JP2003501395A - 治療的使用 - Google Patents

治療的使用

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JP2003501395A
JP2003501395A JP2001501240A JP2001501240A JP2003501395A JP 2003501395 A JP2003501395 A JP 2003501395A JP 2001501240 A JP2001501240 A JP 2001501240A JP 2001501240 A JP2001501240 A JP 2001501240A JP 2003501395 A JP2003501395 A JP 2003501395A
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hedgehog
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ラム,ジョナサン・ロバート
ホイン,ジェラード・フランシス
ダルマン,マーガレット・ジェイン
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ローランティス・リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 上皮細胞過形成、組織の線維症、炎症、癌または免疫障害を治療するための医薬の調製における、ヘッジホッグ情報伝達経路のインヒビター、またはヘッジホッグ情報伝達経路の標的である経路のインヒビターの使用。本発明は、ヘッジホッグ情報伝達経路の成分またはインヒビター、またはヘッジホッグ情報伝達経路の標的である経路の成分またはインヒビターを発現することができるトランスジェニック動物または細胞系をも提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は、新規な治療的使用、このような治療に使用するための組成物、有用
な化合物を同定する方法、このような化合物を発現することができるベクターお
よびトランスジェニック動物に関する。
【0002】背景 肺および腎臓等の多くの組織において、慢性の未消散炎症は、上皮細胞過形成
および線維症の両者が起こる改造作用を招く可能性がある。さらに、局所炎症部
位において単核細胞浸潤が随伴し、自己抗原と反応する免疫応答が誘導される。
移植された器官の慢性拒絶においても、同様の病理学が認められる。概して、こ
れらの疾患は、臨床管理が困難であり、現在の薬物学的介入では効果が限られて
いる慢性閉塞性肺疾患が具体的な好例である。従って、この、抗自己免疫応答お
よび組織再構築作用を推進する上皮修復過程の調節不全を制御できる能力が、臨
床に重大な影響を及ぼすであろう。
【0003】発明の概要 上皮表面の形成および上皮細胞増殖の制御は、種の間で、高度に保存されてい
るようである。発生生物学における最近の研究で、上皮細胞成長因子遺伝子Sh
hおよびWnt1ならびにTGF−βスーパーファミリーのメンバーであるBM
P4およびBMP7の重要性が証明された。これらの遺伝子産物は、発生上の上
皮細胞増殖のみならず組織パターニングにおいても、重要な役割を果たす。後者
は、細胞分化プログラムの協調した一時的な制御を必要とする。発生の間に、細
胞は、その環境内に存在する成長因子に応答し、これが、開始される分化プログ
ラムを決定するであろうこれらの様々な成長因子情報伝達経路の解釈である。今
までのところ、BMPは、骨疾患における線維症に関係づけられているものの、
これらの遺伝子が、慢性炎症で認められる組織再構築作用および線維症に寄与し
ていることはほとんど知られていない。我々は、罹病肺では、ヘッジホッグ(H
edgehog)情報伝達に関与するパッチド(patched)遺伝子の発現
が増加していることに注目した。我々は、ヘッジホッグ遺伝子のプラスミドDN
Aの気管内滴注は、上皮細胞過形成、組織の線維症および単核細胞浸潤を招くこ
とにも注目した。病理学は、間質性肺疾患で認められるものと類似している。
【0004】 ヘッジホッグ情報伝達の成分のアンタゴニストおよび/またはヘッジホッグ情
報伝達の標的である情報伝達経路の成分のアンタゴニストは、上皮細胞過形成、
組織線維症、慢性炎症、癌等の疾患を予防および/または復帰させることができ
、また移植片拒絶を予防できることを提示する。
【0005】発明の記載 1つの態様において、本発明は、治療有効量のヘッジホッグファミリーメンバ
ー情報伝達経路の成分のアンタゴニストまたはヘッジホッグ情報伝達の標的であ
る情報伝達経路の成分のアンタゴニストを、それを必要としている個体に投与す
ることを含む、上皮細胞過形成、組織の線維症、炎症、癌、または免疫障害を治
療する方法を提供する。
【0006】 言い換えると、本発明は、上皮細胞過形成、組織の線維症、癌、炎症、または
免疫障害を治療するための医薬の調製において、ヘッジホッグファミリーメンバ
ー情報伝達経路の成分のアンタゴニストまたはヘッジホッグ情報伝達の標的であ
る情報伝達経路の成分のアンタゴニストの使用を実現する。
【0007】 1つの実施形態では、ヘッジホッグファミリーのメンバーは、ソニック(So
nic)ヘッジホッグ、インディアン(Indian)ヘッジホッグまたはデザ
ート(Desert)ヘッジホッグである。
【0008】 1つの実施形態では、ヘッジホッグ情報伝達の標的である経路は、BMP情報
伝達経路またはWnt情報伝達経路である。
【0009】 1つの実施形態では、アンタゴニストは、HIP、シクロパミン、Fzb、サ
ーベラス(Cerberus)、WIF−1、Xnr−3 ノギン(ノギン)、
コーディン(コーディン)、グレムリン(Gremlin)、またはフォリスタ
チン(Follistatin)あるいはそれらの誘導体、断片、変異体、模倣
物、相同体または類似体である。
【0010】 別の実施形態では、アンタゴニストは、ヘッジホッグ情報伝達経路の成分に対
する抗体またはヘッジホッグ情報伝達の標的経路の成分に対する抗体である。
【0011】 さらなる実施形態では、アンタゴニストは、ヘッジホッグ情報伝達経路の成分
またはヘッジホッグ情報伝達の標的経路の成分そのものである。
【0012】 好ましくは、本発明の方法は、肺過形成または肺線維症の治療に関する。
【0013】 さらに好ましくは、本発明の方法は、成人型呼吸窮迫症候群;喘息、気腫およ
び慢性気管支炎を含む慢性閉塞性気道疾患;無気肺;珪肺を含む職業性肺疾患;
過敏症性肺炎を含む肺の過敏症性疾患;特発性肺線維症を含む特発性間質性肺疾
患、普通の間質性肺炎、剥離性間質性肺炎および急性間質性肺炎を含む肺炎;お
よび胸膜線維症の治療に関する。
【0014】 1つの実施形態では、免疫障害は、自己免疫疾患または移植片拒絶である。
【0015】 さらに詳細には、自己免疫疾患は、甲状腺炎、インスリン炎、多発性硬化症、
虹彩毛様体炎、ブドウ膜炎、睾丸炎、肝炎、アジソン病、重症筋無力症、関節リ
ウマチおよびエリテマトーデスであってもよい。
【0016】 1つの実施形態では、癌は、腺癌である。
【0017】 別の態様において、本発明は、治療有効量のヘッジホッグ情報伝達経路のアン
タゴニストまたはヘッジホッグ情報伝達の標的経路のアンタゴニストと、製薬上
許容できる担体、希釈剤または賦形剤とを含む、上皮細胞過形成、組織の線維症
、炎症、癌は免疫障害の治療に使用するための組成物を提供する。
【0018】 別の態様において、本発明は、(a)上記化合物の存在下および非存在下で、
情報伝達経路の活性を決定するステップと、(b)ステップ(a)で観察された活
性を比較するステップと、(c)上記化合物の存在下および非存在下で観察され
た経路活性の差によって上記化合物をインヒビターとして同定するステップとを
含む、ヘッジホッグ情報伝達経路またはヘッジホッグ情報伝達経路の標的経路の
インヒビターである化合物を同定する方法を提供する。
【0019】 さらに別の態様において、本発明は、ヘッジホッグ情報伝達経路の成分のアン
タゴニストまたはヘッジホッグ情報伝達の標的経路の成分のアンタゴニストを発
現させることができるベクターを提供する。
【0020】 さらなる態様において、本発明は、ヘッジホッグファミリーメンバー情報伝達
経路の成分のアンタゴニストまたはヘッジホッグ情報伝達の標的経路の成分のア
ンタゴニストを発現することができるトランスジェニック動物を提供する。
【0021】 次に、非限定的な例として、また添付の図面を参照しながら、本発明の様々な
好ましい特徴および実施形態を説明する。
【0022】 参照しやすくするために、添付の配列リストの一覧を以下に示す。 配列番号1は、マウスSHHの推定されるアミノ酸配列を示し、配列番号2は、
対応する核酸配列を示す。 配列番号3は、マウスDvl−1の推定されるアミノ酸配列を示し、配列番号4
は、対応する核酸配列を示す。 配列番号5は、マウスHIPの推定されるアミノ酸配列を示し、配列番号6は、
対応する核酸配列を示す。 配列番号7は、マウスWIF−1の推定されるアミノ酸配列を示し、配列番号8
は、対応する核酸配列を示す。
【0023】 参考文献と寄託番号は、参照することにより本明細書に組み込まれるものとす
る。
【0024】ヘッジホッグファミリータンパク質 多細胞生物は全て、胚における増殖および分化を制御するために、細胞連絡を
必要とする。このための1つの方策は、細胞増殖および細胞運命決定を整合的に
コントロールするためにシグナルを発する、不連続の組織化中心を確定すること
である。ヘッジホッグ(hh)遺伝子は、初めは、ショウジョウバエにおけるそ
の突然変異によって生じたセグメントポラリティー表現型により同定された。h
hファミリーの遺伝子は、マウス、ニワトリ、ゼブラフィッシュ、ラット、アフ
リカツメガエルおよびヒトを含む幾つかの脊椎動物種から同定されている。この
遺伝子は、種内および種間で高度の構造的相同を示すばかりでなく、さらに、様
々な胚過程で遺伝子が機能を果たす方法においても若干の際立った類似性を示す
。脊椎動物では、ソニックヘッジホッグ(Shh)が幾つかの情報伝達センター
におけるキーシグナルである。他の2つの哺乳類HHメンバー、インディアンヘ
ッジホッグ(Ihh)およびデザートヘッジホッグ(Dhh)がある。
【0025】 様々なヘッジホッグ遺伝子の一覧を下表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】 異なる種由来の遺伝子の分類は、発現パターンおよびアミノ酸配列の比較に基
づく。全ての脊椎動物タンパク質の中で、DHHがショウジョウバエHHに最も
似ている(処理タンパク質の全長について51%一致)。SHH間のアミノ酸一
致は、マウスとヒトとの間で93%であり、マウスとニワトリとの間で84%、
マウスとアフリカツメガエルとの間で78%、マウスとゼブラフィッシュとの間
で68%である。マウス内の種内比較は、SHH、IHHおよびDHH間のペア
をなす組み合せの比較で58〜63%の一致を示す。マウスとアフリカツメガエ
ルとの間の種間比較は、IHHとXBHHとの間(70%)およびDHHとXC
HHとの間で(64%)最高の一致を示す。
【0028】 様々なヘッジホッグタンパク質は、シグナルペプチドを含み、高度に保存され
たN末端領域およびより多岐にわたるC末端ドメインを有する。生物学的に活性
なヘッジホッグペプチドは、より大きい前駆体タンパク質から形成されると推測
される。分泌経路におけるシグナル配列切断に加えて、ヘッジホッグ前駆体タン
パク質は、内部自己タンパク質分解切断を受ける。この自己切断により、N末端
ペプチド(約19kDa)およびC末端ペプチド(約26〜28kDa)が生じる
。ショウジョウバエおよび脊椎動物における短期および長期ヘッジホッグ情報伝
達活性に必要なのは、このN末端ペプチドである。N末端ペプチドは、N末端ペ
プチドが合成される細胞の表面としっかり結び付いたままであるが、C末端ペプ
チドは自由に拡散できる。
【0029】情報伝達経路 図1に、特に脊椎動物における情報伝達に関連した、ヘッジホッグ情報伝達経
路の1表現を示す。
【0030】 上皮細胞は、ホメオドメイン転写因子エングレイルド(en)を発現して、例
を挙げて説明するために図にShhとして表示されているヘッジホッグタンパク
質を分泌することができる。我々は、Enが、末梢免疫系におけるリンパ球生存
を維持する上で重要な役割を果たすことを確認した。
【0031】 標的細胞では、HH情報伝達は、2つの貫膜タンパク質、パッチド(Ptc)
(チャネルおよび輸送体タンパク質と構造類似性を有する)およびスムーズンド
(Smoothened;Smo)(Gタンパク質結合受容体およびウイングレ
ス(Wingless)受容体フリッツェルド(Frizzeled)(後述す
る)と類似した7回膜貫通タンパク質により仲介される)。Smoは、HH標的
遺伝子の構成的活性化因子である。その活性は、通常は、Ptcにより抑制され
ており、この抑制は、Ptcに結合するHHによって緩和される。従って、HH
をPtcに結合させることにより、転写因子Gli(標的細胞の核内にある)の
活性化につながるシグナル形質導入が可能になる。
【0032】 シグナルは、(1)セリン/スレオニンキナーゼであるヒューズド(Fuse
d;Fu)と、(2)ヒューズドのサプレッサー(SU(Fu))と、(3)コスタ
ル2(Costal2:Cos2)との間に形成される細胞質複合体を介してG
liに到達する。この複合体を介した情報伝達は、cAMP依存性タンパク質キ
ナーゼA(PKA)により阻害される可能性がある(図2参照)。
【0033】 Gliは、標的遺伝子であるウイングレス(Wnt)およびBMP/アクチビ
ン成長因子に作用する。WntもBMPも、細胞外流体に分泌されて、それらの
受容体に結合する。図1に、この経過を概略的に図示する。
【0034】 ヘッジホッグ情報伝達経路の成分の一覧および比較を下表2に示す。
【0035】
【表2】
【0036】 専門用語は、本明細書で互換的に使用することが可能である。
【0037】 ヘッジホッグ情報伝達に関するさらなる情報は、以下の論文に記載されている
。Ingham;Chuang and McMahon;Pepicelli
et al;およびHammerschmidt et al.
