JP2018515622A - ニューロン生存因子の相乗組み合わせ及びその使用 - Google Patents

ニューロン生存因子の相乗組み合わせ及びその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2018515622A
JP2018515622A JP2018512504A JP2018512504A JP2018515622A JP 2018515622 A JP2018515622 A JP 2018515622A JP 2018512504 A JP2018512504 A JP 2018512504A JP 2018512504 A JP2018512504 A JP 2018512504A JP 2018515622 A JP2018515622 A JP 2018515622A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rdcvf
nucleic acid
expression vector
rdcvfl
cone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018512504A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6684343B2 (ja
Inventor
ルヴェラール,ティエリー
フラネリー,ジョン
シン,メイ
バーン,リア
サエル,ジョセ−アラン
クレラン−ラシャペル,エマニュエル
ジュンウェイ,スン
ベネット,ジーン
ベニセッリ,ジャネット
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
University of California
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
University of California
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, University of California filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of JP2018515622A publication Critical patent/JP2018515622A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6684343B2 publication Critical patent/JP6684343B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/1703Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • A61K38/1709Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P27/00Drugs for disorders of the senses
    • A61P27/02Ophthalmic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2750/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
    • C12N2750/00011Details
    • C12N2750/14011Parvoviridae
    • C12N2750/14111Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
    • C12N2750/14141Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2750/14143Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2750/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
    • C12N2750/00011Details
    • C12N2750/14011Parvoviridae
    • C12N2750/14111Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
    • C12N2750/14171Demonstrated in vivo effect

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本発明は、ショート及びロングの桿体由来錐体生存因子の相乗組み合わせ、並びに網膜変性疾患を処置するための方法に関する。

