JP2009537536A - 眼の血管形成および黄斑変性に対するToll様受容体(TLR)の刺激 - Google Patents
眼の血管形成および黄斑変性に対するToll様受容体(TLR)の刺激 Download PDFInfo
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Abstract
眼の血管形成および新生血管形成を治療または予防するための方法および組成物が提供される。TLR3受容体もしくはTLR7受容体、Trif、またはIL−10もしくはIL−12の刺激因子の投与は、眼の血管形成を阻害する。さらに、全siRNA(標的化および非標的化の両方)は、眼の血管形成を阻害できる。
Description
[継続出願データ]
本出願は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする2006年5月15日に出願された米国仮出願第60/800,742号の利益を主張するものである。
本出願は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする2006年5月15日に出願された米国仮出願第60/800,742号の利益を主張するものである。
[発明の分野]
本発明は、toll様受容体(TLR)作用の刺激による眼の血管形成の抑制に関する。
本発明は、toll様受容体(TLR)作用の刺激による眼の血管形成の抑制に関する。
黄斑は、中心視野を担当している網膜の一部である。加齢性黄斑変性は、黄斑内の組織が劣化すると発生する慢性眼疾患である。黄斑変性は、中心視野には影響を及ぼすが、周辺視野には影響を及ぼさない。黄斑変性は、60歳以上の人々における重度の失明の主要な原因である。
加齢性黄斑変性には、乾性および湿性の2つの形態がある。乾性黄斑変性は、黄斑変性の中で最も一般的なタイプであり、黄斑の細胞が緩徐に崩壊し始めると発生する。網膜色素上皮(RPE)と網膜を支持するブルッフ膜との間の網膜の下で、「ドルーゼ」と呼ばれる黄色沈着物が形成される。ドルーゼ沈着物は、RPE内の機能低下した細胞代謝に関連する残屑である。最終的には、ドルーゼ沈着物に関連する黄斑領域の損傷が起こり、結果として中心視野の消失が起こる。
湿性黄斑変性は、黄斑の背部で異常な血管が成長した場合に発生する。これらの血管は脆弱であり、液体や血液を漏出させることがあり、黄斑の瘢痕化を生じさせ、急速な重度損傷の可能性を生じさせる。ブルッフ膜は、通常はドルーゼ沈着物の近くで崩壊する。これは、新規な血管の成長、または新血管形成が発生する場所である。中心視野は短期間の内に、時には数日以内に歪むか、または完全に消失することがある。湿性黄斑変性は、加齢性黄斑変性の症例の約10%の原因となっているが、法的盲の症例の約90%を占めている。
本発明は、眼の血管形成を阻害する方法に関する。1つの態様では、本方法は、網膜細胞または脈絡膜細胞を、toll様受容体刺激有効量の、TLR3および/またはTLR7を含むtoll様受容体の活性を刺激する化合物に曝露する工程を含む。また別の態様では、本方法は、網膜もしくは脈絡膜細胞を有効量のIL−10および/またはIL−12および/またはIFN−γに曝露する工程を含む。
本発明は、眼の血管形成を阻害するための組成物にさらに関する。1つの態様では、本組成物は、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの活性を刺激する化合物を含む。また別の態様では、本組成物は、IL−10および/またはIL−12および/またはIFN−γを含む。
本発明は、TLR3またはTLR7またはTrifと相互作用する化合物についてスクリーニングするための方法にさらに関する。1つの態様では、本方法は、TLR3もしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらの結合フラグメントを試験化合物と接触させる工程と、TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらの結合フラグメントと試験化合物との間で複合体が形成されるかどうかを決定する工程とを含む。また別の態様では、TLR3またはTLR7またはTrifと相互作用すると同定された試験化合物が眼の血管形成を阻害する能力についてアッセイされる。
本発明のその他の系、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明から当業者に明白であるか、それらを吟味すれば明白になる。すべてのそのような追加の系、方法、特徴および利点は本説明の中に含まれ、本発明の範囲内に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
Toll様受容体(TLR)は、微生物の保存構造を認識することによって先天性免疫に関与するI型膜貫通タンパク質である。Toll様受容体は、適応的免疫応答を活性化するのに役立ち、それによって先天性免疫応答および後天性免疫応答を結び付けることができる。ヒトでは10個のTLR(TLR1からTLR10と称する)が同定され、各TLRは種々の微生物に関連する分子パターンに対して特異的である。本発明者らは、驚くべきことにTLR3および/またはTLR7および/またはTrif(TLR3に対するアダプタータンパク質)は、眼の血管形成を阻害できることを見出した。
本発明は、眼の血管形成および新生血管形成を治療および予防するための方法および組成物に関する。TLR3および/またはTLR7の刺激因子の投与は、眼の血管形成を阻害する。さらに、TLR3に対するアダプタータンパク質であるTrifの刺激因子の投与も眼の血管形成を阻害する。眼の血管形成には、脈絡膜血管形成および網膜血管形成が含まれる。血管新生疾患を治療および/または予防する目的でTLR3および/またはTLR7および/またはTrifを刺激するための組成物および方法が提供される。さらに、脈絡膜新血管形成のための新規な治療標的および診断マーカーもまた提供される。
本発明では、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの活性を刺激する任意の化合物を使用できる。そのような化合物には、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifへ直接的に結合する刺激性分子、例えば各々TLR3アゴニストもしくはTLR7アゴニストもしくはTrifアゴニスト、またはTLR3受容体もしくはTLR7受容体もしくはTrifに結合してそれらを活性化する抗体が含まれる。
