JP3587538B2

JP3587538B2 - Ｈｉｖ−１のインヒビターとしての合成ポリペプチド

Info

Publication number: JP3587538B2
Application number: JP06819993A
Authority: JP
Inventors: ジアンシボ; リンカン; ロバートノイラートエイ
Original assignee: ザニューヨークブラッドセンターインコーポレイテッド
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: ES2107609T3; CA2092519C; CA2092519A1; AU3537293A; DE69311427D1; EP0565164A1; US5840843A; JPH06340698A; EP0565164B1; KR930019695A; ATE154363T1; KR100269818B1; US5444044A; AU667078B2; DE69311427T2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般にヒト後天性免疫不全ウイルスの感染性を抑制するのに有益な抗ウイルス剤に関する。更に詳しくは、本発明は、ＨＩＶ−１の感染性を抑制し得る合成ポリペプチドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＩＶ−１ウイルスにより引き起こされる後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）は、世界中で次第に増加する頻度で報告されてきている。その病気は、現在、医療専門家により流行性の割合に近づいていると認められており、現在、その広がりを制御するのに有効な治療またはワクチンがない。更に、新しい株がウイルスの高い突然変異率のために発生している。それ故、ＨＩＶに感染した個人を治療する方法及びＨＩＶ−１感染症の予防に対する大きな要望がある。
【０００３】
最近まで、抗ＨＩＶ剤の開発に関する研究努力は幾つかの方法に集中していた。これらの方法は、（１）ＨＩＶ抗原のポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体の開発、（２）化学抗ウイルス剤、及び（３）ＣＤ４^＋標的細胞のＨＩＶレセプターに相当する可溶性のＣＤ４分子を含む。
例えば、従来の研究努力は種々のＨＩＶタンパク質のモノクローナル抗体及びポリクローナル抗体の両方を生じた。特に、ｇｐ１６０の如きＨＩＶ−１ウイルスのエンベロープ糖タンパク質は、ＨＩＶ−１の感染性を相殺する抗体を誘発することがわかった。それ故、ｇｐ１６０及びその種々のフラグメントはＨＩＶ−１感染症に対する可能性のあるワクチンの候補として徹底的に試験されていた。不運なことに、ｇｐ１６０に存在する免疫優性領域の幾つかは、望ましくない免疫抑制を誘発することがあり、また更にＨＩＶ−１感染を促進することがある有害な抗体の生産を誘発することがわかった。
【０００４】
例えば、ｇｐ１６０は１６０，０００ダルトンの分子量を有するグリコシル化ポリペプチドであり、そして処理されてエンベロープ糖タンパク質ｇｐ１２０及びｇｐ４１を生じることが公知である。ｇｐ１２０及びｇｐ４１の両者はＨＩＶ−１の抗体を生じる免疫反応を誘発するが、これらの反応は一般にウイルスの個々のサブタイプに対し免疫特異的であり、また望ましくない免疫抑制作用を生じることがある。特に、ｇｐ１２０及びｇｐ４１からの或る種の選択領域はリンパ球芽球化反応を抑制し、また天然キラーＴ−細胞の活性を抑制することがある。更に、ｇｐ１２０及びｇｐ４１の免疫優性領域の幾つかは保護免疫性に貢献せず、また免疫デコイ（ｄｅｃｏｙｓ）として挙動することがある。
【０００５】
更に別の問題が、ＨＩＶ−１感染症に有効であるワクチンを開発する際に見られる。何となれば、ウイルスは複製中に頻繁な配列変化を示すからである。更に詳しくは、個々のＨＩＶ−１ウイルス単離物は、特にウイルス配列の重要な免疫優性領域で配列変化を示す。それ故、殆どのウイルス相殺抗体はウイルスの個々の臨床上のサブタイプに免疫特異的であり、一種の臨床上のサブタイプに対してワクチン投与により誘発される抗体は、おそらく、ウイルスの別の株に対して無効であるようである。
その他の研究努力は、ＨＩＶ−１感染症に有効である化学薬剤を開発することに関するものであった。例えば、３’アジド−３’ デオキシチミジン（ＡＺＴ）及びその他のジデオキシヌクレオシド類縁体はＨＩＶ−１感染症を治療するのに使用されていたが、これらの薬剤は、患者にとってしばしば毒性である投薬量で使用される。更に、化学薬剤の使用は、薬剤抵抗性であるウイルス変異体の生成を頻繁に誘発する。薬剤抵抗性変異体のウイルス複製はこれらの薬剤により有効に抑制されない。
【０００６】
更に別の研究努力は、標的細胞のレセプター部位（ＨＩＶ−１ビリオンはこれらを使用してそれ自体を細胞膜に付着する）を擬似するレセプター部位を含む合成分子の開発に関するものであった。例えば、ＣＤ４分子はＨＩＶ−１感染症の治療及び予防の両方に有効な抗ＨＩＶ剤になると予想された。何となれば、それは試験管内でウイルス複製の抑制を示したからである。不運なことに、その分子はウイルスの多くの臨床上のサブタイプまたは株の感染性を抑制できないことがその後発見された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、本発明の目的は、細胞毒性の許容限度内にある濃度でＨＩＶ−１の複製、ＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合を有効に抑制し得る抗ウイルス物質を提供することにある。
本発明の別の目的は、ＨＩＶ−１の唯一のサブタイプに対し特異的であるだけでなく、ウイルスの種々のサブタイプまたは株に対し有効である抗ウイルス物質を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、ＨＩＶ−１のＡＺＴ耐性の変異体に対し有効である抗ウイルス物質を提供することにある。