Description

発明の分野
本発明は、神経変性障害に、より特定すると、神経変性障害を治療及び/又は予防するための医薬組成物に関する。
発明の背景
神経変性障害は、ニューロン変性を特徴とする広範な重度の衰弱性の病態を包含する。
網膜色素変性(RP)などの桿体錐体ジストロフィーは、桿体光受容器の進行性の死とそれに続く錐体の連続的な喪失を特徴とする、遺伝的に不均一な網膜変性疾患である。RPは、遺伝性網膜変性の最も一般的な形態の1つであり、世界でおよそ1:3,500人が罹患している(1)。RPを引き起こす54を超える突然変異がこれまでに同定されており、これらの突然変異の大部分は桿体特異的転写産物中にある。RP患者は、初期に、桿体機能不全の結果として低照度環境下での視力喪失と、それに伴う黄斑部錐体の媒介による視力の相対的な保存を呈する。しかしながら、疾患が進行するにつれ、桿体の一次喪失に続いて、錐体変性、そして、対応する錐体媒介性の視力の欠如が起こる。環境の大半が人工照明でありかつ多くの活動が高明瞭度の色覚に頼っている現代社会では、RP患者における錐体媒介性の視野の保持は、生活の質の大幅な向上を導くだろう。
桿体特異的突然変異によって引き起こされるRPサブセットにおける錐体の喪失はほとんど解明されていないが、必ずしも相互に排他的でない幾つかの機序が提唱されている。幾つかの仮定された機序は、錐体死が、周囲の桿体の、又は桿体との接触の喪失の結果として、網膜色素上皮(RPE)若しくはミュラーグリア(Mueller glia)の変性からのエンドトキシンの放出の結果である、「隣接効果」を暗示する。あるいは、ミュラー細胞の活性化及び毒性分子の放出が役割を果たし得る。別の仮説は、桿体の代謝負荷が喪失するにつれ、脈絡膜の血液循環からRPEによって光受容器層に送達される酸素又はレチノイドの量が過剰にかつ毒性となるという仮説である(2)。Punzo等は、網膜変性のネズミモデルにおいて、ラパマイシン経路のインスリン/哺乳動物標的によって駆動される、飢餓及び栄養の不均衡の結果として錐体が部分的に死滅するという証拠を示した(3)。加えて、桿体によって分泌される及び錐体生存に必要である生存因子の喪失が錐体喪失に寄与し得ると示唆されている(4,5)。
最後の仮説に一致して、rd1マウスにおいて、移植された健康な網膜組織が、グラフトされた組織から離れた領域で錐体生存を支援すると示されている(6,7)。
国際特許出願WO2008/148860A1号は、ニューロン生存を増加させることができ、かつ、RPなどの神経変性障害を治療及び/又は予防するのに有用である、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)及びRdCVF2と呼ばれる栄養因子のファミリーを記載している。
桿体由来錐体生存因子(RdCVF)は、当初、cDNAライブラリーをスクリーニングするハイスループット法から、この救助効果の原因である候補分子として同定された(4)。桿体は、RdCVFを分泌し、それ故、桿体が死滅するにつれて、このパラクリン因子源が喪失し、そして、RdCVFレベルが減少する。RdCVF、及びそれに似た分泌因子の発現の喪失は、それ故、桿体錐体ジストロフィーで観察される錐体変性の第二波に寄与し得る。RdCVFは、培養物(8)と劣性型及び優性型の網膜色素変性のマウス及びラットモデルに網膜下注射したとき(4,9)の両方において、錐体生存を媒介すると示されている。NXNL1(RdCVFをコードする遺伝子)の破壊は、マウス光受容器を、時間とともに光受容器機能不全及び錐体喪失にますます感受性にさせる(10)。
NXNL1は、選択的スプライシングを通してRdCVFの2つのアイソフォームをコードする。錐体生存を媒介するアイソフォームは、その対のより長い方の切断型(RdCVFL)であり、酵素機能を付与するC末端伸張を含む(11)。RdCVFのアミノ酸の全てを含有するRdCVFLは、NXNL1遺伝子のエクソン1及び2によってコードされ、かつ、チオレドキシンファミリーのメンバーである(12)。チオレドキシンは、細胞内の適切な還元環境を維持すること及びアポトーシス経路に関与することを含む多様な機能を有する。これらの機能は、チオレドキシンフォールド内の保存されているCXXC触媒部位によって媒介されるチオオキシドレダクターゼ(thioloxidoreductase)反応を介して達成される(13)。
しかしながら、依然として、神経変性障害のための追加の神経保護的処置が必要とされている。
発明の概要
本発明者等は、驚くべきことに、NXNL1遺伝子のショートアイソフォーム(RdCVF)及びロングアイソフォーム(RdCVFL)を組み合わせることによって、相乗効果を得ることができたことを見いだした。
ここで、本発明は、網膜変性疾患を患っている患者を処置するための方法であって、前記患者に、治療有効量のNXNL1遺伝子のショートアイソフォーム、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)をコードする第一の核酸及びNXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を投与することからなる工程を含む方法に関する。
前記ショートアイソフォーム及びロングアイソフォームは、別個のベクターによって投与しても、単一のベクターによって投与してもよい。
したがって、一態様において、本発明はまた、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)のショートアイソフォームをコードする第一の核酸及びRdCVFのロングアイソフォームをコードする第二の核酸を含む発現ベクターに関する。
別の態様において、本発明はまた、光受容器の変性障害を処置するための方法における使用のためのキットオブパーツであって、以下:
−ショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸を含む第一の発現ベクター、及び
−ロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を含む第二の発現ベクターを含むキットオブパーツに関する。
発明の詳細な説明
本発明は、網膜変性疾患を患っている患者を処置するための方法であって、前記患者に、治療有効量のショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸及びロングアイソフォーム(RdCVF)をコードする第二の核酸を投与することからなる工程を含む方法に関する。
前記ショートアイソフォーム及びロングアイソフォームは、別個のベクターによって投与しても、単一のベクターによって投与してもよい。
したがって、第一の態様において、本発明は、網膜変性疾患を患っている患者に、治療有効量のショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸及びロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を投与することからなる工程を含む、前記患者を処置するための方法であって、前記第一の核酸及び前記第二の核酸が単一の発現ベクター中に含有される、方法に関する。
本発明はまた、ショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸及びロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を含む発現ベクターに関する。
本明細書において使用される場合、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)という用語は、チオレドキシン様6(Txnl6)又はヌクレオレドキシン様1(NXNL1)遺伝子によってコードされるタンパク質を指す。それは、任意の動物種のRdCVFタンパク質を包含する。典型的には、本発明に係るRdCVFタンパク質は、マウス、ラット、ネコ、イヌ、ヒト以外の霊長類及びヒトを非限定的に含む、哺乳動物のRdCVFタンパク質であることができる。
別段の定めがない限り、「RdCVF」という用語は、NXNL1遺伝子のショートアイソフォームを指し、そして、「RdCVFL」又は「RdCVF−L」という用語は、NXNL1遺伝子のロングアイソフォームを指す。
典型的には、マウスでは、ショートアイソフォーム(RdCVF)は、Uniprot登録番号Q91W38下で参照される109アミノ酸長のタンパク質である。ネズミのロングアイソフォーム(RdCVF−L)は、Q8VC33下で参照される217アミノ酸長のタンパク質である。
本発明の一実施態様において、RdCVFのショートアイソフォームは、以下の配列を有する、ヒトRdCVFのショートアイソフォーム(hRdCVF)である:
本発明の一実施態様において、NXNL1遺伝子のロングアイソフォームは、登録番号Q96CM4下で参照されかつ以下に示される配列を有する、ヒトRdCVFLのロングアイソフォーム(hRdCVFL)である:
RdCVFタンパク質及びRdCVFLタンパク質の配列は、Chalmel et al. 2007, BMC Molecular Biology 2007, 8:74 及び国際特許出願WO2008/148860号に記載されている。
