JP2018520125A - 疾患の処置のためのエキソソームの使用 - Google Patents

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Abstract

本発明は、その表面にCD47を有し、また、治療剤(例えば、治療用タンパク質、抗体、阻害性RNA、および/または小分子薬物)を含む、脂質に基づくナノ粒子(例えば、リポソームまたはエキソソーム)を提供する。さらに、本発明は、そのような脂質に基づくナノ粒子の、療法における使用を提供する。1つの実施形態では、本発明は、脂質に基づくナノ粒子と賦形剤とを含む医薬組成物に関し、この医薬組成物は、脂質に基づくナノ粒子がその表面にCD47を含み、かつ前記脂質に基づくナノ粒子が治療剤を含み得る。

Description

本願は、2015年6月10日に出願された米国仮出願番号第62/173,838号の優先権の利益を主張しており、その全体の内容は、参考として本明細書中に援用される。
(発明の背景)
(1.発明の分野)
本発明は、一般に、医薬および腫瘍学の分野に関する。より詳細には、本発明は、治療の方法におけるエキソソームの使用に関する。
(2.先行技術の記載)
エキソソームは、身体の全ての細胞によって放出される、エンドソーム起源の、脂質二重層を有する小さな(40〜150nm)膜小胞である(Kowalら、2014年;El-Andaloussiら、2013年;Theryら、2002年)。エキソソームは、タンパク質、脂質、mRNA、マイクロRNA(miRNA)およびゲノムDNAを含有する(Valadiら、2007年;Peinadoら、2012年;Lugaら、2012年;Kahlertら、2014年)。リポソームおよび他の合成薬物ナノ粒子担体とは異なり、エキソソームは、エンドサイトーシスおよび/またはレシピエント細胞の原形質膜との直接融合を増強し、したがって、カーゴ送達を増強する可能性がある多くの膜貫通タンパク質および膜アンカータンパク質を含有する(Marcusら、2013年;van den Boornら、2013年;Johnsenら、2014年)。エキソソーム天然原形質膜様のリン脂質組成物(細胞質側のホスファチジルセリンおよびコレステロールを含む)ならびに膜結合タンパク質組成物も、循環からのクリアランスを低減すること(一部において、食作用に関してオプソニンとマクロファージによって認識される凝固および補体因子との相互作用を欠くことにより)および免疫原性応答を最小化することにより、合成ナノ粒子(例えば、リポソームなど)と比較して優れた全身循環中での安定性をもたらす(Claytonら、2003年;van der Meelら、2014年;Gomes-da-Silvaら、2012年)。これらの特徴により、合成ナノ粒子をin vivoで使用する場合に観察される細胞傷害効果も最小限になる可能性がある(Simoesら、2005年)。最後に、エキソソームの生成に関与するエンドソームおよび細胞間小胞輸送機構もレシピエント細胞により取り込まれるエキソソームにおいて使用され得、それにより、おそらくカーゴの放出(およびRNAi遺伝子サイレンシング機構への組み入れ)が増強され、その結果、任意の治療剤(例えば、遺伝子を標的とするもの)の有効性が強化される。最近の試験により、療法のためのRNAi担体としてのエキソソームの有効性が評価され、また、エキソソームの全身性の注射により、siRNAを脳内に送達することが可能になり、それにより、標的遺伝子のロバストな下方制御が導かれることが示された(Cooperら、2014年;Alvarez-Ervitiら、2011年)。さらに、ヒト血漿由来エキソソームによってもレシピエント細胞へのRNAi送達が可能になることが報告されており(Wahlgrenら、2012年)、それにより、標的細胞における遺伝子発現を改変するためのRNAi送達におけるそれらの潜在的な治療的有用性が支持される。
KRASにおける一塩基多様性(KrasG12D/R/V変異)が膵臓腫瘍の96%までにもおいて見いだされており(Changら、2014年)、Kras変異は、膵臓の悪性転換を駆動し、維持する初期の新生物事象であると考えられる(Yingら、2012年;Collinら、2012年;Collinsら、2012年;Smakmanら、2005年)。ナノ粒子を使用した、Kras発現および下流のシグナル伝達のRNAiに基づく標的化により、肺癌および結腸直腸癌モデルにおける腫瘍量が低減することが最近報告された(Pecotら、2014年;Yuanら、2014年;Xueら、2014年)。発癌性Krasの特異的標的化に焦点を当てる試みとは異なり、これらの手法では、慎重な投薬およびモニタリングが必要になる細胞傷害効果が誘導される可能性がある。発癌性Krasの特異的標的化は、膵癌の異種移植モデルにおける電気穿孔(Rejibaら、2007年)またはバイオポリマー埋め込み(Zorde Khvalevskyら、2013年)による送達に限定されている。治療剤または診断剤を送達するための改善された手法が必要である。
Kowalら, Biogenesis and secretion of exosomes. Current Opinion in Cell Biology, 29:116-125, 2014. El-Andaloussiら, Extracellular vesicles: biology and emerging therapeutic opportunities. Nature Reviews Drug Discovery, 12:347-357, 2013. Theryら, Exosomes: composition, biogenesis and function. Nature Reviews Immunology, 2:569-579, 2002. Valadiら, Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells. Nature Cell Biology, 9:654-659, 2007. Peinadoら, Melanoma exosomes educate bone marrow progenitor cells toward a pro-metastatic phenotype through MET. Nature Medicine, 18:883-891, 2012. Lugaら, Exosomes mediate stromal mobilization of autocrine Wnt-PCP signaling in breast cancer cell migration. Cell, 151:1542-1556, 2012. Kahlertら, Identification of Double Stranded Genomic DNA Spanning all Chromosomes with Mutated KRAS and p53 DNA in the Serum Exosomes of Patients with Pancreatic Cancer. The Journal of biological chemistry 2014. MarcusおよびLeonard, FedExosomes: Engineering Therapeutic Biological Nanoparticles that Truly Deliver. Pharmaceuticals (Basel), 6:659-680, 2013. van den Boornら, Exosomes as nucleic acid nanocarriers. Advanced Drug Delivery Reviews, 65:331-335, 2013. Johnsenら, A comprehensive overview of exosomes as drug delivery vehicles - endogenous nanocarriers for targeted cancer therapy. Biochimica et Biophysica Acta, 1846:75-87, 2014. Claytonら, Antigen-presenting cell exosomes are protected from complement-mediated lysis by expression of CD55 and CD59. European Journal of Immunology, 33:522-531, 2003. van der Meelら, Extracellular vesicles as drug delivery systems: Lessons from the liposome field. Journal of Controlled Release, 195:72-85, 2014. Gomes-da-Silvaら, Lipid-based nanoparticles for siRNA delivery in cancer therapy: paradigms and challenges. Accounts of Chemical Research, 45:1163-1171, 2012. Simoesら, Cationic liposomes for gene delivery. Expert Opinion on Drug Delivery, 2:237-254, 2005. Cooperら, Systemic exosomal siRNA delivery reduced alpha-synuclein aggregates in brains of transgenic mice. Movement Disorders, 29:1476-1485, 2014. Alvarez-Ervitiら, Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes. Nature Biotechnology, 29:341-345, 2011. Wahlgrenら, Plasma exosomes can deliver exogenous short interfering RNA to monocytes and lymphocytes. Nucleic Acids Research, 40:e130, 2012.
(発明の要旨)
癌を処置するための送達系として、操作されたリポソームおよびエキソソームを使用する方法および薬物が提供される。
一実施形態では、脂質に基づくナノ粒子と賦形剤とを含む医薬組成物であって、脂質に基づくナノ粒子がその表面にCD47を含み、かつ脂質に基づくナノ粒子が治療剤を含む、医薬組成物が提供される。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、リポソームまたはエキソソームである。ある特定の態様では、エキソソームは、CD47を過剰発現している細胞から単離される。一部の態様では、エキソソームは、治療を必要とする患者から単離される。一部の態様では、エキソソームは、線維芽細胞から単離される。一部の態様では、リポソームは、単層(single lamellar liposome)リポソームである。一部の態様では、リポソームは、多重層(multilamellar)リポソームである。
種々の態様では、治療剤は、治療用タンパク質、抗体(例えば、全長抗体、モノクローナル抗体、scFv、Fab断片、F(ab’)2、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディ)、阻害性RNA、または小分子薬物である。一部の態様では、治療用タンパク質は、例えば、腫瘍抑制因子、キナーゼ、ホスファターゼ、または転写因子などの、その喪失または不活化が治療される疾患に関連することが分かっているタンパク質である。一部の態様では、抗体は、細胞内抗原に結合する。そのような細胞内抗原は、発癌遺伝子などの細胞増殖および/または生存のためにその活性が必要であるタンパク質であり得る。一部の場合では、抗体により、抗原の機能が妨げられる。一部の場合では、抗体により、タンパク質間相互作用が乱される。一部の態様では、阻害性RNAは、siRNA、shRNA、miRNA、またはpre−miRNAである。種々の態様では、阻害性RNAにより、例えば発癌遺伝子などの、その活性がある特定の病態の維持に必要であるタンパク質の発現が妨げられる。発癌遺伝子がある遺伝子の変異型である場合には、阻害性RNAにより、変異体発癌遺伝子の発現が優先的に妨げられ得、野生型タンパク質は妨げられない。一部の態様では、小分子薬物はイメージング剤である。一部の態様では、小分子薬物は化学療法剤である。
一部の態様では、組成物は、例えば、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射などの、非経口投与用に製剤化されている。
一部の態様では、組成物は、抗菌剤を含む。抗菌剤は、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド(centrimide)、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン(exetidine)、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀(phenlymercuric nitrate)、プロピレングリコール、またはチメロサールであってよい。
一部の態様では、単一の脂質に基づくナノ粒子は、治療剤と診断剤、1つ超の治療剤、または1つ超の診断剤などの、1つ超の薬剤を含む。
一実施形態では、それを必要とする患者における疾患を治療するための方法であって、本実施形態のいずれかの組成物を患者に投与し、それにより、患者における疾患を処置するステップを含む方法が提供される。一部の態様では、疾患は、癌である。一部の態様では、患者は、ヒトである。一部の態様では、患者は、以前に腫瘍を外科的に除去したことのある患者である。
一部の態様では、治療剤は、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである。ある特定の態様では、阻害性RNAは、KrasG12Dを標的とする。一部の態様では、治療剤は、腫瘍抑制因子タンパク質である。
一部の態様では、方法は、少なくとも第2の療法を患者に投与することをさらに含む。種々の態様では、第2の療法は、外科療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む。
一実施形態では、それを必要とする患者における疾患を処置するための方法であって、リポソームまたはエキソソームに治療剤(例えば、モノクローナル抗体)を電気穿孔し、電気穿孔されたリポソームまたはエキソソームを患者に提供し、それにより、患者における疾患を処置するステップを含む方法が提供される。一部の態様では、リポソームまたはエキソソームは、それらの表面にCD47を含む。一部の態様では、疾患は、癌である。一部の態様では、モノクローナル抗体は、細胞内抗原に特異的または選択的に結合する。
一実施形態では、それを必要とする患者に治療用タンパク質を投与するための方法であって、エキソソームに治療用タンパク質(例えば、モノクローナル抗体またはその抗原結合性断片)をコードする核酸(例えば、DNAまたはRNA)をトランスフェクトするステップと、トランスフェクトされたエキソソームを、治療用タンパク質をエキソソーム内で発現させることを可能にする条件下でインキュベートするステップと、インキュベートしたエキソソームを患者に提供するステップであって、それにより、治療用タンパク質を患者に投与するステップを含む方法が提供される。
一実施形態では、治療用抗体を細胞に投与するための方法であって、細胞に、細胞内抗原に特異的または選択的に結合する抗体を含む脂質に基づくナノ粒子を接触させるステップを含む方法が提供される。一部の場合では、細胞は患者内に含まれ、方法は、脂質に基づくナノ粒子を患者に投与するステップを含む。
一実施形態では、患者における癌を治療するための方法であって、治療有効量の脂質に基づくナノ粒子を患者に投与するステップであって、ナノ粒子が、変異体Kras(例えば、KrasG12D)を特異的または選択的に標的とする阻害性RNAであるステップを含む方法が提供される。一部の態様では、癌は、肺癌、結腸直腸癌、または膵癌である。一部の態様では、癌は、膵管腺癌である。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、リポソームまたはエキソソームである。ある特定の態様では、エキソソームは、患者独自の細胞に由来する。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、その表面にCD47を含む。一部の態様では、阻害性RNAは、siRNAまたはshRNAである。一部の態様では、KrasG12DmRNAの特異的標的化を促進するために、阻害性RNA配列を、標的領域内に特定のGからAへのヌクレオチドの偏位を含有するように設計する(例えば、配列番号1において見いだされる通り)。一部の態様では、阻害性RNAは、配列番号2による配列を有する標的領域を含む。
一実施形態では、患者における疾患の処置に使用するための、脂質に基づくナノ粒子と賦形剤とを含む組成物が提供される。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、その表面にCD47を含む。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、治療剤を含む。一部の態様では、疾患は、癌であってよい。一部の態様では、治療剤は、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである。一部の態様では、阻害性RNAは、KrasG12Dを標的とする。一部の態様では、治療剤は、腫瘍抑制因子タンパク質である。一部の態様では、組成物は、少なくとも第2の療法をさらに含む。一部の態様では、第2の療法は、外科療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法である。一部の態様では、患者は、ヒトである。
一部の態様では、組成物は、例えば、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射などの非経口投与用に製剤化されている。
一部の態様では、組成物は、抗菌剤を含む。抗菌剤は、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールであってよい。
一実施形態では、疾患を処置するための医薬品の製造における、脂質に基づくナノ粒子の使用が提供される。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、その表面にCD47を含む。一部の態様では、脂質に基づくナノ粒子は、治療剤を含む。一部の態様では、疾患は、癌である。一部の態様では、治療剤は、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである。一部の態様では、阻害性RNAは、KrasG12Dを標的とする。一部の態様では、治療剤は、腫瘍抑制因子タンパク質である。
一部の態様では、医薬品は、例えば、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射などの非経口投与用に製剤化されている。
一部の態様では、医薬品は、抗菌剤を含む。抗菌剤は、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールであってよい。
本明細書で使用される場合、指定の成分に関して「本質的に含まない」とは、本明細書では、指定の成分のいずれも組成物中に意図的に製剤化されておらず、かつ/または、汚染物質としてまたは微量でのみ存在することを意味するために使用される。したがって、任意の意図されたものではない組成物の汚染に起因する指定の成分の総量は、0.05%未満であり、好ましくは0.01%未満である。標準の分析方法を用いていかなる量の指定の成分も検出することができない組成物が最も好ましい。
本明細書で使用される場合、「a(1つの)」または「an(1つの)」という特定は、1つまたは複数を意味し得る。特許請求の範囲で使用される場合、「含む(comprising)」という単語と同時に使用される場合、「a(1つの)」または「an(1つの)」という単語は、1つまたは1つ超を意味し得る。
特許請求の範囲における「または」という用語の使用は、代替物のみを指すかまたは代替物が相互排他的であることが明示されていなければ、「および/または」の意味を示すために使用されるが、本開示は、代替物のみ、ならびに「および/または」を指すという定義を支持する。本明細書で使用される場合、「別の(another)」とは、少なくとも第2のまたはそれ超を意味し得る。
本出願全体を通して、「約」という用語は、値が、その値を決定するために使用されるデバイス、方法に固有の誤差の変動、または試験対象の中で存在する変動を含むことを示すために使用される。
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の発明の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、この発明の詳細な説明から本発明の主旨および範囲内の様々な変化および改変が当業者に明らかになるので、発明の詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、単に例示として示されていることが理解されるべきである。
以下の図は本明細書の一部を形成し、本発明のある特定の態様をさらに実証するために含まれる。本発明は、これらの図の1つまたは複数を、本明細書で提示されている特定の実施形態の詳細な説明と組み合わせて参照することによってよく理解することができる。
図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比(fold change)が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。 図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。 図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。 図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。 図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。 図1A〜Fは、エキソソーム内にパッケージングされたsiRNA/shRNAによって媒介されるKrasG12Dの標的化により、癌細胞死が誘導されることを示す図である。(図1A)SYTOX(登録商標)Green核標識を用いて染色したPanc−1細胞の共焦点顕微鏡写真の定量化およびAlexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたsiRNAを含有する内部移行したエキソソーム(exos)およびリポソーム(lipos)の可視化。Panc−1細胞を、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴ってプレインキュベートした後、および、プロテイナーゼKまたはトリプシンを伴わずにプレインキュベートした後に、exosまたはliposを含有するAlexa fluor 647タグを付けたsiRNAに曝露させた。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図1B〜C)exosまたはliposを含有するsiKrasG12DまたはshKrasG12D、exosまたはliposを含有するsiScrblまたはshScrbl、または電気穿孔されていないexos(空のカーゴ、対照exos)を用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D(図1B)または野生型KRAS(図1C)転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図1D)無処理のPanc−1由来の溶解物(対照)およびsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞由来の溶解物の、リン酸化AKT(p−AKT)、リン酸化ERK(p−ERK)およびアクチン(ローディング対照)についてのウエスタンブロッティング。(図1E)列挙されている処理に曝露した後の経時的なPanc−1細胞の相対数。(図1F)列挙されている処理に曝露したPanc−1細胞におけるアポトーシスマーカーTUNELについて実施した免疫染色顕微鏡写真の定量化。ピューロマイシンを陽性対照として使用した。(0)は、TUNELについて陽性の細胞が検出されなかったことを示す。対照:未処理の対照exos:電気穿孔されていない(siRNAカーゴを有さない)exos。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。平均が+/−SEMとともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。***p<0.01、****p<0.001、ns:有意でない。