また、本発明の目的は、望ましくない免疫抑制作用を誘発しないで患者のＨＩＶ−１感染症を治療する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アミノ酸残基６００からアミノ酸残基８６２までのＨＩＶ−１_１１１Ｂウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列に実質的に相当するアミノ酸配列を含む合成のＨＩＶ−１ベースのポリペプチドを提供する。その配列がアミノ酸残基６２０からアミノ酸残基６８０までのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列に実質的に相当するポリペプチドが更に好ましい。最も好ましいポリペプチドは、その配列がアミノ酸残基６３４からアミノ酸残基６６６まで、アミノ酸残基６３７からアミノ酸残基６６６まで、またアミノ酸残基６３７からアミノ酸残基６６９までの糖タンパク質アミノ酸配列に実質的に相当するポリペプチドである。
【０００９】
本発明のポリペプチドは、細胞を感染するウイルスの能力に重要である領域を含むＨＩＶ−１ウイルスのアミノ酸配列の部分に実質的に一致するアミノ酸配列を含む。この領域は、ＨＩＶ−１の殆どの臨床上のサブタイプ中に保存されることが明らかである。それ故、本発明は、ＨＩＶ−１感染症に特異的な抗ウイルス物質を提供するものであり、これらの抗ウイルス物質はウイルスの変異体及びサブタイプ、特にＡＺＴの如き化学抗ウイルス剤に抵抗性になった変異体に有効である。
ＨＩＶ−１感染症を治療するのに現在有効な化学抗ウイルス剤と違って、本発明はＨＩＶ−１感染した個人を有効に治療すると共に、ＡＺＴまたはその他の同様の物質を使用する治療に関連する望ましくない生理学上の副作用の幾つかを回避する抗ウイルス物質を提供する。
更にまた、低い細胞毒性及び高い抗ウイルス活性が、抗ウイルス物質を評価する場合に考慮されるべき重要な因子である。例えば、ＨＩＶ−１のウイルス複製を抑制し得る多くの化学抗ウイルス剤があるが、それらの多くは高レベルの細胞毒性のために許容できない。本発明のポリペプチドは、それらが細胞毒性の許容範囲内にあると共に、ＨＩＶ−１感染を有効に抑制するので非常に有利である。
本発明を更に良く理解するために、その他の更に別の目的と一緒に、下記の説明だけでなく、配列表及び図面が参考にされ、本発明の範囲が請求項に指摘される。
【００１０】
本発明は、ＨＩＶ−１の感染性及びウイルス複製を有効に抑制する合成ポリペプチドを提供する。前記のように、本発明のポリペプチドは、アミノ酸残基６００からアミノ酸残基８６２までの領域、更に好ましくはアミノ酸残基６２０から６８０までの領域のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列の部分に実質的に相当するアミノ酸配列を有する。最も好ましい実施態様において、ポリペプチドは単量体または二量体として存在し、そしてアミノ酸残基６３４からアミノ酸残基６６６まで、アミノ酸残基６３７からアミノ酸残基６６６まで、またアミノ酸残基６３７からアミノ酸残基６６９までのＨＩＶ−１_１１１Ｂウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列に実質的に相当するアミノ酸配列を有する。また、本発明の合成ポリペプチドは、そのＣ末端にカップリングされたＧｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓアミノ酸トリプレットを含み、それにより二量化を促進し、またはポリペプチドをその他の物にカップリングするための手段を与えることが好ましい。
【００１１】
特別なポリペプチドの同一のコピーは、そのコピー中の各アミノ酸が、それが最初に見られるのと正確に同じ配列位置で見られる場合に容易に生産し得ることが、タンパク質化学の分野で知られている。簡単に言えば、そのコピーは、それがコピーされた最初のポリペプチドのアミノ酸配列に正確に一致するアミノ酸配列を有する。また、そのコピー中の或る種のアミノ酸は、得られるポリペプチドの所望の生物学上の特徴のいずれをも変化しないで、天然類縁体または合成類縁体で置換し得る。但し、生物学上重要な残基を含む領域が保存されていることを条件とする。例えば、或る種の合成アミノ酸類縁体はアミノ酸配列内の所望の位置で置換されて、得られるポリペプチドの所望の免疫学上の特徴を維持しつつ、タンパク質分解的開裂に対する抵抗性を付与することができる。それ故、特別のポリペプチドの同一のコピーは非保存領域で或る種の置換を受け、それがコピーされた最初のポリペプチドと同じ生物学上の特徴を依然として保持することができる。
【００１２】
一般に、本発明の合成ポリペプチドは、そのペプチドの生物学上の特徴に対して責任を持つ領域が保存されて残る限り、天然類縁体または合成類縁体で置換し得る。これらの置換は得られるポリペプチドに所望の特徴を付与するように誘導されてもよく、またＨＩＶ−１の同定されたサブタイプで観察されるような配列の自然変化として起こってもよい。例えば、ＨＩＶ−１ウイルスの夫々の臨床上の単離物はそれ自体の変異体配列を有し、また夫々の単離物のアミノ酸配列の相対的な数的配置がわずかに異なることが当業界で知られている。
ＨＩＶ−１の特別な単離物中の関係する領域後に本発明のポリペプチドをつくる試み中のこれらの相違の調和は、当業界で知られている技術を使用して容易に行うことができる。それ故、本件出願の目的のために、本発明のポリペプチドは、上記の配列の自然変化及び／または数的配置または置換にかかわらず、それがコピーされた最初のポリペプチドまたは単離物と“実質的に一致する” と言うことができる。
【００１３】
本発明のポリペプチドをつくる際に、関係する領域、即ち、アミノ酸残基６００−８６２、更に特別には、アミノ酸残基６３４−６６９を確立するために、ＨＩＶ−１_１１１Ｂのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列に相当する基準の数的枠または標準化された読み取り枠が調べられるべきである。ＨＩＶ−１ウイルスに関する標準化されたアミノ酸配列データを含む幾つかの刊行物が現在利用できる。例えば、ラトナー（Ｒａｔｎｅｒ）ら、“ＣｏｍｐｌｅｔｅｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＡＩＤＳｖｉｒｕｓ”，Ｎａｔｕｒｅ，３１３巻，２７７，（１９８５年１月）を参考のこと。また、“ＨｕｍａｎＲｅｔｒｏｖｉｒｕｓｅｓａｎｄＡＩＤＳ１９９１，ＡＣｏｍｐｉｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄａｎｄＡｍｉｎｏＡｃｉｄＳｅｑｕｅｎｃｅｓ，”（マイアーズ（Ｍｙｅｒｓ）ら編集），ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｐｈｙｓｉｃｓＧｒｏｕｐ，ＬｏｓＡｌａｍｏｓＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＬｏｓＡｌａｍｏｓ，ＮｅｗＭｅｘｉｃｏ，ＵＳＡを参考のこと。