本明細書において使用される場合、「ベクター」及び「発現ベクター」という用語は、互換的に使用され、発現ベクターを指す。本発明に係る発現ベクターは、プラスミド、ウイルス、ファージなどの形態であってよい。
典型的には、本発明に係る発現ベクターは、ウイルスであることができる。
一実施態様において、発現ベクターは、アデノ随伴ベクター(AAV)である。
AAVは、遺伝子送達に好適なベクターとして当技術分野において広く記載されている。実際に、AAVは、非病原性であり、かつ、広範な組織特異性を提示する。典型的には、本発明に係るAAVは、網膜細胞を標的化することができるAAVである。
例は、限定されないが、AAV2、AAV2/8、AAV9及びAAV7m8を含む。
一実施態様において、本発明に係るAAVは、国際特許出願WO2012/158757号に記載されている方法に従って得られる。
本発明の文脈において、「〜を処置する(treating)」又は「処置(treatment)」という用語は、本明細書において使用される場合、このような用語が適用される障害若しくは病態又はこのような障害若しくは病態の1以上の症状(例えば、網膜変性疾患)の進行を反転、緩和、阻害すること、あるいは、該障害若しくは病態又はその1以上の症状を予防することを意味する。
「網膜変性疾患」という用語は、錐体変性と関連する全ての疾患を包含する。網膜変性疾患は、限定されないが、網膜色素変性、加齢黄斑変性、バルデ・ビードル症候群(Bardet-Biedel syndrome)、バッセン・コーンツヴァイク症候群、ベスト病、全脈絡膜萎縮(choroidema)、脳回状萎縮、レーバー先天性黒内障、レフサム病、シュタルガルト病又はアッシャー症候群を含む。
本発明の一実施態様において、網膜変性疾患は、網膜色素変性である。
本発明によれば、「患者」又は「それを必要とする患者」という用語は、網膜変性疾患を患っている又は患う可能性が高いヒト又はヒト以外の哺乳動物を意図する。
本発明によれば、組成物の「治療有効量」は、所望の生物学的効果を達成する、この場合では、ニューロン生存率を増加させるのに十分である、治療有効量である。有効投与量は、レシピエントの年齢、性別、健康及び体重、併用処置の種類、もしあれば、処置の頻度、並びに所望される効果の性質に依存することが理解される。しかしながら、好ましい投与量は、当業者によって理解されかつ決定可能である通り、過度な実験なしに、個々の被験体に適合され得る。
本発明の発現ベクターは、静脈内投与又は眼内投与に好適であることができる。ある特定の実施態様において、発現ベクターは、硝子体内注射によって投与される。
一態様において、本発明はまた、NXNL1遺伝子のショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸及びNXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVF−L)をコードする第二の核酸を含む発現ベクターと薬学的に許容し得る担体とを含む医薬組成物に関する。
理論に束縛されるものではないが、ショートアイソフォーム(RdCVF)及びロングアイソフォーム(RdCVF−L)の送達が、相乗効果を導くと考えられる。
一方で、ショートアイソフォーム(RdCVF)は、網膜色素上皮(RPE)によって産生及び分泌され、細胞非自律性の機序によって錐体の細胞表面にあるRdCVF受容体を通して好気的解糖を刺激することによって錐体を保護する。
他方で、ロングアイソフォーム(RdCVFL)は、そのチオオキシドレダクターゼ機能に起因して、細胞自律的に酸化的損傷から錐体を保護する。
本発明の別の態様において、ショートアイソフォーム及びロングアイソフォーム(RdCVF及びRdCVF−L)は、別個のベクターによって投与され、これは同時又は逐次的に投与することができる。
それ故、本発明はまた、網膜変性疾患を患っている患者に、治療有効量のショートアイソフォーム(RdCVF)をコードする第一の核酸及びロングアイソフォーム(RdCVF−L)をコードする第二の核酸を投与する工程を含む、前記患者を処置するための方法であって、前記第一の核酸及び第二の核酸が別個の発現ベクターに含有される、方法に関する。
本発明はまた、光受容器の変性障害を処置するための方法における使用のためのキットオブパーツであって、以下を含むキットオブパーツに関する:
−NXNL1遺伝子のショートアイソフォーム[桿体由来錐体生存因子(RdCVF)]をコードする第一の核酸を含む第一の発現ベクター、及び
−NXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVF−L)をコードする第二の核酸を含む第二の発現ベクター。
本発明は、以下の実施例及び図面を通してさらに説明されよう。
2xRdCVFベクター(プラスミドp857及びAAV CT−39)の概略図 カナマイシン:細菌におけるプラスミド選択 5’ITR AAV逆方向末端反復 CMV/CBAプロモーターデルタ390:混合サイトメガロウイルス/ニワトリベータアクチン(偏在的で強いプロモーター) hRdCVF:ヒトRdCVF cDNA BGHポリA:mRNAの安定化 pTF3、bla txnターミネーター、rpn txnターミネーター:プラスミド内の3”ITRの外部に位置する(すなわち、rAAVゲノム内にない)転写ターミネーターと転写インシュレーターのセット。pTF3は、bla txnに組み込まれている。CMV/CBAプロモーターデルタ390:混合サイトメガロウイルス/ニワトリベータアクチン(偏在的で強いプロモーター) hRdCVF:ヒトRdCVF cDNA BGHポリA:mRNAの安定化 3’ITR AAV逆方向末端反復。 RdCVF−RdCVFLベクター(プラスミドp853及びAAV CT−35)の概略図 該ベクターは、以下のエレメントを含有する: カナマイシン:細菌におけるプラスミド選択 5’ITR AAV逆方向末端反復 CMV/CBAプロモーターデルタ390:混合サイトメガロウイルス/ニワトリベータアクチン(偏在的で強いプロモーター) hRdCVF:ヒトRdCVF cDNA BGHポリA:mRNAの安定化 pTF3、bla txnターミネーター、rpn txnターミネーター:プラスミド内の3”ITRの外部に位置する(すなわち、rAAVゲノム内にない)転写ターミネーターと転写インシュレーターのセット。pTF3は、bla txnに組み込まれている。CMV/CBAプロモーターデルタ390:混合サイトメガロウイルス/ニワトリベータアクチン(偏在的で強いプロモーター) hRdCVFL:ヒトRdCVFL cDNA BGHポリA:mRNAの安定化 3’ITR AAV逆方向末端反復。 AAV2−GFP対AAV2RdCVF/RdCVFL[CT35]のrd1マウス(PN14)の網膜下注射後の錐体(PN44)の密度。
実施例1:網膜変性において、AAV−RdCVFは錐体を救助し、そして、AAV−RdCVFLは桿体を保護する。
実施例1は、以下の刊行物の本発明者等によって刊行された実験データに相当する:
Byrne LC, Dalkara D, Luna G, Fisher SK, Clerin E, Sahel JA, Leveillard T, Flannery JG., J Clin Invest., 2015 Jan;125(1):105-16. doi: 10.1172/JCI65654. Epub 2014 Nov 21.「Viral-mediated RdCVF and RdCVFL expression protects cone and rod photoreceptors in retinal degeneration」(以下の参考文献のリストの32)。
本発明者等は、PDE6(桿体特異的サイクリックGMPホスホジエステラーゼ)のβ−サブユニットの突然変異から生じる桿体錐体ジストロフィーのよく特徴付けられたモデルであるrd10マウス中への遺伝子導入を介して、2つのRdCVFアイソフォーム(RdCVF及びRdCVFL)の発現の効果を評価することによってNXNL1遺伝子の二機能性を研究する実験を記載する(14,15)。rd10の網膜変性は、P15−P20によって光受容器の大部分を喪失する最も広く研究されている劣性網膜変性モデルのrd1マウスの変性速度より遅い。rd10マウスでは、桿体喪失は、P18で始まり、P25前後にピークを迎えるので、桿体喪失の主要段階が光受容器の最終分化と重複しない(16)。rd10マウスモデルは、遺伝子治療に適しており(17,18)、そして、このマウスモデルにおいて抗酸化処置が桿体喪失を遅らせると示されている(19)。加えて、低照度条件で飼育することは、網膜変性の速度を遅らせると示されており、このことは、治療的処置の可能性を拡げる(17)。
ここで、本発明者等は、RdCVF及びRdCVFLのAAV媒介性発現の効果を検討する。これらの研究は、2つの経路のウイルスベクター投与を使用する:P1での尾静脈を介したAAV9の全身注射、及びP15での硝子体内注射。早期の全身注射は、桿体細胞死の主要段階の前に、かつ、桿体及び錐体変性に対する導入遺伝子の発現の効果を評価する機会の範囲内で安全に、AAVベクターによってコードされる導入遺伝子の発現の発生を変性過程の早期時点で可能にする。全身送達は、網膜への臨床的に意義のある送達様式ではない。それは、多くの他の組織に同時に感染すること、そして、免疫応答がこのアプローチに対して主要なバリアとなるからである。それ故、本発明者等はまた、硝子体から光受容器を形質導入する7m8と呼ばれるAAVの新規バリアントの硝子体内注射(眼内送達のための一般的に使用されている技術)の効果も検討した(20)。
