説明

骨障害を予防または治療するための方法

脂質代謝を調節する作用を有するが、IGF−1にそれほど影響がない治療上の有効量のペプチドを哺乳類に投与することを特徴とする、哺乳類における骨障害を予防または治療する方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、骨障害の予防または治療のための方法、およびかかる方法において使用するための化合物に関する。特に本発明は、閉経後骨粗鬆症、骨減少症、パジェット病、癌患者における溶骨性転移、肝臓病における骨形成異常、および腎不全または血液透析、骨折、骨の手術、老化、妊娠、および栄養失調によって引き起こされる骨代謝変化を含む、骨粗鬆症を包含する骨代謝変化によって特徴付けられる骨障害を予防または治療するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
いずれの特許または特許出願、本明細書に引用されるすべての引例は、本発明を十分理解することができるように引例によって本明細書に引用される。言うまでもなく、かかる引例は、これらの文書のいずれも、オーストラリアまたは他のいずれの国においても、当該技術分野で通常周知なことの部分を形成すると承認されているように読まれるべきではない。該引例の議論には、それらの著者が主張していることが述べられており、本出願人は該引用文献の正確性および妥当性を調べる権利を保有している。
【0003】
骨は、常に再生される生体組織である。結晶性無機物で覆われた細胞および分化したコラーゲン繊維を含む。一緒に、該無機物、細胞、および繊維は、有機マトリックスまたは「類骨」を形成する。
【0004】
骨は、骨芽細胞による骨形成および破骨細胞による骨吸収を常に行っている。血液カルシウムレベルが低下するなら、骨吸収は、体の至る所でカルシウム所要量を満たすために増加する。
【0005】
骨代謝変化は、骨形成および骨吸収との間の不均衡によって特徴付けられうる。それは、数種類の障害に関して生じうる。具体例には、骨粗鬆症、骨減少症、パジェット病、癌患者における溶骨性転移、肝臓病における骨形成異常、および腎不全または血液透析、骨折、骨の手術、老化、妊娠、および栄養失調によって引き起こされる骨代謝変化がある。
【0006】
骨量の減少は、老化と共に加速される。高齢者における主な骨疾患は、骨粗鬆症である。この疾病は、骨脆弱性および骨折のより大きなリスクの増加に導く、広範囲の骨量の減少によって特徴付けられる。それは、かなりの痛み、身体障害、外観および自立性の喪失を引き起こし、医療サービスへのコストおよび負担となる。国際的に、骨粗鬆症の結果として、毎年150万人以上の骨折が起こる。
【0007】
存在が認められる骨粗鬆症には2つのタイプがある。第一には、典型的に50〜75歳で起こり、男性に比べて女性(閉経後骨粗鬆症)が6倍多く襲われる。第二のタイプは、老人性骨粗鬆症と呼ばれ、75歳以上の男性および女性の両方が襲われ、通常の骨量減少より大きいものを含まない。両方のタイプの骨粗鬆症に関する危険因子は、高カフェイン摂取、アルコール消費、低体重および低カルシウム摂取である。
【0008】
閉経後骨粗鬆症の最も顕著で十分立証された原因は、エストロゲンの欠損である。閉経後、卵巣は、このホルモンを産生するのを停止し、骨塩量の減少に直接関連する。骨粗鬆症を含む閉経後症状の公知の治療は、ホルモン補充療法(HRT)であり、このエストロゲン補充は、骨粗鬆症の進行を効果的に防ぐ。しかしながら、HRTの使用は、例えば乳房組織成長刺激のような深刻な副作用を有し得て、閉経後骨粗鬆症のための別の治療が必要である。
【0009】
他のタイプの骨障害の主な原因は、まだ確定しておらず、かかる障害のための治療が必要である。
【0010】
骨障害の予防または治療のための方法およびかかる方法において使用するための組成物を提供することが本発明の好ましい態様の目的である。
【0011】
(概要)
第一の態様において、本発明によれば、インスリン様成長因子1(IGF−1)にそれほどの効果を有さず、脂質代謝を調節する作用を有する治療上の有効量のペプチドを哺乳類に投与することを特徴とする、哺乳類における骨障害を予防または治療する方法を提供する。
【0012】
モナッシュ大学による豪州特許第693478号において、肥満の制御のためのヒト成長ホルモンのカルボキシル末端の配列に由来するペプチドの使用、または他の哺乳類の成長ホルモンに由来する対応する領域を記載した。成長ホルモンのこの領域は、脂質代謝を調節する能力を有する。特に、ヒト成長ホルモン配列の177〜191番目のアミノ酸残基(以下で、hGH177−191と称する)に対応する合成ペプチドは、肥満のモデル系である、C57Bl/6J(Ob/Ob)マウスにおいて、体重増加および脂肪組織量を減少することが見出された。続く出願、メタボリック・ファーマシューティカルズ社によるPCT/AU98/00724は、この活性を共有するhGH177−191ペプチドのアナログを開示する。AU693478およびPCT/AU98/00724の全体の開示は、この引例によって本明細書に引用される。
【0013】
本出願、PCT/AU00/01362(WO01/33977)は、かかるペプチドの驚くべき経口活性を開示する。
【0014】
AOD9604(Tyr−hgH177−191)の研究は、閉経後骨粗鬆症のための老齢ラットモデルの骨格で現在実施されている。我々の以前の出願に記載されたヒト成長ホルモンのC末端フラグメントに対応するペプチドが、通常の全長の成長ホルモンの標準的な成長効果を全く示さず、IGF−1(ヒト成長ホルモンの成長効果に介在する)に影響しないので、骨代謝における効果は全く見出されないと思われていた。驚くべきことに、我々は二つの研究において、AOD9604が骨成長に効果を有することを見出し、実際に、骨量の減少を防ぐ効果がエストロゲンよりも良いことを見出した。
【0015】
それ故本発明者は、ヒト成長ホルモン(AOD9604)のC末端フラグメントに対応するペプチドが骨代謝に効果があることを認識した。従って本発明者は、脂質代謝を調節する作用を有することを以前に示したヒト成長ホルモンのすべてのC末端フラグメントが、骨代謝において、AOD9604と同様の効果を有することを提案する。従って、発明者は、以前にIGF−1に影響を与えることなく脂質代謝を調節する作用を有することを示したペプチドのすべてが骨障害を治療または予防するために使用され得ることを提案する。
【0016】
第二の態様によれば、本発明は、骨障害の治療または予防における使用のための医薬品製造において、IGF−1にそれほど影響することなく、脂質代謝を調節する作用を有するペプチドの使用を提供する。
【0017】
第三の態様において、本発明は、骨障害の予防または治療に使用するための医薬製剤を提供し、製剤には、IGF−1にそれほど影響しない脂質代謝を調節する作用を有するペプチドおよび医薬的に許容される担体が含まれる。
【0018】
第三の態様に従う製剤は、骨障害を治療または予防するための1またはそれ以上の薬剤をさらに含んでもよい。
【0019】
第一の態様の方法または第二の態様の医薬品によって治療されうる骨障害には、骨代謝変化によって特徴付けられるそれらの障害が含まれる。
【0020】
該骨障害は、とりわけ閉経後骨粗鬆症、骨減少症、パジェット病、癌患者における溶骨性転移、肝臓病における骨形成異常、および腎不全または血液透析、骨折、骨の手術、老化、妊娠、および栄養失調によって引き起こされる骨代謝異常を含む、骨粗鬆症であり得る。
【0021】
本発明は、閉経後骨粗鬆症の治療または予防にとりわけ適しうる。
【0022】
(発明の詳細な説明)
IGF−1にそれほど影響しない脂質代謝を調節する作用を有するペプチドは、とりわけ成長ホルモンのC末端アミノ酸配列に一致する。かかるペプチドは、「C末端成長ホルモンフラグメント」と命名する。本明細書の目的で、用語「C末端成長ホルモンフラグメント」とは、脂質合成活性を減少および/または脂肪分解を刺激することができる哺乳類の成長ホルモンのアミノ酸配列のカルボキシ末端領域由来のペプチドフラグメントを意味すると理解される。
【0023】
本明細書で用いられる「ペプチド」とは、長さにおいて2〜50個のアミノ酸残基、好ましくは長さにおいて2〜20個、より好ましくは約15個のアミノ酸残基のアミノ酸のいずれかの鎖を意味する。従って、本明細書で用いられる用語「ペプチド」はまた、ポリペプチドも含み、それと同じ意味でも使用され得る。但し、本発明に従って使用するためのいずれのペプチドも、他の種由来のヒト成長ホルモンまたはそのアナログの全長配列を有しない。全長の成長ホルモンは、脂質代謝を調節するばかりでなく、またIGF−1も調節できる。従って、全長の成長ホルモンは、本発明に従って使用するためのペプチドに含まれない。
