JP2003238445A - 心肥大のための処置としてのヒストンデアセチラーゼの阻害 - Google Patents

心肥大のための処置としてのヒストンデアセチラーゼの阻害

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、心肥大を処置および予防する方法
を提供する。クラスIIHDAC(クロマチン構造およ
び遺伝子発現の調節に関係があるとして公知である)
は、心肥大に対して有益な効果を有することが示されて
いる。驚くことに、本発明は、HDACインヒビターが
胎児の心臓遺伝子発現を阻害することおよび筋節構築を
妨げることによって心肥大を阻害することを示す。 【解決手段】 病的な心肥大および心不全を処置する方
法であって、この方法は、(a)病的な心肥大を有する
患者を同定する工程;および(b)この患者にヒストン
デアセチラーゼインヒビターを投与する工程を包含す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】(3.発明の詳細な説明) (発明の背景)政府は、国立衛生研究所からの助成金番
号NIH RO1 HL61544に従って、本発明の
権利を有する。本発明は、米国仮出願番号60/32
5,311(2001年9月27日出願)および同第6
0/334,041(2001年10月31日出願)
(これらの内容全体は、無条件で参考として本明細書に
よって援用される)に対する優先権の権利を主張する。
【0002】(1.発明の分野)本発明は、一般的に、
発生生物学および分子生物学の分野に関する。より詳細
には、本発明は、心筋細胞における遺伝子調節および細
胞生理学に関する。特に、本発明は、心肥大および心不
全を処置するためのHDACインヒビターの使用に関す
る。
【0003】
【従来の技術】(2.関連技術の説明)心臓に課された
増加した仕事量に応答した心肥大は、基本的な適応性機
構である。これは、神経刺激、内分泌刺激または機械的
刺激のいずれかまたはこれらの組み合わせ結果として
の、(細胞数よりもむしろ)細胞サイズおよび細胞質量
における定量的な増加を反映する特殊なプロセスであ
る。高血圧(心肥大に関与する別の因子)は、鬱血性心
不全の頻出する前駆体である。心不全が生じる場合、左
心室は通常、肥大かつ膨張し、そして心収縮機能(例え
ば、駆出率)が減少される。明らかに、心肥大応答は、
複雑な症候群であり、そして心肥大を導く経路の解明
が、種々の刺激から生じる心疾患の処置において有益で
ある。
【0004】転写因子のファミリー(筋細胞増強因子−
2ファミリー(MEF2))は、心肥大に関与する。例
えば、種々の刺激が、細胞内カルシウムを上昇させ得、
細胞内シグナル伝達系または細胞内シグナル伝達経路の
カスケード(カルシニューリン、CAMキナーゼ、PK
CおよびMAPキナーゼを含む)を引き起こす。これら
のシグナルの全ては、MEF2を活性化し、そして心肥
大を引き起こす。しかし、種々のシグナル系がどのよう
にその効果をMEF2にもたらし、そしてその肥大性シ
グナル伝達をどのように調節するかは、未だ完全に理解
されていない。特定のヒストンデアセチラーゼタンパク
質(HDAC 4、HDAC 5、HDAC 7、HD
AC 9、およびHDAC 10)が、MEF2活性の
調節に関与することが知られている。
【0005】11個の異なるHDACが、脊椎動物の生
物からクローン化されている。全てが、触媒領域におい
て相同性を共有する。ヒストンアセチラーゼおよびヒス
トンデアセチラーゼは、遺伝子発現の制御において主要
な役割を果たす。ヒストンアセチラーゼ(通常、アセチ
ルトランスフェラーゼ(HAT)と呼ばれる)の活性と
ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)の活性との間の均
衡が、ヒストンアセチル化レベルを決定する。結果とし
て、脱アセチル化クロマチンが一般的に転写的に不活性
であるのに対し、アセチル化されたヒストンは、クロマ
チンの遅延および遺伝子転写の活性化を引き起こす。以
前の報告において、本発明者らの研究室は、HDAC
4およびHDAC 5がMEF2と二量体化し、そして
MEF2の転写活性を抑制すること、そしてさらに、こ
の相互作用が、HDAC 4タンパク質およびHDAC
5タンパク質のN末端の存在を必要とすることを実証
した。McKinseyら(2000a、b)。
【0006】別の状況において、近年の研究はまた、癌
生物学におけるHDACの重要な役割を強調してきた。
事実、HDACの種々のインヒビターが、癌細胞におい
て細胞分化および/またはアポトーシスを誘導するそれ
らの能力について試験されている。Marksら(20
00)。このようなインヒビターとしては、スベロイル
アニリドヒドロキサム酸(SAHA)(Butler
ら、2000;Marksら、2001);m−カルボ
キシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド(Coffeyら、2
001);およびピロキサミド(pyroxamid
e)(Butlerら、2001)が挙げられる。これ
らの研究は、以下に示されるように要約されている:
「ヒドロキサム酸ベースのHPC(特に、SAHAおよ
びピロキサミド)が、インビトロおよびインビボにおい
てHDACの強力なインヒビターであり、そして形質転
換された細胞の増殖停止、分化またはアポトーシス細胞
死を誘導し...[従って]ヒドロキサム酸ベースのH
PCのファミリーの間にあるリード化合物であり、そし
て現在第I相治験中である」、Marksら(200
0)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】現在までに、筋細胞肥
大に対するHDACインヒビターの効果およびストレス
への応答に対するHDACインヒビターの効果に関する
報告は、報告されていない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下を提供す
る: 1. 病的な心肥大および心不全を処置する方法であっ
て、この方法は、以下: (a)病的な心肥大を有する患者を同定する工程;およ
び(b)この患者にヒストンデアセチラーゼインヒビタ
ーを投与する工程、を包含する、方法。
【0009】2. 項目1に記載の方法であって、ここ
で、上記ヒストンデアセチラーゼインヒビターがトリコ
スタチンA、トラポキシンB、MS 275−27、m
−カルボキシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド、デプデシ
ン、オキサムフラチン、アピシジン、スベロイルアニリ
ドヒドロキサム酸、スクリプタイド、ピロキサミド、2
−アミノ−8−オキソ−9,10−エポキシ−デカノイ
ル、3−(4−アロイル−1 H−ピロール−2−イ
ル)−N−ヒドロキシ−2−プロペンアミドおよびFR
901228からなる群より選択される、方法。
【0010】3. 投与する工程が上記ヒストンデアセ
チラーゼインヒビターの静脈内投与を包含する、項目1
に記載の方法。
【0011】4. 投与する工程が経口投与、経皮投
与、徐放性投与、坐剤投与、または舌下投与を包含す
る、項目1に記載の方法。
【0012】5. 上記患者に第二の治療的養生を投与
する工程をさらに包含する、項目1に記載の方法。
【0013】6. 上記第二の治療的養生がβ遮断剤、
イオントロープ、利尿剤、ACE−I、AIIアンタゴ
ニスト、およびCa++遮断剤からなる群より選択され
る、項目5に記載の方法。
【0014】7. 上記第二の治療的養生が上記ヒスト
ンデアセチラーゼインヒビターと同時に投与される、項
目5に記載の方法。
【0015】8. 上記第二の治療的養生が上記ヒスト
ンデアセチラーゼインヒビターの前または後のいずれか
で投与される、項目5に記載の方法。
【0016】9. 処置が心肥大の1つ以上の症候を改
善する工程を包含する、項目1に記載の方法。
【0017】10. 項目9に記載の方法であって、上
記1つ以上の症候が増加した運動能力、増加した血液駆
出量、左心室末端拡張圧、肺毛細管くさび圧、心拍出
量、心臓インデックス、肺動脈圧、左心室末端収縮寸法
および左心室末端拡張寸法、左心室壁ストレスおよび右
心室壁ストレス、壁緊張、生活の質、疾患関連罹患率お
よび疾患関連死亡率を含む、方法。
【0018】11. 病的な心肥大および心不全を予防
する方法であって、この方法は以下: (a)病的な心肥大が発生する危険がある患者を同定す
る工程;および(c)この患者にヒストンデアセチラー
ゼインヒビターを投与する工程、を包含する、方法。
【0019】12. 項目11に記載の方法であって、
ここで、上記ヒストンデアセチラーゼインヒビターがト
リコスタチンA、トラポキシンB、MS 275−2
7、m−カルボキシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド、デプ
デシン、オキサムフラチン、アピシジン、スベロイルア
ニリドヒドロキサム酸、スクリプタイド、ピロキサミ
ド、2−アミノ−8−オキソ−9,10−エポキシ−デ
カノイル、3−(4−アロイル−1 H−ピロール−2
−イル)−N−ヒドロキシ−2−プロペンアミドおよび
FR901228からなる群より選択される、方法。
【0020】13. 投与する工程が上記ヒストンデア
セチラーゼインヒビターの静脈内投与を包含する、項目
11に記載の方法。
【0021】14. 投与する工程が経口投与、経皮投
与、徐放性投与、坐剤投与、または舌下投与を包含す
る、項目11に記載の方法。
【0022】15. 危険にさらされている上記患者が
長期の未制御の高血圧、未修復の弁疾患、慢性アンギナ
および/または最近の心筋梗塞を含むもののうちの1つ
以上を示し得る、項目11に記載の方法。
【0023】16. 心肥大のインヒビターを同定する
方法であって、この方法は、(a)ヒストンデアセチラ
ーゼインヒビターを提供する工程;(b)このヒストン
デアセチラーゼインヒビターで筋細胞を処理する工程;
および(c)1つ以上の心肥大パラメーターの発現を測
定する工程、を包含し、ここで、このヒストンデアセチ
ラーゼインヒビターで処置されていない筋細胞における
1つ以上の心肥大パラメーターと比較した、この1つ以
上の心肥大パラメーターにおける変化が、心肥大のイン
ヒビターとしてこのヒストンデアセチラーゼインヒビタ
ーを同定する、方法。
【0024】17. 上記筋細胞が上記1つ以上の心肥
大パラメーターにおける肥大応答を誘発する刺激に供さ
れる、項目16に記載の方法。
【0025】18. 上記刺激が導入遺伝子の発現であ
る、項目17に記載の方法。
【0026】19. 上記刺激が薬物を用いた処置であ
る、項目17に記載の方法。
【0027】20. もう1つの心肥大パラメーターが
上記筋細胞における1つ以上の標的遺伝子の発現レベル
を含み、ここでこの1つ以上の標的遺伝子の発現レベル
が心肥大を示す、項目16に記載の方法。
【0028】21. 項目20に記載の方法であって、
ここで、上記1つ以上の標的遺伝子が、ANF、α−M
yHC、β−MyHC、α−骨格アクチン、SERC
A、シトクロムオキシダーゼサブユニットVIII、マ
ウスT−複合体タンパク質、インスリン増殖因子結合タ
ンパク質、τ−微小管結合タンパク質、ユビキチンカル
ボキシル末端ヒドロラーゼ、Thy−1細胞表面糖タン
パク質、またはMyHCクラスI抗原からなる群より選
択される、方法。
【0029】22. 上記発現レベルが標的遺伝子プロ
モーターに作動可能に連結されたレポータータンパク質
コード領域を使用して測定される、項目20に記載の方
法。
【0030】23. 上記レポータータンパク質がルシ
フェラーゼ、β−gal、または緑色蛍光タンパク質で
ある、項目22に記載の方法。
【0031】24. 上記発現レベルが、標的mRNA
または増幅された核酸産物への核酸プローブのハイブリ
ダーゼーションを使用して測定される、項目20に記載
の方法。
【0032】25. 上記1つ以上の心肥大パラメータ
ーが細胞性形態の1つ以上の局面を含む、項目16に記
載の方法。
【0033】26. 上記細胞性形態の1つ以上の局面
が筋節アセンブリ、細胞サイズ、または細胞収縮性を含
む、項目25に記載の方法。
【0034】27. 上記筋細胞が単離された筋細胞で
ある、項目16に記載の方法。
【0035】28. 上記筋細胞が単離されたインタク
トな組織に含まれる、項目16の方法。
【0036】29. 上記筋細胞が心筋細胞である、項
目16に記載の方法。
【0037】30. 上記心筋細胞がインビボで機能性
のインタクトな心筋に位置する、項目29に記載の方
法。
【0038】31. 上記機能性のインタクトな心筋
が、1つ以上の心肥大パラメーターにおいて肥大応答を
誘発する刺激に供される、項目30に記載の方法。
【0039】32. 上記刺激が大動脈バンディング、
急速な心臓ペーシング、誘導性心筋梗塞、または導入遺
伝子発現である、項目31に記載の方法。
【0040】33. 上記1つ以上の心肥大パラメータ
ーが右心室駆出率、左心室駆出率、心室壁の厚さ、心臓
重量/体重の比、または心臓重量の標準化測定値を含
む、項目31に記載の方法。
【0041】34. 上記1つ以上の心肥大パラメータ
ーが総タンパク質合成を含む、項目16に記載の方法。
【0042】35. 心肥大のインヒビターを同定する
方法であって、この方法は、(a)少なくとも1つのク
ラスIヒストンデアセチラーゼおよび少なくとも1つの
クラスIIヒストンデアセチラーゼを提供する工程;
