JP4312955B2 - Peptide antagonists of vascular endothelial growth factor - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
（連邦政府委託研究に関する声明）
本明細書において記載する本発明は、一部には、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ 助成金 ＣＡ３７３９２およびＣＡ４５５４８により後援されている。米国政府は、本発明に対して特定の権利を有する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）に関する。より詳細には、本発明は、ＶＥＧＦに関連する障害の処置におけるＶＥＧＦのアンタゴニストおよびそれらのアンタゴニストの使用に関する。
【０００３】
（発明の背景）
血管は、酸素および栄養が生体組織に供給され、そして廃棄物が生体組織から除去される手段である。血管形成（ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ）とは、新しい血管が形成される工程をいう。例えば、ＦｏｌｋｍａｎおよびＳｈｉｎｇの総説、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６７，１０９３１〜１０９３４（１９９２）、ＤｖｏｒａｋらＪ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．，１７４，１２７５〜１２７８（１９９１）を参照のこと。従って、適切な場合、血管形成とは重要な生物学的工程である。これは生殖、発生および創傷修復において重要である。しかし、不適切な血管形成は、重篤な負の結果を有し得る。例えば、腫瘍が迅速に増殖および転移することを可能にする酸素および栄養の十分な供給を有するのは、血管形成の結果として、多くの固体腫瘍が血管新生する後のみである。適切な平衡で血管形成の速度を維持することは、機能の範囲に非常に重要なので、健康を維持するためにはこれを注意深く調節するべきである。この血管形成工程は、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）および塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）のような分裂促進因子により活性化される内皮細胞（ＥＣ）から分泌されたプロテアーゼによる基底膜の分解から開始すると考えられる。この細胞は、遊走および増殖し、間質性間隙への固体内皮細胞出芽の形成を誘導し、次いで、血管ループが形成され、そして毛細血管が発生し、新しい基底膜の緊密な結合および沈着の形成を伴う。
【０００４】
成人では、内皮細胞の増殖速度は、代表的には体内の他の細胞型と比べて遅い。これらの細胞の回転時間は１０００日を超え得る。血管形成が迅速な増殖を生じる生理学的な例外は、代表的には、雌性の生殖系および創傷治癒過程で見られるような緻密な調節下で生じる。
【０００５】
血管形成の速度は、微小血管の増殖の正の調節因子と負の調節因子との間の局所平衡における変化に関与する。血管形成増殖因子の治療的意図は、２０年以上前にＦｏｌｋｍａｎおよび共同研究者らによって最初に記載された（Ｆｏｌｋｍａｎ，Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．，２８５：１１８２〜１１８６（１９７１））。身体が血管形成の制御の少なくともいくつかを消失した場合、異常な血管形成が生じ、これは過度の血管増殖または不充分な血管増殖のいずれかを生じる。例えば、潰瘍、脳卒中、および心臓発作のような状態は、自然な治癒に通常必要とされる血管形成の欠如に起因し得る。対照的に、過度の血管増殖は、腫瘍増殖、腫瘍伝播、失明、乾癬および慢性関節リウマチを生じ得る。
【０００６】
従って、血管形成のより大きい程度が所望される場合がある（血液循環増加、創傷治癒、および潰瘍治癒）。例えば、現在の研究者らは、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）ファミリー（Ｙａｎａｇｉｓａｗａ−Ｍｉｗａら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２５７：１４０１〜１４０３（１９９２）およびＢａｆｆｏｕｒら、Ｊ Ｖａｓｃ Ｓｕｒｇ，１６；１８１〜１９１（１９９２））、内皮細胞増殖因子（ＥＣＧＦ）（Ｐｕら、Ｊ Ｓｕｒｇ Ｒｅｓ，５４：５７５〜５８３（１９９３））、ならびにより最近では、心筋および後肢虚血の動物モデルにおいて側副動脈発生を促進および／または増強する血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）（Ｔａｋｅｓｈｉｔａら、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，９０：２２８〜２３４（１９９４）およびＴａｋｅｓｈｉｔａら、Ｊ．Ｃｌｉｎ Ｉｎｖｅｓｔ，９３：６６２〜６７０（１９９４））のような組換えの血管形成増殖因子の使用の可能性を証明している。
【０００７】
逆に、血管形成の阻害が所望される場合がある。例えば、多くの疾患が永続的な調節されない血管形成（これはときに、「新血管新生（ｎｅｏｖａｓｃｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）」といわれる）により進行される。関節炎において、新しい毛細血管は、関節を侵襲し、そして軟骨を破壊する。糖尿病では、新しい毛細血管は、ガラス質を侵襲し、出血し、そして失明を生じる。眼球の新血管新生は、失明の最も普通の原因である。腫瘍増殖および転移は、血管形成依存性である。腫瘍は、腫瘍自体を増殖させるために新しい毛細血管の増殖を持続的に刺激するはずである。
【０００８】
ＶＥＧＦは、血管形成の主な調節因子であり得るという証拠が高まっている（Ｆｅｒｒａｒａら、Ｅｎｄｏｃｒ．Ｒｅｖ．，１３，１８〜３２（１９９２）；Ｋｌａｇｓｂｒｕｎら、Ｃｕｒｒ．Ｂｉｏｌ．，３，６９９〜７０２（１９９３）；Ｋｌａｇｓｂｒｕｎら、Ｆｅｒｒａｒａら、Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１６１，８５１〜８５８（１９８９）に概説された）。ＶＥＧＦは、最初に、小胞星状（ｆｏｌｌｉｃｕｌｏｓｔｅｌｌａｔｅ）細胞の馴化培地から（Ｆｅｒｒａｒａら、Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｓｙ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１６１，８５１〜８５８（１９８９）、および種々の腫瘍細胞株から（Ｍｙｏｋｅｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８８：５８１９〜５８２３（１９９１）；Ｐｌｏｕｅｔら、ＥＭＢＯ．Ｊ．８：３８０１〜３８０６（１９９１））精製された。ＶＥＧＦは、血管透過性因子、つまり同時にＵ９３７細胞の馴化培地から精製された血透過性の調節因子、と同一であることが見出された（Ｋｅｃｋら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２４６：１３０９〜１３１２（１９８９））。ＶＥＧＦは、インビトロにおいて内皮細胞（ＥＣ）の特異的分裂促進因子であり、そしてインビボにおいて強力な血管形成因子である。ＶＥＧＦの発現は、胚形成および雌性の生殖周期中の血管新生下の組織において上方制御される（Ｂｒｉｅｒら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１１４：５２１〜５３２（１９９２）；Ｓｈｗｅｉｋｉら，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．，９１：２２３５〜２２４３（１９９３））。高レベルのＶＥＧＦは、腫瘍誘発性の低酸素に応答して、種々のタイプの腫瘍において発現されるが、正常な組織では発現されない（Ｓｈｗｅｉｋｉら，Ｎａｔｕｒｅ ３５９：８４３〜８４６（１９９２）；Ｄｖｏｒａｋら．，Ｊ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．，１７４：１２７５〜１２７８（１９９１）；Ｐｌａｔｅら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，５３：５８２２〜５８２７；Ｉｋｅａら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２７０：１９７６１〜１９７６６（１９８６））。ＶＥＧＦに対するモノクローナル抗体を用いる腫瘍の処置は、腫瘍血管形成の抑制に起因して腫瘍量の劇的な減少を生じた（Ｋｉｍら，Ｎａｔｕｒｅ，３８２：８４１〜８４４（１９９３））。ＶＥＧＦは、新血管新生に関連する多くの病理的状態およびプロセスにおいて主要な役割を果たすようである。従って、罹患した組織におけるＶＥＧＦ発現の調節は、ＶＥＧＦに誘導される新血管新生／血管形成の処置または予防に重要となり得る。
【０００９】
ＶＥＧＦは、４０〜４５Ｋの分泌型ホモダイマーである（Ｔｉｓｃｈｅｒ Ｅら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６６：１１９４７〜１１９５４（１９９１）。これは、胎盤由来増殖因子（ＰＩＧＦ）、ＶＥＧＦ−Ｂ、ＶＥＧＦ−Ｃ、ＶＥＧＦ−ＤおよびＶＥＧＦ−Ｅを含む拡大ファミリーのメンバーである（Ｏｌｏｆｓｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９３：２５７６〜２５８１（１９９６）、Ｊｏｕｋｏｖら，ＥＭＢＯ Ｊ．１５：２９０〜２９８（１９９６），Ａｃｈｅｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９５：５４８〜５５３（１９９８）、Ｏｇａｗａら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７３：３１２７３〜３１２８２（１９９８））。ＶＥＧＦは、８つのエキソンを含む単独の遺伝子からの選択的スプライシングにより産生される多数の異なるアイソフォームで存在する（Ｆｅｒｒａｒａら、Ｅｎｄｏｃｒ．Ｒｅｖ．１３：１８〜３２（１９９２）；Ｔｉｓｃｈｅｒら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，８０６：１１９４７〜１１９５４（１９９１）；Ｆｅｒｒａｒａら、Ｔｒｅｎｄｓ Ｃａｒｄｉｏ Ｍｅｄ．，３：２４４〜２５０（１９９３）；Ｐｏｌｔｅｒａｋら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７２：７１５１〜７１５８（１９９７））。ヒトＶＥＧＦアイソフォームは、それぞれ活性なホモダイマーを作製し得る、１２１、１４５、１６５、１８９、および２０６アミノ酸のモノマーからなる（Ｐｏｌｔｅｒａｋら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ，２７２：７１５１〜７１５８（１９９７）；Ｈｏｕｃｋら、Ｍｏｌ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．，８：１８０６〜１８１４（１９９１））。このＶＥＧＦ₁₂₁およびＶＥＧＦ₁₆₅アイソフォームが、最も大量である。ＶＥＧＦ₁₂₁は、ヘパリンに結合しない唯一のＶＥＧＦアイソフォームであり、そしてすべて培養培地に分泌される。ＶＥＧＦ₁₆₅は、それがヘパリンおよび細胞表面の硫酸ヘパリンプロテオグリカン（ＨＳＰＧ）に結合するという点でＶＥＧＦ₁₂₁と機能的に異なり、そして培養培地にほんの部分的に放出される（Ｈｏｕｃｋら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２４７：２８０３１〜２８０３７（１９９２）；Ｐａｒｋら，Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，４：１３１７〜１３２６（１９９３））。残りのアイソフォームは、完全に細胞表面および細胞外マトリックスＨＳＰＧに会合している（Ｈｏｕｃｋら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２４７：２８０３１〜２８０３７（１９９２）；Ｐａｒｋら，Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，４：１３１７〜１３２６（１９９３））。
【００１０】
ＶＥＧＦレセプターチロシンキナーゼであるＫＤＲ／Ｆｌｋ−１および／またはＦｌｔ−１は、ほとんどＥＣによって発現される（Ｔｅｒｍａｎら、Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１８７：１５７９〜１５８６（１９９２）；Ｓｈｉｂｕｙａら、Ｏｎｃｏｇｅｎｅ，５：５１９〜５２４（１９９０）；Ｄｅ Ｖｒｉｅｓら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６５：９８９〜９９１（１９９２）；Ｇｉｔａｙ−Ｇｏｒａｎら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ.、２８７：６００３〜６０９６（１９９２）；Ｊａｋｅｍａｎら，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．，８９：２４４〜２５３（１９９２））。たとえ両方のレセプターがＶＥＧＦの結合の際にリン酸化を起こしても、ＶＥＧＦ活性（例えば、分裂促進性、走化性、および形態学的変化の誘導）は、Ｆｌｔ−１でなく、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１により媒介されるようである（Ｍｉｌｌａｕｅｒら、Ｃｅｌｌ，７２：８３５〜８４６（１９９３）；Ｗａｌｔｅｎｂｅｒｇｅｒら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２６９：２６９８８〜２６９９５（１９９４）；Ｓｅｅｔｈａｒａｍら、Ｏｎｃｏｇｅｎｅ、１０：１３５〜１４７（１９９５）；Ｙｏｓｈｉｄａら，Ｇｒｏｗｔｈ Ｆａｃｔｏｒｓ、７：１３１〜１３８（１９９６））。最近、Ｓｏｋｅｒらは、ＥＣおよび種々の腫瘍由来細胞株（例えば、乳癌由来ＭＤＡ−ＭＢ−２３１（２３１）細胞）上で発現される新しいＶＥＧＦレセプターを同定した（Ｓｏｋｅｒら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２７１：５７６１〜５７６７（１９９６）。このレセプターは、第７エキソンにコードされる部分を含むためにＶＥＧＦアイソフォームを必要とする。例えば、ＶＥＧＦ₁₂₁およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒの両方は、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＦｌｔ−１に結合するが、ＶＥＧＦ₁₆₅のみが新しいレセプターに結合する。従って、これはアイソフォーム特異的レセプターであり、そしてＶＥＧＦ₁₆₅レセプター（ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ）と名付けられた。これはまた、１８９アイソフォームおよび２０６アイソフォームと結合する。構造機能分析において、ＶＥＧＦ₁₆₅がＶＥＧＦ₁₂₁には存在しない第７エキソンコードドメインを介してＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合することが直接示された（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２７１：５７６１〜５７６７（１９９６））。しかし、このレセプターの機能は明確ではなかった。
【００１１】
血管形成的な疾患の現在の処置は十分でない。持続的血管形成を予防する薬剤（例えば、薬物（ＴＮＰ−４７０）、モノクローナル抗体、アンチセンス核酸およびタンパク質（アンギオスタチン（ａｎｇｉｏｓｔａｔｉｎ）およびエンドスタチン（ｅｎｄｏｓｔａｔｉｎ））は、現在、試験中である。Ｂａｔｔｅｇａｙ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｍｅｄ．７３，３３３〜３４６（１９９５）；Ｈａｎａｈａｎら、Ｃｅｌｌ、８６．３５３〜３６４（１９９６）；Ｆｏｌｋｍａｎ、Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．、３３３、１７５７〜１７６３（１９９５）を参照のこと。抗血管形成性タンパク質を用いた以前の結果は有望であるが、それらのサイズは比較的大きく、従って使用および作製するのに困難である。さらに、タンパク質は、酵素的分解に供される。従って、血管形成を阻害する新しい薬剤が必要である。サイズ、作製の容易さ、安定性および／または力価において改善を示す新しい血管形成性のタンパク質またはペプチドが、所望される。
【００１２】
（発明の要旨）
本発明者らは、ＶＥＧＦ₁₆₅の第７エキソンの一部分がすべてのＶＥＧＦアイソフォームに対してアンタゴニストとして作用することを発見した。すべてのＶＥＧＦの形態が第７エキソンを有しているわけではないので、これは驚くべきことである。例えば、本発明者らは、第７エキソンにコードされる４４アミノ酸に対応するペプチドを含むグルタチオンＳ−トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）融合タンパク質、および第８エキソンでコードされるペプチド（ＶＥＧＦ₁₆₅のアミノ酸１１６〜１６０（配列番号１））の第一システインを調製した。この融合タンパク質は、ヒト臍帯静脈由来ＥＣ（ＨＵＶＥＣ）および２３１細胞上のレセプターへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合を阻害した。この阻害活性は、第７エキソンコードドメイン（アミノ酸２２〜４４）のＣ末端部分に局在化していた。さらに、この融合タンパク質は、ＨＵＶＥＣのＶＥＧＦ誘導化増殖を阻害した。この融合タンパク質はまた、ＶＥＧＦ₁₂₁誘導化分裂促進性を阻害し、これはＶＥＧＦ₁₂₁が第７エキソンを含まないことを考慮すると、予期せぬ結果であった。従って、本発明のポリペプチドは、ＶＥＧＦの主要なアイソフォームに対するアンタゴニストであり、そしてＶＥＧＦ誘発性の新血管新生または血管形成に関連する疾患および状態の処置に用いられ得る。
【００１３】
さらに、理論によって拘束されることを望まないが、ＶＥＧＦは、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１を発現する多くの癌と直接関連しており（Ｓｏｋｅｒら、Ｃｅｌｌ９２，７３５〜７４５（１９９８））、そしてこのレセプターに対するＶＥＧＦ結合の阻害がこのような癌の処置に用いられ得ると考えられる。
【００１４】
本発明は、例えば、以下の実施例に記載するようにＶＥＧＦ₁₆₅を用いるヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）増殖アッセイによって、決定されたように、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する配列番号１の一部分を有するポリペプチドを提供する。好ましくは、この一部分は、ＨＵＶＥＣ増殖の少なくとも２５％の減少、より好ましくは５０％の減少、さらにより好ましくは７５％の減少、最も好ましくは９５％の減少を有する。好ましくは、この一部分は、多くのシステイン残基さえ有する。
【００１５】
ＶＥＧＦアンタゴニスト活性はまた、Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７１、５７６１〜５７６７（１９９６）に開示され、そして以下の実施例に示されるように、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに対する標識されたＶＥＧＦ₁₆₅の結合の阻害によって決定され得る。好ましくは、この一部分は、結合を少なくとも２５％、より好ましくは５０％、最も好ましくは７５％阻害する。
【００１６】
本発明はさらに、例えば、以下の実施例に記載するようにＶＥＧＦ₁₆₅を用いるヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）増殖アッセイにより決定されるように、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する配列番号２（ＣＳＣＫＮＴＤＳＲＣＫＡＲＱＬＥＬＮＥＲＴＣＲＣ）を含むポリペプチド、またはその一部分を提供する。好ましくは、この一部分は、ＨＵＶＥＣ増殖において、少なくとも２５％減少、より好ましくは５０％減少、さらにより好ましくは７５％減少、最も好ましくは９５％の減少を有する。好ましくは、この一部分は、多くのシステイン残基さえ有する。
【００１７】
本発明の１つの好ましいポリペプチドは、以下の式（Ｉ）の構造を有する：
（Ｘ₁−（ＣＳＣＫＮＴＤＳＲＣＫＡＲＱＬＥＬＮＥＲＴ（配列番号３））−Ｘ₂）Ｉ ：
ここで、Ｘ₁は、Ｈまたは配列番号１のアミノ酸２〜２１の任意の部分である。例えば、配列番号１のアミノ酸３〜２１、４〜２１、５〜２１、６〜２１など。そしてＸ₂は、ＨまたはＣ、ＣＲ、ＲＣまたはＣＲＣである。式（Ｉ）のポリペプチドは、例えば、以下の実施例に記載するようにＶＥＧＦ₁₆₅を用いるヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）増殖アッセイによって、決定されるように、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する。好ましくは、このポリペプチドは、ＨＵＶＥＣ増殖において、少なくとも２５％減少、より好ましくは５０％減少、さらにより好ましくは７５％減少、最も好ましくは９５％の減少を有する。好ましくは、このポリペプチドは、多数のシステイン残基さえ有する。式（Ｉ）のポリペプチドはアナログを含む。
【００１８】
「アナログ」とは、本発明のペプチドのうちの１つの配列と異なるポリペプチドであるが、以下の実施例に記載するようにＶＥＧＦ₁₆₅を用いるヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）増殖アッセイにおいて、配列番号２のポリペプチドの少なくとも５０％のＶＥＧＦアンタゴニスト活性をなお示すポリペプチドをいう。好ましくは、このアナログは、配列番号２のポリペプチドのＶＥＧＦアンタゴニスト活性の７５％、最も好ましくは９５％を示す。差異は好ましくは保存的アミノ酸置換であり、ここでアミノ酸は、同様の特徴の別の天然に存在するアミノ酸と置きかえられる。例えば、以下の置換が「保存的」であると考えられる：Ｇｌｙ←→Ａｌａ；Ｖａｌ←→Ｉｌｅ；Ａｓｐ←→Ｇｌｕ；Ｌｙｓ←→Ａｒｇ；Ａｓｎ←→Ｇｌｎ；およびＰｈｅ←→Ｔｒｐ←→Ｔｙｒ。非保存的変化は、一般に異なる群からのアミノ酸での上記のアミノ酸の１つの置換（例えば、ＧｌｕをＡｓｎで置換）または、上記アミノ酸のいずれかをＣｙｓ、Ｍｅｔ、ＨｉｓもしくはＰｒｏで置換することである。
【００１９】
好ましい形態では、本発明のポリペプチドは、融合タンパク質の一部であるか、あるいは精製度をあげるため、安定性を増すため、および／または生物学的活性を提供する部分に結合している。
【００２０】
別の実施態様では、本発明のポリペプチド（単独でも融合タンパク質の一部としてのいずれでも）は、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１を発現する標的細胞に用いられる。この標的化は、診断のためにおよび治療的適用のために用いられ得る。例えば、診断目的で、このポリペプチドは放射線標識され、そしてＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１を発現する細胞を検出するために用いられる。本発明者らは、このレセプターの発現が前立腺癌および乳癌、特に転移性癌のような多くの癌において疾患状態に高い相関を有していることを発見した。従って、さらなる実施態様において、このポリペプチドは、特定の癌について予知的な様式で用いられ得る。
【００２１】
治療的適用のために、このポリペプチドは、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１を発現する細胞に薬剤を送達するために用いられ得る。例えば、このポリペプチドは、細胞へ所望の化学的または細胞傷害性部分を送達するためにキャリアとして用いられ得る。この細胞傷害性部分は、細菌、真菌もしくは植物起源の細胞傷害性薬物または酵素的に活性な毒素、あるいはこのような毒素の酵素的に活性なポリペプチド鎖またはフラグメント（「Ａ鎖」）であり得る。酵素的に活性な毒素およびそれらのフラグメントが好ましく、そしてジフテリア毒素Ａフラグメント、ジフテリア毒素の非結合性活性フラグメント、外毒素Ａ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ由来）、Ａリッチ鎖、アブリンＡ鎖、モデシン（ｍｏｄｅｃｃｉｎ）Ａ鎖、アルファサルシン（ａｌｐｈａｓａｒｃｉｎ）、特定のＡｌｅｕｒｉｔｅｓ ｆｏｒｄｉｉタンパク質、特定のＤｉａｎｔｈｉｎタンパク質、Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ ａｍｅｒｉｃａｎａタンパク質（ＰＡＰ、ＰＡＰＩＩおよびＰＡＰ−Ｓ）、Ｍｏｍｏｒｄｉｃａ ｃｈａｒａｔｉａインヒビター、カルシン（ｃｕｒｃｉｎ）、クロチン（ｃｒｏｔｉｎ）、Ｓａｐｏｎａｒｉａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓインヒビター、ゲロニン（ｇｅｌｏｎｉｎ）、ミトゲリン（ｍｉｔｏｇｅｌｌｉｎ）、レストリクトシン（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｃｉｎ）、フェノマイシン（ｐｈｅｎｏｍｙｃｉｎ）、およびエノマイシン（ｅｎｏｍｙｃｉｎ）により例示される。Ｒｉｃｉｎ Ａ鎖、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ外毒素ＡおよびＰＡＰが好ましい。
【００２２】
本発明は、ＶＥＧＦ誘導性の新血管新生または血管形成に関連する疾患または障害／状態を処置する方法をさらに提供する。本明細書において用いられる、用語「新血管新生」は、血管および毛細血管の増殖をいう。ＶＥＧＦ誘導性の新血管新生または血管形成に関連する疾患、障害または状態としては、網膜の新血管新生、血管腫（ｈｅｍａｇｉｏｍａ）、固体癌増殖、白血病、転移、乾癬、血管新生緑内障、糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、変形性関節症、子宮内膜症、筋変性、および未熟児網膜症（ＲＯＰ）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００２３】
本発明の方法において、本発明のポリペプチドの治療量は、ＶＥＧＦに関連する疾患もしくは状態を有するか、またはＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１を発現する腫瘍を有する宿主（例えば、ヒトまたは他の哺乳動物）に投与される。ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１の発現を検出するための方法は、Ｓｏｋｅｒら、Ｃｅｌｌ ９２：７３５〜７４５（１９９８）に記載されている。
【００２４】
本発明はまた、薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせた本発明のポリペプチドの有効量を含む組成物を提供する。
