JP2009500430A - シャペロニン10により誘導される免疫調整方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に、Toll様受容体シグナル伝達、特にTLR2、TLR3、TLR4、TLR7およびTLR9シグナル伝達の調整におけるシャペロニン10の使用、ならびに、そのようなシグナル伝達のシャペロニン10により誘導される調整を介した、ウイルス性および細菌性の感染症、炎症性疾患ならびに自己免疫疾患を非限定的に含む疾患の治療のための方法および組成物に関する。
侵入してくる細菌性、真菌性、酵母性およびウイルス性の病原体に対する宿主防御システムの中心的な構成要素は、病原体またはその構成要素が、免疫系の刺激および種々のサイトカインの産生をもたらすシグナル伝達カスケードを誘導する細胞受容体によって首尾よく認識されることを含む。この防衛線において重要な役割を果たす受容体の1つのファミリーが、Toll様受容体(TLR)ファミリーである。TLRは、単球、マクロファージ、樹状細胞、B細胞および顆粒球を含む免疫細胞、ならびに内皮および上皮を含むさまざまな他の細胞種の表面で発現される。病原体またはそれらに由来する分子によるTLRの活性化は、転写因子NF-κBの活性化(Beg, 2002, Trends lmmunol 23:509-12.(非特許文献1))およびサイトカイン産生の調整を主としてもたらす、細胞内シグナル伝達を誘導する。しかし、p38マイトジェン活性化キナーゼ、c-Jun-N末端キナーゼおよび細胞外シグナル関連キナーゼ経路を含む、一連の他の経路が誘発されることもある(Flohe et al., 2003, J Immunol 170:2340-2348(非特許文献2);Triantafilou and Triantafilou, 2002, Trends Immunol 23:301-304(非特許文献3))。
本発明の第1の局面によれば、対象における、またはその少なくとも1つの細胞、組織もしくは臓器におけるToll様受容体シグナル伝達を調整するための方法であって、シャペロニン10の有効量を投与する段階を含む方法であり、Toll様受容体シグナル伝達がシャペロニン10と活性化クラスター内のToll様受容体との会合を含む方法が提供される。
本明細書の文脈において、「含む(comprising)」という用語は、「主として含む(including)が、必ずしも単独で含むというわけではない」ということを意味する。さらに、「含む(comprise)」または「含む(comprises)」といった「含む(comprising)」の変化形も、同様に多様な意味を有する。
ID NO:1に提示されている。N末端に追加的なアミノ酸残基を有する2つの改変型のCpn10のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:2および3に提示されている。それをコードするヌクレオチド配列はSEQ ID NO:4に提示されている。本明細書に開示した実施例に用いたオリゴヌクレオチドプライマーは、SEQ ID NO:5〜10に提示されている。
Cpn10は、細胞培養物およびインビボの両方において、TNF-αおよびRANTESなどの炎症誘発性サイトカインの産生を低下させることが以前に示されている(例えば、Johnson et al., 2005, J Biol Chem 280:4037-4047および国際特許出願PCT/AU2005/000041、国際公開公報第2005/067959号を参照。これらの開示内容は参照により本明細書に組み入れられる)。これらの知見は、例えば多発性硬化症、関節リウマチおよび移植片対宿主病を含む、種々の炎症性疾患の治療のための治療薬としてのCpn10の使用を裏付ける。
本明細書に開示したように、本発明者らはこれまでに、ヒトCpn10が、TLR3アゴニストであるポリI:Cとともに投与された場合にIFNβおよびIFNαの産生の顕著な相乗的上昇を引き起こすことを示している。さらに、Cpn10は、NF-κB活性化の低下によって測定されるように、TLR7およびTLR9を介したシグナル伝達を調整することが示されている。
本明細書に提示した本発明者らの知見は、急性および慢性のウイルス性および細菌性の疾患を含む、種々の疾患および病状の臨床的管理におけるCpn10の使用を裏付ける。したがって、本発明は、Cpn10の投与を含む、ウイルスまたは細菌の感染によって引き起こされるまたは他の様式で関連のあるウイルス性および細菌性の疾患および障害の治療または予防のための方法を提供する。
本発明は、疾患または病状の治療または予防のために用いられる場合の組成物であって、シャペロニン10を少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤または補助物質とともに含む組成物であり、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合し、活性化クラスターの形成が疾患または病状に対する免疫応答の開始、増強および/または維持と関連している組成物が提供される。
当業者は、本発明の方法に従って、Cpn10を単独で、または1つまたは複数の追加的な作用物質とともに投与しうることを理解すると思われる。例えば、Cpn10を、TLR2、TLR3、TLR4、TLR7およびTLR9のうち1つまたは複数を刺激しうる1つまたは複数のTLRアゴニストとともに投与することができる。加えて、本発明は、Cpn10を、疾患および障害の治療のための他の治療的アプローチとともに組み合せて用いる併用療法も想定している。例えば、Cpn10は、IFNβまたはIFNαなどのI型インターフェロンによる治療法に反応するウイルス性疾患の治療に有用な可能性がある。さらに、アゴニストにより誘導されるTLR7およびTLR9の活性化は、放射線療法に対する腫瘍の反応を強めることが以前に報告されているため、Cpn10を癌の治療のために放射線療法と組み合せて用いることも考えられる。
本発明の局面および態様によれば、治療を必要とする対象にCpn10の有効量が投与される。特定の態様において、治療しようとする対象はヒトであり、したがって、Cpn10ポリペプチドはヒトのCpn10ポリペプチドである。当業者は、治療しようとする種に由来するようにCpn10を選択しうるように、本発明に従って用いられるCpn10の厳密なアイデンティティは、例えば、治療しようとする種などの数多くの要因に依存して変更しうることを理解すると思われる。
組成物は標準的な経路によって投与することができる。一般に、組成物は、非経口的(例えば、静脈内、脊髄内、皮下または筋肉内)、経口的または局所的な経路によって投与することができる。投与は全身的、局部的または局所的であってよい。任意の所与の状況において用いられる特定の投与経路は、治療しようとする病状の性質、病状の重症度および程度、送達しようとする特定の化合物の必要投与量、ならびに化合物の潜在的な副作用を含む、数多くの要因に依存すると考えられる。
一般に、適した組成物は、当業者に公知の方法によって調製することができ、これは薬学的に許容される希釈剤、補助物質および/または添加剤を含みうる。希釈剤、補助物質および添加剤は、組成物の他の成分と適合性があって、そのレシピエントに対して有害でないという意味で「許容される」ものでなければならない。
任意の特定の患者に対する治療的に有効な用量レベルは、以下のものを含む、さまざまな要因に依存すると考えられる:治療しようとする障害、および障害の重症度;用いる分子または作用物質の活性;用いる組成物;患者の年齢、体重、全般的健康状態、性別および食事内容;投与の時間;投与の経路;分子または作用物質の捕捉の速度;治療の持続時間;治療と組み合わせて、または同時に用いられる薬物、さらに医学において周知である他の関連した要因。
本発明はまた、Cpn10のアゴニストおよびアンタゴニストの使用法、ならびにそのようなアゴニストおよびアンタゴニストのスクリーニングおよび生産の方法も想定している。
組換えヒトCpn10
以下の実施例1〜4に記載した実験では、組換えヒトCpn10(GenBankアクセッション番号X75821)を、Johnson et al., 2005(J Biol Chem 280:4037-4047)に記載された通りに、N末端アラニン残基を伴う形で大腸菌(E. coli)において産生させた。純度は、SDS-PAGEによって97%を上回ることが確かめられた。Cpn10の凍結アリコートを使用前に1回のみ解凍させた。すべてのCpn10バッチが、GroEL媒介性ロダネーゼリフォールディングアッセイ法において大腸菌GroESと同じモル活性を示した(非提示データ)。