【００１４】
適当な読み取り枠を確立した後、関係するアミノ酸領域が、当業界で利用できる種々の操作を使用して再現し得る。例えば、ＮＰＳ４０００半自動化マルチチャンネルペプチド合成装置及びバイオサーチ・モデル（ＢｉｏｓｅａｒｃｈＭｏｄｅｌ）９６００自動ペプチド合成装置を含む種々の自動化された合成ユニットが現在利用できる。また、或る種の組み換えＤＮＡ技術またはタンパク質分解的開裂技術が本発明のポリペプチドをつくるために組み込まれてもよい。例えば、タンパク質分解酵素または化学開裂剤を使用するｇｐ１６０またはｇｐ４１の慎重に編成されたタンパク質分解が、本発明のポリペプチドを生産するのに許される方法であろう。それ故、本件出願中に現れる“合成ポリペプチド” という用語は、上記の方法の一つまたは当業界で知られているその他の適当な方法によりつくられたあらゆる非天然産のポリペプチドを意味すると解される。
本件出願の配列表部分は、アミノ酸残基６３７から６６６までのＨＩＶ−１ウイルスの種々の臨床上の単離物のエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列に実質的に相当するアミノ酸配列を有する幾つかの合成ポリペプチドの例を示す（配列番号１−１０を参照のこと）。
【００１５】
本発明のその他の好ましいペプチドとして、配列番号１−１０により表されるアミノ酸配列に実質的に相当するが、更にＣ末端もしくはＮ末端またはその両方で付加的なアミノ酸残基を含むポリペプチドが挙げられる。付加的なアミノ酸は任意に選択されてもよく、また好ましくはＨＩＶ−１エンベロープ糖タンパク質の配列中の相当する配列位置に見られるアミノ酸残基に一致してもよい。特に、好ましいペプチド（６３７−６６９）は、そのＣ末端にエンベロープ糖タンパク質配列からの三つの付加的なアミノ酸残基（Ｌｅｕ−Ｌｅｕ−Ｇｌｕ）、即ち、残基（６６７−６６９）を有する点で好ましいペプチド（６３７−６６６）と異なる。配列番号１−１０及びその他の変異体（６３７−６６６）配列に一致し、更にＣ末端にカップリングされたＬｅｕ−Ｌｅｕ−Ｇｌｕトリプレットを含む合成ポリペプチド（６３７−６６９）が生産し得る。同様に、好ましいペプチド（６３４−６６６）の変異体は、Ｔｈｒ−Ｔｒｐ−Ｍｅｔアミノ酸トリプレット（エンベロープ糖タンパク質配列の残基６３４−６３６）を配列番号１−１０により表される配列の夫々、またはその他の変異体（６３７−６６６）配列にカップリングすることにより生産し得る。このようにして、好ましいペプチド（６３４−６６６）及び（６３７−６６９）の変異体に相当するペプチドが系統的に合成し得る。
【００１６】
前記のように、本発明のポリペプチドは、二量化またはその他の物への結合を促進するために、そのＣ末端にカップリングされたＧｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓアミノ酸トリプレットを含むことが好ましい。これらのアミノ酸配列は、本発明によりつくることができる種々の合成ポリペプチドを構成する。
配列表部分に記載された合成ポリペプチド及び本件出願のいずれかに記載された合成ポリペプチドの単量体形態の他に、本発明はまたこれらのペプチドの二量体、三量体及びその他のポリマー形態を含む。特に、本発明の最良の態様はポリペプチドの二量体であり、この場合、二量化は上記のペプチドのＣ末端に位置されるＧｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓトリプレットを介して行われる。
【００１７】
本発明のポリペプチドの二量化または重合は、当業界で知られている幾つかの許される方法を使用して誘導し得る。例えば、種々の共有の化学的または物理的結合が本発明のポリペプチドの多量体を生産するのに使用し得る。特に、ポリペプチドの多量体は、当業界で知られている多量体ペプチドキャリヤーへの結合またはその他の方法、例えば、多抗原ペプチド（ＭＡＰ）系またはＩＳＣＯＭにより生成し得る。更に、上記のポリペプチドのＣ末端にカップリングされたＧｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓトリプレットによる二量化の誘導の他に、二量化されるポリペプチドが残基６６９を越えて延びるアミノ酸残基を有する場合には、６３４−６６９領域の外部に見られる付加的なシステイン残基が、Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓトリプレットを使用しないで二量化を誘導するのに利用し得る。
【００１８】
特に、二量化または重合は、ポリペプチドに移入または結合された付加的な−Ｃｙｓ− 基により媒介されてもよい。更に、本明細書に記載されたポリペプチドは、ポリペプチドの幾つかの型の官能基によりタンパク質または高分子量（巨大分子）ポリマーキャリヤー（または基質）にカップリングされてもよい。例えば、チオール（−ＳＨ）基、芳香族環（例えば、ＴｙｒまたはＨｉｓ）、アミノ基またはカルボキシル基、等が許される連鎖部分であろう。合成ポリペプチドを重合してペプチドポリマーを得ることによりキャリヤーの使用を避けるように設計された方法がまた当業界で知られている。多抗原ペプチド系（ＭＡＰ）として知られているその他の特別な方法は、共有結合された放射状に分枝している多重合成ペプチドを含む小さいペプチジルコアーマトリックスを利用する。例えば、タム（Ｔａｍ，Ｊ．Ｐ．）（１９８８）“ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＰｅｐｔｉｄｅＶａｃｃｉｎｅＤｅｓｉｇｎ：ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａＨｉｇｈ−ＤｅｎｓｉｔｙＭｕｌｔｉｐｌｅＡｎｔｉｇｅｎｉｃＰｅｐｔｉｄｅＳｙｓｔｅｍ” Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．，８５，５４０９−５４１３を参照のこと。