【0024】
好ましくは、本発明に従って使用されるペプチドは、脂肪分解における鍵酵素であるホルモン感受性リパーゼの活性を刺激し、脂質合成における鍵酵素であるアセチルCoAカルボキシラーゼを阻害する作用を有する。
【0025】
好ましくは、本発明に従って用いられるペプチドは、哺乳類の成長ホルモンの少なくともジスルフィド結合したループを含む。
【0026】
用語「成長ホルモンフラグメント」はまた、哺乳類の成長ホルモンの未変性のカルボキシル末端配列の機能的なアナログであるペプチドも含み、その中でアナログペプチドがIGF−1にそれほど影響しない脂質代謝を調節することができる。かかるアナログは、天然源に由来するか、組み換えDNA技術によって生じるか、または通常のペプチド合成法を用いて合成されうる。かかるペプチド合成法は、コンビナトリアル方法を含むことが理解される。好ましくは、かかるアナログには、ペプチドに環状配置を与えるジスルフィド結合が含まれる。特に、AU693478およびPCT/AU98/00724に開示された活性なペプチドのすべては、例えば、
【化1】

[式中、
用いられたアミノ酸残基の略語は、標準的なペプチド命名法に従う:
Gly=グリシン;Ile=イソロイシン;
Glu=グルタミン酸;Phe=フェニルアラニン;
Cys=システイン;Arg=アルギニン;Gln=グルタミン;
Leu=ロイシン;Ser=セリン;Val=バリン;
Lys=リジン;Ala=アラニン;
Asp=アスパラギン酸;His=ヒスチジン;
Orn=オルニチン;Tyr=チロシン;
Pen=ペニシラミン(p,p’−ジメチルシステイン)]
も本発明の範囲内であることが理解される。
【0027】
グリシンを除いたすべてのアミノ酸は、絶対配置がDと指示しない限り、絶対配置がLである。上記のペプチドはすべては、必要に応じて、Cys(182)およびCys(189)、またはPen(182)およびPen(189)の間に環状ジスルフィド結合を有する。
【0028】
好ましくは、該ペプチドは、182〜189番目のアミノ酸(hGH182−189)、より好ましくはヒト成長ホルモンの177〜191番目のアミノ酸(hGH177−191)を含む。さらにより好ましくは、該ペプチドはヒト成長ホルモンアナログであるAOD9604(Tyr−hGH177−191)である。しかしながら、これらに限らないが、ウシ、ヒツジ、ブタおよびウマのような家畜、ネコおよびイヌのようなペット、およびネコ科、イヌ科、およびヒト以外の霊長類を含む動物園の動物を含む、他の哺乳類種の成長ホルモンのアミノ酸配列にも対応したペプチドに適応可能である。PCT/AU98/00724および本明細書の引用される引例で述べられるように、生物種間の成長ホルモンのこの領域の配列には強い保存(conservation)がある。
【0029】
該ペプチドはまた、より容易な生合成および/または輸送することができる融合パートナーと共役してもよい。それは通常の医薬組成物に導入されるか、またはWO01/33997に開示されたような遺伝子組み換え食物中に存在してもよい。
【0030】
該ペプチドは、投与のための医薬的に許容される担体と一緒の医薬組成物でも投与され得る。
【0031】
該ペプチドは、いずれの適当な経路によっても投与され、当業者は、治療される症状のための最適経路および投与量を容易に決定することができる。該ペプチドは、通常の無毒の医薬的に許容される担体、補助剤、およびベヒクルを含む単位投与製剤において、経口、舌下、口腔、鼻腔内、吸入によって、経皮、局所、または非経口で投与され得る。本明細書で用いられる用語「非経口」とは、皮下、静脈内、筋肉内、髄腔内、頭蓋内、注射または注入技術を含む。
【0032】
投与量は、担当の医師または獣医の判断であり、治療される症状の性質および状態、治療される患者の年齢および健康状態、投与経路、および投与されてきた以前の治療に依存する。投与間隔は、1週間に1回、1日1回、または連続放出でありうる。
【0033】
好ましくは、対象の哺乳類は、閉経後骨粗鬆症、骨減少症、パジェット病、癌患者における溶骨性転移、肝臓病における骨形成異常、および腎不全または血液透析、骨折、骨の手術、老化、妊娠、および栄養失調によって引き起こされる骨代謝変化を含む、骨粗鬆症のような骨代謝変化によって特徴付けられる骨障害を患っている。該哺乳類はまた、成長ホルモン欠乏であってもよい。
【0034】
該哺乳類はヒト、もしくは家畜またはペットであってもよい。本発明がヒトの医療において使用されることを特に意図しながら、イヌおよびネコのようなペット、およびウマ、ウシおよびヒツジのような家畜、またはヒト以外の霊長類、ネコ科、イヌ科、ウシ科、および有蹄動物のような動物園の動物の治療を含む、獣医学的治療にも適用可能である。
【0035】
好ましくは、該哺乳類がヒトである。ヒトは、子供または大人であってもよい。
【0036】
医薬組成物の調製のための方法および医薬担体は、Remington's Pharmaceutical Sciences, 20th Edition, Williams and Williams, Pennsylvania, USA (2000)のようなテキストで述べられるように当該技術分野で周知である。
【0037】
本明細書で用いられる「医薬的に許容される担体」とは、成長ホルモンフラグメントおよび/または患者に対して医薬的に活性な薬剤を輸送するための医薬的に許容される溶媒、懸濁剤、賦形剤またはベヒクルである。該担体または希釈剤、および他の賦形剤は、投与経路に依存し、また当業者は、各特定の場合のための最適な製剤を容易に決定することができる。
【0038】
本明細書に記載されたペプチドのアナログは、本発明の範囲内に含まれるが、但し、それらは機能的に活性である。本明細書で用いられる用語「機能的に活性な」および「機能的な活性」とは、アナログがIGF−1にそれほど影響せず脂質代謝を調節することができる(またはする作用を有する)ことを意味するアナログに関する。
【0039】
骨障害を予防または治療する本発明に従って使用されるペプチドまたはアナログの能力は、実施例において記載されるような骨芽細胞形成活性によって証明されうる。
【0040】
本明細書で用いられるアナログには、提供されたアミノ酸配列のペプチドのアミノ酸配列のバリアントが含まれる。配列バリアントには、上述の成長ホルモンフラグメントのアミノ酸配列におけるアミノ酸残基の欠失、挿入または置換体が含まれる。欠失、挿入、および置換体のいずれの組合せも成長ホルモンフラグメントのアミノ酸配列バリアントに達するように調製され得るが、但し、該バリアントは、本明細書に記載される所望の機能的な特徴;すなわち、IGF−1にそれほど影響しない脂質代謝を調節する作用を有する。
【0041】
とりわけ、バリアントが機能的に活性であるかどうかを決定するための試験は、該バリアントが最初に胎児のラット骨芽細胞におけるチミジン導入を刺激して、統計的に有意なレベルに達するかどうかである(さらなる詳細のための実施例1を参照されたい)。
【0042】
かかる置換が、機能的な活性において変化をもたらさないなら、その時は表1の例示の置換で記載されるか、またはアミノ酸分類に関して下記でさらに述べられているような、より実質的な変化が導入され得、生じたバリアント成長ホルモンフラグメントが機能的な活性について分析される。
【0043】
当業者は、通常の周知の方法によって、ペプチドが脂質代謝を調節する作用を有しているが、IGF−1にそれほど影響しないかどうかを決定することができるだろう。
【0044】
本明細書で用いられる用語「それほど影響しない」とは、IGF−1における影響は統計的に有意差がないこと、およびペプチドの何らかの影響がアッセイにおいて記録されても、それは無視できるとみなすことができることを意味する。
【0045】
当業者は、ペプチドが脂質代謝を調節することができるかどうかを決定する一つの方法は、実施例Aに記載される脂肪分解アッセイを行うことによる。手短にラットを処置し、屠殺し、脂肪組織を、処置およびコントロールラットから得て、バイアルに入れ、テルブタリンを加える。該バイアルを37℃で1時間インキュベートし、炭素で気化し、例えばシグマGPO−337のようなアッセイキットを用いる標準的なグリセロールアッセイにおいてアッセイする。
【0046】
実施例Bに記載される脂質合成アッセイは、ペプチドが脂質代謝を調節することができるかどうかを当業者が決定しうる他の方法である。
【0047】
ペプチドがIGF−1にかなりの影響を有するかどうかを決定するために、当業者は、血液サンプル(例えば、マウス由来)において、IGF−1アッセイを実施してもよい。適切なアッセイキットは、R&Dシステムズ社(カタログ番号DY791)から入手可能である。これは、捕獲抗体としてハムスター抗マウスIGF−1および検出抗体としてヤギ抗マウスIGF−1を用いる、サンドウィッチELISA法である。該試験の全詳細は、実施例Cで提供される。

