JP2016530219A - Cxcl12活性に関与する疾患を処置するためのビタミンd受容体アゴニスト - Google Patents
Cxcl12活性に関与する疾患を処置するためのビタミンd受容体アゴニスト Download PDFInfo
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Abstract
本明細書において、ビタミンD受容体アゴニスト(例えば、ビタミンD、ビタミンD類似体、ビタミンD前駆物質、およびビタミンD受容体アゴニスト前駆物質)の投与により、グルカゴン様ペプチド(GLP)アゴニスト(例えば、GLP−1アゴニスト、例えば、Byetta(登録商標))によって誘発される膵炎などの膵炎を処置および防止する方法を提供する。いくつかの例では、被験体は、2型糖尿病などの糖尿病を有する。一局面において、C−X−Cモチーフリガンド12(CXCL12)の生物学的活性を低減する方法が提供され、この方法は、CXCL12を発現する星状細胞を、治療有効量の1つまたは複数のビタミンD受容体(VDR)アゴニストと接触させ、それによりCXCL12の上記生物学的活性を低減するステップを含む。
Description
関連出願への相互参照
この出願は、2013年6月5日に出願された米国仮出願第61/831,515号(これは、その全体が参考として本明細書に援用される)に対する優先権を主張する。
この出願は、2013年6月5日に出願された米国仮出願第61/831,515号(これは、その全体が参考として本明細書に援用される)に対する優先権を主張する。
政府の支援についての承認
本発明は、National Institutes of Healthによって付与されたHL105278、DK0577978、DK090962、CA014195およびES010337の下、ならびにNational Research Service Awardによって付与されたT32−CA009370の下、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明は、National Institutes of Healthによって付与されたHL105278、DK0577978、DK090962、CA014195およびES010337の下、ならびにNational Research Service Awardによって付与されたT32−CA009370の下、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
本出願は、1つまたは複数のビタミンD受容体(VDR)アゴニストの投与による、隣接する星状細胞の活性化が存在する膵炎およびがんなどの疾患を処置または防止する方法に関する。
政府の支援についての承認
本発明は、T32−CA009370 National Research Service Awardの下、ならびにNational Institutes of Healthによって付与されたHL105278、DK0577978、DK090962、CA014195およびES010337の下、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明は、T32−CA009370 National Research Service Awardの下、ならびにNational Institutes of Healthによって付与されたHL105278、DK0577978、DK090962、CA014195およびES010337の下、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
腫瘍間質におけるがん関連線維芽様細胞(CAF)は、最も一般的な形態のヒトのがんである癌腫の開始および進行に深刻な影響を発揮することが示されている(Bhowmickら、2004年;KalluriおよびZeisberg、2006年;PietrasおよびOstman、2010年;RasanenおよびVaheri、2010年;Shimodaら、2010年)。特に、膵管腺癌(PDA)は突出した間質のコンパートメントによって規定され、CAFによるものとされる多くの特徴が、膵臓がんの進行を促進し、治療有効性を妨害する(MahadevanおよびVon Hoff、2007年)。CAFは、部分的に、腫瘍細胞における生存促進性の経路のパラクリンの活性化により同種移植モデルにおけるPDA増殖を増強し、腫瘍−間質相互作用の阻害により腫瘍の進行を制限する(Hwangら、2008年;Ijichiら、2011年;Vonlaufenら、2008年)。さらに、PDAに付随する高密度の細胞外マトリクス(ECM)は腫瘍内脈管構造を閉塞し、化学療法剤送達を妨げ(Oliveら、2009年)、この間質の「道路閉塞(roadblock)」を克服する新たなアイディアにつながる(Jacobetzら、2012年;Provenzanoら、2012年)。薬物送達以外では、最近の証拠は、腫瘍間質を多数の腫瘍タイプにおける生来の薬物抵抗性に関係づけ(Straussmanら、2012年;Wilsonら、2012年)、新生物形成細胞および間質の構成成分の両方を標的化する処置のパラダイムが、PDAに出現しつつある(Heinemannら、2012年)。これらの知見は、PDAの微小環境において、CAFは潜在的な治療標的を表すことを示唆するものの、膵臓の腫瘍の微小環境における優勢な線維芽細胞型である、膵臓星状細胞(PSC)の腫瘍支持的な特徴は理解不十分のままである。
PSCは、ネスチン陽性で常在性の膵臓の脂質貯蔵細胞であり、正常なECMの代謝回転において重要な役割を有する(Apteら、1998年;Phillipsら、2003年)。健康なとき、PSCは、ビタミンAに富む、豊富な細胞質脂肪滴(lipid droplet)、および低レベルのECM構成成分の生成を特徴とする静止状態にある(Apteら、2012年)。膵臓の傷害の間、PSCは、サイトカイン、増殖因子、酸化ストレス、または代謝ストレスによって活性化され、筋線維芽細胞様細胞に分化転換する(MasamuneおよびShimosegawa、2009年)。活性化されたPSCは細胞質脂肪滴を失い、線維芽細胞活性化マーカーであるα−平滑筋アクチン(αSMA)を発現し、増殖能を獲得し、大量のECMタンパク質を合成する。活性化されたPSCは、静止状態では全く抑制される膨張性のセクレトームも取得する(Wehrら、2011年)。慢性的な傷害の条件下でPSCを持続的に活性化すると、病的なマトリクス分泌をもたらし、線維症をまねき、療法に対する物理的なバリアを作り出す。さらに、活性化されたPSCおよび膵臓がん細胞に対する相反的な支持的役割はますます認められるようになっており、すなわち、膵臓がん細胞は分裂促進因子および線維形成因子を生成し、これらは血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)、およびソニックヘッジホッグ(SHH)など、PSC活性化を促進する(ApteおよびWilson、2012年;Baileyら、2008年)。相反的に、活性化されたPSCは、PDGF、インスリン様増殖因子1(IGF1)、結合組織増殖因子(CTGF)、ならびにがん細胞の増殖、生存、および遊走を促進し得る他の因子を生成する(ApteおよびWilson、2012年;Feigら、2012年)。腫瘍促進性の特徴は、活性化されたPSCの状態に大部分制限され、活性化のプロセスは、肝臓星状細胞における最近の研究により示唆されるように、可逆的であり得る(Kisselevaら、2012年)。しかし、このプロセスを制御する細胞の因子および分子経路は依然として謎である。
Bhowmickら、Stromal fibroblasts in cancer initiation and progression. Nature(2004)432、332〜337
KalluriおよびZeisberg Fibroblasts in cancer. Nat. Rev. Cancer(2006)6、392〜401
本発明者らは、薬理学的手段を使用して、活性化されたがん関連PSC(CAPSC)を静止状態に逆戻りさせて、腫瘍−間質クロストークおよび腫瘍の増殖を妨害し、がん細胞に向けられた化学療法の臨床的有効性の増強をもたらすことができることを提唱した。マウスおよびヒトのPSCのRNA−Seq分析を行ってPSC活性化シグネチャーを決定し、治療標的を同定した。この分析により、試験した活性化段階全てにおいて、PSCにおける高レベルのビタミンD受容体(VDR)の発現が明らかになった。本明細書に提供するデータは、VDRが、PSC活性化状態の主要なゲノム制御因子として働くことを示す。マウス膵炎モデルにおいて、VDRリガンドは線維症および炎症を低減し、逆に、Vdr−/−マウスは自発的に膵線維症を発症する。さらに、VDRリガンドはPDAにおける複数の腫瘍支持性のシグナル伝達経路を同時に侵食し、単一の薬剤としてのVDRリガンドの効果は無視できるのに関わらず、同時投与した化学毒性薬剤(chemotoxic agent)の有効性を増強する。まとめると、これらの結果は、炎症、線維症、およびがんを含めた間質関連の病態に影響を及ぼす、広く応用できる戦略を強調する。
これらの観察に基づき、C−X−Cモチーフリガンド12(CXCL12)の生物学的活性を低減する方法を提供する。例えば、このような方法は、星状細胞(例えば、CXCL12を発現する星状細胞)を、治療有効量の1つまたは複数のビタミンD受容体(VDR)アゴニストと接触させ、それによりCXCL12の生成および分泌を低減するステップを含むことができる。一例では、VDRアゴニストは、著しい高カルシウム血症効果のないアゴニストなどの合成のアゴニスト(例えば、パリカルシトールまたはカルシポトリオール)である。一部の例では、VDRアゴニストは、CXCL12核酸発現、CXCL12タンパク質発現、CXCL12分泌(例えば、星状細胞による)、腫瘍細胞に対するCXCL12結合、および腫瘍細胞に対するT細胞結合のCXCL12による防止の1つまたは複数を低減する。このような方法は、in vitroまたはin vivoで行うことができる。
一例では、CXCL12の活性の低減を使用して、被験体における腫瘍を処置する。例えば、被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト、および治療有効量の1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方を含む療法を投与することができる。治療薬剤を同時に投与する必要はない。例えば、薬剤を逐次的に投与することができる。一例では、VDRアゴニストを投与した後、治療有効量の化学療法薬剤または生物学的薬剤を投与する。
よって、本開示は、膵臓、肝臓、腎臓、肺、胆管、または前立腺のがんなどのがんを処置するための方法を提供する。このような方法は、がんを有する哺乳動物被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップと、哺乳動物被験体に、治療有効量の、がんに対する化学療法または生物療法(例えば、膵管腺癌に対して、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、タンパク質が結合したパクリタキセル、またはこれらの組合せ)を投与するステップとを含むことができる。
一例では、CXCL12の生成および分泌の低減を使用して膵炎を処置または防止する。例えば、膵炎を有するか、もしくは膵炎を発症するリスクのある被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストの両方を含む療法を投与することができる。一例では、被験体は、GLP−1アゴニストなどのグルカゴン様ペプチド(GLP)アゴニストを摂取し/受けており、または以前に摂取していた被験体である。よって、一部の例では、処置しようとする被験体は、2型糖尿病などの糖尿病を有する。GLPアゴニストの例には、それだけには限定されないが、エキセナチド、タスポグルチド、インスリングラルギン、ピオグリタゾン、アルビグルチド、リキシセナチド、サキサグリプチン、リラグルチド、リナグリプチン、アログリプチン、シタグリプチン、およびメトホルミン/シタグリプチンが含まれる。
よって、本開示は、GLP−1アゴニスト療法に起因する膵炎などの膵炎を処置または防止するための方法を提供する。このような方法は、膵炎を有するか、もしくは膵炎を発症するリスクのある哺乳動物被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップを含むことができる。一例では、被験体は、GLP−1アゴニストなどのGLPアゴニストを摂取し/受けており、または以前に摂取し/受けていた被験体である。よって、一部の例では、処置しようとする被験体は、2型糖尿病などの糖尿病を有する。
本開示の前述および他の目的および特徴は、添付の図面を参照して進行する、以下の発明を実施するための形態から、より明らかになろう。
配列表
核酸およびアミノ酸配列は、37C.F.R.1.822に規定される通り、ヌクレオチド塩基に対する標準的な文字の略語を使用して示す。各核酸配列の鎖を1つだけ示すが、相補的な鎖が、示される鎖に対するあらゆる参照として含まれることが理解される。
核酸およびアミノ酸配列は、37C.F.R.1.822に規定される通り、ヌクレオチド塩基に対する標準的な文字の略語を使用して示す。各核酸配列の鎖を1つだけ示すが、相補的な鎖が、示される鎖に対するあらゆる参照として含まれることが理解される。
配列番号1から106は例示的なプライマー配列を示す。
用語および方法の以下の説明は、本開示をよりよく記載し、当業者が本開示を実施するのを導くために提供する。単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、文脈による別段の明らかな指示がなければ、1つまたは1つを超えるものを意味する。例えば、「VDRアゴニストを含む」の語は単一または複数のVDRアゴニストを含み、「少なくとも1つのVDRアゴニストを含む」の句と等価と考えられる。「または」の語は、文脈による別段の明らかな指示がなければ、記載する代替のエレメントの単一のエレメント、または2つもしくはそれを超えるエレメントの組合せを意味する。本明細書で使用する「含む(comprises)」は「含む(includes)」を意味する。よって、「AまたはBを含む」は、付加的なエレメントを排除せずに「A、B、またはAおよびBを含む」を意味する。本明細書に言及するGenbank受託番号は全て、2014年6月5日に入手できる配列に対する参照によって組み入れられる。特許および特許出願、ならびに本明細書に列挙するGenBank(登録商標)受託番号を含めた参照は全て、参照によって組み入れられる。
別段の説明がなければ、本明細書で使用する技術用語および科学用語は全て、本開示が属する技術分野における通常の技術者に通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載するのと同様、または等価の方法および材料を、本開示の実施または試験において使用することができるが、適切な方法および材料は以下に記載するものである。材料、方法、および例は説明にすぎず、限定的ではないものとされる。
本開示を実施または試験するのに適する方法および材料は以下に記載するものである。しかし、提供する材料、方法、および例は説明にすぎず、限定的ではないものとされる。したがって、別段の記載があるものを除き、本開示の方法および技術は、記載するものと同様もしくは等価の方法および材料に従って、ならびに/または当技術分野では周知である従来の方法に従って、ならびに本明細書を通して引用され、論じられる、様々な一般的でより具体的な参照に記載される通り、行うことができる。
用語
本開示の様々な実施形態の概説を促進するために、特定の用語の以下の説明を提供する。
本開示の様々な実施形態の概説を促進するために、特定の用語の以下の説明を提供する。
投与:経口、直腸、膣、経皮、および非経口の投与を含む。一般的に、非経口製剤は、経口摂取以外のあらゆる可能な様式によって投与されるものである。この用語はまた、静脈内投与であっても、髄腔内投与であっても、筋肉内投与であっても、腹腔内投与であっても、関節内投与であっても、腫瘍内投与であっても、または皮下投与であっても、注射を意味し、ならびに鼻腔内、吸入、皮内、および局所適用などを含めた、様々な表面適用を意味する。よって、VDRアゴニスト、ならびに化学療法および生物療法は、当技術分野では公知であるあらゆる方法によって投与することができる。
接触:1薬剤を別の1薬剤に近接して接近させ、それにより薬剤を相互作用させること。例えば、VDRアゴニストを含む組成物は、細胞(例えば、組織培養物中の)に適用し、または被験体に投与し、それによりVDRアゴニストを、in vitroまたはin vivoで細胞(例えば、星状細胞もしくはがん細胞)と相互作用させることができる。
C−X−Cモチーフリガンド12(CXCL12):OMIM600835。間質細胞由来因子1(SDF1)としても知られる。インタークリンファミリーの間質細胞由来アルファケモカインメンバー。コードされるタンパク質は、Gタンパク質共役受容体であるケモカイン(C−X−Cモチーフ)受容体4に対するリガンドとして機能し、胚形成、免疫監視、炎症応答、組織のホメオスタシス、ならびに腫瘍の増殖および転移を含めた多くの多様な細胞機能において役割を果たす。CXCL12配列は、GenBank(登録商標)配列データベース(例えば、受託番号NP_001171605.1、AAV49999.1、AAT76437.1、CR450283.1、NM_001009580.1、およびAY802782.1)などから公的に入手できる。当業者であれば、CXCL12バリアント(例えば、上記に提供するものなど、CXCL12活性を有し、天然のCXCL12配列に少なくとも98%、少なくとも95%、少なくとも90%、少なくとも85%、または少なくとも80%の配列同一性を保持するバリアントなど)を含めた、さらなるCXCL12の核酸およびタンパク質配列を同定することができる。
単離された:「単離された」生物学的構成成分(例えば、核酸分子、ペプチド、または細胞)は、混合試料(例えば、細胞抽出物)中の他の生物学的構成成分から精製分離される。例えば、「単離された」ペプチドまたは核酸分子は、ペプチドまたは核酸分子が存在していた細胞(例えば、組換えペプチドもしくは核酸分子のための発現宿主細胞)の他の構成成分から分離されたペプチドまたは核酸分子である。
膵臓がん:膵臓内の悪性腫瘍。予後は一般的によくない。膵臓がんの約95%は腺癌である。残りの5%は、外分泌の膵臓の腫瘍(例えば、漿液性嚢胞腺腫)、腺房細胞がん、および膵臓の神経内分泌腫瘍(例えば、インスリノーマ)である。「インスリノーマ」は、インスリンを分泌する能力を保持するベータ細胞のがんである。インスリノーマを有する患者は通常、神経糖低糖症(neuroglycopenic)症状を発症する。神経糖低糖症症状には、特に運動または空腹時の、反復性の頭痛、嗜眠、複視、およびかすみ目が含まれる。重度の低血糖症は、てんかん、昏睡、および持続性の神経学的損傷をもたらし得る。低血糖に対するカテコールアミン作動性の応答に由来する症状(例えば、振戦、心悸亢進、頻脈、発汗、空腹感、不安、悪心)。膵臓腺癌は腺組織に生じる。症状には、腹痛、食欲不振、体重減少、黄疸、および胆嚢の無痛性の拡張が含まれる。
腺癌およびインスリノーマを含めた膵臓がんに対する古典的な処置には、外科切除(Whipple法など)、ならびに、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、およびタンパク質が結合したパクリタキセル(Abraxane(登録商標))の1つまたは複数などの薬剤、例えばゲムシタビン/Abraxane(登録商標)の併用の化学療法が含まれる。
膵炎:膵臓の炎症。一部の例では、II型糖尿病の処置または管理に使用されるものなどのGLP−1によって引き起こされる。一例では、GLP−1アゴニストによって引き起こされる膵炎を有する被験体を、開示された方法を使用して処置する。別の例では、GLP−1アゴニストで処置されている(または以前に処置された)被験体を、今後の膵炎の発症を防ぐために、開示された方法を使用して処置する。
薬学的に許容される担体:本開示において有用な薬学的に許容される担体は慣例的なものである。Remington’s Pharmaceutical Sciences、E. W. Martin、Mack Publishing Co.、Easton、PA、第15版(1975年)は、本明細書に開示する組成物の医薬上の送達に適する組成物および製剤を記載するものである。例えば、VDRアゴニスト、化学療法剤、または生物製剤を、1つ(on)または複数の薬学的に許容される担体の存在下で投与することができる。
一般的に、担体の性質は、使用する特定の投与様式に依存する。例えば、非経口製剤は通常、ビヒクルとして水、生理食塩水、平衡塩類溶液、デキストロース水溶液、グリセロールなどの薬学的および生理学的に許容される流体を含む注射用流体を含む。固体組成物(例えば、散剤、丸剤、錠剤、またはカプセル剤形態)では、従来の非毒性の固体担体は、製薬グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、またはステアリン酸マグネシウムなどを含むことができる。生物学的に中性の担体に加えて、投与しようとする医薬組成物は、例えば、湿潤剤または乳化剤、保存剤、および酢酸ナトリウムまたはソルビタンモノラウレートなどのpH緩衝剤など、微量(minor amount)の非毒性の補助物質を含むことができる。他の医薬組成物の実施形態は、当業者であれば知っている通り、慣例的な薬学的に許容される担体、アジュバント、および対イオンと調製することができる。一部の実施形態における組成物は、錠剤、丸剤、カプセル剤、ロゼンジ剤、散剤、液剤、溶液剤、または懸濁剤など、固体、半固体、および液体の剤形における単位用量の形態である。
被験体:ヒトおよび非ヒトの哺乳動物の両方を含むカテゴリーである、生存する多細胞性の脊椎をもつ生物体。本明細書に開示された方法および組成物は、医薬および獣医学の設定において等しい適用がある。したがって、「被験体」の一般用語には、それだけには限定されないが、ヒトまたは獣医学上の被験体、例えば、他の霊長類(サルを含む)、イヌ、ネコ、ウマ、およびウシを含めた全ての動物が含まれることが理解される。一例では、被験体は、2型糖尿病などの糖尿病を有し、または発症し得る被験体である。一例では、被験体は、膵炎(例えば、GLP−1アゴニストの摂取による膵炎)または膵臓がん(例えば、膵管腺癌)などの膵臓障害を有し、または発症し得る被験体である。一例では、被験体は、肺がん(例えば、NSCLC)、腎臓がん(例えば、腎細胞癌)、前立腺がん、肝臓がん(例えば、肝細胞癌、胆管癌、血管肉腫(angiosarcoma)、もしくは血管肉腫(hemangiosarcoma))、または膵臓がん(例えば、PDA)などのがんを有する被験体である。
治療有効量:単独で、または疾患の進行を防止し、疾患の退行を引き起こすのに十分な、もしくは疾患により引き起こされた症状を緩和することができる他の薬剤と併用した、治療薬剤(例えば、VDRアゴニスト、化学療法剤、または生物製剤)の量。一例では、治療有効量のビタミンD受容体アゴニストを使用して、嘔吐、内出血、血圧上昇、疼痛、および膵臓の炎症または腫脹など、GLP−1アゴニストによって誘発される膵炎に関連する症状を防止または処置する。一例では、治療有効量のVDRアゴニストを、治療有効量の化学療法剤または生物製剤と併用して使用して、肝臓、腎臓、膵臓、前立腺、胆管、または肺のがんなどのがんに関連する症状を防止または処置し、例えば、腫瘍のサイズまたは体積を低減し、腫瘍の転移を低減し、腫瘍における腫瘍細胞の数を低減し、腫瘍の増殖の速度を低減し、腫瘍における化学療法剤もしくは生物製剤の量を増大する。一例では、治療有効量は、膵炎、または肝臓、腎臓、膵臓、前立腺、胆管、もしくは肺のがんの症状を、例えば、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも50%、少なくとも70%、または少なくとも90%(VDRアゴニストの投与なしに比べて)低減するのに十分なビタミンD受容体アゴニストを含む、本明細書に提供する組成物の量である。
疾患の処置または防止:処置は、疾患または病状(例えば、GLP−1アゴニストによって誘発される膵炎、または肝臓、腎臓、膵臓、前立腺、胆管、もしくは肺のがん)の徴候または症状が発症し始めた後、徴候または症状を回復させる治療的介入を意味する。防止は、1つまたは複数のGLP−1アゴニストを受容している被験体など、膵炎を発症している、または膵炎を発症するリスクのあるヒトなど、疾患に対する素因を有することが知られているヒトなどにおける、疾患の完全な発症の阻害を意味する。
ビタミンD:一群の脂溶性セコステロイドプロホルモンおよびホルモンであり、その2つの主要な形態はビタミンD2(エルゴカルシフェロール)およびビタミンD3(コレカルシフェロール)であり、これらは、ビタミンDの生理学的に活性な形態であるカルシトリオールとしても知られる1α,25ジヒドロキシビタミンD3(1α,25−(OH)2−D3)に変換される。
