JP2008513461A - 血管形成を促進する甲状腺ホルモンアナログ - Google Patents

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Abstract

血管形成に関する状態を有する被験体を処置する方法であって、被験体における血管形成を助長または阻害するために、甲状腺ホルモンのポリマー形態、またはそのアンタゴニストの有効量を投与することを含む方法が開示される。甲状腺ホルモンのポリマー形態、または甲状腺ホルモンアナログの組成物も開示される。本発明により処置される疾患としては、閉塞性血管疾患、冠動脈疾患、勃起不全、心筋梗塞、虚血、脳卒中、末梢動脈血管障害、および創傷が挙げられ得る。

Description

(発明の分野)
本発明は、甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログおよびその誘導体、ならびにそのポリマー形態に関する。そのような化合物、およびそれを含有する製薬組成物を使用する方法も開示される。本発明は、そのような化合物を調製する方法にも関する。
(発明の背景)
甲状腺ホルモンであるL−チロキシン(T4)およびL−トリヨードチロニン(T3)は、脊椎動物の各種の組織における多数の各種生理学的プロセスを調節する。甲状腺ホルモンの作用の大半は、リガンド活性化転写制御因子の核受容体スーパーファミリの一員である、甲状腺ホルモン受容体(「TR」)によって仲介される。このスーパーファミリは、ステロイドホルモン、レチノイド、および1,25−ジヒドロキシビタミンD3の受容体も含む。これらの受容体は、各種の組織における特異的遺伝子の発現を制御できる転写因子であり、幅広く使用される薬物、たとえばタモキシフェン、エストロゲン受容体部分アンタゴニストの標的である。2つの異なるTRであるTRαおよびTRβをコードする2つの異なる遺伝子がある。これらの2つのTRは、異なる組織において異なるレベルで同時発現されることが多い。大半の甲状腺ホルモンは2つのTRを区別せず、どちらとも同様の親和性で結合する。
マウスでの遺伝子ノックアウト試験は、TRβは聴覚系の発達において、そして下垂体中のT3による甲状腺刺激ホルモンの負のフィードバックにおいて役割を果たすのに対して、TRαは熱発生に対する、そして心臓血管系に対する甲状腺ホルモンの効果を調節することを示している。TRアンタゴニストの同定は、甲状腺機能低下症の将来の処置で重要な役割を果たせる。そのような分子は、甲状腺ホルモンの効果を受容体レベルで直接アンタゴナイズすることによって迅速に作用し、外科手術を必要とする、心臓疾患を有する、または生命を脅かす甲状腺クリーゼの危機に瀕している甲状腺機能低下症患者にとって著しい改善である。
それゆえ、内科的治療に有用であることが証明される甲状腺ホルモン受容体(TR)のアイソフォーム選択的アゴニストまたはアンタゴニストとして機能することによって、甲状腺ホルモン作用を選択的に調節する化合物の開発への必要が残っている。近年の研究成果は、潜在的な治療剤および化学プローブとしての甲状腺ホルモン(T3/T4)アンタゴニストの設計および合成に集中している。天然ホルモンよりも接近しやすく、潜在的に有用な受容体結合および活性化特性を有するチロミメティック化合物の開発への必要もある。
甲状腺ホルモン受容体は、循環L−チロキシン(T4)の組織脱ヨード化に由来するホルモンアナログである、3,5,3’−トリヨード−L−チロニン(T3)に優先的に結合する。しかしながらT4およびT3がTRとは独立して、細胞内シグナル伝達カスケードを活性化する能力は、複数の研究所によって近年記述されている。甲状腺ホルモンは、TRとは独立して作用して、原形質膜Na/H交換体、Ca2+刺激性ATPase、複数の他のイオンポンプまたはチャネルの活性、およびシナプトソームのGTPase活性も調節する。複数の研究所による試験は、甲状腺ホルモンがMAPKシグナル伝達カスケードを活性化する能力を証明している。これらの経路は通例、細胞表面での物理的および化学的シグナルによって活性化される。甲状腺ホルモンの原形質膜への結合の動力学およびアナログ特異性は繰返し報告されてきたが、甲状腺ホルモンに関するこれらのTR依存性作用を説明する細胞表面受容体は以前に同定されていない。
本発明者らの研究所は、機能性TRを欠くCV−1サル線維芽細胞系において、そして他の細胞において、T4が有糸分裂促進物質活性化プロテインキナーゼ(MAPK;ERK112)シグナル伝達カスケードを活性化して、T4の生理学的濃度利用の早くも10分後にMAPKのホスホリル化および核転座を促進することを示している。甲状腺ホルモン処置細胞の核画分において、本発明者らは活性化MAPKおよびMAPKのセリンキナーゼ活性のための基質であるトランス活性化因子核タンパク質の複合体について述べている。これらのタンパク質は、シグナル伝達性転写因子(STAT)−1α、STAT3、p53、エストロゲン受容体(ER)−αを、そしてTRを含有する細胞には、T3の核甲状腺ホルモン受容体(TRβ1)を含む。これらのタンパク質の甲状腺ホルモン支配MAPK依存性ホスホリル化は、その転写性能を向上させる。T4誘発MAPK活性化の効果は、MAPKシグナル伝達経路のインヒビタによって、そして細胞表面へのTq結合を阻害する甲状腺ホルモンアナログであるテトラヨードチロ酢酸(tetrac)によって遮断される。甲状腺ホルモン活性化MAPKは、むしろ細胞核に転座されるときよりも、原形質膜にてたとえばN/Hアンチポータにも作用できる。MAPKカスケードの活性化に関連付けられるT4の細胞表面レセプタは以前に同定されていない。
インテグリンは、非共有結合性ヘテロダイマーを形成する膜貫通糖タンパク質のファミリである。インテグリンの細胞外ドメインは、細胞外マトリクス糖タンパク質を含む各種のリガンドと相互作用して、細胞内ドメインは細胞骨格に関連付けられる。甲状腺ホルモンは10年前に、インテグリンと細胞外マトリクスタンパク質のラミニンとの相互作用に影響することが示されたが、機構は不明であった。インテグリンαVβ3は成長因子を含めて多数の細胞外タンパク質リガンドを有し、リガンド結合時にMAPKカスケードを活性化できる。複数のインテグリンは、マトリクスのリガンド化に重要であるArg−Gly−Asp(「RGD」)認識部位およびArg−Gly−Asp配列を含有する他の細胞外タンパク質を含有する。
それゆえ甲状腺ホルモン、またはそのアナログおよびポリマーによって処置された細胞におけるMAPKシグナル伝達カスケードの誘発のための開始部位を同定および提供することが望ましく、それにより成長因子およびその細胞表面受容体がこの開始部位付近に密集した他のポリペプチドを調節する方法が提供される。
米国では500万人の人々が慢性安定狭心症に罹患していると概算されている。毎年200,000人の65歳未満の人々が、「早期虚血性心疾患」と呼ばれるもので死亡している。内科的治療にもかかわらず、多くが心筋梗塞および衰弱症状を引き起こし、経皮経腔冠動脈血管形成術または冠動脈バイパス手術のどちらかを用いた血管再生術への要求が促される。心筋虚血を軽減する1つの方法は冠状血管副行循環を向上させることである、ということが仮定されている。
心筋梗塞急性期中の冠内血栓溶解治療時に描出された冠状側副血管(「側枝」)の解剖学的外観およびクレアチンキナーゼ時間−活性曲線、梗塞のサイズ、ならびに動脈瘤形成の間に、相関関係がもたらされている。これらの試験は、冠動脈閉塞疾患のある心臓内での側枝の保護的役割を証明し、側枝が描出されない患者と比較して、より小さい梗塞、より少ない動脈瘤形成、および改善された心室機能を示している。心筋細胞が虚血になると、側枝は内皮および平滑筋細胞のDNA複製および有糸分裂による成長によって活発に発達する。虚血が発現すると、これらの因子は活性化されて、受容体占有に利用できるようになり、このことによって外因性ヘパリンへの暴露後に血管形成が開始することがある。都合の悪いことに、血管形成が発生する「天然」プロセスは、冠動脈疾患を持つほぼすべての患者での虚血を取消すのには不十分である。
虚血の間、アデノシンはATPの分解によって放出される。アデノシンは多くの心臓保護生物学的事象に関与している。アデノシンは血行変化、たとえば除脈および血管拡張での役割を有し、アデノシンは、前条件付けなどの関係のない現象で、そしておそらく再潅流傷害の減少で役割を有することが示唆されている(Ely and Berne,Circulation,85:893(1992)。
血管形成は、先在する血管からの新しい血管の発現である(Mousa,S.A.,In Angiogenesis Inhibitors and Stimulators:Potential Therapeutic Implications,Landes Bioscience,Georgetown,Texas;Chapter 1,(2000))。生理学的に、血管形成は成熟した生物の適正な発育を確実にして、卵着床のために子宮を準備し、創傷治癒で重要な役割を果たす。胚形成中の血管網目の発達または正常または病的血管形成は、成長因子および細胞外マトリクスとの細胞相互作用に依存する(Breierら、Trends in Cell Biology 6:454−456(1996);Folkman,Nature Medicine 1:27−31(1995);Risau,Nature 386:671−674(1997)。血管は、胚形成の間に2つのプロセス:脈管形成および血管形成によって発生する(Bloodら、Bioch.Biophys.Acta 1032:89−118(1990)。血管形成は、血管形成誘発因子と抗血管形成剤とのバランスによって制御される多工程プロセスである。このプロセスの後者のステージは、チューブ様構造内への内皮細胞(EC)への増殖および組織化を含む。FGF2およびVEGFなどの成長因子は、内皮細胞成長および分化を促進する重要な担い手であると考えられる。
血管形成の制御は、血管成長因子(P Carmeliet,Ann NY Acad Sci 902:249−260,2000)、細胞外マトリクス、接着分子および代謝因子(RJ Tomanek,GC Schatteman,Anat Rec 261:126−135,2000)の局所放出を含む複雑なプロセスである。血管内の機械的力も役割を演じることがある(O Hudlicka,Molec Cell Biochem 147:57−68,1995)。新しい血管成長に関与する内因性成長因子の主なクラスは、線維芽細胞成長因子(FGF)ファミリおよび血管内皮成長因子(VEGF)(G Pages,Ann NY Acad Sci 902:187−200,2000)である。有糸分裂促進活性化プロテインキナーゼ(MAPK;ERK1/2)シグナル伝達カスケードは、VEGF遺伝子発現と、血管内皮細胞の増殖制御との両方に関与する。
内因性アデノシンは心筋酸素要求量の増加に対する冠血流反応を促進するため、冠血流余裕量を調節できる。Ethierら、Am.J.Physiol.,H131(1993)は、生理学的濃度のアデノシンのヒト臍静脈内皮細胞培養物への添加が、おそらくは表面受容体によって増殖を刺激することを証明した。アデノシンはヒト内皮細胞成長、そしておそらく血管形成の因子でありうる。血管形成は冠動脈疾患(「CAD」)などの血流閉塞を持つ患者にとっては保護的であると思われるが、血管が自然に成長する速度は、疾患を逆行させるには不十分である。それゆえ体の自然な血管形成ポテンシャルを向上および加速する方法は、CAD患者には有益なはずである。
同様に、創傷治癒は多くの発展途上国で主要な問題であり、糖尿病患者は創傷治癒の低下および慢性炎症性障害を抱え、各種のシクロオキシゲナーゼ−2(CoX2)インヒビタの使用が増加している。新しい血管は活性細胞を支援するために栄養素を供給し、肉芽組織形成を促進して、残骸の除去を促進するため、血管形成は創傷修復に必要である。肉芽組織塊の約60%は、修復および脈管成長を刺激するために必要な酸素も供給する血管で構成される。血管形成剤が創傷液中に存在し、抗血管形成剤が修復を阻害するのに対して修復を促進することが十分に述べられている。創傷血管形成は複雑な多工程プロセスである。多くの血管形成剤に関する詳細な情報にも関わらず、これら因子の供給源の定義、創傷血管形成に関与する制御事象および修復を促進するための血管形成刺激物質の臨床使用ではほとんど進歩が見られない。創傷血管形成および修復の理解をさらに複雑にしているのは、修復に関与する機構およびメディエータが創傷の深さ、創傷の種類(火傷、外傷など)、そして位置(筋肉、皮膚、骨など)に応じて変化しやすいという事実である。患者の状態および年齢(糖尿病、下半身不随、ステロイド治療中、高齢者対幼児など)も、修復の速度および血管形成剤への反応を決定できる。患者の性別およびホルモン状態(月経閉止前、月経閉止後など)も修復機構および反応に影響を及ぼすことがある。創傷治癒の障害は、米国における高齢者および1400万人の糖尿病患者の多くに特に影響を及ぼす。血管形成の減少はこのような患者群での創傷治癒問題の病原因子であることが多いので、創傷修復において重要である血管形成剤を定義して、創傷治癒の障害を防止および/または修正するための臨床用途を開発することが重要である。
それゆえ創傷治癒の促進、冠動脈血管形成、あるいは他の血管形成関連障害のための一次または補助療法のどちらかとしての、最小限の副作用を伴う、血管形成剤に関する有効な療法への要求がなお残存している。そのような療法は、血管障害、たとえば心筋梗塞、脳卒中または末梢動脈疾患を有する患者にとって特に有用であり、高いリスクの虚血および心筋梗塞に曝されている、冠循環が劣悪な患者に予防的に使用できる。
甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションは、脳の発達に重要な役割を果たす。ますます増加する証拠は、ポリマー甲状腺ホルモンの初期発達段階での不足がCNSにおける構造的および機能的障害を引き起こすことを示唆しているが、この基礎を成す正確な機構は捕らえどころがないままである。
哺乳類の神経系は、末梢神経系(PNS)および中枢神経系(CNS、脳および脊髄を含む)より成り、細胞の2つの主要なクラス:ニューロンおよびグリア細胞で構成される。グリア細胞はニューロン間の空間を充填して、それらに栄養分を与え、その機能を調節する。あるグリア細胞、たとえばPNSにおけるシュワン細胞およびCNSにおける乏突起膠細胞は神経プロセスを取り巻くミエリン鞘も提供する。ミエリン鞘はニューロンに沿った迅速な伝達を可能にする。末梢神経系において、複数のニューロンの軸索は、神経線維を形成するために共に束となることができる。これらは次に組合されて束(fascicle)または束(bundle)となる。
発達の間に、中枢および末梢神経系からの分化ニューロンは、成長して特定の標的細胞と接触する軸索を送出する。一部の症例では、軸索は途方もない距離を被験体としなければならない;ある軸索は末梢内へ成長し、これに対して他の軸索は中枢神経系内に限定される。哺乳類では、神経形成のこの段階は生命の胎生期の間に完了し、ニューロン細胞はそれらが完全に分化してしまうと増殖しない。
神経系に影響を及ぼす多くのニューロパシーが確認されている。ニューロン自体または関連するグリア細胞に影響を及ぼすことのある神経障害は、細胞代謝機能不全、感染、毒性因子への暴露、自己免疫、栄養不良、または虚血から生じることがある。一部の症例では、細胞神経障害は細胞死を直接誘発すると考えられる。他の症例では、神経障害は、体の免疫/炎症系及び初期外傷に対する免疫反応を刺激するのに十分な組織壊死を誘発でき、次に神経路を破壊する。
損傷した神経路がCNS軸索損傷から生じる場合、中枢神経系における損傷部を橋架けして、軸索にその正常な標的エリアに戻らせるために、自己末梢神経グラフトが使用されてきた。CNSニューロンとは対照的に、末梢神経系のニューロンは、軸索損傷に対する反応において新しい末梢プロセスを拡張できる。末梢神経系軸索のこの修復特性は、これらのセグメントのCNS軸索へのグラフトを可能にするのに十分であると考えられる。しかしながらグラフト処置の成功は、バイパスされるCNS軸索損傷部の長さ、およびCNSニューロン細胞体からのグラフト部位の距離を含む多数の因子によって、細胞体付近で発生するグラフトの成功と共に制限されるように思われる。
末梢神経系内で、ニューロンのこの細胞修復特性は、損傷した神経路に対して機能を修復する限定された能力を有する。特に、新しい軸索は無作為に拡張し、方向を誤ることが多く、異常機能を引き起こしうる不適切な標的と接触する。たとえば運動神経が損傷された場合、再生する軸索は誤った筋肉と接触して、麻痺を生じさせる。加えて切断された神経プロセスが数ミリメートルより長い、たとえば10ミリメートル(mm)を超える隙間を生じる場合、プロセスが必要な距離だけ成長できないために、または誤った方向の軸索成長のためのどちらかによって、適切な神経再生は起こらない。外科的手段による末梢神経損傷を修復する努力は、特に損傷が著しい距離に及んでいる場合に、入り混じった結果に見舞われている。一部の症例では、切断された神経端を適正に整列させるために使用される縫合工程が、軸索再生を阻害すると考えられる。瘢痕組織の形成を刺激する瘢痕組織形成が減少された場合ですら、神経誘導チャネルまたは他の管状プロテーゼの使用と同様に、再生の成功は一般に、距離が10ミリメートルの神経損傷になお制限されている。加えて末梢ニューロンの修復能力は、傷害または神経障害が細胞体自体に著しく影響を及ぼす場合、あるいはは遠位軸索の広範囲に及ぶ変性を引き起こす場合に著しく阻害される。
哺乳類神経路も腫瘍性病変によって引き起こされた損傷によるリスクに瀕している。ニューロンおよびグリア細胞の両方の新生組織形成が確認されている。神経起源の形質転換細胞は一般に正常な分化細胞として挙動するその能力を失い、機能損失により神経路を破壊することができる。加えて増殖する腫瘍は、正常な神経組織構造をゆがめて、神経を圧縮することによって経路を阻害して、脊髄液または血液供給の流れを妨害し、および/または体の免疫反応を刺激することによって、病巣を誘発できる。脳および脊髄での腫瘍性病変の重要な原因である転移性腫瘍も同様に、神経路を損傷して、ニューロン細胞死を誘発することがある。
ニューロン細胞成長、分化および発達に関連する形態制御性分子の1つの種類は、細胞接着細胞(「CAM」)、最も顕著には神経細胞接着分子(N−CAM)である。CAMは、免疫グロブリンスーパーファミリの構成要素である。それらは同種親和性結合による発達および生体組織における細胞間相互作用、すなわち並置細胞でのCAM−CAM結合を仲介する。多数の各種CAMが確認されている。これらのうち、素も徹底的に研究されたのはN−CAMおよびL−CAM(肝臓細胞接着分子)であり、そのどちらも発達の早期段階での細胞すべてではもちろんのこと、各種の生体組織でも確認されている。神経組織の発達では、N−CAM発現は、組織構成、ニューロン遊走、神経筋肉組織接着、網膜形成、シナプス形成、および神経変性において重要であると考えられる。N−CAM発現の低下も神経機能不全に関連すると考えられる。たとえばN−CAMの少なくとも1つの形の発現であるN−CAM−180は、マウス脱髄性ミュータントで低下する。Bhat,Brain Res.452:373−377(1988).N−CAMのレベルの低下は、正常圧水頭症、Werdelin,Acta Neurol.Scand.79:177−181(1989)、およびII型統合失調症にも関連している。Lyonsら、Biol.Psychiatry 23:769−775(1988)。加えてN−CAMに対する抗体は、損傷神経での機能回復を妨害することが示されている。Remsen,Exp.Neurobiol.110:268−273(1990)。
現在、運動ニューロンの外傷性傷害および運動ニューロンの疾患によって引き起こされた損傷を修復する満足な方法は存在しない。米国には毎年15,000〜18,000人の脊髄損傷の新患がいる。加えて約200,000人の脊髄損傷生存者がいる。これらの患者に対する治療の年間コストは、70億ドルを超える。急性脊髄外傷後の病態生理は複雑であり、十分に理解されていない機構である。機械的外傷によって引き起こされた原発性組織損傷がただちに発生して、非可逆性である。Allen,J.Am.Med.Assoc.57:878−880(19Schreiber G,Southwell BR,Richardson SJ.Hormone delivery systems to the brain−transthyretin.Exp Clin Endocrinol Diabetes.1995;103(2):75−8011)。実験的証拠は、外傷後組織損傷の多くが傷害後数分以内に開始し、数日または数週継続する反応プロセスの結果であることを示している。Janssenら、Spine 14:23−32(1989)およびPanterら、(1992)。この進行性自己破壊プロセスは、病態生理的機構、たとえば出血、外傷後虚血、浮腫、軸索およびニューロン壊死、ならびに嚢胞形成および梗塞後の脱髄を含む。概説についてはTatorら、J.Neurosurg,75:15−26(1991)およびFaden,Crit.Rev.Neurobiol.7:175−186(1993)を参照。提示された傷害因子は、細胞内カルシウムの上昇がそれによりイベントのカスケードを開始する電解質の変化(Young,J.Neurotrauma 9,Suppl.1:S9−S25(1992)およびYoung,J.Emerg.Med 11:13−22(1993))、管理されない伝達物質放出による生化学的変化(Liuら、Cell 66:807−815(1991)およびYanaseら、J.Neurosurg 83:884−888(1995)、アラキドン酸放出、遊離ラジカル生成、脂質過酸化(Braughlerら、J.Neurotrauma 9,Suppl.1:S1−S7(1992)、エイコサノイド生成(Demediukら、J.Neurosci.Res.20:115−121(1988)、内因性オピオイド(Fadenら、Ann Neurol.17:386−390(1985)、酸素およびグルコースの変動を含む代謝変化(Faden,Crit.Rev.Neurobiol.7:175−186(1993))、炎症性変化(Blight,J.Neurotrauma 9,Suppl.1:S83−S91(1992)、およびアストロサイト浮腫(Kimelberg,J.Neurotrauma 9,Suppl.1:S71−S81(1992)を含む。過去400年間に渡って、癒合を伴う椎弓切除術および除圧術を含む外科的手法が最も一般的に実施された処置方法であった。Hansebout, “Early Management of Acute Spinal Card Injury”,pp.181−196(1982)およびJanssenら、Spine 14:23−32(1989).しかしながらこれらの手順は、脊髄組織の再生特性を増強する技法の利用は含んでいない。
脱髄疾患、ミエロパシー、および筋萎縮性側索硬化症(「ALS」)などの運動ニューロンの疾患を含む、多数の運動ニューロンの疾患が確認されている。INTERNAL MEDICINE,ch.121−123(4th ed.,J.H.Stein,ed.,Mosby,1994)。多発性硬化症(「MS」)は、中枢神経系の最も一般的な脱髄性障害であり、脳および脊髄に硬化の斑(すなわちプラーク)を引き起こす。MSは、プラークの位置およびサイズに応じた不定形の臨床所見を有する。代表的な症状は、視力喪失、複視、眼振、構音障害、脱力、知覚異常、膀胱異常、および気分の変容を含む。この長期の可変性疾病には無数の処置が提示されている。提示された処置のリストは、食餌療法から鍼による電気刺激、精神的支援、そして各種の形式の免疫阻害療法まであらゆるものを含む。いずれも満足であることが証明されていない。
下位および上位運動ニューロンの進行性消失は、複数の疾患で発生する(たとえば原発性側索硬化症、脊髄性筋萎縮症、良性限局性筋萎縮症)。しかしながらALSは運動ニューロン疾患の最も一般的な形である。ALSでは下位および上位運動ニューロン両方の消失が発生する。症状は、進行性骨格筋消耗、脱力、線維束性攣縮、および痙攣を含む。一部の症例は脳幹運動ニューロンの支配的関与を有する(進行性球麻痺)。都合の悪いことに、運動ニューロンおよび関連疾患の処置は現時点では概して対症的である。INTERNAL MEDICINE,ch.123(4th ed.,J.H.Stein,ed.,Mosby,1994)。
したがって当分野では、運動ニューロン障害および傷害、ならびに神経機能の関連疾患の処置に対する要求がある。したがって本発明の目的は、血管形成を刺激するための、ニューロン分化を誘発するための、そしてニューロン細胞の死または変性を防止するための組成物および方法を提供することである。
チロシンは、1個(モノヨードチロシン)または2個(ジヨードチロシン)の部位でヨウ素化され、次に結合して活性ホルモンを形成する(ジヨードチロシン+ジヨードチロシン→テトラヨードチロニン[チロキシン、T];ジヨードチロシン+モノヨードチロシン→トリヨードチロニン[T]。甲状腺内の別のT供給源は、セレン含有酵素:I型5’−脱ヨウ素酵素(5’D−I)によるTの外環脱ヨウ素の結果である。そのマトリクス内にTおよびTを含有する糖タンパク質であるチログロブリンは、濾胞からコロイド状液滴として甲状腺細胞によって吸収される。
リソソーム含有プロテアーゼは、TおよびTをチログロブリンから開裂させて、遊離TおよびTの放出を引き起こす。ヨードチロシン(モノヨードチロシンおよびジヨードチロシン)もチログロブリンから放出されるが、血流に達するのはごくわずかな量である。ヨウ素は、細胞内脱ヨウ素酵素によってそれらから除去され、このヨウ素が甲状腺によって使用される。
タンパク質分解によって甲状腺から放出されたTおよびTは血流に達し、そこでそれらは輸送のために甲状腺ホルモン結合血清タンパク質に結合される。主要な甲状腺ホルモン結合タンパク質は、チロキシン結合グロブリン(「TBG」)であり、TおよびTに対して高い親和性、しかし小さい容量を有する。TBGは通常、結合ホルモンの75%を占める。他の甲状腺ホルモン結合タンパク質−主に、Tに対して高い親和性、しかし小さい容量を有する、トランスチレチン(「TTR」)とも呼ばれるチロキシン結合プレアルブミン、そしてTおよびTに対して低い親和性、しかし大きい容量を有するアルブミンが結合血清甲状腺ホルモンの残りを占める。血清T全体の約0.03%および血清T全体の0.3%が遊離しており、結合ホルモンと平衡になっている。末梢組織にとっては、甲状腺ホルモン作用のために遊離TおよびTのみが利用できる。
甲状腺ホルモンは2つの主要な生理的効果を有する:(1)それらは実質的にあらゆる体組織でのタンパク質合成を上昇させる(TおよびTが細胞に進入し、そこで循環に、そして細胞内でのTからTへの変換に由来するTが別個の核受容体に結合して、mRNAの形成に影響を及ぼす)。(2)Tは、主に基底O消費に関与する組織(すなわち肝臓、腎臓、心臓、および骨格筋)でのNa、K−ATPaseの活性(Naポンプ)を向上させることによって、O消費を増加させる。Na、K−ATPaseの活性上昇は、この酵素の合成増加に続く;したがってO消費の増加はおそらく甲状腺ホルモンの核結合にも関連する。しかしながらTのミトコンドリアに対する直接の効果は除外されていない。Tは活性甲状腺ホルモンと考えられるが、T自体は生物活性であるかもしれない。
ホルモンの生物作用にとって重要である甲状腺ホルモンのプールは、遊離甲状腺ホルモンのプールである。このプールのサイズは、細胞への/からの甲状腺ホルモンの吸収/放出および甲状腺ホルモン結合タンパク質による甲状腺ホルモンの結合/放出によって短期間で決定される。これらのタンパク質の割合および絶対濃度はどちらも、血漿および脳髄液(「CSF」)で異なる。最も顕著な相違は、脳で合成された唯一の甲状腺ホルモン結合血漿タンパク質であるトランスチレチン(「TTR」)で見出される(非特許文献1)。TTRも、遺伝的欠損の非存在によって、ヒトの他の2つの甲状腺ホルモン結合血漿タンパク質とは異なる。TTR遺伝子発現は、進化の間に肝臓よりも脳ではるかに早く開始された。チロキシン(TR)T4結合に関与するTTRのドメインの構造は、3億5万年に渡って完全に保存されてきた。これらの観察結果は、脳におけるTTRの特殊な機能上の重要性を指摘している。これが脳の細胞外コンパートメントにおける遊離T4のレベルの決定であることが提示されている。次にT4は特異性脱ヨウ素酵素によって、脳内でトリヨードチロニンT3に変換できる。このT3は、細胞核において受容体と相互作用して、遺伝子転写を制御する。
アルツハイマー病は重度の神経変性障害であり、現在、約400万人のアメリカ人がこの疾患に罹患している。老齢人口が増加するにつれて、治療法または予防法が発見されなければ、この数は次の世紀の中ごろまでに1400万人に達する可能性がある。現在、この疾患の早期診断のための感受性が高く、特異的な生前試験はない。アルツハイマー病は現在、これらの症状の他の考えられる原因の系統的除外と組合された、認知低下の臨床的観察に基づいて診断される。「推定アルツハイマー病」の臨床診断の確認は、死後の脳の検査によってのみ行える。アルツハイマー病脳は、学習および記憶に関与する脳の領域(たとえば大脳皮質および海馬)における2つの明確な異常タンパク質性沈着の出現によって特徴付けられる。これらの沈着は、アルツハイマー病に特徴的である細胞外アミロイドプラークと、他の神経変性障害でも同様に見られる細胞内神経原線維濃縮体(「NFT」)である。アミロイドペプチドは通例、長さが40または42アミノ酸のどちらかであり(それぞれ「A1−40」または「A1−42」)、未知の機能のより大きい膜結合タンパク質、アミロイド前駆タンパク質(「APP」)の異常な処理から形成される。これらのペプチドのオリゴマー凝集体は神経毒性であると考えられ、最終的にシナプス変性およびニューロン消失を生じさせる。アミロイド沈着の量は、死の時点での症状の重症度におおよそ相関している。
過去には、アルツハイマー病の生前診断用の診断剤として使用できる放射性医薬品の設計へのいくつかの試みがあった。Bornebroekらは、123Iで標識したアミロイド結合タンパク質血清アミロイドP成分(SAP)が、脳アミロイドーシス患者の大脳皮質、おそらく血管壁に低レベルで蓄積することを示した(非特許文献2)。
Saitoらは、血液脳関門を通じた123I標識A1−40の宿主仲介送達を提唱した。ヨウ素化A1−40が組織切片中のAアミロイドプラークに結合することが報告されている(非特許文献3)。特許文献1は、アルツハイマー病患者の脳で発見された、A4アミロイドポリペプチドに対する特異性を備えた抗体を開示している。しかしながら血液脳関門を超えたこれらの抗体の送達方法は述べられていない。Zhenらは、「コンゴレッドTM」として既知のアミロイド結合染料の修飾と、これらの修飾分子とテクネチウムおよびレニウムとの錯体について述べた。放射性イオンとの錯体は、アルツハイマー病の潜在的造影剤と称されている(非特許文献4)。しかしながら錯体が血液脳関門を渡る可能性は限定されている。
米国のペンシルベニア大学のグループ(非特許文献5)が、脳透過性であり、アミロイド物質に非特異的に結合するコンゴレッドの蛍光標識誘導体(すなわちプリーツシート立体配座のペプチド)を開発した。この化合物は、放射性標識して、次に臨床試験前に薬物動力学および毒性についての前臨床スクリーンを受けさせる必要がある。これに対して本発明者らの発明は、天然発生物質の誘導体を単独で、またはアルツハイマー病の診断、予防、および処置と組合せて利用する。Klunkらは、コンゴレッドTM、クリサミンG(「CG」)の誘導体を用いた実験を報告した。CGが試験管内で合成アミロイドに良好に結合して、正常マウスにて血液脳関門を通過することが報告された(非特許文献6)。Bergstromらは、アルツハイマー病でのM1およびM2ムスカリン性アセチルコリン受容体の描出のための潜在的な放射性リガンドとして、123Iで標識した化合物を紹介した(非特許文献7)。
近年、ある特異性ケモカイン受容体がアルツハイマー病患者の脳でアップレギュレートされることが発見されている(Horuk,R.ら、J.Immunol.(1997),Vol.158,pp.2882−2890;Xiaら、J.NeuroVirol(1999),Vol.5,pp.32−41)。加えて、近年、ケモカイン受容体CCR1が、進行したアルツハイマー病患者の脳においてアップレギュレートされ、正常な加齢脳には存在しないことが示されている(Halks−Miller et al,CCR1 Immunoreactivity in Alzheimer’s Brains,Society for Neuroscience Meeting Abstract, #787.6,Volume 24,1998)。CCR1受容体のアンタゴニストおよび抗炎症剤としてのその使用は、特許文献2で説明されている。
上述の提示のいずれも、アルツハイマー病の早期診断用造影剤の臨床開発をもたらしていない。したがってアルツハイマー病の信頼できる早期の診断に使用できる診断剤への臨床的要求がなお存在する。加えて提示された方法も、アルツハイマー患者におけるアミロイドプラーク形成または蓄積の阻害に有用である。したがって本発明の目的は、神経変性疾患、たとえばアルツハイマー病の早期診断、予防、および処置のための組成物および方法を提供することである。
米国特許第5,231,000号明細書 国際公開第98/56771号パンフレット Schreiber G,Southwell BR,Richardson SJ.Hormone delivery systems to the brain−transthyretin.Exp Clin Endocrinol Diabetes.1995;103(2):75−80 Bornebroek,M.ら、Nucl.Med.Commun.(1996),Vol.17,pp.929−933 Saito,Y.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1995,Vol.92,pp.10227−10231 Zhenら、J.Med.Chem.(1999),Vol.42,pp.2805−2815 Skovronsky,M.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.2000,Vol.97,pp.7609−7614 Klunkら、Neurobiol.Aging(1994),Vol.15,No.6,pp.691−698 Bergstromら、Eur.J.Nucl.Med.(1999),Vol.26,pp.1482−1485
血管形成が、固形腫瘍成長および転移;関節リウマチ;乾癬;強皮症;失明の一般的な3つの原因−糖尿病網膜症、水晶体後線維増殖症および血管新生緑内障(実際に、目の疾患はほとんど常に脈管化を伴う)を含む、他の状況でも発生することに注目することが興味深いが、それは望ましくない。創傷血管形成のプロセスは実際には、腫瘍血管形成と共通する多くの特徴を有する。それゆえ血管形成が望ましくない、糖尿病網膜症あるいは原発性または転移性腫瘍の発生などの条件がいくつかある。それゆえ癌の処置のために血管形成剤の効果を阻害する方法への要求が残存している。
(要旨)
本発明は、一部は甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、およびそのポリマー形態が細胞膜レベルで作用して、核甲状腺ホルモン効果と独立した血管形成誘発特性を有するという発見に基づいている。したがってこれらの甲状腺ホルモンアナログおよびポリマー形態(すなわち血管形成剤)を使用して、各種の障害を処置できる。同様に本発明は、甲状腺ホルモンアナログアンタゴニストがそのようなアナログの血管形成誘発効果を阻害して、各種の障害を処置するためにも使用できるという発見にも基づいている。
