JPH06510305A - インスリン様成長因子およびアナログの適用による疾患の治療 - Google Patents

インスリン様成長因子およびアナログの適用による疾患の治療

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JPH06510305A JP5518587A JP51858793A JPH06510305A JP H06510305 A JPH06510305 A JP H06510305A JP 5518587 A JP5518587 A JP 5518587A JP 51858793 A JP51858793 A JP 51858793A JP H06510305 A JPH06510305 A JP H06510305A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 インスリン様成長因子およびアナログの適用による疾患の治療発明の背景 本発明は、例えば、神経学的疾患および他の疾患の治療に有用な治療剤ポリペプ チドに関する。
インスリン様成長因子(IGF)は、特に発育の間に(レビューについては、デ ルコール(D’ Ercole)、ジャーナル・オブ・デベロプメンタル・フィ ジオロジ−(J、 Devel、 Physjol、)、9 : 481−49 5 (1987)参照)、種々の組織(レビューについては、バクスター(Ba xter)ら、コンパラティブ・バイオケミストリー・アンド・フィジオロノー ・レビューズ(Comp、 Biochem、 Physiol。
Rev、)91B:229−235 (1989);およびダウガディ(Dau ghaday)ら、エンドタリン・レビューズ(Endocrine Rev、 )10 : 68−91 (1989)参照)にて、細胞の成長を刺激するよう 作用するポリペプチドとして種々の動物種で同定されている。その各々が約75 00ダルトンの分子量を有するIGFは化学的にヒト・プロインスリンに関連し ている;すなわち、それらは、(1)プロインスリンの対応するドメインに高度 に相同であり、(2)より小さくかつ関連のないCドメインによって結合された 、AおよびBドメインを有する。カルボキシル末端伸長、DドメインもまたIG Fに存在するが、プロインスリンには見い出されない。
IGFのある種のポリペプチド断片は、各IGFに特異的な抗体を生じさせる抗 原として有用なことが判明している(例えば、特願昭59−65058号:ヒン ツおよびリウ()Iintz and Liu)、ジャーナル・オブ・クリニカ ル・エンドクリノロジー・アンド・メタポリツク(J、 Cl1n、 Endo cr、 Metab、)54 : 442−44.6 (1982):ヒンッ( Hjntz)ら、ホルモン・アンド・メタポリツク・リサーチ(HarI!、  Metab、 Res、)20 + 344−347 (1988)参照)。標 識したIGF−特異的抗体をプローブとして使用し、IGF−1およびIGF= ]I(時々、各々、「ソマトメジンCJおよび「ソマトメジンA」と呼ばれる) が、哺乳動物中枢神経系(CNS)を含めた種々の組織で見い出されている:こ れらのポリペプチドをコードするmRNAがCNSに存在するのは、CNSにお ける局所的合成を示唆する(レビューについては、バスキン(Baskin)ら 、■lN5II:107−111 (1,988)参照)。加えて、IGF−1 11(または「脳IGFJ)、後者の蛋白の3つのN−末端アミノ酸残基を欠< IGF−1の切形が、胎児および成人ヒト脳(サラ(Sara)ら、プロンーデ ィングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Proc、  Natl、^cad、Sci、)USA83:4904−4907 (1986 )) 、ならびに初乳(フラッジス(Francjs)ら、バイオケミカル・ジ ャーナル(Biochet J、)251 : 95−103 (1988)  )で見い出されている。2つの異なるI’GF受容体が、脳(サラ(Sara) 、ニューロサイエンス・レターズ(Neurosci、 Let、)34 :  39 44’(1982) )を含めた成人ヒ1−CN5(バスキン(Bask in)ら、1988、前掲)で同定されティる。
加えて、欧州特許第227.61.9号は、ヒト胎児膜に局在する第3のタイプ のIGF受容体についての証拠を記載している。この領域における複雑なリサー チは、(1)脳膜のインスリン受容体はインスリンのみならずICFを認識する という証拠: (2)成人lGF受容体の2つのタイプにうち1つがインスリン ならびに1GF−1および■双方に対する親和性をいくらか示すという発見、お よび(3)成人IGF受容体の第2のタイプ(バスキン(Baskin)ら、1 988、前掲)へのIGF−11の結合の生理学的有意性に関する現在の不確実 性である。
1GF−1およびIGF−11は、広範囲の罹患細胞タイプの発育または増殖に 刺激的効果を及ぼすようである(レビューについては、ダウガデイ(Daugh aday)ら、1989、前掲、参照)。TGFまたはそのある種のポリペプチ ド断片での治療は、骨の修復および置換療法(欧州特許出願第289314号) として、制癌剤のある種の有害な副作用と戦う手段として(日本国特許第631 96524号)、およびウノおよび他の農業動物における乳および肉の生産を増 加させる方法として(ラルゼン(Larsen)ら、米国特許第4.783.5 24号))種々に示唆してきた。また、各IGFは、CNSの種々の部分(アイ ゼンマン(Aizen■an)ら、プレイン・リサーチ(Brain Res、 )406 : 32−42 (1987) ;フヱロウズ(Fel]ovs)ら 、ソサイエティ・ニューロサイエンス・アブストラクッ(Soc。
Neurosci、^bstr、)13 :1615 (1987);オニファ ー(Onifer)ら、ソサイエティ・ニューロサイエンド・アブストラクッ( Soc、 Neurosci、^bstr、 ) 131645 (1,987 ):欧州特許277.619号)から、および末梢神経系(ポスウ幻しくBot hwell)、ジャーナル・オブ・ニューロサイエンス・リサーチズ(J。
Neurosci、 Res、)8 : 225−231 (1982) ;レ チオーピント(Recjo−Pinto)ら、ジャーナル・オブ* ニューロサ イエンス(J、 Neurosci、 )6 : 1211、−1.21.9  (1986) )からの培養した胚ニューロン(これは、成熟ニューロ〉とは異 なり、細胞分裂を受けるその能力を未だ喪失していなしりの生存、増殖および/ または神経突起の成長を促進するようである。加えて、IGFは未分化神経細胞 の発育に影響することが示されており:ヒト神経芽細胞腫の腫瘍細胞は、神経突 起を延ばすことによって(レチオーピントおよびインイ(Recio−Pint 。
and l5hii)、ジャーナル・オブ・ニューロサイエンス・リサーチ(J 、 NeurosciRes、)19:312−320(1988))ならびに 有糸分裂を受けることによって(マットマン(Mattson)ら、ジャーナル ・オブ・セル・バイオロジー(J、 Ce11.。
Bjol、)102 : 1・949−54 (]−986)) 、添加された IGFに応答することが示されている。酵素オルニチンデカルボキシラーゼの誘 導は、これらの細胞の有糸分裂活性の刺激に関係することが示されているので、 細胞増殖についてのアッセイはこの酵素の活性レベルの測定を基礎として開発さ れてきた(マットマン(l[attson)ら、1986)。
前脳コリン作動性ニューロン(培養したラット・中隔ニューロン)の発育は、試 験官内では、種々の増殖因子に対して感受性である。培養培地に神経増殖因子( NGF)を添加すると、伝達物質特異的酵素(アセチルコリンエステラーゼ(A ChE)およびコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)(バーティツカ およびヘフティ(Hartikka and Heft1)、ジャーナル・オブ ・二二一口サイエンス(J、 Neuroscience)8 : 2967− 2985 (1988) )の発現につき陽性の細胞数が増加する。また、甲状 腺ホルモンは培養した中隔ニューロンにおけるChATのレベルを増加し、また 甲状腺ホルモンをNGFと組み合わせると、これらの2種の物質の個々の添加効 果の総和を遥かに超えてChAT活性を刺激する(ハヤシ(Hayashi)お よびパテル(Patel)、デベロップメンタル・プレイン・リサーチ(Dev 、 Brain Res、)36 : 109−120 (1987) )、ま た、IGF−I、TGF−IT、およびインスリンは、培養した中隔ニューロン でChAT活性を誘導する(クヌセル+Jnusel)ら、ジャーナル・オブ・ ニューロサイエンス(J、 Neuroscience)10 : 558−5 70 (1990) ) 。NGFおよびインスリンを共に培地に添加するど、 ChAT活性に対する影響は付加的なものであるが、インスリンと組み合わせた IGF−1またはIGF−11の影響は付加的なものではない(クヌセル(Kn usel)ら、1990、前掲)。
また、in vivo研究は、IGFが未成熟な末梢および中枢神経系の発育お よび分化で役割を演するという仮説を支持するが(サラ(Sara)ら、ジャー ナル・オブ・デベロップメンタル・フィジオロジー(J、 Dev、 Phys iol、 ) 1 : 343−350 (1979);フィリップス(Phi lipps)ら、ベディアトリック・リサーチ(Pediatr、 Res、) 23 + 298 305 (1988) :サラ(Sara)ら、プログレス ・イン・プレイン・リサーチ(Prog、 Brain Res、)73 :  87−99 (1988))、この役割の生理学的性質は未確定のままである。
CNSのニューロン細胞は一旦成熟に達すれば、さらに細胞分裂を受けない。
TGF以外の神経親和性因子が、ニューロンの生存を促進する可能な手段として 、例えば、(20,000−22,000ダルトンおよび16.000−18. 000ダルトン範囲の見掛けの分子量を有する骨格筋由来蛋白を用いての(PC T出願No、PCT/US88101393))神経変性病の筋萎縮性側索硬化 症の、および(ホスホエタノールアミンを用いての(PCT出願No、PCT/ US88101693) )アルツハイマー病の治療として提案されている。サ ラ(Sara)は、通常の対照と比較して、アルツハイマー病に患う患者におい て血清および脳を髄流体ソマトメジン(IGF)レベルの「有意な上昇」を見い 出しているにも拘わらず、次のように結論している。
ソマトメジンがアルツハイマー型の痴呆性障害の病因で救急的(sic)役割を 果すか否かは決定されていない。しかしながら、ソマトメジンはアミノ酸の脳組 轍への摂取を刺激するので、その投与は有益な治療効果を提供し得る。
結局、正常な高齢者で観察されるソマトメジンの落ち込みは、細胞老化における その役割に一般的な疑問を投げかける。(引用省略:サラ(Sara)ら、ニュ ーロバイオロジー・オブ・エイジング(Neurobiol、^ging)3  :117−120.119 (1,982))。
IGF−ITではなくIGF−Iが成体ラット脳のスライスからアセチルコリン が直ちに(20分以内)放出されるのを刺激するという報告において、コリン作 動性酵素活性の増大よりもアセチルコリンの神経伝達の一過性増加に関連してい ると考えられるプロセスにルソン(Nilsson)ら、ニューロサイエンス・ レターズ(Neuroscj、 Let、)88 : 221−226.221 .224 (1988))は、以下のように指摘している。
アルツハイマー病における主要な欠損の[1つ]は、脳のコリン作動性系に関係 し、そこでは、[アセチルコリンの]合成および放出の減少が見い出されている 。・・・・・・。アルツハイマー病のごとき神経変性障害でIGFの役割をさら に調査するのは非常に重要である。・・・・・・(引用省略)。
損傷を受けた末梢神経で、顕著には「ンユワン細胞」と呼ばれる非ニューロン細 胞でIGF−1の存在下に増加を検出するためにIGF−Iに特異的な抗体を用 い、ハンソン(Bansson)らは[アクタ・フィジオロジカ・スカンジナビ カ(^eta Physiol、 5cand、 )、132:35−41.3 8.40 (1988)]、以下のように示唆している。
かくして、IGF−I免疫活性の増加がいずれの損傷後の末梢神経再生でも観察 され、一般的な反応パターンの一部を形成するようであり、これはンユワン細胞 で最も証明される。著者らの超構造研究は、シュワン細胞が振動外傷後に肥大を 受け、活性化の兆候を示すことを明らかにした。すなわち、顆粒状の小胞体およ びゴルジ複合体は種度が増大した。かくして、著者らは、振動に暴露した神経に ついてのこの研究で著作したシュワン細胞におけるIGF−1免疫反応性の増加 を、修復プロセスの初期段階で有益な一過性の反応性応答の一部と解釈する。・ ・・・・・。著者らは、損傷した組織または器官の修復を生じる一連の事象にお いて主として初期反応を反映するIGI−1免疫反応性の増加は、[この増加が ]、[IGF−1分子量の軸索輸送の乱れを反映すると解釈され得るものの、部 分的には、振動量fIl&に起こることが報告されている微小管の減少によるも のと考える。
さらに、スヨベルグ(Sjoberg)ら[プレイン・リサーチ(Brain  Res、 ) 485 :102−108 (1989)]は、損傷した末梢神 経へのIGF−Iの局所投与は、神経の再生ならびに関連非ニューロン細胞の増 殖を刺激することを見い出している。
例えば、ポリペプチドにおいて天然に存在するし一アミノ酸残基の代わりにD− 異性体で置換することを含め、ペプチダーゼによりポリペプチドが分解を受ける のを減少させるために、いくつかの方法が使用されてきた(コイ(Coy)ら、 バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミューニケーション ズ(Biochet Bfophys、 Res、 Comun、)73 :  632−8(1976))。該ポリペプチドをCNSの障害用治療剤として用い ることを企画する場合には1.いわゆる「血液脳関門」、血液に存在する選択さ れた範鴫の分子以外のすべてを効果的に遮断する脳毛細管壁構造を克服し、その 脳への通過を妨げるというさらなる問題をクリアしなければならない。血液脳関 門は該ポリペプチドを脳に直接注入することによって効果的に避けられる一方、 より現実的な方法についてのサーチは、ポリペプチドをより新油性にすることに より、天然では当該関門を横切って輸送される分子に注目するポリペプチドを接 合することにより、あるいはポリペプチド鎖の全長を短くすることによるなどし て、血液脳関門を横切って注目するポリペプチドを輸送するのを促進することに 焦点を当ててきた(バードリッジ(Pardridge)、エンドタリン・レビ ューズ(Endocrine Reviews) 7 : 314−330 ( 1986):米国特許第4.801.575号)。
発明の概要 一般に、本発明は、有効量のNGF、毛様体神経親和性因子(ciliaryn eurotrophic factor) (CNTF) 、またはその機能的 誘導体を投与すると共に、あるいは投与することなく、以下の: IGF−I、 IGF−1の機能的誘導体、IGF−1,またハ1GF−1117)機能的誘導 体、I GF−11、または1GF−■の機能的誘導体のうち少なくとも1種の 有効量を哺乳動物に投与することによって、哺乳動物において、好ましくは、老 化、損傷、または病気、例えば、アルツハイマー病、卒中、癲瘍、筋萎縮性側索 硬化症、またはパーキンソン病の影響を蒙っているニューロン組織の治療的処置 の意味で、死滅の危険にあるニューロン細胞、好ましくは非有糸分裂性ニューロ ン細胞および/またはコリン作動性ニューロン細胞の生存を促進する方法をその 要旨とする。
また、本発明は、細胞生存促進量の成長因子、例えば、IGF−I、IGF−■ 、もしくはIGF−1[1、または該成長因子の機能的誘導体(例えば、第1の 成長因子の断片、アナログ、断片のアナログ)を、単独で、あるいはもう1つの かかる成長因子または機能的誘導体と生物学的活性に組み合わせて投与すること を含めた第1の処置で哺乳動物を治療し、次いで、伝達物質促進剤、例えば、N GF、CNTF、または該伝達物質促進剤の機能的誘導体(例えば、該伝達物質 の断片、アナログ、または断片のアナログ)の神経伝達物質増大量の投与を含め た第2の処置で該哺乳動物を治療することによる、哺乳動物において、好ましく は、老化、損傷、または病気、例えば、アルツハイマー型、卒中、癲瘍、筋萎縮 性側索硬化症、またはパーキンソン病の影響を蒙っているニューロン組織の治療 的処置の意味で、死滅の危険にあるニューロン細胞、好ましくは非有糸分裂性ニ ューロン細胞および/またはコリン作動性ニューロン細胞の生存を促進する方法 をその要旨とする。好ましい具体例において、IGF−I、IGF−n、IGF −m、またはNGFの、断片、アナログ、または断片のアナログを投与する。
また、本発明は、有効量のNGF、CNTF、またはその機能的誘導体を投与す ると共に、あるいは投与することなく(ただし、IGF−1またはI GF−I Iを投与する場合は、NGFまたはその機能的誘導体も投与し)、以下の・IG F−IS IGF−n、IGF−11、IGF−Iの機能的誘導体、IGF−U の機能的誘導体またはIGF−I[1の機能的誘導体のうち1種またはそれ以上 の有効量を哺乳動物に投与することによって(好ましくは、IGF−1、IGF −II、もしくはIGF−Illの断片を投与し、別法として、rGF−1のア ナログ、IGF−Hのアナログ、またはIGF−IもしくはIGF−11の断片 のアナログを投与することによって)、好ましくは、老化、損傷、または病気、 例えば、アルツハイマー病、卒中、癲痛、筋萎縮性側索硬化症、またはパーキン ソン病の影響を蒙っているニューロン組織の治療的処置の意味で、哺乳動物にお けるコリン作動性ニューロン細胞、好ましくは、非有糸分裂性ニューロン細胞の コリン作動性活性(すなわち、アセチルコリン合成能)を促進する方法をその要 旨とする。
また、本発明は、成長因子、例えばICF−1、IGF−IT、もしくはIGF −m、または該成長因子の機能的誘導体(例えば、断片、アナログ、断片のアナ ログ)の細胞生存促進量を単独で、あるいはもう1つのかかる成長因子または機 能的誘導体と生物学的活性に組み合わせて投与することを含めた第1の処置で哺 乳動物を治療し、次いで、伝達物質促進剤、例えば細胞で伝達物質特異的酵素の レベルを増大させる因子、例えば、NGF、CNTF、または伝達物質促進剤の 機能的誘導体(例えば、断片、アナログ、または断片のアナログ)の神経伝達物 質増大量を投与することを含めた第2の処置で該哺乳動物を治療することによる 、好ましくは、老化、損傷、または病気、例えば、アルツハイマー病、卒中、癲 癩、筋萎縮性側索硬化症、またはパーキンソン病の影響を蒙っているニューロン 組織の治療的処置の意味で、哺乳動物におけるコリン作動性ニューロン細胞、好 ましくは非有糸分裂性ニューロン細胞のコリン作動性活性(すなわち、アセチル コリン合成能)を促進する方法をその要旨とする。
