JP2018512389A - 大動脈障害 - Google Patents

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Abstract

本発明は、大動脈障害に関し、特に大動脈障害の診断及び治療のための組成物及び方法に関する。【選択図】図13a及び図13b

Description

本発明は、大動脈障害に関し、特に大動脈障害の診断及び治療のための組成物及び方法に関する。
大動脈障害は、大動脈の疾患に関する。大動脈解離及び壁内血腫は、大動脈壁(1〜6)の分離を伴う、潜在的に生命を脅かす大動脈障害を含む。これら2つの病態は、大動脈壁中への血流をもたらす前者の古典的形態の大動脈解離において存在し、大動脈壁内に限られた出血を伴う後者の形態の壁内血腫においては不在である、大動脈内膜の断裂によって区別される。この大動脈障害は、現在、前者(7〜9)の変異型及び前駆病態である後者との連続体であると理解されている。遺伝的基礎(例えば、ACTA2)(10、11)、臨床的/疫学的側面(例えば、IRAD)(4、5)、ならびに生化学的手法(例えば、平滑筋バイオマーカー)(5、6)に関する理解は、過去10年で進歩してきたが、根底にある機序は、主に信頼できる動物モデルの不足に起因して不明瞭なままであった。
大動脈疾患の機序を理解することにおける最近の進歩は、遺伝的に虚弱なマルファン大動脈における特徴的な研究に由来し、これらは、TGFβ及びその下流細胞内キナーゼシグナル伝達経路が、発病における中心的役割を果たすことを示した(12〜14)。対照的に、炎症経路は、典型的な高齢患者に見られるアテローム硬化性/変形性大動脈における大動脈病態の主要な構成要素であると考えられる(15、16)。機序における共通点及び相違点、ならびにこれらの異なる大動脈病態における根底にあるプロセスの相対寄与は、解明され始めたばかりである。
したがって、大動脈障害の診断及び治療のための、改善された組成物及び方法を提供する必要性がある。
本研究において、発明者らは、大動脈解離/壁内血腫の根底にある機序に取り組むこと、及びその病態を誘発する機序を理解することを求めた。クルッペル様因子6(KLF6)は、マクロファージ内で頑強に発現されること(17)、及び肝臓(18)、腎臓(19)、及び心臓(D.S.,未公開データ)を含む多臓器の炎症性線維性疾患を調節することが示された転写因子である。発明者らは、この因子が、大動脈疾患の根底にある発病機序を調節し得ると仮定し、マクロファージ内のKLF6が欠乏したマウスが、大動脈炎症を受けた場合に大動脈解離/壁内血腫を示すことを観察した。
驚くべきことに、発明者らは、炎症性サイトカイン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)が、この病態の発症における中心的役割を果たすことを見出した。さらに、GM−CSFに対する中和抗体の投与は、驚くべきことに、これらのマウスにおいて、この病態を予防した。逆に、大動脈炎症との組み合わせで、サイトカインの、野生型マウスへの投与は、この病態を誘導するのに十分であり、一般的な効果を示唆している。臨床的に、大動脈解離を有する患者は、サイトカインの上昇した循環レベルを示し、これは解離された大動脈内でも発現された。したがって、GM−CSFは、大動脈解離/壁内血腫を引き起こす重要な調節分子であり、このサイトカインの拮抗作用は、治療的活用(例えば、GM−CSF拮抗薬を使用する大動脈安定化)をもたらすことになる。GM−CSFはまた、診断バイオマーカーとしても作用する。
したがって、本発明の第1の態様に従い、大動脈障害の治療、予防、または改善における使用のための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の負の調節因子が提供される。
第2の態様において、対象における大動脈障害の治療、予防、または改善方法であって、かかる治療を必要とする対象に、治療上有効な量の顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の負の調節因子を投与することを含む、方法が提供される。
好ましくは、GM−CSFの負の調節因子は、大動脈解離、大動脈壁内血腫の進行または再発、大動脈瘤の拡大、炎症、及び/または破裂、ならびに大動脈炎(すなわち、大動脈の炎症)からなる群から選択される大動脈障害の病態を治療、予防、または改善するためのものである。一実施形態において、GM−CSFの負の調節因子は、急性大動脈解離の一次修正手術を受けた対象における再発性大動脈解離を予防するための維持療法で使用され得る。別の実施形態において、GM−CSFの負の調節因子は、対麻痺の危険性が高いため、手術があまり好都合でない慢性大動脈解離、すなわち、腹部解離を有する対象における大動脈解離の進行を予防するための維持療法で使用され得る。
顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)またはコロニー刺激因子2(CSF2)は、マクロファージ、T細胞、マスト細胞、NK細胞、内皮細胞、及び線維芽細胞によって分泌される単量体糖タンパク質であり、サイトカインとして機能する。それは白血球成長因子であり、GM−CSFは、シグナル伝達物質及び転写の活性因子、STAT5及びSTAT3を介してシグナル伝達する。ヒトGM−CSF(GenBank番号:NC_000005.10)のDNA配列の一実施形態は、本明細書において、配列番号1として以下のように提供される。
ヒトGM−CSFのタンパク質配列(GenBank番号:AAA52578.1、144アミノ酸)の一実施形態は、本明細書において、配列番号2として以下のように提供される。
実施例3に記載の通り、また図3a、3b、及び10aに示すように、GM−CSFレベルは、対照マクロファージと比較したとき、AngII刺激に応答してKLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄由来のマクロファージ内で最大増加を示した。KLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈から入手されたマクロファージは、CaCl2適用及びAngII注射の実験条件下、これらのマウスの骨髄由来のマクロファージ内で、GM−CSFの顕著に増加した発現を示した。さらに、実施例4に記載の通り、また図4に示すように、GM−CSFの作用は、中和抗体を使用して遮断され、これが大動脈解離/壁内血腫(図4a、b)、ならびにIL−6の血清レベルに加えて、GM−CSF受容体α、MMP9、F4/80、及びIL−6の発現を抑制した。したがって、GM−CSFは、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈表現型に必要とされる。表4に示すように、循環顆粒球及びリンパ球の数は、GM−CSFが抗体を中和することによって枯渇した場合に影響されなかった。したがって、これらの結果に基づいて、GM−CSFの操作は、少なくとも観察期間(14日)の間、本モデルにおける循環白血球の数に影響しなかった。
故に、一実施形態において、GM−CSFの負の調節因子は、
(i)例えば、そのマクロファージ受容体の活性立体構造を不安定にすること、及び/もしくは受容体をその不活性立体構造で維持し、それにより受容体がその天然リガンド、すなわち、GM−CSFに結合するのを防ぐことによって、GM−CSFシグナル伝達が達成されるGM−CSF受容体もしくはシグナル伝達分子の立体構造を変えること、
(ii)GM−CSFシグナル伝達が達成されるGM−CSF受容体に結合し、その受容体における伝達を防止、減少、もしくは減衰させること、
(iii)GM−CSF受容体に、もしくはGM−CSF自体に結合した負の調節因子によって活性化された下流シグナル伝達経路を下方調節もしくは非活性化すること、
(iv)GM−CSFの転写、翻訳、もしくは発現を減少、防止、もしくは減衰させること、
(v)GM−CSFの細胞内貯蔵からの合成もしくは放出を阻害すること、ならびに/または
(vi)GM−CSFの分解速度を増加させることを行うように構成され得る。
機序(i)〜(vi)の各々が、GM−CSFが配向される受容体/シグナル伝達分子における伝達、及びその活性の低減をもたらし、それによりGM−CSFシグナル伝達を負に調節することが理解されるであろう。GM−CSFがシグナル伝達する受容体は、表面抗原分類116、すなわち、CD116としても知られている。それは、α鎖及びβ鎖で構成されるヘテロ二量体である。αサブユニットは、GM−CSFの結合部位を含有し、β鎖は、シグナル伝達に関与する。2つのサブユニットの会合は、受容体の活性化をもたらす。
好ましい実施形態において、負の調節因子は、抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片を含む。抗GM−CSF抗体は、当業者に周知であり、例えば、R&D SystemsまたはSanta Cruz Biotechnology,Inc.から商業的に入手可能であることが理解されるであろう。一実施形態において、抗GM−CSF抗体(実施例において使用される)は、マウスGM−CSF抗体である(モノクローナルラットIgG2Aクローン番号MP122E9、R&D Systemsから入手可能なカタログ番号:MAB415)。別の実施形態において、抗GM−CSF抗体は、カタログ番号:sc−377039(Santa Cruz Biotechnology,Inc.から)である。抗GM−CSF抗体は既知であり、関節リウマチの治療に使用されているが、かかる抗GM−CSF抗体が、大動脈障害及び本明細書に記載される関連疾患の治療においても実用性を有し得ることは、完全に予想外であった。
好ましくは、抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片は、配列番号2、またはその変異型もしくは断片に特異的に結合する。
R&D SystemsからのGM−CSF抗体によって認識されるエピトープは、不明である。しかしながら、Santa Cruz(カタログ番号:sc−377039)からのGM−CSF抗体は、ヒト起源のGM−CSFのC末端におけるアミノ酸115〜144(TQIITFESFKENLKDFLLVIPFDCWEPVQE−配列番号3)の間のエピトープマッピングに結合する。したがって、好ましくは抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片は、配列番号3、またはその変異型もしくは断片に特異的に結合する。
抗体またはその抗原結合断片は、一価、二価、または多価であり得る。好ましくは、抗体またはその抗原結合断片は、単離されるか、または精製される。
好ましい一実施形態において、抗体またはその抗原結合断片は、ポリクローナル抗体またはその抗原結合断片を含む。抗体またはその抗原結合断片は、ウサギ、マウス、またはラットにおいて生成され得る。
別の好ましい実施形態において、抗体またはその抗原結合断片は、モノクローナル抗体またはその抗原結合断片を含む。好ましくは、本発明の抗体は、ヒトまたはヒト化抗体である。
本明細書で使用する場合、「ヒト抗体」という用語は、配列番号2、またはその変異型もしくは断片に対する免疫特異性を呈する特定のヒト抗体において見出される、実質的に同じ重鎖及び軽鎖CDRアミノ酸配列を含む、モノクローナル抗体等の抗体を意味し得る。重鎖または軽鎖CDRと実質的に同じであるアミノ酸配列は、基準配列と比較した場合、相当量の配列同一性を呈する。かかる同一性は、特定のヒト抗体のアミノ酸配列を表すものとして確定的に知られているか、または認識可能である。実質的に同じ重鎖及び軽鎖CDRアミノ酸配列は、例えば、アミノ酸のわずかな修正または保存的置換を有し得る。かかるヒト抗体は、配列番号2、またはその変異型もしくは断片に選択的に結合するその機能を維持する。
「ヒトモノクローナル抗体」という用語は、例えば、ファージライブラリによるか、リンパ球によるか、またはハイブリドーマ細胞による産生等の組み換え方法によって産生される、実質的に、または全体的にヒトCDRアミノ酸配列を有するモノクローナル抗体を含み得る。
「ヒト化抗体」という用語は、非ヒト種(例えば、マウスまたはウサギ)からの抗体を意味し得、それらのタンパク質配列は、ヒトにおいて天然に産生される抗体に対するそれらの類似性を増加するように修飾されている。
抗体は、組み換え抗体、すなわち、組み換えDNA技術を使用して産生されるヒト抗体であり得る。
「抗原結合領域」という用語は、その標的抗原、例えば、配列番号2、またはその変異型もしくは断片のペプチドに対する特異的結合親和性を有する抗体の領域を意味し得る。好ましくは、断片は、エピトープ、好ましくは配列番号3、またはその変異型もしくは断片である。結合領域は、超可変CDRまたはその機能的部分であり得る。CDRの「機能的部分」という用語は、標的抗原に対する特異的親和性を示すCDR内の配列を意味し得る。CDRの機能的部分は、配列番号2またはその断片に特異的に結合するリガンドを含み得る。
本発明に従う負の調節因子(本明細書では集合的に「薬剤」と称される)は、大動脈障害の治療、改善、または予防のための、単剤療法(例えば、抗体またはその抗原結合断片単独の使用)において使用され得る。代替として、本発明に従う薬剤は、降圧剤(β遮断剤)及び鎮痛剤等の、大動脈障害の治療、改善、または予防のための既知の療法に対する付加物として、またはそれらと組み合わせて使用されてもよい。
本発明に従う薬剤は、特に、組成物が使用される方法に応じて多くの異なる形態を有する組成物中に複合され得る。故に、例えば、組成物は、粉末、錠剤、カプセル、液体、軟膏、クリーム、ゲル、ヒドロゲル、エアロゾル、スプレー、ミセル溶液、経皮パッチ、リポソーム懸濁液の形態、または治療を必要とするヒトまたは動物に投与され得る任意の他の適した形態を取り得る。本発明に従うビヒクルまたは医薬品は、それが与えられる対象によって十分に耐えられる、好ましくは心臓への薬剤の送達を可能にするものであるべきであるということが理解されるであろう。
本発明の薬剤を含む医薬品は、多くの方法で使用され得る。例えば、経口投与が必要とされる場合があり、この場合、薬剤は、例えば、錠剤、カプセル、または液体の形態で経口的に摂取され得る組成物内に含有され得る。本発明の薬剤及び医薬品を含む組成物は、吸入によって(例えば、鼻腔内的に)投与されてもよい。組成物は、局所使用のために製剤化されてもよい。例えば、クリームまたは軟膏は、例えば、心臓に隣接した皮膚に適用され得る。
本発明に従う薬剤及び医薬品は、徐放または遅延放出デバイス内に組み込まれてもよい。かかるデバイスは、例えば、皮膚の上または下に挿入されてもよく、医薬品は、数週間またはさらには数ヶ月にわたって放出されてもよい。デバイスは、治療部位、すなわち心臓に少なくとも隣接して位置し得る。かかるデバイスは、本発明に従って使用される薬剤での長期治療が必要とされる場合、及び通常は頻繁な投与(例えば、少なくとも1日1回の注入)を必要とする場合に特に有利であり得る。
好ましい実施形態において、本発明に従う薬剤及び医薬品は、血流への注入、または治療を必要とする部位への直接注入によって対象に投与され得る。例えば、医薬品は、心臓に少なくとも隣接して注入され得る。注入は、静脈内(ボーラスもしくは注射)、または皮下(ボーラスもしくは注射)、または皮内(ボーラスもしくは注射)であってもよい。
必要とされる薬剤(例えば、抗GM−CSF抗体)の量は、その生物活性及び生物学的利用能によって決定され、これは次に、投与形態、薬剤の生理化学的特性、及びそれが単剤療法として使用されるか、または複合療法において使用されるかに依存することが理解されるであろう。投与の頻度は、治療される対象における薬剤の半減期によっても影響されるであろう。投与される最適投薬量は、当業者によって決定され得、使用中の特定の薬剤、薬学的組成物の強度、投与形態、及び大動脈障害の進行により変動することになる。治療される特定の対象に依存する追加因子は、対象の年齢、体重、性別、食事、及び投与時間を含む、投薬量を調整する必要性をもたらすことになる。
