TWI634210B - 抑制熱休克蛋白質表現之胜肽及包含其之組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種抑制熱休克蛋白質(HSP)表現之組成物,該組成物包括:包括序列編號1之胺基酸序列的胜肽,包括具有與胺基酸序列80%或以上之序列同源性之胺基酸序列的胜肽,或係上文所論及胜肽之胜肽片段的HSP結合胜肽,以及提供一種藉由使用該組成物執行熱休克蛋白質表現抑制之方法。更特定言之,由於癌細胞中的熱休克蛋白質特異性增加,本發明提供一種藉由使用特異性結合至熱休克蛋白質之胜肽抑制熱休克蛋白質表現之方法。
Description
本發明之一或更多個實施例係關於一種具有熱休克蛋白質表現抑制活性的胜肽及一種包括該胜肽的組成物,且更特定言之,係關於一種衍生自端粒酶且具有熱休克蛋白質表現抑制活性的胜肽、一種包括該胜肽的組成物及一種藉由使用該組成物執行熱休克蛋白質表現抑制之方法。
癌細胞高水平地表現若干類型之熱休克蛋白質(heat shock proteins;HSP)以增加腫瘤之侵襲性及使得癌細胞能夠在致死狀況(諸如癌症治療所引發的細胞凋亡)下存活。當HSP表現增加時,會抑制程式化細胞凋亡及誘發自身生長,此外獲得對癌症治療之抗性以便癌細胞生長。
當1962年首次報告HSP時,HSP被稱為細胞結構蛋白質,該蛋白質藉由在逆境狀態(諸如加熱、缺氧及放射性現象)下充當分子伴護蛋白來保護細胞(Ritossa F.Experimentia 1962;18:571-3.;及Lindquist S等人,Craig Annu
Rev Genet 988;22:631-77)。最近,報告稱,HSP參與細胞生長及細胞凋亡,且HSP在各種腫瘤組織中過度表現,此表明HSP可在腫瘤之發展中起到一系列作用。HSP在逆境狀態(諸如缺氧)下對細胞之存活很重要。取決於其分子量,HSP可分類為各種群組(小HSP族、HSP 60族、HSP 70族,HSP 90族)。
關於腫瘤,在子宮內膜癌、惡性骨肉瘤及腎癌中,
HSP 70具有增強的表現,且認為該增強表現由HSP 70抑制細胞凋亡引發。HSP 90相當於約1%至約2%之正常細胞蛋白質且在逆境狀態下尤其具有增強表現。HSP90與ATP反應以折疊變性蛋白質,在肺癌、白血病、霍奇金病(Hodgkin's disease)中具有增強表現,及亦報告為與細胞凋亡相關;然而,尚未知曉HSP90之確切作用。
隨著HSP參與腫瘤發生變得眾所週知,在癌症治療
中已開始努力使用HSP表現抑制劑。因此,發現係HSP 90抑制劑之17AAG(格爾德黴素之17-烯丙胺基-17-去甲氧類似物;17-allylamino-17-demethoxy analogue of geldanamycin)為可能的抗腫瘤試劑及當前處於臨床試驗中。槲皮素(quercetin)係一種類黃酮,係具有多酚基團的植物化學物質,且發現在各種癌細胞株之實驗中抑制細胞增殖。儘管確切機制尚未知曉,已知槲皮素抑制HSP70之產生,因此,槲皮素正經研究作為用於與高溫療法組合的療法之藥物。
HSP70係與各種細胞內機制相關的高度保守蛋白質伴護蛋白。可由細胞中的逆境誘發HSP70之產生及HSP70抑
制逆境誘發的細胞凋亡。又,已知HSP70能夠免疫調變及刺激抗炎性細胞因子之產生(Van Eden,W.等人,Nat.Rev.Immunol.5:318-330(2005))。另外,HSP70預防由腫瘤壞死因子(tumor necrosis factors;TNF)引發的炎性休克及誘發抗原呈現細胞(antigen presenting cells;APC)之活化。
HSP70(結構性表現Hsc70及熱誘發HSP70-1及
HSP70-6)參與準備階段,而HSP90參與最後階段。HSP70及HSP90之功能需要HSP70調節因子、HSP40、HSP110、各種協同伴護蛋白質(諸如BAG及HIP);參與中間分子伴護蛋白質錯合物之形成的HSP組織蛋白質(HSP-organizing protein;HOP),其中客戶蛋白質(client protein)自HSP70傳遞至HSP90,及其他蛋白質(諸如p23、cdc37),及最終或成熟HSP90錯合物中的免疫親和素功能。將HSP90識別為新穎癌症標靶。HSP90係一種基本蛋白質,該蛋白質作用為保證客戶蛋白質之結構穩定性、形式及功能之分子伴護蛋白質,並具有足夠的普遍性(整個細胞蛋白質的1-2%)。抑制HSP90之固有ATPase阻擋了HSP90蛋白質與客戶蛋白質之間的交互作用及經由泛素蛋白酶體路徑誘發HSP90之分解。HSP90客戶蛋白質之仿效者(諸如包括Raf、AKT、CDK4及ErbB2的EGFR群組)係致癌信號傳遞分子,該分子決定性參與細胞之細胞生長、分化及細胞凋亡,並且此過程對癌細胞而言極為重要。
因此,當研製出一種抑制HSP70及HSP90之表現的組成物時,該研製之漣波效應預計很大。
KR2012-0117954A
KR2006-0023576A
Van Eden, W.等人,Nat. Rev. Immunol. 5:318-330(2005)
Ritossa F. Experimentia 1962;18:571-3.
