JP2003526677A - 骨形成に影響を与える組成物および方法 - Google Patents
骨形成に影響を与える組成物および方法Info
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Abstract
Description
。詳細には、本発明は、骨形成を刺激しそして阻害するための組成物、ならびに
傷害、毒性、または疾患によって生じた骨の異常を処置するため、およびエキソ
ビボでの骨組織の操作のためのその使用のための方法に関する。
全に記載するために括弧内に引用される。それぞれの引用についての完全な文献
目録の情報は、特許請求の範囲のすぐ前の明細書の最後に見られる。これらの参
考文献の開示は、本発明の開示において本明細書中で参考として援用されている
。
1,25 VD3)は、カルシウムの恒常性の維持において機能し、そして腸の
内腔からの取り込みを増大させることによって血液のカルシウムレベルを上昇さ
せることにおいて重要であり、それによって腎臓からの排出を制限し、そして骨
での吸収を通じてCa2+を放出する(1)。骨に対する1,25 VD3の影
響の多くは血漿のCa2+に対するその作用に対して二次的であると考えられて
いるが、いくつかの研究は、骨芽細胞の機能における1,25 VD3の関与を
実証した(1,2)。培養された骨芽細胞の1,25 VD3に対する曝露は、
細胞が処理される段階に依存する、表現型における変化を導く(3)。1,25 VD3に対する前骨芽細胞の曝露は、細胞外マトリックスの蓄積および続くそ
の鉱化作用を阻害する。逆説的に言えば、より遅い段階では、1,25 VD3 の曝露は、骨芽細胞の成熟を刺激し、そしてマトリックスの合成およびカルシウ
ムの沈着を増強する。
、ビタミンD3レセプター(VDR)の作用を通じて機能する(4,5)。VD
Rは、腎臓、骨、小腸、および皮膚において豊富に発現され、そして多数の他の
組織においてはより少ないレベルで発現される(6〜9)。より最近では、VD
Rのアイソフォームが同定されている。これは、1,25 VD3の組織特異的
作用のいくつかを媒介することにおいて重要であり得る(10)。VDRは、ホ
モ二量体またはヘテロ二量体のいずれかとしてDNAと相互作用することによっ
て、代表的には、レチノイド−X−レセプター(RXR)を用いて、遺伝子の発
現を調節する(1,2,5)。VDRはまた、インビトロでレセプター(レチノ
イン酸レセプター(RAR)を含む)のステロイドホルモンルーパーファミリー
の他のメンバーと相互作用することが示されている。これらの相互作用はまた、
VDRの機能に寄与し得る(11,12)。VDRヌル変異体は、誕生時には表
現型的には正常であるが、離乳後に、1,25 VD3依存性のII型くる病に
類似した疾患を発症する。この疾患は、骨の再構成の間の骨の形成におけるVD
Rの役割の指標である(13,14)。
胞の発達に対するレチノイドの相反する影響を報告する。胚発生の間に、外因性
のレチノイドは、軟骨形成の阻害を通じて骨格の発達を阻害し得、続いて骨の形
成を支持するための不適切な軟骨質のテンプレートを導く(15)。ビタミン過
剰症−Aは、インビボで骨の形成を阻害することが報告されている(16,17
)。ビタミン−Aに対する誕生後の曝露は、骨形成に影響を与え、それによって
骨の病変および薄くなった骨の襟(collar)を生じ、そして骨粗鬆症に関
係し得る。前骨芽細胞、または分化しつつある骨芽細胞のビタミンAに対する曝
露は、マトリックスの合成および鉱化作用を阻害する。ビタミンAのこれらの作
用は、ビタミンAの代謝産物であるレチノイン酸(RA)、ならびに全トランス
RAおよび9−シスRAのいずれかについてのレセプター、レチノイン酸レセプ
ター(RAR)、または9−シスRAレチノイド−X−レセプター(RXR)と
のその会合を通じて主に媒介される(18)。RARは、RXRパートナーとの
会合におけるヘテロ二量体として機能するが、これはまた、遺伝子の発現を調節
するために、特定の細胞型中のVDRまたは甲状腺ホルモンレセプターとも相互
作用し得る(19)。VDR、RARα、およびRXRαは、骨芽細胞中で同時
に発現され、そしておそらく、骨芽細胞の表現型に対するそれらのそれぞれのリ
ガンドの影響を媒介することにおいて重要である。
るか、または増強された骨芽細胞の機能の指標である遺伝子の発現を増強するこ
ともまた、報告された(40、42、43、44、46、47、61、49、5
0、52、56、60)。しかし、RAの添加がインビトロで骨の形成を阻害し
得るという他の報告が示された(41,51,58)。骨の形成に対するRAの
影響のいくつかは、骨芽細胞の分化の段階および種に依存し得る。
れた。1つのこのような研究は、ラットにおいて行われた(59)が、このモデ
ルにおいては、彼らは、減少した骨の鉱物密度の主な機構が、破骨細胞の活性化
を通じる骨の吸収における増大であることを見出した。これらの結果と一致して
、RAは、破骨細胞の活性を刺激することが報告されている(45、53、54
、55、58)。これは、骨粗鬆症を証明する骨の増大した吸収を生じる。断続
的なRAでの処置が、ラットにおいて骨の形成を刺激し得るというさらなる報告
が示された(57)が、一方で、挫創について13−シスRAを用いて処置され
たヒトについて行われたレントゲン写真による研究は、骨の鉱物密度に対するR
Aの影響の証拠は示さなかった(48)。
般的な関与を示したが、関係の性質は、骨細胞の発達に関して以前には解明され
ていない。レチノイン酸レセプターの活性およびビタミンDの機能に対する直接
的な影響、ならびに結果としての、骨形成に対して得られる影響は以前には示さ
れていない。さらに、いずれの様式でもレチノイドシグナル伝達の阻害が骨の形
成を刺激することを、一貫してまたは決定的に実証する文献は存在しない。
ての、新規の機能的な要件が本明細書中で示される。MC3T3−E1前骨芽細
胞株のビタミンD3での処理によって、鉱化作用を阻害し、そしてプログラムさ
れた細胞死を刺激した。RAR選択的アゴニストは、これらの効果を強くし、一
方、RAR選択的アンタゴニストは、細胞死に対する、および、より少ない程度
で骨の小結節形成の両方に対する、ビタミンDの影響を逆転させた。アンタゴニ
ストはまた、鉱化作用およびオステオカルシンの発現を刺激した。ビタミンDに
よって誘導される細胞死は、ドミナントネガティブなRARの発現によって阻害
された。RARアンタゴニストもまた、骨の形成を刺激することが実証されてい
る。これらの結果は、ビタミンDによる骨形成の阻害が前骨芽細胞中でのアポト
ーシスの刺激に関係していること、ならびに、ビタミンDおよびRAR媒介性シ
グナル伝達経路が働きあって、骨芽細胞表現型の発現を調節することを実証する
。
において直接役割を有することを示す。このことは、治療用組成物の開発のため
の基礎、および不適切な骨の形成に関係している障害を処置するためのこのよう
な組成物の使用を提供する。
活性の阻害に基づく。このような組成物は、任意のRARアンタゴニストまたは
、RARアンタゴニスト活性を有する薬剤を含有し得る。このように、組成物は
、RAR活性をダウンレギュレートするかまたは阻害するアンチセンスRARオ
リゴヌクレオチドを含み得る。
タミン過剰症Aによって生じる異常な骨の形成および関連する異常な骨格の発達
に関係している障害の処置のための方法を提供する。
必要に応じて、骨形成の促進のための薬学的に受容可能なキャリアを含有する、
薬学的組成物を提供する。
および必要に応じて、ビタミンD毒性の処置のための薬学的に受容可能なキャリ
アを含有する、薬学的組成物である。
および必要に応じて、筋無力症の骨の疾患の処置のための薬学的に受容可能なキ
ャリアを含有する、薬学的組成物である。
ならびに必要に応じて、インビボおよびインビトロでのVDR転写活性の調節の
ための薬学的に受容可能なキャリアを含有する、薬学的組成物である。
かのRARレセプター部位をブロックし、上記のレセプター部位に対するRAR
アゴニストの作用を妨げるかまたは減少させるためのRARアンタゴニストの使
用に関する。より詳細には、本発明は、レチノイド(ビタミンAまたはビタミン
A前駆体を含む)の慢性的または急性の毒性、およびレチノイド治療の副作用の
(a)予防および(b)処置のための、RARアンタゴニストの使用に関する。
本発明のこの局面においては、哺乳動物中での病理学的状態を処置する方法が提
供される。処置される状態は、レチノイン酸レセプター活性に関係している。こ
の方法は、以下のレチノイン酸レセプターのサブタイプの1つに対して結合し得
るレチノイドアンタゴニストまたはそのアナログを哺乳動物に対して投与する工
程を包含する:RARα、RARβ、およびRARλ。アンタゴニストは、哺乳
動物中の病理学的な状態に対して治療的な利点を提供するための薬学的に有効で
ある量で投与される。
を有することによって、そして脊椎動物中で骨の発達の結果として特徴付けられ
る。RARアンタゴニストは、1μM未満のKdでRARのサブタイプの1つ以
上に対して結合する任意の化合物として規定され得る。従来のように、RARア
ンタゴニストは、RARアゴニストの活性を阻害する化学的な薬剤である。従っ
て、レセプターアンタゴニストの活性は、従来のように、アゴニストの活性を阻
害するその能力によって測定される。
芽細胞におけるアポトーシスを阻害するためのRARアンタゴニストの使用であ
る。
オステオカルシンおよび骨のシアロタンパク質のような特定の遺伝子の発現の刺
激を導く骨芽細胞の分化を促進するための、RARアンタゴニストの使用である
。
方法を提供する。この方法は、脊椎動物に対して、RARアンタゴニストの骨形
成を刺激するための有効量を投与する工程を包含する。
めの方法を提供する。この方法は、被験体に対して有効量のRARアンタゴニス
トを投与する工程を包含する。ここでは、RARアンタゴニストは、骨の修復お
よび形成を刺激する。
インプラントの骨への組込みを増強するための方法を提供する。この方法は、被
験体に対して有効量のRARアンタゴニストを投与する工程を包含する。
供することを包含し得る。
置するための方法を提供する。この方法は、有効量のRARアンタゴニストで処
置される、骨芽細胞、前骨芽細胞、骨、骨髄または血液から誘導された骨格前駆
体細胞、およびそれらの混合物からなる群より選択される細胞を、被験体に対し
て投与する工程を包含する。
発達を誘導するための組成物が提供される。この組成物は、以下を含有する: −RARアンタゴニスト;および −薬学的に受容可能なキャリア。
態形成用のデバイスが提供される。このデバイスは、以下を含む: −移植可能な生体適合性のキャリア;および −上記のキャリア中またはその上に分散されたRARアンタゴニスト。
RARアンタゴニストおよび薬学的に受容可能なキャリアを含有する組成物の使
用が提供される。
するかまたは阻害するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含有し得る。
ニストと接触させる工程を包含する、骨芽細胞の鉱化作用を刺激するための方法
が提供される。
な欠損、傷害、または異常を修復するための、移植可能なプロテーゼデバイスが
提供され、このデバイスは、以下を含む: −骨組織に隣接しているかまたは骨組織中の移植可能な表面領域を有する、プ
ロテーゼインプラント; −増強された骨の鉱化作用および表面上での骨の形成を促進するための十分な
量で、表面領域上に分散させられたRARアンタゴニスト組成物。
ロテーゼデバイスのインビボでの組込みを促進するための方法が、提供される。
この方法は、以下の工程を包含する: −プロテーゼデバイスの表面上に、RARアンタゴニストおよび薬学的に受容
可能なキャリアを含有する組成物を提供する工程;ならびに −脊椎動物の部位にデバイスを移植する工程。ここでは、標的の骨組織および
プロテーゼデバイスの表面が、標的の骨組織とデバイスとの間で組織が増殖する
ことを可能にするために十分な時間の間、少なくとも部分的に接触して維持され
る。
然の骨の形成を促進するための方法が提供される。この方法は、骨格の外科手術
の部位にRARアンタゴニスト組成物を送達し、それによって、このような送達
が、新しい骨組織の形成を間接的に促進する工程を包含する。
おける外傷または外科手術によって生じた結合していない(non−union
)骨折を修復するための方法が提供される。この方法は、分節の骨格の間隙また
は結合していない骨折の部位にRARアンタゴニスト組成物を送達し、それによ
ってそのような送達が新しい骨組織の形成を促進する工程を包含する。
の付着を補助するため、および脊椎動物においてプロテーゼの長期間の安定性を
