JP2018533590A - 角膜障害の治療のためのプロテアソームモジュレーション - Google Patents

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Abstract

本明細書に開示されるのは、角膜縁の幹細胞欠損(LSCD)に起因する、角膜薄濁または混濁の防止または軽減に有用な方法および組成物である。本発明は、被験者に十分な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を有する、角膜混濁の防止または治療の方法を備える。加えて、本発明は、角膜混濁を患う被験者に、その被験者の角膜内のケラチンタンパク質の減少をもたらす十分な量のプロテアソームモジュレータを用いて投与する方法を備える。

Description

関連出願の相互参照 本願は、2015年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/255,338号に基づく利益を主張し、その開示はこれにより参照により組み込まれる。
角膜縁の幹細胞欠損(LSCD)に起因する角膜混濁は、角膜内にタンパク質凝集物の異常な蓄積をもたらす。ケラチンは、上皮細胞に中間径フィラメントを形成するタンパク質の群である。それらは、(小さい、酸性の、K9からK20を含む)I型ケラチンおよび(大きい、中性から塩基性の、K1からK8を含む)II型ケラチンの2つの群に分けられる。それらは、たいていI型およびII型を含むペアで見られ、非常に組織特異的である。角膜上皮細胞は、ケラチンK3/K12の発現によって特徴づけられ、結膜上皮細胞は、ケラチンK13/K4の発現によって特徴づけられる(Lin et al.,2010)。LSCDの場合、角膜上皮のケラチン発現は、K12/K3からK13/K4の陽性細胞に変わり、それは角膜中央の結膜化を示す(Bardag−Gorce et al.,2015およびPoli et al.,2015)。
関連技術の説明 現在、角膜手術または角膜移植以外に角膜混濁のための治療はほとんどない。ユビキチン26S構成のプロテアソーム(26S constitutive proteasome)(CPR)の機能不全が、ケラチンの凝集および蓄積を引き起こすことが示されており(Bardag−Gorce et al.,2004)、上皮細胞のケラチンのクリアランスの制御におけるCPRの重要な役割を示している。角膜混濁の防止または治療のためのプロテアソーム阻害薬またはプロテアソームモジュレータの使用あるいは、角膜内のケラチンタンパク質を減らすためのプロテアソーム阻害薬またはプロテアソームモジュレータの使用は、当技術分野で説明されていない。
本明細書に開示されるのは、角膜薄濁または混濁の防止または軽減に有用な方法および組成物である。特定の実施形態において、角膜混濁は、角膜縁の幹細胞欠損(LSCD)に起因する。本発明の一実施形態は、被験者に十分な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を有する、角膜混濁の防止または治療の方法を備える。本発明の一実施形態は、角膜混濁を患っている被験者に、その被験者の角膜内のケラチンの減少をもたらす十分な量のプロテアソームモジュレータを用いて投与する方法を備える。本発明の一実施形態は、角膜混濁を患っている被験者に、その被験者の角膜内のケラチン13の減少をもたらす十分な量のプロテアソームモジュレータを用いて投与する方法を備える。一実施形態において、投与は被験者の角膜内のケラチン4の減少をもたらす。
一実施形態において、方法は被験者の角膜内の結膜のタンパク質の減少をもたらす。さらに別の実施形態において、方法は被験者の角膜内の結膜のタンパク質、Muc5acの減少をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜上のゴブレット細胞の減少をもたらす。一実施形態において、方法は治療後72時間を越えてCPRの活性の増加をもたらす。一実施形態において、CPRの活性の増加は、治療より前のCPRの活性と比較して20%より大きいものである。一実施形態において、CPRの活性の増加は、治療より前のCPRの活性と比較して30%より大きいものである。一実施形態において、CPRの活性の増加は、治療より前のCPRの活性と比較して50%より大きいものである。一実施形態において、方法はIPRの活性の低下をもたらす。本発明の一実施形態は、被験者の角膜内の炎症の軽減をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜内の壊死因子カッパB(NFκB)の活性の低下をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜内のインターフェロンガンマの減少をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜内の腫瘍壊死因子アルファの減少をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜内のインターロイキンの減少をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の角膜内の混濁の軽減をもたらす。一実施形態において、方法は被験者の視力の改善をもたらす。本発明の特定の実施形態は、角膜混濁による、眼刺激症状、眼組織または眼瞼の発赤、眼組織または眼瞼の腫脹、眼脂、ぼやけた視界および失明の防止および治療のための組成物および方法を備える。特定の実施形態において、本発明の組成物および方法は、フックスジストロフィ、円錐角膜、顆粒状ジストロフィ、格子状ジストロフィおよび地図状、点状、指紋状ジストロフィを含む、角膜ジストロフィを防止または軽減する。
