JP2023512423A - 再生性ポリペプチドおよびその使用 - Google Patents

再生性ポリペプチドおよびその使用 Download PDF

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Abstract

本明細書中に記載されるのは、軟部組織および筋肉の疾患、障害、および損傷の処置にとって有用な、FGF17、IGF2、またはBMP?アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチドである。また、本明細書中にさらに記載されるのは、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/またはグリコサミノグリカンという相乗的な組み合わせである。また、さらに記載されるのは、当該ポリペプチドおよび/または相乗的組成物を投与する工程を含む、筋肉および軟部組織の疾患を処置する方法である。

Description

配列表、表、またはコンピュータプログラムへの言及
配列表の正式な写しは、明細書と共に、ASCII様式テキストファイル(ファイル名「JTI015_ST25.txt」、2020年12月17日作成、サイズ208キロバイト)として、EFS-Webを介して提出される。EFS-Webを介して提出される配列表は、明細書の一部であり、その全体を引用により本明細書に援用する。
背景
平均寿命が長くなるにしたがって、「健康的に老化する」ということがさらに重要視されている。人々は年を重ねるにつれてより活発なライフスタイルを送りたいと望んでおり、その結果として、多くの老化障害が、老化していく人々の生活の質に著しい影響を及ぼし得る。再生を目的とする処置は、老化疾患の処置にとって有用である。加えて、老化障害を対象とする多くの処置は、病気や損傷を有している、または早すぎる組織減少、消耗、もしくは衰弱を導く遺伝子障害もしくは発育障害を有している若い人々に応用できる。
概要
本明細書中に記載されるのは、軟部組織および筋肉の疾患、障害、および損傷の処置にとって有用な、FGF17、IGF2、またはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチドである。IGF2アミノ酸配列は、配列番号89のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含み得る。BMP7アミノ酸配列は、配列番号89のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含み得る。BMP7アミノ酸配列は、配列番号93のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、98%、99%、または100%である、アミノ酸15~30個からなるフラグメントを含み得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号54のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含み得る。FGF17アミノ酸配列は、アミノ酸G181~T203の欠失、アミノ酸197~T203の欠失、アミノ酸204~216の欠失、アミノ酸181~216の欠失、R204Q/K207Q、アミノ酸197~216の欠失、K191A/K193A/S200A、およびこれらの組み合わせから選択される変異を含み得る。FGF17、IGF2、および/またはBMP7は、N-、C-、またはO-結合型グリコシル化された少なくとも1つのアミノ酸を含み得る。
異種ポリペプチドは、免疫グロブリン分子もしくはそのフラグメント、アルブミン分子、トランスフェリン分子、XTEN配列、プロリン-アラニン-セリンポリマー、ホモアミノ酸ポリマー、グリシンリッチ配列、ゼラチン様ポリマー、エラスチン様ペプチド、カルボキシ末端ペプチド、またはこれらの組み合わせであり得る。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgGのヒンジドメイン、IgGのCH2ドメイン、IgGのCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。免疫グロブリン分子またはそのフラグメントは、当該免疫グロブリン分子のフラグメントのエフェクター機能を低下させる1つ以上の変異を含み得る。また、本明細書中にさらに記載されるのは、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(Insulin-like Growth Factor 1 Receptor;IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/またはグリコサミノグリカンという組み合わせである。
本明細書中に記載されるのは、上記ポリペプチド、ならびに/またはポリペプチドと小脂肪酸、mTORアクチベーター、および/もしくはグリコサミノグリカンとを組み合わせた組成物を投与する工程を含む、筋肉および軟部組織の疾患を処置する方法である。処置できる筋肉疾患は、たとえばサルコペニア、悪液質、筋ジストロフィー、および筋損傷などの、急性および慢性の筋肉消耗の疾患または状態を含む。急性および慢性の筋肉消耗の疾患または状態を処置するために、軟部組織の再生が有用であり得る。
精製したIGF2-hFcmがヒト筋芽細胞の分化を増進させたことを示す。 精製したIGF2-LhFc4がヒト筋芽細胞の分化を増進させたことを示す。 精製したHSA-L-IGF2R61Aがヒト筋芽細胞の分化を増進させた。 IGF2およびIGF2受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 IGF2およびIGF2受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 酪酸ナトリウムが筋融合を増大させたことを示す。 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させたことを示す。 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させたことを示す。 さらなる用量のビヒクル、IGF2、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムでの処理によるeMyHC陽性細胞の面積の割合における変化を示す。 さらなる用量のビヒクル、IGF2、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムでの処理によるeMyHC陽性細胞の面積の割合における変化を示す。 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞におけるMYOGの発現を増大させることを示す。 IGF2受容体が軟骨細胞および骨細胞上に発現したことを示す。 IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)の増殖を増進させたことを示す。 IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)の融合を増進させたことを示す。 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるMYH3およびCKMの発現を増大させたことを示す。 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるATP1B1の発現を増大させたことを示す。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(両肢の握力によって測定)。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(前肢の力によって測定)。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(走行距離によって測定)。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(疲弊化までの走行時間によって測定)。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(最大走行速度によって測定)。 IGF2/NaBの全身投与が老化により誘発される筋機能不全から保護したことを示す(トレッドミル成果によって測定)。 IGF2/NaBの慢性全身投与が肝臓、腎臓、および膵臓の機能にとって安全であったことを実証する実験の全体像を示す。 IGF2/NaBの全身投与が白血球細胞数、アルブミン濃度(図10C)、クレアチニン濃度(図10D)、およびカルシウム濃度(図10E)に対して有害作用を及ぼさなかったことを示す。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護する実験の全体像を示す。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(両肢の力によって測定)。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(両肢の比力(specific bothlimb force)によって測定)。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(前肢の力によって測定)。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(重量に対する前肢の力(mN)の比率として計算した前肢の比力(specific forelimb force)によって測定)。 IGF2および酪酸ナトリウムの全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋線維断面積によって測定)。 BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発したことを示す(新たに形成された核によって測定)。 BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発したことを示す(核の総数によって測定)。 ロイシンがBMP7の分裂促進活性を増大させたことを示す。 ヒアルロン酸(HA)がBMP7の分裂促進活性を増大させたことを示す。 BMP7受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理を示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したFGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す(図17B)。 FGF17配列の変異がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善したことを示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したFGF17配列の変異がマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す。 さらなるFGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善したことを示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したさらなるFGF17配列の変異がマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す。 培地中において、ヒト血清アルブミン(HSA)とFGF17の融合タンパク質の改善された安定性(FGF17単独よりも安定)を示す。 FGF17受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 ヘパリンがFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す。 ヒアルロン酸(HA)がFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す。 デキストラン硫酸(DS)がマウス筋芽細胞においてFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す。 デキストラン硫酸(DS)がヒト筋芽細胞においてFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す。 FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおける筋肉の再生を増進させたことを実証する実験の全体像を示す。 FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおいて筋肉の再生を増進させたことを、代表的な筋組織学において示す。 FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおいて筋肉の再生を増進させたことを示す(新しい線維の形成によって測定)。 FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおいて線維症の低減によって筋肉の再生を増進させたことを示す。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護することを実証する実験の全体像を示す。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図26B)、前肢の力によって(図26C)、前肢の比力によって(図26D)、および両肢の力によって(図26E)測定)。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図26B)、前肢の力によって(図26C)、前肢の比力によって(図26D)、および両肢の力によって(図26E)測定)。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図26B)、前肢の力によって(図26C)、前肢の比力によって(図26D)、および両肢の力によって(図26E)測定)。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図26B)、前肢の力によって(図26C)、前肢の比力によって(図26D)、および両肢の力によって(図26E)測定)。 FGF17での処理が軟骨細胞増殖を増大させたことを示す。
詳細な説明
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、細胞表面受容体の活性化と分泌シグナル、多量体化成分(multimerizing component)、または安定化成分のうちの1種以上とを経て前駆細胞の増殖または再生または機能を増大させる、治療活性タンパク質またはそのポリペプチド配列もしくは誘導体もしくはフラグメントである。我々は、特定のポリペプチドの配列を改変および組み合わせることによって、サルコペニア、悪液質、筋ジストロフィー、および筋損傷などの急性および慢性の筋肉消耗の疾患または状態を処置するのに有用な、筋肉および軟部組織の再生のために適用できる分泌性の治療活性タンパク質を創製した。特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、サルコペニア、悪液質、筋ジストロフィー、および筋損傷などの急性および慢性の筋肉消耗の疾患または状態を有する個体を処置する方法である。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、FGF8サブファミリーアミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドであって、異種ポリペプチドは、FGF8サブファミリーアミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる。特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物である。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、IGF2アミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドであって、異種ポリペプチドアミノ酸配列は、IGF2アミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる。特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物である。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、BMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドであって、異種ポリペプチドは、BMP7アミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる。特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、BMP7受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物である。
分泌シグナル配列は、治療活性タンパク質もしくはポリペプチド配列を伴って天然に生じるものであるか、または、これとは異なり、分泌効率、プロセシング速度、もしくは細胞株特異的プロセシングを介して発現量を最適化するために選択、改変、もしくは創製されたものであるかのいずれかであり得る。さらなる例および配列番号が表1中に示される。特定の態様において、ポリペプチドは、分泌シグナルペプチドを含み得る。特定の実施形態において、分泌シグナルペプチドは配列番号10~16のうちの1つである。融合ポリペプチドの産生は、異種の産生系(たとえば、細菌、酵母、哺乳動物、昆虫など)においてなされ得る。
ポリペプチドは、目的の細胞種において、膜受容体を介して再生効果を誘発できる。筋肉および軟部組織の再生を改善する能力に関して選択される幹細胞セクレトームの例が表2中に列記され、これらは、たとえば、FGF17、BMP7、IGF2、およびそれらのバリアントを含む。多量体化成分は、それ自身以外の2つ以上のタンパク質成分同士を連結させることができる。多量体化成分は、それ自身以外の成分同士をタンデムに連結させて1つの連続するアミノ酸配列とするアミノ酸リンカー配列の形態をとり得る。または、多量体化成分は、二量体化するタンパク質もしくはタンパク質ドメインの形態をとり得て、その結果、共有結合性ジスルフィド結合もしくは非共有結合が二量体化を駆動し得る。例が表3中に示される。
安定化成分は、分解の低減、翻訳もしくは翻訳後フォールディングの増大、アンフォールディング率の低減、半減期の増大、および/またはその他の望ましい薬物動態学的パラメータ(たとえば、血清半減期、Cmax、AUC、Tmaxなど)の改善をなし得る。例は、アルブミンまたはヒト抗体からの結晶化可能フラグメント(Fc)領域などの、豊富に存在する循環タンパク質またはそのフラグメントを含み得る。さらなる例が表3中に示される。
いくつかの定義
以下の記載において、様々な実施形態について十分に理解できるようにする目的で、いくつかの具体的な詳細が記載される。しかしながら、当業者には、提供されている実施形態はこうした詳細がなくても実施できるということが理解される。文脈上の必要性がない限り、以下の明細書および請求項の全体にわたって、「含む(comprise)」という語およびその活用形(「comprises」および「comprising」)は、「~を含むがそれらに限定されない」という、包含的なオープン形式であると解釈される。本明細書および特許請求の範囲において使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、そうでないことが明瞭に記載されていない限り、複数形としての意味を含む。また、「または」「もしくは」という語は、そうでないことが明瞭に記載されていない限り、一般的に、「および/または」を含む意味で使用されるということに留意されたい。さらに、本明細書中において提供される見出しは、便宜上提供されているだけであって、請求される実施形態の範囲または意味を説明するものではない。
本明細書中において使用される場合、「約」という語は、記載される量の近傍10%の量を指す。
本明細書中において使用される場合、「個体」、「患者」、または「対象」という用語は、交換可能に使用されて、記載される組成物および方法を用いて処置できる少なくとも1つの疾患を有するとして診断された、またはそうした疾患に罹患していることが疑われる、またはそうした疾患を発症するリスクがある個体を指す。特定の実施形態において、個体は哺乳動物である。特定の実施形態において、哺乳動物は、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ラマ、アルパカ、またはヤクである。特定の実施形態において、個体はヒトである。
本明細書中において使用される場合、「処置する」「処理する」(「treat」または「treating」)という用語は、個体の生理学的なまたは疾患性の状態に関連する少なくとも1つの兆候または症状の緩和のために設計されたまたはこれを意図した、当該個体の生理学的なまたは疾患性の状態への介入を指す。ある疾患の罹患者には様々な個体が含まれることから、当業者であれば、所与の処置に対してすべての個体が同じように反応するわけではないこと、あるいはまったく反応しない個体もあり得ることを認識し得る。
本明細書中において使用される場合、「異種」という用語は、異種の比較対象であるアミノ酸配列またはヌクレオチド配列の場合とは異なる供給源(たとえば、遺伝子、ポリペプチド、または生物)からのヌクレオチド配列またはアミノ酸配列を指す。異種は、異なる生物に由来する生物学的配列、または、同じ生物に属する異なる供給源(たとえば、遺伝子またはタンパク質)に由来する配列を含む。異種の配列は、異なる供給源からのヌクレオチド配列を含む組換えDNA分子、異なる供給源からのアミノ酸配列を含む融合タンパク質、および天然または合成由来のエピトープまたは精製タグを含む。
本明細書中において使用される場合、「筋肉」という用語は、骨格筋を指すものであり、平滑筋または心筋を指すものではない。
本明細書中において使用される場合、「軟部組織」という用語は、腱、靱帯、および軟骨を含むがこれらに限定されない結合組織を指す。
本明細書中において使用される場合、「分裂促進活性」という用語は、細胞の分裂または増殖を誘発する活性を指す。
本明細書中において使用される場合、「融合増進活性」という用語は、複数の細胞の融合による多核細胞の形成(複数の筋細胞の融合による多核筋線維の形成など)を増進させる活性、または、最終分化中の幹細胞もしくは前駆細胞の専門的(committed)細胞系譜型への分化(筋芽細胞の筋細胞への成長、または拡大中の筋線維の細胞サイズの増大など)を進める活性を指す。
「ポリペプチド」および「タンパク質」という用語は、交換可能に使用されて、アミノ酸残基からなるポリマーを指し、最短の長さに制限されない。提供される抗体および抗体鎖およびその他のペプチド(たとえばリンカーおよび結合ペプチド)を含むポリペプチドは、天然および/または非天然のアミノ酸残基を含むアミノ酸残基を含み得る。また、こうした用語は、ポリペプチドの発現後改変(たとえば、グリコシル化、シアリル化(sialylation)、アセチル化、およびリン酸化など)を含む。いくつかの態様において、ポリペプチドは、そのタンパク質が望ましい活性を維持している限りにおいて、自然または天然の配列に関する改変を含有し得る。こうした改変は、部位特異的変異誘発によって意図的になされたものであってもよいし、または、当該タンパク質を産生する宿主の変異もしくはPCR増幅におけるエラーなどによる偶発的なものであってもよい。
基準ポリペプチド配列に対する配列同一性の割合(%)は、配列同一性の割合を最大とするために必要に応じて配列をアライメントしたりギャップを導入したりした後における、基準ポリペプチド配列中のアミノ酸残基と同一である、候補配列中のアミノ酸残基の割合である(保存的置換は配列同一性の一部とみなさない)。アミノ酸配列の同一性の割合を求める目的でなされるアライメントは、たとえば、BLAST、BLAST-2、ALIGN、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの一般に利用可能なコンピュータソフトウェアの使用といったような、周知される様々な方法で実施できる。配列をアライメントするために好適なパラメータを求めることができ、これは、比較対象配列の全長にわたってアライメントを最大とするために必要なアルゴリズムを含む。しかしながら、本明細書中における目的のためには、アミノ酸配列同一性の%値は、配列比較コンピュータプログラムALIGN-2を使用して得られる。ALIGN-2配列比較コンピュータプログラムはGenentech社により作製され、そのソースコードは、ユーザードキュメンテーションと共に、アメリカ合衆国著作権局(ワシントンD.C.、20559)に提出されており、アメリカ合衆国著作権登録番号第TXU510087号で登録されている。ALIGN-2プログラムは、Genentech社(サウスサンフランシスコ、カリフォルニア州)から一般に利用可能である、または、ソースコードからコンパイルすることもできる。ALIGN-2プログラムのコンパイルは、デジタルUNIX(登録商標) V4.0Dを含むUNIX(登録商標)動作システムで使用するためになされるべきである。すべての配列比較パラメータはALIGN-2プログラムによって設定されるものであり、変動しない。
ALIGN-2を使用してアミノ酸配列比較を実施する際には、所与のアミノ酸配列Aと所与のアミノ酸配列Bとのアミノ酸配列同一性%(代替的には、所与のアミノ酸配列Bに対して特定のアミノ酸配列同一性%を有するまたは含む所与のアミノ酸配列Aともいえる)は、以下のように計算される:分数X/Yを100倍する(Xは、配列アライメントプログラムALIGN-2により、当該プログラムによるAとBとのアライメントにおいて同一マッチとして記録されるアミノ酸残基の数であり、Yは、B中のアミノ酸残基の総数)。アミノ酸配列Aの長さとアミノ酸配列Bの長さとが等しくない場合にはBに対するAのアミノ酸配列同一性%とAに対するBのアミノ酸配列同一性%とは等しくないということが理解される。そうでないということが具体的に述べられていない限り、本明細書中において使用されるすべてのアミノ酸配列同一性の%値は、ALIGN-2コンピュータプログラムを使用して、直前の段落中に記載されるとおりに得られる。
本明細書中において記載されるポリペプチドは、核酸によってコードされ得る。核酸は、2つ以上のヌクレオチド塩基を含む型のポリヌクレオチドである。特定の実施形態において、核酸は、ポリヌクレオチドをコードするポリペプチドを細胞中に移送するために使用できるベクターの構成要素である。本明細書中において使用される場合、「ベクター」という用語は、自身が結合している別の核酸を輸送できる核酸分子を指す。ベクターの1つの型としては、宿主細胞の染色体DNA中に組み込まれ得るゲノム組込型ベクター(genomic integrated vector)(または「組込型ベクター(integrated vector)」)がある。別の型のベクターとしては、たとえば染色体外で複製できる核酸などの「エピソーム」ベクターがある。自身が作動可能に結合している遺伝子の発現を指揮できるベクターは、本明細書中において、「発現ベクター」とよばれる。好適なベクターは、プラスミド、細菌人工染色体、酵母人工染色体、およびウイルスベクターなどを含む。発現ベクター中の、転写の制御において使用されるプロモーター、エンハンサー、ポリアデニル化シグナルなどの調節エレメントは、哺乳動物、微生物、ウイルス、または昆虫の遺伝子に由来し得る。宿主中で複製する能力(通常は複製起点により与えられる)と、形質転換体の認識を促進する選択遺伝子とが、さらに組み込まれてもよい。レンチウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルスなどのウイルスに由来するベクターが使用され得る。プラスミドベクターは、線状にされて、染色体中の場所に組み込まれ得る。ベクターは、ゲノム中における規定位置へのまたは限定された複数部位への部位特異的な組込み(たとえば、AttP-AttB組換え)を指揮する配列を含み得る。さらに、ベクターは、転位因子に由来する配列を含み得る。
FGF17ポリペプチド
特定の態様において、本明細書中に記載されるのは、FGF17アミノ酸配列を含むFGF17ポリペプチドである。FGF17アミノ酸配列は、ヒトFGF17であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号54と少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有し得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号54との同一性が100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号55との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号55との同一性が100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号56との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号56との同一性が100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号57との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列はR204QおよびK207Qの変異を含む。FGF17アミノ酸配列は、配列番号57との同一性が100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号58との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号58との同一性が100%であり得る。FGF17アミノ酸配列は、配列番号59との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、K191A、K193A、およびS200Aの変異を含む。FGF17アミノ酸配列は、配列番号59との同一性が100%であり得る。