【0048】
本明細書で用いられる用語「治療上の有効量」および「治療量」とは同義であり、所望の治療応答を得るために有効な本発明のペプチド量を意味する。
【0049】
特定の治療上の有効量は、治療される特定の症状、治療される哺乳類のタイプ、健康状態および哺乳類の病歴、治療の持続時間、併用療法の性質(もし必要なら)、および用いられた特定の製剤ならびにペプチドの構造のような要因で明らかに変更するだろう。
【0050】
一般的に、用語「治療(処置)する」、「治療(処置)」などは、所望の薬理学的および/または生理的効果を得るために患者、組織または細胞に作用することを意味するように本明細書では用いる。その効果は、骨量の減少を完全または部分的に防ぐことで予防しうることおよび/または骨形成および/または骨芽細胞沈着を増加させることで治療しうることである。
【0051】
本明細書で用いられる「治療(処置)すること」とは、哺乳類、とりわけヒトにおける疾病の治療または予防方法のいずれも含み、そして疾病にかかりやすいが、それを有するとしてまだ診断されていない患者に起こる疾病を防ぐこと;疾病を阻害すること、すなわち、その進行を止めること;または疾病の影響を軽減または改善すること、すなわち、疾病の作用の緩和を引き起こすことを含む。
【0052】
本発明の第三の態様として、骨障害を改善するために有用な種々の医薬組成物を含む。本発明の一態様に従う医薬組成物は、成長ホルモンのフラグメントのC末端に対応するペプチド、そのアナログ、バリアントまたは塩、および1またはそれ以上の骨障害に対して活性な薬剤を共に、担体、賦形剤および添加剤または補助剤を用いて患者に投与するのに適した形態に調製される。
【0053】
骨障害に対する追加の活性な薬剤には、カルシウム、マグネシウムおよびホウ素のような骨塩、γ−リノレン酸、ビタミンDおよびビタミンKのようなビタミン類、エストロゲンもしくはエストロゲン補充療法で使用される1またはそれ以上のエストロゲン様化合物、ビホスホネートおよびイソフラボンが含まれる。
【0054】
カルシウムは、骨において、カルシウム沈着を増加するために加えられてもよい。カルシウム源は、カルシウムを含むいずれの無機または有機化合物も適している。具体例は、無機カルシウム塩、例えば塩化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムまたは炭酸カルシウムなどである。有機カルシウム化合物の具体例は、粉乳またはカゼイン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、クエン酸リンゴ酸カルシウムまたは乳酸カルシウムである。カルシウム量は、1日投与量あたり、好ましくは200〜1500mgである。
【0055】
骨塩は、骨強度を増加させるために加えられてもよい。好ましくは、製剤には、1日投与量あたり100mg〜500mgのマグネシウムおよび2mg〜6mgのホウ素が含まれる。
【0056】
γ−リノレン酸は、カルシウム代謝を調節するために使用され得て、好ましくは1日投与量あたり25mg〜100mgの量がよい。
【0057】
ビタミンは、最適な骨代謝のための共同因子として加えられてもよい。好ましくは、1日のビタミンK投与量は、25pg〜5mgのビタミンKが必要である。ビタミンDは、消化管からカルシウムの取り込みを増加するために使用される。好ましくは、1日投与量あたり200IU〜800IUが製剤中に存在する。
【0058】
エストロゲンまたはエストロゲン補充療法に使用される1またはそれ以上のエストロゲン様化合物はまた、製剤中にも含まれうる。エストロゲン様化合物の具体例には、ゲニステイン、リグナンまたはクメラン(coumerans)のような植物性エストロゲン、または17p−エストラジオール、エステル化されたエストロゲン、硫酸エストロン、共役されたウマ・エストロゲン、およびエチニルエストラジオールのような医薬製剤がある。植物性エストロゲンについて、これらの化合物の量は、1日投与量あたり5〜100mgである。医薬製剤に関して、活性な量は、製品の説明書によって定義される。
【0059】
1またはそれ以上のビホスホネートは、破骨細胞の骨吸収を阻害するために使用され得る。これらの化合物の具体例には、アレンドロン酸塩およびリセドロン酸塩がある。好ましくは、これらの化合物の量は、1日投与量あたり5mg〜50mgである。
【0060】
イソフラボンは、大豆またはブラック・コホッシュから得られる(単離される)か、または合成イソフラボンである。イソフラボンは、1日投与量あたり10〜75mgの量において加えられうる。
【0061】
本発明の第三の態様に従う製剤には、脂肪および炭水化物のような他のエネルギー源、蛋白質、ビタミン類、ミネラル、繊維、香料、保存料、着色料、甘味料等がさらに含まれる。
【0062】
いずれの医薬的に活性な薬剤の化学的に互換性のある組合せも、本発明の範囲内であるが、但し、該組合せは、本発明の成長ホルモンのフラグメントの活性を排除しない。
【0063】
該医薬組成物は、好ましくは調製され、単位投与量で投与される。固体の投与単位には、錠剤、カプセル剤および坐剤が含まれる。患者の治療に関して、化合物の活性、投与様式、障害の性質および重症度、患者の年齢および体重に依存して、異なった1日投与量が使用されうる。しかしながら特定の環境下で、より多いか、または少ない1日投与量が適当であり得る。1日投与量の投与は、個別投与単位でなければいくつかのより少ない投与単位の形態における単独投与で、およびまた特定の間隔で、さらに分割した投与量の複数回投与の両方で実施されうる。
【0064】
該医薬組成物は、治療的に有効な投与量において、局所的または全身的に投与されてもよい。もちろんこの使用に関する有効量は、患者の疾病の重症度および体重ならびに全般的な状態に依存する。典型的に、インビトロで用いられる投与量は、医薬組成物のインシチュ投与に有用な量において、有用な指針を提供し、動物モデルは、細胞毒性の副作用の治療のために有効な投与量を決定するために使用され得る。
【0065】
治療上用いられる成長ホルモンフラグメントの有効量は、例えば治療目的、投与経路、および患者の症状に依存するだろう。従って、療法士が投与量を判定すること、および最適な治療効果を得るために必要である投与経路を修正することが必要であるだろう。典型的な1日投与量は、送達様式によって決まり、約1μg/kgから100mg/kgまで、またはそれ以上の範囲である。
【0066】
成長ホルモンフラグメントの投与量レベルは、通常体重kgあたり約0.5mg〜約20mgのオーダーであり、好適には体重kgあたり1日約0.5mg〜約10mg(1日あたり患者の約0.5g〜約3g)の投与量範囲である。単独投与を生じるための担体材料と組み合わせてもよい活性成分の量は、治療される宿主および特定の投与様式によって変更する。例えば、ヒトに経口投与するための製剤は、適当で都合のよい担体材料の量と共に約5mg〜1gの活性化合物を含み、全組成物の約5〜95%を変更してもよい。投与単位形態は、一般的に約5mg〜500mgの活性成分を含む。
【0067】
しかしながら、いずれの特定の患者についての特定の投与量レベルが、用いられる特定の化合物の活性、年齢、体重、全体的な健康、性別、食事、投与時間、投与経路、排出速度、薬物の組合せおよび治療を受ける特定の疾病の重症度を含む多様な要因によることは理解されるだろう。
【0068】
本明細書の目的について、用語「からなる、含む(comprising)」とは、「必ずしもこれらに限らずに含む」を意味し、用語「からなる、含む(comprise)」は、対応する意味を有することが明らかに理解されるだろう。
【0069】
本発明は、明確性および理解の目的のために少し詳しく記載してきたが、本明細書に記載された態様および方法に対して種々の修飾および変更は、本明細書に開示される発明概念の範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者に自明である。
【0070】
本発明は、下記の非限定的な具体例に対してのみ参考の方法によって記載される。
【0071】
実施例
ラット処置プロトコル
ラット:16匹のオスのウィスターラット
細身のウィスターラットに高脂肪食を29日間与える。ラットは、毎週体重を量る(薬物投与0日を含む)。ラットは、薬物または生理食塩水の投与の間、高脂肪食を続ける。
【0072】
8匹のオスのウィスター(細身)ラット(成熟年齢)を、有効な投与経路によって投与される薬物(生理食塩水中)で処置する。8匹のオスのウィスター(細身)ラット(成熟年齢)はまた、生理食塩水(等量)でも毎日29日間処置する。