Lindquist S等人,Craig Annu Rev Genet 988;22:631-77
本發明之發明人研製一種抑制HSP表現之藥物,藉由將該藥物特異性結合至HSP來完成本發明。
本發明之發明人研製一種衍生自端粒酶的胜肽,該胜肽特異性結合至HSP及特異性抑制HSP表現。
本發明之一或更多個實施例包括一種結合至HSP以抑制HSP表現之胜肽及一種藉由使用該胜肽抑制HSP表現之方法。
將於下文描述中部分地闡述額外態樣及該等態樣將部分地自該描述顯而易見,或可藉由已存在實施例之實行瞭解該等態樣。
根據本發明之一或更多個實施例,提供一種抑制熱
休克蛋白質(HSP)表現之組成物,該組成物包括:包括序列編號1之胺基酸序列的胜肽、包括具有與胺基酸序列80%或以上之序列同源性之胺基酸序列的胜肽、或上文所論及胜肽之胜肽片段。
在根據本發明之實施例之HSP結合胜肽中,HSP可為HSP 70或HSP 90。
在根據本發明之實施例之HSP結合胜肽中,胜肽片段包括三個或更多個胺基酸。
在根據本發明之實施例之HSP結合胜肽中,胜肽包括30個或更少個胺基酸。
在抑制血管形成之組成物中,該組成物可用於預防或治療與非調節血管形成相關的疾病或失調症,諸如腫瘤生長與轉移、糖尿病性視網膜病變、早產兒視網膜病變、角膜移植排斥、新生血管性青光眼、皮膚紅變、增殖性視網膜病變、銀屑病、黃斑變性、血友病性關節病、動脈粥樣硬化斑中的毛細血管增殖、瘢痕瘤、創口肉芽、血管黏附、類風濕性關節炎、慢性炎症、骨關節炎、自體免疫性疾病、克羅恩氏病、血管再狹窄、動脈粥樣硬化、腸黏連、貓抓病、潰瘍、肝硬化、腎小球性腎炎、糖尿病性腎病、惡性腎硬化、血栓性微血管病、器官移植排斥反應、腎小球性腎病、糖尿病、炎症或神經變性疾病。
在根據本發明之實施例之抑制血管形成之組成物中,該組成物可用於預防或治療腫瘤之生長與轉移。
在根據本發明之實施例之抑制血管形成之組成物
中,該組成物可為醫藥組成物。
在根據本發明之實施例之抑制血管形成之組成物中,該組成物可為食品組成物。
根據本發明之另一實施例,提供一種預防及治療與HSP表現相關的疾病之方法,該方法包括施用抑制HSP表現的組成物。
結合隨附圖式,該等及/或其他態樣將自實施例之以下描述變得顯而易見且更容易理解,在該等圖式中:第1圖圖示辨識與PEP 1交戶作用的蛋白質之資料,等資料包括以下:(A)將包括GFP、11-mer-GFP(GFP稠合至短PEP1)以及PEP 1-GFP蛋白質的經純化His標籤與HEK293T細胞裂解液培養,及藉由使用Ni-NTA層析法純化由此獲得之每種蛋白質錯合物,隨後執行SDS-PAGE及銀染色。從凝膠中切去與PEP 1-GFP特別相關的蛋白質及隨後藉由使用Maldi-TOF質譜分析儀辨識,結果展示於第1(A)圖中。*係指GFP、11mer-GFP及PEP 1-GFP染色帶;(B)藉由使用免疫轉漬(immunoblotting;IB)使用抗體辨識經辨識與PEP 1相關的蛋白質,結果展示於第1(B)圖中;(C)為了辨識不同細胞中的PEP 1與HSP70之間的交戶作用,用GST蛋白質或PEP 1-GST蛋白質培養MCF7及HepG2細胞之細胞裂解液。第1(C)圖圖示由於使用麩胱甘肽
樹脂下拉,藉由使用IB及抗HSP70抗體的HSP70與PEP 1交戶作用之結果;以及(D)在從MCF7細胞中分離膜部分後,用GFP或PEP 1-GFP培養MCF7細胞。第1(D)圖圖示在Ni-NTA層析法後自HSP70錯合物之IB獲得之結果;第2圖及第3圖圖示由於對癌細胞的PEP 1處理的HSP70及HSP90之抑低調控結果。在具有增加濃度之PEP 1或亂序胜肽的無血清培養基中處理Jurkat(第2圖)及MCF7(第3圖)細胞2小時。藉由IB使用HSP70、HSP90及GAPDH的抗體分析HSP70及HSP90的量;第4圖至第5圖圖示由於PEP 1之缺氧誘發HSP生產抑制之實驗結果。用PEP 1(20μM)或媒劑處理MCF7及HeLa細胞,隨後在缺氧下培養一預定時段。由此獲得之MCF7及HeLa細胞之細胞裂解液經歷IB以分析HSP70及HSP90的量;第6圖圖示用媒劑、PEP 1、17-AAG及KNK437處理Jurkat及MCF7細胞之結果。在具有媒劑、PEP 1(對於Jurkat為5μM及對於MCF7為20μM)、17-AAG(1μM)及KNK437(1μM)的無血清培養基中處理Jurkat及MCF7細胞兩小時。藉由IB使用與第2圖所描述之方法相似的方法分析由此獲得之Jurkat及MCF7細胞之細胞裂解液;第7圖圖示用PEP 1或PBS處理包括MG132(5μM)或未包括MG132(5μM)的MCF7細胞之結果。藉由表面細胞內染色及表面染色來染色細胞內HSP及表面HSP,隨後藉由
使用流式細胞計數分析。紅色指示DMSO,藍色指示PEP 1加DMSO,橙色指示PEP 1加MG132,及綠色指示MG132;第8圖至第9圖係圖示缺氧下藉由PEP 1抑制癌細胞增殖之曲線圖。在常氧下(左圖)或在缺氧下(右圖)包括PEP 1或未包括PEP 1培養MCF7及HeLa細胞。在第二天、第四天及第六天量測細胞數目。資料表示平均值±SD。*指示當p<0.05時的統計顯著性。執行單因子t測試;第10圖至第11圖圖示由於PEP 1處理之HSP70及HSP90之蛋白質水平的下降。使用HSP70及HSP90的抗體,藉由免疫組織化學染色視覺化HSP70及HSP90樣本之蛋白質水平(第10圖),藉由使用Leica Qwin軟體量化該等樣本(第11圖)。隨機選擇視野以自各個處理群組之6個載片量化10個視野。資料表示平均值±SD。***當p<0.001時指示為統計顯著,並執行雙因子t測試。第12圖圖示使用腫瘤裂解液的免疫轉漬實驗中,以PEP 1處理之腫瘤樣本中HSP70及HSP90的蛋白質水平下降。
