JP7706185B2 - カタツムリ粘液(achatina fulica)由来のヘパリン様物質の単離、精製、および特徴付けの新規な方法ならびにその使用 - Google Patents
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Description
生物学
(1)本発明者らは、以下の図1および2に示すように、カタツムリ粘液(Achatina fulica)からヘパリン様物質(HLS)を単離、精製、および特徴付けする新規な方法を開発した。
1Lの粘液を、生きているカタツムリの足およびマントルから集め、次いで凍結乾燥プロセスによって凍結乾燥した。この乾燥粘液粉末を、3倍量のアセトンで、終夜振盪しながら脱脂した。凍結乾燥後、粘液粉末(15~20g)を、5mM EDTAと5mMシステインを含有する、5倍量の酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)で懸濁した。50mg(それぞれ3回)のパパイン酵素(3.2unit/mg固体)を加えた。次いで、反応混合物を、55℃で、振盪しながら48時間インキュベートした。この消化混合物を、100℃で5分間加熱することによって停止させ、次いで、この懸濁液を、室温で、5000gで30分間遠心し、上清(これは、GAGを含有する)を集めた。
パパイン消化したサンプルを、DEAE架橋アガロースビーズカラム(HiTrap DEAE FF、GE healthcare)で、アニオン交換クロマトグラフィーによって単離および精製した。溶出は、50mM酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)中、0.1M~1.0M NaClの濃度範囲で、ステップワイズで行った。溶出は210nmでモニタリングし、流速は0.5mL/分に設定した。3つの溶出フラクション、(1)非相互作用フラクション(F1、収率1.2%(w/w))、(2)低硫酸化GAG含有率(F2、収率6.9%(w/w))、および(3)高硫酸化GAG含有率(F3、収率14%(w/w))を集めた。単離したフラクションは、HiTrap脱塩カラム(GE healthcare)で、クロマトグラフィーによって徹底的に脱塩し、凍結乾燥して、淡黄色粉末を得た。
カタツムリ粘液から単離されたGAGの特定の二糖組成は、酵素消化およびHPLCを使用して研究することができる。活性な硫酸化GAGフラクション(F3)を、図3に示すように、以下の手順のように行った。高硫酸化GAG含有率のF3オリゴ糖は、0.3mLの50mM Tris-HClバッファー(pH7.2)および10mM CaCl2中で、1mIUのヘパリンリアーゼII(heparintinase II)およびヘパリンリアーゼIII(heparintinase I)を使用して、37℃で、振盪しながら24時間脱重合させた。その後、反応混合物を沸騰水中で5分間加熱し、5000gで10分間遠心し、凍結乾燥した。このヘパリンリアーゼ消化産物を、反応をモニタリングするために、分析SAX-HPLCカラム(Phenomenex、0.46×25cm、Torrells CA)にインジェクションした。0.1~1.0M NaClのリニアグラジエントを、40分間にわたり、流速1.0mL/分で行い、ウロン酸の不飽和二糖をモニタリングするために、検出を232nmに設定した。図4において、組成の73%を超える、ピーク4(17.89分)に観察される活性硫酸化GAGフラクション(F3)二糖の主要ピークは、アカラン硫酸、ΔHexA(2S)-GlcNAcの二糖繰り返し単位に相当する。さらに、ΔHexA(2S)-GlcNAc(6S)(ピーク7)およびΔHexA(2S)-GlcNSO3(6S)(ピーク8)もまた、それぞれ15%および12%の成分として観察された。全て、以下「カタツムリヘパリン様物質(カタツムリHLS)」と呼ぶ。
SARS-CoV-2のライフサイクルが報告されており、ウイルス感染および複製の各ステップが、医薬発見の標的にされている。特に、ウイルス粒子としての第1のステップは、図5に示すように、ACEII(アンジオテンシン変換酵素II)である受容体に対するスパイクタンパク質の結合を利用しており、抗ウイルス活性は、競合イムノアッセイによって、スパイクACE2結合の阻害に基づいて評価した。平均50%抑制濃度(IC50)の阻害活性を算出した(図6)。このデータは、カタツムリHLSが、SAR-CoV-2スパイクRBD領域に対して、強力な阻害活性を示したことを示す。
モノクローナル抗体によるプログラム細胞死リガンド1(PD-L1)とプログラム細胞死1(PD-1)免疫チェックポイントの阻害が、がんにおいて成功したことが示された。PD-L1に対するPD-L1の結合(binding of PD-L1 to PD-L1)によってT細胞エフェクター機能が阻害され、その結果、免疫抑制状態がもたらされる。がん細胞におけるPD-L1の発現は、がん免疫回避およびがんの進行において重要な役割を果たす。PD-L1発現をダウンレギュレーションする化合物の開発が研究された。カタツムリHLSは、図7に示すように、乳がん細胞MDA-MB231において、遺伝子発現とタンパク質レベルの両方において、PD-L1のダウンレギュレーションを示し得ることが見出された。