【００１９】
下記の実施例で示されるように、本発明のポリペプチドは、ＨＩＶ−１単離物ＭＮ、ＲＦ、ＳＦ２、ＩＩＩＢを含む幾つかのＨＩＶ−１単離物によるだけでなくＡＺＴ耐性単離物による種々の細胞系、例えば、単核細胞系Ｕ９３７及びＣＤ４ ^＋Ｔ細胞系ＭＴ−２及びＨ９の感染を有効に抑制する。ＨＩＶ−１ウイルス複製を有効に抑制することに加えて、本発明のポリペプチドは、ＨＩＶ−１ウイルスアミノ酸プロフィールのその他の領域からつくられたその他の合成ポリペプチドと比較して、ＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合の優れた抑制を与える。更に、本発明のポリペプチドは細胞毒性の許容レベルで有効な抑制作用を与える。
下記の実施例は本発明を更に説明するのに利用できるが、本発明の有効範囲を限定または制限することを何ら意味するものではない。
【００２０】
【実施例】
実施例１
本発明に従って、異なるＨＩＶ−１単離物の完全長Ｖ３超可変ループに相当するＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢｇｐ１６０及びｇｐ２１ペプチドの完全配列を殆どカバーする２９のペプチドを合成した。これらの合成を、ＮＰＳ４０００半自動化マルチチャンネルペプチド合成装置またはバイオサーチ・モデル９６００自動ペプチド合成装置で行った。生成物の純度をＨＰＬＣ及びアミノ酸分析により確かめた。夫々のペプチドの配列を、アプライド・バイオシステムズ・モデル（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓＭｏｄｅｌ）１２０ＡＰＴＨ分析装置を使用してＰＴＨアミノ酸のオンラインＨＰＬＣ分析を伴うアプライド・バイオシステムズ・プロテイン・シーケンス・モデル４７７Ａを使用して決定した。
【００２１】
実施例２
ウイルス抑制アッセイのために、Ｈ９細胞、ＭＴ−２細胞及びＵ９３７細胞を標的細胞として使用した。５種のＨＩＶ−１単離物（ＩＩＩＢ、ＭＮ、ＲＦ、ＳＦ２、及びＡＺＴ耐性変異体）をＭＴ−２細胞中で培養し、回収し、アリコートにした。ウイルス株の感染性の力価は１０^４〜１０^６の５０％の組織培養感染投与量（ＴＣＩＤ_５０）であった。
ＨＩＶ−１感染性を二つの異なる方法、即ち、ＨＩＶ−１コアータンパク質ｐ２４生産を測定するＥＬＩＳＡ及びＨＩＶ媒介の細胞病態発生に関する比色アッセイにより測定した。簡単に言えば、９６ウェルプレート中の１ｘ１０^４のＭＴ−２細胞を、１０％のＦＢＳを含むＲＰＭＩ１６４０培地２００ μｌ中のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢの希釈液で感染させた。２４時間後に、培地の半分を取り替えた。３７℃のインキュベーション後の４日目に、培養上澄み１００ μｌを夫々のウェルから回収し、等容積の新鮮な培地をウェルに添加した。回収した上澄みを等容積の５％のトリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）Ｘ−１００と混合し、コウルター・イムノロジィ社（ＣｏｕｌｔｅｒＩｍｍｕｎｏｌｏｇｙ（Ｈｉａｌｅａｈ，ＦＬ））からのキットを使用してｐ２４について測定した。感染後の６日目に、指示薬ＸＴＴテトラゾリウム色素（１ｍｇ／ｍｌ；５０ μｌ／ウェル；ポリサイエンセス社（ＰｏｌｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ））を細胞に添加した。４時間の期間後に、細胞内のホルマゼンを４５０ｎｍで比色測定した。細胞病態発生率を、下記の式を使用して計算した。［（陰性対照のＯＤ_４５０−実験のＯＤ_４５０）］／（陰性対照のＯＤ_４５０−陽性対照のＯＤ_４５０）］ｘ１００。陰性対照はＨＩＶに代えて培地と混合された細胞に相当し、一方、陽性対照は１００ＴＣＩＤ_５０のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ（これはＭＴ−２細胞の１００％を溶解する）と混合された細胞に相当した。
【００２２】
また、未感染細胞とＨＩＶ−１感染細胞の融合に関する本発明の合成ペプチドの抑制効果を測定した。簡単に言えば、１．２５ｘ１０^４のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ感染Ｈ９細胞をペプチド及び同数の未感染Ｈ９細胞と混合した。３７℃で１６時間インキュベートした後、タイタ・プレート・ウェル中のシンシチウムを形成する細胞を顕微鏡下でカウントし、ペプチドによる細胞融合の抑制を計算した。
ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢｇｐ１６０（ｇｐ１２０／ｇｐ４１）からの２９のペプチド及び異なるＨＩＶ−１単離物のＶ３超可変ループからの２１のペプチドを、ＨＩＶ−１複製及びＭＴ−２細胞中のＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生に関するそれらの抑制活性につきスクリーニングした。図１に示されるように、スクリーニングしたｇｐ１６０からの２９のペプチドの中で、４種のペプチド（アミノ酸配列６１−９０、１０２−１２６、２８０−３０６、及び６３７−６６６）が、１２．５μｇ／ｍｌの最終濃度で、ｇａｇタンパク質ｐ２４合成の減少により示されるようにＨＩＶ−１複製をかなり抑制した。しかしながら、２１の異なるＨＩＶ−１単離物のＶ３ループからのペプチドのいずれもがＨＩＶ−１複製を抑制しなかった。
更に、ペプチドのいずれかがＨＩＶ−１により媒介された細胞病態発生を抑制し得るか否かについて研究した。結果を図２に示す。ペプチド（６３７−６６６）のみが細胞病態発生を著しく抑制し、一方、ｐ２４生産を抑制するその他の３種のペプチドはこの抑制活性を示さなかった。
これらの結果は、ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢのｇｐ１６０からのペプチド（６３７−６６６）が同種ＨＩＶ−１単離物（ＩＩＩＢ）による感染を有効に抑制したことを実証する。
