JP2012516712A - 膵臓組織再生のための方法 - Google Patents

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Abstract

治療有効量のTWEAK受容体アゴニストを用いて、被験体または培養物中の膵臓細胞の集団を増大させる方法、または膵臓前駆細胞の産生を誘導する方法を開示する。これらの方法は、例えば、糖尿病および膵臓の全部または一部分の喪失をもたらす病状を含めた、細胞置換療法のための膵臓前駆細胞の増強が望ましい疾患または病状を処置するのに用いることができる。本発明は、TNFファミリーメンバーであるTWEAKが、ヒトおよび齧歯動物の膵臓細胞の集団を増大させることができ、膵臓において内分泌系統に方向付けされた前駆細胞の出現を誘導することができるという発見に、少なくとも部分的に関するものである。

Description

本発明は、膵臓細胞の集団を増大させるための方法および膵臓組織の再生を誘導するための方法に関する。
糖尿病を有する患者におけるインスリン生成性β細胞の数は不十分であり、また膵臓がんは膵臓前駆細胞の非制御的な増殖から生じ得る可能性があるという理由から、膵臓細胞の再生のプロセスはとりわけ関心が高い。新しいベータ細胞を生成すると提唱されている機序には、既存のベータ細胞の複製およびベータ細胞の新生が含まれ、この場合インスリン陽性細胞は前駆細胞から分化する。新生の機序において、分化した導管上皮細胞は膵臓前駆細胞として働くことが示唆されている(非特許文献1;非特許文献2)。マウスにおける最近の証拠はこの仮説を強力に支持している:導管特異的炭酸脱水素酵素レポーター遺伝子で遺伝的に標識化した、分化した導管細胞は、生後および傷害後の両方で、新しい島および膵臓の腺房(消化酵素分泌性組織)の両方を生じる膵臓前駆細胞として働く(非特許文献3)。新生の機序は、細胞のインスリン陽性細胞への分化を指示する、例えばNgn3およびPdx−1を含めた、系統特異化マーカーを発現することができる常在性の前駆細胞も伴うことがある。Ngn3陽性前駆体がインスリン陽性細胞を生じさせる能力を支持する証拠は、膵臓の管結紮傷害のモデルにおいて最近報告された(非特許文献4)。このように、Ngn3−および/またはPdx1−陽性前駆体が、インスリン陽性細胞の新生のプロセスにおける中間体である、脱分化した導管上皮細胞に由来する可能性がある。あるいは、Ngn3−および/またはPdx1を発現することができる前駆体が成体膵臓中に存在する可能性がある。
Bonner-Weirら、PediatricDiabetes、(2005年)5巻、15〜22頁 Sharmaら、Diabetes、(1999年)48巻、507〜513頁 Inadaら、Proc.Nat. Acad. Sci. USA、(2008年)105巻(50号)、19915〜9頁 Xuら、Cell、(2008年)132巻、197頁
真性糖尿病は、米国においておよそ750万人が罹患している疾患である。この疾患の基礎的な原因は、膵臓のランゲルハンス島におけるベータ細胞によるインスリン生成の低減または不在である。糖尿病治療における主目的は、インスリン生成性ベータ細胞を再生または置き換える能力を再獲得することである。ランゲルハンス細胞の島の移植は効果的な処置であり得るが、この治療の適用は、臓器提供によって得ることができる島の供給が不足することによって制限される。1型または2型いずれかの糖尿病を処置するための代わりのベータ細胞を得る2つの代替手段は、インビボにおける内因性前駆体からのベータ細胞の再生、ならびに移植治療用のインビトロのベータ細胞前駆体の増大および分化である。両取組みとも非常に有望ではあるものの、ベータ細胞前駆体を効果的に増大し、分化することができる要因を欠いているために制約がある。細胞移植ベースの治療法は、未分化状態における稀な前駆細胞のエクスビボの増大がとりわけ非常に困難であること、およびこれらはインビボでの送達に際し細胞死を受ける傾向があることに直面している。
(発明の概要)
本発明は、TNFファミリーメンバーであるTWEAKが、ヒトおよび齧歯動物の膵臓細胞の集団を増大させることができ、膵臓において内分泌系統に方向付けされた(committed)前駆細胞の出現を誘導することができるという発見に、少なくとも部分的に関するものである。したがって、本発明は、TWEAK受容体(TWEAK−R)のアゴニストを用いて膵臓組織を再生し、インビボおよびインビトロで膵臓細胞の集団を増大させるための方法を提供する。これらの方法は、例えば、糖尿病、および膵臓の全部または一部分の喪失をもたらす病状を含めた、細胞置換療法のための膵臓前駆細胞の増強が望ましい疾患または病状を処置するのに用いることができる。
本発明の態様は、被験体における膵臓組織の再生を誘導するためのTWEAK−Rアゴニストの使用を包含する。例示の実施形態において、膵臓組織は膵臓島組織である。いくつかの実施形態において、膵臓島組織は島ベータ細胞を含む。
例示の実施形態において、被験体は膵臓組織を喪失している。いくつかの実施形態において、被験体は糖尿病を有し、方法は、インスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを被験体に投与することを含む。糖尿病は、1型糖尿病でも、または2型糖尿病でもよい。
いくつかの実施形態において、被験体は膵臓組織の除去を受けている。例示の実施形態において、被験体は癌性の膵臓組織の除去を受けている。
いくつかの実施形態において、被験体は膵臓において細胞または組織移植片を受容しており、移植片は、膵臓細胞に脱分化することができる前駆細胞を含んでいる。例示の実施形態において、移植片は、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる。膵臓前駆細胞は、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞であってよい。膵臓前駆細胞は、膵管上皮細胞、または導管隣接細胞であってよい。例示の実施形態において、移植片は本質的に膵管上皮細胞からなる。
いくつかの実施形態において、膵臓前駆細胞は、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である。いくつかの実施形態において、方法は、TWEAK−Rアゴニストを投与する前に移植片を投与することを含む。いくつかの実施形態において、移植片およびTWEAK−Rアゴニストは同時に投与される。
本発明の態様は、糖尿病を有する被験体に、i)膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片、およびii)膵臓組織の再生を誘導するのに十分な治療有効量のTWEAK−Rアゴニストを投与することを含む、被験体における糖尿病を処置する方法を包含する。
本発明の態様は、被験体における膵臓前駆細胞の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを被験体に投与することを含み、前駆細胞が被験体中に存在するか、または被験体に移植される、部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生する方法をさらに包含する。
ある実施形態において、本発明の方法は、例えば、1型糖尿病を有する患者における潜在的な自己免疫反応を阻害するために、被験体にTWEAK−Rアゴニストおよび抗炎症薬または他の免疫調節薬を共投与すること(co-administering)を含む。例示の免疫調節薬には、それだけには限定されないが、抗−CD3モノクローナル抗体およびリツキサンが含まれる。免疫調節薬は、TWEAK−Rアゴニストの投与と同時に、またはそれに引き続いて投与することができる。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与される。例示の実施形態において、被験体は哺乳動物である。いくつかの実施形態において、被験体はヒトである。
本発明の態様は、少なくとも1つの膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる少なくとも1つの細胞を含む膵臓細胞の集団をTWEAK−Rアゴニストと接触させて膵臓細胞の増大した集団を得ることを含む、膵臓細胞の集団を増大させるための方法を包含する。例示の実施形態において、膵臓細胞の集団は本質的に膵臓前駆細胞からなる。いくつかの実施形態において、膵臓前駆細胞は、膵管上皮細胞および/または導管隣接細胞である。いくつかの実施形態において、膵臓前駆細胞は、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である。いくつかの実施形態において、膵臓細胞の集団は本質的に膵管上皮細胞のみからなる。いくつかの実施形態において、脾臓細胞の増大した集団はインスリン陽性細胞の増大した集団を含む。いくつかの実施形態において、膵臓細胞の増大した集団は、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞の増大した集団を含む。
例示の実施形態において、膵臓細胞はインビトロで増大される。いくつかの実施形態において、膵臓細胞の集団は被験体から得られたものである。いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、インビトロで被験体から得られた膵臓細胞に投与される。例示の実施形態において、膵臓細胞の集団は、本質的に膵管上皮細胞の集団から得られる。他の実施形態において、膵臓細胞の集団は、膵臓細胞に分化する非膵臓細胞の集団から得られる。いくつかの実施形態において、本質的に非膵臓細胞の集団は、全能性幹細胞、多能性幹細胞、胚性幹細胞、および成体幹細胞の1つまたは複数を含む。
本発明の態様は、a)糖尿病を有する被験体から単離された膵臓前駆細胞、全能性幹細胞、多能性幹細胞、成体幹細胞、および/または胚性幹細胞である、前駆細胞または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞をインビトロで培養するステップと、b)有効量のTWEAK−Rアゴニストで前記培養した前駆細胞の増殖を誘導して、前記前駆細胞の増大した集団を産生するステップと、c)前記前駆細胞の増大した集団を、糖尿病を有する被験体の膵臓中に移植するステップとを含み、インスリン生成性膵臓細胞が、被験体において前記移植された前駆細胞から再生される、糖尿病を処置する方法をさらに包含する。いくつかの実施形態において、糖尿病を有する被験体は哺乳動物である。いくつかの実施形態において糖尿病を有する被験体はヒトである。
本発明の例示の実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物(mimetic)、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、TWEAK−RアゴニストはTWEAKである。いくつかの実施形態において、TWEAKは、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである。例示の実施形態において、TWEAKは、配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである。いくつかの実施形態において、TWEAKは配列番号1のアミノ酸46から249を含む。さらなる実施形態において、TWEAKは配列番号1のアミノ酸104から249を含む。またさらなる実施形態において、TWEAKは、配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである。
例示の実施形態において、TWEAK−RアゴニストはTWEAK類似体である。いくつかの実施形態において、TWEAK類似体は、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである。いくつかの実施形態において、TWEAK類似体は、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである。
例示の実施形態において、TWEAK類似体はTWEAK融合タンパク質である。いくつかの実施形態において、TWEAK融合タンパク質は、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む。
さらなる例示の実施形態において、TWEAK−RアゴニストはアゴニストTWEAK−R抗体である。いくつかの実施形態において、アゴニスト抗体はモノクローナル抗体である。いくつかの実施形態において、アゴニスト抗体はキメラ抗体である。
図1は、アデノウイルスのベクターからTWEAK(右パネル)または対照のタンパク質(左パネル)を過剰発現するマウスからの膵臓組織切片を示す図である。ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)染色した切片を上パネルに示し、増殖マーカーKi−67に対して染色した切片を下パネルに示す。 図2は、左パネルで、ヒト膵臓腫瘍組織マイクロアレイの免疫組織化学染色によって測定した、膵臓腺癌におけるTWEAK−Rの高頻度の発現を示す図である。中央パネルおよび右パネルは、膵臓腫瘍組織試料におけるTWEAK−R染色を示す図である。 図3は、断面で見ることができる、導管、島、血管、および腺房(標識化)を有する膵臓組織の構造を示す、代表的なマウス膵臓のH&E染色切片を示す図である。 図4は、対照のタンパク質P1.17またはTWEAKで処置後のマウスからの代表的な膵臓組織の切片を示す図である。図4Aおよび4Bは、P1.17(図4A)またはTWEAK(図4B)で処置3日後のマウスからのKi−67染色した切片を示す。図4Cおよび4Dは、対照のタンパク質(図4C)またはTWEAK(図4D)で4日間処置後、管上皮マーカーCKおよびKi−67に対して同時免疫染色した切片を示す。 図5は、増殖マーカーKi−67に対して免疫染色した、対照のタンパク質P1.17(左)、急性処置レジメン下Fc−TWEAK(中央)、または、慢性処置レジメン下Fc−TWEAK(右)のいずれかで処置4日後のマウスからの代表的な膵臓切片を示す図である。示した結果はすべて、処置群あたり4匹のマウスの代表である。 図6は、慢性処置レジメン下、P1.17またはFc−TWEAKを投与したマウスの膵臓切片においてKi−67陽性である導管上皮細胞のパーセンテージのプロットを示す図である。 図7は、急性処置レジメン下、P1.17またはFc−TWEAKを投与したマウスの膵臓切片においてKi−67陽性である導管上皮細胞のパーセンテージを示す図である。 図8は、慢性Fc−TWEAK処置下、マウスの膵臓切片においてKi−67陽性である導管隣接領域における細胞のパーセンテージを示す図である。 図9は、急性Fc−TWEAK処置下、マウスの膵臓切片においてKi−67陽性である導管隣接領域における細胞のパーセンテージを示す図である。 図10は、CD3およびF4/80に対して染色した、対照のタンパク質で処置したマウス(図10Aおよび10C)ならびにTWEAK処置したマウス(図10Bおよび10D)からの膵臓の連続切片を示す図である。 図11は、3日または10日の期間、1週間に2回対照のタンパク質P1.17またはTWEAKで処置したTWEAK−R KOマウスおよび野生型マウスからの膵臓切片において計数した、Ki−67陽性導管細胞(図11A)または導管隣接細胞(図11B)の数を示す図である。図11Dは、TWEAKで3日間処置したマウスからの膵臓切片におけるTWEAK−R免疫蛍光染色を示す(イソ型の対照を図11Cに示す)。 図12は、対照のタンパク質P1.17で処置した細胞と比べた、Fc−TWEAK20ng/mlまたは50ng/ml導入後24時間および96時間のヒト導管細胞の数の増加を示す代表的な写真である。 図13は、マウスの胚発生中のNgn3およびPdx1の動的発現を示す図である。 図14は、慢性Fc−TWEAK処置4日後、マウスからのNgn3染色した膵臓組織を示す図である。導管隣接細胞におけるNgn3に対する染色は、丸で強調されている。 図15は、Ngn3、管上皮マーカーCK、およびDAPIに対して染色した、急性Fc−TWEAK処置4日後のマウスからの膵臓組織を示す図である。 図16は、急性または慢性投与レジメンのいずれかの下で、対照のIg処置(P1.17注射)またはFc−TWEAKでの処置のいずれかの4日後にマウスから採取した膵臓組織におけるNgn3陽性細胞の頻度を示す図である。Aperio Softwareによって決定したように、1個の切片上のNgn3陽性細胞の数を合計細胞数で除すことによって、Ngn3陽性細胞の頻度を算出する。 図17は、急性Fc−TWEAK処置(右パネル、矢印)、または対照タンパク質P1.17処置(左パネル)4日後の膵管上皮細胞におけるPdx1の染色を示す図である。 図18は、部分的膵除去後、TWEAK−R(Fn14、図18Aおよび18C)、またはCK、インスリン(INS)、ならびにDNA(DAPI)(図18Bおよび18D)に対して染色した膵臓の連続切片を示す図である。T細胞マーカーCD3(図18Eおよび18G)ならびにマクロファージマーカーF4/80(図18Fおよび18H)で染色した、偽手術したマウスから(図18Eおよび18F)、ならびに部分的膵除去4日後のマウスから(図18Gおよび18H)の膵臓の連続切片を示す。 図19は、18日間TWEAKで処置したマウスからの膵臓切片における再生中心を示す図である。 図20は、部分的膵除去4日後の野生型マウス(白バー)およびTWEAK−R KOマウス(黒バー)における、早期(「未熟」)、中間、および成熟段階の再生中心のパーセンテージを示す図である。 図21は、部分的膵除去4日後の野生型(A)およびTWEAK−R KO(B)マウスからの、CKおよびKi−67に対して同時染色した膵臓切片を示す図である。
(詳細な説明)
本発明は、治療有効量のTWEAK受容体(TWEAK−R)のアゴニストを用いて、膵臓組織を再生し、インビトロまたはインビボで膵臓細胞の集団を増大させる方法を提供する。これらの方法は、例えば、糖尿病および膵臓の全部または一部分の喪失をもたらす病状を含めた、細胞置換療法のための膵臓前駆細胞の増強が望ましい疾患または病状を処置するのに用いることができる。
本発明は、TNFファミリーメンバーのTWEAKは、ヒトおよび齧歯動物の膵臓細胞の集団を増大させることができ、膵臓において内分泌系統に方向付けされた前駆細胞の出現を誘導することができるという発見に、少なくとも部分的に関するものである。したがって、TWEAKは、i)膵臓細胞、例えば、膵管上皮細胞の、方向付けされた膵臓細胞系統の細胞への脱分化が可能である細胞への脱分化、ii)細胞集団の刺激、ならびにiii)細胞接着、細胞凝集、および/または細胞の生存の増強、の1つまたは複数に関与する。
「膵臓細胞」という用語は、膵臓の島、腺房、導管細胞、または発達中の、もしくは成熟した膵臓における組織の成分であるあらゆる他の細胞を意味する。膵臓島細胞は、アルファ、ベータ、デルタ、PP、およびイプシロン細胞を含む。
(TWEAKの生理学的役割)
腫瘍壊死因子(TNF)スーパーファミリーのリガンドおよび受容体は、生存、増殖、および分化を含めた細胞の運命を決定する重要な調節因子である(Wareら、Cytokine Growth Factor Rev.、14巻、181〜4頁(2003年))。これらは、骨、毛髪および歯などの皮膚付属器官、ならびにリンパ組織を含めた複数の系の器官形成およびホメオスタシスにおいて本質的な役割を果たす。これらはまた、例えば、宿主の防御、炎症反応、ならびに適応免疫の正および負の調節において複雑な免疫調節性の役割を果たす。