一般に、どの薬剤が使用されるかに応じて、体重の0.001μg/kg〜体重の10mg/kgの日用量の本発明に従う薬剤が、大動脈障害の治療、改善、または予防のために使用され得る。より好ましくは、薬剤の日用量は、体重の0.01μg/kg〜体重の1mg/kgであり、より好ましくは体重の0.1μg/kg〜100μg/kg、最も好ましくは体重のおよそ0.1μg/kg〜10μg/kgである。
薬剤は、大動脈障害の発症前、発症中、または発症後に投与され得る。日用量は、単回投与(例えば、1日1回の注入)として与えられてもよい。代替として、薬剤は、1日の間に2回以上の投与を必要とする場合がある。例として、薬剤は、0.07μg〜700mg(すなわち、体重70kgを想定して)の2つ(または治療される大動脈障害の重症度に応じてそれ以上)の日用量として投与され得る。治療を受ける患者は、起床時に第1の用量を摂取し、次いで午後に(2用量計画の場合)、またはその後3時間もしくは4時間間隔で摂取することができる。代替として、反復用量を投与する必要なく、本発明に従う薬剤の最適用量を患者に提供するために、徐放デバイスが使用されてもよい。
マウスに使用される投薬量は、腹腔内注入によって2週間1日おきに、1匹のマウス当たり300マイクログラム、または12mg/kgであった。静脈内MOR103(1.0または1.5mg/kg)を週1回、4週間にわたって用いて、及び皮下マブリリムマブ(100mg)を隔週で12週間にわたって用いて、ヒトにおいて行われた成功研究に基づき、75mg〜100mgの週1回または隔週の静脈内または皮下投与が好ましい。
製薬産業によって従来用いられるもの等の既知の手順(例えば、生体内実験、臨床治験等)を使用して、本発明に従う薬剤の特定の製剤、及び精密な治療計画(薬剤の日用量及び投与の頻度等)を形成することができる。
故に、本発明の第3の態様において、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の負の調節因子、及び必要に応じて薬学的に許容されるビヒクルを含む、大動脈障害治療の薬学的組成物が提供される。
本発明はまた、第4の態様において、第3の態様に従う薬学的組成物の作成プロセスであって、治療上有効な量のGM−CSFの負の調節因子を、薬学的に許容されるビヒクルと複合することを含む、プロセスを提供する。
負の調節因子は、好ましくは抗体またはその抗原結合断片、好ましくは抗GM−CSF抗体である。
「対象」は、脊椎動物、哺乳動物、または飼育動物であり得る。したがって、本発明に従う医薬品は、任意の哺乳動物、例えば、家畜(例えば、ウマ)、ペットを治療するために使用され得るか、または他の獣医用途において使用され得る。最も好ましくは、対象は、ヒトである。
負の調節因子の「治療上有効な量」は、対象に投与される場合、大動脈障害疾患を治療するために必要とされるか、または所望の効果をもたらす薬剤の量である、任意の量である。
例えば、使用される治療上有効な量の負の調節因子は、約0.001ng〜約1mg、好ましくは約0.01ng〜約100ngであり得る。負の調節因子の量は、約0.1ng〜約10ng、最も好ましくは約0.5ng〜約5ngの量であることが好ましい。
「薬学的に許容されるビヒクル」は、本明細書で言及する場合、薬学的組成物の製剤化に有用であることが当業者に知られている、任意の既知の化合物または既知の化合物の組み合わせである。
一実施形態において、薬学的に許容されるビヒクルは、固体であってもよく、組成物は、粉末または錠剤の形態を取り得る。固体の薬学的に許容されるビヒクルは、香味剤、潤滑剤、可溶化剤、懸濁剤、染料、充填剤、滑剤、圧縮助剤、不活性結合剤、甘味剤、保存剤、染料、コーティング、または錠剤崩壊剤としても作用し得る、1つ以上の基質を含み得る。ビヒクルはまた、封入材料であってもよい。粉末において、ビヒクルは、本発明に従う細分された活性剤との混和物中の、細分された固体である。錠剤において、活性剤は、適した比率で必須の圧縮特性を有し、所望の形状及びサイズに圧密されたビヒクルと混合され得る。粉末及び錠剤は、好ましくは、活性剤の99%までを含油する。適した固体ビヒクルには、例えば、リン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、糖、ラクトース、デキストリン、デンプン、ゼラチン、セルロース、ポリビニルピロリドン、低融点蝋、及び鉄交換樹脂が含まれる。別の実施形態において、薬学的ビヒクルは、ゲルであってもよく、組成物は、クリーム等の形態を取り得る。
しかしながら、薬学的ビヒクルは、液体であってもよく、薬学的組成物は、溶液の形態を取る。液体ビヒクルは、溶液、懸濁液、エマルジョン、シロップ、エリキシル、及び加圧組成物を調製する際に使用される。本発明に従う活性剤は、水、有機溶媒、薬学的に許容される油もしくは脂肪、または両方の混合物等の薬学的に許容される液体ビヒクル中に溶解または懸濁され得る。液体ビヒクルは、可溶化剤、乳化剤、緩衝剤、保存剤、甘味剤、香味剤、懸濁剤、増粘剤、着色剤、粘度調節剤、安定剤、または浸透圧調節剤等の他の適した薬学的添加剤を含有し得る。経口及び非経口投与のための液体ビヒクルの適した例には、水(上記のような添加剤、例えば、セルロース誘導体を部分的に含有する、好ましくは、カルボキシメチルセルロースナトリウム溶液)、アルコール(一価アルコール及び多価アルコール、例えば、グリコールを含む)及びそれらの誘導体、ならびに油(例えば、分留ココナッツ油及び落花生油)が含まれる。非経口投与の場合、ビヒクルは、オレイン酸エチル及びミリスチン酸イソプロピル等の油性エステルでもあり得る。無菌液体ビヒクルは、非経口投与のための無菌液体形態の組成物において有用である。加圧組成物のための液体ビヒクルは、ハロゲン化炭化水素または他の薬学的に許容される推進剤であり得る。
無菌溶液または懸濁液である液体薬学的組成物は、例えば、筋肉内注入、髄腔内注入、硬膜外注入、腹腔内注入、静脈内注入、及び特に皮下注入によって用いられ得る。この薬剤は、無菌水、生理食塩水、または他の適切な無菌注入用媒質を使用して、投与時に溶解または懸濁され得る、無菌固体組成物として調製されてもよい。
本発明の薬剤及び組成物は、他の溶質または懸濁剤(例えば、溶液を等張させるのに十分な生理食塩水またはグルコース)、胆汁塩、アカシア、ゼラチン、モノオレイン酸ソルビタン、ポリソルベート80(ソルビトールのオレイン酸エステル及び酸化エチレンと共重合されたその無水物)等を含有する無菌溶液または懸濁液の形態で経口的に投与され得る。本発明に従って使用される薬剤はまた、液体または個体組成物形態のいずれかで経口的に投与され得る。経口投与に適した組成物には、ピル、カプセル、顆粒、錠剤、及び粉末等の固体形態、ならびに溶液、シロップ、エリキシル、及び懸濁液等の液体形態が含まれる。非経口投与に有用な形態には、無菌溶液、エマルジョン、及び懸濁液が含まれる。
本明細書で論じられる場合、GM−CSFは、大動脈障害の病態に罹患している対象において上昇する。これらの発見は、それが診断ツールまたはバイオマーカーとして使用され得ることを示唆する。
したがって、第5の態様において、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の、大動脈障害を検出または診断するためのバイオマーカーとしての使用が提供される。
好ましくは、配列番号2、またはその変異型もしくは断片は、適したバイオマーカーとして作用し、これらが検出され得る。好ましくは、配列番号2、またはその変異型もしくは断片は、抗体または抗原結合断片、好ましくは第1の態様に従って使用される抗体または抗原結合断片によって結合され得るエピトープとして作用する。
本発明はまた、大動脈障害に罹患している患者の診断キットも提供する。
したがって、本発明の第6の態様に従い、大動脈障害に罹患している対象、またはそれに対する素因を診断するため、または対象の病態の予後を提供するためのキットが提供され、このキットは、
(i)試験対象から入手した試料中の、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度を検出するための検出手段と、
(ii)大動脈障害に罹患していない個体からの試料中の、GM−CSFの濃度に関する基準と、を含み、
このキットは、基準と比較して、試験対象からの身体試料中のGM−CSFの濃度の差を特定し、それにより試験対象が、大動脈障害に罹患している、もしくはそれに対する素因を有していることを示唆するか、または対象の病態の陰性予後を提供するように構成される。
第7の態様に従い、大動脈障害に罹患している対象、もしくはそれに対する素因の診断、または対象の病態の予後の提供方法が提供され、この方法は、対象から入手した身体試料中の、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度を分析することと、この濃度を、大動脈障害に罹患していない個体におけるGM−CSFの濃度に関する基準と比較することとを含み、基準と比較した試験対象からの身体試料中のGM−CSFの濃度が、対象が、大動脈障害に罹患している、もしくはそれに対する素因を有していることを示唆するか、または対象の病態の陰性予後を提供する。
対象は、獣医的関心対象の任意の動物、例えば、ネコ、イヌ、ウマ等であり得る。しかしながら、対象は、ヒト等の哺乳動物の雄または雌のいずれかであることが好ましい。
好ましくは、試料は、対象から採取され、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度は、アッセイにおいて測定され得る。キットは、試験対象から試料を入手するための試料抽出手段を含み得る。この試料抽出手段は、針または注射器等を含み得る。
GM−CSFは、体液及び臓器液中で起こることが示された。しかしながら、試料は、GM−CSFが中に分泌される任意の身体試料であり得、例えば、リンパ液または間質液であり得る。この試料は、尿試料または血液試料であり得る。血液試料は、静脈血または動脈血であり得る。
このキットは、抽出された試料を受容するための試料収集容器を含み得る。血液等の「新鮮な」身体試料は、それらが対象から採取された後、即時にGM−CSFレベルについて分析され得ることが理解されるであろう。代替として、血液は、例えば、冷蔵庫内で低温で貯蔵され得るか、またはさらには、GM−CSFアッセイが行われる前に冷凍される。次いで試料を解凍し、後日分析することができる。
GM−CSFの測定は、全血に関して行われ得る。しかしながら、血液は、アッセイが行われる前にさらに処理され得る。例えば、クエン酸塩(クエン酸ナトリウム等)、ヒルジン、ヘパリン、PPACK、またはフッ化ナトリウム等の抗凝固剤が付加されてもよい。故に、試料収集容器は、血液試料が凝固するのを防ぐために、抗凝固剤を含有してもよい。代替として、血液試料は、血漿または血清分留を調製するために遠心分離または濾過され得、これが分析に使用され得る。したがって、GM−CSFまたは変異型もしくは断片は、血漿または血清試料中で分析またはアッセイされることが好ましい。GM−CSF濃度は、対象から採取された血清試料または血漿試料から生体外で測定されることが好ましい。
実施例に記載されるように、発明者らは、KLF6fl/fl;LysM CreマウスにおけるGM−CSFの濃度を、大動脈炎症を誘導するAngII注射下で監視し、それを対照マクロファージにおけるGM−CSF濃度と比較した。それらは、AngII注射によって誘導された大動脈障害に罹患しているマウスにおいて、GM−CSFの濃度に統計的に有意な増加があったことを示した。故に、濃度の差は、好ましくは、基準対照値と比較した増加であり、これが大動脈障害を示す。
大動脈障害患者におけるGM−CSFの濃度は、多くの因子、例えば、疾患がどれだけ進行したか、ならびに対象の年齢及び性別に高度に依存することが理解されるであろう。大動脈障害に罹患していない個体におけるGM−CSFの濃度は、ある程度変動し得るが、平均して所与の期間にわたって、この濃度は、実質的に一定である傾向があることも理解されるであろう。さらに、大動脈障害に罹患していない個体の一群におけるGM−CSFの濃度は、この疾患に罹患していない個体の別の群におけるGM−CSFの濃度とは異なり得ることを理解すべきである。しかしながら、熟練した技術者であれば、大動脈障害に罹患していない個体におけるGM−CSFの平均濃度の決定方法がわかり、これがGM−CSFの「正常」濃度と称される。この正常濃度は、上述の基準値に対応する。
GM−CSFは、様々な技法によって身体試料から抽出され得、次いで検出され得る。検出は、イムノアッセイ(例えば、ELISA)によって、例えば、マイクロプレート等の基板の上にプレコーティングされたGM−CSFに特異的なモノクローナル抗体を使用して達成されてもよい。標準物質及び試料が、ウェルに適用されてもよく、存在する任意のGM−CSFが、固定化抗体によって結合され得る。任意の未結合基質を洗い流した後、ヒトGM−CSFのための酵素結合したモノクローナル抗体が、次いでウェルに適用され得る。任意の未結合抗体酵素試薬を除去するための洗浄に続いて、基質溶液がウェルに適用されてもよく、初期工程において結合されたGM−CSFの量に比例して発色する。次いで、発色を停止させ、色の強度を測定することができる。GM−CSFの検出に適したアッセイは、R&D Systemsによって供給される通りであり得る。
本発明に従うキットは、身体試料におけるGM−CSFの濃度を決定するための手段を含む。このキットは、試験対象からの試料中のGM−CSFの濃度を決定するための手段が含有され得る容器を含み得る。このキットはまた、使用説明書を含んでもよい。
故に、このキットは、一旦試料が対象から入手されると、試料中のGM−CSFの濃度を検出するための検出手段を含み得る。
基準値は、統計的に有意な数の対照試料(すなわち、大動脈障害に罹患していない対象からの試料)をアッセイすることによって得ることができる。したがって、本発明のキットに従う基準は、アッセイの目的のための対照試料であり得る。
検出手段は、試料中のGM−CSFの濃度を決定するために適合されたアッセイを含み得る。このキットまたは方法は、アッセイが比較され得る、陽性対照及び/または陰性対照の使用を含み得る。例えば、このキットは、大動脈障害に罹患している個体(すなわち、陽性対照)または罹患していない個体(すなわち、陰性対照)からの試料中のGM−CSFの濃度に関する基準を含み得る。
このキットは、標識をさらに含んでもよく、これが検出され得る。「標識」という用語は、抗体またはその抗原結合断片に結合され得る部分を意味し得る。部分は、例えば、治療手順または診断手順に使用され得る。標識には、例えば、抗GM−CSF抗体またはその断片に結合され、GM−CSFまたはその断片への抗体の結合を監視するために使用され得る部分が含まれる。本明細書に記載の通り、抗体またはその抗原結合断片は、配列番号2、またはその変異型もしくは断片に特異的に結合する。
診断的標識には、例えば、分析方法によって検出され得る部分が含まれる。分析方法には、例えば、定性的手順及び定量的手順が含まれる。定性的分析方法には、例えば、免疫組織化学及び間接的免疫蛍光が含まれる。定量的分析方法には、例えば、ラジオイムノアッセイ、ELISA、またはFACS分析等の免疫親和性手順が含まれる。分析方法には、生体外及び生体内撮像手順の両方も含まれる。分析手段によって検出され得る診断標識の特定の例には、酵素、放射性同位体、蛍光色素、化学発光マーカー、及びビオチンが含まれる。
標識は、抗GM−CSF抗体、またはその抗原結合断片に直接結合され得るか、または本発明の分子に特異的に結合する二次結合剤に結合され得る。かかる二次結合剤は、例えば、二次抗体であり得る。二次抗体は、ヒト、齧歯類、またはキメラ起源のポリクローナルまたはモノクローナルのいずれかであり得る。
さらなる態様において、大動脈解離に罹患している患者の治療における使用のための、抗GM−CSF抗体が提供され、該抗体は、該患者の血液中に治療上有効な抗体レベルを達成するような方法で該患者に投与される。
別の態様において、正常値と比較して増加したレベルの血中GM−CSFの存在を測定し、次いで抗GM−CSF抗体を有する患者を治療することによる、該患者における大動脈解離の治療方法が提供される。
患者は、大動脈解離と診断されている場合があり、疾患のさらなる進行を防ぐために、継続的な治療を必要とする。患者は、大動脈解離のための外科的治療を受けている場合があり、疾患の再発を防ぐために、継続的な治療を必要とする。
