(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
R-NH-R1-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-R8-His-Asn-Leu-Gly-R13-R14-R15-R16-R17-R18-Glu-Arg-Val-R22-Trp-Leu-R25-R26-R27-Leu-Y
（式中、
R＝水素または直鎖または分枝のアルキル、アシルまたはアリール基、
R1＝Ser、
R8＝Met、
R13＝Lys、
R14＝His、
R15＝Leu、
R16＝Asn、
R17＝Glu、
R18＝Met、
R22＝Glu、
R25＝Arg、
R26＝Lys、
R27＝Leu、
Y＝X, Gln-X, Gln-Asp-XまたはGln-Asp-Val-X、
X＝ORまたはHNR、
R13とR17、およびR22とR26の２対のアミノ酸の間で環化しており、前記アミノ酸対中の各アミノ酸は、各々の側鎖間でラクタムまたはジスルフィド架橋が可能な側鎖を有している。）
なるアミノ酸配列を有する、ヒト副甲状腺ホルモン(hPTH)類似体または製薬学的に許容できるそれらの塩。
【請求項２】
環化がラクタムという形で行われる、請求項１に記載の類似体。
【請求項３】
R22-R26ラクタムを含む請求項２に記載の類似体。
【請求項４】
RがHであり、XがNH2である、請求項１に記載の類似体。
【請求項５】
配列番号５を有する、請求項１記載の類似体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は1997年8月１日出願の米国出願番号第08/904,760号と関連する。
発明の分野
本発明は骨粗鬆症の治療に効果的であることが判明したヒト副甲状腺ホルモンの類似体に関する。
発明の背景
骨粗鬆症は老人特に女性の老人の疾病の主要な要因である。最近、ヒト副甲状腺ホルモン（hPTH）およびある種の類似体が骨粗鬆症の治療に有効な、骨生長の刺激因子であることが明らかにされた。骨粗鬆症は、総骨量の減少および骨の脆弱性を増加させる進行性疾病である。骨粗鬆症はしばしば負荷のかかった骨の自発性骨折および、運動抑制の特徴である物理的および精神的衰退を生じさせる。
閉経後骨粗鬆症はエストロゲンの消失によって引きおこされる。エストロゲンの消失は、古い骨の再吸収と新しい骨の形成とのバランスの悪さの増加を伴う骨のターンオーバーの十年単位の加速を引き起こす。このことは負荷のかかった骨の薄化、空隙率の増加、および、小柱欠乏(trabecular depletion)を生じさせる。骨粗鬆症はまた、甲状腺機能亢進症、副甲状腺機能亢進症、クッシング病、ある種のステロイド剤の使用とも関連している。歴史的にはこの治療剤は食餌性カルシウム増加、エストロゲン治療、およびビタミン投与量増加と関連しているが、主として破骨細胞による骨再吸収を阻害する抗吸収剤のような薬剤と関連している。
【０００２】
副甲状腺ホルモン(PTH)は副甲状腺によって産生され、主要な血液カルシウムレベル制御因子である。PTHはポリペプチドであり、合成ポリペプチドは、EricksonとMerrifieldによるThe Proteins, Neurathら編集、Aademic Press, New York, 1976, 第257頁、によって開示され、Hodgesら(1988)、Peptide Research 1, 19またはAtherton, E.とSheppard, R.C. Solid Phase Peptide Synthesis, IRL Press, Oxfordによって改変された方法によって調製することができる。
血清カルシウムが正常レベルよりも下がった場合、副甲状腺はPTHを放出し、骨カルシウムの再吸収増加、腸からのカルシウム吸収の増加、および、尿細管における新生尿からのカルシウムの腎再吸収の増加によりカルシウムレベルが増加する。低濃度のPTHの連続インフュージョンは骨からカルシウムを除くことが出来るが、同じ低濃度で、断続的に注射した場合は、実際に骨生長を促進することができる。
【０００３】
Tregear、米国特許第4,086,196号にはヒトPTH類似体が記載されており、in vitro細胞アッセイにおいて最初の27〜34アミノ酸がアデニリルシクラーゼを刺激するという点で最も効果的であることが主張されている。Rosenblatt、米国特許第4,771,124号には、hPTH類似体の特性が開示されており、Trp23がフェニルアラニン、ロイシン、ノルロイシン、バリン、チロシン、β-ナフチルアラニン、またはα-ナフチルアラニンに置換されたhPTH類似体がアンタゴニストして記載されている。これらの改変hPTH類似体は、アミノ末端の２および６個のアミノ酸も除去されており、その結果、骨粗鬆症を治療するために使用された場合にアゴニスト活性の大部分が欠損している。これらの類似体はPTHおよびPTH-関連ペプチドの阻害因子として設計された。これらの類似体はいくつかの腫瘍と関連した高カルシウム血症の治療にも有用であろうと主張された。