(b)候補インヒビター物質とこのヒストンデアセチラ
ーゼを接触させる工程;ならびに(c)このヒストンデ
アセチラーゼの活性を測定する工程、を包含し、ここ
で、クラスIIヒストンデアセチラーゼ活性よりも大き
いクラスIヒストンデアセチラーゼ活性における減少
が、心肥大のインヒビターとしてこの候補インヒビター
物質を同定する、方法。
【0043】36. 上記ヒストンデアセチラーゼが全
細胞から精製される、項目35に記載の方法。
【0044】37. 上記ヒストンデアセチラーゼがイ
ンタクトな細胞に位置する、項目35に記載の方法。
【0045】38. 上記細胞が筋細胞である、項目3
5に記載の方法。
【0046】39. 上記筋細胞が心筋細胞である、項
目38に記載の方法。
【0047】40. 上記クラスIヒストンデアセチラ
ーゼがHDAC1、HDAC2、HDAC3、およびH
DAC8からなる群より選択される、項目35に記載の
方法。
【0048】41. 上記クラスIIヒストンデアセチ
ラーゼがHDAC4、HDAC5、HDAC6、HDA
C7、HDAC9、およびHDAC10からなる群より
選択される、項目35に記載の方法。
【0049】42. 1つより多いクラスIヒストンデ
アセチラーゼの上記活性が測定される、項目35に記載
の方法。
【0050】43. 1つより多いクラスIIヒストン
デアセチラーゼの上記活性が測定される、項目35に記
載の方法。
【0051】44. 1つより多いクラスIヒストンデ
アセチラーゼの上記活性および1つより多いクラスII
ヒストンデアセチラーゼのこの活性が測定される、項目
35に記載の方法。
【0052】45. 上記候補インヒビター物質が少な
くとも1つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対して
阻害活性を有し、かつ、少なくとも1つのクラスIIヒ
ストンデアセチラーゼに対して活性を有さない、項目3
5に記載の方法。
【0053】46. 上記候補インヒビター物質が複数
のクラスIヒストンデアセチラーゼに対して阻害活性を
有し、かつ、複数のクラスIIヒストンデアセチラーゼ
に対して活性を有さない、項目45に記載の方法。
【0054】47. 上記候補インヒビター物質が、少
なくとも1つのクラスIIヒストンデアセチラーゼに対
するその阻害活性より少なくとも2倍高い少なくとも1
つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対する阻害活性
を有する、項目35に記載の方法。
【0055】48. 上記候補インヒビター物質が、少
なくとも1つのクラスIIヒストンデアセチラーゼに対
するその阻害活性より少なくとも5倍より高い少なくと
も1つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対する阻害
活性を有する、項目47に記載の方法。
【0056】49. HDAC活性を測定する工程がヒ
ストンからの標識されたアセチル基の放出を測定する工
程を包含する、項目35に記載の方法。
【0057】50. 上記アセチル基が放射性標識、蛍
光標識または発色団で標識される、項目49に記載の方
法。
【0058】
【発明の実施の形態】従って、本発明に従って、病的心
肥大および心不全を処置する方法が提供され、この方法
は、(a)心肥大を有する患者を同定する工程;ならび
に(b)この患者にヒストンデアセチラーゼインヒビタ
ーを投与する工程を包含する。投与は、静脈内投与、経
口投与、経皮投与、徐放性投与、坐剤投与、または舌下
投与を含み得る。方法はさらに、第2の治療養生(例え
ば、β遮断剤、イオントロープ(iontrope)、
利尿薬、ACE−I、AIIアンタゴニストまたはCa
++遮断剤)を投与する工程を包含し得る。第2の治療
養生は、ヒストンデアセチラーゼインヒビターと同じと
きか、あるいはヒストンデアセチラーゼインヒビターの
前または後のいずれかで投与され得る。処置は、以下に
提供されるような心不全の1つ以上の症状を改善し得
る:増加した運動能力、増加した血液駆出量、左心室末
端拡張圧(left ventricular end
diastolic pressure)、肺毛細管
くさび圧(plumonary capillary
wedge pressure)、心拍出量、心臓イン
デックス、肺動脈圧、左心室末端収縮寸法(left
ventricular end systolic
dimension)および左心室末端拡張寸法(le
ft ventricular end diasto
lic dimension)、左心室壁ストレスおよ
び右心室壁ストレス、壁緊張(wall tensio
n)および壁の厚み、生活の質、疾患関連罹患率および
疾患関連死亡率。
【0059】なお別の実施形態において、病的心肥大お
よび心不全を予防する方法が提供され、この方法は、以
下(a)心肥大を発生する危険性がある患者を同定する
工程;ならびに(b)この患者にヒストンデアセチラー
ゼインヒビターを投与する工程を包含する。投与は、静
脈内投与、経口投与、経皮投与、徐放性投与、坐剤投
与、または舌下投与を含み得る。危険性がある患者は、
長期の未制御の高血圧、未修復の弁疾患、慢性アンギナ
および/または最近の心筋梗塞のうちの1つ以上を示し
得る。
【0060】先述の実施形態に従って、ヒストンデアセ
チラーゼインヒビターは、ヒストンデアセチラーゼの活
性における減少をもたらす任意の分子であり得る。これ
は、タンパク質、ペプチド、DNA分子(アンチセンス
を含む)、RNA分子(RNAiおよびアンチセンスを
含む)ならびに低分子を含む。この低分子としては、ト
リコスタチンA(trichostatin A)、ト
ラポキシンB(trapoxin B)、MS 275
−27、m−カルボキシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド、
デプデシン(depudecin)、オキサムフラチン
(oxamflatin)、アピシジン(apicid
in)、スベロイルアニリドヒドロキサム酸、スクリプ
タイド(Scriptaid)、ピロキサミド(pyr
oxamide)、2−アミノ−8−オキソ−9,10
−エポキシ−デカノイル、3−(4−アロイル−1 H
−ピロール−2−イル)−N−ヒドロキシ−2−プロペ
ンアミドならびにFR901228が挙げられるが、こ
れらに限定されない。さらに、以下の参考文献が、本発
明に使用するために選択され得るヒストンデアセチラー
ゼインヒビターを記載する:AU 9,013,10
1;AU 9,013,201;AU 9,013,4
01;AU 6,794,700;EP 1,233,
958;EP 1,208,086;EP 1,17
4,438;EP1,173,562;EP 1,17
0,008;EP 1,123,111;JP 200
1/348340;U.S. 2002/10319
2;U.S. 2002/65282;U.S. 20
02/61860;WO 02/51842;WO 0
2/50285;WO 02/46144;WO 02
/46129;WO 02/30879;WO 02/
26703;WO 02/26696;WO 01/7
0675;WO 01/42437;WO 01/38
322;WO 01/18045;WO 01/145
81;Furumaiら(2002);Hinnebu
schら(2002);Maiら(2002);Vig
ushinら(2002);Gottlicherら
(2001);Jung(2001);Komatsu
ら(2001);Suら(2000)。
【0061】なお別の実施形態において、心肥大のイン
ヒビターを同定する方法が提供され、この方法は、以
下:(a)ヒストンデアセチラーゼインヒビターを提供
する工程;(b)筋細胞をこのヒストンデアセチラーゼ
インヒビターを用いて処理する工程;および(c)1つ
以上の心肥大パラメーターの発現を測定する工程であっ
て、ここで、ヒストンデアセチラーゼインヒビターで処
理されていない筋細胞における1つ以上の心肥大パラメ
ーターと比較して、1つ以上の心肥大パラメーターにお
ける変更が、心肥大のインヒビターとしてのヒストンデ
アセチラーゼインヒビターを同定する工程を包含する。
筋細胞は、1つ以上の心肥大パラメーターにおいて肥大
応答を誘起する刺激(例えば、導入遺伝子の発現または
薬物を用いた処理)に供され得る。
【0062】1つ以上の心肥大パラメーターは、筋細胞
における1つ以上の標的遺伝子の発現レベルを含み得、
ここで、1つ以上の標的遺伝子の発現レベルが、心肥大
を示す。1つ以上の標的遺伝子は、以下からなる群より
選択され得る:ANF、α−MyHC、β−MyHC、
α−骨格アクチン、SERCA、シトクロムオキシダー
ゼサブユニットVIII、マウスT−複合体タンパク
質、インスリン増殖因子結合タンパク質、τ−微小管結
合タンパク質、ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラー
ゼ、Thy−1細胞表面糖タンパク質、またはMyHC
クラスI抗原。発現レベルは、標的遺伝子プロモータ
ーに作動可能に連結されたレポータータンパク質(例え
ば、ルシフェラーゼタンパク質、β−galタンパク
質、または緑色蛍光タンパク質)コード領域を用いて測
定され得る。発現レベルは、標的mRNAまたは増幅さ
れた核酸産物に対する核酸プローブのハイブリダイゼー
ションを用いて測定される。
【0063】1つ以上の心肥大パラメーターがまた、細
胞形態(例えば、筋節アセンブリ、細胞サイズ、または
細胞収縮性)の1つ以上の局面を含み得る。筋細胞は、
単離された筋細胞であっても、単離されたインタクトな
組織中に含まれてもよい。筋細胞はまた、心筋細胞であ
り得、そして機能的なインタクトな心筋(例えば、1つ
以上の心肥大パラメーターにおける肥大性応答を誘起す
る刺激に供される機能的なインタクトな心筋)中にイン
ビボで配置され得る。刺激は、大動脈バンディング(a
ortic banding)、急速な心臓ペーシング
(rapidcardiac pacing)、誘導性
心筋梗塞または導入遺伝子発現であり得る。1つ以上の
心肥大パラメーターは、右心室駆出率、左心室駆出率、
心室壁の厚み、心臓重量/体重の比、または心臓重量の
標準化測定値を含む。1つ以上の心肥大パラメーター
は、総タンパク質合成もまた含み得る。
【0064】なおさらに別の実施形態において、心肥大
のインヒビターを同定する方法が提供され、この方法
は、以下:(a)少なくとも1つのクラスI ヒストン
デアセチラーゼおよび少なくとも1つのクラスII ヒ
ストンデアセチラーゼを提供する工程;(b)これらの
ヒストンデアセチラーゼを候補阻害物質と接触させる工
程;ならびに(c)ヒストンデアセチラーゼの活性を測
定する工程であって、ここで、クラスII ヒストンデ
アセチラーゼ活性よりもはるかに減少したクラスI ヒ
ストンデアセチラーゼ活性が、候補インヒビター物質を
心肥大のインヒビターとして同定する工程を包含する。
ヒストンデアセチラーゼは、細胞全体から離れて精製さ
れているものであっても、インタクトな細胞中に位置し
てもよい。細胞は、筋細胞(例えば、心筋細胞)であり
得る。HDAC活性の測定は、ヒストンからの標識され
たアセチル基の放出を測定することを含み得る。この標
識は、放射性標識、蛍光標識または発色団であり得る。
【0065】クラスI ヒストンデアセチラーゼは、H
DAC 1、HDAC 2、HDAC 3、またはHD
AC 8であり得る。クラスII ヒストンデアセチラ
ーゼは、HDAC 4、HDAC 5、HDAC 6、
HDAC 7、HDAC 9、またはHDAC 10で
あり得る。1個より多くのクラスI ヒストンデアセチ
ラーゼの活性が、測定され得る。1個より多くのクラス
II ヒストンデアセチラーゼの活性が、測定され得
る。1個より多くのクラスI ヒストンデアセチラーゼ
の活性および1個より多くのクラスII ヒストンデア
セチラーゼの活性が、測定され得る。候補インヒビター
物質は、少なくとも1つのクラスI ヒストンデアセチ
ラーゼに対して阻害活性を有し得、そして少なくとも1
つのクラスII ヒストンデアセチラーゼに対して活性
を有さない。候補インヒビター物質は、複数のクラスI
ヒストンデアセチラーゼに対して阻害活性を有し得、
そして複数のクラスII ヒストンデアセチラーゼに対
して活性を有さない。候補インヒビター物質は、少なく
とも1つのクラスII ヒストンデアセチラーゼに対す
るその阻害活性よりも少なくとも2倍高い、少なくとも
1つのクラスI ヒストンデアセチラーゼに対する阻害
活性を有し得る。候補インヒビター物質は、少なくとも
1つのクラスII ヒストンデアセチラーゼに対するそ
の阻害活性よりも少なくとも5倍高い、少なくとも1つ
のクラスI ヒストンデアセチラーゼに対する阻害活性
を有し得る。
【0066】(例示的な実施形態の説明)心不全は、世
界中で罹患率および死亡率の主要な原因のうちの1つで
ある。米国単独において、300万人の人が心筋症を有
しながら現在生存し、そして別の400,000人が年
基準で診断されていることが、推定で示されている。拡
張型心筋症(DCM)はまた、「うっ血性心筋症」とも
いわれ、このうっ血性心筋症は、心筋症の最も一般的な
形態であり、そして推定100,000人の個体当たり
40人に近い罹患率を有する(Durandら、199
5)。DCMの他の症例も存在するが、よく知られてい
る拡張型心筋症は、約20%の「特発性」DCMを示す
と指摘されている。DCM症例の約半分が、特発性であ
