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JP6046493B2 - プロミニン−１の血管新生促進フラグメントおよびその使用 - Google Patents

プロミニン−１の血管新生促進フラグメントおよびその使用 Download PDF

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Description

関連出願への相互参照
本願は、2010年7月27日に出願された米国仮出願第61/298,729号の35 U.S.C.§119(e)に基づく利益を主張し、同仮出願は本明細書においてその全体において参考として組み込まれる。
発明の分野
本発明の分野は、再生および／または血管新生促進特性を有するペプチドおよびタンパク質、ならびに血管新生促進因子の生物学的作用の調節に関する。
発明の背景
血管新生は、新しい血管の形成、発達および成長である。正常な血管新生の制御は、血管の形成を誘導する因子とそのプロセスを停止させるかまたは阻害する因子との間の精緻なバランスにより支配される。このバランスが乱されると、一般に、病原性の血管新生がもたらされる。血管新生の過剰、または反対に不十分な血管新生から、多数の病態が生じる。血管新生（不十分な血管新生のための）因子または血管新生抑制性（過剰な血管新生のための）因子により血管新生を制御することは、したがって、眼科学、腫瘍学および皮膚科学などの多くの医学分野において大きな治療上の関心事である。血管新生の制御は、血管性疾患、例えば、毛管現象および／または神経発生の欠乏を特徴とする疾患（脳卒中、冠動脈疾患、慢性閉塞性肺疾患と関連する末梢筋の欠損、創傷治癒およびアルツハイマー病を含む）の処置のためのアプローチを提供することができる。
本明細書において記載される方法および組成物は、部分的に、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合の増強を誘導するペプチドの発見に基づく。先に、本発明者らは、配列ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）を有するネイティブなペプチド＃２３７（表１を参照）が、正常な成長および発達に重要であるがまた癌および糖尿病性網膜症などにおける望ましくない異常な血管新生にも関与している内因性の血管新生促進因子であるＶＥＧＦに結合することを見出した。本明細書において記載されるペプチドは、５回膜貫通糖タンパク質であるプロミニン−１（prom-1）のこのフラグメントのバリアントである。本明細書において記載される修飾ペプチドは、配列番号１のネイティブな非修飾プロミニン−１ ペプチドのそれを超えるＶＥＧＦに関連する結合活性の増強を示す（図９；例１０を参照）。さらに、＃２３７のペプチドは、他の細胞型へのＶＥＧＦの結合を促進し、in vitroで内皮細胞の増殖を促進し、ＶＥＧＦの存在下において血管新生および細胞遊走を増強した。本明細書において記載される修飾ペプチドおよびそれに基づくさらなるバリアントは、創傷治癒、熱傷、組織の修復、不妊治療、心筋梗塞、心肥大、疾患および外傷（例えば、脳卒中、四肢の虚血、血管性疾患、骨修復）の後の組織の血管再生、組織移植および組織工学によるコンストラクトなどにおいて血管新生を促進する上で有用である。さらに、本明細書において記載されるペプチドおよびペプチド誘導体はＶＥＧＦの効果を増強するので、これらはまた、ＶＥＧＦにより媒介される他の活性に対するその効果に関しても考慮されるべきである。例えば、ＶＥＧＦは、神経保護特性を示す神経栄養因子である。本明細書において記載されるペプチドおよび誘導体はまた、神経の成長、神経保護、血管拡張、血圧の調節、および勃起不全の処置を促進するために有用である。
本発明者らは、ペプチド＃２３７ ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）の以下のバリアントが、内皮細胞へのＶＥＧＦの結合を対照レベル（すなわち任意のペプチドの不在）に対して促進し得ることを示した：ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）、ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）、ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）およびＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）。
データは、Ｎ末端の初めの２個のアミノ酸の除去がなお活性を有するペプチドをもたらすことから、アミノ酸の欠失が耐容されることを示す。またデータは、ペプチドのＣ末端に対する２個のアミノ酸の付加がなお活性を有するペプチドをもたらすことから、アミノ酸の付加が耐容されることを示す。さらに、本発明者らのアラニン置換スクリーニングは、親である１２マーのペプチド、ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）に対する位置２、３、４、５、６、７および１２における非保存的および保存的アラニン置換のいずれも活性であったことを示す。位置１および２が欠失可能でありなお活性であることを示す欠失データと共にまとめると、位置１、２、３、４、５、６、７および１２においてアミノ酸置換を有するペプチド＃２３７のアナログは、なお活性であろう。
したがって、一態様において、（Ｂ＃）（ＶｎＱｎＲｎＱｎＴｎＴｃＴｃＶｃＶｃＡｎ）（Ｚ＃）のアミノ酸配列式を有する分子から本質的になる単離されたペプチド、ここで、Ｖｎ、Ｑｎ、Ｒｎ、Ｑｎ、ＴｎおよびＡｎは、アミノ酸Ｖ、Ｑ、Ｒ、ＴおよびＡならびにそれらの非保存的および保存的アミノ酸置換を表わし；ここで、ＴｃおよびＶｃは、アミノ酸ＴおよびＶならびにその保存的置換を表わし；ここで、ＢおよびＺは、既知の２０個のアミノ酸またはそれらの誘導体のいずれかであり；ここで、「＃」は、ＢおよびＺの各々について独立して変化する０〜２０の番号であり；前記ペプチドは、ＶＥＧＦに結合するか、in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦの細胞への結合を増強する。
一態様において、本明細書において提供されるのは、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子を含む単離されたペプチドであって、ここで単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニン（Ｒ）よりも疎水性である。一態様において、ペプチドは、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子から本質的になり、ここで単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニン（Ｒ）よりも疎水性である。
別の態様において、位置６におけるアミノ酸もまた、グルタミン（Ｑ）より疎水性であるものと交換することができる。別の態様において、位置５および６におけるアミノ酸はいずれも、それぞれアルギニンおよびグルタミンよりも疎水性であるものと交換される。
一態様において、本明細書において提供されるのは、アミノ酸配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）およびＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）からなる群より選択される配列を含む単離されたペプチドである。
別の態様において、本明細書において提供されるのは、アミノ酸配列ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）を有する単離されたペプチドであって、ここで位置５におけるＸアミノ酸が、バリン、イソロイシン、グルタミン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、システイン、プロリン、アラニン、グリシン、またはアルギニンよりも疎水性であるこれらのアミノ酸のいずれかのバリアントからなる群より選択される。
別の態様において、位置６におけるアミノ酸は、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、システイン、プロリン、アラニン、グリシン、またはグルタミンよりも疎水性であるこれらのアミノ酸のいずれかのバリアントからなる群より選択される。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、ＶＥＧＦに結合することができるか、および／または内皮細胞によるＶＥＧＦ結合を増強することができる。
一態様において、記載されるペプチドは、親のオリジナルペプチドであるＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）と比較して創傷の治癒を増大させる。
他の態様において、ペプチドはさらに、位置５および／または６以外の位置において、例えば位置２および／または７において、保存的アミノ酸置換を含み、in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合し、および／または内皮細胞によるＶＥＧＦ結合を増強する。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、本明細書において記載される内皮細胞ＶＥＧＦ結合アッセイなどのin vitroアッセイにおいて、ＶＥＧＦに結合する。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、再生活性を有する。別の態様において、本明細書において記載されるペプチドは、血管新生を促進する。
別の態様において、本明細書において記載されるペプチドは、内皮細胞へのＶＥＧＦの結合を増強する。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、血管新生促進因子の存在下において血管新生を増強する。
別の態様において、本明細書において記載されるペプチドは、血管新生促進因子の存在下において細胞遊走を促進する。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、神経の成長の刺激、神経再生の促進、およびニューロンの細胞死の遅延などの神経保護特性を示す。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、環状ペプチドである。
一態様において、本明細書において提供されるのは、式Ｃ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号７）またはＡＣ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号８）を有する環状ペプチドであって、ここで、アミノ酸Ｘはアルギニンより疎水性である任意のアミノ酸であり、ＢおよびＺは既知の２０個のアミノ酸またはそれらの誘導体のうちのいずれかであり、（Ｚｎ）および（Ｂｎ）は環状ペプチドにおいてスペーサーとして用いられる。一態様において、ＢおよびＺはグリシン残基である。例えば、ＣＧ５（ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ）Ｇ５Ｃ（配列番号９）またはＡＣＧ３（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）Ｇ５Ｃ（配列番号１０）。
別の態様において、環状ペプチドはさらに、位置Ｘ以外の位置において保存的アミノ酸置換を含む。。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、ポリマーと接合している。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、ＰＥＧ化されている。
一態様において、本明細書において提供されるのは、異種のペプチドまたはポリペプチドに融合した本明細書において記載されるペプチドを含む、融合ペプチドである。
一部の態様において、本明細書において記載されるペプチドのバリアントまたは誘導体が、本明細書において記載される多様な態様により包含され、それらのバリアントまたは誘導体はＶＥＧＦに結合することができる。
一態様において、本明細書において提供されるのは、薬学的に受容可能なキャリアと、本明細書において記載されるペプチドまたは環状ペプチド、融合タンパク質、それらのバリアントまたは誘導体とを含む医薬組成物である。
一態様において、本明細書において提供されるのは、その必要を有する組織において細胞増殖を促進する方法であって、該方法は、組織を、薬学的に受容可能なキャリアと、本明細書において記載されるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質、またはそれらのバリアントもしくは誘導体とを含む組成物と接触させることを含む。
一態様において、本明細書において提供されるのは、その必要を有する組織において血管新生を促進する方法であって、該方法は、組織を、薬学的に受容可能なキャリアと、本明細書において記載されるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質、またはそれらのバリアントもしくは誘導体とを含む組成物と接触させることを含む。
一態様において、方法は、創傷治癒の促進、熱傷、組織修復、骨修復、妊娠促進、心筋梗塞、心肥大、勃起不全の処置、血圧の調節、疾患または外傷後の血管再生、組織移植、または組織工学によるコンストラクトの背景において適用される。
一態様において、本明細書において提供されるのは、創傷治癒を促進する方法であって、該方法は、創傷を、本明細書において記載されるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質またはバリアントもしくは誘導体と接触させることを含み、それにより、かかるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質またはそのバリアントもしくは誘導体の不在下における創傷治癒と比較して創傷治癒が増強される。
別の態様において、本明細書において提供されるのは、 神経保護を促進する方法であって、該方法は、神経細胞を、本明細書において記載されるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質またはそのバリアントもしくは誘導体と接触させることを含み、ここで、該ペプチドはＶＥＧＦに結合し、ここで、前記接触させることが、神経細胞の神経保護を促進する。
この側面の別の態様および本明細書において記載される全ての他の側面において、接触の工程は、本明細書において記載されるペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質またはそのバリアントもしくは誘導体と、薬学的に受容可能なキャリアとを含む組成物を、その必要を有する個体、例えば、神経保護を必要とする個体に投与することを含む。神経保護の態様において、初めに神経保護または神経成長を必要とする個体を診断し、次いで、組織を、本明細書において記載されるprom-1ペプチド（ペプチド、環状ペプチド、融合タンパク質またはそのバリアントもしくは誘導体）と接触させる。
この側面の別の態様および本明細書において記載される全ての他の側面において、接触の段階は、接触の段階の不在下において発生する神経細胞死と比較して、神経細胞死を予防するかまたは遅延させる。
定義
本明細書において用いられる場合、用語「再生活性」とは、組織を破壊または損傷する傷害、疾患または障害の後での機能的組織の回復を刺激または媒介する能力を指す。一態様において、「再生活性」とは、変性疾患、例えば筋委縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、多発性硬化症（ＭＳ）、アルツハイマー病、およびパーキンソン病から生じる組織変性を軽減、予防および／または緩和することを指す。一態様において、「再生活性」は、血管新生促進活性を含む。別の態様において、「再生活性」は、神経保護および／または神経成長活性の刺激を含む。「再生活性」のためのアッセイは、限定されないが、血管新生アッセイ、創傷治癒アッセイ、骨修復アッセイ、神経成長アッセイ、および多様な疾患（例えば、ＡＬＳ、ＭＳ、アルツハイマー病、およびパーキンソン病）のマウスモデルの使用を含む。
本明細書において用いられる場合、用語「血管新生促進活性」とは、血管新生および／または内皮細胞増殖の刺激または増強を指す。
本明細書において用いられる場合、用語「バリアント」とは、配列番号３のペプチドへの言及において用いられる場合、配列番号３、４、５および６に対して位置５以外の位置において１または２以上の保存的アミノ酸置換を有するペプチドであって、ＶＥＧＦに結合する、および／または内皮細胞がＶＥＧＦに結合する能力を増強する能力を保持するものを指す。保存的アミノ酸置換は、当業者に周知である。例えば、アミノ酸セリンによりスレオニンを置換することができ、アミノ酸アスパラギン酸によりグルタミン酸を置換することができる。
一側面において、用語「バリアント」とは、配列番号３、４、５および６に対して位置５以外の位置において１または２以上の保存的アミノ酸置換を有するが、特定の場合がそうであり得るように、元のペプチドのＶＥＧＦ結合再生、血管新生促進、細胞増殖促進、細胞遊走促進、および／または神経保護活性の１または２以上を実質的に保持するＶＥＧＦ結合ペプチドを指す。「実質的に保持する」により、バリアントの活性が、同様のアッセイにおいて、同様の条件下において、元のペプチドの活性と比較して少なくとも５０％であること；好ましくは活性が、元のペプチドと比較して少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも１００％、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍またはそれより高い活性であることを意味する。バリアントペプチドのＶＥＧＦ結合再生、血管新生促進、細胞増殖促進、細胞遊走促進、および／または神経保護活性は、当該分野において周知の方法により、および本明細書において記載される方法により、決定される。
本明細書において用いられる場合、ペプチドの「誘導体」とは、所与のペプチドの、参照ペプチドと比較して化学修飾された一形態であり、修飾は、限定されないが、多量体化または重合、アミノ酸残基またはペプチド骨格の修飾、架橋、環状化、接合、さらなる異種アミノ酸配列への融合、または、ペプチドの安定性、可溶性もしくは他の特性を実質的に改変しつつＶＥＧＦ結合活性もしくは内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する能力を実質的に保持する他の修飾を含む。
本明細書において用いられる場合、用語「保存的アミノ酸置換」は、所与のアミノ酸残基が、類似の電荷を有する側鎖を有するアミノ酸残基で置き換えられているものである。類似の電荷を有する側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該分野において定義されている。これらのファミリーは、塩基性側鎖（例えば、リジン、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）、無電荷の極性の側鎖（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)、非極性の側鎖（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）、ベータ分枝状側鎖（例えば、スレオニン、バリン、イソロイシン）および芳香族側鎖（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）を有するアミノ酸を含む。保存的アミノ酸置換の具体例は、本明細書において以下に記載される。
本明細書において用いられる場合、用語「ペプチド模倣物（peptide mimetic）」または「ペプチド模倣物（peptidomimetic）」とは、本明細書において記載されるペプチドのペプチド模倣物であって、本明細書において記載されるプロミニン−１ペプチドのＶＥＧＦ結合再生、血管新生促進、細胞増殖促進、細胞遊走促進、および／または神経保護活性などの、当該ペプチドの機能を生物学的に模倣するものを指す。「生物学的に模倣する」により、本明細書において記載されるペプチドのペプチド模倣誘導体が、当該ペプチド自体の再生、血管新生促進、増殖促進、細胞遊走促進、創傷治癒促進および／または神経保護活性の少なくとも５０％を有することが意味される。一態様において、「生物学的に模倣する」とは、本明細書において記載されるペプチドのペプチド模倣物誘導体が、当該ペプチド自体のＶＥＧＦ結合活性の少なくとも５０％、ならびに／または再生、血管新生促進、増殖促進、細胞遊走促進および／もしくは神経保護活性の少なくとも５０％を有することを意味する。
本明細書において用いられる場合、用語ペプチドの「アミノ酸」とは、天然に存在するおよび合成のアミノ酸、ならびに天然に存在するアミノ酸と同様の様式において機能するアミノ酸アナログおよびアミノ酸模倣物を指す。天然に存在するアミノ酸は、遺伝子コードによりコードされるもの、ならびに後から修飾されたアミノ酸、例えばヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、およびＯ−ホスホセリンアミノ酸である。アミノ酸アナログとは、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的な化学構造、すなわち、水素に結合したα炭素、カルボキシル基、アミノ基、およびＲ基を有する化合物、例えばホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムを指す。かかるアナログは、修飾されたＲ基（例えば、ノルロイシン）または修飾されたペプチド骨格を有するが、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的な化学構造を保持する。アミノ酸は、本明細書において、それらの一般に公知の３文字シンボルにより、またはIUPAC-IUB生化学命名委員会により推奨される１文字シンボルにより言及することができる。ヌクレオチドも、同様に、それらの一般に受容されている１文字コードにより言及することができる。一態様において、本明細書において記載されるペプチド中のアミノ酸は、天然に存在するアミノ酸である。
「接合（conjugated）」により、少なくとも２個の分子の共有結合が意味される。本明細書において記載される場合、単離されたペプチドは、血清半減期を延長するために、薬学的に受容可能なポリマーに接合することができる。
用語「フラグメント」とは、そのアミノ酸残基配列が本明細書において記載される全長ポリペプチドより短いアミノ酸残基配列を有する、任意のペプチドまたはポリペプチドを指す。例えば、プロミニン−１の単離されたペプチドは、親の全長プロミニン−１と比較して短縮または切断されている。ポリペプチドは、Ｎ末端もしくはＣ末端での切断、および／または内部での欠失を有してもよい。
本明細書において用いられる場合、用語「相同な（homologous）タンパク質」または「ホモログ」とは、アミノ酸配列により類似して見え、異なる種の生物において同様に作用することができるタンパク質を指す。例えば、ヒト、ウサギ、ラット、マウス、ウマ、ウシ、ブタおよびニワトリは、トランスフェリンを発現し、これらの多様な生物由来のトランスフェリンは全てイオンを輸送する同じ機能を有する。これらのトランスフェリンのポリペプチドは、およそ同じ分子のサイズおよび構造であり、同じ数のドメイン（１つのＮ末端および１つのＣ末端ドメイン）を有し、やはり各ドメインは、およそ同じサイズ、ならびに同じ数、型および位置のタンパク質の二次折りたたみ構造（ベータシートおよびアルファヘリックスなど）である。配列をアラインメントすると、相同なタンパク質は、ポリペプチド中の特定のアミノ酸位置において正確に同じアミノ酸残基を有し（すなわち、高保存領域）、また当該ポリペプチド中の他のアミノ酸位置においては類似のアミノ酸残基を有する。
本明細書において用いられる場合、「異種発現（heterologous expression）」とは、導入遺伝子またはコーディング核酸（coding nucleic acid）が本来タンパク質へと発現される生物または組織または細胞とは異なる生物または組織または細胞におけるタンパク質発現を指す。例えば、コーディング核酸がヒト由来であっても、当該コーディング核酸を、コードされるタンパク質を非ヒト生物（例えば酵母もしくはハムスター）または非ヒト細胞において発現するために用いる。
本明細書において用いられる場合、「異種（heterologous）タンパク質またはペプチド」とは、ある生物または細胞において天然では発現されないタンパク質またはペプチドを指す。「異種タンパク質」は、それをコードするコーディング核酸を、当該「異種タンパク質」を天然では発現しない生物へ導入した場合に、発現させることができる。
配列同一性は、代表的には、配列分析ソフトウェア（例えば、Genetics Computer Groupの配列分析ソフトウェアパッケージ、ウィスコンシン大学バイオテクノロジーセンター、1710 University Avenue, Madison, Wis. 53705）を用いて測定される。かかるソフトウェアは、多様な置換、欠失、置換および他の修飾に対して相同性の程度を割り当てることにより、類似の配列を一致させる。
用語「単離された」とは、タンパク質がその天然の環境から取り除かれたことを意味する。しかし、それと共に見出される成分の一部は、「単離された」タンパク質と共にあり続けてもよい。したがって、「単離されたタンパク質」は、それが天然において現れるとおりではないが、実質的に１００％より低い純度のタンパク質であってもよい。
用語「ベクター」とは、本明細書において用いられる場合、宿主細胞への送達または異なる宿主細胞間での輸送のために設計された核酸コンストラクトを指す。本明細書において用いられる場合、ベクターは、ウイルス性であっても非ウイルス性であってもよい。態様において、ベクターは、ベクター中にコードされる配列の発現を可能にする。
本明細書において用いられる場合、「レトロウイルスベクター」は、導入遺伝子をコードするヌクレオチド配列を含み、さらにベクターのパッケージングのために必要なヌクレオチド配列を含む、発現ベクターを指す。好ましくは、レトロウイルス性の輸送ベクターはまた、宿主細胞における導入遺伝子の発現のために必要な配列を含む。
本明細書において用いられる場合、用語「血管新生促進因子」とは、新しい血管の形成（例えば血管新生）を直接的または間接的に促進する因子を指す。
本明細書において用いられる場合、用語「in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する」とは、最低限において、所与のペプチド（またはポリペプチド）が、例えば本明細書において例１において記載されるアッセイ、または本明細書において記載される内皮細胞へのＶＥＧＦ結合の増強についてのアッセイにおいて、ＶＥＧＦに結合することを意味する。
本明細書において用いられる場合、用語「内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する」とは、ＶＥＧＦおよび対象ペプチドまたはそのバリアントもしくは誘導体の両方の存在下において、ＶＥＧＦが単独で投与された場合の内皮細胞へのＶＥＧＦ結合の量と比較して、内皮細胞へのＶＥＧＦ結合の少なくとも１０％の増大（例えば、本明細書において例のセクションにおいて記載されるように、１２５Ｉ−ＶＥＧＦの内皮細胞への結合を測定することにより評価される）を指す。好ましくは、対象ペプチド、バリアントもしくは誘導体は、ＶＥＧＦがかかるペプチド、バリアントまたは誘導体の不在下において投与された場合のＶＥＧＦ結合と比較して、内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも１倍、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍またはそれより高く増強する。
本明細書において用いられる場合、用語「血管新生を増大させる（increasing）」、「血管新生を促進する（promoting）」または「血管新生を増強する（enhancing）」とは、ペプチド、そのバリアントまたは誘導体の存在下における、少なくとも１つの測定可能な血管新生のマーカーの、かかる剤の不在下におけるそのマーカーと比較して、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも１倍、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍またはそれより高い増大を指す。前述の用語はまた、細胞または対象の、ＶＥＧＦと、かかるペプチド、バリアントまたは誘導体とによる同時処置を包含し、ここで、上記の増大は、血管新生マーカーを同じマーカーに対するＶＥＧＦ単独の効果と比較することにより決定される。これまでに、１２１、１４５、１６５、１８３、１８９および２０６アミノ酸のＶＥＧＦアイソフォームをコードする６個のヒトＶＥＧＦのｍＲＮＡ種が、ＶＥＧＦのｍＲＮＡの選択的スプライシングにより産生されている。内皮細胞へのＶＥＧＦ結合の決定は、血管新生を促進する任意のＶＥＧＦアイソフォーム、例えば、少なくともアイソフォームＶＥＧＦ１６５、ＶＥＧＦ１２１およびＶＥＧＦ１８９を用いて行うことができる。一態様において、放射標識ＶＥＧＦ１６５を用いて、内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を決定する。
内皮細胞の遊走は、例えば、BD BioCoat Angiogenesis Systemなどの市販のキットを用いて多孔性膜を通して、またはボイデンチャンバー装置を通して、細胞の遊走を測定することにより評価することができる。したがって、本明細書において用いられる場合、用語「細胞遊走を増強する」とは、最低限、多孔性膜を通しての内皮細胞の遊走を、対象ペプチド、バリアントもしくは誘導体の存在下において少なくとも１０％増大させることを指す。好ましくは、増大は、その用語が本明細書において用いられる場合、ペプチド、バリアントまたは誘導体の存在下において、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも１倍、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍またはそれより高い。
内皮細胞の増殖は、例えば、中でもRnD SystemsおよびPromegaを含む多様な会社から市販されているＭＴＳアッセイを用いて細胞増殖を測定することにより、決定することができる。したがって、本明細書において用いられる場合、用語「細胞増殖を増強する」とは、本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体の存在下において、少なくとも１０％の内皮細胞の数の増加（例えばＭＴＳアッセイを用いて評価されるものとして）を指す。好ましくは、増加は、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも１倍、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍またはそれより多い。
用語「創傷」とは、本明細書において用いられる場合、外的な暴力、機械的作用または感染性疾患に起因して、代表的には組織の分裂または膜（例えば皮膚）の断裂を伴う器官または組織の傷害を、広範に指す。用語「創傷」は、限定されないが、裂創（laceration）、擦過創（abrasion）、裂離（avulsion）、切り傷（cut）、速度創傷（velocity wound）（例えば、銃創）、透過創傷（penetration wound）、穿刺創、挫傷（contusion）、血腫、裂傷（tearing）および／または挫滅創を含む傷害を包含する。一側面において、用語「創傷」は、多様な経路のいずれか（例えば、長期間の床上安静による褥創、外傷により引き起こされる創傷、切り傷、潰瘍、熱傷など）において開始され、異なる特徴を有する、皮膚および皮下組織への傷害を指す。皮膚の創傷は、代表的には、創傷の深度に依存して４つの等級のいずれかに分類される：（ｉ）グレードＩ：上皮に限定される創傷；（ｉｉ）グレードＩＩ：真皮中へ広がる創傷；（ｉｉｉ）グレードＩＩＩ：皮下組織中へ広がる創傷；および（ｉｖ）グレードＩＶ（または全層創傷）：骨組織が露出する創傷（例えば、大転子または仙骨などの骨の圧力点）。
本明細書において用いられる場合、用語「創傷治癒」とは、創傷を受けた生物の身体が創傷部位における組織（例えば皮膚）の修復を開始するプロセスを指す。一態様において、創傷治癒はまた、熱傷の治癒を含む。創傷治癒のプロセスは、部分的に、創傷を受けた組織の血管新生および血行再建を必要とする。創傷治癒は、当業者に公知であるように、または本明細書において「創傷治癒アッセイ」と題するセクションにおいて記載されるように、収縮、創傷の面積, 閉鎖率（percent closure）、閉鎖速度（percent closure rate）および／または血管の浸潤などのパラメーターを評価することにより、測定することができる。
本明細書において用いられる場合、用語「神経保護を促進する」とは、本明細書において開示されるペプチドなどの剤の存在下において、神経細胞死（壊死性、アポトーシス性または他のもの）が、例えば、少なくとも２０％、および好ましくは少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％またはそれより高く、１００％（完全保護）を含むそれまで、本願において記載されるペプチドなどの剤の存在下において、その剤の不在下と比較して、少なくとも１０×、少なくとも２０×またはそれより高く、予防されるかまたは減少した状態を指す。一態様において、当該用語はまた、神経細胞の成長、軸索の伸長、ニューロンの増殖または機能的組織化が、剤の存在下において、かかる剤の不在下と比較して、少なくとも２０％、および好ましくは少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％またはそれより高く、例えば、少なくとも１×、少なくとも２×、少なくとも３×、少なくとも５×、少なくとも１０×、少なくとも２０×、またはそれより高くを含むそれまで、増大することを指す。神経保護の効果は、当該分野において公知の任意のアッセイ、例えば、神経細胞死、神経の伸長などにより、または本明細書において記載されるように、評価することができる。