第13圖及第14圖圖示PEP 1對血液中分泌的HSP70之蛋白質水平之效果。第13圖圖示HSP70(左圖)及HSP90(右圖)之水平;n=20,經由ELISA,使用從用PEP 1(50μg/kg)或PBS處理的小鼠模式(每群組10只小鼠)中獲得之血清。第14圖圖示腫瘤重量(左圖)與腫瘤大小(右圖)之間的關係分析。執行雙因子t測試。
可以各種方式修改及體現本揭示案。在下文中,將
經由示例性實施例更詳細描述本揭示案。然而,以下實例不欲限制本揭示案。確切而言,本揭示案可基於隨附申請專利範圍作出各種改變。應將理解,本揭示案包括屬於本揭示案之技術觀念及範疇內的任何改變、等效物或取代。在描述中,可忽略熟知特徵及技術之細節以避免不必要地模糊所呈現之實施例。
端粒已知為染色體之末端處所發現的遺傳物質之重複序列,用於防止染色體遭受損壞或合併至其他染色體上。每次細胞分裂時端粒之長度縮短,且在若干次細胞分裂後,端粒長度極度縮短到細胞停止分裂及死亡的程度。另一方面,已知延長端粒以延伸細胞之壽命。舉例而言,癌細胞分泌一種稱為端粒酶的酶,端粒酶預防端粒縮短,從而導致癌細胞增殖。本揭示案之發明人已辨識,衍生自端粒酶的胜肽對治療及預防缺血性再灌注傷害有效並已完成本揭示案。
技術中已知苯醌安莎黴素抗生素(諸如格爾德黴素及除莠黴素)及根赤殼菌素作為結合至HSP90族蛋白質的化合物。報告稱,所有該等化合物結合至HSP90族蛋白質並抑制HSP90族蛋白質之功能以展示藥理學活性(諸如抗腫瘤發生之活性)。因此,已知結合至HSP90族蛋白質的化合物用作與HSP90族蛋白質或結合至HSP90族蛋白質的蛋白質(亦即,HSP90客戶蛋白質)相關疾病的治療劑是有益的。
在本揭示案之示例性實施例中,聚核苷酸針對包含序列編號1之胺基酸序列的胜肽、包括具有與該胺基酸序列80%或以上序列同源性之胺基酸序列的胜肽或上文所論及胜
肽之胜肽片段編碼。聚核苷酸可用於大規模產生胜肽。舉例而言,可將包括對胜肽編碼之聚核苷酸的載體插入宿主細胞中,並可培養宿主細胞以大規模產生胜肽。
本文所揭示之胜肽可包括包含胺基酸序列的胜肽,該等胜肽與序列編號1之胜肽或序列編號1之胜肽之片段具有至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%之序列同源性。此外,本發明所揭示之胜肽可包括與序列編號1之胜肽或其片段在至少一個胺基酸、至少2個胺基酸、至少3個胺基酸、至少4個胺基酸、至少5個轉化胺基酸、至少6個轉化胺基酸或至少7個胺基酸中具有差異的胜肽。
在本發明之一個實施例中,胺基酸中的改變包括胜肽物理及化學特性之修飾。舉例而言,可執行胺基酸修飾以便改良胜肽之熱穩定性、改變受質特異性及改變最佳pH。
在本揭示案之示例性實施例中,序列編號1之胜肽、序列編號1之胜肽之片段的胜肽或具有與該等胜肽80%或以上序列同源性的胜肽包括衍生自端粒酶(特定而言,人類(智人)端粒酶)的胜肽。
本文中的術語「胺基酸」不僅包括天然整合至胜肽中的22種標準胺基酸,而且包括D-異構體及修飾胺基酸。因此,在本發明之特定實施例中,本文中的胜肽包括具有D-胺基酸的胜肽。另一方面,胜肽可包括非標準胺基酸,諸如已經轉譯後修飾之彼等胺基酸。轉譯後修飾之實例包括磷酸化、糖基化、醯基化(包括乙醯基化、肉豆蔻醯基化、棕櫚
醯基化)、烷基化、羧基化、羥基化、糖化、生物素化、泛素化、化學特性的修改(例如,β-移除脫醯亞胺基化、脫醯胺基化)及結構修飾(例如,形成二硫鍵)。又,胺基酸之改變包括在與交聯劑形成胜肽共軛物的組合過程期間因化學反應而發生的胺基酸之改變,諸如胺基、羧基或側鏈的改變。
本文所揭示之胜肽可為已從天然源中辨識及分離的
野生型胜肽。另一方面,當與序列編號1的胜肽或其片段相比時,本文所揭示之胜肽可為人工變異體,該等人工變異體包括一或更多個胺基酸經取代、刪除及/或插入。野生型多胜肽中的胺基酸變化(不僅在人工變異體中)包含蛋白質折疊及/或不明顯影響活性的胺基酸之保守取代。保守取代之實例可處於鹼性胺基酸(精胺酸、離胺酸及組胺酸)、酸性胺基酸(麩胺酸及天冬胺酸)、極性胺基酸(麩醯胺酸及天冬醯胺酸)、疏水胺基酸(白胺酸、異白胺酸、纈胺酸及甲硫胺酸)、芳香族胺基酸(苯丙胺酸、色胺酸及酪胺酸)及小胺基酸(甘胺酸、丙胺酸、絲胺酸及蘇胺酸)之群組內。技術中已知大體不改變特定活性的胺基酸取代。最常發生的變化為Ala/Ser、Val/Ile、Asp/Glu、Thr/Ser、Ala/Gly、Ala/Thr、Ser/Asn、Ala/Val、Ser/Gly、Tyr/Phe、Ala/Pro、Lys/Arg、Asp/Asn、Leu/Ile、Leu/Val、Ala/Glu、Asp/Gly及上述之相反變化。下表1中展示保守取代之其他實例:
藉由按以下功效選擇明顯不同的取代執行胜肽之生物學特性之實質修改:(a)維護取代區域內的多胜肽主鏈之結構(諸如片層或螺旋三維結構)的功效,(b)維護目標區域內的分子之電荷或疏水性的功效,或(c)維護側鏈大小之功效。藉由一般側鏈特性將天然殘基分成如下群組:(1)疏水性:正白胺酸、met、ala、val、leu、ile;(2)中性親水性:cys、ser、thr;(3)酸性:asp、glu;(4)鹼性:asn、gln、his、lys、arg;(5)影響鏈定向的殘基:gly、pro;及(6)芳香性:trp、tyr、phe。
非保守取代可藉由將上述類別之成員與不同類別之成員互換來執行。通常可用絲胺酸取代無關維護胜肽之適當三維結構的任何半胱胺酸殘基,從而增加了分子之氧化穩定性及防止不適當的交聯。反之,可藉由向胜肽添加半胱胺酸鍵實現穩定性的改良。
