JP2013532144A - SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用の調節 - Google Patents

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Abstract

本発明は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節することによりニューロンの生存を高める方法に関する。SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節するために用いられる薬剤は、タンパク質、ペプチド、抗体または小型有機化合物から選択される。また本発明は、これらの薬剤を含む医薬組成物、ならびに、ニューロンの喪失に伴った疾患、および/またはニューロンの生存が望まれる疾患の治療における前記薬剤または医薬組成物の使用に関する。

Description

本発明は、Vps10pドメイン受容体SorLAおよびそのGDNFファミリーリガンド受容体との相互作用の調節に関する。この相互作用を調節または阻害し得る薬剤は、神経系障害、精神障害および行動障害の治療における可能性を有する。本発明は、SorLAを介するシグナル伝達、さらに、限定されるものではないが、GDNFの逆行性輸送およびソーティングのモジュレーターとして作用し得るそのようなリガンドを提供する。したがって、薬剤は、特定タイプの神経系障害、精神障害および行動障害に応じてアンタゴニスト/阻害剤およびアゴニストから選択される。
また本発明は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節することが可能な新規薬剤を同定するためのアッセイに関する。
神経系疾患(特に精神障害および行動障害)は、世界中の15歳以上の成人における、障害を持って生きる人生年数の37パーセント超を占め、また、数年のうちにますますより大きな健康問題、社会問題および経済問題となる可能性の高い疾患として、能力低下の主要原因の1つとなっている(LopezおよびMurray 1998)。
神経系疾患は、例えば、World Health OrganizationのICD10、第VI章、G00-G99ブロック(神経系疾患)に定義されており、例えば、パーキンソン病などの神経変性疾患などが挙げられる。
精神障害および行動障害は、World Health OrganizationのICD10、第V章、F00-F99ブロック(精神障害および行動障害)に定義されており、例えば、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害および双極性障害(躁うつ病)などが挙げられる。
これらの障害は、一般的に重篤かつ慢性であって、多くの場合、生命に危険のある病気である。自殺は、大うつ病および双極性障害などの障害罹患患者において15%以下の死因であることが推定されるとともに、別の多くの健康に関連する悪影響が認められている(Michelson, Stratakisら、1996; Musselman, Evansら、1998; Ciechanowski, Katonら、2000; Schulz, Beachら、2000; Kupfer 2005)。これらの障害の一部は、複数の臓器系への悪影響を伴う全身性疾患であることが徐々に認識されてきている。
変化したニューロンの活性、生存、特にシナプス可塑性およびシナプス伝達における損傷は、神経系疾患の病態生理下にあると考えられる。神経伝達物質ドーパミンは、特に、様々な脳機能の一般的障害、とりわけパーキンソン病、統合失調症、注意欠陥、多動性障害の他に、薬物依存症および特定の内分泌障害にも関与する。これらの症状の治療に臨床的に使用される薬物の大半は、ドーパミン透過に影響を及ぼすことにより作用する。主要なドーパミン作動性経路が3つある。運動調節において重要な黒質線条体路およびこの経路のドーパミン作動性ニューロンの選択的変性は、パーキンソン病の特徴である。中脳辺縁系経路/中脳皮質系経路は、中脳内の細胞群から大脳辺縁系の部位(特に側座核)および皮質にまで及んでおり、これらの経路は、感情誘発性および薬物誘発性の報酬系に関与する。最後は、視床下部から脳下垂体まで延びる隆起核下垂体経路(tuberohypophyseal pathway)であり、その分泌をこれらは制御する。
神経栄養因子はニューロンの「生命維持」シグナルの有効なメディエーターであって、シナプス伝達およびシナプス可塑性に重大な影響を及ぼす。グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)は関連ホモ二量体神経栄養因子の群の1つであり、これはニュールツリン(NRTN)、パーセフィン(PSPN)およびアルテミン(ARTN)も包含する。これらは、まとめて、GDNF−ファミリーリガンド(GFL)と表される。GDNFは、発生中には神経系全体にわたって発現されるが、成体の脳においては、GDNFは、特に、線条体、視神経床、皮質および海馬のニューロンで高度に発現される。逆行性輸送により、線条体由来のかなりの量のGDNFがさらに黒質で確認される。また、星状細胞およびシュワン細胞、ならびに腎臓、精巣および骨格筋などの非ニューロン系組織でも発現される。
GDNFは、パーキンソン病に機能的に関係している(Linら、1993)。パーキンソン病は、黒質のドーパミン作動性ニューロンの進行性喪失とその後の線条体のドーパミン作動性ニューロン神経支配の喪失を特徴とする。この経路は、随意運動行動にとって不可欠である。黒質線条体のドーパミン作動性経路が選択的に変性するにつれて、基底核のドーパミンが再発する。ニューロン欠損が50〜60%を超過すると、重要な運動系徴候、すなわち、振戦、無動、硬直、姿勢の不安定および動作緩慢が出現する。これらの運動症状の大半は、ドーパミン代替品によってほぼ完全に食い止めることができる(Sianら、1999)。死後のヒトパーキンソン病の脳黒質内の神経栄養因子分布に関する試験において、NGF、NT−3およびNT−4にはほとんど変化がないか、全く変化がなかったが、GDNF、BDNFおよびCNTFは、年齢一致の対照群と比較した場合、パーキンソン病の脳内での減少が有意であった。GDNFは、より大幅に減少していた(Chauhanら、2001)。試験では、ニューロパイル、すなわち、織り合わされた軸索、樹状突起および膠細胞からなる灰白質中のニューロンの間の深い間隙におけるニューロンのレベルおよび濃度に注目した。特に、GDNFは、両領域で広範囲に減少されたが、比較的ニューロパイルでより多く減少された。パーキンソン病の分子的な病因は完全に解明されていないが、GDNFが関係しているように思われる。
GDNFシグナル伝達は、2つの受容体とのその相互作用を介してもたらされる。最初に、活性二量体は、細胞膜上にリガンドを集中させるように機能する、その主要受容体GFRα1に結合し、続いて、生じた四量体(2:2)複合体がホモ二量体受容体チロシンキナーゼRETと相互作用し、RETリン酸化を誘導するとともに、シグナル伝達複合体を形成する。ニュールツリン、パーセフィンおよびアルテミンはシグナル伝達に関する類似機序を用いるが、これら3つはそれぞれ別のGFRαのタイプ(2〜4)に結合した後に、Ret受容体をターゲティングする。GFRα受容体はグリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーによって原形質膜に結合されるが、未知のホスホリパーゼまたはプロテイナーゼによって細胞表面から遊離され得る。また可溶性GFRα1はRETリン酸化を刺激することもできるが、膜結合または可溶性GFRα1と一緒にGDNFにより開始される下流シグナル伝達系は異なる。
その関連因子とともに、GDNFは、運動ニューロンの生存において、交感神経性および感覚ニューロンの発生において、ならびに海馬のシナプス形成において、重要な役割を果たす。GDNFは、成体の脳外傷後にドーパミン作動性ニューロンの生存と再成長を促進し、成体のドーパミンニューロンの維持と生存にとって不可欠である。したがって、GDNFは、パーキンソン病の治療における好ましい標的である。しかし、GDNF、GFRα1およびRetは、胚形成中のドーパミン作動性系の発生には必要ではない。その代わり、GDNFまたは受容体の遺伝子破壊により、老齢マウスにおいて黒質線条体系の加速度的変性が生じる。また、様々な報告書は、GDNFシグナル伝達と注意欠陥および多動性障害(ADHD)(Syedら、2007 Am J Med Genet)、ならびに統合失調症(Souzaら、2010 J Psychiatr Res)(Williamsら、2007 Schizophr Res)の発症との間の遺伝的連鎖を示唆しているが、パーキンソン病とGDNF系の間に遺伝的関連は指摘されていない。興味深いことに、腹側被蓋領域および側座核におけるGDNFシグナル伝達が増強されると、げっ歯類で精神刺激薬(例えば、コカイン)に対する反応および感作が低下するが、このことは、GDNFが薬物乱用に対する行動反応に重大な役割を果たすことを示唆している。Retは既知のGDNFシグナル伝達受容体であるが、GFRα1を発現する多くの細胞はRetを発現しない。これは代替GDNF/GFRα1受容体の存在を示唆している。
RET、GFRα1およびGDNFノックアウトマウスは、極めて類似する表現型を共有することが報告されており、これは、3つのタンパク質が同じシグナル伝達カスケードに参加している結果と考えられる。実際、GDNF(Mooreら、1996)、GFRα1(Cacalanoら、1998; Enomotoら、1998; Tomacら、2000)またはRet(Durbecら、1996; Schuchardtら、1994)に欠損のあるマウスはすべて、腎臓非形成および様々な副交感神経ニューロンと腸神経系全体の欠如が原因で出生後に死亡する。驚いたことに、GFRα1ノックアウトマウスのPNSおよびCNSの別の多数のニューロン群に加えて中脳のドーパミン作動性ニューロンは、誕生時に異常を示さないか、わずかしか示さない(Tomacら、2000)。これらのノックアウトに関する報告書から、GDNF、GFRα1およびRETは、一般にニューロンの発生に関与しないようであるが、神経堤由来の神経細胞系(例えば、腸神経系および上頚神経節の大部分)は、報告によれば、これらのニューロンがノックアウト胚および新生児において存在しないので(Durbecら、1996)、通常の発生に関して機能性Retに依存する。ノックアウトマウスは誕生直後に死亡するので、喪失に関するCNSの長期的影響は評価されていない。乳児期および成体期の影響を検討するために別の手法が適用される。ヘテロ接合GFRα1+/−マウスは成体期まで生存可能であり、野生型の同腹子と比較して、脳虚血の誘発によって証明されたGDNF介在性神経保護の低下を示す。したがって、利用可能なGFRα1のレベルは、GDNF効率における限定因子であることが示唆される(Tomacら、2000)。GFRα1+/−ヘテロ接合マウスにおける同化は、線条体中ドーパミンの減少を示し、付随する黒質のドーパミン作動性ニューロンの年齢依存的減少は、運動活性を低下させた(Zamanら、2008)。領域選択的なRET消失は、老齢マウスの黒質において特異的にドーパミン作動性ニューロンの進行性喪失を誘発する(Kramerら、2007)。黒質線条体の神経支配の喪失はドーパミン作用性線条体ニューロンに間接的に作用し、線条体中の神経終末の実質的な年齢依存的分解と誘発ドーパミン放出のレベル低下をもたらす。したがって、RETは、黒質線条体のドーパミン系の維持に重要である(Kramerら、2007)。同様に、中脳の胎児神経GDNF−/−組織を移植した成体野生型マウスは、GDNFヌル変異を利用する中脳ドーパミン作動性ニューロンの継続的な生後発達に関する試験で利用される(Granholmら、2000)。GDNF−/−組織移植によりドーパミン作動性ニューロンと神経突起伸長の数が減少し、この試験は、GDNFが中脳ドーパミン作動性ニューロンの長期生存にとって重要であることを実証した(Granholmら、2000)。黒質線条体ドーパミン作動性機能の年齢依存的低下はGDNFシグナル経路障害マウスに一般的であり、この表現型は、パーキンソン病の初期と関連する改変に似ている。
GFL−GFRα−RET結合性の表示は、成体マウスのCNSにおける相補的発現パターンである。ここで、RETを発現するGDNFおよびNRTN応答脳領域は、GFRα1またはGFRα2を同時発現する。逆に、GFRα1またはGFRα2発現ニューロンからのプロジェクションを受ける様々な領域は内在性のGDNFおよびNRTNを有する(Goldenら、1998)。GFLおよび対応するGFRαノックアウトマウスが極めて類似する表現型を示すので、対合は特異的である(Airaksinenら、1999)。しかし、上頸交感神経節のニューロンに関して、GDNF−/−、GFRα1−/−およびRET−/−マウスの表現型は相反している。これらのニューロンは、RETヌルマウスにおいては完全になくなっている(Durbecら、1996)。これらはGDNF−/−新生児では軽微な程度(ニューロン数の35%減)にしか影響されていないのに対し(Mooreら、1996)、GFRα1ノックアウトマウスにおいては正常であり、影響を受けないように思われる(Enomotoら、1998)。これは、上頸交感神経節ニューロンが形成、遊走および生後の生存に関してARTN−GFRα3シグナル伝達に依存するので、これらのニューロンのGFLおよびGFRαの間での余剰により説明することができるかもしれない(Nishinoら、1999)。結果的に、GFRα3−/−マウスは生存可能で繁殖力はあるが、眼瞼下垂の明確な表現型を示す。様々な神経節における広範囲のGFRα3発現にもかかわらず、GFRα3介在性シグナル伝達は別のPNS神経節においては決定的でない(Nishinoら、1999)。GFRα2は、様々な節後副交感神経ニューロンの発生における重要因子であり、GFRα2減少は、機能不全のコリン作動性繊維神経支配による小腸腸筋神経叢(すなわち、胃腸管運動性を制御する腸神経系の一部)の不全の他に、涙腺および唾液腺の機能不全をもたらす(Rossiら、1999)。GFRα2−/−マウスは、GFRα3ノックアウトマウスと同様に生存可能であり(Rossiら、1999)、たとえ、NRTNおよびGFRα2が成体のCNS全体にわたって発現されたとしても、CNSにおける不全は示さない(Goldenら、1998)。マイナー表現型のみがGFLまたはGFRαのノックアウトマウス(kockout mice)のCNSにおいて確認されるという事実は、中枢ニューロンに対する栄養余剰によるものであろう。
総合すれば、GDNF、ニュールツリン、アルテミンまたはパーセフィンによって誘導されるシグナル伝達の機能障害は、多数の障害、特に運動ニューロン疾患、感覚再生および神経因性疼痛、虚血、てんかん、パーキンソン病、薬物乱用、ならびに統合失調症に機能的にまたは遺伝学的に関係している。
SorLA
ソーティングタンパク質関連受容体を略記したSorLA(Swiss prot ID no Q92673)は、LR11としても知られており、250kDaの1型膜タンパク質であって、Vps10pドメイン受容体ファミリーで同定された第2のメンバーである。このファミリーの受容体はすべて、受容体Vps10pをソーティングする酵母の内腔部分を構成する、2つのドメインのそれぞれに対し強い類似性を有する約600アミノ酸N−末端ドメインの構造的な特徴を共有する(Marcusson, Horazdovskyら、1994)。リガンドのなかでもとりわけ、神経栄養因子およびニューロペプチドに結合するVps10pドメイン(Vps10p−D)(Mazella, Zsurgerら、1998; Munck Petersen, Nielsenら、1999; Nykjaer, Leeら、2004; Westergaard, Sorensenら、2004; Teng, Tengら、2005)は、第1の同定メンバーであるソルチリンの内腔部分全体を構成し、酵素プロペプチド切断によりリガンド結合に対して活性化される(Mazella, Zsurgerら、1998; Munck Petersen, Nielsen ら、1999)。SorLAは、ソルチリンと同様に、その内腔ドメインがVps10pドメインのみからなるが、後ゴルジコンパートメントでフューリンによって切断される受容体前駆体として合成される。プロペプチド切断は、ニューロペプチドと受容体関連タンパク質のプロペプチド阻害可能結合のためにVps10pドメインを調整することが示されている。SorLA Vps10pドメインの配列は、配列番号3と記載する。プロペプチドによって阻害されない受容体関連タンパク質、アポリポタンパク質Eおよびリポタンパク質リパーゼの強結合が、別の内腔ドメインに位置している部位に生じることも示されている(Jacobsen, Madsenら、2001)。トランスフェクト細胞において、完全長SorLAの約10%が細胞内取込を介在し得る細胞表面上で発現される。受容体の主要プールが後ゴルジコンパートメントで確認され、新しく合成されたリガンドとの相互作用が示唆されている。SorLAは、発生中および成体において、神経系全体で異なる細胞型で高度に発現される(Kanaki, Bujoら、1998; Motoi, Aizawaら、1999; Offe, Dodsonら、2006)。興味深いことに、SorLAレベルは散発型のアルツハイマー病で低下し(Scherzer, Offeら、2004; Dodson, Gearingら、2006; Sager, Wuuら、2007)、SorLA遺伝子中の遺伝性突然変異は、遅発症性アルツハイマー病に遺伝学的に関係している(Rogaeva, Mengら、2007)。重要なことには、SorLAは、アミロイド前駆タンパク質の高親和性結合およびソーティングを介在すること、Aβ生成に対して保護を付与することが明らかとなっている(Andersen, Reicheら、2005; Offe, Dodsonら、2006; Spoelgen, von Arnimら、2006; Rogaeva, Mengら、2007)。
