JP2015513905A - カドヘリン調節に基づく組成物および処置 - Google Patents

カドヘリン調節に基づく組成物および処置 Download PDF

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Abstract

創傷治癒および/または組織修復の促進および/または改善において使用するため、ならびに抗瘢痕化、抗炎症、抗線維症および抗癒着の指標のための、抗カドヘリン剤および抗ZO−1剤および組成物、ならびにそれらを含有するキット。カドヘリンタンパク質スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質(場合によって、ヒトカドヘリンタンパク質、場合によって、N−カドヘリン、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、およびデスモコリンタンパク質からなる群から選択されるカドヘリンタンパク質)をコードするメッセンジャーRNA(mRNA)に対するポリヌクレオチドであって、前記ポリヌクレオチドが、場合によって約5〜約100ヌクレオチドの長さ、場合によって約6〜約40ヌクレオチドの長さである、ポリヌクレオチド。

Description

関連出願の引用
本願は、2013年3月15日に出願した米国出願第13/844,553号に対する優先権を主張する。米国出願第13/844,553号は、2012年3月27日に出願した米国仮出願第61/616,393号の通常出願であり、その利益を主張する。これらの出願の各々は、その内容全体がここで参考として援用される。
技術分野
本発明は、カドヘリンタンパク質の調節に関わる組成物および方法に関する。これらの発明は、創傷治癒を促進すること、ならびに創傷、特に急性創傷、および予測される速度で治癒しない創傷、例えば、治癒が遅延している創傷、治癒が不完全な創傷、慢性創傷など、および離開創を処置することを含めた種々の状況において有用である。
発明の背景
以下は、本発明の理解に有用でありうる情報を含む。このことは、本明細書に記載される情報が、本明細書に記載または特許請求されている発明に対する先行技術であるか、もしくはこれに関連していることを認めるものでも、明示的にもしくは暗黙に言及される刊行物もしくは文書が先行技術であることを認めるものでもない。
ヒトおよび他の哺乳動物において、創傷は、細胞イベントおよび生化学的イベントの組織化された複雑なカスケードを誘発し、この結果、大半の場合において創傷の治癒がもたらされる。理想的に治癒した創傷とは、細胞レベル、組織レベル、器官レベル、および生物レベルにおける正常な解剖学的構造、機能、および外見が回復しているものである。外傷、微生物、または外来物質のいずれにより誘発されたものでも、創傷の治癒は、炎症、上皮形成、新脈管形成、およびマトリックス沈着を含めたいくつものオーバーラップした段階を包含する複雑な過程により進行する。通常、これらの過程により、創傷の完成(mature wound)およびある程度の瘢痕形成がもたらされる。炎症および修復は、規定の経過に沿って生じることが大半であるが、この過程の感度は、例えば、調節サイトカインおよび増殖因子のネットワークを含む、各種の創傷治癒分子の均衡に依存する。
細胞接着および細胞間情報伝達も創傷治癒において役割を有する。細胞接着は、表面、細胞外マトリックス、および/または1または複数の近接する細胞へのカドヘリン、インテグリン、およびセレクチンなどの種々の細胞接着分子を通じた細胞結合を伴う。細胞間情報伝達は、ギャップジャンクションを形成するコネキシンタンパク質を含む。適切な細胞接着は、多細胞構造を維持し、傷害後にそのような構造を回復させるためだけでなく、メッセンジャーおよびシグナルトランスダクションを介した細胞間情報伝達を容易にするためにも必須である。
カドヘリンは、細胞を結合して組織を形成し、維持し、回復させることに関与する1型膜貫通タンパク質のクラスである。ファミリーとして、カドヘリンは、多細胞動物のすべての固形組織におけるCa2+依存性細胞間接着を媒介する接着分子である。これらのタンパク質は、細胞極性化および移動を含めた多種多様なプロセスを調節する。カドヘリン媒介性細胞間結合は、隣接細胞の膜から突出する同一のカドヘリンの細胞外ドメイン間の相互作用の結果として形成される。これらの接着結合(adhesive junction)の安定性は、細胞内カドヘリンドメインとアクチン細胞骨格との結合によって確実にされる。
カドヘリンスーパーファミリーには、とりわけ、カドヘリン、プロトカドヘリン、デスモグレイン、およびデスモコリンが含まれる。構造的に、各スーパーファミリーメンバーは、細胞外のカルシウムイオン結合ドメインであるカドヘリン反復を有する。いくつもの異なるカドヘリンアイソフォームまたはサブタイプが存在し、多種多様な生物体において組織特異的様式で分布している。異なるカドヘリンアイソフォームまたはサブタイプは、それが通常関連する組織を示す接頭辞を用いて名付けられている。例えば、N−カドヘリンは神経起源であることを示し、E−カドヘリンは上皮を示し、そしてP−カドヘリンは胎盤を示す。細胞培養中および発生の間のどちらでも、特異的なカドヘリンサブタイプを発現している細胞は共にクラスター形成して他の種類を排除する傾向があることが観察されており、これは、例えば、表面上でN−カドヘリンを発現する細胞はN−カドヘリンを発現している他の細胞とクラスター形成する傾向があることを意味する。カドヘリン発現により、層への細胞の位置的分離を伴う形態学的変化が引き起こされることも見出されており、これは、カドヘリンが、形態形成、組織形成、および再生の間の異なる細胞型の選別において重要であることを示す。カドヘリンは、密着結合およびギャップジャンクションの調節、ならびに細胞間の間隔の制御にも関与し得る。
構造的に、カドヘリンスーパーファミリーのメンバーは、いくつものドメイン(シグナル配列;およそ130残基のプロペプチド;単一の膜貫通ドメイン;カドヘリン反復モチーフを含有する少なくとも1つの細胞外ドメイン;およびN末端細胞質ドメイン)を含む。古典的なカドヘリンタンパク質は、5つのタンデムに反復される細胞外カドヘリンドメインを含む細胞外ドメインを有し、そのうちの4つはカドヘリン反復であり、その5つ目のものは4つの保存されたシステインを含有する。「カドヘリン反復」は、保存された配列であるDRE、DXNDNAPXF(配列番号1)、およびDXDを伴うモチーフを含有するおよそ110アミノ酸残基の、それぞれ独立にフォールディングされているペプチドである。結晶化された細胞外カドヘリンドメインの試験により、複数のカドヘリンドメインが、ドメイン間の境界面に保存されたカルシウム結合性ポケットを有するCa2+依存性桿状構造を形成することが明らかになっている。カルシウムイオンが各カドヘリン反復の特定の残基に結合して適切なフォールディングを確実にし、細胞外ドメインに剛性を付与し、そしてプロテアーゼ消化を妨げるので、カドヘリンは、機能するためにカルシウムに依存する。
カドヘリンタンパク質は、in vivoにおける細胞間の「接着結合」の主要な細胞外成分である(「中間結合(intermediate junction)」または「ベルトデスモソーム」とも称される)。接着結合は、上皮組織における細胞間結合において生じるタンパク質複合体であり、アクチン細胞骨格と連結した細胞質面を有する細胞結合と定義される。接着結合は通常、「密着結合」よりも基底にある。接着結合は、細胞を取り囲む帯(「接着帯」)として、または細胞外マトリックスへの付着のスポット(「接着斑」)として現れることができる。接着結合において、カドヘリンタンパク質の細胞内部分(intrcellular portion)が、カテニンまたはビンキュリンサブユニットと相互作用し、それを通じてアクチンフィラメント突出物と相互作用する。カドヘリンタンパク質の細胞外ドメインは、近接する細胞のカドヘリンタンパク質の細胞外ドメインと、カルシウム依存様式でホモ二量体を形成する。
接着結合と同様に、ギャップジャンクションは、細胞膜構造である;しかし、ギャップジャンクションは、直接的な細胞間情報伝達(cell−cell communication)を促進する。ギャップジャンクションチャネルは、各々が6つずつのコネキシンサブユニットからなる2つのコネクソン(ヘミチャネル)から形成され、これは、ヘミチャネルが「開口」形状である場合、「閉鎖」形状とは対照的に、隣接細胞の細胞質間での直接的な結合を許容する。ギャップチャネルを形成するコネクソンが「開口」である場合、分子(例えば、イオン、シグナル伝達分子など)が1つの細胞から別の細胞へと移動することができる。各6量体コネクソンは、向い側の膜内のコネクソンとドッキングして、単一のギャップジャンクションを形成する。ギャップジャンクションチャネルは、報告によれば、全身において見出される。例えば、角膜上皮などの組織は、6〜8層の細胞層を有するが、異なる層では異なるギャップジャンクションチャネルを発現することが報告されており、基底層ではコネキシン43を有し、基底層から中翼細胞層ではコネキシン26を有する。一般に、コネキシンは1つのタンパク質ファミリーであり、通常、それらの分子量により命名されるか、または系統発生に基づき、アルファ、ベータ、およびガンマのサブクラスに分類されている。20種を超えるヒトアイソフォームが同定されている。特徴的なパターンのコネキシンタンパク質発現を有する様々な組織および細胞型が報告されており、組織は、傷害または移植後において、コネキシンタンパク質の発現パターンを変化させることが示されている(Qui, C.ら(2003年)、Current Biology、第13巻、1967〜1703頁)。
ウイルス性疾患、真菌性疾患、および代謝疾患に関与する遺伝子の発現を調節するために、アンチセンス技術およびRNA干渉(RNAi)を含めた、ポリヌクレオチドに基づく治療的アプローチが提唱されてきた。例えば、米国特許第5,166,195号(HIVのオリゴヌクレオチド阻害剤)および米国特許第5,004,810号(単純ヘルペスウイルスVmw65 mRNAにハイブリダイズさせ、複製を阻害するためのオリゴマー)を参照されたい。米国特許第7,098,190号、同第7,879,811号、同第7,902,164号、および同第7,919,474号(それぞれ、発明の名称「コネキシンに対するアンチセンスヌクレオチドを含む製剤(Formulations comprising antisense nucleotides to connexins)」)も参照されたい。ギャップジャンクションおよびヘミチャネルのペプチド阻害剤も報告されている。例えば、Berthoudら、Am J. Physiol. Lung Cell Mol.Physiol. 279巻:L619〜L622頁(2000年);EvansおよびBoitano、Biochem. Soc. Trans. 29巻:606〜612頁、およびDe Vrieseら、Kidney Int. 61巻:177〜185頁(2001年)を参照されたい。PCT/US06/04131(「抗コネキシン化合物およびその使用(Anti-connexin compounds and uses thereof)」)、米国特許出願公開第20110217313号(「整形外科的状態の処置(Treatment of Orthopedic Conditions)」)、同第20110144182号(「外科的接着の処置(Treatment of Surgical Adhesions)」)、同第20110136890号(「線維症状態の処置(Treatment of Fibrotic Conditions)」)、同第20110130710号(「異常または過剰な瘢痕の処置(Treatment of Abnormal or Excessive Scars)」)、同第20110065770号(「コネキシンに対するアンチセンスヌクレオチドを含む製剤(Formulations comprising antisense nucleotides to connexins)」)、同第20090220450号(「創傷治癒のための方法および組成物(Methods and compositions for wound healing)」)、および同第20080249041号、同第20080221051号、同第20070078103号、同第20070072820号、同第20070072819号、同第20070066555号、同第20070060538号、および同第20070037765号(それぞれ、発明の名称「コネキシンに対するアンチセンスヌクレオチドを含む製剤(Formulations comprising antisense nucleotides to connexins)」)も参照されたい。
創傷治癒過程の基礎をなす原理に対する理解の進展にもかかわらず、治癒が遅延している創傷、治癒が不完全な創傷、および慢性創傷など、予測される速度で治癒しない創傷を含む創傷治療に適する治療選択肢に対する必要は、依然としてほとんど満たされていない。本出願では、このような治療組成物および処置が記載および特許請求される。
米国特許第5,166,195号明細書 米国特許第5,004,810号明細書 米国特許第7,098,190号明細書 米国特許第7,879,811号明細書 米国特許第7,902,164号明細書 米国特許第7,919,474号明細書 米国特許出願公開第2011/0217313号明細書 米国特許出願公開第2011/0144182号明細書 米国特許出願公開第2011/0136890号明細書 米国特許出願公開第2011/0130710号明細書 米国特許出願公開第2011/0065770号明細書 米国特許出願公開第2009/0220450号明細書 米国特許出願公開第2008/0249041号明細書 米国特許出願公開第2008/0221051号明細書 米国特許出願公開第2007/0078103号明細書 米国特許出願公開第2007/0072820号明細書 米国特許出願公開第2007/0072819号明細書 米国特許出願公開第2007/0066555号明細書 米国特許出願公開第2007/0060538号明細書 米国特許出願公開第2007/0037765号明細書
Qui, C.ら(2003年)、Current Biology、第13巻、1967〜1703頁 Berthoudら、Am J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 279巻:L619〜L622頁(2000年) EvansおよびBoitano、Biochem. Soc. Trans. 29巻:606〜612頁 De Vrieseら、Kidney Int. 61巻:177〜185頁(2001年)
発明の簡単な概要
本明細書で記載および特許請求される発明は、この「簡単な概要」において説明または記載または言及される属性および実施形態を含むがこれらに限定されない多くの属性および実施形態を有する。それは包括的であることが意図されるものでなく、本明細書で記載および特許請求される発明は、限定ではなくて例示だけを目的として組み入れられているこの「簡単な概要」に限定されるものでも、「簡単な概要」において特定される特徴または実施形態により限定されるものでもない。
本発明は、一般には、抗カドヘリン剤、好ましくは抗カドヘリンポリヌクレオチド種の、単独での使用、または、急性創傷、治癒が遅延している創傷および慢性創傷の処置において有用な1もしくは複数の他の薬剤と組み合わせた使用に関する。
そのような他の薬剤の例には、抗コネキシン剤、例えば抗コネキシンポリヌクレオチド(例えば、アルファ−1コネキシンオリゴデオキシヌクレオチドなどのコネキシン阻害剤)、抗コネキシンペプチド(例えば、抗体および抗体結合フラグメント)およびペプチド模倣剤(例えば、アルファ−1抗コネキシンペプチドまたはペプチド模倣剤)、ギャップジャンクション閉鎖または遮断化合物、ヘミチャネル閉鎖または遮断化合物、およびコネキシンカルボキシ末端ポリペプチド、例えば、ZO−1またはZO−1結合部位に結合するポリペプチド、抗ZO−1ポリヌクレオチド、ならびに抗オステオポンチン(ostepontin)剤、特に、抗オステオポンチンポリヌクレオチドが含まれる。好ましい組合せには、抗N−カドヘリンポリヌクレオチド種および抗コネキシンポリヌクレオチド種(特に、抗コネキシン43ポリヌクレオチド種)および/またはZO−1発現を標的とするポリヌクレオチド種が含まれる。
例えば、急性創傷、治癒が遅延している創傷、および慢性創傷を処置するための1または複数の抗カドヘリン剤種を使用する本発明の組成物および方法が記載および特許請求される。好ましい組成物には、治療的に許容される量の1または複数の抗カドヘリン剤種を、対象における治癒または組織修復を促進するために有効な量で含む、治療的に有用な組成物、特に、医薬組成物または動物用医薬組成物が含まれる。好ましい実施形態では、そのような組成物は、治療的に許容される量の1または複数の抗カドヘリン剤種を、1または複数のカドヘリン種;例えば、傷害もしくは創傷部位での、および/または傷害もしくは創傷部位の周囲での、1または複数のカドヘリン種の発現または存在を下方制御するまたは他のやり方で減少させるために有効な量で含む。結果として、傷害または創傷の治癒を開始し、かつ/または増強すること、ならびに炎症および/または瘢痕を軽減することができる。
好ましい抗カドヘリン剤は、抗カドヘリンポリヌクレオチドである。一実施形態では、抗カドヘリンポリヌクレオチドは抗N−カドヘリンオリゴデオキシヌクレオチド(ODN)である。好ましいペプチドまたはペプチド模倣剤は、抗カドヘリンペプチドまたはペプチド模倣剤、例えば、カドヘリン複合体遮断ペプチド(例えば、抗カドヘリン抗体および抗体結合フラグメント)またはペプチド模倣剤(例えば、カドヘリンの1または複数の領域を対象とするペプチド模倣剤)である。好ましいカドヘリン複合体遮断化合物はカドヘリン細胞外ポリペプチドである。ペプチド模倣剤は、それ自体で、または、膜輸送を容易にするために、1または複数の他の薬剤、例えば、アンテナペディアと複合体形成させて投与されることができる。
本発明の組成物には、例えば、局所送達形態および局所送達製剤ならびに吸入送達形態および吸入送達製剤が含まれる。そのような送達形態および製剤には、本明細書に記載の通りの、対象を処置するためのものが含まれる。
医薬組成物は、組合せ調製物の形態で、例えば、1または複数の別個の抗カドヘリン剤種の混和物として、単独で、ならびに抗カドヘリン剤ではない1または複数の治療剤種、例えば、抗コネキシンおよび抗オステオポンチンポリヌクレオチド、ペプチド、およびまたはペプチド模倣剤種を含めた1または複数の抗コネキシン剤または抗オステオポンチン剤と組みあわせて、提供される。
「組合せ調製物」という用語は、本明細書で定義されている組合せパートナーをそれぞれ独立に、または、区別された量の2種以上の薬剤種の種々の固定された組合せを使用することによって、すなわち、同時に、別々にまたは逐次的に投薬することができるという意味で「構成要素のキット」を含む。そして、キットの構成要素を、例えば、構成要素のキットの構成要素のいずれについても、同時にもしく時間的にずらして、すなわち異なる時点で、同等のもしくは異なる時間間隔で、および/または、同じもしくは異なる投薬数で投与することができる。
一部の実施形態では、組合せ調製物を投与し、ここでは2つ以上の別々の組成物を対象に投与し、第1の組成物は治療有効量の抗カドヘリン剤を含み、第2の組成物は治療有効量の抗コネキシンポリヌクレオチド、ペプチド、またはペプチド模倣剤を含む。他の実施形態では、1または複数の抗オステオポンチンポリヌクレオチド、ペプチド、またはペプチド模倣剤を含む第3の組成物を投与する。
組合せ投与、同時投与、別々の逐次的な投与、または持続的な投与のための医薬組成物が提供される。一部の実施形態では、1または複数の抗カドヘリン剤を含む組成物は、1または複数の抗コネキシン剤および/または抗オステオポンチン剤と同時にまたはほぼ同時に投与される。一実施形態では、1または複数の抗カドヘリン剤を含む組成物は、1または複数の抗コネキシン剤および/または抗オステオポンチン剤の少なくとも、約30分以内、約60分以内、約90分以内、または約120分以内、または約3時間以内、約4時間以内、約5時間以内、約6時間以内、約8時間以内、約12時間以内、約24時間以内、約48時間以内、または約168時間以内に投与される。
一態様では、本発明は、薬学的に許容される担体、および治療有効量の抗カドヘリン剤種を単独で含むか、または異なる抗カドヘリン剤種および/または1もしくは複数の他の治療剤種、例えば、第1の抗コネキシン剤種、第2の抗コネキシン剤種、第1の抗オステオポンチン剤種、および/または第2の抗オステオポンチン剤種との組合せで含む、局所送達形態および局所送達製剤、全身送達形態および全身送達製剤、ならびに吸入送達形態および吸入送達製剤を含めた医薬組成物を包含する。そのような組成物は、例えば、創傷治癒のために有用である。
抗カドヘリン剤の例は、下記の抗カドヘリンアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチド(「ODN」)を含めた抗カドヘリンポリヌクレオチドである。抗カドヘリンポリヌクレオチドの例には、アンチセンス(改変された骨格アンチセンスおよび改変されていない骨格アンチセンスを包含する)、RNAi、ならびにmiRNAおよびsiRNAを含めた抗カドヘリンオリゴデオキシヌクレオチドが含まれる。適切な抗カドヘリンペプチドには、例えばカドヘリン細胞外ドメイン、またはカドヘリン細胞内ドメインに結合するペプチドが含まれる。適切な抗カドヘリン剤には、例えば、N−カドヘリン、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、およびデスモコリンタンパク質に対するアンチセンスODN、ペプチド、およびペプチド模倣剤が含まれる。含まれるペプチドまたはペプチド模倣剤は、抗カドヘリンペプチドまたはペプチド模倣剤、例えば、カドヘリン複合体遮断ペプチド(例えば、抗カドヘリン抗体および抗体結合フラグメント)またはペプチド模倣剤(例えば、カドヘリンの1または複数の細胞外領域または細胞内領域を対象とするペプチド模倣剤(peptidometic))である。ペプチド模倣剤は、細胞内カドヘリン領域および細胞内カドヘリンドメインへの結合のための膜輸送を容易にするために、1または複数の他の薬剤、例えば、アンテナペディアと複合体形成させることができる。
本発明は、少なくとも1種の抗カドヘリン剤種を、単独で使用することにより、または、同時に、別々に、もしくは逐次的に投与される1もしくは複数の治療剤種と組み合わせて使用することにより、創傷治癒の速度、程度、および/または質の増大を提供する。
本発明は、少なくとも1種の抗カドヘリン剤種を、単独で使用することにより、または、同時に、別々に、もしくは逐次的に投与される1もしくは複数の治療剤種と組み合わせて使用することにより、炎症の減少を提供する。
本発明は、少なくとも1種の抗カドヘリン剤種を、単独で使用することにより、または、同時に、別々に、もしくは逐次的に投与される1もしくは複数の治療剤種と組み合わせて使用することにより、瘢痕の減少および/または瘢痕の質の上昇を提供する。
ある特定の実施形態では、抗カドヘリン剤を、1または複数の他の治療剤、例えば、1または複数の抗コネキシンポリヌクレオチド、ペプチド、またはペプチド模倣剤ならびに/あるいは1または複数の抗オステオポンチンポリヌクレオチド、ペプチド、またはペプチド模倣剤と組み合わせて併用することには、所望の治療転帰、例えば、創傷治癒の促進において、および炎症および瘢痕の軽減に関して、相加効果、相乗効果、または超相加効果がある。これらの好ましい実施形態のいくつかでは、そのような併用の結果として、組合せ調製物の投与の投与時点の数が減り、かつ/または投与間の時間間隔が増す。他のそのような好ましい実施形態では、併用により、投与の頻度を減らすことが可能になる。他の好ましい実施形態では、併用により、そのような薬剤の用量を、薬剤を単独で投与する場合に有効でありうる用量(単数または複数)と比較して減少させて使用することが可能になる。
別の態様では、本発明は、治療有効量の抗カドヘリン剤を、単独で投与するため、または1もしくは複数の治療用抗コネキシン剤と組み合わせて投与するための方法を包含する。一部の実施形態では、組成物は、例えば、慢性創傷および緩徐な創傷治癒、遅延している創傷治癒、または不完全な創傷治癒を全体的または部分的に特徴とする創傷をはじめとする創傷を有する対象に投与するために適した遅延放出調製物、徐放調製物、延長放出調製物、制御放出調製物に、かつ/または反復作用調製物に製剤化される。慢性創傷には、糖尿病性潰瘍(例えば、糖尿病性足部潰瘍)、静脈性潰瘍、静脈鬱血性潰瘍、褥瘡、褥瘡性潰瘍、血管性潰瘍、動脈性潰瘍、感染性潰瘍、熱傷潰瘍、外傷誘導性潰瘍、炎症性潰瘍、および壊疽性膿皮症と関連する潰瘍形成が含まれる。慢性創傷は、持続性上皮欠損を含めた眼性潰瘍も包含する。一部の実施形態では、対象は糖尿病であり、他の実施形態では、対象は心血管疾患または心血管状態、例えば、静脈高血圧、静脈不全および/または動脈不全を有する。
ある特定の他の態様では、本発明は、急性創傷ならびに治癒が遅延している創傷および慢性創傷をはじめとする予測される速度で治癒しない創傷をはじめとする創傷と関連する種々の疾患、障害、および状態に罹患しているかまたはこれらに対する危険性がある対象を処置するための、本発明の化合物および組成物の使用方法に関する。対象を、例えば、創傷について、1または複数の本発明の医薬組成物、例えば1または複数の抗カドヘリン剤を用いて処置することは、それらを同時に、別々に、逐次的にまたは持続して投与することを含んでよい。
さらに別の態様において、本発明は、修復を必要とする創傷または組織を全体的または部分的に特徴とする任意の疾患、障害、および/もしくは状態を有するか、またはこれらを有することが疑われるか、またはこれらに対する素因を有するか、またはこれらに対する危険性がある対象を処置する方法を包含する。そのような組成物には、例えば、局所送達形態および製剤ならびに吸入送達および製剤が含まれる。
別の態様において、本発明は、処置の方法であって、例えば、急性創傷、ならびに治癒が遅延している創傷および慢性創傷をはじめとする、予測される速度で治癒しない創傷をはじめとする創傷を処置するのに用いられる本発明の医薬組成物を対象に投与するステップを含む方法を提供する。
別の態様において、本発明は、処置の方法であって、処置を必要とする対象に、治療有効量の抗カドヘリン剤を、単独で含むか、または1もしくは複数の抗コネキシン剤および/もしくは抗オステオポンチン剤との組合せで含む組成物を投与するステップを含む方法を提供する。外科手術に先立つ前処置も本発明の範囲内である。これにより、例えば、切開箇所、切除箇所または修正箇所における局部的損傷が軽減され、細胞が治癒に対して刺激される。
さらに別の態様では、本発明は、第1の組成物および少なくとも1種の他の治療組成物(例えば、第2の組成物、第2の組成物と第3の組成物、など)を、処置を必要とする対象に投与することを含む処置方法を提供する。この態様の複数の実施形態では、「第1の」組成物は、治療有効量の抗カドヘリン剤を含むが、これは、そのような組成物が、他の治療組成物(複数可)よりも前に、他の治療組成物(複数可)よりも頻繁に、または他の治療組成物(複数可)とは異なる経路で、投与されることを暗示することを意味するものではない。言い換えれば、これらの実施形態のいくつかでは第1の組成物が最初に投与されるが、他の実施形態では第2の組成物が最初に投与される。3種の異なる治療組成物を投与することを伴う複数の実施形態では、そのような方法は、例えば、組成物のそれぞれを、同じかまたは異なる、投薬または投与レジメンに従って同時に投与することを含んでよい。
さらなる態様において、本発明は、それを必要とする対象における瘢痕形成を改善または軽減する方法、対象における線維症を改善または軽減する方法、および対象における癒着形成を改善または軽減する方法であって、前記対象に、抗カドヘリン剤を、単独で、あるいは1または複数の他の治療剤との組合せで含む治療有効量の医薬組成物を投与するステップを含む方法を提供する。
併用療法の好ましい方法は、単独の、または1もしくは複数の抗カドヘリン剤と組み合わせた1もしくは複数の他の治療剤種の逐次投与または同時投与を含み、該薬剤(単数または複数)が単独で投与される場合、すなわち、物理的にか、創傷または改善されるべき他の状態の治療の過程のいずれかで、それらが組み合わせて投与されない場合に用いられる量または用量よりも少ない量または用量でそれらの一部またはすべてが供給される。投与される薬剤のこのようなより少ない量は、単独で投与される場合の量の約半分、3分の1、4分の1、5分の1、6分の1、8分の1、10分の1、または約20分の1であることが典型的である。
さらなる態様において、本発明は、対象の皮膚に接着するかまたは他の形でこれと会合することが可能な経皮パッチ、包帯材、パッド、ラップ、マトリックス、および包帯を含み、前記物品は、治療有効量の単独の、または1もしくは複数の抗治療剤と組み合わせた抗カドヘリン剤を対象に送達することが可能である。
別の態様において、本発明は、治療有効量の1または複数の抗カドヘリン剤を、単独で、あるいは1または複数の他の治療剤との組合せで含有する容器と、対象を処置するための使用を含む使用のための指示書とを含む製品を包含する。
本発明は、1または複数の抗カドヘリン剤を単独で、あるいは1または複数の他の治療剤を含む剤形と一緒に含有する1または複数の剤形を含有する包装材料を含む製品であって、上記剤形を、急性創傷の治癒、損なわれた創傷治癒、遅延している創傷治癒、もしくは慢性創傷の治癒;瘢痕化;線維症;または癒着を全体的または部分的に特徴とする疾患、障害、および/または状態を含めた、本出願で記載または言及される疾患、障害、および/または状態のいずれかを有するか、またはこれを有することが疑われるか、またはこれに対する素因を有する対象に用いうることを示すラベルを包装材料が有する製品を包含する。そのような剤形には、例えば、局所送達の形態および製剤、粉末化された送達形態および製剤、注射または注入に適した送達形態および製剤(投与する前に適切な希釈剤を用いて再構成しなければならない、乾燥または粉末化された組成物を含む)、ならびに滴下注入に適した送達形態および製剤が含まれる。適切な製剤により、所望の治療効果を実現するために適した量の治療剤が送達される。好ましい局所用製剤には、泡沫、スプレー、およびゲルが含まれる。好ましいゲルは、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーに基づくゲルならびにカルボキシメチルセルロースに基づくセルロースゲルおよび関連するセルロースゲルであり、プルロニックゲルが特に好ましい。
本発明は、例えば、局所送達形態および局所送達製剤を含めた医薬の製造における治療有効量の本発明の組成物の使用の方法も包含する。そのような医薬には、本明細書に記載の通り対象を処置するためのものが含まれる。
別の態様では、本発明は、それを必要とする患者において創傷治癒を促進するため、瘢痕を改善および/もしくは軽減するため、炎症を改善および/もしくは軽減するため、線維症を軽減するため、または癒着形成を軽減するための医薬品の製造における1または複数の抗カドヘリン剤の使用を提供する。これらの実施形態のいくつかでは、当該製品は、創傷包帯材または創傷治癒促進マトリックスを含む。創傷包帯材またはマトリックスは、固体基質の上またはその中に抗カドヘリン剤を含む組成物が分散している固体基質の形態で提供されることが好ましい。
さらに別の実施形態では、本発明は、結合組織増殖因子(CTGF)阻害剤、例えば、CTGFアンチセンス化合物と組み合わせた本発明の化合物および組成物の使用を提供する。別の実施形態では、本発明は、例えば、創傷を処置するため、ならびに/または癒着および瘢痕形成を軽減するための、PDGF受容体阻害剤と組み合わせた本発明の化合物および組成物の使用を提供する。PDGF受容体阻害剤には、例えば、受容体遮断剤、受容体アンタゴニストが含まれる。CTGGおよびPDGF受容体阻害剤にはまた、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体フラグメント(例えば、Fabフラグメント、F(ab’)フラグメント、およびFvフラグメント;単鎖抗体;単鎖Fv;および例えば、CTGFまたはPDGF受容体に対する抗体および抗体結合フラグメントを含めた、特定の抗体または他の結合分子と接触する抗原決定基(例えば、エピトープ)に結合可能な結合ドメイン、ヒンジ、CH2ドメインおよびCH3ドメイン、組み換え抗体、ならびに抗体フラグメントを含む単鎖結合分子などの単鎖結合分子を含めた)が含まれる。
さらに別の実施形態では、本発明は、例えばDermagraft(登録商標)(ヒト線維芽細胞、細胞外周囲物質および生体吸収性フレームワークで構成される単層の凍結保存された皮膚代用品)、Apligraf(登録商標)(ヒト角化細胞によって形成される表皮層およびウシ1型コラーゲン網内のヒト線維芽細胞で構成される皮膚層を有する生きた二重層皮膚構築物)、Integra(登録商標)(ウシ腱コラーゲンの繊維およびグリコサミノグリカン(コンドロイチン−6−硫酸)の多孔質鋳型でできた皮膚置換え層ならびに水分喪失を制御するための薄いシリコーンでできた表皮置換層を含む皮膚置換え用2層膜系)、AlloDerm(登録商標)(無細胞皮膚マトリックス)、Cyzact(商標)(フィブリンを介して送達されるヒト皮膚線維芽細胞)、ICX−SKN(コラーゲンマトリックスを生成するためにリモデリングされる線維芽細胞とフィブリンマトリックスとの組合せ)、Keragraft(商標)(創傷ケアのために自己由来の表皮同等物として開発されているヒト幹細胞由来の製品)、OASIS(登録商標)Wound Matrix(ブタ由来の無細胞小腸粘膜下組織から創出された、生物学的に誘導された細胞外マトリックスに基づく創傷用製品)、OrCel(商標)(ヒト表皮角化細胞および皮膚線維芽細胞がウシコラーゲンスポンジ上の2つの別々の層において培養されている、2層細胞鋳型)、TransCyte(登録商標)(ポリマー膜および新生児ヒト線維芽細胞からなるヒト線維芽細胞由来の一過性皮膚代用品)などを含めた人工皮膚製品の適用と組み合わせた本発明の化合物および組成物の使用を提供する。本発明の化合物および組成物は、例えば、BioBraneを含めた創傷治癒を促進するための他の包帯材の適用との組合せにおいても有用である。本発明の化合物および組成物は、例えば、HealthPointにより開発されている細胞へのスプレー(処置時に創傷床に逐次的にスプレーされる2つの成分からなるHP802−247として公知の細胞療法スプレー懸濁剤:増殖が休止した生きた同種異系表皮角化細胞と皮膚線維芽細胞との混合物を含有するフィブリノーゲン溶液および細胞調製物)ならびに培養した同種異系角化細胞を含めた創傷治癒を促進するための他の種類の足場または包帯材の適用と組み合わせて使用することもできる。