【０００４】
1993年、４月15日発行のPangらのWO93/06845には、Arg25、Lys26、Lys27の、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、またはバリンを含む種々のアミノ酸への置換を含むhPTH類似体が記載されている。これらは、血圧および平滑筋に対する影響が最小限であり、骨粗鬆症の治療に有効であると主張されているが、動物またはヒト試験からのデータの支持は無かった。
hPTH類似体を開示する、注目される他の文献はCodonとMorzeのPCT出願公開WO98/51324、Chorevらの米国特許第5,747,456号、Rosenblattらの米国特許第5,717,062号であり、これらは13−17および26−30環化を含む一環または二環構造を開示する。
【０００５】
PTHは２つの二次メッセンジャー系、Gs-タンパク質活性化アデニリルシクラーゼ(AC)およびGq-タンパク質活性化ホスホリパーゼCβ、の活性化を介して機能する。後者は膜結合タンパク質キナーゼCs（PKC）活性の刺激を生じさせる。ラット骨肉腫(RCO)細胞株において、PKC活性はPTHの29〜32番残基を必要とすることが示されている（Jouishommeら、(1994) J. Bone Mineral Res.9 ,(1179-1189)）。骨生長の増加、すなわち、骨粗鬆症の治療に有効な効果、はAC活性を増加させるペプチド配列の能力と共役していることが確立されてきた。天然のh(PTH)-(1-34)配列はこれらの活性の全てを有していることが示されている。このh(PTH)-(1-34)配列は典型的には以下の(A)のように示される：
Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Lys His
Leu Asn Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Lys Leu
Gln Asp Val His Asn Phe-OH  (配列暗号１)  Ａ
【０００６】
以下の直鎖状類似体、hPTH-(1-31)-NH2、はAC-活性化能のみを有しており、卵巣摘出ラットモデルで骨損失の修復において完全な活性があることが示されている（Rixon、R.H.ら(1994)、J. Bone Miner. Res. 9, 1179-1189；Whitfieldら(1996)、Calcified Tissue Int. 58, 81-87；Willickら、1996年９月17日発行の米国特許第5,556,940号）：
Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Lys His
Leu Asn Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Lys Leu
Gln Asp  Val-NH2  （配列番号２）  Ｂ
上記分子Ｂは記載したアミド末端の変わりに遊離のカルボキシル末端を有していても良い。
本発明の目的は、より大きな代謝安定性、増大した骨修復活性、増大したAC活性を有し、臨床的副作用が最小限である、新規なPTH類似体を提供することである。
【０００７】
発明の概要
本発明の一つの側面により、新規なヒト副甲状腺ホルモン(hPTH)類似体、その製薬的に許容できる塩が提供され、前記類似体は以下のアミノ酸配列を有する：R-NH-R1-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-R8-His-Asn-Leu-Gly-R13-R14-R15-R16-R17-R18-Glu-Arg-Val-R22-Trp-Leu-R25-R26-R27-Leu-Y  （配列番号７）
（式中、
R＝水素または直鎖または分枝のアルキル、アシルまたはアリール基、
R1＝Ser, AlaまたはAib、
R8＝Met, Nleまたは天然の疎水性アミノ酸、
R13＝Lys, Orn, Glu, Asp, CysまたはHcys(ホモシステイン)、
R14＝Hisまたは水可溶性アミノ酸
R15＝Leuまたは水可溶性アミノ酸、
R16＝Asnまたは水可溶性アミノ酸、
R17＝Ser, Glu, Asp, Lys, Orn, Cys, Hcysまたは水可溶性アミノ酸、
R18＝Met, Nleまたは天然の疎水性アミノ酸、
R22＝Glu, Lys, Orn, Cys, AspまたはHcys、
R25＝ArgまたはHis、
R26＝Lys, Orn, Glu, Cys, AspまたはHcys、
R27＝Lys, Leuまたは天然の疎水性アミノ酸または極性アミノ酸、
X＝ORまたはHNR、