り、残りは、既知の疾患プロセスと関連している。例え
ば、重篤な心筋損傷が、癌化学療法に使用される特定の
薬物(例えば、ドキソルビシンおよびダウノルビシン)
から生じ得る。さらに、多くのDCM患者は、慢性アル
コール中毒である。幸運にも、これらの患者について、
心不全の進行は、疾患経過の初期にアルコール消費を減
らすかまたは止める場合、停止または逆転し得る。産辱
性心筋症は、感染性続発症と関連する疾患なので、DC
Mの別の特発性形態である。要するに、心筋症(DCM
を含む)は、重要な公衆衛生の問題である。
【0067】心筋症自体は、典型的に、心臓損傷が心不
全を生じるのに十分なほど重篤になるまで、いずれの症
状も生成しないので、心筋症の症状は、心不全と関連す
る症状である。これらの症状としては、短い呼吸、労作
に伴う疲労、呼吸が短くなること無く水平に寝ることが
できないこと(起座呼吸)、発作性夜間呼吸困難、拡大
した心臓の大きさ、および/または下脚の腫脹が挙げら
れる。患者はまた、しばしば、増加した血圧、超過した
(extra)心臓音、心臓雑音、肺および全身性塞
栓、胸の痛み、肺鬱血、ならびに動悸を表す。さらに、
DCMは、減少した駆出率(すなわち、内因性の収縮性
機能およびリモデリングの両方の測定)を引き起こす。
この疾患はさらに、心室拡張および減少した心筋収縮性
に起因したひどく損傷した収縮性機能によって特徴付け
られ、これは、多くの患者において拡張性心不全を引き
起こす。罹患した心臓はまた、筋細胞/心筋不全の結果
として細胞/チャンバリモデリングを引き起こし、これ
は、「DCM表現型」に寄与する。疾患が進行するにつ
れ、症状も同様に進行する。拡張型心筋症を有する患者
はまた、生命を脅かす不整脈(心筋頻拍および心筋細動
を含む)の発生率を大きく増加した。これらの患者にお
いて、失神(めまい感)のエピソードが、突然死の前兆
とみなされる。
【0068】拡張型心筋症の診断は、代表的に、拡大し
た心臓チャンバ、特に、拡大した心室の提示に依存す
る。拡大は、一般的に、胸部X線において観察可能であ
るが、心エコー図を使用してより正確に評価される。D
CMはしばしば、急性心筋炎、弁心疾患、冠状動脈疾
患、および高血圧性心疾患との識別が困難である。一
旦、拡張型心筋症の診断がなされると、潜在的に可逆的
な原因を同定および処置するため、ならびにさらなる心
臓損傷を回避するためにあらゆる努力がなされる。例え
ば、冠状動脈疾患および弁心臓疾患が、除外されなけれ
ばならない。貧血、異常頻拍、栄養欠乏、アルコール中
毒症、甲状腺疾患および/または他の問題が、取り組ま
れそして制御される必要がある。
【0069】心筋症の基底にある原因を同定し、そして
安定化させるための試みの間に、これらの症状を最小化
し、そして欠損している心臓の効率を最適化するため
に、処置が一般的に設定される。投薬は、処置の主要部
のままであるが、一般的に心不全の症例に使用されるも
の以外に、拡張型心筋症の処置のための特別の処置は存
在しない。移植外科手術が、1つの選択である。実に、
拡張型心筋症は、米国における心臓移植に関する最も一
般的な原因と示されている。
【0070】非薬理学的処置が、主に薬理学的処理に対
する補助として使用される。非薬理学的処置の1つの手
段は、食餌中のナトリウムを減少することを含む。さら
に、非薬理学的処理がまた、特定の沈降薬物(陰性の強
心薬(例えば、特定のカルシウムチャネル遮断剤および
不整脈薬様ジソピラミド)、心臓毒性(例えば、アンフ
ェタミン)、および血漿容積エキスパンダー(例えば、
非ステロイド性抗炎症剤およびグルココルチコイド)を
含む)の排除を必要とする。
【0071】薬理学的薬剤を用いた処理は、心不全の発
現を減少または排除するための主要な機構を表す。利尿
剤は、中間から温和な心不全についての処置の最初の手
順である。不運なことに、一般的に使用される利尿剤
(例えば、サイアザイド)の多くは、多数の有害な影響
を与える。例えば、特定の利尿剤は、血清コレステロー
ルおよびトリグリセリドを増加し得る。さらに、利尿剤
は、一般的に、重篤な心不全に罹患した患者に対して効
果的ではない。
【0072】利尿剤が効果的ではない場合、血管拡張薬
が、使用され得る;アンギオテンシン変換酵素(AC
E)インヒビター(例えば、エナラプリル(enalo
pril)およびリジノプリル)は、症候の軽減を提供
するだけではなく、これらはまた、死亡率を減少するこ
とが報告されている(Youngら、1989)。しか
し、また、ACEインヒビターは、有害な影響(これ
は、特定の疾患状態(例えば、腎臓動脈狭窄)を有する
患者に禁忌をもたらす)と関連する。
【0073】同様に、強心薬治療(すなわち、心筋収縮
の力を増加することによって心拍出量を改善する薬物)
がまた、利尿剤が十分な軽減を引き起こさなかった場
合、示され得る。外来患者によって使用される最も一般
的に強心薬は、ジギタリスである。しかし、これは、数
々の有害反応(胃腸問題および中枢神経系機能不全を含
む)と関連する。
【0074】従って、現在使用される薬理学的薬剤は、
特定の患者集団において重篤な不足を有する。新規、安
全、かつ有効な薬剤の利用可能性が、現在利用可能な薬
理学的物理療法を使用し得ないかまたはこれらの物理療
法から十分な軽減を受けないかのいずれかである患者に
とって間違いなく有益である。DCMを有する患者に関
する予後は変動しやすく、そして心室機能不全の程度に
依存し、その大半が、診断の5年以内に死を引き起こ
す。
【0075】(I.本発明)本発明者らは、MEF2
が、そのカルボキシ末端活性化ドメインの3つの保存さ
れた部位のMAPキナーゼリン酸化によって活性化され
ることを以前に示した(Katohら、1998を参照
のこと)。CaMKシグナル伝達がまた、クラスIIH
DAC(これは、成体心臓において高レベルで発現さ
れ、ここで、MEF2活性化を抑制し得る)をリン酸化
することによってMEF2を活性化する。リン酸化の
際、これらのHDACは、14−3−3に結合し、そし
てMEF2から分離し、核への移動およびMEF−2依
存性転写の活性化を引き起こす。リン酸化され得ないク
ラスIIHDACの変異体は、MEF2から分離し得
ず、そしてMEF2標的遺伝子の発現を不可逆性にブロ
ックする。
【0076】HDAC 5のリン酸化不可能な変異体を
コードするアデノウイルスが、多様なシグナル伝達経路
に応答してインビトロで心筋細胞肥大を予防し得ること
がまた、示された(Luら、2000を参照のこと)。
これらの知見は、クラスIIHDACにおけるこれらの
保存された部位のリン酸化が、心肥大の開始に必須な工
程であることを示唆する。これらの知見に基づいて、T
SAによるHDAC活性化の阻害が、肥大性応答遺伝子
の抑制解除に起因して、心肥大の誘導を引き起こすとい
うことを予想し得る。対照的に、本発明者らは、TSA
が実際に心肥大を回避することを代わりに見出した。こ
れらの予期せぬ知見は、少なくともいくつかのHDAC
が、肥大に必要とされること、およびHDAC触媒活性
の阻害が肥大性遺伝子の活性化を回避し得ることを示唆
する。
【0077】どのようにこれらの明らかに矛盾する結果
が説明され得るのか?1つのモデルは、クラスIHDA
CおよびクラスIIHDACは、心筋細胞中の遺伝子の
異なるセットを制御し得ることを議論する。このモデル
に従って、クラスIIHDACは、肥大に必要とされる
転写因子(例えば、MEF2)と相互作用し、そしてこ
の転写因子の活性を抑制する。このことは、クラスII
HDACのリン酸化不可能な変異体が肥大をブロックす
る理由を説明する。対照的に、クラスIHDAC(特
に、HDAC1およびHDAC3)が、抗肥大性遺伝子
の発現を抑制することが提案されている。従って、TS
Aへの心筋細胞の曝露は、これら抗肥大性遺伝子の抑制
および肥大の遮断を引き起こす。このモデルはまた、こ
のような抗肥大性遺伝子の活性が、クラスIIHDAC
の活性よりも優勢であることを推定する。なぜなら、こ
れら抗肥大性遺伝子の活性もまた、TSAによって非常
に抑制されるからであり、これによって、肥大性プログ
ラムが抑制解除されることが予期される。
【0078】いずれの場合も、そして正確な分子基礎に
もかかわらず、本発明は、驚くべきことにHDACイン
ヒビターが心肥大および心不全の処置に有益であること
を示す。
【0079】(II.ヒストンデアセチラーゼ)ヌクレ
オソーム(クロマチン折り畳みの基本骨格)は、動的な
高分子構造であり、クロマチン溶液コンフォメーション
に影響を与える(WorkmanおよびKingsto
n、1998)。ヌクレオソームコアは、ヒストンタン
パク質であるH2A、HB、H3およびH4で構成され
る。ヒストンアセチル化は、変更された生物物理学的特
性をふるまうヌクレオソームおよびヌクレオソーム配置
を引き起こす。ヒストンアセチルトランスフェラーゼ
(HAT)の活性とデアセチラーゼ(HDAC)の活性
との間の均衡が、ヒストンアセチル化のレベルを決定す
る。脱アセチル化クロマチンが一般的に転写的に不活性
であるのに対し、アセチル化されたヒストンは、クロマ
チンの遅延および遺伝子転写の活性化を引き起こす。
【0080】11個の異なるHDACが、脊椎動物の生
物からクローン化されている。同定された最初の3つの
ヒトHDACは、HDAC 1、HDAC 2およびH
DAC 3(クラスIヒトHDACと称される)、およ
びHDAC 8(Van den Wyngaert
ら、2000)が、このリストに加えられた。近年、ク
ラスIIヒトHDAC(HDAC 4、HDAC 5、
HDAC 6、HDAC7、HDAC 9およびHDA
C 10)(Kaoら、2000)が、クローン化さ
れ、そして同定されている(Grozingerら、1
999;Zhouら、2001;Tongら、200
2)。さらに、HDAC 11が、同定されたが、クラ
スIまたはクラスIIのいずれかは未だ分類されていな
い(Gaoら、2002)。全てが、触媒領域中に相同
性を共有する。しかし、HDAC 4、HDAC 5、
HDAC 7、HDAC 9およびHDAC 10は、
他のHDACに見出されない特有のアミノ末端伸長部を
有する。このアミノ末端領域は、MEF2結合ドメイン
を含む。HDAC 4、HDAC 5およびHDAC7
は、心臓遺伝子発現の調節に関与することが示され、そ
して特定の実施形態において、MEF2転写活性を抑制
することが示されている。クラスIIHDACがMEF
2活性を抑制する正確な機構は、完全に理解されていな
い。1つの可能性は、MEF2へのHDAC結合が、競
合的にかまたはネイティブな転写的に活性であるMEF
2のコンフォメーションを不安定化することのいずれか
によって、MEF2転写活性を阻害するということであ
る。クラスII HDACが、脱アセチル化を進行させ
るためにヒストンの近位に、HDACを局在または位置
付けるために、MEF2との二量体化を必要とする可能
性がまた存在する。
【0081】(III.デアセチラーゼインヒビター)
ヒストンデアセチラーゼに対する種々のインヒビターが
同定されている。提唱される用途は、広範にわたるが、
主に癌治療に集中している。Saundersら(19
99);Jungら(1997);Jungら(199
9);Vigushinら(1999);Kimら(1
999);Kitazomoら(2001);Vigu
sinら(2001);Hoffmannら(200
1);Kramerら(2001);Massaら(2
001);Komatsuら(2001);Hanら
(2001)。このような治療は、固形癌および非ホジ
キンリンパ腫のNIHに支援された第1相治験の対象で
ある。HDACがまた、導入遺伝子の転写を増加し、従
って遺伝子治療に対する可能な補助剤を構成する。Ya
manoら(2000);Suら(2000)。
【0082】HDACは、種々の異なる機構(タンパク
質、ペプチド、および核酸(アンチセンス分子およびR
NAi分子を含む)を介して阻害され得る。クローニン
グ、遺伝子構築物(ウイルスベクターおよび非ウイルス
ベクターを含む)の移入および発現、ならびにリポソー
ムに関する方法が、当業者に広範に知られている。ウイ
ルスベクターとしては、アデノウイルス、アデノ随伴ウ
イルス、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、および
ヘルペスウイルスが挙げられる。
【0083】低分子インヒビターがまた、意図される。
おそらく、HDAC機能の最も広範に知られる低分子イ
ンヒビターは、Trichostatin A(ヒドロ
キサム酸)である。これは、過剰アセチル化を誘導し、
そしてrasトランスフォーメーション細胞の正常形態
への変換を引き起こすこと(Tauntonら、199
6)、そしてマウスモデルにおいて免疫抑制を誘導する
こと(Takahashiら、1996)が、示されて
いる。これは、BIOMOL Research La
bs,Inc.,Plymouth Meeting,
PAから市販される。
【0084】本明細書中に参考として援用される以下の
参考文献は、全て、本発明における用途が見出され得る
HDACインヒビターを記載する:AU 9,013,
101;AU 9,013,201;AU 9,01
3,401;AU 6,794,700;EP 1,2
33,958;EP 1,208,086;EP 1,
174,438;EP 1,173,562;EP
1,170,008;EP1,123,111;JP
2001/348340;U.S. 2002/103
192;U.S. 2002/65282;U.S.
