JP2020527546A - 治療方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は概して、免疫調節の分野に関する。ウイルスおよび微生物による病態形成、自己免疫の要素に関与する疾患および炎症ならびにがんの治療において有用なToll様受容体により媒介される免疫刺激を阻害するための薬剤を本明細書において教示する。この薬剤は、Toll様受容体7(TLR7)のC98とC475との間のジスルフィド結合形成に拮抗し、これによりTLR7の活性化を防ぐ。医薬組成物をまた本明細書において可能とする。

Description

本出願は、その全内容を参照により全体が本明細書に組み込み、「治療方法」と題する、2017年6月30日申請の豪国仮特許出願第2017902545号の優先権に関連し、この優先権を主張する。本明細書は、配列表に言及する。「ST25.txt」ファイルは、ANSIフォーマットである。このファイルは、本明細書によって、その全体を豪国仮特許出願第2017902545号の参照により対象明細書に組み込む。
本発明は概して、免疫調節の分野に関する。ウイルスおよび微生物による病態形成、自己免疫の要素に関与する疾患および炎症ならびにがんの治療において有用なToll様受容体により媒介される免疫刺激を阻害するための薬剤を本明細書において教示する。医薬組成物をまた本明細書において可能とする。
本明細書において著者の言及する公表文献の書誌詳細は、本記載の最後にアルファベット順にまとめる。
本明細書における、任意の先行公表文献(もしくはそれに由来する情報)、または既知の任意の記事への参照は、承認または許可、あるいは先行公表文献(もしくはそれに由来する情報)または既知の記事が、本明細書の関連する注力分野において一般的共通知識の一部を形成することを示唆するいかなる形態も得られたものと見なされず、また見なされるべきではない。
免疫刺激は、ウイルスおよび微生物による病態形成の予防における主要な構成要素である。しかし、免疫系の制御は、複雑、繊細および多面的である。正当性がない刺激により、自己免疫疾患が生じ得る。医療従事者が、ウイルス性の伝染病およびパンデミックの切迫した脅威に対処し、自己免疫をコントロールしようとする場合、免疫応答をコントロールする制御プロセスのより完全な理解が必要とされる。感染株または自己免疫症状にかかわりなく病理を標的とする新たな治療法が緊急に必要とされている。
活性酸素種(ROS)の生成は、NADPHオキシダーゼ(NOX)ファミリーの酵素により達成される高度に協調的なプロセスである。NOX酵素は、単細胞真核生物において15億年よりも前に発生し、アメーバ、真菌、藻類および植物、線形動物、棘皮動物、尾索動物、昆虫、魚類、爬虫類ならびに哺乳動物を含むほとんどの真核生物群に存在する(Kawaharaら(2007年)BMC Evolutionary Biology7巻109頁、Aguirre(2010年)Free Radical Biology And Medicine49巻(9号)1342〜1353頁)。NADPHオキシダーゼの真核生物における機能は、多種多様であるが、共通機能は、病原体に応答した自然免疫細胞によるROSの生成である。実際、植物(ArtbohDおよびArtbohF)、真菌(NOXA/B)ならびに無脊椎動物線虫(Celegans)(Duoxオルソログ)、キイロショウジョウバエ(Drosophila melongaster)(NOX5ホモログ、d−NOXおよびDUOX)とネッタイシマカ(aedes aegypti)(NOXMおよびDUOX)におけるNADPHオキシダーゼのオルソログは、宿主を保護する殺菌活性によりROSを産生する(Kawaharaら(2007年)上記参照、Aguirre(2010年)上記参照)。硬骨類、両生類、鳥類および哺乳動物を含む脊椎動物は、NOX2 NADPHオキシダーゼを有し、これはファゴソームにおいてROSのバーストを生じさせて、侵入する病原体、特に細菌を殺傷する。しかし、ウイルス感染に対するROSの影響は、ほとんど分かっていない。
スーパーオキシドアニオンおよび過酸化水素(H)のようなROSは、マウスおよびヒト炎症細胞により、ウイルス感染に応答して生成され、インフルエンザA型ウイルスを含む低病原性から高病原性ウイルスに起因する病態を亢進させる(Imaiら(2008年)Cell133巻(2号)235〜249頁、Snelgroveら(2006年)Eur J Immunol36巻(6号)1364〜1373頁、Toら(2014年)Free Radical Research48巻(8号)940〜947頁、Vlahosら(2011年)PLoS Pathogens7巻(2号)e1001271頁、Vlahosら(2012年)Trends in Pharmacological Sciences33巻(1号)308頁、VlahosおよびSelemidis(2014年)Molecular Pharmacology86巻(6号)747〜759頁)。炎症細胞ROSの一次供給源は、NOX2オキシダーゼ酵素である(VlahosおよびSelemidis(2014年)上記参照、Selemidisら(2008年)Pharmacology&Therapeutics120巻(3号)254〜291頁、Drummondら(2011年)Nature Reviews Drug Discovery10巻(6号)453〜471頁、BedardおよびKrause(2007年)Physiological Reviews87巻(1号)245〜313頁)。NOX2オキシダーゼは、ファゴソームのROS生成を介して細菌および真菌の殺傷において役割を果たすが、NOX2オキシダーゼは、細菌に対する役割と同様にウイルスを除去するようには思われない。実際、NOX2の非存在下で、インフルエンザA型ウイルスは、肺の損傷および機能障害を実質的にほとんど生じず、ウイルス負荷が低くなる。これは、NOX2オキシダーゼ由来のROSが、ウイルス感染を阻害するのではなく助長することを示唆する(Imaiら(2008年)上記参照、Snelgroveら(2006年)上記参照、Toら(2014年)上記参照、Vlahosら(2011年)上記参照、Vlahosら(2012年)上記参照、VlahosおよびSelemidis(2014年)上記参照)。しかし、ウイルスがROS生成をどのように生じさせるのかを明らかとすることは、大部分がその生成部位に限局するように思われる、高反応性の酸素分子が、疾患にどのように寄与するかと同様、捉えどころがない。
細胞膜に結合した後(CossartおよびHelenius(2014年)Cold Spring Harbor Perspectives in Biology6巻(8号))、ウイルスが細胞および最終的にはエンドソームに多様な機構によって侵入すると、Toll様受容体3(TLR3)、TLR7およびTLR9を含む、エンドソームのパターン認識受容体によりウイルスRNAが検出される(IwasakiおよびPillai(2014年)Nature Reviews Immunology14巻(5号)315〜328頁)。特異的受容体の相互作用は、ウイルスの群(I〜V)またはゲノムの配向(すなわちssRNA、dsRNAまたはDNA)のいずれかに依存し、I型IFNおよびIL−1βの生成ならびにB細胞依存性抗体の生成を特徴とする免疫応答を引き起こす(IwasakiおよびPillai(2014年)上記参照)。宿主の核酸および自己抗原もまた、エンドソームTLRにより検出され、自己免疫疾患では、類似のI型IFN応答を媒介し、自己のRNAおよび抗原に対する抗体生成を刺激する。注目すべきことには、NOX2オキシダーゼが慢性的に欠損しているマウスは、自己抗体を発生させる傾向が高まり(Campbellら(2012年)Science Translational Medicine4巻(157号)157ra141頁)、慢性肉芽腫性疾患を有する患者は、NOX2オキシダーゼを介するROS産生能が不全であり、I型IFNおよび自己抗体の循環が進行する(Kelkkaら(2014年)Antioxidants&Redox Signaling21巻(16号)2231〜2245頁)。このような知見は、ROSレベルが低ければ、免疫応答が増強されるという考えを支持する。しかし、本発明の出現まで、ROSが、病原体に起因する炎症および病態をどのように調節するか、ならびにROSを標的として(および急性に)抑止することが、感染症および自己免疫疾患症状のような免疫応答に関連する他の症状の治療に実際に有益であり得るかどうかは分かっていなかった。
活性酸素種(ROS)は、ウイルスおよび微生物ならびに他の寄生生物の病原性を促進する。本発明に至るまでの研究では、細胞内ROS生成の部位および酵素供給源は、免疫刺激についてのROSに対する影響とともに決定した。本発明によれば、TLR7タンパク質が、TLR7の98番目(C98)と475番目(C475)のシステイン残基間に形成するジスルフィド結合により活性化され、これにより毒性ROSの生成が、NADPHオキシダーゼ(NOX2)を介して生じることが決定される。次いで、ROSは、抗ウイルスおよび抗微生物活性を抑制する。したがって、本発明では、TLR7を治療標的として検証する。TLR7活性を減少させることによって、自己免疫疾患、炎症およびがん、ならびにTLR7活性により増悪する他の症状の治療もまた可能となる。
TLR7により媒介される免疫刺激活性を対象において阻害する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、ヒト(もしくはマウス)TLR7のC98とC475との間または他のTLR7におけるその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書において可能とする。自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんについて対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、ヒト(もしくはマウス)TLR7のC98とC475との間または他のTLR7におけるその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書においてさらに教示する。本発明はまた、ROSにより誘導される免疫刺激低下の低減を可能とし、TLR7活性と関連する、またはそれにより増悪する症状を回復させる。ある実施形態では、薬剤は、TLR7活性を抑制し、自己免疫疾患症状の治療において有用である。
ある実施形態では、薬剤は、ヒト(またはマウス)TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さの、本明細書において「おとりペプチド」と呼ぶ、ペプチドを含み、TLR7のアミノ酸48〜148の間の連続アミノ酸最大100個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドを含み、TLR7のアミノ酸78〜118の間の連続アミノ酸最大40個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドをも含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基(C98)を含むことを条件とする。
ある実施形態では、おとりペプチドは、TLR7のアミノ酸R97〜C100に対応するアミノ酸配列RCNC(1文字表記のアミノ酸コードを使用)を含む。ある実施形態では、おとりペプチドは、ヒトTLRの95〜104番目にアミノ酸10個の長さを含み、DXRCNCXPX(配列番号27)(ここで、
はL、FまたはMであり、
はVまたはIであり、
はVまたはIまたはAまたはPであり、
はPまたはLまたはKまたはRである)に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を有する。
ある実施形態では、おとりペプチドは、ヒトTLR7のD95〜P104の間に対応するDFRCNCVPIP(配列番号26)である。
別の実施形態では、ペプチドは、マウスTLR7のD95〜L104に対応するアミノ酸配列DLRCNCVPVL(配列番号1)を含む。
ペプチドの細胞への取込みを促進するために、ペプチドは、ペプチドのN末端またはC末端に結合し、親水性もしくはカチオン性ペプチド、両親媒性(amphiphilicもしくはamphipathic)ペプチド、または周期性アミノ酸配列を有するペプチドを含む、部分をさらに含み得る。あるいは、ペプチドは、コレスタノールと結合する。
親水性ペプチドの例としては、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、PTD−5(配列番号6)、FHVcoat(配列番号7)、BMV Gag−(7−25)(配列番号8)、HTLV−II Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)からなる群から選択されるペプチドが挙げられる。
両親媒性ペプチドの例としては、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBP(配列番号15)、MPG[MPGac](配列番号16)、MPG(ΔNLS)(配列番号17)、Pep−1(配列番号18)およびPep−2(配列番号19)からなる群から選択されるペプチドが挙げられる。
周期性アミノ酸配列を有するペプチドの例としては、ポリアルギニンまたはポリリジン配列を有するペプチドが挙げられる。他の例は、Guidottiら(2017年)Trends in Pharmacological Sciences38巻(4号)406〜424頁の表1に提示し、その内容を参照により組み込む。細胞内取込みはまた、NOX2−コレスタノールリンカー(PEG)−gp91ds−TAT構築物により促進され得る。コレスタノールおよびPEGとgp91ds−TATが結合すると、gp91ds−TATのエンドソームへの送達が促進される。
ある実施形態では、対象は、ヒトまたは非ヒト哺乳動物である。
自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんを対象において阻害する医薬の製造における、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤の使用を本明細書においてさらに可能とする。関連する実施形態では、本発明は、対象における自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんの阻害における使用のための、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤を教示する。
TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤、ならびに1つまたは複数の医薬担体、賦形剤および/または希釈剤を含む医薬組成物を本明細書において教示する。ある実施形態では、このような薬剤は、TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さのペプチドを含む薬剤を含む。別の実施形態では、薬剤は、TLR7のアミノ酸48〜148の間の連続アミノ酸最大100個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜100個の長さのペプチドを含む。別の実施形態では、薬剤は、TLR7のアミノ酸78〜118の間の連続アミノ酸最大40個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜40個の長さのペプチドを含む。このような実施形態のそれぞれは、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基(C98)を含むことを条件とする。あるいは、または加えて、ペプチドは、TLR7のR97〜C100に対応するアミノ酸配列RCNCを含む。外来性アミノ酸は、RCNCを含め総計5〜500個を、HN−RCNC−C00HのNおよび/またはC末端上に含み得る。TLR7阻害ペプチドの模倣化合物もまた本発明の一部を形成する。
本明細書において使用する略号を表1に定義する。
アミノ酸配列は、配列識別番号(配列番号)により言及する。配列番号は、配列識別子<400>1(配列番号1)、<400>2(配列番号3)等に数値的に対応する。3文字もしくは1文字コードまたは省略せずに記載されるアミノ酸配列は、他に明示しない限り、N末端からC末端方向(それぞれ左から右)で提示する。
対象明細書を通して使用する配列識別子の要約を表2に提示する。
本明細書において使用するアミノ酸の1文字または3文字コードを表3に定義する。
プライマーおよびその供給源ならびに参照配列のリストを表4に示す。インフルエンザポリメラーゼプライマーは、カスタム合成し、その配列を示す。
いくつかの図は、色彩表現または実体を含む。カラー写真は、特許権所有者から要求に応じて、または適切な特許事務所から入手可能である。特許事務所から入手する場合、費用が課せられ得る。
季節性およびパンデミック インフルエンザA型ウイルスが、NOX2オキシダーゼの活性化を介してエンドソームROS生成を誘導することを示す、写真およびグラフの提示である。(A〜B)インフルエンザA型ウイルス株HKx31(MOIは10)に1時間感染させ、初期エンドソーム抗原1(EEA1)に対する抗体、およびA)インフルエンザA型ウイルス核タンパク質(NP)またはB)NOX2のいずれかに対する抗体で標識し、次いで、4’,6’−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI;青色)で標識した、野生型(WT)マウス一次肺胞マクロファージの共焦点顕微鏡像である。また、結果を定量化したものを示す(n=5)。(C〜D)OxyBURST(100μM)共焦点蛍光顕微鏡法により評価し、DAPIで標識した場合の、マウス一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS対照レベルの経時的上昇を示す(n=5)。(E〜F)OxyBURST共焦点蛍光顕微鏡法によりHKx31ウイルスの非存在または存在下で評価し、DAPIで標識した場合の、WT、NOX2−/yおよびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD;300U/mL)で処理したWTマウスの一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す(n=5)。(G)非感染およびHKx31ウイルス感染マウス一次肺胞マクロファージを、OxyBURSTおよび酸性化エンドソームマーカーであるLysotracker(50nM)で標識した。いくつかの細胞は、バフィロマイシンA(Baf−A;100nM)で処理してエンドソームの酸性化を抑制した(n=4)。(H)季節性H3N2(A/New York/55/2004、A/Brisbane/9/2007)、季節性H1N1(A/New Caledonia/20/1999、A/Solomon Islands/3/2006)および流行性A型(H1N1)pdm09株(A/California/7/2009、A/Auckland/1/2009)に感染させ、エンドソームROSについてOxyBURSTで標識したヒト肺胞マクロファージを示す(n=4)。(I〜J)OxyBURST蛍光顕微鏡法により評価し、熱(56℃)不活化HKx−31ウイルス(ウイルス融合を遮断するため)またはUV不活化HKx−31ウイルス(複製を遮断するため)のいずれかに曝露し、DAPIで標識した場合の、WTマウス一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す(n=4)。(A、B、C、E、G、HおよびI)画像は、各実験にわたって解析した150個を超える細胞を表す。オリジナルの倍率は×100である。(A、B、D、FおよびJ)データは、平均値±SEMとして表す。(AおよびB)Studentsの独立t検定を行った。*はP<0.05である。(D、FおよびJ)一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。*はP<0.05であり、**はP<0.01である。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 TLR7のインフルエンザA型ウイルス、NOX2およびEEA1との共局在が、TLR7およびPKC依存性機構を介するインフルエンザA型ウイルスに対するエンドソームROS生成のためのシグナル伝達プラットフォームであることを示す写真およびグラフの提示である。(A〜C)無処理か、またはインフルエンザA型ウイルスHKx31(MOIは10)に感染させ、TLR7およびA)インフルエンザA型ウイルスNP、B)NOX2またはC)EEA1のいずれかに対する抗体で標識し、次いで、4’,6’−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)で標識した、マウス一次肺胞マクロファージの共焦点顕微鏡像である。また、複数の実験から取得した定量化データを示す(n=5)。(D)OxyBURST(100μM)蛍光顕微鏡法によりHKx31ウイルスの非存在または存在下で評価し、DAPIで標識した場合の、WTおよびTLR7−/−マウス一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す(n=6)。