JP3903503B2 - 可溶性ポリペプチド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上皮細胞に対して形態形成促進作用や細胞増殖作用を有し、医薬の有効成分として有用なポリペプチドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上皮組織の正常な形態形成は上皮組織の周りに存在する間充織細胞由来の因子による制御を受けていることが示唆されており、また、上皮組織の形態形成異常に起因する疾患の多くが間充織細胞の異常を原因としていることから、間充織細胞が上皮組織の形態形成を制御するメカニズムの解明に興味がもたれている。しかしながら、上皮組織の形態形成の制御に関与する物質群は複雑な系の中で時間的及び空間的な制御を受けて発現されており、それらの物質を単離して機能を解析することは極めて困難であること、また、上皮組織の形態形成を単純化したモデル実験系の構築も難しいことなどの理由から、この分野の研究には今日まで大きな進展が見られていない。上皮組織の形態形成に起因する疾患の発症機序の解明やそれらの疾患の治療方法の確立などのために、上皮組織における形態形成の制御メカニズムの解析が切望されていた。
【０００３】
このような状況下にあって、上皮組織の形態形成の制御に関与するエピモルフィン (epimorphin) が分離・精製された（特開平6-25295 号公報）。この物質は277 ないし 289個のアミノ酸からなる蛋白質をコア・蛋白質とする生理活性物質であり、主として間充織細胞により生合成されていることが明らかにされた。また、エピモルフィンは、上皮細胞に作用して上皮組織の形態形成を促進する作用を有していること、並びにエピモルフィンが機能しない場合には正常な組織形成が行われないことも明らかにされた。
【０００４】
エピモルフィンの構造については、エピモルフィン分子が構造上大きく４個のフラグメントに分けられることが見いだされている（特願平7-175539号明細書及び特願平8-99684 号明細書：欧州特許公開第0698666 号）。すなわち、エピモルフィンの全長を構成するポリペプチドは、Ｎ末端側より、コイルドコイル領域(1) 、機能ドメイン(2) 、コイルドコイル領域(3) 、及びＣ末端の疎水性領域に分けることができる。これらのフラグメントのうち、機能ドメイン（ヒト・エピモルフィンではＮ末端より104 番目から187 番目のアミノ酸により特定される領域）については、この領域が細胞接着に関与しており、エピモルフィンの生理活性の発現に密接にかかわっていることが示唆されている（上掲欧州特許公開）。
【０００５】
エピモルフィンが正常な形態形成を促進する作用を有することから、この物質は、形態形成の異常に起因する疾患などの予防や治療のための医薬や、又は育毛剤などの医薬の有効成分として有用であることが期待される。しかしながら、哺乳類動物から得られた天然型エピモルフィンは生理食塩水などの水性媒体に難溶であり、医薬として実用に供することが困難であった。このため、天然型エピモルフィンの形態形成促進作用を実質的に保持しつつ、溶解性に優れたエピモルフィン誘導体を創製する試みがなされている。例えば、Ｃ末端部の疎水性領域を除去した改変体（フラグメント123)などが知られている（特開平6-25295 号公報）。
【０００６】
エピモルフィンの部分構造であるコイルドコイル領域(1) については、従来、この領域がエピモルフィンを可溶化させる作用を有することが明らかにされている。しかしながら、エピモルフィンのＮ末端側からアミノ酸を除去してコイルドコイル領域(1) の一部を除去すると、得られた改変体の細胞接着活性が低下してしまうことも同時に明らかにされた（欧州特許公開第0698666 号）。すなわち、この領域の作用については、可溶性の面ではフラグメント(23)の高次構造を変化させる等の作用によりポジティブに働くが、細胞接着活性については機能ドメイン(2) をマスクする等の作用によりネガティブに働くと開示されており、医薬としての適用可能性について否定的な示唆がある。なお、エピモルフィンの上記各領域 [コイルドコイル領域(1) 、機能ドメイン(2) 、又はコイルドコイル領域(3)]のそれぞれの生理作用については、細胞接着活性についての報告はあるものの、エピモルフィンに類似の形態形成促進作用については従来報告がない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上皮細胞に対して形態形成促進作用を有する可溶性ポリペプチドを提供することにある。より具体的には、上皮細胞に作用して上皮組織の形態形成を促進し、かつ生理食塩水などの水性媒体に溶解可能なポリペプチドを提供することが本発明の課題である。
また本発明の別の課題は、上記の特徴を有するポリペプチドを有効成分として含み、形態形成因子、例えばエピモルフィンの過少発現に起因する、又は組織又は器官の破壊を伴う疾患の予防及び／又は治療に有用な医薬を提供することにある。さらに本発明の別の課題は、上記の可溶性ポリペプチドを有効成分として含む毛成長促進剤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の課題を解決すべく鋭意努力した結果、エピモルフィンを構成するコイルドコイル領域(1) からなるポリペプチドが、水性媒体に溶解可能であり、かつ、上皮細胞に作用して上皮組織の形態形成を促進すること、並びに上皮細胞に対して顕著な細胞増殖促進作用を有することを見いだした。本発明は上記の知見を基にして完成されたものである。
【０００９】
本発明は、下記のアミノ酸配列(I):
Met Arg Asp Arg Leu Pro Asp Leu Thr Ala Cys Arg
