JP2024510757A - 炎症細胞または活性化細胞を標的とし、炎症性の状態および疼痛を処置するかまたは改善するための組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
神経障害性疼痛、CNS炎症、異痛症、神経損傷後疼痛、術後疼痛、化学療法誘発性末梢神経障害、例えばアルツハイマー病などの神経変性疾患または状態をはじめとする神経変性、痛覚過敏、片頭痛および群発性頭痛などの原発性頭痛、緑内障またはその他の目の炎症性疾患、肺炎症、喘息、HIV感染症、血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患を処置するための、アミノ酸配列を修飾し、ApoA-I結合タンパク質の発現レベルを増加させるための方法が提供される。
Description
関連出願
この特許条約(PCT)国際出願は、2021年3月18日に出願された米国仮特許出願第(USSN)63/162,714号の米国特許法第119条(e)に基づく優先権の利益を主張する。前述の出願は、その全体があらゆる目的において参照により本明細書に明示的に組み込まれる。本明細書において引用される全ての刊行物、特許、特許出願は、あらゆる目的において参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
政府の権利
この特許条約(PCT)国際出願は、2021年3月18日に出願された米国仮特許出願第(USSN)63/162,714号の米国特許法第119条(e)に基づく優先権の利益を主張する。前述の出願は、その全体があらゆる目的において参照により本明細書に明示的に組み込まれる。本明細書において引用される全ての刊行物、特許、特許出願は、あらゆる目的において参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
政府の権利
本発明は、米国国立衛生研究所(NIH)によって授与された助成金NS102432、NS104769、HL135737、AI147879およびHL136275の下で政府の支援を受けてなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。
技術分野
技術分野
本発明は、一般に、医学、炎症、疼痛管理および細胞生物学に関する。特に、代替実施形態では、ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP、また、NAD(P)HXエピメラーゼまたはNAXEとしても公知)の構造を改変し、発現レベルを増加させて、神経障害性疼痛、CNS炎症、異痛症、神経損傷後疼痛、術後疼痛、化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性異痛症)、例えばアルツハイマー病などの神経変性疾患または状態をはじめとする神経変性、痛覚過敏、片頭痛および群発性頭痛などの原発性頭痛、緑内障、肺炎症および喘息、HIV感染症およびその併存疾患、および/または血管炎症および心血管疾患を処置し、改善し、防止し、逆転させ、その重症度および/または持続期間を減少させるための方法が提供される。代替実施形態では、構造の改変および、ヒトもしくは哺乳動物のAPOA1BPである、組換えによって改変されたAPOA1BPポリペプチドまたはタンパク質、またはペプチド模倣体もしくは合成APOA1BP、またはその生物学的等価体を含む製剤および医薬組成物の投与を含む、神経障害性疼痛、異痛症、痛覚過敏、アルツハイマー病などの神経変性疾患または状態、片頭痛などの原発性頭痛、緑内障またはその他の目の炎症性疾患、肺炎症および喘息、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、敗血症、インフルエンザ、コロナウイルス(例えば、COVID-19)またはHIV感染症をはじめとするウイルス感染症、またはその併存疾患、および/または血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患を処置し、改善し、防止し、逆転させ、その重症度および/または持続期間を減少させるための方法が提供される。
背景
アポリポタンパク質A-I結合タンパク質またはApoA-I結合タンパク質(AIBP)は、NAXE、NAD(P)HXエピメラーゼとも呼ばれ、アポA-Iと物理的に会合するタンパク質のスクリーニングにおいて発見されたタンパク質である。
アポリポタンパク質A-I結合タンパク質またはApoA-I結合タンパク質(AIBP)は、NAXE、NAD(P)HXエピメラーゼとも呼ばれ、アポA-Iと物理的に会合するタンパク質のスクリーニングにおいて発見されたタンパク質である。
神経変性、特にアルツハイマー病(AD)との関連でのコレステロール代謝の調節は、APOE遺伝子多型とADリスクとの強い関連もあって十分な注目を集めた。しかしながら、慢性疼痛状態の発症における因子としてのコレステロール調節の役割は未知のままである。化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)は、がんの処置中の抗悪性腫瘍薬使用の衰弱性の有害作用の1つであり、化学療法を受けている患者の50%超が発症する(Seretnyら、2014)。脊髄および後根神経節におけるグリア細胞の活性化および浸潤免疫細胞によって媒介される神経炎症は、CIPNおよび他の神経障害の重要な構成要素である(Leesら、2017;Makkerら、2017)。グリア細胞は、炎症性サイトカイン、ケモカインおよび生物活性脂質の分泌を媒介するトール様受容体4(TLR4)を発現する(Brunoら、2018;Gregusら、2018;Papageorgiouら、2016)。さらに、TLR4シグナル伝達のCIPN関連活性化が後根神経節侵害受容器において報告されている(Chenら、2017;Liら、2021)。TLR4またはそのシグナル伝達アダプター分子であるMyD88およびTRIFの全身性欠損は、単独でまたは組み合わせて、シスプラチンで
処置されたマウスの痛覚過敏および異痛症を減弱させ、防止する(Huら、2018;Pevidaら、2013;Yanら、2019)。しかしながら、TLR4活性化が異痛症を引き起こす細胞の型は不明である。
処置されたマウスの痛覚過敏および異痛症を減弱させ、防止する(Huら、2018;Pevidaら、2013;Yanら、2019)。しかしながら、TLR4活性化が異痛症を引き起こす細胞の型は不明である。
