JP2018521113A - ApoE4対立遺伝子の存在を決定した後のPKC活性化因子を使用した神経変性状態の治療 - Google Patents

ApoE4対立遺伝子の存在を決定した後のPKC活性化因子を使用した神経変性状態の治療 Download PDF

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Abstract

本開示は、神経変性状態の治療方法、ならびに神経変性状態を発症するリスクの評価方法およびApoE4対立遺伝子のキャリアである対象における治療効果の評価方法を提供する。また、神経変性障害の診断方法も開示する。

Description

[001]本出願は、参照によりその全内容がここに組み込まれる、2015年5月11日に出願された米国仮特許出願第62/159,691号に対する優先権を主張する。
[002]アポリポタンパク質E4対立遺伝子(ApoE4)は、散発性および遅発性アルツハイマー病(LOAD)、ならびにその他の神経変性状態の主要危険因子である。アルツハイマー病(AD)および健康な高齢対照において、ApoE4レベルは、海馬中の樹状突起棘密度に逆相関する。実際、ADのリスクは、1個のApoE4対立遺伝子を有する患者では2〜3倍高くなり、2個のApoE4対立遺伝子を有する患者では12倍高くなる(Michaelson D.M.、APOE epsilon4:the most prevalent yet understudied risk factor for Alzheimer’s disease、Alzheimers Dement、10:861〜868、2014)。両タイプの患者、例えば1個の対立遺伝子または2個の対立遺伝子のキャリア、例えばホモ接合および/またはヘテロ接合は、ApoE4対立遺伝子のキャリアである。
[003]脳内のApoEは、主に星状膠細胞中で生成され、コレステロール輸送タンパク質であり、シナプス形成および再形成の主要決定基である(Pfrieger,F.W.、Cholesterol homeostasis and function in neurons of the central nervous system、Cell Mol Life Sci、60:1158〜1171、2003;Bu,G.、Apolipoprotein E and its receptors in Alzheimer’s disease:pathways,pathogenesis and therapy.Nat Rev Neurosci.、10:333〜344、2009)。ApoEは、リポタンパク質受容体の配位子でもあり、したがって血液脳関門または血液CSF関門を通してアミロイド−β(Aβ)除去を促進する役割を有し得る。ApoE3およびApoE4間には多くの機能差がある。例えば、ApoE4は、脳内のAβ沈着を増加し(Vergheseら、Apolipoprotein E in Alzheimer’s disease and other neurological disorders、Lancet Neurol.、10:241〜252、2011;Liuら、Apolipoprotein E and Alzheimer disease:risk,mechanisms and therapy、Nat Rev Neurol.、9:106〜118、2013)、ヒトApoE4対立遺伝子を含有するノックイン遺伝子導入マウスは、ヒトApoE3対立遺伝子を有するマウスと比べて減少したシナプス伝達を示した(Kleinら、Progressive loss of synaptic integrity in human apolipoprotein E4 targeted replacement mice and attenuation by apolipoprotein E2、Neuroscience、171:1265〜1272、2010)。トランスクリプトーム全体の差次的遺伝子発現解析は、ApoE4が、LOADに罹患している患者に見られるものと同様に、遺伝子発現に変化をもたらすことをさらに示した。(Rhinnら、Integrative genomics identifies APOE epsilon4 effectors in Alzheimer’s disease、Nature、500:45〜50、2013)。本発明者らによる先行研究は、ApoE3が、プロテインキナーゼCε(PKCε)を介して作用してAβ誘発細胞死に対する一次ニューロンを保護し、シナプス形成を誘発するが、ApoE4はこれらを行わないことを示す(Senら、Apolipoprotein E3(ApoE3) but not ApoE4 protects against synaptic loss through increased expression of protein kinase C epsilon、J.Biol.Chem.、287:15947〜15958、2012)。
[004]脳由来神経栄養因子(BDNF)は、シナプス修復および可塑性の関連因子である。ADにおけるBDNF多型の証拠は依然として決定的でないが、シナプス消失はADの唯一の最重要関連要因である。低レベルのBDNFは、多くの型の認知症に一般的な無気力非認知的症状を伴うADの症例において、ApoE4と関連する(Alvarezら、Apathy and APOE4 are associated with reduced BDNF levels in Alzheimer’s disease、J.Alzheimers Dis.、42:1347〜1355、2014)。BDNF発現は、少なくとも9つのプロモーターによって調節され(Aidら、Mouse and rat BDNF gene structure and expression revisited、J.Neurosci.Res.、85:525〜535、2007;Pruunsildら、Dissecting the human BDNF locus:biderectional transcription,complex splicing,and multiple promoters、Genomics、90:397〜406、2007)、そのうちのプロモーターIV(PIV)は、ニューロン活動に最も応答する(Taoら、Ca2 influx regulates BDNF transcription by a CREB family transcription factor−dependent mechanism、Neuron、20:709〜726、1998)。ADにおいて減少するPKCε(Hongpaisanら、PKC epsilon activation prevents synaptic loss,Abeta elevation,and cognitive deficits in Alzheimer’s disease transgenic mice、J.Neurosci.、31:630〜643、2011;Khanら、PKCepsilon deficits in Alzheimer’s disease brains and skin fibroblasts、J.Alzheimers Dis.、43:491〜509、2015)は、BDNF発現も調節する(LimおよびAlkon、2012;Corbettら、2013;Hongpaisanら、PKC activation during training restores mushroom spine synapses and memory in the aged rat、Neurobiol.Dis.、55:44〜62、2013;Neumannら、Increased BDNF protein expression after ischemic or PKC epsilon preconditioning promotes electrophysiologic changes that lead to neuroprotection、J.Cereb.Blood Flow Metab.、35:121〜130、2015)。BDNF発現はまた、エクソン特異的なエピジェネティック修飾によっても部分的に調節される。
[005]近年の研究は、ヒストンのアセチル化および脱アセチル化が、ADを含めた幾つかの神経変性状態において異常であることを示す(Sahaら、HATs and HDACs in neurodegeneration:a tale of disconcerted acetylation homeostasis、Cell Death Differ.、13:539〜550、2006;Kramerら、Genetic and epigenetic defects in mental retardation、Int.J.Biochem.Cell Biol.、41:96〜107、2009;Maiら、Histone deacetylase inhibitors and neurodegenerative disorders:holding the promise、Curr.Pharm.Des.、15:3940〜3957、2009;Fischerら、Targeting the correct HDAC(s) to treat cognitive disorders、Trends Pharmacol.Sci.、31:605〜617、2010;Graeffら、An epigenetic blockade of cognitive functions in the neurodegenerating brain、Nature、483:222〜226、2012)。死後研究は、ヒストンデアセチラーゼ2(HDAC2)が、AD患者の海馬中で増加することを報告した(Graeffら、2012)。クラスII HDAC6のレベルも、AD皮質および海馬中で上昇する(Dingら、Histone deacetylase 6 interacts with the microtubule−associated protein tau、J.Neurochem.、106:2119〜2130、2008)。核染色は、CA1ニューロン中のHDAC4のレベルが、AD重篤度の上昇に伴って増加することを示した(Herrupら、The role of ATM and DNA damage in neurons:upstream and downstream connections、DNA Repair(Amst)、12:600〜604、2013)。これに応じて、HDAC阻害剤が、BDNF遺伝子プロモーターのヒストンH3およびH4アセチル化を誘発することによって(Bredyら、Histone modifications around individual BDNF gene promoters in prefrontal cortex are associated with extinction of conditioned fear、Learn Mem.、14:268〜276、2007;Ishimaruら、Differential epigenetic regulation of BDNF and NT−3 genes by trichostatin A and 5−aza−2−deoxycytidine in Neuro−2a cells、Biochem.Biophys.Res.Commun.、394:173〜177、2010;Boulleら、Epigenetic regulation of the BDNF gene:implications for psychiatric disorders、Mol.Psychiatry、17:584〜596、2012)、記憶および認知を改善することが報告されている(Fischerら、Recovery of learning and memory is associated with chromatin remodelling、Nature、447:178〜182、2007;Kilgoreら、Inhibitors of class 1 histone deacetylases reverse contextual memory deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease、Neuropsychopharmacology、35:870〜880、2010)。それに加えて、クラスII HDAC阻害剤は、BDNF PIV活動も誘発する(KoppelおよびTimmusk、Differential regulation of BDNF expression in cortical neurons by class−selective histone deacetylase inhibitors、Neuropharmacology、75:106〜115、2013)。
[006]本発明者らは、ここで、in vitroでADを模倣するために、アミロイド−βアミロスフェロイド(ASPD)の存在下または不在下、神経細胞中でのHDACの核転座およびBDNF発現におけるApoEアイソフォームおよびPKCの役割を調べた。ApoE3およびApoE4は、脳内のHDACを通してヒストンアセチル化を調整することによって、AD中の遺伝子転写を差次的に調節する。結果として、本開示は、PKCεの生成および/または処理が不足している患者、例えばApoE4のホモまたはヘテロ接合の患者における、1種以上のPKC活性化因子、例えば大環状ラクトンによる治療をサポートする。治療結果は、PKCε生成、mRNAタンパク質レベル、および膜結合性を高めた。これにより増加したBDNFおよび他のシナプス成長因子は、シナプス形成を増加し、認知機能を増強した。
[007]本発明は、神経変性障害の治療方法ならびに神経変性疾患の治療効果の評価方法、神経変性障害の診断方法および神経変性状態を発症するリスクの評価方法に関し、また神経変性障害、例えばアルツハイマー病の治療のための療法としてのPKC活性化因子の使用に関する。
[008]一態様において、対象における神経変性障害の治療方法は、対象から生体試料を得ることと、対象がApoE4対立遺伝子のキャリアであるかを識別することと、対象がApoE4対立遺伝子のキャリアである場合、治療に有効な量のPKC活性化因子を対象に投与することとを含む。
[009]この方法によって治療される神経変性障害は、アルツハイマー病、慢性外傷性脳症(CTE)、パーキンソン病、多発性硬化症、および外傷性脳損傷である。一態様において、治療は、アルツハイマー病に罹患している人、例えば散発性アルツハイマー病または遅発性アルツハイマー病に罹患している人に有効である。
[0010]本発明の方法で使用される生体試料は、皮膚細胞、線維芽細胞、血球、嗅覚ニューロン、および頬粘膜細胞から選択することができる。