Lys Asn Asp Asp Gly Asp Thr Val Val Val Val Glu
Lys Asp His Phe Met Asp Asp Phe Phe His Gln Val
Glu Glu Ile Arg Asn Ser Ile Asp Lys Ile Thr Gln
Tyr Val Glu Glu Val Lys Lys Asn His Ser Ile Ile
Leu Ser Ala Pro Asn Pro Glu Gly Lys Ile Lys Glu
Glu Leu Glu Asp Leu Asn Lys Glu Ile Lys Lys Thr
Ala Asn Lys Ile Arg Ala Lys Leu Lys Ala Ile Glu
Gln Ser Phe Asp Gln Asp Glu
からなるポリペプチド（本明細書においてこのポリペプチドを「ポリペプチド(I) 」という場合がある）を細胞培養液に添加して細胞を培養して細胞の増殖を促進する細胞増殖促進方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、下記のアミノ酸配列(II)：
Met Arg Asp Arg Leu Pro Asp Leu Thr Ala Cys Arg
Thr Asn Asp Asp Gly Asp Thr Ala Val Val Ile Val
Glu Lys Asp His Phe Met Asp Gly Phe Phe His Gln
Val Glu Glu Ile Arg Ser Ser Ile Ala Arg Ile Ala
Gln His Val Glu Asp Val Lys Lys Asn His Ser Ile
Ile Leu Ser Ala Pro Asn Pro Glu Gly Lys Ile Lys
Glu Glu Leu Glu Asp Leu Asn Lys Glu Ile Lys Lys
Thr Ala Asn Arg Ile Arg Gly Lys Leu Lys Ser Ile
Glu Gln Ser Cys Asp Gln Asp Glu
からなるポリペプチド（本明細書においてこのポリペプチドを「ポリペプチド(II)」という場合がある）を細胞培養液に添加して細胞を培養して細胞の増殖を促進する細胞増殖促進方法を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明により提供される上記のポリペプチド(I) は、ヒト・エピモルフィンのＮ末端の１番目から103 番目のアミノ酸により特定されるコイルドコイル領域(1) （欧州特許公開第0698666 号）に相当するものである。また、上記ポリペプチド(II)は、マウス・エピモルフィンのＮ末端の１番目から104 番目のアミノ酸により特定されるコイルドコイル領域(1)(上掲欧州特許公開）に相当している。これらのポリペプチドは、天然型エピモルフィンに比べて水溶性に優れており、蒸留水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水などの水性媒体に可溶であることを特徴としている。例えば、このポリペプチドを水性媒体に溶解して 100,000×g で 1〜2 時間遠心処理しても0.2 mg/ml 以下の濃度であれば実質的に沈殿の生成が認められない。もっとも、本明細書において用いられる「可溶」という用語を上記の特定の溶解性に限定して解釈すべきではない。
【００１５】
また、上記ポリペプチド(I) 又はポリペプチド(II) は、天然型エピモルフィンの上皮細胞に対する形態形成促進作用と実質的に同様の作用を有することを特徴としている。天然型エピモルフィンとは、例えば哺乳類などの間充織細胞によって生合成されるエピモルフィンのことを意味する。天然型エピモルフィンとしては、例えば、ヒト、サル、ウシ、ウマ、ヒツジ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、マウスなどに由来するエピモルフィン、好ましくはヒト由来のエピモルフィンなどを挙げることができる。
【００１６】
天然型のエピモルフィンには、遺伝子のスプライシングにより複数のアイソフォームが存在する場合がある。例えば、ヒト・エピモルフィンについては、特開平6-25295 号公報に示されているように 288個のアミノ酸からなるヒト・エピモルフィン、並びにそれぞれ287 個及び277 個のアミノ酸からなるヒト・エピモルフィンのアイソフォームＡ及びＢが存在しており、マウス・エピモルフィンについては、 289個のアミノ酸からなるマウス・エピモルフィン、並びにそれぞれ 288個及び 279個のアミノ酸からなるマウス・エピモルフィンのアイソフォームＡ及びＢが存在している。本明細書において天然型エピモルフィンという場合には、これらのアイソフォーム類をすべて含む概念として用いる。
【００１７】
本発明のポリペプチドには、上記のポリペプチド(I) 及びポリペプチド(II)
のほか、上記ポリペプチド(I) 又はポリペプチド(II)の構成アミノ酸のうちの１個または２個以上のアミノ酸が他のアミノ酸によって置換されており、これらの構成アミノ酸のうちの１個または２個以上のアミノ酸が欠失しており、及び／又は上記ポリペプチド鎖中に１個若しくは２個以上の任意のアミノ酸が挿入された上記ポリペプチド(I) 又はポリペプチド(II)のアミノ酸変異体であって、実質的に上皮細胞に対して形態形成促進作用や細胞増殖作用を有するポリペプチドが包含される。置換及び／又は挿入される１又は２以上のアミノ酸の種類は特に限定されないが、L-アミノ酸であることが好ましい。
【００１８】