另一種類型胜肽之胺基酸變異體係具有胜肽糖基化之改變模式的彼等胜肽。本文中的術語「改變」意謂刪除胜肽中所發現的至少一個碳水化合物殘基及/或添加胜肽內不存在的至少一種糖基化殘基。
胜肽中的糖基化通常為N-連接或O-連接。本文中的術語「N-連接」係指碳水化合物殘基附接於天冬醯胺酸殘基之側鏈。作為三胜肽序列,天冬醯胺酸-X-絲胺酸及天冬醯胺酸-X-蘇胺酸(其中X為除了脯胺酸外的任何胺基酸)係將碳水化合物殘基酶性附接於天冬醯胺酸之側鏈的識別序列。因此,當多胜肽中的該等三胜肽序列之一者存在時,產生潛在糖基化位點。「O-連接糖基化」意謂將糖N-乙醯半乳糖胺、半乳糖或木糖中之一者附接於羥基胺基酸。羥基胺基酸最典型為絲胺酸或蘇胺酸,但可使用5-羥基脯胺酸或5-羥基離胺酸。
藉由改變胺基酸序列以含有上文所論及之三胜肽序列方便地執行添加糖基化位點至胜肽(用於N-連接糖基化位點)。可藉由將至少一個絲胺酸或蘇胺酸殘基添加至第一抗體序列或藉由用彼等殘基取代作出該等改變(用於O-連接糖基化位點)。
根據本發明之實施例,聚核苷酸為核分子,該核分子可為天然或人工DNA或RNA分子及可為單股或雙股。可存在一或更多個核分子,其中核分子可具有相同類型(例如,具有相同核苷酸序列)或具有不同類型。聚核苷酸包括DNA、cDNA、誘餌DNA、RNA、siRNA、miRNA、shRNA、stRNA、snoRNA、snRNA、PNA、反義寡聚物、質體及上述之經修飾核酸中的一或更多者。
根據本發明之態樣,提供一種執行HSP表現抑制之方法,該方法包括以下步驟:向需要抑制HSP表現的受試者施用包括序列編號1之胺基酸序列的胜肽、包括具有與胺基酸序列80%或以上序列同源性之胺基酸序列的胜肽或上文所論及胜肽之胜肽片段。
根據本發明之另一實施例,提供一種包括序列編號1之胺基酸序列的胜肽、包括具有與胺基酸序列80%或以上序列同源性之胺基酸序列的胜肽或上文所論及胜肽之胜肽片段之用途,以便製造抑制HSP表現的組成物。
如本文所使用的,序列編號1(在下文中為「PEP 1」)為由16個胺基酸所組成的端粒酶衍生胜肽。
序列編號1 EARPALLTSRLRFIPK
序列編號1中所描述之胜肽與下表2中相同。下文表2中的「名稱」係用於區分胜肽。在一個態樣中,序列編號2之胜肽係人類端粒酶之整個胜肽。在本發明之不同特定實施例中,具有序列編號1之序列的胜肽、具有序列編號1之序列的胜肽之片段的胜肽或具有與根據本揭示案之胜肽
80%或以上之序列同源性的胜肽包括藉由選擇及合成對應於端粒酶內的相關位置的胜肽而合成之「合成胜肽」。序列編號2係整個端粒酶之胺基酸序列。
根據本發明之實施例,提供一種抑制HSP表現的組
成物,該組成物包括:包含序列編號1之胺基酸序列的胜肽,上述之片段胜肽,或包含具有與胺基酸序列80%或以上序列同源性之胺基酸序列的胜肽,其中該組成物係用於輸送一或更多種活性成份。
根據本發明之實施例,提供一種醫藥組成物或食品
組成物,該組成物將活性成分有效輸送至細胞中,該醫藥組成物或食品組成物包括:包含序列編號1之胺基酸序列的胜肽,或上述之片段胜肽,包含具有與胺基酸序列80%或以上序列同源性之胺基酸序列的HSP結合胜肽,及活性成分之共軛物。
在本發明之一個實施例中,組成物可含有0.1μg/mg
至1mg/mg,特定而言1μg/mg至0.5mg/mg,更特定而言10μg/mg至0.1mg/mg之包含序列編號1之至少一者之胺基酸序列的胜肽、包含與上文所論及之序列至少80%之序列同源性之胺基酸序列的胜肽或上文所論及之胜肽之片段。當含有在上文所論及之範圍內的胜肽時,可滿足組成物之安全性及穩定性兩者且該等範圍在成本效益方面適宜。
在本發明之一個實施例中,組成物可應用於包括人、犬、雞、豬、奶牛、羊、豚鼠及猴在內的所有動物。
在本發明之一個實施例中,可經由口服、直腸、經
皮、靜脈內、肌內、腹膜內、骨髓內、硬膜外或皮下路徑施用醫藥組成物。
口服給藥之形式可為(但不限於)錠劑、丸劑、軟
膠囊或硬膠囊、顆粒劑、粉末劑、溶液或乳液。非口服給藥之形式可為(但不限於)注射、點滴、洗液、軟膏劑、凝膠劑、乳膏劑、懸浮液、乳液、栓劑、貼片或噴霧。
在本發明之一個實施例中,若需要,醫藥組成物可
含有添加劑,諸如稀釋劑、賦形劑、潤滑劑、黏合劑、崩解劑、緩衝劑、分散劑、介面活性劑、著色劑、芳香劑或甜味劑。在本發明之一個實施例中,醫藥組成物可由技術中的習知工業方法製造。
在本發明之一個實施例中,醫藥組成物之活性成份
之劑量可根據患者年齡、性別、體重、病理及狀態、給藥路徑或處方醫師之診斷而變化。基於該等因素的劑量可決定在熟習此項技術者之水平內,及每日劑量(例如)可為(但不限於)0.1μg/kg/日至1g/kg/日,特定而言1μg/kg/日至10mg/kg/日,更特定而言10μg/kg/日至1mg/kg/日,更特定而言50μg/kg/日至100μg/kg/日。在本發明之一個實施例中,每日可施用醫藥組成物1至3次,但不限於此。
在本發明之一個實施例中,食品組成物不受限於特
定形式,但(例如)可為錠劑、顆粒劑、粉末劑、液體及固體形式。除活性成份外,可與由熟習此項技術者適當選擇之工業中常用的成份一起形成各個形式,且各個形式與其他成份組合可產生協同效應。
對於上文所論及之活性成份的劑量決定處於熟習此
項技術者之水平內,且每日劑量(例如)可為1μg/kg/日至10mg/kg/日,更特定而言10μg/kg/日至1mg/kg/日,更特定而言50μg/kg/日至100μg/kg/日,但不限於該等數字及可根據年齡、健康狀態、併發症及其他各種因素而變化。