したがって1つの態様において、本発明は、血管形成の助長に有効な甲状腺ホルモンのポリマー形態、またはそのアナログの量を、それを必要とする被験体に投与することにより血管形成を助長することによる処置の影響を受けやすい状態を処置する方法を特徴とする。血管形成を助長することによる処置の影響を受けやすいそのような状態の例は本明細書に与えられており、閉塞性血管疾患、冠動脈疾患、勃起不全、心筋梗塞、虚血、脳卒中、末梢動脈血管障害、および創傷を含むことができる。
甲状腺ホルモンアナログの例も本明細書に与えられており、トリヨードチロニン(T3)、レボチロキシン(T4)、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、または3,5−ジヨードチロプロピオン酸(DITPA)、テトラヨードチロ酢酸(TETRAC)、およびトリヨードチロ酢酸(TRIAC)を含むことができる。追加のアナログは図20表A〜Dにある。これらのアナログは、ポリビニルアルコール、アクリル酸エチレンコポリマー、ポリ乳酸、またはアガロースに結合できる。コンジュゲーションは、使用したポリマーによって共有結合または非共有結合による。
1つの実施形態において、甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態が非経口、経口、経直腸、または局所手段、あるいはそれらの組合せによって投与される。非経口投与方式はたとえば皮下、腹腔内、筋肉内、またはカテーテルによってなどの静脈内方式を含む。局所投与方式はたとえば、バンドエイドを含むことができる。
別の実施形態において、甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態は、微粒子、リポソーム、またはポリマー内にカプセル化させるか、あるいは包含させることができる。該ポリマーはたとえばポリグリコリド、ポリラクチド、またはそのコポリマーを含むことができる。該リポソームまたは微粒子は、約200ナノメートル未満のサイズを有し、1つ以上の非経口経路、あるいは別の投与方式によって投与できる。別の実施形態において、該リポソームまたは微粒子は、虚血組織を包囲する毛細血管床に入れるか、またはカテーテルによって血管の内側に施すことができる。
本発明による甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態は、たとえば成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、抗ウィルス剤、抗菌剤、抗炎症剤、免疫阻害剤、鎮痛剤、血管新生剤、または細胞接着分子、あるいはそれらの組合せを含むことができる1つ以上の生物活性物質と同時投与することもできる。1つの実施形態において、甲状腺ホルモンアナログまたはポリマー形態は、1つ以上の生物活性物質の投与前または投与後にボーラス注射として投与される。
成長因子はたとえば形質転換成長因子アルファ(「TGFα」)、形質転換成長因子ベータ(「TGFβ」)、塩基性線維芽細胞成長因子、血管内皮成長因子、上皮成長因子、神経成長因子、血小板由来成長因子、および血管透過性因子を含むことができる。血管拡張薬はたとえばアデノシン、アデノシン誘導体。またはそれらの組合せを含むことができる。抗凝固薬はこれに限定されるわけではないが、ヘパリン、ヘパリン誘導体、抗因子Xa、抗トロンビン、アスピリン、クロピドグレル、またはそれらの組合せを含む。
本発明の別の形態において、医療器具を患者内に挿入する前に該器具を本発明による甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログまたはそのポリマー形態でコーティングすることによって、医療器具に沿って、または医療器具の周囲に血管形成を助長するための方法が提供される。コーティング工程は、器具を1つ以上の生物活性物質、たとえばこれに限定されるわけではないが成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、またはそれらの組合せによってコーティングすることをさらに含むことができる。本発明による甲状腺ホルモンアナログまたはポリマー形態によってコーティングできる医療器具の例は、ステント、カテーテル、カニューレまたは電極を含む。
さらなる態様において、本発明は、血管形成を阻害するのに有効な抗血管形成剤の量を、それを必要とする被験体に投与することにより血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態を処置する方法を提供する。血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態の例は、これに限定されるわけではないが、原発性または転移性腫瘍、糖尿病網膜症、および関連する状態を含む。血管形成を阻害するために使用される抗血管形成剤の例は、本発明によっても提供され、これに限定されるわけではないが、テトラヨードチロ酢酸(TETRAC)、トリヨードチロ酢酸(TRIAC)、モノクローナル抗体LM609、XT199またはそれらの組合せを含む。そのような抗血管形成剤は、血管形成誘発剤を阻害するために細胞表面で作用できる。
1つの実施形態において、該抗血管形成剤は、非経口、経口、経直腸、または局所方式、あるいはそれらの組合せによって投与される。別の実施形態において、該抗血管形成剤は1つ以上の抗血管形成療法または化学療法剤と同時投与できる。
なおさらなる態様において、本発明は、ポリマーに結合された甲状腺ホルモン、およびアナログを含む組成物(すなわち血管形成剤)を提供する。該コンジュゲーションは、ポリマーに応じて、共有結合または非共有結合によって可能である。共有結合はたとえば、エステルまたは無水物リンケージを通じて起こりうる。甲状腺ホルモンアナログの例は、本発明によって提供され、レボチロキシン(T4)、トリヨードチロニン(T3)、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、または3,5−ジヨードチロプロピオン酸(DITPA)を含む。1つの実施形態において、該ポリマーはこれに限定されるわけではないが、ポリビニルアルコール、アクリル酸エチレンコポリマー、ポリ乳酸、またはアガロースを含むことができる。
別の態様において、本発明は、製薬的に許容される担体中に本発明による血管形成剤を含む製薬調剤物を提供する。1つの実施形態において、該製薬調剤物は1つ以上の製薬的に許容される賦形剤を含むことができる。
本発明による該製薬調剤物は、カプセル化するか、あるいは微粒子、リポソーム、またはポリマー内に包含させることができる。該リポソームまたは微粒子は、約200ナノメートル未満のサイズを有する。本発明による製薬調剤物のいずれも、非経口、経口、経直腸、または局所手段、あるいはそれらの組合せによって投与できる。別の実施形態において、該製薬調剤物はそれを必要とする被験体に、これに限定されるわけではないが、成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、またはそれらの組合せを含む1つ以上の生物活性物質と共に同時投与できる。
他の態様において、本発明は、ニューロン機能を回復し、神経細胞の生存を増強するための、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログおよび前記ホルモンを含有する製薬調剤物の使用に関する。本発明の目的では、ニューロン機能は、胎生および生後期の間の神経系の発達を可能にして、生体動物において、そのある部分が変性して、再生できないときに損傷したニューロンの再生機構の、そして中枢神経系の適応能力の基礎である集合的な生理的、生化学的および解剖学的機構を意味すると解釈される。
したがって以下のプロセスは、ニューロン機能を達成するために起こる:神経除去、神経再支配、シナプス形成、シナプス阻害、シナプス拡張、軸索の出芽、神経再生、発達および損傷したものに取って代わるための神経路および回路の組織化。したがって本発明によるポリマー性甲状腺ホルモンアナログまたはそれらの組合せによって処置される適切な患者は、中枢神経系の変性病状(老年認知症様アルツハイマー病、パーキンソニズム、ハンチントン舞踏病、脳脊髄副腎白質ジストロフィー)、外傷および脳虚血に罹患した患者である。
好ましい実施形態において、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、および脊髄損傷を含む運動ニューロン欠陥を処置するための本発明の方法は、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、またはそれらの組合せを成長因子、神経成長因子、あるいは他の血管形成誘発または神経形成因子と組合せて投与することを含む。脊髄損傷は、腫瘍、機械的外傷、および化学的外傷から生じる損傷を含む。筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、または脊髄損傷を有する哺乳類の運動機能を回復するために、同じまたは同様の方法が考慮される。上述のポリマー性甲状腺ホルモンアナログの1つを単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合せて投与することも、予防機能を与える。そのような投与は、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、または脊髄損傷を有する、またはそのリスクに瀕した哺乳類の運動機能を保護する効果を有する。また本発明により、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログは単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子投与と組合されて、黒質線状体路の完全性を保護する。
特に(発症前または発症後に)筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、または脊髄損傷を処置するための本発明の方法は、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログを単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合せて投与することを含む。特に好ましい実施形態において、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された該ポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、少なくとも1つのポリマー性甲状腺ホルモンアナログを単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されて含む、溶解性複合体である。
1つの態様において、本発明は、組成物と、哺乳類に形態形成タンパク質(「単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ」)の治療有効量を本明細書で定義するように、神経路への傷害時に、またはそのような傷害が予想されるときに、損傷路を修復すること、またはそれに対する追加の損傷を阻害することを含めて神経路を維持するのに十分な時間および濃度で投与することを含む治療的処置方法を特徴とする。
別の態様において、本発明は、神経路を維持するための組成物および治療的処置方法を特徴とする。そのような処置は、哺乳類に神経路への傷害時に、またはそのような傷害が予想されるときに、内因性ポリマー性甲状腺ホルモンアナログの治療的有効濃度を刺激する化合物を投与することを含む。これらの化合物は本明細書では単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子刺激剤と組合されて、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログと呼ばれ、哺乳類に投与されたときに、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの生成および/または単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの分泌に通常関与する、あるいは生成および/または分泌が可能である組織または器官に作用する、そして単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの内因性レベルを変化させる、物質を含むと理解される。
特に本発明は、神経傷害に対する体の免疫および炎症反応に関連する組織破壊効果からニューロンを保護する方法を提供する。本発明は、ニューロン起源の形質転換細胞の、未形質転換ニューロンに特有の形態への再分化を誘発させることを含む、その分化した表現型を維持するためにニューロンを刺激する方法も提供する。1つの実施形態において、本発明は、細胞接着分子、特に神経細胞接着分子(「N−CAM」)の生成を刺激する手段を提供する。本発明は、損傷した樹状突起または軸索を再生することを含む、損傷したニューロンおよび神経路の細胞修復を刺激するための方法、組成物および装置も提供する。加えて本発明は、神経組織の状態を評価するための、そして単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログのレベルの変動を監視することによりニューロパシーを検知および監視するための手段も提供する。
本発明の1つの態様において、本明細書述べる単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、末梢神経系の損傷した神経路を修復するのに有用である。とりわけ単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、横切された、またはそうでなければ損傷した神経線維を含めて、損傷した神経路を修復するのに有用である。特に本発明で述べる単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、血管新生およびミエリン鞘の再形成を含めて、完全な軸索神経再生を刺激することができる。好ましくは単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを該部位に、そして必要な場合は切開されたニューロンの近位端から遠位端までの軸索成長方向付ける手段を維持できる生体適合性、生体吸収性担体内の傷害部位に供給される。たとえば軸索成長を方向付ける手段は、延長された距離、たとえば10mm超に渡って神経再生を誘発すべき場合に必要とされることがある。このような機能を提供できる多くの担体が想定される。たとえば有用な担体は、ラミニン、ヒアルロン酸またはコラーゲンを含む本明細書で開示されるように調製される実質的に不溶性の材料または粘性溶液、あるいは他の適切な合成生体適合性ポリマー材料、たとえばポリ乳酸、ポリグリコール酸またはポリ酪酸および/またはそのコポリマーを含む。好ましい担体は、たとえばマウス肉腫細胞に由来する細胞外マトリクス組成物を含む。
とりわけ好ましい実施形態において、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、損傷路の距離に渡る神経誘導チャネル内に配置されている。該チャネルは保護被覆物と、神経突起の成長を誘導する物理的手段の両方として作用する。有用なチャネルは、構造が管状であり、修復される神経での隙間に及ぶのに十分な寸法を有し、切断された神経端を収容するのに適した開口を有する生体適合性膜を含む。該膜は任意の生体適合性,非炎症性材料、たとえばシリコーンあるいは生体適合性ポリマー、たとえばポリエチレンまたはポリエチレンビニルアセテートで作成できる。ケーシングも、たとえばコラーゲン、ヒアルロン酸、ポリ乳酸、ポリ酪酸、およびポリグリコール酸を含む生体適合性、生体吸収性ポリマーで構成できる。好ましい実施形態において、チャネルの外面は実質的に不浸透性である。
単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、生体適合性担体材料と結合したチャネル内に配置できるか、あるいはU.S.Pat.No.5,011,486に述べられているように、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログが切断された神経端に接近できるという条件で、ケーシングの内面に吸着させるか、そうでなければ結合させることができる。
本発明の別の形態において、本明細書で述べる単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、神経組織への初期傷害に対する体の免疫/炎症反応に関連する損傷から保護するのに有用である。そのような反応は、たとえば自己免疫機能不全、腫瘍性病変、感染、化学的または機械的外傷、疾患によって、ニューロンまたはグリア細胞への血流の中断によって、あるいは神経または周囲物質への他の外傷によって引き起こされた、神経組織への外傷に続くことがある。たとえば塞栓性脳卒中でのように、神経血液供給の閉塞後の低酸素症または虚血再灌流から生じる原発性損傷は、免疫学的に関連していると考えられる。加えて多数の原発性脳腫瘍に関連する損傷の少なくとも一部も、免疫学的に関連していると思われる。単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの利用は、直接的にまたは全身的にのどちらかで、神経傷害に対する免疫学的に関連する反応を緩和および/または阻害する。あるいは単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子発現と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの生体内での発現および/または分泌を刺激できる薬剤の、好ましくは傷害部位での投与も使用できる。外科手術または他の強度の臨床処置の間のように、傷害が誘発される場合、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子または薬剤と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、リスクに瀕した神経組織へ神経保護効果を提供するために傷害誘発前に供給できる。
一般に、本発明の方法および組成物で有用な単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、1つ以上の真核(たとえば哺乳類)細胞、組織または器官の形態形成を誘発するニ量体タンパク質である。組織形態形成は、発達中に脊椎動物胎子で起こるようなデノボまたは再生組織形成を含む。特に興味深いのは、少なくとも骨または神経組織で組織特異性形態形成を誘発する単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログである。本明細書で定義するように、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、甲状腺受容体を提示する細胞または組織において形態形成反応を引き出す二量体タンパク質を折畳まれたときに形成するポリペプチドの対を含む。すなわち単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは一般に、形態形成的に許容される環境において以下のすべてを含むイベントのカスケードを誘発する:前駆体細胞の増殖の刺激;前駆体細胞の分化の刺激;分化した細胞の増殖の刺激;分化した細胞の成長および維持の補助。「前駆体」細胞は、そのゲノムレパートリーおよび形態形成が誘発される許容される環境の組織特異性に応じて、分化した細胞の1つ以上の特定の種類に分化できる非委任細胞である。前駆体細胞の例は、造血幹細胞、間葉幹細胞、基底上皮細胞、神経冠細胞などである。さらに単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、表現型および/または組織機能の老化または静止関連損失の開始を遅延または緩和できる。なおさらに単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、その代謝および/または機能性、たとえば分泌特性の発現を含む、分化した細胞種類の表現型発現を刺激できる。加えて単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、適切な条件下で委任細胞(たとえば骨芽細胞、神経芽細胞など)の分化を誘発できる。上述したように、少なくとも骨または神経組織の増殖および/または分化を誘発する、および/または神経組織の成長、維持および/または機能特性を支持する、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは本明細書で特に興味深い。
特に興味深いのは、哺乳類の特定の組織に与えられたときに、組織特異性形態形成を誘発する、またはその組織の分化および成長の正常な状態を維持する、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログである。好ましい実施形態において、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された本ポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、脊椎動物(たとえば鳥類または哺乳類)体組織、たとえばこれに限定されるわけではないが、神経、目、骨、軟骨、骨髄、靭帯、歯象牙質、歯周組織、肝臓、腎臓、肺、心臓、または胃腸内蔵の形成を誘発する。好ましい方法は、胚組織発達の状況で、または後胚組織での無菌の非瘢痕化創傷部位にて実施できる。
本発明の他の態様は、神経変性障害、たとえばアルツハイマー病の撮像および診断に甲状腺ホルモンアナログおよびそのポリマーを使用する組成物および方法を含む。たとえば1つの態様において、本発明は、生体内で被験体に投与されたときに標的部位に高い特異性を有するT4アナログを特徴とする。好ましいT4アナログは、少なくとも4:1の標的対非標的比を示し、生体内で安定であり、投与後1時間以内に標的に実質的に局在化する。別の態様において、本発明は、単光子放出(「SPECT」)を使用するガンマ撮像用のテクネチウム、インジウムのための、そしてMRI撮像用の造影剤を含む、T4アナログに結合したリンカより成る製薬組成物を特徴とする。加えてTTRを結合するハロゲン化アナログは、アミロイドフィブリルの形成を阻害でき、それゆえアルツハイマー病の防止および処置に利用できる。そのような化合物は、陽電子放出断層撮影(「PET」)撮像法によっても使用できる。
他の態様において、本発明は、成長因子およびその細胞表面受容体がインテグリンαVβ3の周囲にクラスタ化されている他のポリペプチド、あるいはアミノ酸配列Arg−Gly−Asp(「RGD」)を含有する他の細胞表面受容体の作用を調節するための組成物および方法も含む。調節できるポリペプチドは、たとえばインスリン、インスリン様成長因子、上皮成長因子、およびインターフェロン−γを含む。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細は、以下の添付された説明で述べられている。本明細書で述べられているものと同様または同等の任意の方法および物質を本発明の慣行または試験において使用できるが、好ましい方法および物質をここで説明する。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明から、そして請求項から明らかになるであろう。明細書および添付請求項において、文脈が別途明確に指示しない限り、単数形は複数の言及を含む。別途定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で引用するすべての特許および公報は、参照によりその全体が組み入れられている。
(発明の詳細な説明)
ここで本発明の特徴および他の詳細事項を添付図面に関連して、請求項によって指摘されるようにより詳細に説明する。便宜上、明細書、実施例および請求項で使用したある用語がここに集められている。別途定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術および科学用語は、本発明が関連する当業技術者に普通に理解されるのと同じ意味を有する。
本明細書で使用するように、「血管形成剤」という用語は、単独であるか、または別の物質と組合されたかどうかにかかわらず、血管形成を助長または促進する任意の化合物または物質を含む。例は、これに限定されるわけではないが、T3、T4、T3またはT4−アガロース、T3、T4のポリマーアナログ、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、あるいはDITPAを含む。対照的に「抗血管形成(anti−angiogenesis)剤」または「抗血管形成(anti−angiogenic)剤」という用語は、単独であるか、または別の物質と組合されたかどうかにかかわらず、血管形成を阻害または阻止する任意の化合物または物質を指す。例は、これに限定されるわけではないが、TETRAC、TRIAC、XT199、およびmAb LM609を含む。
本明細書で使用するように、「心筋虚血」という用語は、心臓血管の能力の低下によって引き起こされた心筋への不十分な血液供給として定義される。本明細書で使用するように、「冠動脈疾患」という用語は、冠血管が正常機能のために十分な血流を供給する能力との間の不均衡による心機能の疾患/障害として定義される。本明細書で述べる組成物および方法によって処置できる冠動脈疾患に関連する具体的な冠動脈疾患/障害は、心筋虚血、狭心症、冠動脈瘤、冠動脈血栓、冠攣縮、冠動脈疾患、冠動脈心疾患、冠動脈閉塞および冠動脈狭窄を含む。
本明細書で使用するように「閉塞性末梢血管疾患」(末梢動脈閉塞性障害としても既知)という用語は、腸骨動脈を含む、頚動脈または大腿動脈における血管障害関与遮断である。大腿動脈での遮断は、疼痛および運動の制限を引き起こす。閉塞性末梢血管疾患に関連する具体的な障害は、糖尿病患者に影響を及ぼし、足の切断を引き起こすことが多い、糖尿病性足病変である。
本明細書で使用するように、「血管の再生」、「血管形成」、「血管再生術」および「副行循環の増加」(またはその効果に対する語)という用語は類義語として見なされる。「製薬的に許容される」という用語は、天然または合成物質を指すときに、物質がそのはるかに大きい有益な効果を考慮して許容される毒性効果を有することを意味するが、これに対して関連する「生理的に許容される」という用語は、物質が比較的低い毒性を有することを意味する。「同時投与された」という用語は、2つ以上の薬物を、それらの効果がほぼ同時に作用するか、または実質的に重複するように、患者にほぼ同時に、または近い順序で与えることを意味する。この用語は、連続的であることはもちろんのこと、同時の薬物投与も含む。
「製薬的に許容される塩」は甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体の製薬的に許容される塩を指し、該塩は当分野で周知の多種多様の有機および無機対イオンに由来し、ほんの一例として、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、テトラアルキルアンモニウムなどを含む;そして分子が塩基性官能基を含有するとき、有機または無機酸の塩、たとえば塩酸塩、臭化水素酸、酒石酸塩、メシル酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、シュウ酸塩などを製薬的に許容される塩として使用できる。該用語はまた、および塩基付加塩の両方を含む。
「製薬的に許容される酸付加塩」は、遊離塩基の生物学的有効性および特性を保持し、生物学的またはそれ以外でも望ましくないことはなく、無機酸、たとえば塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸など、そして有機酸、たとえば酢酸、プロピオン酸、ピルビン酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サリチル酸などによって形成される塩を指す。本発明の化合物の特に好ましい塩は、モノ塩化物塩およびジ塩化物塩である。
「製薬的に許容される塩基付加塩」は、遊離酸の生物学的有効性および特性を保持し、生物学的またはそれ以外でも望ましくないことはない塩を指す。これらの塩は、遊離酸への無機塩基または有機塩基の添加から調製される。無機塩基に由来する塩は、これに限定されるわけではないが、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム塩などを含む。好ましい無機塩は、アンモニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、およびマグネシウム塩である。有機塩基に由来する塩は、これに限定されるわけではないが、1級、2級、および3級アミンの塩、天然型置換アミンを含む置換アミン、環状アミンおよび塩基性イオン交換樹脂、たとえばイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、トリメタミン、ジシクロヘキシルアミン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、N−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂などを含む。特に好ましい有機塩基はイソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインである。
「ウレイド」は式−N(H)−C(O)−NHのラジカルを指す。
上の定義および例から置換アルキル基を含有するラジカルでは、そこでの任意の置換がアルキル基の任意の炭素上で起こりうることが理解される。本発明の化合物、またはその製薬的に許容される塩は、その構造内に不斉炭素原子を含みうる。したがって本発明の化合物およびその製薬的に許容される塩は、単一のエナンチオマー、ジアステレオマー、ラセミ化合物、ならびにエナンチオマーおよびジアステレオマーの混合物として存在できる。すべてのそのような単一のエナンチオマー、ジアステレオマー、ラセミ化合物およびその混合物は、本発明の範囲内であるものとする。化合物内のある炭素原子の絶対配置は、既知であるならば絶対記述子RまたはSによって示す。
別個のエナンチオマーは、光学活性開始物質および/または中間体の使用によって、あるいは従来の解決技法、たとえば酵素分割またはキラルHPLCの使用によって調製できる。
本明細書で使用するように、「成長因子」または「神経形成因子」という句は、CNSまたはPNSの細胞に対して成長、増殖、分化、または栄養効果を有するタンパク質、ペプチドまたは他の分子を指す。そのような因子は、増殖または分化を誘発するために使用でき、たとえば栄養、または成長誘発効果を細胞に及ぼすために細胞の表面上の受容体に結合する分子を含めて、CNSまたはPNSの細胞を増殖させる任意の栄養素を含むことができる。好ましい因子は、これに限定されるわけではないが、神経成長因子(「NGF」)、上皮成長因子(「EGF」)、血小板由来成長因子(「PDGF」)、インスリン様成長因子(「IGF」)、酸性線維芽細胞成長因子(「aFGF」または「FGF−I」)、塩基性線維芽細胞成長因子(「bFGF」または「FGF−2」)、および形質転換成長因子−アルファおよび−ベータ(「TGF−α」および「TGF−β」)を含む。
「被験体」は、生物、たとえばヒト、サル、雌ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタ、ネコ、ヤギ、イヌ、マウス、ラット、それからの培養、およびその遺伝子導入種を含む。好ましい実施形態において、被験体はヒトである。本発明の組成物の、処置される被験体への投与は、被験体の状態を処置するのに有効な投薬量および期間で既知の手順を使用して実施できる。治療効果を達成するのに必要な治療化合物の有効量は、因子、たとえば被験体の年齢、性別、および体重、ならびに被験体における外部因子を処置する治療化合物の能力によって代わる。投与計画は、最適な治療反応を提供するように調節できる。たとえば複数回に分割された用量を毎日投与できるか、または治療状況の緊急性によって指示されるように、用量を比例的に減少させることができる。
「投与すること」は、本発明の組成物にその所期の機能、たとえば血管形成の助長を実施させる投与経路を含む。必ずしもこれに限定されるわけではないが、非経口(たとえば静脈内、動脈内、筋肉内、皮下注射)、経口(たとえば食餌)、局所、経鼻、経直腸を含む、あるいは処置される疾患または状態に応じた遅延放出マイクロキャリアを介した、多種多様の投与経路が可能である。経口、非経口および静脈内投与は好ましい投与方式である。投与される化合物の製剤は、選択された投与経路によって変化するであろう(たとえば溶液、エマルジョン、ゲル、エアゾール、カプセル)。投与される化合物を含む適切な組成物は、生理的に許容されるビヒクルまたは担体および任意のアジュバントおよび保存料中で調製できる。溶液またはエマルジョンでは、適切な担体はたとえば、生理食塩水および緩衝培地、滅菌水、クリーム、軟膏、ローション、オイル、ペーストおよび担体を含めて、水性またはアルコール/水性溶液、エマルジョンまたは懸濁物を含む。非経口ビヒクルは、塩化ナトリウム溶液、リンゲル液、リンゲルデキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸加リンゲル液または固定油を含むことができる。静脈内ビヒクルは各種の添加剤、保存料、または流体、栄養剤または電解質補給剤を含むことができる(一般にRemington’s Pharmaceutical Science, 16th Edition,Mack,Ed.(1980)を参照)。
「有効量」は、その所期の機能、たとえば本明細書で述べる血管形成関連障害における血管形成の助長または阻害を実施させる、血管形成誘発または抗血管形成化合物のそれらの量を含む。該有効量は、生物活性,年齢、体重、性別、全身健康状態、処置される状態の重症度を含む多数のはもちろんのこと、適切な薬物動態学的特性にも依存するであろう。たとえば活性物質の投薬量は約0.01mg/kg/日〜約500mg/kg/日、好都合には約0.1mg/kg/日〜約100mg/kg/日でありうる。活性物質の治療有効量は適切な経路により1回用量または複数回用量で投与できる。さらに活性物質の投薬量は、治療または予防状況の緊急性によって指示されるように比例的に増加または減少させることができる。
「製薬的に許容される担体」は、ありとあらゆる溶媒、分散培地、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤、ならびに化合物の活性に適合性であり、被験体に対して生理的に許容されるものなどを含む。製薬的に許容される担体の例は、緩衝生理食塩水(0.15M NaCl)である。そのような培地および薬剤の製薬活性物質への使用は、当分野で公知である。任意の従来の培地または薬剤が治療化合物と不適合である場合を除いて、製薬的投与に適した組成物でのその使用が検討される。補足的な活性化合物も組成物中に包含させることができる。