【００２５】
本発明の他の局面は、以下に開示される。
【００２６】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する単離されたポリペプチド、ペプチドをコードする核酸、このポリペプチドおよび核酸を含む薬学的組成物、ならびにＶＥＧＦに関連する疾患および障害（例えば、血管形成を誘導するＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１およびＶＥＧＦを発現する腫瘍）を処置するための方法を提供する。本発明のポリペプチドは、上記の、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する配列番号１の一部を含有するポリペプチド、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する配列番号２（ＣＳＣＫＮＴＤＳＲＣＫＡＲＱＬＥＬＮＥＲＴＣＲＣ）またはその一部を含有するポリペプチド、および式（Ｉ）の構造を有するポリペプチドを含む。本発明はさらに、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有するこれらのポリペプチドのアナログおよび誘導体を含む。エキソン７およびエキソン８をコードするＤＮＡ配列は、それぞれ配列番号１７および１８として配列リストに記載される。
【００２７】
ＶＥＧＦアンタゴニスト活性は、当該分野で公知の技術を使用して決定され得る。例えば、ＶＥＧＦアンタゴニスト活性は、アンタゴニストポリペプチドが使用される場合、野生型のＶＥＧＦ活性を調べ、そしてこのような活性の阻害または減少を比較することによって決定され得る。配列番号２のポリペプチドは、基準として使用され得る。任意のＶＥＧＦ活性を使用し得る。例えば、以下の実施例に記載されるように、ＶＥＧＦ₁₆₅を使用するヒト臍帯血静脈血管内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）増殖アッセイを使用し得る。好ましくは、この一部は、ＨＵＶＥＣ増殖において少なくとも２５％の減少、より好ましくは５０％の減少、さらにより好ましくは７５％の減少、最も好ましくは９５％の減少を有する。好ましくは、この一部は、偶数個のシステイン残基を有する。
【００２８】
ＶＥＧＦアンタゴニスト活性はまた、Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ． ２７１、５７６１〜５７６７（１９９６）において開示され、そして以下の実施例に記載されるように、標識されたＶＥＧＦ₁₆₅のＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに対する結合の阻害によって決定され得る。好ましくは、この一部は少なくとも２５％、より好ましくは５０％、最も好ましくは７５％まで結合を阻害する。
【００２９】
血管形成に影響を与えるためのＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドの能力はまた、多くの公知のインビボおよびインビトロアッセイを使用して決定され得る。このようアッセイは、Ｊａｉｎら、Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ３、１２０３〜１２０８（１９９７）に開示され、この開示は本明細書中で参考として援用される。例えば、インビボで血管形成を阻害する能力に対するアッセイは、ニワトリ絨毛尿膜アッセイおよびマウス、ラットまたはウサギ角膜嚢（ｃｏｒｎｅａｌ ｐｏｃｋｅｔ）アッセイを含む。Ｐｏｌｖｅｒｉｎｉら、１９９１、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ. １９８：４４０〜４５０を参照のこと。角膜嚢アッセイに従って、選択される腫瘍は、角膜嚢の形で試験動物の角膜内に移植される。可能性のある血管形成インヒビターは、角膜嚢に適用され、そして角膜嚢は慣用的に新血管新生について検査される。
【００３０】
本明細書中で使用されるように、ＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドの「誘導体」は、１以上の物理的、化学的、または生物学的な特性が変化しているポリペプチドである。このような改変は、以下：アミノ酸置換、修飾、付加または欠失；脂質化（ｌｉｐｉｄａｔｉｏｎ）、グリコシル化またはリン酸化のパターンにおける変化；他の有機分子および非有機分子と、ポリペプチド中に存在するアミノ酸残基の遊離のアミノ側鎖、カルボキシル側鎖、またはヒドロキシル側鎖との反応；および他の修飾（これらのいずれかは、一次構造、二次構造、または三次構造の変化を生じ得る）を含むがこれらに限定されない。さらにこのような誘導体は、上述のＶＥＧＦアンタゴニスト活性の少なくとも一つを示す。
【００３１】
本発明のポリペプチドは、好ましくは組換え方法によって産生される。以下の実施例１に開示される手順を参照のこと。広範な多様な分子学的および生化学的方法が、本発明のポリペプチドを生成し、そして発現するために利用可能である。例えば、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ、Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ（第２版、Ｓａｍｂｒｏｏｋ、ＦｒｉｔｓｃｈおよびＭａｎｉａｔｉｓ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ）、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ（Ａｕｆｕｂｅｌ、Ｂｒｅｎｔ、Ｋｉｎｇｓｔｏｎ、Ｍｏｒｅ、Ｆｅｉｄｍａｎ、ＳｍｉｔｈおよびＳｔｕｈｌ編、Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂｌ．Ａｓｓｏｃ．，Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｓｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、ＮＹ、Ｎ．Ｙ．１９９２）に開示される手順またはそうでなくても当該分野で公知な他の手順を参照のこと。例えば、本発明のポリペプチドは、化学合成、Ｅ．Ｃｏｌｉのような細菌および酵母のような真核生物における発現、バキュロウイルスまたは哺乳動物細胞に基づく発現系などによって得られ得、ポリペプチドの大きさ、性質および量に依存する。
【００３２】
用語「単離された」は、ポリペプチドがその元の環境（例えば、天然ＶＥＧＦ分子）から取り除かれることを意味する。例えば、天然に存在するポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、単離されていない生きている動物中に存在するが、天然の系において、いくつかのまたは全ての共存する物質から分離されている同一のポリヌクレオチドまたはＤＮＡまたはポリペプチドは、単離されている。このようなポリヌクレオチドは、ベクターの一部であり得、および／またはこのようなポリヌクレオチドもしくはポリペプチドは、組成物の一部であり得、そしてさらにこのようなベクターまたは組成物がその天然の環境の一部ではないように単離される。
【００３３】
本発明のポリペプチドを発現することが所望される場合、任意の適切な系が使用され得る。適切なベクターの一般的な性質、発現ベクターおよびそれに対する構築物は、当業者に明らかである。
【００３４】
適切な発現ベクターは、ファージまたはプラスミドに基づき得、これらはしばしば他の宿主に設計され得るが、これらの両方は一般に宿主特異的である。他の適切なベクターは、コスミドおよびレトロウイルス、ならびに任意の他のウイルスを含み、これらは所定の系に対して特異的であり得るか、または特異的であり得ない。コントロール配列（例えば、認識配列、プロモータ配列、オペレータ配列、インデューサ配列、ターミネータ配列および発現の調節に必須な、および／または有用な他の配列）は、当業者に容易に明らかである。
【００３５】
ヌクレオチド配列の適切な調製は、例えば、Ｓａｎｇｅｒら（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ７４：５４６３〜７（１９７７））の方法によって確認され得る。
【００３６】
本発明のポリペプチドをコードするＤＮＡフラグメント、レセプターまたはそのフラグメントは、適切なベクター中に容易に挿入され得る。理想的に、受容ベクターは、リーディングフレームおよび挿入の位置にわたって不確実性を誘導し得るが、挿入の容易さのために適切な制限部位を有し、例えば、用いられ得る平滑末端ライゲーションを有さない。このような例において、発現について形質転換株を試験することは当然のことであり、この６中の１は、適切なリーディングフレームを有するべきである。適切なベクターは、所望の発現系に従って、当業者によって選択され得ることは当然のことである。
【００３７】
適切な生物または好ましくは、アンピシリンを有する形質転換株を選択し、得られるプラスミドを有する真核細胞株（例えば、ＨｅＬａ）を形質転換することによって、または必要であれば他の適切な手段、および必要であればトリプトファンまたは他の適切なプロモータインデューサ（例えば、インドールアクリル酸）を添加することによって、所望のポリペプチドまたはタンパク質が発現され得る。発現の程度は、ＳＤＳポリアクリルアミドゲル電気泳動−ＳＤＳ−ＰＡＧＥ（Ｌｅｍｅｌｌｉ、Ｎａｔｕｒｅ ２２７：６８０〜６８５（１９７０））によって分析し得る。
【００３８】
増殖および形質転換する培養物などについて適切な方法は、通常、例えば、Ｍａｎｉａｔｉｓ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ、Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ、Ｍａｎｉａｔｉｓら（編）、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｓ、Ｎ．Ｙ．（１９８９））に例証される。
【００３９】
ポリペプチドまたはタンパク質の産生のための有用な培養物は、適切には任意の生細胞の培養物であり得、そして原核生物発現系から真核生物発現系まで変化し得る。一つの好ましい原核生物系は、その操作の容易さのためにＥ．Ｃｏｌｉの系である。しかし、真核タンパク質の発現のために、哺乳動物細胞株のようなより高度の系を使用することもまた可能である。一過性の発現のための現在好ましい細胞株には、ＨｅＬａ細胞株およびＣｏｓ細胞株である。他の発現系としては、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞株およびバキュロウイルス系が挙げられる。
【００４０】
使用され得る他の発現系には、例えば、ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｔｅｓ、および酵母（例えばＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｓｐｐ．特にＳ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）が挙げられる。任意の系は、所望されるように使用され得、一般にオペレータによって要求されるものに依存する。適切な系をまた使用しても、遺伝的物質を増幅し得るが、一般にＤＮＡの増殖のみが要求される場合、この目的のためにＥ．ｃｏｌｉを使用することが都合よい。
【００４１】
これらのポリペプチドおよびタンパク質は、発酵または細胞培養物から単離され得、以下を含む任意の種々の従来の方法を使用して精製され得る：ＨＰＬＣ、ＦＰＬＣなどを使用する液体クロマトグラフィー(例えば、順相または逆相）；アフィニティークロマトグラフィー（例えば、無機リガンドまたはモノクローナル抗体を用いて)；サイズ排除クロマトグラフィー；固定化金属キレートクロマトグラフィー；ゲル電気泳動；など。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなしに、最も適切な単離および精製技術を選択し得る。
【００４２】
これらのポリペプチドはまた、任意のいくつかの化学的技術によって生成され得る。例えば、これらは、本来Ｒ．Ｂ．Ｍｅｒｒｉｆｉｅｌｄ、「Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｉ．Ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｏｆ Ａ Ｔｅｔｒａｐｅｐｔｉｄｅ」、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、８３、２１４９〜５４頁（１９６３）によって記載された固相合成技術を使用して調製され得、またはこれらは溶液中の合成によって調製され得る。ペプチド合成技術の概要は、Ｅ．ＧｒｏｓｓおよびＨ．Ｊ．Ｍｅｉｎｈｏｆｅｒ、４ Ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅｓ：Ａｎａｌｙｓｉｓ、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、Ｂｉｏｌｏｇｙ；Ｍｏｄｅｒｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ａｎｄ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ、Ｊｏｈｎ ＷｉｌｅｙおよびＳｏｎｓ、（１９８１）ならびにＭ．Ｂｏｄａｎｓｚｋｙ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ Ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ（１９８４）において見出され得る。
【００４３】
上記で議論されるように、処置の一つの方法は、ペプチドに対する適切な毒素の吸着に次いで、腫瘍の範囲を標的することを包含する。このような毒素は、当該分野で周知であり、そして有毒な放射性同位体、重金属、酵素および補体活性化剤ならびに１細胞あたり１または２分子のみのレベルで作用し得るリシンのような天然毒素を含み得る。このような技術を、例えば癌を処置するために使用され得る適切な薬学的に活性な化合物の局在された用量を送達するために使用することはまた、可能であり得る。
【００４４】
本発明が、例えば、患者に対するペプチドの投与のために提供される場合、次いでこれは任意の適切な経路によってなされ得る。腫瘍がさらに局在される（または診断される）と考えられる場合、次いで投与の適切な方法は、その部位に直接注射することによってなされ得る。投与はまた、皮下の、筋内の、静脈内の、および皮内の注射を含む注射によってなされ得る。
【００４５】
処方物は、投与の経路に適切である任意のものであり得、そして当業者に明白である。この処方物は、適切なキャリア（例えば生理食塩水）を含み得、そしてまたバルク剤、他の医学的製剤、アジュバントおよび任意の他の適切な薬学的材料を含み得る。カテーテルは、投与の別の好ましい様式である。
【００４６】
用語「有効量」とは、検出可能な治療的効果を示すために十分なＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドまたはこのポリペプチドをコードする核酸の量をいう。この治療的効果は、例えば、所望されない組織または悪性細胞の増殖を阻害すること、不適切な血管形成（新血管新生)を阻害すること、慢性の炎症によって生じる組織の損傷を制限すること、腫瘍細胞の増殖の阻害などを、限定されることなく含み得る。被験体に対する正確な有効量は、被験体の大きさおよび健康、処置されるための条件の性質および重篤度などに依存する。従って、あらかじめ正確な有効量を特定することは不可能である。しかし、与えられた状態における有効量は、本明細書中で提供される情報に基づく慣習的な実験によって決定され得る。
【００４７】
用語「薬学的に受容される」とは、過度の毒性なしに哺乳動物に投与され得る化合物および組成物をいう。例示的な薬学的に受容される塩には、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩などのような無機酸塩；および酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩などのような有機酸塩が挙げられる。
【００４８】
ＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドは、経口的、局所的、または皮下注射および筋内注射、持続性の放出貯蔵物の移植、静脈注射、鼻腔内投与などを含む非経口的な手段によって投与される。従って、ＶＥＧＦアンタゴニストは、薬学的に受容されるキャリアと組み合わせて、ＶＥＧＦアンタゴニストを含む薬学的組成物として投与され得る。このような組成物は、水溶液、エマルジョン、クリーム、軟膏、懸濁液、ゲル、リポソーム懸濁液などであり得る。適切なキャリア（賦形剤）には、水、生理食塩水、Ｒｉｎｇｅｒ溶液、ブドウ糖溶液、およびエタノール、グルコース、スクロース、デキストラン、マンノース、マンニトール、ソルビトール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、リン酸塩、酢酸塩、ゼラチン、コラーゲン、Ｃａｒｂｏｐｏｌ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭ、植物性油脂などの溶液が挙げられ得る。さらに、適切な保存薬、安定薬、抗酸化薬、抗菌剤、および緩衝剤（例えば、ＢＨＡ、ＢＨＴ、クエン酸、アスコルビン酸、テトラサイクリン）などが挙げられ得る。処方物に有用なクリームまたは軟膏基剤には、ラノリン、Ｓｉｌｖａｄｅｎｅ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭ（Ｍａｒｉｏｎ）、Ａｑｕａｐｈｏｒ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭ（Ｄｕｋｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）などが挙げられる。他の代表的な処方物には、エーロゾル、包帯、および他の創傷包帯剤が挙げられる。あるいは、ＶＥＧＦアンタゴニストを、適切なポリマーマトリックスまたは膜に組み込むかまたは被包し得、従って局所的に処置させるために部位の近傍に移植するのに適切な持続性の放出送達デバイスを提供する。他のデバイスには、留置カテーテルおよびＡｌｚｅｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭミニポンプのようなデバイスが挙げられる。目の製剤は、Ｓｏｒｂｉ−ｃａｒｅ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭ（Ａｌｌｅｒｇａｎ）、Ｎｅｏｄｅｃａｄｒｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭ（Ｍｅｒｃｋ、Ｓｈａｒｐ＆Ｄｏｈｍｅ）、Ｌａｃｒｉｌｕｂｅ Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＴＭなどのような市販のビヒクルを使用して処方され得、または米国特許番号第５，１２４，１５５号（これは、本明細書中で参考として援用される）に記載されるような代表的な製剤を使用し得る。さらに、ＶＥＧＦアンタゴニストを固形、特に凍結乾燥粉末として提供し得る。凍結乾燥された処方物には、代表的に、安定化剤またはバルク剤、例えば、ヒト血清アルブミン、スクロース、マンニトールなどが挙げられる。薬学的に受容される賦形剤の詳細な議論は、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｍａｒｋ Ｐｕｂ．Ｃｏ．）において入手可能である。
【００４９】
本発明のアンタゴニストポリペプチドは、局所的または血管内に使用され得る。局所的な適用について、この処方物は、約１０ｎｇ／ｃｍ²／日から約１ｍｇ／ｃｍ²／日の割合で直接的に適用される。血管内の適用について、このインヒビターは、体重に対して、約１ｍｇ／ｋｇ／日から約１０ｍｇ／ｋｇ／日の割合で使用される。体内の使用について、この処方物は、移植される緩徐放出（ｓｌｏｗ ｒｅｌｅａｓｅ）の重合体物質から、または緩徐放出のポンプもしくは反復注射からのいずれかで処置される領域に直接放出され得る。各々の場合における放出速度は、約１００ｎｇ／日／ｃｍ³から約１００ｍｇ／日／ｃｍ³である。
【００５０】
本発明のＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドは、治療的な有効量の他の分子と組み合わせられ得、この分子は消極的に血管形成を調節し、この分子はＴＮＰ−４７０、血小板第４因子、トロンボスポンジン−１、メタロプロテアーゼの組織インヒビター（ＴＩＭＰ１およびＴＩＭＰ２）、プロラクチン（１６−Ｋｄフラグメント）、アンジオスタチン（プラスミノゲンの３８−Ｋｄフラグメント）、エンドスタチン、ｂＦＧＦ可溶性レセプター、トランスホーミング増殖因子β、インターフェロンα、可溶性ＫＤＲおよびＦＬＴ−１レセプターならびに胎盤の増殖関連タンパク質であり得るがこれらに限定されない。
【００５１】
本発明のＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドはまた、化学療法剤と組み合わせられ得る。
【００５２】
異常な血管形成または新血管新生に関連し、そして本発明の治療的化合物で処置され得る疾患、障害、または状態には、網膜の新血管新生、腫瘍の増殖、血管腫（ｈｅｍａｇｉｏｍａ）、固体の腫瘍、白血病、転移、乾癬、血管新生緑内障、糖尿病性網膜症、関節炎、子宮内膜症、および未熟児網膜症（ＲＯＰ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５３】
本発明のＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドをコードする核酸（例えば、ＤＮＡ）は、当業者に公知な任意の方法によって宿主へ送達されて、ＶＥＧＦに関連する障害を処置し得る。本発明の好ましい実施態様は、固体の腫瘍の血管形成を阻害して、さらなる腫瘍の増殖および結果として生じる転移を予防する方法に関する。この目的のために、遺伝子トランスファーしやすい任意の固体の腫瘍または腫瘍の周囲の領域が、開示された治療的適用の標的となり得る。本発明のＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドまたはその誘導体もしくはそのアナログをコードする、組換えウイルスまたは非ウイルスに基づく遺伝子トランスファー系内に格納されるＤＮＡは、当該分野で公知のいくつかの手順によって腫瘍の近傍内の標的細胞に配向され得る。これらの手順には、（ａ）有効量のＤＮＡを腫瘍中の部位またはその周囲に対して投与することと組み合わせた外科的手順（可能であれば、腫瘍の一部または全体の最初の除去を含む）；（ｂ）腫瘍部位内または近傍に対する直接的な遺伝子転移ビヒクルの注射；および（ｃ）当該分野で公知の技術を使用する、遺伝子転移系ベクターおよび／または遺伝子産物の局所的または全身的送達が挙げられるがこれらに限定されない。
【００５４】
従って、ＶＥＧＦまたはＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１もしくはＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−２発現細胞を含む任意の固体の腫瘍は、処置について可能性のある標的である。遺伝子治療の適用に対して特に攻撃されやすい固体の腫瘍の例には、以下が挙げられるが決して限定として列挙するものではない（ａ）中枢神経系の新生物（例えば、神経膠芽細胞腫、星状細胞腫、神経芽細胞腫、髄膜腫、脳室上衣細胞腫、しかしここでも限定される必要はない）；（ｂ）ホルモン依存性である癌（インサイチュ癌、上皮内癌、髄様癌、管状腺癌、浸潤（ｉｎｖａｓｉｖｅ）（浸潤（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｎｇ）癌および粘液性癌腫を含むがこれらに限定されない前立腺、精巣、子宮、頸、卵巣、乳癌のような組織）；（ｃ）黒色腫（癌および眼の黒色腫を含むがこれらに限定されない）；（ｄ）少なくとも扁平上皮細胞癌腫、紡錘体癌（ｓｐｉｎｄｌｅ ｃａｒｃｉｎｏｍａ）、小細胞癌、腺癌および大細胞癌を含む肺の癌；ならびに（ｅ）胃腸系（例えば、少なくとも大腸の腺癌を含む食道、胃、小腸、結腸、結腸直腸、直腸および肛門領域）の癌。
【００５５】
発現ベクターは、本明細書中で、適切な宿主において遺伝子のクローン化されたコピーの転写およびこれらのｍＲＮＡの翻訳について要求されるＤＮＡ配列として規定される。このようなベクターを使用して、種々の宿主（例えば、細菌、藍藻、真菌細胞、酵母細胞、植物細胞、昆虫細胞および動物細胞）において真核生物の遺伝子を発現し得る。
【００５６】
特異的に設計されたベクターは、宿主間（例えば、細菌−酵母細胞または細菌−動物細胞または細菌−昆虫細胞）のＤＮＡのシャトルを可能にする。適切に構築された発現ベクターには、以下：宿主細胞において自律増殖に対する複製起点、選択マーカー、限定数の有用な制限酵素部位、高いコピー数に対する可能性、および活性なプロモーター、を含むべきである。プロモーターは、ＤＮＡに結合し、そしてＲＮＡ合成を開始するためのＲＮＡポリメラーゼに配向するＤＮＡ配列として定義される。強力なプロモーターは、高頻度で開始されるｍＲＮＡを生じるものである。
【００５７】
発現ベクターには、クローニングベクター、改変されたクローニングベクター、特異的に設計されたプラスミドまたはウイルスが挙げられ得るがこれらに限定されない。
【００５８】
種々の哺乳動物の発現ベクターを使用して、哺乳動物細胞における組換えＶＥＧＦアンタゴニストを発現し得る。市販されている哺乳動物の発現ベクターは、組換え発現について適切であり得、以下：ｐｃＤＮＡ３．１（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ｐＢｌｕｅＢａｃＨｉｓ２（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ｐＬＩＴＭＵＳ２８、ｐＬＩＴＭＵＳ２９、ｐＬＩＴＭＵＳ３８およびｐＬＩＴＭＵＳ３９（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ ＢｉｏＬａｂｓ）、ｐｃＤＮＡＩ、ｐｃＤＮＡｌａｍｐ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ｐｃＤＮＡ３（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ｐＭＣ１ｎｅｏ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、ｐＸＴ１（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、ｐＳＧ５（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、ＥＢＯ−ｐＳＶ２−ｎｅｏ（ＡＴＣＣ３７５９３）、ｐＢＰＶ−１（８−２）（ＡＴＣＣ３７１１０）、ｐｄＢＰＶ−ＭＭＴｎｅｏ（３４２−１２）（ＡＴＣＣ３７２２４）、ｐＲＳＶｇｐｔ（ＡＴＣＣ３７１９９）、ｐＲＳＶｎｅｏ（ＡＴＣＣ３７１９８）、ｐＳＶ２−ｄｈｆｒ（ＡＴＣＣ３７１４６）、ｐＵＣＴａｇ（ＡＴＣＣ３７４６０）、ならびに？ＬＺＤ３５（ＡＴＣＣ３７５６５）を含むがこれらに限定されない。
【００５９】