本明細書において用いられる場合、用語「神経成長を刺激する」とは、本明細書において記載されるペプチド組成物などの剤の存在下において、かかる剤の不在下と比較して、神経細胞の成長（例えば、軸索の成長、トロピズム）が、例えば、少なくとも２０％、および好ましくは少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％またはそれより高くを含むそれまで、例えば、少なくとも１×、少なくとも２×、少なくとも３×、少なくとも５×、少なくとも１０×、少なくとも２０×、またはそれより高く増大する状態を指す。
本明細書において用いられる場合、用語「ニューロンを接触させる」とは、ペプチドがニューロンにおいてその薬理学的効果を発揮することができる、任意の様式の細胞へまたは生物全体へのペプチドの送達または「投与」を指す。「ニューロンを接触させる」とは、特に保護または刺激を必要とするニューロンにおいて、例えばパーキンソンおよびＡＬＳなどの神経変性疾患において、本明細書において記載される剤をニューロンの近傍へもたらす、in vivoおよびin vitroの両方の方法を含むことを意図される。好適な投与の様式は、当業者により決定され得、かかる投与の様式は、ペプチド間で変化し得る。例えば、ＣＮＳニューロンの軸索の成長をex vivoで刺激する場合、ペプチドは、例えば、トランスフェクション、リポフェクション、エレクトロポレーション、ウイルスベクターの感染により、または成長培地への添加により投与することができる。ニューロンをニューロンの成長を刺激する剤と接触させるin vivoでの手段として、限定されないが、例えば、Yin et al, 2003, J. Neurosci. 23:2284（これはその全体において参考として組み込まれる）において記載されるアッセイが挙げられる。
本明細書において用いられる場合、用語「処置する」または「処置」とは、医学的状態、例えば変性と関連する疾患または障害と関連する少なくとも１つの有害な効果または症状を低減または緩和することを指す。一態様において、「処置する」または「処置」とは、創傷、熱傷、神経損傷、ニューロンの変性、細胞の変性、組織の損傷、骨組織の損傷、不妊、心肥大、心筋症、心筋梗塞、勃起不全および高血圧と関連する医学的状態と関連する少なくとも１つの有害な効果または症状を低減または緩和することを指す。一態様において、「処置する」または「処置」とは、側副動脈の成長（collateral artery growth）の増大、疾患または外傷後の血管再生、およびそれを必要とする組織または対象における組織移植を指す。
本明細書において用いられる場合、用語「医薬組成物」とは、製薬業界において一般に用いられる化学物質および化合物の薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせた活性剤を指す。用語「薬学的に受容可能なキャリア」は、組織培養培地を含まない。
本明細書において用いられる場合、用語「含む（comprising）」または「含む（comprises）」は、本発明に必須である組成物、方法およびそのそれぞれの成分への言及において用いられるが、なお、必須であるか否かに拘わらず、不特定の要素を含むように開かれている。
本明細書において用いられる場合、用語「から本質的になる（consisting essentially of）」とは、所与の態様に必要とされる要素を指す。この用語は、本発明のその態様の基本的かつ新規または機能的な特徴に物質的に影響を及ぼさない要素の存在を許容する。
用語「からなる（consisting of）」は、本明細書において記載されるとおりの組成物、方法およびそのそれぞれの成分であって、態様のその記載において述べられない任意の要素を除くものを指す。
他に説明されない限り、本明細書において用いられる全ての技術および科学用語は、本開示が属する技術の当業者により一般に理解されるものと同じ意味を有する。細胞生物学および分子生物学における一般的用語の定義は、「The Merck Manual of Diagnosis and Therapy」第１８版、Merck Research Laboratories出版、2006年（ISBN 0-911910-18-2）； Robert S. Porterら編、The Encyclopedia of Molecular Biology、Blackwell Science Ltd.出版、1994年（ISBN 0-632-02182-9）； Robert A. Meyers編、Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference、VCH Publishers, Inc.出版、1995年（ISBN 1-56081-569-8）；Crowther J. R.によるThe ELISA guidebook（Methods in molecular biology 149）（2000年）；およびJeffrey TravisによるFundamentals of RIA and Other Ligand Assay、1979年、Scientific Newsletters； Werner LuttmannによるImmunology、Elsevier出版、2006年、において見出される。分子生物学における一般的用語の定義はまた、Benjamin Lewin、Genes IX、Jones & Bartlett Publishing出版、２００７年（ISBN-13: 9780763740634）；Kendrewら編、The Encyclopedia of Molecular Biology、Blackwell Science Ltd.出版、１９９４年（ISBN 0-632-02182-9）；およびCurrent Protocols in Protein Sciences 2009、Wiley Intersciences、Coliganら編、においても見出される。
他に記述されない限り、本発明は、例えば、Methods in Enzymology、第289巻：Solid-Phase Peptide Synthesis、J. N. Abelson, M. I. Simon, G. B. Fields（編）、Academic Press；第１版（1997年）（ISBN-13: 978-0121821906）；米国特許第4,965,343号および同第5,849,954号；Maniatisら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor, N.Y., USA（1982年）；SambrookおよびRussel、Molecular Cloning: A Laboratory Manual（第３版）、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor, N.Y., USA（2001年）；Davisら、Basic Methods in Molecular Biology、Elsevier Science Publishing, Inc.、New York, USA（1986年）；またはMethods in Enzymology: Guide to Molecular Cloning Techniques第152巻、S. L. BergerおよびA. R. Kimmerl編、Academic Press Inc.、San Diego, USA（1987年）、Current Protocols in Protein Science（CPPS）（John E. Coliganら編、John Wiley and Sons, Inc.）、Current Protocols in Cell Biology（CPCB）（Juan S. Bonifacinoら編、John Wiley and Sons, Inc.）、R. Ian FreshneyによるCulture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique、出版者：Wiley-Liss；第５版（2005年）、およびAnimal Cell Culture Methods（Methods in Cell Biology、第57巻、Jennie P. MatherおよびDavid Barnes編、Academic Press、第１版、1998年）において記載されるような標準的な手法を用いて実施し、これらはすべてその全体において参考として本明細書において組み込まれる。
例の運用におけるもの以外、または他に示される場合、本明細書において用いられる成分の量または反応条件を表わす全ての数は、あらゆる場合において用語「約」により修飾されるものとして理解されるべきである。用語「約」は、パーセンテージとの関連において用いられる場合、±１％を意味し得る。
単数系の用語「a」、「an」および「the」は、背景が明らかに他を示さない限り、複数の指示対象を含む。同様に、語「または」は、背景が明らかに他を示さない限り、「および」を含むことを意図される。核酸またはポリペプチドについて与えられる全ての塩基サイズまたはアミノ酸サイズ、および全ての分子量（molecular weight）および分子量の値（molecular mass value）は、おおよそであり、説明のために提供されることが、さらに理解されるべきである。本明細書において記載されるものと類似または等価の方法および材料は、本開示の実施または試験において用いることができるが、好適な方法および材料は、以下に記載される。略語「e.g.」は、ラテン語exempli gratiaに由来し、本明細書において非限定的な例を示すために用いられる。したがって、略語「e.g.」は、用語「例えば（for example）」と同義である。
同定される全ての特許および他の刊行物は、説明および開示を目的として本明細書において参考として明示的に組み込まれる。例えば、かかる刊行物において記載される方法論であって、本発明との関連において用いられ得るもの。これらの刊行物は、本願の出願日以前のそれらの開示についてのみ提供される。このことに関する何物も、本発明者らが、先行発明を理由として、または任意の他の理由によって、かかる開示に先行する資格がないことを認めるものとして解釈されるべきではない。日付に関する全ての記述またはこれらの文献の内容に関する表現は、出願人に利用可能な情報に基づき、これらの文献の日付または内容の正確さに関するなんらかの承認を構成するものではない。
図１Ａは、プロミニン−１のフラグメントがＶＥＧＦに結合することを示す。バックグラウンドを超える黒点を、ＶＥＧＦ結合ペプチドの候補として選択した。
図１Ｂは、ＶＥＧＦに結合するプロミニン−１の細胞外ドメインから導かれるペプチド配列を示す。図１Ｂは、それぞれ、現れる順序で、配列番号２３〜２６、１および２７を開示する。
図２は、ペプチド＃２３７が、内皮細胞およびメラノーマ細胞へのＶＥＧＦ結合を増大させたことを示す。１００００細胞を、２０ｍＭのＨｅｐｅｓ、０．１％のＢＳＡおよび１２ｎｇ／ｍｌのＩ１２５−ＶＥＧＦ）をむ結合バッファー中で３時間、氷上でインキュベートした。図２Ａは、ペプチド＃２３７が内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増大させたことを示す。
図２は、ペプチド＃２３７が、内皮細胞およびメラノーマ細胞へのＶＥＧＦ結合を増大させたことを示す。１００００細胞を、２０ｍＭのＨｅｐｅｓ、０．１％のＢＳＡおよび１２ｎｇ／ｍｌのＩ１２５−ＶＥＧＦ）をむ結合バッファー中で３時間、氷上でインキュベートした。図２Ｂは、ペプチド＃２３７がメラノーマ細胞へのＶＥＧＦを結合増大させたことを示す。
図３Ａは、プロミニン−１の細胞外フラグメントが、ヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）の増殖を増大させることを示す。
図３Ｂは、プロミニン−１の細胞外フラグメントが、ヒトＢ１６−Ｆ１０メラノーマ細胞の増殖を増大させることを示す。
図４Ａは、マウス角膜中へ移植されたＶＥＧＦ（１６０ｎｇ／ペレット）またはＶＥＧＦ＋＃２３７（１．３μg／ペレット）を含むHydronペレットの効果を示す。第５日における角膜縁からの活発な成長中の血管を、陽性応答として記録した。
図４Ｂは、図４Ａの角膜の血管新生データのヒストグラムである。
図５は、プロミニン−１ペプチド＃２３７が、内皮細胞の遊走を劇的に増大させることを示す。示されるのは、２群の処置マウスからのmatrigelTM遊離細胞のＦＡＣＳ分析からのデータである。
図６Ａは、ヌードマウスの耳の創傷（２．２５ｍｍの円形の創傷サイズ）に対する、プレーンなマトリゲルを用いての５日後の創傷治癒を示す。MatrigelTM溶液は、血管新生に対して最小限の効果を有した。
図６Ｂは、ヌードマウスの耳の創傷（２．２５ｍｍの円形の創傷サイズ）に対する、プロミニン−１ペプチド＃２３７（１８０μｇ）を含有するマトリゲルを用いての５日後の創傷治癒を示す。プロミニン−１由来ペプチド＃２３７のmatrigelTM溶液は、耳の創傷部位の周囲の血管新生を有意に増大させた（×４）。
図７は、ペプチド＃２３７由来のペプチドの内皮細胞へのＶＥＧＦ結合に対する効果が配列依存的であることを示す実験の結果を示す棒グラフである。図７は、それぞれ、現れる順序で、配列番号１、１、１、１および２９〜３７を開示する。
図８Ａは、マウス耳パンチモデルにおける創傷治癒に対するペプチド＃２３７の効果を示す代表的な実験である。
図８Ｂは、ペプチド＃２３７が、マウス耳パンチモデルにおいて、１４日後の創傷治癒を促進することを示す実験の結果を示す棒グラフである。
図９Ａは、＃２３７のペプチドにおける多様なアラニン置換の、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合に対する効果を示す、代表的なヒストグラムである。オリジナルの＃２３７のペプチドの１２個のアミノ酸残基の各々を、アラニンにより単独で置き換えた。
図９Ｂは、＃２３７のペプチドにおける多様なアラニン置換の、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合に対する効果を示す、代表的なヒストグラムである。オリジナルの＃２３７のペプチドの１２個のアミノ酸残基の各々を、アラニンにより単独で置き換えた。
図９Ｃは、１２個のアラニンが置換された＃２３７のペプチド、それぞれ現れる順序で、配列番号３８〜４１、３、１１、４２〜４７を開示する。配列番号１の位置１２におけるアミノ酸がアラニンであることに注意する；このアミノ酸を、Ａｌａ−１２置換バリアントにおいてグリシンで置換した。
図１０Ａは、マウス後肢虚血モデルにおける虚血部位への生理食塩水またはペプチド＃２３７のいずれかの直接注入（８００μｇ）の効果を表わすレーザードップラー画像である。マウスを、後肢虚血を刺激するために、その大腿動脈の両方において結紮した。マウスにおける血流を各々のマウスについて手順の前および直後に機械により分析し、大腿が正しく結紮されているか評価した。（配列番号１のアミノ酸１２がアラニンであることに注意する；このアミノ酸を、Ａｌａ−１２置換バリアントにおいてグリシンで置換した。）
図１０Ｂは、マウス後肢虚血モデルにおける虚血部位への生理食塩水またはペプチド＃２３７のいずれかのポンプによる注入（８００μｇ）の効果を示すレーザードップラー画像である。左の大腿動脈のみを後肢虚血を刺激するために結紮した。群Ｂからのマウスを、手順の１日前にマウスの背に移植したポンプにより全身処置した。ペプチドおよび対照（生理食塩水）を、０．５μg／時間の速度でゆっくりとポンプから放出させた。血流を各々のマウスについて手順の前および直後に機械により分析し、大腿が正しく結紮されているか評価した。黒い領域は、血流がないことを示す。白い領域は血流を示す。肢の遠位の末端における白い領域内の暗い影は、高い血流を示す。
図１１は、生理食塩水（対照）、ペプチド＃２３７（配列番号１）およびペプチド＃２３７−Ｖ（配列番号４）で処置された虚血マウスの組織のレーザードップラー画像を示す。動物を右肢において結紮した。レーザードップラー画像において、虚血した肢は、各画像の左側である。黒い領域は、血流がないことを示す。白い領域は血流を示す。肢の遠位の末端における白い領域内の暗い影は、高い血流を示す。
図１２は、図１１における虚血した後肢の血流を、虚血した肢と損傷されていない肢との間の灌流の比として示すグラフである。バリアントＶは、ペプチド＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）である。
図１３は、＃２３７のアナログ：Ｖ＝＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、Ｑ＝＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）およびＭ＝＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）が、マウスにおける創傷治癒を対照と比較して改善することを示すグラフである。
発明の詳細な説明
本明細書において記載される方法および組成物は、部分的に、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合の増強を誘導するペプチドの発見に基づく。本明細書において記載されるペプチドは、５回膜貫通型糖タンパク質であるプロミニン−１（prom-1）のフラグメントのバリアントである。バリアントペプチドは、配列番号１のネイティブな非修飾プロミニン−１ペプチド（本明細書においてまたペプチド＃２３７としても言及される）に対して、ＶＥＧＦ関連結合活性の劇的な増強を示した（図９；例１０を参照）。先に、本発明者らは、配列ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）を有するネイティブなペプチド＃２３７が、正常な成長および発達のために重要であるがまた癌および糖尿病性網膜症などにおける望ましくない有害な血管新生の間にも関与する内因性血管新生促進因子であるＶＥＧＦに結合することを見出した（表１を参照）。さらに、＃２３７のペプチドは、他の細胞型へのＶＥＧＦの結合を促進し、in vitroでの内皮細胞の増殖を促進し、ＶＥＧＦの存在下において血管新生および細胞の遊走を増強した。本明細書において記載される修飾ペプチドおよびそれに基づくさらなるバリアントは、創傷治癒、熱傷、組織修復、不妊治療、心筋梗塞、心肥大、疾患および外傷後の組織の血行再建（例えば、脳卒中、四肢の虚血、血管性疾患、骨修復)、組織移植および組織工学によるコンストラクトなどにおける、再生活性および血管新生を促進する上で有用である。
本発明者らは、ペプチド＃２３７における１２個のアミノ酸残基の各々を、より疎水性であるアミノ酸アラニンに変え、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合に対する多様な位置におけるアラニン置換の効果を試験する実験を行った。任意の１つのペプチドにおいて、１つのみのアミノ酸残基を変化させた。合計１２個のアラニンが置換されたペプチドを作製し、試験した：Ａｌａ−１、Ａｌａ−２、Ａｌａ−３、Ａｌａ−４、Ａｌａ−５、Ａｌａ−６、Ａｌａ−７、Ａｌａ−８、Ａｌａ−９、Ａｌａ−１０、Ａｌａ−１１、Ａｌａ−１２、（Ａｌａ−１２は、位置１２においてグリシン置換を含み、これは天然ではアラニンであることに注意する）（それぞれ配列番号３８〜４１、３、１１、４２〜４７）。ここで、数字はアラニン置換が起こった位置を示す。位置５において、極性でより親水性であるアミノ酸残基アルギニンを、非極性の疎水性アミノ酸残基アラニンで置き換えた場合、修飾ペプチドは、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合の著しい増大を示した。内皮細胞がＶＥＧＦに結合する能力は、ネイティブな非修飾ペプチド＃２３７と比較して、２倍より高く増大する。
本明細書において記載される＃２３７のアラニン置換ペプチドは、それらがＶＥＧＦ１６５、ＶＥＧＦ１２１およびＶＥＧＦ１４５などのＶＥＧＦに結合する能力に基づいて同定した。対象であるペプチドは、血管新生、細胞の遊走、血管拡張、および細胞の増殖を含むプロセスにおけるＶＥＧＦの活性を増強することができる。ＶＥＧＦの多様な活性に対するこれらの効果を考慮すると、本明細書において記載されるＶＥＧＦに結合するペプチド、ならびにバリアントおよび誘導体は、ＶＥＧＦの他の効果、例えば、神経栄養および神経保護効果、細胞の遊走、細胞の増殖、および血管新生に影響を及ぼすことができると考えられる。一態様において、本明細書において記載されるペプチドを、高血圧および／または勃起不全の処置または制御のためにＶＥＧＦの血管拡張効果を増強するために投与する。
ヒトプロミニン−１（別名AC133、CD133、MSTP061、PROML1、RP41、プロミニン１、ｈプロミニン、プロミニン（マウス）様１、造血幹細胞抗原；Genbankアクセッション番号：NM_006017.1；NP_006008.1；AF027208.1）（配列番号２８）は、幹細胞において、第１に上皮細胞の頂端膜上に発現する５回膜貫通型糖タンパク質（５−ＴＭＤ）であり、造血幹細胞のマーカーである。５−膜貫通ドメイン（ＴＭＤ）型タンパク質の分子ファミリーであるpfamプロミニンに属する。この「ファミリー」は、ヒト、マウス、ラット、ハエ、ゼブラフィッシュおよび線虫を含む幾つかの異なる種からのメンバーを含む。５−ＴＭＤ構造は、細胞外Ｎ末端、２個の短い細胞内ループ、２個の大きい細胞外ループおよび細胞内Ｃ末端を含む。Prom-1は、初めに、原子的な造血幹細胞および前駆細胞ならびに網膜芽細胞腫細胞上に発現することが示された。しかし、prom-1はそれ以来、血管芽細胞において、ならびに神経幹細胞においておよび発達中の上皮において発現することが示されてきた。ヒト骨髄、臍帯血および末梢血のprom-1陽性画分は、異種移植モデルにおいて効率的に生着し、顆粒球／マクロファージ前駆体、NOD/SCID再増殖細胞およびＣＤ３４＋樹状細胞前駆体の大多数を含む。表現型としては、血液および骨髄中のprom-1陽性細胞は、CD34強陽性（bright）であり、CD34弱陽性（dim）およびCD71強陽性である細胞は、prom-1発現について陰性である。Prom-1はまた、血液中の細胞外膜粒子においても見出される。prom-1についての天然のリガンドはまだ示されておらず、造血組織におけるその具体的な機能は未知である（Corbeil, D., et al, Blood. 1998, 91:2625-6; Miraglia S, et al., Blood. 1997, 90:5013-21; Weigmann A, et al, Proc Natl. Acad. Sci. U S A. 1997, 94:12425-30）。プロミニンの正確な機能は未知であるが、ヒトにおいて、プロミニンをコードする遺伝子であるPROM1の欠損は、網膜の変性を引き起こす。
本発明者らは、ペプチド＃２３７ ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）の以下の異型が、対照レベル（すなわち、任意のペプチドの不在）と比較して、内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を促進することができることを示した：ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）、ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）、ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）およびＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）。
データは、Ｎ末端の初めの２個のアミノ酸の除去が、なお活性を有するペプチドをもたらすことから、アミノ酸の欠失が耐容されることを示す。また、データは、ペプチドのＣ末端の初めの２個のアミノ酸の付加がなお活性を有するペプチドをもたらすことから、アミノ酸の付加が耐容されることを示す。さらに、本発明者らによるアラニン置換のスクリーニングは、親である１２マーのペプチドＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）に対する位置２、３、４、５、６、７および１２における非保存的および保存的アラニン置換がいずれも活性であったことを示す。位置１および２は欠失させることができなお活性であることを示す欠失データと総合すると、位置１、２、３、４、５、６、７および１２におけるアミノ酸置換を有するペプチド＃２３７のアナログが活性であろうことが企図される。
したがって、本明細書において提供されるのは、（Ｂ＃）（ＶｎＱｎＲｎＱｎＴｎＴｃＴｃＶｃＶｃＡｎ）（Ｚ＃）の基本的構造を有するペプチド＃２３７（配列番号１）のペプチドアナログであって、ここで、Ｖｎ、Ｑｎ、Ｒｎ、Ｑｎ、Ｔｎ、Ａｎは、それらの対応するアミノ酸を表わすが、非保存的置換を耐容することができ、Ｔｃ、Ｖｃは、それらの対応するアミノ酸を表わすが、保存的置換を耐容することができ、ここで、ＢおよびＺは、既知の２０個のアミノ酸のいずれかまたはその誘導体であり、「＃」は、（ＢおよびＺの各々について独立して）変化する０〜２０の数である。さらに、６個までのアミノ酸の内部欠失または挿入は、なお活性を有するペプチドをもたらすことが企図される。ペプチド＃２３７のこれらのペプチドアナログは、ＶＥＧＦに結合し、および／または本明細書において記載されるようにin vitroアッセイにおいて細胞へのＶＥＧＦを増強する。
一態様において、本明細書において提供されるのは、配列ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）およびＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）から本質的になるペプチドであって、ＶＥＧＦ結合活性および／または内皮細胞へのＶＥＧＦの結合を増強する能力を保持するものである。
一態様において、保存的アミノ酸置換は、本明細書において開示されるペプチドの単一の位置、例えば、ペプチド＃２３７ ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）の１か所のみの位置において企図される。例えば、ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）は、位置１２においてアラニンからグリシンへの保存的アミノ酸変化を有する。
別の態様において、アミノ酸置換（保存的および／または非保存的）は、活性を保持しつつ変化を耐容する位置および変化を耐容しない位置に関して本明細書において提供されるガイダンスに留意して、ペプチド＃２３７または本明細書において開示されるように（Ｂ＃）（ＶｎＱｎＲｎＱｎＴｎＴｃＴｃＶｃＶｃＡｎ）（Ｚ＃）の基本式を有するペプチドの、６個以下、５個以下、４個以下、３個以下、２個以下または１個以下の位置において企図される。
一態様において、非保存的アミノ酸置換は、本明細書において開示されるペプチドのいずれかの位置２、３、４、５、６、７または１２において１つのみで企図される。
一態様において、本明細書において提供されるのは、配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−５）（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−６）（配列番号４）、＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）から本質的になるペプチドまたはそのバリアントであって、位置５または６以外の位置においてそれぞれ保存的置換を含み、ＶＥＧＦ結合活性および／または内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する能力を保持するものである。一態様において、ＶＥＧＦ結合活性および／または内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する能力が実質的に保持されることを前提として、これらのペプチドの、例えば、６個以下、５個以下、４個以下、３個以下、２個以下または１個以下のアミノ酸の保存的置換が企図される。
一態様において、本明細書において提供されるのは、配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−５）（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−６）（配列番号４４）、＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）から本質的なるペプチドまたはその保存的置換バリアントであって、ここで、位置５におけるアミノ酸がアルギニンより疎水性であるかまたは位置６におけるアミノ酸がグルタミンより疎水性である。
一部の態様において、本明細書において提供されるのは、配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−５）（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−６）（配列番号１１）、＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）から本質的になる単離されたペプチドまたはその保存的置換バリアントであって、前記ペプチドは、再生および／または血管新生促進活性、ならびにin vitroでのＥＬＩＳＡベースのＶＥＧＦ結合アッセイにより測定されるＶＥＧＦ結合活性を有する。ここで定義される再生および／または血管新生促進活性は、例えば、他の細胞型へのＶＥＧＦの結合を促進すること（他の細胞型は、例えば内皮細胞を含む）；in vitroで内皮細胞の細胞増殖を促進すること；ＶＥＧＦの存在下において血管新生を増強すること（これは角膜マイクロポケットアッセイを介してアッセイされる）；in vitroでＶＥＧＦの存在下において内皮細胞の遊走を増強すること；in vitroで増殖因子の存在下において血管新生を促進すること（これは、本明細書において記載されるように、耳創傷治癒アッセイにおいてアッセイされる）；骨組織の成長または修復を促進すること；神経細胞の成長または神経保護を促進すること；ならびに再生活性、または本明細書において定義される用語を含む。
また、位置５におけるアルギニンおよび／または位置６におけるグルタミンの疎水性アミノ酸置換のいずれかが、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合活性の増強を示すペプチドをもたらすであろうことが企図される。２０個の天然に存在するアミノ酸のうち、非常に疎水性が高いアミノ酸は、システイン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファンおよびバリンであり；疎水性が低いアミノ酸は、アラニン、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリンスレオニンおよびチロシンである。したがって、本明細書において提供されるのは、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）から本質的になる単離されたペプチドであって、ここで、位置５における「Ｘ」は、システイン、イソロイシン、グルタミン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、アラニン、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリンスレオニンおよびチロシン、またはこれらのアミノ酸のいずれかのアルギニンより疎水性であるバリアントもしくは誘導体からなる群より選択されるアミノ酸残基である。
一態様において、本明細書において提供されるのは、ＤＲＶＱＲＵＴＴＴＶＶＡ（配列番号１２）から本質的になる単離されたペプチドであって、ここで、位置６における「Ｕ」は、システイン、イソロイシン、グルタミン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、アラニン、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリンスレオニンおよびチロシン、またはこれらのアミノ酸のいずれかのグルタミンよりも疎水性であるバリアントもしくは誘導体からなる群より選択されるアミノ酸残基である。
アミノ酸側鎖の疎水性または親水性の性質は、一般に、非極性または極性の特徴と相関し、非極性のアミノ酸は一般に疎水性であると認識され、極性のアミノ酸は親水性であると認識される。しかし、個々の非極性のアミノ酸は異なる程度の疎水性を有する。
疎水性会合の自由エネルギーに基づく親水性／疎水性のスケールは、例えば、Urry, D. W.（2004年）による、「The change in Gibbs free energy for hydrophobic association - Derivation and evaluation by means of inverse temperature transitions」、 Chemical Physics Letters 399 (1-3): 177-183において記載され、これはその全体において本明細書において参考として組み込まれる。
アミノ酸の疎水性親水性指標は、その側鎖の疎水性または親水性の特性を表わす数である。これは、1982年にJack KyteおよびRussell Doolittle（J. Mol. Biol. 157: 105-32)により提案された。より大きな数は、より疎水性が高いアミノ酸である。最も疎水性が高いアミノ酸は、イソロイシン（４．５）およびバリン（４．２）である。最も親水性が高いものは、アルギニン（−４．５）およびリジン（−３．９）である。下は、KyteおよびDoolittleによる２０個の天然に存在するアミノ酸についての疎水性親水性指標の表である。
位置５または６におけるアミノ酸置換の疎水性がより高いほど、ＶＥＧＦへの結合がより良好であり、in vitroアッセイにおけるＶＥＧＦへの内皮細胞の結合の増強がより高い。
一部の態様において、これらのペプチドは、プロミニン−１ポリペプチドから誘導され、再生および／または血管新生促進活性を有するものである。一態様において、ペプチドは、本明細書において記載されるＩ１２５−ＶＥＧＦ内皮細胞結合アッセイなどのin vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する。