本文所使用之術語意欲用於描述實施例,但不欲限
制本發明。前面沒有數字的術語並不限制數量,但展示可存在所使用術語之一個以上之事物。應開放式解讀術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」(亦即,「包括但不限於」)。
使用論及數值範圍,而不是陳述範圍內的單獨數
字,因此除非明確陳述,該範圍應將視為本文單獨描述範圍內的所有數字。所有範圍之末端值包括於該範圍內且可獨立組合。
除非另作說明或在上下文中明顯矛盾,可以適當次序執行本文所論及之所有方法。除非包括於申請專利範圍內,否則任一實施例及所有實施例或示例性語言(例如,「諸如」、「類似」)之使用係用於更清楚地描述本發明,而非限制本發明之範疇。在本文中的申請專利範圍外的任何語言不應解讀為本發明之必需。除非另有定義,本文所使用之技術及科學術語具有為本發明所屬技術領域中熟習此項技術者通常所理解之含義。
本發明之較佳實施例包括發明人已知的執行本發明之最佳模式。較佳實施例中的變化可在閱讀上文陳述後對熟
習此項技術者變得清楚。本發明人希望熟習此項技術者可充分使用變化及可以與本文中所列出方式不同的其他方式實施本發明。因此,如專利法所允許,本發明包括隨附申請專利範圍中所陳述之本發明之關鍵點之等效物、修改及變化。另外,除非另有明確陳述或在上下文中矛盾,上文所論及之組份之任何組合內的所有可能變化皆包括於本發明中。儘管藉由示例性實施例描述及展示本發明,但是熟習此項技術者將較好地理解,在不脫離由下文申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的情況下,在形式及細節中可存在各種改變。
在下文中,將經由實例及測試實例詳細描述本揭示案。然而,以下實例及測試實例僅出於說明性目的,且將對熟習此項技術者顯而易見的是本揭示案之範疇不受限於該等實例及測試實例。
根據固相胜肽合成之習知方法合成序列編號1之胜肽。更特定而言,藉由使用ASP48S(Peptron,Inc.,Daejeon ROK)經由Fmoc固相胜肽合成(solid phase peptide synthesis;SPPS)自C末端耦接各種胺基酸來合成胜肽。使用具有第一胺基酸在C末端處附接於樹脂的彼等胜肽,如下所示:NH2-Lys(Boc)-2-氯基-三苯甲基樹脂
NH2-Ala-2-氯基-三苯甲基樹脂
NH2-Arg(Pbf)-2-氯基-三苯甲基樹脂
在N末端處藉由Fmoc保護待合成胜肽之所有胺基
酸,及藉由可溶解於酸的Trt、Boc、t-Bu(t-butylester;第三丁酯)、Pbf(2,2,4,6,7-五甲基二氫-苯并呋喃-5-磺醯基)保護胺基酸殘基。實例包括以下:Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Glu(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Gln(Trt)-OH、Fmoc-Trp(Boc)-OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Asn(Trt)-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Ahx-OH、Trt-巰基乙酸。
將HBTU[2-(1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基銨六氟磷酸鹽]/HOBt[N-羥基苯并三唑]/NMM[4-甲基嗎啉]用作偶合劑。使用20% DMF中的呱啶移除Fmoc。為了自殘基移除保護或為了自樹脂分離合成胜肽,使用分解混合液[TFA(trifluoroacetic acid;三氟乙酸)/TIS(triisopropylsilane;三異丙基矽烷)/EDT(ethanedithiol;乙二硫醇)/H2O=92.5/2.5/2.5/2.5]。
藉由使用固相支架及重複以下製程來執行胜肽合成:從胺基酸保護開始,各種胺基酸之單獨反應,用溶劑洗滌及脫保護。藉由使用組合至起始胺基酸之固相支架及胺基酸保護,使相應胺基酸單獨反應,用溶劑洗滌及脫保護及重複該等製程來合成各個胜肽。在自樹脂釋放後,所合成胜肽藉由HPLC純化、藉由質譜分析法確認,及凍乾,且藉由MS針對合成驗證,及隨後凍乾。
所製備胜肽之純度經高效能液相層析發現為95%或
更高。
PEP 1之特定合成製程可如下:
1)耦合將用NH2-Lys(Boc)-2-氯基-三苯甲基樹脂保護的胺基酸(8當量)及DMF中所融化的偶合劑HBTU(8當量)/HOBt(8當量)/NMM(16當量)混合在一起,並在室溫(RT)下培育2小時。在培育後,反應混合物經歷DMF、MeOH及DMF之相繼洗滌。
2)Fmoc脫保護20% DMF中的呱啶經添加及在RT下培育5分鐘,2次,隨後用DMF、MeOH及DMF相繼洗滌。
3)藉由重複上文所論及之反應1)及2)製作胜肽之基本構架NH2-E(OtBu)-A-R(Pbf)-P-A-L-L-T(tBu)-S(tBu)-R(Pbf)L-R(Pbf)-F-I-P-K(Boc)-2-氯基-三苯甲基樹脂。
4)分解:將分解混合液添加至完全合成胜肽,由此自樹脂分離所合成胜肽。
5)將預先冷卻之二乙醚添加至所獲得之混合物中,及隨後使用離心以沉澱所聚集之胜肽。
6)在藉由製備型HPLC純化後,藉由LC/MS確認分子量及經凍乾以粉末形式產生。
使用藉由實例1中所描述之方法製備的PEP 1執行與HSP之耦合及HSP抑制的實驗。
