JP2022166193A - インターフェロンレベルを低下させるのに有用な化合物 - Google Patents

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Abstract

【課題】個体におけるインターフェロンレベルを低下させるのに使用するための化合物、および個体におけるインターフェロンレベルを低下させる化合物を候補化合物から同定するためのインビトロスクリーニング方法を提供する。【解決手段】個体におけるインターフェロンレベルを低下させるのに使用するためのCXCR4受容体結合化合物を提供する。【選択図】なし

Description

発明の分野
本発明は、個体におけるインターフェロン(IFN)レベルを低下させるのに使用するためのCXCR4受容体結合化合物に関する。
発明の背景
インターフェロン(IFN)は、ウイルス感染に対する免疫防御に介在する。しかし、高IFNレベルに至る遺伝性又は後天性のいずれかのIFNの過剰産生は、自己免疫疾患又はインターフェロノパチーなどの種々の障害、特にエカルディ・グティエール(Aicardi-Goutieres)症候群、家族性凍傷状狼瘡、脊椎性内軟骨腫症(spondyenchondromatosis)、プロテアソーム関連自己炎症性症候群(PRASS)及びシングルトン・マーテン(Singleton-Merten)症候群を含む障害の原因であり得る。
現在のインターフェロノパチーの治療は、大抵は対症療法であり、グルココルチコイドに基づく(Munoz et al. (2015) Annales de dermatologie et de venerologie 142:653-663)。更に、コルチコイドを補うために、理学療法セッション及び心理ケアがこれらの障害の予防に不可欠な部分である。
しかし、コルチコイド中心の治療は、体重増加、ホルモン障害、高血圧、小児の成長遅延、消化系障害、睡眠障害又は気分障害のような幾つかの副作用を有する。
更に一般的には、インターフェロノパチーに現在利用可能な治療法は、疾患の根底にある原因を治療するよりも症状を軽減することを主に目的としており、長期にわたる寛解を維持することができない。
したがって、症状の処置に加えてインターフェロノパチーを効果的に治すのに有効であろう、これらの治療の代替法が必要である。
発明の概要
本発明は、インフルエンザA感染マウスモデルにおけるインビトロ及びインビボでのウイルス刺激形質細胞様樹状細胞(pDC)によるインターフェロン(IFN)産生をアミンが阻害するという本発明者らによる予期せぬ発見から生じる。同様に、本発明者らは、この阻害効果が、単球、ナチュラルキラー(NK)細胞に、更にはTNF-αなどの他のサイトカイン類、又はIL-6、IL-8若しくはIL-10などのインターロイキン類にも拡大できることを示した。本発明者らは更に、IFNのpDC産生を阻害するためにアミンによって使用される予期せぬ受容体としてのC-X-Cケモカイン受容体4(CXCR4)を、更にはこの効果に介在するこれまで未知の結合部位を同定した。
よって本発明は、個体におけるサイトカインレベル、特にインターフェロン(IFN)レベルを低下させるのに使用するためのCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)に関する。
ある実施態様において、本発明は、免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びナチュラルキラー(NK)細胞による、サイトカイン分泌、特にIFN分泌を阻害するための、本発明の使用のためのCXCR4受容体結合化合物に関する。
別の実施態様において、本発明は、インターフェロノパチーの予防又は治療における本発明の使用のためのCXCR4受容体結合化合物に関する。
本発明はまた、個体におけるサイトカインレベル、特にインターフェロン(IFN)レベルを低下させる方法であって、個体に有効量の少なくとも1種のCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)を投与することを含む方法に関する。
本発明はまた、個体における免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びNK細胞による、サイトカイン分泌、特にIFN分泌を阻害する方法であって、個体に有効量の少なくとも1種のCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)を投与することを含む方法に関する。
本発明は更に、インターフェロノパチーの予防又は治療の方法であって、個体に予防又は治療有効量の少なくとも1種の本発明のCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)を投与することを含む方法に関する。
本発明はまた、免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びNK細胞による、サイトカイン分泌、特にIFN分泌を阻害するための、本発明のCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)のインビトロ使用に関する。
本発明はまた、免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びNK細胞による、サイトカイン分泌、特にIFN分泌を阻害するためのインビトロ方法であって、免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びNK細胞を本発明のCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)と接触させることを含む方法に関する。
本発明はまた、個体におけるサイトカインレベル、特にIFNレベルを低下させる化合物を、候補化合物(ここで、候補化合物は、上で定義したCXCR4受容体結合化合物である)から同定するためのインビトロスクリーニング方法に関する。
本発明はまた、個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を、候補化合物から同定するためのインビトロスクリーニング方法であって、
・血球を候補化合物と接触させる工程;
・接触血球によるIFNの分泌のレベルを測定する工程;
・IFNの分泌の測定レベルを基準化合物に接触された血球によるIFNの発現のレベルと比較する工程;
・基準化合物に対してIFNの発現のレベルが低下していたか、上昇していたか又は同様であった候補化合物を選択し、それによってIFNレベルを低下させる化合物を同定する工程
を含む方法[ここで、基準化合物は、本発明のCXCR4受容体結合化合物、特に12G5抗体又は下で定義する式(II)の化合物、更に詳しくはFFN102若しくはFFN511である]に関する。
本発明はまた、個体におけるサイトカインレベル、特にIFNレベルを低下させる化合物を、候補化合物から同定するためのインビトロスクリーニング方法であって、
・CXCR4受容体を検出可能な上で定義したCXCR4受容体結合化合物と結合させる工程;
・検出可能なCXCR4受容体結合化合物に結合したCXCR4受容体を候補化合物と接触させる工程;
・CXCR4受容体への検出可能なCXCR4受容体結合化合物の結合を低下させる候補化合物を選択し、それによってIFNレベルを低下させる化合物を同定する工程
を含む方法に関する。
本発明はまた、個体におけるサイトカインレベル、特にIFNレベルを低下させるのに有用な化合物を候補化合物からスクリーニングするための、又は個体におけるサイトカインレベル、特にIFNレベルを低下させるのに有用な化合物を設計するためのインシリコ法であって、設計された化合物又は候補化合物が、配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも8個のアミノ酸(ここで、アミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される)と相互作用するかどうかを決定するコンピュータ実行工程を含む方法に関する。
発明の詳細な説明
本明細書で意図されるとき、「含む(comprising)」という用語は、「包含する(including)」又は「含有する(containing)」という意味を有しており、これはある対象が1つ又は幾つかの要素を「含む」とき、言及されたものの他の要素もまた対象に包含されてもよいことを意味する。これとは対照的に、ある対象が1つ又は幾つかの要素「からなる(consist of)」と言われるとき、この対象は、列挙された要素に限定され、言及されたものの他の要素を包含することができない。
CXCR4受容体結合化合物
当該分野において既知のとおり、「CXCR4受容体」は、フュージン又はCD184としても知られているC-X-Cケモカイン受容体4型である。本明細書で意図されるとき、「CXCR4受容体」という表現は、「CXCR4」と同等である。好ましくは、本発明のCXCR4受容体は、ヒトCXCR4受容体である。CXCR4は、特に配列番号1により表される。
本発明のCXCR4受容体結合化合物は、CXCR4に結合することが当該分野において知られているか、又はこれがCXCR4に結合すると判定できるかのいずれかである。ある化合物がCXCR4に結合すると判定することは、当業者には公知の多くの方法により実行され得る。一例として、CXCR4結合は、12G5抗体のような抗CXCR4抗体を用いて、評価すべき化合物と接触させた、CXCR4を発現する細胞のフローサイトメトリー分析によって評価される。この手順は、以下の実施例において更に詳細に説明される。
好ましくは、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、1~45個の炭素原子及び少なくとも1個のpH6~8で、特にpH7.0~7.8で、更に詳しくはヒト個体の生理的血液pHで正荷電したアミン基を含む。
好ましくはまた、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも5、6、7、8、9、10又は11個のアミノ酸と相互作用するが、ここで、このアミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される。
上記定義のアミノ酸は、本発明者らによって、免疫細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球及びNK細胞によるIFN分泌の低下を担うCXCR4受容体上の結合部位を規定するものとして同定されている。更には、当業者には明らかであるように、配列番号1は、本発明のCXCR4受容体結合化合物の結合に関与するCXCR4受容体のアミノ酸の位置を明白に定義するための基準配列としての意味しか持たない。したがって、配列番号1は、本発明のCXCR4受容体を限定することを意味しない。実際に、本発明のCXCR4受容体結合化合物はまた、CXCR4受容体の変異体、突然変異体若しくは切断型における、又はCXCR4受容体を含むタンパク質若しくはポリペプチドにおける、上記定義のアミノ酸に結合することもでき、そして該変異体、突然変異体若しくは切断型、又はタンパク質若しくはポリペプチドにおけるアミノ酸の絶対位置を変化させうるが、それらの機能を変化させることはない。
本発明のCXCR4受容体結合化合物は、特に天然アミン又は合成アミンの、モノアミン又はポリアミンであってよい。
本発明のある実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、天然アミンであり、かつ好ましくはセロトニン、ドーパミン、L-ドーパ、スペルミン及びスペルミジンからなる群より選択される。これらの天然アミン類は当業者には周知であり、以下の構造により表される:
Figure 2022166193000001
ヒスタミンは、下記式により表される:
Figure 2022166193000002
本発明の別の実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、抗CXCR4受容体抗体、抗体フラグメント、scFv抗体、又はアプタマーからなる群より選択される。
当業者には明らかであるように、本発明の抗CXCR4受容体抗体、抗体フラグメント、scFv抗体、又はアプタマーは、全てCXCR4受容体に対して、更に詳しくは配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも5、6、7、8、9、10又は11個のアミノ酸(ここで、アミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される)により画定されるCXCR4受容体の部位に対して特異的に指向される。
本明細書で意図されるように、ある化合物が、関係が無い標的、例えば、タンパク質の場合、非相同の標的に実質的に結合することなく、ある標的に結合する場合に、その化合物はその標的「に対して特異的に指向」されると言われる。
本明細書において理解されるとおり、本発明の「抗体」は、モノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよい。好ましくは、本発明の抗体は、モノクローナル抗体(mAb)であり、抗体フラグメントは、モノクローナル抗体フラグメントである。好ましくはまた、本発明の抗体は、ヒト化抗体であり、本発明の抗体フラグメントは、ヒト化抗体のフラグメントである。
特異的標的に対して指向される抗体、特にモノクローナル抗体を産生させる方法は、当業者には周知である。
好ましくは、本発明の抗CXCR4受容体抗体は、モノクローナル抗CXCR4受容体抗体12G5である。この抗CXCR4受容体抗体は、当該分野において周知であり、特にEndres et al. (1996) Cell 87:745-756に記載されており、市販されている。好ましくはまた、本発明の抗CXCR4受容体抗体は、ヒト化12G5抗体、又は12G5抗体の少なくとも1つの相補性決定領域(CDR)が、そして更に好ましくは全てのCDRがグラフトされたヒト抗体である。
本発明の抗体フラグメントは、抗体の抗原結合部分を保持する当業者に公知の任意のタイプであってよい。特に、本発明の抗体フラグメントは、Fabフラグメント、Fab’フラグメント又はF(ab’)フラグメントからなる群より選択される。このようなフラグメント、及びこれらの入手方法は、当業者には周知である。好ましくは、本発明の抗体フラグメントは、12G5抗体フラグメントである。
一本鎖可変フラグメント(scFv)抗体は、抗体の重鎖(V)及び軽鎖(V)(これらは、ペプチドリンカーにより結合している)の各可変領域を含む。本発明のscFv抗体は、当業者に周知の多くの方法により入手することができる。
アプタマーは、一本鎖オリゴヌクレオチド分子、DNA又はRNAであり、好ましくはRNAである。本発明のアプタマーは、特に周知の試験管内進化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)(SELEX)法により入手することができる。
ある実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、下記式(I):
Figure 2022166193000003