多数の薬物が神経系障害、精神障害および行動障害の治療において既に利用可能となっているが、それらのすべてが複雑な間接的作用機構を有しており、その疾患の根本原因の治療ではなく症状を軽減することを目指すものである。その代わりに、神経系障害、精神障害および行動障害に対する長期治療法として、シナプス可塑性またはニューロンの生存を制御するシグナル経路をターゲットとする薬物を開発するべきであると一般に考えられている(Manji, Drevetsら、2001)。広範囲の実験および臨床データは、精神障害および行動障害における、ならびに一般に神経系の疾患におけるGDNFシグナル伝達に関する中心的機能を示唆している。例えば、GDNF遺伝子またはGFRα1〜3遺伝子の多型は統合失調症と関連があり、また、GDNF多型は注意欠陥および多動障害に関係している。さらに、GDNFの血中濃度の変化は双極性障害と関連する。
パーキンソン病は、緻密部および黒質内における選択されたニューロン(主に中脳ドーパミン作動性ニューロン)の進行性の死滅が原因である、運動機能および認知機能の損傷を特徴とする神経変性障害である。これは、ドーパミンレベルの低下をもたらす(Davie 2008に概説されている)。パーキンソン病に対する最新の治療は、根本的なニューロン変性が継続するので、対症療法でしかない。この緩和治療としては、ドーパミン代謝の各種阻害剤と組み合わせたドーパミンアゴニストおよびLDOPAの投与が挙げられる。GDNFは、ドーパミン作動性ニューロンに対する神経保護効果および神経再生効果を有することが明らかにされており(Beckら、1995; Kearnsら、1995; Linら、1993; Sauerら、1995)、パーキンソン病の治療法と考えられた。GDNFのプラス効果はパーキンソン病のMPTP障害および6−OHDA障害動物モデルで明らかにされており、この場合、GDNFは中脳のドーパミン作動性ニューロンの生存を促進することが示された(Gashら、1998; Tomacら、1995)。パーキンソン病のアカゲザルへのGDNF脳内投与実験からは、パーキンソン病の3つの主症状、すなわち、運動緩徐、硬直および姿勢の不安定の有意な軽減が明らかとなった(Gashら、1996)。GDNF投与動物には、ドーパミンレベル、線維密度および中脳のドーパミン作動性ニューロンの細胞の大きさに有意な増強があり、特に、黒質中のドーパミン作動性ニューロンの数に増加があった。GDNFは血液脳関門を透過するのが困難であるので、GDNF治療に関する問題は送達である。パーキンソン病のげっ歯類およびサルで遺伝子治療が試みられ、良好な結果が得られている(Zurnら、2001)。カプセル化遺伝子組換え細胞系によって送達されたGDNFは、低レベルのGDNFを継続的に放出し、続いて、黒質のドーパミン作動性ニューロンを保護し、挙動を回復した。さらに、レンチウイルスベクター系によりGDNF送達すると、パーキンソン病の機能性障害の反転をもたらす黒質ニューロンの再生が示された。しかし、パーキンソン病の治療法としてGDNFを試験する臨床試験から得た結果では、違った結果があった。GDNFを脳室内投与してもパーキンソン病患者に対症効果をもたらすことはできず、悪心、幻覚およびうつ病をはじめとする多くの副作用が伴っていた(Nuttら、2003)。代わりに線条体へGDNFを投与すると有意な臨床効果が得られた(Gillら、2003)。しかし、これらの結果は、二重盲検のプラセボ比較試験において確認することはできなかった(Langら、2006)。異なる結果が得られたことから臨床試験は決定的ではないが、引き続き、GDNFはパーキンソン病に対する有用な治療法と考えるべきである。しかし、解消しなければならない様々な問題がある。これらの問題としては、GDNFの送達が挙げられ、GDNFが血液脳関門を透過する必要があり、GDNFが適切な標的に拡散される必要があり、非標的送達の効果を最小限にして副作用を低下させる必要がある。
本発明は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体(例えば、GFRα1、2、3および/または4受容体)の間の相互作用を調節することにより、ドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの生存を高める方法に関する。一実施形態によれば、それの必要な患者の脳のGDNFの細胞外レベルを、SorLAとGFRα1の間の相互作用を調節するか阻害することにより増加させることができるか、あるいは、GDNFの内在化および/または分解が阻害される。
特に、本発明は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節するために用いられる薬剤がタンパク質、ペプチド、抗体または小型有機化合物から選択される方法に関する。
また本発明は、そのような薬剤を1つまたは複数の医薬的に許容される担体もしくは希釈剤と組み合わせて、またはアジュバントと組み合わせて含む医薬組成物に関する。
さらに、本発明は、特に傷害誘発性神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害(axiety disorder)、および/または双極性障害(躁うつ病)を含む疾患の中で、ニューロン(例えばドーパミン作動性ニューロン)の生存を高めるためのそのような薬剤または医薬組成物の使用に関する。
最後に、本発明は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を阻害することが可能な薬剤を同定するための各種アッセイに関する。
GDNFファミリーリガンドのシグナル伝達を示す図である。 Vps10pドメイン受容体のドメイン構造を示す図である。 SorLAは選択的にGDNFを結合するが、別のGDNFファミリーリガンドに結合しないことを示す図である。(A)SorLAのドメイン構造を表す。(B)GDNFはSPRによって示したような濃度依存性方法で固定化SorLAに結合する。算出KDは3〜8nMの範囲である。(C)SorLA結合はGDNFに選択的であるが、別のGDNFファミリーリガンドのアルテミン、ニュールツリンおよびパーセフィンに選択的でない。使用した神経栄養因子濃度は20nMである。(D)相互作用はGDNFの成熟部分により介在されるが、GDNFプロペプチド(GDNFpro)により介在されない。100nMリガンド濃度のセンサーグラムを示す。(E)過剰SorLAプロペプチド(SorLApro、10μM)が部分的にGDNF結合を阻害する(100nM)。(F)GDNF(50nM)の結合が過剰ニューロテンシン(NT、20μM)により完全に阻害される。(G〜H)293細胞または安定的にSorLAを発現する293細胞による50nM GDNFの内在化を示す。内在化GDNF(緑)は、免疫蛍光法によって視覚化した。(I)GDNF内在化は過剰ニューロテンシンによって阻害された(NT、20μM)。 SorLAおよびGFRα1による共同的GDNF取り込みを示す図である。(A)45分間の間にSorLAにより内在化されたGDNF(50nM)を免疫蛍光法によって視覚化した。しかし、内在化は10nM GDNFを使用して検出することができなかった。GDNF(50nM)はGFRα1を発現する細胞によって内在化されなかったが、表面に結合されているままであった。(B)GDNFがSorLAおよびGFRα1の両方を発現する細胞によってかなりの程度まで内在化されることを示す。(C)SorLAおよびGFRα1による表面からのGDNF(10nM)内在化のプロセスの時間経過を示す。 SorLAおよびGFRα1が細胞表面GDNF受容体複合体を形成することを示す図である。(A)SorLAは、両方の受容体を発現する細胞からのGFRα1とSorLAの免疫共沈降により示したように、細胞においてGFRα1と直接的に相互作用する。(B)細胞外ドメインに対する抗体および蛍光性標識した第2の抗体を使用する、非透過性固定化細胞におけるSorLA(アクセプター)およびGFRα1(ドナー)の間の細胞表面相互作用の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)分析。代表的な細胞を示す。(C)細胞表面SorLA/GFRα1複合体形成は高度に特異的である。平均Eapp%値は、全FRETチャンネル画像においてサイズ5×5ピクセルの関心領域(ROI)内で算出し、ROIの対応する平均アクセプターシグナルの機能としてプロットする。アクセプターシグナルに対するEapp%のほぼ一定の依存は、特異的相互作用を示す。(D)SorLA/GFRα1相互作用に対して平均16%のEapp%値の正規分布を示すヒストグラム(黒いヒストグラム)。比較については、Eapp%値は安定的にトランスフェクトされた細胞のSorLAおよびRetについて測定した(灰色のヒストグラム)。平均Eapp%値は6%であり、有望なSorLA/Ret相互作用が特異的ではないことを示唆している。(E)GFRα1は約6nMのKDで濃度依存的に固定化SorLA細胞外ドメインに結合する。(F)SorLAとのGFRα1に特異的であるがRet細胞外ドメイン(いずれも200nM)に特異的でない相互作用。(G)SorLA/GDNF相互作用と異なり、SorLAにより結合されているGFRα1(200nM)は、過剰ニューロテンシン(NT、20μM)により阻害されない。(H)SorLAに結合しているGFRα1(200nM)は、過剰SorLAプロペプチド(5μM)により阻害される。 SorLAによるGFRα1/GDNFの逆行性ソーティングを示す図である。(A)GFRα1(緑)はSorLAの存在下で時間とともに細胞表面から内在化される。(B)内在化は、GDNFの存在により増強されるように見える。(C)GFRα1は、実験の間に、単独で内在化されない。(D)SorLA/GFRα1相互作用は低pHで安定しており、複合体がエンドソームのpHで存続することを示唆している。(E)固定化SorLAへの50nMのGDNFおよび50nMのGFRα1の結合に関するSPR分析により明らかなように、SorLA/GDNFおよびSorLA/GFRα1は競合的相互作用(competive interactions)ではない。 SorLAはGFRα1細胞内局在性を制御することを示す図である。(A)SorLAの存在により、安定的にトランスフェクトされた細胞内で、GFRα1は、よりベシクル状に局在化する。(B)表面ビオチン化は、SorLAを発現する細胞の表面局所化GFRα1の減少を示すことについて試験する。(C)SorLAは、ショ糖濃度勾配遠心法によって評価した場合、フロチリン(脂質ラフトマーカー)含有画分のGFRα1の相対量を低下させる。 SorLAがRet表面クラスター形成を阻害することを示す図である。(A)SorLAの過剰発現は、平衡勾配遠心分離によって明らかなように、SY5Y神経芽細胞腫細胞の内在性Retの細胞内局在性を変える。(B)非透過性分化型SY5Y細胞のRet染色は、野生型SorLAが過剰発現される時に表面局所化Retクラスターの存在が消失するが、SorLAデルタテイル(deltatail)の過剰発現により消失しないことを示す。(C)内在性Retおよび一部のSorLAを発現する分化型神経芽細胞腫(SY5Y)細胞、野生型SorLAまたは細胞質側末端(SorLA deltatail)を欠損するC末端切断型SorLA変異体を過剰表現するSY5Y細胞の蛍光免疫染色。非トランスフェクト細胞では、内在性Retは濃く染色された分散型クラスターで認められる。しかし、Retクラスター形成は、SorLA過剰発現により完全に阻害される。SorLA細胞質側末端のトランケーションは、Retクラスター形成を援助する。 SorLAがRetシグナル伝達および下流の機能を調節することを示す図である。(A)0分、15分および45分間、6nM GDNF+/−6nM 可溶性GFRα1によるSY5Y神経芽細胞腫細胞の刺激。Retは抗Ret抗体を使用して免疫沈降させ、抗ホスホチロシン抗体を使用し、ウェスタンブロッティングにより分析した。(B)SorLAを過剰発現する神経芽細胞腫細胞を用いる類似の実験。(C)Retリン酸化のSorLA阻害は、試験中、10μg/mlの抗SorLA抗体の存在により助けられる。(D)過剰プロペプチド(SorLApro)の存在による内在性SorLAの阻害は、神経芽細胞腫細胞の生存を高めるが、過剰発現(SorLA)は生存を低下させる。(E)過剰プロペプチドによるSorLAの阻害は、神経芽細胞腫細胞の増殖を高める。(F)SorLAの過剰発現はGDNF誘発神経突起伸長を阻害するが、レチノイン酸(RA)誘発神経突起伸長は阻害しない。 SorLAが脳の至る所でGFRα1およびRetの細胞内局在化を制御することを示す図である。(A)SorLAは、ウェスタンブロッティングによって示した、若齢マウスおよび老齢マウスの中枢神経系全体にわたって発現される。(B)免疫組織化学は、皮質全体にわたってニューロン細胞体の周囲のベシクルにSorLAが存在することを示す。(C)野生型マウスまたはSorLA−/−マウスから得た脳ホモジェネートのショ糖濃度勾配遠心法により評価した、SorLA−/−脳のGFRα1の細胞内局在化の変化。(D)SorLA−/−脳のRetの細胞内局在化変化を示す類似の実験。 SorLAがGFRαに対する一般的なソーティング受容体であることを示す図である。(A)SorLAを安定的に発現する細胞を、示したようにGFRα1〜4で一時的にトランスフェクトし、続いて抗GFRα1、−2、−3および−4をそれぞれ使用して免疫沈降させ、その後、抗SorLAを使用してウェスタンブロッティングを行った。(B)SorLAの存在下におけるGFRα2(緑)の逆行性ソーティング。(C)ショ糖濃度勾配遠心法を使用して評価した場合のSorLA−/−脳のGFRα2の細胞内局在化の変化。 SorLA阻害がドーパミン作動性ニューロンのGDNF誘発生存を高めることを示す図である。(A)黒質に関する免疫組織化学は、ドーパミン作動性ニューロン(赤)のSorLA(緑)の存在を示す。(B)グリア細胞層上で成長したドーパミン作動性ニューロン(赤)の初代培養。SorLAはグリアおよびニューロンの両方で発現される。(C)主要ドーパミン作動性ニューロンのニューロンおよびグリアにおけるSorLAおよびGDNFの共局在化。(D)主要ドーパミン作動性ニューロンのニューロンおよびグリアにおけるSorLAおよびGFRα1の共局在化。(E)主要ドーパミン作動性ニューロンの生存にはGDNFが必要とされ、抗SorLA抗体により促進される。 SorLA−/−マウスがアンフェタミンへの機能促進および非感受性を示す図である。(A)SorLA−/−マウスはオープンフィールドで試験した場合、高活性である。機能促進は年齢によって逆転する。(B)オープンフィールドにおける20分間の若齢および老齢SorLA−/−マウスの軌跡プロット。(C)SorLA−/−マウスは10mg/kgのアンフェタミンに非感受性である。(D)生理食塩水またはアンフェタミン注射後のオープンフィールドにおける40分間の幼若(8週齢未満)野生型およびSorLA−/−マウスの軌跡プロット。(E)生理食塩水またはアンフェタミン注射後のオープンフィールドにおける40分間の成体(12週齢以上)野生型およびSorLA−/−マウスの軌跡プロット。 SorLA−/−マウスがリスクテイキング行動および注意欠陥の増加を示す図である。(A)SorLA−/−マウスは、高架型十字迷路で試験した場合、高活性である。(B)SorLA−/−マウスに、高架型十字迷路の走行路間の退出が増える。(C)SorLA−/−マウスに、走行路間の出口合計に対して壁のない走行路への入場が増える。(D)SorLA−/−マウスは、壁のない走行路において、消費時間の割合が増加する。(E)野生型(n=23)およびSorLA−/−(n=12)マウスにおける高架型十字迷路の落下。(F)高架型十字迷路において10分間試験した野生型およびSorLA−/−マウスの軌跡プロット。 SorLAによるGDNF受容体の逆行性ソーティングについて説明する仮説モデル。 GFRα1ドメイン1のトランケーションがSorLAに対する親和性を低下させることを示す図である。(A)可溶性完全長GFRα1(sGFRα1 FL)は、推定Kd=12nMの濃度依存的にSorLAに結合する。(B)GFRα1は3つの相同ドメインからなる。ドメイン1に対応する配列長を欠損するN末端切断型可溶性GFRα1変異体(sGFRα1 Δドメイン1)は、Kd=120nMで固定化SorLAに結合する。 成熟GDNFのN末端38アミノ酸がSorLAに結合することを示す図である。(A)GSTとGDNFプロペプチド(GDNFpropep)の間の融合タンパク質、成熟GDNFのN末端38アミノ酸(GDNFN−term)、または固定化SorLAに結合している、GDNFプロペプチドとそれに続く成熟GDNFの最初の38アミノ酸(GDNFN−term propep)。GSTのみを陰性対照として含む。(B)成熟GDNFの最初の38アミノ酸を含むペプチドは、濃度依存的にSorLAに結合する。 SorLAがCNSのGDNF内在化受容体であることを示す図である。(A)皮質グリア細胞の初代培養はハイレベルのSorLAを発現する。(B)GDNF(10nM、15分)は野生型マウス由来のグリア細胞により内在化されるが、Sorl1−/−マウス由来のグリア細胞により内在化されない。 GFRα1ではなくGDNFが分解においてリソソームにソーティングされることを示す図である。(A)リソソーム分解の阻害は、SorLAおよびGFRα1を発現する細胞の内在化GDNFレベルを増加する。(B〜C)代謝標識法、続いてパルスチェイス分析により評価した場合のSorLAの不在下または存在下におけるGFRα1の代謝回転。 SorLAノックアウトマウスにおけるGDNFレベルの増加を示す図である。野生型マウスおよびSorl1ノックアウトマウス由来の組織においてELISAによりGDNFが検出された。GDNFはノックアウト動物のVTAおよび線条体で増加する(P=0.01、n=3;それぞれ3匹の動物のプールを含む)。 SorLA機能阻止抗体によるGDNF内在化および分解の阻害を示す図である。(A)GFRa1およびSorLAを発現する293個の細胞を、2時間、非特異的ウサギIgG(10ug/ml)と前培養し、続いて、15分間、GDNF(10nM)およびウサギIgGの両方と前培養した。次いで、細胞を固定化し、GDNF抗体および蛍光標識した第2抗体を使用して染色した。(B)ウサギポリクローナル抗体を使用する類似の実験をSorLAの細胞外ドメインに対して行った。抗SorLA IgGの存在により、表面GDNF免疫蛍光が増強される。