一実施形態において、被験者は角膜外傷を有していた。一実施形態において、被験者は眼の外傷による角膜外傷を有していた。一実施形態において、被験者はより少ないまたはより低い質の涙を生成する。一実施形態において、被験者はシェーグレン症候群を有する。一実施形態において、被験者は結膜炎、帯状疱疹または眼ヘルペスを含む眼感染症を有していた。一実施形態において、被験者は角膜炎を有していた、または患っている。特定の実施形態において、被験者は眼の炎症を有していた。特定の実施形態において、被験者は摩耗、角膜組織を損傷する物体、コンタクトレンズの使用、紫外線、火傷または化学刺激からの瘢痕による傷ついた角膜組織を有する。
本発明の一実施形態は、被験者への十分な量のプロテアソーム阻害薬、PS‐341(ボルテゾミブ/ベルケイド(登録商標))の投与を有する、角膜混濁の治療または防止の方法を備える。本発明の特定の実施形態は、被験者への十分な量のプロテアソームモジュレータの投与を有する、角膜混濁の治療または防止の方法を備え、プロテアソームモジュレータは、MG‐132、ボルテゾミブ(PS‐341)、ジヒドロエポネマイシン、オプロゾミブ(ONX‐0912)、MLN2238、エポキソミシン、カルフィルゾミブ(PR‐171)、ONX‐0914(PR‐957)、PSI、MG‐115、MG‐262、AM114、PI‐1840、キモトリプシン様(CT‐L)阻害薬、MLN9708、CEP−18770、グリオトキシン、サリノスポラミドA(NPI‐0052、マリゾミブ)、Clasto‐ラクタシスチンβ‐ラクトン、ラクタシスチン、イキサゾミブ(登録商標)、オレウロペインまたはそれらの誘導体あるいは類似体である。
一実施形態において、PS‐341は、24から72時間投与される。一実施形態において、PS‐341は、48時間投与される。一実施形態において、PS‐341は、72時間未満投与される。一実施形態において、PS‐341は、24時間未満投与される。一実施形態において、PS‐341は、PS‐341の濃度が2.5nMと10nMの間である製剤で投与される。一実施形態において、PS‐341は、PS‐341の濃度が2.5nMである製剤で投与される。一実施形態において、PS‐341は、PS‐341の濃度が10nMである製剤で投与される。一実施形態において、PS‐341は、PS‐341の濃度が10nMと1μMの間である製剤で投与される。一実施形態において、PS‐341は、被験者の体重1kgあたり0.00125から0.125mg/mLの用量で投与される。一実施形態において、PS‐341は、治療より前と比較して治療の72時間後の被験者のCPR活性を20%より大きく増加させるべく、十分な用量で投与される。一実施形態において、PS‐341は、治療より前と比較して治療の72時間後の被験者のCPR活性を30%より大きく増加させるべく、十分な用量で投与される。一実施形態において、PS‐341は、治療より前のCPR活性と比較して治療の72時間後の被験者のCPR活性を60%より大きく増加させるべく、十分な用量で投与される。
一実施形態において、プロテアソームモジュレータは、経口で投与される。一実施形態において、プロテアソームモジュレータは、局所的に投与される。一実施形態において、プロテアソームモジュレータは、点眼液、眼科用懸濁液、眼軟膏、眼科用エマルションまたは眼科用ゲルとして投与される。一実施形態において、プロテアソームモジュレータは、眼内に投与される。
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の図面に関して、よりよく理解されるようになるであろう。
LSCD誘発の混濁のモデルおよび、角膜中央のみがPS‐341の局所適用にさらされることを確実にするべく、角膜中央にPS‐341を適用することを説明している。
正常な角膜上皮(NE)におけるK13の染色を示している。
角膜外傷後3ヶ月のLSCD誘発の混濁のモデル(DE)において角膜中央がケラチン13で覆われていることを示している。
角膜外傷後3ヶ月でK13のレベルが上昇することを示している。
角膜外傷後3ヶ月でK4のレベルが上昇することを示している。
角膜外傷後3ヶ月のGAPDHのレベルを示している。
角膜疾患の上皮においてCPR活性が著しく低下することを示している。
高用量のPS‐341によって処置された口腔粘膜上皮細胞においてCPR活性が著しく低下することを示している。
高用量のPS‐341によって処置された口腔粘膜上皮細胞においてK4のレベルが上昇することを示している。
高用量のPS‐341によって処置された口腔粘膜上皮細胞においてK13のレベルが上昇することを示している。
高用量のPS‐341によって処置された口腔粘膜上皮細胞におけるβアクチンのレベルを示している。
低用量のプロテアソームモジュレータPS‐341による細胞の処置が、PS‐341による処置後72時間のプロテアソーム活性のリバウンドをもたらすことを示している。
2.5nMのPS‐341による口腔粘膜上皮細胞(OMECS)の処置後72時間の阻害薬カッパBの発現のレベル低下を示している。
2.5nMのPS‐341によるOMECSの処置後72時間のK13の発現のレベル低下を示している。
2.5nMのPS‐341によるOMECSの処置後72時間のK4の発現のレベル低下を示している。
2.5nMのPS‐341によるOMECSの処置後72時間のポリユビキチン化タンパク質のレベルを示している。
2.5nMのPS‐341による処置後72時間のOMECSにおけるリン酸化ERKのレベル低下を示している。
手短に言えば、以下により詳細に説明されるように、本明細書に説明されるのは、角膜縁の幹細胞欠損(LSCD)に起因する角膜混濁の軽減に有用な方法および組成物である。角膜の薄濁または混濁をもたらすLSCの欠損は、世界中で数百万人に失明をもたらす。角膜の問題は、緑内障、白内障、および加齢性黄斑変性症に次いで失明の第4の主因である。
現在のアプローチのいくつかの特徴が留意されるべきである。方法は、角膜損傷を有するおよび/または角膜混濁を患っている被験者における角膜混濁を防止または治療するためのプロテアソームモジュレータの投与を備える。方法は、例えば、PS‐341(ボルテゾミブまたはベルケイド(登録商標))のようなプロテアソームモジュレータの投与を備える。方法はまた、PS‐341の濃度が非毒性であり、CPRの活性化をもたらす製剤の点眼液としてPS‐341の投与を備える。方法はまた、PS‐341の投与を備え、その投与は、角膜内の炎症の軽減、ケラチンタンパク質、特に、ケラチン13およびケラチン4の蓄積の減少をもたらす。