2002/61860;WO 02/51842;WO
02/50285;WO 02/46144;WO
02/46129;WO 02/30879;WO 0
2/26703;WO 02/26696;WO 01
/70675;WO 01/42437;WO 01/
38322;WO 01/18045;WO 01/1
4581;Furumaiら(2002);Hinne
buschら(2002);Maiら(2002);V
igushinら(2002);Gottlicher
ら(2001);Jung(2001);Komats
uら(2001);Suら(2000)。
【0085】いくつかの特異的なHDACインヒビター
の例を表1に示す。
【0086】
【表1】 (IV.心肥大を処置する方法) (A.治療養生法)本発明の1つの実施形態において、
HDACインヒビターを使用する心肥大の処置のための
方法が、提供される。本願の目的のために、処置は、以
下のような心肥大の1つ以上の症状を減少させる工程を
包含する:減少した運動能力、減少した血液駆出量、増
加した左心室末端拡張圧、増加した肺毛細管くさび圧、
減少した心拍出量、心臓インデックス、増加した肺動脈
圧、増加した左心室末端収縮寸法および左心室末端拡張
寸法、および増加した左心室壁ストレス、壁緊張および
壁の厚み、ならびに右心室についての同様の症状。さら
に、HDACインヒビターの使用は、心肥大およびその
関連する症状が生じるのを回避し得る。
【0087】処置養生法は、臨床状態に依存して変化す
る。しかし、長期の維持が、ほとんどの状況において適
切なようである。間欠的にHDACインヒビターを用い
て心肥大を処置すること(例えば、疾患進行の間の短時
間のウィンドウ内で)がまた、望ましくあり得る。現在
のところ、HDACインヒビターについての最適な投薬
量は、有意な毒性が生じる前の最大用量であることが、
試験によって示されている。
【0088】(B.併用治療)別の実施形態において、
他の治療様式と組み合わせて、HDAC阻害を使用する
ことが考えられている。従って、上記の治療に加えて、
患者により多くの「標準的」薬学的心臓治療をまた提供
し得る。標準的治療の例としては、制限することなく、
いわゆる「β遮断剤」、抗高血圧剤、強心剤、抗血栓
剤、血管拡張薬、ホルモン拮抗薬、イオントロープ(i
ontrope)、利尿薬、エンドセリン拮抗薬、カル
シウムチャネル遮断剤、ホスホジエステラーゼインヒビ
ター、ACEインヒビター、2型アンギオテンシン拮抗
薬およびサイトカイン遮断剤/インヒビターが挙げられ
る。
【0089】組み合わせは、単一の組成物または両方の
薬剤を含む薬理学的処方物と心臓細胞を接触させること
によってか、2つの別個の組成物または処方物と細胞を
同時に接触させることによって達成され得、ここで、一
方の組成物は、発現構築物を含み、他方は、薬剤を含
む。あるいは、HDACインヒビター治療は、数分〜数
週間の範囲の間隔で他の薬剤の投与に先行し得るかまた
はそれに続き得る。他の薬剤および発現構築物が、細胞
に別々に適用される実施形態において、一般に、有意な
時間が、各送達の時間の間に終了しないように保証し、
その結果、薬剤および発現構築物はなお、細胞に対して
有利に組み合わせた効果を発揮し得る。このような例に
おいて、お互いに約12〜24時間以内に、より好まし
くはお互いに約6〜12時間以内に、最も好ましくは約
12時間のみの遅延時間を有して、両方の様式を用いて
細胞を接触させることが企図される。いつくかの状況に
おいて、処置のための時間を有意に延長することが所望
であり得るが、ここで、それぞれの投与の間に、数日
(2、3、4、5、6または7)〜数週間(1、2、
3、4、5、6、7または8)が経過する。
【0090】HDACインヒビターまたは他の薬剤のい
ずれかの1つ以上の投与が所望されることはまた、考え
得る。この点において、種々の組成物が、使用され得
る。例示の目的で、HDACインヒビターが「A」であ
り、他の薬剤が「B」である場合、3回および4回の総
投与に基づいた以下の順列が例示される。
【0091】
【化1】 他の組み合わせも同様に意図される。
【0092】(C.患者への投与のための薬物処方物お
よび経路)臨床適用が意図される場合、薬学的組成物
は、意図される適用のために適切な形態で調製される。
一般に、これは、発熱物質、ならびにヒトまたは動物に
有害であり得る他の不純物が基本的に含まない組成物を
調製することを伴う。
【0093】一般に、送達ベクターを安定にし、そして
標的細胞による取り込みを可能にする適切な塩および緩
衝液を使用することが所望される。緩衝液はまた、組換
え細胞が患者に導入される場合に使用され得る。本発明
の水溶性組成物は、薬学的に受容可能なキャリアまたは
水溶性媒体中に溶解または分散された、有効量のベクタ
ーまたは細胞を含む。成句「薬学的に受容可能または薬
理学的に受容可能」は、動物またはヒトに投与される場
合、有害な、アレルギー性の、または他の厄介な反応物
を生成しない分子および組成物をいう。本明細書中で使
用される場合、「薬学的に受容可能なキャリア」は、医
薬品(例えば、ヒトへの投与に適切な医薬品)を処方す
る際の使用のために受容可能な溶媒、緩衝液、溶液、分
散媒体、コーティング、抗生物質および抗菌剤、等張剤
および吸収遅延剤などを含む。薬学的に活性な物質のた
めのこのような媒体および薬剤の使用は、当該分野で周
知である。任意の従来の媒体または薬剤が、本発明の活
性成分と不適合である範囲を除いて、治療組成物におけ
るその使用が、意図される。補助的な活性成分はまた、
これらが組成物のベクターまたは細胞を不活化しない条
件で、組成物に取り込まれ得る。
【0094】本発明の活性組成物は、伝統的な薬学的調
製物を含み得る。本発明に従うこれらの組成物の投与
は、標的組織がその経路を介して入手可能である限り、
任意の通常の経路を介し得る。これは、経口経路、経鼻
経路、または口腔内経路を含む。あるいは、投与は、経
皮注射、皮下注射、筋肉内注射、腹腔内注射または静脈
内注射による投与であり得る。このような組成物は、上
記のように、薬学的に受容可能な組成物として通常投与
される。
【0095】活性化合物はまた、非経口的または腹腔内
に投与され得る。例示のために、遊離塩基としての活性
化合物または薬理学的に受容可能な塩の溶液が、界面活
性剤(例えば、ヒドロキシプロピルセルロース)と適切
に混合した水中で調製され得る。分散剤もまた、グリセ
ロール、液体ポリエチレングリコール、およびその混合
物中で、ならびに油中で調製され得る。貯蔵および使用
の通常の条件下で、これらの調製物は一般に、微生物の
増殖を防ぐための防腐剤を含む。
【0096】注射可能な用途に適切な薬学的形態として
は、例えば、滅菌水溶液または分散剤、および滅菌注射
可能な溶液または分散剤の即席の調製のための無菌粉末
が挙げられる。一般に、これらの調製物は、滅菌されて
おり、そして容易な注射可能性が存在する程度に流動性
である。調製物は、製造および貯蔵の条件下で安定であ
るべきであり、そして微生物(例えば、細菌および真
菌)の混入作用に対して保護されるべきである。適切な
溶媒または分散媒体は、例えば、水、エタノール、ポリ
オール(例えば、グリセロール、プロピレングリコー
ル、および液体ポリエチレングリコールなど)、その適
切な混合物、および植物油を含み得る。適切な流動性
は、例えば、コーティング(例えば、レシチン)の使用
によって、分散剤の場合には必要とされる粒子サイズの
維持によって、そして界面活性剤の使用によって、維持
され得る。微生物の作用の防止は、種々の抗菌抗真菌剤
(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、
ソルビン酸、チメロサールなど)によってもたらされ得
る。多数の場合において、等張剤(例えば、糖または塩
化ナトリウム)を含むことが好ましい。注射可能な組成
物の長期の吸収は、吸収を遅延する薬剤(例えば、モノ
ステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)の組成物中
の使用によってもたらされ得る。
【0097】滅菌注射可能な溶液は、ろ過滅菌後に、所
望のように任意の他の成分(例えば、上に列挙されるよ
うな)と共に溶媒中に適切な量で、活性化合物を取り込
むことによって調製され得る。一般に、分散剤は、塩基
性分散媒体および所望の他の成分(例えば、上に列挙さ
れるような)を含む滅菌ビヒクル中に種々の滅菌活性成
分を取り込むことによって調製される。滅菌注射可能な
溶液の調製のための滅菌粉末の場合、調製の好ましい方
法は、以前に滅菌ろ過されたその溶液から活性成分の粉
末および任意のさらなる所望の成分を生じる、真空乾燥
および凍結乾燥技術を含む。
【0098】経口投与のために、一般に、本発明のポリ
ペプチドは、賦形剤と共に取り込まれ得、そして摂取可
能でない洗口剤および歯磨剤の形態で使用され得る。洗
口剤は、適切な溶媒(例えば、ホウ酸ナトリウム溶液
(Dobell溶液))中に必要な量で、活性成分を取
り込んで調製され得る。あるいは、活性成分は、ホウ酸
ナトリウム、グリセリンおよび炭酸水素カリウムを含む
消毒洗浄液に取り込まれ得る。活性成分はまた、ゲル、
ペースト、粉末およびスラリーを含む歯磨剤中で分散さ
れ得る。この活性成分は、水、結合剤、研磨剤、香味
料、発泡剤、および湿潤剤を含み得るペースト状歯磨剤
に、治療有効量で添加され得る。
【0099】本発明の組成物は一般に、中性形態または
塩形態で処方され得る。薬学的に受容可能な塩として
は、例えば、無機酸(例えば、塩化水素またはリン酸)
または有機酸(例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸、マン
デル酸)などに由来する、酸添加塩(タンパク質の遊離
アミノ基で形成された)が挙げられる。タンパク質の遊
離カルボキシル基で形成された塩はまた、無機塩基(例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アン
モニウム、水酸化カルシウム、または水酸化鉄)または
有機塩基(例えば、イソプロピルアミン、トリエチルア
ミン、ヒスチジン、プロカイン)などに由来し得る。
【0100】処方の際に、溶液は、好ましくは、投薬処
方物と適合性の様式で、かつ、それが治療的に有効であ
るような量で、投与される。処方物は、注射可能な溶
液、薬物放出カプセルなどのような種々の投薬形態で容
易に投与され得る。水溶液での経口投与のために、例え
ば、この溶液は一般に適切に緩衝化され、そして液体希
釈液は、例えば、十分な生理食塩水またはグルコースを
用いて最初に等張性にされる。このような適切な水溶液
は、例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与および
腹腔内投与のために使用され得る。好ましくは、特に本
発明の開示を考慮して、当業者に公知であるような滅菌
水性媒体が使用される。例示のために、単回用量は、1
mlの等張性NaCl溶液に溶解され得、そして100
0mlの皮下注入流体に添加されるか、または注入の提
案された部位で注射されるかのいずれかである(例え
ば、「Remington’s Pharmaceut
ical Sciences」第15版、1035−1
035頁および1570−1580頁を参照のこと)。
投薬におけるいくつかの改変が、処置される被験体の状
態に依存して、必然的に生じる。投与を担うヒトは、任
意の事象において、個々の被験体のための適切な用量を
決定する。さらに、ヒトへの投与のために、調製は、生
物製剤基準のFDA事務所によって必要とされるような
無菌、発熱性(pryrogenicity)、一般的
な安全および純度基準を満たすべきである。
【0101】(V.スクリーニング方法)本発明はさら
に、心肥大の予防または逆転において有用であるHDA
Cのインヒビターを同定するための方法を包含する。こ
れらのアッセイは、候補物質の大きいライブラリーの無
作為スクリーニングを含み得る;あるいは、これらのア
ッセイは、それらにHDACの機能をより阻害させるよ
うである構造的属性に眼を向けて選択された特定のクラ
スの化合物に集中するために使用され得る。
【0102】HDACインヒビターを同定するために、
一般的に候補物質の存在下または非存在下においてHD
ACの機能を決定する。例えば、方法は、一般に以下の
工程: (a)候補モジュレーターを提供する工程; (b)候補モジュレーターをHDACと混合する工程; (c)HDAC活性を測定する工程;および (d)工程(c)における活性を、候補モジュレーター
の非存在下における活性と比較する工程、を包含し、こ
こで、測定された活性の間の差異が、候補化合物が、実
際に、化合物、細胞または動物のモジュレーターである
ことを示す。
【0103】アッセイはまた、単離された細胞または生
物体中で行なわれ得る。代表的に、HDAC活性は、標
識されたアセチル基を有するヒストンを提供することお
よびヒストン分子から標識の放出を測定することによっ
て測定される。
【0104】もちろん、本発明の全てのスクリーニング
方法は、有効な候補が見出されないかもしれないという
事実に関わらず、それ自体有用であることが理解され
る。本発明は、このような候補をスクリーニングするた
めの方法を提供し、単にこれらを見出する方法を提供す
るのではない。
【0105】(1.モジュレーター)本明細書中で使用
される場合、用語「候補物質」は、HDAC活性を潜在
的に阻害し得る任意の分子をいう。この候補物質は、タ
ンパク質もしくはそのフラグメント、低分子、または核
酸でさえあり得る。このことは、最も有用な薬理学的化
合物が、本明細書中のいずれかに列挙される、公知のH
DACインヒビターに構造的に関連している化合物であ
る場合に判明し得る。改善した化合物を開発するのを助
けるためのリード化合物を使用することは、「合理的薬
物設計」として公知であり、そして公知のインヒビター
および活性化因子との比較だけでなく、標的分子の構造
に関する推定を含む。
【0106】合理的薬物設計の目的は、生物学的に活性
なポリペプチドまたは標的化合物の構造的アナログを生
成することである。このようなアナログを作製すること
によって、天然分子よりもより活性であるか安定してい
る薬物(これは、変更に対して異なる感受性を有する
か、または種々の他の分子の機能に影響し得る)を作る
ことが可能である。他のアプローチにおいて、標的分子
またはそのフラグメントの三次元構造を作製する。これ
は、X線結晶学、コンピューターモデリング、または両
方のアプローチの組み合わせによって達成され得る。
【0107】標的化合物の活性化因子またはインヒビタ
ーの構造を確認するために、抗体を使用することはまた
可能である。原則として、このアプローチは、引き続く
薬物設計が基づく薬物コア(pharmacore)を
生じる。機能的な薬理学的に活性な抗体に対する抗イデ
ィオタイプ抗体を作製することによってタンパク質結晶
学を迂回することが可能である。鏡像の鏡像として、抗
イディオタイプの結合部位は、本来の抗原のアナログで
あることが予期される。次いで、抗イディオタイプは、
化学的または生物学的に生成されたペプチド群からペプ
チドを同定および単離するために使用され得る。次い
で、選択されたペプチドは、薬物コアとして機能する。
抗イディオタイプは、抗原として抗体を使用して、本明
細書中に記載された抗体を産生するための方法を使用し
て生成される。
【0108】他方、種々の商業的供給源から、有用な化
合物の同定を「力づくで行なう(brute forc
e)」ために有用な薬物のための基本的基準を満たすと
考えられている低分子ライブラリーを簡単に獲得し得
る。このようなライブラリー(コンビナトリアルに作製
されたライブラリー(例えば、ペプチドライブラリー)
を含む)のスクリーニングは、多数の関連(および関連
していない)化合物を活性についてスクリーニングする
たえの迅速かつ効率的な方法である。コンビナトリアル
