JP2022188238A - 神経ペプチド発現ベクター及びてんかんの治療のための方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】インビトロ、エクスビボ又はインビボで細胞に核酸配列を導入するための送達ベクターを提供する。【解決手段】プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含む送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体であるプレプロペプチドの発現を駆動し、ここで、前記プレプロペプチドが、シグナルペプチドを含み、かつ一方で、前記プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が、特定の配列群から選択される配列の少なくとも1つを含む、送達ベクターである。【選択図】なし

Description

本発明は、インビトロ、エクスビボ又はインビボで細胞に、プレプロペプチドをコードする核酸配列を導入するための送達ベクターを提供する。本発明は、細胞に核酸配列を送達する方法、及び焦点性てんかんを治療する方法を提供する。
1~2%の有病率で、てんかんは、世界中で最も頻度の高い神経疾患に属する(McNamara et al.、1999)。内側側頭葉てんかん(mTLE)は、ヒトにおける最も頻度の高いタイプのてんかんであり、かつ外傷性脳損傷によって頻繁に誘発される。海馬硬化症及びそれに伴う神経障害は、mTLEの重要な特徴である(概要については、Engel et al.、2001を参照のこと)。過去数十年にわたる多量の抗てんかん薬の導入にも関わらず、薬物耐性てんかんの割合(30%~70%)は、1971のCoatsworthの研究以来改善しなかった(Coatsworth et al.、1971、Loscher et al.、2011)。今日まで、てんかん原性焦点の外科的切除が、それら患者の一部にとっての最終的な選択肢として残されている。それでも、患者の特定のサブグループにおいて、50%未満が、てんかん焦点の除去後少なくとも1年間は発作を起こさないままである(Spencer et al.、2008)。
1980年代初頭以降、オピオイド、すなわちダイノルフィン(Dyn)が、インビトロでニューロンの興奮性のモジュレーターとして作用することが証明された(Henriksen et al.、1982、Siggins et al.、1986)。これと一致して、マウスにおけるプロダイノルフィン(pDyn)コード配列の欠失(Loacker et al.、2007)、及びプロモーター領域における突然変異に起因するヒトにおける低Dynレベル(Stogmann et al.、2002、Gambardella et al.、2003)が、てんかんの発症に対する脆弱性の増大と関連付けられている。側頭葉てんかん(TLE;皮質で生じるてんかん=外側TLE及びmTLEを含む)のほとんどの動物モデルにおいて、皮質及び海馬pDyn発現は、過剰発現の初期の短いピーク後に減少する(概要については、Simonato et al.、1996、Schwarzer et al.、2009を参照のこと)。これは、海馬顆粒細胞における最も可能性のある短命な発作後に増大したpDyn mRNAと一致し(Pirker et al.、2009)mTLE患者から得られた外科的に除去された組織においてDyn免疫反応の全体的な減少を伴う(de Lanerolle et al.、1997)。
ダイノルフィンは、κオピオイド受容体(KOR)に優先的に作用する。内在性Dynの減少にも関わらず、KORは、てんかん条件下で薬物標的として利用可能なままであり、かつKORアゴニストの適用は、実験的発作を抑制することができる(Tortella et al.、1988、Takahashi et al.、1990、Solbrig et al.、2006、Loacker et al.、2007、Zangrandi et al.2016)。異なる経路を介して適用される種々の選択的KORは、てんかんのモデルにおけるフェニトイン又はフェノバルビタールによる治療時の効果と同様の時間依存的及び用量依存的効果をもたらす(概要については、Simonato et al.、1996を参照のこと)。本発明者らは近年、KORの活性化が、マウスにおけるカイニン酸の片側注入後の急性期に続く海馬及び偏桃体ニューロンの生存を促進することを実証した(Schunk et al.、2011)。
本発明の目的は、シグナル配列を含むプレプロペプチド又はペプチドをコードする核酸配列を導入するための送達ベクターを提供することであって、前記シグナル配列は、小胞への前記プロペプチド、例えばプロダイノルフィンのパッキングを可能にし、ここで、プロペプチドは成熟を受け、ダイノルフィン又はダイノルフィンの変異体である活性物質は、特定の励起閾値を超えた活動電位の頻度の際に放出される。したがって、本発明の目的は、インビトロ、エクスビボ又はインビボで細胞に核酸配列を導入するための送達ベクターを提供することである。本発明の目的は特に、プレプロダイノルフィン又はダイノルフィン又はその変異体による焦点性てんかんの治療のためのベクターベースの療法である。プレプロダイノルフィン又はプロダイノルフィン又はダイノルフィン又はその変異体をコードする核酸を含む本発明の送達ベクターは、ニューロンを形質導入し、プレプロダイノルフィン又はプロダイノルフィン又はダイノルフィン又はその変異体を放出し、従って、てんかん原性焦点におけるKORの活性化を提供し、それによって発作を阻害するものとする。
本発明の主題は、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含む送達ベクターであって、前記送達ベクターが、シグナルペプチドを含むプレプロペプチドとしてのプレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体の発現を駆動し、前記プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が、以下の群から選択される配列:
a.配列番号7(配列番号1;ppDynのAA 207-223)であるDyn A、あるいは最初の13AA(N末端から最初の)からなるその変異体又は最初の8AA(N末端から最初の)からなるその変異体、
b.配列番号8(配列番号1;ppDynのAA 226-238)である、Dyn B、
c.配列番号9(配列番号1;ppDynのAA 226-254)である、ロイモルフィン
d.配列番号7に係るDyn Aの変異体であって、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号7に含まれる配列YGGFLRRI内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
e.配列番号8に係るDyn Bの変異体であって、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号8に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
f.配列番号9に係るロイモルフィンの変異体であって、配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号9に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
の少なくとも1つを含む、送達ベクターである。
60%の配列同一性とは、以下のように定義される:最初の8個のN末端アミノ酸のうち3個が、除去されるか、又は別のアミノ酸により置換され得る。配列同一性のパーセンテージは、切断されたペプチド変異体の場合、短縮ペプチドについて計算される。付加的なアミノ酸の導入は元の配列におけるギャップとして扱われ、欠失は、配列同一性の計算のために修飾ペプチドにおけるギャップとして扱われる(YGGFLRRQは、YG-FLRRQとは1AAのみによって異なるが、現在、3、4、5、6及び7位におけるAAが異なっている)。いずれの場合にも、最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号7の変異体は、以下の配列を含む変異体であり得る:YGZFLRKZ、Zは任意のアミノ酸を表し、Kは7位のRを再置換し、ペプチダーゼ認識部位を保存する。
本願を通じて、アミノ酸配列における「Z」は、天然に存在するアミノ酸のいずれかを表し、特定の実施形態では、「Z」は、アラニン、グリシン、アスパラギン、グルタミン、ロイシン、セリン、バリン及びイソロイシンを含む群から選択され得る。
本発明によれば、前記送達ベクターは、ダイノルフィン又はダイノルフィン変異体のプレプロペプチドをコードするDNA配列を含む。これは、前記ベクターが、シグナルペプチドをコードするDNA配列を含むことを意味する。一態様として、本発明は、細胞に核酸を導入するための送達ベクターを提供し、送達ベクターは、分泌シグナルペプチドをコードするセグメントを含む。シグナルペプチドをコードするDNA配列は、配列番号4による配列であり得る。本発明の別の態様では、前記送達ベクターは、プロペプチド断片をコードするDNA配列を含む。本発明の特定の態様では、前記プロペプチド断片は、配列番号5による配列である。
本送達ベクターの利点は、ダイノルフィン又はダイノルフィン変異体の要求に応じた放出である。これは、プロダイノルフィン(又はプロダイノルフィンの変異体)が、小胞に充填されて、成熟を受け、発作の開始時に起こる高頻度刺激時に要求に応じて放出されることを意味する(例えば刺激≧8Hz)(図4参照)。したがって、リリースオンデマンド(release-on-demand)製剤は、プレプロダイノルフィン(又はプレプロダイノルフィンの変異体)を提供し、これは次に小胞に充填され、成熟を受け、そして、ダイノルフィン又はダイノルフィンの変異体である活性物質が、特定の閾値を超える活動電位の頻度の際に放出される。前記特定の閾値は、閾値≧6Hzであり得、別の実施形態では、≧7Hz、別の実施形態では、≧8Hz、別の実施形態では、≧9Hzであり得る。これは、前記リリースオンデマンドが、増大したニューロン発火頻度(neuronal firing frequency)によって引き起こされることを意味する。前記増大したニューロン発火頻度は、EEG(脳波検査法(electroencephalography))によって測定することができ、増大した、とは、前記対象におけるEEGによって測定された値が≧6Hz、別の実施形態では、≧7Hz、別の実施形態では、≧8Hz、別の実施形態では、≧9Hzであることを意味する。
これは、本送達ベクターが、要求に応じてダイノルフィン又はダイノルフィン変異体の提供を可能にするプレプロペプチドの発現を駆動することを意味し、そのような送達ベクターは、最初にニューロンにおいてプレプロペプチドを発現し、ここで、得られたプロペプチドが有芯小胞(large dense core vesicles)にソートされ、それは酵素的に処理され、得られたペプチドは、十分に強い励起がそれらの放出をもたらすまでソートされる。すなわち、前記放出は、上述の増大したニューロン発火頻度によって引き起こされる。Dynペプチドは、シナプス前及び/又はシナプス後KORに結合し、これはG-タンパク質を活性化し、他方で、イオンチャネルを調節して、ニューロン興奮のさらなる増幅及び拡散を抑制する。ppDynのシグナルペプチドの翻訳は、「有芯(large dense core)」小胞(LDV)内へのニューロンで発現したプロダイノルフィンのソーティングの最初のステップである。ニューロンにおける既存のメカニズムを使用して、プロダイノルフィンは成熟ペプチドへと酵素処理され、軸索末端に輸送される。LDVは軸索末端で貯蔵され、刺激依存的に放出される。発作の開始時のような上述した高頻度刺激(High frequency stimulation)は、放出を誘導するが、低頻度刺激は放出を誘導しない。これは、薬物のオンデマンド状況を作り出す。放出されたDynペプチドはシナプス前及び/又はシナプス後KORに結合し、これはG-タンパク質を活性化し、これは他方で、イオンチャネルを調節して、ニューロン興奮のさらなる増幅及び拡散を抑制する。
換言すれば、リリースオンデマンド組成物は、前記対象の発作の開始時に、本発明に係る送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームのいずれかに由来するヒトKORに対するアゴニスト作用を有するペプチドを放出する組成物である。発作の開始は、EEG(脳波検査法)によって測定することができる増大したニューロン発火頻度によって特徴づけることができ、ここで、増大した、とは、前記対象におけるEEGによって測定された値が≧6Hz、別の実施形態では、≧7Hz、別の実施形態では、≧8Hz、別の実施形態では、≧9Hzであることを意味する。