Y＝X, Gln-X, Gln-Asp-XまたはGln-Asp-Val-X、ただし、Y=XまたはY=Gln-Xの場合、R13とR17、およびR22とR26のアミノ酸間の１対以上の間において環化しており、Y＝Gln-Asp-XまたはY＝Gln-Asp-Val-Xの場合、R13とR17、およびR22とR26の２対のアミノ酸の間で環化しており、前記アミノ酸対中の各アミノ酸は、各々の側鎖間でラクタムまたはジスルフィド架橋が可能な側鎖を有している。）
【０００８】
本発明の好ましい側面により、新規なhPTH類似体および製薬的に許容できるその塩が提供される。前記類似体は以下のアミノ酸配列を有する。
R-NH-Ser-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-R8-His-Asn-Leu-Gly-Lys-His-Leu-Asn-Ser-R18-Glu-Arg-Val-R22-Trp-Leu-R25-R26-R27-Leu-Y  （配列番号８）
（式中、
R＝水素または直鎖または分枝のアルキル、アシルまたはアリール基、
R8＝MetまたはNle、
R18＝MetまたはNle、
R22＝Glu, Asp、Lys, Orn, CysまたはHcys、
R25＝ArgまたはHis、
R26＝Glu, Asp、Lys、Orn、CysまたはHcys、
R27＝Lys, Leu, AlaまたはNle、
Y＝XまたはGln-X、および、
X＝ORまたはNHR、
R22とR26のアミノ酸対間において環化しており、前記アミノ酸対中の各アミノ酸は、各々の側鎖間でラクタムまたはジスルフィド架橋が可能な側鎖を有している。）
【０００９】
本発明の他の好ましい側面に従って、新規な２環hPTH類似体およびその製薬的に許容できる塩が提供される。前記類似体は以下のアミノ酸配列を有する。
RNH-Ser-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-R8-His-Asn-Leu-Gly-R13-His-Leu-Asn-R17-R18-Glu-Arg-Val-R22-Trp-Leu-R25-R26-R27-Leu-Y  （配列番号９）
（式中、
R＝水素または直鎖または分枝のアルキル、アシルまたはアリール基、
R8＝MetまたはNle、
R13＝Lys, Orn, Glu, Asp, CysまたはHcys、
R17＝Lys, Orn, Glu, Asp, CysまたはHcys、
R18＝MetまたはNle、
R22＝Glu, Asp、Lys, Orn, CysまたはHcys、
R25＝ArgまたはHis、
R26＝Lys, Orn, Glu, Asp, CysまたはHcys、
R27＝Lys, Leu, Nleまたは変年の疎水性アミノ酸または極性アミノ酸、
Y＝X、Gln-X、Gln-Asp-XまたはGln-Asp-Val-X、
X＝ORまたはNHR、
R13とR17、およびR22とR26の２つのアミノ酸対間で環化しており、アミノ酸残基R13およびR17の各々は各側鎖間でラクタムまたはジスルフィド架橋が可能な側鎖を有し、アミノ酸残基R22およびR26の各々は各側鎖間でラクタムまたはジスルフィド架橋が可能な側鎖を有している。）
【００１０】
塩の例には、無機酸の塩、ギ酸、酢酸、酒石酸、クエン酸のような有機酸の塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩のような無機塩基の塩、トリエチルアミン、エチルアミンおよびメチルアミンのような有機塩基の塩が含まれる。
本発明の別の特徴によれば、環化は22番残基と26番残基のような選択したアミノ酸対間の側鎖のカップリングを含むラクタム形成によって行われる。他の型の環化は、例えばCys含有類似体のCys22-Cys26間ジスルフィド架橋の形成も考慮することが出来る。
種々のアミノ酸の置換も効果的であることが分かっている。Lys27はLeuまたは種々の他の天然の疎水性アミノ酸または極性アミノ酸に置換しても良い。他の要因はその残基がどれくらい良好にレセプターに適合するかである。AlaはLeuほど疎水性ではない。
【００１１】
LysおよびTyrは一般には極性であると考えられるが、それでもレセプターと疎水性相互作用をする。例えば、Lysは疎水性部分がPTHレセプターの疎水性残基または残基の部分と相互作用し、その側鎖のNH2基は溶媒中に露呈されたままであるようにフォールディングすることが可能である。好ましいLeu置換以外のLysに関する置換は、オルニチンおよびシトルリンのような極性残基および、アラニン、ノルロイシン、イソロイシンおよびチロシンまたは側鎖に２〜１0個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝のα-アミノ脂肪酸が含まれ、脂肪鎖の末端に極性基または荷電基を有する類似体も含まれる。極性基または荷電基の例には、アミノ、カルボキシル、アセトアミド、グアニドおよびウイレドが含まれる。Leu27は最も良好な置換のようであるが、位置27の他の多くの置換がほぼ完全な活性を維持し、所望の特性、たとえばタンパク質分解安定性または水可溶性の増加、を有し得る。Ile、ノルロイシン、Metおよびオルニチンが最も活性であると予想される。