このアプローチの利点は多数ある。本発明の1つの重要な利点は、角膜混濁のリスクがあるまたはそれを患っている患者の視力の改善である。別の利点は、本発明が角膜混濁の治療に非侵襲的な代替法を提供することである。
定義 特許請求の範囲および明細書内で使用される用語は、特に指定されない限り、以下に記載されるように定義される。
「プロテアソームモジュレータ」という用語は、被験者におけるプロテアソーム活性またはプロテアソームの存在量の変化を含む、プロテアソームの機能の変化をもたらす、任意の化学または薬物の組成物または物質を指す。
「角膜混濁」という用語は、結膜化、角膜の瘢痕および角膜薄濁、角膜の透明度の低下、角膜内のゴブレット細胞の増加、角膜内の結膜のタンパク質の増加、角膜内のMuc5acタンパク質の増加または角膜内のケラチンタンパク質の増加をもたらす角膜の状況を含む。
「治療(treatment)」という用語は、予防、重症または進行の緩和、寛解あるいはそれらの治癒を含む、病態の状況を改善させようと試みるための医療の方法を指す。
「インビボ」という用語は、生体内で起こるプロセスを指す。
本明細書で使用されるように「哺乳動物」という用語は、ヒトも非ヒトも含み、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、マウス、ウシ、ウマおよびブタを含むがそれらに限定されない。
「投与」という用語は、本開示の薬剤をホストに導入することを指す。薬剤の投与の1つの経路は、経口投与である。別の経路は、経静脈投与である。しかしながら、局所、皮下、腹腔、動脈内、吸入、膣、直腸、鼻、髄液への導入または体のコンパートメントへの滴下注入のような任意の投与の経路が使用され得る。
「溶媒対照群」という用語は、広く、活性成分のための溶媒、キャリアまたはバインダを含むがそれらに限定されない、活性成分が投与される任意の不活性媒体を指す。
「有効な量」という用語は、所望の効果を生むのに十分である量、例えば、状況または疾患の症状を改善するための量である。
「製剤」という用語は、薬剤的に許容される塩類、薬剤的に許容される賦形剤、薬剤的に許容される希釈剤、薬剤的に許容されるキャリアまたは薬剤的に許容されるアジュバントを含む医薬製剤を含む。
本出願において使用される略語は以下を含む。
CPR=26S構成のプロテアソーム。
IPR=免疫プロテアソーム。
LSCD=角膜縁の幹細胞欠損。
K13=ケラチン13。
K4=ケラチン4。
CEC=角膜上皮細胞。
CjEC=結膜上皮細胞。
明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形の「a」、「an」および「the」は、特に文脈がはっきりと規定しない限り、複数の指示物を含むということが留意されなければならない。
本発明の方法 本明細書に説明されるのは、本発明による角膜混濁の治療のための方法である。本発明の上記方法は、例えば、PS‐341(ボルテゾミブまたはMillennium社のベルケイド(登録商標))のような治療上有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を含む。
本発明の方法に使用される化合物 本発明の方法に使用される化合物は、市販のプロテアソームモジュレータを備える。本発明の市販のプロテアソームモジュレータは、MG‐132、ボルテゾミブ(PS‐341)、ジヒドロエポネマイシン、オプロゾミブ(ONX‐0912)、MLN2238、エポキソミシン、カルフィルゾミブ(PR‐171)、ONX‐0914(PR‐957)、PSI、MG‐115、MG‐262、AM114、PI‐1840、キモトリプシン様(CT‐L)阻害薬、MLN9708、CEP−18770、グリオトキシン、サリノスポラミドA(NPI‐0052、マリゾミブ)、Clasto‐ラクタシスチンβ‐ラクトン、ラクタシスチン、イキサゾミブ(登録商標)、オレウロペインまたはそれらの誘導体あるいは類似体を含むが、それらに限定されない。
本発明の方法に使用される医薬組成物 本発明の方法に使用されるプロテアソームモジュレータは、医薬組成物で処方され得る。これらの組成物は、プロテアソームモジュレータの1または複数に加えて、薬剤的に許容される賦形剤、キャリア、緩衝剤、安定剤または当業者に周知の他の材料を備え得る。そのような材料は、非毒性であるべきであり、活性成分の有効性を妨げるべきではない。キャリアまたは他の材料の正確な性質は、例えば、局所、経口、経静脈、皮膚または皮下、鼻、筋肉内、腹腔内の経路のような投与の経路に依存し得る。
局所投与のための医薬組成物は、点眼液、眼科用ゲル形成溶液、眼科用懸濁液、眼軟膏、眼科用エマルションであり得る。
経口投与のための医薬組成物は、タブレット、カプセル、粉末または液体の形態のものであり得る。タブレットは、ゼラチンまたはアジュバントのような固体のキャリアを含み得る。液体の医薬組成物は概して、水、石油、動物油または植物油、鉱物油あるいは合成油のような液体のキャリアを含む。生理食塩水、ブドウ糖または他の糖類の溶液あるいは、エチレングリコール、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールのようなグリコール類が含まれ得る。
経静脈、皮膚または皮下の注射あるいは、眼内注射のために、活性成分は、発熱物質を含まず、適切なpH、等張性および安定性を有する、非経口的に許容される水溶液の形態であろう。当業者は、例えば、塩化ナトリウム注射、リンゲル液、乳酸化リンゲル液のような等張性の溶媒を使用して適切な溶液を調製することが十分に可能である。保存剤、安定剤、緩衝剤、抗酸化剤および/または他の添加剤が、必要に応じて含まれ得る。
