JP2017509584A - 重度低血糖症の治療のための新規化合物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、低血糖症の治療に有用な新規化合物を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、糖尿病及び/または肥満の治療における使用のための、ヒトグルカゴンを超える改善された溶解度ならびに物理的及び化学的安定性を有する化合物に関する。
His−Ser−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr(配列番号1)のアミノ酸配列を有するヒトグルカゴンは、膵臓において産生される29個のアミノ酸のペプチドホルモンである。血中グルコースが降下し始めると、グルカゴンは肝臓に信号を送り、貯蔵されていたグリコーゲンをグルコースに分解して血流中に放出することにより、血中グルコースレベルを上昇させる。
糖尿病を有する対象において、低血糖症は、糖尿病治療の副作用として生じ得る。加えて、糖尿病患者における低血糖症に対する天然グルカゴン応答は損なわれており、グルコースレベルが正常範囲に戻ることをより困難にし得る。治療せずに放置すると、重度または急性低血糖症は、発作、意識喪失、脳損傷、または更には死亡などの深刻な問題を引き起こし得る。
グルカゴンの投与は、急性低血糖症の治療のための確立された療法である。緊急のグルカゴン投与は、投与から数分以内に正常なグルコースレベルを回復させることができる。しかしながら、投与のために調製されたグルカゴンは、いくつかの問題を有する。生理的pHまたは生理的pH付近の水性緩衝液中では、グルカゴンは溶解度が不良である。低いpHまたは高いpHで調合された場合、グルカゴンはまた、ゲル化及び可溶性凝集体形成などの不良な化学的安定性及び不良な物理的安定性を示す。これらの問題を最低限に抑えるために、現在市販されているグルカゴン製品は、投与時に水でもどすようにという指示と共に、凍結乾燥した粉末として提供されている。緊急事態では、凍結乾燥した粉末を水でもどすことは、手間であり不便である。故に、生理的条件下でヒトグルカゴンの生物学的能力を維持し、同時に、非生理的条件下での十分な水溶解度、化学的安定性、及び物理的安定性も呈する、治療的使用のための化合物を提供することが望ましい。
アミノ酸置換によって酸性pH及び生理的pHの緩衝液における溶解度及び安定性を改善したグルカゴン類似体が、国際公開第2008086086号に開示されている。生理的条件下でヒトグルカゴンの生物学的能力を維持し、同時に、非生理的条件下での十分な溶解度ならびに化学的及び物理的安定性も呈する化合物が依然として必要である。
したがって、本発明は、野生型グルカゴン活性を維持するが、十分な溶解度ならびに化学的及び物理的安定性も呈する化合物を提供する。本発明はまた、ポンプ及び/または緊急投与に好適な化合物を提供する。加えて、本発明は、二室式ポンプ中で即効性のインスリン類似体と組み合わせて投与して、閉ループ血糖管理を提供することができる化合物を提供する。
本発明は、アミノ酸配列
His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)を含む化合物を提供する。本発明はまた、アミノ酸配列
His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)からなる化合物を提供する。意外なことに、本発明の化合物は、水溶液中のヒトグルカゴンと比較して、増加した水溶解度、増加した化学的安定性、及び減少したフィブリル化を呈することが見出された。加えて、本発明の化合物は、5〜7の範囲のpHにて強化された溶解度を示す。本発明の化合物はまた、ヒトグルカゴンと同様の活性、例えば、ヒトグルカゴンと比較して、グルカゴン受容体での効力、活性時間、及び選択性を提供する。故に、本発明の化合物は、重度または急性低血糖症を含む低血糖症を治療するのに好適である。本発明の化合物の改善された特性により、ポンプ投与及び重度低血糖症の治療のための水溶液中でのグルカゴンの調製も可能となる。
本発明は、配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物を投与することを含む、対象における低血糖症を治療する方法を更に提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物を投与することを含む、対象における低血糖症を治療する方法も提供する。本発明は、療法における使用のための配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物を更に提供する。本発明はまた、療法における使用のための配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物も提供する。