JP2017510291A - 細胞遊走を調節するためのMcoln−1モジュレータの使用 - Google Patents

細胞遊走を調節するためのMcoln−1モジュレータの使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、細胞遊走、特に樹状細胞及び腫瘍細胞の遊走を調節するための、特に抗腫瘍ワクチン接種、自己免疫疾患の処置、及び転移防止のためのMcoln−1のモジュレータの使用に関する。

Description

発明の分野
本発明は、医学、特に腫瘍学及び自己免疫疾患の処置に関する。
発明の背景
免疫活性化は、樹状細胞の活性化及び成熟を誘導する。樹状細胞(DC)は、抗原提示細胞として作用する免疫系の一部である。それらは、抗原物質を処理し、それらの細胞表面上にそれを提示する。抗原物質は、微生物(例えばウイルス又は細菌など)から、又は自己抗原からでありうる。
未成熟DCは、微生物抗原を検出した後に活性化される。抗原タンパク質は、DCにより分解され、そのフラグメントが、主要組織適合性分子(MHC)との結合において、それらの表面上に提示される。活性化時、DCはリンパ節に遊走し、これらの抗原をTリンパ球に提示する。これは、適応免疫応答の最初の工程である。
癌免疫療法は、腫瘍抗原に対して向けられた免疫応答を誘発することを目的とする。1つのアプローチは、インビボで治療的T細胞を誘発するための、アジュバントと一緒での抗原の提供によるワクチン接種を介している。DCは、それらの高い抗原提示特性のため、この状況において使用されてきたが、それによって、それらは、腫瘍関連抗原の送達のための天然薬剤になる。特に、エクスビボで生成されたDCは、抗原を載せて、患者に再注入することができる。あるいは、抗原は、エクスビボでの細胞操作を必要とせずに、インビボでDCを標的とすることができる(Palucka & Bachereau, Nat Rev Cancer, 2012, 12, 265;Tacken et al, Nat Rev Immunol, 2007, 7, 790)。しかし、1つの限定は、患者に注射されたDCが、リンパ器官に非効率的に遊走することである(抗腫瘍免疫を誘発するために要求されるプロセス)。
DCは、自然免疫及び適応免疫において、いくつかの機能を有する。特に、DCは、中枢リンパ器官において、及びその周囲において、抗原特異的な非応答又は寛容を誘導するという証拠が増加している。特に、未成熟DCは、T細胞枯渇を介して、あるいは調節及び/又はサプレッサーT細胞の増殖を誘導することにより、寛容を誘導する。したがって、それらは、自己免疫疾患、例えば糖尿病、関節炎、及び自己免疫性心筋炎などの処置において使用することができる寛容原性特性を有する(Steinman et al, Annu Rev Immunol, 2003, 21, 685-711;Xiao et al, J Immunother, 2006, 29, 465-471;van Duivenvoorde et al, J Immunol, 2007, 1506-1515;Valaperti et al, Vaccine, 2013, 31, 4802-4811;Tbarozzi et al, Clin Exp Immunol, 2012, 171, 135-146)。従って、この状況において、リンパ節へのDCの、特に未成熟DCの遊走を増強することが有利でありうる。
DCは、遊走が必須である唯一の細胞ではない。実際に、細胞遊走は、胚発生、創傷治癒、及び転移のための中心的なプロセスである。
細胞が遊走する機構の理解は、例えば、侵襲性腫瘍細胞を制御するための新たな治療戦略の開発に導きうる。例えば、リンパ系への侵入によって、局所及び遠隔リンパ節への、そして、最後には、身体の他の部分への腫瘍細胞の輸送を可能にする。癌細胞は、原発腫瘍の近くのリンパ節に広がり、次に播種しうる。これは、癌についての転移の最も一般的な経路である。従って、転移を回避するために、癌細胞の遊走を減少又は防止することが有利でありうる。しかし、細胞遊走を阻害することにより、癌の拡散を防止する試みは、これまで成功していない。
興味深いことに、癌細胞は、DCと遊走特性を共有する。特に、ポドソーム又はインバドソームは円筒形であり、アクチンリッチ構造は、遊走細胞における分布の分極パターンを呈する。それらの主な目的は、細胞の運動性及び浸潤に関連づけられる。多くの異なる特殊化細胞は、これらの動的構造を示す(例えば侵襲性の癌細胞など、及び特定の免疫細胞、例えばDCなど)(Gimona et al, Current opinion in cell biology 20 (2): 235-41)。
発明の概要
本発明者らは、DC遊走の調節におけるリソソームの予想外の役割を発見した。発明者らは、DCの活性化によって、DC後部に局在するアクチンケーブルのパッチの形成を誘発することにより、それらの遊走及び持続性が増加すること、そして、リソソームが、遊走DCにおいてこれらのアクチン構造に堅固に並置されていることを見出し、それらが、アクチン動態及びDC遊走の調節において役割を有することを示した。実際に、リソソーム生合成及び分泌を遮断することにより(TFEB、リソソーム生合成を制御する転写因子のサイレンシングにより)、本発明者らは、DCの後部でのアクチン重合の喪失に関連付けられる、DC遊走の不良を観察し、リソソーム機能及び/又は分泌が、アクチン分布及びDC移行の組織化を制御することを示唆する。特に、本発明者らは、リソソームカルシウムチャネルMcoln−1が、エキソビボ又はインビボのいずれかで、DC遊走を制御すること、即ち、DC遊走が、特に未成熟DCにおいて、Mcoln−1が阻害された場合に減少し、反対に、Mcoln−1が活性化された場合に増強されることを見出した。Mcoln−1は、細胞後部でのアクチン重合のために、並びに、迅速で持続的なDC遊走のために要求される。
本発明は、細胞遊走を調節するための使用のための、Mcoln−1を調節する分子に関する。
第1の態様において、調節分子はMcoln−1のアクチベータであり、それは、従って、細胞遊走を増強する。好ましくは、その細胞はDCである。
Mcoln−1アクチベータは、ワクチン接種、特に抗腫瘍ワクチン接種(特に成熟DCを用いた)において、又は(特に成熟DCを用いて)自己免疫疾患を処置するために、及び(特に成熟DCを用いて)感染症を処置するために使用することができる。
特に、Mcoln−1を調節する分子は、Mcoln−1に対して向けられた、アゴニスト活性を有する抗体、又はMcoln−1を活性化する小分子もしくはペプチド(例えばML−SA1、SF−22、及びSF−51など)からなる群より選択されるアクチベータでありうる。
第2の態様において、調節分子は、Mcoln−1の阻害剤であり、それは、従って、細胞遊走を損なう。好ましくは、その細胞は腫瘍細胞である。
従って、Mcoln−1阻害剤は、癌を処置する、特に転移を防止又は減少させるために使用することができる。
特に、Mcoln−1を調節する分子は、Mcoln−1に対して向けられ、アンタゴニスト活性を有する抗体、Mcoln−1の発現を阻害するか又は減少させるオリゴヌクレオチド(例えばアンチセンス、siRNA、又はshRNAなど)、Mcoln−1に特異的であり、アンタゴニスト活性を有するアプタマー、Mcoln−1に特異的であるカルシウムチャネル遮断剤、Mcoln−1を阻害又は遮断するペプチド又は小分子(例えばML−SI1、ML−SI2、及びML−SI3、スフィンゴミエリン、又はベラパミルなど)からなる群より選択される阻害剤又は遮断剤である。
最後に、本発明は、細胞遊走を調節することが可能である分子について同定又はスクリーニングするための方法であって、Mcoln−1の活性に対する分子の効果を決定すること、及び、分子を選択すること(それが、Mcoln−1の活性を増加又は減少させる場合)を含む方法に関する。場合により、それは、細胞遊走又は速度に対する選択された分子の効果を決定する、あるいは、細胞遊走又は速度を増加又は減少させる分子を選択する工程をさらに含んでもよい。
発明の詳細な説明
Mcoln−1は、また、現在、ムコリピン1又はTRPML−1(一過性受容体電位陽イオンチャネル、ムコリピンサブファミリー)と名付けられている。それは、後期エンドソーム及びリソソーム中に局在化するCa2+チャネルである。それは、TRPMLチャネルの小ファミリー(3つのメンバーを含む)(TRPイオンチャネルの大きなタンパク質ファミリーのサブグループ)に属する。Mcoln−1欠損は、IV型ムコリピドーシスを起こす。
