JP2022515976A - 急性または慢性の肝疾患、腎疾患または肺疾患を診断および/または治療するための方法 - Google Patents
急性または慢性の肝疾患、腎疾患または肺疾患を診断および/または治療するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
慢性肝疾患は、異なる病因からの一群の肝臓病理を包含する。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は、罹患率が世界人口の20~30%であり、単純な脂質蓄積の脂肪症から、炎症および時に線維症を伴う脂肪症を特徴とする脂肪性肝炎(NASH)の発症までの一連の肝臓障害を含む。NAFLDは、どちらかといえば良性および可逆的病態であり、NASH患者の約20%が肝硬変を発症する。重要なこととして、肝硬変は、肝不全を引き起こす細胞外マトリックスの沈着を特徴とする不可逆的病態である。最後に、線維症患者のおよそ4分の1が、肝臓癌の最も多い形態であり、世界において罹患および死亡の第5位の原因である肝細胞癌(HCC)を発症する。診断時に治療介入を受けるに適格な患者は極めて少なく、生存率は実に低く、診断後の生存はわずか6~20か月である。
(a)前記対象由来のサンプル中のCNNM4の発現レベルを決定すること、および
(b)前記レベルを参照値と比較すること
を含んでなり、
参照値に対する前記サンプル中のCNNM4の発現レベルの増加が、前記患者が肝疾患、腎疾患または肺疾患に罹患していることを示す方法に関する。
よって、第1の態様において、本発明は、医薬において使用するための(すなわち、薬剤として使用するための)CNNM4阻害剤に関する。
別の態様において、本発明は、対象において肝疾患、腎疾患および/または肺疾患を診断するイン・ビトロ方法であって、
(a)前記対象由来のサンプルにおいてCNNM4の発現レベルを決定すること、および
(b)前記レベルを参照値と比較すること
を含んでなり、
参照値に対する前記サンプル中のCNNM4の発現レベルの増加が、前記患者が肝疾患、腎疾患または肺疾患に罹患していることを示す方法に関する。
さらなる態様において、本発明は、対象において肝疾患、腎疾患または肺疾患をイン・ビトロ診断するためのCNNM4の発現レベルを決定するために特異的な試薬の使用に関する。
最終の態様において、本発明は、細胞において誘発された疾患または病態を軽減するイン・ビトロ方法であって、前記細胞を、前記細胞においてCNNM4の活性、レベルまたは機能を低減するために有効な量の特定のCNNM4阻害剤に接触させることを含んでなる方法に関する。
(a)前記候補化合物を疾患の細胞モデルと接触させること;および
(b)前記候補化合物の存在下でマーカーをアッセイすること、ここで、このマーカーは、化合物の存在下でのCNNM4の活性、参照値に対する相対的脂質蓄積、または参照値に対する相対的ミトコンドリアROSからなる群から選択される、
を含んでなり、
CNNM4活性を阻害する、相対的脂質蓄積を参照値に対して低減する、または相対的ミトコンドリアROSを参照値に対して低減する化合物が肝疾患、腎疾患および肺疾患を治療および/または予防するために潜在的に有用な化合物である方法に関する。
1.医療に使用するためのCNNM4阻害剤。
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;かつ
前記肺疾患が肺線維症である、
上記2に記載の使用のためのCNNM4阻害剤。
(a)前記対象由来のサンプル中のCNNM4の発現レベルを決定すること、および
(b)前記レベルを参照値と比較すること
を含んでなり、
参照値に対する前記サンプル中のCNNM4の発現レベルの増加が、前記患者が肝疾患、腎疾患または肺疾患に罹患していることを示す、方法。
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;かつ
前記肺疾患が肺線維症である、
上記6または7に記載の方法。
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;
前記肺疾患が肺線維症である、
上記9に記載の使用。
ヒトサンプル
試験は総てヘルシンキ宣言に則り、現地法に従って行った。各病院のヒト倫理委員会はこの試験手順を承認し、総ての患者から試験登録の前に書面でのインフォームド・コンセントを得た。