【0073】
0日の体重を測定し、次いで毎週測定する。動物は、同じ時間(午前8:30〜9:30)で毎日投与しなければならない。
【0074】
28日目に、すべてのラットから血液サンプルを取り、適切に保存する。
【0075】
投与後29日目に、屠殺する前に動物を餓死させず、食物および水を自由に摂らせる。
【0076】
最終投与後、ラットを2時間(食物および水を自由に摂りながら)放置する。この期間、緩衝液および薬物ストック(シグマから入手したテルブタリン−HCl)を作り、解剖装置および作業場を作る。
【0077】
各バイアル(ラットあたりそれぞれ6倍希釈)に、1.8mLのKRB(付属書3参照)緩衝液(2%BSAおよび1mMグルコースを含む)を加え、組織解剖までに蓋をして放置する。テルブタリンの保存溶液は、10倍に濃縮し、続いて組織をバイアルに加え、インキュベーションのすぐ前に、200μLをすべてのバイアルに加える。これにより、が0μmol/L、0.1μmol/Lおよび0.5μmol/Lのテルブタリンの最終濃度が得られる。インキュベーション前まで、テルブタリンは冷蔵庫で蓋をして放置する(光に敏感である!!)。
【0078】
ラットは、最終投与後2時間ですぐに断頭により殺す。すぐに精巣脂肪組織を除き、生理食塩水(室温)で全体的にすすぐ。
【0079】
実施例A−脂質代謝を調節するペプチドの作用についての脂肪分解試験
1個の脂肪パッドを18個の等しい一片に切り裂き(テルブタリン処置につき8個の複製物)、各片をすぐに1.8mLのKRB緩衝液に入れる。重量を記録し、すべての片を最初に切断することによりインキュベーション時間のばらつきを最小限にし、次いでそれらをバイアルに入れる。
【0080】
200μLのテルブタリン溶液を、組織を含む各バイアルに加え、インキュベーターにすぐに入れる。
【0081】
37℃で60分間、カルボゲン(carbogen)気体下でインキュベートする。
【0082】
インキュベーションに続いて、100μLのインキュベーション溶液を除去し、エッペンドルフに入れる。これの10μLを取り、標準的なグリセロール・アッセイキット(シグマGPO-337)を使用する。残った90μLの混合物を−80℃で冷凍する。
【0083】
実施例B−脂質代謝を調節するペプチドの作用についての脂質合成試験
各ラットから第二の脂肪パッドを取る。組織を同重量(200mg)の片に切断する。各ラットについて6片の組織を集める。
【0084】
組織の各片を2mlのKRB緩衝液/2%BSAを含む10mlのコニカルフラスコに入れて、[12C]−グルコースを[14C]−グルコース(0.05μCi/μmolの最終特異活性)およびヒト・インスリン(100μU/ml)と合わせる。100rpmで定速振とうしながら37℃の水浴中、60分間インキュベートし、95%O2/5%CO2ガスを満たす。
【0085】
組織を除去し、0.9%NaClで3回リンスし、拭き取って、5mlのクロロホルム:メタノール(2:1 v/v)溶液を含むスクリューキャップのガラス管(またはファルコン)に入れ、4℃で終夜冷蔵する。
【0086】
該組織を除去し、(溶液を保存し、)10mlの遠心分離管に、2mlのクロロホルム:メタノール(2:1 v/v)溶液と一緒に入れて、ボルテックスし、30分間冷蔵した。この工程からの抽出溶液を工程4からの抽出液と共にプールする。該組織をガラス棒で圧縮し、いずれの残った脂質を抽出する。
【0087】
次に該組織を2mlのメタノール:0.1%MgCl2(1:1 v/v)溶液と4℃で15分間混合する。
【0088】
工程5および6からの抽出物をプールし、10℃で6000xgにて10分間遠心分離する。
【0089】
上層を除去し、廃棄する。5mlの下層溶液を計数バイアルに移し、温風気流下で終夜蒸発するために放置した。
【0090】
乾燥した物質を1mlのクロロホルムで再懸濁し、それに10mlのシンチラント(scintillant)を加える。
【0091】
放射能を60秒間測定し、dpm/mg組織として表す。
【0092】
実施例C−IGF−1の効果に関する試験
カタログ番号DY791であるR&Dリサーチシステムズ社によって提供されるDuoSetELISA開発キットは、IGF−1における影響に関するアッセイに使用され得る。各キットは、細胞培養液上清および血清において、IGF−1を測定するためのサンドウィッチELISAの発育のために必要な基礎成分を含む。IGF−1キットDY791の使用説明書は、付属書1で再現される。
【0093】
実施例1
物質
使用したペプチド:AOD9604、95%純度
供給元:メタボリック・ファーマシューティカル社
保存:−20℃
溶解性:1mg/mlの生理食塩水中で溶解する;しかしながら、これは、曇った溶液を生じ、遠心分離し、上清を除去し、蛋白質についてアッセイした。溶液は、依然>1mg/mlを含んでおり、したがって、推定された沈殿物は蛋白質ではなかった。
【0094】
方法
初代骨芽細胞増殖アッセイ
下記で詳しく述べるように、初代ラット胎児骨芽細胞培養系において、AOD9604ペプチドをアッセイした。
【0095】
初代ラット骨芽細胞は、21日胎児ラット頭頂骨の連続的なコラゲナーゼ消化から生じる。消化物3−4をプールし、10%ウシ胎仔血清(FBS)を含むダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中でT−75フラスコにて増殖する。細胞を増殖させて集密し、次いでトリプシン処理し、5%FBSを含む最小必須培地(MEM)で24ウェルプレートに播種し、24時間インキュベートした。次いで細胞は、MEM/0.1%BSA中で24時間、血清不足にされる。培地を置換し、増殖基質を加え、細胞をさらに24時間インキュベートする。3H−チミジンを、このインキュベーション期間の終了前4時間に加えた。細胞を洗浄し、10%TCAをウェルに加え、プレートを4℃で終夜放置する。次いで、プレートをチミジン導入のために処理する。
【0096】
結果
AODは、初代骨芽細胞において、タンパク同化作用を有する。
AODは、初代ラット胎児骨芽細胞において、10-10Mおよび10-9Mの濃度でチミジン導入をかなり活性化した(図1a)。有意差は、スチューデントのt検定を用いて評価した。
【0097】
結論
AODは、初代骨芽細胞培養液中で、かなり細胞分裂性であった。それ故、それは骨タンパク同化のプロファイルを有し、骨領域において治療化合物としての可能性を有しうる。
【0098】
実施例2
この研究は、閉経後骨粗鬆症についての高齢ラットモデルにおける骨格上のAOD9604の効果を観察する。AODは、ラットにおいて卵巣摘出の結果として起こる骨変化を防がないと考えられた。
【0099】
物質および方法
(a)動物の世話および保管
本研究には、ハーラン(Harlan)(ハーランファーム、インディアナ州)から得られた全部で96匹の高齢メスSprague-Dawleyラット(Rattus Norvegicus)、およそ9ヶ月齢が含まれる。該ラットを無秩序に8群に分けた。12週の研究期間、それらはトロント大学で比較医学部門の動物施設にて飼育された。該ラットは、飼育のためのコーンミールを敷いて、プラスチック製の管を持つ透明なプラスチック製の檻に2匹一組で保管した。水道水および研究の食物は、適宜すべてのラットが得ることができた。部屋は、20.5℃の定温および60%の湿度に関して毎日モニターした。
【0100】
(b)薬物の製造および投与
GHおよびAOD処置群におけるラットは、12週間、1週あたり5日注射した。すべての処置は、皮下注射によって与えられた。GH処置群は、組み換えヒトGH(rhGH)(BresaGen、アデレード、オーストラリア)で処置した。それは製造元の説明書に従い再構成し、毎日アリコートに分けて、−70℃で4週間まで冷凍した。AOD処置群をAOD9406(フォーマテック社、アンドーバー、マサチューセッツ州、米国)で処置し、4℃で凍結乾燥して保存した。該ペプチドを製薬企業プロトコルに従って調製した。これは毎日完了し、調製の4時間以内に使用した。該薬物濃度は、実験を通じて一定の投与量を確実にするために、ラットの重量を用いて4、8および10週後に再計算した。
【0101】
実験デザイン