一態様において、本明細書において記載される単離されたペプチドは、再生および／または血管新生促進活性を有し、全長ヒトprom-1（Genbankアクセッション番号：NM_006017.1；NP_006008.1；AF027208.1）（配列番号２８）から誘導される。しかし、いかなる状況下においても、用語「prom-1ペプチド」は、全長ペプチドを包含しない。むしろ、「prom-1ペプチド」は、prom-1の切断型ペプチドを指す。他の態様において、再生および／または血管新生促進活性を有する単離されたペプチドは、プロミニンタンパク質ファミリー（pfam05478:プロミニン）の相同なタンパク質メンバーからのものである。プロミニンタンパク質ファミリーの相同なタンパク質メンバーは、公知の同定されたタンパク質、ならびにゲノム研究から予測されるタンパク質である。プロミニンファミリーの全てのメンバーは、５個の膜貫通ドメイン、および細胞外空間に露出するＮ末端ドメインと、それに続く４個の交互の小さい細胞質ループと大きな細胞外ループ、および細胞質Ｃ末端ドメインを含むと予測される。これらのタンパク質は、ヒトprom-1のホモログである。prom-1のホモログの例は以下である：Danio rerio（ゼブラフィッシュ）プロミニン様タンパク質２、swissprot Q90WI3、Genbankアクセッション番号ＧＩ：82177379；Rattus norvegicus（ドブネズミ）テストステロン調節性プロミニン関連タンパク質、swissprot Q8R4B6、Genbankアクセッション番号ＧＩ：81866961；Homo sapiens（ヒト）プロミニン様タンパク質２、swissprot Q8N271、Genbankアクセッション番号ＧＩ：74728673；Mus musculus（イエハツカネズミ）プロミニン様タンパク質１、swissprot O54990、Genbankアクセッション番号ＧＩ：13124464；Caenorhabditis elegans仮想タンパク質F08B12.1、swissprot Q19188、Genbankアクセッション番号ＧＩ：74963586；およびDrosophila melanogaster（ショウジョウバエ）プロミニン様タンパク質、swissprot P82295、Genbankアクセッション番号ＧＩ：13124468。
一部の態様において、本明細書において記載される単離されたペプチドまたはその保存的置換バリアントは、ＶＥＧＦへの内皮細胞の結合を、非修飾のペプチド＃２３７のものよりも少なくとも５０％高く増強する。結合の増強は、非修飾のペプチド＃２３７のものの、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも１００％、またはさらに高く、例えば、少なくとも２倍高く、少なくとも３倍高く、少なくとも４倍高く、少なくとも５倍高く、少なくとも６倍高く、少なくとも７倍高く、少なくとも８倍高く、少なくとも９倍高く、少なくとも１０倍高く、またはさらに非修飾のペプチド＃２３７のものの１０倍より高い。
本明細書において包含されるのは、単離されたペプチドであって、本明細書において記載されるin vitroのＥＬＩＳＡベースのＶＥＧＦ結合アッセイにより測定される再生および／または血管新生促進活性を有するペプチドの、ＶＥＧＦに結合する保存的置換バリアントである。保存的アミノ酸残基置換は当該分野において周知である。保存的アミノ酸置換は、アミノ酸を、類似の化学構造を有する別のアミノ酸で置き換える。かかる置換の例は、アラニンに対するグリシン、バリンに対するロイシン、スレオニンに対するセリン、およびグルタミン酸に対するアスパラギン酸である。一態様において、１つのみのアミノ酸を保存的置換により置換する。別の態様において、２個の置換を行うことができる。保存的置換として、代表的には、以下の群中の置換が挙げられる：グリシン、アラニン；バリン、イソロイシン、ロイシン；アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン；セリンスレオニンリジン、アルギニン；およびフェニルアラニン、チロシン。保存的アミノ酸置換は、ペプチドの全体的な構造も、結合パートナーとのファンデルワールス結合を形成するために利用可能なアミノ酸側鎖の型も変化させない。保存的アミノ酸置換は、ペプチドの化学合成の間に、合成プロセス中の適切なシークエンスにおいて所望な置換アミノ酸を添加することにより達成することができる。あるいは、分子生物学的方法を用いてもよい。本明細書において記載されるペプチドのコード配列は、互いに相補的である２本の一本鎖核酸をアニーリングすることにより作製することができる。置換アミノ酸を決定した後、置換アミノ酸についてのトリプレットコドンを決定し、２本の相補的な一本鎖核酸配列の設計中に組み込み、置換されるアミノ酸のコドンを、置換アミノ酸のコドンで置き換える。例えば、セリンからスレオニンへの置換のために、セリンについてのトリプレットコドンＡＧＣを、スレオニンについてのトリプレットコドンＡＣＧで置き換える。次いで、２本の鎖をアニーリングするために、アンチセンス鎖の設計における相補的変更を行う。あるいは、公知の技術である部位特異的変異誘発を、本明細書において記載されるペプチドにおける保存的アミノ酸置換のために用いることができる。
一態様において、本明細書において記載される再生または血管新生促進活性を有する単離されたペプチドおよびＶＥＧＦに結合するその保存的アミノ酸置換バリアントは、内皮細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する。別の態様において、本明細書において記載される再生または血管新生促進活性を有するペプチドは、内皮細胞における細胞の増殖を増強する。別の態様において、本明細書において記載される再生または血管新生促進活性を有するペプチドは、血管新生促進因子の存在下において血管新生を増強する。一部の側面において、本明細書において記載される再生または血管新生促進活性を有するペプチドは、再生または血管新生を促進する因子の存在下において、内皮細胞などの細胞の遊走を増強する。別の側面において、本明細書において記載される再生および／または血管新生促進活性を有するペプチドは、増殖因子の存在下においてin vivoでの血管新生を促進する。かかる増殖因子として、限定されないが、VEGF、EGF、bFGF、NGF、PDGF、IGF-1、およびTGF-βが挙げられる。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、環状ペプチドである。
一態様において、本明細書において提供されるのは、式Ｃ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号７）またはＡＣ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号８）を有する環状ペプチドであって、ここで、アミノ酸Ｘは、アルギニンより疎水性である任意のアミノ酸であり、ここで、ＢおよびＺは、既知の２０個のアミノ酸のうちのいずれかまたはその誘導体であり、「ｎ」は、０〜２０の間で変化する数であり、ここで、（Ｚｎ）および（Ｂｎ）は、環状ペプチドにおけるスペーサーとして用いられる。一態様において、ＢおよびＺは、グリシン残基である。例えば、ＣＧ５（ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ）Ｇ５Ｃ（配列番号９）またはＡＣＧ３（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）Ｇ５Ｃ（配列番号１０）。
別の態様において、環状ペプチドは、さらに、位置Ｘ以外の位置における保存的アミノ酸置換を含む。
一態様において、本明細書において提供されるのは、配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−５）（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（Ａｌａ−６）（配列番号１１）、＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）または本明細書において企図されるその保存的置換バリアントから本質的になるペプチド配列を含む融合ポリペプチドである。他の態様において、本明細書において提供されるのは、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）から本質的になるペプチド配列を含む融合ポリペプチドであって、ここで位置５における「Ｘ」は、システイン、イソロイシン、グルタミン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、アラニン、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリン、スレオニンチロシン、またはこれらのアミノ酸のいずれかのアルギニンよりも疎水性であるバリアントからなる群より選択されるアミノ酸残基である。他の態様において、本明細書において提供されるのは、ＤＲＶＱＲＵＴＴＴＶＶＡ（配列番号１２）から本質的になるペプチド配列を含む融合ポリペプチドであって、ここで位置６における「Ｕ」は、システイン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、アラニン、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリン、スレオニン、チロシン、またはこれらのアミノ酸のいずれかのグルタミンよりも疎水性であるバリアントからなる群より選択されるアミノ酸残基である。
融合ポリペプチドは、本明細書において記載されるペプチドと、別の異種タンパク質またはその一部との融合により形成される。異種タンパク質は、プロミニンファミリーのメンバーではない任意のタンパク質である。融合は、キメラポリペプチドを生じる。かかる融合ペプチドは、本明細書において記載されるペプチドの血清半減期をin vivoで増大させるために役立ち得る。例として、アルブミン、トランスフェリン、トランスサイレチン、およびＩｇＧのＦｃとの融合が挙げられる（G. M. Subramanian, 2007, Nature Biotechnology 25, 1411 - 141を参照）。他の融合、例えば、チオレドキシン、グルタチオンＳ−トランスフェラーゼ、アビジンおよび６個のヒスチジンタグ（配列番号１３）は、タンパク質発現、発現の間の可溶性、および精製を促進することができる。別の態様において、本明細書において記載される再生および／または血管新生促進活性を有するペプチドまたはその保存的アミノ酸置換バリアントを、血管新生の効力を増強するために、他の血管新生促進因子、例えばVEGF、FGFおよびIGFと融合させてもよい。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、ポリマーと接合している。
一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、ＰＥＧ化されている。
ペプチド修飾
本明細書において記載されるペプチドの置換されたバージョンが本発明に包含されることが理解されるべきである。保存的置換は、本明細書において上で詳解される。非保存的置換は、それらのペプチドの活性を保持する限りにおいて包含される。本明細書において記載されるペプチドに対する修飾は、公開された米国出願20080090760および20060286636において記載されるように行い、前記出願の各々は、その全体において本明細書において参考として組み込まれる。以下は、本発明の範囲に包含される多様な他のペプチド修飾の非限定的な詳解を提供する。
本明細書において記載されるペプチドにより包含されるのは、そのアミノ酸残基配列が本明細書において記載されるペプチドの化学的誘導体である（それらのペプチドの活性を実質的に保持する限りにおいて）。「化学的誘導体」は、本明細書において記載されるペプチド誘導体のサブセットであり、官能的側鎖の反応により化学的に誘導体化されている１または２以上の残基を有する対象ポリペプチドを指す。側鎖の誘導体化に加えて、化学的誘導体は、Ｎ−メチル、Ｎ−エチル、Ｎ−プロピルなどのアルファ−アミノ置換、チオエステル、チオアミド、グアジニドなどのアルファ−カルボニル置換を含む１または２以上の骨格修飾を有していてもよい。かかる誘導体化された分子として、例えば、遊離のアミノ基が、塩酸アミン、ｐ−トルエンスルホニル基、カルボベンゾキシ基、ｔ−ブチルオキシカルボニル基、クロロアセチル基またはホルミル基を形成するように誘導体化されている分子が挙げられる。遊離のカルボキシル基は、塩、メチルおよびエチルエステル、または他の型のエステルもしくはヒドラジドを形成するように誘導体化されていてもよい。遊離の水酸基は、Ｏ−アシルまたはＯ−アルキル誘導体を形成するように誘導体化されていてもよい。ヒスチジンのイミダゾル窒素は、Ｎ−ｉｍ−ベンジルヒスチジンを形成するように誘導体化されていてもよい。化学的誘導体としてまた含まれるのは、２０個の標準的なアミノ酸の１または２以上の天然に存在するアミノ酸誘導体を含むペプチドである。化学的誘導体としてまた含まれるのは、１または２以上の非限定的な非天然のアミノ酸を含むペプチドであって、例として、ペプチド合成のために市販されているもの（例えば、Bachem Catalog, 2004 pp. 1-276）が挙げられる。例えば：４−ヒドロキシプロリンでプロリンを置換してもよく；５−ヒドロキシリジンでリジンを置換してもよく；３−メチルヒスチジンでヒスチジンを置換してもよく；ホモセリンでセリンを置換してもよく；オルニチンでリジンを置換してもよく；ベータ−アラニンでアラニンを置換してもよく；ノルロイシンでロイシンを置換してもよく；フェニルグリシンでフェニルアラニンを置換してもよく；Ｌ−１，２，３，４−テトラヒドロノルハルマン−３−カルボン酸またはＨ−β−（３−ベンゾチエニル）−Ａｌａ−ＯＨでトリプトファンを置換してもよい。
ある態様において、ペプチドに対する化学修飾として、限定されないが、アルキル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アミノ、アルキルアミノ、アミノアルキル、ジアルキルアミノ、アミノジアルキル、ハロゲン、ヘテロ原子、炭素環（carbocycle）、カルボシクリル、カルボシクロ、炭素環式（carbocyclic）、アリール、アラルキル、アラルコキシ、アリールオキシアルキル、複素環（heterocycle）、ヘテロシクリル、複素環式（heterocyclic）、ヘテロアリール、および／または脂肪族基を含めることが挙げられる。
単独でまたはより大きな部分の一部として用いられる、用語「アルキル」、「アルコキシ」、「ヒドロキシアルキル」、「アルコキシアルキル」および「アルコキシカルボニル」は、、１〜１２個の炭素原子を含む直鎖および分枝鎖の両方を含む。単独でまたはより大きな部分の一部として用いられる、用語「アルケニル」および「アルキニル」は、２〜１２個の炭素原子を含む直鎖および分枝鎖の両方を含む。単独でまたはより大きな部分の一部として用いられる、用語「シクロアルキル」は、完全に飽和しているか、または１または２以上の不飽和のユニットを含むが、芳香族ではない、環状のＣ３−Ｃ１２炭化水素を含む。低級アルキルは、１〜６個の炭素を含むアルキル基を指す。
用語「アミノ」は、ＮＨ２基を指す。
用語「アルキルアミノ」または「アミノアルキル」は、水素原子のうちの１つがアルキル基により置き換えられているアミノ基を指す。
用語「ジアルキルアミノ」または「アミノジアルキル」は、水素原子がアルキル基により置き換えられているアミノ基であって、ここでアルキル基は同じであっても異なっていてもよいものを指す。
用語「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩを意味する。
用語「ヘテロ原子」は、炭素環構造を有する窒素、酸素または硫黄を意味し、窒素および硫黄の任意の酸化形態、ならびに任意の塩基性窒素の四級化形態を含む。また、用語「窒素」は、複素環式環の置換可能な窒素を含む。例として、飽和または部分的に不飽和の０〜３個の酸素、硫黄または窒素から選択されるヘテロ原子を有する環において、窒素は、Ｎ（３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロリルにおけるもののように）、ＮＨ（ピロリジニルにおけるもののように）、またはＮＲ＋（Ｎ−置換ピロリジニルにおけるもののように）であってよい。
用語「炭素環」、「カルボシクリル」、「カルボシクロ」、または「炭素環式」が本明細書において用いられる場合、３〜１４員を有する脂肪族環系を意味する。用語「炭素環」、「カルボシクリル」、「カルボシクロ」または「炭素環式」は、飽和であっても部分的に不飽和であっても、また、随意に置換される環を指す。用語「炭素環」、「カルボシクリル」、「カルボシクロ」または「炭素環式」はまた、デカヒドロナフチルまたはテトラヒドロナフチルにおけるものなどの、１または２以上の芳香族または非芳香族環と融合した脂肪族環を含み、ここで、ラジカルまたは連結点は、脂肪族環上にある。
単独で、または「アラルキル」、「アラルコキシ」もしくは「アリールオキシアルキル」におけるもののようにより大きな部分の一部として用いられる、用語「アリール」は、フェニル、ベンジル、フェネチル、１−ナフチル、２−ナフチル、１−アントラシル（anthracyl）および２−アントラシルなどの、６〜１４員を有する芳香族基を指す。用語「アリール」はまた、随意に置換される環を指す。用語「アリール」は、用語「アリール環」と交換可能に用いることができる。「アリール」はまた、芳香族環が１または２以上の環と融合している融合多環式芳香族環系を含む。例として、１−ナフチル、２−ナフチル、１−アントラシルおよび２−アントラシルが挙げられる。また用語「アリール」の範囲内に含まれるのは、それが本明細書において用いられる場合、インダニル、フェナントリジニル（phenanthridinyl）またはテトラヒドロナフチルにおけるものなどの、芳香族環が１または２以上の非芳香族環と融合した基であって、ここで、ラジカルまたは連結点は、芳香族環上にある。
用語「複素環」、「ヘテロシクリル」または「複素環式」は、本明細書において用いられる場合、４〜１４員、好ましくは５〜１０員を有する非芳香族環系を含み、ここで、１または２以上、好ましくは１〜４個の環炭素は、各々、ヘテロ原子により置き換えられている。複素環式環の例として、３−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−オン、（１−置換）−２−オキソ−ベンゾイミダゾール−３−イル、２−テトラヒドロ−フラニル、３−テトラヒドロフラニル、２−テトラヒドロピラニル、３−テトラヒドロピラニル、４−テトラヒドロピラニル、［１，３］−ジオキサラニル、［１，３］−ジチオラニル、［１，３］−ジオキサニル、２−テトラヒドロ−チオフェニル、３−テトラヒドロチオフェニル、２−モルホリニル、３−モルホリニル、４−モルホリニル、２−チオモルホリニル、３−チオモルホリニル、４−チオモルホリニル、１−ピロリジニル、２−ピロリジニル、３−ピロリジニル、１−ピペラジニル、２−ピペラジニル、１−ピペリジニル、２−ピペリジニル、３−ピペリジニル、４−ピペリジニル、４−チアゾリジニル、ジアゾロニル（diazolonyl）、Ｎ−置換ジアゾロニル、１−フタルイミジニル、ベンゾオキサニル、ベンゾピロリジニル、ベンゾピペリジニル、ベンゾオキソラニル、ベンゾチオラニル、およびベンゾチアニルが挙げられる。また用語「ヘテロシクリル」または「複素環式」の範囲内に含まれるのは、それが本明細書において用いられる場合、インドーリル、クロマニル、フェナントリジニルまたはテトラヒドロキノリニルにおけるものなどの、非芳香族ヘテロ原子を含有する環が１または２以上の芳香族または非芳香族環と融合している基であり、ここで、ラジカルまたは連結点は、非芳香族ヘテロ原子を含有する環上にある。用語「複素環」、「ヘテロシクリル」または「複素環式」は、飽和であっても部分的に不飽和であっても、また、随意に置換される環を指す。
単独で、または「ヘテロアラルキル」もしくは「ヘテロアリールアルコキシ」におけるもののようにより大きな部分の一部として用いられる、用語「ヘテロアリール」は、５〜１４員を有するヘテロ芳香族環基を指す。ヘテロアリール環の例として、２−フラニル、３−フラニル、３−フラザニル、Ｎ−イミダゾリル、２−イミダゾリル、４−イミダゾリル、５−イミダゾリル、３−イソオキサゾリル、４−イソオキサゾリル、５−イソオキサゾリル、２−オキサジアゾリル、５−オキサジアゾリル、２−オキサゾリル、４−オキサゾリル、５−オキサゾリル、１−ピロリル、２−ピロリル、３−ピロリル、１−ピラゾリル、２−ピラゾリル、３−ピラゾリル、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、２−ピリミジル、４−ピリミジル、５−ピリミジル、３−ピリダジニル、２−チアゾリル、４−チアゾリル、５−チアゾリル、５−テトラゾリル、２−トリアゾリル、５−トリアゾリル、２−チエニル、３−チエニル、カルバゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、インドーリル、キノリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、イソキノリニル、インダゾリル、イソインドーリル、アクリジニル、およびベンゾイソオキサゾリルが挙げられる。また用語「ヘテロアリール」の範囲内に含まれるのは、それが本明細書において用いられる場合、ヘテロ原子の環が１または２以上の芳香族または非芳香族環と融合している基であり、ここで、ラジカルまたは連結点は、ヘテロ芳香族環上にある。例として、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニルおよびピリド［３，４−ｄ］ピリミジニルが挙げられる。用語「ヘテロアリール」はまた、随意に置換される環を指す。用語「ヘテロアリール」は、用語「ヘテロアリール環」または用語「ヘテロ芳香族」と交換可能に用いることができる。
アリール（アラルキル、アラルコキシ、アリールオキシアルキルなどを含む）またはヘテロアリール（ヘテロアラルキルおよびヘテロアリールアルコキシなどを含む）基は、１または２以上の置換基を含んでもよい。アリール、ヘテロアリール、アラルキル、またはヘテロアラルキル基の任意の不飽和炭素原子上の好適な置換基の例として、ハロゲン、−−Ｒ０、−−ＯＲ０、−−ＳＲ０、１，２−メチレン−ジオキシ、１，２−エチレンジオキシ、保護されたＯＨ（アシルオキシなど）、フェニル（Ｐｈ）、置換されたＰｈ、−−Ｏ（Ｐｈ）、置換された−−Ｏ（Ｐｈ）、−−ＣＨ２（Ｐｈ）、置換された−−ＣＨ２（Ｐｈ）、ＣＨ２ＣＨ２（Ｐｈ）、置換された−−ＣＨ２ＣＨ２（Ｐｈ）、−−ＮＯ２、−−ＣＮ、−−Ｎ（Ｒ０）２、−−ＮＲ０Ｃ（Ｏ）Ｒ０、ＮＲ０Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ０）２、ＮＲ０ＣＯ２Ｒ０、−−ＮＲ０ＮＲ０Ｃ（Ｏ）Ｒ０、−−ＮＲ０ＮＲ０Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ０）２、−−ＮＲ０ＮＲ０Ｃ２Ｒ０、Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ０、Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ０、−−ＣＯ２Ｒ０、−−Ｃ（Ｏ）Ｒ０、−−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ０）２、−−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ０）２、Ｓ（Ｏ）２Ｒ０、−−ＳＯ２Ｎ（Ｒ０）２、−−Ｓ（Ｏ）Ｒ０、−−ＮＲ０ＳＯ２Ｎ（Ｒ０）２、−−ＮＲ０ＳＯ２Ｒ０、−−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ０）２、Ｃ（＝ＮＨ）Ｎ（Ｒ０）２、（ＣＨ２）ｙＮＨＣ（Ｏ）Ｒ０、および−−（ＣＨ２）ｙＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｖ−−Ｒ０）（Ｒ０）が挙げられ；ここで、各Ｒ０は、独立して、水素、置換されているかまたは未置換の脂肪族基、未置換のヘテロアリールまたは複素環式環、フェニル（Ｐｈ）、置換されたＰｈ、Ｏ（Ｐｈ）、置換された−−Ｏ（Ｐｈ）、−ＣＨ２（Ｐｈ）、または置換された−−ＣＨ２（Ｐｈ）から選択され；ｙは、０〜６であり；Ｖは、リンカー基である。脂肪族基またはＲ０のフェニル環上の置換基の例として、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノカルボニル、ハロゲン、アルキル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルキルアミノカルボニルオキシ、ジアルキルアミノカルボニルオキシ、アルコキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニル、ヒドロキシ、ハロアルコキシ、およびハロアルキルが挙げられる。
脂肪族基または非芳香族複素環式環または融合アリールもしくはヘテロアリール環は、１または２以上の置換基を含んでもよい。脂肪族基の、または非芳香族複素環式環または融合アリールもしくはヘテロアリール環の、任意の飽和炭素上の好適な置換基の例として、アリールまたはヘテロアリール基の不飽和炭素について上で列記されたもの、および以下が挙げられる：＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＮＨＲ＊、＝ＮＮ（Ｒ＊）２、＝Ｎ−−、＝ＮＮＨＣ（Ｏ）Ｒ＊、＝ＮＮＨＣＯ２（アルキル）、＝ＮＮＨＳＯ２（アルキル）、または＝ＮＲ＊、ここで各Ｒ＊は独立して、水素、未置換の脂肪族基、または置換された脂肪族基から選択される。脂肪族基上の置換基の例として、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノカルボニル、ハロゲン、アルキル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルキルアミノカルボニルオキシ、ジアルキルアミノカルボニルオキシ、アルコキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニル、ヒドロキシ、ハロアルコキシ、およびハロアルキルが挙げられる。
非芳香族複素環式環の窒素上の好適な置換基として、Ｒ＋、−−Ｎ（Ｒ＋）２、−−Ｃ（Ｏ）Ｒ＋、−−ＣＯ２Ｒ＋、−−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ＋、−−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ＋、−−ＳＯ２Ｒ＋、−−ＳＯ２Ｎ（Ｒ＋）２、Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ＋）２、−−Ｃ（＝ＮＨ）−−Ｎ（Ｒ＋）２、および−−ＮＲ＋ＳＯ２Ｒ＋が挙げられ；ここで各Ｒ＋は独立して、水素、脂肪族基、置換された脂肪族基、フェニル（Ｐｈ）、置換されたＰｈ、−−Ｏ（Ｐｈ）、置換された−−Ｏ（Ｐｈ）、−−ＣＨ２（Ｐｈ）、置換された−−ＣＨ２（Ｐｈ）、または未置換のヘテロアリールもしくは複素環式環から選択される。脂肪族基またはフェニル環上の置換基の例として、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノカルボニル、ハロゲン、アルキル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルキルアミノカルボニルオキシ、ジアルキルアミノカルボニルオキシ、アルコキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニル、ヒドロキシ、ハロアルコキシ、およびハロアルキルが挙げられる。
ある態様において、本明細書において記載されるペプチドモノマーは、少なくとも１つのリンカー部分への共有結合により、二量体化または多量体化されている。リンカー部分は、必ずしも必要ではないが好ましくは、随意に１または２の−−ＮＨ−−架橋により終止し、随意に１または２以上の利用可能な炭素原子において低級アルキル置換基で置換される、Ｃ１−１２結合部分である。好ましくは、リンカーは、−−ＮＨ−−Ｒ−−ＮＨ−−を含み、ここでＲは、別の分子部分への結合（例えば、ペプチド合成の間に固体の支持体の表面上に存在し得る場合など、またはＰＥＧなどの薬物動態改変剤への）を可能にするカルボキシル基またはアミノ基などの官能基で置換された低級（Ｃ１−６）アルキレンである。ある態様において、リンカーは、リジン残基である。ある他の態様において、リンカーは、２個のペプチドモノマーのＣ末端を、各モノマーのＣ末端アミノ酸への同時結合により、架橋する。他の態様において、リンカーは、Ｃ末端におけるものではないアミノ酸の側鎖に結合することにより、ペプチドを架橋する。リンカーがペプチドのＣ末端におけるものではないアミノ酸の側鎖に結合する場合、側鎖は、好ましくは、リジンにおいて見出されるもののようなアミンを含み、そして、リンカーは、ペプチドとアミド結合を形成することができる１または２のカルボキシル基を含む。
本発明のペプチドモノマーは、ビオチン／ストレプトアビジン系を用いてオリゴマー形成してもよい。オリゴマー形成は、本明細書において記載されるペプチドの１または２以上の活性を増強することができる。ペプチドモノマーのビオチン化アナログは、当業者に公知の標準的な技術により合成することができる。例えば、ペプチドモノマーを、Ｃ末端においてビオチン化してもよい。これらのビオチン化モノマーを、次いで、ストレプトアビジンとのインキュベーション（例えば、４：１のモノマー比において、室温で、リン酸緩衝化生理食塩水（ＰＢＳ）またはＨＥＰＥＳ緩衝化ＲＰＭＩ培地（InvitrogenTM ）中で、１時間）により、オリゴマー形成する。このプロセスのバリエーションにおいて、ビオチン化ペプチドモノマーを、市販の抗ビオチン抗体のいずれか１種（例えば、Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc.（Washington, D.C.）製のヤギ抗ビオチンＩｇＧ）とのインキュベーションにより、オリゴマー形成してもよい。
一部の側面において、本明細書において記載されるペプチドを、ペプチドのポリマーを形成するように物理的にタンデムに連結してもよい。かかるポリマーを構成するペプチドは、ペプチドリンカーにより互いに隔てられていてもよい。「ペプチドリンカー」は、本明細書において記載されるペプチドまたはバリアントの配列の一部ではない、短い（例えば、約１〜４０、例えば、１〜２０アミノ酸の）アミノ酸の配列である。リンカーペプチドは、そのアミノ末端において一方のポリペプチドまたはポリペプチドドメインに、そのカルボキシル末端において別のポリペプチドまたはポリペプチドドメインに結合している。有用なリンカーペプチドの例として、限定されないが、グリシン−セリンを含むグリシンポリマー（（Ｇ）ｎ）、およびグリシン−アラニンポリマー（例えば、（Ｇｌｙ４Ｓｅｒ）ｎリピート（ここでｎ＝１〜８）（配列番号１４）、好ましくはｎ＝３、４、５または６）が挙げられる。本明細書において記載されるペプチドはまた、ジスルフィド結合または化学架橋などの化学結合架橋により連結することができる。当業者に周知の分子生物学的技術を用いて、ペプチドのポリマーを作製してもよい。一態様において、ペプチドおよびバリアントペプチドの組み合わせが、ポリマー中に見出される。本発明のペプチドの配列はまた、非ペプチド架橋剤（Pierce 2003-2004 Applications Handbook and Catalog, Chapter 6）またはＨＰＭＡ、ポリデキストラン、多糖、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、糖、および糖アルコール（例えば、ソルビトール、マンニトール）などの他のスキャフォールドを用いて連結することができる。
随意の態様において、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、２個のペプチドモノマーを２量体化するリンカーとして役立つ：例えば、２個の反応性官能基を含む１個のＰＥＧ 部分は、ペプチド２量体の両方のペプチド鎖のＮ末端に同時に結合することができる。これらのペプチドは、本明細書において「ＰＥＧ化ペプチド」として言及される。
さらに別の態様において、リンカー部分は、２個のカルボン酸を含む分子を含んでもよく、随意に、１または２以上の利用可能な原子において、１または２以上のＰＥＧ分子に結合することができるアミンなどのさらなる官能基により置換されている。かかる分子を、−−ＣＯ−−（ＣＨ２）ｎ−ｕＸ−−（ＣＨ２）ｍ−ＣＯ−−として表わし、ここで、ｎは０〜１０の整数であり、ｍは１〜１０の整数であり、ＸはＯ、Ｓ、Ｎ（ＣＨ２）ｐＮＲ１、ＮＣＯ（ＣＨ２）ｐＮＲ１およびＣＨＮＲ１から選択され、Ｒ１はＨ、Ｂｏｃ（ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル）、Ｃｂｚから選択され、ｐは１〜１０の整数である。ある態様において、ペプチドの各々の１つのアミノ基は、リンカーとアミド結合を形成する。ある他の態様において、リンカーに結合しているペプチドのアミノ基は、リジン残基のイプシロンアミン、またはＮ末端残基のアルファアミン、または随意のスペーサー分子のアミノ基である。一態様において、リンカーは、ペプチドを環状化するために用いられる。別の態様において、リンカー分子に加えて、部分を所望のとおりに分離するために、スペーサーを用いることができる。特に好ましい態様において、ｎおよびｍの両方が１であり、ＸはＮＣＯ（ＣＨ２）ｐＮＲ１であり、ｐは２であり、Ｒ１はＢｏｃである。随意に、ｍＰＥＧ−ＳＰＡ−ＮＨＳまたはｍＰＥＧ−ＮＰＣなど（Nektar Therapeutics, San Carlos Calif.）の適切に活性化されたＰＥＧ種と共有結合を形成することができる反応性アミン基を遊離させるために、Ｂｏｃ基を取り除くことができる。随意に、リンカーは、適切に活性化されたＰＥＧ種により誘導体化されることができる１つより多い反応性アミンを含む。随意に、リンカーは、脂肪酸、ホーミングペプチド、輸送剤（transport agent）、細胞浸透剤、器官標的化剤またはキレート剤などの適切に活性化された薬物動態（ＰＫ）改変剤により誘導体化されることができる１または２以上の反応性アミンを含む。