本発明のＶＥＧＦアンタゴニストをコードするＤＮＡはまた、組換え宿主細胞中の発現に対する発現ベクター内でクローン化され得る。組換え宿主細胞は、原核生物または真核生物（細菌、酵母、哺乳動物細胞（ヒト、ウシ、ブタ、サルおよび齧歯類起源の細胞株を含むがこれらに限定されない）、ならびに昆虫細胞（細胞株由来のショウジョウバエ（ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ）、ガ、カおよびヨトウムシ（の幼虫：ａｒｍｙｗｏｒｍ）を含むがこれらに限定されない））を含み得るがこれらに限定されない。この発現ベクターは、多くの技術の任意の一つ（形質転換、トランスフェクション、Ａｄ／ポリリジンＤＮＡ複合体、プロトプラスト融合、およびエレクトロポレーションを含むがこれらに限定されない)によって宿主細胞内に導入され得る。哺乳動物種由来の細胞株（これは適切であり得、そして市販されている）には、以下の細胞、ＣＶ−１（ＡＴＣＣ ＣＣＬ７０）、ＣＯＳ−１（ＡＴＣＣ ＣＲＬ１６５０）、ＣＯＳ−７（ＡＴＣＣ ＣＲＬ１６５１）、ＣＨＯ−Ｋ１（ＡＴＣＣ ＣＣＬ６１）、３Ｔ３（ＡＴＣＣ ＣＣＬ９２）、ＮＩＨ／３Ｔ３（ＡＴＣＣ ＣＲＬ１６５８）、ＨｅＬａ（ＡＴＣＣ ＣＣＬ２）、Ｃ１２７１（ＡＴＣＣ ＣＲＬ１６１６）、ＢＳ−Ｃ−１（ＡＴＣＣ ＣＣＬ２６）およびＭＲＣ−５（ＡＴＣＣ ＣＣＬ１７１）ならびにＨＥＫ２９３細胞が挙げられるがこれらに限定されない。昆虫細胞株（これは適切であり得、そして市販されている）には、３Ｍ−Ｓ（ＡＴＣＣ ＣＲＬ８８５１）、ガ（ＡＴＣＣ ＣＣＬ８０）、カ（ＡＴＣＣ ＣＣＬ１９４および１９５；ＡＴＣＣ ＣＲＬ１６６０および１５９１）ならびにヨトウムシ（Ｓｆ９、ＡＴＣＣ ＣＲＬ１７１１）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００６０】
ＶＥＧＦアンタゴニストポリペプチドをコードするＤＮＡフラグメントは、ウイルスまたは非ウイルスに基づく方法により、全身的にか、または哺乳動物宿主の固形腫瘍の近傍にある標的細胞のいずれかに送達され得る。本発明において利用され得るウイルスベクター系は、（ａ）アデノウイルスベクター；（ｂ）レトロウイルスベクター；（ｃ）アデノ関連ウイルスベクター；（ｄ）単純ヘルペスウイルスベクター；（ｅ）ＳＶ４０ベクター；（ｆ）ポリオーマウイルスベクター；（ｇ）パピローマウイルスベクター；（ｈ）ピコルナウイルス（ｐｉｃａｒｎｏｖｉｒｕｓ）ベクター；および（ｉ）ワクシニアウイルスベクターを含むが、これらに限定されない。
【００６１】
本発明のＶＥＧＦアンタゴニストをコードするＤＮＡを含む組換えウイルスまたは組換えベクターは、固形腫瘍および／または固形腫瘍に近接する静態組織（例えば、脂肪組織または筋肉組織）内への直接注射により、宿主に好ましくは投与される。腫瘍細胞を標的化された脂肪細胞および筋肉細胞の領域中にトランスフェクトすることは、もちろん有用である。これらの周辺細胞におけるＶＥＧＦアンタゴニストの一過性の発現は、これらのペプチドの局所的な細胞外増加を生じ、そしてＶＥＧＦレセプターとの結合を促進し、従ってそのレセプターへのＶＥＧＦの結合を阻害する。
【００６２】
また適切である非ウイルスベクターは、ＤＮＡ−脂質複合体、例えば、アシアログリコプロテイン媒介送達系のようなリポソーム−媒介結合体またはリガンド／ポリ−Ｌ−リシン結合体を含む（例えば、Ｆｅｌｇｎｅｒら、１９９４、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６９：２５５０−２５６１；Ｄｅｒｏｓｓｉら、１９９５、Ｒｅｓｔｏｒ．Ｎｅｕｒｏｌ．Ｎｅｕｒｏｓ．８：７−１０；およびＡｂｃａｌｌａｈら、１９９５、Ｂｉｏｌ．Ｃｅｌｌ ８５：１−７を参照のこと）。
【００６３】
本発明はまた、本発明の薬学的組成物の１つ以上の成分で満たされた１つ以上の容器を含む、薬学的パックまたはキットを提供する。必要に応じて薬学的もしくは生物学的製品の製造、使用または販売の行政機関規制により規定される形態での注意書きが、そのような容器に付随し得、その注意書きは、ヒト投与物に対する製造、使用または販売についての行政機関による認可を反映した注意書きである。
【００６４】
本願を通して引用された参考文献は、本明細書中で参考として援用される。
【００６５】
本発明は、以下の実施例によりさらに例示される。これらの実施例は、本発明の理解を補助するために提供され、そしてその制限としては解釈されない。
【００６６】
（実施例１）
（実験手順）
（材料）
ヒト組換えＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁を、以前に記載されたように（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６）、Ｃｏｈｅｎら、Ｇｒｏｗｔｈ Ｆａｃｔｏｒｓ、７、１３１−１３８（１９９２））、ヒトＶＥＧＦ₁₆₅またはＶＥＧＦ₁₂₁をコードする組換えバキュロウイルスで感染させたＳｆ−２１昆虫細胞において産生した。ＶＥＧＦ₁₆₅を、感染されたＳｆ−２１細胞の馴化培地からヘパリンアフィニティークロマトグラフィーにより精製し、そしてＶＥＧＦ₁₂₁を陰イオン交換クロマトグラフィーにより精製した。塩基性ＦＧＦは、Ｊｕｄｉｔｈ Ａｂｒａｈａｍ博士（Ｓｃｉｏｓ、Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、ＣＡ）の御厚意により提供された。細胞培養培地をＬｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．より購入した。¹²⁵Ｉ−ナトリウムをＮＥＮ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓより購入した。ジスクシニミジルスベリン酸塩（Ｄｉｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｙｌ ｓｕｂｅｒａｔｅ）およびＩＯＤＯ−ＢＥＡＤＳをＰｉｅｒｃｅより購入した。Ｇ−グルタチオンアガロース、ＮＡＰ−５カラム、およびｐＧＥＸ−２ＴＫプラスミドをＰｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ．より購入した。ＴＳＫ−ヘパリンカラムをＴｏｓｏＨａｓｓ（Ｔｏｋｙｏ、Ｊａｐａｎ）より購入した。分子量マーカーをＡｍｅｒｓｈａｍ Ｃｏｒｐ．（ＩＬ）より購入した。ブタ腸粘膜由来ヘパリンをＳｉｇｍａより購入した。
【００６７】
（細胞培養）
ヒト臍静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）を、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）（Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ ＭＤ）より入手し、そしてゼラチン被覆ディッシュ上で、２０％ウシ胎仔血清（ＦＣＳ）ならびにグルタミン、ペニシリン、およびストレプトマイシンの混合物（ＧＰＳ）を含有するＭ−１９９培地中で増殖させた。塩基性ＦＧＦ（１ｎｇ／ｍｌ）を一日おきに培養培地に添加した。親の、およびＫＤＲ／Ｆｌｋ−１（ＰＡＥ−ＫＤＲ）を発現するようトランスフェクトされたブタ内皮細胞（ＰＡＥ）は、Ｌｅｍａ Ｃｌａｅｓｓｏｎ−Ｗｅｌｓｈ博士の御厚意により提供され、そしてこれを記載されたように１０％ＦＣＳおよびＧＰＳを含有するＦ１２培地において増殖させた（Ｗａｌｔｅｎｂｅｒｇｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２６９、２６９８８−２６９９５（１９９４））。ＭＤＡ−ＭＢ−２３１（２３１）細胞をＡＴＣＣより入手し、そして１０％のＦＣＳおよびＧＰＳを含有するダルベッコ（Ｂｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ）変法イーグル培地で増殖した。
【００６８】
（内皮細胞増殖アッセイ）
ＨＵＶＥＣを、ゼラチン被覆９６ウェルディッシュにおいて、４，０００細胞／２００Ｕｌ／ウェルの濃度で５％ＦＣＳおよびＧＰＳを含有するＭ−１９９中に播種した。２４時間後、ＶＥＧＦアイソフォームおよびＶＥＧＦエキソン７−ＧＳＴ融合タンパク質を同時にウェルに添加した。この細胞を７２時間インキュベートし、そして［３Ｈ］チミジン（１μＣ／ｍｌ）を１０〜１２時間添加した。培地を吸引し、そしてこの細胞をトリプシン処理し、そして自動セルハーベスター（ｃｅｌｌ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ）（ＴＯＭＴＥＣ）により採集し、そしてフィルターマット（Ｆｉｌｔｅｒｍａｔｓ）（Ｗａｌｌａｃ）にのせた。フィルターマットをスキャンし、そしてカウント毎分（ｃｐｍ）をＭｉｃｒｏＢｅｔａ計数器（Ｗａｌｌａｃ）により測定した。結果は、３連でアッセイされたサンプルの平均を表し、そして標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）を決定した。全ての実験は少なくとも３回繰り返され、そして同様の結果が得られた。
【００６９】
（ＶＥＧＦの放射性ヨウ素結合）
ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ１２１の放射性ヨウ素結合を、ＩＯＤＯ−ＢＥＡＤＳを使用し、製造業者の指示に従って実施した。簡潔には、１つのＩＯＤＯ−ＢＥＡＤを１００μｌの０．１Ｍリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）でリンスし、乾燥させ、そして１００μｌの０．１Ｍリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）中で¹²⁵Ｉ−ナトリウム（０．２ｍＣｉ／μｇタンパク質）と共に５分間室温でインキュベートした。ＶＥＧＦ（１〜３μｇ）を反応混合物に添加し、そして５分後に、ビーズを除去することによりその反応を停止した。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦを含有する溶液を２ｍｇ／ｍｌゼラチンに調整し、そして２ｍｇ／ｍｌゼラチンを含有するＰＢＳで予め平衡したＮＡＰ−５カラムを使用するサイズ排除クロマトグラフィーにより精製した。ヨウ素化タンパク質のアリコートをドライアイスで凍結し、そして−８０℃に保存した。その比活性は４０，０００〜１００，０００ｃｐｍ／ｎｇタンパク質の範囲であった。
【００７０】
（¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦの結合および架橋）
¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅および¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁を使用する結合ならびに架橋実験を以前に記載されたように実施した（Ｇｉｔａｙ−Ｇｏｒｅｎら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２８７、６００３−６０９６（１９９２）、Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））。ＶＥＧＦ結合を、ｙ−計数器（Ｂｅｃｋｍａｎ、Ｇａｍｍａ ５５００）における細胞に付随する放射能を測定することにより定量した。この計数は３つのウェルの平均を表す。全ての実験は少なくとも３回繰り返され、そして同様の結果が得られた。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ架橋複合体を６％ＳＤＳ−ＰＡＧＥにより分離し、そしてこのゲルをリン光体スクリーンに曝露し、そして２４時間後にＰｈｏｓｐｈｏｒＩｍａｇｅｒ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）により走査した。引き続いて、このゲルをＸ線フィルムに曝露した。
【００７１】
（ＧＳＴ−ＶＥＧＦエキソン７および８融合タンパク質の調製）
ＶＥＧＦのエキソン７および８の異なるセグメントを、以下のプライマーを使用するヒトＶＥＧＦ ｃＤＮＡからのポリメラーゼ連鎖反応により増幅した：
【００７２】
【表１】

増幅産物をＢａｍＨＩおよびＥｃｏＲＩ制限酵素で消化し、そしてプラスミドｐ２ＴＫ−エキソン７＋８およびその誘導体を産生するように、ＧＳＴ（Ｓｍｉｔｈら、Ｇｅｎｅ（Ａｍｓｔ．）、８７、３１−４０（１９８８）をコードするｐＧＥＫ−２ＴＫベクター（Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ．）中にクローン化した。Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ（ＤＨ４ａ）をｐ２ＴＫ−エキソン７＋８および誘導体で形質転換し、ＧＳＴ融合タンパク質を産生した（配列については、図５Ｂを参照のこと）。引き続き、細菌溶解物をグルタチオン−アガロースアフィニティ−クロマトグラフィーにより分離した（Ｓｍｉｔｈら、Ｇｅｎｅ（Ａｍｓｔ．）、８７、３１−４０（１９８８））。グルタチオン−アガロースから溶出されたサンプルを、１５％ＳＤＳ−ＰＡＧＥおよび銀染色により分析した。ＧＳＴ融合タンパク質をさらに、記載されるようにＴＳＫ−ヘパリンカラムに載せた。
【００７３】
（結果）
（ＨＵＶＥＣに対する、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁の示差的レセプター結合および分裂促進活性）
ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁は、ＨＵＶＥＣ上で発現されるＶＥＧＦレセプターと相互作用するそれら能力において異なる（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６）、Ｇｉｔａｙ−Ｇｏｒｅｎら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７１、５５１９−５５２３（１９９６））。ＶＥＧＦ₁₂₁はＫＤＲ／Ｆｌｋ−１に結合して２４０−ｋＤａの標識複合体を形成し（図１、レーン２）、一方ＶＥＧＦ₁₆₅はこのサイズの複合体を形成するのに加えて、₁₆₅−１７５ｋＤａのより低分子量の複合体をまた形成する（図１、レーン１）。このアイソフォーム特異的レセプターをＶＥＧＦ₁₆₅レセプター（ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ）と命名した。これらの示差的レセプター結合特性は、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁が、示差的な分裂促進活性もまた有し得ることを示唆する。従って、ＨＵＶＥＣ増殖を刺激するこの２つのＶＥＧＦアイソフォームの能力を試験した。ＶＥＧＦ₁₆₅はＶＥＧＦ₁₂₁よりもＨＵＶＥＣに対してより強力な分裂促進剤であった（図２）。ＶＥＧＦ₁₆₅は１ｎｇ／ｍｌで最大ＤＮＡ合成の半分を刺激し、そして４ｎｇ／ｍｌでの最大刺激は対照に対して８倍の増加を生じた。他方、２ｎｇ／ｍｌのＶＥＧＦ₁₂₁が最大刺激の半分に必要とされ、そして最大刺激のための２０ｎｇ／ｍｌはＨＵＶＥＣ増殖において、対照に対して４倍の増加を生じた。従って、ＶＥＧＦ₁₆₅と比較してちょうど２倍のＶＥＧＦ₁₂₁が、最大刺激の半分を達成するために必要とされ、そしてＶＥＧＦ₁₂₁に誘導される増殖はＶＥＧＦ₁₆₅に誘導されるレベルの約半分で飽和に達する。総合すると、これらの結果は、ＶＥＧＦ₁₂₁と、比較されたＥＣに対するＶＥＧＦ₁₆₅の増強された分裂促進活性と、ＨＵＶＥＣ上のさらなるレセプター（ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ）に結合するＶＥＧＦ₁₆₅の能力との間に相関が存在し得ることを示唆する。
【００７４】
（エキソン７−および８−コードドメインを含有する融合タンパク質は、ＨＵＶＥＣおよび２３１細胞上レセプターへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合を阻害する）
本発明者らの以前の研究は、ＶＥＧＦ₁₆₅のＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの結合がエキソン７によりコードされる４４のアミノ酸（ＶＥＧＦアミノ酸１１６〜１５８）（これは、ＶＥＧＦ₁₆₅に存在するが、ＶＥＧＦ₁₂₁には存在しない）により媒介されることを示した（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））。ＶＥＧＦエキソン７またはＶＥＧＦエキソン７および８によりコードされるペプチドを含有するＧＳＴ融合タンパク質が調製された。エキソン７に対してＣ末端であるエキソン８によりコードされる６つのアミノ酸が、融合タンパク質の調製を促進するために含まれたが、いずれにしても結果に影響を与えなかった（データ示さず）。エキソン７融合タンパク質は、直接的に２３１細胞上のＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合する（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））。それはまた、ＨＵＶＥＣ上のＫＤＲ／ＦＬＫ−１にではなく、ＨＵＶＥＣ上のＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに直接的に結合する（図１、レーン３）。ＨＵＶＥＣ（ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを両方とも発現する）への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合、ＰＡＥ−ＫＤＲ細胞（ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１のみを発現する（Ｗａｌｔｅｎｂｅｒｇｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２６９、２６９８８−２６９９５（１９９４））への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合、および２３１細胞（ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒのみ発現する（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合と競合するＧＳＴ−ＶＥＧＦ₁₆₅エキソン７−および８−コードペプチド（ＧＳＴ−Ｅｘ ７＆８）の能力を試験した（図３）。ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８の濃度の増加は、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅のＨＵＶＥＣへの結合を約８５〜９５％（図３Ａ）、および２３１細胞への結合を９７〜９８％、著しく阻害した（図３Ｂ）。しかし、この融合タンパク質はＰＡＥ−ＫＤＲ細胞（これはＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを全く発現しない）への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合を阻害しなかった（図３Ｃ）。ＧＳＴタンパク質単独では２０μｇ／ｍｌの濃度でさえ、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の任意の細胞型への結合において有意な効果を有さなかった。総合すると、これらの結合研究は、ＧＳＴ−ＥＸ ７＋８が¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅結合に対して、ＫＤＲではなくＶＥＧＦ₁₆₅Ｒと直接的に相互作用することにより競合することを示唆した。
【００７５】
これらの結合実験は、架橋による個々のＶＥＧＦレセプター種への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦの結合におけるＧＳＴ−Ｅｄ ７＋８の効果を分析するために拡大された（図４）。２３１細胞への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の架橋はＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを有する標識複合体の形成を生じた（図４、レーン３）。これらの複合体の形成は、１５μｇ／ｍｌのＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８の存在下で著しく阻害された（図４、レーン４）。ＨＵＶＥＣへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の架橋は、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１を伴う、より高分子量の標識複合体、およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを伴う、より低分子量の標識複合体の形成を生じた（図４、レーン１）。ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８は、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを含有するＶＥＧＦ₁₆₅−１７５−ｋＤａの標識複合体の形成を著しく阻害した（図４、レーン２）。他方、融合タンパク質は、ＰＡＲ／ＫＤＲ細胞上のＫＤＲ／Ｆｌｋ−１への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の架橋を阻害しなかった（示さず）。総合すると、（ｉ）ＶＥＧＦ₁₆₅はエキソン４（４０）によりコードされるアミノ酸を介してＫＤＲ／Ｆｌｋ−１に結合し、（ｉｉ）ＶＥＧＦ₁₆₅はエキソン７によりコードされるアミノ酸を介してＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合し、そして（ｉｉｉ）ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はＫＤＲではなくＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合するから（図１および図８）、これらの結果は、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合と直接的に整合することにより、ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８がＫＤＲ／Ｆｌｋ−１への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合をまた間接的に阻害することを示唆した。
【００７６】
（エキソン７−コードドメインを伴うコア阻害性領域の局在化）
ＧＳＴ−Ｅｘ ７融合タンパク質は、４４アミノ酸のエキソン７コードドメイン全体を含む。コア阻害性領域が存在するか否かを決定するため、エキソン７のＮ末端およびＣ末端での欠失が作製され、そしてＨＵＶＥＣへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合に対する効果が測定された（図５）。これらの実験において、エキソン８の位置でエキソン７コードドメイン＋システイン残基を含有する融合タンパク質が、融合タンパク質のＶＥＧＦ部分におけるシステイン残基の数を、等しく維持するために含まれる。ＧＳＴ−Ｅｘ ７融合タンパク質は、２μｇ／ｍｌ融合タンパク質でＨＵＶＥＣへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合を８０％阻害した（図５）。ＨＵＶＥＣおよび２３１細胞への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合の阻害はＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８の結合の阻害と比較された（データ示さず）。最初の１０のＮ末端アミノ酸の欠失（ＧＳＴ−Ｅｘ ７ｄ−（１−１０））または２１のＮ末端アミノ酸の欠失（ＧＳＴ−Ｅｘ ７ｄ−（１−２１））は、融合タンパク質の阻害活性を減少しなかった。実際、１μｇ／ｍｌのＧＳＴ−Ｅｘ ７ｄ−（１−２１）は、同じ濃度のＧＳＴ−Ｅｘ ７よりも大きな阻害活性を有した。このことは、エキソン７のアミノ酸１〜２１残基内に阻害活性を干渉する領域が存在し得ることを示唆する。他方、エキソン７における２２位のシステイン残基の欠失（ＧＳＴ−Ｅｘ ７ｄ（１−２２））は、阻害活性の完全な喪失を生じた。１５のＣ末端アミノ酸の欠失（ＧＳＴ−Ｅｘ ７ｄ−（３０−４４））もまた、阻害活性の完全な喪失を生じた（図５）。これらの結果は、阻害性のコアがエキソン７のアミノ酸２２−４４内に見出されることを示した。さらに、エキソン７の位置２２のシステイン残基（ＶＥＧＦ内のＣｙｓ１３７）は、阻害に必要とされる特異的な構造を維持するために重要であるように思われる。
【００７７】
（ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はＶＥＧＦ₁₆₅誘導のＨＵＶＥＣ増殖を阻害する） ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質によるＫＤＲ／Ｆｌｋ−１へのＶＥＧＦ₁₆₅の結合の阻害は、図４に示されるように、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１がＶＥＧＦ分裂促進活性を媒介するため、ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質はＶＥＧＦ₁₆₅の分裂促進性のインヒビターでもまたあり得ることを示唆した（Ｗａｌｔｅｎｂｅｒｇｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２６９、２６９８８−２６９９５（１９９４））。ＨＵＶＥＣへの１〜５ｎｇ／ｍｌのＶＥＧＦ₁₆₅の添加は、増殖率における５．５倍増、２．５ｎｇ／ｍｌでのピークを生じた（図６）。１５μｇ／ｍｌのＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８をＶＥＧＦ₁₆₅にさらに添加した場合、ＨＵＶＥＣ増殖は約６０％減少した。同様の様式により調製されたＧＳＴタンパク質は、２５μｇ／ｍｌでさえも、ＨＵＶＥＣ増殖を阻害せず、この阻害効果が単に融合タンパク質内のエキソン７＋８コードドメインの存在に起因することを示した。エキソン７＋８ペプチドに媒介されるＨＵＶＥＣ上のＶＥＧＦレセプターへのＶＥＧＦ₁₆₅の結合の阻害は、ＨＵＶＥＣ増殖阻害と相関すると結論付けられた。
【００７８】
（ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はＶＥＧＦ₁₂₁誘導のＨＵＶＥＣ増殖を阻害する） ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８は、ＶＥＧＦ₁₆₅誘導の分裂促進性のレベルを、約２倍から、ＶＥＧＦ₁₂₁誘導の分裂促進性のおよそのレベルにまで阻害する（図７）。１５μｇ／ｍｌでＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はまた、ＶＥＧＦ₁₂₁媒介のＨＵＶＥＣ増殖を約２倍阻害した。ＶＥＧＦ₁₂₁はエキソン７を含まないことを考慮すると、これは予想外の結果であった。ＶＥＧＦ₁₂₁阻害の性質をより理解するために、ＶＥＧＦレセプターへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁の結合におけるＧＳＴ−ＥＸ ７＋８の効果を架橋研究により分析した。ＨＵＶＥＣへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁の架橋は、２４０−ｋＤａの標識複合体（図８、レーン１）（これはＶＥＧＦ₁₂₁およびＫＤＲ／Ｆｌｋ−１を含むことが示されている）の形成を生じた（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６）、Ｇｉｔａｙ−Ｇｏｒｅｎら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５５１９−５５２３（１９９６））これらの複合体の形成は、１５μｇ／ｍｌのＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８により有意に阻害された（図８、レーン２）。ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８は、おそらくそのＫＤＲ／Ｆｌｋ−１への結合を阻害することにより、ＶＥＧＦ₁₂₁誘導の分裂促進性を阻害すると結論付けられた。
【００７９】
（考察）
最も大量にあるＶＥＧＦアイソフォームは、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁である。ＶＥＧＦ生物学の理解の点からの重要な疑問は、これらのアイソフォームが生化学特性および生物学的特性において異なるか否かということである。現在までに、ＶＥＧＦ₁₂₁ではなくＶＥＧＦ₁₆₅は、細胞表面ＨＳＰＧに結合すること（Ｈｏｕｃｋら、Ｍｏｌ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．、８、１８０６−１８１４（１９９１）、Ｈｏｕｃｋら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２４７、２８０３１−２８０３７（１９９２）、Ｐａｒｋら、Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｃｅｌｌ、４、１３１７−１３２６（１９９３））およびＶＥＧＦ₁₆₅はＶＥＧＦ₁₂₁よりもより強力なＥＣ分裂促進剤であること（Ｓｍｉｔｈら、Ｇｅｎｅ（Ａｍｓｔ．）、８７、３１−４９（１９８８））が証明されている（図２）。さらに、本発明者らは最近、ＶＥＧＦ₁₂₁ではなくＶＥＧＦ₁₆₅に結合するという点で特異的な、ＨＵＶＥＣ、および腫瘍細胞の表面上で見出された新規の１３０−ｋＤａのＶＥＧＦレセプターを特徴付けた（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））。ＶＥＧＦ₁₆₅はこのレセプター（ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒと呼ばれる）に、エキソン７によりコードされる４４のアミノ酸を介して結合する。このエキソンはＶＥＧＦ₁₆₅に存在するがＶＥＧＦ₁₂₁には存在しない。対照的に、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＦｌｔ−１は、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁の両方に結合し、そしてそれぞれＶＥＧＦエキソン４および３を介して結合する（Ｋｅｙｔら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５６３８−５６４６（１９９６））。本発明の研究における、本発明者らの目標は、エキソン７がＶＥＧＦ₁₆₅活性、特にＨＵＶＥＣについての分裂促進活性を調節するか否か、およびいかなる機構によって調節されるかを決定することであった。そのため、本発明者らはエキソン７コードドメインを含むＧＳＴ融合タンパク質を使用してＶＥＧＦ₁₆₅ＲへのＶＥＧＦ₁₆₅の結合を阻害し、そしてＨＵＶＥＣ増殖において引き続く効果を調べる戦略を進展させた。架橋実験は、予想通り、エキソン７融合タンパク質がＫＤＲ／Ｆｌｋ−１ではなくＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合し得ることを立証した。エキソン７融合タンパク質は¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の、２３１細胞（これは、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを単独で発現する）への結合を９８％、およびＨＵＶＥＣ（これは、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒの両方を発現する）への結合を８５〜９５％阻害する強力なインヒビターであることが見出された。しかしエキソン７融合タンパク質は、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１を発現するがＶＥＧＦ₁₆₅Ｒは発現しないＰＡＥ−ＫＤＲ細胞への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の全ての結合を阻害はしなかった。ＧＳＴタンパク質単独では、いずれの細胞型への結合も阻害しなかった。このことは、この阻害が単に融合タンパク質のエキソン７部分に起因したことを立証する。特定の¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅レセプター複合体の形成を立証した架橋分析は、ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８がＨＵＶＥＣおよび２３１細胞上のＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合を著しく阻害したことを確認した。総合すると、これらの結果は、エキソン７融合タンパク質がＶＥＧＦ₁₆₅Ｒと直接的に相互作用し、そしてこのレセプターへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合の競合インヒビターとして作用し得ることを示す。
【００８０】
ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質はＶＥＧＦ₁₆₅誘導のＨＵＶＥＣ増殖を約６０％、ＶＥＧＦ₁₂₁により誘導されるのに等価なレベルにまで阻害し、このことは、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１チロシンキナーゼレセプターの活性が、どうやら反対方向に影響されることを示唆する。確かに、架橋分析は、ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質は、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の架橋を阻害するのみでなく、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１への架橋もまた阻害することを示した。本発明者らの架橋研究は、ＶＥＧＦ₁₆₅はそのエキソン４コードドメインを介してＫＤＲ／Ｆｌｋ−１と相互作用するという以前の証明（Ｋｅｙｔら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５５１９−５５２３（１９９６））に一致して、エキソン７融合タンパク質が直接的にはＫＤＲ／Ｆｌｋ−１に結合しないことを示したため、この結果は予想外であった。従って、エキソン７コードドメインを介したＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の結合は、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１と増殖因子の間接的な相互作用を調節するように思われる。ＨＵＶＥＣ増殖におけるＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８のこの阻害効果についての可能なメカニズムは、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒが細胞表面上できわめて近接して同時に局在化するということである。このモデルにおいて、ＶＥＧＦ₁₆₅ダイマーは、エキソン４ドメインを介してＫＤＲ／Ｆｌｋ−１と、およびエキソン７ドメインを介してＶＥＧＦ₁₆₅Ｒと同時に相互作用し、３つの成分の複合体を産生する。ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質はＶＥＧＦ₁₆₅ＲへのＶＥＧＦ₁₆₅の結合と直接的に競合することにより、シグナリングレセプターＫＤＲ／Ｆｌｋ−１へ結合するＶＥＧＦ₁₆₅の能力を間接的に損なう。従って、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１へのＶＥＧＦ₁₆₅の効率的な結合は、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒとの首尾よい相互作用に部分的に依存し得る。他の代替的な可能性は、エキソン７コードドメインがヘパリン結合ドメインを含むこと（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））および過剰なＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８が、ＶＥＧＦ₁₆₅のそのレセプターへの効率的な結合に必要とされる、ＶＥＧＦ₁₆₅の細胞表面ＨＳＰＧへの結合を阻止すること（Ｇｉｔａｙ−Ｇｏｒｅｎら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２８７、６００３−６０９６（１９９２））である。
【００８１】
驚くべきことに、ＶＥＧＦ₁₂₁はＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合しないにもかかわらず、ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はＨＵＶＥＣに対するＶＥＧＦ₁₂₁の分裂促進活性もまた、約５０％阻害した（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））。可能な説明は、ＶＥＧＦ₁₆₅ＲおよびＫＤＲ／Ｆｌｋ−１が細胞表面上で近接していること、ならびにＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに結合する過剰なＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８が、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１へのＶＥＧＦ₁₂₁の接近を立体的に阻害することである。架橋分析は、実際、直接的にはＫＤＲ／Ｆｌｋ−１に結合しないＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８の存在下で、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１への¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁の減少した結合を示した。これは、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１へのＶＥＧＦ₁₂₁の結合における融合タンパク質の間接的効果を示唆する。
【００８２】
ＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８はまた、２３１乳癌細胞（これは、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１ではなくＶＥＧＦ₁₆₅Ｒを発現する）へのＶＥＧＦ₁₆₅の結合を阻害する。
【００８３】
ＨＵＶＥＣ上のより高親和性のレセプターおよびより低親和性のレセプター（それぞれ、ＫＤＲ／Ｆｌｋ−１およびＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ）への対等なＶＥＧＦ₁₆₅の結合（Ｓｏｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７１、５７６１−５７６７（１９９６））ならびにこれらの２つのレセプターへのＶＥＧＦ₁₆₅の結合におけるＧＳＴ−Ｅｘ ７＋８融合タンパク質の阻害効果は、ＶＥＧＦ₁₆₅活性を媒介する際に作用する両特異性レセプター（ｄｕａｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒ）系が存在することを示唆する。いくつかの他の増殖因子が、高親和性レセプターおよび低親和性レセプターに結合することが示されている。形質転換増殖因子−βは３つのレセプターを有する複合体を産生する；そのうちの２つ（レセプターＩおよびＩＩ）はシグナリングレセプターであり、一方、形質転換増殖因子−βレセプターＩＩＩ／βグリカンはより低親和性の付属結合分子（ａｃｃｅｓｓｏｒｙ ｂｉｎｄｉｎｇ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）である（Ｌｏｐｅｚ−Ｃａｓｉｌｌａｓら、Ｃｅｌｌ、４７、７８５−７９６（１９９１））。神経因子ファミリーについての低親和性レセプター、ｐ７５は、シグナリングＴＲＫレセプターを有する複合体の一部である（Ｂａｒｂａｃｉｄ，Ｍ、Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ．、７、１４８−１５５（１９９５））。両特異性レセプター認識の異なるタイプは、細胞表面ＨＳＰＧおよびそのシグナリングレセプターへのｂＦＧＦの結合である（Ｙａｙｏｎら、Ｃｅｌｌ、６４，８４１−８４８（１９９１）、Ｋｌａｇｓｂｒｕｎら、Ｃｅｌｌ、６７、２２９−２３１（１９９１））。その低親和性レセプター（ＨＳＰＧＳ）へのｂＦＧＦの結合は、ＨＳＰＧ結合ｂＦＧＦがその高親和性のシグナリングレセプターに効率的に提示され得るように、ｂＦＧＦ内のコンフォメーション変化を誘導し得ることが示唆された（Ｙａｙｏｎら、Ｃｅｌｌ、６４，８４１−８４８（１９９１）、Ｋｌａｇｓｂｒｕｎら、Ｃｅｌｌ、６７、２２９−２３１（１９９１））。従って、ＶＥＧＦ₁₆₅ＲおよびＫＤＲ／Ｆｌｋ−１の両方へのＶＥＧＦ₁₆₅の結合は、一般的なメカニズム（ここで、２つの異なるタイプのレセプターは増殖因子活性を調節するために使用される）の一部であるように思われる。
【００８４】
レセプター結合研究を、エキソン７によりコードされる４４のアミノ酸内の阻害性コア（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｃｏｒｅ）を同定するために使用した。エキソン７のＮ末端残基およびＣ末端残基の両方において欠失を作製し、そしてその阻害活性はエキソン７のＣ末端部分の２３アミノ酸（アミノ酸２２−４４）に局在化された。これらの２３のアミノ酸のうち、５つはシステイン残基である。高い割合のシステイン残基は、このドメインが、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの効率的な結合のために必要とされる規定された三次元構造を有することを示唆する。エキソン７ドメインの２２位のシステイン残基は阻害性活性に重要なため、おそらく必要な三次元構造の維持のために重要である。ＶＥＧＦ₁₆₅における異なる位置のシステイン残基の役割を調べた研究は、システイン１４６（エキソン７のコア阻害性ドメイン内に存在する（エキソン７中の３１位））のセリン残基による置換が、ＶＥＧＦ₁₆₅の浸透活性において６０％の減少およびＥＣ分裂促進性の全損失を生じたことを示した（Ｃｌａｆｆｅｙら、Ｂｉｏｃｈｉｍ，Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．、１２４６、１−９（１９９５））。システイン１４６の変異は、ＶＥＧＦの二量体化において全く効果を有しなかった（Ｃｌａｆｆｅｙら、Ｂｉｏｃｈｉｍ，Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．、１２４６、１−９（１９９５））。従って、このシステイン残基は２つのＶＥＧＦモノマー間の分子間ジスルフィド（ｉｎｔｅｒｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）結合の形成に関与するのではなく、むしろそのモノマー内の分子内ジスルフィド（ｉｎｔｒａｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）結合に関与し得るように思われる。これらの結果は、システイン残基により安定化される三次元構造がエキソン７のＣ末端の半分において存在し、それがＶＥＧＦ₁₆₅Ｒとの相互作用のようなＶＥＧＦ₁₆₅の生物学的活性に寄与するという、本発明者らの仮説を支持する。興味深いことに、エキソン７によりコードされるＮ末端２１アミノ酸残基の欠失に対応する融合タンパク質は、インタクトなエキソン７コードペプチドよりもより強力なインヒビターであった。このＮ末端部分はＶＥＧＦ₁₆₅Ｒへの増強された結合を生じ、そしてＶＥＧＦ₁₆₅のより良好な競合者を産生することがあり得る。
【００８５】
本明細書を通して引用された参考文献は、本明細書中で参考として援用される。
【００８６】
本発明は、特定の実施態様への参照を伴って記載された。しかし、本願は、添付される特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく当業者によりなされ得るそれらの変更および置換を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁、および¹²⁵Ｉ−ＧＳＴ−ＥＸ７のＨＵＶＥＣに対する架橋を示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）（レーン１）または¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁（１０ｎｇ／ｍｌ）（レーン２）または¹²⁵Ｉ−ＧＳＴ−ＥＸ７（５０ｎｇ／ｍｌ）（レーン３）を、６−ｃｍディッシュにおいてＨＵＶＥＣのサブコンフルエントな培養物に結合した。この結合は、１μｇ／ｍｌのヘパリンの存在下で実施した。２時間のインキュベーションの最後に、各々の¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦアイソフォームを、細胞表面に化学的に架橋した。これらの細胞を溶解し、そしてタンパク質を６％ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離した。このポリアクリルアミドゲルを乾燥し、そしてＸ線フィルムに曝露した。
【図２】 図２は、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁に対応するＨＵＶＥＣ増殖を示す。ＨＵＶＥＣを、２４時間、９６−ウェルディッシュ（５，０００細胞／ウェル）に培養した。ＶＥＧＦ₁₆₅（黒丸）またはＶＥＧＦ₁₂₁（白丸）の増加する量を、培養物に添加し、そしてこの細胞をさらに３日間インキュベートした。ＨＵＶＥＣ ＤＮＡ内の[３Ｈ]チミジンの取り込みに基づくＤＮＡ合成を、実施例に記載されるように測定した。これらの結果を３つのウェルにおける平均数で表し、そしてこの標準偏差を決定した。
【図３Ａ】 図３Ａは、ＨＵＶＥＣ細胞に結合する¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅のＧＳＴ−ＥＸ７＋８による
阻害を示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、ＧＳＴ−ＥＸ７＋８（黒四角）またはコントロールＧＳＴタンパク質（白四角）の増加する量の存在下で、４８−ウェルディッシュにおいてＨＵＶＥＣ（３Ａ）のサブコンフルエントな培養物に結合させた。２時間のインキュベーションの最後に、これらの細胞を洗浄し、そして溶解し、そして細胞に関連する放射能をγ−計数管で決定した。得られた数をＧＳＴまたは融合タンパク質を付加することなしにＰＢＳの存在下で得られる数の百分率として表す。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、ＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞に結合する¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅のＧＳＴ−ＥＸ７＋８による阻害を示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、ＧＳＴ−ＥＸ７＋８（黒四角）またはコントロールＧＳＴタンパク質（白四角）の増加する量の存在下で、４８−ウェルディッシュにおいてＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞（３Ｂ）のサブコンフルエントな培養物に結合させた。２時間のインキュベーションの最後に、これらの細胞を洗浄し、そして溶解し、そして細胞に関連する放射能をγ−計数管で決定した。得られた数をＧＳＴまたは融合タンパク質を付加することなしにＰＢＳの存在下で得られる数の百分率として表す。
【図３Ｃ】 図３Ｃは、ＰＡＥ−ＫＤＲ細胞に結合する¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅のＧＳＴ−ＥＸ７＋８による阻害を示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、ＧＳＴ−ＥＸ７＋８（黒四角）またはコントロールＧＳＴタンパク質（白四角）の増加する量の存在下で、４８−ウェルディッシュにおいてＰＡＥ−ＫＤＲ細胞（３Ｃ）のサブコンフルエントな培養物に結合させた。２時間のインキュベーションの最後に、これらの細胞を洗浄し、そして溶解し、そして細胞に関連する放射能をγ−計数管で決定した。得られた数をＧＳＴまたは融合タンパク質を付加することなしにＰＢＳの存在下で得られる数の百分率として表す。
【図４】 図４は、ＧＳＴ−ＥＸ７＋８融合タンパク質が、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅の、ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒに対する架橋およびＫＤＲ／Ｆ１Ｋ−１に対する架橋を阻害することを示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、６−ｃｍディッシュにおいてＨＵＶＥＣ（レーン１および２）およびＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞（レーン３および４）のサブコンフルエントな培養物に結合した。この結合を、１５μｇ／ｍｌ ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８の存在下（レーン２および４）または非存在下（レーン１および３）で実施した。ヘパリン（１μｇ／ｍｌ）を各々のディッシュに添加した。２時間のインキュベートの最後に、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅を細胞表面に化学的に架橋した。これらの細胞を溶解し、そしてタンパク質を６％ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離した。このゲルを乾燥し、そしてＸ線フィルムに曝露した。
【図５Ａ】 図５Ａおよび５Ｂは、エキソン７内のコア阻害性領域の局在性を示す。Ｎ末端およびＣ末端で全長エキソン７にコードされるドメインまたは切断を含むＧＳＴ−Ｅｘ７融合タンパク質を、実施例に記載されるように調製した。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、図３に記載されるように、ＧＳＴ融合タンパク質の増加する濃度の存在下でサブコンフルエントなＨＵＶＥＣ培養物に結合した。２時間のインキュベーションの最後に、この細胞を洗浄し、そして溶解し、そして細胞に関連する放射能をγ−計数管で決定した。得られた数を融合タンパク質Ｂ（ＶＥＧＦエキソン７誘導体のアミノ酸配列）なしにＰＢＳの存在下で得られる数の百分率として表す。これらの誘導体を、これらのＣ末端においてエキソン８の第一のシステイン残基を含むように調製し、偶数個のシステイン残基を保持させた。
【図５Ｂ】 図５Ａおよび５Ｂは、エキソン７内のコア阻害性領域の局在性を示す。Ｎ末端およびＣ末端で全長エキソン７にコードされるドメインまたは切断を含むＧＳＴ−Ｅｘ７融合タンパク質を、実施例に記載されるように調製した。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₆₅（５ｎｇ／ｍｌ）を、図３に記載されるように、ＧＳＴ融合タンパク質の増加する濃度の存在下でサブコンフルエントなＨＵＶＥＣ培養物に結合した。２時間のインキュベーションの最後に、この細胞を洗浄し、そして溶解し、そして細胞に関連する放射能をγ−計数管で決定した。得られた数を融合タンパク質Ｂ（ＶＥＧＦエキソン７誘導体のアミノ酸配列）なしにＰＢＳの存在下で得られる数の百分率として表す。これらの誘導体を、これらのＣ末端においてエキソン８の第一のシステイン残基を含むように調製し、偶数個のシステイン残基を保持させた。
【図６】 図６は、ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８融合タンパク質が、ＶＥＧＦ₁₆₅に刺激されるＨＵＶＥＣ増殖を阻害することを示す。ＨＵＶＥＣを、図２に記載されるように９６−ウェルディッシュ（５，０００細胞／ウェル）において培養した。ＶＥＧＦ₁₆₅（白丸）の増加する濃度を、１５μｇ／ｍｌのＧＳＴ−Ｅｘ７＋８（黒丸）または２５μｇ／ｍｌのＧＳＴ（四角）と共に培養物に添加し、そしてこれらの細胞をさらに４日間インキュベートした。ＤＮＡ合成を、図２に記載されるようにＨＵＶＥＣにおいて測定した。これらの結果は３つのウェルにおける平均数を表し、そしてこの標準偏差を決定した。
【図７】 図７は、ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８融合タンパク質が、ＶＥＧＦ₁₆₅およびＶＥＧＦ₁₂₁に刺激されるＨＵＶＥＣ増殖を阻害することを示す。ＶＥＧＦ₁₆₅（丸）またはＶＥＧＦ₁₂₁（四角）の増加する濃度を、１５μｇ／ｍｌ ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８とともに（黒）またはＧＳＴ−Ｅｘ７＋８なしで（白）、ＨＵＶＥＣに添加し、そしてＤＮＡ内への[^*Ｈ]チミジンの取り込みを図２に記載されるように測定した。これらの結果は３つのウェルにおける平均数を表し、そしてこの標準偏差を決定した。
【図８】 図８は、ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８融合タンパク質が、ＨＵＶＥＣのＫＤＲ／Ｆ１ｋ−１に対する¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ１２１の架橋を阻害することを示す。¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦ₁₂₁（２０ｎｇ／ｍｌ）を、６−ｃｍディッシュにおいてＨＵＶＥＣのサブコンフルエントな培養物に結合した。この結合を、１５μｇ／ｍｌ ＧＳＴ−Ｅｘ７＋８の存在下（レーン２）または非存在下（レーン１）で実施した。ヘパリン（１μｇ／ｍｌ）を各々のディッシュに添加した。２時間のインキュベーションの最後に、¹²⁵Ｉ−ＶＥＧＦを、細胞表面に化学的に架橋した。これらの細胞を溶解し、そしてタンパク質を、６％ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離した。このゲルを乾燥し、そしてＸ線フィルムに曝露した。