アプローチはまた、活性であるが、他に所望でない化合
物をモデルとした、第2、第3および第4世代の化合物
の作製によって、潜在的な薬物の迅速な進化に役立つ。
【0109】候補化合物は、天然に存在する化合物のフ
ラグメントまたは部分を含み得るか、またはさもなけれ
ば不活性である公知の化合物の活性な組み合わせとして
見出され得る。天然供給源(例えば、動物、細菌、真
菌、植物供給源(葉および樹皮を含む))ならびに海の
サンプルから単離された化合物は、潜在的に有用な薬学
的薬剤の存在についての候補としてアッセイされ得る。
スクリーニングされる薬学的薬剤はまた、化学的組成物
または人工化合物に由来し得るかまたはそれらから合成
され得ることが理解される。従って、本発明によって同
定された候補物質は、ペプチド、ポリペプチド、ポリヌ
クレオチド、低分子インヒビター、または公知のインヒ
ビターまたは刺激物質から始まる合理的薬物設計を介し
て設計され得る任意の他の化合物であり得る。
【0110】他の適切なモジュレーターとしては、アン
チセンス分子、リボザイム、および抗体(単鎖抗体を含
む)が挙げられ、これらの各々は、標的分子に特異的で
ある。このような化合物は、本明細書中の他でより詳細
に記載される。例えば、翻訳または転写開始部位、また
はスプライス接合部に結合されるアンチセンス分子は、
理想的な候補インヒビターである。
【0111】最初に同定された化合物を調節することに
加えて、本発明者らはまた、他の立体的に類似した化合
物が、モジュレーターの構造の重要な部分を模倣するよ
うに処方され得ることを意図する。このような化合物
(これらは、ペプチドモジュレーターのペプチド模倣物
を含み得る)は、最初のモジュレーターと同じ様式で使
用され得る。
【0112】(2.インビトロアッセイ)実行するのに
速く、安価な、そして容易なアッセイは、インビトロア
ッセイである。このようなアッセイ(速くそして多数で
実行され得る)は一般に、単離された分子を使用し、そ
れにより、短い期間で得られ得る情報の量を増加する。
種々の容器(試験管、プレート、シャーレ、およびディ
ップスティックまたはビーズのような他の表面)がアッ
セイを実行するために使用され得る。
【0113】化合物のハイスループットスクリーニング
のための技術は、WO84/03564において記載さ
れている。多数の低分子ペプチド試験化合物が、固体基
板(例えば、プラスチックピンまたはいくつかの他の表
面)上で合成される。このようなペプチドは、HDAC
を結合および阻害するそれらの能力について迅速にスク
リーニングされ得る。
【0114】(3.インサイト(in cyto)アッ
セイ)本発明はまた、細胞中のHDACを調節するそれ
らの能力について化合物をスクリーニングすることを意
図する。この目的のために特に操作された細胞を含む、
種々の細胞株が、このようなスクリーニングアッセイに
利用され得る。
【0115】(4.インビトロアッセイ)インビボアッ
セイは、特定の欠損を有するように操作されているトラ
ンスジェニック動物、または生物体内に異なる細胞に到
達しそして影響する候補物質の能力を測定するために使
用され得る輸送マーカーを含む、心臓病の種々の動物モ
デルの使用を含む。これらのサイズ、取り扱いの容易
さ、およびこれらの生理学および遺伝子構成に関する情
報に起因して、マウスは、特にトランスジェニックにつ
いて、好ましい実施形態である。しかし、ラット、ウサ
ギ、ハムスター、モルモット、スナネズミ、マーモッ
ト、ネコ、イヌ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマおよ
びサル(チンパンジー、ギボンおよびヒヒを含む)を含
む他の動物も同様に適切である。インヒビターについて
のアッセイは、これらの種のいずれかに由来する動物モ
デルを使用して行なわれ得る。
【0116】試験化合物を用いる動物の処置は、動物へ
の化合物(適切な形態で)の投与を含む。投与は、臨床
目的のために利用され得る任意の経路による。インビボ
で化合物の効果を決定することは、種々の異なる基準を
含み得る。また、毒性および用量応答を測定すること
は、インビトロまたはインサイトアッセイ中でより意味
のある様式で動物中で行なわれ得る。
【0117】(VI.定義)本明細書中で使用される場
合、用語「心不全」は、心臓の血液を汲み出す能力を減
少させる任意の状態をいうために広範に使用される。結
果として、うっ血および水腫が、組織において発生す
る。最も頻繁に、心不全は、減少した冠血流より生じる
心筋層の減少した収縮性によって引き起こされる;しか
し、心臓弁に対する損傷、ビタミン不足、および原発性
心筋疾患を含む、多数のほかの因子が、心不全を生じ得
る。心不全の正確な生理学的機構は、完全に理解されて
いないが、心不全は、交感神経、副交感神経、および圧
受容体応答を含む、いくつかの心臓の自律神経特性にお
ける障害に関連すると一般に考えられている。成句「心
不全の発現」は、心不全に関連する実験室知見を含む、
心不全に関連する全ての続発症(例えば、短い呼吸、圧
痕水腫、拡大した過敏な肝臓、うっ積した頚部静脈、肺
ラ音など)を含むように広範に使用される。
【0118】用語「処置」または文法上の等価物は、心
不全(心臓が血液を汲み出す能力)の症状の改善および
/または逆転を含む。心臓の「生理学的機能における改
善」は、本明細書中に記載される任意の測定(例えば、
駆出率、率の減少、左心室内法、心拍数の測定)ならび
に動物の生存に対する任意の効果を使用して評価され得
る。動物モデルの使用において、処置されたトランスジ
ェニック動物および未処理のトランスジェニック動物の
応答を、本明細書中に記載されるアッセイのいずれかを
使用して比較する(さらに、コントロールとしての処理
された動物および未処理の動物を含み得る)。それによ
り、本発明のスクリーニング方法において使用される心
不全に関連する任意のパラメーターにおける改善を引き
起こす化合物は、治療化合物として同定され得る。
【0119】用語「拡張した心筋症」は、乏しい収縮期
の収縮機能を有する対称的に拡張した左心室の存在によ
って特徴付けられ、さらに右心室を頻繁に含む、心不全
の型をいう。
【0120】用語「化合物」は、身体機能の疾患、疾
病、病気または障害を処置または予防をするために使用
され得る任意の化学的物体、医薬品、薬物などをいう。
化合物は、公知の治療化合物および潜在的な治療化合物
の両方を含む。化合物は、本発明のスクリーニング方法
を使用するスクリーニングによって、治療剤であると決
定され得る。「公知の治療化合物」は、このような治療
において効果的であることが示されている(例えば、動
物試験または以前のヒトへの投与経験を介して)治療化
合物をいう。言い換えると、公知の治療化合物は、心不
全の処置において有効な化合物に制限されない。
【0121】本明細書中で使用される場合、用語「アゴ
ニスト」は、「ネイティブな」または「天然の」化合物
の作用を模倣する分子または化合物をいう。アゴニスト
は、コンフォメーション、電荷、または他の特徴に関し
て、これらの天然の化合物に対して相同であり得る。従
って、アゴニストは、細胞表面上で発現されるレセプタ
ーによって認識され得る。この認識は、細胞中で生理学
的および/または生化学的変化を生じ得、その結果、細
胞は、天然化合物が存在するかのように、同じ様式でア
ゴニストの存在に反応する。アゴニストとしては、タン
パク質、核酸、炭水化物、または分子、レセプター、お
よび/もしくは目的の経路と相互作用する任意の他の分
子が挙げられ得る。
【0122】本明細書中で使用される場合、用語「心肥
大」は、成体心筋細胞が、肥大増殖を介するストレスに
応答するプロセスをいう。このような増殖は、細胞分裂
なしで増加する細胞のサイズ、力の生成を最大化するた
めに細胞中でさらなる筋節を構築すること、および致死
的な心臓遺伝子プログラムの活性化によって特徴付けら
れる。心肥大はしばしば、増加した罹患率および死亡率
の危険性に関連し、従って、心肥大の分子機構を理解す
ることを目的とする研究は、ヒトの健康に対する重要な
影響を与え得る。
【0123】本明細書中で使用される場合、用語「アン
タゴニスト」および「インヒビター」は、心肥大に関連
し得る細胞性因子の作用を阻害する分子または化合物を
いう。アンタゴニストは、コンフォメーション、電荷ま
たは他の特徴に関して、これらの天然の化合物に相同で
あってもよいし、そうでなくてもよい。従って、アンタ
ゴニストは、アゴニストによって認識される同じかまた
は異なるレセプターによって認識され得る。アンタゴニ
ストは、アゴニストの作用を防止するアロステリックな
効果を有し得る。あるいは、アンタゴニストは、アゴニ
ストの機能を防止し得る。アゴニストとは対照的に、拮
抗化合物は、細胞内で生理学的および/または生物学的
変化を生じないので、その結果、細胞は、細胞性因子が
存在するかのように、同じ様式でアンタゴニストの存在
に反応する。アンタゴニストおよびインヒビターとして
は、タンパク質、核酸、炭水化物、またはレセプター、
分子、および/もしくは目的の経路と相互作用する任意
の他の分子が挙げられ得る。
【0124】本明細書中で使用される場合、用語「調節
する」は、生物学的活性における変化または変更をい
う。調節は、タンパク質活性における増加または減少、
結合特徴における変化、または目的のタンパク質または
他の構造の活性に関連した生物学的、機能的、または免
疫学的特性における任意の他の変化であり得る。用語
「モジュレーター」は、上記のように、生物学的活性を
変化または変更し得る任意の分子または化合物をいう。
【0125】用語「β−アドレナリン作用性レセプター
アンタゴニスト」は、β型のアドレナリンレセプター
(すなわち、カテコールアミン(特に、ノルエピネフリ
ン)に応答するアドレナリン系のレセプター)を部分的
にかまたは完全にかのいずれかでブロックし得る化学的
化合物または化学的物体をいう。いくつかのβ−アドレ
ナリン作用性レセプターアンタゴニストは、1つのレセ
プターサブタイプ(一般にβ)にある程度の特異性を
示す;このようなアンタゴニストは、「β特異的アド
レナリン作用性レセプターアンタゴニスト」および「β
特異的アドレナリン作用性レセプターアンタゴニス
ト」と呼ばれる。用語「β−アドレナリン作用性レセプ
ターアンタゴニスト」は、選択的アンタゴニストおよび
非選択的アンタゴニストである化学的化合物をいう。β
−アドレナリン作用性アンタゴニストの例としては、ア
セプトロール、アテノロール、ブトキサミン、カルテオ
ロール、エスモロール、ラベタロール、メトプロロー
ル、ナドロール、ペンブトロール、プロパノロール、お
よびチモロールが挙げられるがこれらに限定されない。
公知のβ−アドレナリン作用性レセプターアンタゴニス
トの誘導体の使用は、本発明の方法によって包含され
る。確かに、β−アドレナリン作用性レセプターアンタ
ゴニストとして機能的に挙動する任意の化合物は、本発
明の方法によって包含される。
【0126】用語「アンギオテンシン変換酵素インヒビ
ター」または「ACEインヒビター」は、レンニン−ア
ンギオテンシン系において、比較的不活性なアンギオテ
ンシンIの活性なアンギオテンシンIIへの変換に関与
する酵素を部分的または完全に阻害し得る化学的化合物
または化学的物体をいう。さらに、ACEインヒビター
は同時に、ブラジキニン(これは、ACEインヒビター
の抗高血圧効果を有意に強化するようである)の分解を
阻害する。ACEインヒビターの例としては、べナゼプ
リル、カプトプリル、エナラプリル、ホシノプリル、リ
シノプリル、キアプリル(quiapril)およびラ
ミプリルが挙げられるがこれらに限定されない。公知の
ACEインヒビターの誘導体の使用は、本発明の方法に
よって含まれる。確かに、任意の化合物(これは、AC
Eインヒビターとして機能的に挙動する)は、本発明の
方法によって包含される。
【0127】本明細書中で示されるように、用語「遺伝
子型」は、生物体の実際の遺伝子構成をいい、一方、
「表現型」は、個体によって示される物理的形質をい
う。さらに、「表現型」は、ゲノムの選択的発現の結果
である(すなわち、これは、細胞履歴の発現およびその
細胞外環境に対する応答である)。確かに、ヒトゲノム
は、推定30,000〜35,000個の遺伝子を含
む。各細胞型において、これらの遺伝子の少数(すなわ
ち、10〜15%)の割合のみが発現される。
【0128】
【実施例】(VII.実施例)以下の実施例は、本発明
の種々の局面をさらに例示するために含まれる。以下の
実施例に開示される技術は、発明者らによって発見され
た技術および/または組成物が本発明の実施において十
分に機能することを示し、従って、その実行のための好
ましい様式を構成すると考えられ得ることが当業者によ
って理解されるべきである。しかし、当業者は、本発明
の開示を考慮して、多数の改変が開示された特定の実施
形態においてなされ得、そしてなお本発明の精神および
範囲から逸脱することなく同様または類似の結果を得る
ことを理解するべきである。
【0129】(実施例1) (材料および方法) (細胞培養)1日齢のラット由来の心室筋細胞を、5%
ウシ血清を含むMEM中に低密度でプレートし、そして
無血清MEM中で研究した。培養物を、PE(#P61
26、Sigma−Aldrich Corp.,S
t.Louis,MO)、IL−1(#501−RL,
R&D Systems,Minneapolis,M
N)、TSA(#GR−309,BIOMOL Res
earch Laboratories,Inc.,P
lymouth Meeting,PA)またはそれら
のビヒクル(PEについてはアスコルビン酸;IL−1
についてはウシ血清アルブミン;TSAについてはジメ
チルスルホキシド)で処理した。
【0130】(アセチル化リジン残基の検出)総細胞抽
出物を、Cell Signaling Techno
logy(Beverly,MA)からの抗体(アセチ
ル化リジン抗体:#9441、リジン9におけるアセチ
ル化ヒストンH3抗体:#9671、リジン23におけ
るアセチル化ヒストンH3抗体:#9674、ヒストン
H3抗体:#9712)を使用するウェスタンブロット
分析に供した。アセチル化ヒストンH3の核局在化を、
同じ抗体を使用する免疫染色によって試験した。
【0131】(筋細胞肥大および筋細胞特異的mRNA
発現の定量)培養した筋細胞の増殖を、14C−フェニ
ルアラニンと共に連続的にインキュベートした後、放射
性標識されたタンパク質の含有量を定量した。筋細胞遺
伝子プログラムの評価のために、総RNAを、TRIZ
ol(GIBCO,Carlsbad,Calforn
ia)を用いて細胞から抽出して、そしてSERCA、
α−/β−MyHC、ANP、BNP、および心臓のα
−アクチンについてのプローブを用いてRNase保護
アッセイにおいて使用した。全てのサンプルはまた、R
NAローディングのための中間コントロールとして、グ
ルセルアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼ(GAPD
H)を含んだ。
【0132】(トランスフェクション)筋細胞を、HD
AC1、4、5についてのサイトメガロウイルスプロモ
ーター駆動Flagタグ化発現ベクター、およびクロラ
ムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)
遺伝子の発現7を駆動するSERCA(3500b
p)、αMyHC(2900bp)、またはβMyHC
(3300bp)についてのラットプロモーターを保有
するレポータープラスミドを用いるリン酸カルシウム同
時沈澱を使用して、トランスフェクトした。レポーター
発現を、SEAP(BD Bioscieces Cl
ontech,Palo Alto,CA)を用いるト
ランスフェクション効率についての補正を用いて、以前
に記載されるように、48時間後に評価した。HDAC
の過剰発現を、抗Flag M2抗体(Sigma−A
ldrich Corp.St.Louis,MO)を