「追加成分」はこれに限定されるわけではないが、以下の1つ以上:賦形剤;表面活性剤;分散剤;不活性希釈剤;造粒剤および崩壊剤;結合剤;潤滑剤;甘味剤;香味剤;着色剤;保存料;生理的分解性組成物、たとえばゼラチン;水性ビヒクルおよび溶媒;油性ビヒクルおよび溶媒;懸濁剤;分散剤または湿潤剤;乳化剤、粘滑薬;緩衝剤;塩;増粘剤;充填剤;乳化剤;抗酸化剤;抗生物質;抗真菌剤;安定剤;および製薬的に許容されるポリマーまたは疎水性物質を含む。本発明の製薬組成物に含まれることができる他の「追加成分」は当分野で既知であり、たとえばRemington ’s Pharmaceutical Sciencesに述べられている。
(組成物)
甲状腺ホルモン,そのアナログ、ならびにホルモンおよびそのアナログのポリマーコンジュゲーションを含む血管形成剤が本明細書で開示される。開示される組成物は、血管形成が有益である障害を処置する目的で血管形成を助長するために使用できる。加えて、これらの甲状腺ホルモン、アナログおよびポリマーコンジュゲーションの阻害は、そのような望ましくない血管形成に関連する障害を処置する目的で血管形成を阻害するために使用できる。本明細書で使用するように、「血管形成剤」という用語は、血管形成、単独であるか、または別の物質と組合されたかどうかにかかわらず、血管形成を助長または促進する任意の化合物または物質を含む。例は、これに限定されるわけではないが、T3、T4、T3またはT4−アガロース、T3、T4のポリマーアナログ、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、あるいはDITPAを含む。
ポリマーコンジュゲーションは、薬物バイアビリティを改善するために使用される。多くの新旧の治療薬は耐容性良好であるが、多くの化合物は毒性を低下させる、循環時間を延長する、または体内分布を加減するために、高度な創薬技術が必要である。薬物バイアビリティを改善するための1つの方法は、水溶性ポリマーの利用である。各種の水溶性ポリマーは、体内分布を加減し、細胞取り込み方式を改善して、生理的バリアへの透過率を変化させ、体内でのクリアランス速度を加減することが示されている。ターゲティングまたは持続放出効果のどちらかを達成するために、ポリマー鎖における末端基として、主鎖の一部として、またはペンダント基としての薬物部分を含有する水溶性ポリマーが合成されてきた。
本発明の代表的な組成物は、ポリマーにコンジュゲートされた甲状腺ホルモンまたはそのアナログを含む。ポリマーとのコンジュゲーションは、共有結合または非共有結合のどちらかによって可能である。好ましい実施形態において、ポリマーコンジュゲーションはエステル結合または無水物結合(anhydride linkage)を介して行うことができる。ポリビニルアルコールを使用する、エステル結合を介したポリマーコンジュゲーションの例を図17に示す。この調製にあたって、市販のポリビニルアルコール(または関連コポリマー)は、酸塩化物形を含む、甲状腺ホルモンアナログの酸塩化物による処置によってエステル化できる。該塩酸塩は、トリエチルアミンの添加によって中和され、各種のアナログの甲状腺ホルモンエステルポリマー形態の沈殿時に水によって洗浄できるトリエチルアミン塩酸塩を生じる。ポリマーへのエステル結合は、生体内で加水分解を受けて、活性血管形成誘発甲状腺ホルモンアナログを放出できる。
アクリル酸エチレンコポリマーを使用する、無水物結合を介したポリマーコンジュゲーションの例を図18に示す。前のポリマー共有コンジュゲーションと同様であるが、しかしながら今回は、アクリル酸コポリマーの反応に由来する無水物結合を介してである。この無水物結合も生体内での加水分解を受けて、甲状腺ホルモンアナログを放出できる。塩酸の中和は、トリエチルアミンによる処置によって実施され、続いての水による沈殿ポリ無水物ポリマーの洗浄はトリエチルアミン塩酸塩副生成物を除去する。この反応は甲状腺ホルモンアナログアクリル酸コポリマー+トリエチルアミンの形成を引き起こすであろう。生体内での加水分解時に、甲状腺ホルモンアナログは制御できる時間に渡って、アクリル酸エチレンコポリマーと共に放出されるであろう。
別の代表的なポリマーコンジュゲーションは、ポリエチレングリコール(PEG)にコンジュゲートされた甲状腺ホルモンまたはそのアナログを含む。各種の薬物、タンパク質およびリポソームへのPEGの付着は、滞留時間を改善し、毒性を低下させることが示されている。PEGは、鎖の端のヒドロキシル基を介して、そして他の化学的方法に活性剤に結合することができる。しかしながらPEG自体は、分子当たり2つの活性剤に限定される。別の手法では、PEGおよびアミノ酸のコポリマーが、PEGの生体適合性特性を保持するが、分子当たり多数の付着点の追加の利点を有し、多種多様の用途に合せるために合成により設計できる、新規の生体材料として調査されている。
別の代表的なポリマーコンジュゲーションは、ポリマーと非共有コンジュゲーションした甲状腺ホルモンまたはそのアナログを含む。これを図19に詳細に示す。好ましい非共有コンジュゲーションは、甲状腺ホルモンまたはそのアナログのポリ乳酸ポリマー内への捕捉である。ポリ乳酸ポリエステルポリマー(PLA)は、生体内での乳酸モノマーへの加水分解を受け、これは薬物送達システムのビヒクルとして利用されてきた。甲状腺ホルモンアナログが化学結合によってポリマーに結合される従来の2つの共有方法とは異なり、これは甲状腺ホルモンアナログをPLAポリマービーズ内にカプセル化する非共有結合方法である。この反応は、水中での甲状腺ホルモンアナログ含有PLAビーズの形成をもたらすであろう。フィルタおよび洗浄は、甲状腺ホルモンアナログ含有PLAビーズの形成を引き起こし、これは生体内での加水分解時に、制御されたレベルの甲状腺ホルモンおよび乳酸の発生をもたらすであろう。
なおさらに、本発明の組成物は、レチノール(たとえば甲状腺ホルモン結合タンパク質トランスチレチン(「TTR」)およびレチノイン結合タンパク質(「RBP」)に結合するレチノイン酸(すなわちビタミンA)にコンジュゲートした甲状腺ホルモンアナログを含む。甲状腺ホルモンアナログは、アミロイド斑の検出および抑制で使用するために、単独で、またはレチノイン酸と組合されてハロゲン化スチルベステロールともコンジュゲートできる。これらのアナログは、T4−TTRの好都合な特性、すなわち脳およびアミロイドでの迅速な取り込みおよび長期保持を、フッ素−18、ヨウ素−123、ヨウ素−124、ヨウ素−131、臭素−75、臭素−76、臭素−77および臭素−82を含む、PET撮像にある有用なハロゲン同位体を含むハロゲン置換基の特性と組合せる。
さらに、ナノメートルスケールでサイズ決定された有用な物質および構造の作成にナノテクノロジーを使用できる。生物活性物質による主な欠点は、脆弱性である。ナノスケール物質は、物質の耐久性を劇的に改善して、物質の局在化された高濃度を生じさせ、損失を最小限にすることによってコストを削減するために生物活性物質と組合せることができる。したがって追加のポリマーコンジュゲーションは、甲状腺ホルモンおよびそのアナログのナノ粒子製剤を含む。そのような実施形態において、ナノポリマーおよびナノ粒子は、thyridホルモンおよびそのアナログの局所送達用のマトリクスとして使用できる。これは細胞および組織標的への時間制御デリバリーを補助するであろう。
本発明の組成物は両方の甲状腺ホルモン、アナログ、および誘導体を単独で、あるいはポリマーとの共有または非共有コンジュゲーションで含む。代表的なアナログおよび誘導体の例を図20、表A〜Dに示す。表AはT2、T3、T4、およびブロモ誘導体を示す。表Bは、アラニル側鎖修飾を示す。表Cは、ヒドロキシ基、ジフェニルエステル結合、そしてD配置を示す。表Dはチロシンアナログを示す。
「抗血管形成(anti−angiogenesis)剤」または「抗血管形成(anti−angiogenic)剤」という用語は、単独であるか、または別の物質と組合されたかどうかにかかわらず、血管形成を阻害または阻止する任意の化合物または物質を指す。例は、これに限定されるわけではないが、TETRAC、TRIAC、XT199、およびmAb LM609を含む。
(血管形成の助長における甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションの役割)
甲状腺ホルモンアナログまたはポリマー形態の血管形成誘発効果は、MAPKシグナル伝達経路の薬理学的インヒビタによる低下に対するホルモン効果の感受性によって試験されたように、非ゲノム開始に依存する。そのような結果は、甲状腺ホルモンによるMAPの活性化の別の結果が新しい血管成長であることを示す。後者は非ゲノム的に開始されるが、もちろん結果的な複合遺伝子転写プログラムを必要とする。甲状腺ホルモンの周囲濃度は比較的安定である。CAMモデルは本発明者らが試験した時点で甲状腺欠損であり、それゆえ無傷の生物を再生しないシステムとして見なすことができる。
血管形成に関するニワトリ絨毛尿膜膜(CAM)アッセイの有効性は、血管形成を定量化するための、そして新しい血管成長の甲状腺ホルモンによる誘発に関与する考えられる機構を試験するためのモデルを提供した。本出願は、FGF2のCAMモデルにおける血管誘発効果に近く、FGF2の最適以下の用量の作用を向上させることができる、Tの血管形成誘発効果を開示する。ホルモンの血管形成誘発効果が原形質膜にて開始され、MAPKシグナル伝達経路のTによる活性化に依存することがさらに開示される。上に挙げたように、閉塞性末梢血管疾患および冠動脈疾患、特に冠血管の閉塞、そして末梢脈管構造および/または冠血管の閉塞に関連する障害の処置のための方法が開示される。それを必要とする患者において血管形成を助長する、および/または側副血管を補充するための組成物および方法も開示される。該組成物は、甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体の有効量を含む。該方法は、他の標準血管形成誘発成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、血栓溶解薬または他の血管関連療法を伴う、1週間以上に渡る少ない1日投薬量での、甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体の有効量の同時投与を含む。
CAMアッセイは、血管形成を助長する多種多様の成長因子および化合物の血管形成活性を検証するために使用されてきた。たとえば生理的濃度のTは、この試験管内モデルにおいて、FGF2の活性を有するモルベースで血管形成誘発性であることが示された。PTUの存在はTの効果を低下させず、Tを生成するTの脱ヨウ素化がこのモデルでの前提条件でないことを示す。各種の甲状腺ホルモンアナログの血管形成誘発効果のまとめを表1に示す。
Figure 2008513461
グループ当たりn=8
このモデルでの新しい血管成長の出現は数日を必要とし、甲状腺ホルモンの効果が甲状腺ホルモン(TR)の核受容体のホルモンとの相互作用に完全に依存することを示している。その天然リガンドTによるTRの核内錯化を必要とするヨードチロニンの作用は、定義によってゲノム的であり、遺伝子発現において最高潮に達する。他方、TRの天然リガンドであるTよりもむしろ、Tに対するこのモデルシステムの優先的反応は、血管形成は原形質膜にてTにより非ゲノム的に開始され、遺伝子転写を必要とする効果が頂点に達するという可能性を上昇させた。Tの非ゲノム作用は幅広く述べられており、通常は原形質膜にて開始して、シグナル伝達経路によって仲介される。それらはヨードチロニンおよびTRの核内リガンドを必要としないが、遺伝子転写と相互作用するか、それを調節できる。ステロイドの非ゲノム作用も十分に述べられており、ステロイドまたは他の化合物のゲノム作用と相互作用することが既知である。Tおよびtetracによって、またはアガロース−Tによって実施された実験は、Tの血管形成誘発効果が実際にたいてい、原形質膜において開始されることを示した。Tetracは、Tの膜開始効果を遮断するが、それ自体はシグナル伝達を活性化しない。それゆえそれは甲状腺ホルモンの非ゲノム作用のプローブである。アガロース−Tは細胞内部に入り込まないと考えられ、ホルモンの考えられる細胞表面開始作用のモデルを調査するために使用されてきた。ニワトリ絨毛尿膜膜(「CAM」)モデルにおける甲状腺ホルモンの血管形成誘発効果の調査は、既存血管からの新しい血管の生成が、10−7〜10−9MにてL−チロキシン(T)または3,5,3’−トリヨード−L−チロニン(T)のどちらかによって2〜3倍助長されることを示した。さらに興味深いことに、細胞膜を通過しない甲状腺ホルモンアナログであるT−アガロースは、TまたはTによって得られた効果と比較して強力な血管形成誘発効果を生成した。
部分的に、本発明はそれを必要とする被験体の血管形成を助長する組成物および方法を提供する。血管形成を助長することによる処置の影響を受けやすい状態は、たとえば閉塞性末梢血管疾患および冠動脈疾患、特に冠血管の閉塞、ならびに末梢脈管構造および/または冠血管の閉塞に関連する障害、勃起不全、脳卒中、ならびに創傷を含む。それを必要とする患者において血管形成を助長する、および/または側副血管を補充する組成物および方法も開示されている。該組成物は、甲状腺ホルモンアナログおよび誘導体のポリマー形態の有効量ならびにアデノシンおよび/または一酸化炭素供給体の有効量を含む。該組成物は、生理的および製薬的に許容される担体中に甲状腺ホルモン様物質およびアデノシン誘導体の血管形成的有効量を場合により1つ以上の賦形剤と共に含む、滅菌注射用製薬調剤物の形でもよい。
(心筋梗塞)
急性心筋梗塞後の心不全の主な理由は、新しい血管形成(blood vessel formation)、すなわち血管形成(angiogenesis)の不十分な反応である。甲状腺ホルモンおよびそのアナログは心不全において有益であり、冠動脈血管形成を刺激する。本発明の方法は部分的に、一時的等容性収縮を引き起こして血管形成および/または心室リモデリングを達成するために、梗塞時に心筋への直接注射、または間欠的大動脈結紮による冠注射の刺激のどちらかによって、甲状腺ホルモンアナログの1回処置を送達することを含む。
したがって1つの態様において、本発明は、血管形成を助長するのに有効な量の甲状腺ホルモン、またはそのアナログのポリマー形態をそれを必要とする被験体に投与することによって血管形成を助長することによる、閉塞性血管疾患、冠動脈疾患、心筋梗塞、虚血、脳卒中および/または末梢動脈血管障害を処置する方法を特徴とする。
甲状腺ホルモンアナログのポリマー形態の例も本明細書に提供され、ポリビニルアルコール、アクリル酸エチレンコポリマー、ポリ乳酸、またはアガロースにコンジュゲートされたトリヨードチロニン(T)、レボチロキシン(T)、(GC−1)、または3,5−ジヨードチロプロピオン酸(DITPA)を含むことができる。
該方法は、1週間以上に渡る少ない1日投薬量での、甲状腺ホルモン様物質の有効量およびアデノシンおよび/またはNO供給体の有効量の同時投与も含む。一方または両方の成分をカテーテルによって局所的に送達できる。甲状腺ホルモンアナログ、および誘導体は生体内で、化合物の適切にサイズ決めされたリポソームまたは微粒子への包含により、虚血組織を包囲する毛細血管床に送達できる。甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態および誘導体は、適切な抗体との共有結合により虚血組織へ標的化できる。
該方法は、心筋梗塞後の心機能を回復する処置として使用できる。該方法は、心筋虚血または心臓以外の部位への不十分な血流に苦しむ、たとえば閉塞性末梢血管疾患(末梢動脈閉塞疾患としても既知)、または勃起不全を含む、冠動脈疾患を持つ患者での血流の改善にも使用できる。
(創傷治癒)
創傷血管形成は、治癒の増殖期の重要な部分である。最表面以外の任意の創傷の治癒は、血管形成なしでは行うことができない。任意の損傷脈管構造を修復する必要があるだけでなく、治癒に必要な局所細胞活性の上昇も血流からの栄養素の供給増加を必要とする。その上、血管の内層を形成する内皮細胞は、治癒の形成体および制御因子としてそれ自体重要である。
それゆえ血管形成は、治癒を補助する新しい微小循環を提供する。新しい血管は、傷害の4日後までに創傷スペース内で臨床的に見られるようになる。血管内皮細胞,線維芽細胞、および平滑筋細胞はすべて協調して増殖して、創傷肉芽形成を補助する。同時に再上皮化が起こり、上皮被覆を再確立する。創傷縁から、または深い毛包からの上皮細胞創傷を介して移動し、肉芽組織および仮のマトリクス上でそれ自体を確立する。成長因、たとえばケラチノサイト成長因子(KGF)はこのプロセスを仲介する。上皮化の複数のモデル(スライディング細胞対ローリング細胞)が存在する。
甲状腺ホルモンが代謝速度を制御するので、甲状腺機能低下症によって減速すると、創傷治癒も減速する。したがって創傷治癒で局所的に利用された甲状腺ホルモンアナログまたはポリマー形態の役割は、創傷治癒能力が損なわれた糖尿病および非糖尿病での創傷治癒を加速する新しい方法を意味する。局所投与は、バンドエイドへの付着の形で可能である。加えてナノポリマーおよびナノ粒子は、thyridホルモンおよびそのアナログの局所送達へのマトリクスとして使用できる。これは細胞および組織標的への時間制御送達を補助するであろう。
したがって本発明の別の実施形態は、血管形成を助長するのに有効な量の甲状腺ホルモン、またはそのアナログのポリマー形態をそれを必要とする被験体に投与することによって血管形成を助長することによる、創傷を処置する方法を特徴とする。詳細については、実施例9Aおよび9Bを参照。
(ニューロン細胞の誘発および維持における、神経成長因子と組合された甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションの役割)
神経誘導の従来の理解に反して、本発明は、一部は、血管形成を開始および維持する機構が神経形成の有効な助長体および支持体であるという予期せぬ発見結果に基づいている。このような方法および組成物はたとえば、外傷、傷害およびニューロン障害における運動ニューロン傷害および神経障害の処置に有用である。本発明は、単独での、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された各種の血管形成誘発方法の使用を開示する。血管形成誘発因子は、本明細書で説明するようなポリマー性甲状腺ホルモンアナログを含む。該ポリマー性甲状腺ホルモンアナログおよびそのポリマーコンジュゲートは、単独で、または当分野で既知の他の血管形成誘発成長因子と、そして神経成長因子または他の神経形成因子と組合せて、最適な神経形成のために併用できる。
死のリスクに瀕したニューロンの生存を強化することと、損傷したニューロンおよび神経路の細胞修復を誘発することと、その分化表現型を維持するためにニューロンを刺激することとを含む、哺乳類において神経路を維持するための治療的処置方法、組成物および器具が開示される。加えて、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、およびそれらの組合せを含有する組成物は、抗酸化剤および/または抗炎症剤の存在下でのニューロン再生および保護を証明する。
本発明は、ニューロンの生存を強化して、神経路を維持するための、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合される甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションも提供する。本明細書で開示されるように、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、ニューロンの生存を強化し、ニューロンCAM発現を刺激して、分化ニューロンの表現型発現を維持し、神経起源の形質転換細胞の再分化を誘発して、神経プロセスの中断、特に軸索内の大きな隙間での軸索成長を刺激することができる。モルフォゲンも免疫関連神経組織損傷に関連する組織破壊から保護する。最後に単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、哺乳類における神経組織の生存能を監視する方法の一部として使用できる。
本発明は、試験管内での機能性シナプス形成を評価するシステムを使用して、培養ラット皮質ニューロン間のシナプス形成に対するポリマー性甲状腺ホルモンの効果も提供する。10−9Mポリマー性甲状腺ホルモン、3,5,3’−トリヨードチロニンまたはチロキシンへの暴露は、細胞内カルシウム濃度における自発的な同期発振変化の周波数の上昇を引き起こし、これは形成されたシナプスの数と相関していた。免疫細胞化学および免疫ブロット分析によるシナプス小胞結合タンパク質シナプシンIの分析も、チロキシンへの暴露がシナプス形成を促進することを確認した。5’−脱ヨウ素酵素のインヒビタであるアミオダロン、または除草剤であるアミトロールの存在は、チロキシンの存在下でシナプス形成を阻害した。それゆえ本発明は、ポリマー性甲状腺系を混乱させることによって発達中のCNSにおけるシナプス形成を妨害しうる種々の化学薬品のスクリーニングのための、有用な試験管内アッセイシステムも提供する。
一般的な問題として、本発明の方法は、神経組織傷害または神経障害のリスクに瀕した、またはそれらに罹患した任意の哺乳類被験体の処置に利用できる。本発明は任意の霊長類、好ましくは高等霊長類、たとえばヒトの処置に適切である。加えて、しかしながら本発明は、ヒトの仲間として保持される(たとえばイヌ、ネコ、ウマ)、著しい商業価値を有する(たとえばヤギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、狩猟用および牽引用動物)、著しい化学的価値を有する(たとえば絶滅危惧種の捕獲または遊離試料、あるいは同系または組換え動物種)、あるいはそうでなければ価値を有する、家畜化された哺乳類の処置に利用できる。
本明細書で述べる単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、特に死の危機に瀕したニューロン細胞の細胞生存を強化する。たとえば完全に分化したニューロンは、非有糸分裂性であり、当分野で既知の化学的に定義された、または低血清の培地を使用する標準哺乳類細胞培養条件下で培養したときに試験管内で死ぬ。たとえばCharness,J.Biol.Chem. 26:3164−3169(1986)およびFreeseら、Brain Res.521:254−264(1990)を参照。しかしながら非有糸分裂性ニューロン細胞の一次培養物を単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログで処置する場合、このような細胞の生存は、著しく強化される。たとえば成ラット脳の黒質から分離した線条体基底核の一次培養物は、標準手順を使用して、たとえばパスツールピペットによる黒質組織の粉砕による解離によって、標準組織培養プロトコルを使用して調製し、たとえば50% DMEM(ダルベッコ変法イーグル培地)、50% F−12培地、ペニシリン/ストレプトマイシンおよび4g/lグルコースを添加した熱失活ウマ血清を含有する、低血清培地中で培養した。標準培養条件では、これらの細胞は無血清培地で培養したときに、3週までに著しい細胞死を受ける。細胞死は、細胞が接着性を維持できないことによって、そしてその超微細構造的特徴の変化によって、たとえばクロマチンクランピングおよびオルガネラ崩壊によって、形態学的に証明される。特に、細胞は接着性のままであり、生存可能な分化ニューロンの形態を引き続き維持した。単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子処置と組合された甲状腺アナログの非存在下では、培養細胞の大多数が解離し、細胞壊死を受けた。
黒質の基底核における機能不全は、生体内でのハンチントン舞踏病およびパーキンソニズムと関連付けられる。本明細書で定義した単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログがニューロン生存を強化する能力は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたこれらのポリマー性甲状腺ホルモンアナログが、たとえば神経障害あるいは化学的または機械的外傷のために、生体内で死のリスクに瀕したニューロン細胞の生存を強化する両方の一部として有用であることを示す。本発明はさらに、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたこれらのポリマー性甲状腺ホルモンアナログがハンチントン舞踏病およびパーキンソン病を含む、線条体基底核に影響を及ぼすニューロパシーを処置するために有用な治療剤を提供することを規定する。臨床用途では、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを投与できるか、あるいは単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子刺激剤と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを投与できる。
本明細書で述べた甲状腺ホルモン化合物は、化学的外傷からの神経組織保護にも使用できる。本明細書で述べた単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログがニューロン細胞の生存を強化する、そして再分化細胞での細胞凝集および細胞間接着を誘発する能力は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログが、化学的外傷によって引き起こされた損傷からの経路を画成する細胞を保護することによって神経路を維持する治療剤として有用であることを示す。特に、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、ニューロンの増殖および遊走を阻害して、細胞間接着を妨害することが知られた毒素の効果から発達中のニューロンを含むニューロンを保護できる。そのような毒素の例は、エタノール、タバコ煙中に存在する毒素の1つ以上、および多種多様のオピエートを含む。発達中のニューロンに対するエタノールの毒性効果は、胎児性アルコール症候群で明らかにされた神経損傷を誘発する。単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、興奮性アミノ酸、たとえばグルタメートと関連する細胞毒性効果からニューロンを保護することもできる。
たとえばエタノールは、単独で、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子処置NG108−15細胞と組合されたポリマー性甲状腺アナログにて誘発される細胞間接着効果を、これらの細胞に25〜50mMの濃度で与えられたときに阻害する。最大半量阻害は、単一アルコール飲料摂取後の成人の血中アルコール濃度である5〜10mMエタノールによって達成できる。単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログに誘発されたN−CAMレベルはエタノールによって影響を受けないため、エタノールは細胞間でCAMの同種親和性結合を誘発するよりもむしろ阻害しやすい。その上、阻害効果は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子濃度と組合されたポリマー性甲状腺アナログに反比例する。したがって単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログ、あるいは単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子刺激剤と組合されたポリマー性甲状腺アナログの、エタノールなどの毒素への暴露による損傷のリスクに瀕したニューロン、特に発達中のニューロンへの投与は、毒素の阻害効果を克服することによって、これらの細胞を神経組織損傷から保護できることが想定される。単独の、あるいは本明細書で述べた神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログは、これらの毒素への暴露によって誘発された神経障害から生じた損傷神経路を処置する療法においても有用である。
単独の、あるいは本明細書で述べた神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの生体内活性はまた、本明細書で述べた動物モデルでただちに評価される。好ましくはたとえば遺伝的または環境的に誘発された神経組織損傷を示す適切な動物に、リン酸緩衝食塩水、pH7などの適切な治療剤形中の、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの有効量を脳内注射する。単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは好ましくは、影響を受けたニューロンの部位内に注射される。影響を受けた組織は次の時点で切除され、組織は、形態的に、および/または適切な生化学マーカーの評価により(たとえば単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、あるいはN−CAM局在化により)あるいはたとえばグリア線維性酸性タンパク質をマーカーとして用い、CNS神経栄養性活性またはCNS組織損傷について生化学マーカーに対する用量依存性効果を測定することによって、評価される。投薬量およびインキュベーション時間は、試験される動物によって変化するであろう。異なる種の適切な投薬量範囲は確立された動物モデルとの比較によって決定できる。ラット脳スタブモデルのプロトコル例を以下に示す。
簡単には、標準の販売元から入手したオスLong Evansラットに麻酔をかけ、頭部に外科手術の準備をする。標準外科処置を使用して頭蓋冠を露出させて、各葉の中心に向かって、0.035Kワイヤを使用して穴を開け、頭蓋冠だけを穿刺する。次に単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子(たとえばOP−1、25mg)あるいはPBSと組合された、どちらかのポリマー性甲状腺アナログを含有する溶液25mlをHamiltonシリンジによって各穴に供給する。溶液を表面から約3mmの深さにて下にある皮質、脳梁および海馬へ送達する。次に皮膚を切開して、動物を回復させた。
手術の3日後にラットを断頭により殺処分して、その脳を切片作成のために処置した。瘢痕組織形成をグリア線維性酸性タンパク質、グリア性瘢痕のマーカータンパク質について免疫蛍光染色で評価して、瘢痕形成の程度を定量的に決定する。グリア線維性酸性タンパク質抗体は、たとえばミズーリ州セントルイスのSigma Chemical Co.から市販されている。切片はまた抗OP−1抗体によってプローブして、OP−1の存在を判定する。グリア線維性酸性タンパク質のレベルの低下は単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログで処置した動物の組織切片で予想され、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログがグリア性瘢痕形成を阻害し、神経再生を刺激する能力を証明する。
(神経変性疾患の脳撮像、診断、および治療での甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションの役割)
本発明は、神経変性疾患、たとえばアルツハイマー病の早期診断、予防、および処置に有用な新規の医薬品および放射性医薬品に関する。本発明は、生物系において特異性結合を有し、陽電子放出断層撮影(PET)、単光子放出(SPECT)撮像法、および磁気共鳴(MRI)撮像法に使用できる新規化学化合物も含む。T4および他の甲状腺ホルモンアナログが体内の局在化リガンドに結合する能力は、PET、SPECT、MRI、および同様の撮像法によるリガンドのインサイチュー撮像にそのような化合物を利用することを可能にする。原則として結合が起こる限り、リガンドの性質に関して知る必要はなく、そのような結合は興味のある細胞、器官、組織または受容体のクラスに特異的である。
PET撮像は、陽電子放出同位体で標識されたトレーサ化合物を用いて達成される(Goodman,M.M.Clinical Positron Emission Tomography,Mosby Yearbook,1992,K.F.Hubnerら、Chapter 14)。大半の生体物質では、適切な同位体はほとんどない。炭素同位体11CはPETに使用されてきたが、20.5分というその短い半減期は、速に合成および精製できる化合物、ならびに前駆体C11開始物質が生成される、サイクロトロンに近接する設備への有用性を制限している。他の同位体は、なお短い半減期を有する。N13は10分の半減期を有し、O15は2分のなお短い半減期を有する。両方の放出はC11の放出よりも活発である。それにもかかわらずPETの研究がこれらの同位体を用いて実施されている(Hubner,K.F.,in Clinical Positron Emission Tomography,Mosby Year Book,1992,K.F.Hubnerら、Chapter 2)。さらに有用な同位体18Fは110分の半減期を有する。これは放射性標識トレーサ内への包含のために、精製のために、そしてヒトまたは動物被験体への投与のために十分な時間を与える。加えてサイクロトロンからさらに、最大半径約200マイル離れた設備は、F18標識化合物を利用することができる。18Fの欠点は、天然型生体物質と同等機能を有するフッ化アナログが比較的乏しいことと、サイクロトロン内で生成される開始物質を効率的に利用する合成方法の設計が困難なことである。そのような開始物質はフッ化物イオンまたはフッ素ガスのどちらかでありうる。後者の場合、2分子ガスのフッ素原子1個のみが実際に放射性核種であるので、ガスはF−F18と呼ばれる。したがってF−F18を開始物質として使用する反応は、K.F18を開始物質として利用する反応の放射性核種存在量の半分のみを有する生成物を生じる。他方F18は、無担体求核置換反応を使用して、キュリー量でフッ化物イオンとして高い特異性活性の放射性医薬化合物中へ包含させるために、理論的に1.7Ci/nmolで調製できる。F18のエネルギー放出は0.635MeVであり、組織中に比較的短い2.4mm平均陽電子範囲を生じ、高分解能PET画像を可能にする。
SPECT撮像は、高エネルギー光子を放出する同位体トレーサを利用する(ガンマエミッタ)。有用な同位体の範囲はPETよりも大きいが、SPECTはより低い三次元分解能を与える。それにもかかわらず、SPECTは、アナログ結合、局在化およびクリアランス速度に関する臨床的に重要な情報を入手するために幅広く使用される。SPECT撮像に有用な同位体は、半減期が13.3時間のI123α−ガンマエミッタである。I123で標識した化合物は、製造現場から約1000マイルまで出荷できるか、または現場合成のために同位体自体を輸送できる。同位体の放出の85パーセントが159KeV光子であり、現在使用されているSPECT機器によってただちに測定される。本発明の化合物は、テクネチウムによって標識できる。テクネチウム−99mは、SPECT撮像に有用な放射性核種であることが既知である。本発明のTアナログは、飽和させることができるか、あるいは二重または三重結合を持つ4〜6炭素鎖を通じてTc−99m金属クラスタに結合できる。