【配列表】

[0001]
(Statement on federal research)
The invention described herein is supported in part by the National Institute of Health grants CA37392 and CA45548. The US government has certain rights to the invention.
[0002]
(Field of Invention)
The present invention relates to vascular endothelial growth factor (VEGF). More particularly, the invention relates to antagonists of VEGF and the use of those antagonists in the treatment of disorders associated with VEGF.
[0003]
(Background of the Invention)
Blood vessels are the means by which oxygen and nutrients are supplied to living tissue and waste is removed from living tissue. Angiogenesis refers to the process by which new blood vessels are formed. See, eg, Folkman and Shing, J. Biol. Chem. 267, 10931-10934 (1992), Dvorak et al. Exp. Med. 174, 1275-1278 (1991). Thus, where appropriate, angiogenesis is an important biological process. This is important in reproduction, development and wound repair. However, inappropriate angiogenesis can have severe negative consequences. For example, it is only after many solid tumors are vascularized as a result of angiogenesis that they have a sufficient supply of oxygen and nutrients that allow the tumor to grow and metastasize rapidly. Maintaining the rate of angiogenesis at the right balance is critical to the range of functions and should be carefully adjusted to maintain health. This angiogenesis process involves degradation of the basement membrane by proteases secreted from endothelial cells (EC) activated by mitogenic factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF). It is thought to start from. This cell migrates and proliferates and induces the formation of solid endothelial cell sprouting into the interstitial space, then vascular loops are formed and capillaries develop, with tight binding and deposition of new basement membranes With formation.
[0004]
In adults, the proliferation rate of endothelial cells is typically slow compared to other cell types in the body. The rotation time of these cells can exceed 1000 days. Physiological exceptions where angiogenesis results in rapid growth typically occur under close regulation as seen in the female reproductive system and wound healing processes.
[0005]
The rate of angiogenesis is responsible for the change in local equilibrium between the positive and negative regulators of microvascular growth. The therapeutic intent of angiogenic growth factors was first described by Folkman and coworkers over 20 years ago (Folkman, N. Engl. J. Med., 285: 1182-1186 (1971)). If the body loses at least some of the control of angiogenesis, abnormal angiogenesis occurs, which results in either excessive or insufficient blood vessel growth. For example, conditions such as ulcers, strokes, and heart attacks can be attributed to the lack of angiogenesis normally required for natural healing. In contrast, excessive vascular growth can result in tumor growth, tumor spread, blindness, psoriasis and rheumatoid arthritis.
[0006]
Thus, a greater degree of angiogenesis may be desired (increased blood circulation, wound healing, and ulcer healing). For example, current investigators have shown that the fibroblast growth factor (FGF) family (Yanagisawa-Miwa et al., Science, 257: 1401-1403 (1992) and Baffour et al., J Vasc Surg, 16; 181-191 (1992) ), Endothelial growth factor (ECGF) (Pu et al., J Surg Res, 54: 575-583 (1993)), and more recently, promoting collateral arterial development in animal models of myocardial and hindlimb ischemia and / or Recombinant angiogenic growth such as enhancing vascular endothelial growth factor (VEGF) (Takeshita et al., Circulation, 90: 228-234 (1994) and Takeshita et al., J. Clin Invest, 93: 662-670 (1994)). Use of factors We have demonstrated the potential.
[0007]
Conversely, inhibition of angiogenesis may be desired. For example, many diseases are progressed by permanent unregulated angiogenesis (sometimes referred to as “neovascularization”). In arthritis, new capillaries invade joints and destroy cartilage. In diabetes, new capillaries invade the vitreous, bleed, and cause blindness. Ocular neovascularization is the most common cause of blindness. Tumor growth and metastasis are angiogenesis-dependent. The tumor should continuously stimulate the growth of new capillaries in order to grow the tumor itself.
[0008]
There is growing evidence that VEGF can be a major regulator of angiogenesis (Ferrara et al., Endocr. Rev., 13, 18-32 (1992); Klagsbrun et al., Curr. Biol., 3, 699-702). (1993); reviewed in Klagsbrun et al., Ferrara et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 161, 851-858 (1989)). VEGF is first derived from conditioned medium of follicular stellate cells (Ferrara et al., Biochem. Biopsi. Res. Commun., 161, 851-858 (1989)) and from various tumor cell lines (Myoken et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 5819-5823 (1991); Plouet et al., EMBO. J. 8: 3801-3806 (1991)) VEGF is a vascular permeability factor, ie at the same time. It was found to be identical to a blood permeability regulator purified from conditioned media of U937 cells (Keck et al., Science, 246: 1309-1312 (1989)). EC) is a specific mitogen And is a potent angiogenic factor in vivo: VEGF expression is upregulated in embryogenic and subangiogenic tissues during the female reproductive cycle (Brier et al., Development, 114: 521-532 (1992)). Shweiki et al., J. Clin. Invest., 91: 2235-2243 (1993)) High levels of VEGF are expressed in various types of tumors in response to tumor-induced hypoxia, but normal (Shweiki et al., Nature 359: 843-846 (1992); Dvorak et al., J. Exp. Med., 174: 1275-1278 (1991); Plate et al., Cancer Res., 53: 5822-). 5827; Ikea et al., J. Biol. , 270: 19761-19766 (1986)) Treatment of tumors with monoclonal antibodies to VEGF resulted in a dramatic reduction in tumor burden due to suppression of tumor angiogenesis (Kim et al., Nature, 382: 841). 844 (1993)) VEGF appears to play a major role in many pathological conditions and processes associated with neovascularization, and thus modulation of VEGF expression in affected tissues is induced by VEGF. It can be important in the treatment or prevention of neovascularization / angiogenesis.
[0009]
VEGF is a 40-45K secreted homodimer (Tischer E, et al., J. Biol. Chem. 266: 11947-11954 (1991), which is a placenta-derived growth factor (PIGF), VEGF-B, VEGF-C. , Members of an extended family including VEGF-D and VEGF-E (Olofsson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 2576-2581 (1996), Jukov et al., EMBO J. 15: 290-298 ( 1996), Achen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 548-553 (1998), Ogawa et al., J. Biol. Chem. 273: 31273-3182 (1998)) VEGF contains 8 exons. From a single gene containing It exists in a number of different isoforms produced by alternative splicing (Ferrara et al., Endocr. Rev. 13: 18-32 (1992); Tischer et al., J. Biol. Chem., 806: 11947-11945 (1991) Ferrara et al., Trends Cardio Med., 3: 244-250 (1993); Polterak et al., J. Biol. Chem. 272: 7151-7158 (1997)), each human VEGF isoform produces an active homodimer. Obtained, consisting of monomers of 121, 145, 165, 189 and 206 amino acids (Polterak et al., J. Biol. Chem, 272: 7151-7158 (1997); Hook et al., Mol. Endocri ol, 8:.. 1806~1814 (1991)) This VEGF₁₂₁ And VEGF₁₆₅ Isoforms are the most abundant. VEGF₁₂₁ Is the only VEGF isoform that does not bind to heparin and is all secreted into the culture medium. VEGF₁₆₅ VEGF in that it binds to heparin and cell surface heparin sulfate proteoglycan (HSPG).₁₂₁ And is only partially released into the culture medium (Houck et al., J. Biol. Chem. 247: 28031-28037 (1992); Park et al., Mol. Biol. Chem., 4: 1317- 1326 (1993)). The remaining isoforms are fully associated with the cell surface and extracellular matrix HSPG (Houck et al., J. Biol. Chem. 247: 28031-28037 (1992); Park et al., Mol. Biol. Chem., 4 : 1317-1326 (1993)).
[0010]
The VEGF receptor tyrosine kinases KDR / Flk-1 and / or Flt-1 are almost expressed by EC (Terman et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 187: 1579-1586 (1992); Shibuya et al., Oncogene, 5: 519-524 (1990); De Vries et al., Science, 265: 989-991 (1992); Gitay-Goran et al., J. Biol. Chem., 287: 6003-6096 (1992); Jakeman et al., J. Clin. Invest., 89: 244-253 (1992)). Even though both receptors undergo phosphorylation upon VEGF binding, VEGF activity (eg, induction of mitogenic, chemotaxis, and morphological changes) is not Klt / Flk but Flt-1. -1 (Millauer et al., Cell, 72: 835- 846 (1993); Waltenberger et al., J. Biol. Chem., 269: 26988-26995 (1994); Seetharam et al., Oncogene, 10: 135-147 (1995); Yoshida et al., Growth Factors, 7: 131-138 (1996)). Recently, Soker et al. Identified a new VEGF receptor expressed on EC and various tumor-derived cell lines (eg, breast cancer-derived MDA-MB-231 (231) cells) (Soker et al., J. Biol. Chem. 271: 5761-5767 (1996) This receptor requires a VEGF isoform to contain the portion encoded by the seventh exon.₁₂₁ And VEGF₁₆₅ Both R bind to KDR / Flk-1 and Flt-1, but VEGF₁₆₅ Only binds to new receptors. This is therefore an isoform-specific receptor and VEGF₁₆₅ Receptor (VEGF₁₆₅ R). This also binds to the 189 and 206 isoforms. VEGF in structure function analysis₁₆₅ Is VEGF₁₂₁ Through the seventh exon coding domain that is not present in₁₆₅ It was shown directly to R (Soker et al., J. Biol. Chem., 271: 5761-5767 (1996)). However, the function of this receptor was not clear.
[0011]
Current treatment of angiogenic diseases is not sufficient. Agents that prevent persistent angiogenesis, such as drugs (TNP-470), monoclonal antibodies, antisense nucleic acids and proteins (angiostatin and endostatin) are currently in trials. See J. Mol. Med. 73, 333-346 (1995); Hanahan et al., Cell, 86.353-364 (1996); Folkman, N. Engl. J. Med., 333, 1757-1763 (1995). Although previous results with anti-angiogenic proteins are encouraging, their size is relatively large and therefore difficult to use and produce.In addition, proteins are subject to enzymatic degradation. Therefore, new drugs that inhibit angiogenesis Is a principal. Size, ease of fabrication, the new angiogenic proteins or peptides that exhibit improvement in stability and / or potency is desired.
[0012]
(Summary of the Invention)
We have VEGF₁₆₅ Was found to act as an antagonist to all VEGF isoforms. This is surprising because not all VEGF forms have a seventh exon. For example, we have a glutathione S-transferase (GST) fusion protein comprising a peptide corresponding to 44 amino acids encoded by the seventh exon, and a peptide encoded by the eighth exon (VEGF₁₆₅ The first cysteine of amino acids 116 to 160 (SEQ ID NO: 1) was prepared. This fusion protein is directed to human umbilical vein derived EC (HUVEC) and receptors on 231 cells.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Binding was inhibited. This inhibitory activity was localized in the C-terminal part of the seventh exon coding domain (amino acids 22-44). Furthermore, this fusion protein inhibited VEGF-induced proliferation of HUVEC. This fusion protein is also VEGF₁₂₁ Inhibits mitogenicity, which is VEGF₁₂₁ Was unexpected, considering that does not contain the seventh exon. Thus, the polypeptides of the present invention are antagonists to the major isoforms of VEGF and can be used to treat diseases and conditions associated with VEGF-induced neovascularization or angiogenesis.
[0013]
Furthermore, without wishing to be bound by theory, VEGF is₁₆₅ It is directly associated with many cancers expressing R / NP-1 (Soker et al., Cell 92, 735-745 (1998)) and inhibition of VEGF binding to this receptor can be used to treat such cancers. it is conceivable that.
[0014]
The invention can be used, for example, as described in the examples below.₁₆₅ A polypeptide having a portion of SEQ ID NO: 1 with VEGF antagonist activity is provided, as determined by a human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) proliferation assay using Preferably, this portion has at least a 25% reduction in HUVEC proliferation, more preferably a 50% reduction, even more preferably a 75% reduction, most preferably a 95% reduction. Preferably, this portion has even many cysteine residues.