【0038】BMP情報伝達経路 骨形態形成タンパク質(BMP)は、トランスフォーミング成長因子β(TG
F−β)スーパーファミリーのメンバーである、多機能サイトカインである。B
MPは、様々な細胞型の細胞増殖、分化、アポトーシスを制御する。BMPの活
性は、BMP結合性タンパク質であるノギン、コーディン、グレムリン、サーベ
ラスおよびXnr−3により、細胞外制御を受ける。BMPは、初期発生におけ
る神経形成を妨害することが確認されているが、これは、可溶性因子、たとえば
ノギンおよびコーディン(細胞外的に分泌され、それらの受容体を活性化させる
ことを妨害するBMPに結合して中和する)により軽減される。さらに、BMP
受容体を介した情報伝達は、ノッチ(Notch)リガンドであるデルタ(我々
は、末梢免疫応答の制御に重要なことを以前に示した)の発現を阻害する。ノッ
チ情報伝達経路は、我々の国際特許出願公告第WO98/20142号で論じら
れている。
【0039】 BMPは、2つの異なるタイプのセリン−スレオニンキナーゼ受容体(I型お
よびII型)に結合する。I型受容体に関しては、BMPは、BMP IA型受
容体、BMP IB型受容体およびアクチビンI型受容体に結合する。II型受
容体に関しては、BMPはBMPII型受容体、アクチビンII型受容体および
アクチビンIIB型受容体に結合する。受容体−リガンド複合体において、II
型受容体はGSドメイン(グリシン、セリンおよびスレオニン残基に富む)のI
型受容体をリン酸化して、後者を活性化する。活性化されたI型受容体はSma
dファミリーをリン酸化し、これが、細胞質からのシグナルを核内に形質導入す
る。Smad1、Smad5およびたぶんMADH6は、BMP受容体により活
性化され、Smad4とのヘテロマー複合体を形成し、核内に転位置して、そこ
で様々な遺伝子の転写を活性化することが可能である。Smad6およびSma
d7は阻害性Smadであり、オートクリンスイッチオフシグナルの役割をはた
すことができる。BMP誘導性Smad情報伝達は、ノッチリガンドであるDe
ltaの発現に必要なアキュート/スキュート(achaete/scute)
遺伝子発現をダウンレギュレートする。上表2に示した通り、ショウジョウバエ
では、デカペンタプレジク(Decapentaplegic;Dpp)は、哺
乳類BMPの相同体である。
【0040】ウイングレス/Wnt情報伝達経路 我々は、間質性肺疾患におけるWnt情報伝達経路の調節不全に関する役割を
調査した。Wnt遺伝子は、HH経路の標的であり、Wntタンパク質は、胚発
生中の肺における上皮細胞増殖および分化の制御に関与する、分泌成長因子であ
る。我々は、肺における上皮細胞修復過程中に、Wnt情報伝達がアップレギュ
レションも受ける可能性があることを提示する。
【0041】 ディシェベルド−1(Dishevelled−1;Dvl−1)は、ハエD
sh遺伝子のネズミ相同体であって、Wnt受容体Frizzledからのシグ
ナルを細胞質に伝達し、そこで、公知のセリン/スレオニンキナーゼGSK−3
bのキナーゼ活性を制御する役割を果たす。ハエ上皮におけるDshの過剰発現
は、Wnt情報伝達増大により、上皮の腫瘍形成の活性化を招く。
【0042】 この経路の1表現を図3に示す。ショウジョウバエにおけるウイングレス(W
g)、およびその脊椎動物相同体Wnt情報伝達経路は、細胞増殖を制御する。
WgおよびWntは、細胞決定の誘発に関与する分泌成長因子である。Wg/W
ntリガンドは、Frizzled(Fz)ファミリー受容体分子に結合して、
細胞質タンパク質ディシェベルド(Dvl)を含むシグナル形質導入カスケード
を開始する(SussmanDJ et al)。Dvl−1 cDNAのGe
nBank寄託番号は、U10115である。図3に図示した複合体は、標的細
胞の細胞質内に存在する。一般に、APCは情報伝達を遮断するが、Wntから
の情報伝達の存在下では、β−カテニンが放出され、2つの転写因子Lef−1
/TCF−1と相互に作用し、その結果、標的遺伝子が発現する。Wntの標的
遺伝子はEnを含み、従って、間接的に、HH、c−mycおよびサイクリンD
1を含む。Dvlはノッチ情報伝達を阻害することが確認されているため、ノッ
チ情報伝達もWnt経路による制御を受けることが理解されるであろう。
【0043】インヒビター 本発明は、ヘッジホッグ情報伝達を阻害または遮断(拮抗)する化合物の使用
に関する。このような化合物は、ヘッジホッグの発現をダウンレギュレートする
作用を有すると考えられる。同様に、本発明は、ヘッジホッグ情報伝達経路の標
的である情報伝達経路を阻害または遮断(拮抗)する化合物の使用にも関する。
便宜上、このような化合物を、本明細書ではインヒビターまたはアンタゴニスト
と呼ぶことがある。
【0044】 本発明では、ヘッジホッグ情報伝達経路の調節因子またはリンパ球浸潤または
細胞周期チェックポイントの機能不全ヒト疾患状態におけるヘッジホッグ情報伝
達経路の標的である経路の調節因子の正常機能が失われる結果となる突然変異が
含まれることを考える。従って、このような制御活性を回復するための遺伝子療
法は、このような疾患状態を治療する際に指示されるであろう、また、このよう
な情報伝達経路の活性の発現を防止することまたは阻害することは、疾患状態を
治療する上で有用であると考えられる。アンチセンス療法または遺伝子療法を適
用して、このような情報伝達経路をネガティブに制御することができると考えら
れる。
【0045】 情報伝達経路の各成分に関するアンタゴニストが同定されている。以下の通り
に、これらを表3にまとめる。
【0046】
【表3】
【0047】 HIP(ヘッジホッグ相互作用性タンパク質に関する)は、Ptcと類似した
親和性を有する、少なくとも3個全ての哺乳類ヘッジホッグタンパク質に結合す
る膜糖タンパク質である。HIPは、ヘッジホッグタンパク質に結合した結果と
して、ヘッジホッグ情報伝達を減弱させると考えられる。このようなネガティブ
な制御フィードバックループは、ヘッジホッグシグナルに対する応答を調節する
のにも役立つ可能性がある。HIPのGenBank寄託番号は、AF1168
65である。
【0048】 ベラトルムアルカロイド類およびコレステロール生合成の遠位インヒビターは
、単眼症および他の先天性欠損症を誘発することができる強力なテラトゲンとし
て、30年以上にわたって研究されてきた。これらの化合物は、Shh情報伝達
経路を特異的に遮断することも証明されている(Cooper et al)。
このようなベラトルムアルカロイドの一例は、砂漠植物Veratrum ca
lifornicumから単離されたステロイドである、シクロパミン(11−
デオキソジェルビン)である(Coventry et al)。
【0049】 Fzb(Frezzled)は、Wnt情報伝達の分泌アンタゴニストである
。Fzbは、膜貫通受容体のFrizzledファミリーの想定されるWnt結
合領域と類似したドメインを含むが、全ての膜貫通ドメインが欠如しており、想
定される分泌Wnt結合性タンパク質を生じる結果となる。アフリカツメガエル
、マウスおよびヒトFzbcDNA配列のGenBank寄託番号は、それぞれ
、U68059、U68058およびU68057である。
【0050】 サーベラスは分泌タンパク質であり、Wnt情報伝達経路およびBMP情報伝
達経路のアンタゴニストであることが判明している。アフリカツメガエルサーベ
ラス cDNAのGenBank寄託番号は、U64831である。
【0051】 WIF−1(Wnt阻害因子−1)は、Wntタンパク質に結合する分泌タン
パク質であり、また、それらの活性のインヒビターである。WIF−1のGen
Bank寄託番号は次の通りである。ヒト、AF122922;マウス、AF1
22923;アフリカツメガエル、AF122924;ゼブラフィッシュ、AF
122925である。
【0052】 ノギンおよびコーディンはBMPに結合し、その結果、それらの情報伝達カス
ケードの活性化を防止する。
【0053】 グレムリンは、分泌タンパク質であり、Wnt情報伝達経路およびBMP情報
伝達経路のアンタゴニストであることが判明している。グレムリン cDNAの
GenBank寄託番号は次の通りである。アフリカツメガエル、AF0457
98;ヒヨコ、AF045799;ヒト、AF045800;およびマウス、A
F045801。
【0054】 Xnr−3は、BMP情報伝達経路のアンタゴニストであることが判明してい
る。
【0055】 フォリスタチンは、BMP活性の他の態様を阻害すること、ならびにアクチビ
ン結合性タンパク質の役割を果たすことが判明している。
【0056】 アンタゴニストは、それ自体がヘッジホッグ情報伝達経路の成分であるか、ま
たはヘッジホッグ情報伝達経路の標的経路の成分であることも理解されるであろ
う。このようなアンタゴニストの例としては、HH情報伝達のネガティブな調節
因子であるPtc、Cos2およびPKAなどが挙げられる。
【0057】 特に好ましい実施形態では、PKAが使用される。PKAは、Ciを発現する
想像上のディスク細胞においてHh標的遺伝子を抑制するのを助けるため、Hh
シグナル形質導入の機序に関連づけられてきた。転写抑制因子または活性化因子
としてのCi作用は、ヘッジホッグ制御、PKA依存性タンパク質分解プロセッ
シング次第で決まる。
【0058】 サイクリックAMP(cAMP)は、細胞表面受容体のホルモン刺激に応答し
てATPから生成されるヌクレオチドである。cAMPは、A−キナーゼを活性
化することにより、情報伝達分子の役割を果たし、ホスホジエステラーゼ(PD
E)によりAMPに加水分解される。cAMPレベルは、肘脈切断およびTGF
−βレベルに影響する。具体的には、cAMPレベルが上昇するとTGF−βレ
ベルが低下し、これが、たとえば、線維症に悪影響を及ぼす。本発明の別の実施
形態では、cAMP修飾因子を治療に使用する。このような修飾因子としては、
PDEインヒビター、およびβ−アドレナリン作動性アゴニスト等のβ−アゴニ
ストなどがある。たとえば、ptc1転写は、cAMPシグナル形質導入経路を
活性化する薬剤により誘導できることが判明している。
【0059】 発現調節配列またはRNAに特異的に結合することができるアンチセンス核酸
(好ましくは、10〜20塩基対のオリゴヌクレオチド)が、細胞に導入される
(たとえば、ウイルスベクターまたはリポソーム等のコロイド分散系による)。
アンチセンス核酸は細胞の標的配列に結合して、標的配列の転写または翻訳を防
止する。本発明では、治療的使用のために、特に、ホスホチオエートおよびメチ
ルホスフェートアンチセンスオリゴヌクレオチドを考える。アンチセンスオリゴ
ヌクレオチドは、ポリ−L−リシン、トランスフェリンポリリシン、またはそれ
らの5’末端におけるコレステロール部分によって、さらに修飾することが可能
である。
【0060】 本発明は、抗体産物(たとえば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、
一本鎖抗体、キメラ抗体、CDR移植抗体およびそれらの抗原結合性フラグメン
ト)および他の結合性タンパク質(上記アッセイで同定されるもの等)も含む。
単離された天然酵素または組換え酵素を使用して、結合性タンパク質を開発する
ことができる。この結合性タンパク質は、次には、組換え酵素および天然酵素の
精製ならびにこのような酵素を産生する細胞の同定に有用である。細胞および流
体中のタンパク質を検出し定量するためのアッセイは、HHタンパク質レベルの
細胞学的分析を決定するための「サンドイッチ」アッセイフォーマットに、単一
抗体物質または複合抗体物質を含んでもよい。結合性タンパク質は、相互作用の