ビタミンDアゴニストまたは類似体:VDRリガンド(例えば、カルシトリオール)、VDRアゴニスト前駆物質、ビタミンD類似体、ビタミンD前駆物質など、ビタミンD受容体に結合し、ビタミンD受容体を活性化する、合成または天然のあらゆる化合物。天然および合成のビタミンDアゴニストおよび類似体の、特定の、非限定的な例には、1α,25(OH)2D3、LG190090、LG9190119、LG190155、LG190176、およびLG190178(例えば、Boehmら、(1999年)Chemistry & Biology、6巻、265〜275頁を参照されたい);LY2108491、およびLY2109866(Maら、(2006年)J Clin. Invest.、116巻、892〜904頁);2β−(3−ヒドロキシプロポキシ)1α,25−ジヒドロキシビタミンD3(ED−71)(Tsurukami ら、(1994年)Calcif. Tiss. Int.、54巻、142〜149頁);EB1089(Pepperら、(2003年)Blood、101巻、2454〜2460頁);OCT(22−オキサ−カルシトール)(Makibayashiら、(2001年)Am. J. Path.、158巻、1733〜1741頁);(1αOH−2,19−ノル−25ヒドロキシビタミンD3)および(1,3−デオキシ−2−CHCH2OH−19−ノル−25−ヒドロキシビタミンD3)(Posnerら、(2005年)Bioorganic & Medicinal Chemistry、13巻、2959〜2966頁)およびReyら、(1999年)J. Organic Chem.、64巻、3196〜3206頁に開示されているビタミンD類似体のいずれか;ならびに胆汁酸誘導体、例えば、リトコール酸(LCA)およびウルソデオキシコール酸(UDCA)(例えば、Nehringら、(2007年)PNAS、104巻、10006〜10009頁;Makishimaら、(2002年)Science、296巻、1313〜1316頁;Copaciら、(2005年)Rom. J. Gastroenterol.、14巻、259〜266頁を参照されたい)が含まれる。これらの参照は各々、その全文が参照によって本明細書に組み入れられる。
ビタミンD前駆物質:酵素によってビタミンD受容体のアゴニストに変換することができるあらゆる化合物。ある非限定的な例では、この酵素はCYP27B1である。ビタミンD前駆物質の特定の、非限定的な例には、ビタミンD3(コレカルシフェロール)、25−ヒドロキシ−ビタミンD3(25−OH−D3)(カルシジオール)、ならびにビタミンD2(エルゴカルシフェロール)およびその前駆物質が含まれる。
ビタミンD受容体(VDR):ステロイドホルモンファミリーの核内受容体のメンバー。VDRは、共通の核内受容体構造を有し、例えば、N−末端活性化ドメイン、亜鉛フィンガードメインを2つ有するDNA結合性領域(DBD)、ヒンジ領域、およびリガンド結合性ドメイン(LBD)からなる。VDRが活性化する遺伝子転写は、インポーチン−αによる最初の核転座、RXRとのヘテロ二量体化、および標的遺伝子に存在する応答エレメントに対する結合を必要とする。VDRは、腸および腎臓におけるカルシウムおよびホスフェートのホメオスタシスの維持に関連する遺伝子を制御することが知られている。VDR/RXRヘテロ二量体によって開始するシグナルは、同時活性化性(co−activating)または同時抑制性(co−repressing)のタンパク質の会合によって変調され、核のコンパートメントにおける他のシグナル伝達パートナーにもよる。VDR/RXRヘテロ二量体は、RXRリガンドの存在または非存在はVDR応答に影響を及ぼさないことが知られている点で、非許容性である。
最近まで、VDRに対する唯一の公知の生理学的リガンドは1α,25(OH)2D3(カルシトリオール)であった。しかし、LCAおよびいくつかの誘導体などの特定の胆汁酸(LCA−アセテート、LCA−ホルメート、3−ケトLCA)もVDRを活性化することができる。
CXCL−12活性による障害を処置または防止する方法
A.概要
膵管腺癌(PDA)において臨床成績が劣るのは、化学療法に対する固有の抵抗性および増殖許容性の腫瘍の微小環境に起因するものであった。膵臓星状細胞(PSC)の静止状態から活性化への変換は、PDAを特徴付ける重篤な間質反応を駆動する上で主要なスイッチであると考えられている。本明細書において、ビタミンD受容体(VDR)は、活性化されたヒト膵臓腫瘍の間質で、およびPDAに対する公知のリスク因子である膵炎のin vivoモデルで発現されることが示されている。特に、VDRリガンドであるカルシポトリオールでの処置は、膵炎、およびVDRノックアウトマウスに発症する疾患のより明白な形態の疾患の間、炎症および線維症を顕著に低減した。VDRは、静止状態を再現するPSCの主要な転写制御因子として働き、その結果、リガンドが誘発する間質の再構築はin vivoで腫瘍内ゲムシタビンレベルを5倍増大し、腫瘍体積を低減することが示されている。よって、間質のVDR活性化は、化学療法の薬物抵抗性を弱める。本開示は、腫瘍の間質の転写の再プログラミングが化学療法の応答をレスキュー/助長する分子戦略を記載するものであり、PDAに対する補助療法としてビタミンDの再評価を提唱するものである。
A.概要
膵管腺癌(PDA)において臨床成績が劣るのは、化学療法に対する固有の抵抗性および増殖許容性の腫瘍の微小環境に起因するものであった。膵臓星状細胞(PSC)の静止状態から活性化への変換は、PDAを特徴付ける重篤な間質反応を駆動する上で主要なスイッチであると考えられている。本明細書において、ビタミンD受容体(VDR)は、活性化されたヒト膵臓腫瘍の間質で、およびPDAに対する公知のリスク因子である膵炎のin vivoモデルで発現されることが示されている。特に、VDRリガンドであるカルシポトリオールでの処置は、膵炎、およびVDRノックアウトマウスに発症する疾患のより明白な形態の疾患の間、炎症および線維症を顕著に低減した。VDRは、静止状態を再現するPSCの主要な転写制御因子として働き、その結果、リガンドが誘発する間質の再構築はin vivoで腫瘍内ゲムシタビンレベルを5倍増大し、腫瘍体積を低減することが示されている。よって、間質のVDR活性化は、化学療法の薬物抵抗性を弱める。本開示は、腫瘍の間質の転写の再プログラミングが化学療法の応答をレスキュー/助長する分子戦略を記載するものであり、PDAに対する補助療法としてビタミンDの再評価を提唱するものである。
腫瘍の間質の、がんに対する「燃料供給ライン」としての新しい役割は、がん細胞自体に対する着目からの重要な進歩を提供するものである。実際、間質を転写的に再プログラムし、炎症性サイトカイン、増殖因子、および血管新生を含めた複数の経路に同時に影響を及ぼす、本明細書に開示するVDRを標的化するアプローチにより、PDAにおけるゲムシタビン処置の有効性が増大した。さらに、VDRリガンドは、急性および慢性両方のマウス膵炎における線維症および炎症を低減する。膵炎にはいかなる機構ベースの療法がなく、膵臓がんに対する公知のリスク因子であるため、これは意義深い。近年、VDR活性化が、TGFβ/SMADシグナル伝達を阻止することによって、活性化された星状細胞における線維形成性のプログラムを阻害する、「シストロミックアンタゴニズム(cistromic antagonism)」が実証された(Dingら、2013年)。これらの結果は、本明細書に示すデータと一緒に、TGFβ/SMAD経路に従事する創傷修復応答は、がん細胞、炎症、または他の細胞ストレッサーからのパラクリンシグナル伝達により膵臓星状細胞において活性化され、すなわちゲノムレベルではVDRシグナル伝達によって制限されることを実証する。これらの対立する経路間のバランスは、慢性的な組織損傷により、またはビタミンD欠乏により都合悪く傾くことがあり、これは部分的に、血漿ビタミンDレベルまたはビタミンD摂取と膵臓がんのリスクとの間の逆相関(Skinnerら、2006年;Wolpinら、2012年)、およびビタミンD欠乏と慢性膵炎との間のリンク(Mannら、2003年)を説明し得る。
VDR活性化による、膵臓腫瘍の間質の転写の再構築は、PSCが腫瘍の増殖を支持する能力を広く損なう。VDRにより負に制御される腫瘍−間質の相互作用の主要な特徴には、細胞外マトリクス(Jacobetzら、2013年;Provenzanoら、2012年)、Shh経路(Oliveら、2009年)、IL6およびその他などのサイトカイン/ケモカイン(Fukudaら、2011年;Ijichiら、2011年;Lesinaら、2011年)、ならびにCTGFなどの増殖因子(Aikawaら、2006年)が含まれる。これは、間質由来の生存因子であるCTGFを阻害するとゲムシタビンに対する抗腫瘍応答が増強されることを実証する、最近の研究に鑑みて重要性を獲得している(Neesseら、2013年)。間質の除去と間質の再構築との治療戦略間には、違いが存在する。「正常の」微小環境の細胞および構造上の構成成分が腫瘍抑制性の力およびシグナルを発揮するという概念は以前に論じられているが(BissellおよびHines、2011年)、これは膵臓において未だ実証されていない。VDRリガンドは、活性化されたPSCをより静止状態の、「正常な」表現型に向かって押し動かすため、再構築されたPSCがこのようなホメオスタシスの制御を発揮して、腫瘍の増殖を負に制御し、または分化を促進することが考えられ、これは間質を全体的に除去することによって抑止され得ない利点である。
PDAの間質はまた、薬物送達を阻止することにより化学療法の有効性を制限するが、これは高密度の細胞外マトリクスに部分的に起因する重篤な低血管分布(hypovascularity)の結果である。VDRリガンドは、腫瘍の線維性構成成分を大幅に低減し、腫瘍内脈管構造を増大した。本明細書において、活性化されたPSCは、PDAを特徴付ける低血管分布に寄与することが予想される、トロンボスポンジン−1などの抗血管新生因子を発現することが示される。PSC活性化シグネチャー遺伝子の抗血管新生のサブセットは、in vitroでVDRリガンドによって抑制され、重要なことに、併用療法はin vivoで、腫瘍の血管分布および薬物送達の改善を誘発した。腫瘍内血流およびゲムシタビンの送達を増大するマトリクス分解の戦略は、PDAにおける生存を改善することが示されている(Jacobetzら、2012年;Provenzanoら、2012年)。しかし、長期の腫瘍増殖および転移の潜在性に関する、VDRが媒介する間質の再構築および血管分布の改善の重要性は、現在調査中である。実際、膵臓がんにおいてゲムシタビンと併用したShh経路阻害の治療潜在性を探索する臨床試験の最近の失敗は、現在の処置戦略の状況における間質の枯渇療法の潜在的な限界を明るみに出すものである。概念的には、腫瘍の間質を開口し、機能的な脈管構造を増大することにより、治療剤送達に対する窓口を作り出し、血流を介した播種に対する潜在性を高める二重効果が示唆される。これらの警告に関わらず、本明細書に提供するデータは、間質の薬剤は、がん細胞を速やかに死滅させる強力な標的化療法と対にすると臨床成績の改善を示すことを指摘するものである。
膵炎および膵臓がんにおける間質の、シグナル依存的な転写の再構築に対するメカニズムとしてVDR活性化を考慮することは、これらの疾患の治療選択肢が非常に制限されているため、重要である。急性および慢性両方の膵炎モデルにおいてVDR活性化により誘発される線維症および炎症の顕著な低減は、PDAモデルにおけるカルシポトリオール+ゲムシタビン処置の治療有効性の増大と組み合わされて、甚だしく必要とされる治療代替物を開発するためにこの経路を同定するものである。現在の化学療法に対するがん細胞固有の抵抗性は依然として主要な障壁であるが、本明細書に表すVDRが媒介する間質の再構築のパラダイムは、新生物自体を直接標的化する新規な療法と併用した場合、好ましいものであり得る。腫瘍および非腫瘍の構成成分を同時に標的化することは、単純であり、膵臓癌および他の間質関連のがんにおける化学療法抵抗性を克服するのに潜在的に広く応用できる戦略である。
本明細書に提供するデータに基づき、C−X−Cモチーフリガンド12(CXCL12)の生物学的活性を低減するための方法を提供する。一部の例では、このような方法は、星状細胞(例えば、CXCL12を発現および分泌する細胞)を、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストと接触させ、それによりCXCL12の生物学的活性(例えば、その生成および/または分泌)を低減するステップを含む。このような方法は、in vitroで(例えば、CXCL12を発現する培養物中の細胞を、1つまたは複数のVDRアゴニストと接触させるステップにより)、またはin vivoで(例えば、被験体に1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップにより)行うことができる。一部の例では、処置する被験体は、ヒト被験体など、哺乳動物被験体である。
生物学的活性は、CXCL12核酸発現(例えば、mRNAまたはcDNA発現)、CXCL12タンパク質発現、細胞(例えば、星状細胞)によるCXCL12分泌、CXCL12タンパク質安定性、腫瘍細胞に対するCXCL12結合、腫瘍細胞におけるCXCR4シグナル伝達、および腫瘍細胞に対するT細胞結合のCXCL12による防止の1つまたは複数を含むことができる。CXCL12タンパク質の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、CXCL12タンパク質活性を完全に阻害する必要はない。一部の例では、このような化合物は、CXCL12タンパク質の活性を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。
よって、一例では、CXCL12の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、CXCL12核酸発現(例えば、星状細胞によるmRNAまたはcDNA発現)を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、CXCL12タンパク質発現(例えば、星状細胞によるタンパク質発現)を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、細胞による(例えば、星状細胞による)CXCL12の分泌を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、CXCL12タンパク質の安定性を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12タンパク質の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、腫瘍細胞(例えば、肝臓、膵臓、肺、前立腺、胆管、または腎臓のがん細胞)に対するCXCL12の結合を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、腫瘍細胞(例えば、肝臓、膵臓、肺、前立腺、胆管、または腎臓のがん細胞)におけるCXCL4のシグナル伝達を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、CXCL12タンパク質の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、腫瘍細胞(例えば、肝臓、膵臓、肺、前立腺、胆管、または腎臓のがん細胞)をT細胞から「隠し」または「マスキングする」CXCL12の能力を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。よって、一部の例では、CXCL12タンパク質の生物学的活性を低減するVDRアゴニストは、VDRアゴニストの非存在に比べて、腫瘍細胞に結合し、または認識するT細胞の能力を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、または少なくとも1000%増大することができる。
被験体における、星状細胞に関連するがんなどの腫瘍を処置する方法を提供する。このような方法は、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト、および治療有効量の1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤(例えば、モノクローナル抗体)を、被験体に投与するステップを含むことができる。使用される1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、被験体が有する腫瘍に基づいて慣例的な技量で決定することができる。例えば、腫瘍が膵臓がん(例えば、膵管腺癌、PDA)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、およびタンパク質が結合したパクリタキセル(例えば、Nab−パクリタキセル、Abraxane(登録商標))の1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が非小細胞肺がん(NSCLC)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、メトトレキセート、ゲムシタビン、パクリタキセル、シスプラチン、アザシチジン、およびエンチノスタット(entinostat)の1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が腎臓がん(例えば、腎細胞癌)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、エベロリムス、アルデスロイキン、エバシズマブ(evacizumab)、アキシチニブ、ベバシズマブ、ソラフェニブトシル酸塩、パゾパニブ塩酸塩、スニチニブリンゴ酸塩、およびテムシロリムスの1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が前立腺がんである場合、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、アビラテロン酢酸塩、ビカルタミド、カバジタキセル、デガレリクス、デノスマブ、エオセタキセル(eocetaxel)、エンザルタミド、ゴセレリン酢酸塩、ロイプロリド酢酸塩、プレドニゾン、二塩化ラジウム223、シプロイセル−T、およびドセタキセルの1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が肝臓がん(例えば、肝細胞癌)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、ソラフェニブ、ドキソルビシン、ゲムシタビン、シスプラチン、インターフェロン、ドキソルビシン、およびフルオロウラシルの1つまたは複数(例えば、PIAF:シスプラチン、インターフェロン、ドキソルビシン、およびフルオロウラシル)を含む。一例では、1つまたは複数のVDRアゴニストを投与した後、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤を投与することができる。別の例では、1つまたは複数のVDRアゴニストを、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤と併行して(concurrently)投与する。
特定の一例では、腫瘍はPDAであり、1つまたは複数の化学療法薬剤は(a)ゲムシタビン、(b)ゲムシタビンおよびエルロチニブ、または(c)ゲムシタビンおよびタンパク質が結合したパクリタキセルを含む。よって、本開示は、(1)PDAを有する哺乳動物被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップ、および(2)フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、タンパク質が結合したパクリタキセル、またはこれらの組合せからなる群より選択される治療有効量の化学療法を投与し、それにより被験体における膵管腺癌を処置するステップを含む方法によって膵管腺癌を処置する方法を提供する。特定の一例では、1つまたは複数のVDRアゴニストは、カルシポトリオールまたはパリカルシトールであり、化学療法は、(a)ゲムシタビン(例えば、最高7週間、週1回、30分かけてゲムシタビン1000mg/m2、引き続き1週間の休薬、次いで4週ごとに3週間週1回)、(b)ゲムシタビンおよびエルロチニブ、または(c)ゲムシタビンおよびタンパク質が結合したパクリタキセルを含む。
本明細書では、GLP−1アゴニストなどのグルカゴン様ペプチド(GLP)アゴニストによって誘発される膵炎など、膵炎の処置のための、治療有効量の1つまたは複数のビタミンD受容体(VDR)アゴニスト(カルシトリオールまたはカルシポトリオールまたはこれらの前駆物質もしくは類似体、および他のVDRリガンド、ビタミンD前駆物質、ビタミンD類似体、1α,25(OH)2−D3、VDRリガンド、およびVDRアゴニストの前駆物質を含む)を使用する方法も提供する。膵炎は、急性でも、または慢性でもよい。よって、本明細書には、2型糖尿病などの糖尿病を処置するために1つまたは複数のGLP−1アゴニストを受けている被験体などの、被験体におけるGLP−1アゴニストによって誘発される膵炎を処置する方法を記載する。一部の例では、方法は、GLP−1アゴニストで現在処置されている、または以前に処置された2型糖尿病を有する被験体を選択することを含む。いくつかの場合において、このような被験体は、膵炎を有するか、もしくは膵炎を発症するリスクがある。特定の例では、本開示は、GLP−1アゴニストの投与による膵炎の特徴または症状を有するヒト患者に、VDRアゴニストを含む治療用組成物を提供するステップ、および前記特徴または症状(例えば、嘔吐、内出血、血圧上昇、疼痛、または腫脹)が低減するような条件下で患者に治療用組成物を投与するステップを含む。一部の例では、被験体は、GLP−1アゴニストの投与による膵炎を発症するリスクがあり、治療用組成物を予防的に投与する。一実施形態では、VDRアゴニストの予防的投与により、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の症状の開始が遅くなる。例えば、VDRアゴニストの予防的投与により、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の1つまたは複数の症状または特徴の開始を防止する。
GLP−1アゴニスト(文献中でGLP−1摸倣物(mimetics)およびインクレチン摸倣物とも呼ばれる)は血中グルコース濃度を下げる1クラスの薬物であり、よって2型糖尿病を処置または管理するのに使用される。スルホニル尿素またはメグリチニドなどの古いインスリン分泌促進薬に比べて、GLP−1アゴニストは低血糖を引き起こすリスクが低い。しかし、このような化合物には、膵炎などの有害作用があることもある。例示的なGLP−1アゴニストには、それだけには限定されないが、エキセナチド、タスポグルチド、インスリングラルギン、ピオグリタゾン、アルビグルチド、リキシセナチド、サキサグリプチン、リラグルチド、リナグリプチン、アログリプチン、シタグリプチン、およびメトホルミン/シタグリプチンが含まれる。Byetta(登録商標)(エキセナチド、Merck)は通常、1日2回皮下投与し、タスポグルチド(Roche)は通常、毎週皮下投与し、インスリングラルギン(Lantus(登録商標)、Sanofi−Aventis)は通常、毎日皮下投与し、ピオグリタゾン(Actos(登録商標)、Takeda)は通常、毎日経口投与し(例えば、15mg、30mg、または45mg)、アルビグルチド(Tanzeum(登録商標)、GlaxoSmithKline)は通常、毎週1回皮下投与し、リキシセナチド(Lyxumia(登録商標)Sanofi−Aventis)は通常、注射により毎日投与し(例えば、14日間1日あたり10μg、次いで20μg/日)、Bydureon(登録商標)(エキセナチド、Bristol−Myers Squibb)は通常、注射により毎週投与し、Onglyza(登録商標)(サキサグリプチン、AstraZeneca)は通常、毎日経口投与し(例えば、2.5mgまたは5mg)、Victoza(登録商標)(リラグルチド、Novo Nordisk)は通常、毎日皮下投与し(例えば、0.6、1.2、または1.8mg)、Tradjenta(登録商標)(リナグリプチン、EliLillyおよびBoehringer Ingelheim)は通常、毎日経口投与し(例えば、5mg)、Nesina(登録商標)(アログリプチン、Takeda)は通常、毎日経口投与し(例えば、25mg)、Januvia(登録商標)(シタグリプチン)および関連のJanumeto(登録商標)(メトホルミンとシタグリプチンとの混合物、Merck)は通常、毎日経口投与する(例えば、Januvia(登録商標)では、25、50、または100mg、ならびにJanumeto(登録商標)またはJanumetXR(登録商標)では、シタグリプチン50または100mg、およびメトホルミン塩酸塩1000または2000mg)。一部の例では、GLP−1アゴニスト(例えば、上記に列挙したもの)を、毎日、1日2回、隔週、または週1回のベースで、皮下または経口投与する。
特定の例における方法は、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを、GLP−1アゴニストによって誘発される膵炎を有するか、もしくは膵炎を発症するリスクのある被験体に投与し、それにより膵炎を処置または防止するステップを含む。