Mcoln−1は、いくつかのデータベース(即ち、UniProt ID No Q9GZU1及びGene ID No 57192)に記載されている。参照配列が、Genbank において、mRNAについてはNM_020533の下に、タンパク質についてはNP_065394の下に開示されている。
簡単には、本発明者らは、細胞遊走、特にDC遊走の制御のための重要な因子としてMcoln−1を同定した。具体的には、細胞遊走は、特に未成熟DCにおいて、Mcoln−1が阻害された場合に減少し、反対に、Mcoln−1が活性化された場合に増強される。本発明者らは、Mcoln−1が、細胞後部のアクチン重合のために、及び、DCの迅速で持続的な遊走のために要求されることを実証した。本発明者らは、また、腫瘍細胞遊走を減少させるMcoln−1阻害剤の能力を実証する。
従って、Mcoln−1は、細胞遊走を制御するための良好な治療標的である。また、Mcoln−1は、リソソームに局在するため、その管腔ドメインは、細胞外の化合物に直接アクセスすることができる。したがって、Mcoln−1モジュレータが細胞透過性である絶対的な必要性はない。最後に、Mcoln1破壊的変異はIV型ムコリピドーシス(これは非致死的なリソソーム蓄積疾患である)を起こすため、Mcoln1モジュレータを用いた治療には、毒性がないか、又は限られている。
次に、本発明は、細胞遊走を調節するための使用のためのMcoln−1モジュレータに、細胞遊走を調節する薬物の調製のためのMcoln−1モジュレータの使用に、又は、細胞遊走を調節するための方法(それにおいて、Mcoln−1モジュレータは、被験者に投与される)に関する。好ましい実施形態において、Mcoln−1モジュレータは、Mcoln−1に関して選択的でありうる。それは、Mcoln−1モジュレータが、TRPML−2及び/又はTRPML−3と比較し、TRPML−1に対してより大きな有効性(例えば、少なくとも10、100、又は1000倍)を有することを意味する。
第1の態様において、本発明は、細胞遊走をインビボで増加又は増強することが可能であるMcoln−1アクチベータに関する。この状況において、本発明は、細胞遊走を増加又は増強するために使用されるMcoln−1アクチベータ、細胞遊走を増加又は増強する薬物の調製のためのMcoln−1アクチベータの使用、あるいは、細胞遊走を増加又は増強するための方法(それにおいて、Mcoln−1アクチベータは、被験者に、好ましくは、その治療的に効果的な量で投与される)に関する。
Mcoln−1アクチベータを、増加又は増強された細胞遊走からの治療的利益を有することができる、任意の疾患又は障害を処置するために使用することができる。「増加」又は「増強」により、Mcoln−1アクチベータの非存在において測定された細胞遊走と比較した、少なくとも10、20、30、40、又は50%だけ増加した細胞遊走を指すことを意図する。細胞遊走により、細胞速度、遊走細胞の割合、又はこれら2つの基準の組み合わせを意図することができる。細胞遊走は、当業者に公知の任意の方法により、例えば、速度を測定するための、Faure-Andreらにより詳述される、マイクロチャネルを使用した方法により決定することができる(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10)。
好ましい態様において、細胞はDCである。非常に特定の態様において、それは、未成熟DCでありうる。実際に、本発明者らは、Mcoln−1アクチベータが、未成熟な状態を保ちながら、成熟DCと同様に遊走する能力を、未成熟DCに与えることができることを明らかに実証している。
DCは免疫系の見張り(センチネル)であり、多くのワクチン接種プロトコールにおいて、特に抗腫瘍ワクチン接種の状況において使用されるため、DC遊走は、Mcoln−1アクチベータを用いて細胞を処置することにより増加されうる。したがって、本発明は、ワクチン接種における使用のための、特に、抗腫瘍ワクチン接種のためのMcoln−1アクチベータに、又は、ワクチン、好ましくは抗腫瘍ワクチンの調製のためのMcoln−1アクチベータの使用に関する。DCの遊走を増加させるMcoln−1アクチベータの能力のため、それによって、抗腫瘍ワクチン接種の間での、リンパ器官への非効率なDC遊走の認められた限定が克服されうる。
本発明は、抗腫瘍ワクチンとの組み合わせにおける、癌を処置するための使用のためのMcoln−1アクチベータに、又は、抗腫瘍ワクチンとの組み合わせにおいて、癌を処置するための薬物の製造のためのMcoln−1アクチベータの使用に関する。特に、前記抗腫瘍ワクチンは、腫瘍抗原、特に腫瘍抗原が負荷された、又は、腫瘍抗原をコードするDCを含む。それは、また、抗腫瘍ワクチンの治療的な効率を改善するためのMcoln−1アクチベータに関する。
これは、抗腫瘍ワクチン接種の状況において特に該当する。この状況において、腫瘍抗原が患者に投与される。それらは、事前にエクスビボでDCに負荷されるか、又は直接投与されることができる。
抗腫瘍ワクチン接種のために有用な腫瘍抗原は、当技術分野において周知である。その非網羅的なリストは、癌胎児性抗原(CEA)、MAGE(即ち、1、2、3、又は12)、BAGE、GAGE、NY−ESO−1、SSX、GP100、Melan−A/Mart−1、チロシナーゼ、マンマグロビンA、p53、前立腺特異的抗原(PSA)、ヒト上皮成長因子受容体−2(HER2/neu)、リビン、スルビビン、アルファ−フェトプロテイン(AFP)、癌抗原又は炭水化物抗原(CA125、CA15−3、及びCA19−9)、βカテニン−m、βアクチン/4/m、ミオシン/m、HSP70−2/m、HLA−A2−R170J、及びムチン−1(MUC−1)を含む。また、腫瘍溶解物又はアポトーシスデブリを抗原として使用することができる。総説については、Even-Desrumeaux et al, 2011, Cancers, 3, 2554-2596;Buonaguro et al, 2011, Clin Vaccine Immunol, 18, 23-34を参照のこと。
いくつかのワクチン戦略が開発されており、以下のグループに要約することができる:腫瘍抗原(場合により、DC受容体に融合されている)の直接投与、DCに負荷された腫瘍抗原の投与、又は腫瘍抗原をコードする核酸がトランスフェクトしたDCの投与。DCベースのワクチンは、最も有望な戦略の1つを表す。総説については、Tacken et al, 2007, Nature Review immunology, 7, 790-802を参照のこと。
特定の態様において、DCは、処置されるべき患者からの自家DCである。従って、本発明は、Mcoln−1アクチベータにより処理された自家DCを含む医薬組成物、又はDC及びMcoln−1アクチベータを含むキットに関する。場合により、それは、ワクチンアジュバントをさらに含んでもよい。
別の特定の態様において、本発明は、腫瘍抗原及びMcoln−1アクチベータを含む医薬組成物、又は、腫瘍抗原及びMcoln−1アクチベータを含むキットに関する。場合により、それは、ワクチンアジュバントをさらに含んでもよい。
異なる治療的な使用において、Mcoln−1アクチベータは、自己免疫疾患又は障害を処置又は防止するために使用することができる。実際に、Mcoln−1アクチベータは、それは、共刺激分子をアップレギュレートしないが、DC遊走を増加又は増強するため、免疫の状況において寛容を誘導することは興味深いであろう。実際に、例えば、糖尿病マウスにおけるDC注射が自己免疫を阻害することが示されている(Richer at al, PLos One, 7, e31153)。同様に、有望な結果が、糖尿病、関節炎、及び自己免疫性心筋炎において観察されている(Steinman et al, Annu Rev Immunol, 2003, 21, 685-711;Xiao et al, J Immunother, 2006, 29, 465-471;van Duivenvoorde et al, J Immunol, 2007, 1506-1515;Valaperti et al, Vaccine, 2013, 31, 4802-4811;Tbarozzi et al, Clin Exp Immunol, 2012, 171, 135-146)。従って、Mcoln−1アクチベータを用いた処置によって、未成熟DCの遊走特性を増加させ、それにより、寛容を誘導し、自己免疫反応を低下又は防止することができる。