発明の詳細な説明
定義
アジュバント:投与される免疫原性決定因子/抗原との混合が前記決定因子に対する免疫応答を増加させる、または別の形で改変する任意の物質。
親和性:リガンドのそれらの結合部位との相互作用は、結合親和性に関して特徴づけることができる。一般的に、高親和性リガンド結合は、リガンドとその受容体とのより強い分子間力から生じるが、低親和性リガンド結合は、リガンドとその受容体とのより弱い分子間力を伴う。一般的に、高親和性結合は、低親和性結合の場合より、リガンドのその受容体結合部位でのより長い滞留時間を伴う。リガンドの受容体への高親和性結合は、結合エネルギーの一部を用いて受容体に立体構造的変化を引き起こすことができ、結果として、関連イオンチャネルまたは酵素の挙動の変化を生じる場合、生理学的に重要であることが多い。受容体に結合し、受容体の機能を変化させ、生理的応答をトリガーすることができるリガンドは、その受容体のアゴニストと呼ばれる。アゴニストの受容体への結合は、どれくらい生理的応答をトリガーすることができるかということ、および生理的応答を生じるのに必要とされるアゴニストの濃度の両方に関して特徴づけることができる。高親和性リガンド結合は、比較的低濃度のリガンドが、最大限にリガンド結合部位を占有して、生理的応答をトリガーするのに十分であることを意味する。低親和性結合は、結合部位が最大限に占有され、リガンドに対する最大生理的応答が達成されるには比較的高い濃度のリガンドが必要とされることを意味する。リガンド結合は、解離定数(kd)として知られている、受容体結合部位の半分が占有される時点のリガンドの濃度に関して特徴づけられることが多い。また親和性は、受容体とそれらのリガンドの間の、例えば、抗体とその抗原の間の結合強度である。
アゴニスト:アゴニストは、受容体の活性を増加させるまたはもたらす能力がある化合物である。
アンタゴニスト:アンタゴニストは、この場合、阻害剤と同義である。アンタゴニストは、受容体などのエフェクターの活性を減少させる能力がある化合物である。
詳細には、SorLAまたはGDNFファミリーリガンド受容体(GFRα1〜4)に対するアゴニストまたはアンタゴニストは、それらの細胞外ドメイン、例えば、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の特異的結合を仲介するドメイン(例えば、配列番号5または配列番号7に記載されているもの)に結合することが可能である。SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節することが可能であるように方向づけられた薬剤としては、SorLAまたはGDNFファミリーリガンド受容体の可溶性断片、それぞれの受容体を対象とした抗体、天然の結合パートナー(例えば、GDNFもしくはニューロテンシン)、または合成の小型有機化合物が挙げられる。
抗体:本明細書に記載した用語「抗体」とは、全抗体、およびそれらの任意の抗原結合フラグメント(すなわち「抗原結合部分」)または単鎖を包含する。
「全抗体」は、ジスルフィド結合によって相互連結された、少なくとも2つの重鎖(H)および2つの軽鎖(L)を含む糖タンパク質、またはそれらの抗原結合部分を意味する。それぞれの重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではVと略記)および重鎖定常領域(本明細書ではCと略記)で構成される。それぞれの軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書ではVLと略記)および軽鎖定常領域(本明細書ではCと略記)で構成される。V領域およびV領域は、さらに、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる、より保存性のある領域の間にちりばめられている、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変領域に細分することができる。VおよびVはそれぞれ、以下の順:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4にアミノ末端からカルボキシ末端へ配置されている、3つのCDRおよび4つのFRからなる。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互に作用する結合ドメインを含有している。抗体の定常領域は、免疫グロブリンの宿主組織または因子(免疫系の各種細胞(例えば作動細胞)および古典的補体系の第1成分(C1q)を含む)への結合を介在することができる。
本明細書で用いられる、抗体の「抗原結合部分」という用語とは、抗原に特異的に結合する能力を保持する抗体の1つまたは複数の断片を意味する。抗体の抗原結合機能は、完全長抗体の断片によって成し遂げることができることがわかっている。抗体の「抗原結合部分」という用語に包含される結合フラグメントの例としては、次のものが挙げられる:(i)Fabフラグメント、V、V、CおよびCH1ドメインからなる一価の断片;(ii)F(ab’)2フラグメント、ヒンジ領域のジスルフィド架橋によって連結されている2つのFabフラグメントを含む二価のフラグメント;(iii)VおよびCH1のドメインからなるFdフラグメント;(iv)抗体の単一アームのVおよびVのドメインからなるFvフラグメント、(v)Vドメインからなる、dAbフラグメント(Wardら、(1989) Nature 341:544-546);(vi)単離された相補性決定領域(CDR)、および(vii)合成リンカーによって場合により連結されてもよい、2つ以上の単離されたCDRの組み合わせ。さらにFvフラグメントの2つのドメイン(VおよびV)は個別の遺伝子によってコードされているが、これらは、組換え法を使用して、V領域およびV領域が対になって一価の分子を形成する単一のタンパク質鎖としてそれらが調製されることを可能にする合成リンカーによって連結することができる(単鎖Fv(scFv)として公知である;例えば、Birdら (1988) Science 242:423-426;およびHustonら (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883を参照)。このような単鎖抗体も、抗体の「抗原結合部分」という用語の中に包含されるものとする。
抗原結合ドメインのさらなる例は免疫グロブリン融合タンパク質であって、次のものを含む:(i)免疫グロブリンヒンジ領域ポリペプチドに縮合された結合ドメインポリペプチド、(ii)ヒンジ領域へ縮合された免疫グロブリン重鎖CH2定常領域、および(iii)CH2定常領域へ縮合された免疫グロブリン重鎖CH3定常領域。結合ドメインポリペプチドは、重鎖可変領域または軽鎖可変領域であり得る。このような結合ドメイン免疫グロブリン融合タンパク質は、US2003/0118592およびUS2003/0133939にさらに開示されている(両方とも参照によりその全体を本明細書に援用する)。
これらの抗体フラグメントは当業者に公知の慣用の技術を用いて得られ、フラグメントは、無傷抗体である場合と同じように、有用性についてスクリーニングされる。
用語「エピトープ」とは、抗体に特異的に結合することが可能であるタンパク質決定基を意味する。エピトープは、通常、アミノ酸または糖側鎖などの分子の化学上活性のある表面集団からなり、通常、特異的な三次元構造特性ならびに比電荷特性を有する。立体エピトープおよび非立体エピトープは、変性溶媒の存在下で、前者への結合は失われるが後者では失われないことで区別される。
本明細書で使用する「ヒト抗体」という用語は、ヒト生殖細胞系列免疫グロブリン配列由来の可変領域および定常領域を有する抗体を包含するものとする。本発明のヒト抗体は、ヒト生殖細胞系列免疫グロブリン配列によってコードされないアミノ酸残基を含み得る(例えば、インビトロでのランダム突然変異誘発または部位特異的突然変異誘発によって導入される、あるいはインビボでの体細胞突然変異によって導入される変異)。しかし、本明細書で用いる「ヒト抗体」という用語は、マウスのような別の哺乳動物種の生殖細胞系列由来のCDR配列が、ヒトフレームワーク配列上にグラフトされている抗体を包含するものではない。
本明細書の「組換えヒト抗体」という用語は、組換え手段によって調製、発現、作製または単離されるすべてのヒト抗体、例えば、(a)ヒト免疫グロブリン遺伝子におけるトランスジェニック動物またはトランスクロモゾーマル(transchromosomal)動物(例えばマウス)あるいはそれから調製されるハイブリドーマから単離される抗体、(b)形質転換されることで抗体を発現する宿主細胞、例えばトランスフェクトーマ(transfectoma)から単離される抗体、(c)組換えられたコンビナトリアルヒト抗体ライブラリから単離される抗体、およびd)ヒト免疫グロブリン遺伝子配列の他のDNA配列へのスプライシングを含む任意の他の手段により調製、発現、作製または単離される抗体を含む。かかる組換えヒト抗体は、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン配列由来の可変領域および定常領域を有する。しかし、特定の実施形態では、かかる組換えヒト抗体に対し、親和性成熟とも呼ばれる、インビトロでの突然変異誘発(または、ヒトIg配列に対してトランスジェニックな動物が用いられる場合、インビボでの体細胞突然変異誘発)を実施可能であり、それ故、組換え抗体のVおよびV領域のアミノ酸配列は、ヒト生殖細胞系VおよびV配列に由来しかつそれらに関連する一方、インビボでヒト抗体生殖細胞系レパートリーの範囲内に天然に存在することがない配列である。
本明細書では、「特異的結合」とは所定の抗原/エピトープに結合する抗体を意味する。一般的に、抗体は、FACSにおいてIC50値に基づいた見掛けの親和性として測定した場合に、約10−7M以下、例えば約10−8M以下、例えば約10−9M以下、約10−10M以下、または約10−11M以下のKに相当する親和性で結合し、所定の抗原または密接に関連する抗原以外の非特異的抗原(例えばBSA、カゼイン)への結合についてのその親和性より少なくとも10倍低い、例えば少なくとも100倍低いKに相当する親和性で所定の抗原に結合する。
抗体のクラス:それらの重鎖の定常ドメインのアミノ酸配列に基づいて、免疫グロブリンは異なるクラスに割り当てることができる。少なくとも5つの主要クラスの免疫グロブリン:IgA、IgD、IgE、IgGおよびIgMが存在し、これらのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG−1、IgG−2、IgG−3、IgG−4;IgA−1およびIgA−2にさらに分けることができる。異なるクラスの免疫グロブリンに対応する重鎖定常ドメインは、それぞれアルファ(a)、デルタ(d)、イプシロン(e)、ガンマ(g)およびミュー(μ)と呼ばれる。抗体の軽鎖は、それらの定常ドメインのアミノ配列に基づいて、カッパ(k)およびラムダ(l)と呼ばれる、2つの明らかに異なるタイプの1つに割り当てることができる。異なるクラスの免疫グロブリンのサブユニット構造および三次元構造は周知である。
キメラ抗体:可変領域が動物のある種に由来し、かつ定常領域が動物の別種由来である抗体。例えば、キメラ抗体は、マウスモノクローナル抗体に由来する可変領域と、ヒトである定常領域を有する抗体であり得る。
相補性決定領域またはCDR:抗体認識および結合ドメインを一緒に形成する抗体のVドメインにおける領域。
定常領域または定常ドメインまたはCドメイン:定常領域は、保存的置換をその中に含有し得る所定のアイソタイプ内のアミノ酸残基配列を含む抗体分子のそれらの構造的部分である。具体的な重鎖免疫グロブリン定常領域は、CH1、CH2、CH3、CH4およびCH5として当技術分野で公知の免疫グロブリン分子のそれらの部分である。具体的な軽鎖免疫グロブリン定常領域は、CLとして当技術分野で公知の免疫グロブリン分子のその部分である。
ヒト抗体フレームワーク:抗原結合部位を有し、本質的に、ヒト免疫グロブリン由来の分子の免疫グロブリン誘導部位をすべて維持している分子。
ヒト化抗体フレームワーク:ヒト以外の種からの免疫グロブリン由来の抗原結合部位を有する分子であるが、分子の残りの免疫グロブリン誘導部位の一部または全部がヒト免疫グロブリン由来である分子。抗原結合部位は次のものを含んでいてもよい:1つまたは複数のヒト定常ドメイン上に縮合されているヒト以外の免疫グロブリンからの完全な可変ドメイン;あるいは可変ドメイン中の適切なヒトフレームワーク領域上にグラフト化された相補性決定領域(CDR)の1つまたは複数。ヒト化抗体において、CDRはマウスモノクローナル抗体からのものであってもよく、抗体の別の領域はヒトである。
免疫グロブリン:IgG、IgM、IgA、IgEおよびIgDを含む、血清抗体。
免疫グロブリンアイソタイプ:異なるH鎖を有するIgを表す名称で、名称は、IgG(IgG1、2、3、4)、IgM、IgA(IgA1、2)、sIgA、IgE、IgDである。
免疫学的に異なる:免疫学的に異なるという句は、ポリペプチドの1つに特異的に結合するが、別のポリペプチドには特異的に結合しない抗体の能力について、2つのポリペプチドを区別する能力を意味する。
モノクローナル抗体:その各種文法形態におけるモノクローナル抗体という句は、特定の抗原と免疫反応し得る抗体結合部の種を1つしか含有していない抗体分子の群を意味する。したがって、モノクローナル抗体は、典型的には、それが免疫反応するあらゆる抗原に対して単一の結合親和性を示す。モノクローナル抗体は、それぞれ異なる抗原に免疫特異的な、多数の抗体結合部位を有する抗体分子を含有していてもよく、例えば二重特異性モノクローナル抗体がある。
ポリクローナル抗体:ポリクローナル抗体は特異的な規定の抗原を認識する抗体分子の混合物であり、したがって、ポリクローナル抗体は、前記抗原内の異なるエピトープを認識することができる。
結合:「結合」または「〜と会合した」という用語は、化学的実体もしくは化合物またはそれらの部分の間での近接な状態を意味する。その結びつきは、近位が水素結合またはファンデルワールス相互作用もしくは静電相互作用によってエネルギー的に有利である非共有結合であってもよいし、共有結合であってもよい。
結合部位:本明細書では、「結合部位」または「結合ポケット」という用語は、その形状の結果として、別の分子、分子複合体、化学的実体または化合物と有利に会合する分子または分子複合体の領域を意味する。本明細書では、ポケットは、少なくとも深い空洞、場合によっては浅い空洞を含む。
断片:本発明によるポリペプチド断片(それらの任意の機能性等価物も含む)は、一実施形態において、30未満のアミノ酸残基、例えば25未満のアミノ酸、15未満のアミノ酸または10未満のアミノ酸を含み得る。したがって、断片は、例えば、約2から約30のアミノ酸、または約2から、それぞれ約25、約15または約10のアミノ酸を含み得るものと考えられる。
GDNFファミリーリガンド受容体は、GFRα1、2、3および/または4という名称の受容体を包含するものとする。またその定義にはそれらのアイソフォームも包含し、明示されれば、例えば、配列番号4〜12で定められているようなそれらの断片またはドメインも包含する。
SorLAは、SorLA受容体、または、例えば、配列番号1〜3で定められているような、それらの断片もしくはドメインを包含するものとする。
相同性:アミノ酸配列間の相同性は、周知のスコアリングマトリックスを用いて計算することができる。例えば、BLOSUM 30、BLOSUM 40、BLOSUM 45、BLOSUM 50、BLOSUM 55、BLOSUM 60、BLOSUM 62、BLOSUM 65、BLOSUM 70、BLOSUM 75、BLOSUM 80、BLOSUM 85、およびBLOSUM 90のいずれか1つなどが挙げられる。
