JP2014009199A - エポキシエイコサトリエン酸関連疾患の予防又は治療 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ミッドカインの阻害剤を有効成分として含有する、エポキシエイコサトリエン酸関連疾患に対する予防又は治療剤とする。ミッドカインの活性を阻害することで、血管内皮細胞におけるエポキシエイコサトリエン酸の産生を促進でき、それによるエポキシエイコサトリエン酸関連疾患の予防又は治療が可能となる。
【選択図】なし
Description
(2)前記阻害剤が、以下の(a)〜(c)からなる群から選択される1種又は2種以上である、(1)に記載の予防又は治療剤。
(a)ミッドカインをコードする遺伝子の発現抑制剤
(b)ミッドカインに対する抗体
(c)ミッドカインに対するアプタマー
(3)前記阻害剤は、ミッドカインに対する抗体である、(2)に記載の予防又は治療剤。
(4)前記エポキシエイコサトリエン酸関連疾患が、高血圧症又は血管内皮傷害である、(1)〜(3)に記載の予防又は治療剤。
(5)前記得エポキシエイコサトリエン酸関連疾患が、高血圧腎症である、(4)に記載の予防又は治療剤。
(6)EETs関連疾患の患者に対して、ミッドカインの阻害剤を有効成分として含む医薬を投与する工程、
を備える、EETs関連疾患の予防又は治療法。
(7)前記EETs関連疾患は、高血圧症又は血管内皮傷害である、(6)に記載の予防又は治療法。
(8)前記EETs関連疾患は、高血圧腎症である、(7)に記載の予防又は治療法。
(9)ミッドカインの阻害剤を有効成分とする、EETsの産生増強剤。
(10)EETsの産生増強剤のスクリーニング方法であって、
ミッドカインと被験化合物とを接触させることにより生じるミッドカインの変化あるいは状態を評価する工程を備える、スクリーニング方法。
(11)EETs関連疾患の予防又は治療剤のスクリーニング方法であって、
ミッドカインと被験化合物とを接触させることにより生じるミッドカインの変化あるいは状態を評価する工程を備える、スクリーニング方法。
(12)ミッドカイン遺伝子の発現が抑制された非ヒト動物である、CYP由来エポキシゲナーゼシグナル伝達回路の研究用動物。
本明細書において「MK阻害剤」とは、MKの発現を阻害する物質であってもよいし、MKの活性を阻害する物質であってもよい。MK阻害剤は、好ましくはMKまたはMK受容体の結合に対する阻害作用を有する物質である。本明細書において、「MK受容体」としては、受容体型チロシンフォスファターゼζ、LRP(low density lipoprotein receptor-related protein)、ALK(anaplastic leukemia kinase)およびシンデカンからなる複合体を挙げることができる。本明細書の阻害剤は複合体を構成している、各タンパク質の発現や活性を阻害するものであってもよい。
本明細書で使用される抗MK抗または抗MK受容体抗体は、公知の手段を用いてポリクローナル又はモノクローナル抗体として得ることができる。本明細書で使用される抗体の由来は特に限定されるものではないが、好ましくは哺乳動物由来であり、より好ましくはヒト由来の抗体を挙げることが出来る。哺乳動物由来のモノクローナル抗体としては、ハイブリドーマに産生されるもの、および遺伝子工学的手法により抗体遺伝子を含む発現ベクターで形質転換した宿主に産生されるものがある。この抗体はMKまたはMK受容体と結合することにより、MKのMK受容体への結合を阻害してMKの生物学的活性の細胞内への伝達を遮断する。
このような抗MK抗体としては、公知の文献(Sun XZ, et al., J.Neuropathol Exp Neurol. 56(12), 1339-48 (1997)、Muramatsu H, et al., J. Biochem 119:1171-76 (2004))に記載の抗体が挙げられる。
種の細胞培養に用いられる通常の培養液が使用可能であり、さらに、牛胎児血清(FCS)等の血清補液を併用することもできる。
94)24, 131-138)。
