JP2002540164A - 因 子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、神経突起発生用の薬物調製(製造)におけるRARβ2および/またはそのアゴニストの使用に関する。
Description
【0001】 (発明の分野) 本発明は、神経突起成長(neurite growth)に関する因子に関
する。
する。
【0002】 (発明の背景) 例えば、脊髄損傷などの神経損傷の場合、神経突起成長(outgrowth
)および/または神経突起再生などのような神経突起発生(developme
nt)を起こさせることが望ましい。
)および/または神経突起再生などのような神経突起発生(developme
nt)を起こさせることが望ましい。
【0003】 神経成長因子(nerve growth factor:NGF)が、神経
突起成長などの一定の事象を刺激することが公知である。しかし、NGFは、高
分子量の比較的大きな分子である。さらに、NGFはプロテアーゼ媒介分解感受
性である。これらおよび他の検討材料のために、NFGは投与が困難である。N
GFはまた、その調製(製造)が比較的、費用がかかる。これらは、先行技術に
関する問題である。
突起成長などの一定の事象を刺激することが公知である。しかし、NGFは、高
分子量の比較的大きな分子である。さらに、NGFはプロテアーゼ媒介分解感受
性である。これらおよび他の検討材料のために、NFGは投与が困難である。N
GFはまた、その調製(製造)が比較的、費用がかかる。これらは、先行技術に
関する問題である。
【0004】 (発明の要旨) 驚いたことに、本発明者らは、レチノイン酸レセプターβ2(RARβ2)お
よび/またはそのアゴニストの使用によって神経突起成長および/または神経突
起再生などの神経突起の発生が可能であることを見出した。
よび/またはそのアゴニストの使用によって神経突起成長および/または神経突
起再生などの神経突起の発生が可能であることを見出した。
【0005】 (本発明の態様の要旨) 本発明は、RARβ2および/またはそのアゴニストの使用によって、神経突
起成長および/または神経突起再生などの神経突起の発生が可能であるという驚
くべき所見に基づく。
起成長および/または神経突起再生などの神経突起の発生が可能であるという驚
くべき所見に基づく。
【0006】 本発明の態様は、この所見を利用する。例えば、本明細書中で説明するRAR
β2および/またはそのアゴニストの使用によって、神経突起成長および/また
は神経突起再生などの神経突起の発生の調整法を得ることができる。
β2および/またはそのアゴニストの使用によって、神経突起成長および/また
は神経突起再生などの神経突起の発生の調整法を得ることができる。
【0007】 (発明の詳細な態様) 1つの態様では、本発明は、神経突起を発生させるための薬物調製(製造)に
おけるRARβ2および/またはそのアゴニストに関する。
おけるRARβ2および/またはそのアゴニストに関する。
【0008】 本発明では、RARβ2および/またはアゴニストを、薬学的に活性な薬剤と
いうことができる。
いうことができる。
【0009】 神経突起は、種々の神経細胞型から発生する周知の構造である。これらは、発
生する細胞表面からの分岐もしくはコーム様構造または形態的突起物として出現
する。神経突起成長の例は、添付の図面およびMaden、1998総説などの
刊行物に示されており、当該分野で周知である。
生する細胞表面からの分岐もしくはコーム様構造または形態的突起物として出現
する。神経突起成長の例は、添付の図面およびMaden、1998総説などの
刊行物に示されており、当該分野で周知である。
【0010】 RARβ2コード配列(すなわち、RARβ2遺伝子)を、下記のように使用
する。RARβ2遺伝子を、組換えDNA技術および/または合成技術の使用に
よって調製(製造)することができる。例えば、これを、本明細書の例に記載の
ようにプライマーなど使用して調製(製造)したPCR増幅遺伝子フラグメント
(本明細書中に詳述)を使用して調製(製造)することができるか、当該分野で
公知の任意の他の適切な方法にしたがって調製(製造)することができる。
する。RARβ2遺伝子を、組換えDNA技術および/または合成技術の使用に
よって調製(製造)することができる。例えば、これを、本明細書の例に記載の
ようにプライマーなど使用して調製(製造)したPCR増幅遺伝子フラグメント
(本明細書中に詳述)を使用して調製(製造)することができるか、当該分野で
公知の任意の他の適切な方法にしたがって調製(製造)することができる。
【0011】 別の態様では、本発明は、神経突起を発生させる薬物調製(製造)におけるR
ARβ2および/またはそのアゴニスト(アゴニストはレチノイン酸(RA)お
よび/またはCD2019である)の使用に関する。
ARβ2および/またはそのアゴニスト(アゴニストはレチノイン酸(RA)お
よび/またはCD2019である)の使用に関する。
【0012】 レチノイン酸は市販されている。CD2019は本明細書中で考察されている
かElmazar et al.、1996、Teratology、第53巻
、158〜167に記載の構造を有するRARβ2アゴニストである多環式ヘテ
ロカルビル分子である。
かElmazar et al.、1996、Teratology、第53巻
、158〜167に記載の構造を有するRARβ2アゴニストである多環式ヘテ
ロカルビル分子である。
【0013】 別の態様では、本発明は、神経学的障害治療用の薬物調製(製造)におけるR
ARβ2および/またはそのアゴニストの使用に関する。
ARβ2および/またはそのアゴニストの使用に関する。
【0014】 別の態様では、本発明は、神経学的障害(神経学的損傷を含む)治療用の薬物
調製(製造)におけるRARβ2および/またはそのアゴニストの使用に関する
。
調製(製造)におけるRARβ2および/またはそのアゴニストの使用に関する
。
【0015】 別の態様では、本発明は、薬学的活性量のRARβ2レセプターおよび/また
はそのアゴニストを投与するステップを含む、神経学的障害の治療法に関する。
はそのアゴニストを投与するステップを含む、神経学的障害の治療法に関する。
【0016】 別の具体例では、本発明は、薬学的活性量のRARβ2レセプターおよび/ま
たはそのアゴニストを投与するステップを包含し、前記アゴニストがRAおよび
/またはCD2019である、神経学的障害の治療法に関する。
たはそのアゴニストを投与するステップを包含し、前記アゴニストがRAおよび
/またはCD2019である、神経学的障害の治療法に関する。
【0017】 別の具体例では、本発明は、薬学的活性量のRARβ2レセプターおよび/ま
たはそのアゴニストを投与するステップを包含し、前記RARβ2レセプターを
RARβ2発現系を含む構成要素によって投与する、神経学的障害の治療法に関
する。
たはそのアゴニストを投与するステップを包含し、前記RARβ2レセプターを
RARβ2発現系を含む構成要素によって投与する、神経学的障害の治療法に関
する。
【0018】 別の具体例では、本発明は、少なくともRARβ2レセプターの一部の発現を
指示することができる核酸構成物(nucleic acid constru
ct)を得るステップと、被験体の1つまたは複数の細胞に該核酸構成物を移入
するステップと、任意選択的に、該被験体にRAおよび/またはCD2019な
どのRARβアゴニストを投与するステップとを含む、被験体における神経突起
の発生法に関する。
指示することができる核酸構成物(nucleic acid constru
ct)を得るステップと、被験体の1つまたは複数の細胞に該核酸構成物を移入
するステップと、任意選択的に、該被験体にRAおよび/またはCD2019な
どのRARβアゴニストを投与するステップとを含む、被験体における神経突起
の発生法に関する。
【0019】 さらなる態様では、本発明は、神経細胞を提供するステップと、該細胞と薬剤
とを接触させるステップと、神経突起成長の監視などによってRARβ2レセプ
ターを評価するステップとを含む、薬剤がRARβ2シグナル伝達を調整(モジ
ュレート)することができるかどうか同定するアッセイ(評価)法に関する。
とを接触させるステップと、神経突起成長の監視などによってRARβ2レセプ
ターを評価するステップとを含む、薬剤がRARβ2シグナル伝達を調整(モジ
ュレート)することができるかどうか同定するアッセイ(評価)法に関する。
【0020】 本発明のアッセイ法で使用される神経細胞は、任意の適切な神経細胞株(培養
中に安定に維持されている細胞であっても直接動物から得た初代細胞であっても
よい)であり得る。好ましくは、細胞は、下記のように調製(製造)した胚マウ
ス背根神経節(DRG)細胞である。
中に安定に維持されている細胞であっても直接動物から得た初代細胞であっても
よい)であり得る。好ましくは、細胞は、下記のように調製(製造)した胚マウ
ス背根神経節(DRG)細胞である。
【0021】 さらなる態様では、本発明は、(i)上記のRARβ2シグナル伝達調整につ
いてのアッセイを行うステップと、(ii)前記RARβ2シグナル伝達を調整
することができる1つまたは複数の薬剤を同定するステップと、(iii)1つ
または複数の同定した薬剤をいくらかの量調製(製造)するステップとを含むプ
ロセスに関する。
いてのアッセイを行うステップと、(ii)前記RARβ2シグナル伝達を調整
することができる1つまたは複数の薬剤を同定するステップと、(iii)1つ
または複数の同定した薬剤をいくらかの量調製(製造)するステップとを含むプ
ロセスに関する。
【0022】 さらなる態様では、本発明は、(i)上記のRARβ2シグナル伝達調整につ
いてのアッセイを行うステップと、(ii)前記RARβ2シグナル伝達を調整
することができる1つまたは複数の薬剤を同定するステップと、(iii)1つ
または複数の同定した薬剤をいくらかの量調製(製造)するステップと、(iv
)1つまたは複数の同定した薬剤を含む薬剤組成物を調製(製造)するステップ
とを含むプロセスに関する。
いてのアッセイを行うステップと、(ii)前記RARβ2シグナル伝達を調整
することができる1つまたは複数の薬剤を同定するステップと、(iii)1つ
または複数の同定した薬剤をいくらかの量調製(製造)するステップと、(iv
)1つまたは複数の同定した薬剤を含む薬剤組成物を調製(製造)するステップ
とを含むプロセスに関する。
【0023】 さらなる態様では、本発明は、薬剤がRARβ2シグナル伝達を調節すること
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)、薬剤がインビボでRARβ2活性に作用する方法
に関する。
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)、薬剤がインビボでRARβ2活性に作用する方法
に関する。
【0024】 さらなる態様では、本発明は、薬物がRARβ2シグナル伝達を調整すること
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)神経学的障害または損傷の治療用の薬剤組成物調製
(製造)における薬剤の使用に関する。
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)神経学的障害または損傷の治療用の薬剤組成物調製
(製造)における薬剤の使用に関する。
【0025】 さらなる態様では、本発明は、薬物がRARβ2シグナル伝達を調整すること
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)、薬剤を用いた被験体の治療法に関する。
ができる(例えば、上記のインビトロアッセイ法においてRARβ2シグナル伝
達を調整することができる)、薬剤を用いた被験体の治療法に関する。
【0026】 さらなる態様では、本発明は、薬学的に許容可能なキャリア、希釈剤、または
賦形剤との混合物中にRARβ2および/またはそのアゴニストを含む、神経突
起を発生させるために使用される薬剤組成物に関する。
賦形剤との混合物中にRARβ2および/またはそのアゴニストを含む、神経突
起を発生させるために使用される薬剤組成物に関する。
【0027】 容易に参照できるように、本発明のこれらまたはさらなる態様を、項目に適切
な見出しをつけて考察する。しかし、各項目の教示は必ずしもそれぞれの特定の
項目を制限しない。
な見出しをつけて考察する。しかし、各項目の教示は必ずしもそれぞれの特定の
項目を制限しない。
【0028】 (好ましい態様) 好ましい態様では、RARβ2の発現を指示することができる核酸構成物の投
与は、RA、好ましくはCD2019(またはその模倣物)などのRARβ2ア
ゴニストの投与によって達成される。
与は、RA、好ましくはCD2019(またはその模倣物)などのRARβ2ア
ゴニストの投与によって達成される。
【0029】 好ましくは、アゴニストは、RARβ2レセプターについていくらかの選択性
を有する。好ましくは、アゴニストは、RARαレセプターに著しい影響を与え
ない。好ましくは、アゴニストは、RARγレセプターに著しい影響を与えない
。より好ましくは、アゴニストは、RARαレセプターまたはRARγレセプタ
ーに著しい影響を与えない。さらにより好ましくは、アゴニストは、RARβ2
レセプターの選択性が高い。
を有する。好ましくは、アゴニストは、RARαレセプターに著しい影響を与え
ない。好ましくは、アゴニストは、RARγレセプターに著しい影響を与えない
。より好ましくは、アゴニストは、RARαレセプターまたはRARγレセプタ
ーに著しい影響を与えない。さらにより好ましくは、アゴニストは、RARβ2
レセプターの選択性が高い。
【0030】 好ましい態様では、RARβ2の発現を指示することができる核酸構成物の投
与は、ベクター、好ましくはウイルスベクター、より好ましくはレトロウイルス
ベクターを用いて達成される。より好ましい具体例では、RARβ2の発現を指
示することができる核酸構成物の投与は、神経細胞などの非分裂性哺乳動物細胞
に感染することができるレトロウイルスベクターを使用して達成される。
与は、ベクター、好ましくはウイルスベクター、より好ましくはレトロウイルス
ベクターを用いて達成される。より好ましい具体例では、RARβ2の発現を指
示することができる核酸構成物の投与は、神経細胞などの非分裂性哺乳動物細胞
に感染することができるレトロウイルスベクターを使用して達成される。
【0031】 (利点) 本発明は、RARβ2および/またはそのアゴニストが神経細胞の発生を調整
することができるので有利である。
することができるので有利である。
【0032】 また、被験体へのNGFの投与を回避するという点で、本発明は有利である。
【0033】 また、成体の神経組織における神経突起の成長を促進することができるという
点で、本発明は有利である。
点で、本発明は有利である。
【0034】 レチノイドは、ビタミンA由来分子のファミリーであり、これには生物活性代
謝産物であるレチノイン酸(RA)が含まれる。RAの細胞への影響は、2つの
クラスのレセプター(全てのトランスRA(tRA)および9−シス−RA(9
−シス−RA)の両方によって活性化されるレチノイン酸レセプター(RAR)
ならびに9−シス−RAのみによって活性化されるレチノイドXレセプター(R
XR))の作用によって媒介される(Kastner et al.、1994
、Kleiwer et al.、1994)。レセプターは、3つの主要なサ
ブタイプ(α、β、γ)からなり、これらは選択的スプライシングおよびディフ
ァレンシャルプロモーターの使用のための多数のイソ型である(Leid et
al.)。RARは、RXRとのヘテロ二量体の形成による遺伝子発現を媒介
する一方で、RXRはホモ二量体としてか種々のオーファンレセプターとのヘテ
ロ二量体の形成によって遺伝子発現を媒介することができる(Mangelsd
orf & Evans、1995)。種々の胚性ニューロン型についての多く
の研究によって、RAが神経突起の数および長さを共に刺激することができ(総
説、Maden、1998)、実際ニューロトロフィンを刺激することができる
(Campenot、1977;Lindsay、1988;Tuttle a
nd Mathew、1995)ことが示されている。ニューロトロフィンは、
末梢神経系の発生における一次感覚神経の種々のニューロンの生存に必要な成長
因子のファミリーである(Snider、1994)。PC12細胞におけるN
GFによって誘導される最初期遺伝子の1つは、オルファンレセプターNGFI
−B(NURR1)である(Millbrandt、1989)。これにより、
発生ニューロンにおける成長因子およびレチノイド媒介経路が相互作用すること
ができることが示唆される。
謝産物であるレチノイン酸(RA)が含まれる。RAの細胞への影響は、2つの
クラスのレセプター(全てのトランスRA(tRA)および9−シス−RA(9
−シス−RA)の両方によって活性化されるレチノイン酸レセプター(RAR)
ならびに9−シス−RAのみによって活性化されるレチノイドXレセプター(R
XR))の作用によって媒介される(Kastner et al.、1994
、Kleiwer et al.、1994)。レセプターは、3つの主要なサ
ブタイプ(α、β、γ)からなり、これらは選択的スプライシングおよびディフ
ァレンシャルプロモーターの使用のための多数のイソ型である(Leid et
al.)。RARは、RXRとのヘテロ二量体の形成による遺伝子発現を媒介
する一方で、RXRはホモ二量体としてか種々のオーファンレセプターとのヘテ
ロ二量体の形成によって遺伝子発現を媒介することができる(Mangelsd
orf & Evans、1995)。種々の胚性ニューロン型についての多く
の研究によって、RAが神経突起の数および長さを共に刺激することができ(総
説、Maden、1998)、実際ニューロトロフィンを刺激することができる
(Campenot、1977;Lindsay、1988;Tuttle a
nd Mathew、1995)ことが示されている。ニューロトロフィンは、
末梢神経系の発生における一次感覚神経の種々のニューロンの生存に必要な成長
因子のファミリーである(Snider、1994)。PC12細胞におけるN
GFによって誘導される最初期遺伝子の1つは、オルファンレセプターNGFI
−B(NURR1)である(Millbrandt、1989)。これにより、
発生ニューロンにおける成長因子およびレチノイド媒介経路が相互作用すること
ができることが示唆される。
【0035】 これらの態様の背景となる教示は、Victor A.McKusick e
t al.、http://ncbi.nlm.nih.gov/Ominに示
されている。以下の情報は、この供給源から抜粋している。
t al.、http://ncbi.nlm.nih.gov/Ominに示
されている。以下の情報は、この供給源から抜粋している。
【0036】 3つのレチノイン酸レセプター(α、β、およびγ)は、核レセプタの超ファ
ミリーのメンバーである。レチノイン酸は、脊椎動物で説明された最初のモルフ
ォゲンである。RARAおよびRARB遺伝子は、核レセプターファミリーの任
意の他のメンバーよりも、それぞれ第17番染色体および第13番染色体に存在
する2つの密接に関連するチロイドホルモンレセプターTHRAおよびTHRB
のメンバーと相同である。これらの所見により、チロイドホルモンおよびレチノ
イン酸レセプターが遺伝子、おそらく染色体によって進化した(ファミリーのス
テロイドレセプター基の共通の祖先由来の、ある程度早期に分化した共通の祖先
由来の重複)ということが示唆される。RARB遺伝子(以前にHAPと記され
ている)は、体細胞ハイブリッド形成およびin situハイブリッド形成に
よって3p24にマッピングされている。
ミリーのメンバーである。レチノイン酸は、脊椎動物で説明された最初のモルフ
ォゲンである。RARAおよびRARB遺伝子は、核レセプターファミリーの任
意の他のメンバーよりも、それぞれ第17番染色体および第13番染色体に存在
する2つの密接に関連するチロイドホルモンレセプターTHRAおよびTHRB
のメンバーと相同である。これらの所見により、チロイドホルモンおよびレチノ
イン酸レセプターが遺伝子、おそらく染色体によって進化した(ファミリーのス
テロイドレセプター基の共通の祖先由来の、ある程度早期に分化した共通の祖先
由来の重複)ということが示唆される。RARB遺伝子(以前にHAPと記され
ている)は、体細胞ハイブリッド形成およびin situハイブリッド形成に
よって3p24にマッピングされている。
【0037】 Benbrookら(1988年)は上皮組織中の優勢な分布を示し、それに
よりRAR(ε)を使用した。in situハイブリッド形成により、Mat
teiら(1988年)では、3p24にRARB遺伝子と命名した。欠失マッ
ピングを用いて、de Theら(1990年)は、ヘルペスウイルスキナーゼ
プロモーターに対するレチノイン酸応答性を付与する、転写開始の59bp上流
に存在する27bpフラグメントを同定した。これらは、αレセプターおよびβ
レセプターは、共に同一のDNA配列を介して作用することが示されている。M
attei et al.、1991では、マウスの第14番染色体(バンドA
)およびラットの第15番染色体に対応する遺伝子を割り当てた。
よりRAR(ε)を使用した。in situハイブリッド形成により、Mat
teiら(1988年)では、3p24にRARB遺伝子と命名した。欠失マッ
ピングを用いて、de Theら(1990年)は、ヘルペスウイルスキナーゼ
プロモーターに対するレチノイン酸応答性を付与する、転写開始の59bp上流
に存在する27bpフラグメントを同定した。これらは、αレセプターおよびβ
レセプターは、共に同一のDNA配列を介して作用することが示されている。M
attei et al.、1991では、マウスの第14番染色体(バンドA
)およびラットの第15番染色体に対応する遺伝子を割り当てた。
【0038】 Nadeauら(1992年)では、第14番染色体の動原体部分に相補的な
マウスの割り当てを確認した。
マウスの割り当てを確認した。
【0039】 特定のヒト肝細胞癌(human hepatocellur carcin
oma:HCC)に存在するB型肝炎ウイルス(hepatitis−B vi
rus:HBV)組み込み部位と同一の肝臓の非腫瘍組織における対応する非占
有部位との比較により、Dejeanら(1986年)は、HBV組み込みは、
癌遺伝子(ERBA)およびヒト糖質コルチコイドおよびエストロゲンレセプタ
ー遺伝子の推定DNA結合ドメインの両方に著しく類似する肝細胞配列に隣接す
るウイルス配列に存在することを見出した。
oma:HCC)に存在するB型肝炎ウイルス(hepatitis−B vi
rus:HBV)組み込み部位と同一の肝臓の非腫瘍組織における対応する非占
有部位との比較により、Dejeanら(1986年)は、HBV組み込みは、
癌遺伝子(ERBA)およびヒト糖質コルチコイドおよびエストロゲンレセプタ
ー遺伝子の推定DNA結合ドメインの両方に著しく類似する肝細胞配列に隣接す
るウイルス配列に存在することを見出した。
【0040】 Dejeanら(1986年)により、この遺伝子(通常、サイレントである
か正常な肝細胞中で非常に低いレベル)は、HBV組み込みの結果として不適切
に発現するので、細胞形質転換に寄与することが示唆された。
か正常な肝細胞中で非常に低いレベル)は、HBV組み込みの結果として不適切
に発現するので、細胞形質転換に寄与することが示唆された。
【0041】 げっ歯類−ヒト体細胞ハイブリッドDNAのパネルによって、Dejean
ら(1986年)は、遺伝子を第3番染色体に位置付けた。Dejean ら(
1987年)によるさらなる研究により、HAP遺伝子産物は肝臓中の不適切な
発現が幹細胞発癌に関連する新規のリガンド応答性調節タンパク質であり得るこ
とが示唆された。Brandら(1988年)は、HAP(HBV活性化タンパ
ク質)と呼ばれる新規のタンパク質はレチノイン酸レセプターであることを示し
た。彼らは、このレセプターをβ型(RARB)と呼び、3p25−p21にマ
ッピングした。
ら(1986年)は、遺伝子を第3番染色体に位置付けた。Dejean ら(
1987年)によるさらなる研究により、HAP遺伝子産物は肝臓中の不適切な
発現が幹細胞発癌に関連する新規のリガンド応答性調節タンパク質であり得るこ
とが示唆された。Brandら(1988年)は、HAP(HBV活性化タンパ
ク質)と呼ばれる新規のタンパク質はレチノイン酸レセプターであることを示し
た。彼らは、このレセプターをβ型(RARB)と呼び、3p25−p21にマ
ッピングした。
【0042】 Lotanら(1995年)は、RARBのmRNAの発現が全癌状態の口頭
損傷で選択的に損失しており、イソトレチノインでの治療によって回復すること
ができることを見出した。RARBのmRNA発現の回復は、臨床応答に関連し
た。
損傷で選択的に損失しており、イソトレチノインでの治療によって回復すること
ができることを見出した。RARBのmRNA発現の回復は、臨床応答に関連し
た。
【0043】 RARB、RARG、RXRB、およびRXRGは、線条体で発現する。転移
に対するこれらの遺伝子の効果を研究するために、Kreczel(1998年
)は、1遺伝子および2遺伝子のノックアウトマウスを開発し、オープンフィー
ルドおよびロータロッド試験によってマウスの歩行技術を分析した。RARB−
RXRB、RARB−RXRG、およびRXRB−RXRGの2ヌル変異マウス
(対応する1ヌル変異体ではない)は、野生型同腹子と比較した場合、正方向の
転移の減少を示した。40%のRARB−RXRBヌル変異体が、逆方向歩行を
示した。ロータロッド試験により、RARB、RARB−RXRB、RARB−
RXRG、およびRXRB−RXRGマウスが異常であった。それに対して、R
ARA、RARG、RAR−RXRG、およびRARG−RXRGヌルマウスは
、RARAおよびRARGが線条体で発現するにもかかわらず転移の欠陥は認め
られなかった。骨格筋、末梢神経、および脊髄の形態、発生、および機能は、平
衡反射と同様に、1および2ヌル変異体で正常であった。これらの結果により、
Kreczelら(1998年)では、RARB、RXRB、およびRXRGは
、歩行挙動の調節に特異的に関与し、RARBとRXRBまたはRXRGとのヘ
テロ二量体は機能的レセプター単位であるのでRXRBとRXRGは機能的に縮
重していると示唆した。
に対するこれらの遺伝子の効果を研究するために、Kreczel(1998年
)は、1遺伝子および2遺伝子のノックアウトマウスを開発し、オープンフィー
ルドおよびロータロッド試験によってマウスの歩行技術を分析した。RARB−
RXRB、RARB−RXRG、およびRXRB−RXRGの2ヌル変異マウス
(対応する1ヌル変異体ではない)は、野生型同腹子と比較した場合、正方向の
転移の減少を示した。40%のRARB−RXRBヌル変異体が、逆方向歩行を
示した。ロータロッド試験により、RARB、RARB−RXRB、RARB−
RXRG、およびRXRB−RXRGマウスが異常であった。それに対して、R
ARA、RARG、RAR−RXRG、およびRARG−RXRGヌルマウスは
、RARAおよびRARGが線条体で発現するにもかかわらず転移の欠陥は認め
られなかった。骨格筋、末梢神経、および脊髄の形態、発生、および機能は、平
衡反射と同様に、1および2ヌル変異体で正常であった。これらの結果により、
Kreczelら(1998年)では、RARB、RXRB、およびRXRGは
、歩行挙動の調節に特異的に関与し、RARBとRXRBまたはRXRGとのヘ
テロ二量体は機能的レセプター単位であるのでRXRBとRXRGは機能的に縮
重していると示唆した。
【0044】 Kreczelら(1998年)は、これらのマウスにおけるD1ドーパミン
レセプターおよびD2ドーパミンレセプター(D1RおよびD2R)(線条体に
おいて最も豊富なドーパミンレセプター)を研究した。RARB−RXRB、R
ARB−RXRG、およびRXRB−RXRG2ヌル変異体(RARBまたはR
XRG1ヌル変異体ではない)は、野生型コントロールと比較した場合、前線条
体D1RおよびD2R転写物は、それぞれ40%および30%減少した。
レセプターおよびD2ドーパミンレセプター(D1RおよびD2R)(線条体に
おいて最も豊富なドーパミンレセプター)を研究した。RARB−RXRB、R
ARB−RXRG、およびRXRB−RXRG2ヌル変異体(RARBまたはR
XRG1ヌル変異体ではない)は、野生型コントロールと比較した場合、前線条
体D1RおよびD2R転写物は、それぞれ40%および30%減少した。
【0045】 線条体の正中領域(中隔側坐核の被殻および中心ならびに尾状核被殻を含む)
で最も減少した。減少はD2R発現ニューロンによらず、アポトーシスは増加し
なかった。線条体の組織学的性質は正常であった。
で最も減少した。減少はD2R発現ニューロンによらず、アポトーシスは増加し
なかった。線条体の組織学的性質は正常であった。
