JP2007525467A - 疼痛を処置するための方法 - Google Patents
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Abstract
抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症誘発性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子の神経系に対する送達によって疼痛を処置する方法が記載される。これらの因子は遺伝子治療技術を用いて送達され得る。あるいは、この因子は、タンパク質組成物中で送達され得る。詳細には、本発明は、抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、例えばIL−10およびIL−1raの遺伝子送達が、温熱性痛覚過敏および機械誘発性異痛症を含む疼痛、例えば、病理的な疼痛および神経障害性疼痛を、熱刺激または機械的刺激に対する基礎的な疼痛応答性に影響することなく、防止および逆転するという受容可能な疼痛モデルにおいて示されている。
Description
(連邦政府の支援による研究開発に関する声明)
本発明は、National Institute of Neurological Diseases and StrokeのNIH Grants NS38020およびNS40696、ならびにNational Institute of Drug AbuseのDA15642 DA15656による支援で行なった。従って、米国政府は本発明において一定の権利を有し得る。
本発明は、National Institute of Neurological Diseases and StrokeのNIH Grants NS38020およびNS40696、ならびにNational Institute of Drug AbuseのDA15642 DA15656による支援で行なった。従って、米国政府は本発明において一定の権利を有し得る。
(技術分野)
本発明は概して、遺伝子送達方法に関する。詳細には、本発明は、炎症誘発性サイトカインに作用する抗炎症性分子、またはこれをコードする核酸の神経組織への送達によって疼痛を処置または予防する方法に関与する。
本発明は概して、遺伝子送達方法に関する。詳細には、本発明は、炎症誘発性サイトカインに作用する抗炎症性分子、またはこれをコードする核酸の神経組織への送達によって疼痛を処置または予防する方法に関与する。
(背景)
遺伝子操作された細胞およびウイルスを用いる遺伝子治療は、過去40年間にわたって目立った発達を遂げてきている。遺伝子治療技術は、多様な医学的問題に適用されており、350を超える臨床試験で用いられている(Wuら、Meth.Strat.Anesthes.(2001)94:1119−1132)。しかし、遺伝子治療は最近では、病的な疼痛を管理する意図で用いられているだけである。いくつかのアプローチが開発されている。例えば、遺伝子操作された細胞の脊髄移植が、GABA(Eaton,M.,J.Peripheral Nerv.Sys.(2000)5:59−74)、ガラニン(Eatonら、J.Peripheral Nerv.Sys.(1999)4:245−257)およびβエンドルフィン(Ishiiら、Exp.Neurol.(2000)166:90−98)を含む抑制性伝達物質を増大するために用いられている。ヘルペスウイルスは、それらが末梢神経末端から後根神経節細胞体に後ろ向きに輸送される能力を利用されている。この方法では、プレプロエンケファリンの上昇(Antunes Brasら、J.Neurochem.(1998)70:1299−1303;Wilsonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1999)96:3211−3216)およびCGRPアンチセンスの誘導性産生を介したCGRPの減少(Luら、Soc.Neurosci.Abs.(1998)24:1625)が感覚神経で生じている。最後に、アデノウイルスがCSFに注射されて、髄膜細胞からウイルスによって誘導されるβエンドルフィン放出が得られている(Finegoldら、Hum.Gene Ther.(1999)10:1251−1257.これらの遺伝子治療アプローチは、入ってくる疼痛シグナルに対して脊髄疼痛伝達ニューロンの興奮を抑えることに集中している。
遺伝子操作された細胞およびウイルスを用いる遺伝子治療は、過去40年間にわたって目立った発達を遂げてきている。遺伝子治療技術は、多様な医学的問題に適用されており、350を超える臨床試験で用いられている(Wuら、Meth.Strat.Anesthes.(2001)94:1119−1132)。しかし、遺伝子治療は最近では、病的な疼痛を管理する意図で用いられているだけである。いくつかのアプローチが開発されている。例えば、遺伝子操作された細胞の脊髄移植が、GABA(Eaton,M.,J.Peripheral Nerv.Sys.(2000)5:59−74)、ガラニン(Eatonら、J.Peripheral Nerv.Sys.(1999)4:245−257)およびβエンドルフィン(Ishiiら、Exp.Neurol.(2000)166:90−98)を含む抑制性伝達物質を増大するために用いられている。ヘルペスウイルスは、それらが末梢神経末端から後根神経節細胞体に後ろ向きに輸送される能力を利用されている。この方法では、プレプロエンケファリンの上昇(Antunes Brasら、J.Neurochem.(1998)70:1299−1303;Wilsonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1999)96:3211−3216)およびCGRPアンチセンスの誘導性産生を介したCGRPの減少(Luら、Soc.Neurosci.Abs.(1998)24:1625)が感覚神経で生じている。最後に、アデノウイルスがCSFに注射されて、髄膜細胞からウイルスによって誘導されるβエンドルフィン放出が得られている(Finegoldら、Hum.Gene Ther.(1999)10:1251−1257.これらの遺伝子治療アプローチは、入ってくる疼痛シグナルに対して脊髄疼痛伝達ニューロンの興奮を抑えることに集中している。
活性化された脊髄のミクログリア(小膠細胞)および星状細胞が、病的な疼痛の発生および維持に寄与していると考えられる。詳細には、活性化されたグリア(膠細胞)は、少なくとも一部は、炎症誘発性サイトカインインターロイキン−1(IL1)、腫瘍壊死因子(TNF)およびIL6(概説については、Watkinsら、Trends in Neurosci.(2001)24:450−455を参照のこと)の放出を介して、そのようにすると考えられる。これらの炎症誘発性サイトカインは、「疼痛(pain)」神経伝達物質の放出を感覚神経末端に入るものから増強することによって、および脊髄後角疼痛伝達ニューロンの興奮を増強することによって疼痛を増幅する(Reeveら、Eur.J.Pain(2000)4:247〜257;Watkinsら、Trends in Neurosci(2001)24:450−455)。
星状細胞およびミクログリアは、IL−10のレセプターを発現する(Mizunoら、Biochem.Biophys.Res.Commun.(1994)205:1907−1915)が、脊髄ニューロンは、発現しない(Ledeboerら、J.Neuroimmunol.(2003)136:94〜103)。IL−10はこれらのグリア細胞において炎症誘発性サイトカイン産生およびシグナル伝達を選択的に抑制し得ることがインビトロ研究で示されている(Mooreら、Ann.Rev.Immunol.(2001)19:683−765)。実際、IL−10は、病的な疼痛に関与する全ての炎症誘発性サイトカイン(IL1、TNFおよびIL6)を抑制できるという点で、抗炎症性サイトカインファミリーの特に強力なメンバーである。IL−10は、p38 MAPキナーゼ活性化を阻害すること(Strieら、Crit.Rev.Immunol.(2001)21:427−449);NFκB活性化、転位およびDNA結合を阻害すること(Stirら、Crit.Rev.Immunol.(2001)21:427−449);炎症誘発性サイトカイン転写を阻害すること(Donnellyら、J.Interferon Cytokine Res.(1999)19:563−573);炎症誘発性サイトカインmRNAの安定性および翻訳を阻害すること(Hamiltonら、Pathobiology(1999)67:241−244;Kontoyiannisら、EMBO J.(2001)20:3760−3770);ならびに炎症誘発性サイトカイン放出を阻害すること(Mooreら、Ann.Rev.Immunol.(2001)19:683−765)によってこの効果を発揮する。さらに、IL−10は、サイトカインシグナル伝達の抑制因子のmRNAを安定化して、これによって炎症誘発性サイトカイン産生をさらに阻害するタンパク質のファミリーの産生を増大する(Stirら、Crit.Rev.Immunol.(2001)21:427−449)。IL−10はまた、炎症誘発性サイトカインレセプター発現を下方制御することによって炎症誘発性サイトカインシグナル伝達を妨害する(Sawadaら、J.Neurochem.(1999)72:1466−1471。最後に、IL−10は、IL1レセプターアンタゴニストおよびTNFデコイレセプターを含む、炎症誘発性サイトカインの内因性アンタゴニストを上方制御する(Foeyら、J.Immunol.(1998)160:920−928;Huberら、Shock(2000)13:425−434)。
IL−10の公知の効果は、活性化された免疫細胞およびグリア細胞の炎症誘発性機能の抑制に限定され、影響されない細胞機能の非炎症性の状況は残される(Mooreら、Ann.Rev.Immunol.(2001)19:683−765)。いくつかのニューロンがIL−10レセプターを発現するが、ニューロンに対するIL−10の唯一の公知の作用は、細胞死(アポトーシス)の阻害である(Bachisら、J.Neurosci.(2001)21:3104−3112)。Laughlinら(Laughlinら、Pain(2000)84:159−167)は、クモ膜下IL−10によって、クモ膜下のジノルフィン誘発性、IL1媒介性機械誘発性異痛症の発現がブロックされることを報告した。次いで、これらの研究者らは、損傷部位で星状細胞およびミクログリアを活性化する操作である興奮毒性の脊髄損傷によって誘発される病的疼痛に対するIL−10の効果を試験した(Brewerら、Exp.Neurol.(1999)159:484−493)。IL−10は、損傷後30分で与えた場合、病的な疼痛の行動を軽減した(Plunkettら、Exper.Neurol.(2001)168:144−154;Yuら、J.Pain(2003)4:129−140)。これは、血液脳関門の破壊に起因して損傷した脊髄に全身性IL−10が達することを可能にする操作である、興奮毒性傷害に応答して、全身のIL−10が脊髄炎症誘発性サイトカイン産生を軽減し得るという事実と一致している(Crisiら、Eur.J.Immunol.(1995)2:3033−3040;Betheaら、Neurotrauma(1999)16:851−863)。
しかし、CNS傷害を処置するための全身的なIL−10の送達は問題がある。IL−10は、インタクトな血液脳関門を検知できるほどの量が横切ることはなく、(Banks,W.A.J.Neurovirol.(1999)5:538−555)、長期の持続可能な送達が困難であるような短い半減期を有し(Radwanskiら、Pharm.Res.(1998):15:1895−1901)、経口的に首尾よく送達されることはなく、そのために全身投与には問題があり、身体の免疫系の正常な機能を破壊して、患者の健康に対して有害であると思われる(Xingら、Gene Ther.(1997)4:140−149;Fedorakら、Gastroenterol.(2000)119:1473−1482;Tilgら、J.Immunol.(2002)169:2204−2209)。さらに、ジノルフィン誘発性異痛症(アロジニア)の24時間後のIL−10の送達は、異痛症を軽減しなかったことが以前の実験者らによって見出された(Laughlinら、Pain(2000)84:159−167)。
IL−10遺伝子治療は肺炎誘発性の肺障害を軽減し(Morrisonら、Infect.Immun.(2000)68:4752−4758)、関節リウマチの重篤度を下げ(Ghivizzaniら、Clin.Orthop.(2000)379、補遺:S288−299)、炎症性肺線維症を軽減し(Boehlerら、Hum.Gene Ther.(1998)9:541−551)、心臓の同種移植片拒絶を阻害し(Braunerら、J.Thoracic Cardiovasc.Surg.(1997)114:923−933)、内毒素血症を抑制し(Xingら、Gene Ther.(1997)4:140−149)、大腸炎を防止および処置し(Lindsayら、J,Immunol.(2001)166:7625−7633)、そして接触過敏症を軽減する(Mengら、J.Clin,Invest.(1998)101:1462−1467)ことが以前の報告によって実証されている。
しかし、IL−10遺伝子治療が、継続している疼痛を逆転させる能力は、本発明の前に実証されている。
(発明の要旨)
本発明は、疼痛が抗炎症性サイトカイン、例えば、IL−10およびIL−1raを送達すること、脊髄グリアを含む神経系の細胞および組織を標的するような遺伝子治療技術を用いることによって、首尾よく処置され得るという驚くべき発見に基づく。詳細には、本発明は、抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、例えばIL−10およびIL−1raの遺伝子送達が、温熱性痛覚過敏および機械誘発性異痛症を含む疼痛、例えば、病理的な疼痛および神経障害性疼痛を、熱刺激または機械的刺激に対する基礎的な疼痛応答性に影響することなく、防止および逆転するという受容可能な疼痛モデルにおいて示されている。これらの因子は、病状につながるグリア活性化の生成物を選択的に阻害するが、基底グリアおよびニューロンの機能を未改変のままに残すと思われるので、疼痛の管理のためのこの新規な遺伝子治療アプローチによって、神経的に集中している遺伝子治療に対して極めて望ましい代替法が得られる。さらに、炎症誘発性サイトカインに作用するIL−10および他の因子は、既存の疼痛を処置するために単独で、または遺伝子治療と組み合わされて送達され得る。
本発明は、疼痛が抗炎症性サイトカイン、例えば、IL−10およびIL−1raを送達すること、脊髄グリアを含む神経系の細胞および組織を標的するような遺伝子治療技術を用いることによって、首尾よく処置され得るという驚くべき発見に基づく。詳細には、本発明は、抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、例えばIL−10およびIL−1raの遺伝子送達が、温熱性痛覚過敏および機械誘発性異痛症を含む疼痛、例えば、病理的な疼痛および神経障害性疼痛を、熱刺激または機械的刺激に対する基礎的な疼痛応答性に影響することなく、防止および逆転するという受容可能な疼痛モデルにおいて示されている。これらの因子は、病状につながるグリア活性化の生成物を選択的に阻害するが、基底グリアおよびニューロンの機能を未改変のままに残すと思われるので、疼痛の管理のためのこの新規な遺伝子治療アプローチによって、神経的に集中している遺伝子治療に対して極めて望ましい代替法が得られる。さらに、炎症誘発性サイトカインに作用するIL−10および他の因子は、既存の疼痛を処置するために単独で、または遺伝子治療と組み合わされて送達され得る。
従って、1実施形態では、本発明は、脊椎動物被験体において、神経障害性疼痛のような疼痛を処置する方法に関し、この方法は、この被験体の神経系に対して、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症誘発性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、このポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で投与して疼痛を軽減する工程を包含する。
特定の実施形態では、この因子は、インターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(LI−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)からなる群より選択される、1つ以上の因子である。
なおさらなる実施形態では、脊椎動物被験体はヒトであり、かつ前記抗炎症性サイトカインはヒトIL−10である。
任意の上記の実施形態では、前記組み換えベクターは、組み換えウイルス、例えば、組み換えアデノウイルスもしくは組み換えアデノ随伴ビリオン、またはプラスミドDNAであってもよい。さらに、IL−10が用いられる場合、IL−10は、以下にさらに詳細に記載されるように、IgGのFc部分との融合物として分子を提供することによって安定化され得る。
さらなる実施形態では、投与は、実質内送達、クモ膜下送達、または硬膜外送達による。
さらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、インビボでこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含む組成物の治療上有効な量を、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらに別の実施形態では、本発明は、哺乳動物被験体における疼痛を処置する方法に関しており、この方法は、この被験体の中枢神経系に対して、IL−10をコードするポリヌクレオチドを発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えウイルスまたはプラスミドを、インビボにおいてこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下でクモ膜下投与して疼痛を軽減する工程を包含する。
特定の実施形態では、脊椎動物被験体は、ヒトであり、IL−10はヒトIL−10である。IL−10は、以下にさらに詳細に記載されるとおり、IgGのFc部分との融合物として分子を提供することによって安定化され得る。
さらなる実施形態では、この被験体は、組み換えアデノウイルスまたは組み換えアデノ随伴ビリオンのような組み換えウイルスを投与される。他の実施形態では、この被験体はプラスミドDNAを投与される。
さらなる実施形態では、この方法はさらに、発現制御レメントに作動可能に連結された、IL−10をコードするポリヌクレオチドを含む組み換えベクターを、このポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらなる実施形態では、IL−10を含む組成物の治療上有効な量が、初回投与後5日以内に、例えば3日以内に引き続いて投与されて疼痛の軽減が維持される。
なおさらなる実施形態では、本発明は、脊椎動物被験体における既存の疼痛を処置する方法に関しており、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよびサイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子の治療上有効な量をこの被験体にクモ膜下腔内に投与する工程を包含する。
特定の実施形態では、この因子は、インターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(LI−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)からなる群より選択される1つ以上の因子である。
さらなる実施形態では、脊椎動物被験体は、ヒトであり、かつ抗炎症性サイトカインはヒトIL−10である。IL−10は、以下にさらに詳細に記載されるように、IgGのFc部分との融合物として分子を提供することによって安定化され得る。
なおさらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御レメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、インビボにおいてこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含む組成物の治療上有効な量を、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらなる実施形態では、本発明は、脊椎動物被験体において既存の疼痛を処置する方法に関しており、この方法は:
(a)治療上有効な量のインターロイキン−10(IL−10)を含む第一の組成物をこの被験体の神経系に投与する工程と、
(b)治療上有効な量のIL−10を含む第二の組成物をこの被験体の神経系に対して初回投与後5日以内に、例えば3日以内に投与する工程と、
を包含する。
(a)治療上有効な量のインターロイキン−10(IL−10)を含む第一の組成物をこの被験体の神経系に投与する工程と、
(b)治療上有効な量のIL−10を含む第二の組成物をこの被験体の神経系に対して初回投与後5日以内に、例えば3日以内に投与する工程と、
を包含する。
特定の実施形態では、この第一の成分および第二の成分は同じである。他の実施形態では、この第一の成分および第二の成分は異なる。この第一の成分における、および/または第二の成分におけるIL−10はIgGのFc部分に融合され得る。さらに、特定の実施形態では、この脊椎動物被験体はヒトであり、かつこの第一の成分における、および/または第二の成分におけるIL−10はヒトIL−10である。
なおさらなる実施形態では、本発明は、脊椎動物被験体における既存の疼痛を処置する方法に関しており、この方法は:
(a)治療上有効な量のインターロイキン−10(IL−10)を含む第一の組成物をこの被験体の神経系に投与する工程と、
(b)IL−10をコードするポリヌクレオチドを発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、含む第二の組成物を、インビボにおいてこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、この被験体の神経系に投与する工程であって、この第二の組成物は第一の成分が投与された後5日以内に、例えば3日以内に投与される工程と、を包含する。
(a)治療上有効な量のインターロイキン−10(IL−10)を含む第一の組成物をこの被験体の神経系に投与する工程と、
(b)IL−10をコードするポリヌクレオチドを発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、含む第二の組成物を、インビボにおいてこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、この被験体の神経系に投与する工程であって、この第二の組成物は第一の成分が投与された後5日以内に、例えば3日以内に投与される工程と、を包含する。
本発明の特定の実施形態では、第一の成分における、および/または第二の成分におけるIL−10はIgGのFc部分に融合される。さらなる実施形態では、この脊椎動物被験体はヒトであり、かつ第一の成分における、および/または前記第二の成分におけるIL−10はヒトIL−10である。
さらなる実施形態では、本発明は、神経障害性疼痛のような被験体における既存の疼痛を処置する方法に関しており、この方法は、IL−10ポリペプチドを含む組成物の治療上有効な量をこの被験体に投与する工程を包含する。特定の実施形態では、IL−10ポリペプチドは、IgGのFc部分に融合される。さらなる実施形態では、脊椎動物被験体はヒトであり、かつ抗炎症性サイトカインはヒトIL−10である。
なおさらなる実施形態では、投与は、実質内送達、クモ膜下腔内送達または硬膜外送達による。
さらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを発現制御レメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを、インビボにおいてこのポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
さらなる実施形態では、この方法は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含む組成物の治療上有効な量を、初回投与後5日以内、例えば3日以内に引き続いて投与して、疼痛の軽減を維持する工程をさらに包含する。
本発明のこれらおよび他の実施形態は、本明細書の開示の観点から当業者に容易に明らかである。
(発明の詳細な説明)
本発明の実施は、他に示さない限り、当該分野の技術の範囲内の化学、生化学、組み換えDNA技術および免疫学の従来の方法を使用する。このような技術は、文献中に詳細に例示される。例えば、Fundamental Virology,第二版、第I巻およびII巻(B.N.Fields and D.M.Knipe,編);Handbook of Experimental Immunology,第I〜IV巻(D.M.WeirおよびC.C.Blackwell編、Blackwell Scientific Publications);T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman and Company,1993);A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,現在追加);Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版、1989);Methods In Enzymology(S.ColowickおよびN.Kaplan編、Academic Press,Inc.)を参照のこと。
本発明の実施は、他に示さない限り、当該分野の技術の範囲内の化学、生化学、組み換えDNA技術および免疫学の従来の方法を使用する。このような技術は、文献中に詳細に例示される。例えば、Fundamental Virology,第二版、第I巻およびII巻(B.N.Fields and D.M.Knipe,編);Handbook of Experimental Immunology,第I〜IV巻(D.M.WeirおよびC.C.Blackwell編、Blackwell Scientific Publications);T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman and Company,1993);A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,現在追加);Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版、1989);Methods In Enzymology(S.ColowickおよびN.Kaplan編、Academic Press,Inc.)を参照のこと。
(1.定義)
本発明の記載では、以下の用語を使用して、以下に示されるように規定するものとする。
本発明の記載では、以下の用語を使用して、以下に示されるように規定するものとする。
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる場合、単数形「1つの(「a」、「an」)」および「この、その(「the」)」は、この文脈が明確に他を示すのでない限り複数の言及を包含する。従って、例えば、「抗炎症性サイトカイン(an anti−inflammatory cytokine)」という言及は、2つ以上のこのようなサイトカインの混合物などを包含する。
「病理学的疼痛、病的な疼痛(pathological pain)」とは、機能的障害および/または病的な変化、傷害、損傷、火傷などに由来する病理から生じる任意の疼痛を意味する。病的な疼痛の1形態は、「神経障害性疼痛(neuropathic pain)」である。「神経障害性疼痛」という用語は本明細書において用いる場合、限定はしないが、神経障害、脳症および/または脊髄症(すなわち、それぞれ末梢神経系、脳および脊髄の機能的障害または病的状態)によって生じる疼痛をいう。神経障害性疼痛は、神経の障害、損傷、例えば、脊髄損傷、神経炎、炎症、非炎症病変、電気的傷害、頭痛などによって生じ得る。神経障害性疼痛はまた、限定はしないが脱髄疾患、糖尿病、アミロイド病、ポルフィリン病、ライム病、ハンセン病、末端肥大症、関節リウマチ、自己免疫疾患、代謝性疾患、ガン、およびウイルス感染を含む種々の疾患の合併によって生じ得る。このような疼痛はまた、限定はしないがヒ素、イソニアジド、鉛およびニトロフラントインによって生じる毒性状態のような毒性状態によって生じ得る。神経障害性疼痛の例としては、限定はしないが、温熱性または機械誘発性の痛覚過敏、温熱性または機械誘発性の異痛症、糖尿病性疼痛、過敏性腸症状または他の内臓障害から生じる疼痛、子宮内膜症疼痛、幻肢痛、複合性局所疼痛性症候群、線維筋痛、腰痛、癌性疼痛、末梢神経または中枢神経系に対する感染、炎症または外傷から生じる疼痛、多発性硬化症の疼痛、絞扼性(エントラップメント)疼痛、HIV感染、ヘルペスウイルス感染由来の疼痛などが挙げられる。
「痛覚過敏(hyperalgesia)」とは、異常に増大した疼痛感、例えば、過剰な過敏性または感度から生じる疼痛を意味する。
「痛覚鈍麻(hypalgesia)」(または「痛覚鈍麻(hypoalgesia)」)とは、疼痛感の低下を意味する。
「異痛症(allodynia)」とは、皮膚に対する非毒性の刺激から生じる疼痛を意味する。異痛症の例としては、限定はしないが、冷感異痛症、触知性異痛症などが挙げられる。
「痛覚(nociception)」とは、本明細書においては疼痛感として規定される。「侵害受容器(nociceptor)」とは、本明細書においては、痛覚を媒介する構造をいう。痛覚は、機械的刺激、電気的刺激、熱的刺激または化学的刺激のような物理的な刺激の結果であり得る。侵害受容器は、身体の実質的に全ての組織に存在する。
「鎮痛(analgesia)」とは、本明細書においては、意識喪失のない疼痛の緩和として規定される。「鎮痛薬(analgesic)」は、やはり意識喪失のない疼痛の救済のために有用な因子または薬物である。
「神経系(nervous system)」という用語は、中枢神経系および末梢神経系の両方を包含する。「中枢神経系(central nervous system)」または「CNS」という用語は、脊椎動物の脳および脊髄の全ての細胞および組織を包含する。「末梢神経系(peripheral nervous system)」という用語は、脳および脊髄の外側の神経系の一部の全ての細胞および組織をいう。従って、「神経系(nervous system)」という用語は、限定はしないが、神経細胞、グリア細胞、星状細胞、脳脊髄益(CSF)中の細胞、間質腔の細胞、脊髄の防御被覆の細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接するか、またはそれに接触するか、または神経支配される非神経組織中の細胞、神経上膜、神経周膜、神経内膜、索、束の細胞などを包含する。
「抗炎症性サイトカイン(anti−inflammatory cytokine)」という用語は本明細書において用いる場合、神経、ニューロン、グリア細胞、内皮細胞、線維芽細胞、筋肉、免疫細胞または他の細胞タイプによって生じる1つ以上の炎症誘発性サイトカンまたはタンパク質の作用または産生を抑制するタンパク質をいう。このような炎症性サイトカインおよびタンパク質としては、限定はしないが、インターロイキン−1β(IL−1β)、腫瘍壊死因子α(TNFα)、インターロイキン−6(IL−6)、誘導性一酸化窒素シンセターゼ(iNOS)などが挙げられる。抗炎症性サイトカインの非限定的な例としては、インターロイキン−10(IL−10)が挙げられ、これには、ウイルスIL−10、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(IL−13)、α−MSH、トランスフォーミング成長因子β(TGF−β1)などが挙げられる。これらの抗炎症性サイトカインの全て、ならびにその活性フラグメントおよび活性アナログであって、本明細書にさらに記載されるモデルを含む任意の公知の疼痛モデルにおいて測定した場合、疼痛を軽減する能力を保持しているものは、本発明で利用されるものとする。
従って、全長タンパク質およびそのフラグメント、ならびに天然の配列に対して欠失、付加および置換(現実には保存的または非保存的置換のいずれか)のような改変を有するタンパク質は、このタンパク質がその所望の活性を維持する限り、本明細書において利用されるものとする。これらの修飾は、部位指向性変異誘発による場合のように意図的であってもよく、またはタンパク質を生成する宿主の変異もしくはPCR増幅に起因するエラーなどによって偶発性であってもよい。従って、親の配列に対して実質的に相同な活性タンパク質、例えば、疼痛を軽減する能力を保持する、70...80...85...90...95...98...99%などの同一性を有するタンパク質は、本明細書で利用されるものとする。
「炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト(proinflammatory cytokine antagonist)」とは、炎症誘発性サイトカインの生物学的作用を、例えば、炎症誘発性サイトカインレセプターと結合または相互作用して、これによってこの炎症誘発性サイトカインの産生を軽減または阻害することによって、ブロックまたはアンタゴナイズする任意の分子を意味する。「アンタゴニスト(antagonist)」、「インヒビター(inhibitor)」および「ブロッカー(blocker)」という用語は、本明細書において互換可能に用いられる。このようなアンタゴニストの非限定的な例としては、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra);KINERET(組み換えIL−1ra、Amgen);腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr);可溶性TNFレセプターI型(Amgen);ペグ化された可溶性TNFレセプターI型(PEGs TNF−R1)(Amgen);TNFデコイレセプター;ETANERCEPT(ENBREL、Amgen);INFLIXIMAB(REMICADE,Johnson & Johnson);D2E7、ヒト抗TNFモノクローナル抗体(Knoll Pharmaceuticals,Abbott Laboratories);CDP 571(ヒト化抗TNF IgG4抗体);CDP870(抗TNFαヒト化モノクローナル抗体フラグメント)、両方ともCelltech;ONERCEPT、組み換えTNF結合タンパク質(r−TBP−1)(Serono);IL1−レセプター2型(Amgen)、AMG719(Amgen)およびIL−1 Trap(Regeneron)が挙げられる。