in vitroで細胞と接触させ、または被験体に投与するVDRアゴニストは、薬学的に許容される担体中に存在することができる。一部の例では、VDRアゴニストは、天然に存在しないアゴニストである。天然に存在しないVDRアゴニストの例には、それだけには限定されないが、KH1060(レキサカルシトール)、BXL−628(エロカルシトール)、MC1288、CB966、B\CB 1093、GS 1558、TX527([19−ノル−14,20−bisepi−23−イン−1,25(OH)2D3)、ED−71(エルデカルシトロール)、BXL−01−0029、ドキセルカルシフェロール、EB1089(セオカルシトール(seocalcitol))、パリカルシトール、カルシポトリオール、およびこれらの組合せが含まれる。他の例には、マキサカルシトール(OCT)、タカルシトール、アルファカルシドール、SM−10193、EB1072、EB1129、EB1133、EB1155、EB1270、MC1288、EB1213、CB1093、VD2656、VD2668、VD2708、VD2716、VD2728、VD2736、GS1500、GS1558、KH1060、ZK161422、およびこれらの組合せが含まれる。いくつかの構造を以下に示す。
一例では、VDRアゴニストは、カルシトリオールまたはビタミンDの合成の誘導体であるカルシポトリオールである。カルシポトリオールは、カルシウムのホメオスタシスに対して最小の効果を有する。カルシポトリオールは、DMSO中に100mMまで、エタノール中に100mMまで可溶である。一例では、カルシポトリオールは以下の構造:
一例では、VDRアゴニストはパリカルシトール(19−ノル−1,25−(OH)2−ビタミンD2)である。パリカルシトールは以下の構造を有する:
一実施形態では、標的細胞集団におけるより有効で、より長く持続するVDR活性化を達成するために、CYP24A1による非活性化に抵抗性である、VDRリガンド、または他のVDRアゴニストもしくはアゴニスト前駆物質が使用される。特定の例では、VDRリガンドはCYP27B1によって活性化され得るが、CYP24A1による非活性化に抵抗性であるものである。これにより、膵臓における標的細胞集団におけるVDR活性化は可能になり、カルシウムのホメオスタシスに対する望ましくない全身効果は最小になる。
一実施形態では、GLP−1の投与による膵臓における傷害のプロセスを防止または減弱するために、VDRに結合し、活性化することができるVDRリガンドまたは他のVDRアゴニストが使用される。一部の実施形態では、VDRのリガンドは単独で使用され、他の実施形態では、VDRのリガンドは、膵炎を処置するのに慣例的に使用される他の組成物と併用して使用される。
一部の実施形態では、膵炎またはがんに対するVDRアゴニストの効果を、血液、血清、血漿のアミラーゼまたはリパーゼ、ならびに臓器機能の試験(例えば、膵臓の外分泌および内分泌の機能)によってモニタリングする。他の実施形態では、膵炎またはがんを、それだけには限定されないが、放射線学、核医学、超音波、および磁気共鳴を含めた画像化技術によってモニタリングする。
ある例では、投与には、VDRアゴニストの経口または非経口(例えば、経口、腹腔内、または静脈内)投与が含まれる。特定の例では、VDRアゴニストは、少なくとも5IU、少なくとも10IU、少なくとも10IU、少なくとも100IU、少なくとも1000IU、少なくとも5000IU、少なくとも10,000IU、少なくとも50,000IU、少なくとも100,000IU、または少なくとも500,000IU、例えば5IUから約50,000IU、5IUから10,000IU、10から1000IU、または50,000IUから500,000IUなど、少なくとも1国際単位(IU)の用量を投与するビタミンD前駆物質である。一般的に、IUは、国際組織によって規定され、国際的に認められた、特定の生物学的活性または効果に基づいた、ビタミンD前駆物質などの物質の量に対する尺度の単位である。一部の例では、ビタミンDでは、1IUは、コレカルシフェロール/エルゴカルシフェロール0.025μgの生物学的同等物である。
ある例では、被験体は、ヒト、または他の霊長類、またはウマ、イヌ、もしくはネコなどの哺乳動物被験体である。例えば、被験体は、自身の糖尿病の処置もしくは管理にGLP−1アゴニストを受けている被験体など、2型糖尿病を有する被験体であってよく、またはGLP−1アゴニストで以前に処置された被験体であってよい。一例では、被験体は、腎臓、肝臓、膵臓、前立腺、胆管、または肺のがんなど、腫瘍を有する被験体である。一部の例では、哺乳動物などのこのような被験体に、少なくとも1日、少なくとも7日、少なくとも14日、少なくとも30日、少なくとも60日、少なくとも6ヶ月、少なくとも1年、少なくとも2年、または少なくとも5年の期間にわたって、1つまたは複数のVDRアゴニストを投与する。
別の例では、被験体(例えば、ヒト、またはラット、マウス、もしくは非ヒト霊長類などの実験用哺乳動物)に、VDRの発現を増大するのに十分な濃度の、およびVDRの発現を増大するのに十分な期間にわたって、VDRアゴニストを投与することができる。一例では、哺乳動物に、少なくとも1日、少なくとも7日、少なくとも14日、少なくとも30日、少なくとも60日、少なくとも6ヶ月、少なくとも1年、少なくとも2年、または少なくとも5年の期間にわたって1つまたは複数のVDRアゴニストを投与する。一部の例では、哺乳動物に、少なくとも5IU、少なくとも10IU、少なくとも10IU、少なくとも100IU、少なくとも1000IU、少なくとも5000IU、少なくとも10,000IU、少なくとも50,000IU、少なくとも100,000IU、少なくとも500,000IU、例えば5IUから約50,000IU、5IUから10,000IU、10IUから1000IU、1000IUから500,000IU、または50,000IUから500,000IUなど、少なくとも1国際単位(IU)の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与する。
B.関連する星状細胞を有する腫瘍を処置する方法
本明細書において、関連する星状細胞を有する腫瘍またはがんを処置するのに使用することができる、星状細胞における/星状細胞によるCXCL12の生成および/または分泌など、CXCL12活性を低減する方法を提供する。本明細書に提供する方法で処置することができるがんの例には、腎臓、肝臓、膵臓、前立腺、胆管、および肺のがんが含まれる。一部の実施形態では、本方法を使用して膵臓がんを処置することができる。一例では、がんは膵管腺癌である。このような方法には、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト(例えば、カルシポトリオールまたはパリカルシトール)、および治療有効量の1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤(例えば、モノクローナル抗体)を被験体に投与することを含むことができる。開示された方法を、開示された方法で腫瘍を処置した後の外科手術、または開示された方法で処置する前の外科手術など、がんを処置するための外科切除と併用してもよい。
本明細書において、関連する星状細胞を有する腫瘍またはがんを処置するのに使用することができる、星状細胞における/星状細胞によるCXCL12の生成および/または分泌など、CXCL12活性を低減する方法を提供する。本明細書に提供する方法で処置することができるがんの例には、腎臓、肝臓、膵臓、前立腺、胆管、および肺のがんが含まれる。一部の実施形態では、本方法を使用して膵臓がんを処置することができる。一例では、がんは膵管腺癌である。このような方法には、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト(例えば、カルシポトリオールまたはパリカルシトール)、および治療有効量の1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤(例えば、モノクローナル抗体)を被験体に投与することを含むことができる。開示された方法を、開示された方法で腫瘍を処置した後の外科手術、または開示された方法で処置する前の外科手術など、がんを処置するための外科切除と併用してもよい。
使用する1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、被験体が有する腫瘍に基づいて慣例的な技量で決定することができる。例えば、腫瘍が膵臓がん(例えば、膵管腺癌、PDA)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、およびタンパク質が結合したパクリタキセル(例えば、Nab−パクリタキセル、Abraxane(登録商標))の1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が肺がん(例えば、NSCLC)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、メトトレキセート、ゲムシタビン、パクリタキセル、シスプラチン、アザシチジン、およびエンチノスタットの1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が腎臓がん(例えば、腎細胞癌)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、エベロリムス、アルデスロイキン、エバシズマブ、アキシチニブ、ベバシズマブ、ソラフェニブトシル酸塩、パゾパニブ塩酸塩、スニチニブリンゴ酸塩、およびテムシロリムスの1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が前立腺がんである場合、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、アビラテロン酢酸塩、ビカルタミド、カバジタキセル、デガレリクス、デノスマブ、エオセタキセル、エンザルタミド、ゴセレリン酢酸塩、ロイプロリド酢酸塩、プレドニゾン、二塩化ラジウム223、シプロイセル−T、およびドセタキセルの1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が胆管がん(例えば、胆管癌)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤は、5−フルオロウラシル、ロイコボリン、ゲムシタビン、ゲムシタビン プラス シスプラチン、イリノテカン、カペシタビン、およびエルロチニブ(例えば、5−フルオロウラシル+ロイコボリンまたはゲムシタビン+シスプラチン)の1つまたは複数を含むことができ;腫瘍が肝臓がん(例えば、肝細胞癌)である場合、1つまたは複数の化学療法薬剤は、ソラフェニブ、ドキソルビシン、ゲムシタビン、シスプラチン、インターフェロン、ドキソルビシン、およびフルオロウラシルの1つまたは複数(例えば、PIAF:シスプラチン、インターフェロン、ドキソルビシン、およびフルオロウラシル)を含む。特定の一例では、腫瘍はPDAであり、1つまたは複数の化学療法薬剤は、(a)ゲムシタビン、(b)ゲムシタビンおよびエルロチニブ、または(c)ゲムシタビンおよびタンパク質が結合したパクリタキセルを含む。よって、本開示は、(1)PDAを有する哺乳動物被験体に治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップ、および(2)フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、タンパク質が結合したパクリタキセル、またはこれらの組合せからなる群より選択される治療有効量の治療有効量の化学療法を投与し、それにより被験体における膵管腺癌を処置するステップを含む方法によって膵管腺癌を処置する方法を提供する。
一実施形態では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤(例えば、モノクローナル抗体)両方の併用は、1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の効果を相乗的に増強する。特定の理論に拘束されることを望まないが、VDRアゴニストの使用により、CXCL12の星状細胞生成は低減し、それによりCXCL12による腫瘍細胞のT細胞からの「マスキング」が低減すると提唱される。加えて、VDRアゴニストは、血管新生の負の制御因子であり、腫瘍を化学療法薬剤または生物学的薬剤に対してより接近可能とする細胞外マトリクス構成成分であるCTGFまたはPDGFなどの生存促進性因子の、星状細胞による生成を低減し、よって腫瘍をこのような薬剤に対してより脆弱にする。
よって、一部の例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤両方の併用は、腎臓(例えば、RCC)、肝臓(例えば、HCC)、膵臓(例えば、PDA)、前立腺、胆管、および肺(例えば、NSCLC)のがんの、さらなる増殖を阻害し、体積またはサイズを低減し、転移を低減し、徴候または症状を低減し、腫瘍細胞の数を低減し、または増殖の速度を低減する。一部の例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながんの増殖または増殖の速度を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながんの体積を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながんのサイズを、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながんの転移を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながんの徴候または症状を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、このようながん細胞の数を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。
一例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、腫瘍細胞(例えば、肝臓、膵臓、肺、前立腺、胆管、または腎臓のがん細胞)をT細胞から「隠し」または「マスキングする」CXCL12の能力を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。よって、一部の例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の両方の投与は、VDRアゴニストの非存在に比べて、T細胞が腫瘍細胞に結合し、または認識する能力を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、または少なくとも1000%増大することができる。
一部の例では、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物製剤薬剤の両方の併用は、VDRアゴニストの非存在に比べて、腎臓(例えば、RCC)、肝臓(例えば、HCC)、膵臓(例えば、PDA)、前立腺、胆管、および肺(例えば、NSCLC)のがんにおける化学療法剤または生物製剤の量を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、または少なくとも1000%増大する。
腫瘍の増殖および化学療法剤/生物製剤の濃度のこのようなパラメータを測定する方法は公知であり、本明細書に提供するものであり、このようなアッセイを使用して、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストおよび1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤両方の併用を決定することができる。腫瘍を測定またはモニタリングするための例示的な方法には、それだけには限定されないが、診断用画像化(例えば、CTスキャン、エックス線、超音波など)、顕微鏡画像化(例えば、光学顕微鏡検査、免疫蛍光顕微鏡検査、フローサイトメトリーなど)、腫瘍の生検、および血液診断(例えば、HCCのマーカーとしてAFP、PDAの生物マーカーとしてCA19−9、前立腺がんの生物マーカーとしてPSAの測定など)が含まれる。他の例示的な診断方法を、以下の実施例に提供する。
VDRアゴニストおよび化学療法剤/生物製剤のあらゆる投与様式を使用することができる。一部の例では、VDRアゴニストおよび化学療法剤/生物製剤に対して異なる投与様式を使用する。一例では、VDRアゴニストを経口、腹腔内、または静脈内投与し、化学療法剤または生物製剤を静脈内投与する。一例では、例えば、腫瘍があるか、もしくは腫瘍を取り除いた領域、または腫瘍が発生しやすいと疑われる領域に化合物を適用することにより、VDRアゴニストおよび化学療法剤/生物製剤の部位特異的投与を使用することができる。一部の実施形態では、持続的な腫瘍内投与(または腫瘍付近)を使用する。
C.GLPアゴニストが誘発する膵炎を処置または防止する方法
本明細書において、活性化した星状細胞からの炎症性サイトカインおよび線維性タンパク質の生成を低減することにより、慢性および急性膵炎において誘発される炎症性および線維性の応答を低減する方法を提供し、これを使用して膵炎を処置または防止することができる。加えて、活性化した星状細胞の処置により、CXCL12の生成および/または分泌も低減する。例えば、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト(例えば、カルシトリオールまたはカルシポトリオールまたは他の天然に存在しないVDRアゴニスト)を使用して、膵炎、例えばGLP−1アゴニストなどのGLPアゴニストによって誘発される膵炎を処置することができる。このような被験体は、2型糖尿病など、糖尿病の処置のために1つまたは複数のGLP−1アゴニストを受容している被験体であってもよい。特定の一例では、処置には、GLP−1アゴニストによる膵炎の特徴または症状を有するヒト患者に、前記特徴または症状(例えば、背部に放散する上腹部もしくは右上腹部(right upper quadrant)における疼痛、軽度黄疸、嘔吐、内出血、血圧上昇、疼痛、または腫脹)を低減するような条件下、VDRアゴニストを含む治療用組成物を投与することを含む。
本明細書において、活性化した星状細胞からの炎症性サイトカインおよび線維性タンパク質の生成を低減することにより、慢性および急性膵炎において誘発される炎症性および線維性の応答を低減する方法を提供し、これを使用して膵炎を処置または防止することができる。加えて、活性化した星状細胞の処置により、CXCL12の生成および/または分泌も低減する。例えば、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニスト(例えば、カルシトリオールまたはカルシポトリオールまたは他の天然に存在しないVDRアゴニスト)を使用して、膵炎、例えばGLP−1アゴニストなどのGLPアゴニストによって誘発される膵炎を処置することができる。このような被験体は、2型糖尿病など、糖尿病の処置のために1つまたは複数のGLP−1アゴニストを受容している被験体であってもよい。特定の一例では、処置には、GLP−1アゴニストによる膵炎の特徴または症状を有するヒト患者に、前記特徴または症状(例えば、背部に放散する上腹部もしくは右上腹部(right upper quadrant)における疼痛、軽度黄疸、嘔吐、内出血、血圧上昇、疼痛、または腫脹)を低減するような条件下、VDRアゴニストを含む治療用組成物を投与することを含む。
一部の例では、開示された方法は予防的である。よって、処置する被験体は、GLPアゴニスト(例えば、GLP−1アゴニスト)の投与により膵炎を発症するリスクのある被験体であってよく、治療用組成物を予防的に投与する。一実施形態では、VDRアゴニストの予防的投与は、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の症状の開始を遅らせる。
星状細胞の活性化を低減し、それにより炎症性サイトカインおよびCXCL12の生成を低減するVDRアゴニストは、膵炎を処置または防止するために星状細胞の活性化を完全に阻害および/または逆転する必要はない。一部の例では、このような化合物は、星状細胞の活性化を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減する。よって、一例では、星状細胞の活性化を低減するVDRアゴニストは、嘔吐を、膵炎を有するか、もしくはそのリスクのある被験体において、VDRアゴニストの非存在に比べて、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、星状細胞の活性化を低減するVDRアゴニストは、内出血を、膵炎を有するか、もしくはそのリスクのある被験体において、VDRアゴニストの非存在に比べて、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、星状細胞の活性化を低減するVDRアゴニストは、血圧を、膵炎を有するか、もしくはそのリスクのある被験体において、VDRアゴニストの非存在に比べて、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、星状細胞の活性化を低減するVDRアゴニストは、膵臓の腫脹または炎症を、膵炎を有するか、もしくはそのリスクのある被験体において、VDRアゴニストの非存在に比べて、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。一例では、星状細胞の活性化を低減するVDRアゴニストは、膵臓の線維症を、膵炎を有するか、もしくはそのリスクのある被験体において、VDRアゴニストの非存在に比べて、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。
膵炎のこのような症状および特徴を測定する方法は公知であり、本明細書に提供するものであり、このようなアッセイを使用して、VDRアゴニストがこのような症状または特徴を低減するか否かを決定することができる。例示的な方法には、それだけには限定されないが、診断用画像化(例えば、放射線学、核医学、超音波、および磁気共鳴、例えば、CTスキャンもしくはエックス線)、ならびに血液、血清、血漿のアミラーゼ、またはリパーゼ、ならびに膵臓の外分泌および内分泌機能の試験(例えば、白血球数、グルコースレベル)が含まれる。例えば、エビデンスは、膵臓機能の改善、疼痛の低減、膵臓機能の保持、または被験体の膵臓における構造上の変化であってよい。よって、例えば、医師は、被験体におけるGLP−1アゴニストが誘発する膵炎の1つまたは複数の指標を、処置の開始の直前、または開始時に、ならびに処置間および処置後に再び、測定することができる。ある特定の実施形態では、処置を、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の軽減、治癒、または防止のエビデンスが達成されるまで継続する。他の実施形態では、処置を、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の軽減、治癒、または防止のエビデンスが得られた後、継続する。一部の例では、このような処置は、被験体におけるGLP−1アゴニストが誘発する膵炎の処置の期間、または被験体の生涯にわたり続く。
膵臓の内分泌および/または外分泌機能を測定する試験を、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎をモニタリングするのに使用することができる。一部の実施形態では、膵不全は、臨床上の三徴候である膵臓の石灰化、糖尿病、および脂肪便の存在によって診断される。膵臓の外分泌機能の試験には、それだけには限定されないが、CCK/セクレチン刺激試験、Lundh食事試験、ERCPおよび膵臓の吸引、糞便脂肪および窒素または糞便のトリプシンおよびキモトリプシンの測定、ならびにベンチロミド試験およびパンクレオラウリル試験(pancreolauryl test)、ならびに血中のトリプシノーゲン、リパーゼ、または膵アミラーゼの測定が含まれる。
GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の重症度を診断および測定する他の方法は当業者には公知であり、これらの方法のいずれか1つを使用してGLP−1アゴニストが誘発する膵炎の処置の有効性を評価することができることが企図される。
D.ビタミンD受容体(VDR)