本発明のもう1つの方法は、NGF、CNTF、またはその機能的誘導体を投与 すると共に、あるいは投与することなく、(1)以下の物質:IGF−I、IG F−T(7)機能的誘導体、I GF−JT、JGF−]ffの機能的誘導体、 IGF−m。
またはIGF−1[[の機能的誘導体のうちの少なくとも1種の有効量を哺乳動 物に投与することによって、あるいは(2)第1の群の物質、例えば、IGF− 1゜IGF−Iの機能的誘導体、I CF−II、IGF−IIの機能的誘導体 、IGF−■、IGF−1[[の機能的誘導体の1種またはそれ以上の細胞生存 促進量の投与を含めた第1の処置で哺乳動物を治療し、次いで、伝達物質促進剤 またはその機能的誘導体、例えば、NGF、CNTF、またはその機能的誘導体 の神経伝達物質増大量の投与を含めた第2の処置で該哺乳動物を治療することに よる、哺乳動物の頭部またはを髄の損傷、または哺乳動物の病気疾患、例えば、 卒中、癲痴、年齢の関与するニューロン喪失、筋萎縮性側索硬化症、アルツハイ マー病、またはパーキンソン病の治療をその要旨とする。
前記した組合せ治療の使用の特別の利点は、高用量にて単独で望まない副作用、 すなわち、毒性を示さないであろう1の成分、例えばCNTFの必要用量を減少 できることにある。
また、本発明は、まずリガンドを受容体の調製に結合させ、次いで、修飾手法( 好ましくは、カチオン化、グリコノル化、またはポリペプチドの新油性増大化) を行い、次いで該修飾リガンドを該受容体から放出させることによる、細胞表面 に位置した受容体に結合できるリガンド、好ましくは神経活性ポリペプチドの修 飾方法をその要旨とする。
また、本発明は、哺乳動物において神経突起の再生を促進する方法をその要旨と し、該方法は、成長因子、またはその機能的誘導体の神経突起再生量の投与を含 めた第1の処置で哺乳動物を治療し、次いで、伝達物質促進剤、またはその機能 的誘導体の神経伝達物質増大量の投与を含めた第2の処置で該哺乳動物を治療す ることを含む。成長因子の機能的誘導体は、好ましくは、IGF−n (54− 67)(配列番号3)、IGF−II (58−67)(配列番号2)、TYC APAKSE (配列番号1)、TGF−1(55−70)(配列番号4)、あ るいは成長因子のアナログ、あるいは成長因子の断片のアナログであり、より好 ましくは、IGF−IT (54−67+D−Y)(配列番号45)、またはI GF−11(58−67;o−Y)(配列番号46)、あるいは本明細書中にリ ストするいずれかの他のペプチドである。
本発明の方法で投与するポリペプチドは、例えば、新油性を増大させ、グリコジ ル化を改変し、または正味の正電荷を増大させるポリペプチドの修飾によって、 血液脳関門を横切っての当該ポリペプチドの輸送を増加させるように化学的に修 飾できる。
本発明の具体例は、1種またはそれ以上の神経活性ポリペプチドの投与を包含す る。好ましい具体例において、ポリペプチドの投与の組み合わせた望む効果は付 加的であり、より好ましい具体例において、該効果は相乗的である。
I G F−IIの断片を投5する池の好ましい具体例において、好ましいIG F−■断片はIGF−II (54−67、) (配列番号3)、IGF−IT  (58−67)(配列番号2)を包含するが、それらに限定されるものではな く、あるいはTGF−11断片のアナログ、例えば、TYCAPAKSE (配 列番号1)、IGF−II(54−67:。−Y)(配列番号45)、またはI GF−11(58−67:。−Y)(配列番号46)を包含し得る。IGF−I TまたはICF−Illの断片を投与する場合、好ましい+(”、Fi、■断片 はIGF−4(55−70)C配列4)を包含できる。
また、本発明は、精製したIGFi、IGF−1の精製した機能的誘導体、精製 し、たIGF−n、TGF−IIの精製した機能的誘導体、精製したIGF−I ll、またはIGF−Illの精製した機能的誘導体の群から選ばれる第1の成 分、ならびに精製したNGF、またはNGFの精製した機能的誘導体の群から選 ばれる第2の成分を含む組成物をその要旨とする。I製したとは、当該物質が9 5%またはそれを超える純変(重量で)であること、すなわち、天然では一緒に 存在する蛋白、脂質、および炭水化物が実質的にないことを意味する。
もう1つの態様において、本発明は実質的に純粋なペプチドを包含し、ここに、 該ペプチドはアミノ酸配列TYCATPAK、(配列番号51) 、LETYC ATP(配列番号52) 、CATPAKSE (配列番号53) 、YCAP AKSE(配列番号54)、YCAPA(配列番号55) 、TYCAPA(配 列番号56)、CAPAKSE (配列番号24) 、EALLETYCATP AKSE (配列番号36) 、ALLEKYCAKPAKSE (配列番号3 7)、およびAPSTCEYKA(配列番号38)よりなる群から選択される配 列を包含する。好ましい具体例としては、これらのペプチドは本発明の種々の方 法のいずれで使用することもできる。
また、本発明は、実質的に純粋なペプチドTYCAPAKSE (配列番号1) 、T、YCAPAKSE (配列番号50)I、IGF−II (54−67) (配列番号3)、rGF−II (58−67)(配列番号2)、IGF−4( 55−70)(配列番号4) 、EPYCAPPAKSE (配列番号5)、ま たは前記ペプチドのアナログ(好ましくは、ここに、チロシン−59はチロシン のD−異性体)、例えばIGF−11(54−67;。−Y)(配列番号45) またはIGF−If(58−67:、−Y)(配列番号46)を包含する。IG F−1またはIGF−mの断片を投与する場合、好ましいJGF−1およびIG F−DI断片はICF−1(55−70)(配列番号4)を包含し得る。
また、本発明は、好ましくは5〜40個のアミノ酸の、より好ましくは6〜25 個のアミノ酸の環状ペプチドを包含する。好ましくは、該環状ペプチドは各々I GF−4,IGF−11、またはIGF−I[1を、そのアミノ酸配列の少なく とも一部として包含する。該環状ペプチドは当該ペプチドの2つのンステインの 間のジスルフィド結合を包含でき、該ンステインは当該ペプチドの末端または内 部位置いずれかに位置している。別法として、あるいは該ジスルフィド結合に加 えて、該環状ペプチドは当該ペプチドのアミノおよびカルボキシル末端の間にア ミド結合を包含し得る。好ましい環状ペプチドは、環状化によって、例えば、以 下のペプチド CALLETYCATPAKSEC(配列番号6) 、CTYC ATPAKSEC(配列番号7)、CEP’r’CAPPAKSEC(配列番号 8) 、CTYCAPAKSEC(配列番号9) 、CALLETfiYCAT PAKSEC(配列番号47) 、CTa”l’CATPAKSEC(配列番号 48) 、CT、YCAPAKSEC(配列番号49) 、CTYTAPAKS EC(配列番号10)、CALLETYA、TPAKSEC(配列番号11)  、CRRLEMYCAPLKPAKSAC(FJ11番号12) 、CGYGS SSRRAPQTC(配列番号13)、CYFNKPTGYGC(配列番号14 )、CYFNKPTGYGSSSRR,APQTC)(配列番号15) 、CK PTGYGSSSR,C(配列番号1.6)、7ミ/酸配列CGCELVDAL QFVC(FJ11番号18) 、7 ミ/Iff配列CDLRRLEMYCC PLKPAKSE (配列番号21) 、CGPETLC(配列f号26) 、 CGYGSSSRRCPQTGIVDEC)UP、列番号27)、CGDRGF YFNKPTC(配列番号28) 、CCPLKPAKSAC(配列番号29) 、CDLRRLEMYAPLKPAKSAC(配列番号30) 、7ミ/酸配列 CDLCLLET¥C(配列番号33)、アミノ酸配列CDLCLLETYCA 、TPAKSE (配列番号35) 、CCYRPSETLC(配列番号、1. 0)、CRPC3RVSRR3RGIVEEC(配列を号41) 、CGDRG FYFSRPC(配列番号42) 、CCTPAKSEC(配列番号43)、お よびCDLCLLETATPAKSEC(配列番号44)のジスルフィド結合形 成またはアミド結合形成によって得られたものを包含するが、それらの限定され るものではない。
(1本明細書中で用いるoYおよび。−Yとは、チロシンのD−異性体をいう。
)環状ペプチドのアミノ酸残基は、L−アミノ酸の形態、または表2にリストす るアミノ酸のアナログ、例えばD−アミノ酸の形態でよい。当該アミノ酸配列を 挟む残基は、好ましくは、IGF−1の天然に存在する配列またはTGF−II の天然に存在する配列に相同である。
また、本発明は実質的に純粋なペプチドを包含し、ここに、該ペプチドはアミ/ MfE列CDLRR,LEMYC(配列番号19) 、7ミ/酸配列CCFR3 CDLRRLEMYC(配列番号20)、7ミ/酸配列CCFR8C(配列番号 22)、およびアミノ酸配列CFR8C(配列番号23)よりなる群から選択さ れ、ここに、該ペプチドは当該ペプチドの2つの残基の間の共有結合によって環 状化される。
また、本発明は、実質的に純粋なペプチドを包含し、ここに、該ペプチドは、y ミ/酸配列cGGELVDTLQFVc (配列番号32)、アミノ酸配列CC FR8CDDLALLETYC(配列番号34)よりなる群から選択され、ここ に、該ペプチドは当該ペプチドの2つの残基の間の共有結合によって環状化され る。
また、本発明は、実質的にアミノ酸配列CGCELVDALQFVC(配列番号 18)およびCCFR3CDLRRLEMYC(配列番号)かラナル実質的に純 粋な環状化ペプチドを包含し、ここに該環状化ペプチドはループ状ペプチドの2 つの残基の間に少なくとも1つの共有結合を包含する。
また、本発明は、実質的にアミノ酸配列CGGELVDTLQFVC(配列番号 32)およびCCFR3CDLCLLETYC(配列番号39) の実’lll 的に純粋な環状化ペプチドを包含し、ここに該環状化ペプチドは当該環状化ペプ チドの2つの残基の間に少なくとも1つの共有結合を包含する。
本発明の種々の方法のいずれに対しても好ましい具体例として、機能的誘導体は レトローインベルソ(retro−inverso)ペプチド、好ましくはIG F−1に相同なレトローインベルソ・ペプチド、またはその断片、あるいはTG F−I[に相同なレトローインベルソ・ペプチド、またはその断片である。本明 細書中で用いる「レトロ−インベル゛ハペプチド」とは、少なくとも1つの位置 でペプチド結合の方向が逆のペプチド、すなわち、当該アミノ酸の側鎖に関して アミノ−およびカルボキシ−末端が逆のものをいう。レトローインベルソ・ペプ チドはL−アミノ酸またはD−アミノ酸、あるいはL−アミノ酸およびD−アミ ノ酸の混合物を含有してもよい。
本明細書に掲げたIGF−1またはIGF−11ペプチドのいずれに対しても、 最も好ましいものはジスルフィド結合形成に関与しない少な(とも1つのシステ ィン残基を含有する線状および環状ペプチドである。天然に存在するアラニンが システィンに変更されているいくつかの場合において、本発明は、少なくとも部 分的な活性を有する天然に存在するアラニンを含有するペプチド、ならびに好ま しい活性を有する置換されたシスティンを含有するペプチドが共にその具体例で ある。本発明のいずれのペプチドもヨウ素化され得る。
「相同」とは、2つのポリペプチド分子の間、または2つの核酸分子の間での配 列同様性をいう。2つの比較された配列の双方における位置が同一の塩基または アミノ酸モノマーのサブユニットによって占められている場合、例えば、2つの ポリペプチド分子の各々における位置がロイシンによって占められている場合、 該分子はその位置で相同である。2つの配列の間の相同性は、2つの配列によっ て保有される合致するまたは相同の位置の数の関数である。例えば、2つの配列 における位置の10のうち6が合致または相同であれば、2つの配列は60%の 相同性である。例えば、アミノ酸配列Leu−gly−val−ala−gly −proおよびLeu−hjs−tyr−ala−gay−1euは50%の相 同性を有する。
実質的に十分な長さのポリペプチドに加え、また、本発明はIGF−1、rGF −11、または!GF−I[1ポリペプチドの断片を包含する。本明細書で用い るごとく、ポリペプチドに適用される「断片」なる語は、長さが、通常少なくと も約5個の隣接アミノ酸、典型的には、少なくとも約20個の隣接アミノ酸、通 常、少なくとも約40個の隣接アミノ酸、好ましくは、少なくとも約60または これを超える隣接アミノ酸である。IGF I、■、または■の断片は当業者に 公知の方法によって製造され得る。
本発明の方法では、病気、損傷、または自然の老化過程のごときいくつかの因子 により死滅の危険性が高まった哺乳動物細胞の生存率および/またはコリン作動 性活性を促進させるために、あるいはコリン作動性活性の刺激が哺乳動物の疾患 に有利な効果を有する場合に、rGF−I、IGF−11、I GF−I[1、 IGF−4,IGF−11、およびT GF−1[[の機能的誘導体、およびそ の組合せ、ならびにNGFもしくはNGFの機能的誘導体も包含するその組合せ を用いる。本発明で利用する機能的誘導体のいくつかは公知である:他のものは 本明細書中で開示するルーチン的方法を適用することによって見い出すことがで きる。例えば、本発明の種々の方法のいずれかで使用すべき機能的誘導体は、本 明細書に記載するアッセイによって決定されるごとく、IGF−IS IGF− II、IGF−1[1のいずれもの断片もしくはアナログ、またはIGF−L  IGF−11、もしくは■GF−Illの生物学的活性を模擬したいずれのペプ チドでもあり得る。かかるペプチドの例は、本明細書に記載するごとき、保存的 アミノ酸の挿入、欠失または修飾アミノ酸、環状ペプチド、レトローインベルソ ・ペプチド、または放射能標識またはヨウ素化ペプチドを含有するIGF断片を 包含できる。本明細書中に記載するペプチドは例として挙げられるものであって 、本発明の方法に有用なペプチド範囲を限定するものと解釈されるべきでない。
本発明の方法(および組成物)、例えば、IGF−1およびNGFの共投与は、 以前は知られていない有利方法で、コリン作動性ニューロンの生存および神経伝 達物質合成能を促進する。
治療したニューロン細胞の生存は、未治療対照細胞のそれよりもかなり大きな細 胞活性の維持を示す。成熟CNSのニューロン細胞のほとんどは、通常、細胞分 裂できないと信じられているので、かかる細胞の生存を促進する薬剤の能力は、 本明細書中に開示するオルニチンデカルボキシラーゼアッセイのごとき細胞親和 性応答を指標とするアッセイによって測定することができる。別法として、生き た細胞として染色する、または生きたニューロンの他の特徴を有する細胞を直接 数える、あるいはmRNAまたは蛋白への適当な標識化前駆体の取込を検定する ごとき、生存する細胞の相対的な数を再現性よく示すいずれの他のアッセイを利 用することもできる。コリン作動性ニューロンの機能に対する、添加した成長因 子、機能的誘導体、または成長因子および/または機能的誘導体の組合せの効果 が特に興味深い場合、本明細書中に開示するコリンアセチルトランスフェラーゼ もしくはアセチルコリンエステラーゼ・アッセイのごときその機能を測定する別 のアッセイを利用することができる。
成長因子、機能的誘導体、または成長因子および/または機能的誘導体の組合せ が、筋萎縮性側索硬化症におけるを髄コリン作動性ニューロンのごとき、特定の 変性病に弱いことが知られているニューロンの特定のサブセットに対する効果を テストするために、これらのアプローチのいずれを適用することもできる。
IGFまたはNGF受容体に結合するポリペプチドについての予備的スクリーニ ングをまず使用して、前記したアッセイ、例えば、細胞生存またはコリン作動性 活性アッセイについての候補を示すことができる。本明細書中に開示するのは、 かかる目的のために設計したIGF−I−受容体置換アッセイである。その受容 体に結合するNGFまたはその機能的誘導体の能力を測定する方法は当業者に公 知である。前記アッセイの1またはそれ以上の下で細胞生存またはコリン作動性 活性を促進するようなポリペプチドは、さらに、動物の神経系または他の組織に おける老化、損傷または病気の変性効果と戦うその能力につき、適当なin v iv。
投与によってテストすることができる。
標的組織内において、あるいはそれ無くして、生物を種々のペプチダーゼの作用 に暴露した場合、治療剤としていずれのポリペプチドを用いても、該生物への投 与後にポリペプチドの安定性の問題が持ち上がる。かかる安定性の欠如が問題と 予測される場合、本明細書中に開示するある種の安定性−促進修飾をポリペプチ ドに施すことができる。本明細書中に開示するごとく、血液脳関門を横切っての ポリペプチドの輸送を容易にするために設計した他の修飾をポリペプチドに施す こともできる。
本発明の方法は、ニューロン細胞の病気または老化、または損傷に起因する障害 を含めた、細胞、特に神経細胞の死滅によって特徴付けられるヒトまたは他の哺 乳動物の障害を治療的に処置するのに有用である。IGFおよび/またはその機 能的誘導体、ならびにIGFおよび/またはその機能的誘導体とNGFもしくは その機能的誘導体との組合せを含めた神経親和性ペプチドは、別の方法による治 療では扱いにくいことが判明しているアルツハイマー病、卒中、癲痛、筋萎縮性 側索硬化症のごとき神経変性病、ならびに一般的な年齢が関与するニューロンの 喪失、疾患を治療するのに有用である。
本発明の他の特徴および利点はその好ましい以下の具体例の記載、ならびに請求 の範囲から明らかであろう。
好ましい具体例の記載 図面につきまず記載する。
図面 図1はラットを髄培養におけるコリン作動性ニューロンの生存に与えるIGF− 1の効果を示すグラフである。
図2はラットを髄培養におけるコリン作動性ニューロンの生存に与えるIGF− ■およびIGF−IIIの効果を示すグラフである。
図3はラットを髄培養におけるコリン作動性ニューロンの生存に与えるIGF− ■およびIGF−IIのある種の合成ペプチド断片の効果を示すグラフである。
図4は未成熟ラットの脳へ徐々に用量を増大させて投与したIGF−I注射が、 脳オルニチンデカルボキンラーゼ活性に与える効果を示すグラフである。
図5は未成熟ラットの脳へのIGF−1またはIGFの合成ペプチド断片の注射 が脳オルニチンデカルボキシラーゼ活性に与える効果を示すグラフである。
図6は成熟ラットの脳へのIGF−1の注射が、脳オルニチンデカルボキシラー ゼ活性に与える効果を示すグラフである。
図7はロイノン取り込みによって評価した、TGF−11誘導体およびIGF− ■が皮質細胞の生存に与える効果を示すグラフである。
図8は形態学的特徴によって評価した、IGF−11誘導体およびIGF−Iが 皮質ニューロンの生存に与える効果を示すグラフである。
図9はNGF(飽和濃度)およびIGF−Iが、培養したラットを髄細胞におけ るChAT活性に与える付加的効果を示すグラフである。
図10はNCFおよびIGF(飽和濃度)が、培養したラットを髄細胞における ChAT活性に与える付加的効果を示すグラフである。
図11はNGFおよびIGF−1の適宜の添加が、培養したを髄細胞におけるC hAT活性に与える効果を示すグラフである。