[0015]
VEGF antagonist activity is also described by Soker et al. Biol. Chem. 271, 5761-5767 (1996) and as shown in the examples below, VEGF₁₆₅ Labeled VEGF for R₁₆₅ Can be determined by inhibition of binding. Preferably, this portion inhibits binding by at least 25%, more preferably 50%, most preferably 75%.
[0016]
The invention further includes VEGF as described, for example, in the Examples below.₁₆₅ A polypeptide comprising SEQ ID NO: 2 (CSCKNTDSRCKARQLELNERTCRC) having VEGF antagonist activity, or a portion thereof, is provided as determined by a human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) proliferation assay using Preferably, this portion has at least a 25% reduction, more preferably a 50% reduction, even more preferably a 75% reduction, most preferably a 95% reduction in HUVEC proliferation. Preferably, this portion has even many cysteine residues.
[0017]
One preferred polypeptide of the present invention has the following structure of formula (I):
(X₁ -(CSCKNTDSRCKARQLELNERT (SEQ ID NO: 3))-X₂ ) I:
Where X₁ Is H or any part ofamino acids 2 to 21 of SEQ ID NO: 1. For example, amino acids 3-21, 4-21, 5-21, 6-21, etc. of SEQ ID NO: 1. And X₂ Is H or C, CR, RC or CRC. Polypeptides of formula (I) are for example VEGF as described in the Examples below.₁₆₅ Has VEGF antagonist activity as determined by human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) proliferation assay. Preferably, the polypeptide has at least a 25% reduction, more preferably a 50% reduction, even more preferably a 75% reduction, and most preferably a 95% reduction in HUVEC proliferation. Preferably, the polypeptide has even a large number of cysteine residues. Polypeptides of formula (I) include analogs.
[0018]
An “analog” is a polypeptide that differs from the sequence of one of the peptides of the invention, but VEGF as described in the Examples below.₁₆₅ In a human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) proliferation assay using a polypeptide that still exhibits at least 50% VEGF antagonist activity of the polypeptide of SEQ ID NO: 2. Preferably, the analog exhibits 75%, most preferably 95% of the VEGF antagonist activity of the polypeptide of SEQ ID NO: 2. The difference is preferably a conservative amino acid substitution, where an amino acid is replaced with another naturally occurring amino acid of similar characteristics. For example, the following substitutions are considered “conservative”: Gly ← → Ala; Val ← → Ile; Asp ← → Glu; Lys ← → Arg; Asn ← → Gln; and Phe ← → Trp ← → Tyr. A non-conservative change is typically a substitution of one of the above amino acids with an amino acid from a different group (eg, replacing Glu with Asn) or replacing any of the amino acids with Cys, Met, His or Pro. is there.
[0019]
In a preferred form, the polypeptides of the present invention are part of a fusion protein or linked to a moiety that increases purity, increases stability, and / or provides biological activity.
[0020]
In another embodiment, the polypeptide of the present invention (either alone or as part of a fusion protein) is VEGF.₁₆₅ Used for target cells that express R / NP-1. This targeting can be used for diagnostics and for therapeutic applications. For example, for diagnostic purposes, the polypeptide is radiolabeled and VEGF₁₆₅ Used to detect cells that express R / NP-1. The inventors have discovered that the expression of this receptor is highly correlated with disease status in many cancers such as prostate and breast cancer, particularly metastatic cancer. Thus, in a further embodiment, the polypeptide can be used in a prognostic manner for a particular cancer.
[0021]
For therapeutic applications, the polypeptide is VEGF.₁₆₅ It can be used to deliver drugs to cells that express R / NP-1. For example, the polypeptide can be used as a carrier to deliver a desired chemical or cytotoxic moiety to a cell. The cytotoxic moiety is a cytotoxic drug or enzymatically active toxin of bacterial, fungal or plant origin, or an enzymatically active polypeptide chain or fragment (“A chain”) of such toxin. obtain. Enzymatically active toxins and fragments thereof are preferred, and diphtheria toxin A fragment, non-binding active fragment of diphtheria toxin, exotoxin A (from Pseudomonas aeruginosa), A-rich chain, abrin A chain, modeccin A Chain, alphasarcin, certain Aleurites fordii protein, certain Dianthin protein, Phytolacca americana protein (PAP, PAPII and PAP-S), Modica charatia inhibitor, calcin, curtin, crotin (crotin inhibitor, crotin (crotin inhibitor) , Gelonin, mitogelin ( itogellin), restrictocin (restrictocin), phenol mycin (phenomycin), and is exemplified by Enomaishin (enomycin). Ricin A chain, Pseudomonas aeruginosa exotoxin A and PAP are preferred.
[0022]
The invention further provides methods of treating diseases or disorders / conditions associated with VEGF-induced neovascularization or angiogenesis. As used herein, the term “neovascularization” refers to the growth of blood vessels and capillaries. Diseases, disorders or conditions associated with VEGF-induced neovascularization or angiogenesis include retinal neovascularization, hemagoma, solid cancer growth, leukemia, metastasis, psoriasis, neovascular glaucoma, diabetic retina Disease, rheumatoid arthritis, osteoarthritis, endometriosis, muscle degeneration, and retinopathy of prematurity (ROP).
[0023]
In the methods of the invention, the therapeutic amount of the polypeptide of the invention has a disease or condition associated with VEGF, or VEGF.₁₆₅ It is administered to a host (eg, a human or other mammal) having a tumor that expresses R / NP-1. VEGF₁₆₅ A method for detecting the expression of R / NP-1 is described in Soker et al., Cell 92: 735-745 (1998).
[0024]
The invention also provides a composition comprising an effective amount of a polypeptide of the invention in combination with a pharmaceutically acceptable carrier.
[0025]
Other aspects of the invention are disclosed below.
[0026]
(Detailed description of the invention)
The present invention relates to isolated polypeptides having VEGF antagonist activity, nucleic acids encoding the peptides, pharmaceutical compositions comprising the polypeptides and nucleic acids, and diseases and disorders associated with VEGF (eg, induce angiogenesis). VEGF₁₆₅ A method for treating R / NP-1 and VEGF expressing tumors) is provided. The polypeptide of the present invention includes the above-mentioned polypeptide containing a part of SEQ ID NO: 1 having VEGF antagonist activity, polypeptide containing SEQ ID NO: 2 (CSCKNTDSRCKARQLELNERTCRC) having VEGF antagonist activity, and a part thereof, and a formula A polypeptide having the structure (I) is included. The invention further includes analogs and derivatives of these polypeptides having VEGF antagonist activity. The DNAsequences encoding exon 7 andexon 8 are listed in the sequence listing as SEQ ID NOs: 17 and 18, respectively.
[0027]
VEGF antagonist activity can be determined using techniques known in the art. For example, VEGF antagonist activity can be determined by examining wild type VEGF activity and comparing inhibition or reduction of such activity, if an antagonist polypeptide is used. The polypeptide of SEQ ID NO: 2 can be used as a reference. Any VEGF activity can be used. For example, as described in the Examples below, VEGF₁₆₅ A human umbilical cord blood vascular endothelial cell (HUVEC) proliferation assay can be used. Preferably, this portion has at least a 25% reduction in HUVEC proliferation, more preferably a 50% reduction, even more preferably a 75% reduction, most preferably a 95% reduction. Preferably, this part has an even number of cysteine residues.
[0028]
VEGF antagonist activity is also described by Soker et al. Biol. Chem. 271, 5761-5767 (1996) and labeled VEGF as described in the Examples below.₁₆₅ VEGF₁₆₅ It can be determined by inhibition of binding to R. Preferably, this portion inhibits binding by at least 25%, more preferably 50%, most preferably 75%.
[0029]
The ability of a VEGF antagonist polypeptide to affect angiogenesis can also be determined using a number of known in vivo and in vitro assays. Such assays are disclosed in Jain et al.,Nature Medicine 3, 1203-1208 (1997), the disclosure of which is hereby incorporated by reference. For example, assays for the ability to inhibit angiogenesis in vivo include the chicken chorioallantoic membrane assay and the mouse, rat or rabbit corneal pocket assay. See Polverini et al., 1991, Methods Enzymol. 198: 440-450. According to the corneal sac assay, the selected tumor is implanted in the cornea of the test animal in the form of a corneal sac. Potential angiogenesis inhibitors are applied to the corneal sac and the corneal sac is routinely tested for neovascularization.
[0030]
As used herein, a “derivative” of a VEGF antagonist polypeptide is a polypeptide that has altered one or more physical, chemical, or biological properties. Such alterations are present in the polypeptide as follows: amino acid substitutions, modifications, additions or deletions; changes in lipidation, glycosylation or phosphorylation patterns; other organic and non-organic molecules Reaction of amino acid residues with free amino, carboxyl, or hydroxyl side chains; and other modifications, any of which can result in changes in primary, secondary, or tertiary structure Including but not limited to. In addition, such derivatives exhibit at least one of the VEGF antagonist activities described above.
[0031]
The polypeptides of the present invention are preferably produced by recombinant methods. See the procedure disclosed in Example 1 below. A wide variety of molecular and biochemical methods are available for producing and expressing the polypeptides of the invention. For example, Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd edition, Sambrook, Fritsch and Maniatis, Cold Spring Harbor, Fehr, Ren, S., B., and A.), Current Protocols in Molecular Biology, Au. , Wiley-Interscience, NY, NY 1992) or other procedures otherwise known in the art. For example, the polypeptides of the invention can be synthesized by chemical synthesis, E. coli. It can be obtained by expression in bacteria such as Coli and eukaryotic organisms such as yeast, expression systems based on baculovirus or mammalian cells, etc., depending on the size, nature and quantity of the polypeptide.
[0032]
The term “isolated” means that the polypeptide is removed from its original environment (eg, a native VEGF molecule). For example, a naturally occurring polynucleotide or polypeptide is present in a living animal that is not isolated, but is the same polynucleotide that has been separated from some or all coexisting material in a natural system. The nucleotide or DNA or polypeptide has been isolated. Such a polynucleotide can be part of a vector, and / or such a polynucleotide or polypeptide can be part of a composition, and further such a vector or composition can be its natural form. Isolated so that it is not part of the environment.
[0033]
If it is desired to express a polypeptide of the invention, any suitable system can be used. The general nature of suitable vectors, expression vectors and constructs thereto will be apparent to those skilled in the art.
[0034]
Suitable expression vectors can be based on phage or plasmids, which can often be designed for other hosts, but both are generally host specific. Other suitable vectors include cosmids and retroviruses, as well as any other virus, which may or may not be specific for a given system. Control sequences (eg, recognition sequences, promoter sequences, operator sequences, inducer sequences, terminator sequences and other sequences essential and / or useful for regulating expression) will be readily apparent to those skilled in the art.
[0035]
Appropriate preparation of the nucleotide sequence can be confirmed, for example, by the method of Sanger et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-7 (1977)).
[0036]
A DNA fragment encoding the polypeptide of the present invention, a receptor or a fragment thereof can be easily inserted into an appropriate vector. Ideally, the acceptor vector can induce uncertainty across the reading frame and the position of the insertion, but has appropriate restriction sites for ease of insertion, e.g., blunt end ligation that can be used. Absent. In such instances, it is natural to test the transformant for expression, 1 in 6 should have the appropriate reading frame. It will be appreciated that suitable vectors can be selected by those skilled in the art according to the desired expression system.
[0037]
By selecting a suitable organism or, preferably, a transformant with ampicillin, transforming a eukaryotic cell line (eg, HeLa) with the resulting plasmid, or, if necessary, other suitable means, and If desired, the desired polypeptide or protein can be expressed by adding tryptophan or other suitable promoter inducer (eg, indoleacrylic acid). The extent of expression can be analyzed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis-SDS-PAGE (Lemelli, Nature 227: 680-685 (1970)).
[0038]
Appropriate methods for growing and transforming cultures and the like are typically illustrated, for example, in Maniatis (Molecular Cloning, A Laboratory Notebook, Maniatis et al. (Ed.), Cold Spring Harbor Labs, NY (1989)). .
[0039]
Useful cultures for the production of polypeptides or proteins can suitably be any living cell culture and can vary from prokaryotic expression systems to eukaryotic expression systems. One preferred prokaryotic system is E. coli due to its ease of operation. The system of Coli. However, it is also possible to use higher systems such as mammalian cell lines for the expression of eukaryotic proteins. Currently preferred cell lines for transient expression are the HeLa cell line and the Cos cell line. Other expression systems include the Chinese hamster ovary (CHO) cell line and the baculovirus system.
[0040]
Other expression systems that can be used include, for example, streptomycetes, and yeast (eg, Saccharomyces spp., Especially S. cerevisiae). Any system can be used as desired and generally depends on what is required by the operator. Although the appropriate system can also be used to amplify the genetic material, but generally only DNA growth is required, E. coli can be used for this purpose. It is convenient to use E. coli.
[0041]
These polypeptides and proteins can be isolated from fermentation or cell culture and purified using any of a variety of conventional methods including: liquid chromatography using HPLC, FPLC, etc. (eg, Normal phase or reverse phase); affinity chromatography (eg, using inorganic ligands or monoclonal antibodies); size exclusion chromatography; immobilized metal chelate chromatography; gel electrophoresis; One skilled in the art can select the most appropriate isolation and purification techniques without departing from the scope of the invention.
[0042]
These polypeptides can also be produced by any of a number of chemical techniques. For example, they are originally R.I. B. Merrifield, “Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis Of A Tetrapeptide”, J. Am. Am. Chem. Soc. 83, pages 2149-54 (1963), or they can be prepared by synthesis in solution. An overview of peptide synthesis techniques is given in E. Gross and H.C. J. et al. Meinhofer, 4 The Peptides: Analysis, Synthesis, Biology; Modern Techniques of Peptide And Amino Acid Analysis, John Wiley and Sons, (1981). It can be found in Bodanssky, Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag (1984).
[0043]
As discussed above, one method of treatment involves targeting the tumor area following adsorption of the appropriate toxin to the peptide. Such toxins are well known in the art and are toxic radioisotopes, heavy metals, enzymes and complement activators and natural toxins such as ricin that can act at the level of only one or two molecules per cell. Can be included. It may also be possible to use such techniques to deliver localized doses of suitable pharmaceutically active compounds that may be used, for example, to treat cancer.
[0044]
If the present invention is provided, for example, for administration of a peptide to a patient, then this can be done by any suitable route. If the tumor is considered to be further localized (or diagnosed) then a suitable method of administration can be done by direct injection at the site. Administration can also be made by injection, including subcutaneous, intramuscular, intravenous, and intradermal injection.
[0045]
The formulation can be any that is appropriate for the route of administration and will be apparent to those skilled in the art. The formulation may include a suitable carrier (eg, saline) and may also include bulk agents, other medical preparations, adjuvants and any other suitable pharmaceutical material. A catheter is another preferred mode of administration.
[0046]
The term “effective amount” refers to the amount of VEGF antagonist polypeptide or nucleic acid encoding this polypeptide sufficient to exhibit a detectable therapeutic effect. This therapeutic effect may include, for example, inhibiting unwanted tissue or malignant cell growth, inhibiting inappropriate angiogenesis (neovascularization), limiting tissue damage caused by chronic inflammation, tumors Inhibition of cell growth and the like can be included without limitation. The exact effective amount for a subject will depend on the size and health of the subject, the nature and severity of the condition to be treated, and the like. Therefore, it is impossible to specify an exact effective amount in advance. However, the effective amount in a given state can be determined by routine experimentation based on the information provided herein.
[0047]
The term “pharmaceutically acceptable” refers to compounds and compositions that can be administered to a mammal without undue toxicity. Exemplary pharmaceutically acceptable salts include inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, phosphate, sulfate, etc .; and acetate, propionate, malonate, benzoic acid Organic acid salts such as salts and the like can be mentioned.
[0048]
The VEGF antagonist polypeptide is administered by parenteral means including oral, topical, or subcutaneous and intramuscular injection, sustained release reservoir implantation, intravenous injection, intranasal administration, and the like. Thus, a VEGF antagonist can be administered as a pharmaceutical composition comprising a VEGF antagonist in combination with a pharmaceutically acceptable carrier. Such compositions can be aqueous solutions, emulsions, creams, ointments, suspensions, gels, liposome suspensions, and the like. Suitable carriers (excipients) include water, saline, Ringer's solution, glucose solution, and ethanol, glucose, sucrose, dextran, mannose, mannitol, sorbitol, polyethylene glycol (PEG), phosphate, acetate , Gelatin, collagen, Carbopol Registered TM, vegetable oils and the like. In addition, suitable preservatives, stabilizers, antioxidants, antibacterial agents, and buffers (eg, BHA, BHT, citric acid, ascorbic acid, tetracycline) and the like may be mentioned. Cream or ointment bases useful in the formulation include lanolin, Silvadene Registered TM (Marion), Aqua Registered TM (Duke Laboratories), and the like. Other exemplary formulations include aerosols, bandages, and other wound dressings. Alternatively, the VEGF antagonist can be incorporated or encapsulated in a suitable polymer matrix or membrane, thus providing a sustained release delivery device suitable for implantation near the site for local treatment. Other devices include devices such as indwelling catheters and Alzet Registered ™ mini pumps. Eye formulations can be formulated using commercially available vehicles such as Sorbi-care Registered ™ (Allergan), Neocadedron Registered ™ (Merck, Sharp & Dohme), Lacribe Registered ™, etc., or US Pat. No. 5,124. A typical formulation as described in No. 155, which is incorporated herein by reference, may be used. Furthermore, the VEGF antagonist can be provided as a solid, in particular as a lyophilized powder. Lyophilized formulations typically include stabilizers or bulking agents such as human serum albumin, sucrose, mannitol and the like. A detailed discussion of pharmaceutically acceptable excipients is available at Remington's Pharmaceutical Sciences (Mark Pub. Co.).
[0049]
The antagonist polypeptides of the present invention may be used locally or intravascularly. For topical application, this formulation is about 10 ng / cm.² / Day to about 1mg / cm² Applied directly at the rate of / day. For intravascular application, the inhibitor is used at a rate of about 1 mg / kg / day to about 10 mg / kg / day of body weight. For internal use, the formulation can be released directly from the implanted slow release polymeric material or directly into the area to be treated, either from a slow release pump or multiple injections. The release rate in each case is about 100 ng / day / cm.^Three To about 100 mg / day / cm^Three It is.
[0050]
The VEGF antagonist polypeptides of the present invention can be combined with therapeutically effective amounts of other molecules that negatively regulate angiogenesis, which molecules include TNP-470,platelet factor 4, thrombospondin. -1, tissue inhibitors of metalloproteases (TIMP1 and TIMP2), prolactin (16-Kd fragment), angiostatin (38-Kd fragment of plasminogen), endostatin, bFGF soluble receptor, transforming growth factor β, interferon α, soluble It can be, but is not limited to, KDR and FLT-1 receptors and placental growth-related proteins.
[0051]
The VEGF antagonist polypeptides of the invention can also be combined with chemotherapeutic agents.
[0052]
Diseases, disorders, or conditions associated with abnormal angiogenesis or neovascularization and that can be treated with the therapeutic compounds of the present invention include retinal neovascularization, tumor growth, hemagoma, solid Tumor, leukemia, metastasis, psoriasis, neovascular glaucoma, diabetic retinopathy, arthritis, endometriosis, and retinopathy of prematurity (ROP).
[0053]
Nucleic acid (eg, DNA) encoding a VEGF antagonist polypeptide of the invention can be delivered to a host by any method known to those of skill in the art to treat VEGF-related disorders. A preferred embodiment of the present invention relates to a method of inhibiting solid tumor angiogenesis to prevent further tumor growth and resulting metastasis. For this purpose, any solid tumor or region surrounding the tumor that is amenable to gene transfer can be a target for the disclosed therapeutic applications. DNA stored in a recombinant viral or non-viral based gene transfer system encoding a VEGF antagonist polypeptide of the invention or a derivative or analog thereof can be transformed into the vicinity of a tumor by several procedures known in the art. Of target cells. These procedures include a surgical procedure combined with (a) administering an effective amount of DNA to or around the site in the tumor (if possible, initial removal of part or all of the tumor). (B) direct gene transfer vehicle injection in or near the tumor site; and (c) local or systemic transfer of gene transfer vectors and / or gene products using techniques known in the art. Delivery, including but not limited to delivery.