図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図2A〜Gは、si/shKrasG12Dカーゴを含有するエキソソームを用いた処理により、持続的なPanc−1同所性腫瘍退縮がもたらされることを示すグラフである。(図2A)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D lipos:n=3、shKrasG12D lipos:n=3、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7。実験エンドポイント時(癌細胞注射後28日目)にPBS群と比較したsiKrasG12D exos群を例外として、癌細胞注射後42日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;中央の線の対はliposである;下の線の対はexosである。(図2B)経時的な生物発光BxPC3同所性腫瘍の相対的な放射輝度。PBS:n=3、対照exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3。癌細胞注射後77日目の、処置群とPBS対照群を比較した統計的検定結果が示されている。(図2C)経時的な生物発光Panc−1同所性腫瘍の相対的な放射輝度。実験群はPBS:n=7、対照exos:n=6、siKrasG12D exos:n=7、shKrasG12D exos:n=7で開始し、マウスが瀕死になり安楽死させるにしたがい次第に減少した(PBSおよび対照exos群)。shKrasG12D exosで処置した膵臓において、癌細胞の小さな病巣が見られたが、膵臓の大部分は組織学的に注目すべきものではなかった。上の線の対は、PBSおよび対照Exosである;下の線の対は、si/shKrasG12D exosである。(図2D)同所性Panc−1腫瘍についての、癌細胞注射後77日目の測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2E)実験群における膵臓腫瘍におけるp−ERK免疫標識の定量化(スケールバー:50μm)およびパーセントp−ERK染色。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における測定可能な程度に小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。独立両側スチューデントt検定を使用して両群間の統計的有意性を決定した。(図2F)示されている実験群における、安楽死時(PBS:62〜130日目、対照exos:30〜132日目、shKrasG12D exos:200日目)の腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。独立両側スチューデントt検定を使用して群間の統計的有意性を決定した。(図2G)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した、PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。平均が+/−SEMともに示されている。別段の指定のない限り、一元配置ANOVAを使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。
図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図3A〜Gは、PKTマウスにおいて、KrasG12D siRNAをパッケージングしたエキソソームおよびKrasG12D shRNAをパッケージングしたエキソソームの注射により、より遅い腫瘍の進行および生存の増加が誘導されることを示す図である。(図3A)Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox(PKT)マウスにおける、実験処置点を伴う腫瘍の進行の時系列の略図。KrasG12D RNAiを含有するBJ線維芽細胞エキソソームを用いた処置を33日目に開始し、その後、2日に1回、マウス実験エンドポイントに到達するまでまたは瀕死になり安楽死が必要になるまで継続した。対照群は、同じ濃度の電気穿孔されていないBJエキソソーム(対照exos)を用いて処置した。(図3B)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較および統計学的差異を、ログランクマンテル・コックス検定を使用して評価した。各群n=5。(図3C)44日齢時の、示されている実験群における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=3。(図3D)siKrasG12Dを含有するexosまたは電気穿孔されていない対照exosを用いて処置した44日齢PKTマウス、n=3由来のH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真から決定された相対百分率の定量化。一元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図3E〜F)示されている実験群のマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(PKT由来の線維芽細胞由来のエキソソーム、各群n=5;左側の線は対照Exosであり、右側の線はsiKrasG12D exosである)(図3E)、および(図3F)腫瘍量、n=5。カプランマイヤー曲線の比較に関する統計解析のためにログランクマンテル・コックス検定を実施した。(図3G)示されている実験群における、44日齢PKT膵臓腫瘍からの、アポトーシスマーカーTUNEL、増殖マーカーKi−67、およびリン酸化ERKについてのマッソントリクローム染色(MTS)および免疫標識の顕微鏡写真の定量化。n=3。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。
図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図4A〜Iは、エキソソームを使用した特異的KrasG12D標的化を示す図である。(図4A)RNAiのエキソソームへの電気穿孔の略図。示されているRNAiは、Alexa Fluor(登録商標)647でタグ付けされたものである。(図4B)エキソソームの数およびサイズ分布−NanoSightを使用。(図4C〜D)BJ線維芽細胞から精製されたエキソソームの透過型電子顕微鏡写真(図4C)および免疫金によるCD9についての染色(図4D)。(図4E)Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するBJ線維芽細胞エキソソームのスクロース勾配のノーザンブロット。Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアの蛍光の検出がブロットに示されている。(図4F)siKrasG12D lipos、shKrasG12D lipos、siScrbl liposまたはshScrbl liposを用いて3時間、liposの濃度を増大させて(1×、10×、100×)処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにPanc−1細胞の処理時間を増大させた場合(24時間)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。任意に1に設定した、無処理のPanc−1細胞の発現(対照)と相対的な比が示されている。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4G)図1Bに示されている通り、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したPanc−1細胞におけるKRASG12D転写物レベル、ならびにexosの濃度を増大させた場合(細胞当たり約400個のexosの代わりに、細胞当たり約700個のexos)のKRASG12D転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のPanc−1細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4H)siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて3時間処理したBxPC−3細胞における野生型KRAS転写物レベルのリアルタイムPCR分析。独立両側スチューデントt検定を使用して、無処理のBxPC3細胞における転写物レベルと比較した統計的有意性を決定した。(図4I)列挙されている処理に曝露した後の経時的なBXPC−3細胞の相対数。独立両側スチューデントt検定を最終時点で使用した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。
図5A〜Dは、KrasG12D RNAiを含有するエキソソームにより、Panc−1同所性腫瘍成長が抑制されることを示す図である。(図5A)i.p.注射の24時間後のsiKrasG12D exosで処置したマウスの血清から単離されたエキソソームのフローサイトメトリー分析。標識されたエキソソームを、0.4μmのビーズへの結合後に含有されるAlexa Fluor(登録商標)647タグを付けたRNAiを使用して検出した。(図5B)Alexa fluor 647タグを付けたRNAiを含有するexosまたはliposのi.p.注射の12時間後のマウスの血液におけるAlexa Fluor(登録商標)647/CD11bマクロファージのフローサイトメトリー分析および百分率の定量化。(図5C)リン酸化AKT(p−AKT)について免疫標識した膵臓腫瘍の顕微鏡写真におけるパーセントp−AKT染色領域の定量化。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における比較的小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。(図5D)示されている実験群、PBS:n=3、対照exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3における、BxPC−3同所性腫瘍を有するマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(この解析にはログランク(Mantel−Cox)検定を使用した)。データは、平均±SEMとして示されている。特に断りのない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図5A〜Dは、KrasG12D RNAiを含有するエキソソームにより、Panc−1同所性腫瘍成長が抑制されることを示す図である。(図5A)i.p.注射の24時間後のsiKrasG12D exosで処置したマウスの血清から単離されたエキソソームのフローサイトメトリー分析。標識されたエキソソームを、0.4μmのビーズへの結合後に含有されるAlexa Fluor(登録商標)647タグを付けたRNAiを使用して検出した。(図5B)Alexa fluor 647タグを付けたRNAiを含有するexosまたはliposのi.p.注射の12時間後のマウスの血液におけるAlexa Fluor(登録商標)647/CD11bマクロファージのフローサイトメトリー分析および百分率の定量化。(図5C)リン酸化AKT(p−AKT)について免疫標識した膵臓腫瘍の顕微鏡写真におけるパーセントp−AKT染色領域の定量化。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における比較的小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。(図5D)示されている実験群、PBS:n=3、対照exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3における、BxPC−3同所性腫瘍を有するマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(この解析にはログランク(Mantel−Cox)検定を使用した)。データは、平均±SEMとして示されている。特に断りのない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図5A〜Dは、KrasG12D RNAiを含有するエキソソームにより、Panc−1同所性腫瘍成長が抑制されることを示す図である。(図5A)i.p.注射の24時間後のsiKrasG12D exosで処置したマウスの血清から単離されたエキソソームのフローサイトメトリー分析。標識されたエキソソームを、0.4μmのビーズへの結合後に含有されるAlexa Fluor(登録商標)647タグを付けたRNAiを使用して検出した。(図5B)Alexa fluor 647タグを付けたRNAiを含有するexosまたはliposのi.p.注射の12時間後のマウスの血液におけるAlexa Fluor(登録商標)647/CD11bマクロファージのフローサイトメトリー分析および百分率の定量化。(図5C)リン酸化AKT(p−AKT)について免疫標識した膵臓腫瘍の顕微鏡写真におけるパーセントp−AKT染色領域の定量化。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における比較的小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。(図5D)示されている実験群、PBS:n=3、対照exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3における、BxPC−3同所性腫瘍を有するマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(この解析にはログランク(Mantel−Cox)検定を使用した)。データは、平均±SEMとして示されている。特に断りのない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。 図5A〜Dは、KrasG12D RNAiを含有するエキソソームにより、Panc−1同所性腫瘍成長が抑制されることを示す図である。(図5A)i.p.注射の24時間後のsiKrasG12D exosで処置したマウスの血清から単離されたエキソソームのフローサイトメトリー分析。標識されたエキソソームを、0.4μmのビーズへの結合後に含有されるAlexa Fluor(登録商標)647タグを付けたRNAiを使用して検出した。(図5B)Alexa fluor 647タグを付けたRNAiを含有するexosまたはliposのi.p.注射の12時間後のマウスの血液におけるAlexa Fluor(登録商標)647/CD11bマクロファージのフローサイトメトリー分析および百分率の定量化。(図5C)リン酸化AKT(p−AKT)について免疫標識した膵臓腫瘍の顕微鏡写真におけるパーセントp−AKT染色領域の定量化。n=6。shKrasG12D exosで処置した群における比較的小さな腫瘍領域に対して定量化を実施したことに留意されたい。(図5D)示されている実験群、PBS:n=3、対照exos:n=3、shKrasG12D exos:n=3、siKrasG12D exos:n=3における、BxPC−3同所性腫瘍を有するマウスの生存に関するカプランマイヤー曲線の比較(この解析にはログランク(Mantel−Cox)検定を使用した)。データは、平均±SEMとして示されている。特に断りのない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。
図6A〜Bは、Panc−1腫瘍の進行を示すグラフである。(図6A)77日目に測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。77日目の独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。(図6B)個々の腫瘍を示すスパイダープロット。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。 図6A〜Bは、Panc−1腫瘍の進行を示すグラフである。(図6A)77日目に測定された生物発光の放射輝度の比較分析。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。77日目の独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001、ns:有意でない。(図6B)個々の腫瘍を示すスパイダープロット。PBS:n=7、対照exos:n=6、shKrasG12D exos:n=7。
図7A〜Dは、KrasG12D RNAi exosで処置したPKTマウスの組織学的分析を示すグラフである。(図7A)実験エンドポイント(対照exos:生存期間中央値43日、siKrasG12D exos:生存期間中央値60日)における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=5。(図7B〜C)示されている実験エンドポイントでの、(図7B)BJ線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosおよび(図7C)PKT線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosまたは電気穿孔されていないexos(対照exos)を用いて処理したPKTマウスのH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真における組織学的表現型の相対百分率の定量化。n=5。二元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図7D)示されている実験群における、44日齢PKTマウスに由来する、リン酸化AKTについて免疫標識された腫瘍の顕微鏡写真の定量化。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図7A〜Dは、KrasG12D RNAi exosで処置したPKTマウスの組織学的分析を示すグラフである。(図7A)実験エンドポイント(対照exos:生存期間中央値43日、siKrasG12D exos:生存期間中央値60日)における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=5。(図7B〜C)示されている実験エンドポイントでの、(図7B)BJ線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosおよび(図7C)PKT線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosまたは電気穿孔されていないexos(対照exos)を用いて処理したPKTマウスのH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真における組織学的表現型の相対百分率の定量化。n=5。二元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図7D)示されている実験群における、44日齢PKTマウスに由来する、リン酸化AKTについて免疫標識された腫瘍の顕微鏡写真の定量化。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図7A〜Dは、KrasG12D RNAi exosで処置したPKTマウスの組織学的分析を示すグラフである。(図7A)実験エンドポイント(対照exos:生存期間中央値43日、siKrasG12D exos:生存期間中央値60日)における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=5。(図7B〜C)示されている実験エンドポイントでの、(図7B)BJ線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosおよび(図7C)PKT線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosまたは電気穿孔されていないexos(対照exos)を用いて処理したPKTマウスのH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真における組織学的表現型の相対百分率の定量化。n=5。二元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図7D)示されている実験群における、44日齢PKTマウスに由来する、リン酸化AKTについて免疫標識された腫瘍の顕微鏡写真の定量化。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。 図7A〜Dは、KrasG12D RNAi exosで処置したPKTマウスの組織学的分析を示すグラフである。(図7A)実験エンドポイント(対照exos:生存期間中央値43日、siKrasG12D exos:生存期間中央値60日)における腫瘍量(体重に対する膵臓の相対質量)。各群n=5。(図7B〜C)示されている実験エンドポイントでの、(図7B)BJ線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosおよび(図7C)PKT線維芽細胞に由来するsiKrasG12D exosまたは電気穿孔されていないexos(対照exos)を用いて処理したPKTマウスのH&E染色された腫瘍の顕微鏡写真における組織学的表現型の相対百分率の定量化。n=5。二元配置ANOVAを統計比較のために使用した。(図7D)示されている実験群における、44日齢PKTマウスに由来する、リン酸化AKTについて免疫標識された腫瘍の顕微鏡写真の定量化。データは、平均±SEMとして示されている。別段の指定のない限り、独立両側スチューデントt検定を使用して統計的有意性を決定した。**p<0.01、****p<0.0001。
図8A〜Bは、循環単球が、iLiposomes(すなわち、阻害性RNAなどの薬物物質を含むリポソーム)をiExosomes(すなわち、阻害性RNAなどの薬物物質を含むエキソソーム)よりも効率的に貪食することを示すグラフである。(図8A)上のプロットは、総生細胞集団からのCD11b陽性細胞の%を示す。下のプロットは、総生細胞集団からのA647およびCD11b二重陽性細胞の%を示す。(図8B)図8Aに提示されているFACSプロットの定量化。
図9A〜Cは、CD47がエキソソームでは検出されるがエキソソームでは検出されないことを示す図である。(図9A)BJ線維芽細胞から単離されたエキソソーム。上のプロットは、二次抗体のみを用いた染色を示し、下のプロットは、CD63またはCD47のいずれかについての染色を示す。(図9B)二次抗体のみを用いてまたはCD63またはCD47に対する抗体を用いて染色されたリポソーム(100nm)。(図9C)2つの異なる方法によって3つの異なる細胞株から単離されたエキソソームによるCD47の発現。 図9A〜Cは、CD47がエキソソームでは検出されるがエキソソームでは検出されないことを示す図である。(図9A)BJ線維芽細胞から単離されたエキソソーム。上のプロットは、二次抗体のみを用いた染色を示し、下のプロットは、CD63またはCD47のいずれかについての染色を示す。(図9B)二次抗体のみを用いてまたはCD63またはCD47に対する抗体を用いて染色されたリポソーム(100nm)。(図9C)2つの異なる方法によって3つの異なる細胞株から単離されたエキソソームによるCD47の発現。 図9A〜Cは、CD47がエキソソームでは検出されるがエキソソームでは検出されないことを示す図である。(図9A)BJ線維芽細胞から単離されたエキソソーム。上のプロットは、二次抗体のみを用いた染色を示し、下のプロットは、CD63またはCD47のいずれかについての染色を示す。(図9B)二次抗体のみを用いてまたはCD63またはCD47に対する抗体を用いて染色されたリポソーム(100nm)。(図9C)2つの異なる方法によって3つの異なる細胞株から単離されたエキソソームによるCD47の発現。
図10は、抗CD47抗体により、in vivoにおける循環単球によるエキソソーム取り込みが刺激されることを示すグラフである。抗CD47抗体を用いてエキソソームを処理し、それにより、in vivoにおける循環単球によるエキソソームの取り込みが可能になった。
図11は、膵臓癌細胞の亜集団およびそれらのそれぞれのエキソソーム中に存在するタンパク質を示すベン図である。タンパク質を膵臓癌細胞株T3M4の亜集団およびそれらのそれぞれのエキソソームから抽出した。質量分析を使用して、細胞およびそれぞれのエキソソームにおいて発現されたタンパク質を識別した。各試料についてタンパク質のリストを識別した。細胞とそれぞれのエキソソームの比較により、細胞には存在するがエキソソームには存在しないタンパク質(各円の対の左側)、細胞およびそれぞれのエキソソームに存在するタンパク質(円間の交差)および細胞と比較してエキソソームにおいて濃縮されているタンパク質(各円の対の右側)を識別した。細胞は、エキソソームでは出現しないタンパク質を発現する。また、エキソソームは、起源とする細胞と比較して濃縮されたタンパク質を含有する。
(例示の実施形態の説明)
現行の標準治療にもかかわらず、膵管腺癌(PDAC)の生存期間中央値は転移性の患者について6カ月であり、5年後に生存するのはたった6.7%である(Siegelら、2014年;Howladerら、2013年)。したがって、PDACには、有効な新しい療法が緊急に必要とされている。PDACの遺伝子解析から、低分子GTPアーゼのRASファミリーにおける変異(KrasG12/D/R/V)が患者の70%〜96%に生じ(Biankinら、2012年;Hrubanら、1993年;Almogueraら、1988年;Changら、2014年)、腫瘍成長および転移の重要な駆動体である(Yingら、2012年;Hingoraniら、2005年;Collinsら、2012年a;Collinsら、2012年b;Eserら、2014年)ことが示されている。マウスにおける遺伝子操作により、発癌性KRASを弱めることにより、腫瘍の進行が逆転することが示されている(Yingら、2012年;Collinsら、2012年a;Collinsら、2012年b;Smakmanら、2005年)。発癌性KRASシグナル伝達およびRAS活性の増大は、膵臓新生物(pancreas neoplasia)の開始駆動体として現れた(Collinsら、2012年a;Eserら、2014年;Jiら、2009年);しかし、RASは処理しにくい標的であり、療法課題のままである(Gysinら、2011年)。本発明では、正常な線維芽細胞に由来するエキソソームを、標的発癌性KRASG12Dに対するRNA干渉(RNAi)ペイロードを有するように操作する。KrasG12Dに対する、TTにリンクしたsiRNAまたはshRNAを含有するエキソソームは、癌細胞に効率的に侵入し、発癌性Rasを特異的に抑制し、ERK活性化を低下させ、増殖を阻害し、癌細胞アポトーシスを誘導した。KrasG12D標的化カーゴを伴うエキソソームの全身送達により、si/shRNAを含有するリポソームおよびスクランブルされたRNAi構築物を有するエキソソームと比較して、ロバストな膵臓局在化、ならびに、以前に確立された同所性ヒト膵臓腫瘍ならびに膵臓癌の遺伝子操作されたマウスモデル(GEMM)における腫瘍抑制が、生存の改善と共に示される。si/shRNAを含有するエキソソームを用いて処置したマウスの腫瘍では、下流のRASシグナルメディエーターの有意な低減および通常の膵臓組織学的検査を用いた病理組織学的所見の改善が示された。ヒト線維芽細胞に由来するエキソソームにより、PDAC GEMMにおけるマウス線維芽細胞に由来するエキソソームと同様の有効性が示され、したがって、潜在的な毒性の副作用を最小化しながら効率的なRNAi送達を可能するために、患者特異的エキソソームの必要はない可能性があることが示唆される。そのような戦略により、オフターゲットの効果を最低限にしながら発癌性遺伝子発現および下流のシグナル伝達を抑制するための新規かつ効率的な手段がもたらされる。