最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号7の変異体は、YGGFLRRIの配列において少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する変異体である。配列同一性は以下のように定義される:最初の8個のアミノ酸のうち3個が、除去されるか、又は別のアミノ酸によって置換され得る。いずれの場合にも、最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号7の変異体は、以下の配列を含む変異体であり得る:YG-FLRKZ、ここで、「-」は欠失AAを表し、Zは任意のAAを表す。
最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号8の変異体は、YGGFLRRQの配列において少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する変異体である。配列同一性は以下のように定義される:最初の8個のアミノ酸のうち3個が、除去されるか、又は別のアミノ酸によって置換され得る。いずれの場合にも、最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号8の変異体は、以下の配列を含む変異体であり得る:YGGFLZZZ、ここで、Zは任意のアミノ酸を表す。
最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号9の変異体は、YGGFLRRQの配列において少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する変異体である。配列同一性は以下のように定義される:最初の8個のアミノ酸のうち3個が、除去されるか、又は別のアミノ酸によって置換され得る。いずれの場合にも、最初の8AAにおいてN末端から少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する配列番号9の変異体は、以下の配列を含む変異体であり得る:YGAFLRZA、ここで、Zは任意のアミノ酸を表す。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、変異体は、それぞれ配列番号7、配列番号8又は配列番号9の最初の8AAにおいてN末端から少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する。70%の配列同一性とは、最初の8個のアミノ酸のうち最大で2個が、除去されるか、又は別のアミノ酸によって置換され得ることを意味する。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、変異体は、それぞれ配列番号7、配列番号8又は配列番号9の最初の8AAにおいてN末端から少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有する。80%の配列同一性とは、最初の8個のアミノ酸のうち1個が、除去されるか、又は別のアミノ酸によって置換され得ることを意味する。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含み、斯かるDNA配列が、以下の群から選択される変異体の配列:
配列番号10、配列番号11及び配列番号12、の少なくとも1つを含み、
ここで、Zは任意のアミノ酸であってもよく、ここで、好ましくは配列番号10において、少なくとも1つのZは配列番号7の配列と比較して異なり、好ましくは配列番号11において、少なくとも1つのZは配列番号8の配列と比較して異なり、好ましくは配列番号12において、少なくとも1つのZは配列番号9の配列と比較して異なる。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、配列番号7、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、ここで、配列番号7、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体に係る配列は、ペプチダーゼ認識シグナルに隣接している。
これは、一例として、配列番号7によるペプチドの2つの分子が1つの送達ベクターに由来することになるように、前記送達ベクターが、配列番号7を2回コードするDNA配列を含み得ることを意味する。
ペプチダーゼ(プロホルモン変換酵素)認識シグナルは、当業者に知られており、かつ単一又は対の塩基性アミノ酸であり得、好ましくは、排他的ではないが、K、R、KR、RK又はRRであり得る。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、ここで、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体に係る配列は、ペプチダーゼ認識シグナルに隣接している。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、ここで、前記送達ベクターは、配列番号6及び/又は7をコードするDNAを含まない。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、配列番号2又は配列番号14をコードするDNAを含む。
特定の実施形態では、本発明の主題は、上述した送達ベクターであり、ここで、前記送達ベクターは、配列番号3又は配列番号15をコードするDNAを含む。
本発明によって生成される送達ベクターは、インビトロ、エクスビボ、及びインビボでの細胞への核酸の送達に有用である。特に、送達ベクターは有利には、動物細胞、より好ましくは哺乳動物細胞に、核酸を送達又は導入するために使用することができる。
好適なベクターは、ウイルスベクター(例えば、レトロウイルス、レンチウイルス、アルファウイルス;ワクシニアウイルス;アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、又は単純ヘルペスウイルス)、脂質ベクター、ポリリジンベクター、核酸分子と共に使用される合成ポリアミノポリマーベクター、例えばプラスミド、などを含む。
当該技術分野で知られている任意のウイルスベクターを本発明で使用することができる。そのようなウイルスベクターの例としては、これらに由来するベクターに限定されるものではないが、以下:アデノウイルス科(Adenoviridae);ビルナウイルス科(Birnaviridae);ブニヤウイルス科(Bunyaviridae);カリシウイルス科(Caliciviridae)、カピロウイルス(Capillovirus)群;カーラウイルス(Carlavirus)群;カルモウイルス(Carmovirus)ウイルス群;カリモウイルス群(Group Caulimovirus);クロステロウイルス(Closterovirus)群;コンメリーナ黄色斑紋ウイルス群(Commelina yellow mottle virus group);コモウイルス(Comovirus)ウイルス群;コロナウイルス科(Coronaviridae); PM2ファージ群;コルシコウイルス科;潜伏ウイルス群(Group Cryptic virus);クリプトウイルス群(group Cryptovirus);ククモウイルスウイルス群ファミリー(Cucumovirus virus group Family);[PHgr]6ファージ群;シシオウイルス科(Cysioviridae);カーネーションリングスポット群(Group Carnation ringspot);ダイアンソウイルス(Dianthovirus)ウイルス群;ソラマメウイルト群(Group Broad bean wilt);ファバウイルス(Fabavirus)ウイルス群;フィロウイルス科(Filoviridae);フラビウイルス科(Flaviviridae);フロウイルス(Furovirus)群;ゲルミニウイルス群(Group Germinivirus);ジアルジアウイルス群(Group Giardiavirus);ヘパドナウイルス科(Hepadnaviridae);ヘルペスウイルス科(Herpesviridae);ホルデイウイルス(Hordeivirus)ウイルス群;イラルウイルス(Illarvirus)ウイルス群;イノウイルス科(Inoviridae);イリドウイルス科(Iridoviridae);レヴィウイルス科(Leviviridae);リポスリクスウイルス科(Lipothrixviridae);ルテオウイルス(Luteovirus)群;マラフィウイルス(Marafivirus)ウイルス群;トウモロコシ白化萎縮ウイルス (Maize chlorotic dwarf virus)群;イクロウイルス科(icroviridae);ミオウイルス科(Myoviridae);ネクロウイルス(Necrovirus)群;ネポウイルス(Nepovirus)ウイルス群;ノダウイルス科(Nodaviridae);オルトミクソウイルス科(Orthomyxoviridae);パポバウイルス科(Papovaviridae);パラミクソウイルス科(Paramyxoviridae);パースニップ黄斑ウイルス(Parsnip yellow fleck virus)群;パルティティウイルス科(Partitiviridae);パルボウイルス科(Parvoviridae);エンドウひだ葉モザイクウイルス(Pea enation mosaic virus)群;フィコドナウイルス科(Phycodnaviridae);ピコルナウイルス科(Picomaviridae);プラズマウイルス科(Plasmaviridae);プロドウイルス科(Prodoviridae);ポリドナウイルス科(Polydnaviridae);ポテックスウイルス(Potexvirus)群;ポティウイルス(Potyvirus);ポックスウイルス科(Poxviridae);レオウイルス科(Reoviridae);レトロウイルス科(Retroviridae);ラブドウイルス科(Rhabdoviridae);リジディオウイルス群(Group Rhizidiovirus);サイフォウイルス科(Siphoviridae);ソベモウイルス(Sobemovirus)群;SSV 1型ファージ;テクティウイルス科(Tectiviridae);テヌイウイルス(Tenuivirus);テトラウイルス科(Tetraviridae);タバコモザイクウイルス群(Group Tobamovirus);トブラウイルス群(Group Tobravirus);トガウイルス科(Togaviridae);トンブスウイルス群(Group Tombusvirus);トボウイルス群(Group Tobovirus);トティウイルス科(Totiviridae);チモウイルス群(Group Tymovirus);及び植物衛星ウイルス(Plant virus satellites)、が挙げられる。組み換えウイルスベクターを産生するための、及び核酸送達のためにウイルスベクターを使用するためのプロトコルは、(Ausubel et al.、1989)に、そして他の標準的な実験マニュアル(例えば、Rosenzweig et al.2007)に見出すことができる。ウイルスベクターの具体例は、核酸の送達のために以前に使用されたベクターであり、例えば、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)並びに他のパルボウイルス、ヘルペスウイルス、及びポックスウイルスベクターを含む。本明細書で使用される用語「パルボウイルス」は、自律性(autonomous)パルボウイルス、デンソウイルスおよびデペンドウイルスを含む、パルボウイルス科を包含する。用語AAVは、全ての脊椎動物変異体、特にヒト、霊長類、他の哺乳動物、鳥類又は蛇類(serpentine)起源の変異体を含む。自律性パルボウイルスは、パルボウイルス、エリスロウイルス、ボカウイルス、デンソウイルス、イテラウイルス、およびコントラウイルス属のメンバーを含む。例示的な自律性パルボウイルスとしては、これらに限定されるものではないが、マウスの微小ウイルス、ウシパルボウイルス、イヌパルボウイルス、ニワトリパルボウイルス、ネコ汎白血球減少症ウイルス、ネコパルボウイルス、ガチョウパルボウイルス、HIパルボウイルス、ノバリケンパルボウイルス、ボカウイルス、ブファウイルス(bufavirus)、ツサウイルス(tusavirus)及びB19ウイルス、並びにパルボウイルスとして国際ウイルス分類委員会(ICTV)によって分類された任意の他のウイルスが挙げられる。他の自律性パルボウイルスは当業者に知られている。例えば(Berns et al.2013)を参照のこと。
本発明の一実施形態では、前記送達ベクターはさらに、組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノム又は組み換えレンチウイルスゲノムを含む。
本発明の一つの特定の実施形態では、前記送達ベクターはさらに組み換えAAVベクターを含み、ここで、好ましくは前記ベクターは、ヒト又は霊長類起源の血清型である。
本発明の一つの特定の実施形態では、前記送達ベクターはさらに組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノムを含み、ここで、前記ベクターはヒト血清型ベクターであり、斯かるヒト血清型ベクターは、血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、rh10、11、12、13、14、蛇行性AAV、祖先AAV、又はそれらに由来するAAVカプシド突然変異体を含む群から選択され、好ましくは、排他的ではないが、AAV血清型1又は2のヒト血清型ベクターである。