本発明は、ペプチドおよびペプチド(peptido)、好ましくは抗ZO−1ポリヌクレオチド種を含めた抗ZO−1剤の、単独での使用、または急性創傷、治癒が遅延している創傷および慢性創傷の処置において有用な1もしくは複数の他の薬剤と組み合わせた使用にも関する。
別の態様では、本発明は、in vivoおよびin vitroにおけるRac1 GTPアーゼ活性およびRhoA GTPアーゼ活性を増大させるための、(a)抗コネキシン剤、好ましくは抗コネキシン43剤、ならびに/または(b)抗カドヘリン剤、好ましくは抗N−カドヘリン剤、最も好ましくは抗コネキシン43および/または抗N−カドヘリンポリヌクレオチド(例えば、アンチセンスポリヌクレオチドを含む)の使用に関する。
別の態様では、本発明は、in vitroおよびin vivoにおいて細胞骨格変化を誘導し、細胞における葉状仮足突出を増加させるための、(a)抗コネキシン剤、好ましくは抗コネキシン43剤、ならびに/または(b)抗カドヘリン剤、好ましくは抗N−カドヘリン剤、最も好ましくは抗コネキシン43および/または抗N−カドヘリンポリヌクレオチド(例えば、アンチセンスポリヌクレオチドを含む)の使用に関する。
別の態様では、本発明は、細胞接着を軽減するための、(a)抗コネキシン剤、好ましくは抗コネキシン43剤、ならびに/または(b)抗カドヘリン剤、好ましくは抗N−カドヘリン剤、最も好ましくは抗コネキシン43および/または抗N−カドヘリンポリヌクレオチド(例えば、アンチセンスポリヌクレオチドを含む)の使用に関する。
別の態様では、本発明は、カドヘリン活性、例えば、N−カドヘリン活性を低下させることにおいて単独で使用するためかまたは他の抗カドヘリン剤と組み合わせて使用するための、カルシウムを減少させる薬剤、例えば、細胞外カルシウムを減少させる薬剤の使用に関する。
この「簡単な概要」における情報に限定されるものでも、同情報により限定されるものでもない、本発明のこれらおよび他の態様が以下で記載される。
本特許または出願のファイルは、カラーで製作された少なくとも1つの図面を含有する。カラーの図面を伴うこの特許または特許出願公開のコピーは、要請し、必要な料金を支払えば、米国特許商標庁により提供されるであろう。
本出願は、カラーで製作された少なくとも1つの図を含有する。カラー図を伴う本出願のコピーは、要請し、必要な料金を支払えば提供されるであろう。図のそれぞれの簡単な概要が以下で提供される。
皮膚Cx43は、ヒト慢性VLUにおいて著しく上方制御される。(A)Cx43発現レベルは、健康なボランティアの皮膚の脚部パンチ生検の4時間後に皮膚の創縁(wound margin)において低下する。スケールバー=25μm。青色のシグナルは、核およびコラーゲン束自己蛍光のHoechst染色である。白い点線は、表皮と真皮の境界を示す。(B)Cx43レベルは傷害部位からの距離が離れるとともに上昇した(C)。値は平均±SDを示す(n=3;**p<0.01)。(D)創縁(wound edge)パンチ生検材料を取得した患者の下腿部における慢性VLUの代表的な像−白い点線の円。(E)慢性VLUでは、対応する創傷のない試料と比較して皮膚Cx43発現レベルが有意に上方制御された(n=6;***p<0.005)。(F)VLUにおけるCx43レベルと、創傷のない皮膚におけるCx43レベルとを示すグラフ。値を平均±SEMとして表した。スケールバー=25μm。 ヒト慢性VLUの真皮におけるN−カドヘリンおよびZO−1の発現の増加。(A)慢性VLUの真皮では、対応する創傷のない対照と比較してZO−1発現レベルが上昇する(n=6)。スケールバー=25μm。より高い拡大率の、ZO−1(緑色)およびHoechst(青色)について染色したVLUの皮膚およびインタクトな皮膚(四角で囲まれた領域1および2)が示されている。スケールバー=10μm。(B)慢性VLUでは、対応する創傷のない試料と比較してN−カドヘリンが有意に上方制御される(n=6)。スケールバー=25μm。四角で囲まれた領域1および2は、高拡大率の、N−カドヘリン(緑色)およびHoechst(青色)について染色したVLUの皮膚試料および創傷のない皮膚試料を示す。スケールバー=10μm。値は平均±SDを示す。(CおよびD)グラフは、VLUにおけるZO−1発現レベルおよびN−カドヘリン発現レベルと、創傷のない皮膚におけるZO−1発現レベルおよびN−カドヘリン発現レベルとを示す。ZO−1およびN−カドヘリンについての値を平均±SDとして表した;**それぞれp<0.01およびp<0.005。 Cx43を標的とすることにより、線維芽細胞におけるN−カドヘリン発現およびZO−1発現が減少する。in vivoにおいてCx43sODNまたはCx43asODNを用いて処置したマウス皮膚創傷において、(A)ZO−1発現レベルまたは(B)N−カドヘリン発現レベルを検査した(n=6)。Cx43ノックダウン後に、マウスの真皮においてZO−1およびN−カドヘリンの下方制御が見出された。グラフは平均±SDを示す;p<0.05および**p<0.01。(C〜D)Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞およびp.Supを形質導入した線維芽細胞においてZO−1レベルおよびCx43レベルをウエスタンブロットによって分析した。チューブリンをローディング対照として含めた。定量は、Cx43をノックダウンすることにより、ZO−1の発現が減少したことを示している(***p<0.005;n=3)。(E)創傷を生じさせた、Cx43shRNAを形質導入した細胞またはp.Supを形質導入した細胞において、前縁(LE)および内部領域(IA)におけるZO−1(赤色)の発現および分布ならびにCx43(緑色)の発現および分布を共焦点顕微鏡法によって分析した(n=4)。細胞をまた、Hoechst(青色)で対比染色した。スケールバー=20μm。(F)Cx43を標的とした後にN−カドヘリン発現レベルが有意に低下した(**p<0.01;n=3)。(G)p.Sup線維芽細胞およびCx43shRNA線維芽細胞において、集密3T3単層に掻創を生じさせた3時間後に、膜(矢じり)から細胞質ゾル区画(矢印)へのN−カドヘリン(緑色)の再分布をF−アクチン(赤色)と一緒に分析した(n=3)。スケールバー=20μm。 Cx43ノックダウンおよびN−カドヘリンノックダウンにより、線維芽細胞移動の速度が加速する。(AおよびB)N−カドヘリン発現およびZO−1発現を、それぞれ偽形質導入細胞またはN−cadshRNAを形質導入した細胞において、およびZO−1asODNで処理した細胞またはセンス(ZO−1sODN)で処理した細胞においてウエスタンブロットによって評価した。値は平均±SDを示す(n=3、***p<0.005;n=3、p<0.05)。(C)Cx43shRNA細胞およびp.Sup細胞、偽形質転換細胞およびN−cadshRNA細胞、またはZO−1sODNを用いて処理した線維芽細胞およびZO−1asODNを用いて処理した線維芽細胞を3時間にわたって創傷に移動させた。移動記録の開始時(0時間)および終了時(3時間)の細胞の像が示されている。(D)グラフは、上述の条件のすべてについての移動速度を示す。値は平均±SEMを示す(***p<0.005)。 Cx43およびN−カドヘリンは、線維芽細胞における細胞極性化、接着、および増殖に寄与する。(A〜B)Cx43shRNA細胞およびp.Sup細胞について、ならびに偽形質転換細胞およびN−cadshRNA細胞について、懸滴中に懸濁させた際の細胞間接着を評価した。6つの異なる懸滴から取得した、6つの無作為の視野における細胞クラスターの面積を各条件について決定した。グラフは、各条件についての3つのサイズ範囲のそれぞれに入るクラスターの平均数を示す。スケールバー=300μm。(C〜D)Cx43shRNA細胞およびp.Sup細胞、ならびに偽細胞およびN−cadshRNA細胞に創傷を生じさせ、3時間にわたって移動させ、次いで、固定し、抗GM130(赤色)およびHoechst(青色)を用いて免疫染色した。スケールバー=25μm。ゴルジが創傷に面して120°弧に位置する細胞の百分率を陽性としてスコア化した。66〜106個の細胞をn=3の独立した実験において評価した。データは平均±SEMを示す(P<0.05)。(E)p.Supを形質導入した線維芽細胞およびCx43shRNAを形質導入した線維芽細胞、ならびに(F)偽構築物を形質導入した線維芽細胞およびN−cadshRNA構築物を形質導入した線維芽細胞の細胞増殖を示す増殖曲線が示されている。データは2連で実施された3つの独立した実験の平均±SDを示す。 Cx43を標的とすることにより、前縁線維芽細胞において細胞骨格変化が誘導される。(A)創傷を生じさせた3時間後の、前縁のCx43sODN線維芽細胞およびC43asODN線維芽細胞におけるF−アクチン(赤色)、ならびにチロシン化(tyrosinated)チューブリン(緑色)およびアセチル化チューブリン(青色)(それぞれTyrTubおよびAcetTub)の分布を示す代表的な画像。細胞を、核マーカーHoechstでも対比染色した。スケールバー=20μm。(B)グラフは、創縁細胞の突出の長さを示す。データは、n=3実験における核から前縁までの距離(平均±SEM)を示す(***P<0.005)。 Cx43レベルの調節は、線維芽細胞における、創縁細胞骨格構造に影響を及ぼす。TyrTub、F−アクチンおよびHoechstについて染色した、(A)対照pGFP構築物(B)Cx43−DN、または(C)Cx43−WTをトランスフェクトした前縁細胞の代表的な画像(矢じり)。スケールバー=20μm。(D)異なる構築物をトランスフェクトした線維芽細胞の葉状仮足突出の長さを示すグラフが示されている(**p<0.01;***P<0.005;n=3)。 Cx43ノックダウンおよびN−カドヘリンノックダウンは、線維芽細胞におけるRac1 GTPアーゼ活性およびRhoA GTPアーゼ活性を増大させる。(A)創傷を生じさせた線維芽細胞におけるRho GTPアーゼ(GTP)活性を、PAKのPBDドメイン(Rac1およびCdc42)、またはRhotekinのRBDドメイン(RhoA)を使用したプルダウンアッセイ、その後、それぞれの抗体を用いた免疫ブロッティングによって測定した。さらに、総溶解産物からのRac1、Cdc42およびRhoAをローディング対照として使用した。(B)グラフは、活性なRac1 GTPアーゼ活性およびRhoA GTPアーゼ活性を示す(GTPレベル/総レベル;平均±SEM、P<0.05);n=3の独立した実験。集密単層に創傷を生じさせた3時間後の(C)Rac1 GTPアーゼ活性、および(D)RhoA GTPアーゼ活性を示す前縁のCx43shRNAを形質導入した細胞およびp.Supを形質導入した細胞の代表的な画像。スケールバー=10μm。矢印は移動の方向を示す。(E)FRET効率分析により、Cx43shRNAを形質導入した細胞ではp.Supを形質導入した細胞と比較してRac1活性およびRhoA活性が2倍に増加するが、Cdc42については差異が観察されなかったことが示される。データは条件ごとのn=3の実験の代表を表す;p<0.05。 創傷を生じさせた後の線維芽細胞においてCx43は下方制御される。(A)マウスの皮膚真皮におけるCx43の発現および分布を、切除創を生じさせた(excisional wounding)2日後に免疫組織化学的検査によって検査した。そのような創傷を生じさせた後、皮膚線維芽細胞における創縁Cx43は減少した。矢じりは、Cx43がどのようにして創縁からの距離を増しながら、より優勢になるかを示す。スケールバー=25μm。Cx43レベルを創傷部位に沿って定量し、これは創縁において有意に少なかった;p<0.005。値は平均±SDとして表されている。(B)ZO−1(緑色)およびCx43(赤色)を、in vivoにおいてCx43sODNまたはCx43asODNを用いて処置したマウス皮膚創傷において検査した(n=6)。細胞をまた、Hoechst(青色)で対比染色した。Cx43asODNで処置したマウスの真皮においてZO−1の明白な下方制御が見出された。スケールバー=100μm。(C)Cx43asODNまたは対照Cx43sODNを用いて処置した切除創(excisional wound)を使用して、N−カドヘリン(緑色)の分布を免疫組織化学的検査によって評価した。スケールバー=100μm。 Cx43のノックダウンは、細胞骨格変化を誘導する。(A)Cx43発現レベルおよび(B)細胞間情報伝達を、Cx43asODNまたはLiClで処理した3T3線維芽細胞において、および無処理またはセンス処理(Cx43−sODN)した対照において評価した。値は平均±SDとして表されている(p<0.05;**p<0.01および***p<0.005;n=4)。(C)Cx43sODN、Cx43asODNまたはLiClを用いて処理した集密単層に創傷を生じさせ、3時間にわたって移動させた。移動記録の開始時(0時間)および終了時(3時間)の細胞の像が示されている。スケールバー=25μm。(D)グラフは、移動速度を示し、これは色素カップリングおよびCx43発現の両方と逆に相関した。値は平均±SEMを示す(p<0.01;***p<0.05;n=6)。(E)Cx43−DN構築物、Cx43−WT構築物またはpGFP構築物をトランスフェクトした細胞(n=3)、ならびにCx43shRNAまたはp.Supを感染させた細胞(n=6)を、3時間にわたって創傷に移動させた。移動記録の開始時(0時間;矢印はCx43−DNをトランスフェクトした細胞、Cx43−WTをトランスフェクトした細胞、またはpGFPをトランスフェクトした細胞を示す)および3時間後(矢じりはCx43−DN、Cx43−WTまたはpGFPを示す)に画像を取得した。Cx43shRNA細胞およびCx43−DN細胞の移動は加速したが、Cx43−WTでは移動が遅くなった。スケールバー=25μm。(F)グラフは、各処理についての移動速度を示し、Cx43のサイレンシングまたはCx43−DNを用いたトランスフェクションのいずれによっても、分析した他の条件と比較して移動の速度の有意な増大が誘導されることが確認される。データは平均±SDとして表されている(p<0.05;**p<0.01;n=4)。(G)Cx43shRNAを感染させた3T3線維芽細胞またはp.Supを感染させた3T3線維芽細胞において、LY微量注射後のCx43レベルおよび色素カップリングを評価した。Cx43shRNAは、Cx43を下方制御することおよび近隣細胞との情報伝達を排除することにおいて有効であった。値は、Cx43レベルについての平均±SEM、および細胞カップリングについての平均±SDを示す(***p<0.005;n=4)。(J)Cx43shRNA細胞およびp.Sup細胞を血清の存在下(FBS)または不在下(SS)で増殖させ、4時間にわたって創傷に移動させた。グラフは、移動速度を示す;値はn=3の独立した実験の平均±SEMを示す(***p<0.005)。 Cx43を標的とした後のα−カテニンおよびβ−カテニンの発現および分布の分析。(AおよびC)p.Supを感染させた線維芽細胞およびCx43shRNAを感染させた線維芽細胞において、集密3T3単層に掻創を生じさせた3時間後にα−カテニンおよびβ−カテニンのタンパク質分布を分析した。(A)の矢印は、Cx43shRNAを感染させた細胞における、原形質膜から細胞質ゾルへのβ−カテニンの細胞質内再配置を示す。単一の矢じりは、Cx43shRNAを感染させた線維芽細胞における、β−カテニンの推定される核局在化の部位を示す。スケールバー=25μm。(BおよびD)。これらのタンパク質の発現レベルもウエスタンブロットによって評価し、値をアクチンまたはチューブリン(Tub)に関して正規化した。 Cx43のノックダウンは、細胞骨格変化を誘導する。Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞およびp.Supを形質導入した線維芽細胞の集密単層に創傷を生じさせた3時間後のTyrTub、AcetTub、およびF−アクチンの分布を試験した。スケールバー=25μm。グラフは、創縁細胞の突出の長さを示し、データは、核から前縁までの距離を示す(平均±SEM;n=3実験;***P<0.005)。 N−カドヘリンのノックダウンは、葉状仮足突出を増加させる。(A)Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞およびp.Supを形質導入した線維芽細胞の集密単層に創傷を生じさせた3時間後のF−アクチンの分布を試験した。N−カドヘリン細胞を標的とすることにより、創縁細胞において骨格変化が誘導される。スケールバー=25μm。(B)グラフは、対照(偽)創縁細胞およびNcadshRNA創縁細胞の突出の長さを示す。データは核から前縁までの距離を示す(平均±SEM;n=3実験;***P<0.005)。
発明の詳細な説明
定義
本出願で用いられる場合、「障害」とは、創傷治癒(急性創傷、離開創、および治癒が緩徐である創傷、治癒が遅延している創傷および慢性創傷を含む)を開始、加速、促進もしくは増強する、炎症を軽減する、瘢痕を軽減または減少させる、瘢痕の質を改善する、線維症を軽減する、かつ/または癒着を軽減する薬剤から利益を得る任意の障害、疾患または状態である。例えば、疾患、障害、および状態には急性創傷が含まれる。疾患、障害、および状態には、離開創、および治癒が緩徐である創傷、治癒が遅延している創傷および慢性創傷も含まれる。また、細胞外マトリックス内の線維状物質の過剰生成を含めた線維状物質の過剰生成を特徴とする疾患、障害、および状態もまた含まれる。また、マトリックス関連成分の異常で、非機能的で、かつ/または過剰な蓄積による正常な組織エレメントの置換を特徴とする疾患、障害、および状態も含まれる。また、癒着形成を特徴とする疾患、障害、および状態も含まれる。また、創傷治癒を促進し、かつ/または腫脹、炎症、および/もしくは瘢痕形成(ケロイド瘢痕、肥厚性瘢痕、広汎性(伸展型)瘢痕、および萎縮性(陥没型)瘢痕を含めた、異常かつ過剰な瘢痕形成を含めた)を軽減する薬剤から利益を得る任意の障害、疾患、または状態も含まれる。例えば、手術または外傷から生じる創傷と、予測される速度で治癒しない創傷(治癒が遅延している創傷、治癒が不完全な創傷、慢性創傷、および離開創など)と、神経障害性、虚血性、微小血管性の病態、骨領域全体(尾骨(仙骨)、股関節部(転子骨)、臀部(坐骨)、または足のかかと)にわたる圧迫、再灌流による傷害、ならびに弁逆流による病因および状態と関連する創傷関連の異常とが含まれる。また、望ましくないZO−1タンパク質もしくは望ましくないZO−1タンパク質活性を特徴とするか、またはZO−1タンパク質もしくはZO−1タンパク質活性を減少させることから利益を得る、疾患、障害および状態も含まれる。また、Rac1もしくはRac1活性の望ましくない減少を特徴とするか、またはRac1もしくはRac1活性を増大させることから利益を得る、疾患、障害および状態も含まれる。また、RhoA GTPアーゼもしくはRhoA GTPアーゼ活性の望ましくない減少を特徴とするか、またはRhoA GTPアーゼもしくはRhoA GTPアーゼ活性を増大させることから利益を得る、疾患、障害および状態も含まれる。また、細胞の移動を増強すること、細胞接着を減少させること、本明細書に記載の細胞の細胞骨格変化、および/または本明細書に記載の細胞の葉状仮足突出を増加させることから利益を得ることを特徴とする疾患、障害および状態も含まれる。
本明細書で用いられる場合、「対象」とは、ヒト;イヌ、ウマ、ネコ、ヒツジ、ブタ、ウシなどの家畜動物および農場動物、ならびに動物園動物、競技動物、およびペット動物を含む任意の哺乳動物を指す。対象は、動物園、競技、およびペットの鳥類を含む鳥類であり得る。本明細書で好ましい哺乳動物は、成人、小児、および老齢者を含むヒトである。好ましい競技動物は、ウマおよびイヌである。好ましいペット動物は、イヌおよびネコである。
本出願で用いられる「予防」とは、予防される物または事象の生成または発生を全体的もしくは部分的に予防するか、またはこれを改善もしくは制御するか、またはこれを軽減するかもしくは停止させることを意味する。
本発明の化合物または組成物に関して本出願で用いられる「治療有効量」または「有効量」とは、所望の生物学的結果、薬学的結果、または治療結果を誘導するのに十分な量を指す。その結果は、疾患もしくは障害もしくは状態の徴候、症状、もしくは原因の緩和、または生物学的系の他の任意の望ましい変化でありうる。本発明において、結果は、線維症の予防を伴う。本発明の別の態様において、結果は、癒着の予防および/または軽減を
伴う。本発明の別の態様において、結果は、瘢痕化(scarring)および異常な瘢痕化の予防および/または軽減のほか、過剰な瘢痕形成(scar formation)、ならびにケロイド瘢痕、肥厚性瘢痕、広汎性瘢痕、および萎縮性瘢痕を含めた、他の種類の異常な組織増殖の予防および/または軽減を伴う。
さらなる態様により、結果は、治癒速度の向上を含めた、創傷治癒および創傷閉鎖の全体的または部分的な促進および/または改善を伴う。他の利益には、腫脹、炎症、および/または瘢痕形成の全体的または部分的な軽減が含まれる。さらに他の利益は、ZO−1タンパク質もしくはZO−1タンパク質活性を減少させること、Rac1もしくはRac1活性を増大させること、RhoA GTPアーゼもしくはRhoA GTPアーゼ活性を増大させることであるか、またはRhoA GTPアーゼもしくはRhoA GTPアーゼ活性を増大させることから利益を得る。また、RhoA GTPアーゼもしくはRhoA GTPアーゼ活性の望ましくない減少を特徴とする疾患、障害および状態も含まれる。さらに他の利益は、本明細書に記載の細胞の細胞骨格変化、および本明細書に記載の細胞の葉状仮足突出を増加させることである。
本出願で用いられる場合、「処置すること(treating)」および「処置(treatment)」という用語は、治療的処置および予防措置または予防措置の両方を指す。処置を必要とする患者は、既に障害を有する患者のほか、障害を有する傾向があるかもしくは障害を有すると診断された患者、または障害が予防される患者を包含する。したがって、例として述べると、創傷治癒の促進、炎症の軽減、細胞移動の促進、細胞癒着の低減、線維症または線維性組織の形成前に投与される本発明の化合物および組成物および製剤の抗線維的な適用は、癒着形成前に投与される本発明の化合物および組成物および製剤の抗癒着的な適用、ならびに、例えば、瘢痕軽減のための手術または手順における場合を含めた、瘢痕形成前に投与される本発明の化合物および組成物および製剤の抗瘢痕形成的な適用と同様、本発明内にある。
本出願で用いられる場合、「抗カドヘリン剤」とは、カドヘリンタンパク質の活性、発現、または形成に影響を及ぼすかまたはそれを調節する化合物である。抗カドヘリン剤としては、アンチセンス化合物(例えば、アンチセンスポリヌクレオチド)、RNAi、miRNAおよびsiRNA化合物を含む抗カドヘリンポリヌクレオチド;抗体およびその抗原結合フラグメント;ならびに「ペプチド模倣剤」およびペプチド類似体を包含するペプチドおよびポリペプチドが挙げられるがこれらに限定されない。抗カドヘリンポリヌクレオチドおよび抗カドヘリンペプチド、ペプチド模倣剤、または接着結合修飾剤に加えて、他の抗カドヘリン剤としては、接着結合破壊化合物(adherens junction disrupting compound)(例えば、カルシウムイオン結合化合物)、およびカドヘリンカルボキシ末端ポリペプチド(例えば、隣接細胞間のカドヘリン−カドヘリンタンパク質相互作用を遮断または破壊し、それにより、接着結合の形成および/または維持を破壊することができる)が挙げられる。好ましい抗カドヘリン剤は抗N−カドヘリン剤である。例示的な抗カドヘリン剤は、本明細書においてさらに詳細に考察されている。
「ペプチド模倣剤」および「模倣物」という用語は、それらが模倣するタンパク質領域と実質的に同じ構造特性および機能特性を有しうる、天然に存在する化合物および合成の化合物を包含する。カドヘリンタンパク質の場合では、これらは、例えば、カドヘリン反復会合、接着結合の形成および維持、ならびに細胞間接着に関与するカドヘリンタンパク質の細胞外領域内のカドヘリン反復ドメインの細胞外ループを模倣しうる。
「ペプチド類似体」とは、鋳型のペプチドの特性に類似する特性を有する化合物を指し、それらは非ペプチド薬剤でありうる。ペプチドベースの化合物を含む「ペプチド模倣剤」(また、「模倣ペプチド」としても公知)はまた、ペプチド類似体などの非ペプチドベースの化合物も含む。治療的に有用なペプチドに対して構造的に類似するペプチド模倣剤を用いて、同等であるかまたは増強された治療効果または予防効果をもたらすことができる。一般に、ペプチド模倣剤は、パラダイムポリペプチド(すなわち、生物学的または薬理学的な機能または活性を有するポリペプチド)と構造的に同一または類似であるが、また、場合によって、例えば、−CHNH−、−CHS−、−CH−CH−、−CH=CH−(シスおよびトランス)、−COCH−、−CH(OH)CH−、および−CHSO−からなる群から選択される結合により置換される1または複数のペプチド結合も有しうる。模倣剤は、天然のアミノ酸、非天然のアミノ酸類似体だけから構成されたものであっても、部分的に天然のペプチドアミノ酸と部分的に非天然のアミノ酸類似体からなるキメラ分子であってもよい。任意量の天然アミノ酸に対する保存的置換もまた実質的に模倣剤の活性を変化させない限りにおいて、模倣剤はまたこのような置換も含みうる。例えば、模倣剤組成物は、カドヘリンタンパク質、カドヘリン複合体、または接着結合の生物学的な作用または活性を下方制御すること、例えば、隣接細胞上の対向するカドヘリン細胞外ドメインのカドヘリン反復の頭−頭会合(head-to-head association)、同じ細胞内のカドヘリンタンパク質の会合、細胞におけるカドヘリン複合体の形成、カドヘリン複合体とアクチン細胞骨格との会合、および/または接着結合の形成を妨げることなどができれば、抗カドヘリン剤として有用でありうる。ペプチド模倣剤、模倣ペプチド、およびカドヘリン調節ペプチド、ならびに1または複数のカドヘリン反復を含むカドヘリン細胞外ドメインを含む化合物は、本明細書において説明または参照されているもの、ならびに当技術分野で公知であり得るものを、現在公知であるか後に開発されるかに関わらず、包含する。
カドヘリン活性の「調節剤」および「調節」という用語は、本明細書においてその種々の形態で使用される場合、カドヘリンタンパク質、カドヘリン複合体、または接着結合の発現または作用または活性を全体的または部分的に阻害し、かつ抗カドヘリン剤として機能しうることを指す。
一般に、「タンパク質」という用語は、1つのアミノ酸(またはアミノ酸残基)のアルファ炭素に結合したカルボン酸基のカルボキシル炭素原子が、隣接するアミノ酸のアルファ炭素に結合したアミノ基のアミノ窒素原子に共有結合する場合に生じるペプチド結合により連結される、2つ以上の個々のアミノ酸(天然の場合であれ非天然の場合であれ)による任意のポリマーを指す。これらのペプチド結合、およびこれらを含む原子(すなわち、アルファ炭素原子、カルボキシルの炭素原子(およびこれらの置換基の酸素原子)、およびアミノの窒素原子(およびこれらの置換基の水素原子))は、タンパク質の「ポリペプチド骨格」を形成する。加えて、本明細書で用いられる「タンパク質」という用語は、「ポリペプチド」および「ペプチド」(本明細書では、場合によって、互換的に用いられうる)という用語を含む形で理解される。同様に、本明細書では、タンパク質のフラグメント、類似体、誘導体、および変異体も「タンパク質」と称し、別段に示されない限り、「タンパク質」であるとみなされるものとする。タンパク質の「フラグメント」という用語は、タンパク質のすべてのアミノ酸残基よりも少数のアミノ酸残基を含むポリペプチドを指す。タンパク質の「ドメイン」もまたフラグメントであり、多くの場合、活性または機能を付与することが必要とされる、タンパク質のアミノ酸残基を含む。
本出願で用いられる場合、「同時に」が、本発明の1または複数の薬剤を共時的に投与することを意味するように用いられるのに対し、「組み合わせて」という用語は、同時にまたは物理的に混合してではないにせよ、それらの両方を治療的な作用に用いられる時間枠内で「逐次的に」投与することを意味するように用いられる。したがって、「逐次的に」投与することにより、両方が有効量で存在する限りにおいて、1つの薬剤を、他の薬剤の投与後数分(例えば、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30分)、または約数時間、数日、数週間、もしくは数カ月以内に投与することが可能となりうる。成分の1回または複数回の投与間における時間の遅延は、成分の正確な性質、それらの間における相互作用、およびそれら各々の半減期に応じて変化する。
「創傷包帯材」という用語は、創傷に対する局所適用のための包帯材を指し、全身投与に適する組成物を除外する。例えば、1または複数の抗カドヘリン剤は、創傷接触材料(例えば、織られた布材料または不織の布材料)の固体シート中または固体シート上に分散させることもでき、ポリウレタン発泡体などの発泡体層中またはポリウレタンヒドロゲル、ポリアクリル酸ヒドロゲル、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、アルギネート、および/もしくはヒアルロン酸ヒドロゲルなどのヒドロゲル中、例えば、ゲルまたは軟膏中に分散させることもできる。一部の実施形態において、1または複数の抗カドヘリンポリヌクレオチドは、創傷中への有効成分の持続的な放出をもたらす生体分解性のシート材料、例えば、凍結乾燥コラーゲンシート、凍結乾燥したコラーゲン/アルギネート混合物(Johnson & Johnson Medical Limited社から登録商標FIBRACOLの下に入手可能)、または凍結乾燥コラーゲン/酸化再生セルロース(Johnson & Johnson Medical Limited社から登録商標PROMOGRANの下に入手可能)の中またはこの上に分散される。
本明細書で用いられる場合、「マトリックス」は、例えば、コラーゲン、無細胞マトリックス、架橋生体骨格分子、組織ベースのマトリックス(ブタベースの創傷治癒マトリックスを含む)、培養による表皮自家移植片、培養による表皮同種移植片、組織改変皮膚、自己線維芽細胞および自己角化細胞を接種したコラーゲンおよびグリコサミノグリカンによる皮膚マトリックス、AlloDerm(登録商標)(無傷の基底膜複合体を伴う、生きていない同種異系無細胞皮膚マトリックス)、生きた皮膚同等物(例えば、Dermagraft(登録商標)(分解性骨格上で増殖した生きた同種異系皮膚線維芽細胞)、TransCyte(登録商標)(同種異系ヒト皮膚線維芽細胞により生成される細胞外マトリックス)、Apligraf(登録商標)(角化細胞、線維芽細胞、およびウシI型コラーゲンを含有する生きた同種異系の2層型構築物)、Integra(登録商標)(ウシ腱コラーゲンの繊維およびグリコサミノグリカン(コンドロイチン−6−硫酸)の多孔質鋳型でできた皮膚置換え層および水分喪失を制御するための薄いシリコーンでできた表皮置換層を含む皮膚置換え用の2層膜系)、Cyzact(商標)(フィブリンを介して送達されるヒト皮膚線維芽細胞)、ICX−SKN(コラーゲンマトリックスを生成するためにリモデリングされる線維芽細胞とフィブリンマトリックスとの組合せ)、Keragraft(商標)(創傷ケアのために自己由来の表皮同等物として開発されているヒト幹細胞由来の製品)、OASIS(登録商標)Wound Matrix(ブタ由来の無細胞小腸粘膜下組織から創出された、生物学的に誘導された細胞外マトリックスに基づく創傷用製品)、およびOrCel(ウシコラーゲン2層型マトリックスの両面に播種された同種異系の線維芽細胞および角化細胞))、BioBrane、培養した同種異系角化細胞、動物由来の包帯材(例えば、Oasis社製のブタ小腸の粘膜下組織無細胞コラーゲンマトリックス;およびE−Z Derm社製の無細胞異種コラーゲンマトリックス)、組織ベースの生体改変構造フレームワーク、骨格、生体加工による生体装具、また例えば、創傷治癒の促進に有用な、細胞の浸潤および増殖に適する血管グラフトなど、他の植え込み構造物または適用構造物などのマトリックスを含む。処置時に創傷床に逐次的にスプレーされる2つの成分:増殖が休止した生きた同種異系表皮角化細胞と皮膚線維芽細胞との混合物を含有するフィブリノーゲン溶液および細胞調製物からなるHealthPointにより開発されているHP802−247として公知の細胞療法スプレー懸濁剤によってもマトリックスが提供される。
さらなる適切な生体マトリックス材料は、抗原性および免疫原性を軽減する化学修飾したコラーゲン組織を含みうる。他の適切な例は、創傷包帯材用のコラーゲンシート、抗原を含まないかまたは抗原を低減した無細胞マトリックス(Wilsonら、Trans Am Soc Artif Intern、1990年、第36巻、340〜343頁)、または異種移植材料に対する抗原反応を軽減するように改変された他の生体マトリックスを含む。創傷治癒を促進するのに有用な他のマトリックスは、例えば、不溶性のコラーゲンおよびエラスチンを含む加工済みのウシ心膜タンパク質(Courtmanら、J Biomed Mater Res、1994年、第28巻、655〜666頁)、および宿主細胞の移動が組織再生を加速させるための天然の微小環境をもたらすのに有用でありうる他の無細胞組織(Maloneら、J Vasc Surg、1984年、第1巻、181〜91頁)を含みうる。一部の実施形態において、マトリックス材料には、このような薬剤の部位特異的な放出のための1もしくは複数の抗カドヘリン剤、抗ZO−1剤、抗コネキシン43剤、および/あるいは1もしくは複数の治療剤を補充することができる。