【0046】 Samadら(1997年)によるD2Rプロモーターにおけるレチノイン酸
応答エレメントの特徴により、Kreczelら(1998年)は、D2Rの減
少およびD2R発現は転写レベルで起こることを示唆した。RARB−RXRB
、RARB−RXRG、およびRXRB−RXRGの2ヌル変異体は、D1R−
ヌルマウスの表現型を模倣したコカインによって誘導された転移の増加を示さな
かった。
応答エレメントの特徴により、Kreczelら(1998年)は、D2Rの減
少およびD2R発現は転写レベルで起こることを示唆した。RARB−RXRB
、RARB−RXRG、およびRXRB−RXRGの2ヌル変異体は、D1R−
ヌルマウスの表現型を模倣したコカインによって誘導された転移の増加を示さな
かった。
【0047】 まとめると、これらの結果はKreczelら(1998年)によって、レチ
ノイドがドーパミン作動性中脳辺縁系経路の機能の調節に関連することが示され
、レチノイン酸シグナル伝達の欠損は神経学的障害に寄与し得ることが示唆され
る。
ノイドがドーパミン作動性中脳辺縁系経路の機能の調節に関連することが示され
、レチノイン酸シグナル伝達の欠損は神経学的障害に寄与し得ることが示唆され
る。
【0048】 (アゴニスト) 本発明のアゴニストは、任意の適切なRARβ2アゴニストであり得る。好ま
しくは、このRARβ2のアゴニストはトランス活性化においてRARβ2を活
性化することができる。
しくは、このRARβ2のアゴニストはトランス活性化においてRARβ2を活
性化することができる。
【0049】 アゴニストは、有機化合物または他の化学物質であり得る。アゴニストは、ア
ミノ酸配列またはその化学的誘導体またはその混合物であり得る。薬剤は、セン
ス配列またはアンチセンス配列であり得るヌクレチド配列でもよい。薬剤は、抗
体であっても良い。
ミノ酸配列またはその化学的誘導体またはその混合物であり得る。薬剤は、セン
ス配列またはアンチセンス配列であり得るヌクレチド配列でもよい。薬剤は、抗
体であっても良い。
【0050】 典型的には、アゴニストは、有機化合物である。典型的には、有機化合物は2
つまたはそれ以上のヒドロカルビル基を含む。本明細書中では、用語「ヒドロカ
ルビル基(hydrocarbyl group)」は、少なくともCおよびH
を含む基を意味し、任意選択的に1つまたは複数の他の適切な置換基を含み得る
。このような置換基の例には、ハロ基、アルコキシ基、ニトロ基、アルキル基、
環状基などを含み得る。置換基が環状基である可能性に加えて、置換基の組み合
わせによって、環状基が形成され得る。ヒドロカルビル基が1つを超えるCを含
む場合、これらの炭素は適切なエレメントまたは基を介して結合し得る。例えば
、適切なエレメントまたは基を貸して、少なくとも2つの炭素原子を結合させる
ことができる。したがって、ヒドロカルビル基はヘテロ原子を含み得る。適切な
ヘテロ原子は、当業者に自明であり、これには、例えば硫黄、窒素、および酸素
が含まれる。いくつかの適用では、好ましくは、薬剤は少なくとも1つの環状基
を含む。環状基は、多環基(非融合多環基など)であり得る。いくつかの適用で
は、アゴニストは、別のヒドロカルビル基に結合した少なくとも1つの環状基を
含む。
つまたはそれ以上のヒドロカルビル基を含む。本明細書中では、用語「ヒドロカ
ルビル基(hydrocarbyl group)」は、少なくともCおよびH
を含む基を意味し、任意選択的に1つまたは複数の他の適切な置換基を含み得る
。このような置換基の例には、ハロ基、アルコキシ基、ニトロ基、アルキル基、
環状基などを含み得る。置換基が環状基である可能性に加えて、置換基の組み合
わせによって、環状基が形成され得る。ヒドロカルビル基が1つを超えるCを含
む場合、これらの炭素は適切なエレメントまたは基を介して結合し得る。例えば
、適切なエレメントまたは基を貸して、少なくとも2つの炭素原子を結合させる
ことができる。したがって、ヒドロカルビル基はヘテロ原子を含み得る。適切な
ヘテロ原子は、当業者に自明であり、これには、例えば硫黄、窒素、および酸素
が含まれる。いくつかの適用では、好ましくは、薬剤は少なくとも1つの環状基
を含む。環状基は、多環基(非融合多環基など)であり得る。いくつかの適用で
は、アゴニストは、別のヒドロカルビル基に結合した少なくとも1つの環状基を
含む。
【0051】 (特異的アゴニスト) 本発明の特異的アゴニストの例は、レチノイン酸(RA)である。レチノイン
酸の両方の共通の形態(全トランスレチノイン酸(tRA)または9−シス−R
A)はRARβ2のアゴニストである。
酸の両方の共通の形態(全トランスレチノイン酸(tRA)または9−シス−R
A)はRARβ2のアゴニストである。
【0052】 CD2019は、本明細書中に記載およびElimazar et al.、
1996、Teratology、第53巻、158〜167に記載の構造を有
するRARβ2アゴニストである。このアゴニストおよび他のアゴニストはまた
、Beard and Chandraratna、194;Johnson
et al.、1996に考察されている。CD2019の構造を、添付の図面
に式Iとして示す。
1996、Teratology、第53巻、158〜167に記載の構造を有
するRARβ2アゴニストである。このアゴニストおよび他のアゴニストはまた
、Beard and Chandraratna、194;Johnson
et al.、1996に考察されている。CD2019の構造を、添付の図面
に式Iとして示す。
【0053】 別のRARβ2アゴニストを、添付の図面に式IIとして示す。
【0054】 本発明はまた、式Iおよび/または式IIの式の模倣物または生物学的な等価
物を含む。
物を含む。
【0055】 好ましくは、本発明で有用なアゴニストは、RARβ2選択性である。
【0056】 (RARβ2アゴニズムの同定アッセイ) 本発明のアゴニストの例を、RARβ2アゴニズムの同定アッセイの使用によ
って同定および/または確認することができる。
って同定および/または確認することができる。
【0057】 したがって、本発明はまた、(i)候補薬剤がRARβ2アゴニストなどとし
て作用することができるかどうかを同定するステップと、(ii)前記候補薬剤
がRARβ2アゴニストとして作用することができる場合、前記アゴニストを神
経突起を発生させる量で被験体に送達させるステップを含む。
て作用することができるかどうかを同定するステップと、(ii)前記候補薬剤
がRARβ2アゴニストとして作用することができる場合、前記アゴニストを神
経突起を発生させる量で被験体に送達させるステップを含む。
【0058】 (アッセイ) 任意の1つまたは複数の適切なターゲット(アミノ酸配列および/またはヌク
レオチド配列)を、任意の種々の薬物スクリーニング技術においてRARβ2を
調整することができる薬剤の同定に使用することができる。このような試験に使
用されるターゲットは、溶液中で遊離状態であり、固体支持体に固定されており
、細胞表面上に存在しているか細胞内に存在し得る。ターゲット活性の消滅また
は試験されるターゲットと薬剤との間の結合複合体の構成を測定することができ
る。
レオチド配列)を、任意の種々の薬物スクリーニング技術においてRARβ2を
調整することができる薬剤の同定に使用することができる。このような試験に使
用されるターゲットは、溶液中で遊離状態であり、固体支持体に固定されており
、細胞表面上に存在しているか細胞内に存在し得る。ターゲット活性の消滅また
は試験されるターゲットと薬剤との間の結合複合体の構成を測定することができ
る。
【0059】 本発明のアッセイは、多数の薬剤を試験するスクリーニングであり得る。1つ
の態様では、本発明のアッセイ法は、高処理スクリーニングである。
の態様では、本発明のアッセイ法は、高処理スクリーニングである。
【0060】 薬物スクリーニング技術は、1984年9月13日公表のGeysenの欧州
特許出願84/03564に記載の方法に基づき得る。要約すれば、多数の異な
る小さなペプチド化合物を、固体支持体(プラスチックピンまたはいくつかの他
の表面など)上で合成する。ペプチド試験化合物を、適切なターゲットまたはそ
のフラグメントと反応させ、洗浄する。次いで、結合した構成要素を、当該分野
で周知の適切に適用した方法などによって検出する。精製ターゲットを、薬物ス
クリーニング技術で使用するためにプレート上に直接コートすることもできる。
あるいは、非中和抗体を使用して、ペプチドを捕獲し、固体支持体上に固定する
ことができる。
特許出願84/03564に記載の方法に基づき得る。要約すれば、多数の異な
る小さなペプチド化合物を、固体支持体(プラスチックピンまたはいくつかの他
の表面など)上で合成する。ペプチド試験化合物を、適切なターゲットまたはそ
のフラグメントと反応させ、洗浄する。次いで、結合した構成要素を、当該分野
で周知の適切に適用した方法などによって検出する。精製ターゲットを、薬物ス
クリーニング技術で使用するためにプレート上に直接コートすることもできる。
あるいは、非中和抗体を使用して、ペプチドを捕獲し、固体支持体上に固定する
ことができる。
【0061】 本発明は、ターゲットに結合することができる中和抗体がターゲット結合用の
試験化合物と特異的に競合する競合薬物スクリーニングアッセイの使用も意図さ
れる。
試験化合物と特異的に競合する競合薬物スクリーニングアッセイの使用も意図さ
れる。
【0062】 別のスクリーニング技術により、基質に対する適切な結合親和性を有する薬剤
の高処理スクリーニング(HTS)が得られ、これは、WO−A−84/035
64に詳述の方法に基づく。
の高処理スクリーニング(HTS)が得られ、これは、WO−A−84/035
64に詳述の方法に基づく。
【0063】 本発明のアッセイ法は、試験化合物の小規模および大規模スクリーニングなら
びに定量アッセイに適切であると予想される。
びに定量アッセイに適切であると予想される。
【0064】 好ましい態様では、本発明は、RARβ2を選択的に調整する薬物の同定法に
関する。
関する。
【0065】 好ましい態様では、本発明のアッセイは、その表面上でRARβ2を提示する
細胞を利用する。これらの細胞を、このような細胞を保有する被験体から単離す
ることができる。しかし、好ましくは、細胞を、トランスフェクションの際にこ
れらの細胞がその表面RARβ2上に提示されるような細胞のトランスフェクシ
ョンによって調製(製造)する。
細胞を利用する。これらの細胞を、このような細胞を保有する被験体から単離す
ることができる。しかし、好ましくは、細胞を、トランスフェクションの際にこ
れらの細胞がその表面RARβ2上に提示されるような細胞のトランスフェクシ
ョンによって調製(製造)する。
【0066】 使用することができるアッセイの別の例は、WO−A−9849271に記載
されている。これは、不死化奇形癌CNSニューロン株に関し、高レベルのニュ
ーロン分化レベルを有し、RARβ2に結合する化合物の検出に有用である。
されている。これは、不死化奇形癌CNSニューロン株に関し、高レベルのニュ
ーロン分化レベルを有し、RARβ2に結合する化合物の検出に有用である。
【0067】 (レポーター) 広範な種々のレポーターを、都合よく検出可能なシグナルが得られる好ましい
レポーターを用いる本発明のアッセイ法(ならびにスクリーニング)に使用する
ことができる。例として、レポーター遺伝子は、光吸収特性を変化させる反応を
触媒する酵素をコードすることができる。
レポーターを用いる本発明のアッセイ法(ならびにスクリーニング)に使用する
ことができる。例として、レポーター遺伝子は、光吸収特性を変化させる反応を
触媒する酵素をコードすることができる。
【0068】 他のプロトコールには、酵素免疫測定法(ELISA)、放射免疫測定(RI
A)、および蛍光活性化セルソーター(FACS)が含まれる。2つの非干渉エ
ピトープに反応性を示すモノクローナル抗体を使用する2部位のモノクローナル
抗体ベースの免疫アッセイを使用しても良い。これらおよび他のアッセイは、H
ampton R et al.、1990、Serological Met
hods、A Laboratory Manual、APS Press、S
t Paul MNおよびMddox DE et al.、1983、J.E
xp.Med.、15、8、121、1に記載されている。
A)、および蛍光活性化セルソーター(FACS)が含まれる。2つの非干渉エ
ピトープに反応性を示すモノクローナル抗体を使用する2部位のモノクローナル
抗体ベースの免疫アッセイを使用しても良い。これらおよび他のアッセイは、H
ampton R et al.、1990、Serological Met
hods、A Laboratory Manual、APS Press、S
t Paul MNおよびMddox DE et al.、1983、J.E
xp.Med.、15、8、121、1に記載されている。
【0069】 レポーター分子の例には、ガラクトシダーゼ、インベルターゼ、緑色蛍光タン
パク質、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコール、アセチルトランスフェラーゼ
、グルクロニダーゼ、エクソグルカナーゼ、およびグルコアミラーゼが含まれる
が、これらに限定されない。あるいは、放射標識または蛍光タグ標識化ヌクレオ
チドを発生期の転写物に組み込んで、オリゴヌクレオチドプローブに結合した場
合に検出することができる。
パク質、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコール、アセチルトランスフェラーゼ
、グルクロニダーゼ、エクソグルカナーゼ、およびグルコアミラーゼが含まれる
が、これらに限定されない。あるいは、放射標識または蛍光タグ標識化ヌクレオ
チドを発生期の転写物に組み込んで、オリゴヌクレオチドプローブに結合した場
合に検出することができる。
【0070】 さらなる例のために、多数の企業(ファーマシア バイオテック(Pisca
taway、NJ)、プロメガ(マディソン、WI)、およびUS バイオケミ
カル コーポレーション(クリーブランド、OH)など)が市販のキットおよび
アッセイ手順についてのプロトコールを提供している。適切なレセプター分子ま
たはラベルには、放射性核種、酵素、蛍光、化学発光剤、または発色剤、ならび
に基質、補因子、インヒビター、磁性粒子などが含まれる。このような標識を教
示する特許には、米国特許第第3,817,837号、米国特許第3,850,
752号、米国特許第3,939,350号、米国特許第3,996,345号
、米国特許第4,277,437号、米国特許第4,275,149号、および
米国特許第4,366,241号が含まれる。
taway、NJ)、プロメガ(マディソン、WI)、およびUS バイオケミ
カル コーポレーション(クリーブランド、OH)など)が市販のキットおよび
アッセイ手順についてのプロトコールを提供している。適切なレセプター分子ま
たはラベルには、放射性核種、酵素、蛍光、化学発光剤、または発色剤、ならび
に基質、補因子、インヒビター、磁性粒子などが含まれる。このような標識を教
示する特許には、米国特許第第3,817,837号、米国特許第3,850,
752号、米国特許第3,939,350号、米国特許第3,996,345号
、米国特許第4,277,437号、米国特許第4,275,149号、および
米国特許第4,366,241号が含まれる。
【0071】 (宿主細胞) 本発明に使用される(ターゲットとして使用されるか、ターゲットを発現させ
るか、薬学的に活性な薬剤として使用される)ポリヌクレオチドを、宿主細胞に
移入することができる。
るか、薬学的に活性な薬剤として使用される)ポリヌクレオチドを、宿主細胞に
移入することができる。
【0072】 本発明に関連する用語「宿主細胞」には、本発明のポリヌクレオチド配列を含
むことができる任意の細胞が含まれる。
むことができる任意の細胞が含まれる。
【0073】 本明細書中では、ポリヌクレオチドを、原核細胞または真核細胞(例えば、酵
母、昆虫細胞、または哺乳動物細胞)に移入することができる。
母、昆虫細胞、または哺乳動物細胞)に移入することができる。
【0074】 当該分野で公知の種々の技術(トランスフェクション、形質転換、およびエレ
クトロポレーションなど)を用いて、本発明のポリヌクレオチドを適切な宿主細
胞に移入することができる。本発明のポリヌクレオチドを動物に投与した場合、
いくつかの技術(例えば、レトロウイルス、単純ヘルペスウイルス、およびアデ
ノウイルスなどの組換えウイルスベクターの感染、核酸への直接注射、ならびに
微粒子銃による形質転換)が公知である。
クトロポレーションなど)を用いて、本発明のポリヌクレオチドを適切な宿主細
胞に移入することができる。本発明のポリヌクレオチドを動物に投与した場合、
いくつかの技術(例えば、レトロウイルス、単純ヘルペスウイルス、およびアデ
ノウイルスなどの組換えウイルスベクターの感染、核酸への直接注射、ならびに
微粒子銃による形質転換)が公知である。
【0075】 したがって、本発明のさらなる具体例により、本発明のターゲットであるかタ
ーゲットを発現するポリヌクレオチドで形質転換またはトランスフェクトされた
宿主細胞が得られる。好ましくは、ポリヌクレオチドは、ターゲットであるかタ
ーゲットを発現するポリヌクレオチドの組換えおよび発現用のベクター中に保有
される。細胞は、ベクターと競合するように選択され、これは例えば原核細胞(
prokaryotic、例えば、細菌)、真菌、酵母、または植物細胞であり
得る。
ーゲットを発現するポリヌクレオチドで形質転換またはトランスフェクトされた
宿主細胞が得られる。好ましくは、ポリヌクレオチドは、ターゲットであるかタ
ーゲットを発現するポリヌクレオチドの組換えおよび発現用のベクター中に保有
される。細胞は、ベクターと競合するように選択され、これは例えば原核細胞(
prokaryotic、例えば、細菌)、真菌、酵母、または植物細胞であり
得る。
【0076】 グラム陰性細菌大腸菌(E.coli)は、異種遺伝子発現用の宿主として広
く一般に使用されている。しかし、細胞内に、大量の異種タンパク質が蓄積され
る傾向がある。大量の大腸菌細胞内タンパク質由来の所望のタンパク質の適切な
精製は、しばしば困難であり得る。
く一般に使用されている。しかし、細胞内に、大量の異種タンパク質が蓄積され
る傾向がある。大量の大腸菌細胞内タンパク質由来の所望のタンパク質の適切な
精製は、しばしば困難であり得る。
【0077】 大腸菌とは対照的に、バチルス(Bacillus)属の細菌は、その培養培
地へのタンパク質分泌能力により異種宿主として非常に適切である。宿主として
有用な他の細菌は、ストレプトマイセス(Streptomyces)およびシ
ュードモナス(Pseudomonas)由来のものである。
地へのタンパク質分泌能力により異種宿主として非常に適切である。宿主として
有用な他の細菌は、ストレプトマイセス(Streptomyces)およびシ
ュードモナス(Pseudomonas)由来のものである。
【0078】 本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの性質および/または発
現タンパク質のさらなるプロセシングの望ましさに依存して、酵母または他の真
菌などの真核宿主が好まれ得る。一般に、酵母細菌は、操作が容易であるので真
菌細胞よりも好ましい。しかし、いくつかのタンパク質は酵母細胞からあまり分
泌されないか、適切に処理されない場合がある(例えば、過剰グリコシル化)。
これらの場合、異なる真菌宿主生物を選択すべきである。
現タンパク質のさらなるプロセシングの望ましさに依存して、酵母または他の真
菌などの真核宿主が好まれ得る。一般に、酵母細菌は、操作が容易であるので真
菌細胞よりも好ましい。しかし、いくつかのタンパク質は酵母細胞からあまり分
泌されないか、適切に処理されない場合がある(例えば、過剰グリコシル化)。
これらの場合、異なる真菌宿主生物を選択すべきである。
【0079】 本発明の範囲内の適切な発現宿主の例は、アスペルギルス(コウジカビ:As
pergillus)類(欧州特許第0184438号および欧州特許第028
4603号に記載のものなど)およびTrichoderma類などの真菌、B
acillus類(欧州特許第0134048号および欧州特許第025345
5号に記載もものなど)、Streptomyces種、およびシュードモナス
属菌(Pseudomona)類などの細菌、Kluyveromyces類(
欧州特許第0096430号および欧州特許第0301670号に記載のものな
ど)およびサッカロミセス(Saccharomyces)類などの酵母である
。例として、典型的な発現宿主は、黒色麹菌(Aspergillus nig
er)、Aspergillus niger var.tubigenis、
Aspergillus niger var.awamori、Asperg
illus aculeatis、コウジカビ為巣性(Aspergillus
nidulans)、Aspergillus oryzae、Tricho
derma reesei、Bacillus subtilis、Bacil
lus licheniformis、Bacillus amyloliqu
efaciens、Kluyveromyces lactis、およびSac
charomyces cerevisiaeから選択することができる。
pergillus)類(欧州特許第0184438号および欧州特許第028
4603号に記載のものなど)およびTrichoderma類などの真菌、B
acillus類(欧州特許第0134048号および欧州特許第025345
5号に記載もものなど)、Streptomyces種、およびシュードモナス
属菌(Pseudomona)類などの細菌、Kluyveromyces類(
欧州特許第0096430号および欧州特許第0301670号に記載のものな
ど)およびサッカロミセス(Saccharomyces)類などの酵母である
。例として、典型的な発現宿主は、黒色麹菌(Aspergillus nig
er)、Aspergillus niger var.tubigenis、
Aspergillus niger var.awamori、Asperg
illus aculeatis、コウジカビ為巣性(Aspergillus
nidulans)、Aspergillus oryzae、Tricho
derma reesei、Bacillus subtilis、Bacil
lus licheniformis、Bacillus amyloliqu
efaciens、Kluyveromyces lactis、およびSac
charomyces cerevisiaeから選択することができる。
【0080】 広範に修飾されるポリヌクレオチドは、その機能を完了するための正確なプロ
セシングを必要とし得る。これらの例では、哺動物細胞発現系(HEK−293
、CHO、HeLAなど)が必要であり、ポリペプチドは、細胞内もしくは細胞
膜上で発現されるか、適切なリーダー配列の前に存在する場合、培養培地中に分
泌される。
セシングを必要とし得る。これらの例では、哺動物細胞発現系(HEK−293
、CHO、HeLAなど)が必要であり、ポリペプチドは、細胞内もしくは細胞
膜上で発現されるか、適切なリーダー配列の前に存在する場合、培養培地中に分
泌される。
【0081】 適切な宿主細胞(酵母、真菌、植物、および哺乳動物宿主細胞など)の使用に
より、本発明の組換え産物に適切な生物活性を付与するために必要であり得る翻
訳後修飾(例えば、ミリストイル化、グリコシル化、短縮、脂質付加、ならびに
チロシン、セリンまたはトレオニンのリン酸化)が得られる。
より、本発明の組換え産物に適切な生物活性を付与するために必要であり得る翻
訳後修飾(例えば、ミリストイル化、グリコシル化、短縮、脂質付加、ならびに
チロシン、セリンまたはトレオニンのリン酸化)が得られる。
【0082】 (生物) 本発明に関する用語「生物」には、本発明の配列および/またはそれから得ら
れる産物を含む任意の生物が含まれる。生物の例には、真菌、酵母、または植物
を含み得る。
れる産物を含む任意の生物が含まれる。生物の例には、真菌、酵母、または植物
を含み得る。
【0083】 本発明に関連する用語「トランスジェニック生物」には、本発明のターゲット
および/または得られた産物を含む任意の生物が含まれる。
および/または得られた産物を含む任意の生物が含まれる。
【0084】 (宿主細胞/宿主生物の形質転換) 上記のように、宿主生物は、原核生物または真核生物であり得る。適切な原核
生物の例には、E.coliおよびBacillus subtilisが含ま
れる。原核宿主の形質転換についての教示は、当該分野で十分に報告されており
、例えば、Sambrook et al.、Molecular Cloni
ng:A Laboratory Manual、第2版、1989、Cold
Spring Harbor Laboratory PressおよびAu
subel et al.、Current Protocols in Mo
lecular Biology、1995、John Wiley & So
ns,Inc.を参照のこと。
生物の例には、E.coliおよびBacillus subtilisが含ま
れる。原核宿主の形質転換についての教示は、当該分野で十分に報告されており
、例えば、Sambrook et al.、Molecular Cloni
ng:A Laboratory Manual、第2版、1989、Cold
Spring Harbor Laboratory PressおよびAu
subel et al.、Current Protocols in Mo
lecular Biology、1995、John Wiley & So
ns,Inc.を参照のこと。
【0085】 原核宿主が使用される場合、ヌクレオチド配列は、形質転換前にイントロンの
除去などによって適切に修飾される必要があり得る。
除去などによって適切に修飾される必要があり得る。
【0086】 別の具体例では、トランスジェニック生物は、酵母であり得る。この点で、酵
母はまた、異種遺伝子発現用の伝達体として広く一般に使用されている。Sac
charomyces cerevisiaeは、長い工業用途(異種遺伝子発
現での使用を含む)の歴史がある。Saccharomyces cerevi
siaeにおける異種遺伝子の発現は、Goodey et al.、1987
、Yeast Biotechnology、D.R.Berry et al
.編、401〜429、Allen and Unwin、Londonおよび
King et al.、1989、Molecular and Cell
Biology of Yeasts、E.F.Walton and G.T
.Yarronton編、107〜133、Blackie、Glasgowで
概説されている。
母はまた、異種遺伝子発現用の伝達体として広く一般に使用されている。Sac
charomyces cerevisiaeは、長い工業用途(異種遺伝子発
現での使用を含む)の歴史がある。Saccharomyces cerevi
siaeにおける異種遺伝子の発現は、Goodey et al.、1987
、Yeast Biotechnology、D.R.Berry et al
.編、401〜429、Allen and Unwin、Londonおよび
King et al.、1989、Molecular and Cell
Biology of Yeasts、E.F.Walton and G.T
.Yarronton編、107〜133、Blackie、Glasgowで
概説されている。
【0087】 いくつかの理由により、サッカロミセス(Saccharomyces) c
erevisiaeは、異種遺伝子発現に非常に適切である。第1に、これは人
に対して非病原性であり、かつ一定のエンドトキシンを産生することができる。
第2に、種々の目的に何百年にもわたる商業的開発で安全に使用されている長い
歴史がある。これにより、広範な公的認容性がある。第3に、広範な商業的使用
および生物を供した研究により、遺伝学および生理学ならびにSaccharo
myces cerevisiaeの大量発酵特性についての豊富な知識が得ら
れている。
erevisiaeは、異種遺伝子発現に非常に適切である。第1に、これは人
に対して非病原性であり、かつ一定のエンドトキシンを産生することができる。
第2に、種々の目的に何百年にもわたる商業的開発で安全に使用されている長い
歴史がある。これにより、広範な公的認容性がある。第3に、広範な商業的使用
および生物を供した研究により、遺伝学および生理学ならびにSaccharo
myces cerevisiaeの大量発酵特性についての豊富な知識が得ら
れている。
【0088】 Saccharomyces cerevisiaeにおける異種遺伝子発現
および遺伝子産物分泌の原理の総説は、E.Hinchcliffe E.Ke
nny、1993、「異種遺伝子発現用の伝達体としての酵母」、Yeasts
、第5巻、Anthony H.Rose and J.Stuart Har
rison編、第2版、Academic Press Ltdに記載されてい
る。