TNFリガンドスーパーファミリーのメンバーであるTWEAK(TNF様アポトーシス弱誘導因子(TNF-like weak inducer of apoptosis))は、切断されて可溶性サイトカインとして機能することができ、炎症細胞によって高度に発現されるII型膜貫通タンパク質である(Chicheporticheら、J.Biol. Chem.、272巻、32401〜10頁(1997年))。TWEAK受容体であるTWEAK−R(Fn14とも呼ばれる)は、非リンパ系細胞型によって発現されるTNF受容体スーパーファミリーのメンバーである。TWEAKは最初、アポトーシスの弱い誘導因子として記載され(Chicheporticheら、J.Biol. Chem.、272巻、32401〜10頁(1997年))、その同族の受容体であるTWEAK−Rを介して増殖から細胞死の範囲の複数の細胞反応を誘導することが見出されている。TWEAK−Rの発現は高度に誘導性である(Meighan-Manthaら、J.Biol. Chem.、274巻、33166〜76頁(1999年);Fengら、Am. J. Pathol.、156巻、1253〜61頁(2000年))。マウスおよびヒトの両方における、正常対傷害および疾患の組織におけるTWEAKおよびTWEAK−R発現の包括的な調査は、最近、両方の種においてTWEAK、とりわけTWEAK−Rの発現は正常組織では比較的低いが、組織の傷害および疾患の状況では劇的な上方制御に供されることを実証した。この研究は、TWEAK−Rが多くの組織存在性前駆細胞によって発現されることも示していた(Girgenrathら、EMBOJ.、25巻、5826〜39頁(2006年);Jakubowskiら、J. Clin. Invest,115巻、2330〜40頁(2005年);Perperら、J.Immunol.、177巻、2610〜20頁(2006年))。
急性傷害後、炎症性サイトカインはスカベンジャー細胞の流入を誘導して死滅細胞および組織の残骸を除去し、細胞の制御された増殖、遊走、および細胞外マトリックスの交替によって創傷の閉鎖および治癒を促進する。より最近では、炎症細胞はまた、組織の前駆細胞に対する作用によって組織の再生を調節するという概念が示唆されている(Duffieldら、Clin. Sci. (Lond)、104巻、27〜38頁(2003年))。しかし、慢性疾患の状況において、これらの多面的な活性は調節不全であり、病原性であることが多い。TWEAKが、この点においてその同種のTNF同様、多機能性のサイトカインであることは今や明白である。TWEAKは、急性傷害の後に生理的に、および慢性炎症疾患の状況において病理学的に機能する。TNFとは対照的に、TWEAKは発達またはホメオスタシスにおいて明らかな役割を果たさない。
TWEAKは、TWEAK−Rを発現するある種の前駆細胞型の細胞運命の決定を強力に制御することができるという、新しい証拠が最近出現している。TWEAKは肝臓前駆細胞に選択的な成長因子として働くと思われる(Jakubowskiら、J. Clin. Invest.、115巻、2330〜40頁(2005年))。TWEAKは間葉系統の前駆体において、生存促進性の遺伝子および細胞周期関連遺伝子を上方制御することができ(Girgenrathら、EMBOJ.、25巻、5826〜39頁(2006年))、分化の条件下で培養した筋芽細胞における筋管の形成および筋肉特異的転写因子の発現を阻害する(Girgenrathら、EMBOJ.、25巻、5826〜39頁(2006年);Dograら、J. Biol. Chem.、281巻、10327〜36頁(2006年))。TWEAKによって妨害される分化は、3T3L1脂肪形成(Burklyら、Cytokine、40巻、1〜16頁(2007年);Tillerら、Endocrinology、150巻、5373〜5383頁(2009年);Alexakiら、J.Immunol、183巻、5948〜5956頁(2009年))、ヒト間葉系幹細胞からの軟骨の分化、ヒト一次骨芽前駆細胞からの骨芽細胞形成(Perperら、J.Immunol.、177巻、2610〜20頁(2006年);Vincentら、J. Bone Min Res、24巻、1434〜1449頁(2009年))、およびマウス造骨性MC3T3−E1細胞最終分化(Andoら、ArthritisRes. Ther.、8巻、R146頁(2006年))を含めた、インビトロの他の細胞系において再現されている。しかし、他の研究は、いくつかの細胞においてTWEAKは逆の作用を有することがあると指摘している。例えば、TWEAKは、ヒト単球細胞系THP−1からの破骨細胞の分化を阻害するのではなく誘導することが示されている(Polekら、J.Biol. Chem.、278巻、32317〜23頁(2003年))。TWEAKは、骨芽細胞上のRANKLを上方制御することによって間接的に破骨細胞形成を促進することも示されている(Andoら、ArthritisRes. Ther.、8巻、R146頁(2006年))。ニューロン前駆体に対して、TWEAKは発達の段階に応じて異なる作用を有することが示されており、胎生期の前駆体においてTWEAKはこれらの増殖に影響を及ぼさずに神経突起の伸長を促進するが、出生後の前駆体の増殖を低減させ神経突起の伸長に対する作用はない(Hamillら、J.Neurosci. Res.、(2007年))。赤血球前駆細胞に対して、TWEAKは成長および分化を阻害すると思われる(Felliら、J. Immunol.、175巻、1464〜72頁(2005年))。このように、TWEAKが前駆細胞の増殖を誘導し分化を阻害する能力は、様々な組織および発達段階において変化し得る。
(膵臓細胞の増大)
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、1つまたは複数の膵臓細胞を含む第1の細胞の集団をTWEAK−Rアゴニストと接触させて、それによって第2の細胞の集団を得ることを含む。第2の細胞の集団は、より多数の、例えば、第1の細胞の集団における数より少なくとも約50%多い、2倍多い、5倍多い、10倍多い、25倍多い、50倍多い、100倍多い、または100倍を超えて多い、膵臓細胞を含むことができる。第2の細胞の集団は、より多数の膵臓前駆細胞(例えば、方向付けされた膵臓の細胞型の細胞に分化する能力を有する細胞)を含むことができる。第2の集団は、より多数の分化した膵臓細胞(例えば、島細胞、腺房細胞、または導管細胞)を含むこともできる。例えば、第2の細胞の集団は、第1の細胞の集団に比べてより多数のベータ細胞(例えば、インスリン分泌細胞)を含む。第1の細胞の集団はインビトロでも、またはインビボでもよい。第1の細胞の集団は、インビトロでTWEAK−Rアゴニストで処理するか、または接触させ、次いで被験体に投与することができる。第1の細胞の集団は被験体から得ることができる。一実施形態において、第1の細胞の集団を被験体から得、TWEAK−Rアゴニストとインビトロまたはエクスビボで接触させ、第1の細胞の集団が得られた被験体と同じかまたは異なる被験体に投与する。
第1の細胞の集団は1つまたは複数の細胞からなっていてよい。例えば、第1の細胞の集団は、少なくとも約10、10、10、10、10、10、10、または10個の細胞からなっていてよい。第1の細胞の集団は、約1個から約10個の細胞、約10個から約10個の細胞、約10個から約10個の細胞、約10個から約10個の細胞、約10個から約10個の細胞、約10個から約10個の細胞、または約10個から約10個の細胞を含むことができる。第1の細胞の集団は、本質的に1タイプの細胞、またはいくつかのタイプの細胞からなっていてよい。第1の細胞の集団は、膵臓細胞、例えば、膵管上皮細胞中でエンリッチされることがある。ある実施形態において、第1の細胞の集団における、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、または99%の細胞は膵臓細胞、例えば、膵管上皮細胞である。ある実施形態において、第1の細胞の集団は、第1の細胞の集団に存在する場合第2の細胞の集団において優勢となる細胞を含まず、またはそれらが本質的にない。ある細胞が「本質的にない」細胞の集団は、約0.1%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、または50%未満のこれらの望ましくない細胞を含む細胞の集団を意味する。例えば、一実施形態において、第1の細胞の集団には、実質的に間葉系細胞および/または結合組織細胞がない。
第1の細胞の集団を、望ましい数および型の膵臓細胞を増大させるのに十分な時間、TWEAK−Rアゴニストとインキュベートすることができる。例えば、第1の細胞の集団を、TWEAK−Rアゴニストと約5、10、18、24、30、36、42、または48時間インキュベートすることができる。
ある実施形態において、第1の細胞の集団をインビトロでTWEAK−Rアゴニストで処理し、被験体に投与する。第1の細胞の集団を被験体に投与し、被験体をTWEAK−Rアゴニストで処置してもよい。ある実施形態において、第1の細胞の集団をインビトロでTWEAK−Rアゴニストで処理し、集団を被験体に投与し、被験体をTWEAK−Rアゴニストで処置する。TWEAK−Rアゴニストを被験体に投与する場合、膵臓細胞の望ましい集団が再生、または増大するのに十分な量および時間投与する。
例示の実施形態において、方法は、治療有効量のTWEAK受容体アゴニストを被験体に投与して、被験体の膵臓における膵臓前駆細胞の増殖または出現を誘導することを含む。「膵臓前駆細胞」という用語は、方向付けされた膵臓の細胞型(または系統)の細胞に分化する能力を有する細胞を意味する。さらなる実施形態において、方法は、単離された膵臓細胞の培養物を、膵臓前駆細胞の生存、表面接着、および/または増殖を増強するのに効果的なある量のTWEAK−Rアゴニストで処理することによって、インビトロで膵臓前駆細胞の増大を誘導することを含む。
いくつかの実施形態において、膵臓前駆細胞を、TWEAK−Rアゴニストを用いてエクスビボで増大させて培養物中の細胞の増殖を誘導する。培養物中で増大した膵臓前駆細胞を、それを必要とする被験体に移植してもよい。インビトロで増大させられるべき膵臓前駆細胞は、後にその中に移植される個体から外科的に得られた膵臓組織から単離された膵臓前駆細胞であってよい。インビトロで増大させられるべき他の細胞は、死体の膵臓組織、成体幹細胞、胚性幹細胞(ESC)、胚盤葉上層幹細胞(EpiSC)、全能性幹細胞、および/または人工多能性幹細胞(iPSC、多能性の状態に再プログラムされた体細胞)に由来する膵臓前駆細胞であってよい。例示のiPSCは、TakahashiおよびYamanaka(Cell、126(4)巻、663〜76頁(2006年))によって記載されている通り、その中にOCT−4、Sox−2、c−Myc、およびKlfの遺伝子が形質導入されている成体起源の幹細胞である。他の例示のiPSCは、その中にOCT4、SOX2、NANOG、およびLIN28が形質導入されている成体幹細胞である(Yuら、Science、318巻、1917〜1920頁(2007年))。培養物中で増大させられるべき膵臓細胞の集団は、CK−、Ki−67、−Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞を含むことができる。個体から外科的に得られた組織から単離した前駆細胞を、本発明の方法に従ってTWEAK−Rアゴニストを用いてインビトロで増大させた後、同じ個体中に移植して戻してもよい。いくつかの実施形態において、膵臓細胞の増大は細胞の増殖を伴う。細胞の集団の「増大」は、細胞の集団またはその亜集団の付着、凝集、および/または生存の促進などの、さらなる事象も含むことができる。「増大」という用語は、培養物中で細胞の集団を増大させることを意味し、例えば、細胞の集団を少なくとも10%、30%、50%、75%、2倍、3倍、4倍、5倍、または10倍増大させることを含む。例えば、一実施形態において、TWEAK−Rアゴニストで処理しなかった同様または等しい細胞の集団(例えば、同じ割合の細胞型)に比べて、より多くの膵臓細胞が、TWEAK−Rアゴニストで処理した細胞の集団から回収される。
インビトロで増大させられるべき膵臓細胞を、Yatohら、(Diabetes、56巻、1802〜9頁(2007年))によって記載されている通り、例えば、Linetskyら、(Diabetes、46巻、1120〜23頁(1997年))の標準化されている方法または同様の方法を用いて、外科的に得られた膵臓組織試料または提供された臓器組織から単離し、培養することができる。Yatohらによって記載されている通り、島を単離および精製した後、例えば、トリプシンに曝露することによって、任意選択で40μmの細胞ろ過器などでろ過し、その後、マイクロビーズ、免疫磁気ビーズ、または他の同様の免疫親和性バルク分別用ツールを用いて免疫学的に分別することによって、島細胞を酵素的に分散させて細胞をさらに精製してもよい。例えば、膵管ツリーにわたって見出される細胞表面マーカーであるCA19−9(Lefebvreら、Diabetes、47巻、134〜137頁(1998年);Bouwensら、Diabetologia、41巻、629〜633頁(1998年);Gmyrら、BiochemBiophys Res.Com.、320巻、27〜33頁(2004年))、またはプロミニンI(CD133;Horiら、Stem Cells、26巻(11号)、2912〜20頁(2008年))に対する抗体などの膵臓特異的な細胞マーカーを認識する抗体を、免疫親和性の分別において用いることができる。粗製の、または精製した細胞を、例えば、フラスコの表面積25cmあたり細胞10個、またはその他の好適な細胞密度でCMRL培地(例えば、Invitrogen GibcoTMCMRL Medium−1066)中で、非組織培養物処理細胞培養フラスコ中で培養してもよい。TWEAK−Rアゴニストを、培養細胞の増殖培地に加える。TWEAK−Rアゴニストは、TWEAK−Rアゴニストを提供しなかった細胞に比べて、膵臓細胞の生存、接着、および/または増殖を増強する濃度で存在することができる。TWEAK−Rアゴニストの例示の濃度は、例えば、1から100pg/mlもしくはそれ未満、100から1000pg/ml、1から100ng/ml、または100から1000ng/mlもしくはそれを超える範囲であってよい。いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストの濃度は、例えば、1、10、20、30、40、50、60、70、80、90、および100ng/mlを含めた、1ng/mlと100ng/mlとの間であってよい。
(糖尿病および他の医学的使用)
いくつかの実施形態において、本方法は糖尿病の処置に有用である。例示の実施形態において、被験体を、被験体における膵臓前駆細胞の数を増加させることによってインスリン分泌性膵臓細胞の再生を誘導するのに十分なある量(すなわち、治療有効量)のTWEAK−Rアゴニストで処置することができる。いくつかの実施形態において、被験体は、糖尿病または関連の病状と診断され、次いでTWEAK−Rアゴニストを投与される。糖尿病関連の病状には、それだけには限定されないが、シンドロームX(メタボリックシンドローム)、インスリン抵抗性、腎症、ケトアシドーシス、高浸透圧性高血糖性非ケトン性症候群、胃不全麻痺、糖尿病性腎疾患、および他の糖尿病関連の病状が含まれる。いくつかの実施形態において、糖尿病を処置する方法は、移植した前駆細胞からインスリン分泌性膵臓細胞の再生を誘導するのに効果的なある量のTWEAK−Rアゴニストを、インスリン分泌性膵臓細胞を生じさせることができる前駆細胞移植片を受容している糖尿病を有する被験体に投与することを含む。いくつかの実施形態において、被験体は、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含む、死体の、または外科的に得られた細胞移植片を受容しており、続けてTWEAK−Rアゴニストを投与することにより、移植された島組織における膵臓前駆細胞の再生が誘導される。さらなる実施形態において、被験体は、膵臓における幹細胞移植を受けており、続けてTWEAK−Rアゴニストを投与することにより、移植された幹細胞の再生が誘導される。いくつかの実施形態において、膵臓幹細胞の移植片およびTWEAK−Rアゴニストは同時に投与される。これらの、およびさらなる実施形態において、上記に記載した、膵臓前駆細胞の様々な可能な供給源を移植し、続けてTWEAK−Rアゴニストを投与して膵臓組織の再生を促進してもよい。
本発明の一実施形態は、a)前駆細胞が、糖尿病を有する被験体、または生存するドナーもしくは死体のドナーから単離された膵臓前駆細胞、前記被験体からの成体幹細胞、胚性幹細胞、あるいは人工多能性幹細胞である、前駆細胞をインビトロで培養すること、b)有効量のTWEAK−Rアゴニストで処理して、前駆細胞の増大した集団を産生すること、およびc)前駆細胞の増大した集団を、糖尿病を有する被験体の膵臓に移植することを含み、インスリン生成性膵臓細胞が、移植された前駆細胞から被験体において再生される、糖尿病を処置する方法を含む。いくつかの実施形態において、方法は、移植の後に、有効量のTWEAK−Rアゴニストを投与して、移植された細胞、およびそれに由来する細胞の生存、増大、および/または遊走をインビボで促進することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを投与して、ベータ細胞を標的とした病理学的自己免疫反応の結果として機能的なこれらの細胞を喪失した、1型糖尿病(インスリン依存性真性糖尿病;IDDM;T1D;若年性糖尿病)を有する被験体における膵臓前駆細胞の増殖、および/または出現を誘導する。他の実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを投与して、2型糖尿病を有する被験体における膵臓前駆細胞の増殖、および/または出現を誘導する。2型糖尿病(非インスリン依存性真性糖尿病;NIDDM;T2D;成体発症型糖尿病)は、インスリンに対する感受性の低下を伴う複雑な代謝疾患であり、膵臓における機能の低下したベータ細胞の塊を伴うことがある。いくつかの実施形態において、2型糖尿病へのTWEAK−Rアゴニストの投与を、インスリン感受性を改善するための治療法と組合わせる。いくつかの実施形態において、被験体は若年の成体発症型糖尿病(MODY)を有する。
いくつかの実施形態において、膵臓前駆細胞の増殖を誘導するためのTWEAK−Rアゴニストを投与する被験体は、炎症状態を有する。例示の炎症状態には、それだけには限定されないが、関節リウマチ、喘息、炎症性腸疾患、血管炎、移植片拒絶、再灌流傷害、骨盤炎症性疾患、糸球体腎炎、慢性前立腺炎、慢性閉塞性肺疾患、乾癬、アテローム性動脈硬化、および骨関節炎が含まれる。したがって、いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを抗炎症薬と共投与してもよい。抗炎症薬には、免疫抑制剤、TNF阻害薬、コルチコステロイド、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARDS)などが含まれ得る。例示の抗炎症薬には、例えば、プレドニゾン、メチルプレニゾロン(methylprenisolone)(Medrol(登録商標))、トリアムシノロン、メトトレキセート(Rheumatrex(登録商標)、Trexall(登録商標))、ヒドロキシクロロキン(Plaquenil(登録商標))、スルファサルジン(sulfasalzine)(Azulfidine(登録商標))、レフルノミド(Arava(登録商標))、エタネルセプト(Enbrel(登録商標))、インフリキシマブ(Remicade(登録商標))、アダリムマブ(Humira(登録商標))、リツキシマブ(Rituxan(登録商標))、アバタセプト(Orencia(登録商標))、インターロイキン−1、アナキンラ(KineretTM)、イブプロフェン、ケトプロフェン、フェノプロフェン、ナプロキセン、アスピリン、アセトミノフェン(acetominophen)、インドメタシン、スリンダク、メロキシカム、ピロキシカム、テノキシカム、ロルノキシカム、ケトロラク、エトドラク、メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、トルフェナム酸、ジクロフェナク、オキサプロジン、アパゾン、ニメスリド、ナブメトン、テニダップ、エタネルセプト、トルメチン、フェニルブタゾン、オキシフェンブタゾン、ジフルニサル、サルサレート、オルサラジン、またはスルファサラジンなどが含まれる。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを投与すべき被験体は、炎症状態を有さない。
