JP2003532641A - 糖尿病を予防し又は治療する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ッド・インクとの協力協定番号DAMD17-97-2-7016で米国政府の支
援の下になされた。米国政府はこの発明に一定の権利を有する。 (関連出願とのクロスリファレンス) 本出願は2000年4月17日に出願された「糖尿病の防止方法」と題された
米国特許出願第60/198137号の優先権を主張しており、その全体を出典
明示によりここに取り込むものである。
糖尿病は糖(グルコース)を代謝する能力の欠如を特徴とする代謝病であって、
一般に二つのタイプに分類される。二つのタイプのうち、1型糖尿病は青年期で
の膵臓β細胞の自己免疫破壊から通常生じ、インスリンの生成が不十分になる。
非肥満糖尿病(NOD)マウスは1型糖尿病を研究するために一般に受け入れら
れている一つの動物モデル系であるが、これはNODマウスでは、主要組織適合
複合体分子のような一般的な感受性因子を共有することを含む、ヒトの1型糖尿
病に匹敵する糖尿病の形態が進行するからである。NODマウスとヒトの研究に
より、膵臓β細胞によって合成される二つのタンパク質が糖尿病の発症の原因と
なる自己抗原として決定的な役割を担っていることが示された。その二つのタン
パク質とはインスリンホルモンという分泌型タンパク質と、グルタミン酸デカル
ボキシラーゼ(GAD)酵素という、β細胞に可溶型GAD67か膜結合型GA
D65として見出される細胞内タンパク質である。NODマウスにおける糖尿病
の発症に対するこれら二つの自己抗原の重要性は、大体の病原性CD8+T細胞
が単一のインスリンエピトープを認識し、β細胞特異的に減少したgad65/
67遺伝子を持つマウスが糖尿病にならないという知見に示されている。ヒトで
は、抗インスリンと抗GAD自己抗体の存在によって糖尿病の発症を予測してい
る。しかし、ヒトにおいて糖尿病を予防する方法がなお必要とされている。
方法が提供される。該方法は、糖尿病を患っていることが疑われるか、糖尿病に
なりつつあるか、又は糖尿病である患者を選択することを先ず含む。次に、患者
に、分泌型外因性タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む薬剤(医薬薬
剤)の一回以上の投薬がなされる。 好適な実施態様では、患者の選択は、抗インスリン又は抗GAD自己抗体ある
いは抗インスリンと抗GAD自己抗体の両方の存在を患者において同定すること
、又は増加する高血糖の存在を患者において同定すること、又は糖尿の存在を患
者において同定すること、又は糖尿病に対する遺伝的素因の存在を患者において
同定することを含む。特に好適な実施態様では、一回以上の投薬は複数回の投薬
である。他の特に好適な実施態様では、一回以上の投薬を患者になすことは、一
回以上の投薬を患者に筋肉注射することを含む。他の好適な実施態様では、本方
法は、投与後に、糖尿病の進行について患者をモニターすることを含む。 特に好適な実施態様では、外因性タンパク質は配列番号:1又は配列番号:3
の配列を有する分泌型レニラルシフェラーゼである。
範囲及び添付図面を参照すると一層理解される。
又は1型糖尿病を防止する方法が提供される。該方法は、糖尿病を患っているこ
とが疑われるか、糖尿病になりつつある患者を選択し、その患者に、薬剤の一回
以上の投薬をなすことを含む。薬剤は、分泌型レニラルシフェラーゼをコードし
ているポリヌクレオチドを含み得るか、グルタミン酸デカルボキシラーゼの分泌
型をコードするポリヌクレオチドを含み得る。
・レニフォルミス)ルシフェラーゼの分泌型の何れかをコードしているプラスミ
ドDNAを投与した非肥満糖尿病(NOD)マウスにおいてシクロホスファミド
で促進された糖尿病を研究した結果として得られた。要約すると、4週齢の動物
に細胞内ヒトGAD、ヒトGADの分泌型又はウミシイタケ(レニラ・レニフォ
ルミス)ルシフェラーゼの分泌型の何れかをコードしているプラスミドDNAを
注射した。分泌型GADをコードしているプラスミドDNAを注射した動物では
糖尿病の発生が有意に低減されることが証明された。ウミシイタケ(レニラ・レ
ニフォルミス)ルシフェラーゼをコードしているプラスミドDNAを注射した動
物では糖尿病の発症に有意な遅延が生じることが実証された。しかし、細胞内G
ADをコードしているプラスミドDNAを注射した動物では、過去の研究では、
ヒトGAD65又は分泌型GADをコードしているプラスミドDNAの注射によ
りNODマウスの膵臓の小島炎症(膵島炎)を予防したことを示しているが、糖