リガンド:(第2の)生体分子に結合し、それとの複合体を形成して生物学的目的に適うことができる物質、化合物または生体分子(例えば、受容体を含むタンパク質など)。狭い意味では、それは、イオン結合、水素結合、およびファンデルワールス力などの分子間力によって、標的タンパク質上の部位への分子結合をトリガーするシグナルである。結合(会合)は、通常、可逆性(解離)である。リガンドとその標的分子との間の実際の不可逆性共有結合は、生物学的系においてはまれである。有機金属化学および無機化学における意味に反して、ヘモグロビンにおける場合のように、リガンドが実際に金属部位で結合するかどうかは無関係である。受容体へのリガンド結合は、化学的立体構造、すなわち、受容体タンパク質の三次元形を変化させることができる。受容体タンパク質の立体構造状態は受容体の機能状態を決定する。結合の傾向または強度は親和性と呼ばれる。リガンドとしては、基質、阻害剤、活性化剤、非自己受容体、共受容体および神経伝達物質が挙げられる。放射性リガンドは、放射性同位元素標識化合物であり、インビボでPET研究におけるトレーサーとして、およびインビトロの結合研究において用いられる。
医薬品:「医薬品」または「薬物」または「薬」または「薬剤」という用語は、患者における病弊、苦痛、症状、疾患または傷害の(予防、診断、軽減または治癒をはじめとする)治療に用いることができる、すべての治療剤または予防剤を意味する。治療的に有用な遺伝的決定基、ペプチド、ポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、医薬または薬物という用語の意味の中に含まれ得る。本明細書で定義したように、「治療剤」、「医薬品」または「薬物」または「薬」または「薬剤」は生物活性剤の一種である。
医薬組成物:または組成物は、患者に適切に投与した場合、所望の治療効果を誘導することができる、すべての化学的または生物学的な物質、化合物または組成物を意味する。
ポリペプチド:本明細書で用いる「ポリペプチド」という用語は、少なくとも2つのアミノ酸を含む分子を意味する。アミノ酸は天然であっても合成であってもよい。また「ポリペプチド」という用語は、タンパク質、すなわち、少なくとも1つのポリペプチドを含む機能性生体分子も含むものとする。少なくとも2つのポリペプチドを含む場合、これらは、共有結合した複合体を形成していてもよいし、非共有結合的に結合していてもよい。
配列同一性:配列同一性は、一実施形態において、少なくとも25個の連続したアミノ酸を含み、かつ当該タンパク質のアミノ酸配列と少なくとも80%、例えば85%、例えば90%、例えば95%、例えば99%同一であるアミノ酸配列を有する断片を利用することによって決定され、その場合、パーセント同一性は、Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0におけるアルゴリズムGAP、BESTFITまたはFASTAでデフォルトギャップ重みを用いて決定される。
本発明は、SorLAが(GDNFと無関係に)極めて高親和性でGFRα1と結合し、その2つがトランスフェクト細胞から効率的に共沈殿されるという所見を提供する(図6)。細胞において共発現された場合、SorLAは、GFRα1の内在化およびダウンレギュレーションを媒介し、核周囲のコンパートメント(ゴルジコンパートメント)へのその逆行性輸送を介在し、それによりリソソームの分解を回避する(図6)。特に、GFRα2、3および4を用いた同様の結果からは、SorLAがすべてのGFRαタイプと相互作用する可能性があること、下記に述べた機能的意味は、実際、GDNFだけでなく、ニュールツリン、パーセフィンおよびアルテミンにも関係し得ることが示唆される。さらに、SorLAの発現は、Retシグナル伝達のGDNF誘導に多大な影響がある。すなわち、GDNFの増加性濃度に応答するRetおよびGFRα1陽性細胞において、SorLAの過剰発現は著しくRetリン酸化を阻害する(図9)。神経芽細胞腫細胞および培養ニューロンに対して行った機能に関する試験は、これらの結果と一致している。したがって、SorLAの存在は、GDNF誘導性の生存、増殖および神経芽細胞腫細胞の分化を阻害するとともに(図9)、SorLAが抗SorLA抗体によって機能的に遮断される場合、主要ドーパミン作動性ニューロンのGDNF誘導性生存が有意に増強される(図12)。
したがって、発明者らは、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体(例えばGFRα1)の間の相互作用がGDNFシグナル伝達における重要な制御エレメントであること、GDNFファミリーリガンド受容体および/またはSorLAに応答し得る結合部位をターゲティングする薬物(ペプチド、タンパク質、合成物、小型有機化合物)を用いて、SorLAに結合するGDNFファミリーリガンド受容体を阻害することにより、GDNF機能を促進または抑制することができることを提案する。したがって、本発明は、神経芽細胞腫細胞の生存、増殖および分化を阻害または低減する方法に関し、別の実施形態においては、ニューロン(例えばドーパミン作動性ニューロン)の生存を高める方法に関する。
各種疾患は、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節することが可能なこれらの薬剤または薬物を使用して治療することができ、その場合、ニューロン(例えばドーパミン作動性ニューロン)の喪失が変化または低減され、かつ/または、神経芽細胞腫細胞の分化、増殖および/もしくは生存が低減されることが想定される。これらの疾患および損傷としては、神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害、および/または双極性障害(躁うつ病)が挙げられる。
本発明者らは、GFRα:SorLA複合体のターゲティングがインビボにおけるGFL表現型(ADHDおよびパーキンソン病などの行動的表現型を含む)の治療に対する全く新しい方法を示すことを明らかにする。そのような方法は、上述した進行中の臨床試験および前臨床試験よりも優れた多数の長所を有する。例えば、約36kDaのGDNFファミリーリガンド二量体を直接送達する代わりに、本発明者らは、血液脳関門を通過し、SorLAとGFRα受容体の間の相互作用を特異的に調節し、それにより内在性GDNFファミリーリガンドの生物学的活性を高める、小分子アゴニストまたはアンタゴニストの作製を提案する。
様々な薬剤に、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の相互作用に対するこれらのモジュレーター効果があることを想定することができる。特に、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節するのに使用される薬剤は、タンパク質、ペプチド、抗体または小型有機化合物から選択される。
薬剤は、SorLA(配列番号1)の細胞外ドメイン、それらのアイソフォームまたは断片を含んでいてもよい。対象へこのポリペプチドを投与することによって、神経芽細胞腫細胞またはニューロン(例えばドーパミン作動性ニューロン)で確認されたGDNFファミリーリガンド受容体間の競合が起こり、それにより相互作用が阻害される。GDNFファミリーリガンド受容体に対する親和性を有するいくつかの断片、特にSorLAのN末端Vps10pドメイン(配列番号3)を含む約600アミノ酸のSorLaのN末端が考えられる。それに加えて、本発明の発明者らは、SorLAプロペプチド(配列番号2)がこの相互作用の阻害に有効であることを明らかにした。
SorLAの細胞外ドメインの各種改変は、GDNFファミリーリガンド受容体への結合を妨げることなく調製することができる。したがって、配列番号1、2または3に対して少なくとも80%の配列同一性を有するポリペプチド、例えば、配列番号1、2または3に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有するポリペプチドは、この相互作用に関する類似の効果または関連する効果を有する可能性があることが想定される。
また、薬剤または薬物は、言うまでもなく、GFRα1〜4受容体を含むGDNFファミリーリガンド受容体、それらのアイソフォームまたは断片の細胞外ドメインから選択することもできる。特に、配列番号4、5、6、7、8、9、10、11もしくは12として定義される配列またはそれらの断片である。配列番号7はSorLAへの結合部位であり、この配列を含むペプチドが特に好ましい。
配列番号4、5、6、7、8、9、10、11または12に対して少なくとも80%の配列同一性を有する配列、例えば、配列番号4、5、6、7、8、9、10または12に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する配列は、この相互作用に関する類似の効果または関連する効果を有することが想定される。
また、ニューロテンシンがこの相互作用を阻害し得ることも明らかにされた。したがって、一実施形態によれば、ニューロテンシン(配列番号13)またはそれらの断片(例えば、配列番号14または15で定義したもの)を使用することができる。
本発明の別の実施形態によれば、タンパク質は、GDNFファミリーリガンド受容体、GFRα1への天然結合パートナーであるGDNFである。したがって、本発明はまた、GDNF、それらの断片またはそれらのアイソフォームに関する。GDNFタンパク質は、配列番号16または18を含んでいてもよい。別の実施形態によれば、このタンパク質は、配列番号16または18に対して少なくとも80%の配列同一性を有し、例えば、配列番号16または18に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する。
また、プロペプチドは、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体(特にGFRα1)の間の相互作用を調節することができる場合があることが明らかになった。したがって、一実施形態によれば、本タンパク質は、配列番号17で定義したGDNFのプロペプチドを含み、または、配列番号17に対して少なくとも80%の配列同一性を有するタンパク質、例えば、配列番号17に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有するタンパク質を含む。
さらに、本発明者らは、SorLA−/−トランスジェニックマウスが、ドーパミン作用活性の変化を示唆する、注意欠陥および機能促進を特徴とする行動的表現型−およびADHD様の表現型を示すことを見出した(図14)。SorLA−/−マウスはアンフェタミンに反応しないように思われるので、wtおよびトランスジェニックマウスのアンフェタミン治療を使用する予備実験はこの仮説を立証する。
特定の実施形態によれば、本発明は、SorLAとGFRα1の間の相互作用を調節または阻害することにより、例えば、GDNFの内在化および/または分解の阻害が阻害されることにより、必要とする患者の脳におけるGDNFの細胞外レベルを高める方法に関する。
この方法は、SorLAとGFRα1の間の相互作用を調節することによりニューロン(例えばドーパミン作動性ニューロン)の生存を高めることが可能であり、したがって、例えば、傷害誘発神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害および/または双極性障害(躁うつ病)などの疾患の治療に好適であると想定される。
SorLAとGFRα1の間の相互作用を調節または阻害するのに好適な薬剤は、SorLAまたはGFRα1に対する抗体である。この抗体は、好ましくは、例えば、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7などの結合部位を含むGFRα1および/またはSorLAの細胞外ドメインに結合する。
抗体はポリクローナルまたはモノクローナル抗体、例えば、ヒト化抗体、キメラ抗体または単鎖抗体であってもよい。
抗体
SorLAまたはGDNFファミリーリガンド受容体と同じ受容体標的に結合する抗体、例えば本発明のGFRα1〜4は、免疫抗原としての対象とする小型ペプチドを含有する完全ポリペプチドまたは断片を使用して調製することができる。動物に免疫性を与えるために用いられるポリペプチドは、組換えDNA技術または化学合成により得ることができ、担体タンパク質に場合により結合していてもよい。
ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の調製は当技術分野で公知である。
ポリクローナル抗体は、特に、例えば、Greenら、: 「Production of Polyclonal Antisera」、Immunochemical 5 Protocols (Manson, 編);Humana Press, 1992, pages 1-5; Coliganら、: 「Production of Polyclonal Antisera in Rabbits, Rats, Mice and Hamsters」、Current Protocols in Immunology, 1992, Section 2.4.1、およびEd Harlow and David Lane (編)、「Antibodies; A laboratory manual」 Cold Spring Harbor Lab. Press 1988により記載されているようにして得ることができる。モノクローナル抗体は、特に、例えば、Kohler & Milstein, Nature, 1975, 256:495; Coliganら、Current Protocols in Immunology, 1992, Sections 2.5.1 -2.6.7;およびHarlowら、Antibodies: A Laboratory Manual; Cold Spring Harbor, Pub., 1988, page 726(これらはすべてその全体を参照により組み入れるものとする)によって記載されているようにして得ることができる。
簡潔に説明すると、モノクローナル抗体は、例えば、抗原を含む組成物をマウスに注射し、血清試料を採取して抗体産生の存在を確認し、Bリンパ球を得るために脾臓を摘出し、Bリンパ球をミエローマ細胞と融合させてハイブリドーマを生成させ、ハイブリドーマをクローニングし、抗原に対して抗体を生成する陽性クローンを選択し、ハイブリドーマ培養物から抗体を単離することにより得ることができる。
モノクローナル抗体は、プロテインAセファロースによる親和性クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびイオン交換クロマトグラフィーをはじめとする、確立されている様々な技術によってハイブリドーマ培養物から単離し精製することができる。例えば、Coliganら、Current Protocols in Immunology, 1992, Sections 2.7.1 -2.7.12, およびSections 2.9.1 - 2.9.3;ならびに、Barnesら:「Purification of Immunoglobulin 25 G (IgG)」 Methods in Molecular Biology; Humana Press, 1992, Vol. 10, Pages 79-104(これらはすべてその全体を参照により組み入れるものとする)を参照。ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体は、例えば、抗体が生成されたポリペプチドが結合されているマトリックスに結合させ溶出させることにより、場合によりさらに精製することができる。
GFRα1〜4に対する抗体は市販されており、例えば、R&D Systemsの、例えば、ヒトGDNF MAb(Clone 27106)、マウスIgG1ヒトGFRアルファ−4 MAb(Clone 215725)、マウスIgG1ヒトGFRアルファ−2 MAb(Clone 129030)、マウスIgG2BヒトGFRアルファ−3 MAb(Clone 111004)、マウスIgG1ヒトGFRアルファ−1 MAb(Clone 260714)、マウスIgG1ヒト/ラットGDNFアフィニティー精製ポリクローナルAb、ヤギIgGヒトGFRアルファ−4アフィニティー精製ポリクローナルAb、ヤギIgGヒトGFRアルファ−1アフィニティー精製ポリクローナルAb、ヤギIgGヒトGFRアルファ−2アフィニティー精製ポリクローナルAb、ヤギIgGヒトGFRアルファ−3アフィニティー精製ポリクローナルAb、ヤギIgGである。
さらに、本発明者らは、ヒトSorLAの全細胞外ドメインに対するウサギポリクローナル抗体を作製した。SorLA細胞外ドメインはCHO細胞で発現され、親和性クロマトグラフィーを使用して培養上清から精製された。
これらの抗体は、図9および図12で示したように、SorLAアンタゴニストとして機能すること可能である。
本発明者らは、類似の方法でヒトSorLAの全細胞外ドメインに対するマウスモノクローナル抗体のパネルを作製した。これらは、SorLAのアゴニストまたはアンタゴニストとして機能するそれらの能力に基づいて選択することができる。次いで、選択した抗体のパラトープがクローン化され、ヒト化抗体を産生することができる。
一態様において、本発明は、GFRα1、2、3または4の細胞外ドメイン上のエピトープに特異的に結合することができる抗体の使用に関し、特に配列番号4、5、6、7、8、9、10、11もしくは12または配列番号4、5、6、7、8、9、10、11もしくは12に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号4、5、6、7、8、9、10、11または12に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する配列は、その相互作用に対して類似の効果または関連する効果を有すると想定される。配列番号7はSorLAへの結合部位であり、この配列を含むペプチドが特に好ましい。
