JP2021531279A - 自然リンパ系細胞による小膠細胞活性化の抑制 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年7月16日出願の米国特許仮出願第62/698,545号の優先権を主張し、参照によりその開示の全体が本書に組み込まれる。
本発明は、概して、小膠細胞活性化を抑制するための方法及び組成物に関する。具体的には、本発明は、II型自然リンパ系細胞、又はII型自然リンパ系細胞の数又は活性を増加させる薬剤を投与することによる、小膠細胞活性化又は血液脳関門の破壊を抑制する組成物及び方法に関する。
(1)ILC2を、ILC2の増殖及び活性化に好適な条件下で、試験化合物と接触させることと、
(2)活性化ILC2の数を測定することと、を含む、方法を用いて同定できる。
(1)ILC2を、ILC2によるIL−10の産生に好適な条件下で、試験化合物と接触させることと、
(2)ILC2によって産生されたIL−10又はTimp1のレベルを測定することと、を含む、方法を用いて同定できる。
本発明は以下の非限定的な実施形態も提供する。
(1)自然リンパ系細胞(ILC2)を、ILC2の増殖に好適な条件下で、薬剤と接触させることと、
(2)ILC2の数を測定することと、を含み、
対照レベルと比較したILC2の数の増加が、小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のために有用な薬剤であることを示す、方法である。
(1)自然リンパ系細胞(ILC2)を薬剤と接触させることと、
(2)ILC2によって生成されたIL−10のレベルを測定することと、を含み、
対照レベルと比較したILC2により産生されるIL−10の量の増加が、小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のために有用な薬剤であることを示す、方法である。
(1)自然リンパ系細胞(ILC2)を薬剤と接触させることと、
(2)ILC2によって生成されたTimp1のレベルを測定することと、を含み、
対照レベルと比較したILC2により産生されるTimp1の量の増加が、小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のために有用な薬剤であることを示す、方法である。
(1)自然リンパ系細胞(ILC2)を薬剤と接触させることと、
(2)ILC2によって生成されたIL−10のレベルを測定することと、を含み、
対照レベルと比較したILC2により産生されるIL−10の量の増加が、BBB透過性の低減を必要とする対象におけるBBB透過性の低減のために有用な薬剤であることを示す、方法である。
(1)自然リンパ系細胞(ILC2)を薬剤と接触させることと、
(2)ILC2によって生成されたTimp1のレベルを測定することと、を含み、
対照レベルと比較したILC2により産生されるTimp1の量の増加が、BBB透過性の低減を必要とする対象におけるBBB透過性の低減のために有用な薬剤であることを示す、方法である。
CD45+Lin−FCεr1a−DX5−CD90+IL7rα+細胞(図1A)の転写因子標識を使用して、ILC1(Tbet+)、ILC2(Gata3Hi)及びILC3(RORγt+Gata3−/lo)サブセットを分離した。最初に、髄膜自然リンパ系細胞(mILC)をプロファイリングして、最も豊富な種類を決定した。未処理のマウスの脳を慎重に切開し、固定のために直ちに4%パラホルムアルデヒドに入れた。4℃で48時間(hr)の固定後、H2O中30%スクロース中で脳を24時間インキュベートし、続いて−80℃で保存した。頭蓋冠を、ペトリ皿内の20mL蛍光活性化細胞選別(FACS)緩衝液(DMEM/F−12+2%FBS)中に置き、鉗子を使用して髄膜を慎重に剥離した。髄膜を70μmの細胞濾過器に入れ、注射器プランジャの裏側を回転運動(最低100回)させて穏やかに解離させた。次いで、3回フィルターを通して細胞を洗浄し、解離した組織から細胞を更に放出した。チューブを、4℃、1500RPMで7分間(min)遠心分離し、次いで注意深くデカントした。ペレットを200μLのFACS緩衝液に再懸濁し、細胞を氷上に置いた。細胞を、系統マーカーである、FCεr1α、DX5、CD45、CD90、IL7rαに対する抗体で細胞外標識し、固定し、透過処理し、その後、TrueNuclear(登録商標)標識キット(Biolegend)を製造元のプロトコルに従って使用して、TBET、GATA3、及びRoRγtについて核内標識した。転写因子FACSにより、ILC2(ILC2)がマウスの硬膜リンパ管において多数を占める集団であることを明らかとなった(図1B)。