本発明の一つの特定の実施形態では、前記送達ベクターは、一本鎖AAVベクター又は自己相補的(又は二量体)二本鎖ベクターである。
本発明の一つの特定の実施形態では、前記送達ベクターは上述した送達ベクターであり、ここで、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列は、治療効果を得るために、目的の遺伝子産物の十分な発現を生じるプロモーター及び/又はエンハンサーを含む発現制御エレメントに動作可能に連結される。
例えば、コード核酸は、発現制御エレメント、例えば転写/翻訳制御シグナル、複製起点、ポリアデニル化シグナル、及び内部リボソーム進入部位(IRES)、プロモーター、エンハンサーなどと操作可能に関連していてもよい。様々なプロモーター/エンハンサーエレメントが、所望のレベル及び組織特異的発現に応じて使用され得ることがさらに理解されることになる。プロモーター/エンハンサーは、所望の発現パターンに応じて、構成的又は誘導性であってもよい。プロモーター/エンハンサーは、天然又は外来性であってもよく、かつ天然又は合成配列であり得る。外来性とは、転写開始領域が導入される野生型宿主に転写開始領域が見られないことを意図する。処置されることになる標的細胞又は対象において機能的であるプロモーター/エンハンサーエレメントが、最も好ましい。哺乳動物のプロモーター/エンハンサーエレメントも好ましい。最も好ましいのは、ヒトニューロンにおいて活性であり、かつグリア細胞においては活性でないか又は活性の程度が少ない、プロモーター/エンハンサーエレメントである。プロモーター/エンハンサーエレメントは、構成的に又は誘導的に導入遺伝子を発現し得る。
例示的な構成的プロモーターとしては、これらに限定されるものではないが、ベータ-アクチンプロモーター、サイトメガロウイルスプロモーター、サイトメガロウイルスエンハンサー/ニワトリベータ-アクチンハイブリッドプロモーター、及びラウス肉腫ウイルスプロモーターが挙げられる。誘導性発現制御エレメントは、一般に、異種核酸配列(複数)の過剰発現制御を提供することが望ましい用途において使用される。遺伝子送達のための誘導性プロモーター/エンハンサーエレメントとしては、ニューロン特異的、脳特異的、筋肉特異的(心筋、骨格筋及び/又は平滑筋を含む)、肝臓特異的、骨髄特異的、膵臓特異的、脾臓特異的、及び肺特異的プロモーター/エンハンサーが挙げられる。特定の実施形態では、プロモーター/エンハンサーは、CNSの細胞又は組織で機能的であり、CNSの細胞又は組織に特異的でさえあり得る。そのようなプロモーター/エンハンサーとしては、これらに限定されるものではないが、眼(例えば、網膜及び角膜)、ニューロン(例えば、ニューロン特異的エノラーゼ、AADC、シナプシン、又はセロトニン受容体プロモーター)、グリア細胞(例えば、S100又はグルタミンシンターゼ(synthase)プロモーター)、及び希突起膠細胞において機能するプロモーター/エンハンサーが挙げられる。CNSにおいて転写を誘導することが実証されている他のプロモーターとしては、これらに限定されるものではないが、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーター(Tani et al.、1996)、及びプリオンプロモーター(Loftus et al.、2002)が挙げられる。好ましいのは、グリア細胞において有意に減少し、好ましくは発現を示さないニューロン特異的プロモーターである。
他の誘導性プロモーター/エンハンサーエレメントは、薬物誘導性、ホルモン誘導性及び金属誘導性エレメント、並びに外因的に供給される化合物によって調節される他のプロモーターを含み、斯かる他のプロモーターは、限定することなく、亜鉛誘導性メタロチオネイン(MT)プロモーター;デキサメタゾン(Dex)誘導性マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)プロモーター;T7ポリメラーゼプロモーター系(国際公開第98/10088号参照);エクジソン誘導性昆虫プロモーター(No et al、1996);テトラサイクリン抑制系(Gossen及びBujard、1992);テトラサイクリン誘導系(Gossen et al.、1995);また、(Harvey et al.、1998)も参照のこと;RU486誘導性系(Wang、DeMayo et al.、1997);(Wang、Xu et al.、1997);及びラパマイシン誘導系(Magari et al.、1997)を含む。
本発明の特定の実施形態では、プロモーター及び/又はエンハンサーは、以下を含む群:構成的活性プロモーター、例えばCMV(サイトメガロウイルス即時型遺伝子エンハンサー/プロモーター)又はCBAプロモーター(ニワトリベータアクチンプロモーター及びヒトサイトメガロウイルスIE遺伝子エンハンサー)、あるいは、誘導性プロモーター、これは、Gene Switch、tet-オペロン由来プロモーター、又は、例えばホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、シナプシン-1(SYN)、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)由来のニューロン特異的プロモーターを含む、から選択され、好ましくは、排他的ではないがヒト起源のプロモーターである。
本発明の特定の実施形態では、前記送達ベクターはさらに、転写後調節エレメントを含み、好ましくはウッドチャック-肝炎ウイルス-転写後調節エレメントを含む。他の可能な転写後調節エレメントは当業者に知られている。
本発明の主題は、さらに、外来の治療用コード配列を含む組み換え遺伝子療法ベクターであり、斯かる治療用コード配列は、その発現のための遺伝的エレメント、及びその複製、ゲノムパッケージング、ゲノム組み込み等のためのウイルス特異的cisエレメントに隣接している。前記ウイルスゲノムは、AAVの場合と同様に、ウイルス特異的タンパク質からなるウイルス粒子としてカプシド形成される。レンチウイルスベクターの場合、ウイルスゲノム及び逆転写酵素のようなウイルス特異的タンパク質などが、レンチウイルスカプシドにカプシド形成される。これらは、ウイルス特異的タンパク質が埋め込まれている脂質二重層によって包まれている。リポソームは、上述のヌクレオチド配列又は遺伝子治療の全ての調節エレメントを含む全体のDNA骨格、又は送達ベクターを含む。
リポソームの例としては、DSPC(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、コレステロール、DSPE-PEG2000(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノール- アミン-N-[アミノ(ポリエチレングリコール)-2000]、又はDSPE- PEG2000-mal(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノール- アミン-N-[マレイミド(ポリエチレングリコール)-2000]、又はスフィンゴミエリン/コレステロール及びホスファチジン酸を含む変異体が挙げられる。
本発明の一つの特定の実施形態では、前記送達ベクターはさらに組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノムを含み、前記組み換えAAV(rAAV)ベクターゲノムは、AAVカプシドにカプシド形成されている。
アデノ随伴ウイルス(AAV)は、核酸送達ベクターとして開発された。概要については、(Muzyczka、1992)を参照のこと。AAVは、ヘルパーウイルス、典型的には生産的複製のためのアデノウイルス又はヘルペスウイルスを必要とするヘルパー依存パルボウイルスである。AAVは、ヒト又は霊長類起源の現在14の天然に存在する血清型の増殖するファミリーを表す。他の哺乳動物種、又は鳥類若しくは昆虫起源のAAVが記載されている(Berns et al.、2013参照)。AAVは、直径が18~26ナノメートルの小さな正十二面体カプシドを有し、長さが4~5キロベースの一本鎖DNAゲノムを含む。AAVは両方のAAV DNA鎖をカプシド形成し、センス又はアンチセンスDNA鎖のいずれかが1つのビリオンに組み込まれる。AAVゲノムは、遺伝子rep及びcapをコードする2つの主要なオープンリーディングフレームを有する。Repは、重複している非構造的調節タンパク質のファミリーをコードする。最もよく研究されているAAVプロトタイプ株であるAAV2において、Rep78及びRep68のためのmRNAsは、AAV p5プロモーターから転写される(Stutika et al.2015)。Rep78/68は、AAV転写、AAV DNA複製、宿主細胞ゲノムへのAAV組み込み、及び宿主細胞ゲノムからのAAVの救出に必要とされる。Rep52及びRep40は、別々のプロモーターp19から転写されたRep78及びRep68のN末端切断型を表し、予め形成されたAAVカプシドへの新たに合成されたAAVゲノムのカプシド形成に必要とされる。これらは、3つのcap遺伝子由来タンパク質VP1、VP2、及びVP3によって形成される。cap ORFはまた、AAPをコードし、これはカプシドの一部を形成しない集合促進タンパク質である。AAV ORFは、ゲノムのいずれかの末端で逆方向末端反復配列(ITR)に隣接している。これらは、AAV血清型間で長さが異なり、AAV2では、これらは約145bpを含み、その最初の125bpは、Y型又はT型二本鎖構造を形成することができる。ITRは、cisでのDNA複製、パッケージング、ゲノム組み込み及び救出のために必要とされる最小のAAV配列を表す。DNA複製及びAAVベクターゲノムのパッケージングを確実にするために、これらのみがAAVベクターに保持されなければならない。AAV遺伝子rep及びcapが、選択されたパッケージング細胞においてtransで発現される場合に、AAV-ITRに隣接した外来遺伝子は、複製され、AAVカプシドにパッケージングされることになる(Muzyczka、1992)。
AAVは、ニューロン、筋肉、肝臓、心臓などを含むインビボでの非分裂細胞において数か月及び数年にわたって持続することができる数少ないウイルスの1つである。野生型AAV2は、Rep78/68依存的に宿主細胞ゲノムにそのゲノムを組み込むことが示されており、AAV-ITRの一部を形成するいわゆるRep結合部位に対するDNA配列相同性を有する染色体遺伝子座が優先される(Huser et al.、2014)。対照的に、AAVベクターはほとんどが核エピソームとして存続する。AAV遺伝子rep及びcapを欠くAAVベクターはほとんど組み込まれることはなく、そうであるならばゲノム優先性はない(Huser et al.、2014)。それにもかかわらず、長期のAAV持続性が、ニューロンを含む非分裂の有糸分裂後細胞において示されており、これは、AAVベクターを、CNS形質導入及び遺伝的又は後天的起源の慢性疾患の長期遺伝子付加療法に理想的なものにする。
一般に、組み換えAAVベクター(rAAV)ゲノムは、ベクターによって効率的にパッケージングされ得る導入遺伝子のサイズを最大にするように、逆方向末端反復(ITR)配列(複数)を保持するのみとなる。構造的及び非構造的タンパク質コード配列は、それぞれの遺伝子をパッケージング細胞に、あるいは(Mietzsch、Grasse et al.、2014)に概説された組み換えヘルパーウイルス、例えばHSV又はバキュロウイルスに安定して組み込むことによって、例えばプラスミドなどのベクターから、transで提供することができる。典型的には、rAAVベクターゲノムは、少なくとも1つのAAV末端反復、より典型的には2つのAAV末端反復を含み、これは一般に、異種ヌクレオチド配列(複数)の5’及び3’末端に存在することになる。AAV ITRは、血清型1~14を含む任意のAAV由来であり得る。AAV2由来ITRは、事実上あらゆるAAV血清型カプシドにクロスパッケージ(crosspackaged)され得るので、AAV2と組み合わせたAAV2 ITR repが最もよく使用される。末端反復が、所望の機能、例えば、複製、ウイルスパッケージング、組み込み、及び/又はプロウイルスの救出などを媒介する限り、AAV末端反復は、野生型末端反復配列を維持する必要はない(例えば、野生型配列は、挿入、欠失、切断又はミスセンス突然変異によって変更され得る)。rAAVベクターゲノムは一般に、野生型ゲノムのサイズの80%~約105%であり、かつAAV-ITRの一部として適切なパッケージングシグナルを含む。AAVカプシドへのパッケージングを促進するために、全ベクターゲノムは、好ましくは5.2kb未満、より好ましくは最大で4.8kbのサイズであり、AAVカプシドへの組み換えゲノムのパッケージングを促進する。いわゆる二量体又は自己相補的AAVベクター(dsAAV)が開発され、これは、一本鎖AAVゲノムの代わりに二本鎖をパッケージングする(McCarty et al.、2001)。これらは、AAV遺伝子発現の増強をもたらすが、しかしながら導入遺伝子容量の減少という代償を伴う。最大で2kbの外来遺伝子しかパッケージングすることができないが、これは小さな遺伝子又は神経ペプチドのための遺伝子を含むcDNAには十分である。