【００２３】
実施例３
続いて、細胞毒性の研究を、１２．５μｇ／ｍｌの最終濃度でＭＴ−２細胞を使用して行った。３種のペプチド（６１−９０、１０２−１２６、及び２８０−３０６）がかなりの細胞毒性を有するが、一方、ペプチド（６３７−６６６）は細胞毒性を示さないことがわかった（図３を参照のこと）。ペプチド（６３７−６６６）の濃度を１１．１４５μＭまで増大した場合、かなりの細胞毒性が検出できないままであった。これらの結果は、３種のペプチド（６１−９０、１０２−１２６、及び２８０−３０６）によるｐ２４生産の抑制が実際にＭＴ−２細胞に対するこれらのペプチドの細胞毒性によるものであり、一方、ペプチド（６３７−６６６）のみがｐ２４生産及び細胞病態発生の両方を有効に抑制し得たことを示唆する。
また、同じ技術を使用して単核細胞系Ｕ９３７でペプチドをスクリーニングした。結果を図４に示す。ｇｐ１６０からの２９のペプチドの中で、わずかに３種のペプチド（１０２−１２６、２８０−３０６及び６３７−６６６）がｐ２４生産をかなり抑制した。ペプチド（６３７−６６６）が最高の抑制活性を有し、これは、このペプチドがＣＤ４ ^＋Ｔリンパ球及び単核細胞の両方の感染を抑制し得たことを示唆する。
【００２４】
実施例４
続いて、ペプチド（６３７−６６６）を連続希釈液でＨＩＶ−１複製、ＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合に関するその抑制活性につき試験した。図５に示されるように、ペプチド（６３７−６６６）は投薬量依存様式でｐ２４生産、細胞病態発生及び細胞融合を抑制した。ｇａｇタンパク質ｐ２４生産の減少により示されるＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ複製の抑制の５０％の有効投薬量（ＥＤ_５０）は１０１．０ｎＭであり、ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢにより媒介される細胞病態発生の抑制のＥＤ_５０は１４２．０ｎＭであり、細胞融合の抑制のＥＤ_５０は１６０．０ｎＭであった。
【００２５】
実施例５
本発明のペプチド（６３７−６６６）がまたその他のＨＩＶ−１単離物、例えば、ＭＮ、ＲＦ及びＳＦ２単離物だけでなくＡＺＴ耐性変異体の複製を抑制するか否かを測定するために更に研究した。結果を表６に示す。ペプチド（６３７−６６６）は５種のＨＩＶ−１単離物の全てによる感染を有効に抑制したが、複製及び異なるＨＩＶ−１単離物により媒介される細胞病態発生の両方の抑制に関するＥＤ_５０は異なっていた。これらの結果は、ペプチド（６３７−６６６）の抗ＨＩＶ活性がサブタイプ（単離物）制限されないことを示唆する。更に、ペプチドはまたＡＺＴ耐性ＨＩＶ−１単離物に対して有効である。
【００２６】
実施例６
更に、ペプチド（６３７−６６６）の抗ＨＩＶ活性が抗体により阻止し得るか否かを測定するために実験を行った。このペプチドに対して誘導されるウサギ抗血清を調製した。ウサギ抗（６３７−６６６）抗血清の連続希釈液を１μｇ／ｍｌの最終濃度のペプチド（６３７−６６６）と共に３７℃で３０分間インキュベートした。その混合物を抗ウイルス活性につき試験した。図７に示されるように、抗血清の不在下で、ペプチド（６３７−６６６）はｐ２４生産をかなり抑制した。しかしながら、抗ペプチド（６３７−６６６）抗血清によるインキュベーション後に、ペプチド（６３７−６６６）の抑制活性はかなり阻止され、一方、抗血清単独はｐ２４生産に影響しなかった。この結果は、その抑制活性が実際にペプチド（６３７−６６６）により媒介されたことを示す。
【００２７】
実施例７
本発明ぼ前記のペプチド（６３７−６６６）を、ペプチドのＣ末端でＧｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓアミノ酸トリプレットをカップリングして合成した。質量スペクトルデータは、このペプチドが完全に二量化されたことを証明した。ペプチドの二量体は、適当な条件下でインキュベートされる場合にシステイン中のチオール基により自然に生成する。合成ペプチドを、最初のペプチド合成から貯蔵した樹脂から開裂し、これは質量スペクトルを使用して単量体であることが示された。二量体ペプチド（６３７−６６６）の抗ＨＩＶ活性と比較して単量体ペプチド（６３７−６６６）の抗ＨＩＶ活性を測定するために、２種のペプチドバッチを比較実験で測定した。
比較アッセイの結果を図８に示す。ペプチドの二量化された形態は、同ペプチドの単量体変種よりもＨＩＶ−１複製、ＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合を抑制するのに更に有効である。この結果は、ペプチド（６３７−６６６）がペプチドのＣ末端またはＮ末端で特別なアミノ酸残基、例えば、システインの添加により二量化または重合することを示唆する。更にまた、これらの結果は、ペプチド（６３７−６６６）の二量化または重合された形態が単量体変種よりもＨＩＶ−１感染のプロセスを有効に妨害し得ることを示す。
【００２８】
実施例８
本発明の更に好ましいペプチドを更に性質を調べるために、ペプチドの長さと抗ウイルス活性の関係を評価した。Ｃ末端Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓトリプレットを有する好ましいＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢペプチド配列の種々の部分に相当する配列を有するペプチドを調製した。これらのペプチドを、上記の実施例４に記載したようにしてｐ２４生産、細胞病態発生及び細胞融合の抑制につき試験した。結果を図９に示す。
これらのデータは、試験したペプチドの全てがＨＩＶ−１感染に対する抑制活性を有することを実証する。しかしながら、これらのデータは、比較的長い配列を有するペプチドが、一般に、好ましい（６３４−６６９）範囲の残基のいずれかの末端または両末端から短縮された配列を有するペプチドよりも大きい活性を有することを示す。
【００２９】