これらの炎症誘発性サイトカインアンタゴニストの全て、ならびにそれらの活性フラグメントおよび活性アナログであって、本明細書にさらに記載されるモデルを含む任意の公知の疼痛モデルにおいて測定した場合、疼痛を軽減する能力を保持しているものは、本発明において利用されるものとする。
従って、全長分子およびそのフラグメント、ならびに天然の配列に対して欠失、付加および置換(現実には保存的または非保存的置換のいずれか)のような改変を有するタンパク質は、このタンパク質がその所望の活性を維持する限り、本明細書において利用されるものとする。これらの修飾は、部位指向性変異誘発による場合のように意図的であってもよく、またはタンパク質を生成する宿主の変異もしくはPCR増幅に起因するエラーなどによって偶発性であってもよい。従って、親の配列に対して実質的に相同な活性タンパク質、例えば、疼痛を軽減する能力を保持する、70...80...85...90...95...98...99%などの同一性を有するタンパク質は、本明細書で利用されるものとする。
「炎症性サイトカインの作用を軽減するように機能する因子(an agent that acts to reduce inflammatory cytokine actions)」とは、抗炎症誘発性サイトカイン産生を誘導する因子を意味する。このような因子としては、限定はしないが、IL−9、Hsp27が挙げられる(米国特許公開番号2001/0049357を参照のこと)。
これらの因子の全て、ならびにそれらの活性フラグメントおよび活性アナログであって、本明細書にさらに記載されるモデルを含む任意の公知の疼痛モデルにおいて測定した場合、疼痛を軽減する能力を保持しているものは、本発明において利用されるものとする。
従って、全長分子およびそのフラグメント、ならびに天然の配列に対して欠失、付加および置換(現実には保存的または非保存的置換のいずれか)のような改変を有するタンパク質は、このタンパク質がその所望の活性を維持する限り、本明細書において利用されるものとする。これらの修飾は、部位指向性変異誘発による場合のように意図的であってもよく、またはタンパク質を生成する宿主の変異もしくはPCR増幅に起因するエラーなどによって偶発性であってもよい。従って、親の配列に対して実質的に相同な活性タンパク質、例えば、疼痛を軽減する能力を保持する、70...80...85...90...95...98...99%などの同一性を有するタンパク質は、本明細書で利用されるものとする。
「アナログ(analog)」という用語は、疼痛を軽減する能力を維持する、基準分子の生物学的に活性な誘導体、またはこのような誘導体のフラグメントをいう。詳細には、「アナログ」という用語は、ネイティブなポリペプチド配列、ならびに天然の分子に対して1つ以上のアミノ酸の付加、置換および/または欠失を有する構造を有する化合物をいう。特に好ましいアナログとしては、実質的に保存的である置換、すなわち、その側鎖に関連するアミノ酸のファミリー内で生じる置換が挙げられる。詳細には、アミノ酸は一般に、4つのファミリーに分割される:(1)酸性−アスパラギン酸およびグルタミン酸;(2)塩基性−リジン、アルギニン、ヒスチジン;(3)非極性−アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン;ならびに(4)無電荷極性−グリシン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セリン トレオニン、チロシン。フェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシンは時に、芳香族アミノ酸として分類される。例えば、イソロイシンまたはバリンでのロイシン、グルタミン酸でのアスパラギン酸、セリンでのトレオニンという孤立性の置換、または構造的に関連するアミノ酸でのアミノ酸の同様の保存的置換は、生物学的活性に対して大きな影響はないということが合理的に予測可能である。例えば、目的のポリペプチドは、この分子の所望の機能がインタクトなままである限り、最大約5〜10個の保存的アミノ酸置換、もしくは非保存的アミノ酸置換、または最大では約15〜25もしくは50もの保存的もしくは非保存的アミノ酸置換、または5〜50の間の任意の数の置換を含んでもよい。
「相同性(homology)」とは、2つのポリヌクレオチドまたは2つのポリペプチド部分の間の同一性パーセントをいう。2つのDNA配列、または2つのポリペプチド配列は、この配列がこの分子の規定される長さにわたって、少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約75%、より好ましくは少なくとも約80%〜85%、好ましくは少なくとも約90%そして最も好ましくは少なくとも約95%〜98%の配列同一性を示す場合、お互いに対して「実質的に相同(substantially homologous)」である。本明細書において用いる場合、実質的にホモログとはまた、特定のDNAまたはポリペプチド配列に対して完全な同一性を示す配列をいう。
概して、「同一性(identity)」とは、それぞれ、2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の正確なヌクレオチド対ヌクレオチドの対応、またはアミノ酸対アミノ酸の対応をいう。同一性パーセントは、配列を整列すること、2つの整列された配列の間の適合(マッチング)の正確な数をカウントすること、短い配列の長さで割ること、およびこの結果に100を掛けることにより、2つの分子の間の配列情報の直接比較によって決定され得る。ペプチド解析についての、Smith、およびWaterman Advances in Appl.Math.2:482〜489,1981の局所相同性アルゴリズムに適合するALIGN,Dayhoff,M.O.、Atlas of Protein Sequence and Structure M.O.Dayhoff編,5 Suppl.3:353〜358,National Biomedical Research Foundation,Washington,DCのような、容易に利用可能なコンピュータープログラムを用いて、解析を補助することができる。ヌクレオチド配列の同一性を決定するためのプログラムは、Wisconsin Sequence Analysis Package,Version 8(Genetics Computer Group,Madison,WIから入手可能)例えば、これらもSmith、およびWatermanのアルゴリズムに依るBESTFIT、FASTA、およびGAPプログラムにおいて利用可能である。これらのプログラムは、製造業者によって推奨され、かつ上記のWisconsin Sequence Analysis Packageに記載されるデフォールトパラメーターを用いて容易に利用される。例えば、参照配列に対する特定のヌクレオチド配列の類似性パーセントは、SmithおよびWatermanの相同性アルゴリズムを用いて、6つのヌクレオチド位置のデフォールトスコアリングテーブル、およびギャップペナルティーによって決定され得る。
本発明の文脈においてパーセント類似性を確立する別の方法は、エジンバラ大学(University of Edinburgh)が著作権を有し、John F.Collins、およびShane S.Sturrokによって開発され、そしてIntelliGenetics,Inc.(Mountain View,CA)によって流通されたMPSRCHパッケージのプログラムを用いることである。この一組のパッケージから、Smith−Watermanアルゴリズムは使用され得、ここでデフォールトパラメーターがスコアリングテーブルのために用いられる(例えば、ギャップオープンペナルティーが12、ギャップ伸長ペナルティーが1、そしてギャップが6)。作成されたデータから、「マッチング(Match)」値は、「配列同一性(sequence identity)」を反映する。配列の間の同一性パーセントまたは類似性パーセントを算出するための他の適切なプログラムは一般に、当該分野で公知であり、例えば、別のアラインメントプログラムは、デフォールトパラメーターとともに用いられるBLASTである。例えば、BLASTN、およびBLASTPは、以下のデフォールトパラメーターを用いて用いることができる:遺伝コード=標準;フィルター=なし;ストランド(鎖)=両方;カットオフ=60;期待値=10;マトリックス(Matrix)=BLOSUM62;ディスクリプション(Descriptions)=50配列;ソート(sort by)=HIGH SCORE;データベース=非冗長(non−redundant)、GenBank+EMBL+DDBJ+PDB+GenBank CDS 翻訳(translations)+Swissタンパク質(protein)+Spupdate+PIR。これらのプログラムの詳細は、当該分野で周知である。
あるいは、相同性は、相同性領域間に安定な二重鎖を形成する条件下でのポリヌクレオチドのハイブリダイゼーション、続いて一本鎖特異的ヌクレアーゼによる消化、および消化したフラグメントのサイズ決定によって決定されてもよい。実質的に相同なDNA配列は、例えば、特定の系について規定されるような、ストリンジェントな条件下でのサザンハイブリダイゼーション実験において決定されてもよい。適切なハイブリダイゼーション条件を規定することは、当該分野の技術の範囲内である。例えば、Sambrookら(前出);DNA Cloning(前出);Nucleic Acid Hybridization(前出)を参照のこと。
「縮重改変体(degenerate variant)」という用語は、その核酸配列に変化を含むポリヌクレオチドであって、この縮重改変体が由来するポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドと同じアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを意図する。
「コード配列(coding sequence)」または選択されたポリヌクレオチドを「コードする(encode)」配列とは、適切な調節配列の制御下に置かれた場合、インビボで転写されて(DNAの場合)ポリペプチドに翻訳される(mRNAの場合)核酸分子である。コード配列の境界は、5’(アミノ)末端の開始コドンおよび3’(カルボキシ)末端の翻訳終止コドンによって決定される。転写終止配列は、このコード配列に対して3’側に配置されてもよい。
「ベクター(vector)」とは、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、染色体、ウイルス、ビリオンなどのような任意の遺伝因子であって、適切な制御エレメントと会合された場合、複製され得、そして遺伝子配列を細胞に移動させることができる遺伝因子を意味する。従って、この用語は、クローニングビヒクルおよび発現ビヒクル、ならびにウイルスベクターを包含する。
「組み換えベクター(recombinant vector)」とは、インビボで発現し得る異種の核酸配列を含むベクターを意味する。
「組み換えウイルス(recombinant virus)」とは、例えば、異種核酸構築物の粒子中への付加または挿入によって、遺伝子的に変化されているウイルスを意味する。
「トランスフェクション(transfection)」という用語は、細胞による外来DNAの取り込みをいうために用いられ、そしてこの細胞は、外因性DNAが、細胞膜の内側へ導入された場合、「トランスフェクト」されたことになる。多数のトランスフェクション技術が一般に当該分野で公知である。例えば、Grahamら、(1973)Virology,52:456,Sambrookら、(1989)Molecular Cloning,a laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratories,New York Davisら、(1986)Basic Methods in Molecular Biology,Elsevier,and Chuら、(1981)Gene 13:197を参照のこと。このような技術は、1つ以上の外因性DNA部分を適切な宿主細胞中に導入するために用いられ得る。
「異種(heterologous)」という用語は、コード配列および制御配列のような核酸配列に関する場合、正常には一緒に連結されない配列、および/または正常には特定の細胞と関連しない配列を意味する。従って、核酸構築物、またはベクターの「異種」領域とは、天然には他の分子との関連が見出されない別の核酸分子内の核酸のセグメント、またはそのような核酸分子に結合された、核酸のセグメントである。例えば、核酸構築物の異種領域は、コード配列であって、このコード配列との関連が天然には見出されない配列に隣接されるコード配列を含んでもよい。異種コード配列の別の例は、コード配列自体が天然には見出されない構築物(例えば、ネイティブな遺伝子とは異なるコドンを有する合成配列)である。同様に、正常には細胞に存在しない構築物を用いて形質転換された細胞は、本発明の目的について異種であるとみなされる。対立遺伝子の改変、または天然に存在する変異性の事象は、本明細書において用いられるように、異種DNAを生じない。
「核酸(nucleic acid)」配列とは、DNA配列またはRNA配列をいう。この用語は、限定はしないが、4−アセチルシトシン、8−ヒドロキシ−N6−メチルアデノシン、アジリジニルシトシン(aziridinylcytosine)、プソイドイソシトシン(pseudoisocytosine)、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウラシル、5−カルボキシメチル−アミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルアデニン、1−メチルプソイドウラシル、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシ−アミノ−メチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボニルメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、オキシブトキソシン、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、および2、6−ジアミノプリンのような、DNAおよびRNAの任意の公知の塩基アナログを含む配列を包含する。
DNA「制御配列(control sequence)」という用語は、総称的に、プロモーター配列、ポリアデニル化シグナル、転写終止配列、上流調節ドメイン、複製起点、内部リボソーム侵入部位(「IRES」)エンハンサー、などをいい、これらは集団として、レシピエント細胞におけるコード配列の複製、転写、および翻訳を提供するものである。選択されたコード配列が、適切な宿主細胞において複製、転写、および翻訳できるのでさえあれば、これらの制御配列の全てが常に存在する必要はない。
「プロモーター(promoter)」という用語は、本明細書において、その通常の意味で用いられ、DNA調節配列を含むヌクレオチド領域であって、この調節配列が、RNAポリメラーゼと結合し、かつ下流(3’方向)コード配列の転写を開始することができる遺伝子から誘導される、ヌクレオチド領域をいう。転写プロモーターとしては、「誘導性プロモーター(inducible promoters)」(ここでは、このプロモーターに作動可能に連結されたポリヌクレオチド配列の発現は、分析物、補因子、調節タンパク質、などによって誘導される)、「抑制性プロモーター(repressible promoters)」(ここでは、このプロモーターに作動可能に連結されたポリヌクレオチド配列の発現は、分析物、補因子、調節タンパク質、などによって誘導される)、および「構成的プロモーター(constitutive promoters)」を挙げることができる。
「作動可能に連結された(operably linked)」とは、エレメントの配置であって、ここで、そのように記載された成分が、その通常の機能を発揮するように構成されている配置をいう。従って、コード配列に作動可能に連結された制御配列は、コード配列の発現を発揮し得る。この制御配列は、それらがその発現を指向するように機能しさえすれば、コード配列と連続する必要はない。従って、例えば、介在する、未翻訳だが、転写された配列は、プロモーター配列とコード配列との間に存在し得、そしてプロモーター配列は、コード配列に対して「作動可能に連結される」と依然として見なすことができる。
「単離された(isolated)」とは、ヌクレオチド配列をいう場合、示された分子が、同じタイプの他の生物学的高分子の実質的な非存在下で存在することを意味する。従って、「特定のポリペプチドをコードする単離された核酸分子(isolated nucleic acid molecule which encodes a particular polypeptide)」とは、核酸分子であって、対象のポリペプチドをコードしない他の核酸分子を実質的に含まない核酸分子、をいう;しかし、この分子は、この組成物の基本的特徴に有害に影響しない、いくつかのさらなる塩基または部分を含んでもよい。
本出願を通じて、特定の核酸分子におけるヌクレオチド配列の相対的位置を記載する目的のために、例えば、特定のヌクレオチド配列が、別の配列に対して、「上流(upstream)」、「下流(downstream)」、「最も3側(3’)」、または「最も5側(5’)」であると記載される場合、それは、当該分野で従来いわれているとおり、DNA分子の「センス」鎖、または「コード」鎖における配列の位置であることが理解されるべきである。
「被験体(subject)」、「個体(individual)」、または「患者(patient)」という用語は、本明細書において互換可能に用いられて、脊椎動物、好ましくは哺乳動物をいう。哺乳動物としては、マウス、げっ歯類、サル、ヒト、家畜、競技用動物、およびペットが挙げられるがこれらに限定されない。
組成物または因子の「有効量(effective amount)」または「治療上有効な量(therapeutically effective amount」という用語は、本明細書において用いる場合、所望の応答、例えば、疼痛の軽減または逆転を得るのに十分であるが毒性ではない組成物または因子の量をいう。必要な正確な量は、被験体間で異なり、その被験体の種、年齢および一般的状態、処置されている状態の重篤度、および目的の特定の高分子、投与の方式などに依存する。任意の個体の場合の適切な「有効」量は、慣用的な実験を用いて当業者によって決定され得る。
疼痛の「処置(treatment)」または「処置すること(treating)」としては、(1)疼痛の緩和、すなわち、疼痛に曝され得るかまたは疼痛に対する素因があるが疼痛の経験もなく疼痛を示してもいない被験体において、疼痛を発症させないか、強度を小さくすること、(2)疼痛を阻害すること、すなわち、疼痛の発症を阻止するかまたは疼痛を逆転すること、あるいは(3)疼痛を救済すること、すなわち、被験体が経験する疼痛の量を低下させることを包含する。
「既存の疼痛を処置する(treating existing pain)」とは、少なくとも24時間、例えば24〜96時間以上、例えば、25...30...35...40...45...48...50...55...65...72...80...90...96...100などの時間、疼痛を経験している被験体において疼痛を救済または逆転することを意味する。この用語はまた、数週間、数ヶ月または数年間もの長期間にわたって存在している疼痛を処置することも意図する。
(2.本発明を実行する方式)
本発明を詳細に記載する前に、本発明は、特定の処方物またはプロセスパラメーター自体には限定されず、当然ながら変化し得ることが理解されるべきである。本明細書において使用される専門用語は、本発明の特定の実施形態を記載する目的でしかなく、限定を意図するものではないということも理解されるべきである。
本発明を詳細に記載する前に、本発明は、特定の処方物またはプロセスパラメーター自体には限定されず、当然ながら変化し得ることが理解されるべきである。本明細書において使用される専門用語は、本発明の特定の実施形態を記載する目的でしかなく、限定を意図するものではないということも理解されるべきである。
本明細書に記載される方法および材料と類似または等価な多数の方法および材料が本発明の実施に用いられ得るが、好ましい材料および方法は本明細書に記載される。
本発明の中心は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症誘発性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する他の因子をコードする遺伝子を用いる遺伝子治療が、脊椎動物被験体において疼痛を軽減するように働くという発見である。疼痛管理に対するこのアプローチの利点は多数である。第一に、少なくとも温熱および機械的な刺激に対する基本的な疼痛応答性は変化されない。従って、正常な疼痛処置は、IL−10のような抗炎症性サイトカインの有効用量の存在によって著しく影響されることはないようである。第二に、IL−10のような抗炎症性サイトカインは、グリア活性化の病理的局面を標的して、活性化されたグリアが疼痛調節系に作用する侵害誘発性(pronociceptive)の影響を抑制すると考えられる。第三に、この因子は病的な疼痛が発症するのを防ぐだけでなく、既に樹立された病理的な疼痛状態を軽減および/または逆転もし得る。
遺伝子治療技術はまた、単独で、または伝統的な薬物およびタンパク質送達技術と組み合わせて用いられ得る。あるいは、炎症誘発性サイトカインに作用する因子、例えば、本明細書に記載される任意の抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニストは、既存の疼痛を有する被験体を処置するために、遺伝子治療なしで、単独で投与されてもよい。
本発明をさらに理解するために、抗炎症性サイトカインおよび本発明とともに用いるための種々の遺伝子送達方法に関して、以下にさらに詳細な考察が提供される。
(抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子)
上記で例示されるように、本発明は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子を利用して、病的な疼痛および神経障害性の疼痛のような疼痛を処置する。本発明とともに用いるための特に好ましい抗炎症性サイトカインおよびアンタゴニストとしては、限定はしないが、インターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(LI−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)が挙げられる。本明細書でさらに記載される疼痛モデルを含む、任意の公知の疼痛モデルで測定した場合、疼痛を軽減する能力を保持しているこの天然の分子、ならびにそのフラグメントおよびアナログは、本発明で使用されるものとする。本明細書における使用のための1つの特に好ましいIL−10としては、以下にさらに詳細に記載される、IgGのFc部分に対するIL−10の融合物が挙げられる。さらに、任意の多数の種由来の配列が、処置される動物に依存して、本発明とともに用いられ得る。
上記で例示されるように、本発明は、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子を利用して、病的な疼痛および神経障害性の疼痛のような疼痛を処置する。本発明とともに用いるための特に好ましい抗炎症性サイトカインおよびアンタゴニストとしては、限定はしないが、インターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(LI−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)が挙げられる。本明細書でさらに記載される疼痛モデルを含む、任意の公知の疼痛モデルで測定した場合、疼痛を軽減する能力を保持しているこの天然の分子、ならびにそのフラグメントおよびアナログは、本発明で使用されるものとする。本明細書における使用のための1つの特に好ましいIL−10としては、以下にさらに詳細に記載される、IgGのFc部分に対するIL−10の融合物が挙げられる。さらに、任意の多数の種由来の配列が、処置される動物に依存して、本発明とともに用いられ得る。
例えば、IL−10に関連する多数の配列、ならびに疼痛を軽減するように機能するIL−10のフラグメント、改変体およびアゴニストも本明細書において用途を見出す。例えば、IL−10に関連する配列は、例えば、国際公開番号WO00/65027;WO 98/28425;WO 95/24425(免疫調節物質の旋毛虫物質)に記載される。国際公開番号WO 95/03411は、短縮されたIL−10配列、成熟ヒト配列のカルボキシル末端および/またはアミノ末端でアミノ酸置換または欠失を有するIL−10の改変体およびアゴニストを記載している;米国特許第6,428,985号は、成熟ヒトIL−10配列の87位のIleのAlaまたはGlyによる置換を有するIL−10改変体を記載している;米国特許第6,159,937号は、配列Ala−Tyr−Met−Thr−Met−Lys−Ile−Arg−Asn)(配列番号4)を有するIL−10フラグメントを記載している;国際公開番号WO 97/26778は、配列X1−X2−X3−Thr−X4−Lys−X5−Arg−X6(配列番号5)を有するIL−10改変体を記載しており、ここでX1=AlaまたはGlyであり;X2=TyrまたはPheであり;X3、X4およびX5は、Met、Ile、LeuおよびValから独立して選択され;そしてX6=Asp、GlnまたはGlyである。
数種の動物種に由来する、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子、ならびにその改変体のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、周知である。例えば、IL−10は、多数の動物およびウイルス種から単離されている。本明細書における使用のためのIL−10としては、任意のこれらの種々の種由来のIL−10が挙げられる。ウイルスIL−10の非限定的な例としては、ヘルペスウイルスから、例えば、エプスタインバーウイルス(例えば、Mooreら、Science(1990)248:1230−1234;Hsuら、Science(1990)250:830−832;Suzukiら、J.Exp.Med.(1995)182:477−486を参照のこと)、サイトメガロウイルス(例えば、Lockridgeら、Virol.(2000)268:272−280;Kotenkoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(2000)97:1695−1700;国際公開番号WO 01/16153を参照のこと)、およびウマヘルペスウイルス(例えば、Rodeら、Virus Genes(1993)7:111−116を参照のこと)から単離されたIL−10ホモログ、ならびにOrFウイルス由来のIL−10ホモログ(例えば、Imlachら、J.Gen.Virol.(2002)83:1049−1058およびFlemingら、Virus Genes(2000)21:85−95を参照のこと)が挙げられる。また、本明細書の図31も参照のこと、この図では、ウイルスのIL−10の成熟の分泌型のアミノ酸配列が示されている。本発明で用いられるための他のIL−10配列の代表的な非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM000572、U63015、AF418271、AF247603、AF247604、AF247606、AF247605、AY029171、UL16720(全てヒト配列)、ならびにヒトIL−10の成熟の分泌型のアミノ酸配列が示されている本明細書の図31;NM012854、L02926、X60675(ラット);NM010548、AF307012、M37897、M84340(全てマウスの配列)、ならびにマウスIL−10の成熟の分泌型のアミノ酸配列が示されている本明細書の図31;U38200(ウマ);U39569、AF060520(ネコの配列);U00799(ウシ);U11421、Z29362(ヒツジの配列);L26031、L26029(マカクの配列);AF294758(サル);U33843(イヌ);AF088887、AF068058(ウサギの配列);AF012909、AF120030(マーモットの配列);AF026277(フクロネズミ);AF097510(モルモット);U11767(シカ);L37781(アレチネズミ);AB107649(ラマおよびラクダ)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのIL−1ra配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM173843、NM173842、NM173841、NM000577、AY196903、BC009745、AJ005835、X64532、M63099、X77090、X52015、M55646(全てヒトの配列);NM174357、AB005148(ウシの配列);NM031167、S64082、M57525、M644044(マウスの配列);D21832、568977、M57526(ウサギの配列);SEG AB045625S、M63101(ラットの配列);AF216526、AY026462(イヌの配列);U92482、D83714(ウマの配列);AB038268(イルカ)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのIL−4配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM172348、AF395008、AB015021、X16710、A00076、M13982、NM000589(全てヒトの配列);BC027514、NM021283、AF352783、M25892(マウスの配列);NM173921、AH003241、M84745、M77120(ウシの配列);AY130260(チンパンジー);AF097321、L26027(サル);AY096800、AF172168、Z11897、M96845(ヒツジの配列);AF035404、AF305617(ウマの配列);AF239917、AF187322、AF054833、AF104245(イヌの配列);X16058(ラット);AF046213(ハムスター);L07081(シカ);U39634、X87408(ネコ);X68330、L12991(ブタの配列);U34273(ヤギ);AB020732(ドルフィン);L37779(アレチネズミ);AF068058、AF169169(ウサギの配列);AB107648(ラマおよびラクダ)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのIL−13配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM002188、U10307、AF377331、X69079(全てヒトの配列);NM053828、L26913(ラットの配列);AF385626、AF385625(ブタの配列);AF244915(イヌ);NM174089(ウシ);AY244790(サル);NM008355(マウス);AB107658(ラクダ);AB3107650(ラマ)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのTGF−β1配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM000660、BD0097505、BD0097504、BD0097503、BD0097502(全てヒトの配列);NM021578、X52498(ラットの配列);AJ009862、NM011577、BC013738、M57902(マウスの配列);AF461808、X12373、M23703(ブタの配列);AF175709、X99438(ウマの配列);X76916(ヒツジ);X60296(ハムスター);L34956(イヌ)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのα−MSH配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM 000939(ヒト);NM17451(ウシ);NM 008895(マウス);およびM 11346(アフリカツメガエル)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのTNFレセプター配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号X55313、M60275、M63121、NM152942、NM001242、NM152877、NM152876、NM152875、NM152874、NM152873、NM152872、NM152871、NM000043、NM001065、NM001066、NM148974、NM148973、NM148972、NM148971、NM148970、NM148969、NM148968、NM148967、NM148966、NM148965、NM003790、NM032945、NM003823、NM001243、NM152854、NM001250(全てヒトの配列);NM013091、M651122(ラットの配列)に記載される配列が挙げられる。
本発明での使用のためのIL−9配列の非限定的な例としては、NCBIアクセッション番号NM000590(ヒト)およびNM008373(マウス)に記載される配列が挙げられる。