図12はNGFおよびIGF−1が、を髄培養におけるAChE陽性細胞数に与 える効果を示すグラフである。
図13は細胞数と相対的蛍光の間の関係が直線的であることを示すグラフである 。
図14はカルボキシ末端IGF−1およびIGF−IIベブヂド、およびその機 能的誘導体が、生存する細胞の合計数に与える影響を示すグラフである。
図14aは、カルボキシ末端IGF−■およびIGF−11ペプチド、その機能 的誘導体、ならびに「かき集めた(scrambled)Jペプチドが、生存す る細胞の合計数に与える影響を示すグラフである。
図15は、D−Y修飾ペプチドIGF−II (54−67)が、細胞と共にイ ンキュベートされた場合に分解に対して安定化されることを示すグラフである。
図16は、ペプチドTYCAPAKSEが皮質ニューロン細胞の生存に与える影 響を示すグラフである。
図17は、ペプチドTYCAPAKSE (配列番号1)が神経突起の成長に与 える影響を示すグラフである・a)ペプチド無し;b)100f1Mペプチド。
図18は、血清の不存在下で培養したを髄細胞におけるコリンアセ千ルトランス フェラーゼ活性に与えるIGF−1,IGF−IT、およびIGF−111の影 響を示すグラフである。
図19は、IGF−IおよびTCF−11が皮質細胞の生存に与える影響を示す グラフである。
図20は、I G F−1およびIGF−11が皮質細胞生存に与える影響を示 すグ本発明は、とりわけ、IGF−1およびIGF−11ならびにその機能的誘 導体のごとき神経活性ポリペプチドの修飾、ニューロンの死滅の取り扱いの困難 性の増大によって特徴付けられるある種の神経学的病気または障害用の治療剤と しての、NGFまたはNGFの機能的誘導体の投与を伴う、および伴わないその 使用に指向される。「神経活性ポリペプチド」または「成長因子」は、ニューロ ン細胞に対して生存促進効果を働くポリペプチド:例えば、IGF、例えば、I GF=■およびIGF−n、神経成長因子(NGF) 、表皮細胞成長因子、線 維芽細胞成長因子、およびインスリンと定義される。ポリペプチドの「機能的誘 導体」は、当該分子の断片、アナログ、断片のアナログであって、本明細書中で 定義するニューロン細胞の生存を促進しおよび/またはコリン作動性活性を促進 する能力という、望まれる生物学的活性を保有する化合物である。ポリペプチド の「断片」とは、そのポリペプチドのいずれのポリペプチドサブセットをもいう 。ポリペプチドの「アナログ」とは、生物学的活性を有するが、当該ポリペプチ ドと比較していくらか構造的相違、例えば、アミノ酸配列の改変、あるいは正常 には当該分子の一部ではない追加された化学的部位の存在を有する分子をいう。
(例えば、アンル化、アルキル化、カチオン化、またはグリコジル化反応によっ て導入された)かかる部位は、当該分子の溶解性、吸収、輸送、生物学的半減期 等を改善するであろう。別法として、あるいは加つるに、いくつかの部位は当該 分子の毒性を減少させ、あるいは当該分子のいずれの望まない副作用をも排除ま たは軽減するであろう。かかる効果を媒介できる部位はレミントン(1?emj ngton)のファルマノユーテイカル°サイエンス(Pharmaceuti cal 5cience) [7−/り・パブ・カンバ= −(llack P ub、Co、 )、イートン、ペンシルベニア州、1980]に開示されている 。IGF−T、IGF−11、およびNGFのいくつかの誘導体は、単独で、あ るいは組み合わせても作用せず、より詳細に後記するごとく、当業者はいずれが 使用でき使用できないかを認識するであろう。「伝達物質促進剤」は、伝達物質 のレベル増大を引き起こすポリペプチドをいう。NGFは伝達物質促進剤の例で ある。口伝達物質」は神経伝達物質、例えばアセドルコリンをいう。
「伝達物質特異的酵素」は、ニューロンに存在し、伝達物質代謝に関与する酵素 であり、例えば、コリン作動性ニューロンの場合には、アセチルコリンエステラ ーゼ(AChE)またはコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)である 。
「ニューロン細胞」はニューロンである。
本発明の範囲内にある化合物のいくつかは表1に示し、それは、IGF−I、I GF−nの(表2に定義される単一文字省略を用いて表した)アミノ酸配列、な らびにIGF−IおよびIGF−I[の機能的誘導体の番号を示す。これらの誘 導体は、IGF−1またはIGF−11受容体への結合能力に関する、1または それを超える以下の基準に基づく実験につき選択され、かくして、本発明のさら なる機能的誘導体を同定するのに有用である= (1)種間のアミノ酸配列の保 存:(2)種間における「保存的」アミノ酸置換の存在(すなわち、同様の形状 、電荷または他の顕著な特徴); (3)放射能ヨウ素化からのチロシン残基の 受容体シールド(マリおよびルーシイ(Maly and Luthi)、ジャ ーナル・オブ・ノくイオロジカ/lz・ケミストリー(J、 Biol、 Ch em、)263 : 7068−7072 (1988); (4)ポリペプチ ドの表面に受容体結合ドメインが位置すること(受容体相互作用についての推定 的要件)を示唆する親水性残基の優勢;および(5)三次元モデルの疎水性およ び極性領域の考慮[例えば、ブルンデル(Blundell)ら、フエ1ノテー ノヨン・プロシーデイングズ(Fed、 Proc、)42:2592−259 7 (1,983)]および可能な結合部位である領域をそれから同定すること 。
類似の因子をNGF機能性誘導体の領域で適用することができる。
表1 血液脳関門を貫通するペプチドの能力は、その親油性またはその正味のイオン荷 に関係するため、その輸送能力[カスティン(Kastin)ら、ファルマコロ ジー・バイオケミストリー・アンド・ビヘイビア−(Pharmac、 Bio chet Behav、)11 ニア13−716(1979)+ラボボルト( Rapoport)ら、サイエンス(Science) 207 :84−86  (1980):バルドリッジ(Pardridge)ら、バイオケミカル・ア ンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミューニケーションズ(Biochet Biophys、 Res、Commun、 ) ;リーキネン(Riekki nen)ら、ベブタイズ(Peptides)8 : 261−265 (19 87)]を増加させるための、(例えば、フェニルアラニンに代えてペンタフル オロフェルアラニンに置き換えることによる、あるいはカチオン化アルブミンへ の連結による)これらのペプチドの適当な修飾が、血管脳関門の外部での投与に 続くその生物学的利用性で重要であり得、またこれらの修飾は本発明の範囲内の ものである。加えて、ペプチドの生物学的利用性は、プロテアーゼおよびペプチ ダーゼによる分解の受け易さによって制限され得るので(リトルウッド(Lit tlevood)ら、二ニーロケミスドリー・インターナショナル(Neuro chet Int、)12 : 383−389 (1988) ) 、その代 謝安定性を増加させるための(コイ(Coy)ら、1976)これらのペプチド の修飾(例えば、L−アミノ酸のD−アミノ酸での置換え)はその治療効果で有 用であり得、またこれらの修飾されたペプチドもまた本発明の範囲内のものであ る。
本発明の機能的誘導体は、とりわけ、以下の方法:1 当該ペプチドの各末端に 存在するアミノおよびカルボキシル基の化学的修飾、 2 天然配列中のアミノ酸残基のうち1またはそれ以上を、生物学的に適合する 他のアミノ酸残基で置換すること、3、天然配列中のアミノ酸残基のうちの1ま たはそれ以上を、化学的に修飾した生物学的に適合する他のアミノ酸残基で置き 換えること、4、天然配列中のアミノ酸残基のうちの1またはそれ以上の欠失、 5 当該配列の1またはそれ以上のメンバーへの化学的修飾、またはその置換も しくは欠失を伴う、あるいはそれを伴わない、天然配列中のいくつかのアミノ酸 残基のうちの1つの、好ましくはその配列の反復、6、環状化、すなわち、線状 ペプチドのアミノ末端とカルボキシ末端とを連結すること、 7、ジスルフィド、ペプチド、エステルまたは他の共有結合による、IGF−■ 、IGF−n、IGF−II[、CTNFlNGF、またはIGF−T、IGF −■、IGF−III、CTNF、もしくはNGFのいずれかの機能的誘導体と 、ポリペプチド(例えば、IGF−7、IGF−11、I GF−1[1、CT NF、またはNGFのもう1つの断片)または炭水化物のごときもう1つの分子 との連結、8 デブソベブチド・アナログ、 9、レトローインベルソ・ペプチド、 のうちのいずれか1つまたはそれ以上で、天然のIGFまたはNGF分子から変 化させたペプチドを包含する。
本発明の機能的誘導体のいくつかの例を表3に示し、さらに表4に記載する。
表3のペプチドのアミノ酸および分子量分析は表4にまとめる。
また、本発明は、前記したIGF機能的誘導体内の好ましい下位群として、配列 :R1A、AI AA2 AAs A、A4. 、 、 AA、 R2[式中、 AA、、AA2、AA、、AA4.、、AA、はIGFの、またはIGF−ペプ チドのサブセットのアミノ酸残基であるか、あるいは表2に定義したそれらの代 わりの保存的置換であり、nはIGF−n機能的誘導体については5ないし70 のいずれかの整数、TGF−n機能的誘導体については5−67のいずれかの整 数] を有する機能的誘導体を用いる。R1はAA、のアミノ基に結合しており、水素 、低級(C+−Jアルキル、低級アルキルカルボニル、低級アルケニル、低級ア ルキニル、ホルミル、低級(Ce−+o)アリール、アロイル、アリールオキシ −カルボニル、アラルキルオキシ−カルボニル、低級アルキルオキシカルボニル 、ベンゾイル、1−モンクハ2−チオノイル、ニコチノイル、ジヒドロニコチノ イル、N−アルキルジヒドロニコチノイル、イソニコチノイル、およびN−アル キルジヒドロイソニコチノイルよりなる群から選択される。当該ペプチドのカル ボキシル−末端置換基(R2)は以下の:OH:NHt;0Rs(ここに、R8 は低級アルキルまたは低級アリール);0R3OH(ここに、R5は前記定義の 通り):およびNH−R3またはN (CHs)Rs (ここに、R3は前記定 義の通り)の群から選択される。また、カルボキシル−末端アミノ酸のカルボキ シル基は、−PO3H,、B (OH) !、 CH20H、S Os Hまた は5−テトラゾール基のうちいずれか1つで置換され得る。
保存的アミノ酸置換 アミノ酸 コード 以下のもので置換 アラニン A D−Ala、GlySAib、β−AlaSAcp。
L−CysSD−Cys、または欠失 アルギニン RD−ArgSLysSD−Lys、ホモ−Arg。
D−ホモ−Arg、Met、T I e、 D−Me t。
D−11e、Orn、D−Orn、または欠失アスパラギン N D−Asn、 AspSD−Asp、Glu。
D−GluSGinSD−Gin、または欠失アスパラギン酸 D D−Asp 、D−Asn、Asn、Glu。
D−Glu、Gin、D−Gln、または欠失ノステイン CD−Cys、S− Me−Cys、Met、D−Met。
Thr、D−Thr、または欠失 グルタミ〉 Q D−Gln、Asn、D−Asn、Glu。
D−Glu、AspSD−Asp、または欠失クルタミン酸 E D−GluS D−AspSAsp、Asn。
D−A S n、 G l n、 D−G ] n、または欠失グリシン・ G  Ala、D−Ala、Pro、D−Pro、Aib、β−AlaSAcp、ま たは欠失 イ’10イ’iン E I)−11e、Val、D−Val、AdaA。
AdaGSLeuSD−LeulMe +、D−Met。
または欠失 ロイシン L D−Leu、Val、D−Val、AdaA、AdaG、Leu 、D−Leu、Me 3 D−Me t。
または欠失 リンノ K D−Lys、Arg、D−Arg、ホモ−Arg。
D−ホモ−A r g、 Me t、 D−Me tSI l e。
D−11e、Orn、D−Orn、または欠失メチオニン M D−Met、S −Me−Cys、Tie、D−11e。
Leu、D−Leu、Va l、D−Vat、または欠失 フェニルアラニン F D−Phe、Tyr、D−Thr、L−Dopa。
H45SD−Hi s、Trp、D−Trp、)ランス−3,4−もしくは5− フェニルプロリン、AdaA。
AdaG、シス−3,4−もしくは5−フェニルプロリン、Bpa、D−Bpa 、または欠失プロリン P D−ProS t−1−チアゾリジン−4−カルボ ン酸、D−もしくはL−1−オキサゾリジン−4−カルボン酸(カラエル(Ka uer)、米国特許第4511390号)、または欠失 セリン S D−3erSThrSD−Thr、アo−Thr。
MetSD−MetSMe t(0)、D−Met (0)、L−Cys、D− Cys、または欠失 スL/オニンT D−Thr、 Ser、 D−Ser、アo−Thr。
Me tSD−Met、Me t(0)、D−Met(0)、Val、D−Va l、または欠失 チロシン V D−TyrSPhe、D−Phe、L−Dopa。
Hi s、 D−Hi s、または欠失バリ:/ V D−Vat、Leu、D −Leu、Ile。
D−11eSMet、D−Met、AdaA。
AdaG、または欠失 また、本発明は、前記したNGF機能的誘導体内の好ましいサブグループとして 、配列:R+ AA+−AAz AAs AA4.、、AA−R,z[式中、A A、、AA!、AA3、AA4.、、AA、はIGFもしくはその機能的誘導体 のアミノ酸残基であか、あるいは表2に定義したそれらの代わりの保存的置換で あり、nはNGFもしくはその機能的誘導体におけるアミノ酸残基の番号に対応 する整数である] を有する機能的誘導体を利用する。R■はAA、のアミノ基に結合しており、水 素、低級(C+−@)アルキル、低級アルキルカルボニル、低級アルケニル、低 級アルキニル、ホルミル、低級(C@、□+0)アリール、アロイル、アリール オキシ−カルボニル、アラルキルオキシ−カルボニル、低級アルキルオキシ力ル ボニル、ベンゾイル、1−もしくは2−チオノイル、ニコチノイル、ジヒドロニ コチノイル、N−アルキルジヒドロニコチノイル、イソニコチノイル、およびN −アルキルジヒドロイソニコチノイルよりなる群から選択される。当該ペプチド のカルボキシル−末端置換基(R7)は以下の・OH;NH2;OJ (ここに 、R3は低級アルキルまたは低級アリール);0R30H(ここに、R3は前記 定義の通り):およびNH−R3またはN (CHs)Rs (ここに、R3は 前記定義の通り)の群から選択される。また、カルホキ/ルー末端アミノ酸のカ ルボキシル基は、−PO3H2、B (OH) !、−CH20H1−8○3H または5−テトラゾール基のうちいずれか1つで置換され得る。
当該ペプチドの範囲内に存在するアミノ−末端アミノ基および/またはリンノ、 セリンまたはスレオニン側鎖は、所望により、ホルミル、アセチル、プロピオニ ル、および同様の低級アルキルアシル残基によって、あるいはベンゾイル、テノ ニル、ニコチノイル、イソニコチノイル、N−アルキルニコチニイルならびにそ のジヒドロおよびテトラヒドロ誘導体のごときアリールまたは複素環アシル残基 によってアシル化されていてもよい。かかる修飾は治療剤の血管脳関門浸透性を 促進することが期待される(フレベリング(Creveling)ら、エクスペ リエンンア(Experientia)25 + 26−27 (1969)  ;ポドール(Bodor)ら、サイエンス(Science)214 :137 0−1372 (1981) )。
プロリン、グルタミン酸、またはアスパラギン酸をアミノ−末端に含有するペプ チド配列において、該アミノ末端アミノ酸は、所望により、L−ピログルタミン 酸によって置換されていてもよい。
IGF−1、IGF−11、およびNGFの断片ポリペプチドは、(各々)天然 の分子以外の少数のアミノ酸残基を含有するIGF−I、IGF−U、およびN GF分子のサブセットである。好ましいIGF配列は5−4o残基のものであり 、最も好ましいのは6−25残基の配列である。断片のアミノ酸の一部は、産物 ペプチドの化学的もしくは生物学的安定性を改良し、あるいは血管脳関門を横切 ってのその輸送を改善する保存的置換、欠失、または挿入によって置換されてい てもよい。好ましくは、アミノ酸残基の30%以下、より好ましくは20%以下 は置換されているか、あるいは欠失されている。適当な保存的置換のリストは、 蛋白で見い出される通常の天然に存在するアミノ酸残基についての単一文字に対 する鍵と共に表2に示す。表2で用いるある種の他の省略をここに定義する:N I eはノルロイシンを意味し、Aibはアミノイソ酪酸を意味し、AdaAは β−アダマンチルアラニンを意味し、AdaGはα−アダマンチルグリシンを意 味し、ホモ−ArgはL−ホモアルギニンを意味し、D−ホモ−ArgはD−ホ モアルギニンを意味し、Acpはε−アミノカプロン酸を意味し、ChgはL− α−シクロへキノルグリシンを意味し、oYはD−チロシンを意味し、およびア ローThrはL−アロスレオニンを意味する。さらに、Chaはβ−ソクロへキ ノルアラニンを意味し、Meはメチル(CH,)を意味し、Ornはオルニチン を意味し、ビローGluはピログルタミル基を意味し、Met(0)およびD− Met (0)は各々L−およびD−メチオニンに由来するスルホキシドを意味 し、β−Alaはβ−アラニンを意味し、Acmはアセトアミドメチルを意味し 、L−Dopaは3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L−アラニンを意味 し、Bpaは4−ベンゾイルフェニルアラニンを意味する。
用いる記号および省略は、特に断りがない限り、生物学命名法についてのIUP AC−TUBジヨイント・コミッションにより推奨されているもの、rNome nclature and Symbolism for Am1no^cid s and Peptides、Recomme獅р≠狽奄盾獅■ l、983J、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J、 Bi ol、 Chet ) 260・14−、!!2 (1985)である。常法に おけるごとく、これらの同一の記号は、それらがペプチド鎮に連結している場合 アミノ酸の対応する残基を定義するに使用する。該アミノ酸残基が異性体形を有 する場合、特に断りのない限り、表されるアミノ酸のL−形態である。通常の表 記に従うと、各ペプチドのN−末端におけるアミノ基は左側に現れ、C−末端の カルボキシル基は右側に現れる。