特に、ペプチド（６３７−６６９）（Ｍ．Ｗ．４２７５）はペプチド（６３７−６６６）（Ｍ．Ｗ．３９２２）単量体の活性より３〜９倍大きいＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ感染に対する活性を示す。延長されたペプチド（６３７−６６９）はペプチド（６３７−６６６）二量体よりも更に高い活性を有する（図８を比較のこと）。また、ペプチド（６３４−６６６）（Ｍ．Ｗ．４３３８）はペプチド（６３７−６６６）よりも大きい活性を示す。また、短いペプチド、例えば（６３８−６６６）（Ｍ．Ｗ．３７９０）、（６３７−６６４）（Ｍ．Ｗ．３６６２）、及び（６３７−６６３）（Ｍ．Ｗ．３５３３）は有効ではあるものの、それ程有効ではなく、それ故、それ程好ましくない。これらの結果は、好ましいペプチド（６３７−６６６）の配列が有効な抗ウイルス活性を与えること、またいずれかの末端におけるペプチド（６３７−６６６）の延長が抗ＨＩＶ−１活性を増大すると予想し得ることを示唆する。
【００３０】
実施例９
予備データは、ペプチド（６３７−６６６）がトリプシン（ヒトの生体中に存在するタンパク質分解酵素の一種）による消化に感受性であることを示した。トリプシンはアルギニン残基及びリシン残基のカルボキシル側のポリペプチド鎖を開裂することが報告されている。ペプチド（６３７−６６６）は配列位置６４０でアルギニン残基を含み、また配列位置６６２でリシン残基を含む。これらの二つの位置はトリプシンによる開裂に感受性の部位であると仮定される。本発明のペプチドにより媒介される抗ウイルス活性の無効化が、将来、生体内の投与で避けられるか否かを確かめるために、ペプチド（６３７−６６６）（Ｃ末端Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｃｙｓトリプレットを有する）中のアルギニン残基及びリシン残基をグルタミン（Ｑ）またはグリシン（Ｇ）（両残基はトリプシンに対する抵抗性を与える）のいずれかにより置換した。２種の変性ペプチドを夫々（６３７−６６６Ｑ）（Ｍ．Ｗ．３８９１）及び（６３７−６６６Ｇ）（Ｍ．Ｗ．３７４９）と称した。図１０に示されるように、グルタミン残基によるアルギニン残基及びリシン残基の両方の置換（６３７−６６６Ｑ）はペプチドの抗ウイルス活性を低下しない。しかしながら、グリシンによる同残基の置換はペプチドの抗ウイルス活性を無効にすることが観察された。トリプシンによる処理の前後に変性ペプチド（６３７−６６６Ｑ）の抗ウイルス活性を最初のペプチド（６３７−６６６）と比較して、ペプチド（６３７−６６６Ｑ）がトリプシンによる処理に対して耐性であることがわかった（図１１）。これは、グルタミンによるアルギニン及びリシンの置換が実際にペプチド中のトリプシン開裂部位を無効にすることを示す。
【００３１】
上記の実施例で説明されたように、本発明のポリペプチド（６３７−６６６）、（６３４−６６６）及び（６３７−６６９）はＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ複製、ＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合を抑制した。更に、ペプチド（６３７−６６６）は投薬量依存様式でＨＩＶ−１の複製を抑制した。ＨＩＶ−１の複製の抑制に関するペプチド（６３７−６６６）のＥＤ_５０は１０１．０ｎＭであった。ＨＩＶ−１により媒介される細胞病態発生の抑制に関するそのＥＤ_５０は１４２．０ｎＭであった。ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ感染Ｈ９細胞により媒介される細胞融合の抑制に関するそのＥＤ_５０は１６０．０ｎＭであった。その有効濃度は、ＨＩＶ−１感染の抑制について試験した殆どの抗ウイルス剤、例えば、オーリントリカルボン酸（ＡＴＡ）、及びヘミンの有効濃度より低い。この薬剤は非常に低い細胞毒性を有していた。比色アッセイにより測定される５０％細胞毒性投薬量（ＣＤ_５０）は１１，１４５ｎＭより大きい。それ故、その選択インデックス（Ｓ．Ｉ．＝ＣＤ_５０／ＥＤ_５０）はＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ複製の抑制に関して１１０．０より大きく、ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ媒介の細胞病態発生の抑制に関して７８．０より大きく、またＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ媒介の細胞融合に関して７０．０より大きい。
【００３２】
更に、本発明のペプチド（６３７−６６６）は、同種ＨＩＶ−１単離物（ＩＩＩＢ）だけでなく、試験した異種ＨＩＶ−１単離物（ＭＮ、ＲＦ、及びＳＦ２）の複製を抑制した。また、それはＡＺＴ耐性変異体（これはＡＺＴにより有効に相殺し得ない）による感染を有効に抑制した。そのペプチドのウイルス抑制活性はこの合成ペプチドに対して誘導されたウサギ抗血清により阻止された。これは、ウイルス抑制活性がペプチド（６３７−６６６）により特異的に媒介されるのであり、ペプチド合成中にペプチド製剤を汚染したかもしれないその他の因子により媒介されるのではないことを示唆する。本発明のペプチドは二量化でき、それによりＨＩＶ−１感染症に対するそれらの活性を増強し得る。
それ故、本発明のポリペプチドはＨＩＶ−１に対する抗ウイルス剤の理想的な候補である。何となれば、それらは殆どのその他の抗ＨＩＶ剤よりも多くのＨＩＶ−１単離物に対して更に高い抗ウイルス活性を有するからである。リンパ球及び単核細胞に対するこれらのペプチドの毒性は非常に低く、これはヒト患者への悪影響がＡＺＴの如き現在使用されている抗ＨＩＶ剤の悪影響より低いことを示唆する。
【００３３】
その結果、本発明のポリペプチドは、生体外でウイルス複製を抑制することの他に、ＨＩＶ−１に感染した患者を治療する方法を提供する。特に、その方法は、ウイルス複製を抑制するのに有効な量、好ましくはＨＩＶ−１媒介の細胞病態発生及び細胞融合を抑制するのに有効な量の本発明のポリペプチドを投与することを含む。患者に投与されるポリペプチドの量は約０．００５ｍｇ／ｍｌ〜約０．０１ｍｇ／ｍｌの範囲の有効血清濃度を維持するのに充分であることが最も好ましい。