本発明で用いるための所望の抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインを軽減または防止するように作用する因子をコードするポリヌクレオチドは、分子生物学の標準的な技術を用いて作製され得る。例えば、上記の分子をコードするポリヌクレオチド配列は、遺伝子を発現する細胞からcDNAおよびゲノムのライブラリーをスクリーニングすること、またはこれらを含むことが公知のベクターから遺伝子を誘導することなどによる、組み換え方法を用いて得ることができる。目的の遺伝子はまた、公知の配列に基づいて、クローニングではなく合成的に産生されてもよい。この分子は、特定の配列のための適切なコドンで設計されてもよい。次いで完全な配列が標準的な方法で調製された重複するオリゴヌクレオチドからアセンブリされて、完全なコード配列にアセンブルされる。例えば、Edge,Nature(1981)292:756;Nambairら、Science(1984)223:1299;およびJayら、J.Biol.Chem.(1984)259:6311を参照のこと。
従って、特定のヌクレオチド配列は、所望の配列を有するベクターから得ることができるし、または必要に応じて、部位指向性変異誘発およびポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術のような当該分野で公知の種々のオリゴヌクレオチド合成技術を用いて、完全にもしくは部分的に合成されてもよい。例えば、Sambrook(前出)を参照のこと。所望の配列をコードするヌクレオチド配列を得る1方法は、従来の自動化されたポリヌクレオチドシンセサイザーで生成された重複する合成オリゴヌクレオチドの相補的セットをアニーリングすること、続いて、適切なDNAリガーゼを用いるライゲーションおよび連結されたヌクレオチド配列のPCRによる増幅による。例えば、Jayaramanら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1991)88:4084−4088を参照のこと。さらに、オリゴヌクレオチド指向性の合成(Jonesら、Nature(1986)54:75−82)、既存のヌクレオチド領域のオリゴヌクレオチド指向性変異誘発(Riechmannら、Nature(1988)332:323−327およびVerhoeyenら、Science(1988)239:1534−1536)、ならびにT4DNAポリメラーゼを用いるギャップのオリゴヌクレオチドの酵素的な充填(Queenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1989)86:10029−10033)が本発明の方法における使用のための分子を提供するために用いられ得る。
(遺伝子送達技術)
上記のような抗炎症性遺伝子は、任意のいくつかの遺伝子送達技術を用いて該当の被験体に送達される。遺伝子送達のためのいくつかの方法が当該分野で公知である。以下にさらに記載されるとおり、遺伝子は、哺乳動物被験体に直接送達されてもよいし、または被験体に由来する細胞にエキソビボで送達されてこの細胞がこの被験体に再移植されてもよい。
上記のような抗炎症性遺伝子は、任意のいくつかの遺伝子送達技術を用いて該当の被験体に送達される。遺伝子送達のためのいくつかの方法が当該分野で公知である。以下にさらに記載されるとおり、遺伝子は、哺乳動物被験体に直接送達されてもよいし、または被験体に由来する細胞にエキソビボで送達されてこの細胞がこの被験体に再移植されてもよい。
哺乳動物細胞への遺伝子移入のために多数のウイルスに基づく系が開発されている。例えば、レトロウイルスは、遺伝子送達系のために簡便な基盤を提供する。選択された遺伝子は、当該分野で公知の技術を用いて、ベクターに挿入され得、そしてレトロウイルス粒子にパッケージングされ得る。次いで、この組換えウイルスが、単離され、そしてインビボまたはエキソビボで被験体の細胞に送達され得る。多数のレトロウイルス系が記載されている。例えば、米国特許第5,219,740号;MillerおよびRosman、BioTechniques(1989)7:980−990;Miller,A.D.Human Gene Therapy(1990)1:5−14;Scarpaら、Virology(1991)180:849−852;BurnsらProc.Natl.Acad.Sci.USA(1993)90:8033−8037;ならびにBoris−LawrieおよびTemin、Cur.Opin.Genet.Develop(1993)3:102−109を参照のこと。複製欠損のマウスレトロウイルスベクターは広範に利用される遺伝子導入ベクターである。マウス白血病レトロウイルスは、核コアタンパク質およびタンパク質コア(gag)に入れられたポリメラーゼ(pol)酵素と複合されて、宿主範囲を決定する糖タンパク質エンベロープ(env)によって囲まれた一本鎖RNAを含む。レトロウイルスのゲノム構造は、5’および3’の末端反復配列(LTRs)で囲まれるgag、polおよびenv遺伝子を含む。5’および3’LTRならびにパッケージングシグナルを含む最小ベクターは、ウイルス構造タンパク質がパッケージング細胞株中でトランスで提供される条件では、ベクターのパッケージングならびに標的細胞への感染および取り込みを可能にするのに十分であるという事実を、レトロウイルスベクター系は活用する。遺伝子移入のためのレトロウイルスベクターの基本的な利点としては、ほとんどの細胞タイプでの効率的な感染および遺伝子発現、標的細胞染色体DNAへの正確な一回コピーのベクター取り込み、およびレトロウイルスゲノムの操作の容易さが挙げられる。
多数のアデノウイルスベクターもまた、記載されている。宿主ゲノムに組込むレトロウイルスとは異なり、アデノウイルスは、染色体外に残り、これによって、挿入変異誘発に関連する危険性を最小限にする(Haj−AhmadおよびGraham(1986)J.Virol.57:267−274;Bettら(1993)J.Virol.67:5911−5921;Mitterederら、Human Gene Therapy(1994)5:717−729;Sethら、J.Virol(1994)68:933−940;Barrら、Gene Therapy(1994)1:51−58;Berkner,K.L.BioTechniques(1988)6:616−629;ならびにRichら、Human Gene Therapy(1993)4:461−476)。本発明の方法における使用のためのアデノウイルスベクターは以下にさらに詳細に記載される。
さらに、種々のアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター系もまた、遺伝子送達に関して開発されている。AAVベクターは、当該分野で周知の技術を用いて容易に構築され得る。例えば、米国特許第5,173,414号および同第5,139,941号;国際公開番号WO 92/01070(1992年1月23日公開)およびWO 93/03769(1993年3月4日公開);Lebkowskiら、Molec.Cell.Biol(1988)8:3988−3996;Vincentら、Vaccines 90(1990)(Cold Spring Harbor Laboratory Press);Carter,B.J.Current Opinion in Biotechnology(1992)3:533−539;Muzyczka,N.Current Topics in Microbiol.and Immunol.(1992)158:97−129;Kotin,R.M.Human Gene Therapy(1994)5:793−801;ShellingおよびSmith,Gene Therapy(1994)1:165−169;ならびにZhouら,J.Exp.Med.(1994)179:1867−1875を参照のこと。AAVベクター系はまた以下にさらに詳細に記載される。
目的の核酸分子を送達するための用途を見出すさらなるウイルスベクターとしては、ワクシニアウイルスおよび鳥類ポックスウイルスを含むポックスウイルスのファミリーから誘導されるウイルスベクターが挙げられる。1例として、遺伝子を発現するワクシニアウイルスの組換え体は、以下のように構築され得る。特定のポリペプチドをコードするDNAを最初に、ワクシニアプロモーターおよび隣接ワクシニアDNA配列、例えば、チミジンキナーゼ(TK)をコードする配列に隣接するように、適切なベクターに挿入する。次いで、このベクターを用いて、ワクシニアで同時に感染される細胞をトランスフェクトする。相同組換えは、ワクシニアプロモーターに加えてこのタンパク質をコードする遺伝子を、ウイルスゲノムに挿入するように機能する。得られたTK−組換え体は、5−ブロモデオキシウリジンの存在下でこの細胞を培養し、そして5−ブロモデオキシウリジンに耐性のウイルスプラークをピックアップすることによって選択することができる。
あるいは、アビポックスウイルス(avipoxvirus)、例えば、鶏痘ウイルスおよびカナリア痘ウイルスを用いても、目的のコード配列を送達することができる。哺乳動物病原体由来の免疫原を発現する組換えアビポックスウイルスは、非鳥類種に投与された場合に、防御免疫を付与することが公知である。アビポックスベクターの使用は、ヒトおよび他の哺乳動物種において特に望ましい。なぜなら、アビポックス属のメンバーは、感受性の鳥類種においてのみ生産的に複製し得、従って哺乳動物細胞において感染性ではないからである。組換えアビポックスウイルスを産生するための方法は、当該分野で公知であり、そしてワクシニアウイルスの産生に関して上記に記載されるように、遺伝子組換えを使用する。例えば、WO 91/12882;WO 89/03429;およびWO 92/03545を参照のこと。
分子結合体化ベクター、例えば、Michaelら、J.Biol.Chem.(1993)268:6866〜6869およびWagnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1992)89:6099〜6103に記載のアデノウイルスキメラベクターも、遺伝子送達に用いられ得る。
限定はしないが、シンドビスウイルスおよびセムリキ森林熱ウイルス由来のベクターのようなアルファウイルス属のメンバーも抗炎症性サイトカイン遺伝子を送達するためのウイルスベクターとしての用途を見出す。本発明の方法の実施のために有用なシンバスウイルス(Sinbus−virus)由来のベクターの説明については、Dubenskyら、J.Virol.(1996)70:508−519;ならびに国際公開番号WO95/07995およびWO96/17072を参照のこと。
あるいは、抗炎症性サイトカインは、ウイルスベクターの使用なしに、例えば、米国特許第6,413,942号;同第6,214,804号;同第5,580,859号;同第5,589,466号;同第5,763,270号および同第5,693,622号に記載されるようなプラスミドに基づく核酸送達系を用いることによって、送達され得る。プラスミドは、インビボにおいてタンパク質産物の発現を指向する制御エレメントに作動可能に連結された目的の遺伝子を包含する。このような制御エレメントは当該分野で周知である。
(プラスミド遺伝子送達系)
上記で例示されるように、目的の遺伝子は、プラスミドのような非ウイルスベクター、および当該分野で周知の任意のいくつかのプラスミド送達技術を用いて、被験体に、または被験体の細胞に導入され得る。例えば、ベクターは、例えば、米国特許第6,413,942、同第6,214,804号および同第5,580,859号に記載されるように送達因子なしで導入されてもよい。
上記で例示されるように、目的の遺伝子は、プラスミドのような非ウイルスベクター、および当該分野で周知の任意のいくつかのプラスミド送達技術を用いて、被験体に、または被験体の細胞に導入され得る。例えば、ベクターは、例えば、米国特許第6,413,942、同第6,214,804号および同第5,580,859号に記載されるように送達因子なしで導入されてもよい。
あるいは、目的の遺伝子をコードするベクターは、米国特許第5,580,859号;同第5,549,127号;同第5,264,618号;同第5,703,055号に記載されるように、被験体に、またはそれに由来する細胞に送達される前に、リポソーム中にパッケージングされ得る。脂質のカプセル化は一般に、核酸を安定に結合するかまたは包含して保持し得るリポソームを用いて達成され得る。脂質調製物に対する凝縮DNAの比は変化し得るが、一般には、1:1(DNAのmg:脂質のマイクロモル)であるか脂質がさらに多い。核酸の送達のためのキャリアとしてのリポソームの使用の概説については、HugおよびSleight,Biochim.Biophys.Acta.(1991)1097:1−17;Straubingerら、Methods of Enzymology(1983)、第101巻、pp512−527を参照のこと。DNAはまた、Papahadjopoulosら、Biochem.Biophys.Acta.(1975)394:483−491によって記載されるのと同様の蝸牛状脂質組成物中で送達されてもよい。米国特許第4,663,161号および同第4,871,488号も参照のこと。
ベクターはまた、当該分野で周知の粒子状のキャリアでカプセル化されても、それに吸着されても、またはそれに会合されてもよい。このようなキャリアは、免疫系に対して多数のコピーの選択された分子であり、そして局所のリンパ節における分子の捕獲および保持を容易にする。この粒子は、マクロファージによって食作用を受けることが可能であり、そしてサイトカイン放出を通じて抗原提示を増強し得る。粒子状のキャリアの例としては、ポリメチルメタクリレートポリマーから誘導されるキャリア、ならびにポリ(ラクチド)およびPLGとして公知のポリ(ラクチド−コ−グリコリド)から誘導される微小粒子が挙げられる。例えば、Jefferyら、Pharm.Res.(1993)10:362−368;およびMcGeeら、J.Microencap.(1996)を参照のこと。
さらに、プラスミドDNAは、核局在シグナルまたは同様の修飾によってガイドされ得る。
さらに、金およびタングステンのような粒子性キャリアを使用する微粒子銃送達システム(biolistic delivery system)は、目的の遺伝子を送達するために有用である。この粒子は、送達されるべき遺伝子でコーティングされて、一般に減圧下で、「遺伝子銃(gene gun)」から火薬充填を用いて、高速まで加速される。このような技術およびその技術に有用な装置については、例えば、米国特許第4,945,050号;同第5,036,006号;同第5,100,792号;同第5,179,022号;同第5,371,015号および同第5,478,744号を参照のこと。
ベクターを送達するためには、広範な種々の他の方法が用いられ得る。このような方法としては、DEAEデキストラン媒介性トランスフェクション、リン酸カルシウム沈殿、ポリリジンまたはポリオルニチン媒介性トランスフェクション、または他の不溶性の無機塩、例えば、リン酸ストロンチウム、ベントナイトおよびカオリンを含むケイ酸アルミニウム、酸化クロム、ケイ酸マグネシウム、滑石などを用いる沈殿が挙げられる。トランスフェクションの他の有用な方法としては、エレクトロポレーション、ソノポレーション(sonoporation)、プロトプラスト融合、ペプチド送達またはマイクロインジェクションが挙げられる。例えば、目的の細胞を形質転換するための技術の考察については、Sambrookら(前出);そして遺伝子移入のために有用な送達系の概説については、Felgner,P.L.Advanced Drug Delivery Reviews(1990)5:163−187を参照のこと。エレクトロポレーションを用いてDNAを送達するための方法は、例えば、米国特許第6,132,419号;同第6,451,002号、同第6,418,341号、同第6233,483号、米国特許公開番号2002/0146831;および国際公開番号WO/0045823に記載される。
持続的な発現を得るために、免疫グロブリン分子に対して目的の遺伝子をコードするプラスミドを融合することも所望され得る。従来の技術の1つは、非細胞溶解性変異を有するマウスIgG2aのFc部分に対して目的の因子をコードするプラスミドを融合することである。さらに、IL−10遺伝子は、IgGのFc部分に融合された融合タンパク質の形態で存在し得る。このような技術は、特にエレクトロポレーションと組み合わされた場合、IL−10のようなサイトカインの持続的な発現を提供することが示されている。例えば、Jiangら、J.Biochem.(2003)133:423−427;およびAdachciら、Gene Ther.(2002)9:577−583を参照のこと。
(アデノウイルス遺伝子送達系)
本発明の好ましい実施形態では、抗炎症性サイトカインをコードするヌクレオチド配列が、アデノウイルスベースの発現ベクターに挿入される。アデノウイルスゲノムは、各々の鎖の5’末端に共有結合された55−kDaの末端タンパク質を有する約36,000塩基対の直線の二本鎖DNA分子である。アデノウイルス(「Ad」)DNAは、血清型に依存して正確な長さで約100塩基対の同一の逆方向末端反復(「ITR」)を含む。複製のウイルス起点は、ITR内で正確にゲノム末端に位置する。DNA合成は2つの段階で生じる。第一に、複製は、娘二重分子および平行な置換鎖を生成する鎖の置き換えによって進行する。この置換鎖は、一本鎖であって、「パンハンドル(panhandle)」中間体を形成し得、これによって、娘二重分子の複製開始および生成を可能にする。あるいは、複製はゲノムの両端から同時に進行し得、これによってパンハンドル構造を形成する要件が除かれる。
本発明の好ましい実施形態では、抗炎症性サイトカインをコードするヌクレオチド配列が、アデノウイルスベースの発現ベクターに挿入される。アデノウイルスゲノムは、各々の鎖の5’末端に共有結合された55−kDaの末端タンパク質を有する約36,000塩基対の直線の二本鎖DNA分子である。アデノウイルス(「Ad」)DNAは、血清型に依存して正確な長さで約100塩基対の同一の逆方向末端反復(「ITR」)を含む。複製のウイルス起点は、ITR内で正確にゲノム末端に位置する。DNA合成は2つの段階で生じる。第一に、複製は、娘二重分子および平行な置換鎖を生成する鎖の置き換えによって進行する。この置換鎖は、一本鎖であって、「パンハンドル(panhandle)」中間体を形成し得、これによって、娘二重分子の複製開始および生成を可能にする。あるいは、複製はゲノムの両端から同時に進行し得、これによってパンハンドル構造を形成する要件が除かれる。
生産的な感染周期の間、ウイルス遺伝子は、2つの相で発現される:ウイルスDNA複製にまでいたる期間である初期段階、およびウイルスDNA複製の開始と一致する後期段階。初期段階の間、E1、E2、E3およびE4の領域によってコードされる初期遺伝子産物のみが発現され、これがウイルスの構造的タンパク質の合成のために細胞を調製する多数の機能を実行する。後期段階の間、後期ウイルス遺伝子産物が初期遺伝子産物に加えて発現されて、宿主細胞DNAおよびタンパク質合成が停止される。結果として、細胞は、ウイルスDNAおよびウイルスの構造的タンパク質の産生に供される。
アデノウイルスのE1領域は、標的細胞の感染後に発現される第一領域である。この領域は、2つの転写単位であるE1AおよびE1B遺伝子からなる。E1A遺伝子産物の主な機能は、静止期の細胞が細胞周期に入り細胞DNA合成を再開するように誘導すること、ならびにE1B遺伝子および他の初期領域(E2、E3、E4)を転写的に活性化することである。E1A遺伝子のみを用いる一次細胞のトランスフェクションは、制限のない増殖を誘導し得る(不死化)が、完全なトランスフェクションは生じない。しかし、E1Aの発現はほとんどの場合、プログラムされた細胞死(アポトーシス)の誘導、およびごくたまには不死化を生じる。E1B遺伝子の同時発現には、アポトーシスの誘導を妨げること、および完全な形態学的形質転換が生じることが必要とされる。樹立された不死化細胞株では、E1Aの高レベル発現は、E1Bの非存在下で完全な形質転換を生じ得る。
E1Bコードタンパク質は、細胞機能にウイルス複製をさせるように指示することにおいてE1Aを補助する。本質的に核に局在する複合体を形成する、E1B 55kDおよびE4 33kDタンパク質は、宿主タンパク質の合成を阻害するのに、そしてウイルス遺伝子の発現を促進するのに機能する。それらの主な影響は、感染の後期段階の開始と同時に、核から細胞質へのウイルスmRNAの選択的輸送を確立することである。E1B 21kDタンパク質は、生産的な感染周期の正確な一時的制御に重要であり、これによってウイルスのライフサイクルが終了される前に宿主細胞が早死にすることを妨げるものである。
アデノウイルスベースのベクターは、遺伝子産物ペプチドを高レベルで発現する。アデノウイルスベクターは、低力価のウイルスでさえ高い有効性の感染度を有する。さらに、このウイルスは、無細胞ビリオンとして完全に感染性であり、そのためプロデューサー細胞株の注射は不必要である。アデノウイルスベクターは、インビボで異種遺伝子の長期発現を達成する。アデノウイルスは、重篤なヒト病状には関連しないので、このウイルスは広範な種々の細胞に感染し得、そして広範な宿主範囲を有し、このウイルスは、比較的簡単に大量で産生され得、そしてこのウイルスは、ウイルスゲノムの初期領域1(「E1」)における欠失によって複製欠損にされ得る。従って、少なくともE1領域が欠失されており目的の遺伝子で置換されているヒトアデノウイルス由来のベクターは、前臨床段階および臨床段階で遺伝子治療実験に大規模に用いられている。
本発明での使用のためのアデノウイルスベクターは、限定はしないが任意の40を越える血清型株のアデノウイルスを含む任意の種々のアデノウイルス血清型、例えば、血清型2、5、12、40および41に由来する。本明細書で用いられるアデノウイルスベクターは、複製欠損であり、安定なプロモーター、例えば、アデノ随伴ウイルスに関して以下に考察される任意のプロモーターの制御下で目的の遺伝子を含む。例えば、米国特許第6,048,551号は、それぞれ、AdRSVIL−10およびAd.RSVIL−1raと命名される、抗炎症性サイトカインIL−10のヒト遺伝子を含む複製欠損アデノウイルスベクター、ならびに、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーターの制御下で、抗炎症性サイトカインIL−1raの遺伝子を含むベクター、を記載している。
任意のアデノウイルス血清型由来であって、異なるプロモーター系を有する他の組み換えアデノウイルスは当業者によって用いることができる。例えば、米国特許第6,306,652号は、E2A過剰発現による細胞死を妨げるための、ts400と命名される、hr変異およびts125変異を含む、E2A配列を有するアデノウイルスベクター、ならびにhr変異のみを誘導性プロモーターの制御下で含む、2A配列を有するベクター、ならびにhr変異およびts125変異(ts400)を、誘導性プロモーターの制御下で含む、E2A配列を有するベクターを記載する。
さらに、米国特許第6,306,652号に記載されるような「最小(minimal)」アデノウイルスベクターは、本発明での用途を見出す。このようなベクターは、ウイルス粒子へのゲノムのキャプシド形成に必要であるウイルスゲノム(キャプシド形成シグナル)の少なくとも一部、ならびにITRの少なくとも機能的部分または誘導体の少なくとも1コピーを保持する。最小アデノウイルスベクターのパッケージングは、米国特許第6,306,652号に記載されるように、ヘルペスウイルスとの、またはパッケージング欠損複製ヘルパー系との同時感染によって達成され得る。
抗炎症性サイトカインの送達のための他の有用なアデノウイルスベースのベクターとしては、ウイルスゲノムのかなりの部分が除去されている「無力な(gutless)」(ヘルパー依存性)アデノウイルスが挙げられる(Wuら、Anesthes.(2001)94:1119−1132)。このような「無力な」アデノウイルスベクターは本質的に、ウイルスタンパク質を作製せず、そのために、ウイルス駆動による遺伝子治療が単回投与後1年間にわたって首尾よく続くことが可能になり(Parks,R.J.,Clin.Genet.(2000)58:1−11;Tsaiら、Curr.Opin.Mol.Ther.(2000)2:515−523)、免疫系による妨害を排除する。さらに、ウイルスゲノムの除去によって、全身投与された薬物による発現調節を提供する制御配列の挿入のための空間が作製され(Burcinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1999)96:355−360)、ウイルスが駆動するタンパク質発現の安全性および制御の両方が加えられる。これらおよび他の組み換えアデノウイルスは、本発明での用途を見出す。
(アデノ随伴ウイルス遺伝子送達系)
アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いて、遺伝子治療のための遺伝子を送達することは成功している。AAVゲノムは直線で、約4681ヌクレオチドを含む一本鎖DNA分子である。AAVゲノムは一般に、各々の末端に逆方向末端反復(ITR)が隣接している内部の非反復ゲノムを含む。このITRは、約145塩基対(bp)の長さである。ITRは、多様な機能を有し、この機能としては、DNAの複製起点、およびウイルスゲノムのパッケージングシグナルを提供することが挙げられる。このゲノムの内部非反復部分としては、AAV複製(rep)遺伝子、およびキャプシド(cap)遺伝子として公知の、2つの大きいオープンリーディングフレームが挙げられる。このrep遺伝子、およびcap遺伝子は、ウイルスの複製、およびビリオンへのパッケージングを可能にするウイルスタンパク質をコードする。詳細には、少なくとも4つのウイルスタンパク質のファミリーが、その見かけの分子量によって、Rep 78、Rep 68、Rep52、およびRep40と命名されたAAV rep領域から発現される。このAAV cap領域は、少なくとも3つのタンパク質であるVPI、VP2、およびVP3をコードする。
アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いて、遺伝子治療のための遺伝子を送達することは成功している。AAVゲノムは直線で、約4681ヌクレオチドを含む一本鎖DNA分子である。AAVゲノムは一般に、各々の末端に逆方向末端反復(ITR)が隣接している内部の非反復ゲノムを含む。このITRは、約145塩基対(bp)の長さである。ITRは、多様な機能を有し、この機能としては、DNAの複製起点、およびウイルスゲノムのパッケージングシグナルを提供することが挙げられる。このゲノムの内部非反復部分としては、AAV複製(rep)遺伝子、およびキャプシド(cap)遺伝子として公知の、2つの大きいオープンリーディングフレームが挙げられる。このrep遺伝子、およびcap遺伝子は、ウイルスの複製、およびビリオンへのパッケージングを可能にするウイルスタンパク質をコードする。詳細には、少なくとも4つのウイルスタンパク質のファミリーが、その見かけの分子量によって、Rep 78、Rep 68、Rep52、およびRep40と命名されたAAV rep領域から発現される。このAAV cap領域は、少なくとも3つのタンパク質であるVPI、VP2、およびVP3をコードする。
AAVは、AAVゲノムの内部非反復部分(すなわち、rep遺伝子、およびcap遺伝子)を欠失すること、およびITRの間に異種遺伝子(この場合には、この抗炎症性サイトカインをコードする遺伝子)を挿入することによって、目的の遺伝子を送達するように操作されている。この異種遺伝子は代表的に、適切な条件下で、患者の標的細胞における遺伝子発現を駆動し得る異種プロモーター(構成的プロモーター、細胞特異的プロモーター、または誘導性プロモーター)に機能的に連結される。終止シグナル(例えば、ポリアデニル化部位)がまた含まれてもよい。
AAVは、ヘルパー依存性ウイルスである;すなわち、AAVビリオンを形成するためには、ヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、またはワクシニア)との同時感染が必要である。ヘルパーウイルスとの同時感染がなければ、AAVは、ウイルスゲノムが宿主細胞染色体へ入るが、感染ビリオンは生成されない潜伏状態を確立する。ヘルパーウイルスによる引き続く感染は、組み込まれたゲノムを「レスキュー(rescue)」して、これによって、そのゲノムを複製して感染性AAVビリオンへパッケージングすることを可能にする。AAVは、異なる種由来の細胞に感染し得るが、ヘルパーウイルスは、宿主細胞と同じ種のものでなければならない。従って、例えば、ヒトAAVは、イヌのアデノウイルスに同時感染されたイヌの細胞において複製する。
抗炎症性サイトカインコード配列を含む組み換えAAVビリオンは、以下にさらに詳細に記載される種々の当該分野で認識される技術を用いて産生され得る。野生型AAVおよびヘルパーウイルスを用いて、rAAVビリオンを産生するために必要な複製機能を提供することができる(例えば、米国特許第5,139,941号を参照のこと)。あるいは、ヘルパー機能遺伝子を含むプラスミドは、周知のヘルパーウイルスの1つによる感染と組み合わされて、複製機能の供給源として用いられ得る(例えば、米国特許第5,622,856号、および米国特許第5,139,941号を参照のこと)。同様に、アクセサリ機能遺伝子を含むプラスミドを、野生型AAVによる感染と組み合わせて用いて、必要な複製機能を提供することができる。これらの3つのアプローチは、rAAVベクターと組み合わせて用いられる場合、rAAVビリオンを生成するのに各々が十分である。当該分野で周知の他のアプローチをまた当業者によって使用して、rAAVビリオンを生成することができる。
本発明の好ましい実施形態では、三重トランスフェクション法(triple transfection method)(米国特許第6,001,650号に詳細に記載される)を用いて、rAAVビリオンを生成する。なぜなら、この方法は、感染性ヘルパーウイルスの使用が必要ではなく、いずれの検出可能なヘルパーウイルスも存在することなしに、rAAVビリオンが生成されることを可能にするからである。これは、rAAVビリオン生成のための以下の3つのベクターの使用によって達成される:AAVヘルパー機能ベクター、アクセサリ機能ベクター、およびrAAV発現ベクター。しかし、これらのベクターによってコードされた核酸配列は、種々の組み合わせで2つ以上のベクターに提供され得ることを、当業者は、理解する。
本明細書において説明されるとおり、AAVヘルパー機能ベクターは、「AAVヘルパー機能(AAV helper function)」配列(すなわち、rep、およびcap)をコードし、この配列が、生産的なAAV複製およびキャプシド形成のためにトランスで機能する。好ましくは、AAVヘルパー機能ベクターは、検出可能なwt AAVビリオン(すなわち、機能的なrep遺伝子およびcap遺伝子を含有するAAVビリオン)を生成することなく、効率的なAAVベクター産生を支持する。このようなベクターの例であるpHLP19は、米国特許第6,001,650号に記載される。AAVヘルパー機能ベクターのrep遺伝子、およびcap遺伝子は、上記で説明されたように、任意の公知のAAV血清型に由来し得る。例えば、AAVヘルパー機能ベクターは、AAV−2由来のrep遺伝子、およびAAV−6由来のcap遺伝子を有してもよい;当業者は、決定的な特徴がrAAVビリオン産生を支持する能力である、他のrep遺伝子およびcap遺伝子の組み合わせが可能であることを認識する。
アクセサリ機能ベクターは、非AAV由来ウイルス、および/または複製のためにAAVが依存する細胞性機能(すなわち、「アクセサリ機能(accessory functions)」)のヌクレオチド配列をコードする。このアクセサリ機能としては、限定はしないが、AAV遺伝子転写の活性化、段階特異的なAAV mRNAスプライシング、AAV DNA複製、cap発現産物の合成、およびAAVキャプシドのアセンブリに関与する部分を含む、AAV複製のために必要なアクセサリ機能が挙げられる。ウイルスに基づくアクセサリ機能は、アデノウイルス、ヘルペスウイルス(単純ヘルペスウイルス1型以外)、およびワクシニアウイルスのような任意の周知のヘルパーウイルスに由来し得る。好ましい実施形態において、アクセサリ機能プラスミドpLadeno5(pLadeno5に関する詳細は、米国特許第6,004,797号に記載される)が用いられる。このプラスミドは、AAVベクターの生成のためのアデノウイルスアクセサリ機能の完全なセットを提供するが、複製コンピテントなアデノウイルスを形成するのに必要な成分は欠く。
AAVのさらなる理解のために、組み換えAAV発現ベクター、およびAAVヘルパー、およびアクセサリ機能に関して、より詳細な考察を以下に提供する。
(組み換えAAV発現ベクター)
公知の技術を用いて、組み換えAAV(rAAV)発現ベクターを構築して、転写物の方向に作動可能に連結された成分として、転写開始領域を含む制御因子、目的の抗炎症性ポリヌクレオチド、および転写終止領域を少なくとも提供する。この制御因子は、哺乳動物の筋細胞において機能的であるように選択される。作動可能に連結された成分を含む、得られた構築物を、機能的なAAV ITR配列と結合させる(5’、および3’)。
公知の技術を用いて、組み換えAAV(rAAV)発現ベクターを構築して、転写物の方向に作動可能に連結された成分として、転写開始領域を含む制御因子、目的の抗炎症性ポリヌクレオチド、および転写終止領域を少なくとも提供する。この制御因子は、哺乳動物の筋細胞において機能的であるように選択される。作動可能に連結された成分を含む、得られた構築物を、機能的なAAV ITR配列と結合させる(5’、および3’)。
AAV ITR領域のヌクレオチド配列は公知である。例えば、AAV−2配列に関しては、Kotin,R.M.(1994)Human Gene Therapy 5:793〜801;Berns,K.I.「Parvoviridae and their Replication」Fundamental Virology,第2版(B.N.Fields、およびD.M.Knipe,編)を参照のこと。本発明のベクターにおいて用いられるAAV ITRは、野生型ヌクレオチド配列を有する必要はなく、そして例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失、または置換によって変更されてもよい。さらに、AAV ITRは、限定はしないがAAV−1、AAV−2、AAV−3、AAV−4、AAV−5、AAV−6、AAV−7、およびAAV−8などを含む、任意のいくつかのAAV血清型に由来し得る。さらに、AAV発現ベクターにおける選択されたヌクレオチド配列に隣接する5’、および3’ITRは、それらが意図されるように機能して、すなわち、宿主細胞ゲノムまたはベクターから目的の配列の切除およびレスキューを可能にし、そしてAAV Rep遺伝子産物がこの細胞に存在するときはレシピエント細胞ゲノムへのDNA分子の組み込みを可能にする限り、同じAAV血清型または単離物と同一である必要もないし、同じAAV血清型または単離物由来である必要もない。