在包括10%胎牛血清、100U/ml青黴素以及鏈黴素的RPMI1460培養基中儲存人類乳腺癌細胞株(MCF7)、人類T淋巴細胞細胞株(Jurkat)及鼠類結腸腺癌細胞株(MC38)。在包括10%胎牛血清、100U/ml青黴素以及鏈黴素的杜貝卡氏經改良依格培養基(Dulbecco’s modified Eagle’s medium;DMEM)中儲存人類子宮頸腺癌細胞株(HeLa)。
為了測試PEP 1對缺氧下HSP水平之效果,用20μMPEP 1處理MCF7及HeLa細胞株及隨後在缺氧或常氧下培養該等細胞株。藉由使用BBL GasPak(Becton Dickinson)在90分鐘內誘發催化反應以誘發缺氧症,從而將氧氣水平降低至不可偵測到氧氣的一點處。培養時間為約2小時至約24小時。在如上文所描述粹取細胞後,使用α-HSP70、α-HSP90、α-HIF-1α或α-GAPDH抗體執行免疫轉漬。使用α-GAPDH將HSP70/90的量正規化到GAPDH的量以便蛋白質量化。
為了調查PEP 1對缺氧下癌細胞生長之效果,接種MCF7及HeLa細胞以使得1x104個細胞處於96孔平皿之各個孔內及隨後在包括10% FBS之完全培養基中於37℃及5% CO2條件下培養。在2小時血清饑餓處理後,在包括PEP 1(20μM)或未包括PEP 1(20μM)的完全培養基中培養MCF7及HeLa細胞。如上文所描述,在缺氧或常氧下培養MCF7及HeLa細胞1天至6天。藉由使用錐蟲藍染色法每日量測可生存細胞之數目。重複所有計算實驗。
接種Jurkat及MCF7細胞(5×105細胞/孔)及隨後培養12小時。將OPTI-MEM培養基添加至細胞以在饑餓中處理細胞2小時,及用不同濃度之PEP 1、亂序胜肽及17-AAG(1μM)或KNK437(1μM)處理該等細胞。在培養細胞2小時後,收回細胞及隨後藉由使用細胞裂解緩衝液(Thermo Scientific,IL,美國)裂解該等細胞。使用Bradford蛋白質檢定(Bio-Rad,美國)量化蛋白質之濃度,由此獲得之樣本經歷SDS-PAGE以及藉由使用α-HSP70(sc-32239及sc-66048,Santa Cruz,CA,美國)、α-HSP90(ab1429,abcam,美國)、α-GRP78(sc-13968,Santa Cruz,CA,美國)、α-HIF-1a(sc-10790,Santa Cruz,CA,美國)或α-GAPDH(sc-25778,Santa Cruz,CA,美國)抗體免疫轉漬。藉由使用增強化學發光試劑盒(iNtRoN Biotechnology,INC,韓國)視覺化免疫反應性色帶及隨後藉由使用ImageQuantTM LAS-4000(GE Healthcare Life Science,NJ,美國)量化該等色帶。
用PEP 1處理MCF7細胞或處理作為對照群組。為了執行蛋白酶體抑制測試,在培養的同時用5μM蛋白酶體抑製劑MG132(Calboicam)處理MCF7細胞。使用胰蛋白酶分離MCF7細胞,及使用冷磷酸鹽緩衝鹽水(phosphate buffered saline;PBS)及FACS緩衝液(含有1% BSA及0.1% NaN3的
PBS)洗滌MCF7細胞。根據製造商對細胞內染色所描述之協定,用滲透作用緩衝液(eBioscience,CA,美國)處理MCF7細胞。使MCF7細胞與α-HSP70-FITC(ab61907,Abcam)或α-HSP90-PE(ab65171,Abcam)在4℃之溫度下反應30分鐘。使用FACScan流式細胞儀(Becton Dickinson Co.,CA,美國)執行流式細胞計數。藉由使用FlowjoTM軟體(第10.0.5版本,Tree Star,Inc.,OR,美國)分析由此獲得之資料。
給7週大BALB/c無胸腺(Nu/Nu)小鼠(每群組10只小鼠;n=20,雌性,Orient Bio Co.Gyunggido,韓國)皮下注射鼠類結腸癌瘤MC38(每個部位200μl PBS中5×105細胞/ml)細胞,及隨後將小鼠隨機分為兩個群組。給小鼠腹膜內注射PEP 1(100μl 0.9% NaCl溶液中50μg/kg PEP 1)或PBS,每兩日一次。當腫瘤大小達到10mm時,將PEP 1或PBS注射至腫瘤中。每兩天量測一次腫瘤大小及使用以下公式:體積(mm3)=((面積2×長度)/2)計算腫瘤體積。在實驗第14天時,犧牲小鼠及量測腫瘤重量。由韓國首爾的首爾國立大學醫學院實驗動物機構批準所有實驗。
為了評估腫瘤之細胞凋亡,藉由使用Tunnel檢定分析DNA斷裂,該檢定使用福馬林固定及石蠟包埋的腫瘤切片。根據製造商所描述之協定,藉由使用ApopTag過氧化酶原位細胞凋亡偵測試劑盒(Millipore)染色腫瘤切片。藉由使用增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigens;PNCAs)偵
測腫瘤中的增殖細胞。為了偵測抗原,在pH 6的10μM檸檬酸鹽緩衝液中對腫瘤切片脫蠟40分鐘。隨後水合作用及加熱由此獲得之所得組織切片。藉由使用抗小鼠PCNA單株抗體(ab29,Abcam)染色所得腫瘤切片。在第二抗體處理及顯色後,使用H & E染色法複染該等組織切片。此後,視野隨機選自各個處理群組之6個載片及藉由使用Leica Qwin軟體分析該等視野以便量化。