当該技術分野で知られている任意の好適な方法を、本発明の核酸を発現するAAVベクターを産生するために使用することができる。AAVベクターストックは、所望の血清型及びAAV複製のためのアデノウイルス由来ヘルパー遺伝子のAAV rep/cap発現プラスミドと共にする、導入遺伝子を発現するITR隣接AAVベクターゲノムのためのプラスミドのコトランスフェクション(co-transfection)によって産生することができる(Grimm et al.、2003;Xiao et al.、1998)。AAVベクターはまた、哺乳動物又は昆虫起源の細胞株のパッケージングにおいて産生することができ、及び/又は、組み換えヘルパーウイルス、例えばアデノウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、ヘルペスウイルス科の別のメンバー、又はバキュロウイルス(Mietzsch、Grasse et al.、2014において概説及び議論された)と組み合わせて産生することができる。
本発明の別の実施形態は、中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法であって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件下で、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子と細胞とを接触させることを含む、方法である。
本発明の送達ベクターは、中枢神経系の細胞、好ましくはニューロンに核酸配列を送達するための手段を提供する。送達ベクターは、インビトロで細胞に目的のヌクレオチド配列を導入するために使用することができ、例えばインビトロでポリペプチドを産生し、あるいはエクスビボの遺伝子治療のために使用することができる。ベクターは、それを必要とする対象にヌクレオチド配列を送達する方法においてさらに有用である。このようにして、ポリペプチドは結果として対象においてインビボで産生され得る。治療又は他の方法として、並びに以下にさらに説明するように、対象はポリペプチドの欠乏を有するか、あるいは対象におけるポリペプチドの産生が何らかの治療効果を与え得るので、対象はポリペプチドを必要としているであろう。
中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法の一つの特定の実施形態において、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体は産生され、細胞から放出される。
中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法の一つの特定の実施形態において、斯かる方法は、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件下で、上述した組み換えウイルス粒子又はリポソームと細胞とを接触させることを含む。プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件とは、宿主細胞表面受容体及び共同受容体(coreceptor)へのAAVカプシドの接触である。AAV1カプシドは、N-アセチルガラクトサミンに結合した2-3シアル酸に、次いで1-4-結合N-アセチルグルコサミンに結合するのに対して、AAV2カプシドは、細胞表面上のヘパリン硫酸プロテオグリカン、特に6-O-及びN-硫酸化ヘパリンに結合する(Mietzsch、Broecker et al.、2014)。AAV共同受容体は、FGFR-1、インテグリンaVb5、肝細胞増殖因子受容体(c-met)及び最近同定されたユニバーサル(universal)AAV受容体、AAV1、AAV2による形質導入に必要なAAVR、及び特定のグリカンの存在とは無関係な受容体を含む(Pillay et al.、2016)。AAVRはAAV粒子に直接結合し、トランスゴルジネットワークへの輸送を助ける。どのようにしてAAVが核に入るかは十分に理解されていない。いずれにせよ、AAVベクターは細胞核内で発現される。
本発明の一実施形態は、医薬としての使用のための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームである。
本発明の一実施形態は、医薬の調製に使用するための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームである。
本発明の一実施形態は、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームを投与することによる療法を必要とする疾患対象を治療する方法である。
本発明の一実施形態は、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療の使用のための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームである。本発明の一実施形態は、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんを治療するための医薬の調製における使用のための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームである。本発明の一実施形態は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害する、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームである。特に、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームは、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターに対するアゴニスト作用を有するペプチドのオンデマンド放出(on-demand release)をもたらす。ヒトκオピオイドレセプターに対するアゴニスト作用を有する前記ペプチド(複数)は、一実施形態では、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15の配列を有するペプチドの群から選択される。
本発明の一実施形態は、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームを投与することによる療法を必要とする疾患対象を治療する方法であり、ここで、前記疾患は、焦点性、特に内側側頭葉てんかんである。
本発明の一実施形態は、対象の焦点性てんかんの治療、又は焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであり、ここで、前記ベクターは、中枢神経系、例えば脳の神経細胞の形質導入に適している。
本発明の一実施形態は、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんを治療するための医薬の調製のための、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであり、ここで、前記ベクターは、脳の神経細胞の形質導入に適している。
ベクターは、脳の神経細胞の形質導入に適しており、これは、神経細胞表面受容体に付着し、例えばエンドサイトーシスによって、細胞膜を貫通することを意味する。
特定の実施形態では、前記ベクター又は組み換えウイルス粒子は、末梢投与あるいは頭蓋内又は脳内又は髄腔内投与に適している。これは、カテーテル、注射針等の補助によって達成され、深部脳電極によって誘導されて、てんかん原性焦点を検出する。
本発明の一実施形態は、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス粒子、及び任意により薬学的に許容される担体を含有する医薬組成物である。薬学的に許容される担体は、当業者に知られている。薬学的に許容される担体は、ナノ粒子、リポソーム、ナノゲル、ベクター粒子を放出するインプラント、又はベクター産生細胞であり得る。
本発明の別の実施形態は、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス又はリポソーム粒子により[インビトロ又はエクスビボで]感染した細胞である。例えば、上述した送達ベクター又は組み換えウイルス又はリポソーム粒子は、初代細胞培養の調製中にエクスビボで(幹)細胞を感染させることができ、又は培養し続けられている(幹)細胞を感染させることができる。初代細胞又は幹細胞のいずれも、治療されることになる患者に由来するか、又は別の対象、若しくは動物種から生じ得る。感染した細胞は、治療用ペプチドを産生するために疾患組織の焦点に移植される。
本発明の主題は、焦点性てんかんを有する対象を治療する方法であって、上述した送達ベクター、組み換えウイルス粒子、又はリポソームあるいは医薬組成物を、それを必要とする対象に投与すること、を含む方法である。
本発明の主題はさらに、上述した送達ベクターのいずれかに由来するか、又はそれらから誘導可能なヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドである。
好ましくは、前記KORに対するアゴニスト作用を有するペプチドは、(Toll et al.、1998)によって記載のように測定された、ヒトKORについて7以上のpKiを示している。
好ましくは、ヒトKORについて7以上のpKiを示す前記KORアゴニストペプチドは、(Toll et al.、1998)によって記載されたように測定された、ヒトMUオピオイド受容体(MOR)及びヒトデルタオピオイド受容体(DOR)についてより低いpKiを示す。ヒトMOR及びヒトDORについてより低いpKiとは、6以下のpKiを意味する。
好ましくは、前記KORアゴニストペプチドは、(Toll et al.、1998)によって記載されたように測定された、ヒトKORについて7.5以上のpKiを示し、ヒトMOR及びヒトDORについてより低いpKiを有する。ヒトMOR及びヒトDORについてより低いpKiとは、6以下のpKiを意味する。
特定の実施形態では、ヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドは、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、及び配列番号12のペプチドを含む群から選択される。
以下の配列の説明:
配列番号1(ppDyn)
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGGFLR KYPKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGGF LRRIRPKLKW DNQKRYGG FLRRQFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
ヒト脳で発現されたプロセシング前のヒトプレプロダイノルフィン。
配列番号2 ppDynの変異体
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGGFLR RQFKVVTRSQ EDPNAYSGEL
FDAKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGGF LRRIRPKLKW DNQKRYGG FLRRQFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
ペプチドネオエンドルフィンが除去され、かつロイモルフィンの第2のコピーによって置換されるように操作された、配列番号1におけるようなヒトプレプロダイノルフィン。
配列番号3 ppDynの変異体2
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGGFLR RQFKVVTRSQ EDPNAYSGEL
FDAKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGGF LRRQFKVVTR SQEDPNAYSG
ELFDAKRYGG FLRRQFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
ペプチドDyn Aが除去され、かつロイモルフィンの第3のコピーによって置換されるように操作された、配列番号2 におけるようなヒトプレプロダイノルフィン変異体。
配列番号4 ppDynのシグナルペプチド
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA
配列番号5 機能が知られていないppDynのプロペプチド断片
DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QV
配列番号6 ネオエンドルフィン