VDRは共通の核受容体構造を有し、例えば、N末端活性化ドメイン、亜鉛フィンガードメインを2つ有するDNA結合性領域(DBD)、ヒンジ領域、およびリガンド結合性ドメイン(LBD)からなる。VDRが活性化する遺伝子転写は、インポーチン−αによる最初の核転座、RXRとのヘテロ二量体化(Yasminら、2005年、J Biol Chem.、280巻(48)、40152〜60頁)、および標的遺伝子に存在する応答エレメントに対する結合を必要とする。VDRは、腸および腎臓におけるカルシウムおよびホスフェートのホメオスタシスの維持に関連する遺伝子を制御する。VDR/RXRヘテロ二量体によって開始するシグナルは、同時活性化性または同時抑制性のタンパク質の会合により変調され、核のコンパートメントにおける他のシグナル伝達パートナーにも依存する(Ebertら、2006年、Mol Cell Endocrinol.、248巻(1〜2)、149〜59頁)。VDR/RXRヘテロ二量体は、RXRリガンドの存在または非存在がVDR応答に影響を及ぼさない点で、非許容性である(Shulmanら、2004年、Cell、116巻(3)、417〜29頁)。最近まで、VDRに対する唯一の公知の生理学的リガンドはカルシトリオールであった。しかし、LCAおよびいくつかの誘導体などの特定の胆汁酸(LCA−アセテート、LCA−ホルメート、3−ケトLCA)はVDRを活性化し得る。これらの胆汁酸VDRアゴニストは、胆汁酸の毒性および発がん効果に対抗する腸の主要な防御反応を提供し得る、腸管粘膜におけるスルホコンジュゲーションを行う(sulfo−conjugating)フェーズII酵素であるSULT2A1発現を誘導することが示されている(Chatterjeeら、2005年、Methods Enzymol.、400巻、165〜91頁)。
VDRは共通の核受容体構造を有し、例えば、N末端活性化ドメイン、亜鉛フィンガードメインを2つ有するDNA結合性領域(DBD)、ヒンジ領域、およびリガンド結合性ドメイン(LBD)からなる。VDRが活性化する遺伝子転写は、インポーチン−αによる最初の核転座、RXRとのヘテロ二量体化(Yasminら、2005年、J Biol Chem.、280巻(48)、40152〜60頁)、および標的遺伝子に存在する応答エレメントに対する結合を必要とする。VDRは、腸および腎臓におけるカルシウムおよびホスフェートのホメオスタシスの維持に関連する遺伝子を制御する。VDR/RXRヘテロ二量体によって開始するシグナルは、同時活性化性または同時抑制性のタンパク質の会合により変調され、核のコンパートメントにおける他のシグナル伝達パートナーにも依存する(Ebertら、2006年、Mol Cell Endocrinol.、248巻(1〜2)、149〜59頁)。VDR/RXRヘテロ二量体は、RXRリガンドの存在または非存在がVDR応答に影響を及ぼさない点で、非許容性である(Shulmanら、2004年、Cell、116巻(3)、417〜29頁)。最近まで、VDRに対する唯一の公知の生理学的リガンドはカルシトリオールであった。しかし、LCAおよびいくつかの誘導体などの特定の胆汁酸(LCA−アセテート、LCA−ホルメート、3−ケトLCA)はVDRを活性化し得る。これらの胆汁酸VDRアゴニストは、胆汁酸の毒性および発がん効果に対抗する腸の主要な防御反応を提供し得る、腸管粘膜におけるスルホコンジュゲーションを行う(sulfo−conjugating)フェーズII酵素であるSULT2A1発現を誘導することが示されている(Chatterjeeら、2005年、Methods Enzymol.、400巻、165〜91頁)。
E.例示的なVDRアゴニスト
上記に記載した通り、VDRアゴニストの投与を使用して、活性な星状細胞を有するがんを処置し、GLP−1が誘発する膵炎を処置または防止することができる。例示的なVDRアゴニストには、VDRを活性化することができる分子が含まれる。薬剤がVDRアゴニストであるか否かを決定する方法は慣例的である。例えば、CYP24A1発現の誘発は、薬剤と接触させたVDR発現細胞において測定することができ、この場合、CYP24A1発現が増大(例えば、発現における10倍から20倍の増大)すれば、薬剤がVDRアゴニストであることが示される。他の方法には、トランスフェクトされたレポーター遺伝子の構築物およびFRETアッセイが含まれる。一部の例では、精製したLBDに対するアゴニストの結合を、コアクチベーターペプチド(例えば、LXXLL)に対する動員の誘発を測定することにより検出する。例えば、VDRアゴニストは、VDR発現細胞におけるCYP24A1発現を、アゴニストの非存在に比べて、少なくとも20%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも100%、少なくとも200%、またはさらに(oven)少なくとも1000%もしくはそれを超えて増大することができる。
上記に記載した通り、VDRアゴニストの投与を使用して、活性な星状細胞を有するがんを処置し、GLP−1が誘発する膵炎を処置または防止することができる。例示的なVDRアゴニストには、VDRを活性化することができる分子が含まれる。薬剤がVDRアゴニストであるか否かを決定する方法は慣例的である。例えば、CYP24A1発現の誘発は、薬剤と接触させたVDR発現細胞において測定することができ、この場合、CYP24A1発現が増大(例えば、発現における10倍から20倍の増大)すれば、薬剤がVDRアゴニストであることが示される。他の方法には、トランスフェクトされたレポーター遺伝子の構築物およびFRETアッセイが含まれる。一部の例では、精製したLBDに対するアゴニストの結合を、コアクチベーターペプチド(例えば、LXXLL)に対する動員の誘発を測定することにより検出する。例えば、VDRアゴニストは、VDR発現細胞におけるCYP24A1発現を、アゴニストの非存在に比べて、少なくとも20%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも100%、少なくとも200%、またはさらに(oven)少なくとも1000%もしくはそれを超えて増大することができる。
VDRアゴニストには、VDRに結合し、活性化することができる分子、例えば、1α,25(OH)2−D3ならびにその前駆物質および類似体、VDRリガンド、ならびにVDRアゴニスト前駆物質が含まれる。本開示は、特定のビタミンDアゴニストに制限されない。多様な生物学的に活性なビタミンDアゴニストが企図される。例示的な薬剤は当技術分野において公知である。一例におけるVDRアゴニストは、天然に存在しないVDRアゴニストである。
VDRアゴニストには、ビタミンD化合物、その前駆物質、および類似体が含まれる。本明細書に提供する方法に有用なビタミンD化合物には、それだけには限定されないが、少なくとも1つの以下の特徴を有する化合物が含まれる:D環に付着しているあらゆる側鎖と一緒にビタミンDの5,7ジエン二重結合系によって相互接続されている、ビタミンDのC環、D環、および3β−ヒドロキシシクロヘキサンA環(例えば、「ビタミンD核」、ならびにD環に付着している側鎖と一緒に、ビタミンDに典型的な5,7ジエン二重結合系によって相互接続されている、置換されている、または非置換のA環、C環、およびD環を有する化合物)。
ビタミンD類似体には、セコステロイドカルシトリオールの様々な活性を模倣することができる非セコステロイド化合物が含まれる。このような化合物の例には、それだけには限定されないが、LG190090、LG190119、LG190155、LG190176、およびLG1900178が含まれる(Boehmら、Chemistry & Biology、6巻、265〜275頁、1999年を参照されたい)。
ビタミンD化合物には、in vivoで生物学的に活性であり、または化合物がin vivoで活性になるように哺乳動物被験体に作用する、ビタミンD化合物およびビタミンD類似体を含む化合物が含まれる。このような化合物の例には、それだけには限定されないが、ビタミンD、カルシトリオール、およびこれらの類似体[例えば、1α−ヒドロキシビタミンD3(1α−OH−D3)、1,25−ジヒドロキシビタミンD2(1,25−(OH)2D2)、1α−ヒドロキシビタミンD2(1α−OH−D2)、1α,25−(OH)2−16−エン−D3、1α,25−(OH)2−24−オキソ−16−エン−D3、1α,24R(OH)2−D3、1α,25(OH)2−22−オキサ−D3、20−エピ−22−オキサ−24a,24b,−ジホモ−1α,25(OH)2−D3、20−エピ−22−オキサ−24a,26a,27a,−トリホモ−1α25(OH)2−D3、20−エピ−22−オキサ−24ホモ−1α,25(OH)2−D3、1,25−(OH)2−16,23E−ジエン−26−トリフルオロ−19−ノル−D3、および非セコステロイド(nonsecosteroidal)ビタミンD模倣体(mimic)が含まれる。
一例では、VDRアゴニストは以下の1つまたは複数である:ビタミンD、1,α25ジヒドロキシビタミンD3、1α−ヒドロキシビタミンD3、1,25−ジヒドロキシビタミンD2、1α−ヒドロキシビタミンD2、1α,25−(OH)2−16−エン−D3、1α,25−(OH)2−24−オキソ−16−エン−D3、1α,24R(OH)2−D3、1α,25(OH)2−22−オキサ−D3、20−エピ−22−オキサ−24a,24b,−ジホモ−1α,25(OH)2−D3、20−エピ−22−オキサ−24a,26a,27a,−トリホモ−1α25(OH)2−D3、20−エピ−22−オキサ−24ホモ−1α,25(OH)2−D3、および1,25−(OH)2−16,23E−ジエン−26−トリフルオロ−19−ノル−D3。好ましい一実施形態では、生物学的に活性なビタミンD化合物は、1,α25−ジヒドロキシビタミンD3、19−ノル−1,25−ジヒドロキシビタミンD2、19−ノル−1,25−ジヒドロキシ−21−エピ−ビタミンD3、1,25−ジヒドロキシ−24−ホモ−22−デヒドロ−22E−ビタミンD3、および19−ノル−1,25−ジヒドロキシ−24−ホモ−22−デヒドロ−22E−ビタミンD3、および非セコステロイドビタミンD模倣体から選択される。付加的な一例では、生物学的に活性なVDRアゴニストは、以下の式:
式中、X1およびX2は各々、水素およびアシルからなる群より選択され、Y1およびY2はHであってもよく、または一方はO−アリールもしくはO−アルキルであってもよく、他方は水素であり、βもしくはα立体配置を有してもよく、Z1およびZ2は両方ともHであり、またはZ1およびZ2は一緒になってCH2であり、Rは、アルキル、ヒドロキシアルキル、もしくはフルオロアルキル基であり、またはRは以下の側鎖:
式中、(a)はSまたはR立体配置を有してもよく、R1は、水素、ヒドロキシ、またはO−アシルを表し、R2およびR3は各々、アルキル、ヒドロキシアルキル、およびフルオロアルキルからなる群より選択され、または、一緒になった場合は−(CH2)m−基を表し、mは2から5までの値を有する整数であり、R4は、水素、ヒドロキシ、フッ素、O−アシル、アルキル、ヒドロキシアルキル、およびフルオロアルキルからなる群より選択され、R5は、水素、ヒドロキシ、フッ素、アルキル、ヒドロキシアルキル、およびフルオロアルキルからなる群より選択され、またはR4およびR5は一緒になって二重結合した酸素を表し、R6およびR7は一緒になって炭素−炭素二重結合を形成し、R8はHまたはCH3であってよく、nは1から5までの値を有する整数であり、側鎖における20、22、または23位のいずれか一つにおける炭素はO、S、またはN原子によって置き換えられてもよい。
一例では、本明細書に提供する方法において使用するVDRアゴニストは、被験体に投与した場合、高カルシウム血症の症状を起こさない。別の例では、VDRアゴニストは、被験体に投与した場合、血漿カルシウム上昇性の応答(calcemic response)をカルシトリオールに比べてそれほど産生しない(すなわち低度)。一例では、VDRアゴニストは、カルシトリオールに比べて低い血漿カルシウム上昇性の応答の特徴を有する。別の実施形態では、これらの化合物は、1α,25−(OH)2−24−エピ−D2、1α,25−(OH)2−24a−ホモ−D3、1α,25−(OH)224a−ジホモ−D3、1α,25−(OH)2−19−ノル−D3、および20−エピ−24−ホモ−1α,25−(OH)2−D3から選択される。別の実施形態では、VDRアゴニストは、カルシトリオールまたはパリカルシトールである。
本明細書に提供する方法において使用することができる他の例示的なVDRアゴニストを、表1に提供する。
F.ビタミンD受容体アゴニストの医薬品中への組入れ
がんを処置し、または膵炎を処置/防止する開示された方法には、被験体への、薬学的に許容される担体中の、および被験体における膵炎の発症、進行、または出現を阻害するのに(例えば、軽減、治癒、回復、または防止するのに)有効な量の、1α,25(OH)2D3、カルシポトリオール、パリカルシトール、ビタミンD前駆物質(例えば、25−ヒドロキシ−D3(25−OH−D3)(カルシジオール)、ビタミンD3(コレカルシフェロール)、またはビタミンD2(エルゴカルシフェロール))、ビタミンD類似体、およびVDRアゴニスト前駆物質などの1つまたは複数のVDRアゴニストの投与が含まれる。本開示はまた、1つを超えるVDRアゴニスト、および他の療法(例えば、本明細書に提供するがんを処置するための化学療法および/または生物製剤療法)と併用したVDRアゴニストを含む治療用組成物の投与も企図するものである。
がんを処置し、または膵炎を処置/防止する開示された方法には、被験体への、薬学的に許容される担体中の、および被験体における膵炎の発症、進行、または出現を阻害するのに(例えば、軽減、治癒、回復、または防止するのに)有効な量の、1α,25(OH)2D3、カルシポトリオール、パリカルシトール、ビタミンD前駆物質(例えば、25−ヒドロキシ−D3(25−OH−D3)(カルシジオール)、ビタミンD3(コレカルシフェロール)、またはビタミンD2(エルゴカルシフェロール))、ビタミンD類似体、およびVDRアゴニスト前駆物質などの1つまたは複数のVDRアゴニストの投与が含まれる。本開示はまた、1つを超えるVDRアゴニスト、および他の療法(例えば、本明細書に提供するがんを処置するための化学療法および/または生物製剤療法)と併用したVDRアゴニストを含む治療用組成物の投与も企図するものである。
VDRアゴニストを送達するビヒクルは、当業者には周知である方法を使用した、化合物の薬学的に許容される組成物を含むことができる。滅菌食塩水またはグルコース溶液などのいずれかの一般的な担体を利用することができる。ビヒクルは、例えば、浸透圧を調整するための薬学的に許容される塩、シクロデキストリンなどの脂質担体、血清アルブミンなどのタンパク質、メチルセルロースなどの親水性薬剤、洗剤、緩衝液、保存剤などの、従来の製薬上の補助材料も含むことができる。非経口投与用の製薬上の担体のより完全な説明は、Remington: The Science and Practice of Pharmacy(第19版、1995年)のチャプター95に見出すことができる。
他の医薬組成物の実施形態は、当業者であれば知っている通り、従来の薬学的に許容される担体、補助剤、および対イオンと調製することができる。一部の実施形態では、組成物は、錠剤、丸剤、カプセル剤、ロゼンジ剤、散剤、液剤、溶液剤、または懸濁剤など、固体、半固体、および液体の剤形中の単位用量の形態である。
一部の実施形態では、有効量のVDRアゴニストを含む徐放の医薬調製物が有益である。緩慢に放出する製剤は当業者には公知である。例示により、有効成分が不溶性物質のマトリクス中に埋め込まれ、したがって溶解する薬物がマトリクス中の穴を介して徐々に出現するように、徐放錠剤を製剤化することができる。いくつかの製剤では、薬物が最初にマトリクス中に溶解し、次いで外側表面を介して出るように、マトリクスが物理的に膨潤してゲルを形成する。
一例では、本発明の方法に好ましいVDRアゴニストの用量は、患者が許容することができ、重症の高カルシウム血症を発症しない最大量である。一実施形態では、VDRアゴニスト化合物の治療的投与は、軽度の高カルシウム血症を引き起こすにすぎない。別の例では、VDRアゴニストは高カルシウム血症の症状を引き起こさない。
一部の実施形態では、ビタミンD2およびD3の治療有効用量は、約50IUから約50,000IUまでの範囲である。一部の実施形態では、例えば、約75IU、約100IU、約250IU、約500IU、約750IU、約1,000IU、約1,500IU、約2,000IU、約2,00IU、約5,000IU、約7,500IU、約10,000IU、約15,000IU、約20,000IU、約25,000IU、約40,000IU、または約50,000IU未満、またはこれらを超えるなどの経口用量のビタミンD2および/またはD3を投与する。他の実施形態では、0.001から10マイクログラムまでの用量のカルシトリオールを投与する。例えば、一部の実施形態では、約0.01μg、約0.05μg、約0.1μg、約0.25μg、約0.5μg、約1μg、約5μg、または約10μgの用量のカルシトリオールを投与する。一実施形態では、VDRアゴニストは、少なくとも1μg/kg、少なくとも10μg/kg、少なくとも25μg/kg、少なくとも50μg/kg、少なくとも60μg/kg、または少なくとも100μg/kg、例えば1から1000μg/kg、1から100μg/kg、1から75μg/kg、10から80μg/kg、30から75μg/kg、または50から70μg/kg、例えば10μg/kg、20μg/kg、30μg/kg、40μg/kg、50μg/kg、60μg/kg、70μg/kg、80μg/kg、90μg/kg、100μg/kg、110μg/kg、または120μg/kgの用量で投与されるカルシポトリオールである。一部の例では、このような用量のカルシポトリオールを、腹腔内または静脈内の注射によって投与する。一実施形態では、VDRアゴニストは、少なくとも0.1μg、少なくとも1μg、少なくとも5μg、少なくとも10μg、少なくとも20μg、少なくとも50μg、または少なくとも100μg、例えば、1から20μg、5から15μg、または8から12μg、例えば、1μg、2μg、3μg、4μg、5μg、6μg、7μg、8μg、9μg、10μg、11μg、12μg、13μg、14μg、15μg、16μg、17μg、18μg、19μg、または20μgの用量で投与されるパリカルシトールである。一部の例では、このような用量のカルシポトリオールを、毎週3回静脈内注射により投与する。一部の実施形態では、より大用量のVDRアゴニストを、膵臓、肝臓、腎臓、肺、または前立腺など、目的の臓器を標的化する送達経路により投与する。このような標的化方法を、以下にさらに十分に記載する。
ある特定の実施形態では、VDRアゴニストを、単一の、または分割した用量などにおいて、経口投与する。経口投与では、組成物を、例えば、処置されている被験体に対して投与量を症候性に調整するために有効成分を、1日あたり少なくとも75IU、少なくとも100IU、少なくとも250IU、少なくとも500IU、少なくとも750IU、少なくとも800IU、少なくとも1,000IU、少なくとも1,500IU、少なくとも2,000IU、少なくとも2,500IU、少なくとも5,000IU、少なくとも7,500IU、少なくとも10,000IU、少なくとも15,000IU、少なくとも20,000IU、少なくとも25,000IU、少なくとも40,000IU、または少なくとも50,000IU、例えば、1日あたり50IUから2000IU、1日あたり100IUから1000IU、例えば、1日あたり800IUまたはそれを超えるなど、有効成分1.0から1000mgを含む錠剤の形態において提供する。
有効な非経口用量は、化合物に応じて約0.001μgから約10μgの範囲など、より低いことが予想され得る。投与量および投与量レジメンは、年齢、体重、全身的な健康状態、性別、食事、投与の様式および時間、排泄速度、薬物の併用、ならびに療法を受ける宿主の状態の重症度などを考慮に入れて、健全な専門的な判断に従って各被験体の場合に個々に考慮しなければならないため、場合によってより低い用量が望ましく、場合によってより多い用量が必要とされる。
別の実施形態では、VDRアゴニストが1α−ヒドロキシ化合物ではない場合、160ポンド(72.6kg)の患者1人1日あたり1.0から100μgの間の、例えば、160ポンドの患者1人1日あたり5.0から50μgの間の1日量を投与する。異なる一実施形態では、生物学的に活性なビタミンD化合物が1α−ヒドロキシ化合物である場合、160ポンドの患者1人1日あたり0.1から20μgの間の1日用量を投与し、好ましい用量は160ポンドの患者1人1日あたり0.5から10μgの間である。特定の一例では、用量は1日あたり3〜10μgの間である。
一例では、VDRアゴニストはコレカルシフェロールまたはカルシジオールである。一部の例では、毎週50,000から500,000単位など、通常より高い用量をより低い頻度で投与する。
本開示は、ビタミンD受容体アゴニストの、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の処置に有用である1つまたは複数の他の薬剤との併用も含む。例えば、一部の実施形態では、VDRアゴニストを、有効用量の他の薬品および医薬品と併用して投与する。一部の実施形態では、1つまたは複数の公知の抗膵炎薬が、ビタミンD受容体アゴニストと一緒に含まれる。
本開示は、VDRアゴニストの、化学療法剤および/または生物製剤など、がんの処置において有用な1つまたは複数の他の薬剤との併用も含む。例えば、一部の実施形態では、VDRアゴニストを、他の医薬および製剤上の、有効用量の化学療法薬剤および/または生物製剤薬剤と併用して(例えば、同時に、併行して、または次々と)投与する。一部の実施形態では、1つまたは複数の化学療法薬剤および/または生物製剤薬剤がVDRアゴニストと一緒に含まれる。
G.例示的な化学療法および生物製剤療法
活性な星状細胞(CXCL12活性を有するものなど)を有するがんを処置する開示された方法は、VDRアゴニストを、化学療法および生物療法などの他の治療薬剤と併用して使用することができる。化学療法および生物療法には、抗新生物性の化学療法薬剤、抗生物質、アルキル化剤および抗酸化剤、キナーゼインヒビター、ならびに抗体などの他の薬剤が含まれ得る。このような薬剤の方法および治療投与量は当業者には公知であり、熟練した医師によって決定することができる。以下の1つまたは複数の分類に該当し得、または該当し得ない、抗腫瘍薬剤などの他の治療薬剤も、記載するVDRアゴニストとの併用の投与に適する。このような薬剤の選択および治療投与量は当業者には公知であり、熟練した医師によって決定することができる。例えば、1つまたは複数のVDRアゴニストと併用した処置において使用される化学療法および/または生物製剤は、処置しようとするがんに基づいて選択することができる。
活性な星状細胞(CXCL12活性を有するものなど)を有するがんを処置する開示された方法は、VDRアゴニストを、化学療法および生物療法などの他の治療薬剤と併用して使用することができる。化学療法および生物療法には、抗新生物性の化学療法薬剤、抗生物質、アルキル化剤および抗酸化剤、キナーゼインヒビター、ならびに抗体などの他の薬剤が含まれ得る。このような薬剤の方法および治療投与量は当業者には公知であり、熟練した医師によって決定することができる。以下の1つまたは複数の分類に該当し得、または該当し得ない、抗腫瘍薬剤などの他の治療薬剤も、記載するVDRアゴニストとの併用の投与に適する。このような薬剤の選択および治療投与量は当業者には公知であり、熟練した医師によって決定することができる。例えば、1つまたは複数のVDRアゴニストと併用した処置において使用される化学療法および/または生物製剤は、処置しようとするがんに基づいて選択することができる。
一例では、化学療法または生物療法は、がん細胞の死滅を増大(またはがん細胞の生存性を低減)する。このような死滅は、がん細胞の100%の低減をもたらす必要はなく、例えば、生存性のがん細胞の数を、(例えば、がんの化学療法または生物療法での処置なしと比べて)少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または少なくとも95%の低減をもたらすがんの化学療法を、本明細書に提供する方法において使用することができる。例えば、がんの化学療法または生物療法は、がん細胞の増殖を、(例えば、化学療法または生物療法なしと比べて)少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減することができる。