AAVベクターにおける使用のための適切なポリヌクレオチド分子は、約5キロベース(kb)のサイズより小さい。選択されたポリヌクレオチド配列は、インビボにおいて被験体中でそれらの転写または発現を指向する制御因子に作動可能に連結される。このような制御因子は、選択された遺伝子と正常に会合する制御配列を含み得る。あるいは、異種制御配列が使用され得る。有用な異種制御配列は、一般に、哺乳動物またはウイルスの遺伝子をコードする配列に由来する配列を含む。例としては、限定はしないが、ニューロン特異的エノラーゼプロモーター、GFAPプロモーター、SV40初期プロモーター、マウス乳腺腫瘍ウイルスLTRプロモーター;アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP);単純ヘルペスウイルス(HSV)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、例えば、CMV中初期プロモーター領域(CMVIE)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、合成プロモーター、ハイブリッドプロモーターなどが挙げられる。さらに、非ウイルス遺伝子、例えば、マウスメタロチオネイン遺伝子由来の配列がまた、本明細書において用途を見出す。このようなプロモーター配列は、例えば、Stratagene(San Diego,CA)から市販されている。
AAV ITRに結合された目的のポリヌクレオチド分子を保有するAAV発現ベクターは、選択された配列(単数または複数)を、それから主要なAAVオープンリーディングフレーム(「ORF」)が切り出されたAAVゲノムに直接挿入することによって構築され得る。複製およびパッケージング機能を可能にするのに十分なITRの部分が残っている限り、AAVゲノムの他の部分はまた、欠失されてもよい。このような構築物は当該分野で周知の技術を用いて設計され得る。例えば、米国特許第5,173,414号、および同第5,139,941号;国際公開番号WO92/01070(1992年1月23日公開)、およびWO93/03769(1993年3月4日公開);Lebkowskiら、(1988)Molec.Cell.Biol.8:3988〜3996;Vincentら、(1990)Vaccines 90(Cold Spring Harbor Laboratory Press);Carter(1992)Current Opinion in Biotechnology 3:533〜539;Muzyczka(1992)Current Topics in Microbiol.and Immunol.158:97〜129;Kotin(1994)Human Gene Therapy 5:793〜801;Shelling and Smith(1994)Gene Therapy 1:165〜169;およびZhouら、(1994)J.Exp.Med.179:1867〜1875、を参照のこと。
あるいは、AAV ITRは、ウイルスゲノムから切り出されても、または同じものを含むAAVベクターから切り出されてもよく、そしてSambrookら(前出)に記載されるのと同じような標準的な連結技術を用いて、別のベクターに存在する選択された核酸構築物の5’および3’に融合されてもよい。例えば、ライゲーション(連結)は、20mM Tris−HCl(pH7.5)、10 mM MgC12、10mM DTT、33μg/ml BSA、10mM−50 mM NaCl、および以下のいずれか40μM ATP、0.01〜0.02(Weiss)単位 T4 DNAリガーゼ(0℃)(「付着末端(sticky end)」ライゲーションについて)、または1mM ATP、0.3〜0.6(Weiss)単位T4 DNAリガーゼ(14℃)(「平滑末端(blunt end)」ライゲーションについて)の中で達成され得る。分子内の「付着末端(sticky end)」ライゲーションは、総DNA濃度30〜100μg/ml(5〜100nMの総末端濃度)で通常実施される。ITRを含むAAVベクターは、例えば、米国特許第5,139,941号に記載されている。詳細には、いくつかのAAVベクターが、ここに記載されており、これらは、アクセッション番号53222、53223、53224、53225、および53226としてアメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Collection)(「ATCC」)から入手可能である。
本発明の目的のために、AAV発現ベクターからrAAVビリオンを生成するための適切な宿主細胞としては、微生物、酵母細胞、昆虫細胞、および哺乳動物細胞が挙げられ、これらの宿主細胞は、異種DNA分子のレシピエントとして用いられてもよいし、または用いられており、そして例えば、懸濁培養物、バイオリアクターなどにおいて増殖できる。この用語は、トランスフェクトされたもとの細胞の子孫を包含する。従って、「宿主細胞(host cell)」とは、本明細書において用いる場合、一般に、外因性DNA配列でトランスフェクトされた細胞をいう。適切なヒト細胞株である293(例えば、アクセッション番号ATCC CRL1573としてアメリカンタイプカルチャーコレクションを通じて、容易に入手可能)由来の細胞が、本発明の実施において好ましい。詳細には、ヒト細胞株293は、アデノウイルス5型DNAフラグメントで形質転換されたヒト胚性腎臓細胞株であり(Grahamら、(1977)J.Gen.Virol.36:59)、そしてアデノウイルスのE1a遺伝子、およびE1b遺伝子を発現する(Aielloら、(1979)Virology 94:460)。293細胞株は、容易にトランスフェクトされて、rAAVビリオンを生成するのに特に都合のよいプラットフォームを提供する。
(AAVヘルパー機能)
上記のAAV発現ベクターを含む宿主細胞は、AAV ITRに隣接したヌクレオチド配列を複製してキャプシド化し、rAAVビリオンを生成するために、AAVヘルパー機能を提供することができるようにされなければならない。AANヘルパー機能は一般に、AAV遺伝子産物を提供するように発現され得るAAV由来コード配列であり、この産物が次に、生産的なAAV複製のためにトランスで機能する。AAVヘルパー機能はここで、AAV発現ベクターから欠失している必須のAAV機能を補完するために用いられる。従って、AAVヘルパー機能としては、主なAAV ORF、すなわち、rep、およびcapコード領域の1つもしくは両方、またはそれらの機能的ホモログが挙げられる。
上記のAAV発現ベクターを含む宿主細胞は、AAV ITRに隣接したヌクレオチド配列を複製してキャプシド化し、rAAVビリオンを生成するために、AAVヘルパー機能を提供することができるようにされなければならない。AANヘルパー機能は一般に、AAV遺伝子産物を提供するように発現され得るAAV由来コード配列であり、この産物が次に、生産的なAAV複製のためにトランスで機能する。AAVヘルパー機能はここで、AAV発現ベクターから欠失している必須のAAV機能を補完するために用いられる。従って、AAVヘルパー機能としては、主なAAV ORF、すなわち、rep、およびcapコード領域の1つもしくは両方、またはそれらの機能的ホモログが挙げられる。
「AAV repコード領域(AAV rep coding region)」とは、複製タンパク質であるRep78、Rep68、Rep52、およびRep40をコードするAAVゲノムの、当該分野で認識される領域を意味する。これらのRep発現産物は、多くの機能を有することが示されている。この機能としては、AAVのDNA複製起点の認識、結合、およびニック作製、DNAヘリカーゼ活性、ならびにAAV(または他の異種の)プロモーターからの転写の調節が挙げられる。Rep発現産物は全体として、AAVゲノムを複製するために必要である。AAV repコード領域の説明については、例えば、Muzyczka,N.(1992)Current Topics in Microbiol.and Immunol 158:97〜129;およびKotin,R.M.(1994)Human Gene Therapy 5:793〜801を参照のこと。AAV repコード領域の適切なホモログとしては、ヒトヘルペスウイルス6(HHV−6)rep遺伝子が挙げられるが、これはまたAAV−2 DNA複製を媒介することが公知である(Thomsonら、(1994)Virology 204:304〜311)。
「AAV capコード領域(AAV cap coding region)」とは、キャプシドタンパク質であるVP1、VP2、およびVP3、またはその機能的ホモログをコードするAAVゲノムの当該分野で認識される領域を意味する。これらのCap発現産物は、ウイルスゲノムをパッケージングするために全体として必要である、パッケージング機能を供給する。AAV capコーディング領域の説明については、例えば、Muzyczka,N.およびKotin,R.M.(前出)を参照のこと。
AAVヘルパー機能は、AAV発現ベクターのトランスフェクションの前か、またはトランスフェクションと同時に、AAVヘルパー構築物を用いて宿主細胞をトランスフェクトすることによって宿主細胞中に導入される。従って、AAVヘルパー構築物を用いて、AAV rep、および/またはcap遺伝子の少なくとも一過性の発現を提供して、生産的AAV感染のために必要である、失われているAAV機能を補完する。AAVヘルパー構築物は、AAV ITRを欠き、そしてそれ自体では複製することもパッケージングすることもできない。
これらの構築物は、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、ウイルス、またはビリオンの形態であってもよい。通常用いられるプラスミドpAAV/Ad、およびRepおよびCap発現産物の両方をコードするpIM29+45のような多数のAAVヘルパー構築物が記載されている。例えば、Samulskiら、(1989)J.Virol.63:3822〜3828;およびMcCartyら、(1991)J.Virol.65:2936〜2945を参照のこと。Rep、および/またはCap発現産物をコードする、多数の他のベクターが記載されている。例えば、米国特許第5,139,941号を参照のこと。
(AAVアクセサリ機能)
宿主細胞(またはパッケージング細胞)はまた、rAAVビリオンを生成するために、非AAV由来機能、すなわち「アクセサリ機能」を提供することができるようにされなければならない。アクセサリ機能とは、非AAV由来のウイルス、および/または細胞の機能であって、AAAがその複製のために依存する機能である。従って、アクセサリ機能としては、少なくともそれらの非AAVタンパク質、およびAAV複製に必要であるRNAが挙げられ、これには、AAV遺伝子転写の活性化、段階特異的なAAV mRNAスプライシング、AAV DNA複製、cap発現産物の合成、およびAAVキャプシドのアセンブリに関与する機能が挙げられる。ウイルスに基づくアクセサリ機能は、任意の公知のヘルパーウイルスに由来し得る。
宿主細胞(またはパッケージング細胞)はまた、rAAVビリオンを生成するために、非AAV由来機能、すなわち「アクセサリ機能」を提供することができるようにされなければならない。アクセサリ機能とは、非AAV由来のウイルス、および/または細胞の機能であって、AAAがその複製のために依存する機能である。従って、アクセサリ機能としては、少なくともそれらの非AAVタンパク質、およびAAV複製に必要であるRNAが挙げられ、これには、AAV遺伝子転写の活性化、段階特異的なAAV mRNAスプライシング、AAV DNA複製、cap発現産物の合成、およびAAVキャプシドのアセンブリに関与する機能が挙げられる。ウイルスに基づくアクセサリ機能は、任意の公知のヘルパーウイルスに由来し得る。
詳細には、アクセサリ機能は、当業者に公知の方法を用いて、宿主細胞に導入され、次いで宿主細胞中で発現され得る。代表的には、アクセサリ機能は、関連のないヘルパーウイルスを用いた宿主細胞の感染によって提供される。多数の適切なヘルパーウイルスが公知であり、これには、アデノウイルス;ヘルペスウイルス、例えば、単純ヘルペスウイルス1型、および2型;ならびにワクシニアウイルスが挙げられる。非ウイルスアクセサリ機能はまた、任意の種々の公知の因子を用いる細胞同期化によって提供されるような用途を本明細書において見出す。例えば、Bullerら、(1981)J.Virol.40:241〜247;McPhersonら、(1985)Virology 147:217〜222;Schlehoferら(1986)Virology152:110〜117を参照のこと。
あるいは、アクセサリ機能は、上記のようなアクセサリ機能ベクターを用いて提供され得る。例えば、米国特許第6,004,797号、および国際公開番号WO01/83797を参照のこと。アクセサリ機能を提供する核酸配列は、アデノウイルス粒子のゲノムなどの天然の供給源から獲得されてもよいし、または当該分野で公知の組み換え法もしくは合成法を用いて構築されてもよい。上記で説明したように、完全に相補的なアデノウイルス遺伝子はアクセサリヘルパー機能には必要ないことが実証されている。詳細には、DNA複製および後期遺伝子合成をできないアデノウイルス変異体は、AAV複製を許容する状態であることが示されている。Itoら、(1970)J.Gen.Virol.2:243;Ishibashiら、(1971)Virology 45:317。同様に、E2B、およびE3領域内の変異体は、AAV複製を支持することが示されており、このことは、E2BおよびE3領域が、アクセサリ機能を提供することにおそらく関与していないということを示す。Carterら、(1983)Virology 126:505。しかし、E1領域を欠損しているか、またはE4領域を欠いているアデノウイルスは、AAV複製を支持できない。従って、E1A、およびE4領域は、直接、または間接的にAAV複製に必要であると考えられる。Laughlinら、(1982)J.Virol.41:868;Janikら、(1981)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1925;Carterら、(1983)Virology 126:505。他の特徴付けられたAd変異体としては、以下が挙げられる:E1B(Laughlinら、(1982)(前出);Janikら、(1981)(前出);Ostroveら、(1980)Virology 104:502);E2A(Handaら、(1975)J.Gen.Virol.29:239;Straussら、(1976)J.Virol.17:140;Myersら、(1980)J.Virol.35:665;Jayら、(1981)Proc.Natal.Acad.Sci.USA 78:2927;Myersら、(1981)J.Biol.Chem.256:567);E2B(Carter,Adeno−Associated Virus Helper Functions,I CRC Handbook of Parvoviruses(P.Tijssen ed.,1990));E3(Carterら、(1983)(前出));ならびにE4(Carterら、(1983)(前出);Carter(1995))。E1Bコード領域に変異を有するアデノウイルスによって提供されたアクセサリ機能の研究は、矛盾する結果を生じたが、Samulskiら(1988)J.Virol.62:206−210は、近年、AAVビリオン生成にE1B55kは、必要であるが、E1B19kは必要でないことを報告した。さらに、国際公開番号WO 97/17458、およびMatshushitaら、(1998)Gene Therapy 5:938〜945は、種々のAd遺伝子をコードするアクセサリ機能を記載している。特に好ましいアクセサリ機能ベクターは、アデノウイルスVA RNAコード領域、アデノウイルスE4 ORF6コード領域、アデノウイルスE2A 72kDコード領域、アデノウイルスE1Aコード領域、およびインタクトなE1B55kコード領域を欠くアデノウイルスE1B領域を含む。このようなベクターは、国際公開番号WO01/83797に記載されている。
ヘルパーウイルスを用いた宿主細胞の感染、またはアクセサリ機能ベクターを用いた宿主細胞のトランスフェクションの結果として、アクセサリ機能は、AAVヘルパー構築物をトランス活性化して、AAV Repタンパク質、および/またはCapタンパク質を生成することが示される。Rep発現産物は、AAV発現ベクターから組み換えDNA(目的のDNAを含む)を切り出す。Repタンパク質はまた、AAVゲノムを二倍にするように働く。発現されたCapタンパク質は、キャプシドへと会合(アセンブル)して、組み換えAAVゲノムは、キャプシドにパッケージングされる。従って、生産的AAV複製が結果として生じ、そしてDNAは、rAAVビリオン中にパッケージングされる。「組み換えAAVビリオン(recombinant AAV virion)」または「rAAVビリオン(rAAV virion)」とは、AAV ITRが両側に隣接する目的の異種ヌクレオチド配列をカプセル化するAAVタンパク質シェルを含む、感染性の複製欠損ウイルスとして本明細書に規定される。
組み換えAAV複製後、rAAVビリオンは、カラムクロマトグラフィー、CsCl勾配などのような、種々の従来の精製方法を用いて宿主細胞から精製され得る。例えば、陰イオン交換カラム、アフィニティーカラム、および/または陽イオン交換カラムによる精製のような、複数のカラム精製工程が用いられ得る。例えば、国際公開番号WO 02/12455を参照のこと。さらに、アクセサリ機能を発現するために感染を用いる場合、残りのヘルパーウイルスは公知の方法を用いて不活化され得る。例えば、アデノウイルスは、例えば20分以上の約60℃の温度への加熱によって不活化され得る。この処置は、ヘルパーウイルスのみを効果的に不活化する。なぜなら、AAVは、極度に熱安定性であるが、ヘルパーアデノウイルスは熱不安定性であるからである。
次いで、目的のヌクレオチド配列を含む、得られたrAAVビリオンを、以下に記載の技術を用いて遺伝子送達のために用いることができる。
(組成物および送達)
(A.組成物)
一旦生成されれば、抗炎症性サイトカインをコードするベクター(またはビリオン)を、送達に適切な組成物中に処方する。組成物は、目的の抗炎症性サイトカインの治療上有効な量、すなわち、疼痛を軽減もしくは改善するのに十分な量生成するのに十分な遺伝物質を含む。この組成物はまた、薬学的に受容可能な賦形剤を含む。このような賦形剤としては、この組成物を投与された個体に有害な抗体の生成をそれ自体が誘発せず、そして過度の毒性なしに投与され得る、任意の薬剤が挙げられる。薬学的に受容可能な賦形剤としては限定はしないが、ソルビトール、任意の種々のTWEEN化合物、ならびに水、生理食塩水、グリセロール、およびエタノールのような液体が挙げられる。薬学的に受容可能な塩が、そこに含まれてもよい、例えば、鉱物の酸性塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩など;ならびに有機酸の塩、例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩など。さらに、補助物質、例えば、湿潤剤、または乳化剤、pH緩衝物質、などが、このようなビヒクルに存在してもよい。薬学的に受容可能な賦形剤の詳しい考察は、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub.Co.,N.J.1991)から入手可能である。
(A.組成物)
一旦生成されれば、抗炎症性サイトカインをコードするベクター(またはビリオン)を、送達に適切な組成物中に処方する。組成物は、目的の抗炎症性サイトカインの治療上有効な量、すなわち、疼痛を軽減もしくは改善するのに十分な量生成するのに十分な遺伝物質を含む。この組成物はまた、薬学的に受容可能な賦形剤を含む。このような賦形剤としては、この組成物を投与された個体に有害な抗体の生成をそれ自体が誘発せず、そして過度の毒性なしに投与され得る、任意の薬剤が挙げられる。薬学的に受容可能な賦形剤としては限定はしないが、ソルビトール、任意の種々のTWEEN化合物、ならびに水、生理食塩水、グリセロール、およびエタノールのような液体が挙げられる。薬学的に受容可能な塩が、そこに含まれてもよい、例えば、鉱物の酸性塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩など;ならびに有機酸の塩、例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩など。さらに、補助物質、例えば、湿潤剤、または乳化剤、pH緩衝物質、などが、このようなビヒクルに存在してもよい。薬学的に受容可能な賦形剤の詳しい考察は、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub.Co.,N.J.1991)から入手可能である。
特に有用な処方物の1つは、1つ以上の二価アルコール、または多価アルコール、および必要に応じて界面活性剤、例えば、ソルビタンエステルと組み合わせて、目的のベクターまたはビリオンを含む。例えば、国際公開番号WO 00/32233を参照のこと。
本明細書の教示の観点から当業者に明白であるように、有効量は、経験的に決定され得る。代表的な用量は以下に詳細である。投与は、処置の経過全体を通じて、1用量でも、連続してでも、または間欠的に達成されてもよい。投与の最も有効な手段および投薬量を決定するための方法は、当業者に周知であり、そしてベクター、治療の組成物、標的細胞、および処置される被験体によって変化する。単一、および複数の投与は、処置する医師によって選択される用量レベル、およびパターンを用いて実行され得る。
以下の実施例に示されるとおり、疼痛の長期緩和を生じるのに特に有用な1方法は、IL−10の2つ以上の用量を近い間隔で、例えば、少なくとも10日未満空けて、好ましくは5日未満空けて、より好ましくは4日未満、例えば3日...2日...1日...など空けて、そして述べた範囲内の任意の時間空けて投与する工程を包含する。
複数の用量が投与される場合、投与される第一の処方物は、その後の処方物と同じであっても異なってもよい。従って、例えば、第一の投与は、アデノウイルスベクターの形態であってもよく、そして第二の投与は、アデノウイルスベクター、プラスミドDNA、AAVビリオン、サブユニットワクチン組成物などの形態であってもよい。さらに、その後の送達はまた、第二の形態の送達と同じであっても異なってもよい。
2つ以上の導入遺伝子が送達された組み換えベクターによって発現され得ることが理解されるべきである。例えば、組み換えベクターは、2つ以上の抗炎症性サイトカインをコードし得る。あるいは、別々のベクターであって、各々が1つ以上の異なる導入遺伝子を発現するベクターがまた、本明細書に記載のように神経系に送達され得る。従って、多数の抗炎症性サイトカインが、同時にまたは連続して送達されてもよい。さらに、本発明の方法によって送達されるベクターは、他の適切な組成物および治療と組み合わされることがまた意図される。例えば、他の疼痛緩和剤および鎮痛薬、例えば、限定はしないがシクロオキシゲナーゼ−2(COX−2)インヒビター、5−リポキシゲナーゼ(5−LOX)インヒビターなどを含む抗プロスタグランジンが、本発明の組成物とともに同時投与されてもよい。送達のための他の組成物としては、神経障害性疼痛の処置に用いられる因子、例えば、限定はしないが、三環系抗うつ薬(例えば、アミノトリプチリン、イミプラミン、デシプラミン)、抗痙攣薬(例えば、ガバペンチン、カルバマゼピン、フェニトイン)および局所麻酔薬(例えば、メキシレチン、リドカイン);ならびに限定はしないが、NSAID類(例えば、イブプロフェン、ナプロシンナトリウム、アスピリン、ジクロフェナクナトリウム、インドメタシン、トレチン)、ステロイド(例えば、メチルプレドニゾン、プレドニゾン)、鎮痛薬(例えば、アセトアミノフェン)およびオピエート(例えば、トラモドール、デメロール、ダルボン、バイコディン、フェンタニル)を含む炎症性疼痛の処置に用いられる因子が挙げられる。
(B.送達)
組み換えベクターは、CNSもしくは末梢神経系の任意の細胞もしくは組織中に、またはそれに近位の細胞もしくは組織を包含する、神経系に導入され得る。従って、送達は、例えば、脊髄グリア細胞、脳脊髄液(CSF)中の細胞、間質腔の細胞、脊髄の防御被覆中の細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接するかもしくは接触するかまたは神経支配される非神経組織中の細胞を標的するために、例えば、限定はしないが、末梢神経、網膜、後根神経節、神経筋接合部、ならびにCNSを含む任意の神経系に対してであってもよい。組み換えベクターは、既存の神経損傷、神経障害および他の原因の上記で規定される神経障害疼痛を処置するために、インビボまたはインビトロ(エキソビボともいわれる)のいずれかで導入され得る。インビトロで形質導入された場合、所望のレシピエント細胞がこの被験体から取り出され、rAAVビリオンを用いて形質導入され、そしてこの被験体に再導入される。あるいは、同種遺伝子的または異種遺伝子的な細胞は、これらの細胞が被験体中において不適切な免疫応答を生じない場合、用いられてもよい。さらに、神経前駆細胞がインビトロで導入され、次いでCNSに送達され得る。
組み換えベクターは、CNSもしくは末梢神経系の任意の細胞もしくは組織中に、またはそれに近位の細胞もしくは組織を包含する、神経系に導入され得る。従って、送達は、例えば、脊髄グリア細胞、脳脊髄液(CSF)中の細胞、間質腔の細胞、脊髄の防御被覆中の細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接するかもしくは接触するかまたは神経支配される非神経組織中の細胞を標的するために、例えば、限定はしないが、末梢神経、網膜、後根神経節、神経筋接合部、ならびにCNSを含む任意の神経系に対してであってもよい。組み換えベクターは、既存の神経損傷、神経障害および他の原因の上記で規定される神経障害疼痛を処置するために、インビボまたはインビトロ(エキソビボともいわれる)のいずれかで導入され得る。インビトロで形質導入された場合、所望のレシピエント細胞がこの被験体から取り出され、rAAVビリオンを用いて形質導入され、そしてこの被験体に再導入される。あるいは、同種遺伝子的または異種遺伝子的な細胞は、これらの細胞が被験体中において不適切な免疫応答を生じない場合、用いられてもよい。さらに、神経前駆細胞がインビトロで導入され、次いでCNSに送達され得る。
形質導入された細胞の被験体への送達および導入のための適切な方法が記載されている。例えば、適切な培地中で、組み換えベクターを、形質導入される細胞と組み合わせることによって、細胞はインビトロで形質導入され得る。そして目的のDNAを保有するそれらの細胞は、サザンブロットおよび/もしくはPCRのような従来の技術を用いて、または選択マーカーを用いることによってスクリーニングされ得る。次いで、形質導入された細胞は、上記のような、薬学的組成物中に処方され、そしてこの組成物は下記のような種々の技術によって、1つ以上の用量で、被験体に導入され得る。
インビボ送達のために、組み換えベクターは、薬学的組成物中に処方され、そして1つ以上の用量が、示された様式で直接投与され得る。治療上有効な用量は、当業者によって容易に決定され得、そして用いられる特定の送達系に依存する。AAVに由来する抗炎症性サイトカインについては、治療上有効な用量とは、約106〜1015個程度のrAAVビリオン、より好ましくは107〜1012個、そしてなおより好ましくは約108〜1010個のrAAVビリオン(またはウイルスゲノム、「Vg」とも呼ばれる)、またはこれらの範囲内の任意の値を包含する。アデノウイルス由来抗炎症性サイトカインについては、治療上有効な用量は、約1×106プラーク形成単位(PFU)〜1×1012PFU、好ましくは約1×107PFU〜約1×1010PFU、または疼痛を緩和するのに十分であるこれらの範囲内の任意の用量を包含する。
一般に、1μl〜1mlの組成物が送達され、例えば、0.01〜約0.5ml、例えば、約0.05〜約0.3ml、例えば、0.08、0.09、0.1、0.2など、およびこれらの範囲内の任意の値の組成物が送達される。
組み換えベクター、またはインビトロで導入される細胞は、例えば、脊髄グリア細胞、脳脊髄液(CSF)中の細胞、間質腔の細胞、脊髄の防御被覆中の細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接するかもしくは接触するかまたは神経支配される非神経組織中の細胞などを標的するために、神経組織、例えば、末梢神経、網膜、後根神経節、神経筋接合部、ならびにCNSに、定位固定注射(stereotactic injection)(例えば、Steinら、J Virol 73:3424〜3429,1999;Davidsonら、PNAS 97:3428〜3432,2000;Davidsonら、Nat.Genet.3:219〜223,1993;ならびにAlisky、およびDavidson,Hum.GeneTher.11:2315〜2329,2000を参照のこと)、硬膜外送達などによる、当該分野で公知の神経外科技術を用いて、針(ニードル)、カテーテル、または関連のデバイスによって、例えば、脳室領域へ、ならびに線条体へ(例えば、尾状核、または線条体の被殻)、脊髄、および神経筋接合部へ、または小脳小葉への注射によって、直接送達されてもよい。
脊髄グリアのような神経系を標的するための特に好ましい方法は、脊髄組織自体にではなくクモ膜下腔送達によるものである。このような送達は、多くの利点を示す。標的されたタンパク質は、周囲のCSFおよび/または組織に放出され、そしてウイルスとは異なり、放出されたタンパク質はクモ膜下腔内注射の直後に脊髄の実質に浸透し得る。実際、ウイルスベクターのクモ膜下腔内送達は、発現を局所に維持し得る。さらに、IL−10の場合は、その短い半減期がまた、クモ膜下腔内遺伝子治療の後に局所中でIL−10を保つように機能する;すなわち、活性タンパク質はその急速な分解によって、その放出部位の近位で濃いままに維持される。クモ膜下腔内遺伝子治療のさらなる利点は、このクモ膜下腔経路が、ヒトにおいて既に慣用的な使用である腰椎穿刺投与(すなわち、脊椎穿刺)を模倣するということである。
送達の別の方法は、硬膜外腔への投与による。硬膜外腔は、脊柱管を被覆する骨膜と硬膜との間の脊柱管を占める。硬膜外腔は腰部領域を通って容易にアプローチできる。一般には、ニードル、カテーテルなどが正中線に挿入されて、硬膜外腔に達する前に皮膚、筋膜、棘上靱帯および棘間靱帯、ならびに黄色靭帯を通過する。しかし、投与はまた、胸部と通じてであってもよい。硬膜外に因子を送達するための方法は当該分野で周知である。例えば、Textbook of Surgery(D.C.Sabiston編)W.B.Saunders Companyを参照のこと。
組み換えベクターまたは形質導入細胞を投与するために好ましい別の方法は、後根神経節(DRG)ニューロンに対して投与することであり、これは、例えば、DRGへの引き続く拡散をともなう硬膜外腔への注射による。例えば、組み換えベクターまたは形質導入細胞は、タンパク質がDRGに拡散される条件下でクモ膜下腔内カニューレ挿入を介して送達され得る。例えば、Chiangら、Acta Anaesthesiol.Sin.(2000)38:31−36;Jain,K.K.,Expert Opin.Investig.Drugs(2000)9:2403−2410を参照のこと。
CNSに対する投与の別の形態は、コンベクションエンハンスドデリバリー(convection−enhanced delivery)(CED)システムを用いる。この方法では、組み換えベクターは、CNSの大きい領域にまたがって多くの細胞に送達され得る。さらに、送達されたベクターは、CNS細胞(例えば、グリア細胞)において、導入遺伝子を効率的に発現する。任意のコンベクションエンハンスドデリバリーデバイスが、組み換えベクターの送達に適切であり得る。好ましい実施形態では、このデバイスは、浸透圧ポンプ、またはインフュージョンポンプである。浸透圧ポンプ、およびインフュージョンポンプは両方とも様々な供給業者、例えば、Alzet Corporation、Hamilton Corporation,Alza,Inc.,Palo Alto,California)から商業的に入手可能である。代表的には、組み換えベクターは、以下のように、CEDデバイスを介して送達される。カテーテル、カニューレ、または他の注射デバイスを、選択された被験体のCNS組織に挿入する。定位マッピング、および位置決めデバイスは、例えば、ASI Instruments,Warren,MI.から入手可能である。CTおよび/またはMRI画像によって得られた解剖学的なマップを用いることによって、また位置決めを実行して、選択された標的に対して注射デバイスをガイドすることを補助してもよい。さらに、本明細書において記載された方法を実施すれば、被験体の比較的大きい領域が、組み換えウイルスベクターを拾い上げるので、インフュージョン(注入)カニューレは少なくてもかまわない。外科的な合併症は、穿通の回数に関連するので、この様式の送達は、従来の送達技術でみられる副作用を減らすように働く。CEDデリバリーに関する詳細な説明については、米国特許第6,309,634号を参照のこと。
(タンパク質送達技術)
上記で例示されるように、炎症誘発性サイトカインに作用する因子、例えば、本明細書に記載される任意の抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニストは、疼痛を処置または緩和するために、単独で遺伝子送達なしに投与されても、または遺伝子治療と組み合わせて投与されてもよい。従って、例えば、1つ以上のIL−10(ウイルスIL−10を含む)、IL−1ra、IL−4、IL−13、TNFsr、α−MSH、TGF−β1、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび/または炎症誘発性サイトカインに作用する他の因子は、組成物に処方されて、これらの因子の1つ以上の遺伝子送達の前、それと同時または引き続いて被験体に送達され得る。あるいは、これらの因子は、既存の疼痛を有する被験体に対して、遺伝子なしに単独で送達されてもよい。