本発明はまた、低血糖症の治療における使用のための配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物も提供する。本発明はまた、低血糖症の治療における使用のための配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物も提供する。本発明は、低血糖症治療用の医薬品の製造における使用のための配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物を提供する。本発明はまた、低血糖症治療用の医薬品の製造における使用のための配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物を提供する。
本発明は、配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物と薬学的に許容される緩衝液とを含む薬学的組成物を提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物と薬学的に許容される緩衝液とを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物とヒスチジン緩衝液とを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物とヒスチジン緩衝液とを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物とヒスチジンとを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物とヒスチジンとを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列を含む化合物とヒスチジン緩衝生理食塩水とを含む薬学的組成物も提供する。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列からなる化合物とヒスチジン緩衝生理食塩水とを含む薬学的組成物も提供する。薬学的組成物は水溶液であることが好ましい。本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される緩衝液」という用語は、当業者に既知の標準的な薬学的緩衝液のいずれをも包含するように理解される。非経口投与のための薬学的に許容される緩衝液としては、例えば、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、クエン酸緩衝生理食塩水、及びヒスチジン緩衝生理食塩水が挙げられる。Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Company,Easton,PAに記載のものなどの標準的な薬学的調合技法を用いてもよい。
本発明の化合物は、非経口、静脈内、皮下、筋肉内、または経皮などの任意の標準的な投与経路を使用して投与することができる。一実施形態では、本発明の化合物は、皮下または筋肉内投与される。
薬学的組成物は、生理学的に許容されるpHを有し得る。一実施形態では、薬学的組成物は、約4〜約8の範囲のpHを有し得る。より好ましくは、薬学的組成物は、約5〜約6のpHを有し得る。
本発明の化合物の用量は、約0.01mg〜約100mgの範囲であることができる。用量は、約0.01mg〜約10mgの範囲であり得る。用量はまた、約0.1mg〜約3mgの範囲であってもよい。加えて、用量は、約0.01mg〜約0.03mgの範囲であり得る。
本発明の化合物は、キットの一部として提供することができる。一実施形態では、キットは、化合物をヒト対象に投与するためのデバイスと共に提供される。より好ましくは、キットは、化合物を投与するための注射器及び注射針を含む。最も好ましくは、化合物は、注射器内の水溶液中で事前調合される。
本発明の化合物はまた、インスリンポンプまたは二重ホルモン(例えば、インスリン−グルカゴン)ポンプシステムなどのポンプシステムにおいて使用することもできる。
本明細書で使用する場合、「有効量」という用語は、対象への投与時に、許容できない副作用を引き起こすことなく所望の治療効果を生む量を意味すると理解される。例えば、本発明の化合物の「有効量」は、未治療の場合よりも優れた血中グルコース濃度の制御をもたらし得る量である。対象に投与される本発明の化合物の「有効量」は、疾患の種類及び重症度、ならびに全般的な健康、年齢、性別、体重、薬物耐性、及び血中グルコース調節不能の重症度が挙げられるがこれらに限定されない対象の特徴に依存し得る。
本明細書で使用する場合、「治療する」という用語は、低血糖症などの特定の障害または状態に関連する症状の緩和を意味すると理解される。
本発明のアミノ酸配列は、20個の天然型アミノ酸の標準的な一文字表記または三文字表記を含む。加えて、「Aib」はアルファアミノイソ酪酸である。