転移は、がんの最も特徴的なステージであり、全身にわたって、組織および他の臓器の機能不全を引き起こす。本発明者らは、カタツムリHLSの特性を研究するために、図8に示すように、スクラップアッセイ(scrap-assay)を使用してがん細胞の遊走の阻害を研究し、遊走アッセイを使用して、Achatina fulica由来のカタツムリHLSが、乳がん細胞の遊走を阻害することができることを見出した。
Claims (1)
- カタツムリ粘液(Achatina fulica)からヘパリン様物質(HLS)を単離、精製、および特徴付けする新規な方法
(1)カタツムリ粘液からの硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の調製:1Lの粘液を、生きているカタツムリの足およびマントルから集め、次いで凍結乾燥プロセスによって凍結乾燥した。この乾燥粘液粉末を、3倍量のアセトンで、終夜振盪しながら脱脂した。凍結乾燥後、粘液粉末(15~20g)を、5mM EDTAと5mMシステインを含有する、5倍量の酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)で懸濁した。50mg(それぞれ3回)のパパイン酵素(3.2unit/mg固体)を加えた。次いで、反応混合物を、55℃で、振盪しながら48時間インキュベートした。この消化混合物を、100℃で5分間加熱することによって停止させ、次いで、この懸濁液を、室温で、5000rpmで30分間遠心し、上清(これは、GAGを含有する)を集めた。
(2)消化したカタツムリ粘液からの硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の単離および精製:パパイン消化したサンプルを、DEAE架橋アガロースビーズカラム(HiTrap DEAE FF、GE healthcare)で、アニオン交換クロマトグラフィーによって単離および精製した。溶出は、50mM酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)中、0.1M~1.0M NaClの濃度範囲で、ステップワイズで行った。溶出は210nmでモニタリングし、流速は0.5mL/分に設定した。3つの溶出フラクション、(1)非相互作用フラクション(F1、収率1.2%(w/w))、(2)低硫酸化GAG含有率(F2、収率6.9%(w/w))、および(3)高硫酸化GAG含有率(F3、収率14%(w/w))を集めた。単離したフラクションは、HiTrap脱塩カラム(GE healthcare)で、クロマトグラフィーによって徹底的に脱塩し、凍結乾燥して、淡黄色粉末を得た。
(3)二糖の繰り返しの特徴が発見された:カタツムリ粘液から単離されたGAGの特定の二糖組成は、酵素消化およびHPLCを使用して研究することができる。活性な硫酸化GAGフラクション(F3)を行った。高硫酸化GAG含有率のF3オリゴ糖は、0.3mLの50mM Tris-HClバッファー(pH7.2)および10mM CaCl2中で、1mIUのヘパリンリアーゼII(heparintinase II)およびヘパリンリアーゼIII(heparintinase I)を使用して、37℃で、振盪しながら24時間脱重合させた。その後、反応混合物を沸騰水中で5分間加熱し、5000rpmで10分間遠心し、凍結乾燥した。このヘパリンリアーゼ消化産物を、反応をモニタリングするために、分析SAX-HPLCカラム(Phenomenex、0.46×25cm、Torrells CA)にインジェクションした。0.1~1.0M NaClのリニアグラジエントを、40分間にわたり、流速1.0mL/分で行い、ウロン酸の不飽和二糖をモニタリングするために、検出を232nmに設定した。組成の73%を超える、ピーク4(17.89分)に観察される活性硫酸化GAGフラクション(F3)二糖の主要ピークは、アカラン硫酸、ΔHexA(2S)-GlcNAcの二糖繰り返し単位に相当する。さらに、ΔHexA(2S)-GlcNAc(6S)(ピーク7)およびΔHexA(2S)-GlcNSO 3 (6S)(ピーク8)もまた、それぞれ15%および12%の成分として観察された。全て、以下「カタツムリヘパリン様物質(カタツムリHLS)」と呼ぶ。
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| LEE, Yeon Sil, et al.,Suppression of tumor growth by a new glycosaminoglycan isolated from the African giant snail Achatina fulica,European Journal of Pharmacology,2003年12月31日,465,pp.191-198,<DOI:10.1016/S0014-2999(03)01458-4> |
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