使用することができる化学療法薬剤の特定の例には、アルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード(例えば、クロラムブシル、クロルメチン、シクロホスファミド、イホスファミド、およびメルファラン)、ニトロソ尿素(例えば、カルムスチン、フォテムスチン、ロムスチン、およびストレプトゾシン)、白金化合物(例えば、カルボプラチン、シスプラチン、オキサリプラチン、およびBBR3464)、ブスルファン、ダカルバジン、メクロレタミン、プロカルバジン、テモゾロミド、チオテパ、およびウラムスチン、葉酸(例えば、メトトレキセート、ペメトレキセド、およびラルチトレキセド)、プリン(例えば、クラドリビン、クロファラビン、フルダラビン、メルカプトプリン、およびチオグアニン)、ピリミジン(例えば、カペシタビン)、シタラビン、フルオロウラシル、およびゲムシタビン、植物アルカロイド、例えば、ポドフィルム(例えば、エトポシド、およびテニポシド);微小管結合性薬剤(例えば、パクリタキセル、ドセタキセル、ビンブラスチン、ビンデシン、ビノレルビン(ナベルビン)ビンクリスチン、エポチロン、コルヒチン、ドラスタチン15、ノコダゾール、ポドフィロトキシン、リゾキシン、ならびにこれらの誘導体および類似体)、DNAインターカレーターまたはクロスリンカー(例えば、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、マイトマイシン、例えば、マイトマイシンC、ブレオマイシン、クロラムブシル、シクロホスファミド、ならびにこれらの誘導体および類似体)、DNA合成インヒビター(例えば、メトトレキセート、5−フルオロ−5’−デオキシウリジン、5−フルオロウラシル、およびこれらの類似体);アントラサイクリンファミリーメンバー(例えば、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ミトキサントロン、およびバルルビシン);代謝拮抗薬、例えば、細胞毒性/抗腫瘍抗生物質、ブレオマイシン、リファンピシン、ヒドロキシ尿素、およびマイトマイシン;トポイソメラーゼインヒビター、例えば、トポテカンおよびイリノテカン;光増感剤、例えば、アミノレブリン酸、メチルアミノレブリネート、ポルフィマーナトリウム、およびベルテポルフィン、酵素、酵素インヒビター(例えば、カンプトテシン、エトポシド、フォルメスタン、トリコスタチン、ならびにこれらの誘導体および類似体)、キナーゼインヒビター(例えば、イマチニブ、ゲフィニチブ、およびエルロチニブ(erolitinib))、遺伝子調節剤(gene regulator)(例えば、ラロキシフェン、5−アザシチジン、5−アザ−2’−デオキシシチジン、タモキシフェン、4−ヒドロキシタモキシフェン、ミフェプリストン、ならびにこれらの誘導体および類似体);ならびに他の薬剤、例えば、アリトレチノイン、アルトレタミン、アムサクリン、アナグレリド、三酸化ヒ素、アスパラギナーゼ、アキシチニブ、ベキサロテン、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、セレコキシブ、デニロイキンジフチトクス(denileukin diftitox)、エストラムスチン、ヒドロキシカルバミド、ラパチニブ、パゾパニブ、ペントスタチン、マソプロコール、ミトタン、ペグアスパルガーゼ、タモキシフェン、ソラフェニブ、スニチニブ、ベムラフェニブ(vemurafinib)、バンデタニブ、およびトレチノインが含まれる。
一例では、生物療法は、ヒト化抗体などの抗体を含み、または抗体からなる。このような抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、またはキメラの抗体であってよい。上記に記述した通り、特定の標的に特異的な抗体を作成する方法は慣例的である。一部の例では、治療用抗体を毒素とコンジュゲートする。例示的な生物療法には、アレムツズマブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、ゲムツズマブ、リツキシマブ、パニツムマブ、ペルツズマブ、およびトラスツズマブが含まれる。
生物療法の他の例には、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA(miRNA)、shRNA、またはリボザイムなどの阻害性の核酸分子が含まれる。標的の核酸を特異的に標的化し、その発現を制御するあらゆるタイプのアンチセンス化合物が、使用に企図される。アンチセンス化合物は、標的の核酸分子と特異的にハイブリダイズし、その核酸分子の発現を変調する化合物である。これらの化合物は、一本鎖、二本鎖、環状、分枝、またはヘアピン状の化合物として導入することができ、内部または末端のバルジまたはループなどの構造エレメントを含むことができる。二本鎖のアンチセンス化合物は、二本鎖化合物を形成するようにハイブリダイズした二本の鎖でも、または完全にもしくは部分的に二本鎖の化合物のハイブリダイゼーションおよび形成を可能にするのに十分な自己相補性を有する一本鎖でもよい。一部の例では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、アンチセンスオリゴヌクレオチドが標的のmRNAに対してハイブリダイズする場合、二重鎖がRNaseHによって認識され、mRNAの切断をもたらすような、一本鎖アンチセンス化合物である。他の例では、miRNAは、RNAi経路を介して遺伝子発現を制御するmRNA分子に少なくとも部分的に相補的である、約21〜23ヌクレオチドの一本鎖RNA分子である。さらなる例では、shRNAは、siRNAに切断される、緊密なヘアピンを形成するRNAオリゴヌクレオチドである。siRNA分子は一般的に、長さ約20〜25ヌクレオチドであり、3’末端上に2ヌクレオチドのオーバーハングを有してもよく、または平滑末端でもよい。一般的にsiRNAの一本の鎖は、標的の核酸に対して少なくとも部分的に相補的である。遺伝子を特異的に標的化するアンチセンス化合物は、mRNA配列など標的のヌクレオチド配列に対して相補的である化合物をデザインすることによって調製することができる。アンチセンス化合物は、特異的にハイブリダイズし、標的の配列を制御するのに、標的の核酸分子に対して100%相補的である必要はない。例えば、アンチセンス化合物、または化合物のアンチセンス鎖は、二本鎖化合物の場合、標的の核酸配列に対して、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%相補的であってよい。アンチセンス化合物を特異性に対してスクリーニングする方法は周知である(例えば、米国公開第2003−0228689を参照されたい)。加えて、阻害性の核酸分子をデザインし、調製し、使用する方法は、当業者の能力の範囲内である。
H.投与経路
本開示は、VDRアゴニスト、化学療法、および生物療法の特定の投与様式に制限されないものとされる。静脈内、筋肉内、皮下、皮内、腹腔内、胸膜内、髄腔内、経口、直腸、経皮、吸入、および局所を含めた、多様な投与様式が企図される。ある特定の実施形態では、治療用組成物を坐剤によって、または経口送達用の錠剤もしくはカプセル製剤において投与する。一実施形態では、治療用組成物の投与は夜に生じる。別の実施形態では、複数回用量(例えば、3または4回)を、24時間の期間に提供する。さらなる一実施形態では、治療用組成物の投与は、パルス静脈内療法による。一例では、治療用組成物を経皮パッチ(皮膚パッチ)により投与する。
本開示は、VDRアゴニスト、化学療法、および生物療法の特定の投与様式に制限されないものとされる。静脈内、筋肉内、皮下、皮内、腹腔内、胸膜内、髄腔内、経口、直腸、経皮、吸入、および局所を含めた、多様な投与様式が企図される。ある特定の実施形態では、治療用組成物を坐剤によって、または経口送達用の錠剤もしくはカプセル製剤において投与する。一実施形態では、治療用組成物の投与は夜に生じる。別の実施形態では、複数回用量(例えば、3または4回)を、24時間の期間に提供する。さらなる一実施形態では、治療用組成物の投与は、パルス静脈内療法による。一例では、治療用組成物を経皮パッチ(皮膚パッチ)により投与する。
例えば、VDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法を、一実施形態では、食塩水媒体などの任意の従来の静脈注射用媒体において、または血漿媒体において静脈内に投与する。他の実施形態では、投与は、液剤または丸剤などとして、経口のものである。他の実施形態では、投与は、VDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法を含む坐剤によるなど、直腸のものである。なお他の実施形態では、投与は、肺、腎臓、膵臓、前立腺、または肝臓の動脈内へのVDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法を含む医薬組成物の直接注入による。さらに他の実施形態では、標的の送達技術を使用して、組成物を、肺、腎臓、膵臓、前立腺、または肝臓などの標的組織に送達する。特定の非限定的な一例では、VDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法は、標的組織によって吸収されるようにデザインされており、または標的細胞による取込みを促進する標的特異的な担体分子に連結されている。例えば、星状細胞では、VDRアゴニストは、低密度および/または高密度リポタンパク質に対する受容体(LDLおよび/またはHDL受容体)に対してコンジュゲートしていてよい。
本開示は、VDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法を含む治療用組成物を含む経皮パッチも提供する。一実施形態では、経皮パッチは、治療有効量のVDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法を含む。別の実施形態では、経皮パッチは、単一のポリマーまたは複数のポリマーをさらに含む。一例では、経皮パッチは、ポリウレタンアクリル共重合体をさらに含む。一実施形態では、経皮パッチは、シリコーンもしくはポリイソブチレン(polyisobutylene)、または両方をさらに含む。一実施形態では、経皮パッチは、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎を発症するリスクのある被験体によって装着される。別の実施形態では、経皮パッチは、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の症状を有する被験体によって装着される。別の実施形態では、経皮パッチは、GLP−1アゴニストが誘発する膵炎の症状を低減するような条件下で、VDRアゴニストを被験体に持続的に送達する。一実施形態では、経皮パッチは、肺、腎臓、膵臓、前立腺、または肝臓のがんを有する被験体によって装着される。
処置期間を通しておよそ同じ用量の、漸増用量レジメンにおける、または負荷用量レジメン(例えば、負荷用量が維持用量の約2から5倍である負荷投与量レジメン)における、本開示によるVDRアゴニスト、化学療法、および/または生物療法の医薬組成物を投与することができる。一部の実施形態では、用量は、処置する被験体の状態、疾患または状態の重症度、療法に対する見かけの応答、および/または当業者が判断する他の要因に基づいて、処置の経過の間に変動する。一部の実施形態では、例えば、被験体におけるGLP−1アゴニストが誘発する膵炎の再発を防止または低減するために、薬物での長期間の処置が企図される。
(実施例1)
実験手順
細胞株
ヒト膵臓がん細胞株MiaPaCa−2(CRL−1420)、BxPC−3(CRL−1687)、HPAC(CRL−2119)、Panc1(CRL−1469)、およびAsPC1(CRL−1682)を、ATCCから取得し、供給元の指示に従い培養した。マウス膵臓がん細胞株p53 2.1.1、p53 4.4、およびInk 2.2を、LSL−KrasG12D/+、Trp53lox/lox、Pdx1−CreマウスまたはLSL−KrasG12D、Ink4a/Arflox/lox、Pdx1−CreマウスにおけるPDAから誘導し(Bardeesyら、2006年;Collissonら、2011年)、以前に記述された通り培養した(Collissonら、2011年;Collissonら、2012年)。自然発生の不死化ヒト膵星細胞株hPSCを、以前に記述された通り、外科的切除後に膵臓がん患者から単離し、樹立した(Mantoniら、2011年)。
実験手順
細胞株
ヒト膵臓がん細胞株MiaPaCa−2(CRL−1420)、BxPC−3(CRL−1687)、HPAC(CRL−2119)、Panc1(CRL−1469)、およびAsPC1(CRL−1682)を、ATCCから取得し、供給元の指示に従い培養した。マウス膵臓がん細胞株p53 2.1.1、p53 4.4、およびInk 2.2を、LSL−KrasG12D/+、Trp53lox/lox、Pdx1−CreマウスまたはLSL−KrasG12D、Ink4a/Arflox/lox、Pdx1−CreマウスにおけるPDAから誘導し(Bardeesyら、2006年;Collissonら、2011年)、以前に記述された通り培養した(Collissonら、2011年;Collissonら、2012年)。自然発生の不死化ヒト膵星細胞株hPSCを、以前に記述された通り、外科的切除後に膵臓がん患者から単離し、樹立した(Mantoniら、2011年)。
初代膵星細胞の単離および培養
マウスPSC単離
膵星細胞(PSC)を、Apteらにより記述の方法を修正したものにより、8週齢の野生型C57BL6/Jマウスの膵臓から単離した(Apteら、1998年)。簡潔に述べると、膵臓組織をハサミで細かく刻み、ゲイ平衡塩類溶液(Gey’s balanced salt solution:GBSS;Sigma Aldrich、St. Louis、MO)中の0.02%プロナーゼ(Roche、Indianapolis、IN)、0.05%コラゲナーゼP(Roche)、および0.1%DNase(Roche)で、37℃で20分間消化した。次に、消化された組織を100μmナイロンメッシュで濾過した。細胞をGBSSで1回洗浄し、ペレット化し、0.3%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有するGBSS9.5mlおよび28.7%ナイコデンツ溶液(Sigma Aldrich;溶液のおよその密度は1.070)8ml中に再懸濁させた。細胞懸濁液を、0.3%BSAを含有するGBSSの下に層化し、1400×gで、4℃で20分間遠心分離した。目的の細胞を、下部のナイコデンツ溶液および上部の水性溶液の界面から回収した。単離PSCをGBSSで洗浄し、10%特徴付けFBS(characterized FBS)(HyClone)および抗生物質(ペニシリン100U/mlおよびストレプトマイシン100μg/ml、Invitrogen)を含有するDMEM(Invitrogen)中に再懸濁させた。細胞を、7%CO2の加湿雰囲気中に37℃で維持した。80%コンフルエンスに到達後、細胞を短時間トリプシン処理(0.25%トリプシン−EDTA、Invitrogen)し、継代培養した。
マウスPSC単離
膵星細胞(PSC)を、Apteらにより記述の方法を修正したものにより、8週齢の野生型C57BL6/Jマウスの膵臓から単離した(Apteら、1998年)。簡潔に述べると、膵臓組織をハサミで細かく刻み、ゲイ平衡塩類溶液(Gey’s balanced salt solution:GBSS;Sigma Aldrich、St. Louis、MO)中の0.02%プロナーゼ(Roche、Indianapolis、IN)、0.05%コラゲナーゼP(Roche)、および0.1%DNase(Roche)で、37℃で20分間消化した。次に、消化された組織を100μmナイロンメッシュで濾過した。細胞をGBSSで1回洗浄し、ペレット化し、0.3%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有するGBSS9.5mlおよび28.7%ナイコデンツ溶液(Sigma Aldrich;溶液のおよその密度は1.070)8ml中に再懸濁させた。細胞懸濁液を、0.3%BSAを含有するGBSSの下に層化し、1400×gで、4℃で20分間遠心分離した。目的の細胞を、下部のナイコデンツ溶液および上部の水性溶液の界面から回収した。単離PSCをGBSSで洗浄し、10%特徴付けFBS(characterized FBS)(HyClone)および抗生物質(ペニシリン100U/mlおよびストレプトマイシン100μg/ml、Invitrogen)を含有するDMEM(Invitrogen)中に再懸濁させた。細胞を、7%CO2の加湿雰囲気中に37℃で維持した。80%コンフルエンスに到達後、細胞を短時間トリプシン処理(0.25%トリプシン−EDTA、Invitrogen)し、継代培養した。
ヒトPSC単離
肝臓におけるSchaferらにより記述の方法を修正したものにより、膵臓星状細胞を単離した(Schaferら、1987年)。簡潔に述べると、ヒト膵臓がんからの膵臓組織をハサミで細かく刻み、0.02%プロナーゼ、0.05%コラゲナーゼP、および0.1%DNaseで20分間、37℃で消化した。組織片を洗浄し、ゲイ平衡塩類溶液(GBSS)9.5ml中に再懸濁させた。第2の洗浄後、組織片を、10%ウシ胎仔血清、4mMグルタミン、および抗生物質(ペニシリン100ユニット/ml、ストレプトマイシン100μg/ml)を含有するイスコーブ変法ダルベッコ培地(Iscove’s modified Dulbecco’s medium)中に再懸濁させ、プラスチック6ウェル培養プレート内に上述の通りウシ胎仔血清、グルタミン、および抗生物質を有するダルベッコ培地中で播種し、一晩接着させた。組織を、5%CO2/95%空気の加湿雰囲気中に37℃で維持し、星状細胞が現れるまで維持した(60〜80%コンフルエンスに到達するのに3から5週間)。PSCが約20%コンフルエントのときに、組織片を除去した。培地を週に1回補充し、細胞は、回収され液体窒素中で凍結される前に80%コンフルエンスにまで増殖した。
肝臓におけるSchaferらにより記述の方法を修正したものにより、膵臓星状細胞を単離した(Schaferら、1987年)。簡潔に述べると、ヒト膵臓がんからの膵臓組織をハサミで細かく刻み、0.02%プロナーゼ、0.05%コラゲナーゼP、および0.1%DNaseで20分間、37℃で消化した。組織片を洗浄し、ゲイ平衡塩類溶液(GBSS)9.5ml中に再懸濁させた。第2の洗浄後、組織片を、10%ウシ胎仔血清、4mMグルタミン、および抗生物質(ペニシリン100ユニット/ml、ストレプトマイシン100μg/ml)を含有するイスコーブ変法ダルベッコ培地(Iscove’s modified Dulbecco’s medium)中に再懸濁させ、プラスチック6ウェル培養プレート内に上述の通りウシ胎仔血清、グルタミン、および抗生物質を有するダルベッコ培地中で播種し、一晩接着させた。組織を、5%CO2/95%空気の加湿雰囲気中に37℃で維持し、星状細胞が現れるまで維持した(60〜80%コンフルエンスに到達するのに3から5週間)。PSCが約20%コンフルエントのときに、組織片を除去した。培地を週に1回補充し、細胞は、回収され液体窒素中で凍結される前に80%コンフルエンスにまで増殖した。
動物
LSL−KrasG12D/+、LSL−Trp53R172H/+、Pdx−1−Cre(KPC)マウス(Hingoraniら、2005年)が、Vdr−/−マウス(Yoshizawaら、1997年)と同様に、以前に記述されてきた。
LSL−KrasG12D/+、LSL−Trp53R172H/+、Pdx−1−Cre(KPC)マウス(Hingoraniら、2005年)が、Vdr−/−マウス(Yoshizawaら、1997年)と同様に、以前に記述されてきた。
RNA−Seq
トリゾール(Invitrogen)およびオンカラムDNase消化を伴うRNeasyミニキット(Qiagen)を製造者の指示に従い使用して、ヒトおよびマウスPSCからの全RNAを単離した。生物学的4連物(biological quadruplicates)をヒト試料について使用し、生物学的3連物(biological triplicates)をマウス試料について使用した。VDR活性化でのトランスクリプトーム研究のため、PSCをビヒクル(DMSO)または100nMカルシポトリオール(Tocris)で処理し、所定の時点で回収した。TruSeq RNA試料調製キットv2(Illumina)を製造者のプロトコールに従い使用して、100〜500ng全RNAから配列決定ライブラリーを調製した。RNA−SeqデータのGene Expression Omnibusの受託番号は、GSE43770である。
トリゾール(Invitrogen)およびオンカラムDNase消化を伴うRNeasyミニキット(Qiagen)を製造者の指示に従い使用して、ヒトおよびマウスPSCからの全RNAを単離した。生物学的4連物(biological quadruplicates)をヒト試料について使用し、生物学的3連物(biological triplicates)をマウス試料について使用した。VDR活性化でのトランスクリプトーム研究のため、PSCをビヒクル(DMSO)または100nMカルシポトリオール(Tocris)で処理し、所定の時点で回収した。TruSeq RNA試料調製キットv2(Illumina)を製造者のプロトコールに従い使用して、100〜500ng全RNAから配列決定ライブラリーを調製した。RNA−SeqデータのGene Expression Omnibusの受託番号は、GSE43770である。
定量的RT−PCR
製造者の指示に従い、トリゾール抽出後に全RNAを精製した。iScript試薬(Bio−Rad)を使用してcDNA合成を実施し、CFX384検出システム(Bio−Rad)上でSsoAdvanced SYBR Green試薬を使用してqRT−PCRを実施した。検量線法を使用して相対発現値を決定した。プライマー配列を表2に見出すことができる。
製造者の指示に従い、トリゾール抽出後に全RNAを精製した。iScript試薬(Bio−Rad)を使用してcDNA合成を実施し、CFX384検出システム(Bio−Rad)上でSsoAdvanced SYBR Green試薬を使用してqRT−PCRを実施した。検量線法を使用して相対発現値を決定した。プライマー配列を表2に見出すことができる。
初代ヒトCAPSCを、ガラスカバースリップ上に播種した。一晩の付着後、細胞をビヒクル(DMSO)または100nMカルシポトリオールで48時間処理した。培地を吸引し、細胞をPBS(Gibco)で2回洗浄し、10%緩衝ホルマリン中室温で15分間固定した。固定剤を除去し、細胞をPBSで3回洗浄した。次に、細胞を4,4−ジフルオロ−1,3,5,7,8−ペンタメチル−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン(BODIPY 493/503、Molecular Probes)1μg/mlで1時間室温で染色し、光から保護した。染料を除去して、細胞をPBSで3回洗浄し、次にベクタステイン封入剤(Vector Labs)を使用して封入した。Leica DM5000B蛍光顕微鏡上のGFPフィルターを通じて蛍光を視覚化し、ImageJを使用して定量を実施した。
馴化培地実験
初代CAPSCを、100%コンフルエンシーまで増殖させた。新鮮な培地を培養物に添加し、この時点で、CAPSCを100nMカルシポトリオールで処理した。48時間後、馴化培地を回収し、0.45μmの細孔を通して滅菌濾過し、50〜60%コンフルエンシーの膵臓がん細胞(pancreatic cancer cells:PCC)に添加した。馴化培地インキュベーションの開始時に、PCCを100nMカルシポトリオールで直接処理した。48時間後、PCCを回収し、RNAおよびタンパク質を解析のため単離した。
初代CAPSCを、100%コンフルエンシーまで増殖させた。新鮮な培地を培養物に添加し、この時点で、CAPSCを100nMカルシポトリオールで処理した。48時間後、馴化培地を回収し、0.45μmの細孔を通して滅菌濾過し、50〜60%コンフルエンシーの膵臓がん細胞(pancreatic cancer cells:PCC)に添加した。馴化培地インキュベーションの開始時に、PCCを100nMカルシポトリオールで直接処理した。48時間後、PCCを回収し、RNAおよびタンパク質を解析のため単離した。
in vitro生存度アッセイ
MiaPaCa−2細胞を、96ウェルプレート(1×104細胞/ウェル)内にDMEM+10%FBS中で播種した。一晩のインキュベーション後、細胞を洗浄し、培地を、100nMカルシポトリオールを有するもしくは有しないDMEM+10%FBS、または馴化培地(CM)回収前に48時間100nMを有してもしくは有さずにインキュベートされたCAPSCからのCAPSC馴化培地(CM)に変えた。細胞を24時間インキュベートし、次に示された用量のゲムシタビン(Sigma)またはビヒクルのみで処理した。48時間後、CellTiter−Glo発光ベース生存度アッセイ(Promega)を製造者の指示に従い使用して生存度を測定した。実験を3連で行った。
MiaPaCa−2細胞を、96ウェルプレート(1×104細胞/ウェル)内にDMEM+10%FBS中で播種した。一晩のインキュベーション後、細胞を洗浄し、培地を、100nMカルシポトリオールを有するもしくは有しないDMEM+10%FBS、または馴化培地(CM)回収前に48時間100nMを有してもしくは有さずにインキュベートされたCAPSCからのCAPSC馴化培地(CM)に変えた。細胞を24時間インキュベートし、次に示された用量のゲムシタビン(Sigma)またはビヒクルのみで処理した。48時間後、CellTiter−Glo発光ベース生存度アッセイ(Promega)を製造者の指示に従い使用して生存度を測定した。実験を3連で行った。
同所移植/同種移植モデル
使用された同所移植モデルは、以前に記述されていた(Collissonら、2012年)。簡潔に述べると、50%マトリゲル中の1×103個のp53 2.1.1細胞を、6〜8週齢FVB/nマウス内に同所注射した。7日目の生物発光画像化後、マウスを4つの処置群、すなわち生理食塩水、カルシポトリオール(60μg/kg i.p.、QDX20)、ゲムシタビン(20mg/kg i.p.、Q3DX4)、またはカルシポトリオール+ゲムシタビンのうちの1つへと無作為に分けた。組合せ処置マウスについては、カルシポトリオール処置を7日目に開始し、ゲムシタビン処置を14日目に開始した。マウスを26日目または苦しんだときに安楽死させ、膵臓を回収し、スライスし、液体窒素中で急速冷凍するか、または直ちにホルマリン中で固定した。