前記にて示唆されたアミノ酸置換以外に、ポリペプチドの化学的修飾のごとき、 血液脳関門を横切ってのポリペプチドの輸送を改善する他の方法を使用すること もできる。いずれの化学的修飾手法においても、例えば(例えば、バルドリッジ (Pardrjdge)ら、1987の方法による)カチオン化または(ンユバ ルツ(Schwartz)ら、アーカイブズ・オブ・バイオケミストリー・アン ド・バイオフイノノクス(^rch、 Biochem、 Biophys、) 181 : 542−549 (1977)の方法による)グリコノル化よりな り得る化学的修飾プロセスの間、受容体結合部位構造を保護し維持するために、 当該ポリペプチドをまずその受容体に付着させるまた、本発明は、前記したIG F機能的誘導体内の好ましい下位群として、好ましくは5−40個のアミノ酸残 基、最も好ましくは6−25個のアミノ酸残基の環状ペプチドを利用する。かか るペプチドは好ましくはIGF分子のループ化ドメインの後に作成される。かか るループは天然ジスルフィド結合形成の結果である得る一方、他のものは、結合 を許容する最小エネルギーのコンフォメーションまたは受容体誘導コンフォメー ションに達する蛋白の折り畳みの結果である。
前記したごとく、環状化は、線状ペプチドのアミノおよびカルボキシル末端を、 直接結合させてアミド(ラクタム)結合を形成させるか(実施例25B)、ある いは末端ンステイン基を使用するジスルフィド結合形成によって行うことができ る。存在するいずれの内部システィン基も、好ましくは、環状化の前に選択的に ブロックされ、十分に確立された手法を用いて後にブロックを解除することがで きる(実施例25A)。別法として、内部システィンは、突然変異誘発を探す実 験でしばしば用いられる、ベブチドノのコンフォメーションに影響が最小である ことが期待されるアミノ酸、例えばアラニンによって置換され得る。
好ましい環状ペプチドの例は、末端ンステイン基のジスルフィド結合形成を介し て以下のモノマーペプチドを環状化することによって得られる。
CALLETYCATPAKSEC(配列番号6)CTYCATPAKSEC( 配列番号7)CEPYCAPPAKSEC(配列番号8)CTYCAPAKSE C(配列番号9)CALLET、YCATPAKSEC(配列番号47)CTI 、YCATPAKSEC(配列番号48)CTDYCAPAKSEC(配列番号 49)CT’y’TAPAKSEC(配列番号10)CALLETYATPAK SEC(配列番号11)CRRLEMYCAPLKPAKSAC(配列番号12 )CGYGSSSRRAPQTC(、配列番号13)CYFNKPTGYGC( 配列番号14)CYFNKPTGYGSSSRRAPQTC(配列番号15)C KPTGYGSSSRC(配列番号16)アミド結合形成によって形成された環 状ペプチドの例は以下の通りである:環状(TYCAPAKSE)(配列番号1 )。
IGF−IおよびTGF−II分子のループ化ドメインに基づく好ましい環状ペ プチドの例は以下の通りである: GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPTGYGSSSR RAPQTG提案されるループペプチド 1.1GF Iに存在するCysを使用。
a) CGCELVDALQFVC6−18” (配列番号18)b) CDL RRLEMYC52−61(配列番号19)c) CCFR8CDLRRLEM YC47−61(配列番号20)d) CDLRR,LEMYCCPLKPAK SE 52−70(配列番号21)e) CCFR3C47−52(配列番号2 2)f) CFR3C48−52(配列番号23)g) CGCELVDALQ FVC6−fill (配F11番号18)CCFR3CDLRRLEMYC4 7−61(配列番号20’)2、:A剰のCys使用 h) CGPETLCC+]−6(配列番号26)i) CGYGSSSRRC PQTGIVDECc+3O−47(配列番号27)D CGDRGFYFNK PTC2+−31+C(配列番号28)k、) CCPLKPAKSA、C52 −70+C(配列番号30)1) CDLRRLEMY*APLKPA、KSA C352−70+C(配列番号30)2 番号対応する天然に存在するIGF− 1中のアミノ酸の位置をいう。
3 *は天然に存在するIGF−IまたはIGF−ITの対応する位置からのア ミノ酸の欠失を表す。
GIVEECCFl?5CDLALLETYCATPAKSE (配列番号31 )提案されるループペプチド4: 1、 1GF 旧こ存在するCysの使用:g) CGGELVDTLQFVC 9−21(配列番号32)CCFR3CDLCLLETYC46−60(配列番 号39)4 以下のペプチドのうちいくつかはA I a −−−>Cy s置 換を含有する。
5 番号は対応する天然に存在するIGF−II中のアミノ酸の位置をいう。
2、過剰のCysの使用 ペプチドのレトロ異性体は、側鎖のトポ化学を維持しつつ、ペプチド結合の方向 を逆にすることと定義される。レトローインベルソ・ペプチドにおいて、D−ア ミノ酸はL−アミノ酸の代わりに置き換えられて、天然ペプチドと同様の生物学 的応答および受容体結合のための全体としてのコンフォメーションを保持する( ハイワード(Hayward)ら、ベブタイズ(Peptides) 1974  :第13回欧州ベブチドシンポンウム、ワイ・ウォルマン(Y、 folma n)編、287−297頁;グツドマン(Goodman)ら、アカウンツ・オ ブ・ケミカル・リサーチ(^cc、 Che!l、 Res、)12 :1−7  (1979) )。レトローインペルソ・ペプチドは十分にはっきりとしたコ ンフォメーションの拘束を導入することが示されており、エンドペプチダーゼに よる限定的な生分解を示した。
−NH−Cl−Co−NO−CB−CO−NH−CH−CO−Nl(−天然ペプ チド−N)I−QC−CFI−NH−QC−CI−NH−QC−CH−NH−レ トロD−ペプチド−N)1−CH−N)1−区−CH−N)I−QC−CI(− Co−NO−末端修飾レトロD−ペプチド末端基が活性に関与する場合、レトロ D−ペプチドにおけるアミノ−およびカルボキシル末端を反対にすると、活性が 減少される。アミノ末端に2−アルキルマロナート誘導体および2−アルキル置 換ge謹−ジアミンを導入することによってカルボキン−末端で修飾を行った。
部分的または単一のアミド修飾レトローインベルソ・セグメントを天然の配列に 取り込む場合、これらの基は架橋残基として使用することもできる。部分的で選 択した単一のアミド修飾レトロペプチドは、生物学的活性を修飾するのに用いる ことができる。異なるレトローインベルソ・ペプチドの例は一般的な配列にてこ こに示す。
gAA−−AA−−AA−−、AA−−AA−−mAA 末端−末端修飾g A  A −−A 、A −−、へA−mAA−−、八A−−AA 部分的修飾g  A A −−m A A −−A A −−A A −−A 、A −−、A  A 単一アミド修飾gAA=2−置換gemジアミンアミノ酸の代わりmAA= 2−アルキルマロナートアミノ酸の代わりAA=設計に基づ<L−、D−または 異常アミノ酸1ノドローインベル′ハペプチドは、溶液相セグメント縮合法およ び固相法双方によりて合成される。アラニンのgemジアミノおよびマロニル誘 導体を以下に掲げる。
提案される配列:IGF−1およびIGF−IIの以下の断片のレトロ−インベ ル′ハベブチドは以下の一般に知られたペプチド手法によって作成できる。番号 は、各々、全長IGF〜■(配列番号17)の、または全長IGF−■(配列番 号31)の対応するアミノ酸の位置を示す。
SCDムRRLEMY CAPLX PAXSA 5151−70RLE CA PLK PAXSA 5g−70CAPLK PAXSA 64−70 SCDLRRLEMY CAPLK 51−65L「三は: 表3 配列 使用樹層 精製法冨(RT) M粋ペプチドの 配列表分子量(mg) TY(r21cAP AXSE Fmoc−^PkXSE−謝脂 v1工 17 .9 25io、31g、0.91m@qlq) (lコ、4 分 〉KALL E 丁YCAT PAXSE Fm0c−Glu(t−Bul−樹脂 V!fl  10.8 3610.5g、 0.36meq/g) (12,7分)入LL E* YC入xp 入XSE Fme−Glu(を−日u1−抄ill !!  35.0 コツ10.5g、O,コロ1+1@(1/91 414.3 分 ) 液速−9,5mL/分(Wa + s r s>および3.5mL/分(Vyd ae)+x、40分におLITB(1)10−30% カラム: Vydac  C8表4(続き) π システィンは未測定 ペプチドの使用 以下により詳細に記載するごとく、本発明は、特にニューロン細胞の死滅を含め た細胞死滅の危険性の増大によって特徴付けられる病気または障害の治療用の薬 剤としての、IGF−1およびIGF−IrならびにICF−4、IGF−ff のその機能的誘導体、ならびにNGFおよびその機能的誘導体と組み合わせたそ の機能的誘導体の新規な使用を提供する。本発明の各ポリペプチド(またはポリ ペプチドの組合せ)の生物活性は、都合よくは、脳オルニチンデカルボキンラー ゼアッセイ、を髄コリンアセチルトランスフェラーゼアッセイ、培養中隔細胞ア ッセイ、または培養皮質細胞アッセイによって検定することができ、それらすべ てを後記にて詳細に記載する。別法として、ポリペプチドをまず受容体−成長因 子置換アッセイ、例えば、ホモゲナイズした脳組織中の受容体に結合した標識I GF−1を置き換えるポリペプチドの能力を測定する後記受容体−IGF−I置 換アッセイによってスクリーニングすることができる。このアッセイは、2つの 酵素アッセイによって測定されたポリペプチドの生物活性と関連することが証明 されている。後記実施例に記載したごとく、これらのアッセイは、IGF−4、 IGF−I[、ICF−mおよびこれらの分子のいくつかの機能的誘導体の、単 独での、およびNGFまたはNGFの機能的誘導体と組み合わせた場合のこれま でに知られていなかった生物活性を開示する。かくして、本発明のペプチドは、 前記したごとく、ニューロン細胞の死滅の危険性の増大によって特徴付けられる 神経学的病気または障害に罹ったヒトまたは他の哺乳動物への投与に有用である 。これらの神経学的病気または障害は、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋 萎縮性側索硬化症、卒中、および脳またはを髄の振盪もしくは貫通の負傷を包含 するが、これらに限定されるものではない。
本発明の処方は、非経口投与、例えば、静脈内投与、皮下投与、筋肉内投与、眼 窩内投与、経眼投与、心室内投与、頭蓋内投与、被膜内投与、を髄内投与、槽内 投与、腹腔内投与、局所投与、鼻孔内投与、エアロゾル投与、乱切投与に、およ び経口、バッカル、直腸または膣投与に有用である。該組成物は前記した神経学 的病気のための療法を提供するために、治療上有効な量(例えば、患者の病理的 症状を排除または減少させる量)にてヒトまたは他の哺乳動物の非経口投与用に 処方できる。
本明細書中に提供する化合物は、医薬上許容される非毒性賦形剤および担体と混 合することによって医薬組成物に処方できる。前記したごとく、かがる組成物、 特に液状の液剤または懸濁剤の形態で非経口投与に、特に錠剤またはカプセル剤 の形態で経口投与に、特に散剤、点鼻剤、またはエアロゾルの形態で鼻孔内投与 に調製できる。
都合よくは、該組成物は単位投与形態で投与でき、例えば、レミントンズ・ファ ルマンユーティカル・サイエンス(Remington’ s Pharmac eutjcal 5cience)に記載されているごときよく知られた方法い ずれによっても調製できる。非経口投与用処方には、通常の賦形剤として、滅菌 水または生理食塩水、ポリエチレングリコールのごときポリアルキレングリコー ル、植物起源の油、水素化ナフタレン等を含有させることができる。特に、生体 適合性で生分解性のラクチドポリマー、ラクチド/グリコリド共重合体、または ポリオキシエチレンーポリオキシブロビレノ共重合体は当該ペプチドの放出を制 御するための有用な賦形剤である。これらのペプチドのための他の有用な非経口 送達系は、エチレン−酢酸ビニル共重合体粒子、浸透圧ポンプ、植え込み可能な 注入系、およびリポソームを包含する。
吸入投与用の処方は賦形剤として、例えばラクトースを含有させるが、あるいは 例えばポリオキシエチレン−9〜ラウリルエーテル、グリココレートおよびデオ キシコレートを含有する水性溶液、あるいは点鼻剤の形態の投与用の油性溶液、 あるいは鼻孔内に適用すべきゲルとじつる。また、非経口投与用処方には、バッ カル投与用にグリココレート、直腸投与用にメトキシサリチレート、あるいは膣 投与用にはクエン酸を包含させることもできる。
本発明の物質は医薬中にての唯一の活性剤として使用できるか、あるいは他の活 性成分、例えば、神経学的病気にてニューロンの生存を容易とできる他の成長因 子、あるいはペプチダーゼもしくはプロテアーゼ阻害剤と組み合わせることがで きる。
治療組成物Jこおける本明細書中開示の化合物の濃度は、投与すべき薬物の用量 、使用する化合物の化学的特徴(例えば、疎水性)、および投与経路を含め、多 数の因子に依存して変化するであろう。一般的事項において、本発明の化合物は 、非経口投与では、約0.1ないし10%w/vの化合物を含有する水性生理学 的緩衝液中にて供することができる。典型的な用量範囲は、1日当たり約1μg /kgないし約1.g/kg体重であり:好ましい用量範囲は1日当たり約0. 01mg/kgないし1.00mg/kg体重である。投与すべき薬物の好まし い用量は、神経学的病気のタイプおよび進行の程度、個々の患者の総じての健康 状態、選択した化合物の相対的生物学的効果、化合物賦形剤の処方、および投与 経路に依存するであろう。
以下の実施例により、本発明をさらに説明する。これらの実施例は、添付の請求 の範囲によって決定される本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでない 。
実施例1 組換えヒトIGF−1,IGF−11、およびICF−II[、ならびにIGF −IまたはIGF−11の部分配列からなるいくつかの化学的に合成したペプチ ドは、表1に示した商業的入手源から得た。N31−標識[スレオニン”] T GF−7はアメルスハム(^mersham) (アーリントン・ハイツ(^r lington Heights)、イリノイ州)から得た。IGF−1または IGF−I[の部分配列からなる他のペプチドは、ミリゲン・バイオサーチ(M illigen Biosearch)モデル9600ペプチド合成器にてFm oc化学を用いて化学的に合成し、ハドソン(Hudson) [ジャーナル・ オブ・オーガニック・ケミストリー(J、 Org、 Chem、)53 :  617−624 (1988)]の方法に従ってヒユーレット−バラカッド・モ デル(Hevlett−Packard Models) 1050および10 90M HPLCで精製した。
Fmocアミノ酸、BOP (カスドロ(Castro)の試薬)、および樹脂 はバイオサーチ(Biosearch) (サン・ラファ工o (San Ra phael)、カリフォルニア州)およびバケム・バイオサイエンス、インコー ホレイテッド(Bachem Bioscience。
Inc、)(フィラデルフィア、ベンノルベニア州19104)から購入した。
溶媒はプルディック・アンド・ジャクソン(Burdick and Jack son) (ムスケゴン(Muskegon )、ミンガン州49442)から 購入した。他の試薬はングマ・ケミカル・カンパニー (Sigma Chem ical Co、 ) (セントルイス、ミズリー州63478)から購入した 。
大脳皮質および小脳を含有する脳組織は、成体スブラグードーレイ・ラット(ヒ ルトップ・ラブ・アニマルズ、インコーポレイテッド(llilltop La b Antmals。
1、nc、 )、スコツツブイル(Scottsdale)、ペンシルベニア州 )から解剖し、1.OmMHEPESSO,5%BSA、領0125九0125 0.025%バシトラシン、およびl00KIU/mlのアプロチニン、r+H 7,6、からなる50容量の水冷緩衝液を含有するブリンクマン・ポリトロン( Brinkman Po1ytron)ホモゲ±イザー(ウェストベリー(We stbury)、ニューヨーク州)中、低出力にて5分間、ホモゲナイズした( ボハンノン(13ohannon)ら、エンジクリノロジー(Endocrin ology)119 : 943−945(1986)) 。ホモゲナイゼーシ ョンの後、該組織を20分間の7800Xgでの遠心後に収集し、10容量のア ッセイ緩衝液に再懸濁した。組織(50μ+)、100μm1257 [スレオ ニン51]IGF−1(20pM) 、および501の緩衝液または変更する濃 度のペプチドを96−ウェルのプレートに添加し、水上で3時間インキュベート した。インキュベーション期間の後、該組織を領01%ポリエチレンイミンに予 め浸漬したワットマンGF/Cフィルター上に収集し、ブランデル(Brand ed、 )細胞収穫器(ガイセルスブルグ、マジソン州)を用いて水冷アッセイ 緩衝液で4回洗浄した。
フィルターを取り出し、結合した+251 [スレオニン”] IGF−Iをベ ックマン(Beckman)モデル5500Bガンマカウンターを用いて測定し た。
表5は天然のIGFおよびIGF断片を利用した123I [スレオニン59] ■GF−1置換アツセイの結果をまとめる。該結果は、IGF−1およびIGF −Ht”’ I −(スレオニン”3 1 G F −1(7)優tlりffi 換体テアルカ、IGF−IIは本質的に不活性であることを示し、該アッセイは IGFi様分子の同定につき選択的であることが示される。このアッセイにおい て、IGF−1(24,−41)は、単独で、あるいはIGF−I[(54−6 7)と組み合わせて、+231−[スレオニン”] IGF−1の置き換えにて 活性であった。IGF−II (54−67)は単独で、および表5にリストし たい(っかの他の断片は、I″I[スレオニン”] IGF−Iの有意で効果的 な置換体ではなかった。
表5 IGFi受容体競合アッセイの概要 ペプチド(濃度) 最大% 結合(SD)IGF−1(10pM) 100 ( 1,1)IGF−1(40nM) 9.6 (0,7)IGF−II (40n M) 92.1 (0,7)IGF−m (40nM) 17.6 (2,6) IGF−1(24−41)(100μM) 44 (7)IGF−1(24−4 1)(50μM) 99 (6)IGF−1(24−41) (50μM) 十 IGF−11(54−67)(50μM) 49 (11)IGF−n (54 −67)(100μM) 94 (6)IGF−I (62−70)(100μ M) 83 (20)IGF−1(30−41)(100μM) 94 (1, 4)IGF−■(62−67)(100μM) 83 (21)rGF−f[( 33−40)(1mM) 92 (1,8)実施例2 脳は、成体スブラグードーレイ・ラットから無傷で取り出し、粉末化したドライ アイス上で凍結し、(小脳および脳幹のレベルにて)20μmのセクションに切 断し、これをゼラチン被覆の顕微鏡スライドグラス(ヘルケンハムおよびベルト (Berkenham and Pert)、ジャーナル・オブ’二1 Cff サイエンス(J、 Neurosci、)2:1129−1149(1982) )上に解凍設置した。ボハンノン(Bohannon)ら(1986)の方法の 修正法を用い、0.01nM 、 sI−[スレオニン5I]IGF−1を単独 で、あるいは未標識IGF−I、IGF−11、またはその合成ペプチド断片と 組み合わせて含有する250μmのHEPESアッセイ緩衝液(実施例1参照) で該組織セクションを覆った。該セクションを4℃にて24時間インキュベート し、次いで、水冷したHEPESアッセイ緩衝液を3回の1分間の変更にて(各 200m1)すすいだ。次いで、組織セクションをフィルターを具備したスライ ドからぬぐい去り、組織に結合した放射能活性をペックマンのモデル5500B ガンマカウンターで測定した。