本発明のポリペプチドには、上記のポリペプチド(I) 若しくはポリペプチド(II)、又はそのアミノ酸変異体をその部分配列として含み、実質的に形態形成促進作用や細胞増殖作用を有するポリペプチドが包含される。例えば、上記のポリペプチド(I) 又はポリペプチド(II) のＮ末端及び／又はＣ末端には１個又は２個以上のアミノ酸が結合していてもよく、好ましくは、２個以上の任意のアミノ酸から構成される任意のオリゴペプチドが結合していてもよい。このようなアミノ酸の種類は特に限定されないが、L-アミノ酸から選択されることが好ましい。例えば、上記ポリペプチド(I) 又はポリペプチド(II)のＮ末端に 1〜10個程度、好ましくは 5〜7 個、特に好ましくは６個のL-ヒスチジンをタグ配列として結合したものは、付加したタグ配列に特異的に結合する抗体やニッケル等の物質を用いて簡便に精製、検出できるので、生産効率などの観点から好ましいポリペプチドである。また、親水性や体内安定性を高めるなどの機能性の改善や、形態形成促進作用を高めるなどの目的で特定のタグ配列をポリペプチドに付加することも可能である。その他、特定分子に結合可能なタグ配列を付加することにより、特定の組織又は器官に対するドラッグデリバリー効率を改善した融合蛋白質などを製造することもできる。
【００１９】
上記のポリペプチドは遊離形態であってもよいが、塩酸塩、酢酸塩、若しくはパラトルエンスルホン酸などの酸付加塩、又はアンモニウム塩若しくは有機アミン塩などの塩基付加塩として提供されてもよい。従って、本明細書においてポリペプチドという場合には、上記のような塩の形態のポリペプチドを包含する意味に解釈されるべきである。また、上記の各ポリペプチドに任意の糖類（単糖、二糖、オリゴ糖、若しくは多糖）が結合したものや脂質類などが結合したもののほか、リン酸化されたものも本発明のポリペプチドの範囲に包含される。
【００２０】
本明細書の実施例には、上記可溶性ポリペプチドの好ましい態様であるポリペプチド(I) について、腎臓由来 MDCKII 細胞に対する形態形成促進作用の試験方法が具体的に説明されている。従って、当業者はこれらの試験例を参照しつつ、あるいはこれらの方法に適宜の改変や修飾を加えることにより、上記に定義された各ポリペプチドが所望の形態形成促進作用を有していることを容易に確認することができる。なお、上皮組織に対するエピモルフィンの形態形成の促進作用は、例えば、特開平6-25295 号公報の実施例にも詳細に記載されているので、このような試験系を応用することによっても形態形成促進作用を確認することが可能である。
【００２１】
いかなる特定の理論に拘泥するわけではないが、天然型ヒト・エピモルフィンは、中央フラグメント（機能ドメイン：Ｎ末端より104 番目から187 番目のアミノ酸残基により特定されるフラグメント）に存在する細胞接着性領域が上皮細胞の細胞外表面に存在するエピモルフィン・レセプターに結合することによって上皮細胞表面に固定されるとともに、ポリペプチド(I) を含む領域（天然型のヒト・エピモルフィンのコイルドコイル領域：エピモルフィンのＮ末端から103 番目のアミノ酸残基までの部分）が形態形成に関与するレセプターに結合ないし作用して形態形成作用を発現している可能性がある。
【００２２】
なお、本発明の上記ポリペプチドは、上皮組織に対して天然型エピモルフィンと実質的に同様の形態形成促進作用を有しているが、その作用の強弱は特に限定されない。例えば、天然型のヒト・エピモルフィンと同程度又はそれ以下の濃度で形態形成促進作用を発揮できることが好ましい。なお、本明細書の実施例には形態形成促進作用の代表的試験方法（腎由来細胞に対する管構造形成作用の試験方法）を具体的に記載したが、上記ポリペプチドの形態形成促進作用はこの作用に限定されることはない。また、本発明のポリペプチドは上皮細胞に対して強力な細胞増殖促進作用を有している。従って、本発明のポリペプチドによる達成される形態形成は、細胞の増殖（細胞数の増加）を伴う形態形成であることを特徴としている。本明細書の実施例には本発明のポリペプチドによる細胞増殖促進活性の試験例が開示されているが、本発明のポリペプチドの細胞増殖促進作用はこの試験例により明らかにされた特定の作用に限定されることはない。
【００２３】
なお、天然型エピモルフィンについて数種の形態形成促進作用が報告されているが、それらは天然型エピモルフィンの奏する多様な形態形成促進作用の一部である可能性があることを理解すべきである。従って、形態形成促進作用という用語は、従来報告又は確認されている形態形成促進作用に限定されず、最も広義に解釈する必要がある。また、例えば、形態形成誘導活性、器官・形態形成支持作用などの概念も形態形成促進作用に包含される概念である。さらに、実質的に同様という用語も限定的に解釈すべきではない。本発明のポリペプチドが天然型エピモルフィンの形態形成促進作用に加えて、その作用とは異なる他の形態形成作用を有している場合も本発明の範囲に包含される。
【００２４】
上記ポリペプチドは、ペプチド合成に通常用いられる固相法および液相法などの化学的手法により合成することができる。ペプチド合成におけるアミノ基等の保護基および縮合反応の縮合剤としては、例えば: 鈴木紘一編「タンパク質工学−基礎と応用」（1992年, 丸善株式会社）；ボンダンスキーら著「ペプタイド・シンセシス」(1976 年, John Wiley & Sons, N.Y.)；及びスチュワートら著「ソリッド・フェーズ・ペプタイド・シンセシス」(1969 年, W.H. Freeman and Co., San Francisco)等に記載されたものを用いることができる。固相法では市販の各種ペプチド合成装置を利用することができる。また、通常の遺伝子発現操作等の生物学的手法に従って、上記ポリペプチドをコードするDNA 配列を含む組み換えベクターを製造した後、該ベクターにより形質転換された微生物（形質転換体）を調製し、該形質転換体を培養した培養物から所望の上記可溶性ポリペプチドを分離・精製することができる。もっとも、上記可溶性ポリペプチドの製造方法はこれらの化学的方法及び生物学的方法に限定されることはない。