さらなる態様において、大動脈解離に罹患しているか、または罹患する危険性のある患者の診断方法が提供され、この方法は、患者試料中のGM−CSFの濃度を分析することと、この濃度を、大動脈解離の上昇した危険性を表すことが知られているGM−CSFの基準濃度と比較することとを含む。
患者は、大動脈解離と診断されている場合があり、疾患のさらなる進行を防ぐために、継続的な治療を必要とする。患者は、大動脈解離のための外科的治療を受けている場合があり、疾患の再発を防ぐために、継続的な治療を必要とする。患者試料は、血液試料を含み得る。
本発明は、本明細書で言及される配列のうちのいずれかのアミノ酸または核酸配列(その変異型もしくは断片を含む)を含むか、または実質的にそれからなる、任意の核酸もしくはペプチド、またはその変異型、誘導体、もしくは類似体にまで及ぶことが理解されるであろう。「実質的にアミノ酸/ヌクレオチド/ペプチド配列」、「変異型」、及び「断片」という用語は、本明細書で言及される配列のうちのいずれか1つのアミノ酸/ヌクレオチド/ペプチド配列と少なくとも40%の配列同一性、例えば、配列番号2として特定される配列(すなわち、GM−CSFタンパク質)と40%の同一性を有する配列であり得る。
言及される配列のうちのいずれかに対する50%を超える配列同一性、より好ましくは65%、70%、75%を超える、さらにより好ましくは80%を超える配列同一性を有するアミノ酸/ポリヌクレオチド/ポリペプチド配列も想到される。好ましくは、アミノ酸/ポリヌクレオチド/ポリペプチド配列は、言及される配列のうちのいずれかと少なくとも85%の同一性、より好ましくは90%、92%、95%、97%、98%、最も好ましくは、本明細書で言及される配列のうちのいずれかと少なくとも99%の同一性を有する。
熟練した技術者であれば、2つのアミノ酸/ポリヌクレオチド/ポリペプチド配列間の同一性パーセントを計算する方法を理解するであろう。2つのアミノ酸/ポリヌクレオチド/ポリペプチド配列間の同一性パーセントを計算するために、2つの配列のアラインメントを最初に調製しなければならず、続いて配列同一性の値を計算する。2つの配列の同一性パーセントは、(i)配列を整列させるために使用される方法、例えば、ClustalW、BLAST、FASTA、Smith−Waterman(異なるプログラムで実施される)、または3D比較からの構造アラインメント、及び(ii)アラインメント方法によって使用されるパラメータ、例えば、ローカル対グローバルアラインメント、使用されるペアスコアマトリックス(例えば、blosum62、pam250、gonnet等)、及びギャップペナルティ、例えば、機能的形態及び定数に応じて異なる値を取り得る。
アラインメントを作製して、2つの配列間の同一性パーセントを計算する多くの異なる方法が存在する。例えば、同一性の数値を、(i)最短配列の長さ、(ii)アラインメントの長さ、(iii)配列の平均長さ、(iv)非ギャップ位置の数、または(iv)オーバーハングを除く等価位置の数で割ることができる。さらに、同一性パーセントはまた、長さに強く依存することが理解されるであろう。したがって、配列の対が短いほど、偶然に起こると予想され得る配列同一性は高くなる。
したがって、タンパク質またはDNA配列の正確なアラインメントは、複雑なプロセスであることが理解されるであろう。人気のある多重アラインメントプログラムClustalW(Thompson et al.,1994,Nucleic Acids Research,22,4673−4680、Thompson et al.,1997,Nucleic Acids Research,24,4876−4882)は、本発明に従うタンパク質またはDNAの多重アラインメントを生成するための好ましい方法である。ClustalWに適したパラメータは、以下のとおりであり得る。DNAアラインメントの場合、ギャップオープンペナルティ=15.0、ギャップエクステンションペナルティ=6.66、及びマトリックス=同一性。タンパク質アラインメントの場合、ギャップオープンペナルティ=10.0、ギャップエクステンションペナルティ=0.2、及びマトリックス=Gonnet。DNA及びタンパク質アラインメントの場合、ENDGAP=−1、GAPDIST=4。当業者であれば、最適配列アラインメントのためのこれらのパラメータ及び他のパラメータを変動させる必要があり得ることに気付くであろう。
好ましくは、2つのアミノ酸/ポリヌクレオチド/ポリペプチド配列間の同一性パーセントの計算は、次いで、(N/T)*100等のアラインメントから計算され得、式中、Nは、配列が同一残基を共有する位置の数であり、Tは、ギャップを含むが、オーバーハングは除外して比較される位置の総数である。したがって、2つの配列間の同一性パーセントを計算するための最も好ましい方法は、(i)例えば、上記のような適したパラメータのセットを使用するclustalwプログラムを使用して、配列アラインメントを調製することと、(ii)n及びtの値を、以下の式、配列同一性=(N/T)*100に挿入することとを含む。
同様の配列を特定するための代替方法は、当業者に既知となるであろう。例えば、実質的に同様のヌクレオチド配列は、本明細書に示される核酸配列のうちのいずれか、またはそれらの相補体に、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列によってコードされることになる。ストリンジェントな条件とは、ヌクレオチドが、3×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)中、およそ45℃でフィルター結合DNAまたはRNAにハイブリダイズし、続いて0.2× ssc/0.1%SDS中、およそ20〜65℃で少なくとも1回洗浄することを意味する。代替として、実質的に同様のポリペプチドは、本明細書に示される配列とは、少なくとも1個であるが、5、10、20、50、または100個未満のアミノ酸が異なり得る。
遺伝情報の退化に起因して、本明細書に記載の任意の核酸配列が、それによってコードされるタンパク質の配列に実質的に影響することなく、その機能的変異型を提供するように変動または変化し得ることは明らかである。適したヌクレオチド変異型は、配列内の同じアミノ酸をコードする異なるコドンの置換によって変更された配列を有し、故にサイレントな変化をもたらすものである。他の適した変異型は、相同ヌクレオチド配列を有するが、同様の生物物理学的特性の側鎖を有するアミノ酸をコードする異なるコドンの、それが置換するアミノ酸への置換によって変更され、保存的変更をもたらす配列の全てまたは部分を含むものである。例えば、小さい非極性の疎水性アミノ酸には、グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、及びメチオニンが含まれる。大きい非極性の疎水性アミノ酸には、フェニルアラニン、トリプトファン、及びチロシンが含まれる。極性中性アミノ酸には、セリン、トレオニン、システイン、アスパラギン、及びグルタミンが含まれる。正電荷(塩基性)アミノ酸には、リシン、アルギニン、及びヒスチジンが含まれる。負電荷(酸性)アミノ酸には、アスパラギン酸及びグルタミン酸が含まれる。したがって、どのアミノ酸が、同様の生物物理学的特性を有するアミノ酸で置換され得るかが理解されるであろう。また当業者であれば、これらのアミノ酸をコードするヌクレオチド配列がわかるであろう。
本明細書に記載の特徴の全て(任意の添付の特許請求の範囲、要約、及び図面を含む)、及び/またはそこで開示される任意の方法またはプロセスの工程の全ては、かかる特徴及び/または工程のうちの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除く任意の組み合わせで、上記の態様のうちのいずれかと組み合わされてもよい。
本発明のより良い理解のため、及びその実施形態がどのように実行され得るかを示すために、ここで例として、添付の図面を参照する。
KLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおける大動脈瘤及び炎症を示す。(a)野生型(WT)同腹仔(n=11)及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(KLF6+/−、n=10)マウスにおいて、CaCl2適用と共に、2週間のAngII注射によって誘導された代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による腎臓下大動脈(b)及び副腎大動脈(c)の組織病理学的分析。(d)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、WT;n=10、K6+/−;n=8)の野生型(WT)同腹仔とKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスとの間の腎臓下大動脈直径の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(e)野生型同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスのEVG染色された大動脈(b)の囲まれた領域内のマクロファージの免疫蛍光染色(緑色;Mac3、青色;DAPI)。(f)リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した、CaCl2適用を伴うAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の、野生型(WT)同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスからの大動脈内のMMP9、F4/80、及びIL−6のRNAレベルの発現。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。(g)EVG(左パネル、a及びb)、H&E(中央パネル、c及びd)、ならびにF4/80染色(右パネル、e及びf、免疫組織化学)による、PBS−リポソームを投与したマウス(n=5)と比較した、大動脈表現型(n=4)に対するクロドロネート−リポソームの阻害効果。(h)クロドロネート−リポソームまたはPBS−リポソームを投与したマウスからの腎臓下大動脈直径の定量(*P<0.05、スチューデントt検定、n=4または5マウス/群)。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 KLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおける大動脈瘤及び炎症を示す。(a)野生型(WT)同腹仔(n=11)及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(KLF6+/−、n=10)マウスにおいて、CaCl2適用と共に、2週間のAngII注射によって誘導された代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による腎臓下大動脈(b)及び副腎大動脈(c)の組織病理学的分析。(d)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、WT;n=10、K6+/−;n=8)の野生型(WT)同腹仔とKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスとの間の腎臓下大動脈直径の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(e)野生型同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスのEVG染色された大動脈(b)の囲まれた領域内のマクロファージの免疫蛍光染色(緑色;Mac3、青色;DAPI)。(f)リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した、CaCl2適用を伴うAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の、野生型(WT)同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスからの大動脈内のMMP9、F4/80、及びIL−6のRNAレベルの発現。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。(g)EVG(左パネル、a及びb)、H&E(中央パネル、c及びd)、ならびにF4/80染色(右パネル、e及びf、免疫組織化学)による、PBS−リポソームを投与したマウス(n=5)と比較した、大動脈表現型(n=4)に対するクロドロネート−リポソームの阻害効果。(h)クロドロネート−リポソームまたはPBS−リポソームを投与したマウスからの腎臓下大動脈直径の定量(*P<0.05、スチューデントt検定、n=4または5マウス/群)。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 KLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおける大動脈瘤及び炎症を示す。(a)野生型(WT)同腹仔(n=11)及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(KLF6+/−、n=10)マウスにおいて、CaCl2適用と共に、2週間のAngII注射によって誘導された代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による腎臓下大動脈(b)及び副腎大動脈(c)の組織病理学的分析。(d)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、WT;n=10、K6+/−;n=8)の野生型(WT)同腹仔とKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスとの間の腎臓下大動脈直径の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(e)野生型同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスのEVG染色された大動脈(b)の囲まれた領域内のマクロファージの免疫蛍光染色(緑色;Mac3、青色;DAPI)。(f)リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した、CaCl2適用を伴うAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の、野生型(WT)同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスからの大動脈内のMMP9、F4/80、及びIL−6のRNAレベルの発現。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。(g)EVG(左パネル、a及びb)、H&E(中央パネル、c及びd)、ならびにF4/80染色(右パネル、e及びf、免疫組織化学)による、PBS−リポソームを投与したマウス(n=5)と比較した、大動脈表現型(n=4)に対するクロドロネート−リポソームの阻害効果。(h)クロドロネート−リポソームまたはPBS−リポソームを投与したマウスからの腎臓下大動脈直径の定量(*P<0.05、スチューデントt検定、n=4または5マウス/群)。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 KLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおける大動脈瘤及び炎症を示す。(a)野生型(WT)同腹仔(n=11)及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(KLF6+/−、n=10)マウスにおいて、CaCl2適用と共に、2週間のAngII注射によって誘導された代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による腎臓下大動脈(b)及び副腎大動脈(c)の組織病理学的分析。