概要
代替実施形態では、単離または組換えポリペプチド、またはキメラポリペプチドが提供され、ポリペプチドは、ApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列およびAIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列で構成され(またはこれらを含み)、
AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は少なくとも8個のアミノ酸で構成されるか、または、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、5、6、7、8、9、10、11、12 13、14、15、もしくは16またはそれを超えるアミノ酸長であり、
AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、関連する生理学的条件下で、ポリペプチドをTLR4に結合させるために、AIBPアミノ酸配列中の潜在的なドメインのアンフォールディングを誘導するか、潜在的なドメインを露出させるか、そうでなければアクセス可能にすることができ、
必要に応じて「関連する生理学的条件」とは、ポリペプチド化合物を必要とする対象に投与によってそれを提供する際に、インビボでポリペプチド化合物が経験する関連する生理学的条件を指し、
ただし、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグと、前記条件下で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位とで構成されていないことを条件とする。
代替実施形態では、単離または組換えポリペプチド、またはキメラポリペプチドが提供され、ポリペプチドは、ApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列およびAIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列で構成され(またはこれらを含み)、
AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は少なくとも8個のアミノ酸で構成されるか、または、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、5、6、7、8、9、10、11、12 13、14、15、もしくは16またはそれを超えるアミノ酸長であり、
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必要に応じて「関連する生理学的条件」とは、ポリペプチド化合物を必要とする対象に投与によってそれを提供する際に、インビボでポリペプチド化合物が経験する関連する生理学的条件を指し、
ただし、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグと、前記条件下で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位とで構成されていないことを条件とする。
本明細書で提供される単離または組換えポリペプチド、またはキメラポリペプチドの代替実施形態では、
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、約8~約40個の連続したアミノ酸残基(または5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20個またはそれを超える連続したアミノ酸残基)で構成され、そのうちの約3~約12個の間、または約8~約20個の間、または約10~約40個の間のアミノ酸残基は、独立に、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)およびリジン(K)からなる群から選択され;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列のN末端は、分泌シグナルアミノ酸配列であるかまたはこれを含み、必要に応じて分泌シグナルアミノ酸配列は、フィブロネクチン分泌シグナルドメイン、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルドメイン、免疫グロブリンκ軽鎖分泌シグナルドメイン、またはインターロイキン-2シグナルペプチド分泌シグナルドメインであり(またはこれらを含み)、必要に応じてフィブロネクチン分泌シグナルドメインは、MLRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号:24)であり:
-AIBP配列は、hAIBP(配列番号6、または配列番号5にコードされる)またはd24hAIBP(配列番号21、配列番号20にコードされる)であり;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、AIBPアミノ酸配列のTLR4結合ドメインのN末端側の約6個の、または約5~40個の間の、連続したヒスチジンアミノ酸残基(例えば、HHHHHH(配列番号1))で構成され;
-ポリペプチドは、ApoA-I結合タンパク質配列のTLR4結合ドメインのN末端間に介在するトロンビン切断ドメインを有し(または含み)、トロンビン切断ドメインは、機能的に動作不能にするように、このドメイン内に1またはそれを超えるアミノ酸欠失および/または変異を有し;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)またはMSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)であり、それぞれ、機能的に動作不能にするように、そのトロンビン切断ドメインのアミノ酸変異を有し;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、TETGKSKR(配列番号26)、
MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)、または
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPAASPGLDGICSR(配列番号7)からなる群から選択され;