【００２５】
遺伝子発現による製造方法に利用可能なDNA としては、下記塩基配列：

などを挙げることができる（相補的な塩基配列を省略してセンス鎖のみを示し、配列中、始点が5'末端であり、終点が3'末端である）。
【００２６】
このDNA は、天然型ヒト・エピモルフィンの全長をコードする DNA（特開平6-25295 号公報に開示された式(6) で表される核酸配列）のうち、第１番目から第309 番目のヌクレオチドまでに相当しており、上記ポリペプチド(I) をコードするDNA である。上記ポリペプチド(II)の製造には、例えば、天然型マウス・エピモルフィンの全長をコードする DNA（特開平6-25295 号公報に開示された式(12)で表される核酸配列）のうち、第１番目から第312 番目のヌクレオチドにより特定されるDNA を用いることができる。
【００２７】
また、上記のヒト由来のDNA 又はマウス由来のDNA を用いて常法によりアミノ酸変異体を容易に製造することが可能である。このような方法としては、例えば、「ＰＣＲ実験マニュアル」（1991年, HJB 出版局）第155 〜160 頁に記載されているリコンビナントPCR 法や「実験医学増刊 Vol.8, No.9」(1990 年, 羊土社）第63〜67頁に記載されたPCR を用いた変異遺伝子の作成法などを利用することができる。所望のポリペプチドを製造するために利用可能な遺伝子発現方法としては、例えば、特願平7-175540号明細書の実施例に詳細に記載された方法を利用することができるが、これらの方法に限定されることはない。
【００２８】
本発明の上記ポリペプチドは、上皮細胞に作用して、上皮性の組織又は器官等の形態形成を促進する作用を有している。従って、本発明のポリペプチドは、内因性の形態形成因子の過少発現などに起因する組織や器官の形態形成の異常を伴う疾患、又は組織又は器官の破壊を伴う疾患の治療及び／又は予防のための医薬、あるいは上記疾患の診断のための医薬の有効成分として有用である。また、上記ポリペプチドは、毛成長促進剤として用いる医薬の有効成分としても有用である。本明細書における医薬という用語は、ヒトを含む哺乳類の病気の予防、治療、及び診断に用いるもののほか、通常は医薬部外品として分類される毛成長促進剤や毛成長阻害剤などを含めて最も広義に用いる。
【００２９】
形態形成因子としては天然型エピモルフィンを含めて種々のものが知られている。本発明の医薬は、上記の形態形成因子、特にエピモルフィンの過少発現に起因する組織や器官の形態形成異常を伴う疾患の予防及び／又は治療に有用である。また、炎症性疾患、癌、火傷、手術、又は創傷、並びにそれらの治癒過程など、上皮性の組織や器官の破壊を伴う疾患（傷害を含む概念として用いる）に対して、上皮組織や器官の再生を促進する目的で本発明の医薬を用いることが可能である。より具体的には、例えば、慢性腎炎などの腎疾患；肺炎、肺気腫、肺結核、慢性閉塞性肺疾患、塵肺、嚥下性肺炎などの慢性及び急性肺疾患；慢性気管支炎などの気管及び気管支疾患；急性肝炎、慢性肝炎、肝硬変、劇症肝炎などの肝疾患；癌；良性前立腺肥大；消化性潰瘍；創傷；皮膚潰瘍などの疾患は、形態形成促進作用を有する他の生理活性物質（例えばHGF やEGF など）によって治療が可能であることが示唆されているので、本発明の医薬はこれらの疾患に対して有効であることが期待される。
【００３０】
さらに、本発明の医薬をエピモルフィンの過少発現に起因する疾患の患者に投与した場合、一般的には該疾患の症状の軽減が認められるので、該疾患を確定診断することができる。本明細書の実施例に具体的に示したように、本発明のポリペプチドは、特に腎細胞に対して強力な細胞増殖作用及び形態形成促進作用を有している。従って、治療に際して腎臓組織、例えば腎尿細管上皮細胞の再生や保護が必要な腎疾患に対して、本発明の医薬を特に好適に用いることができる。例えば、本発明の医薬を、急性糸球体腎炎、急速進行性腎炎、慢性糸球体腎炎などの慢性腎炎、ネフローゼ症候群、慢性腎不全、腎臓ガンなどの腎疾患に適用することが可能である。
【００３１】
本発明の医薬の適用対象は上記に例示した疾患に限定されることはなく、１又は２以上の形態形成因子の発現過少、特にエピモルフィンの発現過少が関与していると考えられる疾患、及び組織や器官の実質的な破壊を伴う疾患に対して適用可能であることを理解すべきである。また、本発明のポリペプチドを有効成分として含む毛成長促進剤の用途は、育毛促進及び発毛促進などを含めて最も広義に解釈すべきである。
【００３２】
本発明の医薬としては、上記のポリペプチドから選ばれる１又は２種以上の物質をそのまま用いてもよいが、通常は、製剤学的に許容しうる１又は２種以上の製剤用添加物を用いて上記物質の１又は２種以上を有効成分として含む医薬組成物を製造し、上記の疾患の治療及び／又は予防のために用いることが好ましい。溶解度、吸収及び***などの体内動態、及び／又は製造方法などの観点から、上記のポリペプチドは生理学的に許容される塩の形態であってもよい。上記の医薬組成物の投与経路としては、例えば、静脈内投与、直腸内投与、経口投与などの全身投与の他、外用、点眼、点鼻、点耳、局所注射などの局所投与を挙げることができる。
【００３３】