YGGFLRKYP
配列番号7 Dyn A
YGGFLRRIRPKLKWDNQ
配列番号8 Dyn B(リモルフィン)
YGGFLRRQFKVVT
配列番号9:ロイモルフィン
YGGFLRRQFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA
配列番号10 修飾されたDyn A
YGZFLRRZRPKLKWDNQ
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
配列番号11 修飾されたDyn B
YGZFLRRZFKVVT
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
配列番号12:修飾されたロイモルフィン
YGZFLRRZFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
配列番号13(修飾されたppDyn)
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGGFLR KYPKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGZF LRRZRZKLKW DNQKRYGZ FLRRZFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
配列番号14(修飾されたppDynの変異体1)
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGZFLR RZFKVVTRSQ EDPNAYSGEL FDAKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGZF LRRZRZKLKW DNQKRYGZ FLRRZFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
配列番号15 修飾されたppDynの変異体2
MAWQGLVLAA CLLMFPSTTA DCLSRCSLCA VKTQDGPKPI NPLICSLQCQ
AALLPSEEWE RCQSFLSFFT PSTLGLNDKE DLGSKSVGEG PYSELAKLSG
SFLKELEKSK FLPSISTKEN TLSKSLEEKL RGLSDGFREG AESELMRDAQ
LNDGAMETGT LYLAEEDPKE QVKRYGZFLR RZFKVVTRSQ EDPNAYSGEL FDAKRSSEVA GEGDGDSMGH EDLYKRYGZF LRRZFKVVTR SQEDPNAYSG ELFDAKRYGZ FLRRZFKVVT RSQEDPNAYS GELFDA
Zは任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが野生型配列と比較して別のアミノ酸によって置換されている。
ヒトプレプロダイノルフィン(赤色)又はGFP(青色)を発現するための全ての調節遺伝子エレメントを含むAAVベクター骨格を示す。 rAAV-pDyn(配列番号1)注入の2日前から7日後までの、カイニン酸注入動物の同側海馬から得られたEEG記録。 rAAV-pDyn注入の2日前から4か月後までのカイニン酸注入動物の同側海馬及び運動皮質からのEEG記録によって得られた全般発作の頻度。pDyn=配列番号1;Var.1=配列番号2;Var.2=配列番号3 微量透析及びその後のEIAによって測定された、異なる種類の刺激の間に放出されたプロセシングされたDyn B(Dyn B=配列番号8)の量。pDynノックアウトマウスに、実験の3週間前にrAAV pDyn(pDyn=配列番号1;Var.2=配列番号3)を注入した。これらのマウスは内因性pDynを発現しないので、測定された全てのDyn Bはベクター由来である。 rAAVで処置したナイーブ又はKA注入動物の異なる群からのバーンズ(Barnes)迷路プローブテスト。記憶テストのために、迷路は4分割される。Q1は、ターゲットホールを含むものであり、Q2及びQ4は、Q1を囲む4分の1であり、及びQ3は反対のものである。動物(Cに示すものを除く)は、ΔGFP又はpDyn配列番号1のいずれかを発現するrAAVを注入された。A及びBでは、rAAVを注入したが、カイニン酸による処置がされていないマウスについてのデータが示されている。パネルCは、完全に未処置の動物を示す。パネルD、E及びFは、パネルに記載されたようにカイニン酸後の時間間隔でカイニン酸の2週間後にrAAVにより処置された動物の同じ組を示す。 rAAVで処置したナイーブ又はKA注入動物の異なる群からのバーンズ(Barnes)迷路プローブテスト。記憶テストのために、迷路は4分割される。Q1は、ターゲットホールを含むものであり、Q2及びQ4は、Q1を囲む4分の1であり、及びQ3は反対のものである。動物(Cに示すものを除く)は、ΔGFP又はpDyn配列番号1のいずれかを発現するrAAVを注入された。A及びBでは、rAAVを注入したが、カイニン酸による処置がされていないマウスについてのデータが示されている。パネルCは、完全に未処置の動物を示す。パネルD、E及びFは、パネルに記載されたようにカイニン酸後の時間間隔でカイニン酸の2週間後にrAAVにより処置された動物の同じ組を示す。 rAAVで処置したナイーブ又はKA注入動物の異なる群からのバーンズ(Barnes)迷路プローブテスト。記憶テストのために、迷路は4分割される。Q1は、ターゲットホールを含むものであり、Q2及びQ4は、Q1を囲む4分の1であり、及びQ3は反対のものである。動物(Cに示すものを除く)は、ΔGFP又はpDyn配列番号1のいずれかを発現するrAAVを注入された。A及びBでは、rAAVを注入したが、カイニン酸による処置がされていないマウスについてのデータが示されている。パネルCは、完全に未処置の動物を示す。パネルD、E及びFは、パネルに記載されたようにカイニン酸後の時間間隔でカイニン酸の2週間後にrAAVにより処置された動物の同じ組を示す。 ペンチレンテトラゾールは、GABAA受容体の阻害剤であり、尾静脈への注入時に発作を誘導する。pDyn欠損動物は、野生型マウスと比較して発作閾値の低下を示す。これは、Dyn Bによる処置によって救うことができる。3位のグリシンのアラニンによる置換を有するDyn B変異体(Dyn B=配列番号8、Dyn B G3A=配列番号11、ここで、3位のZはアラニンである、Dyn B G3A+Q8A=配列番号11、ここで、3位のZはアラニンであり、かつ配列番号11の8位のZはアラニンである、Dyn B Q8A=配列番号11、ここで、8位のZはアラニンである)は、この試験においてより高い効力を示し、より低い濃度のこれらペプチドが、抗けいれん効果を引き出すことができることを示唆している。このことから、本発明者らは、遺伝子治療の効果が早期に発現し、患者1人当たりに必要なベクター数が少なることを期待する。
以下の実施形態は本発明の主題である。
1.プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含む送達ベクターであって、前記プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が、以下の群から選択される配列:
a.配列番号7(配列番号1;ppDynのAA 207-223)であるDyn A、あるいは最初の13AA(N末端から最初の)からなるその変異体、又は最初の8AA(N末端から最初の)からなるその変異体、
b.配列番号8(配列番号1;ppDynのAA 226-238)である、Dyn B、
c.配列番号9(配列番号1;ppDynのAA 226-254)である、ロイモルフィン、
d.配列番号7に係るDyn Aの変異体であって、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
e.配列番号8に係るDyn Bの変異体であって、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
f.配列番号9に係るロイモルフィンの変異体であって、配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
の少なくとも1つを含む、送達ベクター。
2.変異体が、それぞれ、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で、少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する、実施形態1に記載の送達ベクター。
3.変異体が、それぞれ、配列番号7、配列番号8又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA内で、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有する、実施形態1又は実施形態2に記載の送達ベクター。
4.実施形態1から3のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含み、斯かるDNA配列が、以下の群から選択される変異体の配列:
a.配列番号10(YGZFLRRZRPKLKWDNQ)
b.配列番号11(YGZFLRRZFKVVT)
c.配列番号12(YGZFLRRZFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA)
の少なくとも1つを含み、ここで、Zは、任意のアミノ酸を表し、好ましくは少なくとも1つが置換されている、送達ベクター。
5.実施形態1から4のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、配列番号7、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、ここで、配列番号7、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体に係る配列が、ペプチダーゼ認識シグナルに隣接している、送達ベクター。
6.実施形態1から5のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、ここで、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体に係る配列が、ペプチダーゼ認識シグナルに隣接している、送達ベクター。
7.実施形態1から6のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、配列番号8及び/又は配列番号9又はその変異体をコードする複数のDNA配列を含み、かつ、前記送達ベクターが、配列番号6及び/又は7をコードするDNAを含まない、送達ベクター。
8.実施形態1から7のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、配列番号2又は配列番号14をコードするDNAを含む、送達ベクター。
9.実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、配列番号3又は配列番号15をコードするDNAを含む、送達ベクター。
10.実施形態1から9のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターがさらに組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノム又は組み換えレンチウイルスゲノムを含む、送達ベクター。
11.組み換えAAVベクターを含む実施形態1から10のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、好ましくは前記ベクターが、ヒト又は霊長類血清型ベクターである、送達ベクター。
12.組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノムを含む実施形態1から11のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記ベクターが、ヒト血清型ベクターであり、斯かるヒト血清型ベクターは、血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、rh10、11、12、13、14、蛇行性AAV、祖先AAV、又はそれらに由来するAAVカプシド突然変異体を含む群から選択され、好ましくは血清型1又は2である、送達ベクター。
13.先行する実施形態のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記ベクターが、一本鎖AAVベクター又は自己相補的(又は二量体)二本鎖ベクターである、送達ベクター。