本明細書で使用する場合、「フィブリル化」は、グルカゴンが低いpHまたは高いpHで調合される場合に観察されるゲル化及び可溶性凝集体形成を指す。
実施例1:ペプチド合成
配列番号2の化合物を、Protein Technologies Inc.のSymphony上での固相ペプチド合成によって生成する。合成(0.125mmolスケール)を、約0.68mmol/gの置換で、Fmoc−Rinkアミドポリスチレン樹脂(Rapp Polymere Tubingen,Germany)上で行う。この合成は、Fmoc主鎖保護基戦略を使用して行う。使用するアミノ酸側鎖誘導体は、Asp(O−tert−ブチル、OtBu)、Gln(トリチル、Trt)、Glu(OtBu)、His(Trt)、Lys(tert−ブトキシ−カルボニル、Boc)、Ser(OtBu)、Thr(OtBu)、Trp(Boc)、及びTyr(OtBu)である。結合を、ジメチルホルムアミド(DMF)中のジイソプロピルカルボジイミド(DIC)及びヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)(モル比1:1:1)で活性化した当量約10のアミノ酸を用いて実行する。結合は、室温で90分〜4時間実行される。
同時の樹脂からの開裂及び側鎖保護基除去を、室温で2時間、トリフルオロ酢酸(TFA):トリイソプロピルシラン:1,2−エタンジチオール:水:チオアニソールを90:4:2:2:2(v/v)で含有する溶液中で実行する。溶液を濾過し、ペプチドを冷ジエチルエーテルで沈殿させ、4000rpmで3分間遠心分離させる(冷エーテルでの洗浄を3回繰り返す)。粗ペプチドを、10%の酢酸を含有する40mLの水中に再溶解させ、C18逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)カラム(Waters SymmetryPrep 7μm、19×300mm)上で18mL/分の流量にて精製する。試料を、100分間の15〜55%Bの線形AB勾配で溶出させ、ここで、A=0.05%のTFA/H2O及びB=0.04%のTFA/アセトニトリルである。産生物は、概して、約26〜28%のアセトニトリルで溶出する。ペプチド純度及び分子量を、シングル四重極MS検出器を持つAgilent 1100 Series液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS)システム上で確認する。分析的HPLC分離を、15分間の10〜100%Bの線形AB勾配で、Waters SymmetryShield RP18、3.5μm、4.6mm×100mmカラム上で行い、ここで、A=0.05%のTFA/H2O及びB=0.04%のTFA/40%のH2O/60%のアセトニトリルであり、流量は0.7mL/分(220ηmの波長)である。化合物を、95%を超える純度に精製し、1原子質量単位(amu)以内の計算値と対応する分子量を有することを確認する。
TFA塩を、AG 1−X8 Resin(Bio−RAD、酢酸形態、100〜200メッシュ、3.2meq/乾燥g、含水率39〜48重量%)(アニオン交換樹脂)を使用して酢酸塩に変換する。例えば、422mgのペプチドを、120mLの30%のアセトニトリル/H2O中に溶解させる。40gの樹脂(ペプチドの正電荷に対して約100倍のモル比)を添加する。混合溶液を、室温で1時間、回転攪拌機によって混合する。混合溶液を濾過し、樹脂を30%のACN/H2Oで5回洗浄する。原溶液と洗浄した溶液とを組み合わせ、凍結乾燥させる。
溶解度及び化学的安定性
配列番号2の化合物をH2O中に溶解させて10mg/mLの濃度(ペプチド含量)にし、0.22μmのフィルタ(Millex,SLGV004SL)を通して濾過した後、緩衝液P5(10mMのヒスチジン、H20中の150mMのNaCl、pH5.0)、または緩衝液P6(10mMのヒスチジン、H2O中の150mMのNaCl、pH6.0)中で1mg/mLに希釈する。各溶液を3つのバイアルに移し、加熱滅菌する。その後、試料を、4℃、30℃、及び40℃に維持する。試料を、濁度及び相分離について異なる時点で目視評価する。化合物の安定性を、1.2mL/分の流量(220ηmの波長)で、5分間の5%B均一濃度、20分間の5〜25%B、30分間の25〜30%B、及び10分間の30〜45%BのAB(A=0.05%のTFA/H2O、B=0.04%のTFA/アセトニトリル)勾配で、60℃に加熱したPhenomenex Aeris Widepore、3.6μm、XB−C18 4.6×100mmカラム(P/NO 00D−4482−E0)上で分析的逆相HPLC(RP−HPLC)によって評価する。
配列番号2の化合物は、目視評価とRP−HPLCとの両方によって、4週間を越えて、pH5(緩衝液P5)及びpH6(緩衝液P6)にて、4℃、30℃、及び40℃で、良好な溶解度を維持する。物理的外観は無色透明であり、乳白光及び粒子はない。RP−HPLCによるリカバリーは定量であり、表1に示す通りである。