[式中、
nは、1~6の整数であり、
、A及びAは、同一であっても異なっていてもよく、
・水素原子を表すか、又は
・1~12個の炭素原子を有するアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素、若しくは1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
・3~12個の炭素原子を有する複素環、ヘテロアリール、アリール、アリールアルキル若しくはアルキルアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素、若しくは1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表し;そして
は、3~20個の炭素原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル又はアルキルアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素基、又は1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表す]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物である。
好ましくは、上で定義した式(I)の化合物は、クロベンプロピット(clobenpropit)(CB)及びIT1tからなる群より選択される:
Figure 2022166193000004
好ましくはまた、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、クロベンプロピットを除いた上で定義した式(I)の化合物である。
本発明のある実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、
、A及びAが、同一であっても異なっていてもよく、
・水素原子を表すか、又は
・1~12個の炭素原子を有するアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基若しくはハロゲン原子によって置換された上記基を表すか、又は
・3~12個の炭素原子を有するアリール、アリールアルキル若しくはアルキルアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、若しくは1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキルによって置換された上記基を表し;そして
が、3~12個の炭素原子を有するアリール又はヘテロアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、又は1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表す(ただし、Aは、イミダゾールとは異なる)、上で定義した式(I)の化合物である。
本発明の式(I)の化合物は、特にThoma et al. (2008) J. Med. Chem. 51: 7915-7920 及びVan der Goot et al. European Journal of Medicinal Chemistry, 27: 511-157に記載されているとおり、当業者には容易に合成することができる。
別の実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、下記式(II):
Figure 2022166193000005

[式中、
、R、R及びRは、同一であっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、1~12個の炭素原子を有するアルキル基(場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、アミン基又はハロゲン原子によって置換されている)を表し、ここで、RとR、及び/又はRとR及び/又はRとRは、同じ環に含まれていてもよく;
X及びYは、同一であっても異なっていてもよく、S又はOを表し;
及びRは、同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は1~5個の炭素原子を有するアルキル基(少なくとも1個のアミン基により置換されている)を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は、少なくとも1個のアミン基により置換された1~5個の炭素原子を有するアルキル基を表す)]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物である。
好ましくは、上に定義される式(II)の化合物は、FFN102及びFFN511からなる群より選択される。
Figure 2022166193000006
有利なことに、式(II)の化合物、特にFFN102及びFFN511は蛍光性である。したがって、このような化合物は、例えば、競合試験においてCXCR4受容体への結合を評価するために使用することができる。
本発明の式(II)の化合物は、特にGubernator et al (2009) Science, 324: 1441-1444 及びLee et al (2010) Journal of the American Chemical Society, 132: 8828-8830に記載されているとおり、当業者には容易に合成することができる。
更に別の実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、下記式(III):
Figure 2022166193000007

[式中、
及びBは、同一であるか又は異なって、
・3~6個の炭素原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基であって、場合によりヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルコキシ基、CF基、CN基、-NR基、アミド若しくは1~6個の炭素原子を有するアルキル、S-アルキル若しくはO-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
・3~6個の炭素原子を有するシクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル基であって、場合によりヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルコキシ基、CF基、CN基、-NR基、若しくは1~6個の炭素原子を有するアルキル、S-アルキル若しくはO-アルキル基によって置換された上記基を表す(ここで、R及びRは、同一であるか又は異なって、H、1~6個の炭素原子を有するアルキル基又は3~6個の炭素原子を有するヘテロシクロアルキル基を表す)]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくはその水和物である。
好ましくは、上で定義した式(III)の化合物は、Debnath et al. (2013) Theranostics 3:47-75の論文の図19に示される化合物から選択される。
本発明の式(III)の化合物は、特にDebnath et al. (2013) Theranostics 3:47-75 pages 66-67に記載されているとおり、当業者には容易に合成することができる。
また別の実施態様において、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、下記式(IV):
Figure 2022166193000008

[式中、
及びDは、同一であっても異なっていてもよく、
・1~6個の炭素原子を有するアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、CF基、CN基、アミン基、又は1~12個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
・3~12個の炭素原子を有するアリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルヘテロアリール若しくはアルキルヘテロポリアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、CF基、CN基、アミン基、若しくは1~12個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、あるいは
及びDは、結合して3~12個の炭素原子を有するN含有アリール又はヘテロアリール基であって、場合により、3~12個の炭素原子を有するアルキルヘテロアリール基によって場合により置換された少なくとも1個のアミン基によって置換された上記基を形成し、そして
Xは、
・1~6個の炭素原子を有するアルキル基を表すか、又は
・-R-Y-R10-(ここで、R及びR10は、同一であるか又は異なって、1~6個の炭素原子を有するアルキル基を表し、そしてYは、3~6個の炭素原子を有するアリール又はヘテロアリール基であって、場合によりハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミド基、アミン基、アルコキシ基、エステル基、CF基、CN基又は1~6個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基(場合によりヒドロキシル基、アミン基又は1~6個の炭素原子を有するO-アルキル基によって置換されている)によって置換された上記基を表す)を表す]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくはその水和物である。
好ましくは、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、
及びDが、同一であっても異なっていてもよく、3~12個の炭素原子を有するアリール又はヘテロアリール基であって、場合によりヒドロキシル基又は1~6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換された上記基を表し、
Xが、1~6個の炭素原子を有するアルキル基を表す、上で定義した式(IV)の化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物である。
好ましくは、上で定義した式(IV)の化合物は、Debnath et al. (2013) Theranostics 3:47-75の論文の図9及び図16に示される化合物から選択される。
好ましくはまた、上で定義した式(IV)の化合物は、下記式(V):
Figure 2022166193000009