TLR3の選択的アゴニストであるポリI:C(ポリイノシン酸-ポリシチジル酸)と併用投与した場合の、Cpn10の、抗ウイルス性サイトカインであるインターフェロン-β(IFNβ)の産生に対する影響を明らかにするために実験を行った。
上の実施例1に記載した実験によって得られた細胞培養上清を凍結させて-20℃で保存し、その後、L細胞の細胞変性効果低下(CPER)アッセイ法で総抗ウイルス活性(総合的なI型インターフェロン放出)に関して分析した。
ヒトCpn10がToll様受容体TLR7を介したシグナル伝達を調整する能力を、ヒト胎児腎臓細胞株HEK293で調べた。TLR7およびTLR4の両方を発現するHEK293の安定細胞株を、Latz et al., 2002(J Biol Chem 277:47834-47843)に記載された通りに樹立し、96ウェルプレートに1ウェル当たり2×104個の密度で播いた。一晩増殖させた後に、NF-κB活性化の判定が可能となるように、細胞に対して、ホタルルシフェラーゼ遺伝子の発現を作動させる5つのNF-κB部位の多量体と恒常的活性化型ウミシイタケルシフェラーゼレポーター遺伝子から構成される人工的プロモーターを含む、NF-κB-ルシフェラーゼレポーター構築物(Latz et al., 2002, J Biol Chem 277:47834-47843の通り)を一過的にトランスフェクトした。
ヒトCpn10がToll様受容体TLR9を介したシグナル伝達を調整する能力についてもHEK293細胞で調べた。アッセイ法は実施例3に記載した通りに行った。
Cpn10が初代ヒト細胞におけるサイトカイン放出を調整する能力を明らかにするために、健常志願者ドナーから単離したヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた。Johnson et al., 2005(J Biol Chem 280:4037-4047)における記載の通りに、浮遊密度勾配遠心分離法によってヘパリン添加血液からPBMCを単離した。
この検討は、Cpn10がTLR3の連結に対する応答を他のTLRとは異なった様式で調節するか否かを明らかにするために着手したものであり、これは分子相互作用の標的を示す可能性がある。
Cpn10のバッチCH003およびGroESを、LPS(Sigma)およびポリ(I:C)(Invivogen)とともに、またはそれらを伴わずに用いた。用いた細胞株にはRAW264-pNifty2-LUCおよびRAW264.7が含まれる。
6.2.1 Cpn10はTLR3を介したNF-κB活性化を阻害しない
マウスのマクロファージ様細胞株RAW264.7に対して、ELAM1プロモーターによって作動するプラスミド(RAW264-pNifty2-LUC)を安定的にトランスフェクトした。ELAM1プロモーターは5つのNF-κB部位の近位にあり、細胞におけるNF-κB転写因子の核移行および活性化に応じてルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現を作動させる。図8に示されているように、広範囲にわたる濃度のCpn10の存在は、ポリ(I:C)により刺激されたRAW264-pNifty2-LUC細胞における、TLR3により誘導されるNF-κB活性化の動態を変化させなかった。ポリ(I:C)は、TLR3との相互作用を介してNF-κBを活性化するウイルス感染に伴ってみられる分子パターンである二本鎖RNAの合成類似体である。
RAW264.7細胞をCpn10とともに2時間プレインキュベートし、続いてLPSまたはポリ(I:C)によって24時間刺激した。この時点で細胞培養上清を収集し、以前の記載の通りに(Hamilton et al.,(1996)J Immunol 156(7):2553)、細胞変性効果低下バイオアッセイ法を用いてIFNα/β抗ウイルス活性に関して分析した。以下の図9に示されているように、Cpn10の存在下における、TLR4(LPS)またはTLR3[ポリ(I:C)]のいずれかを介した24時間にわたる刺激は、I型IFNのアップレギュレーションをもたらす。
ポリ(I:C)により誘導されるIFN-β産生の、Cpn10により媒介される増加の特異性を明らかにするために、大腸菌のCpn10相同体であるGroESについて検討した。図12に示されているように、GroESは、TLR3を介してポリ(I:C)により誘導されるIFN-βの産生を調整しなかった。
LPS刺激アッセイ法では、LPSの添加の前に、Cpn10とのプレインキュベーションに続いてPBS洗浄を行っても、Cpn10がNF-κBの活性化を調整する能力に影響を及ぼさなかった。しかし、ポリ(I:C)アッセイ法では、図13に示されているように、RAW264細胞のCpn10とのプレインキュベーション後にPBS洗浄を行うと、ポリ(I:C)刺激によるIFN-β産生のCpn10用量反応的な増加が劇的に低下した。
1型IFN受容体のIFNAR1(インターフェロン関連受容体1)要素にヌル突然変異を有するマウスは、ウイルス感染に対する感受性の上昇に対応する抗ウイルス反応の完全な欠如、およびIFNα/βに対する抗増殖反応の損失を特徴とする(Hwang et al., (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:11284)。IFNAR1欠損マウス(IFNAR1/-)では、恒常的なIFN活性がみられず、マクロファージを含む造血細胞の比率および応答の点で異常がある。
Cpn10により媒介されるNF-κB調整パターンに関する少なくとも1つの例外には、TLR3リガンドであるポリ(I:C)による細胞の活性化が含まれる。このTLR3系では、Cpn10は、細胞のポリ(I:C)刺激に応じたNF-κB活性化に対して何ら効果を及ぼさないことが見いだされた。
この一連の検討には、Cpn10の投与がマウスモデルにおけるセムリケ森林ウイルス(SFV)の致死性に影響を及ぼすか否か、およびCpn10がTLR活性化に応じたI型IFN産生を調整するか否かを明らかにするために着手した。
Cpn10のバッチCH003を、エンドトキシンが0.01 EU/ml未満である50mM Trisおよび150mM NaCl中にて5.0mg/mlで用いた。希釈用調合緩衝液は50mM Trisおよび150mM NaClで構成した。Pam3cysおよびポリI:CはInvivogen社から入手した。マウスはC57BL/6とした。
インビボ新生仔ウイルス感染試験によるデータから、Cpn10を投与されたSFV感染マウスの生存率の有意な上昇が示された。試験を構成したのは、6〜9日齢の新生C57BL/6マウスの以下の群であった:A群:SFV(n=13);B群:SFV+Cpn10 20μg(n=13);C群:SFV+Cpn10 50μg(n=13)。
Cpn10の投与は、72時間時点のデータによって見てとれるように、ウイルス感染後の生存期間を用量依存的な様式で延長させた。感染96時間後の時点では、Cpn10を注射されたマウスの18%が生存しており、一方、非投与マウスはすべて感染88時間後の時点で死亡していた。大量のウイルスが投与された場合、Cpn10を投与した2群における感染72時間後のマウスの生存率は50%および70%であったのに対して非投与群では18%であり、これは有意であった。また、この結果がCpn10の単回投与で得られたことも注目に値する。これらのデータは、Cpn10による抗ウイルス防御の誘導を示唆する。
細胞の原形質膜は、側方不均質物、パッチおよびミクロドメインで構成される。これらの細胞膜ミクロドメインまたは脂質ラフトはスフィンゴ糖脂質およびコレステロールを豊富に含み、膜ソーティングおよびシグナル伝達などの細胞プロセスへの関与が指摘されている。本発明者らは、Cpn10が、TLR4またはクラスターの他の構成要素の1つと直接結合することによってLPSシグナルのクラスター化の際に脂質ラフトに局在し、シグナル伝達を妨げることを提唱している。
FRETのための細胞標識
MonoMac 6細胞(ヒト単球細胞株)を、ドナー結合抗体(Cy3)およびアクセプター結合抗体(Cy5)の混合物100μlによって標識した。Cpn10の標識には抗Cpn10ウサギポリクローナル抗体を用いた。細胞をPBS/0.02%BSAで2回すすぎ洗いし、その後に4%ホルムアルデヒドで15分間固定した。実験過程でのタンパク質の再編成を防ぐために細胞を固定した。
細胞の画像は、1.4 NA 63倍Zeiss対物レンズを用いてCarl Zeiss, Inc.のLSM510共焦点顕微鏡(Axiovert 200蛍光顕微鏡とともに)で撮影した。画像はLSM 2.5画像解析ソフトウエア(Carl Zeiss, Inc.)を用いて解析した。Cy3およびCy5は適切なフィルターセットを用いて検出した。画像収集のための一般的な露出時間(5秒未満)を用いた場合、Cy5フィルターを用いるとCy3で標識した標本からは蛍光が観察されず、Cy3フィルターセットを用いるとCy5蛍光が検出されなかった。