したがって、本発明は、自己免疫疾患又は障害を処置するための使用のためのMcoln−1アクチベータ、あるいは、自己免疫疾患又は障害を処置するための薬物の調製のためのMcoln−1アクチベータの使用に関する。それは、また、Mcoln−1アクチベータの治療的に効果的な量を投与することを含む、自己免疫疾患又は障害を処置するための方法に関する。
例えば、自己免疫疾患又は障害は、I型糖尿病、関節リウマチ、自己免疫性心筋症、急性播種性脳脊髄炎、アジソン病、円形脱毛症、強直性脊椎炎、抗リン脂質症候群、バース症候群、クローン病、グレーブス病、自己免疫性溶血性疾患、自己免疫性肝炎、IgA腎症、免疫、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、炎症性腸疾患、過敏性腸症候群、川崎病、全身性エリテマトーデス、顕微鏡的多発性血管炎、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、骨盤内炎症性疾患、天疱瘡、多発筋痛リウマチ、原発性胆汁性肝硬変;原発性硬化性胆管炎、乾癬、リウマチ熱、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、甲状腺炎、潰瘍性大腸炎、自己免疫性リンパ球増殖症候群、自己免疫性末梢神経障害、自己免疫性膵炎、自己免疫性多内分泌症候群、自己免疫性プロゲステロン皮膚炎、自己免疫性蕁麻疹、自己免疫性ブドウ膜炎、ベーチェット病、セリアック病疾患、寒冷凝集素疾患、皮膚筋炎、好酸球性筋膜炎、胃腸類天疱瘡、グッドパスチャー症候群、ギランバレー症候群、橋本脳症、橋本甲状腺炎、混合性結合組織病、多発性筋炎、乾癬性関節炎、ライター症候群、及び血管炎、例えばチャーグ・ストラウス症候群、顕微鏡的多発性血管炎、及びウェゲナー肉芽などを含む非網羅的な群より選択される。特定の態様において、自己免疫疾患は、I型糖尿病、関節リウマチ、及び自己免疫性心筋症からなる群より選択される。
本発明は、また、感染性疾患を処置するための使用のためのMcoln−1アクチベータに、又は感染性疾患を処置するための薬物の調製のためのMcoln−1アクチベータの使用に関する。それは、また、Mcoln−1アクチベータの治療的に効果的な量を投与することを含む、感染性疾患を処置するための方法に関する。この疾患は、ウイルス感染症又は細菌感染症でありうる。
より一般的な態様において、本発明は、薬物としての使用のためのMcoln−1アクチベータに、又は薬物の製造のためのMcoln−1アクチベータの使用、又はMcoln−1アクチベータを含む医薬的組成物に関する。Mcoln−1アクチベータは、追加の薬物との組み合わせにおいて使用することができる。
Mcoln−1アクチベータは、Mcoln−1活性を増加させることが可能である任意の分子でありうる。Mcoln−1活性は、当業者に公知である任意の方法により、例えば、(Shen et al., 2012, Nat. Comm., 3:731)において決定することができる。好ましくは、Mcoln−1アクチベータは、分子の非存在下における活性と比較した場合、Mcoln−1の活性を少なくとも10、20、30、40、又は50%だけ増加させることができる分子である。用語「アクチベータ」及び「アゴニスト」を使用することができ、互換し得る。活性は、例えば、カルシウム透過性を測定することにより測定することができる。
Mcoln−1アクチベータは、Mcoln−1に対して向けられた、アゴニスト活性を有する抗体、及びMcoln−1を活性化する小分子又はペプチド(例えばML−SA1、SF−22、及びSF−51など)からなる群より選択することができる。
小分子は、特に、分子量が1000Da未満の小さな有機分子を指す。小分子及び他の薬物候補を、例えば、コンビナトリアルライブラリー及び天然産物ライブラリーから、当技術分野において公知の方法、又はそれらのMcoln−1アゴナイズ活性についてのスクリーニング方法を使用して容易に得ることができる。合成化合物ライブラリーは、多数の企業(Maybridge Chemical Co.(Trevillet, Cornwall, UK)、Comgenex(Princeton, N. J.)、Brandon Associates(Merrimack, N.H.)、及びMicrosource(New Milford, Conn.)を含む)から商業的に入手可能である。コンビナトリアルライブラリーが、入手可能であるか、又は公知の合成技術に従って調製することができる。あるいは、細菌、真菌、植物、及び動物の抽出物の形態での天然化合物のライブラリーは、例えば、Pan Laboratories(Bothell, Wash.)及びMycoSearch(NC)から入手可能であるか、又は当技術分野において周知の方法により容易に産生可能である。さらに、固相に付着したか、又は溶液中のアミノ酸の全ての可能な組み合わせからなるランダムペプチドライブラリーも、アゴニストとして作用するペプチドを同定するために使用することができる。
アクチベータは、ML−SA1(Sigma-Aldrich Cat # SML0627;Tocris Bioscience Cat # 4746)、SF−22(5−クロロ−N−(2−ピペリジン−1−イルフェニル)チオフェン−2−スルホンアミド)、及びSF−51(2−[2−オキソ−2−(2,2,4−トリメチルキノリン−1−イル)エチル]イソインドール−1,3−ジオン)からなる群より選択することができる。
Mcoln−1に対して向けられ、アゴニスト活性を有する抗体は、例えば、ヒトMcoln−1又はその免疫原性フラグメントを含む組成物を用いて非ヒト哺乳動物を免疫化すること;場合により、Mcoln−1又はその免疫原性フラグメントに結合する抗体を選択すること、及び、Mcoln−1の活性を増加させる抗体を選択することを含む、方法により調製することができる。モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体の調製は、当技術分野において周知であり、多数の利用可能な技術のいずれかを使用することができる(例、Kohler & Milstein, Nature 256:495-497 (1975);Kozbor et al., Immunology Today 4: 72 (1983);Cole et al., pp. 77-96 in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy (1985)を参照のこと)。単鎖抗体の産生のための技術(米国特許第4,946,778号)を、所望のポリペプチドへの抗体を産生するために適応させることができる。また、トランスジェニックマウス、又は他の生物(例えば他の哺乳動物など)を使用し、ヒト化抗体、キメラ抗体、又は同様に改変された抗体を発現させてもよい。あるいは、ファージディスプレイ技術を使用し、選択された抗原に特異的に結合する抗体及びヘテロマーFabフラグメントを同定することができる(例えば、McCafferty et al., Nature 348:552-554 (1990);Marks et al., Biotechnology 10:779-783 (1992)を参照のこと)。
本明細書において使用する通り、用語「抗体」及び「免疫グロブリン」は、同じ意味を有し、本発明において区別せずに使用される。用語「抗体」は、免疫グロブリン分子、及び免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な部分、即ち、抗原に免疫特異的に結合する抗原結合部位を含む分子を指す。抗体は、抗体の任意の種類、好ましくはモノクローナルを含む。それらは、例えば、IgG(免疫グロブリンG)又はVHH(ラクダからの重鎖可変ドメイン抗体)でありうる。抗体フラグメント又はそれらの誘導体は、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv、(scFv)2、dAb、相補性決定領域(CDR)フラグメント、線形抗体、単鎖抗体分子、ミニボディ、ダイアボディ、及び抗体フラグメントから形成される多特異性抗体を含む。