動物実験は総て、スペイン実験動物の管理と使用に関する指針(Spanish Guide for Care and use of Laboratory animals)に従い、国際動物実験委員会標準(International Care and Use Committee Standards)を用いて行った。総ての手順はCIC bioGUNEの動物実験委員会および監督当局(Diputacion de Bizkaia)により承認された。マウスは温度制御された動物施設(AAALAC認定)にて12時間明/暗周期で飼育した。G-マウスには標準餌(Harlan Tekland)を与え、水を自由に摂らせた。
C57BL/6J野生型マウスにメチオニン(0.1%)およびコリン(0%)欠損餌を4週間与えた。処置の終了時に動物を犠牲にし、RNA抽出またはタンパク質抽出、組織学および免疫組織化学のためのホルマリン固定または代謝分析を含む次の分析のために、肝臓を数片に分割した。処置中、血清分析のために血液を週1回採取した。
C57BL/6J野生型マウスにメチオニン(0.1%)およびコリン(0%)欠損餌を4週間与えた。その食餌の開始から2週間後、マウスを2群に分け、イン・ビボサイレンシングCNNM4または非処置siRNA対照とし、製造者の説明書に従ってインビボフェクトアミン(登録商標)3.0試薬(Invitrogen、USA)を用い、CNNM4特異的イン・ビボ siRNA(Custom Ambion、USA)または対照siRNA(Sigma-Aldrich、USA)の0.75μg/μl溶液200μlを施した。尾静脈注射を週に2回、4週目まで行った。処置の終了時に動物を犠牲にし、RNA抽出またはタンパク質抽出、組織学および免疫組織化学のためのホルマリン固定または代謝分析を含む次の分析のために、肝臓を数片に分割した。処置中、血清分析のために血液を週1回採取した。
成体C57BL/6J野生型マウスに、従前に記載したようにBDLを施した(Fernandez-Alvarez et al., 2015. Lab Invest. 95(2):223-36)。簡単に述べれば、マウスをO2中1.5%イソフルオランで麻酔し、開腹した。門脈および肝動脈から胆管を分離し、胆管の縫合を行い、外科結びで締めた。最後に、閉腹し24時間、48時間、72時間、3日および21日の時点でマウスを犠牲にした。RNA抽出またはタンパク質抽出、組織学および免疫組織化学のためのホルマリン固定または代謝分析を含む次の分析のために、肝臓を数片に分割した。処置中、血清分析のために血液を週1回採取した。
成体GNMT-/-マウスを、それらが自発的にHCCを発症すると記載されている(Wagner et al., 2009. Toxicol Appl Pharmacol. 1;237(2):246; author reply 247)7~9か月生育させた。この時点で動物を犠牲にし、RNA抽出またはタンパク質抽出、組織学および免疫組織化学のためのホルマリン固定または代謝分析を含む次の分析のために、肝臓を数片に分割した。処置中、血清分析のために血液を週1回採取した。
成体C57BL/6J野生型マウスを、急性肝障害を誘発させるために500mg/kgのアセトアミノフェン(APAP)で処置した。処置48時間後にマウスを犠牲にし、RNA抽出またはタンパク質抽出、組織学および免疫組織化学のためのホルマリン固定または代謝分析を含む次の分析のために、肝臓を数片に分割した。処置中、血清分析のために血液を週1回採取した。
3か月齢の野生型(C57BL/6J)マウスからの初代肝細胞を、I型コラゲナーゼ(Worthington、USA)を灌流させることにより単離した。簡単に述べれば、動物をイソフルラン(O2中1.5%イソフルラン)で麻酔した。次に、開腹し、下大静脈にカテーテルを挿入した。肝臓にバッファーA(1×PBS、5mM EGTA、37℃、含酸素)を灌流させ、門脈を切断した。次に、肝臓にバッファーB(1×PBS、1mM CaCl2 37℃および含酸素)を灌流させてEGTAを除去し、最後に、バッファーC(1×PBS、2mM CaCl2、0.65BSA、I型コラゲナーゼ、37℃および含酸素)を灌流させた。バッファーC灌流の後に、肝臓を身体の残りの部分から分離し、MEM(Gibco、USA)を含むペトリ皿に入れた。胆嚢を注意深く除去した後、肝臓をピンセットで機械的に解離させた。消化した肝臓をMEMに希釈したものを無菌ガーゼで濾過し、濾過した肝細胞を集め、上清のクッパー細胞および肝星細胞単離物を保存しつつ10%FBS(Gibco)/1%PSG(Gibco)を添加したMEM中で3回洗浄した(400RPMで1×4分および500RPMで2×5分)。最終洗浄の後、ペレットに含まれる肝細胞を次の培養のために10%FBS 1%PSG MEMに再懸濁させた。