【００１２】
我々は、少なくともPTHのN-末端28残基を含む類似体はどれもアデニルシクラーゼ刺激活性を有し（Neugebauer, W., Barbier, J.R., Sung, W.L., Whitfield, J.F., Willick, G.E. (1995), "Solution structure and adenyl cyclase-stimulating activities of C-terminal trancated human parathyroid hormone analogues", Biochemistry, 34: 8835-8842）、直線状の天然配列における完全な同化活性は少なくともN-末端31残基を必要とし（Whitefield, J.F., Morley, P., Willick, G.E., Ross, V., Barbier, J.R., Isaacs, R.J.およびOhannessian, Barry L., (1996), "Stimulation of the growth of femoral trabecular bone in ovariectomized rats by the novel parathyroid hormone fragment , hPTH(1-31)NH2(Ostabolin) ", Calcif. Tissue Int. 58:81-87）、同化刺激はhPTH(1-30)NH2によって可能であるが、(1-31)類似体によるよりも高い用量でのみ可能であることを示してきた（Whitefield, J.F., Morley, P., Willick, G.E., MacLean, S., Ross, V., Barbier, J.R.とIsaacs, R.J., (1999) "Stimulation of femoral trabecular bone in ovariectomized rats by human parathyroid hormone hPTH(1-30)NH2", Calc. Tiss. Int., 65: 143-147）。従って、我々は、更に短い類似体hPTH(1-28)およびhPTH(1-29)も弱い同化活性しか有しないであろうと予想した。hPTH(1-28)NH2の活性の低さは以下の実施例に示されている。
【００１３】
更に、以下の実施例を含めて、我々はLys-27のLeuによる置換、および22番残基および26番残基環のラクタム形成はhPTH(1-34)に匹敵するレベルのアデニルシクラーゼ刺激活性をもたらし、hPTH(1-34)に匹敵する同化（骨生長-刺激）活性をもたらす証拠を持っている。
NMR研究により、CDによって高度にヘリックスを形成することが見いだされているモデルペプチドであっても多くの非ヘリックスコンフォメーションをとっていることが明らかになった。従って、PTHのようなレセプター結合ペプチドホルモンの構造は溶液中のその遊離構造からは信頼性高く推定することができない。ペプチドに利用可能な多数のコンフォメーション状態を制限するためにペプチドホルモンの束縛された類似体が使用されて来た。hPTHの配列を調べたところ、17-29番残基内にα-ヘリックスを安定化または不安定化することが出来る３つの可能な塩橋が明らかになった。それらは、Glu22とLys26、およびLys28とAsp30の間、これらはいずれもα-ヘリックスを安定化させると予想されるものであり、および、α-ヘリックスを不安定化させると予想されるLys27とAsp30の間である。
【００１４】
これらの残基対間のラクタム形成はこのヘリックス領域におけるhPTHに利用可能なコンフォメーションを制限するであろう。さらに、これらのラクタムのうちの２つ、Glu22-Lys26およびLys26-Asp30はα-ヘリックス構造を安定化させると予想され、α-ヘリックスの両親媒性部分の極性表面に位置している。３つめ、Lys27-Asp30は少なくとも部分的にはα-ヘリックスを不安定化させると予想され、21-31番残基が結合している両親媒性ヘリックスの疎水表面上にある。LysまたはOrnが位置25のArgを置換し、Gln29がGluまたはAspによって置換される場合には、位置25と29間のラクタムとしての環化も起こり得る。
Lys27のLeuによる置換は、より疎水性の残基を両親媒性ヘリックスの疎水性表面に生じさせる。このことは、ROS細胞株におけるアデニルシクラーゼ刺激活性の増加を生じさせる。上述したのとは別の他の置換も類似体に同様なまたは増加した活性を生じさせるであろうことは当業者に理解できるであろう。
【００１５】
