JP2020079289A - Composition for reducing nervous system injury and methods of making and using the same - Google Patents

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ジガン シオン
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Abstract

To provide a composition comprising an amiloride and/or an amiloride analog which can be used for reducing nerve injury or nervous system injury in a subject.SOLUTION: A pharmaceutical composition for reducing nerve injury in the central nervous system of an adult human subject comprises an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. The amiloride analog is selected from the group consisting of phenamil, bepridil, 5-(N-methyl-N-isobutyl)amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. The composition is administered intravenously within 5 hours of the onset of an ischemic event. The nerve injury is acidosis-induced nerve injury.SELECTED DRAWING: Figure 20

Description

本願は、神経学の分野に関する。特に、本願は、対象における神経損傷又は神経系損傷を減少させるために使用しうるアミロライド及び/又はアミロライド類似体を含む組成物に関する。 The present application relates to the field of neurology. In particular, the present application relates to compositions comprising amiloride and/or amiloride analogs that can be used to reduce nerve damage or nervous system damage in a subject.

神経損傷は、神経系に対する化学的損傷及び物理的損傷などの多くの症状に起因し得る。多くのタイプの神経損傷は、神経細胞へのイオン流入の変化をもたらし、それにより、神経細胞死を引き起こす。したがって、様々なイオンチャンネルが、このイオン流量の変化に介在する候補となり、その結果、神経損傷の程度を減少し得る。 Nerve damage can result from many conditions, including chemical and physical damage to the nervous system. Many types of nerve damage result in altered ion influx into nerve cells, thereby causing nerve cell death. Therefore, various ion channels may be candidates to mediate this change in ion flux, resulting in a reduced degree of nerve damage.

本願の一つの態様は、対象における神経損傷を減少させるための方法に関する。本方法は、アミロライド及びアミロライド類似体からなる群より選択される活性成分を含む治療的有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内又は脳室内に投与される。 One aspect of the present application relates to a method for reducing nerve damage in a subject. The method comprises administering to the subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising an active ingredient selected from the group consisting of amiloride and amiloride analogs. In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally or intracerebroventricularly.

いくつかの実施形態において、活性成分はアミロライド又はその薬学的に許容される塩を含む。 In some embodiments, the active ingredient comprises amiloride or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

その他の実施形態において、活性成分はアミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含む。関連する実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、5−(N−エチル−N−イソブチル)−アミロライド(EIPA)、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルのメチル化類似体である。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される1個の環を含む。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はアシルグアニジノ基を含む。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体は、グアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基は、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基である。 In other embodiments, the active ingredient comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil, phenmil, 5-(N-ethyl-N-isobutyl)-amiloride (EIPA), bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-. It is selected from the group consisting of isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In another related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In another related embodiment, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil. In another related embodiment, the amiloride analog comprises one ring formed on the guanidine group. In another related embodiment, the amiloride analog comprises an acylguanidino group. In another related embodiment, the amiloride analog comprises a water-soluble group formed on a guanidine group, which water-soluble group is a Ν,Ν-dimethylamino group or a sugar group.

いくつかの実施形態において、アミロライド、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩は、体重1Kgあたり0.1mg〜10mgの用量範囲で与えられる。 In some embodiments, amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof is provided in a dose range of 0.1 mg to 10 mg/Kg body weight.

いくつかの実施形態において、医薬組成物は、虚血性イベントの発症の1時間以内、虚血性イベントの発症の5時間以内、又は虚血性イベントの発症の1〜5時間以内に投与される。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered within 1 hour of the onset of the ischemic event, within 5 hours of the onset of the ischemic event, or within 1-5 hours of the onset of the ischemic event.

いくつかの実施形態において、神経損傷は脳損傷である。 In some embodiments, the nerve injury is brain injury.

本願の別の態様は、対象における脳損傷を処置するための方法に関する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体、又はその薬学的に許容される塩を含む治療的有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内又は脳室内に投与される。 Another aspect of the present application relates to a method for treating brain injury in a subject. The method comprises administering to the subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally or intracerebroventricularly.

いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基が、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択される。 In some embodiments, the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride. And 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In other embodiments, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing one ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a guanidine group. A water-soluble group which is selected from the group consisting of amiloride analogs that are Ν,Ν-dimethylamino groups or sugar groups.

本願の別の態様は、神経細胞へのイオン流入の変化により引き起こされる神経系損傷を減少させるための方法に関する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体、又はその薬学的に許容される塩を含む治療的有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。 Another aspect of the present application relates to a method for reducing nervous system damage caused by altered ion influx into nerve cells. The method comprises administering to the subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内、脳室内又は筋肉内に投与される。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally, intracerebroventricularly or intramuscularly.

その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基が、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択される。 In other embodiments, the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and It is selected from the group consisting of 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In other embodiments, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing one ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a guanidine group. A water-soluble group which is selected from the group consisting of amiloride analogs that are Ν,Ν-dimethylamino groups or sugar groups.

本願の別の態様は、神経系損傷を減少させるための方法に関する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体、又はその薬学的に許容される塩を含む治療的有効量の医薬組成物をかかる処置を必要とする対象に投与することを含む。 Another aspect of the present application relates to a method for reducing nervous system damage. The method comprises administering a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof to a subject in need of such treatment.

いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内、脳室内又は筋肉内に投与される。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally, intracerebroventricularly or intramuscularly.

その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基が、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択される。 In other embodiments, the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and It is selected from the group consisting of 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In other embodiments, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing one ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a guanidine group. A water-soluble group which is selected from the group consisting of amiloride analogs that are Ν,Ν-dimethylamino groups or sugar groups.

本願の別の態様は、神経系損傷を減少させるための医薬組成物に関する。本医薬組成物は、有効量のアミロライド、アミロライド類似体又はそれらの薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含み、静脈内、鞘内又は脳室内注入用に製剤化されている。 Another aspect of the present application relates to a pharmaceutical composition for reducing nervous system damage. The pharmaceutical composition comprises an effective amount of amiloride, an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier, and is formulated for intravenous, intrathecal or intracerebroventricular injection. Has been done.

いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含み、このアミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される In some embodiments, the pharmaceutical composition comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-R7943, 5- Selected from the group consisting of (N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene) amiloride and 5-(N,N-dimethyl) amiloride hydrochloride.

その他の実施形態において、本医薬組成物は、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含み、このアミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基は、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択される。 In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the amiloride analog is a methylated analog of benzamil, one of which is formed on a guanidine group. A ring-containing amiloride analog, an acylguanidino group-containing amiloride analog, and a water-soluble group formed on a guanidine group, which is a Ν,Ν-dimethylamino group or a sugar group. Selected from the group consisting of the body.

本願の別の態様は、神経系損傷を減少させるための医薬組成物に関する。本医薬組成物は、有効量のアミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含む。 Another aspect of the present application relates to a pharmaceutical composition for reducing nervous system damage. The pharmaceutical composition comprises an effective amount of amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.

いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、有効量のアミロライド、アミロライド類似体又はそれらの薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含み、静脈内、鞘内、脳室内又は筋肉内注入用に製剤化されている。 In some embodiments, the pharmaceutical composition comprises an effective amount of amiloride, an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier, intravenously, intrathecally, Formulated for intracerebroventricular or intramuscular injection.

一つの実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルのメチル化類似体である。別の実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される1個の環を含む。別の実施形態において、アミロライド類似体はアシルグアニジノ基を含む。さらに別の実施形態において、アミロライド類似体は、グアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基は、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基である。 In one embodiment, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil. In another embodiment, the amiloride analog comprises one ring formed on the guanidine group. In another embodiment, the amiloride analog comprises an acylguanidino group. In yet another embodiment, the amiloride analog comprises a water-soluble group formed on the guanidine group, which water-soluble group is a Ν,Ν-dimethylamino group or a sugar group.

図1は、虚血状態にある対象における神経損傷を減少させるための典型的な方法を示すフローチャートの図である。FIG. 1 is a flow chart diagram illustrating an exemplary method for reducing nerve damage in a subject under ischemia. 図2は、虚血状態に関連する神経損傷を処置するための薬物を同定する典型的な方法を示すフローチャートの図である。FIG. 2 is a flow chart illustrating an exemplary method of identifying a drug for treating nerve damage associated with an ischemic condition. 図3は、培養マウス皮質神経細胞における酸感知イオンチャンネル(ASIC)タンパク質の電気生理学及び薬理学に関する典型的なデータを表す一連のグラフである。FIG. 3 is a series of graphs representing typical data on the electrophysiology and pharmacology of acid-sensing ion channel (ASIC) proteins in cultured mouse cortical neurons. 図4は、培養マウス皮質神経細胞におけるASICタンパク質の電気生理学及び薬理学に関する典型的なデータを表す更なる一連のグラフである。FIG. 4 is a further series of graphs representing representative data on electrophysiology and pharmacology of ASIC proteins in cultured mouse cortical neurons. 図5は、本願の教示の態様に従い、虚血モデルがASICタンパク質の活性を促進しうることを示す、典型的なデータを表すグラフとトレースの組み合わせである。FIG. 5 is a combination of graphs and traces representing representative data showing that an ischemia model can promote the activity of ASIC proteins in accordance with aspects of the present teachings. 図6及び7は、皮質神経細胞におけるASICタンパク質がCa2+透過性でありうること、及び、Ca2+透過性がASIC1a依存性でありうることを示す典型的なデータを表すグラフとトレースの組み合わせである。6 and 7, the ASIC proteins in cortical neurons may be Ca 2+ permeability, and, in combination with graphs and trace represents a typical data showing that Ca 2+ permeability may be ASIC1a dependent is there. 同上。Same as above. 図8は、酸によるインキュベーションが、ASICを阻害することにより保護されるグルタミン酸受容体非依存性神経損傷を引き起こしうることを示す、典型的なデータを表す一連のグラフである。FIG. 8 is a series of graphs representing exemplary data showing that acid incubation can cause glutamate receptor-independent nerve damage that is protected by inhibiting ASIC. 図9は、ASIC1aがインビトロにおける酸誘導性損傷に関与しうることを示す典型的なデータを表す一連のグラフである。FIG. 9 is a series of graphs depicting typical data showing that ASIC1a may be involved in acid-induced damage in vitro. 図10は、ASIC1aの阻害による、及び、ASIC1遺伝子のノックアウトによる、インビボでの脳虚血における神経保護をデータとともに示す一連のグラフである。FIG. 10 is a series of graphs with data showing neuroprotection in cerebral ischemia in vivo by inhibition of ASIC1a and by knockout of the ASIC1 gene. 図11は、処置の時間とタイプの関数として、動物モデル系で卒中によって生じる虚血性ダメージのパーセンテージを示す典型的なデータをプロットしたグラフである。FIG. 11 is a graph plotting exemplary data showing the percentage of ischemic damage caused by stroke in an animal model system as a function of time and type of treatment. 図12は、特徴が示されている様々な典型的なペプチドと一緒に、典型的なシスチンノットペプチド、PcTx1の一次アミノ酸配列の図である。FIG. 12 is a diagram of the primary amino acid sequence of an exemplary cystine-knot peptide, PcTx1, along with various exemplary peptides characterized. 図13は、図12のシスチンノットペプチドと、このペプチドの様々な典型的な欠失誘導体とを整列させた比較図である。FIG. 13 is a comparative diagram aligning the cystine-knot peptide of FIG. 12 with various exemplary deletion derivatives of this peptide. 図14は、細胞内で発現されたASICファミリーメンバーの関数として、細胞内で計測されるカルシウム電流の大きさをプロットした典型的なグラフである。FIG. 14 is an exemplary graph plotting the magnitude of calcium current measured in cells as a function of ASIC family members expressed in cells. 図15は、動物モデル系での虚血性損傷を減少させる際におけるPcTx毒の経鼻投与の有効性に関する典型的なデータを表すグラフである。FIG. 15 is a graph depicting typical data regarding the efficacy of nasal administration of PcTx venom in reducing ischemic damage in an animal model system. 図16は、ベンザミル(パネルA)又は5−(N−エチル−N−イソプロピル)アミロライド(EIPA)(パネルB)で処理されたCHO細胞内の代表的なASIC1a電流トレースと、アミロライド及びアミロライド類似体(パネルC)によってCHO細胞内で発現されるASIC1a電流の用量依存性阻害とを示す複合図である。FIG. 16: Representative ASIC1a current traces in CHO cells treated with benzamil (panel A) or 5-(N-ethyl-N-isopropyl)amiloride (EIPA) (panel B) and amiloride and amiloride analogs. (Panel C) is a composite diagram showing the dose-dependent inhibition of ASIC1a current expressed in CHO cells by (panel C). 図17は、ベンザミル(パネルA)又は5−アミロライド(パネルB)で処理されたCHO細胞内の代表的なASIC2電流トレースと、アミロライド及びアミロライド類似体(パネルC)によってCHO細胞内で発現されるASIC2電流の用量依存性阻害とを示す複合図である。FIG. 17: Representative ASIC2 current traces in CHO cells treated with benzamil (panel A) or 5-amiloride (panel B) and expressed in CHO cells by amiloride and amiloride analogs (panel C). FIG. 6 is a composite diagram showing dose-dependent inhibition of ASIC2 current. 図18は、アミロライド又はアミロライド類似体の脳室内注入によるマウスにおける梗塞容積の減少を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing reduction of infarct volume in mice by intracerebroventricular injection of amiloride or an amiloride analog. 図19は、MCAOの60分後に生理食塩水又はアミロライドの静脈内注入によるマウスの皮質組織における梗塞容積の減少を示す複合図である。FIG. 19 is a composite diagram showing a reduction in infarct volume in mouse cortical tissue by intravenous infusion of saline or amiloride 60 minutes after MCAO. 図20は、MCAOの3時間後又は5時間後に生理食塩水又はアミロライドの静脈内注入によるマウスの皮質組織における梗塞容積の減少を示す複合図である。FIG. 20 is a composite diagram showing reduction of infarct volume in cortical tissues of mice by intravenous infusion of saline or amiloride 3 hours or 5 hours after MCAO. 図21は、様々なチャンネルにおける疎水性アミロライド類似体についての構造活性相関(SAR)を示す。FIG. 21 shows structure-activity relationships (SAR) for hydrophobic amiloride analogs in various channels.

詳細な説明
本願は、神経損傷を減少させるための方法及び組成物を提供する。神経損傷は、変性性神経系疾患、卒中、虚血、外傷、神経系に対する化学的損傷及び物理的損傷に起因しうる。本明細書において使用する場合、用語「中枢神経系(central nervous system)」は、中枢神経系及び末梢神経系の両方を含む。用語「神経系」又は「CNS」は、脊椎動物の脳及び脊椎の全ての細胞及び組織を含む。用語「末梢神経系」とは、脳及び脊椎の外側の神経系部分、例えば、随意運動に介在する運動神経、交感神経系及び副交感神経系を含み、不随意機能を制御する自律神経系、並びに、消化管系を制御する腸管神経系など、の全ての細胞及び組織のことをいう。すなわち、用語「神経系」は、限定するものではないが、神経細胞、グリア細胞、星状細胞、脳脊髄液(CSF)内細胞、間質腔内細胞,脊髄保護被覆内細胞、硬膜外細胞(すなわち、硬膜の外側の細胞)、神経組織に隣接している又は接触している又は分布している非神経組織中の細胞、神経上膜、神経周膜、神経内膜,索、束など細胞を含む。
DETAILED DESCRIPTION The present application provides methods and compositions for reducing nerve damage. Nerve damage can result from degenerative nervous system disease, stroke, ischemia, trauma, chemical and physical damage to the nervous system. As used herein, the term "central nervous system" includes both the central nervous system and the peripheral nervous system. The term "nervous system" or "CNS" includes all cells and tissues of the vertebrate brain and spine. The term "peripheral nervous system" includes parts of the nervous system outside the brain and spine, such as the motor nerves that mediate voluntary movements, the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system, and the autonomic nervous system that controls involuntary functions, and , All the cells and tissues such as the enteric nervous system that controls the digestive tract system. That is, the term "nervous system" includes, but is not limited to, neurons, glial cells, astrocytes, cerebrospinal fluid (CSF) cells, interstitial cells, spinal protective coat cells, epidural cells. Cells (ie, cells outside the dura), cells in non-neural tissue that are adjacent to, in contact with, or distributed to neural tissue, epineurium, perineurium, endometrium, chordae, Contains cells such as bundles.

いくつかの実施形態において、神経損傷は神経系損傷である。その他の実施形態において、神経損傷は脳損傷である。いくつかの実施形態において、神経損傷は、神経細胞へのイオン流入の変化によって引き起こされる神経系損傷である。例えば、卒中/脳虚血は、罹患率及び死亡率の主要な原因である。シナプス後のグルタミン酸受容体の過剰活性化と、続くCa2+毒性が、虚血性脳損傷において重要な役割を果たす。本願は、Ca2+透過性の酸感知イオンチャンネル(ASIC)の活性化が、アシドーシス誘導性で、グルタミン酸受容体非依存性の虚血性脳損傷に関与することを示し、ASICファミリーメンバー(ASIC)を標的とすることによる神経保護についての新たな方向性を提供する。本願はさらに、ホモマー性のASICチャンネルに対する効力が増大し、水溶性が増加したASICの新規阻害剤を提供する。いくつかの実施形態において、本願は、ASIC1aチャンネルを阻害することによる、神経損傷を減少させるための医薬組成物及び方法を提供する。 In some embodiments, the nerve injury is nervous system injury. In other embodiments, the nerve injury is brain injury. In some embodiments, the nerve damage is nervous system damage caused by altered ion influx into nerve cells. For example, stroke/cerebral ischemia is a major cause of morbidity and mortality. Post-synaptic glutamate receptor hyperactivation and subsequent Ca2+ toxicity play an important role in ischemic brain injury. The present application shows that activation of Ca2+ permeable acid-sensing ion channels (ASIC) is involved in acidosis-induced, glutamate receptor-independent ischemic brain injury and targets ASIC family members (ASIC). To provide a new direction for neuroprotection. The present application further provides novel inhibitors of ASICs with increased potency against homomeric ASIC channels and increased water solubility. In some embodiments, the present application provides pharmaceutical compositions and methods for reducing nerve damage by inhibiting ASIC1a channels.

本願の一つの態様は、対象における神経損傷を減少させるための方法に関する。本方法は、アミロライド及びアミロライド類似体からなる群より選択される活性成分を含む治療的有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内又は脳室内に投与される。 One aspect of the present application relates to a method for reducing nerve damage in a subject. The method comprises administering to the subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising an active ingredient selected from the group consisting of amiloride and amiloride analogs. In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally or intracerebroventricularly.

いくつかの実施形態において、活性成分は、アミロライド又はその薬学的に許容される塩を含む。その他の実施形態において、活性成分は、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含む。関連する実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、5−(N−エチル−N−イソブチル)−アミロライド(EIPA)、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルのメチル化類似体である。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される1個の環を含む。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はアシルグアニジノ基を含む。別の関連する実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基は、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基である。 In some embodiments, the active ingredient comprises amiloride or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In other embodiments, the active ingredient comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil, phenmil, 5-(N-ethyl-N-isobutyl)-amiloride (EIPA), bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-. It is selected from the group consisting of isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In another related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In another related embodiment, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil. In another related embodiment, the amiloride analog comprises one ring formed on the guanidine group. In another related embodiment, the amiloride analog comprises an acylguanidino group. In another related embodiment, the amiloride analog comprises a water-soluble group formed on a guanidine group, which water-soluble group is a Ν,Ν-dimethylamino group or a sugar group.

いくつかの実施形態において、アミロライド、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩は、体重1Kgあたり0.1mg〜10mgの用量範囲で与えられる。その他の実施形態において、医薬組成物は、虚血性イベントの発症の1時間以内、虚血性イベントの発症の5時間以内、又は虚血性イベントの発症の1〜5時間以内に投与される。 In some embodiments, amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof is provided in a dose range of 0.1 mg to 10 mg/Kg body weight. In other embodiments, the pharmaceutical composition is administered within 1 hour of the onset of the ischemic event, within 5 hours of the onset of the ischemic event, or within 1-5 hours of the onset of the ischemic event.

本願の別の態様は、対象における脳損傷を処置するための方法に関する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体、又はその薬学的に許容される塩を含む治療的有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態において、本医薬組成物は、静脈内、鞘内又は脳室内に投与される。 Another aspect of the present application relates to a method for treating brain injury in a subject. The method comprises administering to the subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered intravenously, intrathecally or intracerebroventricularly.

いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。関連する実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルである。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及び水溶性基がΝ,Ν−ジメチルアミノ基又は糖基である、グアニジン基上に形成される1個の水溶性基を含むアミロライド類似体からなる群より選択される。 In some embodiments, the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride. And 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In a related embodiment, the amiloride analog is benzamil. In other embodiments, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing a single ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a water-soluble group is Ν. , Ν-dimethylamino group or sugar group, selected from the group consisting of amiloride analogs containing one water-soluble group formed on the guanidine group.

本願の別の態様は、本願の別の態様は、神経細胞へのイオン流入の変化により引き起こされる神経系損傷を減少させるための方法に関する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体又はそれらの薬学的に許容される塩を含む治療的有効量の医薬組成物を、かかる処置を必要とする対象に投与することを含む。 Another aspect of the present application relates to a method for reducing nervous system damage caused by altered ion influx into nerve cells. The method comprises administering to a subject in need of such treatment a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition comprising amiloride, an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

本願の別の態様は、虚血を処置するため又は虚血を原因とする損傷を減少させるための組成物を提供する。本方法は、アミロライド、アミロライド類似体、及びそれらの塩からなる群より選択される治療的有効量の活性成分を、かかる処置を必要とする対象の静脈内又は鞘内に投与するステップを含む。本願の方法は、虚血治療のその他の方法と比較して一つ以上の利点を提供しうる。これらの利点には、特に、(1)より少ない虚血誘導性損傷、(2)より少ない治療の副作用(例えば、より特異的な治療標的を選択することによる)、及び/又は(3)有効な治療のより長い時間窓などを含みうる。 Another aspect of the present application provides a composition for treating ischemia or reducing damage caused by ischemia. The method comprises the step of administering a therapeutically effective amount of an active ingredient selected from the group consisting of amiloride, amiloride analogs, and salts thereof, intravenously or intrathecally to a subject in need of such treatment. The methods of the present application may provide one or more advantages over other methods of treating ischemia. These benefits include, among other things, (1) less ischemia-induced injury, (2) less therapeutic side effects (eg, by selecting a more specific therapeutic target), and/or (3) efficacy. Longer window of treatment may be included.

図1は、虚血状態にある対象における神経損傷を減少させる方法で行われうる典型的なステップ22、24を有するフローチャート20を示す。これらのステップは、任意の適当な回数及び任意の適当な組み合わせで行ってもよい。本方法において、虚血対象(又は複数の対象)を治療のために選択しうる(ステップ22に示される)。次に、ASIC選択性阻害剤を虚血対象に投与しうる(ステップ24に示される)。虚血対象への阻害剤の投与は、対象にとって虚血誘導性損傷を減少させるために治療的有効量で、例えば、卒中に起因する脳損傷の量減少させる量で行われうる。 FIG. 1 shows a flowchart 20 with exemplary steps 22, 24 that may be performed in a method of reducing nerve damage in a subject in ischemia. These steps may be performed any suitable number of times and in any suitable combination. In the method, an ischemic subject (or subjects) may be selected for treatment (shown in step 22). The ASIC selective inhibitor may then be administered to the ischemic subject (shown in step 24). Administration of an inhibitor to an ischemic subject can be performed in a amount that is therapeutically effective for the subject to reduce ischemia-induced damage, eg, an amount that reduces the amount of brain damage resulting from stroke.

図1の虚血治療の有効性についての可能な説明が、本願の教示のデータ(例えば、実施例1参照)によって提供されうる。特に、虚血の損傷効果はアシドーシスとは同等ではない可能性があり、すなわち、虚血による組織/細胞の酸性化は、虚血誘導性損傷生じさせるのには十分でない可能性がある。それよりむしろ、虚血誘導性損傷は、多くの場合において、ASICファミリーメンバー、特にASIC1aが介在する細胞へのカルシウム流入によって引き起こされうる。したがって、ASIC1aのチャンネル活性の選択的阻害は、この有害なカルシウム流入を減少し、それにより、虚血誘導性損傷を減少しうる。 A possible explanation for the efficacy of the ischemia treatment of FIG. 1 may be provided by the data of the teachings herein (see, eg, Example 1). In particular, the damaging effects of ischemia may not be comparable to acidosis, ie, tissue/cell acidification due to ischemia may not be sufficient to cause ischemia-induced damage. Rather, ischemia-induced damage can often be caused by calcium influx into cells mediated by ASIC family members, particularly ASIC1a. Thus, selective inhibition of ASIC1a channel activity may reduce this deleterious calcium influx and thereby reduce ischemia-induced damage.