調節(すなわち遮断、阻害または刺激)に明らかに有用である。
【0061】 ルーチンのプロトコールを使用して、ポリペプチドまたはエピトープ含有フラ
グメントを動物(通常はウサギ)に投与することにより、抗体を生じさせること
が可能である。このような技術の例としては、Kohler and Mils
teinに記載のものなどが挙げられる。
【0062】 より一般的には、アンタゴニストは、ポリペプチドおよびそれらのフラグメン
ト、線状ペプチド、環状ペプチド、低分子量有機化合物または無機化合物を含む
合成および天然の化合物から選択することができる。アンタゴニストは、細胞外
マトリックスの成分等の、生物学的物質由来のものであってもよい。
【0063】 ノギンまたはコーディン等のポリペプチド物質は、適当な宿主細胞における組
換え体発現によって得られるか、または商業的に得られる、哺乳類細胞から精製
することが可能である。あるいは、標準技術を使用したトランスフェクションま
たはウイルス感染/形質導入によって、ポリペプチドをコードする核酸構築物を
導入することが可能である。
【0064】 本発明に従って使用するためのインヒビターは、便利なスクリーニング手順を
使用して、便利に同定することが可能である。
【0065】 このようなインヒビターを同定するための1つのアッセイは、関連経路の成分
、たとえばHH、または被験タンパク質を固定することと、未固定の結合パート
ナーを検出可能に標識することと、結合パートナーを一緒にインキュベートする
ことと、結合した標識の量を決定することとを含む。結合した標識は、被験タン
パク質が成分と相互に作用することを示す。
【0066】 インヒビターを同定するための別のタイプのアッセイは、蛍光性薬剤で被覆し
た(または蛍光性薬剤に浸漬した)固体支持体上に、経路の成分、たとえばHH
、またはその断片を固定することと、蛍光性薬剤を励起することができる化合物
で被験タンパク質を標識することと、固定成分を標識被験タンパク質と接触させ
ることと、蛍光性薬剤による光の放出を検出することと、相互作用性タンパク質
を、蛍光性薬剤により光を放出する結果となる被験タンパク質として同定するこ
ととを含む。あるいは、想定される相互反応性タンパク質を固定し、アッセイで
成分を標識してもよい。
【0067】 さらに、インヒビターを同定するためのこのようなアッセイは次のことを含ん
でもよい。DNA結合ドメインおよび活性化ドメインを有する転写因子により制
御されるプロモーターの調節下にあるレポーター遺伝子を含むDNA構築物を用
いて、適切な宿主細胞を形質転換またはトランスフェクトすること;経路の成分
、たとえばHH、WntまたはBMPの一部または全部と転写因子のDNA結合
ドメインまたは活性化ドメインとの、第1の融合物をコードする第1のハイブリ
ッドDNA配列を、宿主細胞で発現させること;上記成分と相互に作用するタン
パク質の一部または全部および第1の融合物に組み込まれていない転写因子のD
NA結合ドメインまたは活性化ドメインをコードする第2のハイブリッドDNA
配列を、宿主細胞で発現させること;被験化合物の存在下または非存在下で、宿
主細胞におけるレポーター遺伝子産物の産生を測定することにより、特定の宿主
細胞における上記成分への相互反応性タンパク質の結合を検出することによって
、上記成分と相互反応性タンパク質との間の相互作用に対する被験化合物の作用
を評価すること;および調節化合物の非存在下でのレポーター遺伝子産物の産生
と比較して、報告された遺伝子産物の産生を変える被験化合物として、調節化合
物を同定すること。現在、このアッセイで使用するのに好ましいのは、レポータ
ー遺伝子の発現を推進するためのlexAプロモーター、lacZレポーター遺
伝子、lexA DNA結合ドメインおよびGAL4転写促進ドメインを含む転
写因子、および酵母宿主細胞である。
【0068】 ヘッジホッグ情報伝達と関連して説明されるある特定の実施形態では、Ptc
プロモーターの調節下にあるレポーター遺伝子を含むDNA構築物を用いて、適
切な宿主細胞を、形質転換またはトランスフェクトすること;ヘッジホッグをコ
ードするDNA配列を、上記細胞で発現させること;被験化合物の非存在下およ
び存在下で、宿主細胞におけるレポーター遺伝子産物の産生を測定することによ
り、特定の宿主細胞におけるHHとPtcプロモーターとの間の相互作用に対す
る被験化合物の作用を評価すること;および被験化合物の非存在下でのレポータ
ー遺伝子産物の産生と比較して、レポーター遺伝子産物の産生を減少させる被験
化合物として、インヒビターを同定することを含む。
【0069】 類似したアッセイを、ヘッジホッグ情報伝達の標的経路のインヒビターに使用
することができる。たとえば、Wnt情報伝達経路の場合、化合物がWntとF
zとの相互作用を調節できる能力を決定することができる。BMP情報伝達の場
合、化合物がBMPとそのBMP受容体との相互作用を調節できる能力を決定す
ることができる。
【0070】 このようなアッセイで、組合せライブラリー、ペプチドおよびペプチド模倣物
、規定された化学的実在物、オリゴヌクレオチド、および天然産物ライブラリー
を、インヒビターとしての活性についてスクリーニングすることが可能である。
【0071】 本発明は、アッセイ手順を使用して同定できるものを含む、上記インヒビター
の誘導体、変異体、フラグメント、類似体、相同体および模倣物の使用にも関す
る。
【0072】 本発明のポリペプチドと関連して本明細書で使用される用語「誘導体」は、結
果として得られるンパク質等が、情報伝達経路の作用を拮抗できる能力を有する
という条件で、配列からのまたは配列への、アミノ酸残基1個の(またはそれよ
り多い)置換、変異、修飾、交換、欠失または付加を含む。
【0073】 本発明のポリペプチドと関連して本明細書で使用される用語「変異体」は、結
果として得られるンパク質等が、情報伝達経路の作用を拮抗できる能力を有する
という条件で、配列からのまたは配列への、アミノ酸残基1個の(またはそれよ
り多い)置換、変異、修飾、交換、欠失または付加を含む。
【0074】 本発明のポリペプチドと関連して本明細書で使用される用語「断片」は、前述
のポリペプチドのアミノ酸配列の一部と完全に同じであるが全部ではないアミノ
酸配列を有し、且つ情報伝達経路の作用を拮抗できる能力を有する変異体ポリペ
プチドを含む。
【0075】 本発明のポリペプチドと関連して本明細書で使用される用語「類似体」は、ペ
プチド模倣物、すなわち、化学的化合物を含む。
【0076】 本発明のポリペプチドと関連して本明細書で使用される用語「相同体」は、情
報伝達経路の作用を拮抗できる能力を有するという条件で、主題のポリペプチド
と同じ進化上の起源を有するポリペプチドを含む。
【0077】 本発明のインヒビターと関連して本明細書で使用される用語「模倣物」は、や
はり、親化合物と同様の方法で情報伝達経路の作用を拮抗できる能力を有する化
合物を含む。
【0078】 さらに詳細には、用語「相同体」は、結果として得られるヌクレオチド配列の
発現産物が阻害活性を有するという条件で、構造および/または機能に関して一
致を含む。配列一致(すなわち類似性)に関して、好ましくは少なくとも75%
、さらに好ましくは少なくとも85%、さらに好ましくは少なくとも90%の配
列一致がある。さらに好ましくは、少なくとも95%、さらに好ましくは少なく
とも98%の配列一致がある。これらの用語は、配列の対立遺伝子の変異も含む
【0079】 配列に関して配列一致は、他の配列が、その配列と、たとえば、少なくとも7
5%の配列一致を有するかどうかを見るための、配列のいずれか1つ以上と別の
配列との単純な「眼球」比較(すなわち厳密な比較)によって決定される。
【0080】 たとえばデフォルトパラメーターを使用し、一致を決定するのに適当したアル
ゴリズムを使用した、2つ以上の配列間の%一致を算出することができる市販の
コンピュータープログラムによって、相対的配列一致も決定することができる。
このようなコンピュータープログラムの代表例はCLUSTALである。都合が
よいことに、BLASTアルゴリズムが使用され、パラメーターはデフォルト値
に設定されている。BLASTアルゴリズムは、http://www.ncb
i.nih.gov/BLAST/blast_help.html(参照によ
り本明細書に援用する)に、詳細に説明されている。検索パラメーターは、次の
通りに定義され、規定のデフォルトパラメーターに都合よく設定することができ
る。
【0081】 都合がよいことに、BLASTで評価した「実質的な一致」は、少なくとも約
7、好ましくは少なくとも約9、最も好ましくは10以上のEXPECT値で一
致する配列と一致する。BLAST検索におけるEXPECTのデフォルト閾値
は、通常、10である。
【0082】 BLAST(Basic local Alignment Search
Tool)は、プログラムblastp、blastn、blastx、tbl
astn、およびtblastxで使用されるヒューリスティックな検索アルゴ
リズムであり、これらのプログラムは、Karlin and Altschu
l(http://www.ncbi.nih.gov/BLAST/blas
t#help.html参照)の統計学的方法を幾らか改良して使用し、それらの
結果に有意性を割り当てる。たとえば、照会配列の相同体を同定するために、B
LASTプログラムを配列類似性検索用に合わせる。配列データベースの類似性
検索における基本的問題点に関する論考については、Altschul et
al(1994)Nature Genetics 6:119−129を参照
されたい。
【0083】 http://www.ncbi.nlm.nih.govにて入手可能な5
つのBLASTプログラムは、以下のタスクを遂行する。 blastp:アミノ酸照会配列とタンパク質配列データベースとを比較する
。 blastn:ヌクレオチド照会配列とヌクレオチド配列データベースとを比
較する。 blastx:ヌクレオチド照会配列の6フレーム概念翻訳産物(両鎖)とタ
ンパク質配列データベースとを比較する。 tblastn:全6個のリーディングフレーム(両鎖)で動的に翻訳される
タンパク質照会配列とヌクレオチド配列データベースとを比較する。 tblastx:ヌクレオチド照会配列の6フレーム翻訳物とヌクレオチド配
列データベースの6フレーム翻訳物とを比較する。
【0084】 BLASTは以下の検索パラメーターを使用する。
【0085】 HISTOGRAM:各検索について、ソースのヒストグラムを表示する;デ
フォルトがイエス(yes)である。(BLASTマニュアルのパラメータHを
参照)。
【0086】 DESCRIPTIONS:報告する適合配列の短い記述の数を、指定された
数に制限する;デフォルト限界は100記述である。(マニュアルページのパラ
メータを参照)。
【0087】 EXPECT:データベース配列と比較して、報告する適合性に関する統計学
的有意性閾値;Karlin and Altschul(1990)の確率モ
デルに従って、偶然だけで10の適合が発見されることが期待されるように、デ
フォルト値は10である。適合性に割り当てられる統計学的有意性がEXPEC
T閾値より大きい場合、適合性は報告されない。低いEXPECT閾値の方がよ
りストリンジェントであり、報告される偶然の適合性は少なくなる。分数値でも
よい。(BLASTマニュアルのパラメータEを参照)。
【0088】 CUTOFF:高得点セグメント対を報告するためのカットオフ得点。デフォ
ルト値は、EXPECT値(上記参照)から算出される。割り当てられる統計学
的有意性が、CUTOFF値と同じ得点を有するただ1つのHSPに割り当てら
れるであろうものと少なくと同じぐらい高い時に限って、HSPがデータベース