置換およびラクタム形成が合わさった効果はα-ヘリックスを安定化させ生物学的活性を増加させ、分子のこの領域をタンパク質分解から保護することが予測される。C-末端にアミドが存在することは、ある種のペプチダーゼがそのペプチドを加水分解し得るとはいえ、ペプチドをエキソタンパク質分解から更に保護するという意味で好ましい（Leslie F.M.とGoldstein, A. (1982) Neuropeptides 2, 185-196）。
また、他のアミノ酸置換も有用に行い得ることが分かっている。具体的には、日本特許公報61-24598に従って、我々は位置８および18の酸化感受性Met残基を天然に存在する疎水性残基Nleに置換した。Nagataらに与えられた米国特許第5,393,869によるように、Leu、Ile、Val、PheおよびTrpのような他の疎水性残基も有用であることが予想される。
リバースラクタム(reverse lactam)も考慮される。たとえば、22-26交換、たとえば、Lys22-Glu26交換の有効性を示した。従って、他のラクタム、たとえば13-17ラクタム間にも同様な交換を有効に作製できることが期待される。
【００１６】
Nakagawaら、米国特許第5,393,869号およびFukudaら、米国特許第5,434,246号ではいくつかの置換hPTH類似体がかなりのAC活性を有すること、タンパク質分解性攻撃に対して増強された安定性を有するかもしれないことが報告されており、特に以下の類似体が報告されている。
１．Ser-1からAib（α-アミノイソ酪酸）への置換
２．Lys-27からGlnへの置換（2.5倍のAC活性を有すると報告されている）
３．第14番、15番、16番、17番残基のLysへの部分的または全部の置換は、８倍にいたる活性の大きな増加が報告されている（これは水可溶性の増加によるものかもしれない。In vivoでは、これらはトリプシン様酵素に対して、より不安定であると予想される）。このテトラペプチド（14-17番残基）は少なくとも一つの水可溶性アミノ酸が存在するようにクレームされている。可能性としては、His-14またはLys-14；Leu-15、Lys-15またはArg-15；Asn-16、Orn-16、Hci-16、Asp-16、Arg-16、Lys-16、D-Dlys-16、Ser-16またはGly-16；およびSer-17、Lys-17、Asp-17、Arg-17、またはGlu-17が含まれる。我々のラクタムは、特に位置27にLeuまたは他の疎水性アミノ酸を有するラクタムは幾分不溶性になり溶解が困難になり得るので、我々のラクタムにおいて同じ置換が有効であると予想される。
４．プロテアーゼの攻撃を最小限にするためのArg25からHisへの置換
当業者であれば、環式1-28hPTHが好ましいかもしれないが本明細書に提示したデータから環式1-29断片も効果的であることが予測できるであろう。特に、文献には追加のアミノ酸の存在がホルモンの生物学的特性に影響を与えるという証拠はない。特に、我々の先行する米国特許出願第08/904,760号に含まれる1-30から1-34の確認的データを見ればそうである。この出願の開示は引用により本明細書に含まれるものとする。
【００１７】
また、２つの環化を有する類似体は細胞培養においてアデニルシクラーゼの刺激について非常に活性であることも見いだされた。そのような類似体の一つには、22番および26番残基間のラクタム環化、および、13および17番残基間のラクタム環化が含まれる。例として、２つの別個の環化、Glu22-Lys26およびLys13-Glu17を有し、好ましくはLeu27置換を有するhPTH分子が挙げられる。そのような類似体はAC刺激においてより活性でないとしても、たとえば経口デリバリーにおいて好ましいであろう。
本発明の類似体は以下に記載する既知の方法によって調製することができ、骨生長を刺激するため、骨修復のため、および、たとえば骨粗鬆症の治療および通常の骨折のような種々の状況における骨治癒の促進のために使用することができる。
【００１８】
ホルモン類似体の調製
R.B. Merrifield("Solid-Phase Peptide Synthesis", Advances in Enzymology 32, 221-296, 1969、この文献は引用により本明細書に取り込まれるものとする)によって開発された固相ペプチド合成技術は副甲状腺ホルモンのようなポリペプチドの合成のために広く使用されかつ成功をおさめている。このストラテジーは、ペプチドのカルボキシ末端アミノ酸を固相支持体に結合させることに基づいている。次に高収率で続く他のアミノ酸が付加される。N-末端α-アミノ基は、固相からペプチドが除去されずに保護基が除去され得るように保護される。ここで用いる化学は、Fmocアプローチと称されるMerrifieldの原法の改変を含む。Fmoc（フルオレニルメトキシカルボニル）基は温和なアルカリ条件で除去することができ、アルカリ安定側鎖保護基および支持体への結合に影響を与えない。この技術は、E. AthertonとR.C. Sheppard, "Solid Phase Peptide Synthesis: a Practical Approach", IRL Press, New York, N.Y.に記載されている。この文献は引用により本明細書に取り込まれるものとする。