用與PCNA染色相似的方式執行免疫組織化學染色以評估腫瘤中的HSP70及HSP90蛋白質之表現。將熱休克蛋白質的抗體(HSP70;sc-7298及HSP90;ab1429)用作一次抗體(primary antibody)。使用腫瘤裂解液,藉由免疫轉漬評估由腫瘤所引發的HSP70及HSP90蛋白質之表現。在使用液態氧冷凍腫瘤後,藉由使用研缽研磨腫瘤,及藉由使用萃取緩衝液(20mM HEPES,pH 7.5,100mM NaCl,0.05% Triton X-100,1mM DTT,0.5mM正釩酸鈉,1mM EDTA,0.5mM PMSF,10μg/ml抑蛋白酶肽,5μg/ml亮抑酶肽及2μg/ml抑胃酶肽)均勻化由此獲得之研磨腫瘤。在反復離心後,由此獲得之上澄液經歷如上文所描述之SDS-PAGE及免疫轉漬。
藉由使用ELISA分析辨識癌細胞之VEGF分泌。將PEP 1或媒劑添加至MCF7及HeLa細胞,隨後在缺氧或常氧下培養MCF7與HeLa細胞24小時。根據製造商所描述之協
定,藉由使用人類VEGF免疫檢定試劑盒(R & D Systems,美國)辨識細胞上澄液中的VEGF量。為了分析血液中的HSP70及HSP90之濃度,從具有腫瘤的小鼠模式中抽取血液。在製備血清後,藉由使用購自R & D systems(美國)針對HSP70的免疫檢定試劑盒及購自Cusabio Biotech co.,Ltd(DE,美國)針對HSP90的免疫檢定試劑盒證實血液中的HSP70及HSP90之濃度。
在室溫下藉由使用4%多聚甲醛固定切下之腫瘤切片15分鐘。隨後,將切下之腫瘤切片洗滌兩次,在包括0.25% Triton X-100的PBS中儲存10分鐘,及隨後用PBS再洗滌三次。藉由使用1% BSA-PBST阻斷(blocking)切下之腫瘤切片之組織30分鐘。隨後,用小鼠抗Tie2(557039,BD Pharmigen)及大鼠抗CD11b抗體(ab8878,abcam)之混合物在濕潤腔室中於4℃之溫度下培育組織。在洗滌後,用AlexaFlour 488山羊抗小鼠IgG及AelxaFlour633山羊抗大鼠IgG之混合物培育組織。為了視覺化細胞核,用DAPI(Sigma Aldrich)處理組織一分鐘及隨後用共焦顯微鏡分析該等組織。
藉由使用學生t測試分析對照群組與實驗群組之間的統計比較,且當P值為P<0.05(*)或0.01(**)時,由此獲得之結果視為統計顯著。
藉由使用包括PEP 1-GFP的His標籤(序列編號:3
及序列編號:4)執行辨識與PEP 1交互作用的蛋白質之拉下檢定。用HEK293T細胞(Korean Cell Line Bank)之總細胞裂解液培養PEP 1-GFP及隨後用Ni-NTA親和性層析法處理PEP 1-GFP。將GFP蛋白質與GFP稠合PEP 1胜肽用作對照群組。以12% SDS-PAGE分離溶離蛋白質及隨後銀染色(產品號#_PROT-SIL1,Sigma Aldrich,MO,美國)以便觀察。從凝膠中切下展示特異性交互作用的蛋白質色帶及隨後藉由使用MALDI-TOF(Proteomix,首爾,韓國)分析以區別蛋白質色帶。
更詳細而言,選殖將GFP稠合至PEP 1之N末端的蛋白質及隨後從大腸桿菌中純化。用HEK293T細胞之總細胞裂解液培養PEP 1-GFP、GFP-PEP 1或GFP。純化每種蛋白質錯合物及隨後經歷SDS-PAGE及銀染色。在PEP 1-GFP蛋白質錯合物中尤其發現數種蛋白質。然而,在GFP或GFP-PEP 1錯合物中未發現蛋白質。
此後,藉由使用質譜分析將蛋白質辨識為HSP90、HSP70、烯醇酶1及肌酸激酶B(第1A圖)。在藉由使用抗體的免疫轉漬實驗中亦觀察到上文所辨識之蛋白質與PEP 1之間的交互作用(第1B圖)。
PEP 1-GST可自MCF7細胞及HepG2細胞之細胞裂解液成功拉低HSP70(第1C圖)。此後,純化MCF7細胞膜之片段及隨後用GFP或GFP-PEP 1培養。如第1D圖所示,HSP70與GFP-PEP 1相關及與GFP-PEP 1浸沒。結果展示出HSP70之局部化及PEP 1與HSP70之間的交互作用。
藉由使用學生t測試分析對照群組與實驗群組之間的統計比較,且當P值為P<0.05(*)或0.01(**)時,由此獲得之資料視為統計顯著。
證實PEP 1是否可影響或可不影響HSP70及HSP90之蛋白質水平。如第2圖及第3圖所示,用PEP 1處理Jurkat T細胞淋巴瘤細胞及MCF7乳癌細胞2小時,及Jurkat T淋巴瘤細胞及MCF7乳癌細胞展示出HSP70及HSP90之蛋白質水平的顯著下降。在使用Jurkat細胞的實驗中,5μM PEP 1使HSP70及HSP90之蛋白質水平下降50%或更多。
在MCF7細胞中,用5μM PEP 1處理之群組展示出與對照群組相比HSP90之蛋白質水平下降至多20%。在用20μM PEP 1處理之群組中,與對照群組相比HSP70之蛋白質水平下降約50%。然而,在用具有與PEP 1相似之序列但與PEP 1不同的亂序胜肽處理之群組中,實質上未影響HSP70及HSP90之蛋白質水平(參考第2圖及第3圖)。
又,在缺氧下執行根據時間辨識PEP 1對HSP70及HSP90之效果的實驗。第4圖及第5圖圖示由此獲得之結果。如第4圖及第5圖所示,模擬處理對照群組中的HSP70及HSP90之表現未受時間影響,但用PEP 1處理之MCF7及HeLa細胞兩者展示出根據時間的HSP70及HSP90表現之實質下降。此清楚表明,PEP 1處理引發HSP之分解及此後可控制
HSP之客戶蛋白質(第4圖及第5圖)。結果指示PEP 1可藉由降低HSP之蛋白質水平來影響與缺氧相關的各種細胞反應。