いくつかの実施形態において、膵臓組織の再生は、膵臓組織を損傷した疾病、外傷、または化学的処置により膵臓細胞の再生を必要とする被験体において、有効量のTWEAK−Rアゴニストを用いて誘導することができる。いくつかの実施形態において、被験体は、疾病または外傷の結果として膵除去を受けている。いくつかの実施形態において、疾病は膵臓がんである。膵臓がんには、腺癌、漿液性嚢胞腺腫、腺房細胞がん、およびインスリノーマなどの膵臓の神経内分泌腫瘍が含まれる。いくつかの実施形態において、被験体は、膵除去を受けたか、または慢性膵炎に付随する膵臓の慢性炎症の結果として機能的な膵臓組織を喪失した慢性膵炎を有する患者である。いくつかの実施形態において、被験体は、膵臓の遺伝性障害、長期かつ大量のアルコール消費、嚢胞性線維症、高カルシウム血症(血中高カルシウムレベル)、高脂血症、高トリグリセリド血症(高レベルの血中脂肪)、ある種の薬物に対する反応、自己免疫状態、または未知の原因の結果として慢性膵炎を有する。嚢胞性線維症は、最も一般的な遺伝性の膵疾患であり、最終的には膵臓のひどい瘢痕および収縮がもたらされる。したがって、一実施形態は、嚢胞性線維症に付随する膵臓障害を処置することを含む。いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを投与して、それだけには限定されないが膵臓がんを有する被験体を含む、膵除去を受けた被験体における膵臓細胞の再生を誘導し、この場合、膵臓細胞は、移植した膵臓前駆細胞または幹細胞から再生する。膵臓の再生を必要とする被験体は、例えば、前糖尿病性の病状、インスリン抵抗性、耐糖能障害などを有する被験体を含めた、1つもしくは複数の膵臓の細胞、または1つもしくは複数の膵臓の機能を喪失している被験体も含む。
被験体におけるインスリン生成性膵臓細胞の再生は、Cペプチド、膜貫通タンパク質27(Tmem27)の血清レベルの増加、グリコシル化ヘモグロビン(HbA1c)の低減などを検出することによって、または正常血中グルコースレベルを維持する上でのインスリン要求の低減を検出することによって測定することができる。Cペプチドは、インスリンがベータ細胞から分泌される前に、インスリンを形成するためにプロインスリンがタンパク分解性に切断されるときに放出されるペプチドである。Tmem27はコレクトリンとしても知られており、ベータ細胞の原形質膜から切断され、脱落される、細胞表面のグリコシル化タンパク質である。この切断プロセスはベータ細胞特異的であり、他の細胞型では起こらないと思われる(Akpinarら、Cell Metab.、2巻(6号)、385〜97頁(2005年))。HbA1cは、長期間にわたって平均血漿グルコース濃度を同定するのに主に用いられるグリコシル化型のヘモグロビンである。これは、ヘモグロビンを高血漿レベルのグルコースに通常曝露することによって、非酵素的な経路において形成される。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与される。「膵臓領域」という用語は、自分の膵臓をいくらか、または殆んど喪失した患者について、膵臓が別なように存在する領域を意味する。いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、肝臓中および/または肝臓付近に投与される。
例示の実施形態において、膵臓前駆細胞は導管上皮細胞である。さらなる実施形態において、前駆細胞は導管隣接領域における細胞である。
いくつかの実施形態において、内因性の、または移植した前駆細胞の活性化のためにTWEAK−Rアゴニストを投与する被験体は、哺乳動物である。例示の実施形態において、被験体はヒトである。代替の実施形態において、被験体は、例えば、マウスまたはラットなどの齧歯動物である。
(TWEAK−Rアゴニスト)
「TWEAK受容体(TWEAK−R)アゴニスト」および「TWEAK−R活性化薬」という用語は、TWEAK受容体(Fn14)のシグナル伝達を増強することができるか、または受容体のシグナルが細胞内で解釈される方法に影響を及ぼすことができるあらゆる物質を意味する。TWEAK受容体タンパク質であるFn14は、その全文が参照によって本明細書に援用される国際出願第PCT/US2001/028451号において特徴付けられている。このI型膜貫通タンパク質に対するヒトおよびマウスのアミノ酸配列を、それぞれ本明細書中に配列番号3および4として提供する。例示のTWEAK−Rアゴニストには、TWEAK、Fc−TWEAKなどのTWEAK融合タンパク質、TWEAK類似体、および可溶性抗TWEAK−Rアゴニスト抗体が含まれる。「TWEAK−Rのシグナル伝達」という用語は、TWEAK−R経路に付随する分子反応すべて、およびそれらに起因するその後の分子反応を意味する。
(TWEAK−RアゴニストとしてのTWEAK)
例示の実施形態において、TWEAK−RアゴニストはTWEAKである。いくつかの実施形態において、TWEAKはヒトTWEAK(配列番号1)である。代替の実施形態において、TWEAKはマウスTWEAK(配列番号2)である。
いくつかの実施形態において、TWEAKは膜結合性であり、リポソーム、または他の細胞性もしくは偽細胞性の送達系を含む薬学的組成物において送達され得る。いくつかの実施形態において、TWEAKポリペプチドは、配列番号1または配列番号2の一部分を含み、ここでポリペプチドは可溶性TWEAKである。TNFファミリーのリガンドにおけるタンパク質は、通常短い親水性アミノ酸の短いN末端の一続きによって特徴付けられ、移入停止配列(stop transfer sequence)として働くと考えられるいくつかのリジン残基またはアルギニン残基を含むことが多い。このN末端領域には膜貫通領域が続き、次いで、C末端受容体結合性ドメインを膜から分離する可変の長さの細胞外領域が続く。この領域は「ストーク(stalk)」と呼ばれることがある。TWEAKは小胞体においてII型膜貫通タンパク質として合成されるが、TWEAKはまた、トランスゴルジネットワークを横切る間に、フューリンプロテアーゼファミリーのメンバーによるそのストーク領域内でのタンパク分解性の切断後に可溶性サイトカインとして分泌される(Chicheporticheら、J.Biol. Chem.、272巻、32401〜10頁(1997年))。
可溶性TWEAKポリペプチドは、ポリペプチドが生成される細胞から分泌されるのであれば、ストーク配列のすべてまたは部分を含むことができる。したがって、TWEAKの可溶性の分泌型を作り出すために、DNAレベルでN末端膜貫通領域およびストーク領域のいくらかの部分を取り除き、選択された発現系における使用に好適である、Tevプロテアーゼ切断部位などのタンパク切断性部位を含むリーダー配列でこれらを任意選択で置換する。当業者であれば、受容体結合性の性質および分泌効率の両方を最適化するために、分泌発現構築物において保持されているストーク領域の量を変化させることができる。例えば、ヒトTWEAK(配列番号1)のアミノ酸46と104とを含むこれらの間の位置で開始するポリペプチドがもたらされるように、可能なストーク長をすべて含む構築物、すなわちN末端切断を調製することができる。いくつかの実施形態において、可溶性のTWEAKポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸46から249を含むか、またはこれらからなる。他の実施形態において、ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸104から249を含むか、またはこれらからなる。他の例示の実施形態において、可溶性のTWEAKポリペプチドは、配列番号1の46から104までのアミノ酸からの任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1の249位にカルボキシ末端を有する。さらなる実施形態において、TWEAKは、配列番号2のアミノ酸46と104とを含むこれらの間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2の249位にカルボキシ末端を有する、可溶性のマウスTWEAKポリペプチドである。可溶性型のTWEAKは効果的にシグナル伝達をすることができ、したがって天然に分泌される型、および膜繋留型の細胞外ドメインを模倣する薬物として投与することができる。本発明において有用であるTWEAKポリペプチドおよびこの可溶性のバージョンは、その全文が参照によって本明細書に援用される、米国特許第7,109,298号に記載されている。
所望の可溶性ポリペプチドをコードするDNA配列を、ポリペプチドを生成するための発現ベクター中にサブクローニングしてもよく、または所望のコードDNAフラグメントを化学合成してもよい。組換えの宿主細胞からのポリペプチドの精製は、ポリペプチドが分泌されるという事実によって促進され、可溶性タンパク質は、本発明のいくつかの実施形態に従って非経口投与するのに一般的に適している。分泌される可溶性ポリペプチドは、例えば遠心分離によって、所望のポリペプチドを発現するインタクトな細胞を培地から分離し、培地(上清)を所望のポリペプチドの存在についてアッセイすることによって同定され得る(そして、非可溶性の膜結合型の対応物から区別され得る)。
(TWEAK類似体)
「TWEAK類似体」という用語は、天然のTWEAKポリペプチドに由来するが、そのアミノ酸配列が異なるポリペプチドを意味する。そのアミノ酸配列における変更を有するTWEAKポリペプチドは、変異型のTWEAK、TWEAK融合タンパク質、およびTWEAKフラグメントであってよい。TWEAK類似体はTWEAK−Rアゴニスト活性を有する。
いくつかの実施形態において、TWEAK類似体は、野生型配列と比べた場合に1個から5個、5個から10個、10個から15個、15個から20個、20個から25個、25個から30個、30個から35個、または35個から40個の異なるアミノ酸を含む変異型のTWEAKである。このタイプのTWEAK類似体は、例えば、配列番号1のポリペプチド、配列番号1のアミノ酸46から249、および配列番号1のアミノ酸104から249など、天然のTWEAKに少なくとも80%、85%、90%、95%、97%、または99%同一であるアミノ酸配列を有する。特定の実施形態において、TWEAK類似体は、配列番号1または配列番号2に少なくとも80%同一であるポリペプチドである。他の特定の実施形態において、TWEAK類似体は、配列番号1または配列番号2に少なくとも85%同一であるポリペプチドである。他の実施形態において、TWEAK類似体は、配列番号1に少なくとも90%もしくは少なくとも95%同一であり、または配列番号2に少なくとも90%もしくは少なくとも95%同一であるポリペプチドである。
一般的に、天然のTWEAKポリペプチド中に存在する1つまたは複数のアミノ酸の保存的置換は、ポリペプチドの活性に有害な影響を及ぼさずに行うことができる。保存的置換の例には、種間(例えば、ヒトとマウスのTWEAK間)に保存されているTWEAKの領域の外のアミノ酸置換、ならびにTWEAKの2次構造および/または3次構造を変更しないアミノ酸置換が含まれる。具体的な例として、ある脂肪族残基での別の脂肪族残基に対する置換(例えば、Ile、Val、Leu、もしくはAlaの相互間)、またはある極性残基での別の極性残基に対する置換(例えば、LysとArg、GluとAsp、もしくはGlnとAsn間)、またはある芳香族残基での別の芳香族残基に対する置換(例えば、Phe、Trp、もしくはTyrの相互間)が含まれる。他の保存的置換、例えば、同様の疎水性の特徴を有する領域全体の置換が当技術分野では公知であり、本発明の方法において企図される。変異型のTWEAKを産生する方法は分子生物学の技術分野において周知であり、ランダム変異導入法、部位特異的変異誘発、欠失、および切断によるDNA分子の変更が含まれる。具体的な技術として、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)変異誘発、飽和(すなわち、化学的もしくは放射線)変異誘発、化学的DNA合成、アラニンスキャニング変異誘発、オリゴヌクレオチド媒介性変異誘発(インビトロでDNAテンプレートにハイブリダイズした後、酵素的に伸長する)、カセット(組換え)変異誘発、およびコンビナトリアル変異誘発(TWEAK DNA中にランダムに変性した配列を導入する)が含まれる。
ある例示の実施形態において、TWEAK類似体はTWEAK融合タンパク質である。「融合タンパク質」という用語は、2つまたはそれを超える異なるタンパク質のアミノ酸配列を含むキメラタンパク質を意味する。いくつかの実施形態において、TWEAK融合タンパク質は、TWEAKの他に、インビボの安定性、インビボの半減期、取込み/投与、組織局在もしくは分布、タンパク質複合体の形成、および/または精製の1つもしくは複数を増強するポリペプチド部分を1つまたは複数含む。融合タンパク質は、当技術分野において周知である分子クローニング技術を用いて、組換えで産生することができる。いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、配列番号1の配列を含むか、またはそれからなるポリペプチド、配列番号2の配列を有するポリペプチド、または本明細書に記載するそれらの可溶性型を含めた、上記に記載したTWEAKポリペプチドを含む。ある実施形態において、TWEAK融合タンパク質は、上記に記載した変異型のTWEAKを含むことができる。他の例示の実施形態において、TWEAK融合タンパク質は、エピトープタグ、FLAGタグ、ポリヒスチジン配列、またはGSTポリペプチドなどの精製サブシーケンスを含む。
ある例示の実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgE、IgD、IgMなどの免疫グロブリンのFcドメインを含むTWEAK融合タンパク質である(「Fc−TWEAK」)。本明細書で用いられる、免疫グロブリンのFc部分は、免疫学の分野においてこの語に通常与えられる意味を有する。具体的に、この語は、抗体からの2つの抗原結合性領域(Fabフラグメント)を含まない抗体フラグメントを意味する。Fc部分は、非共有性の相互作用およびジスルフィド結合を介して会合する、両方の重鎖からの抗体の定常領域からなる。Fc部分はヒンジ領域を含むことができ、CH2およびCH3ドメインを通って抗体のC末端に及ぶことができる。Fc部分は、1つまたは複数のグリコシル化部位をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、米国特許第7,452,966号に記載されているように、融合タンパク質の免疫グロブリンFc部分は、不必要なエフェクター機能を除去し、かつ/または繰返し、長期に投与された後、免疫反応を誘導するリスクを低減するようにデザインされた変異を含む。融合タンパク質は、例えば、グルタチオン−Sトランスフェラーゼ(GST)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、マルトース結合性タンパク質(MBP)、6×Hisタグ、Flagタグなどを含むことができ、かつ/またはポリエチレングリコールに結合体化して(例えば、ペグ化)、例えば免疫原性を低減し、かつ/もしくは融合タンパク質の循環半減期を延長することができる。
(TWEAK模倣物)
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、TWEAK模倣物またはTWEAKペプチド模倣物である。「TWEAK模倣物」または「ペプチド模倣物」という用語は、テンプレートペプチドに類似する性質を有する薬物として製薬業界において通常用いられているタイプの非ペプチド類似体を意味する(参照によって本明細書に援用される、Fauchere、J. Adv. Drug Res.、15巻、29頁(1986年);VeberおよびFreidinger、TINS、392頁(1985年);ならびにEvansら、J.Med. Chem.、30巻、1229頁(1987年))。模倣物は、しばしばコンピュータ分子モデリングの助けで開発される。治療上有用なペプチドに構造的に類似するペプチド模倣物を用いて、同等の治療効果または予防効果を生成してもよい。一般的に、模倣物は、TWEAKフラグメントなど、パラダイムポリペプチド(例えば、所望の生化学的性質または薬理学的活性を有するポリペプチド)に構造的に類似するが、当技術分野において周知の方法によって、−CHNH−、−CHS−、−CH−CH−、−CH=CH−(シスおよびトランス)、−COCH−、−CH(OH)CH−、ならびに−CHSO−からなる群より選択される結合によって任意選択で置換されるペプチド結合を1つまたは複数有する。コンセンサス配列の1つまたは複数のアミノ酸の、同じ型のD−アミノ酸での系統的置換(例えば、L−リジンの代わりにD−リジン)を用いてより安定なペプチドを産生してもよい。さらに、例えば、ペプチドを環化する分子内ジスルフィド架橋を形成することができる内部システイン残基を加えることによって、コンセンサス配列、または実質的に同一のコンセンサス配列の改変体を含む制限ペプチドを、当技術分野において公知の方法によって産生してもよい(参照によって本明細書に援用される、RizoおよびGierasch、Ann.Rev. Biochem.、61巻、387頁(1992年))。TWEAK類似体は、本明細書に記載する通り、天然に存在するTWEAKリガンドのアミノ酸配列と配列が異なってもよく、または配列に関与しない方法において異なってもよく、またはその両方でもよい。
(アゴニスト抗TWEAK−R抗体)
TNFリガンドおよびTNFリガンド受容体ファミリーの他のメンバー同様、TWEAKおよびTWEAK−Rの結合複合体は、3つのTWEAK−Rモノマーに対称に結合しているTWEAKホモ3量体からなる。歴史的に、TNF受容体ファミリーメンバーは、受容体モノマーのリガンド誘導性3量体化によって活性化されると考えられてきた。しかし、最近の証拠は、TNF受容体は細胞表面上に予め組み立てられたオリゴマーとして存在することがあり、予め形成された受容体オリゴマーによってリガンド誘導性のシグナル伝達が送られることを示している(Chan、Cytokine.、37巻(2号)、101〜7頁(2007年)において概観)。TNFファミリー受容体に対する抗体は、受容体−リガンド相互作用を阻止するアンタゴニストとして働くことができるが、オリゴマー形成、受容体のクラスター形成を誘導し、かつ/または他の方法で受容体のシグナル伝達を活性化するアゴニストとして働くこともできる(Pukacら、Br.J. Cancer.、92巻、1430〜1441頁(2005年);DesbaratsおよびNewell、Nat. Med.、6巻(8号)、920〜3頁(2000年))。結合し、受容体の活性を誘導するTWEAK−Rに特異的な抗体が記載されている(例えば、その全文が参照によって本明細書に援用される、米国特許第7,208,151号、および国際出願第PCT/EP2006/004974号を参照されたい)。さらなる例示の抗体は、その全文が本明細書に参照によって援用される、米国特許公開第20090324602号に記載されている。受容体の活性を誘導するTWEAK−Rに特異的な例示の抗体の重鎖および軽鎖の配列を、それぞれ配列番号5および配列番号6に提供する。
