低分子CXCR4アンタゴニストT22を基盤構造とした抗エイズ治療薬の開発研究

基于低分子CXCR4拮抗剂T22的抗艾滋病治疗药物的研发

• 批准号: 10180214
• 负责人: 玉村 啓和
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10180214/
• 关键词: タキプレッシン; T22; T140; ケモカインレセプター; CXCR4; アンタゴニスト; 抗HIV活性; 侵入阻害

私は、約8年前、カブトガニの生体防御ペプチドtachyplesin,polyphemusinをリード化合物として、T22([Tyr5,12,Lys7]-polyphemusin II)という、AZTに匹敵する抗HIV活性を有する誘導体を見い出した。また、最近、ケモカインレセプターCXCR4にT22は特異的に結合し、T細胞指向性のHIVの感染を阻止することを見い出した。今年度、T22の構造活性相関研究の結果を参考にして、T22の低分子化、および、高活性低毒性化を試みた。すなわぢ、T22に含まれる内側のS-S結合が活性発現には必須ではないことを見い出したので、これを含む4残基を削除したTW70,T131を合成し、高活性を有することを確認した。また、Lys12を中性アミノ酸 L-citrullineに置換し、ペブチド全体のチャージを減らすことにより、低毒性化に成功した(T134,T140の発見)。次に、CXCR4を介するHIV-1の侵入を阻害する活性をこれらのT22,T140関連誘導体間de比較した。また、抗CXCR4モノクローナル抗体(12G5)のCXCR4への結合に対するT22誘導体の阻害活性も調べた。抗HIV活性に関しては、IF assayとMTT assayで検定した。その結果、抗HIV活性とCXCR4阻害活性および抗体結合阻害活性が相関することを見い出し,tachyplesin誘導体における抗HIV活性の上昇はCXCR4に対するbinding abilityの上昇に起因するものであることを明らかにした。天然のケモカインを構造的な由来としないCXCR4アンタゴニストは、現在までに3種類報告されている(T22と、De Clercqらのbicyclam、DoranzらのAc-(D-Arg)9-NH2)。この3化合物とT140の抗HIV活性とCXCR4阻害活性および抗体結合阻害活性を、上記と同様な方法により測定し、比較した。これらのassay系においては、T140が最強の抗HIV活性およびCXCR4阻害活性を示した。また、他の化合物との共通点および相違点を考慮して、さらに有用な化合物の開発を目指したい。ここ数年、HIVの感染に必要なcoreceptorsの解明研究が急速に進み、1996年にCCR5,CXCR4がcoreceptorsであることが報告されて以来、このCCR5,CXCR4に対するHIVの結合を阻害する薬剤が有望視されている。ケモカイン自体は約70残基の長鎖ペプチドであるので、T140のような低分子(14残基)のCXCR4アンタゴニストは、非常に有用な抗HIV剤であると考えられる。これらの化合物はHIV感染メカニズムの解明研究に役立つpharmacological toolになるとともに、今後のHIV coreceptorを標的とする侵入阻害剤の開発研究に大きく貢献するものと考えられる。

大约八年前，我使用鲎生物防御肽鲎素和polyphemusin作为先导化合物，发现了一种名为T22（[Tyr5,12,Lys7]-polyphemusin II）的衍生物，其抗HIV活性与AZT相当。我们最近还发现 T22 特异性结合趋化因子受体 CXCR4 并阻断 T 细胞定向的 HIV 感染。今年，我们在T22构效关系研究成果的基础上，尝试将T22分子降低，活性更高，毒性更小。换句话说，我们发现T22中包含的内部S-S键对于活性的表达不是必需的，因此我们合成了删除了包括该键在内的四个残基的TW70和T131，并证实它们具有高活性。此外，通过用中性氨基酸L-瓜氨酸取代Lys12并减少肽的总电荷，我们成功地降低了毒性（T134和T140的发现）。接下来，我们比较了这些 T22 和 T140 相关衍生物抑制 CXCR4 介导的 HIV-1 进入的活性。还研究了T22衍生物对抗CXCR4单克隆抗体(12G5)与CXCR4结合的抑制活性。使用IF测定和MTT测定来测定抗HIV活性。结果发现，抗HIV活性与CXCR4抑制活性和抗体结合抑制活性相关，并且揭示了鲎素衍生物中抗HIV活性的增加是由于与CXCR4的结合能力的增加。迄今为止，已报道了三种结构上并非源自天然趋化因子的CXCR4拮抗剂（T22、De Clercq等人的bicyclam和Doranz等人的Ac-(D-Arg)9-NH2）。采用与上述相同的方法测定并比较这三种化合物和T140的抗HIV活性、CXCR4抑制活性和抗体结合抑制活性。在这些测定系统中，T140 显示出最强的抗 HIV 活性和 CXCR4 抑制活性。此外，我们希望考虑到与其他化合物的共性和差异，开发出更有用的化合物。近年来，阐明HIV感染所需的辅助受体的研究进展迅速，自从1996年报道CCR5和CXCR4是辅助受体以来，抑制HIV与CCR5和CXCR4结合的药物一直受到关注。由于趋化因子本身是大约 70 个残基的长肽，因此小分子（14 个残基）CXCR4 拮抗剂（例如 T140）被认为是非常有用的抗 HIV 药物。这些化合物有望成为阐明HIV感染机制的研究的有用药理学工具，并且还将极大地促进未来针对HIV共受体的进入抑制剂的开发研究。