本明細書中において記載されるFGF17ポリペプチドは、FGF17ポリペプチドの発現、安定性、または機能を増大させるさらなる異種の(FGF17ではない)アミノ酸配列を含み得る融合タンパク質またはポリペプチドであり得る。当該異種アミノ酸配列は、細胞系(たとえば、CHO細胞、または大量産生に好適なその他の細胞系)からのFGF17融合ポリペプチドの発現を、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上増大させ得る。当該異種アミノ酸配列は、in vivoにおいてFGF17ポリペプチドのバイオアベイラビリティを、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上増大させ得る(たとえば、Tl/2を増大させ得る)。当該異種アミノ酸配列は、in vivoにおいてFGF17ポリペプチドの機能を、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上増大させ得る(たとえば、FGF受容体を経るシグナル伝達により)。
FGF17-異種ポリペプチド融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号54との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号54との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号55との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号55との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号56との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号56との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号57との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、R204QおよびK207Qの変異を含む。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号57との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号58との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号58との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号59との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、K191A、K193A、およびS200Aの変異を含む。融合タンパク質のFGF17アミノ酸配列は、配列番号59との同一性が100%であり得る。
FGF17融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号60、配列番号61、または配列番号62との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号65との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、R204QおよびK207Qの変異を含む。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号66、配列番号66、または配列番号71との同一性が100%であり得て、当該配列は、K191A、K193A、およびS200Aの変異を含む。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号72との同一性が100%であり得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号73、配列番号74、配列番号75、または配列番号69との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、R204QおよびK207Qの変異を含む。
FGF17アミノ酸配列は、配列番号54~70または74のうちの1つとの同一性が少なくとも約80%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、ポリペプチドのN末端および/またはC末端から1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、または10個のアミノ酸が欠失している。
IGF2融合タンパク質
本明細書中に記載されるのは、治療に有用な特定のIGF2ポリペプチドであり、当該IGF2含有ポリペプチドのin vivoにおける安定性および機能を増進させるIGF2融合ポリペプチドを含む。
特定の態様において、本明細書中において記載されるのは、IGF受容体リガンドポリペプチドである。IGF2ポリペプチドは、IGF2アミノ酸配列を含み得る。IGF2アミノ酸配列は、ヒトIGF2ポリペプチドのそれであり得る。ヒトIGF2ポリペプチドは、配列番号79のアミノ酸25~91(すなわち配列番号76)を含み得る。IGF2アミノ酸配列は、配列番号76、79、81、または86のうちの1つとの同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2アミノ酸配列は、配列番号76との同一性が100%であり得る。IGF2アミノ酸配列は、配列番号76、79~81、86、または88のうちの1つとの同一性が少なくとも約60%、70%、80%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、ポリペプチドのN末端および/またはC末端から1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、または10個のアミノ酸が欠失している。
特定の場合において、本明細書中において記載されるIGF2ポリペプチドは、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較してIGF2ポリペプチドの発現、安定性、または機能を増大させるさらなる異種の(IGF2ではない)アミノ酸配列を含み得る融合タンパク質またはポリペプチドである。当該異種アミノ酸配列は、細胞系(たとえば、CHO細胞、または大量産生に好適なその他の細胞系)からのIGF2融合ポリペプチドの発現を、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上増大させ得る。当該異種アミノ酸配列は、in vivoにおいてIGF2ポリペプチドのバイオアベイラビリティまたはその他の薬物動態学的因子を、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上増大させ得る(たとえば、T1/2、AUC、Cmax、Tmaxなどを増大させ得る)。当該異種アミノ酸配列は、in vivoにおけるIGF2ポリペプチドの薬力学および/または機能を、異種アミノ酸配列を含まないポリペプチドと比較して10%、20%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、150%、200%、200%、400%、500%、1,000%、またはそれ以上、それぞれ改善および/または増大させ得る(たとえば、IGF受容体を経るシグナル伝達により)。
また、本明細書中にさらに記載されるのは、IGF受容体リガンド融合ポリペプチド、またはIGF2とは異種のアミノ酸配列を含むポリペプチドである。IGF受容体リガンド融合は、IGF受容体リガンドの安定性または機能を増進させる異種アミノ酸配列を含む。IGF2-異種ポリペプチド融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号76との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号76との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号80との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号80との同一性が100%であり得る。融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号88との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合タンパク質のIGF2アミノ酸配列は、配列番号88との同一性が100%であり得る。さらなる代表的な配列が、表2中に見つけられ得る。
BMP7融合タンパク質
本明細書中に記載されるのは、治療に有用な特定のBMP7ポリペプチドであり、当該BMP7含有ポリペプチドのin vivoにおける安定性および機能を増進させるBMP7融合ポリペプチドを含む。
一態様において、本明細書中に記載されるのは、BMP7アミノ酸配列を含むBMP7ポリペプチドである。BMP7アミノ酸配列は、ヒトBMP7アミノ酸配列であり得る。BMP7アミノ酸配列は、BMP7のアミノ酸293~431を含み得る、またはこれらからなり得る。BMP7アミノ酸配列は、BMP7ナックルドメイン(配列番号92)を含み得る。BMP7配列は、配列番号89との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7配列は、配列番号89との同一性が100%であり得る。BMP7配列は、配列番号92との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7配列は、配列番号92との同一性が100%であり得る。BMP7ポリペプチド配列は、BMP7ナックルドメインの繰り返しを1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上含み得る。
BMP7アミノ酸配列を、さらに、異種アミノ酸配列に、直接的にまたはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列との間にリンカー配列を伴って、融合させて、融合ポリペプチドを創製し得る。融合ポリペプチドは、ヒトBMP7アミノ酸配列を含み得る。融合ポリペプチドは、BMP7のアミノ酸293~431を含み得る、またはこれらからなり得る。融合ポリペプチドは、BMP7ナックルドメイン(配列番号92)を含み得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号89との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるBMP7アミノ酸配列を含み得る。融合ポリペプチドは、配列番号89との同一性が100%であるBMP7アミノ酸配列を含み得る。融合ポリペプチドアミノ酸は、配列番号92との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるBMP7アミノ酸配列を含み得る。融合ポリペプチドは、配列番号92との同一性が100%であるBMP7アミノ酸配列を含み得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号90との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号90との同一性が100%であり得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号91との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号91との同一性が100%であり得る。
BMP7アミノ酸配列は、配列番号20、21、32、または89のうちの1つとの同一性が少なくとも約80%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、ポリペプチドのN末端および/またはC末端から1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、または10個のアミノ酸が欠失している。
いくつかの態様において、BMP7配列は、BMP7配列のフラグメントであってよい。BMP7のナックルドメインは、配列番号89のアミノ酸98~129(配列番号32)を含む。ナックルドメインからのアミノ酸15~30個からなるフラグメントは、BMPシグナル伝達を活性化し得る。BMP7配列は、BMPのナックルドメインを含み得る。BMP7配列は、配列番号32のアミノ酸15~30個からなるフラグメントであり得る。BMP7配列は、配列番号32の少なくとも約13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、29、29、30、31、32、33、34、または35個のアミノ酸であり得る。
分泌シグナルペプチド
特定の態様において、融合ポリペプチドは、分泌シグナルペプチドを含み得る。分泌シグナルペプチドは、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、または配列番号30であり得る。本明細書中における融合ポリペプチドの、異種の産生系(たとえば、細菌、酵母、哺乳動物、昆虫など)での産生は、その特定の宿主細胞にとって好適な分泌シグナル配列の使用を伴い得る。
多量体化成分は、それ自身以外の2つ以上のタンパク質成分同士を連結させる。多量体化成分は、それ自身以外の同一または異なる成分同士を連結させて1つの連続するアミノ酸配列とするアミノ酸リンカー配列を含み得る。好適なリンカーは、本明細書中において記載されるGly-Serリンカーなどのポリペプチドリンカーまたはスペーサーを含む。多量体化成分は、多量体化または二量体化するタンパク質またはタンパク質ドメインの形態をとり得て、その結果、共有結合性ジスルフィド結合(たとえば、1つ以上の新規のシステイン残基の付加による)または非共有結合が二量体化を駆動し得る(たとえば、ロイシンジッパー)。多量体化成分は、複数のIGF2アミノ酸配列を結合または多量体化し得る。多量体化成分は、2つのIGF2アミノ酸配列を結合または多量体化し得る。当該2つのIGF2アミノ酸配列は、同じであっても異なっていてもよく、本明細書中において記載されるIGF2配列のうちの任意のものから選択され得る。多量体化成分は、2つ、3つ、4つ、5つ、またはそれ以上のIGF2アミノ酸配列を結合または多量体化し得る。多量体化成分は、IGF2アミノ酸配列と、融合の増進、増殖増進の機能、血漿半減期の増大、またはその他の薬物動態学的もしくは薬力学的パラメータの改善を提供する別のポリペプチドとを、結合または多量体化し得る。
FGF17、IGF2、またはBMP7アミノ酸配列は、その機能性フラグメント、それが変異した配列、またはそれが改変されたポリペプチドを含み得る。表2は、フラグメント、ポリペプチド、および改変ポリペプチドについてのいくつかの例を列記する。IGF2またはBMP7配列は、N-、C-、またはO-結合型グリコシル化されていてもよい。IGF2配列は、1つのアミノ酸がグリコシル化されていてもよい。IGF2配列は、配列番号31のThr96、Thr99、またはThr163に対応する部位がグリコシル化されていてもよい。BMP7配列は、少なくとも1つのグリコシル化アミノ酸を含んでいてよい。BMP7は、配列番号89のAsn10、Asn29、またはAsn90残基がグリコシル化されていてもよい。
本明細書中において記載されるFGF17、IGF2、またはBMP7受容体リガンドポリペプチドおよび受容体リガンド融合ポリペプチドは、核酸によってコードされて、当該受容体リガンドポリペプチドまたは融合ポリペプチドの産生を促進し得る。これらの核酸は、細菌、酵母、昆虫、または哺乳動物の発現系と適合し得る。これらは、プロモーター/エンハンサー(構造的または誘発性)、ポリアデニル化シグナル、選択マーカー(抗生物質耐性など)、複製起点、またはその他の付属性核酸配列を含み得る。FGF17、IGF2、またはBMP7配列は、多くの生物からのものを使用できる。FGF17、IGF2、またはBMP7配列は、ヒトのFGF17、IGF2、またはBMP7アミノ酸配列を含み得る。FGF17、IGF2、またはBMP7配列は、ネコ、イヌ、またはウマのFGF17、IGF2、またはBMP7配列を含み得る。FGF17、IGF2、またはBMP7配列は、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ラマ、アルパカ、ヤク、またはサルの配列を含み得る。
FGF17核酸配列
特定の実施形態において、FGF17核酸配列は、配列番号17との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%である。FGF17核酸配列は、配列番号17との同一性が100%であり得る。FGF17核酸配列は、配列番号22との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%である。FGF17核酸配列は、配列番号22との同一性が100%であり得る。FGF17核酸配列は、配列番号23との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17核酸配列は、配列番号23との同一性が100%であり得る。
IGF2核酸配列
IGF2核酸配列は、配列番号39との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2核酸配列は、配列番号39との同一性が100%であり得る。IGF2核酸配列は、配列番号43との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2核酸配列は、配列番号43との同一性が100%であり得る。IGF2核酸配列は、配列番号46との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2核酸配列は、配列番号46との同一性が100%であり得る。
BMP7核酸配列
BMP7核酸配列は、配列番号51との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7核酸配列は、配列番号51との同一性が100%であり得る。BMP7核酸配列は、配列番号52との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7核酸配列は、配列番号52との同一性が100%であり得る。BMP7核酸配列は、配列番号53との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7核酸配列は、配列番号53との同一性が100%であり得る。
異種ペプチド
本明細書中において記載される融合タンパク質の一部を含む異種ポリペプチドは、免疫グロブリン分子のフラグメント、アルブミン分子、トランスフェリン分子、XTEN配列、プロリン-アラニン-セリンポリマー、ホモアミノ酸ポリマー、グリシンリッチ配列、ゼラチン様ポリマー、エラスチン様ペプチド、カルボキシ末端ペプチド、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る、または本質的にこれらからなり得る。
本明細書中において記載される一態様において、治療用ポリペプチドは、FGF受容体リガンドポリペプチドまたはFGF17ポリペプチドである。本明細書中において記載される一態様において、治療用ポリペプチドは、IGF受容体リガンドポリペプチドまたはIGF2ポリペプチドである。本明細書中において記載される一態様において、治療用ポリペプチドは、BMP受容体リガンドポリペプチドまたはBMP7ポリペプチドである。
本明細書中において記載される一態様において、治療用ポリペプチドは、直接的にまたはリンカーを介して異種ポリペプチドアミノ酸配列に融合されており、異種アミノ酸配列は、治療用ポリペプチドの機能または安定性を増大させる。
異種ペプチドは、治療用アミノ酸配列の薬物動態、薬力学、安定性、または生物学的機能を改善できる。異種配列は、治療用アミノ酸配列のC末端またはN末端において、治療用アミノ酸配列に融合され得る。治療用アミノ酸配列は、N末端において、異種配列に融合され得る。治療用アミノ酸配列は、C末端において、異種配列に融合され得る。フレキシブルリンカーが、N末端において、治療用アミノ酸配列と異種配列との間に使用され得る。フレキシブルリンカーが、C末端において、治療用アミノ酸配列と異種配列との間に使用され得る。スペーサーが、N末端において、治療用アミノ酸配列と異種配列との間に使用され得る。スペーサーが、C末端において、治療用アミノ酸配列と異種配列との間に使用され得る。
異種ペプチドは、IGF2アミノ酸配列の薬物動態、薬力学、安定性、または生物学的機能を改善できる。融合タンパク質は、Strohl, “Fusion Proteins for Half-Life Extension of Biologies as a Strategy to Make Biobetters,” BioDrugs (2015) 29:215-239において記載されるように、たとえば半減期を長くすることなどによって、生理活性分子の薬物動態を改善するために使用できる。ポリペプチドを免疫グロブリン、アルブミン、またはトランスフェリンなどの半減期の長い分子または分子のフラグメントに融合させることによって、ポリペプチドの半減期が増大する。XTEN配列は、アミノ酸残基A、E、G、P、S、およびTを含有する繰り返しのアミノ酸ポリマーであり、これは、通常は不活性であるが、ペプチドに融合させた際には、当該ペプチドの半減期を長くすることができる。また、プロリン-アラニン-セリンポリマー(プロリン、アラニン、およびセリンの繰り返し)、グリシンリッチ配列(G-G-G-S)などのホモアミノ酸ポリマー配列、ゼラチン様タンパク質、およびエラスチン様配列(V-P-G-x-G、xはプロリン以外の任意のアミノ酸)などの小さな繰り返し配列を融合させることによっても、ポリペプチドの半減期を長くすることができる。ポリペプチドにカルボキシ末端ペプチド(carboxy-terminal peptide;CTP)を融合させることによって、CTPの強い負の電荷(change)のために、血清中におけるポリペプチドの半減期を長くすることができる。異種ポリペプチドは、免疫グロブリン分子のフラグメント、アルブミン分子、トランスフェリン分子、XTEN配列、プロリン-アラニン-セリンポリマー、ホモアミノ酸ポリマー、グリシンリッチ配列、ゼラチン様ポリマー、エラスチン様ペプチド、カルボキシ末端ペプチド、またはこれらの組み合わせを含み得る。
免疫グロブリンは大きなエフェクター分子であり、たとえば、IgG免疫グロブリンは、血漿半減期が約21日間である。免疫グロブリンフラグメントを第2のポリペプチドに融合させると、これによって第2のポリペプチドの半減期が増大し得る。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgGのヒンジドメイン、IgGのCH2ドメイン、IgGのCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgG1のヒンジドメイン、IgG1のCH2ドメイン、IgG1のCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgG4のヒンジドメイン、IgG4のCH2ドメイン、IgG4のCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。
いくつかの場合において、免疫グロブリン分子またはフラグメントの変異によって、当該免疫グロブリン分子またはフラグメントの半減期または安定性が増大し得る。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgG1のヒンジドメイン、IgG1のCH2ドメイン、IgG1のCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせと、免疫グロブリン分子における以下のアミノ酸変異のうちの1つ以上とを含み得る:P329G、L234A、およびL235A。免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgG4分子を含む。免疫グロブリン分子のフラグメントは、免疫グロブリン分子における以下のアミノ酸変異のうちの少なくとも1つを有するIgG4分子を含み得る:EUナンバリングシステムに従う、IgG4のN434A、N434H、T307A/E380A/N434A、M252Y/S254T/T256E、433K/434F/436H、T250Q、T250F、M428L、M428F、T250Q/M428L、N434S、V308W、V308Y、V308F、M252Y/M428L、D259I/V308F、M428L/V308F、Q311V/N434S、T307Q/N434A、E258F/V427T、S228P、L235E、S228P/L235E/R409K、S228P/L235E、K370Q、K370E、G446の欠失、K447の欠失、およびこれらの組み合わせ。
分泌シグナル配列は、細胞内においてタンパク質を分泌経路へとターゲティングする配列モチーフである。分泌配列は、タンパク質から切断されて、成熟した分泌タンパク質を産生し得る。ポリペプチドは、分泌シグナル配列を含み得る。ポリペプチドは、ヒトのFGF17、IGF2、またはBMP7分泌配列(配列番号9、配列番号11、配列番号12)を含み得る。ポリペプチドは、配列番号10、配列番号13、配列番号14、配列番号15、または配列番号16である分泌シグナルを含み得る。
リンカーおよびスペーサー
リンカーまたはスペーサーは、1つのタンパク質中において異なるドメイン同士を分離する短いアミノ酸配列である、または融合タンパク質と融合タンパク質との間のドメインである。本明細書中において使用される場合、「リンカー」および「スペーサー」という用語は、区別されない。リンカーは、リジッドであってもよく、フレキシブルであってもよい。リジッドなリンカーは、異なるドメイン同士の間の好ましくない相互作用を防止し得る。プロリンに富むリンカーは比較的リジッドである傾向があり、グリシンに富むリンカーは比較的フレキシブルである傾向がある。フレキシブルなリンカーは、1つのタンパク質内におけるドメイン同士の相互作用を許容する。フレキシブルリンカーの別の用途として、タンパク質複合体と結合パートナーとを共有結合的に結合させて安定なタンパク質複合体を生成することができる。また、フレキシブルリンカーは、二量体化を増進させるためにも使用され得る。リンカーおよびスペーサーは、Chichili et al, Linkers in the Structural biology of protein-protein interactions, Protein Sci. Feb 2013. 22(2): 153-167中において考察されている。
本明細書中において記載される融合ポリペプチドは、治療用ポリペプチドと異種ポリペプチドとを分離するリンカーまたはスペーサーアミノ酸配列をさらに含み得る。リンカーまたはスペーサーは、ペプチドリンカーまたはスペーサーであってよい。リンカーまたはスペーサーは、フレキシブルなリンカーまたはスペーサーであってよい。リンカーは、3つのアラニン(AAA)であってよい。ペプチドリンカーは、グリシン-セリンリンカーであってよい。リンカーは、(1文字アミノ酸コードにて)GGGGS(4GS)、または4GSリンカーの多量体(2個、3個、4個、または5個の4GSリンカーの繰り返しなど)であってよい。グリシン-セリンリンカーは、配列番号94もしくは配列番号95のアミノ酸配列、または、配列番号94もしくは配列番号95を2、3、4、もしくは5回繰り返したものを含み得る。リンカーは、表2中のポリペプチド配列または表3の異種ポリペプチドアミノ酸配列のいずれにも由来しない少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、または32個のアミノ酸を含み得る。
リンカーまたはスペーサーは、1つのアミノ酸残基であってもよく、またはこれより長くてもよい。特定の実施形態において、ペプチドリンカーの長さは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、または32個のアミノ酸である。ペプチドリンカーは、少なくとも1つのアミノ酸残基を有し得るが、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、または2個のアミノ酸残基長を超えない。
FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンの組み合わせ
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物である。FGF受容体にはFGF1R、FGFR2、FGFR3、FGFR4という4種があり、これらは全身の様々な組織によって発現される。FGFRの化学的アゴニストは、PF-05231023およびSUN11602を含むが、これらに限定されない。また、デカフィン(dekafin)およびヘキサフィン(hexafin)を含むその他のポリペプチドも、FGFRシグナル伝達を活性化することができる。こうした組成物は、予想外の相乗効果を含み得て、筋肉および/または軟部組織の状態または障害の処置に有用である。また、この相乗効果は、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを別々に投与することを含む方法によって増進され得る。本明細書中において記載される組み合わせは、当該組み合わせの各成分に対して、さらなる処置有用性および機能を付与できる。
FGFR1は、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF5、FGF6、FGF8、FGF10、FGF17、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、およびFGF23によって活性化され得る。FGFR1アゴニストは、FGFR1アゴニスト性抗体、FGFポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、FGF17もしくはその機能性フラグメント、PF-05231023、SUN11602、デカフィン、ヘキサフィン、またはこれらの組み合わせであり得る。
FGFR2は、選択的にスプライシングされた2つのアイソフォームを含む。FGFR2IIIbはFGF1、FGF3、FGF10、およびFGF22に結合し、FGFR2IIIcはFGF1、FGF2、FGF4、FGF6、FGF8、FGF9、FGF17、およびFGF18に結合する。FGFR2アゴニストは、FGFR2アゴニスト性抗体、FGFポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、FGF17もしくはその機能性フラグメント、PF-05231023、SUN11602、デカフィン、ヘキサフィン、またはこれらの組み合わせであり得る。