CD47(インテグリン関連タンパク質)は、大多数の組織および細胞に発現する膜貫通タンパク質である。CD47は、マクロファージおよび樹状細胞などの食細胞に発現するシグナル調節タンパク質アルファ(SIRP−α)のリ癌ドである。活性化されたCD47−SIRP−αにより、食作用を阻害するシグナル伝達カスケードが開始される。エキソソーム注射の前にCD47に対するモノクローナル抗体をマウスに注射すること、または注射前にCD47中和抗体を有するエキソソームを用いて処置することは、いずれも、CD47をブロックし、マクロファージまたは単球によるエキソソームの貪食が可能になる。したがって、エキソソームの表面上のCD47の発現により、マクロファージによる食作用が妨げられる。
I.脂質に基づくナノ粒子
一部の実施形態では、脂質に基づくナノ粒子は、リポソーム、エキソソーム、脂質調製物、または、脂質に基づく小胞(例えば、DOTAP:コレステロール小胞)などの別の脂質に基づくナノ粒子である。脂質に基づくナノ粒子は、正に荷電したものであっても、負に荷電したものであっても中性のものであってもよい。
A.リポソーム
「リポソーム」は、封入された脂質二重層または凝集体の生成によって形成される種々の単層脂質ビヒクルおよび多重層脂質ビヒクルを包含する一般的な用語である。リポソームは、一般にリン脂質を含む二分子膜と、一般に水性組成物を含む内部の媒体とを有する小胞構造を有すると特徴付けることができる。本明細書で提示されるリポソームは、単層リポソーム、多重層リポソーム、および多胞体リポソームを含む。本明細書で提示されるリポソームは、正に荷電したもの、負に荷電したもの、または中性に荷電したものであり得る。ある特定の実施形態では、リポソームの電荷は中性である。
多重層リポソームは、水性媒体によって分離された複数の脂質層を有する。そのようなリポソームは、リン脂質を含む脂質を過剰の水溶液に懸濁すると自発的に形成される。脂質成分は、閉じた構造が形成される前に自己再構成し、脂質二重層の間に水および溶解した溶質をトラップする。親油性分子または親油性領域を有する分子も脂質二重層内に溶解されるまたはそれと会合する。
特定の態様では、ポリペプチド、核酸、または小分子薬物は、例えば、リポソームの水性内部に封入され、リポソームの脂質二重層内に散在され、リポソームおよびポリペプチド/核酸と会合する分子と連結されることによってリポソームに付着され、リポソーム内にトラップされ、リポソームと複合体を形成され得る。
本実施形態に従って使用されるリポソームは、当業者に公知の通り、種々の方法によって作出することができる。例えば、リン脂質、例えば、中性リン脂質ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)などをtert−ブタノール中に溶解させる。次いで、脂質(単数または複数)をポリペプチド、核酸、および/または他の成分(単数または複数)と混合する。Tween20を脂質混合物にTween20が組成物の重量の約5%になるように添加する。過剰量のtert−ブタノールをこの混合物にtert−ブタノールの体積が少なくとも95%になるように添加する。混合物をボルテックスし、ドライアイス/アセトンバス中で凍結させ、終夜凍結乾燥させた。凍結乾燥した調製物を−20℃で保管し、最大3カ月間使用することができる。必要であれば、凍結乾燥したリポソームを0.9%生理食塩水中に再構成する。
あるいは、リポソームは、容器、例えば、ガラス洋ナシ形フラスコ中、溶媒と脂質を混合することによって調製することができる。容器の体積は予測されるリポソームの懸濁液の体積の10倍であるべきである。ロータリーエバポレーターを使用して、およそ40℃、陰圧下で溶媒を除去する。通常、所望のリポソームの体積に応じて、約5分〜2時間以内に溶媒を除去する。組成物をさらにデシケーター減圧下で乾燥することができる。一般に、乾燥脂質は、時間と共に変質する傾向があるので、約1週間後に廃棄する。
乾燥脂質は、全ての脂質フィルムが再懸濁するまで振盪することにより、滅菌パイロジェンフリー水中およそ25〜50mMのリン脂質まで水和することができる。次いで、水性リポソームをアリコートに分離し、それぞれをバイアルに入れ、凍結乾燥し、減圧下で密閉することができる。
上記の通り調製された、乾燥脂質または凍結乾燥リポソームは、脱水し、タンパク質またはペプチドの溶液中に再構成し、適切な溶媒、例えば、DPBSを用いて適切な濃度に希釈することができる。次いで、混合物をボルテックスミキサーで勢いよく振盪する。これだけに限定されないが、ホルモン、薬物、核酸構築物などを含めた薬剤の封入されていない追加的な材料を29,000×gで遠心分離することによって除去し、リポソームペレットを洗浄した。洗浄したリポソームを適切な総リン脂質濃度、例えば、約50〜200mMで再懸濁させる。封入される追加的な材料または活性薬剤の量は、標準の方法に従って決定することができる。リポソーム調製物中に封入される追加的な材料または活性薬剤の量を決定した後、リポソームを適切な濃度に希釈し、使用するまで4℃で保管することができる。リポソームを含む医薬組成物は、通常、滅菌された、水または生理食塩水溶液などの薬学的に許容される担体または希釈剤を含む。
本実施形態で有用であり得る追加的なリポソームとしては、例えば、その全てが、ディスクレーマーを伴わずにそれらの全体がこれによって参照により組み込まれるWO02/100435A1、米国特許第5,962,016号、米国特許出願第2004/0208921号、WO03/015757A1、WO04029213A2、米国特許第5,030,453号、および米国特許第6,680,068号に記載されている、カチオン性リポソームが挙げられる。
そのようなリポソームの調製において、本明細書に記載されているまたは当業者に公知の任意のプロトコールを使用することができる。リポソームの調製の非限定的なさらなる例は、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,728,578号、同第4,728,575号、同第4,737,323号、同第4,533,254号、同第4,162,282号、同第4,310,505号、および同第4,921,706号;国際出願PCT/US85/01161およびPCT/US89/05040に記載されている。
ある特定の実施形態では、脂質に基づくナノ粒子は、中性リポソーム(例えば、DOPCリポソーム)である。「中性リポソーム」または「非荷電リポソーム」とは、本明細書で使用される場合、本質的に中性の、正味の電荷を生じる(実質的に非荷電)1つまたは複数の脂質成分を有するリポソームと定義される。「本質的に中性」または「本質的に非荷電」とは、もしあれば、所与の集団(例えば、リポソームの集団)内の少数の脂質成分が、別の成分の逆の電荷によって取り消されない電荷を含む(すなわち、成分の10%未満、より好ましくは5%未満、および最も好ましくは1%未満が、取り消されない電荷を含む)ことを意味する。ある特定の実施形態では、中性リポソームは、生理的条件下で(すなわち、約pH7で)それ自体が中性である主に脂質および/またはリン脂質を含み得る。
本実施形態のリポソームおよび/または脂質に基づくナノ粒子は、リン脂質を含み得る。ある特定の実施形態では、単一の種類のリン脂質をリポソームの創出に使用することができる(例えば、DOPCなどの中性リン脂質を中性リポソームの生成に使用することができる)。他の実施形態では、1つ超の種類のリン脂質をリポソームの創出に使用することができる。リン脂質は、天然供給源に由来するものであっても合成供給源に由来するものであってもよい。リン脂質としては、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、およびホスファチジルエタノールアミンが挙げられる。ホスファチジルエタノールアミンおよびホスファチジルコリンは、生理的条件下で(すなわち、約pH7で)非荷電であるので、これらの化合物は、中性リポソームを生成するために特に有用であり得る。ある特定の実施形態では、リン脂質DOPCを使用して非荷電リポソームを作製する。ある特定の実施形態では、リン脂質ではない脂質(例えば、コレステロール)を使用することができる。
リン脂質は、グリセロリン脂質およびある特定のスフィンゴ脂質を含む。リン脂質としては、これだけに限定されないが、ジオレオイルホスファチジルコリン(「DOPC」)、卵ホスファチジルコリン(「EPC」)、ジラウロイルホスファチジルコリン(dilauryloylphosphatidylcholine)(「DLPC」)、ジミリストイルホスファチジルコリン(「DMPC」)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(「DPPC」)、ジステアロイルホスファチジルコリン(「DSPC」)、1−ミリストイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン(「MPPC」)、1−パルミトイル−2−ミリストイルホスファチジルコリン(「PMPC」)、1−パルミトイル−2−ステアロイルホスファチジルコリン(「PSPC」)、1−ステアロイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン(「SPPC」)、ジラウロイルホスファチジルグリセロール(dilauryloylphosphatidylglycerol)(「DLPG」)、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(「DMPG」)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(「DPPG」)、ジステアロイルホスファチジルグリセロール(「DSPG」)、ジステアロイルスフィンゴミエリン(「DSSP」)、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(「DSPE」)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(「DOPG」)、ジミリストイルホスファチジン酸(「DMPA」)、ジパルミトイルホスファチジン酸(「DPPA」)、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン(「DMPE」)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(「DPPE」)、ジミリストイルホスファチジルセリン(「DMPS」)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(「DPPS」)、脳ホスファチジルセリン(「BPS」)、脳スフィンゴミエリン(「BSP」)、ジパルミトイルスフィンゴミエリン(「DPSP」)、ジミリスチルホスファチジルコリン(「DMPC」)、1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(「DAPC」)、1,2−ジアラキドイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(「DBPC」)、1,2−ジエイコセノイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(「DEPC」)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(「DOPE」)、パルミトイルオレオイル(palmitoyloeoyl)ホスファチジルコリン(「POPC」)、パルミトイルオエオイルホスファチジルエタノールアミン(「POPE」)、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、およびジリノレオイルホスファチジルコリンが挙げられる。
B.エキソソーム
「微小胞」および「エキソソーム」という用語は、本明細書で使用される場合、直径(または粒子が球状でない場合には最大寸法)が約10nmから約5000nmの間、より一般には30nmから1000nmの間、最も典型的には約50nmから750nmの間の膜様粒子を指し、エキソソームの膜の少なくとも一部は、細胞から直接得られる。最も一般的には、エキソソームのサイズ(平均直径)は、ドナー細胞のサイズの最大5%である。したがって、特に意図されているエキソソームとして、細胞から発せられるものが挙げられる。
エキソソームは、例えば体液などの任意の適切な試料型から検出または単離することができる。本明細書で使用される場合、「単離された」という用語は、その天然の環境からの分離を指し、少なくとも部分的な精製を包含するものとし、また、実質的な精製を含み得る。本明細書で使用される場合、「試料」という用語は、本発明によって提供される方法に適した任意の試料を指す。試料は、検出または単離に適したエキソソームを含む任意の試料であってよい。試料の供給源としては、血液、骨髄、胸膜液、腹腔液(peritoneal fluid)、脳脊髄液、尿、唾液、羊水、悪性腹水、気管支肺胞洗浄液、滑液(synovial fluid)、母乳、汗、涙、滑液(joint fluid)、および気管支洗浄液が挙げられる。一態様では、試料は、例えば、全血または任意のその画分または成分を含めた血液試料である。本発明と共に使用するのに適した血液試料は、例えば、静脈、動脈、末梢、組織、臍帯などの血液細胞またはその成分を含む公知の任意の供給源から抽出することができる。例えば、試料は、周知の常套的な臨床的方法(例えば、全血を抜き取り処理するための手順)を使用して入手し、処理することができる。一態様では、例示的な試料は、がんを有する被験体から抜き取られた末梢血であり得る。
エキソソームは、外科的試料、生検試料、組織、糞便、および培養細胞などの組織試料から単離することもできる。エキソソームを組織供給源から単離する場合には、単一細胞懸濁物を得るために組織を均質化し、その後に細胞を溶解してエキソソームを放出させることが必要な場合がある。エキソソームを組織試料から単離する場合には、エキソソームの破壊をもたらさない均質化および溶解手順を選択することが重要である。本明細書において意図されているエキソソームは、生理的に許容される溶液、例えば、緩衝生理食塩水、増殖培地、種々の水性培地などの中の体液から単離することが好ましい。
エキソソームは、新しく採取した試料から単離することもでき、冷凍または冷蔵で保管されている試料から単離することもできる。一部の実施形態では、エキソソームは、細胞培養培地から単離することができる。必要ではないが、体液試料を清澄化した後に体積排除ポリマーを用いて沈殿させて試料に由来するあらゆる残屑を除去すると、より純度の高いエキソソームを得ることができる。清澄化の方法としては、遠心分離、超遠心分離、濾過、または限外濾過が挙げられる。最も典型的に、エキソソームは、当技術分野で周知の多数の方法によって単離することができる。1つの好ましい方法は、体液または細胞培養上清からの分画遠心分離である。エキソソームを単離するための例示的な方法は、(Loscheら、2004年;MesriおよびAltieri、1998年;Morelら、2004年)に記載されている。あるいは、エキソソームは、(Combesら、1997年)に記載の通りフローサイトメトリーによって単離することもできる。
エキソソームを単離するための許容されるプロトコールの1つとして、比較的低密度のエキソソームを浮遊させるための、スクロース密度勾配またはスクロースクッション(sucrose cushion)と組み合わせることも多い超遠心分離が挙げられる。逐次的な分画遠心分離によるエキソソームの単離は、他の微小胞または高分子複合体とサイズ分布が重複している可能性によって複雑になる。さらに遠心分離は、それらのサイズに基づいて小胞を分離するための手段としては不十分となる可能性がある。しかし、逐次的な遠心分離は、スクロース勾配超遠心分離と組み合わせれば、エキソソームの高濃縮を達成することができる。
別の選択肢は、超遠心分離経路に対する代替法を使用したサイズに基づくエキソソームの単離である。超遠心分離よりも時間がかからず、また、特別な設備を使用する必要がない限外濾過手順を使用したエキソソーム精製の成功が報告されている。同様に、流体を駆動する陽圧を使用して1つのマイクロフィルターでの細胞、血小板、および細胞の残屑の除去、ならびに第2のマイクロフィルターへの30nmよりも大きな小胞の捕捉を可能にする市販のキットが利用可能である(EXOMIR(商標)、Bioo Scientific)。しかし、このプロセスに関しては、エキソソームは回収せず、それらのRNA内容物を第2のマイクロフィルターに捕捉した材料から直接抽出し、次いでそのRNA内容物をPCR分析に使用することができる。HPLCに基づくプロトコールにより、高度に純粋なエキソソームを得ることを潜在的に可能にすることができるが、これらのプロセスは専用の設備を必要とし、スケールアップが難しい。重大な問題は、血液と細胞培養培地がどちらも多数のナノ粒子(一部は非小胞)を同じサイズ範囲内にエキソソームとして含有することである。例えば、一部のmiRNAは、エキソソームではなく細胞外タンパク質複合体内に含有され得るが、プロテアーゼ(例えば、プロテイナーゼK)を用いた処理を行ってあらゆる可能性のある「エキソソーム外」タンパク質による汚染を排除することができる。
別の実施形態では、がん細胞由来エキソソームは、免疫特異性相互作用(例えば、免疫磁気捕捉)を伴うものなどの、試料をエキソソームについて濃縮するために一般に使用される技法によって捕捉することができる。免疫磁気捕捉は、免疫磁気細胞分離としても公知であり、一般には、特定の細胞型に見いだされるタンパク質に指向される抗体を小さな常磁性ビーズに付着させることを伴う。抗体をコーティングしたビーズを血液などの試料と混合すると、それらのビーズは特定の細胞に付着し、それを取り囲む。次いで、試料を強力な磁場に置き、それにより、ビーズを一方の側面にペレット化させる。血液を除去した後、捕捉された細胞はビーズと共に保持される。この一般的な方法の多くの変形が当技術分野で周知であり、エキソソームを単離するための使用に適する。一実施例では、エキソソームを磁気ビーズ(例えば、アルデヒド/硫酸塩ビーズ)に付着させ、次いで、抗体を混合物に添加して、ビーズに付着したエキソソームの表面上のエピトープを認識させることができる。癌細胞由来エキソソームにおいて見いだされることが公知である例示的なタンパク質としては、ATP結合性カセットサブファミリーAメンバー6(ABCA6)、テトラスパニン−4(TSPAN4)、SLITおよびNTRK様タンパク質4(SLITRK4)、推定プロトカドヘリンベータ−18(PCDHB18)、骨髄細胞表面抗原CD33(CD33)、およびグリピカン−1(GPC1)が挙げられる。例えば、これらのタンパク質のうちの1つまたは複数に対する抗体またはアプタマーを使用して、癌細胞由来エキソソームを単離することができる。
本明細書で使用される場合、分析とは、エキソソームの直接または間接的な可視化を可能にする任意の方法を含み、in vivoにおけるものであってもex vivoにおけるものであってもよい。例えば、分析としては、これだけに限定されないが、固体基質に結合したエキソソームのex vivoにおける顕微鏡または血球計算による検出および可視化、フローサイトメトリー、蛍光イメージングなどを挙げることができる。例示的な態様では、癌細胞由来エキソソームを、ATP結合性カセットサブファミリーAメンバー6(ABCA6)、テトラスパニン−4(TSPAN4)、SLITおよびNTRK様タンパク質4(SLITRK4)、推定プロトカドヘリンベータ−18(PCDHB18)、骨髄細胞表面抗原CD33(CD33)、グリピカン−1(GPC1)、ヒストンH2A 2型−A(HIST1H2AA)、ヒストンH2A 1型−A(HIST1H1AA)、ヒストンH3.3(H3F3A)、ヒストンH3.1(HIST1H3A)、ジンクフィンガータンパク質37ホモログ(ZFP37)、ラミニンサブユニットベータ−1(LAMB1)、尿細管間質性腎炎抗原様(TINAGL1)、ペルオキシレドキシン−4(PRDX4)、コラーゲンアルファ−2(IV)鎖(COL4A2)、推定タンパク質C3P1(C3P1)、ヘミセンチン−1(HMCN1)、推定ローフィリン(rhophilin)−2様タンパク質(RHPN2P1)、アンキリンリピートドメイン含有タンパク質62(ANKRD62)、三分子モチーフ(tripartite motif)を含有するタンパク質42(TRIM42)、ジャンクションプラコグロビン(JUP)、チューブリンベータ2B鎖(TUBB2B)、エンドリボヌクレアーゼダイサー(DICER1)、E3ユビキチン−タンパク質リガーゼTRIM71(TRIM71)、カタニンp60 ATPアーゼ含有サブユニットA様2(KATNAL2)、タンパク質S100−A6(S100A6)、5’−ヌクレオチダーゼドメイン含有タンパク質3(NT5DC3)、バリン−tRNAリガーゼ(VARS)、カズリン(KAZN)、ELAV様タンパク質4(ELAVL4)、リングフィンガータンパク質166(RNF166)、FERMおよびPDZドメイン含有タンパク質1(FRMPD1)、78kDaグルコース調節タンパク質(HSPA5)、輸送タンパク質粒子複合体サブユニット6A(TRAPPC6A)、スクアレンモノオキシゲナーゼ(SQLE)、腫瘍感受性遺伝子101タンパク質(TSG101)、液胞タンパク質選別28ホモログ(VPS28)、プロスタグランジンF2受容体ネガティブレギュレーター(PTGFRN)、イソブチリル−CoAデヒドロゲナーゼ、ミトコンドリア(ACAD8)、26Sプロテアーゼ調節サブユニット6B(PSMC4)、伸長因子1−癌マ(EEF1G)、タイチン(TTN)、チロシン−プロテインホスファターゼ13型(PTPN13)、トリオースリン酸イソメラーゼ(TPI1)、またはカルボキシペプチダーゼE(CPE)のうちの1つまたは複数を対象とする抗体を使用して検出し、その後、固体基質に結合させ、かつ/または顕微鏡または血球計算による検出を使用して可視化する。
細胞において発現される全てのタンパク質がその細胞から分泌されるエキソソーム中に見いだされるとは限らないことに留意するべきである(図11を参照されたい)。例えば、カルネキシン、GM130、およびLAMP−2は全てMCF−7細胞において発現されるタンパク質であるが、MCF−7細胞から分泌されるエキソソーム中には見いだされない(Baiettiら、2012年)。別の例として、1つの試験により、膵管腺癌患者190名中190名が健康な対照よりも高いレベルのGPC1+エキソソームを有した(Meloら、2015年、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)。特に、GPC1+エキソソームを有した健康な対照は平均でたった2.3%であった。
1.細胞培養物からエキソソームを採取するための例示的なプロトコール
1日目に、十分な細胞(例えば、約5百万個の細胞)を、T225フラスコ中、10%FBSを含有する培地に、次の日に細胞が約70%集密になるように播種する。2日目に、細胞上の培地を吸引し、細胞をPBSで2回洗浄し、次いで、基本培地(すなわち、PenStrepまたはFBSを含まない)25〜30mLを細胞に添加する。細胞を24〜48時間インキュベートする。48時間インキュベートすることが好ましいが、一部の細胞株は、無血清培地に対してより感受性が高く、したがって、インキュベーション時間を24時間に減少させるべきである。FBSは、NanoSightの結果を重度に歪めるエキソソームを含有することに留意されたい。
3/4日目に、培地を採取し、室温、800×gで5分遠心分離して、死細胞および大きな残屑をペレット化する。上清を新しい円錐管に移し、再度培地を2000×gで10分遠心分離して他の大きな残屑および大きな小胞を除去する。培地を0.2μmのフィルターに通し、次いで、超遠心分離チューブ(例えば、25×89mm Beckman Ultra−Clear)に、チューブ当たり35mLを使用してアリコートにする。チューブ当たりの培地の体積が35mL未満である場合には、チューブの残りをPBSで満たして35mLに達するようにする。培地を、SW 32 Tiローター(kファクター266.7、最大RCF133,907)を使用して4℃、28,000rpmで2〜4時間にわたって超遠心分離する。残りの液体がおよそ1インチになるまで上清を慎重に吸引する。チューブを傾け、残りの培地をアスピレーターピペットにゆっくりと進入させる。所望であれば、エキソソームペレットをPBSに再懸濁させ、28,000rpmでの超遠心分離を1〜2時間にわたって繰り返して、エキソソームの集団をさらに精製する。
最後に、エキソソームペレットを210μLのPBSに再懸濁させる。各試料について複数の超遠心分離チューブが存在する場合、同じ210μLのPBSを使用して各エキソソームペレットを段階的に再懸濁させる。各試料について10μLを取り、990μLのHOに添加して、ナノ粒子追跡分析に使用する。残りのエキソソーム含有懸濁液200μLは下流のプロセスに使用するか、またはすぐに−80℃で保管する。
2.血清試料からエキソソームを抽出するための例示的なプロトコール
まず、血清試料を氷上で解凍する。次いで、無細胞血清試料250μLを11mLのPBS中に希釈し、0.2μmのポアフィルターを通して濾過する。希釈試料を4℃、150,000×gで終夜、超遠心分離する。次の日に、上清を慎重に廃棄し、エキソソームペレットを11mLのPBSで洗浄する。第2ラウンドの超遠心分離を4℃、150,000×gで2時間にわたって実施する。最後に、上清を慎重に廃棄し、エキソソームペレットを分析のために100μLのPBSに再懸濁させる。
C.エキソソームおよびリポソームの電気穿孔のための例示的なプロトコール