および遺伝子産物分泌の原理の総説は、E.Hinchcliffe E.Ke
nny、1993、「異種遺伝子発現用の伝達体としての酵母」、Yeasts
、第5巻、Anthony H.Rose and J.Stuart Har
rison編、第2版、Academic Press Ltdに記載されてい
る。
【0089】 酵母ベクターのいくつかの型(その維持に宿主ゲノムでの組換えが必要な組み
込みベクターおよび自律複製プラスミドベクターを含む)を得ることができる。
込みベクターおよび自律複製プラスミドベクターを含む)を得ることができる。
【0090】 トランスジェニックSaccharomycesを調製(製造)するために、
本発明のヌクレオチド配列の酵母での発現用に設計された構築物への挿入によっ
て発現構築物を調製(製造)する。異種発現に使用するいくつかの構築物の型が
開発されている。構築物は、本発明のヌクレオチド配列に融合した酵母で活性な
プロモーター(通常、GAL1プロモーターなどの酵母起源のプロモーター)を
含む。通常、SUC2シグナルペプチドをコードする配列などの酵母起源のプロ
モーターを使用する。酵母で活性なターミネーターで発現系が終結している。
本発明のヌクレオチド配列の酵母での発現用に設計された構築物への挿入によっ
て発現構築物を調製(製造)する。異種発現に使用するいくつかの構築物の型が
開発されている。構築物は、本発明のヌクレオチド配列に融合した酵母で活性な
プロモーター(通常、GAL1プロモーターなどの酵母起源のプロモーター)を
含む。通常、SUC2シグナルペプチドをコードする配列などの酵母起源のプロ
モーターを使用する。酵母で活性なターミネーターで発現系が終結している。
【0091】 酵母の形質転換用に、いくつかの形質転換プロトコールが開発されている。例
えば、本発明のトランスジェニックサッカロミセス(Saccharomyce
s)を、以下の技術(Hinnen et al.、1978、Proceed
ings of the National Academy of Scie
nce of the USA、75、1929、Beggs,J.D.、19
78、Nature、London、275、104、およびIto H.et
al.、1983、J.Bacteriology、153、163〜168
)によって調製(製造)することができる。
えば、本発明のトランスジェニックサッカロミセス(Saccharomyce
s)を、以下の技術(Hinnen et al.、1978、Proceed
ings of the National Academy of Scie
nce of the USA、75、1929、Beggs,J.D.、19
78、Nature、London、275、104、およびIto H.et
al.、1983、J.Bacteriology、153、163〜168
)によって調製(製造)することができる。
【0092】 形質転換酵母細胞を、種々の選択マーカーを用いて選択する。そのうち形質転
換に使用したマーカーは、多数の栄養要求性マーカー(LEU2、HIS4、お
よびTRP1など)および優性抗生物質耐性マーカー(アミノグリコシド抗生物
質マーカー(例えば、G418)など)である。
換に使用したマーカーは、多数の栄養要求性マーカー(LEU2、HIS4、お
よびTRP1など)および優性抗生物質耐性マーカー(アミノグリコシド抗生物
質マーカー(例えば、G418)など)である。
【0093】 他の宿主生物は植物である。遺伝子修飾植物構築の基本的原理は、挿入遺伝物
質の安定なに維持するために、植物ゲノム中の遺伝情報を挿入することである。
遺伝情報挿入にはいくつかの技術が存在し、そのうちで腫瘍となる原理は、遺伝
情報の直接的移入およびベクター系を使用による遺伝情報の移入である。一般的
な技術の総説は、Potrykus、Annu.Rev.Plant Phys
iol.Plant Mol.Biol.、1991、42、205〜225お
よびChristou、Agro−Food−Industry Hi−Tec
h March/April、1994、17〜27の論文に見出すことができ
る。植物形質転換に関するさらなる教示を、欧州特許0449375号に見出す
ことができる。
質の安定なに維持するために、植物ゲノム中の遺伝情報を挿入することである。
遺伝情報挿入にはいくつかの技術が存在し、そのうちで腫瘍となる原理は、遺伝
情報の直接的移入およびベクター系を使用による遺伝情報の移入である。一般的
な技術の総説は、Potrykus、Annu.Rev.Plant Phys
iol.Plant Mol.Biol.、1991、42、205〜225お
よびChristou、Agro−Food−Industry Hi−Tec
h March/April、1994、17〜27の論文に見出すことができ
る。植物形質転換に関するさらなる教示を、欧州特許0449375号に見出す
ことができる。
【0094】 本発明のヌクレオチド配列に適切なさらなる宿主には、昆虫細胞または脊椎動
物細胞などの高等動物細胞(特に、哺乳動物細胞(ヒト細胞または多細胞生物由
来の有核細胞を含む))が含まれる。近年、培養(組織培養)中の脊椎動物の調
製(製造)は、日常的手順となっている。有用な哺乳動物宿主細胞株の例は、上
皮または線維芽細胞株(チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、NIH
3T3細胞、HeLa細胞、または293T細胞)である。
物細胞などの高等動物細胞(特に、哺乳動物細胞(ヒト細胞または多細胞生物由
来の有核細胞を含む))が含まれる。近年、培養(組織培養)中の脊椎動物の調
製(製造)は、日常的手順となっている。有用な哺乳動物宿主細胞株の例は、上
皮または線維芽細胞株(チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、NIH
3T3細胞、HeLa細胞、または293T細胞)である。
【0095】 本発明のヌクレオチド配列を、宿主細胞に安定に組み込むか当該分野で公知の
方法を用いて一過性に発現することができる。例として、安定にトランスフェク
トした哺乳動物細胞を、選択マーカー遺伝子を有する発現ベクターでの細胞トラ
ンスフェクトおよびマーカー遺伝子を発現する細胞に選択的な条件下でトランス
フェクト細胞の増殖によって調製(製造)することができる。一過性トランスフ
ェクタントと調製(製造)するために、哺乳動物細胞をレポーター遺伝子でトラ
ンスフェクトして、トランスフェクション効率を監視する。
方法を用いて一過性に発現することができる。例として、安定にトランスフェク
トした哺乳動物細胞を、選択マーカー遺伝子を有する発現ベクターでの細胞トラ
ンスフェクトおよびマーカー遺伝子を発現する細胞に選択的な条件下でトランス
フェクト細胞の増殖によって調製(製造)することができる。一過性トランスフ
ェクタントと調製(製造)するために、哺乳動物細胞をレポーター遺伝子でトラ
ンスフェクトして、トランスフェクション効率を監視する。
【0096】 雇用な安定にまたは一過性にトランスフェクトした細胞を産生するために、細
胞を、十分量の本発明のヌクレオチド配列でトランスフェクトすべきである。正
確な量の本発明のヌクレオチド配列を、経験的に同定し、特定の細胞およびアッ
セイ用に最適化することができる。
胞を、十分量の本発明のヌクレオチド配列でトランスフェクトすべきである。正
確な量の本発明のヌクレオチド配列を、経験的に同定し、特定の細胞およびアッ
セイ用に最適化することができる。
【0097】 したがって、本発明はまた、ターゲットであるかターゲットを発現させるヌク
レオチド配列で宿主細胞をトランスフェクトする方法を提供する。ヌクレオチド
配列で形質転換した宿主細胞を、コードタンパク質の発現に適切な条件下で培養
することができる。組換え細胞によって産生されたタンパク質を、細胞表面に提
示することができる。所望ならば、当業者に理解されるように、コート配列を含
む発現ベクターを、特定の原核生物または真核生物細胞膜を介してコード配列の
分泌を指示するシグナル配列で設計することができる。他の組換え構築物により
、可溶性タンパク質の精製を容易にするポリペプチドドメインをコードするヌク
レオチド配列にコード配列を連結させることができる(Kroll DJ.et al.、1993、DNA Cell Biol.、12、441〜53)。
レオチド配列で宿主細胞をトランスフェクトする方法を提供する。ヌクレオチド
配列で形質転換した宿主細胞を、コードタンパク質の発現に適切な条件下で培養
することができる。組換え細胞によって産生されたタンパク質を、細胞表面に提
示することができる。所望ならば、当業者に理解されるように、コート配列を含
む発現ベクターを、特定の原核生物または真核生物細胞膜を介してコード配列の
分泌を指示するシグナル配列で設計することができる。他の組換え構築物により
、可溶性タンパク質の精製を容易にするポリペプチドドメインをコードするヌク
レオチド配列にコード配列を連結させることができる(Kroll DJ.et al.、1993、DNA Cell Biol.、12、441〜53)。
【0098】 (レセプター) 本明細書中に記載のRARβ2レセプターには、模倣物、本ログ、フラグメン
ト、および全遺伝子産物の一部が含まれる。好ましくは、本明細書中に記載のR
ARβ2レセプターは、実質的に全遺伝子産物をいう。
ト、および全遺伝子産物の一部が含まれる。好ましくは、本明細書中に記載のR
ARβ2レセプターは、実質的に全遺伝子産物をいう。
【0099】 (神経学的障害) 本明細書中で使用される、用語「神経学的障害」は、機械的(例えば、外傷に
よる)または化学的に誘導された(例えば、神経毒によるか免疫抑制効果を有す
る治療計画による(設計によるか副作用として))任意の損傷、ウイルス感染な
どによって発症する神経病態、任意の退行性疾患、または他の神経組織関連障害
をいうことができる。
よる)または化学的に誘導された(例えば、神経毒によるか免疫抑制効果を有す
る治療計画による(設計によるか副作用として))任意の損傷、ウイルス感染な
どによって発症する神経病態、任意の退行性疾患、または他の神経組織関連障害
をいうことができる。
【0100】 神経学的障害には、パーキンソン病、アルツハイマー病、老衰、運動神経疾患
、精神分裂症、ならびに他の神経および/または神経変性障害などの病態が含ま
れる。他の神経関疾患には、緑内障、視神経、顔面神経に対する損傷の他の原因
または局所性麻痺の他の形態、根治前立腺切除後の神経損傷などによる神経ベー
スの性交不能、または他の病訴を含み得る。本発明が有用であり得る他の障害に
は、糖尿病の神経病理学的効果、AIDS、ニューロパシー、ハンセン病などを
含み得る。
、精神分裂症、ならびに他の神経および/または神経変性障害などの病態が含ま
れる。他の神経関疾患には、緑内障、視神経、顔面神経に対する損傷の他の原因
または局所性麻痺の他の形態、根治前立腺切除後の神経損傷などによる神経ベー
スの性交不能、または他の病訴を含み得る。本発明が有用であり得る他の障害に
は、糖尿病の神経病理学的効果、AIDS、ニューロパシー、ハンセン病などを
含み得る。
【0101】 用語「神経学的障害」は、神経系(末梢神経系もしくは中枢神経系(CNS)
、交感神経系もしくは副交感神経系、または異なる神経型の下位集合または上位
集合への影響)の任意の障害をいう。
、交感神経系もしくは副交感神経系、または異なる神経型の下位集合または上位
集合への影響)の任意の障害をいう。
【0102】 (目的のヌクレオチド(NOI:nucleotide of inter
est)) 本発明によれば、NOI配列は、ペプチドが薬学的に活性な薬剤(RAレセプ
ター、好ましくはRARβ2またはそのアゴニスト)であり得るペプチドをコー
ドし得る。
est)) 本発明によれば、NOI配列は、ペプチドが薬学的に活性な薬剤(RAレセプ
ター、好ましくはRARβ2またはそのアゴニスト)であり得るペプチドをコー
ドし得る。
【0103】 このようなコードNOI配列を、典型的には、1つまたは複数の特異的細胞型
などにおけるペプチド発現を駆動することができる適切なプロモーターに作動可
能に連結することができる。
などにおけるペプチド発現を駆動することができる適切なプロモーターに作動可
能に連結することができる。
【0104】 本明細書中に記載のNOIまたはその一部および発現調節エレメントに加えて
、送達系は、遺伝子の有効であるか調節された発現用のさらなる遺伝子エレメン
ト(プロモーター/エンハンサー、翻訳開始シグナル、内部リボゾーム侵入部位
(IRES)、スプライシングおよびポリアデニル化シグナルを含む)を含み得
る。
、送達系は、遺伝子の有効であるか調節された発現用のさらなる遺伝子エレメン
ト(プロモーター/エンハンサー、翻訳開始シグナル、内部リボゾーム侵入部位
(IRES)、スプライシングおよびポリアデニル化シグナルを含む)を含み得
る。
【0105】 NOIは、発現調節エレメント(通常、プロモーターまたはプロモーターおよ
びエンハンサー)の発現調節下であり得る。エンハンサーおよび/またはプロモ
ーターは、NOIが目的の特定の細胞(神経単位など)中で好ましく発現される
ように神経細胞中で活性であることが好ましい。したがって、治療される個体に
対するNOIの任意の有意な生物学的効果または有害な影響を減少または消滅す
ることができる。多数のコピーには、発現を調節するエンハンサーエレメントま
たは他のエレメントが存在し得る。同様に、またはさらに、エンハンサーおよび
/またはプロモーターは、1つまたは複数の特異的細胞型(神経細胞(例えば、
ニューロンなどの有糸分裂後に最終的に分化した非複製細胞)など)で活性であ
ることが好ましい。
びエンハンサー)の発現調節下であり得る。エンハンサーおよび/またはプロモ
ーターは、NOIが目的の特定の細胞(神経単位など)中で好ましく発現される
ように神経細胞中で活性であることが好ましい。したがって、治療される個体に
対するNOIの任意の有意な生物学的効果または有害な影響を減少または消滅す
ることができる。多数のコピーには、発現を調節するエンハンサーエレメントま
たは他のエレメントが存在し得る。同様に、またはさらに、エンハンサーおよび
/またはプロモーターは、1つまたは複数の特異的細胞型(神経細胞(例えば、
ニューロンなどの有糸分裂後に最終的に分化した非複製細胞)など)で活性であ
ることが好ましい。
【0106】 用語「プロモーター」は、当該分野での通常の意味(例えば、遺伝子発現のジ
ャコブ・モノーの仮説におけるRNAポリメラーゼ結合部位)として使用される
。
ャコブ・モノーの仮説におけるRNAポリメラーゼ結合部位)として使用される
。
【0107】 用語「エンハンサー」には、転写開始複合体の他のタンパク質成分に結合して
その関連するプロモーターによって指示される転写の開始を促進するDNA配列
が含まれる。
その関連するプロモーターによって指示される転写の開始を促進するDNA配列
が含まれる。
【0108】 (発現ベクター) 好ましくは、本発明の方法で使用されるNOI(例えば、RARβ2またはそ
の一部をコードする)を、宿主細胞によってコード配列を発現することができる
コントロール配列に作動可能に連結されたベクター(すなわち、ベクターは発現
ベクターである)に挿入する。
の一部をコードする)を、宿主細胞によってコード配列を発現することができる
コントロール配列に作動可能に連結されたベクター(すなわち、ベクターは発現
ベクターである)に挿入する。
【0109】 (ターゲット化されたベクター) 用語「ターゲット化されたベクター(targeted vector)」は
、細胞を感染、トランスフェクト、移入するか、宿主細胞中および/またはター
ゲット細胞中で発現される能力が宿主生物内の一定の細胞型(通常、共通または
類似の表現型を有する細胞)に制限されるベクターをいう。
、細胞を感染、トランスフェクト、移入するか、宿主細胞中および/またはター
ゲット細胞中で発現される能力が宿主生物内の一定の細胞型(通常、共通または
類似の表現型を有する細胞)に制限されるベクターをいう。
【0110】 (送達) 本発明で使用される送達系は、NOIの送達用の任意の適切な送達系であり得
る。NOIを獲得することによって関連ペプチド(例えば、RARβ2)がイン
ビボで得られて、有利な治療効果が得られる。
る。NOIを獲得することによって関連ペプチド(例えば、RARβ2)がイン
ビボで得られて、有利な治療効果が得られる。
【0111】 送達系は、ウイルス送達系であり得る。ウイルス送達系には、アデノウイルス
ベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV:adeno−associated
viral)ベクター、ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクター、
レンチウイルスベクター、バキュロウイルスベクターが含まれるがこれらに限定
されない。あるいは、送達系は、非ウイルス送達系(例えば、プラスミド、染色
体、または人口染色際のDNAトランスフェクション法など)であり得る。本明
細書中のトランスフェクションには、ターゲット哺乳動物細胞に遺伝子を送達さ
せるための非ウイルスベクターを使用したステップが含まれる。典型的なトラン
スフェクション法には、エレクトロポレーション、DNA微粒子銃、脂質媒介ト
ランスフェクション、小型DNA媒介トランスフェクション、リポソーム、免疫
リポソーム、リポフェクチン、陽性因子媒介の陽性表面の両親媒性物質(cat
ionic facial amphipile:CFA)(Nature B
iotechnology、1996、14、556)、およびその組み合わせ
が含まれる。
ベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV:adeno−associated
viral)ベクター、ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクター、
レンチウイルスベクター、バキュロウイルスベクターが含まれるがこれらに限定
されない。あるいは、送達系は、非ウイルス送達系(例えば、プラスミド、染色
体、または人口染色際のDNAトランスフェクション法など)であり得る。本明
細書中のトランスフェクションには、ターゲット哺乳動物細胞に遺伝子を送達さ
せるための非ウイルスベクターを使用したステップが含まれる。典型的なトラン
スフェクション法には、エレクトロポレーション、DNA微粒子銃、脂質媒介ト
ランスフェクション、小型DNA媒介トランスフェクション、リポソーム、免疫
リポソーム、リポフェクチン、陽性因子媒介の陽性表面の両親媒性物質(cat
ionic facial amphipile:CFA)(Nature B
iotechnology、1996、14、556)、およびその組み合わせ
が含まれる。
【0112】 ベクターの他の例には、exビボ送達系(ex vivo delivery
system)が含まれ、これには、エレクトロポレーション、DNA微粒子
銃、脂質媒介トランスフェクション、小型DNA媒介トランスフェクションなど
のDNAトランスフェクション法が含まれるが、これらに限定されない。
system)が含まれ、これには、エレクトロポレーション、DNA微粒子
銃、脂質媒介トランスフェクション、小型DNA媒介トランスフェクションなど
のDNAトランスフェクション法が含まれるが、これらに限定されない。
【0113】 好ましい態様では、送達系はベクターである。
【0114】 より好ましい態様では、送達系は、ウイルス送達系(ウイルスベクターという
場合もある)である。
場合もある)である。
【0115】 (ベクター) 当該分野で周知であるように、ベクターは、ある環境から別の環境への構成要
素の導入を可能にするか容易にするツールである。例として、組換えDNA技術
に使用するいくつかのベクターにより、DNAセグメント(異種DNAセグメン
ト、異種cDNAセグメントなど)などの構成要素をターゲット細胞に導入する
ことができる。任意選択的に一旦ターゲット細胞内に導入されると、ベクターは
、細胞内で異種DNAを維持するように作用するか、DNA複製単位として作用
することができる。組換えDNA技術に使用されるベクターの例には、プラスミ
ド、染色体、人工染色体、またはウイルスが含まれる。
素の導入を可能にするか容易にするツールである。例として、組換えDNA技術
に使用するいくつかのベクターにより、DNAセグメント(異種DNAセグメン
ト、異種cDNAセグメントなど)などの構成要素をターゲット細胞に導入する
ことができる。任意選択的に一旦ターゲット細胞内に導入されると、ベクターは
、細胞内で異種DNAを維持するように作用するか、DNA複製単位として作用
することができる。組換えDNA技術に使用されるベクターの例には、プラスミ
ド、染色体、人工染色体、またはウイルスが含まれる。
【0116】 用語「ベクター」には、発現ベクターおよび/または形質転換ベクターが含ま
れる。
れる。
【0117】 用語「発現ベクター」は、インビボまたはインビトロ/exビボ発現が可能な
構築物を意味する。
構築物を意味する。
【0118】 用語「形質転換ベクター(transformation vector)」
は、ある種から別の種へ導入することができる構築物を意味する。
は、ある種から別の種へ導入することができる構築物を意味する。
【0119】 (ウイルスベクター) 本発明では、NOIを、ウイルス送達系(ウイルスベクター)を使用して適切
な宿主細胞に移入することができる。種々のウイルス技術(例えば、組換えウイ
ルスベクター(レトロウイルス、単純ヘルペスウイルス、およびアデノウイルス
など)での感染など)は当該分野で公知である。
な宿主細胞に移入することができる。種々のウイルス技術(例えば、組換えウイ
ルスベクター(レトロウイルス、単純ヘルペスウイルス、およびアデノウイルス
など)での感染など)は当該分野で公知である。
【0120】 適切な組換えウイルスベクターには、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウ
イルス(AAV)ベクター、ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクタ
ー、レンチウイルスベクター、バキュロウイルスベクター、ポックスウイルスベ
クター、またはパルボウイルスベクターが含まれるが、これらに限定されない(
Kestler et al.、1999、Human Gene Ther.
、10(10)、1619〜32を参照のこと)。ウイルスベクターの場合、典
型的には、遺伝子送達はターゲット細胞のウイルス感染によって媒介される。
イルス(AAV)ベクター、ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクタ
ー、レンチウイルスベクター、バキュロウイルスベクター、ポックスウイルスベ
クター、またはパルボウイルスベクターが含まれるが、これらに限定されない(
Kestler et al.、1999、Human Gene Ther.
、10(10)、1619〜32を参照のこと)。ウイルスベクターの場合、典
型的には、遺伝子送達はターゲット細胞のウイルス感染によって媒介される。
【0121】 (レトロウイルスベクター) レトロウイルスの例は、以下が含まれるが、これらに限定されない。マウス白
血病ウイルス(MLV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ウマ伝染性貧血ウ
イルス(EIAV)、マウス乳腺癌ウイルス(MMTV)、ラウス肉腫ウイルス
(RSV)、フジナミ肉腫ウイルス(FuSV)、モロニーマウス白血病ウイル
ス(Mo−MLV)、FBRマウス骨肉種ウイルス(FBR MSV)、モロニ
ーマウス肉腫ウイルス(Mo−MSV)、アベルソンマウス白血病ウイルス(A
−MLV)、トリ骨髄球腫症ウイルス−29(MC29)、およびトリ赤芽球症
ウイルス(AEV)。
血病ウイルス(MLV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ウマ伝染性貧血ウ
イルス(EIAV)、マウス乳腺癌ウイルス(MMTV)、ラウス肉腫ウイルス
(RSV)、フジナミ肉腫ウイルス(FuSV)、モロニーマウス白血病ウイル
ス(Mo−MLV)、FBRマウス骨肉種ウイルス(FBR MSV)、モロニ
ーマウス肉腫ウイルス(Mo−MSV)、アベルソンマウス白血病ウイルス(A
−MLV)、トリ骨髄球腫症ウイルス−29(MC29)、およびトリ赤芽球症
ウイルス(AEV)。
【0122】 本発明で使用される好ましいベクターは、組換えウイルスベクター(特に、レ
ンチウイルスベクターなどの組換えレトロウイルスベクター(RRV))である
。
ンチウイルスベクターなどの組換えレトロウイルスベクター(RRV))である
。
【0123】 用語「組換えレトロウイルスベクター」(RRV)は、ターゲット細胞を感染
させることができるウイルス粒子中に、パッケージング成分の存在下でRNAゲ
ノムをパッケージングすることができる十分なレトロウイルス遺伝子情報を有す
るベクターをいう。ターゲット細胞への感染には、ターゲット細胞ゲノムへの逆
転写および組み込みが含まれる。RRVは、ベクターによってターゲット細胞へ
送達される非ウイルスコード配列を保有する。RRVは、最終ターゲット細胞内
に感染レトロウイルス粒子を産生するための独立した複製が不可能である。通常
、RRVは、機能的gag−polおよび/またはenv遺伝子および/または
複製に必要な他の遺伝子を欠く。
させることができるウイルス粒子中に、パッケージング成分の存在下でRNAゲ
ノムをパッケージングすることができる十分なレトロウイルス遺伝子情報を有す
るベクターをいう。ターゲット細胞への感染には、ターゲット細胞ゲノムへの逆
転写および組み込みが含まれる。RRVは、ベクターによってターゲット細胞へ
送達される非ウイルスコード配列を保有する。RRVは、最終ターゲット細胞内
に感染レトロウイルス粒子を産生するための独立した複製が不可能である。通常
、RRVは、機能的gag−polおよび/またはenv遺伝子および/または
複製に必要な他の遺伝子を欠く。
【0124】 レトロウイルスの詳細なリストは、Coffin et al.、「レトロウ
イルス」、197、Cold Spring Habour Laborato
ry編、JM Coffin、SM Hughes、HE Varmus、75
8〜763に見出すことができる。
イルス」、197、Cold Spring Habour Laborato
ry編、JM Coffin、SM Hughes、HE Varmus、75
8〜763に見出すことができる。
【0125】 (非ウイルス送達) 薬学的に活性な薬剤(例えば、RARβ2)を、非ウイルス技術を用いて投与
することができる。
することができる。
【0126】 例として、薬学的に活性な薬剤を、ペプチド送達を用いて送達させることがで
きる。ペプチド送達は、原形質膜および/または核膜を介した輸送が可能なタン
パク質由来のドメインまたは配列を使用する。
きる。ペプチド送達は、原形質膜および/または核膜を介した輸送が可能なタン
パク質由来のドメインまたは配列を使用する。
【0127】 RARβ2などの目的のポリペプチドを、マイクロインジェクションまたは細
胞膜と融合することができるリポソームなどの伝達体を用いた送達によって細胞
に直接移入することができる。ウイルス融合誘導ペプチドを使用して、膜融合を
促進し、細胞の細胞質へ送達させることもできる。
胞膜と融合することができるリポソームなどの伝達体を用いた送達によって細胞
に直接移入することができる。ウイルス融合誘導ペプチドを使用して、膜融合を
促進し、細胞の細胞質へ送達させることもできる。
【0128】 好ましくは、RARβ2またはそのフラグメントを、原形質膜および/または
核膜と交差することができるタンパク質とのタンパク質融合物または結合体とし
て細胞に送達させることができる。好ましくは、RARβ2またはそのフラグメ
ントを、輸送活性を担うタンパク質由来のドメインまたは配列に融合または結合
させる。好ましい輸送ドメインおよび配列には、HIV−1−トランス活性化タ
ンパク質(Tat)、アンテナペディアホメオドメインタンパク質および単純ヘ
ルペス−1ウイルスVP22タンパク質由来のドメインおよび配列が含まれる。
核膜と交差することができるタンパク質とのタンパク質融合物または結合体とし
て細胞に送達させることができる。好ましくは、RARβ2またはそのフラグメ
ントを、輸送活性を担うタンパク質由来のドメインまたは配列に融合または結合
させる。好ましい輸送ドメインおよび配列には、HIV−1−トランス活性化タ
ンパク質(Tat)、アンテナペディアホメオドメインタンパク質および単純ヘ
ルペス−1ウイルスVP22タンパク質由来のドメインおよび配列が含まれる。
【0129】 外因的に添加したHIV−1トランス活性化タンパク質(Tat)を原形質膜
を介して輸送して核に到達させ、ウイルスゲノムをトランス活性化させることが
できる。輸送活性は、HIV−Tatのアミノ酸37〜72(Fawell e
t al.、1994、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.