創傷および創傷の分類
慢性創傷、治癒が緩徐な創傷、および治癒の不完全な創傷は、結果として感染症をもたらすことが多く、切断術または死亡をもたらしうる。本出願で記載または言及される化合物を含めた特定の化合物の使用により、細胞連絡を遮断することも、阻害することも、変化させることもでき、これにより、慢性創傷、治癒が緩徐な創傷、および治癒が不完全な創傷における閉鎖および治癒を促進することができる。
本明細書で用いられる「創傷」という用語は、例えば、急性創傷、治癒が遅延しているか緩徐であるかまたは困難な創傷、および慢性創傷を含めた、任意の組織に対する傷害を含む。創傷の例は、開放創傷および閉鎖創傷の両方を意味する。創傷は、例えば、熱傷、
切開、切除、裂傷、表皮剥離、穿通創における刺し傷、手術による創傷、挫傷、血腫、圧挫傷害、および潰瘍を含む。また、予測される速度で治癒しない創傷も含まれる。
「所定の/ある予測される速度で治癒しない創傷」とは、予測されるかまたは典型的な時間枠内で治癒しない、任意の組織に対する傷害を意味し、これには、治癒が遅延しているか、緩徐であるか、または困難な創傷(治癒が遅延しているかまたは不完全な創傷を含めた)、および慢性創傷が含まれる。予測される速度で治癒しない創傷の例には、糖尿病性潰瘍、糖尿病性足部潰瘍、血管性潰瘍、動脈潰瘍、静脈潰瘍、静脈鬱血性潰瘍、褥瘡、褥瘡性潰瘍、感染性潰瘍、外傷誘導性潰瘍、熱傷潰瘍、壊疽性膿皮症と関連する潰瘍形成、および混合潰瘍が含まれる。
本出願で用いられる場合、治癒が遅延しているかまたは困難な創傷には、例えば、1)炎症期の遷延、2)細胞外マトリックスの形成遅延、および3)上皮形成の停滞または上皮形成速度の低下のうちの1または複数を少なくとも部分的に特徴とする創傷が含まれうる。
当技術分野において、「慢性創傷」という用語は一般に、約3カ月以内に治癒しなかった創傷を指すが、約1または2カ月以内に治癒しなかった創傷でもありうる。慢性皮膚創傷には、例えば、褥瘡、糖尿病性潰瘍、静脈潰瘍、動脈潰瘍、炎症性潰瘍、および混合潰瘍が含まれる。慢性創傷は、完全動脈遮断または部分動脈遮断から生じる潰瘍形成がそこに含まれうる動脈潰瘍でありうる。慢性創傷は、静脈弁の機能不全および関連する血管疾患から生じる潰瘍形成がそこに含まれうる静脈鬱血性潰瘍でありうる。慢性創傷は、外傷誘導性潰瘍でありうる。
本明細書で用いられる場合、慢性創傷はまた、例えば、1)創傷炎症の慢性自己永続状態、2)創傷細胞外マトリクス(ECM)の欠損および欠陥、3)(老化)創傷細胞(例えば、線維芽細胞)の応答不十分、ECM生成の制約、ならびに4)必要なECMの組織化の欠如および移動のための足場の欠如に部分的に起因する再上皮形成不全を少なくとも部分的に特徴とする創傷も含みうる。
慢性創傷はまた例えば、1)炎症およびタンパク質分解活性の持続による、例えば、糖尿病性潰瘍、褥瘡(褥瘡性潰瘍)、静脈性潰瘍、および動脈性潰瘍を含む潰瘍性病変の惹起、2)瘢痕をもたらす創傷における持続的な線維症、3)罹患領域におけるマトリックスの進行性沈着、4)修復時間の長期化、5)創傷収縮の低減、6)再上皮形成の遅延、ならびに7)肉芽組織の肥厚も特徴とする。
例示的な慢性創傷は、「褥瘡」を含む。例示的な褥瘡は、例えば、病期1を含む、AHCPR(米国保健福祉省、健康管理政策研究局)ガイドラインに基づく創傷分類の全4病期を含みうる。病期1の褥瘡は、身体上で隣接するかまたは反対側の領域と比較したその指標が、以下:皮膚温度(温熱または低温)、組織の硬さ(しまった感じかまたはゆるい感じ)、および/または感覚(疼痛、刺激)のうちの1つまたは複数における変化を含みうる、圧力と関連する無傷皮膚の観察可能な変化である。潰瘍は、わずかに色素沈着した皮膚における、明確な持続性の発赤領域として現れる一方、皮膚の色調がより暗色の場合、潰瘍は、持続性の赤色、青色、または紫色を伴って現れうる。病期1の潰瘍は、無傷皮膚の消退しない発赤、および皮膚潰瘍形成の前兆となる病変を含みうる。皮膚が暗色化している個体においては、皮膚の変色、温熱、浮腫、硬結、硬化もまた、病期1の潰瘍形成の指標でありうる。病期2:病期2の潰瘍形成は、表皮、真皮、またはこれらの両方に及ぶ部分層皮膚喪失を特徴としうる。潰瘍は表面的であり、臨床的には表皮剥離、水膨れ、または表層的な陥没として現れる。病期3:病期3の潰瘍形成は、基層の筋膜を貫通しないがこれへと拡張しうる、皮下組織に対する損傷またはこの壊死を伴う全層皮膚喪失を特徴としうる。潰瘍は、臨床的には、隣接組織を蝕む場合であれ、そうでない場合であれ、深い陥没として現れる。病期4:病期4の潰瘍形成は、筋肉、骨、または支持構造(例えば、腱、関節被膜など)に対する広範な破壊、組織壊死、または損傷を伴う全層皮膚喪失を特徴としうる。
例示的な慢性創傷はまた、「褥瘡性潰瘍」を含む。例示的な褥瘡性潰瘍は、虚血をもたらす骨の突出部上において、圧力が長期間にわたり軽減されないことの結果として生じうる。創傷は、麻痺患者、意識喪失患者、または重度の衰弱患者など、自ら体位を変えて体重の負荷を除去することができない患者において生じる傾向がある。米国保健福祉省により定義される通り、主要な防止措置は、危険性の高い患者の同定;頻繁な評価;および定期的な体位変換、適切な圧力除去横臥、防湿バリア、および十分な栄養状態などの予防措置を含む。処置の選択肢は、例えば、圧力の除去、手術による創面切除および酵素的創面切除、湿潤創傷の治療、および細菌負荷抑制を含みうる。本発明の一部の実施形態は、虚血をもたらす骨の突出部上において、圧力が長期間にわたり軽減されないことの結果として生じる褥瘡性潰瘍または同潰瘍形成を特徴とする慢性創傷を処置することを伴う。
例示的な慢性創傷はまた、「動脈性潰瘍」を含む。動脈性潰瘍は、組織の壊死および/または潰瘍形成をもたらしうる完全動脈遮断または部分動脈遮断を特徴とするものを含む。動脈性潰瘍の徴候は、例えば、下肢の無脈;有痛の潰瘍形成;極めて限局性であることが通常な、小型の点状潰瘍;低温皮膚または寒冷皮膚;毛細血管復帰時間の遅延(つま先の端部を軽く押して放し、約3秒間以内につま先に正常な色彩が戻るものとする);皮膚の萎縮外見(例えば、光沢、薄化、乾燥);ならびに指および足の体毛喪失を含みうる。
例示的な慢性創傷はまた、「静脈性潰瘍」を含む。例示的な静脈性潰瘍は、下肢が罹患する最も一般的な種類の潰瘍を含む場合があり、静脈弁の機能不全を特徴としうる。正常な静脈は、血液の逆流を防止する弁を有する。これらの弁が不全化すると、静脈血の逆流により、静脈鬱血が引き起こされる。赤血球からヘモグロビンが逸失して血管外腔へと漏出し、これにより、一般に言及される褐色の変色が引き起こされる。静脈性潰瘍を取り巻く皮膚の経皮酸素圧が低下することが示されており、これにより、領域の正常な血管形成を妨げる力が存在することが示される。リンパ液のドレナージおよび流動もまた、これらの潰瘍において役割を果たす。静脈性潰瘍は、内果近傍に現れる場合があり、通常、下肢の浮腫形成および硬結との組合せで生じ、浅く、それほど有痛でない場合があり、罹患部位からの滲出物の分泌を伴って現れることができる。
例示的な慢性創傷はまた、「静脈鬱血性潰瘍」を含む。例示的な静脈鬱血性潰瘍は、局所的低酸素症を結果としてもたらす下肢の慢性受動性静脈鬱血を特徴とする。これらの創傷の1つの可能な発症機構は、厚い血管周囲のフィブリンカフを超える組織内への酸素拡散が妨害されることを含む。別の機構は、血管周囲組織内への高分子の漏出により、皮膚の完全性を維持するのに必要とされる成長因子が捕捉されることである。加えて、静脈鬱血により高分子である白血球の流動が遅くなり、白血球が毛細血管を閉塞させ、活性化し、血管内皮を損傷して潰瘍形成に対する素因を与える。
例示的な慢性創傷は、「糖尿病性足部潰瘍」をさらに含む。例示的な糖尿病性足部潰瘍を有する糖尿病患者は、神経学的合併症および血管合併症の両方に起因する足部潰瘍形成に罹患しやすい傾向がある。末梢の神経障害は、足部および/または脚部における感覚の変化または感覚の完全な喪失を引き起こしうる。神経障害が進行した糖尿病患者は、とがったもの/まるいものを区別するすべての能力を失う。神経障害が進行した患者は、持続的な圧迫を感知するこの能力を失い、結果として、例えば、足底部の潰瘍形成をもたらす組織の虚血および壊死が生じうる。加えて、足部骨における微小骨折が感知および処置されずにおかれると、結果として、変形、慢性腫脹、およびさらなる骨の突出が生じうる。微小血管疾患は、これもまた潰瘍形成ももたらしうる、糖尿病の著明な合併症の1つである。
例示的な慢性創傷は、「外傷性潰瘍」を含みうる。例示的な外傷性潰瘍の形成は、身体に対する外傷性傷害の結果として生じうる。これらの傷害は、例えば、動脈系、静脈系、またはリンパ系に対する損傷;骨格の骨構造に対する変化;組織層(表皮、真皮、皮下軟組織、筋肉、または骨)の喪失;身体部分または臓器に対する損傷および身体部分または臓器の喪失を含む。
例示的な慢性創傷は、例えば、第1度熱傷(すなわち、皮膚表面の発赤領域);第2度熱傷(水膨れ液を除去した後で自然治癒しうる水膨れの傷害部位);第3度熱傷(皮膚全層に及ぶ熱傷で、通常、創傷治癒には手術による介入を要する);熱湯熱傷(熱湯、熱湯熱傷を引き起こすグリースまたはラジエータ液により生じうる);火炎熱傷(火炎により生じる場合があり、通常、深部熱傷である);化学熱傷(酸およびアルカリにより生じる場合があり、通常、深部熱傷である);電気熱傷(家庭周辺の低電圧または業務地における高電圧);爆発閃光熱傷(通常は表面的な傷害);および接触熱傷(通常、深部熱傷であり、マフラーテールパイプ、高温のアイロン、およびストーブにより生じうる)を含む熱傷の結果として生じる潰瘍形成を含む「熱傷潰瘍」を含みうる。
本出願で用いられる場合、治癒が遅延しているかまたは困難な創傷には、例えば、1)炎症期の遷延、2)細胞外マトリックス(ECM)の形成遅延、および3)上皮形成速度の低下を少なくとも部分的に特徴とする創傷が含まれうる。
本出願で用いられる場合、「線維性」疾患、障害、または状態には、本明細書で言及される場合が含まれ、線維原性に関連する生物学または病理学が明らかである急性症状および慢性症状、臨床症状または無症状がさらに含まれる。線維性疾患、線維性障害、または線維性状態には、細胞外マトリックス内における線維性物質の過剰生成、またはマトリックス関連成分の異常で、非機能的で、かつ/または過剰な蓄積による正常組織エレメントの置換を含めた、線維状物質の過剰生成を全体的または部分的に特徴とする疾患、障害、または状態が含まれる。線維性疾患、線維性障害、または線維性状態には、例えば、線維症を特徴とする、線維原性に関連する生物学または病理学が含まれる。
例示的な線維性疾患、線維性障害、および線維性状態には、例えば、強皮症(限局性強皮症、汎発性モルフェア、または線状強皮症を含めた)、腎線維症(糸球体硬化症、腎尿細管間質線維症、進行性腎疾患、または糖尿病性腎症を含めた)、心線維症(例えば、心筋線維症)、肺線維症(例えば、糸球体硬化症肺線維症、特発性肺線維症、珪肺症、石綿肺症、間質性肺疾患、間質線維性肺疾患、および化学療法/放射線照射により誘導される肺線維症)、口腔線維症、心内膜心線維症、三角筋線維症、膵炎、炎症性大腸炎、クローン病、結節性筋膜炎、好酸球性筋膜炎、多様な程度で正常な筋肉組織が線維状組織により置換されることを特徴とする一般的な線維症候群、後腹膜線維症、肝線維症、肝硬変、慢性腎不全;骨髄線維症(myelofibrosis)(骨髄の線維症(bone marrow fibrosis))、薬剤誘導性エルゴチン中毒、リー−フラウメニ症候群における神経膠芽腫、散発性神経膠芽腫、骨髄性白血病、急性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、骨髄増殖性症候群、婦人科癌、カポジ肉腫、ハンセン病、コラーゲン蓄積大腸炎、および急性線維症を含む。
線維性疾患、線維性障害、および線維性状態にはまた、拘縮が含まれうる。術後拘縮を含めた拘縮とは、緊張性痙攣もしくは線維症によるか、または正常な組織のコンプライアンス、運動、もしくは平衡(例えば、筋肉、腱、靭帯、筋膜、滑膜、関節被膜、他の結合組織、または脂肪)の喪失による、運動範囲の永久的または長期的な低下を指す。一般に、拘縮状態は、急性および慢性両方の炎症成分による線維性反応を伴いうる。その一部は、リリース手順を含めた手術と関連しうる。デュピュイトラン拘縮、ペイロニー病、およびレダーホース病などの遺伝性拘縮もまた含まれる。
線維症は、慢性の場合も急性の場合もある。線維性状態には、組織内における過剰量の細胞外マトリックスの蓄積が含まれ、機能不全また潜在的には臓器不全を引き起こす組織を形成する、過剰量の線維状組織が含まれる。慢性線維症は、主要臓器、最も一般的には、肺、肝臓、腎臓、および/または心臓の線維症を含む。急性線維症(通常、突発的で重度の発症を伴い、短期間にわたり持続する)は、傷害、虚血性疾患(例えば、心臓発作後における心筋の瘢痕形成)、環境汚染物質、アルコール、および他の種類の毒素、急性呼吸逼迫症候群、放射線照射および化学療法による処置を含めた各形態の外傷に対する一般的な反応として生じることが典型的である。外傷により損傷したすべての組織は、特に、損傷が反復される場合、線維性となりうる。
傷害に対する反応は、傷害に後続する、組織化されて一時的に調節されたメディエーターのパターンと、組織内における細胞イベントの連鎖とを伴う。最初の傷害は、凝血カスケードおよび急性の局所性炎症反応を誘発した後で、間葉細胞の動員、増殖、およびマトリックスの合成を誘発する。異常なサイトカイン経路を伴うことが多い制御不能のマトリックス蓄積により、線維性状態または線維性障害が生じうる。肺、腎臓、肝臓、心臓、脳、および骨髄などの致命的な臓器における進行性線維症は、疾患および死亡両方の主要な原因である。
癒着
本発明の他の態様内では、患者に抗コネキシンポリヌクレオチドを投与することにより、癒着、手術による癒着、および/または手術による続発性癒着を処置し、これらの発生を低下させるかもしくはこれらの重症度を軽減し、かつ/またはこれらを予防するかもしくは遅延させるための方法が提供される。
癒着形成とは、正常時には分離している体内組織が共に増殖する複合過程である。例えば、主要な婦人科の手術を受ける患者の約60%〜90%において、術後癒着の発生が報告されている。組織(例えば、上皮組織、結合組織、筋組織、および神経組織)の乾燥、虚血、熱傷、感染、または異物の存在の結果としての手術外傷は、従来、組織の癒着形成に対する刺激であると認識されてきた。これらの癒着は、手術療法が失敗する主要な原因であり、腸閉塞および不妊の主要な原因である。他の癒着による処置合併症には、慢性骨盤疼痛、尿道閉塞、および排尿機能障害が含まれる。
一般に、癒着形成とは、因子が放出され、血管透過性が上昇し、フィブリノーゲンの流入およびフィブリンの沈着が結果としてもたらされる炎症反応である。この沈着により、隣接組織を架橋するマトリックスが形成される。線維芽細胞が蓄積され、マトリックスに付着し、コラーゲンを沈着させ、血管形成を誘導する。このイベントのカスケードを手術後4〜5日以内に予防することができれば、癒着形成を阻害することができる。
既存の癒着を是正するための是正的な手術手順の結果として、手術による続発性癒着もまた形成されうる。手順は、リリース手順または分離手順でありうる。
その治療的潜在能力について特定の治療組成物または処置レジメンを評価するために、多種多様な動物モデルを用いることができる。略述すると、通常2つの隣接する表面に及ぶ重度の損傷を受けた結果として、動物では腹膜癒着の発生が観察されている。傷害は、虚血により、または異物導入の結果として、機械的でありうる。機械的傷害には、腸の圧挫および腸壁外層の剥離または脱落が含まれる。腸の係蹄へと至る主要な血管が分断されると、虚血が誘導される。領域内に導入されうる異物には、滑石、スポンジガーゼ、有毒化学物質、細菌、および糞便が含まれる。
現在のところ、癒着形成の予防を評価するための典型的な動物モデルには、ウサギ子宮の掻爬を伴うウサギ子宮角モデル、子宮の掻爬および血管切除を伴うウサギ子宮角血管切除改変モデル、および壁側腹膜片の切除に加えて盲腸の掻爬を伴うウサギ盲腸側壁モデルが含まれる。本出願では、これらおよび他の報告された評価モデルが記載される。
抗カドヘリン剤
本明細書に記載の本発明の抗カドヘリン剤は、カドヘリンの活性および機能、カドヘリン複合体の形成および維持、接着結合の形成および維持、ならびに細胞間接着を調節すること(例えば、遮断または阻害または下方制御すること)またはそれらに影響を及ぼすことができる。したがって、本明細書に記載の特定の抗カドヘリン剤により、細胞接着(すなわち、細胞間接着)が調節される。特定の抗カドヘリン剤は、接着結合調節剤である。そのような抗コネキシン剤は、一般に、翻訳されるとカドヘリンタンパク質の合成、およびそれが接着結合の形成のために利用されうる細胞膜への局在化をもたらすメッセンジャーRNA(mRNA)分子(またはそれらをコードする遺伝子)に標的化される。他の抗カドヘリン剤は、カドヘリン複合体および/または接着結合の形成に干渉する。したがって、本明細書において提供される抗カドヘリン剤は、直接的に、または間接的に、細胞間のカップリングおよび情報伝達を減少させる、または隣接細胞間の情報伝達(または分子の伝達)を減少させるもしくは遮断することができる。カドヘリンはN−カドヘリンであることが好ましい。
カドヘリン活性、カドヘリン複合体の形成、および/または接着結合の形成の所望の調節を誘発することができる任意の抗カドヘリン剤を本発明の実施において使用することができる。そのような化合物には、例えば、タンパク質およびポリペプチド、ポリヌクレオチド、および他の有機化合物が含まれ、これらは、例えば、接着結合の機能または発現を全体的にまたは部分的に遮断すること、あるいは1または複数のカドヘリンタンパク質、カドヘリン複合体、および/または接着結合の生成を全体的または部分的に下方制御することができる。
特定の抗カドヘリン剤により、カドヘリン発現の下方制御(例えば、mRNAの転写または翻訳の下方制御によって)がもたらされるか、またはさもなければ、カドヘリンタンパク質、カドヘリン複合体、もしくは接着結合の活性が減少もしくは阻害される。下方制御の場合では、これには、接着結合によって媒介される直接細胞間接着を減少させる効果がある。
抗カドヘリン剤の例は、カドヘリンmRNAおよび/もしくはカドヘリンタンパク質の発現もしくは機能を低下させるかもしくは阻害するか、またカドヘリンタンパク質種、カドヘリン複合体、もしくはカドヘリンジャンクションの活性、発現、もしくは形成を低下させる薬剤を含む。抗カドヘリン剤は、アンチセンスポリヌクレオチドおよび他のポリヌクレオチド(miRNAならびにsiRNAまたはリボザイムの機能性を有するポリヌクレオチドなどの)などの抗カドヘリンポリヌクレオチドのほか、抗体およびその抗原結合フラグメント、ならびにカドヘリンまたは接着結合の活性または機能を調節するペプチド模倣剤およびペプチド類似体を含むペプチドおよびポリペプチド、ならびにデオキシリボザイムを含む。抗カドヘリン剤が好ましく、特に抗N−カドヘリン剤が好ましい。
抗カドヘリンポリヌクレオチド
抗カドヘリンポリヌクレオチドは、コネキシンアンチセンスポリヌクレオチドのほか、それらによるカドヘリン発現の下方調節を可能とする機能性を有するポリヌクレオチドも含む。他の適切な抗カドヘリンポリヌクレオチドは、miRNA、RNAiポリヌクレオチドおよびsiRNAポリヌクレオチドを含む。抗N−カドヘリンポリヌクレオチドが好ましい。
RNAi、siRNA、およびリボザイムポリヌクレオチドのほか、骨格が改変および混合されたポリヌクレオチドなどの、アンチセンスポリヌクレオチドおよび他の抗コネキシンポリヌクレオチドの合成は、当業者に公知である。例えば、Stein C.A.およびKrieg A.M.(編)、「Applied Antisense Oligonucleotide Technology」、1998年、(Wiley−Liss)を参照されたい。抗体および結合フラグメントのほか、ペプチド模倣剤およびペプチド類似体を含むペプチドおよびポリペプチドを合成する方法は、当業者に公知である。例えば、Lihu Yangら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.、1;第95巻、第18号、10836〜10841頁(1998年9月1日); HarlowおよびLane(1988年)、「Antibodies: A Laboratory Manuel」、Cold Spring Harbor Publications、New York; HarlowおよびLane(1999年)、「Using Antibodies: A Laboratory Manuel」、Cold Spring Harbor Publications、New Yorkを参照されたい。
一態様によれば、カドヘリン発現の下方調節は一般に、アンチセンスポリヌクレオチド(DNAポリヌクレオチドまたはRNAポリヌクレオチドなど)を用いるアンチセンス法に基づき、またより具体的に、アンチセンスオリゴデオキシヌクレオチド(ODN)の使用に基づく。これらのポリヌクレオチド(例えば、ODN)は、(1または複数の)カドヘリンタンパク質をコードするmRNA分子を標的としてこれらを下方調節する。ポリヌクレオチドは、一本鎖であることが典型的であるが、二本鎖の場合もある。
アンチセンスポリヌクレオチドは、標的カドヘリンタンパク質種の転写および/または翻訳を阻害しうる。ポリヌクレオチドは、カドヘリン遺伝子またはカドヘリンmRNAからの転写および/または翻訳の特異的な阻害剤であり、他の遺伝子またはmRNAからの転写および/または翻訳を阻害しないことが好ましい。生成物は、(i)コード配列に対する5’側、および/または(ii)コード配列に対する、および/または(iii)コード配列に対する3’側にあるカドヘリン遺伝子またはカドヘリンmRNAに結合する。
アンチセンスポリヌクレオチドは一般に、カドヘリンmRNA、好ましくはN−カドヘリンmRNAに対してアンチセンスである。このようなポリヌクレオチドはカドヘリンmRNAにハイブリダイズすることが可能であり、したがって、転写、mRNAのプロセッシング、核からのmRNAの輸送、翻訳、またはmRNAの分解を含む、カドヘリンmRNA代謝の1つまたは複数の側面に干渉することにより、カドヘリン発現を阻害しうる。特定の理論に束縛されることを望まないが、アンチセンスポリヌクレオチドは、カドヘリンmRNAにハイブリダイズして、mRNA翻訳の直接的な阻害および/またはmRNAの不安定化を引き起こしうる二重鎖を形成することが典型的である。このような二重鎖は、ヌクレアーゼによる分解に対して感受性でありうる。
アンチセンスポリヌクレオチドは、カドヘリンmRNAの全部または一部にハイブリダイズしうる。アンチセンスポリヌクレオチドは、カドヘリンmRNAのリボソーム結合領域および/またはコード領域にハイブリダイズすることが典型的である。ポリヌクレオチドは、標的カドヘリンmRNAの全部または一部の領域に対して相補的でありうる。例えば、ポリヌクレオチドは、カドヘリンmRNAの全部または一部の完全な相補体でありうる。しかし、絶対的な相補性は必要とされず、生理学的温度よりも約5℃、10℃、20℃、30℃、または40℃を超えて高い融解温度を有する二重鎖を形成するのに十分な相補性を有するポリヌクレオチドが、本発明における使用に特に適する。
したがって、ポリヌクレオチドは、標的カドヘリンmRNAに対して相補的な配列の相同体であることが典型的である。ポリヌクレオチドは、約50℃〜約60℃における0.03M塩化ナトリウムおよび0.03Mクエン酸ナトリウムなどの中程度〜高度に厳密な条件下においてカドヘリンmRNAにハイブリダイズするポリヌクレオチドでありうる。
一部の態様については、適切なポリヌクレオチドは、例えば、約6〜40ヌクレオチドの長さであることが典型的である。ヌクレオチドは、好ましくは約5〜約100ヌクレオチドの長さ、好ましくは約6〜約40ヌクレオチドの長さ、好ましくは約12〜約35ヌクレオチドの長さでもあり、代替的には、約12〜約20ヌクレオチドの長さでもあり、より好ましくは、約18〜約32ヌクレオチドの長さでもありうる。代替的な実施形態によれば、ポリヌクレオチドは、少なくとも約40ヌクレオチド、例えば、少なくとも約60ヌクレオチドまたは少なくとも約80ヌクレオチドの長さでありえ、最長約100、約200、約300、約400、約500、約1000、約2000、または約3000ヌクレオチド以上の長さである。
抗カドヘリンポリヌクレオチドにより標的とされる1または複数のコネキシンタンパク質は、下方調節が行われる部位に依存する。これは、カドヘリン複合体の組成に関して、全身の異なる部位において(1または複数の)接着結合の構成が一様でないことを反映する。カドヘリンは、一態様における、ヒトもしくは動物の天然に存在するものであるか、またはカドヘリンの発現または活性を調節する、好ましくは低下させる、予定の組織内の天然に存在するものである。カドヘリン遺伝子(コード配列を含む)は一般に、下記の実施例1に示すカドヘリンコード配列との相同性など、本明細書で言及される1または複数の特異的なカドヘリンのコード配列との相同性を有する。カドヘリンは、N−カドヘリン、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、またはデスモコリンタンパク質であることが典型的である。カドヘリンはN−カドヘリンであり、処置される組織において発現することが好ましい。
抗カドヘリンポリヌクレオチドは、カドヘリンアンチセンスポリヌクレオチドのほか、それらによるカドヘリン発現の下方調節を可能とする機能性を有するポリヌクレオチドも含む。他の適切な抗カドヘリンポリヌクレオチドは、RNAiポリヌクレオチドおよびsiRNAポリヌクレオチドを含む。
多くの好ましい実施形態において、アンチセンスポリヌクレオチドは、1種のカドヘリンタンパク質種のmRNAだけを標的とする。このカドヘリンタンパク質は、N−カドヘリンであることが最も好ましい。別個のカドヘリンタンパク質種を標的とするポリヌクレオチドを組み合わせて用いることもまた意図される(例えば、1種、2種、3種、4種以上の異なるカドヘリンを標的とすることができる)。例えば、N−カドヘリンを標的とするポリヌクレオチドと、カドヘリンスーパーファミリー(例えば、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、またはデスモコリンタンパク質)の1または複数のメンバーを標的とするポリヌクレオチドとを、組み合わせて用いることができる。代替的に、本発明のアンチセンスポリヌクレオチドは、複数種のカドヘリンタンパク質に対して標的化されたポリヌクレオチドを含みうる組成物の一部でもありうる。このようなポリヌクレオチドが対象とするカドヘリンタンパク質の1つは、N−カドヘリンであることが好ましい。したがって、個々のアンチセンスポリヌクレオチドは、特定のカドヘリンタンパク質種のmRNAに特異的な場合もあり、2種以上の異なるカドヘリンタンパク質種のmRNAを標的とする場合もある。特異的なポリヌクレオチドが一般に、カドヘリン間において保存されないカドヘリン遺伝子またはカドヘリンmRNA内の配列を標的とする一方、非特異的な抗カドヘリンポリヌクレオチドは、各種カドヘリンの保存的配列を標的とする。
本発明で用いられるポリヌクレオチドおよび他の薬剤(デオキシリボザイムを含む)は、非改変のホスホジエステルオリゴマーでありうる。このようなオリゴデオキシヌクレオチドは、長さが変わりうる。15〜18マー、20マーおよび30マーのポリヌクレオチドが適することが分かっている。本発明の多くの態様は、オリゴデオキシヌクレオチドに関して説明される;しかし、これらの実施形態ではまた、他の適切なポリヌクレオチド(RNAポリヌクレオチドなど)も用いうることが理解される。
アンチセンスポリヌクレオチドおよび他の薬剤(デオキシリボザイムを含む)は、化学修飾することができる。これにより、ヌクレアーゼに対するこれらの耐性を増強することができ、これらが細胞内に入る能力を増強することができる。このような改変は、当該分野で公知である。例えば、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドを用いることができる。他のデオキシヌクレオチド類似体は、メチルホスホネート、ホスホルアミデート(phosphoramidate)、ホスホロジチオエート、N3’P5’−ホスホルアミデート、ならびにオリゴリボヌクレオチドホスホロチオエートおよびそれらの2’−O−アルキル類似体、ならびに2’−O−メチルリボヌクレオチドメチルホスホネートを含む。代替的に、混合骨格オリゴヌクレオチド(「MBO」)も用いることができる。MBOは、ホスホチオエートオリゴデオキシヌクレオチドのセグメントと、改変されたオリゴデオキシヌクレオチドまたはオリゴリボヌクレオチドの適切に配置されたセグメントとを含有する。MBOは、ホスホロチオエート結合のセグメントと、非イオン性で、ヌクレアーゼまたは2’−O−アルキルオリゴリボヌクレオチドに対して極めて耐性なメチルホスホネートなどの、他の改変オリゴヌクレオチドの他のセグメントとを有する。改変骨格オリゴヌクレオチドおよび混合骨格オリゴヌクレオチドを調製する方法は、当技術分野において公知である。
本発明で用いられるアンチセンスポリヌクレオチドの正確な配列は、標的のカドヘリンタンパク質に依存する。一部の実施形態において、適切なカドヘリンアンチセンスポリヌクレオチドは、オリゴデオキシヌクレオチドなどのポリヌクレオチドを含みうる。本明細書に記載の、ポリヌクレオチドの組合せ組成物の調製に適するポリヌクレオチドは、例えば、N−カドヘリンに対するポリヌクレオチドと、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、またはデスモコリンタンパク質に対するポリヌクレオチドとを含む。
カドヘリンタンパク質を対象とする、ODNをはじめとするポリヌクレオチドは、任意の簡便な従来のアプローチにより、それらのヌクレオチド配列に関して選択することができる。例えば、コンピュータプログラムであるMacVectorおよびOligoTech(Oligosなど、Eugene、Oregon、USA製)を用いることができる。選択されると、自動DNA合成器を用いてODNを合成することができる。
ポリヌクレオチドの相同体
本明細書では、相同性および相同体(例えば、ポリヌクレオチドは、カドヘリンmRNA中の配列に対する相補体の相同体でありうる)について論じる。このようなポリヌクレオチドは、例えば、(相同配列の)少なくとも約15、少なくとも約20、少なくとも約25、少なくとも約30、少なくとも約40、少なくとも約50、または少なくとも約100以上の連続ヌクレオチドの領域にわたって、対象の配列と少なくとも約70%の相同性、好ましくは少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、または少なくとも約99%の相同性を有することが典型的である。
相同性または配列同一性は、当技術分野における任意の方法に基づいて計算することができる。例えば、UWGCGパッケージでは、相同性を計算するのに用いうるBESTFITプログラムが提供される(Devereuxら(1984年)、Nucleic Acids Research、第12巻、387〜395頁)。PILEUPアルゴリズムおよびBLASTアルゴリズムはまた、例えば、Altschul S. F.(1993年)、J Mol Evol、第36巻、290〜300頁; Altschulら(1990年)、J Mol Biol、第215巻、403〜10頁において説明される通り、同一性を計算するか、または配列を整列するのに用いることができる。BLAST解析を実施するためのソフトウェアは、米国国立バイオテクノロジー情報センター(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)により公に入手可能である。BLASTアルゴリズムでは、2つの配列間における類似性に対する統計学的解析が実施される。例えば、KarlinおよびAltschul(1993年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、第90巻、5873〜5787頁を参照されたい。相同配列は、少なくとも約2、少なくとも約5、少なくとも約10、少なくとも約15、少なくとも約20またはより多くのヌクレオチド(または約2以下、約5以下、約10以下、約15以下、約20以下またはより多くのヌクレオチド以下)の相違(置換、欠失、または挿入でありうる)により対象配列と異なることが典型的である。これらの相違は、配列同一性または相同性の計算との関連で、上述の領域のいずれかにわたって測定することができる。
相同配列は、バックグラウンドを有意に上回るレベルで、元の配列に選択的にハイブリダイズすることが典型的である。選択的なハイブリダイゼーションは、中程度〜高度に厳密な条件(例えば、約50℃〜約60℃における0.03M塩化ナトリウムおよび0.03Mクエン酸ナトリウム)を用いて達成することが典型的である。しかし、このようなハイブリダイゼーションは、当技術分野において公知の任意の適切な条件下で実施することができる(Sambrookら(1989年)、「Molecular Cloning: A Laboratory Manual」を参照されたい)。例えば、高い厳密性が必要とされる場合、適切な条件は60℃における0.2×SSCを含む。より低い厳密性が必要とされる場合、適切な条件は60℃における2×SSCを含む。
ペプチドおよびポリペプチドによる抗カドヘリン剤