本発明者等は、RdCVFの2つのアイソフォームの発現が、桿体及び錐体生存に対して正の対比効果を有することをここに示す。全身注射及び硝子体内注射を介したRdCVFの増加した発現は、錐体光受容器の構造的かつ機能的な救助をもたらしたが、桿体に対してはほとんど効果がなかった。RdCVFLはそれ自体、錐体を大幅に救助することはなかったが、RdCVF及びRdCVFLの同時発現は、観察された救助効果を増大させた。対照的に、暗所で飼育したrd10動物の疾患過程早期のRdCVFLの発現は、桿体機能を持続させ、ロドプシンのレベルを増加させ、そして、細胞酸化ストレスの副生成物を減少させた。
これらの結果は、RdCVF及びRdCVFLが別々の補完的機序を通して光受容器を保護することを示唆し、かつ、原因となっている突然変異とは無関係に、様々な桿体錐体ジストロフィーを患っている患者の視力を持続させることができる広範に適用可能なウイルスベクター媒介性の遺伝子治療の概念実証を示す。
方法
動物
C57Bl/6J rd10マウス及びP23HマウスをJackson Laboratories(Bar Harbor, ME)から得て、12時間の明暗サイクルで飼育した(但し、暗所飼育のために暗箱に移動させた場合を除く)。全ての実験を、眼科及び視覚研究における動物の使用に関するARVO声明(ARVO Statement for the Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research)並びにカリフォルニア大学の実験動物管理室(Office of Laboratory Animal Care at the University of California)(Berkeley, CA)のガイドラインに準拠して行った。
ウイルスベクターの生産
マウス−RdCVF、RdCVFL又はeGFPをコードするcDNAを担持するAAVベクターを、プラスミドの共トランスフェクション法によって生産した(31)。組換えAAVをイオジキサノール勾配超遠心分離及びヘパリンカラムクロマトグラフィー(GE Healthcare, Chalfont St Giles, UK)によって精製した。ウイルス溶離液をバッファ交換し、Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter UnitsでPBS中に濃縮し、そして、定量PCRによって標準曲線に対して滴定した。
アガロース区分及び共焦点顕微鏡検査
網膜を新たに切開し、直ちに4%パラホルムアルデヒド中に4℃で一晩置いた。レリーフ片(relief cut)を作製し、全網膜を5%アガロース中に包埋した。ビブラトーム(VT 1000S, Leica Microsystems)上で150μmの横断切片をカットした。次いで、この切片を、Vectashieldマウンティング媒体(Vector Laboratories, Burlingame California)で共焦点顕微鏡(LSM710, Carl Zeiss; Thornwood, NY)用のスライド上にマウンティングした。
血管内注射
出生後1日目の子供を固定し、そして、手術用顕微鏡を使用して尾静脈を可視化した。ベクター溶液10μlを3/10ccのインスリン注射器に吸引した。30ゲージ針を静脈に挿入し、プランジャーを手動で押し下げた。合計5×1011のDNase耐性粒子を注射した。静脈の白化に注目することによって正しい注射であったかを検証した。注射後、ケージに戻す前に、子供を37℃の温熱パッド上で数分間回復させた。
硝子体内注射
腹腔内注射によってケタミン(72mg/kg)及びキシラジン(64mg/kg)でマウスに麻酔をかけた。30 1/2ゲージの使い捨て針を、上角膜輪部の赤道及び後方にある強膜から硝子体腔へ通した。その後、視神経頭のすぐ上の針を直接観察しながら、体積1μlの合計5×1010のDNase耐性粒子を硝子体腔に注射した。反対側の対照眼は、GFPをコードする遺伝子を担持するベクター又はPBSを受けた。
暗所飼育
暗所飼育マウスは、防光箱(light-safe box)中、低照度赤色光下で出生及び飼育し、この箱を動物の管理のために短い期間だけ開口させ、これを赤色光下で行った。実験用の箱へは動物を遮蔽したケージに入れて出し入れした。
qRT−PCR
動物を、CO過剰摂取及び頸椎脱臼によって人道的に安楽死させた。各実験条件(n=5)において各マウスから1つの網膜を採取した。各網膜から別々にRNAを抽出し(RNeasy micro kit, Qiagen, Valencia, CA)、DNase消化に供し、そして、得られたRNAを使用してcDNAを作製した。ハウスキーピング遺伝子グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)を内部対照として使用し、そして、逆転写酵素なしの非RT対照を使用してゲノムDNAが存在しないことを確認した。RdCVF又はロドプシン用の検証プライマーを使用して、試料に対してqRT−PCRを実施した。WTのcDNA標準曲線を使用したqRT−PCRの相対的な標準曲線法を使用してmRNAレベルを決定し、WTに対する百分率として表した。個々の試料を、技術的反復として3連で流した。
眼底撮影
麻酔をかけた生きているマウスにおいて、GFP発現をモニタリングするフィルタを備えた眼底カメラ(Micron II; Phoenix Research Labs Inc., Pleasanton, CA)で眼底撮像を実施した。プロパラカインの適用後、眼底撮像のためにフェニレフリン(2.5%)及び硫酸アトロピン(1%)で瞳孔を拡張させた。
ERG
マウスを2時間暗順応させ、次いで、麻酔をかけ、続いて瞳孔拡張させた。マウスを37℃の温熱パッド上に置き、そして、コンタクトレンズを両眼の角膜上に装着した。基準電極を前額部に、そして接地電極を尾部に挿入した。暗所視野条件下での網膜機能の実験のために、暗バックグラウンドで−3〜1log cd・s/m2の範囲のフラッシュ強度下にてERGを記録した(Espion E2 ERG system; Diagnosys LLC, Littleton, MA)。各刺激を一連の3回のフラッシュで提示した。明所視ERGの記録のために、マウスを最初に桿体飽和バックグラウンドに10分間曝露させた。−0.9〜1.4log cd・s/m2の範囲の刺激を、明バックグラウンドで20回提示した。桿体飽和バックグラウンドでの30Hzの刺激の提示に続いてフリッカーERGを得た。刺激強度及びタイミングをコンピューター制御した。データをMatLab(v7.7; Mathworks, Natick, MA)で解析した。スチューデントt検定を使用してERG振幅を比較した。
モザイク取得及び錐体定量化
網膜全組織標本を、0.5%BSA、0.1%Triton X-100及び0.1%アジドを含有するPBS(PBTA)中の正常ロバ血清(Jackson ImmunoResearch Laboratories; West Grove, PA)(1:20)を使用して、4℃で一晩ブロッキングし、連続撹拌のために回転器上に置いた。次いで、ヤギ抗S−オプシン(1:100;Santa Cruz Biotechnologies; Santa Cruz, CA)、ウサギ抗M/L−オプシン(1:500;Chemicon International; Temecula, CA)、及びマウス抗ロドプシン(1:100;ブリティッシュコロンビア大学のRobert Molday医師からの寄贈)を含有する抗体カクテルをPBTAの溶液に加え、2日間インキュベートした。次いで、網膜調製物をPBTA中で3×15分間及び1時間洗浄し、その後、対応する二次フルオロフォアを加えて、4℃で一晩インキュベートした。最後に、試料をすすぎ、マウントし、そして、Vectashield((Vector Labs; Burlingame, CA)でカバースリッピングした。40×UPlanFLN(N.A. 1.3)油浸レンズを使用したOlympus Fluoview 1000走査型共焦点レーザ顕微鏡(Center Valley, PA)を使用して、マウス網膜の画像を調査及び収集した。自動ステージ(Applied Scientific Instrumentation: Eugene, OR)を用いて、z軸に1μm間隔でかつx−y方向に1024×1024の画素分解能で光学切片を撮った。次いで、これらのファイルを使用し、バイオイメージ解析ソフトウェアImago(Santa Barbara, CA)を使用して最大値投影を作成した。個々の画像の中で20%の重なりでデジタル画像を撮り、そして、得られた約300〜400個の画像を、Imagoを使用して合成した。その後、Imarisソフトウェア(Bitplane AG, Zurich, Switzerland)及びPythonで書かれたカスタムソフトウェアを使用して錐体カウントを実施した。