別の実施形態によれば、本発明は、SorLAの細胞外ドメインの上にエピトープを有する抗体に関し、特にN末端Vpsp10pドメイン(配列番号3)、配列番号1もしくは2、または配列番号1、2もしくは3に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号1、2または3に対する少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を含む配列は、その相互作用に対する類似の効果または関連の効果を有する可能性がある。
一実施形態において、本明細書の上記で定義した抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、単鎖抗体、組換え抗体、キメラ抗体、またはそれらのちょうど抗原となる部分からなる群から選択される。
医薬組成物および投与形態
本治療方法における薬物送達の主要経路は、静脈内、経口および局所である。標的部位への薬物の送達または血流への薬物を導入に有効である別の薬物の投与方法(例えば、皮下注射または吸入による投与)も考えられる。
本発明の大多数の化合物がタンパク質であるので、投与の最も一般的な方法は静脈内投与、筋肉内投与または皮下投与であるが、鼻腔内適用による投与もまた文献に十分に記載されている。
そのような投与に適切な剤形は、慣用の技術により調製することができる。
本発明による化合物は、単一の活性剤として投与されてもよく、少なくとも1つの他の活性剤と一緒に投与されてもよい。
製剤
本発明の化合物は粗製化学物質として投与することも可能であるが、医薬製剤の形態中にそれら化合物が存在するのが好ましい。
したがって、さらに本発明は、医用適用において、本発明の化合物および医薬的に許容される担体または希釈剤を含む医薬製剤を提供する。
本発明の一部の実施形態において、抗体の形態で提供される。医薬製剤は、この抗体およびアジュバントを含む。
適切なアジュバントの例(限定されるものではない)は、免疫ターゲティングアジュバント;免疫モジュレーティングアジュバント、例えば、毒素、サイトカインおよびマイコバクテリア誘導体;油製剤;ポリマー;ミセル形成アジュバント;サポニン;免疫刺激複合体マトリックス(ISCOMマトリックス);粒子;DDA;アルミニウムアジュバント;DNAアジュバント;y−イヌリン;およびカプセル化アジュバントからなる群から選択される。
アジュバントの適用には、水酸化アルミニウムまたはリン酸塩(ミョウバン)などの薬剤の使用を包含する。
本発明によれば、DDA(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド)もまた、DNAおよびy−イヌリンであるようなアジュバントの候補であるが、またフロインド完全アジュバントおよび不完全アジュバントならびにキラヤサポニン(例えば、QuilAおよびQS21)もRIBIとして注目される。さらに可能性のあるものとしては、モノホスホリルリピドA(MPL)、前述のC3およびC3d、ならびにムラミルジペプチド(MDP)である。
リポソーム製剤もアジュバント効果を付与することが知られており、したがって、リポソームアジュバントが本発明には好ましい。
また免疫刺激複合体マトリックスタイプ(ISCOMOマトリックス)アジュバントも本発明に従い使用することができる。
組成物および免疫刺激複合体の使用に関する詳細は、例えば、Morein Bら、1995, Clin. Immunother. 3: 461-475、ならびにBarr IGおよびMitchell GF, 1996, Immunol. and Cell Biol. 74: 8-25(両方とも参照により本明細書に組み入れるものとする)で確認することができる。
本発明の化合物は、(例えば、ボーラス注入または持続点滴などの注射による)非経口投与用に製剤化することができ、保存剤が添加された、アンプル、プレフィルドシリンジ、少量注入容器における単位用量型で、または複数回用量容器で提供することができる。組成物は、油性または水性媒体中の懸濁液、溶液、または乳濁液、例えば、水性ポリエチレングリコール中の溶液のような形をとることができる。油性または非水性担体、希釈剤、溶媒、または媒体の例として、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油(例えば、オリーブ油)、および注射可能有機エステル(例えば、オレイン酸エチル)が挙げられ、それらは、保存剤、湿潤剤、乳化剤もしくは懸濁剤、安定剤、および/または分散剤などの製剤化剤を含んでもよい。
あるいは、活性成分は、滅菌固体の無菌的単離により、または適切な媒体、例えば、発熱物質を含まない滅菌水を用いる使用前の構成として溶液からの凍結乾燥により、得られる粉末形であってもよい。
非経口製剤に有用な油として、石油、動物油、植物油、または合成油が挙げられる。そのような製剤に有用な油の具体例として、ピーナッツ油、35ダイズ油、ゴマ油、綿実油、コーン油、オリーブ油、石油、および鉱油が挙げられる。非経口製剤に用いる適切な脂肪酸には、オレイン酸、ステアリン酸、およびイソステアリン酸が挙げられる。オレイン酸エチルおよびミリスチン酸イソプロピルは、適切な脂肪酸エステルの例である。
非経口製剤に用いる好適なセッケンとしては、脂肪アルカリ金属塩、アンモニウム塩、およびトリエタノールアミン塩が挙げられ、適切な界面活性剤として、(a)例えば、ジメチルジアルキルアンモニウムハロゲン化物およびアルキルピリジニウムハロゲン化物などの陽イオン界面活性剤;(b)例えば、アルキル、アリール、およびオレフィンスルホン酸塩、アルキル、オレフィン、エーテル、およびモノグリセリド硫酸塩、ならびにスルホサクシネートなどの陰イオン界面活性剤;(c)例えば、脂肪アミンオキシド、脂肪酸アルカノールアミド、およびポリオキシエチレンポリプロピレン共重合体などの非イオン性界面活性剤;(d)例えば、アルキル−β−アミノプロピオン酸および2−アルキルイミダゾリン第四アンモニウム塩などの両性界面活性剤、ならびに(e)それらの混合物が挙げられる。
非経口製剤は、典型的には、溶液中に約0.5重量%から約25%重量%までの活性成分を含む。保存剤および緩衝剤を用いてもよい。注射部位での刺激を最小限にし、または排除するために、そのような組成物は、約12から約17までの親水性・親油性バランス(HLB)を有する1つまたは複数の非イオン性界面活性剤を含んでもよい。そのような製剤における界面活性剤の量は、典型的には、約5重量%から約15重量%までの範囲である。適切な界面活性剤として、モノオレイン酸ソルビタンなどのポリエチレンソルビタン脂肪酸エステル、およびプロピレンオキシドのプロピレングリコールとの縮合によって形成される疎水性塩基を有するエチレンオキシドの高分子量付加物が挙げられる。非経口製剤は、アンプルおよびバイアルなどの単位用量または複数回用量の密封された容器で提供することができ、使用直前に、注射用に、滅菌済み液体賦形剤、例えば、水の添加だけを必要とする凍結乾燥(freeze-dried)(凍結乾燥(lyophilized))状態で保存することが可能である。即時注射溶液および懸濁液は、前に記載した種類の滅菌済み粉末、顆粒、および錠剤から調製することができる。
経皮送達
本明細書に記載された医薬品−化学修飾剤複合体は経皮的に投与することができる。経皮投与は典型的には、患者の体循環への薬物の経皮的通過のための医薬品の送達に関わる。皮膚部位として、薬物を経皮的に投与するための解剖学的領域が挙げられ、前腕、腹部、胸部、背中、臀部、乳様突起部などがある。
経皮送達は、長期間、その複合体の供給源を患者の皮膚へ暴露することによって達成される。経皮パッチは、医薬品−化学修飾剤複合体の身体への制御性送達を提供するというさらなる長所を有する。Transdermal Drug Delivery: Developmental Issues and Research Initiatives、HadgraftおよびGuy(編)、Marcel Dekker, Inc.、(1989);Controlled Drug Delivery: Fundamentals and Applications、RobinsonおよびLee(編)、Marcel Dekker Inc.、(1987);ならびにTransdermal Delivery of Drugs、1〜3巻、KydonieusおよびBerner(編)、CRC Press、(1987)を参照(これらはすべてその全体を参照により組み入れるものとする)。そのような剤形は、エラストマーマトリックス材料などの適切な媒質中に医薬品−化学修飾剤複合体を溶解、分散、または別の形で組み入れることによって作製することが可能である。また吸収促進剤も、皮膚を通しての化合物の流入を増加させるために用いることができる。かかる流入速度は、速度制御性膜を供給するか、またはポリマーマトリックスもしくはゲル内に化合物を分散させるかによって制御することができる。
受動的経皮薬物送達
本明細書に記載された方法に様々な型の経皮パッチを用いることができる。例えば、単純な接着パッチは、裏当て素材およびアクリル酸系接着剤から調製することが可能である。医薬品−化学修飾剤複合体および任意の促進剤を粘着性成形溶液中へ製剤化し、十分混合する。溶液を裏当て素材上へ直接流し込み、成形溶媒をオーブン内で蒸発させ、粘着フィルムを残す。剥離ライナーを接着させて、系を完成させることができる。
あるいは、ポリウレタンマトリックスパッチを、医薬品−化学修飾剤複合体の送達に用いることができる。このパッチの層は、裏当て、ポリウレタン薬物/促進剤マトリックス、膜、接着剤、および剥離ライナーを含む。ポリウレタンマトリックスは、ポリウレタンプレポリマーを硬化させる室温を用いて調製される。プレポリマーへ水、アルコール、および複合体を添加することにより、裏当て素材上に直接成形され得る粘着性フィルムエラストマーの形成を生じる。
本発明のさらなる実施形態は、ハイドロゲルマトリックスパッチを利用する。典型的には、ハイドロゲルマトリックスは、アルコール、水、薬物、およびいくつかの親水性ポリマーを含む。このハイドロゲルマトリックスは、経皮パッチへ裏当てと接着剤層の間に組み込むことができる。
液体貯留パッチもまた本明細書に記載された方法に用いることができる。このパッチは、不透性または半透性のヒートシール可能裏当て素材、ヒートシール可能膜、アクリル酸系感圧皮膚接着剤、およびシリコン処理した剥離ライナーを含む。裏当ては、膜へヒートシールされ、貯留層を形成し、それを、その後、複合体、促進剤、ゲル化剤、および他の賦形剤の溶液で充填することができる。
泡マトリックスパッチは、ゲル状医薬品−化学修飾剤溶液が薄い泡層、典型的にはポリウレタン内に拘束されていること以外は、液体貯留層システムと設計および構成要素の点で類似している。この泡層は、裏当てと、パッチ周辺部でヒートシールされている膜との間に位置する。
受動的送達系に関して、放出速度は、典型的には、貯留層と皮膚の間に置かれた膜によって、モノシリック装置からの拡散によって、または送達系において速度制御バリアとして働く皮膚そのものによって制御される。米国特許第4,816,258号;同第4,927,408号;同第4,904,475号;同第4,588,580号;同第4,788,062号などを参照(これらはすべてその全体を参照により組み入れるものとする)。薬物送達の速度は、膜の性質に一部依存している。例えば、身体内での膜を通しての薬物送達の速度は、一般的には、皮膚バリアを通してよりも高い。複合体が装置から膜へ送達される速度は、貯留層と皮膚の間に置かれている速度制限膜の使用によって最も都合よく制御される。皮膚が複合体に対して十分な透過性がある(すなわち、皮膚を通しての吸収は膜を通しての通過速度より大きい)と仮定すると、膜は、患者が経験する投薬速度を制御するように機能する。
適切な透過性膜材料は、所望の程度の透過性、複合体の性質、および装置を構成することに関連した力学的考察に基づいて選択することができる。例示的な透過性膜材料として、ポリジメチルシロキサン(シリコーンゴム)、酢酸エチレンビニル共重合体(EVA)、ポリウレタン、ポリウレタン−ポリエーテル共重合体、ポリエチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、セルロース系材料、例えば、三酢酸セルロースおよび硝酸/酢酸セルロース、ならびにハイドロゲル、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)などの様々な種類の天然および合成重合体が挙げられる。
所望の装置の特徴に応じて、治療用製品の他の慣用の成分などの他のアイテムを装置に含んでもよい。例えば、本発明による組成物はまた、1つまたは複数の保存剤または静菌剤、例えば、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、クロロクレゾール、塩化ベンザルコニウムなどを含んでもよい。これらの薬学的組成物はまた、抗菌剤、特に、抗生物質、麻酔剤、鎮痛剤、および鎮痒剤などの他の活性成分を含むことができる。
本発明の化合物は、坐剤としての投与のために製剤化することができる。脂肪酸グリセリドまたはカカオバターの混合物などの低融点ワックスをまず融解し、活性成分を、例えば、撹拌により均一に分散させる。その後、溶融した均一な混合物を、便利なサイズの型へ注ぎ、冷却し固化させる。
活性化合物は、ポリエチレングリコール(PEG)担体(例えば、PEG 1000[96%]およびPEG 4000[4%])中に配置された、例えば、約0.5%〜約50%の本発明の化合物を含む坐剤へ製剤化することができる。本発明の化合物は、膣投与用に製剤化することができる。活性成分に加えて、適切であることが当技術分野において知られている担体を含むペッサリー、タンポン、クリーム、ゲル、ペースト、泡、またはスプレー。
本発明の化合物は、経鼻投与用に製剤化することが可能である。溶液または懸濁液は、慣用の手段、例えば、スポイト、ピペットまたはスプレーを用いて鼻腔へ直接適用される。製剤は、単一用量または複数回用量の形で提供することができる。スポイトまたはピペットの後者の場合、これは、適切な所定の容量の溶液または懸濁液を患者が投与することによって行うことができる。スプレーの場合、これは、例えば、定量噴霧スプレーポンプを用いて行うことができる。
本発明の化合物は、エアロゾル投与用に、特に鼻腔内投与を含む呼吸器への投与用に製剤化することが可能である。化合物は、一般的に、例えば、5ミクロン以下くらいの小さな粒子サイズである。そのような粒子サイズは、当技術分野において公知の手段、例えば、微粒子化によって得ることができる。活性成分は、クロロフルオロカーボン(CFC)、例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、もしくはジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素、または他の適切なガスなどの適切な噴射剤とともに加圧されたパックで提供される。エアロゾルは、都合よくは、レシチンなどの界面活性剤も含んでもよい。薬物の用量は、定量バルブによって調整することができる。あるいは、活性成分は、乾燥粉末、例えば、ラクトース、デンプン、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのデンプン誘導体、およびポリビニルピロリドン(PVP)などの適切な粉末基剤中の化合物の粉末混合物の形をとって提供することができる。粉末担体は、鼻腔内でゲルを形成する。粉末組成物は、粉末が吸入器を用いて投与することが可能であり、例えば、ゼラチンなどのカプセルもしくはカートリッジ、またはブリスターパックにおいて、単位用量の剤形で提供することができる。所望の場合、製剤は、活性成分の徐放性または放出制御性投与に適応した腸溶コーティングで調製することができる。薬学的調製物は、好ましくは、単位剤形である。かかる剤形において、調製物は、適切な量の活性成分を含む単位用量へ細分される。単位剤形は、パッケージングされた調製物であってもよく、そのパッケージは、パッケージングされた錠剤、カプセル、およびバイアルまたはアンプル中の粉末などの個別量の調製物を含む。また、単位投与5剤形は、カプセル、錠剤、カシェ剤、またはトローチ剤自体であってもよく、またはそれは、これらのいずれかの適当な数をパッケージングされた形であってもよい。
注射は、静脈内、筋肉内、脊髄内、腹腔内、皮下、ボーラス投与または連続投与である。
一実施形態において、本発明による医薬組成物は、30分間〜24時間の間隔で投与される。
さらなる実施形態において、本発明による医薬組成物は、1時間〜6時間の間隔で投与される。
さらなる実施形態において、本発明による医薬組成物は、6時間〜72時間の間隔で投与される。
別の実施形態において、本医薬組成物は、1kgの体重あたり10μg〜500mgの用量で投与される。
本発明のポリペプチドおよび抗体は、医学的に許容される任意の方法で投与することができる。これには、10の非経口経路、例えば、静脈内、血管内、動脈内、皮下、筋肉内、腫瘍内、腹腔内、脳室内(intraventricular)、硬膜内、気管内、髄腔内、脳室内(intracerebroventricular)、脳間部内、肺内の経路、または他の経路、ならびに鼻腔内、眼内、直腸内または局所経路による注射が含まれ得る。徐放性投与も、デポー注射または浸食性(erodible)移植片などの手段により、本発明に特に含まれる。
また、タンパク質が胃の中の分解から保護されるという条件で、経口投与も考えられる。