維持するための方法が、提供される。この方法は、移植可能なプロテーゼの選択
された領域をRARアンタゴニスト組成物でコーティングする工程、および骨の
部位の中にコーティングしたプロテーゼを移植し、それによってそのような移植
が新しい骨の形成を促進する工程を包含する。
る方法が提供される。この方法は、以下の工程を包含する: −RARアンタゴニストの存在下で、インビトロで培養された骨芽細胞または
骨芽細胞の先祖細胞の集団を欠損の部位に移植する工程。
症を処置するための方法が提供される。この方法は、以下の工程を包含する: −疾患部位に対して治療有効量のRARアンタゴニストを送達する工程。
骨病および進行性骨化性線維形成異常症(FOP)における場合のような、所望
されない骨形成(すなわち、増大した所望されない骨の形成)を含む障害の処置
のための、治療用組成物および方法を提供する。このような薬学的組成物は、治
療有効量のRARアゴニスト(angonist)およびそれについての薬学的
に受容可能なキャリアを含む。
めの、罹患した骨組織の処置のための、または天然の骨の形成を阻害するための
薬学的組成物を含む。ここでは、上記の組成物は、治療有効量のRARアゴニス
ト、および薬学的に受容可能なキャリアを含む。このような組成物は、このよう
な処置を必要とする哺乳動物中の骨組織を減少させるための方法において使用さ
れ得る。この方法は、哺乳動物に対して治療有効量のRARアゴニストを投与す
る工程を包含する。ここでは、上記のRARアゴニストは、骨の鉱化作用を阻害
し、そして骨の組織および骨の組織の形成に関係している細胞のアポトーシスを
刺激する。RARアゴニストは、特定の骨の部位に対して標的化されるように処
方され得る。
るための方法を提供する。この方法は、細胞の集団をRARアンタゴニスト組成
物の存在下で培養する工程;および上記の細胞を、移植可能なマトリックスに対
して適用する工程、およびさらに、骨形成を受けるために十分な時間の間、細胞
をインキュベートする工程を包含する。ここでは、移植可能なマトリックスは、
その上およびその中に取り込まれた骨組織の形成を有する。
を与えるための組成物、およびその使用方法を提供する。このように、本発明は
、代謝性の骨の疾患または非代謝性の骨の疾患、ならびに適切な骨の形成の増大
に関係している疾患を処置するための広範囲の臨床的な用途を有する。
キソビボでの骨組織を操作する適用を有する。この組成物はまた、他の生理学的
な薬剤とともに、そして吸収が可能であるはまたは吸収が不可能であるかのいず
れかの性質の、プロテーゼデバイスである外科手術用の移植物と組合せて、特定
の用途を有する。
細胞の発生運命(fate)および分化を調節することを実証する。VDRは、
VDR/RXRヘテロ二量体を通じて主に機能すると考えられているが、直接ま
たは間接的な機構を通じるRAR媒介性シグナル伝達は、VDRの転写活性、プ
ロモーター特異性、および/または補因子の動員を調節することにおいて重要で
あり得る。VDRおよびRARは、骨芽細胞中で豊富に発現され、そしてそれら
のリガンドは、同様の表現型上の影響を有し、このことはさらに、骨芽細胞の機
能の制御における重複している役割を示唆している。
された機能を有する。この様式においては、1,25 VD3の濃度は、Ca2 + の吸収および増大の刺激を通じて間接的に、骨芽細胞の生理学に影響を与える
(1)。この理由のために、骨芽細胞の機能に対する1,25 VD3の直接的
な影響と間接的な影響との間を区別することは困難となっている。特徴付けられ
た骨芽細胞株であるMC3T3−E1を使用して、適切な条件下でこれらの細胞
が鉱化作用するように処理され得ることが、本明細書中で実証される。分化のこ
のプロセスの間に、これらの細胞は、インビボで観察されたものと並行する、十
分に規定された多数の段階を通過する(20、24)。MC3T3−E1細胞培
養物(あるいは、マウスまたはラット起源の胎児の頭蓋冠細胞)に対する培養後
すぐの1,25 VD3の添加は、骨形成性の小結節形成の減少、およびオステ
オカルシンの減少した発現を導く(26−28)。
加が、鉱化作用の濃度依存性の減少を導くことが、本明細書中で実証される。し
かし、これらの条件下では、1,25 VD3が、アポトーシス性の細胞体の出
現の増大に付随して、細胞の生存性を減少させることもまた、最初に本明細書中
で実証される。このことは、前骨芽細胞に対する1,25 VD3の阻害作用の
一部が、これらの細胞集団中でアポトーシスを刺激する1,25 VD3の能力
とともに存在することを示唆する。同様に、これらの同じ培養物の全トランスR
A、9−シスRA、TTNPB、およびRARα選択的アゴニストでの処理(図
2、およびデータは示されない)は、鉱化作用を阻害し、そして死亡しつつある
細胞の数の増大と対になった細胞の生存性における濃度依存性の減少を導いた。
従って、1,25 VD3およびレチノイドは、MC3T3−E1培養物中で同
様の表現型上の応答を誘発した。
て骨形成を阻害し、そして細胞死を刺激するリガンドの能力が、研究された。リ
ガンドの組合せは、いずれかの単独よりも有効であることが見出され、そしてい
くつかの場合においては(特に、細胞死の誘導においては)、2つのリガンドが
、相乗作用の様式で作用するようである。特定の目的は、RAR選択的リガンド
が、全トランスまたは9−シスと同様に作動する場合である。これらは、それぞ
れ、高濃度および低濃度でRXRを活性化し得る。いくつかの例においては、こ
の複合体中のRXR部分の活性化は、1,25 VD3媒介性トランス活性化を
阻害し得る(29)。しかし、RAR選択的リガンドが、RARまたはRXRの
いずれかを活性化し得るリガンドに対して同様の応答を誘発するという観察は、
RAR媒介性シグナル伝達の活性化の重要な要件を示唆する。さらに、このプロ
セスにおけるRARシグナル伝達の重要性についての証拠は、前骨芽細胞の死に
対する1,25 VD3の影響、およびより少ない程度には、鉱化作用が、RA
Rα選択的アンタゴニストの添加を通じて阻害され得ることである。RARα選
択的であるアンタゴニストの濃度は、処理されていない培養物と比較して、鉱化
作用を3倍増強した。まとめると、これらのデータは、RAR媒介性シグナル伝
達に対する依存性を、そしてより詳細には、これらのプロセスにおけるRARの
重要な役割を示唆する。
、RARαのドミナントネガティブのバージョンが構築され、そしてその1,2
5 VD3の作用を阻害する能力について試験された;公知のVDR相互作用タ
ンパク質であるRXRのドミナントネガティブバージョンもまた、比較の目的の
ために作製された。セレクチンの非存在下では、EGFPのみでトランスフェク
トされた細胞と比較して、いずれかのドミナントネガティブを発現する処理され
た細胞中のEGFPを発現する細胞数の増大が、観察された。処理されたグルー
プの中のEGFPを発現する細胞数の増大は、ドミナントネガティブのレセプタ
ーの存在が、1,25 VD3、RARアゴニスト、またはそれらの両方の存在
下で選択的な利点を伴ってそれを発現する細胞を提供することを示唆する。dn
RARおよびdnRXRの両方ともが、1,25 VD3誘導性アポトーシスを
阻害し得た。dnRARは、この点においてはわずかにより強力であった。この
ことは、RAREレポーター遺伝子を阻害することにおけるそれらのそれぞれの
有効性と一致する。この状況においては、dnRARはRXRを分離するように
機能することが可能であり(30)、そしてそれによって、重要なヘテロ二量体
のVDR結合パートナーである、RXRの接近の調節を通じて間接的にVDRの
シグナル伝達を制限する。しかし、VDR/RXRのシグナル伝達には影響をあ
たえないはずであるRAR選択的アンタゴニストもまた、1,25 VD3誘導
性の前骨芽細胞アポトーシスを阻害するという観察は、さらに、RARの直接的
な関与を示す。
の活性を妨害することが示されており、そしていくつかの細胞システムにおいて
は、これは、増殖の停止およびアポトーシスを導く(31)。組合わせると、1
,25 VD3およびレチノイドは、アポトーシスを刺激することが示されてい
る(32)。しかし、ほとんどの例においては、リガンドは、RAR選択的では
なく、そして他の場合においては、リガンドは、レセプター依存性の作用を有す
ると考えられる(32)。いくつかのRAR選択的アンタゴニストは、抗AP−
1を示し、レチノイドについて観察されるものと同様の様式で、細胞性の増殖の
阻害を生じる(33)。AGN193836および1,25 VD3はともに、
AP−1のトランス抑制を通じて増殖を停止させそしてアポトーシスを刺激し得
るという可能性が存在する。AGN194301の添加(これは、AP−1を阻
害するように作動しない場合)は、内因性のRAに対して競合し得、そしてそれ
によって、リガンドによって活性化されたRARの形成を減少させ、そしてAP
−1に対するレチノイドによって活性化されたレセプターの影響を逆転させる。
1,25 VD3およびレチノイドのシグナル伝達経路の両方が、AP−1活性
を協同して阻害することが示されており、その結果、1つの経路の不活化は、生
存性を維持する適切なAP−1活性を回復するために十分であり得る(34)。
しかし、AP−1の阻害がこれらの2つのシグナル伝達経路の作用を十分に説明
するためには十分ではないことを示唆する証拠は、dnRARの発現によって生
じる。以前の研究で、Schuleら(35)は、dnRARがAP−1活性の
RA媒介性不活化を抑制することにおいて無効であることを実証した。しかし、
本明細書中で示されるように、dnRARは、骨芽細胞中でのアポトーシスの誘
導において、1,25 VD3、レチノイド、またはそれらの両方の作用を阻害
することいおいて有効であった。これらの結果は、2つの経路の作用が、完全に
は、AP−1のリガンドによって活性化されたレセプターのトランス抑制によっ
て説明できないことを示唆する。
マーの複合体を形成して遺伝子発現に対して影響を与えることが、可能である。
VDRおよびRARは、インビトロで特定のホルモン応答エレメントに協同して
結合することが示されている(11)。しかし、哺乳動物のツーハイブッドシス
テムを使用した場合には、これらの2つのタンパク質間での有意な相互作用はそ
のようには検出されなかった(SampaioおよびUnderhill、公開
されていないデータ)。同様に、最近の研究は、VDRおよびTRもまた、イン
ビボでは相互作用しないことを示したが、インビトロで行われた以前の研究は、
それらのあり得る相互作用を示唆した(36)。従って、VDRおよびRARが
相互作用して、遺伝子発現に影響を与え得る機構は、なお不明なままである。
ログラムされた細胞死を調節するように相似することを示唆する。次いで、これ
は、骨芽細胞の表現型の発現が、VDRおよびRAR媒介性シグナルの組合せに
よって調整されることを示唆する。インビボでは、1,25 VD3への透析患
者の慢性的な曝露が、筋無力症の骨の疾患の発症に関係する。筋無力症の骨の疾
患は、有意に減少した骨の形成、および骨芽細胞培養物の慢性的な1,25 V
D3での処理を用いて本明細書中で観察されるものと同様の結果によって特徴付
けられる(38)。骨を形成する細胞中の両方の経路の同時活性化はまた、鉱化
作用のより大きな減少をみちびき、そして特定の条件下では、骨粗鬆症のような
骨格の疾患の発症に関係している因子であり得る(16、17、39)。前骨芽
細胞に対する1,25 VD3のこれらの影響の多くは、RAR媒介性シグナル
伝達を妨害することによって弱められ、従って、骨形成の障害の処置のために骨
の形成を増大させるための、可能性のある治療標的を提供し得る。
を阻害する) 1,25 VD3およびレチノイドは、インビトロおよびインビボの両方にお
いて骨格形成に影響を与えることが示されている。1,25 VD3の影響のほ
とんどは、ホモ二量体として、またはRXRのヘテロ二量体パートナーとともに
のいずれかで作用する、VDRの作用によって媒介されると考えられている。レ
チノイドは、この後者の複合体の活性を調節し得るか、またはRAR/RXRヘ
テロ二量体を通じて作用して、遺伝子の発現に影響を与え得る。骨形成に対する
RARおよびVDRの関与に特に着手するために、RAR選択的アゴニストが、
RAR媒介性シグナル伝達を活性化するために使用された。
芽細胞株であるMC3T3−E1において研究された。これは、インビボでの骨
形成プログラムの直ぐ後に続くことが見出されている(20、24)。細胞を、
コンフルエントに到達させ、その時点で、アスコルビン酸およびGPをリガンド
とともに添加した。28日後、培養物を固定し、そして鉱化作用の程度を、アリ
ザリンレッドSでの染色によって決定した。コントロール培養物中の約18%の