[式中、
は、1~12個の炭素原子を有するアルキル基、又は3~12個の炭素原子を有するヘテロアリール基を表し、そして
は、1個のアミン基によって置換された、1~12個の炭素原子を有するヘテロアルキル基を表し、そして
は、1~12個の炭素原子を有するヘテロアルキル基を表す]により表される。
最も好ましくは、上で定義した式(IV)の化合物は、下記構造により表される化合物からなる群より選択される:
Figure 2022166193000010
好ましくは、本発明の式(IV)の化合物は、AMD070である:
Figure 2022166193000011
本発明の式(IV)の化合物は、特にMiller et al. (2010) Bioorg. Med. Chem. Lett., 20: 3026-30に記載されているとおり、当業者には容易に合成することができる。
式(I)、(II)、(III)、及び(IV)の化合物の薬学的に許容しうる塩及び/又は水和物は、当業者には明らかであろう。好ましくは、式(I)、(II)、(III)、及び(IV)の化合物の薬学的に許容しうる塩及び/又は水和物は、臭化水素酸塩、塩酸塩、二臭化水素酸塩及び二塩酸塩からなる群より選択される。
本明細書で意図されるとき、「アルキル」という用語は、直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基のことをいう。
本明細書で意図されるとき、「アリール」という用語は、少なくとも1個の芳香環を含む芳香族基を意味する。
本明細書で意図されるとき、「ヘテロアリール」という用語は、好ましくはO、P、N、S及びSiからなる群より選択される少なくとも1個のヘテロ原子(これは、更に好ましくはNである)を含むアリールを意味する。
本明細書で意図されるとき、「ヘテロアルキル」、特に「ヘテロシクロアルキル」という用語は、好ましくはO、P、N、S及びSiからなる群より選択される少なくとも1個のヘテロ原子(これは、更に好ましくはNである)を含むアルキル、特にシクロアルキルを意味する。
本明細書で意図されるとき、「アルキルアリール」という用語は、少なくとも1個のアリール基により置換されたアルキル基を意味する。
本明細書で意図されるとき、「アリールアルキル」という用語は、少なくとも1個のアルキル基により置換されたアリール基を意味する。
本発明のハロゲン原子は、当業者に公知の任意のタイプのものであってよい。好ましくは、本発明のハロゲン原子は、F、Cl、Br及びIからなる群より選択される。
好ましくは、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、IT1t、クロベンプロピット、FFN102、FFN511及びAMD070からなる群より選択される。更に好ましくは、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、IT1t、FFN102、FFN511及びAMD070からなる群より選択される。
予防及び治療
本発明のサイトカインは、炎症性サイトカインであっても又は抗炎症性サイトカインであってもよい。
好ましくは、本発明のサイトカインは、TNF-α、インターロイキン(IL-6、IL-8、又はIL-10など)、又はインターフェロン(更に好ましくは、IFN-Iとも表されるI型インターフェロン、IFN-IIとも表されるII型インターフェロン、及びIFN-IIIとも表されるIII型インターフェロンからなる群より選択される)である。更に好ましくは、本発明のIFNは、IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-γ及びIFN-λからなる群より選択される。最も好ましくは、本発明のインターフェロンは、IFN-αである。
当業者には明らかであろうとおり、本発明の低下させるべきサイトカイン又はインターフェロン、好ましくはIFN-I、IFN-II又はIFN-IIIのレベルは、好ましくは異常又は病的レベルであり、そして更に好ましくは異常に又は病的に上昇しているレベルである。
本明細書で意図されるとき、インターフェロン、特にIFN-I、IFN-II又はIFN-IIIの異常又は病的に上昇しているレベルとは、好ましくは特にヒト個体において1u.i/mlを超えるインターフェロンのレベル、即ち、インターフェロンの濃度である。
好ましくは、本発明のサイトカイン分泌、特にIFN分泌の阻害は、免疫細胞、即ち、免疫系の細胞による分泌の阻害、更に好ましくは樹状細胞、特に形質細胞様樹状細胞、単球/マクロファージ系統の細胞、特に単球、及びナチュラルキラー(NK)細胞による分泌の阻害に関する。
好ましくは、本発明の予防又は治療は、IFN、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIの過剰産生若しくは過剰、又は高いか若しくは上昇したIFNレベル、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIレベルを伴うか、又はこれらに起因する、少なくとも1つの症状、障害又は疾患の予防又は治療に関する。IFN、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIの過剰産生若しくは過剰、又は高いか若しくは上昇したIFNレベル、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIレベルは、例えば、ウイルス感染の結果として後天性であるか、又は例えば、遺伝性疾患として先天性であるかのいずれかでありうる。
更に好ましくは、本発明は、インターフェロノパチー、特にI型インターフェロノパチー、即ち、IFN-Iに関連するインターフェロノパチーの予防又は治療に関する。
I型インターフェロノパチーは、一般に生理病理学:I型インターフェロンのアップレギュレーションを特徴とするメンデル型遺伝病の一群として定義される。インターフェロノパチーは、特にMunoz et al. (2015) Annales de Dermatologie et de venereologie, 142: 653-663に記載されている。
本発明のインターフェロノパチーは、好ましくはエカルディ・グティエール症候群、家族性凍傷状狼瘡、脊椎性内軟骨腫症、全身性エリテマトーデス(特にTREX遺伝子の有害なヘテロ接合性突然変異に関連する)、STING関連血管症、プロテアソーム関連自己炎症性症候群(PRAAS)及びシングルトン・マーテン症候群からなる群より選択される。
更に好ましくはまた、本発明は、IFN-IIの、過剰産生、アップレギュレーション、過剰、又は高レベル、上昇したレベル若しくは正常以上のレベルに起因するか、又はこれらに関連する疾患、特にBaccala et al., (2005) Immunological Reviews, 204: 9-26に記載されているような自己免疫疾患の予防又は治療に関する。
好ましくは、IFN-IIの、過剰産生、アップレギュレーション、過剰、又は高レベル、上昇したレベル若しくは正常以上のレベルに起因するか、又はこれらに関連する疾患は、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ及びI型糖尿病からなる群より選択される。
好ましくはまた、本発明は、自己免疫疾患、特に、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、エカルディ・グティエール症候群、筋炎(特に多発性筋炎及び皮膚筋炎)、乾癬、全身性硬化症、I型糖尿病、自己免疫性甲状腺疾患、関節リウマチ、クローン病及び多発性硬化症、更にはアテローム動脈硬化症から選択される疾患の予防又は治療に関する。更に好ましくは、本発明は、関節リウマチ又は全身性エリテマトーデス、又は乾癬の予防又は治療に関する。例えば、Niewold (2014) Frontiers in Immunology 5:1-2、Goosens et al. (2010) Cell Metabolism 12:142-153、Greenberg (2010) Arthritis Research & Therapy 12(Suppl 1): S4,及びPollard et al. (2013) Discov. Med. 16:123-131に示されるように、これらの後半の全ての疾患は、IFNに関連していることが知られているか、又はIFNは、これらの病因物質の1つであることが知られている。
したがって、本発明は、好ましくはエカルディ・グティエール症候群、家族性凍傷状狼瘡、脊椎性内軟骨腫症、全身性エリテマトーデス(特にTREX遺伝子の有害なヘテロ接合性突然変異に関連する)、STING関連血管症、プロテアソーム関連自己炎症性症候群(PRAAS)、シングルトン・マーテン症候群、シェーグレン症候群、筋炎(特に多発性筋炎及び皮膚筋炎)、乾癬、全身性硬化症、I型糖尿病、自己免疫性甲状腺疾患、関節リウマチ、多発性硬化症、及びアテローム動脈硬化症からなる群より選択される疾患の予防又は治療に関する。
個体
本発明の個体は、好ましくは哺乳動物、更に好ましくはヒトである。好ましくはまた、本発明の個体は、小児又は乳児である。
好ましくは、本発明の個体は、異常又は病的レベルのIFN、特にIFN-I、IFN-II及びIFN-III(更に好ましくは異常に又は病的に上昇している)を呈する。
好ましくはまた、本発明の個体は、IFN、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIの過剰産生若しくは過剰、又は高いか若しくは上昇したIFNレベル、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIレベルを呈する。IFN、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIの過剰産生若しくは過剰、又は高いか若しくは上昇したIFNレベル、特にIFN-I、IFN-II若しくはIFN-IIIレベルは、例えば、ウイルス感染の結果として後天性であるか、又は例えば、遺伝性疾患として先天性であるかのいずれかでありうる。
本発明のある実施態様において、本発明の個体は、慢性ウイルス感染、特にIFN、特にIFN-I、IFN-II又はIFN-IIIの過剰産生に至る慢性ウイルス感染を患っている。好ましくは、本発明の個体は、ヒト免疫不全ウイルス、fluウイルス又はデング熱ウイルスからなる群より選択されるウイルスによる慢性ウイルス感染を患っている。
投与
好ましくは、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、IFNの過剰産生に関連する障害を予防又は治療するための、特にインターフェロノパチー又は上で定義した疾患を予防又は治療するための、予防的又は治療的に有効量で投与される。好ましくはまた、本発明のCXCR4受容体結合化合物は、個体におけるIFNレベルを低下させるのに適切な量で投与される。
本発明のCXCR4受容体結合化合物は、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、経口、又は局所経路のような、当該分野における任意の経路により投与することができる。
インビトロスクリーニング方法
好ましくは、候補化合物であって、本発明のCXCR4受容体結合化合物である候補化合物から、個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を同定するためのインビトロスクリーニング方法は、
・血球を候補化合物と接触させる工程;
・接触血球によるIFNの分泌のレベルを測定する工程;
・血球を候補化合物と接触させる前のIFNの分泌レベルに対してIFNの分泌レベルを低下させる候補化合物を選択し、それによってIFNレベルを低下させる化合物を同定する工程を含む。
好ましくは、本発明のインビトロスクリーニング方法は、フローサイトメトリーにより実施される。
本発明の血球は、当業者に公知の任意のタイプのものであってよい。好ましくは、本発明の血球は、末梢血単核球(PBMC)、更に好ましくは形質細胞様樹状細胞(pDC)、単球又はNK細胞である。
好ましくは、本発明の候補化合物から個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を同定するためのインビトロスクリーニング方法において、CXCR4受容体は、HEK細胞のような細胞の表面上で発現する。
本発明の検出可能なCXCR4受容体結合化合物は、当業者に公知の任意のタイプのものであってよい。好ましくは、本発明の検出可能なCXCR4受容体結合化合物は、検出可能な標識のある12G5抗体のような抗体、又は上で定義した式(II)の化合物、特にFFN102及びFFN511である。
インシリコ実験
化合物をスクリーニングするためのインシリコ法は、当業者には周知である。本発明のインシリコ法は、好ましくはバイオインフォマティクスのツールを介して個体におけるIFNレベルを低下させる候補化合物を同定するか、又は化合物を設計する方法のことをいう。本発明のインシリコ法は、例えば、cDockerのようなソフトウェアを用いるドッキング、構造ベース、リガンドベース、受容体依存-定量的構造活性相関(RD QSAR)、定量的構造活性相関(QSAR)、定量的構造物性相関(QSPR)、ファーマコフォアモデル及びデノボ設計のような任意のタイプのものであってよい。
好ましくは、本発明の個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を、候補化合物からスクリーニングするための、又は化合物を設計するためのインシリコ法は、インシリコドッキング実験である。例えば、本発明の個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を候補化合物からスクリーニングするための、又は化合物を設計するためのインシリコ法は、CBに構造的に関係する低分子リガンドを含む、特にIT1tを含む、CXCR4の結晶構造を用いて、次にCXCR4細胞外ドメイン上の結合ポケット候補を同定することによって実施することができる。
好ましくは、本発明の設計化合物又は候補化合物は、配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも8個のアミノ酸(ここで、アミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される)と相互作用する。
本発明は、以下の非限定的な図面及び実施例により更に説明される。
図1は、10μMの濃度のヒスタミン又はCBで前処理し、次に微小胞(モック)単独で又はHIVで一晩刺激したpDCによる、上清中のELISAによるIFN-α産生(ng/ml)の大きさを示す。3個の星印の記号(***)はP<0.001を表し、2個の星印の記号(**)はP<0.01を表し、そして1個の星印の記号()はP<0.05を表す。 図2は、ホモジナイザーを用いて脾臓から得られ、35%等張性Percoll密度勾配(Amersham Biosciences)を用いて精製したマウスMNC(多核細胞)による、上清中でELISAにより定量されたIFN-αを示す。脾臓MNCは、赤血球溶解緩衝液(「材料と方法」に加えた8.3mg/mL NHCl、1mg/mL KHCO、及び3.72μg/mL EDTA)を用いてRBCを枯渇させた。野生型(WT)(n=14)又はH4RKOマウス(n=10)脾臓MNCをCB(10μM)と共にプレインキュベートし、次にfluAウイルスと共に一晩培養した。 図3は、RT-qPCRにより測定して、RPL13Aに対して正規化した、ヒスタミン、CB、ドーパミン、セロトニン及びスペルミジンと共にプレインキュベートし、HIVで一晩刺激した精製pDCからのTRAIL及びIFN-(α、β)のmRNAレベルを示す。特定していない場合には、示されるデータは、3回の独立した実験の代表値である。P値(p)は、両側スチューデントt検定を用いて決定された。3個の星印の記号(***)はP<0.001を表し、2個の星印の記号(**)はP<0.01を表し、そして1個の星印の記号()はP<0.05を表す。 図4A~4Cは、RT-qPCRにより測定して、RPL13Aに対して正規化した、ヒスタミン、及びCBと共にプレインキュベートし、Fluで一晩刺激したPBMCからのIFN-α(図4A)、IFN-β(図4B)及びIFN-λ2/3(図4C)のmRNAレベルを示す。示されるデータは、3回の独立した実験の代表値である。 図4A~4Cは、RT-qPCRにより測定して、RPL13Aに対して正規化した、ヒスタミン、及びCBと共にプレインキュベートし、Fluで一晩刺激したPBMCからのIFN-α(図4A)、IFN-β(図4B)及びIFN-λ2/3(図4C)のmRNAレベルを示す。示されるデータは、3回の独立した実験の代表値である。 図4A~4Cは、RT-qPCRにより測定して、RPL13Aに対して正規化した、ヒスタミン、及びCBと共にプレインキュベートし、Fluで一晩刺激したPBMCからのIFN-α(図4A)、IFN-β(図4B)及びIFN-λ2/3(図4C)のmRNAレベルを示す。示されるデータは、3回の独立した実験の代表値である。 図5A~5Cは、X31(800 TCID50)を感染させた29S8マウスからの、ELISAにより測定されたBAL液中のIFN-α(図5A)、IFN-β(図5B)及びIFN-λ2/3(図5C)レベルを示す。ボンフェローニ(Bonferroni)の事後分析を伴う二元配置分散分析により、3個の星印の記号(***)はP<0.0001を表し、2個の星印の記号(**)はP<0.001を表し、そして1個の星印の記号()はP<0.01を表す。 図5A~5Cは、X31(800 TCID50)を感染させた29S8マウスからの、ELISAにより測定されたBAL液中のIFN-α(図5A)、IFN-β(図5B)及びIFN-λ2/3(図5C)レベルを示す。ボンフェローニ(Bonferroni)の事後分析を伴う二元配置分散分析により、3個の星印の記号(***)はP<0.0001を表し、2個の星印の記号(**)はP<0.001を表し、そして1個の星印の記号()はP<0.01を表す。 図5A~5Cは、X31(800 TCID50)を感染させた29S8マウスからの、ELISAにより測定されたBAL液中のIFN-α(図5A)、IFN-β(図5B)及びIFN-λ2/3(図5C)レベルを示す。ボンフェローニ(Bonferroni)の事後分析を伴う二元配置分散分析により、3個の星印の記号(***)はP<0.0001を表し、2個の星印の記号(**)はP<0.001を表し、そして1個の星印の記号()はP<0.01を表す。 図6は、12G5抗体(抗CXCR4)で染色する前に4℃で30分間、CXCL12(100nM)、HA(1mM)又はCB(1mM)と共にインキュベートしたJurkat細胞からのフローサイトメトリーによるCXCR4への化合物固定を示す。 図7は、対照のflu曝露ヒトPBMCにおけるmRNA発現レベル(100%)に対する、10μM/50μM CB又は10μM/50μM IT1tの存在下でのflu曝露ヒトPBMCにおけるTRAIL(第1のバー)、IFN-α(第2のバー)及びIFN-β(第3のバー)mRNA発現レベルを示す。 図8は、クロベンプロピット(CB)又はモノクローナル抗体12G5の非存在下(/)又は存在下でのヒトpDCによるHIV刺激I型インターフェロン産生を示す。 図9は、IT1t、クロベンプロピット(CB)及びスペルミジンで1時間処理したか又は処理せず、次にK562細胞株により活性化したNK細胞により発現したIFN-γ(白いバー)、TNF-α(斜線のバー)及びCD107a(黒いバー)の、フローサイトメトリーで測定された細胞内レベルを示す。 