本明細書において、「アプタマー」とはタンパク質やホルモンなどの各種分子と結合する核酸を意味する。MKアプタマーとはMKと結合する核酸を意味する。MKアプタマー阻害剤とはMKに結合して、MKとMKに結合する分子、例えばMK受容体や細胞外マトリックス、の結合を阻害する核酸を意味する。MKアプタマーはRNAであってもDNAであってもよく、これらのRNAまたはDNAがMKに結合するものである限り特に限定はしない。また、リボース、リン酸骨格、核酸塩基、両末端部分に修飾が加えられた核酸であってもよく、これらの核酸がMKに結合するものである限り特に限定するものではない。核酸の形態は二本鎖であっても一本鎖であってもよいが、好ましくは一本鎖である。
本明細書の「MKに対するアンチセンスRNA」は、MKをコードするDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAであり、例えば特開2002−142778および特開2003−012447公報記載のアンチセンスRNAがあげられる。アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を抑制する作用としては、以下のような複数の要因が存在する。すなわち、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造がつくられた部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエキソンとの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始抑制、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制などである。これらは、転写、スプライシング、または翻訳の過程を阻害して、標的遺伝子の発現を抑制する。
本明細書で用いられる「MKに対するdsRNA」は、RNA干渉(RNAi)によりMK遺伝子発現を抑制する二重鎖RNAを意味し、例えば、特開2004−275169記載のdsRNAが挙げられる。RNA干渉は、標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有する二重鎖RNA(dsRNA)を細胞内に導入すると、導入した外来遺伝子および標的内在性遺伝子の発現がいずれも抑制される現象である。細胞に約40〜数百塩基対のdsRNAが導入されると、ヘリカーゼドメインを持つダイサー(Dicer)と呼ばれるRNaseIII様のヌクレアーゼがATP存在下で、dsRNAを3'末端から約21〜23塩基対ずつ切り出し、siRNA(short interference RNA)を生じる。このsiRNAに特異的なタンパク質が結合して、ヌクレアーゼ複合体(RISC:RNA-induced silencing complex)が形成される。この複合体はsiRNAと同じ配列を認識して結合し、RNaseIII様の酵素活性によってsiRNAの中央部で標的遺伝子のmRNAを切断する。また、この経路とは別にsiRNAのアンチセンス鎖がmRNAに結合してRNA依存性RNAポリメラーゼ(RsRP)のプライマーとして作用し、dsRNAが合成される。このdsRNAが再びダイサーの基質となって、新たなsiRNAを生じて作用を増幅する経路も考えられている。
本明細書の「MKに対するリボザイム」は、MKの発現や機能に影響を与える、触媒活性を有した核酸を意味し、MKmRNAを特異的に切断する核酸を含む。
本明細書に開示されるスクリーニング方法は、EETsの産生増強剤又はEETs関連疾患の予防又は治療剤のスクリーニング方法である。このスクリーニング方法は、ミッドカインと被験化合物とを接触させて、それによって生じるミッドカインに関する状態あるいは変化を評価する工程を備えることができる。
施し、MKの発現を検出することにより、遺伝子の翻訳レベルの測定を行うことも可能である。MKに対する抗体については、上記に記載したものを用いることが出来る。
ポーター遺伝子の発現レベルを減少または増加させた被検化合物を選択する。選択された化合物には、MK遺伝子の発現レベルを減少させる化合物が含まれ、MKの発現を抑制することによって、結果的にEETsの生成を増強できる作用を有し、EETsの減少や機能低下に基づく疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