96匹の高齢Sprague-Dawleyラットを、8群のうちの1つに無作為に割り当てた。最初の2群は、偽手術した。群1は、偽コントロールとして保持し、群2は、2.5mg/kg/日の組み換えヒトGH(rhGH)(BresaGen)で処置した。残りの6群は、ハーラン(Harlan)から調達し、卵巣摘出した(OVX)。この手術は、処置の開始前、およそ8日実施した。群3は、OVXモデルに対するコントロールとして残した。群4は、2.5mg/kg/日のrhGHの処置を与えた。群5は、低用量のAODペプチド(LAOD)、0.75mg/kg/日で処置し、群6は、高用量のAODペプチド(HAOD)、2.0mg/kg/日で処置した。最後の2つのOVX群は、首の後ろに皮下移植している17B−エストロゲンペレット(0.01mg/日、17B−エストラジオール、アメリカのイノベイティブ・リサーチ、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国)の持続放出を受けた。群7は、エストロゲンコントロールとして残し、群8には、AODペプチド((HAOD)2.0mg/kg/日、フォーマテック社)の高用量の処置を与えた。群のまとめおよび処置は以下に与える。

【0102】
処置の開始前に、ラットを秤量し、1mLの血液サンプルを採取した。血液サンプルを4、8および12週後に再び採取した。該血液サンプルを100xgで10分間、血清分離管で遠心分離した。該血清を取り除き、さらなる分析のために4個のアリコートに分けた。該アリコートを−20℃で保存した。すべてのラットを屠殺前13および3日に、30mg/mLのオキシテトラサイクリン(Tetraject LP, Bimeda−MTCファーマシューティカル、ケンブリッジ、ON、カナダ)を腹腔内注入した。必要ないずれの希釈液も滅菌生理食塩水を用いて行った。
【0103】
12週間の処置期間の最後に、ラットを麻酔し、重量を測定した。麻酔をしたままで、ラットを放血によって屠殺した。大腿、頸骨および脊椎を摘出し、前もってラベルした管に入れた。骨をすぐにドライアイス上に置いた後、−70℃で保存した。図2は、実験計画の概要およびスケジュールを示す。
【0104】
二重エネルギーX線吸光光度分析法(DEXA)
二重エネルギーX線吸光光度分析法(DEXA)は、骨塩量(BMC)測定し、骨塩密度(BMD)を計算するために用いられる。DEXAは、特に小動物の測定のために、設計されているPIXImus密度計(Lunar GE社、マディソン、ウィスコンシン州、アメリカ合衆国)を用いて実施する。測定は、サンプルを高低両方のエネルギーX線の円錐形の光線に曝すことによって得られる。低エネルギー光線は、骨だけでなく柔組織を通過し、高エネルギー光線は、すべての物質を通過する。骨密度は、高低エネルギー光線から骨によって吸収されるエネルギーに基づいて計算される。該機械を、PIXImusの走査領域の後ろから1センチメートルに置かれたアルミニウム/ルーサイト・ファントムを用いて、各使用の前に校正する。
【0105】
摘出し、洗浄した大腿および腰部脊椎4および5を走査した。サンプルを骨上の柔組織の厚さと同等であるとシミュレーションするために、ポリスチレン製の専用プレートに別々に置き、半冷凍した。すべてのサンプルを各測定のために同方向に置いた。腰椎L4およびL5のBMDを全体の分析のために一緒に加えた。
【0106】
製造業者によって供給されたソフトを、BMCおよび領域からBMDを計算するために用いた[BMD(g/cm2)=BMC(g)/領域(cm2)]。領域は、関心領域(ROI)と称されるサンプル周辺の箱の大きさで分類することによって手動で決めた。
【0107】
統計分析
すべてのデータは、平均、+/−平均の標準誤差(SEM)として表示される。統計分析は、統計ソフト、SPSS(バージョン10.0)を用いて実施した。
【0108】
2群を含む比較は、独立t検定によって分析された。多角的な比較のために、分散の等価性のルービン(Levene)検定を等分散検定として実施した。該データが等分散を有するなら、多重比較を、2つ1組のフィッシャーのプロテクテッド最小有意差(Protected Least Significant Difference)(LSD)のポストホック(pasthoc)検定を用いて、一元配置のANOVA分析によって分析した。有意差は、p<0.05で決定し、傾向は、p<0.1で決定した。
【0109】
二重エネルギーX線吸光光度分析法(DEXA)
DEXAは、骨塩密度(BMD)を計算するために用いられる。腰椎のBMDは、骨梁質量における変化を決定するために主に用いられ、一方、摘出した大腿は、皮質骨質量における変化を決定するために主に用いられる。
【0110】
卵巣摘出の効果
骨塩密度における卵巣摘出の効果は、閉経後骨粗鬆症のためのエストロゲン欠損モデルを確かめるために試験した。t検定分析は、図4aで示されるコントロールの偽(Sham)群(p=0.02)のBMDと比較してOVX群における腰椎のBMDにおいて、有意な減少があったことを明らかにした。この効果はまた、図4bに示される大腿においても起こり、そこではまた偽群(p=0.046)と比較してOVX群のBMDにおいて、有意な減少があった。このことにより、OVXモデルが本研究において機能的であることを確かめる。
【0111】
AOD処置の効果
AODに応答するBMD変化は、腰椎および大腿では異なる。腰椎において、ANOVA分析は、AODの高用量(p=0.05)および低用量(p=0.076)の両方ともが、図5aで示されるようにOVXコントロールと比較して有意にBMDを増加したことを示した。該BMDは、偽コントロールレベルのそれに戻った。
【0112】
大腿骨のBMDは、AOD(p=0.107)の低用量で増加する傾向にあったが、この効果は、図5bで示されるように高用量のAODでは見られなかった。高用量のAODは、BMDにおいていずれの増加も生じず、OVXコントロール群に対して同様のBMDを有した。高用量のAOD群のBMDは、低用量のAOD群(p=0.013)より有意に低かった。
【0113】
全体として、AODの処置した腰椎および大腿におけるBMDにおいて増加したが、腰椎において、より有意差のある増加があった。
【0114】
実施例3
機械的な試験方法
3個の試験は、皮質および骨梁の両方の力学的性質を決定するために行った。三点曲げおよびねじれ試験は、皮質骨の機械的および物質的性質を試験するために行った。椎骨の圧縮は、骨梁の機械的および物質的性質を研究するために行った。
【0115】
統計分析
すべてのデータは、平均、+/−平均の標準誤差(SEM)として表示される。統計分析は、統計ソフト、SPSS(バージョン11.0)を用いて実施した。2群を含む比較は、独立スチューデントt検定によって分析された。多重比較は、2つ1組のフィッシャーのプロテクテッド最小有意差(LSD)のポストホック(posthoc)検定での対比較を用いるワンウェイANOVA分析によって分析された。有意差は、p<0.05で決定し、傾向は、p<0.1で決定した。
【0116】
三点曲げ
右大腿を三点曲げ試験のために用いた。試験される骨は、試験前2日間、−70℃〜−20℃の冷凍庫に移した。試験前夜、サンプルを−20EC冷凍庫から出し、生理食塩水溶液を染みこませたガーゼで別々に包んだ。次いで、サンプルが完全に溶解するのを確実にするために、これらのサンプルを終夜でおよそ4℃に置いた。試験前、ジグでサンプルの置き場所を決定するために骨を測定した。最初に、骨長をデジタル測径器で測定した。大腿の遠位末端から全長の25%の骨上に印を付けた。第一の点から第二の印は、決まったゲージの長さである15.6mmの点に付けて、最後に印をゲージの長さの中点に付けた。
【0117】
試験は、1000ニュートン・ロードセルを用いて、機械的な試験機(Instron 4465, インストロン・カナダ社、トロント、オンタリオ州、カナダ)で行った。三点曲げジグを取り付けた後、該ロードセルを校正し、バランスを取った。インストロンのクロスヘッドに付着した2個の支持体およびくぼみを持つ基盤からなるステンレス製のジグを、試験用に使用した。すべてのサンプルを、それらの最も安定な位置で支えに自然と静止させて、上方に面する前側面で同方向に置いた。ゲージの長さの印は、ジグの2個の支えで整列させて、くぼみは、ゲージの長さの中点で整列させた。該骨をおよそ1.0Nで前負荷させた。試験は、破断するまで1mm/分の速度で実施した。時間に対する負荷データは、LabViewデータ取得ソフト(ナショナル・インストゥルメント社;オースチン、テキサス州)によってインストロンから入手した。デジタル画像は、切断点で大腿の断面を撮った(ニコン8500、ニコン・カナダ)。画像解析ソフト(ImageJ 1.28u, 国立衛生研究所)は、骨の寸法を決定するため、および慣性モーメントを計算するために用いられた。内側−外側(M/L)の直径および前部/後部(A/P)の方向、ならびに厚さを測定した。
【0118】
時間データは、表計算ソフト(エクセル2000、マイクロソフト)を用いて負荷−変形曲線を構築するために変形データに変換された。この曲線から、最終負荷、破断変形点、破断までのエネルギー(曲線下面積)および剛性(線形領域の傾き)を含む、規格化されていない力学的性質を決定した。