THLE-2細胞はATCC(ATCC(登録商標)CRL-2706TM)から購入した。それらを、BEGM Bullet KitTM(Lonza)および10%FBSを添加した気管支上皮増殖培地(BEGMTM、Lonza)で維持した。それらを0.05%トリプシン-EDTAで分離させ、BEGM中に集めた。123gで5分間の遠心分離の後、上清を廃棄し、ペレットを再懸濁させた。
プラスミドを、製造者のプロトコールに従ってjetPRIME(登録商標)(Polyplus、USA)トランスフェクション試薬を用い、過剰発現のために、初代マウス肝細胞にトランスフェクトした。24ウェルプレートで、0.5μgのプラスミドをjePRIME(登録商標)バッファーに加え、1μlのjetPRIME(登録商標)試薬を加える前に10秒ボルテックスで撹拌した。この混合物を10秒ボルテックスで撹拌し、回転沈降させ、室温で10分インキュベートした。トランスフェクションを細胞懸濁培地で行い、示されていなければ、トランスフェクション混合物をトランスフェクション6時間後の新鮮培地に置き換えた。
製造者のプロトコールに従ってDharmaFECT 1試薬(Dharmacon)を用い、細胞を終濃度100nMの特定のsiRNAでトランスフェクトした。DharmaFECT 1およびsiRNAは個別に0%FBS/1%PSG MEMで、室温で5分間希釈した。次に、希釈液を混合し、室温で20分間インキュベートした。その後、混合したsiRNAトランスフェクションを細胞懸濁培地に加え、6時間後に新鮮培地に置き換えた。siRNAトランスフェクション容量(6ウェルプレートに関して示す)および配列を表3にまとめる。
リポフェクタミン(登録商標)3000(ThermoFisher)を用いて、製造者の説明書によるプロトコールに従い、細胞を特定のshRNAでトランスフェクトした。7.5μlのリポフェクタミンおよび3shRNAを個別に0.2mlの培養培地に希釈し、室温で5分間インキュベートした。インキュベーション後にそれらを再び混合し、細胞に送達する前に室温で30分間インキュベートした。shRNAトランスフェクション容量は6ウェルプレートに関して示され、配列は配列番号52である。
5’-UCUCUGCCUUCAAGGAUGCGGACAAUGAG-3’(配列番号52)
RNAの単離
TRIzol試薬(Invitrogen)を製造者の説明書に従って用い、全肝臓または培養細胞からの全RNAを単離した。細胞mRNA抽出の場合、RNAペレットを見やすくするためにRNA沈降ステップに5μgのグリコーゲン(Ambion、USA)を用いた。RNA濃度を、Nanodrop ND-100分光光度計(ThermoFisher Scientific、USA)を用いて分光光度法により測定した。
1~2μgの単離されたRNAを、DNアーゼI(Invitrogren)で処理し、ランダムプライマーおよびRNアーゼOUTの存在下、M-MLV逆転写酵素(総てInvitrogenから)によりcDNAを合成するために使用した。得られたcDNAをRNアーゼ不含水(Sigma-Aldrich)で1/10(2μgを使用した場合には1/20)希釈した。
qPCRを、SYBR Select Master Mix(Applied Biosystems、USA)とともにViiA 7またはQS6リアルタイムPCRシステムのいずれかを用いて行った。384ウェルプレート(Applied Biosystems)にて総反応容量6.5μlに対して特定のプライマーを含む1.5μlのcDNAを用いた。反応は総て3連で行った。プライマーに対するPCR条件を最適化し、融解温度60℃および各ステップ30秒の40サイクルを用いた。各ステップでヒト(Homo Sapien)およびハツカネズミ(Mus musculus)の両プライマーは、Sigma AldrichによりNCBI-ヌクレオチドウェブページ(www.ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide)のプライマー3ソフトウエアを用いて設計され、合成された。プライマー配列の詳細を表4および表5に示す。融解曲線を用いてPCR産物の特異性を確認した後に、データはハウスキーピング遺伝子(GAPDH、ARP)の発現に対して正規化した。