(E)NOX2およびp47phox会合の評価のための免疫蛍光顕微鏡像である。WTおよびTLR7−/−不死化骨髄由来マクロファージ(BMDM)を無処理とするか、またはHKx31ウイルス(MOIは10)にバフィロマイシンA(Baf−A;100nM)またはダイナソア(Dyna;100μM)の非存在または存在下で感染させ、次いで、NOX2およびp47phoxに対する抗体で標識した。また、結果を定量化したものを示す(n=5)。(F〜I)OxyBURST蛍光顕微鏡法により、F)イミキモド(Imiq;10μg/ml)およびG)ssRNA(100μg/ml)の非存在または存在下で評価し、DAPIで同時標識した場合の、WTおよびNOX2−/yマウス一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す(n=5)。(H、I)FRET解析によりWTおよびTLR7−/−BMDMにおいて評価した場合の、細胞質PKC活性を示す。細胞を溶媒対照で、またはバフィロマイシンA(100nM)もしくはダイナソア(100μM)のいずれかで処理し、次いで、インフルエンザA型ウイルス(HKx31、MOIは10)またはイミキモド(10μg/ml)に25分間曝露した(n=3)。(A〜FおよびH)画像は、各実験にわたって解析した150個を超える細胞を表す。オリジナルの倍率は×100である。すべてのデータは、平均値±SEMとして表す。(A、B、C、FおよびG)Studentsの独立t検定を行った。*はP<0.05である。(D、E、HおよびI)一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。*はP<0.05である。 同上。 同上。 同上。 ssRNAおよびDNAウイルスに対するエンドソームROS生成が、TLR7およびTLR9依存性機構を介することをそれぞれ示す、写真およびグラフの提示である。(A)OxyBURST(100μM)蛍光顕微鏡法により、インフルエンザA型ウイルス(HKx31ウイルス)、ライノウイルス(rhino)、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、ヒトパラインフルエンザウイルス(PIV)、ヒトメタニューモウイルス(HMPV)、センダイウイルス、デングウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ムンプスウイルス(MuV)、ニューカッスル病ウイルス(NDV)、ロタウイルス(UKおよびウシ株)、単純ヘルペスウイルス2型(HSV−2)およびワクシニアウイルスの非存在または存在下で評価し、4’,6’−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)で標識した場合の、WTおよびTLR7−/−骨髄由来マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す。また、結果を定量化したものを示す(n=5)。(B)OxyBURST蛍光顕微鏡法により、HKx31ウイルス、ライノウイルス、センダイウイルス、デングウイルス、および単純ヘルペスウイルス2型(HSV−2)の非存在または存在下で評価し、DAPIで標識した場合の、WTおよびTLR9−/−マウス一次肺胞マクロファージにおけるエンドソームROS生成を示す(n=5)。(AおよびB)画像は、各実験にわたって解析した150個を超える細胞を表す。オリジナルの倍率は×100である。すべてのデータは、平均値±SEMとして表す。一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。#はP<0.05であり、WT対照と比較した。*はP<0.05による比較であり、横軸により示す。 同上。 細菌により誘導されるROS生成が、ウイルス依存性ROS機構と異なることを示す、写真およびグラフの提示である。(A)OxyBURST(100μM)蛍光顕微鏡法によりWTおよびTLR7−/−不死化骨髄由来マクロファージにおいて評価した場合の、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)および肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumoniae)に対するファゴソームのスーパーオキシド生成を示す。画像は、各実験にわたって解析した150個を超える細胞を表す。オリジナルの倍率は×100である。(B)は、結果を定量化したものを示す(n=5)。すべてのデータは、平均値±SEMとして表す。一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。*はP<0.05であり、WT対照と比較した。 同上。 エンドソームNOX2オキシダーゼが、サイトカイン発現をTLR7活性に応答してin vitroおよびin vivoで抑制することを示す、グラフの提示である。(A〜B)WTおよびTLR7−/−不死化骨髄由来マクロファージ(BMDM)を、無処理とするか、またはA)アポシニン(Apo;300μM)またはB)バフィロマイシンA(Baf−A;100nM)の非存在または存在下で、イミキモド(Imiq;10μg/mL)により処理し、24時間後にIFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6のmRNA発現をQPCRにより定量した(n=6)。(C〜D)WTおよびNOX2−/yマウスにイミキモド(50μg/マウス、鼻腔内)を投与し、C)では、総気道炎症を気管支肺胞洗浄液の解析により定量し、D)では、24時間後にサイトカイン発現を評価した(n=5)。(A、B、D)応答は、GAPDHとの比較であって、WT対照に対する倍率変化として表す。(A〜D)データは、平均値±SEMとして表す。(A、BおよびD)Kruskal−Wallis検定の後、Dunnのポストホック検定を行って多重比較した。(C)一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。統計学的有意性は、P<0.05の場合に認められた。*はP<0.05であり、**はP<0.01である。 エンドソームNOX2オキシダーゼ由来過酸化水素(H)が、サイトカイン発現をTLR7の活性化に応答してin vitroおよびin vivoで阻害することを示す、写真およびグラフの提示である。(A)WTマウス一次肺胞マクロファージを、無処理のままとするか、またはFITC標識カタラーゼで処理して5分間置いた後、HKx31ウイルス(MOIは10)に感染させた。細胞をLysotracker(50nM)で標識し、LysotrackerおよびFITCカタラーゼの共局在を、共焦点顕微鏡を用いて評価した。画像は、各実験にわたって解析した100個を超える細胞を表す。オリジナルの倍率は×100である(n=3)。(B)WTおよびTLR7−/−不死化骨髄由来マクロファージ(BMDM)を、無処理のままとするか、またはカタラーゼ(1000U/mL)で処理して1時間置き、24時間後にIFN−βおよびIL−1βのmRNA発現をQPCRにより定量した(n=7)。(C)WTのBMDMを、無処理のままとするか、またはカタラーゼ(1000U/mL)の非存在または存在下で、イミキモド(Imiq)により処理して1時間置き、24時間後にIFN−βおよびIL−1βのmRNA発現をQPCRにより評価した(n=6)。(D)WTのBMDMを、DMSO(0.1%)またはダイナソア(Dyna;100μM)のいずれかで30分間処理し、次いで、カタラーゼ(1000U/mL)で1時間処理した。24時間後にサイトカインmRNA発現をQPCRにより定量した(n=6)。(E)WTおよびTLR7−/−不死化BMDMをカタラーゼ(1000U/mL)で1時間処理し、24時間後にサイトカインmRNA発現をQPCRにより定量した(n=6)。(F)WTおよびUNCB93−/−不死化BMDMをカタラーゼ(1000U/mL)で1時間処理し、24時間後にサイトカインmRNA発現をQPCRにより定量した(n=6)。(G〜I)WTのBMDMをカタラーゼまたはイミキモド(10μg/ml)のいずれかで1時間処理し、24時間後にG)TLR7、H)NLRP3またはI)TREML4のmRNA発現をQPCRにより定量した(n=6)。(J)カタラーゼ(1000U/マウス)をマウスの鼻腔内に処置し、次いで、TREML4の肺における発現をQPCRにより定量した(n=5)。(KおよびL)カタラーゼ(1000U/マウス、鼻腔内)をWTマウスに投与し、24時間後にK)総BALF気道炎症およびL)肺サイトカイン発現を評価した(n=5)。(B〜HおよびL)応答は、GAPDHとの比較であって、WT対照に対する倍率変化として表す。(B〜HおよびL)Kruskal−Wallis検定の後、Dunnのポストホック検定を行って多重比較した。(IおよびJ)Mann−Whitney Wilcoxon検定を行った。すべてのデータは、平均値±SEMとして表す。P<0.05の場合に統計学的に有意であるとした。*はP<0.05である。 同上。 同上。 TLR7上のC98が、受容体の活性を制御し、エンドソームHの標的であることを示す、グラフの提示である。(A)TLR7−/−BMDMに、空のベクターWT TLR7、あるいはシステイン98、260、263、270、273および445をアラニンに変異させたTLR7(TLR7 6mut)、システイン98および445をアラニンに変異させたTLR7(TLR7C98A/445A)、またはシステイン445(TLR7C445A)もしくはシステイン98(TLR7C98A)をアラニンに変異させたTLR7のいずれかをトランスフェクトした。48時間後、細胞を無処理のままとするか、またはカタラーゼ(1000U/mL)またはイミキモド(Imiq、10μg/ml)のいずれかで処理して1時間置き、24時間後にサイトカイン発現を評価した(n=6)。応答は、GAPDHとの比較であって、TLR−/−対照に対する倍率変化として表す。データは、平均値±SEMとして表す。一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。統計学的有意性は、P<0.05の場合に認められた。*はP<0.05である。(n.s)は、非有意を意味する。(B)CLUSTAL OMEGAを用いた多重配列アラインメントにより、TLR7上のCys98が種を越えて保存されていることが示される。 同上。 NOX2オキシダーゼを阻害すると、I型IFNおよびIL−1βの発現、およびインフルエンザA型ウイルス感染に対する抗体生成が増加することを示す、グラフの提示である。(A)WTおよびNOX2−/yマウス由来の肺胞マクロファージを無処理のままとするか(ナイーブ)、またはHKx31インフルエンザA型ウイルス(MOIは10)に感染させて置き、24時間後にIFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6のmRNA発現をQPCRにより解析した(n=8)。(B〜C)WTおよびNOX2−/yマウスを生きたHKx31インフルエンザA型ウイルス(1マウスあたり1×105PFU)に感染させ、3日後にB)サイトカインmRNA発現、およびC)BALFまたはD)血清中のIFN−βタンパク質発現を評価した(n=5)。(E〜I)WTおよびNOX2−/yマウスを不活化HKx31インフルエンザA型ウイルス(1マウスあたり1×104PFUと等価)に感染させて、7日目にE)体重、F)気道炎症および識別細胞数(すなわち、マクロファージ、好中球およびリンパ球)、G)肺全体におけるサイトカイン発現(応答は、GAPDHに対する倍率変化として示す)ならびにH)血清およびI)BALFの抗体レベルを測定した(n=6)。データは、平均値±SEMとして表す。(A)Kruskal−Wallis検定の後、Dunnのポストホック検定を行って多重比較した。(B〜I)独立t検定を行い、P<0.05の場合に統計学的に有意であるとした。*はP<0.05である。**はP<0.01である。 同上。 同上。 同上。 同上。 NOX2オキシダーゼ阻害物質を、エンドソームを標的として送達すると、インフルエンザA型ウイルス感染後にin vivoでマウスを保護することを示す、写真およびグラフの提示である。(A〜E)WTマウス由来の肺胞マクロファージをCy5コレスタノール−PEGリンカーフルオロフォア(Cy5−chol;100nM)で30分間処理し、HKx31インフルエンザA型ウイルス(MOIは10)に感染させた。次いで、細胞をA)およびB)EEA1、C)NOX2またはD)インフルエンザA型核タンパク質(NP)のいずれかに対する抗体で対比標識した。次いで、すべての細胞を4’,6’−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)で染色し、共焦点顕微鏡で撮像した。B)細胞をダイナソア(100μM)で30分間前処理した後、Cy5−コレスタノールに曝露した。E)A〜Dから取得したデータを定量化した(n=5)。F)RAW264.7マクロファージを無処理とするか、または種々の濃度のコレスタノール結合gp91ds−TAT(Cgp91)、エチル結合gp91ds−TAT(Egp91)もしくは非結合gp91ds−TAT(Ugp91)で30分間処理した後、ROS生成をL−O12(100μM)増強化学発光により定量した(n=7)。(G)キサンチン/キサンチンオキシダーゼ無細胞アッセイによる、Ugp91ds−TAT(1μM)またはCgp91ds−TAT(1μM)の非存在または存在下でのスーパーオキシド生成を示す(n=6)。(H〜I)Ugp91ds−TAT(0.02mg/kg/日)またはCgp91ds−TAT(0.02mg/kg/日)を1日1回4日間、WTマウスに鼻腔内投与により送達した。最初の阻害物質投与後24時間で、マウスを食塩水で処置するか、またはHKx31インフルエンザA型ウイルス(1マウスあたり1×105PFU)に感染させた。感染後3日目にマウスを選別し、H)気道炎症をBALF細胞計数により評価し、I)肺IFN−β mRNAをQPCRにより定量した(n=7)。(n.s)は、非有意を意味する。(J〜M)NOX2阻害物質を0.2mg/kg/日の用量で送達したことを除いてH)と同様に、マウスをNOX2阻害物質処置法およびウイルス感染プロトコルに供した(n=7)。J)気道炎症をBALF計数により、K)体重(1日目の測定値からの%体重変化)、L)BALF炎症細胞によるROS生成をL−O12増強化学発光を用いて、およびM)ウイルスmRNAをQPCRにより解析した。データは、平均値±SEMとして表す。E)独立t検定を行い、P<0.05の場合に統計学的に有意であるとした。(F、G、H、J、K、L)一元配置分散分析の後、Dunnettのポストホック検定を行って多重比較した。(IおよびM)Kruskal−Wallis検定の後、Dunnのポストホック検定を行って多重比較した。統計学的有意性は、P<0.05の場合に認めた。*はP<0.05であり、**はP<0.01である。 同上。 同上。 同上。 a〜dは、ヒトTLR7上のすべてのシステイン残基の位置を実証する多重配列アラインメント解析を示す。ヒトTLRの個々の配列は、NCBI GenBankタンパク質データベースから次の受託番号、TLR1(CAG38593.1)、TLR2(AAH33756.1)、TLR3(ABC86910.1)、TLR4(AAF07823.1)、TLR5(AAI09119.1)、TLR6(BAA78631.1)、TLR7(AAZ99026.1)、TLR8(AAZ95441.1)、TLR9(AAZ95520.1)およびTLR10(AAY78491.1)により入手し、次いで、配列アラインメントをCLUSTAL OMEGA(EMBL−EBI)により実施した。赤色の点による四角形の囲みで示すものは、ヒトTLR7上のシステインであり、それぞれの位置を示す。 同上。 同上。 同上。 a〜cは、脊椎動物TLR7の多重配列アラインメント解析を示す。TLRの個々の配列は、NCBI GenBankタンパク質データベースから次の受託番号、タイセイヨウサケ(CCX35457.1)、ネッタイツメガエル(AAI66280.1)、セキショクヤケイ(ACR26243.1)、ハツカネズミ(Mus musculus)(AAI32386.1)、ドブネズミ(NP_001091051.1)、ヒト(Homo sapiens)(AAZ99026.1)、イノシシ(ABQ52583.1)およびウシ(NP_001028933.1)により入手し、次いで、配列アラインメントをCLUSTAL OMEGA(EMBL−EBI)により実施した。赤色の点による四角形の囲みで示すものは、ヒトTLR7上のシステインであり、それぞれの位置を示す。 同上。 同上。 図12aおよびbは、C98iの非存在または存在下でTLR7アゴニストであるイミキモドへの曝露後に骨髄由来マクロファージにより生成されるIL−1βサイトカインの発現データを示す、グラフの提示である。C98i処理の持続時間は1時間であり、その後、イミキモドに曝露して、24時間後にサイトカインを定量的リアルタイムPCRにより測定した。 C98iの非存在または存在下でTLR7アゴニストであるガーディキモドへの曝露後に骨髄由来マクロファージにより生成されるIL−1βサイトカインの発現データを示す、グラフの提示である。C98i処理の持続時間は1時間であり、その後、イミキモドに曝露して、24時間後にサイトカインを定量的リアルタイムPCRにより測定した。 C98iへの曝露後に骨髄由来マクロファージにより生成されるIL−1βサイトカインの発現データを示す、グラフの提示である。C98i処理の持続時間は、1時間であり、24時間後にサイトカインを定量的リアルタイムPCRにより測定した。 C98iの非存在または存在下でTLR7アゴニストであるイミキモドへの曝露後に骨髄由来マクロファージによりin vitroで生成されるIL−1βサイトカインのタンパク質発現のデータを示す、グラフの提示である。C98i処理の持続時間は1時間であり、その後、イミキモドに曝露して、24時間後にサイトカインをELISAにより測定した。 aおよびbは、TLR7アゴニストであるイミキモド、およびTATを有しないC98i(noTAT)に応答した、IL−1β生成(a)および細胞生存率(b)の図表の提示である。 C98iがインフルエンザA型(X31)ウイルス応答(IL−6GAPDH)をin vitroで阻害すること(C98i 30μM+X31−IL−6mRNA発現)を示す、グラフの提示である。 C98iのスクランブルアミノ酸配列が、TLR7アゴニスト(イミキモド)に対して作用しなかったことを示す、グラフの提示である。スクランブルアミノ酸配列は、YGRKKRRQRRRCLVPNDCRLV−NH(配列番号44)である。 C98i RCNC(配列番号45)の短いモチーフのいずれも、およびその修飾形態(RANC、配列番号46;RANA、配列番号47;またはRCNA、配列番号48)のいずれも、TLR7アゴニスト(イミキモド)応答をin vitroで阻害できなかったことを示す、グラフの提示である。ペプチドは、100μM±10μg/mlイミキモドで使用し、IL−6mRNA発現を測定した。
本明細書を通して、文脈上他に必要とされない限り、単語「comprise(含む)」、または「comprises」もしくは「comprising」のような変化形は、述べられた要素もしくは整数もしくは方法ステップまたは要素もしくは整数もしくは方法ステップの群を包含することを意味するが、他の任意の要素もしくは整数もしくは方法ステップまたは要素もしくは整数もしくは方法ステップの群を除外することを意味しないことが理解され得る。
対象明細書において使用する場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈上他に明らかに述べない限り、複数の態様を含む。したがって、例えば、「a pathogen(病原体)」に言及する場合、単一の病原体、ならびに2つ以上の病原体を含み、「an agent(薬剤)」に言及する場合、単一の薬剤、ならびに2つ以上の薬剤を含み、「the disclosure(開示)」に言及する場合、開示により教示する単一および複数の態様を含む等とする。本明細書において教示および可能とする態様は、用語「発明」により包含する。本明細書において検討する、いかなる変形および派生物も、本発明の「形態」により包含する。本発明のすべての態様は、本特許請求の範囲にわたって可能とする。
本発明は、細胞のエンドソーム区画にウイルスが侵入すると、NADPHオキシダーゼ(NOX)依存性の活性酸素種(ROS)生成がエンドソームにおいて引き起こされるという決定に部分的に基づく。エンドソームROSが、抗ウイルス免疫を付与する分子機構の負の制御因子であり、Toll様受容体7(TLR7)の活性化に依存すると決定されている。TLR7活性化に対する拮抗によりROS生成を制限することが可能であれば、不偏的抗ウイルス療法ならびに抗病原体療法がより一般的に提供可能となる。TLR7活性化に対する拮抗により、さもなければ免疫刺激と拮抗し得るROSの生成が制限される。TLR7それ自体が、炎症の形態と関連することを考慮すれば、本発明は、微生物感染症(例えば、細菌および真菌等の微生物)、自己免疫疾患症状、炎症ならびにがんの治療において広範な意義を有する。したがって、TLR7活性化に対する拮抗は、TLR7活性化と関連する、またはTLR7活性化により増悪する、疾患および症状の回復に役立つ。