MK欠損型マウスは既に報告した通りに作成した (Nakamura E, et al. 1998, Genes Cells. 3:811-822) 。ヘテロ型マウスを129/Svマウスに14世代以上戻し交配後、ヘテロ型マウス同士を交配し野生型マウスとMK欠損型マウスを作製した。実験には10-14週齢雄の25-35gのマウスを使用した。マウスの飼育環境と実験は、名古屋大学における動物実験等に関する取扱規定と名古屋大学医学部動物実験委員会内規に従った。
野生型マウス (WT)とMK欠損型マウス (MK-KO)を、それぞれを無治療 (NT)群、片腎摘 (UNx)群、片腎摘後にNO合成酵素阻害薬のL-NAME (Sigma)を飲料水に投与する (UNx+L-NAME)群にわけた。片腎摘はイソフルラン麻酔下で右側腹部を切開し、右腎を摘出した。同日より、L-NAMEを飲料水に1mg/mLに混ぜ、自由に飲ませた。
ヒドララジン投与群は、同様に片腎摘後、飲料水にL-NAME 1mg/mLに加え、ヒドララジン (Sigma)を混ぜた。投与量は血圧が無治療群と同じになるように調整したところ、野生型はヒドララジン0.4mg/dL、MK欠損型マウスには0.2mg/dLとなった。
それぞれの群で飲水量を記録したが、野生型とMK欠損型で飲水量に差はなかった。
血圧をTail-Cuff法にて拘束下覚醒状態で、術前、術後2週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月の時点で測定した。術前にはマウスを慣らすため、3日間連日測定した。各ポイントで10回連続測定を2日間繰り返し、平均の血圧を算出した。また、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月の各点でメタボリックケージに18時間マウスを入れて、蓄尿を採取し-80度で保存した。4ヶ月経過時点でサクリファイスし、腎臓、大動脈、心臓、肺を採取後速やかに分割し、一部は組織評価用に各種固定液に、一部はRNA安定化液 (RNAlater(登録商標)、 QIAGEN)に、また一部は液体窒素で凍結し-80度で保存した。血液は1時間程室温で放置した後、遠心、上清を採取し血清を得た。尿中アルブミンはELISA (Exocell, Inc.)で、尿中クレアチニンは市販キットを用いてJaffe法 (Exocell, Inc.)で測定した。
サクリファイスで得られた腎臓は10%ホルマリン固定後、薄切しPAS 染色とマッソン・トリクロム染色を行った。Glomerular sclerosis scoreは、100個の糸球体を630倍で観察し各糸球体ごとに糸球体硬化度を以下のように点数化し、その合計点を算出することで半定量評価した。0点;0%、1点;0-25%、2点;25-50%、3点;50-75%、4点;75-100%。
尿中nitrate/nitriteの総量は市販キットを用いてGriess法 (Cayman Chemical)で測定した。血清中のnitrate/nitriteはHPLC (Eno-20、エイコム)で測定した。8-OHdG (日本老化制御研究所)、cGMP (Cayman chemical)、SOD (Cayman chemical)は、それぞれELISAで測定した。ACE activityは既述のごとく (Hobo A, et al. 2009, J Clin Invest.119; 1616-1625)、市販キット (Life Laboratory Company, Yamagata, Japan)で測定した。血清アルドステロンはSRLにて測定した。
マウスの腎臓、心臓、大動脈、肺をプロテアーゼ阻害剤とフォスファターゼ阻害剤入りRIPA buffer (Santa-cruze)内で氷上でホモジナイズし遠心後上清を回収しタンパクを抽出した。定型通りSDS-PAGEとウェスタンブロットを行った。