投与は、調製物の定期的なボーラス注射であってもよいし、または、容器からの静脈内投与または腹腔内投与によってより連続的であってもよく、前記容器は外部的(例えばIVバッグ)または内部的(例えば生体侵食性移植片、生体人工器官、生体適合性カプセルである。例えば、米国特許第4,407,957号、同第5,798,113号および同第5,800,828号を参照(これらの各文献は参照により本明細書に組み入れるものとする)。肺内送達方法および器具は、例えば、米国特許第5,654,007号、同第5,780,014号および同第5,814,607号に記述されており、これらの各文献は参照により本明細書に組み入れられる。全身送達の他に、血液脳関門または血液網膜関門の後ろにあるCNSへの直接的な送達も考慮される。局所的な送達は、カテーテルを介した1つまたは複数の動脈(例えばCNSにつながる大脳動脈)への送達などの手段によるものであり得る。タンパク質製剤のCNSへの局所的ポンプ送達の方法は、米国特許第6,042,579号(Medtronic)に記述されている(参照によりその全体を組み入れるものとする)。
「医薬的に許容される担体」という用語は、ポリペプチドまたは抗体と組み合わされてその適用を促進する、1つまたは複数の有機成分または無機成分を意味し、天然のものでも合成のものでもよい。適切な担体としては、無菌食塩水が含まれるが、医薬的に許容されることが知られる他の水性および非水性等張無菌液ならびに無菌懸濁液も当業者には知られている。
「有効量」とは、疾患、変性、または損傷状態を改善することができる、またはその進行を遅延することができる量を指す。有効量は個々の場合に応じて決定することができ、部分的には、治療するべき症状および求められる結果についての考えに基づく。有効量は、そのような因子を活用する技術分野の当業者が、ルーチン的な実験法を使用するだけで決定することができる。
リポソーム系は、いかなる種類の単層ベシクル、多層ベシクル、または安定複層ベシクルでもよく、当業者には周知の方法により調製および投与することができる(例えば、米国特許第5,169,637号、同第4,762,915号、同第5,000,958号または同第5,185,154号の開示による(これらはすべてその全体を参照により組み入れるものとする))。それに加えて、この発明の新規ポリペプチド、およびその他の選択されるポリペプチドを、リポソームへの結合を増強するために、リポタンパク質として発現することが望ましい場合がある。
全身性投与のための様々な投与レジメンが考慮される。一実施形態においては、抗体またはポリペプチドを含む製剤を対象に投与する方法は、投与量あたり、対象の体重kgあたり1μgから30,000μgの用量を投与することを含む。
別の実施形態においては、当該用量は、投与量あたり、対象の体重kgあたり10μgから30,000μgである。さらなる実施形態においては、当該用量は、投与量あたり、対象の体重kgあたり10 30μgから10,000μgである。異なる一実施形態においては、当該用量は、投与量あたり、対象の体重kgあたり5μgから10,000μgである。さらに別の実施形態においては、当該用量は、投与量あたり、対象の体重kgあたり25μgから3,000μgである。最も好ましい実施形態においては、投与量あたり、当該用量は、対象の体重kgあたり50μgから3,000μgである。特定の投与用量および方法についての手引きは文献に記述されている。例えば、米国特許第4,657,760号、同第5,206,344号または同第5,225,212号を参照のこと(これらはすべて参照によりその全体を組み入れるものとする)。異なる治療化合物および異なる障害に対しては異なる製剤化が有効であること、例えばある器官や組織を標的にする投与においては、別の器官や組織を標的にする場合とは異なる送達の方法が必要となり得ることが想定される。
アッセイ
本発明はまた、SorLAおよびGDNFファミリーリガンド受容体の両方を含む、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体(例えば、GFRα1、2、3または4)の間の相互作用を調節することが可能である、新しい結合パートナーを同定するためのインビトロおよび/またはインビボにおけるアッセイを包含する。これらのアッセイは、例えば、受容体SorLAまたはGFRα1、2、3もしくは4または両方を発現する細胞を含み、応答を測定することを含む細胞系であってもよい。あるいは、インビトロアッセイは、相互作用を阻害する新しい結合パートナーの能力を測定することにより実施することもできる。下記に、本発明による各種の実施形態を記載する。
細胞系アッセイ
本発明はまた、SorLaとGDNFファミリーリガンドレセプター複合体(特にGFRα1)の間の相互作用を調節することが可能な薬剤を同定することができる各種アッセイに関する。
Vps10pドメイン受容体ファミリーのメンバーによる結合、内在化またはシグナル伝達の測定は、細胞系で行うことができる(実施例6)。例えば、SorLAおよびGFRα1およびGDNFのそれぞれ3つの受容体をすべてコードしているプラスミドとのトランスフェクション後のSorLAおよびGFRα1およびGDNF発現細胞は、候補薬剤(阻害剤/アンタゴニスト)化合物とインキュベートする。前記薬剤は、例えば、リガンド(例えば、SorLAプロペプチド)またはそれぞれの受容体の断片を結合する、受容体のSorLAおよびGFRα1のいずれかに対する抗体を意味する。インキュベーション後、細胞を洗浄し、タンパク質複合体を、例えば、ジチオ−ビス[スクシンイミジルプロピオナート](DSP、Pierce)と架橋結合させ、続いて、溶解させることができる。こうして得られた細胞溶解物は、続いて、例えばセファロースのビーズに結合されている、SorLAもしくはGFRα1または両方のいずれかに対する抗体とインキュベートすることができる。次いで、沈殿した複合体を洗浄ビーズから溶出させ、ウエスタンブロットにより分析することができる。
したがって、一実施形態において、本発明は、a)対象の薬剤を、SorLA受容体、GDNFおよび/またはGDNFファミリーリガンド受容体を発現する細胞とインキュベートするステップと、b)細胞を溶解させ、SorLAまたはGDNFファミリーリガンド受容体に対して特異的な抗体と細胞とをインキュベートするステップと、c)ウエスタンブロットにより複合体形成を分析するステップとを含む、SorLaおよびGDNFファミリーリガンドレセプター複合体に結合することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニングアッセイに関する。
別の実施形態において、本発明は、SorLAを阻害することが可能な薬剤を同定するための細胞系のスクリーニング方法に関する。
SorLA:GFRα1:GDNFレセプター複合体の実体に対するアンタゴニストは、複合体全体の阻害剤として作用することができる。したがって、例えばVps10pドメイン受容体実体に結合することが可能な薬剤についてスクリーニングすることに関連する。そのような方法は、実施例8に記載されている。Vps10pドメイン受容体ファミリーのメンバーによる結合、内在化またはシグナル伝達の測定は、細胞系で行うことができる。内生的に、または、例えば受容体のcDNAを含有するプラスミドとのトランスフェクション後に、受容体の1つを発現する細胞は、候補阻害剤/アンタゴニスト化合物の不在下および存在下のそれぞれにおいて、放射標識したリガンドとインキュベートすることができる。インキュベーション後、細胞を洗浄して非特異的結合を除去し、続いて回収することができる。候補アンタゴニスト/阻害剤の受容体への結合の程度は、当業者に公知の慣用の放射リガンドアッセイを使用することにより測定する。例えば、Bylund and Toews (1993) Am J Physiol. 265(5 Pt 1):L421-9 entitled 「Radioligand binding methods: practical guide and tips」を参照。同様に、細胞内取込/内在化は、Nykjaerら (1992) FEBS 300:13-、およびNielsenら (2001) EMBO Jに記載されているようにして測定することができる(前記文献は両方とも参照によりそれら全体を組み入れるものとする)。
したがって、別の実施形態によれば、本発明は、a)SorLA受容体、GDNFおよび/またはGDNFファミリーリガンド受容体を発現する細胞を放射性標識薬剤とインキュベートするステップと、b)細胞を洗浄し非特異的結合を除去するステップと、c)細胞を回収するステップと、d)結合の量を測定するステップとを含む、SorLAを阻害することが可能な薬剤を同定するための細胞系のスクリーニング方法に関する。
さらなる実施形態において、SorLAによってGFRα受容体の逆行性ソーティングを調節することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法が考えられる。この場合、SorLAおよびGFRα受容体の両方を発現する細胞において、表面に局所するGFRα受容体を蛍光タグまたは蛍光抗体のいずれかにより標識化し、続いて、例えば約20分から約30分の間、SorLAアゴニスト/アンタゴニストとインキュベートする。次いで引き続き、内在化したGFRα受容体の量は、図6および図11に示すような共焦点顕微鏡法を使用することにより評価することができる。
したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は、a)SorLAおよびGFRα受容体の両方を発現する細胞において、蛍光タグまたは蛍光抗体により薬剤を標識化するステップと、b)続いて、所定時間の間SorLAアゴニスト/アンタゴニストと前記細胞をインキュベートするステップと、c)内在化したGFRα受容体の量を分析するステップとを含む、SorLAによってGFRα受容体の逆行性ソーティングを調節することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法に関連する。
よりさらなる実施形態において、Retリン酸化を増加させることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法が考えられる。
神経芽細胞腫細胞(例えばSY5Y細胞)は、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、所定の時間GDNFの濃度を高めることにより刺激することができる。次いで、細胞を溶解させ、細胞溶解物は、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されたRet(R&D Systems)に対する抗体とインキュベートすることができる。次いで、沈殿タンパク質を洗浄ビーズから溶出させ(酸性緩衝液、続いて中和)、すべてのリン酸化Retを、抗ホスホチロシン(Milipore)を使用して、ウェスタンブロッティングにより視覚化することができる(図9に示すとおり)。
したがって、本発明はまた、a)神経芽細胞腫細胞を、SorLA結合剤の存在下または不在下において、所定の時間に濃度増加のGDNFとインキュベートするステップと、b)細胞を溶解させるステップと、c)抗ホスホチロシン抗体を使用して、リン酸化Retを免疫沈降させるステップと、d)リン酸化を視覚化させるステップとを含む、Retリン酸化を高めることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法に関する。
よりさらなる実施形態において、本発明は、細胞生存を高めることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法に関する。
神経芽細胞腫細胞(例えばSY5Y)を細胞培養物から回収し、増殖培地、例えば、1%グルタマックスならびに1%P/S(ペニシリンおよびストレプトマイシン)を含有するフェノールレッド(LONZA)を含まないDMEMに再懸濁することができる。続いて、細胞を96ウェル中に入れる。翌日、次いで、細胞を、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、GDNF濃度を高めることにより刺激し、それらの通常のインキュベーター中で一定時間(例えば72時間)インキュベートすることができる。インキュベーション後、MultiTox−Fluor Multiplex細胞毒性アッセイ試薬(Promega)を調製し、製造業者の添付技術文献による指示のとおり、細胞に加え、インキュベートすることができる。その後、蛍光は、例えば、Wallac VICTOR3TM 1420多重標識カウンター(Perkin ElmerTM Lifesciences)を用いて測定することが可能である。この場合、シグナルは生存に正比例する。
したがって、本発明はまた、a)SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、GDNFの濃度を高める神経芽細胞腫細胞をインキュベートし、一定の時間インキュベートするステップと、b)細胞毒性試験を使用して細胞生存を測定するステップとを含む、細胞生存を高めることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法に関する。
別の実施形態においては、生存を試験するとは96ウェルプレートの代わりにカバーガラス上で細胞を成長させることである。インキュベーション後、次いで、細胞を、所定時間(例えば室温で30分)、例えば、PBS中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)に固定させ、スライド上にマウントさせる。その後、細胞は、図9Dに示すように、蛍光顕微鏡で直接数えることができる。
したがって、本発明はまた、a)SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、GDNFの濃度を高める神経芽細胞腫細胞をインキュベートし、一定時間インキュベートするステップと、b)細胞を固定化させるステップと、c)細胞を数えるステップとを含む、細胞生存を高めることができる薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法に関する。
インビトロアッセイ
GFRα1および/またはGDNFとSorLAの相互作用を阻害する薬剤を同定するためのインビトロアッセイ
固定化タンパク質に対する薬剤(例えば、限定されるものではないがSorLA、GFRα1およびGDNFを含む、小型有機分子、ペプチドまたは可溶性受容体)の直接結合に関する測定は、例えば、標準の泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、および0.005%Tween−20)を用いて、例えば、表面プラズモン共鳴分析(Biacore、Sweden)により行うことができる。そのような薬剤は、成熟GDNF(図17)またはGFRα1ドメイン1(図16)のN末端から得ることができる。
Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているNHS/EDC法を用いて活性化した後、SorLAでコーティングされる。いくつかの様々な手法を用いることができる。候補薬剤は、結合シグナル(応答単位)を受容体の1つで固定化したチップと比較し、このシグナルを空のフローセルと比較することにより同定することができる。別の手法においては、既知薬剤の阻害を、推定阻害剤の不在下または存在下でモニターすることができる。シグナルの差は、アンタゴニストの阻害ポテンシャルを表す。回収されたデータは、Biaevaluationバージョン3.1プログラムを使用して、親和性評価および阻害ポテンシャルに関するセンサーグラムを適合することにより分析することができる。表面プラズモン共鳴アッセイは、Vps10pドメイン受容体、薬剤または推定阻害剤が固相上に固定化される、別のアッセイへと容易に変換することができる。例えば、受容体は、一定の時間インキュベーションすることにより(例えば、50mM NaHCO3、pH9.6中、4℃で16時間)、例えばNunc製のMaxisorpマイクロタイターウェル(カタログ番号439454)に固定化することができる。室温で2時間、5%ウシ血清アルブミン(Sigma、カタログ番号A9647)を使用してブロッキングした後、ウェルをMB緩衝液(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、220mM CaCl、および1mM MgCl)で3回洗浄し、各種濃度の候補阻害剤の不在下または存在下において、標識リガンド(例えば、ヨウ素化)とインキュベーションすることができる。インキュベーション(例えば4℃で一晩)の後、MB緩衝液で洗浄し、結合放射活性は10%SDSを添加することにより遊離される。ウシ血清アルブミンのみでコーティングしたウェルへのトレーサーの非特異的結合を測定し、結合実験で測定された値から減じることができる。結合データポイントは、GraphPad製のプリズムソフトウェア(バージョン4)を使用して、結合方程式に合わせることができる。同様に、アンタゴニストも標識化することが可能であり、固定化受容体への結合を直接測定することができる。さらに別の構成において、受容体、リガンドまたはアンタゴニストはシンチレーションビーズ上に固定化することが可能であり、受容体結合分子が放射活性を用いて標識化されている結合をシンチレーション近接アッセイにおいて測定することができる。
したがって、本発明はまた、