TWEAK−Rに結合し、TWEAK−Rオリゴマー形成/クラスター形成を増強することによって、または他の方法でTWEAK−Rを活性化することによってTWEAK−Rの活性を誘導するTWEAK−R抗体が、本発明の方法において特に企図される。いくつかの実施形態において、本方法は、単一の抗TWEAK−Rモノクローナル抗体を含む、単一の抗TWEAK−R抗体の使用を含む。他の実施形態において、本方法は、TWEAK−Rアゴニストとして働く、溶液における複数の抗TWEAK−R抗体の使用を含む。TWEAK−Rの様々なエピトープに対するポリクローナル抗TWEAK−R抗体を用いることができる。TWEAK−Rの様々な、非オーバーラップのエピトープに対する複数の抗TWEAK−Rモノクローナル抗体も用いることができる。
「抗TWEAK−Rモノクローナル抗体」という用語は、TWEAK−Rの単一のエピトープを認識し、それに結合するあらゆるモノクローナル抗体を意味する。TWEAK−R架橋剤としての抗TWEAK−Rモノクローナル抗体の使用は、1つのエピトープ、または2つもしくはそれを超える非オーバーラップのエピトープを認識するモノクローナル抗体の使用に頼っている。さらなるエピトープ(新しいモノクローナル抗体によって規定される)を、TWEAK−Rまたはそのフラグメントで免疫化したマウスの脾臓細胞からの新しいハイブリドーマを産生し続けることによって、様々な種の動物を免疫化することによって、および様々な免疫化経路を用いることによって同定してもよい。
エピトープを、また、表面プラズモン共鳴と連結されたクロマトグラフィー技術を用いて、様々なモノクローナル抗体の、TWEAK−Rへの結合に対して相互に競合する能力を評価することによって、直接マッピングしてもよい(Pharmacia BIAtechnology Handbook、「Epitope Mapping」、セクション6.3.2、(1994年5月);Johneら、J.Immunol. Methods、160巻(2号)、191〜8頁(1993年)も参照されたい)。
(TWEAK−Rアゴニストとしての抗TWEAK−R IgMモノクローナル抗体)
通常の2つを超えるIgG抗原結合性部位を含む抗TWEAK−Rモノクローナル抗体はまた、多価の、細胞表面TWEAK−R架橋剤として溶液中で機能し、したがって本発明によるTWEAK−Rアゴニストの定義に含まれる。「多価リガンド」という用語は、1つを超える受容体結合部位を有し、少なくとも2つの受容体分子に非常に接近して同時に結合および架橋することができる分子または複合体を意味する。例えば、抗TWEAK−Rモノクローナル抗体の抗原結合性部位を、標準の組換えDNAおよびハイブリドーマの技術を用いて、IgM分子中(抗原結合性部位10個を有する)に構築することができる。
あるいは、抗原で単一免疫化した後、ハイブリドーマ融合技術によって単離した完全なマウス(または他の動物)のIgM分子を収集し、エンリッチしてもよい。IgM分子をエンリッチする一方法は、CD40シグナル伝達欠損マウスを免疫化することである(Kawabeら、Immunity、1巻、167〜78頁(1994年);Xuら、Immunity、1巻、423〜31頁(1994年))。これらのマウスはIgGを効率的に生成することができず、したがって抗原によるチャレンジに対するこれらの反応はIgMイソ型についてエンリッチされる。
抗TWEAK−R IgM抗体は、その結合価の増加によって、膜の面内でTWEAK−R分子を効果的に凝集することができ、それによって、抗原結合性部位を2つ有するIgGの対応物に比べてTWEAK−Rのシグナル伝達を増強する。受容体のクラスター形成における多価抗体の高い能力の印象的な例はFas受容体に対する抗体に見られ、この場合IgMの型は非常に強力であり、通常の2価IgGは溶液中で効果的ではない(YoniharaおよびYonihara、J. Exp. Med.、169巻、1747〜56頁(1989年);Aldersonら、Int.Immunol.、6巻、1799〜1806頁(1994年))。
同様に、Fas受容体に対するapo−1モノクローナル抗体は、IgG3モノクローナル抗体である。このモノクローナル抗体はFas受容体を強力に活性化し、これは、より大型の多価の型に凝集する、IgG3亜型に独特なFc相互作用に頼っている。Fc領域を除去すると、より大型の凝集物に会合することができず、不活性であるF(ab)型が作り出される(Dheinら、J. Immunol.、149巻、3166〜73頁(1992年))。このように類推によって、抗TWEAK−Rモノクローナル抗体のIgMバージョンはTWEAK−Rの強力な活性化物質であることが予想される。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは、架橋結合している抗TWEAK−Rモノクローナル抗体の複合体である。「架橋結合している抗TWEAK−Rモノクローナル抗体」という用語は、抗TWEAK−R抗体もしくはモノクローナル抗体架橋剤を用いて相互に分子間架橋結合して溶液中に抗体の凝集物を形成したか、または表面上もしくはマイクロビーズなどのマトリックス上で相互に非常に接近して固定化された、TWEAK−Rに対する抗体を意味する。「抗TWEAK−R抗体(またはモノクローナル抗体)架橋剤」という用語は、抗体が標的の細胞表面TWEAK−Rに結合し、そのシグナル伝達を増強することができるように、溶液中で抗TWEAK−R抗体を共有性に、または非共有性に凝集することができるあらゆる物質を意味する。このような架橋剤には、それだけには限定されないが、化学的架橋剤、抗TWEAK−R抗体またはモノクローナル抗体の部分と反応する2次抗体、および抗TWEAK−R抗体に結合することができる、可溶性または表面結合Fc受容体(内因性のもの、もしくは外因的に加えられるもののいずれか)が含まれる。
本明細書で用いられる、「抗体」という用語は、少なくとも1つの免疫グロブリン可変領域(例えば、免疫グロブリン可変ドメイン、または免疫グロブリン可変ドメインの配列を提供するアミノ酸配列)を含むタンパク質を意味する。例えば、抗体は、重(H)鎖可変領域(本明細書ではVHと省略される)および軽(L)鎖可変領域(本明細書ではVLと省略される)を含むことができる。別の一例において、抗体は、2つの重(H)鎖可変領域および2つの軽(L)鎖可変領域を含む。「抗体」という用語は、抗体の抗原結合性フラグメント(例えば、単鎖抗体、Fabフラグメント、F(ab’)フラグメント、Fdフラグメント、Fvフラグメント、およびdAbフラグメント)、ならびに、例えば、IgA、IgG(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4を含む)、IgE、IgD、IgM(およびこれらの亜型)型のインタクトおよび全長の免疫グロブリンを含めた完全抗体を包含する。この語は二重特異性抗体、二重特異性抗体のフラグメント、多量体抗体、および多量体抗体のフラグメントも包含する。免疫グロブリンの軽鎖は、カッパまたはラムダ型であってよい。いくつかの実施形態において、抗体はグリコシル化されている。
VHおよびVL領域は、「フレームワーク領域」(FR)と呼ばれるより保存されている領域に散在する、「相補性決定領域」(「CDR」)と呼ばれる超過変性の領域にさらに細分され得る。FRおよびCDRの範囲は正確に規定されている(Kabat,E.A.ら、(1991年)「Sequences of Proteins of Immunological Interest」、第5版、U.S.Department of Health and Human Services、NIH Publication 第91〜3242;およびChothia, C.ら、J.Mol. Biol.、196巻、901〜917頁(1987年)を参照されたい)。Kabatの定義が本明細書において用いられる。各VHおよびVLは、典型的に、以下の順序:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4でアミノ末端からカルボキシル末端まで配列されている、3つのCDRおよび4つのFRから構成されている。
抗体のVH鎖またはVL鎖は、それぞれ、重鎖または軽鎖の定常領域の全部または部分をさらに含むことができ、それによって免疫グロブリンの重鎖または軽鎖を形成する。一実施形態において、抗体は、免疫グロブリン重鎖2個および免疫グロブリン軽鎖2個の4量体である。免疫グロブリンの重鎖および軽鎖はジスルフィド結合によって連結され得る。重鎖定常領域は、典型的に、3つの定常ドメインCH1、CH2、およびCH3を含む。軽鎖定常領域は、典型的に、CLドメインを含む。
いくつかの実施形態において、アゴニスト抗体の1つまたは複数の領域は、ヒトの領域、実質的にヒトの領域、またはヒト化領域であってよい。「実質的にヒト」の免疫グロブリン可変領域は、免疫グロブリン可変領域が正常なヒトにおいて免疫原性反応を誘導しないように、十分な数のヒトフレームワークアミノ酸の位置を含む免疫グロブリン可変領域である。「実質的にヒト」の抗体は、抗体が正常なヒトにおいて免疫原性反応を誘導しないように、十分な数のヒトアミノ酸の位置を含む抗体である。「ヒト化」の免疫グロブリン可変領域は、修飾型が、非修飾型ほどヒトにおける免疫反応を誘導しないように修飾されている、免疫グロブリン可変領域である。「ヒト化」の免疫グロブリンの記述は、例えば、米国特許第6,407,213号および同第5,693,762号を含む。例えば、1つまたは複数の可変領域は、ヒトまたは実質的にヒトであってよい。1つまたは複数のCDR、例えば、VH CDR1、VH CDR2、VH CDR3、VL CDR1、VL CDR2、およびVL CDR3はヒトであってよい。各軽鎖CDRはヒトであってよい。VH CDR3はヒトであってよい。1つまたは複数のフレームワーク領域、例えば、重鎖または軽鎖のFR1、FR2、FR3、およびFR4はヒトであってよい。いくつかの実施形態において、フレームワーク領域はすべてヒトである。一実施形態において、ヒトの配列は生殖系列配列(生殖系列の核酸によってコードされる配列)である。1つまたは複数の定常領域は、ヒト、実質的にヒト、またはヒト化であってよい。他の実施形態において、フレームワーク領域(FR1、FR2、およびFR3をまとめて、もしくはFR1、FR2、FR3、およびFR4をまとめて含む)の少なくとも70、75、80、85、90、92、95、または98%、または抗体全体は、ヒト、実質的にヒト、またはヒト化であってよい。ある場合には、ヒト化免疫グロブリンは、1つまたは複数のフレームワークアミノ酸の位置で非ヒトのアミノ酸を含むことがある。例えば、FR1、FR2、およびFR3はまとめて、ヒト生殖系列セグメントによってコードされるヒト配列に、少なくとも70、75、80、85、90、92、95、98、もしくは99%同一、または完全に同一であってよい。
抗体は、例えば、免疫原性を低減するために、かつ/または抗体の循環半減期を延長するために、部分に結合体化していてよく、例えば、ポリ(エチレングリコール)に結合体化していてよい(例えば、ペグ化)。
(抗体の産生)
TWEAK−Rに結合する抗体は、免疫化を含む様々な手段によって、例えば、動物を用いて、またはファージディスプレイなどのインビトロの方法で、標準のプロトコールに従って産生することができる(例えば、「Antibodies: A Laboratory Manual」、HarlowおよびLane編集、Cold Spring Harborpress:1988年を参照されたい)。TWEAK受容体の全部もしくは一部分、またはTWEAK受容体を発現する細胞を、免疫原として、または選択用の標的として用いてもよい。例えば、TWEAK受容体、もしくはそのフラグメント、またはTWEAK受容体発現性細胞を免疫原として用いることができる。一実施形態において、免疫化された動物は、天然の、ヒトの、または部分的にヒトの免疫グロブリンの遺伝子座を有する免疫グロブリン生成細胞を含んでいる。一実施形態において、非ヒト動物は、少なくとも一部分のヒト免疫グロブリン遺伝子を含んでいる。例えば、マウス抗体の生成を欠き、ヒトIg遺伝子座の大きなフラグメントを有するマウス系統を遺伝子工学的に作製するのは可能である。ハイブリドーマ技術を用いて、所望の特異性を有する遺伝子に由来する、抗原特異的モノクローナル抗体を生成および選択してもよい。例えば、XENOMOUSETM、Greenら、Nat.Gen.、7巻、13〜21頁(1994年);米国特許公開第2003/0070185号;米国特許第5,789,650号; および国際特許公開第WO96/34096号を参照されたい。
TWEAK受容体に対する非ヒト抗体は、例えば、齧歯動物において生成することもできる。非ヒト抗体を、ヒト化し(例えば、EP 239 400;米国特許第6,602,503号;同第5,693,761号;および同第6,407,213号において記載されている通りに)、脱免疫化し(deimmunized)、または他の方法で修飾して、上記に記載したように実質的にヒトにすることができる。
EP239 400(Winterら)は、ある種に対する相補性決定領域(CDR)の、別の種からの相補性決定領域での置換(所与の可変領域内)によって抗体を変更することを記載している。典型的には、非ヒト(例えば、マウス)の抗体のCDRを、所望の置換されている抗体をコードする配列を生成するための組換え核酸技術を用いることによって、ヒト抗体における対応する領域中に置換する。所望のイソ型のヒト定常領域遺伝子セグメント(通常CについてガンマI、Cについてカッパ)を加えることができ、ヒト化の重鎖および軽鎖の遺伝子を哺乳動物細胞において共発現させて可溶性のヒト化抗体を生成することができる。抗体をヒト化するための他の方法も用いることができる。例えば、他の方法は抗体の3次構造、結合性決定因子に対して3次元的に接近しているフレームワークポジション、および免疫原性ペプチドの配列からなっていてもよい。例えば、国際出願第WO90/07861号;米国特許第5,693,762号;同第5,693,761号;同第5,585,089号;同第5,530,101号;および同第6,407,213号;ならびにTempestら、Biotechnology、9巻、266〜271頁(1991年)を参照されたい。
TWEAK受容体に結合する完全なヒトモノクローナル抗体を、Boernerら、J.Immunol.、147巻、86〜95頁(1991年)によって記載されている通り、例えば、インビトロで刺激したヒト脾細胞を用いて生成してもよい。これらは、Perssonら、Proc.Nat. Acad. Sci. U. S. A、88巻、2432〜2436頁(1991年)によって、またはHuangおよびStollar、J.Immunol. Methods、141巻、227〜236頁(1991年)によって、または米国特許第5,798,230号において記載されている通り、レパートリークローニングによって調製することができる。大型の非免疫化のヒトファージディスプレイライブラリーを用いて、標準のファージ技術を用いるヒトの治療法として開発され得る高親和性抗体を単離することもできる(例えば、Hoogenboomら、Immunotechnology、4巻、1〜20頁(1998年);Hoogenboomら、ImmunolToday、2巻、371〜378頁(2000年);および米国特許公開第2003/0232333号を参照されたい)。
(抗体およびタンパク質の生成)
本明細書に記載する抗体および他のタンパク質は、原核細胞および真核細胞において生成され得る。一実施形態において、抗体はPichia(例えば、Powersら、J. Immunol. Methods、251巻、123〜35頁(2001年)を参照されたい)、Hanseula、またはSaccharomycesなどの酵母菌細胞において発現される。
抗体、とりわけ全長の抗体、例えばIgGは、哺乳動物細胞において生成され得る。組換え発現のための例示の哺乳動物宿主細胞には、チャイニーズハムスター卵巣(CHO細胞)(UrlaubおよびChasin、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A、77巻、4216〜4220頁(1980年)に記載されているdhfrCHO細胞を含み、組換え構築物は、KaufmanおよびSharp、Mol.Biol.、159巻、601〜621頁(1982年)に記載されているDHFR選択マーカーを含んでいる)、リンパ細胞系、例えば、NSOミエローマ細胞およびSP2細胞、COS細胞、K562細胞、ならびにトランスジェニック哺乳動物などのトランスジェニック動物からの細胞が含まれる。例えば、細胞は哺乳動物の上皮細胞である。
免疫グロブリンドメインをコードする核酸配列の他に、組換え発現ベクターは、宿主細胞においてベクターの複製を調節する配列(例えば、複製開始点)、および選択マーカー遺伝子など、さらなる核酸配列を保有することができる。選択マーカー遺伝子は、その中にベクターが導入されている宿主細胞の選択を促進する(例えば、米国特許第4,399,216号;同第4,634,665号;および同第5,179,017号を参照されたい)。例示の選択マーカー遺伝子には、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子(メトトレキセートの選択/増幅を有するdhfr宿主細胞において使用するため)、およびneo遺伝子(G418選択用)が含まれる。
抗体または抗体フラグメントの組換え発現のための一例示の系において、抗体重鎖および抗体軽鎖の両方をコードする組換え発現ベクターを、リン酸カルシウム媒介性トランスフェクションによってdhfrCHO細胞中に導入する。組換え発現ベクター内では、抗体の重鎖および軽鎖の遺伝子は、各々エンハンサー/プロモーター調節エレメント(例えば、SV40、CMV、アデノウイルスなどに由来するもの、例えば、CMVエンハンサー/AdMLPプロモーター調節エレメント、またはSV40エンハンサー/AdMLPプロモーター調節エレメント)に作動可能に連結されて、遺伝子の高レベルの転写を駆動する。組換え発現ベクターはDHFR遺伝子も保有しており、DHFR遺伝子は、メトトレキセートの選択/増幅を用いてベクターでトランスフェクトされたCHO細胞の選択を可能にする。選択された形質転換体の宿主細胞を培養して抗体の重鎖および軽鎖の発現を可能にし、培地からインタクトの抗体を収集する。標準の分子生物学の技術を用いて組換え発現ベクターを調製し、宿主細胞をトランスフェクトし、形質転換体に対して選択し、宿主細胞を培養し、培地から抗体を収集する。例えば、いくつかの抗体を、タンパク質Aまたはタンパク質Gを用いてアフィニティクロマトグラフィーによって単離することができる。
抗体(およびFc融合物)は、例えば、Fc機能を変更する修飾を含む、修飾を含むこともできる。このような修飾には、Fc受容体との相互作用、もしくはC1qとの相互作用、またはその両方を低減または除去する変更が含まれる。例えば、ヒトIgG1定常領域は、米国特許第5,648,260号におけるナンバリングに従って、例えば、残基234および237の1つまたは複数を含めた、1つまたは複数の残基が変異されていてよい。他の例示の修飾には、米国特許第5,648,260号に記載されているものが含まれる。
アゴニスト抗体、およびFcドメインを含むいくつかのTWEAK融合タンパク質に対して、抗体/タンパク質生成系をデザインしてグリコシル化されたFc領域を有する融合タンパク質または抗体を合成してもよい。例えば、IgG分子のFcドメインを、CH2ドメインにおけるアスパラギン297でグリコシル化する。Fcドメインは他の真核生物の翻訳後修飾も含むことができる。他の場合には、タンパク質は、グリコシル化されていない型で生成される。