ある個人に与えられる、本発明による薬剤的に有用な化合物、投与は、好ましくは「治療上有効な量」または「予防的に有効な量」であり、これはその個人への有益性を示すのに十分なものである。投与される実際の量ならびに、投与の割合および時間経過は、治療されているタンパク質凝集の疾患の性質および重症度に依存するであろう。例えば、投与量の決定などの治療の処方は、一般開業医および他の医師の責任の範囲内であり、一般的に、治療される障害、個々の被験者の状況、送達部位、投与の方法および開業医に既知の他の要因を考慮する。上述の技術および手順の例は、Remington's Pharmaceutical Sciences,16th edition,Osol,A.(ed),1980に見られ得る。
組成物は、治療される状況に依存して同時にまたは順次にのいずれかで、単独でまたは他の治療と併用して投与され得る。
実施例 以下は、本発明を実行するための特定の実施形態の実施例である。実施例は、例示の目的のみのために提供され、本発明の範囲を限定する意図は全くない。使用される数(例えば、量、温度など)に関する精度を確実にするべく努力がなされてきたが、いくつかの実験誤差および偏差は、もちろん、許容されるべきである。
本発明の実施は、特に示されない限り、当技術分野の技術内のタンパク質化学、生化学、組み換えDNA技術および薬理学の従来の方法を採用するであろう。そのような技術が文献内に十分に説明される。例えば、T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties (W.H. Freeman and Company, 1993);A.L.Lehninger,Biochemistry (Worth Publishers,Inc.,current addition);Sambrook,et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2nd Edition, 1989);Methods In Enzymology(S.Colowick and N.Kaplan eds.,Academic Press,Inc.);Remington's Pharmaceutical Sciences,18th Edition(Easton,Pennsylvania:Mack Publishing Company,1990);Carey and Sundberg Advanced Organic Chemistry 3rd Ed.(Plenum Press)Vols A and B(1992)を参照されたい。
方法 ウサギのLSCDのモデル 体重2.5から3kgのニュージーランドホワイトウサギが使用された。ウサギは、米国科学アカデミーにより説明され、生命科学米国学術研究会議の研究用動物資源協会により発行されたように、アニマルケアのガイドラインに従って管理された。LSCDがウサギに外科的に誘発された(実施例1参照)。手短に言えば、ウサギは鎮静させられ、360度層状角膜縁切除術(lamellar limbectomy)を受けさせられ、眼科医によりLSCDが安定していると確認されるまで3ヶ月間経過観察された。
細胞診所見 直径12mm、孔径0.4μmで混合セルロース膜のミリセル(Millicell)(登録商標)カルチャーインサート(マサチューセッツ州、ビレリカ、Millipore社)が、角膜上皮細胞をサンプリングするべく使用された。インサートは、角膜上に数秒間載せられ、次にゆっくり除去された。次にインサートは、室温で1時間乾燥された。次にインサートは、10%の中性緩衝ホルマリン内で一晩凝固され、免疫組織化学的染色の分析より前に70%のエタノール内に保存された。膜は、免疫蛍光分析においてK13で染色された。
角膜上皮細胞(CEC)および繊維血管性パンヌス組織(PT)サンプリング ウサギは、軽く鎮静させられ、角膜上皮をゆるめるべく、角膜を20%のイソプロピルアルコールに1分間さらすことにより角膜上皮細胞がサンプリングされた。次に角膜は、生理食塩水で3回洗浄され、CECが角膜表面から採取され、2mmのアングル型でダブルベベルのクレセントナイフ(ニュージャージー州、デンビル、Katena products株式会社)を使用して眼科医によりPTが切除および除去された。CECは、PBSに懸濁され、遠心分離され、次に供給業者(ミズーリ州、セントルイス、Sigma社)により指示されたように、pH=7.5の20mMのトリス塩酸、グリセロール10%1mMのEGTA、1mMのDTT、プロテアーゼおよび脱リン酸化酵素阻害薬の反応混液を含む溶解緩衝液に再懸濁された。細胞膜は、5秒の音波処理により破壊された。次にサンプルは、全てのサンプル‐健康なおよびLSCDの上皮細胞‐が生化学分析のために集められるまで、−80℃で凍結された。
ウェスタンブロット分析 タンパク質濃度は、バイオ・ラッド社のプロテインアッセイを使用して測定された。溶解された角膜上皮細胞のサンプルからおよび採取された口腔粘膜上皮細胞のサンプルからの総タンパク質量の2μgが、124から20%の勾配ポリアクリルアミドゲルを使用して、SDS‐PAGE電気泳動法により分離された。次にタンパク質は、1時間、25mMのトリス塩酸(pH=8.3)、192mMのグリシンおよび20%のメタノール内で、PVDF膜(カリフォルニア州、ハーキュリーズ、Bio−Rad社)に移された。膜は、ケラチンK4およびK13に対する1次抗体(カリフォルニア州、サンタクルズ、Santa Cruz Biotechnology社)を用いて探索された。ヤギ抗マウスおよびヒツジ抗ヤギの抗体(カリフォルニア州、ハーキュリーズ、Bio−Rad社)が、2次抗体として使用された。免疫検出が、ECL plus(ニュージャージー州、ピスカタウェイ、Amersham Bioscience株式会社)を使用して行われた。バンドの濃度測定が、GS‐800イメージングデンシトメータ(カリフォルニア州、ハーキュリーズ、Bio−Rad社)を使用して実行された。
