JP2011520981A - 神経原繊維変化に関連する進行性認知障害の治療方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
この方法はアメリカ合衆国全体の利益として、2008年5月21日に提出されたアプリケーション番号61/055、009、のもとこのすべてのアプリケーションはここに存在することを要求する。
この研究はグラント番号SBIR-1R43AG02967のもと政府の援助と共に作られ国立エージング研究所から賞与された。政府はこの研究に対しての権利がある。
この研究は進行性認知障害の治療方法と認知障害の改善方法について述べられている。
アルツハイマー型認知症
アルツハイマー型認知症(呼称“AD”,“老人性痴呆型アルツハイマー病(SDAT) または ”アルツハイマー病“)は、中枢神経系(CNS)のニューロン変性障害によって起こる。ADは通常患者の既往歴、親族の既往歴と臨床所見、神経性または神経心理学的な特徴の可否をもとに診断する。
レプチンは脂肪組織によって分泌される螺旋状のタンパク質で、視床下部腹内側核中で受容体として働き、体脂肪増量時に食欲を抑制しエネルギー消費を増強する。レプチンの量は女性で40%以上、初潮前になると50%に上昇し、その後はベースラインに戻る。レプチン量は絶食によって低下し、炎症が起こると上昇する。
単一所見では、以上のように述べられた研究は進行性認知障害の治療方法を提供し、この方法は以下の段階を踏んで構成される: (a) 最初の注入材料に必要な混合物は、(i) 蓄積調整されたレプチンとリン酸化タウの混合液と又は実験用塩、そして、(ii)実験用キャリア、そして (b)材料である脳脊髄液中の蓄積調整されたリン酸化タウである。具体的な方法によると、進行性認知障害はアルツハイマー型認知症、進行性核上性麻痺、痴呆症、拳闘家痴呆、クロイツフェルトヤコブ病、前頭側頭型痴呆症、ピック症、そしてFTDP-17(17番染色体に連鎖しパーキソ二ズムを伴う前頭側頭型認知症)と大脳皮質基底核変性症の以上のグループから選択される。他の具体的方法では、レプチン混合物はレプチン又は実験用塩を使用する。更に他の具体的方法では、レプチン混合物はレプチンのコピー、又は実験用塩である。他の具体的方法は、レプチン混合物とはレプチン誘導体又は、実験用塩である。他の具体的方法はレプチン混合物とはレプチン作動薬又は実験用塩である。他の具体的方法は蓄積調整されたリン酸化タウを体重あたり0.01 mg/kgから 100mg/kgあたりの量にする。他の具体的方法は最初の混合物を更に2番目の治療薬の構成に進める。他の具体的方法は2番目の治療薬は少なくとも一つの抗生物質か抗菌薬、抗ウイルス薬、抗原虫治療薬、ステロイド性抗炎症薬、非ステロイド性抗炎症薬、抗酸化剤、ホルモン剤、ビタミン剤、抗ヒスタミン薬、化学療法剤である。他の具体的方法とは進行性認知障害は脳に神経原繊維変化が構成される。
以上のように述べられた研究は進行性認知障害の治療方法または予防法と認知機能を回復する方法に関連している。
この研究で使用されている組成物で経口に適しているのは例えば、タブレット、トローチ、水性液、油性液、分散パウダー、顆粒、乳剤、ハードカプセル、ソフトカプセル、シロップ又はエリキシル剤などである。ここでは”経口の”又は”経口的に”という用語は吸収作用が起きる場所である口から身体に入るという意味で次のうちの一つ又は二つ以上の身体部分;口腔、胃、小腸、肺(吸入剤)、舌下にある抹消血管〔舌下〕からである。経口用としての化合物はどのうな方法でも製剤でき、そのような化合物は薬学的に許容できる味覚を提供する為甘味料、香料、着色料、保存料などから一つ又は二つのエージェントが加えられる。タブレットは原材料とともにタブレットの製造過程に適している薬学的に容認できる賦形剤が混合される。これらの賦形剤は例えば炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウム、又はリン酸ナトリウムなどの不活性希釈剤である。そして顆粒剤とコーンスターチやアルギン酸などの分解エージェントである。そしてスターチ、ゼラチン、アカシアなどの接合剤である。そしてステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸とタルクなどの潤滑剤である。タブレットは消化器内での分解吸収を遅延する為にコーティングされ又はコーティングされずそれにより長期間効果を持続することが出来る。例えば遅延材料としてモノステアリン酸グリセリン又はグリセリンが使用される。