FGFR3は、少なくともFGF1、FGF2、FGF4、FGF5、FGF6、FGF8、FGF9、FGF16、FGF17、FGF18、FGF20、FGF9、FGF19、FGF21、およびFGF23、およびFGF17によって活性化され得る。FGFR3における変異は、軟骨細胞の増殖における欠陥および石灰化ならびに軟骨無形成症と関連づけられている。FGFR3アゴニストは、FGFR3アゴニスト性抗体、FGFポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、FGF17もしくはその機能性フラグメント、PF-05231023、SUN11602、デカフィン、ヘキサフィン、またはこれらの組み合わせであり得る。
FGFR4は、少なくともFGF1、FGF2、FGF4、FGF6、FGF7、FGF8、FGF9、FGF16、FGF17、およびFGF18によって活性化され得る。FGFR4アゴニストは、FGFR4アゴニスト性抗体、FGFポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、FGF17もしくはその機能性フラグメント、PF-05231023、SUN11602、デカフィン、ヘキサフィン、またはこれらの組み合わせであり得る。
FGFRアゴニストは、FGF8サブファミリーのメンバーであり得る。FGFRアゴニストは、FGFR1アゴニストであり得る。FGFRアゴニストは、FGF17であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号54との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17は、配列番号54との同一性が100%であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号55との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号55との同一性が100%であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号56との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。FGF17は、配列番号56との同一性が100%であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号57との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、R204QおよびK207Qの変異を含む。特定の実施形態において、FGF17ポリペプチドは、配列番号57との同一性が100%である。特定の実施形態において、FGF17ポリペプチドは、配列番号58との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%である。FGF17ポリペプチドは、配列番号58との同一性が100%であり得る。FGF17ポリペプチドは、配列番号59との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得て、当該配列は、K191A、K193A、およびS200Aの変異を含む。FGF17ポリペプチドは、配列番号59との同一性が100%であり得る。
グリコサミノグリカンは、二糖単位の繰り返しを含有する直鎖状の多糖である。グリコサミノグリカンには以下の4つのクラスがある:ヘパリン/ヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸、ケラチン硫酸、およびヒアルロン酸。グリコサミノグリカンは、ヘパリン/ヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸、ケラチン硫酸、またはヒアルロン酸であり得る。いくつかの実施形態において、グリコサミノグリカンは、ヘパリンを含む。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸を含み得る。
ヘパリンは天然物に由来し得て、未分画ヘパリンと称されることが多い。また、ヘパリンは、分子量に基づいて定義され得る。低分子量ヘパリンは、ダルテパリン、エノキサパリン、セルトパリン、アルデパリン、パルナパリン、レビパリン、ナドロパリン、およびダナパロイドを含む。ヘパリンは、ヘパリン硫酸、デルマタン硫酸、およびコンドロイチン硫酸の混合物であるダナパロイドなどのように、その他の化合物との混合物として投与できる。組成物は、低分子量ヘパリン、ヘパリン硫酸、未分画ヘパリン、ヘパリン四糖、ダルテパリン、チンザパリン、エノキサパリン、セルトパリン、アルデパリン、パルナパリン、レビパリン、ナドロパリン、ヘパリンフラッシュ、ダナパロイド、フォンダパリヌクス、またはこれらの組み合わせを含み得る。
ヒアルロン酸(hyaluronic acid;HA)はポリマー分子であり、広範囲の分子量を示し得る。ヒアルロン酸は、モダル分子量調製物(modal molecular weight formulation)のほとんどいずれの平均においても使用できる。分子量は、たとえば、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900、5000kDa、またはそれ以上、またはそこにおいて導き出せる任意の範囲であり得る。HAは、低分子量HA(約500~700キロダルトンkDa)、中分子量HA(700~1000kDa)、および高分子量HA(1.0~4.0百万ダルトン(MDa))を含み得る。HAは、天然調製物、合成調製物、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、HAは、低分子量、中分子量、低分子量、またはこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、HAは、天然HA、合成HA、またはこれらの組み合わせである。
HAは、ヒアルロン酸誘導体であってよい。HAに行ない得る化学修飾の例は、HAの4つの反応性基、すなわちアセトアミド末端、カルボキシル末端、ヒドロキシル末端、および還元末端と、薬剤との任意の反応を含む。HA誘導体は、疎水化ヒアルロナン、マレイミド修飾HA、メタクリル化ヒアルロン酸、または硫酸化ヒアルロン酸を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、HAは、アセトアミド基、カルボキシル基、水酸基、還元末端、またはこれらの組み合わせにおいて修飾される。HAは、疎水化ヒアルロナン、マレイミド修飾HA、メタクリル化ヒアルロン酸、硫酸化ヒアルロン酸、またはこれらの組み合わせを含み得る。HAは、タンパク質または有機分子を介して共有結合的に架橋されて、より高分子量の部位になり得る。
また、本明細書中にさらに記載されるのは、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを投与することを含む方法である。投与は、同じ組成物において行なってもよいし、別個の調製物において行なってもよい。別個の調製物を投与する場合、これらを、有効に同時に(たとえば、同じ処置中に)投与することもできるし、または、少なくとも1時間、12時間、24時間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、もしくはそれ以上の間隔をあけて別個に投与することもできる。別個の調製物を投与する場合、これらを、静脈内、皮内、および皮下から選択される同じ経路でまたは異なる経路で投与できる。調製物は、別個であるか1回用であるかにかかわらず、筋肉または軟部組織の損傷部位に直接投与できる。
IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖の組み合わせ
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物である。IGF1Rシグナル伝達は、細胞の増殖、細胞の分化、および細胞の生存に関与する経路を含む下流の経路を活性化する。IGF1およびIGF2という2つのIGFリガンドは、IGF1Rシグナル伝達を活性化する。IGF1Rシグナル伝達を活性化するさらなるペプチドは、INSである。IGF1Rのその他のアゴニストは、デメチルアステリキノンB1、ジンセノサイドRg5、およびヒト抗菌ペプチドLL-37を含むが、これらに限定されない。IGF1Rアゴニストは、IGF1Rアゴニスト性抗体、IGFポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、IGF2もしくはその機能性フラグメント、インスリン、デメチルアステリキノンB1、ジンセノサイドRg5、LL-37、またはこれらの組み合わせを含み得る。こうした組成物は、予想外の相乗効果を含み、筋肉および/または軟部組織の状態または障害の処置に有用である。また、この相乗効果は、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を別々に投与することを含む方法によって増進され得る。
IGF2Rアゴニストは、IGFリガンドであり得る。IGF1Rアゴニストは、IGF2であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号76との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号76との同一性が100%であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号80との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号80との同一性が100%であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号81との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。IGF2ポリペプチドは、配列番号81との同一性が100%であり得る。
組成物は、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含み得る。短い脂肪酸鎖は、ブチレート、フェニル酪酸、バルプロ酸、プロピオン酸、メタン酸、エタン酸、2-メチルプロパン酸、3-メチルブタン酸、ペンタン酸、およびこれらの多量体(トリブチリンなど)を含むが、これらに限定されない。ブチレートは、酪酸、酪酸ナトリウム、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸ペンチル、または酪酸ナトリウムを含むが、これらに限定されない。短鎖脂肪酸は、ブチレートであり得る。ブチレートは、酪酸であり得る。ブチレートは、酪酸ナトリウムであり得る。短鎖脂肪酸は、フェニル酪酸、バルプロ酸、プロピオン酸、メタン酸、エタン酸、2-メチルプロパン酸、3-メチルブタン酸、ペンタン酸、またはこれらの多量体(トリブチリンなど)であり得る。
また、本明細書中にさらに記載されるのは、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を投与することを含む方法である。投与は、同じ組成物において行なってもよいし、別個の調製物において行なってもよい。別個の調製物を投与する場合、これらを、有効に同時に(たとえば、同じ処置中に)投与することもできるし、または、少なくとも1時間、12時間、24時間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、もしくはそれ以上の間隔をあけて別個に投与することもできる。
BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターの組み合わせ
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターを含む組成物である。BMP受容体は、TGF-ベータ経路を経て下流のシグナル伝達を活性化し、分化、増殖、および遊走を含む多くの細胞機能に関与している。BMP受容体には以下の2つのクラスがある:I型BMP(ACVR1、BMPR1A、およびBMPR1B)、およびII型BMP(BMP2R、ACVR2A、およびACVR2B)。1型BMP受容体はBMPリガンドに排他的に結合し、II型BMP受容体は、BMPと、アクチビン、Gdf9、およびGDf11を含む関連タンパク質とに結合する。BMP受容体アゴニストは、ACVR1アゴニスト、BMPR1Aアゴニスト、BMPR1Bアゴニスト、BMP2Rアゴニスト、ACVR2Aアゴニスト、ACVR2Bアゴニスト、またはこれらの組み合わせを含み得る。BMP受容体アゴニストは、ACVR1アゴニスト、ACVR2Aアゴニスト、ACVR2Bアゴニスト、BMPR1Aアゴニスト、またはこれらの組み合わせを含み得る。BMP受容体は、ACVR1アゴニストを含み得る。BMP受容体アゴニストは、ACVR2Aアゴニストを含み得る。BMP受容体は、ACRV2Bアゴニストを含み得る。BMP受容体は、BMPR1Aアゴニストを含み得る。BMP受容体アゴニストは、ACVR1アゴニスト抗体、BMPR1Aアゴニスト抗体、BMPR1Bアゴニスト抗体、BMP2Rアゴニスト抗体、ACVR2Aアゴニスト抗体抗体、ACVR2Bアゴニスト抗体抗体、BMPポリペプチドもしくはその機能性フラグメント、BMP7もしくはその機能性フラグメント、ベントロモルフィン(ventromorphin)、SB4、タクロリムス、イソリキリチゲニン、アラントラクトン、PD407824、またはこれらの組み合わせを含み得る。こうした組成物は、予想外の相乗効果を含み、筋肉および/または軟部組織の状態または障害の処置に有用である。また、この相乗効果は、BMP受容体アゴニスト抗体およびロイシンを別々に投与することを含む方法によって増進され得る。
BMP7ポリペプチドは、配列番号89との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号89との同一性が100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号90との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号90との同一性が100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号91との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号91との同一性が100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号93との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であり得る。BMP7ポリペプチドは、配列番号93との同一性が100%であり得る。
哺乳類ラパマイシン標的タンパク質(mammalian target of rapamycin;mTOR)経路は、骨格筋の量および増殖を調節する重要なレギュレーターである。mTORは、細胞の増殖、分化、オートファジー、生存、および代謝を含む様々な細胞プロセスに関与するセリン/トレオニンキナーゼである。mTORC1複合体を経るmTOR活性化は、筋原線維筋肉タンパク質合成と骨格筋肥大との両方に必要とされる。mTORC1複合体の不活性化は、高齢による筋肉消耗、悪液質、および身体活動による萎縮における筋肉量および筋肉構造(muscle struct)の減少との関連が見いだされている。
mTORシグナル伝達経路は、アミノ酸、ポリペプチド、および小分子を含む多くの異なるシグナルによって活性化され得る。mTORアクチベーターは、アミノ酸であり得る。アミノ酸は、ロイシン、バリン、イソロイシン、またはこれらの組み合わせであり得る。アミノ酸は、ロイシンであり得る。mTORアクチベーターは、ポリペプチドであり得る。ポリペプチドは、脳に豊富なRasホモログ(Ras homolog enriched in brain;Rheb)、結節性硬化症(tuberous sclerosis complex;TSC)、プロテインキナーゼB(PKB)、細胞外シグナル制御キナーゼ1/2(ERK1/2)、p90リボソームs6キナーゼ1(RSK1)、Wntリガンド、またはこれらの組み合わせを含み得る。mTORアクチベーターは、小分子であり得る。mTORアクチベーターは、MHY1485、NV-5138、3-ベンジル-5-((2-ニトロフェノキシ)メチル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(3BDO)、またはこれらの組み合わせを含み得る。mTORアクチベーターは、ロイシン、バリン、イソロイシン、脳に豊富なRasホモログ(Rheb)、結節性硬化症(TSC)、プロテインキナーゼB(PKB)、細胞外シグナル制御キナーゼ1/2(ERK1/2)、p90リボソームs6キナーゼ1(RSK1)、Wntリガンド、MHY1485、NV-5138、3-ベンジル-5-((2-ニトロフェノキシ)メチル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(3BDO)、またはこれらの組み合わせを含み得る。
mTORアクチベーターは、ロイシンを含み得る。アミノ酸ロイシンは、骨格筋中におけるmTORシグナル伝達の重要な一部である。ロイシンは、人間の飲食物に必須の分枝鎖アミノ酸である。ヒトタンパク質において最も一般的なアミノ酸であり、アミノ酸10個につき1個に近い頻度で含まれる(UniProtKB/Swiss-Prot release 2013_04-2013年4月)。このアミノ酸の循環濃度および細胞内濃度は、細胞分裂、タンパク質合成、およびオートファジーなどの主要な同化プロセスおよび異化プロセスを制御するフィードバック機構の一部として監視および厳重制御されている。ロイシンの調節効果の一部にはmTORC1複合体が介在しており、後者の活性化によるタンパク質合成および細胞周期進行の駆動は、一部、細胞内ロイシン濃度によって駆動されている。BMP受容体アゴニスト抗体とロイシンまたは別の分枝鎖アミノ酸との組み合わせは、相乗的な分裂促進活性を示す。
合成ロイシン誘導体が使用され得る。ロイシンは、l-ロイシン、グリシル-l-ロイシン、アセチル-l-ロイシン、l-ロイシンエチルエステル、およびl-ロイシンメチルエステル、カプロン酸、フタロイル-l-ロイシン、ベンゾイル-dl-ロイシン、またはこれらの組み合わせを含み得る。ロイシンは、塩であり得る。ロイシンは、l-ロイセニウムマレイン酸水素(l-leucenium hydrogen maleate)、ロイシン塩酸塩、またはこれらの組み合わせを含み得る。
また、本明細書中にさらに記載されるのは、BMP受容体アゴニスト抗体およびmTORアクチベーターを投与することを含む方法である。投与は、同じ組成物において行なってもよいし、別個の調製物において行なってもよい。別個の調製物を投与する場合、これらを、有効に同時に(たとえば、同じ処置中に)投与することもできるし、または、少なくとも1時間、12時間、24時間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、もしくはそれ以上の間隔をあけて別個に投与することもできる。
治療適応
特定の態様において、本明細書中に記載される、FGF8サブファミリーアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物、ならびに方法は、軟部組織の損傷、分解、もしくは破壊を伴う疾患および障害の処置にとって、または、老化障害、筋肉消耗障害、筋損傷、結合組織の損傷、もしくは非筋肉軟部組織の損傷、もしくはこれらの任意の組み合わせを有する個体の処置における使用にとって有用である。
特定の態様において、本明細書中に記載される、IGFリガンドアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物、ならびに方法は、軟部組織の損傷、分解、または破壊を伴う疾患および障害の処置にとって、または、老化障害、筋肉消耗障害、筋損傷、結合組織の損傷、もしくは非筋肉軟部組織の損傷、もしくはこれらの任意の組み合わせを有する個体の処置における使用にとって有用である。
特定の態様において、本明細書中に記載される、BMP7アミノ酸配列を含む融合ポリペプチド、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターを含む組成物、ならびに方法は、軟部組織の損傷、分解、または破壊を伴う疾患および障害の処置にとって、または、老化障害、筋肉消耗障害、筋損傷、結合組織の損傷、もしくは非筋肉軟部組織の損傷、もしくはこれらの任意の組み合わせを有する個体の処置における使用にとって有用である。
筋組織の劣化および減少を導く老化障害は、以下のような障害である。たとえば、サルコペニアは、骨格筋の量質および強さの進行的な減少であって、老化との関連があり得る。急性の筋肉傷害を導く損傷はそれ以外の筋肉障害であって、これらは、本明細書中において記載されるポリペプチド、組成物、および方法によって処置可能である。当該障害は、筋断裂、肉離れ(strain)、および挫傷(contusion)を含む。断裂は、筋組織の分離である。筋肉の肉離れ(strain)は、収縮によって引き起こされる損傷で、大きなメカニカルストレスのために筋線維が裂けるものであり、グレードI、II、またはIIIに分類され得る。筋肉の挫傷(contusion)は、筋肉の血腫である。また、筋損傷は、悪液質など、メカニカルストレス以外のストレスによっても生じる。悪液質は、栄養不良、がん、AIDS、セリアック病、慢性阻塞性肺疾病、多発性硬化、関節リウマチ、鬱血性心不全、結核、家族性アミロイド多発ニューロパチー、水銀中毒(肢端疼痛症)、クローン病、未処置/重症の1型糖尿病、神経性食欲不振症、化学療法、筋ジストロフィーまたは不動を引き起こすその他の遺伝性疾患、およびホルモン欠乏症によって引き起こされ得る。また、特定の筋肉の低下である嚥下障害または顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーなどの特定の障害も、本明細書中において記載されるポリペプチドによって処置し得る。本明細書中において記載されるFGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドならびに/またはFGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物を使用して処置し得るさらなる軟部組織障害は、腱、靱帯、または軟骨に損傷を与えるものである。本明細書中において記載されるIGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドならびにIGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物を使用して処置し得るさらなる軟部組織障害は、腱、靱帯、または軟骨に損傷を与えるものである。本明細書中に記載されるBMP7アミノ酸配列を含む融合ポリペプチド、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物、ならびに方法を使用して処置し得るさらなる軟部組織障害は、腱、靱帯、または軟骨に損傷を与えるものである。
筋肉消耗疾患は、筋ジストロフィーであり得る。筋ジストロフィーは、筋強直性筋ジストロフィー、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー、先天性筋ジストロフィー、眼咽頭型筋ジストロフィー、または遠位型筋ジストロフィーを含み得る。筋ジストロフィーは、筋強直性ジストロフィーであり得る。
老化障害は、サルコペニアであり得る。筋肉消耗障害は、悪液質であり得る。悪液質は、がん、AIDS、末期腎疾患、または心血管疾患の結果として生じ得る。損傷は、筋損傷であり得る。筋肉消耗は、手足の固定または廃用による萎縮であり得る。筋損傷は、肉離れ(strain)または裂傷であり得る。筋損傷は、グレードIIIの肉離れ(strain)であり得る。サルコペニアは、筋損傷発生の一因となり得る。損傷は、靱帯傷害であり得る。靱帯傷害は、断裂または裂傷であり得る。損傷は、腱傷害であり得る。腱傷害は、断裂または裂傷であり得る。損傷は、軟骨傷害であり得る。
本明細書中に記載される組成物は、筋炎を処置する方法において使用するためのものである。筋炎は、皮膚筋炎、多発性筋炎、壊死性ミオパチー(壊死性自己免疫ミオパチーまたは免疫介在性壊死性ミオパチーともよばれる)、若年性筋炎、または孤発性封入体筋炎を含み得る。
本明細書中において記載される組成物は、軟骨関連障害を処置する方法において使用するためのものであり得る。軟骨関連障害は、裂傷、損傷、または摩耗によるものであり得る。軟骨関連疾患は、変形性関節症、離断性骨軟骨炎、軟骨無形成症、または変性性軟骨損傷であり得る。
本明細書中において記載される組成物は、軟部組織傷害に関連する細胞の増殖を増大させるまたはその生存を増進させる方法において使用するためのものであり得る。本明細書中において記載される、IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチド、ならびにIGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物は、筋細胞、筋肉前駆細胞、腱細胞、腱細胞前駆細胞、軟骨細胞、軟骨細胞前駆細胞、間葉系幹細胞、または線維芽細胞のうちの任意の1種以上の増殖を増大させるまたはその生存を増進させる方法において有用であり得る。
筋線維症は、コラーゲンを含む細胞外マトリックス成分の過剰な蓄積である。筋線維症は、筋肉の機能を低下させ、損傷後の筋肉再生に悪影響を及ぼし、筋肉の再損傷を生じやすくさせる。本明細書中において記載される組成物は、筋線維症を緩和する方法において使用するためのものであり得る。線維症は、老化、筋ジストロフィー、または損傷と関連づけられ得る。IGFリガンドは、IGF2であり得る。
筋芽細胞は、成熟筋細胞に分化するためには、融合して多核細胞を形成しなければならない。特定の実施形態において、本明細書中において記載される、IGFリガンドアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物、ならびに方法は、筋芽細胞の融合を増大させる方法において使用するためのものである。IGFリガンドは、IGF2であり得る。
本明細書中において記載される、IGFリガンドアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物、ならびに方法は、筋肉量を増大させる方法において使用するためのものであり得る。筋肉量は、少なくとも約1%、2.5%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、または50%を超えて増大し得る。IGFリガンドは、IGF2であり得る。
本明細書中において記載される、IGFリガンドアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物、ならびに方法は、握力を増大させる方法において使用するためのものであり得る。握力は、少なくとも約1%、2.5%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、または50%を超えて増大し得る。IGFリガンドはIGF2であり得る。
本明細書中において記載される、IGFリガンドアミノ酸配列および異種ポリペプチドを含む融合ポリペプチド、IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖を含む組成物、ならびに方法は、筋肉の持久力を増大させる方法において使用するためのものであり得る。筋肉の持久力は、少なくとも約1%、2.5%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、または50%を超えて増大し得る。IGFリガンドは、IGF2であり得る。
処置の方法