此後,在PEP 1之HSP抑制活性與17-AAG及KNK437之HSP抑制活性之間進行比較,17-AAG及KNK437分別熟知為HSP90及HSP70之抑制劑。17-AAG抑制HSP90之ATPase活性以直接抑制HSP90活性[Uehara Y,Current cancer drug targets,3:325-30,2003];及KNK437抑制由逆境誘發的HSP之合成。實驗結果展示出,在Jurkat及MCF7細胞中僅PEP 1展示HSP90及HSP70兩者之蛋白質水平下降(參考第6圖)。
在Jurkat細胞中,僅PEP 1降低HSP70及HSP90之蛋白質水平,且儘管17-AAG及KNK437降低HSP90之蛋白質水平,但17-AAG及KNK437無法降低HSP70之蛋白質水平。在MCF7細胞中,PEP 1及KNK437降低HSP90及HSP70兩者之蛋白質水平,而17-AAG對HSP90及HSP70之蛋白質水平具有極小效果。
可由流式細胞計數分析更清楚地證實由PEP 1引發的HSP90及HSP70之蛋白質水平下降。HSP90及HSP70之表面染色及細胞內染色展示出,PEP 1處理對細胞表面HSP90及HSP70之效果可比對細胞質HSP90及HSP70之效果更小,但細胞內及細胞質HSP90及HSP70之蛋白質水平可下降(參考第7圖)。當一起處理PEP 1及蛋白酶體抑製劑MG132時,PEP 1動作不存在,此表明PEP 1可誘發HSP90及HSP70之
蛋白酶體依賴型分解(參考第7圖)。
在缺氧及常氧下調查PEP 1對腫瘤細胞生長之效果。PEP 1在常氧下展示出對MCF7及HeLa細胞的弱抑制效果,但在缺氧下展示出實質上增加的抑制效果(參考第8圖及第9圖)。
為了查看PEP 1是否抑制活體內HSP70及HSP90之表現,藉由使用α-HSP70或α-HSP90抗體執行免疫組織化學染色。根據自癌細胞株所獲得之資料,自PEP 1處理群組所粹取之腫瘤樣本展示出比PBS處理對照群組之彼樣本更弱的染色圖案(參考第10圖)。PEP 1處理腫瘤樣本中的陽性染色部分實質上比對照群組之彼等部分更小(參考第11圖)。
可藉由使用腫瘤裂解液的免疫轉漬實驗證實PEP 1處理腫瘤樣本中的HSP70及HSP90之蛋白質水平下降。在所有三個PEP 1處理腫瘤樣本中觀察到HSP70及HSP90之蛋白質水平下降(參考第12圖)。詳言之,在PEP 1處理腫瘤樣本中可未發現HSP90。在PEP 1處理樣本中,視為HSP之另一家族成員的GRP78之蛋白質水平亦下降。總之,結果指示PEP 1降低了活體內HSP之水平及能夠抑制腫瘤生長。
HSP70及HSP90兩者可分泌自腫瘤細胞,且近期研
究指示HSP70及HSP90在腫瘤產生及抗腫瘤反應中起到某些作用。關於HSP90及HSP70之分泌,從具有腫瘤的小鼠之血液中量測HSP70及HSP90之濃度,以便更詳細描述PEP 1之作用。量測結果指示,PEP 1處理對於降低PEP 1處理小鼠中的HSP70之蛋白質水平特別有效(參考第13圖)。
又,分析HSP70濃度、腫瘤重量及腫瘤大小之結果展示出腫瘤重量與HSP70濃度之間的關聯性具有P=0.037之統計顯著性,腫瘤大小與HSP70濃度之間的關聯性具有P=0.039之統計顯著性(R2=1)。該等結果指示,HSP70之低蛋白水平與腫瘤之大小及重量關聯(參考第14圖)。
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如上文所描述,根據本發明之上述實施例中的一或更多者,可藉由使用特異性結合至HSP之胜肽有效抑制HSP表現。更特定而言,由於癌細胞中的HSP表現增加,提供一種藉由使用特異性結合至HSP之胜肽有效抑制腫瘤生長之方法。
應理解,應僅以描述性觀念考慮本文所描述之示例性實施例且並非出於限制之目的。各個實施例內的特徵或態樣之描述通常應視為對其他實施例中的其他類似特徵或態樣可用。
儘管已參考圖式描述本發明之一或更多個實施例,但一般熟習此項技術者應理解,可在不脫離以下申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的情況下進行形式及細節上
的各種改變。
<110> 韓商.凱爾傑姆維克斯有限公司 金商在
<120> 抑制熱休克蛋白質表現之胜肽及包含其之組成物
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Claims (9)
- 一種胜肽在製造一用於抑制熱休克蛋白質表現之組成物的用途,其中該胜肽包含序列編號1之一胺基酸序列。
- 如請求項1所述之用途,其中該熱休克蛋白質是HSP 70或HSP 90。
- 如請求項1所述之用途,其中該熱休克蛋白質是HSP 70。
- 如請求項1所述之用途,其中該胜肽包含30個或更少個胺基酸。
- 如請求項1所述之用途,其中該組成物係用於預防或治療疾病或失調症,其中該疾病或失調症選自由以下各者所組成的群組:腫瘤生長與轉移、子宮內膜癌、惡性骨肉瘤、腎癌、白血病、霍奇金病、皮膚紅變、牛皮癬、黃斑變性、血友病性關節病、創口肉芽、血管黏附、類風濕性關節炎、慢性炎症、骨關節炎、自體免疫性疾病、克羅恩氏病、血管再狹窄、動脈粥樣硬化、腸黏連、貓抓病、潰瘍、肝硬化腎病、腎小球性腎炎、糖尿病性腎病、惡性腎硬化、器官移植排斥反應、腎小球性腎病、糖尿病及炎症。
- 如請求項5所述之用途,其中該腫瘤可在胃、肝、腎、胰腺、腸、子宮、卵巢、膀胱、乳腺、前列腺、甲狀腺、淋巴、脊柱、腦、骨骼或食道中發展。
- 如請求項1所述之用途,其中該組成物係用於一腫瘤之生長抑制。
- 如請求項1所述之用途,其中該組成物係一醫藥組成物。
- 如請求項1所述之用途,其中該組成物係一食品組成物。
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