【００１９】
本発明の類似体は、これを必要とする温血哺乳動物、特にヒトに、非経口的、局所的、または直腸内または吸入または経口的デリバリーによって投与することができる。本類似体は、１用量単位あたり約１〜約300mgを通常のビヒクル、賦形剤、ビアンダー保存剤、安定化剤、色素、許容される医薬的実施例に必要なその他の試薬と共に常法により非経口投与用形態に製剤化することが出来る。
非経口投与のためには、極細の30-ゲージ注射針を用いた１〜２mlの無痛皮下注射が、疾病の重篤度に応じて毎日僅かに１回、１〜２年間必要であろう。注射する材料は本発明の一つを水性、等張の滅菌溶液または懸濁液（場合によりフェノールのような保存剤、またはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)のような可溶化剤を含んでもよい）中に含むであろう。使用できる許容可能なビヒクルおよび溶媒には、水、温和に酸性化した水、リンゲル液および等張塩化ナトリウム溶液が含まれる。加えて、滅菌した不揮発性油が溶媒又は懸濁媒体として慣習的に使用される。合成モノグリセリド、ジグリセリド、（オレイン酸のような）脂肪酸は注射可能物の調製に不揮発性油としての用途が見いだせる。
【００２０】
直腸内投与のため、本発明の類似体は、ココアバターまたはポリエチレングリコールのような非侵襲性賦形剤と混合することにより坐薬の形態で調製することができる。
局所的使用のためには、本発明の類似体は軟膏、ゼリー、溶液、懸濁液、または皮膚接着性膏薬の形態で調製することができる。
吸入については、たとえば、PCT出願公開公報WO94／07514に記載された手段で達成することができる。この文献は引用により本明細書に取り込まれるものとする。
毎日の用量は0.05mg/kg体重、すなわち、70kgの人では3.5mgを越えてはならず、具体的な化合物の活性、年齢、体重、性別および治療する患者の状態に依存する。
単一投与量を作製するために担体材料と合わされる活性成分の量は治療される患者および投与の特定のモードに依存するであろうことは言うまでもない。
【００２１】
実施例
実施例１．  [Leu27]c(Glu22-Lys26)hPTH(1-28)NH2および[Leu27]c(Glu22-Lys26)hPTH(1-29)NH2の合成
このペプチドはBarbier, J.R., Neugebauer, W., Morley, P., Ross, V., Soska, M., Whitfield, J.F.およびWillick, G.(1997) Bioactivities and secondary structures of constrained analogues of human parathyroid horome: cyclic lactams of the receptor binding region., J. Med. Chem. 49, 1373-1380)に記載されたように合成した。環化すべき残基Glu-22およびLys-26はそれぞれアリルエステルおよびアロック誘導体として直交的(orthogonally)に保護した。
環化は第１７番残基の付加後に行った。産物をC18シリカカラム(Vydac)のクロマトグラフィーで0.1％トリフルオロ酢酸水溶液中のアセトニトリル勾配（１％/分）で溶出し、97％より高度に精製した。観察された分子量を以下の表1に示す。
【００２２】
実施例２．[Glu17, Leu27]c(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)hPTH(1-31)NH2の合成
この合成は実施例1の類似体と同様な方法で行った。Lys-13はアロック基で保護し、Glu-17はアリルエステルとして保護した。最初の環化は第17番残基の付加後に行い、13番および17番残基間の環化は全体の合成が完了した後、支持レジンからの切断およびLys-13とGlu-17以外の側鎖の脱保護の前に行った。観察された分子量を以下の表1に示す。
【００２３】
【表１】
表１．
0004620309.tif 000002
【００２４】
実施例３．  アデニリルシクラーゼ活性化活性