配列に報告される。CUTOFF値が高い方が、よりストリンジェントであり、
報告される偶然の適合性は少なくなる。(BLASTマニュアルのパラメータS
を参照)。一般に、EXPECTを使用して、有意性閾値をより直感的に管理す
ることができる。
【0089】 ALIGNMENTS:データベース配列を、高得点セグメント対(HSPs
)を報告するために指定された数に制限する;デフォルト限界は50である。期
せずして、これより多いデータベース配列が、報告が求められる統計学的有意性
閾値を満たす場合(EXPECTおよびCUTOFFを参照)、最大の統計学的
有意性が割り当てられる適合性のみを報告する。(BLASTマニュアルのパラ
メータBを参照)。
【0090】 MATRIX:BLASTP、BLASTX、TBLASTNおよびTBLA
STX用の代替得点マトリックスを指定する。デフォルトマトリックスはBLO
SUM62である(Henikoff & Henikoff、 1992)。妥
当な代替選択肢としては、PAM40、PAM120、PAM250およびID
ENTITYなどがある。BLASTNには、利用できる代替得点マトリックス
がなく、BLASTNリクエストでMATRIX命令を指定すると、エラー応答
が帰る。
【0091】 STRAND:TBLASTN検索を、データベース配列のちょうど最初また
は最後の鎖に限定するか、またはBLASTN、BLASTXまたはTBLAS
TX検索を、照会配列のちょうど最初または最後の鎖上のリーディングフレーム
に限定する。
【0092】 フィルター:Wootton & Federhen(1993) Compu
ters and Chemistry 17:149−163のSEGプログ
ラムで決定したとき、組成の複雑度が低い物照会配列のセグメント、またはCl
averie & States(1993) Computers and C
hemistry 17:191−201のXNUプログラムで、あるいは、B
LASTNの場合、Tatusov and LipmanのDUSTプログラ
ム(http://www.ncbi.nlm.nih.gov参照)で決定し
たとき、短周期性内部反復からなるセグメントを隠す。フィルタリングにより、
統計学的に有意であるが生物学的に面白くない報告を一陣の出力から除去し(た
とえば、共通の酸性領域、塩基性領域またはプロリンリッチ領域にヒットする)
、データベース配列との特定の適合性に利用できる、もっと生物学的に興味深い
照会配列の領域を残すことができる。
【0093】 ヌクレオチド配列に文字「N」を使用し(たとえば、「NNNNNNNNNN
NNN」)、タンパク質配列に文字「X」を使用して(たとえば、「XXXXX
XXXX」)フィルタープログラムで発見される低複雑度配列を置き換える。
【0094】 フィルタリングは、照会配列(またはその翻訳産物)のみにを使用し、データ
ベース配列には使用しない。デフォルトフィルタリングは、BLASTNではD
USTであり、他のプログラムではSEGである。
【0095】 SWISS−PROTにおける配列に使用するとき、SEG、XNU、または
その両者によって全く隠されないことは珍しくなく、従って、フィルタリングが
常に功を奏すると期待すべきではない。さらに、場合によっては、配列が完全に
隠され、フィルタリングしていない照会配列と比較して報告された適合性の統計
学的有意性を疑うべきであることを示す。
【0096】 NCBI−gi:寄託名および/または遺伝子座名に加えて、NCBIgi識
別子を出力で表示させる。
【0097】 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLASTにて
提供される簡単なBLAST検索アルゴリズムを使用して、配列比較を行うこと
が最も好ましい。
【0098】 2配列間の同一性および類似性を決定するための他のコンピュータープログラ
ム法としては、GCGプログラムパッケージ(Devereux et al
1984 Nucleic Acids Research 12: 387)
およびFASTA(Atschul et al 1990 J Molec
Biol 403−410)などがあるが、その限りではない。
【0099】 本発明の幾つかの態様において、配列一致度を決定するときにギャップペナル
ティは使用されない。
【0100】 本発明は、本明細書に記載の配列に相補的なヌクレオチド配列、またはその断
片または誘導体の使用も含む。配列が、断片に相補的である場合、その配列を、
他の生物において類似のプロモーター配列を同定するためのプローブとして使用
することができる。
【0101】 本発明は、本明細書に記載の配列にハイブリダイズすることができるヌクレオ
チド配列、またはその断片または誘導体の使用も含む。
【0102】 ハイブリダイゼーションは、「核酸の鎖が、塩基対形成によって、相補鎖と結
合する過程」(Coombs J(1994)Dictionary of B
iotechnology,Stockton Press,New York
NY)ならびにDieffenbach CW and GS Dveksl
er(1995,PCR Primer, a Laboratory Man
ual, Cold Spring Harbor Press, Plainv
iew NY)に記載のポリメラーゼ連鎖反応技術で実施される増幅の過程を意
味する。
【0103】 最高のストリンジェンシーに至る中間の条件で、本明細書に記載のヌクレオチ
ド配列にハイブリダイズすることができるヌクレオチド配列の使用も、本発明の
範囲内に含まれる。ハイブリダイゼーション条件は、Kimmel(1987,
Guide to Molecular Cloning Technique
s, Methods in Enzymology, Vol 152, Ac
ademic Press, San Diego CA)に教示されている通り
、核酸結合複合体の融解温度(Tm)に基づき、また、以下に説明する通り、明
確に定められた「ストリンジェンシー」を与える。
【0104】 最高のストリンジェンシーは、一般に、約Tm−5℃(プローブのTmより5
℃下)で;高ストリンジェンシーは、Tmより約5℃〜10℃下で;中間のスト
リンジェンシーは、Tmより約10℃〜20℃下で;低ストリンジェンシーは、
Tmより約20℃〜25℃下で生じる。当業者により理解される通り、最高のス
トリンジェンシーハイブリダイゼーションを使用して、同じヌクレオチド配列を
同定または検出することができ、中間の(または低い)ストリンジェンシーハイ
ブリダイゼーションを使用して、類似のまたは関連のヌクレオチド配列を同定ま
たは検出することができる。
【0105】 好ましい態様において、本発明は、ストリンジェントな条件(たとえば65℃
および0.1×SSC)で、本発明のヌクレオチド配列にハイブリダイズするこ
とができるヌクレオチド配列の使用を含む。
【0106】 本発明は、本明細書に記載の配列に相補的な配列にハイブリダイズすることが
できるヌクレオチド配列、またはその断片または誘導体の使用も含む。同様に、
本発明は、本発明の配列にハイブリダイズすることができる配列に相補的なヌク
レオチド配列の使用も含む。これらのタイプのヌクレオチド配列は、変異体ヌク
レオチド配列の例である。
【0107】 この点に関して、用語「変異体」は、本明細書に記載のヌクレオチド配列にハ
イブリダイズすることができる配列に相補的な配列を含む。しかし、用語「変異
体」は、ストリンジェントな条件(たとえば、65℃および0.1×SSC[1
×SSC=0.15M NaCl、0.015クエン酸ナトリウム pH7.0]
)で、本明細書に記載のヌクレオチド配列にハイブリダイズすることができる配
列に相補的な配列を含むことが好ましい。
【0108】トランスジェニック動物 本発明は、本発明で有用な少なくとも1つのアンタゴニストを発現または過剰
発現することができるトランスジェニック動物にも関する。この動物は、HIP
、Fzb−1、ノギン(Ngg)および/またはWIF−1を発現または過剰発
現することが好ましい。
【0109】 本発明はさらに、ヘッジホッグ情報伝達経路の成分であるか、またはヘッジホ
ッグ情報伝達経路の標的である経路、たとえば、WntまたはBMP情報伝達経
路の成分である、少なくとも1つのポリペプチドを発現または過剰発現すること
ができるトランスジェニック動物に関する。この動物は、HH(さらに好ましく
はShh)、および/またはDvl−1を発現または過剰発現することが好まし
い。
【0110】 トランスジェニック動物は、一般に脊椎動物であり、さらに好ましくは、ラッ
トまたはマウス等の囓歯類であるが、ヒト、ヤギ、ブタまたはウシ等の他の哺乳
動物も含まれる。
【0111】 このようなトランスジェニック動物は、疾患の動物モデルとして、また新しい
有用な化合物のスクリーニングアッセイで有用である。上記の通り、1つまたは
複数のポリペプチドを特異的に発現させることによって、このようなポリペプチ
ドの疾患発症に対する作用を研究することができる。さらに、遺伝子療法および
様々な薬剤を含む治療法を、トランスジェニック動物で試験することができる。
トランスジェニック動物を作る方法は、当技術分野で周知である。たとえば、遺
伝子を胚に導入するためには、幾つかの可能なルートがある。この中には、(i
)直接トランスフェクションまたは胚幹細胞のレトロウイルス感染後、発生の胚
盤胞期における、これらの細胞の胚への導入、(ii)初期胚のレトロウイルス
感染;および(iii)接合体または初期胚細胞への、DNAの直接マイクロイ
ンジェクションなどが含まれる。
【0112】 本発明は、試験または治療用の疾患モデルとして使用するための安定な細胞系
も含む。
【0113】 安定な細胞系は、ヘッジホッグ情報伝達経路またはヘッジホッグ情報伝達経路
の標的である経路の、1つまたは複数のインヒビターまたは成分をコードする、
本明細書で導入遺伝子としても知られる、組換え遺伝子または遺伝子を含む。
【0114】 導入遺伝子は、HH(さらに好ましくは、Shh)、HIP、WIF−1、F
zb−1、Nggおよび/またはDvl−1であることが好ましい。本明細書に
記載の導入遺伝子を含む細胞系は、当技術分野で周知の、外来遺伝子を細胞に導
入するための幾つかの手順の1つに従って、導入遺伝子を選択された細胞系に導
入することによって作られる。
【0115】 また、以下に説明する通り、本明細書に記載の、情報伝達経路のインヒビター
および成分をコードする配列は、プロモーター/エンハンサーおよび他の発現制
御シグナルを含む調節配列に作動可能に連結されている。
【0116】 プロモーターは、一般に、哺乳類細胞で機能するプロモーターから選択される
が、原核細胞プロモーターおよび他の真核細胞で機能するプロモーターを使用す
ることができる。プロモーターは、一般に、ウイルス遺伝子または真核遺伝子の
プロモーター配列に由来する。たとえば、発現する細胞のゲノム由来のプロモー
ターであってもよい。真核プロモーターに関して、プロモーターは、遍在的な方
法で機能するプロモーター(a−アクチン、b−アクチン、チューブリンのプロ
モーター)であってもよく、あるいは、組織特異的な方法で機能するプロモータ
ー(ピルビン酸キナーゼに関する遺伝子のプロモーター等)であってもよい。リ
ンパ球、樹枝細胞、皮膚、脳細胞および眼内の上皮細胞に特異的な組織特異的プ
ロモーター、たとえば,それぞれ、CD2、CD11c、ケラチン14、Wnt
−1およびロドプシン(Rhodopsin)プロモーターが特に好ましい。上
皮細胞プロモーターSPCを使用することが好ましい。特定の刺激に応答するプ
ロモーター、たとえば、ステロイドホルモン受容体を結合するプロモーターであ