ペプチド、ペプチド模倣剤、抗体、抗原結合抗体フラグメントなどを含むカドヘリン結合タンパク質もまた、接着結合に適する調節剤である。
結合タンパク質は、例えば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体フラグメント(例えば、Fabフラグメント、F(ab’)フラグメント、およびFvフラグメント;単鎖抗体;単鎖Fv;また例えば、特定の抗体または他の結合分子と接触する抗原決定基(すなわち、一般にエピトープと称する分子の部分)に結合可能な結合ドメイン、ヒンジ、CH2ドメインおよびCH3ドメイン、組換え抗体、ならびに抗体フラグメントを含む単鎖結合分子などの単鎖結合分子を含む)を含む。抗体、抗結合抗体フラグメントなどを含むこれらの結合タンパク質は、キメラの場合もあり、ヒト化される場合もあり、他の形でこれらが投与される対象においてより低い免疫原性に作製する場合もあり、また、合成する場合もあり、組換えにより作製する場合もあり、発現ライブラリー内において作製する場合もある。本明細書で言及され、かつ/または当技術分野においてより詳細に説明される結合分子など、当技術分野において公知であるかまたは将来的に見出される任意の結合分子が想定される。例えば、結合タンパク質は、抗体などだけではなく、リガンド、受容体、ペプチド模倣剤、または標的(例えば、カドヘリンタンパク質、カドヘリン複合体もしくは接着結合中の別のタンパク質、または関連する分子)に結合する他の結合フラグメントもしくは他の結合分子(例えば、ファージディスプレイにより作製される)も含む。N−カドヘリン細胞外ドメインに対するFabフラグメントは、接着結合形成を阻害すると報告されている。Meyerら(1992年)J Cell Biol. 1992年10月1日;119巻(1):179〜189頁。
結合分子は一般に、結合特異性を含むがこれに限定されない所望の特異性、および所望の親和性を有する。親和性は、例えば、約10−1以上、約10−1以上、約10−1以上、約10−1のKaでありうる。約10−1以上、約1010−1以上、約1011−1以上、および約1012−1以上の親和性など、約10−1をさらに超える親和性が適する。本発明による結合タンパク質の親和性は、従来の技法、例えば、Scatchardら、1949年、Ann.N.Y.Acad.Sci.、第51巻、660頁により説明される技法を用いて容易に決定することができる。
隣接する2つの細胞が寄与するカドヘリンタンパク質の細胞外ドメインが互いに「結合(dock)」して、完全なギャップジャンクションチャネルが形成される。これらの細胞外ドメインの相互作用に干渉する試薬は、接着結合形成および/または安定性を損なうことが可能である。
抗カドヘリン剤は、カドヘリンタンパク質(例えば、E−カドヘリン、N−カドヘリンなど)由来のカドヘリンドメインモチーフに対応するアミノ酸配列を含むペプチドを含む。他の実施形態は、カドヘリン遺伝子(例えば、下記の実施例1に示されるN−カドヘリン遺伝子)によってコードされる少なくとも約5、少なくとも約6、少なくとも約7、少なくとも約8、少なくとも約9、少なくとも約10、少なくとも約11、少なくとも約12、少なくとも約13、少なくとも約14、少なくとも約15、少なくとも約20、少なくとも約25、または少なくとも約30の連続アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドである抗コネキシン剤を対象とする。本明細書で提供される一部の抗コネキシン剤では、N−カドヘリンの細胞外ドメインを用いて、特定のペプチド配列を開発することができる。ペプチドは、天然に存在するN−カドヘリンのこれらの部分と同一のアミノ酸配列を有する必要はなく、ペプチドが結合活性または機能活性を保持するような保存的アミノ酸変化を作製することができる。代替的に、ペプチドは、細胞外ドメインの他の領域も標的としうる。
抗カドヘリンペプチドは、ペプチドが機能的に活性な抗カドヘリン剤であるような保存的アミノ酸置換を伴う、カドヘリンの細胞外ドメインの一部に対応する配列を含みうる。例示的な保存的アミノ酸置換は、例えば、別の非極性アミノ酸による非極性アミノ酸の置換、別の芳香族アミノ酸による芳香族アミノ酸の置換、別の脂肪族アミノ酸による脂肪族アミノ酸の置換、別の極性アミノ酸による極性アミノ酸の置換、別の酸性アミノ酸による酸性アミノ酸の置換、別の塩基性アミノ酸による塩基性アミノ酸の置換、および別のイオン性アミノ酸によるイオン性アミノ酸の置換を含む。
接着結合調節剤
本明細書に記載の特定の抗カドヘリン剤は、細胞間の接着を調節することまたはそれに影響を及ぼすこと(例えば遮断または阻害すること)ができる。したがって、本明細書に記載の特定の接着結合調節剤により、細胞接着が調節される。本明細書で用いられる場合、「接着結合調節剤」とは、広範に、接着結合の活性、機能、形成、または安定性を全体的または部分的に妨げる、減少させる、または調節する任意の薬剤または化合物を包含する。ある特定の実施形態では、接着結合調節剤は、接着結合の機能を全体的または部分的に妨げるかまたは減少させる。例示的な接着結合調節剤としては、ポリヌクレオチド、ポリペプチド(例えばペプチド模倣剤(peptiditomimetics)、抗体、その結合フラグメント、および合成構築物)、ならびに他の接着結合調節剤が挙げられ得るがこれらに限定されない。
剤形および製剤ならびに投与
治療有効量の本発明の各薬剤は、同時投与、個別投与、または逐次投与が、しかも任意の順序で可能である。薬剤は、個別投与される場合もあり、固定の組合せとして投与される場合もある。固定の組合せとして投与されない場合、好ましい方法には、単独の、または1または複数の他の治療剤(他の抗カドヘリン剤、抗コネキシン剤、抗ZO−1剤および/または抗オステオポンチン剤を含む)と組み合わせた1または複数の抗カドヘリン剤の逐次投与が含まれる。
抗カドヘリン剤および他の治療剤が組み合わせて投与される場合、物理的にまたは創傷の処置の過程において、1または複数の薬剤が単独で投与される場合、すなわち、それらが組み合わせて投与されない場合に用いられる量または用量よりも少ない量または用量でそれらの一方または両方が供給される。投与される薬剤のこのような低量は、単独で投与される場合の該薬剤の1つの量または複数の量の約20分の1〜約10分の1であることが典型的であり、単独で投与される場合の量の約8分の1、単独で投与される場合の量の約6分の1、単独で投与される場合の量の約5分の1、単独で投与される場合の量の約4分の1、単独で投与される場合の量の約3分の1、および単独で投与される場合の量の約2分の1であってよい。薬剤は、互いから少なくとも約30分以内に逐次投与されることが好ましい。薬剤はまた、互いから約1時間以内に投与することもでき、互いから約1日〜約1週間以内に投与することもでき、適切であるとみなされる他の形で投与することもできる。
本発明の薬剤は、本明細書で言及される疾患または状態のいずれかを有する対象など、処置を必要とする対象に投与することができる。こうして、対象の状態を改善することができる。したがって、抗カドヘリン剤は、治療による対象の身体の処置に用いることができる。これらは、本明細書で言及される状態のいずれかを処置する薬剤の製造において用いることができる。
本発明の抗カドヘリン剤は、本発明の種々の組成物および方法において実質的に単離形態で使用することが好ましい。生成物は、生成物の意図される目的に干渉しない担体または希釈剤と混合することができ、これをなおも実質的に単離状態にあるとみなしうることが理解される。本発明の生成物はまた、実質的に精製形態の場合もあり、この場合、生成物は一般に、ポリヌクレオチド(または他の抗カドヘリン剤)の、または調製物の乾燥質量の、約80%、85%、または90%、例えば、少なくとも約95%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%を含む。
意図される投与の経路に応じて、本発明の医薬品、医薬組成物、組合せ調製物、および薬剤は、例えば、溶液、懸濁液、点滴、軟膏剤(salves)、クリーム、ゲル、泡沫、軟膏(ointment)、エマルジョン、ローション、ペイント、持続放出製剤、または粉末の形態をとる可能性があり、(1または複数の)有効成分の約0.1%〜95%を含有することが典型的であり、(1または複数の)有効成分の約0.2%〜70%を含有することが好ましい。他の適切な製剤は、プロニックゲルベースの製剤、カルボキシメチルセルロース(CMC)ベースの製剤、およびヒドロキシプロピルメチルセルロース(hyroxypropylmethylcellulose)(HPMC)ベースの製剤を含む。プルロニックゲルを含む適切な製剤は、例えば、約10〜約15パーセント、約15〜20パーセント、約20〜25パーセント、および約25〜30パーセント、適切には約22パーセントのプルロニックゲルを有する。他の有用な製剤は、徐放調製物または遅延放出調製物および徐放点滴注入または遅延点滴注入を含む。
ゲルまたはゼリーは、ゼラチン、トラガカント、アルギネートまたはセルロース誘導体を含むがこれらに限定されない適切なゲル化剤を用いて作製することができ、保湿剤、皮膚軟化剤、および防腐剤としてグリセロールを含みうる。軟膏は、脂肪基剤、蝋基剤、または合成基剤中に組み込まれた有効成分からなる半固体調製物である。適切なクリームの例は、油中水エマルジョンおよび水中油エマルジョンを含むがこれらに限定されない。油中水クリームは、セチルアルコールまたはセトステアリルアルコールなどの脂肪族アルコールによる乳化剤および乳化蝋と類似するがこれらに限定されない特性を有する適切な乳化剤を用いて調合することができる。水中油クリームは、セトマクロゴール乳化蝋などの乳化剤を用いて調合することができる。適切な特性は、エマルジョンの粘稠度を変化させる能力、および広範なpHにわたる物理および化学の両面における安定性を含む。水溶性または混和性のクリーム基剤は、防腐剤系を含有する場合があり、また、許容される生理学的なpHを維持するように緩衝化することもできる。
泡沫調製物は、不活性の噴霧剤を用いる適切なアプリケーターにより、加圧エアゾールキャニスターから送達するように調合することができる。泡沫基剤の製剤に適する賦形剤は、プロピレングリコール、乳化蝋、セチルアルコール、およびステアリン酸グリセリルを含むがこれらに限定されない。潜在的な防腐剤は、メチルパラベンおよびプロピルパラベンを含む。
本発明の薬剤を薬学的に許容される担体または希釈剤と組合せて、医薬組成物を作製することが好ましい。適切な担体および希釈剤は、等張性の食塩液、例えば、リン酸塩緩衝化食塩液を含む。適切な希釈剤および賦形剤はまた、例えば、水、食塩液、デキストロース、グリセロールなど、およびこれらの組合せ物も含む。加えて、所望の場合、保湿剤または乳化剤、安定化剤またはph緩衝剤などの物質もまた存在しうる。
「薬学的に許容される担体」という用語は、組成物を投与される個体に有害な抗体の生成をそれ自体では誘導せず、不適切な毒性なしに投与しうる任意の薬学的な担体を指す。適切な担体は、タンパク質、多糖、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリマーアミノ酸、およびアミノ酸コポリマーなどの大型でゆっくりと代謝される高分子でありうる。
例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩などのような鉱酸塩、および酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩などの有機酸塩など、薬学的に許容される塩もまた存在しうる。
適切な担体物質は、局所投与用のクリーム、ローション、ゲル、エマルジョン、ローション、またはペイントのための基剤として一般に用いられる任意の担体またはビヒクルを含む。例は、乳化剤、炭化水素による基剤を含む不活性担体、乳化基剤、非毒性溶媒、または水溶性の基剤を含む。特に適切な例は、プルロニック、HPMC、CMC、および他のセルロース基剤の成分、ラノリン、硬質パラフィン、液体パラフィン、軟質黄色パラフィン、または軟質白色パラフィン、白色蜜蝋、黄色蜜蝋、セトステアリルアルコール、セチルアルコール、ジメチコーン、乳化蝋、ミリスチン酸イソプロピル、微晶質蝋、オレイルアルコール、ハチミツ(マヌカハニーを含む)およびステアリルアルコールを含む。
薬学的に許容される担体またはビヒクルは、ゲルであることが好ましく、非イオン性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーゲル、例えば、プルロニックゲル、好ましくはPluronic F−127(BASF Corp.)であることが適切である。このゲルは、低温では液体であるが、生理学的温度では急速に固まり、これにより、薬剤の放出が適応部位またはその部位にすぐの近接部位に限定されるので特に好ましい。薬学的担体はまた、リポソーム、ナノソームなどを含む。
カゼイン、ゼラチン、アルブミン、膠、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、またはポリビニルアルコールなどの補助剤もまた、本発明の製剤中に組み入れることができる。
他の適切な製剤は、プロニックゲル基剤の製剤、カルボキシメチルセルロース(CMC)基剤の製剤、およびヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)基剤の製剤を含む。組成物は、局所投与、点滴投与、非経口投与、筋肉内投与、皮下投与、または経皮投与を含む、任意の所望の送達形態に応じて調合することができる。他の有用な製剤は、徐放調製物または遅延放出調製物を含む。
経皮送達は、例えば、1)化学的な浸透増強剤または皮膚浸透増強剤の使用;2)リポソームを介する送達;3)イオントフォレーシス;4)電気穿孔;5)ソノフォレーシス;6)機械(例えば、マイクロポレーション)デバイスを対象とする方法を含めた、当技術分野で公知であるかまたは将来的に見出される方法により実施することができる。本出願で開示される薬剤の経皮送達に適する例示的な方法には、例えば、既存の小孔を隔てた輸送速度を増大させることにより、または人工的な小孔の創出を介して透過可能な皮膚の小孔数を増大させることにより、皮膚の小孔を隔てた物質の輸送増強を対象とする方法が含まれうる。
経皮送達は、例えば、エミュー油、エトキシル化油を含めた、植物起源、堅果起源、合成起源、もしくは動物起源の薬学的に許容される油、PEG、リノレイン酸、エタノール、1−メタノール、および/または角質層を脱脂質化する薬剤を含めた、化学的浸透増強剤を用いて実施することができる。適切な油には、それらのすべてが場合によってエトキシル化されうるメドウフォーム油、ヒマシ油、ホホバ油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、ゴマ油、およびエミュー油が含まれる。例には、米国特許第7291591号、同第7201919号、同第7052715号、同第7033998号、同第6946144号;同第6951658号、同第6759056号、同第6720001号、同第6224853;同第5695779号;および同第6750291号に記載の油が含まれる。加えて、乾燥粉末または凍結乾燥薬の送達には、経皮パッチもまた適応させることができ、例には、米国特許第5,983,135号に記載のパッチが含まれる。
経皮送達は、リポソームを介する送達法(例えば、親油性の膜活性剤の適用により促進される送達)により実施することができる。適切な例には、米国特許第5910306号、同第5718914号、および同第5064655号に記載の方法が含まれうる。
経皮送達系はまた、多種多様なイオントフォレーシスシステムまたはエレクトロトランスポートシステムと共に用いることもできる。例示的なエレクトロトランスポートによる薬剤送達システムは、米国特許第5,147,296号、同第5,080,646号、同第5,169,382号、および同第5,169,383号において開示されている。
「エレクトロトランスポート」という用語は一般に、皮膚、粘膜、爪などの体表面を介する有益な薬剤、例えば、薬剤または薬剤前駆体の通過を指す。その結果として電流が印加され、これにより薬剤が送達されるかもしくはその送達が増強される、電位差の印加により薬剤の輸送が誘導もしくは増強されるか、または「逆」エレクトロトランスポートの場合、薬剤がサンプリングされるかもしくはそのサンプリングが増強される。ヒト体内へまたは同体内からの薬剤のエレクトロトランスポートは、多様な形で達成することができる。
経皮送達は、イオントフォレーシス法(例えば、ある時間にわたり皮膚に対して低レベルの電場を印加することにより促進される送達)により実施することができる。適切な例には、米国特許第6731987号、同第6391015号、同第6553255号;同第4940456号、同第5681580号、および同第6248349号に記載の方法が含まれうる。
また、経皮送達は、電気穿孔法(例えば、微小時間にわたって高電圧パルスを印加して、皮膚内において一過性の小孔を創出することにより促進される送達)によっても実施することができる。適切な例には、米国特許第7008637号、同第6706032号、同第6692456号、同第6587705号、同第6512950号、同第6041253号、同第5968006号、および同第5749847号が含まれうる。
経皮送達は、ソノフォレーシス法(例えば、低周波数の超音波パルスを印加して、皮膚の透過性を増大させることにより促進される送達)により実施することができる。適切な例には、米国特許第7232431号、同第7004933号、同第6842641号、同第6868286号、同第6712805号、同第6575956号、同第6491657号、同第6487447号、同第623499号、および同第6190315号が含まれうる。
経皮送達は、機械的デバイスの使用および/または構造エレメント、熱的安定性の特性、膜の流動性、ならびに皮膚の構造および部分構造の完全性における機械的な変化または破壊を誘導することによる人工的な微小孔またはマイクロチャネル(例えば、マイクロプロジェクション)の創出を含む方法により実施することができる。適切な例には、MicroPor(Altea Therapeutics社製)、MacroFlux(Alza社製)のほか、米国特許第6893655号、同第6730318号、同第5484604号、同第5362308号、同第5320850号、および同第5279544号、ならびに米国再審査証明書RE35474に記載の例も含まれうる。
他の適切な製剤は、吸入可能な製剤である。
抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)が、ポリヌクレオチドなどの核酸である場合、哺乳動物細胞による核酸の取込みは、複数種の公知のトランスフェクション法、例えば、トランスフェクション剤の使用を含むトランスフェクション法により増強される。このような技法は、ポリヌクレオチドを含む一部の抗コネキシン剤と共に用いることができる。投与される製剤は、このようなトランスフェクション剤を含有しうる。これらの薬剤の例は、陽イオン剤(例えば、リン酸カルシウムおよびDEAEデキストラン)およびリポフェクション剤(例えば、lipofectam(商標)およびtransfectam(商標))、ならびに界面活性剤を含む。
抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)がポリヌクレオチドを含む場合、製剤がポリヌクレオチドの細胞透過を補助する界面活性剤をさらに含むか、または製剤が任意の適切な充填剤を含有すると好都合である。DMSOなど、任意の適切な無毒性界面活性剤を組み入れることができる。代替的に、尿素などの経皮透過剤も組み入れることができる。
所与の対象または状態に対して有効な用量は、集団の少なくとも50%に対して治療的に有効な用量内にあり、このレベルにおいてほとんどまたはまったく毒性を示さないことが好ましい。
本発明の方法および組成物において用いられる各抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)の有効投与量は、用いられる1または複数の特定の抗コネキシン剤、(もし存在すれば)組合せのパートナー、投与方式、投与頻度、処置される状態、処置される状態の重症度、投与経路、処置される患者部分集団の必要、またはその患者の異なる必要がその患者に特異的な年齢、性別、体重、関連する医療的状態に起因しうる個々の患者の必要を含むいくつかの因子に応じて異なりうる。
患者に抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)が投与される場合の用量は、患者の年齢、体重、および全般的な状態、処置される状態、ならびに投与される特定の抗コネキシン剤などの、各種の因子に依存する。
抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)の適切な治療有効用量は、約0.01〜約0.4mg/kg体重など、約0.001〜約1mg/kg体重でありうる。しかし、適切な用量は、約0.01〜約0.050mg/kg体重など、約0.001〜約0.1mg/kg体重でありうる。
約1〜100、100〜200、100〜300または200〜300、100〜400または200〜400または300〜400、および100〜500または200〜500または300〜500または400〜500マイクログラムの治療有効用量の抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)が適切である。約1〜1000マイクログラムの用量もまた適切である。最大2ミリグラムの用量もまた用いることができる。1または複数の抗カドヘリン剤(および/または存在する場合は他の治療剤)が包帯材の形態で提供される場合、用量は適切な形で調整され、所望の総用量投与を維持するよう上方に調整されることが典型的である。
代替的に、抗カドヘリンオリゴヌクレオチドまたは抗カドヘリンタンパク質もしくはペプチド(および/または存在する場合は他の治療剤)の場合、組成物中における各上記薬剤剤の投与量は、それが適用される領域のサイズ、長さ、深さ、面積、または容積に対する組成物の濃度を基準として決定することができる。例えば、一部の局所適用において、医薬組成物の用量は、医薬組成物の質量(例えば、グラム)または適用領域の長さ、深さ、面積、もしくは容積当たりの医薬組成物の濃度(例えば、μg/ul)に基づいて計算することができる。有用な用量は、創傷サイズの平方センチメートル当たり約1〜約10マイクログラムの範囲にある。一部の用量は、創傷サイズの平方センチメートル当たり約1〜2、約1〜5、約2〜4、約5〜7、および約8〜10マイクログラムである。他の有用な用量は、創傷サイズの平方センチメートル当たり約10マイクログラムを超え、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約15マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約20マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約25マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり約30マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約35マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約40マイクログラム、創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約50マイクログラム、および創傷サイズの平方センチメートル当たり少なくとも約100〜少なくとも約150マイクログラムを含む。他の用量は、平方センチメートル当たり約150〜200マイクログラム、平方センチメートル当たり約200〜250マイクログラム、平方センチメートル当たり約250〜300マイクログラム、平方センチメートル当たり約300〜350マイクログラム、平方センチメートル当たり約350〜400マイクログラム、および平方センチメートル当たり約400〜500マイクログラム、および平方センチメートル当たり約500〜1000マイクログラム、および平方センチメートル当たり少なくとも約600〜1000マイクログラムを含む。
一部の実施形態において、抗カドヘリン剤組成物(および/または存在する場合は他の治療剤組成物)は、処置部位および/または処置部位に隣接して、約0.01マイクロモル濃度(μM)または0.05μM〜約200μM、または最大300μM、または最大400μM、最大500μM、最大600μM、最大700μM、最大800μM、最大900μM、または最大1000μM、または最大2000μM、または最大3200μM以上の最終濃度、およびこれらの用量数値内にある任意の用量および用量範囲で適用することができる。アンチセンスポリヌクレオチド組成物は約0.05μM〜約100μM以上の最終濃度で適用されることが好ましく、抗カドヘリン剤ポリヌクレオチド組成物は約1.0μM〜約50μMの最終濃度で適用されることがより好ましく、約5〜10μMから約30〜50μMの最終濃度で適用されることがより好ましい。加えて、組合わされた抗カドヘリン剤組成物は約8μM〜約20μMの最終濃度で適用され、また代替的に、抗カドヘリン剤組成物は約10μM〜約20μMの最終濃度、または約10〜約15μMの最終濃度で適用される。他の一部の実施形態において、抗カドヘリン剤組成物は、約10μMの最終濃度で適用される。さらに別の実施形態において、抗カドヘリン剤組成物は、約1〜15μMの最終濃度で適用される。他の実施形態において、抗カドヘリン剤は、約20μM、30μM、40μM、50μM、60μM、70μM、80μM、90μM、100μM、10〜200μM、200〜300μM、300〜400μM、400〜500μM、500〜600μM、600〜700μM、700〜800μM、800〜900μM、900〜1000、または1000〜1500μM、または1500μM〜2000μM、または2000μM〜3000μM以上で適用される。
抗カドヘリンの投与量(dosage amount)は、例えば、約0.1〜1、1〜2、2〜3、3〜4、または4〜5マイクログラム(μg)、約5〜約10μg、約10〜約15μg、約15〜約20μg、約20〜約30μg、約30〜約40μg、約40〜約50μg、約50〜約75μg、約75〜約100μg、約100μg〜約250μg、および250μg〜約500μgを含む。上記で言及した通り、0.5〜約1.0ミリグラム以上の投与量もまた提供される。投与容量は処置される部位のサイズに依存し、例えば、約25〜100μLから約100〜200μL、約200〜500μLから約500〜1000μLの範囲でありうる。より大きな処置部位には、ミリリットル用量もまた適切である。
さらに他の投与量(dosage)は、本明細書に記載の各薬剤に対して、1日当たり約1ナノグラム(ng)/kg体重〜約1mg/kg体重のレベルである。一部の実施形態において、各対象化合物の投与量は一般に、kg体重当たり約1ng〜約1マイクログラム、kg体重当たり約1ng〜約0.1マイクログラム、kg体重当たり約1ng〜約10ng、kg体重当たり約10ng〜約0.1マイクログラム、kg体重当たり約0.1マイクログラム〜約1マイクログラム、kg体重当たり約20ng〜約100ng、kg体重当たり約0.001mg〜約0.01mg、kg体重当たり約0.01mg〜約0.1mg、またはkg体重当たり約0.1mg〜約1mgの範囲である。一部の実施形態において、各対象化合物の投与量は一般に、kg体重当たり約0.001mg〜約0.01mg、kg体重当たり約0.01mg〜約0.1mg、kg体重当たり約0.1mg〜約1mgの範囲である。複数種の抗カドヘリン剤を用いる場合、各抗カドヘリン剤の投与量は、他方の投与量と同じ範囲である必要はない。例えば、1種の抗カドヘリン剤の投与量はkg体重当たり約0.01mg〜約10mgの可能性があり、別の抗カドヘリン(または他の治療剤)の投与量はkg体重当たり約0.1mg〜約1mgの可能性がある。
本明細書で言及されるすべての用量および用量範囲は、例えば、ポリヌクレオチド治療剤(オリゴヌクレオチドを含む抗カドヘリン剤を含む)に適用可能である。これらの用量範囲はまた、例えば、タンパク質およびペプチドを含む治療剤(抗カドヘリン剤を含む)、ならびに模倣ペプチドおよびペプチド模倣剤にも適用可能である。
抗カドヘリン剤は、投与後少なくとも約0.5〜1時間、少なくとも約1〜2時間、少なくとも約2〜4時間、少なくとも約4〜6時間、少なくとも約6〜8時間、少なくとも約8〜10時間、少なくとも約12時間、または少なくとも約24時間にわたって抗カドヘリンタンパク質またはカドヘリンタンパク質の発現を下方調節するか、または接着結合の形成もしくは安定性を調節するのに十分な量で投与されると好都合である。
本発明の組成物および方法における各抗カドヘリン剤の投与量はまた、それが適用される領域のサイズ、長さ、深さ、面積、または体積に対する組成物の濃度を基準として決定することもできる。例えば、一部の局所適用および他の適用、例えば、点滴において、医薬組成物の用量は、医薬組成物の質量(例えば、マイクログラム)または適用領域の長さ、深さ、面積、もしくは体積当たりの医薬組成物の濃度(例えば、μg/μl)に基づいて計算することができる。
本明細書において上記および下記されているものと同じ投与量および頻度および投与が抗ZO−1剤に対して有用である。
本明細書で言及される通り、組合せで投与される抗カドヘリンポリヌクレオチド、ペプチドもしくはペプチド模倣剤、またはこれらの一方もしくは両方との組合せで投与される他の抗カドヘリン剤(および/または他の治療剤)の用量は、単独で施される場合に投与される用量よりも低く調整することができる。複数種の薬剤を組み合わせて用いることにより、異なる薬剤の効果の発生および持続が補完的となりうるため、任意の個々の薬剤に対して必要とされる投与量を低減することができる。好ましい実施形態において、2種以上の抗カドヘリン剤を組み合わせて用いると、相加効果、相乗効果、または超相加効果が得られる。場合によって、1もしくは複数の抗カドヘリン剤および/または1もしくは複数の治療剤は、これらの一方との組合せでまたはこれらの両方との組合せで、組み合わせると、相加効果が得られる。他の場合において、組合せは、相加を超える効果を有しうる。本明細書では、このような効果を「超相加(supra−additive)」効果と称し、これは、相乗的であるかまたは強化された相互作用に起因する可能性がある。
「創傷治癒の超相加的促進」という用語は、いずれかまたは両方との組合せで投与される、1または複数の治療剤と1または複数の抗カドヘリン剤との組合せを投与することによりもたらされる平均創傷治癒が、いずれかの薬剤を単独で個別に投与することによる癒着形成の減少和よりも統計学的に有意に高度であることを指す。結果が、個々の化合物について予測される加算値よりも「統計学的に有意に高度」であるかどうかは、本明細書に記載され、かつ/または当業者により公知である各種の統計学的方法により判定することができる。「相乗的」という用語は、例えば、抗カドヘリンポリヌクレオチド、および抗カドヘリンペプチドもしくは抗カドヘリンペプチド模倣剤の両方、またはこれらの一方との組合せでもしくはこれらの両方との組合せで投与される他の抗カドヘリン剤が、例えば、癒着形成を予防または減少させる能力を個別に有する、超相加的阻害の種類を指す。「強化された」という用語は、組合せで投与される、抗カドヘリンポリヌクレオチド、抗カドヘリンペプチドもしくは抗カドヘリンペプチド模倣剤、または他の治療剤の一つが、例えば、癒着形成を予防または減少させる増大した能力を個別にもつ、超相加的効果の種類を指す。
一般に、それらの処置群それぞれにおいて個々の処置によりもたらされる平均癒着形成の減少の合計と比較した場合、組合せ処置が、処置群において統計学的に有意に超相加的な(一例として)平均癒着形成の減少をもたらすかどうかを判定することにより強化を評価することができる。平均癒着形成減少は、例えば、対照群の平均癒着形成減少と、処置群の平均癒着形成減少との間の差として計算することができる。癒着形成減少率である「作用率(fraction affected)」(Fa)は、処置群における平均癒着形成減少を、対照群における平均癒着形成減少で除することにより計算することができる。統計学的に有意な強化に対する検定は、各処置群に対するFaの計算を必要とする。組合せ処置に対して予測される相加Faは、組合せのいずれかのエレメントを投与される群に由来する平均Faの合計であると理解することができる。例えば、1試料による両側T検定を用いて、実験により得られる結果が偶然だけに起因する可能性はどの程度であるかを、p値による測定の形で評価することができる。0.05未満のp値は統計学的に有意である、すなわち、偶然だけに起因する可能性は低いと考えられる。したがって、組合せの結果として強化された超相加効果がもたらされるとみなすために、組合せ処置群に対するFaは、単一エレメントによる処置群に対して予測される相加Faよりも統計学的に有意に高くなければならない。
組合せ処置から相乗効果がもたらされるかどうかは、中央値効果/組合せ指標によるアイソボログラム法(Chou, T.およびTalalay, P.(1984年)、Ad. Enzyme Reg.、第22巻、27〜55頁)により評価することができる。この方法では、抗オステオポンチン剤または抗コネキシン剤単独、例えば、1または複数の薬剤単独、および一定のモル比における2者の組合せに対する中央値効果プロットに由来するパラメータに基づき、異なる用量効果レベルに対する組合せ指数(CI)値を計算する。CI値が<1は相乗効果を示し、CI−1は相加効果を示し、CP1はアンタゴニスト効果を示す。この解析は、CalcuSyn,Windows(登録商標)Software for Dose Effect Analysis(Biosoft(D,Cambridge UK)などのコンピュータソフトウェアツールを用いて実施することができる。