配列番号2の化合物はまた、4週間、4℃、30℃、及び40℃に維持する場合、pH5(緩衝液P5)及びpH6(緩衝液P6)にて化学的安定性を維持する。表2に示すように、RP−HPLCにより試料の評価は、30℃対4℃で4週間後にpH5(緩衝液P5)とpH6(緩衝液P6)との両方について1%未満、40℃対4℃で4週間後にpH5(緩衝液P5)にて6%未満、40℃対4℃で4週間後にpH6(緩衝液P6)にて4%未満の主ピークの変化を示す。
チオフラビンT結合アッセイを使用する物理的安定性試験
フィブリル化は、グルカゴンが水溶液中に形成される場合に一般的な問題である。本発明の化合物のフィブリル化のレベルを評価するために、チオフラビンT結合アッセイを行う。
配列番号2の化合物を、ノミサイズの撹拌棒(Fishersカタログ#1451364)を含む2.5mLの平底Fisherバイアル(Fisher FS60965D)中で、1mg/mLで種々の試験緩衝液中に溶解させる。試験緩衝液をH2O中で調製し、全てpH6.0に調整する。
緩衝液1=20mMのヒスチジン
緩衝液2=10mMのヒスチジン、150nMのNaCl
緩衝液3=10mMのヒスチジン、300mMのソルビトール
緩衝液4=10mMのヒスチジン、0.02%のTween80
緩衝液5=10mMのヒスチジン、300mMのアルギニン
緩衝液6=10mMのヒスチジン、300mMのスクロース
加えて、ヒトグルカゴン(配列番号1)をpH2.8の12mg/mLのグリセロール溶液中に溶解させて、1mg/mLの最終グルカゴン濃度にする。全ての試料を、300rpmに設定した磁気撹拌プレートにおいて25℃で機械的に圧力を加える。異なる試料のアリコート(各100μLのアリコート、3連で行う)を、0、40、及び120時間の時点で取り、プレートに加えた後、10μLの1mMチオフラビンT(T35516−25G、Sigma Aldrich)(H2O中のpH2.8の1mM原液)を添加する。試料を30分間インキュベートする。励起波長として440ηmを使用するSpectramax M5(Moleculer Devices)を使用して蛍光を測定し、発光波長は、475ηmのカットオフ及び自動感度調整で、480ηmに設定する。Softmax Pro 5.4.1(Molecular Devices)を用いて生データ収集し、エクセルに取り込む。各時点あたり3つのウェルの平均が、以下の表3に示す報告する蛍光単位となる。

表3に示すように、配列番号2の化合物は、目視評価とチオフラビンT結合アッセイとの両方によって評価して、機械的圧力の存在下で25℃及びpH6にて物理的安定性を維持する。配列番号2の化合物は、チオフラビンT結合アッセイによって測定して、フィブリル化を示さなかった。
C57/Bl6雄マウスにおける化合物の血中グルコースレベルに対する効果
配列番号2の化合物の血中グルコースレベルに対する効果を決定するために、化合物をC57/B16マウスに投与する。生後3カ月の雄のC57BL6マウス(Harlan Laboratories)を使用する。動物を、12時間の明暗周期の温度制御された(24℃)設備中に個々に収容し、飼料及び水に自由にアクセスさせる。1週間設備に順化させた後、マウスを治療群に無作為に割り付ける(n=4/群)。試験化合物を緩衝液2中で調合する(チオフラビンT結合アッセイを使用する物理的安定性試験を参照されたい)。試験の朝、午前08:00に飼料を除去する。飼料を除去した2時間後、試験化合物を、0、1、3、または10μg/kgの用量で皮下に与える。血中グルコースを、ACCU−CHECK(登録商標)(Roche Diagnostics)血糖計を用いて、試験化合物投与後0、15、30、60、及び120分の時点で測定する。表4は、異なる時点でのグルコース値を示す。結果を、1群あたり4匹のマウスの平均±標準誤差平均(SEM)として表す。
ED50を、30分のグルコース測定値を元に計算する。10μg/kgの配列番号2の化合物での血中グルコースレベルを最大値とする。配列番号2の化合物については、ED50は3.28μg/kgである(95%の信頼区間)。結果は、配列番号2の化合物が、血中グルコースを増加させることができることを示す。
ヒトグルカゴン受容体結合アッセイ
配列番号2の化合物の結合を、ヒトグルカゴン受容体(hGR)(Lok S et al.Gene 140(2),203−209(1994)、GenBank:L20316)を過剰発現している293HEK細胞株を使用することによって決定する。