図2は、虚血治療のための薬物を同定する方法で行われうる典型的なステップ32、34を有するフローチャート30を示す。これらのステップは、任意の適当な回数及び任意の適当な組み合わせで行ってもよい。本方法において、一つ以上のASIC選択性阻害剤を取得しうる(ステップ32に示される)。次に、阻害剤を、虚血誘導性損傷に対する効果について、虚血対象で試験しうる(ステップ34に示される)。 FIG. 2 shows a flowchart 30 with exemplary steps 32, 34 that may be performed in a method of identifying a drug for ischemia treatment. These steps may be performed any suitable number of times and in any suitable combination. In the method, one or more ASIC-selective inhibitors may be obtained (shown in step 32). The inhibitor may then be tested in ischemic subjects for effects on ischemia-induced injury (shown in step 34).

神経損傷
本願は、対象における神経損傷を減少させるための医薬組成物及び方法に関する。本明細書において使用する場合、用語「神経損傷」とは、身体的相互作用若しくは外傷、打撲傷若しくは圧迫若しくは外科的外傷、出血性若しくは虚血性損傷などの血管の薬理学的損傷から、又は、神経変性的若しくは任意のその他の神経疾患、若しくは神経系組織若しくは細胞の損傷若しくは有害症状を引き起こす任意のその他の因子から生じる神経系組織若しくは細胞に対する急性若しくは慢性の損傷又は有害症状を意味する。いくつかの実施形態において、神経損傷は、認知障害、精神障害、神経伝達物質介在性障害又は神経障害によって引き起こされる。神経損傷は、神経系に対する損傷(すなわち、神経系損傷)及び脳損傷を含む。
Nerve Damage The present application relates to pharmaceutical compositions and methods for reducing nerve damage in a subject. As used herein, the term "nerve damage" refers to physical interactions or trauma, bruising or compression or surgical trauma, pharmacological damage to blood vessels such as hemorrhagic or ischemic damage, or nerve damage. By degenerative or any other neurological disease, or any other factor that causes damage or adverse symptoms of nervous system tissues or cells is meant acute or chronic damage or adverse conditions to nervous system tissues or cells. In some embodiments, the nerve damage is caused by a cognitive disorder, a psychiatric disorder, a neurotransmitter-mediated disorder or a neuropathy. Nerve damage includes damage to the nervous system (ie, nervous system damage) and brain damage.

本明細書において使用する場合、用語「認知障害」とは、神経細胞の構造及び又は機能の進行性の喪失、例えば、神経細胞の死滅、が関与する又は関連すると信じられている、或いは、関与する又は関連する疾患及び症状のことをいい、それらを意図する。この場合、疾患の中心的特徴は、認知能(例えば、記憶、注意、認識及び/又は思考)障害でありうる。これらの疾患には、病原体によって引き起こされる認知障害、例えば、HIV関連認知障害又はライム病関連認知障害が含まれる。いくつかの実施形態において、認知障害は変性性認知障害である。変性性認知障害の例としては、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、自閉症、軽度認知障害(MCI)、卒中、外傷性脳損傷(TBI)、老齢性記憶障害(AAMI)及びてんかんが挙げられる。 As used herein, the term "cognitive impairment" is believed to be associated with or associated with a progressive loss of neuronal structure and/or function, such as neuronal death, or is implicated. Disease or condition associated with or related to the disease. In this case, the central feature of the disease may be cognitive (eg memory, attention, cognitive and/or thinking) disorders. These diseases include cognitive disorders caused by pathogens, such as HIV-related cognitive disorders or Lyme disease-related cognitive disorders. In some embodiments, the cognitive impairment is degenerative cognitive impairment. Examples of degenerative cognitive impairment include Alzheimer's disease, Huntington's chorea, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), autism, mild cognitive impairment (MCI), stroke, traumatic brain injury (TBI). , Aging memory impairment (AAMI) and epilepsy.

本明細書において使用する場合、用語「精神障害」とは、異常な思考及び認識を引き起こすと信じられている又は引き起こす精神的疾患のことをいい、それらを意図する。精神障害は現実性の喪失により特徴付けられ、妄想、幻覚(それらが鮮明であり、実質的であり、外部の客観的空間に位置しているという意味で、現実という認識の性格を有する、外部刺激の存在しない状態で意識及び自覚しているという認識)、人格の変化及び/又は解体型思考を伴いうる。その他の一般的な症候としては、異常又は奇異な行動、並びに、社会的相互作用における困難性及び日常生活の活動を行う場合の障害が挙げられる。典型的な精神障害は、統合失調症、双極性障害、精神異常、不安症、うつ病及び慢性疼痛である。 As used herein, the term "mental disorder" refers to and is intended to those mental disorders that are believed to cause or cause abnormal thoughts and cognition. Mental disorders are characterized by loss of reality, delusions, hallucinations (they have the perception of reality in the sense that they are clear, substantive, and located in an external, objective space) Consciousness and awareness in the absence of stimuli), changes in personality and/or disorganized thinking. Other common symptoms include abnormal or bizarre behaviour, as well as difficulties in social interaction and impairment of activities of daily living. Typical mental disorders are schizophrenia, bipolar disorder, psychotic disorders, anxiety, depression and chronic pain.

本明細書において使用する場合、用語「神経伝達物質介在性障害」とは、ヒスタミン、グルタミン酸、セロトニン、ドーパミン、ノルエピネフリンなどの神経伝達物質の異常なレベル、又は、アミン作動性Gタンパク質結合受容体の機能不全が関与又は関連すると信じられている、或いは、関与又は関連する疾患又は症状のことをいい、それらを意図する。典型的な神経伝達物質介在性障害としては、脊髄損傷、糖尿病性ニューロパシー、アレルギー性疾患、及び老齢性毛髪喪失(脱毛症)、老齢性体重減少及び老齢性視覚障害(白内障)などの老化保護(geroprotective)活性が関与する疾患が挙げられる。異常な神経伝達物質レベルは、様々な疾患に関連し、それらとしては、限定するものではないが、アルツハイマー病、パーキンソン病、自閉症、ギランバレー症候群、軽度認知障害、統合失調症、不安症、多発性硬化症、卒中, 外傷性脳損傷、脊髄損傷、糖尿病性ニューロパシー、線維筋痛症、双極性障害、精神異常、うつ病及び様々なアレルギー性疾患が挙げられる。 As used herein, the term "neurotransmitter-mediated disorder" refers to abnormal levels of neurotransmitters such as histamine, glutamate, serotonin, dopamine, and norepinephrine, or of aminergic G protein-coupled receptors. Disorders are referred to or intended to be diseases or conditions that are believed to be associated with or related to, or related to or related to. Typical neurotransmitter-mediated disorders include spinal cord injury, diabetic neuropathy, allergic disease, and aging protection such as senile hair loss (alopecia), senile weight loss and senile visual impairment (cataract). Diseases associated with the geroprotective activity are mentioned. Abnormal neurotransmitter levels are associated with a variety of diseases including, but not limited to, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, autism, Guillain-Barre syndrome, mild cognitive impairment, schizophrenia, anxiety. , Multiple sclerosis, stroke, traumatic brain injury, spinal cord injury, diabetic neuropathy, fibromyalgia, bipolar disorder, psychotic disorders, depression and various allergic disorders.

本明細書において使用する場合、用語「神経障害」とは、神経細胞死及び/又は神経細胞機能の障害若しくは神経細胞機能の減少が関与又は関連すると信じられている、或いは、関与又は関連する疾患又は症状のことをいい、それらを意図する。典型的な神経に関する適応症としては、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、パーキンソン病、イヌ認知障害症候群(CCDS)、レビー小体病、メンケス病、ウィルソン病、クロツフェルトヤコブ病、ファール病などの神経変性性疾患及び症状、虚血性又は出血性の卒中などの脳内循環に関連する急性若しくは慢性疾患又はその他の脳溢血による損傷、老齢性記憶障害(AAMI)、軽度認知障害(MCI)、外傷性関連軽度(MCI)、脳震盪後症候群、外傷性ストレス症候群、補助化学療法、外傷性脳損傷(TBI)、神経細胞死が介在する眼疾患、黄斑変性症、老齢性黄斑変性症、自閉症(自閉症スペクトラム症候群を含む)、アスペルガー症候群、及びレット症候群、剥離損傷(avulsion injury)、脊髄損傷、重症筋無力症、ギランバレー症候群、多発性硬化症、糖尿病性ニューロパシー、線維筋痛、脊髄損傷関連ニューロパシー、統合失調症、双極性障害、精神異常、不安症若しくはうつ病、及び慢性疼痛が挙げられる。 As used herein, the term "neuropathy" is believed to be associated with, or associated with, nerve cell death and/or impairment of nerve cell function or reduction of nerve cell function, or a disease associated with or associated with it. Or, it refers to symptoms and intends them. Typical neurological indications include Alzheimer's disease, Huntington's chorea, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Parkinson's disease, canine cognitive impairment syndrome (CCDS), Lewy body disease, Menkes disease, Wilson disease, Crotzfeldt-Jakob disease, neurodegenerative diseases and conditions such as Farre's disease, acute or chronic diseases related to cerebral circulation such as ischemic or hemorrhagic stroke, or damage due to cerebral hemorrhage, aging memory loss (AAMI), Mild cognitive impairment (MCI), traumatic mildness (MCI), post-concussion syndrome, traumatic stress syndrome, adjuvant chemotherapy, traumatic brain injury (TBI), neuronal cell death-mediated eye disease, macular degeneration, old age Macular degeneration, autism (including autism spectrum syndrome), Asperger's syndrome, and Rett's syndrome, avulsion injury, spinal cord injury, myasthenia gravis, Guillain-Barre syndrome, multiple sclerosis, diabetes Sexual neuropathy, fibromyalgia, spinal cord injury-related neuropathy, schizophrenia, bipolar disorder, psychotic disorders, anxiety or depression, and chronic pain.

いくつかの実施形態において、神経損傷又は神経系損傷は、神経細胞又は神経系組織へのイオン流入の変化によって引き起こされる。本明細書において使用する場合、用語「神経系組織」とは、神経細胞、神経網、グリア細胞、神経炎症性細胞、及び「神経系組織」と接触する内皮細胞を含む動物組織のことをいう。「神経細胞」は、限定するものではないが、ニューロンなどの当業者に知られている任意のタイプの神経細胞でありうる。本明細書において使用する場合、用語「ニューロン」とは、動物の神経系の任意の部分に由来する外胚葉性の胚起源の細胞を表す。神経細胞は、神経線維タンパク質であるNeuN(神経細胞核マーカー)、MAP2、及びクラスIIIチューブリンなどの良く特徴付けられた神経細胞特異的マーカーを発現する。神経細胞として含まれるものは、例えば、海馬、皮質、ドーパミン作動性の中脳、脊髄運動神経、感覚、腸管神経、交感神経、副交感神経、コリン作動性の中隔、中枢神経系及び小脳の神経細胞である。本発明において有用である「グリア細胞」としては、限定するものではないが、星状細胞、シュワン細胞、及びオリゴ樹状細胞が挙げられる。本発明において有用である「神経炎症性細胞」としては、限定するものではないが、マクロファージ及びミクログリアなどの骨髄起源の細胞が挙げられる。 In some embodiments, nerve damage or nervous system damage is caused by altered ion influx into nerve cells or tissue. As used herein, the term "nervous tissue" refers to animal tissue including nerve cells, neural networks, glial cells, neuroinflammatory cells, and endothelial cells in contact with "nervous tissue". .. A “nerve cell” can be any type of nerve cell known to those of skill in the art, including, but not limited to, a neuron. As used herein, the term "neuron" refers to cells of ectodermal embryonic origin derived from any part of the animal's nervous system. Neurons express well-characterized neuron-specific markers such as the nerve fiber proteins NeuN (neuronal nuclear marker), MAP2, and class III tubulin. Included as nerve cells are, for example, hippocampus, cortex, dopaminergic midbrain, spinal motor nerve, sensory, enteric nerve, sympathetic nerve, parasympathetic nerve, cholinergic septum, central nervous system and cerebellar nerve. Is a cell. "Glial cells" useful in the present invention include, but are not limited to, astrocytes, Schwann cells, and oligo dendritic cells. "Neuroinflammatory cells" useful in the present invention include cells of bone marrow origin such as, but not limited to, macrophages and microglia.

いくつかの実施形態において、本願の医薬組成物及び方法は、虚血又は虚血関連症状によって引き起こされる神経損傷を減少することに関する。虚血とは、本明細書において使用する場合、器官及び/又は組織への血流が減少した状態である。血流の減少は、部分的又は完全な阻害(閉塞)、狭窄(圧縮)、及び/又は器官及び/又は組織に血流を提供する一つ以上の血管の漏出/破裂などの多くのメカニズムによって引き起こされうる。虚血は、血栓症、塞栓症、アテローム性動脈硬化症、高血圧、出血、動脈瘤、手術、外傷、薬物などによって生じうる。したがって、血流の減少は、慢性、一過性、急性又は散発性でありうる。 In some embodiments, the pharmaceutical compositions and methods of the present application relate to reducing nerve damage caused by ischemia or ischemia-related conditions. Ischemia, as used herein, is a condition in which blood flow to organs and/or tissues is reduced. Decreased blood flow is due to many mechanisms such as partial or complete blockage (occlusion), stenosis (compression), and/or leakage/rupture of one or more blood vessels that provide blood flow to organs and/or tissues. Can be triggered. Ischemia can be caused by thrombosis, embolism, atherosclerosis, hypertension, bleeding, aneurysm, surgery, trauma, drugs and the like. Thus, diminished blood flow can be chronic, transient, acute or sporadic.

任意の器官又は組織を、血流の減少を経験させ、虚血に対する処置を必要とさせた。典型的な器官及び/又は組織としては、限定するものではないが、脳、動脈、心臓、腸及び眼(例えば、視神経)が挙げられる。虚血誘導性損傷(すなわち、様々なタイプの虚血によって生じた疾患及び/又は損傷)としては、限定するものではないが、特に、虚血性ミエロパシー、虚血性視神経症、虚血性大腸炎、冠動脈心疾患、及び/又は心疾患(例えば、狭心症、心臓発作など)が挙げられる。したがって、虚血誘導性損傷は、体内の影響を受けた部位で、細胞及び/又は組織を損傷及び/又は死滅させうる。特に、例えば、壊死(梗塞)組織の発生、炎症、及び/又は組織リモデリングなどが挙げられる。本願の態様にしたがう処置によって、この損傷の発生率、程度及び/又は重症度は低減しうる。 Any organ or tissue experienced a reduction in blood flow and required treatment for ischemia. Typical organs and/or tissues include, but are not limited to, brain, artery, heart, intestine and eye (eg, optic nerve). Ischemia-induced damage (ie, diseases and/or injuries caused by various types of ischemia) include, but are not limited to, ischemic myelopathy, ischemic optic neuropathy, ischemic colitis, coronary arteries. Heart disease and/or heart disease (eg, angina, heart attack, etc.). Thus, ischemia-induced damage can damage and/or kill cells and/or tissues at the affected site in the body. In particular, for example, the generation of necrotic (infarct) tissue, inflammation, and/or tissue remodeling and the like can be mentioned. Treatment according to aspects of the present application may reduce the incidence, extent and/or severity of this injury.

虚血関連症状は、虚血のいずれかの結果でありうる。この結果は、虚血の発症と実質的に同時であってもよいし(例えば、虚血の直接的影響)、及び/又は、虚血の実質的に発症後に起こってもよいし、及び/又は、虚血が終わった後に起こってもよい(例えば、虚血の非直接的下流の影響、虚血終了時の組織の再灌流など)。典型的な虚血関連症状は、上記で列挙した症候(及び/又は症状)の任意の組み合わせを含みうる。或いは、又は更に、この症候は、局所性及び/又は全身性のアシドーシス(pH低下)、低酸素症(酸素低下)、フリーラジカルの生成などを含みうる。 Ischemia-related symptoms can be the result of any of the ischemia. This result may be substantially coincident with the onset of ischemia (eg, a direct effect of ischemia) and/or may occur substantially after the onset of ischemia, and/or Alternatively, it may occur after ischemia has ended (eg, indirect downstream effects of ischemia, tissue reperfusion at the end of ischemia, etc.). Typical ischemia-related symptoms can include any combination of the symptoms (and/or symptoms) listed above. Alternatively, or in addition, the symptoms may include local and/or systemic acidosis (lower pH), hypoxia (lower oxygen), free radical production, and the like.

いくつかの実施形態において、虚血関連症状は卒中である。卒中とは、本明細書において使用する場合、脳の一部(又は全部)への血液供給の減少によって引き起こされる脳虚血である。卒中によって引き起こされる症候は、突然でもありうるし(例えば、意識の喪失など)、又は、数時間若しくは数日間にわたる段階的な発症を有しうる。さらに、卒中は、特に、主要な虚血性発作(完成型卒中)であっても、より主要ではない一過性の虚血性発作であってもよい。卒中によって引き起こされる症候としては、例えば、半身麻痺、半身不随、片側のしびれ、片側の弱体化、片側の麻痺、一時的な肢部の弱体化、肢部の疼き、混乱、話すことの困難、会話を理解することの困難、片方又は両方の眼でみることの困難、眼のかすみ、視覚喪失、歩行困難、めまい、転倒傾向、身体の調整喪失、突然の重症な頭痛、喘鳴、及び/又は意識喪失が挙げられる。或いは、又は更に、この症候は、試験及び/又は装置、例えば、虚血血液試験(例えば、変異したアルブミン、特定のタンパク質のイソ型、損傷したタンパク質などを試験する)、心電図、脳波図、運動ストレス試験、脳CT又はMRI走査などによってより容易に又はそれらのみにより検出しうる。 In some embodiments, the ischemia-related condition is stroke. Stroke, as used herein, is cerebral ischemia caused by a decrease in blood supply to part (or all) of the brain. Symptoms caused by stroke can be sudden (eg, loss of consciousness) or have gradual onset over hours or days. Further, the stroke may be, in particular, a major ischemic stroke (complete stroke) or a lesser major transient ischemic stroke. Symptoms caused by a stroke include, for example, hemiplegia, hemiplegia, numbness on one side, weakness on one side, paralysis on one side, temporary weakness in the limbs, pain in the limbs, confusion, difficulty speaking, Difficulty understanding speech, difficulty seeing with one or both eyes, blurred vision, loss of vision, dizziness, dizziness, falling tendency, loss of physical coordination, sudden severe headache, wheezing, and/or Loss of consciousness. Alternatively, or additionally, the symptom may be a test and/or device, such as an ischemic blood test (eg, testing for mutated albumin, specific protein isoforms, damaged proteins, etc.), electrocardiogram, electroencephalogram, exercise It can be detected more easily or only by stress tests, brain CT or MRI scans and the like.

酸−塩基バランスは生物系にとって重要である。正常な脳機能は、そのエネルギー要求性のために、最終生成物はCO及びHOで、グルコースの完全な酸化に依存する。虚血時、酸素供給欠如により、嫌気性解糖の増大は乳酸の蓄積をもたらす。乳酸の蓄積は、ATP加水分解からのH放出の増大を伴い、組織内のpHの低下を引き起こす。細胞外pH(pH)は、通常、虚血時に6.5まで低下し、重篤な虚血時又は高血糖条件下では6.0より低く低下しうる。 Acid-base balance is important for biological systems. Normal brain function depends on the complete oxidation of glucose, with CO 2 and H 2 O as the end products due to its energy requirements. During ischemia, increased anaerobic glycolysis leads to lactic acid accumulation due to lack of oxygen supply. Accumulation of lactic acid is accompanied by an increase in H + release from ATP hydrolysis, causing a decrease in pH within the tissue. Extracellular pH (pH 0 ) usually drops to 6.5 during ischemia and can drop below 6.0 during severe ischemia or under hyperglycemic conditions.

神経損傷の対象
本願の方法及び医薬組成物は、神経損傷を有する又は神経損傷の履歴を有する及び/又は処置が始まった後及び処置が依然として有効である期間に神経損傷を発症する有意な可能性を有する任意の対象において使用することができる。いくつかの実施形態において、対象は虚血対象である。虚血対象とは、本明細書において使用する場合、虚血、虚血関連症状、虚血の履歴を有する、及び/又は処置が始まった後及び処置が依然として有効である期間に神経損傷を発症する有意な可能性を有する任意のヒト(ヒト対象)又は動物(動物対象)である。
Subjects of Nerve Injury The methods and pharmaceutical compositions of the present application have a significant likelihood of developing nerve damage that has nerve damage or has a history of nerve damage and/or after treatment has begun and while treatment is still effective. Can be used in any subject having In some embodiments, the subject is an ischemic subject. An ischemic subject, as used herein, develops nerve damage that has ischemia, ischemia-related symptoms, a history of ischemia, and/or after the treatment has begun and during which the treatment is still effective. Any human (human subject) or animal (animal subject) having a significant likelihood of

対象は動物であってもよい。用語「動物」とは、本明細書において使用する場合、ヒトではない任意の動物のことをいう。適当でありうる典型的な動物は、血流を有する任意の動物を含み、例えば、げっ歯類(マウス、ラットなど)、イヌ、ネコ、トリ、ヒツジ、ヤギ、非ヒト霊長類などが挙げられる。動物は、それ自身の目的のために、例えば、獣医学的目的のために(例えば、ペットの処置として)処置してもよい。或いは、動物は、薬物候補の力価、有効性の時間窓、副作用などを調べるように、ヒト用途のための薬物候補の試験を容易にするために、虚血などの神経損傷の動物モデルを提供しうる。 The subject may be an animal. The term "animal" as used herein refers to any animal that is not a human. Typical animals that may be suitable include any animal having a blood flow, including rodents (mouse, rat, etc.), dogs, cats, birds, sheep, goats, non-human primates, etc. .. The animal may be treated for its own purpose, eg, for veterinary purposes (eg, as treatment of pets). Alternatively, animals may use animal models of nerve injury, such as ischemia, to facilitate testing of drug candidates for human use, such as to study potency of drug candidates, time windows of efficacy, side effects, etc. Can be provided.

処置のための虚血対象は、任意の適当な基準によって選択しうる。典型的な基準は、任意の検出可能な虚血の症候、虚血の履歴、虚血のリスクを増大させる(又は虚血を誘導する)イベント(例えば、外科的処置、外傷、薬物の投与など)などを含みうる。虚血の履歴は、一つ以上の事前の虚血エピソードを伴いうる。いくつかの例において、処置のために選択された対象は、処置を始める少なくとも約1、2、又は3時間前に起こった虚血、或いは、処置を始める約1日、12時間又は6時間より前に起こった複数の虚血エピソード(例えば、一過性の虚血性発作)が発症していた可能性がある。 Ischemic subjects for treatment may be selected according to any suitable criteria. Typical criteria are any detectable ischemic symptom, history of ischemia, events that increase (or induce ischemia) ischemia (eg, surgery, trauma, drug administration, etc.). ) And the like. The history of ischemia can be accompanied by one or more prior ischemic episodes. In some examples, the subject selected for treatment is ischemia that occurred at least about 1, 2, or 3 hours prior to initiation of treatment, or more than about 1, 12, or 6 hours prior to initiation of treatment. Multiple previous ischemic episodes (eg, transient ischemic attacks) may have occurred.

ASIC阻害剤、アミロライド及びアミロライド類似体
ASICファミリーメンバーの阻害剤とは、本明細書において使用する場合、 ASICファミリー、すなわち、特に、ASIC1a、ASIC1b、ASIC2a、ASIC2b、ASIC3、及びASIC4の一つ以上のメンバーの活性を(部分的に、実質的に、又は完全に阻害する)減少する物質である。いくつかの例において、本阻害剤は、細胞膜を介して(細胞内及び/又は細胞外へ)イオン(例えば、特に、ナトリウム、カルシウム、及び/又はカリウム)を通過させるという細胞膜の能力などの一つ以上のメンバーのチャンネル活性を減少しうる。本物質は、化合物(約10kDa未満の小分子、ペプチド、核酸、脂質など)、2つ以上の化合物の複合体、及び/又は混合物であってもよい。さらに、本物質は、特に、競合的、非競合的、非競争的、及び/又は混合阻害などの任意の適当なメカニズムによって、ASICファミリーメンバーを阻害しうる。
ASIC inhibitors, amiloride and amiloride analogs Inhibitors of ASIC family members, as used herein, refer to one or more of the ASIC family, that is, in particular ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a, ASIC2b, ASIC3, and ASIC4. A substance that reduces (partially, substantially, or completely) the activity of a member. In some examples, the inhibitor is one such as the ability of the cell membrane to pass an ion (eg, sodium, calcium, and/or potassium, for example) across the cell membrane (inside and/or outside the cell). It may reduce the channel activity of one or more members. The substance may be a compound (small molecule less than about 10 kDa, peptide, nucleic acid, lipid, etc.), a complex of two or more compounds, and/or a mixture. Furthermore, the substance may inhibit ASIC family members by any suitable mechanism, in particular competitive, non-competitive, non-competitive, and/or mixed inhibition.