上記で例示されるように、炎症誘発性サイトカインに作用する因子、例えば、本明細書に記載される任意の抗炎症性サイトカインおよび炎症誘発性サイトカインアンタゴニストは、疼痛を処置または緩和するために、単独で遺伝子送達なしに投与されても、または遺伝子治療と組み合わせて投与されてもよい。従って、例えば、1つ以上のIL−10(ウイルスIL−10を含む)、IL−1ra、IL−4、IL−13、TNFsr、α−MSH、TGF−β1、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび/または炎症誘発性サイトカインに作用する他の因子は、組成物に処方されて、これらの因子の1つ以上の遺伝子送達の前、それと同時または引き続いて被験体に送達され得る。あるいは、これらの因子は、既存の疼痛を有する被験体に対して、遺伝子なしに単独で送達されてもよい。
組成物は、疼痛が軽減または逆転されるような治療上有効な量の因子を含む。この組成物はまた、薬学的に受容可能な賦形剤を含む。このような賦形剤としては、この組成物を投与された個体に有害な抗体の生成をそれ自体が誘発せず、そして過度の毒性なしに投与され得る、任意の薬剤が挙げられる。薬学的に受容可能な賦形剤としては、限定はしないが、ソルビトール、任意の種々のTWEEN化合物、ならびに水、生理食塩水、グリセロール、およびエタノールのような液体が挙げられる。薬学的に受容可能な塩が、そこに含まれてもよい、例えば、鉱物の酸性塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩など;ならびに有機酸の塩、例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩など。さらに、補助物質、例えば、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝物質、などが、このようなビヒクルに存在してもよい。薬学的に受容可能な賦形剤の詳しい考察は、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub.Co.,N.J.1991)から入手可能である。薬学的組成物は、この化合物またはその薬学的に受容可能な塩もしくは水和物を活性成分として含んでもよい。
一般に、この因子は、経口(口腔内および舌下を含む)、直腸、経鼻、局所、肺、膣もしくは非経口(筋肉内、動脈内、クモ膜下腔内、硬膜外、皮下および静脈内を含む)投与のための組成物中に、または吸入もしくはガス注入による投与に適切な形態に処方される。投与の好ましい方式は、組み換えベクターに関して上記で記載された任意の技術を用いて、例えば、脊髄グリア細胞、脳脊髄液(CSF)中の細胞、間質腔の細胞、脊髄の防御被覆中の細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接するかもしくは接触するかまたは神経支配される非神経組織中の細胞を標的するために、神経系に、例えば、限定はしないが、末梢神経、網膜、後根神経節、神経筋接合部、ならびにCNSを含む任意の神経領域に対してである。
好ましくは、この組成物は、活性因子の安定性を向上して、半減期を延長するために処方される。例えば、活性因子、例えば、IL−10は、ポリエチレングリコール(PEG)で誘導体化されてもよい。ペグ化(pegylation)技術は、当該分野で周知であり、これには例えば、部位指向性のペグ化(例えば、Yamamotoら、Nat.Biotech.(2003)21:546−552;Manjulaら、Bioconjug.Chem.(2003)14:464−472;GoodsonおよびKatre,Biotechnology(1990)8:343−346;米国特許第6,310,180号を参照のこと)、サイズ排除反応クロマトグラフィーを用いるペグ化(例えば、Fee,C.J.Biotechnol.Bioeng.(2003)82:2−206を参照のこと)、および固相を用いるペグ化(例えば、LuおよびFelix,Pept.Res.(1993)6:140−146を参照のこと)が挙げられる。ペグ化の他の方法については、例えば、国際公開番号WO02/26265、米国特許第5,206,344号および同第6,423,685号、ならびにHarrisおよびChess,Nat.Rev.Drug.Discov.(2003)2:214−221;Greenwaldら.,Adv.Drug.Deliv.Rev.(2003)55:217−256;ならびにDelgadoら、Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Syst.19929:249−304による概説を参照のこと。
さらに、この活性因子は、当該分野で周知の技術を用いて、安定性を改善して、半減期を延長するために抗体またはペプチドに融合され得る。例えば、この活性因子は、徐放性を得るために免疫グロブリン分子に融合されてもよい。従来の技術の1つは、非細胞溶解性変異体を有するヒトまたはマウスIgG2aのようなIgGのFc部分に対して目的の因子を融合することである。例えば、Jiangら、J.Biochem.(2003)133:423−427;Adachciら、Gene Ther.(2002)9:577−583;ならびに米国特許第6,410,008号を参照のこと。非溶解性組み換えヒトIL−10/FcキメラはSigma Chemical Co.(St.Louis,MO)から市販されている。
さらに、活性因子は、酵素的に不活性なポリペプチド、例えば、アルブミン、ならびにこの因子が送達される生物体以外の生物体で酵素活性を有する酵素に融合され得る。例えば、有用なポリペプチドとしては、植物酵素、ブタまたはげっ歯類のグリコシルトランスフェラーゼ、およびα1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼが挙げられる。例えば、Sandrinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1993)90:11391および米国特許第6,403,077号を参照のこと。目的の因子を安定化させるための他の方法は、グリコシル化部位を導入することおよび/または活性に関与する部位(例えば、分解のためにタンパク質を標的化する)を除去することなどによって、プロテアーゼに対するタンパク質の接近性を大きくするかまたは小さくすることである。
さらに、活性因子は徐放性の処方物中で送達されてもよい。徐放性処方物または持続放出性処方物は、タンパク質を、キャリアまたはビヒクル、例えば、リポソーム、非再吸収性不浸透性ポリマー、例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマーおよびHytrel(登録商標)コポリマー、膨潤性ポリマー、例えば、ヒドロゲル、または再吸収性ポリマー、例えば、コラーゲンおよび特定のポリ酸またはポリエステル、例えば、再吸収縫合糸を作製するために用いられるものに組み込むことによって作製される。さらに、この活性因子は、粒子状のキャリアでカプセル化されても、それに吸着されても、またはそれと結合体化されてもよい。粒子状のキャリアの例としては、ポリメチルメタクリレートポリマー由来のキャリア、ならびにポリ(ラクチド)およびPLGとして公知のポリ(ラクチド−コ−グリコリド)由来の微小粒子が挙げられる。例えば、Jefferyら、Pharm.Res.(1993)10:362−368;およびMcGeeら、J.Microencap.(1996)を参照のこと。
上記で例証されるように、処置の経過にわたって、投与は1用量で、連続してまたは間欠的に行なわれてもよい。投与の最も有効な手段および投薬量を決定する方法は、当業者に周知であり、処方物、治療の組成物、標的細胞および処置されている被験体によって変化する。単独および多数の投与は、処置する医師によって選択される用量のレベルおよびパターンを用いて行なわれ得る。
疼痛の長期の軽減を得るための1つの特に有効な方法は、2回以上の用量のIL−10を近い間隔で、例えば、少なくとも10日未満空けて、好ましくは5日未満空けて、より好ましくは4日未満空けて、例えば3日...2日...1日...など空けて、そして述べた範囲内の任意の時間空けて投与する工程を包含する。
複数の用量が投与される場合、投与される第一の処方物は、その後の処方物と同じであっても異なってもよい。従って、例えば、第一の投与は、サブユニットワクチン組成物の形態であってもよく、そして第二の投与は、サブユニットワクチン組成物、アデノウイルスベクター、AAVビリオン、DNAプラスミドなどの形態であってもよい。さらに、その後の送達はまた、第二の形態の送達と同じであっても異なってもよい。
(疼痛モデル)
抗炎症性サイトカインが疼痛を処置する能力は、当該分野で公知の任意の受容される疼痛モデルによって評価され得る。このようなモデルの例は以下のとおりである。
抗炎症性サイトカインが疼痛を処置する能力は、当該分野で公知の任意の受容される疼痛モデルによって評価され得る。このようなモデルの例は以下のとおりである。
(テールフリックモデル(Tail Flick Model)):テールフリック試験(tail−flick test)(D’Amourら、J.Pharmacol.Exp.and Ther.(1941)72:74−79)は、急性疼痛のモデルである。軽く拘束したラットを試験台の上に置いて、そのラットの尾の背側または腹側の表面に集束光源を照らさせた。光センサーは、試験ステージ上で光源の反対に置く。試験を開始するために、ラットの尾は光をブロックし、これによって光センサーに光が達することを妨げる。潜伏測定は光源の活性化で開始する。ラットが動くかその尾をピシッと振る(フリック)とき、光センサーが光源を検出して、測定を停止させる。この試験によってラットの尾が不動である時間の長さ(期間)(潜時)が測定される。ラットは目的の化合物をそれに投与する前に、次いでこのような投与後種々の時点で測定される。
(ラットテール浸漬モデル):このラットテール浸漬アッセイも、急性疼痛のモデルである。ラットを、尾は露出させて、小さく畳んだ薄い綿のタオルで覆ったまま、手で緩く保持する。尾の先端を、例えば52℃の水浴中に2インチの深さまで浸す。ラットは、尾をくねらせるか、または水から尾を引き揚げることによって応答した;いずれの応答も行動の終点としてスコア付けする。ラットは、目的の化合物をラットに投与する前にテール応答潜時(TRL)スコアについて試験し、次いでこのような投与後種々の時点でTRLについて再試験する。
(カラギナン誘発性の足の痛覚過敏モデル):カラギナン足痛覚過敏試験は、炎症性疼痛のモデルである。ラットの左の後足にカラギナンの皮下注射を行なう。ラットを、カラギナン注射の例えば30分前に、またはカラギナン注射の例えば2時間後に選択された因子で処置する。各々の動物の足の圧力感度は、カラギナン注射3時間後に無痛覚計で試験する。Randallら、Arch.Int.Pharmacodyn.(1957)111:409−419を参照のこと。
カラギナン誘発性の足の浮腫に対する選択された因子の効果も試験され得る。この試験(Vinegarら、J.Pharmacol.Exp.Ther.(1969)166:96−103を参照のこと)によって、足のカラギナン注射によって誘発される浮腫の形成を化合物が逆転または防止する能力の評価が可能になる。足の浮腫試験は、足の測定のためのプレチスモメーター(体積測定器)を用いて行なった。選択された因子の投与後、左後足の足底面の側方の肢パッド中にカラギナン溶液を皮下注射する。カラギナン処理後3時間で、処置した足(左)および処置していない足(右)の容積を、プレチスモメーターを用いて測定する。
(ホルマリン行動応答モデル):ホルマリン試験は急性の持続する疼痛のモデルである。ホルマリン処置に対する応答は二相性である(Dubuissonら、Pain(1977)4:161−174)。第I相の応答は、刺激に対する純粋な非侵害性の応答の指標である。第2相は代表的にはホルマリン注射後20〜60分で開始して、脊髄の感作の増大を反映すると考えられる。
(von Freyフィラメント試験)機械誘発性異痛症の化合物の効果は、疼痛性の末梢神経障害のモデルである。L−5脊髄神経を固く縛ったラットにおけるvon Freyフィラメント試験(von Frey filament test)によって決定され得る。外科的手順は、Kimら.,Pain(1992)50:355−363によって記載されるように行なう。一連の較正されたvon Freyフィラメントを用いて機械誘発性異痛症を評価する(Chaplanら、J.Neurosci.Methods(1994)53:55−63)。フィラメントの堅さの増大は、左の後足の坐骨神経分布において足底面に垂直に適用される。このフィラメントは屈曲が始まるまでゆっくりと抑えられ、次いで4〜6秒間保持される。フィラメント適用順序およびトライアルの数は、Dixonのアップダウン法(up−down method)によって決定された(Chaplanら、前出)。縛った側での足のたじろぎ(flinching)およびバタツキ(licking)および足の引っ込め(withdrawal)は、陽性の応答とみなされる。
(絞扼性神経損傷):温熱および冷感の異痛症応答は、絞扼性神経損傷(CCI)を有するラットにおいて下記のように評価され得る。片側の単神経障害を、Bennettら、Pain(1988)33:87−107に記載される絞扼性神経損傷モデルを用いてラットで生じさせる。CCIは、以下のように、麻酔したラットで生じさせる。各々のラットの後肢の側面を剃毛してNolvasanで洗い上げる。無菌技術を用いて、大腿中央レベルで後肢の側面に切開を行う。大腿二頭筋をすっぱり切りとって、坐骨神経を露出させる。各々のラットの右の後肢に、坐骨神経の周囲に約1〜2mm離れて4つの結紮糸(例えば、Chromic gut 4.0;Ethicon,Johnson and Johnson,Somerville,NJ)を緩く縛る。坐骨神経を縛らないこと(ニセ)以外は、各々のラットの左側に同一の切開を行う。例えば、4−0 Vicryl(Johnson and Johnson,Somerville,NJ)を用いて筋肉を連続的な縫合パターンで閉鎖して、重なる皮膚は、創傷クリップで閉鎖する。識別の目的でラットの耳にタグを付けて、飼育箱に戻す。
(Hargreaves(ハーグリーブス)試験):Hargreaves試験:(Hargreavesら、Pain(1998)32:77−88)はまた、疼痛の放射熱(radiant heat)モデルである。CCIラットは、手術後少なくとも10日で温熱性痛覚過敏について試験する。この試験装置は、温度上昇(80〜82°F)ガラスプラットフォームから構成される。全ての試験群に相当する、ある時点で8匹のラットを、試験の少なくとも15分前にこのプラットフォームのガラスの床の上のうつ伏せにしたプラスチックケージ中に個々に閉じ込める。ガラスの下に置いた放射熱源は、各々のラットの後足の足底を狙っている。熱を加えることは、後足が引っ込められる(引っ込め潜時(withdrawal latency))かまたは経過時間が20秒になるまで継続する。このトライアルはまた、ニセの操作を行なった足にも行なう。トライアルの間に少なくとも5分の間隔をおいて、2〜4回のトライアルを各々の足で交互に行なう。これらの値の平均が引っ込め潜時に相当する。
(冷感異痛症モデル):行動試験の試験装置および方法は、Gogasら、Analgesia(1997)3:111−118に記載される。神経障害(CCI)ラットにおける冷感異痛症の試験のための装置は、チャンバの底から6cmに金属プレートを備えるPlexiglassチャンバからなる。このチャンバは、試験を通じて0〜4℃で維持する浴の温度を用いて、この金属プレート上の2.5cmの深さまで氷および水で充填される。各々のラットを個々にチャンバ中に入れて、冷却を開始して、動物の応答潜時をほぼ10分の1秒まで測定した。「応答(response)」は、動物が静止しており旋回しない場合、水の完全に外側の右の縛った後足の急速な引っ込めとして規定した。動物が歩いて、ターンするとき過度にのろければ、応答としてスコア付けされない。水からの縛った肢の引っ込めについての動物のベースラインスコアは代表的に、7〜13秒に及んだ。最大浸漬時間は20秒としてトライアル間で20分の間隔を用いた。
(2/実験)
以下は、本発明の実行のための特定の実施形態の例である。本実施例は、例示の目的でのみ提供されるのであって、いかなる方法でも本発明の範囲を限定することは意図しない。
以下は、本発明の実行のための特定の実施形態の例である。本実施例は、例示の目的でのみ提供されるのであって、いかなる方法でも本発明の範囲を限定することは意図しない。
用いた数値(例えば、量、温度など)に関して正確性を保障するための労力を払っているが、当然ながらある程度の実験誤差および偏差が、認められるべきである。
(材料、および方法)
(被験体)
無菌の成体雄性Sprague−Dawleyラット(300〜450g;Harlan Labs,Madison,WI)を、全ての実験で用いた。ラットは、温度および光を管理した室内で飼育して、標準的なげっ歯類の食餌および水を自由に利用可能にさせた。行動試験は明サイクルの間に行なった。
(被験体)
無菌の成体雄性Sprague−Dawleyラット(300〜450g;Harlan Labs,Madison,WI)を、全ての実験で用いた。ラットは、温度および光を管理した室内で飼育して、標準的なげっ歯類の食餌および水を自由に利用可能にさせた。行動試験は明サイクルの間に行なった。
(薬物)
組み換えgp120の滅菌アリコート(1μg/ml;生成物#1021;ロット番号8D159M2;ImmunoDiagnostics,Bedford,MA)は−75で保管した。試験の時点で、gp120を緩徐に解凍して、砕いた氷上で維持した。gp120の各々のアリコートは解凍の30分内に用いた。gp120を、以前に記載されたように(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819)、0.1%ラット血清アルブミンビヒクル中で0.5μg/mlの濃度まで希釈した(RSA;Life Technologies,Gaithersburg,MD,ダルベッコのリン酸緩衝化生理食塩水(DPBS,1x)、0.10m細孔濾過、pH7.2、カタログ番号14190−144;Gibco,Invitrogen Dorp,Grand Island,NY)。
組み換えgp120の滅菌アリコート(1μg/ml;生成物#1021;ロット番号8D159M2;ImmunoDiagnostics,Bedford,MA)は−75で保管した。試験の時点で、gp120を緩徐に解凍して、砕いた氷上で維持した。gp120の各々のアリコートは解凍の30分内に用いた。gp120を、以前に記載されたように(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819)、0.1%ラット血清アルブミンビヒクル中で0.5μg/mlの濃度まで希釈した(RSA;Life Technologies,Gaithersburg,MD,ダルベッコのリン酸緩衝化生理食塩水(DPBS,1x)、0.10m細孔濾過、pH7.2、カタログ番号14190−144;Gibco,Invitrogen Dorp,Grand Island,NY)。
ザイモサン(酵母細胞壁;Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)は、不完全フロイントアジュバント(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)のビヒクル中での懸濁によって毎日新鮮に作製した。最終濃度は、以前に記載されたように(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026−1040)、0、0.08または3.2μg/μlであった。
アデノウイルスを用いる実験については、Rous Sarcoma Virus(RSV)プロモーターから駆動されるヒトIL−10をコードするcDNAを含む複製欠損アデノウイルス発現ベクター(AD−IL10)が用いられており、米国特許第6,048,551号に記載される。コントロールのアデノウイルス(AD−Control)は、RSVプロモーターがE.coliのβガラクトシダーゼ遺伝子の発現を指向する、同種のアデノウイルス発現ベクターであった。組み換えアデノウイルスは、25プラーク形成単位/細胞という多重度で36個の100mmプレートのヒト胚性腎(Human Embryonic kidney)293(HEK293)細胞(5×106細胞/プレート)を感染させることによって増殖させた。感染した細胞を48時間後に収集して、低速の遠心分離で濃縮して、20mlの増殖培地(DMEM、10%ウシ精子)中に再懸濁した。4回の凍結解凍サイクル後、細胞溶解物を塩化セシウム段階勾配(1mlの1.4g/ml塩化セシウム/PBSクッション、1.5ml 1.25g/ml塩化セシウム/PBS段階)上に重層して、Beckman SW 40ローター中で36K rpmで1時間遠心分離した。ウイルスのバンドを回収して、さらにBeckman VTi65ローター中において、1.35g/mlの塩化セシウム/PBSからなる等密度勾配中で65K rpmで2時間遠心分離して精製した。成熟ウイルス粒子を単離して、DPBS(1×)に対して1時間、そしてDPBS−3%スクロースに対して2回、各2時間透析した。透析されたウイルス調製物を−80℃で10μlのアリコートとして保管した。ウイルス力価は、以前に記載されたとおりウイルスプラークアッセイによって決定した(Schaackら、J.Virol.(1995)69:3920−3923)。
AAVを用いる実験については、AAV発現ベクターを、以前に記載されたように(Zolotukhinら、Gene Ther.(1999)6:973−985)生成した(パッケージングおよび精製した)。要するに、AAV repおよびcap遺伝子をトランスで、ならびにアデノウイルス遺伝子E2a、E4およびVAを提供するプラスミド(pDG)を有するプロウイルスカセットの同時感染を行なった。E1aおよびE1b遺伝子は、相補的な細胞株HEK293中であった。ラットIL−10をコードするcDNAを含むベクターカセット(AAV−IL10)は、ハイブリッドCMVエンハンサー/ニワトリβアクチンプロモーター/ハイブリッドイントロンによって駆動された(pTR2−CB−rIL−10)。コントロールのAAV(AAV−Control)は、CMVエンハンサー/ニワトリβアクチンプロモーターがクラゲ緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードするレポーター遺伝子UF11の発現を指向する、同種のAAV発現ベクターであった。ウイルスの力価は、以前に記載されたとおり(Zolotukhinら、Gene Ther.(1999)6:973−985)、感染性中央アッセイ(infectious center assay)によって決定した。ここで、それぞれ、2.6×1013個の物理的粒子(Dot blot)/mlおよび1.32×1013個の物理的粒子/mlというIL−10およびUF11についてのウイルス力価が達成された。これらの力価は、それぞれ、ラットIL−10およびUF11(GFP)について、1.7×1011個の感染性粒子/mlおよび1.69×1011個の感染性粒子/mlに相当する。
プラスミドまたは「裸の(naked)」DNAを用いる実験については、遊離のプラスミドDNAは、上記のAAVのトランスフェクションのために操作した同一のプラスミドであった。これらの研究では、IL−10(pTR2−CB−rIL−10)またはGFP(pTR2−CB−GFP−TK−NEO(UF11))をコードするプラスミドDNAを、前に記載された手順と同様にサブクローニングして、精製した(Sambrook,J.Fritsch,E.R.,Maniatis,T.Molecular Cloning,第2版、Cold Spring Harbor Press,pp1.38−1.39,1989)。単離手順後、プラスミド(pDNA)をDPBS(1×)に対して1時間、そしてDPBS−3%スクロースに対して2回、各2時間透析した。透析されたpDNA調製物を−80℃で300μlのアリコートとして保管した。pDNA−IL10およびpDNA−UF11調製物の濃度は、260nmの吸収で決定したところ、それぞれ4.2μg/μlおよび5.6μg/μlであった。各注射日に100μgのpDNAを動物に与えた。77日の実験の間に4回の注射の全部を行なった。
(行動の測定)
von Frey試験。von Frey試験(Chaplanら、J.Neurosci Meth.(1994)53:55−63)を、以前に記載されたとおり坐骨神経および後足の伏在静脈神経支配領域内で行なった(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Chacurら、Pain(2001)94:231−244;Gazdaら、J.Peripheral Nerv.Sys.(2001)6:111−129;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819。要するに、一連の対数の10個の較正したSemmes−Weinsteinモノフィラメント(von Frey hairs;Stoelting,Wood Dale,IL)を左右の後足に無作為に加えて、後足引っ込め応答を誘発するのに必要な刺激強度の閾値堅さを決定した。毛の対数堅さをlog10によって決定する(ミリグラム×10)。対数堅さ値に従って10の刺激を与えた(ミリグラム数をカッコ内に示す):3.61(407mg)、3.84(692mg)、4.08(1202mg)、4.17(1479mg)、4.31(2041mg)、4.56(3630mg)、4.74(5495mg)、4.93(8511mg)、5.07(11,749mg)および5.18(15,136mg)。これらの実験で用いられるモノフィラメントの範囲(0.407〜15.136gm)で、刺激強度の50%応答閾値を推定する場合、対数的に傾斜した勾配が得られる[log10(ミリグラム×10)として表される](Chaplanら、J.Neurosci Meth.(1994)53:55〜63)。各々の実験について下記に詳細であるとおり、坐骨神経周囲およびクモ膜下腔内薬物投与の前に(ベースライン)およびその後に特定の時点で評価を行なった。行動試験は、薬物投与に関して盲検的に行なった。以前に詳細に記載されたように(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116)、最大確率あてはめ方法(maximum−likelihood fitting method)(Harvey,Behav.Res.Meth.Instrum.Comput.(1986)18:623−632;TreutweinおよびStrasburger,Percept.Psycholphys.(1999)61:87−106)を用いて、ガウス積分精神測定関数(Gaussian integral psychometric function)にあてはめることによって、50%足引っ込め閾値(絶対閾値)を算出するために行動応答を用いた。このあてはめ方法によって、パラメトリックな統計学的分析が可能になる(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116)。
von Frey試験。von Frey試験(Chaplanら、J.Neurosci Meth.(1994)53:55−63)を、以前に記載されたとおり坐骨神経および後足の伏在静脈神経支配領域内で行なった(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Chacurら、Pain(2001)94:231−244;Gazdaら、J.Peripheral Nerv.Sys.(2001)6:111−129;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819。要するに、一連の対数の10個の較正したSemmes−Weinsteinモノフィラメント(von Frey hairs;Stoelting,Wood Dale,IL)を左右の後足に無作為に加えて、後足引っ込め応答を誘発するのに必要な刺激強度の閾値堅さを決定した。毛の対数堅さをlog10によって決定する(ミリグラム×10)。対数堅さ値に従って10の刺激を与えた(ミリグラム数をカッコ内に示す):3.61(407mg)、3.84(692mg)、4.08(1202mg)、4.17(1479mg)、4.31(2041mg)、4.56(3630mg)、4.74(5495mg)、4.93(8511mg)、5.07(11,749mg)および5.18(15,136mg)。これらの実験で用いられるモノフィラメントの範囲(0.407〜15.136gm)で、刺激強度の50%応答閾値を推定する場合、対数的に傾斜した勾配が得られる[log10(ミリグラム×10)として表される](Chaplanら、J.Neurosci Meth.(1994)53:55〜63)。各々の実験について下記に詳細であるとおり、坐骨神経周囲およびクモ膜下腔内薬物投与の前に(ベースライン)およびその後に特定の時点で評価を行なった。行動試験は、薬物投与に関して盲検的に行なった。以前に詳細に記載されたように(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116)、最大確率あてはめ方法(maximum−likelihood fitting method)(Harvey,Behav.Res.Meth.Instrum.Comput.(1986)18:623−632;TreutweinおよびStrasburger,Percept.Psycholphys.(1999)61:87−106)を用いて、ガウス積分精神測定関数(Gaussian integral psychometric function)にあてはめることによって、50%足引っ込め閾値(絶対閾値)を算出するために行動応答を用いた。このあてはめ方法によって、パラメトリックな統計学的分析が可能になる(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116)。
Hargreaves(ハーグリーブス)試験。各々の後足に与えた温熱刺激に対する行動応答の閾値を、以前に記載されたように(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116)、Hargreaves試験:(Hargreavesら、Pain(1998)32:77−88)を用いて評価した。要するに、1時間の間に測定した左右の両方の後足の3〜6回連続する引っ込め潜時の平均から、ベースライン(BL)の足引っ込め値を算出した。熱源に対する電圧を、8〜12秒におよぶBL潜時を得るように調節して、20秒というカットオフ時間を課して組織損傷を回避した。この手順の後に、下記のようにクモ膜下腔内注射および経時的な薬物後行動評価を続けた。行動試験は、薬物投与に関して盲検的に行なった。足の試験の順序は無作為に変えた。
(外科手術および微量注射)
留置式クモ膜下腔内カテーテル。腰仙部クモ膜下腔内(クモ膜下腔内)カテーテルを作製して、以前に詳細に記載されるような腰部アプローチによって埋め込んだ(Milliganら、J.Neurosci.Meth.(1999)90:81〜86;Milliganら(2003)Pain Research Methods and Protocols:Methods of Molecular Medicine(Luo D編)印刷中.New York:Human Press)。留置カテーテルを用いて、組み換えアデノウイルス、組み換えAAV、gp120またはビヒクルを腰仙部脊髄の周囲のCSF腔中に微量注入した。全てのクモ膜下腔内微量注入は、完全な薬物送達を確実にするために8μlの空隙容量を用いて、以前に詳細に説明したように行なった(Milliganら、J.Neurosci.Meth.(1999)90:81〜86)。全てのカテーテル位置は、行動試験の完了の際に視覚検査によって確認した。データは、腰仙部の脊髄レベルでCSF腔内にカテーテルの先端部を有することが確認されたカテーテルを有する動物だけから分析した。
留置式クモ膜下腔内カテーテル。腰仙部クモ膜下腔内(クモ膜下腔内)カテーテルを作製して、以前に詳細に記載されるような腰部アプローチによって埋め込んだ(Milliganら、J.Neurosci.Meth.(1999)90:81〜86;Milliganら(2003)Pain Research Methods and Protocols:Methods of Molecular Medicine(Luo D編)印刷中.New York:Human Press)。留置カテーテルを用いて、組み換えアデノウイルス、組み換えAAV、gp120またはビヒクルを腰仙部脊髄の周囲のCSF腔中に微量注入した。全てのクモ膜下腔内微量注入は、完全な薬物送達を確実にするために8μlの空隙容量を用いて、以前に詳細に説明したように行なった(Milliganら、J.Neurosci.Meth.(1999)90:81〜86)。全てのカテーテル位置は、行動試験の完了の際に視覚検査によって確認した。データは、腰仙部の脊髄レベルでCSF腔内にカテーテルの先端部を有することが確認されたカテーテルを有する動物だけから分析した。
留置式坐骨神経周囲カテーテル。坐骨神経周囲カテーテルを作製して、以前に詳細に記載されるように、左後肢の大腿中央レベルに埋め込んだ(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244;Gazdaら、J.Peripheral Nerv.Sys.(2001)6:111〜129;Milliganら(2003)Pain Reserach Methods and Protocols:Methods of Molecular Medicine(Luo D.,編)印刷中、New York:Huma Press)。この方法は、イソフルラン麻酔から動物を複数日回復させた後、坐骨神経の周囲の免疫アクチベータの片側の微量注射をした。これによって、両方の免疫の機能に対する麻酔の有害な効果が回避される(Lockwoodら、Anesths.Analg.(1993)77:769〜774;Satoら.,麻酔(1995)44:971〜975;Millerら、Int.J.Microcirc.Clin.Exp.(1996)16:147〜154)およびグリア細胞(Feinsteinら、J.Neurosurg.Anesthesiol.13:99〜105;Tasら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1987)84:5972〜5975;Mantzら、Anesthesiology(1993)78:892〜901;Miyazakiら、Anesthesiology(1997)86:1359〜1366)。さらに、この留置カテーテル法によって、坐骨神経周囲の免疫活性化を、急性(免疫アクチベータの単回注射)または慢性(週にまたがる反復注射)のいずれかでさせることが可能になった(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1025〜1040)。本実験では、覚醒状態の拘束していないラットにおいて、両方の方法を用いた。左の坐骨神経におよぶこれらの急性および慢性の坐骨神経周囲の微量注射を以前に記載のとおり行なった(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244;Milliganら(2003)Pain Research Methods and Protocols:Methods of Molecular Medicine(Luo D編)印刷中.New York:Human Press)。カテーテルは、屠殺の際に視覚検査によって確認した。データは、確認された部位だけから分析した。