(d)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、WT;n=10、K6+/−;n=8)の野生型(WT)同腹仔とKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスとの間の腎臓下大動脈直径の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(e)野生型同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスのEVG染色された大動脈(b)の囲まれた領域内のマクロファージの免疫蛍光染色(緑色;Mac3、青色;DAPI)。(f)リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した、CaCl2適用を伴うAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の、野生型(WT)同腹仔及びKLF6ヘテロ接合性ノックアウト(K6+/−)マウスからの大動脈内のMMP9、F4/80、及びIL−6のRNAレベルの発現。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。(g)EVG(左パネル、a及びb)、H&E(中央パネル、c及びd)、ならびにF4/80染色(右パネル、e及びf、免疫組織化学)による、PBS−リポソームを投与したマウス(n=5)と比較した、大動脈表現型(n=4)に対するクロドロネート−リポソームの阻害効果。(h)クロドロネート−リポソームまたはPBS−リポソームを投与したマウスからの腎臓下大動脈直径の定量(*P<0.05、スチューデントt検定、n=4または5マウス/群)。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 KLF6の脊髄性欠乏が、大動脈解離/壁内血腫及び炎症の表現型を示すことを示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を伴う、KLF6fl/fl対照マウス(n=19)とKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=22)との間の生存曲線。(b)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後のKLF6fl/fl対照マウス(a)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(b)の代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。KLF6fl/fl対照マウスと比較した、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおいて観察された腎臓下(c)及び副腎大動脈(d)の代表的な組織病理学的分析。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の腎臓下大動脈直径の定量。(f)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=7)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=9)におけるIL−6の血漿濃度。*P<0.05、スチューデントt検定(e、g)(g)IL−6のRNAレベルの発現は、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの大動脈において、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)に、リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した。(h)IL−6、CCR2、TNFα、IL−1β、iNOS、及びMCP−1のRNAレベルの発現は、AngII刺激(10μM)を3時間にわたって受けた骨髄由来マクロファージにおいて調べた(n=3マウス/群)。(i)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈、末梢血、脾臓、及び骨髄中のCD11b+Ly6Chi細胞の集合。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(g、h) KLF6の脊髄性欠乏が、大動脈解離/壁内血腫及び炎症の表現型を示すことを示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を伴う、KLF6fl/fl対照マウス(n=19)とKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=22)との間の生存曲線。(b)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後のKLF6fl/fl対照マウス(a)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(b)の代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。KLF6fl/fl対照マウスと比較した、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおいて観察された腎臓下(c)及び副腎大動脈(d)の代表的な組織病理学的分析。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の腎臓下大動脈直径の定量。(f)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=7)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=9)におけるIL−6の血漿濃度。*P<0.05、スチューデントt検定(e、g)(g)IL−6のRNAレベルの発現は、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの大動脈において、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)に、リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した。(h)IL−6、CCR2、TNFα、IL−1β、iNOS、及びMCP−1のRNAレベルの発現は、AngII刺激(10μM)を3時間にわたって受けた骨髄由来マクロファージにおいて調べた(n=3マウス/群)。(i)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈、末梢血、脾臓、及び骨髄中のCD11b+Ly6Chi細胞の集合。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(g、h) KLF6の脊髄性欠乏が、大動脈解離/壁内血腫及び炎症の表現型を示すことを示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を伴う、KLF6fl/fl対照マウス(n=19)とKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=22)との間の生存曲線。(b)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後のKLF6fl/fl対照マウス(a)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(b)の代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。KLF6fl/fl対照マウスと比較した、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおいて観察された腎臓下(c)及び副腎大動脈(d)の代表的な組織病理学的分析。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の腎臓下大動脈直径の定量。(f)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=7)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=9)におけるIL−6の血漿濃度。*P<0.05、スチューデントt検定(e、g)(g)IL−6のRNAレベルの発現は、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの大動脈において、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)に、リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した。(h)IL−6、CCR2、TNFα、IL−1β、iNOS、及びMCP−1のRNAレベルの発現は、AngII刺激(10μM)を3時間にわたって受けた骨髄由来マクロファージにおいて調べた(n=3マウス/群)。(i)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈、末梢血、脾臓、及び骨髄中のCD11b+Ly6Chi細胞の集合。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(g、h) KLF6の脊髄性欠乏が、大動脈解離/壁内血腫及び炎症の表現型を示すことを示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を伴う、KLF6fl/fl対照マウス(n=19)とKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=22)との間の生存曲線。(b)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後のKLF6fl/fl対照マウス(a)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(b)の代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。KLF6fl/fl対照マウスと比較した、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおいて観察された腎臓下(c)及び副腎大動脈(d)の代表的な組織病理学的分析。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の腎臓下大動脈直径の定量。(f)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=7)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=9)におけるIL−6の血漿濃度。*P<0.05、スチューデントt検定(e、g)(g)IL−6のRNAレベルの発現は、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの大動脈において、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)に、リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した。(h)IL−6、CCR2、TNFα、IL−1β、iNOS、及びMCP−1のRNAレベルの発現は、AngII刺激(10μM)を3時間にわたって受けた骨髄由来マクロファージにおいて調べた(n=3マウス/群)。(i)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈、末梢血、脾臓、及び骨髄中のCD11b+Ly6Chi細胞の集合。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(g、h) KLF6の脊髄性欠乏が、大動脈解離/壁内血腫及び炎症の表現型を示すことを示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を伴う、KLF6fl/fl対照マウス(n=19)とKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=22)との間の生存曲線。(b)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後のKLF6fl/fl対照マウス(a)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(b)の代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。KLF6fl/fl対照マウスと比較した、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、EVG(上パネル、a及びc)ならびにH&E染色(下パネル、b及びd)による、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおいて観察された腎臓下(c)及び副腎大動脈(d)の代表的な組織病理学的分析。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)の腎臓下大動脈直径の定量。(f)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=7)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=9)におけるIL−6の血漿濃度。*P<0.05、スチューデントt検定(e、g)(g)IL−6のRNAレベルの発現は、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの大動脈において、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前[(−)、n=3]及び注射後(CaCl2+AngII、n=5)に、リアルタイムPCRを使用して調べ、GAPDH mRNAによって正規化した。(h)IL−6、CCR2、TNFα、IL−1β、iNOS、及びMCP−1のRNAレベルの発現は、AngII刺激(10μM)を3時間にわたって受けた骨髄由来マクロファージにおいて調べた(n=3マウス/群)。(i)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈、末梢血、脾臓、及び骨髄中のCD11b+Ly6Chi細胞の集合。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(g、h) GM−CSFは、マクロファージ内のKLF6の直接標的である。(a)3時間のAngII刺激(10μM)を伴う、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの骨髄(BM)由来マクロファージ間のIL−6/STAT3炎症経路に関連する遺伝子のRT2プロファイラーPCRアレイ分析。矢印は、GM−CSFを示す。AngII(10μM)で3時間刺激されたKLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM CreマウスからのBM由来マクロファージ間で一貫した変化を示した遺伝子の一覧。(b)KLF6fl/flマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=3]及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=6]から入手された大動脈マクロファージ内のGM−CSFのmRNA発現。