尿病の発生を有意に低減することも糖尿病の発症を有意に遅延させることもなか
った。本発明を以下に詳細に開示する。
5と命名されたプラスミドをLiu, J等(1999)に開示されたようにして作製
した。細胞内又は分泌型グルタミン酸デカルボキシラーゼをコードしているプラ
スミドDNAを筋肉内注射すると、非肥満糖尿病マウスの膵島炎を低減する。Ge
ne Ther. Mol. Biol. 3, 197-206。プラスミドが有するcDNAsは、それぞれ
、ソフトコーラルのウミシイタケ(レニラ・レニフォルミス)ルシフェラーゼの
分泌型をコードしている配列番号:1のSRUC3;全長ヒトGAD65タンパ
ク質をコードしている配列番号:2のgad65;パルミトイル化配列と全長G
AD65タンパク質の分泌を防止するゴルジ標的シグナルを除去する88のアミ
ノ酸のアミノ末端領域の欠失を有し、配列番号:2の残基265−1758を残
す、配列番号:2のヒトGAD65の分泌型の切断形態をコードしている修飾g
ad65cDNAである。欠失配列は、分泌前に細胞内で切断されたシグナルペ
プチドをコードしているヒトIL-2配列で置換された。この切断型GAD65
タンパク質(GAD55)は1型糖尿病に罹っている患者の抗体によって認識さ
れる全ての既知のエピトープを含んでいた。各cDNAはプラスミドpND2の
サイトメガロウイルスプロモーターの転写調節下に配された。加えて、各プラス
ミドはCoL-E1複製起点とバクテリア大腸菌エシェリキア中でのプラスミド
DNAの増幅のためのアンピシリン耐性をコードする遺伝子を有していた。
な2回の塩化セシウム精製を続けて単離した。DNAの定性及び定量をUV分光
光度計(1.8を超えるA260/A280比)とアガロースゲル電気泳動法で
測定した。ついで、プラスミドDNAを最終濃度2μg/μlのリン酸緩衝生理
食塩水(PBS)中、滅菌条件下で溶解させ、−20℃で保存した。
, Germantown, NY US)に筋肉内投与した。各動物には、27Gの針を備えた使
い捨てのツベルクリン注射器を使用して4週齢にて200マイクログラム/脚を
それぞれの大腿四頭筋に注射し、2日後に同一量の注射をし、全体で800マイ
クログラムのプラスミドDNA/マウスとした。3つのグループのマウスは配列
番号:1のsruc3;配列番号:2のgad65、又は配列番号:3のsga
d55の何れかのcDNAを有するpND-2プラスミドの注射を受けた。更な
るグループのマウスをコントロールとして未処理のまま残した。全てのマウスは
糖尿病の発症を促進するために、10及び12週齢にてシクロホスファミド(2
00mg/kg)の腹腔内注射を受けた。マウスは、非病原性フリー条件下の動
物用設備中に維持され、66mg/kg体重のケタミン(Phoenix Scientific,
St Joseph, MO US)、7.5mg/kg体重のオキシラジン(oxylazine)(Lloyd
Laboratories, Shenandoa, IO US)、及び1.5mg/kg体重のアセプロマ
ジンマレアート(Fermenta Animal Health Co., MO US)を使用して全身麻酔下
でDNAの注射を受けた。
・ストリップ(Clinistix Reagent Strips)(Bayer Corporation, Elkhart, IN
US)を用いて一週間に2回、糖尿をモニターすることによって、決定した。ひ
とたび糖尿が出てくると、(Accu-ChekTM Advantage(Roche Diagnostics Corpor
ation, Indianapolis, IN US)を使用して)二日連続して血糖値が300mg/
デシリットルを超えた場合に糖尿病の診断を確認した。糖尿病と診断されたとき
、又は動物が18週齢になった観察期間の終わりに、動物を屠殺した。結果の統
計的分析を、ログランクでのカプラン・マイヤー法とマンホイットニー検定を用
いて実施して糖尿病の発症の防止と遅延における差異を検出した。
クス);ヒトGAD65の分泌型であるSGAD55(白抜きボックス);ウミ
シイタケ(レニラ・レニフォルミス)ルシフェラーゼの分泌型であるSRUC3(
白抜きの円)をコードするプラスミドDNAが注射された;又はプラスミドDN
Aが注射されていない(塗りつぶした円)非糖尿病のシクロホスファミド処置N
ODマウスのパーセント対時間として、DNA投与の結果を示すグラフを示す。
分かるように、プラスミドpND2-SRUC3、pND2-GAD65又はpN
D2-SGAD55の注射を受けた後に非糖尿病性のままであった18週齢の動
物のパーセントはそれぞれ18、30及び63で、未処置の動物の23パーセン