14.先行する実施形態のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列が、治療効果を得るために、目的の遺伝子産物の十分な発現を生じるプロモーター及び/又はエンハンサーを含む発現制御エレメントに動作可能に連結され、ここで、プロモーター及び/又はエンハンサーは、以下を含む群:構成的活性プロモーター、例えばCMV-又はCBAプロモーター(ニワトリベータアクチンプロモーター及びヒトサイトメガロウイルスIE遺伝子エンハンサー)、あるいは、誘導性プロモーター、これは、Gene Switch、tet-オペロン由来プロモーター、又は、例えばホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、シナプシン-1 プロモーター(SYN)、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)由来のニューロン特異的プロモーターを含む、から選択される、送達ベクター。
15.先行する実施形態のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターがさらに、転写後調節エレメント、好ましくはウッドチャック-肝炎ウイルス-転写後調節エレメントを含む、送達ベクター。
16.先行する実施形態のいずれか一つに記載の送達ベクターを含む、組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
17.前記送達ベクターがさらに組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターゲノムを含み、かつ前記rAAVベクターゲノムがAAVカプシドにカプシド形成されているか、あるいは、前記送達ベクターがさらに組み換えレンチウイルスベクターゲノムを含み、かつレンチウイルス粒子にパッケージングされている、実施形態16に記載の組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
18.中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法であって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件下で、細胞と、実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームとを接触させること、を含む、方法。
19.プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が産生され、細胞から放出される、実施形態18に記載の方法。
20.中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法であって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件下で、細胞と、実施形態18又は19に記載の組み換えウイルス粒子又はリポソームとを接触させること、を含む、方法。
21.プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が産生され、細胞から放出される、実施形態20に記載の方法。
22.医薬としての使用のための、実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
23.対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
24.対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における、実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記ベクターが、脳の神経細胞の形質導入に適している、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
25.対象の焦点性てんかんの治療における使用のための、実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記ベクター又は組み換えウイルス粒子が、末梢投与あるいは頭蓋内又は脳内又は髄腔内投与に適している、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
26.実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子、及び任意により薬学的に許容される担体を含有する、医薬組成物。
27.実施形態1から17のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス又はリポソーム粒子により、好ましくはインビトロ又はエクスビボで、感染した細胞。
28.焦点性てんかんを有する対象を治療する方法であって、対象に、実施形態1から17及び26のいずれか一つに定義された送達ベクター、組み換えウイルス粒子、又は医薬組成物を投与すること、を含む、方法。
29.前記方法が、実施形態18から21に定義された方法のいずれかを含む、実施形態28に記載の方法。
30.実施形態1から15に記載の送達ベクターのいずれかに由来する、ヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチド。
31.ヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドであって、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、及び配列番号12のペプチドを含む群から選択される、ペプチド。
さらなる実施形態が本発明の主題である。
1.プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含む送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体であるプレプロペプチドを駆動し、ここで、前記プレプロペプチドが、シグナルペプチドを含み、かつ一方で、前記プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が、以下の群から選択される配列:
a.配列番号7(配列番号1;ppDynのAA 207-223)であるDyn A、あるいは最初の13AA(N末端から最初の)からなるその変異体又は最初の8AA(N末端から最初の)からなるその変異体、
b.配列番号8(配列番号1;ppDynのAA 226-238)である、Dyn B、
c.配列番号9(配列番号1;ppDynのAA 226-254)である、ロイモルフィン、
d.配列番号7に係るDyn Aの変異体であって、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号7に含まれる配列YGGFLRRI内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
e.配列番号8に係るDyn Bの変異体であって、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号8に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
f.配列番号9に係るロイモルフィンの変異体であって、配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号9に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
の少なくとも1つを含む、送達ベクター
2.変異体が、それぞれ、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で、少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する、実施形態1に記載の送達ベクター。
3.変異体が、それぞれ、配列番号7、配列番号8又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA内で、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有する、実施形態1又は実施形態2に記載の送達ベクター。
4.実施形態1から3のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体であるプレプロペプチドを駆動し、ここで、前記プレプロペプチドが、シグナルペプチドを含み、かつ一方で、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含み、前記プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列が、以下の群から選択される変異体の配列:
a.配列番号10(YGZFLRRZRPKLKWDNQ)
b.配列番号11(YGZFLRRZFKVVT)
c.配列番号12(YGZFLRRZFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA)
の少なくとも1つを含み、
ここで、Zは、任意のアミノ酸を表し、かつ、a.;b.又はc.に係る配列内の少なくとも1つのZは、好ましくは、a.;b.又はc.に係る配列による前記ダイノルフィン断片の野生型配列と比較した場合に、別のアミノ酸によって置換されている、送達ベクター。
5.前記送達ベクターが、さらに、組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノム又は組み換えレンチウイルスゲノムを含む、実施形態1から4のいずれか一つに記載の送達ベクター。
6.組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノムを含む、実施形態1から5のいずれか一つに記載の送達ベクターであって、前記ベクターがヒト血清型ベクターであり、斯かるヒト血清型ベクターが、血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、rh10、11、12、13、14、蛇行性AAV、祖先AAV、又はそれらに由来するAAVカプシド突然変異体を含む群から選択され、好ましくは血清型1又は2である、送達ベクター。
7.先行する実施形態のいずれか一つに記載の送達ベクターを含む、組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
8.前記送達ベクターが、さらに組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターゲノムを含み、かつ前記rAAVベクターゲノムが、AAVカプシドにカプシド形成されているか、あるいは、前記送達ベクターが、さらに組み換えレンチウイルスベクターゲノムを含み、かつレンチウイルス粒子にパッケージングされている、実施形態7に記載の組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
9.中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法であって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を細胞に導入するのに十分な条件下で、細胞と、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームとを接触させること、を含む、方法。
10.医薬としての使用のための、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
11.対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害する、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
12.対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害し、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターに対するアゴニスト作用を有するペプチドのオンデマンド放出(on-demand release)をもたらす、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
13.実施形態10から12のいずれか一つに記載の、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記ベクター又は組み換えウイルス粒子が、末梢投与あるいは頭蓋内又は脳内又は髄腔内又は実質内投与に適している、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
14.実施形態10から13のいずれか一つに記載の、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、脳内適用され、好ましくは焦点適用される、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
15.実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム、及び任意により薬学的に許容される担体を含有する、医薬リリースオンデマンド組成物(pharmaceutical release-on-demand composition)。