好適な投与の方法は、治療薬または予防薬を送出するのに当業界で知られているあらゆる薬理学上許される方法、例えば、経口投与、直腸投与、鼻内投与、局所投与（頬側投与及び舌下投与を含む）、膣内投与、非経口投与（筋肉内投与、皮下投与及び静脈内投与を含む）、並びに吸入を利用する方法を含む。また、本発明のポリペプチドはＡＺＴの如きその他の活性成分を含む抗ウイルス物質中に混入し得る。
【００３４】
本発明の好ましい実施態様と現在考えられるものを説明したが、当業者は本発明の精神から逸脱しないで変更及び改良が本発明になし得ることを認めるであろう。そして、本発明の真の範囲内にあるこのような全ての変更及び改良を特許請求することが意図されている。
【００３５】
【配列表】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢのｇｐ１２０／ｇｐ４１からの合成ペプチドによるＭＴ−２細胞中のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ複製の抑制を示す。
【図２】ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢのｇｐ１２０／ｇｐ４１からの合成ペプチドによるＭＴ−２細胞中のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ媒介の細胞病態発生の抑制を示す。
【図３】種々の合成ペプチドにより媒介された細胞毒性を示す。
【図４】ＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢｇｐ１２０／ｇｐ４１からの合成ペプチドによるＵ９３７細胞中のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ複製の抑制を示す。
【図５】合成ペプチド（６３７−６６６）によるＭＴ−２細胞のＨＩＶ−１ _ＩＩＩＢ感染の投薬量依存性の抑制を示す。
【図６】合成ペプチド（６３７−６６６）による種々のＨＩＶ−１単離物の抑制を示す。
【図７】合成ペプチド（６３７−６６６）に対する抗血清がその抗ウイルス活性を阻止することを示す。
【図８】ＨＩＶ−１感染のインヒビターとしての合成ペプチド（６３７−６６６）の単量体と二量体の比較を示す。
【図９】種々の合成ペプチドに関してペプチドの長さと抗ウイルス活性の関係を示す。
【図１０】ペプチド（６３７−６６６）とグルタミン置換ペプチド（６３７−６６６Ｑ）の抗ウイルス活性の比較を示す。
【図１１】トリプシンによる消化に対するペプチド（６３７−６６６）とグルタミン置換ペプチド（６３７−６６６Ｑ）の抵抗性の比較を示す。

Claims

HIV-1感染症に対して有効であるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、前記ポリペプチドが、
(i) アミノ酸残基637からアミノ酸残基669までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(ii) アミノ酸残基634からアミノ酸残基666までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iii) アミノ酸残基637からアミノ酸残基666 までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iv) 前記アミノ酸配列(i)〜(iii)において、配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基により置換されているアミノ酸配列、及び
(v) 前記アミノ酸配列(i)〜(iv)において、Gly-Gly-Cysアミノ酸トリプレットがＣ末端にカップリングしているアミノ酸配列、
からなる群から選ばれるアミノ酸配列からなり、
ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、
前記HIV-1 ベースのポリペプチド。
前記ポリペプチド(iii)が配列番号１のアミノ酸配列である請求項１に記載の(iii) のアミノ酸配列からなるポリペプチド。
Leu-Leu-Glu アミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＣ末端にカップリングしていることを特徴とする請求項１に記載の(i) のアミノ酸配列からなるポリペプチド。
Thr-Trp-Met アミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＮ末端にカップリングしていることを特徴とする請求項１に記載の(ii) のアミノ酸配列からなるポリペプチド。
HIV-1感染症に対して有効であるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、請求項１又は２記載のアミノ酸配列の二量体、三量体又は重合体の形態であり、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、前記HIV-1 ベースのポリペプチド。
(i) アミノ酸残基637からアミノ酸残基669までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(ii) アミノ酸残基634からアミノ酸残基666までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iii) アミノ酸残基637からアミノ酸残基666までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iv) 前記アミノ酸配列(i)〜(iii)において、配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基により置換されているアミノ酸配列、及び
(v) 前記アミノ酸配列(i)〜(iv)において、Gly-Gly-Cysアミノ酸トリプレットがＣ末端にカップリングしているアミノ酸配列、
からなる群から選ばれるアミノ酸配列からなるHIV-1ベースのポリペプチドであって、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、前記HIV-1 ベースのポリペプチドを含むことを特徴とする抗ウイルス物質。