使用された同所移植モデルは、以前に記述されていた(Collissonら、2012年)。簡潔に述べると、50%マトリゲル中の1×103個のp53 2.1.1細胞を、6〜8週齢FVB/nマウス内に同所注射した。7日目の生物発光画像化後、マウスを4つの処置群、すなわち生理食塩水、カルシポトリオール(60μg/kg i.p.、QDX20)、ゲムシタビン(20mg/kg i.p.、Q3DX4)、またはカルシポトリオール+ゲムシタビンのうちの1つへと無作為に分けた。組合せ処置マウスについては、カルシポトリオール処置を7日目に開始し、ゲムシタビン処置を14日目に開始した。マウスを26日目または苦しんだときに安楽死させ、膵臓を回収し、スライスし、液体窒素中で急速冷凍するか、または直ちにホルマリン中で固定した。
PH3定量
膵臓を亜鉛含有中性緩衝ホルマリン(Anatech Ltd.)中で一晩固定し、パラフィンに包埋し、5μm切片へと切断し、Superfrost Plusスライド(Fisher Scientific)上に置いた。圧力鍋内でのクエン酸塩媒介性抗原回復の後、内因性ペルオキシダーゼを3%H2O2/PBS中で15分間クエンチした。切片を一連のキシレン/エタノールにより脱パラフィンし、水分補給した。ベクタステインElite ABC染色キット(Vector Labs)を使用して、残りのステップを実施した。一次抗体を1:100で使用した(Cell Signaling Technology)。スライドをヘマトキシリンで対比染色した。腫瘍(n=5)ごとに6枚の200×画像をキャプチャーして、Zeiss Axio Imager.M2顕微鏡上でスコアリングした。Nuance 3.0.1.2マルチスペクトル画像化ソフトウェアを使用して画像を取得し、inForm 1.4.0 Advanced Image Analysisソフトウェア(PerkinElmer)を使用して陽性細胞を同定し、スコアリングした。
膵臓を亜鉛含有中性緩衝ホルマリン(Anatech Ltd.)中で一晩固定し、パラフィンに包埋し、5μm切片へと切断し、Superfrost Plusスライド(Fisher Scientific)上に置いた。圧力鍋内でのクエン酸塩媒介性抗原回復の後、内因性ペルオキシダーゼを3%H2O2/PBS中で15分間クエンチした。切片を一連のキシレン/エタノールにより脱パラフィンし、水分補給した。ベクタステインElite ABC染色キット(Vector Labs)を使用して、残りのステップを実施した。一次抗体を1:100で使用した(Cell Signaling Technology)。スライドをヘマトキシリンで対比染色した。腫瘍(n=5)ごとに6枚の200×画像をキャプチャーして、Zeiss Axio Imager.M2顕微鏡上でスコアリングした。Nuance 3.0.1.2マルチスペクトル画像化ソフトウェアを使用して画像を取得し、inForm 1.4.0 Advanced Image Analysisソフトウェア(PerkinElmer)を使用して陽性細胞を同定し、スコアリングした。
KPC研究デザイン
以前に記述された通り、腫瘍サイズに基づき膵管腺癌を有するKPCマウスを使用した(Oliveら、2009年)。本研究において、登録は、高解像度超音波画像化により決定される6から9mmmの間の平均直径の腫瘍を有するマウスに制限された。好適なマウスを処置群、すなわちゲムシタビン、カルシポトリオール、またはゲムシタビンとカルシポトリオールとの組合せに割り付けた。ゲムシタビンを、食塩溶液として100mg/kgで腹腔内注射により3日に1回投与し、適切であれば、最終用量を安楽死の2時間前に与えた。カルシポトリオールを、食塩溶液として毎日60μg/kgで腹腔内注射により投与した。処置の9日後または臨床兆候、例えば腹水症、重度の悪液質、有意な体重減少または不活動性の発症時にマウスを安楽死させた。腫瘍を高解像度超音波により9日間の処置研究中に2度まで画像化した。
以前に記述された通り、腫瘍サイズに基づき膵管腺癌を有するKPCマウスを使用した(Oliveら、2009年)。本研究において、登録は、高解像度超音波画像化により決定される6から9mmmの間の平均直径の腫瘍を有するマウスに制限された。好適なマウスを処置群、すなわちゲムシタビン、カルシポトリオール、またはゲムシタビンとカルシポトリオールとの組合せに割り付けた。ゲムシタビンを、食塩溶液として100mg/kgで腹腔内注射により3日に1回投与し、適切であれば、最終用量を安楽死の2時間前に与えた。カルシポトリオールを、食塩溶液として毎日60μg/kgで腹腔内注射により投与した。処置の9日後または臨床兆候、例えば腹水症、重度の悪液質、有意な体重減少または不活動性の発症時にマウスを安楽死させた。腫瘍を高解像度超音波により9日間の処置研究中に2度まで画像化した。
KPC腫瘍の画像化および定量
以前に記述された通り、35MHz RMV走査ヘッドを備えるVevo 770システム(Visual Sonics,Inc.)を使用して、マウス膵臓の高解像度超音波画像化を実施した(DowellおよびTofts、2007年)。連続3D画像を、0.25mm間隔で収集した。統合Vevo 770ソフトウェアパッケージを使用して、腫瘍は、各2D画像上で輪郭が描かれ、3D体積を測定するために再構築された。
以前に記述された通り、35MHz RMV走査ヘッドを備えるVevo 770システム(Visual Sonics,Inc.)を使用して、マウス膵臓の高解像度超音波画像化を実施した(DowellおよびTofts、2007年)。連続3D画像を、0.25mm間隔で収集した。統合Vevo 770ソフトウェアパッケージを使用して、腫瘍は、各2D画像上で輪郭が描かれ、3D体積を測定するために再構築された。
LC−MS/MSによる腫瘍内dFdC、dFdU、およびdFdCTPの定量
Bapiroらにより記述された通り、LC−MS/MSを実施した(Bapiroら、2011年)。秤量された腫瘍試料(10mg)を、25μg/mlテトラヒドロウリジン(Millipore)を含有する氷冷50%アセトニトリル(v/v)200μl中で均質化した。PowerLyzer 24(MO BIO Laboratories,Inc.)内のセラミックビーズチューブ内で、2回の30秒パルスで、3000rpmで均質化を実施した。−80℃での短期貯蔵後、試料を氷上で解凍し、パワーレベル2に設定されたSonic Dismembrator 550超音波ホモジナイザー(Fisher Scientific)内で単回3秒パルスでさらに均質化した。次に、50μlの組織ホモジネートを、内部標準[13C9 15N3 CTP(50ng/ml、Sigma)、13C15N2 dFdC(25ng/ml、Toronto Research Chemicals)、13C15N2 dFdU(50ng/ml、Toronto Research Chemicals)]を含有する200μlの氷冷アセトニトリル(50%、v/v)と組み合わせ、ボルテックスし、15,000rpmで25分間遠心分離した。200μlの上清を乾燥させ、水100μl中に再懸濁させ、Hypercarbガードカラム(10×2.1、5μm、Thermo Fisher Scientific)を装着した15μlをHypercarbカラム(100×2.1 ID、5μm、Thermo Fisher Scientific)上に注入した。検体を、10mM酢酸アンモニウム、pH10中のアセトニトリルの勾配を使用して分離し、Thermo LTQ−XL質量分析計(Thermo Fisher Scientific)を使用して検出した。薬物回収率を、内部標準を使用して正規化し、記述された未処置組織ホモジネートから生成された較正標準を使用して定量した(Bapiroら、2011年)。
Bapiroらにより記述された通り、LC−MS/MSを実施した(Bapiroら、2011年)。秤量された腫瘍試料(10mg)を、25μg/mlテトラヒドロウリジン(Millipore)を含有する氷冷50%アセトニトリル(v/v)200μl中で均質化した。PowerLyzer 24(MO BIO Laboratories,Inc.)内のセラミックビーズチューブ内で、2回の30秒パルスで、3000rpmで均質化を実施した。−80℃での短期貯蔵後、試料を氷上で解凍し、パワーレベル2に設定されたSonic Dismembrator 550超音波ホモジナイザー(Fisher Scientific)内で単回3秒パルスでさらに均質化した。次に、50μlの組織ホモジネートを、内部標準[13C9 15N3 CTP(50ng/ml、Sigma)、13C15N2 dFdC(25ng/ml、Toronto Research Chemicals)、13C15N2 dFdU(50ng/ml、Toronto Research Chemicals)]を含有する200μlの氷冷アセトニトリル(50%、v/v)と組み合わせ、ボルテックスし、15,000rpmで25分間遠心分離した。200μlの上清を乾燥させ、水100μl中に再懸濁させ、Hypercarbガードカラム(10×2.1、5μm、Thermo Fisher Scientific)を装着した15μlをHypercarbカラム(100×2.1 ID、5μm、Thermo Fisher Scientific)上に注入した。検体を、10mM酢酸アンモニウム、pH10中のアセトニトリルの勾配を使用して分離し、Thermo LTQ−XL質量分析計(Thermo Fisher Scientific)を使用して検出した。薬物回収率を、内部標準を使用して正規化し、記述された未処置組織ホモジネートから生成された較正標準を使用して定量した(Bapiroら、2011年)。
免疫組織化学
処置KPCマウスから回収された腫瘍を、緩衝ホルマリン中で直ちに固定した。固定組織を、パラフィン内に包埋し、5μm切片へと切断した。圧力鍋内で10mMクエン酸、pH6.0を使用して抗原回復を実施してCC3をアンマスクし、または圧力鍋内で10mM EDTA、pH8.0を使用してCD31をアンマスクした。メタノール中の3%H2O2を使用して、内因性ペルオキシダーゼをクエンチした。上述のベクタステインABCキットを使用して、CC3のため(一次抗体1:100、Cell Signaling Technology)またはCD31のため(一次抗体1:100、Santa Cruz Biotechnology)の免疫組織化学的染色を実施した。Nuance 3.0.1.2マルチスペクトル解析ソフトウェアを使用して、Zeiss Axio Imager.M2顕微鏡上で、腫瘍ごと(ゲムシタビン:n=4、カルシポトリオール:n=7、ゲムシタビン+カルシポトリオール:n=7)に6枚の400×フィールドをキャプチャーした。Nuanceソフトウェアを使用して、各切片におけるCD31陽性領域を定量した。CC3定量については、inForm 1.4.0 Advanced Image Analysisソフトウェアをトレーニングして(train)腫瘍を間質から区別するために、ヘマトキシリンのみで染色した切片を使用した。腫瘍細胞総数をフィールドごとに定量し、同時にCC3陽性腫瘍細胞総数およびパーセントをフィールドごとに定量した。フィールドごとの腫瘍細胞総数の変動のために、CC3陽性細胞のパーセントとしてデータをプロットした。
処置KPCマウスから回収された腫瘍を、緩衝ホルマリン中で直ちに固定した。固定組織を、パラフィン内に包埋し、5μm切片へと切断した。圧力鍋内で10mMクエン酸、pH6.0を使用して抗原回復を実施してCC3をアンマスクし、または圧力鍋内で10mM EDTA、pH8.0を使用してCD31をアンマスクした。メタノール中の3%H2O2を使用して、内因性ペルオキシダーゼをクエンチした。上述のベクタステインABCキットを使用して、CC3のため(一次抗体1:100、Cell Signaling Technology)またはCD31のため(一次抗体1:100、Santa Cruz Biotechnology)の免疫組織化学的染色を実施した。Nuance 3.0.1.2マルチスペクトル解析ソフトウェアを使用して、Zeiss Axio Imager.M2顕微鏡上で、腫瘍ごと(ゲムシタビン:n=4、カルシポトリオール:n=7、ゲムシタビン+カルシポトリオール:n=7)に6枚の400×フィールドをキャプチャーした。Nuanceソフトウェアを使用して、各切片におけるCD31陽性領域を定量した。CC3定量については、inForm 1.4.0 Advanced Image Analysisソフトウェアをトレーニングして(train)腫瘍を間質から区別するために、ヘマトキシリンのみで染色した切片を使用した。腫瘍細胞総数をフィールドごとに定量し、同時にCC3陽性腫瘍細胞総数およびパーセントをフィールドごとに定量した。フィールドごとの腫瘍細胞総数の変動のために、CC3陽性細胞のパーセントとしてデータをプロットした。
免疫染色
マウス膵臓
組織をO.C.T.に包埋し、凍結切片を氷冷メタノール中で−20℃で20分間固定した。切片をPBS+0.2%BSA+0.05%Triton X−100(ブロッキング溶液)中で1時間室温でブロッキングした。ブロッキング溶液中の一次抗体希釈物は、以下の通りである。すなわち、抗ホスホSTAT3(Tyr705)、1:100(Cell Signaling Technology)、抗コラーゲンI、1:500(Abcam)、抗GFAP、1:100(Abcam)、抗CD45、1:100(BD Pharmingen)。一次抗体インキュベーションを加湿チャンバー内で4℃で一晩実施した。切片をPBS+0.05%Triton X−100で3回洗浄し、次に二次抗体中で1時間室温でインキュベートし、光から保護した。使用された二次抗体には、Alexa Fluor 594ヤギ抗ウサギIgG、Alexa Fluor 488ヤギ抗ウサギIgG、Alexa Fluor 594ヤギ抗ラットIgG、およびAlexa Fluor 488ヤギ抗マウスIgG(Molecular Probes)が含まれ、ブロッキング溶液中1:250で使用した。切片をPBSで3回洗浄し、DAPIを有するまたは有しないベクタステイン封入剤で封入した。Leica DM5000B蛍光顕微鏡上で蛍光を視覚化し、ImageJを使用して定量した。
マウス膵臓
組織をO.C.T.に包埋し、凍結切片を氷冷メタノール中で−20℃で20分間固定した。切片をPBS+0.2%BSA+0.05%Triton X−100(ブロッキング溶液)中で1時間室温でブロッキングした。ブロッキング溶液中の一次抗体希釈物は、以下の通りである。すなわち、抗ホスホSTAT3(Tyr705)、1:100(Cell Signaling Technology)、抗コラーゲンI、1:500(Abcam)、抗GFAP、1:100(Abcam)、抗CD45、1:100(BD Pharmingen)。一次抗体インキュベーションを加湿チャンバー内で4℃で一晩実施した。切片をPBS+0.05%Triton X−100で3回洗浄し、次に二次抗体中で1時間室温でインキュベートし、光から保護した。使用された二次抗体には、Alexa Fluor 594ヤギ抗ウサギIgG、Alexa Fluor 488ヤギ抗ウサギIgG、Alexa Fluor 594ヤギ抗ラットIgG、およびAlexa Fluor 488ヤギ抗マウスIgG(Molecular Probes)が含まれ、ブロッキング溶液中1:250で使用した。切片をPBSで3回洗浄し、DAPIを有するまたは有しないベクタステイン封入剤で封入した。Leica DM5000B蛍光顕微鏡上で蛍光を視覚化し、ImageJを使用して定量した。
ヒトPDA
1)免疫組織化学的染色
PDAの手術を受けている患者から膵臓組織を除去し、4%パラホルムアルデヒド中に一晩4℃で浸漬することにより固定した。標本を標準的なパラフィンワックス中に包埋し、4μm切片へと切断した。アビジン−ビオチン−ペルオキシダーゼ複合検出キット(ベクタステインElite ABCラットIgGキット、Vector Laboratories)を使用して、VDRの免疫組織化学的染色を実施した。簡潔に述べると、組織切片を脱パラフィンし、PBS中で再び水分補給した。標的回復溶液(Dako、Glostrup、デンマーク)での抗原回復後に、内因性ペルオキシダーゼ活性を0.3%過酸化水素でのインキュベーションによりブロッキングした。希釈した正常ウサギ血清中での浸漬後、切片をラット抗VDR抗体(1:100の希釈度、Abcam)とともに一晩4℃でインキュベートした。スライドをビオチン化ウサギ抗ラットIgG抗体とともに、続いてビオチン化酵素コンジュゲート化アビジンとともにインキュベートした。最後に、スライドを数分間ジアミノベンジジン(同仁化学研究所、熊本、日本)とともにインキュベートすることにより発色させた。
1)免疫組織化学的染色
PDAの手術を受けている患者から膵臓組織を除去し、4%パラホルムアルデヒド中に一晩4℃で浸漬することにより固定した。標本を標準的なパラフィンワックス中に包埋し、4μm切片へと切断した。アビジン−ビオチン−ペルオキシダーゼ複合検出キット(ベクタステインElite ABCラットIgGキット、Vector Laboratories)を使用して、VDRの免疫組織化学的染色を実施した。簡潔に述べると、組織切片を脱パラフィンし、PBS中で再び水分補給した。標的回復溶液(Dako、Glostrup、デンマーク)での抗原回復後に、内因性ペルオキシダーゼ活性を0.3%過酸化水素でのインキュベーションによりブロッキングした。希釈した正常ウサギ血清中での浸漬後、切片をラット抗VDR抗体(1:100の希釈度、Abcam)とともに一晩4℃でインキュベートした。スライドをビオチン化ウサギ抗ラットIgG抗体とともに、続いてビオチン化酵素コンジュゲート化アビジンとともにインキュベートした。最後に、スライドを数分間ジアミノベンジジン(同仁化学研究所、熊本、日本)とともにインキュベートすることにより発色させた。
2)免疫蛍光染色
組織切片を脱パラフィンし、PBS中で再び水分補給した。標的回復溶液での抗原回復後、スライドを3%BSAでブロッキングし、ウサギ抗α−SMA抗体(1:200の希釈度、Abcam)およびラット抗VDR抗体(1:100の希釈度)とともに一晩4℃でインキュベートした。洗浄後、スライドを1時間、Alexa Fluor546標識ロバ抗ウサギIgG抗体(1:200の希釈度、Invitrogen)およびAlexa Fluor488標識ヤギ抗ラットIgG抗体(1:200の希釈度、Invitrogen)とともにインキュベートした。洗浄後、一体型蛍光顕微鏡(BioZero BZ−9000、キーエンス、大阪、日本)を使用してスライドを蛍光について解析した。DAPIを使用して核の対比染色を実施した。
組織切片を脱パラフィンし、PBS中で再び水分補給した。標的回復溶液での抗原回復後、スライドを3%BSAでブロッキングし、ウサギ抗α−SMA抗体(1:200の希釈度、Abcam)およびラット抗VDR抗体(1:100の希釈度)とともに一晩4℃でインキュベートした。洗浄後、スライドを1時間、Alexa Fluor546標識ロバ抗ウサギIgG抗体(1:200の希釈度、Invitrogen)およびAlexa Fluor488標識ヤギ抗ラットIgG抗体(1:200の希釈度、Invitrogen)とともにインキュベートした。洗浄後、一体型蛍光顕微鏡(BioZero BZ−9000、キーエンス、大阪、日本)を使用してスライドを蛍光について解析した。DAPIを使用して核の対比染色を実施した。
siRNA
ON−TARGETplus VDR siRNA SMARTpool(Dharmacon)を使用して、CAPSCにおいてVDRノックダウンを標的化しない対照とともに実施した。DharmaFECT1試薬を製造者の指示に従い使用して、細胞にsiRNAプールをトランスフェクトした。トランスフェクション24時間後にカルシポトリオール処理を開始し、処理48時間後(トランスフェクション72時間後)に細胞を回収した。
ON−TARGETplus VDR siRNA SMARTpool(Dharmacon)を使用して、CAPSCにおいてVDRノックダウンを標的化しない対照とともに実施した。DharmaFECT1試薬を製造者の指示に従い使用して、細胞にsiRNAプールをトランスフェクトした。トランスフェクション24時間後にカルシポトリオール処理を開始し、処理48時間後(トランスフェクション72時間後)に細胞を回収した。
膵臓組織サブタイプにおける遺伝子発現解析
レーザーキャプチャーマイクロダイセクション
膵臓を8週齢の野生型C57BL/6Jマウスから回収し、直ちにO.C.T.中に包埋し凍結した。各膵臓の断片をPSC単離(下)のために貯蔵した。組織を5μm厚で切断し、固定し、一連のエタノールにより水分補給し、H&Eで染色し、次に一連のエタノールおよびキシレンにより清澄化した。切片を完全に乾燥させ、次に画像化してMMI CellCutレーザーキャプチャーマイクロダイセクションシステムを使用して顕微解剖した。腺房、管、および島を同定し、動物ごと(n=5)に約10〜20個の切片に顕微解剖した。
レーザーキャプチャーマイクロダイセクション
膵臓を8週齢の野生型C57BL/6Jマウスから回収し、直ちにO.C.T.中に包埋し凍結した。各膵臓の断片をPSC単離(下)のために貯蔵した。組織を5μm厚で切断し、固定し、一連のエタノールにより水分補給し、H&Eで染色し、次に一連のエタノールおよびキシレンにより清澄化した。切片を完全に乾燥させ、次に画像化してMMI CellCutレーザーキャプチャーマイクロダイセクションシステムを使用して顕微解剖した。腺房、管、および島を同定し、動物ごと(n=5)に約10〜20個の切片に顕微解剖した。
遺伝子発現解析
上述のレーザーキャプチャーされた試料から、および同じ動物に由来するPSCから、これら細胞のクリーンなレーザーキャプチャーは困難であることが知られているので、密度遠心分離により、qRNAを抽出した。ABI High−Capacity RT Kitを使用して、RNA試料(20ng)を逆転写した。低収量のため、次にcDNA試料をTaqman PreAmp Master Mix Kit(Life Technologies)を製造者の指示に従い使用し、適切なプライマー対を使用した事前増幅にかけ、続いてプライマーオリゴヌクレオチドをExoI(NEB)で消化した。次に、事前増幅されたcDNAを、Vdrおよび適切な対照遺伝子についてのqRT−PCRのために使用した。
上述のレーザーキャプチャーされた試料から、および同じ動物に由来するPSCから、これら細胞のクリーンなレーザーキャプチャーは困難であることが知られているので、密度遠心分離により、qRNAを抽出した。ABI High−Capacity RT Kitを使用して、RNA試料(20ng)を逆転写した。低収量のため、次にcDNA試料をTaqman PreAmp Master Mix Kit(Life Technologies)を製造者の指示に従い使用し、適切なプライマー対を使用した事前増幅にかけ、続いてプライマーオリゴヌクレオチドをExoI(NEB)で消化した。次に、事前増幅されたcDNAを、Vdrおよび適切な対照遺伝子についてのqRT−PCRのために使用した。
RNA−Seq
試料調製
簡潔に述べると、mRNAを精製し、断片化し、第1の、次に第2の鎖のcDNA合成のために使用し、続いて3’末端をアデニル化した。独自のアダプターに試料をライゲーションし、PCR増幅にかけた。次に、2100 BioAnalyzer(Agilent)を使用してライブラリーを検証し、正規化し、配列決定のためにプールした。ヒト正常およびがん関連PSCを、Illumina GAIIプラットフォーム上で41bpのリード長で配列決定し、一方でマウスPSCおよびヒトMiaPaCa−2細胞を、バーコード化多重化および51bpのリード長を使用してIllumina HiSeq 2000上で配列決定した。
試料調製
簡潔に述べると、mRNAを精製し、断片化し、第1の、次に第2の鎖のcDNA合成のために使用し、続いて3’末端をアデニル化した。独自のアダプターに試料をライゲーションし、PCR増幅にかけた。次に、2100 BioAnalyzer(Agilent)を使用してライブラリーを検証し、正規化し、配列決定のためにプールした。ヒト正常およびがん関連PSCを、Illumina GAIIプラットフォーム上で41bpのリード長で配列決定し、一方でマウスPSCおよびヒトMiaPaCa−2細胞を、バーコード化多重化および51bpのリード長を使用してIllumina HiSeq 2000上で配列決定した。
データ解析
TopHat2 v2.0.4を使用して、初期マッピングのために25bp 5’セグメントシード(25 bp 5’ segment seed)を使用して、リードアラインメントおよびジャンクションマッピングを遂行し、続いてCuffdiff v2.0.2を使用して差次的遺伝子発現解析を行い、リードを参照ゲノムアノテーション、NCBIマウスbuild 37.2およびヒトbuild 37.2にマッピングした(Trapnellら、2012年)。複製試料ごとの配列決定リード収量の中央値は、MiaPaCa−2細胞が49.2M、マウスPSCが25.4M、ヒトPSCが53.8Mだった。データは、マッピングされた100万個の断片あたりのエクソンの1キロベースあたりの断片(fragments per kilobase of exon per million fragments mapped:FPKM)として表現した。Cuffdiff出力からCummeRbund v2.0.0を使用してボルケーノプロットを生成した(Trapnellら、2012年)。