組合せ療法について、超相加効果が存在するかどうかを解析するための、当技術分野に
おいて公知であるかまたは将来的に開発される任意の方法は、他の抗カドヘリン剤または他の治療剤と組み合わせて用いるのに適する抗カドヘリン剤のスクリーニングにおける使用が意図される。
別の好ましい実施形態では、1または複数の抗カドヘリン剤、特に抗カドヘリンポリヌクレオチドと、1もしくは複数の抗カドヘリンペプチドもしくは抗カドヘリンペプチド模倣剤とを組み合わせて用いることにより、前記薬剤が単独で投与される場合の有効用量と比較して、任意のこのような薬剤の有効用量が低下する。一部の実施形態において、組み合わせて用いられる場合の薬剤の有効用量は、単独で用いられる場合の薬剤用量の約1/15〜約1/2、約1/10〜約1/3、約1/8〜約1/6、約1/5、約1/4、約1/3、または約1/2である。
別の好ましい実施形態では、1または複数の抗カドヘリン、および1もしくは複数の抗カドヘリンペプチドもしくは抗カドヘリンペプチド模倣剤、あるいはそれらの一方または両方と組み合わされた他の治療剤を組み合わせて用いることにより、前記薬剤が単独で投与される場合の頻度と比較して、前記薬剤が投与される頻度が低下する。したがって、これらの組合せにより、所望の治療目標を達成するのにかつて必要とされた場合よりも低量および/または低頻度の投与で、各薬剤を用いることができる。
用量は、単一の適用で投与することもでき、分割した適用で投与することもできる。用量は、一度に投与することもでき、適用を反復することもできる。例えば、創傷治癒が促進されるまで適用を毎週反復するか、または例えば創傷治癒が遅れるかもしくは停滞する場合には反復適用を行いうることが典型的である。用量は、3〜7日間以上の間隔で適用することができる。慢性創傷の場合、例えば、毎週、もしくは隔週、もしくは毎月、または他の頻度、例えば、創傷治癒が遅れるかもしくは停滞する場合および時点において、反復適用を行うことができる。ある種の眼科使用など一部の適応の場合、最高1時間ごとのより高頻度の投与を用いることができる。
組合せ療法においては、単独の、または1もしくは複数の治療剤と組み合わせた、抗カドヘリン剤を、同じ経路または異なる経路を介して投与することができる。本発明の各種の薬剤は、治療経過における異なる時点において個別に投与することもでき、組合せ形態を分割して投与することもでき、単一の組合せ形態で同時に投与することもできる。
一部の組合せ療法の実施形態では、抗カドヘリン剤または抗ZO−1剤を第1の組成物で投与し、第2の治療剤(第2の抗カドヘリン剤、抗コネキシン剤および/または抗オステオポンチン剤である)を第2の組成物で投与する。これらの実施形態の一部では、第1の組成物を、第2の組成物の前に投与する。他の実施形態では、第1の組成物を、第2の組成物の後に投与する。さらに他の実施形態では、第1の組成物を、第2の組成物の前および後に投与する。さらに他の実施形態では、第2の組成物を、第1の組成物の前および後に投与する。このようなさらなる実施形態では、第1の組成物を、第2の組成物とほぼ同時に投与する。
1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤は、固体支持体(包帯材および他のマトリックスなど)および医薬製剤(ゲル、混合物、懸濁液、および軟膏など)を用いる局所投与を含むがこれらに限定されない局所投与(末梢投与または部位への直接投与)により送達されることが好ましい。一実施形態において、固体支持体は、生体適合膜または処置部位内への挿入を含む。別の実施形態において、固体支持体は、包帯材またはマトリックスを含む。本発明の一実施形態において、固体支持体組成物は、単独の、または1もしくは複数のさらなる治療剤と混合したかもしくは組み合わせた、抗カドヘリン剤が、アルギン酸塩、コラーゲン、または合成の生体吸収性ポリマーのマトリックスなどの徐放固体マトリックス中に分散される、徐放の固体支持体組成物でありうる。固体支持体組成物は、無菌であるかまたは低バイオバーデンであることが好ましい。一実施形態では、2つ以上の抗コネキシン剤を含む洗浄液を用いることができる。
1または複数の活性成分を含む本発明の製剤を、ある時間、場合によって、約1〜2時間、約2〜4時間、約4〜6時間、約6〜8時間、または約24時間以上にわたり送達することは、より重度の傷害または状態において特に有利でありうる。
カドヘリンまたはカドヘリン複合体調節が誘導される部位および所望される治療効果の両方に送達時間が依存する一方で、約0.5〜1時間、約1〜2時間、約2〜4時間、約4〜6時間、約6〜8時間または約24時間以上にわたる連続送達または徐放送達がもたらされる。本発明によれば、これは、単独の、または組み合わせた、1または複数の抗カドヘリン剤種を、薬学的に許容される担体またはビヒクルと一体の製剤、特に、連続投与または徐放投与のための製剤の形態で組み入れることにより達成される。
言及した通り、例えば、創傷形成前、創傷形成時、もしくは創傷形成直後、または、例えば、瘢痕、癒着、もしくは線維症を結果としてもたらす可能性が高いかもしくはそのことが疑われる手順の後、あるいは、例えば、創傷形成後または癒着を結果としてもたらす可能性が高いかもしくはそのことが疑われる手順後約180、約120、約90、約60、または約30日以内であるが、好ましくは、約10、約9、約8、約7、約6、約5、約4、約3、または約2日以内であり、最も好ましくは、約24、約12、約10、約9、約8、約7、約6、約5、約4、約3、約2時間以内、または約60、約45、約30、約15、約10、約5、約4、約3、約2、約1分以内に本発明の1または複数の薬剤を投与することができる。本発明の1または複数の薬剤はまた、例えば、癒着を結果としてもたらす可能性が高いかまたはそのことが疑われる手順前および/または同手順時に投与することもできる。
本発明の薬剤および薬剤の組合せは、所望の結果を達成する任意の形で投与することができる。好ましい方法には、尿細管周囲投与(手術時における直接の適用、または内視鏡、超音波、CT、MRI、もしくは蛍光透視鏡の誘導を伴う);手術用インプラントの「コーティング」;および手術部位における薬剤溶出型ポリマーインプラントの留置が含まれる。好ましい実施形態では、体重比0.5%〜20%の(1または複数の)抗カドヘリン剤をポリマー担体内に充填(以下の実施例に記載の通り)し、手術による癒着の発生が低減されるように、ある時間にわたって薬剤を放出する「ペースト」、「フィルム」、または「ラップ」として、尿細管周囲(腸間膜)表面に適用する。内視鏡手順時には、内視鏡内の送達ポートを介して、手術時において操作される腹部腸間膜および骨盤内臓器に対して、ポリマー調製物を「スプレー」として適用することができる。特に好ましい実施形態において、尿細管周囲組成物は、体重比約0.1%〜約5%の有効成分である。別の好ましい実施形態では、約0.1%〜約20%以上の(1または複数の)活性薬剤を含有するポリマーコーティングを手術インプラント(例えば、乳房インプラント、人工関節、血管グラフトなど)の表面に適用して、例えば、インプラント近傍における被包/不適切な瘢痕形成を予防する。さらに別の好ましい実施形態では、例えば、癒着形成が予防または軽減されるように、体重比約0.01%〜約20%以上の1または複数の活性薬剤を含有するポリマーインプラントを手術部位に直接(例えば、副鼻腔内、胸腔内、腹腔内、または神経外科術時における手術部位に直接)適用する。一実施形態では、1または複数の活性薬剤を、蛍光透視鏡により誘導される関節内注射により投与することができる。
別の実施形態では、約1〜約100μg/cm(好ましくは約10〜約50μg/cm)の(1または複数の)抗カドヘリン剤を含有する洗浄液が手術時または手術直後において用いられ、また、医師により手術時投与または腹腔内投与される。すべての実施形態では、薬剤の効力および忍容性に応じて調整された相当量において、単独の、または他の治療剤と組み合わせた、他の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤が投与される。
医師により、任意の特定の患者および状態に対して最適な投与経路および投与量が決定されるので、本明細書に記載の投与経路および用量は、指針だけのものとして意図される。
本明細書で言及または説明される疾患、障害または状態を有する対象を処置する薬剤および方法ならびに手術手順の前または後の対象を処置する薬剤および方法のいずれかでは、本明細書に記載の用量、剤形、製剤、および/または組成物のいずれかが投与されうる。
包帯材およびマトリックス
一態様において、1もしくは複数の活性成分は、包帯材またはマトリックスの形態で提供される。一部の実施形態では、本発明の1または複数の薬剤が直接的な適用のための液体組成物、半固体組成物、もしくは固体組成物の形態で提供されるか、あるいは組成物が包帯材ガーゼもしくはマトリックスなどの固体接触層の表面へと適用されるか、またはこの中へと組み込まれる。包帯材組成物は、例えば、流体またはゲルの形態で提供することができる。1または複数の活性成分は、局所適用のための従来の医薬賦形剤と組合せて提供することができる。適切な担体は、プルロニックゲル、ポロキサマーゲル、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびこれらの混合物を含む)を含有するヒドロゲル;ならびにポリアクリル酸を含有するヒドロゲル(Carbopols)を含む。適切な担体はまた、局所医薬調製物に用いられるクリーム/軟膏、例えば、セトマクロゴール乳化軟膏に基づくクリームも含む。上記の担体は、アルギン酸塩(増粘剤または刺激剤として)、ベンジルアルコールなどの防腐剤、リン酸水素二ナトリウム/リン酸二水素ナトリウムなどのpH調整のための緩衝液、塩化ナトリウムなどの浸透圧を調整するための薬剤、およびEDTAなどの安定化剤を含みうる。
既に言及した生物学的マトリックスに加え、適切な包帯材またはマトリックスは、例えば、1または複数の抗カドヘリン剤(あるいは単独で、または、これらと組み合わせて投与される他の活性薬剤)を伴う以下のものを含みうる:
1)吸収材:適切な吸収材は、例えば、セルロース、木綿、またはレーヨンなどの高度に吸収性の繊維層と組み合わせた、例えば、半接着質または非接着層をもたらしうる、例えば、吸収性包帯材を含みうる。代替的に、吸収材は、主要な(primary)包帯材または補助的な(secondary)包帯材として用いることができる。
2)アルギン酸塩:適切なアルギン酸塩は、例えば、天然の多糖繊維または海藻に由来するキセロゲルからなる不織パッド、非接着パッド、およびリボンである包帯材を含む。適切なアルギン酸塩包帯材は、例えば、滲出物との接触の場合イオン交換過程を介して湿潤ゲルを形成しうる。一部の実施形態において、アルギン酸塩包帯材は、やわらかく快適であり、不規則的な形状をした領域上での填塞、陥入、または適合が容易であるように設計される。一部の実施形態において、アルギン酸塩包帯材は、第2の包帯材と共に用いることができる。
3)抗菌包帯材:適切な抗菌包帯材は、例えば、例えば銀およびポリヘキサメチレンビグアニド(PHMB)などの生体活性薬剤の送達を促進して、これが必要であるかまたは望ましい場所で、感染に対する効力を維持しうる包帯材を含みうる。一部の実施形態において、適切な抗菌包帯材は、例えば、スポンジ、含浸織りガーゼ、フィルム包帯材、吸収性製品、アイランド包帯材、ナイロン繊維、非接着バリア、または材料の組合せとして入手可能でありうる。
4)生体物質および生合成物質:適した生体物質包帯材または生合成物質包帯材は、例えば、天然供給源(例えば、ブタまたはウシ)に由来するゲル、溶液、または半透性シートを含みうる。一部の実施形態において、ゲルまたは溶液は、処置部位に適用され、バリア保護のための包帯材により被覆される。別の実施形態では、膜として作用する可能性があり、単回の適用後においてその場に残存する生体物質基剤(例えば、ブタの腸粘膜または膀胱組織)もしくは生合成物質基剤のシートをin situで配置するか、または1もしくは複数、好ましくは2つの抗カドヘリン剤を組み入れるように、生体物質包帯材もしくは生合成物質包帯材をあらかじめ調製することができる。
5)コラーゲン:適切なコラーゲン包帯材は、例えば、ウシ、ブタ、もしくは鳥類の供給源、または他の天然の供給源もしくはドナーに由来する、例えば、ゲル、パッド、粒子、ペースト、粉末、シート、または溶液を含みうる。一部の実施形態において、コラーゲン包帯材は、処置部位における滲出物と相互作用してゲルを形成しうる。一部の実施形態において、コラーゲン包帯材は、補助的な包帯材と組み合わせて用いることができる。
6)複合材料:適切な複合材料包帯材は、例えば、物理的に異なる成分を単一の生成物へと混合して、例えば、細菌バリア、吸収、および接着など複数の機能を提供する包帯材を含みうる。一部の実施形態において、複合材料包帯材は、例えば、複数の層からなり、半接着パッドまたは非接着パッドを組み込む。一部の実施形態において、複合材料はまた、例えば、接着性の輪郭を有する不織布製テープまたは透明フィルムも含む。他の一部の実施形態において、複合材料包帯材は、例えば、主要な包帯材としても補助的な包帯材としても機能することが可能であり、さらに別の実施形態において、包帯材は、局所医薬組成物と組み合わせて用いることができる。
7)接触層:適切な接触層包帯材は、例えば、ある領域上に配置されて、例えば、処置部位に適用された他の薬剤または包帯材との直接的な接触から組織を保護する、薄型の非接着シートを含みうる。一部の実施形態において、接触層は、処置部位領域の形状に調和するように配置することができ、また多孔性であるため、透過する滲出物を、上部の補助的な包帯材に吸収させることができる。さらに別の実施形態において、接触層包帯材は、局所医薬組成物と組み合わせて用いることができる。
8)弾性包帯:適切な弾性包帯は、例えば、伸縮して身体の外形に調和する包帯材を含みうる。一部の実施形態において、繊維成分は、例えば、木綿、ポリエステル、レーヨン、またはナイロンを含みうる。他の一部の実施形態において、弾性包帯は、例えば、第2層としてのまたは補助的包帯材としての吸収をもたらし、被覆をその場に保持するか、圧力を加えるか、または処置部位にクッションを与えることができる。
9)発泡体:適切な発泡体包帯材は、例えば、流体の保持が可能な小さな開放セルを有する、発泡ポリマー溶液(ポリウレタンを含む)のシートおよび他の形状を含みうる。例示的な発泡体は、例えば、他の材料と組み合わせて含浸または層状化することができる。一部の実施形態では、発泡体の厚さおよび組成に基づいて吸収能を調製することができる。他の一部の実施形態において、処置部位と接触する領域は、取り外しを容易とするために非接着性でありうる。さらに別の実施形態において、発泡体は、接着性の輪郭および/または抗感染性バリアとして働きうる透明のフィルムコーティングと組み合わせて用いることができる。
10)ガーゼおよび不織包帯材:適切なガーゼ包帯材および織地包帯材は、例えば、吸収性の程度が多様な乾燥織地スポンジまたは吸収性の程度が多様な乾燥不織スポンジおよび吸収性の程度が多様な乾燥織地ラップまたは吸収性の程度が多様な乾燥不織ラップを含みうる。例示的な繊維組成物は、例えば、木綿、ポリエステル、レーヨンを含みうる。一部の実施形態において、ガーゼおよび不織包帯材は、バルクにおいて滅菌の場合であれ非滅菌の場合であれ、また、接着性の輪郭を伴う場合であれ伴わない場合であれ入手可能でありうる。例示的なガーゼ包帯材および不織包帯材は、各種の処置部位を消毒、パッキング、被覆に用いることができる。
11)親水コロイド:適切な親水コロイド包帯材は、例えば、ゼラチン、ペクチン、またはカルボキシメチルセルロースからなるウェハー、粉末、またはペーストを含みうる。一部の実施形態において、ウェハーは自己接着性であり、接着性の輪郭を伴う場合であれ伴わない場合であれ入手可能であり、また多種多様な形状およびサイズで入手可能である。例示的なハイドロコロイドは、外形合わせを必要とする領域において有用である。一部の実施形態において、粉末およびペーストの親水コロイドは、第2の包帯材と組み合わせて用いることができる。
12)ヒドロゲル(アモルファス):適切なアモルファスヒドロゲル包帯材は、例えば、水分を与え、湿潤性の治癒環境を維持し、処置部位に水分を補給するように設計された、水、ポリマー、および不定形の他の成分による製剤を含みうる。一部の実施形態において、ヒドロゲルは、補助的な包帯材カバーと組み合わせて用いることができる。
13)ヒドロゲル:含浸包帯材:適切な含浸ヒドロゲル包帯材は、例えば、アモルファスヒドロゲルに浸したガーゼおよび不織スポンジ、ロープ、ならびにストリップを含みうる。アモルファスヒドロゲルは、例えば、乾燥処置部位に水分を与え、湿潤性の治癒環境を維持するように設計された、水、ポリマー、および不定形の他の成分による製剤を
含みうる。
14)ヒドロゲルシート:適切なヒドロゲルシートは、例えば、水中において不溶性であり、膨潤により水溶液と相互作用する、架橋された親水性ポリマーの三次元ネットワークを含みうる。例示的なヒドロゲルは、高度に適合性でありそして透過性であり、それらの組成に応じて、広範な量のドレナージを吸収できる。一部の実施形態において、ヒドロゲルは、処置部位に対して非接着性であるか、または取り外しが容易であるように処置される。
15)含浸包帯材:適切な含浸包帯材は、例えば、溶液、エマルジョン、油、ゲル、または例えば、食塩液、油、亜鉛塩、ワセリン、ゼロフォーム(xeroform)、およびスカーレットレッド(scarlet red)のほか、本明細書に記載の化合物を含む、他の一部の薬学的に活性な化合物もしくは担体薬剤に浸したガーゼおよび不織スポンジ、ロープ、ならびにストリップを含みうる。
16)シリコーンゲルシート:適切なシリコーンゲルシート包帯材は、例えば、メッシュまたは布により補強されるかまたはこれに結合した架橋ポリマーからなる軟質カバーを含みうる。
17)溶液:適切な液体包帯材は、例えば、細胞外マトリックス中に見出される多タンパク質物質および他のエレメントの混合物を含みうる。一部の実施形態では、デブリドマンおよび洗浄の後において例示的な溶液を処置部位に適用し、次いで、吸収性包帯材または非接着性パッドにより被覆することができる。
18)透明フィルム:適切な透明フィルム包帯材は、片面が接着剤によりコーティングされる、多様な厚さのポリマー膜を含みうる。一部の実施形態において、透明フィルムは液体、水、および細菌に対しては不透過性であるが、水蒸気および大気中の気体に対しては透過性である。一部の実施形態では、透明性により、処置部位が可視化される。
19)充填剤:適切な充填剤包帯材は、例えば、ビーズ、クリーム、発泡体、ゲル、軟膏、パッド、ペースト、クッション(pillow)、粉末、ストランド、または他の調合物を含みうる。一部の実施形態において、充填剤は非接着性であり、経時放出型抗菌剤を含みうる。例示的な充填剤は、湿潤環境の維持、滲出物の管理、また、例えば、部分層創傷および全層創傷、感染創傷、排液性創傷、およびパッキングを要する深部創傷の処置に有用でありうる。
創傷処置
一般的な態様
本発明は、治療有効量の、単独のまたは1もしくは複数の他の治療剤を組み合わせた1もしくは複数の抗カドヘリン剤を含む医薬組成物およびそれらの使用法に関する。組成物は、例えば、急性創傷、および慢性創傷などの予測される速度では治癒しない創傷、ならびに従来の創傷処置または創傷治癒促進療法に対して治癒が遅いかあるいは不応な場合もある他の創傷を含む創傷、ならびに炎症または望ましくない炎症によって特徴付けられる疾患、障害および状態を含めた、本明細書中に記載される他の疾患、障害および状態の治癒を増強または促進するのに有用である。慢性創傷はしばしば、望ましくない炎症によって特徴付けられる。
同様に、他の組織損傷(特に、創傷)の場合、本発明の方法および組成物は、創傷治癒過程の促進、腫脹および炎症の軽減、ならびに瘢痕形成の最小化において有効である。これらの製剤は、線維性疾患、線維性障害、および線維性状態の処置、ならびに癒着、手術による癒着、および/もしくは手術による続発性癒着の処置、これらの発生または重症度の軽減、あるいはこれらの予防または遅延に有用である。製剤は、外部外傷(熱傷を含めた)、内部外傷、または手術による介入のいずれの結果であるかに関わらない創傷の処置のほか、慢性創傷の処置においても明らかな利益をもたらす。
組成物
したがって、一態様において、本発明は、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を含む、治療的な創傷の処置において用いられる組成物を提供する。別の態様において、本発明は、抗カドヘリン剤の少なくとも1種および少なくとも1種の他の治療剤(例えば、抗コネキシン剤および/または抗ZO−1剤)を含む、治療的な創傷の処置において用いられる組成物を提供する。好ましい実施形態において、組成物は、薬学的に許容される担体またはビヒクルをさらに含む。
一実施形態において、抗カドヘリン剤は、創傷処置のための抗カドヘリンポリヌクレオチド、抗カドヘリンペプチド、または抗カドヘリンペプチド模倣剤、接着結合モジュレーター、およびカドヘリン複合体モジュレーターからなる群から選択される。別の実施形態において、抗ZO−1剤は、創傷処置のための抗ZO−1ポリヌクレオチド、抗ZO−1ペプチド、または抗ZO−1ペプチド模倣剤、接着結合モジュレーター、およびZO−1複合体モジュレーターからなる群から選択される。
好ましい実施形態において、抗カドヘリンポリヌクレオチドまたは抗ZO−1ポリヌクレオチドは、アンチセンスポリヌクレオチドである。好ましい一形態において、組成物は、1つのカドヘリンタンパク質またはZO−1タンパク質のmRNAだけに対する1または複数のアンチセンスポリヌクレオチドを含有する。このカドヘリンタンパク質は、N−カドヘリンであることが最も好ましい。別の好ましい形態では、組成物は、抗カドヘリンペプチドまたは抗カドヘリンペプチド模倣剤と、カドヘリンタンパク質またはZO−1タンパク質のmRNAに対するアンチセンスポリヌクレオチドとを含む。このカドヘリンはN−カドヘリンであることが最も好ましい。
組成物は、複数種のカドヘリンタンパク質を対象とする、ポリヌクレオチドもしくは抗カドヘリンペプチドもしくは抗カドヘリンペプチド模倣剤、またはこれらの一方もしくは両方を伴う他の抗カドヘリン剤を含みうる。組成物は、複数種のZO−1タンパク質を対象とする、ポリヌクレオチドまたはZO−1ペプチドもしくはZO−1ペプチド模倣剤、またはこれらの一方もしくは両方を伴う他の抗ZO−1剤を含みうる。ポリヌクレオチドもしくは抗カドヘリンペプチドまたは他の抗カドヘリン剤が対象とするカドヘリンタンパク質の1つは、N−カドヘリンである。ポリヌクレオチドもしくは抗カドヘリンペプチドまたは他の抗カドヘリン剤が対象とする他のカドヘリンは、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、およびデスモコリンタンパク質を包含しうる。各種のコネキシンを対象とするのに適する例示的なポリヌクレオチド(およびODN)を、本明細書中の表 に記載する。本明細書では、適切な抗カドヘリンペプチドもまた提供される。適切な接着結合またはカドヘリン複合体調節剤もまた記載される。
したがって、一態様において、本発明は、慢性創傷および治癒が緩徐であるかまたは遅延している創傷を含めた創傷の処置において用いられる組成物を提供する。別の態様において、本発明は、線維症、または線維性疾患、線維性障害、もしくは線維性状態の処置において用いられる組成物を提供する。代替的な態様において、本発明は、異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖、ならびに関連する障害および状態の予防および/または処置において用いられる組成物を提供する。さらなる態様において、本発明は、手術による癒着を含めた、癒着の予防および/または軽減において用いられる組成物および方法を提供する。さらなる態様において、本発明は、炎症の予防および/または軽減において用いられる組成物および方法を提供する。
キット、医薬、および製品
場合によって、単独か、または1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせたかのいずれかの、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤もまた、医薬の製造において用いることができる。
一態様において、本発明は、説明される1もしくは複数の組成物または製剤を含むキットを提供する。例えば、キットは、有効量の1または複数の抗カドヘリン剤および/またはZO−1剤を単独で、あるいは1または複数の他の抗カドヘリン剤種および/または抗ZO−1剤および/または他の治療剤と組み合わせて含む組成物を含みうる。
本明細書に記載の本発明の組成物または製剤を含有する容器と、対象の処置のために用いられる指示書とを含む製品もまた提供される。例えば、別の態様において、本発明は、治療有効量の1または複数の抗カドヘリン剤を単独で、あるいは、1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせて含有する容器と、対象を処置するための使用を含む使用のための指示書とを含む製品を含む。
一態様において、本発明は、慢性創傷および治癒が緩徐であるかまたは遅延している創傷を含めた、創傷を処置するためのキットを提供する。別の態様において、本発明は、線維性、または線維性疾患、線維性障害、または線維性状態を処置するためのキットを提供する。代替的な態様により、本発明は、記載の1または複数の製剤を含む、異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖ならびに状態を予防および/または処置するためのキットを提供する。別の態様において、本発明は、記載の1もしくは複数の組成物または製剤を含む、癒着を予防および/または軽減するためのキットを提供する。別の態様において、本発明は、記載の1もしくは複数の組成物または製剤を含む、炎症を予防および/または軽減するためのキットを提供する。
慢性創傷および治癒が緩徐であるかまたは遅延している創傷を含めた、創傷を予防および/または処置するための製品が提供される。別の態様では、線維性または線維性疾患、線維性障害、または線維性状態を予防および/または処置するための製品が提供される。異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖、ならびに関連する障害および状態を予防および/または処置するための製品もまた提供される。本出願に記載の通り、癒着を予防および/または軽減するためのさらなる製品が提供される。本出願に記載の通り、炎症を予防および/または軽減するためのさらなる製品が提供される。
処置
本発明の組成物および製剤は、創傷の治癒を促進するための組成物と共に用いることもでき、これと組み合わせて用いることもでき、これらはまた、例えば、腫脹、炎症、および/または瘢痕形成を軽減するために用いることも可能である。本発明の組成物および製剤はまた、急性創傷または慢性創傷(治癒が緩徐な創傷および治癒が遅延している創傷を含む)の治癒を促進および/または改善するための組成物と共に用いることもでき、これと組み合わせて用いることもできる。一態様において、創傷は、手術もしくは外傷、または、例えば、糖尿病、末梢浮腫、血管炎、もしくは心血管疾患などの基礎的な医学的状態の結果である。
一態様において、本発明は、対象における創傷治癒を促進または改善する方法であって、単独の、あるいは1または複数の他の治療剤と組み合わせた、治療有効量の1または複数の抗カドヘリン剤の投与を含む方法を対象とする。特定の実施形態では、このような投与は、炎症を軽減し、創傷の閉鎖および治癒を加速させる細胞移動を促進し、かつ/または上皮成長および表面回復を促進するのに有効である。特定の実施形態において、1または複数の本発明の組成物の投与は、異常な瘢痕形成を含めた瘢痕形成を軽減または予防するのに有効である。
一態様において、本発明は、対象における創傷治癒を促進または改善する方法であって、創傷部位または組織傷害もしくは損傷の他の部位での接着結合および/またはカドヘリン複合体形成および/または安定性を調節するのに有効な量の、1または複数の他の治療剤と組み合わせた、1または複数の抗カドヘリン剤および/またはZO−1剤の投与を含む方法を対象とする。
またさらなる態様において、本発明は、創傷、例えば、手術による創傷(例えば、美容手術、痕跡修正手術または他の手術などにおける)を受けた患者における瘢痕形成を軽減し、かつ/または瘢痕の外見を改善する方法であって、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を単独で、あるいは、1または複数の他の治療剤と組み合わせて前記創傷に投与して、前記創傷部位にあり、また同部位にすぐ隣接する1つまたは複数のコネキシンタンパク質の発現を下方調節するステップを含む方法を提供する。また、創傷は、外傷の結果である場合もあり、手術の結果である場合もあり、例えば、手術に対する修復および/またはその閉鎖の直前に創傷に製剤を適用する。本明細書で言及される通り、瘢痕の形成または外見を軽減または改善する方法、あるいは炎症を予防または軽減する方法では、適量の別の創傷治癒剤(例えば、抗コネキシン剤または抗オステオポンチン剤)の投与と組み合わせて、またはその投与後もしくはその投与前に、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を投与することが好ましい。
一態様において、本発明は、対象における組織損傷(炎症損傷を包含する)を軽減、予防、または改善する方法であって、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を単独で、あるいは、1または複数の他の治療剤と組み合わせて投与する工程を含む方法に関する。
さらなる態様において、本発明は、例えば、(物理的外傷を受けた組織を包含する)急性創傷もしくは慢性創傷および/または組織の治療の一部として、腫脹および/または炎症を軽減する方法であって、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を単独で、あるいは、1または複数の他の治療剤と組み合わせて前記創傷もしくは組織にまたはこの近傍に投与するステップを含む方法に関する。一実施形態において、創傷は、皮膚組織(例えば、褥瘡に至る)および脳、脊髄、もしくは視神経などの神経組織、または皮膚もしくは眼を包含する組織に対する物理的外傷の結果である。
一態様において、本発明は、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の単独の、あるいは、1または複数の治療剤と組み合わせた持続投与に関する。一実施形態において、この薬剤またはこれらの薬剤は、少なくとも約0.5時間、約1〜24時間、少なくとも約2時間、少なくとも約3時間、少なくとも約4時間、少なくとも約5時間、少なくとも約6時間、少なくとも約7時間、少なくとも約8時間、少なくとも約9時間、少なくとも約10時間、少なくとも約11時間、少なくとも約12時間、または少なくとも約24時間にわたり投与される。一実施形態において、カドヘリンの発現は、持続的な期間にわたり下方調節される。別の実施形態において、カドヘリン複合体および/または接着結合形成および/または安定性が調節され、好ましい期間にわたり、全体的または部分的に阻害されることが好ましい。このような期間は、少なくとも約1、2、4、6、8、10、12、または24時間であることが好ましい。一実施形態によれば、創傷は慢性創傷である。適切な対象は、糖尿病の対象を含む。他の対象は、例えば、末梢浮腫、血管炎、または心血管疾患を有する対象を含む。他の対象には、例えば、静脈不全を含めた静脈疾患、または動脈不全を含めた動脈疾患を有する対象が含まれる。
一態様において、本発明は、創傷を有する対象を処置する方法であって、単独の、あるいは1もしくは複数の治療剤と組み合わせた、1もしくは複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の有効量の創傷への持続投与を含む方法を提供する。
別の態様では、慢性創傷を有する対象を処置する方法が提供される。このような方法は、単独の、あるいは1または複数の他の治療剤と組み合わせた、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を対象に投与するステップを包含する。
一態様において、本発明は、慢性創傷を処置または予防するための方法であって、それを必要とする対象に、有効な量の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤を、単独で、あるいは1または複数の他の治療剤と組み合わせて投与するステップを含む方法を対象とする。一実施形態において、慢性創傷は慢性皮膚創傷であり、本発明の組成物は、効果的な期間にわたって、前記対象の皮膚または皮膚と関連する組織へと投与される。処置に適する慢性皮膚創傷は、例えば、褥瘡、糖尿病性潰瘍、静脈性潰瘍、動脈性潰瘍、血管性潰瘍、および混合潰瘍、ならびに本明細書で言及される他の潰瘍からなる群から選択することができる。慢性創傷は、完全動脈遮断または部分動脈遮断から生じる潰瘍形成を含む動脈性潰瘍でありうる。慢性創傷は、静脈弁の機能不全および関連する血管疾患から生じる潰瘍形成を含む静脈鬱血性潰瘍でありうる。慢性創傷は、外傷誘導性潰瘍でありうる。慢性創傷、治癒が緩徐であるまたは治癒が遅延している創傷は、例えば、皮膚または眼の創傷、別の臓器組織(例えば、腎臓、腸、肝臓、肺)に関連する創傷、またはCNSにおける創傷であってよい。
固定した組合せとして投与されない場合、好ましい組合せ療法の方法は、1もしくは複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤、および1もしくは複数の他の治療剤の逐次投与を含む。薬剤は、互いから少なくとも約30分以内に逐次投与されることが好ましい。薬剤はまた、互いから約1時間以内に投与することもでき、互いから約1日〜約1週間以内に投与することもでき、適切であるとみなされる他の形で投与することもできる。