TLR3に対する天然アゴニストには、ウイルス二本鎖RNAが含まれる。本発明によると、TLR3活性を刺激するためにTLR3の任意の天然アゴニストを使用できる。さらに、TLR3活性を刺激するために他のリガンドも使用できる。そのようなリガンドには、配列特異的(または標的化)二本鎖RNAおよび配列非特異的(または非標的化)二本鎖RNAが含まれる。二本鎖RNAは、siRNA、または任意の他の二本鎖RNAであってよい。
二本鎖RNAがTLR3活性を刺激する方法に関する任意の理論または作用機序に縛られることは意図していないが、本発明者らは、二本鎖RNAがTLR3活性を刺激する場合に細胞表面の外側に作用すると思われることを観察によって認めた。詳細には、二本鎖RNAは、眼の血管形成を阻害するために、一般に予測されるように細胞内部でのRNA干渉を通して機能するのではなく、むしろ細胞表面のTLR3を活性化すると思われる。そこで、本発明の実施形態は、siRNAを含む二本鎖RNAを介する細胞表面TLR3の活性化によって、眼の血管形成、例えば脈絡膜新生血管形成を阻害する方法を含む。
本発明において使用するためのsiRNAは、RNA干渉の分野における標準方法にしたがって設計される。siRNAの細胞内への導入は、発現ベクターを用いるトランスフェクション、合成dsRNAを用いるトランスフェクション、または任意の他の適切な方法によって行われてもよい。好ましいのは、発現ベクターを用いたトランスフェクションである。
本発明によってsiRNAを送達するために使用できる発現ベクターには、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクターおよびレンチウイルスベクターが含まれる。発現ベクターは、特定遺伝子またはナンセンス配列に対して特異的かどうかに関わらず、標的遺伝子の一部分をコードする配列または任意の他の配列が含まれる。遺伝子配列は、トランスフェクトされた宿主内で転写されると、自己相補的塩基の存在に起因してRNA配列がヘアピン構造を形成するように設計される。細胞内でのプロセッシングは、ループを除去してsiRNA二本鎖を形成させる。二本鎖RNA配列は、30ヌクレオチド塩基未満であるべきであり、好ましくは、dsRNA配列は19〜25塩基長であり、より好ましくは、dsRNA配列は20ヌクレオチド長である。
発現ベクターは、標的遺伝子の合成を増強するために1つ以上のプロモーター領域を含むことができる。使用できるプロモーターには、CMVプロモーター、SV40プロモーター、マウスU6遺伝子のプロモーター、およびヒトH1遺伝子のプロモーターが含まれる。
発現ベクターを用いたトランスフェクションを促進するためには、1つ以上の選択マーカーを含めることができる。選択マーカーは、発現ベクター内に含めることができ、または個々の遺伝要素上に導入することができる。例えば、細菌性ハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ遺伝子は、選択マーカーとして使用することができ、上述した遺伝子を用いてトランスフェクトされた細胞を選択するために、細胞はハイグロマイシンの存在下で培養される。
合成dsRNAは、siRNAによる遺伝子抑制を提供するために細胞内へ導入することもできる。合成dsRNAは、長さが30塩基対未満である。好ましくは、合成dsRNAは、長さが19〜25塩基対である。より好ましくは、dsRNAは、任意に2ヌクレオチドの3’オーバーハングを備える、長さが19、20または21塩基対である。他の実施形態では、合成dsRNAは、任意で2ヌクレオチドの3’オーバーハングを備える、長さが5、7、9または11塩基対であってよい。3’オーバーハングは、好ましくはTT残基である。合成dsRNAは、裸のdsRNA、または1つ以上の2−O’−メチル基を含有するdsRNAであってもよい。
合成dsRNAは、注射によって、作用物質、例えば陽イオン性脂質との複合体化によって、遺伝子銃を使用して、または任意の他の適切な方法によって細胞内に導入できる。
TLR7の機能の刺激因子には、イミキモド(R−837)、レシキモド(R−848)、ロキソリビン、およびブロピリミンが含まれる。さらに、リガンドとして機能するため、TLR7の機能の刺激因子である、一本鎖RNAまたはウイルスRNAについての報告もある。TLR7の機能のこれらの刺激因子はいずれも、本発明にしたがって使用できる。
TLR3および/またはTLR7および/またはTrifを刺激するための追加の化合物には、TLR3またはTLR7またはTrifに特異的に結合する抗体が含まれる。
本発明の抗体は、ポリクローナルまたはモノクローナルであってよく、用語「抗体」は、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の両方を含むことが意図されている。本発明の抗体は、本発明のタンパク質もしくはポリペプチド、例えば、単離および/または組換え哺乳動物のTLR3もしくはTLR7もしくはTrifまたはそれらの一部分、または合成分子、例えば合成ペプチドを含む適切な免疫原に対して生じさせることができる。
免疫抗原の調製、ならびにポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の製造は、任意の適切な技術を用いて実施できる。種々の方法が報告されている(例えば、Kohler et al.、Nature,256:495−497(1975)およびEur.J.Immunol.6:511−519(1976);Milstein et al.、Nature 266:550−552(1977);Koprowski et al.、米国特許第4,172,124号明細書;Harlow,E.and D.Lane,1988,Antibodies:A Laboratory Manual,(Cold Spring Harbor Laboratory:Cold Spring Harbor,N.Y.);Current Protocols In Molecular Biology,Vol.2(Supplement 27,Summer ’94),Ausubel,F.M.et al.、Eds.,(John Wiley & Sons:New York,N.Y.),Chapter 11,(1991)を参照されたい)。一般に、ハイブリドーマは、適切な不死化細胞株(例えば、SP2/0などの骨髄腫細胞系)を抗体産生細胞と融合させることによって生成される。抗体産生細胞、好ましくは脾臓またはリンパ節の抗体産生細胞は、当該抗原を用いて免疫された動物から入手される。融合細胞(ハイブリドーマ)は、選択的培養条件を用いて単離され、そして限界希釈法によってクローン化される。所望の特異性を備える抗体を産生する細胞は、適切なアッセイ(例えば、ELISA)によって選択される。