16.実施形態1から8のいずれか一つに記載の送達ベクター又は組み換えウイルス又はリポソーム粒子により、好ましくはインビトロ又はエクスビボで、感染した細胞。
17.焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんを有する対象を治療する方法、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作を予防する方法であって:
対象に、実施形態1から8に定義された送達ベクター、組み換えウイルス粒子、又は医薬組成物を投与すること、を含み、好ましくは前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームは、プレプロペプチドをコードし、斯かるプレプロペプチドは、成熟及び放出後に、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害し、並びに、好ましくは前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームは、脳内適用され、好ましくは焦点適用される、方法。
18.実施形態1から6のいずれか一つに記載の送達ベクターのいずれかに由来するヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドであって、好ましくは前記ペプチドが、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15を有するペプチドを含む群から選択される、ペプチド。
19.ヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドであって、前記ペプチドが、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15を有するペプチドを含む群から選択される、ペプチド。
20.実施形態18又は19に記載のペプチドを含有する、医薬リリースオンデマンド組成物。
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実施例1
1.1 AAVコンストラクト
AAV2-ITR隣接ベクター骨格を有するプラスミドは、ヒトCMV-IE遺伝子、続いてニワトリベータアクチンプロモーターの切断型を含んでいた。これらは、全長コドン最適化ヒトppdyn配列(AA配列番号1)、あるいは変異体(AA配列番号2;配列番号3)又は切断変異体(ΔGFP)のいずれか又はEGFPの全長形式の発現を駆動する。遺伝子発現は、ウッドチャック肝炎ウイルス翻訳後エンハンサーエレメント(WPRE)、続いてウシ成長ホルモンに由来するpoly A+シグナル配列によって増強された。AAV2 ITRは、ssDNAゲノムを有するAAVベクターを得るために、その野生型立体配置であるか、あるいは、dsDNAゲノムを有する自己相補的AAVベクターが生じるように、1つのITRが切断された(図1)。
1.2 AAVベクター調製
HEK 293細胞を、5%FCSを含むDMEMに25~33%の密集度で播種した。細胞を、リン酸カルシウムのコトランスフェクションによって24時間後にトランスフェクトした。AAVベクターは、本質的に他に記載されたように産生した(Mietzsch、Grasse et al.、2014)。簡潔には:AAV rep、cap、Ad5ヘルパー遺伝子のためのプラスミド、及び上述したppdyn(配列番号1)又はその変異体(配列番号2;配列番号3)を発現するrAAVのためのプラスミドを用いる、2プラスミド(pDG)コトランスフェクションプロトコル。培地を、FCS含有量が減少した(2%)培地によって12時間後に交換した。培養物を、細胞溶解のために3回の凍結溶解サイクルでトランスフェクションの72時間後に回収した。粗溶解物を、250U/mlのベンゾナーゼ(Merck)を用いて37℃で1時間消化して、インプット及びパッケージングされていないプラスミドDNAを分解し、8,000gで30分間遠心分離して、細胞残屑をペレット化した。
1.3 rAAV精製
rAAVベクターを、血清型1又は2カプシドにパッケージングし、そして、ベンゾナーゼ処理した清澄凍結融解上清から、1ステップヘパリンセファロースクロマトグラフィーによって、又はAVBセファロースアフィニティークロマトグラフィーによって、AKTA精製機(GE Healthcare)で1mlの予め充填されたHiTrapカラムを用いて、以下のようにして精製した:凍結溶解上清を、1mMのMgCl2及び2.5mMのKClで補充した1・リン酸緩衝生理食塩水(PBS)(1・PBSMK)中で1:1希釈した後に、0.5ml/分でカラムにロードした。カラムを、1ml/分の速度で20mlの1・PBS-MKで洗浄した。AAVベクターを、1ml/分の速度で0.1Mの酢酸ナトリウム及び0.5MのNaCl pH2.5を用いて溶出し、1/10容量の1M Tris-HCl pH10を用いて直ちに中和する。精製したrAAV調製物を、Slide-A-Lyzer透析カセット(10,000 MWCO;Thermo Scientific)を用いて1xPBS-MKに対して透析した(Mietzsch、Grasse et al.、2014)。
1.4 rAAVベクター調製物の定量化
高度に精製されたrAAVベクター調製物を、プロテイナーゼKを用いて2時間56℃で消化した。DNAを、フェノール及びクロロホルムで繰り返し抽出することによって精製し、エタノールで沈殿させた。カプシド放出AAVゲノムの連続希釈物を、定量的Light-Cycler PCRによって、Fast Start DNA Master SYBR Green kit(Roche)を用いて分析した。PCRプライマーは、ベクター骨格のウシ成長ホルモン遺伝子由来polyA部位に特異的であった(5’-CTAGAGCTCGCTGATCAGCC-3’及び5’-TGTCTTCCCAATCCTCCCCC-3’)。高度に精製されたAAV調製の力価を、AAV-DNA含有ゲノム粒子(gp)/mlとして測定した(Mietzsch、Grasse et al.、2014)。
実施例2
動物
本研究では、C57BL/6N野生型及びpDynノックアウト(pDyn-KO)マウスを調査した。pDyn-KOマウスを、10世代にわたってC57BL/6Nバックグラウンド上に戻し交配した(Loacker et al.、2007)。飼育及び維持のために、マウスを食餌及び水に自由にアクセスできるようにして群に分けた。温度を23℃及び60%湿度に固定し、12時間の明暗サイクル(午前7時間から午後7時まで点灯)とした。動物に関わる全ての手順は、実験及び他の科学目的のために使用される脊椎動物の保護のための欧州条約ETS番号:123に従った、オーストリア動物実験倫理委員会、及びカナダ動物管理委員会によって、承認された。使用される動物の数を最小限にするためにあらゆる努力が成された。
実施例3
カイニン酸注入及び電極移殖
雄マウス(12~14週)をケタミン(160 mg/kg、i.p.;Graeub Veterinary Products、Switzerland)で鎮静させ、次いで精密気化器(precise vaporizer)(Midmark、USA)を通してセボフルランで深く麻酔した。マウスに、以前に記載されたように(Loacker et al.、2007)、50nlの20mMのKA溶液を海馬に注入した(RC -1.80mm;ML+1.80mm;DV -1.60mm)。2つの電極(1つは皮質電極及び1つは深部電極)を、KA投与直後に埋め込んだ。エポキシラート被覆タングステン深部電極(直径250μm;FHC、USA)を、CA1領域に向けて海馬に配置した(RC -1.80mm;ML+1.80mm;DV -1.60mm)。表面電極は、運動皮質の上部の頭蓋骨内に配置した金めっきネジであり(RC+1.70mm;ML+1.6mm、ブレグマ(bregma)を基準点として)、異常なEEG活動の発生をモニタリングした。追加の表面電極を、基準及び参照として小脳上に配置した。電極を歯科用アクリレート(Heraeus Kulzer GmbH、Germany)で所定の位置に固定した。
実施例4
rAAV注入
rAAV投与を必要とする実験のために、ガイドカニューレを移植し、これは海馬深部電極に取り付けられた。全ての動物は、麻酔処置として手術の20分前にメロキシカム(2mg/kg)を受けた。rAAV注入のために、動物を、注入の間(20分)セボフルランチャンバー内で穏やかに麻酔した。注入は、注入ポンプを有するガイドカニューレを介して、0,1μL/分の流量で行われ、2μLの総容量を注入した。
実施例5
EEG記録及び分析
EEGは、無線記録装置(Neurologger、TSE、Germany)を用いて得られ、SciWorks Software(Datawave Technologies、USA)を用いて自動的に分析された。EEGを、70ms未満続く高振幅放電(>3×ベースライン)として定義されるてんかん様スパイクについてフィルタリングした。スパイクトレイン(Spike trains)を、1Hzよりも高い頻度でかつ少なくとも1秒間続く少なくとも3つのスパイクの発生として定義した(図2参照)。より低い頻度のスパイクは発作間スパイクとしてカウントした。長期海馬発作性放電(hpd)を、最小で10秒間続くスパイクトレインとして定義した(Zangrandi et al.、2016)。海馬深部及び運動皮質表面電極における高電圧EEG異常についての共出現によって、全般発作を視覚的に評価した(図3参照)。
実施例6
空間記憶テスト(バーンズ迷路)
ナイーブ及び処置動物の学習及び記憶を評価するために、バーンズ迷路を使用した。バーンズ迷路は、その外周に20個の穴が開いた平らな丸テーブル(直径100cm)上で、60ルクスで行われた。それらのうち、1つのみがマウスを迷路から退避の暗い箱へと脱出させる。視覚的手がかりを90°の間隔でディスクの周りに置いた。初日は馴化日であり、標的の穴を開けて、マウスを5分間迷路を自由に探索させた。退避箱の位置は実験全体を通して一定に保った。マウスが穴を見つけると、箱は閉じられ、動物は2分間そこに維持されて、退避箱を安全な場所として関連付けさせた。動物が5分間の間に標的の穴を見つけられなかった場合、動物はやさしく穴へと導かれた。次の4日間に習得を行った。最大3分の試験を3回行い、マウスが穴を見つけるとすぐに、マウスを2分間内側に保持した。3分後にマウスが穴を見つけられなかった場合、マウスをやさしく穴へと導いた。動物によって成された主要なエラー及び穴を見つけるための潜時を計算し、学習基準として定義した。プローブ試験を6日目に行った。全ての穴を閉じ、マウスを5分間迷路を自由に探索させた。評価のためにボードを四分円に分割し、各四分円に費やされた時間を測定した(図5参照)。以前に開かれた退避穴を含んでいた四分円は、Q1と呼ばれ、これはQ2及びQ4に隣接し、Q3はQ1に対向している。
実施例7
微量透析
微量透析を、微量透析実験の3週間前に上述のように一方の海馬にrAAV-pDyn注入を受けたpDyn-KO動物に対して行った。ベクター注入の時点で(RC -1.80mm;ML+1.80mm;DV -1.60mm)、動物に刺激電極(RC -4.20mm;ML+3.20mm;DV -4.90mm)、及びrAAV注入海馬の門を標的とするガイドカニューレを埋め込んだ。微量透析のために、MAB-2プローブ(SciPro、Sanborn、NY)を海馬内に配置し、人工CSF(140mM NaCl;3.0mMのKCl;1.25mMのCaCl2;1.0mMのMgCl2;1.2mMのNa2HPO4;0.3mMのNaH2PO4;3mMのグルコース、pH 7.2)によって0.4μL/分の流量で洗い流した。ACSFを、3x25分、続いて25分の低頻度刺激について集めた(300μA;10秒間隔で孤立した0.3msec方形波、ISO-STIM 01D、NPI、Tamm、Germany)。さらに25分のベースライン後、25分の高頻度刺激を行った(150μA;1秒間に20 msec離れた0.3msec方形波のトレイン;トレインは10秒によって分離された)。
実施例8
ダイノルフィンB酵素免疫測定法(EIA)
微量透析実験の溶出液中の処理されたダイノルフィンBの含有量を、特定のDyn B(配列番号8)EIA(S-1429;Peninsula;San Carlos、CA)によって、製造業者のマニュアルに従って測定した。簡潔には、試料を抗血清と共に1時間インキュベートし、Bt-トレーサーと一晩のインキュベートに続く。2日目に、ストレプトアビジン-HRPを、EIA緩衝液を用いて5回洗浄した1時間後に添加した。さらに5回の洗浄後に、試料を5分間TMB溶液と反応させ、次に、プレートリーダーで450nmで分析した。Dyn B(配列番号8)含有量を、並行して行った較正試料に基づいて分析し、ng/mlとして表す(図4参照)。
実施例9
統計分析