PETでのF18標識化合物の使用は、2、3のアナログ化合物に限定されてきた。最も顕著には18F−フルオロデオキシグルコースが、脳活性に関連するグルコース代謝およびグルコース取り込みの局在化の研究に幅広く使用されている。18F−L−フルオロドパおよび他のドーパミン受容体アナログもドーパミン受容体分布のマッピングに使用されている。
他のハロゲン同位体は、PETまたはSPECT撮像に、あるいは従来のトレーサ標識に役立つことができる。これらは75Br、76Br、77Brおよび82Brを、有用な半減期および放出特性を有するとして含む。一般に化学的手段が存在して、任意のハロゲン部分を説明した同位体と置換する。したがって、安定な同位体ハロゲンホモログを含めて、説明した化合物の任意のハロゲン化ホモログの生化学的または生理的活性は今や、当業者による使用のために利用できる。アスタチンは、他のハロゲンアイソタイプと置換できる。210Atは、たとえば8.3時間の半減期を持つアルファ粒子を放出する。他の同位体も合理的に有用な半減期を持つアルファ粒子を放出する。従ってAt置換化合物は、結合が十分に脳特異性である脳療法に有用である。
多くの研究が、炭水化物およびアミノ酸の悪性脳細胞内への包含の増加を証明している。この蓄積はそのような細胞の増殖およびタンパク質合成の加速と関連付けられる。グルコースアナログ18F−2−フルオロ−2−デオキシ−D−グルコース(2−FDG)は、高度の悪性脳を、正常な脳組織または良性成長から区別するために使用されている(DiChiro,G.et al.(1982)Neurology(NY)32:1323−1329.しかしながらフッ素−18標識2−FDGは、正常組織への高度の取り込みが脳の存在を隠すので、低悪性度の脳を検出するために最適な薬剤ではない。加えてフッ素−18標識2−FDGは、感染組織および膀胱それぞれでの2−FDG放射能の高い取り込みのために、肺脳を感染組織から区別するには、または卵巣癌を検出するには理想的な放射性医薬品ではない。炭素−11によって標識された天然型アミノ酸のメチオニン標識は、悪性組織を正常組織から区別するためにも使用されている。しかしまた正常組織での比較的高い取り込みを有する。その上、炭素−11の半減期はわずか20分である;したがってC11メチオニンは長期間に渡って貯蔵できない。
ラットおよびヒトにおける主なCSFチロキシン(T4)担体タンパク質である、脳髄液(「CSF」)トランスチレチン(「TTR」)は、脈絡叢(「CP」)にて合成される。125I−T4のラットへの注射後、放射性T4は最初にCPに、次にCSFに、その後、脳に蓄積する(Chanoine JP, Braverman LE.The role of transthyretin in the transport of thyroid hormone to cerebrospinal fluid and brain. Acta Med Austriaca.1992;19 Suppl 1:25−8)。
本発明の化合物は、アミロイドタンパク質を有する体の部位、特に脳の部位の、実質的に改良されたPET撮像を提供する。生物活性化合物に包含できる利用可能な陽電子放出同位体はすべて、短い半減期を有する。したがってそのような標識化合物の実用性は、標識化合物がどれだけ迅速に合成できるか、最終生成物の合成収率および放射化学純度に依存する。それでも同位体源、すなわちサイクロトロン設備からPET撮像が行われる病院または研究所までのから出荷時間は制限される。有用な距離の概算は、半減期1分当たり約2マイルである。それゆえ20.5分の半減期を持つC11は、供給源から約半径40マイルに制限され、これに対してF18によって標識された化合物は、半径約200マイル内で使用できる。18F標識化合物のさらなる要件は、それが結合することになっている受容体または標的分子に対して特異性の結合を有することと、他の標的への非特異性結合が標的と非標的結合とを区別させるのに十分に低いことと、試験環境で他の物質との交換を避けるために、標識が試験の条件下で安定であることである。さらに詳細には、本発明の化合物は、他の組織または細胞と比較に値する程度まで結合できないのと同時に、所望の標的への十分な結合を示す必要がある。
PET撮像の厳密な要件に対する部分的な解決策は、SPECT撮像でのガンマ放出同位体を利用することである。I123はSPECTで一般に使用される同位体マーカーであり、合成場所から1000マイルを超える有用な範囲のために13時間の半減期を有する。本発明の化合物は、PET撮像の代わりに、SPECT分析での使用のためにI123によって迅速かつ効率的に標識できる。さらに同じ化合物がどちらかの同位体によって標識できるという事実のために、同じトレーサを使用してPETおよびSPECTによって得られた結果を最初に比較することが可能である。
脳結合の特異性は、本発明のI置換化合物の有用性も提供する。そのような化合物は、SPECT撮像では短寿命の123Iによって、または療法の経過監視などの長期試験では長命の125Iによって標識できる。他のヨウ素および臭素同位体は、例示されたものと置換できる。
したがって本発明の化合物は、PETおよびSPECTを使用する脳撮像の改良された方法を提供する。該方法は、(実験および/または診断目的で、ヒトまたは動物でありうる)被験体に、適切な同位体によって標識された本発明の化合物の画像生成量を投与することと、次にF18または他の陽電子エミッタが利用される場合にはPETによって、あるいはI123または他のガンマエミッタが利用される場合にはSPECTによって、化合物の分布を測定することとを必要とする。画像生成量は、スキャナの検出感度およびノイズレベル、同位体の寿命、被験体の体のサイズおよび投与経路を考慮した、少なくともPETまたはSPECTスキャナで画像を提供できる量であり、そのような変数はすべて、過度の実験を用いることなく当業者に既知である計算および測定値によって、既知であり説明される変数の例である。
本発明の化合物は、構造中の任意の原子または原子の組合せの同位体によって標識できることが理解されるであろう。本明細書ではF18、I123、およびI125がPET、SPECTおよびトレーサで特に有用であるとして強調されているが、安定な同位体ホモログの生理的または薬理学的特性に由来する使用を含む他の使用も期待され、当業者に明らかとなるであろう。
本発明は、Tc付加体によるテクネチウム(Tc)標識も提供する。Tcの同位体、とりわけTc99mが脳撮像に使用されている。本発明は、脳撮像に有用である、本発明の化合物のTc錯化付加体を提供する。付加体は、飽和させることができるか、あるいは二重または三重結合を持つ4〜6炭素鎖によって環状アミノ酸に結合されたTc配位錯体である。二重結合が存在する場合、E(トランス)またはZ(シス)異性体のどちらかが合成でき、どちらかの異性体が使用できる。異性体の有用寿命を最大限にするために、最終工程として99mTc同位体を包含するための合成を説明する。
以下の方法を本明細書で報告された手順で利用した。18F−フルオリドは、Seimensサイクロトロンから95%濃縮18O水の11MeVプロトンとの18O(p,n)18F反応を使用して生成した。すべての溶媒および化学薬品は、分析グレードであり、さらに精製せずに使用した。化合物の融点は、Buchi SP装置を使用して毛細管内で決定した。薄層クロマトグラフィー分析(TLC)は、アルミニウム上にコーティングされたシリカゲルG PF−254の250mm厚層を使用することによって実施した(Analtech,Inc.より入手)。カラムクロマトフラフィーは60〜200メッシュシリカゲル(Aldrich Co.)を使用して実施した。赤外スペクトル(IR)をBeckman 18A分光光度計でNaClプレートを用いて記録した。プロトン核磁気共鳴スペクトル(1H NMR)をNicolet高分解能装置によって300MHzにて得た。
別の態様において、本発明は、ヒトのアルツハイマー病の診断用放射性医薬品の製造に本発明の化合物を使用する方法に関する。別の態様において、本発明は、本発明の化合物を調製する方法に関する。
本発明の化合物は、本明細書で述べたように、TTRに結合して、血液脳関門を通過する能力を有する、甲状腺ホルモンアナログまたは他のTTR結合リガンドである。したがって該化合物は、アルツハイマー病の撮像用の生体内診断剤として適している。放射能の検出は、ガンマカメラの使用、または陽電子放出断層撮影(PET)のどちらかによって、当分野で周知の手順に従って実施される。
好ましくは遊離塩基または本発明の化合物の製薬的に許容される塩形、たとえばモノ塩化物またはジ塩化物塩は、診断剤としての生薬製剤に使用される。本発明の化合物を含有する生薬製剤は場合により、当分野で既知のアジュバント、たとえば緩衝剤、塩化ナトリウム、乳酸、界面活性剤などを含有する。使用前に滅菌条件下での生薬製剤の濾過による滅菌が可能である。
放射線量は利用当たり1〜100mCi、好ましくは5〜30mCi、そして最も好ましくは5〜20mCiの範囲であるべきである。
本発明各種の態様の中で、ある化合物(たとえば実施例16〜20で開示される化合物)が好ましい。特に好ましいのは、陽電子放出断層撮影(PET)での診断剤としての使用のための化合物である。
本発明の化合物は任意の適切な経路によって、好ましくはそのような経路に適した製薬組成物の形で、そして脳内のTTRを結合して、ガンマカメラまたはPETによって検出されるのに有効な用量で投与できる。通例、投与は非経口、たとえば静脈内、腹腔内、皮下、皮内、または筋肉内である。静脈内投与が好ましい。それゆえたとえば本発明は、許容される担体、たとえば血清または生理的塩化ナトリウム溶液に溶解または懸濁させた造影剤の溶液を含む、非経口投与用の組成物を提供する。
水性担体は水、アルコール性/水性溶液、生理食塩溶液、非経口ビヒクル、たとえば塩化ナトリウム、リンゲルデキストロースなどを含む。非水性溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油および注射用有機エステル、たとえばエチルオレアートである。他の製薬的に許容される担体、非毒性賦形剤は、塩、保存料、緩衝剤などを含めてたとえばREMMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES,15.sup.th Ed.Easton:Mack Publishing Co.,pp.1405−1412および1461−1487(1975)ならびにTHE NATIONAL FORMULARY XIV.,14.sup.th Ed. Washington: American Pharmaceutical Association (1975)に述べられている。水性担体が好ましい。
本発明の製薬組成物は、本発明の化合物を−場合により製薬学で慣習的な添加剤と組合せて−水性溶媒に懸濁または溶解させることと、次に場合によりt懸濁物または溶液を滅菌することとによって、それ自体既知の方法で生成される。適切な添加剤はたとえば生理的に許容される緩衝液(たとえばトロメタミン)、錯化剤(たとえばジエチレントリアミンペンタ酢酸)または−必要ならば−電解質、たとえば塩化ナトリウムまたは−必要ならば−抗酸化剤、たとえばアスコルビン酸の添加である。
水または生理的食塩溶液による、本発明の化合物の懸濁物または溶液が腸内投与または他の目的に望ましい場合、それらはガレヌス薬学で慣習的であるように、助剤(たとえばメチルセルロース、ラクトース、マンニトール)および/またはテンシド(たとえばレシチン、「Tween」、「Myrj」)および/または味を改善するための香味剤(たとえば精油)の1つまたは複数と混合される。
組成物は従来の周知の滅菌技法によって滅菌でき、または滅菌濾過できる。得られた水溶液はそのまま包装されるか、または凍結乾燥させ、凍結乾燥させた調製物は投与前に滅菌溶液と組合される。該組成物は、生理的条件に近づけるために必要とされるような製薬的に許容される補助物質、pH調節および緩衝剤、張性調節剤、湿潤剤など、たとえば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、ソルビタンモノラウラート、トリエタノールアミンオレアートなどを含有できる。
放射性ハロゲンを有する本発明による化合物では、これらの化合物は「高温」化合物として、すなわち化合物中の放射性ハロゲンと共に出荷され、たとえば生理的に許容される生理食塩溶液中で投与できる。金属錯体の場合、これらの化合物は、「低温」化合物として、すなわち放射性イオンなしで出荷され、次にTcジェネレータ溶出液またはReジェネレータ溶出液と混合できる。
(その細胞表面受容体がインテグリンαβ3、または他のRGD含有化合物の周囲にクラスタ化されたポリペプチドの作用の調節における甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションの役割)
インテグリンαVβ3は、アミノ酸配列Arg−Gly−Asp(「RGD」)を含有する複数の細胞外マトリクスタンパク質リガンドを備えたヘテロダイマー原形質膜タンパク質である。精製インテグリンを使用して、本発明者らは、インテグリンαVβ3はT4を結合することと、この相互作用がαVβ3アンタゴニストによって混乱されることとを発見した。放射性リガンド結合研究は、精製αVβ3がT4を高い親和性で結合し(EC50、371pM)、T3よりもT4を優先的に結合するように見えることを明らかにした。これは、T3と比較してT4によるMAPK活性化および核移行はもちろんのこと、ホルモン誘発血管形成も示すを示す以前の報告と一致している。インテグリンαVβ3アンタゴニストはT4のインテグリンへの結合を阻害し、重要なことにMAPKシグナル伝達カスケードのT4による活性化を防止する。インテグリンへのホルモン結合のこの機能的結果−MAPK活性化−は、インテグリンαVβ3アンタゴニストによる、甲状腺ホルモンのMAPK依存性血管形成誘発作用の阻害と共に、本発明者らがにインテグリン上のヨードチロニン結合部位を受容体として説明させる。甲状腺ホルモン誘導体である、3−ヨードチロナミンは近年、Scanlanらによって微量のアミン受容体(TARI)に結合するが、このアナログの作用が興味深いことにT4およびT3の作用と反対であることに注目すべきである。
インテグリンの従来のリガンドはタンパク質である。その小型分子、甲状腺ホルモンもインテグリンのリガンドであるということは、新規の発見である。本発明は、甲状腺ホルモンの結合から生じるのとは異なる機能性細胞結果のアポトーシスを伴って、多少のエストロゲン活性を持つポリフェノールであるレスベラトロルがインテグリンαVβ3に結合することも開示する。T4が結合するインテグリンの部位は、ヘテロダイマーインテグリンのRGD結合溝またはその付近である。しかしながら、タンパク質の他の箇所でT4に結合することと、tetracまたはRGD含有ペプチドによるRGD認識部位の占有が、T4結合部位をアロステリックに遮断するか、またはT4部位を利用不可にするインテグリン内の配座変化を引き起こすこととが可能である。したがってアストロサイトのラミニン−インテグリン相互作用のT4による調節は、ホルモンのインテグリンへの結合の結果である。それゆえラミニンに加えて、細胞にて外部甲状腺ホルモンが細胞外マトリクスタンパク質のインテグリンαVβ3による配位に影響を及ぼす可能性が存在する。
機構にて非ゲノム性であるT4の作用は、近年十分に裏付けられている。多数のこれらの活性は、MAPKに仲介される。本発明者らは、プロテインキナーゼCの活性化を含む、MAPKカスケードの甲状腺ホルモンによる活性化の初期工程がGTPγSおよび百日咳毒素に感受性であることを示し、甲状腺ホルモンの原形質膜受容体がGタンパク質感受性であることを示している。インテグリンαVβ3によって仲介されるある細胞機能が他の機能によってGタンパク質調節性であると示されたことに注目すべきである。たとえばRGD結合ドメインの部位特異的変異誘発は、ヌクレオチド受容体P2Y2がGを活性化する能力を廃止するが、これに対してGの活性化は影響を受けなかった。Wangらはインテグリン結合タンパク質、IAP/CD47がMAPK活性化のG仲介阻害によって平滑筋細胞遊走を誘発することを証明した。
インテグリンαVβ3によるT4および他のアナログの結合を特異性細胞内シグナル伝達経路の活性化を結び付けることに加えて、本発明は、インテグリンのホルモンの配位がMAPK依存性血管形成のT4による誘発にとって重要であることも開示している。CAMモデルにおいて、著しい血管成長がT4処置の48〜72時間後に起こり、T4の原形質膜効果が錯体転写変化を生じうることを示す。それゆえ細胞表面T4シグナルのホルモン伝達の非ゲノム作用として開始されることは、新血管新生で最大に達するホルモンのゲノム効果と相互作用する。甲状腺ホルモンの非ゲノムおよびゲノム作用のインタフェース、たとえばT4により細胞表面にて開始され、コリプレッサタンパク質のTRによる分断およびコアクチベータの補充を生じる、TRβ1のSer−142におけるMAPK依存性ホスホリル化が述べられている。本発明は、T4がRGDペプチドによって阻害されるMAPK依存性機構によってC−6グリア細胞の成長を刺激することと、甲状腺ホルモンがRGDペプチドによって阻害できることが今や既知であるプロセスによる、MCF−7細胞中での核エストロゲン受容体(ERα)のMARK仲介セリンホスホリル化を引き起こすこととも開示している。複数の細胞系でのこのような発見結果は、甲状腺ホルモンに対する細胞の機能性反応におけるインテグリンの関与をすべて裏付けている。
甲状腺ホルモンの膜受容体としてのαVβ3の同定は、インテグリンとホルモンとの相互作用の臨床的意義および血管形成の下流結果を示す。たとえばαVβ3は多くの腫瘍において過剰発現され、この過剰発現は腫瘍浸潤および成長で役割を果たすように思われる。甲状腺ホルモンの比較的一定の循環レベルは、腫瘍関連血管形成を促進できる。本明細書または別の箇所でのCAMモデルにおけるT4の血管形成誘発作用を示すことに加えて、本発明は、ヒト皮膚微小血管内皮細胞も甲状腺ホルモンに暴露されたときに、新しい血管を形成することも開示している。αVβ3アンタゴニストまたはtetracの腫瘍細胞付近への局所送達は、甲状腺ホルモン刺激血管形成を阻害できる。tetracは甲状腺ホルモンの生物活性の多くが不足しているが、ある細胞の内部へ接近する。tetrac、または特異性RGDアンタゴニストの非免疫原性基質(アガロースまたはポリマー)への固着は、該化合物が原形質膜を通過して、本明細書で示すようにT4誘発血管形成を防止する能力をなお保持する可能性を排除する。それゆえ本研究で使用したアガロース−T4は、特異的な細胞効果を有するが、細胞内部に接近しない甲状腺ホルモンアナログの新たなファミリの原型である。
したがって本明細書の実施例は、インテグリンαVβ3を、甲状腺ホルモン(L−チロキシン、T4)の細胞表面受容体として、そして細胞内シグナル伝達カスケードのT4誘発活性化の開始部位として確認する。αVβ3は放射性標識T4を高い親和性で解離自在に結合する;放射性リガンド結合は、テトラヨードチロ酢酸(tetrac)、αVβ3抗体およびインテグリンRGD認識部位ペプチドによって置換される。CV−1細胞は核甲状腺ホルモン受容体を持たないが、原形質膜αVβ3を持つ;これらの細胞の生理学的濃度T4による処置は、tetrac、RGDペプチドおよびαVβ3抗体によって阻害される効果である、MAPK経路を活性化する。インテグリンへのT4結合のインヒビタは、T4のMAPK仲介血管形成誘発作用も遮断する。MAPKのT4誘発ホスホリル化は、αVおよびβ3のsiRNAノックダウンによって遮断される。これらの発見結果は、T4がRGD認識部位付近でαVβ3に結合することを示し、αVβ3へのホルモン結合が生理学的結果を有することを示す。
(血管形成の阻害での甲状腺ホルモン、アナログ、およびポリマーコンジュゲーションの役割)
本発明は、別の部分で、それを必要とする被験体での血管形成を阻害する組成物および方法も提供する。血管形成を阻害することによる処置に影響を受けやすい状態は、たとえば原発性または転移性腫瘍および糖尿病網膜症を含む。該組成物は、TETRAC、TRIACまたはmAb LM609の有効量を含むことができる。該組成物は、生理的および製薬的に許容される担体中に抗血管形成物質の抗血管形成的有効量を、場合により1つ以上の賦形剤と共に含む、滅菌注射用製薬調剤物の形でもよい。
さらなる態様において、本発明は、抗血管形成剤の血管形成を阻害するのに有効な量をそれを必要とする被験体に投与することによって、血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態を処置する方法を提供する。
血管形成を阻害するために使用される抗血管形成剤の例は、本発明によっても提供され、これに限定されるわけではないが、テトラヨードチロ酢酸(TETRAC)、トリヨードチロ酢酸(TRIAC)、モノクローナル抗体LM609、またはそれらの組合せを含む。そのような抗血管形成剤は、細胞表面にて血管形成誘発剤を阻害するように作用できる。
(癌関連の新たな血管成長)
血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態は、これに限定されるわけではないが、これに限定されるわけではないがグリオーマおよび乳癌を含む、原発性または転移性腫瘍を含む。そのような方法では、甲状腺ホルモン誘発血管形成効果を阻害する化合物が血管形成を阻害するのに使用される。そのような方法の詳細は実施例12で説明する。
(糖尿病網膜症)
血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態の例はこれに限定されるわけではないが、糖尿病網膜症、および関連状態を含む。そのような方法では、甲状腺ホルモン誘発血管形成効果を阻害する化合物が血管形成を阻害するのに使用される。そのような方法の詳細は実施例8AおよびBで説明する。
(糖尿病よりもむしろ)低酸素症によって誘発される増殖性網膜症は、アルファV(αV)インテグリン発現に依存することが既知である(E Chavakisら、Diabetologia 45:262−267,2002)。本明細書では、特異性インテグリンアルファVベータ−3(αVβ3)に対する甲状腺ホルモン作用が糖尿病網膜症の発生で許容されることを提唱する。インテグリンαVβ3は本明細書では、甲状腺ホルモンの細胞表面受容体であることが確認されている。甲状腺ホルモン、そのアナログ、およびポリマーコンジュゲーションはこの受容体を介して作用して、血管形成を誘発する。
(処置および製剤の方法)
甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体は、血管形成をそれを必要とする患者において助長する方法で使用できる。該方法は、1週間以上に渡る少ない1日投薬量での、甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体の有効量の同時投与を含む。該方法は、心筋梗塞後に心機能を回復する処置として使用できる。該方法は、血流の低下が問題である、心筋虚血または心臓以外の部位への不十分な血流、たとえば末梢血管疾患、たとえば末梢動脈閉塞疾患に苦しむ、冠動脈疾患患者の血流を改善するために使用できる。
該化合物は、経口、経直腸、局所または非経口(皮下、筋肉内および静脈内を含む)投与を含む、投与される化合物に適切である任意の医学的に許容される手段を介して投与できる。たとえばアデノシンは非常に短い半減期を有する。この理由で、それは好ましくは静脈内投与される。しかしながら、はるかに長い半減期を有し、他の手段によって投与できるアデノシンA.sub.2アゴニストが開発されている。甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体は、たとえば静脈内、経口、局所、鼻腔内投与で投与できる。
ある実施形態において、甲状腺ホルモンアナログ、ポリマー形態、および誘導体は異なる手段を介して投与される。
血管形成の刺激で有効であるために必要な甲状腺ホルモン、そのアナログ、ポリマー形態、および誘導体の量はもちろん処置される個体によって変わり、最終的に医師の裁量による。考慮される因子は、処置される患者の状態、使用される特定のアデノシンA受容体アゴニストの有効性、製剤の性質、および患者の体重を含む。甲状腺ホルモンアナログまたはそのポリマー形態、および誘導体の閉塞処置投薬量は、所望の効果を与える任意の投薬量である。
上述の化合物は好ましくは、甲状腺ホルモンアナログまたはそのポリマー形態、および誘導体を許容される担体と共に含む、投与方式のための製剤で投与される。当業者に一般に既知であるような、所期の目的に適切である活性成分を含有する任意の製剤または薬物送達システムを使用できる。経口、経直腸、局所または非経口(皮下、腹腔内、筋肉内および静脈内を含む)投与のために適切な製薬的に許容される担体が当業者に既知である。該担体は、製剤の他の成分と適合性であり、そのレシピエントに有害でないという意味で製薬的に許容されねばならない。
非経口投与に適切な製剤は好都合に、好ましくはレシピエントの血液と等張である、活性化合物の滅菌水性調製物を含む。それゆえそのような製剤は、蒸留水、蒸留水または食塩水中の5%デキストロースを好都合に含有できる。有用な製剤は、適切な溶媒による希釈時に、上のparental投与に適切な溶液を与える、式(I)の化合物を含有する濃縮溶液または固体も含む。
腸内投与では、化合物は、活性化合物の規定量をそれぞれ含有する、カプセル剤、カシェ剤、錠剤、または菱形錠;粉剤または粒剤として;あるいは水性液体または非水性液体中の懸濁物または溶液、たとえばシロップ、エリキシル剤、および乳剤またはドラフト剤などの別個の単位の不活性担体中に包含される。適切な担体は、デンプンまたは糖であり、潤滑剤、香料、バインダ、および同じ性質の他の物質を含む。
錠剤は、場合により1つ以上の付属成分を用いて、圧縮または成形によって作成できる。圧縮錠剤は、適切な機械で自由流動形の活性化合物、たとえば粉剤または粒剤を場合により付属成分、たとえばバインダ、潤滑剤、不活性希釈剤、表面活性剤または分散剤と混合して圧縮することによって調製できる。成形錠剤は、適切な機械で粉末化活性化合物と任意の適切な担体との混合物を成形することによって作成できる。
シロップ剤または懸濁剤は、活性化合物を濃縮された糖、たとえばスクロースの水溶液に加えて、それにまた任意の付属成分を添加することによって作成できる。そのような付属成分は、香料、糖の結晶化を遅延させる薬剤または他の任意の成分の溶解度を上昇させる薬剤、たとえば多価アルコール、たとえばグリセロールまたはソルビトールを含むことができる。
直腸投与用の製剤は、坐剤ベース用の従来の担体、たとえばココアバターまたはWitepsol S55(Dynamite Nobel Chemicalの商標、ドイツ)を含む坐剤として提供できる。
あるいは化合物は、リポソームまたはミクロスフェア(または微粒子)中で投与できる。患者への投与のためのリポソームおよびミクロスフェアを調製する方法は、当業者に周知である。内容が参照により本明細書に組み入れられているU.S.Pat.No.4,789,734は、生体物質をリポソームにカプセル化する方法について述べている。本質的に、該物質は水溶液に溶解され、適切なリン脂質および脂質を必要ならば界面活性剤と共に添加し、必要ならば該物質を透析または超音波処理する。既知の方法の概説は、G.Gregoriadis,Chapter 14,”Liposomes,”Drug Carriers in Biology and Medicine,pp.287〜341(Academic Press,1979)によって与えられる。
ポリマーまたはタンパク質より形成されたミクロスフェアは当業者に周知であり、胃腸管を通じた血流への直接の通過のために適応させることができる。あるいは、化合物を包含させ、該ミクロスフェア、またはミクロスフェアの複合体を数日から数ヶ月の範囲の期間に渡る低速放出のために埋め込むことができる。たとえばその内容が参照により本明細書に組み入れられている、U.S.Pat.Nos.4,906,474、4,925,673および3,625,214、およびJein,TIPS 19:155−157(1998)を参照。
1つの実施形態において、甲状腺ホルモンアナログまたはそのポリマー形態、およびアデノシン誘導体は、静脈内投与後に毛細管床にとどまるために適切なサイズに作成されたリポソームまたは微粒子内へ処方可能である。リポソームまたは微粒子が虚血組織を包囲する毛細血管床にとどまっているときに、該薬剤は最も有効でありうる部位に局所的に投与できる。たとえばその内容が参照により本明細書に組み入れられている、”“Liposomal targeting of ischemic tissue”という題名の、BaldeschweilerへのU.S.Pat.No.5,593,688に開示されているように、虚血組織を標的化するための適切なリポソームは、一般に約200ナノメータ未満であり、通例、単層ベシクルでもある。
好ましい微粒子は、生分解性ポリマー、たとえばポリグリコリド、ポリ乳酸およびそのコポリマーから調製された微粒子である。当業者は、所望の薬物放出速度および所望の投薬量を含む各種の因子に依存して、適切な担体系をただちに決定できる。
1つの実施形態において、製剤はカテーテルによって、血管内部に直接投与される。該投与はたとえばカテーテル内の穴を通じて行うことができる。活性化合物が比較的長い半減期(ほぼ1日〜1週間以上)を有する実施形態において、製剤をHubbell et al.へのU.S.Pat.No.5,410,016に開示されているような生分解性ポリマーハイドロゲル中に含めることができる。これらのポリマーハイドロゲルは組織管腔の内側に送達可能であり、活性化合物はポリマーが分解するにつれ経時的に放出される。所望ならば該ポリマーハイドロゲルは、活性化合物がその中に分散された微粒子またはリポソームを有することができ、活性化合物の制御放出のための別の機構を提供する。
製剤は好都合に単位投薬形で提供することができ、製薬分野で周知の方法のいずれかによって調製できる。すべての方法は、活性化合物を、1つ以上の付属成分を構成する担体と結合させる工程を含む。一般に製剤は、活性化合物を液体担体または微粉化固体担体と均一および密接に結合させて、次に必要ならば生成物を所望の単位投薬形に成形することによって調製される。
該調製物は場合により追加の成分、たとえば各種の生物活性物質、たとえば成長因子(TGF−ベータ、塩基性線維芽細胞成長因子(FGF2)、上皮成長因子(EGF)、形質転換成長因子アルファおよびベータ(TGFアルファ、およびベータ)、神経成長因子(NGF)、血小板由来成長因子(PDGF)、ならびに血管内皮成長因子/血管透過性因子(VEGF/VPF))、抗ウィルス剤、抗菌剤、抗炎症剤、免疫抑制剤、鎮痛剤、血管形成剤、および細胞接着分子を含むことができる。
上述の成分に加えて、製剤は製薬調剤物の分野で利用される1つ以上の任意の追加成分、たとえば希釈剤、緩衝剤、香味剤、バインダ、表面活性剤、増粘剤、潤滑剤、懸濁剤、保存料(抗酸化剤を含む)などをさらに含む。
(製造および処置の方法)
単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子誘発剤と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、あるいは単独の、あるいは本発明の神経成長因子または他の神経形成因子受容体と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログのアゴニストは、利用される単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合された特定のポリマー性甲状腺ホルモンアナログと適合する任意の経路で投与できる。それゆえ必要に応じて、投与は経口、あるいは静脈内および腹腔内投与経路を含む非経口でありうる。加えて投与は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの定期的なボーラス注射によるか、あるいは外部(たとえばたとえば静脈内バッグ)または内部(たとえば生分解性インプラント、または単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子生成細胞と組合されたインプラント型ポリマー性甲状腺アナログのコロニー)であるリザーバーからの静脈内または腹腔内投与によってより連続的に行える。
本発明の治療剤(すなわち単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、あるいは単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ受容体のアゴニスト)は、個体に任意の適切な手段によって、直接(たとえば組織部位への注射、インプラントまたは局所投与などによって局所的に)または全身的に(たとえば非経口的または経口的に)に提供できる。薬剤が静脈内、皮下、分子内、眼科的、腹腔内、筋肉内、頬側、経直腸、経膣、眼窩内、脳内、頭蓋内、脊髄内、脳室内、くも膜下腔内、大槽内、嚢内、鼻腔内によって、またはエアゾール投与などによって非経口的に供給される場合、該好ましくは水性または生理的に適合する流体懸濁剤または液剤の一部を構成する。それゆえ単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子担体またはビヒクルと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは生理的に許容されるので、所望の薬剤の患者への送達に加え、その他の点では患者の電解質および/または体積バランスに悪影響を及ぼさない。それゆえ該薬剤の流体溶媒は、正常な生理食塩水(たとえば9.85%水性NaCl、0.15M、pH7〜7.4)を含むことができる。
ダイマーとポリマー性甲状腺ホルモンアナログプロドメインとの結合は、通例、対応する成熟形よりも生理的溶液により溶解しやすい、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログのプロ形を生成する。
非経口投与に有用な溶液は、たとえばREMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Gennaro,A.,ed.),Mack Pub.,1990に述べられているように製薬分野で周知の方法のいずれかによって調製できる。本発明の治療剤の製剤はたとえばポリアルキレングリコール、たとえばポリエチレングリコール、植物起源の油、水素添加ナフタレンなどを含むことができる。直接投与用の製剤は特に、該薬剤を所望の部位への維持を補助するために、グリセロール、および高い粘度の他の組成物を含むことができる。たとえばヒアルロン酸、コラーゲン、トリカルシウムホスフェート、ポリ酪酸、ラクチド、ならびにグリコリドポリマーおよびラクチド/グリコリドコポリマーを含む生体適合性、好ましくは、生体吸収性ポリマーは生体内での薬剤の放出を制御するために有用な賦形剤である。このような薬剤のための他の潜在的に有用な非経口デリバリーシステムは、エチレンビニルアセテートコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、インプラント型輸液システム、およびリポソームを含む。吸入投与用の製剤は賦形剤として、たとえばラクトースを含有するか、または点鼻薬の形で、または鼻腔内に塗布するゲルとして投与するために、たとえばポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココラートおよびデオキシコラートを含有する水溶液、あるいは油性溶液でありうる。非経口投与の製剤は、頬側投与用のグリココラート、直腸投与用のメトキシサリチラート、または経膣投与のcutric acidも含むことができる。直腸投与用の坐剤は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを非炎症性賦形剤、たとえばココアバターまたは室温にて固体であり、体温にて液体である他の組成物と混合することによっても調製できる。