図10は、RT-qPCRにより測定して、RPL13A発現に対して正規化した、CB、IT1t又はクロロキンと共にプレインキュベートし、次にHIV又はリポ多糖類(LPS)で刺激した単球からのIFN-γのmRNAレベルを示す。 図11は、試験日数にわたる、PBS(黒い四角)、プレドニゾロン(三角)並びにIT1tの3mg/kg(mpk)(円)、10mg/kg(mpk)(菱形)及び30mg/kg(mpk)(四角)での1日1回腹腔内注射を受けたマウスの関節炎(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)の兆候の平均スコアを示す。 図12は、試験日数にわたる、PBS(黒い四角)、プレドニゾロン(三角)並びにクロベンプロピットの3mg/kg(mpk)(円)、10mg/kg(mpk)(菱形)及び30mg/kg(mpk)(四角)での1日1回腹腔内注射を受けたマウスの関節炎(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)の兆候の平均スコアを示す。 図13は、14日目(終了日)に測定された、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにIT1tの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のIL-βの平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図14は、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにクロベンプロピットの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のIL-βの平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図15は、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにIT1tの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のIL-6の平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図16は、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにクロベンプロピットの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のIL-6の平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図17は、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにIT1tの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のTRAILの平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図18は、PBS(黒いバー)、プレドニゾロン(縦線)並びにクロベンプロピットの3mg/kg(mpk)(右下がり斜線)、10mg/kg(mpk)(左下がり斜線)及び30mg/kg(mpk)(横線)での1日1回腹腔内注射により処置したマウス(コラーゲン誘発性関節炎のマウスモデル)のTRAILの平均血漿濃度を示す。1個の星印の記号()はPBSに対してp≦0.05を表し、2個の星印の記号(**)はPBSに対してp≦0.01を表し、3個の星印の記号(***)はPBSに対してp≦0.001を表し、4個の星印の記号(****)はPBSに対してp≦0.0001を表し、5個の星印の記号(*****)はPBSに対してp<0.00001を表す。 図19は、ビヒクル(PBS)(菱形)、陽性対照(プレドニゾロン)(破線を伴う黒い四角)並びにクロベンプロピットにて3mg/kg(三角)、10mg/kg(点線を伴う黒い四角)及び30mg/kg(星印)で処置したマウス(Balb/Cマウスにおけるプリスタン誘発性全身性エリテマトーデス(SLE)モデル)の体重(グラム(g))を示す。 図20は、ビヒクル(PBS)(菱形)、陽性対照(プレドニゾロン)(破線を伴う黒い四角)並びにIT1tにて3mg/kg(円)、10mg/kg(点線を伴う黒い四角)及び30mg/kg(黒い線)で処置したマウス(Balb/Cマウスにおけるプリスタン誘発性全身性エリテマトーデス(SLE)モデル)の体重(グラム(g))を示す。 図21は、ビヒクル(黒いバー)、プレドニゾロン(点付きのバー)、クロベンプロピットの3mg/kg(右下がり斜線のバー)、10mg/kg(破線を伴うバー)、30mg/kg(タイルのバー)、IT1tの3mg/kg(白いタイルを伴う黒いバー)、10mg/kg(菱形を伴うバー)、30mg/kg(縦線のバー)で処置したBalb/Cマウスにおけるプリスタン誘発性全身性エリテマトーデス(SLE)モデルのdsDNAレベルを示す。
実施例I
ウイルスで刺激した形質細胞様樹状細胞によるインターフェロン産生の阻害
A.材料と方法
1.血液試料、白血球の単離及び培養。
健常なHIV-1血清陰性血液バンクドナーから血液を入手した。ヒト血液を用いた実験手順は、欧州連合の指針及びヘルシンキ宣言にしたがって行われた。末梢血白血球分離培地(Cambrex, Gaithersburg, MD)から密度勾配遠心分離法によって単離されたヒト末梢血単核球(PBMC)を用いてインビトロ実験を行った。pDCを、ヒト形質細胞様DC濃縮キット(StemCell Technologies)を用いたネガティブ選択によって精製した。細胞を、10%ウシ胎仔血清(Hyclone, Logan, UT)を含有するRPMI 1640(Invitrogen, Gaithersburg, MD)中で培養した。精製後、得られた純度はpDCについて91%より高かった。
2.ウイルス刺激及び感染。
PBMCを1.10細胞/1mLで播種するか、又は精製pDCを5.10細胞/100μlで播種し、次に以下のウイルスで刺激した:不活化AT-2 HIV-1MN(CXCR4共受容体特異的)又はAT-2 HIV-1ADA(CCR5共受容体特異的)を60ng/mL p24CA当量で(J.D. Lifson(SAIC-NCI, Frederick, MD)により提供を受けた)、感染性ヒトfluA/PR/8/34ウイルス(Flu)、力価1:8192を希釈度1:1000で、又はDENV-2 16681をMOI10で。感染性HIV-1MN[組織培養50%感染量(TCID50)=106]及びHIV-1ADA(TCID50=1,000)を同じ濃度で使用した。ウイルスで一晩刺激した後、精製pDCをアミノ化合物で1時間前処理した。サイトカイン検出のために上清を集めた。ウイルスを産生するための培養物と釣り合う非感染細胞培養物から単離した微小胞を陰性対照として使用した(モック)。
3.化合物。
ヒスタミン二塩酸塩、クロベンプロピット二臭化水素酸塩、ドーパミン、セロトニン及びスペルミジン(Sigma-Aldrich, MO, USA)を純水中に希釈し、ITlt(R&D system/Tocris)をDMSO中に希釈した。様々なウイルスの刺激の1時間前又は刺激なしに、化合物を10μM(又は指定されている場合は別の濃度)でpDC培養物に添加した。ヒスタミンについては、ヒスタミナーゼを回避するためにX-vivo培地(Lonza)を使用した。蛍光化合物FFN-511及びFC-CO は、Gubernator et al (2009) Science, 324: 1441-1444 及び Lee et al (2010) Journal of the American Chemical Society, 132: 8828-8830に記載されている手順と同様に合成した。細胞を、CB又はヒスタミンインキュベーションの前に、AMD(20μM)(Sigma-Aldrich, MO, USA)と1時間プレインキュベートした。pDCをオリゴジヌクレオチドA151(TTAGGG)ODN(Integrated DNA Technologies, Coralville, IA)5mMの存在下で培養した。ヒスタミン受容体アンタゴニスト(H1Rについてはピリラミン/PYR、H2Rについてはシメチジン/CIM、H3Rについてはチオペラミド/THIO、H4RについてはJNJ7777120/JNJ及びA943931)(Sigma-Aldrich, MO, USA)を10μMで使用した。
4.H4R及びCXCR4ノックアウト実験。
pDCを96ウェルプレートに10細胞/mLで播種し、そして37℃でインキュベートした。H4R及びCXCR4低分子干渉RNA(siRNA)(Smart Pool, Dharmarcon)をDOTAP(Roche Applied Sciences)中に希釈した。混合物を穏やかに混合し、そして室温で15分間インキュベートした。インキュベーション後、混合物を160nMの最終濃度で培養中の細胞に添加した。最後に、細胞を37℃で24時間インキュベートした後、様々なウイルスを一晩添加した。対照はsiRNA対照を用いて行った。
5.フローサイトメトリー。
培養細胞を、適切な抗体であるフィコエリトリン(PE)結合TRAILクローンRIK-2(BD Bioscience, San Jose, CA)、APC結合BDCA-4、FITC-CD123(Miltenyi, Bergisch Gladbach, Germany)、FITC-HLADR、PercP-cy5.5-CCR7、APC-CD40、BV421-CD80、FITC-CD86、PE-CXCR4クローン12G5(Biolegend, San Diego, CA)と共に、又は適切なアイソタイプ適合対照抗体(それぞれ5μg/mL)と共に2%マウス血清(Sigma, Saint Louis, MO)及びFC受容体遮断薬(BD Biosciences, San Jose, CA)を含有するPBS中4℃で20分間インキュベートした。フローサイトメトリー分析は、フローサイトメトリーDivaソフトウェア(BD Biosciences, San Jose, CA)を使用して、フローサイトメトリーCanto II又はLSR IIフローサイトメーターで行った。FlowJoソフトウェア(Treestar, Ashland, OR)を使用してデータを解析した。
6.サイトカイン検出。
製造業者の取扱説明書にしたがってELISA(PBL Assay Science, NJ, USA)により多種類の可溶性IFN-αについてpDCの上清を試験した。
7.RT-qPCR分析。
製造業者の取扱説明書にしたがってRNeasy Microキットを用いて全RNAを抽出し、DNase処理(Qiagen)に付した。RNA濃度及び純度は分光光度法(Biophotometer, Eppendorf)によって評価した。PrimeScript RT Reagent Kit(Perfect Real Time, Takara)を用いて、RNA 500ngを反応液10μl中で逆転写した。7900HT高速リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems)上でTakyon ROX SYBR MasterMixブルーdTTP(Eurogentec)を使用して、リアルタイムPCR反応を二重反復で行った。以下のプログラムを用いて転写物を定量した:95℃で3分間、続いて95℃で15秒間、60℃で20秒間及び72℃で20秒間を35サイクル。各転写物の値は、2-ΔΔCt法を用いてRPL13A(60Sリボソームタンパク質L13a)の発現レベルに対して正規化した。リアルタイム定量PCRによる転写物の定量化に使用したプライマーを以下に示す:
Figure 2022166193000012
8.マウスのインビボ処置。
MRC-National Institute for Medical Research(NIMR)で特定の病原菌を含まない条件下で繁殖させた12週齢の129S8マウス(Jackson Laboratory)を、クロベンプロピット二臭化水素酸塩(Sigma-Aldrich、C209)(450μg/30μL/マウス)、ヒスタミン二塩酸塩(Sigma-Aldrich、H7250)(450μg/30μL/マウス)又はビヒクル対照(PBS)(30μL/マウス)で感染の18時間前に処置した。マウスをfluA型ウイルスX31株(H3N2)(J. Skehel博士(MRC-NIMR)の好意により提供を受けた)に800TCID/30μLで感染させた。X31を10日孵化鶏卵の尿膜腔内で増殖させ、細菌、マイコプラズマ、及び内毒素の混入がなく、-70℃で保存し、Spearman-Karber法によりMDCK細胞上で力価測定した。全てのマウスを軽いイソフルラン誘発麻酔下で処置し、鼻腔内(i.n)感染させた。感染後3日目にマウスを安楽死させ、気管支肺胞洗浄(BAL)液を集めた。BAL試料を1,300rpm、4℃で5分間遠心し、上清を回収した。次に製造業者の取扱説明書にしたがってELISAにより、IFNα(eBioscience)、IFNβ(Biolegend UK)及びIFNλ(R&D)の濃度について試料を分析した。
9.三次元顕微鏡法。
場合によっては、精製pDC細胞を、HIV-1の存在下及び様々な化合物(CB、FFN-511及びFC-CO )と共に一晩培養した。pDC(1×10細胞/スライド)をコラーゲン被覆スライド上に塗布し、そして4%パラホルムアルデヒドで固定した。次に細胞を抗CXCR4抗体(Biolegend, San Diego, CA)と共に、膜染色のために飽和緩衝液PBS-BSA 0.5%中で、又はモノクローナル抗体の抗TRAIL(Biolegend, San Diego, CA, USA)と共に1%サポニンを含む浸透化緩衝液中でインキュベートした。CXCR4はロバ抗マウスIgG-AF647(Molecular Probes, OR, USA)によって明らかになり、TRAILはロバ抗マウスIgG-シアニン3(Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)によって明らかになった。核をDAPI(Molecular Probes, Paisley, UK)を用いて染色した。スライドをFluoromount-G(eBioscience, CA, USA)でマウントし、100倍Plan Apo VCピエゾ対物レンズ(NA 1.4)及びChromaブロックフィルター(ET-DAPI、ET-GFP)を使用してNikon Eclipse 90i Upright顕微鏡(Nikon Instruments Europe, Badhoevedorp, The Netherlands)でスキャンし、続いてMeinelアルゴリズム及び8回の反復で畳み込みを解き、Metamorph(登録商標)(MDS Analytical Technologies, Winnersh, UK)を用いて解析した。TRAIL/DAPI/オーバーレイ/共焦点面:代表的な2D焦点図。明るいオーバーレイ:明るい。再畳み込みオーバーレイ:Z軸に沿った最大強度ピクセルの2D投影。
他の場合には、細胞を培地単独で一晩培養し、次に氷冷PBS-BSA 0.2%中で洗浄し、そして4℃で1時間CXCR4抗体(R&D Systems)で染色した。次に細胞をPBS-BSA 0.2%で洗浄し、4℃で1時間CBで刺激した。データは、残留表面発現及び細胞内染色についての平均百分率±SEM平均チャネル蛍光強度(MFI)値として表される。懸濁液中で染色後、pDC(1×10細胞/スライド)をShandon Cytospin(登録商標)Cytocentrifuge(Thermo Scientific, St-Herblain, France)を用いて400rpmで10分間回転させ、4%パラホルムアルデヒドで固定した。次に細胞を膜上又はTriton 0.2%で透過処理した後のいずれかに、二次抗体の抗マウス-AF647(Molecular Probes, OR, USA)で染色した。最後に、スライドをPBS中で洗浄し、Hoechst 33342で対比染色し、Fluoromount-G培地にマウントした。63倍 PL APO O.N.=1.4 油浸対物レンズを使用してZeiss LSM 710共焦点顕微鏡で画像をデジタルで取得した。
全ての解析は、ImageJソフトウェア(NIH, Bethesda, MD, USA)を用いて実施された。
10.画像定量化。
核を囲む各Z切片について各スライドから7枚の写真を撮った。Manderの係数を用いた精製pDCの細胞質における共局在化の定量化は、ImageJのJACoPプラグインによる解析後に得られた。
11.CXCR4内部移行。
CXCR4との相互作用。CXCR4へのCB及びヒスタミンの結合は、抗ヒトCXCR4抗体を用いてJurkat細胞のフローサイトメトリー分析(FACSCantoII; Becton Dickinson)によって評価した。簡単に述べると、Jurkat細胞を、FACS緩衝液(PBS-1% FCS)中、4℃で30分間、CB、ヒスタミン(1,000μM)又は緩衝液と共にプレインキュベートした。インキュベーション後、細胞を遠心分離によりFACS緩衝液で洗浄し、次にPE標識抗ヒトCXCR4抗体12G5(Pharmingen)で4℃で30分間染色した。洗浄後、細胞を4℃で5分間、FACS緩衝液中の4%パラホルムアルデヒドで固定した。サイトメーター(FACSCantoII, Becton-Dickinson)上でフローサイトメトリー分析(試料当たり10,000細胞)によりCXCR4染色を定量した。データはFACSDivaソフトウェア(Becton Dickinson)を用いて処理した。全ての値は、三重反復実験からの緩衝液処理細胞中のCXCR4レベル(100%)に対する細胞の平均蛍光強度±SDを表す。GraphPad Prism Version 5.03を使用して、両側対応のあるスチューデントt検定で統計計算を行った。p<0.05を有意と見なした。
CXCR4の内部移行。抗ヒトCXCR4抗体を用いてJurkat細胞のフローサイトメトリー分析によりCXCR4の内部移行を評価した。簡単に述べると、Jurkat細胞を、無血清培地中、37℃で30分間、CB(10μM)、CXCL12(250nM)又は緩衝液と共にプレインキュベートした。インキュベーション後、細胞を遠心分離によりFACS緩衝液で洗浄し、次に4℃で30分間、PE標識抗ヒトCXCR4抗体(1D9, BD Pharmingen)で連続染色した。洗浄後、細胞を4℃で5分間、FACS緩衝液中の4%パラホルムアルデヒドで固定した。CXCR4発現は、サイトメーターでのフローサイトメトリー分析(試料当たり10,000細胞)によって定量した。データはFACSDivaソフトウェア(Becton Dickinson)を用いて処理した。全ての値は、三重反復実験からの緩衝液処理細胞におけるCXCR4発現(100%)に対する細胞の平均蛍光強度±SDを表す。GraphPad Prism Version 5.03を使用して、両側対応のあるスチューデントt検定で統計計算を行った。p<0.05を有意と見なした。
12.種々のリガンドとのCXCR4の分子モデリング。