1×10個のエキソソーム(NanoSight分析により測定)または100nmのリポソーム(例えば、Encapsula Nano Sciencesから購入したもの)と1μgのsiRNA(Qiagen)またはshRNAを電気穿孔緩衝液(1.15mMのリン酸カリウム、pH7.2、25mMの塩化カリウム、21%Optiprep)400μL中で混合する。4mmのキュベットを使用してエキソソームまたはリポソームに電気穿孔する(例えば、Alvarez-Ervitiら、2011年;El-Andaloussiら、2012年を参照されたい)。電気穿孔後、エキソソームまたはリポソームをプロテアーゼフリーRNAseで処理し、その後、10×濃縮したRNase阻害剤を添加する。最後に、エキソソームまたはリポソームを上記の通り超遠心分離法の下でPBSを用いて洗浄する。
II.疾患の診断、予後判定、および処置
本発明の方法を使用したがん細胞由来エキソソームの検出、単離、および特徴付けは、がんの予後の評価において、および疾患の再発を導き得る治療失敗を早期検出するための治療有効性のモニタリングにおいて有用である。さらに、本発明に従ったがん細胞由来エキソソーム分析により、治療過程が完了している前駆症状性患者における早期再発の検出が可能になる。これは、がん細胞由来エキソソームの存在が、ある期間にわたって腫瘍の進行および拡散、療法に対する不十分な応答、疾患の再発、および/または生存の減少に伴う、かつ/または相関する可能性があるので、可能である。したがって、がん細胞由来エキソソームの数え上げおよび特徴付けにより、患者を、療法に対する応答に基づいて最初のリスクおよびその後のリスクを予測するベースライン特性について層別化する方法がもたらされる。
本発明に開示されている方法に従って単離されたがん細胞由来エキソソームを分析して、被験体におけるがんの診断または予後判定を行うことができる。そのように、本発明の方法は、例えば、がん患者およびがんのリスクがある者を評価するために使用することができる。本明細書に記載されている診断または予後判定の方法のいずれにおいても、ゲノムの変異もしくはがん特異的エキソソーム表面マーカーなどのがんの1つもしくは複数の指標、または任意の他の障害の1つもしくは複数の指標の、存在または非存在のいずれかを、診断または予後判定を行うために使用することができる。
一態様では、血液試料を患者から抜き取り、本明細書に記載の通り癌細胞由来エキソソームを検出し、かつ/または単離する。例えば、エキソソームをATP結合性カセットサブファミリーAメンバー6(ABCA6)、テトラスパニン−4(TSPAN4)、SLITおよびNTRK様タンパク質4(SLITRK4)、推定プロトカドヘリンベータ−18(PCDHB18)、骨髄細胞表面抗原CD33(CD33)、および/またはグリピカン−1(GPC1)に結合する1つまたは複数の抗体またはアプタマーで標識することができ、抗体には蛍光標識が共有結合していてよい。次いで、分析を実施して、試料中の癌細胞由来エキソソーム数および特徴付けを決定することができ、この測定から、最初の血液試料中に存在する癌細胞由来エキソソームの数を決定することができる。癌細胞由来エキソソームと識別されたエキソソームは、癌細胞由来エキソソームにおいて選択的にまたは特異的に見いだされることが公知の第2の(またはそれ超の)マーカー、例えば、ヒストンH2A 2型−A(HIST1H2AA)、ヒストンH2A 1型−A(HIST1H1AA)、ヒストンH3.3(H3F3A)、ヒストンH3.1(HIST1H3A)、ジンクフィンガータンパク質37ホモログ(ZFP37)、ラミニンサブユニットベータ−1(LAMB1)、尿細管間質性腎炎抗原様(TINAGL1)、ペルオキシレドキシン−4(PRDX4)、コラーゲンアルファ−2(IV)鎖(COL4A2)、推定タンパク質C3P1(C3P1)、ヘミセンチン−1(HMCN1)、推定ローフィリン(rhophilin)−2様タンパク質(RHPN2P1)、アンキリンリピートドメイン含有タンパク質62(ANKRD62)、三分子モチーフ(tripartite motif)を含有するタンパク質42(TRIM42)、ジャンクションプラコグロビン(JUP)、チューブリンベータ2B鎖(TUBB2B)、エンドリボヌクレアーゼダイサー(DICER1)、E3ユビキチン−タンパク質リガーゼTRIM71(TRIM71)、カタニンp60 ATPアーゼ含有サブユニットA様2(KATNAL2)、タンパク質S100−A6(S100A6)、5’−ヌクレオチダーゼドメイン含有タンパク質3(NT5DC3)、バリン−tRNAリガーゼ(VARS)、カズリン(KAZN)、ELAV様タンパク質4(ELAVL4)、リングフィンガータンパク質166(RNF166)、FERMおよびPDZドメイン含有タンパク質1(FRMPD1)、78kDaグルコース調節タンパク質(HSPA5)、輸送タンパク質粒子複合体サブユニット6A(TRAPPC6A)、スクアレンモノオキシゲナーゼ(SQLE)、腫瘍感受性遺伝子101タンパク質(TSG101)、液胞タンパク質選別28ホモログ(VPS28)、プロスタグランジンF2受容体ネガティブレギュレーター(PTGFRN)、イソブチリル−CoAデヒドロゲナーゼ、ミトコンドリア(ACAD8)、26Sプロテアーゼ調節サブユニット6B(PSMC4)、伸長因子1−癌マ(EEF1G)、タイチン(TTN)、チロシン−プロテインホスファターゼ13型(PTPN13)、トリオースリン酸イソメラーゼ(TPI1)、またはカルボキシペプチダーゼE(CPE)などを検出することにより、そうであることを検証することができる。癌細胞由来エキソソームの数は、エキソソームを視覚的に定量化し、特徴付けるための血球計算または顕微鏡による技法によって決定することができる。癌細胞由来エキソソームは、当技術分野で公知の他の方法(例えば、ELISA)によって検出し、定量化することができる。
種々の態様では、被験体のがん細胞由来エキソソームの数および特徴付けの分析は、被験体の進行および病態を評価するために特定の時間経過にわたって、種々の間隔で行う。例えば、分析は、がん細胞由来エキソソームのレベルおよび特徴付けを時間に応じて追跡するために、1日、2日、3日、1週間、2週間、1カ月、2カ月、3カ月、6カ月、または1年などの定期的な間隔で実施することができる。現存するがん患者の場合では、これにより、疾患の進行の有用な指示がもたらされ、医療実施者ががん細胞由来エキソソームの増加、減少、または変化がないことに基づいて適切な治療上の選択を行う助けとなる。がん細胞由来エキソソームの時間をわたっての2倍、5倍、10倍またはそれ超の任意の増加により、患者の予後が低下し、これは、患者が療法を変化させるべきであるという早期指標である。同様に、2倍、5倍、10倍またはそれ超の任意の増加により、患者が、予後および療法に対する応答をさらに評価するためにイメージングなどのさらなる検査を受けるべきであることが示される。がん細胞由来エキソソームにおける時間をわたっての2倍、5倍、10倍またはそれ超である任意の減少により、疾患の安定化および患者の療法に対する応答が示され、これは、療法を変化させないことの指標である。がんのリスクがある者については、検出されるがん細胞由来エキソソームの数が突発的に増加することにより、患者に腫瘍が発生しているという早期警告がもたらされ得、したがって、これにより、早期診断がもたらされる。一実施形態では、がん細胞由来エキソソームの検出は、がんの病期分類と共に増加する。
本明細書において提供される方法のいずれにおいても、追加的な臨床的評価をもたらすために、追加的な分析も実施してがん細胞由来エキソソームを特徴付けることができる。例えば、画像解析およびバルク数測定に加えて、特定のがんマーカーに特異的なプライマーを用いた多重化などのPCR技法を使用して、がん細胞由来エキソソームが由来する腫瘍の型、転移の状態、および悪性疾患の程度などの情報を得ることができる。さらに、患者のがんの特徴付けに関する追加的な情報を評価する手段として、DNAまたはRNA分析、プロテオーム解析、またはメタボローム解析を実施することができる。
例えば、追加的な分析により、特定の治療レジメンに対する被験体の応答性の決定を行うため、またはがんの治療における候補薬剤の効果を決定するために十分なデータがもたらされる。したがって、本発明は、本明細書に記載の通り被験体のがん細胞由来エキソソームを検出/単離し、前記がん細胞由来エキソソームを分析することによって特定の治療レジメンに対する被験体の応答性またはがんの治療における候補薬剤の効果を決定する方法を提供する。例えば、薬物治療を患者に施したら、本発明の方法を使用して薬物治療の有効性を決定することが可能である。例えば、薬物治療前に患者から取得した試料、ならびに薬物治療と同時にまたはその後に患者から取得した1つまたは複数の試料を、本発明の方法を使用して処理することができる。処理した試料それぞれの分析結果を比較することにより、薬物治療の有効性または薬剤に対する患者の応答性を決定することができる。このように、失敗した化合物の早期同定を行うこともでき、有望な化合物の早期検証を行うこともできる。
本発明のある特定の態様は、治療剤または診断剤を発現するか、または含むエキソソームを用いた患者の治療を提供する。「治療剤」とは、本明細書で使用される場合、癌または他の状態の治療において有用な原子、分子、または化合物である。治療剤の例としては、これだけに限定されないが、薬物、化学療法剤、治療用抗体および抗体断片、毒素、放射性同位元素、酵素、ヌクレアーゼ、ホルモン、免疫調節物質、アンチセンスオリゴヌクレオチド、キレート化剤、ホウ素化合物、光活性薬剤、および色素が挙げられる。「診断剤」とは、本明細書で使用される場合、疾患の診断、検出または可視化において有用な原子、分子、または化合物である。本明細書に記載の実施形態によると、診断剤として、これだけに限定されないが、放射性物質(例えば、放射性同位元素、放射性核種、放射標識または放射性トレーサー)、色素、造影剤、蛍光化合物または分子、生物発光化合物または分子、酵素および増強剤(例えば、常磁性イオン)を挙げることができる。
一部の態様では、治療用組換えタンパク質は、患者の細胞では失われる活性を有するタンパク質、所望の酵素活性を有するタンパク質、所望の阻害活性を有するタンパク質などであってよい。例えば、タンパク質は、転写因子、酵素、タンパク質毒素、抗体、モノクローナル抗体などであってよい。モノクローナル抗体は、細胞内抗原に特異的または選択的に結合するものであってよい。モノクローナル抗体は、細胞内抗原の機能を阻害し、かつ/またはタンパク質間相互作用を乱すものであってよい。本発明の他の態様は、患者試料中の癌細胞由来エキソソームの存在に基づく疾患の診断を提供する。
エキソソームは完全なmRNA転写およびタンパク質翻訳に必要な機構を含むことが公知であるので(PCT/US2014/068630、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)、治療用タンパク質をコードするmRNAまたはDNA核酸をエキソソームにトランスフェクトすることができる。あるいは、治療用タンパク質自体をエキソソームに電気穿孔するか、またはリポソームに直接組み入れることができる。例示的な治療用タンパク質としては、これだけに限定されないが、腫瘍抑制因子タンパク質、ペプチド、変異タンパク質の野生型タンパク質対応物、DNA修復タンパク質、タンパク質分解酵素、タンパク質性毒素、細胞内タンパク質の活性を阻害することができるタンパク質、細胞内タンパク質の活性を活性化することができるタンパク質、または機能喪失が再構成される必要がある任意のタンパク質が挙げられる。例示的な治療用タンパク質の特定の例としては、123F2、Abcb4、Abcc1、Abcg2、Actb、Ada、Ahr、Akt、Akt1、Akt2、Akt3、Amhr2、Anxa7、Apc、Ar、Atm、Axin2、B2m、Bard1、Bcl2l1、Becn1、Bhlhal5、Bin1、Blm、Braf、Brca1、Brca2、Brca3、Braf、Brcata、Brinp3、Brip1、Bub1b、Bwscr1a、Cadm3、Casc1、Casp3、Casp7、Casp8、Cav1、Ccam、Ccnd1、Ccr4、Ccs1、Cd28、Cdc25a、Cd95、Cdh1、Cdkn1a、Cdkn1b、Cdkn2a、Cdkn2b、Cdkn2c、Cftr、Chek1、Chek2、Crcs1、Crcs10、Crcs11、Crcs2、Crcs3、Crcs4、Crcs5、Crcs6、Crcs7、Crcs8、Crcs9、Ctnnb1、Cts1、Cyp1a1、Cyp2a6、Cyp2b2、Cyld、Dcc、Dkc1、Dicer1、Dmtf1、Dnmt1、Dpc4、E2f1、Eaf2、Eef1a1、Egfr、Egfr4、Erbb2、Erbb4、Ercc2、Ercc6、Ercc8、Errfi1、Esr1、Etv4、Faslg、Fbxo10、Fcc、Fgfr3、Fntb、Foxm1、Foxn1、Fus1、Fzd6、Fzd7、Fzr1、Gadd45a、Gast、Gnai2、Gpc1、Gpr124、Gpr87、Gprc5a、Gprc5d、Grb2、Gstm1、Gstm5、Gstp1、Gstt1、H19、H2afx、Hck、Lims1、Hdac、Hexa、Hic1、Hin1、Hmmr、Hnpcc8、Hprt、Hras、Htatip2、Il1b、Il10、Il2、Il6、Il8rb Inha、Itgav、Jun、Jak3、Kit、Klf4、Kras、Kras2、Kras2b、Lig1、Lig4、Lkb1、Lmo7、Lncr1、Lncr2、Lncr3、Lncr4、Ltbp4、Luca1、Luca2、Lyz2、Lzts1、Mad1l1、Mad2l1、Madr2/Jv18、Mapk14、Mcc、Mcm4、Men1、Men2、Met、Mgat5、Mif、Mlh1、Mlh3、Mmac1、Mmp8、Mnt、Mpo、Msh2、Msh3、Msh6、Msmb、Mthfr、Mts1、Mutyh、Myh11、Nat2、Nbn、Ncoa3、Neil1、Nf1、Nf2、Nfe2l1、Nhej1、Nkx2−1、Nkx2−9、Nkx3−1、Nprl2、Nqo1、Nras、Nudt1、Ogg1、Oxgr1、p16、p19、p21、p27、p27mt、p57、p14ARF、Palb2、Park2、Pggt1b、Pgr、Pi3k、Pik3ca、Piwil2、Pl6、Pla2g2a、Plg、Plk3、Pms1、Pms2、Pold1、Pole、Ppard、Pparg、Ppfia2、Ppm1d、Prdm2、Prdx1、Prkar1a、Ptch、Pten、Prom1、Psca、Ptch1、Ptf1a、Ptger2、Ptpn13、Ptprj、Rara、Rad51、Rassf1、Rb、Rb1、Rb1cc1、Rb12、Recgl4、Ret、Rgs5、Rhoc、Rint1、Robo1、Rpl38、S100a4、SCGB1A1、Skp2、Smad2、Smad3、Smad4、Smarcb1、Smo、Snx25、Spata13、Srpx、Ssic1、Sstr2、Sstr5、Stat3、St5、St7、St14、Stk11、Suds3、Tap1、Tbx21、Terc、Tnf、Tp53、Tp73、Trpm5、Tsc2、Tsc1、Vhl、Wrn、Wt1、Wt2、Xrcc1、Xrcc5、Xrcc6、およびZac1が挙げられる。
疾患細胞の細胞内空間に導入するのに望ましい可能性があるタンパク質の1つの特定の型は、抗体(例えば、モノクローナル抗体)である。そのような抗体は、細胞内タンパク質の機能を乱し、かつ/または細胞内タンパク質間相互作用を乱すものであってよい。そのようなモノクローナル抗体の例示的な標的としては、これだけに限定されないが、RNAi経路に関与するタンパク質、テロメラーゼ、疾患過程を制御する転写因子、キナーゼ、ホスファターゼ、DNA合成に必要なタンパク質、タンパク質翻訳に必要なタンパク質が挙げられる。例示的な治療用抗体の標的の特定の例としては、以下の遺伝子によりコードされるタンパク質が挙げられる:Dicer、Ago1、Ago2、Trbp、Ras、raf、wnt、btk、Bcl−2、Akt、Sis、src、Notch、Stathmin、mdm2、abl、hTERT、c−fos、c−jun、c−myc、erbB、HER2/Neu、HER3、VEGFR、PDGFR、c−kit、c−met、c−ret、flt3、API、AMLl、axl、alk、fins、fps、gip、lck、Stat、Hox、MLM、PRAD−I、およびtrk。モノクローナル抗体に加えて、scFv、Fab断片、Fab’、F(ab’)2、Fv、ペプチボディ、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディなどの任意のその抗原結合性断片も意図されている。そのような抗体または抗体断片はいずれも、グリコシル化されていてもグリコシル化されていなくてもよい。
エキソソームは、DICERおよび活性なRNAプロセシングRISC複合体を含むことが公知であるので(PCT公開第WO2014/152622号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)、エキソソームにトランスフェクトされたshRNAは、エキソソーム自体を用いて、RISC−複合体と結合したsiRNAに成熟し得る。あるいは、成熟siRNA自体をエキソソームまたはリポソームにトランスフェクトすることができる。したがって、例として、以下が、本発明の方法において標的遺伝子発現を調節または弱めるために使用することができる可能性のある標的遺伝子のクラスである:野生型または変異体バージョンの発生遺伝子(例えば、接着分子、サイクリンキナーゼ阻害剤、Wntファミリーメンバー、Paxファミリーメンバー、翼状らせんファミリーメンバー、Hoxファミリーメンバー、サイトカイン/リンフォカインおよびそれらの受容体、成長または分化因子およびそれらの受容体、神経伝達物質およびそれらの受容体)、腫瘍抑制因子遺伝子(例えば、APC、CYLD、HIN−1、KRAS2b、p16、p19、p21、p27、p27mt、p53、p57、p73、PTEN、Rb、Uteroglobin、Skp2、BRCA−1、BRCA−2、CHK2、CDKN2A、DCC、DPC4、MADR2/JV18、MEN1、MEN2、MTS1、NF1、NF2、VHL、WRN、WT1、CFTR、C−CAM、CTS−1、zac1、ras、MMAC1、FCC、MCC、FUS1、Gene 26(CACNA2D2)、PL6、Beta(BLU)、Luca−1(HYAL1)、Luca−2(HYAL2)、123F2(RASSF1)、101F6、Gene 21(NPRL2)、またはSEM A3ポリペプチドをコードする遺伝子)、アポトーシス促進遺伝子(例えば、CD95、カスパーゼ−3、Bax、Bag−1、CRADD、TSSC3、bax、hid、Bak、MKP−7、PARP、bad、bcl−2、MST1、bbc3、Sax、BIK、およびBID)、サイトカイン(例えば、GM−CSF、G−CSF、IL−1α、IL−1β、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、IL−14、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−19、IL−20、IL−21、IL−22、IL−23、IL−24、IL−25、IL−26、IL−27、IL−28、IL−29、IL−30、IL−31、IL−32 IFN−α、IFN−β、IFN−γ、MIP−1α、MIP−1β、TGF−β、TNF−α、TNF−β、PDGF、およびmda7)、発癌遺伝子(例えば、ABLI、BLC1、BCL6、CBFA1、CBL、CSFIR、ERBA、ERBB、EBRB2、ETS1、ETS1、ETV6、FGR、FOX、FYN、HCR、HRAS、JUN、KRAS、LCK、LYN、MDM2、MLL、MYB、MYC、MYCL1、MYCN、NRAS、PIM1、PML、RET、SRC、TAL1、TCL3およびYES)、ならびに酵素(例えば、ACPデサチュラーゼおよびヒドロキシラーゼ(hycroxylase)、ADP−グルコースピロホリラーゼ、ATPアーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ(dehycrogenase)、アミラーゼ、アミログリコシダーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、シクロオキシゲナーゼ、デカルボキシラーゼ、デキストリナーゼ、エステラーゼ、DNAおよびRNAポリメラーゼ、ガラクトシダーゼ、グルカナーゼ、グルコースオキシダーゼ、GTPアーゼ、ヘリカーゼ、ヘミセルラーゼ、インテグラーゼ、インベルターゼ、ヘミセルラーゼ、キナーゼ、ラクターゼ、リパーゼ、リポキシゲナーゼ、リゾチーム、ヌクレアーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペルオキシダーゼ、ホスファターゼ、ホスホリパーゼ、ホスホリラーゼ、ポリガラクツロナーゼ、プロテイナーゼおよびペプチダーゼ(peptidease)、プラナーゼ、リコンビナーゼ、逆転写酵素、トポイソメラーゼ、キシラナーゼ)。一部の場合では、sh/siRNAを、癌細胞において発現される遺伝子の変異体バージョンを特異的に標的とし、一方で対応する野生型バージョンの発現には影響を及ぼさないように設計することができる。実際、阻害性核酸が目的のタンパク質の検証された下方制御因子であることが任意の供給源により見いだされていれば、任意のそのような阻害性核酸を本発明の組成物および方法に適用することができる。
RNAiの設計では、siRNAの性質、サイレンシング効果の持続性、および送達系の選択などのいくつかの因子を考慮する必要がある。RNAi効果を生じさせるために、生物体に導入されるsiRNAは一般にはエクソン配列を含有する。さらに、RNAiプロセスは相同性依存的であり、したがって、配列を、遺伝子特異性が最大になり、同時に、相同であるが遺伝子特異的ではない配列間の交差干渉の可能性が最小化されるように慎重に選択しなければならない。siRNAは、siRNAの配列と阻害される遺伝子の間で80%超、85%超、90%超、95%超、98%超、またはさらには100%の同一性を示すものであることが好ましい。標的遺伝子に対する同一性が約80%未満の配列は、実質的に有効性が低い。したがって、siRNAと阻害される遺伝子の間の相同性が大きいほど、無関係の遺伝子の発現が影響を受ける可能性が低い。
タンパク質に基づく治療薬および核酸に基づく治療薬に加えて、エキソソームは、単独で、または任意のタンパク質に基づく治療薬または核酸に基づく治療薬と組み合わせてのいずれかで、小分子薬物を送達するために使用することもできる。本実施形態における使用が意図されている例示的な小分子薬物としては、これだけに限定されないが、毒素、化学療法剤、細胞内タンパク質の活性を阻害する薬剤、細胞内タンパク質の活性を活性化する薬剤、再狭窄を予防するための薬剤、腎疾患を治療するための薬剤、間欠性跛行に対して使用される薬剤、低血圧およびショックの治療に使用される薬剤、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、抗狭心症剤、抗不整脈薬、抗高血圧剤、アンジオテンシンii受容体アンタゴニスト、抗血小板薬、b−遮断薬b1選択的、ベータ遮断薬、心血管適応症に対する植物性製品、カルシウムチャネル遮断薬、心血管/診断薬、中心アルファ−2アゴニスト、冠状動脈血管拡張薬、利尿薬および尿細管阻害剤、中性エンドペプチダーゼ/アンジオテンシン変換酵素阻害剤、末梢血管拡張薬、カリウムチャネル開口薬、カリウム塩、抗痙攣薬、鎮吐薬、制吐薬、抗パーキンソン病剤、抗痙攣剤、大脳刺激薬、外傷の治療に適用することができる薬剤、アルツハイマー病または認知症の治療に適用することができる薬剤、片頭痛の治療に適用することができる薬剤、神経変性疾患の治療に適用することができる薬剤、カポジ肉腫の治療に適用することができる薬剤、AIDSの治療に適用することができる薬剤、癌化学療法剤、免疫障害の治療に適用することができる薬剤、精神障害の治療に適用することができる薬剤、鎮痛薬、硬膜外およびくも膜下腔内麻酔剤、全身的、局所的、領域的神経筋遮断鎮静薬、麻酔前副腎/acth、アナボリックステロイド、糖尿病の治療に適用することができる薬剤、ドパミン、成長ホルモンおよび類似体、高血糖剤、低血糖剤、経口用インスリン、体積の大きな非経口薬(lvps)、脂質変質剤、代謝試験および先天性代謝異常、栄養分/アミノ酸、栄養lvps、肥満症薬(食欲低下薬)、ソマトスタチン、甲状腺剤、バソプレシン、ビタミン、コルチコステロイド、粘液溶解剤、肺抗炎症剤、肺界面活性物質、制酸薬、抗コリン薬、止瀉薬、鎮吐薬、胆石溶解剤、炎症性腸疾患に対する薬剤、過敏性腸症候群に対する薬剤、肝臓に対する薬剤、金属キレート化剤、種々雑多な胃液分泌に対する薬剤、膵炎に対する薬剤、膵臓酵素、プロスタグランジン、プロスタグランジン、プロトンポンプ阻害剤、硬化剤、スクラルファート、抗プロゲスチン、避妊薬、経口避妊薬、非経口ドパミン、エストロゲン、ゴナドトロピン、GNRH、GHRHアンタゴニスト、分娩促進薬、プロゲスチン、子宮作用剤、抗貧血薬、抗凝固薬、抗線溶薬、抗血小板薬、アンチトロンビン薬、凝固薬、線維素溶解薬、血液学的薬物、ヘパリン阻害剤、金属キレート化剤、プロスタグランジン、ビタミンK、抗アンドロゲン薬、アミノグリコシド、抗菌剤、スルホンアミド、セファロスポリン、クリンダマイシン、外皮用薬、界面活性剤、エリスロマイシン、駆虫剤、抗真菌剤、抗マラリア薬、抗マイコバクテリア剤、抗寄生虫剤、抗原虫剤、抗トリコモナス薬、抗結核剤、免疫調節物質、免疫賦活剤、マクロライド、抗寄生虫剤、コルチコステロイド、シクロオキシゲナーゼ阻害剤、酵素遮断薬、リウマチ性疾患に対する免疫調節物質、メタロプロテイナーゼ阻害剤、非ステロイド性抗炎症剤)、鎮痛薬、解熱薬、アルファアドレナリン作動性アゴニスト/遮断薬、抗生物質、抗ウイルス薬、ベータアドレナリン作動性遮断薬、炭酸脱水素酵素阻害剤、コルチコステロイド、免疫系調節因子、肥満細胞阻害剤、非ステロイド性抗炎症剤、およびプロスタグランジンが挙げられる。
エキソソームは、診断剤を送達するために使用することができる。例示的な診断剤としては、これだけに限定されないが、磁気共鳴画像増強剤、陽電子放出断層撮影用製品、放射性診断剤、放射性治療剤、放射線不透過性造影剤、放射性医薬品、超音波イメージング剤、および血管造影診断剤が挙げられる。
「被験体」という用語は、本明細書で使用される場合、本主題の方法が実行される任意の個体または患者を指す。一般に、被験体はヒトであるが、当業者には理解される通り、被験体は動物であってよい。したがって、げっ歯類(マウス、ラット、ハムスター、およびモルモットを含む)、ネコ、イヌ、ウサギ、農場動物(ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、ブタなどを含む)、および霊長類(サル、チンパンジー、オランウータン、およびゴリラを含む)などの哺乳動物を含めた他の動物が被験体の定義の範囲内に含まれる。