Jouishomme, H.；Whitefield, J.F. ；Gagnon, L.；MacLean, S; Isaacs, R.; Chakravarthy, B.; Durkin, J.; Neugebauer, W.; Willick, G.；Rixon, R.H. Further Definition of the Protein Kinase C Activation Domain of the Parathyroid Hormone. J. Bone Miner. Res. 1994, 9, 943-949に従って、24穴プレート中のROS17/2細胞の4日または５日培養物を[3H]-アデニンで標識しておき、その後、hPTHまたは本発明の類似体に露呈し、細胞内ATPプールからの[3H]-cAMP形成速度からアデニリルシクラーゼ活性を評価した。アデニリルシクラーゼの活性は最大活性の半分を与える類似体濃度(ED50%)として、以下の表２に記載した。
【００２５】
【表２】
表２．
0004620309.tif 000003
【００２６】
実施例４．卵巣摘出ラットモデルにおける[Leu27]c(Glu22-Lys26)hPTH(1-28)NH2の骨粗鬆症に関する同化活性
正常、疑似OVX処置、およびOVX処置したSD（Sprague-Dawley）ラット（３ヶ月、性的に成熟）をCharles River Breeding Laboratories(St. Constatn , QC, Canada)から購入した。ラットは、ランダムに各７〜８匹のグループに分けた（疑似手術してビヒクル-注射、OVX処置してビヒクル注射、OVX処置し５nmolのhPTH-(1-28)NH2/100g体重を注射、OVX処置し25nmolのhPTH-(1-28)NH2/100g体重を注射、およびOVX処置し５nmolの[Leu27]シクロ(Glu22-Lys26)hPTH-(1-28)NH2/100g体重を注射）。動物はPurinaラット固形飼料（1.0％カルシウム、0.6％リン）を与え、水は自由に飲ませた。
【００２７】
本実験は、酸性生理食塩水ビヒクル（0.001 HClを含む0.15M NaCl水溶液）に溶解したペプチドの皮下注射をOVX後第２週の終わり、顕著な小柱損失が始まる前に開始し、次に、週に６日間、各日に一度ずつ、その後の６週間の間（すなわち、OVX後、第８週の終わりまで）行う予防プロトコルを用いた。
実験の終わりに、大腿骨およびL5脊椎骨を麻酔した動物から取り出し洗浄した。脊椎骨および大腿骨の遠位半分から骨端を除いた部分を酢酸緩衝化10％ホルマリンで１週間固定し、５％トリクロロ酢酸中で９〜12日間撹拌することによってミネラル除去し、脱水し、清澄化し、パラフィンワックス中に包埋した。脱水し、清澄化し、パラフィン包埋したL5椎体の８μm厚連続横断切片、およびパラフィン包埋した大腿骨の遠位半分の10μm厚縦断切片をライカRM-2035ミクロトームで切り出し、55℃にて2分間サンダーソン迅速骨染色液(Surgipath Medical Industries社、Winnipeg, MB, Canada)で染色した。
【００２８】
hPTH断片の脊椎骨遠位大腿骨における小柱生長刺激能は平均小柱厚（骨あたり約80の面積[μm2]/周囲長[μm] 測定値）を測定することによって評価した。小柱の面積および周囲長はImaging Research社（St. Catherine's, ON, Canada）のM4画像化システムで測定した。これらの解析に用いたソフトウエアは、Imaging Research社のモルフォメトリー第3.01.7版である。全ての組織形態測定は遠位大腿骨またはL5椎体について同じ「盲目」観察者によって行われたものである。
【００２９】
骨データは平均±SEMとして表した。統計学的比較は一方向分散解析(ANOVA)により行った。多重比較のためにScheffe検定を使用し、p<0.05を有意と判断した。
図７は、疑似、OVX処置、およびOVX処置して５nmol/100g体重の直鎖hPTH(1-28)NH2（直鎖(1-28)）または[Leu27]c(Glu22-Lys26)hPTH(1-28)NH2(環式(1-28))で処置した小柱厚を示したものである。直鎖分子による骨修復は環式類似体よりも大用量（25nmol/100g体重）を必要とした（データ示さず）。
【００３０】
実施例５．卵巣摘出(OVX)ラットの遠位大腿骨における [Glu17, Leu27]シクロ(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)hPTH(1-31)NH2の小柱生長に対する刺激能
ラットをOVX処置(OVX)または擬似OVX処置（擬似）し、OVX後第９週の終わりと第15週の終わりの間にビヒクルの皮下注射を毎日行った。注射量は５nmol／体重100gとした。OVX処置ラットには毎日以下を皮下注射で与えた：ビヒクル(OVX)、hPTH(1-31)NH2、５nmol（直鎖）、[Leu27]シクロ(Glu22-Lys26)hPTH(1-28)NH2、５nmol（環式）、または、[Glu17，Leu27]シクロ(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)hPTH(1-31)NH2、５nmol(二環式)。大腿骨を脱ミネラルし、サンダーソン迅速骨染色で染色した。図８に見られるように、残存小柱の厚さを増加させることについて二環式類似体[Glu17，Leu27]シクロ(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)hPTH(1-31)NH2はその単環式対応物である[Leu27]シクロ(Glu22-Lys26)hPTH(1-31)NH2よりも良好であり、どちらも直線状分子であるhPTH(1-31)NH2よりも顕著に良好であった。この改善は、相対AC刺激活性とは相関しておらず、タンパク質分解攻撃に対するより大きな安定性および注射部位からのより大きな輸送され易さの結果であろうと考えられる。