タンパク質の抽出および分析
総タンパク質の抽出は示されたように行った。細胞を冷PBSバッファーで洗浄し、200μlのRIPA溶解バッファー(1.6mM NaH2PO4、8.4mM Na2HPO4、0.5%アジド、0.1M NaCl、0.1%SDS、0.1%Triton X-100、5mg/mlデオキシコール酸ナトリウム)に再懸濁させた。溶解バッファーにプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(Roche、スイス)を添加した。それらを遠心分離し(13000rpm、4℃で20分)、上清(タンパク質抽出物)を総タンパク質含量に関してブラッドフォードタンパク質アッセイ(Bio-Rad)により定量し、Spectramax M3分光光度計(Molecular Devices、USA)を用いて決定した。
タンパク質抽出液をSDS-PAGEサンプルバッファー(250mM Tris-HCl pH6.8、500mM β-メルカプトエタノール、50%グリセロール、10%SDSおよびブロモフェノールブルー)中、95℃で5分間煮沸した。タンパク質の存在量および抗体の感受性に応じて適当な量のタンパク質(5~50μg)を、Mini-PROTEAN電気泳動システム(Bio-Rad)を用い、3%~15%アクリルアミドゲル(対象とするタンパク質の分子量に応じて)中、ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)により分離した。Mini Trans-Blot cell(Bio-Rad)を用いる電気ブロッティングにより、ニトロセルロース膜にゲルを転写した。室温で1時間、0.1%Tween-20を含有するTBS pH8(Sigma Aldrich)(TBST-0.1%)中5%脱脂乳で膜をブロッキングし、TBST-0.1%で10分3回洗浄し、市販の一次抗体とともに4℃で一晩インキュベートした。一次抗体およびそれらの最適なインキュベーション条件を表6に詳説する。次に、膜をTBST-0.1%で10分3回洗浄し、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP、表6)にコンジュゲートした二次抗体を含有するブロッキング溶液中、室温で1時間インキュベートした。免疫反応性タンパク質は、Western Lightning Enhanced Chemilumineacence試薬(ECL、PerkinElmer、USA)を使用することにより検出し、Curix 60 Developer(AGFA、ベルギー)内でSuper Rx-N X線フィルム(Fuji、日本)に露光した。
脂質染色のためのスーダンレッド
O.C.Tに含まれる凍結肝臓サンプルを10μmの切片とした。切片を60%イソプロパノールで洗浄した後、新鮮なスーダンIII(イソプロパノール中0.5%;Sigma Aldrich)溶液で30分間染色した。次に、サンプルを60%イソプロパノールで再び洗浄した後、ヘマトキシリンおよびエオジンで対比染色した。次に、これらの切片を蒸留水で洗浄し、DPX封入剤にマウントした。正立光学顕微鏡(Zeiss)で画像を取得した。
O.C.Tに包埋された8μm切片を、室温にて1時間、MnTBAP 150μMとともにインキュベートした。次に、サンプルを37℃で30分間、ジヒドロエチジン(DHE)5μMとともにインキュベートし、0.7mg/lのDAPIを含有するFluoromount-G(Southern Biotech、USA)を用いて切片をマウントして核を対比染色した。Axioimager D1(Zeiss)を用いて画像を取得した。