ってもよい。ウイルスのプロモーター、たとえば、モロニーネズミ白血病ウイル
ス長末端反復(MMLVLTR)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)L
TRプロモーターまたはヒトサイトメガロウイルス(CMV)IEプロモーター
を使用してもよい。
【0117】 プロモーターが、細胞の寿命の期間中ずっと異種遺伝子の発現レベルを制御す
ることができるように誘導可能であることも有利であろう。誘導可能は、プロモ
ーターを使用して得られる発現のレベルを調節できることを意味する。
【0118】 さらに、さらなる制御配列、たとえばエンハンサー配列の付加によって、これ
らのプロモーターのいずれかを修飾してもよい。上述の2つ以上の異なるプロモ
ーターからの配列エレメントを含む、キメラプロモーターを使用してもよい。
【0119】治療的使用 前述の通り、肺および腎臓等の多くの組織で、炎症が慢性疾患につながる可能
性がある。たとえば、慢性肺疾患は、炎症性細胞の存在下で、組織改造作用を含
み、その例として、気腫および間質性肺疾患(ILD)などが挙げられる。疾患
組織は、線維症および痂皮形成につながる上皮細胞過形成を伴う。随伴する局所
炎症部位における単核細胞浸潤および自己抗原と反応する免疫応答の誘導が認め
られる。移植された器官を含む、移植片組織の慢性拒絶でも、類似した病理学が
認められる。
【0120】 ヘッジホッグは、上皮細胞の増殖および分化を制御する上で重要である。ヘッ
ジホッグは、脊索、肢、腸管、肺、皮膚等の形成においてある役割を有する。分
枝形態形成は、WntおよびBMP成長因子の誘導を介して起こり、その受容体
PtcおよびSmoに結合する。突然変異は、発育異常および様々な形態の癌、
主として非常によく認められる基底細胞癌(BCC)に対する易罹患性を特徴と
するヒト常染色体障害母斑性基底細胞癌症候群(NBCCS)につながる可能性
がある。
【0121】 BMPは、TGF−βスーパーファミリーのメンバーである。肺線維症を仲介
する上でのTGF−β1の役割は十分に実証されており、これまで、BMP−4
は、骨の線維性疾患のみに関連づけられている。
【0122】 我々は、特に肺および腎臓における上皮細胞過形成および線維症を治療する方
法を提供する。さらに詳細には、治療することが可能な疾患として、成人型呼吸
窮迫症候群;喘息、気腫および慢性気管支炎を含む慢性閉塞性気道疾患/慢性閉
塞性肺疾患;無気肺;珪肺を含む職業性肺疾患;過敏症性肺炎を含む肺の過敏症
性疾患;特発性肺線維症を含む特発性間質性肺疾患、普通の間質性肺炎、剥離性
間質性肺炎および急性間質性肺炎;および胸膜線維症などがある。このような病
気に関するさらなる詳細および以下に示すものは、Merck Researc
h Laboratories,N.J.,USA発行の、The Merck
Manual(第17版)に記載されている。
【0123】 本発明は、自己免疫疾患等の免疫障害または同種移植片拒絶等の移植片拒絶の
治療にも有用である。
【0124】 治療することが可能な障害の例としては、一般に自己免疫疾患と呼ばれるグル
ープがある。自己免疫障害のスペクトルは、器官特異的疾患(たとえば、甲状腺
炎、膵島炎、多発性硬化症、虹彩毛様体炎、ブドウ膜炎、睾丸炎、肝炎、アジソ
ン病、重症筋無力症)から、関節リウマチまたはエリテマトーデス等の全身性の
病気までの範囲である。他の障害としては、アレルギー性反応等の免疫過敏症な
どがある。
【0125】 さらに詳細には、器官特異的自己免疫疾患としては、多発性硬化症、インスリ
ン依存性糖尿病、幾つかの形態の貧血(再生不良性、溶血性)、自己免疫肝炎、
甲状腺炎、膵島炎、虹彩毛様体炎、強膜炎、ブドウ膜炎、睾丸炎、重症筋無力症
、特発性血小板減少性紫斑病、炎症性腸疾患(クローン病、潰瘍性大腸炎)など
がある。
【0126】 全身性自己免疫疾患として、関節リウマチ、若年性関節炎、強皮症および全身
性硬化症、シェーグレン症候群、未分化結合組織症候群、抗リン脂質症候群、種
々の形態の血管炎(結節性多発性動脈炎、アレルギー性肉芽腫症および脈管炎、
ウェジナー肉芽腫症、川崎病、過敏症血管炎、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病
、ベーチェット症候群、高安動脈炎、巨細胞性動脈炎、閉塞性血栓血管炎)、エ
リテマトーデス、リウマチ性多発筋痛症、本態性(混合型)クリオグロブリン血
症、尋常性乾癬および乾癬性関節炎、好酸球増多症を伴うまたは伴わない瀰漫性
筋膜炎、多発性筋炎および他の特発性炎症性ミオパシー、再発性皮下脂肪組織炎
、再発性多発性軟骨炎、リンパ腫様肉芽腫症、結節性紅斑、強直性脊椎炎、ライ
ター症候群、種々の形態の炎症性皮膚炎などがある。
【0127】 障害のさらに広範なリストには、関節リウマチを含む関節炎、過敏症関連の炎
症、アレルギー性反応、喘息、全身性エリテマトーデス、コラーゲン疾患および
他の自己免疫疾患、アテローム性動脈硬化関連の炎症動脈硬化症、アテローム硬
化性心臓疾患、再灌流傷害、心停止、心筋梗塞、血管炎症性障害、呼吸窮迫症候
群または他の心肺疾患、消化性潰瘍関連の炎症、潰瘍性大腸炎および他の消化管
の疾患、肝線維症、肝硬変または他の肝疾患、甲状腺炎または他の腺疾患、糸球
体腎炎または他の腎および泌尿器疾患、耳炎または他の耳炎咽喉学的疾患、皮膚
炎または他の皮膚疾患、歯周病または他の歯科疾患、睾丸炎または副睾丸−睾丸
炎、不妊症、睾丸外傷または他の免疫関連睾丸疾患、胎盤機能不全、胎盤不全、
習慣性流産、子癇、子癇前症および他の免疫および/または炎症性関連の婦人科
学的疾患、後ブドウ膜炎、中間ブドウ膜炎、前ブドウ膜炎、結膜炎、脈絡網膜炎
、視神経炎、眼内炎症、たとえば網膜炎または嚢腫様黄斑浮腫、交感神経性眼炎
、強膜炎、色素性網膜炎、変性眼底疾患の免疫成分および炎症性成分、眼球外傷
の炎症性成分、感染による眼球炎症、増殖性硝子体網膜症、急性虚血性視神経障
害、たとえば緑内障濾過手術後の過剰な痂皮形成、眼球移植に対する免疫および
/または炎症反応および他の免疫および炎症関連の眼科疾患、免疫および/また
は炎症抑制が有益であろう中枢神経系(CNS)または他の器官の両者における
、自己免疫疾患または病気または障害と関連した炎症、パーキンソン病、パーキ
ンソン病の治療による合併症および/または副作用、AIDS関連の痴呆症複合
型HIV関連脳症、デビック病、シデナム舞踏病、アルツハイマー病およびCN
Sの他の変性疾患、病気または障害、卒中の炎症性成分、ポリオ後症候群、精神
障害の免疫および炎症性成分、脊髄炎、脳炎、亜急性硬化性汎脳炎、脳脊髄炎、
急性神経障害、亜急性神経障害、慢性神経障害、ギラン・バレー症候群、シンデ
ナム舞踏病、重症筋無力症、偽脳腫傷、ダウン症候群、ハンティングトン病、筋
萎縮性側索硬化症、CNS圧迫症またはCNS外傷またはCNSの感染症炎の症
性成分、筋萎縮症および筋ジストロフィーの炎症性成分、中枢神経系および末梢
神経系の免疫および炎症性関連の疾患、病気または障害、外傷後性炎症、敗血症
性ショック、感染性疾患、外科手術または器官の炎症性合併症または副作用、た
とえば、ウイルス担体による感染に起因する、遺伝子療法の炎症性および/また
は免疫合併症および副作用、AIDS関連の炎症、あるいは、体液性および/ま
たは細胞性免疫応答を抑制または阻害するため、単球またはリンパ球の量を減少
させることにより、単球または白血球増殖性疾患、たとえば白血病を治療または
改善するため、天然または人工の皮膚細胞、角膜、骨髄、器官、水晶体、ペース
メーカー、天然または人工の皮膚組織等の組織および器官の移植の場合には、移
植片拒絶の予防および/または治療のため、を含む好ましくない免疫反応および
炎症が含まれる。
【0128】 本発明は、特に上皮細胞の癌転換を含む疾患における癌療法でも有用である。
本発明は、小細胞肺癌、および腎、子宮、前立腺、膀胱、卵巣、結腸および乳房
の癌等の腺癌に関して特に有用である。
【0129】 我々は、ヘッジホッグ情報伝達のアンタゴニストを使用することにより、上述
の疾患の予防および/または退行の推進が可能なことを確認した。
【0130】ベクター、宿主細胞、発現 本発明は、本発明で有用なポリヌクレオチド、本発明のベクターを用いて遺伝
子操作される宿主細胞、およびこのような技術による本発明で有用なポリペプチ
ドの産生を含むベクターにも関する。
【0131】 組換体産生の場合、宿主細胞を遺伝子操作して、発現系または本発明のポリヌ
クレオチドを組み込むことができる。ポリヌクレオチドの宿主細胞の導入は、D
avis et alおよびSambrook et al等の多くの標準的な
実験マニュアルに記載の方法、たとえば、リン酸カルシウムトランスフェクショ
ン、DEAE−デキストラン仲介トランスフェクション、トランスベクション、
マイクロインジェクション、陽イオン脂質仲介トランスフェクション、エレクト
ロポレーション、形質導入、切屑負荷、バリスティック導入および感染によって
行われる。
【0132】 適切な宿主の代表例としては、連鎖球菌細胞、ブドウ球菌細胞、大腸菌、スト
レプトミセス細胞および枯草菌細胞等の細菌細胞;酵母細胞およびアスペルギル
ス細胞等の真菌細胞;ショウジョウバエS2細胞およびヨトウガ(Spodop
tera)Sf9細胞等の昆虫細胞;CHO細胞、CO細胞、HeLa細胞、C
127細胞、3T3細胞、BHK細胞、293細胞およびBowes黒色腫細胞
等の動物細胞;および植物細胞などが挙げられる。
【0133】 非常に様々な発現系を使用して、本発明で有用なポリペプチドを産生すること
ができる。このようなベクターとしては、特に、染色体、エピソームおよびウイ
ルス由来のベクター、たとえば、細菌プラスミド由来、バクテリオファージ由来
、トランスポゾン由来、酵母エピソーム由来、挿入エレメント由来、酵母染色体
エレメント由来、バキュロウイルス、SV40等のパポバウイルス、ワクシニア
ウイルス、アデノウイルス、家禽ポックスウイルス、偽狂犬病ウイルスおよびレ
トロウイルス等のウイルス由来のベクター、およびそれらの組合わせに由来する
ベクター、コスミドおよびファージミド等のプラスミドおよびバクテリオファー
ジ遺伝子エレメントに由来するものなどが挙げられる。発現系構築物は、発現を
生じさせるのみならず発現を制御する調節領域も含んでもよい。一般に、この点
に関して、宿主において、ポリヌクレオチドを維持、増殖または発現させ且つ/
またはポリペプチドを発現させるのに適当な系またはベクターを、発現に使用す
ることが可能である。適切なDNA配列を、たとえば、Sambrook et
alに記載のもの等の様々な周知でルーチンの技術のいずれかによって、発現
系に挿入することができる。
【0134】 翻訳タンパク質を内質細網の内腔内、ペリプラズマ腔内または細胞外環境に内
に分泌する場合、適切な分泌シグナルを発現されるポリペプチド内に組み込むこ
とが可能である。これらのシグナルは、ポリペプチドに内在的であってもよく、
異種シグナルであってもよい。
【0135】 硫酸アンモニウムまたはエタノール沈降、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交
換クロマトグラフィ、リン酸セルロースクロマトグラフィ、疎水性相互作用クロ
マトグラフィ、アフィニティクロマトグラフィ、ヒドロキシルアパタイトクロマ
トグラフィおよびレクチンクロマトグラフィを含む周知の方法で、本発明のポリ
ペプチドを、組換え細胞培養から回収して精製することができる。高速液体クロ
マトグラフィを精製に使用することが最も好ましい。単離および/または精製中
にポリペプチドが変性するとき、タンパク質を折り畳むための周知の技術を使用
して、活性な配座を再生することが可能である。