[0054]
Therefore, VEGF or VEGF₁₆₅ R / NP-1 or VEGF₁₆₅ Any solid tumor containing R / NP-2 expressing cells is a potential target for treatment. Examples of solid tumors that are particularly vulnerable to gene therapy applications include, but are in no way listed as limiting: (a) neoplasms of the central nervous system (eg glioblastoma, Astrocytoma, neuroblastoma, meningioma, ventricular ependymoma, but need not be limited here); (b) cancer that is hormone dependent (in situ cancer, carcinoma in situ, medullary) Cancer, tubular adenocarcinoma, invasive (prostate, testis, uterus, cervix, ovary, breast cancer, including but not limited to infiltrating and mucinous carcinomas); (c) melanoma ( Cancers and ocular melanomas); (d) lung cancers, including at least squamous cell carcinoma, spindle carcinoma, small cell carcinoma, adenocarcinoma and large cell carcinoma And (e) cancers of the gastrointestinal system (eg, esophagus, stomach, small intestine, colon, colorectal, rectal and anal areas including at least adenocarcinoma of the large intestine);
[0055]
Expression vectors are defined herein as the DNA sequences required for transcription of cloned copies of genes and translation of these mRNAs in a suitable host. Such vectors can be used to express eukaryotic genes in a variety of hosts (eg, bacteria, cyanobacteria, fungal cells, yeast cells, plant cells, insect cells and animal cells).
[0056]
Specifically designed vectors allow for shuttle of DNA between hosts (eg, bacteria-yeast cells or bacteria-animal cells or bacteria-insect cells). A properly constructed expression vector should include the following: origin of replication for autonomous growth in the host cell, selectable marker, a limited number of useful restriction enzyme sites, the possibility for high copy number, and an active promoter. . A promoter is defined as a DNA sequence that binds to DNA and directs RNA polymerase to initiate RNA synthesis. A strong promoter is one that results in a highly initiated mRNA.
[0057]
Expression vectors can include, but are not limited to, cloning vectors, modified cloning vectors, specifically designed plasmids or viruses.
[0058]
A variety of mammalian expression vectors can be used to express recombinant VEGF antagonists in mammalian cells. Commercially available mammalian expression vectors may be suitable for recombinant expression, including: pcDNA3.1 (Invitrogen), pBlueBacHis2 (Invitrogen), pLITMUS28, pLITMUS29, pLITMUS38 and pLITMUS39 (New England BioLabs, p (Invitrogen), pcDNA3 (Invitrogen), pMC1neo (Stratagene), pXT1 (Stratagene), pSG5 (Stratagene), EBO-pSV2-neo (ATCC37593), pBPV-1 (8-2) (ATCC37110), pneBPV-M -12) (ATCC 37224), pRSVg t (ATCC37199), pRSVneo (ATCC37198), pSV2-dhfr (ATCC37146), pUCTag (ATCC37460), as well? Including but not limited to LZD35 (ATCC 37565).
[0059]
DNA encoding a VEGF antagonist of the invention can also be cloned into an expression vector for expression in a recombinant host cell. Recombinant host cells include prokaryotes or eukaryotes (bacteria, yeast, mammalian cells (including but not limited to cell lines of human, bovine, porcine, monkey and rodent origin), and insect cells (cells). Including, but not limited to, Drosophila, moths, mosquitoes and weevil (armyworm) from the strain). This expression vector can be introduced into a host cell by any one of a number of techniques, including but not limited to transformation, transfection, Ad / polylysine DNA complex, protoplast fusion, and electroporation. . Cell lines derived from mammalian species (which may be appropriate and commercially available) include the following cells: CV-1 (ATCC CCL70), COS-1 (ATCC CRL1650), COS-7 (ATCC CRL1651) ), CHO-K1 (ATCC CCL61), 3T3 (ATCC CCL92), NIH / 3T3 (ATCC CRL1658), HeLa (ATCC CCL2), C1271 (ATCC CRL1616), BS-C-1 (ATCC CCL26) and MRC-5 ( ATCC CCL171) as well as HEK293 cells, but are not limited to these. Insect cell lines (which may be appropriate and commercially available) include 3M-S (ATCC CRL8851), moth (ATCC CCL80), mosquito (ATCC CCL194 and 195; ATCC CRL1660 and 1591) and weevil (Sf9) , ATCC CRL 1711).
[0060]
DNA fragments encoding VEGF antagonist polypeptides can be delivered either systemically by viral or non-viral based methods, or to target cells in the vicinity of a solid tumor in a mammalian host. Viral vector systems that can be utilized in the present invention include: (a) adenoviral vectors; (b) retroviral vectors; (c) adeno-associated viral vectors; (d) herpes simplex virus vectors; (e) SV40 vectors; Including, but not limited to, polyoma virus vectors; (g) papillomavirus vectors; (h) picornavirus vectors; and (i) vaccinia virus vectors.
[0061]
A recombinant virus or recombinant vector comprising a DNA encoding a VEGF antagonist of the present invention can be injected into a host by direct injection into a solid tumor and / or static tissue adjacent to the solid tumor (eg, adipose tissue or muscle tissue). Preferably it is administered. It is of course useful to transfect tumor cells into the area of targeted adipocytes and muscle cells. Transient expression of VEGF antagonists in these peripheral cells results in a local extracellular increase of these peptides and promotes binding to the VEGF receptor and thus inhibits VEGF binding to that receptor.
[0062]
Non-viral vectors that are also suitable include DNA-lipid complexes, eg, liposome-mediated conjugates such as asialoglycoprotein-mediated delivery systems or ligand / poly-L-lysine conjugates (eg, Felgner et al., 1994). J. Biol. Chem. 269: 2550-2561; Derossi et al., 1995, Restor. Neurol. Neuros. 8: 7-10; and Abcallah et al., 1995, Biol. Cell 85: 1-7).
[0063]
The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit comprising one or more containers filled with one or more ingredients of the pharmaceutical composition of the present invention. A precautionary statement in the form prescribed by the administrative regulations for the manufacture, use or sale of a pharmaceutical or biological product may be attached to such a container, if necessary, for the human dosage. It is a cautionary statement reflecting the approval by the governmental agency for manufacturing, use or sales.
[0064]
References cited throughout this application are hereby incorporated by reference.
[0065]
The invention is further illustrated by the following examples. These examples are provided to aid the understanding of the present invention and are not to be construed as limiting thereof.
[0066]
Example 1
(Experimental procedure)
(material)
Human recombinant VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ As described previously (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996), Cohen et al., Growth Factors, 7, 131-138 (1992)).₁₆₅ Or VEGF₁₂₁ In Sf-21 insect cells infected with recombinant baculovirus encoding. VEGF₁₆₅ Is purified by heparin affinity chromatography from conditioned medium of infected Sf-21 cells and VEGF₁₂₁ Was purified by anion exchange chromatography. Basic FGF was kindly provided by Dr. Judith Abraham (Scios, Sunnyvale, CA). Cell culture media were purchased from Life Technologies, Inc. We purchased more.¹²⁵ I-sodium was purchased from NEN Life Science Products. Disuccinimidyl suberate and IODO-BEADS were purchased from Pierce. G-glutathione agarose, NAP-5 column, and pGEX-2TK plasmid were purchased from Pharmacia Biotech Inc. We purchased more. TSK-heparin column was purchased from TosoHass (Tokyo, Japan). Molecular weight markers were obtained from Amersham Corp. (IL) purchased. Porcine intestinal mucosa-derived heparin was purchased from Sigma.
[0067]
(Cell culture)
Human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) were obtained from the American Type Culture Collection (ATCC) (Rockville MD) and on gelatin coated dishes, a mixture of 20% fetal calf serum (FCS) and glutamine, penicillin, and streptomycin ( Grown in M-199 medium containing GPS). Basic FGF (1 ng / ml) was added to the culture medium every other day. Parental and porcine endothelial cells (PAE) transfected to express KDR / Flk-1 (PAE-KDR), courtesy of Dr. Lema Claesson-Welsh, and as described Grown in F12 medium containing 10% FCS and GPS (Waltenberger et al., J. Biol. Chem., 269, 26988-26995 (1994)). MDA-MB-231 (231) cells were obtained from ATCC and grown in Dulbecco's modified Eagle medium containing 10% FCS and GPS.
[0068]
(Endothelial cell proliferation assay)
HUVECs were seeded in M-199 containing 5% FCS and GPS at a concentration of 4,000 cells / 200 Ul / well in gelatin-coated 96-well dishes. After 24 hours, VEGF isoform and VEGF exon 7-GST fusion protein were added simultaneously to the wells. The cells were incubated for 72 hours and [3H] thymidine (1 μC / ml) was added for 10-12 hours. The medium was aspirated and the cells were trypsinized and collected by an automated cell harvester (TOMTEC) and placed on a filtermat (Wallac). The filter mat was scanned and counts per minute (cpm) were measured with a MicroBeta counter (Wallac). The results represent the average of samples assayed in triplicate and standard deviations were determined. All experiments were repeated at least 3 times and similar results were obtained.
[0069]
(Radioactive iodine binding of VEGF)
VEGF₁₆₅ Radioiodine binding of VEGF121 and VEGF121 was performed using IODO-BEADS according to the manufacturer's instructions. Briefly, one IODO-BEAD is rinsed with 100 μl 0.1 M sodium phosphate (pH 7.2), dried and in 100 μl 0.1 M sodium phosphate (pH 7.2).¹²⁵ Incubated with I-sodium (0.2 mCi / μg protein) for 5 minutes at room temperature. VEGF (1-3 μg) was added to the reaction mixture and after 5 minutes the reaction was stopped by removing the beads.¹²⁵ The solution containing I-VEGF was adjusted to 2 mg / ml gelatin and purified by size exclusion chromatography using a NAP-5 column pre-equilibrated with PBS containing 2 mg / ml gelatin. An aliquot of iodinated protein was frozen on dry ice and stored at -80 ° C. Its specific activity ranged from 40,000 to 100,000 cpm / ng protein.
[0070]
(¹²⁵ Binding and cross-linking of I-VEGF)
¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ and¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ As well as cross-linking experiments were performed as previously described (Gitay-Goren et al., J. Biol. Chem., 287, 6003-6096 (1992), Soker et al., J. Biol. Chem., 271). 5761-5767 (1996)). VEGF binding was quantified by measuring the radioactivity associated with the cells in a y-counter (Beckman, Gamma 5500). This count represents the average of three wells. All experiments were repeated at least 3 times and similar results were obtained.¹²⁵ The I-VEGF cross-linked complex was resolved by 6% SDS-PAGE and the gel was exposed to a phosphor screen and scanned 24 hours later with a PhosphorImager (Molecular Dynamics). Subsequently, the gel was exposed to X-ray film.
[0071]
(Preparation of GST-VEGF exon 7 and 8 fusion protein)
Different segments ofexon 7 and 8 of VEGF were amplified by polymerase chain reaction from human VEGF cDNA using the following primers:
[0072]
[Table 1]

PGEK encoding GST (Smith et al., Gene (Amst.), 87, 31-40 (1988) to digest the amplified product with BamHI and EcoRI restriction enzymes and produce plasmid p2TK-exon 7 + 8 and its derivatives. -2TK vector (Pharmacia Biotech Inc.) Escherichia coli (DH4a) was transformed with p2TK-exon 7 + 8 and derivatives to produce a GST fusion protein (see FIG. 5B for sequences) Subsequently, the bacterial lysate was separated by glutathione-agarose affinity-chromatography (Smith et al., Gene (Amst.), 87, 31-40 (1988)) and eluted from glutathione-agarose. And the sample, the .GST fusion proteins were analyzed by 15% SDS-PAGE and silver staining was further loaded onto TSK- heparin column as described.
[0073]
(result)
(VEGF against HUVEC₁₆₅ And VEGF₁₂₁ Differential receptor binding and mitogenic activity of
VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ Differ in their ability to interact with VEGF receptors expressed on HUVEC (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996), Gitay-Goren et al., J. Biol. Chem. 271. 5519-5523 (1996)). VEGF₁₂₁ Binds to KDR / Flk-1 to form a 240-kDa labeled complex (FIG. 1, lane 2), while VEGF₁₆₅ In addition to forming a complex of this size,₁₆₅ A lower molecular weight complex of -175 kDa is also formed (Figure 1, lane 1). This isoform-specific receptor is expressed as VEGF.₁₆₅ Receptor (VEGF₁₆₅ R). These differential receptor binding properties are related to VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ Suggests that it may also have differential mitogenic activity. Therefore, the ability of the two VEGF isoforms to stimulate HUVEC proliferation was tested. VEGF₁₆₅ Is VEGF₁₂₁ It was a more potent mitogen against HUVEC than (Figure 2). VEGF₁₆₅ Stimulated half of maximal DNA synthesis at 1 ng / ml and maximal stimulation at 4 ng / ml produced an 8-fold increase over the control. On the other hand, 2 ng / ml VEGF₁₂₁ Was required for half of maximal stimulation, and 20 ng / ml for maximal stimulation produced a 4-fold increase in HUVEC proliferation over controls. Therefore, VEGF₁₆₅ VEGF just twice compared to₁₂₁ Is required to achieve half of maximum stimulation and VEGF₁₂₁ -Induced proliferation is VEGF₁₆₅ Saturation is reached at about half of the level induced. Taken together, these results show that VEGF₁₂₁ And VEGF for the compared EC₁₆₅ Enhanced mitogenic activity and additional receptors on HUVEC (VEGF₁₆₅ VEGF binding to R)₁₆₅ It suggests that there may be a correlation with the ability of
[0074]
(Fusion proteins containing exon 7- and 8-coding domains are bound to HUVEC and 231 on-cell receptors.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Inhibits binding)
Our previous work has shown that VEGF₁₆₅ VEGF₁₆₅ 44 amino acids whose binding to R is encoded by exon 7 (VEGF amino acids 116-158) (this is VEGF₁₆₅ Is present in VEGF₁₂₁ (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996)). GST fusion proteins containing peptides encoded byVEGF exon 7 orVEGF exons 7 and 8 were prepared. Six amino acids encoded byexon 8, which is C-terminal toexon 7, were included to facilitate the preparation of the fusion protein, but in any case did not affect the results (data not shown) .Exon 7 fusion protein directly binds VEGF on 231 cells₁₆₅ It binds to R (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996)). It is also not VEGF on HUVEC but on KDR / FLK-1 on HUVEC₁₆₅ It binds directly to R (FIG. 1, lane 3). HUVEC (KDR / Flk-1 and VEGF₁₆₅ Both express R)¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Binding to PAE-KDR cells (expressing only KDR / Flk-1 (Waltenberger et al., J. Biol. Chem., 269, 26888-26995 (1994)).¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Binding, and 231 cells (VEGF₁₆₅ To R only (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996))¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ GST-VEGF competes with the binding of₁₆₅ The ability of exon 7- and 8-encoding peptides (GST-Ex 7 & 8) was tested (Figure 3). The increase in the concentration of GST-Ex 7 + 8 is¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Binding to HUVEC was significantly inhibited by approximately 85-95% (FIG. 3A) and 97-98% binding to 231 cells (FIG. 3B). However, this fusion protein is a PAE-KDR cell (this is VEGF₁₆₅ R is not expressed at all)¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Was not inhibited (FIG. 3C). Even with a concentration of 20 μg / ml with GST protein alone,¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Had no significant effect on binding to any cell type. Taken together, these binding studies show that GST-EX 7 + 8¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ VEGF, not KDR, for binding₁₆₅ It was suggested to compete by interacting directly with R.
[0075]
These binding experiments show that cross-linking to individual VEGF receptor species¹²⁵ Enlarged to analyze the effect of GST-Ed 7 + 8 on I-VEGF binding (FIG. 4). To 231 cells¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Cross-linking of VEGF₁₆₅ Formation of a labeled complex with R occurred (FIG. 4, lane 3). The formation of these complexes was markedly inhibited in the presence of 15 μg / ml GST-Ex 7 + 8 (FIG. 4, lane 4). To HUVEC¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Is a higher molecular weight labeled complex with KDR / Flk-1, and VEGF₁₆₅ This resulted in the formation of a lower molecular weight labeled complex with R (FIG. 4, lane 1). GST-Ex 7 + 8 is VEGF₁₆₅ VEGF containing R₁₆₅ The formation of a labeled complex of −175-kDa was significantly inhibited (FIG. 4, lane 2). On the other hand, the fusion protein is directed to KDR / Flk-1 on PAR / KDR cells.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Was not inhibited (not shown). Taken together, (i) VEGF₁₆₅ Binds to KDR / Flk-1 via the amino acid encoded by exon 4 (40) and (ii) VEGF₁₆₅ Is VEGF via the amino acid encoded byexon 7₁₆₅ Binds to R, and (iii) GST-Ex 7 + 8 is not KDR but VEGF₁₆₅ Since it binds to R (FIGS. 1 and 8), these results indicate that VEGF₁₆₅ To R¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ GST-Ex 7 + 8 to KDR / Flk-1 by direct matching with the binding of¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ It was suggested to also indirectly inhibit the binding of.
[0076]
(Localization of core inhibitory region with exon 7-coding domain)
The GST-Ex 7 fusion protein contains the entire 44amino acid exon 7 coding domain. To determine if a core inhibitory region is present, deletions at the N-terminus and C-terminus ofexon 7 were made and to HUVEC¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ The effect on the binding of was measured (FIG. 5). In these experiments, a fusionprotein containing exon 7 coding domain + cysteine residue at the position ofexon 8 is included to keep the number of cysteine residues in the VEGF portion of the fusion protein equal. GST-Ex 7 fusion protein is 2 μg / ml fusion protein to HUVEC¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Was inhibited by 80% (FIG. 5). To HUVEC and 231 cells¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Inhibition of binding was compared to inhibition of GST-Ex 7 + 8 binding (data not shown). Deletion of the first 10 N-terminal amino acids (GST-Ex 7d- (1-10)) or 21 N-terminal amino acids (GST-Ex 7d- (1-21)) is indicative of inhibitory activity of the fusion protein. Did not decrease. Indeed, 1 μg / ml GST-Ex 7d- (1-21) had a greater inhibitory activity than the same concentration of GST-Ex 7. This suggests that there may be a region that interferes with the inhibitory activity withinamino acids 1 to 21 ofexon 7. On the other hand, deletion of the cysteine residue at position 22 in exon 7 (GST-Ex 7d (1-22)) resulted in a complete loss of inhibitory activity. Deletion of 15 C-terminal amino acids (GST-Ex 7d- (30-44)) also resulted in a complete loss of inhibitory activity (FIG. 5). These results indicated that an inhibitory core was found within amino acids 22-44 ofexon 7. Furthermore, the cysteine residue at position 22 of exon 7 (Cys137 within VEGF) appears to be important to maintain the specific structure required for inhibition.
[0077]
(GST-Ex 7 + 8 is VEGF₁₆₅ Inhibits HUVEC proliferation induced) VEGF to KDR / Flk-1 by GST-Ex 7 + 8 fusion protein₁₆₅ As shown in FIG. 4, the inhibition of the binding of GST-Ex 7 + 8 fusion protein to VEGF is mediated by KDR / Flk-1 mediates VEGF mitogenic activity.₁₆₅ It has also been suggested that mitogenic inhibitors of (Waltenberger et al., J. Biol. Chem., 269, 26988-26995 (1994)). 1-5 ng / ml VEGF to HUVEC₁₆₅ Added a 5.5-fold increase in growth rate, resulting in a peak at 2.5 ng / ml (FIG. 6). 15 μg / ml GST-Ex 7 + 8 in VEGF₁₆₅ In addition, HUVEC proliferation was reduced by about 60%. GST protein prepared in a similar manner did not inhibit HUVEC growth, even at 25 μg / ml, indicating that this inhibitory effect was solely due to the presence of theexon 7 + 8 coding domain within the fusion protein. VEGF to VEGF receptor on HUVEC mediated byexon 7 + 8 peptide₁₆₅ It was concluded that inhibition of the binding of correlates with inhibition of HUVEC proliferation.
[0078]
(GST-Ex 7 + 8 is VEGF₁₂₁ GST-Ex 7 + 8 inhibits induced HUVEC proliferation)₁₆₅ The level of induction mitogenicity is approximately doubled from VEGF₁₂₁ Inhibits to an approximate level of induction mitogenicity (Figure 7). At 15 μg / ml GST-Ex 7 + 8 is also VEGF₁₂₁ Inhibited mediated HUVEC proliferation approximately 2-fold. VEGF₁₂₁ This was an unexpected result considering that does not containexon 7. VEGF₁₂₁ To better understand the nature of the inhibition, to VEGF receptor¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ The effect of GST-EX 7 + 8 on the binding of was analyzed by cross-linking studies. To HUVEC¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ Of the 240-kDa labeled complex (FIG. 8, lane 1) (this is VEGF₁₂₁ And has been shown to contain KDR / Flk-1) (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996), Gitay-Goren et al., J. Biol. Chem. , 271, 5519-5523 (1996)) The formation of these complexes was significantly inhibited by 15 μg / ml GST-Ex 7 + 8 (FIG. 8, lane 2). GST-Ex 7 + 8 probably inhibits its binding to KDR / Flk-1, thereby₁₂₁ It was concluded that the mitogenicity of induction was inhibited.