FRETは、分子の近接性を決定するために用いられる非侵襲的な撮像法である。FRETは1〜10nmの距離にわたって起こりうるもので、光学顕微鏡の分解能を分子レベルへと効果的に高める。これは励起状態のドナー分子から適切なアクセプターへの無放射性エネルギー転移を伴う(Wu and Brand (1994) Anal. Biochem. 218:1-13)。エネルギー転移の速度はドナーとアクセプターとの間の距離の6乗に反比例する(Kenworthy and Edidin (1998) Journal of Cell Biology 142:69-84;Kenworthy and Edidin (1998) Gelb,M.H. (Ed.) Methods in molecular Biology. Humana Press Inc, Totowa, NJ pp 37-49)。エネルギー転移の効率(E)は、rおよびフェルスター距離R0に関連して以下のように定義される。
E=1/[1+(r/R0)6][1]
E(%)×100=10,000×[(Cy3退色後−Cy3退色前)/Cy3退色後][2]
表1に示した第1のデータのセットでは、FRETを用いて、脂質ラフトにおいてLPSにより誘導される細胞活性化(MonoMac6細胞)に関与する受容体分子の濃度を決定した。FRET実験を行うことにより、Cpn10(バッチP003-04またはCH003)、Hsp60、大腸菌GroESおよび他の分子が脂質ラフトと共存するか否かを調べることが可能であった。FRETは、アクセプター蛍光団の完全な光退色後のドナー蛍光の脱消光に関して測定した。アクセプターの破壊後のドナー蛍光の増加により、アクセプターの存在下ではエネルギー転移のためにドナー蛍光が消光したことが示された。系におけるエネルギー転移効率を、陽性対照、すなわちmAbとGM1(ガングリオシド、ラフト随伴分子)分子上の種々のエピトープとの間の転移を用いて検査したところ、最大エネルギー転移効率(E%)は37±1.0であることが示された。FITC-GM1とローダミン-MHCとの間の陰性対照も用いたところ、大きなエネルギー転移は認められなかった(3±0.4)。このバックグラウンドFRET値は、どちらの種も高濃度で存在するために、ランダムFRETによって起こると考えられる。
内因的に産生されたCpn10が、PBMCの表面で、TLR、TLR関連分子および脂質ミクロドメインの構成要素と相互作用するか否かを明らかにするために、本発明者らは、新たに単離したヒト付着単球のLPS刺激に対する反応に関して、蛍光団で標識した抗Cpn10抗体を用いるFRET分析を用いた。組換えCpn10を画像化の前に細胞培養物に添加していないため、細胞表面で認識されたCpn10は細胞内貯蔵物から輸出されたものと考えられる。
FRETのための細胞標識
Ficoll-Hypaqueによる密度勾配遠心分離法を用いてPBMCを健常ドナー血液から単離して、付着細胞を調製した。非付着細胞を除去するために細胞を洗浄した。残った付着細胞の単層(単球1〜2×105個/ウェル)を、24ウェルプレート内で、0.01% L-グルタミンおよび40μg/mlゲンタマイシンを加えた無血清培地(Gibco)中にて培養した。集積された単球調製物のアリコートを、フローサイトメトリーによって純度に関して規定通りに評価した(純度>80%)。または、FRETアッセイ法の前に、集積された付着性末梢血単球からの単球由来DCを、発表されているプロトコール(Bender, A et al. 1996. J Immunol Methods 196:121-135)に従って、GM-CSFおよびIL-4(R&D Systems)とともに5日間培養した。
FRET分析に用いた抗体には以下が含まれる:Cpn10(Johnson, B. 2005. J Biol Chem 280:4037-4047)、Hsp70、CXCR4、TLR3、TLR7、TLR9(Santa Cruz)、TLR2(Genentech)、Hsp90(Bioquote)、CD14(26ic、ATCC、HB246ハイブリドーマ由来)、GM1(GM1-1、Calbiochem、GM1-2b、North Star Bioproducts, Liverpool, UK)、MHCクラスI(MCA115、Serotec)、TLR4(HTA125、HyCult)。抗体は、FluoroLink標識キット(AmershamPharmacia)を用いてCy3またはCy5のいずれかにより標識した。
Cy3は543nmを放出するヘリウム/ネオンレーザーによって、Cy5は633nmを放出するヘリウム/ネオンレーザーによって励起させた。細胞の画像は、1.4 NA 63倍Zeiss対物レンズを用いてCarl Zeiss, Inc.のLSM510 META共焦点顕微鏡(Axiovert 200蛍光顕微鏡とともに)で撮影した。画像はLSM 2.5画像解析ソフトウエア(Carl Zeiss, Inc.)を用いて解析した。Cy3およびCy5は適切なフィルターセットを用いて検出した。画像収集のための一般的な露出時間(5秒未満)を用いた場合、Cy3で標識した標本からは蛍光が観察されなかった。トラックは1つのみのレーザーを用いて逐次的にスキャニングし、各スキャン毎にそれぞれの検出器チャンネルを動作状態にした。FRETは、アクセプター蛍光団の完全な光退色後のドナー蛍光の脱消光に関して測定した。エネルギー転移の効率(E)は、rおよびフェルスター距離R0に関連して以下のように定義される:E=1/[1+(r/R0)6](29)。このFRET測定の方法は以前に記載されている(30)。
表3に示されているように、内因的に産生されたCpn10は、LPS刺激後に、TLR4およびTLR4シグナル複合体の他のメンバーと会合することが見いだされた。LPS刺激前にCpn10が脂質ラフト部分と相互作用することが同定されたことは、死細胞によるその放出、または精製時の細胞の物理的操作に起因するアップレギュレーションを示す可能性がある。内因性Cpn10が脂質ラフトドメイン内に認められたことは、その細胞表面への送達様式および細胞外分泌を示唆する。
さまざまな対の間のエネルギー転移(E±ΔE(%)を、アクセプターの光退色後のドナー蛍光の増加によって検出した。それぞれの対に関してドナー(Cy3)はCpn10としたが、対照実験では例外としてドナー(Cy3)をTLR4とし;アクセプター(Cy5)はTLRとした。FRETは、アクセプター光退色後のドナー蛍光の増加から以下によって算出した:E%×100=10,000[ドナー退色後−ドナー退色前)/ドナー退色後]。データはいくつかの実験による平均±s.d.を表している。
TLR連結とCpn10との間の関係を明らかにするために、特にCpn10が免疫系の内因性調節物質であるか否かを検証するために、本発明者らは、内因性Cpn10がTLR連結またはサイトカイン活性化の形態で細胞ストレスによって誘導されるか否かを検討した。本発明者らはまた、適切な刺激に曝された場合にCpn10が細胞から放出されるか否か、およびCpn10が他のTLRに対するリガンドによって誘導されるシグナルを制限しうるか否かについても検討した。
試薬
組換えヒトCpn10は、BresaGen Limited(Adelaide, Aus)により、本質的には以前に記載された通りに(Johnson, B. 2005. J. Biol Chem 280:4037-4047)、GMP規格に則って生産された。Cpn10の純度はSDS-PAGEにより99%を上回ることが確かめられ、GroEL媒介性ロダネーゼリフォールディングアッセイ法(Brinker, 2001. Cell 107:223-233)においてGroESと同じモル活性が示された(非提示データ)。FACS分析のために、Cpn10のC末端にシステイン残基を導入し、AlexFluor647(Invitrogen)により製造元の指示に従って標識した。Cpn10へのLPS混入は、Endosafeアッセイ法(Charles River Laboratories)によって、常に0.2EU/mgタンパク質未満であることが明らかになった。TLRリガンドおよびサイトカインには以下が含まれた:大腸菌LPS(055:B5株、Sigma)、大腸菌超高純度LPS(0111:B4 Sigma)、黄色ブドウ球菌LTA、枯草菌(B. subtilis)LTA、黄色ブドウ球菌PGN、枯草菌PGN、S.セレビシエ(S. cerevisae)由来のザイモサン細胞壁、ポリ(I:C)、イミキモドR837、CpG ODN 1826およびODN2216、GpC ODN1826対照(いずれもInvivogen, San Diego, CA)、組換えマウスIFNγ(Chemicon)、IL-1β(PeproTech)および組換えヒトTNF-α(Invivogen)。