使用するウェスタンブロット分析によって確認した。
【0133】(結果) (TSAは心筋細胞におけるタンパク質アセチル化を増
加する)TSAは、タンパク質アセチル化における全体
の増加を生じるはずであると考えていたので、最初の実
験は、TSAが心筋細胞におけるHDAC活性を阻害し
得ることを確認することに指向した。アセチル化の程度
を、アセチル化リジン残基に特異的な抗体を使用して決
定した。発明者らは、ウェスタンブロットおよび細胞免
疫蛍光分析の両方によって、24時間のTSAへの曝露
が、多数のタンパク質において、そして特にヒストンH
3において、アセチル化リジン残基を効果的に増加した
ことを示した。
【0134】(TSAはアゴニスト誘導性増殖を増強す
るが、肥大関連遺伝子の抑制を逆転する)TSA自体
は、筋細胞増殖に影響を与えないが、発明者らは、TS
AがPEおよびIL−1の両方に対する個々の肥大応答
を増強することを見出した。両方の肥大刺激は、SER
CA(図1A)およびαMyHC(図1B)発現を下方
制御し、そして両方のアゴニストに対する組み合わせた
曝露は、さらなる抑制を生じた。対照的に、TSAは、
SERCA2aおよびαMyHC mRNAの両方の基
底発現を増加させた。TSAの前処理はまた、両方の肥
大刺激によるSERCA発現の抑制における実質的な逆
転を生じた。明らかに、TSAは、αMyHC発現に対
するPEの効果のほぼ完全な逆転を生じたが、この効果
は、IL−1処理(または同時処理)細胞の場合におい
て、より顕著ではなかった。発明者らは以前に、PEお
よびIL−1を用いた心筋細胞の同時処理が、通常のα
MyHC発現のPE誘導をほぼ50%抑制することを示
した。TSAは、この遺伝子の基底発現またはPE誘導
のいずれに対しても影響を与えなかったが、IL−1単
独の存在下でαMyHC発現を増加し、そしてPE/I
L−1同時処理細胞においてIL−1の効果を逆転し
た。同様の逆転がまた、sACT遺伝子で見られた(W
angおよびLong、未公開データ)。明らかに、T
SAは、任意の肥大処理条件下で、心臓のα−アクチ
ン、ANP、BNPの遺伝子発現に影響を与えなかった
(データは示されていない)。
【0135】(HDACの過剰発現は、筋細胞特異的遺
伝子のプロモーター活性を抑制した)これらの標的遺伝
子についてのmRNA発現の研究と一致して、TSAは
また、SERCA2(図2A)およびαMyHC(図2
B)遺伝子の両方の基底プロモーター活性を増加した
が、βMyHC(図2C)の活性は増加しなかった。さ
らに、HDAC1または4についての発現ベクターを有
するこれらの構築物の同時発現はまた、SERCA(図
2A)およびαMyHC(図2D)遺伝子の両方のプロ
モーター活性を減少した。しかし、対照的に、HDAC
5は、他のアイソフォームの発現レベルと同様の発現レ
ベルにも関わらず、いずれの遺伝子のプロモーター活性
をも阻害することに失敗した(データは示されていな
い)。明らかに、3つ全てのHDAC構築物は、αMy
HCプロモーター活性(図2D)におけるPE誘導性の
増加を減弱し得た。
【0136】(実施例2) (材料および方法) (心筋細胞単離)心臓を、妊娠15日目の雌性Spra
gue−Dawleyラット(Harlan,Hous
ton,TX)から回収した。リン酸緩衝化生理食塩水
中で刻んだ後、心筋細胞を、0.1%(w/v)Pan
creatin(Sigma,St.Louis,M
O)溶液の連続消化画分から単離した。画分を回収し:
プレート培地に再懸濁し;プールし;次いで心筋細胞集
団から線維芽細胞を分離するために2時間プレートし
た。懸濁細胞を、再び回収し、そしてトランスフェクシ
ョンおよび免疫蛍光実験のために1×10細胞/ウェ
ルで6ウェルシャーレ中にプレートし、そしてRNA分
析のために10cmシャーレ中で2×10細胞をプレ
ートした。
【0137】(転写アッセイ)プレーティングの24時
間後、細胞を、Lipofectamine Plus
試薬(Invitrogen,Carlsbad,C
A)を使用して、総量1μg/mlで5時間トランスフ
ェクトした。トランスフェクトした細胞をインキュベー
トし、次いで、さらに24時間処理した。細胞を、溶解
し、そしてそれらの溶解物を、Lucysoft2照度
計(Rosys Anthos,NewCastle,
DE)を使用して、蛍光についてLuciferase
Assay System(Promega,Mad
ison,WI)を用いてアッセイした。
【0138】(化学発光)新生児心筋細胞を、96ウェ
ルプレートに播種して、そして72時間処理した。細胞
を、1×PBS中で2回洗浄し、4%パラホルムアルデ
ヒド/1×PBS中で固定し、そして0.1% Tri
ton−X100を用いて浸透させた。ブロッキング
後、細胞を10μg/mlモノクローナル抗ANF抗体
(Biodesign)と共に1時間インキュベートし
た。ウェルを、1%BSA/1×PBSで2回洗浄し、
次いで1×PBS/1%BSA中1:1000でヤギ抗
マウスIgG−Fc−HRP(Jackson Lab
s,location)と共に1時間インキュベートし
た。細胞を、1%BSA/1×PBSで2回洗浄し、1
×PBSで2回洗浄し、次いでブロットし、乾燥した。
Luminol(Pierce,Rockford,I
L)を添加し、そして化学発光を、FusionPla
te Reader(Perkin Elmer/Pa
ckard)で検出した。
【0139】(ドットブロット分析)総RNAを、未処
理、フェニレフリン処理、TSA処理、またはフェニレ
フリンおよびTSAの同時処理のいずれかの心筋細胞か
ら単離した。1マイクログラムのRNAを、Nitro
cellulose(Bio−Rad,Hercule
s,CA)にブロットし、そして末端標識オリゴで50
℃で14時間ハイブリダイズした。
【0140】
【化2】 ブロットを、2×SSC/0.5%SDS溶液中で2回
洗浄し、フィルム(Kodak,Rochester,
NY)またはphosphoimager(Amers
ham Bioscience,Sunnyvale,
CA)に露光した。プローブのハイブリダイゼーション
強度を、ImageQuant(著作権)(Amers
ham Bioscience,Sunnyvale,
CA)を用いて測定した。
【0141】(免疫染色)ガラスカバーガラスを、1×
PBS(40μg/ml)中でラミニンを溶解すること
によって、カバーガラスを溶液中に浸漬することによっ
て、そしてそれらを風乾することによって、ラミニン
(Invitrogen,Carlsbad,CA)で
コーティングした。細胞を、24時間処理し、洗浄し、
3.7%ホルムアミドで10分間固定し、1×PBSで
洗浄し、そして3%BSAおよび0.1%NP−40
(Sigma,St.Louis,MO)を含む1×P
BSで浸漬した。一次抗体を、3%BSAおよび0.1
%NP−40を含む1×PBS中で30分間置き、次い
で1×PBS中で3回洗浄した。二次FITC抗体また
はTRITC抗体(Vector Laborator
ies,Inc.,Burlingame,CA)を、
一次抗体と同じ緩衝溶液中でインキュベートし(1:2
00)、次いで1×PBSで洗浄し、カバーし引き続き
可視化した。イメージを、デジタルカメラ(Hamam
atsu Photonics,Hamamatsu
City,Japan)を使用して取り込んだ。
【0142】(タンパク質合成)心筋細胞を、処理した
RPMI培地(Invitrogen,Carksba
d,CA)中で(1.0μCi/ml;172Ci/m
mol sp.活性)トリチウム化ロイシン(ICN
Biochemicals,Inc.,Irvine,
CA)と共にインキュベートした。6時間のインキュベ
ーション後、細胞を、1×PBSで2回洗浄し、次いで
氷上で30分間、10%TCA中でインキュベートし
た。その後、細胞を、5%TCAで2回洗浄し、水で1
回洗浄し、次いで0.25 NaOH中で溶解した。溶
解物を、シンチレーションカウンター(Beckma
n,Fullerton,CA)によってシンチレーシ
ョン液の6分の1容量で測定した。
【0143】(S6リボソームプロトコル)ブロッキン
グ後、細胞を、50μg/ml抗S6タンパク質(Ce
ll Singaling,location)を含む
1%BSA/1×PBS中で、1時間インキュベートし
た。洗浄後、細胞を、1:400の希釈率で、IgG−
HRP(Jackson Labs,locatio
n)と共にインキュベートした。次いで、細胞を、1%
BSA/1×PBS中で2回洗浄し、1×PBS中で洗
浄し、次いでブロットし、乾燥した。Luminol
(Pierce,Rockford,IL)を添加し、
そして化学発光を、Fusion Reader(Pe
rkin Elmer/Packard)で検出した。
【0144】(遺伝子チップおよび分析)RNAを、未
処理、フェニレフリン処理、TSA処理、およびフェニ
レフリン/TSA同時処理ラット新生児心筋細胞から、
Trizol(Invitrogen,Carlsba
d,CA)を使用して単離した。RNAを、調製し、そ
してAffymetrixプロトコルに従って、U34
Aチップ(Affymetrix,Inc.,Sant
a Clara,CA)上でハイブリダイズした。ハイ
ブリダイゼーションの強度を、Micoro Arra
y Suite 5.0(Affymetrix,In
c.,Santa Clara,CA)によって検出
し、そして遺伝子発現における変化を決定し、そしてM
icoro Array Suite 5.0(Aff
ymetrix,Inc.,SantaClara,C
A)によって分析した。
【0145】(結果)ヒストンデアセチラーゼ(HDA
C)が遺伝子発現を調節するので、本発明者らは、HD
AC阻害が、心肥大と関連した遺伝子の発現を変化させ
るか否かを分析した。心房性ナトリウム利尿因子(AN
F)はこのような遺伝子の1つであり、そしてその発現
は、肥大アゴニストの存在下で増大する。HDAC阻害
がANF遺伝子活性化に影響するか否かを決定するため
に、トランスフェクション実験をANFプロモーターを
用いて実施し、そしてトランスフェクトされた心筋細胞
をフェニレフリンおよびいくつかのHDACインヒビタ
ーで処理した。トリコスタチン(TSA)、酪酸ナトリ
ウム(NaBut)またはHC毒素(HC)での心筋細
胞の処理は、ANFプロモーターを活性化しなかった。
しかし、HDACインヒビターは、フェニレフリン処理
によるプロモーターの活性化を完全にブロックした(図
3A)。この効果は特異的であった。なぜなら、各HD
ACインヒビターを単独でまたはフェニレフリンと一緒
にかのいずれかで処理した心筋細胞は、CMV−Lac
Zレポーターの転写活性を増大したからである(図3
B)。このことは、これらの薬理学的薬剤の作用が、A
NFの転写制御に特異的であって、一般的な転写阻害に
由来しなかったことを示す。
【0146】発明者らは、次いで、TSAおよび酪酸ナ
トリウムの用量の増加が、培養心筋細胞に対して細胞傷
害性であるか否かを調べた。細胞死亡率を決定するため
に、心筋細胞から培養培地へのアデニル酸キナーゼの放
出をアッセイした。このアッセイは、細胞膜の完全性に
ついて公知の測定である:膜は、細胞が死亡する際に透
過性になり、これら細胞にアデニル酸キナーゼを放出さ
せる。TSA(100nMまで)および酪酸ナトリウム
(25nMまで)の用量の増加は、培養培地においてア
デニル酸キナーゼを増大させるようにほとんど働かなか
った。このことは、TSAおよび酪酸ナトリウムによっ
て細胞死の増大がなかったことを示す(図3Cおよび3
D)。単一時点実験において85nM TSAまたは5
mM酪酸ナトリウムを用いたところ、この結果は、AN
F転写の不活性化がHDAC阻害の直接的な効果であっ
て、HDACインヒビターによる細胞傷害性の間接的な
結果ではないことを示す。
【0147】内因性遺伝子発現がトランスフェクション
の結果と対応するか否かを決定するために、本発明者ら
は、種々の処理条件下で心筋細胞からのANFの内因性
RNAレベルを見た。フェニレフリン処理心筋細胞のR
NAドットブロット分析は、フェニレフリン処理に応じ
て、ANF発現において、およそ3倍の増加を示した。
しかし、異なるHDACインヒビター(TSA、NaB
ut、またはHC毒素)でのフェニレフリン処理細胞の
同時処理は、以前に述べたトランスフェクション結果と
一致して、フェニレフリン誘導ANF応答を妨害した
(図4A)。
【0148】先のデータは、低用量のTSAが、ANF
遺伝子座のアセチル化により、および転写リプレッサー
(NRSE)の不活性化によりANF発現を誘導し得る
ことを示した。HDACインヒビターの用量依存性効果
があるか否かに取り組むために、発明者らは、肥大刺激
因子である血清(FBS)、フェニレフリン(PE)ま
たはエンドテリン−1(ET−1)の不在または存在下
でTSA(図4B)および酪酸ナトリウム(図4C)の
濃度を増加させながら一次心筋細胞を処理した後のAN
F発現を調べた。酪酸ナトリウムの非常に低い用量
(0.2nM)では(図4C)、発明者らは、ANF発
現において、2倍近くの増加を観察した。TSAでは、
限界的な増加しかなかった(図4B)。しかし、他のす
べての濃度でのHDACインヒビターは、ANF産生を
誘導せず、そして濃度を増加させるにつれて、それら
は、増殖刺激因子であるFBS、PE、およびET−1
での培養心筋細胞の処理後に通常観察されるANF発現
の誘導に対抗した(図4Bおよび4C)。各増殖刺激因
子の肥大応答を阻害した最小濃度は、40nM TSA
および5mM酪酸ナトリウムであった。これらは、トラ
ンスフェクションおよびドットブロット実験において観
察される転写におけるANFの3〜4倍の減少を模倣し
た。これらの用量は、細胞傷害性の閾値を十分に下回っ
た。
【0149】心肥大は、ANFに加えて胎児遺伝子の再
プログラミングに関連する。本発明者らは、胎児遺伝子
カスケードの他のメンバーがTSAの処理によって影響
されるか否かを決定することを望んだ。ANFに加え
て、α−sk発現およびβMyHCの倍数変化の定量的
分析は、HDAC阻害が肥大刺激因子フェニレフリンに
より活性化された他の遺伝子の抑制を生じることを示し
た(図5AおよびB)。さらに、胎児ミオシン鎖イソ型
(βMyHC)イソ型のダウンレギュレートに加えて、
心筋細胞のTSA処理は、αMyHC(肥大心筋細胞に
おいて通常減少する成体ミオシン重鎖イソ型)の発現を
誘導した(図5B)。これらのデータをまとめると、H
DAC阻害が、心筋細胞肥大と関連した遺伝子カスケー
ドの転写再プログラミングを抑制することが示される。
【0150】ANFタンパク質についての染色は、フェ
ニレフリンまたは血清で処理した心筋細胞が、未刺激細
胞に比較して、ANFタンパク質の核周囲蓄積を誘導す
ることを示した(データは示さず)。TSAで処理した
心筋細胞にはANFタンパク質の蓄積がなく、フェニレ
フリンまたは血清のいずれかで処理した心筋細胞へのT
SAの添加は、ANFタンパク質の蓄積を劇的に減少し
た。α−アクチニン(actinin)についての免疫
細胞化学染色は、HDAC阻害が、筋節の再構築(心筋
細胞肥大と関連した別の現象)を拮抗することを示し
た。未刺激の心筋細胞は無定形の形状を維持し、筋節の
見かけ上の構造的構築(α−アクチニン)を生じなかっ
た。肥大アゴニストであるフェニレフリン、血清、およ
びET−1は、高次の細胞骨格構造の一部として筋節の
構築を強力に刺激した。興味深いことに、TSAは、心
筋細胞形態学に影響を及ぼした。TSA処理細胞は大き
さを変えなかったが、それらは、細胞の本体部から細く
伸長していくことにより「星をちりばめた(starr
ed)」外見を獲得する傾向にあった。しかし、それら
には筋節の構築がなかった。TSA処理の効果は、増殖
刺激因子の存在下で、より劇的であった。なぜなら、こ
れは、フェニレフリン、血清、またはET−1により通