パラフィン包埋切片(5μm厚)を、使用する一次抗体に応じて賦活化し、過酸化物のブロッキングを施した(PBS中3%H2O2、10分、室温)。マウス組織におけるマウスを宿主とする抗体による染色のために、サンプルをヤギ抗マウスFabフラグメント(Jackson Immunoresearch、USA)でブロッキングし(1:10、1時間、室温)、5%ヤギ血清でブロッキングした(30分、室温)。次に、切片を加湿チャンバー内でDAKO抗体希釈剤(DAKO)中、1:100でCNNM4一次抗体(Ab191207、Abcam)とともにインキュベートした後、Envision抗ウサギ(DAKO)HRPコンジュゲート二次抗体とのインキュベーション(30’、室温)を行った。Vector VIP色素原(Vector)で比色定量検出を確認し、切片をヘマトキシリンで対比染色した。サンプルを、DPX封入剤を用いてマウントした。正立光学顕微鏡(Zeiss)で画像を取得した。
α-SMA染色のために、O.C.Tに包埋した10μm切片を、Cy3にコンジュゲートされた一次抗体の0.01%PBSアジド(C6198、Sigma Aldrich)の2%BSA中1/200希釈溶液とともにインキュベートし、核を対比染色するための0.7mg/lのDAPIを含有するFluoromount-G(Southern Biotech)を用いてマウントした。Axioimager D1(Zeiss)を用いて画像を取得した。
高脂質含量培地(OA)またはメチオニン/コリン欠損培地(MDMC)で培養した初代肝細胞を、PBS中4%パラホルムアルデヒドで固定し(10分、室温)、1mg/mlのBODIPY 493/503(Molecular Prpbes、Invitrogen)とともにインキュベートした(1時間、室温)。Axioimager D1(Zeiss)顕微鏡を用いてBODIPY immunocytofluororescence画像を取得した。脂肪体の定量はFridaソフトウエアを用いて行い、細胞総数に対する平均面積として表した。
各サンプルの強度または染色面積パーセンテージの平均合計を、FRIDAソフトウエアを用いて計算した(http://bui3.win.ad.jhu.edu/frida/, John Hopkins University)。
30mgの凍結肝臓を、ポッター型ホモジナイザー内で10容量の氷冷PBSを用いてホモジナイズした。Wako Chemicalsキット(Richmond、VA)を用い、ホモジネート中の脂肪酸を測定し、脂質は記載のように定量した(Folch et al., 1957. J Biol Chem. 226(1):497-509)。簡単に述べれば、肝臓ホモジネート由来の1.5mgのタンパク質から脂質を抽出した。ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、脂肪酸(FAs)およびコレステロール(Ch)を薄層クロマトグラフィー(TLC)により分離し、記載のように定量した(Ruiz and Ochoa, 1997)。トリグリセリド(TGs)は、脂質抽出物においてA. Menarini Diagnostics(イタリア)キットを用いて測定した。
細胞内マグネシウムレベル
カバーガラスで増殖させた初代肝細胞に0%FBS/1%PSG培地中、2μM Mag-S-Tzまたは1μM Mag-S-Tz-AM希釈REF(Gruskos et al., 2016. J. Am. Chem. Soc. 138 (44), pp 14639-14649)を添加し、37℃およびび5%CO2にてそれぞれ30分または1時間インキュベートした。色素含有培地を除去した後、0%FBS/1%PSG中で30分のインキュベーションを行った。次に、カバーガラスを20mM Tris-HCl、2.4mM CaCl2、10mMグルコース、pH7.4バッファー中で洗浄し、Eclipse TE 300に基づくマイクロスペクトロフルオロメーター(Nikon、USA)上のサーモスタチテス灌流チャンバーに装着し、40倍油浸蛍光で可視化した。細胞内Mg2+レベルを、Grynkiewicz(Grynkiewiz et al., 1985. J Biol Chem. 260(6):3440-50)により記載されている方法を用いて決定した。340/380nm励起光比を、Deltaシステム(Photon Technologies International、プリンストン)を用いて決定し、標準式からMg2+濃度に変換した。