分子ドッキングプログラムcDOCKERを自動分子ドッキングシミュレーションに使用して、種々のスコア関数を使用してポーズをランク付けした:Jain、cDocker Interaction Optimized、Ludi。PDBファイルを、Discovery Studio 4.1のタンパク質調製プロトコールを用いてクリーンにし、膜をIm.Wアルゴリズムにより添加した。リガンド及びその配座異性体は、配座生成後にリガンド調製プロトコールを用いて調製した。複合体は、スコア関数の妥協と同様に、幾何学的マッチング品質と組合せた相互作用エネルギーの基準に基づいて選択された。図は、Discovery Studio 4.1グラフィックシステムで生成された。Discovery Studioの分子構造相互作用の2D表現は、リガンドとCXCR4との間の詳細な相互作用の描写に使用された(PDBコード:3ODU)。ファンデルワールス比が0.7であれば相互作用は疎水性相互作用と考えられ、それが列挙されたドナーとアクセプターとの間であって、かつ水素結合を囲む原子によって形成される角度と距離がデフォルト基準内にあれば水素結合と考えられた。RMSDは、Discovery studio 4.1を使用し、基準としてCXCR4/IT1t共結晶中のIT1tを用いて計算した(PDBコード:3ODU)。
13.統計解析。
P値(P)は両側スチューデントt検定を使用して決定された。P<0.05を統計学的に有意と見なした。=P<0.05;**=P<0.01;そして***=P<0.001。フローサイトメトリーデータの単変量分布は、FlowJoソフトウェアを使用して300ビンで確率ビニング(binning)によって行った。
マウスのデータについては、データは平均±標準誤差として示した。試料の大きさは、動物の使用を最小限に抑えながら、統計的な検出力が得られるように設計された。データセットをボンフェローニ事後分析を伴う二元配置分散分析によって分析した(サイトカイン濃度の経時変化)。GraphPad Prism 5(GraphPad Software, San Diego, CA)を、データ解析及び全てのグラフの作成に使用した。0.01未満のP値を統計的に有意であると見なした。
B.結果
1.ヒスタミン及びクロベンプロピットはHIV誘発pDC活性化を阻害する。
HIV-1によるpDC活性化に及ぼすヒスタミンの効果が調べられた。用量範囲分析は、明らかな毒性なしにヒスタミンが精製pDCに対して10μMで活性であることを示した。H4Rアゴニストのクロベンプロピット(CB)の効果が試験された。CBは、ヒスタミンよりも強い阻害効果を示し、そしてHIV刺激後に分泌されるIFN-αのレベルを約90%減少させた(図1)。CBは10μMの濃度で細胞傷害効果を示さなかった。次に、IFN-α産生速度論を評価して、CBが9時間のインキュベーション後にHIV刺激pDCによるIFN-α産生を阻害することが判った。CB阻害効果をTLR-7アンタゴニストのA151と比較したところ、両方の分子が同様に活性であることを示すことができた。相対的TRAIL mRNA発現レベルをRT-qPCRによって評価して、これらの結果を確認した。CBはまた、Flu及びデング熱ウイルスと共に培養したpDCによるIFN-α産生及び膜TRAIL発現を強く阻害したが、このことはCBの効果がHIVに限定されないことを実証した。
次に、内因性及び合成アミンを、ヒトFlu活性化初代PBMC上のI型IFN産生及びTRAIL発現に関して5.10-7~10-3Mの範囲で試験した。更に、幾つかの濃度のアミンの下での細胞生存率が同時に検討された。大部分の分子についてアミン最適効果が10-5~5.10-5Mの間で観察されたことが示された。濃度が高いほど、高レベルの細胞死を誘導した(表1)。
Figure 2022166193000013
2.ヒスタミン受容体はpDCの阻害に関与していない。
CBの活性がヒスタミン受容体に依存するかどうかが試験された。様々なヒスタミン受容体アンタゴニストの存在下でのCBを、Flu刺激pDCに対して10μMで評価した(H1Rについてはピリラミン/PYR、H2Rについてはシメチジン/CIM、H3Rについてはチオペラミド/THIO、及びH4RについてはJNJ7777120/JNJ又はA943931化合物)。これらのアンタゴニストのいずれもが、CBにより引き起こされるIFN-α産生の阻害を逆転させないことが見い出された。これらの結果を確認するために、野生型(WT)又はH4Rノックアウト(KO)マウスから単離されたpDCのウイルス活性化についてCB及びヒスタミンを分析した。これらの実験では、Fluを用いて細胞を刺激した。
実際、マウスpDCは、pDCの認識及び活性化に必須であるHIV共受容体CD4を発現しないため、HIVは、マウスpDCにおいてI型IFN又はTRAIL発現を誘導することができない。CBは、野生型マウスおよびH4R KOマウスの両方からのFlu刺激pDCによるIFN -α産生を阻害した(図2)。次に、siRNAによってヒト初代pDCにおいてH4Rを発現停止させ、次にヒスタミン及びCBの効果を決定した。本発明者らは、H4Rノックダウンが、HIV刺激pDCによるIFN-α、IFN-β及びTRAIL産生に及ぼすヒスタミンの阻害活性もCBの阻害活性をも遮断しないことを見い出した。よって、H4Rは、ヒスタミン又はCBによるpDC調節のモデルには関与していないことから、別のメカニズムが示唆される。よって、アミンが一般にpDC活性化に対して阻害効果を示すかどうかが検討され、そして天然アミンのドーパミン、セロトニン及びスペルミジンが分析された。全てのアミンは、HIVが介在する膜TRAIL及びHLADRを阻害し、更にはHIV刺激pDCによるCCR7、CD40、CD86及びCD80発現のような遊走及び成熟マーカー、またTRAIL、IFN-α/β mRNAをも阻害した(図3)。特に、これらの分子はいずれも使用濃度において細胞傷害性ではなかった。ヒト初代pDC培養物への様々なアミン単独も試験した。陽性対照として、pDCによるサイトカイン産生を刺激するためにHIVを使用した。膜TRAIL及びHLADR、更にはCCR7、CD40、CD86及びCD80発現のような遊走及び成熟マーカーは、アミンによって影響を受けなかった。IFN-α、IFN-β及びTRAILのmRNA発現をRT-PCRによって定量したところ、試験したアミンのいずれもがI型IFN産生に対して単独では効果がないことが示された。
3.ヒスタミン及びクロベンプロピットはPBMC及び129S8マウスにおけるFlu誘発性のインターフェロン産生を阻害する。
flu曝露ヒトPBMCに及ぼすCB及びヒスタミンの効果が最初に試験された。細胞をFlu曝露前にヒスタミン又はCBで前処理した場合、IFN-α/β及びIFN-λ2/3 mRNAレベルは有意に減少し、アミンが種々の免疫細胞集団を含む混合培養系において阻害活性を有することが立証された(図4A~4C)。次に、アミンがインビボで抗ウイルス性サイトカイン応答に対して阻害活性を示すかどうかを調べた。本発明者らは、X31 Flu株に感染させたか、又はビヒクル対照を接種した12週齢の129S8マウスにおいて、ヒスタミン及びCBがどのようにIFN産生に影響を及ぼすかを決定した。インフルエンザ感染の3日目に、CBで前処置したマウスは、未処置Flu感染マウスと比較して、気管支肺胞洗浄(BAL)液中のIFN-α、IFN-β及びIFN-λ2/3タンパク質産生の大幅な減少を示した(図5A~5C)。インフルエンザ感染の前にマウスをヒスタミンで処置した場合、統計学的に有意ではないIFN減少の傾向が見られた。この結果は、ヒスタミンが天然のアミンであり、したがって血清中に見い出されるヒスタミナーゼによって分解されるという事実によって説明され得る。
4.アンモニウム基(NH )はpDC活性化を阻害するのに重要である。
pDC活性化に対するアミンの役割を更に検討するために、セロトニンの蛍光アミン模倣物であるFFN-511を合成した。この化合物は、顕微鏡検査及びフローサイトメトリー分析を可能にするアンモニウム基(NH )及び蛍光クマリンコアを含有する。FFN-511(50μM)は、何ら明らかな細胞傷害作用なしにHIV刺激pDCによるI型IFN産生を大幅に減少させた。NH 官能基の役割を更に調べるために、FFN-511の負に荷電した類似体、FC-CO を合成したが、ここではアンモニウム基(NH )をカルボン酸(CO )残基により置き換えた。アミンFFN-511及びその類似体FC-CO の効果を、RT-qPCRプロファイリングアッセイを用いて、一連の活性化マーカーに対して調べた。ウイルス曝露後に通常活性化される一連の遺伝子を選択した:TRAIL、IFN(IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1及びIFN-λ2/3)、インターロイキン(IL6、IL8、IL10及びIL15)、ケモカイン(CXCL10)、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)及び初期ISG(ISG56)。各転写物についての値は、リボソームタンパク質L13a(RPL13A)の発現レベルに対して正規化した。全てのウイルス誘導遺伝子は、HIV-1によってpDCにおいて誘導され、それらの転写は、CB及びFFN-511によって劇的に阻害されたが、FC-CO によっては阻害されなかった。しかし、CBもFFN-511もiNOS又はIL-15遺伝子発現には影響を及ぼさないため、細胞内遺伝子転写に対する全体的な効果よりもむしろウイルス誘導性遺伝子発現の特異的阻害が示唆される。
5.合成及び天然アミンはHIV刺激pDCの膜におけるTRAIL再局在化を阻害する。
ウイルス曝露は、細胞質から細胞膜へのTRAILの再局在化をもたらす。よって、3次元(3D)顕微鏡法を用いて、アミンがこのプロセスに影響を及ぼすかどうかが調べられた。予想どおり、TRAILは非活性化pDCにおいて大部分はサイトゾルに局在していたが、HIV刺激により原形質膜で検出可能になった。CB及びFFN-511は、HIV刺激pDCにおいて細胞膜へのTRAIL局在化を有意に阻害したが、FC-CO は阻害しなかった。膜TRAILの画像定量化を行い、フローサイトメトリーの結果によって検証した。したがって、HIV-1曝露により、アミンはTRAILの細胞内プールの表面へのアクセスを妨げ、よってHIV活性化pDC10のプロキラー活性を阻害する。
6.ケモカイン受容体CXCR4はpDCに対するアミンの阻害作用に必要である。
HA及びCBがT細胞へのCXCR4抗体12G5の結合を阻害することが見い出され(図6)、よってアミンとCXCR4との直接相互作用が確認された。更には、CXCR4の細胞内レベル及び/又は細胞外レベルを、透過化及び非透過化pDCを受容体特異的抗体で染色することによって評価した。細胞をCBとインキュベートした場合、未処理細胞と比較して、CXCR4の大部分が細胞内で検出された。更に、抗ヒトCXCR4抗体クローン1D931を用いて、Jurkat T細胞のフローサイトメトリー分析によってもCXCR4の内部移行を評価した。CXCR4とアミンとの相互作用を可視化するために、FFN-511の蛍光特性を利用した。pDCの共焦点顕微鏡検査は、FFN-511とCXCR4との強度の共局在化を実証した。化合物がCXCR4を内部移行できたことが示されたため、pDC活性化に対するCXCR4天然リガンド、CXCL12の効果を検討した。精製pDCを様々な時点(15分、30分、60分)のCXCL12(62.5nM)でプレインキュベートした。プレインキュベーションの時間にかかわらず、CXCL12は、HIV刺激pDCによるIFN-α/β mRNA発現を減少させなかったことが見い出された。これらの驚くべき結果を確認するために、アミンに使用した濃度(10μM)でCXCL12を使用したが、この濃度でもCXCL12はI型IFN mRNA発現を阻害しなかった。よって本発明者らは、CXCL12がアミンとして作用せず、ヒトpDCのウイルス活性化を阻害することができないことを証明した。次に低分子干渉RNA(siRNA)を用いてCXCR4をpDC中で発現停止させた。CXCR4遺伝子サイレンシングは、CXCR4指向性HIV-1によって刺激されたpDCにおいて、I型IFN及びTRAILに対するヒスタミン又はCBの阻害効果を抑制した。CXCR4はHIV-1によるpDC活性化には必要でないことに注意すべきである。所見を一般化するために、CXCR4サイレンシングはまた、CCR5指向性(R5)HIV-1及びFluによって活性化されたpDCに対するCBの阻害効果も遮断することが確認された。よってアミンは、CXCR4の会合によってpDCにおけるウイルス感知を阻害する。
7.CXCR4細胞外ドメイン上のアミンの結合ポケットの同定。
アミンとCXCR4との分子間相互作用を更に理解するために、インシリコドッキング実験を行った。IT1tを分子モデリングプロトコールを検証するための内部標準として使用した。よってIT1t及び化合物はCXCR4のIT1t結合ポケットにドッキングした。最初に、IT1tが結晶構造と比較して適切に置き換えられたことが確認された。実際、結晶構造で分解されたIT1t重原子(PDBコード 3ODU)及びスコアリング後のIT1tドッキングポーズのRMSDは、約1Åである(3ODU共結晶中のIT1tを他の共結晶構造(PDBコード 3OE6-3OE8-3OE9)と比較した場合に観測される変動と同等)(表2)。
Figure 2022166193000014
ヒスタミン、CB、及びFFN-511の種々の配座異性体をCXCR4にドッキングし、そして複合体を最小化して最適モデルを確立した。
2D表現は、リガンドとCXCR4との間の詳細な相互作用の描写に使用された。このモデルでは、試験した全てのリガンドが、IT1tと同じ細胞外ポケット内でCXCR4と、及び以前に特性決定された重要な残基と相互作用している可能性があった(表3)。
Figure 2022166193000015
ポーズをスコア付けし、化合物をその特性に応じて分類した。高いスコアは、ポケット内の種々の残基との強い相互作用を示す。予想どおり、FC-CO は最低のスコアを示したが、これは、化合物とCXCR4の結合部位との間の弱い相互作用を示している。更に、化合物のインシリコスコアはその実験的効力と直接相関があった。CXCR4中のアミンの推定結合部位はIT1tの結合ポケットと重なり合うため、IT1tがウイルス曝露pDCによるI型IFN及びTRAIL産生を阻害できるかどうかが検討された。
8.IT1tはヒトpDC又はPBMCにおけるHIV又はflu誘発性のインターフェロン発現を阻害する
ヒトpDCをIT1tと共に1時間培養した後、HIV X4に曝露した。IT1tがHIV刺激pDCによるIFN-α、IFN-β及びTRAIL発現を阻害することが見い出された。活性化pDCのサイトカイン産生に及ぼすCB及びIT1tの効果を比較することによって、CBよりも強いIT1tの効果が示された。flu曝露ヒトPBMCについても同様の結果が得られた(図7)。
IT1tは効率的な濃度では毒性がなかったが、恐らくそれを希釈したDMSOのせいで、もっと高い濃度では幾らかの毒性を示した。更に、IT1t活性にはCXCR4会合が介在していることを実証するために、ヒトpDCにおけるCXCR4 RNAサイレンシングを行った。これらの条件において、IT1tは、対照siRNA(siCTR)をトランスフェクトした細胞においてI型IFNを減少させたが、HIV X4又はHIV R5で刺激されたCXCR4 siRNA処理細胞においてその生物学的活性を失ったことが示された。よって、IT1tは、内因性アミンと同様に、CXCR4会合を通してI型IFNを阻害した。
次に周知のCXCR4アンタゴニストであるAMD3100がHIV刺激pDC上のインターフェロン産生を阻害できるかどうかを評価した。興味深いことに、AMD3100単独ではHIV活性化pDCによるI型IFN発現もTRAIL発現も遮断しないことが確認され、IT1t及び他のアミンとは異なる作用機序が示唆された。次にAMD3100がIT1tポケットのアクセスを制限することによってアミン作用を遮断することができるかどうかを試験した。実際、AMD-3100結合部位は、同定されたアミン結合ポケットと重なり合っていた。TRAIL、IFN-α及びIFN-βの発現もまた、AMD3100で処理されたか、されていないpDCにおいて定量された。精製細胞をAMD3100と共に1時間プレインキュベートし、次にヒスタミン又はCBと1時間インキュベートし、最後に一晩HIV-1に曝露した。AMD3100は、HIV活性化pDCに対するヒスタミン及びCBの生物学的活性を劇的に無効化した。実際、AMD3100処理は、HIV活性化pDCにおけるヒスタミン又はCBによって阻害された、I型IFN mRNA及びタンパク質、並びにTRAIL産生を回復させることができた。これらの結果は、一連のpDCサイトカイン分泌(IFN-γ及びIL6)及びISG(ISG56)で確認された。まとめると、これらの結果は、CXCR4が、pDC活性化に及ぼすアミンの阻害活性に必要であることを明確に実証している。
9.Mab 12G5は、I型インターフェロンのHIV誘発性産生を阻害する。
本発明者らは、12G5モノクローナル抗体がIFN-I産生を阻害することを示すことができた(図8)。
10.NK細胞によるIFN-II分泌はアミンによって阻害される
IT1t、クロベンプロピット(CB)及びスペルミンの非存在下又は存在下でのNK細胞によるIFN-γ、TNF-α及びCD107aの発現レベルをフローサイトメトリーによって測定した(図9)。
よって本発明者らは、IT1t、クロベンプロピット(CB)及びスペルミンが、K562細胞によって活性化されたNK細胞によるIFN-γ、TNF-α及びCD107aの発現を低下させることを示すことができた。
11.単球によるIFN-II分泌はアミンによって阻害される
HIV及びLPSによって活性化される前に、単球をクロベンプロピット(CB)、IT1t又はクロロキンと共にプレインキュベートした。IFN-γレベルをRT-qPCRによって測定し、RPL13A mRNA発現に対して正規化した。
よって図10は、クロベンプロピット(CB)、IT1t及びクロロキンが、HIV又はLPS刺激単球によるIFN-γ発現を阻害することを示す。
実施例II
DBA1/Jマウスでの治療用コラーゲン誘発性関節炎モデルにおける試験化合物の抗関節炎有効性
A.材料と方法
1.動物
DBA1/Jマウス(オス、7~8週齢)80頭を受け取り、毎日検査しながら3日間隔離した。個体識別用にマウスに耳標を付ける。
2.プロトコール
脱イオン水160mlに氷酢酸0.1mlを加えることにより、0.01M酢酸を調製する。
4~8℃で一晩撹拌しながら0.01M酢酸に4mg/mlで溶解することにより、ウシII型コラーゲン溶液を調製する。
-1日目:コラーゲン溶液と完全フロイントアジュバント(CFA)(結核菌H37Ra懸濁液:4mg/ml)との1:1容量比の組合せを乳化することにより免疫原を調製する。
0日目:マウスの個別体重を記録した。後足蹠の厚さをデジタルノギスで記録した。25G針を装着した1mlシリンジを用いて、マウス80頭の皮下にコラーゲン/CFAエマルション(0.05ml/マウス;100μg/マウスのCFA中コラーゲン)を注射した。マウスをケージに戻した。
20日目:4~8℃で一晩撹拌しながら0.01M酢酸に4mg/mlで溶解することにより、II型ウシコラーゲンを調製する。
21日目:マウス80頭をコラーゲン/ICFAエマルションで追加免疫した。次にこれらの個別体重を記録した。
コラーゲン溶液と不完全フロイントアジュバント(ICFA)との1:1容量比の組合せを乳化(ホモジナイザー)することにより免疫原を調製する。
25G針を装着した1mlシリンジを用いて、免疫原(0.050ml/マウス;100μg/マウスのICFA中コラーゲン)を皮下注射する。次にマウスをケージに戻した。
28日目:治療的投薬群への割り当てのためのマウスの選択。
この選択は、動物において関節炎がどのように発症したかに応じて、28日目より数日早く又は遅く行われた。