N.D.は、検出されなかったことを示す。(c)0(n=3)、3(n=3)、7(n=3)、及び14(n=4)日目の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるGM−CSFのmRNA発現。(d)EVG染色した腎臓下大動脈(a)を有するKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるマクロファージ(赤色;F4/80、b)、GM−CSF(緑色、c)、及び核(青色;DAPI、d)の免疫組織化学。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=8)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=4)の血漿GM−CSF濃度。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。 GM−CSFは、マクロファージ内のKLF6の直接標的である。(a)3時間のAngII刺激(10μM)を伴う、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの骨髄(BM)由来マクロファージ間のIL−6/STAT3炎症経路に関連する遺伝子のRT2プロファイラーPCRアレイ分析。矢印は、GM−CSFを示す。AngII(10μM)で3時間刺激されたKLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM CreマウスからのBM由来マクロファージ間で一貫した変化を示した遺伝子の一覧。(b)KLF6fl/flマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=3]及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=6]から入手された大動脈マクロファージ内のGM−CSFのmRNA発現。N.D.は、検出されなかったことを示す。(c)0(n=3)、3(n=3)、7(n=3)、及び14(n=4)日目の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるGM−CSFのmRNA発現。(d)EVG染色した腎臓下大動脈(a)を有するKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるマクロファージ(赤色;F4/80、b)、GM−CSF(緑色、c)、及び核(青色;DAPI、d)の免疫組織化学。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=8)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=4)の血漿GM−CSF濃度。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。 GM−CSFは、マクロファージ内のKLF6の直接標的である。(a)3時間のAngII刺激(10μM)を伴う、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスからの骨髄(BM)由来マクロファージ間のIL−6/STAT3炎症経路に関連する遺伝子のRT2プロファイラーPCRアレイ分析。矢印は、GM−CSFを示す。AngII(10μM)で3時間刺激されたKLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM CreマウスからのBM由来マクロファージ間で一貫した変化を示した遺伝子の一覧。(b)KLF6fl/flマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=3]及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス[疑似;(−)、n=3;CaCl2+AngII;n=6]から入手された大動脈マクロファージ内のGM−CSFのmRNA発現。N.D.は、検出されなかったことを示す。(c)0(n=3)、3(n=3)、7(n=3)、及び14(n=4)日目の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるGM−CSFのmRNA発現。(d)EVG染色した腎臓下大動脈(a)を有するKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈におけるマクロファージ(赤色;F4/80、b)、GM−CSF(緑色、c)、及び核(青色;DAPI、d)の免疫組織化学。(e)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、KLF6fl/flマウス(n=8)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=4)の血漿GM−CSF濃度。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定。 GM−CSFが、大動脈解離/壁内血腫に必要とされることを示す。(a)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、抗GM−CSF中和抗体(b、抗GM−CSF、n=8)または対照IgG抗体(a、n=10)を投与したKLF6fl/fl;LysM Creマウスの代表的な大動脈。抗GM−CSF抗体を投与したマウスと抗対照IgGを投与したマウスとの間の、腎臓下大動脈直径(b、抗GM−SCF;n=7、抗対照IgG;n=9)及びIL−6の血漿濃度(c、n=5または6)の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(d)GM−CSFRα、MMP9、F4/80、及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、抗GM−CSF抗体を投与したマウスまたは抗対照IgGを投与したマウスの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した(n=5マウス/群)。(e)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(n=26)またはPBS(n=19)を投与したマウスの生存曲線。(f)4週間のCaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(b)またはPBS(a)を投与した野生型マウスの代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。(g)EVG染色による腎臓下大動脈(上パネル、a及びc)ならびに副腎大動脈(下パネル、b及びd)の組織病理学的分析。(h)組み換えGM−CSFを投与したマウスまたはPBSを投与したマウス[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII;n=5]の腎臓下大動脈の直径の定量。(i)CaCl2適用及びAngII注射を伴うか、または伴わない、2週間の組み換えGM−CSFまたはPBS注射後の血漿GM−CSF濃度(n=3〜5マウス/群)。(j)F4/80及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、組み換えGM−CSFまたはPBSを投与したマウスからの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII、n=5]。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(d、h、j)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(i)。 GM−CSFが、大動脈解離/壁内血腫に必要とされることを示す。(a)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、抗GM−CSF中和抗体(b、抗GM−CSF、n=8)または対照IgG抗体(a、n=10)を投与したKLF6fl/fl;LysM Creマウスの代表的な大動脈。抗GM−CSF抗体を投与したマウスと抗対照IgGを投与したマウスとの間の、腎臓下大動脈直径(b、抗GM−SCF;n=7、抗対照IgG;n=9)及びIL−6の血漿濃度(c、n=5または6)の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(d)GM−CSFRα、MMP9、F4/80、及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、抗GM−CSF抗体を投与したマウスまたは抗対照IgGを投与したマウスの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した(n=5マウス/群)。(e)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(n=26)またはPBS(n=19)を投与したマウスの生存曲線。(f)4週間のCaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(b)またはPBS(a)を投与した野生型マウスの代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。(g)EVG染色による腎臓下大動脈(上パネル、a及びc)ならびに副腎大動脈(下パネル、b及びd)の組織病理学的分析。(h)組み換えGM−CSFを投与したマウスまたはPBSを投与したマウス[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII;n=5]の腎臓下大動脈の直径の定量。(i)CaCl2適用及びAngII注射を伴うか、または伴わない、2週間の組み換えGM−CSFまたはPBS注射後の血漿GM−CSF濃度(n=3〜5マウス/群)。(j)F4/80及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、組み換えGM−CSFまたはPBSを投与したマウスからの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII、n=5]。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(d、h、j)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(i)。 GM−CSFが、大動脈解離/壁内血腫に必要とされることを示す。(a)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、抗GM−CSF中和抗体(b、抗GM−CSF、n=8)または対照IgG抗体(a、n=10)を投与したKLF6fl/fl;LysM Creマウスの代表的な大動脈。抗GM−CSF抗体を投与したマウスと抗対照IgGを投与したマウスとの間の、腎臓下大動脈直径(b、抗GM−SCF;n=7、抗対照IgG;n=9)及びIL−6の血漿濃度(c、n=5または6)の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(d)GM−CSFRα、MMP9、F4/80、及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、抗GM−CSF抗体を投与したマウスまたは抗対照IgGを投与したマウスの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した(n=5マウス/群)。(e)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(n=26)またはPBS(n=19)を投与したマウスの生存曲線。(f)4週間のCaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(b)またはPBS(a)を投与した野生型マウスの代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。(g)EVG染色による腎臓下大動脈(上パネル、a及びc)ならびに副腎大動脈(下パネル、b及びd)の組織病理学的分析。(h)組み換えGM−CSFを投与したマウスまたはPBSを投与したマウス[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII;n=5]の腎臓下大動脈の直径の定量。(i)CaCl2適用及びAngII注射を伴うか、または伴わない、2週間の組み換えGM−CSFまたはPBS注射後の血漿GM−CSF濃度(n=3〜5マウス/群)。(j)F4/80及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、組み換えGM−CSFまたはPBSを投与したマウスからの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII、n=5]。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(d、h、j)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(i)。 GM−CSFが、大動脈解離/壁内血腫に必要とされることを示す。(a)CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射後の、抗GM−CSF中和抗体(b、抗GM−CSF、n=8)または対照IgG抗体(a、n=10)を投与したKLF6fl/fl;LysM Creマウスの代表的な大動脈。抗GM−CSF抗体を投与したマウスと抗対照IgGを投与したマウスとの間の、腎臓下大動脈直径(b、抗GM−SCF;n=7、抗対照IgG;n=9)及びIL−6の血漿濃度(c、n=5または6)の定量。*P<0.05、スチューデントt検定。(d)GM−CSFRα、MMP9、F4/80、及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、抗GM−CSF抗体を投与したマウスまたは抗対照IgGを投与したマウスの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した(n=5マウス/群)。(e)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(n=26)またはPBS(n=19)を投与したマウスの生存曲線。(f)4週間のCaCl2適用及びAngII注射と共に、組み換えGM−CSF(b)またはPBS(a)を投与した野生型マウスの代表的な大動脈(腎臓下大動脈:ハッシュ、副腎大動脈:アスタリスク)。(g)EVG染色による腎臓下大動脈(上パネル、a及びc)ならびに副腎大動脈(下パネル、b及びd)の組織病理学的分析。(h)組み換えGM−CSFを投与したマウスまたはPBSを投与したマウス[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII;n=5]の腎臓下大動脈の直径の定量。(i)CaCl2適用及びAngII注射を伴うか、または伴わない、2週間の組み換えGM−CSFまたはPBS注射後の血漿GM−CSF濃度(n=3〜5マウス/群)。(j)F4/80及びIL−6のRNAの発現レベルを、リアルタイムPCRを使用して、組み換えGM−CSFまたはPBSを投与したマウスからの大動脈において調べ、次いでGAPDH mRNAによって正規化した[疑似;(−)n=3、CaCl2+AngII、n=5]。結果は、3つの独立した実験からのものである。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*P<0.05、マン・ホイットニー検定(d、h、j)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(i)。 