-AIBPアミノ酸配列は、哺乳動物AIBPアミノ酸配列のものであり(またはこれに由来し)、必要に応じて哺乳動物AIBPアミノ酸配列は、ヒトAIBPアミノ酸配列のものであり(またはこれに由来し);かつ/あるいは
-ヒトAIBPアミノ酸配列は、NCBI参照配列:NP_658985.2を有する288アミノ酸残基の全長アミノ酸配列、または必要に応じてヒトAIBPアミノ酸配列は、前記AIBPアミノ酸配列からアミノ酸1~24が欠失している、NCBI参照配列:NP_658985.2を有するヒトAIBPアミノ酸配列である(またはこれを含む)。
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、約8~約40個の連続したアミノ酸残基(または5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20個またはそれを超える連続したアミノ酸残基)で構成され、そのうちの約3~約12個の間、または約8~約20個の間、または約10~約40個の間のアミノ酸残基は、独立に、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)およびリジン(K)からなる群から選択され;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列のN末端は、分泌シグナルアミノ酸配列であるかまたはこれを含み、必要に応じて分泌シグナルアミノ酸配列は、フィブロネクチン分泌シグナルドメイン、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルドメイン、免疫グロブリンκ軽鎖分泌シグナルドメイン、またはインターロイキン-2シグナルペプチド分泌シグナルドメインであり(またはこれらを含み)、必要に応じてフィブロネクチン分泌シグナルドメインは、MLRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号:24)であり:
-AIBP配列は、hAIBP(配列番号6、または配列番号5にコードされる)またはd24hAIBP(配列番号21、配列番号20にコードされる)であり;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、AIBPアミノ酸配列のTLR4結合ドメインのN末端側の約6個の、または約5~40個の間の、連続したヒスチジンアミノ酸残基(例えば、HHHHHH(配列番号1))で構成され;
-ポリペプチドは、ApoA-I結合タンパク質配列のTLR4結合ドメインのN末端間に介在するトロンビン切断ドメインを有し(または含み)、トロンビン切断ドメインは、機能的に動作不能にするように、このドメイン内に1またはそれを超えるアミノ酸欠失および/または変異を有し;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)またはMSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)であり、それぞれ、機能的に動作不能にするように、そのトロンビン切断ドメインのアミノ酸変異を有し;
-AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、TETGKSKR(配列番号26)、
MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)、または
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPAASPGLDGICSR(配列番号7)からなる群から選択され;
-AIBPアミノ酸配列は、哺乳動物AIBPアミノ酸配列のものであり(またはこれに由来し)、必要に応じて哺乳動物AIBPアミノ酸配列は、ヒトAIBPアミノ酸配列のものであり(またはこれに由来し);かつ/あるいは
-ヒトAIBPアミノ酸配列は、NCBI参照配列:NP_658985.2を有する288アミノ酸残基の全長アミノ酸配列、または必要に応じてヒトAIBPアミノ酸配列は、前記AIBPアミノ酸配列からアミノ酸1~24が欠失している、NCBI参照配列:NP_658985.2を有するヒトAIBPアミノ酸配列である(またはこれを含む)。
代替実施形態では、本明細書で提供されるポリペプチド化合物と、非経口投与に適した(非経口投与用に製剤された)少なくとも1つの賦形剤で構成される(またはこれらを含む)医薬組成物または製剤が提供される。代替実施形態では、非経口投与は、髄腔内注射もしくは髄腔内インプラントによるか、または静脈内もしくは眼内(intracular)注射による。
代替実施形態では、本明細書で提供されるポリペプチドをコードする核酸配列で構成される(またはこれを含む)核酸が提供される。
代替実施形態では、本明細書で提供されるポリペプチドをコードする核酸配列で構成される(または含む、または有する)発現ベクターが提供される。発現ベクターは、組換えアデノウイルスまたは組換えレンチウイルスなどの組換えウイルスであり得る。
代替実施形態では、以下の症状を処置する、改善する、防止する、逆転する、または以下の症状の重症度もしくは持続期間を減少させるため、または以下の症状の重症度を減少させるための方法および使用が提供される:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
(対象において、ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)を添加することによるか、または、ApoA-I結合タンパク質のレベルを増加させることによる)、
ここで、該方法は、以下を含む:
(a)以下を含む製剤または医薬組成物を提供するステップであって:
(i)少なくとも約10個のアミノ酸、または約5~20個の間のアミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸、または約20~80個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種(または非ネイティブ、または非AIBPまたは非野生型(wt)、または野生型(wt)AIBPに存在しない任意の配列)アミノ末端アミノ酸配列を有するか、あるいは、wt AIBPに存在しないかまたは(AIBPに対して)非ネイティブであるアミノ酸残基もしくはペプチドである(本明細書で提供されるようにAIBPバリアントとも呼ばれる)、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または30個またはそれを超えるアミノ酸残基をAIBPアミノ末端に有する、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物であって、