例えば、静脈内投与用注射剤若しくは点滴剤などの全身投与剤、又は、軟膏、クリーム剤、貼付剤、若しくは局所注射剤などの局所投与剤は本発明の医薬組成物の好ましい形態である。有効成分をリポソームなどに封入した医薬組成物や抗体などを結合した医薬組成物を用いることにより、標的器官に対する親和性や選択性を改善することができる場合がある。もっとも、投与経路は適用対象となる疾患の種類、治療又は予防の目的、患部の種類、患者の状態などに応じて適宜選択可能であり、それぞれの投与経路に好適な製剤形態も適宜選択できることはいうまでもない。診断薬として用いる場合の形態も特に限定されないが、診断方法には本発明の医薬を患者に投与する場合のほか、患者から分離・採取した生体試料を用いて行う場合も包含される。
【００３４】
また、上記のポリペプチドの１種又は２種以上を有効成分として含む毛成長促進剤は、クリーム剤、噴霧剤、塗布用の溶液剤、又は貼付剤など、毛成長促進剤としての使用目的に好適な形態の製剤として提供されることが好ましい。上記可溶性ポリペプチドは生理学的に許容される塩の形態であってもよく、皮膚のケラチン層を通して有効成分である上記可溶性ポリペプチドを効率的に経皮吸収させるために、適宜の界面活性剤や脂溶性物質などをクリーム剤などに配合することも好適である。なお、本発明のポリペプチドの用途は上記の医薬に限定されることはなく、例えば、細胞培養用の培地に対する添加剤として用いることも可能である。
【００３５】
本発明の第二の態様によれば、本発明のポリペプチド、好ましくは上記ポリペプチド(I) 又は(II)を特異的に認識する抗体、好ましくはモノクローナル抗体が提供される。本発明の抗体は、本発明のポリペプチド（好ましくは上記ポリペプチド(I) 若しくは(II)）、又はコイルドコイル領域(1) を有するエピモルフィン類（好ましくはヒト又はマウス由来の天然型エピモルフィン）に対して特異的に結合することができ、それらの物質の上皮細胞に対する形態形成促進作用を阻害する作用を有している。本明細書においてエピモルフィン類という用語は、天然型エピモルフィン及び天然型エピモルフィンと実質的に同様な生理作用を有する天然型エピモルフィンの改変体（エピモルフィン改変体）、並びに天然型エピモルフィンと実質的に同様な生理作用を有するそれらのアミノ酸変異体を包含する概念で用いる。
【００３６】
本明細書において、エピモルフィン改変体とは、天然型のエピモルフィンと実質的に同様の生理作用（例えば、上皮細胞に対する細胞接着作用と上皮細胞に対する形態形成促進作用）を有するポリペプチドであって、上記の天然型エピモルフィンのポリペプチド配列（通常は277 ないし 289個のアミノ酸からなるポリペプチドである）に由来する部分ポリペプチド配列であるか、又は、天然型エピモルフィンのポリペプチド配列に由来する上記部分ポリペプチド配列をその部分配列として含むポリペプチドのことを意味する。例えば、天然型エピモルフィンのＣ末端疎水性領域を除去したポリペプチド（特開平6-25295 号公報）はエピモルフィン改変体の代表的化合物である。また、本明細書において、天然型エピモルフィン又はエピモルフィン改変体のアミノ酸変異体とは、天然型のエピモルフィンと実質的に同様の上記生理作用を有するポリペプチドであって、上記天然型エピモルフィン又はエピモルフィン改変体のポリペプチド鎖を構成するアミノ酸のうちの１個または２個以上のアミノ酸が他のアミノ酸によって置換されており、これらの構成アミノ酸のうちの１個または２個以上のアミノ酸が欠失しており、及び／又は上記ポリペプチド鎖中に１個若しくは２個以上の任意のアミノ酸が挿入されたものを意味している。
【００３７】
上記公報などに開示されたエピモルフィン改変体のほか、開示された方法に従って、またはそれらに改変ないし修飾を加えた方法によって製造可能なエピモルフィン改変体は、いずれも上記の定義を満足する限り本明細書におけるエピモルフィン改変体に含まれることを理解すべきである。また、天然型エピモルフィン又はエピモルフィン改変体のアミノ酸変異体の製造方法については、例えば、特願平7-175539号明細書及び特願平8-99684 号明細書に具体的に説明されているが、これらの方法に限定されることはなく、いかなる方法により製造されたアミノ酸変異体であってもよい。なお、これらのエピモルフィン改変体又はそのアミノ酸変異体の生理活性の検定方法については、特開平6-25295 号公報又は特願平8-102553号明細書において詳細に説明された天然型エピモルフィンの生理活性の検定方法に準じて行うことが可能である。例えば、特願平8-102553号明細書の実施例に記載されたマウス胎児肺の気管支の形態形成促進作用や、マウス胎児上顎皮膚の形態形成促進作用などを確認すればよい。
【００３８】
エピモルフィン類に結合してそれらの作用を阻害する抗体として、従来 MC-1 が知られている（特開平6-25295 号公報; CELL, 69, pp.471-481, 1992) 。本発明の抗体は、上記 MC-1 と同様に、エピモルフィン類による上皮組織の正常な形態形成のメカニズムを明らかにするために有用であり、また、天然型エピモルフィンの発現異常（発現過多）に起因する疾患の発症機序の解明、並びにそれらの疾患の予防及び／又は治療に有用な医薬の有効成分として用いることができる。さらに、本発明の抗体を毛成長阻害剤として用いる医薬の有効成分としても有用である。
【００３９】
本発明の抗体の製造方法の一例として、上記ポリペプチド(II)を用いたポリクローナル抗体の製造方法の詳細を実施例に記載した。従って、本発明のポリペプチドが適宜の条件下においては哺乳類動物に対して抗原として作用することができ、通常の方法に従って哺乳類動物を免疫することができること、及び周知かつ慣用の方法に従って、本発明のポリペプチドに包含される任意のポリペプチドを特異的に認識するポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体を容易に製造できることは当業者に容易に理解されよう。
【００４０】