絞扼性神経損傷(CCI)。CCIは、前に記載したとおり、左の後足の大腿中央レベルで作製した(BennettおよびXie、Pain(1988)33:87〜107)。イソフルラン(Phoenix Pharm.,St.Joseph,MO)麻酔下で穏やかに単離した坐骨神経の周囲で4つの滅菌の吸収性の外科用クロム腸結紮糸(クチクラ4−0、chromic gut,27インチ切断FS−2;Ethicon,Somerville,NJ)を緩く縛る。ニセの操作をしたラットの坐骨神経は、識別用に露出したが、結紮しなかった。結紮糸の位置は、屠殺の時点で視覚的に確認した。データは、確認された部位だけから分析した。
腰仙部脊髄へのAAVのクモ膜下腔内微量注射。AAVまたはpDNAのいずれかを注射する実験のためには、持続性の留置式カテーテルは用いなかった。代わりに、短時間のイソフルラン麻酔(酸素中に2容積%)のもとでの急性のカテーテル適用法を使用した。ここでは、滅菌の50μlガラスHamiltonシリンジに対して30ゲージの0.5インチの滅菌ニードルを装着された25cmのPE−10カテーテルを、開口末端から7.7〜7.8cmで黒色のパーマネントインクで印を付けて、注射時まで滅菌の乾燥容器中に置いた。ラットを浅く麻酔して、腰部背側の骨盤領域を剃毛し70%のアルコールで軽く洗い上げた。プラスチックハブを除いた18ゲージの滅菌ニードルをL5とL6の腰椎の間に挿入した。PE−10カテーテルの開口末端を18ゲージのニードルに挿入して、7.7cmのマークを通して、脊髄腰仙骨膨大部のレベルにクモ膜下腔内PE−10カテーテル先端部を配置した。薬物は、1分間の間に1μlの前後の0.9%滅菌等張性生理食塩水溶液フラッシュを用いて薬物を注射した。PE−10カテーテルを直ちに抜き取って、18ゲージのニードルをL5−L6の脊椎の間の空隙から取り出した。この急性の注射方法は完了に2〜3分を要して、ラットは10分以内に麻酔からの完全な回復を示した。異常な運動行動は注射の100%で観察されなかった。
(脳脊髄液(CSF)の収集および分析)
実施例2および3における行動試験の終了直後に、ペントバルビタールナトリウム(Abbot Laboratories,North Chicago,IL)をラットに過量投与した。頚部および腰仙部のCSFは以前に記載されたとおり収集した(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。これらのサンプルを液体窒素中で急速凍結して、IL−10を検出するための酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)による分析まで−80℃で保管した。上記で注記されるとおり、用いたIL−10はヒトタンパク質であった。これによって、ヒトIL−10は検出するが、ラットIL−10は検出しない(製造業者の情報)R&D(Minneapolis,MN)ヒトIL−10 ELISAキット(カタログ番号D1000)の使用によって、ウイルス誘導性IL−10生成を、ラットIL−10により混同されることなく評価することができた。CSFサンプル調製は、以前に記載されたとおりであった(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819)。製造業者の指示に従ってELISAを行なった。
実施例2および3における行動試験の終了直後に、ペントバルビタールナトリウム(Abbot Laboratories,North Chicago,IL)をラットに過量投与した。頚部および腰仙部のCSFは以前に記載されたとおり収集した(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。これらのサンプルを液体窒素中で急速凍結して、IL−10を検出するための酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)による分析まで−80℃で保管した。上記で注記されるとおり、用いたIL−10はヒトタンパク質であった。これによって、ヒトIL−10は検出するが、ラットIL−10は検出しない(製造業者の情報)R&D(Minneapolis,MN)ヒトIL−10 ELISAキット(カタログ番号D1000)の使用によって、ウイルス誘導性IL−10生成を、ラットIL−10により混同されることなく評価することができた。CSFサンプル調製は、以前に記載されたとおりであった(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808−2819)。製造業者の指示に従ってELISAを行なった。
同様に、AAVおよびpDNA実験については、ラットは上記のようにペントバルビタールナトリウムで処理して、上記のように頚部および腰仙部のCSFを収集し、サンプルは、ラットIL−10を検出するためにELISAを用いる分析まで急速凍結させた。ラットIL−10は、R&D(Minneapolis,MN)ラットIL−10 ELISAキットを用いて測定した。CSFサンプル調製物は以前に記載したとおりであった(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。ELISAは、製造業者の指示に従って行なった。
(後根神経節および脊髄組織の収集および分析)
AAVおよびpDNA実験におけるCSFの収集の直後に、以前に記載された方法に従って(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)、L4〜L6後根神経節および腰仙脊髄を、CCIの同側でおよび反対側で、そして両側の頚髄で収集した。これらのサンプルをドライアイス上で急速に凍結して、予め冷却した標識チューブに移し、当該分野で周知の技術を用いて、ラットIL−10 mRNAを検出するためのリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応による分析まで−80℃で保管した。例えば、Giuliettiら、Methods(2001)25:386〜401を参照のこと。
AAVおよびpDNA実験におけるCSFの収集の直後に、以前に記載された方法に従って(Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)、L4〜L6後根神経節および腰仙脊髄を、CCIの同側でおよび反対側で、そして両側の頚髄で収集した。これらのサンプルをドライアイス上で急速に凍結して、予め冷却した標識チューブに移し、当該分野で周知の技術を用いて、ラットIL−10 mRNAを検出するためのリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応による分析まで−80℃で保管した。例えば、Giuliettiら、Methods(2001)25:386〜401を参照のこと。
(データ分析)
全ての統計学的比較は、MacintoshのStatview 5.0.1を用いて算出した。von Frey試験からのデータは、刺激強度(モノフィラメント堅さのミリグラム×10)の底10の対数値の補間された50%閾値(絶対閾値)として分析した。von FreyおよびHargreaves試験の両方についてのベースライン測定、ならびに容量応答効果は、1元ANOVAによって分析した。各々の行動試験についての経時的な測定は、反復測定ANOVAと、その後、必要に応じてFisherの保護最小有意差posthoc比較(Fisher’s protected least significant difference posthoc comparisons)によって分析した。頚部および腰仙部のCSF IL−10含量は、2×2 ANOVA、その後、必要に応じてFisherの保護最小有意差posthoc比較によって分析した。
全ての統計学的比較は、MacintoshのStatview 5.0.1を用いて算出した。von Frey試験からのデータは、刺激強度(モノフィラメント堅さのミリグラム×10)の底10の対数値の補間された50%閾値(絶対閾値)として分析した。von FreyおよびHargreaves試験の両方についてのベースライン測定、ならびに容量応答効果は、1元ANOVAによって分析した。各々の行動試験についての経時的な測定は、反復測定ANOVAと、その後、必要に応じてFisherの保護最小有意差posthoc比較(Fisher’s protected least significant difference posthoc comparisons)によって分析した。頚部および腰仙部のCSF IL−10含量は、2×2 ANOVA、その後、必要に応じてFisherの保護最小有意差posthoc比較によって分析した。
(実施例1 較正された接触/圧力刺激に対する行動感度に対するクモ膜下腔内アデノウイルス投与の用量応答特徴づけ)
以下の実験を行なって、較正された接触/圧力刺激に対する応答閾値の明確な変化を生じないアデノウイルス用量の範囲を規定した。ベースラインのvon Frey応答の評価後、0(n=7)、5(n=5)、10(n=5)、60(n=2)、80(n=7)、160(n=4)、300(n=2)または600(n=2)×107のいずれかのプラーク形成単位(PFU)のアデノウイルスを用いてラットをクモ膜下腔内に注射した。1200×107個のPFUの試験を企図したが、この用量の前庭運動(vestibulomotor)効果が観察された際に終了した。アデノウイルスをクモ膜下腔内に注射されたラットは、24時間後にvon Frey試験で評価した。
以下の実験を行なって、較正された接触/圧力刺激に対する応答閾値の明確な変化を生じないアデノウイルス用量の範囲を規定した。ベースラインのvon Frey応答の評価後、0(n=7)、5(n=5)、10(n=5)、60(n=2)、80(n=7)、160(n=4)、300(n=2)または600(n=2)×107のいずれかのプラーク形成単位(PFU)のアデノウイルスを用いてラットをクモ膜下腔内に注射した。1200×107個のPFUの試験を企図したが、この用量の前庭運動(vestibulomotor)効果が観察された際に終了した。アデノウイルスをクモ膜下腔内に注射されたラットは、24時間後にvon Frey試験で評価した。
300×107PFUまでのアデノウイルスの用量では、ビヒクルコントロールに比較して、較正された接触/圧力刺激に対する応答に信頼性のある効果を有さなかったが、最高の用量(600×107PFU)では、応答閾値は低くなった(図1)。ウイルス前に注射した(pre−viral−injected)BL値は、群間で信頼性のある相違を示さなかった(F7,26=1.1715,p>0.14)。一元ANOVAによってウイルス用量の信頼性のある効果が明らかになった(F7,26=5.694,p>0.005)。posthoc分析によって、わずか600×107PFUのアデノウイルス用量がコントロールに比較して応答閾値を低下させたことが明らかになった(p<0.002)。その後の実験で使用したアデノウイルス用量は、疼痛感度におけるウイルス誘導性の変更の機会を最小にするように、用量範囲の下限に制限した(図1の星印を参照のこと)。
(実施例2 クモ膜下腔内AD−IL10によるクモ膜下腔内HIV−1 gp120誘発性機械誘発性異痛症の予防)
ヒト免疫不全ウイルスIのエンベロープの糖タンパク質であるgp120のクモ膜下腔内送達によって誘発された脊髄免疫活性化は、接触/圧力刺激に対する応答閾値を下げることが以前に示されている(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。この疼痛応答は、脊髄グリア活性化、ならびにグリアの炎症誘発性サイトカインIL1およびTNAの放出の結果である(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。従って、AD−ILが10このグリア駆動性機械誘発性異痛症を予防する能力を試験した。
ヒト免疫不全ウイルスIのエンベロープの糖タンパク質であるgp120のクモ膜下腔内送達によって誘発された脊髄免疫活性化は、接触/圧力刺激に対する応答閾値を下げることが以前に示されている(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。この疼痛応答は、脊髄グリア活性化、ならびにグリアの炎症誘発性サイトカインIL1およびTNAの放出の結果である(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)。従って、AD−ILが10このグリア駆動性機械誘発性異痛症を予防する能力を試験した。
実施例1に規定された範囲内のアデノウイルス用量のパイロット研究に基づいて、10×107PFUのAD−IL10を含む10μlを研究のために選択した。等容積のADコントロール(16×107PFU含有10μl)をコントロール群に投与した。ラットを最初に、クモ膜下腔内AD−ILまたはADコントロール注射の前(ベースライン;BL)そして4日および5日後に、von Frey試験に対するそのラットの応答について評価した(n=8匹/群)。このAD−IL10ベクターの先行の研究に基づいて、ウイルス指向性のIL−10のほぼ最大のレベルがこの時までに誘導されるはずである(Gudmundssonら、Amer.J.Resp.Cell & Molec.Biol.(1998)19:812〜818)。4日および5日で行動試験を行なって、このクモ膜下腔内アデノウイルス用量もウイルス指向性IL10放出もこの測定に対してなんら観察可能な混同される効果は有さなかったことを確認した。5日の試験の完了の際、全てのラットに3μgのgp120を注射した。このgp120用量は、von Frey試験によって測定した場合、機械誘発性異痛症を生じることが以前に示されている(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819;Milliganら、J.Pain(2001)6:326〜333)。ビヒクル注射コントロールは、含まなかった。なぜなら、この手順は行動測定には影響がないことが繰り返し実証されているからである(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Pain(2001)6:326〜333;Milliganら、J.neurosci.(2001)21:2808〜2819)。gp120注射後、接触/圧力刺激に対する応答は、以前の刊行物に従って、120分間にわたって20分ごとに再評価した(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Pain(2001)6:326〜333;Milliganら、J.neurosci.(2001)21:2808〜2819)。試験の終了時、頚部および腰仙部のCSFサンプルをIL−10分析のために収集した。
10×107AD−IL10およびADコントロールのクモ膜下腔内投与は、BLに比較してvon Frey試験に対する行動応答に信頼性のある影響は無かった(F1,21=1.385,p>0.25)(図2)。従って、アデノウイルスによって放出されたIL−10も、この用量のアデノウイルス自体の存在も、基礎的な疼痛の応答性を変化しなかった。以前の研究と同様に(Milliganら、Brain Res.(2000)861:105〜116;Milliganら、J.Neurosci.(2001)21:2808〜2819)、クモ膜下腔内gp120は、ADコントロールでは頑固な機械誘発性異痛症を生じた。対照的に、AD−IL10処理した動物では機械誘発性の異痛症は生じなかった。反復測定したANOVAによって、IL−10の信頼性のある主効果が明らかになった(F1,21=235.694、p<0.0001)。
行動試験の終了の際に収集したCSFによって、AD−IL10が、腰仙のレベルで濃縮された、ヒトIL−10の放出を誘導したことが支持された(図3)。ANOVAによって、IL−10(F1,21=37.430、p<0.0001)およびCSF収集の部位(腰仙対頚部;F1,21=46.240、p>0.0001)およびIL10とCSF収集部位との間の相互作用(F1,21=36.577、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになり、これによってAD−ILIOが頚部レベルよりも腰仙レベルで大きいIL−10濃度の部位特異的効果を生じたことが支持される。
(実施例3 クモ膜下腔内AD−IL10による坐骨神経刺激神経障害(SIN)誘発性の機械誘発性異痛症の予防)
神経障害性疼痛に対するAD−IL10の効果を試験することによって、実施例3〜5の目的を実施例2の結果に拡大した。神経障害性の疼痛は、末梢神経の炎症および/または外傷の結果として生じる。神経障害性の疼痛は、標的ニューロンに対して開発された現在利用可能な薬物によって管理することは困難である(概説については、WatkinsおよびMaier,Physiol.Rev.(2002)82:981〜1011を参照のこと)。
神経障害性疼痛に対するAD−IL10の効果を試験することによって、実施例3〜5の目的を実施例2の結果に拡大した。神経障害性の疼痛は、末梢神経の炎症および/または外傷の結果として生じる。神経障害性の疼痛は、標的ニューロンに対して開発された現在利用可能な薬物によって管理することは困難である(概説については、WatkinsおよびMaier,Physiol.Rev.(2002)82:981〜1011を参照のこと)。
以下のように、AD−IL10が坐骨神経炎症性神経障害(SIN)によって誘発される機械誘発性の異痛症を予防する能力について試験した。実施例1に規定された範囲内のアデノウイルス用量のパイロット研究に基づいて、1,5×107PFUのAD−IL10を含む5μlを研究のために選択した。等容積のADコントロール(8×107PFU含有5μl)をコントロール群に投与した。ラットを最初に、クモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロール注射の前(BL)そして後に再度4日目に、von Frey試験に対するそのラットの応答について評価した。上で注記したとおり、ウイルス指向性のIL−10のほぼ最大のレベルがこの時までに予想される(Gudmundssonら、Amer.J.Resp.Cell & Molec.Biol.(1998)19:812〜818)。4日目に行動試験を行なって、このクモ膜下腔内アデノウイルス用量もウイルス指向性IL10放出もこの測定に対して観察可能な混同される効果は有さなかったことを確認した。4日の試験のちょうど完了の際、全てのラットに4または160μgのいずれかのザイモサンを坐骨神経周囲に注射した(n=5〜6匹/群)。坐骨神経周囲のビヒクル注射したコントロールは、含まなかった。なぜなら、この手順は行動測定には影響がないことが繰り返し実証されているからである(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244;Gazdaら、J.Peripheral Nerv.Sys.(2001)6:111〜129;Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。4μgおよび160μgのザイモサン用量は、クモ膜下腔内にカテーテル留置されたラットにおいて、それぞれ片側および両側の機械誘発性異痛症を誘発することが以前に繰り返し示されている(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。von Frey試験に対する行動応答は、以前の研究に従って、3時間および24時間後に再評価した(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244;Gazdaら、J.Peripheral Nerv.Sys.(2001)6:111〜129;Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。試験の終了時、頚部および腰仙部のCSFサンプルをIL−10分析のために収集した。
クモ膜下腔内に投与されたAD−IL10は、(a)ヒトIL−10のCSF中への部位指向性放出を首尾よく誘導し、そして(b)脊髄免疫活性化に応答して生じる機械誘発性異痛症を防止した、ことが見出された。ANOVAによって、AD−IL10およびAD−コントロールが、BLに比較して、ウイルス送達の5日後に測定した機械誘発性の応答閾値に効果を有さなかったことが明らかになった(F7,88=0.686、p>0.68)(図4)。このように、IL10の存在もアデノウイルスの存在も基礎の疼痛応答には測定可能な影響を有さなかった。本発明者らの以前の研究と同様に(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)、低用量のザイモサンは、片側の異痛症を誘発した(図4A)が、より高用量のザイモサンは、BL測定値に比較して、両側性の異痛症(図4C)を誘発した。反復測定ANOVAによって、坐骨神経周囲のザイモサン用量(F1,40=12.093、p<0.002)、クモ膜下腔内IL−10(F1,40=69.829、p<0.0001)、側性(F1,40=22.315、p<0.0001)および坐骨神経周囲ザイモサン適用後の時間(F1,40=13.029、p<0.0001)そしてザイモサン用量とクモ膜下腔内IL−10との間(F1,40=6.161、p<0.02)ならびにクモ膜下腔内IL−10と側性との間(F1,40=15.412、p<0.001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。post hoc平均比較によって、4μgのザイモサンがADコントロール処理した動物において、右側(反対側)の後足に比べて、左側(同じ側)の後足で機械誘発性異痛症を誘発した(p<0.0001)ことが明らかになった。4μgの坐骨神経周囲ザイモサンの後の右後足の機械誘発性応答は、BLと異なることはなく、これによって4μgのザイモンサンが注射の部位と同じ側で片側の異痛症しか誘発しなかった(p>0.45)ことが示される。さらに、posthoc分析によって、両側性の機械誘発性異痛症が、ADコントロール処置した動物では160μgの坐骨神経周囲のザイモサンに応答して生じたことが明らかになった。すなわち、左右の両方の足の閾値がBL測定とは確実に異なった(p<0.0001)。坐骨神経周囲のザイモサンの後のvon Frey応答はBLと異なることはなかったので、同側性(p>0.05){図4B)および両側性(p>0.15)(図4D)の両方の異痛症がAD−IL10によってブロックされた。
行動試験の終了時に収集した腰仙部CSFによって、AD−IL10がヒトIL−10の放出を誘発したことが示された(図3)。1元ANOVAによって、AD−IL10の信頼性のある主効果が明らかになった(F1,10=8.362,p<0.02)。図3は、10×107PFU IL10(実施例2)に比較した、5×107PFU AD−IL10(本実施例)の用量依存性の効果を示唆する。これらのアッセイは種々のキットを用いて別々の時間で行なったので、これらの値は、統計学的には比較していない。
(実施例4 クモ膜下腔内AD−IL10による、坐骨神経炎症性神経障害(SIN)誘発性の機械誘発性異痛症の逆転)
実施例3によって、クモ膜下腔内AD−IL10がSIN誘発性の機械誘発性異痛症を防止したことが明らかになった。本実施例では、慢性的SIN法(chronic SIN method)(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)を用いて、AD−IL10が樹立されたSIN誘発性の機械誘発性の異痛症を逆転し得るか否かを試験した。研究のために選択したAD−IL10の用量は、実施例3の用量と同じであった(5×107PFUのアデノウイルスを5mlに含有)。等容積のADコントロール(8×107PFU含有5μl)をコントロール群に投与した。ラットを、慢性的なSINの開始の前(BL)にvon Frey試験に対するそのラットの応答について評価した。片側および両側の慢性的SINを前に記載したとおり作製した(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。ザイモサンの坐骨神経周囲の微量注射(4μgまたは160μgのいずれか)をBL(0日目)の直後、そして2、4、6、8、10および12日後に送達した。von Frey試験を再度、1日、4日、8日、9日、10日、12日および14日目に行なった。行動試験および坐骨神経周囲注射を同じ日に行なった場合、行動試験は坐骨神経周囲注射に先行した。8日目の行動評価によって、4μgおよび160μgの慢性的なザイモサンレジメンが、それぞれ片側および両側の異痛症を生じたという確認が得られた。クモ膜下腔内アデノウイルス(AD−IL10またはADコントロールのいずれか)を8日目の試験の直後に送達した(n=5〜6匹/群)。9〜14日の行動評価によって、AD−IL10が完全に確立された炎症性神経障害疼痛を逆転する能力の評価が可能になった。
実施例3によって、クモ膜下腔内AD−IL10がSIN誘発性の機械誘発性異痛症を防止したことが明らかになった。本実施例では、慢性的SIN法(chronic SIN method)(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)を用いて、AD−IL10が樹立されたSIN誘発性の機械誘発性の異痛症を逆転し得るか否かを試験した。研究のために選択したAD−IL10の用量は、実施例3の用量と同じであった(5×107PFUのアデノウイルスを5mlに含有)。等容積のADコントロール(8×107PFU含有5μl)をコントロール群に投与した。ラットを、慢性的なSINの開始の前(BL)にvon Frey試験に対するそのラットの応答について評価した。片側および両側の慢性的SINを前に記載したとおり作製した(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。ザイモサンの坐骨神経周囲の微量注射(4μgまたは160μgのいずれか)をBL(0日目)の直後、そして2、4、6、8、10および12日後に送達した。von Frey試験を再度、1日、4日、8日、9日、10日、12日および14日目に行なった。行動試験および坐骨神経周囲注射を同じ日に行なった場合、行動試験は坐骨神経周囲注射に先行した。8日目の行動評価によって、4μgおよび160μgの慢性的なザイモサンレジメンが、それぞれ片側および両側の異痛症を生じたという確認が得られた。クモ膜下腔内アデノウイルス(AD−IL10またはADコントロールのいずれか)を8日目の試験の直後に送達した(n=5〜6匹/群)。9〜14日の行動評価によって、AD−IL10が完全に確立された炎症性神経障害疼痛を逆転する能力の評価が可能になった。
同側性の領域(坐骨神経によって神経支配される皮膚)、同側性の領域外(伏在神経によって神経支配される皮膚)、鏡像領域および鏡像領域外の異痛症が、クモ膜下腔内IL10遺伝子治療によって同等に影響されるか否かを試験するため、160μgの坐骨神経周囲ザイモサンを慢性的に投与したラットにおいて、坐骨神経および伏在神経の神経支配ゾーンを、BL、8日目(AD投与前)、そして12日目および14日目に(AD投与後4日および6日)別々に試験した。
以前に報告されたように(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)、繰り返しの低用量(4μg)および高用量(160μg)のザイモサンプロトコールによって、それぞれ持続的な片側のおよび両側の異痛症が生じた(図5)。ザイモサン投与の開始後8日で、アデノウイルス投与の前、ANOVAによって、ザイモサン用量(F1,36=35.049、p<0.0001)、および側性(F1,36=41.634、p<0.0001)、および坐骨神経周囲ザイモサン適用後の時間(F2,72=7.537、p<0.001)そしてザイモサン用量と側性との間の相互作用(F1,36=35.919、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。post hoc平均比較によって、4μgのザイモサンがIL−10処理群およびコントロールウイルス処理群において、右側(反対側)の後足に比べて、左側(同じ側)の後足で機械誘発性異痛症を誘発した(p<0.0001)ことが明らかになった。4μgの坐骨神経周囲ザイモサンの後の右後足の機械誘発性応答は、BLと異なることはなく(p>0.66)、これによって4μgのザイモンサンが注射の部位と同じ側で片側の異痛症しか誘発しなかったことが支持される。さらに、posthoc分析によって、両側性の機械誘発性異痛症が、160μgの坐骨神経周囲のザイモサンに応答して生じたことが支持された。すなわち、左右の両方の後足の閾値は異なることはなかった(p>0.29)が、左右の両方の足についての閾値はBLとは確実に異なった(p<0.0001)。
クモ膜下腔内のアデノウイルス投与後、AD−IL10はこれらの継続している病理的疼痛状態を逆転した。すなわち、AD−IL10は、坐骨神経周囲のザイモサンによって誘発された片側および両側の両方の異痛症を逆転した。ANOVAによって、ザイモサン用量(F1,36=22.724、p<0.0001)、IL10(F1,36=50.044、p<0.0001)、側性(F1,36=35.532、p<0.0001)およびクモ膜下腔内アデノウイルス投与後の時間(F3,108=6.301、p<0.001)およびIL−10と側性との間の相互作用(F1,36=35.919、p<0.05)の信頼性のある主効果が明らかになった。post平均比較によって、IL−10が同側の後足において4μgのザイモサンの異痛症効果を減弱した(p<0.0001、AD−IL10群における14日目の同側の後足応答に対して8日目の同側の後足応答を比較する)が、ADコントロール群の後足応答は、14日にわたって異痛症のままであった(p>0.8、ADコントロール群における14日目の同側の後足応答に対して8日目の同側の後足応答を比較する)ことが支持された。
IL−10はまた、反対側の後足において160μgのザイモサンの異痛症効果を減弱した(p<0.0001、AD−IL10群における14日目の反対側の後足応答に対して8日目の反対側の後足応答を比較する)が、ウイルス単独では、継続している鏡像異痛症を変更しなかった(p>0.2、ADコントロール群における14日目の反対側の後足応答に対して8日目の反対側の後足応答を比較する)。
慢性的な坐骨神経周囲160μgのザイモサンの後(AD投与の前)に、BL(F1,50=1.352、p<0.90)および8日目(F1,50=0.170、p>0.89)での同側および反対側の後足の坐骨神経(領域)および伏在神経(領域外)神経支配領域の種々の試験によって、群の間に相違がないことが明らかになった(図6)。8日目(BLに比較した)、領域および領域外機械誘発性異痛症は、同側および鏡像の後足の両方で観察された。ANOVAによって、坐骨神経周囲ザイモサン後の時間(BL対8日目)の主効果が明らかになった(F1,38=22.398、p<0.0001)。慢性的な坐骨神経周囲の160μgのザイモサンによって、両方の後足の領域および領域外の両方の神経支配領域において確実な両側性の異痛症が生じた。ANOVAによって、坐骨神経領域に対して伏在神経領域の間に相違がないことが明らかになった(F1,36=0.008、p>0.92)。さらに、同側性対反対側の後足応答の間では相違は見出されなかった(F1,36=0.716、p>0.40)。AD−IL10は、両側の後足の神経支配領域の領域および領域外の両方で坐骨神経ザイモサンによって生じた両側性の機械誘発性異痛症を確実に逆転した。反復測定ANOVAによって、IL−10(F1,32=45.174、p<0.0001)、およびウイルス処置後の時間(F2,64=37.354、p<0.0001)、ならびにウイルス処置後の時間とIL−10との間の相互作用(F2,64=15.265、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。posthoc分析によって、AD−IL10が、ADコントロール処置動物に比較して、同側性の領域(p<0.05)、同側性の領域外(p<0.001)、鏡像領域(p<0.01)、および鏡像領域外(p<0.01)の異痛症を確実に逆転したことが明らかになった。これらの異痛症の各々の逆転の程度は、12日目(AD−IL10後4日;p<0.02、それぞれのADコントロールに対して、AD−IL10の同側性および反対側の伏在および坐骨神経の領域を比較する)および14日目(AD−IL10後6日;p<0.005、それぞれのADコントロールに対して、AD−IL10の同側性および反対側の伏在および坐骨神経の領域を比較する)の両方で匹敵するものであった。
(実施例5 クモ膜下腔内AD−IL10による、絞扼性神経損傷(CCI)誘発性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の逆転)