免疫組織化学 正常なおよびLSCD疾患のある角膜上皮細胞ならびに口腔粘膜上皮細胞の標本が10%の中性緩衝ホルマリン内で凝固された。処理された組織は、薄片にされて、スライドが免疫蛍光染色において染色された。ケラチンK4およびK13に対するマウスモノクローナル抗体(カリフォルニア州、Santa Cruz Biotechnology社)、ユビキチンに対するヤギポリクロナール(Santa Cruz Biotechnology社)が、一重染色および二重染色で使用された。K4およびK13が、Alexa Fluor(登録商標)488に結合された2次抗体で検出された。ユビキチンが、Alexa Fluo(登録商標)568ロバ抗ヤギに結合された2次抗体で検出された。4',6‐ジアミジノ‐2‐フェニルインドール(DAPI)(マサチューセッツ州、ウォルサム、Thermo Scientific社)が核染色に使用された。タンパク質発現のレベルが、FITC、Texas RexおよびDAPIを検出するべく、FITCキューブおよびトリプルバンドキューブを備えるNikon 400蛍光顕微鏡を使用して検査された。画像処理および分析が、Adobe(登録商標)Photoshop(登録商標)CS5を使用して実行された。
口腔粘膜上皮細胞の単離、細胞培養およびプロテアソーム阻害薬による処置 口腔粘膜の生検が、直径6mmの使い捨てパンチ生検用器具(フロリダ州、ジャクソンビル、Biopunch HealthLink社)を使用して、鎮静させられた動物に実行された。生検の標本は、無菌食塩水内で洗浄され、ポピドンヨード内で除菌され、無菌食塩水内で再び洗浄され、次にDMEM細胞培地内で洗浄された。次に、[21]に前述のように、標本が口腔粘膜上皮細胞を単離するべく使用された。手短に言えば、標本は刻まれ、ディスパーゼI(ドイツ、マンハイム、Roche Diagnostics社)によって1時間、37℃でインキュベートされ、上皮は粘膜固有層から分離され、上皮細胞を分離するべくトリプシン消化を受けさせられた。次に、単離された1次上皮細胞は、5×10の密度でトランズウェルインサート(Corning株式会社)にまかれ、マイトマイシンC(MMC)処置のNIH/3T3支持細胞(mitomycin C(MMC)‐treated NIH/3T3 feeder cells)と共培養された。細胞培養の4日後、培地が変えられ、EGFが10ng/mLの終濃度で加えられた。細胞の培地は2日毎に変えられた。細胞培養の2週間後かつ、細胞が多層組織のようなものを形成するまで育ったときに、プロテアソーム阻害薬(PS‐341、(ボルテゾミブ/Millennium製薬会社のベルケイド(登録商標))非常に特異的なプロテアソーム阻害薬)が、それぞれプロテアソーム阻害またはプロテアソーム活性化を達成するべく、24時間および72時間、2.5、5、10、20および50nMで細胞培地に加えられた。
プロテアソーム活性 サンプルのホモジネートから総タンパク質量の1μgが使用された。反応混合物は、pH=8の50mMのトリス塩酸、1mMのDTTおよび、キモトリプシン様活性のための40μMのSuc‐Leu‐Leu‐Val‐Tyr‐AMC(Sigma Aldrich社)基質または、トリプシン様活性のための40μMのBoc‐Leu‐Ser‐Thr‐Arg‐AMCまたは、カスパーゼ様活性のための100μMのAc‐Gly‐Pro‐Leu‐Asp‐AMC(Sigma Aldrich社)を含んだ。5mMのATPが、26Sプロテアソーム活性を20Sプロテアソーム活性と区別するべく反応混合物に加えられた。次に混合物は37℃で30分間インキュベートされ、次に100μMのモノクロロ酢酸およびpH=4.3の30mMの酢酸ナトリウムを加えることにより止められた。蛍光は、Perkin Elmer社のLS30分光蛍光光度計を使用して、AMCの放出(λ励起370nm、λ蛍光410nm)を測定することにより決定された。
統計 データは少なくとも3つの別個の実験から得られた。棒は、平均値±SEMを表す。P値は、複数の群の比較のための一元配置分散分析およびスチューデント‐ニューマンコイルス法(カリフォルニア州、サンフランシスコ、Sigma−Stat softdish)により決定される。統計的有意性は、pが0.05に等しいまたはそれより小さいところに設定される。棒グラフは平均±SEM、n=3‐4として示された。
実施例1:LSCD誘発の混濁のモデル LSCD誘発の混濁の我々のモデルは、角膜縁の幹細胞の完全な除去を達成し、安定したLSCDを得た。実験の手順が以下のスケジュールに従って実行された。1)麻酔の投与、2)LSCDをもたらすべく層状角膜縁切除術を実行する、3)病状が安定するまで3ヶ月間経過観察する、4)1ヶ月間72時間毎にPS‐341の予め決定された最適な用量の局所投与(図1)によりPS‐341治療を行う。我々のインビトロ研究に基づいて、PS‐341の最適な用量の1滴が1ヶ月間72時間毎に投与された。角膜は、スケジュールされた経過観察においてルーチン的に検査された。5)角膜混濁のグレード付けが、虹彩の細部の可視性に基づいて実行され、グレード0:可視の虹彩の細部を有する透明な角膜、グレード1:明瞭さの少ない虹彩の細部を有する軽度の混濁、グレード2:虹彩があまり見えない場合、中等度の混濁、グレード3:虹彩が見えず、角膜が完全に不透明な場合、重度の混濁、としてスコア化された。6)ウサギが犠牲になり、角膜上皮細胞および繊維血管性パンヌス組織を含む角膜組織が、組織学的分析のため、およびPS‐341(K4/K13染色)の効果をスコア化するべく採取された。角膜中央のPS341治療が、角膜をPS341の局所適用にさらすことにより実行された。改変されたK13および/またはK4のみが、内在性のK13および結膜上皮の統合性に全く影響せずに除去されるように、トレフィンがPS341の露出を角膜中央のみに限定するべく使用された(図1)。