細胞外マグネシウムは、QuantiCrom(商標)マグネシウムアッセイキット(BioAssay Systems、USA)を用いて定量した。簡単に述べれば、5μlの血清または培養培地を、試薬Aと試薬Bの1:1混合物200μlと混合した。室温で2分のインキュベーションの後、Spectramax M3分光光度計(Molecular Devices、USA)を用いて、500nm波長でODを決定した。次に、10μlのEDTAを加え、再びOD500を決定した。最後に、標準濃度(2mg/ml)からのOD500と比較することによりマグネシウム濃度を計算した。
ミトコンドリアROSの決定
ミトコンドリアROSは、MitoSOXTM Red試薬(Life Technologies)を製造者の説明書に従って用いて測定した。簡単に述べれば、初代肝細胞および肝細胞腫細胞を通常の培養培地中、MitoSOX試薬(2.5μM、10分、37℃、CO2インキュベーター中)とともにインキュベートした。次に、細胞をPBSで2回洗浄し、分光光度計を用いて、励起510nmおよび発光595nmで蛍光を測定した。最終値は総タンパク質濃度に対して正規化した。
細胞死は、上記に示したように、イン・サイチュ細胞死検出キット(Roche)を製造者の説明書に従って使用することにより分析した。細胞を3分間、過酸化物ブロック(メタノール中3%H2O2)に曝した後、FITCコンジュゲート一次抗体(希釈率1/50) を含有するTUNEL希釈バッファーとともに37℃で1時インキュベートした。切片をDako蛍光封入剤(Dako)にマウントした。Axioimager D1(Zeiss)顕微鏡を用いて画像を取得し、TUNEL陽性細胞の%を決定することにより細胞生存率を計算した。
肝臓病態におけるCNNM4の過剰発現
慢性肝疾患には一群の異なる病態が含まれる。ヒト肝生検およびマウス動物モデルからの肝臓において免疫組織化学(IHC)によりCNNM4発現を検出するための方法が開発されている。ここで、CNNM4発現は、ヒト生検および動物モデルの両方で、DILIにおいて、また慢性肝疾患からのあらゆる病期において特徴的であるとされており、あらゆる病態においてこのタンパク質の過剰発現が見られる(図1)。これらの結果は、脂肪肝およびNASH患者からのサンプルに比べた、健常対象からのヒト肝臓サンプルのCNNM4 mRNAレベルのqPCRによりCNNM4発現を検出するための方法によって確認された(図2A)。CNNM4発現はまた、イン・ビボ NASHマウスモデル(図2B)、ならびにイン・ビトロNASHマウス細胞モデル(図2C)において、CNNM4 mRNAレベルのqPCRによっても決定することができた。
従前に示されたIHCによるCNNM4の決定で見られた過剰発現は、DILIおよび慢性疾患の両方に関して、肝疾患を治療するための潜在的標的としてCNNM4を示唆する。初代肝細胞においてNASHを誘発し、siRNA CNNM4療法でそれらを治療するイン・ビトロ試験を行った。NASHモデル初代肝細胞の場合、脂質含量および反応性酸素種(ROS)による炎症を測定したところ、siRNA療法で処理したNASH肝細胞では双方が開腹することが認められた(図3Aおよび3B)。また、アセトアミノフェン過量投与によりDILIを模倣する別のイン・ビトロ試験も行ったところ、DILIモデル肝細胞に予想された細胞死が見られ、標的化siRNA療法で細胞を処理した場合には回復が見られた(図3C)。さらに、ヒト細胞においてNASHを誘発し、siRNA CNNM4療法またはshRNA CNNM4療法でそれらを治療するイン・ビトロ試験を行い、脂質含量を測定したところ、iRNA療法で処理したNASH誘発ヒト細胞(THLE2細胞)(図4A)およびshRNA療法で処理したNASH誘発ヒト細胞(図4B)の両方で相対的脂質蓄積が回復することが認められた。