常誘導される肥大形態学に影響したからである。TSA
処理心筋細胞には、完全に構築された筋節はなかった。
【0151】本発明者らは、次いで、タンパク質合成の
変化についてアッセイし、そしてリボソームサブユニッ
トS6のタンパク質含有量の蓄積を測定することによ
り、TSAが、肥大応答と通常関連するタンパク質合成
の増加を拮抗したか否かを決定した。フェニレフリン
は、刺激6時間後に心筋細胞におけるタンパク質合成を
2倍高めた。しかし、HDACインヒビターであるTS
Aおよび酪酸ナトリウムとのフェニレフリンとの同時培
養は、フェニレフリンで通常誘導されるタンパク質合成
の刺激に対してほとんど効果がなかった(図6)。けれ
ども、同時処理の24時間後まで、HDACインヒビタ
ーは、用量依存性様式でPEまたは血清により通常誘導
されるタンパク質合成を拮抗した(図6)。このこと
は、HDAC阻害による筋節の構築の妨害が、転写調節
に特異的な効果であることを示唆する。
【0152】以前の研究は、酵母のTSA処理が、遺伝
子のサブセットにおいてのみ遺伝子発現の変化を生じる
ことを示した。このことが心筋細胞についても当てはま
るのであれば、限定された数の遺伝子が、肥大表現型の
抑制の原因となると考えられる。これらの遺伝子を同定
するために、発明者らは、遺伝子チップアレイによりお
よそ8000の遺伝子の発現をアッセイした。フェニレ
フリン処理細胞とフェニレフリン/TSA処理細胞との
遺伝子変化の間の発現のアッセイの続くグラフ分析は、
大多数の遺伝子が線状に群がることを明らかにした。フ
ェニレフリン処理細胞由来のRNAとハイブリダイズし
たチップと、フェニレフリン/TSA処理細胞由来のR
NAとハイブリダイズしたチップとの間で、大多数の転
写物は、比較的変化がなかった(遺伝子発現の変化は3
倍未満であった)。このことは、TSA処理によるフェ
ニレフリン誘導心筋細胞増殖の抑制を担う遺伝子の相対
数が低いことを示唆する。
【0153】フェニレフリン、TSAまたはそれらの組
み合わせにより発現レベルが変化した少ない数の遺伝子
から、発明者らは、フェニレフリン処理群とTSA処理
群(フェニレフリン/TSAおよびTSA)との間で一
貫して2倍以上の差異を有した7つの遺伝子を同定し
た。3つの遺伝子は、フェニレフリン処理によってアッ
プレギュレートされ、そしてTSA(シトクロムオキシ
ダーゼサブユニットVIII、マウスT複合タンパク
質、およびインスリン増殖因子結合タンパク質−3)に
よってダウンレギュレートされた(図7A)。フェニレ
フリンによってダウンレギュレートされ、そしてTSA
によってアップレギュレートされた4つの遺伝子は、大
きなτ微小管関連タンパク質、ユビキチンカルボキシル
末端ヒドロラーゼ、Thy−1細胞表面糖タンパク質、
およびMyHCクラスI抗原であった(図7B)。ノー
ザン分析により、遺伝子チップアレイの発現結果が確認
された(データは示さず)。
【0154】本明細書中に開示し、そして請求した全て
の組成物および方法は、本開示を考慮して過度の実験を
行うことなく製造され、そして実行され得る。本発明の
組成物および方法は、好ましい実施形態によって記載し
たが、これら組成物および方法に、ならびに本明細書中
に記載の方法の工程、および工程の順序において、本発
明の概念、精神、および範囲から逸脱することなく、変
更が適用され得ること、は、当業者に明らかである。よ
り詳細には、同じまたは類似の結果が達成されれば、本
明細書中に記載の薬剤の代わりに、化学的および生理学
的に関連する特定の薬剤を用いてもよいことは明らかで
ある。当業者に明らかなこのような類似の全ての置換お
よび改変が、付随の特許請求の範囲によって定義される
ような本発明の精神、範囲および概念内にあるとみなさ
れる。
【0155】(XI.参考文献)以下の参考文献は、そ
れらが本明細書の記載を補充して典型的な手順または他
の詳細を提供する程度に、本明細書中に参考として詳細
に援用される:
【0156】
【表2】
【0157】
【発明の効果】結論として、本発明は、心肥大を処置す
る方法および予防する方法を提供する。クラスII H
DAC(クロマチン構造および遺伝子発現の調節に関与
することが知られている)が心肥大に対して有益な効果
を有することが示されている。驚くべきことに、本発明
は、HDACインヒビターが、胎児心臓遺伝子発現を阻
害し、そして筋節の構築を妨害することにより、心肥大
を阻害することを実証する。
【0158】
【配列表】
【0159】
【表3】
【図面の簡単な説明】
以下の図面は、本明細書の一部をなし、そして本発明の
特定の局面をさらに実証するために含まれる。本発明
は、本明細書中に示した具体的な実施形態の詳細な説明
と合わせて、これらの図面の1つ以上を参照することに
より、より良く理解され得る。
【図1】図1A−C。TSAは、アゴニスト誘導遺伝子
抑制を変化させる。培養心筋細胞をPE(20μmol
/L)またはIL−1(1ng/mL)で48時間処理
した。TSA(30nmol/L)を、PEまたはIL
−1での処理の30分前に添加した。筋細胞特異的mR
NA発現(SERCA2a(図1A)、αMyHC(図
1B)、βMyHC(図1C))を、RNase保護ア
ッセイによって5μg総RNAにおいてアッセイした。
平均データは、4つの培養物由来であり、GAPDHシ
グナルに対する正規化後のコントロールの%として表
す。
【図2】図2A−D。HDACの過剰発現は、筋特異的
プロモーターを抑制する。培養筋細胞を72時間、Fl
agタグ化HDAC1,4,5についての発現ベクター
(約3×105細胞当たり2μg)(またはそのバック
ボーンベクター)、およびSERCA遺伝子(図2
A)、αMyHC遺伝子(図2B)、βMyHC遺伝子
(図2Cおよび2D)についてのCATレポーター(5
μg)構築物、加えてSV40駆動分泌アルカリホスフ
ァターゼ(SEAP 1μg、Clontech)でト
ランスフェクトした。TSAを30nmol/Lで使用
し、トランスフェクションのちょうど後に添加した。P
E22(20μmol/L)を24時間後に添加し、C
ATアッセイをさらに48時間後に実施した。平均デー
タは、n=3の異なる培養物由来であり、培地中のSE
AP活性に対する正規化後のpCMVの%として表す。
HDACの過剰発現は、Flagについてのウェスタン
ブロットによって確認した。
【図3A】図3A−D。HDACインヒビターは、細胞
傷害性を生じることなくフェニレフリンによるANFレ
ポーターの活性化をブロックする。新生児ラット心筋細
胞を、全体で1μgのマウス3kb ANFプロモータ
ーフラグメントおよびCMV−LacZプラスミドで同
時トランスフェクトした。(図3A)ANFプロモータ
ーは、未刺激心筋細胞において最小限に活性である。H
DACインヒビターの添加は、ANFプロモーター活性
を誘導しない。フェニレフリン(phenylphri
ne)の添加は、ANFプロモーターを活性化したが、
フェニレフリンおよびHDACインヒビター(TSA
(85nM)、NaBut(5mM)、またはHC毒素
(5ng/ml))での心筋細胞の同時処理は、フェニ
レフリン(phenylphrine)(100μM)
によるANFプロモーターの活性化を妨害した。(図3
B)構成的プロモーターCMVによるLacZ発現。H
DACインヒビターでの処理は、フェニレフリン同時処
理あり、およびなしでCMV活性を増強した。(図3C
および3D)グラフは、アデニル酸キナーゼ活性の測定
値が、肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1の不
在または存在下での心筋細胞の培養のX時間後の培地に
おいて不変であることを示す。
【図3B】図3A−D。HDACインヒビターは、細胞
傷害性を生じることなくフェニレフリンによるANFレ
ポーターの活性化をブロックする。新生児ラット心筋細
胞を、全体で1μgのマウス3kb ANFプロモータ
ーフラグメントおよびCMV−LacZプラスミドで同
時トランスフェクトした。(図3A)ANFプロモータ
ーは、未刺激心筋細胞において最小限に活性である。H
DACインヒビターの添加は、ANFプロモーター活性
を誘導しない。フェニレフリン(phenylphri
ne)の添加は、ANFプロモーターを活性化したが、
フェニレフリンおよびHDACインヒビター(TSA
(85nM)、NaBut(5mM)、またはHC毒素
(5ng/ml))での心筋細胞の同時処理は、フェニ
レフリン(phenylphrine)(100μM)
によるANFプロモーターの活性化を妨害した。(図3
B)構成的プロモーターCMVによるLacZ発現。H
DACインヒビターでの処理は、フェニレフリン同時処
理あり、およびなしでCMV活性を増強した。(図3C
および3D)グラフは、アデニル酸キナーゼ活性の測定
値が、肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1の不
在または存在下での心筋細胞の培養のX時間後の培地に
おいて不変であることを示す。
【図3C】図3A−D。HDACインヒビターは、細胞
傷害性を生じることなくフェニレフリンによるANFレ
ポーターの活性化をブロックする。新生児ラット心筋細
胞を、全体で1μgのマウス3kb ANFプロモータ
ーフラグメントおよびCMV−LacZプラスミドで同
時トランスフェクトした。(図3A)ANFプロモータ
ーは、未刺激心筋細胞において最小限に活性である。H
DACインヒビターの添加は、ANFプロモーター活性
を誘導しない。フェニレフリン(phenylphri
ne)の添加は、ANFプロモーターを活性化したが、
フェニレフリンおよびHDACインヒビター(TSA
(85nM)、NaBut(5mM)、またはHC毒素
(5ng/ml))での心筋細胞の同時処理は、フェニ
レフリン(phenylphrine)(100μM)
によるANFプロモーターの活性化を妨害した。(図3
B)構成的プロモーターCMVによるLacZ発現。H
DACインヒビターでの処理は、フェニレフリン同時処
理あり、およびなしでCMV活性を増強した。(図3C
および3D)グラフは、アデニル酸キナーゼ活性の測定
値が、肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1の不
在または存在下での心筋細胞の培養のX時間後の培地に
おいて不変であることを示す。
【図3D】図3A−D。HDACインヒビターは、細胞
傷害性を生じることなくフェニレフリンによるANFレ
ポーターの活性化をブロックする。新生児ラット心筋細
胞を、全体で1μgのマウス3kb ANFプロモータ
ーフラグメントおよびCMV−LacZプラスミドで同
時トランスフェクトした。(図3A)ANFプロモータ
ーは、未刺激心筋細胞において最小限に活性である。H
DACインヒビターの添加は、ANFプロモーター活性
を誘導しない。フェニレフリン(phenylphri
ne)の添加は、ANFプロモーターを活性化したが、
フェニレフリンおよびHDACインヒビター(TSA
(85nM)、NaBut(5mM)、またはHC毒素
(5ng/ml))での心筋細胞の同時処理は、フェニ
レフリン(phenylphrine)(100μM)
によるANFプロモーターの活性化を妨害した。(図3
B)構成的プロモーターCMVによるLacZ発現。H
DACインヒビターでの処理は、フェニレフリン同時処
理あり、およびなしでCMV活性を増強した。(図3C
および3D)グラフは、アデニル酸キナーゼ活性の測定
値が、肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1の不
在または存在下での心筋細胞の培養のX時間後の培地に
おいて不変であることを示す。
【図4A】図4A−C。HDACインヒビターは、肥大
アゴニストにより通常誘導される内因性ANF発現を妨
害する。(図4A)グラフは、いくつかのドットブロッ
ト実験(n=4)の要約を示す。トランスフェクション
実験におけるように、フェニレフリン(100μM)
は、ANF発現を3倍以上誘導する。HDACインヒビ
ター(TSA 85nM;酪酸ナトリウム、5mM;H
C毒素5ng.ml)での処理は、ANFメッセージの
蓄積をブロックする。(図4Bおよび4C)グラフは、
肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1と同時培養
する場合のHDACインヒビターTSA(図4B)およ
び酪酸ナトリウム(図4C)の濃度の増大に伴う培養培
地におけるANFの化学発光検出の減少を示す。
【図4B】図4A−C。HDACインヒビターは、肥大
アゴニストにより通常誘導される内因性ANF発現を妨
害する。(図4A)グラフは、いくつかのドットブロッ
ト実験(n=4)の要約を示す。トランスフェクション
実験におけるように、フェニレフリン(100μM)
は、ANF発現を3倍以上誘導する。HDACインヒビ
ター(TSA 85nM;酪酸ナトリウム、5mM;H
C毒素5ng.ml)での処理は、ANFメッセージの
蓄積をブロックする。(図4Bおよび4C)グラフは、
肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1と同時培養
する場合のHDACインヒビターTSA(図4B)およ
び酪酸ナトリウム(図4C)の濃度の増大に伴う培養培
地におけるANFの化学発光検出の減少を示す。
【図4C】図4A−C。HDACインヒビターは、肥大
アゴニストにより通常誘導される内因性ANF発現を妨
害する。(図4A)グラフは、いくつかのドットブロッ
ト実験(n=4)の要約を示す。トランスフェクション
実験におけるように、フェニレフリン(100μM)
は、ANF発現を3倍以上誘導する。HDACインヒビ
ター(TSA 85nM;酪酸ナトリウム、5mM;H
C毒素5ng.ml)での処理は、ANFメッセージの
蓄積をブロックする。(図4Bおよび4C)グラフは、
肥大刺激因子FBS、PE、またはET−1と同時培養
する場合のHDACインヒビターTSA(図4B)およ
び酪酸ナトリウム(図4C)の濃度の増大に伴う培養培
地におけるANFの化学発光検出の減少を示す。
【図5】図5A−B。HDACインヒビターでの心筋細
胞の処理は、心筋細胞肥大と関連した胎児遺伝子プログ
ラムをブロックする。(図5A)グラフは、フェニレフ
リンによるαSK−アクチン発現の倍数変化、およびT
SA処理サンプルにおける遺伝子活性化の欠如を示す。
(図5B)グラフは、αMyHCおよびβMyHC R
NA発現の倍数変化を示す。フェニレフリン処理は、心
筋細胞におけるβMyHC発現(胎児遺伝子)の活性化
を誘導する。一方、フェニレフリン単独では、αMyH
C遺伝子(成体イソ型)を活性化しない。TSAでの処
理は、βMyHCの活性化を妨害するが、αMyHCの
発現を刺激した。グラフは、3つ以上の独立した実験を
表す。
【図6】図6。筋節の再構築およびタンパク質合成に対
するTSA処理の効果。心筋細胞におけるS6リボソー
ムタンパク質の測定値のグラフは、フェニレフリンおよ
び血清が、心筋細胞におけるタンパク質合成を増大する
ことを示す。TSAでの心筋細胞の処理は、6時間後に
この増大を変化させない(左側のグラフ)。右側のグラ
フは、PEおよび濃度を増加させたTSAでの、または
血清および濃度を増加させたTSAでの24時間同時処
理の後の心筋細胞におけるS6リボソームタンパク質の
含有量を示す。
【図7】図7A−B。TSAは、心筋細胞分化に関与す
る遺伝子の活性化を誘導する。(図7A)3つの遺伝子
が、フェニレフリンによりアップレギュレートされ、そ
してTSAによりダウンレギュレートされた。(図7
B)4つの遺伝子がフェニレフリンにより不活性化さ
れ、そしてTSAにより活性化された(1つのフェニレ
フリンチップ、2つのフェニレフリン/TSAチップ、