必要に応じて、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグおよび、生理学的条件下(例えば、細胞環境もしくは同等物において、または細胞内部)で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位で構成されないことを条件とし、
必要に応じて、異種(または非野生型、または非天然)アミノ末端アミノ酸配列(またはアミノ酸残基)はペプチドタグを含み、必要に応じて、ペプチドタグはマルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、multi-hisタグは6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、酵素切断部位はトロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は分泌シグナルを含み、必要に応じて、分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル(例えば、配列番号24)、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルまたは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は、アミノ酸配列MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)を含み、
ここで、本明細書で提供されるこれらのAIBPバリアント(または、wt AIPBに存在しないアミノ末端配列も含むか、または異種アミノ末端ペプチドもしくはアミノ酸残基を含む、すべてのAIBPアミノ酸)はすべて、生理学的条件で、AIBPとトール様受容体4(TLR4)ポリペプチドとの結合を媒介するアミノ酸25~51を含むAIBP分子内の潜在的なドメインをアンフォールディングさせるか、露出させるか、またはアクセス可能にすることを可能にするか、またはその目的を果たすことができる(言い換えれば、本明細書で提供されるAIBPバリアントは、本明細書で提供されるAIBPバリアントが生理学的条件下でTLR4ポリペプチドに結合できるように、細胞外環境に曝露されたTLR4結合ドメインを有する)、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物と;
(ii)(i)のAPOA1BPポリペプチドをコードする組換え核酸であって、
必要に応じて、APOA1BPポリペプチドまたはAPOA1BPポリペプチド活性を有するポリペプチドを発現するかまたはコードする核酸は、発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または等価物に含められており、
必要に応じて、ベクターまたはウイルスは、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、レトロウイルス、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、または合成ベクターであるかまたはこれらを含み、
必要に応じて、AAVベクターは、以下を含むかまたは以下である:
アデノ随伴ウイルス(AAV)、またはアデノウイルスベクター、
AAV血清型またはバリアントAAV5、AAV6、AAV8またはAAV9、AAV-DJまたはAAV-DJ/8(商標)(Cell Biolabs,Inc.,San Diego,CA)、
アカゲザル由来AAV、またはアカゲザル由来AAV AAVrh.10hCLN2、
AAVカプシド変異体またはAAVハイブリッド血清型、
臓器指向性AAV、または心臓指向性AAV、または心臓指向性AAVM41変異体、
ここで、必要に応じて、AAVは、野生型(wt)AAVに対して非許容性である特定の細胞型を標的とする効率を高め、かつ/または目的の細胞型のみに感染する効率を改善するように操作されており、
必要に応じて、ハイブリッドAAVは、1)トランスカプシド化、2)二重特異性抗体のカプシド表面への吸着、3)モザイクカプシドの操作、および/または4)キメラカプシドの操作:を含む、1またはそれを超える改変によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される、組換え核酸と;
(iii)(i)の組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質、または(ii)の組換え核酸を含む製剤または医薬組成物であって、必要に応じて、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質は、ヒトまたは哺乳動物のAPOA1BP、またはAIBP1またはAIBP2配列の全部または一部であるかまたはこれらを含む、製剤または医薬組成物と;
(iv)インビボ投与のために製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物;または経腸もしくは非経口投与のために、または経口、静脈内(IV)または髄腔内(IT)投与のために製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物であって、
必要に応じて、製剤もしくは医薬組成物、または組換え体、ペプチド模倣体もしくは合成APOA1BP、またはAPOA1BPの生物学的等価体、またはAPOA1BPをコードする核酸、またはAPOA1BPをコードする核酸を含有するベクターは、ナノ粒子、粒子、ミセル、またはリポソームもしくはリポプレックス、ポリマーソーム、ポリプレックス、またはデンドリマーに担持され、必要に応じて、細胞もしくはCNS透過性部分もしくはペプチドまたはCNS標的化部分もしくはペプチドをさらに含むかまたは発現することができる、製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物と;