一本鎖抗体、およびキメラ抗体、ヒト化抗体または霊長類化(CDRグラフト化)抗体、ならびに様々な種に由来する部分を含むキメラ一本鎖抗体またはCDRグラフト化一本鎖抗体もまた、本発明および用語「抗体」に含まれる。これらの抗体の様々な部分は、従来の技術によって化学的に結合でき、または遺伝子組み換え技術を用いて隣接するタンパク質として調製できる。例えば、隣接するタンパク質を生成するためにキメラ鎖またはヒト化鎖をコードする核酸を発現させることができる。例えば、Cabilly et al.、米国特許第4,816,567号明細書;Cabilly et al.、欧州特許第0,125,023(B1)号明細書;Boss et al.、米国特許第4,816,397明細書;Boss et al.、欧州特許第0,120,694(B1)号明細書;Neuberger,M.S.et al.、国際公開第86/01533号パンフレット;Neuberger,M.S.et al.、欧州特許第0,194,276(B1)号パンフレット;Winter、米国特許第5,225,539号明細書;およびWinter、欧州特許第0,239,400(B1)号明細書を参照されたい。さらにまた、霊長類化抗体に関するNewman,R.et al.,BioTechnology,10:1455−1460(1992)、および一本鎖抗体に関するLadner et al.、米国特許第4,946,778号明細書およびBird,R.E.et al.,Science,242:423−426(1988)も参照されたい。
さらに、キメラ抗体、ヒト化抗体、霊長類化抗体または一本鎖抗体を含む抗体の機能的フラグメントもまた産生することができる。上記の抗体の機能的フラグメントは、それらが由来する全長抗体の結合機能および/または調節機能のうちの少なくとも1つを保持している。例えば、Fv、Fab、Fab’およびF(ab’)2を含むがそれらに限定されない哺乳動物のTLR3もしくはTLR7もしくはTrifまたはそれらの一部分に結合できる抗体フラグメントは、本発明に包含される。そのようなフラグメントは、酵素的切断によって、または組み換え技術によって生成することができる。例えば、パパインまたはペプシンによる切断は、各々FabフラグメントまたはF(ab’)2フラグメントを生成できる。あるいは、抗体は、1つ以上の停止コドンが天然停止部位の上流に導入されている抗体遺伝子を用いて種々の短縮形を生成することができる。例えば、F(ab’)2重鎖部分をコードするキメラ遺伝子は、重鎖のCH1ドメインおよびヒンジ領域をコードするDNA配列を含めるように設計することができる。
抗イディオタイプ抗体もまた提供される。抗イディオタイプ抗体は、他の抗体の抗原結合部位に関連する抗原決定基を認識する。抗イディオタイプ抗体は、第2の抗体を生成するために使用される動物と同一種の動物、好ましくは同一系統の動物を免疫化することによって第2の抗体に対して調製できる。例えば、米国特許第4,699,880号明細書を参照されたい。一本鎖、およびキメラ、ヒト化もしくは霊長類化(CDRグラフト化)、ならびにキメラ一本鎖もしくはCDRグラフト化一本鎖の抗イディオタイプ抗体を調製することができ、これらは用語「抗イディオタイプ抗体」に含まれる。そのような抗体の抗体フラグメントもまた調製できる。
本発明者らは、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの刺激による眼の血管形成の阻害が、少なくとも部分的に、IL10および/またはIL12によって媒介されることもまた見出した。そこで、眼の血管形成は、IL10および/またはIL12をそれを必要とする被験者に投与することによって阻害することもできる。TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの刺激因子を投与するために本明細書に記載した方法もまた、通常、眼の血管形成を阻害するためのIL10および/またはIL12の投与にも適用できる。
哺乳動物のTLR3またはTLR7またはTrifに特徴的な少なくとも1つの機能の刺激を通しての、本発明による哺乳動物TLR3またはTLR7またはTrifの機能の調節は、眼の血管形成を阻害する有効かつ選択的な方法を提供する。TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの1つ以上の刺激因子、例えば本明細書に記載したように同定された刺激因子は、眼の血管形成を阻害するために治療目的で使用できる。
そこで、本発明は、治療を必要とする個体における眼の血管形成を阻害する方法であって、そのような治療を必要とする個体にTLR3またはTLR7またはTrifの機能を刺激する化合物を投与する工程を含む方法を提供する。そのような個体には、加齢性黄斑変性を有する個体が含まれる。
本発明の方法は、ヒト、サル、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウサギ、モルモット、ハムスターおよびウマを含む任意の哺乳動物種において使用できる。好ましくはヒトである。
本発明の方法によると、1つ以上の化合物は、単独に、または他の薬物と組み合わせて、適切な経路によって対象へ投与することができる。有効量の化合物が投与される。有効量とは、投与条件下で所望の治療作用を達成するために有効な量、例えばTLR3および/またはTLR7および/またはTrifの機能を刺激し、それによって眼の血管形成を阻害するために有効な量である。
治療対象の疾患もしくは状態に依存して、経口、食事、局所的、非経口(例えば、静脈内注射、動脈内注射、筋肉内注射、皮下注射)、吸入(例えば、気管支内吸入、鼻腔内吸入もしくは経口吸入、鼻腔内滴剤)、および眼内注射投与経路を含む種々の投与経路が可能であるが、必ずしもそれらに限定されない。眼内注射経路には、眼周囲(結膜下/経強膜)、硝子体内、網膜下および房内注射方法が含まれる。
投与すべき化合物の調製は、選択される投与経路によって変動する(例えば、液剤、エマルジョン剤、カプセル剤)。投与すべき化合物を含む適切な組成物は、生理学的に許容可能なビヒクルまたは担体中で調製できる。液剤もしくはエマルジョン剤のためには、適切な担体には、例えば、生理食塩水および緩衝溶媒を含む、水溶液またはアルコール性水溶液、エマルジョンまたは懸濁液が含まれる。非経口用ビヒクルには、塩化ナトリウム溶液、リンガー(Ringer)デキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸加リンガー液または固定油を含むことができる。静脈内用ビヒクルには、種々の添加物、保存料、または液体、栄養物または電解質補給剤を含むことができる(例えば、一般に、Remington’s Pharmaceutical Science,16th Edition,Mack,Ed.1980を参照されたい)。吸入用には、本化合物は、可溶化されて投与のために適切なディスペンサー(例えば、アトマイザー、ネブライザーまたは加圧式エーロゾルディスペンサー)内に装填される。また別の例として、化合物は、硝子体液中、房水中、強膜上、強膜中、脈絡膜上腔中、または網膜下腔中に埋め込まれる徐放性のデバイスまたは組成物を介して投与することができる。