皮膚表面への局所投与用の製剤は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを皮膚科学的に許容される担体、たとえばローション、クリーム、軟膏または石鹸と共に分散させることによって調製できる。特に有用なのは、塗布を局在化させ、除去を抑制するために、皮膚上にフィルムまたは層を形成できる担体である。内部組織表面への局所投与のために、該薬剤を液体組織接着剤または組織表面への吸着を向上させることが既知の他の物質中に分散させることができる。たとえばヒドロキシプロピルセルロースまたはフィブリノゲン/トロンビン溶液は、有利に使用できる。
あるいは、組織コーティング溶液、たとえばペクチン含有製剤を使用できる。あるいは、本明細書で述べた薬剤は経口投与できる。大半のタンパク質は血流中に吸収可能となる前に哺乳類消化系で消化酵素および酸によってただちに分解されるため、治療薬としてのタンパク質の経口投与は一般に実施されない。しかしながら本明細書で述べた単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは通例、酸安定性およびプロテアーゼ耐性である(たとえばU.S.Pat.No.4,968,590を参照)。加えてOP−1は乳腺抽出物、初乳および57日乳にて確認されている。その上、乳腺抽出物から精製されたOP−1は形態形成活性であり、血流中で検出される。摂取乳による母体投与は、TGF−βスーパーファミリタンパク質の自然の投与経路でありうる。Letterioら、Science 264:1936−1938(1994)は、TGF−βがマウス乳中に存在することと、放射性標識TGF−βが授乳期若年者の胃腸粘膜によって吸収されることとを報告している。標識された摂取TGF−βは、肺、心臓および肝臓を含む若年者の体組織で無傷の形で迅速に出現する。最後に、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された溶解形ポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、たとえば抗酸化剤または抗炎症剤を含む、または含まない、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された成熟ポリマー性甲状腺ホルモンアナログ。これらの発見結果は、以下の実施例で開示されるものと同様に、経口および非経口投与が単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログを含むTGF−βスーパーファミリタンパク質を個体に投与するための実行可能な手段であることを示す。加えて、本明細書で述べた単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたあるポリマー性甲状腺アナログの成熟形は通例、溶解性が乏しいが、乳(ならびに乳腺抽出物および初乳)中で単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子形と組合されたポリマー性甲状腺アナログは、おそらく成熟した形態形成活性形と発現された全長ポリペプチド配列のプロドメインの一部またはすべてとの結合によって および/または1つ以上の乳成分との結合によってただちに溶解できる。したがって本明細書で提供される化合物も、試験管内または生体内でその溶解性を向上させることができる分子と結合させることができる。
単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログがCNS障害の治療剤として使用される場合、別の問題:血中に存在する物質の選択した種類以外すべてを有効に遮断する脳毛細血管壁構造である、血液脳関門を克服し、脳へのそれらの通過を防止することに対処する必要がある。血液脳関門は、ポリマー性甲状腺ホルモンアナログの脳,への直接注入によって、あるいは嗅覚ニューロンによる取り込みおよび逆行性輸送に適切な製剤の鼻腔内投与または吸入によって、有効にバイパスできる。あるいは該ポリマー性甲状腺ホルモンアナログを修飾して、血液脳関門でのその輸送を向上させることができる。たとえば単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログ、あるいは単独の、神経成長因子または他の神経形成因子刺激剤と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログが最も成功している。あるいは本明細書で提供する単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログは、当業者に既知である標準手段を使用して、誘導体化できるか、あるいはリン脂質部分または血液脳関門を介して能動的に輸送される物質にコンジュゲートできるたとえばPardridge,Endocrine Reviews 7:314−330(1986)およびU.S.Pat.No.4,801,575を参照。
本明細書で提供する化合物は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログを所望の組織に標的化できる分子と結合することもできる。たとえば所望の組織の細胞上の表面分子と特異的に相互作用する抗体、抗体断片、または他の結合タンパク質を使用できる。有用な標的化分子はたとえば、U.S.Pat.No.5,091,513で開示された単鎖結合部位技術を使用して設計できる。標的化分子は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログと共有結合または非共有結合できる。
当業者によって認識されるように、製剤組成物は、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはそのアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログの治療有効量を含有する。すなわちそれらは、損なわれた中枢または末梢神経系機能の検出可能な回復をその完全な回復を含めて刺激するのに十分な時間に渡って神経系組織に影響を及ぼす薬剤の適切な濃度を提供する量を含有する。当業者によって認識されるように、これらの濃度は選択した薬剤の生物学的効率、特定の薬剤、1つ以上の賦形剤との混合物を含むその製剤の化学的特徴(たとえば疎水性)、投与経路、および組織部位内に直接投与されるかどうか、またはそれが全身投与されるかどうかを含む想定された処置を含む、多数の因子によって変わるであろう。投与される好ましい投薬量はまた、疾患または損傷組織の状態、特定の哺乳類の全身健康状態などの変数によって変化しやすい。一般的な問題として、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺アナログ0.00001〜1000mgの1回、毎日、隔週または毎週投薬量が抗酸化剤および/または抗炎症剤の存在下で十分であり、0.0001〜100mgが好ましく、0.001〜10mgがなおさらに好ましい。あるいは、0.01〜1000.mu.g/kg体重の1回、毎日、隔週または毎週投薬量、さらに好ましくは0.01〜10mg/kg体重が好都合に利用される。本有効用量は、または特定の状況下で要望通りに、または適切と見なされるように、1回用量または複数回(2回以上)の分割用量で投与できる。ボーラス注射または拡散性輸液製剤を使用できる。繰返しの、または頻繁な輸液を促進することが望ましい場合、半永久ステント(たとえば静脈内、腹腔内、大槽内または嚢内)の埋め込みが賢明である。
本発明の単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子、誘発剤またはアゴニストと組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログはもちろん、単独で、または本明細書で述べた状態の処置で有益であることが既知の他の分子と組合せて投与できる。たとえば各種の周知の成長因子、ホルモン、酵素、治療組成物、抗生物質、または他の生物活性剤も、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログと共に投与できる。それゆえ各種の既知の成長因子、たとえばNGF、EGF、PDGF、IGF、FGF、TGF−α、およびTGF−βはもちろんのこと、酵素、酵素インヒビタ、抗酸化剤、抗炎症剤、フリーラジカル除去剤、抗生物質および/または化学誘引物質/化学走性因子も、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子製剤と組合された本ポリマー性甲状腺ホルモンアナログ中に含むことができる。
(材料および方法)
試薬:すべての試薬は化学グレードであり、Sigma Chemical Co.(セントルイス、ミズーリ州)から、またはVWR Scientific(ブリッジポート、ニュージャージー州)を通じて購入した。コルチゾンアセテート、ウシ血清アルブミン(BSA)およびゼラチン溶液(ウシ皮膚による2%タイプB)はSigma Chemical Co.から購入した。受精鶏卵はCharles River Laboratories,SPAFAS Avian Products & Services(ノースフランクリン、コネチカット州)から購入した。T43,5,3’−トリヨード−L−チロニン(T3)、テトラヨードチロ酢酸(tetrac)、T4−アガロース、6−N−プロピル−2−チオウラシル(PTU)、RGD含有ペプチド、およびRGE含有ペプチドはSigmaから入手した;CalbiochemよりPD98059;そしてCGP41251は、Novartis Pharma(バーゼル、スイス)から寄贈された。ポリクローナル抗FGF2およびモノクローナル抗β−アクチンはSanta Cruz Biotechnologyから、ヒト組換えFGF2およびVEGFはInvitrogenから入手した。ホスホリル化ERK1/2に対するポリクローナル抗体は、New England Biolabsから、ヤギ抗ウサギIgGはDAKOから入手した。αVβ3に対する(SC73 12)およびα−チューブリン(E9)に対するモノクローナル抗体は、Santa Cruz Biotechnology(サンタクルス、カリフォルニア州)から購入した。正常マウスIgGおよびHRP−コンジュゲートヤギ抗ウサギIgは、Dako Cytomation(カーペンテリア、カリフォルニア州)から購入した。αVβ3(LM609)およびαVβ5(P1F6)に対するモノクローナル抗体は、精製αVβ3と同様にChemicon(テメキュラ、カリフォルニア州)から購入した。 L−[125I]−T4(特異的活性、1250μCi/μg)はPerkin Elmer Life Sciences(ボストン、マサチューセッツ州)から入手した。
血管形成の絨毛尿膜膜(CAM)モデル:生体内新血管新生は、上述した方法によって調査した。9〜12個の10日齢ニワトリ胚をSPAFAS(プレストン、コネチカット州)から入手して、37℃、55%相対湿度にてインキュベートした。皮下注射針を使用して気嚢を隠している殻に小穴を開け、第2の穴を卵の広い側面の、光によって確認された胚膜の血管部分の上に直接作成した。第1の穴での陰圧の印加によって、第2の穴の下に偽気嚢を作成して、CAMを殻より分離させた。約1.0cm2の窓を小型工作用砥石車(Dremel、Emerson Electric Co.の部門)によって、降下したCAMの上の殻へ切込んで、下にあるCAMへの直接接近を可能にした。FGF2(1μg/ml)を標準血管形成誘発剤として使用して、10日齢胚のCAMに新しい血管分枝を誘発させた。No.1濾紙(Whatman International)の滅菌ディスクを3mg/mlコルチゾンアセテートおよび1mmol/L PTUによって予備処置して、滅菌条件下で空気乾燥させた。甲状腺ホルモン、ホルモンアナログ、FGF2または対照溶媒、およびインヒビタを次にディスクに塗布して、ディスクを乾燥させた。該ディスクを次にPBS中で懸濁させて、成長するCAMの上に置いた。T4またはFGF2によって処置したフィルタを3日間のインキュベーションの初日に置き、FGF2に対する抗体を指示したように選択サンプルに30分後に追加した。24時間後に、MAPKカスケードインヒビタPD98059も濾紙ディスクによって、CAMに局所的に添加した。
CAM切片の顕微鏡解析:37℃、55%相対湿度での3日間のインキュベーションの後に、各フィルタディスク直下のCAM組織を対照および処置CAMサンプルから切除した。組織をPBSによって3回洗浄して、35mmペトリ皿(Nalge Nunc)において、SV6立体顕微鏡(Zeiss)下で倍率50倍にて検査した。フィルタに露出させたCAM切片のデジタル画像は、3電荷結合素子カラービデオカメラシステム(東芝)を用いて収集し、Image−Proソフトウェア(Media Cybernetics)によって解析した。各フィルタディスクの範囲に等しい円形領域に含有されていた血管分岐点の数をカウントした。各CAM調製物につき1枚の画像を数えて、8〜10個のCAM調製物からの発見結果を各処置条件(甲状腺ホルモンまたはアナログ、FGF2、FGF2抗体、PD98059)について解析した。加えて各実験を3回実施した。得られた血管形成インデックスは、サンプルの各セットにおける新しい分岐点の平均±SEMである。
FGF2アッセイ:ECV304内皮細胞を、10%ウシ胎児血清を添加したM199培地で培養した。ECV304細胞(10細胞)を完全培地中の0.2%ゲルコーティング24ウェルプレートで一晩プレーティングして、次に細胞を無血清培地で洗浄し、指示されたようにT4またはT3で処置した。72時間後、上澄みを収集して、希釈せずに、ELISAシステム(R&D Systems)を用いて、FGFに関するアッセイを実施した。
MAPK活性化:ECV304内皮細胞を、0.25%ホルモン枯渇血清13を含むM199培地で2日間培養した。次に細胞はT(10−7mol/L)によって15分〜6時間に渡って処置した。追加実験では、細胞はT4またはFGF2によって、あるいはPD98059またはCGP41251の存在下でT4によって処置した。核画分をすべてのサンプルから前に報告した本発明者らの方法によって調製し、タンパク質をポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離して、ホスホリル化ERK1/2に対する抗体による免疫ブロットのために膜に移した。核ホスホリル化ERK1/2の出現は、これらのMAPKアイソフォームのT4による活性化を示している。
逆転写−ポリメラーゼ連鎖反応:10cmプレート内のコンフルエントECV304細胞をT4(10−7mol/L)によって6〜48時間処置して、グアニジウムイソチオシアナート(Biotecx Laboratories)を使用して全RNAを抽出した。Access RT−PCRシステム(Promega)を使用してRNA(1μg)に逆転写−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を受けさせた。全RNAが48℃にて45分間に渡ってcDNAに逆転写され、次に94℃にて2分間変性させた。第2鎖合成およびPCR増幅は、94℃での30秒間の変性、60℃にて60秒間のアニーリング、68℃にて120秒間の伸長を40サイクルと、すべてのサイクルの完了後に68℃にて7分間の最終伸長とを実施した。FGF2のPCRプライマは以下の通りである:FGF2センス鎖5’−TGGTATGTGGCACTGAAACG−3’(配列番号:1)、アンチセンス鎖5’−CTCAATGACCTGGCGAAGAC−3’(配列番号:2);PCR生成物の長さは734bpであった。GAPDHのプライ間はセンス鎖5’−AAGGTCATCCCTGAGCTGAACG−3’(配列番号:3)、およびアンチセンス鎖5’−GGGTGTCGCTGTTGAAGTCAGA−3’(配列番号:4)を含んでいた;PCR生成物の長さは218bpであった。RT−PCRの生成物を1.5%アガロースゲルでの電気泳動によって分離して、エチジウムブロミドによって描出した。ゲルの標的バンドをLabImageソフトウェア(Kapelan)を使用して定量して、[FGF2/GAPDH]X10の値を各時点について計算した。
統計解析:統計解析を、実験を各対照群と比較する一元配置分散分析(ANOVA)によって実施し、統計的有意性をP<0.05に基づいて計算した。
マウスにおけるマトリゲルFGFまたは癌細胞系インプラントでの生体内血管形成:生体内マウス血管形成モデル:マウスマトリゲルモデルは、上述の方法(Grantら、1991;Okadaら、1995)に従って、本発明者らの実験室で実施した通りに行った(Powelら、2000)。間欠には、成長因子を含まないマトリゲル(Becton Dickinson,ベッドフォード、マサチューセッツ州)を4℃にて一晩解凍して、氷の上に置く。マトリゲルの分割量を低温プロピレン管内に入れて、FGF2、甲状腺ホルモンアナログまたは癌細胞(1x10細胞)をマトリゲルに添加する。マトリゲルを生理的食塩水、FGF2、甲状腺ホルモンアナログまたは癌細胞と共に、マウスの腹側正中に皮下注射する。第14日にマウスを殺処分して、固化したゲルを切除して、新しい血管の存在について分析する。化合物A〜Dを各種の用量で皮下注射する。対照および実験ゲルインプラントを細胞溶解溶液0.5ml(Sigma,セントルイス、ミズーリ州)を含有する遠心分離管に入れ、乳棒で粉砕する。次に管を4℃にて一晩インキュベートして、翌日1,500xgで15分間遠心分離にかける。各サンプルの細胞溶解液の分割量200μlをDrabkinの試薬溶液(Sigma,セントルイス、ミズーリ州)1.3mlに添加する。該溶液を分光光度計で540nmにて分析する。光の吸収は、サンプル中に含有されているヘモグロビンの量に比例する。
腫瘍成長および転移−腫瘍インプラントのニワトリ絨毛尿膜膜(CAM)モデル:プロトコルは以前に説明されている(Kimら、2001)。簡潔には、腫瘍細胞1x10個を各CAM(7日齢胚)の表面に置いて、1週間インキュベートする。得られた腫瘍を切除して、50mgの断片に切断する。これらの断片をグループ当たり追加の10個のCAMに載せて、翌日、PBSに溶解させた化合物(A〜D)25μlによって局所的に処置する。7日後、次に腫瘍を卵から切除して、CAMごとに腫瘍重量を決定する。図8は、CAMの生体内腫瘍成長モデルに関与する工程を示す概略図である。
癌細胞系の腫瘍成長速度、腫瘍血管形成、および腫瘍転移に対するTETRAC、TRIAC、および甲状腺ホルモンアンタゴニストの効果を決定できる。
腫瘍成長および転移−マウスにおける腫瘍異種移植モデル:モデルは、参照によりその全体がそれぞれ本明細書に組み入れられている、Kerrら、2000;Van Waesら、2000;Aliら、2001;およびAliら、2001による本発明者らの公報で述べた通りである。各種の用量での各種の腫瘍タイプに対する、TETRAC、TRIAC、および他の甲状腺ホルモンアンタゴニストの抗癌有効性を決定および比較できる。
腫瘍成長および転移−転移の実験モデル:モデルは、本発明者らの最近の公報で述べた通りである(参照によりその全体がそれぞれ本明細書に組み入れられている、Mousa,2002;Amirkhosraviら、2003aおよび2003b)。簡潔には、B16マウス悪性メラノーマ細胞(ATCC,ロックビル、メリーランド州)および他の癌系を、10%ウシ胎児血清、ペニシリンおよびストレプトマイシン(Sigma,セントルイス、ミズーリ州)を添加したRPMI 1640(Invitrogen,カールスバッド、カリフォルニア州)で培養する。細胞を70%コンフルエントまで培養し、トリプシン−EDTA(Sigma)によって収集して、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回洗浄する。実験転移のために、細胞をどちらかの2.0x10細胞/mlの濃度のPBS中で再懸濁させる。動物:本試験では、体重18〜21グラムのC57/BL6マウス(Harlan,インディアナポリス、インディアナ州)に使用されるであろう。すべての手順は、IACUCおよび施設指針に従う。各種の用量での各種の腫瘍タイプに対する、TETRAC、TRIAC、および他の甲状腺ホルモンアンタゴニストの抗癌有効性を決定および比較できる。
(血管形成に対する甲状腺ホルモンアナログの効果)
T4は、CAMモデルの血管形成インデックスの著しい上昇(基底を超えた倍上昇)を誘発した。0.001〜1.0μMでのT3または0.1〜1.0μMのT4は、FGF2 1μgによる血管形成インデックスの2〜3倍の上昇と比較して、血管形成インデックスの2〜2.5倍の上昇を生じる最大効果を達成した(表1ならびに図1aおよび1b)。血管形成を助長するT4の効果(血管形成インデックスの2〜2.5倍の上昇)は、PTUの存在または非存在下で達成され、これはT4からT3への変換を阻害する。91〜100nM)のT3自体は、CAMモデルで強力な血管形成誘発効果を誘発した。T4アガロースは、T4によって達成されたのと同様の血管形成誘発効果を生じた。T4またはT4−アガロースのどちらかの血管形成誘発効果は、TETRACまたはTRIACによって100%遮断された。
(Tの亜最大濃度によるFGF2の血管形成誘発活性の向上)
亜最大濃度のT4およびFGF2の組合せは、FGF2またはT4のどちらかの最大血管形成誘発効果と同じレベルまでの、血管形成インデックスの付加的上昇を生じた(図2)。
CAMモデルにおけるTおよびFGf2の血管形成誘発作用に対するMAPKカスケードインヒビタの効果。T4またはFGF2のどちらかの血管形成誘発効果は、0.8〜8μgのPD98059によって完全に遮断された(図3)。
CAMモデルにおけるTおよびFGf2の血管形成誘発作用に対する特異性インテグリンαVβ3アンタゴニストの効果。T4またはFGF2nどちらかの血管形成誘発効果は、10μgの特異性モノクローナル抗体LM609によって完全に遮断された(図4aおよび4b)。
CAMアッセイは、多種多様の成長因子および血管形成の他のプロモータまたはインヒビタの血管形成活性を検証するために使用されてきた。本研究では、Tは生理的濃度でFGF2のそれに匹敵する活性で血管形成誘発性であることが示されている。PTUの存在はTの効果を低下させず、本モデルではTを生成するためのTの脱ヨウ素化が前提条件でなかったことを示している。本モデルでの新しい血管成長の出現は数日を要するので、本発明者らは甲状腺ホルモンの効果が甲状腺ホルモン(TR)の核受容体の相互作用に完全に依存すると仮定した。TRのその天然リガンドTによる核内錯化を必要とするヨードチロニンの作用は定義により、ゲノム的であり、遺伝子発現において頂点に達する。他方、TRの天然リガンドであるTよりもむしろTに対する、本モデルの優先的反応は、血管形成が原形質膜にてTにより非ゲノム的に開始され、遺伝子転写を必要とする効果が頂点に達するという可能性を上昇させる。Tの非ゲノム作用は幅広く説明されており、通常は原形質膜にて開始され、シグナル伝達経路によって仲介される。それらはヨードチロニンおよびTRの核内リガンド結合を必要としないが、遺伝子転写と相互作用できるか、または遺伝子転写を調節できる。ステロイドの非ゲノム作用も十分に述べられており、ステロイドの、または他の化合物のゲノム作用と相互作用することが既知である。Tおよびtetracによって、またはアガロース−Tによって実施した実験は、Tの血管形成誘発効果が実際に原形質膜にて非常に起こりやすいことを示した。本発明者らは別の箇所で、tetracがTの膜開始効果を遮断するが、それ自体はシグナル伝達を活性化しないことを示している。それゆえそれは甲状腺ホルモンの非ゲノム作用のプローブである。アガロース−T細胞内部に入り込むとは考えられないが、本発明者らや他者によってホルモンの考えられる細胞表面開始作用のモデルを調査するために使用されている。
これらの結果は、甲状腺ホルモンによるMAPKの活性化の別の結果が新しい血管成長であることを示唆している。後者は非ゲノム的に開始されるが、もちろん結果的な複合遺伝子転写プログラムを必要とする。
甲状腺ホルモンの周囲濃度は比較的安定である。CAMモデルは本発明者らが試験した時点で甲状腺欠損であり、それゆえ無傷の生物を再生しないシステムとして見なすことができる。本発明者らは、Tの循環レベルが多種多様の他のレギュレータと共に、内因性血管形成剤、たとえばVEGFおよびFGF2に対する脈管の感受性を調節するように作用することを提唱する。
(三次元血管形成アッセイ)
フィブリンでコーティングしたマイクロキャリアビーズ上で培養したヒト皮膚微小血管内皮細胞(HDMEC)の試験管内三次元萌出血管形成:コンフルエントHDMEC(継代5〜10)は、ゼラチンでコーティングしたCytodex−3ビーズとビーズ当たり細胞40個の比で混合した。細胞およびビーズ(24ウェルプレートでウェル当たりビーズ150〜200個)をEBM+15%正常ヒト血清5mlで懸濁させて、最初の4時間は1時間ごとに静かに混合し、次にCOインキュベータで一晩培養した。翌日、新しいEBM+5% HS 10mlを添加して、混合物をさらに3時間培養した。実験前にECビーズ培養物を点検した;次にPBS 500ulを24ウェルプレートに添加して、ECビーズ培養物溶液100ulをPBSに添加した。ビーズの数をカウントして、EC/ビーズの濃度を計算した。
血管形成因子または試験因子を含む、または含まないEBM培地中のフィブリノゲン溶液(1mg/ml)を調製した。正の対照には、50ng/ml VEGF+25ng/ml FGF2を使用した。ECビーズをEBM培地で2回洗浄して、ECビーズをフィブリノゲン溶液に添加した。実験を各条件について3通り実施した。ECビーズフィブリノゲン溶液と静かに混合して、ヒトトロンビン2.5ul(0.05U/ul)をフィブリノゲン溶液1mlに添加した;300ulを24ウェルプレートの各ウェルにただちに移した。フィブリノゲン溶液は5〜10分後に重合する;20分後、本発明者らはEBM+20%正常ヒト血清+10ug/mlアプロチニンを添加した。該プレートをCOインキュベータでインキュベートした。HDMECがフィブリンゲルに浸潤して、チューブを形成するのに約24〜48時間かかる。
ウシフィブリンゲル内でのウシ肺動脈内皮細胞血管形成挙動を調査するために以前に設計されたマイクロキャリア試験管内血管形成アッセイ[Nehls and Drenckhahn,1995a,b]を三次元ECM環境でのヒト微小血管内皮細胞血管形成の研究のために改良した(図1および2)。簡潔には、前述のように単離したヒトフィブリノゲン[Feng et al,1999]をM199培地に1mg/ml(pH7.4)の濃度で溶解させて、0.22マイクロフィルタで濾過することによって滅菌した。5xM199培地および蒸留水中で滅菌Vitrogen 100を混合することによって、等張1.5mg/mlコラーゲン溶液を調製した。pHを1N NaOHによって7.4に調整した。ある実験では、成長因子およびECMタンパク質(たとえばVEGF、bFGF、PDGF−BB、血清、ゼラチン、およびフィブロネクチン)をフィブリノゲンまたはコラーゲン溶液に添加した。次にECビーズ約500個を1mg/mlフィブリノゲンまたは1.5mg/mlコラーゲン溶液に添加した。続いてECビーズ−コラーゲンまたはECビーズ−フィブリノゲン懸濁物(ECビーズ500個/ml)を24ウェルプレートに300ul/ウェルでプレーティングした。ECビーズ−コラーゲン培養物を37℃にてインキュベートしてゲルを形成させた。ECビーズ−フィブリノゲン培養物のゲル化は、最終濃度0.5U/mlでのトロンビンの添加後、室温にて5分以内に発生した。ゲル化後、新しいアッセイ培地1ml(HDMECには20%正常ヒト血清を添加したEBM、または10%ウシ胎児血清を添加したEBM)を各ウェルに添加した。血管形成反応を視覚的に監視して、ビデオ画像キャプチャによって記録した。特に毛細血管萌出形成を観察して、Nikon NP−2サーモスタットおよびSheldon#2004二酸化炭素フローミキサを備えたインキュベータハウジングを装備した、Nikon Diaphot−TMD倒立顕微鏡(Nikon Inc.;メルビル、ニューヨーク州)によって記録した。顕微鏡をMacintosh G3コンピュータに接続されたDage−MTI CCD−72SビデオカメラおよびSony 12”PVM−122ビデオモニタで構成されるビデオシステムに直接インタフェースした。Adobe Photoshopを使用して、画像を各種の倍率で取り込んだ。萌出血管形成に対する血管形成剤の効果を、毛細血管萌出のあるECビーズの数およびパーセントを決定することにより、視覚的に定量した。実験条件ごとに3通りのウェルそれぞれにおいてビーズ100個(5〜6ランダム低倍率視野)をカウントした。すべての実験は少なくとも3回反復した。
(細胞培養)
甲状腺ホルモンに対する核受容体のないアフリカミドリザル線維芽細胞系CV−1(ATCC、マナッサス、バージニア州)を、10%(v/v)熱不活性化FBS、100U/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン、および2mM L−グルタミンを添加してDMEM中に5000細胞/cmでプレーティングして、維持した。培養試薬はすべてInvitrogen Corporation(カールスバッド、カリフォルニア州)から購入した。培養物を5% COを含む37℃の加湿チャンバ内で維持した。該培地を3日おきに交換して、細胞系を80%コンフルエントで継代した。実験処置では、細胞を10cm細胞培養皿(Corning Incorporated,コーニング、ニューヨーク州)にプレーティングして、10% FBS含有培地中で24時間成長させた。次に該細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回すすいで、ペニシリン、ストレプトマイシン、およびHEPESを添加した無血清DMEMを供給した。無血清培地での48時間のインキュベーションの後、細胞をビヒクル対照(0.4%ポリエチレングリコール[v/v]を含む0.004N KOHの最終濃度)またはT4(10−7M最終濃度)によって30分間処置した;次に培地を収集して、遊離T4レベルを酵素免疫アッセイによって決定した。10−7M 全T4でインキュベートした培養物は、10−9〜10−10M遊離Tを有する。処置後、細胞を収集して、前述したように核タンパク質を調製した。
(siRNAによる一過性形質移入)
CV−1細胞を10cm皿にプレーティングして(細胞150,000個/皿)、10% FBSを添加したDMEMで24時間インキュベートした。細胞をOPTI−MEM(Ambion,オースチン、テキサス州)ですすぎ、メーカーの指示に従ってsiPORT(Ambion)を使用して、αV、β3、またはαVおよびβ3の両方に対してsiRNA(100nM最終濃度)を形質移入した。CV−1細胞の追加セットはスクランブルsiRNAで形質移入して、負の対照として役立てた。形質移入の4時間後、10% FBS含有培地7mlを皿に添加して、培養物を一晩インキュベートさせた。次に細胞をPBSによってすすぎ、T4による処置の前に無血清DMEM中に48時間入れた。
(RNA単離およびRT−PCR)
形質移入の72時間後にQiagen(バレンシア、カリフォルニア州)によるRNeasyキットをメーカーの説明書に従って使用して、全RNAを細胞培養物から抽出した。全RNA 200ナノグラムを、Access RT−PCRシステム(Promega,マディソン、ウィスコンシン州)をメーカーの指示に従って使用して逆転写した。プライマは公開された種特異性配列に基づいていた:αV(アクセション番号NM−002210)F−5’−TGGGATTGTGGAAGGAGおよびR−5’−AAATCCCTGTCCATCAGCAT(319bp生成物)、β3(NM000212)F−5’−GTGTGAGTGCTCAGAGGAGおよびR−5’−CTGACTCAATCTCGTCACGG(515bp生成物)、およびGAPDH(AF261085)F−5’−GTCAGTGGTGGACCTGACCTおよびR−5’−TGAGCTTGACMGTGGTCG(212bp生成物)。RT−PCRはFlexigeneサーマルサイクラーeom TECHNE(バーリントン、ニュージャージー州)で実施した。95℃での2分間のインキュベーションの後、以下の工程を25サイクル実施した:94℃で1分間の変性、57℃で1分間のアニーリング、68℃で1分間の伸長の25サイクル。PCR生成物をエチジウムブロミドで染色した1.8%(w/v)アガロースゲルに描出した。
(ウェスタンブロッティング)
核タンパク質の分割量(10μg/レーン)をLacmmliサンプル緩衝液と混合して、SDS−PAGE(10%分離ゲル)によって分離してから、次にニトロセルロース膜に移した。1% Tween−20を含有するTris緩衝生理食塩水(TBST)中の5%無脂肪乳によって30分間遮断した後、膜をホスホリル化p44/42 MAPキナーゼに対するモノクローナル抗体(Cell Signaling Technology,ビバリー、マサチューセッツ州)の、5%乳を含むTBST中の1:1000希釈物で4℃にて一晩インキュベートした。TBST中での3x10分間の洗浄後、5%乳を含むTBST中のDakoCytomation(カーペンテリア、カリフォルニア州)によるHRPコンジュゲートヤギ抗ウサギIg(1:1000希釈物)で、膜を室温にて1時間インキュベートした。膜をTBST中で3x5分間洗浄して、免疫反応性タンパク質を化学発光(ECL,Amersham)によって検出した。バンド強度はVersaDoc 5000撮像システム(Bio−Rad,ハーキュリーズ、カリフォルニア州)を使用して決定した。
(放射性リガンド結合アッセイ)
精製αVβ3 2μgを試験化合物の指示濃度と混合して、室温にて30分間インキュベートした。次に[125I]−T4(2μCi)を添加して、混合物を20℃にてさらに30分間インキュベートした。サンプルをサンプル緩衝液(50%グリセロール、0.1M Tris−HCl、pH6.8、およびブロモフェノールブルー)と混合して、5%塩基性未変性ゲルに45mAにて24時間に渡って冷所で流した。装置を分解して、ゲルを濾紙上に置いて、プラスチック製ラップに包んで、フィルムに露出させた。バンド強度は、VersaDoc 5000撮像システムを使用して決定した。
(ニワトリ絨毛尿膜膜(CAM)アッセイ(αVβ3試験))