[0011]本開示の方法による治療は、治療に有効な量のPKC活性化因子を、ApoE4対立遺伝子のキャリアである対象に投与することによって達成される。一態様によれば、PKC活性化因子は、大環状ラクトン、ブリオログ、ジアシルグリセロール、イソプレノイド、オクチルインドラクタム、グニジマクリン、インゲノール、イリパリダール(iripallidal)、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロール阻害剤、成長因子、多価不飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化多価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化一価不飽和脂肪酸、脂肪酸アルコールおよび誘導体、ならびに脂肪酸エステルから選択される化合物である。
[0012]この態様の側面によれば、PKC活性化因子は、大環状ラクトンブリオスタチンである。一態様において、ブリオスタチンは、ブリオスタチン−1、ブリオスタチン−2、ブリオスタチン−3、ブリオスタチン−4、ブリオスタチン−5、ブリオスタチン−6、ブリオスタチン−7、ブリオスタチン−8、ブリオスタチン−9、ブリオスタチン−10、ブリオスタチン−11、ブリオスタチン−12、ブリオスタチン−13、ブリオスタチン−14、ブリオスタチン−15、ブリオスタチン−16、ブリオスタチン−17、またはブリオスタチン−18から選択される。
[0013]PKC活性化因子は、アポリポタンパク質Eε4対立遺伝子のホモ接合キャリアである対象またはアポリポタンパク質Eε4対立遺伝子のヘテロ接合キャリアである対象に、約2週間から約4週間の範囲の期間、毎週、投与することができる。PKC活性化因子の治療に有効な用量は、約5〜20μg/sq.m/週である。
[0014]別の態様によれば、本開示は、神経変性疾患に罹患している対象に1種以上の治療に有効な活性剤を投与し、次いで対象から第1の生体試料および第2の生体試料を治療中の異なる時点で得、後続して第1および第2の試料中のPKC−εレベルを測定し、次いで第1および第2の試料中のPKC−εレベルを比較し、ここで第1の試料に比べて第2の試料中のより高レベルのPKC−εを、治療効果の指標にすることによって、対象における神経変性疾患の治療効果を評価する方法を提供する。
[0015]この方法の態様において、第1の生体試料は、投与治療の前に得、第2の生体試料は、投与治療の後に得る。
[0016]この方法のさらなる態様によれば、治療は、2週間、3週間、4週間、5週間、および6週間にわたる期間、投与される。
[0017]一態様において、活性剤は、PKC活性化因子である。本開示の方法における使用に適した例示的なPKC活性化因子には、大環状ラクトン、ブリオログ、ジアシルグリセロール、イソプレノイド、オクチルインドラクタム、グニジマクリン、インゲノール、イリパリダール、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロール阻害剤、成長因子、多価不飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化多価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化一価不飽和脂肪酸、脂肪酸アルコールおよび誘導体、ならびに脂肪酸エステルが挙げられる。
[0018]一態様において、PKC活性化因子は、大環状ラクトンブリオスタチンである。
[0019]さらに別の態様では、本開示は、対象から生体試料を得、次いで生体試料を溶解して溶解物を得、溶解物を差次的に分別して細胞質分画および核分画を得た後、核分画中のHDAC4またはHDAC6対全HDACの比を測定することによって、対象における神経変性障害を診断する方法を提供する。この方法によれば、対象は、HDAC4対全核HDACの比またはHDAC6対全核HDACの比が、0.5から0.95の範囲内である場合、神経変性障害に罹患している。
[0020]さらに別の態様では、本開示は、対象から生体試料を得、次いで生体試料を溶解して溶解物を得、溶解物を差次的に分別して細胞質分画および核分画を得た後、細胞質分画および核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルを測定することによって、対象における神経変性状態の発症リスクを評価する方法を提供する。この方法によれば、核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルが、細胞質分画中のそれらに対応するレベルよりも高い場合、神経変性状態の発症リスクは高くなる。
[0021]一態様において、神経変性状態を発症するリスクがある対象の核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルは、細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルよりも1.5倍から2.5倍高くなる。
[0022]SH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4およびヒストン3アセチル化の比較。 SH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4およびヒストン3アセチル化の比較。 [0023]SH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6転座の比較。 SH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6転座の比較。 SH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6転座の比較。 [0024]ヒト一次ニューロン中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6転座の比較。 [0025]遺伝子導入マウスの海馬中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6核局在化の比較。 遺伝子導入マウスの海馬中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6核局在化の比較。 [0026]受容体結合タンパク質RAPで前処理したSH−SY5Y細胞中のApoE3、ApoE4、HDAC4およびHDAC6核転座の比較。 [0027]ApoE3またはApoE4を有するまたは有さない、コレステロールで処理したSH−SY5Y細胞中のPKCε、PKCα、およびPKCδ mRNAレベル。 [0028]ApoE3およびApoE4によるSH−SY5Y細胞中のBDNF発現。 [0029]ASPDの存在下または不在下で、コレステロールおよびApoE3またはコレステロールおよびApoE4で処理したSH−SY5Y細胞。 [0030]遺伝子発現のApoEアイソフォーム介在調節。 [0031]BR−122は、一次ニューロン中のPKCを活性化する。 [0032]ブリオスタチンは、マウスの脳内のPKCεを活性化する。 [0033]第IIa相臨床試験は、ブリオスタチンがPKCεの合成を促進することを示す。 [0034]ブリオスタチンを投与してから1時間後のPKCεの血中濃度。 [0035]第IIa相臨床試験は、ブリオスタチンの注入を開始してから1時間後の高レベルのPKCεを示す。図面の赤色箇所は、1時間後のピークまでに上昇するPKCε線の勾配を例示している。 [0036]粉末分画中の全PKCのパーセンテージ(28.6±1.1%、平均値±SE)が、ヒトApoE4(21.6±1.0%)または野生型マウス(23.5±0.5%)を発現する遺伝子導入マウスに比べて高いことによって示されるように、PKCは、hApoE3を発現するマウスにおいて、構成的により活性化された。 粉末分画中の全PKCのパーセンテージ(28.6±1.1%、平均値±SE)が、ヒトApoE4(21.6±1.0%)または野生型マウス(23.5±0.5%)を発現する遺伝子導入マウスに比べて高いことによって示されるように、PKCは、hApoE3を発現するマウスにおいて、構成的により活性化された。 [0037]ブリオスタチン注入は、小認知機能検査スコア(MMSE)を上げることによって認知を改善する。
説明
[0038]ここで使用する場合、単数形の「ある1つの(a)」、「ある1つの(an)」および「その(the)」は、複数の言及を含む。
[0039]ここで使用する場合、「プロテインキナーゼC活性化因子」または「PKC活性化因子」は、PKCによって触媒された反応の速度を上げる物質を指す。PKC活性化因子は、非特異的または特異的活性化因子であってよい。特異的活性化因子は、一PKCアイソフォーム、例えばPKC−ε(エプシロン)を、別のPKCアイソフォームより大幅に検出可能な程度まで活性化する。
[0040]ここで使用する場合、「脂肪酸」という用語は、炭化水素鎖で構成され、末端が遊離酸、酸性塩、またはエステルである化合物を指す。指定されないとき、「脂肪酸」という用語は、3つの形態すべてを包含することを意味する。当業者は、特定の表現は区別なく使えることを理解している。例えば、「リノレン酸のメチルエステル」は、「リノレン酸メチルエステル」と同じであり、これは「メチルエステル形態のリノレン酸」と同じである。
[0041]ここで使用する場合、「シクロプロパン化」または「CP」という用語は、分子中の少なくとも1つの炭素−炭素二重結合が、シクロプロパン基と置きかえられた化合物を指す。シクロプロパン基は、シスまたはトランス配置をとってよい。別段の指定がない限り、シクロプロパン基が、シス配置をとることを理解すべきである。複数の炭素−炭素二重結合を有する化合物は、多くのシクロプロパン化の形態を有する。例えば、多価不飽和化合物は、1つの二重結合だけシクロプロパン化されており、「CP1型」と呼ばれることが考えられる。同様に、「CP6型」は、6つの二重結合がシクロプロパン化されていることを示す。
[0042]例えば、ドコサヘキサエン酸(「DHA」)メチルエステルは、6つの炭素−炭素二重結合を有し、したがって1つ〜6つのシクロプロパン環を有することができる。以下にCP1およびCP6型を示す。完全にはシクロプロパン化されていない化合物(例えば、DHA−CP1)に関して、シクロプロパン基は、いずれかの炭素−炭素二重結合で出現することができる。
[0043]ここで使用する場合、「コレステロール」という単語は、コレステロールおよびその誘導体を指す。例えば、「コレステロール」は、ジヒドロコレステロール種を含むと理解される。
[0044]ここで使用する場合、「シナプス形成」という単語は、シナプスの形成に関与するプロセスを指す。
[0045]ここで使用する場合、「シナプスネットワーク」という単語は、多数のニューロンおよび個々のニューロン間のシナプス結合を指す。シナプスネットワークは、多重干渉を有する広範の分枝を含み得る。シナプスネットワークは、例えば、共焦点可視化、電子顕微鏡による可視化、および電気生理学的記録によって認識され得る。
[0046]「薬学的に許容される」という語句は、生理的に耐えられ、対象に投与されたとき、典型的に有害反応を起こさない分子的実体および組成物を指す。例えば、ここで使用する場合、「薬学的に許容される」という用語は、動物、特に、ヒトにおける使用について、連邦政府もしくは州政府の規制機関によって認定されているか、または米国薬局方もしくは他の一般的に承認されている薬局方で列挙されていることを意味する。「薬学的に許容されるキャリア」という用語は、有効成分を組み合わせることができ、組み合わせた後に使用して有効成分を対象に投与することができ、希釈剤、補助剤、賦形剤、または化合物を投与するための媒体を指すことができる化学組成物を意味する。
[0047]「治療に有効な用量」または「有効量」という用語は、測定可能な治療反応をもたらす治療薬の量を指す。治療反応は、使用者(例えば、臨床医)が、症状の改善および代わりの臨床的指標を含めた、治療に効果的な反応として認識する任意の応答でよい。よって、治療反応は、一般に、疾患または状態の1種以上の症状の緩和または阻害となるであろう。測定可能な治療反応は、また、その治療薬によって症状または疾患が、予防される、または発症が遅延される、またはそれ以外の仕方で減衰されるという発見を含む。
[0048]「およそ」および「約」という用語は、言及される数または値とほぼ同じであることを意味し、これには、測定の性質または精度から判断して測定された量について許容される程度の誤差を含む。ここで使用する場合、「およそ」および「約」という用語は、一般的に、指定の量、頻度または値の±20%を包含するものと理解すべきである。ここで挙げる数量は、別段の規定がない限り、近似であり、「約」または「およそ」という用語が、明確に規定されない場合は推定可能であることを意味する。
[0049]「投与する」、「投与」、または「投与すること」という用語は、ここで使用する場合、(1)健康開業医もしくは彼の委任代理人のいずれかによってまたは彼の指示下で、本開示による組成物を供給すること、与えること、投薬すること、かつ/または処方すること、および(2)患者または人間彼自身または彼女自身によって本開示による組成物を注入する、服用するまたは消費することを指す。ここで使用する場合、組成物の「投与」は、経口、静脈内、皮下、腹腔内、および筋肉内を含めた、任意の投与経路を含む。
[0050]本開示は、神経変性障害、例えばアルツハイマー病(例えば、散発性または遅発性)、慢性外傷性脳症(CTE)、パーキンソン病、多発性硬化症、および外傷性脳損傷の治療および/または発症リスクの低減のための方法に関する。生きているヒトの脳に直接アクセスすることは不可能なため、対象における神経変性状態の発症リスクの評価は困難である。
[0051]神経変性状態の発症の早期診断は、さらにより困難である。本発明は、対象における神経変性状態の発症リスクの評価方法および神経変性障害の診断方法を提供する。本開示の方法は、1つ以上のApoE4対立遺伝子コピーを保有する患者の、AD、特に遅発性アルツハイマー病(LOAD)の発症リスクが高いという発見に基づく。
[0052]また、神経変性疾患の診断を受けた患者の治療方法および神経変性疾患に罹患している患者における治療効果の評価方法も記載する。
[0053]アポリポタンパク質E(ApoE)は、血液脳関門または血液CSF関門を通してアミロイド−β(Aβ)除去を促進することが知られている。ApoE3アイソフォームが、一次ニューロンをAβ誘発細胞死から保護し、シナプス形成を促進する一方、ApoE4アイソフォームレベルは、脳内のAβ沈着およびアルツハイマー病(AD)の発症リスクの上昇と相関することが知られている。実際に、ADの発症リスクは、1つのApoE4対立遺伝子を保有する患者で2〜3倍高く、2つのApoE4対立遺伝子を保有する患者では約12倍高くなる。
[0054]一側面において、本開示は、ApoE4対立遺伝子のキャリアであると確認されている対象に、治療に有効な量のPKC活性化因子を投与することによって、対象における神経変性障害を治療する方法を提供する。
[0055]本開示の方法によって治療される神経変性障害には、アルツハイマー病、慢性外傷性脳症(CTE)、パーキンソン病、多発性硬化症、および外傷性脳損傷が挙げられる。好ましい側面において、神経変性障害は、アルツハイマー病、例えば、散発性アルツハイマー病または遅発性アルツハイマー病である。