取得後に、pClamp 10.3(Molecular devices)を用いて電気生理学的記録を観察し分析した。Mac用のPrism 5(version 5.0f)を使用して、インビボ実験の統計分析を行い、数値を作成した。統計分析のために、Dunnett事後検定を用いた一元配置分散分析(one-way ANOVA)をインビボ実験に適用した。電気生理学のために、両側の対応のあるt検定を、得られた膜電位分析に適用し、一元配置分散分析を使用して、IPSCに対する薬物効果を比較した。0.05未満のp値を有意であるとみなした。データは、平均値±平均値の標準誤差(SEM)として表される。
実施例10
発作閾値
発作閾値は、発作を起こしやすいことの尺度である。発作誘導剤又は刺激に対する抵抗性は、動物における読み出し(readout)として使用される。齧歯類の尾静脈へのGABAA受容体アンタゴニストであるペンチレンテトラゾールの注入は、発作閾値を測定するために認められた方法である。物質又は処置の抗けいれん作用は、適用時の発作閾値の増大によって実証され得る。pDyn欠損マウスは、野生型マウスよりも低い発作閾値を示す。これは、κオピオイド受容体アゴニストによって救うことができる。
自由に動くpDyn欠損マウスに対して、100μl/分の速度でのペンチレンテトラゾール(PTZ)(図6参照)尾静脈注入(100μg/mlの生理食塩水中のPTZ、pH7.4)によって、発作閾値を決定した。動物が全般間代発作(generalized clonic seizures)を示した際に、注入を停止した。発作閾値用量を、体重に対する注入量から計算した。Dyn B又は修飾されたその変異体を、DMSOに溶解し、10%DMSO、3%Tween 80の最終濃度を含有する生理食塩水中で最終用量に希釈した。3μlのペプチド溶液を30分適用した。尾静脈注入前に、大槽内に軽いセボフルラン麻酔下とした。以下のペプチドを試験した:Dyn B=配列番号8、Dyn B G3A=配列番号11、ここで、3位のZはアラニンである、Dyn B G3A+Q8A=配列番号11、ここで、3位のZはアラニンであり、かつ配列番号11の8位のZはアラニンである、Dyn B Q8A=配列番号11、ここで、8位のZはアラニンである。

Claims (20)

  1. プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含む送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体であるプレプロペプチドの発現を駆動し、ここで、前記プレプロペプチドが、シグナルペプチドを含み、かつ一方で、前記プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体が、以下の群から選択される配列:
    a.配列番号7(配列番号1;ppDynのAA 207-223)であるDyn A、あるいは最初の13AA(N末端から最初の)からなるその変異体、又は最初の8AA(N末端から最初の)からなるその変異体、
    b.配列番号8(配列番号1;ppDynのAA 226-238)である、Dyn B、
    c.配列番号9(配列番号1;ppDynのAA 226-254)である、ロイモルフィン、
    d.配列番号7に係るDyn Aの変異体であって、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号7に含まれる配列YGGFLRRI内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
    e.配列番号8に係るDyn Bの変異体であって、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号8に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
    f.配列番号9に係るロイモルフィンの変異体であって、配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、すなわち、配列番号9に含まれる配列YGGFLRRQ内で少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する、変異体、
    の少なくとも1つを含む、送達ベクター。
  2. 前記変異体が、それぞれ、配列番号7のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRI)、配列番号8のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA(YGGFLRRQ)内で、少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する、請求項1に記載の送達ベクター。
  3. 前記変異体が、それぞれ、配列番号7、配列番号8又は配列番号9のN末端から数えて最初の8AA内で、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有する、請求項1又は請求項2に記載の送達ベクター。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の送達ベクターであって、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体であるプレプロペプチドを駆動し、ここで、前記プレプロペプチドが、シグナルペプチドを含み、かつ一方で、前記送達ベクターが、プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を含み、前記プレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列が、以下の群から選択される変異体の配列:
    a.配列番号10(YGZFLRRZRPKLKWDNQ)、
    b.配列番号11(YGZFLRRZFKVVT)、
    c.配列番号12(YGZFLRRZFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA)、
    の少なくとも1つを含み、
    ここで、Zは、任意のアミノ酸を表し、かつ、a.;b.又はc.に係る配列内の少なくとも1つのZは、好ましくは、a.;b.又はc.に係る配列による前記ダイノルフィン断片の野生型配列と比較した場合に、別のアミノ酸によって置換されている、送達ベクター。
  5. 前記送達ベクターが、さらに、組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノム又は組み換えレンチウイルスゲノムを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の送達ベクター。
  6. 組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターゲノムを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の送達ベクターであって、前記ベクターがヒト血清型ベクターであり、前記ヒト血清型ベクターが、血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、rh10、11、12、13、14、蛇行性(serpentine)AAV、祖先AAV、又はそれらに由来するAAVカプシド突然変異体を含む群から選択され、好ましくは血清型1又は2である、送達ベクター。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の送達ベクターを含む、組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  8. 前記送達ベクターが、さらに組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターゲノムを含み、かつ前記rAAVベクターゲノムが、AAVカプシドにカプシド形成されているか、あるいは、前記送達ベクターが、さらに組み換えレンチウイルスベクターゲノムを含み、かつレンチウイルス粒子にパッケージングされている、請求項7に記載の組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  9. 中枢神経系の細胞に核酸を送達する方法であって、プレプロダイノルフィン又はプレプロダイノルフィン変異体をコードするDNA配列を前記細胞に導入するのに十分な条件下で、前記細胞と、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームとを接触させること、を含む、方法。
  10. 医薬としての使用のための、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  11. 対象の焦点性てんかん(focal epilepsy)、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点(epileptogenic focus)におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害する、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  12. 対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害し、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターに対するアゴニスト作用を有するペプチドのオンデマンド放出(on-demand release)をもたらす、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  13. 請求項10から12のいずれか一項に記載の、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記ベクター又は組み換えウイルス粒子が、末梢投与あるいは頭蓋内又は脳内又は髄腔内(intrathecal)又は実質内投与に適している、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  14. 請求項10から13のいずれか一項に記載の、対象の焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんの治療における使用のための、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作の予防における使用のための、請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームであって、前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームが、脳内適用され、好ましくは焦点適用(applied focal)される、送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム。
  15. 請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソーム、及び任意により薬学的に許容される担体を含有する、医薬リリースオンデマンド組成物(pharmaceutical release-on-demand composition)。
  16. 請求項1から8のいずれか一項に記載の送達ベクター又は組み換えウイルス又はリポソーム粒子により、好ましくはインビトロ又はエクスビボで、感染した細胞。
  17. 焦点性てんかん、特に内側側頭葉てんかんを有する対象を治療する方法、又は、焦点性てんかんを患う対象のてんかん発作を予防する方法であって:
    対象に、請求項1から8のいずれか一項に定義された送達ベクター、組み換えウイルス粒子、又は医薬組成物を投与すること、を含み、好ましくは前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームは、プレプロペプチドをコードし、前記プレプロペプチドは、成熟及び放出後に、てんかん原性焦点におけるヒトκオピオイドレセプターの活性化を提供し、それによって発作を阻害し、ここで、好ましくは前記送達ベクター又は組み換えウイルス粒子又はリポソームは、脳内適用され、好ましくは焦点適用される、方法。
  18. 請求項1から6のいずれか一項に記載の送達ベクターのいずれかに由来するヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドであって、好ましくは前記ペプチドが、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15を有するペプチドを含む群から選択される、ペプチド。
  19. ヒトκオピオイドレセプター(KOR)に対するアゴニスト作用を有するペプチドであって、前記ペプチドが、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15を有するペプチドを含む群から選択される、ペプチド。
  20. 請求項18又は19に記載のペプチドを含有する、医薬リリースオンデマンド組成物。
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