したがって、本発明は、
(i)NOX2を介するエンドソームROS生成の減少、
(ii)炎症症状の軽減をもたらす活性化TLR7の減少、
(iii)免疫刺激低下の低減、
(iv)液性免疫応答ネットワークの負の制御の低減、
(v)病原体感染能の低下、
(vi)炎症の軽減、
(vii)がん増殖能の低下、および/または
(viii)これらにより生じる自己免疫症状もしくは疾患の回復
をもたらす、活性化TLR7レベルの低下を可能とする。
したがって、TLR7により媒介される免疫刺激活性を対象において阻害する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書において可能とする。
自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんについて対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書においてさらに可能とする。
活性酸素種の過剰生成について対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法をまた本明細書において可能とする。
TLR7により媒介される炎症について対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書において可能とする。
自己免疫症状について対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書においてさらに可能とする。
がんについて対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤と接触させることを含む方法を本明細書においてまたさらに可能とする。
TLR7に言及する場合、任意の種由来の任意のTLR7を含む。一般には、言及するTLR7は、治療する対象由来のTLR7である。したがって、対象がヒトである場合、アンタゴニストは、細胞により発現するヒトTLR7であり得る。ヒトTLR7のアミノ酸配列は、配列番号20に定義する。種々の種由来のTLR7のアミノ酸配列の比較は、図11(Figure 11)に定義する。475番目のアミノ酸(C475)のシステインとジスルフィド結合を形成する98番目のアミノ酸(C98)、または種々の種由来のホモログにおける対応する位置のシステイン残基(Cys;C)は、重要である。このようなアミノ酸の位置は、TLR7分子において種を越えて保存されている。ある実施形態では、本発明は、このジスルフィド結合の形成と拮抗して、活性化TLR7レベルの低下をもたらす。次いで、これによってTLR7により媒介される免疫刺激が減少し、NADPHオキシダーゼにより媒介されるROS形成が減少する。
このジスルフィド結合を形成するペアのアンタゴニストの使用を本明細書において提唱する。この薬剤は、タンパク質性または非タンパク質性であり得る。ある実施形態では、おとりペプチドは、TLR7のC475とジスルフィド結合を形成し、これによりC98とC475との間のジスルフィド結合形成を阻止することを提唱する。ある実施形態では、薬剤は、おとりペプチドの模倣化合物である。
微生物病原体の例としては、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pyloris)、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、マイコバクテリア(Mycobacteria)菌種(結核菌(M.tuberculosis)、マイコバクテリウム・アビウム(M.avium)、マイコバクテリウム・イントラセルラレ(M.intracellulare)、マイコバクテリウム・カンサシ(M.kansasii)およびマイコバクテリウム・ゴルドネ(M.gordonae)等)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)(A群レンサ球菌(Streptococcus))、ストレプトコッカス・アガラクチア(Streptococcus agalactiae)(B群レンサ球菌)、レンサ球菌(嫌気性菌種)、肺炎レンサ球菌、病原性カンピロバクター(Campylobacter)菌種、エンテロコッカス(Enterococcus)菌種、インフルエンザ菌、炭疽菌(Bacillus anthracis)、ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae)、コリネバクテリウム(Corynebacterium)菌種、ブタ丹毒菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、破傷風菌(Clostridium tetani)、エンテロバクター・アエロゲネス(Enterobacter aerogenes)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、パスツレラ・ムルトシダ(Pasturella multocida)、バクテロイデス(Bacteroides)菌種、フソバクテリウム・ヌクレアタム(Fusobacterium nucleatum)、ストレプトバチルス・モニリフォルミス(Streptobacillus moniliformis)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)、トレポネーマ・ペルテニュ(Treponema pertenue)、レプトスピラ(Leptospira)およびアクチノマイセス・イスラエリ(Actinomyces israelii)が挙げられる。病原性真菌の例としては、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、ヒストプラズマ・カプスラーツム(Histoplasma capsulatum)、コクシジオイデス・イミチス(Coccidioides immitis)、ブラストミセス・デルマチチジス(Blastomyces dermatitidis)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)およびカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)が挙げられるが、これらに限定されない。
ウイルス病原体の例としては、レトロウイルス科(Retroviridae)(ヒト免疫不全ウイルス(HIV)を含むが、これに限定されない)、ピコルナウイルス科(Picornaviridae)(例えば、ポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルス、エコーウイルス)、カリシウイルス科(Calciviridae)(胃腸炎を引き起こす株等)、トガウイルス科(Togaviridae)(例えば、ウマ脳炎ウイルス、風疹ウイルス)、フラビウイルス科(Flaviviridae)(例えば、デングウイルス、脳炎ウイルス、黄熱ウイルス)、コロナウイルス科(Coronaviridae)(例えば、コロナウイルス)、ラブドウイルス科(Rhabdoviridae)(例えば、水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス)、フィロウイルス科(Filoviridae)(例えば、エボラウイルス)、パラミクソウイルス科(Paramyxoviridae)(例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス)、オルトミクソウイルス科(Orthomyxoviridae)(例えば、インフルエンザウイルス)、ブニヤウイルス科(Bunyaviridae)(例えば、ハンタウイルス(Hantaan virus)、ブニヤウイルス、フレボウイルス、およびナイロウイルス(Nairo virus))、アレナウイルス科(Arena viridae)(出血熱ウイルス)、レオウイルス科(Reoviridae)(例えば、レオウイルス、オルビウイルス、およびロタウイルス)、ビルナウイルス科(Birnaviridae)、ヘパドナウイルス科(Hepadnaviridae)(B型肝炎ウイルス)、パルボウイルス科(Parvoviridae)(パルボウイルス)、パポバウイルス科(Papovaviridae)(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス)、アデノウイルス科(Adenoviridae)(ほとんどのアデノウイルス)、ヘルペスウイルス科(Herpesviridae)(単純ヘルペスウイルス(HSV)1型およびHSV−2型、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV))、ポックスウイルス科(Poxviridae)(痘瘡ウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス)、およびイリドウイルス科(Iridoviridae)(アフリカブタコレラウイルス(African swine fever virus)等)、ならびに未分類ウイルス(例えば、海綿状脳症の病原体、デルタ肝炎の病原体(B型肝炎ウイルスの不完全なサテライトであると考えられる)、非A型、非B型肝炎の病原体(クラス1=内部感染、クラス2=非経口的に感染(すなわち、C型肝炎))、ノーウォークおよび関連するウイルス、ならびにアストロウイルス)が挙げられる。
がんまたは腫瘍は、急性リンパ性白血病、B細胞リンパ腫、神経膠腫、膀胱がん、胆道がん、乳がん、子宮頸癌、結腸癌、結腸直腸癌、絨毛癌、上皮細胞がん、胃がん、肝細胞がん、ホジキンリンパ腫、肺がん、リンパ球系細胞由来の白血病、黒色腫、骨髄腫、非小細胞肺癌、上咽頭がん、卵巣がん、前立腺がん、膵臓がん、腎臓がん、頸部および食道の扁平上皮がん、精巣がん、T細胞白血病ならびに黒色腫を含む。
自己免疫障害は、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、炎症性腸疾患、シェーグレン症候群、多発性筋炎、血管炎、ウェゲナー肉芽腫症、サルコイドーシス、強直性脊椎炎、ライター症候群、乾癬性関節炎およびベーチェット症候群を含む。ある実施形態では、自己免疫障害は、免疫複合体に関連する疾患である。免疫複合体関連疾患は特に、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、結節性多発動脈炎、連鎖球菌感染後糸球体腎炎、クリオグロブリン血症、ならびに急性および慢性血清病を含むが、これらに限定されない。
本発明により考えられる炎症性疾患症状の例としては、傷害または疾患により冒された組織を保護することを意図する、特定領域における、赤み、腫れ、疼痛の応答、および熱感を生じる疾患および障害が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の方法を使用して治療可能な炎症疾患は、ざ瘡、狭心症、関節炎、喘息、誤嚥性肺炎疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、大腸炎、膿胸、胃腸炎、腸感冒、壊死性腸炎、骨盤内炎症性疾患、咽頭炎、胸膜炎、咽喉の痛み、発赤、咽喉炎、尿路感染症、慢性炎症性脱髄性多発神経炎、慢性炎症性脱髄性多発神経根筋障害を含むが、これらに限定されない。
おとりペプチドは、アミノ酸4〜190個の長さを含み、ある実施形態では、TLR7のR97〜C100に対応するアミノ酸配列RCNCを含む。この配列は、種を越えて保存される。TLR7もしくはその等価物のC98またはTLR7ホモログもしくは変異体における対応する位置は、重要である。ある実施形態では、おとりペプチドは、
(a)アミノ酸4〜190個の長さと、
(b)TLR7のR97〜C100に対応するアミノ酸配列RCNCと、
(c)TLR7のC98に対応する位置にシステインと
を含む。
アミノ酸は、C98に対応するシステインを除き、コンフォメーションについてまたは機能的に等価または類似のアミノ酸に関して置換することができる。
ある実施形態では、薬剤は、TLR7のアミノ酸4〜194間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸4〜190個の長さの、「おとりペプチド」と呼ぶペプチドを含み、TLR7のアミノ酸48〜148の間の連続アミノ酸最大100個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドを含み、TLR7のアミノ酸78〜118の間の連続アミノ酸最大40個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドをも含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基(C98)を含むことを条件とする。ペプチドは、アミノ酸4〜190個の長さであり得る。
おとりペプチドの長さに関する表現「4〜190個」は、アミノ酸4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、103、104、105、106、107、108,109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189および190個の長さを含む。アミノ酸48〜148間の領域は、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147および148番目を含む。78〜118の間の領域は、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116,117および118番目を含む。パーセント類似性に関する表現「少なくとも70%」は、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99および100%を含む。
用語「類似性」は、本明細書において使用する場合、比較する配列間のアミノ酸レベルでの正確な同一性を含む。非同一性がアミノ酸レベルで存在する場合、「類似性」は、構造的、機能的、生化学的および/またはコンフォメーションレベルで、それでもなお相互に関連するアミノ酸を含む。特に好ましい実施形態では、ヌクレオチドおよび配列の比較は、類似性ではなく同一性のレベルで行う。
2つ以上のペプチド間の配列関係を説明するために使用する用語は、「参照配列」、「比較ウインドウ」、「配列類似性」、「配列同一性」、「パーセント配列類似性」、「パーセント配列同一性」、「実質的に類似」および「実質的同一性」を含む。「参照配列」は、アミノ酸残基少なくとも4個以上の長さを含むものである。2つのポリペプチドがそれぞれ、(1)2つのポリペプチド間で類似する配列(すなわち、完全なTLR7アミノ酸配列の一部分のみ)、および(2)2つのポリペプチド間で分岐するアミノ酸配列を含むため、2つ(またはそれよりも多く)のポリペプチド間の配列比較は典型的に、「比較ウインドウ」にわたって配列を比較して、配列が類似する局所領域を同定および比較することにより実施する。「比較ウインドウ」は、参照配列と比較する典型的に4つの連続アミノ酸残基の概念的区域を指す。比較ウインドウは、2つの配列の最適アラインメントについて参照配列(付加または欠失を含まない)と比較した場合に約20%以下の付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含み得る。比較ウインドウを整列させるための配列の最適アラインメントは、アルゴリズム(Genetics Computer Group社、575Science Drive Madison、WI州、米国によるWisconsin Genetics Software Package Release7.0のGAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA)をコンピュータによって実行することにより、または検査、および選択された種々の任意の方法により生成する最良のアラインメント(すなわち、比較ウインドウにわたるパーセント相同性が最も高くなる)により行われ得る。例えば、Altschulら(1997年)Nucl.Acids.Res.25巻3389頁により開示されるように、BLASTファミリーのプログラムをまた参照することができる。配列解析の詳細な考察は、AusubelらCurrent Protocols in Molecular Biology、John Wiley&Sons Inc.1994〜1998年のUnit19.3に見出すことができる。TLR7アミノ酸配列の比較は、図10a〜d(Figure 10A〜D)に提示する。
用語「配列類似性」および「配列同一性」は、本明細書において使用する場合、配列が、比較ウインドウにわたって単一アミノ酸単位で、同一である、または機能的もしくは構造的に類似している程度を指す。したがって、「パーセント配列同一性」は、例えば、比較ウインドウにわたって最適に整列させた2つの配列を比較し、同一アミノ酸残基(例えば、Ala、Pro、Ser、Thr、Gly、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、Lys、Arg、His、Asp、Glu、Asn、Gln、CysおよびMet)が両方の配列において生じる位置数を決定して適合した位置数を得、適合した位置数を比較ウインドウの総位置数(すなわち、ウインドウサイズ)で割り、その結果に100を掛けてパーセント配列同一性を得ることにより計算する。本発明の目的において、「配列同一性」は、DNASISコンピュータプログラム(windows用バージョン2.5、Hitachi Software engineering Co.,Ltd.社、サウスサンフランシスコ、カリフォルニア州、米国から入手可能)により、ソフトウェアに添付の参照マニュアルにおいて使用する標準的初期設定を使用して計算した「適合パーセント」を意味すると理解され得る。配列類似性に関しては、類似のコメントを適用されたい。
ある実施形態では、ヒトTLR7のアミノ酸4〜194の間のアミノ酸配列に対するパーセント類似性は、少なくとも80%または85%または90%または95%または99%である。これは、ヒトTLR7の、アミノ酸48〜148の間、および78〜118の間のパーセント類似性にも適用する。
したがって、薬剤は、ペプチドまたはおとりペプチドならびにC98とC475との間のジスルフィド結合形成に拮抗する非タンパク質性化学物質を含む。非タンパク質性化学物質は、C98iの模倣化合物を含む。おとりペプチドは、C98に相当する位置にシステインを含む。おとりペプチドはまた、ヒトTLR7のR97〜C100に対応するアミノ酸配列RCNCを含み得る。
ある実施形態では、おとりペプチドは、配列番号27に対する少なくとも約80%、85%、90%、95%または99%の類似性を含む最適アラインメントの後に、アミノ酸配列DXRCNCXPX(配列番号27)(ここで、
はL、FまたはMであり、
はVまたはIであり、
はVまたはIまたはAまたはPであり、
はPまたはLまたはKまたはRである)、または配列番号27に対して少なくとも約70%の類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸10個を含む。上記の配列は、ヒトTLRまたはその等価物の95〜104番目のアミノ酸に対応する。ヒトTLR7は、104番目にPを含む。マウスTLR7では、アミノ酸Lが、104番目である。ともに95番目にDを有する。
ある実施形態では、おとりペプチドは、ヒトTLR7のアミノ酸78〜118から選択されるアミノ酸4〜40個を含み、但し、ペプチドがヒトTLR7のC98に対応する位置にシステイン残基を含むか、またはペプチドがヒトTLR7のR97〜C100に対応する位置にアミノ酸配列RCNCを含むことを条件とする。
さらに別の実施形態では、おとりペプチドは、最適アラインメントの後に、ヒトTLR7のD95〜P104に対応するアミノ酸配列DFRCNCVPIP(配列番号26)、または配列番号20に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を含み、但し、ペプチドがTLR7のC98に対応する位置にシステインを含むことを条件とする。特定の実施形態では、おとりペプチドは、配列番号20に定義するアミノ酸配列を含む。対応するマウスTLR7おとりペプチド配列は、最適アラインメントの後に、DLRCNCVPVL(配列番号1)であるか、または配列番号1に対して70%の類似性を有し、但し、ペプチドがTLR7のC98に対応する位置にシステインを含むことを条件とする。
1つまたは複数のアミノ酸を1つまたは複数のアミノ酸類似体で置換し得るか、または1つまたは複数の側鎖を修飾し得る。このような修飾により、血中半減期を向上させ、安定性を向上させることができる。
本発明により検討する側鎖修飾の例としては、アルデヒドとの反応後、NaBHでの還元による還元的アルキル化等によるアミノ基の修飾;メチルアセトイミデートによるアミジン化;無水酢酸によるアシル化;シアン酸によるアミノ基のカルバモイル化;2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)によるアミノ基のトリニトロベンジル化;無水コハク酸およびテトラヒドロフタル酸無水物によるアミノ基のアシル化;ならびにピリドキサール−5−リン酸によるリジンのピリドキシル化の後、NaBHによる還元が挙げられる。