また別の実施形態では、本発明は、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifと相互作用する化合物についてスクリーニングするための方法を提供する。本発明は、種々の薬物スクリーニング技術のいずれかにおいてTLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらの結合フラグメントを使用することによって化合物をスクリーニングするために有用である。そのような試験において使用されるTLR3ポリペプチドまたはTLR7ポリペプチドまたはTrifポリペプチドまたはフラグメントは、溶液中に遊離しているか、固体支持体に付着しているか、細胞表面上にあるか、または細胞内に位置するかのいずれかであってよい。薬物スクリーニングの1つの方法は、ポリペプチドもしくはフラグメントを発現する組換え核酸を用いて安定に形質転換されている真核宿主細胞または原核宿主細胞を利用する。薬物は、競合的結合アッセイにおいてそのような形質転換細胞に対してスクリーニングされる。そのような細胞は、生存形態または固定された形態のいずれでも、標準結合アッセイのために使用できる。例えば、TLR3またはTLR7またはTrifと、試験される作用物質との複合体の形成を測定することができる。または、試験される作用物質に起因するTLR3またはTLR7またはTrifとその標的細胞、単球などとの複合体形成の減少を試験できる。
そこで、本発明は、眼の血管形成および疾患に影響を及ぼし得る薬物または他の任意の作用物質についてスクリーニングする方法を提供する。これらの方法は、そのような作用物質をTLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはフラグメントと接触させる工程と、当分野において周知である方法によって、(i)作用物質とTLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはフラグメントとの複合体の存在についてアッセイする工程、または(ii)TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはフラグメントと細胞との複合体の存在についてアッセイする工程とを含む。そのような競合的結合アッセイでは、TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはフラグメントは、典型的には標識される。適切なインキュベーション後、遊離のTLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはフラグメントは、結合形態で存在するものから分離され、遊離または複合化していない標識の量は、特定の作用物質がTLR3またはTLR7またはTrifへ結合するか、あるいはTLR3またはTLR7またはTrifと作用物質の複合体を干渉する能力の尺度である。
薬物スクリーニングのためのまた別の技術は、TLR3ポリペプチドまたはTLR7ポリペプチドまたはTrifポリペプチドへの適切な結合親和性を有する化合物についての高スループットスクリーニングを提供し、引用することにより本明細書の一部をなすものとする1984年9月13日に公開された欧州特許出願第84/03564号明細書に詳細に記載されている。手短に述べると、多数の相違する小ペプチド試験化合物は固体基質、例えばプラスチック製ピンまたは他の表面上で合成される。ペプチド試験化合物は、TLR3ポリペプチドまたはTLR7ポリペプチドまたはTrifポリペプチドと反応させられ、そして洗浄される。結合したTLR3ポリペプチドまたはTLR7ポリペプチドまたはTrifポリペプチドは、次に当分野において周知の方法によって検出される。精製されたTLR3またはTLR7またはTrifは、さらにまた上記の薬物スクリーニング技術において使用するためにプレート上に直接塗布することもできる。さらに、非中和抗体を使用すると、ペプチドを捕捉し、それを固体支持体上に固定化することができる。
本発明は、TLR3またはTLR7もしくはTrifに結合できる中和抗体が、試験化合物と、TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらのフラグメントに結合することについて特異的に競合する、競合的薬物スクリーニングアッセイの使用もまた企図している。この方法で、抗体を使用すると、TLR3またはTLR7またはTrifと1つ以上の抗原決定因子とを共有する任意のペプチドの存在を検出することができる。
本発明は、例えば薬物または作用物質が眼の血管形成を阻害する能力などについて、薬物または任意の他の作用物質がバイオアッセイにおいて監視される薬物スクリーニングアッセイを使用することもまた企図している。そのような薬物スクリーニングアッセイは、上述した種々の結合アッセイと結び付けて使用できる。すなわち薬物または他の作用物質は、それらがTLR3またはTLR7またはTrifに結合する能力について最初に試験され、次にTLR3またはTLR7またはTrifに対する結合親和性を有する化合物は、バイオアッセイにおいて、例えば薬物または作用物質が眼の血管形成を阻害する能力などについて試験される。または、バイオアッセイは、TLR3またはTLR7またはTrifの作用を遮断する化合物、例えばTLR3および/またはTLR7および/またはTrifに対する抗体などを含むか、含まない薬物または作用物質を用いて実施できる。その薬物または作用物質を用いると眼の血管形成が阻害されるが、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの作用を遮断する化合物の存在下では、その薬物または作用物質を用いても眼の血管形成が阻害されないことは、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifとの相互用により眼の血管形成を阻害する化合物の指標である。野生型細胞と、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifに対する遺伝子がノックアウトされている細胞とにおいて、眼の血管形成を比較する類似のスクリーニングアッセイを実施することができ、薬物または作用物質への曝露に起因して野生型細胞においては眼の血管形成の阻害が生じるがノックアウト細胞中では阻害が生じないことは、TLR3またはTLR7またはTrifと相互作用することによって眼の血管形成を阻害する薬物または作用物質であることの指標である。