この研究で使用される頬部用の組成物はタブレット又は錠剤としてある一定の条件下で調合される。
この研究で使用される組成物は殺菌された注射用の水溶液または油性液で調合される。”非経口”という用語はここでは注射によって身体に導入されることを意味する(注射による投与)。その方法としては例えば皮下的(皮膚下組織に注射)、筋肉的(筋肉内に注射)、静脈的(静脈内に注射)、髄腔内的(脊髄腔内に注入)、胸骨内注射、そして点滴療法である。ここで使われる非経口的に投与される組成物は注射針、例えば手術用針が使われる。”手術用針”という用語はここでは注射用液に接合されている針のことである。〔言い換えれば溶液の流れることが出来る針)ここでの注射用液の組成物は特定の解剖学的構造に沿ったものである。注射用調合は殺菌水溶液又は殺菌油性液が湿潤剤や懸濁剤などを使用して調合される。
ここでの研究に使われる直腸用としての組成物は座薬の形態をとる。”直腸”又は”直腸用”とはここでは身体に投与される時に直腸すなわち直腸壁を通して薬剤の吸収が行われることを意味する。これらの組成物は適切な賦形剤、例えばココアバターやポリエチレングリコールなどと共に混合することもできる。そしてそれらの賦形剤は通常外気温では固体であるが直腸温では液体となり直腸で溶解し薬剤の吸収が行われる。この研究での座薬としての組成物は接合剤やトリグリセリドなどのキャリアと共に調合することも出来る。
“局所用”という用語は独創的な組成物の投与形態のことを意味する。”局所投与”とは一つ又は二つ以上の上皮を含む身体の表面に投与することである。局所投与は経皮性投与と比較して一般的には全身的な効果よりも局所的な効果をもたらす。ここでは、特別に言明しない限り局所投与と経皮性投与は交互に使用される。ここではマウスウオッシュと咳ソウも含まれる。
ここでの研究に使われる他の方法では、溶媒、懸濁剤、接合剤、フィラー、潤滑剤、分解剤などから選択され賦形剤、媒体物、キャリアなどと増粘剤/界面活性剤/可溶剤が調合される。” 賦形剤”、”媒体物”、”キャリア”は使用上有益であって活性の組成物と混合したときに有害であってはならない。”活性”という用語はここでの研究の治療効果を担う組成物の原材料、構成要素、成分のことである。キャリアは患者に投与するのに適した高純度で低毒性でなければならない。キャリアは不活性または薬理学的効果を持つこともある。
他の方法によると、レプチン組成物のジェル、レプチンスローリリース固体又はレプチン組成物準固体物を患者に手術的にインプラントまたは注入し薬剤が病床部へ到達する方法がある。なえならばレプチン組成物のジェル、レプチンスローリリース固体又はレプチン組成物準固体物は特に〔局所に〕その病床部へ運搬され、進行性認知障害を治療するに必要な量は適切な量となって主な副作用すなわち有毒性などを回避又は予防する。またそれらの副作用は最大量の投与を防ぐことにもなる。
治療エージェントはこれだけに制限されることなく、レプチン化合物はリリースシステムがコントロールされている。薬剤の効果を保つには皮下、髄腔または筋肉による注入から薬剤の吸収がゆっくり行われることが望ましい。これは水の可溶性が低い為液体のサスペンションの結晶形又は非結晶の材料を使用することによって可能である。薬剤の吸収レートはよってその薬剤の溶解性によって変わり、結晶のサイズと結晶のフォームによるものとなる。
この発明はリファレンスととも特定の具体例が述べらていることにより、専門家によって理解されることであろう。そして様々な変更が行われこの研究分野と本来の精神から離れることなく同等のものに変更されるかもしれない。更に多くの修正が施され、ある特定の状況、材料、物質の組成物、過程、過程の段階ではこの研究の客観的な精神や範囲を守て修正が採択されるであろう。すべてのそのような修正はここに付加されその権利の範囲はここにあること意図する。