TBARSアッセイ
マロンジアルデヒド(MDA)濃度を、TBARSアッセイ(Cayman Chemical Company, Ann Arbor, MI, USA)を使用して決定した。3つの網膜を各アッセイの条件毎にプールし、アッセイを3回繰り返した。合計25mgの音波処理した網膜組織を各アッセイに使用した。プロテアーゼインヒビターカクテルを含有する溶解緩衝液中で網膜を音波処理し、次いで遠心分離した。上清をTBARSアッセイに使用し、3連で調製した技術的反復を用いて製造業者の説明に従ってこのアッセイを実施した。公知の濃度のMDA試料を使用して標準曲線を作成し、そして、得られた曲線に対して試料のMDAの濃度を決定した。
統計学
両側の対応のある又は対応のないスチューデントt検定を実験群の比較に使用した。0.05未満のP値を統計学的に有意と見なし、星印によって表示する。0.01未満のP値を二重星印によって表示する。エラーバーは、標準偏差を表示する。
結果
P1での尾静脈注射を介したAAV92YFの全身送達
本発明者等は、2つのチロシンからフェニルアラニンへの突然変異を有する自己相補性AAV9ベクター(AAV92YF)の静脈内(尾静脈)注射による早期のRdCVF及びRdCVFL送達の治療効果を調べた。発生中の眼への眼内注射は、出生後一週目では実行不可能であるが、AAV92YFは、P1で尾静脈に注射したときには血液−網膜バリアを横断し、網膜全体の高レベルの遺伝子発現を導くと示されている(21)。全身送達は、かなりの数の桿体が喪失する前の、発生のかなり早期に網膜における発現の発生を導く。GFPの発現を駆動する普遍的なCAGプロモーターを有するAAV92YF(AAV92YF−scCAG−GFP)は早期の網膜発現をもたらし、これを、P8で網膜フラットマウント中にかつP15で開眼後すぐにインビボ眼底画像によって視認できた。P35での眼底画像は、網膜全体で強いGFP発現を示した。網膜フラットマウントは、多数の光受容器が形質導入されたことを明らかにした。P35で、全ての網膜層、神経節細胞、ミュラーグリア、アマクリン細胞及び光受容器、並びにRPEにおいて、GFP発現が観察された。免疫標識なしで容易に視認できた類似の広範で強い発現パターンがWT及びrd10の網膜で観察された。P1にAAV92YF−scCAG−RdCVF、AAV92YF−scCAG−RdCVFL、又はPBSを注射した標準的な明暗サイクルにて飼育されたrd10マウスから収集されたmRNAに対して実施したqRT−PCRは、ウイルスの静脈内注射がP35での網膜において高レベルのRdCVF発現をもたらしたことを明らかにした。予想の通り、RdCVF mRNAのレベルは、同齢のPBSを注射したrd10動物ではWTと比較して大きく低下した(5%±5%WT)。対照的に、AAV媒介性遺伝子送達後の発現のレベルは、WT動物では内因性のRdCVFレベルと同程度であった(AAV92YF−RdCVF=79%±30%WT;AAV92YF−RdCVFL=59%±13%WT)。ロドプシンmRNA発現レベルは、条件全体で低いままであったが、このことは、P35での処置動物及び未処置動物において桿体光受容器喪失率が似ていることを示している(AAV92YF−RdCVF=8%±3%WT;AAV92YF−RdCVFL=1%±1%WT;PBS 6%±1%WT)。
AAV媒介性送達からの導入遺伝子発現は、用量依存的である。AAV92YF−scCAG−GFPの2E+11、5E+11又は1E+12ウイルス粒子を注射し、注射後1ヶ月目に撮像した動物は、ウイルス価が高くなるにつれてGFPレベルが増加したことを示した。加えて、広範なAAV92YF−scCAG−RdCVF力価を注射した動物からのqRT−PCRは、ウイルス粒子を多く注射するにつれてRdCVF発現が増加したことを示した。
錐体機能に対するAAV92YF.scCAG.RdCVFの注射の効果
P1でマウスにAAV92YF−scCAG−RdCVFを静脈内注射し、その後、標準的な明暗サイクルで飼育した。次いで、明所視網膜電図(ERG)を測定して、錐体機能に対するRdCVF発現の効果を決定した。代表的なERGトレースは、AAV92YF−scCAG−RdCVFL、AAV92YF−scCAG−GFP又はPBSの注射と比較した、AAV92YF−scCAG−RdCVFを注射した眼から記録されたERGの向上した波形及び振幅を説明する。RdCVFのAAV92YF−scCAG媒介性発現は、AAV92YF−scCAG−RdCVFL(46.7±6.4μV、p<0.005)、AAV92YF−scCAG−GFP(46.6±14.9μV、p<0.01)又はPBS(56.5±4.64μV、p<0.01)を注射した動物と比較して、有意に高い振幅の明所視ERGb波(97.1±10.67μV)をもたらした。WTのb波振幅は、156.6±11.4μVであった。ERGを条件毎に5匹の動物から記録した。データを平均±SDとして提示する。また、錐体機能の尺度として明所視フリッカーERGも記録した。代表的なフリッカーERGトレースは、GFPを注射した動物と比較した、向上した振幅及び波形を説明する。
明所視ERGの救助は、用量依存的であり、このことは、有意な救助が起こるために必要なレベルのRdCVF発現が達成されるべきであることを示している。E+11 vgの注射でERG振幅はわずかに増加したが、その差に有意差はなく、一方で、E+12 vgの注射は、より高いERG振幅をもたらした。
導入遺伝子発現は、持続的であり、AAV9−scCAG−GFPを注射した動物におけるGFP発現を、注射の1年後に撮像した網膜フラットマウントにおいて容易に視認することができる。AAV92YF−scCAG−RdCVFを注射したrd10動物において、qRT−PCRは、注射の1年後のRdCVFの上昇したレベルを明らかにする。
AAV92YF.scCAG.RdCVFを注射した動物における錐体密度
免疫蛍光標識した錐体外節の自動計測を使用して、錐体生存を定量する。過去にERG記録に使用した動物由来の網膜全体をフラットマウントし、S−オプシン(青色の標識)及びM/L−オプシン(赤色の標識)に対する抗体で染色した。高解像度40×zスタック画像を網膜全体にわたって収集し、登録し、そして、一緒にまとめてモザイクを作製した。網膜フラットマウントのモザイクは、AAV92YF−scCAG−RdCVFを注射した動物由来の全フラットマウントにおいて、S−オプシン及びM/L−オプシンの両方で標識されたより多い数の錐体を明らかにした。両タイプのより多い数の生存錐体が、最も重度の変性のある網膜の領域である、視神経頭近傍のより高い解像度画像に見られる。AAV92YF−scCAG−RdCVF及びPBSを注射した網膜における錐体密度の自動定量化は、処置した眼において、S−錐体及びM/L−錐体の両方の1mm2当たりの有意に多い数を明らかにした。S−錐体密度は:RdCVFで処置した眼:5573±211/mm2;PBSで処置した眼:2,961±917/mm2;p<0.01、WT錐体:7446±868/mm2であった。M/L−錐体密度は:RdCVFで処置した眼:8755±1572/mm2;PBSで処置した眼:2682±293/mm2;p<0.01;WT錐体 9761±784/mm2であった。
AAV92YF−scCAG−RdCVFLの全身注射の効果
動物を暗所で飼育することで、桿体喪失の速度を遅らせ、かつアポトーシス前の桿体におけるRdCVFL発現の発生を可能にする。露光を低下させることは、過去に示されている通り光受容器の変性速度を遅らせた(17)。P1でマウスにAAV92YF−scCAG−RdCVFL、AAV92YF−scCAG−GFP又はPBSを注射した(各群n=6)。暗所視全視野ERGを毎週記録した。注射の3、4及び5週後に行った最大強度の光刺激からの記録は、3及び4週目にa波振幅の類似の喪失を明らかにしたが、5週目にはこの改善はもはや見られなかった。この差は、注射後4週目にのみ統計学的に有意であった(p<0.05)。AAV92YF−scCAG−RdCVFL又はPBSを注射したマウスの第二の同腹子に対してより詳細な解析を実施した。この群で、注射の4週間後、より低い光強度(−1及び−2log cd・s/m2)で、a波振幅に最も有意差があることが認められた。代表的なERGトレースは、GFP又はPBSを注射した対照動物と比較した、AAV92YF−scCAG−RdCVFLを注射した動物におけるa波及びb波振幅の保存を説明する。明所視ERGのERG記録は、RdCVFLを発現する眼における錐体ERGの減少の遅延を明らかにし、これは、注射の5週間後に最も顕著であったが、この差は統計学的に有意ではなかった。
AAV92YF−scCAG−RdCVFLを全身注射した暗所飼育動物におけるロドプシンmRNAに対するqRT−PCR