[0056]本開示の方法は、ApoE4対立遺伝子のヘテロ接合キャリアである対象またはApoE4対立遺伝子のホモ接合キャリアである対象の治療に適している。対立遺伝子のホモ接合キャリアである対象は、疾患の進行のリスクが高い。
[0057]本開示はまた、治療中に2つの異なる時点で対象から得た第1および第2の生体試料中のPKC−εのレベルを比較することによって治療効果を評価する方法も提供する。この方法の一側面では、第1の試料に比べて第2の試料中のより高レベルのPKC−εが、治療効果の指標になる。
[0058]この方法に従ってPKC活性化因子を使用した治療は、1週間または数週間もしくは数ヶ月にわたって行うことができる。一態様において、PKC活性化因子は、ブリオスタチンである。図10および11に示す通り、BR−122、ブリオスタチンの類似体の投与は、一次ニューロン中のPKC−εレベルを増加させる。同様に、マウスへのブリオスタチンの投与は、マウスの脳内のPKC−εレベルを増加させた。
[0059]別の態様では、本開示は、対象の生体試料由来の細胞の核中のHDAC4またはHDAC6対全HDACの核比に基づいて、対象における神経変性障害を診断する方法を提供する。
[0060]一態様において、HDAC4対全核HDACの比またはHDAC6対全核HDACの比が0.5〜0.95の範囲内であるとき、神経変性障害の診断が確定される。一態様において、HDAC4対全核HDACの比またはHDAC6対全核HDACの比は、0.6〜0.95、0.7〜0.95、または0.8〜0.95の範囲内である。
[0061]この態様の側面によれば、HDAC4対全核HDACの比またはHDAC6対全核HDACの比は、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85または0.9である。
[0062]さらに別の側面では、本開示の神経変性障害のリスクを評価する方法は、このような状態の発症リスクがある患者から生体試料を得ることと、生体試料の溶解物の細胞質分画および核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルを測定することとを含む。
[0063]一態様において、核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルが、細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルより約1.5倍、1.75倍、1.80倍、1.85倍、1.9倍、1.95倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、または2.5倍高いとき、神経変性障害の発症リスクが高い。
[0064]一態様において、核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルは、細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルより1.5倍高い。
[0065]別の態様では、核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルは、細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルより2.0倍高い。
[0066]さらに別の態様では、核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルは、細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルより2.5倍高い。
[0067]生体試料は、任意の生存細胞、すなわち、生体ドナーから得た細胞、試料組織または培養細胞であってよい。例えば、生体組織を得、関連技術分野で公知の方法によって組織から細胞を分離する。例示的な生体試料には、非限定的には、皮膚試料細胞、線維芽細胞、血球、嗅覚ニューロン、頬粘膜細胞、または任意の末梢組織細胞が挙げられ、非侵襲的方法によって得られる。しかし、生体試料は、低侵襲的手技、例えば脊椎穿刺または腰椎穿刺を用いて患者から得た組織または細胞であってもよい。
[0068]ある態様において、細胞は、対象の末梢静脈から採血することによって得られる血球である。カテゴリー「血球」の実例は、赤血球、Bリンパ球、Tリンパ球を含むリンパ球、および血小板である。
[0069]別の態様によれば、パンチ皮膚生検を用いて対象から皮膚線維芽細胞が得られる。生体試料中の細胞密度は、コールターカウンターを使用して容易に決定され、必要に応じて、トリパンブルー色素排除法によって細胞の生存が決定される。
神経変性疾患のリスク低下におけるApoE3およびApoE4の役割
[0070]ApoE4は、神経変性状態、例えばADの発症リスクを評価するためのバイオマーカーである。例えば、本開示は、神経変性状態の発症リスクが、1つのApoE4対立遺伝子コピーを保有する患者に比べて、2つのApoE4対立遺伝子コピーを保有する患者において約10倍であるという観察に関する。
[0071]したがって、神経変性状態の治療方法および/またはリスク低下の方法を開示する。ADの発症および進行の正確な機構はあまり理解されていないが、ニューロン中のヒストンH3の脱アセチル化が疾患病因に関与すると見なされている。
[0072]驚くべきことに、ApoE3およびApoE4は、ニューロン中のヒストン、例えばヒストンH3のアセチル化の状態を差次的に調節する。図1Aおよび1Bは、コレステロール、ApoE3、ApoE4、ApoE3+コレステロール(ApoE3+Chol)、またはApoE4+コレステロール(ApoE4+Chol)で処置されたSH−SY5Y神経芽腫細胞のヒストン3中のリジン9/14のアセチル化(H3K9/14ac)のレベルを例示している。
[0073]図1に例示するように、SH−SY5Y神経芽腫細胞のApoE3+Cholでの24時間にわたる処置は、対照のコレステロールで処置したSH−SY5Y細胞(F(5,12)=7.33;ANOVA、p<0.0023)に比べて、H3K9/14acを89%増加したのに対して、ApoE4+Cholで処置した細胞中のH3K9/14acのレベルは25%低減した。実際、アセチル化H3K9/14は、ApoE4+Chol処置細胞よりApoE3+Chol処置細胞で2.4倍高かった(t検定、p<0.005;図1B)。コレステロール、ApoE3、またはApoE4単体による培養SH−SY5Y神経芽腫細胞の処置は、H3K9/14のアセチル化には一切効果がなかった。
[0074]ヒストンのアセチル化の状態が少なくとも部分的にその局在性によって決まるか、すなわち、ヒストンがSH−SY5Y細胞の細胞質または核中に存在するかをさらに調べるために、コレステロール、ApoE3、ApoE4、ApoE3+Chol、またはApoE4+Cholで24時間にわたって前処置したSH−SY5Y細胞を使用して細胞質および核分画を調製した。脳内で発現したクラスI HDAC、すなわちHDAC1、HDAC2およびHDAC3、ならびにクラスII HDAC、すなわちHDAC4、HDAC5およびHDAC6の免疫ブロット解析は、クラスI HDACが、主に核に局在することを示した。HDAC1の核局在率は90%であり、一方、HDAC2およびHDAC3の核局在率は、それぞれ80%および50%である。その上、クラスI HDACは、ApoE3+CholまたはApoE4+Cholによる処置に応じて局在化挙動に有意な変化を示さなかった(データは図示せず)。
[0075]対照的に、核転座の増加が、クラスII HDACで観察された(図2A参照)。例えば、核転座の有意な増加は、ApoE3+Chol(32.4±3.8%;p<0.005)およびコレステロール(45.3±4.4%;p<0.05)で処置した細胞に比べて、ApoE4+Chol処置細胞(55.3±1.4%)中のHDAC4(F(2,8)=11.01;ANOVA、p<0.01)で観察された(図2B参照)。HDAC5は、処置によって局在化に有意な変化を示さなかった(データは図示せず)が、ApoE3+Chol(23.8±3.1%;p<0.01)およびコレステロール単体(29.6±2.8%)で処置した細胞に比べて、ApoE4+Cholは、HDAC6の核転座を2倍増加させた(47.2±5.6%、F(2,8)=9.2;ANOVA、p<0.01;図2C)。コレステロール、ApoE3、またはApoE4単体で処置した細胞中では、HDAC4またはHDAC6の核転座に測定可能な変化は観察されなかった(図2A参照)。ヒト一次ニューロン中のApoE4+Chol誘発HDAC6およびHDAC4の核転座についてのさらなる証拠が、共焦点顕微鏡法によって得られた。ヒト一次ニューロンを、コレステロール、ApoE3+CholまたはApoE4+Cholのいずれかで24時間処置した。ApoE4+Cholで処置した細胞の共焦点顕微鏡検査は、HDAC6の核蛍光で32%の増加を示した(155.8±18.28、n=30の細胞数)。対照的に、ApoE3+Cholで処置した細胞は、HDAC6の核蛍光の減少を示した。ApoE3+Cholで処置した細胞の核蛍光強度における低減率は、対照として使用したコレステロール処置細胞(117.4±10.39、n=28)に比べて、41%だった(69.22±5.87、n=31の細胞数;図3A)。
[0076]共焦点顕微鏡検査の結果は、全体的に、ApoE4+Chol処置ニューロン(64.7±3.39%;p<0.001、n=8の実験回数、40の細胞数)に比べて、またはコレステロール処置神経細胞(50.4±3.0%;F(2,21)=21.6;ANOVA、p<0.0001、n=8の実験回数、40の細胞数)に比べて、ApoE3+Chol処置ニューロン(37.7±2.14%;p<0.005、n=8の実験回数、40の細胞数)の核に局在するHDAC6が少数であることを示す(図3B)。同様の結果がHDAC4で観察され、共焦点顕微鏡検査は、コレステロール単体またはApoE4+Cholで処置したニューロンに比べて、ApoE3+Cholで処置したニューロンにおけるHDAC4の局在化が少数であることを示した(コレステロール単体=57.7±2.8%;ApoE4+Chol=69.2±4.8%;ApoE3+Chol=37.8±3.1%、F(2,21)=18.2;ANOVA、p<0.0001、n=8の実験回数、40の細胞数;図3C、D参照)。
[0077]クラスII HDACの核への転座を促進する上でのApoE4の役割に対するさらなるサポートは、遺伝子導入C57BL/6マウスに関与する研究から生まれる。この研究に2つのマウス群を使用した。第1のマウス群は、ヒトApoE3対立遺伝子のキャリアであり、第2のマウス群は、ヒトApoE4対立遺伝子のキャリアだった。図4Aに例示するように、ApoE4遺伝子導入マウス(73.3±3.3%核、n=3)の海馬中の核HDAC4の総量は、ApoE3遺伝子導入マウス(48.5±1.4%、n=3;t検定、p<0.003)または対照マウス(56.6±0.7%、n=3;t検定、p<0.004)の海馬中の核HDAC4の総量より多かった(図4A)。同様に、核HDAC6の総量は、ApoE3遺伝子導入マウス(27.9±1.3%;t検定、p<0.005)および対照マウス(34.9±6.3%;t検定、p<0.05)に比べて、ApoE4遺伝子導入マウス(54.5±5.4%)で多かった(図4B)。これらの結果から、ApoE3およびApoE4は、HDAC4およびHDAC6の核−細胞質間輸送に差動効果を及ぼす。本発明の方法の特定の側面において、生体試料の細胞の核中のHDAC4またはHDAC6のレベルが、全核HDACの50%より高い場合、全核HDACの55%より高い場合、全核HDACの60%より高い場合、全核HDACの65%より高い場合、全核HDACの70%より高い場合、全核HDACの75%より高い場合、全核HDACの80%より高い場合、全核HDACの85%より高い場合、全核HDACの90%より高い場合、または全核HDACの95%より高い場合、神経変性障害のリスクは高くなる。
[0078]この側面によれば、核中のHDAC4またはHDAC5のレベルは、免疫測定法、例えばラジオ免疫測定法、ウエスタンブロットアッセイ、免疫蛍光検査法、酵素免疫測定法、免疫沈降アッセイ、免疫組織化学的アッセイ、免疫電気泳動検査法、化学発光アッセイ、ドットブロットアッセイまたはスロットブロットアッセイによって決定される。
[0079]特定の側面において、神経変性障害のリスクは、患者をPKC活性化因子で治療することによって低下する。特定の態様において、PKC活性化因子は、PKCを刺激するように作用する大環状ラクトン、例えばブリオスタチンおよびネリスタチンクラスである。大環状ラクトン(マクロライドとしても知られる)は、一般的に、14、15または16員ラクトン環を含む。マクロライドは、天然産物のポリケチドクラスに属する。大環状ラクトンおよびその誘導体は、例えば、それぞれその全内容が参照によりここに組み込まれる、米国特許第6,187,568号;同第6,043,270号;同第5,393,897号;同第5,072,004号;同第5,196,447号;同第4,833,257号;および同第4,611,066号;および同第4,560,774号に記載されている。これらの特許は、さまざまな化合物および抗炎症剤または抗腫瘍薬としての使用を含めた大環状ラクトンのさまざまな用途を記載している。また、それぞれその全内容が参照によりここに組み込まれる、Szallasiら、J.Biol.Chem.(1994)、vol.269、pp.2118〜2124;Zhangら、Cancer Res.(1996)、vol.56、pp.802〜808;Henningsら、Carcinogenesis(1987)、vol.8、pp.1343〜1346;Varterasianら、Clin.Cancer Res.(2000)、vol.6、pp.825〜828;Mutterら、Bioorganic & Med.Chem.(2000)、vol.8、pp.1841〜1860も参照されたい。
[0080]化合物のブリオスタチンクラスの中でも、ブリオスタチン−1は特に興味深い。これは、腫瘍を促進することなく、PKCを活性化することが示されている。さらに、この用量反応曲線は、二相性である。それに加えて、ブリオスタチン−1は、PKC−α、PKC−δおよびPKC−εを含めたPKCアイソフォームの特異的制御を実証している。この可能性を考慮して、ブリオスタチン−1には、動物およびヒトにおける毒性および安全性の研究がなされ、他の抗がん剤候補と併用する補助剤としての抗がん剤として積極的に調べられている。
[0081]クラスとしてのブリオスタチンは、C1a部位(DAG結合部位の1つ)に結合し、ホルボールエステルのような転座を生じるが、ホルボールエステルとは異なって腫瘍を促進しないと考えられている。ブリオスタチン−1は、35μg/週を超える使用で筋肉痛を伴い得るが、20μg/週で毒性を示さない。ラットにおいて、ブリオスタチン−1の急性LD50値は68μg/kgであり、急性LD10値は45μg/kgである。高用量での死は、出血に起因する。