、91、664〜668)、37〜62(Aderson et al.、19
93、Biochem.Biophys.Res.Commun.、194、8
76〜884)、および49〜58(塩基配列RKKRRQRRRを有する)で
見出されている。Vives et al.、1997、J.Biol.Che
m.、272、16010〜7は、細胞遺伝子の輸送、核局在化、およびトラン
ス活性化に重要であると考えられるアミノ酸48〜60(CGRKKRRQRR
RPPQC)からなる配列を同定した。Drosophilaアンテナペディア
ホメオドメインタンパク質の第3へリックスはまた、類似の特性を保有すること
が認められている(Prochiantz,A.、1999、Ann.NY A
cad.Sci.、886、172〜9に概説されている)。アンテナペディア
における輸送を担うドメインは、配列RQIKIWFQNRRMKWKKを有す
る塩基性アミノ酸が豊富な16アミノ酸長のペプチドに局在化されている(De
rossi et al.、1994、J.Biol.Chem.、269、1
0444〜50)。このペプチドを使用して、培養において細胞質および核に生
物活性物質が指示されている(Theodore,et al.、1995、J
.Neurosci.、15、7158〜7167)。単純ヘルペスウイルスの
VP22外被タンパク質は、細胞間輸送が可能であり、細胞亜集団中で発現した
VP22タンパク質が集団中の他の細胞に拡散する(Elliot and O
’Hare、1997、Cell、88、223〜33)。GFP(Ellio
tt and O’Hare、1999、Gene、Ther.、6、149〜
51)、チミジンキナーゼタンパク質(Dilber et al.、1999
、Gene Ther.、6、12〜21)、またはp53(Phelan e
t al.、1998、Nat.Biotechnol.、16、440〜3)
とVP22とからなる融合タンパク質が、この様式でターゲット化されている。
上記の任意のドメインまたは配列を使用して、RARβ2またはそのフラグメン
トを細胞に指示することができる。上記の任意のドメインもしくは配列または輸
送活性を有すると同定された他の配列を使用して、RARβ2またはそのフラグ
メントを細胞に指示することができる。
を介して輸送して核に到達させ、ウイルスゲノムをトランス活性化させることが
できる。輸送活性は、HIV−Tatのアミノ酸37〜72(Fawell e
t al.、1994、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.
、91、664〜668)、37〜62(Aderson et al.、19
93、Biochem.Biophys.Res.Commun.、194、8
76〜884)、および49〜58(塩基配列RKKRRQRRRを有する)で
見出されている。Vives et al.、1997、J.Biol.Che
m.、272、16010〜7は、細胞遺伝子の輸送、核局在化、およびトラン
ス活性化に重要であると考えられるアミノ酸48〜60(CGRKKRRQRR
RPPQC)からなる配列を同定した。Drosophilaアンテナペディア
ホメオドメインタンパク質の第3へリックスはまた、類似の特性を保有すること
が認められている(Prochiantz,A.、1999、Ann.NY A
cad.Sci.、886、172〜9に概説されている)。アンテナペディア
における輸送を担うドメインは、配列RQIKIWFQNRRMKWKKを有す
る塩基性アミノ酸が豊富な16アミノ酸長のペプチドに局在化されている(De
rossi et al.、1994、J.Biol.Chem.、269、1
0444〜50)。このペプチドを使用して、培養において細胞質および核に生
物活性物質が指示されている(Theodore,et al.、1995、J
.Neurosci.、15、7158〜7167)。単純ヘルペスウイルスの
VP22外被タンパク質は、細胞間輸送が可能であり、細胞亜集団中で発現した
VP22タンパク質が集団中の他の細胞に拡散する(Elliot and O
’Hare、1997、Cell、88、223〜33)。GFP(Ellio
tt and O’Hare、1999、Gene、Ther.、6、149〜
51)、チミジンキナーゼタンパク質(Dilber et al.、1999
、Gene Ther.、6、12〜21)、またはp53(Phelan e
t al.、1998、Nat.Biotechnol.、16、440〜3)
とVP22とからなる融合タンパク質が、この様式でターゲット化されている。
上記の任意のドメインまたは配列を使用して、RARβ2またはそのフラグメン
トを細胞に指示することができる。上記の任意のドメインもしくは配列または輸
送活性を有すると同定された他の配列を使用して、RARβ2またはそのフラグ
メントを細胞に指示することができる。
【0130】 (薬剤組成物) 本発明はまた、治療有効量の本発明の薬剤(本明細書中に記載のRARβ2お
よび/またはそのアゴニストなど)および薬学的許容可能なキャリア、希釈剤、
または賦形剤(その組み合わせを含む)を投与するステップを含む、薬剤組成物
を提供する。
よび/またはそのアゴニストなど)および薬学的許容可能なキャリア、希釈剤、
または賦形剤(その組み合わせを含む)を投与するステップを含む、薬剤組成物
を提供する。
【0131】 薬剤組成物は、2つの成分(第1の成分はRARβ2を含み、第2の成分はそ
のアゴニストを含む)を含み得る。第1および第2の成分を、連続的、同時、ま
たは共に、さらに異なる投与経路でさえも送達させることができる。
のアゴニストを含む)を含み得る。第1および第2の成分を、連続的、同時、ま
たは共に、さらに異なる投与経路でさえも送達させることができる。
【0132】 薬剤組成物は、ヒトおよび獣医学における薬物においてヒトまたは動物用への
使用であり、典型的には、任意の1つまたは複数の薬学的に許容可能な希薄物、
キャリア、または賦形剤を含む。治療用の許容可能なキャリアまたは希釈剤薬学
分野で周知であり、例えば、Remington’s Pharmaceuti
cal Sciences、Mack Publishing Co.、A.R
.Gennaro編、1985に記載されている。薬学的キャリア、賦形剤、ま
たは希釈剤の選択を、意図する投与経路および標準的な薬学業務に関して選択す
ることができる。
使用であり、典型的には、任意の1つまたは複数の薬学的に許容可能な希薄物、
キャリア、または賦形剤を含む。治療用の許容可能なキャリアまたは希釈剤薬学
分野で周知であり、例えば、Remington’s Pharmaceuti
cal Sciences、Mack Publishing Co.、A.R
.Gennaro編、1985に記載されている。薬学的キャリア、賦形剤、ま
たは希釈剤の選択を、意図する投与経路および標準的な薬学業務に関して選択す
ることができる。
【0133】 薬剤組成物は、キャリア、賦形剤、または希釈剤として、またはそれに加えて
、任意の適切な結合剤、潤滑剤、懸濁剤、被覆剤、可溶化剤を含み得る。
、任意の適切な結合剤、潤滑剤、懸濁剤、被覆剤、可溶化剤を含み得る。
【0134】 保存剤、安定剤、色素、および香料も薬剤組成物に含めることができる。保存
剤の例には、安息香酸ナトリウムおよびp−ヒドロキシ安息香酸エステルが含ま
れる。抗酸化剤および懸濁剤も使用することができる。
剤の例には、安息香酸ナトリウムおよびp−ヒドロキシ安息香酸エステルが含ま
れる。抗酸化剤および懸濁剤も使用することができる。
【0135】 異なる送達形に依存して異なる組成/処方の必要条件が存在し得る。例として
、本発明の薬剤組成物を処方して、ミニポンプの使用または粘膜経路(例えば吸
入用の鼻内噴霧またはエアロゾルとして)または経口溶液または組成物送達に注
射可能な形態で処方された非経口(例えば、静脈内、筋肉内、または皮下位経路
)で送達させることができる。あるいは、処方物を、両経路で送達させるように
設計することができる。
、本発明の薬剤組成物を処方して、ミニポンプの使用または粘膜経路(例えば吸
入用の鼻内噴霧またはエアロゾルとして)または経口溶液または組成物送達に注
射可能な形態で処方された非経口(例えば、静脈内、筋肉内、または皮下位経路
)で送達させることができる。あるいは、処方物を、両経路で送達させるように
設計することができる。
【0136】 薬剤が、胃腸粘膜を介して粘膜送達される場合、胃腸管において安定に維持さ
れるべきである。例えば、酸性pHでタンパク質分解に対して安定に耐性を示し
、且つ胆汁の洗浄効果に耐性であるべきである。
れるべきである。例えば、酸性pHでタンパク質分解に対して安定に耐性を示し
、且つ胆汁の洗浄効果に耐性であるべきである。
【0137】 適切な場合、薬剤組成物を、吸入、局所(座薬または膣座薬の形態、皮膚パッ
チの使用によるローション、溶液、クリーム、軟膏、または粉剤の形態)、経口
(デンプンまたはラクトースなどの賦形剤を含む錠剤の形態または単独または賦
形剤と混合したカプセルまたは小卵、または香料または着色料を含むエリキシル
、溶液または懸濁液の形態)によって投与するか、非経口(例えば、静脈内、筋
肉内、または皮下)で注射することができる。非経口投与用に、組成物を、他の
物質(例えば、血液と等張の溶液を作製するのに十分な塩または単糖類)を含み
得る滅菌水溶液の形態で使用するのが最良であり得る。口内または舌下投与用に
、組成物を、従来の様式で処方することができる錠剤またはトローチ剤の形態で
投与することができる。
チの使用によるローション、溶液、クリーム、軟膏、または粉剤の形態)、経口
(デンプンまたはラクトースなどの賦形剤を含む錠剤の形態または単独または賦
形剤と混合したカプセルまたは小卵、または香料または着色料を含むエリキシル
、溶液または懸濁液の形態)によって投与するか、非経口(例えば、静脈内、筋
肉内、または皮下)で注射することができる。非経口投与用に、組成物を、他の
物質(例えば、血液と等張の溶液を作製するのに十分な塩または単糖類)を含み
得る滅菌水溶液の形態で使用するのが最良であり得る。口内または舌下投与用に
、組成物を、従来の様式で処方することができる錠剤またはトローチ剤の形態で
投与することができる。
【0138】 (薬学的組み合わせ) 本発明の薬剤を、1つまたは複数の他の薬学的に活性な物質と共に投与するこ
とができる。例として、本発明は、本発明の薬剤および1つまたは複数のステロ
イド、鎮痛薬、抗ウイルス薬、または他の薬学的に活性な物質での同時または連
続治療を対象とする。
とができる。例として、本発明は、本発明の薬剤および1つまたは複数のステロ
イド、鎮痛薬、抗ウイルス薬、または他の薬学的に活性な物質での同時または連
続治療を対象とする。
【0139】 投薬計画には、物質を連続的、同時、または共同で投与することが理解される
。
。
【0140】 例。本発明を、以下の図面を参考に例示のみを目的として記載する。
【0141】 図を、以下の例の部でより完全に記載する。 (例1:神経突起成長の刺激(stimulation of neuri
te outgrowth)) 神経成長因子(nerve growth factor:NGF)は、レチ
ノイン酸合成を介して神経突起成長を刺激するように作用する。
te outgrowth)) 神経成長因子(nerve growth factor:NGF)は、レチ
ノイン酸合成を介して神経突起成長を刺激するように作用する。
【0142】 神経成長因子(NGF)は、培養成体後根神経節(dorsal root
ganglia:DGR)1からの神経突起成長を刺激する。ビタミンA誘導体
レチノイン酸(vitamine A derivative vetinoi
c acid:RA)はまた、種々の供給源(DRG2、3を含む)からの神経
突起増殖を誘導する。神経突起成長を誘導する同一の遺伝子カスケード成分であ
るので、このようなNGFおよびRAの効果は類似するのであろうか?。RAは
、高親和性NGFレセプターおよび低親和性NGFレセプター3、4を上方制御
し、NGF自体の転写を誘導することにより、RAはカスケード中のNGFの上
流に存在し得ることが示唆される。しかし、本発明者らは、その逆、すなわち、
NGFはRAの上流に存在すること示す。本発明者らは、成体マウスDRGをN
GFおよびRA合成に関連する酵素を阻害する化合物の存在下で培養した場合、
神経突起成長は起こらないことを示す。それに対して、RAをNGFの阻害抗体
と共に添加した場合、神経突起成長は正常に行われる。本発明者らは、さらに、
NGFはレチノイン酸合成酵素RALDH−2およびレチノイン酸レセプターβ
の転写ならびに合成RAの検出可能な放出を誘導することを示す。本発明者らは
、RAは成体DRG神経突起再生を必要とし、NGFはその合成を誘導するよう
にRAの上流で作用することを提唱する。
ganglia:DGR)1からの神経突起成長を刺激する。ビタミンA誘導体
レチノイン酸(vitamine A derivative vetinoi
c acid:RA)はまた、種々の供給源(DRG2、3を含む)からの神経
突起増殖を誘導する。神経突起成長を誘導する同一の遺伝子カスケード成分であ
るので、このようなNGFおよびRAの効果は類似するのであろうか?。RAは
、高親和性NGFレセプターおよび低親和性NGFレセプター3、4を上方制御
し、NGF自体の転写を誘導することにより、RAはカスケード中のNGFの上
流に存在し得ることが示唆される。しかし、本発明者らは、その逆、すなわち、
NGFはRAの上流に存在すること示す。本発明者らは、成体マウスDRGをN
GFおよびRA合成に関連する酵素を阻害する化合物の存在下で培養した場合、
神経突起成長は起こらないことを示す。それに対して、RAをNGFの阻害抗体
と共に添加した場合、神経突起成長は正常に行われる。本発明者らは、さらに、
NGFはレチノイン酸合成酵素RALDH−2およびレチノイン酸レセプターβ
の転写ならびに合成RAの検出可能な放出を誘導することを示す。本発明者らは
、RAは成体DRG神経突起再生を必要とし、NGFはその合成を誘導するよう
にRAの上流で作用することを提唱する。
【0143】 RAの細胞効果は、リガンド活性化転写因子である核レセプターへの結合によ
って媒介される。2つのクラスのレセプター(レチノイン酸レセプター(RAR
)およびレチノイドXレセプター(RXR)(それぞれ、α、β、γ6,7の亜
型を有する))が存在する。さらに、選択的スプライシングおよびディファレン
シャルプロモーターの利用により各サブタイプの多数のイソ型が存在する。RA
Rレセプターは、RXRとのヘテロ二量体の形成によって遺伝子発現を媒介する
のに対して、RXRはホモ二量体としてかオルファンレセプター(LXR8など
)とのヘテロ二量体の形成のいずれかによって遺伝子発現を媒介することができ
る。NGFとRA経路との間のさらなる機械的関連は、核レセプターNGFIB
がRXRs8とヘテロ二量体を形成することおよびNGFIBがNGF9の投与
によってPC12細胞中に迅速に誘導されることによって示唆される。
って媒介される。2つのクラスのレセプター(レチノイン酸レセプター(RAR
)およびレチノイドXレセプター(RXR)(それぞれ、α、β、γ6,7の亜
型を有する))が存在する。さらに、選択的スプライシングおよびディファレン
シャルプロモーターの利用により各サブタイプの多数のイソ型が存在する。RA
Rレセプターは、RXRとのヘテロ二量体の形成によって遺伝子発現を媒介する
のに対して、RXRはホモ二量体としてかオルファンレセプター(LXR8など
)とのヘテロ二量体の形成のいずれかによって遺伝子発現を媒介することができ
る。NGFとRA経路との間のさらなる機械的関連は、核レセプターNGFIB
がRXRs8とヘテロ二量体を形成することおよびNGFIBがNGF9の投与
によってPC12細胞中に迅速に誘導されることによって示唆される。
【0144】 RAには胚DRG2,3からの神経突起成長の刺激という明白な役割があるに
もかかわらず、成体DRGで同様の役割を果たすかどうかは未知である。これを
試験するために、本発明者らは、脱脂血清中でNGF(100ng/ml)また
はRA(100nM)の存在下で成体マウスDRGを5日間培養した。両方とも
神経突起成長が認められた(図1b)。脱脂血清のみで培養した成体DRG中で
は神経突起成長はほとんど認められないか全く認められなかった(図1a)。神
経突起数の相違は有意であった(図2a、1、2、および3)。RAまたはNG
F処理成体DRGから成長した神経突起数は、未処理DRGから成長した数より
有意に多いにもかかわらず、胚組織を用いて得た数より少ないことに留意するこ
とが重要である。RAをNGFと共に添加した場合、2つの処理についてさらな
る効果は認められず(図1c)、RA、NGF、またはRA+NGF群の間で有
意な相違は認められなかった(図2a、2、3、4)。NGFおよびRAは共に
それぞれの飽和濃度を有し得るにもかかわらず、相乗作用の欠損はまた、NGF
およびRAは神経突起を成長させるために同一の経路を介して作用することを意
図し得る。RA合成酵素の刺激によって、NGF産生を誘導するRA産生または
RA産生を誘導するNGFを推測することができる。
もかかわらず、成体DRGで同様の役割を果たすかどうかは未知である。これを
試験するために、本発明者らは、脱脂血清中でNGF(100ng/ml)また
はRA(100nM)の存在下で成体マウスDRGを5日間培養した。両方とも
神経突起成長が認められた(図1b)。脱脂血清のみで培養した成体DRG中で
は神経突起成長はほとんど認められないか全く認められなかった(図1a)。神
経突起数の相違は有意であった(図2a、1、2、および3)。RAまたはNG
F処理成体DRGから成長した神経突起数は、未処理DRGから成長した数より
有意に多いにもかかわらず、胚組織を用いて得た数より少ないことに留意するこ
とが重要である。RAをNGFと共に添加した場合、2つの処理についてさらな
る効果は認められず(図1c)、RA、NGF、またはRA+NGF群の間で有
意な相違は認められなかった(図2a、2、3、4)。NGFおよびRAは共に
それぞれの飽和濃度を有し得るにもかかわらず、相乗作用の欠損はまた、NGF
およびRAは神経突起を成長させるために同一の経路を介して作用することを意
図し得る。RA合成酵素の刺激によって、NGF産生を誘導するRA産生または
RA産生を誘導するNGFを推測することができる。
【0145】 これらの仮説のうちどの仮説が最も起こるかを試験するために、本発明者らは
、NGFおよび10μMジスルフィラム(酵素アルデヒドデヒドロゲナーゼ10
の阻害によるレチナールデヒドのRAへの変換を阻害する化合物)の存在下で成
体DRGを培養した。RAがジスルフィラムよりNGF産生を刺激するように作
用する場合、ジスルフィラムはNGF刺激神経突起成長に影響を与えない一方で
、NGFがRA合成を誘導する場合、ジスルフィラムは成長を阻害しないはずで
ある。図1dに示すように、NGFと共に10μMのジスルフィラムを添加した
場合はNGF誘導神経突起成長が完全に消失したが(有意な相違、図2a、2お
よび5)、DMSO(ジスルフィラムの媒体)およびNGFの添加では神経突起
成長に影響を与えなかった(図2a、2および6)。ジスルフィラムが外植片内
での細胞生存に影響を与えないことを確認するために、本発明者らは、2つの型
のレスキュー(rescue)を行った。両方の場合、外植片を、ジスルフィラ
ムを補足した培地中で8日間培養した。第1のレスキューでは、実験当初から外
植片に100nM RAを添加し、第2のレスキューではRAを4日目に添加し
た。両方の場合、ジスルフィラムのみを補足した培地で増殖させた培養物と比較
して、有意に多数の神経突起成長が認められた(図1のe、f、および2b)。
RAは細胞応答をレスキューすることができるので、これらの実験によりRA合
成経路についてのジスルフィラムの特異性も確認される。
、NGFおよび10μMジスルフィラム(酵素アルデヒドデヒドロゲナーゼ10
の阻害によるレチナールデヒドのRAへの変換を阻害する化合物)の存在下で成
体DRGを培養した。RAがジスルフィラムよりNGF産生を刺激するように作
用する場合、ジスルフィラムはNGF刺激神経突起成長に影響を与えない一方で
、NGFがRA合成を誘導する場合、ジスルフィラムは成長を阻害しないはずで
ある。図1dに示すように、NGFと共に10μMのジスルフィラムを添加した
場合はNGF誘導神経突起成長が完全に消失したが(有意な相違、図2a、2お
よび5)、DMSO(ジスルフィラムの媒体)およびNGFの添加では神経突起
成長に影響を与えなかった(図2a、2および6)。ジスルフィラムが外植片内
での細胞生存に影響を与えないことを確認するために、本発明者らは、2つの型
のレスキュー(rescue)を行った。両方の場合、外植片を、ジスルフィラ
ムを補足した培地中で8日間培養した。第1のレスキューでは、実験当初から外
植片に100nM RAを添加し、第2のレスキューではRAを4日目に添加し
た。両方の場合、ジスルフィラムのみを補足した培地で増殖させた培養物と比較
して、有意に多数の神経突起成長が認められた(図1のe、f、および2b)。
RAは細胞応答をレスキューすることができるので、これらの実験によりRA合
成経路についてのジスルフィラムの特異性も確認される。
【0146】 ジスルフィラムによってRAではなくNGFの誘導効果が阻害されることによ
り、神経突起成長を誘導するカスケードにおいてNGFはRAの上流に存在し得
ることが示唆される。これを試験するために、本発明者らは、NGFに対する阻
害抗体を使用した。NGFおよび阻害抗体の存在下で、事実上神経突起の成長は
認められなかった(図1g、NGFのみの存在下で培養したDRGと比較)。そ
れに対して、NGF阻害抗体および100nM RAの存在下で培養したDRG
(図1h)は、NGFのみで得たDRGと等価の神経突起成長を示した(図1b
および2c)。
り、神経突起成長を誘導するカスケードにおいてNGFはRAの上流に存在し得
ることが示唆される。これを試験するために、本発明者らは、NGFに対する阻
害抗体を使用した。NGFおよび阻害抗体の存在下で、事実上神経突起の成長は
認められなかった(図1g、NGFのみの存在下で培養したDRGと比較)。そ
れに対して、NGF阻害抗体および100nM RAの存在下で培養したDRG
(図1h)は、NGFのみで得たDRGと等価の神経突起成長を示した(図1b
および2c)。
【0147】 NGFがRAの上流である場合、NGFはDRG培養物の添加後にRAの合成
を誘導する。この予想を試験するために、本発明者らは、lacZ遺伝子に連結
したれレチノイン酸応答エレメント(RARE)を含む1.8kbのマウスRA
Rβ2遺伝子プロモーターでのトランスフェクションによるRAの存在に対して
特異的に応答するF9レポーター細胞株を使用した(Sonneveld,E.
、van den Berk,C.E.、van der Leede,B.J
.、Maden,M & van der Saag,P.T.、1999、「
mRARb2−lacZで安定にトランスフェクトした胚癌細胞株と活性レチノ
イドレベル測定用の感度の高い系」、Exp.Cell Res.、250、2
84〜297)。RAの存在下で、βガラクトシダーゼ組織化学的染色後に活性
化細胞を検出することができる。本発明者らは、最初に、NGF自体がNGF(
100ng/ml)の存在下での増殖によりF9細胞を活性化させるという可能
性を消去した(その際バックグラウンド上にF9細胞の標識は存在しなかった)
。次いで、本発明者らは、以下の3つの異なる条件下での脱脂結成中で成体DR
Gを5日間培養した。NGFの非存在下、NGFの存在下、またはNGFおよび
NGF阻害抗体両方の存在下で行なった。培養したDRGを超音波処理して、F
9レセプターセル上に置いた。NGF処理DRGホモジネートは、未処理DRG
と比較して明確なRAシグナルを示した(図2d)。DRGをNGFを添加した
阻害抗体と培養した場合、この活性化は阻害された(図2d)。
を誘導する。この予想を試験するために、本発明者らは、lacZ遺伝子に連結
したれレチノイン酸応答エレメント(RARE)を含む1.8kbのマウスRA
Rβ2遺伝子プロモーターでのトランスフェクションによるRAの存在に対して
特異的に応答するF9レポーター細胞株を使用した(Sonneveld,E.