ペプチドのモノマー、２量体、多量体またはオリゴマーは、本明細書において記載される場合、さらに、１または２以上のリンカーおよび／またはスペーサー部分を含んでもよい。一態様において、リンカー部分は、随意に−−ＮＨ−−結合またはカルボキシル（−−ＣＯＯＨ）基により終止し、随意に１または２以上の利用可能な炭素原子において低級アルキル置換基により置換される、Ｃ１−１２結合部分である。一態様において、リンカーはＲ−−ＣＯＯＨであって、ここでＲは、低級（Ｃ１−６）アルキルであり、別の分子部分に結合することができるカルボキシル基またはアミノ基などの官能基により随意に置換される。例えば、リンカーは、グリシン（Ｇ）残基、または６−アミノヘキサン酸などのアミノヘキサン酸（Ａｈｘ）であってよい。他の態様において、リンカーは、−−ＮＨ−−Ｒ−−ＮＨ−−であって、ここでＲは、別の分子部分に結合することができるカルボキシル基またはアミノ基などの官能基により置換された低級（Ｃ１−６）アルキルである。例えば、リンカーは、リジン（Ｋ）残基またはリジンアミド（Ｋ−−ＮＨ２、カルボキシル基がアミド部分−−ＣＯＮＨ２に変換されているリジン残基）であってよい。
一部の態様において、リンカー部分は、以下の構造を有する：−−ＮＨ−−（ＣＨ２）α−−［Ｏ−−（ＣＨ２）β］γ−−Ｏ δ−−（ＣＨ２）ε−−Ｙ−−、ここで、α、β、γ、δおよびεは、各々、その値が独立して選択される整数である。一部の態様において、α、βおよびεは、各々、その値が０〜約６の間で独立して選択される整数であり、δは０または１であり、γは０〜約１０の間で選択される整数であるが、ただしγが１より大きい場合は、βは２であり、ＹはＮＨまたはＣＯから選択される。一部の態様において、α、βおよびεは各々２と等しく、γおよびδの両方は１と等しく、ＹはＮＨである。別の態様において、γおよびδは０であり、αおよびεは一緒に５と等しく、ＹはＣＯである。
本発明のペプチドモノマー、２量体または多量体は、さらに、１または２以上の水溶性ポリマー 部分を含んでもよい。好ましくは、これらのポリマーは、本発明のペプチド化合物と共有結合している。好ましくは、最終製品の治療的使用のために、ポリマーは薬学的に受容可能である。当業者は、ポリマー−ペプチド接合体が治療において用いられるか否かの留意事項、および用いられる場合は所望の投与量、循環時間、タンパク質分解に対する耐性および他の留意事項に基づき、所望のポリマーを選択することができる。水溶性ポリマーは、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、エチレングリコール／プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ−１，３−ジオキソラン、ポリ−１，３，６−トリオキサン、エチレン／マレイン酸無水物コポリマー、ポリアミノ酸（ホモポリマーまたはランダムコポリマーのいずれか）、ポリ（ｎ−ビニル−ピロリドン）ポリエチレングリコール、プロプロピレン（propropylene）グリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド／エチレンオキシドコポリマー、およびポリオキシエチル化ポリオールであってよい。好ましい水溶性ポリマーはＰＥＧである。
ポリマーは、任意の分子量のものであってよく、直鎖状であっても分枝鎖状であってもよい。本発明における使用のために好ましいＰＥＧは、直鎖状の非分枝鎖状の約５キロダルトン（ｋＤａ）〜約６０ｋＤａの分子量（用語「約」は、ＰＥＧの製剤中、一部の分子は記された分子量より大きな質量を有し、一部の分子は記された分子量より少ない質量を有することを示す）を有するＰＥＧである。より好ましくは、ＰＥＧは、約１０ｋＤａ〜約４０ｋＤａの分子量を有し、さらにより好ましくは、ＰＥＧは、２０〜３０ｋＤａの分子量を有する。所望の治療プロフィール（例えば、所望の徐放の期間；ある場合は生物学的活性に対する効果；取り扱いの容易さ；抗原性の程度または欠失；および当業者に公知の治療用ペプチドに対するＰＥＧの他の効果）に依存して、他のサイズを用いてもよい。
結合しているポリマー分子の数は変化してもよい；例えば、１、２、３またはそれより多くの水溶性ポリマーが本発明のペプチドに結合していてもよい。複数の結合ポリマーは、同じ化学成分であっても異なる化学成分（例えば、異なる分子量のＰＥＧ）であってもよい。
ある態様において、ＰＥＧは、ペプチドモノマーまたは２量体の少なくとも１つの末端（Ｎ末端またはＣ末端）に結合していてもよい。他の態様において、ＰＥＧは、ペプチドモノマーまたは２量体のリンカー部分に結合していてもよい。好ましい態様において、ＰＥＧは、ペプチド２量体のリンカー部分に結合している。随意に、リンカーは、適切に活性化されたＰＥＧ種により誘導体化されることができるアミンを１個より多く含む。
本明細書において記載される方法および組成物と共に、当該分野において公知のペプチドを安定化させるための方法を用いてもよい。例えば、Ｄ−アミノ酸を用いること、より少ないアミド結合をペプチド結合のために用いること、側鎖を連結するために非ペプチド結合を用いること（限定されないがピロリノンおよび糖模倣物を含む）は、各々安定化をもたらすことができる。糖骨格（sugar scaffold）ペプチド模倣物の設計および合成は、Hirschmannら（J. Med. Chem., 1996, 36, 2441-2448：これは、その全体において本明細書において参考として組み込まれる）により記載される。さらに、ピロリノンベースのペプチド模倣物は、改善されたバイオアベイラビリティー特性を有する安定な背景上のペプチドファルマコフォアを提示する（例えば、Smith et al., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11037-11038を参照：これは、その全体において本明細書において参考として組み込まれる）。
本明細書において包含されるのは、本明細書において記載されるペプチドの、またはその保存的アミノ酸置換バリアントもしくは誘導体の接合体である。これらのペプチドを、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）に加えて、他のポリマーと接合させることができる。ポリマーは、その独自の生物学的活性を有していても有していなくてもよい。ポリマー接合のさらなる例として、限定されないが、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸、ジビニルエーテルマレイン酸無水物、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−メタクリルアミド、デキストラン、デキストラン硫酸を含むデキストラン誘導体、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチル化ポリオール、ヘパリン、ヘパリンフラグメント、多糖類、セルロースならびにメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースを含むセルロース誘導体、デンプンおよびデンプン誘導体、ポリアルキレングリコールおよびその誘導体、ポリアルキレングリコールおよびその誘導体のコポリマー、ポリビニルエチルエーテル、ならびにα，β−ポリ［（２−ヒドロキシエチル）−ＤＬ−アスパルトアミドなどのポリマー、またはそれらの混合物が挙げられる。ポリマーの接合により、他の効果の中でも特に血清半減期を改善することができる。多様なキレート剤を、本明細書において記載されるペプチドを接合させるために用いることができる。これらのキレート剤として、限定されないが、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミノ五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレングリコール−０，０’−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−二酢酸（ＨＢＥＤ）、トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、１，４，７，１０−テトラ−アザシクロドデカン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−四酢酸（ＤＯＴＡ）、１，４，７，１０−テトラアザシクロトリデカン−１，４，７，１０−四酢酸（ＴＩＴＲＡ）、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−四酢酸（ＴＥＴＡ）、および１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（ＴＥＴＲＡ）が挙げられる。接合の方法は、当該分野、例えば、P. E. Thorpe, et al, 1978, Nature 271, 752 - 755；Harokopakis E., et al., 1995, Journal of Immunological Methods, 185:31-42；S. F. Atkinson, et al., 2001, J. Biol. Chem., 276:27930-27935；ならびに米国特許第5,601,825号、同第5,180,816号、同第6,423,685号、同第6,706,252号、同第6,884,780号および同第7,022,673において周知であり、これらは、その全体において本明細書により参考として組み込まれる。
一態様において、ペプチド、融合タンパク質またはペプチドの接合体は、配列中に修飾、末端ＮＨ２のアシル化（例えばアセチル化またはチオグリコール酸アミド化）による修飾、末端カルボキシルアミド化（例えばアンモニア、メチルアミンによるもの）などによる末端修飾を含む。
また、本明細書において記載されるペプチドのアミノおよび／またはカルボキシ末端を修飾することができる。末端の就職は、プロテアーゼ消化による感受性を低減するために有用であり、そしてしたがって溶液中、特にプロテアーゼが存在し得る生体液中でのポリペプチドの半減期を延長するために役立ち得る。アミノ末端修飾として、include メチル化（例えば、−−ＮＨＣＨ３または−−Ｎ（ＣＨ３）２）、アセチル化（例えば、酢酸、またはα−クロロ酢酸、α−ブロモ酢酸もしくはα−ヨード酢酸などのそのハロゲン化誘導体を用いて）ベンジルオキシカルボニル（Ｃｂｚ）基を付加すること、あるいは、ＲＣＯＯ−−により官能的に定義されるカルボン酸またはＲ−−ＳＯ２−−により官能的に定義されるスルホニル（ここでＲはアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールなどおよび類似の基からなる群より選択される）を含む任意のブロッキング基でアミノ末端をブロッキングすることが挙げられる。また、プロテアーゼに対する感受性を低下させるために、またはペプチド化合物の立体構造を制限するために、デスアミノ酸（desamino acid）をＮ末端に（Ｎ末端アミノ基が存在しなくなるように）組み込んでもよい。ある態様において、Ｎ末端を酢酸または酢酸無水物でアセチル化する。
カルボキシ末端修飾は、遊離の酸をカルボキサミド基で置き換えること、または構造的制約を導入するためにカルボキシ末端において環状ラクタムを形成することを含む。また、プロテアーゼに対する感受性を低下させるために、またはペプチドの立体構造を制限するために、本明細書において記載されるペプチドを環状化してもよく、またはペプチドの末端において末端のアミノまたはカルボキシル基が存在しなくなるようにデスアミノまたはデスカルボキシ残基を組み込んでもよい。環状ペプチド合成の方法は、当該分野において、例えば、米国特許出願第20090035814号；Muralidharan and Muir, 2006, Nat Methods, 3:429-38；およびLockless and Muir, 2009, Proc Natl Acad Sci U S A. Jun 18, Epubにおいて公知である。本明細書において記載されるペプチドのＣ末端官能基として、アミド，低級アルキルアミド、ジ（低級アルキル）アミド、低級アルコキシ、ヒドロキシ、およびカルボキシ、ならびにそれらの低級エステル誘導体、およびそれらの薬学的に受容可能な塩が挙げられる。
一般的にコードされるアミノ酸（または立体異性体のＤアミノ酸）の天然に存在する側鎖を、他の側鎖で、例えばアルキル、低級（Ｃ１−６）アルキル、環状の４、５、６〜７員のアルキル、アミド，低級アルキルアミド、ジ（低級アルキル）アミド、低級アルコキシ、ヒドロキシ、カルボキシ、およびそれらの低級エステル誘導体などの基で、および４、５、６〜７員の複素環で、置き換えることができる。特に、プロリン残基の環サイズが５員から４、６または７員に変更されたプロリンアナログを用いることができる。環状基は、飽和であっても不飽和であってもよく、不飽和である場合は、芳香族であっても非芳香族であってもよい。複素環式基は、好ましくは、１または２以上の窒素、酸素および／または硫黄ヘテロ原子を含む。かかる基の例として、フラザニル、フリル、イミダゾリジニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、モルホリニル（例えば、モルホリノ）、オキサゾリル、ピペラジニル（例えば、１−ピペラジニル）、ピペリジル（例えば、１−ピペリジル、ピペリジノ）、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリジニル（例えば、１−ピロリジニル）、ピロリニル、ピロリル、チアジアゾリル、チアゾリル、チエニル、チオモルホリニル（例えば、チオモルホリノ）、およびトリアゾリル基が挙げられる。これらの複素環式基は、置換されていても、未置換であってもよい。基が置換されている場合、置換基は、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、酸素または置換もしくは未置換のフェニルであってよい。
また、ペプチドを、リン酸化および他の方法により（例えば、Hruby, et al. (1990) Biochem J. 268:249-262において記載されるように）容易に修飾することができる。
本明細書において記載されるペプチド化合物はまた、類似の生物学的活性を有する非ペプチド化合物のための構造モデルとして役立つ。当業者は、本明細書において記載されるペプチドと同じまたは類似の所望の生物学的活性を有するが、可溶性、安定性ならびに加水分解およびタンパク質分解に対する感受性に関して当該ペプチドより好ましい活性を有する化合物を構築するために、多様な技術が利用可能であることを認識する（Morgan and Gainor (1989) Ann. Rep. Med. Chem. 24:243-252を参照）。これらの技術は、限定されないが、ペプチド骨格を、ホスホネート、アミデート、カルバメート、スルホンアミド、二級アミンおよびＮ−メチルアミノ酸からなる骨格で置き換えることを含む。かかるペプチド模倣物は、それが模倣するペプチドと異なるアミノ酸を有してもよいが、それが模倣するペプチドのＶＥＧＦ結合、再生、血管新生促進、細胞増殖促進、細胞遊走促進、抗血管新生、抗細胞増殖、細胞遊走促進，創傷治癒促進、または神経保護活性を実質的に保持する。
疾患の処置におけるペプチド
一態様において、本明細書において提供されるのは、薬学的に受容可能なキャリアとＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子から本質的になるペプチドとを含む組成物であって、ここで、単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニン（Ｒ）よりも疎水性である。別の態様において、位置６におけるアミノ酸は、グルタミン（Ｑ）より疎水性であるものへと変更される。さらに別の態様において、位置５および６の両方のアミノ酸が、それぞれ、ＲおよびＱより疎水性である残基へと変更される。
一態様において、本明細書において提供されるのは、薬学的に受容可能なキャリアと配列番号３、１１および４〜６のペプチドまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）とを含む組成物である。別の態様において、本明細書において提供されるのは、薬学的に受容可能なキャリアと配列番号２または１２のペプチドまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）とを含む組成物である。さらに別の態様において、本明細書において提供されるのは、薬学的に受容可能なキャリアと、本明細書において記載されるペプチドまたは本明細書において記載されるペプチドの接合体を含む融合タンパク質とを含む、組成物である。また包含されるのは、本明細書において記載されるペプチドまたは本明細書において記載されるペプチドのポリマーを含む融合タンパク質をコードする核酸を運搬するベクターを含む組成物である。
一態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において細胞の増殖を促進する方法であって、該方法は、組織を、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子を含むかまたはそれから本質的になるペプチドを含む組成物と接触させることを含み、ここで、単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニン（Ｒ）よりも疎水性である。別の態様において、位置６におけるアミノ酸は、グルタミン（Ｑ）より疎水性であるものに変更される。さらに別の態様において、位置５および６のアミノ酸が、いずれも、それぞれＲおよびＱより疎水性である残基へと変更される。
一態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において細胞の増殖を促進する方法であって、該方法は、組織を、配列番号３、１１および４〜６のペプチドフラグメントまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）を含む組成物と接触させることを含む。別の態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において細胞の増殖を促進する方法であって、該方法は、組織を、配列番号２または１２のペプチドフラグメントまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）を含む組成物と接触させることを含む。
一態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において血管新生を促進する方法であって、該方法は、組織を、ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子を含むかそれから本質的になるペプチドを含む組成物と接触させることを含み、ここで、単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニン（Ｒ）よりも疎水性である。別の態様において、位置６におけるアミノ酸は、グルタミン（Ｑ）より疎水性であるものに変更される。さらに別の態様において、位置５および６のアミノ酸が、いずれも、それぞれＲおよびＱより疎水性である残基へと変更される。
一態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において血管新生を促進する方法であって、該方法は、組織を、配列番号３、１１および４〜６のペプチドまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）を含む組成物と接触させることを含む。別の態様において、本明細書において記載されるのは、それを必要とする組織において血管新生を促進する方法であって、該方法は、組織を、配列番号２または１２のペプチドまたはそのバリアントもしくは誘導体（これらの用語が本明細書において用いられるとおり）を含む組成物と接触させることを含む。
一態様において、それを必要とする組織において血管新生を促進する方法は、限定されないが、疾患および外傷後の血行再建を必要とする組織を含む。血行再建は、疾患または身体的外傷（例えば、心筋梗塞、閉塞性末梢血管疾患）により引き起こされた損傷の後での心臓、肝臓、骨組織および肺などの重要な器官のリハビリテーションのために必要とされる。血液循環を停止、遮断または低下させる疾患として、限定されないが、脳卒中、心臓発作、心筋の虚血、四肢の虚血、糖尿病、末梢血管疾患（ＰＶＤ）などの血管の疾患、頸動脈疾患、アテローム性動脈硬化および腎臓動脈疾患が挙げられる。自動車事故によるものなどの外傷およびショックは、治癒プロセスの間に循環の増大を必要とする領域に血液循環の低下をもたらす。さらに、本明細書において記載されるペプチドによる対象の処置は、創傷治癒の障害、熱傷、骨折、ニューロパシー、不能、勃起不全、心筋梗塞、糖尿病性ニューロパシー、脊髄損傷、神経損傷、および鎌状赤血球症などの他の血管閉塞性障害および脳卒中に苦しむ患者における創傷治癒、熱傷治癒、側副冠動脈、末梢動脈および頸動脈の循環を改善するために適用可能である。本明細書において記載されるペプチドの一部は、脈管構造に対するＶＥＧＦの効果を増強することができるので、当該ペプチドはまた、本明細書において、対象における高血圧の制御のための血管拡張薬としての使用について企図される。
一態様において、血管新生を促進する方法は、血管疾患により引き起こされ得る勃起不全に適用される。本明細書において記載されるペプチドの使用は、陰茎の血管ネットワークの修復を促すことにより、不能を処置することができる。
一態様において、細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進する方法は、創傷治癒、熱傷、組織修復、妊孕性、勃起不全、心筋梗塞、心肥大、組織移植、および／または組織工学によるコンストラクトの背景において適用される。血管新生を必要とする多様な組織、または器質性の組織を含む器官として、限定されないが、皮膚、筋肉、腸、結合組織、関節、骨組織など、組織を養うために欠陥が必要とされる型の組織が挙げられる。
一態様において、細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進する方法は、組織を、さらなる血管新生促進因子および／または増殖促進因子、例えば、ＶＥＧＦ、ＦＧＦ、ＰＤＧＦおよびＩＧＦ、と接触させることをさらに含む。
一側面において、血管新生を促進することにより、重篤に肥大化した心臓を虚血傷害から保護することができる。心筋肥大は、進行性の収縮不全、虚血−再灌流傷害に対する脆弱性の増大を伴い、したがって、心臓手術における危険因子である。肥大の進行の間に、単位領域あたりの毛細管と心筋細胞（心臓の筋肉細胞）の数との間に不一致が生じ、これは、拡散距離の増大、および酸素および栄養の供給が限定される可能性を示す。ＶＥＧＦによる肥大した心臓の処置は、微小血管の密度の増大、組織灌流の改善、およびブドウ糖の送達をもたらす（I. Friehs, et al., 2004, The Annals of Thoracic Surgery, 77: 2004-2010）。理論に拘束されることは望まないが、細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進するための本明細書において記載される方法は、心筋細胞への栄養の供給を改善するために毛細管を増加させることにおけるＶＥＧＦの効果を増強することにより、この不一致を解決することができる。
別の側面において、血管新生を促進することにより、骨修復および骨組織のターンオーバーを刺激することができる。骨折の修復の間に、幾つかの増殖因子が、ある時間および空間パターンにおいて発現されることが知られている。外因的に添加されたＶＥＧＦは、血管形成、骨形成および新しい骨の成熟を増強する（Street, J. et al., 2002, PNAS, 99:9656-61）。したがって、本明細書において記載されるペプチド、そのバリアントまたは誘導体により細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進するための方法は、骨修復のための治療であり得る。本明細書において記載されるペプチドを含む医薬組成物の骨修復活性を試験するため、骨修復アッセイが本明細書において提供される（「骨修復アッセイ」と題されるセクションを参照）。
一部の側面において、本明細書において記載される細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進するための方法は、創傷の処置に、特に糖尿病性潰瘍などの遺残性創傷の処置のために、適用される。創傷、特に遺残性創傷は、治癒することが困難であり、創傷に栄養を与え、治癒プロセスを媒介し、瘢痕形成を最少化することができる血液供給を必要とする。遺残性創傷を処置するために一般に用いられる治療は、創傷がそれ自体の血液供給を提供することを援助しないので、治癒プロセスは緩徐なままである。遺残性創傷は、虚血性創傷（例えば損傷が、糖尿病、強皮症などにおける場合のような貧弱な循環に起因する酸素の欠乏から生じる）であり得る。強皮症は、組織の再形成における不均衡を伴い、コラーゲンの過剰産生を引き起こし、最終的に皮膚の膨張および硬化（ならびに、器官が影響を及ぼされること）を引き起こす疾患である。糖尿病性の創傷は、末梢血管疾患およびニューロパシーなどの他の医学的状態により、不適切な血液供給がしばしば併発するので、特に処置が困難である。
本明細書において記載されるペプチドを含む剤を、創傷治癒を促進するために用いることができる。創傷治癒のために用いられるペプチド、バリアントまたは誘導体は、より迅速な創傷の閉鎖、および／または、所与の時間において、かかる剤により処置されない類似の創傷と比較して、より多くの血管新生を促進する。本明細書において記載されるペプチドを含む医薬組成物の創傷治癒活性を試験するため、創傷治癒アッセイが本明細書において提供される（「創傷治癒アッセイ」と題されるセクションを参照）。
一態様において、本明細書において記載される組成物は、創傷治癒を促進するために局所投与される。一態様において、本明細書において記載されるペプチドは、創傷の処置における使用のために、ハイドロゲルまたはドレッシングなどの中に組み込まれる。あるいは、本明細書において記載されるペプチド組成物を、全身投与してもよい。他の態様において、prom-1ペプチド組成物を、スキャフォールドまたはゲル材料の背景において必要としている器官または組織に直接的に、例えば骨折部位に直接的に投与してもよい。
別の態様において、本明細書において記載される組成物は、神経成長（例えば、神経突起形成、軸索の成長、軸索の側枝形成および神経のトロピズム）を刺激するために中枢神経系に投与される。
一部の側面において、本明細書において記載される細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進するための方法により、ペプチドで被覆されているか、またはペプチドフラグメントをコードする核酸を発現する細胞を含むように設計された、生分解性ポリマー骨格の３−Ｄスキャフォールドコンストラクトにおいて、血管新生を促進することができる。このことは、他のスキャフォールドの材料（ヒドロキシルアパタイトおよび金属など）に同等に適用される。組織工学（ＴＥ）分野は、疾患または外傷に起因して失われた器官および組織を置き換える必要性に応えることを第一の目的とする多様な学際的戦略の開発をもたらしてきた。要するに、主要なＴＥのアプローチは、生分解性のスキャフォールド（ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）およびアパタイト）などの有機および無機の両方）を、ドナー細胞および随意に適切な増殖因子と共に播種し、その後、培養し、スキャフォールドの移植を行い、新しい機能的組織の成長を誘導および管理することを中心とする。スキャフォールドの材料は、最終的に、生分解を通して消滅し、特異的組織により置き換えられる。このスキャフォールド先導型アプローチは、皮膚、軟骨組織、骨組織、肝臓、心臓、胸などの組織を作出することを目的とする。
小さい（薄い）組織工学によるコンストラクトに関する成功にも拘わらず、スキャフォールド先導型ＴＥにおける恐らくは最大の障害は、大容量の組織を設計することである。この挑戦は、大きな三次元（３−Ｄ）スキャフォールドコンストラクトの迅速な血管新生（vascularization：angiogenesis）の欠落に起因する。したがって、血管新生は、大容量の組織のスキャフォールド先導型ＴＥのための必要条件である。本明細書において記載されるのは、組織工学によるコンストラクトにおいて細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進する方法であって、該方法は、組織のコンストラクトを、本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体を含む組成物と接触させることを含む。
組織において血管新生を誘導または促進する多数の生体分子が同定されている。それらのうちの最も顕著なものは以下である：血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）およびトランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ）などの増殖因子；ならびに一酸化窒素（ＮＯ）。したがって、一態様において、組織工学によるコンストラクトにおいて細胞の増殖を促進するおよび／または血管新生を促進する方法は、ＶＥＧＦ、ＦＧＦ、ＥＧＦ、ＰＤＧＦ、ＴＧＦ、ＮＯなどのさらなる増殖因子およびそれらの組み合わせをさらに含む。
本明細書において記載される多様な態様により処置される患者は、望ましくはヒト患者であるが、本発明の原理は、本発明が全ての哺乳動物（これは、用語「患者」に含まれることをが意図される）に関して有効であることを示すことが理解されるべきである。この背景において、哺乳動物は、血管新生に関連する疾患の処置が望まれる任意の哺乳動物種、特に畜産および家庭内の哺乳動物種を含むものと理解される。
本明細書において記載される処置の方法において、ペプチド、バリアントまたは誘導体は、「予防的」または「治療的」目的のいずれかのためのものであってよい。予防的に提供される場合、ペプチド、バリアント、融合タンパク質、ペプチドのポリマー、接合体、模倣物および／またはコーディング核酸は、任意の症状に先立ち提供される。prom-1ペプチドおよび／またはコーディング核酸の予防的投与は、不十分な血管新生と、または例えば神経変性と関連する疾患または障害を予防または阻害するために役立つ。
治療的に提供される場合、本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体および／またはそのコーディング核酸は、症状または徴候の開始時（またはその後）に提供される。
血管新生アッセイ
血管新生についてアッセイする多様な方法が、本明細書において記載され、以下に記述される。これらの記述の完全な内容は、本明細書により参考として組み込まれる。一般に、剤、例えば本明細書において記載されるペプチドの血管新生促進活性を測定するために、ペプチド組成物の存在下および不在下において所与のアッセイを行う。さらに、本明細書において記載されるペプチドがＶＥＧＦと相互作用する場合、アッセイが、基線または対照アッセイにおいて、ならびにペプチド、バリアントまたは誘導体を含むアッセイにおいて、ＶＥＧＦ（または別の血管新生促進因子）を含むことが好ましい。
ペプチド、バリアント、融合タンパク質、ペプチド模倣物、ペプチド接合体またはペプチドのポリマーまたは本明細書において記載される他の誘導体の再生および／または血管新生促進活性を試験または確認するために用いることができる、よく記載された血管新生アッセイの例として、限定されないが、in vitroの内皮細胞アッセイ、ラットの冠動脈リング血管新生アッセイ、角膜マイクロポケットアッセイ（角膜の血管新生アッセイ）およびニワトリ胚絨毛尿膜アッセイ（Erwin, A. et al. (2001) Seminars in Oncology 28(6):570-576）が挙げられる。
in vitro内皮細胞アッセイの幾つかの例として、内皮細胞の増殖、細胞の遊走または管形成をモニタリングするための方法が挙げられる。本明細書において記載されるペプチドがこれらの内皮細胞のプロセスの各々に影響を及ぼすことは予測される。細胞の増殖アッセイは、細胞の計数、ＢＲｄＵの組み込み、チミジンの組み込み、または染色技術を用いることができる（Montesano, R. (1992) Eur J Clin Invest 22:504-515; Montesano, R. (1986) Proc Natl. Acad. Sci USA 83:7297-7301; Holmgren L. et al. (1995) Nature Med 1:149-153）。
細胞の増殖アッセイの一例として、ヒト臍帯静脈内皮細胞を、１０％のウシ胎児血清（Gibco BRL）、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０ｎｇ／ｍｌストレプトマイシン、２ｍＭのＬ−グルタミンおよび１ｎｇ／ｍｌの塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）を添加した培地199（Gibco BRL）中で、Ｔ７５組織培養フラスコ（Nunclon）中で、５％ＣＯ２中で３７℃で培養する。細胞を、トリプシン処理（０．０２５％トリプシン、０．２６５ｍＭのＥＤＴＡ（GibcoBRL））し、９６ウェルプレート（Nunclon）中に、３０００細胞／ウェル／２００μｌの密度で播種し、３日間培養する。細胞を、１％の血清中で２４時間飢餓培養し、次いで、血管新生促進剤の存在下または不在下においてさらに４８時間、１ｎｇ／ｍｌのｂＦＧＦを含有する１％血清で処置する。インキュベーションの終了の２時間前に、２０μｌのCelltiter 96（登録商標）Aqueous One Solution Reagent（Promega Inc.）を各ウェルに添加する。３７℃における加湿した５％ＣＯ２雰囲気中でのインキュベーションの完了後に、プレートリーダー（Bio-Tek）を用いて、４９０ｎｍにおけるウェルの光学密度（「OD490」）を記録する。４９０ｎｍ吸光度の量により測定されるホルマザン生成物の量は、培養中の生細胞の数に直接比例する。
あるいは、血管新生促進因子との細胞のインキュベーション期間は、７日間まで進めてもよい。細胞を、例えば第１、３、５および７日にコールターカウンターで計数する。残っている細胞を、これらの日に培地交換によりフィードする。データをプロットし、倍加時間を回帰分析を用いて計算する（増殖の対数期における細胞）。細胞の倍加時間を細胞増殖活性の指標としてモニタリングする。
細胞の遊走アッセイにおいて、内皮細胞を、matrigel上に播種し、走化性因子を添加したうえで、遊走をモニタリングする（Homgren, L. et al. (1995) Nature Med 1:149-153; Albini, A. et al. (1987) Cancer Res. 47:3239-3245; Hu, G. et al. (1994) Proc Natl Acad Sci USA 6:12096-12100; Alessandri, G. et al. (1983) Cancer Res. 43:1790-1797）。