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンを投与することを含む方法である。FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンは、別個の調製物において投与できる。FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンは、同時に投与できる。FGFRアゴニストおよびグリコサミノグリカンは、異なる時に投与できる。グリコサミノグリカンは、ヘパリンであり得る。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸であり得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、FGFR1アゴニストおよびグリコサミノグリカンを投与することを含む方法である。FGFR1アゴニストおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、別個の調製物において投与できる。FGFR1アゴニストおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、同時に投与できる。FGFR1アゴニストおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、異なる時に投与できる。グリコサミノグリカンは、ヘパリンであり得る。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸であり得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、FGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)またはグリコサミノグリカンを含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。FGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、別個の調製物において投与できる。FGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、同時に投与できる。FGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、異なる時に投与できる。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸であり得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、FGF17アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)またはグリコサミノグリカンを含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。FGF17アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、別個の調製物において投与できる。FGF17アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリン)は、同時に投与できる。FGF17アミノ酸配列およびグリコサミノグリカンを含むポリペプチドは、異なる時に投与できる。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸であり得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、FGF8サブファミリーアミノ酸配列を含むポリペプチドを投与することを含む方法である。ポリペプチドは、FGF17アミノ酸配列を含み得る。ポリペプチドは、FGF17融合タンパク質を含み得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該個体にIGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)を投与することを含む方法である。IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、別個の調製物において投与できる。IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、同時に投与できる。IGF1Rアゴニストおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、異なる時に投与できる。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびブチレートを投与することを含む方法である。IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびブチレートは、別個の調製物において投与できる。IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびブチレートは、同時に投与できる。IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドおよびブチレートは、異なる時に投与できる。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、IGF2アミノ酸配列を含むポリペプチドおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)を投与することを含む方法である。IGFリガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、別個の調製物において投与できる。IGF2アミノ酸配列を含むポリペプチドおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、同時に投与できる。IGF2アミノ酸配列を含むポリペプチドおよび短い脂肪酸鎖(たとえば、ブチレート)は、異なる時に投与できる。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンを投与することを含む方法である。BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、別個の調製物において投与できる。BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、同時に投与できる。BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、異なる時に投与できる。グリコサミノグリカンは、ヘパリンであり得る。グリコサミノグリカンは、ヒアルロン酸であり得る。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヒアルロン酸またはヒアルロン酸を含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヒアルロン酸は、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヒアルロン酸は、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヒアルロン酸は、異なる時に投与される。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヘパリンまたはヘパリンを含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヘパリンは、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヘパリンは、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびヘパリンは、異なる時に投与される。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターを投与することを含む方法である。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターは、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターは、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターは、異なる時に投与される。特定の実施形態において、mTORアクチベーターはロイシンである。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびロイシンまたはロイシンを含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびロイシンは、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびロイシンは、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびロイシンは、異なる時に投与される。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンを投与することを含む方法である。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカンは、異なる時に投与される。特定の実施形態において、グリコサミノグリカンはヘパリンである。特定の実施形態において、グリコサミノグリカンはヒアルロン酸である。
特定の態様において、本明細書中において開示されるのは、障害を有する個体を処置する方法であって、当該障害を有する個体に、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリンまたはヒアルロン酸)またはグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリンまたはヒアルロン酸)を含む化合物もしくは混合物を投与することを含む方法である。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリンまたはヒアルロン酸)は、別個の調製物において投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリンまたはヒアルロン酸)は、同時に投与される。いくつかの実施形態において、BMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドおよびグリコサミノグリカン(たとえば、ヘパリンまたはヒアルロン酸)は、異なる時に投与される。
処置は、たとえば皮下、静脈内、または筋肉内などの任意の好適な経路で投与できる。特定の実施形態において、処置は、たとえば週1回、週2回、月1回、月2回、3週間に1回、または4週間に1回などの、好適な投薬スケジュールで投与される。処置は、任意の治療的有効量にて投与できる。治療的有効量は、約0.001mg/kg~約1mg/kgであり得る。治療的有効量は、約0.001mg/kg~約0.002mg/kg、約0.001mg/kg~約0.005mg/kg、約0.001mg/kg~約0.01mg/kg、約0.001mg/kg~約0.02mg/kg、約0.001mg/kg~約0.05mg/kg、約0.001mg/kg~約0.1mg/kg、約0.001mg/kg~約0.2mg/kg、約0.001mg/kg~約0.5mg/kg、約0.001mg/kg~約1mg/kg、約0.002mg/kg~約0.005mg/kg、約0.002mg/kg~約0.01mg/kg、約0.002mg/kg~約0.02mg/kg、約0.002mg/kg~約0.05mg/kg、約0.002mg/kg~約0.1mg/kg、約0.002mg/kg~約0.2mg/kg、約0.002mg/kg~約0.5mg/kg、約0.002mg/kg~約1mg/kg、約0.005mg/kg~約0.01mg/kg、約0.005mg/kg~約0.02mg/kg、約0.005mg/kg~約0.05mg/kg、約0.005mg/kg~約0.1mg/kg、約0.005mg/kg~約0.2mg/kg、約0.005mg/kg~約0.5mg/kg、約0.005mg/kg~約1mg/kg、約0.01mg/kg~約0.02mg/kg、約0.01mg/kg~約0.05mg/kg、約0.01mg/kg~約0.1mg/kg、約0.01mg/kg~約0.2mg/kg、約0.01mg/kg~約0.5mg/kg、約0.01mg/kg~約1mg/kg、約0.02mg/kg~約0.05mg/kg、約0.02mg/kg~約0.1mg/kg、約0.02mg/kg~約0.2mg/kg、約0.02mg/kg~約0.5mg/kg、約0.02mg/kg~約1mg/kg、約0.05mg/kg~約0.1mg/kg、約0.05mg/kg~約0.2mg/kg、約0.05mg/kg~約0.5mg/kg、約0.05mg/kg~約1mg/kg、約0.1mg/kg~約0.2mg/kg、約0.1mg/kg~約0.5mg/kg、約0.1mg/kg~約1mg/kg、約0.2mg/kg~約0.5mg/kg、約0.2mg/kg~約1mg/kg、または約0.5mg/kg~約1mg/kgであり得る。治療的有効量は、約0.001mg/kg、約0.002mg/kg、約0.005mg/kg、約0.01mg/kg、約0.02mg/kg、約0.05mg/kg、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.5mg/kg、または約1mg/kgであり得る。治療的有効量は、少なくとも、約0.001mg/kg、約0.002mg/kg、約0.005mg/kg、約0.01mg/kg、約0.02mg/kg、約0.05mg/kg、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、または約0.5mg/kgであり得る。治療的有効量は、最大で、約0.002mg/kg、約0.005mg/kg、約0.01mg/kg、約0.02mg/kg、約0.05mg/kg、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.5mg/kg、または約1mg/kgであり得る。治療的有効量は、約0.1mg/kg~約50mg/kgであり得る。治療的有効量は、約0.1mg/kg~約0.2mg/kg、約0.1mg/kg~約0.5mg/kg、約0.1mg/kg~約1mg/kg、約0.1mg/kg~約2mg/kg、約0.1mg/kg~約5mg/kg、約0.1mg/kg~約10mg/kg、約0.1mg/kg~約20mg/kg、約0.1mg/kg~約50mg/kg、約0.2mg/kg~約0.5mg/kg、約0.2mg/kg~約1mg/kg、約0.2mg/kg~約2mg/kg、約0.2mg/kg~約5mg/kg、約0.2mg/kg~約10mg/kg、約0.2mg/kg~約20mg/kg、約0.2mg/kg~約50mg/kg、約0.5mg/kg~約1mg/kg、約0.5mg/kg~約2mg/kg、約0.5mg/kg~約5mg/kg、約0.5mg/kg~約10mg/kg、約0.5mg/kg~約20mg/kg、約0.5mg/kg~約50mg/kg、約1mg/kg~約2mg/kg、約1mg/kg~約5mg/kg、約1mg/kg~約10mg/kg、約1mg/kg~約20mg/kg、約1mg/kg~約50mg/kg、約2mg/kg~約5mg/kg、約2mg/kg~約10mg/kg、約2mg/kg~約20mg/kg、約2mg/kg~約50mg/kg、約5mg/kg~約10mg/kg、約5mg/kg~約20mg/kg、約5mg/kg~約50mg/kg、約10mg/kg~約20mg/kg、約10mg/kg~約50mg/kg、または約20mg/kg~約50mg/kgであり得る。治療的有効量は、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.5mg/kg、約1mg/kg、約2mg/kg、約5mg/kg、約10mg/kg、約20mg/kg、または約50mg/kgであり得る。治療的有効量は、少なくとも、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.5mg/kg、約1mg/kg、約2mg/kg、約5mg/kg、約10mg/kg、または約20mg/kgであり得る。治療的有効量は、最大で、約0.2mg/kg、約0.5mg/kg、約1mg/kg、約2mg/kg、約5mg/kg、約10mg/kg、約20mg/kg、または約50mg/kgであり得る。
処置される個体は、哺乳動物であり得る。哺乳動物は、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ラマ、アルパカ、またはヤクであり得る。個体は、イヌ、ネコ、またはウマであり得る。処置される個体は、ヒトであり得る。
製造方法
FGF17、IGF、またはBMP7リガンドアミノ酸配列を含むポリペプチドは、任意の好適な手法で精製または合成できる。ポリペプチドをコードする核酸を好適なベクター中にクローニングして、好適な細胞系において発現させることができる。細胞系は、原核細胞系であり得る。細胞系は、真核細胞系であり得る。細胞系は、哺乳動物細胞系であり得る。ポリペプチドは、大腸菌(Eschericia coli)から発現させ得る。ポリペプチドは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、クルイベロミセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)、ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、またはヤロウイア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を含むがこれらに限定されない酵母細胞から発現させ得る。ポリペプチドは、NS0、Sp2/0、およびFOを含むがこれらに限定されないマウス骨髄腫細胞から発現させ得る。ポリペプチドは、チャイニーズハムスター卵巣(Chinese hamster ovary;CHO)細胞から発現させ得る。ポリペプチドは、COS細胞、Vero細胞、またはBHK細胞を含むがこれらに限定されない哺乳動物細胞によって発現させ得る。ポリペプチドは、HeLa細胞、HEK-293細胞、CAP細胞、CAP-T細胞、PER.C6(登録商標)細胞を含むがこれらに限定されないヒト細胞から発現させ得る。
このような発現系からの上清を、遠心分離、超遠心、ろ過、透析ろ過、タンジェンシャルフローろ過、透析、クロマトグラフィー(たとえば、陽イオン交換、イオン交換、疎水性相互作用、逆相、アフィニティ、またはサイズ排除)を伴う1つ以上の精製工程に供することができる。ポリペプチドは、ヒトへの投与にとって適切な程度まで精製できる。さらに、ポリペプチドは、ヒト個体に投与される調製物中に封入するために合成できる。ポリペプチドは、固相合成などの好適なペプチド合成方法によって製造できる。
哺乳動物発現ベクターpmax Cloningを使用して、C末端に6xHisタグ、StrepIIタグ、およびヒトIgG1 Fcタグをつけたベクターを作製できる。分泌筋原性因子をコードするDNAフラグメントを、PCRによって、ヒトオープンリーディングフレーム(open reading frame;ORF)クローンから増幅し、続いて、タグをつけたベクター中に、In-Fusionクローニング技術(タカラバイオ社)によって挿入する。分泌筋原性因子を持つ発現ベクターを、ExpiFectamine CHOトランスフェクションキット(サーモサイエンティフィック)を使用して、ExpiCHO-S細胞中に、1mlあたり6×10個の密度にて、一過性トランスフェクションする。
培養上清中の、異なるタグをつけて発現させた筋原性因子を、異なる精製用培地を使用して、アフィニティ精製する。ポリペプチドは、Fc領域を含み得る。こうしたポリペプチドに対して、タンパク質A、タンパク質G、タンパク質L、またはこれらの任意の組み合わせを含むマトリックスまたは樹脂を使用できる。このマトリックスまたは樹脂をカラム上に適切に載せることによって、バッチ精製を容易にすることができる。
免疫グロブリン融合タンパク質の精製
異種配列は、免疫グロブリンまたはそのフラグメントを含み得る。ポリペプチドが免疫グロブリンまたはそのフラグメントを含む場合、ポリペプチドをタンパク質A、G、またはLの親和性を用いて精製し得る。タンパク質AおよびGは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)において見いだされる細胞表面タンパク質である。これらは、哺乳動物抗体、特にIgGクラスの抗体のFc領域に結合する特性を有する。タンパク質AまたはGアフィニティクロマトグラフィーにおいて使用するために、架橋非荷電アガロース(セファロース;天然アガロースから荷電画分を除いたもの)、トリスアクリル(trisacryl)、架橋デキストラン、またはシリカに基づく材料などの固体マトリックスに、タンパク質AまたはGを結合させる。そのための方法は、当技術分野において広く周知されている(たとえば、タンパク質の第1級アミノ機能を介したCNBr活性化マトリックスへの結合)。以前にLangoneら(1982)により記載されるように、タンパク質Aは、高い親和性と高い特異性で、IgGのFc部分(すなわち、IgGのCγ2-Cγ3界面領域)に結合する。これは、特に、ヒトのアロタイプまたはサブクラスIgG1、IgG2、IgG3およびマウスのアロタイプまたはサブクラスIgG2a、IgG2b、IgG3に強く結合する。
タンパク質A、G、またはLによる精製後、結合した画分を、さらなる樹脂またはマトリックスを含む1つ以上のイオン交換カラムを通して、またはこれを通させて、溶出および通過させることができる。第1のイオン交換体は、一般的に、陰イオン交換樹脂である。第1のイオン交換体にローディングして流すために使用するバッファーのpHは、Fc含有融合ポリペプチドおよびタンパク質AのpIを考慮に入れて、本発明に従ってフロースルーモードにおいてイオン交換体を使って分離するFc含有融合ポリペプチドとタンパク質Aとに、相反する総電荷(opposing total change)を課するように設定する。本発明に係る第1の陰イオン交換体の動作モードには、タンパク質Aアフィニティクロマトグラフィー工程からの酸性または中性の溶出液を、第1の陰イオン交換体の平衡バッファーでバッファー交換することが必要である。第1の陰イオン交換体に供した後は、Fc含有融合ポリペプチドをアプライに使用できる、または、慣習的な精製方法によるさらなる精製が必要とみなされる場合もある。さらに好ましい一実施形態において、第1のイオン交換工程に続いて第2のイオン交換工程が行なわれ、この第2の工程では、第2のイオン交換媒体によって抗体をローディングおよび結合させ、ローディングバッファー以外のバッファーを用いて、塩および/またはpHを増大させることにより、本質的にモノマー状かつ非凝集状の抗体として溶出させる。
本明細書中において開示される方法において、第1のイオン交換体上にローディングしたFc含有融合ポリペプチドの少なくとも70%、80%、または90%を、当該イオン交換体のフロースルー中に回収できる。
マスターセルバンクおよび遺伝子組換え細胞
本明細書中に記載されるのは、遺伝子組換え細胞株創製のために1つ以上のIGFリガンドまたはIGF2融合ポリペプチドをコードする核酸をそのゲノム中に組み込んで含む細胞を含み得るマスターセルバンクである。マスターセルバンクは、IGFリガンドまたはIGF2融合ポリペプチドをコードする核酸をそれぞれ含む複数の細胞を含み得る。核酸は、染色体外において、プラスミドまたは酵母人工染色体上に維持され得る。核酸は、染色体上の位置に組み込まれ得る。細胞は、酵母細胞であり得る。酵母は、ピキア・パストリスまたはサッカロミセス・セレビシエであり得る。細胞は、哺乳動物細胞であり得る。哺乳動物細胞は、293T細胞またはその派生物(たとえば、293T-Rex)であり得る。細胞は、細菌細胞であり得る。
遺伝子組換えされた哺乳動物、酵母、または細菌の細胞は、少なくとも約-80°またはそれ未満に凍結するのに好適な凍結保存剤(cryopreservative)を含むマスターセルバンクであり得る。マスターセルバンクは、グリセリンまたはDMSOを約10~約30%含み得て、約-80°またはそれ未満における長期保存に好適であり得る。マスターセルバンクは、遺伝子組換えされた哺乳動物、酵母、または細菌の株を、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10年間、またはそれよりも長く保存できる。
医薬的に許容される賦形剤、担体、および希釈剤
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、1種以上の医薬的に許容される賦形剤、担体、または希釈剤を含む医薬組成物において投与できる。正確な成分は、好ましい投与経路に基づいて異なり得る。医薬組成物中において使用される賦形剤は、特定の投与経路(たとえば、静脈内、局所、皮下、または筋肉内)を意図したポリペプチドの好適化、ポリペプチドの安定性の増大、目的の組織(たとえば、筋肉または皮膚)の浸透の増大、特定の部位における滞留時間の増大、溶解度の増大、ポリペプチドの有効性の増大、および/または投与と同時に起こる炎症反応の低減によって、さらなる機能をポリペプチドに提供し得る。
組成物は、可溶化剤、乳化剤、または分散剤と共に医薬組成物中に含まれ得る。可溶化剤は、少なくとも約2mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、または20mg/mLを超える高濃度の融合ポリペプチド溶液を実現することができる。水性医薬組成物中におけるカルボマーは、乳化剤および粘度調節剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、カルボマーを含み得る、またはこれからなり得る。カルボマーは、カルボマー910、カルボマー934、カルボマー934P、カルボマー940、カルボマー941、カルボマー1342、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。水性医薬組成物中におけるシクロデキストリンは、可溶化剤および安定化剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、シクロデキストリンを含み得る、またはこれからなり得る。シクロデキストリンは、アルファシクロデキストリン、ベータシクロデキストリン、ガンマシクロデキストリン、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。医薬組成物中におけるレシチンは、可溶化剤としての役割を果たし得る。可溶化剤は、レシチンを含み得る、またはこれからなり得る。医薬組成物中におけるポロキサマーは、乳化剤、可溶化剤、および分散剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、ポロキサマーを含み得る、またはこれからなり得る。ポロキサマーは、ポロキサマー124、ポロキサマー188、ポロキサマー237、ポロキサマー338、ポロキサマー407、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。医薬組成物中におけるポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは、乳化剤、可溶化剤、界面活性剤、および分散剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを含み得る、またはこれからなり得る。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは、ポリソルベート20、ポリソルベート21、ポリソルベート40、ポリソルベート60、ポリソルベート61、ポリソルベート65、ポリソルベート80、ポリソルベート81、ポリソルベート85、ポリソルベート120、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。医薬組成物中におけるステアリン酸ポリオキシエチレンは、乳化剤、可溶化剤、界面活性剤、および分散剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、ステアリン酸ポリオキシエチレンを含み得る、またはこれからなり得る。ステアリン酸ポリオキシエチレンは、ステアリン酸ポリオキシル2、ステアリン酸ポリオキシル4、ステアリン酸ポリオキシル6、ステアリン酸ポリオキシル8、ステアリン酸ポリオキシル12、ステアリン酸ポリオキシル20、ステアリン酸ポリオキシル30、ステアリン酸ポリオキシル40、ステアリン酸ポリオキシル50、ステアリン酸ポリオキシル100、ステアリン酸ポリオキシル150、ジステアリン酸ポリオキシル4、ジステアリン酸ポリオキシル8、ジステアリン酸ポリオキシル12、ジステアリン酸ポリオキシル32、ジステアリン酸ポリオキシル150、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。医薬組成物中におけるソルビタンエステルは、乳化剤、可溶化剤、および非イオン性界面活性剤、および分散剤としての役割を果たす。医薬的に許容される賦形剤は、ソルビタンエステルを含み得る、またはこれからなり得る。ソルビタンエステルは、ラウリン酸ソルビタン、オレイン酸ソルビタン、パルミチン酸ソルビタン、ステアリン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。溶解性は、タンパク質担体によって達成され得る。タンパク質担体は、組換えヒトアルブミンを含み得る。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、安定性を増大させるように配合できる。ポリペプチドは、水性調製物では、分解を防止するために安定化させる必要がある場合がある。安定剤は、pHバッファー、塩、アミノ酸、ポリオール/二糖/多糖、リポソーム、界面活性剤、酸化防止剤、還元剤、またはキレート剤を含み得る。安定剤は、ポリオール/非還元糖を含み得る、またはこれらからなり得る。非還元糖は、スクロース、マンニトール、トレハロース、ラフィノース、スタキオース、キシリトール、デンプン、ベルバスコース、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。ポリペプチドは、安定性を増大させるために、リポソーム中に封入できる。安定剤は、リポソームを含み得る、またはこれからなり得る。リポソームは、ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)リポソーム、ホスファチジルコリン:コレステロール(PC:Chol)(70:30)リポソーム、もしくはジパルミトイルホスファチジルコリン:ジパルミトイルホスファチジルセリン(DPPC:DPPS)リポソーム(70:30)を含み得る、またはこれらからなり得る。非イオン性界面活性剤は、ポリペプチドの安定性を増大させることができる。安定剤は、非イオン性界面活性剤を含み得る、またはこれからなり得る。非イオン性界面活性剤は、ポリソルベート(たとえば、ポリソルベート80、ポリソルベート20)、アルキル糖アルキルエーテルおよびアルキルグリセリルエーテル、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル;ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。ポリペプチドは、安定剤としての組換えヒト血清アルブミンなどのタンパク質界面活性剤と共に配合できる。酸化防止剤または還元剤は、ポリペプチドの安定性を増大させることができる。安定剤は、酸化防止剤もしくは還元剤を含み得る、またはこれらからなり得る。還元剤は、ジチオトレイトール、エチレンジアミン四酢酸、2-メルカプトエタノール、トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。酸化防止剤は、メチオニン、アスコルビン酸、クエン酸、アルファトコフェロール、重亜硫酸ナトリウム、パルミチン酸アスコルビル、エリソルビン酸、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。キレート剤は、プロテアーゼの活性を低下させることによって、ポリペプチドを安定化することができる。安定剤は、キレート剤を含み得る、またはこれからなり得る。キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、エチレングリコール-ビス(β-アミノエチルエーテル)-N,N,N’,N’-四酢酸(EGTA)、金属複合体(たとえばZn-タンパク質複合体)、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。バッファー剤は、ポリペプチドの酸加水分解を低減することによって、ポリペプチドを安定化することができる。安定剤は、バッファー剤を含み得る、またはこれからなり得る。バッファー剤は、スクロースオクタ硫酸(sucrose octa-sulfate)、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ホウ酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、乳酸、3-(N-モルホリノ)プロパンスルホン酸(MOPS)、2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸(MES)、ヒドロキシメチルアミノメタン(トリス)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、もしくはこれらの組み合わせを含み得る、またはこれらからなり得る。