関節炎の兆候についてマウスにスコア付けした。
1)各足蹠にスコアを付ける
2)0=関節炎の目に見える影響なし
3)1=1指の浮腫及び/又は紅斑
4)2=2指の浮腫及び/又は紅斑
5)3=2指を超える浮腫及び/又は紅斑
6)4=足蹠及び指全体の重度の関節炎
7)個別の足蹠スコアを加算することにより関節炎指数(AI)を計算して記録する。
8)最大AI=16
2~6の範囲内のAIスコアを有するマウスを、表4におけるように治療的投薬群への割り当てのために選択した。
各群がほぼ同じ群平均AIを有するように、選択されたマウス(コラーゲンで免疫された合計100頭から)を8群に割り当てた(N=8)。
表4にしたがって1日1回(QD)腹腔内(IP)投与を開始する。
化合物クロベンプロピット(CB)及びIT1tを試験した。CB及びIT1tを4℃で保存した。処置の前にPBSに溶解することにより化合物を新たに調製した(両方の化合物について溶解度は水中で>50mg/mlである)。これらの化合物は、14日間毎日1週間に7日(土曜日と日曜日を含む)投与された。
Figure 2022166193000016
28~42日目:マウスを秤量し、兆候又は関節炎についてスコアを付け、そして後足蹠厚さを週3回(月曜日、水曜日及び金曜日)デジタルノギスにより測定する。治療に対して副作用が出たら記録した。
終了:各肢についてAIスコアを記録した。後肢の足蹠厚さをデジタルノギスで測定する。マウスを麻酔し、そして予冷したEDTAチューブに放血させた。
1)血液を処理して血漿にし、これを4本のラベルを付けたエッペンドルフチューブに-80℃で保存した。
2)血漿をIL-1β、IL-6、TRAILについてELISAによりアッセイした。
次に、全四肢を集めた。
1)切除後、存在しうる組織病変のために四肢を10%中性緩衝ホルマリン中で個別に固定した。
B.結果
IT1tの腹腔内注射による毎日の治療的処置(図11及び図13)は、疾患の兆候、並びにIL-1β及びIL-6の血漿濃度の有意な用量依存的減少をもたらした。TRAILは用量にかかわらず有意に阻害された。
クロベンプロピットの毎日の腹腔内注射による治療的処置(図12及び図14)は、疾患の兆候、並びにIL-1β、IL-6及びTRAILの血漿濃度の有意な用量依存的減少をもたらした(図18)。
1.疾患の発症
動物が疾患を発症したとき、投薬計画の開始に先だって、それぞれ2~4の範囲のAI及び2.6の平均群AIを有するマウス8頭の処置群に分類された。恐らく動物が四肢全てよりも後肢だけで立っている時間が長いという事実のため、疾患は後肢で最初に発症するように見えた。PBSを毎日1回腹腔内注射する(群1)と、42日目(投与14日目)に13.1のAIが得られた。試験終了時に、罹患マウスは25pg/mlのIL-1β、156pg/mlのIL-6、及び328pg/mlのTRAILという血漿レベルを有していた。
2.プレドニゾロンによる治療的処置(群2)
28日目に開始する3mg/kg プレドニゾロンの毎日の腹腔内注射は、42日目に疾患の重症度の82%の阻害が得られる疾患進行の即時停止をもたらした(平均AI=2.4)。この試験の陽性対照として、この処置計画はIL-1β(62%)、IL-6(79%)、及びTRAIL(72%)の血漿レベルを有意に減少させた(図17)。
3.IT1tによる治療的処置(群3~5)
IT1tの毎日の腹腔内注射は、疾患進行の用量依存的な阻害をもたらした。最低用量(3mg/kg、群3)では、試験終了時の肉眼的疾患スコア(平均AI=13.1)に改善効果は観察されなかった。しかしながら、この処置計画は、IL-1β(49%)(図13)及びTRAIL(62%)(図17)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。
中間用量(10mg/kg、群4)では、疾患の進行速度は減衰し、試験終了時に疾患の重症度の有意な40%減少が得られた(平均AI=7.9)。この処置計画はまた、IL-1β(53%)(図13)、IL-6(30%)(図15)、及びTRAIL(46%)(図18)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。
最高用量(30mg/kg、群5)では、疾患の進行速度は大幅に低下し、最終疾患重症度の有意な63%減少が得られた(AI=4.9)。この処置計画はまた、IL-1β(69%)(図13)、IL-6(66%)(図15)、及びTRAIL(51%)(図18)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。
4.クロベンプロピットによる治療的処置(群6~8)
クロベンプロピットの毎日の腹腔内注射は、疾患進行の用量依存的な阻害をもたらした。最低用量(3mg/kg、群6)では、疾患の進行速度の緩やかな減少が観察され、試験終了時に疾患重症度の有意な25%阻害が得られた(平均AI=9.8)。この処置計画はまた、IL-1β(64%)(図14)及びIL-6(49%)(図16)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。この処置計画はまた、TRAILの最終血漿濃度にも影響を及ぼした(図18)。
中間用量(10mg/kg、群7)では、疾患の進行速度は大幅に低下し、試験終了時に疾患重症度の有意な66%減少が得られた(平均AI=4.4)。この処置計画はまた、IL-1β(75%)(図14)及びIL-6(80%)(図16)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。この処置計画はまた、TRAILの最終血漿濃度にも影響を及ぼした(図18)。
最高用量(30mg/kg、群8)では、処置の開始により疾患の兆候を直ちに逆転させたため、試験終了時には疾患重症度の有意な87%減少が記録された(AI=1.8)。この処置計画はまた、IL-1β(82%)(図14)、IL-6(82%)(図16)、及びTRAIL(図18)の最終血漿濃度の有意な減少をもたらした。
実施例III
プリスタン(Pristane)誘発性全身性エリテマトーデス(SLE)モデルにおける化合物クロベンプロピット及びIT1tの抗炎症有効性
A.材料と方法
1.動物
メスのBalb/C(20~25g)マウス70頭を受け取り隔離(SOP 560)して、オートクレーブ処理した寝わらを備えたフィルター付きのケージに収容する。
72時間の隔離期間中に1日1回マウスを検査し、臨床的苦痛、疾患又は損傷の兆候があれば記録する。兆候を示さない動物を試験に受け入れる。
受け入れた動物は日常的な維持管理に移され、1ケージ当たり8頭収容される。処置群はケージカードによって識別される。
動物を秤量し、個体識別用に耳標を付け、そして動物各8頭の8処置群及び動物3頭の2群(生存の30mg/kgでの予備耐性試験用)に無作為に割り当てる。
プリスタンの腹腔内注射によるSLEの誘発及び化合物による処置計画を表5に示す。
2.試験化合物
試験項目化合物のクロベンプロピット(CB)及びIT1tは4℃で保存される。化合物はPBS(ビヒクル)に溶解することにより処置前に新たに調製される(両方の化合物について溶解度はPBS中で>50mg/mlである)。
Figure 2022166193000017
3.モニタリング/測定パラメータ
マウスの体重を週に2回記録し、そして臨床的兆候について毎日観察する。
血清収集:
群1~8:投与前及び4週目
収集された血清は、4、8及び10週目に自己抗体を測定するために-80℃で保存される(使用可能性のために投与前血清は-80℃で保持される)。抗dsDNAレベルは、SLEモデルにおける試験化合物の有効性を同定するための標準的なスクリーニングの読み値である。
測定:4、8、10週目:(1)ELISAによる自己抗体(抗dsDNA)、コラーゲン及びサイトカインのTNFα、IL-6及びTRAIL、並びに(2)IFAによるANA抗体。
終了(10週目):全てのマウスを麻酔し(SOP1810)そして放血させる(SOP1687)。血液を収集し、処理して血清にし(SOP6001)、そして自己抗体、コラーゲン及びサイトカインの測定のために-80℃で保存する。
脾臓と腎臓の摘出:脾臓と腎臓を摘出し、使用可能性のために10%中性緩衝ホルマリン中で固定する。
4.結果
CB(図19)及びIT1t(図20)で処置されたマウスは、投与開始日と比較して、試験中に体重の減少を示さない。この結果は、試験化合物が体重減少に関して毒性がないこと;そして長期処置に使用できる見込みがあることを示している。更に、観察により、CB及びIT1tが処置マウスにおけるプリスタン誘発性全身性エリテマトーデスの症状を軽減させることが示される。実際、群1(ビヒクル)と比較して試験化合物(CB、IT1t)ではds-DNAレベルの阻害がある(図21)。