抗体および他のタンパク質はトランスジェニック動物によって生成することもできる。例えば、米国特許第5,849,992号は、トランスジェニック哺乳動物の乳腺において抗体を発現するための方法を記載している。ミルクに特異的なプロモーター、ならびに目的の抗体(例えば、本明細書に記載する抗体)、および分泌のためのシグナル配列をコードする核酸配列を含む導入遺伝子を構築する。このような雌性のトランスジェニック哺乳動物によって生成されるミルクは、その中に分泌される目的のタンパク質、例えば、抗体またはFc融合タンパク質を含んでいる。タンパク質はミルクから精製することができ、またはいくつかの応用では直接用いることができる。
(処方物および投与経路)
本発明の方法は、有効投与量のTWEAK−Rアゴニストを被験体に投与して膵臓組織の再生を誘導することを含む。所与の被験体に対する好ましい薬剤処方物および治療有効投与量のレジメンの決定は、例えば、患者の状態および体重、所望の処置の程度、ならびに処置に対する患者の耐性を考慮に入れて、当該分野の技術の範囲内に十分ある。
TWEAK−Rアゴニストを、アゴニストに適合するあらゆる投与経路によって投与することができ、投与経路に好適なあらゆる薬学的に許容されるキャリアと共に処方することができる。このようなキャリアは当業者には周知である。投与は、例えば、静脈内に、腹腔内に、経口的に、埋め込みによって、経粘膜的に、経皮的に、筋肉内に、および皮下に行うことができる。好ましい投与経路は非経口、とりわけ静脈内、腹腔内、および嚢内である。処置は、外来患者ベースで長期間にわたって行うことができる。治療薬の1日量は、約0.01から1000μg/kg体重、より好ましくは約10から300μg/kg体重の範囲であると予想されるが、正確な投与量は用いられる特定の治療薬、ならびに特定の被験体の医学的状況および病歴に応じて変化する。
数々の日常的に用いられるキャリアを用いる以下の送達系は、本発明の方法に従ってTWEAK−Rアゴニストを投与するのに想定される多くの実施形態の代表に過ぎない。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストを、注射可能な薬物送達システムによって投与する。このようなシステムは、溶液、懸濁物、ゲル、ミクロスフェア、およびポリマー注射物を含むことができ、ならびに溶解性改変剤(例えば、エタノール、プロピレングリコール、およびショ糖を含む)、およびポリマー(例えば、ポリカプリラクトン(polycaprylactone)およびポリ乳酸−コ−グリコール酸(PLGA)を含む)などの賦形剤を含むことができる。
いくつかの実施形態において、TWEAK−Rアゴニストは移植可能な系によって投与される。移植可能な系はロッドおよびディスクを含むことができ、PLGAおよびポリカプリラクトンなどの賦形剤を含むことができる。
TWEAK−Rアゴニストについての経口送達系は、錠剤およびカプセルを含む。これらは、結合剤(例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン(pyrilodone)、他のセルロース材料、およびデンプン)、希釈剤(例えば、ラクトースおよび他の糖、デンプン、リン酸二カルシウム、およびセルロース材料)、崩壊剤(例えば、デンプンポリマーおよびセルロース材料)、ならびに潤滑剤(例えば、ステアレートおよびタルク)などの賦形剤を含むことができる。
TWEAK−Rアゴニストについての経粘膜の送達系は、パッチ、錠剤、坐剤、ペッサリー、ゲルおよびクリームを含み、可溶化剤およびエンハンサー(例えば、プロピレングリコール、胆汁酸塩、およびアミノ酸)、ならびに他のビヒクル(例えば、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステルおよび誘導体、ならびにヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびヒアルロン酸などの親水性ポリマー)などの賦形剤を含むことができる。
皮膚送達系は、例えば、水性および非水性のゲル、クリーム、多層エマルジョン、マイクロエマルジョン、リポソーム、軟膏、水性および非水性の溶液、ローション、エアロゾル、炭化水素ベース、ならびに粉末を含み、可溶化剤、浸透促進剤(例えば、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコール、およびアミノ酸)、および親水性ポリマー(例えば、ポリカルボフィルおよびポリビニルピロリドン)などの賦形剤を含むことができる。
溶液、懸濁物、および再構成可能な送達系のための粉末は、懸濁化剤(例えば、ゴム、ザンタン(zanthan)、セルロース、および糖)、湿潤剤(例えば、ソルビトール)、可溶化剤(例えば、エタノール、水、PEG、およびプロピレングリコール)、界面活性剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、Span、Tween、およびセチルピリジン)、保存剤および抗酸化剤(例えば、パラベン、ビタミンEおよびC、およびアスコルビン酸)、固化防止剤、コーティング剤、ならびにキレート剤(例えば、EDTA)などのビヒクルを含む。
TWEAK−Rアゴニストは、例えば、取込みまたは安定性を刺激する補助因子と一緒に、またはそれらなしで、無菌の、等張の処方物中に入れてもよい。処方物は好ましくは液体であり、または凍結乾燥粉末であってもよい。例えば、TWEAKアゴニストを、クエン酸一水和物5.0mg/ml、クエン酸三ナトリウム2.7mg/ml、マンニトール41mg/ml、グリシン1mg/ml、およびポリソルベート20 1mg/mlを含む処方物で希釈してもよい。この溶液を凍結乾燥し、冷蔵下で貯蔵し、投与前に注射用蒸留水(U.S.P)で再構成することができる。
本発明の薬学的組成物を、ミクロスフェア、リポソーム、他の微粒子送達系、あるいは罹患している組織もしくは血流中、これらの付近、またはそうでなければこれらと連絡するように配置される徐放処方物を用いて投与してもよい。徐放用キャリアの適切な例には、坐剤またはマイクロカプセルなどの成形された物品の形態の、半透性のポリマーマトリックスが含まれる。移植可能な、またはマイクロカプセルの徐放マトリックスには、ポリ乳酸(米国特許第3,773,319号、EP 58,481)、L−グルタミン酸とガンマ−エチル−L−グルタメートとのコポリマー(Sidmanら、Biopolymers、22巻、547〜56頁(1985年))、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)、またはエチレン酢酸ビニル(Langerら、J.Biomed. Mater. Res.、15巻、167〜277頁(1981年);Langer、Chem. Tech、12巻、98〜105頁(1982年))が含まれる。
本発明の方法は、有効量のTWEAK−Rアゴニストを、単離し、培養した膵臓細胞に送達して、インビトロで前記細胞の増大を誘導することも含む。
本発明の方法、処方物、および投与量を、糖尿病の公知のモデルにおいて評価してもよい。これらの方法には、以下の実施例において記載するマウスモデルなどの動物モデルが含まれる。本発明の組成物を動物モデルにおいて試験する場合、生物学的治療薬は動物において活性を有するであろう。例えば、マウスアゴニスト抗TWEAK−R抗体は、ヒト抗体がマウスTWEAK−Rと交差反応をしない場合、ヒト抗体の代わりに用いることができる。
以下の実施例は、本発明の例示の実施形態を提供するものである。当業者であれば、本発明の精神または範囲を変更せずに行うことができる数々の修飾および改変を認める。このような修飾および改変は、本発明の範囲内に包含される。実施例は、決して本発明を限定するものではない。
(実施例1 TWEAKの過剰発現は膵管細胞の過形成を誘導する)
膵臓において前駆細胞を増大させる新規戦略は、インスリン生成性β細胞の量が不十分であることに起因する糖尿病の処置に対する大幅な前進となる。TWEAKは、その受容体であるTWEAK−R(FGF誘導性分子14;Fn14)を介して、炎症誘導活性、血管形成、ならびに細胞の生存、増殖、および死の調節を含めた多面的な効果を媒介するTNFスーパーファミリーのサイトカインのメンバーである。TWEAK−Rは、上皮細胞および間葉系細胞によって発現され、ならびにNF−κB、MAPK、およびAKT経路を介したシグナル伝達を行う。興味深いことに、TWEAK−Rの発現は、通常、比較的低レベルで発現され、組織の傷害および再生、ならびに慢性炎症性疾患の状況では高度に上方制御され、このことは急性炎症および組織の修復の調整におけるこの経路についての生理学的役割、ならびに慢性炎症性疾患における病理学的役割を支持している。TWEAK−Rは、胆管に関連する肝臓前駆細胞、間葉系幹細胞、ならびに骨格筋、軟骨、骨、脂肪細胞、およびニューロン前駆細胞を含めた様々な前駆細胞型によって発現される。肝臓において、TWEAKは、導管に関連する前駆細胞の増大を誘導した。膵臓前駆細胞の正体は依然として不明であるが、以前のいくつかの研究は膵臓前駆細胞が導管上皮に由来することを示唆している。本発明者らは、TWEAK/TWEAK−R経路が、膵臓前駆細胞および再生を調節する上で重要な役割を果たすか否かを現在調査中である。
上昇したレベルのTWEAKが膵臓細胞の再生に対して作用を有するか否かを決定するために、アデノウイルスの発現ベクターを用いてTWEAKをマウス中で過剰発現させ、次いで、マウスからの膵臓試料を組織学的に観察した。可溶性TWEAKをコードする配列を構成的CMVプロモーターの制御下で複製欠損アデノウイルスベクター中に挿入することによって、マウスのTWEAKについてのコード配列を含むアデノウイルスを構築した。「アデノ−TWEAK」と呼ばれる、構成的CMVプロモーターの制御下でTWEAK ORFを含む組換えアデノウイルス粒子を、標準的な方法によって作成した(Ng, P.ら、Hum. Gene Ther.、11巻、693〜699頁(2000年);およびNg, P.ら、Hum. GeneTher.、10巻、2667〜267頁(1999年))。簡潔に述べると、可溶性のマウスTWEAKを発現する初代アデノウイルスベクター(E1、E3欠損、血清型5)を、293細胞において標準的な方法によって作製した(同書)。二重塩化セシウム密度平衡勾配遠心分離を用いてベクターを精製し、次いで−80℃に貯蔵した(10mM TrisHCI、1mM MgCl2、10%vol/vol グリセロール、pH8.0中)。このベクターからのマウスのTWEAKの発現を、A549細胞(ATCC)を用いてインビトロで、およびベクターを静脈内投与したマウスを用いてインビボで、の両方で酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)を用いて評価した。「アデノ−GFP」と呼ばれる、GFPのコード配列を含む対照のアデノウイルスを同じ方法で構築した。TWEAKをコードするアデノウイルスを、Taconic FarmsまたはJackson Laboratoriesから購入した6〜8週齢の野生型C57Bl/6雌性マウスに送達した。形質導入の良好な効率を確実にするために、ウイルス粒子1011個の全投与量のアデノウイルスベクターを、対照および実験用マウスの両方に用いた。血清TWEAKレベルは、典型的に、注射8日後に約300ng/ml、注射14日後に50ng/ml、および注射27日後に27ng/mlであった。注射3週間後、安楽死させたマウスからの膵臓を単離し、固定し、切片にし、増殖に対する細胞マーカーであるKi−67タンパク質に対して染色した。
図1に示すように、膵臓の導管周囲領域における増殖細胞の数は、アデノ−GFPに感染させた対照のマウスよりも、アデノ−TWEAKに感染させたマウスのほうがはるかに多い。
(実施例2 TWEAK−Rは膵管由来細胞上に発現される)
TWEAK−Rの発現レベルを、正常ラット膵臓、または部分的膵除去後2と3/4日から単離した膵管細胞におけるmRNAマイクロアレイ分析によって測定した。マイクロアレイ分析は標準の手順を用いて行った(Flamezら、Diabetes、51巻、2018〜2024頁(2002年);およびWebbら、Proc Natl Acad Sci US A、97巻、5773〜5778頁(2000年)を参照されたい)。正常な膵臓および膵除去後の導管細胞は検出可能なTWEAK−R mRNAを生成したが、単離した膵島は生成しなかった。
TWEAK−Rは、導管細胞を起源とすると考えられている膵臓腺癌上に、高頻度で発現される(Hanら、Cancer Res.、62巻(15号)、4532頁(2002年))。図2は、ヒト膵臓腫瘍組織マイクロアレイの免疫組織学的染色によって検出された、ヒト膵臓腫瘍におけるTWEAK−Rの発現を示す。組織試料42個中16個(42%)がTWEAK−R陽性であった。
(実施例3 Fc−TWEAKは膵管上皮および導管隣接領域における細胞の増殖を誘導する)
8週齢から10週齢の成体C57Bl/6雌性マウスに、Fc−TWEAK200μgまたは対照のタンパク質P1.17を、単回注射(急性処置)、または最初の注射後1週間に2回(慢性処置;0、3、7、10、および14日に注射を行った)のいずれかにおいて注射した。膵臓組織を、ケタミン/キシラジン麻酔したマウスから様々な時間点において外科的に得て、膵臓組織を取り出した直後にマウスを屠殺した。屠殺の日には、マウスにFc−TWEAKまたはP.1.17の注射は行わなかった。組織試料を固定し、切片にし、増殖マーカーであるKi−67に対して免疫染色した。
図3は、代表的な、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)染色したマウス膵臓断面を示す。膵臓は、腺房、導管、および島からなる。腺房、島、または血管細胞の典型的な構造を示さない膵管の周囲の細胞は、導管隣接細胞と呼ばれる。
図4は、Ki−67染色によって証明される、Fc−TWEAK処置3日後の膵管領域における細胞の増殖の増加を示す代表的な画像を含んでいる(スケールバー=200μm)。図4Aは、対照のタンパク質P1.17で処置後、導管領域に存在する増殖を示し、図4Bは、同じ長さの時間、Fc−TWEAKを投与したマウスにおける同じ領域において、増殖細胞の数の増加があることを示す。図4CおよびDは、対照(図4C)またはFc−TWEAK(図4D)処置後4日目に、管上皮マーカーCKおよびKi−67に対して共染色された(constained)膵臓組織を示す。TWEAK処置した細胞におけるCKおよびKi−67染色のオーバーラップは、導管上皮細胞の増殖を実証している。
導管領域における増殖細胞の増加は、急性Fc−TWEAK処置または慢性Fc−TWEAK処置いずれかの後4日目に同様であった(図5)。これらの結果は、1処置群あたり4匹のマウスの代表である。
1、3、4、5、10、および18日間のFc−TWEAKまたはP1.17処置後Ki−67に対して陽性であった導管細胞のパーセンテージを、各動物個体についての所与の切片の複数の視野における、Ki−67陽性導管細胞の数および導管細胞の合計数を計数することによって算出した。これらのパーセンテージを、対照のIgタンパク質であるP1.17での処置と比べて、慢性Fc−TWEAK処置を施したマウスについて図6に、急性のFc−TWEAK処置を施したマウスについて図7に示す(データは、平均値±平均値の標準誤差として示す[SEM;n=4])。両方の処置レジメンで、Ki−67陽性導管上皮細胞の数は、対照Igの処置マウスに対して、Fc−TWEAK処置マウスにおいて増加した。Ki−67に対して陽性に染色された導管隣接領域における細胞のパーセンテージを、各動物個体についての所与の切片の複数の視野における、導管1つあたりのKi−67陽性導管隣接細胞の数および導管細胞の総数を計数することによってやはり定量し、慢性Fc−TWEAK処置を施したマウスについて図8に、急性処置を施したマウスについて図9に示す(図6および7同様、データを平均値±SEM[n=4]として示す)。導管上皮細胞について観察したのと同様、Fc−TWEAK処置により、対照のIgでの処置に比べて、導管隣接領域における増殖細胞の数は増加した。慢性Fc−TWEAK処置は、より長期の時間点での導管関連領域における細胞の持続的な増殖に必要とされた(10日目および18日目)。図6〜9において、それぞれの対照に比べて有意な増殖の誘導(p<0.05)を示す測定値を、アスタリスクによって示す。
TWEAK処置は全身性の膵臓の炎症を誘導しない。図10は、被験体に比べて慢性TWEAK処置後4日目のマウスからの膵臓切片上で、CD3(T細胞マーカー)およびF4/80(マクロファージマーカー)の免疫染色は増加しなかったことを示す代表的な画像を含む(スケールバー=200μm)。同様の結果が、急性または慢性いずれかの処置レジメン下、行ったすべての時間点において(1、3、4、5、10、および18日目)得られた。
(実施例4 導管領域における膵臓細胞の増殖に対するTWEAKの分裂促進的効果はTWEAK−Rによって媒介される)
TWEAK−R KOマウスの産生は記載されていた(Jakubowskiら、J.Clin. Invest.、115巻、2330〜40頁(2005年))。簡潔に述べると、マウスTWEAK−Rの全遺伝子を含む10−kb Kpn1ゲノムDNAフラグメントを単離し、TWEAK−Rの細胞外リガンド結合性ドメインすべてを含む最初の2エキソンを欠失するように標的ベクターをデザインした。標的ベクターを、J1 129ES細胞系中にトランスフェクトし、G418で選択した。ES細胞のクローンを、サザンブロットを用いて相同的組換えに対してスクリーニングし、正しいクローンをC57BL/6胚盤胞中に注入してキメラを産生した。標的とするTWEAK−Rの対立遺伝子についてヘテロ接合性のマウスをさらなる交配によって得、サザンブロットまたはPCRを用いて同定した。ノーザンブロットおよびRT−PCRの両方によってヌル変異が確認された。マウスを、129のバックグラウンドにおいてホモ接合性に交配させた。TWEAK−R変異を、SPF条件下、C57BL/6バックグラウンドに対して5回戻し交配した。
TWEAK−R KOマウスおよび野生型のマウスを、3日または10日の期間、1週間あたり2回、対照のタンパク質P1.17またはTWEAKで処置した。マウスからの膵臓切片をKi−67に対して免疫染色した。図11は、切片において計数した、Ki−67陽性導管細胞(図11A)の数または導管隣接細胞の数(図11B)の数を示す。データは平均値±SEM(n=4)として示す。アスタリスクは、TWEAK処置試料と対照の試料との間でp値が0.05未満であったことを示す。Ki−67陽性導管細胞および導管隣接細胞のパーセンテージは、対照のタンパク質で処置したマウスよりも、TWEAKで処置したWTマウスからの膵臓切片において大きかったが、対照のタンパク質で処置したマウスに比べて、TWEAKで処置したTWEAK−R KOマウスにおけるKi−67陽性細胞の増加はなかった。このように、TWEAK−Rは膵管上皮細胞に対するTWEAKの増殖効果に必要とされる。
さらに、TWEAK処置後3日目のマウスからの、TWEAK−R免疫染色した(図11D)、またはイソ型の対照で免疫染色した(図11C)膵臓切片上で明らかである通り、TWEAK−Rは、TWEAK処置マウスにおける膵管上皮において特異的に発現される(スケールバー=100μm)。
(実施例5 TWEAKは培養したヒト膵管細胞の増大を誘導する)