領域が、アリザリンレッドSで染色された(図1A、E)。対照的に、RAR選
択的アゴニスト(AGN193836)(25)、1,25 VD3、またはそ
れらの両方のいずれかへの培養物の曝露によって、用量依存性の様式でのアリザ
リンレッドの染色における減少が導かれた(図1B−E)。10nMのAGN1
93836での培養物の処理は、骨の形成を劇的に阻害し、一方、より高い濃度
では、骨の形成は完全に妨げられた(図1B、E)。種々の濃度の全トランスR
A、9−シスRA、またはTTNPBでの処理は、骨の形成において同様の減少
を導いた(データは示されない)。同様に、1,25 VD3(0.1nM)は
、アリザリンレッド染色の量の減少を導き、漸増濃度では骨の形成をさらに抑制
した(図1C、E)。いずれかでの単独での処理を用いるよりも、組合せた場合
には、骨の小結節形成においてさらなる減少が存在した(図1B、C、D)。興
味深いことに、高い薬物濃度では、細胞の形態学においてもまた変化が存在し、
そしてこれは特に、両方の化合物を用いて処理された培養物において明らかであ
った(図1D)。これらの培養物中では、細胞は、外形が放射状であり、そして
細胞密度は低く、個々の細胞は、容易に識別された(図1Aを1Dと比較する)
。処理された培養物中では、細胞は単層として残り、一方、処理されていない培
養物中では、細胞は、複数の層を形成する。長期間の培養物中での細胞の密度に
おける明らかな変化と一致して、60時間後のMTTアッセイを使用した細胞の
生存性の分析は、AGN193836または1,25VD3を用いたMC3T3
−E1細胞の処理が、個々に、または組合せて、細胞の生存性を減少させること
を示した(図1F)。まとめると、1,25 VD3またはRAR選択的アゴニ
ストでの前骨芽細胞の処理は、鉱化作用および細胞の生存性の同様の阻害を導き
、そして組み合わされた場合にさらに顕著な効果を導く。
る) 1,25 VD3およびレチノイドの両方での分化しつつある骨芽細胞の処理
は、細胞の密度における顕著な減少を導いた。これは、培地中での多数の剥離し
た細胞の出現を伴って、初期の培養時間(薬物の添加後2〜3日)で達成された
。これらの浮いている細胞の生存性を評価するために、膜不透性核染色であるヨ
ウ化プロピジウムが、培地に添加された。浮遊している細胞体は、PIの存在下
で蛍光となり、このことは、それらの膜が損傷され、そしてそれらが死細胞また
は死亡しつつある細胞を示すしたことを示唆する(図2B−E)。鉱化作用しつ
つある培養物中で観察されるように、漸増濃度の1,25 VD3またはAGN
193836のいずれかは、増大した数のPIポジティブである細胞を導いた(
図2B−E)。蛍光細胞数における2〜3倍の穏やかな増大が、漸増濃度のAG
N193836で観察された。全トランスRA、9−シスRA、およびTTNP
Bもまた、細胞死を刺激することが見出された(データは示されない)。同様に
、漸増濃度の1,25 VD3は、より多数のPI−によって染色された細胞体
を導き(図2C、E)、1,25 VD3は、試験された濃度の範囲にわたって
RARアゴニストよりもより大きな能力を示す。しかし、組合せると、PIで染
色された細胞数における劇的な増大が存在した。これは、2つのリガンドでの処
理の個々の影響の和よりも大きく、このことは相乗作用を示す(図2D、E)。
従って、1,25 VD3およびレチノイドが、分化しつつある骨芽細胞中で細
胞死を刺激することが明らかとなった。これらの細胞体の形態および強いPI染
色は、アポトーシス性の細胞体中の濃縮されたクロマチンと一致した。
さらに着手するために、TUNEL標識がアポトーシス性の細胞を標識するため
に使用された。細胞が固定され、そしてTUNELアッセイを使用して標識され
、続いてヨウ化プロピジウムで染色された。これらの条件下では、全ての細胞が
、染色前の固定に起因してPIポジティブであるが、2つの顕著な細胞の集団が
存在するようである。1つは、弱い散剤性のPI染色を有し、そして他方は、は
るかにより強いPI染色を有する。これらはクロマチンの濃縮を反映する。PI
について最も強く染色されている細胞は、以前の実験において観察された細胞と
形態学において同様であり、そしてこれらは、コントロールの培養物(図2F)
と比較して、両方のリガンドで処理された培養物(図2I、L)中で非常に豊富
であることが見出された。TUNELでポジティブに染色された細胞のグループ
もまた、同様であった(図2G、H、J、K、M、N)。PI染色を用いて観察
されるように、両方のリガンドでの組合せられた処理は、TUNELポジティブ
細胞の数を大きく増大させた(図2Gを2J、Mに対して比較する)。TUNE
Lポジティブの細胞はまた、両方のリガンドでの処理と比較してより少ないが、
個々のリガンドでの処理の後で観察された(データは示されない)。さらに、低
い密度(<60%のコンフルエンス)での培養物に対するリガンドの添加は、ア
ポトーシス性の細胞が24時間後に観察される(データは示されない)高い密度
の培養物(>95%のコンフルエンス)の処理と比較して、アポトーシス性の細
胞の出現を遅らせた。アポトーシスの誘導は、細胞の密度の程度に依存している
ようであった。これらの結果は、レチノイドおよび1,25 VD3が、分化し
つつある骨芽細胞培養物中でアポトーシスを刺激することを示唆し、そしてこの
傾向はおそらく、骨の小結節形成の阻害に関係している。これらの結果の分析は
、VDRおよびRAR媒介性シグナルが、骨芽細胞の培養物中で鉱化作用を阻害
しそしてアポトーシスを刺激するように協同して作用することを示唆する。
めに、RAR選択的アンタゴニストが、1,25 VD3の作用を阻害するその
能力を評価するために使用された。鉱化作用しつつあるMC3T3−E1培養物
のRARα選択的アンタゴニストであるAGN194301での処理(27)は
、アリザリンレッドS染色における濃度依存性の増大を導いた(図3A、B、E
)。10nM程度の低い濃度のAGN194301は、処理されていないコント
ロールよりも約3倍大きい量でアリザリンレッドS染色を増大させた(図3E)
。1μMでは、培養物の表面の領域の約95%が、約18%の染色を有したコン
トロールの培養物と比較して、アリザリンレッドSで染色された(図3A、B、
E)。これらの観察に従って、1000nMのAGN194301のMC3T3
−E1培養物に対する添加は、OCの発現を刺激した(図3F)。アンタゴニス
トは、コントロールの培養物と比較して、25日目の培養物中でのOC mRN
Aの定常状態のレベルを増大させ、そしてまたこれらの培養物中のオステオカル
シンmRNAの出現を加速した。野生型の培養物中では、OC mRNAは、1
8日の培養後に初めて出現したが、一方、アンタゴニストで処理された培養物中
では、強力なOCmRNAの発現は、12日後に明らかになった(図3F)。ア
ンタゴニストで処理された培養物中でのこのOCmRNAの量のこの増大は、骨
の鉱化作用に対するその影響と一致する。
察された結果とは非常に対照的であるという特徴がある(図1B)。さらに、1
,25 VD3で処理された培養物に対するアンタゴニストの添加は、骨の小結
節形成の量を増大させた。10nMの1.25 VD3での、100nMのAG
N194301の添加は、コントロールの培養物中での形成の約70%にまで骨
の形成を回復させた(図3A、C−E)が、これは、アンタゴニストのみで処理
された培養物中で観察された形成よりもはるかに少なかった。従って、RAR選
択的アンタゴニストの添加は、1,25VD3の鉱化作用に対する影響を部分的
に逆転させ得た。これらの結果と一致して、AGN194301の1,25 V
D3で処理された培養物に対する添加もまた、1,25 VD3によって誘導さ
れる細胞死を阻害した(図4A−E)。AGN194301は単独では、MC3
T3−E1培養物中でのPIポジティブ細胞の出現に対して容易に評価できる影
響を有さなかった(図4A、B)。しかし、アンタゴニストの添加は、1,25 VD3で処理された培養物のPIポジティブ細胞の数の20%未満の量にまで
、1,25 VD3で処理された培養物中のPIポジティブ細胞の数を劇的に減
少させた(図4C−E)。従って、RAR選択的アンタゴニストは、アポトーシ
スに対して、そして鉱化作用に対しては一部、1,25 VD3の影響を逆転さ
せることができる。
って媒介されるアポトーシスを阻害する) 1,25 VD3がRAR媒介性経路を通じて作動するかどうかを決定するた
めに、RARαのドミナントネガティブなバージョン、および十分に規定された
VDRのパートナーであるRXRが構築された。ドミナントネガティブなレセプ
ターを発現する細胞をモニターするために、構築物は、増強された緑色蛍光タン
パク質(EGFP)にC末端融合物を組み込んだ。この点で、リガンドの存在下
または非存在下での個々の細胞の発生運命が追跡され得た。より重要なことは、
これによって、安定なクローンを確立する必要性が排除され、そしてクローンの
異種性に伴う固有の問題点が最少にされた。dnRAR−EGFPおよびdnR
XR−EGFPは最初に、COS P7細胞中で試験され、そしてRARE含有
レポーター遺伝子のRA刺激を阻害すること、および核に位置することが見出さ
れた(図5A−E)。
いて細胞が、1000nMのRARアゴニストおよび/または10nMの1,2
5 VD3で処理された。EGFPのみを発現するコントロール細胞においては
、個々の処理において存在する蛍光細胞の数は減少し、最大の減少は、同時処理
された培養物中で観察された(図6A−D、K)。EGFPを発現する細胞にお
ける減少は、上記のリガンドで処理された培養物中での、細胞の生存性における
減少および細胞死の増大と一致する(図1Fおよび図2E)。対照的に、dnR
AR−EGFPを発現する細胞の数は、リガンドのみで、または組合せて処理さ
れた培養物中で増大し、処理されていないコントロールと比較して、1,25
VD3のみで処理された培養物中での単位面積あたりの蛍光細胞数が3倍増大し
た(図6E−H、K)。dnRXR−EGFPの発現もまた、dnRAR−EG
FPについて観察されたものよりも有効ではないが、1,25 VD3誘導性細
胞死からMC3T3−E1細胞を防御した。COSでトランスフェクトされた細
胞中で見られるように、dnRAR−EGFPおよびdnRXR−EGFPは、
MC3T3−E1細胞中の核に位置した。従って、RAR媒介性シグナル伝達の
、RAR選択的アンタゴニストの添加またはdnRARのトランスフェクション
のいずれかによる阻害が、骨芽細胞に対する1,25 VD3の作用を阻害する
ために十分である。
(NHO)中でも実証された。細胞は、細胞核の可視化を可能にするために、そ
して細胞数の評価を可能にするために、DNA染色によって染色された(図7A
−C)。図7D−Fにおいては、細胞は、死細胞または死亡しつつある細胞の可
視化を可能にするために、膜不透性核酸染色を用いて染色された。全トランスR
Aでの処理は、PIで染色された細胞の数を増大させるようであり、このことは
、全トランスRAがこれらの培養物中で細胞死を刺激することを示唆する。図7
G、7Iにおいては、細胞は、アリザリンレッドSで染色された。アンタゴニス
トで処理された培養物は、より強いアリザリンレッドS染色を示し、このことは
、アンタゴニストが正常なヒト骨芽細胞の培養物中で骨の形成を促進することを
示唆する。図7J−7Lにおいては、培養物は、リン酸の蓄積を試験するために
染色された。アンタゴニストで処理された培養物は、増強されたリン酸染色を示
し、このことは、アンタゴニストが正常なヒト骨芽細胞の培養物の骨の小結節形
成を促進することを示す。まとめると、このヒトでのインビトロのデータは、R
ARアンタゴニストの骨の形成を刺激する有効性、およびRAのこれらの細胞中
でアポトーシスを刺激する有効性を実証する。
そしてまた、骨芽細胞の分化および鉱化作用を刺激および促進することもまた実
証されている。AGN 194301(2−フルオロ−4−[(1−(8−ブロ
モ−2,2−ジメチル−4−(4−メチルフェニル)−2−H−クロメン−6−
イル)−メタノイル)−アミノ]−安息香酸)は、そのレセプターについて高い
親和性を有する、RARαの強力なアンタゴニストである。これは、RARβお
よびRARγについては低い親和性を有するが、これらのレセプターのアンタゴ
ニストとしてもまた作用する。
、RARαに対して高度に有効であるアンタゴニスト化合物を含み、そしてまた
、RARβおよびRARγともまた拮抗する。従って、本発明は、RARアンタ
ゴニスト、一般的には、そのアナログ、およびRARアンタゴニスト活性を示す
任意の薬剤を含む。当業者は、例えば、Tengら(1997)、J.Med.