粗原形質膜を、懸濁または接着培養からの細胞を使用して調製する。細胞ペレットを、20μg/mlのデオキシリボヌクレアーゼ(Invitrogen,18047−019)によって低張均質化緩衝液(25mMのトリスHCl、pH7.5、1mMのMgCl2、及びEDTAなしのRoche Complete(商標)Inhibitor(Roche,11873580001))中の氷上で融解させる。細胞懸濁液を、テフロン乳棒を25回使用してガラス製ダウンス型ホモジナイザーで均質化する。ホモジネートを、4℃で15分間、1800×gで遠心分離させた。上清を収集し、ペレットを、低張均質化緩衝液(デオキシリボヌクレアーゼなし)中に再懸濁させ、再度均質化した。混合物を15分間1800×gで遠心分離させる。第2の上清を、第1の上清と組み合わせ、15分間1800×gで遠心分離させて澄ませる。この澄ませた上清を、4℃で30分間、25000×gで更に遠心分離させる。膜ペレットを、低張均質化緩衝液(デオキシリボヌクレアーゼなし)中に再懸濁させ、使用まで−80℃で凍結アリコートとして貯蔵する。
ヒトグルカゴンを、Perkin−Elmer/NEN(NEX207)にて、125I−ラクトペルオキシダーゼ手順によって放射性ヨウ素標識し、逆相HPLCによって精製する。比放射能は約2200Ci/mmolである。KD決定は、125I標識化グルカゴン物質中のプロパノール含量が高いため、飽和結合の代わりに相同競合アッセイによって行う。KDは1.24ηMであると見積もり、これを使用して、試験した全ての化合物についてのKi値を計算する。
受容体結合アッセイを、1%の脂肪酸不含ウシ血清アルブミン(BSA)(Gibco、7.5%BSA)で事前にブロックしたコムギ胚芽凝集素(WGA)ビーズ(Perkin−Elmer)を用いて、シンチレーション近接アッセイ(SPA)(Sun,S.,Almaden,J.,Carlson,T.J.,Barker,J.and Gehring,M.R.Assay development and data analysis of receptor−ligand binding based on scintillation proximity assay.Metab Eng.7:38−44(2005))を使用して行う。グルカゴン(配列番号1)及び化合物(配列番号2)を、2mMの濃度でジメチルスルホキシド(DMSO)中に溶解させ、−20℃で凍結貯蔵する。
グルカゴン及び配列番号2の化合物をDMSO中で連続希釈する。10μLの希釈した試料を、40μLのアッセイ結合緩衝液(pH7.4の25mMの4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、2.5mMのCaCl2、1mMのMgCl2、0.1%の脂肪酸不含BSA、0.003%のTween20、及びEDTAなしのRoche Complete Inhibitorまたは冷グルカゴン(最終の1μMで非特異的結合(NSB))を含むCorning 3632透明底アッセイプレートに移す。90μLの膜(3μg/ウェル)、50μLの125I標識化グルカゴン(反応物中0.15ηMの最終濃度)、及び50μLのWGAビーズ(150μg/ウェル)を添加する。DMSO濃度は4.2%を超過しない。プレートを密封し、回転させて混合し、室温での12時間の沈降時間の後、MicroBeta(登録商標)シンチレーションカウンターで読み取る。
結果を、化合物の存在下での特異的な125I標識化グルカゴン結合のパーセントとして計算する。化合物の絶対IC50濃度を、125I標識化グルカゴンの特異的結合パーセント対添加した試料の濃度(8.5×10−12〜0.5×10−7mol/L)の非線形回帰によって導く。IC50用量を、Cheng−Prusoff等式を使用してKiに変換する(Cheng Y.,Prusoff W.H.,Biochem.Pharmacol.22:3099−3108(1973))。配列番号2の化合物のKiは、hGR結合については0.397±0.062ηM(n=7)であった(ヒトグルカゴンのKiは、hGR結合について1.66±0.09ηM(n=47)であった)。このデータは、配列番号2の化合物が、ヒトグルカゴンと比較して増加した親和性でhGRと結合し、その受容体を活性化することでグルカゴン依存性生理的応答を引き起こし得ることを示す。
マウスグルカゴン受容体結合アッセイ
配列番号2の化合物がマウスグルカゴン受容体(mGR)と結合するかどうかを決定するために、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに本質的に記載するような結合アッセイを行う。クローン化mGRを発現している懸濁培養液中の293HEK細胞から粗原形質膜を調製する。((Burcelin R,Li J,Charron MJ.Gene 164(2),305−10(1995)GenBank:L38613)。膜ペレットを、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように調製し、均質化緩衝液中に懸濁させ、使用まで−80℃で凍結アリコートとして貯蔵する。