実施例4によって、アデノウイルスIL−10がvon Frey試験によって測定した場合、SIN誘発性の病理的疼痛を完全に逆転し得ることが明らかになった。臨床的な神経障害の約50%が事実上、感染性/炎症性であるが、残りは、末梢神経の外傷に関与している(SaidおよびHontebeyrie−Joskowick,Res.Immunol(1992)143:589〜599)。従って、アデノウイルスIL−10が、炎症性神経障害に対するその有効性に加えて、外傷性神経障害誘発性の疼痛傷害を逆転し得るか否かを決定することが重要であった。古典的な部分的な神経損傷モデルを研究に用いた;すなわち、絞扼性神経損傷(CCI)(BennettおよびXie、Pain(1988)33:87〜107)。研究のために選択したAD−IL−10の用量は、実施例3および4における用量と同一であった(5×107PFUのアデノウイルスを5μlに含有)。等容積のADコントロール(8×107PFU含有5μl)をコントロール群に投与した。ラットを、CCIまたはニセの外科手術の前(BL)およびその後10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答について評価した。この後者の試験によって、コントロールに比較して、CCIラットにおける機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の発症の確認が可能になった。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、7、14、18および21日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15、17、24、28および31日に相当する。これらの試験によって、(a)ADIL−10が完全に確立された外傷性神経障害性疼痛を逆転する能力、および(b)AD−IL10有効性の持続期間の評価が可能になった。
実施例4によって、アデノウイルスIL−10がvon Frey試験によって測定した場合、SIN誘発性の病理的疼痛を完全に逆転し得ることが明らかになった。臨床的な神経障害の約50%が事実上、感染性/炎症性であるが、残りは、末梢神経の外傷に関与している(SaidおよびHontebeyrie−Joskowick,Res.Immunol(1992)143:589〜599)。従って、アデノウイルスIL−10が、炎症性神経障害に対するその有効性に加えて、外傷性神経障害誘発性の疼痛傷害を逆転し得るか否かを決定することが重要であった。古典的な部分的な神経損傷モデルを研究に用いた;すなわち、絞扼性神経損傷(CCI)(BennettおよびXie、Pain(1988)33:87〜107)。研究のために選択したAD−IL−10の用量は、実施例3および4における用量と同一であった(5×107PFUのアデノウイルスを5μlに含有)。等容積のADコントロール(8×107PFU含有5μl)をコントロール群に投与した。ラットを、CCIまたはニセの外科手術の前(BL)およびその後10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答について評価した。この後者の試験によって、コントロールに比較して、CCIラットにおける機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の発症の確認が可能になった。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、7、14、18および21日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15、17、24、28および31日に相当する。これらの試験によって、(a)ADIL−10が完全に確立された外傷性神経障害性疼痛を逆転する能力、および(b)AD−IL10有効性の持続期間の評価が可能になった。
CCIは持続性の両側の機械誘発性の異痛症(図7)および持続性の同側性の温熱性痛覚過敏(図8)を生じた。疼痛変化のこのようなパターンは、以前の刊行物と一致する(Paulsonら、Pain(2000)84:233〜245)。アデノウイルス投与の前の、3〜10日の間の行動評価について、von Frey試験のANOVAによって、CCI(F1,38=143.235、p<0.0001)、および側性(F1,38=16.797、p<0.001)、およびCCI外科手術後の時間(F3,114=15.699、p<0.0001)そしてCCI外科手術と側性との間(F1,38=13.824、p<0.001)ならびにCCI外科手術後の時間とCCIとの間(F3,114=7.054、p<0.001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。post hoc平均比較によって、ニセの操作をしたコントロールに比較して、CCIが両側性の機械誘発性異痛症を誘発した(同側性:p<0.0001;反対側:p<0.0001)ことが明らかになった。さらに、アデノウイルス投与の前、Hargreaves試験のANOVAによって、CCI(F1,38=239.135、p<0.0001)、および側性(F1,36=150.902、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,38=103.228、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。post平均比較によって、CCIが、ニセの操作をしたコントロールに比較して、片側の温熱性痛覚過敏を誘発した(同側性:p<0.0001;反対側:p>0.49)ことが明らかになった。
クモ膜下腔内アデノウイルス投与後、AD−IL10は、継続している病理的疼痛状態を逆転した。すなわち、13〜24日の間のデータを分析すれば、AD−ILは、CCIによって誘発された両側性の異痛症および同側性の温熱性痛覚過敏の両方を逆転した。ANOVAによって、von Frey試験について、CCI(F1,38=105.832、p<0.0001)、IL−10(F1,38=8.998、p<0.005)および時間(F3,114=5.651、p<0.01)、そしてCCIとIL10との間(F1,38=14.301、p<0.001)、クモ膜下腔内アデノウイルスとIL−10の後の時間(F3,114=7.29、p<0.001)、およびクモ膜下腔内アデノウイルスとCCIとIL−10の後の時間(F3,114=2.604、p<0.05)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。posthoc平均比較によって、IL−10は、15日目まで(それぞれ、p<0.0001およびp<0.02、15日目のAD−IL10群対ADコントロールの同側性および反対側の足を比較する)および17日目まで(それぞれ、p<0.0001およびp<0.01、17日目のAD−IL10群対ADコントロールの同側性および反対側の足を比較する)CCIの両側性の機械誘発性異痛症効果を逆転したことが支持された。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,38=48.069、p<0.0001)、IL10(F1,38=4.727、p<0.05)、および側性(F1,38=48.466、p<0.0001)ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,38=30.955、p<0.0001)IL10と側性との間の相互作用(F1,38=6.494、p<0.01)、ならびにクモ膜下腔内アデノウイルスとCCIとIL10の後の時間の相互作用(F3,114=3.116、p<0.05)の信頼性のある主効果が明らかになった。post平均比較によって、IL10は、15日目まで(p<0.002、15日目のADコントロールに対するAD−IL10群の同側性の足を比較する)および17日目まで(p<0.01、17日目のADコントロールに対してAD−IL10群の同側性の足を比較する)CCIの同側性の温熱性痛覚過敏効果を逆転したことが支持された。
クモ膜下腔内AD−IL10は、継続している病理的疼痛状態を永続的に逆転することはなかった。これは、もしアデノウイルスによって感染された細胞が容易に検出され免疫系によって消去されるので場合は、予想された。実際、本研究によって用いられたアデノウイルスに対する文献では、炎症誘発性のチャレンジの結果が一時的にしか逆転されないことが支持された(Gudmundssonら、Amer.J.Resp.Cell & Molec.Biol.(1998)19:812〜818)。この支持においては、AD−IL10は、24日目までに消失を開始する、CCI誘発性病理的疼痛状態を逆転する。24〜31日目から、機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の両方が徐々に戻った。28日目までに、機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏は、10日目に観察されたアデノウイルスの前のレベルまで戻った。機械誘発性異痛症(F1,38=0.450,p>0.50)および温熱性痛覚過敏(F1,38=0.612、p>0.43)は、アデノウイルス前のレベルのものと異なることはなかったということがANOVAによって支持された。
上記の実施例によって、ヒトIL−10のcDNAを含む複製欠損アデノウイルスの腰仙部クモ膜下腔内送達が、CSFへのIL−10の部位特異的放出を生じることが実証される。5〜10×107のPFUのアデノウイルスの存在もウイルス由来のIL−10も、較正された接触/圧力(von Frey試験)または温熱(Hargreaves試験)刺激に対する基準応答閾値に対して観察可能な効果を生じなかった。しかし、アデノウイルスIL10は、病的な疼痛状態を防止および逆転した。アデノウイルスIL−10は、クモ膜下腔内HIV−1 gp120での脊髄の免疫活性化によって、および坐骨神経炎症性神経障害(SIN)によって誘発される機械誘発性異痛症を防止した。アデノウイルスIL−10は、SINおよび坐骨神経外傷性神経障害(CCI)によって誘発された機械誘発性異痛症を逆転した。最後に、アデノウイルスIL−10は、CCIによって誘発される温熱性痛覚過敏を逆転した。神経障害性疼痛が市販の薬物で処置することが特に困難であるならば{McQuayら、Brit.Med.J.(1995)311:1047〜1052;McQuayら、Pain(1996)68:217〜227;Collinsら、J.Pain Symptom.Monage.(2000)20:339〜457、この遺伝子治療の成功は劇的である。
(実施例6 クモ膜下腔内AAV−IL10による、坐骨神経炎症性神経障害(SIN)誘発性の機械誘発性異痛症の予防)
アデノウイルスIL−10で得られた顕著な結果を考慮して、異なるベクターおよび分子でこの結果が達成可能であるか否かを試験するために、ヒトIL−10の代わりに、(a)異なるウイルスベクター(AAV)および(b)ラットIL−10を用いて、以下の実験を行なった。ラットIL−10の使用によって、ラットに送達された場合、外来のヒトIL−10タンパク質への免疫系からの潜在的な妨害が排除される。
アデノウイルスIL−10で得られた顕著な結果を考慮して、異なるベクターおよび分子でこの結果が達成可能であるか否かを試験するために、ヒトIL−10の代わりに、(a)異なるウイルスベクター(AAV)および(b)ラットIL−10を用いて、以下の実験を行なった。ラットIL−10の使用によって、ラットに送達された場合、外来のヒトIL−10タンパク質への免疫系からの潜在的な妨害が排除される。
研究のために選択したAAV−IL10の用量は、実施例3からの観察に基づいた(5×107PFUのアデノウイルスを5μlに含有)。ここで、8.5×108個の感染性粒子含有の5μlが有効であると見積もられる。等容積のAAVコントロール(8.5×108PFUを5μlに含有)をコントロール群に投与した。ラットを、クモ膜下腔内AAV(AAV−10またはAAVコントロールのいずれか)を送達する前(BL)にvon Frey試験に対するそのラットの応答について評価した(n=5〜6匹/群)。この第二のBL評価(BL−2)は、AAV注射の3日後に行なって、AAVのこの用量が正常な閾値応答を変更しないことを確実にした。片側および両側の慢性的SINは、以前に記載されたとおり作製した(Milliganら、J.Neurosci.(2003)23:1026〜1040)。ザイモサンの坐骨神経周囲微量注射(4μgまたは160μgのいずれか)をBL−2(0日目)の直後そして2、4、6および8日後に送達した。von Frey試験を再度、8日目および10日目まで毎日行なった。行動試験および坐骨神経周囲の注射を同じ日に行なった場合、行動試験は坐骨神経周囲の注射より先行させた。
図9に示されるように、AAV由来IL−10は、正常な(右側)の肢の疼痛応答には影響を有さなかったが、神経障害性の肢(左)は正常なレベルの疼痛感度まで戻った。ANOVAによって、AAV−IL10およびAAVコントロールは、BLに比較して、ウイルス送達の3日後に測定した機械誘発性応答に影響しなかったことが明らかになった(F1,48=1.069、p<0.30)。このように、IL−10およびAAVの存在は、基礎の疼痛応答に測定可能な影響を有さなかった。低用量のザイモサンは、片側の異痛症を誘発したが、高用量のザイモサンは、BL測定に比較して、両側性の異痛症を誘発した。反復測定ANOVAによって、坐骨神経周囲ザイモサン用量(F2,44=237.795、p<0.0001)、クモ膜下腔内AAV−IL10(F1,44=399.912、p<0.0001)、側性(F1,44=125.122、p<0.0001)、および坐骨神経周囲ザイモサン適用後の時間(F8,352=14.865、p<0.0001)、そしてクモ膜下腔内AAV−IL10とザイモサン用量との間(F2,44=125.975、p<0.0001)、クモ膜下腔内AAV−IL10と側性との間(F1,14=24.906、p<0.0001)、ザイモサン用量と側性との間(F2,44=69.651、p<0.0001)、クモ膜下腔内AAV−IL10とザイモサン用量と側性との間(F2,14=24.323、p<0.0001)、ならびに坐骨神経周囲ザイモサン適用後の時間と、クモ膜下腔内AAV−IL10と、ザイモサン用量と側性との間(F16,352=1.706、p<0.05)の信頼性のある主効果が明らかになった。
(実施例7 クモ膜下腔内AAV−IL10による、絞扼性坐骨神経損傷(CCI)誘発性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の逆転の全時間経過)
AAV媒介性IL−10遺伝子送達が、CCI誘発性機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏を逆転するのに有効であるか否かを決定するために、以下の実験を行なった。研究のために選択されたAAV−IL10の用量は、AAVの感染性粒子を5μl中に8.5×108個含有した。等容積のAAVコントロール(8.5×108PFUを5μlに含有)をコントロール群に投与した。CCIまたはニセの外科手術の前(BL)そしてその後3日目および10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答についてラットを評価した。この後者の試験によって、コントロールに比較して、CCIラットにおける持続性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の発症の確認が可能になった。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、7、9、11、14、16および20日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15、17、19、21、24、26および30日に相当する。これらの試験によって、(a)AAVIL−10が完全に確立された外傷性の神経障害性疼痛を逆転する能力、および(b)AAV−IL10有効性の持続期間の評価が可能になった。
AAV媒介性IL−10遺伝子送達が、CCI誘発性機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏を逆転するのに有効であるか否かを決定するために、以下の実験を行なった。研究のために選択されたAAV−IL10の用量は、AAVの感染性粒子を5μl中に8.5×108個含有した。等容積のAAVコントロール(8.5×108PFUを5μlに含有)をコントロール群に投与した。CCIまたはニセの外科手術の前(BL)そしてその後3日目および10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答についてラットを評価した。この後者の試験によって、コントロールに比較して、CCIラットにおける持続性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の発症の確認が可能になった。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、7、9、11、14、16および20日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15、17、19、21、24、26および30日に相当する。これらの試験によって、(a)AAVIL−10が完全に確立された外傷性の神経障害性疼痛を逆転する能力、および(b)AAV−IL10有効性の持続期間の評価が可能になった。
図10および11に示されるように、AAV−IL10は、ニセの操作をしたラットには影響を有さなかったが、神経障害性の疼痛は正常なレベルの疼痛感度まで戻した。CCI手術の前に、全ての群が同様のBL値を示した(F7,40=0.345、p>0.9)。上記の実験で観察されたとおり、CCIは、慢性的な両側性の機械誘発性異痛症および慢性的な同側性の温熱性痛覚過敏を生じた。AAVクモ膜下腔内投与の前、3日目および10日目の行動評価のために、von Frey試験のANOVAによって、CCI(F1,40=197.446、p<0.0001)および側性(F1,40=6.356、p<0.05)の信頼性のある主効果が明らかになった。
さらに、CCI手術の前に、全ての群がHargreaves試験については行動上BLの相違を示さなかった(F7,40=2.102、p>0.05)。AAVクモ膜下腔内投与の前、Hargreaves試験のANOVAによって、CCI(F1,40=140.740、p<0.0001)および側性(F1,38=48.901、p<0.0001)ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,40=104.295、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。
クモ膜下腔内AAV投与後、AAV−IL10は、これらの継続している病的な疼痛状態を逆転した。すなわち、13〜30日(3〜20日に相当する)の間のデータを分析したところ、AAV−IL10は、CCIによって誘発される両側性の異痛症および同側性の温熱性痛覚過敏の両方を逆転した。ANOVAによって、von Frey試験について、CCI(F1,40=496.336、p<0.0001)およびAAV−IL10(F1,40=59.636、p<0.0001)および側性(F1,40=28.565、p<0.0001)、ならびにAAV後の時間(F7,280=10.462、p<0.0001)、そしてCCIとAAV−IL10との間(F1,40=72.988、p<0.0001)、CCIと側性との間(F1,40=9.325、p<0.01)、AAVとCCIの後の時間(F7,280=5.823、p<0.0001)、AAVとAAV−IL10の後の時間(F7,280=5.993、p<0.0001)、ならびにAAVとCCIとAAV−IL10との後の時間(F7,280=4.840、p=0.0001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,39=134.036、p<0.0001)、AAV−IL10(F1,39=12.047、p<0.01)および側性(F1,39=66.284、p<0.0001)、ならびにクモ膜下腔内AAV投与後の時間(F7,273=12.237、p<0.005)、そしてCCIとAAV−IL10との間(F1,39=24.486、p<0.0001)、CCIと側性との間(F1,39=91.956、p<0.0001)、IL−10と側性と間(F1,39=17.392、p<0.0001)、CCIとAAV−IL10と側性との間(F1,39=35.721、p<0.0001)、ならびにクモ膜下腔内AAV投与とIL10との後の時間(F7,273=3.783、p=0.005)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
(実施例8 全逆転の時点でCSFおよび組織サンプルを収集するための、クモ膜下腔内AAV−IL10による、絞扼性坐骨神経損傷(CCI)誘発性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏の逆転の部分的時間経過)
実施例7を、1つを除いて反復した。すなわち、クモ膜下腔内AAV−IL10の時間経過を、脊髄AAV−IL10の作用機序を試験するために、温熱性痛覚過敏および低閾値の異痛症の両方の完全な行動逆転の時点で短縮した。AAV−IL10の用量は、AAVの感染性粒子を5μl中に8.5×108個含有した。等容積のAAVコントロール(8.5×108個の感染性粒子を5μlに含有)をコントロール群に投与した。ラットを、CCIまたはニセの外科手術の前(BL)そしてその後3、5、7および10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答について評価した。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、および7日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15および17日に相当する。これらの試験によって、(a)コントロールのAAVに比較したAAV−IL10の産生および放出、(b)炎症誘発性サイトカイン(IL−1、TNF−bおよびIL−6)およびそれらの反応性レセプターならびにIL10レセプターに対するAAV−IL10の作用の評価が可能になった。
実施例7を、1つを除いて反復した。すなわち、クモ膜下腔内AAV−IL10の時間経過を、脊髄AAV−IL10の作用機序を試験するために、温熱性痛覚過敏および低閾値の異痛症の両方の完全な行動逆転の時点で短縮した。AAV−IL10の用量は、AAVの感染性粒子を5μl中に8.5×108個含有した。等容積のAAVコントロール(8.5×108個の感染性粒子を5μlに含有)をコントロール群に投与した。ラットを、CCIまたはニセの外科手術の前(BL)そしてその後3、5、7および10日目に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対するそのラットの応答について評価した。10日目の試験の直後に、全てのラットにクモ膜下腔内AD−IL10またはADコントロールを与えた(n=6匹/群)。von Frey試験およびHargreaves試験を、ウイルス投与後、3、5、および7日後に再度行なった。これは、CCIまたはニセの外科手術の後、13、15および17日に相当する。これらの試験によって、(a)コントロールのAAVに比較したAAV−IL10の産生および放出、(b)炎症誘発性サイトカイン(IL−1、TNF−bおよびIL−6)およびそれらの反応性レセプターならびにIL10レセプターに対するAAV−IL10の作用の評価が可能になった。
図12Aおよび12Bに示されるように、AAV由来IL−10はやはり、CCIによって誘発された慢性的な温熱性痛覚過敏を逆転した。これは部分的な時間経過である。なぜなら、この実験は組織を分析用に収集するように、完全な疼痛逆転の時点で停止されるからである。ベースライン(BL)の評価後、ラットに左の坐骨神経のニセの手術またはCCIのいずれかを与えて、外傷性の神経障害を誘発させた。10日目の行動評価後、ラットにAAVコントロールまたはAAV−IL10のいずれかをクモ膜下腔内に注射した。行動を、3、5、および7日後(CCIまたはニセの外科手術の後、13、15および17日に相当する)に再度評価した。17日目の試験後、動物を屠殺して組織を分析用に収集した。クモ膜下腔内コントロールウイルスを与えられたCCIラットにおいて、顕著な神経障害性疼痛が実証された。クモ膜下腔内AAV−IL10は、この神経障害性疼痛を鈍らせた。AAVコントロールまたはAAV−IL10のいずれかを投与されたニセの操作をされたラットについて正常な疼痛応答が観察された。
詳細には、CCIの誘発の前、全ての群が同様のBL値を示した(F7,42=0.497、p>0.80)。CCIの誘発後およびAAV投与の前、3日目〜10日目の間の行動評価のために、von Frey試験のANOVAによって、CCI(F1,42=282.369、p<0.0001)および側性(F1,42=13.119、p<0.001)およびCCI手術と側性との間の相互作用(F1,42=8.076、p<0.01)の信頼性のある主効果が明らかになった。
CCIの導入の前に、Hargreaves試験から評価したBL値によって、相違がないことが明らかになった(F7,42=0.957、p>0.47)。しかしCCIの誘発後およびAAV投与の前、Hargreaves試験のANOVAによって、CCI(F1,42=137.312、p<0.0001)および側性(F1,42=40.480、p<0.0001)ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,42=156.562、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。
クモ膜下腔内AAV投与後、AAV−IL10は、継続している病的な疼痛状態を逆転した。すなわち、13〜17日の間のデータを分析したところ、AAV−IL10は、CCIによって誘発される両側性の異痛症および同側性の温熱性痛覚過敏の両方を逆転した。von Frey試験のANOVAによって、CCI(F1,42=220.489、p<0.0001)、AAV−IL10(F1,42=38.931、p<0.0001)、側性(F1,42=86.812、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,42=43.169、p<0.0001)、AAV−IL10(F1,42=14.740、p<0.01)および側性(F1,42=31.609、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間(F1,42=18.402、p<0.0001)、およびAAV−IL10と側性と間(F1,42=6.494、p<0.01)、ならびにクモ膜下腔内アデノ随伴ウイルスとCCIとIL10の後の時間(F3,114=5.534、p<0.05)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
(実施例9 IL−10をコードするプラスミドDNAをクモ膜下腔内に注射することによる、絞扼性坐骨神経損傷(CCI)神経障害性疼痛の逆転)
IL−10の効果が、非ウイルスベクター(NVV)を用いる送達によって誘発され得るか否かを決定するために、以下の実験を行なった。ラットIL−10またはGFP(コントロールとして)のいずれかをコードする100μgのプラスミド(「naked(裸の)」)DNA(pDNA)を10日後、15日後(初回注射の5日後)、24日後(2回目の注射の9日後)および67日後(3回目の注射の43日後)にクモ膜下腔内に注射した。図13に示されるとおり、初回注射は、ラットにおける病的な疼痛を完全に、ただし短時間だけ逆転した。第二の注射は、ベースラインへの回復後に与えられて、やはり疼痛を完全に、ただし長時間逆転した。第三の注射は、ベースラインへの回復後に与えられて、やはり疼痛を完全に、ただしさらに長時間逆転した。著しいことに、第四の注射は、異痛症の後に与えられて、6日間完全に再確立され(図13では38〜43日)、再度完全に疼痛を逆転した。コントロールのプラスミドは、CCIにもニセの操作をしたラットにも影響を有さなかった。これらの結果は顕著である。本発明者らの知識の及ぶ限りでは、このような短時間の間隔で、プラスミド注射を反復した公開された試験された報告はない。さらに、等量のコントロールGFPプラスミドがCCIに対して影響を有さないのであれば、この結果はIL−10に特異的であると思われる。
IL−10の効果が、非ウイルスベクター(NVV)を用いる送達によって誘発され得るか否かを決定するために、以下の実験を行なった。ラットIL−10またはGFP(コントロールとして)のいずれかをコードする100μgのプラスミド(「naked(裸の)」)DNA(pDNA)を10日後、15日後(初回注射の5日後)、24日後(2回目の注射の9日後)および67日後(3回目の注射の43日後)にクモ膜下腔内に注射した。図13に示されるとおり、初回注射は、ラットにおける病的な疼痛を完全に、ただし短時間だけ逆転した。第二の注射は、ベースラインへの回復後に与えられて、やはり疼痛を完全に、ただし長時間逆転した。第三の注射は、ベースラインへの回復後に与えられて、やはり疼痛を完全に、ただしさらに長時間逆転した。著しいことに、第四の注射は、異痛症の後に与えられて、6日間完全に再確立され(図13では38〜43日)、再度完全に疼痛を逆転した。コントロールのプラスミドは、CCIにもニセの操作をしたラットにも影響を有さなかった。これらの結果は顕著である。本発明者らの知識の及ぶ限りでは、このような短時間の間隔で、プラスミド注射を反復した公開された試験された報告はない。さらに、等量のコントロールGFPプラスミドがCCIに対して影響を有さないのであれば、この結果はIL−10に特異的であると思われる。
これらのデータによって、首尾よいプラスミド投与のための注射の間の間隔がさらに短くなった場合、何が発生し得るかという問題が生じた。従って、ラットIL−10をコードする100μgのpDNAをCCI誘発性の機械誘発性異痛症の10日後(10日目)にクモ膜下腔内注射した。これによって、12日目までに異痛症の完全な逆転が誘導された(図24)。100μgのプラスミドの2回目のクモ膜下腔内注射を13日目に与え、一方、CCI疼痛増強は、図13に示される実験と対照的に、完全に逆転されたまま残り、そして上記の第二のプラスミド注射が異痛症の後に与えられた場合、再発されることになった。図24に示されるように、第二のプラスミド注射が送達されたが、CCI疼痛増強が完全に逆転されたまま残った場合、この第二の注射の有効性は著しく強調された。
さらなるコントロールとして、IL−10およびGFPコントロールプラスミドは、それらを直線化するために酵素的に切断された。直線化されたプラスミドは、酵素分解に対してさらにずっと過敏であり、そして活性をほとんどまたは全く示さないということが公知である。予想どおり、等用量の直線化されたプラスミドはCCIに効果を有さなかった(図25)。
(実施例10 モルフィン鎮痛、モルフィン耐性および慢性のオピエートの休止にともなう疼痛の増強に対するAd−IL10の効果)
モルフィン耐性および病的疼痛は、共通の多くの特徴を有し、これによって両方とも共通の生物学的基盤を有するという概念がもたらされる。従って、遺伝子治療が抗炎症性サイトカインを誘導する能力は、同様にこの現象に影響し得る。ラットに、モルフィンチャレンジの開始の5日前にAD−IL10またはADコントロールのいずれかをクモ膜下腔内注射した。それらを、数日間にまたがるクモ膜下腔のモルフィン(10μg)対生理食塩水の前後に行動的に試験した。1日目、3日目および5日目に、ラットを触覚感度(von Frey試験)および温熱性疼痛感度(テールフリック試験)について試験した。モルフィンの後、試験は6時間の時間経過を続けた。
モルフィン耐性および病的疼痛は、共通の多くの特徴を有し、これによって両方とも共通の生物学的基盤を有するという概念がもたらされる。従って、遺伝子治療が抗炎症性サイトカインを誘導する能力は、同様にこの現象に影響し得る。ラットに、モルフィンチャレンジの開始の5日前にAD−IL10またはADコントロールのいずれかをクモ膜下腔内注射した。それらを、数日間にまたがるクモ膜下腔のモルフィン(10μg)対生理食塩水の前後に行動的に試験した。1日目、3日目および5日目に、ラットを触覚感度(von Frey試験)および温熱性疼痛感度(テールフリック試験)について試験した。モルフィンの後、試験は6時間の時間経過を続けた。
図14に示されるとおり、脊髄でのIL−10の発現によって、初回用量のモルフィンでさえさらに長時間の鎮痛(すなわち、疼痛抑制的な)効果を生じた。なぜなら、IL−10発現ラットは、コントロールでの100〜240分後よりも長いテールフリック潜時を有したからである。
図15および図16からわかるように、脊髄でのIL−10の発現によって、モルフィン耐性の発生の遅延が生じた。なぜなら、IL−10発現ラットは、コントロールラットよりも大きいモルフィン鎮痛を示したからである。
図17に示されるように、反復モルフィン投与によって、ADコントロール(図ではビヒクルと表示した)を投与された動物では、疼痛閾値の低下(疼痛応答性の増大)が生じた。これは、慢性的モルフィンの古典的な効果であり、オピエートからの離脱は、疼痛応答の増強を生じる。ここで、これは、モルフィンの毎日の投与の直前に、従ってモルフィンの最後の投与後24時間で記録した。AD−IL10は、疼痛感度におけるこの増大を防止した。
(実施例11 モルフィン鎮痛、モルフィン耐性および慢性のオピエートの休止にともなう疼痛の増強に対するIL−1raの効果)
A.普遍性について試験するために、炎症誘発性サイトカインのアンタゴニストがIL−10と同等な効果を発揮する能力を試験した。炎症誘発性サイトカインのアンタゴニストは、種々の病的疼痛状態をブロックおよび逆転することが公知である。ここで、ラットに、毎日IL−ra(インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト)またはビヒクルのいずれかを、毎日のモルフィンまたはビヒクルとともに、クモ膜下腔内注射した。それらのラットを、これらの毎日のクモ膜下腔内注射の前後に行動的に試験した。1日目、3日目および5日目に、ラットを触覚感度(von Frey試験)および温熱性疼痛感度(テールフリック試験)について試験した。モルフィンの後、試験は6時間の時間経過を続けた。
A.普遍性について試験するために、炎症誘発性サイトカインのアンタゴニストがIL−10と同等な効果を発揮する能力を試験した。炎症誘発性サイトカインのアンタゴニストは、種々の病的疼痛状態をブロックおよび逆転することが公知である。ここで、ラットに、毎日IL−ra(インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト)またはビヒクルのいずれかを、毎日のモルフィンまたはビヒクルとともに、クモ膜下腔内注射した。それらのラットを、これらの毎日のクモ膜下腔内注射の前後に行動的に試験した。1日目、3日目および5日目に、ラットを触覚感度(von Frey試験)および温熱性疼痛感度(テールフリック試験)について試験した。モルフィンの後、試験は6時間の時間経過を続けた。