「治療」および「治療すること」とは、疾患または健康に関連する状態に関する治療的利益を得るために治療剤を被験体に投与もしくは適用することまたは手順もしくはモダリティを被験体に対して実施することを指す。例えば、治療は、化学療法、免疫療法、もしくは照射療法を施すこと、外科手術を実施すること、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
「治療的利益」または「治療的に有効」という用語は、本明細書で使用される場合、この状態の医学的治療に関して、被験体の健康(well−being)を促進または増強する任意のものを指す。これは、これだけに限定されないが、疾患の徴候または症状の頻度または重症度の低下を含む。例えば、がんの治療は、例えば、腫瘍の侵襲性の低下、がんの成長速度の低下、または転移の予防を伴い得る。がんの治療とは、がんを有する被験体の生存の延長を指す場合もある。
「がん」という用語は、本明細書で使用される場合、固形腫瘍、転移性がん、または非転移性のがんを記載するために使用することができる。ある特定の実施形態では、がんは、膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、結腸、食道、十二指腸、小腸、大腸、結腸、直腸、肛門、歯肉、頭部、腎臓、肝臓、肺、鼻咽頭、頸部、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌、または子宮において生じるものであり得る。
がんは、具体的には以下の組織型のものであり得るが、これらに限定されない:新生物、悪性;癌腫;癌腫、未分化;巨細胞および紡錘体細胞癌;小細胞癌;乳頭状癌;扁平上皮癌;リンパ上皮癌;基底細胞癌;石灰化上皮腫(pilomatrix carcinoma);移行上皮癌;乳頭状移行上皮癌;腺癌;ガストリノーマ、悪性;胆管癌;肝細胞癌;混合型肝細胞癌および胆管癌;柱状腺癌(trabecular adenocarcinoma);腺様嚢胞癌;腺腫様ポリープ内腺癌;腺癌、大腸家族性ポリポーシス;固形癌;カルチノイド腫瘍、悪性;細気管支肺胞腺癌(branchiolo−alveolar adenocarcinoma);乳頭状腺癌;嫌色素性癌;好酸性癌;好酸性腺癌;好塩基性癌;明細胞腺癌;顆粒細胞癌;濾胞性腺癌;乳頭状濾胞性腺癌;非被包性硬化性癌;副腎皮質癌;類内膜癌(endometroid carcinoma);皮膚付属器癌;アポクリン腺癌;皮脂腺癌;耳道腺癌(ceruminous adenocarcinoma);粘液性類表皮癌;嚢胞腺癌;乳頭状嚢胞腺癌;乳頭状漿液性嚢胞腺癌;粘液性嚢胞腺癌;粘液性腺癌;印環細胞癌;浸潤性腺管癌;髄様癌;小葉癌;炎症性癌;パジェット病、乳房;腺房細胞癌;腺扁平上皮癌;腺癌w/扁平上皮化生;胸腺腫、悪性;卵巣間質腫、悪性;莢膜細胞腫、悪性;顆粒膜細胞腫、悪性;アンドロブラストーマ、悪性;セルトリ細胞癌;ライディッヒ細胞腫、悪性;脂質細胞腫、悪性;傍神経節腫、悪性;乳房外傍神経節腫、悪性;褐色細胞腫;グロムス血管肉腫(glomangiosarcoma);悪性黒色腫;メラニン欠乏性黒色腫;表在拡大型黒色腫;巨大色素性母斑における悪性黒色腫;類上皮細胞黒色腫;青色母斑、悪性;肉腫;線維肉腫;線維性組織球腫、悪性;粘液肉腫;脂肪肉腫;平滑筋肉腫;横紋筋肉腫;胎児性横紋筋肉腫;胞巣状横紋筋肉腫;間質肉腫;混合腫瘍、悪性;ミュラー管混合腫瘍;腎芽細胞腫;肝芽腫;癌肉腫;間葉腫、悪性;ブレンナー腫瘍、悪性;葉状腫瘍、悪性;滑膜肉腫;中皮腫、悪性;未分化胚細胞腫;胎生期癌;奇形腫、悪性;卵巣甲状腺腫、悪性;絨毛癌;中腎腫、悪性;血管肉腫;血管内皮腫、悪性;カポジ肉腫;血管外皮細胞腫、悪性;リンパ管肉腫;骨肉腫;傍骨性骨肉腫;軟骨肉腫;軟骨芽細胞腫、悪性;間葉性軟骨肉腫;骨の巨細胞腫;ユーイング肉腫;歯原性腫瘍、悪性;エナメル芽細胞歯牙肉腫(ameloblastic odontosarcoma);エナメル上皮腫、悪性;エナメル上皮線維肉腫;松果体腫、悪性;脊索腫;神経膠腫、悪性;上衣腫;星状細胞腫;原形質性星状細胞腫;線維性星状細胞腫;星状芽細胞腫;神経膠芽腫;乏突起神経膠腫;乏突起膠芽細胞腫;原始神経外胚葉性;小脳肉腫;神経節芽細胞腫;神経芽細胞腫;網膜芽細胞腫;嗅神経原性腫瘍;髄膜腫、悪性;神経線維肉腫;神経鞘腫、悪性;顆粒細胞腫、悪性;悪性リンパ腫;ホジキン病;ホジキン;側肉芽腫(paragranuloma);悪性リンパ腫、小リンパ球性;悪性リンパ腫、大細胞、びまん性;悪性リンパ腫、濾胞性;菌状息肉腫;特定された他の非ホジキンリンパ腫;悪性組織球増殖症;多発性骨髄腫;肥満細胞肉腫;免疫増殖性小腸疾患;白血病;リンパ性白血病;形質細胞性白血病;赤白血病;リンパ肉腫細胞性白血病(lymphosarcoma cell leukemia);骨髄性白血病;好塩基球性白血病;好酸球性白血病;単球性白血病;肥満細胞性白血病;巨核芽球性白血病(megakaryoblastic leukemia);骨髄性肉腫;およびヘアリー細胞白血病。それにもかかわらず、本発明を非癌性疾患(例えば、真菌感染症、細菌感染、ウイルス感染、神経変性疾患、および/または遺伝障害)を治療するために使用することもできることも理解される。
「接触される」および「曝露される」という用語は、細胞に適用される場合、本明細書では、治療剤を標的細胞に送達するまたは標的細胞の直接近位に置くプロセスを記載するために使用される。細胞死滅を達成するために、例えば、1つまたは複数の薬剤を、細胞を死滅させるまたは細胞が分裂するのを防ぐために有効な量で細胞に送達する。
治療に対する患者の有効な応答または患者の「応答性」とは、疾患または障害のリスクがあるまたはそれに罹患している患者にもたらされる臨床的または治療的利益を指す。そのような利益としては、細胞応答または生物学的応答、完全奏効、部分奏効、安定病態(進行も再発もない)、または後の再発を伴う応答を挙げることができる。例えば、有効な応答は、がんと診断された患者における腫瘍サイズの縮小または無増悪生存であり得る。
本明細書に記載の方法により、治療転帰を予測およびモニタリングし、かつ/またはそのような治療の利益を得る患者を同定または選択することができる。
腫瘍性状態の治療に関しては、腫瘍性状態の病期に応じて、腫瘍性状態の治療は、以下の療法のうちの1つまたはそれらの組合せを伴う:腫瘍性組織を除去するための外科手術、放射線療法、および化学療法。他の治療レジメンを、抗がん剤、例えば、治療用組成物および化学療法剤の投与と組み合わせることができる。例えば、そのような抗がん剤を用いて治療される患者は、放射線療法も受けることができ、かつ/または外科手術も受けることができる。
疾患の治療に関して、治療用組成物の適切な投与量は、上で定義した治療される疾患の型、重症度および疾患の経過、患者の臨床的な病歴および薬剤に対する応答、および主治医の裁量に左右される。薬剤は、一度にまたは一連の治療にわたって患者に適切に投与される。
治療的なおよび予防的な方法および組成物は、所望の効果を達成するために有効な組み合わせた量でもたらすことができる。組織、腫瘍、もしくは細胞は、1つもしくは複数の薬剤を含む1つもしくは複数の組成物もしくは薬理学的製剤(複数可)と接触させることができる、または組織、腫瘍、および/もしくは細胞を2つもしくはそれ超の別個の組成物もしくは製剤と接触させる。また、そのような併用療法を化学療法、照射療法、外科療法、または免疫療法と併せて使用することができることが意図されている。
組合せでの投与としては、2つまたはそれ超の薬剤を同じ剤形で同時に投与すること、別々の剤形で同時に投与すること、および別々に投与することが挙げられる。すなわち、対象とする治療用組成物および別の治療剤を共に同じ剤形に製剤化し、同時に投与することができる。あるいは、対象とする治療用組成物および別の治療剤を同時に投与することができ、この場合、両剤は別々の製剤中に存在する。別の代替法では、治療剤が投与され、直後に他の治療剤が投与され得るか、または逆もまた同じである。別々の投与プロトコールでは、対象とする治療用組成物および別の治療剤は、数分離して、または数時間離して、または数日離して投与することができる。
第1の抗がん治療(例えば、組換えタンパク質を発現するエキソソームまたはエキソソームから単離された組換えタンパク質を有するエキソソーム)は、第2の抗がん治療よりも前に、その間に、その後に、または種々の組合せで投与することができる。投与は、同時〜数分〜数日〜数週間にわたる間隔であってよい。第1の治療を第2の治療と別々に患者にもたらす実施形態では、一般に、各送達の時間の間に著しい期間が過ぎず、したがって、2つの化合物がなお有利に組み合わさった効果を患者に対して発揮できることを確実にする。そのような例では、患者に第1の療法と第2の療法を互いと約12時間〜24時間または72時間以内に、より詳細には、互いと約6〜12時間以内にもたらすことが意図されている。いくつかの状況では、それぞれの投与の間に数日(2日、3日、4日、5日、6日、または7日)〜数週間(1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、または8週間)が経過する場合に治療の期間を相当に延長することが望ましい。
ある特定の実施形態では、治療の過程は、1〜90日間またはそれ超(この範囲は間にある日を含む)続く。1つの薬剤を1日目〜90日目(この範囲は間にある日を含む)のいずれかまたはそれらの任意の組合せの日にもたらすことができ、別の薬剤を1日目〜90日目(この範囲は間にある日を含む)のいずれかまたはそれらの任意の組合せの日にもたらすことが意図されている。1日の中で(24時間の期間)、患者に薬剤(複数可)を1回または多数回投与することができる。さらに、治療の過程後に、抗がん治療を投与しない期間があることが意図されている。この期間は、例えば患者の予後、耐久力、健康などの患者の状態に応じて1〜7日、および/または1〜5週間、および/または1〜12カ月またはそれ超(この範囲は間にある日を含む)であり得る。治療サイクルを必要に応じて繰り返すことが予想される。
種々の組合せを使用することができる。以下の例に関しては第1の抗がん療法が「A」であり、第2の抗がん療法が「B」である:
A/B/A B/A/B B/B/A A/A/B A/B/B B/A/A A/B/B/B B/A/B/B
B/B/B/A B/B/A/B A/A/B/B A/B/A/B A/B/B/A B/B/A/A
B/A/B/A B/A/A/B A/A/A/B B/A/A/A A/B/A/A A/A/B/A
本発明の任意の化合物または療法の患者への投与は、そのような化合物を投与するための一般的なプロトコールに従い、もしあれば、薬剤の毒性を考慮に入れる。したがって、一部の実施形態では、併用療法に起因する毒性をモニタリングするステップが存在する。
1.化学療法
多種多様な化学療法剤を本発明に従って使用することができる。「化学療法」という用語は、がんを治療するための薬物の使用を指す。「化学療法剤」とは、がんの治療において投与される化合物または組成物を示すために使用される。これらの薬剤または薬物は、細胞内でのそれらの活性の様式、例えば、それらが細胞周期に影響を及ぼすかどうか、およびどの段階に影響を及ぼすかによってカテゴリー化される。あるいは、薬剤は、DNAと直接架橋結合する能力、DNAにインターカレートする能力、または核酸合成に影響を及ぼすことによって染色体異常および有糸分裂異常を誘導する能力に基づいて特徴付けることができる。
化学療法剤の例としては、アルキル化剤、例えば、チオテパおよびシクロホスファミド(cyclosphosphamide)など;スルホン酸アルキル、例えば、ブスルファン、インプロスルファン、およびピポスルファンなど;アジリジン、例えば、ベンゾドパ(benzodopa)、カルボコン、メツレドパ(meturedopa)、およびウレドパ(uredopa)など;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホラミド(trietylenephosphoramide)、トリエチレンチオホスホラミド(triethiylenethiophosphoramide)、およびトリメチルオロメラミン(trimethylolomelamine)を含めたエチレンイミンおよびメチルアメラミン(methylamelamine);アセトゲニン(特に、ブラタシンおよびブラタシノン);カンプトテシン(合成類似体トポテカンを含む);ブリオスタチン;カリスタチン(callystatin);CC−1065(そのアドゼレシン合成類似体、カルゼレシン合成類似体およびビゼレシン合成類似体を含む);クリプトフィシン(特に、クリプトフィシン1およびクリプトフィシン8);ドラスタチン;デュオカルマイシン(合成類似体、KW−2189およびCB1−TM1を含む);エリュテロビン;パンクラチスタチン(pancratistatin);サルコジクチイン(sarcodictyin);スポンギスタチン(spongistatin);ナイトロジェンマスタード、例えば、クロラムブシル、クロルナファジン(chlornaphazine)、クロロホスファミド(cholophosphamide)、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、メクロレタミンオキシド塩酸塩(mechlorethamine oxide hydrochloride)、メルファラン、ノベムビシン(novembichin)、フェネステリン(phenesterine)、プレドニムスチン、トロホスファミド、およびウラシルマスタードなど;ニトロソ尿素(nitrosurea)、例えば、カルムスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、およびラニムスチン(ranimnustine)など;抗生物質、例えば、エンジイン抗生物質(例えば、カリチアマイシン、特に、カリチアマイシンガンマIIおよびカリチアマイシンオメガII)など;ジネミシン(dynemicin)Aを含めたジネミシン;ビスホスホネート、例えば、クロドロネートなど;エスペラミシン;ならびにネオカルジノスタチン発色団および関連する色素タンパク質エンジイン抗菌性発色団、アクラシノマイシン、アクチノマイシン、オースラルナイシン(authrarnycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カルビシン(carabicin)、カルミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン(chromomycinis)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン(モルホリノ−ドキソルビシン、シアノモルホリノ−ドキソルビシン、2−ピロリノ−ドキソルビシンおよびデオキシドキソルビシンを含む)、エピルビシン、エソルビシン(esorubicin)、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、例えば、マイトマイシンC、ミコフェノール酸、ノガラマイシン(nogalarnycin)、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、クエラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、およびゾルビシンなど;代謝拮抗薬、例えば、メトトレキサートおよび5−フルオロウラシル(5−FU)など;葉酸類似体、例えば、デノプテリン、プテロプテリン、およびトリメトレキサートなど;プリン類似体、例えば、フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン(thiamiprine)、およびチオグアニンなど;ピリミジン類似体、例えば、アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、およびフロクスウリジンなど;アンドロゲン、例えば、カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、およびテストラクトンなど;抗副腎剤(anti−adrenal)、例えば、ミトタンおよびトリロスタンなど;葉酸補充剤、例えば、フォリン酸(frolinic acid)など;アセグラトン;アルドホスファミド配糖体;アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル(bestrabucil);ビサントレン(bisantrene);エダトラキセート(edatraxate);デフォファミン(defofamine);デメコルチン;ジアジクオン(diaziquone);エルフロルニチン(elformithine);エリプチニウム酢酸塩(elliptinium acetate);エポチロン;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシウレア;レンチナン;ロニダイニン(lonidainine);メイタンシノイド、例えば、マイタンシンおよびアンサマイトシン(ansamitocin);ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダモール(mopidanmol)など;ニトラクリン(nitraerine);ペントスタチン;フェナメット(phenamet);ピラルビシン;ロソキサントロン(losoxantrone);ポドフィリン酸;2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK多糖複合体;ラゾキサン;リゾキシン(rhizoxin);シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジクオン;2,2’,2’’−トリクロロトリエチルアミン;トリコテセン(特に、T−2毒素、ベラクリン(verracurin)A、ロリジン(roridin)Aおよびアングイジン(anguidine));ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;タキソイド、例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル・ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;白金配位錯体、例えば、シスプラチン、オキサリプラチン、およびカルボプラチンなど;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ノバントロン(novantrone);テニポシド;エダトレキサート;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロネート;イリノテカン(例えば、CPT−11);トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(difluorometlhylornithine)(DMFO);レチノイド、例えば、レチノイン酸など;カペシタビン;カルボプラチン、プロカルバジン、プリカマイシン(plicomycin)、ゲムシタビン(gemcitabien)、ナベルビン、ファルネシル−タンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、トランス白金(transplatinum)、および上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、または誘導体が挙げられる。
2.照射療法
DNA損傷を引き起こすものであり、広範囲にわたって使用されている他の因子としては、一般に、γ線、X線、および/または放射性同位元素の腫瘍細胞への指向性送達として公知のものが挙げられる。マイクロ波、陽子線照射(米国特許第5,760,395号および同第4,870,287号)、およびUV照射などの他の形態のDNA損傷性因子も意図されている。これらの因子は全て、DNA、DNAの前駆体、DNAの複製および修復、ならびに染色体の集合および維持に対する広範囲の損傷に影響を及ぼす可能性が最も高い。X線の線量範囲は、長期間(3〜4週間)にわたって50〜200レントゲンの1日線量から、2000〜6000レントゲンの単回線量までにわたる。放射性同位元素の投与量範囲は広範に変動し、同位元素の半減期、放出される放射線の強度および型、および腫瘍性細胞による取り込みに左右される。
3.免疫療法
追加的な免疫療法を本発明の方法と組み合わせてまたは併せて使用することができることが当業者には理解されよう。がん治療の文脈において、免疫療法薬は、一般に、がん細胞を標的化し破壊する免疫エフェクター細胞および分子の使用に依拠する。リツキシマブ(Rituxan(登録商標))がそのような例である。免疫エフェクターは、例えば、腫瘍細胞の表面上のいくつかのマーカーに特異的な抗体であってよい。抗体は、単独では、療法のエフェクターとしての機能を果たし得る、または他の細胞を動員して実際に細胞死滅に影響を及ぼし得る。抗体はまた、薬物または毒素(化学療法薬、放射性核種、リシンA鎖、コレラ毒素、百日咳毒素など)とコンジュゲートすることもでき、ただ単に標的化薬剤として機能する。あるいは、エフェクターは、腫瘍細胞標的と直接または間接的に相互作用する表面分子を有するリンパ球であってよい。種々のエフェクター細胞として、細胞傷害性T細胞およびNK細胞が挙げられる。
免疫療法の一態様では、腫瘍細胞は、標的化に適している、すなわち、大多数の他の細胞には存在しないマーカーをいくつか有するものでなければならない。多くの腫瘍マーカーが存在し、これらはいずれも、本発明の文脈において、標的化するのに適し得る。一般的な腫瘍マーカーとしては、CD20、がん胎児性抗原、チロシナーゼ(p97)、gp68、TAG−72、HMFG、シアリルルイス抗原、MucA、MucB、PLAP、ラミニン受容体、erb B、およびp155が挙げられる。免疫療法の代替の態様は、抗がん効果と免疫賦活効果を組み合わせることである。サイトカイン、例えば、IL−2、IL−4、IL−12、GM−CSF、ガンマ−IFNなど、ケモカイン、例えば、MIP−1、MCP−1、IL−8など、および増殖因子、例えばFLT3リガンドなどを含めた免疫賦活分子も存在する。
現在調査されているまたは使用されている免疫療法の例は、免疫アジュバント、例えば、Mycobacterium bovis、Plasmodium falciparum、ジニトロクロロベンゼン、および芳香族化合物(米国特許第5,801,005号および同第5,739,169号;HuiおよびHashimoto、1998年;Christodoulidesら、1998年);サイトカイン療法、例えば、インターフェロンα、β、およびγ、IL−1、GM−CSF、およびTNF(Bukowskiら、1998年;Davidsonら、1998年;Hellstrandら、1998年);遺伝子療法、例えば、TNF、IL−1、IL−2、およびp53(Qinら、1998年;Austin−WardおよびVillaseca、1998年;米国特許第5,830,880号および同第5,846,945号);ならびにモノクローナル抗体、例えば、抗CD20、抗ガングリオシドGM2、および抗p185(Hollander、2013年;Hanibuchiら、1998年;米国特許第5,824,311号)である。1つまたは複数の抗がん療法を本明細書に記載されている抗体療法と共に使用することができることが意図されている。
4.外科手術
がんを有する人のおよそ60%が、予防的外科手術、診断的または病期分類外科手術、治癒的外科手術、および待機的外科手術を含めた、何らかの型の外科手術を受ける。治癒的外科手術は、がん性組織の全部または一部を物理的に除去する、切り取る、および/または破壊する切除を含み、本発明の治療、化学療法、照射療法、ホルモン療法、遺伝子療法、免疫療法、および/または代替療法などの他の療法と併せて使用することができる。腫瘍の切除とは、腫瘍の少なくとも一部を物理的に除去することを指す。腫瘍の切除に加えて、外科手術による治療としては、レーザー外科手術、冷凍外科、電気外科、および顕微鏡下手術(モース手術)が挙げられる。
がん性細胞、組織、または腫瘍の一部または全部を切除すると、体内に腔が形成され得る。追加的な抗がん療法を用いた、その領域への灌流、直接注射、または局所的な適用によって治療を達成することができる。そのような治療は、例えば、1日毎、2日毎、3日毎、4日毎、5日毎、6日毎、もしくは7日毎に、または1週間毎、2週間毎、3週間毎、4週間毎、および5週間毎に、または1カ月毎、2カ月毎、3カ月毎、4カ月毎、5カ月毎、6カ月毎、7カ月毎、8カ月毎、9カ月毎、10カ月毎、11カ月毎、または12カ月毎に繰り返すことができる。これらの治療は、同様に投与量が変動するものである。
5.他の薬剤
他の薬剤を本発明のある特定の態様と組み合わせて使用して、治療の有効性を改善することができることが意図されている。これらの追加的な薬剤としては、細胞表面受容体およびギャップ結合の上方制御に影響を及ぼす薬剤、細胞増殖抑制剤および分化誘導剤(differentiation agent)、細胞接着阻害剤、過剰増殖性細胞のアポトーシス誘導因子への感受性を上昇させる薬剤、または他の生物学的薬剤が挙げられる。ギャップ結合の数を増加させることによる細胞間シグナル伝達の増加により、近くの過剰増殖性細胞集団に対する抗過剰増殖効果が増大する。他の実施形態では、細胞増殖抑制剤または分化誘導剤を本発明のある特定の態様と組み合わせて使用して、治療の抗過剰増殖の有効性を改善することができる。細胞接着阻害剤により本発明の有効性を改善することが意図されている。細胞接着阻害剤の例は、接着斑キナーゼ(FAK)阻害剤およびロバスタチンである。さらに、抗体c225などの、過剰増殖性細胞のアポトーシスに対する感受性を増大させる他の薬剤を本発明のある特定の態様と組み合わせて使用して、治療有効性を改善することができることが意図されている。
III.医薬組成物
組換えタンパク質、阻害性RNA、および/または小分子薬物を発現するか、または含むエキソソームを、局所進行性または転移性癌を有する癌患者における腫瘍細胞成長を阻害するため、および、最も好ましくは、癌細胞を死滅させるために、全身的にまたは局所的に投与することができることが意図されている。当該エキソソームは、静脈内、くも膜下腔内、および/または腹腔内に投与することができる。当該エキソソームを、単独で、または抗増殖薬と組み合わせて投与することができる。一実施形態では、当該エキソソームを、外科手術または他の手順の前に、患者における癌負荷量を減少させるために投与することができる。あるいは、当該エキソソームを、残りの癌(例えば、外科手術により排除することができなかった癌)のいずれも生存しないことを確実にするために、外科手術後に投与することができる。