【0119】
直径および慣性モーメントは、負荷・変形曲線を応力・ひずみ曲線に変換するために用いられた。規格化された力学的性質は、最終応力、破断ひずみ、破断弾性率までの規格化されたエネルギーが含まれる応力・ひずみ曲線を取得した。
【0120】
椎骨圧縮
5番目の腰椎(L5)を圧縮試験のために用いた。該椎骨は、試験用の椎体のみ残し、すべて切り取った。試験される骨は、−70℃の冷凍庫から出し、試験前少なくとも1日、−20℃の冷凍庫に置いた。サンプルは、骨が完全に溶解するのを確実にするために試験前の少なくとも2時間、−20℃の冷凍庫から出した。該椎骨は、解凍する間、生理食塩水溶液を染みこませたガーゼで別々に包んだ。
【0121】
デジタル画像を取得し、画像解析ソフト(ImageJ 1.28u, NIH)を用いて、椎体の高さおよび断面領域を決定した。圧縮試験は、1000Nロードセルを用いて、機械的な試験機(Instron 4465, インストロン・カナダ)で行った。該椎体を尾側または平面な下端を持つジグの浅いウェル内に置いた。サンプルを3個のネジで留めて、次いでPMMAで囲んだ。該椎骨は、PMMAを少なくとも10分間固定しながら、生理食塩水を染みこませたガーゼで包んだ。少量のPMMAは、椎骨の負荷表面を平らにするために用いられた。サンプルは、およそ1.0Nで前負荷し、PMMAを固定するために、およそ3分間置いた。該サンプルを前負荷しながら、圧盤間の距離を、デジタル測径器を用いて測定した。次いでゲージの長さは、ジグの高さを圧盤間の距離で差し引くことにより決定した。該骨は、破断するまで1.0mm/分で負荷した。椎骨の圧縮に対する破断は、有効な明らかな落下として、またはあまり定義されない例であるが、有効な10%の落下として定義された。
【0122】
時間に対する負荷データは、LabViewデータ取得ソフトによるインストロンから取得した。デジタル画像は、画像解析ソフト(ImageJ, NIH)を用いて、高さおよび断面領域を決定するために取得した。
【0123】
時間は、負荷−変形曲線を構築するために変形データに変換された。この曲線から最終負荷、破断変形点、破断までのエネルギー(曲線下面積)および剛性(直線領域の傾き)を含む、規格化されていない力学的性質を決定した。断面領域をデジタル画像から取得し、ゲージの長さは、負荷・変形曲線を応力・ひずみ曲線に変換するために用いられた。規格化された性質は、応力・ひずみ曲線から取得され、最終応力、破断ひずみ、破断までの規格化されたエネルギー(曲線下面積)および弾性率(傾き)が含まれた。
【0124】
大腿骨頸部骨折
右の近位大腿は、大腿骨頸部骨折試験のために用いられた。試験前、近位大腿のX線を取得し、大腿骨頭がフィルムに対して平らであることを確認した。試験される骨は、−20℃の冷凍庫から出し、生理食塩水溶液で染みこませたガーゼで別々に包んだ。次いで、該サンプルが完全に溶解するのを確実にするために、これらのサンプルを室温、およそ21℃で2時間置いた。いずれの大腿骨頸部の周辺結合組織も試験前に除去した。
【0125】
試験は、インストロン4464で行った。サンプルは、4個の平坦なネジ口のネジを用いてジグで留めた。該サンプルは、長軸がジグのウェルに対して垂直であり、およそ11mmのゲージの長さ(骨の末端からジグのウェルの先端まで)を有するように視覚的に整列させた。次いで、ジグのウェルをPMMAで満たし、10分間固定させた。該サンプルは、固定しながら生理食塩水を染みこませたガーゼで包んだ。試験前、デジタル測径器を、内側/外側方向および前部/後部方向において、正確なゲージの長さおよび大腿骨頸部の直径を測定するために使用した。サンプルを固定し、測定するとすぐに、インストロン機で負荷され、大腿骨頸部は、底板にドリルで穴を開けた穴の縁で整列させた。およそ1.0Nの前負荷を適用した。試験は、破断するまで2.5mm/分で行った。
【0126】
時間は、負荷−変形曲線を構築するために変形データに変換された。この曲線から規格化されていない力学的性質を決定し、この性質には最終負荷、破断変形点、破断までのエネルギー(曲線下面積)および剛性(直線領域の傾き)が含まれた。これらの力学的性質は、大腿骨頸部の複雑な形状およびサンプルに適用した異なった負荷の組合せ(圧縮力、剪断力および曲げ力)のためにいずれの規格化もすることなく直接比較した。
【0127】
機械的試験の結果
規格化されていない力学的性質は、三点曲げ、ねじれおよび椎骨圧縮試験で得られた負荷変位曲線から取得した。このデータは、幾何学的パラメーターを用いて規格化された。規格化されたパラメーターは、有意差のために比較された。問題が骨を試験している間に起こったら、これらの試験を分析から除外した。HAOD群由来の1サンプルは、右大腿に異常なカルスを有し、試験されなかった。統計検定で発見された範囲外のデータは、以下の分析から除外された。
【0128】
三点曲げ
三点曲げ試験は、大腿で実施し、皮質骨の力学的性質を表す。最終応力、破断ひずみ、破断までのエネルギーおよび弾性率のためのグラフで示す群のデータは、図6および7で見ることができる。
【0129】
AOD処置の効果
低用量(LAOD)および高用量(HAOD)がOVXコントロール群(p=0.062、p=0.076)と比較してより高い最終応力を有することを示す傾向に思われたが、LAODおよびHAOD群の両方共にAOD処置は、最終応力において、有意な差を示さなかった。HAOD群およびOVXは、同様のひずみおよび弾性率を有したが、LAOD群は、より高い弾性率(p=0.014)およびより低い破断ひずみ(p=0.005)を有した。図6および図7を参照されたい。
【0130】
まとめ
OVXモデルは、偽群と比較して、皮質骨の強度および剛性における減少によって機能的であることが示された。低用量および高用量のAODの薬物処置において、異なった効果が見られた。両方の用量は、OVXと比較して強度が増加したが、低用量の方がより有効であり、剛性も増加した。
【0131】
椎骨圧縮
椎骨圧縮試験は、5番目の腰椎体で実施し、骨梁の力学的性質を表す。椎体にあまりに近接しすぎて切り取られた処理を行ったいくつかの椎骨は、少し皮質殻を損なっていたので分析から除外した。
【0132】
AOD処置の効果
LAOD群は、OVXコントロール(p=0.05)より高い弾性率を有した。図8を参照されたい。
【0133】
まとめ
低用量のAOD処置は、弾性率の増加によって表されるOVXと比較して、増加した剛性傾向を示した。エストロゲン処置は、応力および弾性率の値がより高かったが、OVXによって引き起こされる強度および剛性の減少を防がなかった。全体として、皮質骨と比較して骨梁におけるAODの効果はより小さい。これは、AODが原型のGHである骨格において同様の効果を有することを示す。GHは、骨膜表面で皮質骨形成を上昇することが知られる。
【0134】
大腿骨頸部骨折
AODの効果
AODは、大腿骨頸部変形および剛性に影響を与えた。OVXラットは、低用量AODおよび高用量AOD群(0.017、0.009)の両方より有意に大きい変形を有した。AOD群の両方共にOVX(p=0.092,p=0.023)より大きな剛性を有したが、HAOD群と僅かな有意差しかなかった。OVX群は、より高い柔軟性(p=0.013,p=0.008)のために破断まで有意により大きなエネルギーを有した。OVXラットに起こる骨質の減少が予防され得ることを示したAODで処置した群において、剛性の増加があった。図9および図10を参照されたい。
【0135】
まとめ
卵巣摘出は、大腿骨頸部の強度および剛性の低下を引き起こした。これは、大腿骨頸部における、主に骨梁の損失のためである。これはまた、OVXモデルが機能的であることを再確認する。低用量および高用量のAOD処置は、OVXと比較して増加した剛性傾向を示したが、強度に差はなかった。これは、無機物またはコラーゲンにおける変化のような物質変化のためである。
【0136】
議論
AODが卵巣摘出から生じる骨格変化を防がなかったので、骨代謝に影響しなかったという仮説を我々は立てた。本研究の結果は、我々の仮説が誤りであること、およびAODが骨格に影響することを示唆する。この事は、卵巣摘出で生じる多くの骨格変化を防ぐことによる本研究を通じて見られた。AOD9604ペプチドは、脂肪分解を刺激するドメインのみを含むが、骨代謝を刺激しないと考えられた。原型のGHは、体内で異なったいくつかの標的細胞を有するので、AODが骨細胞と相互作用するらしいと我々は信じる。
【0137】
AODは、骨梁および皮質骨の両方共に影響したが、主に皮質骨に影響を与えた。AODが原型のGH分子としての骨格において、同様の効果を有すると考えられる。AODはまた、皮質BMDの減少を予防し、機械的な試験は、低用量のAODが皮質骨の低下を防ぐことを示した。骨梁におけるAODの効果はほとんどなかった。