このアッセイにおいては、実施例1に記載したアッセイとは対照的に、+237 −[スレオニン’] IGF−1結合はIGF−1およびIGF−11双方によ って強力に置き換えられ、これは、これらの分子の双方の強力に活性な誘導体を 検出するこのアッセイの有用性を示す(表6)。101 [スレオニン”] I GF−I結合はIGF−n (33−40)によって置き換えられたが、IGF −11(54−67)によっては置き換えられなかった。
表6 ペプチド 最大結合% IGF−I (4μM) 91 1GF−I (400μM) 30 TGF−II (200μM) 50 IGF−II (400μM) 23 IGF−n (33−40)(1mM) 76IGF−II(33−40)(, 10mM) 82IOF−II (54−67)(,25mM) 167IGF −n (54−67)(,025mM) 1.32実施例3 IGF−4,IGF−11、またはこれらの分子の合成ペプチド誘導体の活性は 、14日齢の胚ラットを髄ニューロンの解離した培養につきアッセイに付した。
を髄ニューロンはトリプシンでばらしたを髄から得られ、これを平板培養し、ペ プチドと共にインキュベートし、引き続いて、マツクマナマン(Mcllana man) [デベロップメンタル・バイオロジー(Dev、 Biol、)12 5 : 311−320 (1988)]によって記載されているごとくコリン アセチルトランスフェラーゼ活性につき検定した。
このアッセイでは、IGF−1はコリンアセチルトランスフェラーゼ活性の実質 的で用量依存的な増加を生じさせ(図1)、これは、IGF−1はを髄コリン作 動性ニューロンのコリン作動性活性および/または生存を劇的に促進することを 示唆する。さらに、IGF−ITおよびfGF−111はを髄アッセイで活性で あることが判明した(図2)。加えて、IGF−I (24−41)およびI  GF−IT(33−40)もまたコリンアセチルトランスフェラーゼ活性で用量 依存的増加を生じることが判明し、これは各ペプチドが活性なIGF機能的誘導 体であることを示す(図3)。
実施例4 CNS神経親和性活性についての生化学的マーカー、脳オルニチンデカルボキシ ラーゼの誘導を用い、IGF−1,IGF−IIまたはこれらの分子の合成ペプ チド誘導体のin vivo活性をテストした。オルニチンデカルボキシラーゼ の誘導(すなわち、活性の増大)は種々の親和性因子の作用についての一般的マ ーカーであることが報告されている(シュバルッ(Schwartz)ら、デベ ロップメンタル・プレイン・リサーチ(Dev、 BrainRes、)1 :  403−413 (1981) :カンジエ(Kanje)ら、プレイン・リ サーチ(Brain Res、)381 : 24−28 (1986);ラッ セル(Russet)ら、ライフ・サイエンス(Life Sci、)19 :  1297−1306 (1976);7ツクドネル(1IacDonnel  1 )ら、ブロンーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエ ンシズ(Proc、 Natl、 Acd。
Sci、)USA74.4681−4684 (1977);リネハート(Ri nehart)、プロシーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・ サイエンシズ(Proc、 Natl、^cd、Sci、 )U S A 82 .4365−4368 (1985))。
1GF−1、IGF−IIまたは合成ペプチド誘導体(1,25−2,5μg用 量、1処理群当たり6匹の動物)を含有する0、1Mリン酸緩衝生理食塩水(P BS)5μmを、4日齢のスプレィゲート−レイ・ラットに大脳内注射した(側 転室の領域)。6時間後、脳を取り出し、実質的にルイス(Lewis)ら[プ ロシーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Pr oc、 Natl、^cad。
5cL)USA、75 :1021−1023 (1978)]によって紀載さ れているごとくに、オルニチンデカルボキシラーゼを検定した。
IGF−Iの投与は、脳オルニチンデカルボキシラーゼ活性の用量依存的増加を 生じさせた(図4)。加えて、IGF−r (24−41)およびIGF−11 (54−67)は脳オルニチンデカルボキシラーゼ活性を増加させた(図5;こ れらのペプチドは図5では、各々、IGF−I (2−4)およびIGF−I  (5−6)として言及されている)。
実施例5 IGF−Iによる脳オルニチンデカルボキシラーゼの誘導が動物を発育させるこ とに限定されるか否かを決定するために、成体スプレィゲート−レイ・ラットの 側転室にIGF−Iを注射した。6時間後、脳を取り出し、いくつかの領域に解 剖しく大脳皮質、内側中隔、および海鳥)、次いで、実施例4に記載されている ごとくにオルニチンデカルボキシラーゼ活性について検定した。図6に示すごと (、IGF−4は、検定したすべての脳領域でオルニチンデカルボキシラーゼを 刺激した。この結果は、IGF−関連分子は脳の広範囲な領域で潜在的利用性を 有することを示す。
[’H]−ロインンの取込を増進する、および神経突起を担持する細胞の生存を 促進するIGF−1およびTGF−IIの合成誘導体(IGF−IT (54− 67))の能力を、培養したラット皮質性細胞で調べた(IGF−1における番 号「54−67」は、当該断片が天然のIGF−1のアミノ酸残基54−67を 包含することを示す)。IGF−1と同様に、IGF−II (54−67)は 、図7に示すごとく、低密度の24時間混合皮質培養における[3H]−ロイン ン取込を増大させた。また、TGF−n (54−67)は、図8に示すごとく 、(神経突起担持細胞の存在によって決定される)皮質ニューロンの生存を増加 させる点でIGF−1様の生存促進活性を示した。
当業者に知られている標準的な技術を用い、18−19日齢胚う・ソトから得ら れた解離した皮質細胞につき測定を行った。無血清N2培地中のポリ−1−オル ニチン−ラミニン被覆プラスチック組織培養細胞につき、1.5 X 10’/  cm2で細胞を接種した(ボッテンンユタイン(Bottenstein)ら 、ブロンーデイングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ( Proc、 Natl、 Acad、 Sci、)USA76:514−517  (1978))。取込アッセイにつき平板培養中の細胞に[31刊−ロイシン を添加した。平板培養の24時間後に培養を終止し、[3H]−ロインン取込ま たは、顕微鏡観察によって、神経突起細胞の数を測定した。
表7 培養しこラットを髄細胞におけるCHAT活性に対するNGFおよびIGF−1 の付加的効果 成長因子 濃度(nM、) 対照を上回る%増加NGF 2.0 44 IGF−11,320 1,2,550 25,037 2nM NGF+IGF−I 1.3 5812.5 93 NGF 0.02 56 25nM IGF−1+NGF 0.02 750.2 100 TGF−1およびNGFの同時投与がChAT活性に与える効果を、培養した中 隔ニューロンで検定した。ChATは神経伝達物質アセチルコリンの合成におけ る最初の酵素であり、コリン作動性ニューロンについての特異的生化学的マーカ ーである。この酵素のアッセイは、コリン作動性ニューロンの生存および/また はこの酵素の調節に与えるIGF(および他の因子)の効果の指標として用いる ことができる。図9に示すごとく、ChAT活性のさらなる増加が、飽和または 最大上濃度のIGF−1と組み合わせた飽和濃度のNGFで観察された。図9中 、中抜四角印はIGF−Iを示し、菱形はIGF−1+2nM NGFを示し、 中抜丸印は2nM NGF”を示し、および403 DPMにおける水平線は未 誘導細胞を表す。図10に示すごとく、同様の付加的効果が、飽和濃度のIGF −1を飽和もしくは最大上濃度のNGFと組み合わせた場合に観察された。図1 0中、中抜四角印はNGFを示し、菱形はNGF+25nM IGF−1を示し 、中抜丸印は25nM IGF−Iを示し、554 DPMにおける水平線は未 誘導細胞を表す。対照未誘導細胞より優れたC h A T活性のパーセント増 加は表7にまとめる。
培養したラット中隔細胞実験は、一般に、バーティックおよびヘフテイ(Rar tikku and [1efti) [)+−ナル・オブー=ニーaサイエン シズ(J、 Neuroscience)、8 : 2967−2985 (1 985) 、ノーヤシおよびノくチル(Hayashi and Patel) 、デベロブメンタル・プレイン・リサーチ(Dev、 BrainBes、 ) 、36 :109−120 (1987)]に記載されているごとくに、以下の ように行った。
第178目の胚ラットの中隔領域の解離した細胞培養は、組織の酵素的(デイス ベイス(Dispase)、コラボラトラティブ・リサーチ(Collabor atjve Re5earch))解離を用い、当業者に知られている標準的な 技術によって調製した。細胞は、ポリ−1−オルニチン−ラミニン被覆プラスチ ック組織培養ウェル中、6X10’細胞/cm’で接種しく平板に塗布)、栄養 補給することなく、無血清N2培地(ボッテンノコティン(Flottenst cin)ら、1978)中で5日間培養した。対照(未誘導)培養には、添加し た成長因子を摂取させず:誘導した培養には、平板への塗布時に、図9および図 10に示した製産のIGF−1およびNGFを摂取させた。NGFは商業的に入 手可能である。ChATは、マクマナマン(McManaman lら[デベロ ブメンタル・バイオロジー(Dev、 Biol、)125 : 311−32 0 (] 988)]に記載されている方法によってアツセイを行った。ACh Eの染色は、バーティツカおよびヘフテイ(Hartikka and 1le fti) [リサーチ/L −tブー= ニーoサイx>ス(J、 Neuro science)8 : 2967−2985 (1988)]の方法により行 った。
酵素アセチルコリンエステラーゼ(八ChE)についての陽性の細胞化学的染色 は、ラット中隔細胞培養におけるコリジアセチルトランスフェラーゼ陽性ニュー ロレについての信頼できるマーカーであることが示されている()\−ティツカ およびヘフティ(Hartikka and Heft1)、ジャーナル・オブ ・ニコーロサイエンス(J、 Neuroscience)8 : 2967− 2985 (1988) )。
NGFおよびIGF−1が培地に添加された配列は、図11に示すごとく、培養 したラット中隔細胞におけるChAT活性の増加の大きさに対して有意な効果を 有する。図11中、Aは2nM IGFを示し、Bは25nM TGF−Iを示 し、CはIGF−I+NGFを示しく共にアッセイの5日間前に添加)、および Dは実験の最初に添加したIGF−1+実験の第3日に添加したNGFを示し、 実験の第5日にアッセイを行った。別々に加えた場合、NGFまたはI GF− Iは5日の古い培養中、Ch A T活性を50%ないし60%増加させた。N GFおよびTGF−1を全5日間−緒に存在させた場合、Ch A T活性に対 するNGFおよびIGF−1の影響は、図9.1.0、および11に示すごとく 、付加的(100%増加)であった。
IGF−Iを実験の最初から存在させ、かつNGFを第3日に添加した場合、第 5日におけるChAT活性は、図11に示すごとく、未誘導培養を300%上回 って増加した。かくして、IGF−1およびNGFは、以前は知られていな有利 な方法で作用して、コリン作動性ニューロンの生存および神経伝達物質合成能を 促進させることが判明した。
培養したラント中隔細胞実験は前記したごとくに行った。
実施例9 本発明者らは、図12に示すごとく、特別の培養条件下では(10%子ウシ血清 を含有する培地の存在下にて4X]、O’細胞/cm’)、対照の無成長因子培 養の3〜4倍、AChE陽性細胞の数を増加させたことを示す。図12中、Aは 未誘導細胞を表し、Bは2nM NGFで処理した細胞を表し、Cは100nM 100nで処理した細胞を表し、およびDはNGF+IGF−1で処理した細胞 を表す。(DPM=1分当たりの放射能活性崩壊)。同一条件下のNGFは、A ChE陽性細胞の数に影響を与えなかった。こわらの結果は、IGF−1はコリ ン作動性細胞の生存に大きな影響を有する(すなわち、コリン作動性生存を増加 させる)一方、NGFは存在するコリン作動性ニューロンにおいてCh A T 活性を調節する(増加させる)ことを示す。
実施例10 カチオン化は、ポリペプチド上の酸性アミノ酸残基(すなわち、アスパラギン酸 およびグルタミン酸残基)の遊離カルボキシル基を、ポリペプチド上の正味の正 荷電を増加させるために修飾する方法である。カチオン化方法は、アルブミンお よびホースラディツシュペルオキシダーゼのごとき大分子をマウス線維芽細胞へ 取り込むことを促進させるために用いらてきた(ジエン(Shen)ら、プロン ーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Proc 、 Natl。
^cad、Sci、)USA75 :1872 1.876 (1978))  。クマガイ(kumagai)らは「ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミ ストリー〇、 Bjol、Chem、)262 +15214−15219 ( 1987)] 、血液脳関門を横切っての輸送を測定するモデル系であると報告 されているウシ脳からの無傷の微小血管(microvessel)を用い、単 離したウシ脳微小血管によるカチオン化アルブミンの摂取は天然アルブミンの摂 取と比べると促進されることを示した。
遊離カルボキシル基の全体的修飾については、ポリペプチド(例えば、NGF、 IGFi、IGF−4または機能的誘導体)を室温にて30分間過剰のへキサメ チレンジアミン(HMD)(15,5g/g合計蛋白)と反応させ、続いて、室 温にて3時間、HMDを1−エチル−31−3−ジメチル−アミノプロピルJカ ルボジイミド塩酸塩(EDAC)(1,、Og/g合計蛋白)と共有結合カップ リングさせる。未反応種は、セントリコン(Centrjcon)−3MPS− 1分離波!l(アミコン(八m1con)、ダンベルズ(Danvers)、マ サチューセッツ州)またはイオン交換クロマトグラフィーを用い、濾過によって 除去できる。精製したポリペプチドは等電点電気泳動を用いて分析して、カチオ ン化の量を測定することができる。
細胞表面受容体に結合するりガントであるポリペプチドに対して該全体的修飾を 用い、該修飾が生物学的活性を欠く分子を生じる場合、カチオン化プロセスは、 ポリペプチド上の受容体結合部位を保護するために、カチオン化に先立って適当 な受容体にポリペプチドを予め結合させる以外は前記したごとくに反復すること ができる。この保護手法は以下のごとくに行う二組織、例えば、注目するポリペ プチド(例えば、TGF−■)についての受容体を含有する脳を実施例1に記載 したごとくに調製する。受容体結合を可能とするために4℃における2時間のポ リペプチドリガンドと一緒にしたインキュベーションの後、反応混合物を室温ま でもって行き、前記したごと<HMDおよびEDACを用いてカチオン化手法を 行う。次いで、5orva1.I RC5B遠心装置にて、5S−34cy−タ ー中、反応混合物を4℃、16000rpmで30秒間遠心する。上澄みを捨て 、べ1ノツトを、ウシ血清アルブミン(1mg/m+)を含むPBS中で3回洗 浄する。該ベレットを100mM酢酸に再懸濁し、4℃で10分間インキュベー トとして、カチオン化ポリペプチドをその受容体から放出させる。再度の160 0Orpmでの遠心の後、放出されたカチオン化ポリペプチドを含有する上澄み をNaOHでpHを中性化する。次いで、それを、等電点電気泳動、実施例1に 記載した受容体結合アッセイ、または生物学的活性についてのいずれかの適当な アッセイによって分析することができる。
実施例11 全体的修飾方法に対する別法は、実施例10に記載したごとく受容体を保護し、 あるいは保護することなく、(IGF−T、IGF−11、またはいずれかの機 能的誘導体のごとき)ポリペプチド上の少なくとも1つの遊離カルボキシル基に ポリリシンをカップリングさせることである。該方法に続いてジエン(Shcn )ら、1978、の方法を行う。例えば、ポリリシン、IGF−iおよびカルボ ジイミドを、室温にて、3時間、水中または緩衝液中で1・1:1の比率で加え る。修飾された蛋白を分離し、実施例10に記載したごとくに分析する。
実施例J2 血液脳関門輸送を促進させるための蛋白カルボキシル基の第3の修飾方法は、ジ アゾメタンまたはN、N−ジメチルホルムアミドRアセタール(DMFアセター ル)(ここに、Rはジメチル、ジエチル、ジブチル、ジベンジル等)とでエステ ルを形成させることである。このタイプの修飾は負に荷電したカルボン酸基がら エステルを迅速に形成させ、かくして、全体として正の電荷を増加させる。この 修飾からのさらなる利点は、これらの付加されたエステル基は、ポリペプチドの 全体としての新油性を増加させ、固有のin viν0エステラーゼによって除 去され、完全な成長因子を生じるようである。実施例10に記載したごとき受容 体保護を行うと共に、あるいはそれを行うことなく、この修飾方法はジアゾメタ ンまたはDMFアセタールをポリペプチドと1:1の比で室温で30分間反応さ せ、続いて実施例10に記載したごとくに精製し、特徴付けを行うものである。
実施例13 実施例10に記載した受容体保護を伴う、あるいは伴わないカチオン化の第4の 方法では、ポリリジンのカチオン化の利点を切断可能なエステルの形成と組み合 わせて、血液脳関門輸送を促進させ、ならびに輸送後に完全な成長因子を生じる 。ポリリシンは、塩化ベンジルオキシアセチルと反応させ、続いて水素化し、温 和なエステル結合を行うことによって反応性としうる(ハスナー(Hassne r)ら、子トラへドロン・レターズ(Tet、Let、)46 : 4475− 4478(1978);ミハラ(Mihara)ら、インターナショナル・ジャ ーナル・オブ・ベブタイド・アンド・プロティン・リサーチ(Int、 J、  Peptide Protein Res、)28 : 141−145 (1 986))。別法として、ポリリジンと反応できるDMFアセタール誘導体は、 エステル結合を用いて、ポリリジンを遊離カルボキシル基に連結するのに用いる ことができるであろう。