[動物]
全動物実験は、ケンタッキー大学IACUCおよび米国視覚眼科学会(Assorication for Research in Vision and Ophthalmology)のガイドラインを遵守した。ばらつきを最小限に抑えるために、6〜8週齢の雄性C57BL/6Jマウス(Jackson Laboratory社)を使用した。他のマウス系統についての入手源は次のとおりであった。TLR3−/−、IL−10−/−、IL−12−/−、IFNγ−/−(Jackson Laboratory社)、IFNAR−1−/−(ワシントン大学のH.Virgin氏からの寄贈)、TLR7−/−(マサチューセッツ州大学のD.Golenback氏からの寄贈)、TLR9−/−(ケースウエスタンリザーブ大学のE.Pearlman氏からの寄贈)、VEGFR1チロシンキナーゼ−/−(東京大学のM.Shibuya氏からの寄贈)、Trif−/−(The Jackson Laboratories社からのTrif欠損性Lps2マウス)。すべての方法のために、麻酔は50mg/kgの塩酸ケタミン(Ft.Dodge Animal Health社)および10mg/kgのキシラジン(Phoenix Scientific社)の腹腔内注射によって達成し、瞳孔は局所用1%トロピカミド(Alcon Laboratories社)を用いて拡張させた。
全動物実験は、ケンタッキー大学IACUCおよび米国視覚眼科学会(Assorication for Research in Vision and Ophthalmology)のガイドラインを遵守した。ばらつきを最小限に抑えるために、6〜8週齢の雄性C57BL/6Jマウス(Jackson Laboratory社)を使用した。他のマウス系統についての入手源は次のとおりであった。TLR3−/−、IL−10−/−、IL−12−/−、IFNγ−/−(Jackson Laboratory社)、IFNAR−1−/−(ワシントン大学のH.Virgin氏からの寄贈)、TLR7−/−(マサチューセッツ州大学のD.Golenback氏からの寄贈)、TLR9−/−(ケースウエスタンリザーブ大学のE.Pearlman氏からの寄贈)、VEGFR1チロシンキナーゼ−/−(東京大学のM.Shibuya氏からの寄贈)、Trif−/−(The Jackson Laboratories社からのTrif欠損性Lps2マウス)。すべての方法のために、麻酔は50mg/kgの塩酸ケタミン(Ft.Dodge Animal Health社)および10mg/kgのキシラジン(Phoenix Scientific社)の腹腔内注射によって達成し、瞳孔は局所用1%トロピカミド(Alcon Laboratories社)を用いて拡張させた。
[CNV]
CNV(脈絡膜新生血管形成)を誘導するために、各動物の両眼にレーザー光凝固術(532nm、200mW、100ms、75μm)(OcuLight GL、Index Corporation社)を実施した(容積試験:3/眼、タンパク質分析/フローサイトメトリー:12/眼)。CNV容積は、0.5% FTTC−Griffoma simplicifoliaイソレクチンB4(Vector Laboratories社)または0.5% FITC−抗マウスラット抗体CD31(BD Biosciences社)を用いて走査型レーザー共焦点顕微鏡(TCS SP、Leica社)によって測定した。レクチンおよびCD31染色によって得られた容積は、高度に相関していた(r2=0.95)。
CNV(脈絡膜新生血管形成)を誘導するために、各動物の両眼にレーザー光凝固術(532nm、200mW、100ms、75μm)(OcuLight GL、Index Corporation社)を実施した(容積試験:3/眼、タンパク質分析/フローサイトメトリー:12/眼)。CNV容積は、0.5% FTTC−Griffoma simplicifoliaイソレクチンB4(Vector Laboratories社)または0.5% FITC−抗マウスラット抗体CD31(BD Biosciences社)を用いて走査型レーザー共焦点顕微鏡(TCS SP、Leica社)によって測定した。レクチンおよびCD31染色によって得られた容積は、高度に相関していた(r2=0.95)。
[薬物および注射剤]
ロキソリビン(Invivogen社、)、poly I:C(Invivogen社)、poly dI:dC(Sigma−Aldrich社)、IFNγ(eBioscience社)、抗マウスラット抗体IL−10(R&D Systems社)、IL−12(eBioscience社)、またはIL−23(eBioscience社)、コントロールラットIgG(Serotec社)、GFP、BGLAP2、CDH16、SFTPBに対するsiRNA(Dharmacon社)、全長が公知のマウス遺伝子に対して少なくとも4つの塩基ミスマッチを備える3つのナンセンス標的(NS1、NS2およびNS3)、2−O’−メチルNS2、RISC複合体には組み込まれないsiRNA、VEGF−Aに対するsiRNA(Bevasiranib;配列ACCUCACCAAGGCCAGCACdTdTを有するセンス鎖、および配列GUGCUGGCCUUGGUGAGGUdTdTを有するアンチセンス鎖を備える)、およびVEGFR−Iに対するsiRNA(Sirna−027;配列CUGAGUUUAAAAGGCACCCdTdTを有するセンス鎖、および配列GGGUGCCUUUUAAACUCAGdTdTを有するアンチセンス鎖を備える)は、レーザー傷害直後に33ゲージの二重口径ニードル(Ito Corporation社)を用いてマウスの硝子体液中に注射された。さらに、5+2ヌクレオチド長(5ヌクレオチド+2ヌクレオチドオーバーハング、1本の鎖は配列UAAGGdTdTを有し、他方の鎖は配列CCUUAdTdTを有する)、および11+2ヌクレオチド長(11ヌクレオチド+2ヌクレオチドオーバーハング、1本の鎖は配列UCAUAGCCUUAdTdTを有し、他方の鎖は配列UAAGGCUAUGAdTdTを有する)のより短い非標的化siRNAについても試験した。