阻害剤は、酸感知イオンチャンネル1a(ASIC1a)を阻害するASIC1a阻害剤でありうる。ASIC1aとは、本明細書において使用する場合、任意の種由来のASIC1aタンパク質又はチャンネルのことをいう。例えば、典型的なヒトASIC1aタンパク質/チャンネルは、Waldmann,R.,et al.1997,Nature 386,pp.173−177に記載され、本文献は参照により本明細書に組み入れられる。 The inhibitor can be an ASIC1a inhibitor that inhibits acid sensing ion channel 1a (ASIC1a). ASIC1a, as used herein, refers to an ASIC1a protein or channel from any species. For example, a typical human ASIC1a protein/channel is described in Waldmann, R.; , Et al. 1997, Nature 386, pp. 173-177, which is incorporated herein by reference.

「ASIC1a阻害剤」という表現は、適切な薬理学的判断の範囲内で、ASIC1aとして潜在的又は現実的に薬学的に有用である生成物のことをいい、又、薬学的活性種を含み、ASIC1a阻害剤として記載され、奨励され、又は承認された物質への言及を含む。 The expression “ASIC1a inhibitor” refers to a product that is potentially or practically pharmaceutically useful as ASIC1a within the scope of proper pharmacological judgment, and includes pharmaceutically active species, Includes references to substances described, promoted, or approved as ASIC1a inhibitors.

ASIC1a阻害剤は、ASICファミリー内で選択的でありうる。ASIC1aの選択的阻害とは、本明細書において使用する場合、同じ(最大以下)の濃度の阻害剤へそれぞれ曝露した後で比較した場合(例えば、培養細胞中で)、別のADICファミリーメンバーに関する場合よりも、ASIC1aにおいて実質的により強い阻害のことである。阻害剤は、少なくとも一つのその他のASICファミリーメンバー(ASIC1b、ASIC2a、ASIC2b、ASIC3、ASIC4など)に対するのと比較して、及び/又は、全てのその他のASICファミリーメンバーに対するのと比較して、ASIC1aを選択的に阻害することができる。選択的阻害剤の阻害の強さは、阻害が起こる阻害剤濃度(例えば、IC50(最大阻害の50%を生じる阻害剤濃度))又は異なるASICファミリーメンバーと比較した場合のKi値(阻害定数又は解離定数)によって記載されうる。ASIC1a選択的阻害剤は、少なくとも一つのその他のASICファミリーメンバー又は全てのその他のASICファミリーメンバーの阻害に対する濃度よりも、少なくとも約2倍、4倍、又は10倍低い濃度(2分の1、4分の1、又は10分の1の濃度又はそれ未満)でASIC1a活性を阻害しうる。したがって、ASIC1a選択的阻害剤は、少なくとも一つのその他のASICファミリーメンバー及び/又は全てのその他のASICファミリーメンバーの阻害に対する濃度よりも、少なくとも約2倍、4倍、又は10倍低い濃度(2分の1、4分の1、又は10分の1の濃度又はそれ未満)でASIC1a阻害のためのIC50及び/又はKを有しうる。 ASIC1a inhibitors may be selective within the ASIC family. Selective inhibition of ASIC1a, as used herein, relates to another ADIC family member when compared after each exposure to the same (submaximal) concentration of inhibitor (eg, in cultured cells). It is substantially stronger inhibition in ASIC1a than in the case. The inhibitor is an ASIC1a relative to at least one other ASIC family member (such as ASIC1b, ASIC2a, ASIC2b, ASIC3, ASIC4, etc.) and/or relative to all other ASIC family members. Can be selectively inhibited. The strength of inhibition of a selective inhibitor is determined by the Ki value (inhibition constant) when compared to the inhibitor concentration at which inhibition occurs (eg, IC 50 (inhibitor concentration that produces 50% of maximal inhibition)) or different ASIC family members. Or the dissociation constant). An ASIC1a selective inhibitor is at least about 2-fold, 4-fold, or 10-fold lower than the concentration for inhibition of at least one other ASIC family member or all other ASIC family members (1/2, 4 ASIC1a activity can be inhibited at concentrations of 1-fold, or 10-fold or less). Thus, an ASIC1a selective inhibitor is at least about 2-fold, 4-fold, or 10-fold lower than the concentration for inhibition of at least one other ASIC family member and/or all other ASIC family members (2 min. 1 of 1,4 min, or 10 min a density of 1 or less) of may have an IC50 and / or K i for ASIC1a inhibition at.

ASIC1a選択的阻害剤は、選択的であることに加えて、ASIC1aに対して特異的でもありうる。ASIC1a特異的阻害は、本明細書において使用する場合、ASIC2a及びASIC3aなどの全てのその他のASICファミリーメンバーと比較して、ASIC1aに対して実質的に独占的である阻害である。ASIC1a特異的阻害剤は、全てのその他のASICファミリーメンバーの阻害と比較して、少なくとも約20倍低い(5%の濃度又はそれ未満)阻害剤濃度でASIC1aを阻害しうる。したがって、ASIC1a特異的阻害剤は、例えば、その他のASICファミリーメンバーの阻害が少なくとも実質的に(又は、完全に)検出不可能であるような、少なくとも約20倍低い(5%又はそれ未満)、ASICファミリーの全てのその他のメンバーと比較して、ASIC1a阻害のためのIC50及び/又はKを有しうる。阻害剤濃度でASIC1aを阻害しうる。いくつかの実施形態において、ASIC1a選択的阻害剤は、ホモマー性のASIC1aチャンネルに対して高い効力を有し、市販されているアミロライド関連ASIC1a阻害剤、例えば、アミロライドベンザミル、フェナミル、5−(N−エチル−N−イソブチル)アミロライド(EIPA)、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩などと比較して高い水溶性を有する。 In addition to being selective, an ASIC1a selective inhibitor can also be specific for ASIC1a. ASIC1a-specific inhibition, as used herein, is an inhibition that is substantially exclusive to ASIC1a as compared to all other ASIC family members such as ASIC2a and ASIC3a. An ASIC1a-specific inhibitor may inhibit ASIC1a at an inhibitor concentration that is at least about 20-fold lower (5% concentration or less) compared to inhibition of all other ASIC family members. Thus, an ASIC1a-specific inhibitor is, for example, at least about 20-fold lower (5% or less), such that inhibition of other ASIC family members is at least substantially (or completely) undetectable, It may have an IC 50 and/or a K i for ASIC1a inhibition compared to all other members of the ASIC family. It may inhibit ASIC1a at inhibitor concentrations. In some embodiments, the ASIC1a selective inhibitor has high potency against homomeric ASIC1a channels and is a commercially available amiloride-related ASIC1a inhibitor, eg, amiloride benzamil, phenamil, 5-(N -Ethyl-N-isobutyl) amiloride (EIPA), bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and 5-(N,N- It has high water solubility compared to dimethyl) amiloride hydrochloride and the like.

任意の適当なASIC阻害剤又は阻害剤の組み合わせを使用することができる。例えば、対象は、ASIC1a選択的阻害剤及び非選択的ASIC阻害剤を用いて、又は、ASIC1a選択的阻害剤及び非ASICカルシウムチャンネルなどの非ASICチャンネルタンパク質に対する阻害剤を用いて、処置することができる。いくつかの例において、対象は、ASIC1a選択的阻害剤及びグルタミン酸アンタゴニストなどのNMDA受容体の阻害剤を用いて処理することができる。 Any suitable ASIC inhibitor or combination of inhibitors can be used. For example, a subject may be treated with an ASIC1a selective inhibitor and a non-selective ASIC inhibitor, or with an ASIC1a selective inhibitor and an inhibitor for a non-ASIC channel protein such as a non-ASIC calcium channel. it can. In some examples, the subject can be treated with an inhibitor of the NMDA receptor, such as an ASIC1a selective inhibitor and a glutamate antagonist.

阻害剤は、ペプチドであっても、ペプチドを含んでもよい。ペプチドは、通常、少なくとも約10〜約1000未満のサブユニットの任意の適当な数のアミノ酸サブユニットを有しうる。いくつかの例において、ペプチドは、シスチンノットモチーフを有しうる。シスチンノットは、本明細書において使用する場合、通常、6個以上のシステインの配列を含む。これらのシステインを有するペプチドは、(1)2つのジスルフィド結合及びそれらの連結骨格部分によって形成される環と、(2)環の中を通る第3のジスルフィド結合とを含む「ノット部」を形成しうる。いくつかの例において、本ペプチドは、クモ形類動物及び/又は円錐型巻貝由来のコノトキシンでありうる。例えば、本ペプチドは、タランチュラ(Psalmopoeus cambridgei (Pc))由来の毒PcTx1(psalmotoxin 1)でありうる。 The inhibitor may be a peptide or may include a peptide. The peptide will typically have any suitable number of amino acid subunits of at least about 10 and less than about 1000 subunits. In some examples, the peptide can have a cystine knot motif. A cystine knot, as used herein, typically comprises a sequence of 6 or more cysteines. Peptides having these cysteines form a “knot part” containing (1) a ring formed by two disulfide bonds and their linking skeleton, and (2) a third disulfide bond passing through the ring. You can. In some examples, the peptide can be a conotoxin from arachnids and/or conch snails. For example, the peptide may be the venom PcTx1 (psalmotoxin 1) from the tarantula (Psalmopoeus cambridgeii (Pc)).

いくつかの例において、本ペプチドは、1個以上のアミノ酸の少なくとも一つの欠失、挿入、及び/又は置換によってペプチドとPcTx1とが異なるように、PcTx1と構造的に関連している可能性がある。例えば、ペプチドは、少なくとも約25%若しくは少なくとも約50%の配列同一性、及び/又は少なくとも約25%若しくは少なくとも約50%の配列類似性をPcTx1に対して有しうる(以下参照)。阻害剤として適しうるペプチドのさらなる態様について、以下の実施例3において記載する。 In some instances, the peptide may be structurally related to PcTx1 such that the peptide and PcTx1 differ by at least one deletion, insertion, and/or substitution of one or more amino acids. is there. For example, peptides can have at least about 25% or at least about 50% sequence identity, and/or at least about 25% or at least about 50% sequence similarity to PcTx1 (see below). Further aspects of peptides that may be suitable as inhibitors are described in Example 3 below.

アミノ酸配列の同一性及び類似性スコアの比較及び作成のためのアミノ酸配列の整列方法は、当技術分野において周知である。適当でありうる典型的な整列方法としては、SmithとWatermanの「Best Fit」、NeedlemanとWunschの相同性アラインメントアルゴリズム「GAP」、PearsonとLipmanの類似性方法「Tfasta及びFasta」などが挙げられる。適当でありうるこれらの方法及びその他の方法のコンピューターアルゴリズムとしては、CLUSTAL、GAP、BESTFIT、BLASTP、FASTA、及びTFASTAが挙げられる。 Amino acid sequence alignment methods for comparing and creating amino acid sequence identity and similarity scores are well known in the art. Typical alignment methods that may be suitable include Smith and Waterman's “Best Fit”, Needleman and Wunsch's homology alignment algorithm “GAP”, Pearson and Lipman's similarity method “Tfasta and Fasta” and the like. Computer algorithms for these and other methods that may be suitable include CLUSTAL, GAP, BESTFIT, BLASTP, FASTA, and TFASTA.

本明細書において使用する場合、2つのペプチドに関する文脈における「配列同一性」又は「同一性」は、最大に一致させて整列させた場合に、同じである対応するペプチド配列における残基の百分率に関する。いくつかの例において、同一でないペプチド残基位置は、保存的アミノ酸置換と異なっていてもよく、この場合、アミノ酸残基が、類似した化学特性(例えば、荷電性又は疎水性)を有するその他のアミノ酸残基と置換されており、その結果、この分子の機能的特性に関してより小さな効果を生じるか(又は効果を生じない)ことが予想される。配列が保存的置換で異なる場合、配列同一性百分率は、配列の「類似性」を与えるために上方に調整してもよく、これにより、置換の保存的特徴が修正される。例えば、それぞれの保存的置換は、完全ミスマッチとしてよりも部分的としてスコアをつけてよく、それにより、類似性スコアを提供するための配列同一性百分率を修正しうる。類似性スコアを取得するための保存的置換のスコア決定方法は、当技術分野において周知であり、任意の適当な方法、例えば、プログラムPC/GENE(Intelligenetics,Mountain View,Calif,USA)において実行されているような、MeyersとMiller,Computer Applic.Biol Sci.,4:11−17(1988)のアルゴリズムにしたがって、計算することができる。 As used herein, "sequence identity" or "identity" in the context of two peptides relates to the percentage of residues in the corresponding peptide sequences that are the same when aligned for maximum matching. .. In some examples, non-identical peptide residue positions may differ from conservative amino acid substitutions, in which case the amino acid residue may be other with similar chemical properties (eg, charged or hydrophobic). It is expected to be substituted with an amino acid residue, resulting in less (or no) effect on the functional properties of the molecule. Where the sequences differ by conservative substitutions, the percent sequence identity may be adjusted upwards to provide "similarity" in the sequences, which modifies the conservative characteristics of the substitutions. For example, each conservative substitution may be scored as partial rather than as complete mismatch, thereby modifying the percent sequence identity to provide a similarity score. Conservative substitution scoring methods for obtaining similarity scores are well known in the art and are carried out in any suitable method, such as the program PC/GENE (Intelligenetics, Mountain View, Calif, USA). As described by Meyers and Miller, Computer Application. Biol Sci. , 4:11-17 (1988).

アミロライドは、グアニジン基を含有するピラジン誘導体であり、軽度の高血圧の処置のために使用されており、副作用はほとんど報告されていない。アミロライドは、上皮性ナトリウムチャンネル(ENaC)を直接阻害することにより作用し、それにより、腎臓の遠位尿細管末部、連結管、及び集合管でのナトリウムの再吸収を阻害する。また、これにより、身体からのナトリウムと水の喪失が促進されるが、カリウムは失われることはない。本明細書において使用する場合、用語「アミロライド」とは、アミロライドと、アミロライドの塩、例えば、アミロライド塩酸塩との両方のことをいう。 Amiloride is a pyrazine derivative containing a guanidine group, which has been used for the treatment of mild hypertension, and few side effects have been reported. Amiloride acts by directly inhibiting the epithelial sodium channel (ENaC), thereby inhibiting sodium reabsorption in the distal tubule end of the kidney, the connecting duct, and the collecting duct. It also promotes the loss of sodium and water from the body, but not potassium. As used herein, the term "amiloride" refers to both amiloride and salts of amiloride, such as amiloride hydrochloride.

アミロライド類似体とは、本明細書において使用する場合、わずかに変化した化学構造を有するがアミロライドと同様の生物学的活性を有する化合物のことをいう。アミロライド類似体の例としては、限定するものではないが、ベンザミル、フェナミル、5−(N−エチル−N−イソブチル)アミロライド(EIPA)、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩が挙げられる。その他の例としては、図21に示されるように、C−NH位及び/又はグアニジノ基に疎水性置換基を有するアミロライド類似体、並びに、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基がN,N−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体が挙げられる。いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、ヒトのNa/Ca2+イオン交換体を阻害しない。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、Na/Ca2+イオン交換体の弱い阻害剤であり、細胞内のCa2+レベルを低く維持することに役立つ。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、1.1mM以下のIC50値を有するNa/Ca2+イオン交換体の大変弱い阻害剤である。いくつかのその他の実施形態において、アミロライド類似体は、ASIC2a及び/又はASIC3チャンネルを阻害しない。一つの実施形態において、アミロライド類似体は、ASIC3チャンネル及び/又はASIC2チャンネルと比較して、ASIC1aに対して高い選択性を示す。 Amiloride analog, as used herein, refers to a compound that has a slightly altered chemical structure but similar biological activity to amiloride. Examples of amiloride analogs include, but are not limited to, benzamil, phenamyl, 5-(N-ethyl-N-isobutyl) amiloride (EIPA), bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-. Isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)amiloride and 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. As another example, as shown in FIG. 21, an amiloride analog having a hydrophobic substituent at the C 5 —NH 2 position and/or a guanidino group, and a methylated analog of benzamil, formed on a guanidine group. A single ring-containing amiloride analog, an acylguanidino group-containing amiloride analog, and a water-soluble group formed on a guanidine group, the water-soluble group being an N,N-dimethylamino group or a sugar group. Is an amiloride analog. In some embodiments, the amiloride analog does not inhibit the human Na + /Ca 2+ ion exchanger. In other embodiments, the amiloride analog is a weak inhibitor of the Na + /Ca 2+ ion exchanger and helps maintain intracellular Ca 2+ levels low. In other embodiments, the amiloride analog is a very weak inhibitor of the Na + /Ca 2+ ion exchanger with an IC 50 value of 1.1 mM or less. In some other embodiments, the amiloride analog does not inhibit the ASIC2a and/or ASIC3 channels. In one embodiment, the amiloride analog exhibits high selectivity for ASIC1a compared to ASIC3 and/or ASIC2 channels.

本明細書において使用する場合、用語「アミロライド類似体」とは、アミロライド類似体と、アミロライド類似体の塩、例えば、5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩との両方のことをいう。 As used herein, the term "amiloride analog" refers to both amiloride analogs and salts of amiloride analogs, such as 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride.

いくつかの実施形態において、アミロライド及び/又はアミロライド類似体は、PcTx1及びその誘導体などのその他のASIC阻害剤とともに使用される。 In some embodiments, amiloride and/or amiloride analogs are used with other ASIC inhibitors such as PcTx1 and its derivatives.

阻害剤の投与
投与(又は投与すること)とは、本明細書において使用する場合、任意の適当な条件、及び任意の適当な回数で阻害剤に曝露される対象の任意の経路を含む。投与は、自己投与であっても、医療従事者(例えば、医師、看護師など)などの他人による投与であってもよい。投与は、注入(特に、例えば、静脈内、筋肉内、皮下、脳内、脳室内、及び/又は鞘内)、摂取(例えば、カプセル、トローチ、液体組成物などを使用)、吸入(例えば、鼻から及び/又は口から吸入されるエアロゾル(約10ミクロン未満の平均液滴直径))、皮膚からの吸収(例えば、皮膚パッチによる)、及び/又は経粘膜(特に、例えば、口腔、経鼻及び/又は肺粘膜)などによって行われうる。粘膜投与は、例えば、スプレー(例えば、経鼻スプレー)、吸入用エアロゾルなどによって達成されうる。スプレーは、表面スプレー(平均して直径が約50ミクロンより大きい液滴)であっても、及び/又は、空間スプレー(平均して直径が約10〜50ミクロンの液滴)であってもよい。いくつかの例において、虚血は、虚血対象の血液脳関門の変化を生じ、したがって、対象の血流中に導入される(例えば、注入及び/又は吸収による)阻害剤が脳に到達しうる効率が増大しうる。投与は単回又は治療として行うことができる。したがって、投与は、虚血が検出される前に(例えば、予防的に)、軽微な虚血エピソードの後に、慢性虚血時に、完成型卒中(full stroke)後などに行ってもよい。いくつかの実施形態において、アミロライド又はアミロライド類似体は、静脈内に投与される。その他の実施形態において、アミロライド又はアミロライド類似体は、脳内に投与される。その他の実施形態において、アミロライド又はアミロライド類似体は、脳室内に投与される。その他の実施形態において、アミロライド又はアミロライド類似体は筋肉内に投与される。その他の実施形態において、アミロライド又はアミロライド類似体は鞘内に投与される。
Administration of Inhibitors Administration (or administration), as used herein, includes any suitable condition, and any route of exposure of the subject to the inhibitor at any suitable number of times. Administration can be self-administration or by someone else, such as a medical practitioner (eg, doctor, nurse, etc.). Administration includes infusion (especially, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intracerebral, intracerebroventricular, and/or intrathecal), ingestion (eg, using capsules, troches, liquid compositions, etc.), inhalation (eg, Aerosols that are inhaled through the nose and/or mouth (mean droplet diameters less than about 10 microns), absorption through the skin (eg, by skin patches), and/or transmucosal (especially, eg, buccal, nasal) And/or pulmonary mucosa) and the like. Mucosal administration can be accomplished, for example, by spraying (eg, nasal spray), aerosol for inhalation and the like. The spray may be a surface spray (droplets with an average diameter greater than about 50 microns) and/or a spatial spray (droplets with an average diameter of about 10-50 microns). .. In some examples, ischemia results in changes in the blood-brain barrier of an ischemic subject, such that an inhibitor introduced into the bloodstream of the subject (eg, by infusion and/or absorption) reaches the brain. Efficiency can be increased. Administration can be performed once or as treatment. Thus, administration may occur before ischemia is detected (eg, prophylactically), after a minor ischemic episode, during chronic ischemia, after a full stroke, and the like. In some embodiments, the amiloride or amiloride analog is administered intravenously. In other embodiments, the amiloride or amiloride analog is administered intracerebrally. In other embodiments, the amiloride or amiloride analog is administered intraventricularly. In other embodiments, the amiloride or amiloride analog is administered intramuscularly. In other embodiments, the amiloride or amiloride analog is administered intrathecally.

治療的有効量(又は単純に「有効量」)の阻害剤を投与しうる。治療的有効量又は有効量の阻害剤とは、本明細書において使用する場合、対象に投与した場合に、有意な数の対象において、対象における虚血誘導性損傷の程度、発生率、及び/又は範囲を減少させる阻害剤の任意の量である。したがって、治療的有効量は、例えば、様々な量の阻害剤が試験対象(一般的には、対照となる対象群と比較される)に投与される臨床試験において決定されうる。治療的有効量の阻害剤又は複数の阻害剤は、1回当たりの投与あたり0.1〜50mlの単回投与又は複数回投与により与えうる。 A therapeutically effective amount (or simply "effective amount") of inhibitor may be administered. A therapeutically effective amount or an effective amount of an inhibitor, as used herein, when administered to a subject, in a significant number of subjects, is the extent, incidence, and/or extent of ischemia-induced damage in the subject. Or any amount of inhibitor that reduces the range. Thus, a therapeutically effective amount can be determined, for example, in a clinical trial in which varying amounts of an inhibitor are administered to a test subject (generally compared to a control subject group). The therapeutically effective amount of the inhibitor or inhibitors may be given in a single dose or in multiple doses of 0.1 to 50 ml per dose.

いくつかの実施形態において、阻害剤は、アミロライド、アミロライド類似体又はそれらの塩であり、体重1Kgあたり0.01〜30mg、体重1Kgあたり0.01〜10mg、体重1Kgあたり0.01〜3mg、体重1Kgあたり0.01〜1mg、体重1Kgあたり0.01〜0.3mg、体重1Kgあたり0.01〜0.1mg、体重1Kgあたり0.01〜0.03mg、体重1Kgあたり0.03〜30mg、体重1Kgあたり0.03〜10mg、体重1Kgあたり0.03〜3mg、体重1Kgあたり0.03〜1mg、体重1Kgあたり0.03〜0.3mg、体重1Kgあたり0.03〜0.1mg、体重1Kgあたり0.1〜30mg、体重1Kgあたり0.1〜10mg、体重1Kgあたり0.1〜3mg、体重1Kgあたり0.1〜1mg、体重1Kgあたり0.1〜0.3mg、体重1Kgあたり0.3〜30mg、体重1Kgあたり0.3〜10mg、体重1Kgあたり0.3〜3mg、体重1Kgあたり0.3〜1mg、体重1Kgあたり1〜30mg、体重1Kgあたり1〜10mg、体重1Kgあたり1〜3mg、体重1Kgあたり3〜30mg、体重1Kgあたり3〜10mg又は体重1Kgあたり10〜30mgの範囲の1日用量で(単回投与又は複数回投与として)与えられる。一つの実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル、EIPA、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)−アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)−アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。別の実施形態において、アミロライド類似体は、C−NH位に及び/又はグアニジノ基上に疎水性置換基を有する。別の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基がN,N−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択されるアミロライド類似体から選択される。 In some embodiments, the inhibitor is amiloride, an amiloride analog or a salt thereof, and 0.01 to 30 mg/Kg body weight, 0.01 to 10 mg/Kg body weight, 0.01 to 3 mg/Kg body weight, 0.01-1 mg/kg body weight, 0.01-0.3 mg/kg body weight, 0.01-0.1 mg/kg body weight, 0.01-0.03 mg/kg body weight, 0.03-30 mg/kg body weight 0.03 to 10 mg per 1 kg body weight, 0.03 to 3 mg per 1 kg body weight, 0.03 to 1 mg per 1 kg body weight, 0.03 to 0.3 mg per 1 kg body weight, 0.03 to 0.1 mg per 1 kg body weight, 0.1 to 30 mg per kg body weight, 0.1 to 10 mg per kg body weight, 0.1 to 3 mg per kg body weight, 0.1 to 1 mg per kg body weight, 0.1 to 0.3 mg per kg body weight, 1 kg per kg body weight 0.3-30 mg, 0.3-10 mg/kg body weight, 0.3-3 mg/kg body weight, 0.3-1 mg/kg body weight, 1-30 mg/kg body weight, 1-10 mg/kg body weight, 1 kg/kg body weight It is given as a daily dose (as a single dose or multiple doses) in the range of 1 to 3 mg, 3 to 30 mg per kg body weight, 3 to 10 mg per kg body weight or 10 to 30 mg per kg body weight. In one embodiment, the amiloride analog is benzamil, phenamil, EIPA, bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl)-amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)-amiloride and It is selected from the group consisting of 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In another embodiment, amiloride analogues, having a hydrophobic substituent at C 5 -NH 2-position and / or on the guanidino group. In another embodiment, the amiloride analog is formed on a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing one ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a guanidine group. Selected from the group consisting of amiloride analogs, which are N,N-dimethylamino groups or sugar groups.