ヒトグルカゴンを、Perkin−Elmer/NEN(NEX207)にて、125I−ラクトペルオキシダーゼ手順によって放射性ヨウ素標識し、逆相HPLCによって精製する。比放射能は約2200Ci/mmolである。KD決定は、125I標識化グルカゴン物質中のプロパノール含量が高いため、飽和結合の代わりに相同競合アッセイによって行う。KDは2.05ηMであると見積もり、これを使用して、試験した全ての化合物についてのKi値を計算する。
SPA受容体結合アッセイ及び結果の計算を、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように実行する。配列番号2の化合物のKiは、mGR結合については0.494±0.054ηM(n=7)であった(ヒトグルカゴンのKiは、mGR結合について1.37±0.07ηM(n=33)であった)。このデータは、配列番号2の化合物が、ヒトグルカゴンと比較して増加した親和性でmGRと結合し、その受容体を活性化することでグルカゴン依存性生理的応答を引き起こし得ることを示す。
グルカゴン様ペプチド1受容体結合アッセイ
配列番号2の化合物がヒトグルカゴン様ペプチド1受容体(hGLP−1R)と結合するかどうかを決定するために、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに本質的に記載するような結合アッセイを行う。粗原形質膜を、293HEK膜から単離したクローン化ヒトグルカゴン様ペプチド1受容体(hGLP−1R)(Graziano MP,Hey PJ,Borkowski D,Chicchi GG,Strader CD,Biochem Biophys Res Commun.196(1):141−6(1993)GenBank:NM_002062)を発現している293HEK懸濁細胞から調製する。膜ペレットを、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように調製し、均質化緩衝液中に懸濁させ、使用まで−80℃で凍結アリコートとして貯蔵する。
グルカゴン様ペプチド1アミド(GLP−1アミド)(配列番号3)を、Perkin−Elmer/NEN(NEX308)にて、125I−ラクトペルオキシダーゼ手順によって放射性ヨウ素標識し、逆相HPLCによって精製する。比放射能は約2200Ci/mmolである。KD決定は、125I標識化GLP−1物質中のプロパノール含量が高いため、飽和結合の代わりに相同競合アッセイによって行う。KDは0.329ηMであると見積もり、これを使用して、試験した全ての化合物についてのKi値を計算する。
SPA受容体結合アッセイ及び結果の計算を、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイの放射性ヨウ素標識化グルカゴンの代わりに放射性ヨウ素標識化GLP−1アミドを使用することを除き、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように実行する。
配列番号2の化合物のKiは、hGLP−1R結合について1221±78ηM(n=6)であり、グルカゴン(配列番号1)のKiは、2098±91(n=17)であった(ヒトGLP−1 7−36アミドのKiは、hGLP−1R結合について0.427±0.169ηM(n=64)であった)。このデータは、配列番号2の化合物が低い親和性でhGLP−1Rと結合するため、GLP−1R媒介性生理学的応答を引き起こさないことを示す。
グルコース依存性インスリン分泌促進ペプチド受容体結合アッセイ
配列番号2の化合物がグルコース依存性インスリン分泌促進ペプチド受容体(GIP−R)と結合するかどうかを決定するために、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに本質的に記載するような結合アッセイを行う。粗原形質膜を、懸濁培養からの細胞を使用して、ヒトGIP−R(R(Usdin,T.B.、Gruber,C.、Modi,W.、及びBonner,T.I.、GenBank:AAA84418.1)を発現している懸濁チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−S)から調製する。膜ペレットを、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように調製し、均質化緩衝液中に懸濁させ、使用まで−80℃で凍結アリコートとして貯蔵する。
GIP(配列番号4)を、Perkin−Elmer/NEN(NEX−402)にて、I−125−ラクトペルオキシダーゼ手順(Markalonis,J.J.,Biochem.J.113:299(1969))によって放射性ヨウ素標識し、逆相HPLCによって精製する。比放射能は2200Ci/mmolである。KDの決定は、飽和結合の代わりに、冷ヒトGIPを使用する相同競合によって行う。KDは0.174ηMであると見積もり、これを使用して、試験した全ての化合物についてのKi値を計算する。