【0136】送達方法 本発明では、ポリヌクレオチドを、適当な遺伝子送達媒体により、ex vi
voまたはin vivoのいずれかで、標的細胞群に送達することが可能であ
る。
【0137】 この中には、脂質またはタンパク質複合体で製剤化されるか、または注入また
は微粒子銃送達により裸のDNAとして投与されるDNA、レトロウイルス、ア
デノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、アデノ随伴ウイルス等
のウイルスなどが含まれるが、その限りではない。組換えDNAテクノロジーお
よび遺伝子発現の技術分野で通常の熟練者は、適切なレベルで、且つ個々の用途
で要求される細胞特異性を有する融合タンパク質を発現させるように、GDVを
デザインすることができる。
【0138】 当技術分野で周知の通り、ベクターは、ある環境から別の環境への実体の移動
を可能にするかまたは容易にする道具である。本発明によれば、また例として、
組換えDNA技術で使用される幾つかのベクターは、DNAのセグメント(異種
cDNAセグメント等の異種DNAセグメント)等の実体を、標的細胞に移動さ
せることができる。任意に、いったん標的細胞内に入ると、ベクターは、異種D
NAを細胞に維持するのを助けてもよく、またはDNA複製の単位の役割を果た
してもよい。組換えDNA技術で使用されるベクターの例としては、プラスミド
、染色体、人工皮膚染色体またはウイルスなどが挙げられる。
【0139】 ベクターは、ウイルス技法または非ウイルス技法で送達することができる。
【0140】 非ウイルス送達システムとしては、DNAトランスフェクション法などがある
が、その限りではない。本明細書では、トランスフェクションは、遺伝子を的哺
乳類細胞に送達するために非ウイルスベクターを使用する工程を含む。
【0141】 代表的なトランスフェクション法としては、エレクトロポレーション、DNA
微粒子銃、脂質仲介性トランスフェクション、コンパクト化DNA−仲介トラン
スフェクション、リポソーム、イムノリポソープ、リポフェクチン、陽イオン性
薬剤仲介、両親媒性陽イオン界面活性剤(CFA)(Nature Biote
chnology 1996 14;556)、スペルミン等の多価陽イオン、
陽イオン脂質またはポリリシン、1,2−ビス(オレオイルオキシ)−3−(ト
リメチルアンモニオ)プロパン(DOTAP)−コレステロール複合体(Wolf
f and Trubetskoy 1998 Nature Biotech
nology 16: 421)およびそれらの組合わせなどがある。
【0142】 ウイルス送達システムとしては、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またはバキュロウイルスベクターなどがあるがその限り
ではない。
【0143】 レトロウイルスの例としては、ネズミ白血病ウイルス(MLV)、ヒト免疫不
全ウイルス(HIV)、ウマ伝染性貧血ウイルス(EIAV)、マウス乳腺腫瘍ウ
イルス(MMTV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、藤浪肉腫ウイルス(FuS
V)、モロニーネズミ白血病ウイルス(Mo−MLV)、FBRネズミ骨肉種ウイ
ルス(FBRMSV)、モロニーネズミ肉腫ウイルス(Mo−MSV)、アベルソ
ンネズミ白血病ウイルス(A−MLV)、トリ骨髄細胞腫ウイルス−29(MC
29)、およびトリ赤芽球症ウイルス(AEV)などがあるが、その限りではない
【0144】 レトロウイルスの詳細なリストは、Coffin et al("Retro
viruses" 1997 Cold Spring Harbour La
boratory Press Eds: JM Coffin, SM Hu
ghes, HE Varmus pp 758−763)にある。
【0145】 上皮細胞に対してすぐれた特異性を有するアデノウイルスおよびアデノ随伴ウ
イルスが特に好ましい。
【0146】 ベクターの他の例としては、エレクトロポレーション、DNA微粒子銃、脂質
仲介トランスフェクション、コンパクト化DNA仲介トランスフェクション等の
DNAトランスフェクション法などがあるが、ex vivo送達システムなど
が挙げられるが、これらに限られない。
【0147】 このように、本発明による核酸ベクターは、標的細胞に優先的に送達できる可
能性がある。たとえば、レトロウイルスベクターの場合、レトロウイルスのエン
ベロープタンパク質は、ベクターを特定の細胞型に向けて送ることができる。こ
の目的のため、エンベロープタンパク質は、特異的なターゲティング能力を有す
るように修飾されたエンベロープタンパク質であってもよく、あるいは、異なる
ウイルス源またはレトロウイルス源に由来し且つ所望のターゲティング能力を有
する選択されたエンベロープタンパク質であってもよい。
【0148】 本発明によるベクター中の核酸は、標的細胞において、融合タンパク質の優先
的な発現を引き起こすことができる発現調節配列に作動可能に連結されているこ
とが好ましい。発現調節配列は、たとえば、標的細胞を含むある一定の細胞型で
優先的に活性であるプロモーターまたはエンハンサーであってもよく、あるいは
、ある一定の条件で、優先的に活性であるプロモーターまたはエンハンサーであ
ってもよい。
【0149】 用語「プロモーター」は、本技術分野の通常の意味、たとえば、遺伝子発現の
Jacob−Monod理論におけるRNAポリメラーゼ結合部位の意味で使用
される。
【0150】 用語「エンハンサー」は、転写開始複合体の他のタンパク質成分に結合するD
NA配列を含み、その結果、その関連プロモーターによって指令される転写の開
始を促進する。
【0151】 本発明のプロモーターは、組織特異的であることが好ましい。すなわち、本発
明のプロモーターは、1つの組織で核酸の転写を推進することができるが、他の
組織型では一般に「沈黙」したままである。特に好ましいプロモーターは上皮細
胞プロモーターである。
【0152】 用語「組織特異的」は、1つの組織型に対する活性では制限を受けないが、1
つの組織群では活性であるものの、別の群では活性が低いか沈黙していてもよい
点で、選択性を示すプロモーターを意味する。
【0153】投与 治療に使用するための、ヘッジホッグファミリー情報伝達経路またはその標的
経路の成分に影響を及ぼすことができる化合物は、一般に、製薬上許容できる担
体または希釈剤と共に患者に投与するのに適するように製剤化して医用組成物を
作る。処方は、同定された化合物の性質および投与経路によって異なるが、一般
に、局所、非経口、筋内、静脈内、腹腔内、鼻腔内吸入、肺吸入、皮内または関
節内投与向けに製剤化される。本化合物は、注射可能な形態で使用することが可
能である。従って、注射可能製剤に適するように、好ましくは治療すべき部位に
直接注入するのに適するように、化合物を、製薬上許容できる媒体と混合しても
よいが、本化合物は、全身投与することも可能である。
【0154】 製薬上許容できる担体または希釈剤は、たとえば、無菌等張食塩溶液であって
もよく、あるいは他の等張溶液、たとえば、リン酸緩衝食塩水であってもよい。
本発明の化合物を、適当なバインダー、滑沢剤、沈殿防止剤、コーティング剤、
可溶化剤と混合してもよい。経口的に有効な形態で化合物を製剤化することも好
ましい。
【0155】 一般に、式(1)の化合物およびそれらの塩類を含む、本発明の化合物の、治
療上有効な経口または静脈内日用量は、0.01〜50mg/治療すべき対象の
体重kgの範囲、好ましくは0.1〜20mg/kgの範囲である公算が高い。
式(I)の化合物およびそれらの塩類を、0.001〜10mg/kg/時間の
範囲の用量にて、静脈内注入で投与することが可能である。
【0156】 本化合物の錠剤またはカプセル剤は、適宜、一度に1個または2個以上投与し
てもよい。本化合物は、徐放剤として投与することも可能である。
【0157】 一般に、医師が、個々の患者に最適であろう実際の投与量を決定し、その投与
量は、個々の患者の年齢、体重および応答によって異なるであろう。上記投与量
は、平均的な症例を代表するものである。もちろん、より高用量または低用量の
範囲が妥当である個々の例もあり、このような例も本発明の範囲内である。
【0158】 あるいは、本発明の化合物は、吸入または座薬またはペッサリーの形態で投与
することができ、あるいは、ローション、溶液、クリーム、軟膏または散剤の形
態で局所適用してもよい。経皮投与の代替法は、皮膚パッチの使用による。たと
えば、本発明の化合物は、ポリエチレングリコール類または液体パラフィンの水
性エマルジョンからなるクリームに組み込むことができる。また、本発明の化合
物は、白色ワックスまたは白色軟質パラフィンベースからなる軟膏に、1〜10
重量%の濃度で、必要に応じて安定化剤および保存料と共に、組み込むことがで
きる。
【0159】 幾つかの用途では、デンプンまたは乳糖等の賦形剤を含む錠剤の形態で、また
は単独または賦形剤との混合物のいずれかのカプセル剤または腔坐剤で、または
香味料または着色剤を含むエリキシル剤、液剤または懸濁剤の形態で、本組成物
を経口投与することが好ましい。
【0160】 本組成物(ならびに化合物のみ)を非経口的に、たとえば、空洞内、静脈内、
筋内または皮下に、注射することもできる。この場合、本組成物は、適当な担体
または希釈剤を含む。
【0161】 非経口投与の場合、本組成物は、他の物質、たとえば血液と等張の溶液を作製
するのに十分な塩類または単糖類を含んでもよい無菌水性溶液の形態が最善の使
用法である。
【0162】 バッカル投与または舌下投与の場合、本組成物は、従来の方法で製剤化するこ
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可能である。
【0163】 対象(たとえば、患者)に経口、非経口、バッカルおよび舌下投与する場合、
本発明の化合物およびそれらの製薬上許容できる塩類および溶媒和物の1日の投
与レベルは、一般に、10〜500mgである(1回投与または分割投与で)。
従って、また例として、錠剤またはカプセル剤は、適宜、一度に1個または2個
以上投与投与するために、5〜100mgの有効化合物を含んでもよい。上記の
通り、医師が、個々の患者に最適であろう実際の投与量を決定し、その投与量は
、個々の患者の年齢、体重および応答によって異なるであろう。上述の投与量は
、平均的な症例を代表するものであるが、より高用量または低用量の範囲が妥当
である個々の例もあり、このような例も本発明の範囲内であることにも留意すべ
きである。
【0164】 熟練した専門家は、たとえば、患者の年齢、体重および状態に応じて、個々の
患者に最適な投与経路および投与量を容易に決定することができるであろうため
、記載の投与経路および投与量は、指針にすぎない。
【0165】 本明細書で使用する用語である治療(treatmentまたはtherap
y)は、診断用途および予防用途を含むと考えるべきである。
【0166】 本発明の治療は、ヒトおよび獣医学的な用途の両者を含む。
【0167】 本明細書で使用する用語であるタンパク質およびポリペプチドおよびペプチド
は、類語であると考えてよく、タンパク質は、ポリペプチドに存在するものより
相対的に長いアミノ酸配列を指す一般的な意味で使用されるに過ぎず、ポリペプ
チドは、ペプチドに存在するものより相対的に長いアミノ酸配列を指す一般的な
意味で使用されるに過ぎない。一般に、参照しやくするために、単純に、用語ポ
リペプチドと呼ぶ。
【0168】 次に、以下の非限定的な実施例を参考に、本発明をさらに詳細に説明する。
【0169】 実施例1:SPC−Shh発現プラスミドの構築 図5に示すSPC−マウスShhベクターを、以下の通りに作製した親発現ベ