Claims (16)

  1. 個体におけるインターフェロン(IFN)レベルを低下させるのに使用するためのCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)。
  2. 1~45個の炭素原子及び少なくとも1個のpH6~8で正荷電したアミン基を含む、請求項1記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  3. 配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも8個のアミノ酸(ここで、アミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される)と相互作用する、請求項1又は2記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  4. -セロトニン、ドーパミン、L-ドーパ、スペルミン、又はスペルミジン、
    -抗CXCR4受容体抗体、抗体フラグメント、scFv抗体、又はアプタマー、
    -下記式(I):
    Figure 2022166193000018

    [式中、
    nは、1~6の整数であり、
    、A及びAは、同一であっても異なっていてもよく、
    ・水素原子を表すか、又は
    ・1~12個の炭素原子を有するアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素、若しくは1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
    ・3~12個の炭素原子を有する複素環、ヘテロアリール、アリール、アリールアルキル若しくはアルキルアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素、若しくは1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキルによって置換された上記基を表し;そして
    は、3~20個の炭素原子を有するアリール、アリールアルキル又はアルキルアリール基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボニトリル基、トリフルオロメチル基、アミン基、尿素基、又は1~12個の炭素原子を有するO-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表す]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物;
    -下記式(II):
    Figure 2022166193000019