ロキソリビン(Invivogen社、)、poly I:C(Invivogen社)、poly dI:dC(Sigma−Aldrich社)、IFNγ(eBioscience社)、抗マウスラット抗体IL−10(R&D Systems社)、IL−12(eBioscience社)、またはIL−23(eBioscience社)、コントロールラットIgG(Serotec社)、GFP、BGLAP2、CDH16、SFTPBに対するsiRNA(Dharmacon社)、全長が公知のマウス遺伝子に対して少なくとも4つの塩基ミスマッチを備える3つのナンセンス標的(NS1、NS2およびNS3)、2−O’−メチルNS2、RISC複合体には組み込まれないsiRNA、VEGF−Aに対するsiRNA(Bevasiranib;配列ACCUCACCAAGGCCAGCACdTdTを有するセンス鎖、および配列GUGCUGGCCUUGGUGAGGUdTdTを有するアンチセンス鎖を備える)、およびVEGFR−Iに対するsiRNA(Sirna−027;配列CUGAGUUUAAAAGGCACCCdTdTを有するセンス鎖、および配列GGGUGCCUUUUAAACUCAGdTdTを有するアンチセンス鎖を備える)は、レーザー傷害直後に33ゲージの二重口径ニードル(Ito Corporation社)を用いてマウスの硝子体液中に注射された。さらに、5+2ヌクレオチド長(5ヌクレオチド+2ヌクレオチドオーバーハング、1本の鎖は配列UAAGGdTdTを有し、他方の鎖は配列CCUUAdTdTを有する)、および11+2ヌクレオチド長(11ヌクレオチド+2ヌクレオチドオーバーハング、1本の鎖は配列UCAUAGCCUUAdTdTを有し、他方の鎖は配列UAAGGCUAUGAdTdTを有する)のより短い非標的化siRNAについても試験した。
[ELISA]
IL−10およびIL−12のタンパク質レベルは、ELISA(Peprotech社)によって製造業者の取扱説明書にしたがって測定し、IFN−α、IFN−βおよびIFN−γ(PBL InterferonSource社)についても同様に測定した。総タンパク質は、Bioradによって測定した。
IL−10およびIL−12のタンパク質レベルは、ELISA(Peprotech社)によって製造業者の取扱説明書にしたがって測定し、IFN−α、IFN−βおよびIFN−γ(PBL InterferonSource社)についても同様に測定した。総タンパク質は、Bioradによって測定した。
[統計学]
CNVを発生させる各レーザー損傷の確率は、それが属する群であるマウス、眼、およびレーザースポットによって影響されるので、平均損傷容積は、分割反復測定法を用いる線形混合モデルを使用して比較した。全プロット因子は、動物が属する遺伝群であったが、分割プロット因子は眼であった。統計的有意性は、0.05レベルと決定された。手段の事後比較は、多重比較のためのBonferroni調整法を用いて構築した。ELISA測定は、Studentのt検定によって比較した。
CNVを発生させる各レーザー損傷の確率は、それが属する群であるマウス、眼、およびレーザースポットによって影響されるので、平均損傷容積は、分割反復測定法を用いる線形混合モデルを使用して比較した。全プロット因子は、動物が属する遺伝群であったが、分割プロット因子は眼であった。統計的有意性は、0.05レベルと決定された。手段の事後比較は、多重比較のためのBonferroni調整法を用いて構築した。ELISA測定は、Studentのt検定によって比較した。
[結果]
図1は、poly I:C、poly dI:dCおよびロキソリビンが脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。toll様受容体(TLR)3リガンドであるpoly I:Cは、TLR3を活性化しないコントロールpoly dI:dCと比較してCNVを用量依存的(0.2〜2μg)に減少させた。*P<0.05、n=16。TLR7リガンドであるロキソリビンは、コントロールPBSと比較して用量依存的(0.2〜2μg)にCNVを減少させた。#P<0.05、n=16。
図1は、poly I:C、poly dI:dCおよびロキソリビンが脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。toll様受容体(TLR)3リガンドであるpoly I:Cは、TLR3を活性化しないコントロールpoly dI:dCと比較してCNVを用量依存的(0.2〜2μg)に減少させた。*P<0.05、n=16。TLR7リガンドであるロキソリビンは、コントロールPBSと比較して用量依存的(0.2〜2μg)にCNVを減少させた。#P<0.05、n=16。
図2は、種々のsiRNAが脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。緑色蛍光タンパク質(GFP)に対するsiRNA、骨γカルボキシグルタミン酸タンパク質1(BGLAP1−骨特異的)、カドヘドリン16(CDH16−腎臓特異的)、およびゲノム内のいずれの配列ともマッチしない3種のナンセンス(NS)siRNA、ならびにRISC複合体に組み込まれないsiRNA(RISCフリー)は、全てが用量依存的にCNVを減少させた。*P<0.05、n=12〜16。これは、ランダム配列、非哺乳動物配列、および眼内で発現しない遺伝子を標的とするものを含むあらゆるsiRNAが、CNVを抑制することができることを証明している。
図3は、種々のsiRNAが、野生型、TLR3−/−マウス、TLR7−/−マウス、およびインターフェロン受容体(IFNAR1)−/−マウスにおける脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。1μgの、緑色蛍光タンパク質(GFP)に対するsiRNA、またはナンセンス配列siRNA(NS3)は、どちらも野生型マウス、TLR7−/−マウス、およびインターフェロン受容体(IFNAR1)−/−マウスにおいてCNVを減少させた。しかし、それらはTLR3−/−マウスにおいてはCNVを減少させなかったが、このことはCNVの「非特異的/一般的」抑制がTLR3によって媒介されるが、TLR7またはインターフェロンの誘導によっては媒介されないことを示している。N=8〜16。
図4は、poly I:Cおよびロキソリビンが野生型マウスのRPE/脈絡膜中におけるIL−10およびIL−12の産生に及ぼす作用を示している。2μgの、TLR3であるpoly I:C、およびTLR7リガンドであるロキソリビン(LOX)は各々、レーザー傷害の1日後および3日後に、野生型マウスのRPE/脈絡膜においてIL−12およびIL−10タンパク質の発現を誘導した。N=12。