次の例証は専門家にこの発明の作成方法と使用方法の完全公開と詳細を提供し、発明者が発明した分野を制限することなく、また下記に述べられている実験がすべてであり、または唯一の実験であることを制限しない。ここにおいて使用される数字に対して(例えば量、温度など)正確さを保証するための努力はされてきたがいくつかの実験誤差または逸脱は考慮すべきである。特に言明しない限りは部分は部分で重量により、分子量は重量平均分子量であり温度はセ氏度であり、圧力は大気圧で、または大気圧付近である。
Minimun essential medium (MEM)はATCC社 (Manassas,VA)より購入。 B27サプリメントとL−グルタミンは Gibco(Carlsbad, CA)より購入。トリプシンーEDTAとペニシリンストレプトマイシンーアンンホテルシン溶剤はMP Bイオメヂカls(Solon,Ohio)より購入。ウシ胎児血清(FBS)、全トランス型レチノイン酸(RA)はATRAと知られ人間遺伝子組み替えレプチンと人間遺伝子組み換えインスリンはSigmaAldrich(St.Louis, MO)より購入。AMP依存性プロテインキナーゼ(AMPK)を実験的に活性化するために使用される5、アミノイミダゾールー4−カルボキサミドリボヌクレオチド(AICAR)はCell Signaling Technology(Danvers, MA)より購入。活性化上、AMPKは脂肪分解を促進し脂質生成を阻害することが知られている。
人間の神経芽細胞腫、SH−SY5Yと胎児性カルチノーマ、Ntera−2(NT2)の細胞株はAmerican Type Culture Collection(ATCC)より購入。細胞培養は製品会社のガイドラインに沿って行われた。手短に言うとSY5YとNT2細胞は25センチメートルの組織培養フラスコ(Corning;Corning,NY)上で10%の牛胎児血清が80−90%コンフルエンスになった最小必須培地で繁殖された。SY5YとNT2細胞はフラスコからそれぞれに0.1%トリプシンーEDTAを擦る事によって、そしてレシオ1:5の継代培養によって分離した。
神経誘導
ニューロンの差別化を誘発する為に1x106SY5Y又はNT2細胞は25又は75センチメートルの組織―培養フラスコにそれぞれ蒔かれた。細胞は神経誘導培地(NIM)で増殖しそれは5%のFBSが10ミクロンのMRAが補足されたMEMを含む。SY5YはNIMで6日間増殖しトリートメントと収穫に先立って血清フリーのNIMに交換し、7日目に取り入れた。NT2細胞のニューロン差別化を誘発するためには以前に述べたプロトコール『P.W. Andrews, Retinoic acid induces neuronal differentiation of a cloned human embryonal carcinoma cell line in vitro,Dev. Biol. 103(1984)285−293を参照し、またここにおいて編入されこれを基にする。』手短に言うと、NT2細胞はNIMで50%NIMを3日毎に交換して5週間培養された。差別化されたNT2細胞(NT2N)は血清フリーのNIMにトリートメントと取り入れ一日前に交換された。
ラット一次皮質ニューロンはBrain Bits LLC(Springfield, IL)から購入し、それぞれの製品会社のインストラクションに沿って培養した。手短に言うと、組織は分離されて上澄みは新しいチューブに移動され1min 1100 rpmで1分間遠心分離された。その後ニューロンはポリーD−リジン(BD Biosciences;San nose, CA)によってコーテイングされた6−well platesに蒔かれ、B27サプリメント(Invitrogen)と0.5mM L−グルタミンで補足された神経基底媒体で増殖された。
ウエスタンプロット(又は免疫ブロット)分析はホモジネート組織の与えられたサンプル又は一般的にポリペプチドの分子量によって変性プロテインを分離する為にSDSジェル電気泳動を使った抽出物で特定のプロテインを検知するための方法である。プロテインはその後メンブレン(ニトロセルロース又はPVDF)へ転写されそこで抗体を使って特定のプロテインを検知する。