急性大動脈解離を有する患者における増加したGM−CSFを示す。(a)健康なボランティア(健康な対照、n=12)及び大動脈瘤(AAA、n=3)、冠動脈疾患(CAD、n=11)、または大動脈解離(n=10)を有する患者における血漿GM−CSF濃度。(b)EVG染色(b)を用いる、下行解離大動脈(囲まれた領域、a)内のCD68(赤色、c)、GM−CSF(緑色、d)、及びDAPI(青色、e)に関する免疫蛍光染色。 急性大動脈解離を有する患者における増加したGM−CSFを示す。(a)健康なボランティア(健康な対照、n=12)及び大動脈瘤(AAA、n=3)、冠動脈疾患(CAD、n=11)、または大動脈解離(n=10)を有する患者における血漿GM−CSF濃度。(b)EVG染色(b)を用いる、下行解離大動脈(囲まれた領域、a)内のCD68(赤色、c)、GM−CSF(緑色、d)、及びDAPI(青色、e)に関する免疫蛍光染色。 本モデルにおける動脈瘤上の大動脈解離/壁内血腫を示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を受けた切除胸腹部大動脈の外観。壁内血栓の形成は、副腎領域内に存在することに留意されたい。(b)罹患した大動脈の概略図。(c)Elastica van Giesonによって染色された断面組織学的断片。a〜eは、大動脈(a)の同じレベルに対応することに留意されたい。a、腎臓下腹部大動脈の断面(CaCl2適用レベル)。b、腎動脈のレベル。c、内膜−中間層が断裂を示す副腎レベル。d及びe、内膜−中間層断裂を越える副腎下行胸部大動脈。(d)副腎レベル(c)での高倍率断面。内膜−中間層断裂及び偽腔/壁血栓形成が存在する。 本モデルにおける動脈瘤上の大動脈解離/壁内血腫を示す。(a)CaCl2適用及びAngII注射を受けた切除胸腹部大動脈の外観。壁内血栓の形成は、副腎領域内に存在することに留意されたい。(b)罹患した大動脈の概略図。(c)Elastica van Giesonによって染色された断面組織学的断片。a〜eは、大動脈(a)の同じレベルに対応することに留意されたい。a、腎臓下腹部大動脈の断面(CaCl2適用レベル)。b、腎動脈のレベル。c、内膜−中間層が断裂を示す副腎レベル。d及びe、内膜−中間層断裂を越える副腎下行胸部大動脈。(d)副腎レベル(c)での高倍率断面。内膜−中間層断裂及び偽腔/壁血栓形成が存在する。 動脈瘤性大動脈におけるマクロファージの顕著な浸潤を示す。(a)浸潤したマクロファージを、KLF6fl/flマウス(左パネル、a及びb)と比較して、KLF6fl/fl;LysM Creマウス(右パネル、c及びd)の大動脈において、免疫蛍光染色(点線、緑色、Mac3)によって可視化した。(b)KLF6fl/fl;LysM Creマウスの罹患した大動脈(a)におけるマクロファージ(b、緑色、Mac3)、pSTAT3(c、赤色)、及び核(d、DAPI、青色)に関する免疫蛍光染色。 TGFβ媒介型経路の関与を示す。GAPDH mRNAによって正規化したリアルタイムPCRを使用する、野生型(WT)同腹仔及びKLF6+/−マウス(a)からの大動脈における、ならびにKLF6fl/fl及びKLF6fl/fl;Lys MCreマウス(c)における、mRNAレベルのTGFβ1関連因子の発現。n=5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。野生型(WT)同腹仔及びKLF6+/−マウス(b)、ならびにKLF6fl/fl及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(d)におけるCaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前(−)及び注射後(CaCl2+AngII)の、大動脈におけるpSmad2、Smad2、pERK1/2、ERK1/2、pSTAT3、STAT3、またはGAPDHに関するウェスタンブロット分析。 TGFβ媒介型経路の関与を示す。GAPDH mRNAによって正規化したリアルタイムPCRを使用する、野生型(WT)同腹仔及びKLF6+/−マウス(a)からの大動脈における、ならびにKLF6fl/fl及びKLF6fl/fl;Lys MCreマウス(c)における、mRNAレベルのTGFβ1関連因子の発現。n=5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。野生型(WT)同腹仔及びKLF6+/−マウス(b)、ならびにKLF6fl/fl及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(d)におけるCaCl2適用を伴う2週間のAngII注射前(−)及び注射後(CaCl2+AngII)の、大動脈におけるpSmad2、Smad2、pERK1/2、ERK1/2、pSTAT3、STAT3、またはGAPDHに関するウェスタンブロット分析。 末梢血中の好中球及び樹状細胞に対するLysM Creの効果を示す。CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの末梢血中のLy6G+好中球(a、c)及び系統CD11c+樹状細胞(DC)(b、d)の集団及び定量。(e)IL−1β、TNFα、IL−6、及びIL−8のRNAの発現レベルを、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)に、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄から単離された好中球において調べた。n=5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 末梢血中の好中球及び樹状細胞に対するLysM Creの効果を示す。CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの末梢血中のLy6G+好中球(a、c)及び系統CD11c+樹状細胞(DC)(b、d)の集団及び定量。(e)IL−1β、TNFα、IL−6、及びIL−8のRNAの発現レベルを、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)に、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄から単離された好中球において調べた。n=5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 末梢血中の好中球及び樹状細胞に対するLysM Creの効果を示す。CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)の、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの末梢血中のLy6G+好中球(a、c)及び系統CD11c+樹状細胞(DC)(b、d)の集団及び定量。(e)IL−1β、TNFα、IL−6、及びIL−8のRNAの発現レベルを、CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似(−)または注射後(CaCl2+AngII)に、KLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄から単離された好中球において調べた。n=5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 GM−CSFが、マクロファージ内のKLF6によって調節されることを示す。AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)を用いて指示された期間にわたって刺激したKLF6fl/flマウス(n=4)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=4)からの骨髄由来マクロファージのmRNA発現(a)及び培地中のGM−CSF濃度(b)。(c)KLF6fl/flマウスからのマクロファージに、空(E)またはKLF6(KLF6)発現レトロウイルス構築体を感染させた。全RNAは、AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)による刺激の3時間後に採取した。(d)KLF6fl/flマウス(n=3)からのマクロファージにおいて3時間、AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)治療の有無にかかわらず、クロマチン抽出物と共に、KLF6に対する抗体または対照(CTL)IgGを使用して、ChIPアッセイを行った。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*p<0.05対KLF6fl/flマウス。P値は、マン・ホイットニー検定(a、b、d)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(c)によって計算した。 GM−CSFが、マクロファージ内のKLF6によって調節されることを示す。AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)を用いて指示された期間にわたって刺激したKLF6fl/flマウス(n=4)及びKLF6fl/fl;LysM Creマウス(n=4)からの骨髄由来マクロファージのmRNA発現(a)及び培地中のGM−CSF濃度(b)。(c)KLF6fl/flマウスからのマクロファージに、空(E)またはKLF6(KLF6)発現レトロウイルス構築体を感染させた。全RNAは、AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)による刺激の3時間後に採取した。(d)KLF6fl/flマウス(n=3)からのマクロファージにおいて3時間、AngII(10mM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)治療の有無にかかわらず、クロマチン抽出物と共に、KLF6に対する抗体または対照(CTL)IgGを使用して、ChIPアッセイを行った。結果は、3つの独立した実験を表す。全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。*p<0.05対KLF6fl/flマウス。P値は、マン・ホイットニー検定(a、b、d)及びダンポスト検定を伴う一元配置分散分析(c)によって計算した。 野生型マウスにおける大動脈解離に対するGM−CSF投与の濃度依存的効果を示す。(a)指示された濃度の組み換えGM−CSFまたはPBSの2週間の注射後の大動脈。(b)指示された濃度の組み換えGM−CSFまたはPBSの2週間の注射後の血漿GM−CSF濃度。n=3〜5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 野生型マウスにおける大動脈解離に対するGM−CSF投与の濃度依存的効果を示す。(a)指示された濃度の組み換えGM−CSFまたはPBSの2週間の注射後の大動脈。(b)指示された濃度の組み換えGM−CSFまたはPBSの2週間の注射後の血漿GM−CSF濃度。n=3〜5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 野生型マウスにおける大動脈解離に対するGM−CSF投与の長期効果を示す。(a)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射を伴う、組み換えGM−CSF(10mg kg−1/日)またはPBSを2週間または4週間投与した代表的な大動脈。(b)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射を伴う、組み換えGM−CSF(10mg kg−1/日)またはPBSの2週間または4週間注射後の血漿GMCSF濃度。n=4〜5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 野生型マウスにおける大動脈解離に対するGM−CSF投与の長期効果を示す。(a)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射を伴う、組み換えGM−CSF(10mg kg−1/日)またはPBSを2週間または4週間投与した代表的な大動脈。(b)野生型マウスにおける、CaCl2適用及びAngII注射を伴う、組み換えGM−CSF(10mg kg−1/日)またはPBSの2週間または4週間注射後の血漿GMCSF濃度。n=4〜5/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 大動脈内の好中球及び樹状細胞に対するLysM Creの効果を示す。CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似後(−)または注射後(CaCl2+AngII)のKLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈内のLy6G+好中球(a、c)及びCD11c+MHC+樹状細胞(DC)(b、d)の集団及び定量。n=3〜4/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。 大動脈内の好中球及び樹状細胞に対するLysM Creの効果を示す。CaCl2適用を伴う2週間のAngII注射の疑似後(−)または注射後(CaCl2+AngII)のKLF6fl/flマウス及びKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈内のLy6G+好中球(a、c)及びCD11c+MHC+樹状細胞(DC)(b、d)の集団及び定量。n=3〜4/群全ての値は、平均±平均値の標準誤差として表される。
材料及び方法
マウス
ヘテロ接合性KLF6+/−マウス(C57BL/6)は、当初Tarocchiら(50)によって生成された。マクロファージ特異的KLF6ノックアウトマウスを生成するために、KLF6fl/flマウス(C57BL/6;129Sv)を、LysM Creマウス(C57BL/6、Jackson laboratory)と交雑した(51)。10〜13週齢の雄のマウスのみ、及び野生型マウスとしてC57BL/6(CLEA Japan)を使用した。全ての動物実験は、東京大学の動物実験委員会によって承認され、東京大学の動物実験に関するガイドラインを厳格に順守した。
マウス大動脈解離/壁内血腫モデル
大動脈解離/壁内血腫を誘導するために、CaCl2の大動脈周囲適用を腹部大動脈に対して行い、続いてAngIIを2週間注射した(2000ng kg−1min−1)(40)。詳細には、マウスに麻酔をかけ、10〜13週齢で開腹術を行った。腎動脈と腸骨動脈の分岐との間の腹部大動脈を、周囲の後腹膜構造から単離し、0.5MのCaCl2を腎臓下動脈の外面に適用した。疑似対照マウスにおいて、NaCl(0.9%)をCaCl2の代用とした。15分後に大動脈を0.9%無菌生理食塩水で洗浄し、切開を閉じた。
マクロファージ枯渇及びGM−CSFの操作
大動脈解離誘導の2日前、及び誘導の7日後、野生型マウスに、110mg kg−1のクロドロネートリポソームまたは等量のPBSリポソームを腹腔内注入した。GM−CSFに対する中和抗体(300μg、R&D systems)または対照抗ラットIgG抗体(Equitech Bio)を、腹腔内注入によって1日おきに投与した。組み換えマウスGM−CSF(10、50、100μg kg−1 day−1、PeproTech)を、大動脈解離の誘導後2週間または4週間にわたって投与した。
組織学的分析及び免疫組織化学