IL−25及びIL−33の相対的な機能的応答を調べるため、Rag2−/−マウスを、腹腔内(i.p.)注射によって各サイトカインで処理し、マウスには、0.033mg/kg、毎日、3日間、24時間毎に注射した。実施例1に記載されるように、脳及び髄膜を取り出した。細胞を単離し、系統マーカーである、FCεr1α、DX5、CD45、CD90、IL7rα、KLRG1、ST2、GATA3、KI−67に対する抗体で標識し、FACSで分析した。CD45+のmILC2割合、数、及びKI−67標識によって測定される増殖の増加は、いずれの因子の注射によって見られたが、IL−33で最も堅牢であった。
CNS内の主要な免疫系が存在する小膠細胞は、常時監視に携わっており、周囲の繊細な神経組織を保護するために容易に応答する。CNSの免疫調節におけるmILC2由来因子の役割を調べるため、小膠細胞をILC2欠損Rag2−/− γ□−/−マウスの脳から単離し、FACSを用いて対照Rag2−/−マウスと比較した。
小膠細胞に対するILC2特異的効果を調べるため、Rag2−/−γc−/−又はRag2−/−対照マウスへの、ILC2又はPBS(対照)の静脈内受動移入を行った。
Rag2−/−マウスを、0.033mg/kgの組換えIL−33を毎日3日間腹腔内(i.p.)注射した。マウスを安楽死させ、脛骨及び大腿骨を無菌フード内で単離した。鉗子で骨から筋肉を取り外した後、滅菌PBS中で氷上に維持した。骨を、乳鉢及び乳棒を使用して、滅菌PBS中で1度に4つずつ穏やかに破砕した。放出された骨髄細胞と全ての骨の物質をピペットマンを使用して50mL容の円錐管に移し、70μμmの細胞濾過器を通して、大きな粒子を濾別した。次に、細胞を40μμmの細胞濾過器に通し、あらゆる細胞片を更に除去した。チューブを、4℃、1500RPMで10分間遠心分離し、次いでデカントした。ペレットを赤血球溶解緩衝液に再懸濁し、室温で2分間インキュベートした。氷冷PBSを加えて、細胞溶解を希釈し、停止させた。チューブを、4℃、1500RPMで10分間遠心分離し、次いでデカントした。ペレットを2%BSAに再懸濁し、生細胞数を数え、細胞濃度を1×108/mLに調整して細胞を氷上に置いた。EasyStep(商標)Mouse ILC2 Erichment Kitを製造元の説明書に従って使用して、ILC2細胞を濃縮した。
濃縮した細胞を、以下の抗体カクテルを2μL/106細胞の濃度で使用して(1μL/106細胞を使用したLive/Dead、20μL/10^6細胞を使用した系統カクテルは除く)標識した:Zombie Aqua Live/Dead、系統カクテル、+FCεr1a、+CD49b、CD45、CD90.2、IL7rα、ST2。生存しており、単一の、CD45+系統−CD49b−FCεr1a−CD90.2+IL7rα+ST2+の事象を、ILC2培地内に選別した。
選別した細胞を、96ウェルのTCコーティングした丸底プレート内の50単位/mLの組換えIL−2、及び50ng/mLの組換えIL−7を加えた100μLのILC2培地に、1×106/mLの密度で入れた。これらのプレートで細胞を2日間増殖させ、次いで、48ウェルのTCコーティングした平底プレートに移して更に3日間置いた。5日目に、100ng/mLのrIL−33(最終濃度)を添加した。6日目に、細胞を回収し、無菌PBSで2回洗浄し、滅菌生理食塩水中に5×105/mLで再懸濁した。
雌性Rag2−/−γc−/−マウスの尾静脈内に、100μLのILC2細胞懸濁的(0.5×106細胞)又は等量の生理食塩水(対照)を注射した。41日目に、CO2吸入によりマウスを安楽死させた。安楽死させたマウスを、可変速度ポンプ(Fisher Scientific、カタログ#13−876−1)を使用して速度4.5の「高速」で3分間、灌流緩衝液を経心的に直ちに灌流し、全ての血液を除去した。骨髄を上記のように単離した。実施例1に記載されるように、単一の髄膜細胞を単離した。次いで、FACSを用いて細胞を分析した。
末梢組織内のILC2は、アラーミンによって活性化されることが示されている(Vannella et al.,2016,Sci Transl Med.,8(337):337ra65)。IL−33は、これまでに髄膜ILC2を活性化することが示されており(Gadani et al.,J Exp Med.2017;214(2):285−296)、絶対数、Ki−67標識、サイトカイン標識(データ示さず)、及びIL−33処理マウスの静脈洞におけるGata3+ ILCの高密度集団の全組織標識(図1E)によって確認された。
次に、ILC2によるIL−10産生が小膠細胞活性化を抑制するかどうかを判定するために、mILC2及び小膠細胞を一緒に共培養した。最初に、ILC2をIL−33処理マウスから選別し、小膠細胞を未処理マウスから選別した。次いで、小膠細胞を、単独、又はILC2と共に、又はILC2上清と共に培養し、続いてLPS刺激を行った。IL−33に結合させ、IL−33の受容体も発現する小膠細胞に依然として存在する直接効果を遮断するために、可溶性ST2を300ng/mLの濃度で全ての条件に含めた。