その他の実施形態において、阻害剤は、アミロライド、アミロライド類似体又はそれらの塩であり、0.1〜1000mg/用量、0.1〜300mg/用量、0.1〜100mg/用量、0.1〜30mg/用量、0.1〜10mg/用量、0.1〜3mg/用量、0.1〜1mg/用量、0.1〜0.3mg/用量、0.3〜1000mg/用量、0.3〜300mg/用量、0.3〜100mg/用量、0.3〜30mg/用量、0.3〜10mg/用量、0.3〜3mg/用量、0.3〜1mg/用量、1〜1000mg/用量、1〜300mg/用量、1〜100mg/用量、1〜30mg/用量、1〜10mg/用量、1〜3mg/用量、3〜1000mg/用量、3〜300mg/用量、3〜100mg/用量、3〜30mg/用量、3〜10mg/用量、10〜1000mg/用量、10〜300mg/用量、10〜100mg/用量、10〜30mg/用量、30〜1000mg/用量、30〜300mg/用量、30〜100mg/用量、100〜1000mg/用量、100〜300mg/用量、又は300〜1000mg/用量の範囲の単回用量として製剤化された医薬組成物として投与される。一つの実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル、EIPA、ベプリジル、KB−R7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)−アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)−アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。別の実施形態において、アミロライド類似体は、C−NH位に及び/又はグアニジノ基上に疎水性置換基を有する。別の実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基がN,N−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択されるアミロライド類似体から選択される。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、静脈内注入用、脳内注入用、脳室内注入用、鞘内注入用又は筋肉内注入用に製剤化される。 In other embodiments, the inhibitor is amiloride, an amiloride analog or a salt thereof, and is 0.1-1000 mg/dose, 0.1-300 mg/dose, 0.1-100 mg/dose, 0.1-1000 mg/dose. 30 mg/dose, 0.1-10 mg/dose, 0.1-3 mg/dose, 0.1-1 mg/dose, 0.1-0.3 mg/dose, 0.3-1000 mg/dose, 0.3- 300 mg/dose, 0.3-100 mg/dose, 0.3-30 mg/dose, 0.3-10 mg/dose, 0.3-3 mg/dose, 0.3-1 mg/dose, 1-1000 mg/dose, 1-300 mg/dose, 1-100 mg/dose, 1-30 mg/dose, 1-10 mg/dose, 1-3 mg/dose, 3-1000 mg/dose, 3-300 mg/dose, 3-100 mg/dose, 3- 30 mg/dose, 3-10 mg/dose, 10-1000 mg/dose, 10-300 mg/dose, 10-100 mg/dose, 10-30 mg/dose, 30-1000 mg/dose, 30-300 mg/dose, 30-100 mg/ It is administered as a pharmaceutical composition formulated as a single dose in the range of 100-1000 mg/dose, 100-300 mg/dose, or 300-1000 mg/dose. In one embodiment, the amiloride analog is benzamil, phenamil, EIPA, bepridil, KB-R7943, 5-(N-methyl-N-isobutyl)-amiloride, 5-(N,N-hexamethylene)-amiloride and It is selected from the group consisting of 5-(N,N-dimethyl)amiloride hydrochloride. In another embodiment, amiloride analogues, having a hydrophobic substituent at C 5 -NH 2-position and / or on the guanidino group. In another embodiment, the amiloride analog is formed on a methylated analog of benzamil, an amiloride analog containing one ring formed on a guanidine group, an amiloride analog containing an acylguanidino group, and a guanidine group. Selected from the group consisting of amiloride analogs, which are N,N-dimethylamino groups or sugar groups. In some embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for intravenous, intracerebral, intracerebroventricular, intrathecal or intramuscular injection.

阻害剤は、任意の適当な形態且つ任意の適当な組成で対象に投与しうる。いくつかの例において、阻害剤は、薬学的に許容される塩として構成しうる。組成物は、例えば、液体担体/溶媒(ビヒクル)、保存剤、一つ以上の賦形剤、着色剤、香料、塩、消泡剤などを含有するように製剤化しうる。阻害剤は、虚血対象に投与した場合に、虚血治療のために治療的有効量の阻害剤を提供する濃度でビヒクル中に存在しうる。 The inhibitor may be administered to the subject in any suitable form and in any suitable composition. In some examples, the inhibitor may be configured as a pharmaceutically acceptable salt. The composition may be formulated to contain, for example, a liquid carrier/solvent (vehicle), preservatives, one or more excipients, colorants, flavors, salts, defoamers and the like. The inhibitor may be present in the vehicle in a concentration that, when administered to an ischemic subject, provides a therapeutically effective amount of the inhibitor for the treatment of ischemia.

いくつかの実施形態において、より高い水溶性又は脂溶性を有するアミロライド類似体が製造される。特定の実施形態において、アミロライド類似体は、水溶性を向上させるためにグアニジノ基に水溶性基、例えば、Ν,Ν−ジメチルアミノ基又は糖を含む(式13〜16、図24)。いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM、50mM、60mM、70mM、80mM、90mM、100mM又はそれ以上の水溶性を有する。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、単回の10mlのヒトへの投与で、10mg、25mg、50mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg、400mg、又は500mgの用量を静脈内に投与することが可能となる溶解性を有する。さらにその他の実施形態において、アミロライド類似体は、単回の2mlのヒトへの投与で、10mg、25mg、50mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg、400mg、又は500mgの用量を脳室内に投与することが可能となる溶解性を有する。 In some embodiments, amiloride analogs having greater water or fat solubility are produced. In certain embodiments, the amiloride analog comprises a water-soluble group in the guanidino group, such as a Ν,Ν-dimethylamino group or a sugar, to improve water solubility (Formulas 13-16, Figure 24). In some embodiments, the amiloride analog has a water solubility of 5 mM, 10 mM, 20 mM, 30 mM, 40 mM, 50 mM, 60 mM, 70 mM, 80 mM, 90 mM, 100 mM or more. In other embodiments, the amiloride analog is administered at a dose of 10 mg, 25 mg, 50 mg, 100 mg, 150 mg, 200 mg, 250 mg, 300 mg, 400 mg, or 500 mg intravenously in a single 10 ml human dose. It has the solubility that makes it possible. In still other embodiments, the amiloride analog is intraventricularly administered at a dose of 10 mg, 25 mg, 50 mg, 100 mg, 150 mg, 200 mg, 250 mg, 300 mg, 400 mg, or 500 mg in a single 2 ml human dose. It has the solubility that enables

アミロライド類似体の合成及びスクリーニング
本願の別の態様は、新規アミロライド類似体の合成及びスクリーニングに関する。アミロライド類似体の合成経路は、所望の類似体の構造に基づいて設計される。次に、新規に合成されたアミロライド類似体は、ASICファミリーメンバー、例えば、ASIC1a及びASIC2aに関する阻害効果についてスクリーニングされる。一つ以上のASIC阻害剤、特に、上記のASIC1a阻害剤を取得しうる。本阻害剤は、任意の適当な方法により、特に、例えば、候補阻害剤の組み合わせ(例えば、2つ以上の化合物のライブラリー)をスクリーニングすることにより、及び/又は、合理的な設計により取得しうる。
Synthesis and Screening of Amiloride Analogs Another aspect of the present application relates to the synthesis and screening of novel amiloride analogs. The synthetic route for the amiloride analog is designed based on the structure of the desired analog. The newly synthesized amiloride analog is then screened for inhibitory effects on ASIC family members, such as ASIC1a and ASIC2a. One or more ASIC inhibitors may be obtained, especially the ASIC1a inhibitors described above. The inhibitor may be obtained by any suitable method, in particular by, for example, screening a combination of candidate inhibitors (eg a library of two or more compounds) and/or by rational design. sell.

スクリーニングは、ASICタンパク質と一連の候補阻害剤との間の相互作用を測定する任意の適当なアッセイ系を含んでもよい。典型的なアッセイ系は、特に、培養中で生育された細胞(「培養細胞」)を用いて、及び/又は、生物体を用いて、生化学的に行われるアッセイ(例えば、結合アッセイ)を含んでもよい。 The screen may include any suitable assay system that measures the interaction between the ASIC protein and a set of candidate inhibitors. Typical assay systems include assays that are performed biochemically (eg, binding assays), particularly with cells grown in culture (“cultured cells”) and/or with organisms. May be included.

いくつかの実施形態において、細胞系アッセイが、細胞内におけるイオン流量、例えば、酸感受性イオン流量について、各候補阻害剤の効果を調べるために使用される。いくつかの実施形態において、イオン流量は、カルシウム及び/又はナトリウムの流量である。いくつかの実施形態において、アッセイ系は、これらのファミリーメンバーについて各阻害剤の選択性を調べるために、ASICファミリーメンバー、例えば、ASIC1a若しくはASIC2aを発現する細胞、又は2つ以上の識別しうるASICファミリーメンバー、例えば、ASIC1a及び別のASICファミリーメンバーを発現する細胞の2つ以上の識別しうる組を使用する。この細胞は、各ASICファミリーメンバーを、内因的に、又は外来核酸の導入により発現しうる。いくつかの例において、本アッセイ系は、特に、酸感受性又は膜電位感受性色素(例えば、Fura−2などのカルシウム感受性色素)を用いて電気生理学的に、又は、膜電位及び/又は細胞内イオン(例えば、カルシウム)濃度の変化に感受性を有する遺伝子に基づくレポーター系を用いて、イオン流量を測定しうる。本アッセイ系は、ASICファミリーメンバー、特に、ASIC1aの選択的阻害及び/又は特異的阻害のための候補阻害剤を試験するために使用しうる。 In some embodiments, cell-based assays are used to determine the effect of each candidate inhibitor on ion flux within a cell, eg, acid-sensitive ion flux. In some embodiments, the ion flux is a calcium and/or sodium flux. In some embodiments, the assay system uses cells that express an ASIC family member, eg, ASIC1a or ASIC2a, or two or more distinguishable ASICs to test the selectivity of each inhibitor for these family members. Two or more distinguishable sets of cells expressing a family member, eg, ASIC1a and another ASIC family member are used. The cells can express each ASIC family member endogenously or by the introduction of foreign nucleic acids. In some examples, the assay system is electrophysiologically, particularly with acid-sensitive or membrane-potential-sensitive dyes (eg, calcium-sensitive dyes such as Fura-2), or with membrane potential and/or intracellular ions. Ion flux may be measured using a gene-based reporter system that is sensitive to changes in (eg, calcium) concentration. The assay system may be used to test candidate inhibitors for selective and/or specific inhibition of ASIC family members, especially ASIC1a.

一つ以上のASIC阻害剤を、神経損傷の治療のための阻害剤の有効性を試験するために、神経損傷を有する対象、例えば、虚血状態にある対象に、投与してもよい。虚血状態にある対象は、ヒトであっても、動物であってもよい。いくつかの例において虚血状態にある対象は、虚血及び/又は卒中状態にある動物モデル系を提供しうる。
典型的な動物モデル系は、実験的に虚血状態が誘導されたげっ歯類(特に、マウス及び/又はラット)を含む。虚血状態は、特に、機械的に(例えば、手術的に)及び/又は薬物の投与により誘導しうる。いくつかの例において、 the 虚血状態は血管の閉塞により、例えば、中大脳動脈の狭窄により誘発しうる。
One or more ASIC inhibitors may be administered to a subject having nerve injury, eg, a subject in ischemia, to test the efficacy of the inhibitor for the treatment of nerve injury. The subject having an ischemic state may be a human or an animal. In some examples, an ischemic subject may provide an animal model system in ischemia and/or stroke.
Typical animal model systems include rodents (particularly mice and/or rats) with experimentally induced ischemic conditions. The ischemic state may, in particular, be induced mechanically (eg surgically) and/or by administration of a drug. In some instances, the ischemic condition may be induced by occlusion of a blood vessel, eg, stenosis of the middle cerebral artery.

本願の別の態様は、神経系損傷を減少させるための医薬組成物に関する。本医薬組成物は、有効量のアミロライド、アミロライド類似体、又はそれらの薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含み、本医薬組成物は、静脈内、鞘内又は脳室内注入用に製剤化される。 Another aspect of the present application relates to a pharmaceutical composition for reducing nervous system damage. The pharmaceutical composition comprises an effective amount of amiloride, an amiloride analog, or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a pharmaceutically acceptable carrier, and the pharmaceutical composition is intravenous, intrathecal or Formulated for intracerebroventricular injection.

いくつかの実施形態において、医薬組成物は、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含み、アミロライド類似体は、ベンザミル、フェナミル(phenmil)、EIPA ベプリジル、KB−7943、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択される。 In some embodiments, the pharmaceutical composition comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the amiloride analog is benzamil, phenmil, EIPA bepridil, KB-7943, 5-(N -Methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene) amiloride and 5-(N,N-dimethyl) amiloride hydrochloride.

その他の実施形態において、医薬組成物は、アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含み、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体、グアニジン基上に形成される1個の環を含むアミロライド類似体、アシルグアニジノ基を含むアミロライド類似体、及びグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基がN,N−ジメチルアミノ基又は糖基であるアミロライド類似体からなる群より選択される。 In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the amiloride analog comprises a methylated analog of benzamil, a single ring formed on a guanidine group. Comprising an amiloride analogue comprising, an amylolide analogue comprising an acylguanidino group, and an amiloride analogue comprising a water-soluble group formed on a guanidine group, the water-soluble group being an N,N-dimethylamino group or a sugar group Selected from the group.

その他の実施形態において、本医薬組成物は、一つ以上のその他のASIC阻害剤をさらに含む。一つの実施形態において、一つ以上のその他のASIC阻害剤は、PcTx1又はPcTx1誘導体を含む。 In other embodiments, the pharmaceutical composition further comprises one or more other ASIC inhibitors. In one embodiment, the one or more other ASIC inhibitors comprises PcTx1 or a PcTx1 derivative.

本願の別の態様は、神経系損傷を減少させるための医薬組成物に関する。本医薬組成物は、有効量のアミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含む。 Another aspect of the present application relates to a pharmaceutical composition for reducing nervous system damage. The pharmaceutical composition comprises an effective amount of amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.

いくつかの実施形態において、医薬組成物は、静脈内、鞘内、脳室内又は筋肉内投与用に製剤化される。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for intravenous, intrathecal, intracerebroventricular or intramuscular administration.

一つの実施形態において、アミロライド類似体はベンザミルのメチル化類似体である。別の実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される1個の環を含む。別の実施形態において、アミロライド類似体はアシルグアニジノ基を含む。さらに別の実施形態において、アミロライド類似体はグアニジン基上に形成される水溶性基を含み、この水溶性基はN,N−ジメチルアミノ基又は糖基である。 In one embodiment, the amiloride analog is a methylated analog of benzamil. In another embodiment, the amiloride analog comprises one ring formed on the guanidine group. In another embodiment, the amiloride analog comprises an acylguanidino group. In yet another embodiment, the amiloride analog comprises a water-soluble group formed on the guanidine group, which is a N,N-dimethylamino group or sugar group.

その他の実施形態において、医薬組成物は、一つ以上のその他のASIC阻害剤をさらに含む。一つの実施形態において、一つ以上のその他のASIC阻害剤は、PcTx1又はPcTx1誘導体を含む。 In other embodiments, the pharmaceutical composition further comprises one or more other ASIC inhibitors. In one embodiment, the one or more other ASIC inhibitors comprises PcTx1 or a PcTx1 derivative.

本明細書において使用する場合、「薬学的に許容される担体」は、任意の且つあらゆる溶媒、分散媒、コーティング剤、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤及び吸収遅延剤、甘味剤などを含む。薬学的に許容される担体は、限定するものではないが、香味剤、甘味剤、並びに、特定の治療用組成物を調製するために必要となりうるバッファー及び吸収剤などの様々な物質を含む広範な物質から調製しうる。薬学的に活性な物質と併用するかかる媒質及び作用物質の使用は当技術分野において周知である。任意の従来からある媒質又は作用物質が活性成分と適合しない場合を除き、治療用組成物におけるその使用が意図される。任意に、アミロライド及び/又はアミロライド類似体は、前記したアミロライド及び/又はアミロライド類似体とは禁忌ではない補助活性成分を含む医薬組成物中に一緒に混合してもよい。 As used herein, "pharmaceutically acceptable carrier" includes any and all solvents, dispersion media, coatings, antibacterial and antifungal agents, isotonic and absorption delaying agents, sweetening agents and the like. Including. Pharmaceutically acceptable carriers include a wide variety of substances including, but not limited to, flavoring agents, sweetening agents, and various substances such as buffers and absorbing agents that may be necessary to prepare a particular therapeutic composition. It can be prepared from various substances. The use of such media and agents in combination with pharmaceutically active substances is well known in the art. Its use in therapeutic compositions is intended unless any conventional medium or agent is incompatible with the active ingredient. Optionally, the amiloride and/or amiloride analog may be mixed together in a pharmaceutical composition comprising a co-active ingredient that is not contraindicated with the amiloride and/or amiloride analogs described above.

いくつかの実施形態において、医薬組成物は静脈注入用に製剤化される。その他の実施形態において、医薬組成物は、静脈注入用に配合されたアミロライド及び/又はアミロライド類似体を含む。その他の実施形態において、医薬組成物は、脳室内注入用に配合されたアミロライド及び/又はアミロライド類似体を含む。その他の実施形態において、医薬組成物は、鞘内注入用に配合されたアミロライド及び/又はアミロライド類似体を含む。その他の実施形態において、医薬組成物は、筋肉内注入用に配合されたアミロライド及び/又はアミロライド類似体を含む。注入用途に適した医薬組成物は、滅菌水性溶液(水溶性の場合)又は分散液、及び滅菌注入溶液又は分散液の即時調製用の滅菌粉末を含む。静脈内投与のために、適当な担体は、生理食塩水、静菌水、Cremophor ELTM(BASF,Parsippany,NJ)又は容易な注射針通過性が可能となる液体などが挙げられる。注射用組成物は製造及び保存条件下で安定でなければならず、細菌及び真菌などの微生物の汚染作用に対して保存されなければならない。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及び液体ポリエチレングリコールなど)を含む溶媒又は分散媒とそれらの適当な混合物でありうる。適当な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングの使用により、分散状態の場合に必要とされる(requited)粒子サイズの維持により、及び界面活性剤の使用により、維持することができる。微生物の活動の防止は、様々な抗菌剤及び抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサールなどによって達成しうる。多くの場合、組成物中に等張剤、例えば、糖類、マンニトール、ソルビトールなどのポリアルコール、塩化ナトリウムを含むのが好ましいであろう。注射用組成物の持続的吸収は、吸収を遅らせる物質、例えば、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチン、を組成物中に含むことにより行われる。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for intravenous infusion. In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises amiloride and/or amiloride analog formulated for intravenous infusion. In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises amiloride and/or amiloride analog formulated for intracerebroventricular injection. In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises amiloride and/or amiloride analog formulated for intrathecal injection. In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises amiloride and/or amiloride analog formulated for intramuscular injection. Pharmaceutical compositions suitable for injectable use include sterile aqueous solutions (where water soluble) or dispersions and sterile powders for the extemporaneous preparation of sterile injectable solutions or dispersion. For intravenous administration, suitable carriers include saline, bacteriostatic water, Cremophor EL (BASF, Parsippany, NJ) or liquids that allow easy needle passage. Injectable compositions must be stable under the conditions of manufacture and storage and must be preserved against the contaminating action of microorganisms such as bacteria and fungi. The carrier can be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, polyol (eg, glycerol, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, etc.) and suitable mixtures thereof. Proper fluidity can be maintained, for example, by the use of a coating such as lecithin, by the maintenance of the particle size required in the dispersed state and by the use of surfactants. Prevention of microbial activity can be achieved by various antibacterial and antifungal agents such as parabens, chlorobutanol, phenol, ascorbic acid, thimerosal and the like. In many cases, it will be preferable to include isotonic agents, for example, sugars, polyalcohols such as mannitol, sorbitol, sodium chloride in the composition. Prolonged absorption of injectable compositions is brought about by including in the composition an agent that delays absorption, for example, aluminum monostearate and gelatin.

滅菌注射用溶液は、適当な溶媒中に必要とされる量でアミロライド及び/又はアミロライド類似体を組み入れ、次いで、滅菌濾過することにより調製することができる。一般的に、分散液は、基本的な分散媒体と、上記列挙されたものから必要とされるその他の成分とを含む滅菌ビヒクル中に活性化合物を組み入れることにより調製される。滅菌注射溶液の調製のための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、真空乾燥及び凍結乾燥であり、これにより、活性成分と、前もって滅菌濾過されたその溶液からの任意の追加の成分とが得られる。 Sterile injectable solutions can be prepared by incorporating the amiloride and/or amiloride analog in the required amount in a suitable solvent, followed by sterile filtration. Generally, dispersions are prepared by incorporating the active compound into a sterile vehicle that contains a basic dispersion medium and the required other ingredients from those enumerated above. In the case of sterile powders for the preparation of sterile injectable solutions, the preferred methods of preparation are vacuum drying and lyophilisation, which gives the active ingredient and any additional ingredients from that solution which have been previously sterile filtered. Be done.

いくつかの実施形態において、医薬組成物は乾燥形態で提供され、錠剤又はカプセル形態に製剤化される。錠剤は当技術分野において周知の固体担体を用いて、従来の方法に従って製剤化しうる。本発明において使用される硬質及び軟質カプセルは、任意の薬学的に許容される物質、例えば、ゼラチン又はセルロース誘導体から製造することができる。 In some embodiments, the pharmaceutical composition is provided in dry form and is formulated in a tablet or capsule form. Tablets may be formulated according to conventional methods using solid carriers well known in the art. The hard and soft capsules used in the present invention can be manufactured from any pharmaceutically acceptable substance such as gelatin or a cellulose derivative.

特定の実施形態において、医薬組成物は、即時放出、持続放出、遅延放出又はそれらの組み合わせ用に製剤化される。持続放出は、延長放出、時間放出又は期間放出、調節放出(CR)、修飾放出(MR)、連続放出(CR又はContin)としても知られ、ゆっくりと溶解し、一定時間にわたり活性成分を放出させるために医薬品である錠剤又はカプセルにおいて用いられるメカニズムである。持続放出錠剤又はカプセルの利点は、同じ薬物の即時放出製剤よりも少ない頻度で摂取しうることが多い点と、それらは血流中でより安定した薬物レベルを維持し、その結果、薬物作用期間が延長する点である。 In certain embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for immediate release, sustained release, delayed release or combinations thereof. Sustained release, also known as extended release, timed or period release, modified release (CR), modified release (MR), continuous release (CR or Contin), slowly dissolves and releases the active ingredient over a period of time. This is the mechanism used in tablets or capsules, which is a pharmaceutical product. The advantage of sustained release tablets or capsules is that they can often be taken less frequently than immediate release formulations of the same drug, and that they maintain more stable drug levels in the bloodstream, which results in longer duration of drug action. Is the point of extension.

一つの実施形態において、医薬組成物は、活性成分をアクリル又はキチンなどの不溶性物質のマトリックス中に埋め込むことにより持続放出用に製剤化される。持続放出形態は、特定の期間、一定した薬物レベルを維持することにより、所定の割合で活性成分を放出するように設計される。これは、様々な製剤によって達成することができ、限定するものではないが、例えば、リポソームや、ハイドロゲルなどの薬物−ポリマーコンジュゲートを挙げることができる。 In one embodiment, the pharmaceutical composition is formulated for sustained release by embedding the active ingredient in a matrix of insoluble material such as acrylic or chitin. Sustained-release forms are designed to release the active ingredient at a fixed rate by maintaining a constant drug level for a specified period of time. This can be accomplished with a variety of formulations, including, but not limited to, liposomes, drug-polymer conjugates such as hydrogels.

別の実施形態において、医薬組成物は、投与時に活性成分が直ぐには放出されないような遅延放出用に製剤化される。遅延放出ビヒクルの非限定的例は、胃内よりも腸管内で溶解する腸管内用コーティングされた経口薬物である。 In another embodiment, the pharmaceutical composition is formulated for delayed release such that the active ingredient is not released immediately upon administration. A non-limiting example of a delayed release vehicle is an enteric coated oral drug that dissolves in the intestine rather than in the stomach.