また、本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、たとえばコアセルベーション技術によってもしくは界面重合によって調製されたマイクロカプセル(たとえば、それぞれ、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン-マイクロカプセル、およびポリ-(メチルメタクリレート)マイクロカプセル)中に、またはコロイド状運搬系(たとえば、リポソーム、アルブミン小球体、マイクロエマルション、ナノ粒子、およびナノカプセル)中に、またはマクロエマルション中に封じ込め得る、またはこれらに結合させ得る。こうした技術は、Remington’s Pharmaceutical Sciences,第16版,Oslo,A.編(1980)中に開示される。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、抗炎症剤と共に配合し得るまたは運搬され得る。抗炎症剤は、コルチコステロイドを含み得る、またはこれからなり得る。コルチコステロイドは、ヒドロコルチゾン、コルチゾン、ベタメタゾン(Celestone)、プレドニゾン(Prednisone Intensol)、プレドニゾロン(Orapred、Prelone)、トリアムシノロン(Aristospan Intra-Articular、Aristospan Intralesional、Kenalog)、メチルプレドニゾロン(Medrol、Depo-Medrol、Solu-Medrol)、もしくはデキサメタゾン(Dexamethasone Intensol)を含み得る、またはこれらからなり得る。抗炎症剤は、非ステロイド系抗炎症剤(NSAID)を含み得る、またはこれからなり得る。NSAIDは、アスピリン、セレコキシブ、ジクロフェナク、ジフルニサル、エトドラク、イブプロフェン、インドメタシン、ケトプロフェン、ケトロラック、ナブメトン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピロキシカム、サルサラート、スリンダク、もしくはトルメチンを含み得る、またはこれらからなり得る。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、1種以上の医薬的に許容される賦形剤、担体、および希釈剤を含む静脈内投与に好適な医薬組成物中に含め得る。本開示に係るポリペプチドは、滅菌溶液中に懸濁して投与できる。溶液は、生物学的調製物の投与に一般的に使用されるものであり得て、たとえば、約0.9%のNaClまたは約5%のデキストロースを含む。さらに、溶液は、以下のうちの1種以上を含み得る:たとえば酢酸塩、クエン酸塩、ヒスチジン、コハク酸塩、リン酸塩、リン酸カリウム、重炭酸塩、およびヒドロキシメチルアミノメタン(トリス)などのバッファー;たとえばポリソルベート80(Tween 80)、ポリソルベート20(Tween 20)、およびポロキサマー188などの界面活性剤;たとえばグルコース、デキストロース、マンノース、マンニトール、ソルビトール、スクロース、トレハロース、およびデキストラン40などのポリオール/二糖/多糖;たとえばグリシン、ヒスチジン、ロイシン、もしくはアルギニンなどのアミノ酸;たとえばアスコルビン酸、メチオニンなどの酸化防止剤;または、たとえばEDTAもしくはEGTAなどのキレート剤。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、1種以上の医薬的に許容される賦形剤、担体、および希釈剤を含む筋肉内投与または皮下投与に好適な医薬組成物中に含め得る。筋肉内注射または皮下注射に好適な調製物は、生理学的に許容される滅菌された水性または非水性の溶液、分散液、懸濁液、またはエマルション、および、滅菌注射液もしくは分散液中に再構成できる滅菌粉末を含み得る。好適な水性および非水性の担体、希釈剤、溶媒、またはビヒクルの例は、エタノール、ポリオール(イノシトール、プロピレングリコール、ポリエチレン-グリコール、グリセリン、およびクレモフォールなど)およびこれらの好適な混合物、植物油(オリーブ油など)、ならびにオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルを含む。たとえば、レシチンなどの被覆剤を使用することによって、および分散液の場合には必要な粒子径を維持することによって、および界面活性剤を使用することによって、適切な流動性を維持する。また、皮下注射に好適な調製物は、保存剤、湿潤剤、乳化剤、および懸濁剤などの任意の添加剤も含有する。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせは、クリーム、ゲル、ペースト、軟こう、またはエマルションとして、局所的投与のために配合し得る。クリーム、ゲル、ペースト、軟こう、またはエマルション中の賦形剤は、ゼラチン、カゼイン、レシチン、アラビアゴム、コレステロール、トラガカントガム、ステアリン酸、塩化ベンザルコニウム、ステアリン酸カルシウム、モノステアリン酸グリセリル、セトステアリルアルコール、セトマクロゴール乳化ワックス、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油誘導体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ステアリン酸ポリオキシエチレン、コロイド状二酸化ケイ素、リン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、フタル酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、非結晶セルロース、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、トリエタノールアミン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、糖、およびデンプンを含み得る。
本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせと共に使用される賦形剤は、高濃縮調製物の保存、配合、または投与を可能とし得る。特定の実施形態において、高濃縮融合ポリペプチドは、1ミリリットルあたり少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、20、25、40、45、または50ミリグラム、またはそれ以上である。
本開示に係るポリペプチドおよび/または組成物は、投与前に、輸送/保存、凍結乾燥、および再構成できる。凍結乾燥したリガンド融合ポリペプチド調製物は、マンニトール、ソルビトール、スクロース、トレハロース、およびデキストラン40などの充填剤を含み得る。凍結乾燥した調製物は、ガラス製バイアル中に入れることができる。融合ポリペプチドは、配合時、再構成されていてもいなくても、特定のpH(一般的には7.0未満)に緩衝され得る。特定の実施形態において、pHは、4.5~6.5、4.5~6.0、4.5~5.5、4.5~5.0、または5.0~6.0であり得る。
キット
また、本明細書中にさらに記載されるのは、本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせのうちの1つ以上を適切な容器中に含み、かつ、使用説明書、希釈剤、賦形剤、担体、および投与デバイスから選択される1つ以上のさらなる構成要素を含む、キットである。
一態様において、本明細書中に記載されるのは、軟部組織または筋肉の疾患または障害の処置を調製する方法であって、1種以上の医薬的に許容される賦形剤、担体、または希釈剤と、本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせとを混合する工程を含む方法である。一態様において、本明細書中に記載されるのは、保存または輸送のための軟部組織または筋肉の疾患または障害の処置を調製する方法であって、本開示に係る1つ以上の抗体を凍結乾燥する工程を含む方法である。
本明細書中において開示される発明は、以下の実験の詳細からさらによく理解され得る。しかしながら、当業者であれば、記載される具体的な方法および結果は、以下添付の請求項中にさらに十分に記載されている本発明を説明するのみであるということを容易に理解し得る。特記しない限り、本開示は具体的な手順または材料などに限定されず、よってこれらは変動し得る。また、本明細書中において使用される専門用語は具体的な実施形態の説明のみを目的とするものであって限定を意図していないということも理解される。
実施例1 組換えタンパク質の発現および精製
異なるタグを有する遺伝子を持つ哺乳動物発現プラスミドを、CHO細胞中に一過性トランスフェクションした。遺伝子が発現してタンパク質が産生され、続いて、これが培地中に分泌された。培地中のタンパク質をポリアクリルアミドゲル上で可視化し、その活性をin vitro機能アッセイによって測定した。次いで、培地中の組換えタンパク質をアフィニティ精製した。精製したタンパク質をポリアクリルアミドゲル上で可視化して純度を評価し、in vitro機能アッセイによってアッセイしてその生物学的活性を調べた。
発現ベクターの作製:哺乳動物発現ベクターpmax Cloningを使用して、C末端に6×Hisタグ、StrepIIタグ、ならびにヒトIgG1およびIgG4 Fcタグをつけたベクターを作製した。分泌筋原性因子をコードするDNAフラグメントを、PCRによって、ヒトオープンリーディングフレーム(ORF)クローンから増幅し、続いて、タグをつけたベクター中に、In-Fusionクローニング技術(タカラバイオ社)によって挿入した。
分泌筋原性ポリペプチドの発現:分泌筋原性因子を持つ発現ベクターを、ExpiFectamine CHOトランスフェクションキット(サーモサイエンティフィック)を使用して、ExpiCHO-S細胞中に、1mlあたり6×10個の密度にて、一過性トランスフェクションした。18~22時間後、トランスフェクションした培養物中に、CHO feedおよびエンハンサーを添加した。次いで、発現したタンパク質を、24時間毎にSDS-PAGEによって監視して、最大の発現レベルを達成した。ほとんどの場合には、4日目に細胞培養物を回収して、細胞を遠心沈殿させた。上清を再び遠心沈殿させて、細胞片を除去した。分泌筋原性因子を含有する、清澄になった培養上清を、-80℃において保存した、または使用のために速やかに処理した。
分泌筋原性ポリペプチドの発現レベルの測定:改善された分泌筋原性因子の発現レベルを測定するために、以下の3通りのタンパク質分析技術を適用した: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)、ウェスタンブロッティング、および酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)。ウェスタンブロットを行なって、筋原性因子を特定した。ELISAを使用して、培養上清中の筋原性因子の絶対量を測定した。
作製した筋原性ポリペプチドの単離:培養上清中の、異なるタグをつけて発現させた筋原性因子を、異なる精製用培地を使用してアフィニティ精製した。Fc融合因子について、タンパク質A磁気ビーズ(GenScript)またはタンパク質Aメンブレンカラム(タカラバイオ社)のいずれかを使用して、Fc融合因子に特異的に結合させた。6×Hisタグ因子については、NTA-磁気ビーズ(NTA-magnetics beads;NEB)を使用して、因子を単離した。
実施例2 精製したIGF2-hFcmがヒト筋芽細胞の分化を増進させた
図1A:IGF2-hFcmをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。タンパク質Aメンブレンカラムによって、IGF2-hFcmをアフィニティ精製した。精製したIGF2-hFcmをヒト筋芽細胞の培養物中に96時間添加した。ミオシン重鎖(myosin heavy chain;MyHC)を免疫染色して、蛍光顕微鏡によってイメージングした。精製したIGF2-hFcmで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合は、ビヒクルコントロールで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
Figure 2023512423000002
実施例3 IGF2-LhFc4がヒト筋芽細胞の分化を増進させた
図1B:IGF2-LhFc4をコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。タンパク質Aメンブレンカラムによって、IGF2-LhFc4をアフィニティ精製した。精製したIGF2-LhFc4をヒト筋芽細胞の培養物中に96時間添加し、培地交換を毎日行なった。ミオシン重鎖(MyHC)を免疫染色して、蛍光顕微鏡によってイメージングした。精製したIGF2-LhFc4で処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合は、ビヒクルコントロールで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
Figure 2023512423000003
実施例4 精製したHSA-L-IGF2R61A ヒト筋芽細胞の分化
図2A:HSA-L-IGF2R61Aをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。タンパク質Aメンブレンカラムによって、HSA-L-IGF2R61Aをアフィニティ精製した。精製したHSA-L-IGF2R61Aをヒト筋芽細胞の培養物中に96時間添加し、培地交換を毎日行なった。ミオシン重鎖(MyHC)を免疫染色して、蛍光顕微鏡によってイメージングした。精製したHSA-L-IGF2R61Aで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合は、ビヒクルコントロールで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
Figure 2023512423000004
実施例5 IGF2およびIGF2受容体がヒト筋芽細胞において発現する
若齢(17~21歳の白人男性)および老化(68~69歳の白人男性)ヒト筋芽細胞の細胞株におけるIGF2(図2B)およびIGF2受容体(図2C)RNASeq発現についての棒グラフおよび定量表。増殖培地(GM)または融合培地(FM)中で筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地を添加した。平均±SEM。n=6。発現をFPKMとして表す。有意なp値(若齢GM~老化GM:3.54E-04)。
図2B
Figure 2023512423000005
図2C
Figure 2023512423000006
実施例6 酪酸ナトリウムが筋融合を増大させる
マウス筋芽細胞を、PBSまたは濃度0.1nM、1nM、および10nMの酪酸ナトリウムにて処置した。筋芽細胞を48時間培養し、24時間毎に新しい培地を添加した。細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。未処理の筋芽細胞と比較すると、酪酸ナトリウム1nMで処理した細胞は、図3A中に示されるように、融合率が増大した。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
図3A:ビヒクルとの比較における酪酸ナトリウム(NaBut)に応答した融合指数についての棒グラフ。示された用量のNaButの存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびNaButを添加した。平均±S.D.。また、融合指数およびp値についての表定量を示す。(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~5)
Figure 2023512423000007
実施例7 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させる
PBS(ビヒクル)、IGF2(15ng/mL)、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムのいずれかにて、ヒト筋芽細胞を処理した。24時間毎に新しい培地を添加した。96時間後、細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。eMyHc陽性細胞の総面積を分析し、処理した細胞を、ビヒクル単独で処理した細胞と比較した。IGF単独で処理した細胞と、IGF2および酪酸ナトリウムで細胞を処理した2通りの条件とは、分化量が有意に増加した。IGF2単独で処理した細胞と比較して、1nMおよび100nMの酪酸ナトリウムおよびIGF2で処理した細胞におけるeMyHC細胞の総面積が有意に増加した。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
図3B:ビヒクルとの比較における酪酸ナトリウム(NaBut)に応答したマウス筋芽細胞の融合指数についての棒グラフ。示された用量のNaButの存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびNaButを添加した。平均±S.D.。融合指数およびp値についての表定量を示す。(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~5)。有意なp値(ビヒクル~IGF2:0.015ug/mL:6.33E-06、ビヒクル~NaBut:1nM IGF2:0.015ug/mL:1.79E-11、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.015ug/mL:1.79E-11)
図3Bについてのデータの表
Figure 2023512423000008
図3C IGF2(15ng/mL)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性ヒト筋芽細胞の面積%の棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地およびBMP7を添加した。平均±S.D.。(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~12)
図3Cについてのデータの表
Figure 2023512423000009
実施例8 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させる
PBS(ビヒクル)、IGF2(15ng/mL)、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムのいずれかにて、ヒト筋芽細胞を処理した。24時間毎に新しい培地を添加した。48時間後、細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。図4A中においてみられるように、eMyHc陽性細胞の総面積を分析し、処理した細胞を、ビヒクル単独で処理した細胞と比較した。0.03ug/mLのIGF2またはIGF2と酪酸ナトリウムとの組み合わせで処理した筋芽細胞は、ビヒクル単独で培養した細胞と比較した場合に、eMyHC陽性面積における有意な増加を示した。
図4A:ビヒクル(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性老化ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)の面積%の棒グラフ。示された用量の因子の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~IGF2:0.03ug/mL:1.42E-08、ビヒクル~NaBut:1nM IGF2:0.03ug/mL:1.79E-11、ビヒクル~NaBut:10nM IGF2:0.03ug/mL:1.80E-11、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.03ug/mL:1.79E-11)。図4B IGF2(15ng/mL)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)の面積%の棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(IGF2~NaBut:1nM IGF2:0.03ug/mL:1.88E-3、ビヒクル~NaBut:10nM IGF2:0.03ug/mL:4.80E-3、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.03ug/mL:1.87E-3)(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~12)
図4Aについてのデータの表
Figure 2023512423000010
IGF2および酪酸ナトリウムの組み合わせで処理した筋芽細胞を、IGF2単独で処理した細胞と比較した。図4Bおよび表12中に示されるように、IGF2単独で処理した細胞と比較して、組み合わせで処理したすべての細胞では有意に増加した。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
図4Bについてのデータの表
Figure 2023512423000011
実施例9 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞においてMYOGの発現を増大させる
図5A FM(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞における筋原性遺伝子発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(BMP7 50ng/mL、ブチレート100nM、IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(FM~IGF2:4.94E-04、FM~IGF2_NaBut:6.53E-03)(p<0.01) MYF5、MYOD1、およびMYOGの平均およびp値の表(n=3)。
図5Aについてのデータの表
Figure 2023512423000012
実施例10 軟骨細胞および骨細胞上にIGF2受容体が発現する
図6A:IGF2受容体が軟骨関連細胞上に発現することを示す棒グラフ。データはRamilowsky et al, Nature 2015から得られる。
図6AのRNA発現についてのデータの表(TPM)
Figure 2023512423000013
実施例11 IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)において増殖および融合を増進させる
図7A EdU陽性ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)%についての棒グラフ、および図7B IGF2に応答したMyHCの面積%。筋芽細胞を、増殖のために72時間、融合のために96時間培養した(示される因子の存在下)。平均±S.D.。平均±SD。有意なp値(EdU:ビヒクル~IGF2:6.8E-3、%eMyHC面積:ビヒクル~IGF2:1.9E-4)(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~6)。
図7Aについてのデータの表
Figure 2023512423000014
図7Bについてのデータの表
Figure 2023512423000015
実施例12 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)においてMYH3、CKM、およびATP1B1の発現を増大させる
図8A ビヒクルとの比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるMYH3およびCKM発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(MYH3:ビヒクル~IGF2:1.13E-03、CKM:ビヒクル~IGF2:7.67E-03) 図8B FM(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるATP1B1発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~IGF2:3.11E-05)(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3)。
図8Aについてのデータの表
Figure 2023512423000016
図8Bについてのデータの表
Figure 2023512423000017
実施例13 IGF2/NaBの全身投与が、老化により誘発される筋機能不全から保護する
図9A:IGF2(50ug/kg)またはNaB(1.2g/kg)、IGF2/NaB(150ug/kg、1.2g/kg)またはビヒクル(PBS)の皮下注射を、21~24ヶ月齢のマウスに14日間投与した。13日目および14日目に筋肉機能を評価した。(図9B) 13日目に評価した握力。第1のグラフ 図9Bは両肢の握力を示す、****p<0.0001、**p=0.0043、**p=0.001(One-way ANOVA、多重比較)。図9C) 前肢の力、****p<0.0001、p=0.0368、p=0.0187(One-way ANOVA、多重比較)。図9D) 2分毎に速度が2m/分ずつ徐々に増加するように設定した誘導性トレッドミルランニングモデル(induced treadmill running model)を使用して、14日目にトレッドミル成果を測定した。走行距離が示される。***p=0.0005、p=0.0459、****p<0.0001(One-way ANOVA、多重比較) 図9E) 疲弊化までの時間 ***p=0.0002、**p=0.0024(One-way ANOVA、多重比較) 図9F) 最大速度 ***p=0.0004、**p=0.0013 図9G) 仕事(kj) **p=0.0026、**p=0.0035(One-way ANOVA、多重比較)。
実施例14 IGF2/NaBの全身投与は安全である
図10A) ビヒクルまたはIGF2/NaBの皮下注射を、21ヶ月齢マウスに14日間投与し、血液および血清を採取して、全血球数と肝臓、腎臓、および膵臓の機能のための代謝パネルとを評価した。図10B~図10E) 測定した37のリードアウトのうちの4つの代表的なグラフであって、白血球細胞数(独立t検定、p=0.8020)、アルブミン濃度(独立t検定、p>0.9999)、クレアチニン濃度(独立t検定、p=0.5490)、およびカルシウム濃度(独立t検定、p=0.811)を示す。
実施例15 IGF2/Butの全身投与が、デキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護する
図11A) デキサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)を、IGF2/NaB(150ug/kg、1.2g/kg)またはビヒクル(PBS)の皮下注射と同時に、12週齢のマウスに14日間投与した。13~14日目に筋肉機能を評価した。13日目に握力を評価した、グラフは、13日目に測定した両肢の力(図11B)と両肢の比力(図11C)とを示す。両肢の比力は、重量(g)に対する両肢の力(mN)の比率として計算した、***p=0.0003、***p=0.0004(独立t検定)。図11D) 13日目に握力を評価した、グラフは、13日目に測定した前肢の力(図11D)と前肢の比力(図11E)とを示す。前肢の比力は、重量(g)に対する前肢の力(mN)の比率として計算した、**p=0.0012、***p=0.0005(独立t検定)。図11F) 15日目に、マウスを安楽死させて、組織学的分析のためにTAを採取した、グラフは、SMASHソフトウェアを使用して評価した筋線維サイズ分布を示す。**p=0.054、p=0.037、および****p<0.0001(2-way ANOVA、多重比較)。
実施例16 BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発する
図12A) BMP7に応答したEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびBMP7を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~BMP7 0.025ug/mL:1.21E-07、ビヒクル~BMP7 0.075ug/mL:8.05E-07、ビヒクル~BMP7 0.2255ug/mL:3.37E-03、ビヒクル~BMP7 0.9ug/mL:4.99E-02)。図12B) BMP7に応答したEdU陽性ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)%についての棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を72時間培養した。細胞にEdUを4時間適用した後、固定した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~BMP7 1.56ng/mL:0.04)。(ウェルチの片側T検定によりp<0.05、n=2)
図12Aについてのデータの表 BMP7マウス筋芽細胞増殖
Figure 2023512423000018
図12Bについてのデータの表 BMP7ヒト筋芽細胞増殖
Figure 2023512423000019
実施例17 ロイシンがBMP7の分裂促進活性を増大させる
図13A) ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養し、続いて2時間のEdU適用の後、固定した。平均±S.D.。有意なp値(FM~BMP7:0.008ug/mL:3.17E-02、FM~ロイシン:300uM BMP7:0.008ug/mL:2.77E-03、FM~ロイシン:100uM BMP7:0.008ug/mL:3.72E-05、FM~ロイシン:900uM BMP7:0.008ug/mL:2.52E-03)。(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~6)