P1でAAV92YF−RdCVFL、GFP、又はRdCVFを注射し、完全な暗闇で飼育したP28の動物から収集されたmRNAに対して実施したqRT−PCRは、AAV92YF−RdCVFLを注射した動物においてロドプシンmRNAレベルの増加を明らかにしたが(82%±21%WT、p<0.05)、PBS(56%±6% WT)、AAV92YF−GFP(59%±15% WT)、又はAAV92YF−RdCVF(57%±16% WT)では増加はなかった。これらの結果は、標準的な明暗サイクルで飼育した動物で測定したロドプシンmRNAレベルと一緒に、この比較的速い網膜変性モデル(出生後数週間で光受容器の喪失を始める)において短期間に発現の効果が観察される可能性についてのRdCVFL送達の重要性を示す。なぜなら、AAV92YF−RdCVFLを注射して明所で飼育した動物においてロドプシンmRNAのレベルに対する効果が観察されなかったためである。
脂質過酸化の測定
チオバルビツール酸反応性物質(TBARS)アッセイを使用して、AAV92YF−scCAG−RdCVFL、AAV92YF−scCAG−RdCVF、AAV92YF−scCAG−GFP又はPBSで処置した網膜中の脂質過酸化副生成物マロンジアルデヒド(MDA)のレベルを決定した。3つのプールした網膜に対して試験を実施し、これを3回繰り返した。MDAレベルは、未処置の眼と比較して、RdCVFLで処置した眼において18%±0.9%減少した。
新規ウイルスバリアント7m8の硝子体内注射
本発明者等は、出生後15日目(P15)の硝子体内注射後のWT及びrd10マウスにおける新規ウイルスバリアント7m8のウイルス親和性及び発現パターンを特徴付けた。7m8は、硝子体内注射後に網膜外層を形質導入するよう開発されたAAV2のバリアントである(20)。重要なことに、このバリアントは、網膜下注射なしで光受容器を形質導入し、これは、傷害応答及び栄養因子の放出を引き起こすことが示された(22)。P15でのGFPをコードする自己相補性7m8ベクターの硝子体内注射は、注射後の1週間後に強い発現をもたらし、これはまたP45での眼底画像でも明確に視認できた。フラットマウントした網膜は、多数の光受容器が7m8によって形質導入されることを示した。網膜断片の共焦点イメージングは、WT及びrd10マウスにおいて神経節細胞層(GCL)、内顆粒層(INL)及び外顆粒層(ONL)内にある細胞中のGFP発現を明らかにした。
7m8の注射後のRdCVF発現のレベルを定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)によって評価した。RdCVF、RdCVFL又はGFPをコードするウイルスベクターを注射したP45のrd10マウスにおけるmRNAレベルを定量化した。予想の通り、RdCVF mRNAのレベルは、WTと比較して、対照のGFP注射rd10マウスにおいて低下した(4%±1%WT)。P14での7m8−scCAG−RdCVF又は7m8−scCAG−RdCVFLの眼内注射は、より高いレベルのRdCVF mRNAをもたらした。レベルは、7m8−scCAG−RdCVFを注射した動物では127%±35%WTであり、そして、7m8−scCAG−RdCVFLを注射した動物では91%±10%WTであった。ロドプシンレベルは、測定した全ての網膜において一様に低かった(RdCVF=3%±1%WT;RdCVFL=1%±1%WT;PBS 1%±1%WT)。データを平均+SDとして提示し、条件毎の動物はn=5である。
錐体構造及び機能に対するRdCVF及びRdCVFLの発現の効果
次に、本発明者等は、暗所で飼育したrd10マウスにおける錐体救助に対するRdCVF及びRdCVFLをコードする7m8の眼内注射の効果を調べた。P14での7m8−scCAG−RdCVFLの注射は、PBS(65±5μV)又はGFP(69±7.3μV)を注射した眼と比較して、明所視ERGb波の振幅の小さな統計的に有意でない増加をもたらした(74±4.8μV)。7m8−scCAG−RdCVFの注射は、GFP又はPBSを注射した眼と比較して、明所視ERGb波振幅の振幅を有意に増加させた(89±7.9μV、p<0.05)。7m8−scCAG−RdCVF及び7m8−scCAG−RdCVFLの同時注射は、明所視ERGの大幅な救助をもたらし、これは、未処置の眼より53%高く(99.75±5.7μV、p<0.01)、RdCVF単独より17%高かった(p<0.05)。全ての動物で、1つの眼に、7m8−scCAG−GFP又はPBSを内部対照として注射した。
7m8−scCAG−RdCVFを注射した眼における錐体標識
抗−S及びM/L−オプシン抗体を使用して、7m8−scCAG−RdCVF又は7m8−scCAG−GFPを注射した眼における錐体集団を標識し、そして、高解像度40×画像モザイクを作成した。標識は、錐体の数が、視神経頭に近い網膜の中心領域に最も顕著に増加したことを明らかにした。網膜全体にわたる標識した錐体の自動定量化は、反対側の7m8−scCAG−GFPを注射した目(S−錐体:1254±326、M/L−錐体 1112±419)と比較して、7m8−scCAG−RdCVFを発現する眼においてS−及びM/L−オプシンを発現する錐体の増加を明らかにした(S−錐体:1644±436 p<0.05、M/L−錐体:2205±264、p<0.05)。
P23HマウスにおけるRdCVF及びRdCVFLの発現の効果
次に、7m8を使用して、ホモ接合又はヘテロ接合P23Hマウス(優性網膜色素変性モデル)においてRdCVF又はRdCVFLを送達した。ERG記録の定量化は、7m8−scCAG−RdCVFの注射が、PBSを注射したホモ接合P23H/P23Hマウスと比較して明所視ERG振幅の増加をもたらしたことを示した(RdCVF:39±15.7μV、PBS:19±11.3μV、n=6、P<0.01)。ヘテロ接合P23H/+マウスでは、7m8−scCAG−RdCVFの注射は、対照のGFPで処置した反対側の眼と比較して、処置後4ヶ月まで明所視ERG記録の振幅の増加をもたらした(注射後1ヶ月、RdCVF:175±21.4μV対PBS:107±17.2μV、注射後4ヶ月、RdCVF:71.5±18μV対PBS:45±15.6μV、注射後6ヶ月、RdCVF:23.8±14.9μV対PBS:18±10.4μV)。対照的に、RdCVFLでの処置は、測定したいずれの時点においても明所視ERG記録の振幅のいかなる有意な変化ももたらさなかった(注射後1ヶ月、RdCVFL:135±47.3μV対PBS:120.25±53.7μV、注射後4ヶ月、RdCVFL:72±38μV対PBS:72.8±45.2μV、注射後6ヶ月、RdCVFL:47.2±55.8μV対PBS:31±32μV)。
結論
本発明者等は、RdCVFの送達戦略としてのAAVベクターの有効性を実証し、そして、RdCVFの発現が桿体錐体ジストロフィーを有する患者において錐体の喪失を遅延させる有望な戦略であることを示す。
これらの結果は、血管内注射を介したAAVの送達を使用した網膜における機能的な光受容器救助を初めて実証する。
AAV92YFの全身送達と同様に、RdCVFをコードする7m8の眼内注射は、錐体機能を救助し、かつ、錐体生存を持続させた。最後に、7m8−scCAG−RdCVFの硝子体内投与後に観察される救助効果は、7m8−scCAG−RdCVFLの同時投与によって増強され、このことは、RdCVF及びRdCVFLの相乗活性を利用する共発現遺伝子治療戦略の潜在性を示唆している。
まとめると、これらの実験は、網膜における、異なる活性を有するRdCVFの2つのアイソフォームをコードする二機能性遺伝子としてのNXNL1の役割を支持している。ここで、RdCVFは、錐体生存を支援すると示され、一方で、RdCVFLは、錐体に対して直接的な効果をほとんど有さないが、チオオキシドレダクターゼ活性を通して桿体機能を保護する。
実施例2:RdCVF及びRdCVFLの組み合わせは、相乗効果をもたらす
以下の構築物を産生し、AAV2ベクターに導入した。
プロウイルスプラスミドp618及びそのエレメントは、WO2012158757A1として公開されている国際特許出願及び刊行物(33)に記載されている。
2xRdCVF:プラスミドp857及びAAV CT−39
CT−37(RdCVFスタッファー)と比較してRdCVFの発現のレベルを増加するようにP857/CT39を設計して、網膜色素変性(RP)を患っている患者において十分な錐体保護を達成した。
RdCVF−RdCVFL:プラスミドp853及びAAV CT−35
このベクターは、RdCVFのショートアイソフォーム及びロングアイソフォームを同時発現することができる。
これらのベクターを使用して、ブタ網膜色素上皮(RPE)細胞においてRdCVF及び/又はRdCVFLタンパク質を発現させることに成功した。これらの培養物の保護効果を、ニワトリ胚由来の錐体が豊富な培養物において評価し、非常に満足できるものであった。
また、この構築物を、網膜下注射後のrd1マウスの錐体に対する保護効果について試験した。錐体の密度の有意な増加が観察された(図3を参照のこと)。
結論として、本発明者等は、単一の発現ベクター中のNXNL1遺伝子のショートアイソフォーム及びロングアイソフォーム(RdCVF及びRdCVFL)の組み合わせが、網膜におけるインサイチューの錐体生存率を高める際に相乗効果を提供することを示した。
本発明に係る組み合わせは、錐体変性及び他のニューロン変性を治療及び/又は予防するのに有用である。
参考文献
本出願を通して、種々の参考文献が、本発明が関連する分野の最新技術を記載している。これらの参考文献の開示は、参照によって本開示に組み入れられる。