、van den Berk,C.E.、van der Leede,B.J
.、Maden,M & van der Saag,P.T.、1999、「
mRARb2−lacZで安定にトランスフェクトした胚癌細胞株と活性レチノ
イドレベル測定用の感度の高い系」、Exp.Cell Res.、250、2
84〜297)。RAの存在下で、βガラクトシダーゼ組織化学的染色後に活性
化細胞を検出することができる。本発明者らは、最初に、NGF自体がNGF(
100ng/ml)の存在下での増殖によりF9細胞を活性化させるという可能
性を消去した(その際バックグラウンド上にF9細胞の標識は存在しなかった)
。次いで、本発明者らは、以下の3つの異なる条件下での脱脂結成中で成体DR
Gを5日間培養した。NGFの非存在下、NGFの存在下、またはNGFおよび
NGF阻害抗体両方の存在下で行なった。培養したDRGを超音波処理して、F
9レセプターセル上に置いた。NGF処理DRGホモジネートは、未処理DRG
と比較して明確なRAシグナルを示した(図2d)。DRGをNGFを添加した
阻害抗体と培養した場合、この活性化は阻害された(図2d)。
【0148】 次に、本発明者らは、レチノイン酸合成酵素をNGFによって誘導することが
できるのかを考察した。レチノールは、2段階の酸化ステップによってアルデヒ
ドであるレチナールに変換され、その後レチノイン酸に酸化される(総説として
、引例11を参照のこと)。レチナールデヒドデヒドロゲナーゼ2(RALDH
−2)は神経系(DRG12を含む)の発生において発現されることが認められ
ている。RT−PCRを使用して、培養成体DRG中でNGFによってRALD
H−2の強力な誘導が同様に認められた。最後に、NGF刺激培地中でRARβ
レセプターの上方制御が認められた(神経突起成長13に関連することを示す現
象)。
できるのかを考察した。レチノールは、2段階の酸化ステップによってアルデヒ
ドであるレチナールに変換され、その後レチノイン酸に酸化される(総説として
、引例11を参照のこと)。レチナールデヒドデヒドロゲナーゼ2(RALDH
−2)は神経系(DRG12を含む)の発生において発現されることが認められ
ている。RT−PCRを使用して、培養成体DRG中でNGFによってRALD
H−2の強力な誘導が同様に認められた。最後に、NGF刺激培地中でRARβ
レセプターの上方制御が認められた(神経突起成長13に関連することを示す現
象)。
【0149】 これらの結果は、RAが成体神経組織DRGからの神経突起成長を刺激するこ
とができることを示す。NGFはこの組織からの神経突起成長を同時に刺激する
ので、NGFは酵素RALDH−2を介したRA合成の誘導により激することが
示された。NGF阻害抗体またはRA合成インヒビターのいずれかの存在下で、
NGFは作用できない。したがって、おそらくNGFによる神経突起成長の誘導
事象の配列は、NGFRALDH−2RARARβ2神経突起成長である。本発
明者らは、NGFがRALDH−2の誘導を直接担うかまたはいくつかの媒介タ
ンパク質がこのステップに必要であるかどうかを未だに同定していない。しかし
、NGFIGがNGF9によって誘導された最初期遺伝子の1つであり、かつそ
の産物はRXRs8とヘテロ二量体化することができるので、NGFIB/RX
Rヘテロ二量体は、RALDH−2遺伝子の活性化を担い得る。古典的には、ニ
ューロトロフィンは、神経再生14の誘導および神経変性疾患15の治療用の潜
在的な薬剤と考えられているが、その使用の主要な問題点は、損傷部位への有効
な送達様式を欠くことである。RAは再生応答に必要であり、かつNGFの下流
に存在し、RAは経口投与可能な低分子親油性化合物であることから、損傷への
送達の問題は解決できるであろう。したがって、RAは、神経学における使用に
重要であり得る。
とができることを示す。NGFはこの組織からの神経突起成長を同時に刺激する
ので、NGFは酵素RALDH−2を介したRA合成の誘導により激することが
示された。NGF阻害抗体またはRA合成インヒビターのいずれかの存在下で、
NGFは作用できない。したがって、おそらくNGFによる神経突起成長の誘導
事象の配列は、NGFRALDH−2RARARβ2神経突起成長である。本発
明者らは、NGFがRALDH−2の誘導を直接担うかまたはいくつかの媒介タ
ンパク質がこのステップに必要であるかどうかを未だに同定していない。しかし
、NGFIGがNGF9によって誘導された最初期遺伝子の1つであり、かつそ
の産物はRXRs8とヘテロ二量体化することができるので、NGFIB/RX
Rヘテロ二量体は、RALDH−2遺伝子の活性化を担い得る。古典的には、ニ
ューロトロフィンは、神経再生14の誘導および神経変性疾患15の治療用の潜
在的な薬剤と考えられているが、その使用の主要な問題点は、損傷部位への有効
な送達様式を欠くことである。RAは再生応答に必要であり、かつNGFの下流
に存在し、RAは経口投与可能な低分子親油性化合物であることから、損傷への
送達の問題は解決できるであろう。したがって、RAは、神経学における使用に
重要であり得る。
【0150】 (例1の図面) [図1]脱脂血清+(a)添加物なし、(b)NGF(100ng/ml)、(c
)NGFおよび100nMのtRA、(d)NGFおよび10Mジスルフィラム
、(e)ジスルフィラムおよびtRAを0日目に添加、(f)ジスルフィラム、
(g)NGFおよび阻害抗体、(h)NGF阻害抗体およびtRAの存在下で5
日間(a〜d、g、h)または8日間(e、f)培養した成体マウスDRGにお
ける神経突起成長。
)NGFおよび100nMのtRA、(d)NGFおよび10Mジスルフィラム
、(e)ジスルフィラムおよびtRAを0日目に添加、(f)ジスルフィラム、
(g)NGFおよび阻害抗体、(h)NGF阻害抗体およびtRAの存在下で5
日間(a〜d、g、h)または8日間(e、f)培養した成体マウスDRGにお
ける神経突起成長。
【0151】 [図2](a〜c)セロゲン中で培養した成体DRGによって産生された神経突起
。(a)5日目のNFG、RA、およびジスルフィラム(1は添加物なし、2は
NGF(100ng/ml)、3はRA(100nM)、4はNGF(100n
g/mlおよびRA(100nM))、5は100ng/mlNGFおよび10
Mジスルフィラム、6はNGF(100ng/ml)およびDMSO)の効果。
エラーバー、s.e.:n=6(全群)。NGF処理(2)と他の群との相違: * p<0.01;**p<0.0001;スチューデントt試験。(b)10Mジ
スルフィラムで処理したDRGのRAレスキュー(左から右へ、RAなし;10
0nM RA(0日目);100nM RA(4日目))。エラーバー、s.e
.:n=6(全群)。RA非存在培地との相違:*p<0.01;**p<0.0
001;スチューデントt試験。(c)5日目のDRG培養に対するNGF阻害
抗体の効果。左、NGF(100ng/ml);中央、NGF+阻害抗体;右、
阻害抗体+100nM RA(n=4)。NGF+阻害抗体との相違:*p<0
.01;**p<0.0001;スチューデントt試験。(d)NGFの存在また
は非存在下で培養したDRGに応答するβ−gal陽性F9細胞の割合の増加。
左、添加物なし;中央、NGF(100ng/ml);右、NGF+阻害抗体。
β−gal陽性細胞の割合とNGF処理DRGによって産生されたものとの相違
:*p<0.025;スチューデントt試験(各群についてn=9)。(e)N
GF(100ng/ml)の存在下または非存在下で5日間培養した成体DRG
におけるRALDH−2酵素およびRARβ発現のRT−PCR分析。GAPD
Hを使用して、両サンプル中のcDNAの存在を示した。ニワトリ胚でのRA分
布研究におけるF9レポーター細胞の使用を、16に示した。
。(a)5日目のNFG、RA、およびジスルフィラム(1は添加物なし、2は
NGF(100ng/ml)、3はRA(100nM)、4はNGF(100n
g/mlおよびRA(100nM))、5は100ng/mlNGFおよび10
Mジスルフィラム、6はNGF(100ng/ml)およびDMSO)の効果。
エラーバー、s.e.:n=6(全群)。NGF処理(2)と他の群との相違: * p<0.01;**p<0.0001;スチューデントt試験。(b)10Mジ
スルフィラムで処理したDRGのRAレスキュー(左から右へ、RAなし;10
0nM RA(0日目);100nM RA(4日目))。エラーバー、s.e
.:n=6(全群)。RA非存在培地との相違:*p<0.01;**p<0.0
001;スチューデントt試験。(c)5日目のDRG培養に対するNGF阻害
抗体の効果。左、NGF(100ng/ml);中央、NGF+阻害抗体;右、
阻害抗体+100nM RA(n=4)。NGF+阻害抗体との相違:*p<0
.01;**p<0.0001;スチューデントt試験。(d)NGFの存在また
は非存在下で培養したDRGに応答するβ−gal陽性F9細胞の割合の増加。
左、添加物なし;中央、NGF(100ng/ml);右、NGF+阻害抗体。
β−gal陽性細胞の割合とNGF処理DRGによって産生されたものとの相違
:*p<0.025;スチューデントt試験(各群についてn=9)。(e)N
GF(100ng/ml)の存在下または非存在下で5日間培養した成体DRG
におけるRALDH−2酵素およびRARβ発現のRT−PCR分析。GAPD
Hを使用して、両サンプル中のcDNAの存在を示した。ニワトリ胚でのRA分
布研究におけるF9レポーター細胞の使用を、16に示した。
【0152】 (例2:成体神経組織における神経突起発生の誘導) 驚いたことに、本明細書中で、レチノイン酸レセプターβ2は成体マウス脊髄
での神経突起成長を誘導することが示された。
での神経突起成長を誘導することが示された。
【0153】 レチノイン酸は、神経突起成長に必要であることが示されている。本発明者ら
は、最近、末梢神経再生におけるその作用機構は、レチノイン酸レセプターβ2
の活性化によることを示した。成体中枢神経系は再生することができなかった。
したがって、本発明者らは、成体脊髄における再生の失敗がレチノイン酸レセプ
ターβ2の発現に関連するかどうかを調査した。
は、最近、末梢神経再生におけるその作用機構は、レチノイン酸レセプターβ2
の活性化によることを示した。成体中枢神経系は再生することができなかった。
したがって、本発明者らは、成体脊髄における再生の失敗がレチノイン酸レセプ
ターβ2の発現に関連するかどうかを調査した。
【0154】 [結果]本発明者らは、再生することができる胚マウス脊髄において、RARβ2
は神経突起成長を最大限に刺激する濃度で上方制御されることを報告する。それ
に対して、成体マウス脊髄では、RAβ2は検出されることも、RAによって誘
導されることも無く、神経突起はインビトロで成長しない。成体脊髄がRARβ
2でトランスフェクトされた場合、神経突起の再生を誘導することができる。脊
椎をRARβの別のイソ型(RARβ4)でトランスフェクトした場合、神経突
起成長は認められない。これにより、神経突起再生におけるレセプター特異性の
重要性が示される。
は神経突起成長を最大限に刺激する濃度で上方制御されることを報告する。それ
に対して、成体マウス脊髄では、RAβ2は検出されることも、RAによって誘
導されることも無く、神経突起はインビトロで成長しない。成体脊髄がRARβ
2でトランスフェクトされた場合、神経突起の再生を誘導することができる。脊
椎をRARβの別のイソ型(RARβ4)でトランスフェクトした場合、神経突
起成長は認められない。これにより、神経突起再生におけるレセプター特異性の
重要性が示される。
【0155】 [結論]これらのデータにより、成体CNSの再生潜在性の欠損は一部はRARβ
2の発現の欠損の結果であり、これはニューロン自体の本来の性質であるにこと
が示唆される。RARβ2での遺伝子治療により、損傷脊髄の機能を回復するこ
とができることが示唆される。
2の発現の欠損の結果であり、これはニューロン自体の本来の性質であるにこと
が示唆される。RARβ2での遺伝子治療により、損傷脊髄の機能を回復するこ
とができることが示唆される。
【0156】 [背景]成体中枢神経系(CNS)における軸索再生の誘導は、神経生物学の主要
な目的である。正常な環境下でのCNS軸索再生の失敗は、以下の原因の1つま
たは組み合わせに起因していた。神経栄養因子の存在が少ないこと、成長促進分
子が存在しないこと、成長阻害分子が存在すること。したがって、CNSで増殖
した軸索を再刺激する試みを、この3つの可能性に集中させた。末梢神経移植片
を使用して寛容な環境が得られる場合、脊髄ニューロンおよび髄質ニューロンは
成体のラットにおいて30mmまで軸索を成長させた1。線維芽細胞成長因子と
組み合わせた類似のストラテジーにより、後肢機能が部分的に回復した2。ミエ
リン中に存在する神経突起成長インヒビターの抗体での中和により、コントロー
ル幼若ラットよりも軸索が長く成長し3、脊髄損傷後の特異的反射および転移が
回復した4。ニューロトロフィン3とこれらの抗体との組み合わせにより、長い
皮質脊髄路(CST)軸索の再生が首尾よく誘導された5。嗅覚被覆細胞の懸濁
物もまた、ラットの損傷CSTの転移機能の回復に有効であった6。ニューロト
ロフィンが生存している軸索切断ニューロンを単に維持するように作用する場合
、これらの再生誘導方法において、これは、ニューロン自体の本来の能力よりも
注目される軸索周囲の環境である。しかし、CNSの再生欠損の少なくとも一部
は、ニューロン自体に固有である(引例4)。これにより、非再生の成体CNS
で発現されないが神経突起を再生することができる発生CNSに存在する遺伝子
の同定により、遺伝子治療による新規の脊髄治療ストラテジーを得ることができ
ることが示唆される。
な目的である。正常な環境下でのCNS軸索再生の失敗は、以下の原因の1つま
たは組み合わせに起因していた。神経栄養因子の存在が少ないこと、成長促進分
子が存在しないこと、成長阻害分子が存在すること。したがって、CNSで増殖
した軸索を再刺激する試みを、この3つの可能性に集中させた。末梢神経移植片
を使用して寛容な環境が得られる場合、脊髄ニューロンおよび髄質ニューロンは
成体のラットにおいて30mmまで軸索を成長させた1。線維芽細胞成長因子と
組み合わせた類似のストラテジーにより、後肢機能が部分的に回復した2。ミエ
リン中に存在する神経突起成長インヒビターの抗体での中和により、コントロー
ル幼若ラットよりも軸索が長く成長し3、脊髄損傷後の特異的反射および転移が
回復した4。ニューロトロフィン3とこれらの抗体との組み合わせにより、長い
皮質脊髄路(CST)軸索の再生が首尾よく誘導された5。嗅覚被覆細胞の懸濁
物もまた、ラットの損傷CSTの転移機能の回復に有効であった6。ニューロト
ロフィンが生存している軸索切断ニューロンを単に維持するように作用する場合
、これらの再生誘導方法において、これは、ニューロン自体の本来の能力よりも
注目される軸索周囲の環境である。しかし、CNSの再生欠損の少なくとも一部
は、ニューロン自体に固有である(引例4)。これにより、非再生の成体CNS
で発現されないが神経突起を再生することができる発生CNSに存在する遺伝子
の同定により、遺伝子治療による新規の脊髄治療ストラテジーを得ることができ
ることが示唆される。
【0157】 本発明者らは、このような遺伝子は、レチノイン酸(RA)(ビタミンAの生
物活性代謝物)によって活性化されるRARβ2であることを示す。RAは、発
生中の胚および成体動物、特に神経系の種々の組織に存在する8〜13。その非存
在下では、CNSのニューロンの発生は、周囲に神経突起を成長させない14,15
。それに対して、培養ニューロンに適用した場合、RAはより多数かつより長い
神経突起を誘導し16、その成長を指示することができる17。RAは、2つのクラ
スの核転写因子(レチノイン酸レセプター(RAR)およびレチノイドXレセプ
ター(RXR))のリガンドであるので遺伝子転写レベルで作用する18,19。レ
チノイドレセプターの核クラスには3つのメンバー(a、b、およびg)ならび
に各メンバーにはいくつかのイソ型が存在し、この多様性は細胞におけるRAの
多面的効果を担い得る。
物活性代謝物)によって活性化されるRARβ2であることを示す。RAは、発
生中の胚および成体動物、特に神経系の種々の組織に存在する8〜13。その非存
在下では、CNSのニューロンの発生は、周囲に神経突起を成長させない14,15
。それに対して、培養ニューロンに適用した場合、RAはより多数かつより長い
神経突起を誘導し16、その成長を指示することができる17。RAは、2つのクラ
スの核転写因子(レチノイン酸レセプター(RAR)およびレチノイドXレセプ
ター(RXR))のリガンドであるので遺伝子転写レベルで作用する18,19。レ
チノイドレセプターの核クラスには3つのメンバー(a、b、およびg)ならび
に各メンバーにはいくつかのイソ型が存在し、この多様性は細胞におけるRAの
多面的効果を担い得る。
【0158】 本発明者らは、ニューロンにおけるRA作用の分子機構を研究し、これらのレ
チノイン酸レセプターRARβ2の1つがRAが神経突起成長を刺激する条件下
で下方制御されるニューロンにおけるRAシグナルの変換器であると結論付けた 20 。したがって、本発明者らは、成体の脊髄におけるこの核レセプターの閾値レ
ベルが存在しないかそれ以下であると、この組織が軸索成長を再生することが不
可能であると仮定した。
チノイン酸レセプターRARβ2の1つがRAが神経突起成長を刺激する条件下
で下方制御されるニューロンにおけるRAシグナルの変換器であると結論付けた 20 。したがって、本発明者らは、成体の脊髄におけるこの核レセプターの閾値レ
ベルが存在しないかそれ以下であると、この組織が軸索成長を再生することが不
可能であると仮定した。
【0159】 (結果および考察) (インビトロでの胚マウス脊髄に対するRAの効果) 本発明者らは、マウス胚脊髄が他の胚領域で行われるように神経突起成長によ
ってRAに応答することの確認を開始した。E13.5脊髄をマウス胚から切り
出し、セロゲン基質上に置き、10%脱脂血清中で培養した。全てのトランス−
RAを3つの異なる濃度(10-8M、10-7M、10-6M)で添加し、5日後に
外植片を神経フィラメント抗体で染色し、神経突起の存在について試験した。R
A濃度が増加するにつれて培養脊髄から出現した神経突起が増加し、その効果は
10-6Mで最大であった(図1C、E、G)。RAが存在しない場合でさえ、胚
脊髄は神経突起を成長したが(図1A)、これはおそらくRAおよびその前駆体
レチノールの内因性含有率が高いためであろう9,13。実際に、RAの内因生合成
がジスルフィラムで阻害された場合、神経突起は成長しない24。神経突起の誘導
が上方制御に関連することを証明するために、同程度のRA処理の5日後の培養
物に対してRT−PCRを行った。これにより、RARβ2は使用した全てのR
A濃度で胚脊髄を正常に発現し(図2A、レーン1〜5)、1×10−6M R
A処理後強力に上方制御され(図2A、レーン5)、この濃度で神経突起成長が
最大となることが明らかとなった。
ってRAに応答することの確認を開始した。E13.5脊髄をマウス胚から切り
出し、セロゲン基質上に置き、10%脱脂血清中で培養した。全てのトランス−
RAを3つの異なる濃度(10-8M、10-7M、10-6M)で添加し、5日後に
外植片を神経フィラメント抗体で染色し、神経突起の存在について試験した。R
A濃度が増加するにつれて培養脊髄から出現した神経突起が増加し、その効果は
10-6Mで最大であった(図1C、E、G)。RAが存在しない場合でさえ、胚
脊髄は神経突起を成長したが(図1A)、これはおそらくRAおよびその前駆体
レチノールの内因性含有率が高いためであろう9,13。実際に、RAの内因生合成
がジスルフィラムで阻害された場合、神経突起は成長しない24。神経突起の誘導
が上方制御に関連することを証明するために、同程度のRA処理の5日後の培養
物に対してRT−PCRを行った。これにより、RARβ2は使用した全てのR
A濃度で胚脊髄を正常に発現し(図2A、レーン1〜5)、1×10−6M R
A処理後強力に上方制御され(図2A、レーン5)、この濃度で神経突起成長が
最大となることが明らかとなった。
【0160】 (インビトロでの成体マウス脊髄に対するRA効果の欠如) 本発明者らは、次に、胚脊髄よりも10月齢の生態脊髄を使用して同一の一連
の実験を行った。胚脊髄と対照的に、RAはいかなる試験濃度でも未処理コント
ロールと同様に神経突起成長に対する効果が無く、これらのRA処理の成体脊髄
はいかなる神経突起も成長することができなかった(図1B、D、F、H)。R
T−PCRによるRARβ2の関与を試験することにより、コントロール成体脊
髄はこのレセプターの内因性レベルがほとんど検出されないか全く検出されず(
図2B、レーン1)、胚脊髄と異なりこのレベルではいかなる濃度でのRA処理
に対する応答にも変化がないことが明らかとなった(図2、レーン2〜5)。
の実験を行った。胚脊髄と対照的に、RAはいかなる試験濃度でも未処理コント
ロールと同様に神経突起成長に対する効果が無く、これらのRA処理の成体脊髄
はいかなる神経突起も成長することができなかった(図1B、D、F、H)。R
T−PCRによるRARβ2の関与を試験することにより、コントロール成体脊
髄はこのレセプターの内因性レベルがほとんど検出されないか全く検出されず(
図2B、レーン1)、胚脊髄と異なりこのレベルではいかなる濃度でのRA処理
に対する応答にも変化がないことが明らかとなった(図2、レーン2〜5)。
【0161】 (成体脊髄における神経突起の誘導) したがって、本発明者らは、この現象は成体脊髄の完全に不活性な挙動を担い
得るRARβ2発現の欠如であると仮定した。神経突起の成長によってRAに対
して応答する成体DRGもまたRARβ2を上方制御させるという本発明者らの
以前の所見により24、胚および適切な成体ニューロンによって同一の挙動が惹起
され、PNSとCNSニューロンとの間の制御的挙動の相違が強化されることが
示される。本発明者らの仮説を試験するために、本発明者らは、欠陥単純ヘルペ
スウイルス1型(HSV−1)ベクターを使用して、成体(10月齢)マウス脊
髄の一片をトランスフェクトした。
得るRARβ2発現の欠如であると仮定した。神経突起の成長によってRAに対
して応答する成体DRGもまたRARβ2を上方制御させるという本発明者らの
以前の所見により24、胚および適切な成体ニューロンによって同一の挙動が惹起
され、PNSとCNSニューロンとの間の制御的挙動の相違が強化されることが
示される。本発明者らの仮説を試験するために、本発明者らは、欠陥単純ヘルペ
スウイルス1型(HSV−1)ベクターを使用して、成体(10月齢)マウス脊
髄の一片をトランスフェクトした。
【0162】 3つの異なるトランスフェクションを行い、そのうちの2つをコントロール(
対照)として用意した。第1に、lacZのみを含むベクター(pHSVlac
Z);第2にRARβ2を含むベクター(pHSVRARβ2);第3にRAR
b遺伝子の別のイソ型(RARβ4)を含むベクター(pHSVRARβ4)。
本発明者らの以前の実験においてニューロンのRA処理後RARβ4イソ型を検
出されず20、神経突起成長に関連しないので後者を非常に正確なトランスフェク
ションのコントロールとして用意した。本発明者らは、第1に、トランスフェク
ションは成功し、関連するレセプターイソ型が培養脊髄で発現されたことを確認
した。脊髄片を適切な構築物で一晩トランスフェクトし、3日後または4日後に
分析した。成体脊髄のβガラクトシダーゼ染色によって判断したところ、pHS
VlacZ処理脊髄は、有意なトランスフェクション量を示した(図3B)。R
T−PCRにより、RARβ2ベクターでのトランスフェクションによりRAR
β2は発現されるが(図4、レーン3)RARβ4は発現されず(図4、レーン
4)、RARβ4ベクターのトランスフェクションによりRARβ4は発現され
るが(図4、レーン8)RARβ2は発現されない(図4、レーン7)ことが示
された。非トランスフェクト脊髄では、RARβ2もRARβ4も検出されなか
った(図4、レーン2および6)。
対照)として用意した。第1に、lacZのみを含むベクター(pHSVlac
Z);第2にRARβ2を含むベクター(pHSVRARβ2);第3にRAR
b遺伝子の別のイソ型(RARβ4)を含むベクター(pHSVRARβ4)。
本発明者らの以前の実験においてニューロンのRA処理後RARβ4イソ型を検
出されず20、神経突起成長に関連しないので後者を非常に正確なトランスフェク
ションのコントロールとして用意した。本発明者らは、第1に、トランスフェク
ションは成功し、関連するレセプターイソ型が培養脊髄で発現されたことを確認
した。脊髄片を適切な構築物で一晩トランスフェクトし、3日後または4日後に
分析した。成体脊髄のβガラクトシダーゼ染色によって判断したところ、pHS
VlacZ処理脊髄は、有意なトランスフェクション量を示した(図3B)。R
T−PCRにより、RARβ2ベクターでのトランスフェクションによりRAR
β2は発現されるが(図4、レーン3)RARβ4は発現されず(図4、レーン
4)、RARβ4ベクターのトランスフェクションによりRARβ4は発現され
るが(図4、レーン8)RARβ2は発現されない(図4、レーン7)ことが示
された。非トランスフェクト脊髄では、RARβ2もRARβ4も検出されなか
った(図4、レーン2および6)。
【0163】 神経突起成長に対するこれらのトランスフェクションの効果を明白である。p
HSVlacZでのトランスフェクションでは、培養脊髄の挙動を変化させるこ
とができずに神経突起成長に関して完全に未反応なままであった(図5A、12
/12トランスフェクション)。同様に、pHSVRARβ4でのトランスフェ
クションにより、培養脊髄は応答せずに不活性なままであった(図5C、12/
12トランスフェクション)。しかし、pHSVRARβ2イソ型でのトランス
フェクションにより異なる挙動が明白に現れ、多数の神経突起が培養物中に拡大
した(図5B、8/12トランスフェクション)。pHSVRARβ2脊髄で産
生された神経突起数は、3〜23の間で変化した。pHSlacZトランスフェ
クションでは、外植片あたりのlacZ陽性細胞数に有意なばらつきが存在した
。これにより、神経突起数のばらつきはトランスフェクト細胞数のばらつきによ
ることが示唆される。
HSVlacZでのトランスフェクションでは、培養脊髄の挙動を変化させるこ
とができずに神経突起成長に関して完全に未反応なままであった(図5A、12
/12トランスフェクション)。同様に、pHSVRARβ4でのトランスフェ
クションにより、培養脊髄は応答せずに不活性なままであった(図5C、12/
12トランスフェクション)。しかし、pHSVRARβ2イソ型でのトランス
フェクションにより異なる挙動が明白に現れ、多数の神経突起が培養物中に拡大
した(図5B、8/12トランスフェクション)。pHSVRARβ2脊髄で産
生された神経突起数は、3〜23の間で変化した。pHSlacZトランスフェ
クションでは、外植片あたりのlacZ陽性細胞数に有意なばらつきが存在した
。これにより、神経突起数のばらつきはトランスフェクト細胞数のばらつきによ
ることが示唆される。
【0164】 これらの結果により、RARβ2イソ型はRAに対する神経突起成長の誘導に
重要な役割を果たし、これは損傷成体CNSにおいて上方制御することができな
い重要な成分であり得るという本発明者らの仮説に強力な支持が得られる。本発
明者らの仮説は、再生または非再生ニューロン組織およびそのRAに対する応答
に関連するいくつかの実験に基づく。したがって、胚マウス脊髄、胚マウスDR
G、および成体マウスDRGは全てRARβ2の上方制御によってRAに応答し
て神経突起を成長させる。それに対して、成体マウス脊髄は、RARβ2を上方
制御して神経突起を成長できない。さらに、NGFは、神経突起成長を刺激して
RARβ2の上方制御によって作用し24、胚マウスDRG由来の神経突起成長を
RARβアゴニストによって刺激することができる20。
重要な役割を果たし、これは損傷成体CNSにおいて上方制御することができな
い重要な成分であり得るという本発明者らの仮説に強力な支持が得られる。本発
明者らの仮説は、再生または非再生ニューロン組織およびそのRAに対する応答
に関連するいくつかの実験に基づく。したがって、胚マウス脊髄、胚マウスDR
G、および成体マウスDRGは全てRARβ2の上方制御によってRAに応答し
て神経突起を成長させる。それに対して、成体マウス脊髄は、RARβ2を上方
制御して神経突起を成長できない。さらに、NGFは、神経突起成長を刺激して
RARβ2の上方制御によって作用し24、胚マウスDRG由来の神経突起成長を
RARβアゴニストによって刺激することができる20。
【0165】 これらの結果により、ニューロン自体のゲノムを操作すると再生を再び引き起
こすことができることが明らかである。これは、CNS環境に存在する阻害因子
が濃縮されたインビボでの神経突起成長の誘導とは対照的である1〜5。発生中、