別の遊走は、ウシの大動脈内皮細胞の遊走をモニタリングする。アッセイにおいて、ウシ大動脈内皮（ＢＡＥ）細胞を、１２ウェルプレート（Nunclon）中で、１０％ウシ胎児血清（GIBCOBRL）を含有するダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ、GIBCOBRL）中で、コンフルエンスまで増殖させる。単層を、次いで、ディスポーザブルのピペットチップでディッシュを横切るように擦ることにより傷つける。カルシウムをプラスした（０．１ｇ／Ｌ）ダルベッコＰＢＳ（GIBCOTM、InvitrogenTM Corporation）での洗浄後、傷つけられた単層を、フレッシュな１％血清中で、血管新生促進剤の存在下または不在下において、さらに４８時間培養する。
傷つけられた単層中の細胞の運動の程度を、創傷初期および創傷の４８時間後の時点で顕微鏡写真を撮影することにより決定する。顕微鏡写真は、例えばOlympus CK2倒立顕微鏡で、２０×の倍率で撮影し、幅１５ｃｍ、深さ１０ｃｍの標準的サイズにプリントする。基線に対して平行に走る１．５ｃｍ間隔および長さ１０ｃｍの線によるグリッドを写真上に配置する。基線を、その上を細胞がもともと擦り取られた「創傷線」上に配置する。線の各々と交差した細胞の数を記録する。このことが、顕微鏡写真上の基線から１．５、３．０、４．５、６．０、７．５または９．０ｃｍ離れて移動した細胞の数の評価を可能にする。
内皮管（endothelial tube）形成アッセイは、血管形成をモニタリングする（Kohn, EC. et al. (1995) Proc Natl Acad Sci USA 92:1307-1311; Schnaper, HW. et al. (1995) J Cell Physiol 165:107-118）。
ラット冠動脈リングアッセイは、血管新生薬の評価のために首尾よく用いられてきた（Zhu, WH. et al., (2000) Lab Invest 80:545-555; Kruger, EA. et al., (2000) Invasion Metastas 18:209-218; Kruger, EA. et al., (2000) Biochem Biophys Res Commun 268:183-191; Bauer, KS. et al., (1998) Biochem Pharmacol 55:1827-1834; Bauer, KS. et al., (2000) J Pharmacol Exp Ther 292:31-37; Berger, AC. et al., (2000) Microvasc Res 60:70-80）。簡単に述べると、アッセイは、３次元マトリックスにおける外植ラット冠動脈リング培養物のex vivoモデルである。微小血管の成長の存在または不在のいずれかを視覚的に観察することができる。別のex vivoアッセイであるヒト伏在血管新生アッセイもまた、用いることができる（Kruger, EA. et al. (2000) Biochem Biophys Res Commun 268:183-191）。
別の一般的な血管新生アッセイは、角膜マイクロポケットアッセイである（Gimbrone, MA. et al., (1974) J Natl Canc Inst. 52:413-427; Kenyon, BM. et al., (1996) Invest Opthalmol Vis Sci 37:1625-1632; Kenyon, BM. et al., (1997) Exp Eye Res 64:971-978; Proia, AD. et al., (1993) Exp Eye Res 57:693-698）。簡単に述べると、無血管の空間への血管新生をin vivoでモニタリングする。このアッセイは、一般に、ウサギ、ラットまたはマウスにおいて行われる。
ニワトリ胚絨毛尿膜アッセイは、しばしば、腫瘍血管新生、血管新生因子および抗血管新生化合物を研究するために用いられてきた（Knighton, D. et al. (1977) Br J Cancer 35:347-356; Auerbach, R. et al. (1974) Dev Biol 41:391-394; Ausprunk, DH. et al. (1974) Dev Biol 38:237-248; Nguyen, M. et al. (1994) Microvasc Res 47:31-40）。このアッセイは、受精卵を用い、胚体外膜である尿膜において形成する原子的な血管の形成をモニタリングする。このアッセイは、in vivoでの内皮細胞増殖アッセイとして機能する。
他のin vivoでの血管新生アッセイは、米国特許第5,382,514号およびTrevigenにより作製されたdirected in vivo angiogenesis assay（DIVAA. TM.）システムにおいて記載される。これらのアッセイにおいて、血管新生促進因子は、組織適合性マトリックスまたはMatrigel（GibcoBDL）などのハイドロゲル材料中へ組み込まれるか、またはangioreactor Cultrex（登録商標）DIVAATMにおいては、マトリックス材料またはangioreactorは、ヌードマウスの皮下に移植される。時間（通常は数日間）と共に、微小血管がマトリックス材料またはangioreactorを侵襲する。マトリックス材料またはangioreactorを、次いで、宿主マウスから切除し、試験する。
創傷治癒アッセイ
本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体は、創傷の治癒を促進、増強または加速させるために用いることができる。創傷の治癒または創傷の修復は、皮膚（またはその他の器官）が傷害の後でそれ自体を修復する複雑なプロセスである。創傷治癒の古典的モデルは、４つの連続的でありかつ重なり合う相に分けられる：（１）止血、（２）炎症、（３）増殖および（４）リモデリング。血管新生は、創傷治癒の増殖相の間に起こり、創傷の収縮（すなわち、創傷のサイズの減少）を促進する。損傷を受けた組織中へ成長中の微小血管は、正常な治癒プロセスの必須成分である。実際、創傷治療は、しばしば、血管新生を促進することを目的とする。
したがって、創傷治癒アッセイは、本明細書において記載される所与のペプチド、バリアントまたは誘導体の効果を評価するための血管新生アッセイとして用いることができる。かかる創傷治癒アッセイとして、として、限定されないが、耳パンチアッセイおよび全層背側皮膚アッセイが挙げられる。創傷治癒アッセイは、「Composition and method for treating occlusive vascular diseases, nerve regeneration and wound healing」と題される米国公開出願第20060147415号において記載されるように行うことができ、該出願は、その全体において本明細書において参考として組み込まれる。用語「全層」は、本明細書において、上皮層と真皮層の少なくとも一部とを含む創傷を記載するための用いられる。用語「全層」はまた、上皮、真皮、皮下および筋膜層を除く皮筋層のレベルまでの深い創傷を包含する。
全層背側皮膚の創傷アッセイは、例えば、Luckett-Chastain, LR and Galluci, RM, Br J Dermatol. (2009) Apr 29 ; Shaterian, A et al., Burns (2009) May 5; Lee, WR, et al., Wound Repair Regen (2009) Jun 12; and Safer, JD, et al., Endocrinology (2005) 146(10):4425-30において記載されるように行うことができ、これらは本明細書においてその全体において参考として組み込まれる。背側皮膚の創傷アッセイは、ラットまたはマウスモデルを用いて行うことができる。
一方、耳パンチ創傷アッセイは、本明細書において記載される創傷治癒データを作製するために用いられ、本明細書において記載される他の創傷治癒アッセイのいずれも、記載されるようなペプチド、バリアントまたは誘導体について、同様のまたはより優れた結果をもたらすであろうことが予測される。一態様において、全層創傷を、麻酔下動物の背側表面（例えば背）から、例えば外科的切開により、皮膚の切片（例えば、直径１．５ｍｍ）を除去することにより生じさせる。所望の場合、傷つけられるべき皮膚の切片を、創傷誘導の前に、例えば皮下注射により、候補の血管新生促進因子で前処理してもよい。あるいは、創傷を、創傷と同時に、またはその直後に、当業者に公知の方法を用いて、候補の血管新生促進因子を用いて処置してもよい。創傷のサイズ、面積、治癒の速度、収縮および組織学を、当業者に周知の方法により、異なる時点において評価する。動物の創傷サイズを、未閉鎖の創傷面積を、元の創傷面積と比較して測定することにより評価する。創傷治癒は、創傷閉鎖のパーセンテージまたは創傷閉鎖速度のパーセンテージのいずれかとして表わすことができる。創傷は、所望の場合、動物を安楽死させ、創傷周囲の皮膚の切片を組織学的分析のために切除することにより、異なる時点において採取することができる。
候補の血管新生促進因子が皮膚の創傷の治癒プロセスを誘導または加速させる能力は、候補の血管新生促進因子を、損傷を受けた皮膚に生着している皮膚細胞または皮膚の創傷領域へ投与して、処置された損傷を受けた皮膚または創傷を、血管新生および／または上皮閉鎖および／または創傷収縮について評価することにより、決定することができる。当業者には公知であるが、皮膚の創傷を処置するために、異なる投与方法（例えば注射または局所投与）を用いることができ、異なる濃度の候補の血管新生促進因子を試験することができる。血管形成および／または上皮閉鎖および／または創傷収縮の発生頻度の、未処置の対照と比較しての統計学的に有意な増大は、試験された候補の血管新生促進因子が、損傷を受けた皮膚または皮膚の創傷の治癒プロセスを誘導または加速させることができることを示す。正の結果は、候補の血管新生促進因子で処置されたマウスの創傷面積のパーセンテージの、同じ時点における未処置またはビヒクル処置マウスの創傷面積と比較して、少なくとも５％の減少により示される。好ましくは、創傷面積のパーセンテージの減少は、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％または１００％（すなわち、創傷が完全に閉鎖している）までもである。
耳パンチモデルはまた、全層背側皮膚アッセイについてのものと類似の設計において、血管新生または創傷治癒の速度を評価するために用いることができる。モデルは、標準サイズ（例えば、２．２５ｍｍ）の円形のパンチを用いて動物の耳を傷つけることからなる。創傷を、毎日、マトリゲルのビヒクルまたは候補の血管新生促進因子を含むマトリゲルで処置する。このアッセイは、例のセクションにおいてさらに記載される。
神経変性疾患
ＶＥＧＦは、神経栄養および神経保護効果を有する。本明細書において記載されるprom-1ペプチドのＶＥＧＦ媒介性の血管新生に対する効果、およびＶＥＧＦの血管新生促進活性と神経栄養活性との間の平行性を前提として、本明細書において記載されるprom-1ペプチドが、ＶＥＧＦの神経栄養または神経保護効果を増強または増大させ得ることが予測される。prom-1ペプチドは、例えば、「Composition and method for treating occlusive vascular diseases, nerve regeneration and wound healing」と題される米国公開出願第20060147415号に記載されるような神経変性疾患を処置するために用いることができ、該出願は、その全体において本明細書において参考として組み込まれる。さらに、本明細書において記載されるprom-1ペプチドは、神経成長、軸索伸長、軸索の側枝形成および神経突起形成を刺激するために用いることができる。
一態様において、本明細書において記載されるprom-1ペプチド組成物は、神経変性または神経損傷と関連する疾患を予防および／または処置するための神経保護剤として用いられる。神経変性または神経損傷は、例えば、脳卒中、心臓ストレス、頭部および 脊髄の外傷、ならびに脳において生じる出血（それからの圧力が最終的に１または２以上のニューロンの死を引き起こす：しばしばニューロンの死は患者がなんらかの症状を経験するはるか以前に始まる）からもたらされ得る。
神経変性はまた、長期的に物理的徴候をもたらすニューロンの悪化により引き起こされる神経変性疾患の結果であり得る。仲秋神経系の神経変性疾患として、例えば、脳内出血（ＩＣＨ）、アルツハイマー病などの神経変性疾患、パーキンソン病および他の基底核の変性疾患が挙げられる；ダウン症候群、クロイツフェルト・ヤコブ病、プリオン病、脳虚血および脳卒中を含む、記憶の喪失または障害の他の神経学的原因；多発性硬化症；筋委縮性側索硬化症などの運動ニューロン疾患；神経ウイルス疾患；術後の神経機能不全；ハンチントン病；遺伝性痙性片麻痺；原発性側索硬化症; 脊髄性筋委縮症；ケネディー病；シャイ・ドレーガー症候群；進行性核上性麻痺；レビー小体病；神経細胞障害；認知症；前頭側頭葉性認知症；虚血性障害（例えば、脳または脊髄の梗塞および虚血、慢性虚血性脳疾患、ならびに脳卒中）；kaumas（例えば、物理的損傷または手術および圧迫による損傷によって引き起こされるもの）；感情障害（例えば、ストレス、鬱、および外傷後鬱）；神経精神障害（たとえば、統合失調症、多発性硬化症、およびてんかん）；学習および記憶障害；三叉神経痛；舌咽神経痛；ベル麻痺；重症筋無力症；進行性筋萎縮；進行性延髄遺伝性筋萎縮；ヘルニア性、破裂性および脱出性の椎間板症候群（herniated, ruptured and prolapsed vertebral disk syndromes）；頚椎症；神経叢障害；胸郭出口破壊症候群（thoracic outlet destruction syndromes）；末梢ニューロパシー；ポルフィリア症；筋ジストロフィー；ポリグルタミン病（polyglutamine repeat disease）；ならびに海綿状脳症が挙げられる。眼ニューロンの障害もまた、本明細書において記載されるペプチドにより処置することができ、これは、限定されないが、網膜または視神経の障害；視神経の損傷、およびレーバー遺伝性視神経ニューロパシー、常染色体優性視神経萎縮、視神経炎などの眼のニューロパシー；視神経または視路の障害；中毒性ニューロパシーおよび中毒性網膜症；視神経萎縮症；緑内障；網膜色素変性症、黄斑変性症および糖尿病性網膜症などの網膜変性症を含む。
本明細書において記載されるペプチド組成物の神経保護効果は、例えばニューロンの生存、ニューロンの増殖、神経突起の生成、神経再支配、行動症状の改善などを評価するvivoまたはin vitroのアッセイを用いて測定することができる。一例として、神経突起の伸長のin vitroアッセイを用いて、本明細書において記載されるペプチド組成物の神経保護効果を評価またはモニタリングすることができる。神経突起の成長のin vitroアッセイは、当該分野において公知であり、例えば、Jin and Strittmatter, J Neurosci 17:6256-6263 (1997); Fournier et al., Methods Enzymol. 325:473-482 (2000); Zheng et al., Neuron 38:213-224 (2003); Wang et al., Nature 417:941-944 (2002)およびNeumann et al., Neuron 34:885-893 (2002)において記載され、これらは本明細書により参考として組み込まれる。神経突起の伸長を測定および定量するためのキットは、例えば、Chemicon（Billerica, MA）、Millipore（Billerica, MA）およびThermo Scientific Pierce Protein Research Products（Rockford, IL）から市販されている。したがって、例えば、CHEMICONの神経突起伸長アッセイキット（Neurite Outgrowth Assay Kit：カタログ番号NS200）は、神経突起の形成および反発（repulsion）に影響を及ぼす化合物の定量的試験のために微小孔性フィルター技術を用いる。このシステムを用いて、生物活性および薬理活性を有する剤を同時に分析し、神経突起の伸長および反発の原因である接着およびガイダンス受容体の機能を直接的に評価するのみならず、遺伝子導入された細胞における遺伝子の機能を分析することが可能である。微小孔性フィルターは、神経突起の伸長または退縮プロセスを制御するタンパク質発現、シグナル伝達プロセスおよび薬物標的の同定の詳細な分子分析のための神経突起と細胞体との生化学的分離および精製を可能にする。
一態様において、in vitroでの神経突起細胞ベースのアッセイは、候補の神経保護剤（例えば本明細書において記載されるペプチド組成物）の存在下または不在下において神経細胞を培養すること、および神経突起の長さの変化を決定することを含む。剤は、候補の剤の存在下における神経突起の長さが、未処置の細胞における神経突起の長さよりも長い場合に、神経を保護すると同定または確認される。アッセイは、一般に、ＶＥＧＦ、プラスマイナスprom-1ペプチド組成物の存在下において行う。かかる細胞ベースのアッセイにおいて、神経細胞は初代ニューロンであっても、または、例えば、例えば胚性幹（ＥＳ）細胞を含む細胞もしくは細胞株に由来してもよい。他の態様において、ニューロンは、例えば小脳顆粒ニューロン、後根神経節ニューロン、および皮質ニューロンからなる群より選択することができる。代表的なプロトコルにおいて、げっ歯類の神経組織から単離された初代ニューロン（小脳顆粒ニューロン、後根神経節ニューロン、および皮質ニューロンを含む）を、固定化全ミエリンまたはミエリン関連タンパク質（例えば、Nogo66、MAGおよび／またはOMgp）で被覆された９６ウェル組織培養ディッシュ上で培養する。既定の時間、代表的には２４〜４８時間培養した後、ニューロンを４％パラホルムアルデヒドで固定し、ニューロンのマーカー（抗クラスＩＩＩｂ−チューブリン、Covance）で染色する。画像の取得および分析を、次いで、例えばImageXpress自動イメージングシステム（Molecular Devices）を用いて行う。データを、ニューロン１個あたりの最大または全ての神経突起の長さの変化について分析する。本明細書において記載されるprom-1ペプチドの存在下において増強された神経突起の成長応答により、所与のprom-1ペプチドの神経栄養および／または神経保護効果を確認する。
in vivoアッセイは、当業者に公知であり、脊髄損傷モデル、視覚野可塑性モデルおよび当該分野において公知の他のモデルなどの多様な神経変性疾患の動物モデルを含む。したがって、一側性の錐体路切断後の可塑性のモデルおよび外傷性脳損傷のモデルにおいて、再生および可塑性を研究することができる。他の神経変性のモデルとして、実験的脳炎（ＥＡＥ）などの多発性硬化症のマウスモデル、ＳＯＤＩ変異マウスなどの筋委縮性側索硬化症（ＡＬＳ）のモデル、アルツハイマー病のトランスジェニック動物モデル、パーキンソンの動物モデルが挙げられる。prom-1ペプチド投与の有益な効果を、これらのアッセイのいずれかにおいて、例えばＶＥＧＦ単独またはＶＥＧＦと本明細書において記載されるprom-1ペプチドとを投与することにより、評価または確認することができる。あるいは、prom-1ペプチドが、かかるアッセイにおいて、外因的に添加されたＶＥＧＦまたは他の血管新生促進もしくは神経栄養剤なしで、作用することができることが企図される。
一態様において、ニューロンの再生を、視神経挫滅のモデルにおいて軸索の再生を測定することにより評価する（Fischer D, et al., J. Neurosci. 18, 1646 (2004)）。代表的なプロトコルにおいて、成体マウス視神経を眼球の背後に露出させて挫滅させる。成体マウスにおける損傷の直後に、本明細書において記載されるペプチドまたはビヒクル対象を含有する溶液中に浸漬したゲルフォーム（Gelfoam）を、神経の挫滅部位に対して配置し、初めの６日間の間、３日毎に交換する。損傷の２週間後に動物を安楽死させ、その後４％パラホルムアルデヒドを経心腔灌流する。視神経を１０μｍで凍結切片化し、再生中の軸索を検出するために抗GAP43抗体（Chemicon）で染色する。
in vivoアッセイは、ペプチド処置されたまたは未処置の神経変性疾患動物モデルにおける行動変化を評価することを含む。例えば、動物が全四肢を動かすまでの潜在期を秒単位で記録することにより、無動（akinesia）を測定する。代表的なプロトコルにおいて、各動物を、初めに５分間、マウスにおいて無動を測定するために用いられる木製の高架式プラットフォーム（４０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｃｍ）上に順応させる。ストップウォッチを用いて、動物が全四肢を動かすまでに要した時間を記録する。一般に、潜在期が１８０秒に達した時点で測定を停止する。別の行動学的尺度はカタレプシーであり、これは、動物が外的に強いられた姿勢を補正することができないことを指す。一態様において、カタレプシーは、動物を、両方の後肢を方形の木製ブロック（高さ３ｃｍ）に載せた状態で水平表面に置き、両方の後肢をブロックから地面へ動かすまでの潜在期を秒単位で測定することにより測定する。水泳試験もまた、動物モデルにおいて神経変性の程度を測定するために用いられる。水泳試験は、動物をペプチドで処置した後に行い、水槽中で行う。代表的なプロトコルにおいて、水の深さは約１２ｃｍであり、温度は２７度付近に維持される。動物を、水泳試験について以下の基準に従ってスコア付けする：０、後方部分が沈み、頭部が浮かんでいる；１、片側で浮かびながら、時折後肢を用いて泳ぐ；２、時折の浮遊／水泳のみ；３、持続的な水泳（Haobam et al. (2005) Behav. Brain Res. 163, 159-167を参照）。本明細書において記載されるprom-1ペプチドの有益な神経保護または神経栄養効果は、これらのアッセイによりモニタリングされる行動のいずれかの統計学的に有意な改善により確認される。
臨床的には、本明細書において記載されるペプチドの有効用量または有効レジメンは、特定の神経性疾患または神経変性疾患（例えば、パーキンソン病統一スケール（ＵＰＤＲＳ）または代替マーカーの使用により評価されるパーキンソン病）に関連する症状の改善をもたらす用量および投与の組み合わせである。例えば、パーキンソン病患者の運動能力は改善し得、ここで、運動症状として、運動の変動（motor fluctuations）、off-periodジスキネジア、すくみ、および転倒が挙げられる。あるいは、イメージングにより、例えば、ドーパミンの取り込みまたは線条体ニューロンの機能をモニタリングすることにより、改善を評価してもよい。パーキンソン病の進行および治療に対する応答を追跡するための標準的ツールは、パーキンソン病統一スケール（ＵＰＤＲＳ）である。ＵＰＤＲＳは、認知および気分的側面、運動的側面、ならびに日常生活動作（ＡＤＬ）を含む３つのスケールに細分画される。より低いスコアは、より高いスコアより良好な状態を示す。ＵＰＤＲＳは、例えば、Fahn S、Marsden C D、Caine D B、Goldstein M編、Recent Developments in Parkinson's Disease、第２巻（Florham Park, N.J. Macmillan Health Care Information、1987年、153〜163、293〜304頁）中のFahn S、Elton R、Members of the UPDRS Development Committeeを参照して、容易に利用可能である。
神経保護を評価するためのさらなる臨床試験は、医学の分野の当業者による臨床的セッティングにおいて用いることができる。脳損傷の結果としての神経変性の処置を、多様な神経学的測定を使用することによりモニタリングすることができる。例えば、治療的応答は、例えば、対象のａ）一日の最大のグラスゴー・コーマ・スコア；ｂ）昏睡の持続時間；３）一日の頭蓋内圧（ＩＣＰ）治療強度レベル；４）連続ＣＴスキャンにおいて測定される脳浮腫／腫瘤の影響の程度；および５）人工呼吸器による補助の期間における改善が存在するか否かを決定することにより、モニタリングすることができる。これらの測定の各々の簡単な説明を以下に提供する。
グラスゴー・コーマ・スコア（ＧＣＳ指数）は、意識障害の深度を反映するものであり、初期蘇生（酸素化、補液および血圧の支持）の後、かつ鎮静薬、神経筋遮断剤の使用または挿管の前に得るのが最良である。
重篤な脳損傷を有する患者のＩＣＰは、しばしば、頭蓋内圧デバイスによりモニタリングする。ＩＣＰをモニタリングすることにより、脳浮腫を測定することができる。しかし、治療的介入に起因する固有の可変性および分析の複雑性が存在する。これらの介入に合わせて調整するために、治療強度のスケールが開発された。このスケールは、治療強度レベル（Therapeutic Intensity Level：ＴＩＬ）として知られ、高いＩＣＰのための処置の積極性を測定する（Allolio et al. (1995) European Journal of Endocrinology 133(6): 696-700; Adashi et al. (1996) Reproductive endocrinology, surgery, and technology Philadelphia: Lippincott-Raven; and, Beers et al. eds. (1999) The Merck Manual of Diagnosis and Therapy. 17th ed., Merck Sharp & Dohme Research Laboratories, Rahway, N.J.）。
脳の浮腫および腫瘤の影響の程度は、ＣＴスキャンにより決定することができる。例えば、限局的病変の容積を測定することができる。腫瘤病変は、高密度または混合密度の異常のいずれであっても、異常部の面積を目的の領域として測定し、面積にスライスの厚みを掛け算し、同じ病変を示す近接するスライスについてのこれらの容積を合計することにより評価される。各病変を、３回測定し、平均容積を入力する。この技術は、信頼性があることが示されている（Garcia-Estrada et al. (1993) Brain Res 628(1-2): 271-8）。脳内病変は、位置（前頭部、側頭部、頭頂部、後頭部、基底核または任意の組み合わせ）により、さらに特徴づけることができる。
上記の神経学的測定に加えて、治療的応答もまた、多様な機能的および神経精神学的転帰を介してアッセイすることができる。神経精神学的および機能的な能力の幾つかの標準的な尺度が知られている。例えば、対象は、グラスゴー・アウトカム・スケール（ＧＯＳ）／グラスゴー・アウトカム・スケール拡張版（ＧＯＳＥ）における、および／または能力障害評価尺度（Disability Rating Scale：ＤＲＳ）における改善を示し得る。グラスゴー・アウトカム・スコアは、世界中で最も広範に用いられている脳損傷の回復の尺度の一つである（Garcia-Estrada et al. (1999) Int J Dev Neurosci 17(2): p. 145-51）。患者は、５つのカテゴリー：死亡、持続的植物状態、重篤な能力障害、中程度の能力障害、および良好な回復のうちの１つに分類される。管理およびスコア付けすることが容易であり、高度な信頼性および妥当性を有する。能力障害評価尺度（Disability Rating Scale：ＤＲＳ）は、中程度の脳損傷の転帰を測定することについて、ＧＯＳよりも正確さを提供する（Goodman et al. (1996) J Neurochem 66(5): 1836-44）。ＤＲＳは、覚醒および認識、日常生活動作、身体依存、および雇用適正の８項目の評価からなる（Vedder et al. (1999) J Neurochem 72(6):2531-8）。ＤＲＳ全体についての評価者間の信頼性は高い（０．９７〜０．９８）。
機能的自立度評価表（Functional Independence Measure：ＦＩＭ）は、身体的および認知的障害を評価するために用いることができる。これは、以下のドメインにおける１８項目を含む：セルフケア、括約筋制御、移乗（mobility）、移動（locomotion）、コミュニケーション、および社会認識（Baulieu (1997) Mult Scler 3(2):105-12）。ＦＩＭは、中程度および重篤なＴＢＩの後の転帰の尺度として信頼性および妥当性を示してきた（Jung-Testas et al. (1994) J Steroid Biochem Mol Biol 48(1):145-54）。
疾病影響プロフィールは、自覚される健康状態を測定するための一方法である（Schumacher et al. (1995) Ciba Found Symp 191: p. 90-112 and Koenig et al. (1995) Science 268(5216):1500-3）。これは、１２のカテゴリーに分割される１３６の質問からなる：睡眠および休養、食事、仕事、家庭管理、娯楽および趣味、歩行、移乗（mobility）、身体ケアおよび運動（movement）、社会的相互作用、注意力、行動、情動行動、ならびにコミュニケーション。これは、頭部損傷を含む多様な疾患および傷害にわたり広範に用いられてきた（Thomas et al. (1999) Spine 24:2134-8）。基線のＳＩＰスコアは傷害前の健康状態を反映し、一方、経過スコアは傷害後の機能を試験する。
例示的な神経突起伸長アッセイは、本明細書において記載され、これは限定的なものとして解釈されるべきではない。
初代皮質神経細胞（ウェルあたり２×１０４）を、ポリ−Ｌ−リジンコートされた２４ウェルディッシュ上に播種し、これらの細胞を、次いで、本明細書において記載される多様な＃２３７のアナログで、または親であるオリジナルのペプチド＃２３７のいずれかで処置する（０．２５μｇ／μＬ）。細胞を、次いで２日間培養する。
神経突起伸長は、同じ領域における同じ数の細胞から伸長した神経突起の数を計数することにより評価する。神経突起の伸長の定量化は、ニューロン特異的マーカー（すなわちニューロフィラメント）による蛍光染色と、その後の自動化されたコンピューター分析により行うことができる。これらの分裂終了細胞における神経突起の分枝の数を、光学顕微鏡を用いて、ほぼ同等の数の細胞を含む所与の視野における突起の数を手動で計数することにより概算する。本明細書において記載されるペプチド＃２３７の特定のアナログが、親であるオリジナルのペプチドで処置された細胞と比較して、分枝およびより長い神経突起を劇的に誘導することが観察され、したがって、このことは、ペプチド＃２３７が神経の成長および再生を刺激することを示す。
一部の態様において、本明細書において記載されるペプチドは、高分化皮質ニューロンにおいて神経突起の伸長を増大する。
一態様において、本明細書において記載される組成物は、神経成長（例えば、神経突起形成、軸索の成長、軸索の側枝形成および神経のトロピズム）を刺激するために中枢神経系に投与される。
骨修復アッセイ
方法１：各マウスをケタミン／キシラジン麻酔薬で麻酔し、右脛骨骨幹の前内側面上に切開を作製する。筋肉を鈍的切開して骨膜表面を露出させ、脛骨結節の終止点から約１ｍｍ遠位の内側皮質（medial cortex）において直径０．６ｍｍの貫通孔を作製する。手術および／または本明細書において記載されるペプチドによる処置の後で、全ての動物に高解像度マイクロＣＴスキャン（Scanco vivaCT 40；１１μｍボクセルの解像度）を施し、骨折を確認する。全ての動物において、１２日目および２１日目に、それぞれ骨折部位における骨密度の定量的分析の進捗をモニタリングするために、２回目および３回目のマイクロＣＴスキャンを行う。
方法２：各マウスをケタミン／キシラジン麻酔薬で麻酔し、大腿の背外側に小さな切開を作製し、膝領域上へ広げる。膝蓋腱において縦方向の切開を作製し、脛骨結節の上に０．５ｍｍの孔をドリルで開ける。次いで、脛骨軸を切ることにより、骨折を作製する。この方法において作られた骨折は、軟骨内および膜内の両方の骨形成を通して治癒することが知られている。
本明細書において記載されるペプチドを、MATRIGELと混合し、マイクロシリンジを用いて骨折部位へ注入する。動物を、麻酔からの回復の後、ケージ内において、自由に無制限の体重負荷をかけさせる。骨折後の異なる時点において（３、４、７、１４および２１日目）、小動物骨密度計（Small Animal Bone Densitometer）を用いて骨密度を分析する。
方法３：頭蓋冠臨界サイズ欠損（critical size defect）実験。臨界サイズ頭蓋冠欠損（直径５ｍｍ）を、ラットにおいて作製し、生理食塩水（対照）または試験剤で２８日間局所的に処置する（１００μｇ／マウス／５日間）。２８日後、軟Ｘ線による骨組織再生の分析を行う。
血管新生促進因子
血管新生促進因子は、新しい血管の形成を直接的または間接的に促進する因子である。これらの因子は、正常細胞および腫瘍細胞により発現され分泌され得る。本明細書において記載される血管新生促進ペプチド、バリアントまたは誘導体は、以下を非限定的に含む他の血管新生促進因子と組み合わせて投与することができる：ＥＧＦ、Ｅ−カドヘリン、ＶＥＧＦ（特にＶＥＧＦアイソフォーム：ＶＥＧＦ１２１、１４５および１６５）、アンジオゲニン、アンジオポエチン−１、線維芽細胞増殖因子：酸性（ａＦＧＦ）および塩基性（ｂＦＧＦ）、フィブリノーゲン、フィブロネクチン、ヘパラナーゼ、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、インスリン様増殖因子−１（ＩＧＦ−１）、ＩＧＦ、ＢＰ−３、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ−Ａ、ＶＥＧＦ−Ｃ、色素上皮由来因子（ＰＥＤＦ）、ビトロネクチン、レプチン、トレフォイルペプチド（ＴＦＦｓ）、ＣＹＲ６１（ＣＣＮ１）およびＮＯＶ（ＣＣＮ３）、レプチン、ミッドカイン、胎盤増殖因子、血小板由来内皮細胞増殖因子（ＰＤ−ＥＣＧＦ）、血小板由来増殖因子−ＢＢ（ＰＤＧＦ−ＢＢ）、プレイオトロフィン（ＰＴＮ）、プログラヌリン、プロリフェリン、トランスフォーミング増殖因子−アルファ（ＴＧＦ−アルファ）、トランスフォーミング増殖因子−ベータ（ＴＧＦ−ベータ）、腫瘍壊死因子−アルファ（ＴＮＦ−アルファ）、ｃ−Ｍｙｃ、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、間質由来因子１（ＳＤＦ−１）、細胞分散因子（scatter factor：ＳＦ）、オステオポンチン、幹細胞因子（ＳＣＦ）、マトリックスメタロプロテアーゼ（ＭＭＰ）、トロンボスポンジン−１（ＴＳＰ−１）、ならびに血管新生および血管分布の増大の誘導因子である炎症性サイトカインおよびケモカイン、例えば、ＣＣＬ２（ＭＣＰ−１）、インターロイキン−８（ＩＬ−８）およびＣＣＬ５（ＲＡＮＴＥＳ）。