一実施形態において、慢性創傷の処置または予防方法は、1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の単独の、あるいは1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせた持続投与を含む。一実施形態において、1または複数の組成物は、持続放出製剤において投与される。別の実施形態において、1または複数の組成物は、持続的な期間にわたり投与される。組成物は少なくとも約1〜2時間、約2〜4時間、約4〜6時間、約4〜8時間、約12時間、約18時間、または約24時間にわたり、カドヘリンタンパク質および/またはZO−1タンパク質のレベルを低下させるか、またはカドヘリンもしくはZO−1の複合体およびまたは接着結合の形成を遮断するかもしくは抑制するのに有効であると好都合である。処置されうる対象は、糖尿病患者、および他の潰瘍(静脈性潰瘍、および本明細書に記載される他のものおよび当該分野で公知の他のものを含む)を有する患者を含む。
一態様において、本発明は、対象における線維症、または線維性疾患、線維性障害、もしくは線維性状態を予防および/または処置する方法であって、治療有効量の本発明による組成物の投与を含む方法を対象とする。特定の実施形態において、投与は、線維症を軽減するのに有効である。特定の実施形態において、投与は、拘縮を予防または軽減するのに有効である。
一態様において、本発明は、対象における線維症、または線維性疾患、線維性障害、もしくは線維性状態を予防および/または処置する方法であって、線維症を軽減するのに有効な治療有効量の1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の投与を含む方法を対象とする。一実施形態において、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤、ならびに場合によって1または複数の抗コネキシン剤の投与は、拘縮を予防または軽減するのに有効である。
上記方法の一実施形態によれば、対象は、強皮症、腎線維症(糖尿病性腎症を含めた)、心線維症(例えば、心筋線維症)、肺線維症(例えば、糸球体硬化症肺線維症、特発性肺線維症、珪肺症、石綿肺症、間質性肺疾患および線維性肺疾患、ならびに化学療法/放射線照射により誘導される肺線維症)、口腔線維症、心内膜心線維症、三角筋線維症、膵炎、炎症性大腸炎、クローン病、結節性筋膜炎、好酸球性筋膜炎、多様な程度で正常な筋肉組織が線維状組織により置換されることを特徴とする一般的な線維症候群、後腹膜線維症、肝線維症、肝硬変、慢性腎不全;骨髄線維症(myelofibrosis)(骨髄の線維症(bone marrow fibrosis))、薬剤誘導性エルゴチン中毒、リー−フラウメニ症候群における神経膠芽腫、散発性神経膠芽腫、骨髄性白血病、急性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、骨髄増殖性症候群、婦人科癌、カポジ肉腫、ハンセン病、コラーゲン蓄積大腸炎、および急性線維症からなる群から選択される障害を有する。この実施形態によれば、強皮症は限局性強皮症、汎発性モルフェア、または線状強皮症でありうる。この実施形態によればまた、腎線維症は、糸球体硬化症、腎尿細管間質線維症、または進行性腎疾患でありうる。さらにこの実施形態によれば、肺線維症は、びまん性間質肺線維症でありうる。
上記方法の別の実施形態によれば、線維症は急性線維症である。急性線維症は、偶発性傷害、感染症、放射線照射または化学療法による処置を含めた各形態の外傷に対して反応しうる。
上記方法の別の実施形態によれば、線維症は慢性線維症である。本発明にはまた、例えば、被膜拘縮、デュピュイトラン拘縮、フォルクマン拘縮、レダーホース拘縮、ペイロニー拘縮、またはこれらの再発を含めた各種の疾患、障害、および状態を全体的または部分的に処置および/または予防する方法であって、抗カドヘリン剤(好ましくは抗カドヘリンポリヌクレオチド)を含む有効量の組成物を投与するステップを含む方法も含まれる。一実施形態において、組成物は、瘢痕組織および異常組織ならびに/またはさらなる拘縮の再発を予防するリリース手順(例えば、緊急手順、オープンリリース、関節鏡リリース、または瘢痕の減量)の前に、これと同時に、および/またはこの後において、障害部位に投与される。
一態様において、本発明は、対象における異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖ならびに関連する障害および状態を予防および/または処置する方法であって、単独の、あるいは1または複数の他の治療剤と組み合わせた、治療有効量の1または複数の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の投与を含む方法を対象とする。特定の実施形態において、投与は、異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖ならびに関連する障害および状態を軽減するのに有効である。
一態様において、本発明は、対象における異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖ならびに関連する障害および状態を予防および/または処置する方法であって、治療有効量の抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の投与を含む方法を対象とする。一実施形態において、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤は、異常もしくは過剰な瘢痕形成および/または過剰な組織増殖ならびに関連する障害および状態を軽減するのに有効である。
一態様において、本発明は、単独の、または1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせた抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤の持続投与を対象とする。
一実施形態により、対象は、ケロイド瘢痕、肥厚性瘢痕、広汎性瘢痕、および萎縮性瘢痕からなる群から選択される異常な瘢痕を有する。
別の実施形態により、処置される対象には、外傷、手術による介入、熱傷、ならびに異常または過剰な瘢痕化(scarring)のほか、過剰な瘢痕形成(scar formation)、およびケロイド瘢痕、肥厚性瘢痕、広汎性瘢痕、および萎縮性瘢痕を含めた他の種類の異常な組織増殖をもたらすかまたはもたらしうる他の種類の傷害を経験した対象が含まれる。
特定の実施形態において、単独の、または1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせた、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤は、上皮組織、結合組織、筋組織、および神経組織、または手術時もしくは外傷の結果として曝露もしくは創傷形成を受ける他の組織に投与される。一部の実施形態において、抗カドヘリン剤は、局所投与される。他の実施形態において、抗カドヘリン剤および/または抗ZO−1剤は、植え込まれるか、または滴下注入されるか、もしくは注射される。
以下の実施例は、例示だけを目的として記載されるものであり、本発明の範囲に対する限定を構成するものではないと理解される。
(実施例1)
N−カドヘリンを標的化するオリゴヌクレオチド
本実施例は、N−カドヘリンAS ODN(アンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド)およびshRNA(低分子ヘアピン型RNA分子)のいくつかの候補を記載する。
ヒトN−カドヘリンのヌクレオチド配列は公知である。全長N−カドヘリンcDNAのヌクレオチド配列(GenBank受託番号EL733845;配列番号2)は、2,721ヌクレオチド塩基を含み、906アミノ酸をコードし、以下の通りである:
N−カドヘリン発現を破壊するために適した領域を標的化する任意のアンチセンス分子またはshRNAが本発明の実施において有用である。この点について適切なアプローチの1つはRNA干渉(RNAi)に関する。多くの他の遺伝子の発現の場合と同様に、N−カドヘリン発現は、in vivoまたはin vitroにおいて、RNAiを使用することによってノックダウンすることができる。RNAiに使用することができる分子の代表的なクラスは低分子ヘアピン型RNA(shRNA)である。そのような抗N−カドヘリンshRNA分子の1つは、以下の通り、pSuper−Ncadと称されるベクターを使用して構築することができる。このベクターは、以下のセンスオリゴヌクレオチドおよびアンチセンスオリゴヌクレオチド(ON)を使用して組み立てられる:
センスオリゴおよびアンチセンスオリゴをアニーリングさせ、線状化pSuperベクター(OligoEngine:カタログVEC−PBS−0011)にライゲーションすることができる。この標的配列は、Fairlessら((2005)、Mol. Cell. Neurosci.、28巻:253〜263頁)により報告されたラットNcadに対するRNAiの配列に対応する。陰性対照として、Ncadのスクランブルした標的配列からなるshRNAベクターを設計して陰性対照を構築することができる。一例として、以下のセンスONおよびアンチセンスONを使用して、pSuper−Ncad−スクランブルと称されるベクターを構築することができる。センス配列およびアンチセンス配列は、以下である:
ヒトN−カドヘリンに対して標的化されるアンチセンスおよび低分子ヘアピン型RNAは、特異的な配列を標的とするものも包含する。N−カドヘリン遺伝子におけるそのような代表的な標的ヌクレオチド配列の1つは、5’−GACTGGATTTCCTGAAGAT−3’(配列番号7);ヒトN−カドヘリンGenBank受託番号BC036470のヌクレオチド215〜233、上記のGenBank受託番号EL733845;配列番号8の塩基99〜117でもある)である。
(実施例2)
静脈性脚部潰瘍(venous leg ulcer)において異常に上方制御されているCx43およびN−カドヘリンを標的化することにより、Rho GTPアーゼの移動、接着、および活性化が影響を受ける
概要
静脈性脚部潰瘍は、治癒することが非常に困難であり、現在利用可能な有効な治療的処置がなく、著しい医学的必要性が示されている。本実施例に記載の実験では、ヒト静脈性脚部潰瘍由来の創縁生検材料において、皮膚のN−カドヘリン(N−cad)、Zonular Occludens−1(ZO−1)、およびギャップジャンクションタンパク質であるコネキシン43(Cx43)の、インタクトな皮膚において観察されたこれらのタンパク質レベルと比較して著しい上方制御が見出され、また、著しく対照的に、急性の治癒中の創傷においてCx43発現の下方制御が見出された。3T3線維芽細胞においてこれらのタンパク質の発現を標的化して、静脈性脚部潰瘍の治癒におけるそれらの役割を評価した。掻創−治癒アッセイにおいて、Cx43およびN−cadをノックダウンすることにより、細胞移動が加速した。Cx43を減少させることによりゴルジ再配向が増加したが、細胞接着および増殖が減少した。さらに、コネキシン43およびN−cadのノックダウンにより、掻創を生じさせた後の線維芽細胞骨格ダイナミクスに対する極めて大きな効果が導かれた。細胞は、創傷を生じさせた対照細胞の前縁において見られるF−アクチン帯を欠く、より長い葉状仮足突出を示した。フェルスター共鳴エネルギー移動およびプルダウン実験により明らかになった通り、この表現型はRac−1 GTPアーゼおよびRhoA GTPアーゼの活性化の増大を伴った。とりわけ、これらの結果により、Cx43およびN−cadが、少なくとも一部において、細胞接着、移動、増殖、および細胞骨格ダイナミクスの別個の寄与を通じて作用することにより、静脈性脚部潰瘍の治癒を促進することにおける治療標的になることが示されている。
諸言
糖尿病性足部潰瘍、褥瘡、および静脈性脚部潰瘍(VLU)などの慢性創傷は、増加しつつある世界的問題であり、西洋諸国における人口の1〜2%において生涯のうちに慢性創傷が発生すると推定されている。慢性創傷は、健康管理サービスに対する主要な経済的負担を示し、USAの年間支出は250億ドルであると見積もられている。人口の中で高齢者および糖尿病患者の数が増えており、この支出数は年々上昇することが予想される。残念ながら、これらの消耗性創傷に対する有効な治療の選択肢はほとんどなく、有効な新しい処置の著しい必要性が残っている。
Cx43は、角化細胞、線維芽細胞、内皮細胞、および皮膚付属器において発現される、皮膚における最も遍在的なコネキシンタンパク質である。げっ歯類モデルにおける急性創傷にCx43特異的アンチセンスを含有するゲルを局所適用することにより、治癒プロセスが有意に加速し、同時に炎症および瘢痕のサイズが減少することが公知である。
正常な治癒プロセスでは、最初の24〜48時間で、細胞が移動性になり、ゆっくり進んで創傷が閉鎖されるにつれ、角化細胞においてCx43タンパク質が下方制御されるようになる。Cx43条件的ノックアウトマウスにおける実験後、創傷治癒の間の角化細胞の調和のとれた増殖および動員のためにはCx43の下方制御がまず必要であると思われることが後で報告された。対照的に、慢性創傷のモデルであるSTZ糖尿病ラットでは、創縁角化細胞においてCx43が下方制御されるのではなく上方制御されていること、および下方制御が起こるまで移動が遅延することが示された。Cx43アンチセンスをSTZ糖尿病ラットの創傷に適用することにより、Cx43の異常な上方制御が妨げられ、創傷閉鎖が正常なラットまで、またはそれよりもよく回復した。in vivoラット角膜掻創傷害モデルにおいて、Cx43の過剰発現により角膜内皮創傷治癒が阻害されるが、Cx43アンチセンスを用いてノックダウンすることにより角膜内皮創傷治癒が速くなることも示された。9つの混合脚部潰瘍および2つの糖尿病性脚部潰瘍から取得した大多数の生検材料の創縁(wound margin)の細胞においてもCx43が検出された。
慢性創傷の治癒に対する重要な妨害のうちの1つは、線維芽細胞が移動、増殖、および肉芽形成組織生成をすることができないことである。大多数の以前の報告は、創傷治癒における表皮Cx43に集中しており、皮膚線維芽細胞内のCx43にはほとんど注意が払われていない。本実施例に記載の研究では、in vivoモデルとin vitroモデルの組合せを使用して、Cx43発現の上昇の関連を分析し、これは、ヒト慢性VLUの真皮において有害に上方制御されること、およびCx43を過剰発現している、掻創を生じさせた線維芽細胞の移動の速度の低下と相関することが見出された。Cx43に加えて、Cx43とおよび互いと相互作用するZO−1およびN−cadがヒト慢性VLUの真皮において異常に過剰発現されることも見出された。in vitroおよびin vivoのどちらにおいても、Cx43を標的化することにより、ZO−1およびN−cadの発現レベルが低下した。Cx43およびN−cadをノックダウンすることにより、掻創−治癒アッセイにおける細胞移動が加速したが、ZO−1を単独でノックダウンすることでは掻創−治癒アッセイにおける細胞移動は加速されなかった。Cx43またはN−cadを減少させることによってもゴルジ極性化が増加し、同時に線維芽細胞の増殖および細胞接着が減少した。さらに、Cx43またはN−cadを標的化することには、細胞骨格変化、葉状仮足突出の増加、およびRho GTPアーゼの活性化が伴った。これらの結果により、創傷修復を線維芽細胞における細胞接触のリモデリングおよび接着依存性の細胞骨格改変を伴う機構によって改善するために治療的にCx43およびN−cadを標的化することが支持される。
材料および方法
ヒト慢性VLUおよび対応するインタクトな皮膚試料
書面のインフォームドコンセントを得た後、適用可能なガイドラインに従って、慢性静脈性潰瘍脚部創傷からの創縁パンチ生検材料および正常な腕生検材料の採取を実施した。簡単に述べると、VLUについては、静脈性潰瘍形成が臨床的に確認された患者において、局部麻酔下で創縁から単一の4mmのパンチ生検材料を取得した。同じ対象の前腕の正常な皮膚から第2の4mmのパンチ生検材料を取得した。全部で、VLUが臨床的に確認された対象6人(男性3人、女性3人;38〜79歳にわたる)から生検材料を取得した。潰瘍持続時間の中央値は6カ月であり(1.5〜36カ月にわたる)、サイズの中央値は10cmであった(2〜113cmにわたる)。VLU生検材料を、最初に、4%パラホルムアルデヒド(PFA)を用いて一晩固定し、次いで、25%スクロースに移し、処理するまで4℃で保管した。免疫組織化学的検査のために、組織生検材料をOCT(BDH、UK)に包埋した。免疫組織化学的分析のために試料を凍結切片(10μm)にした。正常な(急性)創傷生検材料については、最初に、健康な男性ボランティア3人(20〜36歳にわたる)の大腿前外側部において局部麻酔下で6mmのパンチ生検を実施し、次いで4時間後に、パンチ生検を受けた創傷部位をより大きな10mmのパンチで切除し、生じた創傷を縫合して閉鎖した。2mm幅のドーナツ状の生検材料をすぐにOCTに埋め込み、液体窒素中で急速凍結させ、次いで、分析前に凍結切片にされるまで−80℃で保管した。
マウスおよびラットの皮膚創傷治癒モデルおよびODN適用
UCL’s Biological Services Unitからの雄の8週齢のICRマウスまたはSprague−Dawleyラットを、UK Home Office動物規制に従って維持した。切除損傷作製を以前に記載されている通り実施した(Moriら(2006年)、J Cell Sci、119巻:5193〜5203頁)。30%プルロニックF−127ゲル(Sigma)中、10μMの修飾されていないCx43asODNおよび対照Cx43sODN(Sigma−Genosys)の単回の局所適用を、2つの独立した創傷のそれぞれに送達した。創傷を生じさせた2日後に、動物を人道的に屠殺し、創傷組織を回収した。
細胞培養およびODN処理
3T3線維芽細胞を、5%CO、37℃で、10%FBS(Gibco、Invitrogen)を補充したDMEM−GlutaMAX(商標)−1(Gibco、Invitrogen)中で増殖させた。ODN処理のために、線維芽細胞をPBSで洗浄していかなる痕跡量の血清も排除し、無血清培地中、20μMのCx43asODNまたはCx43sODNと一緒に(Qiuら、(2003年)、Curr Biol、13巻:1697〜1703頁)(Sigma−Genosys)または10μMのZO−1asODNまたはZO−1sODN(Underwoodら(1999年)、Am J Physiol、277巻:C330〜342頁)(Sigma−Genosys)と一緒に2時間にわたってインキュベートした。このインキュベーション後、ODNを伴う培地を除去し、DMEM中10%FBSと交換した。
トランスフェクション;レトロウイルス構築物およびレンチウイルス構築物および形質導入
本明細書ではCx43shRNAと称される、Cx43特異的shRNA標的配列5’−GGTGTGGCTGTCAGTGCTC−3’(配列番号9;van Zeijlら(2007年),J Cell Biol,177巻:881〜891頁)を含有するレトロウイルスpSuperベクターを使用して、3T3線維芽細胞においてCx43の安定なノックダウンを確立した。pSuppressor(p.Sup)レトロウイルスベクター(Imgenex Co)を対照として使用した。パッケージング細胞株GP2−293(Clontech)に、p.Sup構築物およびCx43shRNA構築物を以前に記載(CarrおよびWhitmore(2005年)、Nat Cell Biol、7巻:319〜321頁)されている通りトランスフェクトした。偽形質導入構築物およびN−cad shRNA構築物(Hosokawaら(2010年)、Blood、116巻:554〜563頁)をHEK 293T細胞に、記載(Demaisonら(2002年)、Hum Gene Ther、13巻:803〜813頁)されている通りトランスフェクトした。3T3線維芽細胞に、2日間にわたってレトロウイルスまたはレンチウイルスを形質導入し、Cx43shRNAを形質導入した細胞およびN−cadshRNAを形質導入した細胞および偽形質導入細胞を、2μg/mlのピューロマイシンまたは500μg/mlのジェネティシン(p.Supについて)に対する抵抗性に基づいて選択した。
Fugene HD(Roche)を使用して、70%集密線維芽細胞を1mg/mlのpGFP構築物、Cx43−DN構築物、またはCx43−WT構築物を用いて、記載(Beckerら(2001年)、Cell Commun Adhes、8巻:355〜359頁)されている通りトランスフェクトした。翌朝に培地を交換し、24時間後に、実験の種々のセットにおいて細胞を使用した。
マウス皮膚試料およびヒト皮膚試料の免疫組織化学的検査
創傷を生じさせたラットおよびマウスの皮膚の6μmのクリオスタット切片、または10μmのヒト慢性VLU皮膚または対応する創傷のない皮膚について、アセトン中に固定し、4℃で5分間にわたって免疫染色を行った。Cx43に対する一次抗体(Ab)(1:2000希釈;Sigma、6219)、N−カドヘリンに対する一次抗体(Ab)(1:100希釈;Abcam、ab18203)、およびZO−1に対する一次抗体(Ab)(1:100希釈;Zymed Laboratories、61−7300)を室温で1時間にわたってインキュベートした。切片をPBSで洗浄し、次いで、それぞれの二次抗体ブタ抗ウサギFITCコンジュゲート(DAKO)およびヤギ抗マウスCy3−コンジュゲート(Pierce)と一緒にインキュベートした。一次抗体の不在下での二次抗体インキュベーションを陰性対照として使用した。次いで、切片を、5μg/mlの核色素Hoechst 33342(Sigma)を用いて10分間対比染色し、Leica SP2共焦点顕微鏡(Leica Microsystems、UK)において単一の光学切片を取得した。8ビットデジタル画像のすべてを直接比較することを可能にするために、画像取得中のすべてのパラメータを各実験を通して一定に保った。ImageJソフトウェア(NIH)を使用し、よく確立された画素計数方法(Wangら(2007年)、Diabetes、56巻:2809〜2817頁)を用いて免疫染色レベルを単位面積ごとに定量した。画像を、同一の閾値を使用して2値画像に変換した。条件間で比較するための単位面積当たりの陽性画素の数の読み取り値を生成するために、2画素を超える目的物を計数した。
免疫染色
集密線維芽細胞単層に創傷を生じさせ、3時間後に4%PFAを用いて10分間固定し、0.1%トリトンX−100を用いて透過処理した。Cx43に対する一次抗体(1:2000希釈;Sigma)、ZO−1に対する一次抗体(1:100希釈;Zymed Laboratories)、N−カドヘリンに対する一次抗体(1:100希釈;Abcam)、β−カテニンに対する一次抗体(1:200希釈;ab6302 Abcam)、α−カテニンに対する一次抗体(1:200希釈;C2081 Sigma)、チロシン化チューブリンに対する一次抗体(1:400希釈;YL1/2;Ab6160 Abcam)、およびアセチル化チューブリンに対する一次抗体(1:200希釈;T7451 Sigma)を製造者の推奨に従って使用した。適切な二次抗体(Alexa 488または633;Molecular Probes)と一緒にインキュベートした後、5μg/mlの核色素Hoechst 33342(Sigma)を10分間適用した。一次抗体の不在下での二次抗体インキュベーションを陰性対照として使用した。F−アクチンを可視化するために、いくつかの実験にTRITC−ファロイジン(Sigma)を含めた。Leica SP2共焦点顕微鏡(Leica Microsystems、UK)において63×、1.25NA対物レンズを使用して細胞を画像化した。すべての取得パラメータを各実験を通して一定に保ち、画素数に基づいて染色を定量した(Wangら(2007年)、上記)。
ゴルジ再配向測定
ゴルジ再配向の測定を以前に記載(Magdalenaら(2003年)、J Cell Sci、116巻:743〜756頁)されている通り実施した。集密線維芽細胞を引っ掻き、3時間インキュベートした。この時間の後、細胞を、4%PFAを用いて固定し、抗GM130(BD Biosciences)およびHoechst 33342核染色(Sigma)を用いて染色した。10個の無作為に選択した視野内の細胞100個をゴルジの配向について評価した。
細胞増殖
pSup構築物を形質導入した3T3線維芽細胞(細胞1×10個)、Cx43shRNA構築物を形質導入した3T3線維芽細胞(細胞1×10個)、偽構築物を形質導入した3T3線維芽細胞(細胞1×10個)およびN−cadshRNA構築物を形質導入した3T3線維芽細胞(細胞1×10個)を96ウェルプレートにプレーティングし、IncuCyte(商標)生細胞画像化システム(Essen Instruments、Ann Arbor、MI)を使用して細胞増殖をリアルタイムでモニターした。実験を少なくとも3回、2連で実施し、データを集密百分率として表した。
突出長さの測定
Cx43shRNA構築物を形質導入した集密線維芽細胞、p.Sup構築物を形質導入した集密線維芽細胞、N−cadshRNA構築物を形質導入した集密線維芽細胞、および偽構築物を形質導入した集密線維芽細胞、またはpGFP、Cx43−DN、もしくはCx43−WTをトランスフェクトした集密線維芽細胞に創傷を生じさせ、3時間後に4%PFAを用いて固定した。次いで、細胞を、Hoechst 33342核染色(Sigma)を用いて染色した。突出長さを定量するために、創縁細胞の核から前縁までの距離を測定した。3つの独立した実験のそれぞれにおいて、無作為に選択した視野内のトランスフェクトされた細胞3〜5個、または形質導入された細胞30個を分析して平均突出長さを算出した。
ウエスタンブロット
回収された線維芽細胞(Cx43shRNAまたはp.Supを形質導入した)由来の細胞ペレットを、プロテアーゼ阻害剤を添加した氷冷RIPA緩衝液に4℃で懸濁させた。等量のタンパク質をLaemmli 4×試料緩衝液に再懸濁させ、10%SDS−PAGEによって分離し、Cx43に対する一次Ab(1:2000希釈;Sigma)、ZO−1に対する一次Ab(1:500希釈;Zymed Laboratories)、α−カテニンに対する一次Ab(1:200希釈;Sigma)、β−カテニン β−カテニンに対する一次Ab(1:1000希釈;Abcam)、またはN−カドヘリンに対する一次Ab(1:500希釈;Abcam)を用いて可視化した。α−チューブリンに対する抗体またはアクチンに対する抗体(どちらもSigmaから)をローディング対照として使用した。二次抗体はHRP−コンジュゲートであり、増強化学発光(ECL)システム(Amersham)を使用してタンパク質レベルを可視化した。タンパク質/チューブリン比またはタンパク質/アクチン比を、ImageJソフトウェア(NIH)を使用してバンドを走査し、定量することによって決定した。
転染アッセイ
色素注射を以前に記載されている方法(Beckerら(1995年)、J Cell Sci、108巻(第4部):1455〜1467頁)に従って行った。視覚制御下で細胞を刺し、イオントフォレーシスによって色素を満たした。イオントフォレーシスを休止した1分後に情報伝達を評価した。実験条件の各セットについて少なくとも10回の注射を実施した。a)Cx43sODNで処理した細胞、Cx43asODNで処理した細胞、または対照の無処理細胞;b)Cx43−DN、Cx43−WT、またはpGFPを一過性にトランスフェクトした細胞;およびc)Cx43shRNAを形質導入した細胞またはp.Supを形質導入した細胞においてカップリングを試験した。微量注射した細胞の画像を、Leica DMLFS顕微鏡(Leica Microsystems、UK)において40×0.8NA対物レンズを用い、Volocity取得ソフトウェア(Improvision/Perkin Elmer)を使用して取得した。
細胞移動アッセイ
Cx43sODNで処理した線維芽細胞、Cx43asODNで処理した線維芽細胞、ZO−1asODNで処理した線維芽細胞、およびZO−1sODNで処理した線維芽細胞;またはCx43shRNAを形質導入した細胞、p.Supを形質導入した細胞、N−cadshRNAを形質導入した細胞、および偽形質導入細胞、ならびにCx43−WTをトランスフェクトした線維芽細胞、Cx43−DNをトランスフェクトした線維芽細胞、およびpGFPをトランスフェクトした線維芽細胞の集密培養物に機械的掻創を受けさせた。いくつかの実験において、Cx43shRNA線維芽細胞およびp.Sup線維芽細胞を、記載されている(Francisら(2011年)、PloS one、6巻:e26379頁)通りに、血清を欠乏させた(SS)か、または血清(FBS)の存在下で、48時間にわたってインキュベートした。この時間の後、細胞に創傷を生じさせ、血清を補充したDMEM中でインキュベートした。創傷を生じさせた後すぐに、5分間隔で3〜4時間にわたって微速度撮影画像を取得し、これはOrca CCDカメラ(Hamamatsu、UK)を備えた倒立Zeiss LSM AxioPlan400蛍光顕微鏡(Zeiss、UK)において、40×1.2NA対物レンズを使用して取得し、インキュベーションチャンバーは37°および5%COにした。OpenLab画像取得ソフトウェア(Improvision/Perkin Elmer、UK)を使用して微速度撮影画像を捕捉した。個々の線維芽細胞の移動速度を、Volocity4解析ソフトウェア(Improvision/Perkin Elmer)を使用し、前縁細胞の最初の位置と創傷を生じさせた3時間後の最後の位置との間の距離を測定することによって定量した。各実験条件について、速度を平均±SD(μm/秒)として示した。
Rho GTPアーゼ活性化アッセイ
新鮮な溶解産物を、以前に記載されている通り(Mendoza−Naranjoら(2007年)、J Cell Sci、120巻:279〜288頁)に、PAKのRac/Cdc42結合ドメイン(p21結合ドメイン、PBD)またはRhoA−GTPの相対量を検出するためのGST−Rhotekinを使用したRac1/Cdc42プルダウンアッセイおよびRhoAプルダウンアッセイのために使用した。結合したタンパク質(GTPと結合したRac1、Cdc42、またはRhoA)レベルをウエスタンブロットによって検出した。総細胞溶解産物由来の総Rac1、総Cdc42、および総RhoAもローディング対照として分析した。
フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)アッセイ
FRETプローブであるRaichu−Rac1、Raichu−Cdc42(Itohら(2002年)、Mol Cell Biol、22巻:6582〜6591頁)、およびRhoAバイオセンサー(Pertzら(2006年)、Nature、440巻:1069〜1072頁)をコードするプラスミドを、Fugene HD(Roche)を使用してCx43shRNAを形質導入した線維芽細胞またはp.Supを形質導入した線維芽細胞にトランスフェクトした。共焦点蛍光顕微鏡法およびアクセプター光退色を使用してEYFP−ECFP融合構築物を発現している細胞のFRET効率を測定した。前縁トランスフェクト細胞を、Olympus FluoView 1000レーザー走査共焦点顕微鏡および60×1.4NA油浸対物レンズ(Olympus Microscopes、UK)を使用して画像化した。CFPチャネルおよびYFPチャネルを、それぞれ440nmのレーザーおよび515nmのレーザーを使用して励起させた。2つの放出チャネルは、CFPについては460〜510nmであり、YFPについては520〜620nmであった。各チャネルについての増加はおよそ75%のダイナミックレンジ(12ビット、4096グレーレベル)に設定し、オフセットをバックグラウンドがゼロになるように設定した。退色前および退色後のCFP画像およびYFP画像を取得し、FRETモードを用いて、515nmのアルゴンレーザー線を最大出力で(YFPを退色させるため)10〜12回走査することでアクセプター退色後の各チャネルについての画像を収集した。Olympus FluoView 1000ソフトウェアを使用して、退色前(pre)および退色後(post)のドナーおよびアクセプターの強度値を分析し、次いで、値を対象とする細胞の内側、ならびに同等のサイズの、細胞の外側の退色した領域に入る画素から抽出し、各領域について平均比を決定した。細胞全体にわたるFRET効率比を、次式を使用して算出した:FRET効率=[ID(post)−ID(pre)]/ID(post)、式中、IDpreおよびIDpostは、アクセプター(YFP)の光退色前(pre)および光退色後(post)のドナー(CFP)の強度を指す。
懸滴アッセイ
単細胞およそ20,000個をDMEM中10%FBSの液滴35μlに、24ウェルディッシュの蓋から4時間にわたって懸濁させた。各ウェルの底部に水を入れて湿度を維持した。液滴を、200μlのイエローチップを用いて5回、上下にピペッティングし、4%パラホルムアルデヒドで固定し、アリコートをカバーガラス上に広げた。試験した各条件(p.Supを形質導入した細胞およびCx43shRNAを形質導入した細胞)について6つの個々の試料からの6つの無作為の視野の画像を、倒立Axiovert Zeiss LSM顕微鏡において4×0.1NA対物レンズを用いて取得した。およそ2.5×10〜7.5×10μmの面積は細胞1〜3個のクラスターに対応し、2.5×10μmは細胞約10個に対応する。各細胞クラスターの面積を、ImageJソフトウェア(NIH)用の特注のプラグインを使用して決定した。単細胞が占める面積を並行して測定して、単位面積当たりの細胞の量を見積もった。
統計解析