実施例18 ヒアルロン酸(HA)がBMP7の分裂促進活性を増大させる
図14A:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養した。EdU適用および固定。平均±S.D.。(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=2~6)
実施例19 BMP7受容体がヒト筋芽細胞において発現する
図15A:若齢および老化ヒト筋芽細胞(68~69歳の白人男性)細胞株におけるBMP7受容体RNASeq発現についての棒グラフ。筋芽細胞を融合培地中において96時間培養した。24時間毎に新しい培地を添加し、続いてRNA抽出およびシーケンシングを行なった。平均±SEM。n=3。発現をFPKMとして表す。
実施例20 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理
図16A:BMP7受容体が軟骨関連細胞上に発現することを示す棒グラフ。データはRamilowsky et al., Nature, 2015から得られる。
実施例21 FGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させる
図17A) 空のコントロールプラスミドまたはFGF17-hFcmをコードするプラスミドのいずれかにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収して、マウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用の後、固定した。FGF17-hFcmを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、ビヒクルコントロールまたは空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清のいずれかで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。図17B) FGF17-hFcmをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収し、タンパク質AメンブレンカラムによってFGF17-hFcmをアフィニティ精製した。精製したFGF17-hFcmをマウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。精製したFGF17-hFcmで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図17Aについてのデータの表
Figure 2023512423000020
図17Bについてのデータの表
Figure 2023512423000021
実施例22 :FGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善した
図18A:FGF17-hFcmまたはその変異体をコードするプラスミド(FGF17d181-216-hFcm、FGF17d204-216-hFcm、FGF17R204QK207Q-hFcm)で一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清のSDS-PAGE。発現したFGF17-hFcmタンパク質および変異タンパク質を、白色矢印で示した。図18B) 異なるFGF17をコードするプラスミドで一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清をマウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。野生型FGF17-hFcmまたは変異FGF17-hFcm(AA204-216欠失変異体およびR204QK207Q点変異変異体)を発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図18B
Figure 2023512423000022
実施例23 FGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善した
図19A) FGF17-hFcmまたはその変異体をコードするプラスミド(FGF17d197-216-hFcm、FGF17K191AK193AS200A-hFcm)で一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清のSDS-PAGE。発現したFGF17-hFcmタンパク質および変異タンパク質を、白色矢印で示した。図19B) 異なるFGF17をコードするプラスミドで一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清を、マウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。野生型FGF17-hFcmまたは変異FGF17-hFcm(AA197-216欠失変異体およびK191AK193AS200A点変異変異体)を発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したマウス筋芽細胞よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図19B
Figure 2023512423000023
実施例24 ヒト血清アルブミン(Human serum albumin;HSA)融合FGF17は、培地中において、HSA融合タグを有さないFGF17よりも安定である
図20A HSA-FGF17およびFGF17を、培地中において、37度のCO2インキュベータでインキュベートした。異なる時点(0、1、3、5、および7日目)に、アリコートを取って、-80度において保存した。マウス筋芽細胞のin vitro増殖アッセイによって、各サンプルの活性を評価した。増殖アッセイからの各時点での核の数を、0日目の核の数で標準化した。
実施例25 マウス筋芽細胞におけるFGF17による筋原性遺伝子発現の差次的誘発
リアルタイムqPCRにより監視した、マウス筋芽細胞株における、ビヒクル(FM)に応答した筋原性遺伝子のRNA発現(FMに対する倍率変化)。筋芽細胞を、融合培地中において48時間培養した。平均±SD。n=3。(Y、Z) ヒト筋芽細胞におけるFGF17による筋原性遺伝子発現の差次的誘発。老化ヒト筋芽細胞株におけるFMまたはrh-FGF17に応答した筋原性遺伝子のRNA発現(FM(融合培地(DMEM+2%ウマ血清))に対する倍率変化)の定量表(リアルタイムqPCRによる)。筋芽細胞をFM中において(B)48時間または(C)72時間培養した。平均±SD。n=3。
Figure 2023512423000024
実施例26 FGF17受容体がヒト筋芽細胞において発現する
図21A:若齢および老化ヒト筋芽細胞株におけるFGF17受容体RNASeq発現についての棒グラフ。筋芽細胞を融合培地中において96時間培養し、24時間毎に新しい培地を添加し、続いてRNA抽出およびシーケンシングを行なった。平均±SEM。n=3。発現値はFPKMとして報告される。
Figure 2023512423000025
実施例27 ヘパリンがFGF17の分裂促進活性を増大させる
図22A:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。%EdUおよびp値についての表定量(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~6)
Figure 2023512423000026
実施例28 ヒアルロン酸(HA)がFGF17の分裂促進活性を増大させる
図23:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。%EdUおよびp値についての表定量が示される。(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=2~6)
Figure 2023512423000027
実施例29 デキストラン硫酸(DS)がFGF17の分裂促進活性を増大させる
図24A:各条件について比較した総EdU陽性マウス筋芽細胞についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±標準偏差(SD)。1視野あたりのEdU数およびマウスアッセイについてのp値(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=3~6、相乗値が1よりも小さいことが効果のエビデンス)についての表定量。図24B) 各条件についての総EdU陽性ヒト筋芽細胞についての棒グラフ。示される因子の存在下において筋芽細胞を72時間培養し、続いて4時間のEdU適用および固定を行なった。24時間毎に新しい培地および因子を添加した。平均±標準偏差(SD)。EdU陽性数およびヒトアッセイについてのp値(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=3~6、相乗値が1よりも小さいことが効果のエビデンス)についての表定量。
図24Aについてのデータの表
Figure 2023512423000028
図24Bについてのデータの表
Figure 2023512423000029
実施例30 BaCl2損傷高齢マウスモデルにおいてFGF17の筋肉内投与が筋肉の再生を増進させた
図25A) 実験の全体像。1.2%のBaCl2(7ul/TA)の筋肉内注射を使用して、78週齢のマウスのTAにおいて化学的損傷を発生させた。筋損傷させて2時間後および48時間後に、FGF17(500ng/mL)を筋肉内注射にて投与した。図25C) 損傷面積1mm^2あたりの新たに再生した線維の数として計算した再生指数の定量化。再生した線維は、中心核を有する線維として特定した、****p<0.0001(独立t検定)。図25D) 線維化面積の割合として計算した線維化指数を示すヒストグラム。p=0.0186(独立t検定)。
実施例31 FGF17の全身投与が、デキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護する
図26A) 実験の全体像および群。デキサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)を、FGF17(0.5mg/kg)の皮下注射と同時に、12週齢のマウスに20日間投与した。21日目に筋肉重量を評価した。7、13、および21日目に前肢の握力および両肢の握力を測定した 図26B) ビヒクルからの割合変化として示される、初期体重に対するTA筋重量。***p=0.0005、p=0.0499。図26C) 21日目に測定した前肢の力、ヒストグラムは、重量(g)に対する前肢の力(N)の比率として計算した前肢の比力を示す、p=0.0458、**p=0.0014 図26D) 重量(g)に対する両肢の力(N)の比率として計算した、21日目に測定した両肢の力 ***p=0.001 p=0.0102。Tukeyの方法により多重比較のためにOne way Anova補正したものを使用して、データを比較した。
実施例32 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理、ならびにFGF17による軟骨細胞増殖の誘発
RNA発現は、FGF17受容体が軟骨関連細胞上に発現したことを示す。 図27A) FGF17に応答したEdU陽性ヒト軟骨細胞%についての棒グラフ定量。示された用量のFGF17の存在下において、軟骨細胞を48時間培養した。ポジティブコントロールとしてFGF18を0.1ug/mL添加した。新しい培地およびFGF17を24時間毎に添加した。EdU陽性軟骨細胞%およびp値の表が示される。平均±S.D.。(Tukey Honest Significant Difference T-testによりp<0.05、n=2~3)
表 FGFR1のRNA発現(TPM)
Figure 2023512423000030
図27Aについてのデータの表
Figure 2023512423000031
実施例33 in vitroにおける筋原性活性測定アッセイ
マウス筋芽細胞増殖アッセイ
個体の組織前駆細胞からの再生の低下は年齢または疾患に関する機能不全の顕著な特徴であるため、組織前駆細胞における分裂促進能力を測定するアッセイは、処理の成功可能性のリードアウトとしての役割を果たす。処理したマウスまたはヒトの筋肉前駆細胞の増大した増殖率、分化の度合い、および細胞生存を測定することによって、病気、損傷を有している、または早すぎる組織減少、消耗、もしくは衰弱を導く遺伝子障害もしくは発育障害を有している個体の処置において、治療用に使用できる可能性のある再生因子についての、良好な基準を提供できる。
マウス増殖培地(マトリゲル被覆プレート(マトリゲル:PBS 1:300)上のHam’s F-10(Gibco)、20%ウシ増殖血清(Hyclone)、5ng/mL FGF2、および1%ペニシリン-ストレプトマイシン、37℃、5%CO2)中において、マウス筋肉前駆細胞(初期継代筋芽細胞)を培養および増殖させた。実験条件について、細胞を、マウス融合培地(DMEM(Gibco)+2%ウマ血清(Hyclone))中に、1ウェルあたり培地250~500μLを入れたマトリゲル被覆8ウェルチャンバースライド(マトリゲル:PBS 1:100)上にて、1ウェルあたり細胞40,000個で播種した。播種して1時間後に、50%の各培地にてマウス筋芽細胞を処理し、上記条件において、37℃、10%CO2インキュベータ内にて、マウス筋芽細胞を24時間培養した。DMSO中のBrdU(300μM)を2時間添加した後、冷70%エタノールで固定して、染色するまで4℃で保存した。
再生指数の定量
PBS+0.25%Triton X-100中において透過化した後、抗原賦活化を行なった。マウス抗胚ミオシン重鎖(eMyHC、ハイブリドーマクローン1.652、Developmental Studies Hybridoma Bank)およびラット抗BrdU(Abcam社 ab6326)に対する種特異的モノクローナル抗体を含む一次抗体を用いて、一次染色を行なった。フルオロフォア結合種特異的抗体(ロバ抗ラット488、#712-485-150;ロバ抗マウス488、#715-485-150)を用いた二次染色。ヘキスト染色によって核を可視化する。ヘキスト染色を使用して細胞数を計数し、BrdUおよびeMyHCについて陽性である細胞の割合を表にして報告した。
FGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させる。
空のコントロールプラスミドまたはFGF17-hFcmをコードするプラスミドのいずれかにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収して、マウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用の後、固定した。FGF17-hFcmを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、ビヒクルコントロールまたは空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清のいずれかで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
FGF17-hFcmをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収し、タンパク質AメンブレンカラムによってFGF17-hFcmをアフィニティ精製した。精製したFGF17-hFcmをマウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。精製したFGF17-hFcmで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
実施例34 再生促進因子についての筋原性遺伝子プロファイリング
筋原性因子Pax7、Myf5、Myod1、およびMyogの発現は、筋肉前駆細胞の機能状態についての重要な指標である。Pax7およびMyf5を上方制御する因子は増殖性の前駆細胞の賦活化を示し、Myod1およびMyogの上方制御は筋線維再生を示唆する。これらの遺伝子の発現のリードアウトは、本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含む任意の所与のポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせが成功する可能性を提供し得る。因子で処理したマウスまたはヒト筋肉前駆細胞において筋原性遺伝子を測定することによって、損傷を有している、または早すぎる組織減少、消耗、もしくは衰弱を導く遺伝子障害もしくは発育障害を有している個体の処置のための治療効果についての良好な特徴づけが提供され得る。また、コントロールとして、このアッセイを、分化細胞により条件付けした培地中で培養した分化細胞から精製したタンパク質について(結果として、筋芽細胞の増殖はなかった)、または精製したヘパリン結合画分についても行い得る。
各ウェルからRNAを単離し(RNeasy Mini Kit、Qiagen)、逆転写(High Capacity Reverse Transcription Kit、Thermo Fisher Scientific)によってcDNAを得た。QuantStudio3(Thermo Fisher)を使用して、リアルタイム定量PCRを行なった。
ウェルプレート中で老化ヒト筋芽細胞を培養した。異なる培地を用いて細胞を培養した結果、筋原性遺伝子発現が差次的に誘発された。表4中に示されるように、すべての因子が、融合培地中において培養した細胞と比較して、48時間および72時間において少なくとも1つの筋原性受容体遺伝子における変化をもたらした。IGF2と共に培養した細胞では、48時間でMYOGのレベルが、72時間でMYODのレベルが増加した。
表4:IGF2と共に培養した筋芽細胞における筋原性転写因子の倍率変化増加
Figure 2023512423000032
ヒトまたはマウス前駆細胞における筋原性遺伝子のプロファイリング
筋原性活性試験のために、上述されるとおりに、ヒトまたはマウス筋肉前駆細胞を播種および培養し得る。播種して1時間後に、筋芽細胞を各因子で処理し得る。筋芽細胞を分析してPax7、Myf5、Myod1、およびMyogの発現について調べることによって、FGF17、IGF2、またはBMP7アミノ酸配列を含むポリペプチドでの処理の再生効果を特徴づけ、また、試験を行うことによって、異種ポリペプチドからのアミノ酸配列、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせの効果を特徴づけ得る。
実施例35 幹細胞分泌因子についてのin vivo試験
複数のin vivo筋変性モデルについて試験し得る。本明細書中において記載される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせがin vitroモデルにおいて再生特性を有することから、これらのin vivoモデルは、完全な臓器系のコンテクストにおいて、類似する再生効果および増殖効果を示し得る。
急性損傷モデル
実験群は、C57BL/6J雄マウス(N=18)、若齢が12~13週齢(3ヶ月齢)マウス(n=6)、老化が77~78週齢(18ヶ月齢)マウス(n=12)であり得る。in vitroアッセイにおいて特定および実証した任意の単一因子、または、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせについての試験に、この設計を使用し得る。
0日目に、マウスを計量し、右および左の両後肢の前脛骨(Tibialis anterior、TA、0日目)中に、塩化バリウム(BaCl、10μL、生理食塩水中に1.2%w/v、Sigma-Aldrich)の局所的注射によって、筋損傷を与え得る。TA損傷後肢部位中へのBaClの後、ビヒクルまたは因子A(0.1mg/kg)の注射を筋肉内に同時投与し得て、再び、48時間後である2日目に、TA損傷後肢部位中に投与(筋肉内)し得る。また、これも2日目に、右および左の両後肢の腓腹筋(Gastrocnemius、GA、2日目、筋肉内)中に、BaCl(Ctx、10μL、生理食塩水中に1.2%w/v、Sigma-Aldrich)を注射した。TA後肢部位中へのBaCl2の後、損傷後に、ビヒクルまたは因子の注射を順次投与(筋肉内)し得て、再び、48時間後である4日目に、GA損傷後肢部位中に投与(筋肉内)し得る。増殖細胞を標識するために、ブロモデオキシウリジン(bromodeoxyuridine;BrdU)を1日1回3日間(2~4日目)投与し(100mg/kg、腹腔内)、その後、犠牲死させた。
5日目に動物を犠牲死させ得て、動物の重量を記録し、続いて、心臓穿刺によって最終血(terminal blood)0.5mlを採取し、これを処理して血漿として、80℃において保存し得る。次いで、1×PBSを用いて動物を灌流して、各後肢のGA/TA筋から皮膚を慎重に切開し、写真を撮る(刺激する前に)。GA筋またはTA筋を限定的に刺激した後、切除した組織を撮影、計量し、次いで、PBS中の25%スクロース中に4℃において4時間入れ、1×PBS中ですすぎ、Tissue-TEK OCT中に浸漬して、急速に凍結させた後、80℃において凍結状態で筋組織を保存する。凍結切片作製およびH&Eを行なって、筋損傷部位を適切に可視化できていることを確認し得た。新しい骨格筋線維からの筋組織組成、線維化組織、および脂肪(adipose、fat)を測定し得る。筋肉再生(中心に核を有する新しい筋線維の、1ミリメートルあたりの数として定義)、線維症(線維化瘢痕の面積として定義)、線維のサイズ(幅および面積として定義)、脂肪組織(筋肉を取り囲む脂肪の量によって定義)を測定することによって、再生のレベルを評価し得る。
サルコペニア/慢性投与モデル
表4中に示されるように、実験設計は、C57BL/6J雄マウス(N=18)、若齢が12~13週齢(3ヶ月齢)マウス(n=6)、老化が77~78週齢(18ヶ月齢)マウス(n=12)である。in vitroアッセイにおいて特定および実証した任意の単一因子または2種以上の因子もしくは相乗的小分子からなる複雑な混合物についての試験に、この設計を使用できる。
0日目に、マウスに、年齢に基づくパラメータのベースラインとして、以下のin vivo健康寿命(healthspan)測定を1日間かけて行ない得る:重量、回転ホイール成績、握力、および水平バー。各アッセイは、1つのアッセイについて1匹の動物に対して4回行なうべきである。これらの健康寿命アッセイは-1日目から繰り返し得る。-9日目に1日休ませた後、犠牲死させるまでの残りの実験期間にわたり、マウスに対してビヒクルまたは因子Aの1日1回の連日注射(0.1mg/kg)を開始し得る(-8~+5日目、投与日数13日間)。投与を開始して6日後の-4日目に、マウスに、健康寿命アッセイの繰り返しを行ない得る。犠牲死させる5日前の0日目に、マウスの右後肢のみの前脛骨(TA、0日目)中に、心臓毒(Ctx、10μg、Sigma-Aldrich)の局所的注射によって筋損傷を与え得る。次いで、2日目に、右後肢の腓腹筋(GA、2日目)に、心臓毒(Ctx、10μg、Sigma-Aldrich)を与え得る。2~4日目に、BrdU(100mg/kg、腹腔内)を1日1回3日間投与して、その後犠牲死させ得る。+5日目に、取り下げる前に、動物に対して、in vivo荷重負荷(incapacitance)アッセイを行ない得る。+5日目に、動物を犠牲死させ得て、動物の重量を記録し得る。心臓穿刺により0.5mlの血液を採取し得て、これを処理して血漿として、血漿サンプルを80℃において保存し得る。次いで、1×PBSを用いて動物を灌流し得る。各後肢のGA/TA筋から皮膚を慎重に切開し、写真を撮る(刺激する前に)。GA筋またはTA筋を限定的に刺激した後、筋肉を計量し得て、次いで、PBS中の25%スクロース中に筋肉を4℃において4時間入れ、次いで1×PBS中で筋肉をすすぎ、Tissue-TEK OCTを添加して、筋組織を80℃において凍結状態で保存し得る。凍結切片作製およびH&Eを行なって、筋損傷部位を適切に可視化できていることを確認し得る。鼠蹊部の白色脂肪組織(white adipose tissue;WAT)を慎重に切除して、計量し得る。
新しい骨格筋線維からの筋組織組成、線維化組織、および脂肪(adipose、fat)を測定し得る。筋肉再生(中心に核を有する新しい筋線維の、1ミリメートルあたりの数として定義)、線維症(線維化瘢痕の面積として定義)、線維のサイズ(幅および面積として定義)、脂肪組織(筋肉を取り囲む脂肪の量によって定義)を測定することによって、再生のレベルを評価し得る。処置中における動物の重量と、回転ホイールでの成績(速度、距離、持続時間)、握力、および水平バーでの成績を含む健康寿命アッセイとは、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせで全身に処置をした老化動物の表現型の結果を考慮に入れ得る。
8ヶ月齢(n=6WT、n=7 MPS IIIB)および10ヶ月齢(n=3WT、n=4 MPS IIIB)において、水平バー試験を、以前(Malinowska et al. 2010)に記載される通りに行ない得る。簡潔には、詰め物をした表面の上方320mmにある2つの支柱の間に、300mmの金属ワイヤ(直径2mm)を固定した。マウスにワイヤの中央を握らせて、落下するまでまたは端に達するまでの時間を記録し、2分後に試験を停止した。x秒でバーを横切った場合には240-xと記録し得て、バーに留まっている場合には120と記録し得て、y秒後にバーから落下した場合には値yと記録し得る。試験は練習として3回繰り返し得て、続いて10分間の休憩後に3回行ない得て、そのスコアを記録した。
また、動物は、より良好な健康寿命の結果を有し得る:減少した重量、脂肪組成、筋肉周りの瘢痕組織、増大した走行速度、持続時間、および距離、増大した握力、および向上した水平バー試験での成績。
遺伝性肥満筋ジストロフィーモデル
遺伝性肥満(ob/ob)マウスのTA筋中に、0日目にBaCl2を注射し得る。0日目および2日目に、マウス3匹をビヒクル単独で処置し得て、マウス3匹にhPSC因子を注射し得て、マウス3匹をFGF19(ポジティブコントロール)で処置し得る。5日目にマウスを安楽死させ得て、PBSを用いてTA筋を灌流し、切開し得る。次いで、筋肉を分析して再生指数および線維化指数について調べ得る。
萎縮モデル
実験設計として、C57BL/6J雄マウスに、ビヒクル(N=7)、デキサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)(N=6)、またはデキサメタゾン+処置品(N=6)を20日間にわたり毎日投与する。in vitroアッセイにおいて特定および実証した任意の単一因子または2種以上の因子からなる複雑な混合物についての試験に、この設計を使用できる。
21日目に、動物を犠牲死させて、動物の重量を記録する。心臓穿刺により0.5mlの血液を採取して、これを処理して血漿として、血漿サンプルを-80℃において保存する。1×PBSを用いて動物を灌流する。各後肢のGA/TA筋から皮膚を注意深く切開した後、写真を撮り、続いてGA筋またはTA筋を限定的に刺激し、筋肉を計量し、次いで-80Cにおいてイソペンタン中で急速に凍結させる。
筋肉の強さ、持久力、および機能を試験する方法
前肢および両肢の握力試験:30分間にわたって順化させた後、マウスを握力計に導入する。前肢の握力のためには、尾をもってぶら下げたマウスに、前肢のみでグリップバーを握らせる。両肢の測定のためには、マウスをグリッド上に置き、両肢でグリッドを握らせる。各マウスから生じた力を、5~6回の測定の平均として計算する。
肢部持久力試験:持久力試験よりも前に、マウスに、齧歯類用トレッドミル環境があることに気付かせて、1回10分の10m/分での練習を2回、それぞれ異なる日にさせることによって、慣れさせる。持久力試験のために、齧歯類用トレッドミルの個々のレーン内にマウスを入れる。疲弊化に達するまで、速度を2m/分で徐々に上げる。疲弊化は、2Hzのショックを強度5で3~5秒間かける通電グリル上にマウスが留まっていることとして定義する。
in vivo強縮力(tetanic force)測定:イソフルランの調節運搬を用いることにより、マウスは全工程にわたって麻酔されている。麻酔した後、動物を加温チャンバに載せ、Auroraフォーストランスデューサーのフットペダルに脚を固定する。特に坐骨神経を刺激するために2つの電極をつける。50、100、150、および200Hzを含む一連の刺激に応答して動物の後肢の足関節のねじれにより生じる力(直接の力ではなく)を測定する。
In situ強縮力測定:この実験は、Aurora force measurementを使用して行なう。マウスは全工程にわたって麻酔されている。前脛骨の周りの皮膚を小さく切開することでアキレス腱を露出させ、これを、外科的縫合によって、フックを介してAuroraフォーストランスデューサーにつなぐ。前脛骨上の2つの電極による50、100、150、および200Hzを含む一連の刺激に応答して筋肉によって生じた力を記録する。
実施例36 バイオアベイラビリティおよび薬物動態によりアッセイした、分裂促進性ポリペプチドのin vivo安定性
組織におけるバイオアベイラビリティ
治療用ポリペプチドのバイオアベイラビリティを、若齢マウス(10~12週齢)および高齢マウス(78週齢)の標的組織において評価し得る。この実験のために、若齢マウスのコホート1つ(10~12週齢、N=24)および高齢マウスのコホート1つ(78週齢、N=24)に対して、治療用組成物の皮下(SC)注射を1回行ない得る。4匹の若齢マウス(10~12週齢、N=6)および4匹の高齢マウス(78週齢、N=6)に対して、ビヒクルの皮下注射を1回行ない得て、コントロールとして使用し得る。各コホートからのマウス4匹を、30分、1時間、1.5時間、2時間、または4時間後に安楽死させ得る。各時点において、心臓穿刺によって採血し得て、続いて、前脛骨、腓腹筋、四頭筋、心臓、および横隔膜などの選択された組織を採取し得る。投与した治療用ポリペプチドの検出および定量を、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)によって検出し得る。治療用ポリペプチドのレベルを、ビヒクルを注射したマウスから採取したサンプルと比較することによって、組織レベルのバイオアベイラビリティを判断し得る。
作製した分裂促進性ポリペプチドの薬物動態