a)バイオセンサーチップにGFRα1および/またはSorLAを固定化するステップと、
b)薬剤を適用するステップと、
c)このシグナルを標準と比較するステップ
とを含むか、あるいは、
a)固相上に薬剤、GFRα1、GDNFまたはSorLAを固定化するステップと、
b)各種濃度の前記薬剤の不在下または存在下において、これらを標識化された対応物(例えば、ヨウ素化した薬剤、GFRα1、GDNFおよび/またはSorLA)とインキュベートするステップと、
c)結合をカウントまたは測定するステップ
とを含む、
GFRα1および/またはSorLAとGDNFとの相互作用を阻害する薬剤を同定するためのインビトロアッセイに関する。
さらなる実施形態
1.SorLAおよびGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節することにより、ドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの生存を高める方法。
2.GDNFファミリーリガンド受容体がGFRα1、2、3および/または4を含む群から選択される、実施形態2に記載の方法。
3.SorLAおよびGDNFファミリーリガンド受容体の間の相互作用を調節するために使用される薬剤がタンパク質、ペプチド、抗体または小型有機化合物から選択される、実施形態1または2に記載の方法。
4.薬剤がSorLA(配列番号1)の細胞外ドメイン、それらのアイソフォームまたは断片である、実施形態3に記載の方法。
5.断片が、SorLAのN末端Vps10pドメインの断片(配列番号3)を含むか、前記断片である、実施形態4に記載の方法。
6.薬剤がSorLAプロペプチド(配列番号2)またはそれらの断片である、実施形態3に記載の方法。
7.配列番号1、2または3に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号1、2または3に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する、実施形態2〜5のいずれか1つに記載の方法。
8.薬剤がGFRα1〜4受容体の細胞外ドメイン、それらのアイソフォームまたは断片から選択される、実施形態3に記載の方法。
9.GFRα受容体が配列番号4、5、6、7、8、9、10、11または12で定義した配列またはそれらの断片を含む、実施形態8に記載の方法。
10.配列番号4、5、6、7、7、8、9、10、11または12に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号4、5、6、7、8、9、10、11または12に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する、実施形態8に記載の方法。
11.タンパク質が、ニューロテンシン(配列番号13)またはそれらの断片、例えば配列番号14または15で定義した断片を含むか、それらからなる、実施形態3に記載の方法。
12.タンパク質がGDNF、それらの断片またはアイソフォームである、実施形態3に記載の方法。
13.GDNFが配列番号16または18を含むか、それらからなる、実施形態12に記載の方法。
14.配列番号16または18に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号16または18に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する、実施形態13に記載の方法。
15.タンパク質が、配列番号17で定義したような、GDNFのプロペプチドを含むか、それからなる、実施形態3に記載の方法。
16.配列番号17に対して少なくとも80%の配列同一性、例えば、配列番号17に対して少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する、実施形態15に記載の方法。
17.抗体がGFRα1、2、3または4の細胞外ドメイン上にエピトープを有する、実施形態3に記載の方法。
18.モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであり、実施形態8、9または10のいずれか1つに定義した配列のいずれかの中にエピトープを有する、実施形態17に記載の方法。
19.抗体がSorLAの細胞外ドメイン上にエピトープを有する、実施形態3に記載の方法。
20.モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであり、実施形態4、5、6または7のいずれか1つに定義した配列のいずれかの中にエピトープを有する、実施形態19に記載の方法。
21.実施形態1〜16のいずれか1つに定義した薬剤を1つまたは複数の医薬的に許容される担体または希釈剤と組み合わせて含む医薬組成物。
22.実施形態17〜20のいずれか1つに定義した抗体およびアジュバントを含む医薬組成物。
23.ニューロン、例えばドーパミン作動性ニューロンなどの生存を高めるための実施形態1〜20のいずれか1つに定義した薬剤または実施形態21および22のいずれか1つに記載の医薬組成物の使用。
24.ニューロン、例えばドーパミン作動性ニューロンなどの喪失に伴った疾患、および/またはニューロン、例えばドーパミン作動性ニューロンなどの生存が望まれる疾患の治療で使用するための実施形態1〜20で定義した薬剤または実施形態21および22のいずれか1つに記載の医薬組成物。
25.疾患が、傷害誘発性神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害、および/または双極性障害(躁うつ病)を含む群から選択される、実施形態24に記載の使用。
26.実施形態1〜20のいずれか1つに定義した薬剤または実施形態21もしくは22のいずれか1つに記載の医薬組成物の有効量を投与することによる、ニューロン、例えばドーパミン作動性ニューロンなどの喪失に伴った疾患、および/またはニューロン、例えばドーパミン作動性ニューロンなどの生存が望まれる疾患を治療する方法。
27.実施形態25に記載の疾患を治療するための実施形態26に記載の方法。
28.実施形態24または25のいずれか1つに記載の疾患応答治療用医薬を調製するための実施形態1〜20のいずれか1つに記載の化合物または実施形態21および22のいずれか1つに記載の医薬組成物の使用。
29.SorLAおよび/またはGDNFファミリーリガンド受容体を含む、SorLAとGDNFファミリーリガンド受容体(例えば、GFRα1、2、3または4)の間の相互作用を調節することが可能な結合パートナーを同定するためのインビトロアッセイまたはインビボアッセイ。
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SorLA:GFRα1複合体のデモンストレーション
SorLAおよびGFRα1をコードしているプラスミドで安定的にトランスフェクトされたHEK293細胞をDSP(Pierce)と架橋結合させ、続いて溶解させた。細胞溶解物は、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されているSorLAまたはGFRα1に対する抗体(R&D Systems)とインキュベートした。沈殿した複合体を、SDSローディングバッファーを用いて洗浄ビーズから溶出させた。ウエスタンブロット解析は、SorLA:GFRα1複合体の存在下で明らかにされた(図5A)。SorLAおよびGFRα1の細胞外ドメインの直接的相互作用も、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)を使用して証明した。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした(図5C)。
SorLA:GFRα2複合体のデモンストレーション
SorLAおよびGFRα2をコードしているプラスミドで安定的にトランスフェクトされたHEK293細胞をDSP(Pierce)と架橋結合させ、続いて溶解させた。細胞溶解物を、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されているGFRα2に対する抗体(R&D Systems)とインキュベートした。沈殿した複合体を、SDSローディングバッファーを用いて洗浄ビーズから溶出させた。ウエスタンブロット解析は、SorLA:GFRα2複合体の存在下で明らかにされた(図11A)。SorLAおよびGFRα2の細胞外ドメインの直接的相互作用も、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)を使用して証明した。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした。
SorLA:GFRα3複合体のデモンストレーション
SorLAおよびGFRα3をコードしているプラスミドで安定的にトランスフェクトされたHEK293細胞をDSP(Pierce)と架橋結合させ、続いて溶解させた。細胞溶解物を、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されているGFRα3に対する抗体(R&D Systems)とインキュベートした。沈殿した複合体を、SDSローディングバッファーを用いて洗浄ビーズから溶出させた。ウエスタンブロット解析は、SorLA:GFRα3複合体の存在下で明らかにされた(図11A)。SorLAおよびGFRα3の細胞外ドメインの直接的相互作用も、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)を使用して証明した。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした。
SorLA:GFRα4複合体のデモンストレーション
SorLAおよびGFRα4をコードしているプラスミドで安定的にトランスフェクトされたHEK293細胞をDSP(Pierce)と架橋結合させ、続いて溶解させた。細胞溶解物を、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されているGFRα4に対する抗体(R&D Systems)とインキュベートした。沈殿した複合体を、SDSローディングバッファーを用いて洗浄ビーズから溶出させた。ウエスタンブロット解析は、SorLA:GFRα4複合体の存在下で明らかにされた(図11A)。SorLAおよびGFRα4の細胞外ドメインの直接的相互作用も、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)を使用して証明した。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした。
SorLA:GDNF複合体のデモンストレーション
SorLAおよびGDNFの細胞外ドメインの直接的相互作用も、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)を使用して証明した。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした(図3)。
SorLAおよびGFRα1を含む複合体を調節する、受容体アンタゴニスト/アゴニストを同定するための細胞系スクリーニング方法。Vps10pドメイン受容体ファミリーのメンバーによる、結合、内在化またはシグナル伝達の測定は、細胞系において行うことができる。例えば、それぞれ、SorLAおよびGFRα1およびGDNFの3つの受容体をすべてコードしているプラスミドでトランスフェクションした後のSorLAおよびGFRα1およびGDNFを発現する細胞を、候補薬剤(阻害剤/アンタゴニスト)化合物とインキュベートする。前記薬剤は、例えば、リガンド、例えば、SorLAプロペプチド、またはそれぞれの受容体の断片を結合している、受容体SorLAおよびGFRα1のいずれか1つに対する抗体を意味し得る。インキュベーション後、細胞を洗浄し、タンパク質複合体をジチオビス[スクシンイミジルプロピオナート](DSP、Pierce)と架橋結合させ、続いて、プロテイナーゼ阻害剤(Complete、Roche Applied Science、Switzerland)を含有するTNE緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、1mM EDTA、1%ノニデス(nonides)P−40、pH8)中で溶解させた。細胞溶解物を、セファロースビーズ(GE Healthcare)に結合されているSorLAまたはGFRα1に対する抗体(R&D Systems)とインキュベートする。沈殿した複合体を洗浄ビーズから溶出させる(酸性緩衝液およびその後の中和)。溶離液中のSorLAおよびGFRα1をウエスタンブロット解析することにより、候補化合物がSorLA:GFRα1複合体形成を阻害することが可能かどうかについて明らかにする。
GFRα1および/またはSorLAとGDNFの相互作用を阻害する薬剤を同定するためのインビトロアッセイ
固定化タンパク質へのリガンド、例えば、小型有機分子、ペプチドまたはSorLA、GFRα1およびGDNFを含む(ただしこれらに限定されるものではない)可溶性受容体の直接結合の測定は、例えば、標準泳動バッファーとしてCaHBS(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、2mM CaCl、1mM EGTA、0.005%Tween−20)を使用する、表面プラズモン共鳴(Biacore、Sweden)により行うことができる。そのような薬剤は、成熟GDNFのN末端(図17)またはGFRα1ドメイン1(図16)から得ることができる。Biacore(CM5、カタログ番号BR−1000−14)製のバイオセンサーチップは、供給元により説明されているようにNHS/EDC法を使用して活性化し、その後、SorLAでコーティングした。いくつかの様々な手法を用いることができる:候補薬剤は、結合シグナル(応答単位)を受容体の1つで固定化したチップと比較し、このシグナルを空のフローセルと比較することにより同定することができる。別の手法においては、既知リガンドの阻害は、推定阻害剤の不在下または存在下でモニターすることができる。シグナルの差は、アンタゴニストの阻害ポテンシャルを表す。回収されたデータは、Biaevaluationバージョン3.1プログラムを使用して、親和性評価および阻害ポテンシャルに関するセンサーグラムを適合することにより分析することができる。表面プラズモン共鳴アッセイは、Vps10pドメイン受容体、リガンドまたは推定阻害剤が固相上に固定化される、別のアッセイへと容易に変換することができる。例えば、受容体は、50mM NaHCO、pH9.6中、4℃で16時間インキュベーションすることにより、例えばNunc製のMaxisorpマイクロタイターウェル(カタログ番号439454)に固定化することができる。室温で2時間、5%ウシ血清アルブミン(Sigma、カタログ番号A9647)を使用してブロッキングした後、ウェルをMB緩衝液(10mM HEPES、pH7.4、140mM NaCl、220mM CaCl、および1mM MgCl)で3回洗浄し、各種濃度の候補阻害剤の不在下または存在下において、標識リガンド(例えば、ヨウ素化)とインキュベーションすることができる。インキュベーション(例えば4℃で一晩)の後、MB緩衝液で洗浄し、結合放射活性は10%SDSを添加することにより遊離される。ウシ血清アルブミンのみでコーティングしたウェルへのトレーサーの非特異的結合を測定し、結合実験で測定された値から減じることができる。結合データポイントは、GraphPad製のプリズムソフトウェア(バージョン4)を使用して、結合方程式に合わせることができる。同様に、アンタゴニストも標識化することが可能であり、固定化受容体への結合を直接測定することができる。さらに別の構成において、受容体、リガンドまたはアンタゴニストはシンチレーションビーズ上に固定化することが可能であり、受容体結合分子が放射活性を用いて標識化されている結合をシンチレーション近接アッセイにおいて測定することができる。
SorLAを阻害することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法
SorLA:GFRα1:GDNFレセプター複合体の実体に対するアンタゴニストは、複合体全体の阻害剤として作用することができる。したがって、例えばVps10pドメイン受容体実体に結合することが可能な薬剤についてスクリーニングすることに関連する。そのような方法は、本実施例に記載されている。Vps10pドメイン受容体ファミリーのメンバーによる結合、内在化またはシグナル伝達の測定は、細胞系で行うことができる。内生的に、または、例えば受容体のcDNAを含有するプラスミドとのトランスフェクション後に、受容体の1つを発現する細胞は、候補阻害剤/アンタゴニスト化合物の不在下および存在下のそれぞれにおいて、放射標識したリガンドとインキュベートすることができる。インキュベーション後、細胞を洗浄して非特異的結合を除去し、続いて回収することができる。候補アンタゴニスト/阻害剤の受容体への結合の程度は、当業者に公知の慣用の放射リガンドアッセイを使用することにより測定する。例えば、Bylund and Toews (1993) Am J Physiol. 265(5 Pt 1):L421-9 entitled 「Radioligand binding methods: practical guide and tips」を参照。同様に、細胞内取込/内在化は、Nykjaer et al (1992) FEBS 300:13-、およびNielsen et al (2001) EMBO Jに記載されているようにして測定することができる。