対のあるデータに対するウィルコクソンマッチドペア符号順位検定、または複数比較のデータセットに対する一元配置分散分析(ANOVA)を使用して統計学的な差を決定した。接着の懸滴アッセイにおいて細胞クラスターサイズを分析するために両側カイ二乗検定を使用した。記載されている場合を除き、データはすべて、平均±SDとして示されている。個々の検定についての基準レベルが以下の結果に示されている。
結果
Cx43、N−カドヘリンおよびZO−1はヒトVLUの真皮において劇的に上方制御される
健康なヒトボランティアからの皮膚パンチ生検材料2mm、および6例のヒトVLUからの慢性創縁生検試料4mm、それと併せて同じ患者由来の対応するインタクトな皮膚試料を使用して、慢性創傷の真皮と急性創傷の真皮におけるCx43タンパク質レベルを分析した。図1に示されている通り、皮膚Cx43タンパク質レベルはヒト慢性VLUにおいて著しく上方制御される。図1Dは、創縁パンチ生検材料を取得した患者の下腿部における慢性VLUの代表的な像である(写真中の白い点線の円、図1D)。
急性創傷では、切除創を生じさせた4時間後に皮膚の創縁(wound margin)においてCx43の下方制御が見られた(図1A;スケールバー=25μm)。図1Aに示されている写真において、青色のシグナルは核およびコラーゲン束自己蛍光のHoechst染色であり、白い点線は表皮と真皮の境界を示す。これらの結果は、切除創を生じさせた2日後にマウス皮膚真皮のCx43の発現および分布を免疫組織化学的検査によって検査した、切除創を生じさせた後のマウスモデルにおける創縁真皮において観察されたものと同様であった(図9A;スケールバー=25μm)。これらのマウス実験では、そのような創傷を生じさせた後、皮膚線維芽細胞における創縁Cx43は減少した。図9Aにおいて、矢じりは、Cx43がどのように創縁からの距離を増しながら優勢になるかを示す。Cx43レベルを創傷部位に沿って定量し、これは創縁において有意に少なかった(p<0.005)。図9Aに示されているグラフの値は平均±SDとして表されている。他方では、Cx43が大多数の混合型糖尿病性脚部潰瘍の創縁表皮に存続することが報告されている(Brandnerら(2004年)、J Invest Dermatol、122巻:1310〜1320頁)。
ヒト皮膚パンチ生検材料およびマウス皮膚パンチ生検材料の分析により、創縁においてCx43タンパク質レベルが有意に低下し、傷害部位からの距離が離れるとともにレベルが上昇して正常に向かったことが示された(図1A、図1B、および図1C;p<0.01;および図9A、矢じり;p<0.005)。著しく対照的に、VLUの創縁由来の生検材料では、対応する創傷のない試料と比較して、慢性VLUから取得した4mmの生検材料全体の真皮全体を通して、Cx43を下方制御できなかっただけでなく、Cx43タンパク質の発現の有意な上昇も示された(図1E)。図1Fに示されているグラフは、創傷のない皮膚におけるCx43タンパク質レベルと比較したVLUにおけるCx43タンパク質レベルを示す(p<0.005)。
ヒト皮膚パンチ生検材料およびマウス皮膚パンチ生検材料の分析により、創縁においてCx43タンパク質レベルが有意に低下し、傷害部位からの距離が離れるとともにレベルが上昇して正常に向かったことが示された(図1A、図1B、および図1C;p<0.01;および図9A、矢じり;p<0.005)。著しく対照的に、VLUの創縁由来の生検材料では、対応する創傷のない試料と比較して、慢性VLUから取得した4mmの生検材料全体の真皮全体を通して、Cx43が下方制御できなかっただけでなく、Cx43タンパク質の発現の有意な上昇も示された(図1E)。図1Fに示されているグラフは、創傷のない皮膚におけるCx43タンパク質レベルと比較して、VLUにおけるCx43タンパク質レベルを示す(p<0.005)。
Cx43は、N−カドヘリンなどの接着結合タンパク質(Weiら(2005年)、J Biol Chem、280巻:19925〜19936頁;Shawら(2007年)、Cell、128巻:547〜560頁)、および密着結合関連タンパク質ZO−1(GiepmansおよびMoolenaar(1998)、Curr Biol、8巻:931〜934頁)と相互作用することができ、これらも互いと相互作用する。慢性VLU生検材料の真皮および対応する創傷のない皮膚においてこれらのタンパク質の発現および分布を調査した。慢性VLUの真皮において、対応する創傷のない対照と比較してZO−1発現レベルが上昇した(図2A;n=6;スケールバー=25μm)。ZO−1(緑色)およびHoechst(青色)について染色したVLUの皮膚およびインタクトな皮膚の、拡大率がより高い写真(四角で囲まれた領域1および2)も示されている(図2A;スケールバー=10μm)。
N−カドヘリンタンパク質レベルも、慢性VLUにおいて、対応する創傷のない試料と比較して有意に上方制御されることが観察された(図2B;n=6;スケールバー=25μm)。図2Bの左端の写真において1および2と番号が付けられた四角で囲まれた領域(スケールバー=10μm)は、より高い拡大率の、N−カドヘリンに対する抗体で染色したVLUの皮膚試料および創傷のない皮膚試料(緑色)ならびにHoechstを用いて染色したVLUの皮膚試料および創傷のない皮膚試料(青色)を示す。スケールバー=10μm。
図2Cおよび図2Dのグラフは、ヒト慢性VLU試料の真皮におけるZO−1タンパク質レベルおよびN−カドヘリンタンパク質レベルが、対応する創傷のない対照真皮におけるものよりも有意に高かったことを示す。これらのグラフでは、ZO−1およびN−カドヘリンについての値が平均±SDとして表されている(それぞれp<0.01およびp<0.005)。総合すると、これらのデータにより、ヒト慢性VLUでは、皮膚の創縁(wound margin)におけるCx43タンパク質レベルが下方制御されないことだけでなく、N−カドヘリンおよびZO−1がインタクトな皮膚におけるそれらのレベルと比較して異常に上方制御されることも示される。
Cx43発現は、線維芽細胞におけるN−カドヘリン発現およびZO−1発現と密接に関連する
Cx43の下方制御により、皮膚治癒プロセスが有意に加速することが以前に示されている(Qiuら(2003年)、Curr Biol、13巻:1697〜1703頁;Moriら(2006年)、J Cell Sci、119巻:5193〜5203頁)。本実施例に記載の実験では、Cx43ノックダウンの影響を、ZO−1タンパク質およびN−カドヘリンタンパク質の発現に関してin vivoで調査した。この目的のために、創傷治癒のin vivoマウスモデルを使用し(n=6)、全層皮膚切除創を、Cx43アンチセンス対照オリゴデオキシリボヌクレオチドまたはCx43センス対照オリゴデオキシリボヌクレオチド(それぞれCx43asODNおよびCx43sODN)を用いて処置した。
免疫組織化学的分析により、皮膚センス処置創傷において陽性ZO−1染色が明らかになり、そこではZO−1(緑色)がCx43(赤色)と頻繁に共局在化していた(図9B;n=6;スケールバー=100μm)。他方では、Cx43asODNを用いた処置により、皮膚の創縁(wound margin)においてCx43タンパク質だけでなく、ZO−1タンパク質レベルの有意な減退も誘導された(図9B;図3A、グラフは平均±SDを示す、p<0.05)。図9Bに示されている結果では、細胞をまた、Hoechst(青色)で対比染色した。これらの実験により、Cx43asODNで処置したマウスの真皮におけるZO−1タンパク質レベルの明白な下方制御が示された。
N−カドヘリンタンパク質の発現の免疫組織化学的分析も実施し、それにより、センス処置創傷においてこのタンパク質が真皮に優先的に分布すること、およびCx43asODNを用いて処置した後に、対照オリゴヌクレオチドCx43sODNを用いた処置と比較してN−cadタンパク質(緑色)が有意に下方制御されることが明らかになった(図9C(スケールバー=100μm);図3B、グラフは平均±SDを示す、**p<0.01)。
総合すると、これらのデータにより、Cx43発現が、真皮におけるZO−1タンパク質レベルおよびN−カドヘリンタンパク質レベルと密接に関連すること、およびCx43を標的化することにより、in vivoにおけるZO−1発現およびN−カドヘリン発現を減少させることができることが実証される。
創傷刺激に応答した線維芽細胞移動に対するCx43タンパク質レベル、N−カドヘリンタンパク質レベル、およびZO−1タンパク質レベルの影響をよりよく理解するために、3T3線維芽細胞株を使用した。この細胞株は、shRNA構築物を用いて容易にトランスフェクトまたは形質導入することができ、また、異なる患者に由来する初代ヒト線維芽細胞を使用する場合に見られる変動性が回避される。ZO−1タンパク質およびN−カドヘリンタンパク質の発現を、Cx43発現を抑制するCx43低分子ヘアピン型RNA(Cx43shRNA)(van Zeijlら(2007年)、J Cell Biol、177巻:881〜891頁)を形質導入した線維芽細胞またはp.Sup対照プラスミドを形質導入した線維芽細胞において評価した。ウエスタンブロット、およびそれに付随する、LY(ルシファーイエロー)微量注射後のCx43タンパク質レベルおよび色素カップリングを示す図3Cおよび図10G、図10H、および図10Iの棒グラフにおいて示された通り、Cx43shRNA産生細胞において、p.Sup対照細胞とは対照的に、Cx43タンパク質の発現およびギャップジャンクション媒介性細胞間情報伝達(GJIC)が有効に妨げられた。
ZO−1発現に関しては、Cx43shRNAを形質導入した細胞においてZO−1タンパク質レベルが下方制御された(図3D)。Cx43shRNA細胞および対照細胞を用いて生じさせた線維芽細胞掻創アッセイにおいてZO−1分布も分析した。Cx43shRNAを形質導入した細胞では、前縁(LE)および創傷よりも内側の領域(IA)の両方における細胞接触部に位置するZO−1の減少が示され、前縁葉状仮足からのZO−1の喪失が伴った(図3E、矢じり)。しかし、p.Supを形質導入した線維芽細胞では、ZO−1は主に細胞間の接触縁に制限され、多くの場合、Cx43と共に局在した(図3E)。N−カドヘリンに関しては、Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞においてタンパク質レベルが有意に低下し(図3F;p<0.01)、N−カドヘリンは、p.Supを形質導入した対照線維芽細胞(図3G、矢じり)において見出されるように優先的に原形質膜へ局在するのではなく、主に細胞質ゾルに局在する(図3G、矢印)ことが見出された。
タンパク質α−カテニンおよびβ−カテニンの発現および分布も、p.Supを形質導入した細胞およびCx43shRNAを形質導入した細胞において検査した。総β−カテニンタンパク質レベルはCx43ノックダウン後に有意には変化しなかったが(図11B)、その細胞分布は変更された。p.Supを形質導入した細胞では、β−カテニンは、主に細胞間接触部位の原形質膜に局在していたが(図11A)、Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞では細胞質ゾルへの再配置がさらに見出され(図11A、矢印)、いくらかの核局在の証拠が伴った(図11A、矢じり)。アルファ−カテニンは、p.Supを形質導入した細胞およびCx43shRNAを形質導入した細胞において原形質膜および細胞質ゾルの両方への局在が見られ(図11C)、発現レベルおよび発現位置は、Cx43ノックダウンで変化しなかった(図11D)。
Cx43およびN−カドヘリンをノックダウンすることにより、線維芽細胞移動の速度が加速するが、ZO−1をノックダウンすることでは線維芽細胞移動の速度は加速しない
Cx43をノックダウンの標的とすることにより、in vivoにおける創傷閉鎖の速度が加速する(Qiuら(2003年)、上記)。本明細書では、いくつかの実験により、Cx43発現が減少した後の細胞移動の増加がZO−1タンパク質レベルの低下または細胞接着の減少(それぞれZO−1の下方制御またはN−カドヘリンの下方制御)と関連するかどうかを調査した。
最初に、Cx43shRNAもしくはp.Supベクターを形質導入した線維芽細胞、またはCx43asODNもしくは対照Cx43sODNを用いて処理した細胞の移動速度を評価した。Cx43shRNA細胞と同様に、Cx43asODNを用いて処理した線維芽細胞では、Cx43sODN、または無処理の細胞と比較して、Cx43タンパク質レベルおよびGJICの著しい低下が示された(それぞれ図10Aおよび図10B;p<0.05およびp<0.01)。線維芽細胞を同様に、バイシストロン性pIRES−GFP空ベクター(pGFP)、またはGFPおよび野生型Cx43(Cx43−WT)、もしくは内在性Cx43タンパク質の原形質膜への輸送に干渉し、それによりGJICを遮断するドミナントネガティブCx43構築物(Cx43−DN)(Beckerら(2001年)、Cell Commun Adhes、8巻:355〜359頁)のいずれかをコードする対応するベクターを用いても一過性にトランスフェクトした。
Cx43shRNA細胞およびCx43asODN細胞の移動速度は、それぞれp.Sup対照細胞またはCx43sODN対照細胞よりも有意に速かった(図4Cおよび図4D、p<0.005;図10Cおよび図10D)。Cx43ノックダウン細胞は、対照細胞よりもはるかに広範囲にわたる葉状仮足も示した(図4C)。同様に、Cx43−DNをトランスフェクトした線維芽細胞は、それらのトランスフェクトされていない近隣細胞またはpGFP対照細胞よりも速く移動し、また、前縁において通常の葉状仮足よりも大きく伸長した(図10Eおよび図10F)。逆に、Cx43を過剰発現している線維芽細胞(Cx43−WT)は、pGFP構築物またはCx43−DN構築物のいずれよりも有意に遅く移動した(図10Eおよび図10F;それぞれp<0.05およびp<0.01)。これらのデータにより、掻創を生じさせた後のCx43タンパク質レベルと線維芽細胞移動の速度との間の逆相関のさらなる証拠がもたらされる。しかし、Cx43のsiRNAによる減少により、2日間にわたって血清を欠乏させた3T3細胞掻創アッセイにおける細胞移動を遅くすることができることも報告されている(Francisら(2011年)、PloS one、6巻:e26379頁)。
これらの実験を血清欠乏条件下および標準的な量の細胞培養血清の存在下で繰り返した。血清欠乏条件では、Cx43タンパク質レベルを低下させることにより移動が遅くなるが、血清を伴う、より標準的な培地条件では、Cx43を減少させることにより、移動が有意に速くなったことが見出された(図10J)。
次いで、N−カドヘリンshRNA構築物または偽shRNA構築物(それぞれN−cadshRNAおよび偽)を形質導入した線維芽細胞の移動速度を分析した。N−cadshRNA構築物によりNIH3T3線維芽細胞におけるN−カドヘリン発現が有効に抑制され(図4A)、これにより掻創アッセイにおける細胞移動がCx43shRNAを形質導入した細胞の場合とほぼ同じ程度に加速した(図4Cおよび図4D)。線維芽細胞におけるZO−1発現を減少させるために、細胞を、ZO−1発現を有効に減少させることができると以前に記載された(Underwoodら(1999年)、Am J Physiol、277巻:C330〜342頁)ZO−1センスオリゴデオキシリボヌクレオチドおよびZO−1アンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド(ZO−1sODNおよびZO−1asODN)を用いて処理した。Cx43およびN−カドヘリンと反して、ZO−1の下方制御(図4B)には、線維芽細胞移動の速度または創傷閉鎖に対するいかなる影響もなかった(図4Cおよび図4D)。これらの結果は、Cx43を標的化することが、線維芽細胞におけるN−カドヘリンタンパク質レベル、およびおそらくZO−1タンパク質レベルの低下による細胞移動にさらに寄与しうることを示している。
Cx43およびN−カドヘリンにより、線維芽細胞における細胞接着、極性化および増殖が調節される
細胞間接着の機構を下方制御することは、皮膚細胞を含めた種々の細胞型において、それら自体を再活性化して移動性表現型を獲得するやり方の1つである。細胞間接着の強度を特徴付けるために、懸滴アッセイが以前から使用されてきた(Elbertら(2006年)、Mol Biol Cell、17巻:3345〜3355頁;Redfieldら(1997年)、J Cell Biol、138巻:1323〜1331頁)。したがって、このアプローチを使用して、懸濁液滴中に形成されてかつマイクロピペットチップを用いたトリチュレーションに抵抗性である細胞クラスターのサイズを測定することによって細胞間接着性を比較した。クラスターを形態計測画像分析によって評価し、それらの面積に応じて3つのサイズ群に分類した。Cx43shRNAを形質導入した細胞およびN−cadshRNAを形質導入した細胞では、細胞間接着の減少に特徴的な、より少ないトリチュレーション抵抗性クラスター(面積>2.5×10μm)、およびより小さなクラスター(面積<7.5×10μm)が形成された(図5Aおよび図5B;p<0.005)。
ゴルジ装置の再分布は、線維芽細胞を含めた多くの種類の細胞の極性化および移動において重要な事象である(Magdalenaら(2003年)、Mol Biol Cell、14巻:670〜684頁)。細胞移動の間の細胞極性におけるCx43およびN−カドヘリンの役割を検査するために、Cx43shRNA、N−cadshRNA、またはそれらのそれぞれの対照を形質導入した線維芽細胞におけるゴルジタンパク質GM130の局在化を分析した。創傷を生じさせた3時間後に、Cx43shRNA細胞およびN−cadshRNA細胞では、p.Sup対照および偽対照と比較して、創傷へのGM130極性化の増加が観察された(図5Cおよび図5D;p<0.05)。
IncuCyte(商標)生細胞画像化システムを使用して細胞増殖も調査した。Cx43shRNAを形質導入した細胞およびN−cadshRNAを形質導入した細胞では、p.Sup対照細胞および偽対照細胞と比較して、細胞の増殖の明らかな低下が観察され(図5Eおよび図5F)、これにより、線維芽細胞におけるCx43発現およびN−カドヘリン発現と細胞増殖との間の直接相関が示されている。
まとめると、これらのデータにより、Cx43およびN−カドヘリンの、創傷修復中の線維芽細胞における細胞の極性化、接着、および増殖のプロセスの調節への重要な寄与が確認される。
Cx43を標的化することにより、前縁線維芽細胞における細胞骨格変化が誘導される
掻創アッセイを使用して、創縁における極性化Cx43ノックダウン細胞が通常の葉状仮足突出よりも大きく伸長することが観察された。指向的細胞ロコモーションには、アクチンフィラメント(F−アクチン)と微小管との間の複雑な相互作用が必要であり、したがって、線維芽細胞において、Cx43発現を標的化した後に、創傷を生じさせた単層におけるF−アクチン、およびチロシン化チューブリンおよびアセチル化チューブリンの分布を分析した。最前列の対照Cx43sODNをトランスフェクトした線維芽細胞、pGFPをトランスフェクトした線維芽細胞、およびp.Sup線維芽細胞では、極性化した移動性細胞に典型的なF−アクチン帯が示され(図6A、および図7A、矢じり;図12A)、これは、接着結合によって調節される(Yonemuraら(1995年)、J Cell Sci、108巻(第1部):127〜142頁)。対照的に、Cx43asODN創縁細胞、Cx43−DN創縁細胞、およびCx43shRNA創縁細胞では、移動の方向に向いた豊富な葉状仮足突出が発生し、対照細胞において見出されるF−アクチン帯はなかった(図6A、および図7B、矢じり;図12A)。対照条件下では、チロシン化微小管およびアセチル化微小管(それぞれTyrTubおよびAcetTub)が、創傷を生じさせた線維芽細胞単層実験において以前に記載された通り非常に多く配置され(GundersenおよびBulinski(1988年)、Proc Natl Acad Sci USA、85巻:5946〜5950頁)、核周囲の領域から創縁(wound margin)に向かって広がった。より伸長する傾向があったCx43asODN細胞、Cx43shRNA細胞、およびCx43−DN細胞では、チロシン化微小管は、主に創縁に対して垂直に向いた(図6A、および図7B、矢じり;図12A)。Cx43を過剰発現している細胞(Cx43−WT)では、pGFPをトランスフェクトした対照細胞よりも狭い範囲にわたる微小管および葉状仮足が示された(図7C)。
赤色蛍光タンパク質(RFP)−アクチン構築物を用いて線維芽細胞をトランスフェクトすることによって葉状仮足ダイナミクスをより詳細に分析した。RFP−アクチントランスフェクションの16時間後に、集密単層に掻創を生じさせ、共焦点顕微鏡法により1.5時間にわたって画像化した。p.Sup細胞では、最前列細胞における動的形成ならびに糸状仮足およびアクチンひだの崩壊を特徴とする活性なアクチンリッチ葉状仮足および糸状仮足(動画4)ならびにアクチンリモデリングが示された。Cx43shRNAを形質導入した線維芽細胞では、前縁細胞の最前部におけるよりも相当広範囲にわたるアクチンリッチ膜突出が示された。細胞突出の程度を定量し、Cx43asODN細胞、Cx43−DN細胞、およびCx43shRNA細胞では、Cx43sODN対照細胞、pGFP対照細胞、およびp.Sup対照細胞によって示される長さのほぼ2倍の長さの平均突出が示されることが決定された(図6B、および図7D;図12B)。
Cx43ノックダウンによりN−カドヘリン発現が減少し、これは線維芽細胞における細胞移動の加速にも寄与することが実証された後(図4D)、掻創実験の3時間後にN−cadshRNAを形質導入した細胞および偽形質導入細胞における重合したアクチンの分布を分析した。Cx43ノックダウン線維芽細胞と同様に、創縁N−カドヘリン標的化細胞では、細胞移動の方向に向いた豊富な葉状仮足突出が伸長し(図13A)、定量により、偽対照細胞と比較してより広範囲にわたる葉状仮足突出が示された(図13B)。
Cx43およびN−カドヘリンを標的化することにより、線維芽細胞におけるRac1 GTPアーゼ活性およびRho−A GTPアーゼ活性が増加する
Rho GTPアーゼは、アクチンおよび微小管のダイナミクスの重要な調節因子であり、細胞の運動性および走化性応答にとって重大なアクチンに基づく種々の構造の制御において不可欠な役割を果たす。線維芽細胞におけるRhoファミリーGTPアーゼ活性化に対するCx43ノックダウンおよびN−カドヘリンノックダウンの影響を、活性化されたRac1、Cdc42、およびRhoA(GTPと結合した形態)に対して特異的なGST融合タンパク質結合ドメインを用いたプルダウンアッセイを使用して検査した。定量的分析により、Cx43shRNA細胞およびN−cadshRNA細胞において、p.Sup対照および偽対照と比較して、それぞれ、Rac1活性およびRhoA活性の増強が示された(図8Aおよび図8B)。対照的に、Cdc42 GTPアーゼ活性の差異は検出されなかった。
Rho GTPアーゼの活性化をより詳細に検査するために、Rac1、RhoA、およびCdc42に対するバイオセンサー(Itohら(2002年)、Mol Cell Biol、22巻:6582〜6591頁;Pertzら(2006年)、Nature、440巻:1069〜1072頁)を、p.Supを形質導入した細胞またはCx43shRNAを形質導入した細胞のいずれかにトランスフェクトし、FRETを使用して、引っ掻くことに誘導された移動の3時間後の前縁線維芽細胞におけるこれらのGTPアーゼの活性を検査した。Cx43shRNAを用いてCx43を標的化することにより、p.Sup対照に対してRac1活性およびRhoA活性の2倍の増加が誘導されたが(図8Cおよび図8E;p<0.05)、Cdc42の活性には影響がなかった(図8E)。これらの所見により、細胞移動の間の線維芽細胞における細胞骨格ダイナミクスの調節におけるCx43の直接的な役割が示される。
考察
慢性創傷は、著しい、増加している世界的問題であり、これにより、患者および健康管理システムリソースの両方に大きな負荷がかかっている。慢性創傷は、身体のどこにでも起こり得るが、大部分がVLU、糖尿病性足部潰瘍および褥瘡のカテゴリーに入り、組織化された規則正しく時を得た一連の創傷修復を通して行われることができない。多くの場合、感染し炎症を起こし、数が増加している高齢の患者および糖尿病患者に対して有痛性および消耗性になり、当該患者を下肢切断の危険性にさらすこれらの慢性創傷には創傷閉鎖の加速またはさらなる刺激が重要である。本明細書では、STZ糖尿病ラットの創縁表皮において見出されたのと同様に、移動および治癒が減損したことの基礎をなす特徴である(Wangら(2007年)、Diabetes、56巻:2809〜2817頁)、ヒト慢性VLUの真皮においてCx43が著しく上方制御されることが実験により示される。
Cx43アンチセンスを用いてヒトVLUを生検し、処理し、次いでこれらの治癒が困難な創傷を追加的な生検で再度試料採取することは非倫理的になるので、Cx43タンパク質の発現を確実に操作し、掻創治癒アッセイにおける細胞移動のダイナミクスに対する影響を探究するために、線維芽細胞株を利用した。そのような実験は、Cx43を調節することの線維芽細胞挙動に対する影響を探索するために有用である。これらの細胞培養実験では、Cx43−WT構築物をトランスフェクトした後にCx43タンパク質レベルおよびGJICが上昇すると、線維芽細胞移動が減損した。これらの所見により、ヒト慢性VLU創傷において見られる治癒の減損は、Cx43タンパク質レベルの上昇によって引き起こされる線維芽細胞移動速度の低下によって生じるという結論が導かれる。
しかし、Cx43のレベルの上昇がVLUにおける治癒を減損させる唯一の因子ではない可能性がある。報告によれば、Cx43は、創傷治癒において細胞接着および細胞移動のどちらにも影響を及ぼす可能性があるタンパク質であるZO−1、α−カテニン、β−カテニン、およびN−カドヘリンと多タンパク質複合体または「ネクサス」を形成する。実際、インタクトな皮膚と比較したところ、ヒト慢性VLUの真皮におけるZO−1タンパク質レベルおよびN−カドヘリンタンパク質レベルの両方が、Cx43の上方制御に伴って有意に上方制御されることが見出された。Cx43をサイレンシングすることにより線維芽細胞移動速度が加速したという知見が臨床的に関連し、これにより、このプロセスを治療的に制御することができることが示される。in vitroモデルを使用して、コネキシン模倣ペプチドによっても皮膚線維芽細胞の移動速度が改善されること(Wrightら(2009年)、Wound Repair Regen、17巻:240〜249頁)、ならびに器官型モデルおよび2D培養物における角化細胞および線維芽細胞の移動が改善されること(Pollokら(2010年)、J Cell Mol Med、2011年4月;15巻(4号):861〜73頁)が最近報告され、これにより、これらの知見がさらに補強される。これらの試験により、このペプチドによりCx43タンパク質のレベルは変化しなかったが、Cx43のリン酸化が増加し、細胞接着が減少したことが報告された。しかし、本明細書におけるこれらの実験により、Cx43タンパク質産生を直接標的化することにより、in vivoにおけるN−カドヘリンタンパク質レベルおよびZO−1タンパク質レベルがさらに低下し、両方のタンパク質が原形質膜から細胞質ゾルへと再分布することが明らかになった。ZO−1の場合では、タンパク質は前縁葉状仮足から顕著に失われ、これは、通常、引っ掻きアッセイ創傷治癒における線維芽細胞移動の特徴であり、これにより、それが結合する細胞骨格成分の分布の変化がもたらされうる。
Cx43の細胞質尾部はZO−1上のPDZ2ドメインと相互作用することができるが、この相互作用は、模倣ペプチド(ACT−1)をCx43尾部の最後の9アミノ酸に付加することによって競合されうる(Hunterら(2005年)、Mol Biol Cell、16巻:5686〜5698頁)。このペプチドにより、細胞膜におけるCx43が安定化され、より大きなギャップジャンクションプラークが形成されることが報告されている(Hunterら(2005年)、Mol Biol Cell、16巻:5686〜5698頁)。急性皮膚病変に適用すると、このペプチドは、創傷治癒を加速し、同時に瘢痕形成を減少させることが報告されており、これらはCx43アンチセンスオリゴの作用と同様の作用である(Gourdieら(2006年)、Annals of the New York Academy of Sciences、1080巻:49〜62頁;Ghatnekarら(2009年)、Regenerative Medicine、4巻:205〜223頁;Rhettら(2008年)、Trends in Biotechnology、26巻:173〜180頁)。
ギャップジャンクション(GJ)情報伝達および細胞移動に関する文献は、矛盾する報告を含む。コネキシン発現の上昇は移動の減少に関連づけられているが(McDonoughら(1999年)、Int J Dev Neurosci、17巻:601〜611頁;BattenおよびHaar(1979年)、Anat Rec、194巻:125〜141頁)、他の文献では逆の影響が報告されている(Xuら(2006年)、Development、133巻:3629〜3639頁;Huangら(1998年)、J Cell Biol、143巻:1725〜1734頁)。異なるアプローチを使用して、NIH 3T3細胞おいて実施されたin vitro試験により、個々の単離された創傷のない細胞の1時間にわたる動的な拡散する動きは、siRNAを用いてCx43を下方制御すると減少すると思われたことが示された(Weiら(2005年)、J Biol Chem、280巻:19925〜19936頁)。この矛盾は、細胞状態が異なること(創傷を生じさせたものと、創傷のないもの)および使用したモデルが異なること(低密度培養物における創傷のない細胞の拡がりと比較して、掻創への細胞移動)を反映する可能性がある。より最近、同じグループにより、Cx43 KOマウス胚性線維芽細胞が、掻創アッセイにおいてCx43を有するものよりもゆっくりと移動することが報告された(Francisら(2011年)、PloS one、6巻:e26379頁)。
これらの知見が多岐にわたることの理由は明らかでないが、細胞から、掻創アッセイを実施する前48時間にわたり血清を欠乏させることに関連する可能性がある。上記の実験において、対照3T3細胞およびCx43shRNAを形質導入してCx43発現を減少させた3T3細胞を用いて移動実験を繰り返した。1つのバッチは2日間にわたって血清を欠乏させたが、他のバッチは血清を欠乏させなかった。次いで、培養物に掻創を生じさせ、4時間にわたって画像化した。Cx43が減少している、血清を欠乏させた細胞はよりゆっくりと移動したが、血清欠乏させずにCx43タンパク質レベルを低下させることにより、移動が速くなることが見出された。血清欠乏はin vivoにおける急性創傷において見出される条件に適合するとは予測されないので、Cx43を下方制御することにより、線維芽細胞および角化細胞の移動が速くなり、これは、異常な応答を誘発したのは血清欠乏という異常な条件であると予測することが妥当であるという結果が示された。
カドヘリン媒介性細胞間接着により、結合の発達と細胞移動および細胞極性化とが協調すること、およびアクチンフィラメントとの連結が形成されることによって結合完全性が維持されることが報告されている(PokuttaおよびWeis(2002年)、Curr Opin Struct Biol、12巻:255〜262頁)。N−カドヘリン発現の破壊により、星状膠細胞上のシュワン細胞移動の速度が、移動する細胞の数および最大移動距離のどちらも増強されることにより、増大することが報告されている(Wilbyら(1999年)、Mol Cell Neurosci、14巻:66〜84頁)。本明細書では、一貫してN−カドヘリン発現を減少させるCx43の標的化により、線維芽細胞において、細胞間接着が有意に減弱し、同時に細胞極性化が増加することが実証された。これは、同様の結果がもたらされた、N−カドヘリンの直接標的化によってさらに実証された。カドヘリンヌルヒト扁平上皮癌細胞について報告されており(Chakrabortyら(2010年)、J Biol Chem、285巻:10761〜10776頁)、また、Cx43の発現により細胞接着力が増大した他のモデルにおいても報告されている通り(Linら(2002年)、J Neurosci、22巻:4302〜4311頁;Cotrinaら(2008年)、Glia、56巻:1791〜1798頁)、Cx43を標的化した線維芽細胞におけるCx43−Cx43コネクソンドッキングの直接喪失も、細胞間接着の減少に寄与しうる。同様に、8〜16細胞期のマウス胚の個々の細胞においてCx43に干渉することにより、接着が低下し、標的化された細胞のデコンパクションが生じることが以前示されているが(BeckerおよびDavies(1995)、Microsc Res Tech、31巻:364〜374頁)、コンパクションステップにZO−1が必須であることが最近報告された(Wangら(2008年)、Dev Biol、318巻:112〜125頁)。本実施例に記載の所見に基づいて、Cx43を下方制御することにより、N−カドヘリン発現および/またはコネクソン自体のドッキングが減少することによって、安定な細胞間接着の成熟化が少なくとも一部において妨げられると思われる。