前記ポリペプチド(iii)が配列番号１のアミノ酸配列である請求項６に記載の(iii) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含む抗ウイルス物質。
Leu-Leu-Glu アミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＣ末端にカップリングしていることを特徴とする請求項６に記載の(i) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含む抗ウイルス物質。
Thr-Trp-Met アミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＮ末端にカップリングしていることを特徴とする請求項６に記載の(ii) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含む抗ウイルス物質。
HIV-1感染症に対して有効であるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、請求項６又は７記載のアミノ酸配列の二量体、三量体又は重合体の形態であり、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、前記HIV-1 ベースのポリペプチドを含むことを特徴とする抗ウイルス物質。
(i) アミノ酸残基637 からアミノ酸残基669までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(ii) アミノ酸残基634からアミノ酸残基666までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iii) アミノ酸残基637からアミノ酸残基666までのHIV-1 _111B ウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列、
(iv) 前記アミノ酸配列(i)〜(iii)において、配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基により置換されているアミノ酸配列、及び
(v) 前記アミノ酸配列(i)〜(iv)において、Gly-Gly-Cysアミノ酸トリプレットがＣ末端にカップリングしているアミノ酸配列、
からなる群から選ばれるアミノ酸配列からなるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、前記HIV-1 ベースのポリペプチドを生産することを特徴とするHIV-1ウイルスに対して有効な抗ウイルス物質の調製法。
前記ポリペプチド(iii)が配列番号１のアミノ酸配列である請求項１１に記載の(iii) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを生産することを特徴とする抗ウイルス物質の調製法。
Leu-Leu-Gluアミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＣ末端にカップリングしている前記のHIV-1 ベースの(i) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを生産することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
Thr-Trp-Metアミノ酸トリプレットが配列番号１のアミノ酸配列のＮ末端にカップリングしている前記のHIV-1 ベースの(ii) のアミノ酸配列からなるポリペプチドを生産することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
HIV-1感染症に対して有効であるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、請求項11又は12記載のアミノ酸配列の二量体、三量体又は重合体の形態であり、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制される、前記HIV-1 ベースのポリペプチドを生産することを特徴とする抗ウイルス物質の調製法。
HIV-1感染症に対して有効であるHIV-1 ベースのポリペプチドであって、
前記のポリペプチドがアミノ酸残基600からアミノ酸残基862までのHIV-1 _111Bウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列の全部又は一部の配列からなり、少なくともアミノ酸残基637からアミノ酸残基666までの配列を有することを特徴とし、
ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制され、及び
配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基で置換されている、
前記HIV-1 ベースのポリペプチド。
アミノ酸残基600からアミノ酸残基862 までのHIV-1_111Bウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列の全部又は一部の配列からなり、少なくともアミノ酸残基637からアミノ酸残基666までの配列を有するHIV-1ベースのポリペプチドであって、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制され、配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基で置換されている前記HIV-1 ベースのポリペプチドを含むことを特徴とする抗ウイルス物質。
アミノ酸残基600からアミノ酸残基862までのHIV-1 _111Bウイルスのエンベロープ糖タンパク質のアミノ酸配列の全部又は一部の配列からなり、少なくともアミノ酸残基637からアミノ酸残基666までの配列を有するHIV-1 ベースのポリペプチドであって、ウイルス活性が該ポリペプチドにより抑制され、配列位置640及び662のアミノ酸残基がグルタミン残基で置換されている、前記HIV-1 ベースのポリペプチドを生産することを特徴とするHIV-1ウイルスに対して有効な抗ウイルス物質の調製法。