Chem.,40,2445−2451に記載されているように、科学文献にお
いて利用可能である方法によって、そのようなRARアンタゴニストのプロフィ
ールを有する化合物を同定するために候補化合物をスクリーニングすることが可
能である。従って、当業者は、本発明が、本明細書中で使用されそして詳細に記
載されているそれらのRARアンタゴニストに限定されず、RARアンタゴニス
ト活性を有することが実証されている任意の薬剤が、本発明に良好に含まれるこ
とを理解する。さらに、当業者は、RARアンタゴニストの混合物もまた、本発
明の組成物中に含まれることを理解する。
、AGN194301のような、モノ−またはジ−フルオロ置換されたメチルク
ロメンを含む。本発明のRARアンタゴニスト化合物は、従来の化学的な合成方
法によって合成され得る。例えば、AGN194301は、Tengら(前出)
に記載されているように、または米国特許第5,559,248号(これは、そ
の全体において本明細書中で参考として援用されている)に記載されているよう
に合成され得る。他の有用なRARアンタゴニストは、例えば、Eyrolle
sら、Med.Chem.Res.2:361−367(1992)およびAp
felら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:7129−
7133(1992)(これらは、それらの全体において本明細書中で参考とし
て援用されている)に記載されている。
くつかの異なるタイプのRARアンタゴニストが、本発明での使用に適切である
ことを容易に理解する。他の適切なRARアンタゴニストは、例えば、第WO9
933821号、第WO9924415号、米国特許第第5,877,207号
、米国特許第5,776,699号、および日本国特許第10114757号(
これらのそれぞれの開示は、それらの全体において本明細書中で参考として援用
されている)において教示されている。このようなアンタゴニスト薬剤として、
以下が挙げられるがこれらに限定されない:AGN193109、AGN190
121、AGN194574、AGN193174、AGN193639、AG
N193676、AGN193644、SRI11335、Ro41−5253
、Ro40−6055、CD2366、BMS185411、BMS18945
3、CD−2665、CD2019、CD2781、CD2665、CD271
。本発明での使用に適切な他のRARアンタゴニストとして、Kanekoら、
1991;Eyrollesら、1994;Yoshimuraら、1995;
EckharatおよびSchmitt、1994;ならびにTengら、19
97に開示されているものが挙げられる。所望される場合には、RARアンタゴ
ニストの混合物を使用することもまた、本発明の範囲内である。
与え得、そして特に、骨形成を促進する活性を保有するという実証を用いて、薬
学的組成物が今や開発され得、そして骨の発達の異常(非代謝性の骨の疾患およ
び代謝性の骨の疾患の両方)または骨の外傷、ならびにビタミン過剰症Aおよび
ビタミンD毒性の宿主を処置するために使用され得る。本発明のRARアンゴニ
ストの、骨の発達の異常または骨の外傷についての代表的な用途として、例えば
、以下が挙げられる:骨の欠損および欠失の修復(例えば、閉鎖骨折、開放骨折
、および結合していない骨折)、骨/脊髄の奇形、骨肉腫、骨髄腫、骨の形成異
常症、および脊柱側彎症において生じるもの);閉鎖骨折および開放骨折の軽減
における予防的な使用;形成外科手術における骨の治癒の促進;接着していない
補綴関節および歯科用インプラントへの骨の内方増殖(ingrowth)の刺
激;閉経前の女性での骨のピーク質量の増大;成長欠損の処置;歯周病および歯
周の欠損の処置、ならびに他の歯の修復プロセス;伸延(distractio
n)骨形成の間の骨の形成の増大;ならびに他の骨格の障害(例えば、加齢関連
骨粗鬆症、閉経後の骨粗鬆症、グルココルチコイドによって誘導される骨粗鬆症
、または非活動性骨粗鬆症、および関節炎、骨軟化症、繊維性骨化症、腎性骨形
成異常(renal bone dystrophy)および骨のページェット
病の処置、あるいは、骨の形成の刺激によって有利である任意の状態。
れているRARアンタゴニスト組成物を使用することが可能であり、そして胚性
幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、および骨、骨髄、または血液に
由来する骨格の前駆体細胞を含むがこれらに限定されない種々の細胞型に対する
ポジティブな生理学的な影響に関して、成功の合理的な期待を有する。RARア
ンタゴニスト組成物の脱分化した細胞に対する使用もまた、本発明に含まれる。
脱分化した細胞は、細胞周期に再度入り、そして他の細胞型に関係し得る、有糸
分裂後の細胞である。当業者は、筋肉から採取されたような脱分化した細胞が、
例えば、骨芽細胞の能力を持続するように再分化ために、RARアンタゴニスト
組成物で処理され得ることを理解する。任意の多能性の細胞型が、骨形成を持続
させるために本発明の組成物とともに使用され得、そしてそれで処理され得る。
さらに、任意の数の薬剤(例えば、骨の形態形成因子、抗吸収薬剤、骨形成因子
、軟骨に由来する形態形成タンパク質、成長ホルモン、および分化因子)が、骨
形成の促進を補助するために、本発明のRARアンタゴニスト組成物とともに使
用され得る。
る骨の切除(例えば、ガンの処置のため)の修復において、そして美容外科手術
において有用であり得る。骨の欠損または異常は、脊椎動物被験体中では、特定
の構造および機能的な特性を示す本発明のRARアンタゴニスト化合物を投与す
ることによって、処置され得る。本発明の組成物は、全身的にまたは局所的に投
与され得る。全身的な使用のためには、本明細書中の化合物は、従来の方法に従
って、非経口的に(例えば、静脈内、皮下、筋肉内、腹膜内、鼻腔内、または経
皮的に)、または経腸での(例えば、経口または直腸から)送達のために処方さ
れる。例えば、組成物は、坐剤(例えば、直腸用の調製物、および局所的な投与
(例えば、筋肉内、皮下、関節内注射、包埋調製物、軟らかい軟膏など)のため
の、非経口用の調製物)に成形され得る。
らかいカプセル中に充填され得るか、またはそれが液体で得られる場合には、経
口用の調製物を生じるなどであり得る。本発明の組成物が固体の分散物である場
合には、これは、カプセル中にパックされ得るか、あるいは、経口用の調製物を
生じるための、ペレット、微細な顆粒、顆粒、または錠剤に成形され得る。固体
の分散物の場合には、組成物は、球状、棒状、針状、ペレット状、およびフィル
ムのような固体の形態に、当業者によって理解されるように、必要とされるさら
なる添加物の存在下で成形され得る。
って行われ得る。注射による投与または別々の間隔を空けられた投与の他の経路
による投与は、1週間に1回から1日に1〜3回までの範囲の間隔で行われ得る
。あるいは、本明細書中で開示されている化合物は、周期的な様式で投与され得
る(開示された化合物の投与;続いて、投与されない;続いて開示された化合物
の投与;など)。処置は、所望される結果が達成されるまで継続する。
治療濃度は、特定の状態(例えば、ビタミンA毒性)の軽減を達成するかまたは
その発現を遅らせるその濃度である。レチノイドによって誘導される毒性をブロ
ックするためにアンタゴニスト化合物が同時投与される場合には、アンタゴニス
ト組成物は、特定の状態の発症を防ぐために予防的な様式で使用されることが理
解される。
処置される状態の重篤度および処置に対する患者の感受性によって変化し得る。
従って、単一の濃度が一様に有用であり得るのではないが、処置される慢性的な
または急性の骨の状態の特徴に依存して、改変が必要である。このような濃度は
、当業者に公知であるように、慣用的な実験を通じて到達され得る。しかし、1
mlの処方物あたり0.01から1.0ミリグラムの間のアンタゴニストを含有
する組成物が、例えば、局所投与のための治療有効濃度を構成し得ることが理解
される。全身的に投与される場合には、1日あたり体重1kgあたり0.01か
ら5mgの間の量が、治療結果を提供し得る。一般的には、組成物は、約0.0
01mg/kg体重から約300mg/kg体重の上限までの投薬範囲で投与さ
れ得る。
塩水、緩衝化生理食塩水、水中の5%のデキストロース、エタノール、微量金属
を含有するホウ酸緩衝化生理食塩水など、およびそれらの混合物)と組合せて本
発明のRARアンタゴニストを含む。処方物はさらに、1つ以上の賦形剤、防腐
剤、可溶化剤、緩衝化剤、バイアルの表面上でのタンパク質の損失を防ぐための
アルブミン、滑沢剤、充填剤、安定化剤などを含み得る。処方のための方法は当
該分野で周知であり、そして例えば、Remington’s Pharmac
eutical Sciences、Gennaro編、Mack Publi
shing Co.,Easton Pa.,1990(これは、本明細書中で
参考として援用されている)に開示されている。
る。付随して使用される薬物の例として、例えば、以下が挙げられ得る:カルシ
ウム調製物(例えば、炭酸カルシウム)、カルシトニン調製物、性ホルモン(例
えば、エストロゲン、エストラジオール)、プロスタグランジンA1、ビスホス
ホン酸、イプリフラボン、フッ素化合物(例えば、フッ化ナトリウム)、ビタミ
ンK、骨の形態形成タンパク質(BMP)、繊維芽細胞増殖因子(FGF)、血
小板由来増殖因子(PDGF)、トランスホーミング増殖因子(TGF−β)、
インシュリン様増殖因子1および2(IGF−1,2)、副甲状腺ホルモン(P
TH)、表皮増殖因子(EGF)、白血病阻害因子(LIP)、オステオゲニン
、ならびに骨の吸収抑制因子(例えば、エストロゲン、カルシトニン、およびビ
ホスホネート)。このような薬剤の混合物もまた、本発明の組成物中で使用され
得、そしてその中に処方され得るか、あるいは、本発明の組成物と組合せて使用
され得ることが意図される。
濁液、コーティングされたカプセル、クリーム剤、ローション剤、坐剤、凍結乾
燥散剤、経皮用のパッチの形態、または当該分野で公知の他の形態であり得る。
局所的な投与は、傷害または欠損の部位での注射により得るか、あるいは、その
部位での固体のキャリアの挿入または接着により得るか、あるいは粘性の液体の
直接的な局所的な適用などにより得る。経口投与のためには、送達ビヒクルは、
好ましくは、骨または軟骨の成長のためのマトリックスを提供し得、そしてこれ
は、有害な影響を伴うことなく被験体によって吸収され得るビヒクルであり得る
。