クターから構築した。図4に示す親ベクターは、アンピシリン耐性遺伝子、ヒト
SPCプロモーター領域を含む3.7kbの配列、多重クローニング部位(MC
S)、SV40スモールTイントロンおよびポリ(A)付加部位を含む0.4kb
の配列、および全3個のリーディングフレーム内の停止コドン(Korfhag
en et al;Development 1997)がついたpUC18バ
ックボーンを含む。マウスShhをコードするcDNA配列を、MCSにクロー
ニングした。
【0170】 HIP、WIF−1、Dvl−1のネズミcDNAを、SPC発現ベクターの
MCSにクローニングすることにより、SPC−HIP、SPC−WIF−1、
SPC−Dvl−1を含むさらなるベクターを作製した。
【0171】 実施例2:ヒト特発性線維形成性歯槽骨炎(IFA、CFAとしても知られる)
患者から肺上皮細胞および間質性肺線維症(IPF)のネズミモデルにおけるP
tcの発現増大。 図6C BALB/cマウスに、生理的緩衝食塩水(PBS)に溶解したFITC 5
0μgを気管内投与した。3ヵ月後、マウスを屠殺して肺を切除し、4%緩衝化
ホルマリンで固定し、パラフィンに包埋した。肺組織の5μm切片をTESPA
被覆スライドに載せ、アンチセンスRNAによりin situハイブリダイゼ
ーション(ISH)でPtc遺伝子の発現を試験した。
【0172】 65℃にて、切片を、ネズミPtc1に特異的なジゴキシゲニンアンチセンス
RNAプローブとハイブリダイズさせた。結合したプローブをアルカリホスファ
ターゼ結合ヤギ抗ジゴキシゲニンFabで検出し、NBTおよびBCIPを基質
として使用して、切片を現像した。我々は、IPFのネズミモデルで、肺上皮細
胞におけるPtcの高い発現を確認した。Ptcの発現は、損傷を示す領域のみ
に限定されていた。気管内FITCの24時間以内に高いPtc発現が確認され
、少なくとも6ヵ月間維持された。
【0173】 図6AおよびB IFAと診断されたヒト患者または健常な肺組織を有する対照患者からのパラ
フィン包埋保管肺組織を5μmに薄切し、TESPA被覆スライドに載せた。次
いで、このスライドを、アンチセンスRNAによりin situハイブリダイ
ゼーションで、Ptc遺伝子発現について分析した(上記参照)。我々は、肺上
皮細胞でPtcの高い発現を確認した。
【0174】 実施例3:Shhの過剰発現は、上皮細胞過形成および肺線維症につながる。図
7〜9 0日および5日に、(i)食塩水のみ、(ii)食塩水に溶解したSPCプラス
ミド20μg、または(iii)食塩水に溶解したSPC−ShhプラスミドD
NA 20μgのいずれかを、BALB/cマウスに気管内注射した。SPCプ
ラスミドは、肺上皮細胞特異的界面活性剤タンパク質C(すなわちSPC)から
のプロモーター配列を含むため、所望の遺伝子の組織特異的発現を実現する。1
2日および35日にマウスを屠殺し、肺を切除して4%緩衝化ホルマリンに入れ
た。
【0175】 2つの各時点における各群の肺組織(図7、8)または気管(図9)の5μm切
片を、ポリ−L−リシン被覆スライドに載せ、ヘマトキシリン・エオシン(H&
E)組織化学染色を使用して染色した。 各群は以下の通りであった。 12日:PBS(マウス2匹)、SPC(マウス2匹)およびSPC−shh(マ
ウス2匹) 35日:PBS(マウス3匹)SPC(マウス3匹)およびSPC−shh(マウ
ス3匹)
【0176】 Masonsトリクロム組織化学染色を使用して、35日投与群からのスライ
ドを、コラーゲン産生についてさらに分析した。このタイプの染色は、組織試料
中のコラーゲン線維の染色にルーチンに使用され、緑色に変わる。対照と比較し
たとき、SPC−Shh投与マウスからの肺組織で、高レベルのコラーゲン染色
が確認された。
【0177】 過ヨウ素酸−シッフ(PAS)組織化学染色を使用して、35日投与群からの
スライドを、潜在的ゴブレット細胞過形成について分析した。この染色を使用し
て、ムチンを生成する細胞を強烈なピンク色に染色し、上皮を明青色に染色する
ことができる。我々は、SPC−Shhマウスの肺組織で、ゴブレット細胞(す
なわちピンク色の細胞)数の増加および気道への粘液分泌の増加を確認した。ゴ
ブレット細胞数の増加は、上皮過形成の兆候を示す気道のみで認められた。SP
C−Shhマウスの正常な気道は、対照マウスと同じであった。
【0178】 SPC−shhマウスの肺上皮が活発に増殖していた証拠を提供するために、
12日および35日投与群からのスライドを、増殖指標マーカーであるKi−6
7を染色した。3投与群からのスライドを、細胞周期のS期にある細胞を示すK
i−67抗原に特異的な抗体で染色した。対照マウスの上皮と比較したとき、S
PC−Shh投与マウスの肺上皮で、Ki−67+ve細胞数の増加が認められ
た。
【0179】 実施例4:上皮細胞は、FITC損傷後、高レベルのShhを発現する。 マウスにハプテンフルオレセインイソチオシアナートを気管内投与した。7日
後、肺を切除し、ホルマリンで固定した。切片を切り取り、免疫組織化学により
Shhを染色した。図10Aおよび10Bは、FITC投与マウスの肺における
Shhの発現を示し、図10Cは、対照肺で確認されたShhの染色を示す。S
hhは、上皮細胞で検出することができ、形態が線維芽細胞と一致する肺間質の
基底細胞群で、高レベルのShhが検出された。
【0180】 実施例5:上皮細胞は、FITC損傷後、高レベルのShhを発現する マウスに、ハプテンフルオレセインイソチオシアナートを気管内投与した。1
ヶ月後、肺を切除し、ホルマリンで固定した。切片を切り取り、免疫組織化学に
よりShhを染色した。図11Aおよび11Bは、FITC投与マウスの肺の、
2つの異なる切片におけるShhの発現を示し、図11Cおよび11Dは、対照
肺で確認されたShh染色を示す。Shhは、肺間質の基底細胞群よりも、上皮
細胞で、高レベルで検出された。
【0181】 実施例6:上皮細胞は、FITC損傷後、高レベルのPtcを発現する マウスに、ハプテンフルオレセインイソチオシアナートを気管内投与した。7
日後、肺を切除し、ホルマリンで固定した。切片を切り取り、免疫組織化学によ
りShhを染色した。図12AはFITC投与マウスの肺におけるPtcの発現
を示し、図12Bは、対照肺で確認されたPtc染色を示す。Ptcは、上皮細
胞で検出することができ、また、肺間質で認められた浸潤白血球で、より高レベ
ルのPtが検出された。
【0182】 実施例7:ヒトCFA肺からの生検材料のShh染色およびPtc染色 CFA患者からの保管材料を薄切し、Shh−N(生物活性タンパク質)およ
びPtcの存在を確認するために、免疫組織化学で染色した。図13A〜Cは、
Shhの染色を示し、図13D〜Fは、Ptc発現を示す。各図は、同一肺片か
ら採取した一連の切片を10×で表す。気道間質および肺胞腔内の細胞は、白血
球を含み、Ptcでは、これらが強く染色する。
【0183】 実施例8:ヒトCFA肺からの生検材料に対するShh染色およびPtc染色 CFA患者からの保管材料を薄切し、Shh−N(生物活性タンパク質)およ
びPtcの存在を確認するために、免疫組織化学で染色した。図14AおよびB
は、Shhの染色を示し、図14C〜DはPtc発現を示す。図14AおよびC
は、同一肺片から採取した一連の切片を10×で表し、図14BおよびDは、切
片の下部から採取した40×の図である。気道間質および肺胞腔内の細胞は、白
血球を含み、Ptcでは、これらが強く染色する。
【0184】 実施例9:ヒトCFA肺からの生検材料に対するShh染色およびPtc染色 CFA患者からの保管材料を薄切し、Shh−N(生物活性タンパク質)およ
びPtcの存在を確認するために、免疫組織化学で染色した。図15AおよびB
は、Shhの染色を示し、図15CはPtc発現を示す。図15AおよびCは、
同一肺片から採取した一連の切片を表し、図15BおよびD別の切片から採取し
た一連の切片を表す。し、は、切片の下部から採取した40倍の図である。気道
内腔内の細胞は肺胞マクロファージを含み、Ptcでは、これらが強く染色する
【0185】 実施例10:SPC−HIP導入の効果 以前の研究で、肺における上皮細胞修復中のShh情報伝達経路の調節不全は
、間質性線維症および痂皮形成の同時誘導を伴うリンパ球浸潤につながる可能性
のあることを明らかにした。以前に、我々は、実験を受けたことがないBALB
/cマウスに、食塩水(PBS)に溶解したFITC 50μgを気管内投与す
ると、初期の強い炎症性応答を招き、これは7日までに解消するが、この時点で
EC過形成が明白であり、且つ21日までに、リンパ球が、肺のEC過形成部位
を浸潤しはじめる、新規な肺線維症モデルを使用した。28日までに、肺にリン
パ球が存在することにより増悪したと考えられる間質性線維症の証拠が認められ
る。このモデルで、我々は、EC過形成部位でPtc−1の発現増加を確認した
が、肺組織の正常な領域では認められなかった。このことから、FITC投与マ
ウスの疾患経過にShh経路の調節不全が存在することがわかる。
【0186】 HIPはShhタンパク質の天然アンタゴニストであるため、我々は、以下の
通りにSPC発現ベクターを使用して、肺でHIPを過剰発現させる。
【0187】 BALB/cマウスに、食塩水(PBS)に溶解したFITC 50μgを気
管内投与し、通常、マウスが、それぞれ、軽度ないし重度の線維症を有すること
が分かっているタイムポイントである1〜3ヵ月後、マウスに、食塩水に溶解し
たSPCプラスミドのみか、または食塩水に溶解したSPC−HIPのいずれか
を、7日間離して2回、気管内注射する。SPC−HIP投与の7日、30日お
よび60日後に、マウスを屠殺する。肺組織を切除し、4%緩衝化ホルマリンで
固定する。様々な時点に、H&E、PA、Masons−トリクロムおよびKi
−67で切片を試験する。さらに、我々は、ISHおよび免疫組織化学により、
PtcおよびShhの発現を試験する。対照マウスの上皮と比較するとき、Pt
c発現およびEC過形成および肺線維症の減少がみられる。
【0188】 実施例11:PKA導入の効果 BALB/cマウスに、食塩水(PBS)に溶解したFITC 50μgを気
管内投与し、通常、マウスが、それぞれ、軽度ないし重度の線維症を有すること
が分かっているタイムポイントである1〜3ヵ月後、マウスに、食塩水に溶解し
たPKAを、7日間離して2回、気管内注射する。SPC−HIP投与の7日、
30日および60日後に、マウスを屠殺する。肺組織を切除し、4%緩衝化ホル
マリンで固定する。様々な時点に、H&E、PA、Masons−トリクロムお
よびKi−67で切片を試験する。さらに、我々は、ISHおよび免疫組織化学
により、PtcおよびShhの発現を試験する。対照マウスの上皮と比較すると
き、Ptc発現およびEC過形成および肺線維症の減少がみられる。
【0189】 実施例12:上皮細胞は、FITC損傷後、高レベルのDvl−1を発現する。 マウスに、ハプテンフルオレセインイソチオシアナートを気管内投与した。7
日後、肺を切除し、ホルマリンで固定した。切片を切り取り、免疫組織化学によ
りDvl−1を染色した。図16Aは、ofFITC投与マウスの肺におけるD
vl−1の発現を示し、図16Bは、showsthe対照肺で確認されたDv
l−1の染色を示す。上皮細胞上でのDvl−1の強い発現および浸潤性白血球
が認められた。
【0190】 実施例13:Dvl−1アデノウイルスは上皮細胞増殖を誘導する。 マウスに、対照アデノウイルス(図17AおよびC)またはネズミDvl−1 cDNAを含むアデノウイルス(図17BおよびD)を気管内投与した。4日
後、肺を切除し、ホルマリンで固定した。切片を切り取り、免疫組織化学により