[0082]ブリオスタチンは、血液脳関門を越え、脳からゆっくり排除され、低速の解離速度(t1/2>12時間)を示す。血流中、ブリオスタチンは、短半減期(t1/2=1時間)を有する。しかし、初回用量(静脈注射による)のうち、1%が100時間で血液中にあり、単回投与後14日間、血液中で検出可能である。ブリオスタチンは、脂肪組織中で蓄積する傾向があり、OH基の解糖および他の周知の生体異物の解毒経路を通して解毒されると考えられる。
[0083]本開示の一態様において、大環状ラクトンはブリオスタチンである。ブリオスタチンには、例えば、ブリオスタチン−1、ブリオスタチン−2、ブリオスタチン−3、ブリオスタチン−4、ブリオスタチン−5、ブリオスタチン−6、ブリオスタチン−7、ブリオスタチン−8、ブリオスタチン−9、ブリオスタチン−10、ブリオスタチン−11、ブリオスタチン−12、ブリオスタチン−13、ブリオスタチン−14、ブリオスタチン−15、ブリオスタチン−16、ブリオスタチン−17、およびブリオスタチン−18が挙げられる。
[0084]少なくとも一態様において、ブリオスタチンは、ブリオスタチン−1(以下に示す)である。
別の態様では、ブリオスタチンは、ブリオスタチン−2(以下に示す;R=COC711、R’=H)である。
[0085]本開示の一態様において、大環状ラクトンは、ネリスタチンである。一態様では、ネリスタチンは、ネリスタチン−1から選択される。別の態様では、大環状ラクトンは、シクロプロパン化PUFAの大環状誘導体、例えば24−オクタヘプタシクロノナコサン−25−オン(環状DHA−CP6)(以下に示す)から選択される。
[0086]別の態様において、大環状ラクトンは、ブリオログである。ブリオログ(ブリオスタチンの類似体)は、本開示における使用に適した別のクラスのPKC活性化因子である。ブリオログは、化学的に合成することも、特定の細菌によって生成することもできる。例えば、環A、BおよびC(上図に示すブリオスタチン−1を参照)ならびにさまざまな置換基を修飾する、異なるブリオログが存在する。一般的な概要として、ブリオログは、ブリオスタチンより特異性が低く、作用も弱いが、調製がより容易であると考えられている。C環は、PKCへの結合に重要であり、A環が、非腫瘍形成に重要であることが判明している。さらに、疎水性の末端が、膜結合に重要であるように思われる。
[0087]表1は、いくつかのブリオログの構造の特徴をまとめ、PKCに対するその親和性における変動(0.25nM〜10μMの範囲)を実証する。構造的に、これらはすべて類似している。ブリオスタチン−1は、2つのピラン環および1つの6員環状アセタールを有するが、ほとんどのブリオログでは、ブリオスタチン−1のピランのうちの1つは、第2の6員アセタール環と置きかえられる。この修飾は、例えば強酸または塩基の両方で、ブリオスタチン−1と比べて、ブリオログの安定性を低下するが、生理的pHではさほど顕著でない。ブリオログはまた、ブリオスタチン−1(988)に比べて低分子量(約600g/mol〜755g/molの範囲)でもあり、血液脳関門を越える輸送を促進する性質を有する。
[0088]類似体1は、最も高いPKC親和性を示す。Wenderら、Curr.Drug Discov.Technol.(2004)、vol.1、pp.1〜11;Wenderら、Proc.Natl.Acad.Sci.(1998)、vol.95、pp.6625〜6629;Wenderら、J.Am.Chem.Soc.(2002)、vol.124、pp.13648〜13649、それぞれ、その全内容が参照によりここに組み込まれる。類似体1のみ、ブリオスタチン−1より高いPKC親和性を示す。ブリオスタチン−1のA環がない類似体2は、高PKC親和性を維持する最も単純な類似体である。活性ブリオログに加えて、26位でアセチル化された類似体7dは、実質的にPKC親和性がない。
[0089]B環ブリオログも本開示で使用可能である。これらの合成ブリオログは、低ナノモル範囲の親和性を有する。参照によりその全内容がここに組み込まれる、Wenderら、Org Lett.(2006)、vol.8、pp.5299〜5302。B環ブリオログは、完全に合成される利点を有し、天然源からの精製を必要としない。
[0090]第3のクラスの好適なブリオスタチン類似体は、A環ブリオログである。これらのブリオログは、ブリオスタチン−1より若干低いPKC親和性(ブリオログ3、4および5につき、それぞれ6.5nM、2.3nMおよび1.9nM)および低分子量を有する。A環置換基は、非腫瘍形成に重要である。
[0091]ブリオスタチン類似体は、例えば、米国特許第6,624,189号および同第7,256,286号に記載されている。大環状ラクトンを使用して認識能力を改善する方法も、米国特許第6,825,229号(B2)に記載されている。
[0092]別のクラスのPKC活性化因子は、PKCに結合し活性化するジアシルグリセロールの誘導体である。例えば、Niedelら、Proc.Natl.Acad.Sci.(1983)、vol.80、pp.36〜40;Moriら、J.Biochem.(1982)、vol.91、pp.427〜431;Kaibuchiら、J.Biol.Chem.(1983)、vol.258、pp.6701〜6704を参照されたい。ジアシルグリセロールによるPKCの活性化は一時的であるが、その理由は、これがジアシルグリセロールキナーゼおよびリパーゼによって急速に代謝されるからである。参照によりその全内容がここに組み込まれる、Bishopら、J.Biol.Chem.(1986)、vol.261、pp.6993〜7000;Chuangら、Am.J.Physiol.(1993)、vol.265、pp.C927〜C933。ジアシルグリセロール誘導体の脂肪酸置換基は、活性化の強度を決定する。不飽和脂肪酸を有するジアシルグリセロールが最も活性である。立体異性体配置は重要であり;1,2sn配置を有する脂肪酸は活性であるが、2,3−sn−ジアシルグリセロールおよび1,3−ジアシルグリセロールはPKCに結合しない。シス不飽和脂肪酸は、ジアシルグリセロールと相乗作用し得る。少なくとも1つの態様において、「PKC活性化因子」という用語は、明らかにDAGまたはDAG誘導体を除外する。
[0093]別のクラスのPKC活性化因子は、イソプレノイドである。例えば、ファルネシルチオトリアゾールは、Kdが2.5μMのPKCを活性化する合成イソプレノイドである。例えば、ファルネシルチオトリアゾールは、ジオレオイルグリセロールと等電位であるが、脂肪酸の加水分解性エステルを保有しない。参照によりその全内容がここに組み込まれる、Gilbertら、Biochemistry(1995)、vol.34、pp.3916〜3920。ファルネシルチオトリアゾールおよび関連の化合物は、安定性の持続的なPKC活性化因子の代表例である。その低分子量(305.5g/mol)および荷電基の不在により、ファルネシルチオトリアゾールは、容易に血液脳関門を越えることが予想される。
[0094]さらに別のクラスの活性化因子として、オクチルインドラクタムV、グニジマクリン、およびインゲノールが挙げられる。オクチルインドラクタムVは、テレオシジンに関連する非ホルボールプロテインキナーゼC活性化因子である。オクチルインドラクタムV(具体的に(−)−鏡像異性体)の利点として、高い代謝安定性、高力価(EC50=29nM)および血液脳関門を越える輸送を促進する低分子量が挙げられる。それぞれ参照によりその全内容がここに組み込まれる、Fujikiら、Adv.Cancer Res.(1987)、vol.49、pp.223〜264;Collinsら、Biochem.Biophys.Res.Commun.(1982)、vol.104、pp.1159〜4166。
[0095]グニジマクリンは、ネズミ白血病および固形腫瘍に対して0.1nM〜1nMの濃度で強力な抗腫瘍作用を発揮するダフナン型ジテルペンである。これは、K562細胞中、0.3nMの濃度でPKC活性化因子として作用し、Cdc25Aの抑制および後続するサイクリン依存性キナーゼ2(Cdk2)の阻害(5ng/mlで100%の阻害が達成)を通してG1/S相で細胞周期の進行を調節する。グニジマクリンは、ブリオスタチン−1に類似の複素環式天然産物であるが、多少小サイズ(MW=774.9g/mol)である。
[0096]イリパリダールは、アイリスパリーダ(Iris pallida)から単離される二環式トリテルペノイドである。イリパリダールは、マイクロモルからナノモルの範囲のGI50(増殖を50%阻害するために必要な濃度)値で遮蔽されているNCI60細胞株中で抗増殖作用を示す。これは、抗親和性(Ki=75.6nM)のPKCαに結合する。これは、RasGRP3依存的にErk1/2のリン酸化を誘発する。この分子量は、486.7g/molである。イリパリダールは、ブリオスタチン−1のほぼ半分のサイズであり、荷電基がない。
[0097]インゲノールは、ホルボールに関連するジテルペノイドであるが、毒性は少ない。これは、トウワタ属植物チャボタイゲキ(Euphorbia peplus)に由来する。インゲノール3,20−ジベンゾエートは、PKC(Ki=240nM)に結合するために、例えば、[3H]ホルボール二酪酸と競合する。参照によりここに組み込まれる、Winklerら、J.Org.Chem.(1995)、vol.60、pp.1381〜1390。インゲノール−3−アンゲラートは、局所的に使用したとき、扁平上皮細胞癌および黒色腫に対して抗腫瘍作用を示す。参照によりここに組み込まれる、Ogbourneら、Anticancer Drugs(2007)、vol.18、pp.357〜362。
[0098]別のクラスのPKC活性化因子は、N−(n−ヘプチル)−5−クロロ−1−ナフタレンスルホンアミド(SC−10)およびN−(6−フェニルヘキシル)−5−クロロ−1−ナフタレンスルホンアミドを含めたナフタレンスルホンアミドである。SC−10は、ホスファチジルセリンのそれと同様の機構を用いて、カルシウム依存的にPKCを活性化する。参照によりここに組み込まれる、Itoら、Biochemistry(1986)、vol.25、pp.4179〜4184。ナフタレンスルホンアミドは、ブリオスタチンとは異なる機構によって作用し、ブリオスタチンまたは別のクラスのPKC活性化因子のメンバーと相乗効果を示し得る。構造的に、ナフタレンスルホンアミドは、カルモデュリン(CaM)拮抗薬W−7に類似しているが、CaMキナーゼに影響がないことが報告されている。
[0099]さらに別のクラスのPKC活性化因子は、間接的にPKCを活性化するジアシルグリセロールキナーゼ阻害剤である。ジアシルグリセロールキナーゼ阻害剤の例として、これらに限定されないが、6−(2−(4−[(4−フルオロフェニル)フェニルメチレン]−1−ピペリジニル)エチル)−7−メチル−5H−チアゾロ[3,2−a]ピリミジン−5−オン(R59022)および[3−[2−[4−(ビス−(4−フルオロフェニル)メチレン]ピペリジン−1−イル)エチル]−2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−4(1H)−キナゾリノン(R59949)が挙げられる。
[00100]さらに別のクラスのPKC活性化因子は、PKC経路を通して機能する成長因子、例えば線維芽細胞成長因子18(FGF−18)およびインスリン成長因子である。FGF−18発現は、学習において上方制御され、インスリン成長因子の受容体が学習に関与した。これらのまたはその他の成長因子によるPKCシグナル経路の活性化は、活性化PKCの追加の電位手段を実現する。
[00101]別のクラスのPKC活性化因子は、成長因子、例えばNGFおよびBDNFの合成および/または活性化を刺激し、またPKCならびにシナプス形成および/または神経分枝に関与する集束経路も活性化する、4−メチルカテコール酢酸(MCBA)のような4−メチルカテコール誘導体を含めた、ホルモンおよび成長因子活性剤である。
[00102]PKC活性化因子のさらなる例として、多価不飽和脂肪酸(「PUFA」)が挙げられる。これらの化合物は、神経系の必須成分であり、健康上、多数の効用がある。一般的に、PUFAは、膜流動性を高め、迅速に酸性化して高度に生物活性の生成物を生成し、さまざまな炎症およびホルモン効果をもたらし、急速に分解および代謝される。炎症効果および急速な代謝は、その活性炭素−炭素二重結合の結果と思われる。こうした化合物は、最も可能性が高いPS部位への結合により、PKCの強力な活性化因子であり得る。
[00103]一態様において、PUFAは、リノール酸(以下に示す)から選択される。
[00104]別のクラスのPKC活性化因子は、PUFAおよびMUFA誘導体、特にシクロプロパン化誘導体である。特定のシクロプロパン化PUFA、例えばDCPLA(すなわち、両方の二重結合にシクロプロパンを有するリノール酸)は、選択的にPKC−εを活性化することができ得る。Journal of Biological Chemistry、2009、284(50):34514〜34521参照;また、米国特許出願公開第2010/0022645号(A1)も参照されたい。その親分子と同様に、PUFA誘導体は、PS部位への結合によってPKCを活性化すると考えられている。
[00105]シクロプロパン化脂肪酸は、低毒性を示し、それが長半減期(t1/2)を示す脳内に容易に移入される。二重結合のシクロプロパン環への変換は、炎症性副生成物への酸化および代謝を防止し、より剛性のU形3D構造を作製し、より高いPKC活性化をもたらすことができる。その上、このU形は、より高いアイソフォーム特異性をもたらし得る。例えば、シクロプロパン化脂肪酸は、強力かつ選択的なPKC−εの活性化を示し得る。
[00106]シモンズ−スミスシクロプロパン化反応は、二重結合をシクロプロパン基に変換する有効な方法である。この反応は、カルベノイド中間体を通して作用し、親分子のシス−立体化学を保護する。したがって、PKC活性化特性は増強され、一方で生物反応性エイコサノイド、トロンボキサン、またはプロスタグランジンのような他の分子への代謝は防止される。
[00107]一クラスのPKC活性化脂肪酸は、オメガ−3PUFA誘導体である。一態様において、オメガ−3PUFA誘導体は、シクロプロパン化ドコサヘキサエン酸、シクロプロパン化エイコサペンタエン酸、シクロプロパン化ルメレン酸、シクロプロパン化パリナリン酸、およびシクロプロパン化リノレン酸(以下に示すCP3型)から選択される。
[00108]別のクラスのPKC活性化脂肪酸は、オメガ−6PUFA誘導体である。一態様において、オメガ−6PUFA誘導体は、シクロプロパン化リノール酸(「DCPLA」、以下に示すCP2型)、
シクロプロパン化アラキドン酸、シクロプロパン化エイコサジエン酸、シクロプロパン化ジホモガンマリノレン酸、シクロプロパン化ドコサジエン酸、シクロプロパン化アドレン酸、シクロプロパン化カレンド酸、シクロプロパン化ドコサペンタエン酸、シクロプロパン化ジャカル酸、シクロプロパン化ピノレン酸、シクロプロパン化ポドカルプ酸、シクロプロパン化テトラコサテトラエン酸、およびシクロプロパン化テトラコサペンタエン酸から選択される。