siRNA CNNM4療法の、NASHおよびDILIからの保護効果が認められたことから、CNNMファミリーの他のタンパク質(CNNM1、CNNM2およびCNNM3)を標的サイレンシングする効果を決定した。初代肝細胞においてNASHを誘発し、それらをsiRNA CNNM1、siRNA CNNM2およびsiRNA CNNM3で処理した。siRNA CNNM4療法とは異なり、CNNMファミリーの他のタンパク質のサイレンシングには効果がなく、このことはCNNM4のみでおよびCNNMファミリーのタンパク質はそうではないことに基づき処理の特異性を示す(図5A)。さらに、CNNM4に基づく処理の必要を証明するための実験を行った。第1の場合では、NASH患者および動物モデルに見られるものと同様に、CNNM4過剰発現により初代肝細胞に脂質蓄積を誘発し、次に、それらにマグネシウムを添加した。マグネシウムの添加は、siRNA CNNM4処理と同様に、脂質蓄積の減少に効果がない(図5B)。第2に、初代肝細胞において、CNNM4過剰発現の場合と同様の生理条件であるマグネシウム欠乏により脂質蓄積を誘発した。この場合には、siRNA CNNM4療法は脂質蓄積を低減した(図5C)。これら2つの結果を考慮すると、マグネシウム添加はNASHを治療するには十分でなく、従って、CNNM4に基づく療法の必要がある。
細胞だけでなく動物でもCNNM4調節の有効性に取り組むために、慢性肝疾患の第1段階であるNAFLDにおける前臨床試験を開発した。NAFLDを発症させるために、マウスに0.1%メチオニンおよびコリン欠損餌(0.1%MCDD)を2週間与えた。この時点で、2週間の0.1%MCDDの後に、一群をsiRNA CNNM4療法で、別の群をsiCtrl RNAで処置した。動物を犠牲にし、NAFLDの進行を分析するために種々のバイオマーカーを測定した。スーダンレッド染色は脂質蓄積を評価し(図6A)、血中トランスアミナーゼは肝損傷を示し(図6B)、DHE染色はROSにより引き起こされる炎症を定量し(図6C)、α-平滑筋アクチン(αSMA)は線維化の進行を示す(図6D)。siRNA CNNM4療法で処置下動物群では、NAFLDが軽減されることが認められる。
siRNA療法に加え、CNNM4活性は薬理学的に調節することもできる。初代肝細胞においてNASHを誘発し、それらを7-アミノ-2-フェニル-5H-チエノ[3,2-c]ピリジン-4-オンとして知られる化合物で処理するイン・ビトロアッセイを行った。このCNNM4の薬理学的阻害は、NASH誘発肝細胞において、siRNA療法と同様の効果を有し、その脂質含量を低減し(図7A)、それらにマグネシウム蓄積をもたらす(図7B)ことが認められる。
図1に示されるように、CNNM4は、動物モデルおよびヒトサンプルの両方で種々の肝臓病態において過剰発現することが見出されている。特に、線維化の発生は肝臓だけでなく腎臓などの他の臓器にも見られ、線維化の発生は両組織にあり得るといういくつかの類似点を考えれば、CNNM4がこの臓器において脱調節されている可能性もある。腎線維症マウスモデルでCNNM4の過剰発現が見られたが、これはCNNM4に基づく療法がこの疾患の治療に有効なものであることを示す(図8)。加えて、TCGA(癌ゲノムアトラス)データの分析は、CNNM4が正常組織に対して肝細胞癌(LIHC)の原発腫瘍サンプルおよび肺腺癌(LUAD)の原発腫瘍サンプルで過剰発現することを示す(図9Aおよび図9B)。
Claims (13)
- 対象における急性疾患または慢性疾患の治療において使用するためのCNNM4阻害剤であって、前記疾患が肝疾患、腎疾患および肺疾患からなる群から選択される、CNNM4阻害剤。
- 前記肝疾患が肝線維症、静脈閉塞性肝疾患、薬物性肝障害(DILI)、脂肪症、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬変、肝細胞癌(HCC)およびバッド・キアリ症候群、肝炎から選択され;
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;かつ
前記肺疾患が肺線維症である、
請求項1に記載の使用のためのCNNM4阻害剤。 - 前記阻害剤が中和抗体またはその機能的フラグメント、拮抗剤、可溶性結合タンパク質、可溶性受容体変異体、非機能的誘導体、アンチセンスポリヌクレオチド、RNA干渉オリゴヌクレオチド、ホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー(PMO)、miRNA、siRNA、shRNA、sgRNA、アンチセンスRNA、ダイサー基質27マー二重鎖、アプタマー、DNAザイム、リボザイム、三重鎖形成性オリゴヌクレオチド(TFO)、小分子およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1または2に記載の使用のためのCNNM4阻害剤。