SPA受容体結合アッセイ及び結果の計算を、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイの放射性ヨウ素標識化グルカゴンの代わりに放射性ヨウ素標識化GIPを使用することを除き、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイに記載のように実行する。
配列番号2の化合物のKiは、ヒトGIP−R結合について1054±167ηM(n=7)であり、グルカゴン(配列番号1)のKiは、3010(n=1)を超えた(ヒトGIP1−42のKiは、0.279±0.021ηM、n=2であった)。このデータは、配列番号2の化合物が低い親和性でhGIP−Rと結合するため、hGIP−R媒介性生理学的応答を引き起こさないことを示す。
ヒトグルカゴン受容体刺激cAMP機能アッセイ
hGR刺激cAMP機能アッセイは、ヒトグルカゴン受容体結合アッセイにおいて上に記載したhGR結合アッセイに使用したものと同じクローン化hGRを発現している細胞株を使用する。細胞を、グルカゴン、緩衝液対照、または試験試料で刺激し、細胞内で生成されたcAMPを、CisBio cAMP Dynamic 2 HTRF Assay Kit(62AM4PEC)を使用して定量化する。手短に述べると、細胞内のcAMPレベルは、細胞融解緩衝液の存在下でのcAMP−d2捕捉抗体との結合によって検出される。キットで提供される第2の検出抗体である抗cAMPクリプテートを添加して、競合サンドイッチアッセイを創出する。検出抗体複合体が形成されると、Perkin−ElmerのEnvision(登録商標)計器で測定される信号が増加する。
hGR−HEK293細胞を、酵素不含細胞解離溶液(Specialty Media 5−004−B)を用いてサブコンフルエント状態の組織培養皿から採取する。細胞を、室温で5分間100×gでペレット化した後、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回洗浄する。洗浄した細胞ペレットを、Recovery(商標)凍結培地(Gibco 2044)中に1×107細胞/mlで再懸濁させ、液体窒素中で凍結させる。処理当日に、細胞の凍結アリコートを、事前に温めた再懸濁細胞培地(0.5%の既知組成FBS(Hyclone SH30070)を含有するDMEM,Gibco(31053P)、pH7.4の20mMのHEPES、及び2mMのグルタミン)に移す。その後、細胞を、室温で5分間、100×gでペレット化する。上清を除去し、細胞ペレットを、1.25×105細胞/mlで細胞培地(0.1%の脂肪酸不含ウシ血清アルブミン、BSA、7.5%(Gibco 15620)を含むDMEM,Gibco(31053P)、pH7.4の20mMのHEPES、及び2mMのグルタミン)中に再懸濁させる。試験試料を、DMSO中の2mMの原液として調製し、必要時まで−20℃で凍結させる。グルカゴン、緩衝液対照、及び配列番号2の化合物を、DMSO中に連続希釈し、続いて、化合物希釈媒体(500μMのIBMXを含有するアッセイ媒体(0.1%の脂肪酸不含ウシ血清アルブミン、BSA、7.5%(Gibco 15620)を含むDMEM,Gibco(31053P)、pH7.4の20mMのHEPES、及び2mMのグルタミン))中に逓減希釈する。20μLの細胞(2500細胞/ウェル)またはcAMP標準曲線試料を黒色の96ウェルプレートハーフエリアプレート(Costar 3694)に添加し、続いて、20μLの2倍濃縮グルカゴン、緩衝液対照、または配列番号2の化合物のいずれかを化合物希釈媒体に添加することによって、40μL中で反応を行う。最終DMSO濃度は1.1%を超過せず、最終IBMX濃度は250μMである。CisBio融解緩衝液中に希釈した20μLのcAMP−d2−捕捉抗体(CisBio)を添加することで反応を停止させた後、TITERTEKシェーカー中で穏やかに混合した。5分の融解の後、20μLの検出抗体である抗cAMPクリプテート(CisBio)を添加し、600rpmで1分間混合した後、300rpmで振盪させる。融解させた細胞と抗体との混合物を、Perkin−Elmer Envision(登録商標)を使用して、1時間後に室温で読み取る。Envision(登録商標)単位を、cAMP標準曲線を使用してρmol/L cAMP/ウェルに変換した。各ウェルで生成されたcAMPのピコモルを、グルカゴン対照で観察された最大応答のパーセントに変換する。相対EC50値を、最大応答パーセント対添加したペプチドの濃度(0.17×10−12〜1×10−8M)を使用する非線形回帰分析によって導く。
配列番号2の化合物は、0.0356±0.0071ηM(n=8)のEC50でhGRと結合した(ヒトグルカゴンのEC50は0.0142±0.0018ηM、n=6であった)。このデータは、配列番号1の化合物が、hGRと結合し、hGRを活性化し、それによりグルカゴン受容体媒介性生理学的応答を引き起こし得ることを示す。