例えば、WIPO公開番号第WO93/20859号(これは、その全体におい
て本明細書中で参考として援用されている)に記載されているような)の使用に
よって増強され得る。このタイプのフィルムは、吸収が可能であるものおよび吸
収が不可能であるものの両方の、プロテーゼデバイスおよび外科用インプラント
についてのコーティングとして特に有用である。フィルムは、例えば、外科用の
ネジ、ロッド、ピン、プレートなどの外表面の周辺を包み得る。このタイプの移
植可能なデバイスは、整形外科手術において慣用的に使用される。このフィルム
はまた、ヒドロキシアパタイトブロック、脱鉱化作用した骨のマトリックスプラ
グ、コラーゲンマトリックスなどのような、骨を充填する材料をコーティングす
るためにも使用され得る。一般的には、本明細書中に記載されているフィルムま
たはデバイスは、骨折の部位で骨に対して適用される。適用は、一般的には、標
準的な外科手術手順を使用して、骨の内部への移植または骨の表面への接着によ
る。
でいる生体分解性のフィルムおよびマトリックスは、上記に議論されているよう
な、他の活性なまたは不活性な成分、およびそれらの混合物を含み得る。特に目
的のものは、組織の増殖または浸潤を促進するそのような薬剤(例えば、増殖因
子)である。この目的についての例示的な増殖因子としては、表皮増殖因子(E
GF)、繊維芽細胞増殖因子(FGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、ト
ランスホーミング増殖因子(TGF)、副甲状腺ホルモン(PTH)、白血病阻
害因子(LIF)、インシュリン様増殖因子(IGF)などが挙げられる。骨の
成長を促進する薬剤(例えば、骨の形態形成タンパク質(米国特許第4,761
,471号)、オステオゲニン(Sampathら、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA(1987)84:7109−13)、およびNaF(T
encerら、J.Biomed.Mat.Res.(1989)23:571
−89)もまた好ましい。生体分解性のフィルムまたはマトリックスとしては、
硫酸カルシウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ポリ乳酸、ポリ
無水物、骨または皮膚のコラーゲン、純粋なタンパク質、細胞外マトリックス成
分など、およびそれらの組合せが挙げられる。このような生体分解性の材料は、
非生体分解性の材料(例えば、ポリマーインプラント、チタンインプラント)と
組合せて、所望される機構的、美容上の、または組織もしくはマトリックスの界
面の特性を提供するために使用され得る。
ミニポンプ(Alza Corp.,Palo Alto,Calif.)の使
用;Wangらにおいて開示されているような徐放マトリックス材料(PCT公
開番号第WO90/11366号)の使用;Baoらにおいて開示されているよ
うな電気的に荷電したデキストランビーズ(PCT公開番号第WO92/031
25号)の使用;例えば、Ksanderら、Ann.Surg.(1990)
211(3):288−94に開示されているようなコラーゲンに基づく送達シ
ステムの使用;Beckら、J.Bone Min.Res.(1991)6(
11):1257−65に開示されているようなメチルセルロースゲルシステム
の使用;Edelmanら、Biomaterials(1991)12:61
9−26に開示されているようなアルギン酸に基づくシステムの使用など。骨の
中での維持された局所的な送達のための当該分野で周知の他の方法として、浸透
され得る有孔性のコーティングされた金属性のプロテーゼ、およびその中に治療
用組成物が取り込まれた固体のプラスチックのロッドが挙げられる。
ばれるリン脂質のベシクル中に含まれた溶液または乳濁物として提供され得る、
少なくとも1つのRARアンタゴニストを含み得る。リポソームは、単層または
多層であり得、そしてホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコ
リン、コレステロール、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリ
ン、デミリストイルホスファチジルコリン、およびそれらの組合せから選択され
る構成成分から形成され得る。多層のリポソームは、単層のベシクルと同様の組
成物の多層のベシクルを含むが、溶液または乳濁物中の銀成分がその中に捕捉さ
れる複数の区画を生じるように調製される。さらに、他のアジュバントおよび改
変剤が、リポソーム処方物(例えば、ポリエチレングリコール)または他の材料
中に含まれ得る。
得ることが当業者によって理解される。リポソームは、例えば、米国特許第4,
235,871号、およびRRC、Liposomes:A Practica
l Approach.IRL Press,Oxford,1990、33−
101頁に開示されているような種々の公知の方法によって調製され得る。
抗体フラグメント、サイトカインおよびホルモンおよび他の小さいタンパク質、
ポリペプチドまたは非タンパク質分子(これらは、リポソームに対して所望され
る酵素的特徴または表面認識特徴を付与する)のような、リポソームの外部に対
して結合した非ポリマー分子を有するような改変を有し得る。特定の器官または
細胞型に対してリポソームを優先的に標的化する表面分子として、例えば、特定
の抗原を保有する細胞に対してリポソームを標的化する抗体が挙げられる。この
ような分子をカップリングするための技術は、当業者に周知である(例えば、米
国特許第4,762,915号を参照のこと(その開示は本明細書中で参考とし
て援用されている))。あるいは、または組合せて、当業者は、正または負の正
味の電荷を保有する任意の数の脂質が、リポソーム膜の表面電荷または表面電荷
密度を変化させるために使用され得ることを理解する。
質二重層の成分として熱感受性またはpH感受性の脂質を取り込み得る。
体的に安定化されたリポソーム中にRARアンタゴニストをカプセル化すること
が有利であり得る。立体的に安定化されたリポソームは、それらの表面の必須の
成分としてポリエチレングリコールを含有して産生され、そしてそのようなリポ
ソームを作製する方法は当業者に公知である。
る。約10nmから300nmの間のリポソームが適切であり得る。さらに、本
発明の組成物は、種々の大きさのリポソームを含み得る。
のタイプのカプセルの材料もまた、RARアンタゴニストをカプセル化するため
に使用され得ることが当業者によって理解される。イオン交換樹脂、結晶性セラ
ミックス、生体適合性のガラス、ラテックスおよび分散させられた粒子から構成
されるものを含むがこれらに限定されないミクロスフェアが、本発明での使用に
適切である。同様に、ナノスフェアおよび他の脂質、ポリマー、またはタンパク
質材料もまた、使用され得る。
R活性を阻害するかまたは減少させるために、アンチセンスに基づくストラテジ
ーを使用する組成物を提供する。原理は、遺伝子発現の配列特異的抑制がmRN
Aと相補的なアンチセンス種との間での細胞内ハイブリダイゼーションによって
達成され得るという仮説に基づく。RNAまたはDNAのセンス鎖と高い程度の
特異性で結合するアンチセンス鎖のヌクレオチドを合成することが可能である。
ハイブリッドのRNA2本鎖の形成は、次いで、標的のmRNAのプロセシング
/輸送/翻訳および/または安定性を妨害し得る。
ンチセンス作用は、ASオリゴヌクレオチド、AS RNA、DNAの注入、お
よびAS RNA発現ベクターのトランスフェクションを含む種々のアプローチ
を使用して記載されている。治療用のアンチセンスヌクレオチドは、オリゴヌク
レオチドまたは発現されるヌクレオチドとして作製され得る。オリゴヌクレオチ
ドは、通常は15から20の核酸塩基の長さであるDNAの短い一本鎖である。
発現されるヌクレオチドは、アデノウイルス、レトロウイルス、またはプラスミ
ドベクターのような発現ベクターによって作製される。ベクターは、培養物中の
細胞に対して、または次いでその細胞がアンチセンスヌクレオチドを作製する患
者に対して投与される。発現ベクターは、数ダースの塩基から数千の塩基までの
長さで変化し得るアンチセンスRNAを生じるように設計され得る。
転写を阻害するために、アンチセンスRAR DNA配列でトランスフェクトさ
れ得る。あるいは、アンチセンスRAR配列は、組成物として投与され得る。適
切なアンチセンスオリゴヌクレオチドは、GenBankに寄託されたRAR配
列の一部に対して指向される。
のための、重要な臨床的な治療的用途を有する。RNRアンタゴニストは、イン
ビトロ、インビボおよびエキソビボの両方でそのような処置を提供して、外傷、
骨の発達および維持にネガティブな影響を与える遺伝的な疾患または変形性疾患
の結果としての種々の状態を処置するために、使用され得る。
望される細胞培養物に対して選択されたRARアンタゴニストまたはその混合物
を適用し得る。代表的な細胞培養物は、実施例を参照して本明細書中に記載され
ているが、一般的には、胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、お
よび骨、骨髄または血液に由来する骨格の前駆体細胞が挙げられ得る。このよう
な細胞はまた、脱分化した細胞を含み得る、細胞培養物は、細胞が所望される組
織部位で患者に対して種々の従来の方法によって投与された後で、所望される生
理学的な結果が達成されるまで維持され得る。あるいは、このような培養された
処理された細胞は、インプラント中に、またはインプラントもしくはプロテーゼ
デバイス中に適用され得るか、またはその中で増殖させられ得、そして、患者の
移植の前に行われる骨の鉱化作用および沈着を可能にするために、インビトロで
さらに培養され得る。
過剰な骨の形成が存在する障害を処置するために骨形成を阻害するために、そし
て、大理石骨病または進行性骨化性線維形成異常症(FOP)においてもまた、
RARアゴニストの薬学的組成物を提供する。RARアゴニストは、RARと会
合した場合に細胞性の応答を開始するアゴニスト化合物を含む。
ストは、好ましくは、RARについてのアゴニストとして選択的な活性を有する
、天然に存在しているかまたは合成のレチノイドのいずれかであり得る。RAR
アゴニストとしての活性を有する天然に存在するレチノイドの例は、全トランス
レチノイン酸(全トランスRA)および9−シスレチノイン酸(9−シスRA)
(これらは、立体異性体である)であり、全トランスRAは、代謝の間に天然に
おいては9−シスRAに転換される(J.G.Allenら、Pharmac.