SorLAによってGFRα受容体の逆行性ソーティングを調節することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法。SorLAおよびGFRα受容体の両方を発現する細胞において、表面に局所するGFRα受容体を蛍光タグまたは蛍光抗体のいずれかにより標識化し、30分の間、SorLAアゴニスト/アンタゴニストとインキュベートした。続いて、内在化されられたGFRα受容体の量は、図6および図11に示すような共焦点顕微鏡法を使用して評価することができる。
Retリン酸化を高めることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法
SY5Y神経芽細胞腫細胞は、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、所定の時間GDNFの濃度を高めることにより刺激した。細胞を溶解させ、細胞溶解物は、Gammabindビーズ(GE Healthcare)に結合されたRet(R&D Systems)に対する抗体とインキュベートした。沈殿タンパク質を洗浄ビーズから溶出させ(酸性緩衝液、続いて中和)、リン酸化Retを、抗ホスホチロシン(Milipore)を使用して、ウェスタンブロッティングにより視覚化した(図9に示すとおり)。
細胞生存を高めることが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法
SY5Y神経芽細胞腫細胞をトリプシン−EDTA処理により回収し、その後、1%グルタマックスならびに1%P/S(ペニシリンおよびストレプトマイシン)を含有するフェノールレッド(LONZA)を含まないDMEMに再懸濁させた。細胞を、50μlの最終容量で96ウェルプレートのウェルあたり20000個細胞でプレーティングした。翌日、細胞を、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、GDNF濃度を高めることにより刺激した。GDNFなどを添加した後の最終容量は100μlであった。各種類の試料は四連として調製した。細胞は、それらの通常のインキュベーター中で72時間インキュベートした。72時間後、MultiTox−Fluor Multiplex細胞毒性試験試薬(Promega)を調製し、製造者の添付技術書類による指示のとおり細胞に加えた。簡潔に説明すると、各試料について、アッセイバッファー100μl、GF−AFC基質0.1μlおよびビス−AAF−R110基質0.1μlを混合し、ウェルに加えた。240rpmの揺動シェーカー(Ika(登録商標)KS 260 Basic)上で1分間混合した後、プレートを37℃で30分間インキュベートした。その後、蛍光をWallac VICTOR3TM 1420多重標識カウンター(Perkin ElmerTM Lifesciences)で測定した。生存能力は400nmEx/505nmEmで測定した。シグナルは生存に正比例する。
別法において、生存を試験するとは96ウェルプレートの代わりにカバーガラス上で細胞を成長させることである。72時間後、細胞を室温で30分間、PBS中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)に固定させ、DAPIを含有するマウント培地を用いてスライド上にマウントすることができた。DAPI染色された細胞は、蛍光顕微鏡で直接カウントすることができた(図9Dに示すとおり)。
SorLAアンタゴニスト/アゴニストによる主要ニューロン細胞培養におけるGDNFファミリーリガンド活性の調節
主要ニューロンの培養物は野生型マウスの脳から調製する。生後0〜2日で脳を切開し、細胞を分離し、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの存在下または不在下において、例えば10ng/mlのGDNFの存在下でプレーティングする。インビトロで1〜2週間培養物を成熟させた後、生存ニューロンの数を記録した。
SorLAアンタゴニスト/アゴニストによる主要ドーパミン作動性ニューロンにおけるGDNF活性の調節
P0〜P2ラットの腹側被蓋領域から調製された主要ドーパミン作動性ニューロン。ラットの子の頭部を除去し、脳を単離し、冷却PBSに入れた。脳は腹側を下にして置いた。最初に脳全体の後ろから中脳屈曲部を切開し、二番目に吻側から屈曲部へ切開し、切片を平面に置いた。切片の腹面端部は視床下部の頂部に沿って切開され、次に、切片の腹面端部と脳室間孔のほぼ中間を切開した。組織をより小さな区分に切り、冷却L15培地(Gibco、Invitrogen)に置いた。組織を37℃で30分間、加温パパイン溶液(L15培地、2mM EDTA、20単位/mlパパイン(TMWorthington、Medinova)、0.5mMキヌレン酸およびNaOH(pHを約7に調整))とインキュベートした。培地を除去し、組織をニューロン培地(L−グルタミンを含まないNeurobasalTM培地(Gibco、Invitrogen)、FBS、B−27(Invitrogen)、glutamax(Invitrogen)、primocin(Amaxa)、5−フルオロデオキシウリジン(Sigma)およびウリジン(Sigma))中で穏やかに摩砕することにより粉砕した。ニューロンを沈降させ(800rpm、5分)、ペレットをニューロン培地で希釈し、10ng/mlのGDNFの存在下であって、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの存在下または不在下において、皮質グリア細胞の層上に置いた。ニューロンをインビトロで1週間37℃にてインキュベートし、その後、これらを室温で30分間、PBS中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定した。その後、これらを、0.1%トリトンX−100を含有するPBS中で15分間2回洗浄し、続いて、20分間PBS中の10%FBSとインキュベーションした。その後、カバーガラスを4℃で一晩、10%FBSのPBS中の抗チロシンヒドロキシラーゼ抗体(Pel freeze、1:1000)とインキュベートした。翌日、カバーガラスを0.1%トリトンX−100含有PBSで3回洗浄し、4℃で一晩、10%FBSのPBS中のAlexa−fluor(登録商標)488ヤギ抗ウサギIgG(Invitrogen、1:1000)とインキュベートした。その後、カバーガラスをPBS中の0.1%トリトンX−100で2×15分、PBSで1×15分、水で1×15分洗浄した。カバーガラスをDako Flurescent Mounting Medium(Dako、Denmark)とともにスライド上にマウントした。生存ニューロンの数を、チロシンヒドロキシラーゼのポジティブニューロンの数をカウントすることにより記録した(図12に示すとおり)。
アンフェタミン誘導機能促進に対するSorLAアンタゴニスト/アゴニストの効果
マウスをSorLAアンタゴニストまたはアゴニストで1〜30日間前処理し、透明なPlexiglas領域(40×40×35cm)から構成されているオープンフィールド試験において、アンフェタミン誘導機能促進に関して試験した。領域は、Any−mazeトラッキングシステムの制御下のコンピューター連結ビデオカメラ下に、薄暗い部屋でセットアップした。マウスを領域の隅に置き、図13に示すように、それらマウスの活動を40分間セッションの間記録した。アンフェタミン(0.1〜10mg/kg)を腹腔内または静脈内に投与した。
不安神経症関連挙動に対するSorLAアンタゴニスト/アゴニストの効果
野生型のSorLAトランスジェニックマウスの挙動を、高架型十字迷路において、不安神経症関連挙動に関して試験した。高架型十字迷路は、うつ病、躁病および不安神経症の関連挙動に関する実験モデルとして使用される。抗うつ薬または抗不安薬でマウスを治療すると、通常、移動距離、ライン交差の数、および入場回数および壁のない走行路での経過時間が増える。高架型十字迷路は床より40cm上に設定されており、15cmの高い不透明な壁のある2つの向かい合う壁のある走行路と同じ大きさ(35×5cm)の2つの向かい合う壁のない走行路から構成されている。高架型十字迷路は、Any−mazeトラッキングシステム制御下でコンピューター連結ビデオカメラの下に、薄暗い明かりのついた部屋でセットアップした。10分間の試験セッションを各マウスについて実施し、図14に記載したように、入場回数と、壁のない走行路における滞在時間を測定した。マウスをSorLAアンタゴニストまたはアゴニストで1〜30日間事前処置した、類似の実験を実施する。
アンフェタミン誘導感作に対するSorLAアンタゴニスト/アゴニストの効果
5日間1日おきに1回、成体マウスを4mg/kgのアンフェタミンまたは生理食塩水で前処理し、また一方でSorLAアンタゴニストまたはアゴニストを用いて処置し、オープンフィールドでの自発運動に関して試験した。最後のアンフェタミン前処置の後、SorLAアンタゴニスト/アゴニストによる処置を1週間継続した。16日目に、すべてのマウスがアンフェタミン(2mg/kg)の投与注射を受ける感作に関する試験を実施し、オープンフィールドにおける自発運動について試験した。
マウスにおけるMPTP誘導神経毒性に対するSorLAアンタゴニスト/アゴニストの保護作用
成体マウスに、20mg/kgのMPTP(1−メチル−4−フェニル−1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、ドーパミン作動性ニューロンに選択的に毒性のある薬剤)をSorLAアンタゴニスト/アゴニストと一緒に、またはSorLAアンタゴニスト/アゴニストを使用せずに注射した。注射の1日前、および注射終了の2日後に、透明なPlexiglas領域(40×40×35cm)からなるオープンフィールド試験において、運動活性を記録した。領域は、Any−mazeトラッキングシステムの制御下でコンピューター連結ビデオカメラ下の薄暗い部屋でセットアップした。マウスを領域の隅に置き、マウスの活動を60分のセッションの間記録した。最後に、免疫組織化学を使用して各種の形態学的マーカー(例えば、チロシンヒドロキシラーゼおよびドーパミン輸送体)を評価するために、マウスに4%パラホルムアルデヒドを潅流した。
細胞分化を増進することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法
神経芽細胞腫細胞をトリプシン−EDTA処理で回収した。10%FBSならびに1%P/S(ペニシリンおよびストレプトマイシン)を含有するDMEM−F12培地に細胞を再懸濁し、6ウェルプレートに播種した。翌日、培地を除去し、SorLAアンタゴニストまたはアゴニストの不在下または存在下において、GDNFの濃度を上昇させる新しい培地で細胞をインキュベートした。細胞は、それらの通常のインキュベーター中で72時間インキュベートし、この後、カメラを連結した実体顕微鏡(ライカDC300)で細胞を視覚化した。神経突起伸長は、細胞直径より2倍長いプロセスとして神経突起を定義することにより記録した。
治療方法
結果として、使用前に溶解される凍結乾燥されたもの、または、非経口投与経路(例えば、静脈内(I.V.)、筋肉内(I.M.)もしくは皮下(S.C.))で投与可能であるような直ぐに使用可能な溶液としてのペプチド/ポリペプチド性質(可能な抗体系)の活性剤が開発された。固体投与形態の粘膜施用もまた、この場合における可能性を示す。得られた開発活性剤が化学的性質である場合、経口投与用の製剤ならびに例えばS.C.またはI.M.で使用するための有望な経路用の製剤が調製される。開発された薬は、予防的目的で使用されるか、長期治療のために長期間投与される。この場合、活性剤は、精神障害および行動障害の症状に至る、起こる分子的事象のプロセスに干渉し、それにより阻害する。薬が使用されるべきである精神障害および行動障害を発症する傾向にある患者を分析するために遺伝子検査が開発される場合においては、そのような診断法と関連して可能である。精神障害および行動障害が発症した場合、薬を利用する長期の治療は別の可能性を示す。論理的根拠は、その病気の症状に至る分子的事象をコンスタントに抑制することができることである。最後に、本薬は、神経系障害または精神障害および行動障害の慣用の治療法、例えば、抗精神病薬、抗うつ薬またはリチウムと一緒に併用投与することが可能である。
SorLAによるGDNFファミリーリガンド(GFL)の内在化および分解を調節することが可能な薬剤を同定するための細胞系スクリーニング方法
GDNFまたは別のGFLは、2〜120分間、SorLAアゴニスト/アンタゴニスト(例えば抗体)の存在下または不在下において、SorLAおよびGFRα受容体の両方を発現する細胞とインキュベートした。GDNFまたは別のGFLは、蛍光タグまたは蛍光抗体のいずれかにより標識化した。続いて、図6および図11および図21に示したように、内在化GDNFまたはGFLの量を、共焦点顕微鏡法を使用して評価した。
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Claims (18)

  1. SorLAおよびGFRα1の間の相互作用を調節または阻害することにより、必要とされる患者の脳におけるGDNFの細胞外レベルを高める方法。
  2. GDNFの内在化および/または分解が阻害される、請求項1に記載の方法。
  3. SorLAおよびGFRα1の間の相互作用を調節することによるドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの生存を高める方法。
  4. 傷害誘発神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害、および/または双極性障害(躁うつ病)からなる群から選択される疾患を治療するための請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  5. SorLAおよびGFRα1の間の相互作用を調節および/または阻害するために使用される薬剤がSorLAまたはGFRα1に対する抗体である、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 抗体がSorLAまたはGFRα1の細胞外ドメイン上の1つまたは複数の結合部位に結合する、請求項5に記載の方法。
  7. 結合部位が配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6および/または配列番号7を含むか、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6および/または配列番号7に対して少なくとも80%、例えば、少なくとも85%、90%、95%または98%の配列同一性を有する、請求項6に記載の方法。
  8. 抗体がポリクローナルまたはモノクローナルである、請求項5に記載の方法。
  9. 抗体が単離されているか、組換えである、請求項5に記載の方法。
  10. 抗体がヒト化抗体、キメラ抗体または単鎖抗体である、請求項5に記載の方法。
  11. 請求項5〜10のいずれか1項に記載の抗体および担体を含む医薬組成物。
  12. 請求項5〜10のいずれか1項に記載の抗体または請求項11に記載の医薬組成物の有効量を投与することによる、ドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの喪失に伴った疾患の治療のため、および/またはドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの生存もしくは保護のための方法。
  13. 傷害誘発神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害、および/または双極性障害(躁うつ病)からなる群から選択される疾患を治療するための請求項12に記載の方法。
  14. SorLAおよびGFRα1の間の相互作用を調節することにより患者の脳におけるGDNFの細胞外レベルを高めるための、請求項5〜10のいずれか1項に記載の抗体または請求項11に記載の医薬組成物。
  15. GDNFの内在化および/または分解が阻害される、請求項14に記載の抗体または医薬組成物。
  16. ドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの喪失に伴った疾患を治療するため、および/またはドーパミン作動性ニューロンなどのニューロンの生存もしくは保護のための、請求項5〜10のいずれか1項に記載の抗体または請求項11に記載の医薬組成物。
  17. 傷害誘発神経細胞死、脊髄傷害、末梢神経損傷、脳虚血、運動ニューロン疾患、筋萎縮性側索硬化症、慢性疼痛、神経因性疼痛、てんかん、がん、パーキンソン病、大うつ病、統合失調症、注意欠陥および多動性障害(ADHD)、薬物乱用、不安障害、および/または双極性障害(躁うつ病)からなる群から選択される疾患を治療するための請求項14〜16に記載の抗体または医薬組成物。
  18. 請求項14〜17のいずれか1項に記載の疾患を治療するための薬を調製するための、請求項5〜10のいずれか1項に記載の抗体または請求項11に記載の医薬組成物の使用。
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