アルギニン残基のグアニジン基は、2,3−ブタンジオン、フェニルグリオキサールおよびグリオキサールのような試薬による複素環縮合物の形成により修飾することができる。
カルボキシ基は、O−アシルイソ尿素形成によるカルボジイミド活性化の後に引き続く、例えば、対応するアミドへの誘導体化により修飾することができる。
スルフィドリル基は、ヨード酢酸またはヨードアセトアミドによるカルボキシメチル化;システイン酸への過ギ酸酸化;他のチオール化合物による混合ジスルフィドの形成;マレイミド、無水マレイン酸または他の置換マレイミドによる反応;4−クロロ水銀安息香酸、4−クロロ水銀フェニルスルホン酸、塩化フェニル水銀、2−クロロ水銀−4−ニトロフェノールおよび他の水銀化合物を使用する水銀誘導体の形成;アルカリ性pHでのシアン酸によるカルバモイル化のような方法により修飾することができる。
トリプトファン残基は、例えば、N−ブロモスクシンイミドによる酸化、または2−ヒドロキシ−5−ニトロベンジルブロミドもしくはハロゲン化スルフェニルによるインドール環のアルキル化により修飾することができる。一方、チロシン残基は、テトラニトロメタンによるニトロ化により変化させて3−ニトロチロシン誘導体を形成することができる。
ヒスチジン残基のイミダゾール環の修飾は、ヨード酢酸誘導体によるアルキル化、またはジエチルピロカルボネートによるN−カルボエトキシル化により達成することができる。
ペプチド合成において組み込む非天然アミノ酸および誘導体の例としては、ノルロイシン、4−アミノ酪酸、4−アミノ−3−ヒドロキシ−5−フェニルペンタン酸、6−アミノヘキサン酸、t−ブチルグリシン、ノルバリン、フェニルグリシン、オルニチン、サルコシン、4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン酸、2−チエニルアラニンおよび/またはアミノ酸のD異性体の使用が挙げられるが、これらに限定されない。
架橋剤を使用して、例えば、3Dコンフォメーションを安定化することができ、n=1からn=6の(CHスペーサー基を有する二機能性イミドエステル、グルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステルのようなホモ二機能性架橋剤、ならびにN−ヒドロキシスクシンイミドのようなアミノ反応性部分およびマレイミドのような別の基に特異的な反応性部分またはジチオ部分(SH)もしくはカルボジイミド(COOH)を通常含むヘテロ二機能性試薬を使用する。加えて、ペプチドは、例えば、CαおよびNα−メチルアミノ酸の組込み、アミノ酸のCαおよびCβ原子間の二重結合の導入、ならびにNおよびC末端間、2つの側鎖間、または側鎖とNもしくはC末端との間のアミド結合の形成のような共有結合の導入による環状ペプチドまたは類似体の形成によりコンフォメーションが束縛さていてもよい。
模倣体は、C98とC475との間のジスルフィド結合によるTLR7活性化の拮抗能を試験するのに有用な別の群の薬剤である。この用語は、それが模倣するが、標的(すなわち、ヒト(またはマウス)TLR7のC475)とのその相互作用に拮抗する、おとりペプチドに対していくつかの化学的類似性を有する物質を指すことを意図する。ペプチド模倣体は、タンパク質二次構造の要素を模倣するペプチド含有分子であり得る(Johnsonら(1993年)Peptide Turn Mimetics in Biotechnology and Pharmacy、Pezzutoら編、Chapman and Hall社、ニューヨーク)。ペプチド模倣体の使用の基礎をなす論理的根拠は、タンパク質のペプチド骨格が、TLR7のC475との分子相互作用を促進させるようにアミノ酸側鎖を主に方向づけるために存在することである。したがって、ペプチド模倣体は、おとりペプチドに類似の分子相互作用を可能とするようにデザインする。非タンパク質性であるが、C98iと同一の作用および/またはいくつかのコンフォメーションを有する模倣化合物もまた本明細書において検討する。
おとりペプチドは、細胞によるペプチドの取込みを促進する部分をさらに含み得る。いかなる数または型の細胞取込み部分も利用することができ、例えば、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、AD−5(配列番号6)、FHV Coat(配列番号7)、BMV Gag(7−25)(配列番号8)、HTLV−III Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)が挙げられるが、これらに限定されない。このような部分は、親水性またはカチオン性ペプチドと呼ばれる。他の取込みペプチドは、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBPC(配列番号15)、MPG[MPGac](配列番号16)、MPG(ΔNLS)(配列番号17)、Pep−1(配列番号18)およびPep−2(配列番号19)のような両親媒性ペプチドを含むが、これらに限定されない。さらに別の選択肢としては、取込み部分は、ポリアルギニンまたはポリリジンを含むもののような周期性アミノ酸配列を含む。他の取込みペプチドは、Guidottiら(2017年)上記参照の表1に列挙するものであり、その内容を本明細書において参照により組み込む。
ヒトTLR7を標的とすることにより治療する対象はヒトを含むが、本発明は、家畜動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ)、家庭のペット(例えば、ネコ、イヌ)ならびに捕獲した野生動物および研究所の試験動物(例えば、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ)の治療のような獣医学的適用を包含する。ある実施形態では、対象はヒトである。
したがって、TLR7により媒介される免疫刺激活性をヒト対象において阻害する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書において可能とする。
自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんについてヒト対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書においてさらに可能とする。
活性酸素種の過剰生成についてヒト対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法をまた本明細書において可能とする。
TLR7により媒介される炎症についてヒト対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書において可能とする。
自己免疫症状についてヒト対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書においてさらに可能とする。
がんについてヒト対象を治療する方法であって、TLR7を発現する対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法を本明細書においてまたさらに可能とする。
薬剤がおとりペプチドである場合、アミノ酸配列は、治療する同一種のTLR7(例えば、ヒト対象を治療するためのヒトTLR7)に一般に由来する。これは、自家治療と呼ばれる。しかし、別の種における使用において、ある種のTLRとの間に実質的なアミノ酸配列類似性が存在する場合、異種治療が検討され、これは、本発明により包含する。
自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんを対象において阻害する医薬の製造における、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤の使用を本明細書においてさらに教示する。
対象における自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんの阻害における使用のための、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤を本明細書において可能とする。
TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤、ならびに1つまたは複数の医薬担体、賦形剤および/または希釈剤を含む医薬組成物を本明細書においてまたさらに可能とする。
活性酸素種の過剰生成について、またはTLR7により媒介される炎症について対象を治療するための、使用および薬剤を本明細書においてまた可能とする。
薬剤は、その薬剤の薬学的に許容される塩を含む。用語「薬学的に許容される塩」は、本発明の薬剤の生理学的および薬学的に許容される塩、すなわち、その親薬剤の所望の生物活性を保持し、望ましくない毒性学的作用をそれに分与しない塩を指す。
本発明の医薬組成物は、局所治療または全身治療のいずれが望ましいか、および治療する領域に応じて、多数の方法で投与することができる。投与は、局所投与(点眼ならびに膣および直腸への送達を含む粘膜への投与を含む)、例えば、噴霧器によるものを含む、散剤またはエアロゾルの吸入または吹送による肺内投与、気管内投与、鼻腔内投与、上皮および経皮投与、経口投与あるいは非経口投与であり得る。非経口投与は、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内または筋肉内への注射または輸注、あるいは頭蓋内、例えば、髄腔内または脳室内への投与を含む。局所投与のための医薬組成物および製剤は、経皮パッチ、軟膏、ローション、クリーム、ゲル、滴剤、坐剤、噴霧剤、液剤および散剤を含み得る。在来の医薬担体、水性、粉末または油性の基剤、増粘剤等が、必要であるか望ましい場合がある。
本発明の医薬製剤は、単位剤形で好都合に提供することができ、製薬業界において公知の在来の技術に従って調製することができる。このような技術は、有効成分を医薬担体(複数可)または賦形剤(複数可)と会合させることを含む。一般には、製剤は、有効成分を液体担体もしくは微粉化した固体担体または両方と均一および密接に会合させ、次いで、必要に応じて、生成物を成形することにより調製する。
本発明の組成物は、錠剤、カプセル、ゲルカプセル、液体シロップ、ソフトゲル、坐剤、および浣腸のような多くの可能な任意の剤形に処方することができるが、これらに限定されない。本発明の組成物はまた、水性、非水性または混合培地中の懸濁剤として処方することができる。水性懸濁剤は、懸濁剤の粘性を増加させる物質をさらに含むことができ、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールおよび/またはデキストランを含む。懸濁剤はまた、安定剤を含むことができる。
本発明の製剤は、リポソーム製剤を含む。本発明において使用する場合、用語「リポソーム」は、球状二重層または二重層に配置される両親媒性脂質から構成される小胞を意味する。リポソームは、単層または多重層の小胞であり、親油性の物質と送達する組成物を含む水性の内部から形成される膜を有する。
治療組成物の処方およびその後の投与(投薬)は、当業者の技能の範囲内にあると考えられる。投薬は、治療する病状の重症度および応答性に依存し、治療の経過は、数日から数カ月、または治癒がもたらされるか、もしくは病状の減退が達成されるまで持続する。最適な投薬スケジュールは、患者の体内における薬物蓄積の測定値から計算することができる。当業者は、最適投与量、投薬方法および反復率を容易に決定することができる。最適投与量は、個々のオリゴヌクレオチドの相対効力に応じて変化することがあり、in vitroおよびin vivo動物モデルにおいて有効であることが分かっているEC50sに基づいて一般に推定することができる。一般には、投与量は、体重1kgあたりおとりペプチド0.01μg〜100gであり、1日、1週、1カ月もしくは1年に1回または複数回、または2〜20年毎に1回のみ投与され得る。当業者は、体液または体組織において測定した薬物の滞留時間および濃度に基づいて投薬の反復率を容易に推定することができる。治療が成功した後に、患者に維持療法を受けさせて、病状の再発を防ぐことが望ましいことがあり、この場合、薬剤は、体重1kgあたり0.01μg〜100gの範囲の維持量で数日、数週または数カ月にわたって投与する。
標的とする細胞は一般に、自然および適応免疫細胞またはTLR7を発現する任意の細胞である。例としては、貪食細胞(例えば、マクロファージ、好中球および樹状細胞)、NK細胞、マスト細胞、好酸球、好塩基球、BおよびTリンパ球などのリンパ球、ならびに上皮細胞が挙げられる。
本明細書において開示する態様を、以下の非限定的実施例によりさらに説明する。
材料および方法
ウイルス
インフルエンザA型ウイルス(IAV)ワクチン株HKx31(H3N2)およびBJx109(H3N2)は、ディーキン大学医学部およびメルボルン大学免疫微生物学部ピーター・ドハーティ感染免疫研究所により提供された。ウイルスは、6.7×10プラーク形成単位/ml(PFU/ml)で提供され、−80℃で保存された。アリコートを解凍し、使用する当日にリン酸緩衝食塩水(PBS;Sigma Aldrich社、セントルイス、米国(No.D837)in vitro感染に必要とする場合)で希釈した。ヒトIAVウイルスは、季節性H3N2(A/New York/55/2004、A/Brisbane/9/2007)、季節性H1N1(A/Brazil/11/1978、A/New Caledonia/20/1999、A/Solomon Islands/3/2006)、A(H1N1)pdm09株(A/California/7/2009、A/Auckland/1/2009)、ライノウイルス(RV16株)、呼吸器合胞体ウイルス(A2株)、ヒトパラインフルエンザウイルス3型(C243)、ヒトメタニューモウイルス(CAN97−83株)、ムンプスウイルス(Enders株)およびニューカッスル病ウイルス(V4株)を含み、メルボルン大学免疫微生物学部ピーター・ドハーティ感染免疫研究所により提供された。さらなるウイルスは、次の研究所により提供された:デングウイルス血清型2型(Vietnam2005単離菌、モナシュ大学、クレイトン、ビクトリア州)、ロタウイルス(アカゲザルおよびUK株、微生物免疫学部ピーター・ドハーティ感染免疫研究所)、センダイウイルス(Cantell株、モナシュ大学ハドソン医学研究所、単純ヘルペスウイルス2型(186株、モナシュ大学ハドソン医学研究所)、ワクシニアウイルス(Western Reserve株、WR NIH−TC、オーストラリア国立大学)およびHIV(NL4−3(AD8)−EGFP株、メルボルン大学ピーター・ドハーティ感染免疫研究所)。ウイルスは、リン酸緩衝食塩水(PBS、Cat#D8537、Sigma社、米国)中に提供され、使用するまで−80℃で保存された。使用する当日に、ウイルスを急速に解凍し、37℃でインキュベートした後、感染させた。指示する場合、HKx31ウイルスは、熱(56℃)により30分間またはUV光(30分)により不活化した。
細菌
肺炎レンサ球菌EF3030(カプセル型19F)を親肺炎レンサ球菌株としてすべての実験において使用した(豪国メルボルン大学により提供された)。EF3030株は、典型的に、菌血症ではない状態の鼻咽頭に定着するため、ヒト保菌モデルとして頻用される臨床的単離菌である。感染実験では、肺炎レンサ球菌は、0.5%w/vの酵母抽出物を添加したTodd−Hewitt培地中に0.4〜0.45の光学密度(600nm)まで37℃で静的に増殖させた。培養物を湿った氷上に5分間置き、8%v/vのグリセリン中に−70℃で凍結した。生菌数を確認した後に各実験を行った。分類不可能なインフルエンザ菌の定義の株(NTHi;MU/MMC−1)は、発明者らがこれまでに示したように(Kingら(2013年)The Journal of Allergy and Clinical Immunology131巻(5号)1314〜1321頁e1314頁)、事前に分類および配列決定され、NTHiであることが実証された。
C98iカスタムペプチド
次のカスタムペプチドをGenicBio Limited社から購入した:YGRKKRRQRRRDLRCNCVPVL−NH2(配列番号57)(C98i−TAT;アミノ酸10個のTLR7阻害物質)、YGRKKRRQRRRCLVPNDCRLV−NH2(配列番号44)(スクランブルC98i−TAT;アミノ酸10個のTLR7阻害物質)、DLRCNCVPVL−NH2(配列番号1)(C98i−無TAT;アミノ酸10個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)、DFRCNCVPIP−NH2(配列番号26)、(ヒトC98i−無TAT;アミノ酸10個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)、RCNC−NH2(配列番号45)(4AA C98i−無TAT;アミノ酸4個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)、RANC−NH2(配列番号46)(4AA 98M C98i−無TAT;システイン98変異、アミノ酸4個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)、RANA−NH2(配列番号47)(4AA 98100M C98i−無TAT;システイン98および100変異、アミノ酸4個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)、RCNA−NH2(配列番号48)(4AA 100M C98i−無TAT;システイン100変異、アミノ酸4個の、HIV−TATを除くTLR7阻害物質)。すべてのペプチドを、エンドトキシンを含まない水中に溶解し、10mMの保存液としてアリコート20μL、50μLおよび100μLに調製し、−20℃で保存した。
NOX2オキシダーゼ阻害物質の結合
gp91ds−tat(YGRKK−RRQRR−RCSTR−IRRQL−NH、配列番号23)の調製を標準的Fmoc固相ペプチド合成(SPPS)によりFmoc−PAL−PEG−PS樹脂(Life Technologies社、米国、0.17mmol/gをロード)上で行った。N,Nジメチルホルムアミド(DMF)中20%v/vのピペリジンを使用してFmoc脱保護反応を行った。カップリング剤としてO13(6−クロロベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N,N−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HCTU)および活性化剤としてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)によりFmoc保護アミノ酸を使用してカップリング反応を行った。2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)試験を使用して反応を監視し、遊離アミノ基の非存在または存在を示した。脱保護およびカップリング反応による配列の入れ替えは、適切なFmoc鎖および側鎖保護アミノ酸を使用して、すべてのアミノ酸残基20個について手動で行った。最終の脱保護ステップの後、トリフルオロ酢酸(TFA)/トリイソプロピルシラン(TIPS)/1,2−エタンジチオール(EDT)/水(92.5:2.5:2.5:2.5)を使用して4時間、ペプチドのごく一部を樹脂から切断し、その間に側鎖保護基を同時に除去した。次いで、粗ペプチドを逆相高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)によりPhenomenex Luna5 C8(2)100Å AXIAカラム(10Å、250×21.2mm)を使用し0.1%のTFA/水および0.1%v/vのTFA/ACNを緩衝液として用いて精製した。精製したgp91ds−tatペプチドが正確な分子量有することをESI−MS解析により確かめた:C109H207N52O25Sの計算値[M+5H+]m/z535.3、観測値m/z535.7;C1092085225Sの計算値[M+6H+]m/z446.3、観測値m/z446.6;C1092095225Sの計算値[M+7H+]m/z382.7、観測値m/z382.9。
コレスタノール結合gp91ds−tat(cgp91ds−tat;Ac−Asp(OChol)−PEG4−PEG3−PEG4−gp91−NH)の調製は、手動SPPSにより樹脂結合gp91ds−tatから(上記のように)Fmoc−PEG4−OH、Fmoc−PEG3−OH、Fmoc−PEG4−OHおよびFmoc−Asp(OChol)−OHをアミノ酸として使用して行った。最終の脱保護ステップの後、DMF中の無水酢酸およびDIPEAの混合物を使用してN末端をキャッピングし、TFA/TIPS/EDT/水(92.5:2.5:2.5:2.5)を使用してペプチド構築物を樹脂から切断した。粗ペプチドをこれまで説明したように精製してcgp91ds−tatを得た:C1733195643Sの計算値[M+5H+]m/z780.3、観測値m/z780.6;C1733205643Sの計算値[M+6H+]m/z650.4、観測値m/z650.7;C1733215643Sの計算値[M+7H+]m/z557.6、観測値m/z558.0。