より一般的には、本発明は、さらに、Mcoln1の活性に対する分子の効果を決定すること、及び、その分子を選択すること(それが、Mcoln1の活性を増加させる場合)を含む、細胞遊走、特にDC遊走を増加又は増強するのに適切である分子を選択又は同定するための方法に関する。この方法は、さらに、DC遊走に対する選択分子の効果を決定し、その分子を選択する(それが、DC遊走を増加させる場合)工程を含みうる。そのようなスクリーニング方法は、US2003/064363において、Mcoln−1について開示されている。また、陽イオンチャネルのモジュレータをスクリーニングするための方法が開示されており、Mcoln−1に、特にWO 2004/039941におけるTRPM4bについて;WO 2004/076632におけるTRPM5について;WO2007/041687における、及びWO2011/072275におけるTRPM7について;WO2007/140308におけるTRPM4について;WO2006/029142におけるTRPM8について、当業者により簡単に適応されることができる。
第2の態様において、本発明は、インビボで細胞遊走を減少させることが可能であるMcoln−1阻害剤又は遮断剤に関する。この状況において、本発明は、細胞遊走を減少させるために使用されるMcoln−1阻害剤又は遮断剤、細胞遊走を減少させる薬物の調製のためのMcoln−1阻害剤又は遮断剤の使用、又は細胞遊走を減少させるための方法に関し、ここにおいて、Mcoln−1阻害剤又は遮断剤は、被験者に、好ましくは、その治療的に効果的な量で投与される。
Mcoln−1阻害剤は、減少した細胞遊走からの治療的利益を有することができる、任意の疾患又は障害を処置するために使用することができる。「減少」により、Mcoln−1阻害剤又は遮断剤の非存在において測定された細胞遊走と比較した、少なくとも10、20、30、40、又は50%だけ減少した細胞遊走を指すことを意図する。細胞遊走により、細胞速度、遊走細胞の割合、又はこれら二つの基準の組み合わせを意図することができる。細胞遊走は、当業者に公知の任意の方法により、例えば、速度を測定するための、Faure-Andreらにより詳述される、マイクロチャネルを使用した方法により決定することができる(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10)。用語「阻害剤」、「遮断剤」、及び「アンタゴニスト」を使用することができ、互換的である。
好ましい態様において、細胞は、癌細胞又は腫瘍細胞である。実際に、癌由来の転移は、高度に遊走性である。癌細胞は、白血球、特にDCと遊走特性を共有しているため、Mcoln−1阻害剤を、転移及び癌播種を防止するために使用することができる。
この状況において、本発明は、癌を処置するための、特に転移及び癌播種を防止するための使用のためのMcoln−1阻害剤、又は癌を処置するための、特に転移及び癌播種を防止するための薬物の製造のためのMcoln−1阻害剤の使用に関する。それは、さらに、被験者にMcoln−1阻害剤の治療的に効果的な量を投与し、それにより転移及び癌播種を防止することを含む、癌を処置するための方法に関する。
Mcoln−1阻害剤は、追加の薬物との組み合わせにおいて使用することができる。したがって、本発明は、以下に関する:
− 特に癌の処置における使用のための、特に転移を防止するための、場合により放射線療法又は抗腫瘍剤と組み合わせられる、Mcoln−1阻害剤、及び、場合により、医薬的に許容可能な担体を含む医薬組成物;
− 癌の処置における使用のための、特に転移を防止するための、場合により放射線療法又は抗腫瘍剤と組み合わせられる、Mcoln−1阻害剤、及び、場合により、医薬的に許容可能な担体;
− 癌の処置のための、特に転移を防止するための、場合により放射線療法又は抗腫瘍剤と組み合わせられる、医薬の製造のためのMcoln−1阻害剤の使用;
− 特に転移を防止するための、Mcoln−1阻害剤及び場合により医薬的に許容可能な担体を含む医薬組成物の効果的な量を投与することを含む、それを必要とする被験者において癌を処置するための方法;
− 特に癌の処置における、特に転移を防止するための、同時、別々、又は連続使用のための組み合わせ調製物として(a)Mcoln−1阻害剤及び(b)抗腫瘍剤を含む組み合わせ調製物、製品、又はキット;
− Mcoln−1阻害剤を含む医薬組成物の効果的な量、及び抗腫瘍剤を含む医薬組成物の効果的な量を投与することを含む、それを必要とする被験者において、癌を処置するための、特に転移を防止するための方法;並びに;
− 放射線治療と組み合わせられる、Mcoln−1阻害剤を含む医薬組成物の効果的な量を投与することを含む、それを必要とする被験者において、癌を処置するための、特に転移を防止するための方法。
特定の実施形態において、癌は、癌腫、肉腫、白血病、リンパ腫、芽細胞腫、及び黒色腫、好ましくは、肉腫、癌腫、及び黒色腫より選択される。癌は、好ましくは、固形腫瘍又は造血器悪性腫瘍である。例えば、癌は、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病、フィラデルフィア染色体陽性急性リンパ芽球性白血病(Ph+ ALL)、扁平上皮癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、神経膠腫、胃腸癌、腎癌、卵巣癌、肝臓癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、前立腺癌、甲状腺癌、神経芽腫、膵臓癌、多形性膠芽腫、子宮頸癌、胃癌、膀胱癌、肝癌、乳癌癌、結腸癌、及び頭頸部癌、胃癌、胚細胞腫瘍、小児肉腫、副鼻腔ナチュラルキラー、多発性骨髄腫、急性骨髄性白血病(AML)、又は慢性リンパ性白血病を含む非網羅的リストより選択されうる。より好ましくは、癌は、肺癌、乳癌、黒色腫、結腸及び/又は直腸癌、腎癌、前立腺癌、膵臓癌、並びに子宮頸部/卵巣癌からなるリストより選択される。
好ましい実施形態において、癌は、転移の高い確率又はリスクを伴う癌である。特に、それは、腫瘍細胞によるリンパ節浸潤に関連付けられる原発性癌でありうる。
より一般的な態様において、本発明は、薬物としての使用のためのMcoln−1阻害剤に、又は薬物の製造のためのMcoln−1阻害剤の使用、又はMcoln−1阻害剤を含む医薬組成物に関する。
本発明の状況内で、用語「処置」は、治癒的、対症的、及び予防的治療を表示する。本発明の医薬組成物及び調製物は、既存の癌又は腫瘍を伴う、好ましくは、癌の進行の後期段階のヒトにおいて使用することができる。本発明の医薬組成物及び調製物は、癌を有する患者を必ずしも治癒しないが、しかし、疾患の進行を遅延又は遅らせるか、あるいは疾患のさらなる進行を防止し、それにより、患者の状態を寛解させる。特に、本発明の医薬組成物及び調製物は、腫瘍の発生を低下させる、並びに/或いは転移の発生及び癌の再発を防止する。癌を処置する際、本発明の医薬組成物は、治療的に効果的な量で投与される。
「効果的な量」は、哺乳動物(ヒトを含む)における癌の有害な効果を防止、除去、又は低下させる、本発明の医薬組成物の量を意味する。投与される用量は、患者、病状、投与の様式などに従って、当業者により適応されうることが理解される。特に、「Mcoln−1阻害剤の治療的に効率的な量」は、転移の発生を減少させるのに十分な量を意図する。
Mcoln−1阻害剤は、Mcoln−1活性を阻害又は減少させることが可能である任意の分子でありうる。Mcoln−1活性は、当業者に公知の任意の方法により、例えば、(Shen et al, 2011, Nat. Comm., 3, 731)において決定することができる。好ましくは、Mcoln−1阻害剤は、分子の非存在における活性と比較した場合、Mcoln−1の活性を少なくとも10、20、30、40、又は50%減少させることが可能である分子である。用語「阻害剤」、「遮断剤」、及び「アンタゴニスト」を使用することができ、互換的である。活性は、例えば、リソソームのカルシウム透過性を測定することにより測定することができる。
Mcoln−1阻害剤は、Mcoln−1に対して指向する、アンタゴニスト活性を有する抗体、Mcoln−1の発現を阻害又は減少させるオリゴヌクレオチド(例えばアンチセンス、siRNA、又はshRNAなど)、Mcoln−1に特異的である、アンタゴニスト活性を有するアプタマー、Mcoln−1に特異的であるカルシウムチャネル遮断剤、Mcoln−1を阻害又は遮断するペプチド又は小分子(例えばML−SI1、ML−SI2、及びML−SI3、スフィンゴミエリン、又はベラパミルなど)からなる群より選択されうる。