実施例14 さらなるタイプのポリペプチドの修飾はグリコジル化・例えば、グルコースおよ びシアノホウ水素化ナトリウム(NaCNBHs)を用いる還元的アミノ化によ るグルコースまたは同様の残基の導入である。蛋白のグリコジル化は、こねらの 蛋白の細胞摂取を促進することが示されており、血液脳関門輸送を改善するのに 有用でありうる(スミス(Smith)ら、ファルマンユーティカル・リサーチ (Pharm、 Res、)、印刷中)。実施例10に記載した受容体保護を伴 う、あるいは伴わない、グリコジル化についての手法はンユワルツ(Schwa rtz)ら、1977、の方法に基づいており、ここに、IGF−1% IGF −If、またはいずれかの機能的誘導体のごときポリペプチドをpH7の200 mMリン酸緩衝液中、37℃で少なくとも24時間で、1 : 300 :16 00のモル比でグルコースおよびNaCNBH,と組み合わせる。未反応物は実 施例10に記載したごとくに除去できるか、あるいはレクチンアフィニティーク ロマトグラフィーで除去できる。
グリコジル化アルブミンを用いる従来の研究では、修飾したアルブミンを天然ア ルブミンよりも大きな比率でラット副毫丸微小血管に取り込ませる(ウィリアム ス(Williaws)ら、ブロンーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ −・オブ・サイエンシズ(Proc、 Natl ^cad、 Scj、)US A78 : 2393−2397 (1血液脳関門輸送モデル:オーダス(^u dus)ら、アナルブ・オブ・ニューヨーク・アカデミ−・オブ・サイエンス( ^nn、N、Y、Acad、scf、)507:9 18(198微小血管内皮 細胞を新鮮なウシ脳の大脳の灰色物質から単離する。脳は地方の屠殺場から得ら れ、抗生物質を含んだ水冷最小必須培地(MEM)に入れて研究所に輸送される 。滅菌状態下、大表面積の血管および髄膜を取り出す。皮質の灰色物質を吸引に よって取り出し、次いで、1mm未満の細切れにする。細切れにした灰色物質を 、次いで、振盪する水浴中、37℃にて、0.5%ディスベイス(dispas e) (BMB、インジアナポリス、シリノイ州)と共に3時間インキュベート する。3時間の消化に続き、混合物を遠心(10分間の101000Xによって 濃縮し、次いで、13%デキストランに再懸濁し、5800xgで10分間遠心 する。上澄みの脂肪、細胞夾雑物およびミニリンを捨て、粗製微小血管ベレット を1mg/Iのコラゲナーゼ/ディスペイス中に再懸濁し、振盪する水浴中37 ℃で5時間インキュベートする。5時間の消化の後、微小血管懸濁物を予め確立 した50%パーコール(Percoll)グラジェントに適用し、1100Ox で10分間遠心する。精製された内皮細胞を含有するバンド(グラジェントの頂 上から第2番目のバンド)を取り出し、培地(50%MEM150%F−12栄 養物ミックス)で2回洗浄する。後の使用のため、細胞を20%DMSOおよび 10%ウシ血清を含有する培地中に凍結する(−80℃)。
単離の後、はぼ5X10’細胞/cm’を、培養皿上または、ラット・コラーゲ ンおよびフィブロネクチンで被覆した5−12μmのポアサイズのポリカーボネ ート・フィルター上で平板培養する。細胞を接種した10〜12日後、細胞単層 を顕微鏡によって密集性につき調べる。
これらの細胞の形態学的、組織化学的および生化学的特性の特徴付けは、こ第1 らの細胞が血液脳関門の顕著な多くの特徴を保有することを示した。これらの特 徴は、密な細胞間接合、膜孔(iewbrane fenestratjon) の欠落、低レベルのピノ±イトーンス活性、ならびにガンマグルタミルトランス ペプチダーゼ、アルカリ性フォスファターゼ、および■因子抗原活性の存在を包 含する。
培養した細胞は、ボラライズド(polarized)結合または輸送用のモデ ルが必要とさ第1る広範囲の実験で使用できる。細胞をマルチ−ウェルプレート 中で培養することによって、大小両分子の受容体および非受容体結合を行うこと ができる。
経内皮細胞フラックス測定を行うため、ポーラスなポリカーボネート膜フィルタ ー上で細胞を増殖させる(ヌクレオボア(Nucleopore)、プレザント ン(t’1easanton)、カリフォルニア州))。大きなポアサイズのフ ィルター(5〜1211m)を用いてフィルターが分子フラツクスに対して律速 となる可能性を回避する。これらの大きなボアのフィルターの使用はフィルター 下での細胞増殖を許容せず、細胞単層を目で観察できるようにする。
細胞が密集に到達すれば、サイド・パイ・サイド(side−by−side) 拡散細胞装置(クラウン・グラス(Crvon Glass)、シマービル(S ommerville)、ニューシャーシー州)に入れる。フラックスの測定に ついては、拡散細胞のドナーチャンバーにテスト物質をパルス付与し、次いで、 該パルスに続き種々の時点でパルス例与し、一部を分析用容器チャンバーから取 り出す。放射能活性または蛍光標識物質は分子フラックスの信頼性ある定量を可 能とする。スクロースまたはインスリンのごとき輸送できないテスト物質の添加 によって、単層を一体として、同時に測定し、統計的有意性を確実とするために 、少なくとも4回の繰り返しにて測定する。
実施例16 IGF類のカルボキシ末端線状ペプチド誘導体が、皮質神経細胞の生存を促進し うるかどうかを調べるために、ラット・胚皮質解離培養物を調製し、ペプチドの 存在下また(謔不存在下でインキュベーションした後存在する生存細胞総数を調 べた。皮質をE18ラット・胚から切除し、酵素消化または機械的解離により解 離させ、100μMのペプチド存在下または不存在下において成分の分かってい る無インスリン/血清培地(ボッテンシュタイン(Bottenstein)お よびサトー・(Sato) 、 PNAS、第76巻、51.4〜51.7頁( 1979年))に6.25X104細胞/cm2の密度で機種した。4日後に残 存する細胞総数を、6μMの生体染色用のカルセイ:/−AM (ealcei n−^IN)とともに培養することにより調べた。
この化合物はすべての細胞に取り込まれるが、生細胞のみによって蛍光物質に変 換される。得られた相対蛍光値が生細胞総数を反映する。細胞数と相対蛍光値の 関係は直線的であり(図13)、本分析は細胞数の相対的相違を調べるのに有用 であることを示す。分析すべきカルボキシ末端線状ペプチド誘導体を、IGF− ■のアミノ酸領域55〜70およびTGF−IIIの相当部位(配列番号:4) ならびに1.GF−iIの相当部位(アミノ酸54〜67(配列番号:3))か ら誘導した。ペプチドIGF−IN(54〜67)(配列番号:3)、TGF− II(58〜67)(配列番号、2)(実施例19)、TGF−1(55〜70 )(配列番号:4)(実施例21)、IGF−IT (54〜67;n Y)( 配列番号・45)(実施例24) 、I GF−II (58〜67:。−Y) (配列番号:46)(実施例23)、アミノ酸配列EPYCAPPAKSE ( 配列番号:5)(実施例22)およびアミノ酸配列TYCAPAKSE (配列 番号:1、実施例20)は、ペプチド無添加でインキュベージ5ンした対照培養 物と比較すると、E18皮買神経細胞解離調製物中の生存細胞総数を増加させた ことが分かった(図14)。
同じ方法を異なる一連のペプチドについて繰り返した場合、ペプチドEALLE TYCATPAKSE (配列番号: 36) 、ALLEKYCAKPAKS E(配列番号 37)、IGF−II (68〜65)(配列番号:51)、I GF−II(56〜63)(配列番号+52)、IGF−II(60〜67)( 配列番号:53) 、TDYCAPAKSE(配列番号+ 50) 、YCAP A、KSE(配列番号=54) 、YCAPA (配列番号 55) 、TYC APA (配列番号:56)、CAPAK、SE (lE配列番号 24) 、 ヨウ素化TYCAPAKSE (配列番号・25)およびAPSTCEYKA  (配列番号:38)(表3および4参照)も、ペプチド無添加でインキュベーシ ョンした対照培養物と比較すると、E18表皮神経細胞解離調製物中の生存細胞 総数を増加させたことが分かった(図148)。
真皮細胞生存活性を示す全てのペプチド(図14または14a参照)はまた、以 下に説明するように、神経突起の成長を示した(実施例18)。
これらの知見は、IGF類内の新規領域を定義し、生物学的機能を有する新規配 列を特異的に同定するという理由で重要である。実施例22および23のペプチ ドは、IGF−、IIのアミノ酸54〜67または58〜67の59番目の位置 にチロノンのD異性体(p−Y)を含む修飾ペプチドである。これらの修飾を行 って、IGF−11(54〜67)および(58〜67)のアミノ末端がら60 番目の位置にかけての酵素分解によるペプチド結合の切断を防止した。無変性分 子ザイズ排除りロマトグラフィー法を用いて、細胞とともにインキュベーション する前後に、ペプチドIGF−II(54〜67)およびI GF−II (5 8〜67)の完全性を調べた。図15は、細胞とともにインキュベーションした 場合、。−Y修飾ペプチド結合F−4I(54〜67)(配列番号、45)が分 解に対して安定化されることを示す。
割1uユ カルボキノ末端ペプチドの潜在能力を調べるために、ペプチドが細胞生存を促進 する能力を調べた。基本的な対照培養物と比較して、皮質神経細胞培養物中の生 存細胞総数を調べた。図16は、ペプチドTYCAPAKSE (配列番号 1 )に関する濃度一応答関係を示し、このペプチドは、投与量依存的に皮質神経細 胞の生存を促進することを示す。試験したすべてのペプチドは、蛍光生存試験に おいて、マイクロモラーの濃度範囲において有効である。
実施例18 IGF類のカルボキン末端線状ペプチドが、皮質神経突起再生を促進しつるかど うかを調べるために、E18ラット・皮質解離調製物を、100μMのペプチド (TGF−II(54〜67)(配列番号:3) 、IGFi (55〜70) (配列番号=4)、ペプチドTYCAPAKSE (配列番号:1)、ペプチド EPYCAPPAKSE (、配列番号:5)、IGF−11(54〜67:。
−Y)(配列番号:45)およびICF−11(58〜67)(配列番号=2) )の存在または不存在下におい又、成分の分かっている無インスン/血清培地で 培養した。ペプチドに接触させてから96時間後、培養物を観察し、顕微鏡写真 を取った。図17に示したように、ペプチド処理培養物は、無処理の基本的対照 培養物よりも、神経突起の成長を伴う多くの細胞が見られた。同様な神経突起再 生応答が、この実施例のすべてのペプチドについて観察された。これらの結果は 、IGF類のカルボキシ末端線状ペプチド誘導体および新規アミノ酸配列が、生 存促進効果のみならず、皮質ニコーロンに対する軸索再生効果をも有することを 示す。
実施例19 化合物TYCATPAKSE (IGF−II (58〜67))(配列番号・ 2)を、ミリゲン・パイオサーヂ(llilljgen BioSearch) 社製9600型ペプチド合成装置を用いた固相ペプチド合成法により調製した。
その一般的方法は、ハドソン(1’1udson) (ハドソン、ジャーナル・ オブ・ケミストリー(J、Chell、 ) 、第53巻、617〜624頁( 1988年)に記載されている。
1グラムのFmoc−Glu (t−ブチル)−p−アルコキシベンジルアルコ ール樹脂(ミリケン/バイオサーチ社製)を反応容器に入れ、ついで、11のジ メチルホルムアミド(DMF)/ジクロロメタン(DCM)中で、ベンゾトリア ゾール−1−イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロ ホスフェート(BOP)および1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT) をカップリング試薬として用いて、 1)Fmoc−L−セリン−1−ブチルエーテル2)と−1−ブチルオキシカル ボニル−Fmoc−L−リジン3)Fmoc−アラニン 4)Fmoc−プロリン 5)Fmoc−スレオニン−1−ブチルエーテル5)Fmoc−アラニン 7)S−トリフェニルメチル−Fmoc−システィン8)Fmoc−チロノン− 1−ブチルエーテル9)Fmoc−ステオニシーt−ブチルエーテルの1.5m M溶液と反応させた。個々のカップリングの後、樹脂をDMF、ついでDMF/ DCMにて連続的に洗浄した。DMFおよびトルエンの1:1溶液(70%)中 のピペリジン(30%)溶液を用いてFmoc−基を除去し、樹脂゛ をDMF /DCMで繰り返し洗浄した。最終的に、10mLの脱ブロッキング混合液(9 0%トリフルオロ酢酸、5%チオアニソール、3%エタンジチオールおよび2% アニソール含有)で処理することにより、1.41 gの樹脂から粗ペプチドを 除去した。得られた溶液を10倍容のエーテル中に注ぎ、沈澱した固体を濾別し 、エーテルで洗浄した。
得られた粗ペプチドは0.350 gであった。その100mgを、2−メルカ プトエタノール(20μl)を含有する0、5mLのメタノール溶解して二量体 化を抑制した。該溶液を15部に分けて、ヒユーレット・パラカード(Hevl ettPackard)社製1050型HPLCシステムに装備したウォーター ズ(Watery)社製C8ボンダバック(Bondapak) vR製用カラ ム(25X1.00mm)に注入した。
溶媒グラジェントは、01%トリフルオロ酢酸含有水中アセトニトリル5%から 60%(40分)とし、流速は毎分9.0mlとした。溶出した溶媒を、2]5 nmにおける紫外線検出機によりモニターした。
9回の同じ注入を行い、10分で溶出するピークを集めた。合一した溶出物を同 体積の水で希釈し、凍結乾燥して25mgの精製TYCATPAKSE (配列 番号・2)を得た。
該ペプチドの同一性を、高速原子衝撃質量スペクトル分析(FAB−MS)によ り確認した。
M十H(計算値) 1070.32 M+H(実測値) 1070.00 アミノ酸分析。
計算値 実測値 グルタミン酸 1.0 1.10 セリン 1.、OO,92 スレオニン 2.0 2.04 アラニン 2.0 1.94 プロリン 1.0 0.85 チロシン 1.0 0.87 ンステイン 10 (検出せず) ペプチド含量は84.5%と算出。
実施例20 先の実施例と同様の方法により、ペプチドIGF−11(58〜67 デススレ オニン62)TYCAPAKSE (配列番号:1)を、0 、5 g (7) 樹11m(実施例1に用いたのと同じ)およびアミノ酸誘導体路1ミリモルから 調製した。得られた125mgの粗ペプチドのうち95mgを、メルカプトエタ ノール(40μm)を含有する0、6mLの水に溶解した。同じHPLCシステ ムに装備したビダック(Vydac)社製018半調製用カラムを用い、溶媒グ ラジェントは、5%がら60%アセトニトリル(40分)、流速は毎分3.5m Lとした。10回の同じ注入を行い、95分て溶出するピークを集め、凍結乾燥 して24.5mgのペプチドTYCAPAKSE (配列番号・1)を得た。
生成物の同一性を高速原子衝撃質量スペクトル分析(FAB−MS)により確認 した。
M+H(を算値) 969.19 M+H(実測値) 969.00 アミノ酸分析: 計算値 実測値 グルタミン酸 1.0 1.07 セリン 1.0 1..0] スlノオニン 1.0 ]、、07 アラニン 2.0 2.21 プロリン 1..0 1.08 チロシン ]、、0 ]、、、00 rノジン 1.0 082 ンステイン ]、、0 (検出せず) ペプチド6量は82.0%、と算出。
実施例21 ベブ−fFRRI、EMYCAPLKPAKSA (IGF−1(55〜70) (配列番号・4))を、0.5mgのFmoc−A l a−p−フルコキ/ベ シ’;ル樹脂(ミリダン2/パイオサー千社製)およびアミノ酸誘導体路1ミリ モルがら、実施例19記載の方法により調製した。得られjこ210mgの粗ペ プチドのうぢ100mgを、アセトニトリル15%から25%(31)の溶媒グ ラジェントを用いた精製に用いtこ。条件およびHPLLCシステムは実施例2 と同じである。
145分で溶出するピークを集めて21mgのペプチドRRLEMYCAPLK PAKSA (配列番号:4)を得た。
生成物の同一性を高速原子衝撃質量スペクトル分析(FAB−MS)により確認 した。
M+H(計算値) 1834.47 M+H(実測値) 1834.00 アミノ酸分析・ 計IIL値 実沖j値 グルタミン酸 1.0 1.13 セリン 1.0 0.89 アルギニン 2.02゜27 アラニン 3.0 2.88 プロリン 2.0 1.75 チロシン 1..0 0.90 メチオニン 1.0 0.83 0イシン 2,02.03 、/スティン 10 (検出せず) ペプチド含量は71.4%と算出。
実施例22 実施例】9と同様の方法により、ペプチドEPYCAPPAKSE (IGF− II(58および62番目にProを有する57〜67))(配列番号:5)を 、1.0gの同じ樹脂およびアミノ酸誘導体各1ミリモルから調製した。得られ た1 10mgの粗ペプチドのうち80mgを、アセトニトリル10%から30 %(40分)の溶媒グラジェントでの精製に用いた。条件およびHPLCシステ ムは実施例1と同じである。10.7分で溶出するピークを集めて8.3mgの ペプチドEPYCAPPAKSE (配列番号:5)を得た。
生成物の同一性を高速原子衝撃買置スペクトル分析(FAB−MS)により確認 した。
M+H(計算値) 1191.33 M+H(実測値> 1192.00 アミノ酸分析: 計算値 実測値 グルタミン酸 2.0 2.14 セリン 1.0 0.78 アラニン 2.0 2.13 プロリン 3.0 3.01 チロシン 1.0 0.97 リジン 1.01.09 システィン 1.0(検出せず) ペプチド含量は73.3%と算出。
実施例23 ペプチドT、、YCATPAKSE (IGF−II(59番目にD−Tyrを 有する58〜67)(配列番号=46)を、1.0gの同じ樹脂から実施例19 記載の方法により調製した。粗ペプチド(60mg)を、アセトニトリル5%か ら30%(40分)の溶媒グラジェントで精製した(条件は実施例2と同じ)。
17.3分で溶出するピークを集めて6.5mgのペプチドTeYCATPAK SE (配列番号・46)を得た。
生成物の同一性を高速原子衝撃質量スペクトル分析(FAB−MS)により確認 した。
M+H(計算値) 1070.32 M+H(実測値> 1071.00 アミノ酸分析: 計算値 実測値 グルタミン酸 1.0 1.00 セリン 1.0 0.97 スレオニン 2.0 2.02 アラニン 2.02.20 プロリン 1.0 1.04 チロシン 1.0 0.97 システイン 10 (検出せず) ペプチド含量は88.0%と算出。
実施例24 ペプチドALLETt、YCATPAKSE (IGF−II (59番目にo −Tyrを有する54〜67)(配列番号:45))を、実施例23の合成に用 いた樹脂043gから調製した。粗ペプチド(100mg)を、実施例23と同 じHPLCシステムで、アセトニトリル15%から25%の溶媒グラジェントで 精製した。135分で溶出するピークを集めて18.9mgのペプチドALLE TDYCATPAKSE (配列番号:45)を得た。
生成物の同一性を高速原子衝撃質量スペクトル分析(FAB−MS)により確認 した。
M+H(計算値) 1497.0 M+H(実測値) 1,469.5 アミノ酸分析・ 計算値 実測値 グルタミン酸 2.0 2.08 セリン 1.0 0.94 スレオニン 2.0 2.13 アラニン 3.0 3.12 プロリン 1,0 0゜95 チロシン 1.0 0.97 0イシン 2.0 2.08 リジン 1.00.92 システィン 1.0(検出せず) ペプチド含量は93.0%と算出。