エチルエステル結合gp91ds−tat(egp91ds−tat;Ac−Asp(OEt)−PEG4−PEG3−PEG4−gp91−NH)の調製は、最終のカップリングステップにおけるFmoc−Asp(OChol)−OHのFmoc−Asp(OEt)−OHとの置換を除いてcgp91ds−tatの方法と同一の方法で行った:C1482775643Sの計算値[M+5H+]m/z711.8、観測値m/z712.1;C1482785643Sの計算値[M+6H+]m/z593.3、観測値m/z593.7;C1482795643Sの計算値[M+7H+]m/z508.7、観測値m/z509.0。
18個のアミノ酸スクランブルgp91ds−tat(Sgp91ds−tat;Ac−Asp(OChol)−PEG4−PEG3−PEG4−RKK−RRQRR−RCLRI−TRQSR−NH、配列番号24)ペプチドの調製は、非スクランブルgp91ds−tatのため上記に説明するように手動SPPSにより行った。次いで、非スクランブルcgp91ds−tatのための上記の同一の方法を使用して、樹脂結合sgp91ds−tatをPEGリンカーによりコレスタノールと結合させた。粗ペプチドを同一の方法で精製してcgp91ds−tatを得た:C1623075440Sの計算値[M+5H+]m/z736.3、観測値m/z736.5;C1623085440Sの計算値[M+6H+]m/z613.7、観測値m/z614.0;C1623095440Sの計算値[M+7H+]m/z526.2、観測値m/z526.3。
インフルエンザA型ウイルスによるin vivo感染および薬物処置
老齢で同齢(6〜12週)の同腹雄ナイーブWT対照およびNOX2−/yマウス(gp91phox−/−としても知られる[Pollockら(1995年)Nature Genetics9巻(2号)202〜209頁])を、ペントレン(penthrane)を吸入させることにより麻酔し、PBSで希釈した35L容量のHkx31を1×104または1×105プラーク形成単位(PFU)で鼻腔内(i.n.)感染させた。インフルエンザ感染後1、3または7日目にマウスを安楽死させた。いくつかの実験では、Hk−x31による感染の1日前およびその後3日間毎日、麻酔下のマウスをジメチルスルホキシド(DMSO、対照;Sigma社)、非結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)、コレステノール結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)またはコレスタノール結合スクランブルgp91ds−TAT(0.02mg/kg)のいずれかの鼻腔内送達により処置した。さらなる実験では、麻酔下のマウスをイミキモド(50μg/マウス、i.n.)またはカタラーゼ(1000U/マウス、i.n.)で処置し、次いで1日目に、安楽死させて解析した。
気道炎症および細胞の識別計数
ケタミン/キシラゼン(100mg/kg)混合物の腹腔内(i.p.)注射によりマウスを犠死させた。下顎から胸郭の上部まで切開し、そこで唾液腺を分離して気管の表面を露出した。気管上の平滑筋の層を除去し、気管の上部付近を小さく切開することを可能とした。シース付きの21ゲージ針を管腔に挿入し、PBS300〜400μlで繰り返し(4回)洗浄した。BALF中の全細胞を0.4%w/vのトリパンブルー溶液(Thermofisher Scientific社、米国)で染色し、Countess(登録商標)自動セルカウンター(Invitrogen社、Cat#C10227)を使用して生細胞を評価した。細胞の識別解析は、3×gで5分間、Cytospin3(Shandon社、英国)上で遠心分離したBALF(5×104細胞)から準備した。この後、スライドを100%v/vのプロパノール中に1分間固定し、一晩乾燥させた。最終的に、Rapid I Aqueous Red Stain(商標)(AMBER Scientific社、豪国)およびRapid II Blue Stain(商標)(AMBER Scientific社、豪国)で10分間試料を染色し、次いで、70%v/vのエタノールおよび無水エタノールに2回浸した後、キシレン中に5分間(2回)置いた。次いで、試料をDPX封入剤(Labchem社、NSW州、豪国)中に載せ、カバーガラスを上部に定着させた。ランダムフィールドから採取した1試料あたり細胞500個を、標準の形態学的基準によりマクロファージ、好中球、好酸球およびリンパ球に識別した。データは、各細胞型に総生細胞数を掛けて計算した総細胞数として、および細胞集団のパーセントとして表した。
細胞培養および一次細胞の単離
ヒト肺胞マクロファージは、豪国クレイトンのモナシュ大学モナシュ医療センターにおいて、原因となる肺疾患を調べるために、気管支鏡検査を受けている対象から入手した。気管支鏡を右中葉に差し込み、食塩水25〜50mLを気道内に流し込み、その後、吸引した。細胞をPBSで2回洗浄した後、培養培地(ロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI、Life Technologies社、Cat#21870−076)に10%v/vのFCSならびに100U/mLのペニシリンおよび100μg/mLのストレプトマイシンを追加)中に約24時間懸濁した後に使用した。
同齢(6〜12週)の雄C57Bl/6J(WT)、NOX2−/y、NOX4−/−(豪国メルボルン大学眼科研究センターにより提供)、TLR7−/−(ニューカッスル大学医療学部生体医科学および薬学スクールおよび豪国ニューサウスウェールズ州ハンター医学研究所により提供)、TLR9−/−(豪国ビクトリア州メルボルン、ベイカーIDI心臓糖尿病研究所により提供)またはSOD3−/−マウス(RMIT大学医療および生体医科学スクールにより提供)から肺胞マクロファージを肺洗浄により単離した。下顎から胸郭の上部まで薄く浅く正中を切開し、喉頭を分離して気管の上部を露出した。気管を覆う平滑筋の層を除去し、小さく切開して、シース付きの21ゲージ針を管腔に挿入した。肺をPBS300〜400μLで繰り返し(3回)洗浄した。細胞懸濁液を遠心分離法(200×g、4℃で5分間)により遠心沈殿した。上清を採り出し、次いで、細胞を無菌PBS1mL中に再懸濁し、Countess(登録商標)自動セルカウンター(Invitrogen社、Cat#C10227)を使用して計数した。次いで、細胞を24ウェルプレートに播種して(1×105細胞/ウェル)、以下に述べるように、免疫細胞化学および蛍光顕微鏡により観察した。
不死化細胞株RAW264.7細胞(RAW264.7(ATCC(登録商標)TIB−71(商標)))および不死化した骨髄由来マクロファージ(BMDM;モナシュ大学ハドソン医学研究所および独国ボン大学自然免疫研究所の厚意による)を、Lグルタミン、グルコース(4500mg/L)、ピルビン酸ナトリウム(110mg/L)およびウシ胎仔血清(FBS、10%v/v)を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Sigma社)中に維持した。TLR2−/−、TLR3−/−、TLR4−/−、TLR7−/−、TRIF−/−、RIG−I−/−、MyD88−/−、NLRP3−/−およびUNC93B1−/−不死化BMDMを、グルコース(4500mg/L)、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、ストレプトマイシンおよびFBS(10%v/v)を添加したRPMI培地、ならびにDMEM(20%v/v)(上述のすべての添加物を含む)中に維持した。すべての細胞を5%CO2および95%v/v空気の混合により加湿することによって37℃で保持した。培地は、週に2〜3回交換し、細胞は、約80〜90%の集密度である場合、擦過することにより継代培養し、Countess(登録商標)自動セルカウンターを使用して計数した。
不死化細胞株RAW264.7細胞(マウス腹膜に由来)および不死化骨髄由来マクロファージ(BMDM)を、Lグルタミン、グルコース(4500mg/L)、ピルビン酸ナトリウム(110mg/L)およびウシ胎仔血清(FBS、10%)を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Sigma社)中に維持した。すべての細胞を5%CO2および95%v/v空気の混合により加湿することによって37℃で保持した。培地は、週に2〜3回交換し、細胞は、約80〜90%の集密度である場合、擦過することにより継代培養し、Countess(登録商標)自動セルカウンター(Invitrogen社)を使用して計数した。
共焦点蛍光顕微鏡
細胞を24ウェルプレート内のスライドガラス上に播種し、24時間DMEM中で接着させた。次いで、HKx31インフルエンザA型ウイルス(MOIは0.1、1または10)の非存在または存在下で無血清16培地中に様々な時点(5分、15分、30分および1時間)において細胞をインキュベートした。いくつかの場合では、細胞をダイナソア(100μM)またはダイナソア用の溶媒、DMSO(0.1%w/v)で30分間前処理した後、感染させた。次いで、細胞をPBS(0.01M)で洗浄し、4%v/vのパラホルムアルデヒド(PFA)で15分間固定した。細胞を10分間PBS含有トリトンX−100(0.25%v/v)で処理し、次いで、15分を超えて3回、PBSで洗浄した。次いで、10%v/vのヤギ血清含有PBSで2時間および/またはマウスオンマウスIgGブロッキング試薬(Cat#MKB−2213、Vector Laboratories社)で試料をインキュベートした。この後、4℃で24時間、核タンパク質の一次抗体を加えて(1:1000)インフルエンザA型ウイルスを局在化するか、精製マウス抗NOX2を加えて(1:500)NOX2を局在化するか、ウサギ抗TLR7を加えて(1:1000)TLR7を局在化するか、またはマウス抗初期エンドソーム抗原1を加えて(EEA1:1000)初期エンドソームを局在化した。いくつかの実験では、抗体の組合せを指示濃度で使用して、タンパク質共局在性を決定した。細胞をPBS(0.01M)で30分を超えて3回洗浄した。洗浄後、二次抗体ヤギ抗ウサギalexa594(1:1000)、ヤギ抗ウサギ赤色647(1:500、1:1000)および/またはビオチン化抗マウスIgGを適切なウェルに暗所で加え2時間おいた。最終的に、細胞をPBS(0.01M)で30分を超えて3回洗浄し、必要に応じて、マウス一次および二次抗フルオレセインアビジンDCSを5分間適用した。ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)10〜20μLで3分間標識した顕微鏡スライド上にカバーガラスを載せた。スライドを観察し、Nikon社の正立、倒立共焦点蛍光顕微鏡(Nikon D−eclipse C1)上で撮影した。解析プロセスを通じて処理群についてマスク化した2人の観察者により、すべての免疫組織化学検査を行い、適切な対照実験をすべて実施し、これによって、一次および二次抗体のすべての組合せを使用して交差反応が生じないことを確実とした。
TLR7およびNOX2抗体の両方の特異性を、WT、TLR7−/−およびNOX2−/−マウスからそれぞれ採取した肺胞マクロファージの染色度を調べることにより検証した。TLR7−/−マクロファージのTLR7は、染色されなかった(図2c(Figure 2C))。同様にNOX2抗体では、NOX2−/yマウスの肺胞マクロファージの染色は、WT細胞と比較して観察されなかった。このNOX2抗体の特異性についてのさらなる証拠は、Judkinsら(2010年)American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology298巻(1号)H24〜32頁に見出すことができる。
エンドソームROSの生成
ヒト肺胞マクロファージ;WT、TLR7−/−、TLR2−/−、TLR3−/−、TLR4−/−、TRIF−/−、MyD88−/−、RIG−I−/−およびNLRP3−/−BMDM;マウス一次WT、NOX2−/y、NOX4−/−、TLR7−/−、TLR9−/−またはSOD3−/−肺胞マクロファージならびにRAW264.7細胞を、24ウェルプレート内のスライドガラス上に播種して(1×10細胞/ウェル)、DMEMまたはRPMI培地中に細胞を24時間接着させた後、OxyBURST Green H2HFF(100μM)および/またはLysoTracker Deep Red(50nM)で5分間前処理した。この後、PBS(対照群;0.01M)、イミキモド(10μg/mL)、一本鎖RNA(ssRNA;100μM)とともにインキュベートするか、あるいはH3N2インフルエンザウイルス(A/New York/55/2004、A/Brisbane/9/2007)、季節性H1N1インフルエンザA型ウイルス(A/Brazil/11/1978、A/New Caledonia/20/1999、A/Solomon Islands/3/2006)、A(H1N1)pdmインフルエンザA型ウイルス(A/California/7/2009、A/Auckland/1/2009)のいずれか、または再集合体ワクチン株HKx31(MOIは0.1〜10)もしくはBJx109(MOIは10)に無血清培地中で様々な時点(5分、15分、30分および1時間)において感染させた。他のウェルは、デングウイルス(MOIは10)、センダイウイルス(40HAU/mL)、ヒトパラインフルエンザウイルス(MOIは10)、ヒトメタニューモウイルス(MOIは10)、ライノウイルス(MOIは10)、呼吸器合胞体ウイルス(MOIは10)、HIV(MOIは10)、ニューカッスル病ウイルス(MOIは10)、ムンプスウイルス(MOIは10)、アカゲザルもしくはUKロタウイルス(それぞれMOIは10)または単純ヘルペスウイルス2型(MOIは10)に類似条件下で感染させた。いくつかの場合では、細胞をスーパーオキシドジスムターゼ(SOD;300U/mL)、アポシニン(300μM)、gp91dstat(50μM)またはバフィロマイシンA(100nM)で30分間前処理した後に感染させた。次いで、細胞をPBS(0.01M)で洗浄し、4%のPFAで15分間固定した。次いで固定後、細胞をPBSで30分を超えて3回洗浄した。次いで、DAPI10〜20μLで3分間標識した顕微鏡スライド上にスライドガラスを載せ、次いで解析し、Nikon社の正立共焦点蛍光顕微鏡(Nikon D−eclipse C1)上で撮影した。
NOX2オキシダーゼの集合
NOX2オキシダーゼ活性を測定するために、発明者らは、共焦点蛍光顕微鏡を使用してp47phoxおよびNOX2の集合を評価した。対照ならびにHKx31ウイルス感染WTおよびTLR7−/−肺胞マクロファージを上記のように「共焦点蛍光顕微鏡」下で処理した。さらなる実験では、WT細胞をダイナソア(100μM)またはバフィロマイシンA(100nM)で30分間処理した後にウイルス感染させた。試料を10%v/vのヤギ血清含有PBSに2時間曝した後、ウサギ抗p47phox抗体(1:1000)およびマウス抗NOX2抗体(1:500)を加え、その後、上に明示するように、適切な二次抗体を加えた。
L−O12増強化学発光
L−O12増強化学発光を使用してROS生成を定量した。RAW264.7細胞および一次マウス肺胞マクロファージを96ウェルOptiViewプレート内に播種した(5×10細胞/ウェル)。RAW264.7細胞をDMSO(対照、適切な濃度)、非結合gp91dstat(100nM〜30μM)、コレスタノール結合gp91dstat(100nM〜30μM)またはエチル結合gp91dstat(100nM〜30μM)のいずれかで1時間処理した。DMSO(対照)、非結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)、コレスタノール結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)で処置、および/またはHkx31インフルエンザA型ウイルス(1×105PFU)に感染させたマウスからBALFを採取した。次いで、細胞を37℃のKrebs−HEPES緩衝液で培地から洗浄し、次いで、PKCおよびNADPHオキシダーゼ活性化物質であるホルボールジブチレート(PDB;10〜6mol/L)の非存在(すなわち、基礎ROS生成)または存在(ROS生成刺激)下でL−O12(10〜4mol/L)を含むKrebs−HEPES緩衝液に曝露した。同一の処理をブランクウェル(すなわち、無細胞)に実施し、これはバックグラウンド発光の対照として作用した。すべての処理群は、3回ずつ実施した。Chameleon(商標)発光検出器(Hidex社、モデル425105、フィンランド)を使用して光子発光[相対発光量(RLU)/秒]を検出し、各ウェルのデータを1秒について60サイクルにわたって記録した。各群の個々のデータの点数は、3回の平均値から各ブランク対照を引くことにより導き出した。データは、用量応答曲線における%対照として、またはそのままの生の値として(ex vivo実験)表す。
非結合またはコレスタノール結合gp91dstatが、ROS除去特性を示したかどうかを試験するために、キサンチンオキシダーゼ細胞遊離アッセイを使用した。簡潔には、L−012(100μM)を含むKrebs−HEPES緩衝液を96ウェルOptiviewプレート内に加えた。この後、0.1%w/vのDMSO、非結合gp91dstat(Ugp91ds−TAT、1μM)またはコレスタノール結合gp91ds−TAT(1μM)を、キサンチン(100μM)と組み合わせて加えた。キサンチンオキシダーゼ(0.03U/mL)を加えた直後に、Chameleon(商標)発光検出器(Hidex社、モデル425105、フィンランド)を使用して光子発光[相対発光量(RLU)/秒]を検出し、各ウェルのデータを1秒について60サイクルにわたって記録した。各群の個々のデータの点数は、3回の平均値から各ブランク対照を引くことにより導き出した。データは、そのままの生の値として表す。
部位特異的変異誘発、配列決定およびトランスフェクション
HA−TLR7 cDNAをSino Biological社(マウスTLR7;Cat#MG50962−NY、Gene Bank Ref Seq番号NM_133211.3を有する)から購入した。QuikChange Multi Site−Directed Mutagenesis kit(Cat#200514、Agilent Technologies社)を使用してTLR7の鍵となるシステイン残基(Cys260、Cys263、Cys270、Cys273、Cys98およびCys445)をアラニンに置換変異させた。WTおよび変異HA−TLR7の配列は、豪国ゲノム研究所により確認された。直鎖状ポリエチレンイミン(PEI)を使用して細胞にトランスフェクトした[Hallsら(2015年)Methods in Molecular Biology1335巻131〜161頁]。
ハイコンテンツ比率計測FRETイメージング
細胞を播種し、黒色で光学的に透明な96ウェルプレート内でPEIを使用して200ng/ウェルのFRETバイオセンサーDNAを懸濁状態で48時間トランスフェクトした。実験前に、0.5%v/vのFBS培地中で一晩、細胞を部分的に血清飢餓培養した。Jensenら(2014年)The Journal of Biological Chemistry289巻(29号)20283〜20294頁に記載のように、GE Healthcare社のハイコンテンツなINCell2000Analyzerを、Nikon社Plan Fluor ELWD40×(NA0.6)対物レンズおよびFRETモジュールとともに使用して蛍光イメージングを実施した。CFP/YFP(CKAR)発光比解析では、CFPフィルター(430/24)を使用して細胞を経時的に励起し、YFP(535/30)およびCFP(470/24)フィルターを使用して発光を測定し、ポリクロイックモジュールをCFP/YFPフィルターのペア用に最適化した(Quad3)。GFP/RFP(EKAR)発光比解析では、FITCフィルター(490/20)を使用して細胞を経時的に励起し、dsRed(605/52)およびFITC(525/36)フィルターを使用して発光を測定し、ポリクロイックモジュールをFITC/dsRedフィルターのペア用に最適化した(Quad4)。細胞を100秒毎に20分間撮像した(2つの視野を12のウェルにおいて100秒毎に画像取得)。記載のように(Hallsら(2015年)上記参照)、FIJIより配給のImageJ34用に作成された自家スクリプトを使用してデータを解析した。
QPCRによるmRNAの定量