ペプチドの合成
そのバリアントおよび誘導体を含むペプチドは、John Howl編、Methods in molecular biology、第298巻中の「Peptide synthesis and applications」、およびN. Leo Benoitonによる「Chemistry of Peptide Synthesis」、2005年、CRC Press（ISBN-13: 978-1574444544）、およびP. Lloyd-Williamsらによる「Chemical Approaches to the Synthesis of Peptides and Proteins」、1997年、CRC-Press（ISBN-13: 978-0849391422）、Methods in Enzymology、第289巻：Solid-Phase Peptide Synthesis、J. N. Abelson、M. I. Simon、G. B. Fields（編）、Academic Press；第１版（1997年）（ISBN-13: 978-0121821906）；米国特許第4,965,343号および同第5,849,954号（これらは全てその全体において本明細書により参考として組み込まれる）において記載されるｔ−Ｂｏｃ（ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル）またはＦＭＯＣ（９−フルオレニルメチルオキシカルボニル）保護基を用いる固相ペプチド合成などの当該分野において周知の生化学的方法により、化学的に合成して精製することができる。
R. B. Merrifield（1963年、J. Am. Chem. Soc. 85 (14): 2149-2154）により開発された固相ペプチド合成は、ペプチドおよび低分子タンパク質の化学合成を可能にした主要なブレークスルーであった。各々のさらなるアルファ−アミノ酸が結合する際にペプチド鎖を固定するために、不溶性ポリマー支持体（樹脂）を用いる。このポリマー支持体は、直径２０〜５０μｍの粒子から構築され、これは、固相ペプチド合成において用いられる試薬および溶媒に対して化学的に不活性である。これらの粒子は溶媒中で大きく膨満し、これがリンカーのアームのアクセス可能性を高める。
ポリマー支持体に結合した有機リンカーは、樹脂部位を活性化し、アルファ−アミノ酸とポリマー支持体との間の結合を強化する。最初に開発されたクロロメチルリンカーは、段階収率が低下するので、より長いペプチドのためには不満足であることが見出された。ＰＡＭ（フェニルアセタミドメチル）樹脂は、フェニレン環上の酸アミド基の電子吸引力のために、古典的な樹脂よりもはるかにより安定な結合を提供する。典型的なペプチド合成条件下におけるペプチドのための別の代替的な樹脂は、Wang樹脂である。この樹脂は、一般に、ＦＭＯＣ不安定保護基と共に用いられる。
不安定基は、アミノ酸のアルファ−アミノ基を保護する。この基は、各カップリング反応の後で、次のアルファ−アミノ保護アミノ酸を添加することができるように、容易に除去される。代表的な不安定保護基として、ｔ−Ｂｏｃ（ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル）およびＦＭＯＣが挙げられる。ｔ−Ｂｏｃは、非常に満足な不安定基であり、室温において安定であり、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）およびジクロロメタンの希釈溶液により容易に除去される。ＦＭＯＣは、塩基性不安定保護基であり、アミンの濃縮溶液（通常Ｎ−メチルピロリドン中２０〜５５％のピペリジン）により容易に除去される。ＦＭＯＣアルファ−アミノ酸を用いる場合、エーテル樹脂などの酸不安定性（または塩基安定性）樹脂が望ましい。
安定なブロッキング基は、アミノ酸の反応性官能基を保護し、複雑な二次鎖の形成を防止する。このブロッキング基は、合成全体を通して結合し続けなければならず、合成の完了の後で取り除くことができる。安定なブロッキング基を選択する場合、用いられるべき不安定保護基および切断の手法を考慮すべきである。
樹脂結合合成ペプチドの生成の後で、安定なブロッキング基を除去し、ペプチドを樹脂から切断して「遊離」ペプチドを得る。一般に、安定なブロッキング基および有機リンカーは、ＴＦＡなどの強酸に対して不安定である。ペプチドが樹脂から切断された後で、樹脂を洗い流し、ペプチドをエーテルで抽出して、切断反応において用いられた捕捉剤（scavenger）などの望ましくない材料を取り除く。ペプチドを、次いで凍結乾燥して、固体のペプチドを得る。次いで、これを一般的に、使用前にＨＰＬＣおよびＭＡＬＤＩにより特徴づける。さらに、使用前により高度に精製するために、ペプチドをＨＰＬＣにより精製すべきである。
固相ペプチド合成のために、市販のペプチド合成機が利用可能である。例えば、Advanced Chemtechのモデル396多重ペプチド合成機およびApplied Biosystemsのモデル432Aペプチド合成機が好適である。カスタムの合成ペプチドを注文できる企業、例えば、Abbiotec、Abgent、AnaSpec Global Peptide Services, LLC.、InvitrogenTMおよびrPeptide, LLCが存在する。
ペプチド、そのバリアントおよび誘導体はまた、当該分野において周知の分子学的方法により合成および精製することができる。例えば、細菌、哺乳動物、昆虫、酵母または他の植物細胞において、組み換えタンパク質を発現させてもよい。
従来のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）クローニング技術を用い、完全な全長ポリペプチドをコードするｍＲＮＡをＰＣＲクローニングの鋳型として用いて、所与のペプチドをコードする核酸をクローニングしてもよい。あるいは、コーディング核酸のセンスおよびアンチセンス鎖を合成により作製して、次いで一緒にアニーリングして二本鎖コーディング核酸を形成させてもよい。理想的には、クローニングベクターまたは他のベクター中へのライゲーションを容易にするために、センスおよびアンチセンス鎖の末端に制限酵素消化部位を設計すべきである。あるいは、当該分野において周知のＴＡクローニングを目的として、３’Ａオーバーハングを含めてもよい。３’Ａオーバーハングを有するかかるコーディング核酸は、InvitrogenのpCR（登録商標）-TOPO、pCR（登録商標）-Blunt II-TOPO、pENTR/D-TOPO（登録商標）、およびpENTR/SD/D-TOPO（登録商標）などのトポイソメラーゼ補助ＴＡベクター中へ容易にライゲーションすることができる。コーディング核酸を、Invitrogen Inc.製のpUC19、pBR322、pBluescriptベクター（Stratagene Inc.）またはpCR TOPO（登録商標）などの一般的な目的のクローニングベクター中へクローニングしてもよい。結果として生じたペプチドをコードする核酸を運搬する組み換えベクターを、次いで、バリアントペプチドのための部位特異的変異誘発、および／またはペプチドの免疫原性特性を低下させる、もしくは異種発現系におけるタンパク質発現を改善するためなどの分子生物学的操作のために用いても、あるいは、融合タンパク質の合成、ならびに、哺乳動物細胞株、昆虫細胞株、酵母、細菌および植物細胞からなる群より選択される宿主細胞を用いる多様なタンパク質発現系におけるタンパク質合成のために、所与のペプチドを含むタンパク質発現ベクターまたはウイルスベクター中へサブクローニングしてもよい。
一態様において、本発明は、本発明のペプチドをコードする核酸を発現するように操作された細胞を提供する。好ましくは、細胞は、真核細胞である。核酸は、随意にプロモーターに連結している。発現コンストラクトは、細胞培養培地からのペプチドの精製を補助するために、分泌配列をさらに含む。
一態様において、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４３）をコードするセンス核は、５’ＧＡＴＣＧＣＧＴＧＣＡＧＧＣＧＣＡＧＡＣＣＡＣＣＡＣＣＧＴＧＧＴＧＧＣＧ３’（配列番号１５）であり、 相補的なアンチセンス核酸は、５’ＣＧＣＣＡＣＣＡＣＧＧＴＧＧＴＧＧＴＣＴＧＣＧＣＣＴＧＣＡＣＧＣＧＡＴＣ３’（配列番号１６）である。
３’Ａオーバーハングを有するＰＣＲで増幅されたコーディング核酸またはアニーリングされたセンスおよびアンチセンス核酸は、InvitrogenのpCR（登録商標）-TOPO、pCR（登録商標）-Blunt II-TOPO、pENTR/D-TOPO（登録商標）、およびpENTR/SD/D-TOPO（登録商標）などのトポイソメラーゼ補助ＴＡベクターにおけるTOPO（登録商標）クローニング法を用いてベクター中へクローニングすることができる。pENTR/D-TOPO（登録商標）およびpENTR/SD/D-TOPO（登録商標）はいずれも、方向性TOPOエントリーベクターであり、Gateway（登録商標） 発現ベクター中への５’→３’方向のＤＮＡ配列のクローニングを可能にする。５’→３’方向における方向性クローニングは、プロモーターが核酸の５’ＡＴＧ開始コドンの上流になるような、タンパク質発現ベクター中へのＤＮＡ配列の一方向性の挿入を容易にし、したがってプロモーター駆動性のタンパク質発現を可能にする。ペプチドをコードする核酸を運搬する組み換えベクターは、XL1Blue、SURE（Stratagene（登録商標））およびTOP-10細胞（Invitrogen™）などの一般的なクローニング用E. coli細胞中にトランスフェクトして増殖させることができる。
ペプチドのポリマーを発現することができるように、本明細書において記載されるペプチドをコードする核酸の複数のコピーをタンデムにライゲーションしてもよいことが想起される。所望の場合、ポリマーのペプチドからの各ペプチドの遊離を容易にするために、プロテアーゼ分解部位を核酸の間に設計して含めてもよい。プロテアーゼ分解部位の例として、限定されないが、エンテロキナーゼ、キモトリプシンおよびトロンビンのものが挙げられる。
保存的アミノ酸置換を行う方法もまた、当業者に周知であり、限定されないが、オリゴヌクレオチドプライマーおよびポリメラーゼ連鎖反応を用いる部位特異的変異誘発を含む。本明細書において記載される１２個またはそれより少ないアミノ酸のペプチドの保存的置換バリアント（非限定的な例として、＃２３７のprom-1ペプチド）は、１〜４個の保存的アミノ酸置換を有していてもよいが、対象ペプチドバリアントまたは誘導体と同様に、本用語が本明細書において用いられる場合、ＶＥＧＦ結合活性を実質的に保持する。。＃２３７のペプチドの例に関して、続いて、一態様において、１〜４個の置換は、＃２３７のペプチドの６個のＣ末端アミノ酸中に位置しない。別の態様において、置換は、＃２３７のペプチドのＣ末端のアラニンおよびバリンアミノ酸を変化させない。バリアントペプチドを発現させて、ＶＥＧＦ結合活性、再生、血管新生促進活性、神経保護活性、神経成長刺激活性、細胞の増殖活性の促進、および／または細胞の遊走活性の促進について、当該分野において公知の、および／または本明細書において記載される方法によりアッセイし、各ペプチドに特異的なこれらの活性が、アミノ酸置換により無効になっていないことを検証することができる。バリアントペプチドは、本用語が本明細書において適用される場合、オリジナルの親ペプチドのＶＥＧＦ結合活性、再生および／または血管新生促進活性、細胞の増殖活性の促進、神経保護活性、神経成長刺激活性または細胞の遊走活性の促進の少なくとも５０％を有する。本明細書において記載されるペプチドの保存的アミノ酸置換バリアントが、親ペプチドと比較して増大した活性またはより優れた安定性を有し得ることが企図される。
また、ペプチドをコードする核酸中に、コードされたアミノ酸配列あるいはコードされたペプチドの再生および／または血管新生促進もしくは抗血管新生活性を変更しない特定のサイレントまたはニュートラルなミスセンス変異を作製してもよい。これらの型の変異は、コドンの利用を最適化して組み換えタンパク質の発現および産生を改善するために有用である。
ベクター中でペプチドをコードする核酸の特定の部位特異的変異誘発は、特定のアミノ酸の変異および置換を作製するために用いることができる。部位特異的変異誘発は、例えば、Stratagene（登録商標）製QuikChange（登録商標）部位特異的変異誘発キットを製造者の説明書に従って用いて、または当該分野において公知の任意の方法により、行うことができる。
異種のタンパク質発現系からの組み換えタンパク質の発現および精製のための、本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体をコードする核酸を含む、多様な 発現ベクターを作製することができる。例えば哺乳動物、昆虫、酵母、細菌または植物細胞から選択される宿主細胞を用いる異種のタンパク質発現系は、当業者に周知である。発現ベクターは、対応する宿主細胞中での効率的な遺伝子の転写および翻訳のために、プロモーター配列、リボソーム認識および結合ＴＡＴＡボックス、ならびに３’ＵＴＲ ＡＡＵＡＡＡ転写終結配列などの、必要な５’上流および３’下流の調節エレメントを有しているべきである。発現ベクターは、６Ｘ−ヒスチジン（配列番号１３）、Ｖ５、チオレドキシン、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ、c-Myc、VSV-G、HSV、FLAG、マルトース結合ペプチド、金属結合ペプチド、ＨＡおよび「分泌」シグナル（ミツバチメリチン、α−因子、PHO、Bip）などのさらなる配列を有していてもよく、これらは発現された組み換えペプチド中に組み込まれる。さらに、それらが必要でなくなった後のさらなる配列の除去を容易にするために、これらの配列の後に組み込まれた酵素消化部位が存在してもよい。これらのさらなる配列は、ペプチド発現の検出のために、アフィニティークロマトグラフィーによるタンパク質精製のために、宿主の細胞質中での組み換えタンパク質の溶解度の増大のために、より優れたタンパク質発現のために（特に、小さいペプチドについて）、および／または発現された組み換えタンパク質を培養培地中へ、原核細菌のペリプラズム中へ、または酵母細胞のスフェロプラスト中へ分泌させるために、有用である。組み換えペプチドの発現は、宿主細胞において構成的であっても、または、選択された宿主およびベクター系に依存して、例えば硫酸銅、ガラクトースなどの糖、メタノール、メチルアミン、チアミン、テトラサイクリン、バキュロウイルスによる感染、およびラクトースの安定な合成アナログである（イソプロピル−ベータ−Ｄ−チオガラクトピラノシド）ＩＰＴＧにより誘導してもよい。
組み換えペプチドは、多様な発現宿主細胞、例えば、E. coliなどの細菌、酵母、哺乳動物、昆虫およびChlamydomonasなどの植物細胞において、または細胞フリーの発現系からですら発現させることができる。クローニングベクターから、核酸を、哺乳動物、昆虫、酵母、細菌もしくは植物細胞、またはウサギ網状赤血球発現系などの細胞フリーの発現系におけるペプチドの発現に適切な組み換え発現ベクター中へ、サブクローニングする。サブクローニングは、ＰＣＲクローニング、制限酵素消化およびその後のライゲーションにより、またはGateway（登録商標）LRおよびBP ClonaseTM酵素の混合物を用いるラムダファージベースの部位特異的組み換えのものなどの組み換え反応により達成される。サブクローニングは、核酸の５’ＡＴＧ開始コドンが発現ベクター中のプロモーターの下流となるように、一方向性であるべきである。あるいは、コーディング核酸をpENTR/D-TOPO（登録商標）、pENTR/SD/D-TOPO（登録商標）（方向性エントリーベクター）、またはInvitrogenのGateway（登録商標）Technology pENTR（エントリー（entry））ベクターのいずれか中にクローニングする場合、それぞれ哺乳動物細胞、E. coli、昆虫および酵母中での１回の組み換え反応におけるタンパク質発現のために、当該コーディング核酸を多様なGateway（登録商標）発現ベクター（デスティネーション（destination））中に導入（transfer）することができる。Gateway（登録商標）デスティネーションベクターの一部は、バキュロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、レトロウイルスおよびレンチウイルスの構成のために設計されており、これらは、それぞれの宿主細胞に感染した際に、宿主細胞におけるペプチドの異種 発現を可能にする。製造者の説明書によれば、デスティネーションベクター中への遺伝子導入は、たった２つのステップにおいて達成される。E. coli、昆虫細胞、哺乳動物細胞および酵母におけるタンパク質発現のためのGateway（登録商標）発現ベクターが存在する。E. coliにおける形質転換および選択の後で、発現ベクターは、すぐに適切な宿主における発現のために用いることができる。
他の発現ベクターおよび宿主細胞の例は、BL21、BL21（DE3）およびAD494（DE3）pLysS、Rosetta（DE3）、およびOrigami（DE3）（Novagen）などのE. coli宿主細胞におけるタンパク質発現のための、pETベクター（Novagen）、pGEXベクター（Amersham Pharmacia）、およびpMALベクター（New England labs. Inc.）；CHO、COS、HEK-293、Jurkat、およびMCF-7などの哺乳動物細胞株における発現のための、強力なCMVプロモーターに基づくpcDNA3.1（Invitrogen）およびpCIneoベクター（Promega）；哺乳動物細胞におけるアデノウイルス媒介性の遺伝子の導入および発現のための、複製コンピテントアデノウイルスベクターであるベクターpAdeno X、pAd5F35、pLP-Adeno-X-CMV（Clontech）、pAd/CMV/V5-DEST、pAd-DESTベクター（Invitrogen）；哺乳動物細胞におけるレトロウイルス媒介性の遺伝子の導入および発現のための、Clontech製Retro-XTM系と共に用いるための、pLNCX2、pLXSN、およびpLAPSNレトロウイルスベクター；哺乳動物細胞におけるレンチウイルス媒介性の遺伝子の導入および発現のための、pLenti4/V5-DESTTM、pLenti6/V5-DESTTM、およびpLenti6.2/V5-GW/lacZ（Invitrogen）；哺乳動物細胞におけるアデノ随伴ウイルス媒介性の遺伝子の導入および発現のための、pAAV-MCS、pAAV-IRES-hrGFP、およびpAAV-RCベクター（Stratagene）などのアデノウイルス随伴ウイルス発現ベクター；Spodopera frugiperda 9（Sf9）およびSf11昆虫細胞株における発現のための、BACpak6バキュロウイルス（Clontech）およびpFastBacTM HT（Invitrogen）；Drosophila Schneider S2細胞における発現のためのpMT/BiP/V5-His（Invitrogen）；Pichia pastorisにおける発現のための、ピキア発現ベクターpPICZa、pPICZ、pFLDaおよびpFLD（Invitrogen）、ならびにP. methanolicaにおける発現のためのベクターpMETaおよびpMET；酵母Saccharomyces cerevisiaeにおける発現のためのpYES2/GSおよびpYD1（Invitrogen）ベクターである。Chlamydomonas reinhardtiiにおける異種タンパク質の大規模発現の最近の進歩は、Griesbeck C. et al. 2006 Mol. Biotechnol. 34:213-33およびFuhrmann M. 2004, Methods Mol Med. 94:191-5により記載される。外来性の異種のコード配列を、相同組み換えにより、核、葉緑体およびミトコンドリアのゲノム中に挿入する。スペクチノマイシンまたはストレプトマイシンに対する耐性を付与する多目的な葉緑体選択可能マーカーであるアミノグリコシドアデニルトランスフェラーゼ（aadA）を運搬する葉緑体発現ベクターp64は、葉緑体において外来性タンパク質を発現させるために用いることができる。藻類中にベクターを導入するために、微粒子遺伝子銃（biolistic gene gun）法を用いてもよい。葉緑体中への侵入の際に、外来ＤＮＡは、遺伝子銃粒子から放出され、相同組み換えを通して葉緑体ゲノム中に組み込まれる。
多様な宿主細胞における組み換えタンパク質発現は、構成的であっても、または、硫酸銅、ガラクトースなどの糖、メタノール、メチルアミン、チアミン、テトラサイクリンまたはＩＰＴＧなどの誘導因子により誘導可能であってもよい。タンパク質が宿主細胞において発現された後で、発現されたタンパク質を精製のために分離するために、宿主細胞を溶解する。多様な宿主細胞を溶解する方法は、「Sample Preparation-Tools for Protein Research」（EMD Bioscience）において、およびCurrent Protocols in Protein Sciences（CPPS）において特集されている。好ましい精製方法は、ヒスチジンタグされたペプチドのためのニッケル、コバルトまたは亜鉛のアフィニティー樹脂などを用いるイオン−金属アフィニティークロマトグラフィーなどの、アフィニティークロマトグラフィーである。ヒスチジンタグされた組み換えタンパク質を精製する方法は、Clontechにより、彼らのTalon（登録商標）コバルト樹脂を用いて、およびNovagenにより彼らのpETシステムマニュアルの第１０版において記載される。別の好ましい精製の戦略は、免疫アフィニティークロマトグラフィーであり、例えば、Mycタグされたペプチドをアフィニティー精製するために、抗Myc抗体結合樹脂を用いることができる。トロンビンおよびエンテロキナーゼなどのセリンプロテアーゼによる酵素消化は、ペプチドをヒスチジンまたはMycタグから切断して放出させ、ヒスチジンタグおよびMycタグをアフィニティー樹脂に結合させたまま、組み換えペプチドをアフィニティー樹脂から放出させる。
細胞フリーの発現系もまた、企図される。細胞フリーの発現系は、反応容積が小さく、プロセスの時間が短いため、伝統的な細胞ベースの発現方法に対する幾つかの利点（タンパク質の折りたたみに有利になるような反応条件の改変の容易性、生成物の毒性に対する感受性の低減、および迅速な発現スクリーニングまたは大量のタンパク質の産生などのハイスループット戦略に対する好適性を含む）を提供する。細胞フリーの発現系は、プラスミドまたは直鎖ＤＮＡを用いることができる。さらに、翻訳効率の改善により、反応混合物１ミリリットルあたり１ミリグラムを超えるタンパク質の収率がもたらされた。高収率でタンパク質を生成することができる細胞フリーの翻訳系の例は、Spirin. AS. et al., Science 242:1162 (1988)により記載される。当該方法は、アミノ酸、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）およびグアノシン三リン酸（ＧＴＰ）を含有するフィーディングバッファーが、反応混合物を通して連続的に流れ、翻訳されたポリペプチド生成物が連続的に取り除かれる設計を用いる。この系は、細胞フリーの連続的なフィーディングバッファーを提供するためにE. coliライセートを用いる。この連続的フローシステムは、原核および真核の両方の発現ベクターに適合性である。例として、大規模な細胞フリーの膜内在性タンパク質EmrE多剤トランスポーターの生成が、Chang G. el. al., Science 310:1950-3 (2005)により記載される。
他の市販されている細胞フリーの発現系として、試験管反応形式においてミリグラム単位の量までの活性な組み換えタンパク質を生成するために、効率的な連関した転写および翻訳反応のために、E. coliベースのin-vitro系を利用するExpresswayTM Cell-Free Expression Systems (InvitrogeNTM)；これもまたE. coliベースのin-vitro系を使用するRapid Translation System（RTS）（Roche Applied Science）；およびウサギ網状赤血球ベースのin-vitro系を使用するTNT Coupled Reticulocyte Lysate Systems（Promega）が挙げられる。
ペプチド模倣物を設計する
ペプチド模倣物を設計し、機能的なペプチド模倣物をスクリーニングする方法は、当業者に周知である。既知のタンパク質またはペプチドを模倣する分子を設計する１つの基本的な方法は、第１に既知のタンパク質の活性領域を同定し（例えば、抗体−抗原相関関係の場合、抗原の結合を許容する領域を同定する）、次いで、当該活性領域を模倣する模倣物を探索する。既知のタンパク質の活性領域は相対的に小さいが、模倣物は、当該タンパク質より小さく（例えば分子量において）、相応に、合成することがより容易かつ安価であり、および／または安定性に関する利点もしくは他の有益な薬物動態学的側面を有することが予測される。かかる模倣物は、タンパク質に対する便利な代用物として、標的分子と相互作用するための剤として用いることができる。
例えば、Reinekeら（1999, Nature Biotechnology, 17;271-275）は、その各々がインターロイキン１０の短いセクションに対応する短い合成ペプチドの大きなライブラリーを用いて、インターロイキン−１０タンパク質の結合部位を模倣する模倣分子を設計した。次いで、潜在的に関連性のあるペプチドを同定するために、標的（この場合、インターロイキン−１０に対する抗体）に対するこれらのペプチドの結合を、アッセイ技術により個別に試験した。ペプチドのファージディスプレイライブラリーおよびアラニンスキャンニング法を用いてもよい。
例えば、Reinekeら（1999, Nature Biotechnology, 17;271-275）は、その各々がインターロイキン１０の短いセクションに対応する短い合成ペプチドの大きなライブラリーを用いて、インターロイキン−１０タンパク質の結合部位を模倣する模倣分子を設計した。次いで、潜在的に関連性のあるペプチドを同定するために、標的（この場合、インターロイキン−１０に対する抗体）に対するこれらのペプチドの結合を、アッセイ技術により個別に試験した。ペプチドのファージディスプレイライブラリーおよびアラニンスキャンニング法を用いてもよい。
ペプチド、ペプトイド、およびペプチド模倣物の多様な集合を含むライブラリーを調製するための方法は、当該分野において周知であり、多様なライブラリーが市販されている（例えばEcker and Crooke, Biotechnology 13:351-360 (1995)およびBlondelle et al., Trends Anal. Chem. 14:83-92 (1995)、ならびにこれらにおいて引用される参考文献を参照：これらの各々は本明細書において参考として組み込まれる；また、「Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery」第１巻（M. E. Wolff編；John Wiley & Sons、1995年）803-861頁におけるGoodman and Ro, Peptidomimetics for Drug Design、およびGordon et al., J. Med. Chem. 37:1385-1401 (1994) を参照：これらの各々は本明細書において参考として組み込まれる）。当業者は、ペプチドはin vitroで直接的に生成しても、核酸（これはin vitroで生成してもよい）から発現させてもよいことを理解する。合成ペプチドおよび核酸化学の方法は、当該分野において周知である。
ペプチド分子のライブラリーはまた、例えば、目的の組織から収集したmRNAからcDNA発現ライブラリーを構築することにより生成することができる。かかるライブラリーを生成するための方法は、当該分野において周知である（例えば、Sambrookら、Molecular Cloning: A laboratory manual（Cold Spring Harbor Laboratory Press 1989）を参照；これは本明細書において参考として組み込まれる）。好ましくは、ｃＤＮＡによりコードされるペプチドを、当該ｃＤＮＡを含有する細胞またはウイルスの表面において発現させる。
治療的／予防的投与
本発明の医薬組成物は、例えば組織に対して局所的に適用することができる。組成物は、治療有効量として、薬学的キャリアとの混合物において、局所用医薬組成物の形態において、適用することができる。かかる組成物として、溶液、懸濁液、ローション、ゲル、クリーム、軟膏、乳液、皮膚貼付剤などが挙げられる。これらの投与形態の全ては、それらの調製のための方法と共に、製薬および化粧品の分野において公知である。Harry's Cosmeticology（Chemical Publishing、第７版、1982年）；Remington's Pharmaceutical Sciences（Mack Publishing Co.、第１８版、1990年）。代表的には、かかる局所処方物は、活性成分を、薬学的に受容可能なキャリアとの混合物中において、０．１〜１００ｍｇ／ｍｌの濃度範囲において含む。本明細書において用いられる場合、用語「薬学的に受容可能」、「薬理学的に耐容可能」およびこれらの文法的バリエーションは、それらが組成物、キャリア、希釈剤および試薬を指す場合、交換可能に用いられ、当該材料が、悪心、眩暈、胃の不調などの望ましくない効果を生じることなく、哺乳動物に対して投与することが可能であることを表わす。薬学的に受容可能なキャリアは、そう望まれる場合を除いて、それが混合された対象ペプチドに対する免疫応答の発生を促進しない。その中に溶解または分散した活性成分を含む薬理学的組成物の調製は、当該分野においてよく理解されており、処方に基づいて限定される必要はない。ウイルスによる発現を用いる遺伝子治療について、医薬組成物は、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルスまたはレンチウイルスの形態におけるものであってよい。遺伝子治療のための投与量の範囲は、１適用あたり１×１０６〜１０１４粒子であってよい。かかる製剤において用いるための他の望ましい成分として、保存剤、共溶媒、増粘剤、キャリアなどが挙げられる。キャリア自体またはキャリア中に溶解している成分は、保湿、洗浄または抗炎症／抗掻痒特性を含む、それ自体の対症療法的または治療的特性を有していてもよい。浸透促進剤は、例えば、界面活性剤；ジメチルスルホキシドおよび他のスルホキシド、ジメチルアセタミドおよびピロリドンなどの特定の有機溶媒；特定の複素環式アミンのアミド、グリコール（例えば、プロピレングリコール）；炭酸プロピレン；オレイン酸；アルキルアミンおよび誘導体；多様なカチオン性、アニオン性、非イオン性および両性の界面活性剤などであってよい。
薬理学的に有効な量の局所投与 は、当該分野において周知の経皮送達システムを利用する。一例は、皮膚貼付剤である。あるいは、微粒子遺伝子銃法の送達を用いてもよい。遺伝子銃は、元来は植物の形質転換のために設計された、細胞に遺伝子情報を注入するためのデバイスである。ペイロードは、プラスミドＤＮＡで被覆された重金属の素粒子である。この技術は、しばしば単純に微粒子銃（biolistics）として言及される。微粒子銃を用いる別の機器は、PDS-1000/He粒子送達システムである。単離されたペプチド発現ベクターおよび／または遺伝子治療ウイルス発現ベクターは、微小金粒子上にコートされ、これらのコートされた粒子は、生物組織中へ高圧下において「撃ち」込まれる。遺伝子銃ベースの方法の一例は、Loehr B. I. et al. J. Virol. 2000, 74:6077-86によりＤＮＡベースのウシのワクチンについて記載される。
一態様において、本明細書において記載される医薬組成物は、直接的に注射により、例えば器官、筋肉もしくは組織などの患部組織、または創傷へ投与してもよい。好ましい処方物は、無菌の生理食塩水または乳酸リンゲル液である。乳酸リンゲル液は、血液と等張の溶液であり、静脈内投与を目的とする。
別の態様において、ペプチド組成物は、剤が対象の神経系と接触するように投与される。一態様において、活性剤は、対象の脳脊髄液中への導入により投与される。ある側面において、ペプチド組成物は、脳室、腰椎領域または大槽（cistema magna）中に導入される。別の側面において、ペプチド組成物は、局所的に、例えば神経または脊髄（cord）の損傷の部位中へ、疼痛または神経変性の部位中へ、または神経網膜細胞と接触するように眼内で、導入される。一態様において、本明細書において記載されるペプチド組成物は、例えば、ＣＮＳへの損傷の時点から損傷が起こってから約１００時間後までの期間において、例えば損傷の時点から２４、１２または６時間以内に、対象に投与される。
本発明の別の態様において、ペプチド組成物は、対象中に髄腔内投与される。本明細書において用いられる場合、用語「髄腔内投与」は、ペプチド組成物を、穿頭孔を通しての側脳室注射または大槽（cistemal）もしくは腰椎穿刺などを含む技術（Lazorthesら（1991年）およびOmmaya A.K.（1984年）において記載される：これらの内容は本明細書において参考として組み込まれる）により、直接的に対象の脳脊髄液中に送達することを含むことを意図される。用語「腰椎領域」は、第３腰椎骨と第４腰椎骨との間（腰（lower back））の領域を含むことを意図する。用語「大槽（cisterna magna）」は、後頭部において頭蓋骨が終わり脊髄が始まる領域を含むことを意図する。用語「脳室」は、脊髄の中心管と連続する脳の内腔を含むことを意図する。前述の部位のいずれかに対する活性化合物の投与は、活性化合物の処方物の直接注射により、または注入ポンプの使用により達成することができる。移植可能なまたは外部のポンプおよびカテーテルを用いてもよい。