マウスの薬物動態(PK)は、薬物の吸収、分布、代謝、および体内からの排出に相当する。治療用ポリペプチドの薬物動態プロファイルを、若齢マウス(10~12週齢)および高齢マウス(78週齢)において判断し得る。この実験のために、若齢マウス(10~12週齢)および高齢マウス(78週齢)の両方において、皮下(SC)および静脈内(IV)注射を含む2通りの投与経路について調べ得る。各群について、5、15、30、60、90、および120分という6つの時点について、エンドポイントサンプリングまたは連続サンプリングを用いて評価し得る。各時点、各群、各経路について、少なくとも4匹の動物を使用し得る。作製した分裂促進性ポリペプチドの、サンプル中での濃度を、LC-MS/MSまたはELISAによって測定し得る。様々な薬物動態と、異なる経路での投与後の吸収/排出ダイナミクスとを計算し得る。
実施例37 再生因子についてのさらなる試験
FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせの組み合わせ作用経路についての機序的洞察を、細胞年齢についてのアッセイのパネルを確立してこれに対してスクリーニングすることによって得ることができる。アッセイは、細胞質およびミトコンドリアにおける反応性酸素種(ROS)の産生または耐性、テロメラーゼ活性の測定、リソソーム経路、オートファジー経路、およびプロテアソーム経路を介したプロテオスタシス能力の測定、エピジェネティックな再パターン形成、ならびに細胞エネルギーバランス(たとえば、ATP/ADP比率およびNAD/NADH比率)を含む。これらのアッセイの多くは、高スループット自動顕微鏡法を活用して、線維芽細胞、内皮細胞、間葉系幹細胞、および軟骨細胞を含む様々な細胞種に対してこれらの測定を行なうものである。総合的に、これらの測定項目は、ヘパリン結合hPSCセクレトームまたはその各成分が再生効果を発揮する経路と機序との両方についての情報を与え得る。これらのディーププロファイルベクトルは、因子の組み合わせへの合理的なアプローチと、機械学習予測とにとって、重要であり得る。
老化の顕著な特徴を改善する目的で細胞に対するセクレトームの効果を試験するために、単一細胞の高スループット自動イメージングおよび定量化による深い集団レベルの統計学の力の達成を使用できる。ヒトの線維芽細胞および上皮細胞、筋芽細胞、間葉系幹細胞、軟骨細胞、および神経前駆細胞における、若齢、老化、および老化+処理の細胞成分状態プロファイルを比較し得る。試験および方法のいくつかの例は、以下を含む。
エピジェネティック初期化:リプレッシブマークH3K9me3、ヘテロクロマチン関連タンパク質HRIγ、核ラミナ支持タンパク質LAP2α。
核膜フォールディング/小疱形成:核膜タンパク質ラミンA/Cの免疫蛍光。
タンパク質分解性活性:蛍光性タグキモトリプシン様基質の開裂は、プロテアソーム20Sコアパーティクル(core particle)活性に対応する。まず、PrestoBlue Cell Viability色素(Life Technologies)でウェルを10分間染色し得る。TECAN蛍光プレートリーダーを使用することにより、細胞数の尺度として、ウェルのシグナルを読み取り得る。次いで、細胞をHBSS/Ca/Mgで洗浄した後、キモトリプシン様蛍光発生基質LLVY-R110(Sigma)(これがプロテアソーム20Sコアパーティクルによって開裂する)を含有する元の培地に交換し得る。次いで、細胞を、37℃において5%CO2中で2時間インキュベートし得て、その後、TECAN蛍光プレートリーダーで再びシグナルを読み取り得る。次いで、PrestoBlue cell countによって読み取り値を標準化し得る。
オートファゴソームの形成:CellTracker Deep Red(Sigma)で染色することによって、オートファゴソームの数および体積を測定し得る。次いで、細胞を、37℃において5%CO2中で20分間インキュベートし得て、HBSS/Ca/Mgを使用して2回洗浄し、CellTracker Deep Red細胞標識化色素を使用して15分間染色し得る。次いで、Operetta High Content Imaging System(Perkin Elmer)を使用する単一細胞イメージングのために、細胞をHBSS/Ca/Mgに切り換え得る。
エネルギー代謝:ATPアッセイキット(ab83355、Abcam、ケンブリッジ、MA)を製造元の説明書に従って使用する比色分析によって、細胞中のATPを測定する。細胞を冷リン酸緩衝生理食塩水で洗浄し得て、ホモジナイズし、遠心分離して上清を集め得る。サンプルを3通り、アッセイバッファーを用いてローディングし得る。ATP反応混合物およびバックグラウンドコントロール(50μL)をウェルに添加して、暗所で30分間インキュベートする。OD570nmにおいて、SpectraMax M2e(モレキュラーデバイス社、サニーヴェール、CA)を使用して、プレートを読み取る。平均光学濃度を使用し、検量線を基準にして、細胞内ATP濃度を推定する。
ミトコンドリア活性:ミトコンドリア膜電位を測定するために、細胞をHam’s F10(血清なし、ペニシリン/ストレプトマイシンなし)で2回洗浄し得る。続いて、MuSCを、MitoTracker Green FM(Thermo Fisher、M7514)およびDAPIで37℃において30分間染色し得て、Ham’s F10で3回洗浄し得て、BD FACSAria IIIフローサイトメーターを使用することによって分析し得る。
ミトコンドリアROS測定。細胞をHBSS/Ca/Mgで洗浄し得て、次いで、MitoSOX(Thermo)(ミトコンドリアへと選択的にターゲティングされていて、スーパーオキシドにより酸化されると蛍光を発する、生細胞透過蛍光発生色素)を含有するHBSS/Ca/Mgに切り換え得る。細胞を、37℃において5%CO2中で10分間インキュベートし得る。次いで、細胞をHBSS/Ca/Mgで2回洗浄し得て、CellTracker Deep Redを使用して15分間染色し得る。最後に、新しいHBSS/Ca/Mg中において、Operetta High Content Imaging System(Perkin Elmer)を使用することにより、細胞をイメージングし得る。
栄養感知の制御不全(Deregulated Nutrient Sensing):SIRT1のレベルを測定し得る。
老化:老化関連ベータ-ガラクトシダーゼ染色を細胞中において測定し、PBSで2回洗浄し、次いで、PBS中の15%パラホルムアルデヒドを用いて6分間固定する。細胞をPBSで3回すすぎ得て、その後、X-gal発色基質(内在性ベータガラクトシダーゼにより開裂する)で染色し得る。乾燥を防止するために、プレートを染色溶液中に保持かつパラフィルム化し得て、環境中のCO2において37℃において一晩インキュベートし得る。翌日に、細胞をPBSで再び洗浄し得て、その後、ライカ明視野顕微鏡でのイメージングのために70%グリセリン溶液に切り換え得る。
細胞のセクレトーム:炎症性サイトカインプロファイルのための質量分析またはO-結合。
軟部組織の堆積:SOX9、MMP3、MMP13、およびCOL2A1発現(これの減少は、軟骨減少、疼痛、口唇裂、および関節破壊によって特徴づけられる)のための免疫蛍光。
実施例38 精製したIGF2-hFcmが筋芽細胞の分化を増進させた
IGF2-hFcmをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収し、タンパク質AメンブレンカラムによってIGF2-hFcmをアフィニティ精製した。精製したIGF2-hFcmをヒト筋芽細胞の培養物中に添加した。ミオシン重鎖(MyHC)を免疫染色し、蛍光顕微鏡によってイメージングした。染色されたMyHCを定量化した後、視野内において、染色されたチャネル中でバックグラウンドを超えて照射されたピクセルの割合として、MyHCの面積の割合を計算した。精製したIGF2-hFcmで処理したマウス筋芽細胞のEdUの割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したマウス筋芽細胞のEdUの割合よりも有意に高い。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
表5:IGF2が筋芽細胞の分化を増進させた
Figure 2023512423000033
この例においては、IGF2融合タンパク質が細胞増殖を誘発できることが見いだされた。IGF2融合タンパク質とHAPとはin vitro特性を共有しており、このことは、in vivo特性も共有し得ることを示唆する。
実施例39 in vitroにおけるIGF2組成物での筋ジストロフィーの処置のモデル化
筋ジストロフィー(MD)は、典型的には骨格筋の形成および安定化を担うタンパク質をコードする遺伝子における遺伝子変異によって生じる、様々な筋変性疾患を包含する。これらの遺伝子の変異によって表現型に生じる結果は、筋肉の量および強さにおける経時的かつ進行性の減少であり、これはサルコペニアの場合と類似するが、これを引き起こす原因は異なる。HAPはサルコペニックな筋肉における表現型の改善をもたらすため、MDのモデルにおいて類似する改善を調べるために試験した。
1型筋強直性ジストロフィー(hMD)(DMPK1遺伝子における変異によって引き起こされる筋ジストロフィー)を有する個体からのヒト筋肉前駆細胞の増殖および/または融合を増進させる能力について、IGF2をそれぞれ試験した。筋原性活性に及ぼすIGF2の効果を、予期される生理的レベルを中心としてその周りの広範囲の濃度にわたって、生物学的に3通りアッセイし、これは、hMD筋芽細胞に各因子を72時間添加し、培地交換を毎日行ない(DMEM+2%ウマ血清)、最初の培地交換時に因子の2回目の適用を行なうことによって行なった。72時間後または96時間後に、細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。キーエンスBZ-100を用いてウェルを4倍でイメージングし、Cell Profilerにおいて画像を定量し、統計をRで計算した。さらに、筋芽細胞からRNAを抽出して、qPCRにより定量した転写物の存在量を選択した。図7Aおよび図7Bは、IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)の増殖および分化をそれぞれ促進したことを示す。図8Aおよび図8Bは、IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるMYH3、CKM、およびATP1B1の発現を増大させたことを示す。
実施例40 治療用ポリペプチドの全身投与がサルコペニアを改善し、筋損傷から保護する
78週齢のマウスに、治療用ポリペプチドまたはビヒクル単独の皮下注射を14日間にわたって毎日投与する。IGF2は、100~1000μg/kgの濃度において注射する。いくつかの実験においては処置群には治療用因子を1種与え、その他の実験においては処置群に因子の組み合わせを与える。7日目に、前肢の握力および両肢の握力によって筋肉機能を評価する。12、13、および14日目に、群1および群2にBrdUを腹腔内注射する。13~15日目に、すべてのマウスの握力を評価し、持久力試験によって最大距離および最大速度および強縮力を調べる。
15日目に、群1および群2のマウスを安楽死させ、筋肉を分析して増殖および線維症のマーカーについて調べる。15日目に、1.2%のBaClの筋肉内注射(7ul/TA)を使用して、群3および群4のTA中に化学的損傷を生じさせる。群3および群4のマウスには、15~21日目に治療用ポリペプチドの皮下注射を継続する。また、これらには、19、20、および21日目に腹腔内にBrdU注射を行なう。21日目に、TA筋の試験を行なってin situ強縮力について調べる。TA筋を切開して、増殖および線維症の兆候について評価する。
実施例41 融合ポリペプチドの全身投与が誘発性筋萎縮を改善する
12週齢のマウスを3つの処置群に分ける:ビヒクルのみを注射する群1、デキサメタゾンを注射する群2、ならびにデキサメタゾンおよびIGF2融合ポリペプチドを注射する群3。デキサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)は、IGF2融合ポリペプチドの皮下注射と同時に、14日間投与する。
7日目に、前肢および両肢の握力についてマウスを評価する。13~15日目に、握力、in vivoにおける強縮力についてマウスを評価し、トレッドミル持久力試験を行なって最大速度および最大距離を調べる。
実施例42 IGF2融合ポリペプチドの全身投与は遺伝性肥満マウスにおいて筋萎縮を改善することが予測される
13週齢の遺伝性肥満マウス(ob/ob)に、IGF2融合ポリペプチドを皮下に14日間注射し得る。7日目に、前肢および両肢の握力を測定し得る。12、13、および14日目に、BrdUを注射する。13、14、および15日目に、前肢および両肢の握力ならびにin vivoにおける強縮力を試験し得て、最大距離および最大速度を調べるために持久力試験を行なう。14日目に、マウスを安楽死させ得て、TA筋を切開し得る。筋肉重量および増殖を分析し得る。
実施例43 IGF2融合ポリペプチドの全身投与は70週齢のmdxマウスにおいてジストロフィーの特徴を改善または減速させることが予測される
処置が必要な別のクラスのヒトミオパチーは、遺伝子異常により誘発される筋ジストロフィーであり、その中でも、デュシェンヌ型筋ジストロフィーは、稀ではあるが死亡に至るものである。高齢の遺伝性ジストロフィー(mdx)マウス(15ヶ月齢を超える)は、ヒトデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)と類似する特徴を示し、とりわけ、筋肉再生の低下が筋肉消耗を導く。IGF2融合ポリペプチドでの処置によって、高齢mdxマウスのジストロフィーの特徴を改善できる。順化期間中に、重量、前肢および両肢の握力、ならびにin vivoにおける強縮力を評価して、各マウスについてベースラインの強さを調べ得る。70週齢のジストロフィーマウス(mdx)に、IGF2融合ポリペプチドを皮下に14日間注射する。7日目に、前肢および両肢の握力を測定する。12、13、および14日目に、BrdUを注射する。13、14、および15日目に、前肢および両肢の握力ならびにin vivoにおける強縮力を試験し、最大距離および最大速度を調べるために持久力試験を行なう。右の前脛骨および腓腹筋を採取し得て、Tissue-TEK OCT中に浸漬し、次いで、液体窒素中で予備冷却しておいた冷イソペンタン浴中で急速に凍結させて、-80℃において保存し得る。組織を切片化し得て、ラミニンを染色して筋線維の断面積(cross sectional area;CSA)を調べ、eMyHCを染色して新しい線維の形成を測定し、BrdUを染色して増殖率を評価し得る。左の前脛骨および腓腹筋を採取し得て、液体窒素中で急速に凍結させて、qPCRおよびウェスタンブロットを含む分子分析を行ない得る。
IGF2は10~200ug/kgの濃度において有効であることが予測される。
実施例44 IGF2融合ポリペプチドの全身投与は6週齢のマウスにおいてジストロフィーの特徴を改善することが予測される
3~6週齢において、mdxマウスの骨格筋に重症の壊死を与えると、これに続いて衛星細胞の活性化が増大して筋肉再生が増進される。本明細書中において記載されるIGF2融合ポリペプチドでの処置は、再生プロセス、よって筋肉の健康状態を改善できる。順化期間中に、重量、前肢および両肢の握力、ならびにin vivoにおける強縮力を評価して、各マウスについてベースラインの強さを調べ得る。6週齢のジストロフィーマウス(mdx)に、IGF2融合ポリペプチドを皮下に14日間注射する。7日目に、前肢および両肢の握力を測定する。12、13、および14日目に、BrdUを注射する。13、14、および15日目に、前肢および両肢の握力ならびにin vivoにおける強縮力を試験し、最大距離および最大速度を調べるために持久力試験を行なう。
マウスを安楽死させ得る。右の前脛骨および腓腹筋を採取し得て、Tissue-TEK OCT中に浸漬し、次いで、液体窒素中で予備冷却しておいた冷イソペンタン浴中で急速に凍結させて、-80℃において保存し得る。組織を切片化し得て、ラミニンを染色して筋線維の断面積(CSA)を調べ、eMyHCを染色して新しい線維の形成を測定し、BrdUを染色して増殖率を評価し得る。左の前脛骨および腓腹筋を採取し得て、液体窒素中で急速に凍結させて、qPCRおよびウェスタンブロットを含む分子分析を行ない得る。
IGF2は、10~200μg/kgの濃度において有効であることが予測される。
実施例45 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処置
軟骨は、突然の損傷の結果として、または漸進的な摩耗および裂傷もしくは炎症によって、損傷し得て、疾患状態(たとえば、変形性関節症)が導かれ得る。軟骨細胞は軟骨マトリックスを分泌し、軟骨に関連する細胞種は、前駆脂肪細胞、骨細胞、および腱細胞がすべてである。
前駆脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞、および腱細胞をウェルプレート中で培養した。各ウェルからRNAを単離して(RNeasy Mini Kit、Qiagen)、逆転写(High Capacity Reverse Transcription Kit、Thermo Fisher Scientific)によってcDNAを得た。QuantStudio3(Thermo Fisher)を使用して、リアルタイム定量PCRを行なった。
これらの軟骨関連細胞は、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせに対する受容体を発現した。皮下前駆脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞、および腱細胞はすべて、1種以上の受容体を発現し、このことは、上述される、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせが、軟骨の減少、および関節に関連する損傷の増悪、または疾患の回復に影響を及ぼし得るということを示す。
実施例46 治療用組成物の臨床試験
この研究の目的は、サルコペニア、筋ジストロフィーと診断された健康な個体または手術から回復中の個体における、FGF17、IGF2、もしくはBMP7アミノ酸配列と異種ポリペプチドからのアミノ酸配列とを含むポリペプチド、または、線維芽細胞増殖因子受容体アゴニストおよびグリコサミノグリカン、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)アゴニストおよび短鎖脂肪酸、ならびにBMP受容体アゴニストおよびmTORアクチベーターおよび/もしくはグリコサミノグリカンの組み合わせの、複数の用量レベルでの繰り返し投与について、安全性、忍容性、および薬物動態を調べることである。特定の実施形態において、筋ジストロフィーは筋強直性ジストロフィーである。さらに、この研究から、こうした個体におけるIGF2融合ポリペプチドでの処置によって生じる身体機能、骨格筋量、および強さについてのデータも取得できる。個体に、プラセボまたはIGF2融合ポリペプチド組成物を投与し得て、25週間の研究期間にわたって監視し得る。以下に記載される主要評価項目および副次評価項目(primary and secondary outcome measures)について評価し得る。
主要評価項目:
安全性および忍容性:研究アーム1つあたりの有害事象の割合などの様々な項目によって評価。
副次評価項目:
血漿薬物動態(Cmax、Tmax、AUC)[投与後0.5、1、1.5、2、4、6、8、12、および24時間での血漿。]
簡易的身体機能評価(Short Physical Performance Battery;SPPB)。ベースラインから25週目までの変化。
10メートル歩行試験。ベースラインから25週目までの変化。
二重エネルギーX線吸収測定(Dual-energy X-ray Absorptiometry;DEXA)により測定される総除脂肪体重および四肢骨格筋指数における、ベースラインから25週目までの変化。
選択基準(Inclusion Criteria):
サルコペニア、筋ジストロフィーの診断、または手術からの回復;DXAにより確認される筋肉量減少;歩行速度低下;SPPBスコア9以下;体重少なくとも35kg;患者との面談により決定された十分な食事摂取。1人で10メートル歩行可能。
プロトコール
患者に、プラセボ(5%デキストロース溶液)または処置品(5%デキストロース中)を静脈投与し得る。第1週の1日目に開始し、毎週繰り返す(第1週~第25週の1日目)。第13週および第25週の最後に、上述される方法によって患者の改善を評価し得る。用量は慣習的な3+3設計から選択し得て、用量制限毒性を示さない上から2つの用量として選択し得る。
本発明の好ましい実施形態が本明細書中において示されかつ記載されているが、当業者には、このような実施形態が例示のみを目的として提供されていることが明らかである。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、非常に多くの変形、変更、および置き換えを想起し得る。本発明を実施する際には、本明細書中において記載される発明の実施形態に対して様々な代案を使用し得ることが理解される。
本明細書において言及されるすべての出版物、特許出願、発行済特許、およびその他の文献を、当該出版物、特許出願、発行済特許、またはその他の文献の各々の全体の具体的かつ個別の引用による援用と同程度にて、本明細書に引用により援用する。引用により援用するテキスト中に含まれる定義と、本開示における定義とが矛盾する場合には、前者は除外される。
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精製したIGF2-hFcmがヒト筋芽細胞の分化を増進させたことを示す 酪酸ナトリウムが筋融合を増大させたことを示す。 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させたことを示す。 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させたことを示す。 さらなる用量のビヒクル、IGF2、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムでの処理によるeMyHC陽性細胞の面積の割合における変化を示す。 さらなる用量のビヒクル、IGF2、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムでの処理によるeMyHC陽性細胞の面積の割合における変化を示す IGF2受容体が軟骨細胞および骨細胞上に発現したことを示す BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発したことを示す(新たに形成された核によって測定)。 BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発したことを示す(核の総数によって測定)。 ロイシンがBMP7の分裂促進活性を増大させたことを示す。 ヒアルロン酸(HA)がBMP7の分裂促進活性を増大させたことを示す。 BMP7受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理を示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したFGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す(図10B)。 培地上清の一部としてのまたは精製したFGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す(図10B)。 FGF17配列の変異がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善したことを示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したFGF17配列の変異がマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す。 さらなるFGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善したことを示す。 培地上清の一部としてのまたは精製したさらなるFGF17配列の変異がマウス筋芽細胞の増殖を増進させたことを示す FGF17受容体がヒト筋芽細胞において発現したことを示す。 ヘパリンがFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す。 ヒアルロン酸(HA)がFGF17の分裂促進活性を増大させたことを示す FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおける筋肉の再生を増進させたことを実証する実験の全体像を示す FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおいて筋肉の再生を増進させたことを示す(新しい線維の形成によって測定)。 FGF17の筋肉内投与がBaCl2損傷高齢マウスモデルにおいて線維症の低減によって筋肉の再生を増進させたことを示す。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護することを実証する実験の全体像を示す。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図17B、前肢の比力によって(図17C)、および両肢の力によって(図17D)測定)。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図17B、前肢の比力によって(図17C)、および両肢の力によって(図17D)測定)。 FGF17の全身投与がデキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護したことを示す(筋肉量変化の割合によって(図17B、前肢の比力によって(図17C)、および両肢の力によって(図17D)測定)
実施例3 IGF2-LhFc4がヒト筋芽細胞の分化を増進させた
GF2-LhFc4をコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。タンパク質Aメンブレンカラムによって、IGF2-LhFc4をアフィニティ精製した。精製したIGF2-LhFc4をヒト筋芽細胞の培養物中に96時間添加し、培地交換を毎日行なった。ミオシン重鎖(MyHC)を免疫染色して、蛍光顕微鏡によってイメージングした。精製したIGF2-LhFc4で処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合は、ビヒクルコントロールで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
実施例4 精製したHSA-L-IGF2R61A ヒト筋芽細胞の分化
SA-L-IGF2R61Aをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。タンパク質Aメンブレンカラムによって、HSA-L-IGF2R61Aをアフィニティ精製した。精製したHSA-L-IGF2R61Aをヒト筋芽細胞の培養物中に96時間添加し、培地交換を毎日行なった。ミオシン重鎖(MyHC)を免疫染色して、蛍光顕微鏡によってイメージングした。精製したHSA-L-IGF2R61Aで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合は、ビヒクルコントロールで処理したヒト筋芽細胞のMyHCの面積の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
実施例5 IGF2およびIGF2受容体がヒト筋芽細胞において発現する
若齢(17~21歳の白人男性)および老化(68~69歳の白人男性)ヒト筋芽細胞の細胞株におけるIGF2およびIGF2受容体RNASeq発現についての棒グラフおよび定量表。増殖培地(GM)または融合培地(FM)中で筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地を添加した。平均±SEM。n=6。発現をFPKMとして表す。有意なp値(若齢GM~老化GM:3.54E-04)。
実施例6 酪酸ナトリウムが筋融合を増大させる
マウス筋芽細胞を、PBSまたは濃度0.1nM、1nM、および10nMの酪酸ナトリウムにて処置した。筋芽細胞を48時間培養し、24時間毎に新しい培地を添加した。細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。未処理の筋芽細胞と比較すると、酪酸ナトリウム1nMで処理した細胞は、図A中に示されるように、融合率が増大した。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
A:ビヒクルとの比較における酪酸ナトリウム(NaBut)に応答した融合指数についての棒グラフ。示された用量のNaButの存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびNaButを添加した。平均±S.D.。また、融合指数およびp値についての表定量を示す。(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~5)
B:ビヒクルとの比較における酪酸ナトリウム(NaBut)に応答したマウス筋芽細胞の融合指数についての棒グラフ。示された用量のNaButの存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびNaButを添加した。平均±S.D.。融合指数およびp値についての表定量を示す。(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~5)。有意なp値(ビヒクル~IGF2:0.015ug/mL:6.33E-06、ビヒクル~NaBut:1nM IGF2:0.015ug/mL:1.79E-11、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.015ug/mL:1.79E-11)
Bについてのデータの表
C IGF2(15ng/mL)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性ヒト筋芽細胞の面積%の棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地およびBMP7を添加した。平均±S.D.。(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~12)