【0138】
付属書1
マウスのIGF−I
カタログ番号:DY791
このDuoSet ELISA発育キットは、細胞培養上清および血清における天然および組み換えマウスのインスリン様成長因子(IGF−I)を測定するために、サンドウィッチELISAの発育に必要である主要成分を含む1。各キットは、およそ15個の96ウェルプレート上でELISAを実施するために十分な物質を含むが、但し、下記の条件の条件を満たす2
・該アッセイは、一般的なELISAプロトコルにまとめられるように実施される。
・推奨されるマイクロプレート、緩衝剤、希釈剤、基質および溶液が使用される。
この能書は、本製品を使用する前にその全体を読まなければならない。
【0139】
提供物質
すべての試薬は使用前に室温にする。
捕獲抗体(パート841413、1バイアル)
1.0mLのPBSで再構成する際、720μg/mLのハムスター抗マウスIGF−I。再構成後、2〜8℃で60日間まで保存するか、または等分し、6ヶ月間まで手動解凍冷凍庫で−20℃〜−70℃にて保存する3。担体蛋白質を含まずにPBS4中4.0μg/mLの作業濃度まで希釈する。
【0140】
検出抗体(パート841414、1バイアル)
1.0mLの試薬希釈液(必要な溶液の部を参照)で再構成する際、36μg/mLのビオチン化したヤギ抗マウスIGF−I。再構成後、2〜8℃で60日間まで保存するか、または等分し、6ヶ月間まで手動解凍冷凍庫で−20℃〜−70℃にて保存する3。試薬希釈液中、200ng/mLの作業濃度まで希釈する4
【0141】
標準品(パート841415、1バイアル)
0.5mLの試薬希釈液(必要な溶液の部を参照)で再構成する際、100ng/mLの組み換えマウスIGF−I。標準品は、希釈液を調製する前に、穏やかに攪拌しながら最小15分間静置させる。再構成した標準品を60日間まで2〜8℃で保存するか、または等分し、−70℃で6ヶ月間まで保存する3。試薬希釈液中、2倍連続希釈液を用いる7点の標準曲線、および高い標準品の2000pg/mLは、再構成される。
【0142】
ストレプトアビジン−HRP(パート890803、1バイアル)
セイヨウワサビ・パーオキシダーゼに共役する1.0mLのストレプトアビジン。最初の使用後、6ヶ月間まで2〜8℃で保存する3。凍結させない。試薬希釈液(必要な溶液の部を参照)を用いて、バイアルのラベルで特定された作業濃度まで希釈する4
【0143】
必要な溶液
PBS
137mM NaCl,2.7mM KCl,8.1mM Na2HPO4,1.5mM KH2PO4,pH7.2−7.4,0.2μmで濾過した。
洗浄緩衝液
0.05%Tween(登録商標)20のPBS溶液、pH7.2−7.4(R&Dシステムズ カタログ番号WA126)。
遮断緩衝液
0.05%NaN3を含む、5%Tween20のPBS溶液
試薬希釈液1
5%Tween20のPBS溶液、pH7.2−7.4、0.2μmで濾過した。
基質溶液
呈色試験液A(H22)および呈色試験液B(テトラメチルベンジジン)の1:1混合液(R&Dシステムズ カタログ番号DY999)
停止溶液
2N H2SO4(R&Dシステムズ カタログ番号DY994)。
【0144】
一般的なELISAプロトコル
プレート調製
1.担体蛋白質を含まないPBS中で作業濃度まで捕獲抗体を希釈する。すぐに、96ウェル・マイクロプレート5を、希釈した捕獲抗体のウェルあたり100μLでコーティングする。該プレートを密封し、室温で終夜インキュベートする。
2.各ウェルを吸引し、洗浄緩衝液で洗浄し、該方法を2回繰り返し、合計3回洗浄する。噴射瓶、マニフォールド分配器またはオートウォッシャーを用いて、各ウェルを洗浄緩衝液(400μL)で満たすことによって洗浄する。各工程で液体の完全な除去は、好結果のために必須である。最後の洗浄後、プレートを吸引または反転することによって、残った洗浄緩衝液のいずれも除去し、きれいな紙タオルでそれを拭き取る。
3.300μLの遮断緩衝液を各ウェルに加えることによってプレートを遮断する。最低1時間室温でインキュベートする。
4.工程2のとおり、吸引/洗浄を繰り返す。プレートは、サンプル添加の準備が整う。
【0145】
アッセイ手順
1.100μLのサンプルまたは標準品の試薬希釈液、または適当な希釈液をウェル毎に加える。粘着性ストリップで覆い、室温で2時間インキュベートする。
2.プレート調製の工程2のとおり吸引/洗浄を繰り返す。
3.試薬希釈液中で希釈した100μLの検出抗体を各ウェルに加える。新しい粘着性ストリップで覆い、室温で2時間インキュベートする。
4.プレート調製の工程2のとおり、吸引/洗浄を繰り返す。
5.100μLのストレプトアビジン−HRPの作業希釈液を各ウェルに加える。該プレートを覆い、室温で20分間インキュベートする。該プレートを直接光に置くことを避ける。
6.工程2のとおり、吸引/洗浄を繰り返す。
7.100μLの基質溶液を各ウェルに加える。室温で20分間インキュベートする。該プレートを直接光に置くことを避ける。
8.50μLの停止溶液を各ウェルに加える。該プレートを穏やかに軽くたたいて、完全な混合を確実にする。
9.マイクロプレートリーダーセットを用いて、450nmに対する各ウェルの光学密度をすぐに決定する。波長補正ができるなら、540nmまたは570nmにセットする。波長補正ができないなら、450nmでの読み取り値から540nmまたは570nmでの読み取り値を差し引く。この差し引きは、プレートにおける光学的な不完全さを修正する。補正せず直接450nmで行った読み取り値は、正確な値より高くなったり、低くなったりする。
【0146】
技術的な手引きおよび制限
このDuoSetは、ラベル上の期限日を超えて使用するべきではない。
再構成用および標準品の希釈用に選択される希釈液は、測定されるサンプルの環境を反映することが重要である。このプロトコルで提案される希釈液は、ほとんど細胞培養液上清のサンプルに適するべきである。使用前に、特定のサンプルのタイプ用の希釈液を確かめる。
使用する酵素および基質のタイプおよび捕獲/検出抗体の濃度は、異なった感受性および動的範囲を持つ免疫アッセイを作るために変更可能である。免疫アッセイ開発の基礎的な理解は、免疫アッセイにおける、これらの試薬の好結果の使用に要求される。
完全な一貫性のある洗浄技術は、適切なアッセイ性能のために必須である。洗浄緩衝液は、効果的に分配し、吸引またはデカントによってウェルから完全に除去するべきである。プレートを反転することによって残った洗浄緩衝液のいずれも除去し、それをきれいな紙タオルで拭き取る。
各工程用に未使用の貯蔵試薬およびピペットチップを使用する。
すべての標準品およびサンプルは、二回アッセイすることを薦める。
試薬および緩衝液の微生物混入を避ける。これは、アッセイの感受性を妨害し得る。大量の蛋白質を含む緩衝液は、滅菌条件で調製し、2〜8℃で保存するか、または毎日新たに調製する。
【0147】
安全上のご注意
このキットで使用するために提案される停止溶液は、酸溶液である。この物質を使用する場合、目、手、顔、および衣類の保護具を着用する。
【0148】
結果の計算
各標準品、コントロール、およびサンプルについて2回の読み取り値を平均し、平均ゼロ標準光学密度を差し引く。
4個のパラメーター・ロジスティック(4−PL)適合曲線を得ることができるコンピューターソフトを用いて、データを還元することによって標準曲線を作成する。別法として、x軸の濃度に対するy軸上の各標準品に対する平均吸収をプロットすることによって標準曲線を作って、グラフ上の点を通る最適合曲線を描く。データは、O.D.のlogに対するIGF−I濃度のlogをプロットすることによって直線化され得て、最適曲線は、回帰分析によって決定されうる。この手順は、適切ではあるが精度が劣るデータの適合を与える。サンプルが希釈されているなら、標準曲線から読み取った濃度は、希釈因子によって多様である。
【0149】
典型的なデータ
この標準曲線は、実験目的のためのみである。
標準曲線は、アッセイされたサンプルの各セットのために作られるべきである。
以下のグラフは、このマウスIGF−IのDuoSetを用いた場合に得られる典型的なデータを表す。該標準曲線は、コンピューターから得られた4−PL適合曲線を用いて計算された。
【表1】

【0150】
特異性
50ng/mLの組み換えマウスのIGF−IIを含むサンプルをアッセイし、交差反応性または干渉を全く示さなかった。
25ng/mLの組み換えヒトIGF−Iを含むサンプルは、63pg/mLとして読み取る(0.2%交差反応性)。
【0151】
校正
このDuoSetは、R&Dシステムズで生産され、高度に精製した大腸菌で発現した組み換えマウスのIGF−Iに対して校正される。