頭蓋内組織への投与のさらなる手段は、本発明の化合物の嗅上皮への投与と、その後の嗅球へ伝達および脳のより近位の部分への輸送とを含む。かかる投与は、噴霧またはエアロゾル化された製剤により行われる。さらなる態様において、網膜および視神経乳頭組織に対する損傷を予防または低減するために、ならびに眼球組織への損傷の後での機能回復を増強するために、眼用ペプチド組成物を用いる。処置することができる眼の状態として、限定されないが、網膜症（糖尿病性網膜症および後水晶体線維増殖症を含む）、黄斑変性、眼球虚血および緑内障が挙げられる。本明細書において記載される方法により処置されるべき他の状態として、虚血再灌流障害、光化学的傷害、および眼の手術に関連する傷害、特に光または外科器具に対する暴露による網膜または視神経乳頭への損傷などの、眼組織への傷害と関連する損傷が挙げられる。眼用組成物はまた、眼の手術の後での硝子体または結膜下への注射などにより、眼の手術に対する補助として用いてもよい。ペプチド組成物は、一次的な状態の急性処置のために用いても、（変性疾患の場合においては特に）慢性的に投与してもよい。眼用ペプチド組成物はまた、（眼の手術または非侵襲的な眼の手法または他の型の手術の前には特に）予防的に用いてもよい。
一態様において、活性化合物は、最適な軸索の伸長をもたらすために、長期間にわたり対象に投与される。ペプチド組成物との持続的な接触は、例えば、１週間、数週間、１カ月またはそれより長くなどの長期間にわたるペプチド組成物の繰り返しの投与により達成することができる。より好ましくは、活性化合物を投与するために用いられる薬学的に受容可能な処方物は、対象への活性化合物の「徐放（slow release）」などの持続送達を提供する。例えば、処方物は、薬学的に受容可能な処方物が対象に投与された後、少なくとも１、２、３または４週間にわたり活性ペプチド組成物を送達することができる。好ましくは、本明細書において記載される方法にしたがって処置される対象は、活性ペプチド組成物で、少なくとも３０日間にわたり処置される（繰り返し投与により、または持続送達系の使用、または両方により）。
本明細書において用いられる場合、用語「持続送達（sustained delivery）」は、活性ペプチド組成物の、投与の後一定期間、好ましくは少なくとも数日間、１週間、数週間、１カ月またはそれより長くにわたる、in vivoでの持続的送達を含むように意図される。活性化合物の持続送達は、例えば、長期間にわたるペプチド組成物の持続的な治療効果により示すことができる（例えば、剤の持続送達は、対象におけるＣＮＳニューロンにおける持続的な軸索の成長により示すことができる）。あるいは、ペプチド組成物の持続送達は、長期間にわたるin vivoでのペプチド組成物の存在を検出することにより示すことができる。
持続送達についての好ましいアプローチとして、ポリマーのカプセル、処方物を送達するためのミニポンプ、生分解性インプラント、または移植されたトランスジェニック自家細胞（米国特許第6,214,622号において記載されるような）の使用が挙げられる。移植可能な注入ポンプシステム（Infusaidなど；Zierski, J. et al ,1988; Kanoff, R.B., 1994などを参照）および浸透圧ポンプ（Alza Corporationから販売されている）は、当該分野において利用可能である。別の投与の様式は、移植可能な、外部からプログラム可能な注入ポンプシステムを介するものである。好適な注入ポンプシステムおよびリザーバシステムはまた、Blomquistによる米国特許第5,368,562号およびDoanによる米国特許第4,731,058号において記載され、Pharmacia Deltec Inc.により開発される。
局所治療に加えて、本明細書において記載される医薬組成物はまた、医薬処方物において全身投与してもよいことが企図される。全身経路として、限定されないが、経口、非経口、鼻吸入、気管内、髄腔内、脳内および直腸内が挙げられる。医薬処方物として、好ましくは無菌の生理食塩水または乳酸リンガー溶液が挙げられる。治療的適用のために、本明細書において記載される製剤は、ボーラスまたは長期間にわたる持続注入により静脈内で、筋肉内、腹腔内、脳脊髄液内、皮下、動脈内、滑膜内、髄腔内、経口または吸入経路によりヒトに投与し得るものを含む薬学的に受容可能な投与形態において、哺乳動物、好ましくはヒトに、投与される。これらの用途のために、錠剤、顆粒、散剤、カプセルおよびスプレーなどのさらなる慣用的な製剤が、優先的に必要となり得る。かかる処方物において、結合剤、湿潤剤、噴霧剤、潤滑剤および安定剤などのさらなる慣用的な添加物もまた必要とされ得る。ベクターＤＮＡおよび／またはウイルスは、膜融合性脂質であるジオレオイルホスファチジルエタノールアミン（ＤＯＰＥ）、低レベル（５〜１０モル％）のカチオン性脂質を含有し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）コーティングにより安定化された「安定化されたプラスミド−脂質粒子（stabilized plasmid-lipid particles）」（ＳＰＬＰ）中に封入してもよい（Zhang Y. P. et al. Gene Ther. 1999, 6:1438-47）。発現ベクターおよびウイルスを治療剤として処方するうえでの他の技術は、本明細書において参考として組み込まれるMartin Schleef編（2005年12月、Wiley Publisher）による「DNA-Pharmaceuticals: Formulation and Delivery in Gene Therapy, DNA Vaccination and Immunotherapy」およびMartin Schleef編（2001年5月）「Plasmids for Therapy and Vaccination」において見出される。一態様において、ウイルスベクターのための投与量は、適用１回当たり患者１人当たり１×１０６〜１０１４ウイルスベクター粒子である。
組成物は、徐放性組成物として処方することができる。例えば、徐放の手段または送達デバイスは、当該分野において公知であり、限定されないが、成形された物品の形状における生分解性マトリックスまたは半透性ポリマーマトリックス、例えば、またはペプチド、そのバリアントもしくは誘導体、または発現ベクターおよび／またはウイルスベクターを含むフィルム、マイクロカプセルなどの、徐放マトリックスを含む。
徐放マトリックスは、本明細書において用いられる場合、材料、通常はポリマー製のマトリックスであって、酵素もしくは酸／塩基による加水分解により、または溶解により分解可能なものである。体内に挿入された後、マトリックスは、酵素および生体液により作動する。徐放マトリックスは、望ましくは、リポソーム、ポリ乳酸（polylactide：polylactic acid）、ポリグリコリド（グリコール酸のポリマー）、ポリ乳酸コグリコリド（乳酸とグリコール酸とのコポリマー）ポリ無水物、ポリ（オルト）エステル、ポリタンパク質、ヒアルロン酸、コラーゲン、硫酸コンドロイチン、カルボン酸、脂肪酸、リン脂質、多糖類、核酸、ポリアミノ酸、フェニルアラニン、チロシン、イソロイシンなどのアミノ酸、ポリヌクレオチド、ポリビニルプロピレン、ポリビニルピロリドンおよびシリコーンなどの生分解性材料から選択される。好ましい生分解性マトリックスは、ポリ乳酸、ポリグリコリド、またはポリ乳酸コ−グリコリド（乳酸とグリコール酸とのコポリマー）のいずれか１つのマトリックスである。
徐放マトリックスとして、ポリ乳酸（米国特許第3,773,919、EP 58,481）、Ｌ−グルタミン酸とガンマ−エチル−Ｌ−グルタミン酸とのコポリマー（U. Sidman el al., Biopolymers 22:547-556 (1983)）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（R. Langer et al., J. Biomed Mater. Res. 15:167-277 (1981）およびR. Langer, Chem. Tech. 12:98-105 (1982)）、エチレンビニル酢酸（R. Langer et al.、前述）またはポリ−Ｄ−（−）−３−ヒドロキシ酪酸（EP 133,988）が挙げられる。徐放組成物はまた、リポソームにより封入されたペプチド、バリアントまたは誘導体、発現ベクターおよび核酸コンストラクトを含む。かかるリポソームは、それ自体公知の方法により調製することができる：DE 3,218,121；Epstein, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:3688-3692 (1985)；Hwang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:4030-4034 (1980)；EP 52,322；EP 36,676；EP 88,046；EP 143,949；EP 142,641；日本国特許出願83-118008；米国特許第4,485,045号および同第4,544,545号；ならびにEP 102,324。もともとは、リポソームは、小さい（約２００〜８００オングストローム）の単層型のものであって、その中において脂質内容物は、約３０モルパーセントより大きいコレステロールであり、選択される割合は最適な治療のために調節される。他の生分解性ポリマーおよびそれらの用途は、例えばBrem et al. (1991, J. Neurosurg. 74:441-446)において、詳細に記載される。
患者に投与するためのリポソームおよびミクロスフェアを調製するための方法は、当業者に公知である。米国特許第4,789,734号（その内容は本明細書において参考として組み込まれる）は、生物学的材料をリポソーム中に封入するための方法を記載する。既知の方法の概説は、Gregoriadis、第１４章、"Liposomes," Drug Carriers in Biology and Medicine、287〜341頁（Academic Press, 1979）により提供される。
ポリマーまたはタンパク質製のミクロスフェアは、当業者に周知であり、胃腸管を通過して血流に直接入るように仕立てることができる。あるいは、化合物を組み込み、ミクロスフェアまたはミクロスフェアの複合体を、数日間から数カ月間の範囲の長期間にわたる徐放のために移植してもよい。例えば、米国特許第4,906,474号、同第4,925,673号および同第3,625,214号、ならびにJein, TIPS 19:155-157 (1998)（これらの内容は本明細書により参考として組み込まれる）を参照。
好ましい微粒子は、ポリグリコリド、ポリラクチドおよびそれらのコポリマーなどの生分解性ポリマーから調製されたものである。当業者は、所望の薬物放出の速度および所望の投与量を含む多様な要因に依存して、適切なキャリアシステムを容易に決定することができる。
一態様において、目的の部位、例えば、血管新生を必要とする部位の組織中へ直接的に、カニューレを通して、本明細書において記載される医薬組成物の制御された持続送達を提供するために、浸透圧ミニポンプを用いてもよい。ポンプは、外科的に移植することができる。例えば、抗血管新生剤であるエンドスタチンの腹腔内に移植された浸透圧ポンプによる持続的投与は、Cancer Res. 2001 Oct 15;61(20):7669-74において記載される。本明細書において記載されるペプチドの治療的量をまた、静脈留置針に付属した外部ポンプにより持続的に投与することもできる。
一態様において、処方物は、カテーテルを介して血管の内部へ直接的に投与される。投与は、例えばカテーテルの孔を通して行われる。活性化合物が相対的に長い半減期（約１日から１週間またはそれより長い）を有する態様において、処方物を、Hubbellらに対する米国特許第5,410,016号において開示されるものなどの生分解性ポリマーのハイドロゲル中に含ませてもよい。これらのポリマーのハイドロゲルは、組織内腔の内部へ送達することができ、活性化合物は、ポリマーが分解するにしたがって、長期間にわたり放出される。所望の場合、ポリマーのハイドロゲルは、活性化合物をその中に分散して含む微小粒子またはリポソームを有してもよく、これは、活性化合物の徐放（controlled release）のための別の機序を提供する。
経腸投与について、組成物は、各々が既定量の活性化合物を、粉末もしくは顆粒、または水性または非水性の液体中の懸濁液もしくは溶液、例えばシロップ、エリキシル剤、乳液または水薬（draught）として含有するカプセル、カシェー（cachet）、錠剤またはロゼンジなどの個別の単位において、不活性なキャリア中に組み込むことができる。好適なキャリアは、デンプンまたは糖であってよく、潤滑剤、香味剤、結合剤、および同じ性質の他の材料を含んでもよい。
錠剤は、随意に１または２以上の付属成分と共に、圧縮または鋳型成形により製造することができる。圧縮錠剤は、自由に流動する形式、例えば、随意に付属成分（例えば結合剤、潤滑剤、不活性な希釈剤、界面活性剤または分散剤）と混合した、粉末または顆粒の活性化合物を、好適な機器において圧縮することにより製造することができる。鋳型成型錠剤は、粉末化された活性化合物と任意の好適なキャリアとの混合物を、好適な機器において鋳型成型することにより製造することができる。
シロップまたは懸濁液は、活性化合物を、糖（例えばスクロース）の濃縮された水溶液に添加することにより製造することができる。これにまた、任意の付属材料を添加してもよい。かかる付属材料として、香味剤、糖の結晶化を遅延させる剤、または、任意の他の材料、例えば、多価アルコール、例えば、グリセロールまたはソルビトールなどの可溶性を増大させる剤を含んでもよい。
経口投与のための処方物は、賦活薬（enhancer）と共に提示することができる。経口で受容可能な吸収促進剤（absorption enhancer）として、ラウリル硫酸ナトリウム、パルミトイルカルニチン、Laureth-9、ホスファチジルコリン、シクロデキストリン、およびそれらの誘導体などの界面活性剤；オキシコール酸ナトリウム、タウロコール酸ナトリウム、グリココール酸ナトリウムおよびフシジン酸ナトリウムなどの胆汁酸塩；ＥＤＴＡ、クエン酸およびサリチル酸を含むキレート剤；ならびに脂肪酸（例えば、オレイン酸、ラウリン酸、アシルカルニチン、モノおよびジグリセリド）が挙げられる。他の経口吸収増強剤として、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ＣＨＡＰＳ（３−（３−コラミドプロピル）−ジメチルアンモニオ−１−プロパンスルホネート）、Ｂｉｇ−ＣＨＡＰＳ（Ｎ，Ｎ−ビス（３−Ｄ−グルコンアミドプロピル）−コラミド）、クロロブタノール、オクトキシノール−９、ベンジルアルコール、フェノール、クレゾール、およびアルキルアルコール類が挙げられる。本発明のために特に好ましい経口吸収促進剤は、ラウリル硫酸ナトリウムである。
直腸投与のための処方物は、慣用的なキャリア、例えば坐剤の基剤のためのカカオバターまたはWitepsol S55（Dynamite Nobel Chemical（ドイツ）の商標）と共に坐剤として提示することができる。
投与の経路、投与形態および有効量は、ペプチド、バリアントまたは誘導体、発現ベクターおよびウイルスベクターの効力、それらの物理化学的な特徴に従って、および処置の場所に従って変化する。正しい投与量の選択は、十分に、通常の技術を有する医師の技術の範囲内である。局所用処方物は、１日４回まで投与することができる。
一態様において、投与形態は、本質的に非毒性であり非治療的な、薬学的に受容可能なキャリアを含む。かかるキャリアの例として、交換体、アルミナ、ステアリン酸アルミニウム、レシチン、ヒト血清アルブミンなどの血清タンパク質、リン酸などの緩衝物質、グリシン、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、飽和植物性脂肪酸の部分的グリセリド混合物、水、塩、または硫酸プロタミン、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素カリウム、塩酸、亜鉛塩、コロイド状シリカ、三ケイ酸マグネシウムなどの電解質、ポリビニルピロリドン、セルロースベースの物質、およびポリエチレングリコールが挙げられる。局所投与のためのキャリアまたはゲルベースの形態の組成物は、カルボキシメチルセルロースナトリウムまたはメチルセルロースなどの多糖類、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレート、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ブロックポリマー、ポリエチレングリコールならびにウッドワックス（wood wax）アルコール類を含む。全ての投与について、従来のデポー形態が好適に用いられる。かかる形態として、例えば、マイクロカプセル、ナノカプセル、リポソーム、硬膏剤、吸入形態、鼻用スプレー、舌下錠剤、および徐放製剤が挙げられる。米国特許第3,773,919号、EP 58,481A、米国特許第3,887,699号、EP 158,277A、カナダ特許第1176565号、U. Sidman et al., Biopolymers 22:547 (1983)およびR. Langer et al., Chem. Tech. 12:98 (1982)を参照。本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体は、通常は、かかるビヒクル中で、約０．１ｍｇ／ｍｌ〜１００ｍｇ／ｍｌの濃度において処方され、ウイルスベクターは、患者１人あたり投与１回当たり１×１０６〜１０１４のウイルスベクター粒子の範囲内であるべきである。
一態様において、医薬処方物に、抗酸化剤、例えば、アスコルビン酸；低分子（約１０残基未満）のポリペプチド、例えば、ポリアルギニンまたはトリペプチド；血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリンなどのタンパク質；ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー；グリシン、グルタミン酸、アスパラギン酸またはアルギニンなどのアミノ酸；単糖類、二糖類、およびセルロースまたはその誘導体、グルコース、マンノースまたはデキストリンを含む他の炭水化物；ＥＤＴＡなどのキレート剤；ならびにマンニトールまたはソルビトールなどの糖アルコール類を含む他の材料を添加してもよい。
一態様において、治療的投与のために用いられるべき医薬処方物は、無菌である。無菌状態は、無菌濾過膜（例えば、０．２マイクロン膜）を通しての濾過により容易に達成される。ペプチド組成物は、凍結乾燥形態において、またはそれが熱および酸化による変性に対して高度に安定である場合は水溶液として保存することができる。本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体を含む組成物製剤のｐＨは、代表的には、約６〜８であってよい。
治療的適用について、組成物の適切な投与量は、ペプチド、バリアントまたは誘導体の血管新生、神経保護または他の有益な効果を必要とする組織の型、処置されるべき関連する医学的状態、当該医学的状態の重篤度および経過、組成物が予防または治療のいずれの目的のために投与されるか、先の治療、患者の臨床歴および組成物に対する応答、ならびに主治医の慎重さに依存する。さらに、至適投与範囲の同定を助けるために、in vitroまたはin vivoでのアッセイを随意に使用することができる。用いられるべき正確な用量はまた、投与の経路、および処置される状態の重篤度に依存し、医師の判断および各対象の状況に従って、例えば公開された臨床研究を考慮して、決定されるべきである。本明細書において記載されるペプチド組成物の局所投与のための好適な有効投与量は、約１０マイクログラム〜約５グラムの範囲であり、約４時間毎に投与されるが、それらは代表的には、４時間毎に約５００ｍｇまたはそれ未満である。一態様において、局所投与のための有効投与量は、４時間毎に、約０．０１ｍｇ、０．５ｍｇ、約１ｍｇ、約５０ｍｇ、約１００ｍｇ、約２００ｍｇ、約３００ｍｇ、約４００ｍｇ、約５００ｍｇ、約６００ｍｇ、約７００ｍｇ、約８００ｍｇ、約９００ｍｇ、約１ｇ、約１．２ｇ、約１．４ｇ、約１．６ｇ、約１．８ｇ、約２．０ｇ、約２．２ｇ、約２．４ｇ、約２．６ｇ、約２．８ｇ、約３．０ｇ、約３．２ｇ、約３．４ｇ、約３．６ｇ、約３．８ｇ、約４．０ｇ、約４．２ｇ、約４．４ｇ、約４．６ｇ、約４．８ｇ、または約５．０ｇである。同等の投与量を、限定されないが、約２時間毎、約６時間毎、約８時間毎、約１２時間毎、約２４時間毎、約３６時間毎、約４８時間毎、約７２時間毎、約１週間毎、約２週間毎、約３週間毎、約１カ月毎、約２か月毎を含む、多様な時間にわたり投与することができる。本明細書において記載される有効投与量は、投与される全量を指す。
全身投与について、投与量の範囲は、代表的には、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇである。 一部の態様において、投与量の範囲は、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜１ｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜０．５ｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜０．１ｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜５０ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜２５ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜１０ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜５ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜１ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜０．１ｍｇ／体重１ｋｇ、０．００１ｍｇ／体重１ｋｇ〜０．００５ｍｇ／体重１ｋｇである。あるいは、一部の態様において、投与量の範囲は、０．１ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、０．５ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、１ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、１．５ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、２ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、２．５ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、３ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、３．５ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、４ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、４．５ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇ、４．８ｇ／体重１ｋｇ〜５ｇ／体重１ｋｇである。一態様において、投与量の範囲は、５μｇ／体重１ｋｇ〜３０μｇ／体重１ｋｇである。あるいは、投与量の範囲は、血清レベルを５μｇ／ｍＬ〜３０μｇ／ｍＬに維持するように用量設定される。
ペプチド、バリアントまたは誘導体、発現ベクターおよび／またはウイルスベクターを含む組成物は、１回で、または一連の処置にわたって、患者に好適に投与される。本明細書における目的のために、ペプチド、ペプチドバリアントまたは誘導体、本明細書において記載されるペプチド発現ベクターを含む融合タンパク質、および／またはウイルスベクターを含む組成物の「治療有効量」は、処置される状態の１または２以上の症状または兆候を、予防するか、その可能性を低減するか、その悪化を少なくするか、緩和する化合物、または治癒させるために有効な量を含む。
上で列記される用量の投与は、限定された期間の間繰り返すことができる。一部の態様において、用量は、１日１回、１日に複数回、例えば、限定されないが、１日に３回、与えられる。好ましい態様において、上で列記される用量は、数週間から数カ月の間、毎日投与される。処置の期間は、対象の臨床的な進歩および治療に対する応答性に依存する。初期のより高い治療的用量の後で、持続的な、相対的に低く維持された用量が企図される。
少なくとも１つの剤を含む治療的組成物は、単位用量において便利に投与することができる。用語「単位用量」は、治療的組成物への言及において用いられる場合、対象への単位投与に好適な、物理的に分離した単位を指し、各単位は、、所望の治療効果をもたらすように計算された既定量の活性剤量を、必要とされる生理学的に受容可能な希釈剤、すなわちキャリアまたはビヒクルと共に含有する。
組成物は、投与形態に適合する方法において、治療有効量において投与される。投与されるべき量およびタイミングは、処置されるべき対象、活性成分を利用する対象のシステムの許容量、所望の治療効果の程度に依存する。剤は、例えば抗体または標的化リポソーム技術などの標的化部分により標的化することができる。一部の態様において、本明細書において記載されるペプチドは、例えば抗リガンド抗体（Ａｂ）と特定の標的に対するＡｂとの化学結合により生成される二重特異性抗体を用いることにより、組織または腫瘍特異的標的に標的化される。化学接合体の限定を避けるために、抗体の分子接合体を、リガンドおよび／または細胞表面分子に対するキメラ阻害剤に対する組み換え二重特異性一本鎖Ａｂの産生のために用いることができる。ペプチドへの抗体の付加により、剤が所望の標的部位に付着して相加的に蓄積することが可能になる。リガンドまたは阻害剤を標的部位に送達するために、抗体ベースまたは非抗体ベースの標的化部分を用いることができる。好ましくは、制御されない、または疾患に関連した抗原に対する天然の結合剤が、この目的のために用いられる。
ペプチドをコードする核酸を使用する遺伝子治療
遺伝子治療の原理は、Oldham, R. K.（Principles of Biotherapy（Raven Press, N.Y., 1987）中）、および類似のテキストにより開示される。遺伝子治療のための方法および使用の開示は、Boggs, S. S. (Int. J. Cell Clon. 8:80-96 (1990)); Karson, E. M. (Biol. Reprod. 42:39-49 (1990)); Ledley, F. D.（Biotechnology, A Comprehensive Treatise, volume 7B, Gene Technology, VCH Publishers, Inc. NY, pp 399-458 (1989)中）により提供され、これらの全ては、本明細書において参考として組み込まれる。
一態様において、当業者に公知の遺伝子治療技術のいずれかにより、ペプチドを患者に投与することができる。一般に、遺伝子治療は、哺乳動物対象内の標的細胞の直接的な形質転換（in vivo遺伝子治療）、またはin vitroでの細胞の形質転換とその後の哺乳動物対象中への形質転換細胞の移植（ex vivo遺伝子治療）のいずれかにより達成することができる。
一態様において、ペプチド組成物に応答する疾患または応答の処置を提供するために、ペプチドをコードするＤＮＡを、動物（特にヒトを含む哺乳動物）の体細胞中に導入することができる。最も好ましくは、ウイルスまたはレトロウイルスベクターを、この目的のために用いる。
レトロウイルスベクターは、送達の一般的な様式であり、この背景においては、しばしば、ベクターが感染した細胞においてウイルスの複製が起こらないようにウイルス遺伝子が取り除かれているかまたは改変されているレトロウイルスである。ウイルスの複製機能は、核酸のパッケージングに必要なウイルスタンパク質を産生するが感染性ウイルスを産生しないレトロウイルス「パッケージング」細胞の使用によりもたらされる。
パッケージング細胞中へのレトロウイルスベクターＤＮＡの導入は、ベクターのＲＮＡを運搬し、標的細胞に感染することができるが、感染後にウイルスのさらなる拡散が起こらないような、ビリオンの産生をもたらす。このプロセスを、ウイルスが複製および核酸を続ける自然のウイルス感染と区別するために、感染よりもむしろ形質導入（transduction）という用語がしばしば用いられる。
一態様において、本発明は、分裂するまたは分裂しない哺乳動物細胞におけるペプチドの送達および発現のための、組み換えレンチウイルスを提供する。ＨＩＶ−１ベースのレンチウイルスは、モロニーマウス白血病ウイルス（MoMLV）ベースのレトロウイルス系よりも広範な宿主の範囲に、効果的に形質導入することができる。組み換えレンチウイルスの調製は、Invitrogen製のpLenti4/V5-DESTTM、pLenti6/V5-DESTTM;またはpLentiベクターを、ViraPowerTMレンチウイルス発現系と共に用いることにより達成することができる。
例えば遺伝性障害および多様な型の癌のための遺伝子治療のためのレンチウイルスベクターの使用の例は、以下の参考文献において記載され、その全体において本明細書により参考として組み込まれる（Klein, C. and Baum, C. (2004). Hematol. J., 5, 103-111; Zufferey, R et al., (1997). Nat. Biotechnol., 15, 871-875; Morizono, K. et al., (2005). Nat. Med., 11, 346-352; Di Domenico, C. et al. (2005), Gene therapy for amucopolysaccharidosis type I murine model with lentiviral-IDUA vector. Hum.Gene Ther., 16, 81-90; Kim, E. Y., et al., (2004). Biochem. Biophys. Res. Comm., 318, 381-390）。
非レトロウイルスベクターもまた、遺伝子治療において用いられてきた。かかる代替の１つは、アデノウイルスである（Rosenfeld, M. A., et al., Cell 68:143155 (1992); Jaffe, H. A. et al., Nature Genetics 1:372-378 (1992); Lemarchand, P. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:6482-6486 (1992)）。アデノウイルスベクターの主要な利点は、ＤＮＡの大きなセグメント（３６Ｋｂゲノム）を運搬するそれらの能力、非常に高い力価（１０１１粒子／ｍｌ）、非複製細胞に感染する能力、およびin situでの組織への感染への適性（特に肺において）である。このベクターのこれまでの最も傑出した使用は、コットンラットにおいて気管内投与により気道上皮にヒト嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子（ＣＦＴＲ）の遺伝子を送達することである（Rosenfeld, M. A., et al., Cell 63:143-155 (1992)）。同様に、ヘルペスウイルスもまた、ヒトの遺伝子治療のために有用であることが証明される（Wolfe, J. H. et al., Nature Genetics 1:379-384 (1992)）。無論、本明細書において記載されるペプチドの送達のための遺伝子治療のために、任意の他の好適なウイルスベクターを用いることができる。
遺伝子治療のために用いられるビリオンは、当該分野において公知の任意のビリオンであってよく、限定されないが、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、レトロウイルスおよびレンチウイルス由来のものを含む。組み換えウイルスは、遺伝子発現研究および治療的応用のための多目的なシステムを提供する。
目的のＤＮＡを含む上記の組み換えＡＡＶビリオンは、当業者に公知の標準的な方法論を用いて提供することができる。方法は、一般に、（１）ＡＶＶベクターを宿主細胞に導入する工程；（２）ＡＶＶヘルパーコンストラクトを宿主細胞に導入する工程、ここで、ヘルパーコンストラクトは、ＡＶＶベクターから失われているＡＶＶヘルパー機能を補完するために宿主細胞において発現することができるＡＶＶのコード領域を含む；（３）１または２以上のヘルパーウイルスおよび／または付属機能ベクターを宿主細胞中に導入する工程、ここで、ヘルパーウイルスおよび／または付属機能ベクターは、宿主細胞における効率的な組み換えＡＡＶ（「ｒＡＡＶ」）ビリオン産生を支持することができる；ならびに（４）宿主細胞を培養してｒＡＡＶビリオンを産生させる工程を含む。ＡＡＶベクター、ＡＡＶヘルパーコンストラクトおよびヘルパーウイルスもしくは付属機能ベクターは、同時に、または連続的に、標準的なトランスフェクション技術を用いて、宿主細胞中に導入される。
組み換えアデノウイルスを生成するための簡略化されたシステムは、He TC. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:2509-2514, 1998により提示される。目的の遺伝子を、初めに、シャトルベクター、例えばpAdTrack-CMV中にクローニングする。生じたプラスミドを、制限エンドヌクレアーゼPme Iで消化することにより直線化し、その後、E. coli. BJ5183細胞を、アデノウイルス骨格プラスミド、例えば、StratageneのAdEasyTMアデノウイルスベクターシステムのpAdEasy-1と共に、同時形質転換する。カナマイシン耐性について組み換えアデノウイルスベクターを選択し、制限エンドヌクレアーゼ分析により組み換えを確認する。最後に、直線化された組み換えプラスミドを、アデノウイルスパッケージング細胞株、例えば、HEK 293細胞（E1-形質転換ヒト胎児腎細胞）または911（E1-形質転換ヒト胎児網膜細胞）（Human Gene Therapy 7:215-222, 1996）中にトランスフェクトする。組み換えアデノウイルスは、HEK 293細胞中で産生される。
一態様において、本発明は、ペプチド、または例えば本明細書において記載されるペプチドを含む融合タンパク質の発現のための組み換えアデノ随伴ウイルス（ｒＡＡＶ）ベクターを提供する。ｒＡＡＶベクターを用いて、遺伝子を、多くの異なるヒトおよび非ヒト細胞株または組織を含む広範な宿主細胞中へ送達することができる。ＡＡＶは非病原性であり、免疫応答を惹起しないので、多数の臨床全研究が、優れた安全性のプロフィールを報告している。ｒＡＡＶは、広範な細胞型に形質導入することができ、形質導入は活性な宿主細胞分裂に依存しない。＞１０８ウイルス粒子／ｍｌの高い力価が、上清中に容易に得られ、さらなる濃縮により１０１１〜１０１２ウイルス粒子／ｍｌを得ることができる。導入遺伝子は、宿主ゲノム中に組み入れられ、したがって、発現は長期かつ安定である。