脊髄の再生能の欠如は、ミエリン関連神経突起成長阻害分子の出現と相関し、こ
れらのいくつかは希突起膠細胞によって産生されると考えられる25。本発明者ら
の培地中でみとめられ、環境を操作した培養物で認められた神経突起再生は2つ
の異なる神経突起再生機構であるか、関連するステップである。後者の見解は、
CNSニューロン自体が髄鞘形成に関連することが認められているという事実に
よって支持される。したがって、発生中のニューロンにおけるRARβ2の存在
は髄鞘形成に関連する遺伝子を制御することができ、このステップは成体CNS
におけるRARベータ3遺伝子のトランスフェクションによって再利用されると
いう推測が意図される。
こすことができることが明らかである。これは、CNS環境に存在する阻害因子
が濃縮されたインビボでの神経突起成長の誘導とは対照的である1〜5。発生中、
脊髄の再生能の欠如は、ミエリン関連神経突起成長阻害分子の出現と相関し、こ
れらのいくつかは希突起膠細胞によって産生されると考えられる25。本発明者ら
の培地中でみとめられ、環境を操作した培養物で認められた神経突起再生は2つ
の異なる神経突起再生機構であるか、関連するステップである。後者の見解は、
CNSニューロン自体が髄鞘形成に関連することが認められているという事実に
よって支持される。したがって、発生中のニューロンにおけるRARβ2の存在
は髄鞘形成に関連する遺伝子を制御することができ、このステップは成体CNS
におけるRARベータ3遺伝子のトランスフェクションによって再利用されると
いう推測が意図される。
【0166】 RARβ2トランスフェクト脊髄において、適切な長さに成長する神経突起は
認められなかった。これにより、神経突起成長には、異なる遺伝子セットの発現
が必要であり得ることが示唆される。これが真であるという証拠は成体PNSに
おける軸索の再生から認められ、これは成長の分岐から成長への移行は転写依存
性スイッチに依存する27。あるいは、本発明者らの培養物の成長の失敗は、おそ
らくトランスフェクションの移行性による長期間のRARβ2発生の欠如であり
、これにより十分な時間成長できないという事実による。
認められなかった。これにより、神経突起成長には、異なる遺伝子セットの発現
が必要であり得ることが示唆される。これが真であるという証拠は成体PNSに
おける軸索の再生から認められ、これは成長の分岐から成長への移行は転写依存
性スイッチに依存する27。あるいは、本発明者らの培養物の成長の失敗は、おそ
らくトランスフェクションの移行性による長期間のRARβ2発生の欠如であり
、これにより十分な時間成長できないという事実による。
【0167】 それにもかかわらず、本発明者らは、これらの予備データは成体CNSにおけ
る神経突起再生のRARβ2の役割を支持し、他の処理と組み合わせたこの転写
物での遺伝子治療は損傷脊髄の機能的回復を先導することを提唱する。
る神経突起再生のRARβ2の役割を支持し、他の処理と組み合わせたこの転写
物での遺伝子治療は損傷脊髄の機能的回復を先導することを提唱する。
【0168】 (方法) [培養]E13.5または10月齢のマウスから脊髄を切り出し、横方向に約5m
mの断片にした。これを、1体積の7.5%重炭酸ナトリウム、1体積の10×
MEM(Gibco)、および8重量部のセロゲン(ICN flow)の混合
によって調製(製造)したセロゲン基質(ICN flow)中で培養した。5
M NaOHの滴下によって、pHを7.5に調整した。外植片を2日ごとに供
給した。培地は、グルタミンを含むDMEM−F12(Gibco)、6%グル
コース、GMS−A(Gibco)、10%脱脂血清、および全トランス−RA
(ストック溶液、1×10-5M、Sigma)からなる。5日目にこれらを4%
パラホルムアルデヒドで固定し、神経フィラメント抗体NF200(Sigma
)で染色した。
mの断片にした。これを、1体積の7.5%重炭酸ナトリウム、1体積の10×
MEM(Gibco)、および8重量部のセロゲン(ICN flow)の混合
によって調製(製造)したセロゲン基質(ICN flow)中で培養した。5
M NaOHの滴下によって、pHを7.5に調整した。外植片を2日ごとに供
給した。培地は、グルタミンを含むDMEM−F12(Gibco)、6%グル
コース、GMS−A(Gibco)、10%脱脂血清、および全トランス−RA
(ストック溶液、1×10-5M、Sigma)からなる。5日目にこれらを4%
パラホルムアルデヒドで固定し、神経フィラメント抗体NF200(Sigma
)で染色した。
【0169】 [RT−PCR分析]RNAを抽出し(トリゾール、Gibco)、cDNAを製
造者の指示に従ってPharmaciaキットの使用によって調製(製造)した
。使用したプライマーは、GAPDH、RARβ2、およびRARβ4由来であ
った(詳細は要請に応じる)。PCRを、胚脊髄について25サイクル、成体脊
髄について40サイクル行った。増幅を以下のように行った。95℃で30秒間
の変性、55℃で30秒間のアニーリング、72℃で1分間の成長。得られた産
物の1/5をゲル上で塩基泳動した。
造者の指示に従ってPharmaciaキットの使用によって調製(製造)した
。使用したプライマーは、GAPDH、RARβ2、およびRARβ4由来であ
った(詳細は要請に応じる)。PCRを、胚脊髄について25サイクル、成体脊
髄について40サイクル行った。増幅を以下のように行った。95℃で30秒間
の変性、55℃で30秒間のアニーリング、72℃で1分間の成長。得られた産
物の1/5をゲル上で塩基泳動した。
【0170】 [トランスフェクション]ウイルスストックを調製(製造)し、引例28に記載の
ようにβガラクトシダーゼ染色を行った。使用した力価は以下であった。pHS
V RARβ2(5×10-4 ip/μl)、pHSV RARβ4(4×10 -4 ip/μl)、pHSVlacZ(5×10-4 ip/μl)。
ようにβガラクトシダーゼ染色を行った。使用した力価は以下であった。pHS
V RARβ2(5×10-4 ip/μl)、pHSV RARβ4(4×10 -4 ip/μl)、pHSVlacZ(5×10-4 ip/μl)。
【0171】 (例2の図面) [図1]培養したE13.5(A、C、E、G)および10月齢の成体脊髄(B、
D、F、H)の神経突起成長に対するレチノイン酸の効果の比較。脊髄片を10
%脱脂血およびRAが存在するセロゲン中で5日間培養した。2日ごとに培地を
交換した。A、BはRAなしであり、C、Dは1×10-8M RAであり、E、
Fは1×10-7M RAであり、G、Hは1×10-6M RAである。
D、F、H)の神経突起成長に対するレチノイン酸の効果の比較。脊髄片を10
%脱脂血およびRAが存在するセロゲン中で5日間培養した。2日ごとに培地を
交換した。A、BはRAなしであり、C、Dは1×10-8M RAであり、E、
Fは1×10-7M RAであり、G、Hは1×10-6M RAである。
【0172】 [図2]E13.5および10月齢の成体脊髄におけるRARβ2の発現。脊髄片
を、種々の濃度のRAの存在下で5日間培養し、その後RARβ2のRT−PC
R分析を行った。AはE.13.5(レーン2〜5)およびBは10月齢成体脊
髄(レーン2〜5)。レーン1はbluescript/HPAIIサイズマー
カー、レーン2はRAなし、レーン3は3.1×10-8M RA、レーン4は1
×10-7M RA、レーン5は1×10-6M RA。GAPDHの存在を使用し
て、サンプル中の同量のcDNAを示した。
を、種々の濃度のRAの存在下で5日間培養し、その後RARβ2のRT−PC
R分析を行った。AはE.13.5(レーン2〜5)およびBは10月齢成体脊
髄(レーン2〜5)。レーン1はbluescript/HPAIIサイズマー
カー、レーン2はRAなし、レーン3は3.1×10-8M RA、レーン4は1
×10-7M RA、レーン5は1×10-6M RA。GAPDHの存在を使用し
て、サンプル中の同量のcDNAを示した。
【0173】 [図3]pFSVlacZでの成体脊髄のトランスフェクション。培養した10月
齢の生態脊髄を、5×10-4ipu/μl pHSVlacZで一晩トランスフ
ェクトし、3日後にβガラクトシダーゼ染色について分析した。Aは非トランス
フェクト成体脊髄。BはpHSVlacZでトランスフェクトした成体脊髄。
齢の生態脊髄を、5×10-4ipu/μl pHSVlacZで一晩トランスフ
ェクトし、3日後にβガラクトシダーゼ染色について分析した。Aは非トランス
フェクト成体脊髄。BはpHSVlacZでトランスフェクトした成体脊髄。
【0174】 [図4]pHSVRARβ2またはpHSVRARβ4のいずれかでの成体脊髄の
トランスフェクション。成体脊髄をセロゲン中で培養し、4×10-4ipu/μ
lのpHSVRARβ2または4×10-4ipu/μlのpHSVRARβ4で
一晩トランスフェクトした。レーン2、6(ウイルスなし)、3、7(pHSV
RARβ2)、4、8(pHSVRARβ4)でトランスフェクトした成体脊髄
におけるRARβ2(レーン2〜4)およびRARβ4(レーン6〜8)発現の
トランスフェクションから5日後のRT−PCR分析。GAPDHの存在を使用
して、サンプル中の同量のcDNAを示した。レーン1、2(bluescri
pt/HPA IIサイズマーカー)。
トランスフェクション。成体脊髄をセロゲン中で培養し、4×10-4ipu/μ
lのpHSVRARβ2または4×10-4ipu/μlのpHSVRARβ4で
一晩トランスフェクトした。レーン2、6(ウイルスなし)、3、7(pHSV
RARβ2)、4、8(pHSVRARβ4)でトランスフェクトした成体脊髄
におけるRARβ2(レーン2〜4)およびRARβ4(レーン6〜8)発現の
トランスフェクションから5日後のRT−PCR分析。GAPDHの存在を使用
して、サンプル中の同量のcDNAを示した。レーン1、2(bluescri
pt/HPA IIサイズマーカー)。
【0175】 [図5]神経突起成長に対するpHSVlacZ、pHSVRARβ2、またはp
HSVRARβ4トランスフェクションの効果。10月齢の脊髄をセロゲン中で
培養し、5×10-4ipu/μlのpHSVlacZ、5×10-4ipu/μl
のpHSVRARβ2、または4×10-4ipu/μlのpHSVRARβ4で
一晩トランスフェクトし、トランスフェクションから4日後にNF200で染色
した神経突起について分析した。AはpHSVlacZ、BはpHSVRARβ
2、CはpHSVRARβ4でトランスフェクトした培養脊髄。
HSVRARβ4トランスフェクションの効果。10月齢の脊髄をセロゲン中で
培養し、5×10-4ipu/μlのpHSVlacZ、5×10-4ipu/μl
のpHSVRARβ2、または4×10-4ipu/μlのpHSVRARβ4で
一晩トランスフェクトし、トランスフェクションから4日後にNF200で染色
した神経突起について分析した。AはpHSVlacZ、BはpHSVRARβ
2、CはpHSVRARβ4でトランスフェクトした培養脊髄。
【0176】 [図6]脊髄外植片に対する平均神経突起数の棒グラフ。 (例3:マウス神経節ニューロンからの神経突起成長) 胚マウス背根神経節の異なる集団からの神経突起成長におけるレチノイン酸レ
セプターの役割。
セプターの役割。
【0177】 背根神経節(dorsal root ganglion:DRG)ニューロ
ンを、その生存に必要なニューロトロフィンに基づいて少なくとも3つの型に分
類することができる。本発明者らは、胚13.5マウスDRGから単離したNG
F、NT−3、およびBDNF中のレチノイン酸レセプター(RAR)およびレ
チノイドXレセプター8RXR9の発現を分析した。本発明者らは、ニューロン
の各集団がそれぞれ3つのRXR(α、β、およびγ)を発現することを示す。
しかし、NGFおよびNT−3依存性ニューロンが各RAR(α、β、γ)を発
現する一方で、BDNF依存性ニューロンはRARαおよびβしか発現しなかっ
た。レチノイン酸を各ニューロンクラスに添加した場合、NGFおよびNT−3
依存性ニューロンのみが神経突起成長に応答し、この応答はRARβ2の上方制
御に依存する。RARβ選択性化合物のみが神経突起成長を刺激するので、この
特異性をレセプター選択性アゴニストの使用によって確認する。
ンを、その生存に必要なニューロトロフィンに基づいて少なくとも3つの型に分
類することができる。本発明者らは、胚13.5マウスDRGから単離したNG
F、NT−3、およびBDNF中のレチノイン酸レセプター(RAR)およびレ
チノイドXレセプター8RXR9の発現を分析した。本発明者らは、ニューロン
の各集団がそれぞれ3つのRXR(α、β、およびγ)を発現することを示す。
しかし、NGFおよびNT−3依存性ニューロンが各RAR(α、β、γ)を発
現する一方で、BDNF依存性ニューロンはRARαおよびβしか発現しなかっ
た。レチノイン酸を各ニューロンクラスに添加した場合、NGFおよびNT−3
依存性ニューロンのみが神経突起成長に応答し、この応答はRARβ2の上方制
御に依存する。RARβ選択性化合物のみが神経突起成長を刺激するので、この
特異性をレセプター選択性アゴニストの使用によって確認する。
【0178】 (移入) ニューロトロフィンは、神経系の発生における種々の一次感覚ニューロンの生
存に必要な成長因子のファミリーである(Snider、1994)。このファ
ミリーには、神経成長因子(NGF)(Levi−Montalcini、19
87)、ニューロトロフィン3(NT−3)(Maisonpierre et
al.)、1990、および脳由来ニューロトロフィン向神経因子(BDNF
)(Barde et al.、1982)が含まれる。これらは、末梢神経に
よって刺激されたターゲットフィールドで合成され、発生ニューロンの生存を支
持するターゲットフィールド由来の逆行性機構によって輸送されると考えられて
いる。ニューロトロフィンは、Trkと呼ばれるレセプターチロシンキナーゼを
介して作用する。NGFは、TrkAを特異的に活性化し、BDNFはTrkB
を活性化し、NT−3はTrkCを活性化する(Snider、1994に概説
)。ニュートロフィンおよびレセプターチロシンキナーゼの機能実験の欠如から
得た表現型分析により、背根神経節(DRG)ニューロンを少なくとも3つの型
に分類することができることが明らかになった。その生存にNGFが必要なニュ
ーロンは、痛覚(痛み)および熱感受性機能を媒介する。周囲では、軸索は皮膚
の表層で終結し、脊髄の表在薄膜を刺激する(Crowley et al.、
1994、Smeyne et al.、1994)。NGF型ニューロンより
はるかに大きく、筋紡錘の主な終末の周囲に出現し、側枝分岐を脊髄の運動プー
ルまで成長する自己受容ニューロン(肢の間に存在する感覚)は、その生存をN
T−3に依存する(Emfors et al.、1994;Farinas
et al.、1994;Klein et al.、1994)。BDNFニ
ューロンは、小型か中型であり、これには、機械レセプターのいくつかのクラス
が含まれる(Klein et al.、1993;Johnes et al
.、1994)。
存に必要な成長因子のファミリーである(Snider、1994)。このファ
ミリーには、神経成長因子(NGF)(Levi−Montalcini、19
87)、ニューロトロフィン3(NT−3)(Maisonpierre et
al.)、1990、および脳由来ニューロトロフィン向神経因子(BDNF
)(Barde et al.、1982)が含まれる。これらは、末梢神経に
よって刺激されたターゲットフィールドで合成され、発生ニューロンの生存を支
持するターゲットフィールド由来の逆行性機構によって輸送されると考えられて
いる。ニューロトロフィンは、Trkと呼ばれるレセプターチロシンキナーゼを
介して作用する。NGFは、TrkAを特異的に活性化し、BDNFはTrkB
を活性化し、NT−3はTrkCを活性化する(Snider、1994に概説
)。ニュートロフィンおよびレセプターチロシンキナーゼの機能実験の欠如から
得た表現型分析により、背根神経節(DRG)ニューロンを少なくとも3つの型
に分類することができることが明らかになった。その生存にNGFが必要なニュ
ーロンは、痛覚(痛み)および熱感受性機能を媒介する。周囲では、軸索は皮膚
の表層で終結し、脊髄の表在薄膜を刺激する(Crowley et al.、
1994、Smeyne et al.、1994)。NGF型ニューロンより
はるかに大きく、筋紡錘の主な終末の周囲に出現し、側枝分岐を脊髄の運動プー
ルまで成長する自己受容ニューロン(肢の間に存在する感覚)は、その生存をN
T−3に依存する(Emfors et al.、1994;Farinas
et al.、1994;Klein et al.、1994)。BDNFニ
ューロンは、小型か中型であり、これには、機械レセプターのいくつかのクラス
が含まれる(Klein et al.、1993;Johnes et al
.、1994)。
【0179】 ニューロンの生存に関与する成長因子に加えて、レチノイドもまた、同一の役
割を果たし得る。レチノイドはビタミンA由来分子のファミリーであり、これに
は、生物活性代謝産物レチノイン酸(RA)が含まれる。RAの細胞効果は、2
つのクラスのレセプター(全トランス−RA(tRA)および9−シス−RA(
9−シス−RA)の両方によって活性化されるレチノイン酸レセプター(RAR
)および9−シス−RAにみによって活性化されるレチノイドXレセプター)の
作用によって媒介される(Kastner et al.、1994;Klei
wer et al.、1994)。このレセプターには3つの主要なサブタイ
プ(α、β、γ)が存在し、このサブタイプには選択的スプライシングおよびデ
ィファレンシャルプロモーター用による多数のイソ型が存在する(Leid e
t al.、1992)。RARはRXRとのヘテロ二量体形成による遺伝子発
現を媒介する一方で、RXRはホモダイマーとしてまたは種々のオルファンレセ
プターとのヘテロ二量体形成によって遺伝子発現を媒介することができる(Ma
ngelsdorf & Evans、1995)。興味深いことに、PC12
細胞においてNGFによって誘導される最初期遺伝子の1つは、オルファンレセ
プターNGFI−B(NURRI)である(Millbrandt、1989)
。これにより、ニューロンの発生における成長因子およびレチノイド媒介経路は
相互作用し得ることが示唆される。RAがニューロンの生存および分化に関連す
ることが示されている(Wuarin and Sidell、1991;Qu
inn and De Boni、1991)ので、この相互作用は、ニューロ
ンの生存に受容であり得る。さらに、種々の胚ニューロンについての多くの研究
により、RAは神経細胞の数および長さを刺激することができ(Maden、1
998に概説)、実際ニュートロフィンを刺激することができる(Campen
ot、1977;Lindsay、1988;Tuttle and Math
ew、1995)ことが示されている。最近、本発明者らは、RAは成体DRG
における神経突起再生において重要であり、その合成をNGFによって制御する
ことができることを示した(Corcoran and Maden、1999
)。
割を果たし得る。レチノイドはビタミンA由来分子のファミリーであり、これに
は、生物活性代謝産物レチノイン酸(RA)が含まれる。RAの細胞効果は、2
つのクラスのレセプター(全トランス−RA(tRA)および9−シス−RA(
9−シス−RA)の両方によって活性化されるレチノイン酸レセプター(RAR
)および9−シス−RAにみによって活性化されるレチノイドXレセプター)の
作用によって媒介される(Kastner et al.、1994;Klei
wer et al.、1994)。このレセプターには3つの主要なサブタイ
プ(α、β、γ)が存在し、このサブタイプには選択的スプライシングおよびデ
ィファレンシャルプロモーター用による多数のイソ型が存在する(Leid e
t al.、1992)。RARはRXRとのヘテロ二量体形成による遺伝子発
現を媒介する一方で、RXRはホモダイマーとしてまたは種々のオルファンレセ
プターとのヘテロ二量体形成によって遺伝子発現を媒介することができる(Ma
ngelsdorf & Evans、1995)。興味深いことに、PC12
細胞においてNGFによって誘導される最初期遺伝子の1つは、オルファンレセ
プターNGFI−B(NURRI)である(Millbrandt、1989)
。これにより、ニューロンの発生における成長因子およびレチノイド媒介経路は
相互作用し得ることが示唆される。RAがニューロンの生存および分化に関連す
ることが示されている(Wuarin and Sidell、1991;Qu
inn and De Boni、1991)ので、この相互作用は、ニューロ
ンの生存に受容であり得る。さらに、種々の胚ニューロンについての多くの研究
により、RAは神経細胞の数および長さを刺激することができ(Maden、1
998に概説)、実際ニュートロフィンを刺激することができる(Campen
ot、1977;Lindsay、1988;Tuttle and Math
ew、1995)ことが示されている。最近、本発明者らは、RAは成体DRG
における神経突起再生において重要であり、その合成をNGFによって制御する
ことができることを示した(Corcoran and Maden、1999
)。
【0180】 上記研究では、本発明者は、レチノイド媒介経路と成長因子経路との間の相互
作用の性質をRARおよびRXRがその生存に異なるニュートロフィンに依存す
るニューロンで発現されるかどうかを確認することによってさらに調査するため
にE13.5またはDRGを使用している。本発明者らは、異なるレチノイドレ
セプタープロフィールが実際にNGF、NT−3、およびBDNFニューロンで
発現され、このプロフィールが神経突起成長を誘導するRA処理後に変化するこ
とを示す。特に、RARβ2はNGFおよびNT−3ニューロンで上方制御され
るが、BDNF型ニューロンでは上方制御されない。この結果を、レセプター選
択性アゴニストの使用によって、誘導神経突起成長においてRAがRARβアゴ
ニストのみと置換されることで確認した。これらの結果により、神経突起成長に
おけるRARβ2を介したRA作用の役割が示唆される。
作用の性質をRARおよびRXRがその生存に異なるニュートロフィンに依存す
るニューロンで発現されるかどうかを確認することによってさらに調査するため
にE13.5またはDRGを使用している。本発明者らは、異なるレチノイドレ
セプタープロフィールが実際にNGF、NT−3、およびBDNFニューロンで
発現され、このプロフィールが神経突起成長を誘導するRA処理後に変化するこ
とを示す。特に、RARβ2はNGFおよびNT−3ニューロンで上方制御され
るが、BDNF型ニューロンでは上方制御されない。この結果を、レセプター選
択性アゴニストの使用によって、誘導神経突起成長においてRAがRARβアゴ
ニストのみと置換されることで確認した。これらの結果により、神経突起成長に
おけるRARβ2を介したRA作用の役割が示唆される。
【0181】 (材料と方法) [DRG培養]DRGをE13.5マウスから獲得し、非神経節組織を供給し、氷
冷無カルシウム、マグネシウムリン酸緩衝化生理食塩水中に回収した。分離細胞
懸濁液を調製(製造)するために、神経節を15℃で15分間0.05%トリプ
シン処理した。1%血清の添加により反応を停止させ、23Gニードルでの粉砕
によって1つの細胞を得た。次いで、細胞を100gで10分間スピンし、培地
中に再懸濁した。これらを、100μg/mlポリDリジンで2時間プレコート
下ウェル中に約25000細胞/cm2の密度でプレートした。2日ごとに培養
物を供給した。
冷無カルシウム、マグネシウムリン酸緩衝化生理食塩水中に回収した。分離細胞
懸濁液を調製(製造)するために、神経節を15℃で15分間0.05%トリプ
シン処理した。1%血清の添加により反応を停止させ、23Gニードルでの粉砕
によって1つの細胞を得た。次いで、細胞を100gで10分間スピンし、培地
中に再懸濁した。これらを、100μg/mlポリDリジンで2時間プレコート
下ウェル中に約25000細胞/cm2の密度でプレートした。2日ごとに培養
物を供給した。
【0182】 培養培地は、グルタミン(Gibco)、6%グルコース、ITS(Gibc
o)を含むDMEM−F12からなる。使用した成長因子は、50ng/ml
NGF(7s、Promega)、50ng/ml NT3(Promega)
、または50ng/ml BDNF(Promega)であった。レチノイドを
、1×10-7Mの濃度で使用した。全トランス−レチノイン酸をSigmaから
購入し、レセプターアゴニストをCIRD Galdermaによって合成した
。CD366はRARαを活性化し、CD2019はRARβを活性化し、CD
437はRARγを活性化し、CD2809は全てのRXRを活性化する。
o)を含むDMEM−F12からなる。使用した成長因子は、50ng/ml
NGF(7s、Promega)、50ng/ml NT3(Promega)
、または50ng/ml BDNF(Promega)であった。レチノイドを
、1×10-7Mの濃度で使用した。全トランス−レチノイン酸をSigmaから
購入し、レセプターアゴニストをCIRD Galdermaによって合成した
。CD366はRARαを活性化し、CD2019はRARβを活性化し、CD
437はRARγを活性化し、CD2809は全てのRXRを活性化する。
【0183】 [RT−PCR分析]RNAを抽出し(トリゾール、Gibco)、cDNAを製
造者の指示に従ってPharmaciaキットの使用によって調製(製造)した
。使用したプライマーは、マウスRAR、RXR、およびGAPDH由来であっ
た(詳細は陽性に応じる)。RAR/RXRレセプターが神経突起成長に関連す
るかどうかを同定するために、半定量PCRを使用した。増幅を、各RARおよ
びRXRについて直線範囲で行い、その発現レベルをGAPDHと比較した。R
XRには28サイクル行い、RARαおよびRARガンマには25サイクル、R
ARβおよびGAPDHには22サイクルを使用した。増幅を以下のように行っ
た。95℃で30秒間の変性、55℃で30秒間のアニーリング、72℃で1分
間の成長。得られた産物の1/5をゲル上で塩基泳動してブロッティングした。
次いで、基準化のためにこれを適切なRAR、RXR、またはGAPDHで探索
した。
造者の指示に従ってPharmaciaキットの使用によって調製(製造)した
。使用したプライマーは、マウスRAR、RXR、およびGAPDH由来であっ
た(詳細は陽性に応じる)。RAR/RXRレセプターが神経突起成長に関連す
るかどうかを同定するために、半定量PCRを使用した。増幅を、各RARおよ
びRXRについて直線範囲で行い、その発現レベルをGAPDHと比較した。R
XRには28サイクル行い、RARαおよびRARガンマには25サイクル、R
ARβおよびGAPDHには22サイクルを使用した。増幅を以下のように行っ
た。95℃で30秒間の変性、55℃で30秒間のアニーリング、72℃で1分
間の成長。得られた産物の1/5をゲル上で塩基泳動してブロッティングした。
次いで、基準化のためにこれを適切なRAR、RXR、またはGAPDHで探索
した。
【0184】 [in situハイブリッド形成]細胞をPBSで1回洗浄し、4%PFAで3
0分間固定した。これを、PBS−0.05%Tween(PBT)で5分間を
2回洗浄した。ハイブリッド形成を55℃で一晩行った。緩衝液は、0.1M
Tris−Cl(pH9.5)、0.05MのMgCl2、0.1MのNaCl
、および0.1% Tween−20からなる。細胞を、65℃の50%ハイブ
リッド形成緩衝液、50%の2×SSC、100%の2×SSC、最後に0.2
% SSCで連続的に洗浄した。次いで、それぞれ75%の0.2×SSC、2
5%のPBT、50%の0.2×SSC、50%のPBT、25%の0.2×S
SC、75%のPBT、および100%のPBT中で5分間の反応時間で洗浄し
た。細胞を、PBTの2%ヒツジ血清溶液で1時間ブロックし、DIG抗体と4
℃で一晩インキュベートした。次いで、細胞をPBTで2時間8回洗浄した。製
造者(Boehringer Mannheim)の指示に従ってNBT/BC
IPの使用によって、発色させた。
0分間固定した。これを、PBS−0.05%Tween(PBT)で5分間を
2回洗浄した。ハイブリッド形成を55℃で一晩行った。緩衝液は、0.1M
Tris−Cl(pH9.5)、0.05MのMgCl2、0.1MのNaCl
、および0.1% Tween−20からなる。細胞を、65℃の50%ハイブ
リッド形成緩衝液、50%の2×SSC、100%の2×SSC、最後に0.2
% SSCで連続的に洗浄した。次いで、それぞれ75%の0.2×SSC、2
5%のPBT、50%の0.2×SSC、50%のPBT、25%の0.2×S
SC、75%のPBT、および100%のPBT中で5分間の反応時間で洗浄し