実施例2:LSCD誘発の混濁のモデルにおいて、角膜中央がケラチン13およびケラチン4で覆われる。 LSCD誘発の混濁のモデルの病理組織学的検査からの結果は、それぞれ図2Aおよび図2Bの組織の切片の最上部の細胞質の細胞の染色により示されるように、正常な角膜が結膜側のみでK13を陽性に染色したが、K13はLSCD疾患のある角膜の角膜中央を著しく覆ったことを示した。K4はまたLSCD疾患のある角膜の縁部結膜領域および角膜中央で検出された(データは示されていない)。加えて、LSCD疾患のある角膜から採取されたパンヌス組織は、K4について陽性であることが発見された(データは示されていない)。その結果は、角膜中央が、LSCDを有する動物からの角膜においてK13およびK4で覆われており、正常な角膜においては覆われないことを示す。健康な角膜上皮細胞(H‐CEC)と比較して、疾患のある角膜上皮細胞(D‐CEC)内にさらなるより高分子量のバンドを有するK13およびK4の蓄積があった。これらはK13およびK4の翻訳後修飾を示していて、かつ、K13のユビキチン化が疾患のある上皮内のCPR不全と関連していることを示唆している(図3Aから図3C)。LSCD疾患のある角膜から採取されたパンヌス組織(PT)はまたK13およびK4の増加を実証した(図3Dから図3F)。
実施例3:LSCDの角膜上皮内でCPRプロテアソーム活性が低下する。 LSCDのウサギから採取された角膜上皮細胞になされた実験は、角膜疾患の上皮(DE)内で全てのCPR活性が著しく低下したことを示した(図4)。
実施例4:K4およびK13はCPRにとっての基質である。 K13の蓄積におけるCPRの機能不全の役割をさらに実証するべく、結膜上皮細胞と同様にK4/K13を発現する、ウサギの口腔粘膜上皮細胞(OMECS)が、培養され、細胞の採取の前に24時間、終濃度10および50nMを使用して高用量でプロテアソーム阻害薬PS‐341(ボルテゾミブ/ベルケイド(登録商標))で処置された。図5は、OMECSが高用量のCPR阻害薬で処置されたときに、キモトリプシン様プロテアソーム活性が低下し、K4およびK13が改変され、著しく蓄積されたことを示す。さらに、プロテアソームは、K13について陽性に染色された部分をプルダウンする(データは示されていない)。これらの結果は、K4およびK13がCPRにとっての基質であることを実証した。
プロテアソームにより分解される全てのタンパク質がユビキチンとタグ付けされるので、我々はPS‐341で処置されたOMECSにおいてケラチンがユビキチン化されたかどうかを分析するべく二重染色の実験を行った(データは示されていない)。K4もK13もユビキチン化されることを示している、K4およびK13とユビキチンとの再現可能な共存があった。
実施例5:非毒性の用量のプロテアソーム阻害薬での処置は、プロテアソーム活性のリバウンドおよびK13およびK4のレベルの低下をもたらす。 培養されたウサギの経口粘膜上皮細胞において実証されるように、プロテアソーム阻害薬の処置の有益な効果は、薬物の可逆性およびPS‐341の処置後72時間のプロテアソーム活性のリバウンドにある(図6)。口腔粘膜上皮細胞は、24時間および72時間、2.5、5、10、20および50nMでPS‐341で処置された。24時間で、全てのPS‐341の用量は、(それぞれ、−9%、−41%、−59%、−84%および−86%の)CPRキモトリプシン様活性の低下をもたらす。72時間で、2.5nM、5nMおよび10nMが、プロテアソーム活性を増加させる最適の用量である。2.5nMは、未処置の細胞より61%高い、プロテアソームのキモトリプシン様活性において最も高い増加を示した。PS‐341の2.5nMでの処置はまた最初の24時間でIκBを安定させることにより炎症を減らし、それは次に、NFκBの活性化を阻害し(図7A)、結果的に、PS‐341処置のOMECSにおいてK13およびK4のレベルが低下した(図7Bおよび図7C)。72時間、PS‐341の2.5nMで処置された細胞のウェスタンブロット分析は、著しいポリユビキチン化タンパク質の蓄積を示さず(図7D)、リン酸Erkのレベルに著しい変化を示さず(図7E)、それはアポトーシスシグナルの欠如を示唆し、かつ、処置がこの非常に低用量では毒性の影響を生じないことを示している。したがって、低用量のプロテアソーム阻害薬での細胞の処置は、ケラチンタンパク質の分解をもたらすプロテアソームのリバウンド活性において長期の増加をもたらす。
本発明は、好適な実施形態および様々な代替的な実施形態を参照して具体的に示され、説明されているが、形態および詳細の様々な変更が、本発明の意図および範囲から逸脱することなくそこになされ得ることが、当業者により理解されるであろう。
本明細書の本文内に引用された全ての文献、発行された特許および特許出願は、全ての目的のために、これにより、それら全体が参照により組み込まれる。 引用文献 1.Bardag‐Gorce F,Riley NE,Nan L,Montgomery RO,Li J,French BA,Lue YH,French SW.The proteasome inhibitor,PS‐341,causes cytokeratin aggresome formation.Exp Mol Pathol.2004;76(1):9‐16. 2.Bardag‐Gorce F,Oliva J,Wood A,Hoft R,Pan D,Thropay J,Makalinao A,French SW,Niihara Y.Carrier‐free cultured autologous oral mucosa epithelial cell sheet(CAOMECS)for corneal epithelium reconstruction:a histological study.Ocul Surf.2015;13(2):150‐63 3.Lin CT,Hu FR,Kuo KT,Chen YM,Chu HS,Lin YH,Chen WL.The different effects of early and late bevacizumab(Avastin)injection on inhibiting corneal neovascularization and conjunctivalization in rabbit limbal insufficiency.Invest Ophthalmol Vis Sci.2010. 4.Poli M, Burillon C, Auxenfans C,Rovere MR, Damour O.Immunocytochemical Diagnosis of Limbal Stem Cell Deficiency:Comparative Analysis of Current Corneal and Conjunctival Biomarkers.Cornea.2015;34(7):817‐23.