Ther.,40:1−27、1989)。
特許第5,234,926号(これは、その全体において本明細書中で参考とし
て援用されている)は、RARアゴニストとしての選択的な活性を有する、ヘテ
ロ芳香族基およびヘテロ二環式基を保有する、2置換されたアセチレンを合成す
る方法を開示する。米国特許第4,326,055号(これは、その全体におい
て本明細書中で参考として援用されている)は、レチノイド様の活性を有する、
5,6,7,8−テトラヒドロナフチルおよびインダニルスチルベン誘導体を合
成するための方法を開示する。レチノイド化合物は、それらがRAR活性を有す
るかどうかを、例えば、M.Pfahlら、Methods in Enzym
ology,1:256−270,1990によって開示されているような周知
のインビトロでのトランス活性化アッセイ技術を利用して決定することによって
、容易に選択され得る。
−[2−(4,4−ジメチルチオクロマン−6−イル)エチニル]ニコチン酸塩
および6−[2−(4,4−ジメチルクロマン−6−イル)エチニル]ニコチン
酸(これらの合成は、米国特許第5,234,926号に開示されている)、な
らびにp−[(E)−2−(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−
テトラメチル−2−ナフチル)プロペニル]−安息香酸(その合成は、米国特許
第4,326,055号に開示されている)である。対照的に、RXR選択的ア
ゴニストの例は、2−[(E)−2−(5,6,7,8−テトラヒドロー3,5
,5,8,8−ペンタメチルナフタレン−2−イル)プロペン−1−イル]チオ
フェン−4−カルボン酸(化合物701)(その合成は、米国特許第5,324
,840号に開示されている)である。
する化合物を同定するために候補化合物をスクリーニングし得る。本発明の組成
物中での使用のためのさらなるアゴニストとして、任意のレチノイド化合物(一
般的には、TTMPB、AGN 193836、およびLG1069)が挙げら
れ得るが、これらに限定されない。これらの構造および調製は、本明細書中でそ
れらの全体において参考として援用されている、Boehmら、J.Med.C
hem.37:2930−2941(1994)に記載されている。他の有用な
RARアゴニストは、例えば、Lehmannら、Science 258:1
944−1946(1992)(これは、その全体において本明細書中で参考と
して援用されている)に記載されている。
および当業者にとって慣用的である他の方法によって調製され得、そして種々の
細胞型(例えば、胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、および骨
、骨髄、または血液に由来する骨格の前駆体細胞)中での骨形成の阻害について
生理学的な成功の合理的な期待を有すると当業者によって予想される。このよう
な細胞はまた、例えば、筋肉のような、種々の組織から得られた脱分化した細胞
を含み得る。
、インビトロ、インビボ、およびエキソビボで組織を操作することにおいて使用
され得、そしてRARアンタゴニスト組成物について上記の本文中に先に記載さ
れているように、種々の生理学的および臨床的な適用において処方され得そして
使用され得る。
種々の時点で、骨形成の刺激および骨形成の阻害を必要としている種々の骨学上
の状態を処置するために組み合わせて使用され得ることもまた、含まれる。
れに基づく調製物、ならびにそれらを使用する方法は、良好な生体利用可能性お
よび安定性、ならびに低い毒性を有し、そして従って、哺乳動物(例えば、いく
つか挙げると、ヒト、ウシ、ウマ、ブタ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、および
ウサギなど)において安全にそして効果的に使用され得る。
には意図されない。
化学、タンパク質およびペプチドの生化学、細胞生物学、組織学、細胞生物学、
分子生物学、ならびに免疫学の方法は、科学文献に報告されており、そして当業
者に周知である。
改変培地(Minimum Essential Medium Eagle
modification)(Gibco−BRL)中で維持し、そして以前に
記載されているように継代培養した(20)。鉱化作用のために、MC3T3−
E1細胞の培養物に、アスコルビン酸(50μg/ml)およびβ−グリセロー
ルホスフェート(β−GP、10mM)を補充し、そして培地を3日毎に交換し
た。リガンドに加えて、これらの化合物を、一旦培養物がコンフルエントに達し
たら培地に添加した。MC3T3−637OCの安定なトランスフェクタントを
同じ様式で培養し、そして活性なG418(700μg/ml)を補充した。C
OSP7細胞を、10%のFBSおよび抗生物質を含有するダルベッコ改変イー
グル培地中で培養した。全トランスRAを、Sigmaから入手した。4−[E
−2−(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチル−2−
ナフタレニル)−1−プロペニル]安息香酸(TTNPB)、1,25 VD3 、および9−シスRAを、BioMolから購入した。
ルで播種し、そして培地を、4週間の期間の間3日間の間隔で交換した。培養物
中でのマトリックスの鉱化作用を、アリザリンレッドS(Sigma)での組織
学的染色によって測定した。細胞を、40%のホルムアルデヒドおよびメタノー
ルの等しい部分で10分間固定し、50%のエタノール中で簡単にリンスし、続
いて水中でリンスした。次いで、サンプルを、アリザリンレッドS(2%w/v
、pH4.2)で2分間染色し、続いて、30秒間アセトン中で洗浄し、そして
風乾させた。Sony DXC−950ビデオカメラに接続したZeiss S
V11解剖顕微鏡を、デジタル画像を捕捉するために使用した。それぞれの培養
物についての鉱化作用の程度を、Northern Eclipse画像分析ソ
フトウェア(Empix Imaging Inc.)を使用してアリザリンレ
ッドSによって染色された物質によって占有された表面積の割合を計算すること
によって決定した。全ての画像を、低い倍率でウェルの中心から捕捉し、その面
積は、ウェルの全表面積の約65%を示す。
〜2×104個の細胞/ウェル)で開始し、そしてリガンド、β−GP、および
アスコルビン酸の添加の前にコンフルエントに到達させた。リガンドを添加しt
て3日後、PBS中に溶解させたヨウ化プロピジウム(PI)を、2μg/ml
の最終濃度になるように培養培地に添加した。細胞を、5分間、色素の存在下で
インキュベートし、そして画像を、XF35フィルターセット(Omega O
ptical)を用いて低い倍率(50×)でエピ蛍光を使用して得た。顕微鏡
の視野(3mm2)あたりの蛍光ポジティブな細胞の数を、Northern
Eclipse画像分析ソフトウェアを使用して計数した。
a)に従ってdUTPフルオレセイン結合を使用して、MC3T3−E1培養物
について行った。細胞を、10分間、PBS中で4%のパラホルムアルデヒド中
に固定し、そしてTdTインキュベーションを、シグナルを増進するために1.
5時間に延長した。マウントする前に、細胞調製物を15分間、1μg/mlで
PIで染色した。TUNELポジティブである細胞を、XF22フィルターセッ
ト(Omega Optical)を使用してエピ蛍光を用いて可視化した。
ール−2−イル]−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)ア
ッセイを使用して、96ウェルプレート中でRoche Molecular
Biochemicals product informationに記載さ
れているように測定した。簡潔には、細胞をコンフルエンスにまで培養し、その
時点でリガンドの種々の濃度および組合せを、培養物に対して添加し、続いて2
4時間から60時間の間インキュベーションした。0.5mg/mlの最終濃度
になるようにMTT基質をそれぞれのウェルに添加し、そしてインキュベーショ
ンをさらに4時間の間延長した。この時点で、細胞を、0.01MのHCl中の
10%のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)中で一晩可溶化させ、そして吸光度
を、650nmの参照波長を使用して595nmで測定した。
) RARαおよびRXRαのドミナントネガティブな誘導体を、それぞれ、RA
RαおよびRXRα中のアミノ酸403位および449位でC末端レセプターの
短縮を作製するために設計されたプライマーを用いたPCR増幅を使用して構築
した(21,22)。BglII制限エンドヌクレアーゼ部位を、クローニング
を容易にし、そしてpEGFP−N1(Clontech)ヘのインフレームで
の融合を可能にするために、プライマー中に組み込んだ。レセプターの短縮のた
めに使用した内部プライマーは、RARαについては、5’−AG ATC T
GG GAT CTC CAT CTT CAA TG−3’、そしてRXRα
については、5’−CAG ATC TCC GAT GAG CTT GAA GAA G−3’であった。MC3T3−E1およびCOS細胞株中での発現
のために、レセプター−EGFP融合構築物を、哺乳動物発現プラスミドpSG
5(Stratagene)中にクローン化した。EGFP−N1を最初にpS
G5ベクター中にサブクローン化し、続いて対応している短縮化レセプターにサ
ブクローニングして、pSG5−dnRARα EGFPおよびpSG5−dn
RXRα EGFPを生じさせた。
説明書に従ってFuGene6(Roche Molecular Bioch
emicals)を使用して行った。細胞を、6ウェルまたは12ウェルプレー
ト中のいずれかに播種し、そしてトランスフェクションの前に一晩インキュベー
トした。DNA−脂質複合体を、2工程の様式で作製した。最初に、3μlのF
uGene6を、97μlの血清を含まない培地に対して添加し、そして室温で
5分間インキュベートした。インキュベーション後、この混合物を2μgのDN
Aに対して添加し、そして15分間室温でインキュベートした。この最終的な混
合物を、それぞれ、12または16ウェルプレートのうちの4ウェルまたは2ウ
ェルをトランスフェクトするために使用した。
キナーゼプロモーター−ルシフェラーゼレポーター遺伝子を使用したルシフェラ
ーゼ活性の分析を、以前に記載されているように行い(23)、そして活性を、
内部α−ガラクトシダーゼを発現するコントロールプラスミドのものに対して較
正した。
he Molecular Biochemicals)を用いて、MC3T3
−E1培養物から、培養の開始後の種々の時点で鉱化作用条件下で単離した。R
NAサンプルを、1%のアガロース−ホルムアルデヒドゲル上の15μgのアリ
コートの電気泳動によって分離した。次いで、RNAを、Hybond−Nナイ
ロンメンブレン(Amersham−Pharmacia Biotech)に
転写し、そしてUV照射によって架橋させた。ブロットを、Ultrahyb(
Ambion)中で45℃で少なくとも1時間の間予備ハイブリダイズさせた。
OC(J.E.Aubin、トロント大学によって提供された)に対する放射標
識したラットのcDNAプローブを、ランダムプライミングによって合成した。
ハイブリダイゼーションを、42℃でUltrahyb中で一晩行った。ハイブ
リダイゼーション後、ブロットを2×SSC、0.1%のSDSを含有する緩衝
液で5分間を2回(それぞれ42℃で)洗浄し、続いて、0.1×SSC、0.