形態形成因子の１又は２以上の因子の発現過多に起因する疾患としては、例えば、慢性間接リウマチ、腎細胞癌や皮膚癌などの癌、動脈硬化症、膠原病、造血器疾患、腎疾患、筋ジストロフィー、骨粗鬆症、神経線維腫症、Sturge-Weber症候群、結節性硬化症、神経管閉塞障害、分節異常、迷走障害、脳梁形成、脳孔症、及び水頭症などを挙げることができるが、本発明の抗体を有効成分として含む医薬はこれらの疾患の治療及び／又は予防、並びに診断に有用であることが期待できる。
【００４１】
もっとも、本発明の医薬の適用対象はこれらの疾患に限定されることはなく、１又は２以上の形態形成因子の発現過多、特に天然型エピモルフィンの発現過多が関与していると考えられる疾患は全て適用対象となることを理解すべきである。また、上記の抗体を有効成分として含む毛成長阻害剤の用途は、脱毛、育毛阻害、及び発毛阻害などを含めて最も広義に解釈すべきである。なお、本発明の抗体を有効成分として含む医薬は、通常は、製剤学的に許容しうる１又は２種以上の製剤用添加物を用いて医薬組成物として調製されるが、その形態、調製方法、及び医薬組成物の投与経路などは上記の説明したものを応用可能である。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例に限定されることはない。
例１：本発明のポリペプチドの製造
マウス由来の天然型エピモルフィンのＮ末端アミノ酸より 1〜104 番目のアミノ酸をコードするDNA 配列（特開平6-25295 号公報に開示された式(12)で表される核酸配列のうち、第１番目から第312 番目のヌクレオチドにより特定されるDNA)の5'側にメチオニン及び６個のヒスチジンとをコードするATGCATCATCATCATCATCAT が付加されており（合計111 個のアミノ酸をコード）、3'末端にストップコドンが付加されたcDNAをPCR により調製した。該cDNAを２つのEcoRV サイトの間の領域が欠失したpET3C ベクターのNdeI, NhelI サイトに組み込み、発現用ベクターを作製した。その後、作製した発現ベクターをHanahan 法（「ラボマニュアル遺伝子工学」、丸善株式会社発行）によりコンピテントセル化した大腸菌BL21株に導入した。導入法としては、氷上でコンピテントセルを溶解し、その溶液100 μl に発現ベクターを適量（1 mg/ml のDNA 溶液を1 μl)添加し、氷上で10分放置した。その後、42℃のインキュベーター中で２分放置し、最後に氷上で30分放置することにより導入を完了した。
【００４３】
次に、上記の形質転換体を、アンピシリン (50μg/ml) を含むLBプレート(1% Bacto-tryptone, 0.5% Bacto-yeast extract, 1% NaCl, 1.5% Bacto-agar) にまきこみ、生育してくるコロニーを選択して形質転換体を１次スクリーニングした。さらに発現ベクターを有する形質転換体の最終確認として、PCR により目的のポリペプチドをコードするDNA の有無を確認し（この時点で10ケ中９ケのクローンにDNA が保持されていた）、発現ベクターを有する形質転換体を得た。得られた形質転換体は、アンピシリン (50μg/ml) を含む液体LB培地 (1% Bacto-tryptone, 0.5% Bacto-yeast extract, 1% NaCl) を用いて、37℃でのしんとう培養により大量に増殖させた後、発現を誘導するための物質IPTGを培地中に終濃度 1 mM になるように添加した。その後、37℃で２時間しんとう培養を続け、目的のポリペプチドを大腸菌内で発現させた。得られたポリペプチドの精製は、QIAGEN社のNi²⁺-NTA-Agarose (Cat. No.30230)を用いて添付のプロトコールに従って行った。精製したポリペプチドはSDS-PAGE (CBB 染色）により95% 以上の純度を有していることが確認された。また。精製後のポリペプチドのリン酸緩衝生理食塩水（PBS)に対する溶解度は0.15 mg/mlであった。
【００４４】
例２：本発明のポリペプチドのMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）に対する形態形成促進作用
例１で調製したポリペプチドの器官・形態形成支持作用を以下のようにして評価した。滅菌したトレフチューブを氷中に立て、トレフチューブに1/10容の10×DH-medium （ダルベッコ変法MEM 培地とハムF12 培地の等量混合培地）、1/10容量の再構成用緩衝液 (260 mM NaHCO₃, 200 mM HEPES, 50 mM NaOH)を添加した。さらに、トレフチューブ内に新田ゼラチン製コラーゲン溶液I-P を8/10容量添加し、ピペッティングにより混合した。例１で製造したポリペプチドをDH-medium に対して透析した後、終濃度が15μg/mlとなるようにトレフチューブに添加した。コントロールに対しては、DH-medium を同量添加した。その後、腎臓由来細胞株 MDCKII 細胞 (10⁴cells/well)を添加して、ピペッティングにより混合した。
【００４５】
48ウェルのマルチウェルディッシュに上記混合物を200 μl/wellずつ添加し、37℃のインキュベーター中で１時間保温して混合物をゲル化させた。無血清のDH-medium を800 μl/wellずつ添加して37℃で１時間平衡化させた後、ゲルを傷つけないように注意して培地を除いた。続いて、無血清のDH-medium を500 μl/wellずつ添加し、37℃の 5% 炭酸ガスインキュベーター中で 1〜2 週間培養して形態を観察した。図１ないし図３は２週間培養を行った後の細胞及びその細胞から発生した組織を顕微鏡下に撮影した結果を示した写真である。図１はコントロール( DH-medium のみ）の結果を示し、図２はゲル中に本発明のポリペプチド (15μg/ml) を添加して培養した結果を示す。図１及び図２の写真は同倍率で撮影した結果を示しており、図３はゲル中に本発明のポリペプチド (15μg/ml) を添加して培養したものについて高倍率で撮影を行った結果を示している。本発明のポリペプチドをコラーゲンゲル中に添加した場合には細胞(MDCKII)が三次元的に管構造を形成していた。この結果は、本発明のポリペプチドが形態形成促進作用（器官・形態形成支持作用）を有していることを示している。