トが観察期間の終了時点で糖尿病ではなかった。糖尿病の発症のカプラン・マイ
ヤープロットを、統計的分析と併せて見れば、pND2-SGAD55の注射を
受けたマウスは、未処置のコントロールと比較した場合に統計的に有意な糖尿病
の低減を示したことが示されている(P=0.05、ログランク検定)。これに
対して、pND2-GAD65の注射を受けたマウスは同じコントロールと比較
して統計的に有意な糖尿病の低減を示さなかった(P=0.37、ログランク検
定)。未処置のマウスとpND2-SRUC3の注射を受けたマウスのグループ
は観察期間の終了時点では同様な非糖尿病性動物パーセントであったが、マンホ
イットニー検定(P=0.01)を使用して未処置のコントロールと比較したと
き、pND2-SRUC3の注射によって、糖尿病の発症に有意な遅延が生じた
。発症に関して3種の処置マウスグループ間の差異は統計的に有意であるもので
はなかった(P>0.13、ログランク検定)。
量をエライザを使用して測定し、次のようにしてpND2-SRUC3、pND
2-GAD65、及びpND2-SGAD55プラスミドの注射後のルシフェラー
ゼ及びGADポリペプチドに対する免疫反応を検出した。心臓に穿刺して血液を
採取し(0.5−1.5ml)、4℃にて10分間3000xgで2回遠心分離
を行って試料から血清を取得し、10mlの1%アジ化ナトリウムを各試料に加
えた。96ウェルのマイクロタイータープレート(Dynex Technologies Inc., C
hantilly, VA US)に、5mMのDTT、10mMのβ-メルカプトエタノール及
び大腸菌から単離した10mg/mlの組換えヒトGAD55タンパク質、又は
BSAを含む100mlのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を、4℃にて一晩被
覆した。37℃で2時間PBS中の0.5%BSAでブロッキング後、連続希釈
した血清をウェルに添加し、37℃で2時間インキュベートした。未結合のタン
パク質と抗体を各反応後に室温で5分間、PBS+0.1%トリトンx100の
4回の洗浄で除去した。アルカリホスファターゼ結合Fab特異的抗マウスIg
Gモノクローナル抗体(Sigma, St Louis, MO US)をブロックバッファーで1:
40000に希釈し、ウェルに添加し、37℃で2時間インキュベートした。結
合抗体の相対量を、100mlのアルカリホスファターゼ基質Lumi-Pho
s Plus(Lumigen Inc., Southfield, MI US)を各ウェルに添加後に決定し
た。アルカリホスファターゼにより触媒された光の放射を、37℃で30分間反
応を継続させた後にML3000照度計(Dynex Technologies Inc., Chantilly
, VA US)で測定した。
ープと比較した場合、抗ルシフェラーゼIgGの増加はpND2-SRUC3プ
ラスミドDNAの注射を受けたマウスの血清には見出されなかった。更に、未処
置のコントロール及びプラスミドpND2-SRUC3の注射を受けたマウスと
比較した場合、pND2-GAD65及びpND2-SGAD55プラスミドの注
射を受けたマウスの血清中の抗GAD IgG抗体の力価の範囲には明らかな差
異はなかった。しかし、抗GAD IgGの力価は、抗ルシフェラーゼIgGの
力価とは対照的に、CD1コントロールにおけるよりもNODマウス中で一般に
高かった。
量を決定し、Th2タイプの反応が誘発されるかどうかのマーカーとして使用し
た。IgG1抗体は、アルカリホスファターゼ結合IgG1特異的抗マウスIg
Gモノクローナル抗体(Zymed Laboratories Inc., South San Francisco, CA U
S)を1:2000の希釈で検出に使用したことを除いて、上述のものに対応す
るプロトコールを使用して決定した。
ミドpND2-SRUC3の注射を受けたマウスの血清には抗ルシフェラーゼI
gG1力価の増加は検出されなかった。同様に、CD1マウスと比較した場合、
プラスミドpND2-SRUC3の注射を受けたグループ及び未処置のグループ
からのNODマウスの血清には抗GAD IgG1力価の増加は検出されなかっ
た。しかし、これに対して、プラスミドpND2-SGAD55の注射を受けた
幾つかの非糖尿病性マウスには抗GAD IgG1力価の増加が検出された。ま
た、プラスミドpND2-GAD65の注射を受けたマウスの幾らかがまた抗G
AD IgG1力価の増加を示したが、増加は糖尿病ではないことと必ずしも相
関しなかった。バックグラウンドを超える抗ルシフェラーゼ及び抗GAD Ig