本発明の好ましい実施形態において、Mcoln−1阻害剤は、Mcoln−1発現に特異的に干渉する核酸分子であり、それにより、このタンパク質の発現を減少又は抑制する。そのような核酸は、以下で、より十分に詳述する。好ましくは、この核酸は、RNAi、アンチセンス核酸、又はリボザイムからなる群より選択される。前記核酸は、15〜50ヌクレオチド、好ましくは15〜30ヌクレオチドの配列を有することができる。発現における「減少」は、例えば、遺伝子発現産物の30%、40%、50%、70%、80%、90%、又は95%の減少を意味する。
用語「RNAi」又は「干渉RNA」は、標的タンパク質の発現を下方調節することが可能である任意のRNAを意味する。それは、低分子干渉RNA(siRNA)、二本鎖RNA(dsRNA)、一本鎖RNA(ssRNA)、マイクロRNA(miRNA)、及び短ヘアピンRNA(shRNA)分子を包含する。RNA干渉は、dsRNAが翻訳後レベルで標的遺伝子の発現を特異的に抑制する現象を表す。通常の条件において、RNA干渉は、数千の塩基対長の二本鎖RNA分子(dsRNA)により開始される。インビボでは、細胞に導入されたdsRNAは、siRNAと呼ばれる短いdsRNA分子の混合物に切断される。切断を触媒する酵素、ダイサーは、RNアーゼIIIドメインを含むエンドリボヌクレアーゼである(Bernstein et al., 2001)。哺乳動物細胞において、ダイサーにより産生されるsiRNAは、長さ21〜23塩基対であり、19又は20ヌクレオチドの二本鎖配列、2ヌクレオチドの3’オーバーハング及び5’−三リン酸末端を伴う(Elbashir et al., 2001a;Elbashir et al., 2001b;Zamore et al., 2000)。多数の特許及び特許出願が、一般的な用語において記載されてきた(遺伝子発現を阻害するためのsiRNA分子の使用、例えば、WO 99/32619、US 20040053876、US 20040102408、及びWO 2004/007718)。
Mcoln−1阻害剤は、サイレンシングオリゴヌクレオチド、例えばsiRNA又はshRNAなど、例えば商業的に入手可能なsiRNA又はshRNAなどでありうる(即ち、Qiagen Cat # SI00126861、SI00126868、SI030577474、SI0500768、SI05010775、SI03095148;Sigma-Aldrich Cat #)。特定の実施形態において、siRNAは、TRPML1 si3(配列番号1)又はTRPML1 si5(配列番号2)からなる群より選択することができる。
アンチセンス核酸は、また、Mcoln−1の発現を下方調節するために使用することができる。アンチセンス核酸は、Mcoln−1をコードするセンス核酸の全て又は部分に相補的であり得、例えば、二本鎖cDNA分子のコード鎖に相補的であり得、又は、mRNA配列に相補的であり得、そして、標的mRNAの翻訳に干渉すると考えられる。好ましくは、アンチセンス核酸は、Mcoln−1をコードする標的mRNAに相補的なRNA分子である。
Mcoln−1阻害剤は、小分子でありうる。小分子は、特に、分子量1000 Da未満の小さな有機分子を指す。小分子及び他の薬物候補が、例えば、コンビナトリアルライブラリー及び天然産物ライブラリーから、当技術分野において公知の方法、又はそれらのMcoln−1拮抗活性についてのスクリーニング方法を使用して容易に得ることができる。さらに、固相に付着された、又は溶液中のアミノ酸の全ての可能な組み合わせからなるランダムペプチドライブラリーも、アンタゴニストとして作用するペプチドを同定するために使用してもよい。
例えば、Mcoln−1阻害剤は、また、ML−SI1、ML−SI2、及びML−SI3(Samie et al, 2013, Developmental Cell, 26, 511-524)、スフィンゴミエリン(Shen et al, 2011, Nat. Comm., 3, 731)、及びベラパミルを含む非網羅的なリストにおいて選択することができる。
Mcoln−1阻害剤は、ペプチド、特に阻害効果を有するMcoln−1阻害剤からのペプチドフラグメントでありうる。
Mcoln−1に対して指向する、アンタゴニスト活性を有する抗体は、例えば、ヒトMcoln−1又はその免疫原性フラグメントを含む組成物を用いて非ヒト哺乳動物を免疫化することを含む、以下の方法により調製することができる;場合により、Mcoln−1又はその免疫原性フラグメントに結合する抗体を選択すること、及び、Mcoln−1の活性を減少させる抗体を選択すること。
アプタマー及びスピーゲルマーについて、アプタマー及びスピーゲルマーを選択するために、同様の方法を使用することができる。これらの方法は、当業者により周知である。本明細書において使用する通り、用語「アプタマー」は、Mcoln−1に結合することができる核酸又はペプチドの分子を意味する。それは、分子認識の点で、抗体の代替物を表す、分子のクラスを指す。アプタマーは、高い親和性及び特異性を伴う、標的分子の任意のクラスを実質的に認識する能力を伴うオリゴヌクレオチド配列又はオリゴペプチド配列である。
そのようなリガンドは、ランダム配列ライブラリーのSystematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment(SELEX)を通じて単離することができる(Tuerk C. and Gold L., Science, 1990, 249(4968):505-10において記載される通り)。ランダム配列ライブラリーは、DNAのコンビナトリアル化学合成により入手可能である。このライブラリーにおいて、各メンバーは、固有の配列の最後に化学的に修飾された線状オリゴマーである。このクラスの分子の可能な修飾、使用、及び利点が、Jayasena S.D., Clin. Chem., 1999, 45(9): 1628-50において概説されている。
ペプチドアプタマーは、ツーハイブリッド方法(Colas et al., Nature, 1996, 380, 548-50)により、コンビナトリアルライブラリーより選択される、プラットフォームタンパク質(例えば大腸菌チオレドキシンAなど)により呈される立体構造的に制限された抗体可変領域からなる。
スピーゲルマーは、例えば、WO 98/08856において開示されている。それらは、アプタマーに類似する分子である。しかし、スピーゲルマーは、アプタマーとは対照的に、D−ヌクレオチドではなく、完全に又は大部分L−ヌクレオチドからなる。そうでなければ、特にスピーゲルマーの可能な長さに関しては、同じことが、アプタマーに関連して概説される通り、スピーゲルマーに適用される。
より一般的には、本発明は、さらに、Mcoln1の活性に対する分子の効果を決定すること、及び、分子を選択すること(それが、Mcoln1の活性を減少又は遮断させる場合)を含む、細胞遊走、特にDC遊走を減少又は防止するために適切である分子を選択又は同定するための方法に関する。この方法は、さらに、DC遊走又は速度に対する選択された分子の効果を決定し、分子を選択する(それが、DC遊走又は速度を減少又は遮断させる場合)工程を含みうる。そのようなスクリーニング方法は、US2003/064363において、Mcoln−1について開示されている。また、陽イオンチャネルのモジュレータをスクリーニングするための方法が開示されており、Mcoln−1に、特にWO 2004/039941におけるTRPM4bについて;WO 2004/076632におけるTRPM5について;WO2007/041687における、及びWO2011/072275におけるTRPM7について;WO2007/140308におけるTRPM4について;WO2010/149614におけるTRPM3について;WO2006/029142におけるTRPM8について、当業者により容易に適応されることができる。