Cについてのデータの表
実施例8 酪酸ナトリウムがIGF2活性を増大させる
PBS(ビヒクル)、IGF2(15ng/mL)、酪酸ナトリウム、またはIGF2および酪酸ナトリウムのいずれかにて、ヒト筋芽細胞を処理した。24時間毎に新しい培地を添加した。48時間後、細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。図A中においてみられるように、eMyHc陽性細胞の総面積を分析し、処理した細胞を、ビヒクル単独で処理した細胞と比較した。0.03ug/mLのIGF2またはIGF2と酪酸ナトリウムとの組み合わせで処理した筋芽細胞は、ビヒクル単独で培養した細胞と比較した場合に、eMyHC陽性面積における有意な増加を示した。
A:ビヒクル(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性老化ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)の面積%の棒グラフ。示された用量の因子の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~IGF2:0.03ug/mL:1.42E-08、ビヒクル~NaBut:1nM IGF2:0.03ug/mL:1.79E-11、ビヒクル~NaBut:10nM IGF2:0.03ug/mL:1.80E-11、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.03ug/mL:1.79E-11)。図B IGF2(15ng/mL)との比較における、示される処理に応答したeMyHC陽性ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)の面積%の棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(IGF2~NaBut:1nM IGF2:0.03ug/mL:1.88E-3、ビヒクル~NaBut:10nM IGF2:0.03ug/mL:4.80E-3、ビヒクル~NaBut:100nM IGF2:0.03ug/mL:1.87E-3)(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~12)
Aについてのデータの表
IGF2および酪酸ナトリウムの組み合わせで処理した筋芽細胞を、IGF2単独で処理した細胞と比較した。図Bおよび表12中に示されるように、IGF2単独で処理した細胞と比較して、組み合わせで処理したすべての細胞では有意に増加した。有意性は、one-way ANOVA Tukey Honest Significant Difference検定によって、0.05未満のp値にて判断した。
Bについてのデータの表
実施例9 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞においてMYOGの発現を増大させる
M(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞における筋原性遺伝子発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(BMP7 50ng/mL、ブチレート100nM、IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(FM~IGF2:4.94E-04、FM~IGF2_NaBut:6.53E-03)(p<0.01) MYF5、MYOD1、およびMYOGの平均およびp値の表(n=3)。
ータの表
実施例10 軟骨細胞および骨細胞上にIGF2受容体が発現する
A:IGF2受容体が軟骨関連細胞上に発現することを示す棒グラフ。データはRamilowsky et al, Nature 2015から得られる。
AのRNA発現についてのデータの表(TPM)
実施例11 IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)において増殖および融合を増進させる
dU陽性ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)%についての棒グラフ、およびIGF2に応答したMyHCの面積%。筋芽細胞を、増殖のために72時間、融合のために96時間培養した(示される因子の存在下)。平均±S.D.。平均±SD。有意なp値(EdU:ビヒクル~IGF2:6.8E-3、%eMyHC面積:ビヒクル~IGF2:1.9E-4)(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3~6)。
ータの表
ータの表
実施例12 IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)においてMYH3、CKM、およびATP1B1の発現を増大させる
ヒクルとの比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるMYH3およびCKM発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を96時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(MYH3:ビヒクル~IGF2:1.13E-03、CKM:ビヒクル~IGF2:7.67E-03) M(ビヒクル)との比較における、示される処理に応答したDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるATP1B1発現の倍率変化についての棒グラフ。因子(IGF2 200ng/mL)の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~IGF2:3.11E-05)(スチューデント両側T検定によりp<0.05、n=3)。
ータの表
ータの表
実施例13 IGF2/NaBの全身投与が、老化により誘発される筋機能不全から保護する
GF2(50ug/kg)またはNaB(1.2g/kg)、IGF2/NaB(150ug/kg、1.2g/kg)またはビヒクル(PBS)の皮下注射を、21~24ヶ月齢のマウスに14日間投与した。13日目および14日目に筋肉機能を評価した。13日目に評価した握力。第1のグラフは両肢の握力を示す、****p<0.0001、**p=0.0043、**p=0.001(One-way ANOVA、多重比較)。前肢の力、****p<0.0001、p=0.0368、p=0.0187(One-way ANOVA、多重比較)。2分毎に速度が2m/分ずつ徐々に増加するように設定した誘導性トレッドミルランニングモデル(induced treadmill running model)を使用して、14日目にトレッドミル成果を測定した。走行距離が示される。***p=0.0005、p=0.0459、****p<0.0001(One-way ANOVA、多重比較) 疲弊化までの時間 ***p=0.0002、**p=0.0024(One-way ANOVA、多重比較) 最大速度 ***p=0.0004、**p=0.0013 仕事(kj) **p=0.0026、**p=0.0035(One-way ANOVA、多重比較)。
実施例14 IGF2/NaBの全身投与は安全である
ヒクルまたはIGF2/NaBの皮下注射を、21ヶ月齢マウスに14日間投与し、血液および血清を採取して、全血球数と肝臓、腎臓、および膵臓の機能のための代謝パネルとを評価した。測定した37のリードアウトのうちの4つの代表的なグラフであって、白血球細胞数(独立t検定、p=0.8020)、アルブミン濃度(独立t検定、p>0.9999)、クレアチニン濃度(独立t検定、p=0.5490)、およびカルシウム濃度(独立t検定、p=0.811)を示す。
実施例15 IGF2/Butの全身投与が、デキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護する
キサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)を、IGF2/NaB(150ug/kg、1.2g/kg)またはビヒクル(PBS)の皮下注射と同時に、12週齢のマウスに14日間投与した。13~14日目に筋肉機能を評価した。13日目に握力を評価した、グラフは、13日目に測定した両肢の力と両肢の比力とを示す。両肢の比力は、重量(g)に対する両肢の力(mN)の比率として計算した、***p=0.0003、***p=0.0004(独立t検定)。13日目に握力を評価した、グラフは、13日目に測定した前肢の力と前肢の比力とを示す。前肢の比力は、重量(g)に対する前肢の力(mN)の比率として計算した、**p=0.0012、***p=0.0005(独立t検定)。15日目に、マウスを安楽死させて、組織学的分析のためにTAを採取した、グラフは、SMASHソフトウェアを使用して評価した筋線維サイズ分布を示す。**p=0.054、p=0.037、および****p<0.0001(2-way ANOVA、多重比較)。
実施例16 BMP7が筋芽細胞の増殖を誘発する
A) BMP7に応答したEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地およびBMP7を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~BMP7 0.025ug/mL:1.21E-07、ビヒクル~BMP7 0.075ug/mL:8.05E-07、ビヒクル~BMP7 0.2255ug/mL:3.37E-03、ビヒクル~BMP7 0.9ug/mL:4.99E-02)。図B) BMP7に応答したEdU陽性ヒト筋芽細胞(68歳の白人男性)%についての棒グラフ定量。示された用量のBMP7の存在下において、筋芽細胞を72時間培養した。細胞にEdUを4時間適用した後、固定した。平均±S.D.。有意なp値(ビヒクル~BMP7 1.56ng/mL:0.04)。(ウェルチの片側T検定によりp<0.05、n=2)
Aについてのデータの表 BMP7マウス筋芽細胞増殖
Bについてのデータの表 BMP7ヒト筋芽細胞増殖
実施例17 ロイシンがBMP7の分裂促進活性を増大させる
A) ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養し、続いて2時間のEdU適用の後、固定した。平均±S.D.。有意なp値(FM~BMP7:0.008ug/mL:3.17E-02、FM~ロイシン:300uM BMP7:0.008ug/mL:2.77E-03、FM~ロイシン:100uM BMP7:0.008ug/mL:3.72E-05、FM~ロイシン:900uM BMP7:0.008ug/mL:2.52E-03)。(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~6)
実施例18 ヒアルロン酸(HA)がBMP7の分裂促進活性を増大させる
A:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、マウス筋芽細胞を48時間培養した。EdU適用および固定。平均±S.D.。(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=2~6)
実施例19 BMP7受容体がヒト筋芽細胞において発現する
A:若齢および老化ヒト筋芽細胞(68~69歳の白人男性)細胞株におけるBMP7受容体RNASeq発現についての棒グラフ。筋芽細胞を融合培地中において96時間培養した。24時間毎に新しい培地を添加し、続いてRNA抽出およびシーケンシングを行なった。平均±SEM。n=3。発現をFPKMとして表す。
実施例20 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理
A:BMP7受容体が軟骨関連細胞上に発現することを示す棒グラフ。データはRamilowsky et al., Nature, 2015から得られる。
実施例21 FGF17-hFcmがマウス筋芽細胞の増殖を増進させる
図1A) 空のコントロールプラスミドまたはFGF17-hFcmをコードするプラスミドのいずれかにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収して、マウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用の後、固定した。FGF17-hFcmを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、ビヒクルコントロールまたは空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清のいずれかで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。図1B) FGF17-hFcmをコードするプラスミドにて、懸濁CHO細胞を一過性トランスフェクションした。4日後、培養上清を回収し、タンパク質AメンブレンカラムによってFGF17-hFcmをアフィニティ精製した。精製したFGF17-hFcmをマウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。精製したFGF17-hFcmで処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図1Aについてのデータの表
図1Bについてのデータの表
実施例22 :FGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善した
図1A:FGF17-hFcmまたはその変異体をコードするプラスミド(FGF17d181-216-hFcm、FGF17d204-216-hFcm、FGF17R204QK207Q-hFcm)で一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清のSDS-PAGE。発現したFGF17-hFcmタンパク質および変異タンパク質を、白色矢印で示した。図1B) 異なるFGF17をコードするプラスミドで一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清をマウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。野生型FGF17-hFcmまたは変異FGF17-hFcm(AA204-216欠失変異体およびR204QK207Q点変異変異体)を発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図1
実施例23 FGF17変異体がCHO細胞におけるタンパク質発現レベルを改善した
図1A) FGF17-hFcmまたはその変異体をコードするプラスミド(FGF17d197-216-hFcm、FGF17K191AK193AS200A-hFcm)で一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清のSDS-PAGE。発現したFGF17-hFcmタンパク質および変異タンパク質を、白色矢印で示した。図1B) 異なるFGF17をコードするプラスミドで一過性トランスフェクションしたCHO細胞からの培養上清を、マウス筋芽細胞の培養物中に48時間添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。野生型FGF17-hFcmまたは変異FGF17-hFcm(AA197-216欠失変異体およびK191AK193AS200A点変異変異体)を発現するCHO細胞の培養上清で処理したEdU陽性マウス筋芽細胞の割合は、空のコントロールベクターを発現するCHO細胞の培養上清で処理したマウス筋芽細胞よりも有意に高い(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Difference、n=2~6)。
図1
実施例24 ヒト血清アルブミン(Human serum albumin;HSA)融合FGF17は、培地中において、HSA融合タグを有さないFGF17よりも安定である
SA-FGF17およびFGF17を、培地中において、37度のCO2インキュベータでインキュベートした。異なる時点(0、1、3、5、および7日目)に、アリコートを取って、-80度において保存した。マウス筋芽細胞のin vitro増殖アッセイによって、各サンプルの活性を評価した。増殖アッセイからの各時点での核の数を、0日目の核の数で標準化した。
実施例26 FGF17受容体がヒト筋芽細胞において発現する
13A:若齢および老化ヒト筋芽細胞株におけるFGF17受容体RNASeq発現についての棒グラフ。筋芽細胞を融合培地中において96時間培養し、24時間毎に新しい培地を添加し、続いてRNA抽出およびシーケンシングを行なった。平均±SEM。n=3。発現値はFPKMとして報告される。
実施例27 ヘパリンがFGF17の分裂促進活性を増大させる
14A:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。%EdUおよびp値についての表定量(One-Way ANOVA Tukey Honest Significant Differenceによりp<0.05、n=2~6)
実施例28 ヒアルロン酸(HA)がFGF17の分裂促進活性を増大させる
15A:ビヒクルとの比較におけるEdU陽性マウス筋芽細胞%についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±S.D.。%EdUおよびp値についての表定量が示される。(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=2~6)
実施例29 デキストラン硫酸(DS)がFGF17の分裂促進活性を増大させる
条件について比較した総EdU陽性マウス筋芽細胞についての棒グラフ。示される因子の存在下において、筋芽細胞を48時間培養した。24時間毎に新しい培地および因子を添加し、続いて2時間のEdU適用および固定を行なった。平均±標準偏差(SD)。1視野あたりのEdU数およびマウスアッセイについてのp値(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=3~6、相乗値が1よりも小さいことが効果のエビデンス)についての表定量。条件についての総EdU陽性ヒト筋芽細胞についての棒グラフ。示される因子の存在下において筋芽細胞を72時間培養し、続いて4時間のEdU適用および固定を行なった。24時間毎に新しい培地および因子を添加した。平均±標準偏差(SD)。EdU陽性数およびヒトアッセイについてのp値(増大した活性のスチューデント片側T検定によりp<0.05、n=3~6、相乗値が1よりも小さいことが効果のエビデンス)についての表定量。
ータの表
ータの表
実施例30 BaCl2損傷高齢マウスモデルにおいてFGF17の筋肉内投与が筋肉の再生を増進させた
16A) 実験の全体像。1.2%のBaCl2(7ul/TA)の筋肉内注射を使用して、78週齢のマウスのTAにおいて化学的損傷を発生させた。筋損傷させて2時間後および48時間後に、FGF17(500ng/mL)を筋肉内注射にて投与した。図16B) 損傷面積1mm^2あたりの新たに再生した線維の数として計算した再生指数の定量化。再生した線維は、中心核を有する線維として特定した、****p<0.0001(独立t検定)。図16C) 線維化面積の割合として計算した線維化指数を示すヒストグラム。p=0.0186(独立t検定)。
実施例31 FGF17の全身投与が、デキサメタゾンにより誘発される筋萎縮から保護する
17A) 実験の全体像および群。デキサメタゾン(25mg/kg 腹腔内)を、FGF17(0.5mg/kg)の皮下注射と同時に、12週齢のマウスに20日間投与した。21日目に筋肉重量を評価した。7、13、および21日目に前肢の握力および両肢の握力を測定した 図17B) ビヒクルからの割合変化として示される、初期体重に対するTA筋重量。***p=0.0005、p=0.0499。21日目に測定した前肢の力、ヒストグラムは、重量(g)に対する前肢の力(N)の比率として計算した前肢の比力を示す、p=0.0458、**p=0.0014 図17C) 重量(g)に対する両肢の力(N)の比率として計算した、21日目に測定した両肢の力 ***p=0.001 p=0.0102。Tukeyの方法により多重比較のためにOne way Anova補正したものを使用して、データを比較した。
実施例32 軟骨損傷および変形性関節症における軟骨細胞増殖のための処理、ならびにFGF17による軟骨細胞増殖の誘発
RNA発現は、FGF17受容体が軟骨関連細胞上に発現したことを示す。FGF17に応答したEdU陽性ヒト軟骨細胞%についての棒グラフ定量。示された用量のFGF17の存在下において、軟骨細胞を48時間培養した。ポジティブコントロールとしてFGF18を0.1ug/mL添加した。新しい培地およびFGF17を24時間毎に添加した。EdU陽性軟骨細胞%およびp値の表が示される。平均±S.D.。(Tukey Honest Significant Difference T-testによりp<0.05、n=2~3)
表 FGFR1のRNA発現(TPM)
ータの表
1型筋強直性ジストロフィー(hMD)(DMPK1遺伝子における変異によって引き起こされる筋ジストロフィー)を有する個体からのヒト筋肉前駆細胞の増殖および/または融合を増進させる能力について、IGF2をそれぞれ試験した。筋原性活性に及ぼすIGF2の効果を、予期される生理的レベルを中心としてその周りの広範囲の濃度にわたって、生物学的に3通りアッセイし、これは、hMD筋芽細胞に各因子を72時間添加し、培地交換を毎日行ない(DMEM+2%ウマ血清)、最初の培地交換時に因子の2回目の適用を行なうことによって行なった。72時間後または96時間後に、細胞にEdU(30uM)を2~5時間適用し、エタノールで固定し、ヘキスト3342で染色し、免疫染色して増殖を調べ(EdUで陽性染色された細胞の割合(%EdU)によって測定)、免疫染色して分化を調べた(培地およびビヒクルのみを添加したネガティブコントロールを基準にした、胚ミオシン重鎖が陽性染色された細胞の面積における増加(%eMyHC)によって測定)。キーエンスBZ-100を用いてウェルを4倍でイメージングし、Cell Profilerにおいて画像を定量し、統計をRで計算した。さらに、筋芽細胞からRNAを抽出して、qPCRにより定量した転写物の存在量を選択した。IGF2処理がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)の増殖および分化をそれぞれ促進したことを示す。IGF2がDM1ヒト筋芽細胞(32歳の白人女性)におけるMYH3、CKM、およびATP1B1の発現を増大させたことを示す。

Claims (25)

  1. 個体における筋肉または軟部組織の障害または状態を処置する方法であって、インスリン様増殖因子(IGF)受容体リガンドアミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドの治療的有効量を前記個体に投与する工程を含み、前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、前記IGF受容体リガンドアミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる、方法。
  2. 前記IGF受容体リガンドアミノ酸配列は、IGF2を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 短鎖脂肪酸を投与する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記短鎖脂肪酸はブチレートである、請求項3に記載の方法。
  5. 前記IGF2のアミノ酸配列は、ヒトIGF2アミノ酸配列を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記IGF2のアミノ酸配列は、配列番号89のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記IGF2の配列は、N-、C-、またはO-結合型グリコシル化された少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
  8. インスリン様増殖因子(IGF)受容体リガンドアミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドの治療的有効量を含む組成物であって、前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、前記IGF受容体リガンドアミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる、組成物。
  9. 処置を必要とする個体における筋肉または軟部組織の疾患または状態を処置する方法であって、前記方法は、骨形成タンパク質7(BMP7)アミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドの治療的有効量を前記個体に投与する工程を含み、前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、前記BMP7アミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる、方法。
  10. 前記BMP7アミノ酸配列は、配列番号89のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記BMP7アミノ酸配列は、配列番号89と同一である、請求項10に記載の方法。
  12. 前記BMP7アミノ酸配列は、BMP7のナックルドメイン(配列番号93)を含む、請求項9に記載の方法。
  13. 前記BMP7アミノ酸配列は、配列番号93のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、98%、99%、または100%である、アミノ酸15~30個からなるフラグメントを含む、請求項9に記載のポリペプチド。
  14. 前記BMP7アミノ酸配列は、N-、C-、またはO-結合型グリコシル化された少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項9~13のいずれか1項に記載の方法。
  15. 骨形成タンパク質7(BMP7)アミノ酸配列および異種ポリペプチドアミノ酸配列の治療的有効量を含む組成物であって、前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、前記BMP7アミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる、組成物。
  16. 前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、免疫グロブリン分子のフラグメント、アルブミン分子、トランスフェリン分子、XTEN配列、プロリン-アラニン-セリンポリマー、ホモアミノ酸ポリマー、グリシンリッチ配列、ゼラチン様ポリマー、エラスチン様ペプチド、カルボキシ末端ペプチド、またはこれらの組み合わせを含む、請求項1~7または9~14のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は免疫グロブリン分子のフラグメントを含み、前記免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgGのヒンジドメイン、IgGのCH2ドメイン、IgGのCH3ドメイン、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項17に記載の方法。
  18. 前記免疫グロブリン分子のフラグメントは、前記免疫グロブリン分子のフラグメントのエフェクター機能を低下させる1つ以上の変異を含む、請求項17または18に記載の方法。
  19. 前記免疫グロブリン分子のフラグメントは、IgG4分子のフラグメントを含む、請求項17~19のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記免疫グロブリン分子のフラグメントは、前記免疫グロブリン分子のフラグメントにおける以下のアミノ酸変異または変異セットのうちの少なくとも1つを有するIgG4分子のフラグメントを含む、請求項32に記載のポリペプチド:EUナンバリングシステムに従う、IgG4のN434A、N434H、T307A/E380A/N434A、M252Y/S254T/T256E、433K/434F/436H、T250Q、T250F、M428L、M428F、T250Q/M428L、N434S、V308W、V308Y、V308F、M252Y/M428L、D259I/V308F、M428L/V308F、Q311V/N434S、T307Q/N434A、E258F/V427T、S228P、L235E、S228P/L235E/R409K、S228P/L235E、K370Q、K370E、G446の欠失、K447の欠失、およびこれらの組み合わせ。
  21. 筋肉または軟部組織の障害を有する個体を処置する方法であって、線維芽細胞増殖因子8(FGF8)サブファミリーアミノ酸配列と異種ポリペプチドアミノ酸配列とを含むポリペプチドの治療的有効量を投与する工程を含み、前記異種ポリペプチドアミノ酸配列は、前記FGFアミノ酸配列の安定性または生物学的機能を増大させる、方法。
  22. FGF17アミノ酸配列は、配列番号54のアミノ酸配列との同一性が少なくとも約90%、95%、97%、98%、99%、または100%であるアミノ酸配列を含む、請求項21に記載の方法。
  23. 前記FGF17アミノ酸配列は、アミノ酸G181~T203の欠失、アミノ酸197~T203の欠失、アミノ酸204~216の欠失、アミノ酸181~216の欠失、R204Q/K207Q、アミノ酸197~216の欠失、K191A/K193A/S200A、およびこれらの組み合わせから選択される変異を含む、請求項21または22に記載の方法。
  24. 前記FGF17アミノ酸配列は、N-、C-、またはO-結合型グリコシル化された少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項21~23のいずれか1項に記載の方法。
  25. 治療的有効量の線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)アゴニストおよびグリコサミノグリカンを含む組成物。
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