本発明は、治療用調製物の特定の性質によって限定されるとは意図されない。例えば、そのような組成物は、生理的に許容される液体、ゲル、固体担体、希釈剤、または賦形剤と共に製剤でもたらすことができる。これらの治療用調製物は、家畜動物を用いたものなどの獣医学的な使用、および他の治療剤と同様にヒトにおける臨床使用に関して哺乳動物に投与することができる。一般に、治療有効性のために必要な投与量は、使用の型および投与形式、ならびに個々の被験体の特定の要件に応じて変動する。
臨床的適用が意図されている場合、意図された適用に適した形態の組換えタンパク質および/またはエキソソームを含む医薬組成物を調製することが必要な場合がある。一般に、非経口製剤であり得る医薬組成物は、薬学的に許容される担体中に溶解または分散させた、有効量の1つまたは複数の組換えタンパク質および/またはエキソソームおよび/または追加的な薬剤を含んでよい。「薬学的または薬理学的に許容される」という句は、必要に応じて、例えばヒトなどの動物に投与した際に有害な反応、アレルギー反応、または他の不都合な反応を生じさせない分子実体および組成物を指す。本明細書に開示されている組換えタンパク質および/またはエキソソーム、または追加的な活性成分を含む医薬組成物の調製は、その全体があらゆる目的に関して参照により本明細書に組み込まれるRemington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、1990年に例示されている。さらに、動物(例えば、ヒト)への投与に関しては、調製物は、FDA Office of Biological Standardsにより求められる無菌性、発熱性、一般的な安全性、および純度の基準を満たすべきであることが理解されよう。
さらに本発明のある特定の態様によると、投与に適した組成物は、不活性な希釈剤を伴ってまたは伴わずに、薬学的に許容される担体中でもたらすことができる。本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される担体」とは、当業者にとって公知であるような任意のかつ全ての水性溶媒(例えば、水、アルコール/水溶液、エタノール、食塩溶液、非経口ビヒクル、例えば、塩化ナトリウム、リンゲルデキストロースなど)、非水性溶媒(例えば、脂肪、油、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、植物油、および注射可能な有機エステル、例えばオレイン酸エチルなど)、脂質、リポソーム、分散媒、コーティング(例えば、レシチン)、界面活性剤、抗酸化剤、防腐剤(例えば、抗細菌剤または抗真菌剤、抗酸化剤、キレート化剤、不活性ガス、パラベン(例えば、メチルパラベン、プロピルパラベン)、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールまたはこれらの組合せ)、等張化剤(isotonic agent)(例えば、糖および塩化ナトリウム)、吸収遅延剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)、塩、薬物、薬物安定剤、ゲル、樹脂、充填剤、結合剤、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤、甘味剤、香味剤、色素、流体および栄養分補充剤、同様の材料およびこれらの組合せを含む。担体は、同化できるものであるべきであり、それらとして、液体担体、半固体担体、すなわちペースト剤、または固体担体が挙げられる。さらに、所望であれば、組成物は、微量の補助物質、例えば、湿潤剤または乳化剤、安定化剤、またはpH緩衝剤などを含有してよい。医薬組成物中の種々の成分のpHおよび正確な濃度は、周知のパラメータに応じて調整する。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングを使用することによって、分散物の場合では必要な粒子サイズを維持することによって、および界面活性剤を使用することによって維持することができる。
薬学的に許容される担体は、特に、ヒトへの投与用に製剤化されるが、ある特定の実施形態では、非ヒト動物への投与用に製剤化されたものであり、ヒトへの投与は許容されない(例えば、政府の規制によって)薬学的に許容される担体を使用することが望ましい。任意の従来の担体が活性成分と適合しない(例えば、レシピエントまたは担体に含有される組成物の治療効果に対して有害である)場合を除き、治療用組成物または医薬組成物への担体の使用が意図されている。本発明のある特定の態様によると、組成物を担体と任意の都合がよく実用的な様式で、すなわち、溶解、懸濁、乳化、混合、封入、吸収などによって組み合わせる。そのような手順は当業者には常套的なものである。
本発明のある特定の実施形態は、それを固体形態で投与するか、液体形態で投与するか、またはエアロゾル形態で投与するか、および、注射などの投与経路のために滅菌する必要があるかどうかに応じて異なる型の担体を含み得る。組成物は、静脈内に、皮内に、経皮的に、くも膜下腔内に、動脈内に、腹腔内に、鼻腔内に、膣内に、直腸内に、筋肉内に、皮下に、粘膜を通じて、経口的に、局部的に、局所的に、吸入(例えば、エアロゾル吸入)によって、注射によって、注入によって、持続注入によって、直接標的細胞を浸漬する限局的灌流によって、カテーテルを介して、洗浄を介して、脂質組成物(例えば、リポソーム)中で、または、例えば、参照により本明細書に組み込まれるRemington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、1990年に記載されている当業者に公知の他の方法または上記の任意の組合せによって投与することができる。
活性化合物は、非経口投与用に製剤化することができ、例えば、静脈内経路、筋肉内経路、皮下経路、またはさらには腹腔内経路による注射用に製剤化することができる。したがって、実施形態は、非経口製剤を含む。一般には、そのような組成物は、溶液または懸濁液として調製することができ、注射前に液体を添加して溶液または懸濁物を調製するために使用するのに適した固体形態を調製することもでき、調製物はまた、乳化されていてもよい。
対象とする実施形態に応じて、非経口製剤は、本明細書に開示されているエキソソームを1つまたは複数の溶質および/または溶媒、1つまたは複数の緩衝剤および/または1つまたは複数の抗菌剤、またはそれらの任意の組合せと一緒に含み得る。一部の態様では、溶媒として、水、水混和性溶媒、例えば、エチルアルコール、液体ポリエチレングリコール、および/もしくはプロピレングリコール、ならびに/または、例えば、トウモロコシ油、綿実油、ピーナッツ油、および/もしくはゴマ油を含めた不揮発性油などの水不混和性溶媒を挙げることができる。ある特定のバージョンでは、溶質として、1つまたは複数の抗菌剤、緩衝液、抗酸化剤、等張化剤(tonicity agent)、凍結保護物質および/または凍結乾燥保護剤(lyoprotectant)を挙げることができる。
本開示による抗菌剤としては、本開示の他の箇所に提示されているもの、ならびにベンジルアルコール、フェノール、水銀および/またはパラベンを挙げることができる。抗菌剤としては、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、および/またはチメロサール、またはそれらの任意の組合せを挙げることができる。抗菌剤は、種々の態様では、医薬品に必要な無菌性を確実にするために必要な濃度で存在してよい。例えば、薬剤は、調製物、例えば、複数回用量容器に含有される調製物中に静菌または静真菌濃度で存在してよい。種々の実施形態では、薬剤は、防腐剤であってよく、かつ/または使用時に、例えば、内容物の一部を皮下針およびシリンジで抜き取る間に調製物中に偶発的に導入された微生物などの微生物の増加を防ぐために適した濃度で存在してよい。種々の態様では、薬剤は、最大の体積および/または濃度限界を有する(例えば、硝酸フェニル水銀およびチメロサール0.01%、塩化ベンゼトニウムおよび塩化ベンザルコニウム0.01%、フェノールまたはクレゾール0.5%、およびクロロブタノール0.5%)。種々の例において、硝酸フェニル水銀などの薬剤を0.002%の濃度で使用する。p−ヒドロキシ安息香酸メチル0.18%とp−ヒドロキシ安息香酸プロピル0.02%の組合せ、およびベンジルアルコール2%も実施形態に従って適用することができる。抗菌剤は、ヘキシルレゾルシノール0.5%、安息香酸フェニル水銀0.1%、および/または治療用化合物を含むものであってもよい。
本開示による抗酸化剤としては、アスコルビン酸および/またはその塩、および/またはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)のナトリウム塩を挙げることができる。本明細書に記載の等張化剤としては、電解質および/または単糖もしくは二糖を挙げることができる。凍結保護物質および/または凍結乾燥保護剤は、生物製剤をフリーズドライ処理の間の製品の凍結および/または乾燥に起因する有害な影響から保護する添加剤である。凍結保護物質および/または凍結乾燥保護剤としては、全て可能性のある凍結保護物質または凍結乾燥保護剤である、スクロースまたはトレハロースなどの糖(非還元)、グリシンまたはリシンなどのアミノ酸、液体ポリエチレングリコールまたはデキストランなどのポリマー、およびマンニトールまたはソルビトールなどのポリオールを挙げることができる。対象とする実施形態は、ブチルパラベン、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、および/またはソルビン酸、またはそれらの任意の組合せなどの抗真菌剤も含んでよい。本開示、ならびに対象とする非経口製剤を作出する方法の態様において使用することができる追加的な溶質および抗菌剤、緩衝液、抗酸化剤、等張化剤、凍結保護物質または凍結乾燥保護剤およびその特性は、例えば、その全体があらゆる目的に関して参照により本明細書に組み込まれるRemington’s Pharmaceutical Sciences、第21版、2005年、例えば、第41章に記載されている。
注射での使用に適した医薬形態は、滅菌した水溶液または分散物;ゴマ油、ピーナッツ油、または水性プロピレングリコールを含めた製剤;および滅菌された注射用溶液または分散物を即時調製するための滅菌粉末を含む。全ての場合において、形態は、滅菌しなければならず、容易に注射することができる程度に流体でなければならない。形態はまた、製造および貯蔵の条件下で安定であるべきであり、細菌および真菌などの微生物の混入作用から保護されなければならない。
治療薬は、遊離塩基、中性、または塩の形態で組成物に製剤化することができる。薬学的に許容される塩としては、酸付加塩、例えば、タンパク質様組成物の遊離のアミノ基を用いて形成されるもの、または、例えば、塩酸もしくはリン酸などの無機酸、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、またはマンデル酸などの有機酸を用いて形成されるものが挙げられる。同様に、遊離のカルボキシ基を用いて形成される塩は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、もしくは水酸化第二鉄などの無機塩基、またはイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、またはプロカインなどの有機塩基に由来するものであってよい。製剤化されたら、溶液を投薬製剤(dosage formulation)と適合する様式で、治療的に有効な量で投与する。製剤は、注射溶液などの非経口投与用に製剤化されたもの、または肺に送達するためのエアロゾル、または薬物放出カプセル剤などの食事による投与用に製剤化されたものなどの種々の剤形で容易に投与される。
本発明の特定の実施形態では、組成物を半固体または固体担体と徹底的に組み合わせるまたは混合する。混合は、粉砕などの任意の都合のよい様式で行うことができる。組成物を治療的活性の喪失、すなわち、胃における変性から保護するために、混合プロセスに安定化剤を加えることもできる。組成物に使用するための安定剤の例としては、緩衝液、グリシンおよびリシンなどのアミノ酸、デキストロース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、スクロース、マルトース、ソルビトール、マンニトールなどの炭水化物が挙げられる。
さらなる実施形態では、本発明は、1つまたは複数の脂質および水性溶媒を含む医薬脂質ビヒクル組成物の使用に関し得る。本明細書で使用される場合、「脂質」という用語は、特徴的に水に不溶性であり、有機溶媒を用いて抽出可能である広範囲の物質をいずれも含むものと定義される。この広範なクラスの化合物は当業者には周知であり、「脂質」という用語は、本明細書で使用される場合、任意の特定の構造に限定されない。例として、長鎖脂肪族炭化水素およびそれらの誘導体を含有する化合物が挙げられる。脂質は、天然に存在するものであっても合成されたもの(すなわち、人間が設計または作製したもの)であってもよい。しかし、脂質は、通常、生物学的物質である。生物学的脂質は当技術分野で周知であり、それらとして、例えば、中性脂肪、リン脂質、ホスホグリセリド、ステロイド、テルペン、リゾ脂質(lysolipid)、スフィンゴ糖脂質、糖脂質、スルファチド(sulphatide)、エーテルと連結した脂肪酸およびエステルと連結した脂肪酸を有する脂質、重合可能な脂質、およびこれらの組合せが挙げられる。当然、本明細書に具体的に記載されているもの以外の、当業者に脂質であると理解される化合物も組成物および方法に包含される。
当業者は、組成物を脂質ビヒクル中に分散させるために使用することができる技法の範囲に詳しいであろう。例えば、治療剤を、当業者に公知の任意の手段により、脂質を含有する溶液に分散させること、脂質を用いて溶解させること、脂質を用いて乳化すること、脂質と混合すること、脂質と組み合わせること、脂質と共有結合させること、脂質に懸濁物として含有させること、ミセルまたはリポソームに含有させるもしくはそれと複合体を形成すること、または他のやり方で脂質または脂質構造と結び付けることができる。分散によりリポソームの形成がもたらされてもよく、もたらされなくてもよい。
「単位用量」または「投与量」という用語は、被験体における使用に適した物理的に別個の単位を指し、各単位は、その投与、すなわち、適切な経路および治療レジメンに伴って上記で検討した所望の応答が生じるように算出された所定の量の治療用組成物を含有する。治療回数および単位用量の両方に応じて投与される量は、所望の効果に左右される。患者または被験体に投与される本発明の組成物の実際の投与量は、被験体の体重、年齢、健康、および性別などの身体的因子および生理的因子、治療される疾患の型、疾患の侵入の程度、以前または同時の治療介入、患者の特発性疾患、投与経路、ならびに特定の治療用物質の効力、安定性、および毒性によって決定することができる。例えば、用量は、投与当たり約1μg/kg/体重〜約1000mg/kg/体重(この範囲は、間に入る用量を含む)またはそれ超、およびその中で導き出せる任意の範囲を構成し得る。本明細書において列挙されている数から導き出せる範囲の非限定的な例では、約5μg/kg/体重〜約100mg/kg/体重、約5μg/kg/体重〜約500mg/kg/体重などの範囲で投与することができる。いずれにしても、投与の責任がある実施者が、個々の被験体に対する組成物中の活性成分(複数可)の濃度および適切な用量(複数可)を決定する。
動物患者に投与される組成物の実際の投与量は、体重などの身体的因子および生理的因子、状態の重症度、治療される疾患の型、以前または同時の治療介入、患者の特発性疾患、および投与経路によって決定することができる。投与量および投与経路に応じて、好ましい投与量および/または有効量の投与の回数は、被験体の応答に応じて変動し得る。いずれにしても、投与の責任がある実施者が、個々の被験体に対する組成物中の活性成分(複数可)の濃度および適切な用量(複数可)を決定する。
ある特定の実施形態では、医薬組成物は、例えば、少なくとも約0.1%の活性化合物を含み得る。他の実施形態では、活性化合物は、単位の重量の約2%〜約75%、または約25%〜約60%、例えば、およびその中で導き出せる任意の範囲を構成し得る。当然、治療的に有用な組成物それぞれの中の活性化合物(複数可)の量は、化合物の任意の所与の単位用量で適切な投与量が得られるように調製することができる。溶解度、生物学的利用能、生物学的半減期、投与経路、製品の貯蔵寿命、ならびに他の薬理学的考察事項などの因子が、そのような医薬製剤を調製する当業者により考慮され、したがって、種々の投与量および治療レジメンが望ましい可能性がある。
他の非限定的な例では、用量は、投与当たり約1マイクログラム/kg/体重、約5マイクログラム/kg/体重、約10マイクログラム/kg/体重、約50マイクログラム/kg/体重、約100マイクログラム/kg/体重、約200マイクログラム/kg/体重、約350マイクログラム/kg/体重、約500マイクログラム/kg/体重、約1ミリグラム/kg/体重、約5ミリグラム/kg/体重、約10ミリグラム/kg/体重、約50ミリグラム/kg/体重、約100ミリグラム/kg/体重、約200ミリグラム/kg/体重、約350ミリグラム/kg/体重、約500ミリグラム/kg/体重から、約1000ミリグラム/kg/体重またはそれ超まで、およびその中で導き出せる任意の範囲も含み得る。本明細書において列挙されている数から導き出せる範囲の非限定的な例では、上記の数に基づいて約5ミリグラム/kg/体重〜約100ミリグラム/kg/体重、約5マイクログラム/kg/体重〜約500ミリグラム/kg/体重などの範囲で投与することができる。
IV.核酸およびベクター
本発明のある特定の態様では、治療用タンパク質をコードする核酸配列または治療用タンパク質を含有する融合タンパク質をコードする核酸配列が開示され得る。どんな発現系を使用するかに応じて、核酸配列を従来の方法に基づいて選択することができる。例えば、それぞれの遺伝子またはその改変体は、ある特定の系において発現させるためにコドン最適化することができる。目的のタンパク質を発現させるために、種々のベクターを使用することもできる。例示的なベクターとしては、これだけに限定されないが、プラスミドベクター、ウイルスベクター、トランスポゾン、またはリポソームに基づくベクターが挙げられる。
V.組換えタンパク質および阻害性RNA
一部の実施形態は、組換えタンパク質およびポリペプチドに関する。特定の実施形態は、少なくとも1つの治療的活性を示す組換えタンパク質またはポリペプチドに関する。一部の実施形態では、組換えタンパク質またはポリペプチドは、治療用抗体であってよい。一部の態様では、治療用抗体は、細胞内タンパク質に特異的または選択的に結合する抗体であってよい。別の態様では、タンパク質またはポリペプチドを、血清中での安定性が増大するように修飾することができる。したがって、本出願で「改変タンパク質」または「改変ポリペプチド」の機能または活性に言及する場合、これは、例えば、修飾されていないタンパク質またはポリペプチドに対して追加的な利点を有するタンパク質またはポリペプチドを含むことが当業者には理解されよう。「改変タンパク質」に関する実施形態は、「改変ポリペプチド」について実施され得、逆もまた同じであることが明確に意図されている。
組換えタンパク質は、アミノ酸の欠失および/または置換を有し得、したがって、欠失を有するタンパク質、置換を有するタンパク質、および欠失と置換を有するタンパク質は、改変タンパク質である。一部の実施形態では、これらのタンパク質は、アミノ酸の挿入または付加をさらに含んでよく、例えば融合タンパク質またはリンカーを有するタンパク質である。「改変欠失タンパク質」は、天然のタンパク質の1つまたは複数の残基を欠くが、天然のタンパク質の特異性および/または活性を有し得る。「改変欠失タンパク質」はまた、免疫原性または抗原性が低下したものであり得る。改変欠失タンパク質の例は、少なくとも1つの抗原性領域、すなわち、改変タンパク質を投与することができる生物体の型などの特定の生物体において抗原性であることが決定されたタンパク質の領域からアミノ酸残基が欠失したものである。
置換または置き換え改変体は、一般には、タンパク質内の1つまたは複数の部位において1つのアミノ酸と別のアミノ酸の交換を含有し、ポリペプチドの1つまたは複数の性質、特に、そのエフェクター機能および/または生物学的利用能を調節するために設計することができるものである。置換は、保存的なもの、すなわち、1つのアミノ酸が形状および電荷が同様のアミノ酸で置き換えられたものであってもよく、保存的なものでなくてもよい。保存的置換は当技術分野で周知であり、それらとして、例えば、アラニンからセリンへの変化;アルギニンからリシンへの変化;アスパラギンからグルタミンまたはヒスチジンへの変化;アスパラギン酸からグルタミン酸への変化;システインからセリンへの変化;グルタミンからアスパラギンへの変化;グルタミン酸からアスパラギン酸への変化;グリシンからプロリンへの変化;ヒスチジンからアスパラギンまたはグルタミンへの変化;イソロイシンからロイシンまたはバリンへの変化;ロイシンからバリンまたはイソロイシンへの変化;リシンからアルギニンへの変化;メチオニンからロイシンまたはイソロイシンへの変化;フェニルアラニンからチロシン、ロイシン、またはメチオニンへの変化;セリンからトレオニンへの変化;トレオニンからセリンへの変化;トリプトファンからチロシンへの変化;チロシンからトリプトファンまたはフェニルアラニンへの変化;およびバリンからイソロイシンまたはロイシンへの変化が挙げられる。
欠失または置換に加えて、改変タンパク質は、残基の挿入を有し得、これは、一般には、ポリペプチド内の少なくとも1つの残基の付加を伴う。これは、標的化ペプチドまたはポリペプチドまたは単に単一の残基の挿入を含む。融合タンパク質と称される末端付加を以下に考察する。
「生物学的機能的に同等」という用語は、当技術分野においてよく理解され、本明細書においてさらに詳細に定義される。したがって、タンパク質の生物活性が維持されることを条件に、対照ポリペプチドのアミノ酸と同一であるまたは機能的に同等であるアミノ酸を約70%から約80%の間、または約81%から約90%の間、またはさらには約91%から約99%の間有する配列が含まれる。ある特定の態様では、組換えタンパク質は、その天然の対応物と生物学的機能的に同等である。
アミノ酸および核酸配列は、追加的なN末端またはC末端アミノ酸または5’配列または3’配列などの追加的な残基を含んでよく、それでも、配列が、タンパク質の発現に関する場合には生物学的なタンパク質の活性の維持を含めた、上記の基準を満たす限りは、本明細書に開示されている配列のうちの1つに記載されているものと本質的に同様であることも理解されよう。末端配列の付加は、特に、例えば、コード領域の5’部分もしくは3’部分のいずれかに隣接する種々の非コード配列を含み得る、または遺伝子内に存在することが公知である種々の内部配列、すなわちイントロンを含み得る核酸配列に当てはまる。
本明細書で使用される場合、タンパク質またはペプチドは、一般には、これだけに限定されないが、約200アミノ酸超、最大で遺伝子から翻訳される全長配列のタンパク質;約100アミノ酸超のポリペプチド;および/または約3アミノ酸から約100アミノ酸までのペプチドを指す。便宜上、「タンパク質」、「ポリペプチド」および「ペプチド」という用語は、本明細書では互換的に使用される。
本明細書で使用される場合、「アミノ酸残基」とは、当技術分野で公知の任意の天然に存在するアミノ酸、任意のアミノ酸誘導体、または任意のアミノ酸模倣物を指す。ある特定の実施形態では、タンパク質またはペプチドの残基は連続しており、いかなる非アミノ酸によってもアミノ酸残基の配列が遮られていない。他の実施形態では、配列は1つまたは複数の非アミノ酸部分を含んでよい。特定の実施形態では、タンパク質またはペプチドの残基の配列は、1つまたは複数の非アミノ酸部分で遮られていてよい。
したがって、「タンパク質またはペプチド」という用語は、天然に存在するタンパク質、または少なくとも1つの修飾されたまたは通常のものではないアミノ酸に見いだされる20種の共通のアミノ酸の少なくとも1つを含むアミノ酸配列を包含する。
本発明のある特定の実施形態は、融合タンパク質に関する。これらの分子は、N末端またはC末端において異種ドメインと連結した治療用タンパク質を有し得る。例えば、融合物に他の種由来のリーダー配列を使用して、異種宿主におけるタンパク質の組換え発現を可能にすることもできる。別の有用な融合としては、融合タンパク質の精製を容易にするために切断可能であることが好ましい、血清アルブミンアフィニティータグもしくは6ヒスチジン残基などのタンパク質アフィニティータグ、または抗体エピトープなどの免疫学的に活性なドメインの付加が挙げられる。非限定的なアフィニティータグとして、ポリヒスチジン、キチン結合性タンパク質(CBP)、マルトース結合性タンパク質(MBP)、およびグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)が挙げられる。
特定の実施形態では、治療用タンパク質を、XTENポリペプチド(Schellenbergerら、2009年)、IgG Fcドメイン、アルブミン、またはアルブミン結合性ペプチドなどの、in vivo半減期を増大させるペプチドに連結することができる。
融合タンパク質を生成する方法は当業者には周知である。そのようなタンパク質は、例えば、完全な融合タンパク質の新規合成によって、または異種ドメインをコードするDNA配列を付着させ、その後、インタクトな融合タンパク質を発現させることによって、作製することができる。
親タンパク質の機能活性が回復する融合タンパク質の作製は、遺伝子を、タンデムに接続したポリペプチド間でスプライスされるペプチドリンカーをコードする架橋DNAセグメントと接続することによって容易にすることができる。リンカーは、生じる融合タンパク質の適切なフォールディングを可能にするのに十分な長さのものであってよい。
siNA(例えば、siRNA)は当技術分野で周知である。例えば、siRNAおよび二本鎖RNAは、全てその全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,506,559号および同第6,573,099号、ならびに米国特許出願第2003/0051263号、同第2003/0055020号、同第2004/0265839号、同第2002/0168707号、同第2003/0159161号、および同第2004/0064842号に記載されている。