図5は、IL−10およびIL−12が脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。IL−10およびIL−12はどちらも(1μg)PBSと比較してCNVを減少させ(*P<0.05)、IL−10(1μg)またはIL−12(150ng)に対する中和抗体(Ab)はどちらもアイソタイプのコントロールラットIgGと比較してCNVを増加させた。IL−12抗体もまたIL−23を阻害することができる。しかし、IL−23抗体(150ng)はCNVに影響を及ぼさなかった。n=8〜16。
図6は、poly I:Cおよびロキソリビンが野生型マウス、IL−10−/−マウスおよびIL−12−/−マウスにおける脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。poly I:Cおよびロキソリビン(どちらも2μg)がCNVを抑制する能力はIL−10−/−マウスおよびIL−12−/−マウスにおいて顕著に減少しているが、これはこれら2種のTLR7リガンドの抗血管形成作用の大部分がIL−10およびIL−12を介して媒介されることを示している。n=12。
図7は、非標的化siRNAおよび標的化siRNAが野生型マウスおよびTLR3−/−マウスにおける脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。非標的化siRNA(GFP siRNAおよびNS2 siRNA)ならびに標的化siRNA(Bevasiranib、VEGF−Aに対するsiRNA、およびVEGFR−1に対するsiRNAであるSirna−027)は、全てが野生型マウスにおけるCNVを抑制することについて本質的に同等に有効であったが、それらはいずれもTLR3−/−マウス(The Jackson Laboratories社)におけるCNVを抑制しなかった。そこで、非標的化siRNAおよび標的化siRNAはどちらも、CNVを調節する際にTLR3を介して機能すると思われる。全てのsiRNAは、レーザー傷害の直後に0.25μgが硝子体液中に注射された。siRNAが注射された野生型マウスにおける全CNV容積は、PBSが注射されたCNV容積より有意に小さかった(*P<0.05)。TLR3−/−マウスでは、すべての差は統計的有意ではなかった。
図8は、Sirna−027(VEGFR1に対するsiRNA)がVEFGR1チロシンキナーゼ−/−マウスにおける脈絡膜新生血管形成に及ぼす作用を示している。Sirna−027は、VEGFR1 tk−/−マウスにおいてCNVを抑制した。これらのマウスはVEGFR1シグナリングが欠損しているので、このため試験結果は、「標的化」siRNAが標的の内因性機能的核酸の不在下でさえ機能することを証明している。siRNA−027は、レーザー傷害の直後に0.25μgが硝子体液中に注射された。Sirna−027が注射された眼内のCNV容積は、野生型マウスおよびVEGFR1 tk−/−マウスのどちらにおいてもコントロール(PBS)が注射された眼より有意に小さかった(P<0.05)。
図9は、CNVの非標的化siRNAによる抑制がTrif欠損性マウスにおいては無効にされることを示している(Toll/IL−1受容体ドメイン含有アダプター誘導性IFN−β;Toll/インターロイキン−1受容体/耐性(TIR)アダプタータンパク質)。Trifは、TLR3に対するアダプタータンパク質である;そこで、試験結果は、siRNAがTLR3およびTrifシグナリングを介して機能することを確証している。全てのsiRNAは、レーザー傷害の直後に1μgが硝子体液中に注射された。すべての差が統計的有意ではなかった。
図10は、別の塩基上で2−O’−メチル基を用いて修飾された非標的化siRNA(NS2)が、硝子体内投与された場合に脈絡膜新生血管形成を抑制する能力を保持することを示している。siRNAは、レーザー傷害の直後に硝子体液中に注射された。*P<0.05。図11は、2−O’−メチルで修飾された非標的化siRNAが、腹腔内へ投与された場合にCNVを抑制する能力を保持していることを示している。
図12は、非標的化siRNA(NS1 siRNA)が、レーザー傷害後のマウスの網膜色素上皮/脈絡膜中では、指示した時間(時間)ではIFN−αまたはIFN−βを誘導しないことを示している。siRNA(1μg)は、レーザー傷害の直後に硝子体液中に注射された。IFN−γおよびIFN−βは、ELISAによって測定し、総タンパク質に対して標準化した。すべての差が統計的有意ではなかった。図13は、非標的化siRNA(NS1 siRNA)が、レーザー傷害後のマウスの網膜色素上皮/脈絡膜中で、指示した時間(時間)でIFN−αおよびIL−12を誘導することを示している。siRNA(1μg)は、レーザー傷害の直後に硝子体液中に注射された。IFN−γはELISA(PBL InterferonSource社)によって測定し、IL−12はELISA(eBioscience社)によって測定し、総タンパク質に対して標準化した。*P<0.05。
図14は、レーザー傷害の直後に硝子体液中に注射された組換えマウスIFNγが、用量依存的に野生型C57BL/6Jマウスにおける脈絡膜新生血管形成を減少させたことを示している。*P<0.05。
図15は、非標的化siRNA(GFP siRNAおよびNS1 siRNA)(1μgがレーザー傷害の直後に硝子体液中に注射された)が、IFNα/β−/−マウス(IFNAR1−/−マウスとしても知られている)における脈絡膜新生血管形成を抑制するが、IFNγ−/−マウスまたはIL−12−/−マウスにおいては抑制しないことを示している。これらの試験結果は、非標的化siRNAがIFNγおよびIL12を介して機能することを示している。*P<0.05。
図16は、長さの短い(5+2ヌクレオチドおよび11+2ヌクレオチド)の非標的化siRNAもまた野生型C57BL/6Jマウスにおけるレーザー誘導性脈絡膜新生血管形成を抑制することを示している。*P<0.05。
図17は、野生型マウスのRPE/脈絡膜細胞の懸濁液のフローサイトメトリー実験を示している。これらの試験結果は、硝子体液中に注射された場合に、FITC−siRNA(NS2)は細胞内に侵入しないが(FITC−siRNA曲線は、非染色コントロール曲線と比較して「右方シフト」を示さない)、10kDaのFITC−デキストラン(Sigma−Aldrich社)は細胞内に侵入する(FITC−デキストラン曲線は「右方シフト」を示す)ことを明らかにしている。これは、担体無含有/裸のsiRNAの細胞内への取り込みは不良であることと、よってそのようなsiRNAの生物学的作用は細胞表面相互作用によって媒介されることを示している。