細胞をイミキモド(10μg/ml)、ポリI:C(100ng/ml)、CpG(10μg/mL)、ssRNA(500μg/mL)またはカタラーゼ(1000U/ml)で24時間処理した。指示する場合、細胞をアポシニン(300μM)、SOD(300U/mL)またはバフィロマイシンA(100nM)で30分間前処理した。DMSO(対照)、非結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)、コレスタノール結合gp91dstat(0.02mg/kg、0.2mg/kg)、スクランブルコレスタノール結合gp91dstat(0.02mg/kg)のいずれかで処置、および/またはHk−x31インフルエンザA型ウイルス(1×105PFU)に感染させたマウスの肺組織からRNAを抽出して、感染から3日後にウイルスmRNAおよびサイトカイン発現を評価した。Buffer RLT(Qiagen社、米国)とβメルカプトエタノール(Sigma社;1%)との混合物を含むエッペンドルフ(Eppendorf)チューブに右肺葉を置き、弯剪刀を使用してこれを小片に刻んだ。この後、超音波ホモジナイザー(Hielscher Ultrasonics GmBH社、テルトウ、独国)を使用して肺試料を均質化し、14,000rpmで5分間遠心分離した。1:1の割合のライセートを70%v/vのRNaseを含まないエタノールと混合し、RNaseyスピンカラム(RNeasy Minikit、Cat#74104、Qiagen社)に移した。試料を10,000rpmで15秒間回転させ、次いで、Buffer RW1で洗浄した。通過画分の廃棄後、DNaseI(Cat#79254、Qiagen社)5μlをBuffer RDD35μlと混合し、スピンカラムの膜上にピペットで直接滴下し、室温で15分間インキュベートした。Buffer RPEを加え、10,000rpmで15秒間遠心分離した。通過画分の廃棄後、Buffer RPEを再度加え、10,000rpmで2分間回転させた。14,000rpmで1分間さらに回転させた後、残留通過画分をスピンカラムから除去した。最終的にRNaseを含まない水を加え、遠心分離してRNAをエッペンドルフチューブ内に溶出した。Nanodrop1000分光光度計(Thermo Scientific社、米国)を使用してRNA試料を測定した。High−Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Cat#4368814、Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)を使用して全RNA1.0〜2.0μgを用いてcDNA合成を実施した。High−Capacity cDNA RT kit中の試薬の混合物にRNAを加えて、最終用量20μlを作製した。これをBioRad Mycycler(商標)サーマルサイクラー(BioRad社、米国)を使用して、次の設定で転写した:25℃で10分間、37℃で120分間、85℃で5分間および4℃で静置。試料を−20℃で保存した後に使用した。TaqMan Universal PCR Master Mix(Cat#4304437、Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)またはSYBR Green PCR Master Mix(Cat#4367659、Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)を使用して定量的ポリメラーゼ連鎖反応を行い、ABI Step One(商標)およびStepOnePlus(商標)Real−time PCR Systems(Perkin−Elmer Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)上で解析した。TNF−α、IL−1β、IFN−βおよびIL−6用のPCRプライマーは、Assayon−Demand Gene Expression Assay Mixに含まれていた。さらに、インフルエンザウイルスのセグメント3ポリメラーゼ(PA)のフォワードおよびリバースのカスタムデザインプライマーを使用してウイルス力価を測定した(表4)。PCRプログラム実行設定:50℃で2分間、その後95℃で1時間、次いで95℃で15秒+60℃で60秒+プレートを読取る(40サイクル)。定量値129は、閾値サイクル(Ct)数から取得した。標的遺伝子発現レベルは、18秒またはGAPDH mRNA発現に対して各試料について正規化し、データは、対照と比較して表した。
RAW264.7またはBMDM細胞を6ウェルプレート内に播種した(5×10細胞/ウェル)。C98iペプチドのすべての回において、細胞をリン酸緩衝食塩水(PBS;対照、適切な濃度)または適切なペプチドのいずれかで1時間前処理した。次いで、細胞をイミキモド(10μg/ml)でさらに1時間処理した。処理後、細胞をPBSで洗浄し、培地を新鮮なDMEM(10%FBS)で補充し、放置して24時間を超えてインキュベートした。
RNeasy Mini Kit(Qiagen社、ヒルデン、独国)を使用して全RNAを調製し、次いで、2回蒸留したH2Oで抽出することにより全RNAを精製した。High−Capacity cDNA RT kit(P/N4322171、Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)を使用して全RNA1.0〜3.0μgを用いてcDNAの合成を実施した。TaqMan Universal PCR Master Mix(Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)を使用して定量的ポリメラーゼ連鎖反応を行い、ABI StepOne(商標)およびStepOnePlus(商標)Real−time PCR Systems(Perkin−Elmer Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)上で解析した。IL−1およびIL−6用のPCRプライマーは、Assayon−Demand Gene Expression Assay Mix(Applied Biosystems社、フォスターシティ、CA州、米国)に含まれていた。PCRプログラム実行設定:50℃で2分間、その後95℃で1時間、次いで95℃で15秒+60℃で60秒+プレートを読み取る(40サイクル)。定量値は、閾値サイクル(Ct)数から取得した。標的遺伝子発現レベルは、18秒またはGAPDH mRNA発現に対して各試料について正規化し、データは、WTナイーブと比較して表した。
ELISAおよびマルチプレックスイムノアッセイ
HKx31感染(1×104PFU)野生型およびNOX2−/yマウスのBALF中に分泌されたIFN−β(VeriKine HMマウスIFNβ血清ELISAキット;Cat#42410−1、PBL Assay Science社)、IL−1β(Quantikine ELISAマウスIL−1β/IL−IF2;Cat#MLB00C、R&D Systems社)、TNF−α(Quantikine ELISAマウスTNFα、Cat#MTA00B、R&D Systems社)およびIL−6(Quantikine ELISAマウスIL−6、Cat#M6000B、R&D Systems社)のタンパク質レベルを、ELISAを使用して測定し、製造者の指示に従って市販のキットを使用して実施した。試料のサイトカイン力価は、4つのパラメータによる標準曲線に対するフィッティングにより光学密度をプロットすることによって決定した。
抗体の決定
種々の抗体アイソタイプ(IgA、IgE、IgG1、Ig2a、IgG2b、IgG3、IgMおよび総IgG)の血清およびBALFレベルをHKx31感染(1×10PFU)WTおよびNOX2−/yマウスにおいてProcartaPlex Multiplex Immunoassay(Mouse Isotyping 7plex、Cat#EPX070−2815−901、eBioscience社)を製造者の指示に従って使用して定量した。簡潔には、抗体結合磁気ビーズを96ウェルプレートの各ウェル内に加えた。スタンダード抗体をユニバーサルアッセイ緩衝液中に段階希釈して(1:4)、7点測定標準曲線を作成した。血清およびBALF試料(ユニバーサルアッセイ緩衝液中1:20,000に希釈)ならびに/またはスタンダード抗体を、抗体結合磁気ビーズを含む96ウェルプレートの適切なウェルに加えた。この後、検出抗体混合物を各ウェルに加え、プレートを暗室のマイクロプレート振盪機(500rpm)上、室温で30分間インキュベートした。洗浄後、読取り用緩衝液をすべてのウェルに加えた。プレートをMagpix(登録商標)マルチプレックスリーダー(Luminex社、米国)によりxPONENT(登録商標)ソフトウェア(Luminex社、米国)を使用して読み取った。Procartaplex(商標)Analyst1.0ソフトウェア(eBioscience社、米国)を使用して、各試料の血清およびBALF抗体濃度を標準曲線から補間した。
データは、平均値±平均値の標準誤差(SEM)として表した。サイトカインmRNA発現および抗体力価を、一元配置分散分析を使用して解析した後、Tukeyのポストホック検定を行って多重比較した。すべての検定は、Graphpad社のPrism7.0b(サンディエゴ、CA州、米国)により実施し、P<0.05で統計学的に有意であるとした。
統計学的解析および画像解析
蛍光顕微鏡データを定量するために、共焦点システムから取得した画像をImageJにおいて解析した。図の説明文において他に指示しない限り、少なくとも3回の独立した実験から入手した1処置群あたり細胞約100〜150個を解析して、各細胞の蛍光を計算し、次いで、これを平均し、蛍光領域のパーセントとして表した。すべての統計検定は、GraphPad Prism(GraphPad Software社バージョン6.0、サンディエゴ、CA州、米国)を使用して実施した。P<0.05を、有意であるとした。単離した細胞の培養研究では、nは、種々の継代由来の細胞を使用した別々の実験を表す。
化学物質
イミキモド(Cat#tlrl−imq、Invivogen社)、H.M.WポリI:C(Cat#tlrl−pic、Invivogen社)およびCpG ODN(Cat#tlrl−1668、Invivogen社)は、エンドトキシンを含まない水中に溶解し、5〜10mg/mLの保存液としてアリコート30μLおよび100μLに調製し、−20℃で保存した。ssRNA(Cat#tlrl−lrna40、Invivogen社)は、エンドトキシンを含まない水中に溶解し、5mMの保存液としてアリコート50μLに調製し、−20℃で保存した。ダイナソア(Cat#D7693、Sigma社)(その日に新たに調製)は、DMSO(100%)中に溶解し、10mMの保存液として調製した。FBS(Cat#12003C、Sigma社)は、アリコート50mlとして−20℃で保存した。ペニシリン−ストレプトマイシン溶液(Cat#P4333、Sigma社)は、−20℃で保存した。SOD(Cat#S2515、Sigma社)は、蒸留水中に溶解し、30,000ユニット/mlの保存液(10μl)として調製し、−20℃で保存した。OxyBURST Green H2HFFウシ血清アルブミン(BSA)(Cat#1329、Molecular probes社、Life Technologies社)およびLysotracker Deep Red(Cat#L12492、Molecular probes社、Life Technologies社)の保存液(1mg/mL)を作成した直後、PBSに溶解して使用した。バフィロマイシンA(ストレプトマイセス(Streptomyces)由来、Cat#B1793、Sigma社)は、100μMの保存液としてアリコート10μLに調製し、−20℃で保存した。使用するその日に新たに作成したアポシニン(4’−ヒドロキシ−3’−メトキシアセトフェノン、Cat#A10809;Sigma社)およびgp91dstat(Cat#AS−63818;Anaspec社)は、100mMおよび50mMの保存液としてそれぞれ100%v/vのDMSO中に調製した。ホルボールジブチレート(Cat#P1239;Sigma社)は、100%v/vのDMSO中に10mMの保存液として溶解し、使用するその日に新たに作成した。カタラーゼ(Cat#C1345、Sigma社)は、10U/mlの保存液として蒸留水中に調製し、−20℃で保存した。5mMのMitoSOX(Cat#M3600850;Molecular probes社、Life Technologies社)は、MitoSOX(商標)mitochondrial superoxide indicator(Component A)のうちの1つのバイアルの内容(50μg)をDMSO13μL中に溶解することにより調製した。キサンチンオキシダーゼ(Cat#X1875;Sigma社)は、蒸留水に30U/mlまで溶解することにより、その日に新たに調製し、キサンチン(Cat#X0626;Sigma社)は、100mMの保存液として0.1MのNaOH中に調製した。ML171(Cat#492002;Calbiochem社)。
インフルエンザ核タンパク質の抗体(インフルエンザA型ウイルス核タンパク質[AA5H]に対するmAb;Cat#120−20343、AbCAM社)、初期エンドソーム抗原1抗体(Cat#120−02900、AbCAM社)、マウス抗gp91phox抗体(Cat#611415、BD Transduction Laboratories社、精製マウス抗gp91[phox]クローン53/gp91[phox](RUO))、ウサギ抗TLR7抗体(Cat#NBP2−24906、Novus Biologicals社)、ウサギ抗p47phox抗体(Cat#sc14015、Santa Cruz社)、FITCヤギ抗マウスIgG抗体(Cat#A−11029;Invitrogen社)、ヤギ抗ウサギalexa594(Cat#A−11037;Invitrogen社)、ヤギ抗ウサギ遠赤色647(Cat#A−21244、Invitrogen社)およびDAPI(Cat#H−1200、Vector Laboratories社)を−20℃で保存した。
(実施例1)
インフルエンザウイルスはエンドソームROSを活性化する
エンドソームROS生成のウイルス病理における潜在的役割に取り組むために、オルトミクソウイルス科ファミリーの第IV群マイナスセンスssRNAウイルスに属し、エンドサイトーシスにより内部移行するインフルエンザA型ウイルスを、はじめに検討した。マウス肺胞マクロファージ(AM)、マウス腹膜RAW264.7細胞または骨髄由来マクロファージ(BMDM)をインフルエンザA型ウイルス株HKx31(H3N2)に曝露すると、インフルエンザ核タンパク質(NP)蛍光が用量および時間依存性に増加した。これは、ダイナミン阻害物質であるダイナソア(100μM)によりほとんど消失し、これにより、内部移行がクラスリン被覆ピットまたはカベオリン依存性機構であることが示された。内部移行したウイルスが、初期エンドソームマーカーEEA1と強力に共存することが示された(図1a(Figure 1A))。しかし、NPのすべてがEEA1と共存するとは限らず、これにより、インフルエンザA型ウイルスが、排他的に初期エンドソームにおいては存在せず(図1a)、後期エンドソームおよび/またはリソソームに既に侵入した可能性があることが示された。NOX2は、対照およびインフルエンザ感染細胞においてEEA1と共存した(図1b(Figure 1B))。したがって、ROS生成の酵素的機構が初期エンドソームに存在し、これがインフルエンザA型ウイルス感染により著しく増強され、内部移行したウイルスとの共存を促進する。ウイルスの取込みに応答したエンドソームROS生成をOxyBURST16により評価した。一連の低病原性から高病原性、季節性および流行性インフルエンザA型ウイルスに曝露すると、マウス一次AM(図1cおよびd(Figure 1C and D))ならびにヒト肺胞マクロファージ(図1h(Figure 1H))においてOxyBURST蛍光が急速および用量依存性に増加した。このOxyBURST由来のシグナルは、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD;300U/mL)を加えることにより消失した。このSODは、ウイルス17とともにエンドソーム内に内部移行し、スーパーオキシドをHに変換する(図1e、f(Figure 1E and F)。対照的に、ROSシグナルは、エンドソームSODが欠損したマウス(SOD3−/−マウス)由来のAMにおいて著しく増加し、スーパーオキシド誘導体の検出を確立した。ROS生成が酸性化したエンドソームにおいて生じたことを確認するために、OxyBURST蛍光の共存をLysoTracker(50nM)によりインフルエンザウイルスの存在下で実証した(図1g(Figure 1G))。バフィロマイシンA(100nM)による液胞型V−ATPaseポンプの阻害、およびこれによるエンドソーム酸性化の阻害によって、LysoTracker蛍光およびインフルエンザA型ウイルス感染に応答したエンドソームROS生成が消失した(図1g)。エンドソームROSは、NOX2−/y肺胞マクロファージにおいて最少であったが、NOX4−/−マクロファージにおいて、およびNOX1阻害物質ML171(100nM)で処理したマクロファージにおいては影響を受けなかった(図1eおよびf)。インフルエンザA型ウイルスのAMへの内部移行は、NOX2−/y細胞において障害されず、これにより、エンドソームROS生成の減少が、ウイルス侵入が減少したためではないことが示された。加えて、熱およびUV不活性型インフルエンザ(複製欠損性)は、エンドソームROS生成の増加を引き起こし、これは、生ウイルス対照に類似していた(図1iおよびj(Figure 1Iおよび1J)。したがって、インフルエンザA型ウイルスは、サブタイプ、株および病原性にかかわらず、エンドソームにおいて、NOX2オキシダーゼ依存性ROS生成は刺激するが、NOX4およびNOX1オキシダーゼ依存性ROS生成はともに刺激せず、これは、エンドソーム酸性化は必要とするが、ウイルス複製は必要としない。
(実施例2)
エンドソームTLR7−NOX2シグナル伝達系
RNAウイルスは、エンドソームTLR7(ssRNAウイルスの)[Lundら(2004年)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America101巻(15号)5598〜5603頁、DieboldらScience303巻(5663号)1529〜1531頁]およびTLR3(dsRNAウイルス)、ならびに細胞質センサーであるレチノイン酸誘導遺伝子I(RIG−I)(ウイルスRNA担持5’トリホスフェートを検出可能(Lundら(2004年)上記参照))およびNOD様受容体(NLR)により認識される[IwasakiおよびPillai(2014年)上記参照;Ichinoheら(2009年)The Journal of Experimental Medicine206巻(1号)79〜87頁;Allenら(2009年)Immunity30巻(4号)556〜565頁]。インフルエンザA型ウイルスが酸性化エンドソーム内に侵入すると、ウイルスRNAが遊離し、TLR7が活性化し、NOX2オキシダーゼ依存性ROS生成を刺激すると仮定した。この示唆と一致して、TLR7は、インフルエンザA型ウイルス(図2a(Figure 2A))、NOX2(図2b(Figure 2B))およびEFA1(図2c(Figure 2C))と共存し、TLR7−/−マウス由来の一次AM、ならびにTLR7およびMyD88欠損BMDMでは、インフルエンザA型ウイルスに応答して最少のエンドソームROS生成を示す(図2d(Figure 2D))。PKC活性化因子であるホルボールジブチレート(PDB;10〜6M)によるNOX2活性化が、このような細胞とWT対照細胞とで類似していたため、TLR7−/−およびMyD88−/−細胞における、ウイルスに応答したエンドソームROS生成の欠乏は、NOX2オキシダーゼそれ自体の能力の低下が原因ではなかった。NOX2オキシダーゼ活性の第2の尺度として、NOX2触媒サブユニットのp47phox制御サブユニットとの会合度を調べることにより酵素集合を評価した。刺激されていない細胞では、NOX2とp47phoxとの共局在は、ほとんど存在しなかった(図2e(Figure 2E))。しかし、インフルエンザウイルスにより、NOX2とp47phoxとの強力な共存が生じ、これは、ダイナソアまたはバフィロマイシンAによる前処理によって減少し、TLR7−/−細胞においてほとんど消失した(図2e)。TLR7の活性化によりエンドソームROS生成が生じるというさらなる証拠を提供するために、特異的TLR7アゴニストであるイミキモド(10μg/mL)を使用した。イミキモドによって、ヒトおよびWTマウス由来のAMにおいてエンドソームROSは顕著に増加したが、NOX2−/yマウス由来のAM(図2f(Figure 2F))またはTLR7もしくはMyD88欠損マクロファージにおいては、増加しなかった。最終的には、AMまたはRAW264.7細胞は、グアニジンおよびウリジンに富むssRNA配列(ssRNA40;100μM)により活性化された。TLR7依存性機構を介してIL−1β、IL−6およびTNF−αのmRNAを増加可能な濃度では、ssRNA40により、エンドソームROS生成の上昇が生じた(図2g(Figure 2G))。対照的に、インフルエンザA型ウイルスに応答したエンドソームROS生成は、RIG−I−/−、NLRP3−/−、TLR2−/−およびTLR4−/−マクロファージにおいて、ならびにTLR3阻害物質(50μM)で処理したマクロファージにおいて保たれた。