TopHat2 v2.0.4を使用して、初期マッピングのために25bp 5’セグメントシード(25 bp 5’ segment seed)を使用して、リードアラインメントおよびジャンクションマッピングを遂行し、続いてCuffdiff v2.0.2を使用して差次的遺伝子発現解析を行い、リードを参照ゲノムアノテーション、NCBIマウスbuild 37.2およびヒトbuild 37.2にマッピングした(Trapnellら、2012年)。複製試料ごとの配列決定リード収量の中央値は、MiaPaCa−2細胞が49.2M、マウスPSCが25.4M、ヒトPSCが53.8Mだった。データは、マッピングされた100万個の断片あたりのエクソンの1キロベースあたりの断片(fragments per kilobase of exon per million fragments mapped:FPKM)として表現した。Cuffdiff出力からCummeRbund v2.0.0を使用してボルケーノプロットを生成した(Trapnellら、2012年)。
薬物調製
Sigma−Aldrichからセルレインを購入し、無菌生理食塩水中に10μg/mlで再懸濁させ、−20℃で6ヶ月まで貯蔵した。カルシポトリオール(Tocris)を濃縮保存溶液として100mMでDMSO中に再懸濁させ、次に無菌生理食塩水中で20μMまで希釈した。カルシポトリオールの希釈アリコートを、光から保護して6ヶ月まで−20℃で貯蔵した。ゲムシタビン(Gemzar、Eli Lilly)を無菌生理食塩水中に5mg/ml dFdCで再懸濁させ、室温で貯蔵した。
Sigma−Aldrichからセルレインを購入し、無菌生理食塩水中に10μg/mlで再懸濁させ、−20℃で6ヶ月まで貯蔵した。カルシポトリオール(Tocris)を濃縮保存溶液として100mMでDMSO中に再懸濁させ、次に無菌生理食塩水中で20μMまで希釈した。カルシポトリオールの希釈アリコートを、光から保護して6ヶ月まで−20℃で貯蔵した。ゲムシタビン(Gemzar、Eli Lilly)を無菌生理食塩水中に5mg/ml dFdCで再懸濁させ、室温で貯蔵した。
慢性膵炎モデル
8週齢で始めて野生型C57BL6/Jマウスにおいて慢性膵炎を誘導した。コホートごとに10匹の動物が、生理食塩水、50μg/kgセルレイン、またはセルレイン+40μg/kgカルシポトリオールの腹腔内注射を受けた。セルレイン注射は、1時間ごとの6回の注射を1週間に2回、12週間投与し、最終セルレイン注射の1週間後に解析したが、これは以前の研究から適合させたものである(Sahら、2013年;Treiberら、2011年;Yooら、2005年)。慢性膵炎研究の期間中、カルシポトリオール注射を1週間に3回投与した。急性膵炎研究については、8週齢野生型またはVdr−/−マウスが、毎日単回の40μg/kgカルシポトリオールの注射ありまたはなしで、1時間ごとに6回の50μg/kgセルレインの腹腔内注射を、1日目、3日目、および5日目に受けた。マウスを6日目に屠殺した。剖検において、膵臓を回収し、PSC単離のため上述の通り消化し、または本明細書に記載の組織学的解析のために調製した。
8週齢で始めて野生型C57BL6/Jマウスにおいて慢性膵炎を誘導した。コホートごとに10匹の動物が、生理食塩水、50μg/kgセルレイン、またはセルレイン+40μg/kgカルシポトリオールの腹腔内注射を受けた。セルレイン注射は、1時間ごとの6回の注射を1週間に2回、12週間投与し、最終セルレイン注射の1週間後に解析したが、これは以前の研究から適合させたものである(Sahら、2013年;Treiberら、2011年;Yooら、2005年)。慢性膵炎研究の期間中、カルシポトリオール注射を1週間に3回投与した。急性膵炎研究については、8週齢野生型またはVdr−/−マウスが、毎日単回の40μg/kgカルシポトリオールの注射ありまたはなしで、1時間ごとに6回の50μg/kgセルレインの腹腔内注射を、1日目、3日目、および5日目に受けた。マウスを6日目に屠殺した。剖検において、膵臓を回収し、PSC単離のため上述の通り消化し、または本明細書に記載の組織学的解析のために調製した。
マッソン三色染色
ホルマリン固定、パラフィン包埋組織を5μm切片へと切断し、マッソン三色染色キット(IMED Inc.)を製造者のプロトコールに従い使用して染色した。線維性領域の定量のため、マルチスペクトル画像化を実施し、Nuance 3.0.1.2ソフトウェアを使用してアニリンブルー陽性領域を決定して定量した。試料ごとに6つの独立のフィールドをキャプチャーした。
ホルマリン固定、パラフィン包埋組織を5μm切片へと切断し、マッソン三色染色キット(IMED Inc.)を製造者のプロトコールに従い使用して染色した。線維性領域の定量のため、マルチスペクトル画像化を実施し、Nuance 3.0.1.2ソフトウェアを使用してアニリンブルー陽性領域を決定して定量した。試料ごとに6つの独立のフィールドをキャプチャーした。
シリウスレッド染色
組織学的切片をホルマリン固定組織から7μm厚で切断し、シリウスレッド/ファストグリーン染色(Chondrex)を製造者の指示に従い実施した。画像を得て、Nuance 3.0.1.2ソフトウェアを使用してシリウスレッド陽性領域の定量を実施した。試料ごとに6つの独立のフィールドをキャプチャーした。
組織学的切片をホルマリン固定組織から7μm厚で切断し、シリウスレッド/ファストグリーン染色(Chondrex)を製造者の指示に従い実施した。画像を得て、Nuance 3.0.1.2ソフトウェアを使用してシリウスレッド陽性領域の定量を実施した。試料ごとに6つの独立のフィールドをキャプチャーした。
イムノブロッティング
全細胞抽出物を、1%Triton X−100、プロテアーゼインヒビターカクテル(Roche)、およびPhosSTOPホスファターゼインヒビターカクテル(Roche)を含有する溶解緩衝液中で調製した。以前に記述された通りイムノブロッティングを実施した(Shermanら、2010年)。使用された一次抗体には、ホスホSTAT3(Tyr705)1:1000(Cell Signaling Technology)、VDR D−6 1:1000(Santa Cruz Biotechnology)、およびアクチン1:5000(Sigma)が含まれた。抗ウサギIgG−HRPを二次抗体1:5000として使用した(Jackson Immunoresearch)。
全細胞抽出物を、1%Triton X−100、プロテアーゼインヒビターカクテル(Roche)、およびPhosSTOPホスファターゼインヒビターカクテル(Roche)を含有する溶解緩衝液中で調製した。以前に記述された通りイムノブロッティングを実施した(Shermanら、2010年)。使用された一次抗体には、ホスホSTAT3(Tyr705)1:1000(Cell Signaling Technology)、VDR D−6 1:1000(Santa Cruz Biotechnology)、およびアクチン1:5000(Sigma)が含まれた。抗ウサギIgG−HRPを二次抗体1:5000として使用した(Jackson Immunoresearch)。
クロマチン免疫沈降
クロマチン免疫沈降のためにhPSC細胞株を利用したが、これは以前に記述されている(Barishら、2010年)。簡潔に述べると、細胞を1%ホルムアルデヒド中で固定し、核を単離し、1%SDS、10mM EDTA、50mM Tris−HCl pH8.0、およびプロテアーゼインヒビターを含有する緩衝液中で溶解させ、Diagenode Bioruptorで200〜1000塩基対のクロマチン断片サイズへと剪断した。クロマチンをVDR(C−20、Santa Cruz Biotechnology)、SMAD3(Abcam)、またはウサギIgG(Santa Cruz Biotechnology)に対する抗体で免疫沈降させた。
クロマチン免疫沈降のためにhPSC細胞株を利用したが、これは以前に記述されている(Barishら、2010年)。簡潔に述べると、細胞を1%ホルムアルデヒド中で固定し、核を単離し、1%SDS、10mM EDTA、50mM Tris−HCl pH8.0、およびプロテアーゼインヒビターを含有する緩衝液中で溶解させ、Diagenode Bioruptorで200〜1000塩基対のクロマチン断片サイズへと剪断した。クロマチンをVDR(C−20、Santa Cruz Biotechnology)、SMAD3(Abcam)、またはウサギIgG(Santa Cruz Biotechnology)に対する抗体で免疫沈降させた。
(実施例2)
PSCにおけるがん関連遺伝子シグネチャーの同定
PSCにおけるがん関連変化を特徴付けるため、PSCトランスクリプトームの超並列配列決定(RNA−Seq)を活性化の様々な段階で実施した。培養物中の初代PSCの進行性活性化(Omaryら、2007年)を用いて、健常マウス膵臓から単離された活性化前(3日培養)および活性化(7日培養)PSCのトランスクリプトームを解析した(図1Aおよび図2A〜図2C)。この解析は、活性化中にPSCが、脂質貯蔵および脂質代謝に関わる遺伝子の発現を減少させることを明らかにしたが、これは、静止状態と関連する脂肪滴表現型の喪失と一致する。活性化はまた、サイトカイン、増殖因子、ECM成分およびシグナル伝達分子、例えばWntを含む、腫瘍支持能(tumor−supporting potential)と以前に関連付けられていた一群の遺伝子の発現の増加をもたらした。炎症遺伝子の同時誘導を特に目的とした。なぜなら、間質によるサイトカイン誘導は、パラクリン的に膵臓がんの開始および進行を促進することが示されてきたからである(Fukudaら、2011年;Lesinaら、2011年)。
PSCにおけるがん関連遺伝子シグネチャーの同定
PSCにおけるがん関連変化を特徴付けるため、PSCトランスクリプトームの超並列配列決定(RNA−Seq)を活性化の様々な段階で実施した。培養物中の初代PSCの進行性活性化(Omaryら、2007年)を用いて、健常マウス膵臓から単離された活性化前(3日培養)および活性化(7日培養)PSCのトランスクリプトームを解析した(図1Aおよび図2A〜図2C)。この解析は、活性化中にPSCが、脂質貯蔵および脂質代謝に関わる遺伝子の発現を減少させることを明らかにしたが、これは、静止状態と関連する脂肪滴表現型の喪失と一致する。活性化はまた、サイトカイン、増殖因子、ECM成分およびシグナル伝達分子、例えばWntを含む、腫瘍支持能(tumor−supporting potential)と以前に関連付けられていた一群の遺伝子の発現の増加をもたらした。炎症遺伝子の同時誘導を特に目的とした。なぜなら、間質によるサイトカイン誘導は、パラクリン的に膵臓がんの開始および進行を促進することが示されてきたからである(Fukudaら、2011年;Lesinaら、2011年)。
培養物における分化転換により生じるPSC「活性化シグネチャー(activation signature)」に加えて、PSC「がんシグネチャー(cancer signature)」を解析し、がん関連PSC表現型をさらに定義した。PDAを有する患者から単離されたヒトPSC(CAPSC)または良性状態について切除を受けている患者から単離されたヒトPSCもまた、トランスクリプトーム解析を受けた(図1B)。これらのヒトPSCを、15日間培養(したがって培養活性化)し、適切な収量および純度を達成した。活性化非がん関連PSCとがん関連PSCとのこの比較は、腫瘍微小環境への曝露により生じる活性化表現型への変化を明らかにする。活性化シグネチャーおよびがんシグネチャーの両方が、PDAにおける不良な生存度および化学療法抵抗性を予測する、以前に同定された間質シグネチャー(stromal signature)からの遺伝子クラスを含む(Garrido−Lagunaら、2011年)。加えて、脂質貯蔵遺伝子、例えば脂肪酸結合タンパク質は、両方のシグネチャーにおいて下方制御され、コレステロール生合成および取込み経路に関わる遺伝子の発現の増加を伴ったが、これは増殖能の増加と一致する。特に間質領域内での乏しい血液供給およびPDAの重度の無血管性を鑑みると、負の血管新生調節因子の相互誘導および血管新生誘導因子の抑制は好ましいものである(図1C)。特に、よく記述されている強力な血管新生の内因性インヒビターであり、固形腫瘍のマーカーであるトロンボスポンジン−1(Thbs1)(Lawler、2002年)の誘導が観察された。両方の遺伝子シグネチャーが、ECM成分、細胞接着分子、炎症媒介因子、パラクリン増殖および生存因子、脂質/コレステロール代謝に関わる遺伝子ならびにシグナル伝達のモジュレーターを含む。
(実施例3)
VDRはPSC活性化ネットワークを調節する
これらの解析はまた、PSCが予想外にも、以前は膵外分泌部では発現しないと考えられていた(Zeitzら、2003年)高レベルのビタミンD受容体(vitamin D receptor:VDR)を発現することを明らかにした(図1D、図1E、図2Dおよび図2E)。がん関連PSCにおけるVDR発現を維持した(図1F)。密接に関連する肝星細胞において線維形成遺伝子ネットワークの重要な調節因子としてVDRが関わる先行研究に照らして(Dingら、2013年)、また1,25(OH)2D3およびその類似体の確立された抗炎症性(Cantornaら、1996年、1998年;Cantornaら、2000年;Maら、2006年;Nagpalら、2005年;Deebら、2007年)作用により、このドラッガブル(druggable)受容体を試験した。本研究とまた密接な関係があるのは、血漿ビタミンDレベルと膵臓がんリスクとの間の強い逆相関(Wolpinら、2012年)であり、これは説明されないまま残っている関係性である。さらに、ビタミンD欠乏症が慢性膵炎と関連付けられてきた(Mannら、2003年)。
VDRはPSC活性化ネットワークを調節する
これらの解析はまた、PSCが予想外にも、以前は膵外分泌部では発現しないと考えられていた(Zeitzら、2003年)高レベルのビタミンD受容体(vitamin D receptor:VDR)を発現することを明らかにした(図1D、図1E、図2Dおよび図2E)。がん関連PSCにおけるVDR発現を維持した(図1F)。密接に関連する肝星細胞において線維形成遺伝子ネットワークの重要な調節因子としてVDRが関わる先行研究に照らして(Dingら、2013年)、また1,25(OH)2D3およびその類似体の確立された抗炎症性(Cantornaら、1996年、1998年;Cantornaら、2000年;Maら、2006年;Nagpalら、2005年;Deebら、2007年)作用により、このドラッガブル(druggable)受容体を試験した。本研究とまた密接な関係があるのは、血漿ビタミンDレベルと膵臓がんリスクとの間の強い逆相関(Wolpinら、2012年)であり、これは説明されないまま残っている関係性である。さらに、ビタミンD欠乏症が慢性膵炎と関連付けられてきた(Mannら、2003年)。
強力で非高カルシウム血性のビタミンD類似体であるカルシポトリオール(Cal)を使用してVDR誘導を制御した(Naveh−ManyおよびSilver、1993年)。手術後CAPSCには一切存在しない一方で、驚くべきことに、Cal処置は、19/27の一次患者試料において脂肪滴形成を誘導し(図3Aおよび4A)、24/27の患者試料においてαSMA(ACTA2)の発現を減少させた(図3B)のであり、これは静止状態の復帰と一致する。
PSCにおけるVDR活性化のゲノム規模の効果を評価するため、VDRリガンドの存在または非存在下で増殖させた活性化前および活性化PSCのトランスクリプトーム解析を実施した。Cal処置は活性化前PSCにおける遺伝子発現に影響した(307個および431個の遺伝子の発現のそれぞれ有意な増加および減少)一方で、VDR活性化は、活性化PSCにおいてより広範な転写応答を有していた(664個および1616個の遺伝子のそれぞれ有意な発現の増加および減少)。PSCにおける活性化およびがんシグネチャーのCal依存性阻害が観察され(図3C、表3)、これは、血管新生の負の調節因子、例えばThbs1の抑制および血管新生の正の調節因子、例えばMmp9の誘導を含んでいた(Bergersら、2000年)(図3D)。
VDR活性化がPSC活性化をin vivoで減少させたかどうかを決定するため、本発明者らはコレシストキニン類似体であるセルレインを使用して野生型マウスにおいて実験的慢性膵炎を誘導し(Willemerら、1992年)、疾患進行を通じてCalを同時投与した。セルレインのみを受けたマウスと比較して、Cal処置動物は、炎症および線維症の減弱を示したが、これはPSC活性化の減少と一致する(図5Aおよび図5B)。活性化およびがんシグネチャー遺伝子の発現は、対照と比較して、Calで処置されたマウスから単離されたPSCにおいて減少した(図6A)。ECM成分、炎症性サイトカインおよび増殖因子を含む、腫瘍微小環境において機能的に重要な活性化シグネチャー遺伝子において、減少が観察された。加えて、細胞の運動性と関連付けられるActa2発現が下降傾向だった。さらに、Cal処置マウスにおいて、ホスホStat3の誘導の減少が観察され(図6B)、これは間質からの炎症性シグナル伝達の減少と一致する。特に、Stat3活性化は、炎症性傷害とPDAの開始との間の機構的関係として確立されてきた(Fukudaら、2011年;Lesinaら、2011年)。
野生型マウスにおける急性膵炎中のCal処置は、PSC遺伝子発現における活性化関連変化を同様に損なわせ(図3C)、白血球浸潤および線維症を減少させた(図3Dおよび図3E)。Cal処置時のPSC活性化の印象的な阻害を鑑みると、PSC状態は、機能的VDRを欠損するマウスにおいて決定される。驚くべきことに、Vdr−/−マウスからの膵臓は、自発的な腺房周囲および管周囲の線維症を示し(図5C)、PSC活性化と対立するVDRの役割をさらに支持した。この着想と一致して、PSC遺伝子発現における活性化関連変化は、Vdr−/−マウスにおけるセルレイン誘導急性膵炎において増大し(図6F)、線維症の増加を伴った(図6G)。さらに、Vdr−/−マウスからの培養活性化PSCのCal処置は、観察された遺伝子変化のVDR依存性を実証した(図6H)。
合わせて、これらの結果は、VDRがPSC活性化プログラムの主たるゲノム調節因子として作用し、リガンドによるVDR誘導が、in vitroおよびin vivoの両方において静止状態であるPSC状態を回復および促進することを示す。
(実施例4)
間質性VDR活性化は、腫瘍支持シグナル伝達事象を阻害する
PSCにおけるVDR活性化が腫瘍細胞とのクロストークに与える影響が決定された。CAPSCは一貫してVDRを発現し、リガンドに応答した一方で、膵臓がん細胞株は、様々なVDR発現を示し、典型的にはVDR活性が低かった(図7Aおよび図7B)。これはまた、ヒトPDA試料において観察された(図7C)。
間質性VDR活性化は、腫瘍支持シグナル伝達事象を阻害する
PSCにおけるVDR活性化が腫瘍細胞とのクロストークに与える影響が決定された。CAPSCは一貫してVDRを発現し、リガンドに応答した一方で、膵臓がん細胞株は、様々なVDR発現を示し、典型的にはVDR活性が低かった(図7Aおよび図7B)。これはまた、ヒトPDA試料において観察された(図7C)。
上皮コンパートメントに対する間質性VDR活性化の貢献を具体的に評価するため、きわめて低いVDR発現を有しVDRリガンドに対する有意な応答を有しない、MiaPaCa−2細胞株に対するCAPSC由来分泌因子の効果を試験した(図7Aおよび図7B)。初代CAPSCをコンフルエンシーまで増殖させ、培養の最後の48時間、Calの存在または非存在下で培養した。次に、CAPSC馴化培地(CM)をこれらの培養物から回収し、MiaPaCa−2細胞に48時間移した。CAPSC CM中でインキュベートされたMiaPaCa−2細胞における遺伝子発現のボルケーノプロット解析は、広範な変化を明らかにし(中央パネル)、これはCal処置CAPSCからのCMが使用されたときに大きく妨害された(右パネル)(図8A)。CAPSC CMは、増殖(表4)、生存、上皮間葉移行、および化学療法抵抗性に関わる、上皮細胞における遺伝子発現変化を誘導した。
これらの結果は、PSCにおけるVDR活性化が、腫瘍支持PSCセクレトームを負に調節することを実証する。
(実施例5)
VDRリガンド+ゲムシタビンは、in vivoでPDAに対する有効性を示す
上の結果は、ヒトPDAの処置における単剤「ビタミンD療法」の見かけ上の失敗は、間質のみの処置が、治療上の利益を達成するには不十分であり得ることを反映しているかもしれないことを示す。加えて、腫瘍を直接標的化する薬剤は、腫瘍の低血管分布と関連付けられる内因性の化学療法抵抗性により、限定的な影響しか有さないことがあり得る。PSC標的化療法の主な目的は、腫瘍−間質クロストークの阻害を、細胞毒性(または免疫性)剤の有効性を増強するために活用することであり、これはゲムシタビンの場合には、標準的治療であるとはいえ、PDA患者に対して最小限(1.5ヶ月)の利益しか与えない(Burrisら、1997年)。
VDRリガンド+ゲムシタビンは、in vivoでPDAに対する有効性を示す
上の結果は、ヒトPDAの処置における単剤「ビタミンD療法」の見かけ上の失敗は、間質のみの処置が、治療上の利益を達成するには不十分であり得ることを反映しているかもしれないことを示す。加えて、腫瘍を直接標的化する薬剤は、腫瘍の低血管分布と関連付けられる内因性の化学療法抵抗性により、限定的な影響しか有さないことがあり得る。PSC標的化療法の主な目的は、腫瘍−間質クロストークの阻害を、細胞毒性(または免疫性)剤の有効性を増強するために活用することであり、これはゲムシタビンの場合には、標準的治療であるとはいえ、PDA患者に対して最小限(1.5ヶ月)の利益しか与えない(Burrisら、1997年)。
ビタミンD併用療法の可能性を実証するため、免疫応答性宿主を利用する同所同種移植モデルにおけるCal処置を試験した(Collissonら、2012年)。移植のための腫瘍細胞は、内因性変異体Krasを条件的に発現し、膵臓におけるp53を欠損し(Bardeesyら、2006年)、低レベルのVdrを発現するマウスに由来した(図9Aおよび図9B)。2つの他のマウスPDA由来細胞株も同様に、低VDR発現および活性を実証した(図9Aおよび図9B)。これは、観察された治療効果がいずれも、宿主由来間質性VDR活性化により生じた可能性が高いことを示すが、上皮コンパートメントからのある程度の貢献は排除されない。PDAの移植モデルにおける間質性反応が、自発的KPC(LSL−KrasG12D/+、LSL−Trp53R172H/+、Pdx−1−Cre)モデル(Hingoraniら、2005年;Oliveら、2009年)と比較して抑えられているとはいえ、Col1a1、Col1a2、およびActa2の測定可能なPSC活性化が、同種移植レシピエントにおいて線維症を伴って観察された(図9Cおよび図9D)。Cal処置は、移植マウスにおける間質性活性化および線維症を減少させた(図9E)。移植モデルはゲムシタビンに対して応答性であるとはいえ、ゲムシタビンで処置したマウスを、ゲムシタビンとCalとの組合せで処置したものと比較した。重要なことに、併用療法レシピエントにおいて、PSC活性化について観察されたシグネチャーから、増殖の阻害ならびに間質性および上皮性遺伝子の発現に関して、ゲムシタビン応答性の明確な改善が観察された(図9Fおよび図9G)。
ゲムシタビン+Cal併用療法の有効性を、ゲムシタビンの取込みおよび応答が乏しいヒトPDAを再現したKPCモデルにおいて試験した(Oliveら、2009年)。併用療法は、約70%のマウスにおいて観察された一過性または持続性腫瘍退縮とともに腫瘍体積を有意に減少させた(図10Aおよび図11A)。間質性リモデリングの誘導と一致して、対照と比較して併用療法を受けたマウスにおいて、腫瘍関連線維症の減少が観察された(図10B)。さらに、併用処置マウスは、PSC活性化と関連する間質性および上皮性遺伝子シグネチャーからの有意に改変された遺伝子の発現を実証した(図10C)。
PSC活性化遺伝子の発現の減少および静止状態マーカーFabp4の誘導は、腫瘍関連PSCが、活性化状態から静止状態へとシフトしていることを示す。薬物処置レジメンに対する個々の遺伝子の観察された感受性の違いは、in vivoでの間質−腫瘍パラクリンシグナル伝達に対する特異的な摂動の結果であり得る。
併用療法はまた、ゲムシタビンのみと比較して併用療法を受けたマウスにおいて、ゲムシタビンの腫瘍内濃度および有効性を増加させ(図10Dおよび図11B)、ゲムシタビンの活性代謝物であるdFdCTPの濃度中央値において約500%の上昇があった。ゲムシタビン分解酵素であるシチジンデアミナーゼ(cytidine deaminase:Cda)または律速デオキシシチジンキナーゼ(deoxycytidine kinase:dCK)の発現レベルの薬物誘導変化は観察されなかった(図12A)が、アロステリック効果があり得る。dFdCTPの増加は、アポトーシスマーカーCC3の陽性の増加を伴ったが、これは化学療法有効性の改善を示す(図10E)。
さらに、併用療法により腫瘍内脈管構造は有意に増加したが、これはCD31陽性および見かけ上の血管開通の増加により証明された(図12Bおよび図12C)。腫瘍切片の免疫組織化学的解析は、PDAを特徴付ける崩壊した血管ネットワークが、併用療法後に顕著に再活性化したことを示したが、これは腫瘍内ゲムシタビン濃度が薬物送達の改善により増加したことを示す。Calとゲムシタビンとの組合せが治療有効性を顕著に改善した一方で、CalはKPCモデルにおいて単剤として測定可能な有益な効果を示さなかった(図13)。
(実施例6)
切除可能な膵臓がんにおける微小環境を標的化するネオアジュバントであるパリカルシトールの無作為化フェーズII/薬力学的/ゲノム研究