配列一覧
ヒトグルカゴン:
His−Ser−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr(配列番号1)
実施例1
His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)
ヒトGLP−1:
His−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly−Arg−NH2(配列番号3)
ヒトGIP:
Tyr−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Ile−Ser−Asp−Tyr−Ser−Ile−Ala−Met−Asp−Lys−Ile−His−Gln−Gln−Asp−Phe−Val−Asn−Trp−Leu−Leu−Ala−Gln−Lys−Gly−Lys−Lys−Asn−Asp−Trp−Lys−His−Asn−Ile−Thr−Gln(配列番号4)
配列一覧
ヒトグルカゴン:
His−Ser−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr(配列番号1)
実施例1
His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)
ヒトGLP−1:
His−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly−Arg−NH2(配列番号3)
ヒトGIP:
Tyr−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Ile−Ser−Asp−Tyr−Ser−Ile−Ala−Met−Asp−Lys−Ile−His−Gln−Gln−Asp−Phe−Val−Asn−Trp−Leu−Leu−Ala−Gln−Lys−Gly−Lys−Lys−Asn−Asp−Trp−Lys−His−Asn−Ile−Thr−Gln(配列番号4)

本発明は、以下の態様を含む。
[1]
His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH 2 (配列番号2)のアミノ酸配列を含む、化合物。
[2]
前記化合物が、His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH 2 (配列番号2)のアミノ酸配列からなる、[1]に記載の前記化合物。
[3]
[1]または[2]に記載の前記化合物と、薬学的に許容される緩衝液とを含む、薬学的組成物。
[4]
前記薬学的に許容される緩衝液が、ヒスチジン緩衝生理食塩水である、[2]に記載の前記薬学的組成物。
[5]
有効量の[1]または[2]に記載の化合物を投与することを含む、対象における低血糖症を治療する方法。
[6]
療法における使用のための、[1]または[2]に記載の化合物。
[7]
低血糖症の治療における使用のための、[1]または[2]に記載の化合物。
[8]
低血糖症治療用の医薬品の製造における使用のための、[1]または[2]に記載の化合物。

Claims (8)

  1. His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)のアミノ酸配列を含む、化合物。
  2. 前記化合物が、His−Ala−Gln−Gly−Thr−Phe−Leu−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−(Aib)−Lys−Lys−Ala−Gln−Glu−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Lys−Thr−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Lys−Ser−Lys−NH2(配列番号2)のアミノ酸配列からなる、請求項1に記載の前記化合物。
  3. 請求項1または請求項2に記載の前記化合物と、薬学的に許容される緩衝液とを含む、薬学的組成物。
  4. 前記薬学的に許容される緩衝液が、ヒスチジン緩衝生理食塩水である、請求項3に記載の前記薬学的組成物。
  5. 有効量の請求項1または請求項2に記載の化合物を投与することを含む、対象における低血糖症を治療する方法。
  6. 療法における使用のための、請求項1または請求項2に記載の化合物。
  7. 低血糖症の治療における使用のための、請求項1または請求項2に記載の化合物。
  8. 低血糖症治療用の医薬品の製造における使用のための、請求項1または請求項2に記載の化合物。
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