Claims (50)

  1. 被験者の角膜混濁の治療の方法であって、前記被験者に有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を備える、方法。
  2. 前記被験者は、角膜縁の幹細胞欠損(LSCD)により引き起こされる角膜混濁を有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記被験者は、外傷による角膜外傷、涙の生成の減少または涙の質の低下、眼感染症、角膜炎、眼の炎症または角膜の炎症、コンタクトレンズの使用による角膜損傷、紫外線にさらされることによる角膜損傷、眼への外傷からの眼の瘢痕、火傷による眼の瘢痕および化学刺激による角膜損傷からなる群から選択される状況により引き起こされる角膜混濁を有する、請求項1に記載の方法。
  4. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341(ボルテゾミブまたはMillennium社のベルケイド(登録商標))である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記プロテアソームモジュレータは、MG‐132、ジヒドロエポネマイシン、オプロゾミブ(ONX‐0912)、MLN2238、エポキソミシン、カルフィルゾミブ(PR‐171)、ONX‐0914(PR‐957)、PSI、MG‐115、MG‐262、AM114、PI‐1840、キモトリプシン様(CT‐L)モジュレータ、MLN9708、CEP−18770、グリオトキシン、サリノスポラミドA(NPI‐0052、マリゾミブ)、Clasto‐ラクタシスチンβ‐ラクトン、ラクタシスチンおよびそれらの誘導体または類似体からなる群から選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記プロテアソームモジュレータは、オレウロペインである、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記方法は、前記被験者の角膜混濁の軽減をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記方法は、前記被験者の視力の改善をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記方法は、治療より前の前記被験者の26S構成のプロテアソーム活性と比較して治療後の前記被験者の26S構成のプロテアソーム活性の増加をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記方法は、治療より前の前記被験者の26S構成のプロテアソーム活性と比較して、治療後72時間の前記被験者の角膜内の26S構成のプロテアソーム活性の増加をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記方法は、治療より前の前記被験者の免疫プロテアソーム活性と比較して、治療後の前記被験者の免疫プロテアソーム活性の低下をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記方法は、前記被験者の角膜内のケラチンタンパク質のレベル低下をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記方法は、前記被験者の角膜内のケラチン13のレベル低下をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記方法は、前記被験者の角膜内のケラチン4のレベル低下をもたらす、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  15. 被験者の角膜内のケラチンタンパク質のレベルを減らすための方法であって、前記被験者に有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を備える、方法。
  16. 被験者の角膜内の26S構成のプロテアソーム活性を増加させるための方法であって、前記被験者に有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を備える、方法。
  17. 前記プロテアソームモジュレータは経口で投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記プロテアソームモジュレータは、点眼薬として処方される、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記点眼薬は、点眼液である、請求項18に記載の方法。
  20. 前記点眼薬は、眼科用懸濁液である、請求項18に記載の方法。
  21. 前記点眼薬は、眼軟膏である、請求項18に記載の方法。
  22. 前記点眼薬は、眼科用エマルションである、請求項18に記載の方法。
  23. 前記点眼薬は、眼科用ゲルである、請求項18に記載の方法。
  24. 前記プロテアソームモジュレータは、局所的に投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記プロテアソームモジュレータは、眼内注射として投与される、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であり、かつ、体重1kgあたり0.125mg/mLの用量で投与される、請求項25に記載の方法。