次いで、TLR7がエンドソームNOX2オキシダーゼの集合および活性化をどのように誘発するかを調べた。NOX2オキシダーゼは、プロテインキナーゼCにより活性化することができ、これは、p47phox上の鍵となるセリン残基の安定したリン酸化を引き起こして、NOX2オキシダーゼ依存性の酸化のバーストを生じさせる(Drummondら(2011年)上記参照)。PKCシグナル伝達の時空間的制御を定義するため、およびTLR7によるその制御を評価するために、FRETバイオセンサーであるcytoCKARを発現させて、WTおよびTLR7−/−マクロファージにおいて細胞質PKCを検出した(Jensenら(2014年)上記参照;Violinら(2003年)The Journal of Cell Biology161巻(5号)899〜909頁;Hallsら(2015年)上記参照)。WTマクロファージをインフルエンザA型ウイルスまたはイミキモドにより処理すると、細胞質PKC活性が5分以内に上昇したが、この応答は、ダイナソアまたはバフィロマイシンAで処理した、TLR7−/−マクロファージおよびWTマクロファージにおいては生じなかった(図2hおよびi(Figure 2H and I)。細胞質pERK1/2活性についてのFRETバイオセンサー法(Allenら(2009年)上記参照;Hallsら(2015年)上記参照)により、インフルエンザウイルスとイミキモドの両方によって細胞質pERK1/2がTLR7依存性に増加したことが示された。対照的に、pERK1/2をPD98059(30μM)で遮断しても、インフルエンザに応答したp47phoxによる、エンドソームROS生成またはNOX2の会合には影響しなかった。このようなデータは、インフルエンザA型ウイルスが、pERK1/2を介してではなく、TLR7、およびPKCの下流活性化を介して、エンドソームNOX2オキシダーゼ活性を増大させたことを示す。ウイルスに感染すると、NOX2オキシダーゼ依存性のROS生成が、低いpHに依存するプロセスを使用してエンドソームにおいて引き起こされると結論付けられる。実際、この結論は、次の実験的証拠により支持される。第1に、エンドソームの酸性化が減少すると、TLR7の活性化がウイルスRNAにより障害されることが知られている18、19。ウイルス感染およびTLR7アゴニストであるイミキモドに応答したNOX2依存性ROS生成は、TLR7−/−細胞において消失し、またバフィロマイシンAによる前処理によっても消失した。第2に、バフィロマイシンAは、インフルエンザウイルスおよびイミキモド処理によりPKC活性化を抑制した。これによりPKCは、急性NOX2活性化の上流にあると言える(Drummondら(2011年)上記参照;BedardおよびKrause(2007年)上記参照)。第3に、バフィロマイシンAは、p47phox−NOX2の会合を抑制した。これは、NOX2集合および活性化に関する重要なステップである。
(実施例3)
エンドソームROSのウイルス株非依存性
マクロファージをライノウイルス(ピコルナウイルス科、第IV群)、呼吸器合胞体ウイルス(パラミクソウイルス科、第V群)、ヒトパラインフルエンザウイルス(パラミクソウイルス科、第V群)、ヒトメタニューモウイルス(パラミクソウイルス科、第V群)、センダイウイルス(パラミクソウイルス科、第V群)、デングウイルス(フラビウイルス科、第IV群)、またはHIV(レトロウイルス科、第VI群、ssRNA−RTウイルス)に曝露すると、エンドソームROSの有意な上昇が生じた。これは、TLR7−/−マクロファージでは顕著に抑制されたが、TLR9−/−細胞では影響されなかった(図3aおよびb(Figure 3Aおよび3B)。ムンプスウイルス(パラミクソウイルス科、第V群)とニューカッスル病ウイルス(NDV、パラミクソウイルス科、第V群)はともに、有意にはエンドソームROSを生成できなかった(図3aおよびb)。ここで、このようなウイルスが、エンドサイトーシスではなく細胞膜融合プロセスを介して、細胞に主に侵入することに注目すべきである。マクロファージをロタウイルス(アカゲザル株またはウシUK株、(レオウイルス科、第III群))へ曝露した場合でも、エンドソームROSを生成することができなかった(図3aおよびb)。DNAウイルスである単純ヘルペスウイルス2型(ヘルペスウイルス科、第I群)およびワクシニアウイルス(ポックスウイルス科、第I群)ではそれぞれ、エンドソームROSの上昇が、WTマクロファージおよびTLR7−/−マクロファージでは生じたが、TLR9−/−マクロファージでは生じなかった(図3aおよびb)。TLR7によりssRNAウイルス、またはTLR9によりDNAウイルスのいずれかが特異的に認識されることによって、NOX2オキシダーゼ依存性にエンドソームROSのバーストが生じることが結論付けられる。
(実施例4)
細菌およびウイルスは異なるROS経路を活性化する
細胞膜TLR、特にTLR1、TLR2およびTLR4、ならびにエンドソーム内に存在しないもの(TLR7等)は、細菌を検知すると、ミトコンドリアをマクロファージファゴソームへ動員し、ミトコンドリア依存性にROSを生成する(Westら(2011年)Nature472巻(7344号)476〜480頁)。しかし、エンドソームTLRを刺激することによって、ミトコンドリアROSを増大させることはできなかった(Westら(2011年)上記参照)。イミキモドによるTLR7活性化は、エンドソームROSの有意な上昇を生じるが(図2f(Figure 2F))、マクロファージミトコンドリアスーパーオキシドの生成を増加させることができなかった。グラム陽性細菌である肺炎レンサ球菌(SP)またはグラム陰性の分類不可能なインフルエンザ菌(NTHI)に応答するファゴソームROSの生成を調べた。SPとNTHIはともに、WTマウスマクロファージにおいてROS生成を生じた(図4(Figure 4))。これは、SOD3−/−細胞では有意に増強されたが、TLR7−/−マクロファージでは影響されなかった(図4)。したがって、エンドソームROS生成は、エンドサイトーシスそれ自体に特有ではないが、「病原体(カーゴ)特異的」応答であると言える。抗菌目的で生成されたROSは、中心的ハブとして作用して自然免疫シグナル伝達を促進する、ミトコンドリアに必須の役割を必要とする。対象的に、ssRNAウイルスは、このような抗菌のためのROS生成経路を利用しない。
(実施例5)
エンドソームHはTLR7免疫を抑制する
エンドソームROSの機能的重要性を確立するために、エンドソームTLR7依存性であり、したがって、ウイルス病原性に関連する、サイトカインの生成についてNOX2阻害の影響を評価した(Dieboldら(2004年)上記参照)。イミキモドによってIFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6発現がWTマクロファージにおいては有意に上昇したが、TLR7−/−マクロファージ(図5a)またはバフィロマイシンA(100nM)で処理したマクロファージ(図5b)においては上昇しなかったことを示すことにより、エンドソームおよびTLR7依存性シグナルを確認した。第2に、NOX2オキシダーゼ阻害物質およびHスカベンジャーであるアポシニン(300μM)によって前処理することにより、IFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6発現が、イミキモドに応答してWTマクロファージでは有意に増強されたが、TLR7−/−マクロファージでは増強されず、NOX2オキシダーゼ由来ROSのサイトカイン発現に対する抑制作用が、TLR7に依存することを示した(図5a)。対照的に、TLR3アゴニストであるポリI:C(25μg/mL)に応答したIFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6発現は、アポシニンによる前処理により抑制されたが、TLR9アゴニストであるCpG(10μg/mL)により引き起こされた、同一のこのようなサイトカインの増加は、アポシニンによって影響されなかった。NOX2オキシダーゼがTLR7免疫にin vivoで影響するかどうかをさらに試験した。WTおよびNOX2−/yマウスを、単一用量のイミキモド(50μg/マウス、鼻腔内)で処置して、24時間後に肺におけるIFN−β、IL−1β、IL−6およびTNF−αを測定した。この測定の時点は、RNA感染の初期相を反映するように選択された。イミキモドに応答した気道炎症の識別可能な変化は存在しなかったが(図5c)、イミキモドで処置すると、IFN−β、IL−1β、IL−6およびTNF−αのレベルがNOX2−/yマウスにおいて上昇した(図5d)。
エンドソームNOX2オキシダーゼ活性によりTLR7依存性応答の抑制がどのように生じるかを確立することが求められ、親種のスーパーオキシドおよびその直接の下流生成物であるHが、原因となるメディエーターであると仮定された。外因性SOD(300U/mL)の追加によるスーパーオキシドを不活化は、基礎的な、またはイミキモドにより刺激された、IFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6の発現に影響することができず、スーパーオキシドそれ自体がTLR7応答を調節するのにほとんど役立たないことを示唆した。Hを調べるために、カタラーゼを利用して、エンドソーム内で生成されたHを不活化した。30分以内に、FITC標識カタラーゼに曝露すると、LysoTrackerとの共局在が生じたことが見出され、酸性化エンドソーム区画への内部移行が確認された(図6a(Figure 6A))。カタラーゼ(1000U/mL)に1時間、「パルス」曝露すると、24時間後にIFN−βおよびIL−1β発現の有意な上昇が、WTマクロファージでは生じたが、TLR7−/−マクロファージでは生じなかった(図6b(Figure 6B))。その上、イミキモド依存性の応答は、カタラーゼの存在下で有意に増大した(図6c(Figure 6C))。カタラーゼ依存性のサイトカインの増加は、ダイナソアで処理したWTマクロファージでは有意に抑制されたが(図6d(Figure 6D))、TLR2−/−マクロファージでは影響されなかった(図6e(Figure 6E))。TLR7のエンドソームへの移行は、シャペロンタンパク質であるUNCB93の作用により制御される。実際、UNCB93の非存在下では、ヌクレオチド検知TLRが、MyD88/TRIF依存性シグナル伝達経路を開始するエンドリソソーム内に達することができないため、実質的なシグナル伝達異常が存在する。UNCB93−/−細胞では、カタラーゼ処理に対するサイトカインの増加は、WT細胞において観察されたそれよりも有意に小さかった(図6f(Figure 6F))。したがって、Hの抑制作用は、TLR7がエンドソーム区画内に存在する場合に生じる可能性が最も高い。カタラーゼは、TLR7、TREML4またはNLRP3発現に対しては作用せず、HがTLR7、TLR7活性の正の制御因子(すなわち、TREML4 26)またはTLR7に類似の抗ウイルスサイトカインを活性化するNLRP3の発現を調節しないことを示した(図6g〜j(Figure 6G〜J))。したがって、Hは、翻訳後に作用する可能性がある。エンドソームNOX2オキシダーゼ由来Hが、TLR7応答にin vivoで影響するかどうかを調べた。カタラーゼ(1000U/マウス)をWTマウスに鼻腔内投与すると、肺のIFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6が24時間後に3〜4倍の増加を示し、この発生後に気道炎症が明白となった(図6kおよびl(Figure 6KおよびI)。
受容体活性を制御し、活性化の際にエンドソーム区画内に露出するTLR7(Kannoら(2013年)International Immunology25巻(7号)413〜422頁)のタンパク質ドメイン上のシステイン残基を、エンドソームNOX2オキシダーゼにより放出されたHが標的とするかどうかという疑問が生じた。このようなシステイン残基は、ロイシン反復領域内にCys260、Cys263、Cys270およびCys273、ならびにTLR7に特有の2つのさらなるシステイン、Cys98およびCys445を含む(図10および11(Figure 10および11))。部位特異的変異誘発を実施して、1)このようなシステイン残基の6つすべてがアラニンで置換されている変異体、2)Cys98とCys445の二重変異を有する変異体(TLR7C98A/C445A)、ならびに3)Cys98(TLR7C98A)およびCys445(TLR7C445A)の単一変異を含む、一連のTLR7変異体を作製した。WT TLR7またはTLR7C445AのTLR7−/−マクロファージへのトランスフェクションでは、サイトカイン発現をこのような細胞において刺激するイミキモドの能力が回復したが、6つの変異を含むTLR7、TLR7C98A/C445AまたはTLR7C98Aによるトランスフェクションでは、回復しなかった(図7a(Figure 7A))。カタラーゼ(1000U/mL)処理は、変異TLR7、TLR7C98A/C445AまたはTLR7C98Aを発現する細胞におけるサイトカイン発現に対してほとんど、または全く作用しなかったが、これによりWT TLR7またはTLR7C445Aを有する細胞におけるサイトカイン発現は、顕著に増加した(図7a)。配列解析は、多重配列解析アルゴリズム(すなわち、CLUSTAL OMEGA)と対比較配列解析(NCBI、Blast)の両方を使用し、ヒトTLR7を基準点として用いて行った。多重配列解析を使用して、Cys98が、TLR7に特有であり、硬骨類からヒトまでを含む脊椎動物TLR7において十分に保存されていることが確認された(図7b、10および11(Figure 7B、10および11))。対比較配列アラインメントでは、Cys98が、TLR7上の27個のシステインのうち、TLR7に特有であり、脊椎動物において十分に保存されている、唯一のシステイン残基であることが示された。エンドソームNOX2オキシダーゼにより生成されたHが、進化上保存された特有の単一システイン残基、すなわち、TLR7のエンドソーム表面上に存在するCys98を修飾して、抗ウイルスサイトカイン応答を減衰させる可能性があることがここで示唆される。潜在的には、このことは、TLR7のCys98が、ウイルス感染において免疫機能をコントロールする新たな酸化還元センサーであることを示す。
(実施例6)
NOX2オキシダーゼは抗体生成を減衰させる
エンドソームNOX2オキシダーゼ活性の抑制作用を、インフルエンザA型ウイルス感染後にやはり生じるI型IFNおよびIL−1β発現について調べた。第1に、ウイルスにより、転写因子であるIRF−7の、TLR7−/−BMDMではなくWT BMDMの核への移行が引き起こされ、インフルエンザA型ウイルスが、TLR7依存性抗ウイルスシグナル伝達をマクロファージにおいて活性化したことを示した。第2に、ウイルスにより、IFN−β、IL−1β、IL−6、およびTNF−α発現がNOX2−/yAMにおいて大幅に上昇した(図8a(Figure 8A))。第3に、インフルエンザA型ウイルス(Hkx31;105PFU/マウス)にマウスをin vivoで24時間感染させると、肺IFN−β、IL−1β、TNF−αおよびIL−6のmRNA(図8b(Figure 8B))、ならびに血清(図8c(Figure 8C))および肺IFN−βタンパク質(図8d(Figure 8D))がNOX2−/yマウスにおいて大幅に増加した。したがって、十分に機能的なNOX2オキシダーゼにより、インフルエンザA型ウイルスにより引き起こされる抗ウイルスサイトカイン生成が抑制される。TLR7は、B細胞の活性化および抗体生成に必須である。NOX2オキシダーゼにより、TLR7依存性免疫がインフルエンザA型ウイルスに対してin vivoで抑制されるかどうかを試験するために、熱により不活化した複製欠損インフルエンザA型ウイルスを刺激として使用し、これにより、ある種のウイルス型は、TLR7 PRRの結合を主に引き起こし、RIG−IおよびNLRP3には、ほとんど全く寄与しないと予想された20。不活化ウイルスの鼻腔内接種は、7日間の体重減少(図8e(Figure 8E))またはBALFにおける気道炎症(図8f(Figure 8F))に作用しなかった。NOX2が欠失すると、肺におけるIFN−β、IL−1βおよびTNF−α mRNAレベル(図8g(Figure 8G))、ならびに血清およびBALFの両方におけるIgA、総IgG、IgG1、IgG2bおよびIgG3レベル(図8hおよびi(Figure 8HおよびI)の有意な上昇が生じた。したがって、インフルエンザA型ウイルス感染後にエンドソームNOX2オキシダーゼが活性化されると、ウイルスの最適クリアランスおよび再感染に対する抵抗性に必要とされるプロセスである抗体生成の抑制による、抗ウイルスサイトカインおよび液性免疫の抑制が生じる。
(実施例7)
エンドソーム標的化NOX2阻害物質
革新的な分子標的システムを合成して、ウイルスシグナル伝達プラットフォームを、ROS生成を抑止することによって破壊するために、特異的NOX2オキシダーゼ阻害物質(すなわち、gp91ds−TAT)を直接エンドソームに送達した。この実施のため、PEGリンカーにより膜アンカーコレスタノールと結合したgp91ds−tatをペプチドのN末端領域に含む3部分構造体を作製した。類似の構築物は、ベータセクレターゼ酵素阻害物質のエンドソーム局在性を増強することが、これまでに示されている(Rajendranら(2008年)Science320巻(5875号)520〜523頁)。同一のPEGリンカーを使用してコレスタノールと結合したCy5フルオロフォアにより、核周囲領域における細胞質蛍光、ならびにEEA1、NOX2およびインフルエンザウイルスNPとの共局在が、ウイルス感染後にダイナソア(100μM)感受性様式で生じて、エンドサイトーシスがその主な細胞侵入機序であるという証拠をもたらした(図9a〜e(Figure 9A〜E))。マクロファージにおけるin vitroでのスーパーオキシド生成は、コレスタノール結合gp91ds−TAT(Cgp91ds−TAT)により、非結合薬物(Ugp91ds−TAT;図9f(Figure 9F))と比較して少なくとも10倍強い効力で抑制された。これは、化合物のROS除去特性の増強に起因しない(図9g(Figure 9G))。
Cgp91ds−TATが、インフルエンザA型ウイルス感染後にin vivoで疾患重症度を抑制するかどうかを調べた。インフルエンザA型ウイルス感染の1日前から感染後3日目まで毎日Cgp91−TAT(0.02mg/kg/日)を鼻腔内投与すると、気道炎症が約40%減少したが(図9h(Figure 9H))、Ugp91ds−TATは、作用しなかった(図9h)。Cgp91ds−TATにより、肺のI型IFN−β mRNAレベルが、対照ウイルス群と比較して有意に増加したが、Ugp91ds−TATでは、そのようには増加しなかった(図9i(Figure 9I))。gp91ds−TATのコレスタノール結合によるNOX2阻害のこの向上が、コレスタノール−PEGリンカーそれ自体に起因した可能性を排除するために、コレスタノールPEGリンカーをスクランブルgp91ds−TAT(Sgp91ds−TAT)と結合させ、インフルエンザ感染に対するin vivoでのその作用を調べた。Sgp91ds−TATは、気道炎症、肺IFN−β mRNAレベルおよびスーパーオキシド生成に対して作用しなかった。Ugp91ds−TATの用量を10倍に0.2mg/kg/日まで増加すると、同一用量のCgp91ds−TATと同様に、インフルエンザA型ウイルスに起因する体重減少が3日目に有意に低減され、気道炎症ならびにBALF中の炎症細胞におけるスーパーオキシド生成がほとんど消失した(図9j〜l(Figure 9J〜L)。際立ったことには、Cgp91ds−TAT(0.2mg/kg/日)とUgp91ds−TAT(0.2mg/kg/日)の両方により、肺インフルエンザA型ウイルス負荷がほぼ10,000分の1に低下することとなった(図9m(Figure 9M))。したがって、エンドソームNOX2オキシダーゼをgp91ds−TATの鼻腔内投与により抑制すると、インフルエンザA型ウイルス病原性が実質的に減少する。これは、エンドソーム区画において生じるNOX2オキシダーゼ活性を抑制するための革新的な方法である。カスタムメイドの阻害物質は、コレスタノール結合により細胞内区画を介して特異的および選択的に送達される。この裏付けとして、図9aおよびb(Figure 9AおよびB)の知見により、コレスタノールと結合させると、エンドソームへの送達を促進する薬物送達システムが生じることが示される。すなわち、薬物は、ダイナソアによる前処理によって消失する、EEA1+エンドソームとの強い共存を示した。この送達システムは、NOX2阻害物質を、ウイルス感染に関する作用の中心的部位へと運ぶ(図9d(Figure 9D)は、ウイルス核タンパク質と発明者らによるNOX2阻害物質との強力な共存を示した)。エンドソームへの内部移行に続いて、薬物が、エンドソーム膜の内腔面上にあり、TAT部分により膜を貫通し、NOX2活性を抑制し得る可能性が最も高いことを本明細書において提唱する。薬物は、他の部位または位置のNOX2に向かって、さらに拡散可能であり得るが、薬物がエンドサイトーシス経路を介して選択的に送達されると考えられることを考慮すると、直接かつ主な作用点は、エンドソームにおけるNOX2活性であると提唱する。