実施例25 実施例20と同様の方法により、ペプチド・デスThr62−D−Tyr59I CF−II (58〜67)T、−YCAPAK、SEを、Fmoc−チロシン −t−ブチルエーテルの代わりにFmoc−D−チロシン−1−ブチルエーテル を用いる以外は、実施例1で用いたのと同じ樹脂05gおよびアミノ酸誘導体各 1ミリモルから合成することができる。得られた粗ペプチドを、HP L Cに より精製し、T、−YCAPAKSE (配列番号=50)と確認することがで きる。
第1部: CALLETYCATPAKSEC(配列番号:6)の合成化合物CALLET YCATPAKSEC(配列番号:6)を、ミリゲン・バイオサーチ(Mill igen BioSearch)社製9600型ペプチド合成装置を用いた固相 ペプチド合成法により調製した。
0、5 g (0,46mM/ g)のFmoc−Cys (S−トリフェニル メチル)−p−アルコキシベンジルアルコール樹脂(アドバンスト・ケムテック (AdvancedChemTech)社製)を反応容器に入れ、ついで、DM F/DCM (1: 1)中で、BOPおよびHOBTをカップリング試薬とし て用いて(実施例19参照)、1)Fmoc−グルタミン酸−γ−t−ブチルエ ステル2)Fmoc−セリン−t−ブチルエーテル3)ε−t−プチルオギシ力 ルボニルーFmoc−リジン4)Fmoc−アラニン 5)Fmoc−プロリン 6)Fmoc−スレオニン−t−ブチルエーテル7)Fmoc−アラニン 8)S−アセトアミドメチル−Fmoc−シスチン9)Fmoc−チロシン−1 −ブチルエーテルIQ)Fmoc−スレオニン−t−ブチルエーテル11)Fm oc−グルタミン酸−γ−t−ブチルエステル12)Fmoc−ロイシン 13)Fmoc−ロイシン 14)Fmoc−アラニン 15)S−トリフ護ニルメチルーFmoc−システィンの1.0mM溶液と反応 させた。最終的に、粗ペプチドCALLETYC(Acm)ATPAKSEC( 配列番号=6)を、10mLの脱ブロッキング混合液(90%トリフルオロ酢酸 、5%チオアニソール、3%エタンジチオールおよび2%アニソール含有)で処 理することにより樹脂から除去した。4.5時間撹拌後、該混合物を濾過し、ア ルゴンを用いて濾液を乾燥させ、無水エーテルを用いて沈澱させた。得られた粗 ペプチドは0.34gであった。
第2部; CALLETYC(Acm)ATPAKSEC(配列番号:6)の環化該粗ペプ チド(0,3g)を水(1000mL)に溶解し、水中50%水酸化アンモニウ ムにてpHを8.4に調整する。うす黄色が消えなくなるまでフェリンアン化カ リウムの希薄溶液(0,0IN)を滴下する。2時間撹拌した後、氷酢酸にてp Hを4.6に調整することにより反応を停止する。過剰のフェロおよびフェリン アンイオンを、アニオン交換カラムを通すことにより除去する。鎖中のCysか らアセトアミドメチル(Acm)保護基を除去するために、水/酢酸(1,:1 )中の0.2M酢酸水銀(II)溶液(4mL)を添加し、該反応物を1時間撹 拌する。得られた混合物を脱塩し、上記のごと<HPLCにより精製する。
実施例25−B 環状TYCAPAKSE (配列番号、1)の合成環状TYCAPAKSE ( 配列番号:1)を、ミリテン・バイオサーチffilligen BioSea rch)社製9600型ペプチド合成装置を用いた固相ペプチド合成法により調 製した。
0.79g (0,97mM/g)のp−アルコキシベンノルアルコール樹脂( バケム・バイオサイエンス(Bachem BioScience)社製)を反 応容器に入れ、ついで、DMF/DCM (1,+ 1.)中で、[2−(IH −ベンゾトリアゾール−1−イル) −1,、1,3,3−テトラメチルウロニ ウムテトラフルオロボレート(TBTU)およびHOBTをカップリング試薬と して用いて、1)Fmoc−グルタミン酸−γ−ベンジルエステル2)Fmoc −セリン−0−ベンジルエーテル3)ε−ペンジルオキシカルポニルーFmoc −リジン4)Fmoc−アラニン 5)Fmoc−プロリン 6)Fmoc−アラニン 7)S−アセトアミドメチル−Fmoc−システィン8)Fmoc−チロシン− 〇−ベンジルエーテル9)Fmoc−スレオニン−〇−ベンジルエーテルの3. 0mM溶液と反応させた。実施例19記載のごとく、各カップリング段階を行っ た。粗ペプチド(0,84g)を、脱ブロッキング混合物(TFA15mL、D CMIOmLおよび水0.5mLを含有)で処理することにより1.82gの樹 脂から除去した。
ペプチドを30mLのDMFに溶解し、N−メチルモルホリン2mLおよびンフ ェニルホスホラジン2.5mLを含有する10100OのDMF溶液に、1時間 にわたり添加した。−晩撹拌した後溶媒を減圧除去し、粗生成物を酢酸エチル( 200mL)に溶解し、該溶液を2%クエン酸、水、そして3%重炭酸ナトリウ ムで洗浄した。溶媒を減圧除去した後得られたペプチドを、酢酸エチルを溶媒と して用い、活性炭上10%Pdを用いて1時間水素化した。酢酸水1 (II) を用いてペプチドからAcm基を除去し、上記のごと<HPLCを用いて精製し た。
表1に示したように、ヒト・IGF−1,IGF−11およびIGF−IIIを 、市販品から得た。
IGF−T、IGF−IIおよびIGF−IIIの活性を、14.5日間培養し たラット・胚を髄神経の解離培養物において測定した。胚からを髄を除去し、ダ ルベツコ(Dul、becco)のリン酸緩衝化セイライン(DPBS)中の0 .05%トリプシン中で解離させた。解離した細胞を、96ウエルマイクロタイ タープレート中のポリ−1−オルニチン基質上に、0.05%ウシ・血清アルブ ミン含有無血清無インスリンN2培地(上記ボッテンシュタインおよびサトー( 1979年))200μm中2X10’細胞/ウエルとなるよう撒いた。cot s%、空気95%の湿潤雰囲気下、37℃で48時間インキユベーンヨアンた後 、フオンナム(Fonr+u■)(フォンナム、ジャーナル・オブ・ニューロケ ミストリー(J、 Neuroche■、)、第24巻1405〜409頁(1 975年))記載の方法の変法(マクマナンマン(Mcilananman)ら 、ディベロップメンタル・バイオロジー(Dev、 Bfol、 ) 、第25 巻、311〜320頁(1988年))により、培養物のコリンアセチルトラン スフェラーゼ活性を測定した。
この分析において、IGF−1,IGF−TIおよびIGF−IIIはすべて、 実際的かつ投与量依存的なコリナセチルトランスフエラーゼ活性の上昇が見られ た(図18)。IGF結合蛋白濃度が低いと期待できるこれらの無血清条件下で は、IGF−1およびIGF−IIIは、同様の有効性プロフィールを示したが 、IGF−IIは、僅かに劣っていた(図18)。IGF−1,IIは、IGF −1に見られる3つのN−末端アミノ酸(グリノン、プロリンおよびグルタミン 酸)が存在しないため、血清中に見られるIGF結合蛋白に実際上結合しないの で、血清含有培地においてIGF−1と比べてより強力なChAT上昇能を示す (図19)。
さらに、これらの結果は、IGF−1,IIおよびIIIが、を髄の生存および /または神経伝達物質合成能を劇的に増強させるという証拠を提供する。
実施例27 ICF−1およびIGF−IIのニューロン生存促進活性を、ラット・胎児皮質 神経細胞培養物物を用いて測定した。大脳皮質を18日目の胚のラット・胎児か ら除去した。皮質を細断し、中性プロテアーゼ(デイスバーゼ(Dispase )、コラボレイティブ・リサーチ(Collaborative Re5ear ch)社製)で処理して解離細胞調製物を得た。細胞を低密度(5X103細胞 /ウエル)で、ポリーL−オルニチンおよびラミニン被覆した1/2エリア96 ウエルのプレートに、0,05%BSAおよび10 tt Mロインン含有無血 清無インスリンN2培地50μlに入れてブレーティングする。IGF−1また はTGF−IIを、機種の時から存在させた。対象の培養物には成長因子を添加 しなかった。培養物を、cots%、空気95%の雰囲気下、37℃で24時間 インキュベーションした。24時間後、[3H]ロイシンを、さらに改変N2培 地50μmに入れて添加して、最終濃度12.5μCi/mlとした。[3H] ロイシン添加24時間後、培養物を取り、10%トリフルオロ酢酸にて濾紙上で 蛋白を沈澱させ、濾紙を乾燥し、液体シンチレーションカウンターで計測した。
取り込まれた[3H]ロイシンのカウント数が、同一培養物中の細胞について顕 微鏡計数により測定した生存細胞数と直接的相関関係があったという理由で、細 胞中への[3H]ロイシンの取り込みは、細胞生存を正確に反映していた。
IGF−1およびTGF−IIは両方とも皮質ニューロン生存を促進し、IGF −■が僅かに強力であった(図20)。
実施例28 を髄のみならず神経系の他の領域において、ニューロンは、発育中に過剰生産さ れ、分娩の前に自然に起こる細胞死の段階を経てEIOにおいて完結する(オッ ヘンハイム、アール・ダブリユウ(Oppenhetm、 R,?、 ) (1 991年)、アニコ・レビュ・ニューロサイ(^nnu、 Rev、 Neur oscj、 ) 、第14巻、453〜501頁に論評)。この期間中、約50 %の運動ニューロンが再生せずに死ぬ。この期間中に外部から適用されたある種 の向神経性薬剤は、この形態のニューロン化を防止または遅延させる(例えば、 部分精製された筋肉抽出物および毛様体向神経性因子は、ニワトリ・胚における 運動ニューロン化を減少させた(マクマナマン(lIcManaman)ら、( 1990年)、ニューロン(Neuron) 、第4巻、891〜898頁、オ ッペンハイム(Oppenheim)ら、(1991年)、サイx ンス(Sc ience)。
第251巻、161.6〜1617頁参照)。
IGF−1のみならず数種の変種((デス1〜31 10F−1,IGF−11 およびR,”TGF−1,N−末端に13個のアミノ酸の伸長ペプチドを付加す ることならびに天然のIGF−1配列の3番目の位置のGluをArgに置換す ることにより分子工学的に作られたIGF−1アナログ)も、このモデルにおけ る発違約に調節された運動ニューロン化を部分的に防止した。IGF類を、胚日 数E6からE9までの間、卵の殻にあけた小さな窓を通して漿尿膜から毎日投与 した。
対照の胚は、等体積の担体(リン酸緩衝化セイライン)のみを与えた。EIOに おいて胚を除去し、と殺し、を髄を細分する。運動ニューロン(銀染色細断片に おいて形態学的に同定)を、処理胚および対照胚双方から得られた一連の細断片 において計数する。図21に示すデータは、IGF類の適用が、運動ニューロン の生存率を、無処理の対照よりも17%から25%増加させたことを示す。用い たIGFの相違により得られた効果の相違は、統計学的に有意ではなかった(ス チューデントのt試験でP<0.05)。
他の具体例は以下の請求の範囲に包含される。
配列表 (1)一般的情報: (i)出願人:セフ70ン、インク(Cephalon、 Inc、 )(j  D発明の名称:インスリン様成長因子およびアナログの適用による疾患の治療 (i + i)配列の数:56 (iv)連絡先; (A)宛名:フィッシュ・アンド・リチャードソン(Fish & Richa rdson)(B)通り名・225 フランクリン・ストリート(Frankl in 5treet)(C)都市名:ボストン(Boston)(D)州名、マ サチューセッツ(Massachusetts)(E)国名:アメリカ合衆国 (F)郵便番号+02110−2804(V)コンピューター・リーダプル・フ オーム:(A)媒体形態:3.5インチディスケット、1.44Mb(B) コ ンピューター+IBM PS/2 モデル5ozまたは55sX(C)オペレー ティングシステム:MS−DO3(バージョン5.0)(D)ソフトウェア ヮ ードパーフェクト(fordPerfect) (バージョン5.1)(vi) 現在の出願データ; (A)出願番号: (B)出願日: (C)分類: (vti)優先権データ: (A)出願番号+07/361.595(B)出願日:1989年6月6日 (A)出願番号:071534.139(B)出願日:1990年6月5日 (A)出願番号:07/869.913(B)1992年4月15日 (A)出願番号07/958,903 (B)出願日:1992年10月7日 (v i r i)代理人等の情報: (A)氏名、クラーク、ポール・ティー (C1ark、 Paul T、 ) (B)登録番号:3o、162 (C)代理人等における処理番号: 02655/’003WO4(ix)テレ コミュニケーションの情報:(A)電話番号+ (617)542−5070( B)ファックス番号コ (617)542−8906(C)テレックス・200 154 (2)配列番号 1に関する情報: (1)配列の特徴: (A)配列の長さ 9 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎮の数: N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載 配列番号:1: (2)配列番号 2に関する情報 (1)配列の特徴: (A)配列の長さ:10 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (D)トポロジー N/A (x i)配列の記載:配列番号;2:Thr Tyr Cys Ala Th r Pro Ala Lys Ser Glu” 5 10 (2)配列番号:3に関する情報: (D配列の特徴; (A)配列の長さ:14 (B)配列の型二アミノ酸 (C>鎖の数・N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号、3: Ala Lau Leu Glu Thr Tyr Cys Ala Thr  Pro Ala Lys Ser Glu151゜ (2)配列番号 4に関する情報: (D配列の特徴: (A)配列の長さ、16 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー・N/A (xi)配列の記載、配列番号・4: Ser Ala (2)配列番号・5に関する情報・ (1)配列の特徴: (A)配列の長さ、11 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー: N/A (xl)配列の記載:配列番号:5二 (2)配列番号 6に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ・16 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー・N/A (xD配列の記載:配列番号・6: (2)配列番号 7に関する情報: (i)配列の特徴。
(A)配列の長さ・12 (B)配列の型二アミノ酸 (C) !11の数: N/A (D)トポロンー: N/A (Xl)配列の記載 配列番号 7 (2)配列番号 8に関する情報・ (i)配列の特徴 (A)配列の長さ 13 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号=8・ (2)配列番号、9に関する情報= (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:11 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (p)トポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号、9: (2)配列番号、10に関する情報: (i)配列の特徴・ (八)配列の長さ・11 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号・10:(2)配列番号、11に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ、15 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー: N/A (Xl)配列の記載、配列番号、11:(2)配列番号・12に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ・18 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (D)+−ボロンー: N/A (xi)配列の記載・配列番号・12゜(2)配列番号 13に関する情報 (])配列の特徴・ (A)配列の長さ 14 (B)配列の型−アミノ酸 (C)鎖の数・N/A・ (D)トポロジー N/A (Xl)配列の記載 配列番号 13 (2)配列番号 14に関する情iF′li:(i)配列の特徴 (A)配列の長さ、11 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎮の数: N/A (D)トポロジー: N/A (x D配列の記載:配列番号 14:(2)配列番号;15に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:20 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー・N/A (xi)配列の記載 配列番号:15゜(2)配列番号:16に関する情報 (i)配列の特徴・ (A)配列の長さ・12 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎮の数・N/A (D) l−ボロジー N/A (xi)配列の記載 配列番号 16・(2)配列番号:17に関する情報・ (i)配列の特徴。
(A)配列の長さ=70 (B)配列の型二アミノ酸 (C)輪の数・N/A (D)トポロジー: N/A (x i)配列の記載:配列番号:17:(2)配列番号、18に関する情報・ (1)配列の特徴。
(A)配列の長さ:13 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー: N/A (Xり配列の記載:配列番号 18゜ (2)配列番号:19に関する情報。
(i)配列の特徴: (A)配列の長さ、10 (B)配列の型二アミノ酸 (C)蛸の数: N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載、配列番号:19:CYS Asp Lau Arq Ar g Lau Glu Met Tyr CYS(2)配列番号、20に関する情 報: (i)配列の特徴。