統計データ分析は変動の分析とTukey−Kramer多比較テストを使って行われる。濃度測定の分析はUN−SCAN−IT gel 6.1 ソフトウエア(Silk Scientific; Orem, UT)を使って行われる。p<0.05は統計的に重要である。
人間の神経芽細胞腫の細胞系のホスホリン酸誘導はADに関連する領域でタウのホスホリン酸を誘発することがリポートされている。私たちは生体外モデルでレプチンとホスホリン酸タウのでのほかの処理を研究する為にレチノイン酸(RA−SY5Y)を7日間誘発してSY5Yを活用した。
私たちはリン酸化タウでのインスリン処理効果をRASY5Y細胞でテストし、レプチンのそれと比較した。
レプチンの効果によるリン酸化タウのレベルがADに発現する過剰リン酸化された領域において検証された。RA誘発性の人間のSY5Yは過剰リン酸化タウを発現させこのように私たちの治療モデルを活用した。インスリンはリン酸化タウのレベルを生体外、生体内の両方において減少させることから私たちはレプチンの効能とインスリンの効能を比較する研究を始めた(図1と図2)。レプチンは50%濃縮液によってリン酸化タウを減少させることがわかった(図1;Ic50=46.9nM)。それはインスリンのそれに比べて300倍以下である(図2;Ic50=13.8nM)。
最適以下量のレプチン(100ng/ml)とインスリン(1ミクロンM)の共同処理はリン酸化タウにおいて最も意義のある減少が単独処理と比べて発生した。(図3)この結果はADに対する共同処理の効果の可能性を意味し、レプチンとインスリンを使用することによって効果が増量するかもしれない。
リン酸化タウは動物実験で低温ストレスによって増量することがわかっている。私たちは似たようなアプローチを活用してレプチンーとインスリンー誘発された脱リン酸化タウはSer396に可逆性があるかどうか検証した。RASY5Yはレプチン(1600ng/ml)とインスリン(20ミクロンM)と共に4時間共同処理または無処理した。処理が終わるころに細胞は増殖または氷水PBS(pH7.4)で10分または1時間前処理した。(図3Cと図3D)。冷たいPBSで10分間前処理された細胞にリン酸化タウの増加(p<0.05)が単独共同処理のそれと比べてみられた(図3D;左から1番目と2番目)。冷たいPBSで1時間前処理された細胞に大変意義のある過剰リン酸化タウの増加(p<0.01)が無処理のそれと比べてみられた(右から1番目)。このような結果はレプチンとインスリン効力は脱リン酸化タウは可逆性であるということを示す。この結果はまた抗体はタウのリン酸化形成において特殊性をもつことを示す。
検証されたタウリン酸化においてのレプチンとインスリン効果を評価することは(図1と図2)他のADに関連する領域、タウ抗原決定基に反して育成された抗体は体螺旋状細線維(PHF)として知られているがこれらにおいて活用できる。PHFはNFT病理学の基本要素で、それらは過剰リン酸化タウと微小管の不安定化、そしてオリゴマー形成からの結果として起こる現象である。Ser396/404とSer202/Thr205でリン酸化されたタウはPHF−1(マウス)と AT8(マウス)の抗体によってそれぞれ認識される。
私たちは次にリン酸化タウにおけるレプチンとインスリンの効果はRASY5Y細胞に対して特有かまたは他のニューロン細胞と一致するかどうかを検証した。このアプローチでは私たちは人間のNT2細胞を活用し、ラットの原始皮質ニューロンと同じようにニューロンの差別化を受ける。
人間のNT2N細胞におけるリン酸化タウとラット一次皮質ニューロン〔テーブル1〕はレプチンの効果がほかのニューロンシステムにおいても同様の効果があるかを検証した。同じような結果がレプチンはラット皮質ニューロンで重大なリン酸化減少を Ser202/Thr205(AT8マウスmAb)においてはしなかったことをのぞいてRA-SY5Yで観察された。理論によって制限されることを除けば、この結果は抗体の種類による特徴に関連するかもしれない。
エネルギー恒常性酵素AMP活性化されたプロテインキナーゼ(AMPK)は直接に細胞浸透活性剤AICARによって刺激され、それによってリン酸化タウ変性におけるレプチンとインスリンの効果を研究をしたものである。