Cpn10に対するウサギポリクローナル抗体の産生およびアフィニティー精製はCBioで行われた。ERK1/2(T202/Y204)、JNK1/2(T183/Y185)、p38/MAPキナーゼ(T180/Y182)、CD14およびFcBlock(CD16/CD32)を含むリン酸化シグナルタンパク質(ヒトおよびマウスの両方)を認識するCytometric Bead Array(CBA)Flex SetsはBDからのものであった。
pCAT/LUC-CPNプロモーター構築物は、M. RyanおよびN. Hoogenraad(La Trobe University, Melbourne)により提供された。RAW264.7細胞にGeneJuice(Novagen)を用いて一過的にトランスフェクトした。24時間後に細胞を収集し、トリパンブルー色素排除によって細胞生存度を評価した。細胞を24ウェルプレートに播いて、熱ショックを与え(43℃で15分間(軽度)、30分間(中等度)または60分間(高度))、その後に37℃で回復させるか18時間後に刺激した。細胞を洗浄し、Cell Culture Lysis Reagent(CCLR, Promega)中に収集して、ホタルルシフェラーゼシグナルを、Luciferase Assay System(Promega)およびWallac Victor 2 Multilabel Counter(Perkin-Elmer)を用いて測定した。
RAW264.7細胞を2.5×105個/mlで滅菌24ウェルプレートに播き、刺激の前に16〜20時間かけて付着させた。各条件に関して反復試験試料をアッセイした。mRNAはDynabeads(Dynal)を用いて単離し、オリゴ(dT)プライマーおよびRT-PCR用のSuperscript III First-Strand Synthesis System(Invitrogen)を用いて逆転写させた。その結果得られたcDNAを2組ずつ、それぞれが2.5μlの希釈(20%)cDNAテンプレート、6.25μlのPlatinum SYBR Green qPCR Supermix-UDG(Invitrogen)ならびに0.25μlずつの10μMセンスプライマーおよびアンチセンスプライマーを含む、10μlのqPCR反応物中にて増幅させた。反応条件は以下の通りとした:95℃ 2分間の後に、95℃ 10秒間、60℃ 15秒間および72℃ 20秒間を40サイクル、最後の融解段階を72〜95℃で50秒間。qPCR反応はRotor-Gene 3000装置(Corbett Research)にて行った。以前に記載された通りに、標的遺伝子の発現をハウスキーピング対照に対して正規化して分析した(Livak, K.J. and T.D. Schmittgen. 2001, Methods 25:402-408)。プライマーは以下の通り:18SセンスCGG CTA CCA CAT CCA AGG AA(SEQ ID NO:5)、18SアンチセンスGCT GGA ATT ACC GCG GCT(SEQ ID NO:6);Cpn10センスGCC GAA ACT GTA ACC AAA GG(SEQ ID NO:7)、Cpn10アンチセンスCAG GCT CAA TCT CTC CAC TC(SEQ ID NO:8);PbgdセンスCCT GGT TGT TCA CTC CCT GA(SEQ ID NO:9)、PbgdアンチセンスCAA CAG CAT CAC AAG GGT TTT(SEQ ID NO:10)。
非トランスフェクトRAW264.7細胞を上記の通りに処理し、培養上清を濃縮した。細胞を生存度に関して評価し、条件毎にプールして(n=4)、遠心分離処理によってペレット化した上で、CCLR中に再懸濁させた。細胞タンパク質の総含有量は、改変Bradfordアッセイ法(BioRad)によって定量した。細胞上清および抽出物(試料当たり25μg)中のCpn10のレベルは、ELISA(検出限界0.195ng/ml)によって分析した。臨床試験の被験者からの血清は、試験加入時に流血中Cpn10のレベルに関してELISAによって検査した。これらの試験はGCP指針に従って実施され、試料の検査の前に各被験者から書面によるインフォームドコンセントを得た。試験のプロトコールは各地のセンターのヒト倫理委員会によって承認された。
RAW264.7-HIV-LTR-LUCアッセイ法は、本質的には以前の記載の通りに行った(Johnson, B. 2005. J. Biol Chem 280:4037-4047)。細胞をCpn10または対照緩衝液とともに2時間インキュベートし、その後にある範囲にわたる用量のTLRリガンドを添加した。各アッセイ法において、Cpn10を25〜100μg/mlの濃度範囲で試験し、リガンドは立ち上がりの急な用量反応曲線を誘発する濃度、すなわち大腸菌LPSは0.2〜5ng/ml、超高純度大腸菌LPSは5〜10ng/ml、LTAおよびPGNは10〜100μg/ml、ザイモサンは10〜100μg/ml、ポリ(I:C)は10〜100μg/ml、イミキモドは1〜10μg/ml、ならびにCpG ODNは3.25〜16.25μg/mlで用いた。各アゴニストに関するインキュベーション時間は、バックグラウンドに対して十分なシグナルが確実に得られるように最適化した。ヒトCpn10に関する陰性対照としては、GroESと命名されたCpn10の大腸菌相同体を慣例的に用いた(精製は本質的には以前の記載の通りに行った(Brinker, 2001. Cell 107:223-233))。Cpn10およびGroESの調製物ならびにTLRリガンド試薬におけるエンドトキシンの混入レベルは、この細胞株でこれらのアッセイ法に用いた濃度では、HIV-LTR活性化を誘導しないことが以前に示されているレベルを下回ることがわかっていることに留意されたい(Johnson, B. 2005. J. Biol Chem 280:4037-4047)。
PBMCは、健常志願者の血液から、Ficoll-Paque Plus(Amersharm Biosciences)による浮遊密度勾配遠心分離法によって単離した。PBMCをCpn10(または緩衝液対照)で1時間前処理し、続いてアゴニストにより37℃および5%CO2の下で20時間にわたり刺激し、その後に培養上清を収集した。サイトカインレベルはCBA(BD)またはELISA(Bender MedSystems)を用いて分析した。
RAW264.7またはPBMCをCpn10とともに2時間インキュベートし、続いてLPSにより30分間刺激し、遠心分離した上で、ペレットを0.1%SDSを含むPBSで溶解させた。溶解物を5分間煮沸して冷却し、細胞片を遠心分離によってペレット化させて、上記の通りに上清をタンパク質濃度に関してアッセイした。リン酸化されたシグナルタンパク質は、p38、ERK1/2およびJNK1/2に対するBD CBA Flex Setを用いて検出した。または、RAW264.7をCytofix/Cytoperm(BD)で処理し、細胞内p38および細胞表面CD14に関して二重染色した。試料は、BD FACSArray BioanalyzerをFCAPアレイソフトウエアとともに用いて分析した。
細胞刺激後のプロモーター活性の変化を、最適なアゴニスト濃度で非刺激条件を刺激条件と比較する、一元配置ANOVAおよびTukeyの多重比較検定を用いて評価した。対象の血清試料におけるCpn10を、一元配置ANOVAおよびTukeyの多重比較事後検定を用いて、群間の有意性に関して検定した。
10.2.1.TLR連結はCpn10プロモーターを誘導する
RAW264.7細胞に対して、ルシフェラーゼの産生がCpn10プロモーターの制御下にあるレポーター構築物をトランスフェクトした。精製組換えIFNγ、TNF-αおよびIL-1βを非TLR性アゴニストとして試験した。中等度の熱ショック(43℃、30分間)で処理した細胞は回復6時間の時点でCpn10プロモーターの有意な誘導を示し、18時間までに基礎レベルに戻った(図18A)。さらに、TLRアゴニストが用量依存的にCpn10プロモーターを誘導し、最大の活性化が20時間後に観察されることが実証された(図18Aおよび19C)。続いて、アゴニスト濃度を、最大のプロモーター応答を誘導するように最適化した(図18B〜G)。