その他の実施形態において、医薬組成物は、活性成分の一部の即時放出と、それに続く、活性成分の残りの持続放出のために製剤化される。一つの実施形態において、医薬組成物は、即時放出された活性成分を摂取しうるように粉末として製剤化される。別の実施形態において、医薬組成物は、液体、ゲル、懸濁液又はエマルジョン形態に製剤化される。かかる液体、ゲル、懸濁液又はエマルジョンは、そのままの形態で又はカプセルに封入されて対象に摂取されてもよい。 In other embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for immediate release of a portion of the active ingredient, followed by sustained release of the rest of the active ingredient. In one embodiment, the pharmaceutical composition is formulated as a powder so that the immediate release active ingredient can be taken. In another embodiment, the pharmaceutical composition is formulated in liquid, gel, suspension or emulsion form. Such liquids, gels, suspensions or emulsions may be ingested by the subject in their neat form or encapsulated in capsules.

さらに別の実施形態において、本医薬組成物は、調節された且つ/又は持続した量の活性成分の局所性投与のための皮膚又は経皮パッチとして提供してもよい。 In yet another embodiment, the pharmaceutical composition may be provided as a skin or transdermal patch for the topical administration of controlled and/or sustained amounts of the active ingredient.

以下の実施例は、本願の教示の選択された態様及び実施形態を記載し、特に、ASIC阻害のインビトロ及びインビボでの効果を示すデータと、阻害剤として使用するための典型的なシスチンノットペプチドについて記載する。これらの実施例は、説明目的を意図するものであり、本願の教示の範囲を限定すると解釈されるべきでない。 The following examples describe selected aspects and embodiments of the teachings of the present application, and in particular data showing the in vitro and in vivo effects of ASIC inhibition and typical cystine knot peptides for use as inhibitors. Is described. These examples are intended for purposes of illustration and should not be construed as limiting the scope of the teachings herein.

実施例1:カルシウム透過性酸感知イオンチャンネルを阻害することによる虚血における神経保護
本実施例は、虚血性損傷に介在するASIC1aの役割と、虚血性損傷を減少させるためのASIC1a阻害剤の能力を示す実験を記載する(図2〜10参照)。Ca2+毒性が虚血性脳損傷における中心的役割を果たしている可能性がある。虚血状態の脳で生じている細胞での毒性Ca2+の負荷によるメカニズムは、グルタミン酸アンタゴニストの複数回のヒトでの試験において、卒中での有効な神経保護を示すことに失敗しているので、より不明瞭となった。アシドーシスは虚血の共通な特徴であり、脳損傷において重要な役割を果たす。本実施例は、アシドーシスがCa2+透過性酸感知イオンチャンネル(ASIC)を活性化し、これにより、グルタミン酸受容体非依存性、Ca2+依存性神経損傷を誘導しうることを示す。したがって、内因性のASICが欠けている細胞は酸による損傷に対して抵抗性を示す可能性があるのに対して、Ca2+透過性ASIC1aのトランスフェクションは、感受性を確立する可能性がある。局所性虚血においては、ASIC1a阻害物質の脳室内注入又はASIC1a遺伝子のノックアウトはアンアタゴニスト効果をもたらしうる。
Example 1: Neuroprotection in ischemia by inhibiting calcium permeable acid-sensing ion channels This example demonstrates the role of ASIC1a in mediating ischemic injury and the ability of ASIC1a inhibitors to reduce ischemic injury. The experiment showing is described (see FIGS. 2 to 10). Ca2+ toxicity may play a central role in ischemic brain injury. The mechanism by virulent Ca2+ loading in cells occurring in the ischemic brain has failed to show effective neuroprotection in stroke in multiple human trials of glutamate antagonists, so It became unclear. Acidosis is a common feature of ischemia and plays an important role in brain injury. This example shows that acidosis can activate Ca2+ permeable acid-sensing ion channels (ASIC), which can induce glutamate receptor-independent, Ca2+-dependent nerve damage. Thus, cells lacking endogenous ASIC may be resistant to acid damage, whereas transfection of Ca2+ permeable ASIC1a may establish sensitivity. In focal ischemia, intracerebroventricular infusion of the ASIC1a inhibitor or knockout of the ASIC1a gene may result in an antagonist effect.

正常な脳は、そのエネルギー要求を満たすため、グルコースの完全な酸化を必要とする。虚血時には、酸素の枯渇が、脳を嫌気的解糖へと変換させる。解糖系の副産物としての乳酸と、ATP加水分解によって生じるプロトンの蓄積によって、虚血脳におけるpHが低下し、虚血性脳損傷を悪化させる。 The normal brain requires the complete oxidation of glucose to meet its energy requirements. During ischemia, depletion of oxygen transforms the brain into anaerobic glycolysis. Accumulation of lactic acid as a by-product of glycolysis and accumulation of protons generated by ATP hydrolysis lowers the pH in the ischemic brain and exacerbates ischemic brain damage.

酸感知イオンチャンネル(ASIC)は、哺乳動物の中枢神経系及び末梢神経系の神経全体にわたり発現しているリガンド依存性チャンネルの類である。今日まで、6種類のASICサブユニットがクローニングされている。これらのサブユニットのうち4つが、ナトリウム選択性、アミロライド選択性のカチオン電流を導電させるための酸性pHによって活性化される機能的ホモ多量体チャンネルを形成する。ASICサブユニットのうちの2つ、ASIC1a及びASIC2aサブユニットは、脳内において豊富であることが示されている。 Acid-sensing ion channels (ASICs) are a class of ligand-gated channels that are expressed throughout the nerves of the mammalian central and peripheral nervous system. To date, six ASIC subunits have been cloned. Four of these subunits form functional homomultimeric channels activated by acidic pH to conduct sodium-selective, amiloride-selective cation currents. Two of the ASIC subunits, ASIC1a and ASIC2a subunits, have been shown to be abundant in the brain.

実験手順
神経細胞培養
ハロタンを用いて麻酔した後、E16 Swissマウス又はPI ASIC1+/+及びASIC1−/−マウスから大脳皮質を切除し、0.05%トリプシン−EDTAで10分間、37℃にてインキュベートする。次に、組織を、火造りしたガラスピペットで細かくし、ポリ−L−オルニチンコーティングされた24ウェルプレート又は25x25mmガラスカバースリップに、ウェルあたり2.5x10細胞又はカバースリップあたり10細胞の密度でプレーティングした。神経細胞は、10%ウマ血清を補充したMEM(E16培養用)又はB27を補充したNeurobasal培地(PI培養用)を用いて培養し、12日後に電気生理学及び毒性研究のために使用した。グリア細胞の増殖は、5−フルオロ−2−デオキシウリジン及びウリジンの添加によって抑制され、NeuN及びGFAP染色によって測定した場合に90%の神経細胞を有する培養細胞が得られた(データ示さず)。
Experimental procedure Neuronal cell culture After anesthesia with halothane, cerebral cortex was excised from E16 Swiss mice or PI ASIC1 +/+ and ASIC1 −/− mice and incubated with 0.05% trypsin-EDTA for 10 minutes at 37°C. Incubate. The tissue was then minced with a fire-polished glass pipette and placed in poly-L-ornithine coated 24-well plates or 25x25 mm glass coverslips at a density of 2.5x10 5 cells per well or 10 6 cells per coverslip. I plated. Neurons were cultured with MEM supplemented with 10% horse serum (for E16 culture) or Neurobasal medium supplemented with B27 (for PI culture) and used 12 days later for electrophysiology and toxicity studies. The proliferation of glial cells was suppressed by the addition of 5-fluoro-2-deoxyuridine and uridine, resulting in cultured cells with 90% neuronal cells as measured by NeuN and GFAP staining (data not shown).

電気生理学
ASIC電流は、全細胞パッチクランプ及び迅速潅流技法を用いて記録した。正常細胞外溶液(ECF)は、(単位はmM)140 NaCl、5.4 KCl、25 HEPES、20 グルコース、1.3 CaCl、1.0 MgCl、0.0005 TTX(pH7.4)を、320〜335mOsmで含有した。低pH溶液のためには、様々な量のHClを添加した。pH<6.0の溶液のためには、より信頼しうるpHバッファー効果のためにHEPESの代わりにMESを使用した。パッチ電極は、(単位はmM)140 CsF、2.0 MgCl、1.0 CaC、10 HEPES、11 EGTA、4 MgATP(pH7.3)を、300mOsmで含有した。Na非含有溶液は、NaClの代わりに等張のNMDG又はショ糖を含む、10mM CaCl、25mM HEPESから構成された(Chu et al.,2002)。マルチバレル式潅流系(SF−77B、Warner Instrument Co.)を、溶液の迅速交換のために使用した。
Electrophysiology ASIC currents were recorded using whole cell patch clamp and rapid perfusion techniques. Normal extracellular solution (ECF) was (unit: mM) 140 NaCl, 5.4 KCl, 25 HEPES, 20 glucose, 1.3 CaCl 2 , 1.0 MgCl 2 , 0.0005 TTX (pH 7.4). , 320 to 335 mOsm. For low pH solutions, various amounts of HCl were added. For solutions with pH <6.0, MES was used instead of HEPES for more reliable pH buffer effect. The patch electrode contained (in mM) 140 CsF, 2.0 MgCl 2 , 1.0 CaC 2 , 10 HEPES, 11 EGTA, 4 MgATP (pH 7.3) at 300 mOsm. The Na + -free solution consisted of 10 mM CaCl 2 , 25 mM HEPES containing isotonic NMDG or sucrose instead of NaCl (Chu et al., 2002). A multi-barrel perfusion system (SF-77B, Warner Instrument Co.) was used for rapid exchange of solutions.

細胞損傷アッセイ−LDH測定
細胞をECFで3回洗浄し、処置群にランダムに分けた。MK801(10μΜ)、CNQX(20μΜ)、及びニモジピン(5μΜ)を、グルタミン酸受容体及び電圧依存性Ca2+チャンネルの潜在的な二次活性化を排除するために、全ての群に添加した。酸によるインキュベーション後、神経細胞を洗浄し、Neurobasal培地中37℃でインキュベートした。LDH放出は、LDHアッセイキット(Roche Molecu1ar Biochemicals)を用いて培養培地中で測定した。培地(100μL)を培養用ウェルから96ウェルプレートに移し、キットによって提供される100μLの反応溶液と混合した。光学密度を、マイクロプレートリーダー(Spectra Max Plus, Molecular Devices)を用いて、492nmで30分後に測定した。620におけるバックグラウンド吸収を差し引いた。1% Triton X−100を用いて15分間インキュベーションすることにより、各実験の終わりには、最大放出可能なLDHを各ウェル中に取得した。
Cell damage assay-LDH measurement Cells were washed 3 times with ECF and randomly divided into treatment groups. MK801 (10 μΜ), CNQX (20 μΜ), and nimodipine (5 μΜ) were added to all groups to eliminate potential secondary activation of glutamate receptors and voltage-gated Ca 2+ channels. After the acid incubation, neurons were washed and incubated at 37°C in Neurobasal medium. LDH release was measured in culture medium using the LDH assay kit (Roche Molecualar Biochemicals). Medium (100 μL) was transferred from culture wells to 96-well plates and mixed with 100 μL of reaction solution provided by the kit. Optical density was measured after 30 minutes at 492 nm using a microplate reader (Spectra Max Plus, Molecular Devices). The background absorption at 620 was subtracted. At the end of each experiment, maximally releasable LDH was obtained in each well by incubation with 1% Triton X-100 for 15 minutes.

Ca2+イメージング
25x25mmガラスカバースリップ上で増殖させた皮質神経細胞をECFで3回洗浄して、5μΜ Fura−2−アセトキシメチルエステルを用いて40分間22℃でインキュベートし、3回洗浄して、通常のECF中で30分間インキュベートした。カバースリップを倒立顕微鏡(Nikon TE300)上の潅流チャンバーに移した。細胞は、キセノンランプを用いて照射して、40倍UV蛍光オイル浸漬対物レンズを用いて観察し、ビデオ画像は、冷却されたCCDカメラ(Sensys KAF 1401、Photometries)を用いて取得した。デジタル化された画像は、Axon Imaging Workbenchソフトウェア(Axon Instruments)によって制御されたPCに取得され、分析が行われた。シャッター及びフィルターホイール(Lambda 10−2)は、340又は380nmの励起波長で細胞を適当な時間で照射を可能とするソフトウェアによって制御した。Fura−2蛍光は、510nmの発光波長で検出した。Ratio images(340/380)を、視野中の細胞の限局領域の画素比の値を平均することにより分析した。値は、さらなる分析のためにSigmaPlotに外挿した。
Ca 2+ Imaging Cortical neurons grown on 25×25 mm glass coverslips were washed 3 times with ECF, incubated with 5 μM Fura-2-acetoxymethyl ester for 40 minutes at 22° C., washed 3 times, and usually For 30 minutes in ECF. The coverslips were transferred to the perfusion chamber on an inverted microscope (Nikon TE300). The cells were illuminated with a xenon lamp and observed using a 40× UV fluorescent oil immersion objective, and video images were acquired using a cooled CCD camera (Sensys KAF 1401, Photometries). The digitized images were acquired on a PC controlled by Axon Imaging Workbench software (Axon Instruments) and analyzed. The shutter and filter wheel (Lambda 10-2) were controlled by software that allowed the cells to be illuminated with the excitation wavelength of 340 or 380 nm for the appropriate time. Fura-2 fluorescence was detected at an emission wavelength of 510 nm. Ratio images (340/380) were analyzed by averaging the pixel ratio values in the localized area of cells in the visual field. Values were extrapolated to SigmaPlot for further analysis.

フルオロセイン−ジアセテート染色及びヨウ化プロピジウム取り込み
細胞を、フルオロセイン−ジアセテート(FDA)(5μΜ)及びヨウ化プロピジウム(PI)(2μΜ)を含有するECF中で30分間インキュベートし、次いで、色素不含のECFを用いて洗浄した。生細胞(FDA陽性)及び死細胞(PI陽性)を、PIに関しては580/630nmの励起/放射及びFDAに関しては500/550nmの落射(epifluorescence)を備えた顕微鏡(Zeiss)で観察し、計数した。画像は、BQ 8000 sVGAフレーム保持装置を備えたOptronics DEI−730カメラを用いて収集し、コンピューターソフトウェア(Bioquant、TN)を用いて分析した。
Fluorescein-diacetate stain and propidium iodide uptake Cells were incubated for 30 minutes in ECF containing fluorocein-diacetate (FDA) (5 μΜ) and propidium iodide (PI) (2 μΜ) then dye free. It was washed with the included ECF. Live cells (FDA positive) and dead cells (PI positive) were observed and counted with a microscope (Zeiss) equipped with 580/630 nm excitation/emission for PI and 500/550 nm epifluorescence for FDA. .. Images were collected using an Optronics DEI-730 camera equipped with a BQ 8000 sVGA frame holder and analyzed using computer software (Bioquant, TN).

COS−7細胞のトランスフェクション
COS−7細胞を、10%HS及び1%PenStrepを含むMEM(GIBCO)中で培養した。約50%の集密度で、細胞を、FuGENE6トランスフェクション試薬(Roche Molecular Biochemicals)を用いて、pcDNA3ベクター中のASIC及びGFPのためのcDNAを用いて共にトランスフェクトした。ASICのためのDNA(0.75ng)及び0.25μgのGFPのためのDNAを、各35mmディッシュについて使用した。GFP陽性の細胞をトランスフェクションの48時間後にパッチクランプ記録のために選択した。ASIC1aの安定したトランスフェクションのために、トランスフェクションの1週間後に、500μg/mLのG418を培養培地に添加した。生存するG418抵抗性細胞をさらにプレートに播き、G418の存在下で5世代より長く継代した。次に、細胞を、ASIC1aの発現について、パッチクランプ及び免疫蛍光を用いて調べた。
Transfection of COS-7 cells COS-7 cells were cultured in MEM (GIBCO) containing 10% HS and 1% PenStrep. At approximately 50% confluence, cells were co-transfected with FuGENE6 transfection reagent (Roche Molecular Biochemicals) with cDNA for ASIC and GFP in pc DNA3 vector. DNA for ASIC (0.75 ng) and 0.25 μg of DNA for GFP were used for each 35 mm dish. GFP positive cells were selected for patch clamp recording 48 hours after transfection. For stable transfection of ASIC1a, one week after transfection, 500 μg/mL G418 was added to the culture medium. Surviving G418 resistant cells were further plated and passaged in the presence of G418 for more than 5 generations. The cells were then examined for ASIC1a expression using patch clamp and immunofluorescence.

酸素−グルコース枯渇
神経細胞を3回洗浄し、85%N、10%H、及び5%CO、35℃の雰囲気を有する嫌気性チャンバー(Model 1025,Forma Scientific)内で、pH7.4又は6.0のグルコース不含のECFを用いてインキュベートした。酸素−グルコース枯渇(OGD)は、グルコース不含のECFをNeurobasal培地と交換し、正常細胞培養インキュベーター中で培養物をインキュベートすることにより、1時間後に終了した。HEPESでバッファー化したECFを使用することで、1hrのOGDにより、pHが7.38から7.28へ(n=3)及び6.0から5.96(n=4)へとわずかに低下した。
Oxygen - glucose deprivation nerve cells were washed 3 times, with 85% N 2, 10% H 2, and 5% CO 2, an anaerobic chamber with an atmosphere of 35 ℃ (Model 1025, Forma Scientific ) within, pH 7.4 Alternatively, it was incubated with glucose-free ECF of 6.0. Oxygen-glucose depletion (OGD) was terminated after 1 hour by replacing glucose-free ECF with Neurobasal medium and incubating the culture in a normal cell culture incubator. Using HEPES buffered ECF, a slight decrease in pH from 7.38 to 7.28 (n=3) and 6.0 to 5.96 (n=4) with 1 hr OGD did.

局所性虚血
一過性の局所性虚血は、挿管及び排気により1.5%イソフルラン、70%NO、及び28.5%Oを用いて麻酔したオスのラット(SD,250〜300g)及びマウス(類遺伝子性のC57B 16バックグラウンドを有する,約25g)において中大脳動脈の縫合閉塞(MCAO)により誘導した。直腸及び側頭筋温度を、熱安定的に制御された加熱パッド及びランプを用いて、37℃0.5℃に維持した。脳血流を経頭蓋レーザードップラーによりモニターした。血流が20%以上減少していない動物は除外した。
Focal ischemia Transient focal ischemia was demonstrated in male rats (SD, 250-250) anesthetized with 1.5% isoflurane, 70% N 2 O, and 28.5% O 2 by intubation and evacuation. 300 g) and mice (with a congenic C57B 16 background, approximately 25 g) induced by suture occlusion (MCAO) of the middle cerebral artery. Rectal and temporal muscle temperatures were maintained at 37°C + 0.5°C using a thermostable controlled heating pad and lamp. Cerebral blood flow was monitored by transcranial laser Doppler. Animals in which blood flow was not reduced by more than 20% were excluded.

動物は虚血の24時間後に抱水クロラールを用いて殺した。脳は迅速に除去して、1mm(マウス)又は2mm(ラット)間隔で冠状に切除し、生体色素(2%)2,3,5−トリフェニルテトラゾリウム塩酸塩(TTC)中に浸漬させることにより染色する。梗塞領域は、非虚血半球領域から虚血半球領域中のTTCで染色された正常領域を差し引くことにより計算した。梗塞容積は、全ての部分の梗塞面積を合計し、切片の厚さを掛け合わせることにより計算した。ラット脳室内への注入は、十字縫合の0.8mm後部、中線の1.5mm横部、及び硬膜の3.8mm腹部で定位固定して挿入されたカニューレを有するマイクロシリンジポンプを用いる定位固定技法によって行われた。すべての操作及び分析は処置群について知らされていない個人達によって行われた。 Animals were killed 24 hours after ischemia with chloral hydrate. The brain was rapidly removed, coronally excised at 1 mm (mouse) or 2 mm (rat) intervals, and immersed in vital pigment (2%) 2,3,5-triphenyltetrazolium hydrochloride (TTC). To dye. The infarct area was calculated by subtracting the normal area stained with TTC in the ischemic hemisphere area from the non-ischemic hemisphere area. The infarct volume was calculated by summing the infarct areas of all parts and multiplying by the thickness of the section. Injection into the rat ventricle is stereotactic using a microsyringe pump with a cannula inserted stereotactically at the 0.8 mm posterior part of the cross suture, the 1.5 mm lateral part of the midline, and the 3.8 mm abdomen of the dura. Made by fixed technique. All manipulations and analyzes were performed by individuals blind to treatment groups.

結果
(a) マウス皮質神経細胞においてアシドーシスはASICを活性化する
図3及び4は、培養されたマウス皮質神経細胞におけるASICの電気生理学及び薬理学に関する典型的なデータを示す。図3A及び3Bは、pHが7.4から示されたpH値に下がることにより活性化されたASIC電流のpH依存性を示すグラフである。用量−反応曲線は、6.180.06の平均pH0.5(n=10)を用いてHillの公式に当てはめた。図3C及び3Dは、ASIC(n=5)の電流−電圧の関係を示すグラフである。様々な電圧におけるASIC電流の大きさは、−60mVにおいて記録された大きさに対して正規化された。図4A及び4Bは、アミロライドによるASIC電流の用量依存性阻害を示すグラフである。IC50=16.44.1μΜ、N=8。図4C及び4Dは、PcTX毒によるASIC電流の阻害を示すグラフである。**p<0.01。
Results (a) Acidosis activates ASICs in mouse cortical neurons Figures 3 and 4 show typical data on the electrophysiology and pharmacology of ASICs in cultured mouse cortical neurons. 3A and 3B are graphs showing the pH dependence of the ASIC current activated by the pH falling from 7.4 to the pH value shown. Dose-response curves were fitted to Hill's formula using a mean pH 0.5 of 6.18 + 0.06 (n=10). 3C and 3D are graphs showing current-voltage relationships for ASICs (n=5). ASIC current magnitudes at various voltages were normalized to the magnitude recorded at -60 mV. 4A and 4B are graphs showing dose-dependent inhibition of ASIC currents by amiloride. IC50 = 16.4 + 4.1 μΜ, N = 8. 4C and 4D are graphs showing inhibition of ASIC currents by PcTX venom. ** P<0.01.

培養されたマウス皮質神経細胞におけるASIC電流を記録した(図3参照)。−60mVの維持電位で、7.0より低い値への細胞外pH(pHe)の迅速な低下が、多くの神経細胞において、小さな安定状態にある成分とともに大きな一過性の内向き電流を引き起こした(図3A)。内向き電流の大きさは、pHeが増大するにつれてシグモイド様式で増大し、6.180.06のpH0.5が得られた(n=10、図3B)。直線状のI−V関係及びNa平衡電位に近似するreversalを取得した(n=6、図3C及び3D)。これらのデータは、pHeの低下がマウス皮質神経細胞における典型的なASICを活性化しうることを示す。 ASIC currents in cultured mouse cortical neurons were recorded (see Figure 3). At a maintenance potential of -60 mV, a rapid decrease in extracellular pH (pHe) to below 7.0 causes a large transient inward current with a small steady-state component in many neurons. (Fig. 3A). The magnitude of the inward current increased in a sigmoidal manner as pHe increased, resulting in a pH 0.5 of 6.18 + 0.06 (n=10, Figure 3B). A linear IV relationship and a reversal approximating the Na + equilibrium potential were obtained (n=6, FIGS. 3C and 3D). These data indicate that lowering pHe can activate typical ASICs in mouse cortical neurons.

酸によって活性化される電流に対する、ASICの非特異的阻害剤であるアミロライドの効果について試験した(図4参照)。図4に示されるように、アミロライドは、16.44.1μΜのIC50で皮質神経細胞におけるASIC電流を用量依存的に阻害した(n=8、図4A及び4B)。皮質神経細胞における、酸によって活性化される電流に対するPcTX毒の効果を図4C及び4Dに示す。100ng/mLで、PcTX毒は、ASIC電流のピークの大きさを47%7%に可逆的に阻害し(n=15、図4C及び4D)、これにより、ホモマーであるASIC1aの酸活性化電流全体に対する大きな関与が示された。PcTX濃度の増大は、皮質神経細胞の大部分においてASIC電流の大きさのさらなる減少を誘導しなかった(n=8、データ示さず)。このことは、PcTX非感受性ASIC(例えば、ヘテロマー性のASIC1a/2a)が、これらの神経細胞に共に存在することを示す。 The effect of amiloride, a non-specific inhibitor of ASIC, on the acid-activated current was tested (see Figure 4). As shown in FIG. 4, amiloride dose-dependently inhibited ASIC currents in cortical neurons with an IC 50 of 16.4 + 4.1 μM (n=8, FIGS. 4A and 4B). The effect of PcTX venom on acid-activated currents in cortical neurons is shown in Figures 4C and 4D. At 100 ng/mL, PcTX venom reversibly inhibited the peak size of the ASIC current to 47% + 7% (n=15, FIGS. 4C and 4D), which resulted in acid activation of the homomeric ASIC1a. A large contribution to the overall current was shown. Increasing PcTX concentration did not induce a further decrease in ASIC current magnitude in the majority of cortical neurons (n=8, data not shown). This indicates that PcTX-insensitive ASICs (eg heteromeric ASIC1a/2a) are co-present in these neurons.