siNA内で、核酸の成分は、全体を通して同じ型または同種である必要はない(例えば、siNAは、ヌクレオチドおよび核酸またはヌクレオチド類似体を含んでよい)。一般には、siNAは、二本鎖構造を形成し、二本鎖構造は、部分的に、または完全に相補的な2つの別々の核酸から生じるものであってよい。本発明のある特定の実施形態では、siNAは、単一の核酸(ポリヌクレオチド)または核酸類似体のみを含み、それ自体と相補することによって二本鎖構造を形成する(例えば、ヘアピンループを形成する)ものであってよい。siNAの二本鎖構造は、その中の全ての範囲を含め、16個、20個、25個、30個、35個、40個、45個、50個、60個、65個、70個、75個、80個、85個、90個、100個、150個、200個、250個、300個、350個、400個、450個、500個またはそれ超の連続した核酸塩基を含む。siNAは、相補的な核酸(同じ核酸の別の部分であっても別の相補的な核酸であってもよい)とハイブリダイズして二本鎖構造を形成する、17〜35個の連続した核酸塩基、より好ましくは18〜30個の連続した核酸塩基、より好ましくは19〜25個の核酸塩基、より好ましくは20〜23個の連続した核酸塩基、または20〜22個の連続した核酸塩基、または21個の連続した核酸塩基を含んでよい。
本発明の方法の実施に有用な本発明の薬剤としては、これだけに限定されないが、siRNAが挙げられる。一般には、本明細書では代替的に低分子干渉RNA(siRNA)と称され得る二本鎖RNA(dsRNA)の導入により、RNA干渉またはRNAiと称される現象である、強力かつ特異的な遺伝子サイレンシングが誘導される。RNA干渉は、「共抑制(cosuppression)」、「転写後遺伝子サイレンシング」、「センス抑制」、および「鎮圧(quelling)」と称されている。RNAiは、特定の遺伝子の活性をノックアウトするための手段をもたらすので、魅力的なバイオテクノロジーツールである。
RNAiの設計では、siRNAの性質、サイレンシング効果の持続性、および送達系の選択などのいくつかの因子を考慮する必要がある。RNAi効果を生じさせるために、生物体に導入されるsiRNAは一般にはエクソン配列を含有する。さらに、RNAiプロセスは相同性依存的であり、したがって、配列を、遺伝子特異性が最大になり、同時に、相同であるが遺伝子特異的ではない配列間の交差干渉の可能性が最小化されるように慎重に選択しなければならない。siRNAは、siRNAの配列と阻害される遺伝子の間で80%超、85%超、90%超、95%超、98%超、またはさらには100%の同一性を示すものであることが好ましい。標的遺伝子に対する同一性が約80%未満の配列は、実質的に有効性が低い。したがって、siRNAと阻害される遺伝子の間の相同性が大きいほど、無関係の遺伝子の発現が影響を受ける可能性が低い。
さらに、siRNAのサイズは、重要な考慮事項である。一部の実施形態では、本発明は、少なくとも約19〜25ヌクレオチドを含み、遺伝子発現を調節することができるsiRNA分子に関する。本発明に関しては、siRNAは、500ヌクレオチド未満、200ヌクレオチド未満、100ヌクレオチド未満、50ヌクレオチド未満、または25ヌクレオチド未満の長さであることが好ましい。siRNAは、約19ヌクレオチド〜約25ヌクレオチドの長さであることがより好ましい。
標的遺伝子とは、一般に、ポリペプチドをコードする領域を含むポリヌクレオチド、または、ポリペプチドの発現に重要な複製、転写、もしくは翻訳もしくは他のプロセスを調節するポリヌクレオチド領域、または、ポリペプチドをコードする領域と、それに作動可能に連結した、発現を調節する領域の両方を含むポリヌクレオチドを意味する。細胞において発現される任意の遺伝子を標的とすることができる。標的遺伝子は、疾患にとって重要な細胞活性の進行に関与するもしくは関連するもの、または研究目的として特に興味深いものであることが好ましい。
siRNAは、商業的供給源、天然の供給源から入手することもでき、当業者に周知のいくつもの技法のいずれかを使用して合成することもできる。例えば、予め設計されたsiRNAの商業的供給源の1つは、Ambion(登録商標)、Austin、Texである。別の商業的供給源は、Qiagen(登録商標)(Valencia、Calif.)である。本発明の組成物および方法に適用することができる阻害性核酸は、任意の供給源により目的のタンパク質の下方制御因子であることが検証されている任意の核酸配列であり得る。過度な実験を伴わず、本発明の開示を使用して、追加的なsiRNAを設計し、本発明の方法を実施するために使用することができることが理解される。
siRNAは、1つまたは複数のヌクレオチドの変更を含んでもよい。そのような変更は、例えば19〜25ヌクレオチドのRNAの末端(単数または複数)または内部(RNAの1つまたは複数のヌクレオチド)に対してなどの、非ヌクレオチド材料の付加を含んでよい。ある特定の態様では、RNA分子は、3’−ヒドロキシル基を含有する。本発明のRNA分子内のヌクレオチドは、天然に存在しないヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを含めた非標準ヌクレオチドも含んでよい。二本鎖オリゴヌクレオチドは、修飾された骨格、例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、または当技術分野で公知の他の修飾された骨格を含有してもよく、非天然ヌクレオシド間結合を含有してもよい。siRNAの追加的な修飾(例えば、2’−O−メチルリボヌクレオチド、2’−デオキシ−2’−フルオロリボヌクレオチド、「ユニバーサル塩基」ヌクレオチド、5−C−メチルヌクレオチド、1つまたは複数のホスホロチオエートヌクレオチド間結合、および反転デオキシ脱塩基残基組み入れ(inverted deoxyabasic residue incorporation))は、米国特許出願公開第2004/0019001号および米国特許第6,673,611号(そのそれぞれの全体が参照によって組み込まれる)において見いだすことができる。集合的に、上記のそのような変更された核酸またはRNAは全て修飾siRNAと称される。
VI.キットおよび診断薬
本発明の種々の態様では、体液または組織培養培地からエキソソームを精製するために必要な成分を含有するキットが構想される。他の態様では、エキソソームを単離し、それに治療用核酸、治療用タンパク質、または治療用タンパク質をコードする核酸をトランスフェクトするために必要な成分を含有するキットが構想される。さらに他の態様では、エキソソームを単離し、単離されたエキソソーム内の癌細胞由来エキソソームに特異的なマーカーの存在を決定するために必要な成分を含有するキットが構想される。
キットは、そのような成分のいずれかを含有する1つまたは複数の密閉されたバイアルを含んでよい。一部の実施形態では、キットは、エッペンドルフチューブ、アッセイプレート、シリンジ、ビン、またはチューブなどの、キットの成分と反応しない容器である適切な容器手段も含んでよい。容器は、プラスチックまたはガラスなどの滅菌可能な材料から作製されていてもよい。
キットは、本明細書に記載の方法の手順ステップの概要を示す指示書をさらに含んでよく、本明細書に記載されているまたは当業者に公知である実質的に同じ手順に従い得る。指示情報は、コンピュータを使用して実行されると、試料からエキソソームを精製し、エキソソームに治療用核酸をトランスフェクトする、エキソソームにおいて組換えタンパク質を発現させる、エキソソームに組換えタンパク質を電気穿孔する、またはエキソソーム内もしくはエキソソーム上の癌細胞由来マーカーを識別する実際または仮想の手順を表示させる機械可読指示を含有するコンピュータ可読媒体に入っていてよい。
VII.実施例
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を実証するために含まれる。以下の実施例に開示されている技法は、本発明者により、本発明の実施においてよく機能することが発見された技法であり、したがって、それを実施するための好ましい方式を構成するとみなすことができることが当業者には理解されるべきである。しかし、当業者は、本開示に照らして、開示されている特定の実施形態に多くの変更を行うことができ、それでもなお、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく同様または類似の結果が得られることを理解するべきである。
材料および方法
エキソソームの単離および精製。エキソソームを、以前に記載されている通り分画遠心分離プロセスによって精製した(Alvarez-Ervitiら、2011年;El-Andaloussiら、2012年)。エキソソーム枯渇FBSを含有する培地で48時間培養した細胞から上清を採取し、その後、800gで5分、および2000gで10分の逐次的な遠心分離ステップに供した。次いで、これにより得られた上清を、培養ビン中で0.2μmのフィルターを使用して濾過し、SW 32 Ti ローターにおいて28,000gで2時間にわたって超遠心分離(Beckman)した後にペレットを回収した。上清を吸引し、ペレットをPBSに再懸濁させ、その後、さらに2時間にわたって超遠心分離した。次いで、精製されたエキソソームを分析し、実験手順に使用した。
エキソソームおよびリポソームの電気穿孔。1×10個のエキソソーム(nanosight分析により測定)および1μgのsiRNA(Qiagen)またはshRNAを電気穿孔緩衝液(1.15mMのリン酸カリウム、pH7.2、25mMの塩化カリウム、21%Optiprep(商標))400μl中で混合した。エキソソームを、Gene Pulser Xcell(商標)Electroporation System(BioRad)を使用し、4mmのキュベットを使用して、以前に記載されている通り電気穿孔した(Alvarez-Ervitiら、2011年;El-Andaloussiら、2012年)。同様の手順を、リポソーム(100nm、Encapsula Nano Sciencesから購入したもの)を使用して実施した。電気穿孔後、プロテアーゼフリーRNAse A(Sigma Aldrich)を用いてエキソソームを処理し、その後、10×濃縮RNase阻害剤(Ambion)を添加し、上記の通り超遠心分離法の下でPBSを用いて洗浄した。
免疫金標識および電子顕微鏡。最適な濃度で固定した検体を300メッシュの炭素/ホルムバールでコーティングしたグリッドに置き、最低でも1分間ホルムバールに吸収させた。免疫金染色のために、グリッドをブロッキング/透過処理ステップのためのブロッキング緩衝液に1時間入れた。グリッドを、すすがずにすぐに適切な希釈度の一次抗体に入れて4℃で終夜置いた(モノクローナル抗CD9、1:10、Abcam)。対照として、一部のグリッドは一次抗体に曝露させなかった。次の日に、グリッドの全てをPBSですすぎ、次いで、10nmの金粒子(AURION、Hatfield、PA)を付着させた適切な二次抗体の液滴に室温で2時間浮遊させた。グリッドをPBSですすぎ、0.1Mのリン酸緩衝液中2.5%グルタルアルデヒドに15分入れた。PBSおよび蒸留水ですすいだ後、グリッドを乾燥させ、酢酸ウラニルを使用して対比のために染色した。試料をTecnai(商標)Bio Twin透過型電子顕微鏡(FEI、Hillsboro、OR)を用いて調べ、AMT CCD Camera(Advanced Microscopy Techniques、Danvers、MA)を用いて画像を取得した。
エキソソームまたはリポソームで処理した細胞におけるAlexa Fluor 647の定量化。BJ線維芽細胞から単離されたエキソソームにAlexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNA(Qiagen、配列番号1)を電気穿孔し、PBS、プロテイナーゼK処理(Qiagen、1×、室温で15分、およびPBSを用いて4℃で1時間にわたって超遠心分離)、またはトリプシン処理(Life Technologies、10×、室温で15分、およびPBSを用いて4℃で1時間にわたって超遠心分離)を行い、PBSで2時間にわたって洗浄し、ガラスカバーガラス上のPanc−1細胞培養物に添加して3時間置いた。次いで、冷たいPBSで洗浄し、4%PFAと一緒に室温で20分インキュベートすることによって細胞を固定した。次いで、細胞をPBSで洗浄し、0.05%トリトンXと一緒に10分インキュベートし、PBSで洗浄し、Sytox(登録商標)green核染色(Invitrogen)で染色した。次いで、カバーガラスを蛍光封入剤によってガラススライドに搭載した。Alexa Fluor(登録商標)647の巣状滞留をZeiss Observer Z1倒立顕微鏡を使用して可視化した。Alexa Fluor(登録商標)647標識を有する細胞の数を視野(400×)ごとに計数し、結果を、視野当たりの計数された細胞の総数のうちの陽性標識を有する細胞の百分率として表した。
リアルタイムPCR分析。TRIzol(登録商標)(Invitrogen)を用い、製造者の指示に従って全RNA精製を行った後、RNAを、MultiScribe逆転写酵素(Applied Biosystems)およびオリゴ−d(T)プライマーを用いてレトロ転写した。ABI PRISM(登録商標)7300HT Sequence Detection System Instrumentにおいて、SYBR(登録商標)Green Master Mix(Applied Biosystems)を使用してリアルタイムPCR分析を実施した。目的の転写物を18S転写レベルに対して正規化した。KrasG12Dに対するプライマーを記載されている通り設計し(Rachaganiら、2011年)、Kras野生型プライマーを記載されている通り設計した(Polisenoら、2010年)。各測定値を3連で実施した。閾値サイクル数、増幅された標的の量が固定閾値に達するフラクショナルサイクル数を決定し、発現を、2−ΔCt式を使用して測定した。プライマー配列を表1に列挙する。
細胞培養。ヒト包皮線維芽細胞(BJ)細胞を、20%エキソソーム枯渇FBSおよび1%ペニシリン−ストレプトマイシンを補充したDMEM中で培養した。Panc−1およびBxPC−3細胞(American Type Culture Collection[ATCC]から入手)をRPMI 10%FBS中で培養した。Panc−1およびBxPC3細胞(ルシフェラーゼプロモーターをトランスフェクトしたもの)は、Thiru博士 Arumugam、UT MDACCからの好意の寄贈品であった。Ptf1acre/+;LSL−KRasG12D/+;Tgfbr2flox/floxマウス(PKT)線維芽細胞を、PKTマウスの膵臓から、補充していないDMEMおよびコラゲナーゼ4(400単位/ml)中で単離された腫瘍を細かく切り、終夜インキュベートすることによって単離した。次いで、次の日に培地を吸引し、その後、細胞を、20%エキソソーム枯渇FBSおよび1%ペニシリン−ストレプトマイシン−アンピシリンを補充したDMEM中で培養した。
RNAi戦略。
はどちらも、KrasG12D変異におけるグリシンからアスパラギン酸へのアミノ酸置換を特異的に標的とし、また、サイレンシング効率を促進するためのTTヌクレオチド突出部を含むように、野生型Kras遺伝子配列からのGからAへのヌクレオチドの偏差を反映する。このKrasG12D siRNAにおける偏差されたヌクレオチドの中心的な位置により、野生型mRNA配列に対するその特異性が増強される。これを、その送達を追跡するために、センス鎖の3’末端においてAlexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアでも標識した。siRNAはQiagenから入手した(カタログ番号1027424)。スクランブルされたsiRNAとして使用するために、All Stars Negative siRNAをQiagenから入手した(カタログ番号1027287)。GFPを標的とするshRNAをスクランブルされたshRNAとして使用した。
エキソソームトランスフェクション。エキソソームおよびリポソームを使用したin vitroトランスフェクションのために、どちらも上記の通り電気穿孔し、PBSで洗浄し、6ウェルプレート中200,000個の細胞を、エキソソームおよびリポソームを用いて、各アッセイについて記載されている必要な時間にわたって処理し、その後、PBSで洗浄し、さらなる分析に使用した。
成長カイネティクスおよびアポトーシスアッセイ。Panc−1およびBxPC−3細胞を、6ウェルプレートに播種し(2.5×10)、12時間成長させ、その後、si/shRNAを電気穿孔したエキソソームを用いて処理した。その後、24時間ごとに、細胞をトリプシン処理し、トリパンブルーと混合した後、血球計算器を使用して細胞計数することによって生存細胞の数を計数した。このプロセスを、播種の84時間後まで、24時間ごとに繰り返した。TUNELによるアポトーシスを、In Situ Cell Death Kit、TMR red(Roche)を製造者の指示に従って使用して評価した。細胞を上記の通り固定し、Sytox(登録商標)green(Invitrogen、PBS中1:10,000、室温で10分)を使用して核を染色した。Zeiss LSM 510共焦点顕微鏡を使用して画像を取得し、視野(400×)当たりのTUNEL陽性細胞の数を計数することによって定量化し、結果を、視野当たりの計数された細胞の総数のうちの陽性標識を有する細胞の百分率として表した。
ウエスタンブロット。エキソソームを用いた処理の24時間後の細胞のタンパク質発現を推定するために、Panc−1細胞をRIPA緩衝液中に収集し、タンパク質溶解物を、ブラッドフォード法による定量化を使用して正規化した。溶解物40μgを、変性条件下でのタンパク質の電気泳動による分離のためにアクリルアミドゲルにローディングし、湿式電気泳動トランスファーによってPVDF膜(ImmobilonP)に移した。次いで、膜を、PBS中5%脱脂粉乳/0.05%Tween−20を用いて室温で1時間にわたってブロッキングし、以下の一次抗体と一緒に4℃で終夜インキュベートした:抗ウサギp−Erk−p44/p42 MAPK(Erk1/2)(Thr202/Tyr204)(Cell Signaling、4376、1:1000)、抗ウサギp−AKT−抗AKT1(phospho S473)(Abcam、ab81283、1:5000)、抗ウサギβ−アクチン(Cell Signaling、4967、1:1000)。二次抗体を室温で1時間インキュベートした。抗体をインキュベートした後、1×PBS、0.05%Tween(登録商標)−20を用いた洗浄をオービタルシェーカーにおいて、15分間隔で3回実施した。Pierceからの化学発光試薬を、製造者の指示に従って用いて膜を現像し、化学発光をフィルム上で捕捉した。
ノーザンブロット。尿素/アクリルアミド15%ゲルを使用して、20μgのスクロース勾配エキソソームRNAを1×RNAローディング色素と一緒に95℃で2分、その後、氷上で2分、ローディングした。MicroRNAマーカーを製造者の指示に従って使用した(N2102、New England BioLabs)。1×TBEを使用して4℃で3時間にわたって電気泳動を行った。WhatmanブロッティングペーパーおよびBrightStar(登録商標)−Plus Positively Charged Nylon Membrane(Ambion)を使用して、0.5×TBEを用いて4℃で2時間にわたってトランスファーを実施した。UVトランスイルミネーターを使用して20分にわたってRNAを膜に架橋結合させた。膜をAmbionのULTRAhyb(登録商標)−Oligoハイブリダイゼーション溶液(Ambion)中、42℃で1時間にわたって回転させることによってプレハイブリダイズを行った。次いで、プローブを氷上で解凍し、95℃で5分間インキュベートした後、ハイブリダイゼーション緩衝液1mL当たり150ngを添加し、その後、膜を42℃で終夜回転させた。以下の洗浄ステップを行った:2×SSPE/0.5%SDS−15分、2回;0.2×SSPE/0.5%SDS−30分、2回、および2×SSPE−5分。これらの最初の洗浄ステップの後にさらなる洗浄を行い、次いで、BrightStar(登録商標)BioDetect(商標)Kitを製造者の指示(Ambion)に従って使用してブロットを現像した。ブロットを4段重ねのフィルムに終夜曝した。LI−COR Biosciences Odyssey Infrared Imaging Systemを使用してAlexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアを直接検出した。
免疫細胞化学。細胞をカバーガラス上にプレーティングし、KrasG12D siRNAを電気穿孔したエキソソームまたはリポソームのいずれかを用いて3時間にわたって処理した。次いで、カバーガラスを低温1×PBSで洗浄し、細胞を、4%パラホルムアルデヒドを用いて室温で20分にわたって固定し、PBS中0.5%Triton(商標)X−100を用いて室温で10分にわたって透過処理し、2%BSAに再懸濁させたSytox greenを用いて核を染色した。Zeiss LSM510 Upright Confocal Systemを使用し、同一の設定を維持するためにリサイクルツールを使用して、画像を得た。Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有する凝集したエキソソームにより、共焦点顕微鏡によって検出可能な標識の巣状滞留を可視化することが可能になった。データ解析のために、画像を、少なくとも2つの独立した実験から引き出されたプールから選択した。視野(×400)当たりのAlexa Fluor 647標識を有する細胞の数を計数し、結果を、視野当たりの計数された細胞の総数のうちの陽性標識を有する細胞の百分率として表した。
マウスおよびイメージング。4〜6週齢の雌胸腺欠損nu/nuマウス(Charles Rivers)を個別換気ケージ内に、12時間の明暗サイクル、21〜23℃および湿度40%〜60%で収容した。マウスに照射食餌および滅菌水を自由に摂らせた。全身麻酔下で、Panc−1細胞またはBXPC−3細胞(10個、10μlのPBSに再懸濁)を、27ゲージのシリンジを使用して膵臓の尾部に注射した。ルシフェラーゼ発現を検出するために、マウスに、イメージングの12〜15分前に100mg/kgのルシフェリン(PBS中10mg/mlを200μl)をi.p.注射し、イソフルランで麻酔し、IVIS(Xenogen Spectrum)を使用してイメージングした。同所性腫瘍分析のために、Living Imageバージョン4.4(Caliper Life Sciences)を使用して全ての腫瘍算出を定量化した。膵臓周囲の円形の関心領域(ROI)および腫瘍を規定し、同じ実験群内の全ての画像を比較するための標準として設定した。さらに、露出条件(時間、口径、ステージの位置、ビニング)を全ての実験群において全ての測定について同一に保った。次いで、その後の腫瘍測定(p/秒/cm/sr)を全ての実験群について同じ条件で得た。マウスを定期的にイメージングし、処置群にランダムに分け、マウスに、PBS体積100μl中2×10個のエキソソームまたはリポソームi.p.を2日に1回受けさせた。エキソソームまたはリポソームに2μgのsiRNAまたはshRNAを電気穿孔し、PBSで洗浄した後、注射した。PKT(Ptf1acre/+;LSL−KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox)(Ozdemirら、2014年)遺伝子操作マウスを使用する場合、エキソソームによる処置を33日齢時、マウスがPaNINおよびPDAC病変を示した時に開始した。動物手順は全て、UT MDACCにおけるInstitute for Animal Care and Use Committeeにより精査され認可された。
マクロファージクリアランス。免疫応答性成体マウスに、Alexa Fluor(登録商標)647タグを付けたsiRNAを含有するエキソソームまたはリポソームのいずれかをi.p.注射した。これらのマウスの血液を注入の12時間後に採取し、フローサイトメトリー分析のために処理した。ACK溶解緩衝液(Invitrogen)を使用してRBCを枯渇させ、末梢細胞をFC block(1:1000、BD Pharmingen)でブロッキングし、Sytox green(1:200、Invitrogen)およびCD11b(1:200、BD Pharmingen、PerCP/Cye 5.5)抗体で30分にわたって染色し、PBSで洗浄し、LSR Fortessa(商標)X−20セルアナライザーを使用して分析した。特異的抗体を用いた染色の前に、マウス細胞懸濁液をFC Blockと一緒に数分間プレインキュベートすることにより、観察される染色がいずれも抗体の抗原結合性部分と細胞表面上の抗原の相互作用に起因するものになることが保証される。
組織学的検査、病理組織検査、および免疫組織化学的検査。組織をホルマリン中に固定し、パラフィン包埋処理した。厚さ5μmの組織切片を切り取り、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)ならびにマッソントリクローム(MTS)(Leica)について染色した。病理組織学的スコアリングのために、H&E染色したスライドを、膵臓癌の形態学的病期に基づいてスコア化した:正常、膵上皮内腫瘍(PaNIN)および膵管腺癌(PDAC)。各組織切片について、3つの病期(正常、PaNIN、PDAC)のそれぞれについての百分率スコアを、膵臓組織学的検査の専門家により手動で、盲検式で得、次いでそれを平均して、各コホートについて100のからの全体的なスコアを得た。次いで、それぞれのコホート内の各マウスについてこれらの百分率スコアの平均をとった。