【００４６】
例３：本発明のポリペプチドの調製
マウス由来の天然型エピモルフィンのＮ末端アミノ酸より 1〜104 番目のアミノ酸をコードするDNA 配列に換えて、ヒト由来の天然型エピモルフィンのＮ末端より 1〜103 番目のアミノ酸をコードするDNA 配列（特開平6-25295 号公報に開示された式(6) で表される核酸配列のうち、第１番目から第309 番目のヌクレオチドにより特定されるDNA)を用いて、例１と同様にして本発明のポリペプチドを製造した。このポリペプチドについて例２と同様の試験を行ったところ、このポリペプチドが腎臓由来細胞株 MDCKII 細胞に対して例１のポリペプチドと同様の器官・形態形成支持作用を有することが確認された。
【００４７】
例４：本発明のポリペプチドに特異的に結合する抗体の作成及び該抗体による形態形成の阻害
例１で得たポリペプチド(H1)、及びコントロールとして形態形成促進作用を有しないマウス由来天然型エピモルフィンの部分ポリペプチド（Ｎ末端より189 番目から263 番目のアミノ酸配列により特定されるポリペプチド）のＮ末にメチオニンと６個のヒスチジンを付加したポリペプチド(H3)をそれぞれ用いて、通常の方法に従って（講談社サイエンティフィク、単クローン抗体実験マニュアル、pp.184〜188)）ラットを免疫し、各々のポリペプチドに対する抗血清を得た。それぞれの血清から、ファルマシア製 HiTrap Protein G (code No.17-0404-01)を用いてIgG 画分を精製してポリクローナル抗体を得た。精製操作は添付のプロトコールに従って行った。得られたポリクローナル抗体をウエスタンブロッティングに付し、各々特異性をチェックした後、タイターを合わせて以下の実験に用いた。
【００４８】
本発明のポリペプチドにより腎臓由来細胞株 MDCKII 細胞に管構造が形成される例２の実験条件を用いて、最終のインキュベーション直前にそれぞれのポリクローナル抗体を無血清のDH-medium (500μl/well) 中に添加し、本発明のポリペプチドの形態形成促進作用に及ぼす上記各抗体の影響を調べた。結果を表１及び図４ないし図11に示す。表中、○は形態形成が進行したことを示し、△は形態形成が80％阻害されたことを示し、×は形態形成が100 ％阻害されたことを示す。図４ないし図11は、培養11日の細胞及びその細胞から発生した組織を顕微鏡下に撮影した結果を示す写真である。図４はコントロール (DH-medium のみ）の結果を示し、図５はゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) を添加して培養した結果を示す。図６、図７、及び図８は抗H1抗体をそれぞれ 5.2μg/ml, 26μg/ml, 及び 130μg/mlの濃度で添加した場合の結果を示しており、図９、図10、及び図11は抗H3抗体をそれぞれ 5.2μg/ml, 26μg/ml, 及び 130μg/mlの濃度で添加した場合の結果を示している。写真はいずれも等倍率で撮影した。
【００４９】
【表１】

【００５０】
これらの結果から明らかなように、抗H1抗体は本発明のポリペプチド(H1)のMDCKII細胞に対する形態形成誘導活性を濃度依存的に阻害するが、抗H3抗体は上記形態形成誘導活性に対する阻害作用を有しない。この事実から、例２の実験において観察された形態形成促進作用は、例えば大腸菌の不純物等に由来するものではなく、本発明のポリペプチド(H1)自体の作用に基づくものであることが証明された。さらに、本発明の抗H1抗体がポリペプチドH1のエピモルフィン様形態形成促進作用を効率的に阻害することから、この抗体がエピモルフィンの過剰発現に起因する疾患の治療及び／又は予防のための医薬として有用であることも証明された。
【００５１】
例５：細胞増殖に対する本発明のポリペプチドの作用
例１で製造した本発明のポリペプチドの細胞増殖に対する効果を評価した。培地として無血清のDH-medium 又は 0.003〜0.15 mg/mlの本発明ポリペプチドを溶解させた無血清のDH-medium を用い、組織培養用の24ウェルディッシュに12,000 cells/ml となるようにMDCKII細胞をまきんだ。37℃の 5% 炭酸ガスインキュベーター中で５日間培養した後、培地を除いてPBS(-)で２回洗浄した。トリプシン-EDTA で細胞をウェル底から剥がした後、トリパンブルーで染色して生細胞をカウントした。表２に示したように、MDCKII細胞を無血清培地で単層培養した場合には、培養液に本発明のポリペプチドを添加しないと５日後には約1/10に生細胞は減少した（コントロール）。一方、培養液に本発明のポリペプチドを添加した場合は、無血清培養にもかかわらず、添加した本発明ポリペプチドの濃度に依存してMDCKII細胞の増殖が誘導された。本発明のポリペプチド 0.075 mg/mlを培養液に添加した場合、５日間培養後には培養開始時に比べて10倍以上の生細胞が存在することが確認されたが、この結果は 10%牛胎児血清添加の効果に匹敵するものであり、本発明のポリペプチドが極めて強い細胞増殖活性を有していることが明らかになった。