[00109]ベルノリン酸は、天然由来の化合物である。しかし、これは、リノール酸のエポキシ誘導体であり、したがって、ここで使用する場合、オメガ−6PUFA誘導体と見なされる。ベルノリン酸に加えて、シクロプロパン化ベルノリン酸(以下に示す)は、オメガ−6PUFA誘導体である。
[00110]別のクラスのPKC活性化脂肪酸は、オメガ−9PUFA誘導体である。一態様において、オメガ−9PUFA誘導体は、シクロプロパン化エイコセン酸、シクロプロパン化ミード酸、シクロプロパン化エルカ酸、およびシクロプロパン化ネルボン酸から選択される。
[00111]さらに別のクラスのPKC活性化脂肪酸は、一価不飽和脂肪酸(「MUFA」)誘導体である。一態様において、MUFA誘導体は、シクロプロパン化オレイン酸(以下に示す)
およびシクロプロパン化エライジン酸(以下に示す)
から選択される。
[00112]PKC活性化MUFA誘導体には、エポキシ化化合物、例えばトランス−9,10−エポキシステアリン酸(以下に示す)
が挙げられる。
[00113]別のクラスのPKC活性化脂肪酸は、オメガ−5およびオメガ−7PUFA誘導体である。一態様において、オメガ−5およびオメガ−7PUFA誘導体は、シクロプロパン化ルーメン酸、シクロプロパン化α−エレオステアリン酸(elostearic acid)、シクロプロパン化カタルプ酸、およびシクロプロパン化プニカ酸から選択される。
[00114]別のクラスのPKC活性化因子は、脂肪酸アルコールおよびその誘導体、例えばシクロプロパン化PUFAおよびMUFA脂肪アルコールである。これらのアルコールは、PS部位に結合することによってPKCを活性化すると考えられている。これらのアルコールは、異なるクラスの脂肪酸から誘導することができる。
[00115]一態様において、PKC活性化脂肪アルコールは、オメガ−3PUFA、オメガ−6PUFA、オメガ−9PUFA、およびMUFA、特に上記の脂肪酸から誘導される。一態様において、脂肪アルコールは、シクロプロパン化リノレニルアルコール(以下に示すCP3型)、
シクロプロパン化リノレイルアルコール(以下に示すCP2型)、
シクロプロパン化エライジルアルコール(以下に示す)、
シクロプロパン化DCPLAアルコール、およびシクロプロパン化オレイルアルコールから選択される。
[00116]別のクラスのPKC活性化因子は、脂肪酸エステルおよびその誘導体、例えばシクロプロパン化PUFAおよびMUFA脂肪エステルである。一態様において、シクロプロパン化脂肪エステルは、オメガ−3PUFA、オメガ−6PUFA、オメガ−9PUFA、MUFA、オメガ−5PUFA、およびオメガ−7PUFAに由来する。これらの化合物は、PS部位に結合することを通してPKCを活性化すると考えられている。このようなエステルの一利点は、それらが、一般的に、その遊離酸の対応物より安定性があると見なされることである。
[00117]一態様において、オメガ−3PUFA由来のPKC活性化脂肪酸エステルは、シクロプロパン化エイコサペンタエン酸メチルエステル(以下に示すCP5型)、
およびシクロプロパン化リノレン酸メチルエステル(以下に示すCP3型)
から選択される。
[00118]別の態様において、オメガ−3PUFAエステルは、DHA−CP6ならびに脂肪族および芳香族アルコールのエステルから選択される。一態様において、エステルは、シクロプロパン化ドコサヘキサエン酸メチルエステル(以下に示すCP6型)である。
DHA−CP6は、実際、10nMの濃度で効力があることが示されている。例えば、米国特許出願公開第2010/0022645号を参照されたい。
[00119]一態様において、オメガ−6PUFA由来のPKC活性化脂肪エステルは、シクロプロパン化アラキドン酸メチルエステル(以下に示すCP4型)、
シクロプロパン化ベルノリン酸メチルエステル(以下に示すCP1型)、
およびベルノリン酸メチルエステル(以下に示す)
から選択される。
[00120]特に興味深い一クラスのエステルは、DCPLA(CP6−リノール酸)の誘導体である。例えば、米国仮特許出願第61/559,117号およびその主張する出願優先権を参照されたい。一態様において、DCPLAのエステルは、アルキルエステルである。DCPLAアルキルエステルのアルキル基は、直鎖状、分枝状、および/または環状でよい。アルキル基は、飽和でも不飽和でもよい。アルキル基が不飽和環状アルキル基であるとき、環状アルキル基は芳香族でよい。一態様において、アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(例えばイソプロピル)、およびブチル(例えばtert−ブチル)エステルから選択してよい。メチルエステル形態のDCPLA(「DCPLA−ME」)を以下に示す。
[00121]別の態様において、DCPLAのエステルは、ベンジルアルコール(以下に示す無置換ベンジルアルコールエステル)に由来する。さらに別の態様では、DCPLAのエステルは、芳香族アルコール、例えば酸化防止剤として使用されるフェノールおよび学習促進能力を有する天然フェノールに由来する。いくつかの特定の例として、エストラジオール、ブチル化ヒドロキシトルエン、レスベラトロル、ポリヒドロキシル化芳香族化合物、およびクルクミンが挙げられる。
[00122]別のクラスのPKC活性化因子は、シクロプロパン化MUFA由来の脂肪エステルである。一態様において、シクロプロパン化MUFAエステルは、シクロプロパン化エライジン酸メチルエステル(以下に示す)、
およびシクロプロパン化オレイン酸メチルエステル(以下に示す)
から選択される。
[00123]別のクラスのPKC活性化因子は、PUFA、MUFA、およびこれらの誘導体に由来するサルフェートおよびホスフェートである。一態様において、サルフェートは、DCPLAサルフェートおよびDHAサルフェート(以下に示すCP6型)から選択される。
一態様において、ホスフェートは、DCPLAホスフェートおよびDHAホスフェート(以下に示すCP6型)
から選択される。
[00124]一態様において、PKC活性化因子は、大環状ラクトン、ブリオログ、ジアシルグリセロール、イソプレノイド、オクチルインドラクタム、グニジマクリン、インゲノール、イリパリダール、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロール阻害剤、成長因子、多価不飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化多価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化一価不飽和脂肪酸、脂肪酸アルコールおよび誘導体、または脂肪酸エステルである。
ApoEは、LRP−1およびPKCεを通してHDAC核−細胞質間輸送を調節する
[00125]脳内において、ApoEは、星状膠細胞中で生成され、ApoE受容体、例えば低密度リポタンパク質受容体(LDLR)群およびLRP−1と相互作用することによってコレステロールをニューロンに輸送する(Koryakina Aら、Regulation of secretases by all−trans−retinoic acid、FEBS J、276:2645〜2655、2009;Holtzman DMら、Apolipoprotein E and apolipoprotein E receptors:normal biology and roles in Alzheimer disease、Cold Spring Harb Perspect Med.、2:a006312、2012;Liu CCら、2013)。本発明者らによる先行研究は、ApoE3が、LRP−1との相互作用を通してASPD誘発シナプス損傷から保護することを示した(Sen Aら、Apolipoprotein E3(ApoE3) but not ApoE4 protects against synaptic loss through increased expression of protein kinase C epsilon、J.Biol.Chem.、287:15947〜15958、2012)。ニューロンのApoE介在保護およびHDACのApoE介在核転座におけるLRP−1の役割をさらにサポートすることは、SH−SY5Y細胞を30分間、ApoE受容体結合タンパク質、例えばRAPで前処理し(100nM;Miglioriniら、Allosteric modulation of ligand binding to low density lipoprotein receptor related protein by the receptor−associated protein requires critical lysine residues within its carboxyl−terminal domain、J.Biol.Chem.、278:17986〜17992、2003)、後続してこれらの細胞をApoE3+CholまたはApoE4+Cholで24時間処理すると、両方の処置群におけるHDACの核転座の防止が観察されることである(図5A)。実際、LRP−1をRAPでブロックすると、HDAC(図5B)およびHDAC6(図5C)の核転座に及ぼすApoE3+CholおよびApoE4+Cholの影響を止めた。
[00126]LRP−1がApoE介在HDAC転座を調節するさらなる証拠は、LRP−1 siRNAを取り込んでSH−SY5Y細胞中のLRP−1レベルを低下させた研究から得られた。図5Dに示す通り、LRP−1 siRNA1およびLRP−1 siRNA2による遺伝子サイレンシングは、細胞LRP−1レベルを、対照SH−SY5Y細胞に比べて約80%低下させた。ApoE4+Chol(38.8±4.5%)およびApoE3+Chol(41.6±6.3%)は、コレステロールで処置した対照細胞(40.2±4.3%)に比べて、LRP−1下方制御細胞(図5E)中の核へのHDAC4転座に何らの影響もなかった。LRP−1下方制御はまた、HDAC6のApoE4+Cholを介した核転座も防止した(図5F)。これらの結果は、ApoEが、LRP−1受容体を介して、HDAC4の核−細胞質間輸送を調節するように作用することを示す。
[00127]ApoEを介したHDAC核−細胞質間輸送は、神経変性状態の決定要因である。本発明者らによる先行研究は、ApoEの神経保護およびシナプス形成効果が、PKCεおよびLRP−1を介するものであり、実際、ApoE4でなくApoE3が、PKCε転写を誘発し、したがって対照とASPD処置細胞の両方でPKCεレベルを上げる(Senら、2012)ことを示した。したがって、本発明者らは、ApoE3またはApoE4の存在下、コレステロールで処置したSH−SY5Y細胞中のPKCε、PKCα、およびPKCδ mRNAの量を測定することによって、PKCεが、ApoEを介したHDAC核転座を調節するかを調査した。
[00128]図6Aに例示したように、ApoE3+Cholで処置したSH−SY5Y細胞は、コレステロール処置細胞に比べて、PKCε mRNAの発現が2.5倍増加した。一方、ApoE4+Cholは、PKCε mRNAレベルの発現を低減した。しかし、ApoE3+Cholは、LRP−1下方制御細胞中のPKCε mRNAを増加できず(図6B)、ApoE3+CholまたはApoE4+Chol処置細胞中、PKCαまたはPKCδのいずれの転写レベルにも変化が観察されなかった(図6C、D)。
[00129]PKCε過剰発現(図6E)は、核HDAC4を、対照細胞に比べて1.83倍さらに低減した(40.9±2.8%対22.3±1.6%;t検定、p<0.005;図6F)。PKCεの過剰発現も、対照細胞に比べて核HDAC6レベルを54%低減した(29.9±1.4%対16.3±3.2%;t検定、p<0.005;図6G)。しかし、細胞PKCε発現(PKCεノックダウン)の阻害は、核HDAC4レベルには何の影響もなかったが、核中のHDAC6レベルを、対照細胞に比べて1.4倍増加した(43.3±3.8%対29.9±1.4%;t検定、p<0.05;図6G)。上記のデータは、PKCεがHDAC4の核保持に関与すると同時に、PKCεが細胞質ゾル中のHDAC6の保持に必要とされることを示している。
[00130]PKCε遺伝子サイレンシングの研究は、ApoEを介したHDACの核−細胞質間輸送がPKCεによって調節されるさらなる証拠を提供した。PKCε−siRNAをSH−SY5Y細胞に導入した。これらのPKCεノックダウン細胞をApoE3+Cholで処置した。
[00131]図6Hに例示したように、ApoE3+CholによるHDAC4核輸出(正常細胞中の52.6±5.4%;t検定、p<0.01対26.6±3.8%)を、PKCεノックダウンにおいて止めた。遺伝子サイレンシングによる細胞PKCε合成の阻害は、核中のHDAC6レベルに及ぼすApoE3+Cholの影響も止めた(正常細胞中の37.9±2.1%;t検定、p<0.002対19.7±1.1%;図6I)。
[00132]ブリオスタチンおよびBR−122(ブリオスタチンの類似体)は、PKCの活性化因子である。BR−122は、一次ニューロン中のPKCεレベルを増加させたが、ブリオスタチンの単回静脈注射が、PKCε発現を活性化し、マウスの脳内のPKCεレベルを増加させるかを観察した。図10および11それぞれを参照されたい。
[00133]相IIa臨床試験からのデータは、ブリオスタチンの投与が、PKCεの合成を増加させることを示した。図12および13に例示したように、PKCεレベルは、ブリオスタチンを投与してから1時間後に最も高い。具体的に、図14に例示したように、PKCεレベルの増加は、ブリオスタチン注射を受けた対象におけるブリオスタチンレベルの生理的増加と相関する。
[00134]さらなる研究は、hApoE3を発現するマウスにおいて、全PKCパーセンテージの上昇によって示されるように、PKCが構造的に活性化されたことを示した。図15を参照されたい。一方、全PKCレベルは、hApoE4を発現するマウスではかなり低かった。
ApoE3はBDNF発現を調節する−神経変性病理の軽減における影響
[00135]BDNFは、神経保護の役割を果たすことが知られている。実際、近年の研究は、記憶に関連する障害におけるApoEおよびBDNFに対する追加の効果を示した(Kauppiら、Additive genetic effect of APOE and BDNF on hippocampus activity、Neuroimage、89:306〜313、2014;Limら、APOE and BDNF polymorphisms moderate amyloid beta−related cognitive decline in preclinical Alzheimer’s disease、Mol Psychiatry、2014)。
[00136]上記の通り、ApoE3は、ラットの一次ニューロン(Senら、2012)およびヒトSH−SY5Y細胞中でPKCε発現を誘発する。しかし、PKCεは、BDNF発現を調節することが知られている(Hongpaisanら、2011;LimおよびAlkon、2012;Hongpaisanら、2013;ならびにNeumannら、2015)。これらの発見から、本発明者らは、ApoE3が、BDNF発現の調節に関与し得ると仮定した。