適切な刺激に曝された時に細胞からCpn10が放出されるか否かを検討するために、本発明者らはRAW274.7細胞をLTAで刺激し、内因性Cpn10、および細胞によって培地中に放出されるCpn10の存在をELISAによってモニターした。細胞溶解物の分析により、LTAで処理した細胞および対照細胞の細胞内Cpn10レベルにはほとんど変化がないことが判明した(図19A)。しかし、培養上清の分析からは、30時間後の可溶性Cpn10は、刺激されていない対照細胞の3倍であることが判明した(図19B)。加えて、刺激された細胞によって産生される細胞外Cpn10のレベルは、経時的に認められたCpn10プロモーター活性の増加と相関した(図19C)。これらのデータは、免疫誘発刺激条件下で産生される新規合成Cpn10のある比率は細胞によって放出されることを示している。軽度、中等度または高度の熱ショック(HS)に曝露された細胞(RAW264.7細胞またはpCAT/LUC-CPNがトランスフェクトされたRAW264.7細胞)からの培養上清は、LTAにより刺激された細胞からの上清と比較して、細胞外Cpn10の蓄積をほとんど示さなかった(図19D)。これらのデータは、Cpn10がHSによって誘導されてミトコンドリアタンパク質のミスフォールディングを助け、一方、特定の免疫誘発刺激がCpn10の細胞外蓄積を招くことを示唆する。
本発明者らは、組換えCpn10が、他のToll様受容体に対するリガンドによって誘導されるシグナルを制限しうるか否かについて検討した。このレポーター細胞株と最適濃度のCpn10との2時間にわたるプレインキュベーションの後に、グラム陽性菌ペプチドグリカン(PGN)およびリポテイコ酸(LTA)から合成RNAおよびDNAモチーフまでの範囲にわたる種々のTLRリガンドで刺激したところ、外因性Cpn10の非存在下で刺激した細胞と比較して、NF-κBにより誘導されるルシフェラーゼ活性の有意な低下が引き起こされた。合成TLR3リガンドであるポリイノシン酸-ポリシチジル酸(ポリ(I:C))を例外として、試験した他のすべてのTLRリガンドにより刺激された細胞培養物ではCpn10の存在がルシフェラーゼ活性の20〜80%の阻害を引き起こした(図20A)。これらの結果は、Cpn10が、ほとんどのTLRに対するリガンドによって生じる免疫応答のシグナルの強度を調整しうることを示している。
この検討により、免疫系の内因性調節物質としてのCpn10の、これまで特定されていなかった役割が明らかにされた。TNFα、IFNγまたはIL-1βの受容体ではなく、TLR系の受容体を介した細胞の刺激は、Cpn10プロモーター、および細胞外培地中で測定可能なCpn10タンパク質の産生を誘導する。組換えCpn10の添加は、マウス細胞株および新たに単離したヒトPBMCによるインビトロでのNF-κB活性化、MAPKリン酸化およびサイトカイン産生による評価では、TLRにより作動される細胞活性化を用量反応的に制限する。
本発明者らは、Cpn10がLPS刺激に応じたTLR4の表面発現に影響を及ぼすか否かを検討する目的で、RAW264細胞におけるTLR4発現に対するCpn10の影響を明らかにしようとした。
LPSは大腸菌(Sigma)から調達し、抗マウスTLR4/MD-2-ビオチンおよびストレプトアビジン-フィコエリトリンはeBioscienceから調達し、抗マウスIFN-γはBDから調達した。
Cpn10とRAW264細胞の4時間のインキュベーションはTLR4発現を変化させなかった
TLR4は、抗マウスTLR4/MD-2-ビオチンに続いてストレプトアビジン-PEを用いるとRAW264細胞の表面に容易に検出された(図21)。対照抗体は明らかな染色を示すことができなかった(非提示データ)。4時間のCpn10処理も対照緩衝液処理もTLR4発現の変化を引き起こさなかった。
2ng/mlのLPSの添加は、LPS添加の2時間後にTLR4発現のわずかな低下を引き起こし(図22)、20ng/mlのLPSはほぼ完全な損失を引き起こした(図23)。4時間にわたるCpn10とのインキュベーションは、LPS添加後のTLR4の挙動を有意に変化させなかった。Cpn10処理を一晩に延長したところ、緩衝液で処理した細胞(図24および25)と比較して、TLR4発現はわずかに低下した(図24および25)。LPSにより媒介されるTLR4発現の低下は、細胞に2ng/mlのLPSを投与した場合、Cpn10で処理した細胞の方が幾分顕著であった(図24)。細胞を20ng/mlのLPSで処理した場合、すべての群においてTLR4発現は本質的に失われた(図25)。
4時間のCpn10処理によって媒介されるLUC活性は、LPSにより誘導されるNF-κB活性化の30〜50%の低下を引き起こした。このような処理はTLR4発現レベルをほとんど変化させないため、この作用が、TLR4発現のCpn10により媒介されるダウンレギュレーションに起因する可能性は低い。2ng/mlのLPSによって媒介されるダウンレギュレーションは、4時間のCpn10処理後にはおそらく極めてわずかに顕著であり、一晩のCpn10処理後には確実により顕著であった。これらの結果は、Cpn10がLPS添加後のTLR4発現の動態を変化させうることを示唆する。
本発明者らは、Cpn10により媒介される、さまざまなTLRリガンドによって誘導されるNF-κB活性化の阻害の広さを記録することに着手した。
大腸菌LPS 055:B5はSigmaから調達し、大腸菌LPS 0111:B4超高純度(1×106 EU/mg)、黄色ブドウ球菌リポテイコ酸(LTA)(12.5 EU/mg)、黄色ブドウ球菌ペプチドグリカン(PGN)(<0.125 EU/mg)、枯草菌リポテイコ酸(LTA)(12.5 EU/mg)、枯草菌ペプチドグリカン(PGN)(0.25 EU/mg)、S.セレビシエのザイモサン(<0.125 EU/ml)、イミキモドR837、CpG ODN1826(マウス)、CpG ODN2216(ヒト)およびGpC ODN1826(非刺激性対照)はすべてInvivogenから調達した。組換えマウスIL-1βはR & D Systemsから調達し、組換えマウスIFNγおよび組換えマウスTNFαはChemiconから調達した。サイトカインビーズアレイはBDから調達した。
バイオアッセイ法は、本質的にはJohnson, B. et al. 2005. J Biol Chem 280:4037-4047に記載された通りに行った。各アッセイにおいて、Cpn10を25〜100μg/mlの濃度範囲で試験し、刺激薬は立ち上がりの急な用量反応曲線を誘発する濃度、すなわち大腸菌LPSは0.2〜5ng/ml、超高純度大腸菌LPSは5〜10ng/ml、黄色ブドウ球菌および枯草菌のLTAおよびPGNは10〜100μg/ml、S.セレビシエのザイモサンは10〜100μg/mlで用いた。Cpn10調製物ならびにTLRリガンドにおけるエンドトキシンの混入レベルは、この細胞株でこれらのアッセイ法に用いた濃度では、HIV-LTR活性化を誘導しないことが以前に示されているレベルを下回ることがわかっていることに留意されたい(Johnson, B. 2005. J. Biol Chem 280:4037-4047)。以下に提示したデータでは、HIV LTRがNF-κB活性化の大きな原因であることが知られており、このためこの転写因子の活性化の間接的指標であるという理解の下に、この細胞株の刺激の読取り値は、NF-κBの活性化として記載されていることに注意されたい。
PBMCは、健常志願者のヘパリン添加血液から、Ficoll-Paque Plus(Amersharm Biosciences)による浮遊密度勾配遠心分離法によって単離した。PBMCは新たに単離した細胞として用いるか、または代替的には貯蔵液を凍結チューブに入れて液体窒素中で使用時まで保存した。PBMCを200μl/ウェルとして8×105個/mlで96ウェル組織培養プレート(Greiner Bio-One, Kremsmuenster, Austria)中に分注した。Cpn10を1時間にわたり添加し、続いて37℃および5%CO2の下でアゴニストにより20時間刺激し、その後に培養上清を収集した。サイトカインレベルは、市販のELISAキット(R&D Sciences)およびサイトメトリックビーズアレイ(BD)を用いて分析した。
RAW264.7またはPBMCをCpn10とともに2時間インキュベートし、続いてLPSにより30分間刺激し、遠心分離した上で、ペレットを0.1%SDSを含むPBSで溶解させた。溶解物を5分間煮沸して冷却し、細胞片を遠心分離によってペレット化させて、上記の通りに上清をタンパク質濃度に関してアッセイした。リン酸化されたシグナルタンパク質は、p38、ERK1/2およびJNK1/2に対するBD CBA Flex Setを用いて検出した。または、RAW264.7をCytofix/Cytoperm(BD)で処理し、細胞内p38および細胞表面CD14に関して二重染色した。試料は、BD FACSArray BioanalyzerをFCAPアレイソフトウエアとともに用いて分析した。