ブロット後、goat anti-human MK antibody (1:1,000)、monoclonal anti-β-actin antibody (Sigma-Aldrich)、 mouse anti-ACE monoclonal antibody (Chemicon International, Millipore)、mouse anti-eNOS antibody (BD Transduction Laboratories), mouse anti eNOS(pS1177) antibody (BD Transduction Laboratories)でそれぞれ4℃、over nightでincubationし、続いてperoxidase-conjugated goat IgG, mouse IgG, rabbit IgGでインキュベーションし、最終的にchemiluminescence detection system (Amersham Pharmacia, GE Healthcare)で可視化した。eNOS dimerとmonomerの分離には、心臓のサンプルを加熱せずかつ還元剤を入れずに、4℃でのSDS-PAGE後にウェスタンブロットを行った。
total RNAの抽出からreal-time PCRは既述の通り (Hobo A, et al. 2009, J Clin Invest.119; 1616-1625)行った。簡単に解説すると、RNAの抽出はRNeasy Mini KitとRNeasy Fibrous Tissue Mini kit (QIAGEN)使用し抽出した。RNA濃度は紫外分光光度計 (NanoDrop2000C, Thermo)で測定した。一本鎖cDNAはQuantitect Reverse Transcription Kit (QIAGEN)を使い1μgのRNAから合成した。real-time PCRはTaqMan Gene Expression assayを使い、Applied biosystems Prism 7500HT Sequence Detection Systemで測定した。TaqMan probeは以下のものを使用した。endothelin-1 (Mm00438656_m1, Applied Byosistems), GAPDH (Mm99999915_g1, Applied Byosistems)、レニン: forward, 5'-TTGTTGCTCTGG- AGTCCTTGC-3′, reverse, 5′-CAGGATTTCCCGGACAGAAGG-3′、ACE: forward, 5′-ACC CAACCTCGATGTCACCA-3′, reverse, 5′-GCGAGGTGAAGAATT CCTCTGA- 3′、NOx1: forward, 5′-TTGGCACAGTCAGTGAGGATG-3′, reverse, 5′-AGAT TTCAAGATGGAAG CAAAGGG-3′、NOx2: forward, 5′-ACTTTCCATAAGATGGTAGCTT GG-3′, reverse, 5′-GCATTCACACACCACTCAACG-3′、NOx4: forward, 5′-ACCAGAATGA GGATCCCAGAAAG-3′, reverse, 5′-GTAGAAGCTGTAACCATGAGGAAC-3′.
12週齢雄のマウスの尿を上記と同様にメタボリックケージで採取し、ELISAキットで14, 15-DHETを測定した (Cayman chemical)。
血圧を経時的に記録できるように、ラジオテレメトリーシステムを使用した(TA11PA-C10; Data Sciences International)。まず10週齢の野生型とMK欠損型マウスにペントバルビタールナトリウム (ネンブタールR, Dainippon Sumitomo Pharma)麻酔下で、左内頚動脈に圧センサー付きカテーテルを挿入した。24時間後に薬剤投与実験を行った。別の薬剤投与実験を3日から1週間開けて、同じマウスで行った。100%エタノールに溶解していた14, 15-EEZE (Cayman chemical)を窒素ガスで蒸散させDMSOで再溶解し、最終的に2%DMSOになるように生理食塩水で希釈した。カリブドトキシン(ペプチド研究所)は生理食塩水で溶解した。
goat anti-human MK antibodyによるMKの阻害実験では、同様に圧センサー付きカテーテルを植え込んだ野生型マウスにネンブタール麻酔後5分経過したところで、goat anti-human MK抗体200μg/mLを生理食塩水で希釈して腹腔内投与した。さらにその10分後に、14,15-EEZEを上記と同量投与した。コントロールとして、3日以上開けてからgoat anti-human MK antibodyの代わりに生理食塩水を投与し同様の実験を行った。さらに、MK欠損型マウスにrecombinant human MK (rhMK)をPBSに溶解し腹腔内投与10分後に、14,15-EEZEを上記と同量投与した。こちらも同様に3日以上開けてからrhMK の代わりにPBSを腹腔内投与し同様の実験を行った。