Claims (14)

  1. 網膜変性疾患を患っている患者を処置するための方法であって、前記患者に、治療有効量のNXNL1遺伝子のショートアイソフォーム、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)をコードする第一の核酸及びNXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を投与することからなる工程を含む、該方法。
  2. 第一の核酸及び第二の核酸が、単一の発現ベクター中に含有される、請求項1に記載の方法。
  3. NXNL1遺伝子のショートアイソフォーム、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)をコードする第一の核酸及びNXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を含む、発現ベクター。
  4. 発現ベクターが、ウイルスである、請求項3に記載の発現ベクター。
  5. ウイルスが、アデノ随伴ウイルス(AAV)である、請求項4に記載の発現ベクター。
  6. AAVが、AAV2、AAV9及びAAV7m8からなる群において選択される、請求項5に記載の発現ベクター。
  7. RdCVFのショートアイソフォームが、ヒトRdCVFのショートアイソフォームであり、そして、ロングアイソフォームが、ヒトRdCVFLのロングアイソフォームである、請求項2〜6のいずれか一項に記載の発現ベクター。
  8. 配列番号1に示される通りの配列を有する核酸を含む、請求項2〜7のいずれか一項に記載の発現ベクター。
  9. 網膜変性疾患を処置するための方法における使用のための、請求項2〜8のいずれか一項に記載の発現ベクター。
  10. 網膜変性疾患が、網膜色素変性である、請求項9に記載の使用のための発現ベクター。
  11. 静脈内注射による又は硝子体内注射による投与のためのものある、請求項9又は10に記載の使用のための発現ベクター。
  12. 第一の核酸及び第二の核酸が、別々の発現ベクターに含有される、請求項1に記載の方法。
  13. 光受容器の変性障害を処置するための方法における使用のためのキットオブパーツであって、以下を含むキットオブパーツ:
    −NXNL1遺伝子のショートアイソフォーム、桿体由来錐体生存因子(RdCVF)をコードする第一の核酸を含む第一の発現ベクター、及び
    −NXNL1遺伝子のロングアイソフォーム(RdCVFL)をコードする第二の核酸を含む第二の発現ベクターを含むキットオブパーツ。
  14. 発現ベクターが、同時又は逐次的に投与される、請求項12に記載の方法又は請求項13に記載のキットオブパーツ。
JP2018512504A 2015-05-21 2015-05-21 ニューロン生存因子の相乗組み合わせ及びその使用 Active JP6684343B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2015/000967 WO2016185242A1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Synergistic combination of neuronal viability factors and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018515622A true JP2018515622A (ja) 2018-06-14
JP6684343B2 JP6684343B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=54361112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018512504A Active JP6684343B2 (ja) 2015-05-21 2015-05-21 ニューロン生存因子の相乗組み合わせ及びその使用