組換えTWEAKを、単離後の増殖の増大期中、精製したヒト導管細胞(膵臓がんの血清学的マーカーであるCA19−9に対して陽性)の培養物に加えた。ヒト導管細胞を、Yatohら、(Diabetes、56巻、1802〜9頁(2007年))によって記載されている通りに単離した。簡潔に述べると、ヒト膵臓組織を消化し、島をRicordi(E.Linetskyら、Diabetes、46巻、1120〜23頁(1997年))の標準的方法によって単離し、その後、残りの組織をコニカルチューブ中で静置した。次いで、上清を吸引して、死細胞を含む低密度の構成成分を除去し、残りの細胞をトリプシン/EDTA溶液で分散させて、「粗製」または未精製の導管細胞と呼ばれる単一の細胞を得た。次いで、ヒト導管ツリーにわたって細胞上に存在する炭水化物マーカーであるCA19−9に特異的な抗体で免疫磁気的に分別することによって、この粗製細胞調製物からの導管細胞の精製を実現した。精製した導管細胞を非組織培養Tフラスコ中に入れ、そこで、培養開始時に加える組換えの可溶性TWEAKあり、またはなしの培地中で増大させた。TWEAKは先に記載されている通りに調製した(Jakubowskiら、J.Cell Science、115巻、267〜74頁(2002年))。3日目に細胞培地を、TWEAKあり、またはなしの新しい培地に交換し、1日目および4日目に細胞を写真撮影し、血球計算法によって計数し、さらなる試験用にmRNAを抽出した。図12の代表的な写真において明らかなように、4個の膵臓からの組織において、TWEAK(20ng/mlまたは50ng/ml)に曝露した試料は、TWEAKに曝露しなかった同じ膵臓よりも堅調な細胞数を有していた。
この発見は、精製されたヒトの導管の少なくともいくつかの集団はTWEAK反応性であり、免疫磁気的な分別後、おそらくTWEAK−Rによって媒介されることを示している(これは、臓器ドナーから膵臓を取り出して36時間後まで)。免疫染色によって、またはRT−PCRによって試験した通り、精製されたCA19−9陽性細胞の集団は選別後、インスリン陽性細胞を含まない。しかし、これらの細胞は、NODscidマウスの腎臓被膜下に移植4週間後、1%のインスリン陽性細胞を有する小管(ductal tubule)になることができ(Yatohら、Diabetes、56巻、1802〜1809頁(2007年))、膵臓前駆細胞がこれらの細胞集団中に存在することを示している。
(実施例6 Fc−TWEAKは膵臓前駆体マーカーの発現を誘導する)
図13は、マウスの胚発生の間、膵臓前駆体の系統特異化を調節する、転写因子Ngn3およびPdx1の動的発現を示す。Pdx1は膵臓前駆細胞において低レベルで、島β細胞において高レベルで発現され、Ngn3は内分泌前駆細胞において一過性に発現されるが出生後消失する。Fc−TWEAKで処置した成体マウスからの膵臓組織試料を、実施例3に記載した通りに得、Ngn3、管上皮マーカーCK、およびDNA(DAPI)に対して免疫組織学的に染色した。導管領域における慢性(図14)または急性(図15)いずれかのFc−TWEAK処置後4日目に、まばらなNgn3陽性細胞のクラスターが明らかであった(図15AはNgn3染色を示し、図15BはCK染色を示し、図15CはNgn3およびCK共染色を示し、図15DはNgn3およびDAPI共染色を示す)。図16は、単一の切片において観察されたNgn3陽性細胞数を、その切片において計数された細胞数の合計で除すことによって決定された、これらの試料におけるNgn3陽性細胞の頻度を示す。図16における各点は、個々の動物からの膵臓切片の2つのランダムな完全なフットプリントの平均であり、水平バーは1群あたりマウス4匹の平均値を示す。図17に示す通り、Fc−TWEAKはまた、導管上皮細胞において低発現レベルのPdx1を誘導した。Fc−TWEAK処置による内分泌系統の特異化因子を発現する細胞の誘導は、TWEAKが膵臓前駆体の潜在性を有する細胞の頻度を増加させることを示すものである。
(実施例7 18日間の慢性Fc−TWEAK処置は部分的膵除去に対する反応を模倣する)
8週齢のマウスに部分的膵除去を施し、手術4日後に膵臓を取り出した。図18は、TWEAK−R(図18AおよびC)またはCK、インスリン、およびDNA(DAPI)(図18BおよびD)染色した部分的膵除去後4日目のマウス8匹からの膵臓連続切片の代表的画像を示す。図18AおよびBは未熟な再生中心の代表的画像を示し、図18CおよびDは成熟した中心の代表的画像を示す。偽手術したマウスからの(図18EおよびF)、ならびにPx4日後のマウスからの(図18GおよびH)膵臓の連続切片をT細胞マーカーCD3(図18EおよびG)ならびにマクロファージマーカーF4/80(図18FおよびH)で染色した。偽手術した膵臓においてCD3およびF4/80が低発現であるのに比べて、部分的膵除去後にCD3陽性T細胞およびF4/80陽性マクロファージが再生中心において特異的に誘導された。
再生中心は、1週間に2回TWEAK処置した後18日目に、4/4の動物においてやはり同定された(図19A、低倍率の代表的なH&E染色した膵臓切片は再生領域全体を示す)。再生中心は対照のマウスでは観察されなかった。TWEAK処置したマウスの連続切片を、Ki−67(図19B)、CK(図19C)、インスリン(図19D)、グルカゴン(図19E)に対して染色した。別のFc−TWEAK処置した膵臓からの連続切片を、H&E(図19F)、CD3(図19G)、F4/80(図19H)で染色し、他の連続切片をTWEAK−R(図19J)およびイソ型の対照(図19I)で染色した。島を「i」と標識した。スケールバー=50μm。したがって、18日間の慢性TWEAK処置によって誘導された再生の中心領域(focal area)は、間葉系細胞によって取り囲まれる高度に増殖性の小管、いくつかのホルモン発現性導管細胞および散在するホルモン発現細胞(インスリンまたはグルカゴン)、ならびに増加するCD3およびF4/80発現を含めて、部分的膵除去後に観察されるものを模倣する。
(実施例8 TWEAK−R/TWEAK経路は部分的膵除去後の膵臓の再生に重要である)
膵除去後の膵臓の再生におけるTWEAK−R/TWEAK経路の役割を調べるために、膵除去後4日目に野生型およびTWEAK−R KOマウスにおいて再生を調べた。図20は、部分的膵除去4日後の野生型マウス(白バー)およびTWEAK−R KOマウス(黒バー)の、初期(「未熟」)、中間、および成熟段階の再生中心のパーセンテージを示す。再生中心の数および段階を、動物1匹あたり少なくとも2つの切片上で評価した。切片は少なくとも200μm離れており、各群における動物は6匹であった。偽手術したマウスにおいて再生中心は同定されなかった(図20におけるデータは平均値±SEMとして示し、アスタリスクは、TWEAK−R KOマウスを野生型マウスと比べてp値が0.05未満であることを示す)。未熟な段階の再生中心の数は、野生型マウスに比べてTWEAK−R KOマウスにおいて増加した。部分的膵除去4日後TWEAK−R KOマウスおよび野生型マウスからのCKおよびKi−67に対して共染色した膵臓切片は、Ki−67陽性導管上皮細胞の出現が、野生型マウス(図21A、スケールバー=200μm)に比べてTWEAK−R KOマウス(図21B)において低減したことを示していた。
(実施例9 TWEAK処置は前駆細胞の潜在性を有する細胞に由来する、分化している膵臓細胞型および/または完全に分化した膵臓細胞型を生じさせることができることの決定)
Ki−67および様々な細胞系統マーカーに対して二重染色した切片を用いて、Fc−TWEAKで処置したマウスの膵臓組織内の特異的な細胞型の増殖を分析することで、増殖性の細胞型の正体が決定される。Ki−67と膵臓前駆体マーカーが共発現されれば、TWEAKが前駆細胞の増大を誘導することを示す。しかし、Ki−67は細胞周期の間にしか発現されないので、Ki−67陽性細胞から分化する前駆細胞は前駆体マーカーを発現することがあり、Ki−67はもはや発現しないだろう。したがって、実施例6に示すように、Fc−TWEAK処置したマウスの膵臓組織において膵臓前駆体マーカーを発現する細胞の数が増加することは、TWEAK処置により膵臓前駆体の潜在性を有する細胞の頻度が増加することを示している。
さらに、TWEAK誘導性細胞が分化する能力は、通常は様々な細胞型に特有なマーカーを共発現し、ある細胞型から別の細胞型への移行を示す「移行細胞」を同定することによって決定される。このようなマーカーの例には、それだけには限定されないが、共発現される導管および前駆細胞のマーカー、導管およびホルモンのマーカー、例えばインスリン、ならびに前駆体およびホルモンのマーカーが含まれる。TWEAK誘導性細胞が分化する能力は、増殖している小管の新しく形成された中心領域(その中にホルモン陽性細胞またはホルモン陽性細胞のクラスター、例えばインスリン陽性細胞が散在する領域が見出される)の出現によって決定することもできる。TWEAK誘導性細胞が島β細胞などの成熟した膵臓細胞型に分化する能力は、系統追跡試験によって決定することもできる。
本分析において用いるための例示のマーカーには、例えば、膵臓のすべての細胞型の発生に必要とされ(Jonssonら、Nature、371巻、606〜609頁(1994年);Offieldら、Development、122巻、983〜985頁(1996年))、正常の成体動物において島および複製している導管において発現している(Sharmaら、Diabetes、48巻、507〜513頁(1999年))初期前腸および膵臓前駆体のマーカーであるPdx−1;ネスチン(Seabergら、NatBiotechnol、22巻、1115〜1124頁(2004年));c−met(Suzukiら、Diabetes、53巻、2143〜2152頁(2004年));E−カドヘリン、β−カテニン、ならびにノッチ成分(Jensenら、Gastroenterology、128巻、728〜741頁(2005年));房心細胞およびいくつかの導管細胞によって正常成体膵臓中に発現される初期膵臓前駆細胞のマーカーであるHes−1(Stangerら、CancerCell、8巻、185〜195頁(2005年));内分泌性ホルモンを発現しない膵臓前駆細胞中のみに検出される一過性に発現される転写因子であるNgn3(Gradwohlら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A、97巻、1607〜1611頁(2000年))等の前駆体マーカーが含まれる。
他の適切なマーカーには、(1)導管マーカー、例えば、総胆管/膵管から房心細胞まで導管ツリー全体およびいくつかの胚性膵臓前駆細胞を示すDolichos biflorusのアグルチニン(DBA)レクチン;サイトケラチンCK−19およびCK−20;炭酸脱水素酵素II;およびムチン1など;(2)腺房マーカー、例えば、アミラーゼなど;(3)内分泌細胞マーカー、例えば、インスリン、グルカゴン、ソマトスタチン、および膵臓のポリペプチドなど;(4)卵形細胞マーカー、例えば、アルファフェトプロテイン、サイトケラチン19、アルブミン、およびc−キットなど;ならびに(5)非膵臓の細胞マーカー、例えば、CD45(造血細胞)およびアルファ−SMA(間質細胞)などが含まれる。
本明細書内の実施形態は、本発明の実施形態の説明を提供するものであり、本発明の範囲を制限するものと解釈してはならない。当業者であれば、本発明によって他の多くの実施形態が包含されることを容易に認める。本開示に引用される出版物および特許はすべて、その全文が参照によって援用される。参照によって援用される材料が本明細書に矛盾するか、または相反する範囲では、本明細書はあらゆるそのような材料に取って代わる。いかなる参照が本明細書に引用されていても、このような参照が本発明の先行技術であることを認めるものではない。
別段の指摘がなければ、特許請求の範囲を含めて本明細書において用いられる、成分、反応条件などの量を表す数はすべて、あらゆる場合において「約」という用語によって修飾されるものと理解されたい。したがって、別段の反対の指摘がなければ、数のパラメータは概算であり、本発明によって得ようとする所望の性質に応じて変化してよい。控えめに言っても、また特許請求の範囲に等価である理論の適用を制限しようとするものではないが、数のパラメータは各々、有効数字および通常の丸め方を考慮に入れて解釈されるべきである。
別段の指摘がなければ、一連のエレメントに先行する「少なくとも」という用語は、一続きのあらゆるエレメントを意味すると理解されたい。当業者であれば、本明細書に記載する本発明の特定の実施形態に対する多くの同等物を、日常の実験のみを用いて認識し、または確認することができよう。このような同等物は、以下の特許請求の範囲によって包含されるものとされる。
さらなる例示の実施形態において、TWEAK−RアゴニストはアゴニストTWEAK−R抗体である。いくつかの実施形態において、アゴニスト抗体はモノクローナル抗体である。いくつかの実施形態において、アゴニスト抗体はキメラ抗体である。
したがって、本発明は、以下の項目を提供する:
(項目1)
被験体において膵臓組織の再生を誘導する方法であって、膵臓組織の再生を誘導するのに十分な治療有効量のTWEAK受容体(TWEAK−R)アゴニストを、膵臓組織の再生の誘導を必要とする被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目2)
膵臓組織が膵臓島組織である、項目1に記載の方法。
(項目3)
膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
上記被験体が膵臓組織を喪失している、項目1に記載の方法。
(項目5)
上記被験体が糖尿病を有し、上記方法がインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを上記被験体に投与する工程を含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
糖尿病が1型糖尿病である、項目5に記載の方法。
(項目7)
糖尿病が2型糖尿病である、項目5に記載の方法。
(項目8)
上記被験体が膵臓組織の除去を受けている、項目4に記載の方法。
(項目9)
上記被験体ががんを有する、項目8に記載の方法。
(項目10)
上記がんが膵臓がんである、項目9に記載の方法。
(項目11)
上記被験体が膵臓において細胞または組織の移植片を受容しており、上記移植片が膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含んでいる、項目1に記載の方法。
(項目12)
上記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、項目11に記載の方法。
(項目13)
上記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、項目12に記載の方法。
(項目14)
上記膵臓前駆細胞が膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、項目13に記載の方法。
(項目15)
上記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、項目14に記載の方法。
(項目16)
上記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、項目11に記載の方法。
(項目17)
TWEAK−Rアゴニストを投与する前に、上記移植片を投与する工程を含む、項目11に記載の方法。
(項目18)
上記移植片および上記TWEAK−Rアゴニストが同時に投与される、項目11に記載の方法。
(項目19)
被験体において糖尿病を処置する方法であって、i)膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む、細胞または組織の移植片、およびii)膵臓組織の再生を誘導するのに十分な治療有効量のTWEAK−Rアゴニスト、を糖尿病を有する被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目20)
部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生する方法であって、上記被験体において膵臓前駆細胞の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを上記被験体に投与する工程を含み、上記前駆細胞は上記被験体中に存在するか、または上記被験体に移植される、方法。
(項目21)
上記被験体に抗炎症薬または免疫調節薬を共投与する工程をさらに含む、項目1、19、または20に記載の方法。
(項目22)
上記被験体が炎症状態を有していない、項目1、19、または20に記載の方法。
(項目23)
上記TWEAK−Rアゴニストが、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与される、項目1、19、または20に記載の方法。
(項目24)
上記被験体が哺乳動物である、項目1、19、または20に記載の方法。
(項目25)
上記被験体がヒトである、項目1、19、または20に記載の方法。
(項目26)
膵臓細胞の集団を増大させる方法であって、少なくとも1つの膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含む膵臓細胞の集団をTWEAK−Rアゴニストと接触させて膵臓細胞の増大した集団を得る工程を含む、方法。
(項目27)
上記膵臓細胞の集団が本質的に膵臓前駆細胞からなる、項目26に記載の方法。
(項目28)
上記膵臓前駆細胞が、膵管上皮細胞および/または導管隣接細胞である、項目27に記載の方法。
(項目29)
上記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、項目28に記載の方法。
(項目30)
上記膵臓細胞の集団が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、項目28に記載の方法。
(項目31)
上記膵臓細胞の増大した集団がインスリン陽性細胞の増大した集団を含む、項目26に記載の方法。
(項目32)
上記膵臓細胞の増大した集団が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞の増大した集団を含む、項目26に記載の方法。
(項目33)
上記膵臓細胞の集団がインビトロである、項目26に記載の方法。
(項目34)
上記膵臓細胞の集団は被験体から得られた、項目26に記載の方法。
(項目35)
被験体から得られた膵臓細胞を上記TWEAK−Rアゴニストと接触させる工程がインビトロで起こる、項目34に記載の方法。
(項目36)
上記膵臓細胞の集団が、膵臓細胞に分化する本質的に非膵臓細胞の集団から得られる、項目26に記載の方法。
(項目37)
上記本質的に非膵臓細胞の集団が、全能性幹細胞、多能性幹細胞、胚性幹細胞、および成体幹細胞の1つまたは複数を含む、項目36に記載の方法。
(項目38)
糖尿病を処置する方法であって、
a)糖尿病を有する被験体から単離された膵臓前駆細胞、全能性幹細胞、多能性幹細胞、成体幹細胞、または胚性幹細胞である前駆細胞をインビトロで培養する工程と、
b)上記培養された前駆細胞の増殖を有効量のTWEAK−Rアゴニストで誘導して上記前駆細胞の増大した集団を産生する工程と、
c)上記前駆細胞の増大した集団を、上記糖尿病を有する被験体の膵臓中に移植する工程と
を含み、インスリン生成性膵臓細胞は、上記被験体において、上記移植された前駆細胞から再生される、方法。
(項目39)
上記被験体が哺乳動物である、項目38に記載の方法。
(項目40)
上記被験体がヒトである、項目39に記載の方法。
(項目41)
上記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、項目1から40のいずれか一項に記載の方法。
(項目42)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、項目41に記載の方法。
(項目43)
TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、項目42に記載の方法。
(項目44)