ヒトILC2細胞が、マウスILC2で見られるようにIL−10を産生し得ることを確認するために、ヒト細胞を用いて同様の実験を行った。ILC2(Lin−IL7ra+CRTH2+CD161+)を6人の別々の正常ヒト血液ドナーから選別し、IL−33刺激の有無でマウスILC2と類似の条件で培養し、Luminexビーズアッセイを用いてサイトカイン含量について上清を分析した。6人のうち5人のドナー由来のILC2は、IL−33刺激後にIL−10(及び陽性対照としてIL−13)のレベルが増加した。これは、ヒトILC2がIL−10産生可能であったことを示唆した。ILC2がIL−10を産生する能力において固有であることを調べるために、更なるサンプルを得たが、今回は、ILC1、2、及び3について選別した。細胞を、ILC1、2、又は3のサブタイプの補強に適切な因子(それぞれ、IL−12+IL−15、IL−33、及びIL−1b+IL−6+IL−23)を含有する培地中でインキュベートした。3つの細胞型全ての上清中のサイトカインレベルを、前述のように測定した。ILC2を含有するウェルは、ILC1又は3のいずれかを含有するウェルよりも有意にIL−10及びIL−13を示した。1人のドナー由来のILC3上清はIL−10を示し、ILC3もIL−10を産生する可能性を示唆している。これらの結果は、ヒトILC、特にILC2がIL−10を産生可能であるという更なる証拠を提供した。
IL−33処理マウス由来のILC2及び未処理マウス由来の小膠細胞を単離し、小膠細胞炎症因子の抑制に対するILC2の能力を試験した。小膠細胞を、単独で、直接ILC2と共に、又はILC2由来の上清と共に培養した後、TLR7/8アゴニストであるR848(IMQと同様に、細胞培養に十分に適している)を含む培地、又はアゴニストを含まない対照培地に変更した。ILC2上清由来のIL−33によるST2+小膠細胞に対する任意の考えられる直接効果を遮断するため、可溶性ST2を含めた。IL−5、IL−13、及びIL−10は全て、ILC2(拡張データ)又はILC2上清のいずれかを含有するウェルから測定されたが、小膠細胞のみを含有するウェルの上清では検出されず(IL−5、IL−13)、又はわずか(IL−10)であり(図5A)、小膠細胞がこれらの因子の重要な供給源ではないことを示した。いくつかの他のサイトカイン及びケモカインも、特異性を示唆する不均一な抑制パターンで測定された(図5B)。ILC2及び上清の両方が同様の効果を示したため、可溶性因子が直接細胞接触より恐らく優先されると結論付けた。炎症促進性サイトカインに加えて、小膠細胞は、細胞外マトリックス成分の酵素的分解によって、マトリックスメタロプロテアーゼ(Mmps)、特に、神経毒性において重要な役割があるMmp9、及びBBB25−27を産生する。次に、Mmpsは、メタロプロテアーゼ(Timp)ファミリーの組織阻害性メンバーによって逆制御される。Timp1メッセージは、RNAseqによると活性化ILC2中で高度に(6.7 Log2倍、調整済みp<0.02)上方制御され、IL−33活性化ILC2由来の上清のタンパク質分析によって確認された(図5C)。予想されるように、小膠細胞は、R848負荷後、Mmp9の産生が強く増加したことを示し(図5D)、これは、活性化ILC2由来の上清によって強力に抑制された(図5E)。
ILC2単独で小膠細胞の表現型に影響を与え、in vivoで神経炎症を抑制し得るかどうか調べるため、また、Rag2−/−とRag2−/−γc−/−マウスとの間で観察された違いが、発生上の差異か、又は小膠細胞のIL−2受容体共通のγ鎖の欠損かのいずれかによるものである可能性を排除するため、成体Rag2−/−γc−/−マウスへのILC2のi.v.養子移入を行った。CD45+Lin−CD90+ST2+GATA3+細胞のロバストな髄膜生着が確認され(図6A)、生着した髄膜ILC2の機能性を、ILC2を移入したRag2−/−γc−/−マウス由来の培養髄膜の上清が、IL−5の検出について陽性であり、対照ではなかったことから確立した(図6B)。急性的に単離された脳のその後の検査では、側方散乱は有意に減少し(図6C〜D)、小膠細胞活性化マーカーの発現は、PBS処理したILC欠損対照と比較して著しく減弱した(図6D)。これらのデータから、ILC2単独では、ベースラインの小膠細胞の表現型を調節するのに十分であることが示唆されたため、特に考えられるILC2ベースの治療用途への効果を考慮して、生着したILC2が神経炎症を抑制できるかどうかを試験することが求められた。
(1) 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、治療有効量の活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)を前記対象に投与することを含む、方法。