10日齢ニワトリ胚をSPAFAS(プレストン、コネチカット州)から購入して、37℃、55%相対湿度でインキュベートした。皮下注射針を使用して卵の太いほうの端に小穴を開け、第2の穴を卵の広い側面の、光によって確認された胚膜の血管部分の上に直接作成した。第1の穴に弱い吸引力を印加して、気嚢を移動させて、CAMを殻より降下させた。Dremelモデル工作用ドリル(Dremel、ラシーン、ウィスコンシン州)を使用して、約1.0cmの窓を偽気嚢の上の殻に切込み、CAMに接近できるようにした。No.1濾紙(Whatman クリフトン、ニュージャージー州)の滅菌ディスクを3mg/mlコルチゾンアセテートおよび1mmol/Lプロピルチオウラシルによって予備処置して、滅菌条件下で空気乾燥させた。甲状腺ホルモン、対照溶媒、およびmAb LM609をディスクに塗布して、続いて乾燥させた。該ディスクを次にPBS中で懸濁させて、成長するCAMの上に置いた。3日間のインキュベーションの後、フィルタディスクの下のCAMを切開して、PBSですすいだ。各膜を35mmペトリ皿に置いて、SV6立体顕微鏡下で倍率50倍にて検査した。デジタル画像を取り込んで、Image−Proソフトウェア(Mediacybemetics)で解析した。フィルタディスクに等しい円形領域に含有されていた血管分岐点の数を数えた。各処置条件について8〜10個のCAM調製物それぞれから1枚の画像をカウントして、加えて、各実験を3回実施した。
本発明を以下の非制限的な実施例でさらに説明する。
(実施例1)
血管形成に対する甲状腺ホルモンの効果:図1Aに示し、図1Bにまとめたように、L−T4およびL−T3はどちらもCAMアッセイで血管形成を向上させた。T4は0.1μmol/Lの培地における生理学的全濃度にて、血管分岐形成を2.5倍(P<0.001)上昇させた。T3(1nmol/L)も血管形成を2倍刺激した。細胞5’−モノ脱ヨウ素酵素によるT4のT3への変換のためにT4のみ有効であるという可能性は、脱ヨウ素酵素インヒビタPTUがT4によって生成された血管形成に対して阻害効果を持たないという発見結果によって除外された。PTUはCAMモデルで使用したすべての濾紙ディスクに塗布した。それゆえT4およびT3は、成長因子のアッセイで以前に標準化されたCAMモデルにおいて新しい血管分岐形成を助長する。
(実施例2)
T4−アガロースおよびTetracの効果:本発明者らは以前に、T4−アガロースが原形質膜にて開始された細胞シグナル伝達経路をT4と同じ方式で刺激することと、T4およびT4−アガロースの作用が、T4の原形質膜への結合を阻害することが既知である脱アミノ化ヨードチロニンアナログ、tetracによって遮断されることとを示した。CAMモデルでは、tetrac(0.1μmol/L)の添加はT4の作用を阻害するが(図2A)、tetrac単独では血管形成に対して効果を持たない(図2C)。0.1μmol/Lのホルモン濃度で添加されたT4−アガロースの作用は、CAMモデルでのT4の作用に匹敵しており(図2B)、T4−アガロースの効果は、tetracの作用によっても阻害される(図2B;2Cにまとめる)。
(実施例3)
T4の亜最大濃度によるFGF2の血管形成誘発活性の向上:血管形成は、通常、ポリペプチド成長因子の関与を必要とする複雑なプロセスである。CAMアッセイは、血管成長が明白になるのに少なくとも48時間を必要とする;それゆえこのモデルにおける甲状腺ホルモンの明らかな原形質膜効果は、ホルモンに対する複雑な転写反応を引き起こしやすい。したがって本発明者らは、FGF2がホルモン反応に関与するかどうか、そして該ホルモンがこの成長因子の亜生理学的レベルの効果を増強できるかどうかを判定した。T4(0.05μmol/L)およびFGF2(0.5μg/mL)は個別に血管形成を中程度まで刺激した(図3)。FGF2のこの亜最大濃度の血管形成効果は、T4の亜生理学的濃度によって、1.0μg FGF2単独によって引き起こされるレベルまで向上した。それゆえ亜最大ホルモンおよび成長因子濃度の効果は付加的であると思われる。血管形成の甲状腺ホルモン刺激におけるFGF2の役割をさらに精密に定義するために、FGF2に対するポリクローナル抗体をFGF2またはT4のどちらかで処置したフィルタに添加して、72時間後に血管形成を測定した。図4は、FGF2抗体が外因性FGF2の非存在下でFGF2またはT4のどちらかによって刺激された血管形成を阻害することを証明し、CAMアッセイでのT4効果がFGF2発現の上昇によって仲介されることを示唆している。対照IgG抗体は、CAMアッセイで刺激または阻害効果を持たない。
(実施例4)
甲状腺ホルモンによる、内皮細胞からのFGF2放出の刺激:FGF2のレベルは、T4(0.1μmol/L)またはT3(0.01μmol/L)のどちらかで処置したECV304内皮細胞の培地中で3日間測定した。表2に見られるように、T3は培地中でFGF2濃度を3.6倍刺激し、これに対してT4は1.4倍の増加を引き起こした。この発見結果は、甲状腺ホルモンは、少なくとも一部は、内皮細胞に利用可能な成長因子の濃度を上昇させることによって、FGF2の血管形成効果を向上させることを示している。
Figure 2008513461
*P<0.001、ANOVAによってT3処置サンプルを対照サンプルと比較;
†P<0.05、ANOVAによってT4処置サンプルを対照サンプルと比較。
(実施例5)
甲状腺ホルモンおよびFGF2による血管形成の刺激におけるERK1/2シグナル伝達経路の役割:T4が非ゲノム効果を細胞に及ぼす経路は、MAPKシグナル伝達カスケード、特にERK1/2活性化のそれである。本発明者らはT4が上皮成長因子によってERK1/2活性化を上昇させることを知っている。FGF2発現の甲状腺ホルモンによる刺激におけるMAPK経路の役割は、チロシン−トレオニンキナーゼMAPKキナーゼ−1(MEK1)およびMEK2によるERK1/2活性化のインヒビタであるPD98059(2〜20μmol/L)の使用によって検査した。表のデータは、PD98059がT4またはT3のどちらかで処置したECV304内皮細胞からのFGF2放出の増加を効果的に遮断したことを証明している。CAMアッセイでERK1/2阻害の並行試験を実施し、代表的な結果を図5に示す。T3およびT4の組合せはそれぞれ生理学的濃度で、3μmol/L PD98059によって完全に遮断された効果である、血管分岐において2.4倍の増加を生じた(図5A)。分岐形成のFGF2刺激(2.2倍)も、ERK1/2の活性化のこのインヒビタによって効果的に遮断された(図5B)。それゆえ甲状腺ホルモンの血管形成誘発効果は、原形質膜にて開始し、内皮細胞からのFGF2放出を助長するERK1/2経路の活性化を含む。ERK1/2活性化は、FGF2シグナルを伝達して、新しい血管形成を引き起こすために再度必要とされる。
(実施例6)
MAPK活性化に対する甲状腺ホルモンおよびFGF2の作用
ERK1/2 MAPKのホスホリル化および核移行の刺激を、T4(10−7mol/L)で15分〜6時間処置したECV304細胞で試験した。細胞核におけるホスホリル化ERK1/2の出現は、T4処置の15分以内に発生して、30分で最大レベルに達し、6時間後になお明らかであった(図6A)。ホルモンのこの効果は、PD98059(図6B)によって阻害され、このことはこの化合物がMAPKキナーゼによってERK1/2のホスホリル化を遮断するために予想される結果である。本発明者らが他の細胞系でのT4で見たように、これまでのプロテインキナーゼC(PKC)−α、PKC−β、およびPKC−γインヒビタCGP41251も、これらの細胞でのMAPK活性化に対するホルモンの効果を遮断した。甲状腺ホルモンは、複数のサイトカインおよび成長因子、たとえばインターフェロン−γ13および上皮成長因子の作用を向上させる。ECV304細胞では、T4は15分間の同時インキュベーションでFGF2によって引き起こされたMAPK活性化を向上させた(図6C)。ECV304細胞で行った観察をCAMモデルに適用して、本発明者らは、ホルモンが血管形成を誘発する複雑な機構が、FGF2の内皮細胞放出および血管形成に対する放出されたFGF2の自己分泌効果の向上を含むことを提唱している。
(実施例7)
甲状腺ホルモンで処置したECV304細胞におけるRT−PCR:T4の血管形成誘発作用機構の研究において対処された最後の問題は、ホルモンがFGF2遺伝子発現を誘発できるかどうかであった。内皮細胞をT4(10−7mol/L)で6〜48時間処置して、FGF2およびGAPDH RNAのRT−PCRベースの推定(cDNA測定から推測;図7)を実施した。GAPDH含有量について補正したFGF2 cDNAの存在量の増加は、ホルモン処置の6時間によって明らかであり、48時間でさらに増強された。
(実施例8A)
マウスでの網膜新血管新生モデル(糖尿病および非糖尿病):網膜新血管新生に対する試験物質の薬理活性を評価するために、授乳期マウスを高酸素環境に7日間暴露して、回復させ、それによって網膜上での新しい血管の形成を刺激した。試験物質を評価して、網膜新血管新生が抑制されるかどうかを評価する。網膜は、ヘマトキシリン−エオシン染色によって、そして新血管新生を示す少なくとも1つの染色(通常セレクチン染色)によって検査する。他の染色(たとえばPCNA、PAS、GFAP、血管形成のマーカーなど)を使用できる。モデルのまとめは次のとおりである:
動物モデル
・授乳期マウス(P7)およびその母親を過剰酸素添加環境(70〜80%)に7日間置く。
・P12では、マウスを酸素添加環境から取り出して、正常な環境に置く。
・マウスを5〜7日間回復させる。
・次にマウスを殺処分して、眼を収集する。
・眼を必要に応じて凍結または固定する。
・眼を適切な組織化学染色によって染色する。
・眼を適切な免疫組織化学染色によって染色する。
・血液、血清、または他の組織を収集できる。
・眼を特に微小血管の変化に関して、ありとあらゆる発見結果について検査する。新生血管成長を半定量的に評価する。画像解析も利用できる。
(実施例8B)
甲状腺ホルモンおよび糖尿病網膜症
J de Ia Cruzら、J Pharmacol Exp Ther 280:454−459,1997に開示されたプロトコルをストレプトゾトシン(STZ)誘発実験糖尿病および糖尿病網膜症を有するラットへのTetracの投与に使用する。終点は、増殖性網膜症(血管形成)の出現の、Tetracによる阻害である。
(実施例9A)
甲状腺ホルモンおよびアナログの新規医薬ポリマー製剤を使用する創傷治癒および止血処置
本発明は、固定化甲状腺ホルモンアナログ、好ましくはT4アナログ、塩化カルシウム、およびコラーゲンを含む新規の創傷治癒および止血処置も含む。この新規製剤は、静脈および動脈出血の両方を著しく制御して、出血時間を短縮し、フィブリン/血小板血栓を生成して、血小板由来創傷治癒因子を低レベルのコラーゲンの存在下で持続的な方法で放出し、安全である。そのような創傷治癒および止血包帯法の開発は、戦争負傷者治療での短期および長期使用とって非常に貴重でありうる。コラーゲンおよび塩化カルシウムを含有するハイドロゲルまたは包帯中の固定化L−チロキシン(T4)および粒状六糖類の製薬調剤物を最適化できる。ハイドロゲルまたは包帯のこの新規の創傷治癒および止血(WH製剤)処置は、微生物の添加を含むことができる。
ポリマーにコンジュゲートされた、またはアガロースに固定化されたL−チロキシンは、細胞内シグナル伝達イベントの活性化につながる接着細胞表面受容体(インテグリンαVβ3)の活性化を通じて、血管形成の強力な刺激を示し、これが次に各種の成長因子生成のアップレギュレーションにつながる。加えて固定化T4は、上皮、線維芽細胞、およびケラチノサイト細胞遊走を誘発する。T3または他のアナログではなく、固定化T4は、コラーゲン誘発血小板凝集および分泌を向上させて、このことは被験体自体の血小板血栓の形成を助長する。さらに固定化T4は、感染と戦うために重要である白血球遊走も助長する。それゆえ固定化T4は、損傷した血管を再生するために使用される化合物をさらに生成するのを補助でき、創傷部位でフリーラジカルを生成する白血球の量を増加させた。フリーラジカルは、創傷から潜在的に病原性の細菌を除去するのを助ける。
それゆえT3、DIPTA、またはGC−1ではなく、T4またはT4−アガロース(10〜100nM)は、血小板凝集および分泌(脱顆粒)を増強するのに有効である。したがってT4(またはアナログおよびそのポリマーコンジュゲーション、たとえばT4−アガロース)は、10mM塩化カルシウムと組合せて、またはコラーゲンを含んで、または含まないで、創傷治癒に好ましい。図23A〜Eを参照。
(トロンボエラストグラフィー)
トロンボエラストグラフィー(TEG)は、1948年、Hartertによる開発以来、各種の病院環境で使用されてきた。TEGの原理は、血餅の物理粘弾性特徴の測定に基づいている。血餅形成は、37℃にて、表面間に1mmの隙間がある振動プラスチック製円筒キュベット(「カップ」)および同軸吊下げされた静止ピストン(「ピン」)内でコンピュータ化トロンボエラストグラフ(TEG Model 3000,Haemoscope,スコーキー、イリノイ州)を使用して監視した。カップは4.5秒ごとにどちらかの方向に振動して、1秒のサイクル内静止期間があり;0.1Hzの周波数および1秒当たり0.1の最大剪断率を生じた。ピンは、トルク変換器として作用するねじりワイヤによって吊下げられる。血餅形成によって、フィブリンフィブリルはカップをピンに物理的に結合して、血餅の粘弾性によって影響されるカップの回転(ピンに伝達される)はIBM互換パーソナルコンピュータおよびカスタマイズソフトウェア(Haemoscope Corp.,スコーキー、イリノイ州)を使用してオンラインで表示される。ピンが受けたトルク(カップの振動に対して)を時間の関数としてプロットする。
TEGは、各種のパラメータ、たとえば血餅の初期開始の潜時(R)、約20mm振幅の固定血餅固さの開始までの時間(k)、角度によって測定されるような血餅発達の動力学(α)、血餅の最大振幅(MA)を測定することによって凝固を評価する。パラメータAは、MAの任意の点における追跡の幅を測定する。mmの振幅Aは、血餅の強度または弾性の関数である。TEG追跡の振幅は、血餅の剛性の尺度である;血餅によって得られたピーク強度または剪断弾性率、Gは血餅剛性の関数であり、TEG追跡の最大振幅(MA)から計算できる。
以下のパラメータは、TEG追跡から測定した:
・R、反応時間(ゲル化時間)は、3次元フィブリンゲル網目の確立前の潜伏期を表す(約2mm振幅の測定可能な剛性)。
・最大振幅(MA、mm)は、血餅によって現れたピーク剛性である。
・剪断弾性率または血餅強度(G、dynes/cm)は:
G=(5000A)/(100−A)
によって定義される。
血餅は血管傷害の部位で剪断応力に耐えねばならないので、血餅固さは、生体内血栓形成および止血にとって重要なパラメータである。TEGは、血餅形成および収縮に関与する各種の因子(凝固活性化、トロンビン生成、フィブリン形成、血小板活性化、血小板−フィブリン相互作用、およびフィブリン重合)に対する各種の薬理学的介入の有効性を評価できる。ヒト全血においてコンピュータ化TEGによって測定されたエンドトキシン(0.63ug)、Xa(0.25nM)、トロンビン(0.3mU)、およびTF(25ng)の、各種の血餅パラメータに対する効果を表3に示す。
血液サンプリング:
William Beaumont HospitalのHuman Investigations Committeeによって承認されたプロトコルの下で、同意したボランティアから採血した。2注射器方法を使用して、サンプルを21ゲージ翼状針によって採取し、最初に血液3mlを廃棄した。全血(WB)を、1:9(v/v)のクエン酸と全血の比が維持されるように3.8%クエン酸三ナトリウムを含有する、シリコーン処置Vacutainer管(Becton Dickinson,ラザフォード、ニュージャージー州に収集した。血液収集の3時間以内にTEGを実施した。カルシウムを1〜2.5mMで再び添加して、各種の刺激の添加を続けた。塩化カルシウム自体は使用した濃度で、血餅形成および血餅強度の最小の効果のみを示した。
血餅形成は、フィブリノゲンからのFibrinopeptide Aのトロンビン誘発開裂によって開始される。得られたフィブリンモノマーは自発的に重合して、フィブリン線維の三次元網目の形成につながる、線形伸長、分岐、および側方結合を受けるフィブリル鎖を形成する。網目構造の独自の特性は、それらが変形剪断応力に対抗できる剛性弾性固体として挙動することである。変形に対するこの耐性は、弾性率−血餅強度のインデックスによって測定できる。血餅形成開始までの時間のみに基づく従来の凝固試験(プロトロンビン時間および部分トロンボプラスチン時間など)とは異なり、TEGは、血餅によって得られた最大強度の測定を可能にする定量的情報の取得を可能にする。GPIIb/IIIa受容体を介して、血小板はフィブリン(フィブリノゲン)を結合して、血餅の粘弾性特性を調節する。本発明者らの結果は、TF−TEGの血餅強度が明らかに血小板濃度の関数であり、血小板が血餅強度を剪断下で8倍上昇させたことを示した。各種の血小板GPIIb/IIIaアンタゴニスト(クラスI対クラスII)は、剪断下でのTF−TEGを使用して血小板−フィブリン仲介血餅強度を抑制する明確な有効性を持って挙動した。
(統計解析)
データは、平均±SEMとして表される。データは、適用できる場合、Studentのt検定またはANOVAを使用して対または群解析のどちらかで解析した;差は、P<0.05で有意と見なした。
Figure 2008513461
データは、平均±SEM、n=4、*P<0.01を表す。
インピーダンスを使用する全血における血小板凝集および脱顆粒:
本試験では、Chrono−Log CorporationによるModel 560全血血小板凝集計および関連Aggro−Linkソフトウェアを使用した。2個の電極を希釈血液に入れ、電気インパルスを一方から他方へ送る。血小板が電極の周囲で凝集するので、Chrono−Logは、電気信号のインピーダンスを抵抗のオームで測定する。
(血液サンプリング)
全血を17〜21歳の健康なドナーから、3.8%緩衝クエン酸ナトリウムを含む4.5ミリリットルVacutainerバイアル(Becton Dickinson,ラザフォード、ニュージャージー州)内に毎日採取した。血液をロッカーの上に保持して、血小板の寿命を延長させて、実験を瀉血の5時間以内に実施した。
手順:対照として、全血500マイクロリットル、0.9%生理食塩水500マイクロリットル、および磁気撹拌棒をキュベット内へ混合して、5分間に渡って37℃まで加熱した。閾値下凝集は1〜2μg/mlコラーゲン5マイクロリットルによって誘発され、これは血小板凝集計が6〜7分間測定した。T4、T4−アガロース対T3および他の甲状腺ホルモンアナログのコラーゲン誘発凝集および分泌に対する効果を試験した。Ingerman−Wojenski C,Smith JB,Silver MJ.Evaluation of electrical aggregometry:comparison with optical aggregometry,secretion of ATP,and accumulation of radiolabeled platelets.J Lab Clin Med.1983 Jan;101(1):44−52.
(細胞遊走アッセイ)
ヒト顆粒球をMousa et al.の方法によって流血から単離して、細胞遊走アッセイを前述のように実施した(Methods In Cell Science,19(3):179−187,1997,およびMethods In CeIl Science 19(3):189−195,1997)。簡潔には、8μM孔径を備えたニューロプローブ96ウェル使い捨て走化性チャンバを使用する。このチャンバは、ケモカイン、サイトカインまたは細胞外マトリクスタンパク質の勾配に対する細胞遊走の定量化を可能にする。細胞懸濁物(2x10の45μl)をフラバノイドまたは甲状腺ホルモン誘導体などの試験薬剤5μlを含有するポリプロピレンプレートに添加して、22℃にて10分間インキュベートする。IL8(0.1〜100ng)T3/T4(33μl)を用いて、または用いずに0.001〜0.1μMにて使い捨て走化性チャンバの下部ウェルに添加して、次に予備組み立てフィルタを使用してチャンバを組み立てた。細胞/試験薬剤懸濁物25μlを上部フィルタウェルに添加して、次に加湿細胞培養インキュベータで一晩インキュベートした(37℃、5% CO2にて22時間)。一晩のインキュベーションの後、非遊走細胞および過剰な培地を12チャネルピペットおよび細胞スクレーパを使用して静かに除去する。次にフィルタをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回洗浄して、PBS緩衝液中の1%ホルムアルデヒドで固定した。遊走細胞の膜は、TritonX−100(0.2%)を浸透させて、次にPBSで2〜3回洗浄する。遊走細胞のアクチンフィラメントは、ローダミンファロイジン(12.8IU/ml)によって30分間(22℃)染色する。ローダミンファロイジンは毎週新しく作り、3日間まで再使用して、貯蔵するときには4℃にて光を避ける。走化性はCytofluor IIマイクロフィルタ蛍光計(530励起/590放出)を使用して蛍光検出によって定量的に検出する。すべての細胞処置と、次の洗浄は、独自に設計された処置/洗浄ステーションを使用して実施する(Methods In Cell Science,19(3):179−187,1997)。この技法は、細胞遊走の正確な定量を可能にして、最小限のアッセイ間およびアッセイ内変動での再現可能な結果を提供する。
(細胞遊走アッセイ)
これらのアッセイは、孔径8μMのNeuroprobe 96ウェル使い捨て走化性チャンバを使用して実施した。このチャンバは、ビトロネクチンまたはオステオポンチンのどちらかに対する細胞遊走の定量を可能にする。培養した細胞は、EDTA/トリプシン(0.01%/0.025%)を使用する標準化方法の後に除去した。除去後、細胞を2回洗浄して、EBM(内皮細胞基本培地、Clonetics Inc.)中で再懸濁させた(2x10/ml)。ビトロネクチンまたはオステオポンチン(33μl)のどちらかを0.0125〜100μg/mlにて使い捨て走化性チャンバにてを使い捨て走化性チャンバの下部ウェルに添加して、次に予備組み立てフィルタを使用して組み立てた。細胞懸濁物(45μl)を各種の濃度の試験薬剤5μlを含有するポリプロピレンプレートに添加して、22℃にて10分間インキュベートした。細胞/試験薬剤懸濁物25μlを上部フィルタウェルに添加して、次に加湿細胞培養インキュベータで一晩インキュベートした(37℃にて22時間)。一晩のインキュベーションの後、非遊走細胞および過剰な培地を12チャネルピペットおよび細胞スクレーパを使用して静かに除去する。次にフィルタをPBS(Ca+2またはMg+2なし)で2回洗浄して、1%ホルムアルデヒドで固定した。遊走細胞の膜は、TritonX−100(0.2%)を浸透させて、次にPBSで2〜3回洗浄した。遊走細胞のアクチンフィラメントは、ローダミンファロイジン(12.8IU/ml)によって30分間(22℃)染色した。ローダミンファロイジンは毎週新しく作り、3日間まで再使用して、貯蔵するときには4℃にて光を避けた。走化性はCytofluor IIマイクロフィルタ蛍光計(530励起/590放出)を使用して蛍光検出によって定量的に検出した。すべての細胞処置と、次の洗浄は、独自に設計された処置/洗浄ステーションを使用して実施した。このステーションは、それぞれ30ml容積容量を備えた6個の独立した試薬ユニットで構成されていた。独立したユニットに以下の試薬のうち1つを充填した:PBS、ホルムアルデヒド、TritonX−100、またはローダミン−ファロイジン。この技法を使用して、フィルタを適切な溶液に静かに浸漬し、それゆえ遊走細胞の損失を最小限に抑えた。この技法は、細胞遊走の正確な定量を可能にして、最小限のアッセイ間およびアッセイ内変動での再現可能な結果を提供した(1、2)。
Figure 2008513461
LC=下部チャンバ、UC=上部チャンバ
LM609およびSM256などの他の強力および特異性のavb3アンタゴニストを用いて、同様のデータを得た。
(実施例9B)
試験管内ヒト上皮および線維芽細胞創傷治癒:試験管内2次元創傷治癒方法は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられている、Mohamed S,Nadijcka D,Hanson,V.Wound healing properties of cimetidine in vitro.Drug Intell Clin Pharm 20:973−975;1986に述べられている。加えて、本発明者らの研究所ですでに確立された3次元創傷治癒方法を本試験で使用する(以下を参照)。データは、甲状腺ホルモンによる創傷治癒の強力な刺激を示す。
(ヒト皮膚線維芽細胞の試験管内3D創傷治癒アッセイ)
工程1:収縮コラーゲンゲルを調製する:
1)24ウェルプレートを2% BSA 350ulによって室温にて2時間コーティングする。
2)80%コンフルエントNHDF(正常ヒト皮膚線維芽細胞細胞、継代5〜9)をトリプシン処置して、成長培地で中和し、遠心分離にかけて、PBSで1回洗浄する。
3)コラーゲン細胞混合物を調製し、氷上で静かに常時混合する:
原液 終濃度
5×DMEC 1×DMEM
3mg/mlウィルス遺伝子 2mg/ml
ddH2O 最適
NHDF 2×10〜5細胞/ml
FBS 1%
4)24ウェルプレートから2% BSAを吸引し、コラーゲン−細胞混合物350ul/ウェルを添加して、37℃のCO2インキュベータ内でプレートをインキュベートする。
5)1時間後、DMEM+5% FBS培地 0.5ml/ウェルを添加して、10ulチップを使用する。
各ウェルの縁からコラーゲンゲルを取り外し、2日間インキュベートする。線維芽細胞がコラーゲンゲルを収縮させる。
工程2:3Dフィブリン創傷血餅を調製し、創傷コラーゲン培養物を埋め込む
1)試験試薬を用いて、または用いずにフィブリノゲン溶液(1mg/ml)を調製する。エッペンドルフ管内で、各ウェルにフィブリノゲン溶液350ul。
原液 終濃度
5×DMEC 1×DMEM
フィブリノゲン 1mg/ml
ddH2O 最適
試験試薬 最適濃度
FBS 1%または5%
2)各収縮コラーゲンゲルを中間からはさみで切り出す。ゲルをPBSで洗浄して、24ウェルプレートの各ウェルの中央にゲルを移す。
3)ヒトトロンビン(0.25U/ul)1.5ulを各管に添加して、ウェルを混合して、溶液をコラーゲンゲルの周囲に添加すると、溶液は10分後に重合する。20分後に、試験薬剤と共に、または試験薬剤なしでDMEM+1%(または5%)FBSを450ul/ウェルで添加して、プレートを37℃のCO2インキュベータ内で最大5日間インキュベートする。毎日写真を撮影する。
(糖尿病ラットの生体内創傷治癒)
糖尿病ラットの急性切開創傷モデルを使用して、甲状腺ホルモンアナログおよびそのコンジュゲート形の効果を試験する。創傷閉止の速度、破壊強度解析および組織学は、第3〜21日に定期的に実施する。
(方法)
試験では動物(マウスおよびラット)に小型の穿刺創傷を2箇所与える−WHを創傷の一方に塗布して、他方は対照として生理食塩水溶液で被覆した。そうでなければ創傷を放置され自然に治癒する。
該動物を創傷の5日後に安楽死させる。皮膚の小規模な面積−1〜1.5ミリメートルを処置および未処置創傷の縁から切除する。
創傷閉止および創傷閉止までの時間を決定する。加えて、創傷の肉芽組織にて結合組織を構築するのを補助するタンパク質であるテネイシンのレベルが決定される。肉芽組織(すなわち創傷治癒、新規毛細血管および結合組織として通常形成される粗い、ピンク色がかった組織)の品質も決定される。
(材料および方法)
慢性肉芽創を当分野で周知の方法によって作成した。体重300〜350グラムのオスSprague Dawleyラットを使用前に本発明者らの施設で馴化させる。腹腔内ネンブタール麻酔(35mg/kg)下で、ラット背側を剪毛および脱毛する。動物を別々のケージに入れて、食餌および水を自由に与える。すべての実験は、ニューヨーク州アルバニーのDepartment of Veterans Affairs Medical CenterのAnimal Care and Use Committee指針に従って実施した。
ヒト慢性肉芽創と比較したこの創傷の組織学的特徴付けは、以前に実施されていた。次にラット64匹を8つの処置群に分ける(n=8/群)。動物をビヒクル(ビヒクル対照)の局所塗布によって第5、9、12、15、および18日に処置する。ビヒクル対照は、L−チロキシンのコンジュゲーションで使用されるアガロース(群1)またはポリマー形態(群2)のどちらかが可能である。創傷は、第5、9、12、15、および18日に局所的に塗布される粒状六糖類10μg、コラーゲン10μg、および10nM塩化カルシウムの存在下で、T4−アガロース(群3〜5)またはT4−ポリマー(群6〜8)によって1、10、100μg/cmにて処置する。すべての創傷は露出したまま放置した。48時間おきに創傷の輪郭をアセテートシートに透写可能であり、面積の計算はコンピュータ処置デジタル面積測定を使用して実施できる。
次に肉芽組織の全長横片3枚を第19日に頭側端、中間、および尾側端から収集して、10パーセント緩衝ホルマリン中で固定する。横切片(5μm)を各試料から取り、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。肉芽組織の厚さは、接眼ミクロメータを低倍率で用いて概算できる。高倍率視野は、肉芽組織の表面炎症層のすぐ下を検査する。肉芽組織の各片から隣接する5個の高倍率視野を撮影およびコードできる。次にこれらの撮影の拡大プリントを盲検方式での組織測定分析に使用する。線維芽細胞、「円形」細胞(マクロファージ、リンパ球、および好中球)、および毛細血管をカウントする。加えて、各切片の細胞性を1(細胞数減少)〜5(高度に細胞性)のスケールの細胞性として等級付ける
(統計解析)
連続面積測定値を時間に対してプロットした。各動物のデータにGompertz式を当てはめる(代表的なr2=0.85)。この曲線を使用して、創傷半減期を概算できる。群間の比較は、生命表解析およびWilcoxon順位検定を使用して実施する。これらの統計解析は、SAS(SAS/STAT Guide for Personal Computers,Version 6 Edition,ケアリー、ノースカロライナ州、1987、p1028)およびBMDP(BMDP Statistical Software Manual,ロサンゼルス、BMDP Statistical Software,Inc.1988)パッケージを使用してパーソナルコンピュータで実施する。
各種の処置群の細胞カウントをプールして、一元配置分散分析を使用して実施した。群間の差の事後解析は、Tukeyの検定(すべて対多重比較検定)を使用して実施でき、p<0.05は有意と見なされる。Sigma Stat統計ソフトウェア(Jandel Scientific,コートマデラ、カリフォルニア州)がデータ解析に使用されるであろう。
(実施例10)
心筋梗塞のげっ歯類モデル:心筋梗塞の冠動脈結紮モデルを使用して、ラットの心機能を調査する。ラットを最初にキシラジンおよびケタミンによって麻酔をかけ、適切な麻酔が得られた後に、気管に挿管して、陽圧換気を開始する。該動物を仰臥位で置き、その四肢を緩くテープ止めして、胸骨正中切開を実施する。心臓を静かに外に取り出し、6−O縫合糸を左前下行枝冠動脈の周囲で固く縛る。心臓を素早く胸内に戻し、開胸切開を3−O巾着縫合と、それに続く結節縫合または外科用クリップを用いた皮膚閉止によって閉じる。動物を温度制御加熱パッド上に置き、回復中に綿密に観察する。必要ならば酸素補給および心肺蘇生術を与える。回復後、ラットを動物ケア施設に戻す。ラットのそのような冠動脈結紮は、大規模な前壁心筋梗塞を生じる。この処置の48時間死亡率は、50%の高さにもなり、本処置によって生じた梗塞のサイズに変動がある。これらの考慮事項および以前の経験に基づいて、以下で述べる甲状腺ホルモン送達の2つのモデルを比較できるように、大規模な梗塞を持つ16〜20匹のラットを得るために、約400匹のラットが必要である。
これらの実験は、冠動脈結紮前または後の甲状腺ホルモンの全身投与が心エコー検査および血行動態計測によって評価される血行動態異常の程度、梗塞のサイズの縮小を含む、無傷の動物での有益な効果につながることを示すように設計されている。成果測定は梗塞の3週間後に計画される。一部のラットは梗塞を持たないか、または小規模な梗塞のみが生成されるが、これらのラットは、正常な心エコー図および正常な血行動態によって識別できる(左室拡張末期圧<8mmHg)。
(甲状腺ホルモン送達)
2つの送達手法がある。第1に甲状腺ホルモンは、梗塞心筋周囲に直接注射される。正常心筋と虚血心筋との間の境界は急性開胸閉塞の間に容易に識別されるので、この手法は血管形成効果を検出するために十分なホルモン送達を提供する。
第1のモデルは冠動脈バイパス手術を受ける患者に有用であり、1回の局所注射が血管形成を誘発するという原理の証拠を構成するが、第2のモデルを使用するより幅広い手法も使用できる。第2のモデルでは、心筋梗塞を誘発させる前に、逆行性カテーテルを麻酔ラットの頚動脈を介して左室内に入れる。あるいは、大動脈弁のすぐ上で大動脈の直接針穿刺のを実施する。次に甲状腺ホルモンの冠内注射は、数秒間に渡る冠血管開始点のすぐ上で大動脈を突然閉塞させることにより、そして等容性収縮を生じさせることによって刺激される。次に大動脈収縮の直後に、甲状腺ホルモンを左室または大動脈に注入する。生じた等容性収縮は、冠血管で血液を下方に推進して、心筋全体に甲状腺ホルモンを潅流させる。この処置は、有効性を達成するために必要に応じて何回も実施できる。注射の回数は、使用用量および新しい血管の形成によって変わる。
(心エコー検査)
無麻酔ラットで2−DおよびMモード心エコー図を得る方法が開発されている。左室の寸法、機能、壁厚および壁運動は再現性および信頼性を持って測定できる。測定は、甲状腺ホルモン投与に関する偏見をなくすために、盲検方式で実施される。
(血行動態)
血行動態計測を左室損傷の程度を判定するために使用する。ラットをイソフルランで麻酔する。右前頸部に沿った切開を通じて、右頚動脈および右頚静脈を単離して、圧力変換カテーテル(Millar,SPR−612,1.2Fr)をカニューレ挿入する。次に以下の測定を実施する:心拍数、収縮期および拡張期BP、平均動脈圧、左室収縮期および拡張末期圧、ならびに+および−dP/dt。特に有用なのは、左室収縮末期圧の測定であり、その進行的上昇は心筋損傷の程度と相関している。
(梗塞サイズ)
TTC法を使用して梗塞サイズの測定のために、ラットを殺処分する。
(形態計測)
微小血管密度[微小血管/mm]を梗塞部位、梗塞周囲部位、および梗塞に対向する残りの心筋、通常後壁にて測定する。各ラットから、横に薄切りされた筋細胞により7〜10個の顕微鏡高倍率視野[x400]をImage Analysisソフトウェアを使用してデジタル記録する。微小血管は盲検調査者がカウントする。微小循環は、小動脈と細静脈との間に組織を供給する、直径150マイクロメートル以下の三次小動脈を超える血管として定義される。左室肥大の差を補正するために、微小血管密度を体重について補正した左室重量で割る。偽手術ラットからの心筋は対照として作用する。
(実施例11)
T4またはFGF2の血管形成誘発効果に対するαVβ3アンタゴニストの効果
αVβ3インヒビタLM609は10マイクログラムで、CAMモデルにおけるFGF2またはT4誘発血管形成誘発効果をどちらも完全に阻害した(図16)。
(実施例12)
癌関連の新血管成長の阻害
J.Bennett,Proc Natl Acad Sci USA 99:2211−2215, 2002で開示されたプロトコルを、ヒト乳癌細胞のインプラントを移植されたSCIDマウス(MCF−7)へのテトラヨードチロ酢酸(Tetrac)の投与に使用する。Tetracはマウスモデルの該ホルモンアナログの循環レベルを10−6Mまで上昇させるために、飲用水中に供給する。終点は、埋め込んだ腫瘍周囲での血管形成に対するtetracの阻害作用である。