マウスにおける線維症の分析のために、各MTS染色された膵臓切片について8つの200×視野をランダムに選択し、線維症を、Adobe Photoshopを使用してグリッド交差解析によって手動で評価した。各像の評価のために、四角100個のグリッドを各像にオーバーラップさせ、青色(線維化領域)および紫色/赤色(非線維化領域)について各交差を計数した。次いで、各組織切片について百分率スコアを得た。組織切片を、免疫染色の前に抗原回復にも供した(10nMのクエン酸緩衝液中、pH6および98℃で15分)。組織切片を、TBSまたはPBS中、4%CWFSゼラチン(Aurion)と一緒に1時間インキュベートした後、一次抗体と一緒に終夜インキュベートした。以下の一次抗体を染色のために使用した:抗ウサギp−Erk−p44/p42 MAPK(Erk1/2)(Thr202/Tyr204)(Cell Signaling、4376、1:400)、抗ウサギp−AKT−抗AKT1(phospho S473)(Abcam、ab81283、1:100)、抗ウサギKi−67(Thermo Scientific、RM−9106−S、1:400)。全ての染色について、切片を、ビオチン化ヤギ抗ウサギおよびストレプトアビジンHRP(Biocare Medical)と一緒に、それぞれ10分にわたってインキュベートし、ヘマトキシリンを用いて対比染色した。DAB陽性を分析した。Ki−67染色は、視野(400×)当たりの陽性染色された核の数を計数することによって定量化し、一方、p−Erkおよびp−AKT染色は、ImageJを用い、それぞれの抗体について、像の濃く染色された部分のみを含め、次いで、それを陽性染色領域とみなすようにマクロを設計することによって定量化した。これを、組織切片当たり8つの200×像について実施し、各組織切片について陽性スコアの平均を得た。in situ細胞死検出キット、TMR Red(Roche)を製造者の指示に従って使用してTUNELアッセイを実施した。凍結させた組織切片上のAlexa 647を、Sytox(登録商標)green(PBS中1:10,000、10分間)を用いた組織の核の染色によって検出した。Zeiss LSM 510共焦点顕微鏡を使用して画像を取得し、視野(×400)当たりのTUNEL陽性の細胞の数を計数することによって定量化し、結果を、視野当たりの計数された細胞の総数のうちの陽性標識を有する細胞の百分率として表した。
統計解析。使用した統計解析は、図の説明文においてで詳述されている。GraphPad Prism(GraphPad Software)を使用し、一元配置ANOVAまたは独立両側スチューデントのt検定を使用して、統計的有意性を確立した。生存分析については、カプランマイヤープロットを作成し、ログランクマンテル・コックス検定を使用して統計学的差異を評価した。p値<0.05を統計的に有意であるとみなした。
(実施例1)
阻害性RNAを含有するエキソソームの抗腫瘍性
siRNAおよびshRNA構築物を、KrasG12Dを特異的に標的とするように設計した。
は、細胞株および動物モデルにおいて見いだされるKrasG12D変異におけるグリシンからアスパラギン酸へのアミノ酸置換を特異的に標的とするための野生型Kras遺伝子配列からのGからAへのヌクレオチドの偏差(下線が引かれているおよび太字)、およびサイレンシング効率を促進するためのTTヌクレオチド突出部(下線が引かれている)を反映する(Rejibaら、2007年;Maら、2004年;Duら、2005年)。このKrasG12D siRNAにおけるヌクレオチド偏差物の中心的な位置により、野生型mRNA配列に対するその特異性が増強される(Duら、2005年)。shRNA配列(配列番号2)を、KrasG12D mRNAの特異的標的化を促進するために、種配列に特定のGからAへのヌクレオチドの偏差が含有されるように設計した。また、KrasG12Dに対するsiRNAオリゴヌクレオチドを、それらの送達を追跡するために、Alexa Fluor(登録商標)647フルオロフォアで標識した(図4A)。
エキソソームを機能的に傷つけることなくshRNA構築物およびsiRNA構築物をエキソソームに挿入するために(siKrasG12D/shKrasG12D exos)、新しい電気穿孔法を開発し、最適化した(図4A〜C)。この目的のために、エキソソームを、確立された超遠心分離法(Kahlertら、2014年)を使用してヒト包皮線維芽細胞(BJ線維芽細胞)から単離した。エキソソームの純度および均一性(直径80〜150nmの粒子)を、Nanosight(商標)測定(図4B)、透過型電子顕微鏡(図4C)、およびCD9免疫金標識(図4D)によって検証した。スクロース勾配超遠心分離およびノーザンブロットによってもエキソソーム抽出の純度ならびにエキソソーム内のAlexa Fluor 647の存在を検証した(図4E)。スクランブルsiRNAおよびスクランブルshRNAを含有するエキソソーム(siScrbl/shScrbl exos)、スクランブルsiRNAおよびスクランブルshRNAを含有するリポソーム(siScrbl/shScrbl)、およびKrasG12D siRNA/shRNAを含有するリポソーム(siKrasG12D/shKrasG12D lipos)も生成した。腫瘍形成性ヒト膵臓Panc−1(Krasasp12(Rejibaら、2007年;Sunら、2001年))細胞を、Alexa Fluor(登録商標)647で標識されたsiRNAを含有するエキソソームおよびリポソームと一緒に3時間インキュベートし、免疫蛍光イメージングにより、エキソソームで処理した細胞において、リポソームで処理した細胞と比較してかなりの数の標識の巣状滞留が明らかになった(図1A)。エキソソームをプロテイナーゼKまたはトリプシンで処理することにより、細胞の染色が減弱したが、リポソームのプロテイナーゼKまたはトリプシンによる処理では、低細胞染色が維持され、これにより、エキソソーム表面タンパク質により、標識されたsiRNAの細胞への送達が増強されることが裏付けられる(図1A)。siKrasG12D exosでの処理およびshKrasG12D exosでの処理により、siScrbl/shScrbl exosまたは電気穿孔されていない(対照、RNAiペイロードを有さない)exosと比較して、Panc−1細胞におけるKrasG12D mRNAレベルが低下した(それぞれ約70%および約50%の低下)(図1B)。siKrasG12DおよびshKrasG12D liposでの処理によっても、siScrbl/shScrbl liposと比較して、Panc−1細胞におけるKrasG12D mRNAレベルが低下した(それぞれ約20%の低下)(図1B)。変異体KrasG12D転写物の特異的なノックダウンを、KrasG12Dを特異的に増幅させるが野生型Krasは増幅させないプライマーを用い、定量的リアルタイムPCR(qPCR)を使用して測定し(表1)、siKrasG12D exosおよびshKrasG12D exosでの処理により、野生型Kras mRNAレベルは低下せず、これにより、本方法体系を用いたKrasG12D mRNA特異的標的化が裏付けられる(図1C)。変異体KrasG12D転写物のノックダウンの有効性は、リポソームの代わりにエキソソームを使用した場合により大きく(図1B)、これはおそらく、エキソソームと比較してリポソームの送達が損なわれたことを反映する(図1A)。siKrasG12D liposおよびshKrasG12D liposの濃度またはリポソームをPanc−1細胞と一緒にインキュベートする時間を増大させることによりKrasG12D mRNA標的化の効率は改善されず(図4F)、これにより、有効なmRNA標的化のためのRNAiカーゴの送達において、エキソソームの内因性の性質がリポソームよりも優れていることが裏付けられる。さらなる実験最適化により、KrasG12D転写物レベルを抑制するためには、Panc−1細胞当たりおよそ400個のエキソソームの比率の方が、Panc−1細胞当たり700個のエキソソームの比率よりも優れていることが明らかになった(図4G)。最後に、KrasG12D変異を有さないBxPC3膵臓癌細胞(Kraswt,Gly(Sunら、2001年))を対照として使用して、siKrasG12DおよびshKrasG12D exosでの処理により、これらの細胞における野生型Kras発現は抑制されず(図4H)、これにより、発癌性Kras mRNAレベルの抑制に対するKrasG12D siRNA構築物およびKrasG12D shRNA構築物の特異性がさらに裏付けられる。siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを用いて処理したPanc−1細胞における発癌性Kras抑制は、リン酸化ERKタンパク質レベルおよびリン酸化AKTタンパク質レベルの低下と関連し、これにより、発癌性Krasの下流のシグナル伝達が低減したことが裏付けられる(図1D)。shScrbl exosまたは電気穿孔されていない対照exosで処理したPanc−1細胞とは対照的に、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosとインキュベートしたPanc−1細胞の増殖は有意に低減した(図1E)。対照的に、BxPC3細胞の増殖はsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosでの処理による影響を受けなかった(図4I)。最後に、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosで処理したPanc−1細胞の増殖の低減は、TUNELアッセイによって測定されるアポトーシスの増強と関連し、これにより、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosで処理した場合のこれらの細胞の増殖の低減が確証される(図1E)。
in vitro実験により、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosにより、発癌性Krasが特異的に標的化され、下流の発癌性Krasシグナル伝達が損なわれることによりアポトーシスが誘導されることが示唆された。次に、siKrasG12DまたはshKrasG12Dを含有するエキソソームの、膵臓腫瘍におけるKrasG12D発現をサイレンシングする能力を探究した。マウスに腹腔内注射したエキソソームに由来するAlexa Fluor 647で標識されたsiRNAの巣状滞留が注入の24時間後に膵臓組織において検出された。さらに、i.p.注射の24時間後のマウスの血清におけるフローサイトメトリーを使用して、Alexa Fluor 647で標識されたsiRNAを含有するエキソソームが検出された(図5A)。これらの結果により、マウスにi.p.投与されたエキソソームが体循環中に進入し、膵臓に到達することが示唆される。かなりの数のエキソソームが膵臓の実質に接近することが確認された後、1×10個のルシフェラーゼ発現Panc−1ヒト膵臓(Panc−1−luc)細胞を、エキソソームまたはリポソームのi.p.注射で処置したヌードマウスに同所性に埋め込んだ。癌細胞の注射の10日後、全てのマウスで生物発光イメージングによって検出可能な腫瘍が示され、放射輝度は1×10p/秒/cm/srから1×10p/秒/cm/srの間であった。マウスをランダム化し、48時間ごとの1×10個のエキソソームまたはリポソームのi.p.注射の反復に供した。使用したリポソームは、エキソソームのサイズ範囲に近い100nmのサイズであり、エキソソームと同様の濃度および投与量で注射したことに留意されたい。マウスのコホートに、PBSビヒクルおよび電気穿孔されていないエキソソームも注射した。PBSまたは電気穿孔されていないエキソソームを投与したマウスの腫瘍は、指数関数的速度で成長し、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosで処置したマウスの腫瘍は、処置開始の30日後にベースライン生物発光検出レベルまで有意に低下した(図2A)。siKrasG12D liposまたはshKrasG12D liposで処置したマウスにおいても腫瘍成長が鈍ったが、エキソソームを使用した場合よりもはるかに低い程度であった(図2A)。また、エキソソームと比較してリポソームのマクロファージクリアランスの増大が検出され、ここで、標識されたRNAiを含有するエキソソームで処置したマウスと比較して、標識されたRNAiを含有するリポソームで処置したマウスの体循環中に、より多数の、Alexa Fluor 647で標識されたRNAiを含有するマクロファージが認められた(図5A)。siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosは同所性BxPC3腫瘍成長(図2B)にも全生存(図5D)にも影響を及ぼさず、これにより、siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosでの処置の、KrasG12D変異を有する癌細胞に対する特異的な抗腫瘍効果が裏付けられることに留意されたい。日数を釣り合わせた、PBSで処置したマウスおよびsiKrasG12D exosで処置したマウスにおける病理組織学的所見では、早ければ癌細胞注射の26日後に、短期(16日)siKrasG12D exos処置後の膵癌疾患の有意な低減が示された。癌細胞注射後77日目に、PBSで処置した対照マウスでは生物発光イメージングによってアッセイされる広範囲にわたる腫瘍量が示されたが、shKrasG12D exosで処置したマウスの腫瘍量はほぼ検出不可能なレベルまで減少した(図2C、図6B)。shKrasG12D exosを使用して長期間にわたる処置を行い、PBSで処置した、および対照exosで処置した、Panc−1腫瘍を担持するマウスは全て、癌細胞注射の130日後に、瀕死基準または過剰な腫瘍量に基づいて安楽死が必要になり、shKrasG12D exosで処置したマウスは全て健康であり、癌細胞注射の200日後に生物発光イメージングによって検出される最小の腫瘍量を示した(図2D、図6B)。腫瘍をp−ERK(図2E)およびp−AKT(図5C)について免疫標識することにより、対照(PBS処置した)マウスと比較して、shKrasG12D exosで処置したマウスの腫瘍におけるKrasシグナル伝達が抑制されることも明らかになった。これらのデータにより、shKrasG12Dのエキソソームによる送達により、腫瘍成長の低減がもたらされ、また、腫瘍成長の抑制が維持されることが示された。これらの時点での膵臓の病理組織学的分析から、shKrasG12D exosで処置したマウスでは膵臓の大部分が関係せず腫瘍病巣が小さいこととは対照的に、PBSで処置したマウスでは膵臓の全てが関与する腫瘍の進行(130日)が示された(図2D)。パーセント腫瘍量(実験エンドポイント時の膵臓の質量に基づいて)(図2F)および生存(図2G)も、Panc−1腫瘍を担持するマウスにおいてshKrasG12D exos後にはるかに改善され、全ての対照マウスは膵臓腫瘍量に屈した。PBS処置群および対照exos処置群では、癌細胞埋め込みの88〜130日後に、マウスが瀕死の状態に達した時に安楽死させたが、shKrasG12D exos処置群では、ほぼ全てのマウスが、癌細胞埋め込みの200日後に健全であり、生存していた(59日目に1匹のマウスの死亡が見いだされたが、剖検分析により、このマウスにおける腫瘍量は最小であることが明らかになり、また、剖検分析により、死亡が癌と無関係であることが裏付けられた)。
Panc−1腫瘍を有するヌードマウスにおけるsiRNA iExosomes(すなわち、siRNAなどの薬物物質を含むエキソソーム)での処置の抗腫瘍性がPDACの遺伝子操作マウスモデル(GEMM)におけるさらなる評価の根拠となった。急速進行性Ptf1acre/+;LSL−KRasG12D/+;Tgfbr2flox/floxマウス(PKTマウス(Ozdemirら、2014年))をsiKrasG12D exosで処置した。これらのマウスでは、ヒト膵臓癌の臨床的および病理組織学的性質を確実に再現する膵臓腺癌が自然発生する(Ozdemirら、2014年)。このモデルは、十分に浸潤性であり、疾患の進行はマウスにわたって高度に同等である(Ozdemirら、2014年)。PKTマウスでは、約28日齢で膵上皮内腫瘍(PaNIN)病期が発生し、約32日齢で浸潤性腺癌が発生し、45〜55日齢で死亡する。マウスに、電気穿孔されていない対照エキソソームまたはsiKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosを、33日齢(マウスはPDACを有する)で開始し、48時間ごとにi.p.注射した(図3A)。屠殺時にマウスの膵臓腫瘍において、タグを付けたsiRNAを含有するexosに由来するAlexa Fluor(登録商標)647標識の巣状滞留を検出した。siKrasG12D exosまたはshKrasG12D exosで処置したマウスでは、寿命の有意な延長が示され、平均生存は、shKrasG12D exosで処置したマウスについては50日であり、siKrasG12D exosで処置したマウスについては60日であり、それらと比較して、対照exosで処置したマウスで示された平均生存は43日であった(図3B)。生存の増大は、年齢を釣り合わせた時点(図3C)およびそれぞれの実験エンドポイント(図7A)の両方において、対照exosで処置したマウスと比較してsiKrasG12D exosで処置したマウスにおける腫瘍量の有意な減少と関連した。有意な生存優位性(図3B)に加えて、siKrasG12D exosで処置したマウス(44日齢時の対照exosで処置したマウスと年齢を釣り合わせた)の腫瘍の病理組織学的特徴から、44日齢時の対照マウスにおける膵臓から浸潤特徴を伴う癌性組織へのほぼ完全な転換と対比して、正常な実質性およびPaNIN病期の病変の相対的な増大が明らかになった(図3D)。中央値の60日齢(実験エンドポイント)におけるsiKrasG12D exosで処置したマウスの膵臓では、なお、対照マウスと比較して改善された病理組織学的特徴が実証された(図7B)。BJヒト線維芽細胞に由来するエキソソームを使用して、GEMMを用いた実験を最初に行った。GEMMにおけるsiRNA exosの有効性における種差の潜在的影響に取り組むために、同系線維芽細胞をPKTマウスの膵臓から単離し、siKrasG12D exosをこれらの初代細胞培養物から生成した。マウス線維芽細胞由来siRNA exosを使用した場合に、BJ線維芽細胞由来siRNA exosを使用した場合および対照exosで処置したマウスと比較して、生存、腫瘍量、および病理組織学的特徴の同様の改善が認められた(図3E〜F;図7C)。siKrasG12D exosでの処置により、PKTマウスにおける膵癌進行に関連する線維形成反応が有意に低減した(PKT腫瘍における線維症に関連する細胞外マトリックス沈着が低減し、TUNEL染色によってアッセイされる癌細胞アポトーシスが増大し、癌細胞増殖が低減し(Ki67染色の低減))、また、腫瘍におけるリン酸化ERKおよびリン酸化AKT染色が低減した(図3G、図7D)。
(実施例2)
CD47により、循環単球によるエキソソームの取り込みが妨げられる
循環単球は、リポソーム(100nm;Encapsula Nanosciencesから購入)を貪食するが、エキソソームは貪食しないことが見いだされた(図8A〜8B)。BJ線維芽細胞から単離されたエキソソームは、それらの表面にCD47を含むことが見いだされたが(図9Aおよび9C)、リポソームは、それらの表面にCD47を欠くことが決定された(図9B)。エキソソームを抗CD47抗体で処理することにより、in vivoにおける循環単球による、エキソソームの取り込みが刺激されることが見いだされた(図10)。
本明細書において開示され、特許請求されている方法は全て、本開示に照らして、過度な実験を伴わずに作製し実行することができる。本発明の組成物および方法は好ましい実施形態に関して記載されているが、本発明の概念、主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法および方法のステップまたは一連のステップに変形を適用することができることが当業者には明らかになろう。より詳細には、化学的にかつ生理的に関連するある特定の薬剤で本明細書に記載されている薬剤を置換することができるが、同じまたは同様の結果が達成されることが明らかになろう。当業者に対して明らかであるそのような同様の置換および改変は全て、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の主旨、範囲および概念の範囲内であるとみなされる。
参考文献
以下の参考文献は、本明細書に記載されている事項を補足する例示的な手続き上のまたは他の詳細をもたらす範囲で、参照により本明細書に具体的に組み込まれる。

Claims (45)

  1. 脂質に基づくナノ粒子と賦形剤とを含む医薬組成物であって、前記脂質に基づくナノ粒子がその表面にCD47を含み、かつ前記脂質に基づくナノ粒子が治療剤を含む、医薬組成物。
  2. 前記脂質に基づくナノ粒子が、リポソームまたはエキソソームである、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記エキソソームが、CD47を過剰発現している細胞から単離される、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記エキソソームが、線維芽細胞から単離される、請求項2に記載の組成物。
  5. 前記リポソームが、単層リポソームである、請求項2に記載の組成物。
  6. 前記リポソームが、多重層リポソームである、請求項2に記載の組成物。
  7. 前記治療剤が、治療用タンパク質、抗体、阻害性RNA、または小分子薬物である、請求項1に記載の組成物。
  8. 前記抗体が、細胞内抗原に結合する、請求項7に記載の組成物。
  9. 前記抗体が、全長抗体、scFv、Fab断片、(Fab)2、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディである、請求項7に記載の組成物。
  10. 前記阻害性RNAが、siRNA、shRNA、miRNA、またはpre−miRNAである、請求項7に記載の組成物。
  11. 前記治療用タンパク質が、キナーゼ、ホスファターゼ、または転写因子である、請求項7に記載の組成物。
  12. 前記小分子薬物が、イメージング剤である、請求項7に記載の組成物。
  13. 非経口投与用に製剤化されている、請求項1に記載の組成物。
  14. 静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射用に製剤化されている、請求項13に記載の組成物。
  15. 抗菌剤をさらに含む、請求項13に記載の組成物。
  16. 前記抗菌剤が、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールである、請求項15に記載の組成物。
  17. それを必要とする患者における疾患を治療する方法であって、請求項1から16のいずれか一項に記載の組成物を前記患者に投与するステップであって、それにより、前記患者における前記疾患を治療するステップを含む方法。
  18. 前記疾患が、癌である、請求項17に記載の方法。
  19. 前記治療剤が、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである、請求項18に記載の方法。
  20. 前記阻害性RNAが、KrasG12Dを標的とする、請求項19に記載の方法。
  21. 前記治療剤が、腫瘍抑制因子タンパク質である、請求項18に記載の方法。
  22. 少なくとも第2の療法を前記患者に投与することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
  23. 前記第2の療法が、外科療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む、請求項22に記載の方法。
  24. 前記患者が、ヒトである、請求項17に記載の方法。
  25. 患者における疾患の治療に使用するための、脂質に基づくナノ粒子と賦形剤とを含む組成物であって、前記脂質に基づくナノ粒子がその表面にCD47を含み、前記脂質に基づくナノ粒子が治療剤を含む、組成物。
  26. 前記疾患が、癌である、請求項25に記載の組成物。
  27. 前記治療剤が、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである、請求項26に記載の組成物。
  28. 前記阻害性RNAが、KrasG12Dを標的とする、請求項27に記載の組成物。
  29. 前記治療剤が、腫瘍抑制因子タンパク質である、請求項26に記載の組成物。
  30. 非経口投与用に製剤化されている、請求項25に記載の組成物。
  31. 静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射用に製剤化されている、請求項30に記載の組成物。
  32. 抗菌剤をさらに含む、請求項30に記載の組成物。
  33. 前記抗菌剤が、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールである、請求項32に記載の組成物。
  34. 少なくとも第2の療法をさらに含む、請求項25に記載の組成物。
  35. 前記第2の療法が、外科療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む、請求項34に記載の組成物。
  36. 前記患者が、ヒトである、請求項25に記載の組成物。
  37. 疾患を治療するための医薬品の製造における、脂質に基づくナノ粒子の使用であって、かつ前記脂質に基づくナノ粒子がその表面にCD47を含み、前記脂質に基づくナノ粒子が治療剤を含む、使用。
  38. 前記疾患が、癌である、請求項37に記載の使用。
  39. 前記治療剤が、発癌遺伝子を標的とする阻害性RNAである、請求項38に記載の使用。
  40. 前記阻害性RNAが、KrasG12Dを標的とする、請求項39に記載の使用。
  41. 前記治療剤が、腫瘍抑制因子タンパク質である、請求項38に記載の使用。
  42. 前記医薬品が、非経口投与用に製剤化されている、請求項37に記載の使用。
  43. 前記医薬品が、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、または腹腔内注射用に製剤化されている、請求項42に記載の使用。
  44. 前記医薬品が、抗菌剤を含む、請求項37に記載の使用。
  45. 前記抗菌剤が、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールである、請求項44に記載の使用。
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