(b)モデル化された虚血によって増強されるASIC反応
図5は、モデル化された虚血が、ASICの活性を増大しうることを表す典型的なデータを示す。図5Aは、OGD1時間後におけるASIC電流の大きさの増大及び感受性抑制の低下を示す、一連の典型的なトレースである。図5Bは、OGD神経細胞におけるASIC電流の大きさの増大を示す概要データのグラフである。N=40及び44、p<0.05。図5Cは、OGD神経細胞におけるASIC電流の感受性抑制の低下を示す、一連の典型的なトレース及び概要データである。N=6、**p<0.01。図5Dは、対照条件下、OGDの1時間後、ASIC1−/−神経細胞における、pH6.0で酸活性化電流の欠如を示す、一対の典型的なトレースである(n=12及び13)。
(B) ASIC response enhanced by modeled ischemia FIG. 5 shows typical data showing that modeled ischemia can increase the activity of ASIC. FIG. 5A is a series of typical traces showing increased magnitude of ASIC current and decreased desensitization after 1 hour of OGD. FIG. 5B is a graph of summary data showing increased magnitude of ASIC currents in OGD neurons. N=40 and 44, * p<0.05. FIG. 5C is a series of representative traces and summary data showing reduced desensitization of ASIC currents in OGD neurons. N=6, ** p<0.01. FIG. 5D is a pair of typical traces showing a lack of acid-activated current at pH 6.0 in ASIC1 −/− neurons 1 h after OGD under control conditions (n=12 and 13). ..

アシドーシスが脳虚血の中心的特徴でありうることから、ASICが虚血条件下で活性化されうるかどうかと、虚血がこれらのチャンネルの特徴を修飾しうるかどうかを試験することを決定した(図5参照)。酸素グルコース枯渇(OGD)の1時間後に神経細胞におけるASIC電流を記録した。簡潔に述べると、一組の培養細胞を、グルコース不含の細胞液(ECF)で3回洗浄し、OGDに供したのに対して、対照の培養細胞を、グルコースを含有したECFでの洗浄及び通常の細胞培養インキュベーターでのインキュベーションに供した。グルコース不含のECFをNeurobasal培地と交換し、通常のインキュベーターで培養液をインキュベートすることにより、OGDを1時間後に終了した。次に、神経細胞の形態変化が生じなかった場合には、OGDの1時間後に、ASIC電流を記録した。OGD処置は、ASIC電流の大きさの軽度な増大を誘導した(対照群では1520138pA、N=44;ODA1時間後の神経細胞では1886185pA、N=40、p<0.05、図5A及び5B)。より重要なことに、OGDは、電流減少の時間定数の増大により示されるASIC感受性抑制の劇的な低下を誘導した(対照の神経細胞では814.758.9ms、N=6;OGD後の神経細胞では1928.9315.7ms、N=6、p<0.01、図5A及び5C)。ASIC1−/−マウスから培養された皮質神経細胞において、pHの7.4から6.0への低下は、海馬神経細胞における従前の研究(Wemmie et al.,2002)と同様に、いずれの内方向への電流も活性化しなかった(n=52)。これらの神経細胞において、1時間のOGDは、酸誘導性反応を活性化又は増大しなかった(図5D、n=12及び13)。 Since acidosis may be a central feature of cerebral ischemia, it was decided to test whether ASIC could be activated under ischemic conditions and whether ischemia could modify the features of these channels ( (See FIG. 5). ASIC currents in neurons were recorded 1 hour after oxygen glucose deprivation (OGD). Briefly, a set of cultured cells was washed three times with glucose-free cell fluid (ECF) and subjected to OGD, whereas control cultured cells were washed with glucose-containing ECF. And subjected to incubation in a normal cell culture incubator. OGD was terminated after 1 hour by exchanging the glucose-free ECF for Neurobasal medium and incubating the culture in a normal incubator. ASIC currents were then recorded 1 hour after OGD if no neuronal morphology changes occurred. OGD treatment induced a modest increase in the magnitude of ASIC currents (1520 + 138 pA in control group, N=44; 1886 + 185 pA in nerve cells 1 h after ODA, N=40, p<0.05, figure). 5A and 5B). More importantly, OGD induced a dramatic reduction in ASIC-sensitive inhibition shown by an increase in the time constant of current decrease (814.7 + 58.9 ms in control neurons, N=6; after OGD. 1928.9 + 315.7 ms, N = 6, p <0.01, in Figures 5A and 5C). In cortical neurons cultured from ASIC1 −/− mice, the decrease in pH from 7.4 to 6.0 was similar to that in previous studies in hippocampal neurons (Wemmie et al., 2002). The current in the direction also did not activate (n=52). In these neurons, 1 hour OGD did not activate or enhance the acid-induced response (FIG. 5D, n=12 and 13).

(c)アシドーシスは、ASIC1aを介するグルタミン酸非依存性Ca2+侵入を誘導する
図6及び7は、皮質神経細胞におけるASICがCa2+透過性でありうること、及び、Ca2+透過性がASIC1a依存性でありうることを示唆する典型的なデータを示す。図6Aは、唯一の荷電担体として10mMのCa2+を含有するNa不含のECFを用いて取得した典型的なトレースを示す。内方向の電流をpH6.0にて記録した。平均逆転電位は、液界電位の修正後、約−17mVである(n=5)。図6Bは、アミロライド及びPcTX毒による、Ca2+が介在する電流の阻害を表す代表的なトレース及び概要データを示す。Ca2+が介在する電流の大きさのピークは、100μMのアミロライドによって対照の値の26%2%に減少し(n=6、p<0.01)、100ng/mLのPcTX毒によって22%0.9%に減少した(n=5、p<0.01)。図7Aは、pHの関数として、典型的な340/380nm比を示し、pHの6.0への低下による[Ca2+の増大を表す。神経細胞を、電圧依存性Ca2+チャンネル用阻害物質(5μΜのニモジピン及び1μΜのω−コノトキシン MVIIC)、並びに、グルタミン酸受容体(10μΜのMK801及び20μΜのCNQX)と共に、1.3mMのCaClを含有する通常のECF中に浸漬した。図7Aの挿入図は、100μΜのアミロライドによる、酸によって誘導される[Ca2+の増大の典型的な阻害を示す。図7Bは、アミロライド及びPcTX毒による、酸によって誘導される[Ca2+の増大の阻害を表す典型的な概要データを示す。N=6〜8、**p<0.01 pH6.0の群と比較。図7Cは、pHの関数としての典型的な340/380nm比とNMDAの有無を示し、ASIC1−/−神経細胞における酸によって誘導される[Ca2+の増大の欠如を表し、神経細胞はNMDAに対して通常の反応を示したことを表す(n=8)。
(C) acidosis, 6 and 7 to induce glutamate-independent Ca 2+ entering through ASIC1a may be ASIC in cortical neurons may be Ca 2+ permeability, and, Ca 2+ permeability ASIC1a dependent Typical data suggesting that may be FIG. 6A shows a typical trace obtained with Na + -free ECF containing 10 mM Ca 2+ as the only charge carrier. The inward current was recorded at pH 6.0. The average reversal potential is approximately -17 mV (n=5) after correction of the liquid field potential. FIG. 6B shows representative traces and summary data showing inhibition of Ca 2+ mediated currents by amiloride and PcTX venom. The Ca 2+ mediated current magnitude peak was reduced to 26% + 2% of control value by 100 μM amiloride (n=6, p<0.01) and 22% by 100 ng/mL PcTX venom. + 0.9% (n=5, p<0.01). FIG. 7A shows a typical 340/380 nm ratio as a function of pH, showing the increase in [Ca 2+ ] i with decreasing pH to 6.0. Neurons contain 1.3 mM CaCl 2 with voltage-dependent Ca 2+ channel inhibitors (5 μΜ nimodipine and 1 μΜ ω-conotoxin MVIIC) and glutamate receptors (10 μΜ MK801 and 20 μΜ CNQX). Dipped in normal ECF. The inset of FIG. 7A shows a typical inhibition of acid-induced increase in [Ca 2+ ] i by 100 μM amiloride. FIG. 7B shows typical summary data showing inhibition of acid-induced increase in [Ca 2+ ] i by amiloride and PcTX venom. N=6-8, ** p<0.01 Compared to pH 6.0 group. FIG. 7C shows a typical 340/380 nm ratio as a function of pH and the presence or absence of NMDA, showing a lack of acid-induced [Ca 2+ ] i increase in ASIC1 −/− neurons, which It shows that a normal reaction was shown to NMDA (n=8).

皮質神経細胞におけるASICのCa2+透過性を、標準的なイオン置換プロトコール(Jia et al,Neuron,1996,17:945〜956)及びFura−2蛍光Ca2+イメージング技法(Chu et al,2002,J.Neurophysiol.87:2555〜2561)を用いて測定した。唯一の荷電担体として10mMのCa2+を含有する(Na及びKは含有しない)浸漬溶液を用いて、−60mVの保持電位で、18の神経細胞のうち15に、50pAよりも大きい内方向の電流を記録した。このことにより、大部分の皮質神経細胞において、ASICの有意なCa2+透過性が示される(図6A)。ホモマー性のASIC1aチャンネルの活性化と一致して、10mMのCa2+によってもたらされる電流は、非特異的ASIC阻害剤アミロライド及びASIC1a特異的阻害剤PcTX毒の両方によって、大きく阻害された(図6B)。Ca2+が介在する電流の大きさのピークは、100μMのアミロライドによって対照の値の26%2%に減少し(n=6、p<0.01)、100ng/mLのPcTX毒によって22%0.9%に減少した(n=5、p<0.01)。Ca2+イメージングによって、その他の主要なCa2+侵入経路の阻害剤(グルタミン酸受容体に対してMK801 10μΜ及びCNQX 20μΜ;電圧依存性Ca2+チャンネルに対してニモジピン 5μΜ及びω−コントキシンMVIIC 1μΜ)の存在下で、20の神経細胞のうち18が、細胞内Ca2+([Ca2+)濃度の検出可能な増大と共に、pH低下に対して反応した(図7A)。一般的に、[Ca2+は、低pH溶液の長い潅流時に上昇したままである。いくつかの細胞において、[Ca2+増大は、酸による潅流の期間よりもずっと長く続いた(図7A)。長く続くCa2+反応は、無傷の神経細胞におけるASIC反応が、全細胞記録における反応よりも感受性抑制が低い可能性があること、又は、ASICを介したCa2+侵入によって、結果として、細胞内の貯蔵場所からCa2+が放出されることを示唆する。1μΜのタプシガルジンによる神経細胞のプレインキュベーションは、Ca2+増大の持続的成分を部分的に阻害した。このことは、細胞内の貯蔵場所からCa2+が放出されることも、酸によって誘導される細胞内Ca2+の蓄積に寄与しうることを示す(n=6、データ示さず)。Ca2+イオンによってもたらされる電流と同様に(図6B)、[Ca2+のピーク及び持続的増大の両方が、酸によって誘導される[Ca2+の増大におけるホモマー性のASIC1aの関与と一致して、アミロライド及びPcTX毒によって大きく阻害される(図7A及び7B、n=6〜8)。ASICI遺伝子のノックアウトは、全ての神経細胞において、NMDA受容体が介在するCa2+反応に影響を与えることなく、酸によって誘導される[Ca2+の増大を排除した(図7C、n=8)。パッチクランプ記録により、ASIC1aサブユニットの不在と一致して、pH6.0で、52のASIC1−/−神経細胞のうちの52で、酸によって活性化される電流の欠如が示された。しかしながら、pHを5.0又は4.0まで低下させることにより、52のASIC1−/−神経細胞のうちの24で検出可能な電流を活性化した。このことにより、これらの神経細胞におけるASIC2aサブユニットの存在が示唆される(図7D)。さらなる電気生理学的研究によって、ASIC1−/−神経細胞が、様々な電圧依存性チャンネル及びNMDA、GABA受容体依存性チャンネルに対して通常の反応を有することが示された(データ示さず)。 The Ca 2+ permeability of ASICs in cortical neurons was determined by standard ion substitution protocols (Jia et al, Neuron, 1996, 17:945-595) and Fura-2 fluorescent Ca 2+ imaging techniques (Chu et al, 2002, J. 87:2555-2561). Using a dipping solution containing 10 mM Ca 2+ (no Na + and K + ) as the sole charge carrier, at a holding potential of −60 mV, 15 out of 18 neurons, an inward direction greater than 50 pA The current was recorded. This shows significant Ca 2+ permeability of ASICs in most cortical neurons (FIG. 6A). Consistent with activation of the homomeric ASIC1a channel, the current evoked by 10 mM Ca 2+ was greatly inhibited by both the non-specific ASIC inhibitor amiloride and the ASIC1a-specific inhibitor PcTX venom (FIG. 6B). .. The Ca 2+ mediated current magnitude peak was reduced to 26% + 2% of control value by 100 μM amiloride (n=6, p<0.01) and 22% by 100 ng/mL PcTX venom. + 0.9% (n=5, p<0.01). Presence of inhibitors of other major Ca 2+ entry pathways (MK801 10 μΜ and CNQX 20 μΜ for glutamate receptors; nimodipine 5 μΜ and ω-contoxin MVIIC 1 μΜ for voltage-dependent Ca 2+ channels) by Ca 2+ imaging. Below, 18 out of 20 neurons responded to pH decrease with a detectable increase in intracellular Ca 2+ ([Ca 2+ ] i ) concentration (FIG. 7A). Generally, [Ca 2+ ] i remains elevated during long perfusion of low pH solutions. In some cells, the [Ca 2+ ] i increase lasted much longer than the period of acid perfusion (FIG. 7A). A long-lasting Ca 2+ response may be due to the fact that the ASIC response in intact neurons may be less sensitive than the response in whole cell recordings, or as a result of ASIC-mediated Ca 2+ entry It suggests that Ca 2+ is released from storage. Preincubation of neurons with 1 μΜ thapsigargin partially inhibited the persistent component of Ca 2+ increase. This indicates that release of Ca 2+ from intracellular stores may also contribute to acid-induced intracellular Ca 2+ accumulation (n=6, data not shown). Similar to the current mediated by Ca 2+ ions (FIG. 6B), both [Ca 2+ ] i peak and sustained increase were associated with homomeric ASIC1a involvement in acid-induced [Ca 2+ ] i increase. Consistently, it is largely inhibited by amiloride and PcTX venom (Figures 7A and 7B, n=6-8). Knockout of the ASICI gene eliminated the acid-induced increase in [Ca 2+ ] i in all neurons without affecting the NMDA receptor-mediated Ca 2+ response (FIG. 7C, n=8). ). Patch-clamp recordings showed a lack of acid-activated current in 52 of 52 ASIC1 −/− neurons at pH 6.0, consistent with the absence of the ASIC1a subunit. However, lowering the pH to 5.0 or 4.0 activated a detectable current in 24 of 52 ASIC1 −/− neurons. This suggests the presence of the ASIC2a subunit in these neurons (Fig. 7D). Further electrophysiological studies have shown that ASIC1 −/− neurons have normal responses to various voltage-gated and NMDA, GABA receptor-gated channels (data not shown).

(d)ASIC阻害は、アシドーシスによって誘導される、グルタミン酸非依存性の神経損傷を保護する
図8は、酸によるインキュベーションが、ASIC阻害によって保護されるグルタミン酸受容体非依存性の神経損傷を誘導しうることを示唆する典型的なデータを示す。図8A及び8Bは、pH7.4(黒いバー)又は6.0(白いバー)のECF中での皮質神経細胞の1時間(図8A)又は24時間(図8B)のインキュベーションによって誘導される時間依存性のLDH放出についての典型的なデータを表すグラフを示す。N=20〜25ウェル、p<0.05、及び**p<0.01、同じ時点でのpH7.4の群と比較(フルオロセイン二酢酸塩(FDA)を用いた酸誘導性神経損傷はまた、生きている神経細胞の細胞体の染色、並びに、死んだ神経細胞の核のヨウ化プロピジウム(PI)染色により分析した。図8Cは、100μΜのアミロライド又は100ng/mLのPcTX毒による、酸誘導性LDH放出の阻害を表すグラフを示す(n=20〜27、p<0.05、及び**p<0.01)。MK801、CNQX、及びニモジピンは、全ての実験におけるECF中に含有させた(図8A〜C)。
(D) ASIC Inhibition Protects Acidosis-Induced Glutamate-Independent Nerve Damage Figure 8 shows that acid incubation induces glutamate receptor-independent nerve damage protected by ASIC inhibition. Typical data suggestive of behavior are shown. 8A and 8B show the time induced by 1 hour (FIG. 8A) or 24 hour (FIG. 8B) incubation of cortical neurons in ECF at pH 7.4 (black bars) or 6.0 (white bars). 3 shows a graph representing typical data for dependent LDH release. N=20-25 wells, * p<0.05, and ** p<0.01, compared to the group at the same time point, pH 7.4 (acid-induced nerves with fluorescein diacetate (FDA)) Injury was also analyzed by staining the cell bodies of living neurons, as well as propidium iodide (PI) staining of the nuclei of dead neurons, Figure 8C with 100 μΜ amiloride or 100 ng/mL PcTX venom. , N=20-27, * p<0.05, and ** p<0.01) showing inhibition of acid-induced LDH release.MK801, CNQX, and nimodipine showed ECF in all experiments. Contained therein (FIGS. 8A-C).

酸誘導性損傷を、MK801、CNQX、及びニモジピンを含有する、pH7.4又は6.0いずれかのECF中、24ウェル上で進行させた(図8参照)。細胞損傷は、様々な時点(図8A及び8B)における乳酸脱水素酵素(LDH)放出の測定により(KohとChoi,J.Neurosci.,1987,20:83〜90)、並びに、生細胞/死細胞の蛍光染色によりアッセイを行った。pH7.4での神経細胞の処理と比較して、1時間の酸によるインキュベーション(pH6.0)は、LDH放出において時間依存性の増大を誘導した(図8A)。24時間後、45.7%5.4%の最大LDH放出が誘導された(n=25ウェル)。pH6.0での連続的処理によって、より大きな細胞損傷が誘導された(図8B、n=20)。LDHアッセイと一致して、フルオロセイン二酢酸塩及びヨウ化プロピジウムによる生細胞/死細胞染色によって、1時間の酸処理による細胞死において同様の増大が示された(データ示さず)。pH6.5のECFによる1時間のインキュベーションもまた、pH6.0のECFによる場合と比較して、有意ではあるがより少ないLDH放出を誘導した(n=8ウェル、データ示さず)。 Acid-induced damage was allowed to proceed on 24 wells in ECF containing MK801, CNQX, and nimodipine at either pH 7.4 or 6.0 (see Figure 8). Cell damage was determined by measuring lactate dehydrogenase (LDH) release at various time points (FIGS. 8A and 8B) (Koh and Choi, J. Neurosci., 1987, 20:83-90), as well as live cells/death. Assays were performed by fluorescent staining of cells. Incubation with acid for 1 h (pH 6.0) induced a time-dependent increase in LDH release compared to treatment of neurons with pH 7.4 (Fig. 8A). After 24 hours, a maximal LDH release of 45.7% + 5.4% was induced (n=25 wells). Sequential treatment with pH 6.0 induced greater cell damage (FIG. 8B, n=20). Consistent with the LDH assay, live/dead cell staining with fluorescein diacetate and propidium iodide showed a similar increase in cell death with 1 h of acid treatment (data not shown). Incubation with ECF at pH 6.5 for 1 hour also induced a significant but lesser amount of LDH release compared to that with ECF at pH 6.0 (n=8 wells, data not shown).

酸誘導性LDH放出に対するアミロライド及びPcTX毒の効果を、ASICの活性化が、酸誘導性グルタミン酸受容体非依存性神経損傷に関与するかどうかを調べるために試験した。酸インキュベーションの10分前及び1時間のその間に、100μΜのアミロライド又は100ng/mLのPcTX毒のいずれかを添加することによって、LDH放出を有意に減少させた(図8C)。24時間の時点で、LDH放出は、45.3%3.8%から、アミロライドにより31.1%2.5%へ、PcTX毒により27.9%2.6%へ減少した(n=20〜27、p<0.01)。pH7.4のECF中での、1時間のアミロライド又はPcTX毒の添加は、基線となるLDH放出に影響を与えなかったが、アミロライド単独との長時間にわたるインキュベーション(例えば、5時間)は、LDH放出を増大させた(n=8、データ示さず)。 The effects of amiloride and PcTX venom on acid-induced LDH release were tested to determine if ASIC activation was involved in acid-induced glutamate receptor-independent nerve injury. LDH release was significantly reduced by the addition of either 100 μΜ amiloride or 100 ng/mL PcTX venom 10 min before and during 1 h of acid incubation (Figure 8C). At 24 hours, LDH release was reduced from 45.3% + 3.8% to 31.1% + 2.5% with amiloride and 27.9% + 2.6% with PcTX venom ( n=20-27, p<0.01). Addition of amiloride or PcTX venom for 1 hour in ECF at pH 7.4 did not affect baseline LDH release, whereas long-term incubation with amiloride alone (eg, 5 hours) did not produce LDH. Increased release (n=8, data not shown).

(e)ホモマー性のASIC1aの活性化は、アシドーシスによって誘導される損傷を担っている
図9は、ASIC1aがインビトロにおいて酸誘導性損傷に関与しうることを示唆する典型的なデータを表す一連のグラフである。図9Aは、[Ca2+の減少による、酸誘導性LDH放出の阻害を表す典型的なデータを示す(n=11〜12、**p<0.01 pH6.0、1.3のCa2+と比較)。図9Bは、酸インキュベーションによって、ASIC1aをトランスフェクトしたCOS−7細胞ではLDH放出が増大したが、トランスフェクトしていないCOS−7細胞では増大しなかったことを表す典型的なデータを示す(n=8〜20)。アミロライド(100μΜ)は、ASIC1aをトランスフェクトした細胞では酸誘導性LDH放出を阻害した。p<0.05 7.4対6.0について、及び、6.0対6.0+アミロライドについて。図9Cは、ASIC−/−神経細胞における誘導性損傷の欠如、並びに、アミロライド及びPcTX毒による保護を表す典型的なデータを示す(各群n=8、p>0.05)。図9Dは、OGD条件下、培養皮質神経細胞でLDH放出の酸誘導性増大を表す典型的なデータを示す(n=5)。1時間のOGD/アシドーシスの組み合わせにより誘導されたLDH放出は、トロロックス及びL−NAMEによっては阻害されなかった(n=8〜11)。OGDはASIC1−/−神経細胞において酸誘導性LDH放出を増大しなかった。**pH7.4対pH6.0についてp<0.01、及び、pH6.0対6.0+PcTX毒についてp<0.05。MK801、CNQX、及びニモジピンは、全ての実験におけるECF中に含有させた(図9A〜D)。
(E) Homomeric ASIC1a activation is responsible for acidosis-induced damage. Figure 9 presents a series of representative data suggesting that ASIC1a may be involved in acid-induced damage in vitro. It is a graph. FIG. 9A shows typical data representing inhibition of acid-induced LDH release by reduction of [Ca 2+ ] e (n=11-12, ** p<0.01 pH 6.0, 1.3. ( Compare with Ca 2+ ). FIG. 9B shows typical data showing that acid incubation increased LDH release in COS-7 cells transfected with ASIC1a but not in untransfected COS-7 cells (n. =8-20). Amiloride (100 μΜ) inhibited acid-induced LDH release in ASIC1a-transfected cells. * P<0.05 for 7.4 vs 6.0 and for 6.0 vs 6.0 + amiloride. FIG. 9C shows typical data demonstrating the lack of induced damage in ASIC −/− neurons and protection by amiloride and PcTX venom (n=8 in each group, p>0.05). FIG. 9D shows typical data representing an acid-induced increase in LDH release in cultured cortical neurons under OGD conditions (n=5). LDH release induced by the 1 hour OGD/acidosis combination was not inhibited by Trolox and L-NAME (n=8-11). OGD did not increase acid-induced LDH release in ASIC1 −/− neurons. ** P<0.01 for pH 7.4 vs. pH 6.0 and * p<0.05 for pH 6.0 vs. 6.0+PcTX venom. MK801, CNQX, and nimodipine were included in the ECF in all experiments (Figure 9A-D).

神経細胞を、正常又は減少した[Ca2+の存在下、pH6.0のECFを用いて、Ca2+侵入が酸誘導性において役割を担っているかどうかを調べるために処理した(図9参照)。Ca2+の1.3から0.2mMへの減少は、PcTX毒によるASIC1a阻害と同様に(n=11〜12、p<0.01;図9A)、酸誘導性LDH放出を阻害した(40.0%4.1%から21.9%2.5%へ)。Ca2+不含の溶液は、Ca2+感受性カチオンチャンネルを介して大きな内方向への電流を活性化しうるので試験しなかった。さもなければ、それによって、データ解釈が複雑になりうる。非特異的及び特異的ASIC1a阻害剤であるアミロライド及びPcTXの両方による、並びに、[Ca2+を減少させることによる、酸損傷の阻害は、Ca2+透過性ASIC1aの活性化が、酸誘導性神経損傷に関与しうることを示唆する。 Neurons were treated with ECF at pH 6.0 in the presence of normal or diminished [Ca 2+ ] e to see if Ca 2+ entry plays a role in acid induction (see FIG. 9). ). Reduction of Ca 2+ from 1.3 to 0.2 mM inhibited acid-induced LDH release, similar to ASIC1a inhibition by PcTX venom (n=11-12, p<0.01; FIG. 9A) (40). 0.0% + 4.1% to 21.9% + 2.5%). Ca 2+ free solutions were not tested as they can activate large inward currents via Ca 2+ sensitive cation channels. Otherwise, it can complicate data interpretation. Inhibition of acid damage by both non-specific and specific ASIC1a inhibitors amiloride and PcTX, and by reducing [Ca 2+ ] e , is that activation of Ca 2+ permeable ASIC1a is acid-induced. It suggests that it may be involved in nerve damage.