増殖マーカーKi67を染色した。図17AおよびBは、肺の図を10倍で示し
、図17CおよびDは、点線の箱内に示された切片の40倍の図である。増殖細
胞は、Ki67抗原を高レベルで発現する。
【0191】 実施例14:肺線維症におけるWnt情報伝達の調節不全に対する役割 Dvl−1タンパク質が肺線維症の発症に対してどのような作用を有するかを
試験するため、マウスの肺上皮でDvl−1タンパク質を過剰発現させる。
【0192】 0日および7日に、(i)食塩水に溶解したSPCプラスミド20μgか、ま
たは(ii)食塩水に溶解したSPC−Dvl−1プラスミドDNA 20μg
のいずれかを、BALB/cマウスに気管内注射した。14日および35日に、
マウスを屠殺し、肺を切除して、4%緩衝化ホルマリンに入れた。
【0193】 肺組織を切除し、4%緩衝化ホルマリンで固定した。the様々な時点に、H
&E、PA、Masons−トリクロムおよびKi−67で切片を試験した。さ
らに、Dvl−1、PtcおよびShhの発現を、ISHおよび免疫組織化学で
試験した。過剰発現は、EC過形成および肺線維症につながることが確認された
【0194】 実施例15:WntアンタゴニストWIF−1の導入の効果を試験するために WIF−1は、Wntタンパク質に結合して中和する貫膜タンパク質として発
現することが最近確認された、新規なタンパク質である。WIF−1は、通常、
肺組織、ならびに脳で発現されるため、我々は、その代わりにSPC−WIF−
1を使用して、SPC−HIPプロトコールに関して類似したシリーズの実験を
実施した。また、対照マウスの上皮と比較するとき、EC過形成および肺線維症
の減少がみられる。
【0195】 参考文献 Ingham (1995) Curr Opin Genet and Dev 5:492-498 Chuang and McMahon (1999) Nature 397:617-621 Pepicelli et al (1998) Curr Biol 8(19):1083-1086 Hammerschmidt et al (1997) Trends Genet 13(1):14-21 Valenzuela et al (1995) J. Neurosci 15:6077-6084 Sasai et al (1994) Cell 79:779-790 Iemura et al (1998) PNAS 95:9337-9342 Kohler and Milstein (1975) Nature 256: 495-497 Davis et al Basic Methods in Molecular Biology (1986) Sambrook et al Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edn, Cold Spr
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【0196】 配列番号1および2
【化1】
【0197】 配列番号3および4
【化2】
【0198】
【化2(つづき)】
【0199】 配列番号5および6
【化3】
【0200】
【化3(つづき)】
【0201】 配列番号7および8
【化4】
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 HH情報伝達を示す概略図である。
【図2】 HH情報伝達の成分を示す概略図である。
【図3】 Wnt情報伝達を示す概略図である。
【図4】 プラスミドSPC−SV40を示す図である。
【図5】 プラスミドSPC−Shhを示す図である。
【図6】 実施例2の結果を示す図である。
【図7〜9】 実施例3の結果を示す図である。
【図10】 実施例4の結果を示す図である。
【図11】 実施例5の結果を示す図である。
【図12】 実施例6の結果を示す図である。
【図13】 実施例7の結果を示す図である。
【図14】 実施例8の結果を示す図である。
【図15】 実施例9の結果を示す図である。
【図16】 実施例12の結果を示す図である。
【図17】 実施例13の結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 5/14 A61P 5/48 5/48 11/00 11/00 11/06 11/06 13/00 13/00 17/00 17/00 19/02 19/02 21/04 21/04 25/00 25/00 27/02 27/02 29/00 101 29/00 101 35/00 35/00 37/02 37/02 43/00 111 43/00 111 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1/21 G01N 33/15 Z 5/10 33/50 Z 15/09 ZNA A61K 37/02 G01N 33/15 C12N 15/00 ZNAA 33/50 5/00 B (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,MZ,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,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM, HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR ,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 ホイン,ジェラード・フランシス イギリス国,イーエイチ8 9エイジー エディンバラ,テヴィオット・プレイス, ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・エディンバ ラ・メディカル・スクール (72)発明者 ダルマン,マーガレット・ジェイン イギリス国,エスダブリュー7 2エイゼ ット ロンドン,インペリアル・カレッ ジ・ロード,インペリアル・カレッジ・オ ヴ・サイエンス・テクノロジー・アンド・ メディシン Fターム(参考) 2G045 AA35 BB24 CB01 FB02 FB03 4B024 AA01 BA80 CA04 CA09 DA02 HA14 HA17 4B065 AA93Y AB01 CA24 CA44 4C084 AA01 AA02 AA17 BA01 BA08 BA22 BA23 BA44 MA01 NA14 ZA022 ZA332 ZA592 ZA752 ZA812 ZA942 ZA962 ZB072 ZB152 ZB262 ZC412 4C085 AA13 CC32 EE01 GG01

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上皮細胞過形成、組織の線維症、炎症、癌または免疫障害を
    治療するための医薬の調製における、ヘッジホッグ情報伝達経路のインヒビター
    、またはヘッジホッグ情報伝達経路の標的である経路のインヒビターの使用。
  2. 【請求項2】 前記ヘッジホッグ情報伝達経路が、ソニックヘッジホッグ情
    報伝達経路、インディアンヘッジホッグ情報伝達経路またはデザートヘッジホッ
    グ情報伝達経路である請求項1に記載の使用。
  3. 【請求項3】 ヘッジホッグ情報伝達経路の標的である前記経路が、Wnt
    またはBMP情報伝達経路である請求項1に記載の使用。
  4. 【請求項4】 前記インヒビターが、HIP、シクロパミン、Fzb、サー
    ベラス、WIF−1、Xnr−3 ノギン、コーディン、グレムリン、またはフ
    ォリスタチンまたはそれらの誘導体、断片、変異体、模倣物、相同体または類似
    体である請求項1〜3のいずれか1項に記載の使用。
  5. 【請求項5】 前記インヒビターが、Ptc、Cos2またはPKAである
    か、またはcAMPシグナル形質導入経路の作用因子である請求項1〜4のいず
    れか1項に記載の使用。
  6. 【請求項6】 前記インヒビターが抗体である請求項1〜4のいずれか1項
    に記載の使用。
  7. 【請求項7】 肺または腎臓を治療するための医薬を調製するための請求項
    1〜6のいずれか1項に記載の使用。
  8. 【請求項8】 成人型呼吸窮迫症候群;喘息、気腫および慢性気管支炎を含
    む慢性閉塞性気道疾患;無気肺;珪肺を含む職業性肺疾患;過敏症性肺炎を含む
    肺の過敏症性疾患;特発性肺線維症を含む特発性間質性肺疾患、普通の間質性肺
    炎、剥離性間質性肺炎および急性間質性肺炎を含む肺炎;および胸膜線維症を治
    療するための医薬を調製するための請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用。
  9. 【請求項9】 前記免疫障害が、自己免疫疾患または移植片拒絶である請求
    項1〜8のいずれか1項に記載の使用。
  10. 【請求項10】 前記自己免疫疾患が、甲状腺炎、インスリン炎、多発性硬
    化症、虹彩毛様体炎、ブドウ膜炎、睾丸炎、肝炎、アジソン病、重症筋無力症、
    関節リウマチおよびエリテマトーデスである請求項9に記載の使用。
  11. 【請求項11】 前記癌が腺癌である請求項1〜10のいずれか1項に記載
    の使用。
  12. 【請求項12】 治療有効量のヘッジホッグ情報伝達経路のインヒビターま
    たはヘッジホッグ情報伝達経路の標的経路のインヒビターと、製薬上許容できる
    担体、希釈剤または賦形剤とを含む、上皮細胞過形成、組織の線維症、炎症、癌
    または免疫障害の治療で使用するための組成物。
  13. 【請求項13】 ヘッジホッグ情報伝達経路またはヘッジホッグ情報伝達経
    路の標的経路のインヒビターである化合物を同定する方法であって、(a)化合
    物の存在下および非存在下で、情報伝達経路の活性を決定するステップと、(b
    )ステップ(a)で観察された活性を比較するステップと、(c)前記化合物の存
    在下および非存在下で観察された経路の活性の差によって前記化合物をインヒビ
    ターとして同定するステップとを含む方法。
  14. 【請求項14】 請求項1〜11に記載のいずれか1項に記載の使用または
    請求項12に記載の組成物における、請求項13に記載の方法を使用した同定可
    能なインヒビターの使用。
  15. 【請求項15】 ヘッジホッグ情報伝達経路またはヘッジホッグ情報伝達経
    路の標的経路のインヒビターを発現することができるベクター。
  16. 【請求項16】 ヘッジホッグ情報伝達経路またはヘッジホッグ情報伝達経
    路の標的経路のインヒビターを発現することができるトランスジェニック動物ま
    たは細胞系。
  17. 【請求項17】 前記インヒビターがWIF−1、Fzb−1、ノギンまた
    はHIPである請求項16に記載のトランスジェニック動物または細胞系。
  18. 【請求項18】 ヘッジホッグ情報伝達経路の成分またはヘッジホッグ情報
    伝達経路の標的である経路の成分を発現することができるトランスジェニック動
    物または細胞系。
  19. 【請求項19】 前記成分がソニックヘッジホッグである請求項18に記載
    のトランスジェニック動物または細胞系。
  20. 【請求項20】 疾患モデルとしてまたは請求項13に記載の方法における
    、請求項16〜19のいずれか1項に記載のトランスジェニック動物または細胞
    系の使用。
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