Mcoln−1阻害剤は、別の抗腫瘍処置との組み合わせにおいて使用することができる。抗腫瘍剤は、抗腫瘍化学療法、免疫療法、又はホルモン治療でありうる。本明細書において使用する通り、用語「化学療法」は、化学的又は生化学的物質を使用する、特に1つ又はいくつかの抗腫瘍薬剤を使用する、癌の治療的処置を指す。用語「免疫療法」は、治療的抗体を用いた癌の治療的処置を指す。特に、抗体は、特異的な抗原(例えば腫瘍の表面上に提示される異常な抗原など)に対して指向する。例示的な例として、HER2に対して指向する、乳癌を処置するためにFDAにより承認されたトラスツズマブ又はハーセプチン抗体を引用することができる。好ましくは、治療用抗体は、患者の腫瘍細胞を枯渇させるように機能する。特に、治療用抗体は、例えば、腫瘍細胞の表面上に存在する抗原、例えば、腫瘍細胞上に主に又は排他的に存在する腫瘍特異的抗原に特異的に結合する。あるいは、治療用抗体は、また、特定の細胞受容体を遮断することにより、腫瘍成長を防止しうる。用語「ホルモン治療」は、ホルモンを遮断する、加える、又は除去する目的を有する癌処置を指す。例えば、乳癌において、女性ホルモン、エストロゲン及びプロゲステロンは、いくつかの乳癌細胞の成長を促しうる。そのため、これらの患者において、ホルモン治療は、エストロゲンを遮断するために与えられ、一般に使用される薬物の非網羅的リストは、以下を含む:タモキシフェン、ファレストン、アリミデックス、アロマシン、フェマーラ、ゾラデックス/ルプロン、メゲース、及びハロテスチン。
分子を含む医薬組成物は、当業者により公知である標準的な医薬上の実務(Lippincott Williams & Wilkins, 2000 and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New York)に従って製剤化される。
経口投与のために、組成物は、従来の経口剤形(例えば錠剤、カプセル剤、散剤、顆粒剤など)並びに液体製剤(例えばシロップ剤、エリキシル剤、及び濃縮ドロップなど)に製剤化することができる。非毒性の固体担体又は希釈剤を使用してもよく、それらは、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タルカム、セルロース、グルコース、スクロース、マグネシウム、炭酸塩などを含む。圧縮錠剤については、結合剤(粉末材料に粘着性を付与する薬剤である)も必要である。例えば、デンプン、ゼラチン、糖(例えばラクトース又はデキストロースなど)、及び天然又は合成ゴムを結合剤として使用することができる。崩壊剤が、また、錠剤の破壊を促進するために、錠剤中に必要である。崩壊剤は、デンプン、粘土、セルロース、アルギン、ガム、及び架橋ポリマーを含む。さらに、潤滑剤及び流動促進剤も錠剤中に含まれ、製造プロセスにおいて表面への錠剤材料の付着を防止し、製造の間での粉末材料の流動特性を改善する。コロイド状二酸化ケイ素は、流動促進剤として最も一般に使用され、化合物(例えばタルク又はステアリン酸など)が、潤滑剤として最も一般に使用される。
経皮投与のために、組成物は、軟膏、クリーム、又はゲルの形態に製剤化することができ、適当な浸透剤又は界面活性剤を使用し、浸透性を促進することができうる(例えばジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルホルムアミドなど)。
経粘膜投与のために、鼻腔用スプレー、直腸又は膣坐剤を使用することができる。活性化合物は、当技術分野において公知の方法により、公知の坐剤基剤のいずれかに組み込むことができる。そのような基剤の例は、ココアバター、ポリエチレングリコール(カーボワックス)、ポリエチレンソルビタンモノステアレート、及び、融点又は溶解速度を修飾するための他の適合性のある材料を伴う、これらの混合物を含む。
本発明に従った医薬組成物は、投与時に、又は投与後の任意の所定の時間もしくは期間に、実質的に直ちに活性薬物を放出するように製剤化してもよい。
本発明に従った医薬組成物は、医薬的に許容可能な賦形剤及び/又は担体と一緒に、本発明の1つ又は複数の分子を含むことができる。これらの賦形剤及び/又は担体は、上に記載する通り、投与の形態に従って選ばれる。
本発明のさらなる態様及び利点は、以下の実験セクションにおいて開示されており、それらは、例示的であり、本願の範囲を限定するものではないと見なすべきである。
TRPML1(Mcoln−1)ノックアウトDCは、変化した運動性及び持続性を呈する。未成熟又は成熟(LPS処理)DCの運動性を、経時的イメージングにより分析した。細胞速度分析を(A)に、速度変動を(B)に示す。未成熟TRPML1 KO細胞は、それらのTRPML1 WT対応物よりも低い運動性である(約20%だけ低下した細胞速度)。同じ傾向が、LPS活性化細胞について観察され、そこでは、TRPML1 KO LPS細胞は、それらのWT LPS対応物よりも20%運動性が低かった。LPS誘導性成熟によって、TRPML1 WT細胞及びKO細胞の両方において、細胞速度が増加する(TRPML1 WTと比較し、TRPML1 WT LPSについて30%;TRPML1 KOと比較し、TRPML1 KO LPSについて20%)。一緒に、これらの結果は、TRPML1が、速い運動段階のために要求されることを示す。LPS処理されたTRPML1 KO細胞は、未成熟TRPML1 WT細胞に類似した速度変動を呈し、これらの細胞が、それらのTRPML1 WT LPS対応物と比較し、持続性が低いことを示す。(中央値及び10〜90パーセンタイルを示すボックスプロット;条件当たり200〜300個の細胞、3の内の1つの代表的な実験;***P<0.0001、クラスカル・ワリス検定)。(C)フローサイトメトリー分析は、TRPML1 KO細胞が、LPS処理時に活性化されることを示す(CD86レベル)。 TRPML1(Mcoln1)ノックダウン DCは、変化した運動性及び持続性を呈する。(A)TRPML1の効率的なノックダウン(KD)に導くTRPML1 siRNAのqPCR同定。全ての結果を、GAPDHレベルに対して標準化した。TRPML1 si3及び5の両方が選択された(TRPML1遺伝子発現の約60%低下)。(B)ヌクレオフェクションは、細胞を活性化せず、また、LPS誘導性成熟を防止しない。オールスターネガティブコントロール(AS)及びTRPML1 si5細胞(未成熟又は成熟(LPS処理)いずれか)のCD86レベルを示す。siRNAヌクレオフェクト細胞の速度分析を(C)に、それらの速度変動を(D)に示す。TRPML1 KD細胞は、TRPML1 KO細胞と同様に挙動する(図1、C及びDを参照)。(中央値及び10〜90パーセンタイルを示すボックスプロット;条件当たり100〜300個の細胞、2つの独立した実験のプール;*P=0.05、***P<0.0001、クラスカル・ワリス検定)。 TRPML1は、活性化DCにおけるアクチンダイナミクスを調節する。(A)未成熟又は成熟AS発現(コントロール)細胞及び未成熟又は成熟TRPML1 si5細胞における重合アクチンの密度マップ。(B)前部でアクチンを伴う細胞により費やされる時間の割合。コントロール及びTRPML1サイレンシング未成熟細胞の両方において、重合アクチンは主にDC前部に見出される(両方について時間の約70%)。成熟コントロール細胞は、細胞中心/細胞後部でのアクチン重合を呈する(アクチンは、細胞前部に時間の30%だけで検出することができた);細胞中心/細胞後部でのそのようなアクチン重合が、成熟DCにおける高速運動性のために要求されることが示されている。細胞中心/後部でのこのアクチン重合は、TRPML1 si5 LPS細胞においてあまり観察されず、アクチンは依然として細胞前部で重合されている(時間の50%)。(条件当たり約20個の細胞で実現された密度マップ及び定量、2の内の1つの代表的な実験**P=0.005、クラスカル・ウォリス検定)。 未成熟細胞中でのMLSA1を介したTRPML1活性化は、細胞の運動性を増加させる。未成熟細胞のMLSA1処理によって、成熟LPSの細胞と同様のレベルまで、細胞速度(A)及び持続性(B)の両方が増加する。この化合物を用いた成熟細胞の処理(LPS DC)は、細胞速度やそれらの持続性をさらに増加させない。(C)MLSA1処理によって、未成熟細胞は活性化されず、また、LPS誘導性成熟は防止されない。未成熟細胞及びLPS成熟細胞のCD86レベルは、MLSA1(5又は10μM)の2つの用量の存在又は非存在において示される。(D)MLSA1を用いて処理された、又はされていない未成熟DCにおける、及び成熟LPS処理細胞における重合アクチンの密度マップ。(E)前部でアクチンを伴う細胞により費やされる時間の割合。未成熟DCのMLSA1処理によって、細胞中心/細胞後部でのアクチン重合が部分的に誘導される。