本実施例は、従来化学療法または免疫療法に対して抵抗性であったがんを処置するために、VDRアゴニストを化学療法剤と組み合わせる相乗効果を実証するために使用される方法を記述する。膵臓がんのための特定のVDRアゴニストおよび化学療法剤が開示されるとはいえ、当業者は、特定のがん、例えば肺、腎臓、前立腺、胆管または肝臓のがんのために他のVDRアゴニストを他の化学療法または生物製剤療法(例えば、それぞれについて既知の投与量および投与様式を使用すること)と組み合わせることができることを認識する。
切除可能な膵臓がんにおける微小環境を標的化するネオアジュバントであるパリカルシトールの無作為化フェーズII/薬力学的/ゲノム研究
本実施例は、従来化学療法または免疫療法に対して抵抗性であったがんを処置するために、VDRアゴニストを化学療法剤と組み合わせる相乗効果を実証するために使用される方法を記述する。膵臓がんのための特定のVDRアゴニストおよび化学療法剤が開示されるとはいえ、当業者は、特定のがん、例えば肺、腎臓、前立腺、胆管または肝臓のがんのために他のVDRアゴニストを他の化学療法または生物製剤療法(例えば、それぞれについて既知の投与量および投与様式を使用すること)と組み合わせることができることを認識する。
切除可能な膵臓がんの手術前に、パリカルシトールを伴うまたは伴わない1サイクルのゲムシタビン/アブラキサンで処置された患者の腫瘍におけるVDR転写経路を標的化することの効果を、細胞マーカーおよび画像化マーカーの評価を通じて決定できる。これらの方法はまた、切除可能な膵臓がんにおける原発腫瘍におけるネオアジュバント化学療法に対する腫瘍応答について、パリカルシトールを伴うまたは伴わないゲムシタビン/アブラキサンの効果を決定し、VDRに調節された膵星細胞遺伝子発現プログラムに対するパリカルシトールの効果を同定し、このネオアジュバントアプローチの安全性を決定し、パリカルシトール処置患者における内皮細胞機能および酸化ストレスの循環するマーカーを解析するために実施された。
アブラキサン(nab−パクリタキセル)は、ヒト血清アルブミンで安定化されたナノ粒子パクリタキセルのクレモフォール非含有製剤である(130nm粒子)。この薬物は、gp60アルブミン受容体媒介性内皮トランスサイトーシスを通じて腫瘍浸透の増強を達成し、これは血管内皮の通過を可能にし、活性パクリタキセルを腫瘍に利用可能とする。さらなる薬力学的検討事項は、アルブミン足場がまた、腫瘍関連タンパク質であるSPARCと結合することであり、これは腫瘍組織におけるこの分子の局在化をさらに増強し得る。予備データは、SPARC発現腫瘍がアブラキサンに対してより良好な応答を有し得ることを示唆する。ゲムシタビン/アブラキサンのフェーズII治験において、58人の評価可能患者のなかで、23の部分応答があり(40%)、同数の患者が4ヶ月またはそれ超の安定病態(stable disease:SD)を有し、生存中央値は10.3ヶ月だった(Von Hoffら、J Clin Oncol. 2011年;29巻:4548〜54頁)。毒性は一般に十分に耐容性を示したが、ゲムシタビンのみで予期されたよりも大きかった。投薬遅延は主に、血液/骨髄処置に関連するAE(ほとんどの場合好中球)による。処置関連AEによるnab−パクリタキセル投薬中断はなかったが、ゲムシタビンについて投薬中断が2例あった(皮膚科/皮膚:注射部位反応)。また、2人の患者で、血液/骨髄(好中球および血小板)と関連する、全部で3回の処置関連AEがあり、それにより用量低減をもたらし、2つの処置関連AEは投薬中止をもたらした(消化管:下痢および感染:全身性)。処置中に発生した3つのAEがあって死亡した(肺感染、全身感染、および消化管閉塞)が、全身感染のみが処置関連とみなされた。ゲムシタビンと組み合わせてnab−パクリタキセルで処置された患者は一定レベルの骨髄抑制があり、これはタキサンでの処置後に予期されるものと一致する(Von Hoffら、J Clin Oncol. 2011年;29巻:4548〜54頁)。
ネオアジュバント設定は、標的化がん療法の重要問題に取り組むために、臨床的結果および発展した組織バイオマーカーを組み合わせる枠組みを提供する。選択された固形腫瘍、他の上皮がんと同様に膵臓がんにおける標的療法により提供される発展にも関わらず、過去10年の進歩はささやかなものだった。1つの発展は、手術後ではなく手術前の全身療法および放射線療法の適用においてだった。このネオアジュバントアプローチの利点は多く、以下が含まれる。すなわち、通常は全身性(すなわち局所性でない)疾患であるものの、より早期の全身療法;より多くの患者が療法の全用量および期間を受けることを可能にする、手術後設定においてよりも良好な化学療法および化学放射線治療の耐容性;組織平面が手術により破壊されていないときの、より小さな放射線照射野(radiation field);外科的切除を容易にする原発腫瘍の収縮;ならびに、手術により利益を受ける患者の損失がないこと、すなわち潜在的に手術可能な患者を手術不能にするこのフェーズ中の進行がないこと。ネオアジュバント療法は現在、肺、乳房、消化管、頭頸部、泌尿器、および婦人科由来の局所進行がんにおいて広く使用されている。
この治験において、膵臓がんの初期療法における、星状細胞におけるVDR活性化の効果の解析が実施される。腎臓透析を受けている患者におけるカルシウムおよびビタミンD恒常性の管理における10年にわたるその広範な使用に基づいて、パリカルシトール(25μg)用量が選択された。パリカルシトールは、化学的には19−ノル−1α,3β,25−トリヒドロキシ−9,10−セコエルゴスタ−5(Z),7(E),22(E)−トリエンと表され、高カルシウム血症活性をほとんど有しない非代謝性ビタミンD類似体である。かかるものとしてそれは、星状細胞における所望の転写変化を実現する良好な例示的化合物である。パリカルシトールの推奨される開始用量は、0.04μg/kg(または1回用量あたり約3μg)であるが、15〜30μgの1週あたりの総用量が、安全性の懸念なく文献において報告されており(Izquierdoら、BMC nephrology、13巻:159頁、2012年;Kettelerら、Nephrol Dial Transplant.27巻(8号):3270〜8頁、2012年;Tonbulら、Ren Fail.34巻(3号):297〜303頁、2012年)、乳がん患者におけるタキソールと組み合わせた治験は、1日あたり7μgまでを12週間与えた(Lawrenceら、Cancer Biol Ther、14巻:476〜80頁、2013年)。したがって、週3回のIVスケジュール(膵臓がん患者における経口吸収に関する懸念を鑑みて)が、10μgの均一用量で提供される。600人超の患者を含む詳細な集団薬物動態解析は、1.75l/hの平均血漿クリアランス、ならびに処置の最初の30日における安定的なリンおよびカルシウムレベルを示した(Noertersheuserら、J Clin Pharmacol.52巻(8号):1162〜73頁、2012年)。この解析は、ここで選択された用量およびスケジュール、ならびに毎週の電解質モニタリングのスケジュールに支持を与える。
この研究において、手術前日までビタミンD調製物を継続しつつ、処置前化学療法(1サイクル、4週)単独または静脈内パリカルシトール週3回との組合せが解析される。このアプローチは療法の完了時に評価され、成功は90%超の患者が手術を受けることにより定義される。主たる目的であるエンドポイントは、腫瘍に対する効果であり、すなわち、検査された以前の腫瘍と比較して、線維症(定性的、免疫組織化学による)、または腫瘍細胞の外観もしくは割合、または浸潤性リンパ球の差の証拠があるかどうかである。パリカルシトール処置腫瘍においてVDR調節シグネチャーを検出することを目的として、星状細胞は遺伝子発現プロファイリングのために顕微解剖される。星状細胞は、腫瘍断片から培養され、ゲノム的および機能的に解析される。間隔を置いて免疫学的評価および炎症評価を実施できる。
患者は登録時、以前に未処置の、見かけ上切除可能な膵臓の腺癌を有する。がんを有すると考えられ、その手術が必要とされる少数の患者は、腺癌を有しないと判明するかもしれず(これらの患者は、増加全体の目的(total accrual goal)のために置き換えられるが、可能であれば、本研究のエンドポイントのために原発腫瘍の試料が得られる)、または、切除不能性について以前には認識されていなかった基準を有するかもしれない(これらの患者は、進行の非存在下でゲムシタビン/アブラキサン/パリカルシトールでの処置が継続され、その転帰が記録される)ことが認識される。患者は18歳またはそれ超であり、0〜2のECOG一般状態を有する。
療法は以下の通り投与される。
療法は以下の通り投与される。
患者は、10μgで週3回の静脈内パリカルシトールでの処置を開始する。用量漸増はないと考えられるが、50%の用量減少を要するであろうカルシウムまたはリンの増加を検出するため、毒性を毎週モニタリングできる(カルシウムについて>11.5、正常に戻るまで療法を停止する)。
用量制限毒性(Dose Limiting Toxicities)は、本研究の最初の4週中に生じる毒性により定義される。DLTは、最適な制吐療法で処置されなかった悪心および嘔吐を除いて、処置関連である可能性が高いと研究者により判断されるグレード3またはそれ超の任意の非血液学的AEとみなされる。以下の血液毒性は、いずれも第1のサイクルで生じる場合にはDLTとみなされる。
1)7日を超えて持続するグレード4の好中球減少症、
2)発熱性好中球減少症、
3)10,000/mm3未満の血小板数。
2)発熱性好中球減少症、
3)10,000/mm3未満の血小板数。
レジメンの耐容性は、患者5人ごとに本治験の研究者と協議した後、毒性の解析により決定される。
患者は、手術前日まで化学療法の2サイクルを通じてゲムシタビン/アブラキサン/パリカルシトールを継続する。手術後の処置は、処置する医師の裁量である。
腫瘍は、手術時に病理部門において切除され、診断の検証後に腫瘍塊の一部が様々な研究室に割り当てられる。試料は、星状細胞単離の詳細な免疫組織化学的染色のため、ならびにCGHおよび配列決定のために割り当てられる。
化学療法の各サイクルの開始2週間以内に得られる慣例的な試験のための全ての研究室測定が許容可能である。
腫瘍サイズおよび療法効果の従来のマーカーに対する効果全体を決定するため、ネオアジュバント化学療法の1サイクル後の画像化により患者を評価できる。腹部/骨盤および胸部(胸部疾患がある場合)のCTまたはMRIを、手術後最初の年は6ヶ月間隔、その後は1年間隔で得る。
NCIのウェブサイト(www.ctep.cancer.gov)上で利用可能なNCI Common Toxicity Criteriaを使用して、毒性をグレード付ける。ゲムシタビン/アブラキサンの組合せについて報告される主な毒性は、好中球減少症、悪心/嘔吐、肝臓酵素の可逆的増加、およびニューロパチーである。ビタミンD調製物について報告される主な毒性は、高カルシウム血症であり、これは毎サイクル試験される。
第2および以降の過程の処置の日における研究上の異常は、処置決定において検討される。研究の適格基準から逸脱する値は、回復が生じる3週までの遅延を引き起こし得る。そのときまでに異常が解消しなかった場合、患者は通常は研究から外されるべきである。例外があってもよい。
以下の表に特定されるように、用量修正は経験された最悪のグレードの毒性に基づくべきである。任意の用量低減が次の全てのサイクルで継続され、したがって、用量低減後の用量の再漸増は認められない。毒性のためゲムシタビンおよびアブラキサンの両方の中止を要する患者は、プロトコール療法を中止し、手術がスケジューリングされる。
ゲムシタビンおよびnab−パクリタキセル
用量除外および修正スケジュールに関する規則
1日目の投薬がない:停止されたまたはなかった投薬が次のサイクルの1日目に与えられる場合、次のサイクルは、第1の用量が実際に患者に投与される日まで開始するとはみなされない(すなわち、1−2−3−休み、X−1−2−3−休み、等)。
用量除外および修正スケジュールに関する規則
1日目の投薬がない:停止されたまたはなかった投薬が次のサイクルの1日目に与えられる場合、次のサイクルは、第1の用量が実際に患者に投与される日まで開始するとはみなされない(すなわち、1−2−3−休み、X−1−2−3−休み、等)。
8日目の投薬がない:プロトコールに従ってサイクルは継続し、1回用量が与えられない(すなわち、1−2−3−休み、1−X−3−休み、1−2−3−休み、等)。カウントおよび化学作用が許す場合には、15日目はサイクルカレンダーに従い投与される。
15日目の投薬がない:その週は休みの週となる。次の投薬(カウントおよび化学作用が許す場合)は、新しいサイクルの1日目となり、患者はx2q3(21日)サイクルを経たものとみなされる(すなわち、1−2−3−休み、1−2−X、1−2−3−休み、等)。
血液毒性および他の非血液毒性のために用量を低減する。用量調整は、最大の毒性度を示す系に従いなされる。NCI CTCAE Version 4.0を使用して、毒性をグレード付ける。
1日目の用量修正
AEまたは血液毒性によりサイクルの最初に用量修正が必要な場合、nab−パクリタキセルおよび/またはゲムシタビンの用量およびスケジュールは、下の表6および表7に詳述する通り調整できる。
AEまたは血液毒性によりサイクルの最初に用量修正が必要な場合、nab−パクリタキセルおよび/またはゲムシタビンの用量およびスケジュールは、下の表6および表7に詳述する通り調整できる。
毒性により処置サイクル内で患者が処置を遅延させなければならない場合、サイクル中に停止された用量は補完されない。処置サイクル内での血液毒性(下の血球数および毒性により表される)による用量修正は、表8に概括される通り調整されるべきである。
発熱患者は、回復(100F未満の体温が>3日間)まで処置を中断され、この障害の標準的実施に従い管理される。医師の裁量でHCQ投薬は継続できる。この状態の解消時、アブラキサンおよびゲムシタビン療法を次の最も低い用量で再開できる。用量修正はまた、サイクル内で表9に特定される通り非血液毒性についてなされてもよい。
他の臨床試験において観察される通り、nab−パクリタキセルと関連する≧グレード3ニューロパチーは、処置の後の方のフェーズ(サイクル6およびその後)で通常は観察される。≧グレード3ニューロパチーが初期の処置サイクルにおいて生じる場合、患者のニューロパチーの素因となる他の因子が存在しているかもしれない(例えば、糖尿病、アルコール消費、併用薬)。最初の6つの処置サイクル中の用量強度を維持するため、これらの素因が存在するときには注意深く検討すべきである。
グレード2または3皮膚毒性を発症する患者は、その用量を、両方の薬物の次のより低い用量レベルに減少させるべきである。患者がこれらの反応を経験し続ける場合、処置を中止すべきである。グレード4皮膚毒性を発症する患者は、処置を中止すべきである。
グレード3粘膜炎または下痢が生じる場合、≦グレード1に解消するまで研究薬物を差し控え、その後、両方の薬物の次のより低い用量レベルで再び行うべきである。グレード4粘膜炎または下痢を発症する患者は、処置を中止すべきである。
好中球数を支持するための増殖因子の使用は、さもなければ好中球減少症によりアブラキサン用量を100mg/m2未満まで低減する必要がある場合、サイクル1後に許容可能である。GCSFもまた、上述の発熱性好中球減少症の場合に、機関の実施に従い治療的投与のために検討されてもよい。
したがって、いくつかの例において、パリカルシトールは5または10μgで週3回、手術前2〜3週間IV投与される。ゲムシタビン/アブラキサンの1サイクルが手術前に与えられ、1〜2週またはそれより長い間隔をカウント回復を可能にするために使用できる。計画された手術の前、およそ28日間にわたり、パリカルシトールを与えることができ、手術前日まで継続できる。なぜなら、この微量栄養素には関係する毒性がないからである。最終投薬は、手術24時間前であり得る(手術が延期された場合、手術前日に至るまで、療法の追加の日数を与えることができる)。手術後には、手術後およそ4〜8週に始まり、患者をゲムシタビン/アブラキサン.パリカルシトールで、全部で3〜5サイクル処置できる。
患者をカルシウム非上昇性ビタミンD類似体(パリカルシトール)で28日間、手術前に与えられるゲムシタビン/アブラキサンの1サイクルとともに、カウント回復を可能にするために1〜2週またはそれより長い間隔で処置した。手術前に有害な臨床的効果は示されなかった(カルシウムレベルの上昇なし)。とりわけ、膵臓腫瘍のためのマーカーとして一般に使用される患者の血清CA19−9レベルは、120U/mLから40U/mLに減少した(正常な非がん患者レベルの範囲は、0〜37U/mLである)。外科的再切開は、腫瘍が正常よりも軽いことを明らかにした。続く組織学的解析は、わずかながん細胞を伴う肉芽腫を明らかにした。マクロファージとして知られている免疫細胞の集合である肉芽腫の存在は、ゲムシタビン/アブラキサンの細胞毒性の有効性を増加させるのに加えて、この治療アプローチがまた、多くの場合膵臓がんにおいてブロッキングされる免疫応答を達成したことを示す。これらの結果は、膵臓がんを処置するための新規で効果的な治療経路を記述する。
Claims (23)
- C−X−Cモチーフリガンド12(CXCL12)の生物学的活性を低減する方法であって、CXCL12を発現する星状細胞を、治療有効量の1つまたは複数のビタミンD受容体(VDR)アゴニストと接触させ、それによりCXCL12の前記生物学的活性を低減するステップを含む、方法。
- CXCL12の前記生物学的活性が、CXCL12核酸発現、CXCL12タンパク質発現、前記星状細胞によるCXCL12タンパク質分泌、CXCL12タンパク質安定性、腫瘍細胞に対するCXCL12結合、腫瘍細胞におけるCXCR4シグナル伝達経路の活性化、および腫瘍細胞に対するT細胞結合のCXCL12による防止の1つまたは複数である、請求項1に記載の方法。
- 前記方法がin vitroの方法であり、前記星状細胞を治療有効量の前記1つまたは複数のVDRアゴニストと接触させるステップが、前記CXCL12を発現する培養物中の星状細胞を前記1つまたは複数のVDRアゴニストと接触させるステップを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記方法がin vivoの方法であり、前記星状細胞を治療有効量の前記1つまたは複数のVDRアゴニストと接触させるステップが、前記1つまたは複数のVDRアゴニストを被験体に投与するステップを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記方法が、前記被験体における腫瘍を処置する方法であり、そして前記方法が、治療有効量の1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤を前記被験体に投与するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記腫瘍が膵管腺癌であり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤が、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、およびタンパク質が結合したパクリタキセルの1つもしくは複数を含み、
前記腫瘍が肺がんであり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤が、メトトレキセート、ゲムシタビン、パクリタキセル、シスプラチン、アザシチジン、エンチノスタットの1つもしくは複数を含み、
前記腫瘍が腎細胞癌であり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤もしくは生物学的薬剤が、エベロリムス、アルデスロイキン、エバシズマブ(evacizumab)、アキシチニブ、ベバシズマブ、ソラフェニブトシル酸塩、パゾパニブ塩酸塩、スニチニブリンゴ酸塩、およびテムシロリムスの1つもしくは複数を含み、
前記腫瘍が前立腺がんであり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤もしくは生物学的薬剤が、アビラテロン酢酸塩、ビカルタミド、カバジタキセル、デガレリクス、デノスマブ、エオセタキセル(eocetaxel)、エンザルタミド、ゴセレリン酢酸塩、ロイプロリド酢酸塩、プレドニゾン、二塩化ラジウム223、シプロイセル−T、およびドセタキセルの1つもしくは複数を含み、
前記腫瘍が胆管のがんであり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤もしくは生物学的薬剤が、5−フルオロウラシル、ロイコボリン、ゲムシタビン、ゲムシタビン プラス シスプラチン、イリノテカン、カペシタビン、およびエルロチニブの1つもしくは複数を含み、または
前記腫瘍が肝細胞癌であり、前記1つもしくは複数の化学療法薬剤が、ソラフェニブ、ドキソルビシン、ゲムシタビン、シスプラチン、インターフェロン、ドキソルビシン、およびフルオロウラシルの1つもしくは複数を含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記腫瘍が膵管腺癌であり、前記1つまたは複数の化学療法薬剤が、(a)ゲムシタビン、(b)ゲムシタビンおよびエルロチニブ、または(c)ゲムシタビンおよびタンパク質が結合したパクリタキセルを含む、請求項6に記載の方法。
- 膵管腺癌を有する哺乳動物被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与するステップと、
前記哺乳動物被験体に、フルオロウラシル、ゲムシタビン、エルロチニブ、タンパク質が結合したパクリタキセル、またはこれらの組合せからなる群より選択される治療有効量の化学療法を投与し、それにより前記被験体における前記膵管腺癌を処置するステップと
を含む、膵管腺癌を処置する方法。 - 前記1つまたは複数のVDRアゴニストがカルシポトリオールまたはパリカルシトールであり、
前記化学療法が、(a)ゲムシタビン、(b)ゲムシタビンおよびエルロチニブ、または(c)ゲムシタビンおよびタンパク質が結合したパクリタキセルを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記1つまたは複数のVDRアゴニストが、前記1つまたは複数の化学療法薬剤または生物学的薬剤の前に、または併行して投与される、請求項5〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記方法が、膵炎を処置または防止する方法であり、前記1つまたは複数のVDRアゴニストが投与される被験体は、グルカゴン様ペプチド(GLP)アゴニストを受けている、請求項4に記載の方法。
- 膵炎を処置または防止する方法であって、前記方法は、哺乳動物被験体に、治療有効量の1つまたは複数のVDRアゴニストを投与し、それにより前記被験体における膵炎を処置または防止するステップを含み、ここで前記被験体はグルカゴン様ペプチド(GLP)アゴニストを受けている、方法。
- 前記被験体が2型糖尿病を有する、請求項11または12に記載の方法。
- 前記被験体が、2型糖尿病を処置するためにGLP−1アゴニストを受けている、請求項11〜13のいずれかに記載の方法。
- 前記GLP−1アゴニストが、エキセナチド、タスポグルチド、インスリングラルギン、ピオグリタゾン、アルビグルチド、リキシセナチド、サキサグリプチン、リラグルチド、リナグリプチン、アログリプチン、シタグリプチン、またはメトホルミン/シタグリプチンである、請求項11〜14のいずれかに記載の方法。
- 前記VDRアゴニストが、ビタミンD、ビタミンD前駆物質、ビタミンD類似体、ビタミンD受容体リガンド、ビタミンD受容体アゴニスト前駆物質、またはこれらの組合せである、請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
- 前記ビタミンD前駆物質が25−ヒドロキシ−D3(25−OH−D3)(カルシジオール)、ビタミンD3(コレカルシフェロール)、ビタミンD2(エルゴカルシフェロール)、またはこれらの組合せである、請求項16に記載の方法。
- 前記ビタミンD受容体リガンドが1,α25−ジヒドロキシビタミンD3(カルシトリオール)である、請求項16に記載の方法。
- 前記VDRアゴニストが合成VDRアゴニストである、請求項1〜16のいずれかに記載の方法。
- 前記合成VDRアゴニストが、KH1060(レキサカルシトール)、BXL−628(エロカルシトール)、MC1288、CB966、B\CB 1093、GS 1558、TX527、ED−71(エルデカルシトロール)、BXL−01−0029、ドキセルカルシフェロール、EB1089、パリカルシトール、およびカルシポトリオールの1つまたは複数である、請求項19に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のVDRアゴニストの投与が、前記1つまたは複数のVDRアゴニストの、経口、腹腔内、または静脈内投与を含む、請求項4〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のVDRアゴニストが、カルシポトリオールまたはパリカルシトールである、請求項1〜21のいずれかに記載の方法。
- 前記被験体がヒト被験体である、請求項4〜22のいずれかに記載の方法。
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