ＡＡＶ−２（Davidson et al (2000), PNAS 97(7)3428-32; Passini et al (2003), J. Virol 77(12):7034-40）以外の代替的なＡＡＶのセロタイプの使用は、異なる細胞トロピズムおよび形質移入能力の増大を示してきた。脳腫瘍に関しては、例えば、新規の脳内へのインジェクション技術の開発、特にconvection enhanced delivery（CED）法（Bobo et al (1994), PNAS 91(6):2076-80; Nguyen et al (2001), Neuroreport 12(9):1961-4）は、脳の大きな領域にＡＡＶベクターで形質導入する能力を有意に増強した。
ＡＡＶベクターの大規模調製は、パッケージング細胞株の３プラスミドによる共形質転換により行われる。ペプチドについての配列をコードするＤＮＡを運搬するＡＡＶベクター、ＡＡＶのrepおよびcap遺伝子を含有するAAV RCベクター、ならびにアデノウイルスヘルパープラスミドpDF6を、５０×１５０ｍｍのプレート中のサブコンフルエンシーの２９３細胞中へ。細胞をトランスフェクションの３日後に収集し、凍結融解サイクルにより、または超音波処理により、ウイルスを放出させる。
ＡＡＶベクターを、次いで、ベクターのセロタイプに依存して、２つの異なる方法により精製する。ＡＡＶ２ベクターは、そのヘパリンに対するアフィニティーに基づく単一段階の重力流カラム（gravity-flow column）精製法により精製する（Auricchio, A., et al., 2001, Human Gene therapy 12: 71-6; Summerford, C. and R. Samulski, 1998, J. Virol. 72:1438-45; Summerford, C. and R. Samulski, 1999, Nat. Med. 5: 587-88）。ＡＡＶ２／１およびＡＡＶ２／５ベクターは、現行では３連続のＣｓＣｌ勾配により精製される。
局所投与が最も好ましいと考えられるが、本明細書において記載される方法において用いられるペプチド、バリアントまたは誘導体は、in vivo遺伝子治療を介して全身送達してもよい。全身処置は、目的のＤＮＡ、すなわち本明細書において記載されるペプチド、バリアントまたは誘導体をコードするＤＮＡで、標的細胞をトランスフェクトすること、その細胞においてペプチド／タンパク質を発現させること、および形質転換細胞がその後生成されたペプチド／タンパク質を血中に分泌する能力を含む。
in vivoでの形質転換を達成するための、機械的手段（例えば、標的細胞への核酸の直接注入または微粒子銃）、組み換えウイルス、リポソームおよび受容体依存型エンドサイトーシス（ＲＭＥ）（概説についてはChang et al., 1994 Gastroenterol. 106:1076-84; Morsy et al., 1993 JAMA 270:2338-45；およびLedley, 1992 J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 14:328-37を参照））を含む多様な方法が開発されてきた。
ヒトにおける使用のための別の遺伝子導入法は、リポソーム中のプラスミドＤＮＡのin situでのヒト細胞への直接トランスファーである（Nabel, E. G., et al., Science 249:1285-1288 (1990)）。プラスミドＤＮＡは、ヒト遺伝子治療における使用を保証することが容易であるはずである。なぜならば、レトロウイルスベクターと異なり、これは、均一に精製することができるからである。リポソーム媒介性ＤＮＡトランスファーに加えて、プラスミドＤＮＡをタンパク質と共役させることによりＤＮＡを細胞上の受容体に標的化するものなどの、幾つかの他の物理的ＤＮＡトランスファー法が、ヒト遺伝子治療における有望性を示している（Wu, G. Y., et al., J. Biol. Chem. 266:14338-14342 (1991); Curiel, D. T., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:8850-8854 (1991)）。
本発明の一部の態様は、以下の番号付けされた段落のいずれかとして定義することができる：
１．（Ｂ＃）（ＶｎＱｎＲｎＱｎＴｎＴｃＴｃＶｃＶｃＡｎ）（Ｚ＃）のアミノ酸配列式を有する分子から本質的になる単離されたペプチドであって、
式中、Ｖｎ、Ｑｎ、Ｒｎ、Ｑｎ、ＴｎおよびＡｎは、アミノ酸Ｖ、Ｑ、Ｒ、ＴおよびＡならびにその非保存的および保存的アミノ酸置換を表わし；
ここでＴｃおよびＶｃは、アミノ酸ＴおよびＶならびにその保存的置換を表わし；
ここでＢおよびＺは、既知の２０個のアミノ酸またはその誘導体のいずれかであり；
ここで「＃」は、ＢおよびＸの各々について独立して変化する０〜２０の数であり；
およびここで前記ペプチドは、ＶＥＧＦに結合するか、in vivoアッセイにおいて細胞へのＶＥＧＦ結合を増強する、前記単離されたペプチド。
２．ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）のアミノ酸配列を有する分子から本質的になる単離されたペプチドであって、該単離されたペプチドの位置５におけるアミノ酸Ｘは、アルギニンより疎水性である、前記単離されたペプチド。
３．配列ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号２）の位置５におけるアミノ酸が、バリン、イソロイシン、グルタミン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、システイン、プロリン、アラニン、グリシン、またはアルギニンよりも疎水性であるこれらのアミノ酸のいずれかのバリアントからなる群より選択される、項２の単離されたペプチド。
４．アミノ酸配列ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）およびＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）からなる群より選択される分子から本質的になる、項３の単離されたペプチド。
５．ＤＲＶＱＲＪＴＴＴＶＶＡ（配列番号４８）のアミノ酸配列を有する分子から本質的になる単離されたペプチドであって、該単離されたペプチドの位置６におけるアミノ酸Ｊは、グルタミンよりも疎水性である、前記単離されたペプチド。
６．配列ＤＲＶＱＲＪＴＴＴＶＶＡ（配列番号４８）の位置５におけるアミノ酸Ｊが、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、システイン、プロリン、アラニン、グリシン、またはグルタミンよりも疎水性であるこれらのアミノ酸のいずれかのバリアントからなる群より選択される、項５の単離されたペプチド。
７．アミノ酸配列ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号１）、ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）、ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）およびＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）からなる群より選択される分子から本質的になる、項３の単離されたペプチド。
８．再生活性を有する、項１〜７のいずれか１つのペプチド。
９．in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する、項１〜８のいずれか１つのペプチド。
１０．血管新生を促進する、項１〜９のいずれか１つのペプチド。
１１．保存的アミノ酸置換をさらに含み、in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する、項１〜１０のいずれか１つのペプチド。
１２．内皮細胞へのＶＥＧＦの結合を増強する、項１〜１１のいずれか１つのペプチド。
１３．血管新生促進因子の存在下において血管新生を増強する、項１〜１２のいずれかのペプチド。
１４．血管新生促進因子の存在下において細胞遊走を増強する、項１〜１３のいずれかの単離されたペプチド。
１５．神経成長刺激活性を有する、項１〜１４のいずれかの単離されたペプチド。
１６．環状ペプチドである、項１〜１５のいずれか１つのペプチド。
１７．項１６のいずれか１つのペプチドであって、環状ペプチドが、式Ｃ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号７）またはＡＣ（Ｂｎ）（ＤＲＶＱＸＱＴＴＴＶＶＡ）（Ｚｎ）Ｃ（配列番号８）を有し、アミノ酸Ｘは、アルギニンより疎水性である任意のアミノ酸であり、ＢおよびＺは、既知の２０個のアミノ酸またはそれらの誘導体のいずれかであり、「ｎ」は０〜２０で変化する数であり、（Ｚｎ）および（Ｂｎ）は環状ペプチドにおいてスペーサーとして用いられる、前記ペプチド。
１８．ペプチドがポリマーに接合している、項１〜１７のいずれか１つのペプチド。
１９．１〜６アミノ酸のアミノ酸残基の内部欠失または挿入が存在する、項１〜１８のいずれか一項に記載のペプチド。
２０．異種のペプチドまたはポリペプチドに融合した項１〜１９のいずれか１つのペプチドを含む、融合タンパク質。
２１．薬学的に受容可能なキャリアと項１〜２０のいずれか１つのペプチドとを含む組成物。
２２．それを必要とする組織において細胞の増殖を促進する方法であって、前記組織を項２１の組成物と接触させることを含む、前記方法。
２３．それを必要とする組織において血管新生を促進する方法であって、前記組織を項２１の組成物と接触させることを含む、前記方法。
２４．創傷治癒の促進、熱傷、組織修復、骨修復、妊娠促進、心筋梗塞、心肥大、勃起不全の処置、血圧の調節、疾患または外傷後の血管再生、組織移植、または組織工学によるコンストラクトの背景において適用される、項２２または２３の方法。
２５．創傷治癒を促進する方法であって、創傷を、項１〜２０のいずれか１つのペプチド、環状ペプチドまたは融合タンパク質と接触させ、それにより、前記ペプチドまたは融合タンパク質の不在下と比較して、創傷治癒が増強される、前記方法。
２６．神経保護を必要とする個体に対して神経保護または神経再生を促進する方法であって、神経細胞を項２１の組成物と接触させることを含み、前記接触させることが、該接触させることの不在下において生じる神経細胞死と比較して、神経細胞死を予防するかもしくは遅延させる、または前記接触させることが、神経の成長を促進することにより、神経再生を促進する、前記方法。
２７．それを必要とする組織において細胞の増殖を促進するための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
２８．それを必要とする組織において血管新生を促進するための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
２９．創傷治癒を促進するための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
３０．神経保護を必要とする個体に対する、神経保護または神経再生を促進するための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
３１．それを必要とする組織において細胞の増殖を促進するための医薬の製造のための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
３２．それを必要とする組織において血管新生を促進するための医薬の製造のための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
３３．創傷治癒を促進するための医薬の製造のための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
３４．神経保護を必要とする個体に対して神経保護または神経再生を促進するための医薬の製造のための、項１〜２０のいずれか１つのペプチドの使用。
本発明を、以下の例によりさらに説明する。以下の例は、限定するものとして解釈されるべきではない。
例
例１．プロミニン−１配列から誘導される７個の１２マーのペプチドはＶＥＧＦに結合する。
最小エピトープ決定は、MIT Biopolymers Facilityにおいて調製された ABIMEDスポットペプチドアレイの免疫染色に基づいた（図１）。各スポットは、１２マーの連続したペプチドを含み、目的の抗原中の残基の数に依存して、３残基のオフセットを用いて、抗原配列全体をカバーする。３残基のオフセットについて、スポット１は配列１〜１２を含み、スポット２は配列３〜１５を含み、スポット３は配列６〜１８を含む、など。セルロース結合ペプチド膜を、Ｔ−ＴＢＳブロッキングバッファー（ブロッキング剤の存在下において、ＴＢＳ、ｐＨ８．０／０．０５％のTween 20；Roche Diagnostics化学発光検出キット1500694）と共にプレインキュベートした。その後、ペプチドアレイを、１．０μｇ／ｍｌの最終濃度におけるｈＶＥＧＦと共に、Ｔ−ＴＢＳブロッキングバッファー中で２時間インキュベートした。Ｔ−ＴＢＳで１０分間３回洗浄した後、抗ｈＶＥＧＦ抗体（Quantum Biotechnologies, Montreal）を、１時間、Ｔ−ＴＢＳブロッキングバッファー中１μｇ／ｍｌの最終濃度まで添加し、その後、Ｔ−ＴＢＳで１０分間３回洗浄した。最後に、アレイを２次抗マウスIgGペルオキシダーゼ標識抗体（カタログ番号A5906、Sigma）と共にインキュベートした、これはＴ−ＴＢＳブロッキングバッファー中１μｇ／ｍｌの濃度において１時間適用し、その後、Ｔ−ＴＢＳで１０分間３回洗浄した。ペプチド結合VEGF抗体複合体の分析を、化学発光基質を用いて行った。ペプチドへの検出抗体の結合を、抗マウスＩｇＧペルオキシダーゼ標識抗体単独による対照インキュベーションにより除外した（データは示さず）。７個の高度に反応したペプチドは、商業的に合成されており（Genescript Co., NJ）（表１）、ＶＥＧＦ−Ａへの結合についてＥＬＩＳＡおよびどっとブロットにより確認した（データは示さず）。
例２．プロミニンの細胞外ドメインから誘導される＃ペプチド２３７は、内皮細胞およびB16-F10メラノーマ細胞へのＶＥＧＦの結合を増大させる。
内皮細胞およびメラノーマ細胞へのＶＥＧＦの結合に対するペプチドの効果を特徴づけるために、細胞を多様なペプチド（７２０μｇ／ｍｌ）と共に、Ｉ１２５−ＶＥＧＦ（１２ｎｇ／ｍｌ）の存在下においてインキュベートした（図２）。ペプチド＃２３７は、内皮細胞ならびにメラノーマ細胞へのＶＥＧＦの結合を増大させた。１００００細胞を、２０ｍＭのＨｅｐｅｓ、０．１％のＢＳＡおよびＩ１２５−ＶＥＧＦ（１２ｎｇ／ｍｌ）を含む結合バッファー中で、３時間氷上でインキュベートした。３回の洗浄の後で、放射活性レベルをガンマカウンターにより決定した。両種の細胞に対してペプチド＃２３７を添加した場合に、２５倍より高いＩ１２５−ＶＥＧＦの結合の増大を観察した。試験した他のプロミニン−１ペプチドは、内皮細胞へのＶＥＧＦの結合に対して何らの効果も有さなかった。
例３．プロミニン−１の細胞外フラグメントは、内皮細胞およびメラノーマ細胞の増殖に影響を及ぼす。
細胞のミトコンドリアの脱水素酵素によるテトラゾリウム塩ＷＳＴ−１のホルマザンへの切断に基づくアッセイを用いて、細胞の増殖を試験した。５０，０００個の微小血管の内皮細胞のアリコート（図３Ａ）またはF10-B16メラノーマ細胞（図３Ｂ）を、９６ウェルプレートの各ウェルに、１０％ウシ胎児血清を含有するＥＧＭ培地中で添加した。細胞が９６ウェルトレイに付着した後で、細胞を洗浄し、高血清培地を飢餓培地で一晩置き換えた。全ウェルをリン酸緩衝化生理食塩水でリンスした。陰性対照ウェルに飢餓培地を与え、陽性対照ウェルに完全培地を与えた。細胞を異なるペプチド（１００μg／ｍｌ）で処置し、細胞増殖に対するそれらの効果を決定した。細胞を、それぞれのペプチドの存在下において２４時間インキュベートさせた。この時点において、細胞増殖を測定するために、ＷＳＴ−１試薬を４時間適用した。、プレートをＯＤ＝４５０ｎｍにおいて読み取り、データを陰性対照の増殖のパーセンテージとして、ｐ＜０．０５を有意であるものとして提示した。生細胞の数の増大は、ウェル中のミトコンドリア脱水素酵素の全活性の増大をもたらす。図５において示すとおり、ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）およびB16-F10メラノーマ細胞の増殖は、プロミニン−１の細胞フラグメントとのインキュベーションにより有意に増大した（ｐ＜０．０５）。
例４．プロミニンペプチド（＃２３７）は、角膜マイクロポケットアッセイの間にＶＥＧＦペレットに添加された場合に、in vitroで血管新生を増大させる。
血管新生プロセスに対するペプチド＃２３７の調節効果を評価するために、角膜マイクロポケットアッセイを行った。いずれも１６０ｎｇのキャリアフリーの組み換えヒトVEGF 165（R&D Systems, Minneapolis, MN）を含有する２種のペレットを作製し、その一方は、１．３μgの＃２３７のペプチドを含有する。ペレットを、２群の麻酔されたマウス（ｎ＝４）の角膜中に作製したマイクロポケット中に移植した。標準化された徐放（slow-release）ペレットの使用を通して、５日間の経過にわたって予測可能な血管新生応答を生ぜしめ、その後定量する。血管新生の面積を血管面積として計算した。これは、角膜縁から測定した血管の長さと、角膜周囲のクロックアワー（clock hours）との積として、以下の式を用いて計算する：血管面積（ｍｍ２）＝［クロックアワー×血管の長さ（ｍｍ）×０．２ｍｍ］。処置された眼（ペプチド＃２３７を用いたペレット）において、対照（ペプチド＃２３７を用いないペレット）に対して、血管密度の５３％の増大が観察された（図４）。in vivoでの実験により、当該ペプチドが、細胞の増殖を刺激すること、およびしたがって血管新生を誘導する有望な候補であることが確認される。
例５．プロミニンペプチド（＃２３７）は、MatrigelアッセイにおいてＶＥＧＦと組み合わせて試験された場合に、in vivoで内皮細胞の遊走を増大させる。
２群の８週齢のＣ５７ｂｌマウスを麻酔し、５００ｎｇのＶＥＧＦ（０．５μｇ／ｍｌ）を添加した０．５ｍｌの氷冷マトリゲル、またはＶＥＧＦおよびプロミニンフラグメント−＃２３７（１８０μｇ）を含有するマトリゲルのいずれかを皮下注射した。６日目に、動物を安楽死させ、マトリゲルから遊離した細胞の決定のために、蛍光標示式細胞分取器（ＦＡＣＳ）分析を用いた。内皮細胞を造血細胞と区別するために、細胞を、それぞれ内皮細胞および造血細胞に特異的な２種の抗体、CD31-PEおよびCD45-APCと共にインキュベートした。左上のパネルは、血管を構築する細胞である内皮細胞の数を反映する。図５において示すとおり、１８０μgの＃２３７のペプチドをＶＥＧＦに添加した場合に、６倍（０．４２％対０．０７％）（左上のパネル）の内皮細胞が観察された。このことは、＃２３７が、ＶＥＧＦにより誘導される内皮細胞の遊走に対して相乗効果を有する強力な血管新生因子であることを確認する。
例６．プロミニンペプチド（＃２３７）は、創傷治癒モデルにおいて血管新生を増大させる。
損傷を受けた組織中への微小血管の増殖は、正常な治癒プロセスの必須成分である。実際、創傷治療は、しばしば血管新生を促進することを目的とする。モデルは、ヌードマウスの耳の背側面に創傷を作ることからなる。円形のパンチを用いて、ヌードマウスの耳に標準化された創傷を作製する。パンチのサイズ（２．２５ｍｍ）により一定の直径の創傷を与え、耳を毎日プレーンなマトリゲル（図６Ａ）またはペプチド＃２３７（１８０μｇ）を含有するマトリゲル（図６Ｂ）で５日間処置した。マトリゲル溶液は、血管新生に対して最小の効果を有したが、対象的に、ペプチド＃２３７を含有するマトリゲルは、耳の創傷部位の周囲の血管新生を有意に増大させた（×４）。創傷の血管新生を評価するために、マウスに、それらを麻酔した直後に、内皮細胞を特異的に標識するデキストラン−ＦＩＴＣを接種した。耳／創傷を観察し、図６に示した。処置マウス（＃２３７のペプチド）間の円形の創傷の周囲の血管新生は、未処置マウスの間のものよりも著しかった。
例７．＃２３７のＡｌａ ５（配列番号３）の環状化ペプチド
本明細書において提供されるのは、本明細書において記載される方法および組成物による使用が企図される例示的な環状ペプチドである。ジスルフィド架橋の形成を可能にするために、システイン残基の前にアミノ酸ＧＧを添加する。
＃２３７のペプチドＡｌａ−５の環状ペプチドについての例示的な配列として、限定されないが、ＡＣＧＧＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡＧＧＣ（配列番号１７）；ＡＣＧＧＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡＧＧＧＧＧＧＣ（配列番号１８）；およびＣＧＧＧＧＧＧＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡＧＧＣＡ（配列番号１９）が挙げられる。
例えばペプチドＡｌａ−５についてのさらなる環状ペプチドは、以下の例示的な式を用いて設計することができる。これらの式は、２個のシステイン間のジスルフィド結合の形成により、ペプチドが環状ペプチドに変換されることを可能にする。ペプチドＡｌａ−５または保存的アミノ酸置換を当該用語が本明細書において用いられるものとして含むバリアントの環状ペプチドを設計するための例示的な式を、以下に示す：
ＣＢ（ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ）ＺＣ（配列番号２０）、
ＡＣＢ（ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ）ＺＣ（配列番号２１）、
ここで、ＢまたはＺは各々独立して、スペーサーとして用いられる０〜２０個のアミノ酸である。上記のペプチドＡｌａ−５についての具体例（配列番号１７；配列番号１８；配列番号１９）において、スペーサーアミノ酸はＧである。
例８：ペプチド＃２３７から誘導される多様なペプチドが、内皮細胞へのＶＥＧＦの結合に対する＃２３７の効果が配列依存性であることを示す。
これらのペプチドの各々を、多様な濃度において、内皮細胞へのＶＥＧＦの結合について試験し、ペプチド＃２３７と比較した。結果を本明細書において図７に示す。
例９：ペプチド＃２３７は創傷治癒を促進する。
血管新生を増大することに加えて、ペプチド＃２３７はまた、創傷治癒を加速させる。創傷治癒に対するペプチドの効果を評価するために、５個体のマウスの耳に、１ｍｍの寸法の創傷を作製する円形パンチを用いて創傷を作った。創傷を受けたマウスの耳を、毎日matrigelTMまたは＃２３７のペプチドを含有するmatrigelTMのいずれかにより１４日間処置した。図８において示すとおり、１４日目において、処置マウスの創傷面積は、未処置のマウスの間のものよりも有意に小さく、このことは、＃２３７がマウスモデルにおいて創傷治癒を促進することを示す。
例１０：位置５におけるアラニン置換ペプチド＃２３７（Ａｌａ ５）は、内皮細胞によるＶＥＧＦの結合を増強した。
本発明者らはまた、ペプチド＃２３７中のいずれのアミノ酸残基が、本明細書において記載される多様な血管新生およびＶＥＧＦ関連の結合活性のために重要であるかを調査した。これを達成するために、本発明者らは、ペプチド＃２３７中の１２個のアミノ酸残基の各々を、個々にアラニンに置換し、多様な位置におけるアラニン置換のＶＥＧＦへの内皮細胞の結合に対する効果を試験する実験を行った。全１２個のアラニン置換ペプチドを作製して試験した：Ａｌａ−１、Ａｌａ−２、Ａｌａ−３、Ａｌａ−４、Ａｌａ−５、Ａｌａ−６、Ａｌａ−７、Ａｌａ−８、Ａｌａ−９、Ａｌａ−１０、Ａｌａ−１１、Ａｌａ−１２（配列番号３８〜４１、３、１１、４２〜４７）：ここで、数はアラニン置換が生じた位置を示す。さらに、配列ＡＡＶＶＴＴＴＱＲＱＶＲＤ（配列番号２２）を有する「flip＃２３７」ペプチドをまた作製して研究した。
図９Ａおよび９Ｂは、アラニン置換が、位置５において置換が行われた場合に顕著な活性の増大を示したことを示す。Ａｌａ−５ペプチドは、位置５におけるアルギニンがアラニンにより置き換えられている。内皮細胞がＶＥＧＦに結合する能力は、オリジナル＃２３７での処置と比較して２倍より大きく増大した。
例１１：ペプチド＃２３７は、マウス後肢虚血モデル実験において血管新生を増強した。
マウス後肢虚血モデルを用いて、ペプチド＃２３７の血管新生効果を調査した。実験の手順は、２群のマウスにおいて行った：群Ａは、その大腿動脈の両方が虚血を刺激するために結紮されたマウスを含み、群Ｂのマウスにおいては左大腿のみが結紮されている。群Ａのマウスを、虚血部位への生理食塩水またはペプチドのいずれかの直接注射（８００μg）により処置した。群Ｂからのマウスを、手順の１日前にマウスの背に移植したポンプにより全身処置した。ペプチドおよび対照（生理食塩水）を、ポンプから０．５μg／時間の速度においてゆっくりと放出させた。大腿が正確に結紮されているか否かを評価するために、レーザードップラー灌流画像化装置により、各マウスについて手法の前および直後に血流を分析した。より明るい灰色の影は、良好な血流の存在を示し、一方、暗い影または黒色は、僅かな血流または血流がないことを示す。
図１０において示すとおり、ポンプを介した＃２３７のペプチドの局所注入および緩徐な放出は、ゼロの時点と比較して４８時間における白色の領域により示されるとおり、４８時間後に虚血部位における血流の完全な回復をもたらした。
例１２：ペプチド＃２３７は、マウスにおいて肢虚血における血流を改善する。
＃２３７（ＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号１）およびアナログ＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）のマウスにおける虚血組織に対する治療活性を、一方の肢における大腿動脈結紮により虚血を誘導するマウス後肢虚血モデルを用いて示した。マウスを、その大腿動脈の一方（右肢）において結紮し、後肢虚血を刺激した。大腿が正確に結紮されているか否かを評価するために、各マウスについて手法の前および直後に機械により血流を分析した。レーザードップラー画像化装置により、手術していない肢と血流を比較した。大腿動脈遮蔽の直後に腹腔内投与されたペプチド＃２３７またはアナログ＃２３７−Ｖは、３〜６日間以内に肢の灌流を有意に改善する。虚血した肢は、レーザードップラー画像中の左側の肢として観察される。
虚血（各画像の左側）および非虚血（各画像の右側）後肢の、手術の直後ならびに４および１４日後の代表的な評価。図１１において、白色の領域は正常な血液循環を伴う正常な灌流を示し、黒色の領域は、虚血した左後肢における血流の不在を示す。＃２３７を投与されたマウスは、生理食塩水処置されたマウスと比較してより高い血流の回復を示した。肢の遠位端に位置する白色の領域中の暗い影の領域は、非常に良好な血流を示す。
図１２において、虚血後肢の血流を、虚血肢と未損傷肢との灌流の間の比として表わす。平均して、ペプチド＃２３７および＃２３７−Ｖを投与されたマウスは、生理食塩水処置されたマウスと比較して約３０〜４０％高い灌流を示した。
例１３：ペプチド＃２３７アナログは、マウスにおいて創傷治癒を改善する。
例９において記載するように創傷治癒実験を行った。ただし、幾つかの異なるペプチド＃２３７アナログ：＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）を用いた。
図１３は、ペプチド＃２３７−Ｖ（ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号４）、＃２３７−Ｑ（ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号５）および＃２３７−Ｍ（ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ）（配列番号６）が、Ｃ５７ＢＬマウス創傷治癒モデルにおける腹腔処置の後で、対照（ペプチド＃２３７、配列番号１）よりも有意に高い創傷閉鎖を引き起こすことを示す。

Claims (23)

  1. アミノ酸配列ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）、ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）およびＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、ペプチド＃２３７（配列番号１）のペプチドアナログ。
  2. アミノ酸配列ＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧ（配列番号２９）、ＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡＧＩ（配列番号３０）、ＤＲＶＱＶＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４）、ＤＲＶＱＭＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号５）、ＤＲＶＱＱＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号６）、ＤＡＶＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３９）、ＤＲＡＱＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４０）、ＤＲＶＡＲＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号４１）、ＤＲＶＱＡＱＴＴＴＶＶＡ（配列番号３）、ＤＲＶＱＲＡＴＴＴＶＶＡ（配列番号１１）、ＤＲＶＱＲＱＡＴＴＶＶＡ（配列番号４２）またはＤＲＶＱＲＱＴＴＴＶＶＧ（配列番号４７）からなる、請求項１のペプチドアナログ。
  3. 再生活性を有する、請求項１または２に記載のペプチドアナログ。
  4. in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  5. 血管新生を促進する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  6. 保存的アミノ酸置換をさらに含み、in vitroアッセイにおいてＶＥＧＦに結合する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  7. 内皮細胞へのＶＥＧＦの結合を増強する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  8. 血管新生促進因子の存在下において血管新生を増強する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  9. 血管新生促進因子の存在下において細胞遊走を増強する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の単離されたペプチドアナログ。
  10. 神経成長刺激活性を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の単離されたペプチドアナログ。
  11. 環状ペプチドである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  12. ペプチドがポリマーに接合している、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のペプチドアナログ。
  13. 異種のペプチドまたはポリペプチドに融合した請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログを含む、融合タンパク質。
  14. 薬学的に受容可能なキャリアと請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログとを含む組成物。
  15. 必要とする組織において細胞の増殖を、前記組織を組成物と接触させることによって促進するための、請求項１４の組成物。
  16. 必要とする組織において血管新生を、前記組織を組成物と接触させることによって促進するための、請求項１４の組成物。
  17. 創傷治癒の促進、熱傷、組織修復、骨修復、妊娠促進、心筋梗塞、心肥大、勃起不全の処置、血圧の調節、疾患または外傷後の血管再生、組織移植、または組織工学によるコンストラクトの背景において適用される、請求項１５または１６の組成物。
  18. 創傷治癒を、前記創傷を組成物と接触させることによって促進し、それにより創傷治癒が前記組成物の不在下における創傷治癒と比較して増強される、請求項１４の組成物。
  19. 神経保護を必要とする個体において神経保護または神経再生を、神経細胞を組成物と接触させることによって促進し、前記接触させることが、該接触させることの不在下において生じる神経細胞死と比較して、神経細胞死を予防するかもしくは遅延させる、または前記接触させることが、神経の成長を促進することにより神経再生を促進する、請求項１４の組成物。
  20. 必要とする組織において細胞の増殖を促進するための医薬の製造のための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログの使用。
  21. 必要とする組織において血管新生を促進するための医薬の製造のための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログの使用。
  22. 創傷治癒を促進するための医薬の製造のための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログの使用。
  23. 神経保護を必要とする個体に対して神経保護または神経再生を促進するための医薬の製造のための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペプチドアナログの使用。
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