hPTH(1-28)NH2、hPTH(1-29)NH2およびhPTH(1-30)NH2の二環式類似体も直線状または単環形態のものよりも改善された生物学的活性を有することが予測される。
【００３１】
参考文献
（１）Caulfield, M.P.: McKee, R.L.; Goldman, M.E.; Duong, L.T.; Fisher, J.E.; Gay, C.T.; DeHaven, P. A.; Levy, J.J.; Roubini, E.; Nutt, R.F.; Chorev, M.; Rosenblatt, M. The Bovine Renal Parathyroid hormone (PTH) Receptor Has Equal Affinity for 2 Different Amino Acid Sequences - The Receptor Binding Domains of PTH and PTH-Related Protein Are Located Within the 14-34 Region. Endocrinology 1990, 127, 83-87.
（２）Neugebauer, E.; Barbier, J.R.; Sung, W.L.; Whitfield, J.F.; Willick, G.E. Solution Structure and Adenylyl Cyclase Stimulating Activities of C-Terminal Truncated Human Parathyroid Hormone Analogues Biochemistry 1995, 34, 8835-8842.
（３）Gardella, T.J.; Wilson, A.K.; Keutmann, H.T.; Oberstein, R.; Potts, J.T.; Kronenberg, H.M., and Nussbaum, S.R. Analysis of Parathyroid Hormone's Principal Receptor-Binding Region by Site-Directed Mutagenesis and Analog Design. Endocrinology 1993, 132, 2024-2030.
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、天然のhPTH、1-34番残基の構造を示す（配列番号１）。
【図２】  図２は、天然のhPTH-NH2、1-31蕃残基の構造を示す（配列番号２）。
【図３】  図３は、[Leu27]シクロ(Glu22-Lys26)-hPTH-(1-28)-NH2（配列番号３）の構造を示す。
【図４】  図４は、[Leu27]シクロ(Glu22-Lys26)-hPTH-(1-29)-NH2（配列番号４）の構造を示す。
【図５】  図５は、[Glu17, Leu27]シクロ(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)-hPTH-(1-31)-NH2 (配列番号５)の構造を示す。
【図６】  図６は、[Glu17, Leu27]シクロ(Lys13-Glu17, Glu22-Lys26)-hPTH-(1-28)-NH2 (配列番号６)の構造を示す。
【図７】  図７は本発明の（1-28）環式類似体の、小柱骨（trabecular bone）の厚さとして表した同化活性を示す。
【図８】  図８は、本発明の二重環式類似体の、小柱骨の厚さとして表した同化活性を示す。
【配列表】
0004620309.tif 000004
0004620309.tif 000005
0004620309.tif 000006
0004620309.tif 000007
0004620309.tif 000008
【図１】
0004620309.tif 000009
【図２】
0004620309.tif 000010
【図３】
0004620309.tif 000011
【図４】
0004620309.tif 000012
【図５】
0004620309.tif 000013
【図６】
0004620309.tif 000014
【図７】
0004620309.tif 000015
【図８】
0004620309.tif 000016