(2) 前記活性化ILC2が、前記ILC2をIL−33、IL−25、IL−2、及びIL−7、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのサイトカインと接触させることによって活性化される、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記ILC2が遺伝子改変されており、好ましくは、前記ILC2が、それ以外は同一の非改変細胞と比較して、IL−10産生の増加のために遺伝子改変されている、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記治療有効量の活性化ILC2が、前記対象に静脈内又は髄腔内投与される、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記ILC2が髄膜のILC2である、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記薬剤が、前記対象において髄膜のILC2の数を増加させる、実施態様6に記載の方法。
(8) 前記薬剤が、IL−33、IL−25、胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)、又はこれらの組み合わせである、実施態様6又は7に記載の方法。
(9) 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10の産生を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
(10) 前記薬剤が、前記対象において活性化された髄膜のILC2によるIL−10の産生を増加させる、実施態様9に記載の方法。
(12) 前記対象が、小膠細胞活性化又はBBBの透過性増加に関連する障害の治療を必要としている、実施態様1〜11のいずれかに記載の方法。
(13) 前記対象が、神経変性疾患、炎症性障害、神経心理学的障害、慢性疼痛、外傷性脳損傷、脊髄損傷、視神経炎、又はウイルス若しくは細菌感染の治療を必要としている、実施態様12に記載の方法。
(14) 前記対象が、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、多発性硬化症、プリオン病、筋萎縮性側索硬化症、ハンチントン病、老化、髄膜炎、及び脳卒中からなる群から選択される神経変性疾患の治療を必要としている、実施態様13に記載の方法。
(15) 前記対象が、うつ病、不安、双極性うつ病、及び統合失調症からなる群から選択される神経心理学的障害の治療を必要としている、実施態様13に記載の方法。
(17) 血液脳関門(BBB)の透過性低減を必要とする対象における血液脳関門(BBB)の透過性低減のための方法であって、治療有効量の、活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)の数を増加可能な薬剤、又は、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10若しくはTimp1の産生を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
(18) 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の単離された活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)又は遺伝子改変された活性化ILC2と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
(19) 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)の数を増加可能な薬剤と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
(20) 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10の産生を増加可能な薬剤と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
Claims (21)
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、治療有効量の活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)を前記対象に投与することを含む、方法。