  27. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であり、かつ、体重1kgあたり0.01から0.5mg/mLの用量で投与される、請求項25に記載の方法。
  28. 前記プロテアソームモジュレータは、72時間毎に投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  29. 前記プロテアソームモジュレータは、48時間毎に投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  30. 前記プロテアソームモジュレータは、24時間毎と48時間毎との間で投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記プロテアソームモジュレータは、24時間未満毎に投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記プロテアソームモジュレータは、非毒性の用量で投与される、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  33. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であって、前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLまでの用量で投与される、請求項18に記載の方法。
  34. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であって、前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLまでの用量で72時間毎に投与される、請求項18に記載の方法。
  35. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であって、前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLまでの用量で48時間毎に投与される、請求項18に記載の方法。
  36. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であって、前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLまでの用量で24時間毎に投与される、請求項18に記載の方法。
  37. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341であって、前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLまでの用量で24時間未満毎に投与される、請求項18に記載の方法。
  38. 被験者の角膜混濁の防止の方法であって、前記被験者に有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を備える、方法。
  39. 前記被験者は、外傷による角膜外傷、涙の生成の減少または涙の質の低下、眼感染症、角膜炎、眼の炎症または角膜の炎症、コンタクトレンズの使用による角膜損傷、紫外線にさらされることによる角膜損傷、眼への外傷からの眼の瘢痕、火傷による眼の瘢痕および化学刺激による角膜損傷からなる群から選択される状況により引き起こされる角膜混濁を有する、請求項38に記載の方法。
  40. 前記プロテアソームモジュレータは、PS‐341(ボルテゾミブまたはベルケイド(登録商標))である、請求項38に記載の方法。
  41. 前記プロテアソームモジュレータは、MG‐132、ジヒドロエポネマイシン、オプロゾミブ(ONX‐0912)、MLN2238、エポキソミシン、カルフィルゾミブ(PR‐171)、ONX‐0914(PR‐957)、PSI、MG‐115、MG‐262、AM114、PI‐1840、キモトリプシン様(CT‐L)モジュレータ、MLN9708、CEP−18770、グリオトキシン、サリノスポラミドA(NPI‐0052、マリゾミブ)、Clasto‐ラクタシスチンβ‐ラクトン、ラクタシスチンおよびそれらの誘導体または類似体からなる群から選択される、請求項38に記載の方法。
  42. 前記プロテアソームモジュレータは、オレウロペインである、請求項38に記載の方法。
  43. 前記PS‐341は、点眼薬として処方される、請求項40に記載の方法。
  44. 前記PS‐341は、点眼液として処方される、請求項43に記載の方法。
  45. 前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLの用量で投与される、請求項43に記載の方法。
  46. 前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLの用量で24から72時間毎に投与される、請求項43に記載の方法。
  47. 前記PS‐341は、体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLの用量で24時間未満毎に投与される、請求項43に記載の方法。
  48. 被験者の角膜混濁の治療の方法であって、前記被験者に有効な量のプロテアソームモジュレータを投与する段階を備え、前記プロテアソームモジュレータはPS‐341であり、前記プロテアソームモジュレータは点眼薬として処方され、前記PS‐341は体重1kgあたり0.00125から0.0125mg/mLの用量で24から72時間毎に投与され、かつ、前記方法は前記被験者の角膜内のケラチンタンパク質のレベル低下をもたらす、方法。
  49. 前記被験者はヒトである、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記被験者はウサギである、請求項1から48のいずれか一項に記載の方法。
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