[00137]ApoEアイソフォーム、PKCε、HDACおよびBDNFの間の結合を描写するために、本発明者らは、半定量RT−PCR(完全長;図7A)およびqRT−PCR(図7B)によってSH−SY5Y細胞中のプライマーを使用してBDNFのmRNA発現を測定した。コレステロール単体で処置したSH−SY5Y細胞は、BDNF発現に変化を示さなかった(図7A)。しかし、ApoE3+Cholで処置した細胞は、BDNF発現の増加を示したが(1.76_0.13;t検定、p_0.001)、ApoE4+Cholは、BDNF発現を下方制御した(0.74_0.05;p_0.02;図7B)。
[00138]PKCεが、BDNF発現を調節する上でApoE3と同じくらい有効である、さらなるサポートが、DCPLA−ME、すなわち、PKCε特異的活性化因子(Nelsonら、2009;Senら、2012)が、コレステロール処置細胞(1.91±0.21倍)中のBDNF発現を上方制御するという観察によって提供される。実際、BDNF発現は、DCPLA−MEによって、ApoE3とほぼ同程度まで上方制御された。
[00139]本発明者らによるさらなる研究は、DCPLA−MEが、ApoE4+Chol+DCPLA−MEで処置した細胞中でのBDNF下方制御を防止した(0.95±0.1;p<0.05)ことを示した。結果として、本開示は、ApoE調節に関連した神経変性状態の作用を減弱させるまたは治療するための医療としてPKC活性化因子を使用する。
[00140]さらなる実験の中で、ApoE3およびDCPLA−MEの組み合わせで細胞を処置し、この実験は、ApoE3およびDCPLA−MEへの効果を促進するBDNF発現が、追加されなかったことを示した。
[00141]先行研究は、ApoE4対立遺伝子を保有する患者のBDNFレベルが低下したことを示した(Maioliら、2012;Alvarezら、2014)。しかし、ApoE4がニューロン中のBDNF発現を下方制御するための機構は知られていなかった。本発明者らは、ApoE4が、HDAC6−BDNF PIII/PIV会合を誘発することによってニューロン中のBDNF発現を下方制御するかを探査した。ApoEによるBDNF発現の調節におけるBDNFプロモーターの役割を解明するために、HDAC4、HDAC6またはIgG(対照)を使用して、コレステロール、ApoEアイソフォーム、およびDCPLA−MEで処置したSH−SY5Y細胞から染色体免疫沈降を行った。固定比率(2%)の全未沈降DNA(陽性対照使用、結果の正規化のために使用)または100%のHDACもしくはIgG免疫沈降DNAが、BDNFプロモーターPI、PII、PIII、PIVおよびPIXに対するPCRによって増幅された。HDAC4およびHDAC6(図7C)は、PI、PIIまたはPIXへの会合を示さなかった。コレステロールのみで処置した細胞(1.0±0.04;F(5,24)=51.8;ANOVA、p<0.0001)と比べて、ApoE3+Cholは、HDAC6−PIII会合を低減し(0.41±0.05;p<0.001)、ApoE4+Cholはこれを増加した(1.9±0.13;p<0.001)(図7D)。ApoE4+Cholは、HDAC6−PIV会合も増加し、ApoE3+Cholはこれも低減した。(コレステロールのみ=1±0.13;ApoE3+Chol=0.61±0.10、p<0.05;ApoE4+Chol=2.1±0.20;p<0.001;F(5,30)=18.6;ANOVA、p<0.0001;図7E)。DCPLA−MEは、HDAC6−PIIIおよびHDAC6−PIV会合におけるApoE4+Chol誘発増加をブロックしたが、ApoE3には効果がなかった(図7D、E)。これは、PKCε合成を直接的または間接的のいずれかで阻害するApoE4と一致し、PKCεは、プロモーターを結合できる核へのHDAC6輸送を阻害する。
[00142]HDAC4はまた、BDNF PIIIおよびPIVと免疫共沈降したが、処置群間の結合に有意な違いは見出されなかった(HDAC4−PIII=F(5,24)=1.1;ANOVA、p<0.4;HDAC4−PIV=R(5,24)=0.98;ANOVA、p<0.46;結果は示さず)。このことから、PKCε活性は、核へのHDAC4輸送をブロックし、これによりHDAC4がBDNFプロモーターIIIおよびIVに結合するのを防止するが、HDAC4は、プロモーターに直接結合せず、転写因子、例えばMEF2CおよびMEF2Dを介して間接的に結合する。ApoE4は、PKCεを誘発せず、それによりHDACを核に入れて(間接的に)BDNFプロモーターに結合させ、それによりBDNF発現を抑圧する。
[00143]BDNF発現に与えるHDAC6−PIII/PIV会合の影響を決定するために、BDNF−エクソンIIIおよびIVの発現をqRT−PCRによって分析した。BDNF−エクソンIV発現は、ApoE3+Cholによって増加し、ApoE4+Cholによって低減した(それぞれ、1.54±0.07倍;p<0.0027および0.47±0.04倍;p<0.0005;図7G)。BDNF−エクソンIII発現は、ApoE4を加えたとき、低い発現に向かう傾向を示したが、統計的に有意でなかった(図7F)。DCPLA−MEは、3つすべての処置においてほぼ同じパーセンテージでエクソンIV発現を増加した(F(5,21)=40.0;ANOVA、p<0.0001;DCPLA−ME+Chol=1.85±0.27倍、p<0.035;ApoE3+Chol+DCPLA−ME=1.98±0.13、p<0.05対ApoE3+Chol;ApoE4+Chol+DCPLA−ME=0.74±0.01、p<0.0005対ApoE4+Chol;図7G)。ApoE4は、低減されたBDNF発現をもたらす、HDAC6およびBDNF−PIV間の相互作用を誘発する。PKC活性化因子は、BDNFエクソンIV発現を増加したが、エクソンIII発現への効果はさほどなく、エクソンIVがPKCに応答するがエクソンIIIは応答しないことを示す。
[00144]ApoE4は、HDACのASPD誘発核転座を増加させる。免疫ブロット法を用いて、HDAC4およびHDAC6核内への輸送に及ぼす、AD脳内に存在するAβの神経毒形態ASPDの効果を調べた。ヒトSH−SY5Y細胞を、ASPDの存在下または不在下で、コレステロールおよびApoE3またはApoE4で処置した。ASPDは、HDAC4とHDAC6の両方の移入を増加させた。ApoE3+Cholの添加は、核内のHDAC4およびHDAC6染色パーセンテージを有意に低減した(−48.4±9.7%;p<0.026および−29.3±6.9%;p<0.01;図8A)。対照的に、ApoE4+Cholは、ASPDの存在下、HDAC4の核内輸送には効果がなく(+5.7±13%変化;図8B)、HDAC6の輸送を増加した(+39.4±16.9%変化、p<0.04)(図8C)。ApoE3とApoE4(10nM)の両方およびコレステロールで処置した細胞は、中間レベルの核HDAC4およびHDAC6を示した(HDAC4=F(2,8)=14.2;ANOVA、p<0.005およびHDAC6=F(2,8)=7.15;ANOVA;p<0.03;図8B、C)。ApoE3は、HDACの核転座へのASPDの効果を阻害するが、ApoE4は阻害しない。ヒト脳海馬由来の核HDAC6の量も分析した。剖検で確認されたAD症例は、年齢適合対照に比べて増加した核HDAC6を示した(AD=70.4±5.3%および非AD=56.9±2.9;p<0.05;図8D)。
[00145]PKCε活性化は、HDACのApoE4誘発核転座を阻害する。PKCε活性化の、HDAC4およびHDAC6のApoE4+ASPD誘発核転座への効果を探査するために、SH−SY5Y細胞を、ASPD、コレステロール、およびApoE4の組み合わせで24時間処置し、免疫ブロット法によって細胞質および核内のHDAC4およびHDAC6レベルを測定した。ASPDおよびApoE4は、HDAC6に相乗効果を有していた(Chol=12.9±3.0%;ASPD+APOE4+Chol=39.7±3.3%、p<0.005;ASPD+Chol=21.7±2.8%、p<0.05)が、HDAC4にはなかった(図8E、F)。DCPLA−MEまたはブリオスタチン−1によるPKCε活性化は、HDAC4の核内輸送を、それぞれ35±6.9%(p<0.015)および40±8.4%(p<0.013)低減した(F(6,14)=11.6;ANOVA、p<0.0001;図8E)。核HDAC6における同様の低減も、DCPLA−ME(56±5.9%低減、p<0.005)またはブリオスタチン−1(46±9.2%低減、p<0.05;図8F)によって生じた。いずれの場合も、ASPD、ApoE4、または両方の組み合わせを使用したかにかかわらず、PKC活性化は、正常以下のレベルまでHDAC移入を低減した。
[00146]最後に、PKCεおよびBDNF mRNA発現のレベル(qRT−PCR使用)を、これらのASPD処置細胞中で測定した。PKCεレベルは、ASPD+Cholによって下方制御された(0.58±0.06倍;p<0.005)。ApoE3は、PKCε発現を正常まで回復したが、ApoE4はしなかった(0.56±0.09倍;p<0.02)。DCPLA−MEおよびブリオスタチン−1は、ASPD+ApoE4を介したPKCεの損失を打ち消した(それぞれ0.95±0.09倍および1.19±0.14%;図8G)。BDNFも[[ASPD_Chol]]ASPD+Cholによって下方制御された(0.62±0.05倍;p<0.04;図8H)。ApoE4の添加は、ASPDの効果を増加しなかった。ApoE3は、ASPDによるBDNF下方制御を防止した(1.32±0.19倍;p<0.025対ASPD+Chol)。PKCε活性化は、これらの細胞中のBDNF損失も防止した(図8H)。PKCε活性化は、ApoE4を介したHDACの核転座を逆転し、それによりBDNF合成を正常レベルまで回復する。ここで、ブリオスタチンおよびDCPLA−MEは、誘発神経変性病状の場合におけるPKCεの欠失を修正した(例えばASPD+CholおよびASPD+Chol+ApoE4)。これは、ApoE調節と関連した神経変性状態の作用を減弱させるまたは治療する医療としてのPKC活性化因子の使用をさらに証明する。
[00147]図16は、PKC活性化因子ブリオスタチンを受けた対象における認知の改善を例示している。例示されるように、ブリオスタチン処置対照の小認知機能検査スコア(MMSE)は、プラセボ処置対照のMMSEスコアより少なくとも2倍高かった。これらの結果は、ブリオスタチンが、静脈内投与後に血液脳関門を越えることができることをさらに例示する。
[00148]1種以上のPKC活性化因子または一PKC活性化因子の組み合わせを、従来の方法、例えば経口、非経口、経粘膜、経鼻、吸入、または経皮投与によって、それを必要とする患者/対象に投与してよい。非経口投与には、静脈内、細動脈内、筋肉内、皮内、皮下、腹腔内、脳室内、髄腔内、ICV、嚢内注射または注入および頭蓋内投与が挙げられる。
[00149]本開示は、1種以上のプロテインキナーゼC活性化因子またはその組み合わせおよび担体を含む組成物に関する。本開示は、少なくとも1種のプロテインキナーゼC活性化因子および担体からなる組成物ならびに少なくとも1種の組み合わせおよび担体からなる組成物にさらに関し、2つの組成物は、それを必要とする患者に併用投与される。一態様において、少なくとも1種のプロテインキナーゼC活性化因子からなる組成物は、それを必要とする患者に、組み合わせからなる組成物を投与した前後に投与してよい。
[00150]ここに記載する組成物の製剤は、当技術分野で公知の任意の好適な方法によって調製されてよい。一般的に、このような調製方法は、少なくとも1種の有効成分を担体と会合させることを含む。必要または要望に応じて、結果として得られる生成物は、所望の単回または反復投与用量単位に成形または包装することができる。
[00151]ここで提供される組成物の説明は、原則的にヒトへの処方薬の投与に適した組成物を対象とするが、当業者は、このような組成物が、一般的に、あらゆる種類の動物への投与に適していることを理解するであろう。ヒトへの投与に適したまたはさまざまな動物への投与に適した組成物にするのに適した医薬組成物の修飾は、よく理解され、一般の熟練した獣医薬理学者は、このような修飾を、何かあるとしてもごく普通の実験によって、設計し、実行することができる。本開示の組成物を投与することが企図される対象には、これらに限定されないが、ヒトおよび他の霊長類、ならびにその他の哺乳動物が挙げられる。
[00152]ここで考察されるように、担体には、これらに限定されないが、以下:賦形剤;表面活性剤;分散剤;不活性希釈剤;造粒剤および崩壊剤;結合剤;滑沢剤;甘味剤;香味剤;着色剤;防腐剤;生理的に分解性の組成物、例えばゼラチン;水性媒体および溶媒;油性媒体および溶媒;懸濁化剤;分散剤または湿潤剤;乳化剤、鎮痛剤;緩衝剤;塩;増粘剤;充填剤;乳化剤;酸化防止剤;抗生物質;抗カビ剤;安定剤;ならびに薬学的に許容されるポリマーまたは疎水性材料のうちの1つ以上が挙げられる。本開示の組成物に含むことができるその他の追加の成分は、一般的に当技術分野で知られており、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、Genaro、ed.、Mack Publishing Co.、Easton,Pa.、1985、およびRemington’s Pharmaceutical Sciences、20th Ed.、Mack Publishing Co.2000に記載され得、両方とも参照によりここに組み込まれる。
[00153]一態様において、担体は、水性または親水性担体である。さらなる態様では、担体は、水、生理食塩水、またはジメチルスルホキシドであってよい。別の態様では、担体は、疎水性担体である。疎水性担体には、包接錯体、分散体(例えば、ミセル、マイクロエマルション、およびエマルション)、ならびにリポソームが挙げられる。例示的な疎水性担体には、包接錯体、ミセル、およびリポソームが挙げられる。例えば、参照によりここに組み込まれる、Remington’s:The Science and Practice of Pharmacy 20th ed.、ed.Gennaro、Lippincott:Philadelphia,PA 2003を参照されたい。これに加えて、例えば製剤を安定化させるために、他の化合物を、疎水性担体または溶液中のいずれかに含めてもよい。
[00154]ここで開示する組成物は、経口、非経口、経粘膜、経鼻、吸入、または経皮経路を含めた任意の好適な経路によって、それを必要とする患者に投与してもよい。非経口経路には、静脈内、細動脈内、筋肉内、皮内、皮下、腹腔内、脳室内、髄腔内、および頭蓋内投与が挙げられる。好適な投与経路を選択して、血液脳関門を越えることを可能にすることができる。例えば、参照によりここに組み込まれる、J. Lipid Res.(2001)vol.42、pp.678〜685を参照されたい。