    [式中、
    、R、R及びRは、同一であっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、1~12個の炭素原子を有するアルキル基(場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、アミン基又はハロゲン原子によって置換されている)を表し、ここで、RとR、及び/又はRとR及び/又はRとRは、同じ環に含まれていてもよく;
    X及びYは、同一であっても異なっていてもよく、S又はOを表し;
    及びRは、同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は1~5個の炭素原子を有するアルキル基(少なくとも1個のアミン基により置換されている)を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は、少なくとも1個のアミン基により置換された1~5個の炭素原子を有するアルキル基を表す)]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物;
    -下記式(III):
    Figure 2022166193000020

    [式中、
    及びBは、同一であるか又は異なって、
    ・3~6個の炭素原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基であって、場合によりヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルコキシ基、CF基、CN基、-NR基、アミド若しくは1~6個の炭素原子を有するアルキル、S-アルキル若しくはO-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
    ・3~6個の炭素原子を有するシクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル基であって、場合によりヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルコキシ基、CF基、CN基、-NR基、若しくは1~6個の炭素原子を有するアルキル、S-アルキル若しくはO-アルキル基によって置換された上記基を表す(ここで、R及びRは、同一であるか又は異なって、水素原子、1~6個の炭素原子を有するアルキル基又は3~6個の炭素原子を有するヘテロシクロアルキル基を表す)]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくは水和物;
    -下記式(IV):
    Figure 2022166193000021

    [式中、
    及びDは、同一であっても異なっていてもよく、
    ・1~6個の炭素原子を有するアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、CF基、CN基、アミン基、若しくは1~12個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、又は
    ・3~12個の炭素原子を有するアリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、若しくはヘテロシクロアルキル基であって、場合により少なくとも1個のヒドロキシル基、ハロゲン原子、CF基、CN基、アミン基、若しくは1~12個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基によって置換された上記基を表すか、あるいは
    及びDは、結合して3~12個の炭素原子を有するN含有アリール又はヘテロアリール基であって、場合により、3~12個の炭素原子を有するアルキルヘテロアリール基によって場合により置換された少なくとも1個のアミン基によって置換された上記基を形成し、そして
    Xは、
    ・1~6個の炭素原子を有するアルキル基を表すか、又は
    ・-R-Y-R10-(ここで、R及びR10は、同一であるか又は異なって、1~6個の炭素原子を有するアルキル基を表し、そしてYは、3~6個の炭素原子を有するアリール又はヘテロアリール基であって、場合によりハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミド基、アミン基、アルコキシ基、エステル基、CF基、CN基又は1~6個の炭素原子を有するアルキル、O-アルキル若しくはS-アルキル基(場合によりヒドロキシル基、アミン基又は1~6個の炭素原子を有するO-アルキル基によって置換されている)によって置換された上記基を表す)を表す]で示される化合物、又はその薬学的に許容しうる塩及び/若しくはその水和物
    からなる群より選択される、請求項1~3のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  5. IT1t、クロベンプロピット、AMD070、FFN102、FFN202、及びFFN511からなる群より選択される、請求項1~4のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  6. インターフェロン(IFN)が、I型インターフェロン(IFN-I)、II型インターフェロン(IFN-II)及びIII型インターフェロン(IFN-III)からなる群より選択される、請求項1~5のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  7. 免疫細胞によるIFN分泌を阻害するための、請求項1~6のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  8. 形質細胞様樹状細胞、単球及びナチュラルキラー(NK)細胞からなる群より選択される免疫細胞によるIFN分泌を阻害するための、請求項1~7のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  9. インターフェロノパチー又は自己免疫疾患の予防又は治療における、請求項1~8のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  10. エカルディ・グティエール症候群、家族性凍傷状狼瘡、脊椎性内軟骨腫症、乾癬、全身性エリテマトーデス、STING関連血管症、クローン病、プロテアソーム関連自己炎症性症候群(PRAAS)、シングルトン・マーテン症候群、シェーグレン症候群、筋炎、全身性硬化症、I型糖尿病、自己免疫性甲状腺疾患、関節リウマチ、多発性硬化症、及びアテローム動脈硬化症からなる群より選択される疾患の予防又は治療における、請求項1~9のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  11. 個体が、慢性ウイルス感染を有する、請求項1~10のいずれか1項記載の使用のためのCXCR4受容体結合化合物。
  12. 免疫細胞によるIFN分泌を阻害するための、請求項1~5のいずれか1項に定義した通りのCXCR4受容体結合化合物(ただし、このCXCR4受容体結合化合物はヒスタミンとは異なる)のインビトロ使用。
  13. 個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を候補化合物から同定するためのインビトロスクリーニング方法であって、候補化合物が、請求項1~5のいずれか1項に定義した通りのCCXCR4受容体結合化合物である方法。
  14. 請求項13記載のインビトロスクリーニング方法であって、
    ・血球を候補化合物と接触させる工程;
    ・接触血球によるIFNの分泌のレベルを測定する工程;
    ・血球を候補化合物と接触させる前のIFNの分泌のレベルに対してIFNの分泌のレベルを低下させる候補化合物を選択し、それによってIFNレベルを低下させる化合物を同定する工程
    を含む方法。
  15. 個体におけるIFNレベルを低下させる化合物を候補化合物から同定するためのインビトロスクリーニング方法であって、
    ・CXCR4受容体を請求項1~5のいずれか1項に定義した通りのC検出可能なCXCR4受容体結合化合物と結合させる工程;
    ・検出可能なCXCR4受容体結合化合物に結合したCXCR4受容体を候補化合物と接触させる工程;
    ・CXCR4受容体への検出可能なCXCR4受容体結合化合物の結合を低下させる候補化合物を選択し、それによってIFNレベルを低下させる化合物を同定する工程
    を含む方法。
  16. 個体におけるIFNレベルを低下させるのに有用な化合物を、候補化合物からスクリーニングするための、又は個体におけるIFNレベルを低下させるのに有用な化合物を設計するためのインシリコ法であって、設計された化合物又は候補化合物が、配列番号1により表されるCXCR4受容体の少なくとも8個のアミノ酸(ここで、アミノ酸は、トリプトファン94、トリプトファン102、アスパラギン酸97、アスパラギン酸187、チロシン116、チロシン190、アルギニン183、イソロイシン185、バリン112、システイン186及びグルタミン酸288からなる群より選択される)と相互作用するかどうかを決定するコンピュータ実行工程を含む方法。
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