血清中カテコラミン3分画はSRLで測定した。
アチルコリンのニコチン受容体ブロッカーのヘキサメトニウムをマウスに投与し、交感神経を遮断した。まず、上記と同様にテレメトリーシステムの圧センサー付きカテーテルを植え込んだ野生型とMK欠損型マウスに、ペントバルビター30mg/kgBW腹腔内投与後、7分経過し血圧が安定したところで、ヘキサメトニウム (Sigma)15mg/kgBWを生食に溶解して投与した。
野生型とMK欠損型マウスから腎臓を摘出し、既述のごと (Craig RL, et al. 2010, FASEB J, 24; 3770-3781)血管内皮細胞の初代培養を行い、12時間Starvation後、Ca2+ ionophore (A23187, Sigma)10μM、15分刺激し上清を回収した。上清中の14,15-DHETを上記と同様にELISAで測定した。
全てのデータは平均値±SEで表わした。2群間比較はpaired t-testで、3群間以上の比較は1-way ANOVA後、Turkeyで多重比較検定を適切に行った。p<0.05で統計学的に有意とした。
野生型マウス(WT)とMK欠損型マウス(MK-KO)を用い、それぞれを無治療(NT)群、片腎摘(UNx)群、片腎摘後にNO合成酵素阻害薬のL-NAMEを飲料水に投与する(UNx+L-NAME)群にわけて、血圧測定した結果を図1 に示す。図1 Aに示すように、無治療群(NT群)では野生型とMK欠損型マウスで血圧に差は認めなかった(図1 Aの黒線参照)。片腎摘群(UNx群)では、野生型・MK欠損型共にBPは2ヶ月まではほとんど正常にとどまり、4ヶ月の時点ではわずかに上昇したが、野生型とMK欠損型には差がなかった (sBP, 133.1+-10.8mmHg in Mdk+/+, vs 134.7+-8.1mmHg in Mdk-/-) (図1 Aの濃灰線)。片腎摘にNOS阻害薬(L-NAME)を投与した群(L+UNx群)の野生型マウスでは著しく血圧が上昇したが、MK欠損型マウスでは血圧上昇が抑制された。L+UNx群1ヶ月の時点で野生型マウスでは血圧が上昇しているが、MK欠損型マウスの血圧はほぼ正常にとどまっていた(sBP 160.8+- 9.4mmHg in Mdk+/+, 121.8+- 5.4mmHg in Mdk-/-) (図1 Aの薄灰色線)。続いて4ヶ月まで、野生型マウスはMK欠損型マウスに比べ有意に血圧が高かった。テレメトリーシステムを用いて、血圧を確認したが同様の結果を得た。
野生型マウス(WT)とMK欠損型マウス(MK-KO)を用い、それぞれを無治療(NT)群、片腎摘(UNx)群、片腎摘後にNO合成酵素阻害薬のL-NAMEを飲料水に投与する(UNx+L-NAME)群にわけて、腎障害に関連する指標を測定した結果を図2に示す。図2に示すように、MK欠損型マウスで軽減されていた。すなわち、野生型マウスでは、L-NAME投与後4カ月の時点で糸球体硬化をきたしたが、MK欠損型マウスでは起きていなかった(図2 A)。糸球体硬化度を半定量すると、L-NAME+UNx群で野生型とMK欠損型で有意差を認めた(図2 B)。タンパク尿も、野生型ではL-NAME+UNx群で増加していたが、MK欠損型マウスでは有意に抑制されていた(図2 C)。BUNと血清クレアチニンはいずれの群間にも有意差はなかった(図2 D)。 腎臓と心臓の重量はUNx群とL-NAME+UNx群で増加していたが、野生型とMK欠損型間には差がなかった。
野生型マウス(WT)とMK欠損型マウス(MK-KO)を用い、それぞれを無治療(NT)群、片腎摘(UNx)群、片腎摘後にNO合成酵素阻害薬のL-NAMEを飲料水に投与する(UNx+L-NAME)群にわけて、NO等を測定した結果を図3に示す。無治療群では、NO産生量に差がなかった。尿中のNO代謝産物であるNitrate/Nitriteは、L-NAME+UNx群で4ヶ月の時点で野生型でもMK欠損型でも同定度に抑制されていた(図3 A)。尿中8-OHdGはいずれの群間にも有意差はなかった(図3 B)。 eNOS発現量とリン酸化をウェスタンブロットで解析したが、腎、大動脈、心臓で野生型とMK欠損型では有意差はなかった(図3 C−E)。eNOSダイマーも同様に差はなかった(図3 E)。つまり、MK欠損型マウスにおいてはNOS阻害薬によりNO産生が十分に抑制されているが血圧が上昇していないと言えることがわかった。