(実施例13)
試験管内三次元微小血管内皮萌出モデルにおけるVEGFおよびFGF2の閾値下レベルでの甲状腺ホルモンおよびそのアナログの血管形成誘発助長効果
、T、T−アガロース、または線維芽細胞成長因子2(FGF2)のいずれかおよび血管内皮成長因子(VEGF)は、試験管内三次元微小血管内皮萌出モデルにおいて比較可能な血管形成誘発効果を生じた。甲状腺ホルモンアナログの血管形成誘発効果は、有糸分裂促進活性化プロテインキナーゼ(MAPK;ERK1/2)シグナル伝達カスケードのインヒビタである、PD98059によって遮断された。加えて、特異性αVβ3インテグリンアンタゴニスト(XT199)は、甲状腺ホルモンアナログまたはT−アガロースのどちらかの血管形成誘発効果を阻害した。データは、甲状腺ホルモンアンタゴニストTetracが甲状腺アナログの血管形成誘発反応を阻害することも証明した。それゆえ試験されたこれらの甲状腺ホルモンアナログは、血管形成誘発性であり、その作用は原形質膜にて開始される作用であり、αVβ3インテグリン受容体を含み、MAPK依存性である。
本発明は、試験管内三次元微小血管内皮萌出モデルにおけるVEGFおよびFGF2の閾値下レベルでのT、T、またはT−アガロースの血管形成誘発助長効果について説明する。本発明は、ホルモン効果が内皮細胞原形質膜にて開始され、αVβ3インテグリンおよびERK1/2シグナル伝達経路の活性化によって仲介されるという証拠も提供する。
三次元萌出アッセイにおける低濃度のVEGFおよびFGF2の血管形成活性のT、T、またはT−アガロースによる上昇が証明された。総ホルモン濃度が10−7〜10−8MのT、Tのどちらか、または10−7MのT−アガロースは血管形成誘発活性で、この試験管内モデルにおけるVEGFおよびFGF2効果の最大濃度に匹敵した。ラット心臓での新しい血管成長が高用量のTによって心筋肥大の誘発と同時に発生することが報告されているが、甲状腺ホルモンは血管形成因子と見なされてはいない。本例は、生理学的濃度のホルモンが心臓以外の環境で血管形成誘発性であることを確認している。
−アガロースはTの効果を再現し、甲状腺ホルモンのこの誘導体は、細胞内部に入り込まないと考えられている;それは本発明者らの研究所では、ヨードチロニンの考えられる細胞表面開始作用に関するホルモン作用のモデルを調査するために使用されている。さらにTおよびtetracを用いた実験も、このモデルでのTの作用が原形質膜にて開始されるという結論を裏付けた。TetracはTの膜開始効果を遮断する。
甲状腺ホルモンはMAPK(ERK1/2)シグナル伝達経路を非ゲノム的に活性化するので、血管形成に対するホルモンの作用は、MAPK仲介できる。CAMモデルに添加されると、MAPKカスケードのインヒビタであるPD98059は、Tの血管形成誘発作用を阻害した。この結果はFGF2生成のTの効果の上流の甲状腺ホルモンシグナルの伝達に対する効果と一致するが、MAPK依存性機構を介しても作用することが既知である。TおよびFGF2は亜最大用量で使用されるときに、個別に内皮細胞におけるERK1/2のホスホリル化および核移行を引き起こし、併用されてERK1/2活性化をさらに向上させる。血管形成のホルモン刺激のMAPK依存性成分のみが脈管成長に対するFGF2の作用に独占的に関連しているという可能性を調査するために、PD98059の存在下でのTに反応したFGF2の細胞放出を測定した。後者の薬剤は、成長因子濃度のホルモン誘発上昇を遮断し、MAPK活性化が、血管形成に対するFGF2の結果的な効果と同様に、内皮細胞からのFGF2放出に対するTの作用に関与していることを示した。
(血管形成に対する甲状腺ホルモンの効果)
、T、またはT−アガロースのいずれかは0.01〜0.1μMにて、血管形成の有意な(P<0.01)刺激を生じた(表4)。これはFGF2(50ng/ml)プラスVEGF(25ng/ml)の血管形成誘発有効性に匹敵することが示されている。
(表4.三次元ヒト微小血管内皮萌出アッセイにおける成長因子、甲状腺ホルモン、およびアナログの試験管内血管形成誘発効果)
Figure 2008513461
データ(平均±SD)を3回の実験から得た。細胞は、閾値下レベルのFGF2(1.25ng/ml)+VEGF(2.5ng/ml)によって予備処置した。データは、対照での処置と比較して、ANOVAによる平均±SD、n=3、P<0.01を表す。
(甲状腺血管形成誘発作用に対するTetracの効果)
は、原形質膜で開始された細胞シグナル伝達経路を刺激する。これらの血管形成誘発作用は、Tの原形質膜への結合を阻害することが既知である、脱アミノ化ヨードチロニンアナログ、tetracによって遮断される。tetrac(0.1μM)の添加は、T、T、またはT−アガロースのいずれかの血管形成誘発作用を阻害する(表5〜7)。これは微小血管内皮細胞遊走の数および血管長の阻害によって示される(表5〜7)。
(甲状腺ホルモンによる血管形成の刺激におけるERK1/2シグナル伝達経路の役割)
三次元微小血管萌出アッセイでERK1/2阻害の並列試験を実施した。甲状腺ホルモンおよびアナログは0.01〜0.1μMで、PD98059によって有意に(P<0.01)遮断された効果である、管長および遊走細胞の数の著しい増大を引き起こした(表5〜7)。これは微小血管内皮細胞遊走の数および血管長の阻害によって示される(表5〜7)。
(甲状腺ホルモンによる血管形成の刺激におけるインテグリンαVβ3の役割)
閾値下レベルのVEGFおよびFGF2の存在下での、0.01〜0.1μMにおけるT、T、またはT−アガロースのいずれかが仲介する血管形成誘発は、αVβ3インテグリンアンタゴニストXT199によって有意に(P<0.01)遮断された(表5〜7)。これは微小血管内皮細胞遊走の数および血管長の数の阻害によって示される(表5〜7)。
それゆえ甲状腺ホルモンおよびそのアナログの血管形成誘発効果は、原形質膜αVβ3インテグリンにて開始し、ERK1/2の活性化を含む。
(表5:三次元ヒト微小血管内皮萌出アッセイにおける甲状腺ホルモンTの血管形成誘発機構)
Figure 2008513461
ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HDMVC)を使用した。細胞はFGF2(1.25ng/ml)+VEGF(2.5ng/ml)によって予備処置した。画像は第3日に4および10Xで撮影した。データは平均±SD、n=3、P<0.01を表す。
(表6:三次元ヒト微小血管内皮萌出アッセイにおける甲状腺ホルモンTの血管形成誘発機構)
Figure 2008513461
ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HDMVC)を使用した。細胞はFGF2(1.25ng/ml)+VEGF(2.5ng/ml)によって予備処置した。画像は第3日に4および10Xで撮影した。データは平均±SD、n=3、P<0.01を表す。
(表7:三次元ヒト微小血管内皮萌出アッセイにおける甲状腺ホルモンT−アガロースの血管形成誘発機構)
Figure 2008513461
ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HDMVC)を使用した。細胞はFGF2(1.25ng/ml)+VEGF(2.5ng/ml)によって予備処置した。画像は第3日に4および10Xで撮影した。データは平均±SD、n=3、*P<0.01を表す。
(実施例14)
血液脳関門でのポリマー性甲状腺アナログ輸送を評価するための試験管内モデル
単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合された、選択されたポリマー性甲状腺アナログがそれを用いて血液脳関門をおそらく通過する能力を評価する試験管内方法を以下に説明する。モデルおよびプロトコルの詳細な説明は、参照によりその開示が本明細書に組み入れられている、Audusら、Ann.N.Y.Acad.Sci 507:9−18(1987)によって与えられている。
簡潔には、微小血管内皮細胞、新しいウシ脳の大脳灰白質から単離する。脳は地元の屠殺場から入手し、抗生物質を含む氷冷最小必須培地(「MEM」)中で研究所まで運搬する。滅菌条件下で標準解剖処置を使用して、大きな表面血管および髄膜を除去する。大脳灰白質は吸引によって除去し、次に約1mmの立方体に刻む。次に刻んだ灰白質を0.5%ディスパーゼ(BMB,インディアナポリス、インディアナ州)によって37℃にて振とう水浴内で3時間インキュベートする。3時間の消化の後、混合物を遠心分離(1000xgで10分間)によって濃縮して、次に13%デキストラン中で再懸濁させて、5800xgにて10分間遠心分離にかける。上澄み脂肪、細胞破片およびミエリンを廃棄して、粗微小血管ペレットを1mg/mlコラーゲナーゼ/ディスパーゼに再懸濁させて、37℃にて振とう水浴内で5時間インキュベートする。5時間の消化の後、微小血管懸濁物を予め確立された50% Percoll勾配に加えて、1000xgにて10分間遠心分離にかける。精製内皮細胞を含有するバンド(勾配の上部から2番目のバンド)を除去して、培地(たとえば50% MEM/50% F−12栄養ミックス)で2回洗浄する。該細胞を後で使用するために、20% DMSOおよび10%ウマ血清を含有する培地中で凍結(−80℃)させる。
単離後、約5x10細胞/cmをラットコラーゲンおよびフィブロネクチンでコーティングした培養皿または5〜12mm孔径ポリカーボネートフィルタにプレーティングする。細胞播種の10〜12日後、細胞単層を顕微鏡によってコンフルエントについて検査する。
これらの細胞の形態学的、組織化学的および生化学的特性のキャラクタリゼーションは、これらの細胞が血液脳関門の顕著な特徴の多くを有することを示している。これらの特徴は:固堅な細胞内結合、膜開窓の欠如、低レベルの飲作用活性、ならびにガンマ−グルタミルトランスペプチダーゼ、アルカリホスファターゼ、および第VIII因子抗原活性の存在を含む。
培養した細胞は、極性結合または輸送のモデルが必要である広範囲に渡る実験に使用できる。細胞をマルチウェルプレートにプレーティングすることによって、大および小分子の両方の受容体および非受容体結合を実施できる。経内皮細胞流量測定を実施するために、細胞を多孔性ポリカーボネート膜フィルタ(たとえばNucleoporeより、プレザントン、カリフォルニア州)上で増殖させる。フィルタが分離流量の速度制限バリアとなる可能性を回避するために、大孔径フィルタ(5〜12mm)を使用する。これらの大孔径フィルタの使用は、フィルタ下での細胞成長を許容せず、細胞単層の目視検査を可能にする。
細胞がコンフルエントに達したら、それらを並列拡散セル装置(たとえばCrown Glassより、サマービル、ニュージャージー州)に入れる。流量測定のために、拡散セルの供給チャンバに試験物質をパルス送出して、次にパルス後各種の時点で分析のために受容チャンバから分割量を取り出す。放射性または蛍光標識物質は、分子流量の信頼できる定量を可能にする。単層完全性は、非輸送性物質、たとえばスクロースまたはイヌリンの添加によって同時に測定し、統計的有意性を確保するために少なくとも4回の判定の反復を測定する。
(実施例15)
外傷性傷害モデル
流体打診(fluid percussion)脳傷害モデルを使用して、単独の、あるいは神経成長因子または他の神経形成因子と組合されたポリマー性甲状腺ホルモンアナログが著しい外傷性脳傷害後に中枢神経系機能を回復する能力を評価した。
I.流体打診(fluid percussion)脳傷害処置
本試験で使用した動物は、体重250〜300グラムのオスSprague−Dawleyラット(Charles River)であった。流体打診(fluid percussion)脳傷害の基本外科医準備は上述されている。参照により本明細書に組み入れられている、Dietrichら、Acta Neuropathol.87:250−258(1994)。簡潔には、ラットを3%ハロタン、30%酸素、および残りの亜酸化窒素によって麻酔した。気管挿管を実施し、ラットを定位固定フレームに置いた。次に4.8mm開頭術を右頭頂葉皮質に重ねて、前頂の後方3.8mmおよび正中の側方2.5mmに実施した。傷害管を露出した硬膜上に置き、接着剤によって接合した。次に歯科用アクリルを傷害管の周囲に注ぎ、次に該傷害管をゲルフォームスポンジで塞いだ。頭皮を縫合で閉じて、動物を元のケースに戻して、一晩回復させた。
翌日、流体打診(fluid percussion)脳傷害を本質的にDixonら、J.Neurosurg.67:110−119(1987)およびCliftonら、J.Cereb.Blood Flow Metab.11:114−121(1991)で述べられているように生成させた。流体打診(fluid percussion)装置は、変換器ハウジングを装着した生理食塩水を充填したPlexiglasシリンダと、ラットの頭蓋に適した傷害ネジで構成されていた。金属製ネジを挿管された麻酔ラット(70%亜酸化窒素、1.5%ハロタン、および30%酸素)のプラスチック製傷害管に確実に連結して、ピストンを打つ振り子の下降によって傷害を誘発させた。ラットには1.6〜1.9atmの軽度〜中程度の頭部傷害を受けさせた。右側頭筋に挿入したサーミスタプローブによって脳温度を間接的に監視し、37〜37.5℃に維持した。直腸温度も測定して、監視期間の前および監視期間を通じて37℃に維持した。
挙動試験:
3つの標準機能/挙動試験を使用して、脳傷害後の感覚運動および反射機能を評価した。該試験は、Bedersonら、(1986)Stroke 17:472−476;DeRyckら、(1992)Brain Res.573:44−60;Markgrafら、(1992)Brain Res.575:238−246;およびAlexisら、(1995)Stroke 26:2338−2346を含む文献で十分に説明されている。
A.前肢配置試験
運動感覚統合を評価するために、3つの独立した刺激(視覚、触覚、および固有受容性)に対する前肢配置を測定した。DeRyckら、Brain Res.573:44−60(1992)。視覚配置サブテストでは、該動物を研究者が直立させた状態で維持して、テーブル面へ近づける。テーブル上での肢の正常な配置を「0」として採点し、遅延配置(<2秒)を「1」として採点し、配置なしまたは非常に遅延した配置(>2秒)を「2」として採点する。該動物が前方へ移動されたときに最初に、そして該動物がテーブルの横に移動されたときに再度、独立したスコアを得る(肢当たりの最大スコア=4;各場合で、より高い数字がより大きい欠陥を示す)。触覚配置サブテストでは、該動物がテーブル面を見たり、そのヒゲで触れたりできないように保持する。該動物が前方に移動されたときに最初に、そしてテーブルの横に移動されたときに再度、背側前肢をテーブル面に軽く触れさせる。配置の各時間は上のように採点する(肢当たりの最大スコア=4)。固有受容性配置サブテストでは、該動物を前方のみに移動して、背側前肢により大きな圧力を印加する;配置は上のように採点する(肢当たりの最大スコア=2)。最後に、動物がテーブル面によるヒゲ刺激に反応して前肢を配置する能力を試験した(肢当たりの最大スコア=2)。次にサブスコアを加えて、肢当たりの全前肢配置スコアを得た(範囲=0〜12)。
B.梁平衡試験
梁平衡は運動皮質傷害に対して感受性である。この作業を使用して、ラットに狭い梁の上で絶え間なくバランスを取ることを要求して、全体の前庭運動機能を評価した。Feeneyら、Science,217:855−857(1982);Goldsteinら、Behav.Neurosci.104:318−325(1990)。該試験は、基準データを得るために、外科手術24時間前の60秒間の訓練試行を3回含んでいた。該装置は長さ10インチ、テーブル面上1フィートに吊るされた、3/4インチ幅梁で構成されていた。ラットを梁に位置決めして、梁の上で四肢を安定した姿勢で60秒間維持する必要があった。該動物の成績を1〜6の範囲であり、スコア1が正常であり、スコア6が、該動物が自身を梁の上で維持できないことを示す、Cliftonら、J.Cereb Blood Flow Metab.11:Il14−121(1991)のスケールで評価した。
C.梁歩行試験
これは特に後肢機能を調査する運動感覚統合の試験である。該試験装置はおよび評価手順は、Feeneyら、Science,217:855−857(1982)から改良した。照明を暗くした室内で、長さ4フィートの1インチ幅梁を床から3フィートの高さに吊下げた。梁の遠端には、狭い進入用通路を備えた暗色ゴールボックスがあった。梁に沿った等距離に4個の3インチ金属ネジが位置決めされ、梁の中心から曲がっている。梁の始点にあるホワイトノイズ発生器および明るい光源は該動物を刺激して、梁を横断させ、ゴールボックスに進入させる。ゴールボックスに入ると、刺激は終了した。ラットが梁を横断するときのゴールボックスに到達するまでの潜時(秒)および後肢の性能を(1〜7の評価スケールに基づいて)記録した。スコア7は、足スリップが2回未満の正常な梁歩行を示し、スコア1はラットが80秒未満で梁を横断できなかったことを示す。3回の連続試行で作業を習得して、正常性能(スコア7)を達成するために、外科手術前に各ラットを3日間訓練した。3回の基準試行を外科手術の24時間前に収集して、その後、3回の試験試行を記録した。潜時およびスコアの平均値をそれぞれの日について計算した。
(実施例16)
甲状腺ホルモンアナログ
Figure 2008513461
(実施例17)
レチノイン酸アナログ
Figure 2008513461
(実施例18)
レチノイン酸とコンジュゲートした甲状腺ホルモンアナログ
Figure 2008513461
Figure 2008513461
Figure 2008513461
(実施例19)
ハロゲン化スチルベストロールアナログ
Figure 2008513461
(実施例20)
T4アナログ、ハロゲン化スチルベストロール、およびレチノイン酸の組成物
Figure 2008513461
(実施例21)
PET撮像用の化合物の調製
一般に、本発明の放射性造影剤(実施例16〜20)は、放射性4−ハロベンジル誘導体をピペラジン誘導体と反応させることによって調製する。PET撮像には好ましいのは、F−18標識4−フルオロベンジル誘導体である。4−フルオロ−.sup.18F−ベンジルハライドの調製の一般方法は、Iwataら、Applied Radiation and Isotopes(2000),Vol.52,pp.87−92に述べられている。
(実施例22)
SPECT撮像用化合物の調製
単光子放出コンピュータ断層撮影(「SPECT」)では、99mTc標識化合物が好ましい。これらの化合物の一般合成経路は、99mTc結合キレータ、たとえばNキレータと反応する、実施例16〜20による化合物の非放射性アナログによって開始する。キレータの合成は標準手順、たとえばA.Mahmoodら、A N−Tetradentate Chelate for Solid−Phase Synthesis:Technetium,Rhenium in Chemistry and Nuclear Medicine(1999),Vol.5,p.71,またはZ.P.Zhuangら、Bioconjugate Chemistry(1999),Vol.10,p.159に述べられている手順に従う。
キレータの1つは、実施例16〜20の非放射性活性化合物の−N(R)R基中の窒素に直接、または1〜10個の炭素原子を有するアルキルラジカルを含むリンカ部分を介して結合されるかのどちらかであり、該アルキルラジカルは場合により、1〜10個の−C(O)基、1〜10個の−C(O)N(R)−基、1〜10個の−N(R)C(O)基、1〜10個の−N(R)基、1〜10個の−N(R)基、1〜10個のヒドロキシ基、1〜10個の−C(O)OR−基、1〜10個の酸素原子、1〜10個の硫黄原子、1〜10個の窒素原子、1〜10個のハロゲン原子、1〜10個のアリール基、および1〜10個の飽和または不飽和複素環式環を含有し、Rはハロゲンまたはアルキルである。好ましいリンカ部分は、−C(O)−CH−N(H)−である。
(実施例23)
T4はαVβ3インテグリンのリガンドである
T4がαVβ3インテグリンのリガンドかどうかを判定するために、市販の精製タンパク質2μgを[125I]T4でインキュベートして、混合物を未変性ポリアクリルアミドゲルに流した。αVβ3は放射性標識T4に結合して、この相互作用は、[125I]T4インキュベーションの前にαVβ3に添加された未標識T4によって、濃度依存的な方法で競合的に妨害された(図24)。未標識T4の添加は、インテグリンの放射性標識リガンドへの結合を全体10−7M(3x10−10M遊離T4)の全T4濃度にて13%、全体10−6M(1.6x10−9M遊離)にて58%低下させ、結合の阻害は10−5M未標識T4で最大であった。非線形回帰を使用して、αVβ3の遊離T4との相互作用は、333pMのKdおよび371pMのEC50を有すると判定された。未標識T4はαVβ3への[125I]T4結合を移動させるのにより有効でなく、10−4M全体T3では信号を28%低下させた。
(実施例24)
tetrac、RGDペプチドおよびインテグリン抗体によってαVβ3へのT4結合が遮断される
本発明者らは以前に、細胞表面で活性化されたT4刺激シグナル伝達経路がT4の原形質膜への結合を防止することが示されている、ヨードチロニンアナログtetracによって阻害可能であることを示している。本発明者らの放射性リガンド結合アッセイにおいて、10−8M tetracは精製αVβ3への[125I]T4結合に対する効果を持たないが、T4およびαVβ3の結合は、10−7M tetracの存在下で38%、10−5M tetracの存在下で90%減少した(図25)。相互作用の特異性を判定するために、インテグリンとの結合からT4を移動させることを試みて、αVβ3の細胞外マトリクス結合部位に結合するRGDペプチド、およびアスパラギン酸残基の代わりにグルタミン酸残基を有し、それゆえαVβ3を結合しないRGEペプチドを添加した。RGEペプチドではなく、RGDペプチドの利用は、[125I]T4のαVβ3との相互作用を用量依存的な方法で低下させた(図25)。
T4のαVβ3との相互作用をさらに特徴付けるために、[125I]T4の添加前に、αVβ3またはαVβ5に対する抗体を精製αVβ3に添加した。1μg/mlのαVβ3モノクローナル抗体LM609の添加は、インテグリンとT4との間の錯体形成を未処置対照サンプルと比較して52%低下させた。LM609の量を2μg、4μg、および8μg/mlまで増加させると、バンド強度がそれぞれ64%、63%および81%低下した(図26)。各種のαVβ3モノクローナル抗体SC7312をインテグリンによってインキュベートしたときに、同様の結果が観察された。SC7312は、T4がαVβ3に結合する能力を、抗体の存在が1μg/mlで20%、2μgで46%、4μgで47%、そして8μg/mlの抗体が存在するときに59%低下させた。αVおよびβ3へのモノクローナル抗体によるインキュベーションは別個に、αVβ3への[125I]T4結合に影響を及ぼさず、該結合がαVβ3のヘテロダイマー錯体から生成された結合ポケットを必要とし、どちらかのモノマーの特異性領域を必ずしも必要としないことを示唆した。バンド強度の低下が抗体によるαVβ3の特異的認識であることを検証するために、[125I]T4の添加前に精製αVβ3を、どちらもインテグリンと放射性リガンドとの間での錯体形成に影響を及ぼさなかったαVβ5(P1F6)またはマウスIgGへのモノクローナル抗体によってインキュベートした(図26)。
(実施例25)
T4刺激MAPK活性化がホルモン結合およびインテグリンαVβ3のインヒビタによって遮断される
ホスホリル化MAPK(pERK1/2)の核移行を生理的レベルのT4 10−7M全体ホルモン濃度、10−10M遊離ホルモン)によって30分間処置したCV−1細胞で試験した。本発明者らが以前に報告した結果と一致して、T4はCV−1細胞へのホスホリル化MAPKの核蓄積を30分以内に誘発した(図27)。表示濃度のαVβ3アンタゴニストによるCV−1細胞の16時間に渡るインキュベーションは、T4がMAPK活性化および移行を誘発する能力を低下させた。10−8および10−7MでのRGDペプチドの利用は、MAPK活性化に対して最小限の効果を有していた。しかしながら10−6M RGDペプチドはMAPKホスホリル化を対照培養物と比較して62%阻害し、活性化は、10−5M RGD(85%の低下)および10−4M RGD(87%の低下)が培地中に存在するときに最大限に低下した。非特異性RGEペプチドの培地への添加はCV−1細胞でのT4処置後にはMAPKホスホリル化および核移行に対する効果がなかった。
T4の原形質膜への結合を防止するTetracは、T4誘発MAPK活性化の有効なインヒビタである。T4と共に10−6Mの濃度で存在するとき、tetracはT4単独で処置した培養物と比較して、MAPKホスホリル化および移行を86%低下させる(図27)。T4利用の16時間前に培地に10−4M tetracを添加したときに、阻害は97%まで上昇した。T4による刺激の16時間前の、αVβ3モノクローナル抗体LM609の培地への添加も、T4誘発MAPK活性化を低下させた。培地中0.01および0.001μg/mlのLM609は、T4処置後にMAPK活性化に影響を及ぼさなかった。培地中の抗体濃度を0.1、1、および10μg/mlに上昇させると、T4単独で処理した細胞と比較したときに、細胞の核画分に見出されたホスホリル化MAPKのレベルがそれぞれ29%、80%、および88%低下した。
CV−1細胞はαV、β3またはαVおよびβ3の両方に対してsiRNAによって一過性形質移入され、無血清培地に入れる前に16時間に渡って回復させた。30分間のT4処置の後、細胞を収集して、核タンパク質またはRNAのどちらかを抽出した。図28Aは、標的インテグリンサブユニットに対する各siRNAの特異性を示している。αV siRNAまたはαVおよびβ3 siRNA両方のどちらかによって形質移入されたCV−1細胞は、αVサブユニットRT−PCR生成物の減少を示したが、細胞がβ3に対して特異性であるsiRNAによって形質移入されたとき、または外因性siRNAの存在下で形質移入試薬に暴露されたときに、αV mRNA発現には相違はなかった。同様にβ3 siRNAによって形質移入された細胞は、β3 mRNAのレベルを低下させたが、αV siRNAのレベルは比較的変わらなかった。30分間に渡るT4の添加は、細胞に形質移入されたsiRNAとは無関係に、αVまたはβ3のどちらでもmRNAレベルを変化させなかった。
活性化MAPKレベルは、αVおよびβ3に対するsiRNAによって、個別にまたは組合せて、CV−1細胞中でのウェスタンブロットによって測定した(図28B)。スクランブルされた負の対照siRNAによって処置されたCV−1細胞は、親細胞系と比較したときに、T4誘発活性化MAPKのわずかに上昇したレベルを有していた。形質移入試薬のみに暴露された細胞は、非形質移入CV−1細胞と同様の、MAPKホスホリル化のレベルおよびパターンを示す。単独の、または組合されたαV siRNAまたはβ3 siRNAのどちらかがCV−1細胞内へ形質移入されたとき、ビヒクル処置培養物中のホスホリル化MAPKのレベルは上昇するが、活性化MAPKレベルをさらに上昇させる能力は阻害される。
(実施例26)
ホルモン誘発血管形成がαVβ3に対する抗体によって遮断される
CAMアッセイにおいて血管形成は、生理学的濃度T4の利用によって刺激される(図29Aおよび図29Bにまとめる)。CAMフィルタディスクに置かれた10−7M T4はPBS処置膜と比較したときに、血管分岐形成を2.3倍(P<0.001)を誘起する。T4のT3への変換を防止するプロピルチオウラシルは、T4によって引き起こされた血管形成に対する効果を持たない。αVβ3に対して作られたモノクローナル抗体、LM609(10μg/フィルタディスク)の添加は、T4に対する血管形成誘発反応を阻害した。
(実施例27)
短期および長期送達用の甲状腺ホルモンアナログの生体適合性ポリマーコンジュゲート
スケッチ1:
甲状腺ホルモンアナログ:
Figure 2008513461
スケッチ2:
比較評価のためのスティック、ボール&スティック、ディスクおよびスペース充填モデルにおける形態&分子構造の3Dビューを示す分子モデル
スティックモデル。2セットの分子−下のセットで分子密度を示す。
Figure 2008513461
ボール&スティックモデル:TriacおよびTetrac−下のセットは分子密度および形態配列を示す。
セット1
Figure 2008513461
Figure 2008513461
(甲状腺ホルモンアナログおよび抗癌活性)
甲状腺ホルモン代謝産物TriacおよびTetracは甲状腺癌の処置において、強化するために、その必要性に対する代用療法として使用される。
市販の甲状腺ホルモンおよびそのアナログ:
Unithroid(登録商標)、Levothroid(登録商標)、Synthroid(登録商標)およびLevoxyl(登録商標)を含む、複数の商標名の合成甲状腺ホルモンが市場で入手できる。Levo−T(登録商標)、Levothyroxine Sodium(登録商標)およびNovothyrox(登録商標)などのジェネリック製剤がある。
天然甲状腺ホルモンは、食品サプリメントとして、屠殺した動物の甲状腺から取得した乾燥粉末形で販売されている。この乾燥生成物丸剤は、望ましくない動物タンパク質、不適当なバランスのT3およびT4化合物ならびに少なくともヒト消費のために推奨される合成バインダを含有することがある。T3のT4に対する比は、動物の腺に応じて各バッチで異なることがあり、ヒト被験体での適正な送達のためには一定でないことが見出されている。該系での用量、送達および有効性の複雑さは、安全なヒト消費および他の局所用途のための標準化された、一定の、限定された用量および一時放出計画を議論する。
(甲状腺ホルモン制御放出系)
現在、米国の患者にとって、利用できる甲状腺ホルモン代替療法のための具体的で標準化された処置計画はない。本発明者らは、試験系での用量、所望の活性および反応プロフィールについて事前に分類された個別要求に基づいて、個々の甲状腺構成要素の長期持続性低速放出系を提案している。本発明者らはそれを、用量定義のための、制限された分布での、これらの生成物の部位へのポリマー結合甲状腺構成要素の送達を通じて実現している。提案したコンジュゲート(図3−スケッチ)は、加水分解性および非加水分解性特徴を通じて達成される短期および長期放出の両方を有するであろう。これは特定の心臓血管および創傷治癒特性のために最小用量レベル送達を達成するであろう。
スケッチ3:規則的なポリマーコンジュゲートおよびランダムポリマーコンジュゲート
Figure 2008513461
O=コンジュゲートされている薬物/有機化合物/物質
薬物/APIコンジュゲートの代表的なポリマーテンプレート。
(コンジュゲート送達システム)
発展中の送達システムのうち、合成ポリマーコンジュゲート化学物質は、勢いを得ている。多種多様の合成、効率的な生分解性主鎖ポリマーを持つ天然およびバイオポリマー起源の側鎖が入手可能であり、当分野で使用されている。ポリアルキルグリコール、ポリエステル、ポリ無水物、ポリ多糖類、およびポリアミノ酸は、目的のための試験管内システムではもちろんのこと、生体内でのその親水性、疎水性性質、酵素、補因子および生物学的に利用可能な酸による加水分解に関するコンジュゲート生成物の最終特徴に応じてコンジュゲーションに利用できる。
(ポリマーコンジュゲーション−合成および精製)
本発明者らは、バイオポリマーを含む制御された加水分解性はもちろんのこと、非加水分解性ポリマーコンジュゲート生成物のコンジュゲート生成物のライブラリを提案している(図6および表−1を参照)。テストケースは、各カテゴリのポリマー生成物から、送達、輸送、半減期および分解およびまたは腐食データを含む薬物動態に関するその詳細な試験のために進化するであろう。そのシリーズは、ポリマーコンジュゲーションのコンビナトリアルまたはパラレル合成における将来の発展を目指して、リンカの配置および一般に使用されているNHSエステルベースの合成方法を含めた、DCC、DCC/HOBtベースおよび他の水溶性試薬を利用する基質および種々のポリマーの反応の同様の化学クラスに適合する、コンビナトリアル合成の同時またはライブラリ設計として作成を試みられるであろう。PRIでの合成機の利用可能な機能は、この効果のために利用され、各生成物は生物試験システムの適合性のために個別に精製されるであろう。
スケッチ4:天然、合成およびポリペプチドポリマー鎖による代表的なポリマーコンジュゲート構造
Figure 2008513461
n=鎖長
R=H、二官能性PEG結合T3
R=I、二官能性PEG結合T4
PEGベース甲状腺化合物ポリマーコンジュゲートデリバリーシステム
Figure 2008513461
メトキシ−PEG結合T4甲状腺生成物のポリマーコンジュゲート
Figure 2008513461
R=HEMA鎖の反復単位
ポリ−(HEMA)結合T4コンジュゲート
Figure 2008513461
ポリ−(ビニ−コ−マレイン酸無水物)固定化コンジュゲート
A=甲状腺構成要素(アミン端を通じてコンジュゲート)
Figure 2008513461
R=反復鎖単位
A=甲状腺構成要素(カルボキシル端を通じてコンジュゲート)
ポリ−(ラクチド−コ−リジン)固定化コンジュゲート
Figure 2008513461
R1=多糖類鎖のモノマー
R2=甲状腺構成要素
ヒアルロン酸結合コンジュゲート
Figure 2008513461
R=甲状腺構成要素T3/T4/DITPA/GC−1
多官能性ポリアミドアミンの固定化甲状腺構成要素
Figure 2008513461
A=コンジュゲート選択甲状腺構成要素
可動化甲状腺ポリペプチドコンジュゲート。
(ポリマーコンジュゲート−物理および化学キャラクタリゼーション)
ポリマー結合化合物の徹底的な分光分析およびクロマトグラフィー分析は、NMR(利用可能な限り、High&Low Field−Proton&Carbon,DEPT,HOMOCOSY&HETEROCOSY/HETCOR)、IR、MS、HPLC、安定適合性および分解速度プロフィールに関する熱および環境分解分析を使用して実施できるであろう。
(放出および安定性試験)
定量放出分析のための詳細なHPLC分析は、個々のポリマーおよびポリマーコンジュゲート生成物のクロマトグラフィーおよび分光分析プロフィールと共に、TriacおよびTetracと同様に、個々の甲状腺生成物、すなわちGC−1、T3、T4およびDITPAについての本発明者らの確立されたプロトコルに基づいて実施されるであろう。
(コンジュゲーションのためのポリマー適合性基準)
生分解性および生体適合性ポリマーは、非加水分解性ポリマーコンジュゲートを含む長期および短期送達ビヒクル用の有望な担体に指定されている(表1)。PEGおよびPEOは、溶解度(イージーキャリアモード、easy carrier mode)、分解時間およびコンジュゲーションの容易さのために選択される、広範囲に渡る分子量の最も一般的なヒドロキシル端ポリマーである。1端保護メトキシ−PEGも膨潤して、それにより細胞内輸送中にタンパク質が付着または固定される可能性を低下させられる直鎖担体として利用できるであろう。本来、例外的に良好な生体適合性、低い結晶性および疎水性を有する、エチレンと酢酸ビニルのあるコポリマー、すなわちEVAcは、カプセル化仲介薬物送達担体の理想的な候補である。