マウスからの大動脈を、パラフィンに埋め込み、次いで5μm厚の連続部分を、Elastic Von Gienson(EVG)及びヘマトキシリン/エオシン(HE)染色のために調製した。基準スケールを有するEVG染色した大動脈のデジタル画像を、直径の絶対測定に使用した。ヒト大動脈組織は、東京大学病院研究倫理委員会によって承認されたプロトコルに基づき、インフォームドコンセントを得て、大動脈修正手術を受けた患者から入手した。パラフィンに埋め込まれた部分を、EVG染色及び免疫組織化学のために大動脈から採取した。免疫組織化学の場合、脱パラフィン化及び遮断後、連続部分を以下の抗体を用いてインキュベートした。マウスにおけるマクロファージの場合、Mac−3(希釈1:200;ラット;BD Pharmingen)またはF4/80(1:100;ラット;Serotec)及びヒトにおいてCD68(1:50;マウス;DAKO)、ならびにGM−CSF(マウスの場合、1:100、ウサギ;Abcam、及びヒトの場合、1:50、ウサギ;Acris)またはp−STAT3(1:200;ウサギ;Cell Signaling Technology)、次いで、ビオチニル化二次抗体(1:200;DAKO)。検出のために、抗ストレプトアビジン複合AlexFluor 488またはAlexFluor 594(1:200;Invitrogen)を使用した。最終の連続洗浄後に、4′,6−ジアミジノ−2−フェニリンドール(1:5,000;Sigma−Aldrich)で核を染色した。
大動脈、脾臓、骨髄、及び血液からの細胞調製
大動脈を3〜4mmの小片に刻み、Accumax(Innovative Cell Technologies)の基礎液中にコラゲナーゼII型(1.25mg mL−1、Worthington)及びブタ膵臓エラスターゼ(50μg mL−1、Worthington)を含有する1mLの消化液に入れた。大動脈組織を、1時間にわたって撹拌しながら室温で消化した。消化後、細胞をFACS緩衝液(PBS中5% FCS)中、2000rpmで5分間洗浄した。大動脈マクロファージを、製造者(Miltenyi Biotec)の指示に従い、CD11bマイクロビーズを使用して単離した。脾臓を均質化し、細胞濾し器を通して単一細胞懸濁液を得た。骨髄由来細胞は、5〜6週齢マウスの大腿骨及び脛骨から採取した。血液を、ヘパリンコーティングしたバイアル瓶に採取し、次いで1.2%デキストランを45分間にわたって室温で付加した。末梢白血球の計数は、自動血液分析装置(XT−2000i、Sysmex)によって行った。好中球を、製造者(Miltenyi Biotec)の指示に従い、好中球単離キットを使用して骨髄から単離した。脾臓、骨髄、及び血液の単一細胞懸濁液から、ACK溶解緩衝液を使用して、氷上でそれぞれ5分、3分、及び2分間にわたって赤血球を溶解した。細胞を、2000rpmで5分間遠心分離してACK溶解緩衝液を除去し、次いで単一細胞懸濁液を再懸濁し、FACS緩衝液中で洗浄し、続いて2000rpmで5分間遠心分離した。
細胞培養物
骨髄由来細胞を、KLF6fl/flマウスまたはKLF6fl/fl;LysM Creマウスの大腿骨及び脛骨から調製して、マクロファージにおけるGM−CSFの役割を評価した。KLF6過剰発現を、RetroNectin(5μg/cm2、Takara Bio.)の存在下、KLF6(pMXs−KLF6)のためのレトロウイルス構築体によって誘導した。
フローサイトメトリー
マウスFc受容体は、マウスCD16/32抗原(eBioscience)に対する抗体を使用して、氷上で15分間遮断し、その後に細胞を洗浄し、次いで100 LのFACS緩衝液中に再懸濁した。APC−CD11b[M1/70]、PerCP−Cy5.5−Ly−6c[HK1.4]、APC−Cy7−Ly6G[1A8]、またはAPC−CD11c[N418]に対する蛍光色素複合抗体(全てBioLegendから)を、30〜45分間にわたって室温で付加した。FITC−CD3e[145−2C11]、FITC−Ly6G[RB6−8C5]、FITC−CD11b[M1/70]、FITC−CD45R/B220[RA3−6B2]、及びFITC−Ly76[Ter−119](赤血球系統マーカー)を、系統マーカーとして使用した。対応するアイソタイプ対照抗体を、関心対象の抗体と同じ濃度で試料に付加した。インキュベーション後に、試料を3回洗浄し、FACSverse(BD Pharmingen)によって分析した。単色染色された大動脈マクロファージを含有する陽性試料を使用して、補償を行った。低い順方向散乱によって定義される残屑及び死細胞は、分析から除外した。データを、FlowJo(Tree Star)により分析した。
クロマチン免疫沈降
ChIP分析を、製造者の指示に従い、クロマチン免疫沈降キット(Active Motif)を使用して行った。簡潔には、骨髄由来マクロファージを、1%ホルムアルデヒドとの10分間の架橋前に3時間にわたって、AngII(10μM)、TNFα(10ng mL−1)、及びIL−1β(20ng mL−1)を用いるか、または用いずに刺激した。クロマチンを、音波処理によって、200〜1000塩基対(Covaris)の平均サイズに剪断した。免疫沈降は、抗KLF6抗体(Santa Cruz Biotechnology)及びウサギIgG抗体(Santa Cruz Biotechnology)を使用して行った。KLF結合要素にまたがるGM−CSFプロモーター領域のPCR増幅は、以下のプライマー、順方向5′−AAGCCCTTCCAAGAACTGGC−3′(配列番号4)及び逆方向5′−GGCCCCTCAAAAAGGAGAGG−3′(配列番号5)を使用して行った。
KLF6動員は、入力DNAによって正規化し、KLF6抗体を有する対照群と比較した。
RNA単離及び定量性リアルタイムPCR
培養された細胞、大動脈マクロファージ、骨髄由来好中球、またはマウス大動脈試料からの全RNAを、製造者の指示に従い、RNeasyミニキット(Qiagen)またはRNAlater(Qiagen)のいずれかを使用して抽出した。0.5μg〜1μgのRNAを、製造者の指示に従い、Superscript III(Invitrogen)を使用して逆転写した。リアルタイムPCR反応を、SYBRグリーンIマスター(Roche)を含有する20μLの反応量当たり2μLの結果として生じるcDNAを使用して行った。GAPDHを、内部対照として使用した。AngII(10μM、3時間)刺激した骨髄由来マクロファージを使用して、RT2プロファイラーPCRアレイ(Qiagen)を、IL−6/STAT炎症経路に対する84個の関連遺伝子を用いて行った。PCRは、製造者の推奨手順に従い、LightCycler 480リアルタイムPCRシステム(Roche)上で行った。リアルタイムPCRプライマーは、表5に示される。
ウェスタンブロット分析
マウス大動脈標本を、プロテアーゼ阻害剤複合体(Roche)及びホスファターゼ阻害剤(Roche)を含有する溶解緩衝液(T−PER、Thermo Scientific)により均質化した。タンパク質濃度は、BCAタンパク質アッセイキット(Pierce)を使用してアッセイし、5マイクログラムのこのタンパク質を、10% NuPAGE(Invitrogen)によって溶解し、次いで二フッ化ポリビニリデン膜に移した。ブロットは、一次抗体;pSmad2(希釈1:400)、pERK1/2(1:3,000)、pSTAT3(1:3,000)、Smad2(1:1,000)、ERK1/2(1:3,000)、またはpSTAT3(1:3,000)(全てCell Signaling Technologyから入手されたウサギ抗体)、及び抗GAPDH抗体(Ambion)でプローブした。膜を洗浄し、対応するホースラディッシュペルオキシダーゼ複合二次抗体(Cell Signaling Technology)でインキュベートした。タンパク質バンドを、ECLplus(Thermo scientific)によって検出し、GAPDHは、タンパク質負荷のための内部対照として役割を果たした。
酵素結合免疫吸着アッセイ
大動脈解離/壁内血腫を有するか、または有しないマウスまたはヒトにおけるIL−6、MCP−1、及びGM−CSFの血漿レベルは、商業的に入手可能なQuantikine ELISAキット(R&D systems)を用い、製造者の指示に従ってアッセイした。健康なボランティア及び大動脈瘤、冠動脈疾患、または大動脈解離を有する患者の血清は、東京大学病院研究倫理委員会によって承認されたプロトコルに基づき、インフォームドコンセントを得て入手した。ヒト対象のベースライン特徴は、表6に示される。
統計分析
全てのデータは、平均±平均値の標準誤差として表される。2群間の統計的差異は、パラメトリックデータに関してはスチューデントt検定(両側)を用いて、またはノンパラメトリックデータに関してはマン・ホイットニー検定を用いて、F検定分析による正常性の試験後に決定した。複数の時点を含有するデータの場合、同時点での2群比較を行った。複数の群を比較する場合、ダンポスト検定を伴うクラスカル・ウォリスノンパラメトリック一元配置分散分析によってデータを分析した。カプラン・マイヤー法を使用して生存曲線を作成し、対数順位検定によって比較した。マウス実験の統計力は、Biomath(biomath.info/power)を使用して計算した。全ての試料サイズは、推奨される最小群のサイズ以上であった。全てのデータは、Prism 6.0(GraphPad Software)を使用して分析した。0.05未満のP値は、有意であると見なした。
結果
実施例1−KLF6ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおける炎症を伴う大動脈瘤
発明者らは、最初に、KLF6をヘテロ接合的に枯渇したマウスが、大動脈炎症を受けた場合[塩化カルシウム(CaCl2)の局所適用を伴う2週間のアンジオテンシンII(AngII)の注射]、悪化した大動脈瘤の表現型を呈することを見出した(保存大動脈壁を有する大動脈外径の50%超の増加として定義される)(21、22)。組織学的見出は、虚弱な大動脈壁を有する大動脈腔の拡大、及びさらには、マクロファージの顕著な浸潤と複合した線維組織(Mac3陽性細胞)の堆積を示した(図1a〜e)。機構的に、マトリックスメタロプロテアーゼ−9(MMP9、血管再構築のマーカーとして)(23)、F4/80(マクロファージのマーカーとして)(24、25)、及びIL−6(炎症のマーカーとして)(16、26〜30)の増加した発現が、大動脈内で見られた(図1f)。
これらのマウスの罹患した大動脈内で免疫細胞の顕著な浸潤が見られたため、クロドロネートを使用してマクロファージを枯渇させ、これがマクロファージ浸潤がほぼ不在の大動脈表現型を排除した(図1g、h)。故に、マクロファージを含む免疫細胞は、このモデルにおける大動脈再構築に重要であった。
実施例2−KLF6fl/fl;LysM Creマウスは、大動脈解離/血腫を呈する
KLF6欠乏マウスにおける大動脈病態が、マクロファージによる炎症性応答の調節不全に関与すると思われたため、骨髄特異的KLF6欠乏マウス(KLF6fl/fl;LysM Creマウス)をさらに生成し、対照マウスと比較して、70%の骨髄系統におけるKLF6発現の特異的低減を示した。大動脈炎症を受けたKLF6fl/fl;LysM Creマウスは、ヘテロ接合性ノックアウトマウスにおいて見られるものと同様の悪化した腹部大動脈瘤の表現型を示したが、興味深いことに、解離3の内膜断裂に付随する血腫形成を伴う大動脈内壁の分離として定義される、上行腎大動脈解離/壁内血腫をさらに示した(図6)。この病変はまた、Mac3陽性マクロファージの浸潤を伴う線維組織の堆積を示し(図2b〜e及び図7a、b)、故に、KLF6欠乏の大動脈表現型が、炎症性応答の混乱と関連していたことを確認する。死亡したマウスは、大動脈解離/壁内血腫に続いて、大動脈破裂に起因する可能性が高かった(図2a)。
機構的に、KLF6fl/fl;LysM Creマウスは、大動脈病変におけるIL−6の上昇した発現(図2g)及び上昇した循環レベル(図2f)を示した。さらに、KLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄から入手されたマクロファージは、IL−6下流STAT3の活性化(図8d)と共に、増加したIL−6発現(図2h)を呈した。発現における差異は、他の主要な炎症性サイトカイン、例えば、IL−1β、MCP−1、またはTNFαにおいて、KLF6fl/fl及びKLF6fl/fl;LysMマウスからのマクロファージ間で見られなかった(図2h)。これらのマウスの罹患した大動脈における免疫細胞は、フローサイトメトリー分析によって特徴付けられ、顕著に増加したCD11b+Ly6Chi炎症性単球の集団を示し、これは末梢血中でも見られた(図2i)。顆粒球(例えば、好中球;Ly6G+細胞)は、基本条件下、またはCaCl2及びAngII注射の設定において、数または(下位)集団に影響しなかっただけでなく(表1及び図9a、c)、IL−8またはTNFα等の炎症性サイトカインの発現によって調べられる、好中球の機能的活性(図9e)または樹状細胞(系統CD11c+細胞)の集団の機能的活性(図9b、d)も、これらの条件下で影響されなかった。まとめると、大動脈及び循環における炎症性単球の拡大は、本実験的モデル及び条件と選択的に関連付けられた。
マルファン大動脈障害の発病における中心分子であるTGFβ(12、14、32〜34)、及びその下流シグナル伝達経路(正準pSmad−235及び非正準pERK1/212)は、KLF6fl/fl;LysM Creマウスまたはヘテロ接合性ノックアウトマウスのいずれにも影響を及ぼさず(図8a〜d)、TGFβ媒介型経路が、根底にある表現型に著しく関与しなかったことを示唆する。
実施例3−GM−CSFは、KLF6の下流標的である
次に、標的分子及び免疫細胞の調節機序の描写を、RNAプロファイリングアレイ分析を使用して説明した。注目すべきことに、GM−CSFレベルは、対照マクロファージと比較して、AngII刺激(3.89倍)に応答して、KLF6fl/fl;LysM Creマウスの骨髄由来のマクロファージにおいて最大増加を示した(図3a)。
驚くべきことに、KLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈から入手したマクロファージは、CaCl2適用及びAngII注射の実験条件下で(図3b)、及びこれらのマウスの骨髄由来のマクロファージにおいて(図10a)、GM−CSFの顕著に増加した発現を示した。大動脈におけるGM−CSFの発現は、KLF6fl/fl;LysM Creマウスの治療後(大動脈解離の発症前)3日目から上昇した(図3c)。マクロファージにおけるKLF6の欠失が、GM−CSFの分泌、及びさらには全身循環レベルに影響を及ぼすかどうかを次に研究した。マクロファージ及びGM−CSFは、KLF6fl/fl;LysM Creマウスの大動脈において共存し、GM−CSFは、炎症性刺激に応答して、マクロファージにより顕著に産生された(図3d及び図10b)。GM−CSFの循環レベルは、KLF6欠失マウスにおいて少なくとも73.3倍高かった(図3e)。したがって、GM−CSFにおいて顕著に増加した応答は、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈の驚くほど顕著な特徴である。
次に発明者らは、KLF6によるGM−CSF発現及び分泌の調節の根底にある機序を理解することを求めた。KLF6の過剰発現は、マクロファージにおいて炎症性刺激によって誘導されたGM−CSF発現を著しく減衰させた(図10c)。転写的に、いくつかのKLF結合部位は、GM−CSFのプロモーター領域内に存在し、これにKLF6が、マクロファージにおけるアゴニスト刺激治療によって動員された(図10d)。これらの結果は、機構的に、GM−CSFが、KLF6の直接標的であること、及びKLF6が、GM−CSFの発現を表すことを示した。
実施例4−GM−CSF操作は、大動脈解離/血腫を調節する
次に、これらのマウスの大動脈解離におけるGM−CSFの要件を試験するために、大動脈解離/壁内血腫(図4a、b)、ならびにIL−6の血清レベル(図4c)に加えて、GM−CSF受容体α、MMP9、F4/80、及びIL−6の発現(図4d)を排除する中和抗体を使用して、GM−CSFの作用を遮断した。したがって、GM−CSFは、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおける大動脈表現型に必要とされた。