た。細胞を、PBTの2%ヒツジ血清溶液で1時間ブロックし、DIG抗体と4
℃で一晩インキュベートした。次いで、細胞をPBTで2時間8回洗浄した。製
造者(Boehringer Mannheim)の指示に従ってNBT/BC
IPの使用によって、発色させた。
【0185】 [免疫組織化学および神経突起の長さの測定]細胞を、PBSで1回洗浄し、4%
PFAで30分間固定した。次いで、これらをPBS−0.05%Tween(
PBT)中で5分間を2回洗浄した。これを、一次抗体NF200(Sigma
)と4℃で一晩インキュベートし、PBT中で2時間を8回洗浄した。二次抗体
を2時間の反応時間で適用し、細胞を再びPBT中で2時間を8回洗浄した。次
いで、これらを0.5mg/mlのDABおよび6%H2O2を含むPBS中で5
分間インキュベートした。神経突起の長さを、NIH画像ソフトウェアの使用に
よって測定した。実験を3回繰り返し、各分析のために3つの領域を無作為に選
択した。平均して、各領域に40個のニューロンが存在し、所与のニューロンに
ついて最も長い神経突起分岐を測定した。
PFAで30分間固定した。次いで、これらをPBS−0.05%Tween(
PBT)中で5分間を2回洗浄した。これを、一次抗体NF200(Sigma
)と4℃で一晩インキュベートし、PBT中で2時間を8回洗浄した。二次抗体
を2時間の反応時間で適用し、細胞を再びPBT中で2時間を8回洗浄した。次
いで、これらを0.5mg/mlのDABおよび6%H2O2を含むPBS中で5
分間インキュベートした。神経突起の長さを、NIH画像ソフトウェアの使用に
よって測定した。実験を3回繰り返し、各分析のために3つの領域を無作為に選
択した。平均して、各領域に40個のニューロンが存在し、所与のニューロンに
ついて最も長い神経突起分岐を測定した。
【0186】 (結果) (in situハイブリッド形成によるレセプターの発現) 本発明者らは、最初に、in situハイブリッド形成によるE13.5マ
ウスDRGの初代培養物におけるRARおよびRXRの発現を試験した。分離D
RGニューロンをNGF、NT−3、またはBDNFのいずれかを含む無血清培
地中で5日間培養した。ニューロトロフィンの非存在下では、細胞は死滅した。
本発明者らは、3つ全てのニューロン型はRXRα(図1のD、J、P)、RX
Rβ(図1のE、K、Q)、およびRXRγ(図1のF、L、R)を発現するこ
とを見出した。それに対して、RARは、3つのニューロン型とは異なる発現を
示した。NGFおよびNT−3依存性ニューロンはRARα(図1のA、G)、
RARβ(図1のB、H)、およびRARγ(図1のC、I)を発現する一方で
、BDNF依存性ニューロンはRARα(図1のM)およびRARβ(図1のN
)のみを発現する。RARγを、BDNF依存性培養物のin situハイブ
リッド形成によって検出可能であった。
ウスDRGの初代培養物におけるRARおよびRXRの発現を試験した。分離D
RGニューロンをNGF、NT−3、またはBDNFのいずれかを含む無血清培
地中で5日間培養した。ニューロトロフィンの非存在下では、細胞は死滅した。
本発明者らは、3つ全てのニューロン型はRXRα(図1のD、J、P)、RX
Rβ(図1のE、K、Q)、およびRXRγ(図1のF、L、R)を発現するこ
とを見出した。それに対して、RARは、3つのニューロン型とは異なる発現を
示した。NGFおよびNT−3依存性ニューロンはRARα(図1のA、G)、
RARβ(図1のB、H)、およびRARγ(図1のC、I)を発現する一方で
、BDNF依存性ニューロンはRARα(図1のM)およびRARβ(図1のN
)のみを発現する。RARγを、BDNF依存性培養物のin situハイブ
リッド形成によって検出可能であった。
【0187】 (神経突起成長に対するRAの効果) 異なるニューロン母集団に対するRAの任意の栄養効果を消失するために、本
発明者らは、無血清培地+関連ニューロトロフィン中において、2日間ニューロ
ンを成長させ、その後1×10-7M RAを3日間添加した。コントロール培地
は、RAを添加せずにニューロトロフィンのみの培地中で維持した。RAの有無
による培養ニューロン数に有意な差は存在しなかった。これにより、RAは、使
用した異なる培養条件下での神経突起成長および神経突起成長ニューロンのサブ
セットの選択的生存に効果が無かったことが示唆される。神経突起成長を分析す
るために、5日目に培養物を固定し、モノクローナル抗体NF200で染色した
。神経突起の長さを、NIH画像ソフトウェアによって測定した。実験を、3回
繰り返した。全部で焼く120個のニューロンを各実験で計算し、最も長い神経
突起を各ニューロンから測定し、各処理ごとに平均神経突起長を計算した。RA
の非存在下では、BDNF依存性ニューロン(図2Eおよび図7Cカラム1)は
、神経突起を成長させるが、NGF(図2A)およびNT−3依存性ニューロン
(図2C)は、神経突起成長の制限が認められた(図7AおよびBのカラム1)
。それに対して、培地にRAを添加した場合、NGF(図2B)およびNT−3
依存性ニューロン(図2D)において神経突起の長さおよび数の劇的な増加が認
められ、この相違は、神経突起長を比較した場合有意であることが認められた(
図7AおよびB、カラム1および2)。それに対して、RAはBDNF依存性ニ
ューロンの神経突起成長に影響を与えなかった(図2Fおよび図7C、カラム1
および2)。
発明者らは、無血清培地+関連ニューロトロフィン中において、2日間ニューロ
ンを成長させ、その後1×10-7M RAを3日間添加した。コントロール培地
は、RAを添加せずにニューロトロフィンのみの培地中で維持した。RAの有無
による培養ニューロン数に有意な差は存在しなかった。これにより、RAは、使
用した異なる培養条件下での神経突起成長および神経突起成長ニューロンのサブ
セットの選択的生存に効果が無かったことが示唆される。神経突起成長を分析す
るために、5日目に培養物を固定し、モノクローナル抗体NF200で染色した
。神経突起の長さを、NIH画像ソフトウェアによって測定した。実験を、3回
繰り返した。全部で焼く120個のニューロンを各実験で計算し、最も長い神経
突起を各ニューロンから測定し、各処理ごとに平均神経突起長を計算した。RA
の非存在下では、BDNF依存性ニューロン(図2Eおよび図7Cカラム1)は
、神経突起を成長させるが、NGF(図2A)およびNT−3依存性ニューロン
(図2C)は、神経突起成長の制限が認められた(図7AおよびBのカラム1)
。それに対して、培地にRAを添加した場合、NGF(図2B)およびNT−3
依存性ニューロン(図2D)において神経突起の長さおよび数の劇的な増加が認
められ、この相違は、神経突起長を比較した場合有意であることが認められた(
図7AおよびB、カラム1および2)。それに対して、RAはBDNF依存性ニ
ューロンの神経突起成長に影響を与えなかった(図2Fおよび図7C、カラム1
および2)。
【0188】 (レセプターの発現およびTR−PCRによるRAに対する応答) どのレセプターが神経突起成長に関与しているかを同定するために、材料と方
法に記載のようにRXRおよび各RARに対するプライマーを使用して半定量的
PCRをおこなった。RAの有無による各3つの型の培養ニューロンのRXR発
現に相違は認められなかった。それに対して、RARレセプタープロフィールに
おける相違は認められた。NGF(図3A、レーン8)およびNT−3(図3B
、レーン8)依存性ニューロンに対する応答を上方制御し、BDNF依存性ニュ
ーロン(図3C、レーン8)をわずかに情報制御するRARα1(図3A、B、
C,レーン1)を発現する。図3から、RARα1イソ型のみがこれらのDRG
ニューロン中に容易に検出可能であるにもかかわらず、ブロットの過剰暴露によ
りNT−3依存性ニューロンはRARα5およびRARα7イソ型を発現し、B
DNF依存性ニューロンはRARα6およびRARα7イソ型を発現することが
明らかである。
法に記載のようにRXRおよび各RARに対するプライマーを使用して半定量的
PCRをおこなった。RAの有無による各3つの型の培養ニューロンのRXR発
現に相違は認められなかった。それに対して、RARレセプタープロフィールに
おける相違は認められた。NGF(図3A、レーン8)およびNT−3(図3B
、レーン8)依存性ニューロンに対する応答を上方制御し、BDNF依存性ニュ
ーロン(図3C、レーン8)をわずかに情報制御するRARα1(図3A、B、
C,レーン1)を発現する。図3から、RARα1イソ型のみがこれらのDRG
ニューロン中に容易に検出可能であるにもかかわらず、ブロットの過剰暴露によ
りNT−3依存性ニューロンはRARα5およびRARα7イソ型を発現し、B
DNF依存性ニューロンはRARα6およびRARα7イソ型を発現することが
明らかである。
【0189】 4つの可能なRARβイソ型のうち、RARβ2イソ型のみが3つ全てのニュ
ーロン型で検出された。このイソ型は、非刺激培地(図4A、B、C、レーン2
)と比較して、NGF(図4A、レーン6)およびNT−3依存性ニューロン(
図4B、レーン6)においてRAによって強力に上方制御されたが、BDNF依
存性ニューロン(図4C、レーン6)では上方制御されなかった。
ーロン型で検出された。このイソ型は、非刺激培地(図4A、B、C、レーン2
)と比較して、NGF(図4A、レーン6)およびNT−3依存性ニューロン(
図4B、レーン6)においてRAによって強力に上方制御されたが、BDNF依
存性ニューロン(図4C、レーン6)では上方制御されなかった。
【0190】 7つのRARγイソ型のうち、RARγ1イソ型のみがニューロン培地(NG
F(図5A、レーン1および8)およびNT−3依存性ニューロン(図5B、レ
ーン1および8)のみ)で検出された。BDNF依存性ニューロンにおいて、R
T−PCRによってRARγ1は検出されなかった。
F(図5A、レーン1および8)およびNT−3依存性ニューロン(図5B、レ
ーン1および8)のみ)で検出された。BDNF依存性ニューロンにおいて、R
T−PCRによってRARγ1は検出されなかった。
【0191】 (レセプター選択性アナログおよび神経突起成長) 上記のデータにより、RARα1およびRARβ2の上方制御はNGFおよび
NT−3依存性ニューロンで認められた神経突起成長の増加を担い得ることが示
唆された(図2B、D)。このレセプターはBDNF依存性ニューロンで上方制
御されず、これらをRAで刺激しても神経突起成長の増加は認められないが、R
ARα1イソ型はRAに対する神経突起応答が欠如していても上方制御されるの
で、おそらくRARβ2であろう。これら2つのレセプターの間の相違を区別す
るために、本発明者らは、各レセプターを特異的に活性化させるように開発され
たレポーター選択性合成レチノイドを使用した。CD366はRARαを活性化
し、CD2019はRARβを活性化し、CD437はRARγを活性化し、C
D2809は全てのRXRを活性化する。
NT−3依存性ニューロンで認められた神経突起成長の増加を担い得ることが示
唆された(図2B、D)。このレセプターはBDNF依存性ニューロンで上方制
御されず、これらをRAで刺激しても神経突起成長の増加は認められないが、R
ARα1イソ型はRAに対する神経突起応答が欠如していても上方制御されるの
で、おそらくRARβ2であろう。これら2つのレセプターの間の相違を区別す
るために、本発明者らは、各レセプターを特異的に活性化させるように開発され
たレポーター選択性合成レチノイドを使用した。CD366はRARαを活性化
し、CD2019はRARβを活性化し、CD437はRARγを活性化し、C
D2809は全てのRXRを活性化する。
【0192】 RARαアゴニストの存在下で、いかなるニューロン集団においても神経突起
成長の有意な増加を認められなかった(図6A、E、Iおよび図7A、B、およ
びC、カラム1および3)。それに対して、RARβアゴニストは、未処理ニュ
ーロンと比較してNGFおよびNT−3依存性ニューロンで神経突起成長が有意
に増加したが(図6B、Fおよび図7A、B、カラム1および4)、BDNF依
存性ニューロンでは神経突起成長に影響を与えなかった(図6Jおいよび図7C
、カラム1および4)。RARγアゴニストの存在下で異なるニューロン集団を
培養した場合、NGFおよびNT−3依存性ニューロンでの神経突起成長は有意
に減少する(図6C、Gおよび図7A、B、カラム1および5)一方で、BDN
F依存性ニューロンでは神経突起成長は依然として認められた(図6Kおよび図
7C、カラム1および5)。RXRアゴニストの存在下で培養した場合、いかな
るニューロン集団においても神経突起成長に対する有意な効果は認められなかっ
た(図6D、H、Lおよび図7A、BおよびC、カラム1および6)。
成長の有意な増加を認められなかった(図6A、E、Iおよび図7A、B、およ
びC、カラム1および3)。それに対して、RARβアゴニストは、未処理ニュ
ーロンと比較してNGFおよびNT−3依存性ニューロンで神経突起成長が有意
に増加したが(図6B、Fおよび図7A、B、カラム1および4)、BDNF依
存性ニューロンでは神経突起成長に影響を与えなかった(図6Jおいよび図7C
、カラム1および4)。RARγアゴニストの存在下で異なるニューロン集団を
培養した場合、NGFおよびNT−3依存性ニューロンでの神経突起成長は有意
に減少する(図6C、Gおよび図7A、B、カラム1および5)一方で、BDN
F依存性ニューロンでは神経突起成長は依然として認められた(図6Kおよび図
7C、カラム1および5)。RXRアゴニストの存在下で培養した場合、いかな
るニューロン集団においても神経突起成長に対する有意な効果は認められなかっ
た(図6D、H、Lおよび図7A、BおよびC、カラム1および6)。
【0193】 したがって、RT−PCRデータと一致して、RARβ2は神経突起成長に必
要である。さらに、RARγは神経突起成長を阻害する。
要である。さらに、RARγは神経突起成長を阻害する。
【0194】 [RARの相互関係]最後に、本発明者らは、レセプターRARβ2およびRAR
γ1には相反する神経突起成長効果を有するので、これらの間の任意の制御相互
作用が存在するかどうかの調査を試みた。これを試験するために、本発明者らは
、RARγアゴニストまたはRARβアゴニストのいずれかを含む無血清培地中
でNGFおよびNT−3依存性ニューロンを培養し、24時間後に半定量RT−
PCRによってレセプター発現レベルを監視した。RARβアゴニストは、非刺
激培養物(図8、レーン1および4)と比較して、NGFおよびNT−3依存性
ニューロン(図8B、レーン3および6)でRARβ2の発現を情報制御するが
、RARγ1(図7A、レーン3および6)の発現に影響は無かった。しかし、
RARγアゴニストの存在下で、非刺激培養物(図8B、レーン1および4)と
比較してNGFおよびNT−3依存性ニューロン(図8B、レーン2および5)
の両方でRARβ2が減少した。RARγアゴニストはRARγ1レベルに効果
を有した(図8A、レーン2および5)。したがって、RARγ1は、RARβ
2の発現を制御することができる。
γ1には相反する神経突起成長効果を有するので、これらの間の任意の制御相互
作用が存在するかどうかの調査を試みた。これを試験するために、本発明者らは
、RARγアゴニストまたはRARβアゴニストのいずれかを含む無血清培地中
でNGFおよびNT−3依存性ニューロンを培養し、24時間後に半定量RT−
PCRによってレセプター発現レベルを監視した。RARβアゴニストは、非刺
激培養物(図8、レーン1および4)と比較して、NGFおよびNT−3依存性
ニューロン(図8B、レーン3および6)でRARβ2の発現を情報制御するが
、RARγ1(図7A、レーン3および6)の発現に影響は無かった。しかし、
RARγアゴニストの存在下で、非刺激培養物(図8B、レーン1および4)と
比較してNGFおよびNT−3依存性ニューロン(図8B、レーン2および5)
の両方でRARβ2が減少した。RARγアゴニストはRARγ1レベルに効果
を有した(図8A、レーン2および5)。したがって、RARγ1は、RARβ
2の発現を制御することができる。
【0195】 (例3の考察) これらの結果は、単離した3つの後根神経節集団(NGF、NT−3およびB
DNF依存性)はそれぞれレチノイドレセプターの共通のセットおよび固有のセ
ットを発現することを示す。RXRに関して、これらはRXRα、RXRβ、お
よびRXRγを発現し、これらのうち神経突起成長に直接関与するものは認めら
れなかった。それに対して、これらを選択するために使用したニュートロフィン
に依存して、ニューロンは異なるRARを発現した。さらに、NGFおよびNT
−3集団は、分析した測定点でBDNF集団で発現されなかったRARγ1を発
現した。
DNF依存性)はそれぞれレチノイドレセプターの共通のセットおよび固有のセ
ットを発現することを示す。RXRに関して、これらはRXRα、RXRβ、お
よびRXRγを発現し、これらのうち神経突起成長に直接関与するものは認めら
れなかった。それに対して、これらを選択するために使用したニュートロフィン
に依存して、ニューロンは異なるRARを発現した。さらに、NGFおよびNT
−3集団は、分析した測定点でBDNF集団で発現されなかったRARγ1を発
現した。
【0196】 NGFおよびNT−3依存性ニューロンのみが神経突起成長によってRAに応
答する一方で、BDNF依存性ニューロンはRAの有無に関係なく神経突起を産
生した。同時に、RA添加後にRARプロフィールが変化した。RARα1およ
びRARβ2は、NGFおよびNT−3依存性ニューロンで強力に上方制御され
る一方で、BDNF依存性ニューロンではRARα1にみが上方制御された。こ
れにより、RARβ2は神経突起成長の誘導に必要であることが示唆され、この
所見を確認するために本発明者らはレセプター選択性アゴニストを使用した。
答する一方で、BDNF依存性ニューロンはRAの有無に関係なく神経突起を産
生した。同時に、RA添加後にRARプロフィールが変化した。RARα1およ
びRARβ2は、NGFおよびNT−3依存性ニューロンで強力に上方制御され
る一方で、BDNF依存性ニューロンではRARα1にみが上方制御された。こ
れにより、RARβ2は神経突起成長の誘導に必要であることが示唆され、この
所見を確認するために本発明者らはレセプター選択性アゴニストを使用した。
【0197】 レセプター選択的アゴニストの開発により、特定の生物学的ステップにおける
各レセプターの役割を試験するための非常に価値あるツールが得られた。本発明
者らは、RARβアゴニストCD201のみがNGFおよびNT−3ニューロン
での神経突起成長の誘導によるRAの効果を模倣するので、これによりRT−P
CRの結果が確認されたことを示した。
各レセプターの役割を試験するための非常に価値あるツールが得られた。本発明
者らは、RARβアゴニストCD201のみがNGFおよびNT−3ニューロン
での神経突起成長の誘導によるRAの効果を模倣するので、これによりRT−P
CRの結果が確認されたことを示した。
【0198】 RARγアゴニストがNGFおよびNT−3依存性ニューロンの神経突起成長
を減少させることもまた認められた。これがRARβ2発現に関与するかどうか
を示すために、本発明者らはRARアゴニストがレセプター発現に任意の効果を
有するかどうかを試験した。RARβアゴニストはRARβ2発現を上方制御す
るが、RARγ1発現に対する効果は認められなかった。それに対して、RAR
γアゴニストはRARγ1発現に対する効果を有する一方で、RARβ2発現レ
ベルを下方制御し、この現象はまた神経突起成長の兆しであり得る。これにより
、RARγ/RXRへテロ二量体によってRARβ転写を制御することができる
ことが示唆される。BDNF依存性ニューロンのRAに対する神経突起成長の増
加の欠如により、このニューロン型ではRARβは、研究した胚の段階でNGF
およびNT−3依存性ニューロンでのRARβを別に制御することができること
も示唆される。
を減少させることもまた認められた。これがRARβ2発現に関与するかどうか
を示すために、本発明者らはRARアゴニストがレセプター発現に任意の効果を
有するかどうかを試験した。RARβアゴニストはRARβ2発現を上方制御す
るが、RARγ1発現に対する効果は認められなかった。それに対して、RAR
γアゴニストはRARγ1発現に対する効果を有する一方で、RARβ2発現レ
ベルを下方制御し、この現象はまた神経突起成長の兆しであり得る。これにより
、RARγ/RXRへテロ二量体によってRARβ転写を制御することができる
ことが示唆される。BDNF依存性ニューロンのRAに対する神経突起成長の増
加の欠如により、このニューロン型ではRARβは、研究した胚の段階でNGF
およびNT−3依存性ニューロンでのRARβを別に制御することができること
も示唆される。
【0199】 これらの結果により、RXR/オルファンレセプターを活性化するRXRアゴ
ニストは神経突起成長に効果的ではない一方でRAR/RXRヘテロ二量体を活
性化するRARβアゴニストは神経突起成長量を増加させるので、神経突起成長
を担うRAR経路の活性化であることが示唆される。これにより、例えばNGF
I−Bの利用によってRXR/オルファンレセプター経路を介してNGFが作用
する場合、これらの胚段階において、神経突起成長を直接担わず、むしろニュー
ロン生存に必要であり得ることが示唆される。興味深いことに、成体ではその逆
が真である。NGFは神経突起生存に必要ではないが、神経突起成長に必要であ
る(Lindsay、1988)。したがって、発生中の神経突起成長と成体の
神経突起の再生は異なる機構が存在し得る。しかし、発生中の神経突起成長にお
いてRAは絶対的に必要である。ビタミンA欠乏ウズラでは、神経管周囲に神経
突起を成長させることができない(Maden et al.、1996;Ma
den et al.、1998)。
ニストは神経突起成長に効果的ではない一方でRAR/RXRヘテロ二量体を活
性化するRARβアゴニストは神経突起成長量を増加させるので、神経突起成長
を担うRAR経路の活性化であることが示唆される。これにより、例えばNGF
I−Bの利用によってRXR/オルファンレセプター経路を介してNGFが作用
する場合、これらの胚段階において、神経突起成長を直接担わず、むしろニュー
ロン生存に必要であり得ることが示唆される。興味深いことに、成体ではその逆
が真である。NGFは神経突起生存に必要ではないが、神経突起成長に必要であ
る(Lindsay、1988)。したがって、発生中の神経突起成長と成体の
神経突起の再生は異なる機構が存在し得る。しかし、発生中の神経突起成長にお
いてRAは絶対的に必要である。ビタミンA欠乏ウズラでは、神経管周囲に神経
突起を成長させることができない(Maden et al.、1996;Ma
den et al.、1998)。
【0200】 RAおよびレセプターアゴニストに対するこれらのニューロンの特異な応答は
、その発生および/または生存にレチノイドが必要な胚および成体組織にいらか
の有意性を示す。異なるRAR/RXRおよびRXR/オルファンレセプターの
組み合わせを活性化するために、組織に存在する異なるレチノイドが存在し得る
。この見解は、発生中に局在化された発現を示す多数のRA賛成酵素が存在する
こと(McCaffery et al.、1992;Drager & Mc
Caffery、1995;Godbout et al.、1996;Ner
iderreither et al.、1997;Ang & Dueste
r、1997)、これらの各酵素が異なるレチノイドを作製することができると
いう事実によっていくつかの支持が得られる。今までに、いくつかの新規のレチ
ノイド(例えば、腸で見出された5,6−エポキシレチノイン酸(McCorm
ick et al.、1978)、マウス胚F9細胞の分化を担う生物活性代
謝産物である4−オキソ−レチノール(Achkar et al.、1996
)、およびBリンパ球で見出された14−ヒドロキシ−4,14−レトロレチノ
ール(Buck et al.、1991))が発見されている。
、その発生および/または生存にレチノイドが必要な胚および成体組織にいらか
の有意性を示す。異なるRAR/RXRおよびRXR/オルファンレセプターの
組み合わせを活性化するために、組織に存在する異なるレチノイドが存在し得る
。この見解は、発生中に局在化された発現を示す多数のRA賛成酵素が存在する
こと(McCaffery et al.、1992;Drager & Mc
Caffery、1995;Godbout et al.、1996;Ner
iderreither et al.、1997;Ang & Dueste
r、1997)、これらの各酵素が異なるレチノイドを作製することができると
いう事実によっていくつかの支持が得られる。今までに、いくつかの新規のレチ
ノイド(例えば、腸で見出された5,6−エポキシレチノイン酸(McCorm
ick et al.、1978)、マウス胚F9細胞の分化を担う生物活性代
謝産物である4−オキソ−レチノール(Achkar et al.、1996
)、およびBリンパ球で見出された14−ヒドロキシ−4,14−レトロレチノ
ール(Buck et al.、1991))が発見されている。
【0201】 したがって、胚は異なるレチノイドの合成によって神経突起成長の量を制御す
ることができる。RARβ2/RXRへテロ二量体の活性化により、神経突起を
成長させることができ、RARγ/RXRヘテロ二量体の活性化により、神経突
起成長を停止させることができる。さらに、神経突起成長量をレチノイン酸量で
制御することができる。例えば、マウス脊髄の発生では、上腕および腰部の拡大
部において高濃度のレチノイドが存在する(McCaffery & Drag
er、1994)。これは、神経突起は、その最終ターゲットに到達するまで長
距離を進行しなければならない肢の先端の神経支配のために固有に必要であり得
る一方で、レチノイド濃度が低い胸部ではこのような神経突起kの成長は必要で
はない。
ることができる。RARβ2/RXRへテロ二量体の活性化により、神経突起を
成長させることができ、RARγ/RXRヘテロ二量体の活性化により、神経突
起成長を停止させることができる。さらに、神経突起成長量をレチノイン酸量で
制御することができる。例えば、マウス脊髄の発生では、上腕および腰部の拡大
部において高濃度のレチノイドが存在する(McCaffery & Drag
er、1994)。これは、神経突起は、その最終ターゲットに到達するまで長
距離を進行しなければならない肢の先端の神経支配のために固有に必要であり得
る一方で、レチノイド濃度が低い胸部ではこのような神経突起kの成長は必要で
はない。
【0202】 (例3の図の説明) [図1]NGF、NT−3、またはBDNFのいずれかの存在下で培養したE13
.5マウス胚DRGニューロンによるRARおよびRXRの発現。以下のin
situハイブリッド形成はA〜Fであり、NGFニューロンはG〜Lであり、
NT−3ニューロンはM〜Rである、BDNFニューロン。以下の発現:A、G
、M、RARα;B、H、N、RARβ;C、I、O、RARγ;D、J、P、
RXRα;E、K、RXRβ;F、L、R、RXRγ。
.5マウス胚DRGニューロンによるRARおよびRXRの発現。以下のin
situハイブリッド形成はA〜Fであり、NGFニューロンはG〜Lであり、
NT−3ニューロンはM〜Rである、BDNFニューロン。以下の発現:A、G
、M、RARα;B、H、N、RARβ;C、I、O、RARγ;D、J、P、
RXRα;E、K、RXRβ;F、L、R、RXRγ。
【0203】 [図2]DRGニューロンからの神経突起成長に対するRAの効果。NGF、NT
−3、またはBDNFのいずれかの存在下でDRGニューロンを2日間培養し、
この時点で1×10−7Mの全トランス−RAを添加した。次いで、これらを、
5日後にNF200抗体を用いて神経突起成長について試験した。A、NGF;
B、NGF+1×10-7M RA;C、NT−3;D、NT−3+1×10-7M
;E、BDNF;F、BDNF+1×10-7M RA。
−3、またはBDNFのいずれかの存在下でDRGニューロンを2日間培養し、
この時点で1×10−7Mの全トランス−RAを添加した。次いで、これらを、
5日後にNF200抗体を用いて神経突起成長について試験した。A、NGF;
B、NGF+1×10-7M RA;C、NT−3;D、NT−3+1×10-7M
;E、BDNF;F、BDNF+1×10-7M RA。
【0204】 [図3]RAの非存在下または存在下で培養したDRGニューロンにおけるRAR
αイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの存
在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARαイソ型の存在を
、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、コ