トランスフェクトしていないCOS−7細胞及びASIC1aをトランスフェクトしたCOS−7細胞の酸損傷を、ASIC1aの活性化が酸損傷に関与しているさらなる証拠を提供するために試験した。COS−7は、内因性のチャンネルを欠如することから、ASICの発現のために一般的に使用されている細胞系である。集密化後(プレーティングしてから36〜48時間後)、細胞を、pH7.4又は6.0のいずれかのECFを用いて、1時間処理した。酸インキュベーションの24時間後にLDH放出を測定した。トランスフェクションしていないCOS−7細胞のpH6.0のECFによる処理は、pH7.4の処理した細胞と比較した場合に、LDH放出の増大を誘導しなかった(pH7.4に対して10.3%0.8%、及び、pH6.0に対して9.4%0.7%、N=19及び20ウェル;p>0.05、図9B)。しかしながら、ASIC1aを用いて安定してトランスフェクトしたCOS−7細胞において、pH6.0での1時間のインキュベーションは、15.5%2.4%から24.0%2.9%へとLDH放出を有意に増大させた(n=8ウェル、p<0.05)。アミロライド(100μΜ)の添加は、これらの細胞における酸誘導性LDH放出を阻害した(図9B)。 Acid damage of untransfected COS-7 cells and COS-7 cells transfected with ASIC1a was tested to provide further evidence that activation of ASIC1a is involved in acid damage. COS-7 is a commonly used cell line for expression of ASICs due to its lack of endogenous channels. After confluence (36-48 hours after plating), cells were treated with ECF at either pH 7.4 or 6.0 for 1 hour. LDH release was measured after 24 hours of acid incubation. Treatment of untransfected COS-7 cells with ECF at pH 6.0 did not induce an increase in LDH release when compared to pH 7.4 treated cells (10 vs. pH 7.4. 3% + 0.8% and 9.4% + 0.7% for pH 6.0, N = 19 and 20 wells; p>0.05, Figure 9B). However, in COS-7 cells stably transfected with ASIC1a, a 1 hour incubation at pH 6.0 increased from 15.5% + 2.4% to 24.0% + 2.9%. LDH release was significantly increased (n=8 wells, p<0.05). Addition of amiloride (100 μM) inhibited acid-induced LDH release in these cells (FIG. 9B).

GFP単独又はGFP+ASIC1aをコードするcDNAを用いて一過的にトランスフェクトしたCHO細胞の酸損傷についても研究した。トランスフェクション後(24〜36時間)、細胞を酸性(pH6.0)で1時間インキュベートし、酸インキュベーションの24時間後に、細胞損損傷についてアッセイした。1時間の酸インキュベーションは、GFP/ASIC1a群において、生存しているGFP陽性細胞を大きく減少させたが、GFP単独でトランスフェクトした群においては減少させなかった(データ示さず)。 The acid damage of CHO cells transiently transfected with cDNA encoding GFP alone or GFP+ASIC1a was also studied. After transfection (24-36 hours), cells were incubated with acidity (pH 6.0) for 1 hour and assayed for cell damage damage 24 hours after acid incubation. A 1 hour acid incubation significantly reduced viable GFP-positive cells in the GFP/ASIC1a group, but not in the GFP alone-transfected group (data not shown).

ASIC+/+及びASIC1−/−マウスから培養された皮質神経細胞における細胞毒性実験は、アシドーシス誘導性神経損傷におけるASIC1aの関与をさらに示すために行われた。さらに、pH6.0でのASIC+/+神経細胞の1時間の酸インキュベーションは、アミロライド及びPcTX毒によってもたらされる実質的なLDH放出を誘導した(n=8〜12)。しかしながら、ASIC1−/−神経細胞の1時間の酸処理は、24時間の時点でLDH放出の有意な増大を誘導しなかった(pH7.4に対して13.8%0.9%、及び、pH6.0に対して14.2%1.3%、N=8、p>0.05)。このことにより、これらの神経細胞の酸損傷に対する抵抗性が示唆される(図9C)。さらに、ASIC1遺伝子のノックアウトも、アミロライド及びPcTX毒の酸誘導性LDH放出の効果を排除した(図9C、それぞれn=8)。さらにこれにより、アミロライド及びPcTX毒による、皮質神経細胞の酸誘導性損傷の阻害が、ASIC1サブユニットの阻害によることが示された(図8C)。酸インキュベーションとは対照的に、ASIC1−/−神経細胞の1mMのNMDA+10μΜのグリシン(Mg2+不含の[pH7.4]のECF中)による1時間の処理は、24時間の時点で最大LDH放出の84.8%1.4%を誘導した(n=4、図9C)。このことにより、その他の細胞損傷プロセスに対する通常の反応が示された。 Cytotoxicity experiments in cortical neurons cultured from ASIC +/+ and ASIC1 −/− mice were performed to further demonstrate the involvement of ASIC1a in acidosis-induced nerve injury. Furthermore, a 1 hour acid incubation of ASIC +/+ neurons at pH 6.0 induced substantial LDH release mediated by amiloride and PcTX venom (n=8-12). However, acid treatment of ASIC1 −/− neurons for 1 hour did not induce a significant increase in LDH release at 24 hours (13.8% + 0.9% vs. pH 7.4, and , 14.2% + 1.3% vs. pH 6.0, N=8, p>0.05). This suggests resistance of these neurons to acid damage (FIG. 9C). Furthermore, knockout of the ASIC1 gene also abrogated the effects of acid-induced LDH release of amiloride and PcTX venom (FIG. 9C, n=8 each). Furthermore, this showed that inhibition of acid-induced damage of cortical neurons by amiloride and PcTX venom was due to inhibition of ASIC1 subunit (FIG. 8C). In contrast to acid incubation, 1 hour treatment of ASIC1 −/− neurons with 1 mM NMDA+10 μM glycine (in Mg 2+ free [pH 7.4] ECF) resulted in maximum LDH release at 24 hours. Induced 84.8% + 1.4% (n=4, FIG. 9C). This indicated a normal response to other cell injury processes.

(f) モデル化された虚血は、ASICを介してアシドーシスによって誘導されるグルタミン酸非依存性神経細胞損傷を増大させる
ASIC電流の大きさは、膨潤している脳虚血細胞の細胞成分及び神経化学的成分、アラキドン酸、並びに、乳酸によって増大されうる。さらに、より重要なことに、ASIC電流の感受性抑制は、モデル化された虚血によって劇的に減少しうる(図5A及び5C)。虚血状態におけるASICの活性化は、より大きな神経細胞損傷を生じることが予想される。この仮説を試験するために、酸素及びグルコース枯渇(OGD)条件下、神経細胞を1時間の酸処理に供した。MK801、CNQX、及びニモジピンは、電圧依存性Ca2+チャンネル及びOGDに関連する細胞におけるグルタミン酸受容体が介在する細胞損傷を阻害するために全ての溶液に含有させた。OGD条件下、pH7.4のECFでの1時間のインキュベーションは、24時間の時点で最大LDH放出の27.1%3.5%を誘導したに過ぎない(n=5、図9D)。この知見は、1時間のOGDが、グルタミン酸受容体及び電圧依存性Ca2+チャンネルの阻害による実質的な細胞損傷を誘導しないという従前の報告と一致する(Aarts et al.,2003)。しかしながら、アシドーシス(pH6.0)と組み合わさった場合、1時間のOGDは、最大LDH放出の73.9%4.3%を誘導し(n=5、図9D、p<0.01)、これは、OGD条件下でない場合の酸誘導性LDH放出よりも有意に大きい(FIG. 図8A参照、p<0.05)。ASIC1a阻害剤であるPcTX毒(100ng/mL)の添加は、酸/OGDによって誘導されるLDH放出を44.3%5.3%まで有意に誘導した(n=5、p<0.05、図9D)。
(F) Modeled ischemia increases glutamate-independent neuronal injury induced by acidosis via ASIC The magnitude of ASIC current depends on the cellular components and neurochemistry of swollen cerebral ischemic cells. Can be augmented by the active ingredient, arachidonic acid, and lactic acid. Moreover, and more importantly, the desensitization of ASIC currents can be dramatically reduced by modeled ischemia (FIGS. 5A and 5C). Activation of ASICs in ischemic conditions is expected to result in greater neuronal damage. To test this hypothesis, neurons were subjected to acid treatment for 1 hour under oxygen and glucose deprivation (OGD) conditions. MK801, CNQX, and nimodipine were included in all solutions to inhibit glutamate receptor-mediated cell damage in cells associated with voltage-gated Ca 2+ channels and OGD. Incubation with ECF at pH 7.4 for 1 hour under OGD conditions induced only 27.1% + 3.5% of maximal LDH release at 24 hours (n=5, FIG. 9D). This finding is consistent with previous reports that 1 hour OGD does not induce substantial cell damage by inhibition of glutamate receptors and voltage-gated Ca 2+ channels (Aarts et al., 2003). However, when combined with acidosis (pH 6.0), 1 hour OGD induced a maximal LDH release of 73.9% + 4.3% (n=5, FIG. 9D, p<0.01). , Which is significantly greater than the acid-induced LDH release without OGD conditions (FIG. 8A, see p<0.05). Addition of the ASIC1a inhibitor PcTX venom (100 ng/mL) significantly induced acid/OGD-induced LDH release to 44.3% + 5.3% (n=5, p<0.05). , FIG. 9D).

同じ実験を、ASICl7−/−マウス由来の培養神経細胞を用いて行った。しかしながら、ASICIを含有する神経細胞の場合と異なり、ASIC1−/−神経細胞においては、OGD及び酸を組み合わせた1時間の処理は、わずかにLDH放出を増大したに過ぎない(26.1%2.7%から30.4%3.5%へ、N=10〜12、図9D)。この知見は、OGDによる酸誘導性損傷の増大が、ASICIが介在する毒性のOGDによる増大の大きな原因でありうることを示唆する。 The same experiment was performed with cultured neurons derived from ASICl7 −/− mice. However, unlike the case of neurons containing ASICI, in ASIC1 −/− neurons, 1 hour treatment with combined OGD and acid only slightly increased LDH release (26.1% + From 2.7% to 30.4% + 3.5%, N = 10-12, Figure 9D). This finding suggests that increased acid-induced damage by OGD may be a major cause of OGD-induced increase in ASCICI-mediated toxicity.

反応性酸素/窒素種によって活性化されるCa2+透過性カチオン導電性の活性化によって、グルタミン酸受容体依存性神経損傷を生じうることがこれまでに示されている(Aarts et al,Cell,2003,1 15:863−877)。長期間のOGDによって誘導された細胞損傷は、フリーラジカルを直接回収する薬剤(例えば、トロロクス)又はフリーラジカルの生成を減少させる薬剤(例えば、L−NAME)のいずれかにより劇的に減少させうる。神経損傷を引き起こした短期間のOGDとアシドーシスとの組み合わせが、同様のメカニズムが関与するかどうかを調べるために、OGD/酸によって誘導されたLDH放出に対するトロロクス及びL−NAMEの効果について試験した。図9Dに示されるように、トロロクス(500μΜ)及びL−NAME(300μM)のいずれも、1時間のOGD/アシドーシスの組み合わせによって誘導された神経損傷に対して有意な効果を示さなかった(n=8〜11)。追加の実験も、ASIC阻害剤であるアミロライド及びPcTX毒はTRPM7チャンネルの導電性に対して効果を全く示さないことを示した(Aarts et al上掲)。まとめると、これらの知見は、TRPM7チャンネルでなく、ASICの活性化が、1時間のOGD/アシドーシスの組み合わせによって誘導された神経損傷が本出願人らの研究において大きな役割を果たしうることを強く示唆する。
(g) インビボでの虚血性脳損傷におけるASIC1aの活性化
図10は、インビボでの脳虚血におけるASICI阻害及びASICI遺伝子ノックアウトによる神経保護を表すデータを示す。図10Aは、TTC染色された脳切片から得られた典型的なデータのグラフを示し、このデータは、aCSF(n=7)、アミロライド(n=11)、又はPcTX毒(n=5)を注入したラット由来の脳における染色された容積(「梗塞容積」)を示す。p<0.05及び**p<0.01 aCSFを注入した群と比較。図10Bは、ASIC1−/−マウス由来の脳における梗塞容積の減少を表す典型的なデータのグラフを示す(各群についてn=6)。p<0.05及び**p<0.01 +/+を有する群と比較。図10Cは、10mg/kgのメマンチン(Mem)を腹腔内投与した、又は、PcTX毒(500ng/mL)の脳室内投与を伴い、メマンチンを腹腔内投与したマウス由来の脳における梗塞容積の減少を表す典型的なデータのグラフを示す。**p<0.01 aCSF注入と比較、並びに、メマンチン及びメマンチン+PcTX毒と比較(各群に対してn=5)。図10Dは、メマンチンを腹腔内投与した、ASIC1+/+(野生型)又はASIC1−/−マウスのいずれか由来の脳における梗塞容積の減少を表す典型的なデータのグラフを示す(各群においてn=5)。p<0.05、及び**p<0.01。
It has previously been shown that activation of Ca 2+ permeable cation conductivity activated by reactive oxygen/nitrogen species can result in glutamate receptor-dependent nerve damage (Aarts et al, Cell, 2003). , 1 15:863-877). Long-term OGD-induced cell damage can be dramatically reduced by either agents that directly scavenge free radicals (eg, Trolox) or agents that reduce free radical production (eg, L-NAME). .. To investigate whether the combination of short-term OGD and acidosis that caused nerve injury involved a similar mechanism, the effects of trolox and L-NAME on OGD/acid-induced LDH release were tested. As shown in FIG. 9D, neither trolox (500 μM) nor L-NAME (300 μM) showed a significant effect on nerve damage induced by the 1 hour OGD/acidosis combination (n=). 8-11). Additional experiments also showed that the ASIC inhibitors amiloride and PcTX venom had no effect on the conductivity of the TRPM7 channel (Aarts et al, supra). Taken together, these findings strongly suggest that activation of ASIC, but not TRPM7 channels, may play a major role in our studies in nerve damage induced by the 1 hour OGD/acidosis combination. To do.
(G) Activation of ASIC1a in In Vivo Ischemic Brain Injury FIG. 10 shows data representing neuroprotection by ASICI inhibition and ASICI gene knockout in cerebral ischemia in vivo. FIG. 10A shows a graph of typical data obtained from TTC-stained brain sections showing that aCSF (n=7), amiloride (n=11), or PcTX venom (n=5). Shown is the stained volume ("infarct volume") in the brain from the injected rat. * P<0.05 and ** p<0.01 Compared with aCSF infused group. FIG. 10B shows a graph of typical data representing a reduction in infarct volume in the brain from ASIC1 −/− mice (n=6 for each group). Compared to groups with * p<0.05 and ** p<0.01 +/+. FIG. 10C shows reduction of infarct volume in the brain from mice intraperitoneally administered with 10 mg/kg memantine (Mem) or with intraventricular administration of PcTX venom (500 ng/mL). A graph of typical data to be presented is shown. ** Compared to p<0.01 aCSF infusion and compared to memantine and memantine plus PcTX venom (n=5 for each group). FIG. 10D shows a graph of typical data showing a reduction in infarct volume in the brain from either ASIC1 +/+ (wild type) or ASIC1 −/− mice treated with ip memantine (in each group). n=5). * P<0.05, and ** p<0.01.

一過性の局所性虚血のラットモデルにおけるアミロライド及びPcTX毒の保護的効果(Longa et al.,Stroke,1989,20:84〜91)を、ASIC1aの活性化がインビボでの虚血性脳損傷に関与するかどうかを調べるために試験した。虚血(100分間)を、一過性の中大脳動脈閉塞(MCAO)によって誘導した。合計で6μlの人工CSF(aCSF)単独、aCSF含有アミロライド(1mM)、又はPcTX毒(500ng/mL)を、虚血の30分前及び30分後で脳室内に注入した。4週齢のラットの脳室内液及び脊髄液の容量は、約60μlであると推定される。注入されたアミロライド及びPcTXは、CSF中で均一に分布していると思われるので、アミロライドについては−100μΜ及びPcTXについては−50ng/mLの濃度が予想され、この濃度は、細胞培養実験で有効であることが見出されている濃度である。梗塞容積は、虚血後24時間の時点で、TTC染色によって測定した(Bederson et al.,Stroke,1986,17:1304〜1308)。虚血(100分間)によって、aCSFを注入したラット(n=7)において329.525.6mmの梗塞容積を生じたが、アミロライドを注入したラット(n=11、p<0.05)においてはわずか229.741.1mm及びPcTX毒を注入したラット(n=5、p<0.01)においては130.455.0mm(約60%の減少)の梗塞容積を生じた(図10A)。 The protective effect of amiloride and PcTX venom in a rat model of transient focal ischemia (Longa et al., Stroke, 1989, 20:84-91) was demonstrated by activation of ASIC1a in ischemic brain injury in vivo. Was tested to see if they were involved in. Ischemia (100 minutes) was induced by transient middle cerebral artery occlusion (MCAO). A total of 6 μl artificial CSF (aCSF) alone, aCSF containing amiloride (1 mM), or PcTX venom (500 ng/mL) was infused into the ventricles 30 and 30 minutes before ischemia. The volume of intraventricular fluid and spinal fluid in 4-week-old rats is estimated to be approximately 60 μl. Since the infused amiloride and PcTX appear to be evenly distributed in CSF, a concentration of -100 μΜ for amiloride and -50 ng/mL for PcTX is expected, which is effective in cell culture experiments. Is the concentration found to be The infarct volume was measured by TTC staining at 24 hours after ischemia (Bederson et al., Stroke, 1986, 17:1304-1308). Ischemia (100 min) resulted in an infarct volume of 329.5 + 25.6 mm 3 in aCSF infused rats (n=7), but amiloride infused rats (n=11, p<0.05). infarct volume) rats were injected with only 229.7 + 41.1 mm 3 and PcTX venom in (n = 5, p in <0.01) 130.4 + 55.0mm 3 (about 60% decrease) Was generated (FIG. 10A).

ASIC1−/−マウスを、インビボでの虚血性脳損傷におけるSIC1aの関与をさらに示すために使用した。オスのASIC1+/+、ASIC1+/−、及びASIC1−/−マウス(約25g、類遺伝子性のC57B 16バックグラウンドを有する)を、従前に記載されているように(Stenzel−Poore et al,Lancet,2003,362:1028〜1037)、60分間のMCAOに供した。ASIC1aの薬理学的阻害による保護と一致して(上記)、−/−マウスは、+/+マウス(84.610.6mm、N=6、p<0.01)と比較して、有意に小さい(約61%減少)梗塞容積(32.94.7mm、N=6)を示した。+/−も減少した梗塞容積(56.96.7mm、N=6、p<0.05)を示した(図10B)。 ASIC1 −/− mice were used to further demonstrate the involvement of SIC1a in ischemic brain injury in vivo. Male ASIC1 +/+ , ASIC1 +/− , and ASIC1 −/− mice (about 25 g, with a congenic C57B 16 background) were prepared as previously described (Stenzel-Poore et al, Lancet, 2003, 362:1028-1037), and subjected to MCAO for 60 minutes. Consistent with protection by pharmacological inhibition of ASIC1a (above), - / - mice, + / + compared to the mice (84.6 + 10.6mm 3, N = 6, p <0.01) , A significantly smaller (about 61% reduction) infarct volume (32.9 + 4.7 mm 3 , N = 6). +/− also showed a reduced infarct volume (56.9 + 6.7 mm 3 , N=6, p<0.05) (FIG. 10B).

ASIC1aチャンネルの阻害又はASIC1遺伝子のノックアウトが、インビボでのさらなる保護を提供しうるかどうかを調べるために、グルタミン酸受容体阻害が確立した状態において、60分間のMCAOの直後に、メマンチン(10mg/kg)をC57B 16マウスの腹腔内(i.p.)に注入し、虚血の15分前及び15分後に0.4μlの総容量のaCSF単独又はPcTX毒を含有するaCSF(500ng/mL)の脳室内注入(i.c.v.)を伴った。生理食塩水を腹腔内投与し、aCSFを脳室内投与した対照のマウスにおいて、60分間のMCAOは123.65.3mmの梗塞容積を誘導した(n=5、図10C)。メマンチンを腹腔内投与し、aCSFを脳室内投与したマウスにおいて、同じ期間の虚血は、73.86.9mmの梗塞容積を誘導した(n=5、p<0.01)。しかしながら、メマンチン及びPcTX毒を注入したマウスでは、わずかに47.01.1mmの梗塞容積が誘導された(n=5、p<0.01 対照及びメマンチン群の両方と比較、図10C)。これらのデータは、ホモマー性のASIC1aが、NMDA受容体阻害が確立した状態において、インビボ虚血におけるさらなる保護を提供しうることを示唆する。薬理学的NMDA阻害により処理されたASIC1−/−マウスにおいて、さらなる保護も観察された(図10D)。生理食塩水又は体重1Kgあたり10mgのメマンチンを腹腔内注入されたASIC+/+マウスにおいて、60分間のMCAOは、それぞれ、101.49.4mm又は61.612.7 mmの梗塞容積を誘導した(各群においてn=5、図10D)。しかしながら、メマンチンを注入したASIC1−/−マウスでは、同じ虚血期間で、27.71.6mm(n=5)の梗塞容積が誘導され、メマンチンを注入したASIC1+/+マウスの梗塞容積よりも有意に小さかった(p<0.05)。 To investigate whether inhibition of the ASIC1a channel or knockout of the ASIC1 gene could provide additional protection in vivo, memantine (10 mg/kg) was immediately followed by 60 minutes MCAO in the presence of glutamate receptor inhibition. Was intraperitoneally (ip) injected into C57B 16 mice and brains of 0.4 μl total volume of aCSF alone or aCSF (500 ng/mL) containing PcTX venom 15 min before and 15 min after ischemia. With room injection (icv). MCAO for 60 minutes induced an infarct volume of 123.6 + 5.3 mm 3 in control mice in which saline was administered intraperitoneally and aCSF was administered intracerebroventricularly (n=5, FIG. 10C). In mice treated with memantine intraperitoneally and aCSF intraventricularly, ischemia during the same period induced an infarct volume of 73.8 + 6.9 mm 3 (n=5, p<0.01). However, only 47.0 + 1.1 mm 3 infarct volume was induced in mice injected with memantine and PcTX venom (n=5, p<0.01 compared to both control and memantine groups, FIG. 10C). ). These data suggest that the homomeric ASIC1a may provide additional protection in in vivo ischemia in the presence of established NMDA receptor inhibition. Additional protection was also observed in ASIC1 −/− mice treated with pharmacological NMDA inhibition (FIG. 10D). In ASIC +/+ mice intraperitoneally infused with saline or 10 mg memantine per kg body weight, MCAO for 60 min was 101.4 + 9.4 mm 3 or 61.6 + 12.7 mm 3 , respectively. Infarct volume was induced (n=5 in each group, Figure 10D). However, in the same ischemic period, the infarct volume of 27.7 + 1.6 mm 3 (n=5) was induced in memantine-injected ASIC1 −/− mice, and the infarct of memantine-injected ASIC1 +/+ mice was induced. It was significantly smaller than the volume (p<0.05).

まとめると、これらのデータは、Ca2+透過性ASIC1aの活性化が、虚血性脳損傷の根底にある新規のグルタミン酸依存性生物学的メカニズムであることを示す。 Taken together, these data indicate that activation of Ca 2+ permeable ASIC1a is a novel glutamate-dependent biological mechanism underlying ischemic brain injury.