G2a抗体の力価を示した動物は皆無であった。
たGAD65をコードしているプラスミドDNAの注射後にLiu, J等によって過
去に得られた膵島炎スコアが糖尿病の防止を予測するものではなかったことを示
している。更に、遺伝子ワクチンによってコードされるヒトGADポリペプチド
の細胞位置がNODマウスのCYP促進糖尿病の予防に影響を及ぼす。これは、
全長細胞内GADをコードしているプラスミドDNAの注射では糖尿病を有意に
は防止できないが、分泌型GADをコードしているプラスミドの注射では糖尿病
の頻度を減少させたからである。その減少には抗GAD IgG1力価の増加が
伴っており、これはTh2リンパ球の関与を意味している。また、分泌型外来性
タンパク質と分泌型自己抗原をコードするDNAの注射が共に糖尿病の発症を遅
延させるという点は、外因性タンパク質の分泌だけが疾患の発症に影響している
ことを意味している。
又は治療する方法である。該方法は、先ず、糖尿病を患っていることが疑われる
か、糖尿病になりつつあるか、又は糖尿病である患者を選択することを含む。選
択は、この明細書を参照して当業者が理解するであろう標準的な方法を使用して
なすことができる。例えば、選択は、抗インスリン又は抗GAD自己抗体あるい
は抗インスリンと抗GAD自己抗体の両方の存在、増加する高血糖の存在、糖尿
の存在、糖尿病に対する遺伝的素因の存在又はこれらの一以上を患者において同
定することによってなすことができる。
含む薬剤の一回以上の投薬をなす。好適な実施態様では、薬剤は、複数回の投薬
でなされる。他の好適な実施態様では、投薬量は約0.001mg/Kgと約1
0mg/Kgの間である。別の好適な実施態様では、投薬量は約0.01mg/
Kgと約1mg/Kgの間である。他の好適な実施態様では、投薬量は約0.1
mg/Kgである。他の好適な実施態様では、投薬は週約2回から約10回なさ
れる。特に好適な実施態様では、投薬は週4回なされる。
する分泌レニラルシフェラーゼである。他の特に好適な実施態様では、配列番号
:3の配列を有するヒトのグルタミン酸デカルボキシラーゼの分泌型である。加
えて、本方法は、投与後に、糖尿病の進行について患者をモニターすることを含
みうる。
るか防止される。先ず、循環している抗インスリン及び抗GAD自己抗体の有無
によって患者が選択される。ついで、ヒトのグルタミン酸デカルボキシラーゼの
分泌型をコードしているプラスミドを含む薬剤を0.1mg/Kg、患者に筋肉
内注射する。注射は3週間の間毎週繰り返し、循環する抗インスリン及び抗GA
D自己抗体の量をモニターする。循環する抗インスリン及び抗GAD自己抗体の
量が正常値に戻ったときに治療を終了する。
込む。本発明を所定の好適な実施態様を参照して詳細に検討したが、その他の実
施態様も可能である。従って、特許請求の範囲はこの明細書に記載の好適な実施
態様の説明に限定してはならない。
;ヒトGAD65の分泌型であるSGAD55(白抜きボックス);ウミシイタ
ケ(レニラ・レニフォルミス)ルシフェラーゼの分泌型であるSRUC3(白抜き
の円)をコードするプラスミドDNAが注射された;又はプラスミドDNAが注
射されていない(塗りつぶした円)非糖尿病のシクロホスファミド処置NODマ
ウスのパーセント対時間を示すグラフである。
Claims (28)
- 【請求項1】 患者の糖尿病を予防し、その発症を遅延させ又は治療する方
法において、 a)糖尿病を患っていることが疑われるか、糖尿病になりつつあるか、又は糖
尿病である患者を選択し; b)分泌型外因性タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む薬剤の一回
以上の患者への投薬をなす、ことを含む方法。 - 【請求項2】 患者の選択が、抗インスリン又は抗GAD自己抗体あるいは
抗インスリンと抗GAD自己抗体の両方の存在を患者において同定することを含
む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 患者の選択が、増加する高血糖の存在を患者において同定す
ることを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 患者の選択が、糖尿の存在を患者において同定することを含
む請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 患者の選択が、糖尿病に対する遺伝的素因の存在を患者にお
いて同定することを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 一回以上の投薬が複数回の投薬である請求項1に記載の方法