ントロールNGFニューロンレーン1〜7;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン8〜14。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜7;NT
−3ニューロン+1×10-7M RAレーン8〜14。C、コントロールBDN
Fニューロンレーン1〜7;BDNFニューロン+1×10-7M RAレーン8
〜14。レーンは1および8であり、RARα1;2および9、RARα2;3
および10、RARα3;4および11、RARα4;5および12、RARα
5;6および13、RARα6;7および14、RARα7。
αイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの存
在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARαイソ型の存在を
、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、コ
ントロールNGFニューロンレーン1〜7;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン8〜14。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜7;NT
−3ニューロン+1×10-7M RAレーン8〜14。C、コントロールBDN
Fニューロンレーン1〜7;BDNFニューロン+1×10-7M RAレーン8
〜14。レーンは1および8であり、RARα1;2および9、RARα2;3
および10、RARα3;4および11、RARα4;5および12、RARα
5;6および13、RARα6;7および14、RARα7。
【0205】 [図4]RAの非存在下または非存在下で培養したDRGニューロンにおけるRA
Rβイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの
存在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARβイソ型の存在
を、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、
コントロールNGFニューロンレーン1〜4;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン5〜8。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜4;NT
−3ニューロン+1×10-7M RAレーン5〜8。C、コントロールBDNF
ニューロンレーン1〜4;BDNFニューロン+1×10-7M RAレーン5〜
8。レーン:1および5、RARβ1;2および6、RARβ2;3および7、
RARβ3;4および8、RARβ4。
Rβイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの
存在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARβイソ型の存在
を、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、
コントロールNGFニューロンレーン1〜4;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン5〜8。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜4;NT
−3ニューロン+1×10-7M RAレーン5〜8。C、コントロールBDNF
ニューロンレーン1〜4;BDNFニューロン+1×10-7M RAレーン5〜
8。レーン:1および5、RARβ1;2および6、RARβ2;3および7、
RARβ3;4および8、RARβ4。
【0206】 [図5]RAの非存在下または非存在下で培養したDRGニューロンにおけるRA
Rβイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの
存在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARγイソ型の存在
を、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、
コントロールNGFニューロンレーン1〜7;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン8〜14。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜7;N
T−3ニューロン+1×10-7M RAレーン8〜14。レーン:1および8、
RARγ1;2および9、RARγ2;3および10、RARγ3;4および1
1、RARγ4;5および12、RARγ5;6および13、RARγ6;7お
よび14、RARγ7。
Rβイソ型の発現。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの
存在下で2日間培養し、1×10-7M RAを添加して、RARγイソ型の存在
を、RT−PCRでアッセイした。コントロールはRAを添加しなかった。A、
コントロールNGFニューロンレーン1〜7;NGFニューロン+1×10-7M
RAレーン8〜14。B、コントロールNT−3ニューロンレーン1〜7;N
T−3ニューロン+1×10-7M RAレーン8〜14。レーン:1および8、
RARγ1;2および9、RARγ2;3および10、RARγ3;4および1
1、RARγ4;5および12、RARγ5;6および13、RARγ6;7お
よび14、RARγ7。
【0207】 [図6]DRGニューロンから神経突起成長に対するRARおよびRXRアゴニス
トの効果。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの存在下で
2日間培養し、この時点で、1×10-7MのCD366(RARαアゴニスト)
、CD2019(RARβアゴニスト)、CD437(RARγアゴニスト)、
またはCD2809(pan−RXRアゴニスト)を培養物に添加した。次いで
、5日目に培養物をNF200抗体で神経突起成長を染色した。A〜D、NGF
型ニューロン;E〜H、NT−3型ニューロン;I〜L、BDNF型ニューロン
。アゴニスト:RARα、A、E、I;RARβ、B、F、J;RARγ、C、
G、K;RXR、D、H、L。
トの効果。DRGニューロンを、NGF、NT−3、またはBDNFの存在下で
2日間培養し、この時点で、1×10-7MのCD366(RARαアゴニスト)
、CD2019(RARβアゴニスト)、CD437(RARγアゴニスト)、
またはCD2809(pan−RXRアゴニスト)を培養物に添加した。次いで
、5日目に培養物をNF200抗体で神経突起成長を染色した。A〜D、NGF
型ニューロン;E〜H、NT−3型ニューロン;I〜L、BDNF型ニューロン
。アゴニスト:RARα、A、E、I;RARβ、B、F、J;RARγ、C、
G、K;RXR、D、H、L。
【0208】 [図7]A、NGF型ニューロン;B、NT−3型ニューロン;C、BDNF型ニ
ューロンからの神経突起長に対するレチノイドアゴニストの効果。カラム1、ア
ゴニストなし;2、RA;3、RARα;4、RARβ;5、RARγ;6、R
XR。エラーバーs.e.m.n=50。*p<0.01。
ューロンからの神経突起長に対するレチノイドアゴニストの効果。カラム1、ア
ゴニストなし;2、RA;3、RARα;4、RARβ;5、RARγ;6、R
XR。エラーバーs.e.m.n=50。*p<0.01。
【0209】 [図8]NGFまたはNT−3の存在下で培養したDRGニューロンでのRARγ
1およびRARβ2発現に対するRARγまたはRARβアゴニストの効果。D
RGニューロンを、無血清培地の存在下で培養した。2日後、1×10-7M R
ARγまたはRARβアゴニストを、24時間培地に添加した。NGF(レーン
1〜3)およびNT−3(レーン4〜6)型ニューロンでのA、RARγ1;B
、RARβ2発現のRT−PCR分析。レーン:1、4、アゴニストなし;2、
5、RARγアゴニスト;3、6、RARβアゴニスト。
1およびRARβ2発現に対するRARγまたはRARβアゴニストの効果。D
RGニューロンを、無血清培地の存在下で培養した。2日後、1×10-7M R
ARγまたはRARβアゴニストを、24時間培地に添加した。NGF(レーン
1〜3)およびNT−3(レーン4〜6)型ニューロンでのA、RARγ1;B
、RARβ2発現のRT−PCR分析。レーン:1、4、アゴニストなし;2、
5、RARγアゴニスト;3、6、RARβアゴニスト。
【0210】 (概要) 例は、RARβ2および/またはそのアゴニストを使用して神経突起発生を引
き起こすことができる。
き起こすことができる。
【0211】 特に、本発明者らは、特に、RARβ2の活性化による末梢神経における神経
突起再生を刺激するためのレチノイドの使用を示す。
突起再生を刺激するためのレチノイドの使用を示す。
【0212】 再生しない中枢神経系の神経と異なり、末梢神経が損傷した場合にはいくらか
再生される。しかし、神経突起の再生を進行できないギャップが作製されるよう
に神経組織の欠如が存在する外傷神経損傷が存在する場合、末梢神経の再生は特
に制限される。この神経再生の遅延により、筋肉退化を引き起こし、永久的な能
力喪失状態となる。
再生される。しかし、神経突起の再生を進行できないギャップが作製されるよう
に神経組織の欠如が存在する外傷神経損傷が存在する場合、末梢神経の再生は特
に制限される。この神経再生の遅延により、筋肉退化を引き起こし、永久的な能
力喪失状態となる。
【0213】 末梢神経損傷に応答して、ニューロトロフィンが産生される。これは、種々の
ニューロンの生存に必要な成長因子のファミリーである。このファミリーには、
神経成長因子(NGF)、ニューロトロフィン3(NT−3)、および脳由来向
神経因子(BDNF)が含まれる。PNS損傷の治療にニューロトロフィンを使
用することができることが期待された。しかし、結果は推奨されていない。2つ
の主要な問題(第1に損傷の送達問題および第2に異なるニューロンが異なるニ
ューロトロフィンを必要とするので再生するための全ての神経に投与するための
ニューロトロフィンのカクテル)が提起されている。本発明者らは、ニューロト
ロフィンは神経突起再生を刺激するかどうかを調査した。
ニューロンの生存に必要な成長因子のファミリーである。このファミリーには、
神経成長因子(NGF)、ニューロトロフィン3(NT−3)、および脳由来向
神経因子(BDNF)が含まれる。PNS損傷の治療にニューロトロフィンを使
用することができることが期待された。しかし、結果は推奨されていない。2つ
の主要な問題(第1に損傷の送達問題および第2に異なるニューロンが異なるニ
ューロトロフィンを必要とするので再生するための全ての神経に投与するための
ニューロトロフィンのカクテル)が提起されている。本発明者らは、ニューロト
ロフィンは神経突起再生を刺激するかどうかを調査した。
【0214】 本発明者らは、NGFに類似のビタミンA誘導体(全トランスレチノイン酸(
tRA))は種々の胚供給源(PNSを含む)から神経突起成長を誘導すること
を見出した。tRAの細胞効果は、リガンド活性化転写因子である各レセプター
への結合によって媒介される。2つのクラスのレセプター(レチノイン酸レセプ
ター(RAR)およびレチノイドXレセプター(RXR))が存在し、これらに
はそれぞれ3つのサブタイプ(α、β、およびγ)が存在する。RARレセプタ
ーは、RXRとのヘテロ二量体の形成によって遺伝子発現が媒介される一方で、
RXRはホモダイマーとして、またはオルファンレセプターとのヘテロ二量体の
形成によって遺伝子発現を媒介することができる。
tRA))は種々の胚供給源(PNSを含む)から神経突起成長を誘導すること
を見出した。tRAの細胞効果は、リガンド活性化転写因子である各レセプター
への結合によって媒介される。2つのクラスのレセプター(レチノイン酸レセプ
ター(RAR)およびレチノイドXレセプター(RXR))が存在し、これらに
はそれぞれ3つのサブタイプ(α、β、およびγ)が存在する。RARレセプタ
ーは、RXRとのヘテロ二量体の形成によって遺伝子発現が媒介される一方で、
RXRはホモダイマーとして、またはオルファンレセプターとのヘテロ二量体の
形成によって遺伝子発現を媒介することができる。
【0215】 本発明者らは、RARβ2のみが培養したニューロンの全ての型の神経突起成
長に必要であることを見出した。さらに、成体マウスDRGをNGFを帯びtR
A合成のインヒビターの存在下で培養した場合、神経突起成長は認められない。
それに対して、RAをNGFの阻害抗体と共に添加した場合、神経突起成長は正
常に行われる。本発明者らは、さらに、NGFはレチノイン酸合成酵素RALD
H−2およびレチノイン酸レセプターβの転写ならびに合成RAの検出可能な放
出を誘導することを示す。
長に必要であることを見出した。さらに、成体マウスDRGをNGFを帯びtR
A合成のインヒビターの存在下で培養した場合、神経突起成長は認められない。
それに対して、RAをNGFの阻害抗体と共に添加した場合、神経突起成長は正
常に行われる。本発明者らは、さらに、NGFはレチノイン酸合成酵素RALD
H−2およびレチノイン酸レセプターβの転写ならびに合成RAの検出可能な放
出を誘導することを示す。
【0216】 本発明者らは、RARβ2の刺激は末梢神経系における神経突起の再生に本質
的に必要であり、これは重大にニューロトロフィンの下流に存在することを提唱
する。したがって、末梢神経系に関して、神経突起の再生させるためにRARβ
2レセプターを活性化することができるレチノイドを投与することが望ましい。
的に必要であり、これは重大にニューロトロフィンの下流に存在することを提唱
する。したがって、末梢神経系に関して、神経突起の再生させるためにRARβ
2レセプターを活性化することができるレチノイドを投与することが望ましい。
【0217】 本発明者らは所見をCNSにまで拡大した。本発明者らは、胚脊髄はRARβ
2を発現し、その発現量は神経突起成長量に相関することを見出した。それに対
して、成体脊髄はRARβ2を発現しないので神経突起を再生することができな
い。本発明者らは、欠陥単純ヘルペスウイルス1型(HSV−1)ベクターの使
用により培養成体脊髄にRARβ2をトランスフェクトして、神経突起を成長す
ることができるRARβ2で正常な不活性脊髄を形質転換したことを示した。し
たがって、本発明者らは、損傷脊髄のRARβ2を用いた遺伝子治療により機能
が回復することを提唱する。
2を発現し、その発現量は神経突起成長量に相関することを見出した。それに対
して、成体脊髄はRARβ2を発現しないので神経突起を再生することができな
い。本発明者らは、欠陥単純ヘルペスウイルス1型(HSV−1)ベクターの使
用により培養成体脊髄にRARβ2をトランスフェクトして、神経突起を成長す
ることができるRARβ2で正常な不活性脊髄を形質転換したことを示した。し
たがって、本発明者らは、損傷脊髄のRARβ2を用いた遺伝子治療により機能
が回復することを提唱する。
【0218】 PNS損傷治療用のレチノイドの使用には、ニューロトロフィンの使用よりも
少なくとも3つの主要な利点が存在する。第1に、レチノイドはニューロトロフ
ィンと異なり、損傷部位に容易に投与することができる小さな親油性分子である
ので、ニューロトロフィンで達成することができる再生よりもより迅速に再生さ
れるはずであり、これは、筋肉萎縮およびそれによる麻痺を減少させるはずであ
る。第2に、RARβ2の刺激が全てのニューロンの再生に重要であるので、本
発明者らは、ニューロトロフィンのカクテルの投与の必要性を回避する必要があ
るレチノイドの1つの型のみを試験した。第3に、レチノイドはニューロトロフ
ィンと異なり、合成が比較的容易である。
少なくとも3つの主要な利点が存在する。第1に、レチノイドはニューロトロフ
ィンと異なり、損傷部位に容易に投与することができる小さな親油性分子である
ので、ニューロトロフィンで達成することができる再生よりもより迅速に再生さ
れるはずであり、これは、筋肉萎縮およびそれによる麻痺を減少させるはずであ
る。第2に、RARβ2の刺激が全てのニューロンの再生に重要であるので、本
発明者らは、ニューロトロフィンのカクテルの投与の必要性を回避する必要があ
るレチノイドの1つの型のみを試験した。第3に、レチノイドはニューロトロフ
ィンと異なり、合成が比較的容易である。
【0219】 CNS損傷治療のためのRARβ2での遺伝子治療により、機能改善されるは
ずであり、それにより麻痺が予防される。
ずであり、それにより麻痺が予防される。
【0220】 PNSおよびCNS損傷は世界中で起こっており、運なことにこのような損傷
の発生率は減少する見込みがない。世界で1年間に百万人あたり1000人が脊
髄損傷を罹患し、その10倍に人数がある種のPNS損傷を罹患している。
の発生率は減少する見込みがない。世界で1年間に百万人あたり1000人が脊
髄損傷を罹患し、その10倍に人数がある種のPNS損傷を罹患している。
【0221】 さらに、レチノイドを使用する他の3つの領域が存在する。ハンセン病、糖尿
病およびAIDSでは、神経障害が起こり(神経突起の死)、これはPNS損傷
に相当する。ハンセン病および糖尿病では、両タイプの患者の皮膚でNGFが欠
如し、痛覚および潰瘍を形成し得る炎症を引き起こすことが示されている。AI
DS患者では、痛覚は、HIV感染の最も一般的な影響の1つであり、この病態
の治療にNGFが既に使用されている。
病およびAIDSでは、神経障害が起こり(神経突起の死)、これはPNS損傷
に相当する。ハンセン病および糖尿病では、両タイプの患者の皮膚でNGFが欠
如し、痛覚および潰瘍を形成し得る炎症を引き起こすことが示されている。AI
DS患者では、痛覚は、HIV感染の最も一般的な影響の1つであり、この病態
の治療にNGFが既に使用されている。
【0222】 したがって、本発明者らは、RARβ2アゴニストを使用して、ハンセン病、
糖尿病、およびAIDSに関連する神経障害を含むPNS損傷を治療することが
できることを提唱する。
糖尿病、およびAIDSに関連する神経障害を含むPNS損傷を治療することが
できることを提唱する。
【0223】 まとめると、本発明者らの結果は、一定のニューロンクラスからの神経突起成
長におけるRARβ2を介して作用するRAの役割示す。
長におけるRARβ2を介して作用するRAの役割示す。
【0224】 したがって、本発明は、レチノイン酸レセプターRARβ2の発現による罹患
細胞または組織を確認する、神経変性疾患の治療法を含む。RARβ2レセプタ
ーのアゴニストでの治療または遺伝子治療(すなわち、このレセプターをコード
する拡散の挿入)によって、これを達成することができる。本発明はまた、末梢
神経損傷治療用および脊髄再生用(対麻痺の場合)の薬物治療におけるこれらの
薬剤の使用として認められる。
細胞または組織を確認する、神経変性疾患の治療法を含む。RARβ2レセプタ
ーのアゴニストでの治療または遺伝子治療(すなわち、このレセプターをコード
する拡散の挿入)によって、これを達成することができる。本発明はまた、末梢
神経損傷治療用および脊髄再生用(対麻痺の場合)の薬物治療におけるこれらの
薬剤の使用として認められる。
【0225】 本明細書中に記載の全ての刊行物は、本明細書中で参考として援用される。本
発明の範囲および精神を逸脱することなく本発明の記載の方法および系の種々の
修正形態および変形形態が当業者に明らかである。本発明は、特定の好ましい具
体例に関連して記載されているが、特許請求の範囲に記載されている発明がこの
ような特定の具体例によって不当に制限されるべきではないことが理解されるべ
きである。実際、生化学分野、生物工学分野、化学分野、または関連分野の当業
者に明白な発明実施の記載の形態の種々の修正形態は添付の特許請求の範囲の範
囲内であることが意図される。例えば、本発明のいくつかまたは全てのRARβ
2および/またはいくつかまたは全てのRARβ2アゴニストをRARβ2のア
ンタゴニストのインヒビターに置き換えることが可能である。
発明の範囲および精神を逸脱することなく本発明の記載の方法および系の種々の
修正形態および変形形態が当業者に明らかである。本発明は、特定の好ましい具
体例に関連して記載されているが、特許請求の範囲に記載されている発明がこの
ような特定の具体例によって不当に制限されるべきではないことが理解されるべ
きである。実際、生化学分野、生物工学分野、化学分野、または関連分野の当業
者に明白な発明実施の記載の形態の種々の修正形態は添付の特許請求の範囲の範
囲内であることが意図される。例えば、本発明のいくつかまたは全てのRARβ
2および/またはいくつかまたは全てのRARβ2アゴニストをRARβ2のア
ンタゴニストのインヒビターに置き換えることが可能である。
【0226】 <レチノイン酸分野に対する引用文献>
【表1】
【0227】
【表1(つづき)】
【0228】 <例1に対する引用文献>
【表2】
【0229】 <例2に対する引用文献>
【表3】
【0230】
【表3(つづき)】
【0231】
【表3(つづき)】
【0232】 <例3に対する引用文献>
【表4】
【0233】
【表4(つづき)】
【0234】
【表4(つづき)】
【0235】
【表4(つづき)】
【0236】 <配列>
【化1】
【0237】
【化2】
【0238】
【化3】
【0239】
【配列表】
【図1】 写真を示す(例1における図1)。
【図2】 棒グラフおよび写真示す(例1における図2)。
【図3】 写真を示す(例2における図1)。
【図4】 写真を示す(例2における図2)。
【図5】 写真を示す(例2における図3)。
【図6】 写真を示す(例2における図4)。
【図7】 写真を示す(例2における図5)。
【図8】 写真を示す(例2における図6)。
【図9】 写真を示す(例3における図1)。
【図10】 写真を示す(例3における図2)。
【図11】 写真を示す(例3における図3)。
【図12】 写真を示す(例3における図4)。
【図13】 写真を示す(例3における図5)。
【図14】 写真を示す(例3における図6)。
【図15】 写真を示す(例3における図7)。
【図16】 写真を示す(例3における図8)。
【図17】 化学式を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 15/09 ZNA G01N 33/15 Z // G01N 33/15 33/50 Z 33/50 C12N 15/00 ZNAA (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 メイデン,マルコム イギリス国、ダブリューシー2ビー 5ア ールエル ロンドン、ドルリー・レイン 26/29、キングズ・カレッジ・ロンドン、 デヴェロップメンタル・バイオロジー・リ サーチ・センター、バイオメディカル・サ イセンシズ・ディヴィジョン/ザ・ランド ール・インスティテュート (72)発明者 コーコラン,ジョナサン・パトリック・ト ーマス イギリス国、ダブリューシー2ビー 5ア ールエル ロンドン、ドルリー・レイン 26/29、キングズ・カレッジ・ロンドン、 デヴェロップメンタル・バイオロジー・リ サーチ・センター、バイオメディカル・サ イセンシズ・ディヴィジョン/ザ・ランド ール・インスティテュート Fターム(参考) 2G045 AA40 DA12 DA13 DA14 DA36 DA80 FB03 FB07 4B024 AA01 CA01 DA03 EA02 GA11 HA17 4C084 AA17 DC50 NA13 ZA012 4C086 AA01 AA02 BB02 GA03 NA14 ZA01 4C206 AA01 AA02 DA12 DA17 NA14 ZA01
Claims (9)
- 【請求項1】 神経突起を発生させる薬物製造におけるRARβ2および/
またはそのアゴニストの使用。 - 【請求項2】 前記アゴニストがレチノイン酸(RA)および/またはCD
2019である、請求項1に記載のRARβ2および/またはそのアゴニストの
使用。 - 【請求項3】 神経学的障害治療用の薬物製造におけるRARβ2および/
またはそのアゴニストの使用。 - 【請求項4】 前記神経学的障害が神経学的損傷を含む請求項3に記載のR
ARβ2および/またはそのアゴニストの使用。 - 【請求項5】 薬学的活性量のRARβ2レセプターおよび/またはそのア
ゴニストを投与するステップを含む神経学的障害の治療方法。 - 【請求項6】 前記アゴニストはRAおよび/またはCD2019である請
求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記RARβ2レセプターがRARβ2発現系を含む構成要
素によって投与される請求項5または請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 RARβ2レセプターの少なくとも一部の発現を指示するこ
とができる核酸構成物を提供するステップと、 被験体の1つまたは複数の細胞に該核酸構成物を移入するステップと、 任意選択的に、該被験体にRAおよび/またはCD2019などのRARβ2
アゴニストを投与するステップと を含む被験体における神経突起の発生法。 - 【請求項9】 薬学的に許容可能なキャリア、希釈剤、または賦形剤を有す
る混合物中にRARβ2および/またはアゴニストを含む、神経突起発生に使用
される薬剤組成物。
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---|---|---|---|
GB9907461.9 | 1999-03-31 | ||
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PCT/GB2000/001211 WO2000057900A2 (en) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | Factor for regulation of neurite growth |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000607650A Pending JP2002540164A (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | 因 子 |
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GB0103998D0 (en) * | 2001-02-19 | 2001-04-04 | King S College London | Method |
WO2004072443A1 (en) | 2003-02-11 | 2004-08-26 | Statoil Asa | Efficient combined cycle power plant with co2 capture and a combustor arrangement with separate flows |
SG10201707569YA (en) | 2012-12-12 | 2017-10-30 | Broad Inst Inc | Delivery, Engineering and Optimization of Systems, Methods and Compositions for Sequence Manipulation and Therapeutic Applications |
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BR112015031608A2 (pt) | 2013-06-17 | 2017-08-22 | Massachusetts Inst Technology | Aplicação e uso dos sistemas crispr-cas, vetores e composições para direcionamento e terapia hepáticos |
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SG10201804975PA (en) | 2013-12-12 | 2018-07-30 | Broad Inst Inc | Delivery, Use and Therapeutic Applications of the Crispr-Cas Systems and Compositions for HBV and Viral Diseases and Disorders |
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