発明者らは、GM−CSFが、大動脈障害を誘導するのに十分であるかどうかをさらに調査した。大動脈炎症を受けた野生型マウスにおけるGM−CSFの投与(CaCl2+AngII)は、大動脈解離/壁内血腫を引き起こし、この病態の発病におけるGM−CSFの役割の一般性を確認する。マウスは、大動脈病変に起因して大動脈破裂により死亡し、この病態の病理学的特徴を示した(例えば、虚弱な大動脈、血腫による内膜断裂)(図4e〜h)。しかしながら、大動脈解離/壁内血腫は、GM−CSF単独の投与によって発達せず、さらにはGM−CSFの循環レベルが異常に増加した(少なくとも180.9倍)(図11a、b)。AngII、CaCl2、またはGM−CSF単独では、この病態を誘導するのに十分でなかったため、大動脈炎症とGM−CSF注射の組み合わせが、この表現型に必須であると思われる(図12a、b)。これと一貫して、マウスにおけるGM−CSFの循環レベルは、各々単独と比較して、手段の組み合わせで治療された場合にのみ顕著に上昇した(図4i)。これらの上昇したレベルは、KLF6fl/fl;LysM Creマウスにおけるレベルに相当し、高度に上昇したレベルのGM−CSFが必要であるが、大動脈解離/壁内血腫を引き起こすには十分でないことを示唆する(図3e)。
最後に、GM−CSFの操作が、末梢白血球の数に影響を及ぼすかどうかを調べた。GM−CSF投与によって、循環リンパ球の数は、モデルの初期相(5日間)または発達相(14日間)のいずれにおいても変化しなかった(表2及び3)。好中球に関して、末梢血中の数は、初期相において顕著に増加したが、14日間のGM−CSF投与において差異は観察されなかった。これは、GM−CSFが単独で投与された群において同様に見られ、大動脈表現型をもたらさなかった。これらの変化は、外因性GM−CSF治療による急性効果に起因し得るが、これは単独で、表現型とは何の関係もない。さらに、循環顆粒球及びリンパ球の数は、GM−CSFが中和抗体によって枯渇された場合に影響されなかった(表4)。これらの結果に基づいて、GM−CSFの操作は、少なくとも観察期間(14日間)の間、本モデルにおいて循環白血球の数に影響しなかった。
実施例5−大動脈解離を有する患者におけるGM−CSFの上方調節
これらの見出の臨床的関連を確認するために、急性大動脈解離を有する患者の血清中でGM−CSFの循環レベルを測定したところ、冠動脈疾患、大動脈瘤を有する患者、または無視できないが顕著に低いレベルを示した健康なボランティアとは対照的に、顕著な増加を示した(図5a)。さらに、炎症性浸潤(CD68+単球/マクロファージ)及びGM−CSF発現は、解離された大動脈において上方調節され、共存していた(図5b)。故に、GM−CSFは、マウスにおいてのみならず、ヒト病態においても急性大動脈解離と関連付けられる。
考察
本見出は、GM−CSFが、この病態のマウスモデルにおいて大動脈解離/壁内血腫を引き起こし、ヒトにおける病態とも関連付けられる重要な調節分子であることを示す。マウスにおいて、中和抗体または外因性投与それぞれによるGM−CSFの調節は、この表現型の発症を予防または誘導した。ヒトにおいて、大動脈組織中の上昇した血清GM−CSFレベル及びサイトカインの発現が、大動脈解離を有する患者において見られた。
GM−CSFは、発明者のマウスモデルにおける大動脈解離/壁内血腫の中心的構成要素であった。以前の研究は、大動脈疾患の発病におけるGM−CSFの限定された役割を示唆していた(36〜39)。例えば、smad3を欠失するマウスは、大動脈瘤形成の表現型を呈し(39)、GM−CSFは、発病における中枢的役割を果たすことが示されたが、smad3は、マルファン大動脈障害に関連する中心的分子であるTGFβの下流標的であるため、発病機序が、この遺伝的大動脈障害に限定されたと想定された。これらの見出は、TGFβ−SMAD経路から独立した様式でのGM−CSF経路の活性化が、ヒト高齢者において見られる大動脈解離/壁内血腫を反映する炎症及び変性大動脈のモデルにおいて(塩化カルシウム治療が、大動脈の硬化を引き起こし、アテローム硬化性ヒト大動脈において見られるような病態を模倣する(40))、この病態を誘発するのに十分であり、マルファン症候群を有する若年患者における遺伝的大動脈障害とは区別されるべきであることを示す。GM−CSF組織発現はまた、再発性隔膜炎症(42)を特徴とする明白な自己免疫病態であるコーガン病(41)において大動脈解離を示す患者において増加することが示されており、これは孤立した見出であると考えられた。
他の非マクロファージ骨髄細胞に対する効果を調査したところ、樹状細胞(CD11c+MHCII+細胞)は、KLF6欠乏状態で、罹患した大動脈において増加したが、循環中では増加せず、好中球(Ly6G+細胞)に対しては、循環中または大動脈組織中のいずれにおいても効果がないことを示した(図9及び図8)。
マクロファージコロニー刺激因子(M−CSF)は、血管再構築の重要な調節因子であることも示唆された(43、44)。M−CSFの作用の精密な分子機序は、依然として不明であるが、血管壁における異なる発現パターンを前提とすると、GM−CSFと比較して異なる作用が想到される。M−CSFは、内皮細胞、線維芽細胞、マクロファージ、及び平滑筋細胞において生理学的条件下で構成的に発現されるが、対照的にGM−CSFは、これらの細胞において基本条件下でわずかな量で発現されるだけであるが、代わりに、炎症性刺激(例えば、TNF)(45)または酸化低密度リポタンパク質(LDL)コレステロール刺激(46)によって誘導される。マウス及びヒト病変において、M−CSFは、健康な動脈内、ならびにマクロファージ及び泡沫細胞含有物と関連するアテローム硬化性病変内の両方で検出され、後者においてプラークの進行と相関する。対照的に、わずかなレベルのGM−CSFが、健康なヒト動脈の平滑筋細胞及び内皮細胞において見られるが、アテローム硬化性発達及びマクロファージ蓄積時に上昇する(47)。これらの観察に基づいて、集合的に、M−CSFは、脈管構造における構成的に発現されるサイトカインであるが、GM−CSFは、罹患した血管内で顕著に誘導されて、記載の大動脈障害を含む病理学的病態を調節する。
実験モデルに関する大半の以前の研究は、解離表現型を誘導する介入として、AngII注射を単独で使用してきた(16、48)。しかしながら、炎症に関するものを含む機構的調査のためのこの手順の限界は、再現性が低く(30%未満)、AngIIの長期注射(4週間超)、及び特定の遺伝子背景を有する(ApoE−/−またはLDLR−/−マウス)高齢マウス(7〜10ヶ月齢超)においてのみ表現型の発生/発現を必要とする。最も特筆すべきことは、本モデルが、若年野生型マウスにおいても高い再現性(少なくとも70%)で2週間以内に大動脈解離/壁内血腫を誘導し得ることである。
機構的に、このモデルは、腎臓下大動脈における増加した硬化のために(例えば、連続AngII注射を伴うCaCl2適用後の圧力直径曲線の下方移行)(40)、ウィンドケッセル効果(49)の喪失に起因して、副腎解離部位上に血行動態的ストレスを伴う場合があり、これが、脆弱及び虚弱な副腎大動脈においてGM−CSF誘発型解離/壁内血腫形成の炎症性効果に曝露されたときに、動脈瘤形成を示した。大動脈留は、解離を有する患者において一般に共存するため(4)、記載の動物モデル及び見出は、患者において見られる病態に非常に類似する。
まとめると、本明細書に記載される見出は、GM−CSFが、アテローム硬化性及び炎症性大動脈における大動脈解離/壁内血腫の中心的調節因子であることを示唆し、これは典型的に、この病態を有する高齢患者において見られ、診断的及び治療的活用のための潜在的な標的(例えば、GM−CSF拮抗薬を使用する大動脈安定化)ならびに診断的バイオマーカーとしての役割を果たし得る。
まとめ
大動脈解離及び壁内血腫は、大動脈壁の分離を伴う大動脈障害を含む。この病態の根底にある機序は、依然として不明である。ここで発明者らは、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)が、この病態の誘発分子であることを示す。転写因子クルッペル様因子6(KLF6)−骨髄特異的条件付き欠乏マウスは、大動脈炎症を受けた場合に、この大動脈表現型を呈した。機構的に、KLF6は、GM−CSFの発現及び分泌を下方調節した。GM−CSFに対する中和抗体の投与は、これらのマウスにおいて病態を予防した。逆に、野生型マウスへの、大動脈炎症と組み合わせたGM−CSFの投与は、効果の大まかな性質を示唆する表現型を誘導するのに十分であった。さらに、この病態を有する患者は、GM−CSFの高度に増加した循環レベルを示し、これは解離された大動脈においても局所的に発現された。したがって、GM−CSFは、この大動脈障害を引き起こす重要な調節分子であり、このサイトカインの調節は、この病態のための活用可能な治療戦略である。
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Claims (22)

  1. 大動脈障害の治療、予防、または改善における使用のための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の負の調節因子。
  2. 前記GM−CSFの負の調節因子が、大動脈解離、大動脈壁内血腫の進行または再発、大動脈瘤の拡大、炎症、及び/または破裂、ならびに大動脈炎からなる群から選択される大動脈障害の病態を治療、予防、または改善するためのものである、請求項1に記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  3. 前記GM−CSFの負の調節因子が、急性大動脈解離の一次修正手術を受けた対象における再発性大動脈解離を予防するための維持療法で使用される、請求項1または請求項2のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  4. 前記GM−CSFの負の調節因子が、慢性大動脈解離を有する対象における大動脈解離の進行を予防するための維持療法で使用される、請求項1または請求項2のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  5. 前記GM−CSFの負の調節因子が、
    (i)例えば、そのマクロファージ受容体の活性立体構造を不安定にすること、及び/もしくは前記受容体をその不活性立体構造で維持し、それにより前記受容体がその天然リガンド、すなわち、GM−CSFに結合するのを防ぐことによって、GM−CSFシグナル伝達が達成される前記GM−CSF受容体もしくはシグナル伝達分子の立体構造を変えること、
    (ii)GM−CSFシグナル伝達が達成される前記GM−CSF受容体に結合し、その受容体における伝達を防止、減少、もしくは減衰させること、
    (iii)前記GM−CSF受容体に、もしくはGM−CSF自体に結合した前記負の調節因子によって活性化された下流シグナル伝達経路を下方調節もしくは非活性化すること、
    (iv)GM−CSFの転写、翻訳、もしくは発現を減少、防止、もしくは減衰させること、
    (v)GM−CSFの細胞内貯蔵からの合成もしくは放出を阻害すること、ならびに/または
    (vi)GM−CSFの分解速度を増加させることを行うように構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  6. 前記負の調節因子が、抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  7. 前記抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片が、配列番号2、またはその変異型もしくは断片に特異的に結合する、請求項6のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  8. 前記抗GM−CSF抗体またはその抗原結合断片が、配列番号3、またはその変異型もしくは断片に特異的に結合する、請求項5または請求項6のいずれかに記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  9. 前記抗体またはその抗原結合断片が、モノクローナル抗体またはその抗原結合断片を含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  10. 前記抗体が、ヒトまたはヒト化抗体である、請求項5〜9のいずれか1項に記載の使用のための、GM−CSFの負の調節因子。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の負の調節因子、及び必要に応じて薬学的に許容されるビヒクルを含む、大動脈障害治療の薬学的組成物。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の治療上有効な量のGM−CSFの負の調節因子を、薬学的に許容されるビヒクルと複合することを含む、請求項11に記載の薬学的組成物の作製プロセス。
  13. 大動脈障害を検出または診断するためのバイオマーカーとしての、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の使用。
  14. 配列番号2、またはその変異型もしくは断片が、検出され得るバイオマーカーとして作用する、請求項13に記載の使用。
  15. 配列番号2、またはその変異型もしくは断片が、請求項5〜10のいずれか1項に定義される前記抗体または抗原結合断片によって結合されるエピトープとして作用する、請求項13または請求項14のいずれかに記載の使用。
  16. 大動脈障害に罹患している対象、もしくはそれに対する素因を診断するため、または前記対象の病態の予後を提供するためのキットであって、
    (i)試験対象から入手した試料中の、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度を検出するための検出手段と、
    (ii)大動脈障害に罹患していない個体からの試料中の、前記GM−CSFの濃度に関する基準と、を含み、
    前記キットが、前記基準と比較して、前記試験対象からの身体試料中の前記GM−CSFの濃度の差を特定するように構成され、それにより前記試験対象が、大動脈障害に罹患している、もしくはそれに対する素因を有していることを示唆するか、または前記対象の病態の陰性予後を提供する、キット。
  17. 大動脈障害に罹患している対象、もしくはそれに対する素因の診断方法、または前記対象の病態の予後の提供方法であって、対象から入手した身体試料中の、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度を分析することと、この濃度を、大動脈障害に罹患していない個体における前記GM−CSFの濃度に関する基準と比較することとを含み、前記基準と比較した前記試験対象からの前記身体試料中の前記GM−CSFの濃度の差が、前記対象が、大動脈障害に罹患している、もしくはそれに対する素因を有していることを示唆するか、または前記対象の病態の陰性予後を提供する、方法。
  18. 試料が、前記対象から採取され、前記顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、またはその変異型もしくは断片の濃度が、アッセイにおいて測定される、請求項16に記載のキットまたは請求項17に記載の方法。
  19. 前記試料が、尿試料または血液試料である、請求項16〜18のいずれか1項に記載のキットまたは方法。
  20. 前記GM−CSF、または変異型もしくは断片が、血漿または血清試料中で分析またはアッセイされる、請求項16〜19のいずれか1項に記載のキットまたは方法。
  21. 前記濃度の差が、基準対照値と比較して増加であり、これが大動脈障害を示す、請求項16〜20のいずれか1項に記載のキットまたは方法。
  22. 検出が、GM−CSFに特異的なモノクローナル抗体を使用して、イムノアッセイ(例えば、ELISA)によって達成される、請求項16〜21のいずれか1項に記載のキットまたは方法。
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