TWEAKが、配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、項目42に記載の方法。
(項目45)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、項目44に記載の方法。
(項目47)
TWEAKが、配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、項目42に記載の方法。
(項目48)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、項目41に記載の方法。
(項目49)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、項目48に記載の方法。
(項目50)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、項目48に記載の方法。
(項目51)
上記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、項目48に記載の方法。
(項目52)
上記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、項目51に記載の方法。
(項目53)
上記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、項目41に記載の方法。
(項目54)
上記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、項目53に記載の方法。
(項目55)
上記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、項目53に記載の方法。
(項目56)
上記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、項目53に記載の方法。
(項目57)
膵臓組織の再生を必要とする被験体において膵臓組織の再生を誘導するための、TWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物。
(項目58)
膵臓組織が膵臓島組織である、項目57に記載の薬学的組成物。
(項目59)
膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、項目58に記載の薬学的組成物。
(項目60)
上記被験体が膵臓組織を喪失している、項目57に記載の薬学的組成物。
(項目61)
糖尿病に罹患している被験体においてインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するための、項目60に記載の薬学的組成物。
(項目62)
糖尿病が1型糖尿病である、項目61に記載の薬学的組成物。
(項目63)
糖尿病が2型糖尿病である、項目61に記載の薬学的組成物。
(項目64)
膵臓組織の除去を受けている被験体を処置するための、項目60に記載の薬学的組成物。
(項目65)
上記被験体ががんを有する、項目64に記載の薬学的組成物。
(項目66)
上記がんが膵臓がんである、項目65に記載の薬学的組成物。
(項目67)
上記被験体が、膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片を受容している、項目57に記載の薬学的組成物。
(項目68)
上記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、項目67に記載の薬学的組成物。
(項目69)
上記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、項目68に記載の薬学的組成物。
(項目70)
上記膵臓前駆細胞が、膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、項目69に記載の薬学的組成物。
(項目71)
上記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、項目70に記載の薬学的組成物。
(項目72)
上記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、項目67に記載の薬学的組成物。
(項目73)
上記移植片を投与した後に上記被験体に投与される、項目67に記載の薬学的組成物。
(項目74)
上記移植片を投与するのと同時に上記被験体に投与される、項目67に記載の薬学的組成物。
(項目75)
被験体において糖尿病を処置するためのTWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物であって、上記薬学的組成物は糖尿病を有する被験体に投与され、上記被験体は膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片も投与される、薬学的組成物。
(項目76)
部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生するためのTWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物であって、上記薬学的組成物は膵臓前駆細胞の再生を誘導するために上記被験体に投与され、ここで、上記前駆細胞は上記被験体中に存在するか、または上記被験体に移植される、薬学的組成物。
(項目77)
上記被験体に抗炎症薬または免疫調節薬と共投与される、項目57または76に記載の薬学的組成物。
(項目78)
上記被験体が炎症状態を有していない、項目57または76に記載の薬学的組成物。
(項目79)
膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与するための、項目57または76に記載の薬学的組成物。
(項目80)
上記被験体が哺乳動物である、項目57または76に記載の薬学的組成物。
(項目81)
上記被験体がヒトである、項目57または76に記載の薬学的組成物。
(項目82)
上記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、項目57から81のいずれか一項に記載の薬学的組成物。
(項目83)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、項目82に記載の薬学的組成物。
(項目84)
TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、項目83に記載の薬学的組成物。
(項目85)
TWEAKが配列番号1の配列の部分を含むポリペプチドであり、上記ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、項目83に記載の薬学的組成物。
(項目86)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、項目85に記載の薬学的組成物。
(項目87)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、項目85に記載の薬学的組成物。
(項目88)
TWEAKが、配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、項目83に記載の薬学的組成物。
(項目89)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、項目82に記載の薬学的組成物。
(項目90)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、項目89に記載の薬学的組成物。
(項目91)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、項目89に記載の薬学的組成物。
(項目92)
上記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、項目89に記載の薬学的組成物。
(項目93)
上記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、項目92に記載の薬学的組成物。
(項目94)
上記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、項目82に記載の薬学的組成物。
(項目95)
上記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、項目94に記載の薬学的組成物。
(項目96)
上記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、項目94に記載の薬学的組成物。
(項目97)
上記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、項目94に記載の薬学的組成物。
(項目98)
被験体において膵臓組織の再生を誘導するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用。
(項目99)
膵臓組織が膵臓島組織である、項目98に記載の使用。
(項目100)
膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、項目99に記載の使用。
(項目101)
上記被験体が膵臓組織を喪失している、項目98に記載の使用。
(項目102)
上記被験体が糖尿病を有し、上記医薬がインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するためのものである、項目101に記載の使用。
(項目103)
糖尿病が1型糖尿病である、項目102に記載の使用。
(項目104)
糖尿病が2型糖尿病である、項目102に記載の使用。
(項目105)
上記被験体が膵臓組織の除去を受けている、項目101に記載の使用。
(項目106)
上記被験体ががんを有する、項目105に記載の使用。
(項目107)
上記がんが膵臓がんである、項目106に記載の使用。
(項目108)
上記被験体が膵臓において細胞または組織の移植片を受容しており、上記移植片が膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含んでいる、項目98に記載の使用。
(項目109)
上記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、項目108に記載の使用。
(項目110)
上記膵臓前駆細胞が、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、項目109に記載の使用。
(項目111)
上記膵臓前駆細胞が膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、項目110に記載の使用。
(項目112)
上記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、項目111に記載の使用。
(項目113)
上記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、項目108に記載の使用。
(項目114)
上記医薬を、上記移植片を投与した後に上記被験体に投与する、項目108に記載の使用。
(項目115)
上記医薬および上記移植片が同時に投与される、項目108に記載の使用。
(項目116)
被験体において糖尿病を処置するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用であって、上記医薬は糖尿病を有する被験体に投与され、上記被験体は膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片も投与される、使用。
(項目117)
部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用であって、上記医薬は、膵臓前駆細胞の再生を誘導するために上記被験体に投与され、ここで、上記前駆細胞は上記被験体中に存在するか、または上記被験体に移植される、使用。
(項目118)
上記医薬は、上記被験体に抗炎症薬と共投与される、項目98または117に記載の使用。
(項目119)
上記被験体が炎症状態を有していない、項目98または117に記載の使用。
(項目120)
上記医薬は、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与するためのものである、項目98または117に記載の使用。
(項目121)
上記被験体が哺乳動物である、項目98または117に記載の使用。
(項目122)
上記被験体がヒトである、項目98または117に記載の使用。
(項目123)
糖尿病を処置するためのTWEAKアゴニストの使用であって、上記TWEAK−Rアゴニストを、培養された前駆細胞または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞の増殖を誘導するのに用いて前駆細胞の増大した集団を産生し、上記前駆細胞は、糖尿病を有する被験体から単離された膵臓前駆細胞、全能性幹細胞、多能性幹細胞、成体幹細胞、または胚性幹細胞であり、上記前駆細胞の増大した集団は、上記糖尿病を有する被験体の膵臓に移植され、インスリン生成性膵臓細胞が上記移植された前駆細胞から上記被験体において再生される、使用。
(項目124)
上記被験体が哺乳動物である、項目123に記載の使用。
(項目125)
上記被験体がヒトである、項目124に記載の使用。
(項目126)
上記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、項目98から125のいずれか一項に記載の使用。
(項目127)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、項目126に記載の使用。
(項目128)
TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、項目127に記載の使用。
(項目129)
TWEAKが配列番号1の配列の部分を含むポリペプチドであり、上記ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、項目127に記載の使用。
(項目130)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、項目129に記載の使用。
(項目131)
TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、項目129に記載の使用。
(項目132)
TWEAKが配列番号2の配列の部分を含むポリペプチドであり、上記ポリペプチドが配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、項目127に記載の使用。
(項目133)
上記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、項目126に記載の使用。
(項目134)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、項目133に記載の使用。
(項目135)
上記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、項目133に記載の使用。
(項目136)
上記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、項目133に記載の使用。
(項目137)
上記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、項目136に記載の使用。
(項目138)
上記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、項目126に記載の使用。
(項目139)
上記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、項目138に記載の使用。
(項目140)
上記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、項目138に記載の使用。
(項目141)
上記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、項目138に記載の使用。

Claims (141)

  1. 被験体において膵臓組織の再生を誘導する方法であって、膵臓組織の再生を誘導するのに十分な治療有効量のTWEAK受容体(TWEAK−R)アゴニストを、膵臓組織の再生の誘導を必要とする被験体に投与する工程を含む、方法。
  2. 膵臓組織が膵臓島組織である、請求項1に記載の方法。
  3. 膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記被験体が膵臓組織を喪失している、請求項1に記載の方法。
  5. 前記被験体が糖尿病を有し、前記方法がインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを前記被験体に投与する工程を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 糖尿病が1型糖尿病である、請求項5に記載の方法。
  7. 糖尿病が2型糖尿病である、請求項5に記載の方法。
  8. 前記被験体が膵臓組織の除去を受けている、請求項4に記載の方法。
  9. 前記被験体ががんを有する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記がんが膵臓がんである、請求項9に記載の方法。
  11. 前記被験体が膵臓において細胞または組織の移植片を受容しており、前記移植片が膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含んでいる、請求項1に記載の方法。
  12. 前記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、請求項11に記載の方法。
  13. 前記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、請求項12に記載の方法。
  14. 前記膵臓前駆細胞が膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、請求項13に記載の方法。
  15. 前記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、請求項14に記載の方法。
  16. 前記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、請求項11に記載の方法。
  17. TWEAK−Rアゴニストを投与する前に、前記移植片を投与する工程を含む、請求項11に記載の方法。
  18. 前記移植片および前記TWEAK−Rアゴニストが同時に投与される、請求項11に記載の方法。
  19. 被験体において糖尿病を処置する方法であって、i)膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む、細胞または組織の移植片、およびii)膵臓組織の再生を誘導するのに十分な治療有効量のTWEAK−Rアゴニスト、を糖尿病を有する被験体に投与する工程を含む、方法。
  20. 部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生する方法であって、前記被験体において膵臓前駆細胞の再生を誘導するのに有効な量のTWEAK−Rアゴニストを前記被験体に投与する工程を含み、前記前駆細胞は前記被験体中に存在するか、または前記被験体に移植される、方法。
