC9、pBR322その他の市販の大腸菌用ベ
クターをそのまま利用することができる。
【0026】発現ベクターは、上記した本発明のポリペ
プチドコード領域を例えばホスホアミダイド法等の公知
の方法により合成し、これを大腸菌用の市販のベクター
又は大腸菌内で発現する公知のベクターにクローニング
することにより作製することができる。得られた発現ベ
クターを用いた形質転換及びその後の大腸菌の培養は周
知の方法により行うことができる。形質転換された大腸
菌により産生された本発明のポリペプチドは、菌体を遠
心分離等で集め、周知のリゾチーム処理及び/又は超音
波処理等で菌体を破壊し、これを周知の方法に基づきゲ
ルろ過クロマトグラフィー等にかけることにより分離精
製することができる。
【0027】本発明のカルシウム代謝治療薬は、上記本
発明のポリペプチドを有効成分とするものである。本発
明のカルシウム代謝治療薬のヒトに対する投与量は、通
常、本発明のポリペプチドの量で3x10-6モルないし
3x10-7モル程度であり、投与経路は静脈注射又は筋
肉内注射が好ましい。また、カルシウム代謝治療薬とし
ての具体的な製剤例として、生理食塩水又はクエン酸緩
衝液中に本発明のポリペプチドを1x10-5Mないし1
x10-6M含むものを挙げることができる。
【0028】本発明のカルシウム代謝治療薬は、カルシ
ウム代謝に異常のある種々の疾病、例えば高カルシウム
血症、骨粗鬆症のような骨疾患及び慢性腎不全による高
カルシウム血症の治療に用いることができる。
【0029】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体
的に説明する。
【0030】 実施例1 ポリペプチドの合成 アプライドバイオシステムズ社製モデル430ペプチド
シンセサイザーにより、式[I]ないし[III]で表され
るポリペプチドを合成した。ただし、N末端のロイシン
は脱アミノしたデスアミノロイシンであり、N末端のア
ラニン(式[III]のものではスレオニン)のカルボキシ
ル基にはアミノ基が結合したものが得られた。合成され
た各ポリペプチドのアミノ酸分析の結果をその理論値と
ともに下記表1に示す。また、各ポリペプチドのHLP
Cにおける滞留時間とFAB−MSの結果を表2に示
す。なお、式 [I] 及び式 [III] は次の通りである。 Leu His Asn Leu D-Trp Lys Ser Ile Gln Asp Leu Arg
Arg Arg Phe Phe LeuHis His LeuIle Ala Glu Ile His
Thr Ala [I] Leu His Asn Leu D-Trp Lys Ser Ile Gln Asp Leu Arg
Arg Arg Phe Phe LeuHis His LeuIle Ala Glu Ile His
Thr [III]
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】実施例2 ポリペプチドのアンタゴニスト
活性(生体外試験) 実施例1で合成した各ポリペプチドのアンタゴニスト活
性を、ラット骨髄腫細胞株ROS17/2.8 を用い、in vitro
で試験した。試験方法は、具体的には次のように行っ
た。ROS細胞に対して、最大刺激近くまで充分cAM
P産生能が得られた5x10-9MのPTHrP(1−3
4)の刺激に対する抑制効果を、各種ポリペプチドを段
階的に希釈して、比較した。ROS17/2.8 をHam's F12 培
地で2日間培養した。F12培地で細胞を洗った後、濃
度を変えた合成ポリペプチドとPTHrP(1−34)
を加え、37℃、10分間インキュベートした。氷上、
1NHClを加えた後、細胞を集め、上清を市販(ヤマ
サ社製)のcAMP RIAのキットで濃度を測定し
た。なお、ポリペプチド(I−III)単独で加えた場合、
cAMPの上昇(アゴニスト活性)は認められなかっ
た。
【0034】結果を図1に示す。この図から明らかなよ
うに、本発明のポリペプチドは、公知のヒトPTHrP
(7〜34)に比べ、アデニレートシクラーゼ活性の阻
害率が有意に高く、ヒトPTHrPアンタゴニストとし
てより優れていることが明らかになった。
【0035】実施例3 ポリペプチドのアンタゴニスト
活性(生体内試験) 1群4匹のマウスに1日当たり250pmolのヒトP
THrP(1−34)を投与し、これと同時に1日当た
り500nmolの実施例1で合成した式[I]で表さ
れるポリペプチドを投与した。これらの投与経路は皮下
に連続投与(オスモテックミニポンプ)であり、担体と
して2%システイン−HClを含む生理食塩水を用い
た。担体中の有効成分の濃度は、ヒトPTHrP(1−
34)が10.4μM、式[I]のポリペプチドが2
0.8μMであり、1日当たり24μl投与した。ま
た、対照として、ヒトPTHrP(1−34)のみを上
記担体中に含むものを投与した。投与開始前及び投与開
始3日後に血清中のカルシウム濃度を測定した。結果を
図3に示す。
【0036】図2から明らかなように、本発明のポリペ
プチドを投与した群では、対照群に比べて血清中のカル
シウム濃度が有意に低く、本発明のポリペプチドの生体
内におけるPTHrPアンタゴニスト活性が確認され
た。
【0037】
【発明の効果】本発明により、公知のものよりも優れた
ヒトPTHrPアンタゴニスト活性を有する新規なポリ
ペプチド及びそれを有効成分として含有するカルシウム
代謝治療薬が提供された。従って、本発明により、カル
シウム代謝に異常のある種々の疾病、例えば高カルシウ
ム血症、骨粗鬆症のような骨疾患及び慢性腎不全による
高カルシウム血症の治療がより有効に行えるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例のポリペプチドのアデニレー
トシクラーゼ阻害活性を、ヒトPTHrP(7−34)
と比較して示す図である。
【図2】 ヒトPTHrP(1−34)で誘起した高カ
ルシウム血症マウスにおける本発明のポリペプチドによ
る血清カルシウム濃度低下効果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大植 千春 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡1−3−1 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 松崎 淳一 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡1−3−1 東燃株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平2−22292(JP,A) 特開 平4−217997(JP,A) Pept.Chem.,Sept. 27,1993,Vol.1992,p.547−549 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07K 14/635 CA(STN) REGISTRY(STN) BIOSIS/WPI(DIALOG)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒトPTHrP活性を有さず、ヒトP
    THrP又はヒトPTHrP活性を有するポリペプチド
    の生理学的作用に拮抗する活性を有し、下記式[II]で表
    されるアミノ酸配列を含むポリペプチド。Leu His Asn
    Leu D-Phe(4-F) Lys Ser Ile Gln Asp Leu Arg Arg Arg
    Phe Phe Leu His His Leu Ile Ala Glu Ile His Thr A
    la [II]
  2. 【請求項2】 上記式[II]で表されるポリペプチド。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のポリペプチド
    を有効成分として含有するヒトPTHrPに対するカル
    シウム代謝治療薬。
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