- 小分子が7-アミノ-2-フェニル-5H-チエノ[3,2-c]ピリジン-4-オンまたは2-[5-(4-オキソ-2-チオキソ-チアゾリジン-5-イリデンメチル)-フラン-2-イル]-安息香酸である、請求項3に記載の使用のためのCNNM4阻害剤。
- 対象において肝疾患、腎疾患または肺疾患を診断するイン・ビトロ(in vitro)方法であって、
(a)前記対象由来のサンプル中のCNNM4の発現レベルを決定すること、および
(b)前記レベルを参照値と比較すること
を含んでなり、
参照値に対する前記サンプル中のCNNM4の発現レベルの増加が、前記患者が肝疾患、腎疾患または肺疾患に罹患していることを示す、方法。 - 前記サンプルが肝生検、腎生検または肺生検である、請求項5に記載の方法。
- 前記肝疾患が肝線維症、静脈閉塞性肝疾患、薬物性肝障害(DILI)、脂肪症、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬変、肝細胞癌(HCC)およびバッド・キアリ症候群、肝炎から選択され;
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;かつ
前記肺疾患が肺線維症である、
請求項5または6に記載の方法。 - CNNM4の発現レベルの決定に特異的な試薬の使用であって、対象において肝疾患、腎疾患または肺疾患をイン・ビトロ診断するための使用。
- 前記肝疾患が肝線維症、静脈閉塞性肝疾患、薬物性肝障害(DILI)、脂肪症、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬変、肝細胞癌(HCC)およびバッド・キアリ症候群、肝炎から選択され;
前記腎疾患が急性腎障害(AKI)、慢性腎疾患、腎炎、ネフローゼおよび腎線維症から選択され;かつ
前記肺疾患が肺線維症である、
請求項8に記載の使用。 - 前記CNNM4の発現レベルの決定に特異的な試薬がCNNM4のmRNAと特異的にハイブリダイズする1セットのプローブおよびCNNM4のmRNAを特異的に増幅し得る1セットのプライマーペアからなる群から選択されるか、または前記CNNM4の発現レベルの決定に特異的な試薬がCNNM4ポリペプチドと特異的に結合する抗体である、請求項8または9に記載の使用。
- 細胞において誘発された疾患または病態を軽減するイン・ビトロ方法であって、前記誘発された疾患または病態が、DILI、脂肪症、NASH、肝硬変、HCC、肝線維症、腎線維症または肺線維症の研究用疾患モデルであり、前記細胞を、前記細胞においてCNNM4の活性、レベルまたは機能を低減するために有効な量の特定のCNNM4阻害剤に接触させることを含んでなる、方法。
- 細胞において誘発されたCNNM4介在疾患または病態を軽減するために潜在的に有用である化合物を同定するイン・ビトロ方法であって、前記細胞を、細胞においてCNNM4の活性、レベルもしくは機能を低減するために有効な量の候補化合物、または参照値に対して相対的脂質蓄積を低減するもしくは相対的ミトコンドリアROSを低減するために有効な量の候補化合物と接触させることを含んでなり、細胞において誘発されたCNNM4介在疾患または病態において、CNNM4活性を阻害するか、参照値に対して相対的脂質蓄積を低減するか、または参照値に対して相対的ミトコンドリアROSを低減する候補化合物が、CNNM4介在肝疾患、腎疾患および/または肺疾患を治療および/または予防するために潜在的に有用である化合物として同定される、方法。
- 前記阻害剤または前記化合物が、中和抗体またはその機能的フラグメント、拮抗剤、可溶性結合タンパク質、可溶性受容体変異体、非機能的誘導体、アンチセンスポリヌクレオチド、RNA干渉オリゴヌクレオチド、ホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー(PMO)、miRNA、siRNA、shRNA、sgRNA、アンチセンスRNA、ダイサー基質27マー二重鎖、アプタマー、DNAザイム、リボザイム、三重鎖形成性オリゴヌクレオチド(TFO)、小分子およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項11または12に記載の方法。
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