(A)配列の長さ、15 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鏑の数: N/A (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載・配列番号・20:(2)配列番号=21に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ、19 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数+ N/A (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載:配列番号:21:Lys Ser Glu (2)配列番号:28に関する情報= (i)配列の特徴: (A)配列の長さ、13 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数 N/A (D)トポロジー N/A (Xl)配列の記載:配列番号:28;(2)配列番号 29に関する情報: (i)配列の特徴。
(A)配列の長さ 11 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎖の数−N/A (D)トポロジー N/A (xl)配列の記載:配列番号・29:(2)配列番号・30に関する情報。
(1)配列の特徴 (A)配列の長さ:19 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎖の数 N/A (D)トポロジー N/A (x i)配列の記載:配列番号・30;Lys Ser Ala Cys (2)配列番号=31に関する情報・ (D配列の特徴 (A)配列の長さ・67 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎮の数+ N/A (D) トポロジー N/A (Xl)配列の記載:配列番号:31・(2)配列番号 32に関する情報・ (1)配列の特徴 (A)配列の長さ 13 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎮の数・N/A (D)トポロジー+ N/A (xi)配列の記載:配列番号:32:(2)配列番号・33に関する情報: (1)配列の特徴: (A)配列の長さ、10 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー・N/A (xi)配列の記載:配列番号:33−(2)配列番号=34に関する情報: (i)配列の特徴・ (A)配列の長さ:15 (B)配列の型・アミノ酸 (C)饋の数・N/A (D)トポロジー N/A (Xl)配列の記載・配列番号 34 CYSCys Phe Arg Ser Cys Asp L、eu Ala  Leu Leu Glu Thr Tyr Cyil 5 10 15 (2)配列番号 35に関する情報 (1)配列の特徴・ (A)配列の長さ 17 (B)配列の型・アミh酸 (C)娘の数 N 、/Δ (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載 配列番号・35゜1u (2)配列番号=36に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ・15 (B)配列の型・アミノ酸 ぐC)鎖の数二N/A (D) l−ポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号:36:(2)配列番号:37に関する情報; (1)配列の特徴: (A)配列の長さ:14 (B)配列の型・アミノ酸 (C)蛸の数: N/A (D)トポロジー+ N/A (xl)配列の記載:配列番号 37゜(2)配列番号:38に関する情報: (1)配列の特徴・ (A)配列の長さ・9 CB)配列の型・アミノ酸 (C)鎮の数・N/A (D))−ポロジー N/A (Xl)配列の記載:配列番号・38:(2)配列番号・39に関する情報: (i)配列の特徴 (A)配列の長さ・15 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載:配列番号:39・(2)配列番号 40に関する情@; (i)配列の特徴 (A)配列の長さ 10 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎮の数・N/A (D)+−ボロン−・N/Δ (xi)配列の記載2配列番号・40・Cys Cys Tyr Arq Pr o Ser Glu Thr Leu Cys(2)配列番号 41に関する情 報 (i)配列の特徴 (A)配列の長さ 18 (B)配列の型、アミノ酸 (C)鎖の数 N/八 (D)トポロジー・N/八 (x i)配列の記載・配列番号・41ys (2)配列番号・42に関する情報: (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:12 (B)配列の型;アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー: N/A (xi)配列の記載:配列番号:42:(2)配列番号、43に関する情報: (1)配列の特徴: (A)配列の長さ:9 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー N/A (Xl)配列の記載、配列番号 43:(2)配列番号 44に関する情報 (i)配列の特徴・ (A)配列の長さ・16 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数 N/A (×1)配列の記載、配列番号、44;(2)配列番号=45に関する情報: (1)配列の特徴: (A)配列の長さ・14 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎮の数 N/A (D)トポロジー: N/A (ix)他の情報:XaaはチロシンのD−異性体を表す。
(xi)配列の記載:配列番号、45:(2)配列番号、46に関する情報 (i)配列の特徴 (A)配列の長さ・10 (B)配列の型、アミノ酸 (C)鎖の数 N/A (D)トポロジー: N/A (ix)他の情報:XaaはチロシンのD−異性体を表す。
(xi)配列の記載・配列番号:46゜(2)配列番号・47に関する情報・ (i)配列の特徴 (A)配列の長さ 16 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎖の数 N/A (D) l−ボロジー N/A (1x)他の情報:XaaはチロシンのD−異性体を表す。
(xD配列の記載:配列番号:47: (2)配列番号:48に関する情報; (i)配列の特徴: (A)配列の長さ、12 (B)配列の型・アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー・N/A (ix)他の情報 XaaはチロシンのD−異性体を表す。
(xl)配列の記載:配列番号:48:(2)配列番号 49に関する情報: (i)配列の特徴。
(A)配列の長さ 11 (B)配列の型二アミノ酸 <c)1にの数: N/A (D)トポロジー N/A (ix)他の情報・XaaはチロシンのD−異性体を表す。
(Xl)配列の記載・配列番号:49:(2)配列番号・50に関する情報・ (i)配列の特徴 (A)配列の長さ 9 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鎮の数:N/A (D)トポロジー・N/A (1x)他の情報:XaaはチロシンのD−5%性体を表す。
(xl)配列の記載:配列番号:5oz(2)配列番号・51に関する情報: (D配列の特徴: (A)配列の長さ・8 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数・N/A (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載・配列番号:51:(2)配列番号:52に関する情報。
(1)配列の特徴。
(A)配列の長さ 8 (B)配列の型 アミノ酸 (C)輪の数 N/A (Dン トポロジー・N/A (Xl)配列の記載 配列番号 52;(2)配列番号 53に関する情報 (1)配列の特徴 (A)配列の長さ・8 (B)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数: N/A (D)トポロジー N/A (xi)配列の記載:配列番号=53 (2)配列番号二54に関する情報= (i)配列の特徴 (A)配列の長さ:8 (B)配列の型 アミノ酸 (C)鏑の数 N/A (D)トポロジー・N/A (xi)配列の記載:配列番号:54・(2)配列番号・55に関する情報。
(i)配列の特徴: (A)配列の長さ、5 CB)配列の型二アミノ酸 (C)鎖の数I N/A (D)トポロジー: N/A (x i)配列の記載 配列番号:55・Tyr Cys Ala Pro A laユ5 (2)配列番号 56に関する情報 (i)配列の特徴; (A)配列の長さ・6 FIG 4 1GF−1(μ9) FIG 5 処理 FIG 6 脳鎖域 G7 G8 FIG 9 IG10 A:2nMNGF 細胞数 lG13 IG14 (琲甫菖丑) 某藁 FIG。17a FIG、17b 仔06 / 1rxQ/WdO フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号C07K 99:26 (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、 CA、JP(72)発明者 スミス、ケビン・アールアメリカ合衆国ペンシ ルベニア州19365、パーケスバーブ、エイ・フォース・アベニュー423番 (72)発明者 カリソン、キャスリーン・ブイアメリカ合衆国ニューシャーシ ー州08109、マーチヤントビレ、プリマス・ブレイス121番 I (72)発明者 ボールディノ、フランクアメリカ合衆国ペンシルベニア州19 350、ランデンバーグ、ミドルトン・ロード24番(72)発明者 ネフ、ニ コラ アメリカ合衆国ペンシルベニア州19086、ウォーリングフォード、タツドモ ーデン・ドライブ59番 (72)発明者 イクバル、モハメッドアメリカ合衆国ペンシルベニア州193 55、マルバーン、グラブ・ロード図番

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.IGF−II(58〜67)(配列番号:2)のアミノ酸配列からなる実質 的に純粋なペプチド。
  2. 2.該ペプチドのチロシン−59がD−アミノチロシンである請求項1記載のペ プチド(配列番号:46)。
  3. 3.アミノ酸配列TYCAPAKSE(配列番号:1)からなる実質的に純粋な ペプチド。
  4. 4.アミド結合の形成により環化している請求項3記載の実質的に純粋なペプチ ド。
  5. 5.該ペプチドのチロシン−59がD−アミノチロシンである請求項3記載のペ プチド(配列番号:50)。
  6. 6.該ペプチドのチロシン−59がチロシンのD−異性体であるペプチドIGF −II(54〜67;D−Y)(配列番号:45)からなる実質的に純粋なペプ チド。
  7. 7.インスリン様成長因子−II(IGF−II(58〜67:D−Y(配列番 号:46))の断片のアナログおよび医薬上許容される希釈剤からなる治療用組 成物。
  8. 8.哺乳動物において死滅する危険性のあるニューロン細胞の生存促進用の、あ るいは哺乳動物の頭部もしくは脊髄の損傷の治療用の、哺乳動物の神経突起の再 生促進用の、または卒中、癲癇、年令に関連したニューロン損失、筋萎縮性側索 硬化症もしくはパーキンソン氏病からなる哺乳動物のニューロン細胞に影響する 疾患の症状の治療用のインスリン様成長因子IIアナログIGF−II(58〜 67;D−Y)。
  9. 9.インスリン様成長因子−I誘導体(IGF−I(55〜70)(配列番号: 4))および医薬上許容される希釈剤からなる治療用組成物。
  10. 10.哺乳動物において死ぬ危険性のあるニューロン細胞の生存促進用の、ある いは哺乳動物の頭部もしくは脊髄の損傷の治療用の、哺乳動物の神経突起の再生 促進用の、または卒中、癲癇、年令に関連したニューロン損失、筋萎縮性側索硬 化症もしくはパーキンソン氏病からなる哺乳動物のニューロン細胞に影響する疾 患の症状の治療用のインスリン様成長因子−I誘導体1GF−I(55〜70) (配列番号:4)。
  11. 11.IGF−I(55〜70)のアミノ酸配列RRLEMYCAPLKPAK SA(配列番号:4)からなる実質的に純粋なペプチド。
  12. 12.アミノ酸配列EPYCAPPAKSE(配列番号:5)からなる実質的に 純粋なペプチド。
  13. 13.治療に用いる請求項1〜6、11または12いずれか1に記載のペプチド 。
  14. 14.哺乳動物において死ぬ危険性のあるニューロン細胞の生存を促進するため の、あるいは哺乳動物の頭部もしくは脊髄の損傷を治療するための、哺乳動物の 神経突起の再生を促進するための、または卒中、癲癇、年令に関連したニューロ ン損失、筋萎縮性側索硬化症もしくはパーキンソン氏病から選択される哺乳動物 のニューロン細胞に影響する疾患の症状を治療するための請求項1〜6、11ま たは12いずれか1に記載のペプチドの使用。
  15. 15.アミノ酸配列CALLETYCATPAKSEC(配列番号:6)、アミ ノ酸配列CTYCATPAKSEC(配列番号:7)、アミノ酸配列CEPYC APPAKSEC(配列番号:8)およびアミノ酸配列CTYCAPAKSEC (配列番号:9)からなる群より選択される配列よりなり、N−末端システイン がC−末端システインと共有結合により結合している実質的に純粋なペプチド。
  16. 16.N−末端システインがC−末端システインと共有結合により結合している アミノ酸配列CALLETDYCATPAKSEC(配列番号:47)、アミノ 酸配列CTDYCATPAKSEC(配列番号:48)およびアミノ酸配列CT DYCAPAKSEC(配列番号:49)からなる群より選択される配列よりな る実質的に純粋なペプチド。
  17. 17.アミノ酸配列CTYTAPAKSEC(配列番号:10)、アミノ酸配列 CALLETYATPAKSEC(配列番号:11)、アミノ酸配列CRRLE MYCAPLKPAKSAC(配列番号:12)、アミノ酸配列CGYGSSS RRAPQTC(配列番号:13)、アミノ酸配列CYFNKPTGYGC(配 列番号:14)、アミノ酸配列CYFNKPTGYGSSSRRAPQTC(配 列番号:15)およびアミノ酸配列CKPTGYGSSSRC(配列番号:16 )からなる群より選択される配列よりからなり、N−末端システインがC−末端 システインと共有結合により結合している実質的に純粋なペプチド。
  18. 18.アミノ酸配列CDLRRLEMYC(配列番号:19)、アミノ酸配列C CFRSCDLRRLEMYC(配列番号:20)、アミノ酸配列CCFRSC (配列番号:22)およびアミノ酸配列CFRSC(配列番号:23)からなる 群より選択され、その2残基間の共有結合により環化されている実質的に純粋な ペプチド。
  19. 19.実質的にアミノ酸配列CGCELVDALQFVC(配列番号:18)お よびCCFRSCDLRRLEMYC(配列番号:20)からなり、2残基間に おける少なくとも1つの共有結合からなる実質的に純粋な環化ペプチド。
  20. 20.アミノ酸配列CGCELVDALQFVC(配列番号:18)、アミノ酸 配列CDLRRLEMYCCPLKPAKSE(配列番号:21)、アミノ酸配 列CGPETLC(配列番号:26)、アミノ酸配列CGYGSSSRRCPQ TGIVDEC(配列番号:27)アミノ酸配列CGDRGFYFNKPTC( 配列番号:28)、アミノ酸配列CCPLKPAKSAC(配列番号:29)お よびアミノ酸配列CDLRRLEMYAPLKPAKSAC(配列番号:30) からなる群より選択される配列よりなり、N−末端システインがC−末端システ インと共有結合により結合している実質的に純粋なペプチド。
  21. 21.アミノ酸配列CGGELVDTLQFVC(配列番号:32)、アミノ酸 配列CCFRSCDDLALLETYC(配列番号:34)からなる群より選択 され、2残基間の共有結合により環化している実質的に純粋なペプチド。
  22. 22.実質的にアミノ酸配列CGGELVDTLQFVC(配列番号:32)お よびCCFRSCDLCLLETYC(配列番号:39)からなり、2残基間に おける少なくとも1つの共有結合からなる実質的に純粋な環化ペプチド。
  23. 23.アミノ酸配列CDLCLLETYC(配列番号:33)、アミノ酸配列C DLCLLETYCATPAKSE(配列番号:35)、アミノ酸配列CCYR PSETLC(配列番号:40)、CRPCSRVSRRSRGIVEEC(配 列番号:41)、CGDRGFYFSRPC(配列番号:42)、CCTPAK SEC(配列番号:43)およびCDLCLLETATPAKSEC(配列番号 :44)からなる群より選択される配列よりなり、N−末端システインがC−末 端システインと共有結合により結合している実質的に純粋なペプチド。
  24. 24.アミノ酸配列TYCATPAK(配列番号:51)、LETYCATP( 配列番号:52)、CATPAKSE(配列番号:53)、YCAPAKSE( 配列番号:54)、YCAPA(配列番号:55)、TYCAPA(配列番号: 56)、CAPAKSE(配列番号:24)、EALLETYCATPAKSE (配列番号:36)、ALLEKYCAKPAKSE(配列番号:37)および APSTCEYKA(配列番号:38)からなる群より選択される配列よりなる 実質的に純粋なペプチド。
  25. 25.5ないし40個のアミノ酸を有する請求項15、16、17、20または 23記載のペプチド。
  26. 26.ヨウ素化されている請求項25記載のペプチド。
  27. 27.該アミノ酸配列を挟む残基が、天然に存在するIGF−Iの配列または天 然に存在するIGF−IIの配列と相同である請求項25記載のペプチド。
  28. 28.環状ペプチドである請求項13または14記載のペプチド。
  29. 29.ヨウ素化されている請求項28記載のペプチド。
  30. 30.実質的に5ないし40個のアミノ酸残基からなる請求項28記載のペプチ ド。
  31. 31.実質的に6〜25個のアミノ酸残基からなる請求項30記載のペプチド。
  32. 32.レトローインベルソ・ペプチドである請求項13または14記載のペプチ ド。
  33. 33.該レトローインベルソ・ペプチドがIGF−Iまたはその断片と相同であ る請求項32記載のペプチド。
  34. 34.該レトローインベルソ・ペプチドがIGF−IIまたはその断片と相同で ある請求項32記載のペプチド。
  35. 35.治療に用いる請求項15〜27のいずれか1に記載のペプチド。
  36. 36.哺乳動物において死ぬ危険性のあるニューロン細胞の生存を促進するため の、あるいは哺乳動物の頭部もしくは脊髄の損傷を治療するための、哺乳動物の 神経突起の再生を促進するための、または卒中、癲癇、年令に関連したニューロ ン損失、筋萎縮性側索硬化症もしくはパーキンソン氏病から選択される哺乳動物 のニューロン細胞に影響する疾患の症状を治療するための請求項15〜27のい ずれか1に記載のペプチドの使用。
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