TLRアゴニストはHIV-LTRの活性化を誘導した
図26に表されたデータは、ある濃度範囲にわたるTLRリガンドにより刺激されたマウスマクロファージRAW264-HIV-LTR-LUC細胞におけるNF-κB活性化を、Cpn10が調節する能力を示している。本発明者らは、超高純度LPS(TLR4のみ)および非再精製LPS(TLR2およびTLR4の両方を刺激すると記載)の両方、2種類のグラム陰性菌である枯草菌および黄色ブドウ球菌からのLTA(TLR2)ならびに上記のグラム陰性菌の両方からのPGN(TLR2)を含む、TLRに対する広範囲にわたるリガンドをアッセイした。加えて、細胞を、酵母S.セレビシエの細胞壁から単離された調製物であるザイモサン(TLR2/TLR6)、およびTLR3と結合してそれを介して刺激する合成二本鎖RNAであるポリ(I:C)によっても刺激した。細胞をまた、Cpn10の存在下において、CpG DNA(TLR9)、またはTLR7 MyD88依存的経路を介して細胞を活性化する低分子量合成分子であるイミキモド(R837)による刺激の後にも調べた。検討したTLRのうち4種(TLR2、4、7、9)の連結後のNF-κB活性化の、Cpn10により誘導される調整を示すデータが提示されている。
RAW264細胞のLPS刺激は、IκBキナーゼ(IKK)-NF-κB経路および3種のマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)経路:細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK)1および2、c-Jun N末端キナーゼ(JNK)ならびにp38を含む、いくつかの細胞内シグナル伝達経路を活性化する。さらに下流で、これらのシグナル伝達経路はNF-κBおよびAP-1を含む数多くの転写因子を活性化し、それらは続いて炎症メディエーターをコードする遺伝子の誘導に協調的に働く。これらのシグナル系に対するCpn10の影響を評価するために、本発明者らは、Cpn10の存在下または非存在下における、LPSにより30分間刺激された細胞におけるリン酸化p38、JNK1/2およびERK1/2のレベルを測定した。本発明者らは、Cpn10が、シグナル伝達経路のこれらのメンバーのそれぞれの、LPSにより誘導されるリン酸化を用量反応的に制限することを示した(図28)。
本発明者らは以前に、LPSによる刺激の前の、RAW264-HIV-LTR-LUC細胞とCpn10との2時間にわたるプレインキュベーションが、ルシフェラーゼ活性の用量反応的な低下を最適化することを明らかにしている。本発明者らは今回、LPS刺激の前にCpn10との2時間のプレインキュベーションに続いてPBS洗浄を行っても、図30に示されているように、NF-κB活性化の指標としてのルシフェラーゼ活性の、Cpn10により媒介される低下に変化がないことも示した。
Cpn10の活性をさらに特徴づけるために、本発明者らはさまざまな非TLR性アゴニストのCpn10による調整について調べた。この非TLR性プログラムの一環として、Cpn10の存在下において、RAW264.7細胞を1〜10ng/mlの低エンドトキシン(2.24 EU/mg)組換えマウスIFN-γにより6時間刺激した(図31)。細胞上清を収集し、ELISAを用いてTNF-αに関して分析した。Cpn10はIFN-γにより誘導されるTNF-α産生を増強することが見いだされた。IFN-γ刺激の前に細胞をCpn10とともに2時間インキュベートした場合には、TNF-αの産生の顕著な相乗的増加の増強が起こった。Cpn10の存在下でIFN-γにより2時間または4時間刺激したRAW264-HIV-LTR-LUC細胞からの溶解物における、NF-κBにより誘導されるルシフェラーゼレベルも測定した。
本発明者らは、Cpn10がTLR2、4、7および9を含む種々のTLR特異的リガンドに対するマクロファージ応答の動態を調節する能力を示し、それ故に、NF-κB活性化およびサイトカイン産生の上流にあるシグナル伝達分子、すなわちERK、JNKおよびp38を含むMAPKファミリーのシグナル伝達タンパク質のメンバーのリン酸化に対するCpn10の影響を示した。本発明者らはまた、Cpn10が、LPSによって活性化された細胞における細胞内リン酸化MAPKのレベルを用量反応的に低下させることも示した。
13.1 材料および方法
Cpn10と結合する宿主細胞上の受容体の単離
アフィニティーカラム(NHS活性化Hi-Trap)カラム(AmershamPharmacia)を、Cpn10(CBio Ltdにより供給、バッチCH003)を用いて調製した。Cpn10を重炭酸緩衝液pH 8.3中に透析させ、製造元の指示に従ってカラムに結合させた。
溶出した溶液を2×SDS-PAGE還元緩衝液(4mlの10%SDS、2.5mlの0.5M Tris-HCl PH:6.8、5gのグリセロール、1mlの14.3Mメルカプトエタノールおよび5mgのブロモフェノールブルー)で処理して、熱湯中に5分間おいた。試料を泳動させるために、Criterion Tris-HCl Precast 4〜20%勾配ゲル(Biorad)を用いた。十分な範囲のRAINBOW分子量マーカー(2μl)を第1のウェルにロードし、残りのウェルには40μlの試料をロードした。続いてゲルを電気泳動槽に入れ、泳動用緩衝液を添加した。泳動用緩衝液は0.025M Tris、0.2Mグリシン、0.1%SDSからなり、pH 8.3に調整された。電気泳動は200Vの定電圧下で50分間行った。電気泳動の後にゲルを取り出し、固定用緩衝液(40%エタノール、10%酢酸、50%H2O)で一晩固定した上で、クーマシーブルー着色剤(50%クーマシーブルー(0.3w/v)、25%メタノール、5%酢酸、20%H2O)で1.5時間染色した。最後にゲルを脱染剤(10%エタノール、10%酢酸、80%H2O)による数回の洗浄によって脱染した。
非直線的に固定化されたpH勾配(3-10 ReadyStrip IPGストリップ11cm)を第1の次元として用いた。200μlの試料のアリコートをフォーカシングトレイにピペットで注ぎ、IPGストリップをその上に乗せて、ゲル面を下に向けて試料および緩衝液を含めた溶液に触れさせた。尿素の沈降を避けるためにIPGストリップの上を鉱油で覆った。ストリップを20℃の受動的条件下にて12時間かけて再水和させた。続いてストリップに対するフォーカシングを、ストリップ当たり一定の50μAにて6000〜7000ボルトでおよそ52,000v-hrを用いて行った。第2の次元に関してReadyStrip IPGストリップを調製するためには、それらをフォーカシングトレイから取り出し、50mM Tris HCl、pH 8.8、6M尿素、2%SDS、30%グリセロール、1%DTTを含む5mlの緩衝液によって平衡化させた。続いて第2の平衡化を、DTTの代わりに1.5%ヨードアセトアミドを含む容積5mlの同じ緩衝液中で行わせた。平衡化の後に、ReadyStrip IPGストリップをCriterionゲル(4〜20%勾配)の上に乗せ、微量のメルカプトエタノールを含む0.5%アガロースを重ねた。ゲルをCriterionセル内で200Vで60分間泳動させた。電気泳動の後にゲルを取り出し、固定用緩衝液(40%エタノール、10%酢酸、50%H2O)で一晩固定した上で、クーマシーブルー着色剤(50%クーマシーブルー(0.3w/v)、25%メタノール、5%酢酸、20%H2O)で1.5時間染色した。最後にゲルを脱染剤(10%エタノール、10%酢酸、80%H2O)による数回の洗浄によって脱染した。
アフィニティークロマトグラフィーおよびSDSPAGE電気泳動によるCpn10結合性タンパク質の単離
本発明者らは上記の方法を用いて予備的な検討を行い、表5に示されているように、質量分析を用いていくつかのCpn10結合性タンパク質を同定した。
この質量分析データにより、Cpn10の宿主細胞に対する結合および細胞内輸送のために重要な可能性のあるいくつかのタンパク質の同定が可能となった。特に、アクチン重合の動態を調節する小型のアクチン結合性タンパク質であるプロフィリンは、Cpn10結合性タンパク質であるように思われた。Cpn10応答の調節に重要な可能性のあるもう1つの分子はGRP78である。GRP78は、Cpn10の輸送に関与している可能性のあるシャペロンである。