実施例2:PcTX神経保護の時間窓
本実施例は、げっ歯類での卒中の発症後の異なる時間におけるPcTX毒の神経保護効果を測定する典型的な実験について記載する(図11参照)。簡潔に述べると、げっ歯類において、脳虚血(卒中)を中大脳動脈閉塞(MCAO)によって誘導した。誘導後、指示された時間において、人工脳脊髄液(aCSF)、PcTX毒(0.5μL、500ng/mL 総タンパク質)、又は不活性化(煮沸された)毒を、各げっ歯類動物の側脳室内に注入した。図11に示されるように、PcTX毒の投与によって、卒中発症の1時間後及び3時間後の両方で卒中容積の60%の減少がもたらされた。さらに、MCAOの発症後5時間処置が控えられている場合、実質的な卒中容積の減少は、依然として維持されうる。したがって、ASIC阻害による神経保護は、卒中発症後長い治療的時間窓を有することができ、これにより、卒中対象は、卒中が開始してから数時間後に行われる処置から恩恵を受けうる。卒中に対する神経保護についてのASIC阻害のこの効果は、グルタミン酸アンタゴニストを用いたNMDA受容体(実験的卒中治療に対する主要な標的)のカルシウムチャンネル阻害の効果よりもずっと強固である。これまで、ASIC1a選択的阻害で示されたようなそのような選択的プロファイルを示すグルタミン酸アンタゴニストは存在しなかった。
Example 2: Time window of PcTX neuroprotection This example describes a typical experiment measuring the neuroprotective effect of PcTX venom at different times after the onset of stroke in rodents (see Figure 11). Briefly, cerebral ischemia (stroke) was induced by middle cerebral artery occlusion (MCAO) in rodents. At the indicated times after induction, artificial cerebrospinal fluid (aCSF), PcTX venom (0.5 μL, 500 ng/mL total protein), or inactivated (boiled) venom was applied to the side of each rodent. Injected into the ventricles. As shown in FIG. 11, administration of PcTX venom resulted in a 60% reduction in stroke volume both 1 and 3 hours after stroke onset. Furthermore, if treatment is withheld for 5 hours after the onset of MCAO, a substantial reduction in stroke volume may still be maintained. Thus, neuroprotection by ASIC inhibition can have a long therapeutic time window after stroke onset, which allows stroke subjects to benefit from treatments that occur hours after the stroke begins. This effect of ASIC inhibition on neuroprotection against stroke is much stronger than the effect of calcium channel inhibition of the NMDA receptor, a major target for experimental stroke treatment, with glutamate antagonists. To date, no glutamate antagonist has shown such a selective profile as demonstrated by ASIC1a selective inhibition.

実施例3:典型的なシスチンノットペプチド
本実施例は、全長PcTx1及びPcTxの欠失誘導体などの典型的なシスチンノットペプチドについて記載し、それらは、培養細胞中でスクリーニングされ、虚血動物(例えば、マウス又はラットなどのげっ歯類)において試験され、及び/又は、虚血ヒト対象に投与されうる。
Example 3: Exemplary Cystine-Knot Peptides This example describes exemplary cystine-knot peptides, such as full-length PcTx1 and deletion derivatives of PcTx, which were screened in cultured cells and tested in ischemic animals (eg, , Rodents such as mice or rats) and/or administered to ischemic human subjects.

図12は、50で示される、一文字コードの、典型的なシスチンノットペプチド、PcTx1の一次アミノ酸配列(配列番号1)を示し、このペプチドは、アミノ酸位置1〜40と比較して示される様々な典型的なペプチドの特徴を有する。ペプチド50は、シスチンノットモチーフ58を生じるシスチン結合52、54、56を形成する6個のシステイン残基を含みうる。このペプチドはまた、一つ以上のβシート領域60及び正に荷電した領域62を含みうる。N末端領域64及びC末端領域66はシスチンノットモチーフに隣接しうる。 FIG. 12 shows the primary amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) of a typical cystine-knot peptide, PcTx1, designated by the single letter code 50, for various peptides shown relative to amino acid positions 1-40. Has typical peptide characteristics. Peptide 50 may include 6 cysteine residues forming cystine bonds 52, 54, 56 which result in a cystine knot motif 58. The peptide may also include one or more β-sheet regions 60 and positively charged regions 62. N-terminal region 64 and C-terminal region 66 may flank the cystine knot motif.

図13は、図12のPcTx1ペプチド50を、様々な典型的なこのペプチドの欠失誘導体と整列させた比較を示す。これらの誘導体は、N末端の欠失70(配列番号2)、部分的なC末端の欠失72(配列番号3)、完全なC末端の欠失74(配列番号4)、及び/又はN/C末端の欠失76(配列番号5)を含んでもよい。PcTx1のその他の誘導体は、例えば、元のPcTx1配列の少なくとも約25%又は約50%の配列類似性又は同一性を維持しながら、一つ以上のアミノ酸の任意の欠失、挿入、又は置換を含んでもよい。 Figure 13 shows a comparison of the PcTx1 peptide 50 of Figure 12 aligned with various exemplary deletion derivatives of this peptide. These derivatives are N-terminal deletion 70 (SEQ ID NO:2), partial C-terminal deletion 72 (SEQ ID NO:3), complete C-terminal deletion 74 (SEQ ID NO:4), and/or N-terminal. /C-terminal deletion 76 (SEQ ID NO:5). Other derivatives of PcTx1 include, for example, any deletion, insertion, or substitution of one or more amino acids while maintaining at least about 25% or about 50% sequence similarity or identity to the original PcTx1 sequence. May be included.

各PcTx1誘導体を、ASICタンパク質を選択的に阻害するその能力について、及び/又は、もしあれば、虚血に対する効果について試験しうる。任意の適当な試験系を、この試験を行うために用いることができ、その例としては、任意の細胞系アッセイシステム及び/又は本願の教示における他の場所に記載された動物モデル系が挙げられる。PcTx1誘導体はまた、又は、或いは、虚血ヒト対象において試験しうる。 Each PcTx1 derivative may be tested for its ability to selectively inhibit the ASIC protein and/or for its effect on ischemia, if any. Any suitable test system can be used to perform this test, including any cell-based assay system and/or animal model system described elsewhere in the teachings of this application. .. The PcTx1 derivative may also, or alternatively, be tested in an ischemic human subject.

実施例4:ASIC1aに対するPcTX毒の選択性
本実施例は、培養細胞中で発現されるその他のASICタンパク質又はASICタンパク質の組み合わせと比較して、ASIC1a単独に対するPcTX毒(及び、すなわち、PcTx1毒素)の選択性を測定する実験について記載する。指定されたASICタンパク質を発現するCOS−7細胞を、PcTX毒(ASIC1a発現細胞においては25ng/mL、並びに、ASIC2a、ASIC3又はASIC1a+2a発現細胞においては500ng/mL)を用いて処理した。チャンネル電流を、最大チャンネル活性化状態の半分の状態のpH(pH0.5)で測定した。図14に示されるように、PcTX毒は、25ng/mLのタンパク質濃度で、ASIC1aのホモマー性チャンネルが介在する電流の大部分を阻害し、500ng/mLで、ホモマー性のASIC2a、ASIC3、又はヘテロマー性のASIC1a/ASIC2aが介在する電流に対しては影響が無かった(n=3〜6)。500ng/mLで、PcTX毒はまた、その他のリガンド依存性チャンネル(例えば、NMDA及びGABA需要体依存性チャンネル)及び電圧依存性チャンネル(例えば、Na、Ca2+、及びKチャンネルs)が介在する電流に対して影響が無かった(n=4〜5)。これらの実験は、PcTX毒、すなわち、PcTx1ペプチドが、ホモマー性のASIC1aに対する特異的な阻害剤であることを示す。この細胞系アッセイシステムを用いて、ASIC阻害の効力及び選択性を、様々な合成ペプチド又はその他の候補阻害剤について測定しうる(例えば、実施例3参照)。
Example 4: Selectivity of PcTX venom for ASIC1a This example demonstrates that PcTX venom for ASIC1a alone (and thus, PcTx1 toxin) compared to other ASIC proteins or combinations of ASIC proteins expressed in cultured cells. Described below is an experiment for measuring the selectivity of. COS-7 cells expressing the designated ASIC protein were treated with PcTX venom (25 ng/mL in ASIC1a expressing cells and 500 ng/mL in ASIC2a, ASIC3 or ASIC1a+2a expressing cells). Channel currents were measured at pH at half maximal channel activation (pH 0.5). As shown in FIG. 14, PcTX venom inhibited most of the current mediated by the homomeric channel of ASIC1a at a protein concentration of 25 ng/mL, and at 500 ng/mL, homomeric ASIC2a, ASIC3, or heteromers. There was no effect on the current mediated by sexual ASIC1a/ASIC2a (n=3-6). At 500 ng/mL, PcTX venom also mediated through other ligand-gated channels (eg, NMDA and GABA demander-gated channels) and voltage-gated channels (eg, Na + , Ca 2+ , and K + channels s). There was no effect on the applied current (n=4-5). These experiments show that PcTX venom, the PcTx1 peptide, is a specific inhibitor of the homomeric ASIC1a. Using this cell-based assay system, the potency and selectivity of ASIC inhibition can be measured for various synthetic peptides or other candidate inhibitors (see, eg, Example 3).

実施例5:神経保護性であるPcTX毒の経鼻投与
本実施例は、卒中の動物モデル系における虚血誘導性損傷を減少させるためにPcTX毒を経鼻投与する有効性を示す典型的なデータを記載する。脳内虚血を、オスのマウスにおいて、中大脳動脈閉塞により誘導した。閉塞を開始してから1時間後に、動物を対照として処置するか又はPcTX毒を用いて処置した(50μLの5ng/mL(総タンパク質)であるPcTx毒を経鼻的に導入する)。図15に示されるように、対照処置と比較して、PcTX毒の経鼻投与によって、梗塞容積で定義されるように、虚血誘導性損傷(虚血性損傷)の55%の減少がもたらされた。経鼻投与は、肺内へ吸入させるよりも鼻腔内に物質として堆積させるスプレーを介して行ってもよく、及び/又は、少なくとも部分的に肺内に吸入させるエアロゾルを介して行ってもよい。いくつかの例において、経鼻投与は、その他の投与経路と比較して、脳へのより有効な送達及び/又は虚血対象による自己投与に対する適合性などの多くの利点を有しうる。
Example 5: Nasal Administration of Neuroprotective PcTX Toxin This example illustrates the efficacy of nasal administration of PcTX toxin to reduce ischemia-induced injury in an animal model system of stroke. Enter the data. Intracerebral ischemia was induced in male mice by occlusion of the middle cerebral artery. One hour after the onset of occlusion, animals were treated as controls or treated with PcTX venom (50 μL of 5 ng/mL (total protein) PcTx venom is introduced intranasally). As shown in Figure 15, nasal administration of PcTX venom results in a 55% reduction in ischemia-induced injury (ischemic injury), as defined by infarct volume, as compared to control treatment. Was done. Nasal administration may be via a spray that deposits as a substance in the nasal cavity rather than by inhalation into the lungs and/or via an aerosol that is at least partially inhaled into the lungs. In some cases, nasal administration can have a number of advantages over other routes of administration, such as more effective delivery to the brain and/or suitability for self-administration by an ischemic subject.

実施例6:アミロライド及びアミロライド類似体によるASIC1aチャンネルの阻害
図16に示されるように、アミロライド及びアミロライド類似体ベンザミル、フェナミル及びEIPAは、用量依存的様式でASIC1a電流を阻害する。同様に、アミロライド及びアミロライド類似体ベンザミル及びEIPAは、用量依存的様式でASIC2a電流を阻害する(図17)。表1は、アミロライド及びアミロライド類似体によるASIC1aチャンネルの阻害を要約する。アミロライドは、7.7μΜのIC50を有する、このチャンネルの有効な阻害物質であった。
Example 6: Inhibition of ASIC1a Channels by Amiloride and Amiloride Analogs As shown in FIG. 16, amiloride and the amiloride analogs benzamyl, phenamil and EIPA inhibit ASIC1a currents in a dose dependent manner. Similarly, amiloride and the amiloride analogs benzamil and EIPA inhibit ASIC2a currents in a dose-dependent manner (Figure 17). Table 1 summarizes the inhibition of ASIC1a channels by amiloride and amiloride analogs. Amiloride was an effective inhibitor of this channel with an IC 50 of 7.7 μM.

実施例7:アミロライド及びアミロライド類似体の脳室内注入によるマウスにおける梗塞容積の減少
マウスを60分間の上記した中大脳動脈閉塞(MCAO)に供した。アミロライド又はアミロライド類似体ベンザミル、ベプリジル(bepridel)、EIPA又はKB−R7943を、MCAOの1時間後に脳室内注入により投与した。動物は虚血誘導の1日後に評価した。図18に示されるように、アミロライド又はアミロライド類似体ベンザミル、ベプリジル(bepridel)、EIPA又はKB−R7943の脳室内注入は、梗塞容積を有効に減少する。
Example 7 Reduction of Infarct Volume in Mice by Intracerebroventricular Infusion of Amiloride and Amiloride Analogs Mice were subjected to the above-described middle cerebral artery occlusion (MCAO) for 60 minutes. Amiloride or the amiloride analog benzamil, bepridel, EIPA or KB-R7943 was administered by intracerebroventricular infusion 1 hour after MCAO. Animals were evaluated 1 day after induction of ischemia. As shown in Figure 18, intracerebroventricular infusion of amiloride or the amiloride analog benzamil, bepridel, EIPA or KB-R7943 effectively reduces infarct volume.

実施例8:アミロライドの静脈内注入によるマウスにおける梗塞容積の減少
マウスを60分間の上記した中大脳動脈閉塞(MCAO)に供した。アミロライドを、MCAOの1、3又は5時間後に静脈内注入により投与した。動物は虚血誘導の1日後に評価した。図19に示されるように、アミロライドの静脈内注入は、梗塞容積を有効に減少する。アミロライドが有効にCNSへ浸透することは、血液脳関門が脳虚血/再灌流が続いて起こりやすいという事実によって説明しうる。図20は、アミロライドの静脈内注入が5時間という長い治療的時間窓を有することを示す。
Example 8 Reduction of Infarct Volume in Mice by Intravenous Infusion of Amiloride Mice were subjected to the above-described middle cerebral artery occlusion (MCAO) for 60 minutes. Amiloride was administered by intravenous infusion 1, 3, or 5 hours after MCAO. Animals were evaluated 1 day after induction of ischemia. As shown in FIG. 19, intravenous infusion of amiloride effectively reduces infarct volume. Effective penetration of amiloride into the CNS may be explained by the fact that the blood-brain barrier is prone to cerebral ischemia/reperfusion. FIG. 20 shows that intravenous infusion of amiloride has a long therapeutic time window of 5 hours.

実施例9:様々なチャンネルに関する疎水性アミロライド類似体の構造活性相関
表1に示されるように、アミロライドのC5アミノ基をアルキル基と置換することにより、ASIC1aチャンネルの効力の増大をもたらした。同じ置換が、ASIC3チャンネルの効果を増大した(Kuduk et al,Bioorg.Med.Chem.Lett.,2009,19:2514−2518)。その構造体のグアニジノ部分上に疎水性基を置換した場合には、逆の結果が得られた。実際、ベンジル置換されたグアニジノ類似体であるベンザミルは、試験した中で最も強力なASIC1a阻害化合物であった(IC50=4.9μΜ)。まとめると、これらの結果から、アミロライドが、7.7μΜのIC50を有する、ASUC1aの有効な阻害物質であることが示された。それらは、ASIC1aチャンネルを阻害しうるアミロライド類似体を設計するための構造活性相関も提供する(図21参照)。したがって、いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、アミロライド構造のグアニジン部分に変化を導入することにより生成される。アミロライドは、Na/Ca2+イオン交換体の非常に弱い阻害剤に過ぎない(IC50=1.1mM)ので、アミロライド類似体も同様に、Na/Ca2+イオン交換体の非常に弱い阻害剤である可能性がある。いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、ASIC3チャンネルと比較してASIC1aに対して高い選択性を有するように設計される。その他の実施形態において、環構造、例えば、環状グアニジン基が、ASIC1a電流の阻害活性を増大させるために、アミロライド構造中に導入される。アミロライドの1個以上のNH基が3位のアミノ基又はイオンチャンネルと内部で水素結合を形成することも可能である。
Example 9: Structure-Activity Relationships of Hydrophobic Amiloride Analogs for Various Channels As shown in Table 1, replacing the C5 amino group of amiloride with an alkyl group resulted in increased potency of the ASIC1a channel. The same substitution increased the effect of the ASIC3 channel (Kuduk et al, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2009, 19: 2514-2518). The opposite result was obtained when a hydrophobic group was substituted on the guanidino portion of the structure. In fact, the benzyl-substituted guanidino analog, benzamil, was the most potent ASIC1a inhibitor compound tested (IC50=4.9 μΜ). Taken together, these results indicate that amiloride is an effective inhibitor of ASUC1a with an IC 50 of 7.7 μM. They also provide structure-activity relationships for designing amiloride analogs that can inhibit ASIC1a channels (see Figure 21). Thus, in some embodiments, amiloride analogs are produced by introducing changes in the guanidine moiety of the amiloride structure. Since amiloride is only a very weak inhibitor of the Na + /Ca 2+ ion exchanger (IC50=1.1 mM), the amiloride analogue likewise has a very weak inhibitor of the Na + /Ca 2+ ion exchanger. Could be In some embodiments, amiloride analogs are designed to have high selectivity for ASIC1a over ASIC3 channels. In other embodiments, ring structures, eg, cyclic guanidine groups, are introduced into the amiloride structure to increase the inhibitory activity of ASIC1a currents. It is also possible for one or more NH groups of amiloride to internally form a hydrogen bond with the amino group or the ion channel at the 3-position.

マウスのインビボでの結果により、32.5μΜの血漿中濃度(50μlx1mMのiv用量)及び12.5μΜの全脳内濃度(1μlx500μΜのicv用量)で効能が達成しうることが示された。すなわち、ヒトの卒中のための急性治療に適当な有効濃度を獲得するためにはわずか10倍の濃度の増大が必要とされることが推定される。したがって、新規類似体を、アミロライド及びベンザミルに対する4〜8μΜという値から1μΜより低い値へと、増大したASIC1aのIC50濃度について、スクリーニングする。 In vivo results in mice showed that efficacy could be achieved at a plasma concentration of 32.5 μM (50 μl×1 mM iv dose) and a total brain concentration of 12.5 μM (1 μl×500 μM icv dose). That is, it is estimated that only a 10-fold increase in concentration is required to obtain an effective concentration suitable for acute treatment for human stroke. Therefore, new analogs are screened for increased IC 50 concentration of ASIC1a from values of 4-8 μM for amiloride and benzamil to values below 1 μM.

いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、ベンザミルのメチル化類似体(図21の式1〜5)及びベンザミルのアミジノ類似体(図21の式6)を含む。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、グアニジン基上に形成された1個の環を含む。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、ASIC1a電流に対する増大した阻害効力のためにアシルグアニジノ基を含む。 In some embodiments, the amiloride analogs include methylated analogs of benzamil (Equations 1-5 in Figure 21) and amidino analogs of benzamil (Equation 6 in Figure 21). In other embodiments, the amiloride analog comprises one ring formed on a guanidine group. In other embodiments, the amiloride analog comprises an acylguanidino group for increased inhibitory potency against ASIC1a currents.

アミロライドは、1mMで水に溶解し、1回の注入あたり50μlの用量でマウスモデルの虚血を処置するのに有効である。65kgのヒトを基準としたmg/kgでの等価用量は、40mgに近く、160mlを超える注入用量を必要とするであろう。同様に、ベンザミルは、0.9%生理食塩水中で0.4mg/ml(1.7mM)の報告されている溶解性を有し、これにより、10mlの注入でわずか5mgのベンザミル二塩酸塩の投与が可能となるに過ぎない。したがって、高い水溶性を有するアミロライド類似体が望ましい。いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、水溶性を向上させるために、グアニジノ基に水溶性基、例えば、N,N−ジメチルアミノ基又は糖を含む。いくつかの実施形態において、アミロライド類似体は、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM、50mM、60mM、70mM、80mM、90mM、100mM又はそれ以上の水溶性を有する。その他の実施形態において、アミロライド類似体は、単回の10mlの注入でヒトの静脈内に、10mg、25mg、50mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg、400mg、又は500mgの用量が投与されることが可能となる溶解性を有する。さらにその他の実施形態において、アミロライド類似体は、単回の2mlの注入でヒトの脳室内に、10mg、25mg、50mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg、400mg、又は500mgの用量が投与されることが可能となる溶解性を有する。 Amiloride is dissolved in water at 1 mM and is effective in treating ischemia in a mouse model at a dose of 50 μl per injection. An equivalent dose in mg/kg based on a 65 kg human would be close to 40 mg, requiring an infusion dose of more than 160 ml. Similarly, benzamil has a reported solubility of 0.4 mg/ml (1.7 mM) in 0.9% saline, which results in only 5 mg of benzamil dihydrochloride in a 10 ml infusion. It can only be administered. Therefore, amiloride analogs with high water solubility are desirable. In some embodiments, the amiloride analog includes a water-soluble group at the guanidino group, such as an N,N-dimethylamino group or sugar, to improve water solubility. In some embodiments, the amiloride analog has a water solubility of 5 mM, 10 mM, 20 mM, 30 mM, 40 mM, 50 mM, 60 mM, 70 mM, 80 mM, 90 mM, 100 mM or more. In other embodiments, the amiloride analog is administered intravenously to a human in a single 10 ml infusion at a dose of 10 mg, 25 mg, 50 mg, 100 mg, 150 mg, 200 mg, 250 mg, 300 mg, 400 mg, or 500 mg. It has the solubility that makes it possible. In still other embodiments, the amiloride analog is administered to human ventricle in a single 2 ml infusion at a dose of 10 mg, 25 mg, 50 mg, 100 mg, 150 mg, 200 mg, 250 mg, 300 mg, 400 mg, or 500 mg. It has the solubility that enables

上記した開示は、独立した用途と共に、一つ以上の別個の発明を包含しうる。これらの発明のそれぞれは、その好ましい形態で記載される。これらの好ましい形態は、本明細書中に開示及び示されたようなその特定の実施形態を含むが、多数のバリエーションが可能であることから、限定された意味で解釈されることを意図するものではない。本発明の主題は、本明細書中に開示される様々な要素、特徴、機能及び/又は特性の全ての新規及び非自明の組み合わせ及び部分的組み合わせを含む。以下の特許請求の範囲は、特に、新規及び非自明と見なされる特定の組み合わせ及び部分的組み合わせを指摘する。特徴、機能、要素及び/又は特性のその他の組み合わせ及び部分的組み合わせで具現化される発明は、本願又は関連する出願から優先権を主張する出願において特許請求されうる。かかる特許請求の範囲は、異なる発明に関しようと、同じ発明に関しようと、又は、元の特許請求の範囲に対して、範囲が広かろうと、狭かろうと、同じであろうと、異なろうと、本開示の発明の主題の中に含まれるものとして見なされる。

The above disclosure may encompass one or more separate inventions, as well as independent applications. Each of these inventions is described in its preferred form. These preferred forms, including the particular embodiments thereof as disclosed and illustrated herein, are intended to be construed in a limited sense, as numerous variations are possible. is not. The subject matter of the inventions includes all novel and non-obvious combinations and subcombinations of the various elements, features, functions and/or properties disclosed herein. The following claims particularly point out certain combinations and sub-combinations that are considered novel and non-obvious. Inventions embodied in other combinations and subcombinations of features, functions, elements and/or properties may be claimed in applications claiming priority from this or a related application. Whether such claims are broad, narrow, the same, or different from the original claims, whether they relate to different inventions, the same invention, or the original claims, It is considered to be included within the subject matter of the disclosed invention.

Claims (6)

アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩を含む、成人ヒト対象の中枢神経系における神経損傷を減少させるための医薬組成物であって、該アミロライド類似体は、フェナミル、ベプリジル、5−(N−メチル−N−イソブチル)アミロライド、5−(N,N−ヘキサメチレン)アミロライド及び5−(N,N−ジメチル)アミロライド塩酸塩からなる群より選択され、
虚血性イベントの発症の5時間以内に静脈内に投与され、神経損傷がアシドーシス誘導性の神経損傷である、前記医薬組成物。
A pharmaceutical composition for reducing nerve damage in the central nervous system of an adult human subject comprising an amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the amiloride analog comprises phenamyl, bepridil, 5-( Selected from the group consisting of N-methyl-N-isobutyl) amiloride, 5-(N,N-hexamethylene) amiloride and 5-(N,N-dimethyl) amiloride hydrochloride,
The above-mentioned pharmaceutical composition, which is administered intravenously within 5 hours of the onset of an ischemic event, and the nerve damage is acidosis-induced nerve damage.
アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩が体重1Kgあたり0.1mg〜10mgの用量範囲で与えられる、請求項1記載の前記医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof is given in a dose range of 0.1 mg to 10 mg per kg body weight. 虚血性イベントの発症の1時間以内に投与される、請求項1記載の前記医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to claim 1, which is administered within 1 hour of the onset of an ischemic event. 虚血性イベントの発症の1〜5時間以内に投与される、請求項1記載の前記医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to claim 1, which is administered within 1 to 5 hours after the onset of an ischemic event. 神経損傷が脳損傷である、請求項1記載の前記医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the nerve damage is brain damage. アミロライド類似体又はその薬学的に許容される塩が体重1Kgあたり0.1mg〜30mgの用量範囲で与えられる、請求項1記載の前記医薬組成物。 The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the amiloride analog or a pharmaceutically acceptable salt thereof is provided in a dose range of 0.1 mg to 30 mg per kg body weight.
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