[00155]一態様において、ここに記載する組成物は、経口剤形に製剤化してよい。経口投与の場合、組成物は、例えば、担体、例えば結合剤(例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース);充填剤(例えば、ラクトース、微結晶性セルロース、またはリン酸水素カルシウム);平滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、またはシリカ);崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプンまたはデンプングリコール酸ナトリウム);または湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)を用いた従来の手段によって調製される、錠剤またはカプセルの形態をとってよい。錠剤は、当技術分野で一般に知られている方法によってコーティングされてよい。
[00156]別の態様では、ここの組成物は、液体処方に製剤化される。このような処方は、例えば、溶液、シロップまたは懸濁液の形態をとってもよく、または使用前に水もしくは他の好適な媒体と構成させる乾燥製品として提示されてもよい。このような液体処方は、例えば、薬学的に許容される担体、例えば懸濁化剤(例えば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体、または硬化食用脂);乳化剤(例えば、レシチンまたはアカシア);非水媒体(例えば、アーモンド油、油性エステル、エチルアルコール、または分画植物油);および防腐剤(例えば、p−ヒドロキシ安息香酸メチルもしくはプロピル、またはソルビン酸)を用いた従来の手段によって調製することができる。処方は、適切な緩衝塩、香味剤、着色剤、および甘味剤も含んでよい。一態様において、液体処方は、経口投与用である。
[00157]本開示の別の態様では、ここの組成物は、非経口投与、例えばボーラス注入または持続注入用に製剤化されてよい。注射用の製剤は、単位剤形、例えばアンプル剤、または反復投与用量容器中に、防腐剤を添加して供給されたものでよい。組成物は、油性または水性媒体中に懸濁液、溶液、分散体、またはエマルションのような該形態をとってよく、製剤化剤、例えば懸濁化剤、安定剤、および/または分散剤を含有してよい。
[00158]別の態様において、ここの組成物は、デポー製剤として製剤化してよい。このような製剤は、内移植(例えば、皮下または筋肉内)により、または筋肉内注射により投与してよい。例えば、組成物は、好適なポリマーもしくは疎水性材料(例えば、許容される油中のエマルションなど)またはイオン交換樹脂と一緒に、あるいは難溶性誘導体、例えば難溶性塩として製剤化してよい。
[00159]別の態様において、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせは、小胞、例えばミセル、リポソーム、または人工低密度リポタンパク質(LDL)粒子中に送達される。例えば、米国特許第7,682,627号を参照されたい。
[00160]さらなる態様において、それを必要とする患者への投与用量は、約1mg〜約10g、例えば約5mg〜約5g、約50mg〜約2g、約100mg〜約1.5g、約150mg〜約1g、または約250mg〜約500mgの少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせを送達するように適宜準備してよい。
[00161]一態様において、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせは、組成物中に、最終製剤の約0.01重量%〜約100重量%、約0.1重量%〜約90重量%、約0.1重量%〜約60重量%、約0.1重量%〜約30重量%、または約1重量%〜約10重量%の範囲の量で存在してよい。別の態様では、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせは、組成物中に、約0.01%〜約100%、約0.1%〜約95%、約1%〜約90%、約5%〜約85%、約10%〜約80%、および約25%〜約75%の範囲の量で存在してよい。
[00162]本開示は、さらに、1種以上のPKC活性化因子またはその組み合わせを別個でまたは単一の組成物中に組み合わせて、対象に投与するために利用できるキットに関する。
[00163]キットは、貯蔵および/または投与のためのデバイスを含んでよい。例えば、キットは、注射器、針、無針注射器具、滅菌パッド、スワブ、バイアル、アンプル剤、カートリッジ、瓶などを含んでよい。貯蔵および/または投与デバイスを、例えば、容量の測定を可能にするために目盛ってよい。一態様において、キットは、システム中の他の成分と分けた容器中の少なくとも1種のPKC活性化因子を含む。別の態様では、キットは、少なくとも1種のPKC活性化因子および少なくとも1つの組み合わせを別々に合わせる手段を含む。さらに別の態様では、キットは、少なくとも1種のPKC活性化因子およびその組み合わせを含む容器を含む。
[00164]キットは、1種以上の麻酔薬、例えば局所麻酔薬も含んでよい。一態様において、麻酔薬は、すぐに使える製剤、例えば注射製剤(任意で1つ以上のあらかじめ導入された注射器中)、または局所に適用され得る製剤である。麻酔薬の局所製剤は、パッド、スワブ、タオレット、使い捨てナプキン、布、パッチ、包帯、ガーゼ、綿球、Q−tip(商標)に適用される麻酔薬、軟膏、クリーム、ジェル、ペースト、リキッド、または任意の他の局所適用製剤の形態でよい。本開示で使用される麻酔薬には、これらに限定されないが、リドカイン、マーカイン、コカイン、およびキシロカインを挙げることができる。
[00165]キットは、少なくとも1種のPKC活性化因子およびその組み合わせの使用に関する取扱説明書も含有してよい。別の態様では、キットは、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせの製剤の混合、希釈、または調製手順に関する取扱説明書を含有してよい。取扱説明書は、混合後、投与前に、所望のpHもしくはpH範囲および/または所望の比活性度および/またはタンパク質濃度を得るために、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせからなる製剤を適切に希釈する指示も含み得る。取扱説明書は、服用情報も含み得る。取扱説明書は、少なくとも1種のPKC活性化因子またはその組み合わせで治療する対象を選択する方法を対象とする材料も含んでよい。
[00166]PKC活性化因子は、好適な用量単位の単体で製剤化することができ、製剤は、各投与経路に適した、従来の非毒性の薬学的に許容される担体、補助剤および媒体を含有する。医薬組成物は、さらに、神経変性疾患の治療に、または神経変性障害の発症リスクの低下に認定されている、他の治療に有効な化合物を含んでよい。
[00167]適当なPKC活性化因子の投与量は、一般的に、約0.001〜10μg/m2/週であり、単回または反復投与で投与することができる。例えば、投与量レベルは、約0.01〜約25μg/m2/週、約1〜約20μg/m2/週、約5〜約20μg/m2/週、または約10〜約20μg/m2/週になる。好適な投与量は、約5μg/m2/週、約10μg/m2/週、約15μg/m2/週、または約20μg/m2/週でよい。
[00168]経口投与の場合、組成物は、好ましくは、約1〜1000マイクログラムの有効成分、特に約1、5、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、750、800、900、および1000マイクログラムの有効成分、例えばPKC活性化因子を含有する錠剤の形態で提供される。
[00169]本発明による医薬組成物は、例えば、組成物を週に2、3、4または5回投与することを含む投薬計画を用いて、週に1回より多く投与することができる。特定の神経変性状態では、医薬組成物は、毎日、例えば、1日に1回、1日に2回、または定期的に、例えば毎週または隔週、2週間毎、3週間毎または4週間毎に、投与される。
[00170]しかし、任意の特定の患者に向けた特定の用量および投与頻度は変動し得、製剤化した化合物の活性、代謝安定性およびその化合物の作用の長さ、年齢、体重、総体的な健康、性別、食事、投与方法および時間、排泄率、使用した複合薬、および特定の神経変性状態の重篤度を含めたさまざまな要因によって決まる。
[00171]本開示で列挙されるすべての参考文献、特許および刊行物は、参照によりそれらの全内容がこの出願に組み込まれる。
[00172]以下の例は、本発明の特に好ましい態様をさらに説明するための例示目的で提供されるものであり、本発明を制限することを意図しない。
[実施例]
a. 材料
[00173]細胞培養の培地は、Invitrogen(F12K、neurobasal、およびB27)およびK.D.Medical(MEM)から購入した。ブリオスタチン−1は、Biomol Internationalから購入した。DCPLAメチルエステル(DCPLA−ME)は、前述の方法を用いて合成した(Nelsonら、Neuroprotective versus tumorigenic protein kinase C activators、Trends Biochem Sci.、34:136〜145、2009)。ApoE3(rh−ApoE3)、ApoE4(rh−ApoE3)、およびその他の試薬は、Sigma−Aldrichから購入した。Aβ1〜42は、Anaspecから購入した。組み換えヒト受容体関連タンパク質(RAP)は、Molecular Innovationsから購入し、アセチル化ヒストン3、ヒストン3、β−アクチン、ラミンB、およびPKCεに対する一次抗体は、Santa Cruz Biotechnologyから購入した。HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC4、HDAC5、およびHDAC6に対する一次抗体は、Cell Signaling Technologyから購入したのに対し、すべての二次抗体は、Jackson ImmunoResearch Laboratoriesから購入した。
b. ASPDの合成
[00174]ASPDは、前述の通りに調製した(Noguchiら、Isolation and characterization of patient−derived,toxic,high mass amyloid beta−protein(Abeta)assembly from Alzheimer disease brains、J.Biol.Chem.、284:32895〜32905、2009;およびSenら、2012、上記)。簡潔に言うと、Aβ1〜42を1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールに溶解し、4℃で終夜インキュベートした。次いで、溶液を37℃まで温め、この温度で3時間維持した。溶解したAβ1〜42を凍結乾燥して40nmol/管を得た。凍結乾燥したAβを、Ca2+またはMg2+を含まないPBSに溶解して、濃度Aβが50μM未満の溶液を得た。このPBS溶液を4℃で14時間回転し、結果として得られたASPD溶液を、100kDa分子量カットオフフィルター(Amicon Ultra;ミリポア)を使用して精製した。
c. 細胞培養および処置
[00175]ヒトSH−SY5Y神経芽腫細胞(Sigma−Aldrich)を、45%F12K、45%MEM、および10%FBS中で培養した。細胞をコレステロール、ASPD、ApoE3/ApoE4+コレステロール、またはPKC活性化因子で24時間処置した。コレステロールをエタノールに溶解した。ApoE(20nM)およびコレステロール(100μM)を混合して別々に培養に入れた。ApoE受容体をブロックするために、ApoEを添加する前に、細胞をRAPで30分間処置した。ヒト一次ニューロン(ScienCell Research Laboratories)を、ポリ−L−リジンで被覆した板の上にめっきし、神経細胞成長補給剤(ScienCell Research Laboratories)が補充されたニューロンの培地(ScienCell Research Laboratories)中で維持した。培地の半分は、3日ごとに変更され、培地が変更されるたびに、毎回、新鮮な活性化因子を添加して、生存可能なニューロンを維持した。
d. 遺伝子導入マウス
[00176]ApoE標的の置きかえのためのC57BL/6マウスは、Taconic Farmから入手した。内在性ネズミApoE遺伝子を、ApoE3(B6.129P2−Apoetm2(APOE*3)MaeN8)またはApoE4(B6.129P2−Apoetm3(APOE*4)MaeN8)のヒト対立遺伝子と置きかえた。すべての実験は、年齢を適合させた雄の動物で実施した。すべての動物は、バリアー施設に入れられ、食餌および水が不断給餌され、国立衛生研究所の実験動物の管理と使用に関する指針に従って維持された。
e. ヒト脳組織
[00177]新鮮な凍結ヒト脳組織を、Francine M.Beneの研究の承認を得た後で、Harvard Brain Tissue Resource Center(McLean Hospital、Boston,MA)から入手した(表2)。インフォームドコンセントをすべての患者または法定代理人から得た。ADの病理学的診断は、Consortium to Establish a Registry for Alzheimer’s Disease(CERAD)に従って実施された。本研究は、ヒトに関与する実験についてのCode of Ethics of the World Medical Association(ヘルシンキ宣言)に従って実施された。
f. 細胞溶解および核分画
[00178]ヒトSH−SY5Y神経芽腫細胞5×106のPBS溶液を遠心分離にかけ、結果として得られた細胞ペレットを再懸濁し、冷PBSで2回洗浄した。2回目の洗浄後、細胞ペレットを500μlの低張緩衝液(20mM Tris−Cl、pH7.4、10mM NaCl、3mM MgCl2、および1mM PMSF)中で再懸濁し、氷上で15分間インキュベートした。次に、25μlの10% NP−40を細胞懸濁液に添加し、試料を10秒間ボルテックスした。ホモジネートを4℃で1000×gにて10分間遠心分離にかけて、細胞質分画(上澄み)および核分画(ペレット)を得た。上澄みを除去した後、核ペレットを50μlの完全細胞抽出緩衝液(100mM Tris−Cl、pH7.4、2mM Na3VO4、100mM NaCl、1% Triton X−100、1mM EDTA、10%グリセロール、1mM EGTA、0.1% SDS、1mM NaF、0.5%デオキシコレート、20mM Na427、および1mM PMSF)中で再懸濁し、10分間隔でボルテックスしながら、氷上で30分間インキュベートした。核溶解物を4℃で14,000×gにて30分間遠心分離にかけて、核分画(上澄み)を得た。タンパク質濃度は、Coomassie Plus(Bradford)Protein Assayキット(Pierce)を使用して測定した。