  21. 前記被験体に抗炎症薬または免疫調節薬を共投与する工程をさらに含む、請求項1、19、または20に記載の方法。
  22. 前記被験体が炎症状態を有していない、請求項1、19、または20に記載の方法。
  23. 前記TWEAK−Rアゴニストが、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与される、請求項1、19、または20に記載の方法。
  24. 前記被験体が哺乳動物である、請求項1、19、または20に記載の方法。
  25. 前記被験体がヒトである、請求項1、19、または20に記載の方法。
  26. 膵臓細胞の集団を増大させる方法であって、少なくとも1つの膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含む膵臓細胞の集団をTWEAK−Rアゴニストと接触させて膵臓細胞の増大した集団を得る工程を含む、方法。
  27. 前記膵臓細胞の集団が本質的に膵臓前駆細胞からなる、請求項26に記載の方法。
  28. 前記膵臓前駆細胞が、膵管上皮細胞および/または導管隣接細胞である、請求項27に記載の方法。
  29. 前記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、請求項28に記載の方法。
  30. 前記膵臓細胞の集団が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、請求項28に記載の方法。
  31. 前記膵臓細胞の増大した集団がインスリン陽性細胞の増大した集団を含む、請求項26に記載の方法。
  32. 前記膵臓細胞の増大した集団が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞の増大した集団を含む、請求項26に記載の方法。
  33. 前記膵臓細胞の集団がインビトロである、請求項26に記載の方法。
  34. 前記膵臓細胞の集団は被験体から得られた、請求項26に記載の方法。
  35. 被験体から得られた膵臓細胞を前記TWEAK−Rアゴニストと接触させる工程がインビトロで起こる、請求項34に記載の方法。
  36. 前記膵臓細胞の集団が、膵臓細胞に分化する本質的に非膵臓細胞の集団から得られる、請求項26に記載の方法。
  37. 前記本質的に非膵臓細胞の集団が、全能性幹細胞、多能性幹細胞、胚性幹細胞、および成体幹細胞の1つまたは複数を含む、請求項36に記載の方法。
  38. 糖尿病を処置する方法であって、
    a)糖尿病を有する被験体から単離された膵臓前駆細胞、全能性幹細胞、多能性幹細胞、成体幹細胞、または胚性幹細胞である前駆細胞をインビトロで培養する工程と、
    b)前記培養された前駆細胞の増殖を有効量のTWEAK−Rアゴニストで誘導して前記前駆細胞の増大した集団を産生する工程と、
    c)前記前駆細胞の増大した集団を、前記糖尿病を有する被験体の膵臓中に移植する工程と
    を含み、インスリン生成性膵臓細胞は、前記被験体において、前記移植された前駆細胞から再生される、方法。
  39. 前記被験体が哺乳動物である、請求項38に記載の方法。
  40. 前記被験体がヒトである、請求項39に記載の方法。
  41. 前記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、請求項1から40のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、請求項41に記載の方法。
  43. TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、請求項42に記載の方法。
  44. TWEAKが、配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、請求項42に記載の方法。
  45. TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、請求項44に記載の方法。
  46. TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、請求項44に記載の方法。
  47. TWEAKが、配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、請求項42に記載の方法。
  48. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、請求項41に記載の方法。
  49. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、請求項48に記載の方法。
  50. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、請求項48に記載の方法。
  51. 前記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、請求項48に記載の方法。
  52. 前記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、請求項51に記載の方法。
  53. 前記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、請求項41に記載の方法。
  54. 前記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、請求項53に記載の方法。
  55. 前記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、請求項53に記載の方法。
  56. 前記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、請求項53に記載の方法。
  57. 膵臓組織の再生を必要とする被験体において膵臓組織の再生を誘導するための、TWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物。
  58. 膵臓組織が膵臓島組織である、請求項57に記載の薬学的組成物。
  59. 膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、請求項58に記載の薬学的組成物。
  60. 前記被験体が膵臓組織を喪失している、請求項57に記載の薬学的組成物。
  61. 糖尿病に罹患している被験体においてインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するための、請求項60に記載の薬学的組成物。
  62. 糖尿病が1型糖尿病である、請求項61に記載の薬学的組成物。
  63. 糖尿病が2型糖尿病である、請求項61に記載の薬学的組成物。
  64. 膵臓組織の除去を受けている被験体を処置するための、請求項60に記載の薬学的組成物。
  65. 前記被験体ががんを有する、請求項64に記載の薬学的組成物。
  66. 前記がんが膵臓がんである、請求項65に記載の薬学的組成物。
  67. 前記被験体が、膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片を受容している、請求項57に記載の薬学的組成物。
  68. 前記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、請求項67に記載の薬学的組成物。
  69. 前記膵臓前駆細胞が、CK−、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、請求項68に記載の薬学的組成物。
  70. 前記膵臓前駆細胞が、膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、請求項69に記載の薬学的組成物。
  71. 前記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、請求項70に記載の薬学的組成物。
  72. 前記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、請求項67に記載の薬学的組成物。
  73. 前記移植片を投与した後に前記被験体に投与される、請求項67に記載の薬学的組成物。
  74. 前記移植片を投与するのと同時に前記被験体に投与される、請求項67に記載の薬学的組成物。
  75. 被験体において糖尿病を処置するためのTWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物であって、前記薬学的組成物は糖尿病を有する被験体に投与され、前記被験体は膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片も投与される、薬学的組成物。
  76. 部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生するためのTWEAK−Rアゴニストを含む薬学的組成物であって、前記薬学的組成物は膵臓前駆細胞の再生を誘導するために前記被験体に投与され、ここで、前記前駆細胞は前記被験体中に存在するか、または前記被験体に移植される、薬学的組成物。
  77. 前記被験体に抗炎症薬または免疫調節薬と共投与される、請求項57または76に記載の薬学的組成物。
  78. 前記被験体が炎症状態を有していない、請求項57または76に記載の薬学的組成物。
  79. 膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与するための、請求項57または76に記載の薬学的組成物。
  80. 前記被験体が哺乳動物である、請求項57または76に記載の薬学的組成物。
  81. 前記被験体がヒトである、請求項57または76に記載の薬学的組成物。
  82. 前記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、請求項57から81のいずれか一項に記載の薬学的組成物。
  83. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、請求項82に記載の薬学的組成物。
  84. TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、請求項83に記載の薬学的組成物。
  85. TWEAKが配列番号1の配列の部分を含むポリペプチドであり、前記ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、請求項83に記載の薬学的組成物。
  86. TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、請求項85に記載の薬学的組成物。
  87. TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、請求項85に記載の薬学的組成物。
  88. TWEAKが、配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有するポリペプチドである、請求項83に記載の薬学的組成物。
  89. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、請求項82に記載の薬学的組成物。
  90. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、請求項89に記載の薬学的組成物。
  91. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、請求項89に記載の薬学的組成物。
  92. 前記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、請求項89に記載の薬学的組成物。
  93. 前記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、請求項92に記載の薬学的組成物。
  94. 前記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、請求項82に記載の薬学的組成物。
  95. 前記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、請求項94に記載の薬学的組成物。
  96. 前記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、請求項94に記載の薬学的組成物。
  97. 前記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、請求項94に記載の薬学的組成物。
  98. 被験体において膵臓組織の再生を誘導するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用。
  99. 膵臓組織が膵臓島組織である、請求項98に記載の使用。
  100. 膵臓島組織が島ベータ細胞を含む、請求項99に記載の使用。
  101. 前記被験体が膵臓組織を喪失している、請求項98に記載の使用。
  102. 前記被験体が糖尿病を有し、前記医薬がインスリン分泌性膵臓組織の再生を誘導するためのものである、請求項101に記載の使用。
  103. 糖尿病が1型糖尿病である、請求項102に記載の使用。
  104. 糖尿病が2型糖尿病である、請求項102に記載の使用。
  105. 前記被験体が膵臓組織の除去を受けている、請求項101に記載の使用。
  106. 前記被験体ががんを有する、請求項105に記載の使用。
  107. 前記がんが膵臓がんである、請求項106に記載の使用。
  108. 前記被験体が膵臓において細胞または組織の移植片を受容しており、前記移植片が膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含んでいる、請求項98に記載の使用。
  109. 前記移植片が、膵臓前駆細胞、または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞を含んでいる、請求項108に記載の使用。
  110. 前記膵臓前駆細胞が、Ki−67−、Pdx1−、および/またはNgn3−陽性細胞である、請求項109に記載の使用。
  111. 前記膵臓前駆細胞が膵管上皮細胞または導管隣接細胞である、請求項110に記載の使用。
  112. 前記移植片が本質的に膵管上皮細胞のみからなる、請求項111に記載の使用。
  113. 前記前駆細胞が、膵臓細胞に分化することができる、胚性幹細胞、成体幹細胞、全能性幹細胞、または多能性幹細胞である、請求項108に記載の使用。
  114. 前記医薬を、前記移植片を投与した後に前記被験体に投与する、請求項108に記載の使用。
  115. 前記医薬および前記移植片が同時に投与される、請求項108に記載の使用。
  116. 被験体において糖尿病を処置するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用であって、前記医薬は糖尿病を有する被験体に投与され、前記被験体は膵臓細胞に分化することができる前駆細胞を含む細胞または組織の移植片も投与される、使用。
  117. 部分的膵除去術を受けている被験体において膵臓組織を再生するための医薬の処方におけるTWEAK−Rアゴニストの使用であって、前記医薬は、膵臓前駆細胞の再生を誘導するために前記被験体に投与され、ここで、前記前駆細胞は前記被験体中に存在するか、または前記被験体に移植される、使用。
  118. 前記医薬は、前記被験体に抗炎症薬と共投与される、請求項98または117に記載の使用。
  119. 前記被験体が炎症状態を有していない、請求項98または117に記載の使用。
  120. 前記医薬は、膵臓または膵臓領域の中または近傍に投与するためのものである、請求項98または117に記載の使用。
  121. 前記被験体が哺乳動物である、請求項98または117に記載の使用。
  122. 前記被験体がヒトである、請求項98または117に記載の使用。
  123. 糖尿病を処置するためのTWEAKアゴニストの使用であって、前記TWEAK−Rアゴニストを、培養された前駆細胞または膵臓前駆細胞に脱分化することができる細胞の増殖を誘導するのに用いて前駆細胞の増大した集団を産生し、前記前駆細胞は、糖尿病を有する被験体から単離された膵臓前駆細胞、全能性幹細胞、多能性幹細胞、成体幹細胞、または胚性幹細胞であり、前記前駆細胞の増大した集団は、前記糖尿病を有する被験体の膵臓に移植され、インスリン生成性膵臓細胞が前記移植された前駆細胞から前記被験体において再生される、使用。
  124. 前記被験体が哺乳動物である、請求項123に記載の使用。
  125. 前記被験体がヒトである、請求項124に記載の使用。
  126. 前記TWEAK−Rアゴニストが、TWEAK、TWEAK類似体、TWEAK模倣物、およびアゴニストTWEAK−R抗体からなる群より選択される、請求項98から125のいずれか一項に記載の使用。
  127. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAKである、請求項126に記載の使用。
  128. TWEAKが、配列番号1または配列番号2の配列を有するポリペプチドである、請求項127に記載の使用。
  129. TWEAKが配列番号1の配列の部分を含むポリペプチドであり、前記ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号1のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、請求項127に記載の使用。
  130. TWEAKが配列番号1のアミノ酸46から249を含む、請求項129に記載の使用。
  131. TWEAKが配列番号1のアミノ酸104から249を含む、請求項129に記載の使用。
  132. TWEAKが配列番号2の配列の部分を含むポリペプチドであり、前記ポリペプチドが配列番号2のアミノ酸46と104との間の任意の位置にアミノ末端を有し、配列番号2のアミノ酸249にカルボキシ末端を有する、請求項127に記載の使用。
  133. 前記TWEAK−RアゴニストがTWEAK類似体である、請求項126に記載の使用。
  134. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも80%同一であるポリペプチドである、請求項133に記載の使用。
  135. 前記TWEAK類似体が、配列番号1に少なくとも90%同一であるポリペプチドである、請求項133に記載の使用。
  136. 前記TWEAK類似体がTWEAK融合タンパク質である、請求項133に記載の使用。
  137. 前記TWEAK融合タンパク質が、配列番号1のポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を含む、請求項136に記載の使用。
  138. 前記TWEAK−RアゴニストがアゴニストTWEAK−R抗体である、請求項126に記載の使用。
  139. 前記アゴニスト抗体がモノクローナル抗体である、請求項138に記載の使用。
  140. 前記アゴニスト抗体がヒト化抗体である、請求項138に記載の使用。
  141. 前記アゴニスト抗体がキメラ抗体である、請求項138に記載の使用。
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