それらの前部でアクチンを伴うDCにより費やされた時間のt割合は、未成熟コントロールDCと比較して減少しており、TRPML1活性化が、細胞後部でのアクチン動員を誘導することを示唆する。(条件当たり約60個の細胞で実現された密度マップ及び定量化、2の内の1つの代表的な実験、*P=0.05、***P<0.0001、クラスカル・ウォリス検定)。 TRPML1は、リンパ節への活性化DCの効率的な遊走のために要求される。(A)蛍光標識されたTRPML1 WT及びKO LPS DCを、C57BL/6レシピエントマウスの足蹠中に同時注射した。膝窩リンパ節を回収し、足蹠注射後約16時間目に分析した。遊走DCの存在を、全LN細胞の割合として呈する(各点は、一匹のマウスを表す。2つの独立した実験、***P<0.0001)。(B)CMTMRを用いて標識されたTRPML1 WT LPS、及びCFSEを用いて標識されたTRPML1 KO LPSを呈する、リンパ節のフローサイトメトリー分析の例。WT LPS細胞と比較した、より低い数のTRPML1 KO欠損LPS DCが、レシピエントマウスのリンパ節中で見出された(約2倍以下)。 作業モデル。TRPML1は膜貫通型Ca2+チャネルであり、大半がリソソーム中で見出され、それによって、リソソームから細胞質ゾルへのCa2+放出が可能になる。LPS成熟DCにおいて、高速運動性は、細胞中心/細胞後部でのフォルミン媒介性アクチン重合に連結されている(Vargasら、準備中)。これらのフォルミンにより生成されるアクチンケーブルは、ミオシンIIで修飾され、成熟細胞の増加した運動性が可能になる。本発明者らは、リソソームからのCa2+放出が、局所Ca2+の増加に導き、故に、(1)細胞後部でのフォルミン媒介性アクチン重合を支持し、及び(2)ミオシンII活性化を介して細胞収縮性を増加させる、との仮説を立てた。 蛍光ゼラチン分解アッセイ、MCOLN1サイレンシングの効果
実施例
結果
TRPML1(Mcoln1)欠損又はサイレンシング樹状細胞は、変化した運動性と持続性を呈する。
TRPML1が、樹状細胞(DC)遊走において役割を果たしているか否かを研究するために、本発明者らは、TRPML1欠損及び十分なマウスの骨髄からDCを分化させ、LPS処理の前後に、マイクロチャネル(5×5μm)に沿って遊走するそれらの能力を分析した。本発明者らは、LPS活性化DCが、本発明者らの以前の知見と一致して、増加した速度及び遊走の持続性を呈すること(図1A及びB)を観察した。著しくは、TRPML1ノックアウトDCの速度及びそれらの遊走の持続性が減少されていたが、このリソソームカルシウムチャネルが、DCがそれらの最高スピードに達し、一方向に遊走するために要求されることを示す。重要なことに、DC成熟に対するTRPML1の効果は、正常レベルの表面CD86発現により示される通り、観察されなかった(図1C)。同等の結果が、マイクロチャネルにおいてTRPML1−サイレンシングDCの遊走を解析する際に得られた(図2)。また、野生型レシピエントの足蹠中へのTRPML1コントロール及びノックアウトDCの移行は、24時間後での足蹠から膝窩リンパ節へのTRPML1欠損細胞の損なわれた到達を示した(図3)。本発明者らは、TRPML1欠損が、エクスビボ及びインビボで損なわれたDC遊走に導くと結論付ける。
TRPML1(Mcoln1)は、活性化された樹状細胞においてアクチン動態を調節する。
TRPML1によるDC遊走の調節に含まれる分子機構を研究するために、本発明者らはLifeActトランスジェニックマウス由来のDCにおいて、それをサイレンシングし(Riedl et al., 2010, Nat. Methods, 7, 168-169)、遊走の間でのそれらのアクチン動態を分析した。以前に観察された通り、本発明者らは、重合アクチンが、未成熟DCにおいて、細胞前部で主に濃縮されたのに対し、それが、活性化DCにおいて、細胞後部でかなり濃縮されたことを見い出した(図4A及びB)。顕著には、TRPML1サイレンシングによって、野生型の活性化DCにおけるアクチンの局在化が改変されたが、それは、それらの前部で、それらのアクチンの大半を示した。本発明者らは、TRPML1が、おそらく、その後部でのアクチン重合を可能にし、そして安定化させることにより、活性化DCの遊走を促す(それは、それらの速く持続的な運動のために要求される)と結論付ける。
未成熟細胞におけるMLSA1を介したTRPML1活性化は、細胞の運動性を増加させる。
これらの結果を強化するために、本発明者らは、TRPML1を活性化することが示された薬物MLSA1(Shen et al., 2012, Nat. Comm., 3:731)を用いた処理時でのマイクロチャネルにおけるDC遊走を分析した。注目すべきことに、MLSA1は、未成熟DCのスピード及び持続性を、活性化細胞において測定されたレベルに増加させ、このリソソームカルシウムチャネルが、それらの増強された運動に関与する可能性が最も高いことを示す(図5A及びB)。DC成熟に対するMLSA1の効果は観察されなかった(図5C)。また、MLSA1処理された未成熟DCにおけるアクチン動態の分析によって、アクチンが、それらの後部で濃縮されることが示され、それらの速く持続的な遊走表現型と一致していた(図5D及びE)。故に、TRPML1は、それらの細胞の後部で重合アクチンの濃縮を促進することにより(しかし、それらの成熟を変化させることを伴わない)、DC遊走を促進させる(図6のモデルを参照のこと)。
蛍光ゼラチン分解アッセイ:MCOLN1サイレンシングの効果
40.2%のMDA−MB−231が、コントロールsiRNA(NT)を用いて処理された場合、FITCゼラチンを分解したのに対し、わずか2.4%のMDA−MB−231が、MT1−MMP siRNA(MT1−MMPは、分解に関与する酵素である)を用いて処理された場合、FITCゼラチンを分解した。細胞を、MCOLN1 siRNAを用いて処理した場合、24.3%のMDA−MB−231がFITCゼラチンを分解した。この結果は、MCOLN1のサイレンシングによって、MDA−MB−231の分解能力の40%が阻害されることを示唆し、それにより、腫瘍細胞遊走を防止又は減少させるMCOLN1阻害剤の能力を例示する。
材料及び方法
抗体及び試薬
以下の試薬を撮像実験のために使用した:WGA AlexaFluor-647及びヘキスト(両方ともLife Technologiesから)。マイクロチャネルを、フィブロネクチン(Sigma)を用いてコーティングした。細胞活性化は、LPS(Sigma)を用いて実施した。フローサイトメトリーのために、次の抗体を使用した:BD biosciencesからの抗CD86(GL1クローン、553692)及びラットIgG2a,κアイソタイプコントロール(553930)。
マウス
Lifeact−GFPノックイン(Lifeactとして言及される)マウス及びTRPML1ノックアウトマウスは、以前に記載された通りである(Riedl et al., 2010, Nat. Methods, 7, 168-169 Chandra et al., Gastroenterology, 2011, 140, 857-867)。
細胞
マウス骨髄細胞を、以前に記載された通り(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10)、ウシ胎児血清、及びトランスフェクトJ558細胞から得られた、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子を含む上清を添加した培地中で10〜12日間培養した。遊走又はマッピングアッセイ(下記参照)のために、10〜12日目の細胞を、100ng/mlのLPS(成熟細胞、LPS DC)用いて30分間にわたり活性化させ、次に、完全培地で3回リンスし、チャネル中に入れた。これらの実験のための対応物の未成熟細胞を、同じ条件において、しかし、LPSの非存在において処理する。
エレクトロポレーション
siRNA媒介性遺伝子サイレンシングのために、Lifeact細胞を7日間にわたり培養し、次に、マウスTRPML1に対して指向するsiRNA(TRPML1 si3として言及されるMm_Mcoln1_3(標的配列 5’−CACCATCCACTTCCAGCTGAA−3’(配列番号1)又はTRPML1 si5として言及されるMm_Mcoln1_5(標的配列:5’−TACAAGAACCTCACACTGAAA−3’(配列番号2)))又はコントロール非標的オールスターsiRNAのいずれかをトランスフェクトした(全てがQiagen GmbHから)。