【００５２】
【表２】

【００５３】
【発明の効果】
本発明のポリペプチドは生理食塩水などの水性媒体に可溶であり、上皮組織に対する形態形成促進作用を有しているので、形態形成の異常に起因する疾患の予防及び／又は治療に用いる医薬の有効成分などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 例２の試験のコントロールとして、MDCKII細胞（腎臓由来細胞株）をDH-medium のみで培養した細胞の形態を顕微鏡下に撮影した写真である。
【図２】 本発明のポリペプチド (15μg/ml) の存在下でMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した細胞及び該細胞由来の組織の形態を顕微鏡下に撮影した写真である。写真は図１のものと等倍率で撮影した。
【図３】 本発明のポリペプチド (15μg/ml) の存在下でMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した細胞及び該細胞由来の組織の形態を、１図及び図２の場合よりもさらに高倍率で顕微鏡撮影した結果を示す写真である。
【図４】 例４の試験のコントロールとして、MDCKII細胞（腎臓由来細胞株）をDH-medium のみで培養した細胞の形態を顕微鏡下に撮影した写真である。
【図５】 例４の試験のコントロール（陽性対照）として、ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。
【図６】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H1抗体(5.2μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。
【図７】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H1抗体(26 μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。
【図８】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H1抗体(130μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞の形態を示す写真である。
【図９】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H3抗体(5.2μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。
【図１０】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H3抗体(26 μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。
【図１１】 ゲル中に本発明のポリペプチド(H1, 3μg/ml) 及び抗H3抗体(130μg/ml) を添加してMDCKII細胞（腎臓由来細胞株）を培養した場合の細胞及び該細胞由来の組織の形態を示す写真である。なお、図４ないし図11の写真はいずれも等倍率で撮影した。

Claims (2)

1. 下記のアミノ酸配列(I)：
   Met Arg Asp Arg Leu Pro Asp Leu Thr Ala Cys Arg
   Lys Asn Asp Asp Gly Asp Thr Val Val Val Val Glu
   Lys Asp His Phe Met Asp Asp Phe Phe His Gln Val
   Glu Glu Ile Arg Asn Ser Ile Asp Lys Ile Thr Gln
   Tyr Val Glu Glu Val Lys Lys Asn His Ser Ile Ile
   Leu Ser Ala Pro Asn Pro Glu Gly Lys Ile Lys Glu
   Glu Leu Glu Asp Leu Asn Lys Glu Ile Lys Lys Thr
   Ala Asn Lys Ile Arg Ala Lys Leu Lys Ala Ile Glu
   Gln Ser Phe Asp Gln Asp Glu
   からなるポリペプチドを細胞培養液に添加して細胞を培養して細胞の増殖を促進する細胞増殖促進方法。
2. 下記のアミノ酸配列(II)：
   Met Arg Asp Arg Leu Pro Asp Leu Thr Ala Cys Arg
   Thr Asn Asp Asp Gly Asp Thr Ala Val Val Ile Val
   Glu Lys Asp His Phe Met Asp Gly Phe Phe His Gln
   Val Glu Glu Ile Arg Ser Ser Ile Ala Arg Ile Ala
   Gln His Val Glu Asp Val Lys Lys Asn His Ser Ile
   Ile Leu Ser Ala Pro Asn Pro Glu Gly Lys Ile Lys
   Glu Glu Leu Glu Asp Leu Asn Lys Glu Ile Lys Lys
   Thr Ala Asn Arg Ile Arg Gly Lys Leu Lys Ser Ile
   Glu Gln Ser Cys Asp Gln Asp Glu
   からなるポリペプチドを細胞培養液に添加して細胞を培養して細胞の増殖を促進する細胞増殖促進方法。

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