本発明者らは、IFNα/βの抗ウイルス効果に対する感受性が高いことが判明しているウイルスを用いて、Cpn10がポリI:Cにより誘導される抗ウイルス耐性に影響を及ぼすか否かを検討することに興味を抱いた。
Cpn10
Cpn10をTris-食塩水緩衝液pH7. 6に溶解させ、アリコートに分けてドライアイス上で凍結させた後に-20℃で保存した。アリコートは使用前に解凍させた。
図34に示されたデータに関しては、ポリI:C(Invivogenにより供給)を滅菌食塩水に5mg/mlで溶解させて-20℃で凍結保存した。バイアルを解凍させ、培地で希釈した。緩衝液対照に関しては、同じ容積の滅菌食塩水を細胞培養ウェルに添加した。図35に示されたデータに関しては、ポリI:Cを滅菌食塩水に5mg/mlで溶解させた後に、25μl/500μlずつ分注し、dsRNAを沈殿させるために62.5μlの100%エタノール(2.5倍容積)を添加した。このチューブを-70℃で保存した。アッセイ当日に、アリコートを最高速度(13,000rpm)で30分間、40℃で遠心分離した。ペレットを70%エタノールDEPCで処理した蒸留水で1回洗浄し、ペレット化した上で上清を除去し、ペレットをフード内で乾燥させ(約15分間)、100μlのRPMI 1640中に再懸濁させた。BioPhotometerのRNA定量装置(Eppendorf)を用いた判定で、dsRNAの回収率は約50%であることが明らかになった。図中に示されたdsRNA濃度はすべて、50%の回収率であるとみなしている。
RAW264.7細胞をフラスコ内の付着培養物として増殖させ、剥離させた後に(すなわちトリプシン処理していない)、96ウェルプレートに播いた。HeLa細胞は播種の前に標準的なやり方でトリプシン処理した。細胞を2つずつの繰り返しで96ウェルプレートに播いた(各ウェルに50μl培地中にRAW264.7細胞については5×103個、HeLa細胞については104個)。4時間後に、Cpn10を添加し(培地中に50μlに希釈)、さらに30分後にポリI:Cを添加した(培地中に50μlに希釈)。続いて細胞を96ウェルプレート内で一晩インキュベートし、その後にRRV(50μl中にRAW264.7細胞についてはMOI=1、HeLa細胞についてはMOI=10)を添加した。記載されている通りに(Antalis et al, J Exp Med 1998, 187(11):1799)、3日後に細胞を固定し、クリスタルバイオレットで染色して洗浄し、乾燥させて、色素を100%メタノールで抽出した上で、A595nmで読み取りを行った。
RAW264.7細胞に対するポリI:Cの影響
まず、ポリI:CをRAW264.7細胞に対して0〜100μg/mlの範囲で漸増的に添加した。5〜10μg/mlを上回るポリI:Cの濃度は、細胞の丸まりおよび3日間のアッセイ期間中の増殖の乏しさを伴う、明らかな毒性の徴候を示す細胞を生じさせた。HeLa細胞に関してはそのような毒性は観察されなかった(図34)。
RAW264.7細胞およびHeLa細胞の抗ウイルス耐性の誘導のために必要な用量を決定するために力価測定を行った。続いて、適切な濃度範囲のポリI:Cを用いて、Cpn10がdsRNAの抗ウイルス活性を高めるか否かに関する仮説を検証した。図35に示されているように、RAW264.7細胞、HeLa細胞のいずれも、細胞生存度を測定するこの3日間のアッセイで検討したポリI:CおよびCpn10の濃度では、Cpn10の存在下においても非存在下においても抗ウイルス耐性の差を示さなかった。
この検討において、Cpn10は、アルファウイルスにより誘導されるCPEに対する、合成dsRNAにより誘導される抗ウイルス耐性に影響を及ぼさなかった。ここに提示したデータは、Cpn10がdsRNAによるシグナル伝達に影響を及ぼしうるという見方を裏付けていない。dsRNAはTLR3、PKR、RIG-l/mda-5および/またはATF2/c-Junを介してシグナルを伝達しうるが、TLR3が細胞外dsRNAの主要なセンサーであリ、他のシグナル伝達経路は細胞質dsRNAによって誘発されると考えられている。
本発明者らは、細胞外Cpn10が免疫応答を調整する可能性のある手段について考察した。白血球のその部分集団の細胞がCpn10と結合するかを同定するために、本発明者らはCpn10をC末端システイン残基の箇所で蛍光団によりタグ標識し、それが野生型Cpn10と等価なシャペロン活性および免疫修飾物質活性をインビトロで保っていることを示した(非提示データ)。標識Cpn10とPBMCとを4℃で、別々の白血球部分集団を同定するための一団の抗体とともにインキュベートしたところ、Cpn10は、APC、特に骨髄性DC(CD3-CD4lowCD14-CD11c+)、形質細胞様DC(CD3-CD4lowCD14-CD11clow)および単球(CD4lowCD14+)と最も強く相互作用し、T細胞に対する親和性はそれよりも低いことが示された(図36A)。PBMCをLTAで刺激した場合には、刺激されていないCD14+細胞と比較して、4時間ごとにCD14+細胞の表面に対する蛍光性Cpn10結合のレベルにおよそ1.6倍の上昇がみられた(図36B)。これらのデータは、細胞外Cpn10がその生物活性を、先天免疫系の重要な調節細胞であるAPCに対して発揮することを示唆する。
本明細書に提供した本発明を実施する最良の形態に従って、具体的な好ましい組成物を以下に概説する。以下は組成物の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものでは全くない。
筋肉内注射用の組成物は、1mlの滅菌緩衝水および1mgの適した化合物を含むように調製しうると考えられる。
注射による投与のために適した組成物は、重量比にして1%の適した化合物を、重量比にして10%のプロピレングリコールおよび水と混合することによって調製しうる。溶液は濾過によって滅菌される。
カプセルの形態にある適した化合物の組成物は、標準的な2ピース型の硬ゼラチンカプセルに、粉末形態にある50mgの作用物質または化合物、100mgのラクトース、35mgのタルクおよび10mgのステアリン酸マグネシウムを充填することによって調製しうる。
点眼剤としての送達のための典型的な組成物の概要は以下の通りである:
適した化合物 0.3g
ヒドロキシ安息香酸メチル 0.005g
ヒドロキシ安息香酸プロピル 0.06g
精製水を加えて 約100.00mlに。
容量20〜30mlのエアロゾル容器に関しては:10mgの適した化合物と、重量比にして0.5〜0.8%のポリソルベート85またはオレイン酸などの潤滑剤との混合物をフレオンなどの噴射剤中に分散させ、鼻内または経口的な吸入投与のために適切なエアロゾル容器に入れる。
軟膏としての送達用の典型な組成物は、1.0gの適した化合物を、全体が100.0gとなるようにした白色軟パラフィンとともに、滑らかで均質な生成物を生じるように分散されて含む。
Claims (38)
- 対象における、またはその少なくとも1つの細胞、組織もしくは臓器におけるToll様受容体シグナル伝達を調整するための方法であって、シャペロニン10の有効量を投与する段階を含む方法であり、Toll様受容体シグナル伝達がシャペロニン10と活性化クラスター内のToll様受容体との会合を含む方法。
- 対象における、またはその少なくとも1つの細胞、組織もしくは臓器におけるToll様受容体シグナル伝達を調整するための方法であって、シャペロニン10の少なくとも1つのアンタゴニストの有効量を投与する段階を含む方法であり、Toll様受容体シグナル伝達がシャペロニン10と活性化クラスター内のToll様受容体との会合を含み、かつアンタゴニストが、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合するのを妨げる、および/または活性化クラスターによるシグナル伝達を妨げる方法。
- 活性化クラスターが、シャペロニン10、Toll様受容体、および任意で少なくとも1つの他の分子を含む、請求項1または請求項2記載の方法。
- 少なくとも1つの他の分子がToll様受容体アゴニストを含む、請求項3記載の方法。