図18に示されるとおり、脊髄周囲の脳脊髄液へのIL−1ra注射によって、初回用量のモルフィンでさえ、さらに長時間の鎮痛(すなわち、疼痛抑制的な)効果を生じた。なぜなら、IL−1ra注射ラットは、コントロールでの100〜240分後よりも長いテールフリック潜時を有したからである。従って、モルフィンの効果および疼痛はここでも平行であった。
図19および図20からわかるように、脊髄脳脊髄液へのIL−1ra注射によって、モルフィン耐性の発生の遅延が生じた。なぜなら、IL−1ra注射ラットは、コントロールもラットよりも大きいモルフィン鎮痛を示したからである。
図21Aに示されるように、反復モルフィン投与によって、クモ膜下腔内モルフィン+ビヒクルを投与された動物(左の黒いバー)では、疼痛閾値の低下(疼痛応答性の増大)が生じた。これは、慢性的モルフィンの古典的な効果であり、オピエートからの離脱は、疼痛応答の増強を生じる。ここでは、モルフィンの毎日の投与の直前に、従ってモルフィンの最後の投与後24時間で記録した。毎日のクモ膜下腔内IL−1raは、疼痛感度におけるこの増大を防止した(右の黒いバー)。
B.実施例10および11Aで観察された効果は、慢性のモルフィンが炎症誘発性サイトカインの産生および放出を増大することを意味するか否かを試験するために、IL−1タンパク質のレベルを、慢性のクモ膜下腔内モルフィン対ビヒクル投与後に収集した組織からELISによってアッセイした。そこで、ラットには5日の10μgモルフィンまたは等量のビヒクルのいずれかを与えた。最後のクモ膜下腔内注射の2時間後(慢性のモルフィン誘発性の機械誘発性異痛症および温熱性痛覚過敏が生じた時点で)、ラットにペントバルビタールナトリウムを過量投与して、腰仙CSFおよび背側の脊髄を収集した。サンプルを液体窒素中で直ちに急速凍結して、ELISAによってアッセイするまで−80℃で保管した。
図21Bおよび21Cに示されるように、慢性のモルフィン処置は、両方の脊髄CSFにおいて(図21B)、そして背側の脊髄組織において(図21C)、IL−1タンパク質の発現を増大した。CSFレベルの増大は重要である。なぜなら、これによってIL−1が単に生成されたのではなく、むしろ放出されたものでもあり、これはニューロンおよび他のグリアに対する効果を発揮することが可能になることを示すからである。
(実施例12 CCI誘発性の機械誘発性異痛症に対するIL−1raの効果)
このポイントに対して提示されたデータによって、IL−10が、病的な疼痛状態をブロック/逆転し得るということが示唆された。なぜならこれは、炎症誘発性サイトカインを抑制していたからである。CCIが実際に炎症誘発性サイトカインによって媒介されたか否かを試験するために、以下の実験を行なった。ラットを最初に、von Frey試験においてベースライン(BL)応答性について評価し、次いで、CCIまたはニセの手術に供した。外科手術の効果を確認するために3日および10日後に行動を再評価した。次いで、1群のラットには、100μg IL−1raまたは等量(1μl)のビヒクルのいずれかをクモ膜下腔内に直ちに投与して、次いで、数時間の間、von Frey試験で行動についてモニターした(図30A)。第二群のラットは、同一で処置して、これらのクモ膜下腔内注射を外科手術後2ヶ月で行なうようにした(図30B)。図30Aおよび図30Bで示されるとおり、両方の場合とも、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストは、CCI処置した動物では機械誘発性異痛症を一時的に逆転したが、ニセの操作をしたコントロールに対しては影響を有さなかった。これらのデータによって、炎症誘発性サイトカインは、長時間にわたって、病的な疼痛状態を作製かつ維持する両方に重要な因子であることが支持される。
このポイントに対して提示されたデータによって、IL−10が、病的な疼痛状態をブロック/逆転し得るということが示唆された。なぜならこれは、炎症誘発性サイトカインを抑制していたからである。CCIが実際に炎症誘発性サイトカインによって媒介されたか否かを試験するために、以下の実験を行なった。ラットを最初に、von Frey試験においてベースライン(BL)応答性について評価し、次いで、CCIまたはニセの手術に供した。外科手術の効果を確認するために3日および10日後に行動を再評価した。次いで、1群のラットには、100μg IL−1raまたは等量(1μl)のビヒクルのいずれかをクモ膜下腔内に直ちに投与して、次いで、数時間の間、von Frey試験で行動についてモニターした(図30A)。第二群のラットは、同一で処置して、これらのクモ膜下腔内注射を外科手術後2ヶ月で行なうようにした(図30B)。図30Aおよび図30Bで示されるとおり、両方の場合とも、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストは、CCI処置した動物では機械誘発性異痛症を一時的に逆転したが、ニセの操作をしたコントロールに対しては影響を有さなかった。これらのデータによって、炎症誘発性サイトカインは、長時間にわたって、病的な疼痛状態を作製かつ維持する両方に重要な因子であることが支持される。
(実施例13 絞扼性坐骨神経損傷(CCI)誘発性の機械誘発性異痛症に対するIL−10注射の効果)
前の実施例は、疼痛を処置するためのIL−10をコードするウイルスおよび非ウイルスベクターを送達することの治療有効性を例証する。IL−10タンパク質注射対IL−10をコードするDNAを用いる遺伝子治療の効果を比較するために、以下の実験を行なった。組み換えラットIL−10タンパク質(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO;ロット番号101K0290)を、0.1mg/mLのストック濃度で0.1%のラット血清アルブミンを含む無菌のダルベッコPBS中で再構成して、無菌のエッペンドルフチューブにアリコートして、注射の時点まで−80℃で保管した。動物にはラットIL−10タンパク質の3回の注射を与えた。初回の注射の時点で、ストックのIL−10タンパク質を氷上で溶かして、0.1%ラット血清アルブミンを含有するダルベッコのPBSを用いて0.01mg/mlの最終濃度まで希釈した。初回の注射の用量は50μlに50ngであった。ラットのIL−10タンパク質の2回目および3回目の注射は高く(5μlに500ng)、従って、IL−10タンパク質のストック溶液は、氷上で溶かして、直ちにi.t.注射を続けた。コントロールの動物は、等容積のビヒクル(5%のウシ血清アルブミンおよび0.1%のラット血清アルブミンを含む滅菌ダルベッコPBS)注射を与えた。
前の実施例は、疼痛を処置するためのIL−10をコードするウイルスおよび非ウイルスベクターを送達することの治療有効性を例証する。IL−10タンパク質注射対IL−10をコードするDNAを用いる遺伝子治療の効果を比較するために、以下の実験を行なった。組み換えラットIL−10タンパク質(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO;ロット番号101K0290)を、0.1mg/mLのストック濃度で0.1%のラット血清アルブミンを含む無菌のダルベッコPBS中で再構成して、無菌のエッペンドルフチューブにアリコートして、注射の時点まで−80℃で保管した。動物にはラットIL−10タンパク質の3回の注射を与えた。初回の注射の時点で、ストックのIL−10タンパク質を氷上で溶かして、0.1%ラット血清アルブミンを含有するダルベッコのPBSを用いて0.01mg/mlの最終濃度まで希釈した。初回の注射の用量は50μlに50ngであった。ラットのIL−10タンパク質の2回目および3回目の注射は高く(5μlに500ng)、従って、IL−10タンパク質のストック溶液は、氷上で溶かして、直ちにi.t.注射を続けた。コントロールの動物は、等容積のビヒクル(5%のウシ血清アルブミンおよび0.1%のラット血清アルブミンを含む滅菌ダルベッコPBS)注射を与えた。
ラットは、CCIまたはニセの手術の前に、そして3日後および10日後に再度、von Frey試験およびHargreaves試験に対する、それらのラットのBL応答について評価した。この実験では、3回の別個の時間的に空けたi.t.注射を、CCIの誘発後10日目に開始して投与した。各々の注射後1時間および/または2時間ならびに24時間で、von Frey試験およびHargreaves試験において行動を評価した。ラット組み換えIL−10タンパク質の用量は、初回のi.t.注射について5μlに50ng、そして2回目および3回目の注射については5μlに500ngであった。第二および第三の注射についてのさらに高用量では、両方の行動試験でIL−10タンパク質の最大効果が観察され得ることが確実になった。
全ての群が、CCI手術の前のvon Frey試験において同様のBL値を示した(F7,26=0.510、p>0.8)。前の実験において観察され、そして図22および23に示されるように、CCIはやはり、慢性の両側性の機械誘発性異痛症および慢性の同側性温熱性痛覚過敏を生じた。ラット組み換えIL−10クモ膜下腔内投与の前、3日目および10日目の行動評価のために、von Frey試験のANOVAによって、CCI(F1,26=1102.390、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。
さらに、CCI手術の前に、全ての群は、Hargreaves試験の行動的なBLの相違を示さなかった(F7,26=0.324、p>0.9)。ラット組み換えIL−10クモ膜下腔内投与の前に、Hargreaves試験のANOVAによって、CCI(F1,26=94.228、p<0.0001)および側性(F1,26=37.784、p<0.0001)ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,26=42.128、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。
クモ膜下腔内ラット組み換えIL−10投与後、ラット組み換えIL−10は、継続しているこれらの病的な疼痛状態を逆転した。さらに低用量のラット組み換えIL−10(初回注射についてのみ;50ng)は、両側性の異痛症のみを逆転したが、CCIによって誘発された同側性の温熱性痛覚過敏は逆転しなかった。ANOVAによって、von Frey試験について、CCI(F1,26=913.411、p<0.0001)、ラット組み換えIL−10(F1,26=26.744、p<0.0001)、およびラット組み換えIL−10後の時間(F1,26=11.538、p<0.0001)ならびにCCIとラット組み換えIL−10との間(F1,26=17.755、p<0.0001)、時間とCCIとの間(F1,26=48.915、p<0.0001)、時間と組み換えIL−10との間(F1,26=17.344、p<0.001)、時間とCCIとラット組み換えIL−10との間(F1,26=26.563、p<0.0001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,26=28.492、p<0.0001)および側性(F1,26=25.603、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間の相互作用(F1,26=34.857、p<0.0001)の信頼性のある主効果が明らかになった。Hargreaves試験でのこの低用量ではラット組み換えIL−10の信頼性のある主効果はなかった。
500ngという高用量で与えられた、第二のクモ膜下腔内ラット組み換えIL−10投与後、ラット組み換えIL−10は、CCIによって誘発される、両側性の異痛症および同側性の温熱性痛覚過敏の両方を逆転した。ANOVAによって、von Frey試験について、CCI(F1,26=450.175、p<0.0001)、ラット組み換えIL−10(F1,26=51.815、p<0.0001)、およびラット組み換えIL−10後の時間(F2,52=31.983、p<0.0001)ならびにCCIとラット組み換えIL−10との間(F1,26=60.758、p<0.0001)、時間とCCIとの間(F2,26=38.202、p<0.0001)、時間とラット組み換えIL−10との間(F2,26=39.030、p<0.001)、時間とCCIとラット組み換えIL−10との間(F2,26=44.300、p<0.0001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,26=15.957、p<0.0001)、ラット組み換えIL−10(F1,26=11.337、p<0.005)、および側性(F1,26=25.278、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間(F1,26=27.133、p<0.0001)および時間とラット組み換えIL−10と側性との間(F2,52=2.239、p<0.05)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。
これも500ngという高用量で与えられた、第三のクモ膜下腔内ラット組み換えIL−10注射後、IL−10はここでも、CCIによって誘発される、両側性の異痛症および同側性の温熱性痛覚過敏の両方を逆転した。ANOVAによって、von Frey試験について、CCI(F1,26=1130.649、p<0.0001)、ラット組み換えIL−10(F1,26=38.190、p<0.0001)、およびラット組み換えIL−10後の時間(F4,104=32.709、p<0.0001)ならびにCCIとラット組み換えIL−10との間(F1,26=45.951、p<0.0001)、時間とCCIとの間(F4,104=81.860、p<0.0001)、時間とラット組み換えIL−10との間(F4,104=37.044、p<0.001)、時間とCCIとラット組み換えIL−10との間(F4,104=34.969、p<0.0001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。ラットは三回目の注射後24〜72時間に完全に異痛症が残った。ANOVAによって、CCIのみの信頼性のある主効果が明らかになった(F1,26=1506.028、p<0.0001)。全ての他の比較は確実ではなかった(p>0.10)。
ANOVAによって、Hargreaves試験について、CCI(F1,26=293.036、p<0.0001)、および側性(F1,26=47.126、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間(F1,26=56.134、p<0.0001)および時間と組み換えIL−10との間(F4,104=3.396、p<0.05)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。ラットは三番目の注射後24〜72時間、完全に異痛症が残った。ANOVAによって、CCI(F1,26=37.706、p<0.0001)、側性(F1,26=44.118、p<0.0001)、ならびにCCIと側性との間(F1,26=72.034、p<0.0001)の相互作用の信頼性のある主効果が明らかになった。全ての他の比較は信頼性がなかった(P>0.15)。
(実施例14 PLA2誘発性の機械誘発性異痛症に対するIL−10注射の影響)
機械誘発性異痛症は、活性化された免疫細胞によって放出された炎症性メディエータであるホスホリパーゼA2(PLA2)の坐骨神経周囲注射によって、ラットにおいて誘発させた。PLA2の坐骨神経周囲注射によって誘発された異痛症は、脊髄の抗炎症誘発性サイトカインによって媒介される(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244)。10ngのIL−10をラットのクモ膜下腔内に投与して、続いてPLA2によって異痛症を誘発した。図26に示されるとおり、10ngのIL−10のクモ膜下腔内投与は、異痛症の発生を少なくとも5分間ブロックした。
機械誘発性異痛症は、活性化された免疫細胞によって放出された炎症性メディエータであるホスホリパーゼA2(PLA2)の坐骨神経周囲注射によって、ラットにおいて誘発させた。PLA2の坐骨神経周囲注射によって誘発された異痛症は、脊髄の抗炎症誘発性サイトカインによって媒介される(Chacurら、Pain(2001)94:231〜244)。10ngのIL−10をラットのクモ膜下腔内に投与して、続いてPLA2によって異痛症を誘発した。図26に示されるとおり、10ngのIL−10のクモ膜下腔内投与は、異痛症の発生を少なくとも5分間ブロックした。
(実施例15 絞扼性坐骨神経損傷(CCI)誘発性の機械誘発性異痛症に対するFc−IL10の効果)
実施例13および14は、IL−10タンパク質が増強された疼痛状態を逆転する能力を示した。ここでは、IL−10の安定化された改変体(FcIL−10)の有効性を試験して、この改変体が、このような効果を発揮し過ぎたか否かを試験した。ラットは最初に、von Frey試験に対するベースライン(BL)応答について試験した。次いで全てのラットにCCI手術を受けさせた。行動を3日目および10日目に再評価して、CCI手術が機械誘発性異痛症を生じることを確認した(図27)。250ng FcIL−10(非溶解性組み換えヒトIL−10/Fcキメラ,Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO、製品番号I9404)に加えてIL−10をコードするプラスミドを用いてラットをi.t.注射した。プラスミドは1日後まで行動に影響を有さないので、この注射手順の直後に観察される効果は、FcIL−10自体による作用を反映する。図27からわかるように、機械誘発性異痛症はFcIL−10処置によって一時的に逆転された。
実施例13および14は、IL−10タンパク質が増強された疼痛状態を逆転する能力を示した。ここでは、IL−10の安定化された改変体(FcIL−10)の有効性を試験して、この改変体が、このような効果を発揮し過ぎたか否かを試験した。ラットは最初に、von Frey試験に対するベースライン(BL)応答について試験した。次いで全てのラットにCCI手術を受けさせた。行動を3日目および10日目に再評価して、CCI手術が機械誘発性異痛症を生じることを確認した(図27)。250ng FcIL−10(非溶解性組み換えヒトIL−10/Fcキメラ,Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO、製品番号I9404)に加えてIL−10をコードするプラスミドを用いてラットをi.t.注射した。プラスミドは1日後まで行動に影響を有さないので、この注射手順の直後に観察される効果は、FcIL−10自体による作用を反映する。図27からわかるように、機械誘発性異痛症はFcIL−10処置によって一時的に逆転された。
(実施例16 FcIL−10は遺伝子治療の有効性を増強する)
本実験は、遺伝子治療ベクターと近い時間で送達されたIL−10の治療上の有効性を例示する。ベースライン(BL)試験後、ラットは、CCI手術を受けた。それらを3日後および10日後に再試験して、CCIが顕著な神経障害性疼痛を誘発したことを確認した(図28)。10日目の試験後、IL−10をコードせず;そうではなく不活性な細胞内タンパク質(GFP)をコードしているコントロールプラスミドをラットにi.t.注射した。不活性なプラスミドDNAの存在は、その後の日に試験された行動に影響しなかったことが理解され得る。13日目の試験後、ラットに(a)IL−10をコードするプラスミドのみ、または(b)IL−10をコードする等量のプラスミドに加えてIL−10の安定化改変体(FcIL−10)のいずれかを注射して、FcIL−10の存在がベクターの有効性を増強するか否かを試験した。実際にこれを行なった。機械誘発性異痛症は、プラスミドIL−10単独によって約4日間逆転された(図13に示されるプラスミドIL10の第一の注射の効果を参照のこと)。対照的に、FcIL−10との同時投与によって、機械誘発性異痛症に対するプラスミド−IL10有効性の発現および期間の両方が顕著に増強された。
本実験は、遺伝子治療ベクターと近い時間で送達されたIL−10の治療上の有効性を例示する。ベースライン(BL)試験後、ラットは、CCI手術を受けた。それらを3日後および10日後に再試験して、CCIが顕著な神経障害性疼痛を誘発したことを確認した(図28)。10日目の試験後、IL−10をコードせず;そうではなく不活性な細胞内タンパク質(GFP)をコードしているコントロールプラスミドをラットにi.t.注射した。不活性なプラスミドDNAの存在は、その後の日に試験された行動に影響しなかったことが理解され得る。13日目の試験後、ラットに(a)IL−10をコードするプラスミドのみ、または(b)IL−10をコードする等量のプラスミドに加えてIL−10の安定化改変体(FcIL−10)のいずれかを注射して、FcIL−10の存在がベクターの有効性を増強するか否かを試験した。実際にこれを行なった。機械誘発性異痛症は、プラスミドIL−10単独によって約4日間逆転された(図13に示されるプラスミドIL10の第一の注射の効果を参照のこと)。対照的に、FcIL−10との同時投与によって、機械誘発性異痛症に対するプラスミド−IL10有効性の発現および期間の両方が顕著に増強された。
(実施例17 プラスミドIL10遺伝子治療の低用量および用量の組み合わせの有効性)
ベースライン(BL)試験後に、ラットはCCI手術を受けた。それらを3日後および10日後に再試験して、CCIがvon Frey試験において顕著な神経障害性疼痛を誘発したことを確認した(機械誘発性異痛症)。次いで、(a)IL−10をコードする100μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする50μgのプラスミド(13日目)(図29A);(b)IL−10をコードする100μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする25μgのプラスミド(13日目)(図29B);または(c)IL−10をコードする50μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする50μgのプラスミド(13日目)(図29C)のいずれかをラットに注射した。図に示されるとおり、各々が、経時的に機械誘発性異痛症の逆転をもたらした。
ベースライン(BL)試験後に、ラットはCCI手術を受けた。それらを3日後および10日後に再試験して、CCIがvon Frey試験において顕著な神経障害性疼痛を誘発したことを確認した(機械誘発性異痛症)。次いで、(a)IL−10をコードする100μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする50μgのプラスミド(13日目)(図29A);(b)IL−10をコードする100μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする25μgのプラスミド(13日目)(図29B);または(c)IL−10をコードする50μgのプラスミド(10日目)その後IL−10をコードする50μgのプラスミド(13日目)(図29C)のいずれかをラットに注射した。図に示されるとおり、各々が、経時的に機械誘発性異痛症の逆転をもたらした。
従って、病的な疼痛の処置のためにCNSに対して抗炎症性サイトカインを送達するための方法が記載される。本発明の好ましい実施形態は、ある程度詳細に記載されているが、本明細書に記載されるような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、明白なバリエーションがなされ得ることが理解される。
Claims (46)
- 抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターの使用であって、インビボにおいて該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、脊椎動物被験体における疼痛を、該被験体の神経系に対して該ベクターを投与する工程によって処置する方法における、使用。
- 前記ポリヌクレオチドが抗炎症性サイトカインをコードする、請求項1に記載の使用。
- 前記因子がインターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(IL−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)からなる群より選択される、請求項1に記載の使用。
- 前記抗炎症性サイトカインがIL−10である、請求項2に記載の使用。
- 前記IL−10がIgGのFc部分に融合される、請求項4に記載の使用。
- 前記脊椎動物被験体がヒトであり、かつ前記抗炎症性サイトカインがヒトIL−10である、請求項2に記載の使用。
- 前記組み換えベクターが組み換えウイルスである、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 前記組み換えウイルスが組み換えアデノウイルスである、請求項7に記載の使用。
- 前記組み換えウイルスが組み換えアデノ随伴ビリオンである、請求項7に記載の使用。
- 前記組み換えベクターがプラスミドDNAである、請求項1に記載の使用。
- 前記投与が実質内送達による、請求項1〜10のいずれかに記載の使用。
- 前記投与がクモ膜下送達による、請求項1〜10のいずれかに記載の使用。
- 前記投与が硬膜外送達による、請求項1〜10のいずれかに記載の使用。
- 前記疼痛が神経障害性疼痛である、請求項1に記載の使用。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の使用であって、組み換えベクターが初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組み換えベクターが、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、および炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む、疼痛の軽減を維持するようにインビボで該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下での、使用。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の使用であって、治療上有効な量の組成物が、初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組成物が、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、および炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含む、疼痛の軽減を維持するための、使用。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の使用であって、組み換えベクターが、初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組み換えベクターが、IL−10をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む使用であって、疼痛の軽減を維持するようにインビボで該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下での、使用。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の使用であって、IL−10を含む治療上有効な量の組成物が、疼痛の軽減を維持するように、初回投与後5日以内に引き続いて投与される、使用。
- 抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、および炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子の使用であって、脊椎動物被験体における既存の疼痛を、該被験体に対して治療上有効な量のベクターをクモ膜下腔内に投与する工程によって処置する方法における、使用。
- 前記被験体が抗炎症性サイトカインを投与される、請求項19に記載の使用。
- 請求項19に記載の使用であって、前記因子がインターロイキン−10(IL−10)、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)、インターロイキン−4(IL−4)、インターロイキン−13(IL−13)、腫瘍壊死因子可溶性レセプター(TNFsr)、α−MSHおよびトランスフォーミング成長因子β1(TGF−β1)からなる群より選択される1つ以上の因子である、使用。
- 前記抗炎症性サイトカインがIL−10である、請求項20に記載の使用。
- 前記IL−10が、IgGのFc部分に融合される、請求項22に記載の使用。
- 前記脊椎動物被験体がヒトであり、かつ前記抗炎症性サイトカインがヒトIL−10である、請求項22に記載の使用。
- 請求項19〜24のいずれかに記載の使用であって、組み換えベクターが初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組み換えベクターが、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む、疼痛の軽減を維持するようにインビボで該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下での、使用。
- 請求項19〜24のいずれかに記載の使用であって、治療上有効な量の組成物が、初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組成物が、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、および炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含み、疼痛の軽減を維持するための、使用。
- 請求項25または26のいずれかに記載の使用であって、前記引き続く投与が、初回投与後3日以内に行なわれる、使用。
- 脊椎動物被験体において、既存の疼痛を処置する方法でのインターロイキン−10(IL−10)の使用であって、該方法は、以下:
(a)治療上有効な量のIL−10を含有する第一の組成物を、該被験体の神経系に投与する工程、および
(b)治療上有効な量のIL−10を含有する第二の組成物を、該被験体の神経系に対して初回投与後5日以内に投与する工程、
を包含する、使用。 - 前記第一の組成物および前記第二の組成物が同じである、請求項28に記載の使用。
- 前記第一の組成物および前記第二の組成物が異なる、請求項28に記載の使用。
- 前記第一の組成物および/または前記第二の成分におけるIL−10がIgGのFc部分に融合される、請求項28に記載の使用。
- 前記脊椎動物被験体がヒトであり、かつ前記第一の組成物および/または前記第二の組成物におけるIL−10がヒトIL−10である、請求項28に記載の使用。
- 前記第二の組成物が前記第一の組成物の後3日以内に投与される、請求項28〜32のいずれかに記載の使用。
- 脊椎動物被験体における既存の疼痛を処置する方法でのインターロイキン−10(IL−10)の使用であって、該方法は、以下:
(a)治療上有効な量のインターロイキン−10(IL−10)を含有する第一の組成物を該被験体の神経系に投与する工程、および
(b)IL−10をコードするポリヌクレオチドを発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む組み換えベクターを含有する第二の組成物を、インビボにおいて該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下で、該被験体の神経系に投与する工程であって、該第二の組成物は、第一の組成物が投与された後5日以内に投与される工程、
を包含する、使用。 - 前記第一の組成物および/または前記第二の組成物におけるIL−10がIgGのFc部分に融合される、請求項34に記載の使用。
- 前記脊椎動物被験体がヒトであり、かつ前記第一の組成物および/または前記第二の組成物におけるIL−10がヒトIL−10である、請求項34に記載の使用。
- 前記第二の組成物が前記第一の組成物の後3日以内に投与される、請求項34〜36のいずれかに記載の使用。
- 脊椎動物被験体において、既存の疼痛を処置する方法でのインターロイキン−10(IL−10)ポリペプチドを含有する、組成物の使用。
- 前記IL−10ポリペプチドがIgGのFc部分に融合される、請求項38に記載の使用。
- 前記脊椎動物被験体がヒトであり、かつ前記IL−10がヒトIL−10である、請求項38に記載の使用。
- 前記投与がクモ膜下送達による、請求項38〜40のいずれかに記載の使用。
- 前記投与が硬膜外送達による、請求項38〜40のいずれかに記載の使用。
- 前記疼痛が神経障害性疼痛である、請求項38〜40のいずれかに記載の使用。
- 請求項38〜40のいずれかに記載の使用であって、組み換えベクターが初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組み換えベクターが、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニストおよび炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子をコードするポリヌクレオチドを、発現制御エレメントに作動可能に連結されて含む、疼痛の軽減を維持するようにインビボで該ポリヌクレオチドの発現を生じる条件下での、使用。
- 請求項38〜40のいずれかに記載の使用であって、治療上有効な量の組成物が、初回投与後5日以内に引き続いて投与され、該組成物が、疼痛の軽減を維持するために、抗炎症性サイトカイン、炎症誘発性サイトカインアンタゴニスト、および炎症性サイトカインの作用を軽減または防止するように作用する因子からなる群より選択される因子を含有する、使用。
- 請求項44または45のいずれかに記載の使用であって、前記引き続く投与が、初回投与後3日以内に行なわれる、使用。
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