次に、NOとは別の内皮由来の血管拡張因子である、cytochrom P450由来のエイコサノイドepoxieicosatrienoic acids (EETs)に注目した。EETsの代謝産物である、4,15−DHET EETを測定した結果を図4に示す。図4に示すように、EETsの代謝産物である尿中14,15−DHET EETはMK欠損型マウスで野生型に比べ有意に高かった (図4 A)。Ca依存性Kチャネルブロッカーのカリブドトキシンを腹腔内投与したところ、血圧上昇がMK欠損型マウスの方が、野生型に比べ有意に大きかった (図4 B)。カリブドトキシンの静脈内投与でも同様の結果を得た(図4 C)。次に、14,15−EETの特異的阻害薬である14,15−EEZEを静脈内投与したところ、やはり野生型に比べMK欠損型マウスで有意に血圧が上昇した(図4 D)。
MK欠損型マウスでは、血管拡張物質であるEETsが亢進しているのに、無治療群ではMK欠損型マウスの血圧は正常であったので、何らかの血管収縮因子が補完的に亢進しているのではないかと考えた。交感神経系に注目し、野生型マウスとMK欠損型マウスにおいて血漿カテコラミンを調べた。結果を図5に示す。図5Aに示すように、野生型に比べMK欠損型マウスでノルアドレナリンが有意に上昇していた。アドレナリン、ドパミンには有意差は認めなかったがMK欠損型で高い傾向にあった。アセチルコリンのニコチン受容体の阻害薬である、ヘキサメトニウムを静脈内投与すると、MK欠損型マウスで野生型より有意に血圧低下した(図5B)。これらのことから、MK欠損型マウスでは交感神経系が血圧維持のために2次的に亢進していると考えられた。
血管内皮細胞からのEETs分泌を評価した。野生型とMK欠損型マウスの腎臓の血管内皮細胞をそれぞれ初代培養し上清中のDHETを測定した。結果を図7に示す。MK欠損型マウスの方が、図7に示すように、有意に14,15−DHETの分泌が増加していた。
Claims (12)
- ミッドカインの阻害剤を有効成分として含有する、エポキシエイコサトリエン酸関連疾患に対する予防又は治療剤。
- 前記阻害剤が、以下の(a)〜(c)からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項1に記載の予防又は治療剤。
(a)ミッドカインをコードする遺伝子の発現抑制剤
(b)ミッドカインに対する抗体
(c)ミッドカインに対するアプタマー - 前記阻害剤は、ミッドカインに対する抗体である、請求項2に記載の予防又は治療剤。
- 前記エポキシエイコサトリエン酸関連疾患が、高血圧症又は血管内皮傷害である、請求項1〜3のいずれかにに記載の予防又は治療剤。
- 前記エポキシエイコサトリエン酸関連疾患が、高血圧腎症である、請求項4に記載の予防又は治療剤。
- EETs関連疾患の患者に対して、ミッドカインの阻害剤を有効成分として含む医薬を投与する工程、
を備える、EETs関連疾患の予防又は治療法。 - 前記EETs関連疾患は、高血圧症又は血管内皮傷害である、請求項6に記載の予防又は治療法。
- 前記EETs関連疾患は、高血圧腎症である、請求項7に記載の予防又は治療法。
- ミッドカインの阻害剤を有効成分とする、EETsの産生増強剤。
- EETsの産生増強剤のスクリーニング方法であって、
ミッドカインと被験化合物とを接触させることにより生じるミッドカインの変化あるいは状態を評価する工程を備える、スクリーニング方法。 - EETs関連疾患の予防又は治療剤のスクリーニング方法であって、
ミッドカインと被験化合物とを接触させることにより生じるミッドカインの変化あるいは状態を評価する工程を備える、スクリーニング方法。 - ミッドカイン遺伝子の発現が抑制された非ヒト動物である、CYP由来エポキシゲナーゼシグナル伝達回路の研究用動物。
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