立証された高い半減期およびシステム内保持特性を備えたポリマーは、コンジュゲーションのために着手されるであろう。中でも乳酸およびグリコール酸からの最も一般的で推奨される生分解性ポリマーが利用されるであろう。L−ラクチド、およびL−リジンのコポリマーは、アミド結合形成のためのアミノ官能基のその有効性のために有用であり、これはすべての甲状腺構成要素におけるカルボキシ部分を通じて共に結合された担体および輸送可能な甲状腺化合物の、より持続性の共有結合部位として作用する。
セルロース、キチン、デキストラン、フィコール、ペクチン、カラギナン(すべてのサブタイプ)、およびアルギネートからの天然型多糖類およびその半合成誘導体の一部は、その高い生体適合性、親生物系分解生成物(グルコースおよびフルクトースからの単糖類)、親水性性質、溶解性、ポリマーマトリクスの長期安定性のタンパク質固定化/相互作用のために理想的な担体である。これは経時的な分解に対するポリマーマトリクスへの追加の保護のための外殻を提供し、コンジュゲートの有効半減期を延長させる。
血清アルブミン、コラーゲン、ゼラチンおよびポリ−L−リジン、ポリ−L−アラニン、ポリ−L−セリンからのタンパク質およびポリペプチドは、担体分子の生分解、生体適合性および適度の放出時間の利点を備えた天然アミノ酸ベース薬物担体である。ポリ−L−セリンは、その各種の鎖誘導体、たとえばポリセリンエステル、ポリセリンイミンおよび特定の共有コンジュゲーションに利用できる部位を備えた従来のポリセリンポリマー鎖のためにさらに興味深い。
メタクリレート由来ポリマーからの合成ハイドロゲルは、生組織へのその類似性のために、生物医学用途で頻繁に使用されてきた。最も広範に使用された合成ハイドロゲルは、アクリル酸、アクリルアミドおよび2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)のポリマーである。ポリHEMAは安価で、コンジュゲーション用の生体適合性の入手可能な1級アルコール側鎖伸長官能基であり、それらを完全な薬物送達物質にする眼、眼内および他の眼科用途に適している。pHEMAは細胞付着に影響されず、細胞運動性を備えておらず、そのことはそれらを内部送達システムの理想的な候補にする。
合成甲状腺アナログDITPAコンジュゲーションライブラリ設計プログラムは、粗DITPAコンジュゲート生成物の開発によって実現された。ジシクロヘキシルカルボジイミドを通じて、親水性および疎水性の他のカップリング試薬によって仲介されたPVAおよびPEG親水性ポリマーカップリングは、進行中である。
固相合成機でのライブラリ合成の発展のための設計はその最終段階にあり、その高スループットスクリーニング(HTS)のモデルは、試験システムおよびパラメータ基準の共通性に基づいて導入されるであろう。コンジュゲートの送達時間、半減期および構想された安定性についての統計解析は、構造送達解析(structure delivery analyses(SDA))のために蓄積されるであろう。以下は調製用の所期のポリマーコンジュゲートのリストである(表8)。
表−8:化学クラス反応性および安定性データに基づく可能な調製のための指定されたポリマーコンジュゲートのライブラリ
Figure 2008513461
(他の実施形態)
本発明をその詳説された記述と併せて述べたが、上の記述は、添付請求項の範囲によって定義される本発明の範囲を例示するものであって、制限するものではない。他の態様、利点、および改良は、以下の請求項の範囲内である。
ニワトリCAMアッセイで定量した、血管形成に対するL−T4およびL−T3の効果。A、対照サンプルをPBSに、追加のサンプルを1nM T3または0.1μmol/L T4に3日間暴露した。どちらのホルモンも、3回の実験によるこれらの代表的な画像では血管分岐の増加を引き起こした。B、それぞれ9回のCAMアッセイを含む3回の実験から得た、実験期間中に既存の血管から形成された新しい分岐の平均±SEMの表形式。表示した濃度では、T3およびT4は同様の効果を引き起こした(分岐形成でそれぞれ1.9倍および2.5倍の増加)。ホルモン処置サンプルをPBS処置CAMサンプルと比較した、一元配置ANOVAにより、**P<0.001。 Tetracは、T4およびアガロース結合T4(T4−ag)による血管形成の刺激を阻害する。A、血管分岐形成の2.5倍の増加が0.1μmol/L T4に3日間暴露した代表的なCAM調製物で見られる。同様の3階の実験において、2.3倍の増加があった。ホルモンのこの効果は、T4の原形質膜作用を阻害することが以前に示されたT4アナログである、tetrac(0.1μmol/L)によって阻害される。13 tetrac単独では血管形成を刺激しない(C)。B、T4−ag(0.1μmol/L)は、tetracによって遮断された効果である、血管形成を2.3倍(3回の実験で2.9倍)刺激する。C、CAMアッセイにおけるtetrac、T4−ag、およびT4の作用を検査する3回の実験結果のまとめ。データ(平均±SEM)は、3回の実験それぞれの各実験条件での10枚の画像から得た。T4処置およびT4−アガロース処置サンプルをPBS処置対照サンプルと比較したANOVAにより、**P<0.001。 FGF2およびT4の血管形成誘発効果の比較。A、亜最大濃度でのT4(0.05μmol/L)およびFGF2(0.5μg/mL)のタンデム効果は、CAMアッセイで加法的であり、FGF2(T4の非存在下で1μg/mL)で見られた血管形成のレベルと等しい。B、Aと同様に、CAMアッセイにおけるFGF2およびT4の作用を検査した、3回の実験による結果のまとめ(平均±SEM)。*P<0.05;**P<0.001、3回の実験で処置サンプルの結果をPBS処置対照サンプルの結果と比較。 T4または外因性FGF2によって引き起こされた血管形成に対する抗FGF2の効果。A、FGF2は、抗体(ab)−FGF2(8μg)によって阻害された効果である、3回の実験でのCAMモデルにおける血管形成で2倍の増加を引き起こした。T4は血管形成も1.5倍刺激して、この効果もFGF2抗体によって遮断され、T4およびT3がCAMモデルの細胞からFGF2放出を引き起こすため(表1)CAMモデルでの甲状腺ホルモンの作用がFGF2自己分泌/傍分泌効果に仲介されることが示されている。本発明者らは以前に、非特異性IgG抗体がCAMアッセイにおいて血管形成に何の効果も持たないことを示した。B、FGF2またはT4の存在下でのFGF2−abの作用を研究した、3回のCAM実験による結果のまとめ。*P<0.01;**P<0.001、甲状腺ホルモンおよびFGF2の血管形成に対する効果および抗体−FGF2の存在下でのこれらの効果の消失について研究した3回の実験における有意な効果を示す。 MAPK(ERK1/2)シグナル伝達カスケードインヒビタであるPD98059の、T4、T3、およびFGF2によって誘発された血管形成に対する効果。A、T4(0.1μmol/L)およびT3(1nmol/L)で共に刺激された血管形成は、PD98059(3μmol/L)によって完全に阻害される。B、FGF2(1μg/mL)によって誘発された血管形成もPD98059によって阻害され、成長因子の作用もERK1/2経路の活性化に依存することを示す。T4がその血管形成誘発効果を細胞膜にて開始することを示す、T4−アガロース(T4−ag)およびtetrac(図2)を含む実験の状況では、AおよびBに示す結果が甲状腺ホルモンの血管形成誘発作用でMAPKが演じた2つの役割と一致する:ERK1/2は、FGF2同化につながるホルモンの早期シグナルを伝達し、FGF2の血管形成に対する次の作用を伝達する。C、CAMモデルにおけるT4およびFGF2の作用に対する、PD98059の効果を示す、AおよびBによって表された、3回の実験の結果のまとめ。*P<0.01;**P<0.001、3回の実験によるデータに対するANOVAの結果を示す。 T4およびFGF2はECV304内皮細胞にてMAPKを活性化する。細胞は0.25%ホルモン枯渇血清を含むM199培地中で調製して、T4(0.1μmol/L)によって15分間〜6時間処置した。細胞を収集して、以前に述べたように核画分を調製した。ゲル電気泳動によって分離した核タンパク質を抗体−ホスホリル化MAPK(pERK1およびpERK2、それぞれ44および42kDa)を用いて、続いてルミネセンス検出システムに結合された第2の抗体によって免疫ブロットした。核画分のβ−アクチン免疫ブロットは、この図の各部分のゲル装填用の対照として作用する。各免疫ブロットは3回の実験を代表する。A、T4は、ECV304細胞でのホスホリル化の増加およびERK1/2の核移行を引き起こす。該効果は30分後に最大であるが、効果は≧6時間に渡って残存する。B、ECV304細胞をERK1/2活性化インヒビタPD98059(PD;30μmol/L)またはPKCインヒビタCGP41251(CGP;100nmol/L)によって30分間処置して、その後、10−7M T4を15分間に渡って、表示した細胞サンプルに添加した。核を収集すると、この代表的な実験は、両方のインヒビタ(レーン5および6)によって阻害される、T4(レーン4)によるERK1/2のホスホリル化(活性化)の増加を示し、PKC活性が内皮細胞でのT4によるMAPK活性化にとって必須であることを示唆している。C、ECV304細胞は、T4(10−7mol/L)、FGF2(10ng/mL)、または両方の因子のいずれかによって15分間に渡って処置した。図は、ホルモンまたは成長因子のどちらかで処置した核でのpERK1/2蓄積と、両方の因子による核pERK1/2蓄積の増加を示す。 T4は、ECV304内皮細胞でのFGF2 cDNAの蓄積を増加させる。細胞を6〜48時間に渡ってT4(10−7mol/L)およびFGF2によって処置して、GAPDH cDNAを各細胞分割量から単離した。上のブロットに示すFGF2 cDNAのレベルを、下のブロットに示すGAPDH cDNA癌流量の変動について補正して、FGF2の補正レベルを下のグラフに示す(平均±平均のSE;n=2実験)。すべての時点で、T4によって処置した細胞から抽出したRNA中のFGF2転写物の存在量が増加した。*P<0.05;**P<0.01、対照値に対する各時点での値のANOVAによる比較を示す。 7日齢ニワトリ胚腫瘍成長モデル。腫瘍移植のニワトリ絨毛尿膜膜(CAM)モデルの説明図。 T4は3D創傷治癒を刺激する。本明細書で述べた3D創傷治癒アッセイによる、T4および対照に暴露されたヒト皮膚線維芽細胞の写真。 T4は創傷治癒を用量依存的に向上させる、第3日。グラフによって示されるように、T4は0.1μM〜1.0μMの濃度にて用量依存的な方法で創傷治癒(外部遊走細胞によって測定)を向上させる。0.1μM〜3.0μMのT4の濃度では、この同じ向上は見られない。 精製インテグリンへのI−125−T結合に対する未標識TおよびTの効果。未標識T(10−4M〜10−11M)またはT(10−4M〜10−8M)を精製αVβ3インテグリンに添加して(2μg/サンプル)、30分間インキュベートした。I−125標識T 2マイクロキュリーを各サンプルに添加した。該サンプルを20分間室温にてインキュベートして装填染料と混合し、5%未処置ゲルに24時間に渡って4℃、45mÅにて流した。電気泳動の後、ゲルをプラスチックラップに包んで、フィルムに暴露した。精製αVβ3へのI−125−T結合は、10−11M〜10−7Mの範囲の未標識Tには影響されないが、10−6Mの濃度では用量依存的な方法で未標識Tに競合勝ちされている。インテグリンへの高温のT結合は、10−4M未標識Tによってほぼ完全に取って代わられる。Tは、αVβ3へのT結合との競合勝ちにはあまり有効ではなく、シグナルを10−6M、10−5M、10−4M Tにてそれぞれ11%、16%、28%低下させる。 RGE含有ペプチドではなく、tetracおよびRGD含有ペプチドが精製αVβ3へのT結合に競合勝ちする。A)精製αVβ3へのTetrac添加は、インテグリンへのI−125標識T結合を用量依存的な方法で減少させる。10−8M tetracは、インテグリンの高温T結合との競合勝ちには無効である。TおよびαVβ3の結合は、10−7M tetracの存在下で38%、10−5M tetracによって90%減少した。10−5MでのRGDペプチドの添加は、αVβ3へのT結合に競合勝ちする。RGDペプチドの対照としての10−5Mおよび10−4M RGEペプチドの添加は、精製αVβ3への高温T結合を減弱できなかった。B)パネルAからのtetracおよびRGDデータのグラフ表示。データ点を3回の独立した実験の平均±SDとして示す。 αVβ3へのT結合に対するモノクローナル抗体LM609の効果。A)LM609をαVβ3に表示濃度で添加した。サンプル当たりLM609 1μgは、インテグリンへの標識T結合を52%減少させた。インテグリンへのT結合の最大阻害は、LM609の濃度がサンプル当たり2μgであるときに達成され、8μgもの高い抗体濃度で維持された。抗体特異性の対照として、Tによるインキュベーションの前に10μg/サンプル Cox−2 mABおよび10μg/サンプルマウスIgGをαVβ3に添加した。B)パネルAからのデータのグラフ表示。データ点を3回の独立した実験の平均±SDとして示す。 誘発MAPK活性化に対するRGD、RGE、tetrac、およびmAB LM609の効果。A)CV−1細胞(50〜70%コンフルエント)を10−7M T(10−7M全濃度、10−10M遊離濃度によって30分間処置した。Tの添加前に、選択したサンプルをRGD含有ペプチド、RGE含有ペプチド、tetrac、またはLM609のいずれかの表示濃度で16時間処置した。核タンパク質をSDS−PAGEによって分離し、抗ホスホ−MAPK(pERK1/2)抗体を用いて免疫ブロットした。pERK1/2の核蓄積は、10−6Mまたはそれ以上のRGDペプチドによって処置したサンプルでは減弱されるが、10−4M RGEで処置したサンプルでは著しく変化しない。pERK1/2蓄積を10−6M tetracによって処置したCV1細胞では76%するのに対して、10−5M以上の濃度のtetracは、pERK1/2の核蓄積を未処置対照サンプルと同様のレベルまで低下させる。αVβ3 LM609へのモノクローナル抗体は、CV1培養物に1μg/mlの濃度で加えるときに、核内の活性化MAPKの蓄積を低下させる。B)パネルAに示すRGD、RGE、およびtetracのデータのグラフ表示。データ点を3回の別個の実験の平均±SDとして示す。 誘発MAPK活性化に対するαVおよびβ3へのsiRNAの効果。CV1細胞をsiRNA(100nM最終濃度)によってαV、β3、またはαVおよびβ3の両方に対して形質移入した。形質移入の2日後、細胞を10−7M Tによって処置した。A)各形質移入群から単離したRNAからRT−PCRを実施して、各siRNAの特異性および機能性を検証した。B)各形質移入からの核タンパク質を単離して、SDS−PAGEにかけた。 CAMモデルにおけるT刺激血管形成に対するαVβ3 mAB(LM609)の阻害効果。A)サンプルをPBS、T(0.1μM)、またはT+10mg/ml LM609に3日間暴露した。Tによって刺激された血管形成は、αVβ3モノクローナル抗体 LM609の添加によって実質的に阻害された。B)実験期間中に既存血管から形成された新しい分岐の平均±SEMの表形式。データは、各処置群の9個のサンプルをそれぞれ含む、3回の別個の実験から得た。 CAMモデルにおけるT刺激血管形成に対するαVβ3 mAB(LM609)の阻害効果。C、D)TまたはFGF2によって刺激された血管形成も、αVβ3モノクローナル抗体LM609またはXT199の添加によって阻害される。 CAMモデルにおけるT刺激血管形成に対するαVβ3 mAB(LM609)の阻害効果。C、D)TまたはFGF2によって刺激された血管形成も、αVβ3モノクローナル抗体LM609またはXT199の添加によって阻害される。 甲状腺ホルモンアナログのポリマー組成物−ポリビニルアルコールを使用したエステル結合によるポリマーコンジュゲーション。この調製物では、市販のポリビニルアルコール(または関連コポリマー)は、甲状腺ホルモンアナログの酸塩化物、すなわち酸塩化物形を用いた処置によりエステル化できる。塩酸塩はトリエチルアミンの添加によって中和され、各種のアナログの甲状腺ホルモンエステルポリマー形態の沈殿時に水によって洗浄できるトリエチルアミン塩酸塩を生じる。ポリマーへのエステル結合は生体内での加水分解を受けて、活性血管形成誘発甲状腺ホルモンアナログを放出できる。 甲状腺ホルモンアナログのポリマー組成物−アクリル酸エチレンコポリマーを使用した無水物結合によるポリマーコンジュゲーション。これは前のポリマー共有コンジュゲーションと類似している。しかしながら今回は、アクリル酸コポリマーの反応に由来する無水物結合による。この無水物結合は生体内での加水分解も受けやすく、甲状腺ホルモンアナログを放出する。塩酸の中和はトリエチルアミンによる処置によって実施され、続いての水による沈殿ポリ無水物ポリマーの洗浄はトリエチルアミン塩酸塩副生成物を除去する。この反応は甲状腺ホルモンアナログアクリル酸コポリマー+トリエチルアミンの形成を引き起こすであろう。生体内での加水分解時に、甲状腺ホルモンアナログは制御できる時間に渡って、アクリル酸エチレンコポリマーと共に放出されるであろう。 甲状腺ホルモンアナログのポリマー組成物−ポリ乳酸ポリマー内への捕捉。ポリ乳酸ポリエステルポリマー(PLA)は、生体内で加水分解への加水分解を受け、これはヒトにおける薬物送達システム用のビヒクルとして使用されてきた。甲状腺ホルモンアナログがポリマーに化学結合によって結合される前の2つの共有結合方法とは異なり、これは甲状腺ホルモンアナログをPLAポリマービーズ内にカプセル化する非共有結合方法である。この反応は、水中での甲状腺ホルモンアナログ含有PLAビーズの形成をもたらすであろう。フィルタおよび洗浄は、甲状腺ホルモンアナログ含有PLAビーズの形成を引き起こし、これは生体内での加水分解時に、制御されたレベルの甲状腺ホルモンおよび乳酸の発生をもたらすであろう。 各種のポリマーとのコンジュゲーションが可能な甲状腺ホルモンアナログ。A〜Dは、本発明の甲状腺ホルモンアナログのポリマー形態を作成するためにコンジュゲートできる各種の甲状腺ホルモンアナログを得るために必要な置換を示す。 各種のポリマーとのコンジュゲーションが可能な甲状腺ホルモンアナログ。A〜Dは、本発明の甲状腺ホルモンアナログのポリマー形態を作成するためにコンジュゲートできる各種の甲状腺ホルモンアナログを得るために必要な置換を示す。 試験管内3−D血管形成アッセイ 図21は、フィブリン被覆ビーズでのヒト微小血管内皮の三次元試験管内萌出アッセイのプロトコルおよび図解である。 3−DフィブリンでのHOMECの試験管内萌出血管形成 図22は、各種の拡大での三次元でのヒト微小血管内皮細胞萌出の図解である。 低レベルのコラーゲン存在下での血小板由来創傷治癒因子の放出。 低レベルのコラーゲン存在下での血小板由来創傷治癒因子の放出。 低レベルのコラーゲン存在下での血小板由来創傷治癒因子の放出。 低レベルのコラーゲン存在下での血小板由来創傷治癒因子の放出。 低レベルのコラーゲン存在下での血小板由来創傷治癒因子の放出。 未標識TおよびTが精製インテグリンからの[125I]−Tと取って代わる。未標識T(10−11M〜10−4M)またはT(10−8〜10−4M)を[125I]−Tの添加前に、精製αVβ3インテグリンに添加する(2μg/サンプル)。(a)精製αVβ3への[125I]−T結合は、10−11M〜10−7Mの範囲では未標識Tに影響を受けなかったが、濃度≧10−6Mでは濃度依存的な方法で未標識Tによって取って代わられた。Tは、αVβ3へのT結合の置換えにはあまり有効ではなかった。(b)3回の独立した実験の平均±SDの、TおよびTデータのグラフ表示。 RGE含有ペプチドではなく、TetracおよびRGD含有ペプチドが精製αVβ3へのT結合に取って代わる。(a)精製αVβ3のtetracまたはRGD含有ペプチドによるプレインキュベーションは、インテグリンと[125I]−Tとの間の相互作用を用量依存的な方法で低下させた。RGDペプチドの対照としての10−5Mおよび10−4M RGEペプチドの利用は、精製αVβ3への標識T結合を減弱しなかった。(b)tetracおよびRGDデータのグラフ表示は、3回の独立した実験からの結果の平均±SDを示す。 インテグリン抗体はαVβ3へのT結合を阻害する。[125I]−T添加の30分前に、抗体LM609およびSC7312をαVβ3に表示濃度(μg/ml)で添加した。インテグリンへのT結合の最大阻害は、LM609濃度が2μg/mlであるときに達成され、8μgもの高い抗体濃度で維持された。SC7312はαVβ3へのT結合を、2μg/ml抗体/サンプルにて46%、抗体8μg/mlが存在するときに58%低下させた。Tによるインキュベーションの前に、10μg/ml 抗αVβ3 mAb(P1F6)および10μg/mlマウスIgGを抗体特異性の対照としてαVβ3に添加した。グラフは3回の独立した実験によるデータの平均±SDを示す。 T4誘発MAPK活性化に対するRGDおよびRGEペプチド、tetrac、およびmAb LM609の効果。(a)pERK1/2の核蓄積は、10−6M以上RGDペプチドによって処置したサンプルで減弱されたが、10−4M RGEまでで処置されたサンプルでは著しく変化しなかった。10−5M tetracおよびT4によって処置したCV−1細胞中のpERK1/2蓄積は、未処置対照サンプルで観察されたレベルと同様であった。αVβ3へのモノクローナル抗体であるLM609は、1μg/mlの濃度でCV−1培養物に添加されたときに、核内の活性化MAPKの蓄積を減少させた。(b)3回の別個の実験からのデータの平均±SDを示す。α−チューブリン抗体による免疫ブロットは、ゲル装填対照として含まれる。 T4誘発MAPK活性化に対するαVおよびβ3へのsiRNAの効果。CV−1細胞をsiRNA(100nM最終濃度)によってαV、β3、またはαVおよびβ3の両方に対して形質移入した。形質移入の2日後、細胞を10−7M T4またはビヒクル対照によって30分間処置した。(a)各形質移入群から単離したRNAからRT−PCRを実施して、各siRNAの特異性および機能性を検証した。(b)形質移入細胞の各セットからの核タンパク質を単離して、SDS−PAGEにかけて、pERK1/2についてT4による処置の存在下または非存在下でプローブした。親細胞およびスクランブルsiRNAによって処置した細胞において、T4によるpERK1/2の核蓄積は明らかであった。αVまたはβ3に対してsiRNAによって処置した細胞は、T4の非存在下でpERK1/2の増加を示し、T4処置により低下を示した。αVおよびβ3 siRNAを含有する細胞は、T4処置に反応しなかった。 CAMモデルにおけるT4刺激血管形成に対するαVβ3 mAB(LM609)の阻害効果。CAMSをPBS、T4(10−7M)、またはT4+10μg/ml LM609によって3日間処置したフィルタディスクに暴露した。(A)T4によって刺激された血管形成はαVβ3モノクローナル抗体 LM609の添加により実質的に阻害された。(b)実験期間中に既存血管から形成された新しい分岐の平均±SEMの表形式を示す。***P<0.001、処置群ごとに9枚の画像を含む、3回の別個の実験でのT4/LM609処置サンプルの結果をT4処置サンプルと比較する。統計解析は、一元配置ANOVAによって実施した。

Claims (65)

  1. 血管形成を助長することによって処置の影響を受けやすい状態を処置する方法であって、それを必要とする被験体に、該被験体の血管形成を助長するのに有効な量の甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態を投与することを含む方法。
  2. 血管形成を助長することによる処置の影響を受けやすい前記状態が、閉塞性血管疾患、冠動脈疾患、勃起不全、心筋梗塞、虚血、脳卒中、末梢動脈血管障害、および創傷から成る群より選択される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記甲状腺ホルモンまたはアナログがポリビニルアルコール、アクリル酸エチレンコポリマー、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ乳酸、およびアガロースから成る群より選択される構成要素にコンジュゲートされる、請求項1に記載の方法。
  4. 前記甲状腺ホルモンアナログがレボチロキシン(T4)、トリヨードチロニン(T3)、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、または3,5−ジヨードチロプロピオン酸(DITPA)である、請求項1に記載の方法。
  5. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態の投与方式が非経口、経口、経直腸、局所、またはそれらの組合せである、請求項1に記載の方法。
  6. 前記非経口投与が皮下、腹腔内、筋肉内、静脈内、またはそれらの組合せである、請求項5に記載の方法。
  7. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態が微粒子、リポソーム、またはポリマー内にカプセル化されるか、あるいは包含される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記ポリマーがポリグリコリド、ポリラクチド、またはそのコポリマーである、請求項7に記載の方法。
  9. 前記リポソームまたは微粒子が約200nm未満のサイズを有する、請求項7に記載の方法。
  10. 前記リポソームまたは微粒子が静脈内投与される、請求項7に記載の方法。
  11. 前記リポソームまたは微粒子が虚血組織を包囲する毛細血管床に入れられる、請求項10に記載の方法。
  12. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態がカテーテルによって投与される、請求項1に記載の方法。
  13. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態が、前記カテーテルによって血管の内側に塗布されるポリマー系内に存在する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態が成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、およびそれらの組合せから成る群より選択される1つ以上の化合物と同時投与される、請求項1に記載の方法。
  15. 前記成長因子が形質転換成長因子アルファ(TGFα)、形質転換成長因子ベータ(TGFβ)、塩基性線維芽細胞成長因子、血管内皮成長因子、上皮成長因子,神経成長因子、血小板由来成長因子、および血管透過性因子から成る群より選択される、請求項14に記載の方法。
  16. 前記血管拡張薬がアデノシン、アデノシン誘導体、またはそれらの組合せである、請求項14に記載の方法。
  17. 前記抗凝固薬がヘパリン、ヘパリン誘導体、抗因子Xa、抗トロンビン、アスピリン、クロピドグレル、またはそれらの組合せである、請求項14に記載の方法。
  18. 前記甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態が、前記成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、またはそれらの組合せを投与する前または後に、ボーラス注射として投与される、請求項14に記載の方法。
  19. 医療器具に沿って、またはその周囲で血管形成を助長する方法であって、該器具を患者に挿入する前に甲状腺ホルモン、甲状腺ホルモンアナログ、またはそのポリマー形態によって該器具をコーティングすることを含む方法。
  20. 前記コーティング工程が前記器具を成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、またはそれらの組合せによってコーティングすることをさらに含む、請求項19に記載の方法。
  21. 前記医療器具がステント、カテーテル、カニューレ、または電極である、請求項19に記載の方法。
  22. 血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい状態を処置する方法であって、それを必要とする被験体に、該被験体での血管形成を阻害するのに有効な量の抗血管形成剤を投与することを含む方法。
  23. 血管形成を阻害することによる処置の影響を受けやすい前記状態が原発性または転移性腫瘍、グリオーマ、乳癌、および糖尿病網膜症から成る群より選択される、請求項22に記載の方法。
  24. 前記抗血管形成剤がテトラヨードチロ酢酸(TETRAC)、トリヨードチロ酢酸(TRIAC)、モノクローナル抗体LM609、XT199、またはそれらの組合せである、請求項22に記載の方法。
  25. 前記抗血管形成剤の投与方式が非経口、経口、経直腸、局所、またはそれらの組合せである、請求項22に記載の方法。
  26. 前記抗血管形成剤が1つ以上の他の抗血管形成療法または化学療法剤と同時投与される、請求項22に記載の方法。
  27. 前記抗血管形成剤が細胞表面にて作用する、請求項22に記載の方法。
  28. 前記甲状腺ホルモンまたはそのアナログを含む血管形成剤。
  29. 前記ポリマーにコンジュゲートされた甲状腺ホルモンまたはそのアナログを含む血管形成剤。
  30. 前記アナログが図20、表A〜Dに列挙された化合物から選択される、請求項29に記載の血管形成剤。
  31. 前記甲状腺ホルモンアナログがレボチロキシン(T4)、トリヨードチロニン(T3)、3,5−ジメチル−4−(4’−ヒドロキシ(hydroy)−3’−イソプロピルベンジル)−フェノキシ酢酸(GC−1)、または3,5−ジヨードチロプロピオン酸(DITPA)である、請求項29に記載の血管形成剤。
  32. 前記ポリマーがポリビニルアルコール、アクリル酸エチレンコポリマー、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ乳酸、またはアガロースである、請求項29に記載の血管形成剤。
  33. 前記コンジュゲーションが共有結合または非共有結合を介する、請求項29に記載の血管形成剤。
  34. 前記共有結合がエステル結合または無水物結合である、請求項33に記載の血管形成剤。
  35. 製薬的に許容される担体中に請求項29に記載の血管形成剤を含む製薬調剤物。
  36. 1つ以上の製薬的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項35に記載の製薬調剤物。
  37. 前記薬剤が微粒子、リポソーム、またはポリマーにカプセル化されるか、または含まれている、請求項35に記載の製薬調剤物。
  38. 前記リポソームまたは微粒子が200nm未満のサイズを有する、請求項37に記載の製薬調剤物。
  39. 前記調剤物が非経口、経口、経直腸、または局所投与方式、またはそれらの組合せを有する、請求項35に記載の製薬調剤物。
  40. 前記調剤物がそれを必要とする被験体に成長因子、血管拡張薬、抗凝固薬、およびそれらの組合せから成る群より選択される1つ以上の化合物と共に同時投与される、請求項35に記載の製薬調剤物。
  41. 1つ以上の甲状腺ホルモンアナログの治療有効量を含む、神経変性疾患または障害を処置するための製薬組成物。
  42. 前記甲状腺ホルモンアナログがT3、DITPA、またはGC−1である、請求項41に記載の製薬組成物。
  43. 前記甲状腺ホルモンアナログがポリマーコンジュゲートされている、請求項41に記載の製薬組成物。
  44. 前記ポリマーがポリビニルアルコール、ポリ乳酸、アクリル酸無水物、ポリエチレングリコール、セルロース、およびデンドリマーから成る群より選択される、請求項43に記載の製薬組成物。
  45. 前記甲状腺ホルモンアナログがナノ粒子にコンジュゲートされている、請求項41に記載の製薬組成物。
  46. 前記組成物が血管形成誘発因子、神経成長因子、神経形成因子、抗炎症剤、抗酸化剤、またはそれらの組合せをさらに含む、請求項41に記載の製薬組成物。
  47. 前記血管形成誘発因子がFGFまたはVEGFである、請求項46に記載の製薬組成物。
  48. 前記抗酸化剤がビタミンC、ビタミンE、レスベラトロル様化合物、またはそれらの組合せである、請求項46に記載の製薬組成物。
  49. 前記抗炎症剤が非ステロイド性化合物、インスリン増感剤、およびプロテソームインヒビタから成る群より選択される化合物である、請求項46に記載の製薬組成物。
  50. 前記組成物が製薬的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項41に記載の製薬組成物。
  51. 前記治療有効量が1〜100mgの投薬量である、請求項41に記載の製薬組成物。
  52. 前記神経変性疾患または障害が運動ニューロン欠陥、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、脊髄損傷、脱髄疾患、ミエロパシーから成る群より選択される、請求項41に記載の製薬組成物。
  53. 神経変性疾患または障害を処置する方法であって、それを必要とする被験体に1つ以上の甲状腺ホルモンアナログを含む製薬組成物の製薬的有効量を投与することを含む方法。
  54. 前記製薬組成物が神経成長因子、神経形成因子、抗酸化剤、抗炎症剤、またはそれらの組合せと同時投与される、請求項53に記載の方法。
  55. 末梢神経系または中枢神経系の損傷した神経路を修復する方法であって、それを必要とする被験体に1つ以上の甲状腺ホルモンアナログを含む製薬組成物の製薬的有効量を投与することを含む方法。
  56. トランスチレチンに結合する標識甲状腺ホルモンアナログを含む、神経変性疾患を診断するための造影剤。
  57. 前記薬剤が血液脳関門を通過する、請求項56に記載の造影剤。
  58. 前記甲状腺ホルモンアナログがT3、T4、DITPA、GC−1から成る群より選択される、請求項56に記載の造影剤。
  59. 前記甲状腺ホルモンアナログがポリマーコンジュゲートされている、請求項56に記載の造影剤。
  60. 前記甲状腺ホルモンアナログがデンドリマーにコンジュゲートされている、請求項56に記載の造影剤。
  61. 前記神経変性疾患がアルツハイマー病である、請求項56に記載の造影剤。
  62. 前記薬剤がアミロイドフィブリルの形成を阻害する請求項61に記載の造影剤。
  63. 前記薬剤が陽電子放出断層撮影、単光子放出コンピュータ断層撮影、または磁気共鳴撮像によって撮像される、請求項56に記載の造影剤。
  64. 前記甲状腺ホルモンアナログがレチノイン酸、ハロゲン化スチルベストロール、またはそのアナログにコンジュゲートされる、請求項56に記載の造影剤。
  65. アルツハイマー病を診断する方法であって、アルツハイマー病を有することが疑われる、またはアルツハイマー病のリスクに瀕した被験体にトランスチレチンに結合する標識甲状腺ホルモンアナログを含む造影剤を投与する工程と、陽電子放出断層撮影、単光子放出コンピュータ断層撮影、または磁気共鳴撮像から成る群より選択される脳撮像技法を使用して、該被験体の脳内での造影剤の分布を示す少なくとも1枚の画像を形成する工程とを含む方法。
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