1%のSDSで15分間を2回(それぞれ42℃で)洗浄し、そしてBioMa
x X線フィルムに対して−80℃で24時間曝露した。
れた。細胞を、Clonetics(BioWhittaker Compan
y)から購入し、そしてCloneticsから得た培地および血清を用いてそ
れらのプロトコールに従って培養した。リガンドを、細胞が一旦コンフルエント
に達したら、細胞培養物に対して添加した。細胞を、Hoechst 3334
2、DNA染色を用いて、細胞の核の可視化を可能にし、そして細胞数の評価を
可能にするために染色した(細胞の核は白色で現れる)(図7A−C)。図7D
−Fにおいては、細胞を、死細胞または死亡しつつある細胞の可視化を可能にす
るために、ヨウ化プロピジウム(膜不透性核酸染色)を用いて染色した。全トラ
ンスRAでの処理は、PI染色された細胞の数を増大させるようであり、このこ
とは、全トランスRAがこれらの培養物中で細胞死を刺激することを示唆してい
る(死亡細胞または死亡しつつある細胞は白色で現れる)。図7G、7Iにおい
ては、細胞を、アリザリンレッドSで染色した。アンタゴニストで処理した培養
物は、より多いアリザリンレッドSでの染色を示し、このことは、アンタゴニス
トが正常なヒトの骨芽細胞の培養物中で骨の形成を促進することを示唆する(ア
リザリンレッドS物質は、これらの図中では暗く染色された物質として現れる)
。図7J−7Lにおいては、培養物を、Von Kossaで染色した(リン酸
の沈着を試験するために使用される標準的な組織学的染色であり、そしてこれら
の図中では黒で表れる)。アンタゴニストで処理した培養物は、増強されたVo
n Kossa染色を示し、このことは、アンタゴニストが正常なヒトの骨芽細
胞の培養物の骨の小結節形成を促進することを示す。
を与えることなく、これらの実施形態に対してバリエーションが行われ得ること
が理解される。
3T3−E1培養物中での鉱化作用の阻害を説明する。図1A−Dは、培養物を
種々の濃度の1,25 VD3またはAGN193836で28日間処理し、固
定し、そしてアリザリンレッドSで染色した顕微鏡写真である:図1Aは、処理
していない培養物;図1Bは、1000nMのAGN193836;図1Cは、
10nMの1,25 VD3;図1Dは、1000nMのAGN193836お
よび10nMの1,25 VD3である。図1Eは、28日後のMC3T3−E
1培養物中の、アリザリンレッドS(Alizarrin Red S)で染色
されたマトリックスの量の定量を説明するグラフを示す。Alizarin R
ed Sによって占有された面積は、Alizarin Red S染色された
全ての面積のパーセントとして示される。漸増濃度のいずれかのアゴニストは、
石灰化したマトリックスの面積における濃度依存性の減少を導く。アスタリスク
は、Alizarin Red Sによって染色された物質によって占有される
その面積が、全ての面積の<0.1%であることを示す。図1Fは、1,25
VD3およびRAR選択的アゴニストが細胞の生存性を減少させることを説明す
るグラフを示す。MC3T3−E1培養物の、種々の濃度のいずれかの薬剤の単
独で、またはそれらの組合せでの60時間の処理は、MTTアッセイを用いた場
合に、595nmでの吸光度の減少によって測定されるように、細胞の生存性に
おける減少を導く。目盛の棒は、0.5mmを示す。
MC3T3−E1培養物におけるアポトーシスの刺激を説明する。図2A−Dは
、顕微鏡写真である。ここでは、MT3T3−E1培養物を、1000nMのA
GN193836で(図2B)、10nMの1,25 VD3で(図2C)また
は図2Dは両方で、72時間処理し、そしてPIで染色した。図2Eは、PIで
染色された細胞の数(3mm2の単位面積あたり)が、1,25 VD3または
AGN193836の場合に増大されること、そして両方の化合物の存在下でさ
らに増大されることを示すグラフである。図2F−Nは、TUNELで処理され
た培養物中でのアポトーシスの分析を示す顕微鏡写真である。図2F、2G、2
Hは、処理していない培養物であり;図2I−Nは、1000nMのAGN19
3836および10nMの1,25 VD3を補充した培養物である。培養物を
、PI(F、I、L)またはTUNEL(G、J、M)で染色し、複合画像を作
製した(H、K、N)。目盛の棒は、A−Dについては0.3mm、F−Kにつ
いては0.08mm、そしてL−Nについては0.65mmを示す。
そして1,25 VD3の効果を逆転させることを説明する。図3A、B、C、
Dの培養物は、それぞれ、リガンドなし、1000nMのAGN194301、
10nMの1,25 VD3、または両方を用いて処理された。図3Eは、28
日目のMC3T3−E1培養物の鉱化作用の定量を示すグラフである。鉱化作用
の程度は、アリザリンレッドSで染色された物質によって占有された全体の面積
のパーセントとして表される。目盛の棒は、0.5mmを示す。図3Fは、ノー
ザンブロットを示す。ここでは、MC3T3−E1培養物が鉱化作用の条件下で
維持され、そしてOC mRNAの量は、処理され、そして1000nMのAG
N194301で処理された培養物のノーザンブロッティング(上段のパネル)
を使用して培養開始後の種々の時点で測定された。下段のパネルは、28S r
RNAの量を示すエチジウムブロマイド染色したゲルである。
れた培養物中で細胞死を減少させることを示す。MC3T3−E1細胞は、リガ
ンドなしで(図4A)、1000nMのAGN194301を用いて(図4B)
、10nMの1.25 VD3を用いて(図4C)、または両方を用いて(図4
D)36時間処理された。図4Eは、示されたリガンドで処理された培養物中の
単位面積あたり計算された、PIで染色された細胞の数を示すグラフである。目
盛の棒は、0.36mmを示す。
GFP融合タンパク質が核に位置し、そしてRA媒介性シグナル伝達を阻害する
ことを示す。図5Aは、示されたドミナントネガティブ構築物でトランスフェク
トされたCOS細胞のルシフェラーゼ活性を測定するグラフであり、そしてRA
のシグナル伝達に対するそれらの影響は、RAの存在下または非存在化でのRA
REを含有するレポーターでの同時トランスフェクションによって測定された。
図5B、C、D、Eは、融合タンパク質の細胞内位置を決定するために、COS
細胞が、dnRAR−EGFP(図5B、C)またはdnRXR−EGFP(図
5D、E)のいずれかでトランスフェクトされた画像である。図5B、Dは、ト
ランスフェクトされた細胞の位相差画像であり、5C、Eは、EGFPの核局在
化を示すエピ蛍光(epifluorescence)画像に対応する。目盛の
棒は、0.1mmを示す。
発現が1,25 VD3媒介性細胞死を阻害することを示す。細胞は、pSG5
−EGFP(図6A−D)で、pSG−dnRARα−EGFP(図6E−H)
で、またはdnRXRα−EGFP(図6I、J)でトランスフェクトされ、そ
してリガンドなしで(図6A、C、E,G、I)または10nMの1.25 V
D3および1000nMのAGN193836で(図6B、D、F、H、J)、
3日間(図6A−D、G−J)または4日間(図6E、F)処理された。図6K
は、それぞれの処理において計数された、EGFP発現細胞の数を示す。図6A
−F、IおよびJにおいては、培養物はPIで染色された。目盛の棒は、図6A
−Bについては0.4mmを示し、そして図6C−Jについては0.1mmを示
す。
する、全トランスRAおよびAGN194301の影響を示す。図7A、7D、
および7Gは、処理されていないコントロールの培養物を示す。図7B、7E、
および7Hは、1000nMのAGN194301で処理された培養物である。
図7C、7F、および7Iは、1000nMの全トランスRAに対して曝露され
た培養物である。細胞は、10日間培養され、そしてHoechst 3334
2(A−C)またはPI(D−F)のいずれかで染色された。15日目の培養物
が、アリザリンレッド(G−I)で染色された。全トランスRAでの処理は、コ
ントロールの培養物と比較して、増大した細胞死、減少した細胞数、および減少
したアリザリンレッド染色を導く。図7Jおよび7Lの正常なヒトの骨芽細胞は
、Von Kossaの方法を使用して、リン酸カルシウムについてのリガンド
処理の19日後に染色された(黒色の染色された領域)。図7Jは、処理されて
いない培養物である。図7K、7Lは、1000nMのAGN194301で処
理された。正常なヒトの骨芽細胞培養物のAGN194301での処理は、コン
トロールの培養物と比較して、鉱物の沈着を刺激する。倍率について、棒は、7
A−Fにおいては0.4mmに等しく、G−Kにおいては0.8mmに等しく、
そして7Lにおいては0.2mmに等しい。 図面において、本発明の好ましい実施形態が例示によって説明されている。説
明および図面が例示の目的のためであり、そして理解することの補助としてであ
り、そして本発明を限定することを規定するとしては意図されないことが、明白
に理解される。
Claims (64)
- 【請求項1】 骨形成を刺激するための薬学的組成物であって、該薬学的組
成物は、以下: 治療的に有効な量のRARアンタゴニスト;および 薬学的に受容可能なキャリア、 を含有する、薬学的組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載の組成物であって、前記RARアンタゴニス
トが、1μM未満のKdで1以上のRARサブタイプに結合する任意の化学物質
から選択される、組成物。 - 【請求項3】 請求項2に記載の組成物であって、前記RARアンタゴニス
トが、モノフルオロ置換メチルクロメンおよびジフルオロ置換メチルクロメンか
らなる群より選択される、組成物。 - 【請求項4】 請求項3に記載の組成物であって、前記RARアンタゴニス
トが、AGN194301である、組成物。 - 【請求項5】 請求項2に記載の組成物であって、前記RARアンタゴニス
トが、AGN194301、AGN19309、AGN190121、AGN1
94574、AGN193174、AGN193639、AGN193676、
AGN193644、SRI11335、RO41−5253、RO40−60
55、CD2366、BMS185411、BMS189453、CD−266
5、CD2019、CD2781、CD2665およびCD271、ならびにこ
れらの混合物からなる群より選択される、組成物。 - 【請求項6】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、上皮増殖因
子、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、トランスホーミング増殖因子、
副甲状腺ホルモン、白血病阻害因子、インスリン様増殖因子、骨形態形成タンパ
ク質、オステオゲニン、フッ化ナトリウム、エストロゲン、カルシトニン、二ホ
スホン酸塩、炭酸カルシウム、プロスタグランジン、ビタミンKおよびこれらの
混合物からなる群より選択される薬剤をさらに含有する、組成物。 - 【請求項7】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物は、胚性幹細胞
、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、および骨、骨髄細胞または血液由来の
骨格前駆細胞からなる群より選択される細胞の骨形成を刺激する、組成物。 - 【請求項8】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、骨芽細胞の
分化を促進して、骨芽細胞における鉱化作用の増加を導く、組成物。 - 【請求項9】 請求項8に記載の組成物であって、該組成物が、骨芽細胞に
おけるオステオカルシンおよび骨のシアロタンパク質の遺伝子の発現を増大させ
る、組成物。 - 【請求項10】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、脱分化し
た細胞における骨形成を刺激する、組成物。 - 【請求項11】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、局所投与
される、組成物。 - 【請求項12】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が全身投与さ
れる、組成物。 - 【請求項13】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、賦形剤、
防腐剤、可溶化剤、緩衝化剤、アルブミン、滑沢剤、充填剤、安定化剤およびこ
れらの混合物をさらに含有する、組成物。 - 【請求項14】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、液体溶液
、液体エマルジョン、液体懸濁物、コーティングされたカプセル剤、丸剤、錠剤
、坐剤、凍結乾燥粉剤、経皮パッチ、ローションおよびクリームからなる群より
選択される形態で処方される、組成物。 - 【請求項15】 請求項14に記載の組成物であって、前記処方物が、リポ