図18は、野生型マウスのRPE/脈絡膜細胞の懸濁液のフローサイトメトリー(透過化を行わずに実施した)実験を示している。これらの試験結果は、抗RPE65抗体(米国立眼科学研究所のT.M Redmond氏からの寄贈)、抗CD31抗体(BD Biosciences社)、および抗TLR3抗体(Imgenex社)を用いてTLR3がRPE65+(網膜色素上皮)細胞およびCD31+(脈絡膜上皮細胞)の表面上で発現することを明らかにしている。
図19は、組換え可溶性TLR3(R&D Systems社)を用いたプレインキュベーションが、レーザー傷害直後に硝子体液中に注入されたsiRNA(NS1)による野生型マウスのCNVの抑制を無効にすることを示している。*P<0.05。これらのデータは、siRNAがTLR3と直接的に相互作用することを示している。
図20は、マウスTLR3に対する中和ラット抗血清(200nL)は、レーザー傷害直後に硝子体液内へ注射されたsiRNA−NS2(1μg)によって誘導された野生型マウスにおける脈絡膜新生血管形成の抑制を無効にしたが、コントロールラット血清(200nL)は無効にしなかったことを示す図である。*P<0.05。TLR3抗体は細胞に浸透しないと予測されるので、これらのデータは、siRNAが細胞表面TLR3を活性化することを示している。
本開示で言及したすべての参考文献は、各参考文献が個別に全体として引用するこにより組み込まれた場合と同程度に引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
本発明を詳細にかつそれらの特定の実施形態を参照しながら記載してきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱せずに様々な変更や修正を加えられることは明白である。そのような変更および修正は全部が本開示および本発明の範囲内に含まれ、特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
Claims (31)
- 眼の血管形成を阻害する方法であって、網膜細胞または脈絡膜細胞を、toll様受容体の活性を刺激するtoll様受容体刺激有効量の化合物に曝露する工程を含む方法。
- 前記toll様受容体が、toll様受容体3である、請求項1に記載の方法。
- 前記toll様受容体が、toll様受容体7である、請求項1に記載の方法。
- 前記化合物が、toll様受容体3アゴニストである、請求項1に記載の方法。
- 前記化合物が、二本鎖RNAである、請求項4に記載の方法。
- 前記二本鎖RNAが、裸の二本鎖RNA、または1つ以上の2’位にO−メチル基を有する二本鎖RNAである、請求項5に記載の方法。
- 前記二本鎖RNAが、2ヌクレオチドの3’オーバーハングを任意選択的に備え、19、20もしくは21塩基対を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記二本鎖RNAが、2ヌクレオチドの3’オーバーハングを任意選択的に備え、5、7、9もしくは11塩基対を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記化合物が、配列非特異的な二本鎖RNAである、請求項5に記載の方法。
- 前記化合物が、配列特異的な二本鎖RNAである、請求項5に記載の方法。
- 前記化合物が、poly I:Cである、請求項5に記載の方法。
- 前記二本鎖RNAが、細胞表面TLR3を活性化させることによって機能する、請求項5に記載の方法。
- 前記化合物が、toll様受容体7アゴニストである、請求項1に記載の方法。
- 前記化合物が、イミキモド(R−837)である、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、レシミキモド(R−848)である、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、ロキソリビンである、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、ブロピリミンである、請求項13に記載の方法。
- 前記化合物が、Trifアゴニストである、請求項1に記載の方法。
- 前記脈絡膜細胞が、脈絡膜内皮細胞である、請求項1に記載の方法。
- 前記網膜細胞または脈絡膜細胞を前記toll様受容体刺激化合物に曝露する工程が、哺乳動物において行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記化合物が、前記哺乳動物に経口投与される、請求項20に記載の方法。
- 前記化合物が、前記哺乳動物に静脈内投与される、請求項20に記載の方法。
- 前記化合物が、前記哺乳動物に眼内注射される、請求項20に記載の方法。
- 前記化合物が、硝子体液中、房水中、強膜上、強膜中、脈絡膜上腔中、または網膜下腔中に埋め込まれる徐放性のデバイスまたは組成物を介して投与され、前記化合物がTLR3アゴニスト、TLR7アゴニスト、Trifアゴニスト、IL−10、IL−12およびIFN−γからなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
- 眼の血管形成を阻害する方法であって、網膜細胞または脈絡膜細胞を血管形成阻害有効量のIL−10および/またはIL−12および/またはIFN−γに曝露する工程を含む方法。
- 眼の血管形成を阻害するための組成物であって、TLR3および/またはTLR7および/またはTrifの活性を刺激する化合物を含む組成物。
- TLR3の活性を刺激する前記化合物が、配列非特異的または配列特異的な二本鎖RNAである、請求項26に記載の組成物。
- TLR7の活性を刺激する前記化合物が、イミキモド(R−837)、レシキモド(R−848)、ロキソリビンまたはブロピリミンである、請求項26に記載の組成物。
- 眼の血管形成を阻害するための組成物であって、IL10および/またはIL12および/またはIFN−γを含む組成物。
- TLR3またはTLR7またはTrifと相互作用する化合物についてスクリーニングするための方法であって、TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらの結合フラグメントを試験化合物と接触させる工程と、TLR3ポリペプチドもしくはTLR7ポリペプチドもしくはTrifポリペプチドまたはそれらの結合フラグメントと前記試験化合物との間で複合体が形成されるかどうかを決定する工程とを含む方法。
- TLR3またはTLR7またはTrifと相互作用すると同定された試験化合物が、眼の血管形成を阻害する能力についてアッセイされる、請求項30に記載の方法。
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