- 前記活性化ILC2が、前記ILC2をIL−33、IL−25、IL−2、及びIL−7、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのサイトカインと接触させることによって活性化される、請求項1に記載の方法。
- 前記ILC2が遺伝子改変されており、好ましくは、前記ILC2が、それ以外は同一の非改変細胞と比較して、IL−10産生の増加のために遺伝子改変されている、請求項1に記載の方法。
- 前記治療有効量の活性化ILC2が、前記対象に静脈内又は髄腔内投与される、請求項1に記載の方法。
- 前記ILC2が髄膜のILC2である、請求項1に記載の方法。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)の数を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
- 前記薬剤が、前記対象において髄膜のILC2の数を増加させる、請求項6に記載の方法。
- 前記薬剤が、IL−33、IL−25、胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)、又はこれらの組み合わせである、請求項6又は7に記載の方法。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10の産生を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
- 前記薬剤が、前記対象において活性化された髄膜のILC2によるIL−10の産生を増加させる、請求項9に記載の方法。
- 前記薬剤が、IL−33、IL−25、IL−2、IL−4、又はこれらの組み合わせである、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記対象が、小膠細胞活性化又はBBBの透過性増加に関連する障害の治療を必要としている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が、神経変性疾患、炎症性障害、神経心理学的障害、慢性疼痛、外傷性脳損傷、脊髄損傷、視神経炎、又はウイルス若しくは細菌感染の治療を必要としている、請求項12に記載の方法。
- 前記対象が、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、多発性硬化症、プリオン病、筋萎縮性側索硬化症、ハンチントン病、老化、髄膜炎、及び脳卒中からなる群から選択される神経変性疾患の治療を必要としている、請求項13に記載の方法。
- 前記対象が、うつ病、不安、双極性うつ病、及び統合失調症からなる群から選択される神経心理学的障害の治療を必要としている、請求項13に記載の方法。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための方法であって、有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるTimp1の産生を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
- 血液脳関門(BBB)の透過性低減を必要とする対象における血液脳関門(BBB)の透過性低減のための方法であって、治療有効量の、活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)の数を増加可能な薬剤、又は、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10若しくはTimp1の産生を増加可能な薬剤を前記対象に投与することを含む、方法。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の単離された活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)又は遺伝子改変された活性化ILC2と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)の数を増加可能な薬剤と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるIL−10の産生を増加可能な薬剤と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
- 小膠細胞活性化の低減を必要とする対象における小膠細胞活性化の低減のための医薬組成物であって、治療有効量の、前記対象において活性化II型自然リンパ系細胞(ILC2)によるTimp1の産生を増加可能な薬剤と、医薬的に許容される担体と、を含む、医薬組成物。
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