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10668129B2 (ja)
EP (1) EP3297651B1 (ja)
JP (1) JP6684343B2 (ja)
CA (1) CA2986630C (ja)
DK (1) DK3297651T3 (ja)
ES (1) ES2792905T3 (ja)
IL (1) IL255816B (ja)
WO (2) WO2016185242A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023506458A (ja) * 2019-12-09 2023-02-16 北京中因科技有限公司 医薬の製造におけるCYP4V2およびRdCVFの使用

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2027889A1 (en) * 2007-06-05 2009-02-25 Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale (Inserm) New neuronal viability factor and use thereof
US10857240B2 (en) 2016-01-05 2020-12-08 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and compositions for treatment of ocular disorders and blinding diseases
CN111742052B (zh) * 2017-12-22 2024-10-11 节约视觉公司 包含神经元活力因子的构建体及其用途
US20210338773A1 (en) 2018-10-17 2021-11-04 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Method for treating retinal degeneration disease by administering nucleolin polynucleotide or polypeptide
WO2022223644A2 (en) 2021-04-20 2022-10-27 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Compositions and methods for treating retinal degenerative disorders
WO2024084075A1 (en) 2022-10-20 2024-04-25 Sparingvision Compositions and methods for treating retinal degenerative disorders

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060517A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-24 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Methods and pharmaceutical compositions for the treatment of age-related macular degeneration (amd)
JP2015501156A (ja) * 2011-10-27 2015-01-15 ウェルスタット オフサルミクス コーポレイション 桿体由来錐体生存因子をコードするベクター

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2823221B1 (fr) * 2001-04-06 2004-04-02 Univ Pasteur Sequences associees a la degenerescence retinienne et applications
EP2027889A1 (en) 2007-06-05 2009-02-25 Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale (Inserm) New neuronal viability factor and use thereof
WO2012158757A1 (en) 2011-05-16 2012-11-22 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Proviral plasmids for production of recombinant adeno-associated virus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015501156A (ja) * 2011-10-27 2015-01-15 ウェルスタット オフサルミクス コーポレイション 桿体由来錐体生存因子をコードするベクター
WO2014060517A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-24 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Methods and pharmaceutical compositions for the treatment of age-related macular degeneration (amd)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARVO ANNUAL MEETING ABSTRACT SEARCH AND PROGRAM PLANNER, vol. 2011, JPN6019015245, 2011, pages 1395, ISSN: 0004168035 *
GRAEFES ARCH CLIN EXP OPHTHALMOL, vol. 251, JPN6019015247, 2013, pages 1669 - 1677, ISSN: 0004168036 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023506458A (ja) * 2019-12-09 2023-02-16 北京中因科技有限公司 医薬の製造におけるCYP4V2およびRdCVFの使用
JP7495756B2 (ja) 2019-12-09 2024-06-05 北京中因科技有限公司 医薬の製造におけるCYP4V2およびRdCVFの使用

Also Published As

Publication number Publication date
DK3297651T3 (da) 2020-05-25
IL255816B (en) 2020-08-31
EP3297651B1 (en) 2020-02-26
WO2016185242A1 (en) 2016-11-24
US10668129B2 (en) 2020-06-02
ES2792905T3 (es) 2020-11-12
US20180153962A1 (en) 2018-06-07
CA2986630A1 (en) 2016-11-24
JP6684343B2 (ja) 2020-04-22
WO2016185037A1 (en) 2016-11-24
CA2986630C (en) 2021-03-23
EP3297651A1 (en) 2018-03-28
IL255816A (en) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6684343B2 (ja) ニューロン生存因子の相乗組み合わせ及びその使用
Byrne et al. Viral-mediated RdCVF and RdCVFL expression protects cone and rod photoreceptors in retinal degeneration
JP6827320B2 (ja) LCA−8及び進行性RPを治療するための組換えAAV−Crumbsホモログ組成物及び方法
Doroudchi et al. Virally delivered channelrhodopsin-2 safely and effectively restores visual function in multiple mouse models of blindness
Sahel et al. Clinical characteristics and current therapies for inherited retinal degenerations
Pang et al. AAV-mediated gene therapy for retinal degeneration in the rd10 mouse containing a recessive PDEβ mutation
Komáromy et al. Transient photoreceptor deconstruction by CNTF enhances rAAV-mediated cone functional rescue in late stage CNGB3-achromatopsia
N Sahni et al. Therapeutic challenges to retinitis pigmentosa: from neuroprotection to gene therapy
CN102170783B (zh) 视网膜细胞存活的HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7和HIF1α调节
WO2015044462A1 (en) Use of neuroglobin agonist for preventing or treating mitochondrial rcci and/or rcciii deficiency disease
US20220347321A1 (en) Expression of neuropeptides
Beltran The use of canine models of inherited retinal degeneration to test novel therapeutic approaches
Yang et al. Targeting iodothyronine deiodinases locally in the retina is a therapeutic strategy for retinal degeneration
TW202003052A (zh) 用於治療黃斑部失養症之組成物及方法
Nishijima et al. Vision protection and robust axon regeneration in glaucoma models by membrane-associated Trk receptors
Tao et al. Adeno‐associated virus (AAV)‐mediated neuroprotective effects on the degenerative retina: the therapeutic potential of erythropoietin
Dai et al. Effects of subretinal gene transfer at different time points in a mouse model of retinal degeneration
CN115243766A (zh) 治疗常染色体显性bestrophin病及其评估方法
JP2020059719A (ja) 網膜色素変性症の治療
Hassan et al. The dose-response relationship of subretinal gene therapy with rAAV2tYF-CB-h RS1 in a mouse model of X-linked retinoschisis
Cheng Exploration of the role of OPN4 in a mouse model of retinal degeneration
US20240124893A1 (en) Methods of Treating Human X-Linked Retinoschisis Using Gene Therapy
Nishijima et al. Membrane-associated shortened Trk receptors promote neuroprotection and robust axon regeneration without ligands
JP2024507860A (ja) 眼病態に対するウイルスベクターベースの遺伝子療法
Schwartz Improving AAV Retinal Gene Therapy for Batten Disease

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20180220

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180817

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6684343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250