本明細書では、shRNAを形質導入することによって3T3細胞におけるCx43またはN−カドヘリンのいずれかの発現を持続的に減少させることにより、細胞増殖が減少することが見出されている。この知見はCx43および細胞増殖に関する以前の報告と一致すると思われないが、Cx43アンチセンスをマウスの切除創に適用することにより、線維芽細胞および新生仔角化細胞の増殖が増加するが、これは、処置の1日後、2日後、または7日後であり、その時点までには、もはやアンチセンスによりCx43タンパク質産生が妨げられていなかったことが見出されている(Moriら(2006年)、J Cell Sci、119巻:5193〜5203頁)。Pollockら(2011年、上記)により、模倣ペプチドGAP27により、いくつかの場合には、角化細胞または線維芽細胞の掻創アッセイの前縁における細胞増殖が増強することができたことが報告された。この効果は、見たところでは、Cx43タンパク質レベルを低下させることなくもたらされ、したがって、Cx43タンパク質が有意に減少した際に観察される差異は、Cx43に基づくギャップジャンクション情報伝達の影響ではなく細胞増殖の際にCx43タンパク質が存在することの直接の影響を反映する可能性がある。
Cx43ヘミチャネルの細胞間結合への輸送は、微小管に依存する経路を通じて起こり、Cx43の細胞質尾部は微小管およびアクチンを含めた細胞骨格の種々の成分と相互作用することができることが公知である。本明細書では、上記の実験により、N−カドヘリンまたはCx43タンパク質を欠く最前列の移動する線維芽細胞は、移動の方向において創傷床に伸長した葉状仮足を伴う細長い表現型をとることが示される。対照的に、対照の創傷を生じさせた線維芽細胞におけるアクチン組織化は、接着結合によって調節されることが公知である、極性化した移動性細胞に典型的なF−アクチン帯を特徴とした。Cx43を標的化した線維芽細胞およびN−カドヘリンを標的化した線維芽細胞においてRac1活性およびRhoA活性の増強も同定された。これらの所見は、突出−退縮サイクルの開始時のアクチン重合の開始因子として線維芽細胞突出を調節することにおいてRhoAに関して報告された役割と相関する(Machacekら(2009年)Nature、461巻:99〜103頁)。他方では、Rac1は、新しく拡大した突出の補強および安定化に影響を及ぼす可能性があり、これにより、Cx43を標的化した線維芽細胞において観察されたより速い移動およびより広範囲にわたる葉状仮足が説明されうる。
微小管細胞骨格の組織化も調査し、Cx43タンパク質レベルを低下させた後に変更されることが見出され、これにより、Cx43が微小管と直接相互作用するだけでなく、線維芽細胞移動の間の微小管ダイナミクスにも影響を及ぼしうることが示される。Cx43 KOマウス胚性線維芽細胞における微小管ダイナミクスの変更が報告されているFrancisら(2011年)、PloS one、6巻:e26379頁を参照されたい。
全体的に、本実施例に記載の実験により、真皮においてCx43およびカドヘリンを過剰発現する慢性VLUの治癒が遅い理由、ならびにCx43タンパク質の発現およびカドヘリンタンパク質の発現を減少させることにより、どのようにして線維芽細胞移動が加速されるかに関する細胞機構の洞察がもたらされ、これにより、この消耗性の問題に対する治療的解決法が示される。これらの所見により、単にGJチャネルを形成することにおいてだけでなく、とりわけ、効率的な線維芽細胞移動を容易にするために破壊されなければならない細胞間接着および接着依存性アクチンダイナミクスに必要であるN−カドヘリンを含むネクサスまたは多タンパク質複合体を安定化することについてもCx43の役割が裏付けられる。
(実施例3)
糖尿病性足部潰瘍におけるCx43、N−Cad、およびZO−1の過剰発現により、線維芽細胞移動が遅延する
諸言
糖尿病性足部潰瘍の不十分な治癒は、非常に消耗性であり可能性があり、下肢切断に至る可能性がある主要な臨床的問題である。通常の急性創傷では、細胞移動および治癒の前兆として創縁においてコネキシン43(Cx43)ギャップジャンクションタンパク質が下方制御される。本実施例では、ヒト慢性糖尿病性足部潰瘍の創縁由来の線維芽細胞を使用する実験により、創傷のない皮膚と比較して、コネキシン43タンパク質の著しく有意な10倍の上昇、ならびにN−カドヘリン(N−Cad)の6倍の増加およびZonular Occludin−1(ZO−1、閉鎖帯(zona occludens)タンパク質の1種)の2倍の増加が示される。ストレプトゾトシン糖尿病ラットにおいて、インタクトな皮膚線維芽細胞では、血中グルコースレベルと正比例してCx43が上方制御され、創傷に応答してさらに2倍上昇することが見出された。糖尿病を模倣するために、3T3線維芽細胞を種々の濃度のグルコースまたはマンニトールの下で培養し、Cx43タンパク質細胞間情報伝達および移動速度を決定した。非常に高い(40mM)グルコース条件下の線維芽細胞の培養物では、免疫染色およびウエスタンブロットによって示されている通り、Cx43タンパク質レベルの有意な上昇、ならびに、転染によって示されている通り、ギャップジャンクション情報伝達の有意な増加が示された。掻創治癒アッセイにおいて、高グルコースによるCx43のレベルの上昇により、糸状仮足の伸長の抑圧、および標準の条件(5.5mMのグルコース)またはマンニトールの浸透圧対照のいずれにおけるものよりも有意に遅い移動速度がもたらされた。逆に、Cx43shRNA形質導入を用いてグルコース誘導性コネキシン43上方制御を妨げた場合、線維芽細胞は、糸状仮足を長く伸長させ、有意に速く移動した。コネキシン43タンパク質は、糖尿病性足部潰瘍における線維芽細胞において、ならびに培養中の高グルコース曝露後に上方制御され、これは線維芽細胞移動の阻害と相関し、創傷治癒の減損に寄与する可能性がある。
背景
糖尿病の人は、治癒が不十分になる創傷を有す可能性および足で最も頻繁に見られる非治癒性皮膚潰瘍の高い発生率にさらされる可能性がある。そのような潰瘍は非常に消耗性であり得、著しい数が最終的に下肢切断に至る。
ギャップジャンクションタンパク質であるコネキシン43(Cx43)は、創傷治癒反応において中心的な役割を果たす。創縁角化細胞では、Cx43は通常、傷害後の最初の24〜48時間で下方制御され、角化細胞が移動性になり、創傷の治癒にゆっくり進む。げっ歯類において、Cx43特異的なアンチセンスゲルを創傷に適用することによってCx43をより急速に下方制御すると、移動性の状態への移行が加速することが示されている。対照的に、ストレプトゾトシン(STZ)糖尿病ラットにおけるCx43タンパク質は、創傷を生じさせた後に創縁角化細胞において異常に過剰産生され、Cx43タンパク質レベルが低下するまで移動することができない。異常なCx43タンパク質の発現は、少なくとも一部において、糖尿病性皮膚潰瘍において観察された不十分な治癒を支持すると考えられ、また、Cx43の異常な上昇を妨げる処置である、Cx43アンチセンスの創傷への適用によってSTZ糖尿病ラットにおける角化細胞の正常な移動速度の回復を実現することができる。
下記の実験において、血糖正常ドナーから取得したインタクトなヒト皮膚生検材料、および糖尿病が確認された患者の前腕から取得したインタクトなヒト皮膚生検材料、ならびに糖尿病が確認された患者の潰瘍の創縁生検材料において皮膚Cx43タンパク質レベルを定量した。Cx43タンパク質レベル、ギャップジャンクション情報伝達、および掻創−治癒アッセイにおける移動に対するグルコースの上昇の影響、ならびに移動の速度に対するCx43タンパク質レベルの寄与を検査した補完的なin vivo試験およびin vitro試験が記載されている。
材料および方法
2.1 ヒト皮膚生検材料
慢性糖尿病性足部潰瘍の縁部からの4mmのパンチ生検材料の採取はWestern Institutional Review Board、Olympia、Washington State、USAにより認可された。この試料を潰瘍の創縁ならびに対応する創傷のない皮膚の前腕生検材料から取得した。別の非糖尿病コホートが前腕皮膚の生検を受けた。すべての生検材料を、書面のインフォームドコンセントを得た後に取得した。
糖尿病コホートは、白人対象10人(男性6人、女性4人)を含み、中央値は59.5歳であった(範囲:48〜82歳)。9人の対象はインスリンを受けており、1人は経口薬物療法を受けており、HBA1cのコホート中央値は6.9であった(範囲5.3〜9.9;n=6が利用可能)。全員が四肢の糖尿病性神経障害を有し、6人が末梢血管疾患の臨床的徴候を有した。各対象が臨床的に確認された糖尿病性足部潰瘍を有した。潰瘍サイズ中央値は9.4cm(1〜81cm)であり、持続時間中央値は3.5カ月であった(範囲1.5〜26カ月)。非糖尿病患者のインタクトな皮膚腕生検材料の対照コホートを、中央値が48.5歳の6人の対象(男性2人、女性4人;範囲36〜79歳)を含む白人個体から取得した。
糖尿病ラット
雄のSprague−Dawleyラット(350〜400g)において、STZ(65mg/Kg)を腹腔内注射することにより糖尿病を誘導し、グルコース尿ストリップ(glucose urinary strip)(Clinistix、Bayer、UK)を使用して糖尿病を確認した。糖尿病を誘導した2週間後に創傷治癒試験に取りかかり、これは以前に記載されている(Wang、Lincoln(2007年)、Diabetes、56巻:2809〜17頁)通り実施した。50μlの、10μMの修飾されていないCx43asODN(5’−GTA ATT GCG GCA GGA GGA ATT GTT TCT GTC−3’;配列番号10)または対照Cx43sODN(5’−GAC AGA AAC AAT TCC TCC TGC CGC AAT TAC;配列番号11;Sigma)の単回の局所適用を創傷に送達し、創傷を生じさせた24時間後に組織を回収した。血中グルコースの読み取りを取得し、すべてのラットが、重度に高血糖であることが確認された(血中グルコース27.07+1.09mmol/L)。
細胞培養
NIH 3T3線維芽細胞の集密単層を、10%ウシ胎児血清およびペニシリン/ストレプトマイシンを補充した5.5%グルコースDMEM(D5796:Invitrogen、UK)中で増殖させた。いくつかの実験では、グルコースのレベルを25mMまたは40mMまで上昇させたか、あるいは19.5mMまたは34.5mMのマンニトールの浸透圧対照とした。細胞をこれらの条件で2週間にわたって培養した後に実験を実施した。色素注射をBeckerら(Journal of Cell Science(1995年)、108巻、4部:1455〜67頁)に記載されている方法に従って行った。線維芽細胞の集密単層に対して掻創アッセイをMoriら(Journal of Cell Science(2006年)119巻:5193〜203頁)に記載されている通り実施し、移動を、Olympus IX81顕微鏡において微速度画像化によって4時間にわたってモニターした。
免疫組織化学的検査および画像化
創傷を生じさせた皮膚およびインタクトな皮膚の培養細胞またはクリオスタット切片に対して、Wangら(Diabetes(2007年)、56巻:2809〜17頁)に記載されている通り免疫染色を行った。Cx43に対する一次抗体(1:2000希釈(Sigma、Poole、UK))、N−カドヘリンに対する一次抗体(1:100希釈(Abcam、ab18203))、およびZO−1に対する一次抗体(1:100希釈(Zymed Laboratories、61−7300))を室温で1時間インキュベートした。組織をPBSで洗浄し、次いで、二次抗体ブタ抗ウサギFITCコンジュゲート(DAKO)と一緒にインキュベートした。一次抗体の不在下での二次抗体インキュベーションを陰性対照として使用した。次いで、組織を、5μg/mlの核色素Hoechst 33342(Sigma、Poole、UK)を用いて10分間にわたって対比染色し、Leica SP2共焦点顕微鏡(Leica Microsystems、UK)において画像を取得した。8ビットデジタル画像のすべてを直接比較することを可能にするために、各実験を通して画像取得中のすべてのパラメータを一定に保った。画像化の際、主要な皮膚付属器は、相当に多くのCx43を発現し、結果が歪められることになるので、視野に入れなかった。ImageJソフトウェア(NIH)を使用し、よく確立された画素計数方法を使用して単位面積あたりの免疫染色レベルを定量した。画像を、同一の閾値を使用して2値画像に変換した。2画素を超える目的物を計数して、条件間で比較するための単位面積当たりの陽性画素の数の読み取りを生成した。
レトロウイルス構築物:レトロウイルスpSuperベクターはCx43shRNA配列5’−GGTGTGGCTGTCAGTGCT−3’(配列番号12;van Zeijlら(2007年)J. Cell Biol.,177巻:881〜91頁)を含有した。pSuppressor(p.Sup)レトロウイルスベクターを対照として作用させ、トランスフェクションをCarrおよびWhitmore(Nature Cell biology(2005年)、7巻:319〜21頁)に記載されている通り実施した。
統計解析
ANOVA、その後、チューキーの分析を使用し、P<0.05を有意として統計学的差異を決定した。
結果
ヒト生検材料におけるCx43タンパク質レベル、N−カドヘリンタンパク質レベルおよびZO−1タンパク質レベル
基礎をなす糖尿病の状態の、インタクトな創傷のない真皮由来のヒト線維芽細胞Cx43タンパク質レベルに対する影響は、糖尿病性足部潰瘍(DFU)の影響とは対照的にCx43タンパク質レベルに関して無視できた。DFUにおける線維芽細胞では、Cx43タンパク質の著しい上方制御が示され、これは比較できるインタクトな糖尿病患者または非糖尿病患者の皮膚よりも約10倍高かった(P<0.05)。Cx43タンパク質は、多くの場合、密着結合タンパク質ZO−1および接着タンパク質N−カドヘリンと密接に関連し、これらのタンパク質はどちらも、同様にDFU試料において上昇することが見出された。N−カドヘリンタンパク質レベルはDFUにおいてインタクトな皮膚と比較して6倍上昇し(P<0.05)、平均ZO−1タンパク質レベルは2倍上昇したことが見出された。インタクトなヒト皮膚では、エラスチンの自己蛍光束(autofluorescent bundle)が見られうる(しかしラット皮膚では見られない)こと、およびこれらがDFUの創縁ではプロテアーゼによって分解されていて存在しないことも観察された。
STZラットの創縁線維芽細胞におけるCx43タンパク質レベル
創傷を生じさせた24時間後のSTZ糖尿病ラットの創縁領域における皮膚線維芽細胞のCx43免疫染色は、対照ラットにおけるものの2倍よりも多かった。この糖尿病創縁線維芽細胞におけるCx43タンパク質の異常な増加は、創傷を生じさせたすぐ後にCx43特異的アンチセンスゲル(Cx43asODN;配列番号13)を単回局所適用することによって効率的に妨げられた(p<0.001)。インタクトな糖尿病ラット皮膚では、Cx43タンパク質レベルが血中グルコースレベルに直接関連して(r=0.625)有意に上昇することが見出された。
線維芽細胞Cx43発現および情報伝達
p.Sup構築物またはCx43shRNA構築物を形質導入した3T3線維芽細胞を、これらの細胞における糖尿病の状態を模倣するために、グルコースを漸増させた条件下で(5.5mM、25mMおよび40mM)2週間培養した。グルコース容量オスモル濃度の上昇の影響を調節するために、線維芽細胞を、それぞれ19.5mMまたは34.5mMのマンニトールを補充した5.5mMのグルコースDMEM中でもインキュベートした。ウエスタンブロット法および免疫染色によって示されている通り、40mMのグルコースレベルにより、Cx43タンパク質のレベルが有意に上昇した(p<0.01)。このCx43タンパク質レベルの上昇は、Cx43shRNAを形質導入することによって大きく妨げられた(p<0.001)。種々の濃度のグルコースの下で培養した線維芽細胞における細胞情報伝達の程度を分析し、最も高いグルコース濃度(40mM)において、より低いグルコースまたは対照の高マンニトール条件と比較して色素カップリングの発生率の有意な上昇が見られた(p<0.01)。
線維芽細胞移動
4時間にわたって画像化したところ、グルコースを漸増させた条件下で2週間培養した細胞の掻創に応答した移動は5.5mMのグルコースよりも有意に遅かった(25mMのグルコースおよび40mMのグルコースについて、それぞれP<0.05およびp<0.001)。浸透圧の影響が除外される19.5mMのマンニトールと一緒にインキュベートした線維芽細胞および34.5mMマンニトールと一緒にインキュベートした線維芽細胞については移動の速度に有意な変化はなかった。Cx43shRNAまたはp.Supを安定に形質導入した線維芽細胞を、グルコースおよびマンニトールを漸増させた条件下でインキュベートした場合、Cx43shRNAにより、40mMのグルコース条件において見られるCx43の上方制御が大きく妨げられ、すべての条件について移動速度が有意に増強された(P<0.05;p<0.001)。Cx43shRNA 40mM高グルコース用量についての移動速度は、p.Sup 40mMグルコースの2倍に増大したが、他のCx43shRNA処理条件のすべてにおいて見られる速さには達しなかった。しかし、その移動速度は、p.Supをトランスフェクトした線維芽細胞の培養物のすべてにおいて得られる速度に匹敵したかまたはそれを超えた。さらに、Cx43shRNAにより、より急速な移動開始およびより大きな運動性と一致して、移動する細胞の前縁における葉状仮足伸長が生じる速度およびそのサイズも増強された。
考察
この試験では、初めて、ヒトDFU創縁の生検材料由来の皮膚線維芽細胞において定量したギャップジャンクションタンパク質Cx43の発現レベルにおいて著しい10倍の上昇が観察された。この通常は急性創傷治癒において一過性に下方制御されなければならないタンパク質であるCx43の異常な発現により、線維芽細胞がそのような慢性創傷に移動し、それを治癒する能力が阻害されると考えられている。
これらの結果により、STZラットにおける創縁線維芽細胞においてCx43の上昇が起こること、および、これはCx43asODNによって妨げられ得ることが示される。インタクトなSTZラット真皮におけるCx43の増加は、血中グルコースのレベルと正比例し、したがって、グルコース自体が少なくとも一部において線維芽細胞におけるCx43発現の変化の駆動因子でありうることが見出された。同様に、これらの結果により、3T3細胞培養の培地中のグルコースのレベルを40mMまで上昇させることにより、Cx43タンパク質レベルおよびGJICが上昇したことも示される。同様のレベルのマンニトールではCx43タンパク質もGJICも有意に増加しなかったので、この影響は、容量オスモル濃度の上昇ではなくグルコースによってもたらされた。Cx43のレベルの上昇には、線維芽細胞の移動速度に対する負の影響があり、これは、創縁においてCx43の異常な上昇を示したSTZ糖尿病ラットの創傷治癒の混乱と一致する。Cx43のレベルの上昇により線維芽細胞移動が遅延することを強力に裏付ける証拠が、Cx43ノックダウン後に、細胞が対照速度で、またはそれよりも速く移動することが実証されたことによりさらにもたらされた。非常に高いグルコースレベル(40mM)においてさえ、Cx43shRNAの移動はp.Sup(40mM)よりも2倍速く、p.Sup対照(5.5mM)グルコース濃度で見られたレベルを超過した。Cx43shRNAにより正常なレベルのCx43タンパク質の発現を容易に妨げることができるが、40mMのグルコースによって誘導されるレベルの上昇は完全には妨げられなかった。興味深いことに、Cx43shRNA(40mMのグルコース)Cx43レベルが、p.Sup(5.5mMのグルコース)のCx43レベルと同様であれば、移動速度も同様である。
創傷治癒プロセス中のCx43タンパク質の下方制御の重要性は、Cx43タンパク質レベルが上昇すると線維芽細胞移動が減損するという事実により強調される。Cx43タンパク質がより多く存在するほど、線維芽細胞がより遅く移動すると思われる。DFUの線維芽細胞においてCx43タンパク質が10倍上昇することにより、これらの細胞が移動できない理由が説明されうる。Cx43がどのように線維芽細胞移動を阻害するかは未だ正確には明らかでないが、Cx43の細胞質尾部は、α−カテニンおよびβ−カテニン、N−カドヘリン、およびZO−1などのいくつもの細胞骨格タンパク質および膜タンパク質と相互作用することができ、移動に影響を及ぼす可能性がある、時には「プロテオーム」または「ネクサス」と称される多タンパク質結合複合体を形成することができる。さらに、Cx43遺伝子は、他の遺伝子の発現を制御するマスター遺伝子である可能性がある。本明細書におけるZO−1およびN−カドヘリンがどちらも、ヒト糖尿病皮膚の真皮において上方制御され、DFUではさらに多いという知見によっても、Cx43についての調節的役割が裏付けられる。N−カドヘリンタンパク質レベルの上昇によって生じる接着の増加は、線維芽細胞移動の遅延の一因となりうる。さらに、細胞間接着は、DFU線維芽細胞間のCx43−Cx43ヘミチャネルドッキングの上昇によっても増加する。
概要および結論
この試験では、糖尿病性足部潰瘍由来のヒト生検材料の皮膚線維芽細胞においてCx43タンパク質レベルの10倍の上昇が見出された。さらに、DFUにおいてN−カドヘリンおよびZO−1のレベルがそれぞれ6倍および2倍上昇することが見出された。STZ糖尿病ラット真皮においてCx43が血中グルコースのレベルに比例して上昇したこと、およびSTZ糖尿病ラットの創縁真皮において観察されたCx43の3倍の上昇を、Cx43特異的アンチセンスを創傷に適用することによって補正することができることも示された。培養した線維芽細胞において、高レベルのグルコースによりCx43タンパク質レベルの上昇が誘導されうること、およびそのようなグルコースレベルによりin vitroにおける線維芽細胞移動が遅延することも示された。これらの結果により、Cx43発現の増加が、糖尿病性潰瘍における不十分な線維芽細胞移動および治癒速度低下の基本的な原因であることが確認される。
(実施例4)
ZO−1を標的とするオリゴヌクレオチド
本実施例では、ZO−1 AS ODN(アンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド)、shRNA(低分子ヘアピン型RNA分子)、およびsiRNA(低分子干渉RNA分子)のいくつかの候補が記載されている。
ZO−1は、密着結合において最初に同定されたものであり、細胞の内側のネットワークを形成する。この構造は、細胞間接触帯の2つの細胞の交差部にのみ存在する。ZO−1は、220kDaの膜タンパク質であり、膜貫通タンパク質であるクローディンおよびオクルジンと共に局在する。後に、接着結合において細胞をつなぎ合わせ、それにより細胞および組織の極性を維持するZO−1が実証され同定された。同様にこれらの結合により細胞骨格が係留され、原形質膜における大きな複合体の形成が可能になる。
ZO−1を標的とするアンチセンスポリヌクレオチドを合成するために選択された1つの配列である5’−CTGCTTTCTGTTGAGAGGCT−3’(配列番号14)は、MUSZO1受託番号D14340Iの塩基対3154〜3169からのセグメントに対応する。相補的なセンスポリヌクレオチドである5’−AGCCTCTCAACAGAAAGCAG−3’(配列番号25)およびランダムな順序のナンセンスポリヌクレオチドである5’−TATGGTACGTGTCGTCCTTG−3’(配列番号26)を対照として使用することができる。
低分子干渉RNA(現在公知であるかまたは後に開発されるかにかかわらず)も、ZO−1発現を減少させるまたは排除するために使用することができる。いくつかのそのような分子には、
が含まれる。
本明細書において参照されたかまたは言及されたすべての特許、出版物、科学論文、ウェブサイトならびに他の文書および資料は、本発明が属する技術分野の当業者の技術水準を示すものであり、これらの参照文書および資料はそれぞれ、個別にその全体が参照により組み込まれたか、またはその全体が本明細書に記載された場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。出願人は、任意の上記の特許、出版物、科学論文、ウェブサイト、電子的に利用可能な情報、および別の参照資料または文書の、任意のおよびすべての資料および情報を本明細書に物理的に組み込む権利を保有する。
本明細書に記載されている具体的な方法および組成物は、好ましい実施形態を代表するものであり、それらは例示的であって本発明の範囲を限定するものではない。別の目的、態様、および実施形態が、本明細書を考慮すれば当業者には思いつくはずであり、本特許請求の範囲によって定義されている通り本発明の精神に包含される。本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な置換および変更を本明細書に開示されている本発明に対して行ってもよいことが、当業者には容易に明らかとなるはずである。例示的に本明細書に適当に記載されている本発明は、本明細書において不可欠であると特に開示されていない任意の1つまたは複数の要素、あるいは1つまたは複数の限定の不在下で実施されてもよい。したがって、例えば、本発明の実施形態または実施例において、本明細書におけるそれぞれの場合において、「含む」、「から本質的になる」、および「からなる」のいずれかの用語は、本明細書中の他の2つの用語のいずれかと置き換えてもよい。また、「含む(comprising)」、「含んでいる(including)」、「含有している」などの用語は、包括的であって限定ではないと読み取るべきである。例示的に本明細書に記載されている方法およびプロセスは、異なる順序の工程で適当に実施されてもよく、必ずしも本明細書または本特許請求の範囲に示された工程の順序に制限されない。本明細書および添付の特許請求の範囲においても使用されているように、単数形「a」「an」および「the」は、文脈上別途明確に指示のない限り複数形への言及を含む。いかなる場合においても、本特許は、本明細書に特に開示されている具体的な実施例または実施形態または方法に限定されると解釈されるものではない。いかなる場合においても、本特許は、そのような陳述が、出願人または発明者による答弁書において明確に認められた限定または制限がなければ、その政府の特許庁のいかなる審査官または別の当局者もしくは関係者によってなされたいかなる陳述によっても限定されると解釈されるものではない。
採用されている用語および表現は、説明であって限定するものではない用語として使用され、このような用語および表現の使用において、示されているおよび説明されている特徴のいかなる均等物またはその一部も除外する意図はないが、請求されている本発明の範囲内で様々な変更形態が可能であることが認識される。したがって、本発明を、好ましい実施形態および任意選択の特徴によって具体的に開示してきたが、本明細書に開示されている概念の変更形態および変形形態が当業者によって用いられてもよいこと、およびこのような変更形態および変形形態が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範
囲内であるとみなされることが理解されるはずである。
本発明が、本明細書において広く一般的に記載された。一般的開示に含まれるそれぞれのより狭い種(species)および亜属集団(subgeneric grouping)もまた、本発明の一部を形成する。これは、削除された材料が本明細書で具体的に挙げられているか否かに関係なく、その属の任意対象を除くという条件または否定的な限定を伴う本発明の一般的記載を含む。
別の実施形態は以下の特許請求の範囲内である。加えて、本発明の特徴または態様がマーカッシュ(Markush)グループに関して記載される場合、当業者は、本発明がマーカッシュグループの任意の個々のメンバーまたはメンバーのサブグループに関してもそれによって記載されることを認識するはずである。

Claims (16)

  1. カドヘリンタンパク質スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質、場合によって、ヒトカドヘリンタンパク質、場合によって、N−カドヘリン、E−カドヘリン、P−カドヘリン、カドヘリン11、カドヘリン12、プロトカドヘリンタンパク質、デスモグレインタンパク質、およびデスモコリンタンパク質からなる群から選択されるカドヘリンタンパク質をコードするメッセンジャーRNA(mRNA)に対するポリヌクレオチド、場合によって、アンチセンスポリヌクレオチド、RNA、shRNA、miRNAまたはsiRNAであって、前記ポリヌクレオチドが、場合によって約5〜約100ヌクレオチドの長さ、場合によって約6〜約40ヌクレオチドの長さである、ポリヌクレオチド。
  2. オリゴデオキシヌクレオチド、場合によって、修飾されていないホスホジエステルオリゴデオキシヌクレオチドまたは化学修飾されたデオキシオリゴヌクレオチド、場合によって、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホルアミデート、ホスホロジチオエート、N3’P5’−ホスホルアミデート、オリゴリボヌクレオチドホスホロチオエートおよびそれらの2’−O−アルキル類似体、2’−O−メチルリボヌクレオチドメチルホスホネート、および混合骨格オリゴヌクレオチドからなる群から選択される化学修飾されたオリゴヌクレオチドである、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  3. N−カドヘリン遺伝子オープンリーディングフレーム内の標的ヌクレオチド配列であって、配列5’−GACTGGATTTCCTGAAGAT−3’(配列番号7)を含む約100未満のヌクレオチドを含む標的ヌクレオチド配列、またはそのRNA等価物に結合する、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  4. アンチセンスポリヌクレオチド、RNA、shRNA、またはsiRNAであり、場合によって、前記標的ヌクレオチド配列を含むmRNAまたはメッセンジャーRNAの一部に対して少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または100%の相補性を有する、請求項3に記載のポリヌクレオチド。
  5. 異常なまたは望ましくないカドヘリン活性と相関する疾患または状態の処置において使用するための医薬の製造における、請求項1に記載の少なくとも1つのアンチセンスポリヌクレオチドの使用であって、前記疾患または状態が、場合によって、急性創傷、慢性創傷、炎症性疾患、肺疾患(場合によって、喘息)、腎疾患、肝疾患(場合によって、NASH)、関節炎(場合によって、若年性関節炎、変形性関節症、および関節リウマチ)、炎症性腸疾患(場合によって、クローン病および潰瘍性大腸炎)、皮膚病、感染症、虚血(場合によって、再灌流傷害)、および心疾患(場合によって、アテローム性動脈硬化症)からなる群から選択される使用。
  6. 請求項1に記載の少なくとも1つのアンチセンスポリヌクレオチドおよび生理的に許容される担体またはビヒクルを含む組成物であって、場合によって、経口投与、局所投与、および注射からなる群から選択される経路による投与のために製剤化された組成物。
  7. クリーム、軟膏、ゲル、乳剤、ローション、泡沫、またはペイントの形態である請求項6に記載の組成物であって、前記組成物がゲルである場合には、前記ゲルは、場合によって、非イオン性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーゲルを含む、組成物。
  8. ポリヌクレオチドの細胞への浸透を補助する界面活性剤または尿素をさらに含む、請求項6に記載の組成物。
  9. カドヘリンタンパク質スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質をコードするメッセンジャーRNA(mRNA)に対するアンチセンスポリヌクレオチドを送達する方法であって、前記タンパク質の調節剤を用いた処置を必要とする対象、場合によってヒトまたは非ヒト動物、場合によって哺乳動物に、請求項6に記載の組成物を投与し、それにより、前記タンパク質をコードするmRNAに対するアンチセンスポリヌクレオチドを送達することを含む方法。
  10. 前記対象が、創傷、場合によって、急性創傷、治癒が遅延している創傷、治癒が不完全な創傷、慢性創傷(場合によって、糖尿病性潰瘍、静脈性潰瘍、褥瘡、血管性潰瘍、または動脈性潰瘍)、および離開創からなる群から選択される創傷を受けており、前記組成物が、場合によって、創傷の修復または閉鎖の前に適用される、請求項9に記載の方法。
  11. 対象におけるカドヘリンタンパク質スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質の発現を減少させる方法であって、前記対象に請求項6に記載の組成物を投与し、それにより、前記タンパク質の発現を減少させることを含む方法。
  12. 治療有効量の第1の創傷治癒剤および第2の創傷治癒剤を含む組成物を、処置を必要とする対象に投与することを含む処置方法であって、前記第1の創傷治癒剤が請求項1に記載のアンチセンスポリヌクレオチドであり、前記第2の薬剤が、抗コネキシン43ポリヌクレオチド、抗コネキシン43ペプチド、またはペプチド模倣剤、ヘミチャネル閉鎖剤または遮断剤、コネキシン43カルボキシ末端ポリペプチドギャップジャンクション閉鎖剤または遮断剤、および抗オステオポンチンポリヌクレオチドからなる群から選択される方法。
  13. 前記第1の創傷治癒剤および第2の創傷治癒剤が組み合わせて投与され、場合によって、別々に、場合によって、ほぼ同時にまたは逐次的に投与される、請求項12に記載の方法。
  14. 前記第1の創傷治癒剤または第2の創傷治癒剤が最初に投与される、請求項12に記載の方法。
  15. 前記第1の創傷治癒剤および第2の創傷治癒剤が、互いから約1〜約7日以内、場合によって、互いから約1〜約2日以内、場合によって、互いから約6〜約24時間以内、場合によって、互いから約1〜約6時間以内に投与される、請求項12に記載の方法。
  16. 請求項1に記載のポリヌクレオチドを使用のための指示書と一緒に含有する包装材料を含む製品。
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