[0079]
(Discussion)
The most abundant VEGF isoform is VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ It is. An important question from an understanding of VEGF biology is whether these isoforms differ in biochemical and biological properties. To date, VEGF₁₂₁ VEGF instead₁₆₅ Binds to cell surface HSPG (Houck et al., Mol. Endocrinol., 8, 1806-1814 (1991), Hook et al., J. Biol. Chem., 247, 28031-28037 (1992), Park et al.,Mol. Biol.Cell 4, 1317-1326 (1993)) and VEGF.₁₆₅ Is VEGF₁₂₁ It has been proved to be a more potent EC mitogen (Smith et al., Gene (Amst.), 87, 31-49 (1988)) (FIG. 2). In addition, the inventors have recently announced that VEGF₁₂₁ VEGF instead₁₆₅ Characterization of HUVEC, a novel 130-kDa VEGF receptor found on the surface of tumor cells, specific in that it binds to (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761 5767 (1996)). VEGF₁₆₅ Is the receptor (VEGF₁₆₅ (Referred to as R) through 44 amino acids encoded byexon 7. This exon is VEGF₁₆₅ Is present in VEGF₁₂₁ Does not exist. In contrast, KDR / Flk-1 and Flt-1 are VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ And bind viaVEGF exons 4 and 3, respectively (Keyt et al., J. Biol. Chem., 271, 5638-5646 (1996)). Our goal in the study of the present invention is thatexon 7 is VEGF₁₆₅ It was to determine whether to regulate the activity, especially the mitogenic activity for HUVEC, and what mechanism to regulate. Therefore, we use a GST fusion protein containing theexon 7 coding domain to use VEGF.₁₆₅ VEGF to R₁₆₅ Strategies have been developed to inhibit the binding of and to investigate subsequent effects on HUVEC proliferation. Cross-linking experiments show that, as expected,exon 7 fusion protein is VEGF, not KDR / Flk-1.₁₆₅ It was proved that it can bind toR. Exon 7 fusion protein¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Of 231 cells (this is VEGF₁₆₅ 98% binding to R expressing alone, and HUVEC (which is KDR / Flk-1 and VEGF₁₆₅ It was found to be a potent inhibitor that inhibits 85-95% binding to (expressing both R). However,exon 7 fusion protein expresses KDR / Flk-1, but VEGF₁₆₅ To PAE-KDR cells that do not express R¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Did not inhibit all binding of. GST protein alone did not inhibit binding to any cell type. This demonstrates that this inhibition was solely due to theexon 7 portion of the fusion protein. specific¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Cross-linking analysis that demonstrated the formation of the receptor complex showed that GST-Ex 7 + 8 was HUVEC and VEGF on 231 cells.₁₆₅ To R¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ It was confirmed that the binding of was significantly inhibited. Taken together, these results indicate thatexon 7 fusion protein is VEGF₁₆₅ Interacts directly with R and to this receptor¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ It shows that it can act as a competitive inhibitor of the binding of
[0080]
GST-Ex 7 + 8 fusion protein is VEGF₁₆₅ About 60% of induced HUVEC proliferation, VEGF₁₂₁ To the level equivalent to that induced by, suggesting that the activity of the KDR / Flk-1 tyrosine kinase receptor is apparently affected in the opposite direction. Indeed, cross-linking analysis shows that GST-Ex 7 + 8 fusion protein is VEGF₁₆₅ To R¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ It was shown not only to inhibit the cross-linking of but also to the cross-linking to KDR / Flk-1. Our cross-linking studies show that VEGF₁₆₅ Consistent with previous evidence (Keyt et al., J. Biol. Chem., 271, 5519-5523 (1996)) that interacts with KDR / Flk-1 through itsexon 4 coding domain. This result was unexpected as it indicated that the protein did not bind directly to KDR / Flk-1. Thus, VEGF via theexon 7 coding domain₁₆₅ To R¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Binding appears to regulate the indirect interaction between KDR / Flk-1 and growth factors. Possible mechanisms for this inhibitory effect of GST-Ex 7 + 8 on HUVEC proliferation are KDR / Flk-1 and VEGF₁₆₅ R is localized very close and simultaneously on the cell surface. In this model, VEGF₁₆₅ The dimer is composed of KDR / Flk-1 through theexon 4 domain and VEGF through theexon 7 domain.₁₆₅ Interacts with R to produce a complex of three components. GST-Ex 7 + 8 fusion protein is VEGF₁₆₅ VEGF to R₁₆₅ Binds to the signaling receptor KDR / Flk-1 by directly competing with its binding₁₆₅ Impair your ability indirectly. Therefore, VEGF to KDR / Flk-1₁₆₅ Efficient binding of VEGF₁₆₅ It may depend in part on the successful interaction with R. Another alternative possibility is that theexon 7 coding domain contains a heparin binding domain (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996)) and excess GST-Ex 7 + 8 is₁₆₅ VEGF is required for efficient binding of to its receptor₁₆₅ Is binding to cell surface HSPG (Gitay-Goren et al., J. Biol. Chem. 287, 6003-6096 (1992)).
[0081]
Surprisingly, VEGF₁₂₁ Is VEGF₁₆₅ Despite not binding to R, GST-Ex 7 + 8 is a VEGF against HUVEC₁₂₁ Mitogenic activity was also inhibited by approximately 50% (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996)). Possible explanation is VEGF₁₆₅ The proximity of R and KDR / Flk-1 on the cell surface, and VEGF₁₆₅ Excess GST-Ex 7 + 8 binding to R causes VEGF to KDR / Flk-1.₁₂₁ Sterically hindering the approach of. Cross-linking analysis was actually performed in the presence of GST-Ex 7 + 8, which does not directly bind to KDR / Flk-1, to KDR / Flk-1.¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ Of reduced binding. This is VEGF to KDR / Flk-1.₁₂₁ This suggests an indirect effect of the fusion protein in binding.
[0082]
GST-Ex 7 + 8 is also a 231 breast cancer cell (this is VEGF, not KDR / Flk-1)₁₆₅ VEGF to R)₁₆₅ Inhibits binding.
[0083]
Higher and lower affinity receptors on HUVEC (KDR / Flk-1 and VEGF, respectively)₁₆₅ Equivalent VEGF to R)₁₆₅ (Soker et al., J. Biol. Chem., 271, 5761-5767 (1996)) and VEGF to these two receptors₁₆₅ The inhibitory effect of the GST-Ex 7 + 8 fusion protein on the binding of VEGF₁₆₅ This suggests that there is a dual receptor system that acts in mediating activity. Several other growth factors have been shown to bind to high and low affinity receptors. Transforming growth factor-beta produces a complex with three receptors; two of them (receptors I and II) are signaling receptors, whereas transforming growth factor-beta receptor III / beta glycans are lower. It is an affinity binding molecule (Lopez-Casillas et al., Cell, 47, 785-796 (1991)). The low affinity receptor for the neural factor family, p75, is part of a complex with a signaling TRK receptor (Barbacid, M, Curr. Opin. Cell Biol., 7, 148-155 (1995)). A different type of bispecific receptor recognition is the binding of bFGF to cell surface HSPG and its signaling receptor (Yayon et al., Cell, 64, 841-848 (1991), Klagsbrun et al., Cell, 67, 229-231 ( 1991)). It is suggested that bFGF binding to its low affinity receptor (HSPGS) can induce conformational changes within bFGF such that HSPG-bound bFGF can be efficiently presented to its high affinity signaling receptor. (Yayon et al., Cell, 64, 841-848 (1991), Klagsbrun et al., Cell, 67, 229-231 (1991)). Therefore, VEGF₁₆₅ VEGF to both R and KDR / Flk-1₁₆₅ Binding appears to be part of a general mechanism where two different types of receptors are used to modulate growth factor activity.
[0084]
Receptor binding studies were used to identify an inhibitory core within 44 amino acids encoded byexon 7. Deletions were made at both the N- and C-terminal residues ofexon 7, and its inhibitory activity was localized to 23 amino acids (amino acids 22-44) of the C-terminal part ofexon 7. Of these 23 amino acids, 5 are cysteine residues. A high percentage of cysteine residues can cause this domain to become VEGF₁₆₅ It suggests having a defined three-dimensional structure required for efficient binding to R. The cysteine residue at position 22 of theexon 7 domain is important for inhibitory activity and is probably important for maintaining the required three-dimensional structure. VEGF₁₆₅ Studies investigating the role of cysteine residues at different positions in the study show that substitution of cysteine 146 (present in the core inhibitory domain of exon 7 (position 31 in exon 7)) with a serine residue is VEGF₁₆₅ It showed a 60% reduction in the osmotic activity of and a total loss of EC mitogenicity (Claffey et al., Biochim, Biophys. Acta., 1246, 1-9 (1995)). The mutation of cysteine 146 had no effect on VEGF dimerization (Claffey et al., Biochim, Biophys. Acta., 1246, 1-9 (1995)). Thus, it appears that this cysteine residue is not involved in the formation of an intermolecular disulfide bond between two VEGF monomers, but rather an intramolecular disulfide bond within that monomer. These results show that a three-dimensional structure stabilized by cysteine residues exists in the C-terminal half ofexon 7, which is₁₆₅ VEGF like interaction with R₁₆₅ We support our hypothesis of contributing to the biological activity of Interestingly, the fusion protein corresponding to the deletion of the N-terminal 21 amino acid residue encoded byexon 7 was a more potent inhibitor than theintact exon 7 encoding peptide. This N-terminal part is VEGF₁₆₅ Produces enhanced binding to R and VEGF₁₆₅ Could produce better competitors.
[0085]
References cited throughout this specification are hereby incorporated by reference.
[0086]
The invention has been described with reference to specific embodiments. However, this application is intended to cover those modifications and substitutions that may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the appended claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ ,¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ ,and¹²⁵ The cross-linking with respect to HUVEC of I-GST-EX7 is shown.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) (lane 1) or¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ (10 ng / ml) (lane 2) or¹²⁵ I-GST-EX7 (50 ng / ml) (lane 3) was bound to a subconfluent culture of HUVEC in a 6-cm dish. This binding was performed in the presence of 1 μg / ml heparin. At the end of the 2 hour incubation, each¹²⁵ The I-VEGF isoform was chemically cross-linked to the cell surface. These cells were lysed and the proteins were separated by 6% SDS-PAGE. The polyacrylamide gel was dried and exposed to X-ray film.
FIG. 2 shows VEGF₁₆₅ And VEGF₁₂₁ HUVEC proliferation corresponding to is shown. HUVEC were cultured in 96-well dishes (5,000 cells / well) for 24 hours. VEGF₁₆₅ (Black circle) or VEGF₁₂₁ Increasing amounts of (open circles) were added to the culture and the cells were incubated for an additional 3 days. DNA synthesis based on [3H] thymidine incorporation within HUVEC DNA was measured as described in the Examples. These results were expressed as the average number in 3 wells and this standard deviation was determined.
FIG. 3A binds to HUVEC cells.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ According to GST-EX7 + 8
Shows inhibition.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) was bound to subconfluent cultures of HUVEC (3A) in 48-well dishes in the presence of increasing amounts of GST-EX7 + 8 (black squares) or control GST protein (white squares). . At the end of the 2 hour incubation, the cells were washed and lysed and the radioactivity associated with the cells was determined in a γ-counter. The number obtained is expressed as a percentage of the number obtained in the presence of PBS without adding GST or fusion protein.
FIG. 3B binds to MDA-MB-231 cells.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Shows inhibition by GST-EX7 + 8.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) in sub-confluent cultures of MDA-MB-231 cells (3B) in 48-well dishes in the presence of increasing amounts of GST-EX7 + 8 (black squares) or control GST protein (white squares). It was bound to the object. At the end of the 2 hour incubation, the cells were washed and lysed and the radioactivity associated with the cells was determined in a γ-counter. The number obtained is expressed as a percentage of the number obtained in the presence of PBS without adding GST or fusion protein.
FIG. 3C binds to PAE-KDR cells.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Shows inhibition by GST-EX7 + 8.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) in sub-confluent cultures of PAE-KDR cells (3C) in 48-well dishes in the presence of increasing amounts of GST-EX7 + 8 (black squares) or control GST protein (white squares). Combined. At the end of the 2 hour incubation, the cells were washed and lysed and the radioactivity associated with the cells was determined in a γ-counter. The number obtained is expressed as a percentage of the number obtained in the presence of PBS without adding GST or fusion protein.
FIG. 4 shows that the GST-EX7 + 8 fusion protein is¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ VEGF₁₆₅ Inhibition of cross-linking to R and cross-linking to KDR / F1K-1.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) was bound to sub-confluent cultures of HUVEC (lanes 1 and 2) and MDA-MB-231 cells (lanes 3 and 4) in 6-cm dishes. This binding was performed in the presence (lanes 2 and 4) or absence (lanes 1 and 3) of 15 μg / ml GST-Ex7 + 8. Heparin (1 μg / ml) was added to each dish. At the end of the 2 hour incubation,¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ Was chemically cross-linked to the cell surface. These cells were lysed and the proteins were separated by 6% SDS-PAGE. The gel was dried and exposed to X-ray film.
FIGS. 5A and 5B show the localization of the core inhibitory region withinexon 7. FIGS. A GST-Ex7 fusion protein containing a full-length exon 7 encoded domain or truncation at the N-terminus and C-terminus was prepared as described in the Examples.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) was bound to sub-confluent HUVEC cultures in the presence of increasing concentrations of GST fusion protein as described in FIG. At the end of the 2 hour incubation, the cells were washed and lysed and the radioactivity associated with the cells was determined with a γ-counter. The number obtained is expressed as a percentage of the number obtained in the presence of PBS without fusion protein B (amino acid sequence ofVEGF exon 7 derivative). These derivatives were prepared to contain the first cysteine residue ofexon 8 at their C-terminus, retaining an even number of cysteine residues.
FIGS. 5A and 5B show the localization of the core inhibitory region withinexon 7. FIGS. A GST-Ex7 fusion protein containing a full-length exon 7 encoded domain or truncation at the N-terminus and C-terminus was prepared as described in the Examples.¹²⁵ I-VEGF₁₆₅ (5 ng / ml) was bound to sub-confluent HUVEC cultures in the presence of increasing concentrations of GST fusion protein as described in FIG. At the end of the 2 hour incubation, the cells were washed and lysed and the radioactivity associated with the cells was determined with a γ-counter. The number obtained is expressed as a percentage of the number obtained in the presence of PBS without fusion protein B (amino acid sequence ofVEGF exon 7 derivative). These derivatives were prepared to contain the first cysteine residue ofexon 8 at their C-terminus, retaining an even number of cysteine residues.
FIG. 6 shows that the GST-Ex7 + 8 fusion protein is VEGF.₁₆₅ Inhibits HUVEC proliferation stimulated by. HUVECs were cultured in 96-well dishes (5,000 cells / well) as described in FIG. VEGF₁₆₅ Increasing concentrations of (open circles) were added to the cultures with 15 μg / ml GST-Ex7 + 8 (filled circles) or 25 μg / ml GST (squares) and the cells were incubated for an additional 4 days. DNA synthesis was measured in HUVEC as described in FIG. These results represented the average number in three wells and determined this standard deviation.
FIG. 7 shows that the GST-Ex7 + 8 fusion protein is VEGF.₁₆₅ And VEGF₁₂₁ Inhibits HUVEC proliferation stimulated by. VEGF₁₆₅ (Circle) or VEGF₁₂₁ Increasing concentrations of (squares) are added to HUVEC with 15 μg / ml GST-Ex7 + 8 (black) or without GST-Ex7 + 8 (white) and into DNA [^* H] thymidine incorporation was measured as described in FIG. These results represented the average number in three wells and determined this standard deviation.
FIG. 8 shows that GST-Ex7 + 8 fusion protein against HUVEC KDR / F1k-1.¹²⁵ Inhibition of cross-linking of I-VEGF121.¹²⁵ I-VEGF₁₂₁ (20 ng / ml) was bound to HUVEC sub-confluent cultures in 6-cm dishes. This binding was performed in the presence (lane 2) or absence (lane 1) of 15 μg / ml GST-Ex7 + 8. Heparin (1 μg / ml) was added to each dish. At the end of the 2 hour incubation,¹²⁵ I-VEGF was chemically cross-linked to the cell surface. These cells were lysed and the proteins were separated by 6% SDS-PAGE. The gel was dried and exposed to X-ray film.
[Sequence Listing]

Claims (15)

Translated fromJapanese

ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する、配列番号１の２２位〜４４位に示されるアミノ酸配列からなる、単離されたポリペプチド。Having VEGF antagonist activity,ing an amino acid sequence shown in position 22 to 44 of SEQ ID NO: 1, isolated polypeptide. ＶＥＧＦアンタゴニスト活性を有する、配列番号２に示されるアミノ酸配列からなる、単離されたポリペプチド。An isolated polypeptidecomprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 having VEGF antagonist activity. 以下の式（Ｉ）：
（Ｘ₁−（ＣＳＣＫＮＴＤＳＲＣＫＡＲＱＬＥＬＮＥＲＴ（配列番号３））−Ｘ₂）Ｉ
の構造を有するペプチドからなる単離されたポリペプチドであって、
ここで、Ｘ₁は、Ｈであり、そしてＸ₂は、ＣＲまたはＣＲＣである、
ポリペプチド。The following formula (I):
(X₁ - (CSCKNTDSRCKARQLELNERT (SEQ ID NO: 3)) - X₂₎ I
An isolated polypeptide comprising a peptide having the structure:
Wherein, X₁is H, and X₂is CR oris CRC,
Polypeptide. 請求項１、２または３に記載のポリペプチドおよび薬学的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物。  A pharmaceutical composition comprising the polypeptide of claim 1, 2 or 3 and a pharmaceutically acceptable carrier. 前記キャリアが皮膚に対する局所適用に受容可能である、請求項４に記載の薬学的組成物。  5. The pharmaceutical composition according to claim 4, wherein the carrier is acceptable for topical application to the skin. 前記キャリアが眼に対する適用に受容可能である、請求項４に記載の薬学的組成物。  The pharmaceutical composition according to claim 4, wherein the carrier is acceptable for application to the eye. ＶＥＧＦに関連する疾患または障害を有する被験体を処置するための請求項４に記載の薬学的組成物。  5. The pharmaceutical composition of claim 4, for treating a subject having a disease or disorder associated with VEGF. ＶＥＧＦに関連する前記疾患または障害が、転移、不適切な血管形成、および慢性炎症からなる群から選択される、請求項７に記載の薬学的組成物。  8. The pharmaceutical composition of claim 7, wherein the disease or disorder associated with VEGF is selected from the group consisting of metastasis, inappropriate angiogenesis, and chronic inflammation. ＶＥＧＦに関連する前記疾患または障害が、カポージ肉腫、変形性関節症、糖尿病性網膜症、および慢性関節リウマチからなる群から選択される、請求項７に記載の薬学的組成物。  8. The pharmaceutical composition according to claim 7, wherein the disease or disorder associated with VEGF is selected from the group consisting of capage sarcoma, osteoarthritis, diabetic retinopathy, and rheumatoid arthritis. 前記疾患または障害が固形腫瘍である、請求項７に記載の薬学的組成物。Wherein said disease or disorder is a solidtype tumor, pharmaceutical composition according to claim 7. ＶＥＧＦ₁₆₅Ｒ／ＮＰ−１レセプターを発現する腫瘍を処置するための、請求項４に記載の薬学的組成物。5. The pharmaceutical composition according to claim 4, for treating a tumor expressing VEGF₁₆₅ R / NP-1 receptor. 請求項１〜３に記載のポリペプチドをコードする、単離された核酸。  An isolated nucleic acid encoding the polypeptide of claims 1-3. ＶＥＧＦに関連する疾患または障害を処置するための医薬の調製における請求項１２に記載の単離された核酸の使用。  Use of the isolated nucleic acid according to claim 12 in the preparation of a medicament for treating a disease or disorder associated with VEGF. ＶＥＧＦに関連する疾患または障害を処置するための医薬品の調製における請求項１〜３に記載のポリペプチドの使用。  Use of the polypeptide according to claims 1-3 in the preparation of a medicament for treating a disease or disorder associated with VEGF.ＶＥＧＦに関連する疾患または障害を処置するための薬学的組成物であって、A pharmaceutical composition for treating a disease or disorder associated with VEGF, comprising:
請求項１２に記載の単離された核酸  The isolated nucleic acid of claim 12.
を含む、組成物。A composition comprising:

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