- 活性化クラスターがシャペロニン10、TLR2およびリポテイコ酸(LTA)を含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 活性化クラスターがシャペロニン10、TLR3および二本鎖RNAを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 活性化クラスターがシャペロニン10、TLR4およびLPSを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 活性化クラスターがシャペロニン10、TLR7および一本鎖RNAを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 活性化クラスターが、シャペロニン10と、TLR9と、CpGモチーフを含むDNAとを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2またはSEQ ID NO:3に示されたポリペプチド配列を含む、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、シャペロニン10をコードするポリヌクレオチドの形態で投与される、請求項1または3〜9のいずれか一項記載の方法。
- ポリヌクレオチドが、SEQ ID NO:4に示された配列を含む、請求項11記載の方法。
- 少なくとも1つの追加的な作用物質の投与をさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項記載の方法。
- 少なくとも1つの追加的な作用物質が、IFNαまたはIFNβを含む群から選択される免疫修飾物質である、請求項13記載の方法。
- 対象における疾患または病状を治療または予防するための方法であって、シャペロニン10の有効量を対象に投与する段階を含む方法であり、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合し、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状に対する免疫応答の開始、増強および/または維持と関連している方法。
- 対象における障害の治療または予防のための方法であって、シャペロニン10の少なくとも1つのアンタゴニストの有効量を対象に投与する段階を含む方法であり、アンタゴニストが、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合するのを妨げ、および/または活性化クラスターによるシグナル伝達を妨げ、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状の確立および/または進行と関連している方法。
- 疾患または病状が、敗血性ショック、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬、心疾患、アテローム性動脈硬化、慢性肺疾患、悪液質、多発性硬化症、GVHDおよび癌を含む、ウイルス性または細菌性の感染症、急性または慢性の炎症性疾患を含む群から選択される、請求項15または請求項16記載の方法。
- シャペロニン10が、LTAにより誘導されるTLR2シグナル伝達を調節する、請求項15〜17のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、TLR2により誘導される免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整する、請求項18記載の方法。
- シャペロニン10が、二本鎖RNAにより誘導されるTLR3シグナル伝達を調節する、請求項15〜17のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、TLR3により誘導される免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整する、請求項20記載の方法。
- シャペロニン10が、LPSにより誘導されるTLR4シグナル伝達を調節する、請求項15〜17のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、TLR4により誘導される免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整する、請求項22記載の方法。
- シャペロニン10が、ウイルス性一本鎖RNAにより誘導されるTLR7シグナル伝達を調節する、請求項15〜17のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、TLR7により誘導される免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整する、請求項24記載の方法。
- シャペロニン10が、CpGモチーフにより誘導されるTLR9シグナル伝達を調節する、請求項15〜17のいずれか一項記載の方法。
- シャペロニン10が、TLR9により誘導される免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整する、請求項26記載の方法。
- 少なくとも1つの追加的な作用物質の投与をさらに含む、請求項15〜27のいずれか一項記載の方法。
- 少なくとも1つの追加的な作用物質が、IFNαまたはIFNβを含む群から選択される免疫修飾物質である、請求項28記載の方法。
- 疾患または病状の治療または予防のために用いられる場合の組成物であって、シャペロニン10を少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤または補助物質とともに含む組成物であり、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合し、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状に対する免疫応答の開始、増強および/または維持と関連している組成物。
- Toll様受容体の少なくとも1つのアゴニスト、および/または少なくとも1つの免疫修飾物質をさらに含む、請求項30記載の組成物。
- 疾患または病状の治療または予防のために用いられる場合の組成物であって、シャペロニン10の少なくとも1つのアンタゴニストを含む組成物であり、アンタゴニストが、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合するのを妨げ、および/または活性化クラスターによるシグナル伝達を妨げ、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状の確立および/または進行と関連している組成物。
- 疾患または病状の治療または予防のための医療薬剤の製造のためのシャペロニン10の使用法であって、シャペロニン10が活性化クラスターのToll様受容体と会合し、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状に対する免疫応答の開始、増強および/または維持と関連している使用法。
- 疾患または病状の治療または予防のための医療薬剤の製造のためのシャペロニン10のアンタゴニストの使用法であって、アンタゴニストが、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合するのを妨げ、および/または活性化クラスターによるシグナル伝達を妨げ、かつ活性化クラスターの形成が疾患または病状の確立および/または進行と関連している使用法。
- 対象またはその少なくとも1つの細胞、組織もしくは臓器における1つまたは複数の免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整するための方法であって、シャペロニン10の有効量を投与する段階を含む方法であり、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合し、かつ活性化クラスターの形成が1つまたは複数の免疫修飾物質の産生および/または分泌の調整と関連している方法。
- 対象またはその少なくとも1つの細胞、組織もしくは臓器における1つまたは複数の免疫修飾物質の産生および/または分泌を調整するための方法であって、シャペロニン10のアンタゴニストの有効量を投与する段階を含む方法であり、アンタゴニストが、シャペロニン10が活性化クラスター内のToll様受容体と会合するのを妨げ、および/または活性化クラスターによるシグナル伝達を妨げ、かつ活性化クラスターの形成が1つまたは複数の免疫修飾物質の産生および/または分泌の調整と関連している方法。
- 免疫修飾物質が、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、IL-12またはI型インターフェロンを含む群から選択される、請求項35または請求項36記載の方法。
- I型インターフェロンがIFNαまたはIFNβである、請求項37記載の方法。
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