および1つのTSAチップからの結果)。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 31/336 A61K 31/336 31/40 31/40 31/4402 31/4402 31/473 31/473 38/00 45/06 45/06 A61P 9/00 A61P 9/00 9/04 9/04 G01N 33/15 Z G01N 33/15 33/50 Z 33/50 A61K 37/02 (71)出願人 502352678 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシ ティ オブ コロラド, ア ボディー コーポレイト THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF COLOR ADO, A BODY CORPORA TE アメリカ合衆国 コロラド 80309, ボ ールダー, 3 シス, リージェンツ アドミニストレイティブ センター 201 201 Regents Administ rative Center, 3 Sy s, Boulder, CO 80309, United States of A merica (72)発明者 エリック エヌ. オルソン アメリカ合衆国 テキサス 75225, ダ ラス, サウスウエスタン ブールバード 3219 (72)発明者 ティモシー エイ. マッキンジー アメリカ合衆国 テキサス 75220, ダ ラス, クローバー レーン 3884 (72)発明者 マイケル アール. ブリストウ アメリカ合衆国 コロラド 80110, チ ェリー ヒルズ ビレッジ, ブラックマ ー ロード 5 (72)発明者 カーリン ロング アメリカ合衆国 コロラド 80204, デ ンバー, ロカスト ストリート 1745 Fターム(参考) 2G045 AA40 BA11 BB50 DA36 FB03 4C084 AA17 AA20 MA02 MA52 MA56 MA57 MA60 MA63 NA14 ZA36 4C086 AA01 AA02 BC05 GA02 GA07 MA52 MA56 MA60 MA63 NA14 ZA36 4C206 AA01 AA02 HA01 MA01 MA04 MA72 MA76 MA80 MA83 NA14 ZA36

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 病的な心肥大および心不全を処置する方
    法であって、該方法は、以下: (a)病的な心肥大を有する患者を同定する工程;およ
    び(b)該患者にヒストンデアセチラーゼインヒビター
    を投与する工程、を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、ここ
    で、前記ヒストンデアセチラーゼインヒビターがトリコ
    スタチンA、トラポキシンB、MS 275−27、m
    −カルボキシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド、デプデシ
    ン、オキサムフラチン、アピシジン、スベロイルアニリ
    ドヒドロキサム酸、スクリプタイド、ピロキサミド、2
    −アミノ−8−オキソ−9,10−エポキシ−デカノイ
    ル、3−(4−アロイル−1 H−ピロール−2−イ
    ル)−N−ヒドロキシ−2−プロペンアミドおよびFR
    901228からなる群より選択される、方法。
  3. 【請求項3】 投与する工程が前記ヒストンデアセチラ
    ーゼインヒビターの静脈内投与を包含する、請求項1に
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 投与する工程が経口投与、経皮投与、徐
    放性投与、坐剤投与、または舌下投与を包含する、請求
    項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記患者に第二の治療的養生を投与する
    工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記第二の治療的養生がβ遮断剤、イオ
    ントロープ、利尿剤、ACE−I、AIIアンタゴニス
    ト、およびCa++遮断剤からなる群より選択される、
    請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記第二の治療的養生が前記ヒストンデ
    アセチラーゼインヒビターと同時に投与される、請求項
    5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記第二の治療的養生が前記ヒストンデ
    アセチラーゼインヒビターの前または後のいずれかで投
    与される、請求項5に記載の方法。
  9. 【請求項9】 処置が心肥大の1つ以上の症候を改善す
    る工程を包含する、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の方法であって、前記
    1つ以上の症候が増加した運動能力、増加した血液駆出
    量、左心室末端拡張圧、肺毛細管くさび圧、心拍出量、
    心臓インデックス、肺動脈圧、左心室末端収縮寸法およ
    び左心室末端拡張寸法、左心室壁ストレスおよび右心室
    壁ストレス、壁緊張、生活の質、疾患関連罹患率および
    疾患関連死亡率を含む、方法。
  11. 【請求項11】 病的な心肥大および心不全を予防する
    方法であって、該方法は以下: (a)病的な心肥大が発生する危険がある患者を同定す
    る工程;および(b)該患者にヒストンデアセチラーゼ
    インヒビターを投与する工程、を包含する、方法。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の方法であって、こ
    こで、前記ヒストンデアセチラーゼインヒビターがトリ
    コスタチンA、トラポキシンB、MS 275−27、
    m−カルボキシ桂皮酸ビス−ヒドロキサミド、デプデシ
    ン、オキサムフラチン、アピシジン、スベロイルアニリ
    ドヒドロキサム酸、スクリプタイド、ピロキサミド、2
    −アミノ−8−オキソ−9,10−エポキシ−デカノイ
    ル、3−(4−アロイル−1 H−ピロール−2−イ
    ル)−N−ヒドロキシ−2−プロペンアミドおよびFR
    901228からなる群より選択される、方法。
  13. 【請求項13】 投与する工程が前記ヒストンデアセチ
    ラーゼインヒビターの静脈内投与を包含する、請求項1
    1に記載の方法。
  14. 【請求項14】 投与する工程が経口投与、経皮投与、
    徐放性投与、坐剤投与、または舌下投与を包含する、請
    求項11に記載の方法。
  15. 【請求項15】 危険にさらされている前記患者が長期
    の未制御の高血圧、未修復の弁疾患、慢性アンギナおよ
    び/または最近の心筋梗塞を含むもののうちの1つ以上
    を示し得る、請求項11に記載の方法。
  16. 【請求項16】 心肥大のインヒビターを同定する方法
    であって、該方法は、 (a)ヒストンデアセチラーゼインヒビターを提供する
    工程; (b)該ヒストンデアセチラーゼインヒビターで筋細胞
    を処理する工程;および (c)1つ以上の心肥大パラメーターの発現を測定する
    工程、を包含し、 ここで、該ヒストンデアセチラーゼインヒビターで処置
    されていない筋細胞における1つ以上の心肥大パラメー
    ターと比較した、該1つ以上の心肥大パラメーターにお
    ける変化が、心肥大のインヒビターとして該ヒストンデ
    アセチラーゼインヒビターを同定する、方法。
  17. 【請求項17】 前記筋細胞が前記1つ以上の心肥大パ
    ラメーターにおける肥大応答を誘発する刺激に供され
    る、請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記刺激が導入遺伝子の発現である、
    請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記刺激が薬物を用いた処置である、
    請求項17に記載の方法。
  20. 【請求項20】 もう1つの心肥大パラメーターが前記
    筋細胞における1つ以上の標的遺伝子の発現レベルを含
    み、ここで該1つ以上の標的遺伝子の発現レベルが心肥
    大を示す、請求項16に記載の方法。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載の方法であって、こ
    こで、前記1つ以上の標的遺伝子が、ANF、α−My
    HC、β−MyHC、α−骨格アクチン、SERCA、
    シトクロムオキシダーゼサブユニットVIII、マウス
    T−複合体タンパク質、インスリン増殖因子結合タンパ
    ク質、τ−微小管結合タンパク質、ユビキチンカルボキ
    シル末端ヒドロラーゼ、Thy−1細胞表面糖タンパク
    質、またはMyHCクラスI抗原からなる群より選択さ
    れる、方法。
  22. 【請求項22】 前記発現レベルが標的遺伝子プロモー
    ターに作動可能に連結されたレポータータンパク質コー
    ド領域を使用して測定される、請求項20に記載の方
    法。
  23. 【請求項23】 前記レポータータンパク質がルシフェ
    ラーゼ、β−gal、または緑色蛍光タンパク質であ
    る、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記発現レベルが、標的mRNAまた
    は増幅された核酸産物への核酸プローブのハイブリダー
    ゼーションを使用して測定される、請求項20に記載の
    方法。
  25. 【請求項25】 前記1つ以上の心肥大パラメーターが
    細胞性形態の1つ以上の局面を含む、請求項16に記載
    の方法。
  26. 【請求項26】 前記細胞性形態の1つ以上の局面が筋
    節アセンブリ、細胞サイズ、または細胞収縮性を含む、
    請求項25に記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記筋細胞が単離された筋細胞であ
    る、請求項16に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記筋細胞が単離されたインタクトな
    組織に含まれる、請求項16の方法。
  29. 【請求項29】 前記筋細胞が心筋細胞である、請求項
    16に記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記心筋細胞がインビボで機能性のイ
    ンタクトな心筋に位置する、請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記機能性のインタクトな心筋が、1
    つ以上の心肥大パラメーターにおいて肥大応答を誘発す
    る刺激に供される、請求項30に記載の方法。
  32. 【請求項32】 前記刺激が大動脈バンディング、急速
    な心臓ペーシング、誘導性心筋梗塞、または導入遺伝子
    発現である、請求項31に記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記1つ以上の心肥大パラメーターが
    右心室駆出率、左心室駆出率、心室壁の厚さ、心臓重量
    /体重の比、または心臓重量の標準化測定値を含む、請
    求項31に記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記1つ以上の心肥大パラメーターが
    総タンパク質合成を含む、請求項16に記載の方法。
  35. 【請求項35】 心肥大のインヒビターを同定する方法
    であって、該方法は、 (a)少なくとも1つのクラスIヒストンデアセチラー
    ゼおよび少なくとも1つのクラスIIヒストンデアセチ
    ラーゼを提供する工程; (b)候補インヒビター物質と該ヒストンデアセチラー
    ゼを接触させる工程;ならびに (c)該ヒストンデアセチラーゼの活性を測定する工
    程、を包含し、 ここで、クラスIIヒストンデアセチラーゼ活性よりも
    大きいクラスIヒストンデアセチラーゼ活性における減
    少が、心肥大のインヒビターとして該候補インヒビター
    物質を同定する、方法。
  36. 【請求項36】 前記ヒストンデアセチラーゼが全細胞
    から精製される、請求項35に記載の方法。
  37. 【請求項37】 前記ヒストンデアセチラーゼがインタ
    クトな細胞に位置する、請求項35に記載の方法。
  38. 【請求項38】 前記細胞が筋細胞である、請求項35
    に記載の方法。
  39. 【請求項39】 前記筋細胞が心筋細胞である、請求項
    38に記載の方法。
  40. 【請求項40】 前記クラスIヒストンデアセチラーゼ
    がHDAC1、HDAC2、HDAC3、およびHDA
    C8からなる群より選択される、請求項35に記載の方
    法。
  41. 【請求項41】 前記クラスIIヒストンデアセチラー
    ゼがHDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC
    7、HDAC9、およびHDAC10からなる群より選
    択される、請求項35に記載の方法。
  42. 【請求項42】 1つより多いクラスIヒストンデアセ
    チラーゼの前記活性が測定される、請求項35に記載の
    方法。
  43. 【請求項43】 1つより多いクラスIIヒストンデア
    セチラーゼの前記活性が測定される、請求項35に記載
    の方法。
  44. 【請求項44】 1つより多いクラスIヒストンデアセ
    チラーゼの前記活性および1つより多いクラスIIヒス
    トンデアセチラーゼの該活性が測定される、請求項35
    に記載の方法。
  45. 【請求項45】 前記候補インヒビター物質が少なくと
    も1つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対して阻害
    活性を有し、かつ、少なくとも1つのクラスIIヒスト
    ンデアセチラーゼに対して活性を有さない、請求項35
    に記載の方法。
  46. 【請求項46】 前記候補インヒビター物質が複数のク
    ラスIヒストンデアセチラーゼに対して阻害活性を有
    し、かつ、複数のクラスIIヒストンデアセチラーゼに
    対して活性を有さない、請求項45に記載の方法。
  47. 【請求項47】 前記候補インヒビター物質が、少なく
    とも1つのクラスIIヒストンデアセチラーゼに対する
    その阻害活性より少なくとも2倍より高い少なくとも1
    つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対する阻害活性
    を有する、請求項35に記載の方法。
  48. 【請求項48】 前記候補インヒビター物質が、少なく
    とも1つのクラスIIヒストンデアセチラーゼに対する
    その阻害活性より少なくとも5倍より高い少なくとも1
    つのクラスIヒストンデアセチラーゼに対する阻害活性
    を有する、請求項47に記載の方法。
  49. 【請求項49】 HDAC活性を測定する工程がヒスト
    ンからの標識されたアセチル基の放出を測定する工程を
    包含する、請求項35に記載の方法。
  50. 【請求項50】 前記アセチル基が放射性標識、蛍光標
    識または発色団で標識される、請求項49に記載の方
    法。
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