(実施例8)
NOX2の役割
ウイルスがエンドソーム区画内に侵入すると、NOX2オキシダーゼ依存性のROS生成がエンドソームにおいて引き起こされるという証拠をここで提供する。エンドソームにおけるスーパーオキシドの濃縮への主要な寄与体は、この区画内で直接生成されるスーパーオキシドであることをここで提唱する。スーパーオキシドは、NOX2の一次生成物であり、NOX2のトポロジー、およびこの触媒サブユニットを通じた一方向性の電子の移動によって、エンドソーム区画においてのみ生成され得る。これを踏まえて、スーパーオキシドが、負の電荷を有するために、その生成部位から遠く離れては移動しないことは十分に受け入れられている。スーパーオキシドと比べると、過酸化水素は、膜を透過して拡散するいくらかの能力を有しており、そのため、いくつかのエンドソームHが、細胞膜のような細胞の他の部位で発現したNOX2により、他の部位で生成されている可能性があると予想され得る。ほとんど離れていない部位で生成されたHが、エンドソーム区画内に入る方法を見出している可能性が高いことを示す、いくつかの証拠が存在している。ウイルス感染後のPKC活性化は、NOX2活性化に重要であり、1)ウイルスが細胞に侵入しないよう阻止される(図2Hおよび2I(Figure 2Hおよび2I))、2)エンドソーム酸性化がバフィロマイシンAにより遮断される(図2Hおよび2I)、または3)TLR7が存在しない(すなわち、TLR7−/−マクロファージを使用する)場合に著しく障害される。したがって、エンドソームNOX2由来のROS生成は、ウイルスがエンドソームに侵入し、エンドソーム特異的経路を活性化した後にのみ生じ、このことは、エンドソームNOX2にH生成の中心的部位としてのさらなる信憑性を与えている。
ここで、エンドソームROSは、抗ウイルス免疫、および宿主がウイルス感染と戦い、それを除去する能力に影響する、ウイルス病原性の基礎的分子機構において必須の負の制御因子であることを実証する。重要なことには、この作用は、ウイルスの分類にかかわらず、エンドサイトーシス経路を介して細胞に侵入するすべてのウイルスについて保存され、TLR7依存性である。これは、著しい罹患率および死亡率を世界的に生じる、広範なウイルスに対する抗ウイルス療法の標的を提示する。
(実施例9)
TLR7のC98を包含するおとりペプチドの生成
HIV−TAT取込みペプチド部分(YGRKKRRQRRR、配列番号2)に動作可能に結合する、マウスTLR7のD95〜L104(DLRCNCVPVL、配列番号1)を含む、おとりペプチドを生成する。おとりペプチド(本明細書においてC98iと呼ぶ)は、C98とC475との間に形成するジスルフィド結合を阻止し、したがって、TLR7の活性化を防ぐ。
(実施例10)
C98iはTLR7アゴニスト(イミキモド)に対する応答を遮断する
図12a(Figure 12A)(生データ)および図12b(Figure 12B)(正規化データ)は、イミキモド(TLR7アゴニスト)への曝露後に骨髄由来マクロファージにより生成されるサイトカインIL−1βが、C98iの存在下で上昇することを示す。類似の結果が、図15に示される。データは、C98iがTLR7活性を遮断していることを示す。
(実施例11)
C98iはTLR7アゴニスト(ガーディキモド)に対する応答を遮断する
図13は、C98iが、TLR7アゴニストであるガーディキモドに対するTLR7応答を遮断することを示す。IL−1βの基礎的非刺激レベルに対する作用は示されない(図13)。トリプトファンを98番目に有する近縁腫のファミリーメンバーであるTLR9、またはTLR4アゴニスト応答もしくはTLR2アゴニスト応答に対しても作用しなかった。TLR7とTLR4、およびTLR7とTLR2の間の配列相同性は、非常にわずかしか存在しない。
類似の結果が、TLR5アゴニスト応答に認められた。C98iは、TLR7発現に対しても、細胞生存に対しても有害作用を有しなかった。
データは、C98iが、TLR7活性を遮断し、TLR2、TLR4、TLR5、TLR9活性に影響しないことを示す。これは、配列特有性のため、TLRファミリーの他のメンバー(すなわち、TLR1、TLR3、TLR6およびTLR8)に影響する可能性は低い。C98iがTLR2、TLR4、TLR5およびTLR9の活性に影響しないという知見はまた、薬物が、サイトカインIL−1βの生成に影響する細胞機能に対する非特異的特性を有しないことを示唆する。
TLR7は、ウイルス、自己免疫疾患およびがんに関与する標的である。TLR7を標的とする新たな薬物は、莫大な可能性を有する。
(実施例12)
C98iの無TATバージョンの作用
TATの非存在下では、C98iペプチドは、TLR7アゴニストであるイミキモドの応答をin vitroで阻害する能力を保持する。TATの非存在は、「無TAT」と呼ばれる。結果を図16aに示す。細胞生存に対する有害作用は存在しなかった(図16b)。
(実施例13)
C98iはインフルエンザa型ウイルス応答を阻害する
図17は、C98iが、インフルエンザA型ウイルス(X31)応答(IL−6−mRNA発現)をin vitroで阻害することを示す。C98iの非存在下では、IL−6のmRNA発現は、C98i+インフルエンザA型ウイルス(X31)と比較して有意に高い。
(実施例14)
スクランブルC98iアミノ酸配列の作用
C98iのアミノ酸配列を組み換えて、YGRKKRRQRRRCLVPNDCRLV−NH(配列番号44)を生成した。スクランブルC98iペプチド配列は、TLR7アゴニスト(イミキモド)を阻害することができなかった。結果を図18に示す。
(実施例15)
TLR7アゴニスト(イミキモド)応答に対する短ペプチドの作用
C98iのおとりペプチドのArg−Cys−Asn−Cys(RCNC)[配列番号45]モチーフを修飾して、RANC(配列番号46)、RANA(配列番号47)およびRCNA(配列番号48)を形成した。このような短ペプチドを、無TATを用いて試験して、TLR7アゴニストであるイミキモドに対するその作用を確認した。図19は、RANC、RCNC、RANC、RANAまたはRCNAが、いずれもTLR7アゴニストであるイミキモドの応答をin vitroで阻害しなかったことを示す。
(実施例16)
ウイルス感染後のC98iの抗酸化および免疫調節作用のin vitroおよびin vivoにおける検査
単離マクロファージを使用したin vitroでの実験:酸化ストレスおよびウイルス複製をC98iの存在または非存在下で調べるためのアッセイ。次のウイルスを調べた:低病原性から高病原性のインフルエンザA型ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、デングウイルス。
エンドソーム酸化ストレスおよびウイルス複製がC98iにより抑制されることが予想される。
in vivoでの実験:マウスにおけるC98iの鼻腔内送達後、インフルエンザA型ウイルス感染(鼻腔内送達による)[Toら(2017年)Nature Communications8巻(69号)1〜17頁]。肺酸化ストレス、炎症、損傷、ウイルス負荷および肺における免疫細胞応答の潜在的制御、ならびに体循環を評価する。
(実施例17)
自己免疫についてのループス様モデル試験におけるin vivoでのC98iの免疫調節作用の検査
野生型C57BL/6マウスをC98iで処置し、次いで、皮膚外用のTLR7アゴニストのイミキモド(Aldara Cream)を耳に週3回処置する。処置後、マウスを血清自己抗体およびクレアチニンレベル、ならびに腎臓、脾臓、肝臓、心臓および皮膚の組織病理について調べる。免疫学的異常を免疫組織化学検査、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応、および蛍光活性化細胞分類により解析する。
当業者は、本明細書に記載の開示が、特に記載するものを除く変形形態および変更形態を許容する余地があることを理解し得る。本開示では、このような変形形態および変更形態のすべてを検討することが理解される。本開示はまた、本明細書において言及または指示する、すべてのステップ、特徴、組成物および化合物を個別にまたはまとめて、ならびにステップまたは特徴または組成物または化合物の任意の2つ以上のあらゆる組合せを可能とする。
本明細書において引用する、すべての特許、出願、公開、試験方法、文献、および他の資料は、これによって、本明細書において物理的に提示するものとして、その全体を参照により組み込む。
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Claims (47)

  1. TLR7により媒介される免疫刺激活性を対象において阻害する方法であって、TLR7を発現する前記対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法。
  2. 薬剤が、TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さのペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項1に記載の方法。
  3. ペプチドが、TLR7のアミノ酸48〜148の間の連続アミノ酸最大100個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項2に記載の方法。
  4. ペプチドが、TLR7のアミノ酸78〜118の間の連続アミノ酸最大40個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項3に記載の方法。
  5. 薬剤が、ヒトTLR7の95〜X104番目のアミノ酸に対応する、DXRCNCXPX(配列番号27)(ここで、XはL、FまたはMであり、XはVまたはIであり、XはVまたはIまたはAまたはPであり、XはPまたはLまたはKまたはRである)に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項1に記載の方法。
  6. ペプチドが、アミノ酸配列DFRCNCVPIP(配列番号26)を含む、請求項5に記載の方法。
  7. ペプチドが、アミノ酸配列DLRCNCVPVL(配列番号1)を含む、請求項5に記載の方法。
  8. ペプチドが、ペプチドの細胞への取込みを可能とする、ペプチドのN末端またはC末端に結合する部分をさらに含む、請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 部分が、親水性ペプチド、両親媒性ペプチド、周期性アミノ酸配列またはコレステノールとの結合体を有するペプチドである、請求項8に記載の方法。
  10. 親水性ペプチドが、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、PTD−5(配列番号6)、FHVcoat(配列番号7)、BMV Gag−(7−25)(配列番号8)、HTLV−II Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
  11. 両親媒性ペプチドが、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBP(配列番号15)、MPG[MPGac](配列番号16)、MPG(ΔNLS)(配列番号17)、Pep−1(配列番号18)およびPep−2(配列番号19)からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
  12. 周期性アミノ酸配列を有するペプチドが、ポリアルギニンまたはポリリジン配列を含む、請求項9に記載の方法。
  13. 対象が、ヒトまたは非ヒト哺乳動物である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんの阻害における、請求項13に記載の方法。
  15. 自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんを対象において阻害する医薬の製造における、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤の使用。
  16. 自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんについて対象を治療する方法であって、TLR7を発現する前記対象由来の細胞を、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する有効量の薬剤に接触させることを含む方法。
  17. 薬剤が、TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さのペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項16に記載の方法。
  18. ペプチドが、TLR7のアミノ酸48〜148の間の連続アミノ酸最大100個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有し、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項17に記載の方法。
  19. ペプチドが、TLR7のアミノ酸78〜118の間の連続アミノ酸最大40個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有し、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項18に記載の方法。
  20. 薬剤が、D95〜X104に対応し、ここで、Xは、P(ヒト)またはL(マウス)である、DFRCNCVPIP(配列番号26)に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドであり、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項16に記載の方法。
  21. ペプチドが、アミノ酸配列DFRCNCVPIP(配列番号26)を含む、請求項20に記載の方法。
  22. ペプチドが、ペプチドの細胞への取込みを可能とする、ペプチドのN末端またはC末端に結合する部分をさらに含む、請求項17〜21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 部分が、親水性ペプチド、両親媒性ペプチドまたは周期性アミノ酸配列を有するペプチドである、請求項20に記載の方法。
  24. 親水性ペプチドが、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、PTD−5(配列番号6)、FHVcoat(配列番号7)、BMV Gag−(7−25)(配列番号8)、HTLV−II Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)からなる群から選択される、請求項23に記載の方法。
  25. 両親媒性ペプチドが、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBP(配列番号15)、MPG(配列番号16)、Pep−1(配列番号17)およびPep−2(配列番号18)からなる群から選択される、請求項23に記載の方法。
  26. 周期性アミノ酸配列を有するペプチドが、ポリアルギニンもしくはポリリジン配列またはコレステノールとの結合体を含む、請求項23に記載の方法。
  27. 対象が、ヒトまたは非ヒト哺乳動物である、請求項16〜26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 対象における自己免疫疾患、ウイルスもしくは微生物による病態形成、炎症またはがんの阻害における使用のための、TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤。
  29. 薬剤が、TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さのペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項15に記載の使用または請求項28に記載の薬剤。
  30. 薬剤が、ヒトTLR7の95〜104番目のアミノ酸に対応する、DXRCNCXPX(配列番号27)(ここで、XはL、FまたはMであり、XはVまたはIであり、XはVまたはIまたはAまたはPであり、XはPまたはLまたはKまたはRである)に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項29に記載の使用または薬剤。
  31. ペプチドが、アミノ酸配列DFRCNCVPIP(配列番号26)を含む、請求項30に記載の使用または薬剤。
  32. ペプチドが、ペプチドの細胞への取込みを可能とする、ペプチドのN末端またはC末端に結合する部分をさらに含む、請求項29〜31のいずれか一項に記載の使用または薬剤。
  33. 部分が、親水性ペプチド、両親媒性ペプチドまたは周期性アミノ酸配列もしくはコレステノールとの結合体を有するペプチドである、請求項32に記載の使用または薬剤。
  34. 親水性ペプチドが、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、PTD−5(配列番号6)、FHVcoat(配列番号7)、BMV Gag−(7−25)(配列番号8)、HTLV−II Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)からなる群から選択される、請求項33に記載の使用または薬剤。
  35. 両親媒性ペプチドが、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBP(配列番号15)、MPG[MPGac](配列番号16)、MPG(ΔNLS)(配列番号17)、Pep−1(配列番号18)およびPep−2(配列番号19)からなる群から選択される、請求項33に記載の使用または薬剤。
  36. 周期性アミノ酸配列を有するペプチドが、ポリアルギニンまたはポリリジン配列を含む、請求項33に記載の使用または薬剤。
  37. 対象が、ヒトまたは非ヒト哺乳動物である、請求項29〜36のいずれか一項に記載の使用または薬剤。
  38. TLR7のC98とC475との間またはその対応する位置の間のジスルフィド結合形成に拮抗する薬剤、ならびに1つまたは複数の医薬担体、賦形剤および/または希釈剤を含む医薬組成物。
  39. 薬剤が、TLR7のアミノ酸4〜194の間の連続アミノ酸最大190個に対して少なくとも70%のアミノ酸配列類似性を有するアミノ酸配列を有する、アミノ酸約4〜約190個の長さのペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項38に記載の医薬組成物。
  40. 薬剤が、ヒトTLR7の95〜104番目のアミノ酸に対応する、DXRCNCXPX(配列番号27)(ここで、Xは、L、FまたはMであり、Xは、VまたはIであり、Xは、VまたはIまたはAまたはPであり、Xは、PまたはLまたはKまたはRである)に対して少なくとも70%の類似性を有するアミノ酸配列を有するペプチドを含み、但し、ペプチドがTLR7の98番目に相当する位置にシステイン残基を含むことを条件とする、請求項39に記載の医薬組成物。
  41. ペプチドが、アミノ酸配列DFRCNCVPIP(配列番号26)を含む、請求項40に記載の医薬組成物。
  42. ペプチドが、ペプチドの細胞への取込みを可能とする、ペプチドのN末端またはC末端に結合する部分をさらに含む、請求項39〜41のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  43. 部分が、親水性ペプチド、両親媒性ペプチドまたは周期性アミノ酸配列もしくはコレステノールとの結合体を有するペプチドである、請求項42に記載の医薬組成物。
  44. 親水性ペプチドが、TAT(配列番号2)、SynB1(配列番号3)、SynB3(配列番号4)、PTD−4(配列番号5)、PTD−5(配列番号6)、FHVcoat(配列番号7)、BMV Gag−(7−25)(配列番号8)、HTLV−II Rex−(4−16)(配列番号9)、D−Tat(配列番号10)およびR9−Tat(配列番号11)からなる群から選択される、請求項43に記載の医薬組成物。
  45. 両親媒性ペプチドが、トランスポータンキメラ(配列番号12)、MAP(配列番号13)、SBP(配列番号14)、FBP(配列番号15)、MPG[MPGac](配列番号16)、MPG(ΔNLS)(配列番号17)、Pep−1(配列番号18)およびPep−2(配列番号19)からなる群から選択される、請求項39に記載の医薬組成物。
  46. 周期性アミノ酸配列を有するペプチドが、ポリアルギニンまたはポリリジン配列を含む、請求項43に記載の医薬組成物。
  47. ヒトまたは非ヒト哺乳動物における使用のための、請求項38〜46のいずれか一項に記載の医薬組成物。
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