人間での臨床的レプチンの働きは調査中である。あるひとつの予備研究では〔プラセボ対照ダブル盲検〕初期のアルツハイマー病と診断された3グループの同数の患者は0mgの皮下注射〔プラシーボ〕、5mg、または10mgのレプチンを一日一回16週間受ける。CSF と血漿サンプルは開始時、中間、臨床試験の終了時に採取されAb40,Ab42とリン酸タウが測定された。患者は神経心理学的評価を治療開始時と終了時に受ける。この試験は前臨床所見とADの病理と両方をターゲットにしレプチンの効果を表す。
RA 誘発されたSY5YとNT2Nは低濃度または高濃度のレプチン(100ng/mlか1600ng/ml、それぞれに)とインスリン(1ミクロンMか20ミクロンM、それぞれに)を4時間処理または無処理〔プラシーボ〕した(テーブル1)。ラット原始皮質ニューロンはレプチンで24時間処理又は無処理された。全細胞抽出物は調合されウエスタンブロットによってリン酸化タウ特定抗体と共に分析された(pSer396,PHF−1またはAT8)。メンブレンは剥離され抗タウ(total)とともに標準化のため再プローブされた。標準化されたバンドの密度は濃度測定法によって分析され結果は平均値プラスマイナス標準偏差パーセント倍率変化によって表され、無処理サンプルに関しては任意に0価値とされている(ND−決定されず)。(*p<0.05対無処理)。
Claims (14)
- 以下より成る進行性認知障害の治療方法:
a.最初の組成物が必要な患者への投与
i.レプチン化合物のリン酸化タウ蓄積調整量または薬理学的に容認される塩、と
ii.薬理学的に容認できるキャリア、と
b.患者の脊髄液にあるリン酸化タウの蓄積調整すること。 - 進行性認知障害がアルツハイマー病、進行性核上性麻痺、痴呆症、拳闘家痴呆症、クロイツフェルトヤコブ病、前頭側頭型痴呆症、ピック症とFTDP-17(パーキソ二ズム)大脳皮質基底核変性症の以上のグループから選択される、請求項1に記載の方法。
- レプチン化合物がレプチンまたは薬理学的に容認される塩である、請求項1に記載方法。
- レプチン化合物がレプチンミミックまたは薬理学的に容認される塩である、請求項1に記載の方法。
- レプチン化合物がレプチン誘導体または薬理学的に容認される塩である、請求項1に記載の方法。
- レプチン化合物がレプチン作動薬または薬理学的に容認される塩である、請求項1に記載の方法。
- 蓄積されたリン酸化タウの調節量が、体重に対して0.01 mg/kg から 100 mg/kgである、請求項1に記載の方法。
- 最初の組成物を更に2番目の治療薬に進める、請求項1に記載の方法。
- 2番目の治療薬が少なくともひとつの抗生物質、抗菌薬、抗ウイルス薬、抗原虫動物薬、ステロイド性抗炎症薬、非ステロイド性抗炎症薬、抗酸化剤、ホルモン剤、ビタミン剤、抗ヒスタミン剤と化学療法剤である、請求項8に記載の方法。
- 進行性認知障害が脳における神経原線維変化の蓄積である、請求項1に記載の方法。
- 以下の段階を踏んで構成される、患者に必要な認知機能を高める方法:
a. 注入材料に必要な構成物質が、
i. 認知機能に効果を上げるために必要な量のレプチン化合物
ii. 薬理学的に容認されるキャリア、そして
b. 脳脊髄液中の蓄積調整されたリン酸化タウ。 - レプチン化合物が少なくともひとつのレプチン、レプチンミミック、レプチン誘導体、AMP-依存性プロテインキナーゼ活性剤、レプチン作動薬、レプチンブロッカー、レプチンブロッカーのミミック、レプチン阻害剤、AMP依存性プロテインキナーゼ阻害剤、または薬理学的に容認されるキャリアである、請求項11に記載の方法。
- 最初の組成物を更に2番目の治療薬に進める、請求項11に記載の方法。
- 2番目の治療薬が少なくともひとつの抗生物質、抗菌薬、抗ウイルス薬、抗原虫動物薬、ステロイド性抗炎症薬、非ステロイド性抗炎症薬、抗酸化剤、ホルモン剤、ビタミン剤、抗ヒスタミン剤と化学療法剤である、請求項13に記載の方法。
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