【0152】
1血清サンプルをアッセイするために、それぞれの研究室は、その独自の血清希釈液を開発およびバリデートするべきである。血清希釈液は、検出抗体またはストレプトアビジン−HRPを希釈するために使用してはいけない。
2個別の結果は、技術、プラスチック器および水源の違いのために変更しうる。
3但しこれは、キットの期限日以内である。
4最初の再構成後、すべての成分を最低15分間穏やかに攪拌しながら置いておく。作業希釈液は、調製し、すぐに使用するべきである。
5コスターEIAプレート(カタログ番号2592)が推奨される。
R&Dシステムズ社、614 マッキンリー・プレイス NE、ミネアポリス、ミネソタ州 55413 アメリカ合衆国
1-800-343-7475
Tel: (612) 379-2956
Fax: (612) 656-4400
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【図面の簡単な説明】
【0153】
【図1】図1は、骨芽細胞増殖アッセイにおいて、初代骨芽細胞培養液中のチミジン導入の量に対するAOD9604の濃度の棒グラフ。
【図2】図2は、実施例2のための実験計画の概要およびスケジュール。
【図3】図3は、実施例2に従う12週の処置後のすべての処置群の骨塩密度(BMD) a)腰椎(L4+L5)、b)大腿。
【図4】図4は、卵巣摘出モデルを試験する、a)腰椎(L4+L5)およびb)大腿の骨塩密度(**p<0.05で評価した有意差、***p<0.1で評価した傾向)。
【図5】図5は、OVXコントロールを薬物処置群と比較する、a)腰椎(L4+L5)(LAODに対するOVX、0.075,0.05、およびb)大腿(0.1,0.01)のBMD(*p<0.01で評価した有意差、**p<0.05で評価した有意差、***p<0.1で評価した傾向)。
【図6】図6は、すべての処置群のA)最終応力、B)破断ひずみを比較する右大腿についての三点曲げの結果(*は、p<0.01での有意差を示し、**は、p<0.05での有意差を示す)。
【図7】図7は、すべての処置群のA)破断までの規格化したエネルギー、B)弾性率を比較する右大腿についての三点曲げの結果(*は、p<0.01での有意差を示し、**は、p<0.05での有意差を示す)。
【図8】図8は、すべての処置群のA)破断までの規格化したエネルギー、B)弾性率を比較するL5の椎骨圧縮(**は、p<0.05での有意差を示す)。
【図9】図9は、大腿骨頸部の力学的性質:A)最終応力(N)、B)破断変形(mm)。*は、p<0.01での有意差を表し、**は、p<0.05での有意差を表し、***は、p<0.1の傾向を表す。
【図10】図10は、大腿骨頸部の力学的性質:A)破断までのエネルギー(mJ)、B)剛性(MPa)、*は、p<0.01での有意差を表し、**は、p<0.05での有意差を表し、***は、p<0.1の傾向を表す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
脂質代謝を調節する作用を有するが、IGF−1にそれほど影響がない治療上の有効量のペプチドを哺乳類に投与することを特徴とする哺乳類において骨障害を予防または治療する方法。
【請求項2】
該ペプチドがヒト成長ホルモン配列の177−191番目のアミノ酸残基またはその機能的なアナログまたはバリアントである、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
該ペプチドが脂質合成活性を減少することができ;および/または脂肪分解を刺激することができる請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項4】
該ペプチドが少なくとも哺乳類の成長ホルモンのジスルフィド結合したループを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
該ペプチドが配列:
【化1】

から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
該ペプチドがヒト成長ホルモンの182−189番目のアミノ酸(hGH182−189)を含む、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項6】
該ペプチドがヒト成長ホルモンの177−191番目のアミノ酸(hGH177−191)を含む、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項7】
該ペプチドがTyr−hGHの177−191番目であって、該配列が、Tyr Leu Arg Ile Val Gln Cys Arg Ser Val Glu Gly Ser Cys Gly Pheを有する、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項8】
該ペプチドが融合パートナーと共役する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
【請求項9】
該ペプチドが医薬組成物として投与される、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
該医薬組成物が医薬的に許容される担体を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
該医薬組成物がさらに骨障害に対して活性なさらなる薬剤を含む、請求項9または請求項10に記載の方法。
【請求項12】
該さらなる活性な薬剤が、1またはそれ以上のカルシウム、骨塩、γ−リノレン酸、ビタミンD、ビタミンK、エストロゲン、エストロゲン様化合物、ビホスフェートおよびイソフラボンから選択される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
該組成物がエネルギー源をさらに含む、請求項11または請求項12に記載の方法。
【請求項14】
該ペプチドが経口、舌下、口腔、鼻腔内、吸入によって、経皮、局所、または非経口的に投与され、皮下、静脈内、筋肉内、髄腔内、頭蓋内、注射または注入技術によって投与される、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
【請求項15】
該ペプチドが遺伝子組み換え食物の形態において経口投与される、請求項1〜13のいずれか一つに記載の方法。
【請求項16】
該骨障害が骨代謝変化によって特徴付けられる、請求項1〜15に記載のいずれかの方法。
【請求項17】
該骨障害が閉経後骨粗鬆症、骨減少症、パジェット病、癌患者における溶骨性転移、肝臓疾患における骨形成異常、および腎不全または血液透析、骨折、骨の手術、老化、妊娠、および栄養失調によって引き起こされる骨代謝変化を含む、骨粗鬆症から選択される請求項16に記載の方法。
【請求項18】
該哺乳類がまた、成長ホルモン欠乏でもある、請求項1〜17のいずれかに記載の方法。
【請求項19】
該哺乳類がヒトである、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
【請求項20】
哺乳類における、骨障害の治療または予防における使用のための医薬品製造におけるC末端成長ホルモンフラグメントの使用。
【請求項21】
該医薬品がまた、骨障害に対して活性なさらなる薬剤もさらに含む、請求項20に記載の使用。
【請求項22】
該さらなる活性化剤が1またはそれ以上のカルシウム、骨塩、γ−リノレン酸、ビタミンD、ビタミンK、エストロゲン、エストロゲン様化合物、ビホスフェートおよびイソフラボンから選択される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
該組成物がエネルギー源をさらに含む、請求項11または請求項12に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2007−536282(P2007−536282A)
【公表日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−511768(P2007−511768)
【出願日】平成17年5月4日(2005.5.4)
【国際出願番号】PCT/AU2005/000638
【国際公開番号】WO2005/105132
【国際公開日】平成17年11月10日(2005.11.10)
【出願人】(500107692)メタボリック・ファーマシューティカルズ・リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】METABOLIC PHARMACEUTICALS LTD.
【Fターム(参考)】