エレクトロポレーションは、製造業者(Lonza)のプロトコールに従い、Amaxa Mouse Dendritic Cell Nucleofector Kit(VPA−1011)を用いて実施した。簡単には、骨髄由来細胞(3*10)を、1μMのsiRNA を伴う100μlのAMAXA添加緩衝液中に再懸濁し、プログラムY−001(Amaxa Nucleofector、Lonza)を使用してヌクレオフェクトした。細胞を、直ちに、予熱した培地を伴う6ウェルプレート中に移した。細胞を、ヌクレオフェクション後3日目に実験のために使用した。
qPCR
樹状細胞(少なくとも1*10個細胞)を実験に先立って回収し、全mRNAを、製造業者のプロトコール(Nucleospin RNA II、Macherey-Nagel)に従って抽出した。相補的DNAは、superscript vilo reverse kit(Invitrogen)を使用して、1μgの全RNAから合成した。QPCRは、Taqman遺伝子発現マスターミックス、並びに、それぞれTRPML1及びGAPDHについての最上のカバレッジプライマーセットMm00522550_m1及びMm99999915_g1を使用して実施した(全て、Applied Biosystems、Life technologiesから)。全ての実験を、Roche lightcycler(Roche)で実施した。TRPML1遺伝子の発現レベルを、内因性コントロールとしてGAPDH発現レベルを使用する、2−ΔΔCT方法を使用して算出した。
フローサイトメトリー分析
細胞を、染色緩衝液(PBS、2%BSA)中に再懸濁し、示した抗体を用いて4℃で30分間染色した。細胞を、次に、3回洗浄し、染色緩衝液中に再懸濁した。全てのFACS実験を、Accuriフローサイトメーター(BD Biosciences)で行った。
マイクロチャネルの調製
マイクロチャネルを、以前に記載された通りに調製した(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10;Heuze et al.,2011, Methods Mol Biol., 769, 415-434)。それらを、10μg/mlフィブロネクチン単独を用いて1時間にわたりインキュベートし、PBSを用いて洗浄した。
遊走アッセイ
遊走アッセイのために、細胞を、マイクロチャネル(切片5*5μm)中に添加し、10×対物を伴う冷却CCDカメラ(HQ2、Photometrics)を備えた落射蛍光ビデオ顕微鏡Nikon TiE顕微鏡で、少なくとも16時間にわたり撮像し、1つの透過位相画像を2分毎に撮った。カイモグラフ抽出及び瞬時速度分析を、以前に記載された通りに(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10)、自作プログラムを使用して実施した。
マッピングアッセイ
Lifeact樹状細胞(ヌクレオフェクトされている、又はされていない)を、200ng/lヘキスト含有培地中で30分間にわたりインキュベートし、3回洗浄し、10個細胞/ウェルを添加し、4時間から一晩インキュベートし、マイクロチャネル(切片は8×5μm)中へのそれらの侵入を可能にした。侵入後、細胞を、20倍の対物を用いた、冷却CCDカメラ(HQ2、Photometrics)を備えた落射蛍光ビデオ顕微鏡Nikon TiE顕微鏡で、少なくとも16時間にわたり撮像した。画像は3分毎に取得した。画像処理は、ImageJソフトウェア(参照:Rasband WS. ImageJ, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, imagej.nih.gov/ij/, 1997-2012)を用いて実施した。マイクロチャネルにおいて移動する細胞を、アクチンチャネルで、自動閾値化方法(トライアングル)によりセグメント化した。各々の時点について、細胞を含む最小の長方形が規定され、画像をトリミングした。次に、トリミングした画像をサイズにおいて標準化し、各々の細胞の平均アクチン画像(全ての時間点についての平均ピクセル強度)を計算した。全てのアクチン画像を、強度において標準化し、平均化し、実験の平均重合アクチン分布を得た。さらに、各々の細胞について、核の空間座標を測定し、核の前部及び後部での平均アクチン密度の間の比率を計算した。細胞の速度を、これらの空間座標に従って推定した。
足蹠からリンパ節への樹状細胞の遊走
実験を、以前に記載された通りに実現した(Faure-Andre et al, 2008, Science, 322, 1705-10)。
蛍光ゼラチン分解
ヒト乳癌腺癌細胞株MDA−MB−231に、Lullaby試薬(OZ Biosciences)を使用し、50nMコントロールNT siRNA、MCOLN1 siRNA(Dharmacon からのSmart pool si RNA、L−006281−00−0010、ON−TARGETplus Human MCOLN1(57192)siRNA− SMARTpool、10nmol. siRNA J−006281−05 + siRNA J−006281−06 + siRNA J−006281−07 + siRNA J−006281−08、配列番号3−5の標的配列)又はMT1−MMP siRNAをトランスフェクトした。処理後72時間目に、細胞を、以前に記載された通りに(Sakurai-Yageta et al., 2008, J. Cell. Biol., 181, 985-998)、FITCコンジュゲート架橋ゼラチン(Invitrogen)上で5時間にわたりインキュベートし、次に、Fアクチン及びコルタクチンについて固定及び染色した。細胞を、広視野顕微鏡(DM6000 B/M;Leica)の63×対物を用いて撮像し、ゼラチン分解の定量化を、以前に記載された通りに(Monteiro et al. 2013, J. Cell. Biol., 203, 1063-1079)、MetaMorphを使用して達成した。

Claims (12)

  1. 細胞遊走を調節するための使用のためのMcoln−1を調節する分子。
  2. 調節分子がMcoln−1のアクチベータであり、それにより、細胞遊走が増強される、請求項1記載の使用のための分子。
  3. 細胞が、樹状細胞、特に未成熟樹状細胞である、請求項2記載の使用のための分子。
  4. ワクチン接種、特に抗腫瘍ワクチン接種における使用のための、請求項3記載の使用のための分子。
  5. 自己免疫疾患を処置するための使用のための、請求項3記載の使用のための分子。
  6. 感染症を処置するための使用のための、請求項3記載の使用のための分子。
  7. Mcoln−1を調節する分子が、Mcoln−1に対して指向する、アゴニスト活性を有する抗体、及びMcoln−1を活性化する小分子もしくはペプチド、例えばML−SA1、SF−22、及びSF−51などからなる群より選択されるアクチベータである、請求項1〜6のいずれか一項記載の使用のための分子。
  8. 調節分子がMcoln−1の阻害剤であり、それにより、細胞遊走が防止又は減少される、請求項1記載の使用のための分子。
  9. 細胞が腫瘍細胞である、請求項8記載の使用のための分子。
  10. 転移を防止又は減少させるための使用のための、請求項9記載の使用のための分子。
  11. Mcoln−1を調節する分子が、Mcoln−1に対して指向する、アンタゴニスト活性を有する抗体、Mcoln−1の発現を阻害又は減少させるオリゴヌクレオチド、例えばアンチセンス、siRNA、又はshRNAなど、Mcoln−1に特異的である、アンタゴニスト活性を有するアプタマー、Mcoln−1に特異的であるカルシウムチャネル遮断剤、Mcoln−1を阻害又は遮断するペプチド又は小分子、例えばML−SI1、ML−SI2、及びML−SI3、スフィンゴミエリン、又はベラパミルなどからなる群より選択される阻害剤又は遮断剤である、請求項8〜10のいずれか一項記載の使用のための分子。
  12. Mcoln1の活性に対する分子の効果を決定すること、及び、細胞がMcoln1の活性を増加又は減少させる場合、それを選択することを含む、細胞遊走を調節することが可能な分子を同定するための方法。
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