ソーム、マイクロスフェアおよびナノスフェアからなる群より選択される小胞内
にカプセル化された液体溶液、エマルジョンまたは懸濁液として提供される、組
成物。 - 【請求項16】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、生体分解
性フィルム、生体分解性コーティングおよび生体分解性マトリックスからなる群
より選択される徐放性形態で処方される、組成物。 - 【請求項17】 請求項16に記載の組成物であって、前記フィルム、コー
ティングまたはマトリックスが、プロテーゼデバイスおよび外科用インプラント
に適用される、組成物。 - 【請求項18】 請求項17に記載の組成物であって、該組成物が、外科用
螺子、外科用ロッド、外科用ピンおよび外科用プレートの外面に適用される、組
成物。 - 【請求項19】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、プロテー
ゼデバイスおよび外科用インプラントを含む非生体分解性マトリックスに処方さ
れるか、該マトリックス上に適用されるか、または該マトリックス内に埋め込ま
れる、組成物。 - 【請求項20】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、代謝性の
骨の疾患および非代謝性の骨の疾患の処置のために投与される、組成物。 - 【請求項21】 請求項20に記載の組成物であって、該組成物が、ビタミ
ンD毒性の処置のために投与される、組成物。 - 【請求項22】 請求項20に記載の組成物であって、該組成物が、ビタミ
ンA毒性の処置のために投与される、組成物。 - 【請求項23】 請求項20に記載の組成物であって、該組成物が、骨折、
骨の変形、脊髄変形、骨肉腫、骨髄腫、骨の形成異常、脊柱側弯症、歯周病およ
び歯周欠陥、歯の修復、骨粗鬆症、関節炎、繊維性骨炎、腎性骨形成異常、およ
びパジェット病の処置のために投与される、組成物。 - 【請求項24】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、骨の外科
手術の間に投与されて、骨の治癒が促進される、組成物。 - 【請求項25】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、体重につ
いて約0.01mg/kg〜約300mg/kgの投薬範囲で投与される、組成
物。 - 【請求項26】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、骨芽細胞
におけるビタミンD3誘導性アポトーシスの予防のために投与される、組成物。 - 【請求項27】 骨形成を刺激するための医薬品の製造におけるRARアン
タゴニストの使用。 - 【請求項28】 請求項27に記載の使用であって、前記医薬品が、上皮増
殖因子、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、トランスホーミング増殖因
子、副甲状腺ホルモン、白血病阻害因子、インスリン様増殖因子、骨形態形成タ
ンパク質、オステオゲニン、フッ化ナトリウム、エストロゲン、カルシトニン、
二ホスホン酸塩、炭酸カルシウム、プロスタグランジン、ビタミンKおよびこれ
らの混合物からなる群より選択される薬剤をさらに含有する、使用。 - 【請求項29】 骨芽細胞におけるビタミンD3誘導性アポトーシスを予防
するための医薬品の製造におけるRARアンタゴニストの使用。 - 【請求項30】 請求項27に記載の使用であって、前記RARアンタゴニ
ストが、1μM未満のKdで1以上のRARサブタイプに結合する任意の化学物
質から選択される、使用。 - 【請求項31】 請求項30に記載の使用であって、前記RARアンタゴニ
ストが、前記RARアンタゴニストが、モノフルオロ置換メチルクロメンおよび
ジフルオロ置換メチルクロメンからなる群より選択される、使用。 - 【請求項32】 請求項31に記載の使用であって、前記RARアンタゴニ
ストが、AGN194301である、使用。 - 【請求項33】 請求項30に記載の使用であって、前記RARアンタゴニ
ストが、AGN194301、AGN19309、AGN190121、AGN
194574、AGN193174、AGN193639、AGN193676
、AGN193644、SRI11335、RO41−5253、RO40−6
055、CD2366、BMS185411、BMS189453、CD−26
65、CD2019、CD2781、CD2665およびCD271、ならびに
これらの混合物からなる群より選択される、使用。 - 【請求項34】 請求項30に記載の使用であって、前記医薬品が、賦形剤
、防腐剤、可溶化剤、緩衝化剤、アルブミン、滑沢剤、充填剤、安定化剤および
これらの混合物をさらに含有する、使用。 - 【請求項35】 代謝性の骨の疾患または非代謝性の骨の疾患を有する脊椎
動物における骨形成を刺激するためのキットであって、以下: 有効に骨形成を刺激する量のRARアンタゴニストを含む第1の組成物;およ
び 骨の成長を促進するか、または骨の吸収を阻害する1以上の薬剤を含む第2の
組成物、 を含む、キット。 - 【請求項36】 請求項35に記載のキットであって、前記薬剤が、骨の形
態形成因子、抗吸収薬剤、骨形成因子、軟骨由来骨形成タンパク質、成長ホルモ
ン、および分化因子からなる群より選択される、キット。 - 【請求項37】 請求項36に記載のキットであって、前記薬剤が、上皮増
殖因子、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、トランスホーミング増殖因
子、副甲状腺ホルモン、白血病阻害因子、インスリン様増殖因子、骨形態形成タ
ンパク質、オステオゲニン、フッ化ナトリウム、エストロゲン、カルシトニン、
二ホスホン酸塩、炭酸カルシウム、プロスタグランジン、ビタミンKおよびこれ
らの混合物からなる群より選択される、キット。 - 【請求項38】 被験体における骨に関連する障害を処置するための薬学的
組成物であって、該組成物は、胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細
胞、および骨、骨髄細胞または血液由来の骨格前駆細胞、ならびにこれらの混合
物からなる群より選択される細胞を含有し、ここで該細胞は、有効量のRARア
ンタゴニストを用いてインビトロで処置される、組成物。 - 【請求項39】 請求項38に記載の組成物であって、前記処置された細胞
が、プロテーゼデバイスまたは外科用インプラントを含む移植可能なマトリック
ス内に埋め込まれる、組成物。 - 【請求項40】 骨の鉱化作用のエキソビボ刺激のための方法であって、該
方法は、胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、および骨、骨髄細
胞または血液由来の骨格前駆細胞からなる群より選択される細胞を、有効量のR
ARアンタゴニストともに培養する工程;および該細胞を小節形成の促進を可能
にするに十分な時間にわたりインキュベートする工程、を包含する、方法。 - 【請求項41】 ヒトにおける骨粗鬆症を処置または予防するための薬学的
組成物であって、該組成物は、治療的に有効な量のRARアンタゴニスト;およ
び薬学的に受容可能なキャリア、を含む、組成物。 - 【請求項42】 インビボで、骨欠損部位において骨を生成するための薬学
的組成物であって、該組成物は、該骨欠損部位に移植するための、RARアンタ
ゴニストの存在下でインビトロで培養された骨芽細胞または骨芽前駆細胞の集団
を含む、組成物。 - 【請求項43】 請求項42に記載の組成物であって、前記細胞が、胚性幹
細胞および成体の幹細胞からなる群より選択される細胞を含む、組成物。 - 【請求項44】 骨の変性により特徴付けられる変形性関節症を処置するた
めの薬学的組成物であって、該組成物は、 疾患部位に送達するための、治療的に有効な量のRARアンタゴニスト、 を含有する、薬学的組成物。 - 【請求項45】 骨形成を刺激するための薬学的組成物であって、該組成物
は、以下: 治療的に有効な量のRARアンチセンスオリゴヌクレオチド;および 薬学的に受容可能なキャリア、 を含有する、組成物。 - 【請求項46】 請求項20に記載の薬学的組成物であって、該組成物が、
RARアンチセンスオリゴヌクレオチドを含有する、組成物。 - 【請求項47】 請求項46に記載の組成物であって、前記ヌクレオチドが
、発現ベクター中に存在し、そして患者への投与がRARアンチセンスオリゴヌ
クレオチドの発現を生じて、RAR遺伝子の転写をダウンレギュレートまたは阻
害し、RAR活性の減少を導く、組成物。 - 【請求項48】 骨形成を阻害するための薬学的組成物であって、該組成物
は、治療的に有効な量のRARアゴニストおよびそのための薬学的に受容可能な
キャリアを含有する、組成物。 - 【請求項49】 請求項48に記載の組成物であって、該組成物が、骨形成
の増加に関連する障害を処置するために投与される、組成物。 - 【請求項50】 請求項49に記載の組成物であって、該組成物が、異所性
の骨の形成を処置するために投与される、組成物。 - 【請求項51】 請求項49に記載の組成物であって、前記障害が、大理石
骨病および進行性骨化性線維形成異常症からなる群より選択される、組成物。 - 【請求項52】 哺乳動物における罹患した骨組織を低減するための薬学的
組成物であって、該組成物は、治療的に有効な量の、骨鉱化作用を阻害し、そし
て罹患した骨組織のアポトーシスを刺激するRARアゴニスト、および薬学的に
受容可能なキャリアを含有する、組成物。 - 【請求項53】 骨芽細胞におけるアポトーシスを刺激するための薬学的組
成物であって、該組成物は、該骨芽細胞に対する有効量のRARアゴニストおよ
び薬学的に受容可能なキャリアを含有する、組成物。 - 【請求項54】 骨形成を阻害するための医薬品の製造におけるRARアゴ
ニストの使用。 - 【請求項55】 請求項54に記載の使用であって、前記RARアゴニスト
が、天然に存在するレチノイド化合物または合成レチノイド化合物のいずれかか
ら選択される、使用。 - 【請求項56】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物は、VDR転
写活性のインビトロ調節およびインビボ調節のために投与される、組成物。 - 【請求項57】 請求項21に記載の組成物であって、該組成物は、ビタミ
ンDに曝された骨芽細胞におけるアポトーシスを改善する、組成物。 - 【請求項58】 脊椎動物における骨格部位での天然の骨形成を阻害するた
めの薬学的組成物であって、該組成物は、請求項48に記載のRARアゴニスト
組成物を含有する、組成物。 - 【請求項59】 骨格の外科手術の部位における骨に関連した整形外科的欠
陥および傷害、または哺乳動物における異常を修復するための移植可能なプロテ
ーゼデバイスであって、該デバイスは、以下: 骨組織に隣接して、または該組織内に移植可能な表面領域を有するプロテーゼ
インプラント;および 骨の鉱化作用および骨形成の増強を促進するに十分な量で該表面領域に配置さ
れたRARアンタゴニスト組成物、 を含む、デバイス。 - 【請求項60】 請求項59に記載の移植可能なプロテーゼデバイスであっ
て、前記RARアンタゴニスト組成物が、該プロテーゼインプラント内に配置さ
れる、デバイス。 - 【請求項61】 胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、およ
び骨、骨髄または血液由来の骨格前駆細胞からなる群より選択される細胞におい
てインビトロおよびインビボで骨形成を刺激するための組成物であって、ここで
該組成物は、以下: 治療的に有効な量のRARアンタゴニスト;および 薬学的に受容可能なキャリア、 を含有する、組成物。 - 【請求項62】 胚性幹細胞、成体の幹細胞、骨芽細胞、前骨芽細胞、およ
び骨、骨髄または血液由来の骨格前駆細胞からなる群より選択される細胞におい
てインビトロおよびインビボで骨形成を阻害するための組成物であって、ここで
該組成物は、以下: 治療的に有効な量のRARアゴニスト;および 薬学的に受容可能なキャリア、 を含有する、組成物。 - 【請求項63】 エキソビボでの骨格組織操作のための方法であって、該方
法は、以下: RARアンタゴニスト組成物の存在下で細胞の集団を培養する工程;および 該細胞を移植可能なマトリックスに付与し、そしてさらに該細胞が骨形成を受
けるに十分な時間にわたってインキュベートする工程、を包含し;該移植可能な
マトリックスが、その上でおよびその中で組み込まれた骨組織形成を有する、方
法。 - 【請求項64】 請求項63に記載の方法であって、前記移植可能なマトリ
ックスの上および中に骨形成を有する移植可能なマトリックスが、RARアゴニ
スト組成物で処置されて、骨組織の再構成が促進される、方法。
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