g. 免疫ブロット解析
[00179]上澄みおよび核分画の試料中のタンパク質を、4〜20%の勾配のトリス−グリシンジェル(Invitrogen)中のSDSPAGEによって分離した。次いでタンパク質をニトロセルロース膜に移した。膜を、室温で、BSAによって15分間ブロックし、4℃で終夜、一次抗体と一緒にインキュベートした。インキュベートした後、膜をTBS−T(トリス緩衝食塩水−Tween20)で3回洗浄し、1:10,000の希釈で、アルカリホスファターゼ共役二次抗体(Jackson Immunoresearch Laboratories)と一緒に45分間さらにインキュベートした。インキュベートした後、膜をTBS−Tで3回洗浄し、1段階NBT−BCIP基質(Pierce)を使用して展開した。ラミンBを核充填対照(nuclear loading control)として使用し、β−アクチンを細胞質充填対照として使用した。免疫ブロットタンパク質は、ImageQuant RT−ECL(GE Life Sciences)を使用して検出し、我々の機関で開発されたIMALソフトウェアを使用してデンシトメトリー定量化を実施した。転座アッセイでは、核へのHDAC転座は、核内の全タンパク質のパーセンテージ[核/(細胞質−核)]として表した。
h. 免疫蛍光検査法および共焦点顕微鏡法
[00180]ヒトSH−SY5Y神経芽腫細胞は、8室のスライド(Nunc)中で成長させた。免疫蛍光染色では、細胞をPBS(pH7.4)で洗浄し、4%のパラホルムアルデヒドで4分間固定した。固定後、細胞をブロックし、5%血清および0.3%TritonX−100(1×PBS)で30分間透過処理した。細胞を1×PBSで3回洗浄し、1:100希釈で3時間、一次抗体を用いてインキュベートした。インキュベートした後、スライドを再度、1×PBSで3回洗浄し、次いでFITC抗ウサギIgGで、1時間、1:400希釈にてインキュベートした。インキュベートした後、細胞を洗浄し、Pro Long Goldアンチフェードマウンティング溶液(antifade mounting solution)(Invitrogen)を使用してマウントした。励起波長350nmおよび488nmを使用し、DAPI(DNA染色)およびFITCの発光をそれぞれ470nmおよび525nmで測定し、染色細胞をLSM710Meta共焦点顕微鏡(Zeiss)下で見た。8個の独立したウェルそれぞれからの約5〜6個の個々の細胞を、倍率63倍でZen2009(Zeiss)を使用して分析した。核内の全タンパク質のパーセンテージを測定するために、全神経細胞体および核を、別個で、対象の領域として選択した。各チャネル、DAPI,およびHDACにおける平均蛍光強度を、核およびニューロン全体について測定した。核内のHDAC率は、核内のHDAC(DAPIに対して正規化)/全細胞体中のHDAC(DAPIに対して正規化)として表す。
i. ノックダウンおよび過剰発現
[00181]RNAiによるLRP−1の抑制は、Origeneによって設計および合成された二本鎖siRNAオリゴヌクレオチド(Trilencer−27)をヒトSH−SY5Y神経芽腫細胞にトランスフェクトすることによって実施した。対照トランスフェクションは、Origeneによって提供される確定された非標的siRNAと、トランスフェクション試薬のみを含有する非ヌクレオチド対照の両方を含んでいた。PKCεノックダウンは、Santa Cruz Biotechnology製の33nMの3つの標的特異性19〜25ヌクレオチドPKCεsiRNA構築物を使用して実施した。PKCεの過剰発現は、ヒトPKCε cDNA(Origene)を含有するpCMV6−ENTRYベクターをトランスフェクトすることによって実現した。トランスフェクションは、製造業者(Invitrogen)から提供される指示に従ってLipofectamine2000を使用して実施した。リポフェクタミンを添加してから6時間後に媒体を変更した。LRP−1およびPKC発現は、トランスフェクションの72時間後に測定した。
j. qRT−PCR
[00182]qRT−PCRを実行し、前述の通りに結果を分析した(Schmittgenら、Analyzing real−time PCR data by the comparative C(T) method、Nat.Protoc.、3:1101〜1108、2008;Senら、2012、上記)。オリゴ(dT)およびSuperscript III(Invitrogen)を50℃で1時間使用して全RNA(500ng)を逆転写した。製造業者のプロトコールに従ってLightCycler480II(Roche)PCR機およびLightCycler480SYBR Green 1 Master Mixを使用してcDNA生成物を分析した。PKCε(フォワードプライマー:TGGCTGACCTTGGTGTTACTCC、リバースプライマー:GCTGACTTGGATCGGTCGTCTT)、PKCα(フォワード:ACAACCTGGACAGAGTGAAACTC、リバース:CTTGATGGCGTACAGTTCCTCC)、PKCδ(フォワード:ACATTCTGCGGCACTCCTGACT、リバース:CCGATGAGCATTTCGTACAGGAG)、GAPDH(フォワード:GTCTCCTCTGACTTCAACAGCG、リバース:ACCACCCTGTTGCTGTAGCCAA)、およびBDNF(フォワード:CATCCGAGGACAAGGTGGCTTG、リバース:GCCGAACTTTCTGGTCCTCATC)のプライマー(Origene)。
[00183]BDNFプロモーターおよびエクソン特異的プライマーを、前述の通りに使用した(Pruunsildら、Dissecting the human BDNF locus:bidirectional transcription,complex splicing,and multiple promoters、Genomics、90:397〜406、2007)。BDNF−プロモーターI(PI)(フォワード:GGCACGAACTTTTCTAAGAAG、リバース:CCGCTTTAATAATAATACCAG)、BDNF−プロモーターII(PII)(フォワード:GAGTCCATTCAGCACCTTGGA、リバース:ATCTCAGTGTGAGCCGAACCT)、BDNF−プロモーターIII(PIII)(フォワード:AGAATCAGGCGGTGGAGGTGGTGTG、リバース:AACCCTCTAAGCCAGCGCCCGAAAC)、BDNF−プロモーターIV(PIV)(フォワード:AAGCATGCAATGCCCTGGAAC、リバース:TGCCTTGACGTGCGCTGTCAT)、BDNF−プロモーターIX(PIX)(フォワード:CACTTGCAGTTGTTGCTTA、リバース:GGCTTCAAGTTCTCCTTCTTCCCA)は、Invitrogen製だった。BDNFエクソンは、BDNFエクソン特異的フォワードプライマー(BDNF−エクソンIIIフォワード:AGTTTCGGGCGCTGGCTTAGAG;エクソンIVフォワード:GCTGCAGAACAGAAGGAGTACA)およびエクソンIXリバースプライマー(エクソンIXリバース:GTCCTCATCCAACAGCTCTTCTATC)を使用して増幅した。
k. ChIP
[00184]製造業者のプロトコールに従ってSimpleChIP Enzymatic Chromatin IPキット(Cell Signaling Technology)を使用してChIPを実施した。免疫沈降を4℃で一次抗体(対照としてのHDAC4、HDAC6、またはIgG抗体)によって終夜実施した。免疫沈降したDNAを、ヒトBDNFプロモーターに特異的なプライマーを使用したリアルタイムqRT−PCRにかけた。各単位複製配列についての累積蛍光量をinput DNAに正規化した。ChIP−PCRの生成物を、臭化エチジウム(Invitrogen)を有する2%のアガロースゲル上で分離して、増幅を検証した。
l. 統計分析
[00185]すべての実験は、図面の説明文に注記するように、少なくとも3通りで実行した。共焦点像では、3つの独立した実験からの6つ以上のランダムな領域を分析の対象とした。データを、平均±SEMで示す。すべてのデータは、一方向性ANOVAおよびNewman−Keuls多重比較事後試験によって分析した。有意に異なる群は、GraphPad Prism 6ソフトウェアを使用したスチューデントt検定によってさらに分析した。p値<0.05は、統計的に有意であると見なした。

Claims (22)

  1. 対象における神経変性障害を治療するための方法であって、
    前記対象から生体試料を得ることと、
    前記対象がApoE4対立遺伝子のキャリアであるかを識別することと、
    前記対象がApoE4対立遺伝子のキャリアである場合、治療に有効な量のPKC活性化因子を前記対象に投与することと
    を含む、方法。
  2. 前記神経変性障害が、アルツハイマー病、慢性外傷性脳症(CTE)、パーキンソン病、多発性硬化症、および外傷性脳損傷から選択される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記神経変性障害がアルツハイマー病である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記アルツハイマー病が、散発性アルツハイマー病または遅発性アルツハイマー病である、請求項3に記載の方法。
  5. 前記生体試料が、皮膚細胞、繊維芽細胞、血球、嗅覚ニューロン、および頬粘膜細胞から選択される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記PKC活性化因子が、大環状ラクトン、ブリオログ、ジアシルグリセロール、イソプレノイド、オクチルインドラクタム、グニジマクリン、インゲノール、イリパリダール、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロール阻害剤、成長因子、多価不飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化多価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化一価不飽和脂肪酸、脂肪酸アルコールおよび誘導体、ならびに脂肪酸エステルから選択される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記大環状ラクトンが、ブリオスタチンである、請求項6に記載の方法。
  8. 前記ブリオスタチンが、ブリオスタチン−1、ブリオスタチン−2、ブリオスタチン−3、ブリオスタチン−4、ブリオスタチン−5、ブリオスタチン−6、ブリオスタチン−7、ブリオスタチン−8、ブリオスタチン−9、ブリオスタチン−10、ブリオスタチン−11、ブリオスタチン−12、ブリオスタチン−13、ブリオスタチン−14、ブリオスタチン−15、ブリオスタチン−16、ブリオスタチン−17、またはブリオスタチン−18から選択される、請求項7に記載の方法。
  9. 前記PKC活性化因子を、約5〜20μg/sq.m/週の用量で前記対象に投与する、請求項1に記載の方法。
  10. 前記PKC活性化因子を、約2週間から約4週間の範囲の期間、毎週投与する、請求項9に記載の方法。
  11. 前記対象が、アポリポタンパク質Eε4対立遺伝子のホモ接合キャリアである、請求項1に記載の方法。
  12. 前記対象が、アポリポタンパク質Eε4対立遺伝子のヘテロ接合キャリアである、請求項1に記載の方法。
  13. 対象における神経変性疾患の治療効果を評価する方法であって、
    神経変性疾患に罹患している前記対象に1種以上の治療に有効な活性剤を投与することと、
    前記対象から第1の生体試料および第2の生体試料を得ることであって、前記第1および第2の生体試料を、治療中の異なる時点で得ることと、
    前記第1および第2の試料中のPKC−εのレベルを測定することと、
    前記第1および第2の試料中のPKC−εのレベルを比較することと
    を含み、前記第1の試料に比べて前記第2の試料中のより高レベルのPKC−εが、治療効果の指標になる、方法。
  14. 前記第1の生体試料を、治療投与の前に得、前記第2の生体試料を、治療投与の後に得る、請求項13に記載の方法。
  15. 治療投与が、2週間、3週間、4週間、5週間、および6週間から選択される、請求項14に記載の方法。
  16. 前記活性剤がPKC活性化因子である、請求項13に記載の方法。
  17. 前記PKC活性化因子が、大環状ラクトン、ブリオログ、ジアシルグリセロール、イソプレノイド、オクチルインドラクタム、グニジマクリン、インゲノール、イリパリダール、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロール阻害剤、成長因子、多価不飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化多価不飽和脂肪酸、シクロプロパン化一価不飽和脂肪酸、脂肪酸アルコールおよび誘導体、ならびに脂肪酸エステルから選択される、請求項16に記載の方法。
  18. 大環状ラクトンがブリオスタチンである、請求項17に記載の方法。
  19. 対象における神経変性障害を診断する方法であって、
    前記対象から生体試料を得ることと、
    前記生体試料を溶解して溶解物を得ることと、
    前記溶解物を差次的に分別して細胞質分画および核分画を得ることと、
    前記核分画中のHDAC4またはHDAC6対全HDACの比を測定することと
    を含み、HDAC4対全核HDACの比またはHDAC6対全核HDACの比が、0.5から0.95の範囲内である場合、前記対象が神経変性障害に罹患している、方法。
  20. 前記神経変性障害が、アルツハイマー病、慢性外傷性脳症(CTE)、パーキンソン病、多発性硬化症、および外傷性脳損傷から選択される、請求項19に記載の方法。
  21. 対象における神経変性状態の発症リスクを評価する方法であって、
    前記対象から生体試料を得ることと、
    前記生体試料を溶解して溶解物を得ることと、
    前記溶解物を差次的に分別して細胞質分画および核分画を得ることと、
    前記細胞質分画および前記核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルを測定することと
    を含み、前記細胞質分画よりも前記核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルが高ければ、神経変性状態の発症リスクがより高いことを示す、方法。
  22. 前記核分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルが、前記細胞質分画中のHDAC4またはHDAC6のレベルよりも1.5倍から2.5倍高い、請求項20に記載の方法。
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