。 - 【請求項7】 一回以上の患者への投薬をなすことが、一回以上の投薬を患
者に筋肉注射することを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 外因性タンパク質が配列番号:1の配列を有する分泌型レニ
ラルシフェラーゼである請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 外因性タンパク質が配列番号:3の配列を有するヒトのグル
タミン酸デカルボキシラーゼの分泌型である請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 投与後に、糖尿病の進行について患者をモニターすること
を更に含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 患者の糖尿病を予防し、その発症を遅延させ又は治療する
方法において、 a)糖尿病を患っていることが疑われるか、糖尿病になりつつあるか、又は糖
尿病である患者を選択し; b)分泌型レニラルシフェラーゼをコードするポリヌクレオチドを含む薬剤の
一回以上の患者への投薬をなす、ことを含む方法。 - 【請求項12】 患者の選択が、抗インスリン又は抗GAD自己抗体あるい
は抗インスリンと抗GAD自己抗体の両方の存在を患者において同定することを
含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 患者の選択が、増加する高血糖の存在を患者において同定
することを含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 患者の選択が、糖尿の存在を患者において同定することを
含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項15】 患者の選択が、糖尿病に対する遺伝的素因の存在を患者に
おいて同定することを含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項16】 一回以上の投薬が複数回の投薬である請求項11に記載の
方法。 - 【請求項17】 一回以上の患者への投薬をなすことが、一回以上の投薬を
患者に筋肉注射することを含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項18】 分泌型レニラルシフェラーゼが配列番号:1の配列を含む
請求項11に記載の方法。 - 【請求項19】 投与後に、糖尿病の進行について患者をモニターすること
を更に含む請求項11に記載の方法。 - 【請求項20】 患者の糖尿病を予防し、その発症を遅延させ又は治療する
方法において、 a)糖尿病を患っていることが疑われるか、糖尿病になりつつあるか、又は糖
尿病である患者を選択し; b)分泌型グルタミン酸デカルボキシラーゼをコードするポリヌクレオチドを
含む薬剤の一回以上の患者への投薬をなす、ことを含む方法。 - 【請求項21】 患者の選択が、抗インスリン又は抗GAD自己抗体あるい
は抗インスリンと抗GAD自己抗体の両方の存在を患者において同定することを
含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 患者の選択が、増加する高血糖の存在を患者において同定
することを含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項23】 患者の選択が、糖尿の存在を患者において同定することを
含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項24】 患者の選択が、糖尿病に対する遺伝的素因の存在を患者に
おいて同定することを含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項25】 一回以上の投薬が複数回の投薬である請求項20に記載の
方法。 - 【請求項26】 一回以上の患者への投薬をなすことが、一回以上の投薬を
患者に筋肉注射することを含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項27】 グルタミン酸デカルボキシラーゼが配列番号:3の配列を
含む請求項20に記載の方法。 - 【請求項28】 投与後に、糖尿病の進行について患者をモニターすること
を更に含む請求項20に記載の方法。
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