(v)ナノ粒子、リポソーム、錠剤、丸剤、カプセル剤、ゲル剤、ゲルタブ剤、液剤、粉剤・散剤(powder)、乳剤、ローション剤、エアロゾル剤、スプレー剤、ロゼンジ剤、水性もしくは滅菌もしくは注射用液剤、またはインプラント(例えば、髄腔内インプラント)として製剤化された(iii)~(iv)のいずれかの製剤または医薬組成物を含む、製剤または医薬組成物を提供するステップと;
(b)(a)(i)の組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質、または(a)(ii)の組換え核酸、または(a)(iii)もしくは(a)(iv)の製剤もしくは医薬組成物を、それを必要とする対象または個体に投与することであって、ここで、必要に応じて、対象または個体は、哺乳動物、ヒトまたは動物であり、
それにより、以下の症状を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは以下の症状の重症度もしくは持続期間を減少させる、または以下の症状の重症度を減少させること:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患。
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
(対象において、ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)を添加することによるか、または、ApoA-I結合タンパク質のレベルを増加させることによる)、
ここで、該方法は、以下を含む:
(a)以下を含む製剤または医薬組成物を提供するステップであって:
(i)少なくとも約10個のアミノ酸、または約5~20個の間のアミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸、または約20~80個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種(または非ネイティブ、または非AIBPまたは非野生型(wt)、または野生型(wt)AIBPに存在しない任意の配列)アミノ末端アミノ酸配列を有するか、あるいは、wt AIBPに存在しないかまたは(AIBPに対して)非ネイティブであるアミノ酸残基もしくはペプチドである(本明細書で提供されるようにAIBPバリアントとも呼ばれる)、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または30個またはそれを超えるアミノ酸残基をAIBPアミノ末端に有する、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物であって、
必要に応じて、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグおよび、生理学的条件下(例えば、細胞環境もしくは同等物において、または細胞内部)で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位で構成されないことを条件とし、
必要に応じて、異種(または非野生型、または非天然)アミノ末端アミノ酸配列(またはアミノ酸残基)はペプチドタグを含み、必要に応じて、ペプチドタグはマルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、multi-hisタグは6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、酵素切断部位はトロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は分泌シグナルを含み、必要に応じて、分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル(例えば、配列番号24)、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルまたは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、異種(または非野生型)アミノ末端アミノ酸配列は、アミノ酸配列MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)を含み、
ここで、本明細書で提供されるこれらのAIBPバリアント(または、wt AIPBに存在しないアミノ末端配列も含むか、または異種アミノ末端ペプチドもしくはアミノ酸残基を含む、すべてのAIBPアミノ酸)はすべて、生理学的条件で、AIBPとトール様受容体4(TLR4)ポリペプチドとの結合を媒介するアミノ酸25~51を含むAIBP分子内の潜在的なドメインをアンフォールディングさせるか、露出させるか、またはアクセス可能にすることを可能にするか、またはその目的を果たすことができる(言い換えれば、本明細書で提供されるAIBPバリアントは、本明細書で提供されるAIBPバリアントが生理学的条件下でTLR4ポリペプチドに結合できるように、細胞外環境に曝露されたTLR4結合ドメインを有する)、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物と;
(ii)(i)のAPOA1BPポリペプチドをコードする組換え核酸であって、
必要に応じて、APOA1BPポリペプチドまたはAPOA1BPポリペプチド活性を有するポリペプチドを発現するかまたはコードする核酸は、発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または等価物に含められており、
必要に応じて、ベクターまたはウイルスは、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、レトロウイルス、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、または合成ベクターであるかまたはこれらを含み、
必要に応じて、AAVベクターは、以下を含むかまたは以下である:
アデノ随伴ウイルス(AAV)、またはアデノウイルスベクター、
AAV血清型またはバリアントAAV5、AAV6、AAV8またはAAV9、AAV-DJまたはAAV-DJ/8(商標)(Cell Biolabs,Inc.,San Diego,CA)、
アカゲザル由来AAV、またはアカゲザル由来AAV AAVrh.10hCLN2、
AAVカプシド変異体またはAAVハイブリッド血清型、
臓器指向性AAV、または心臓指向性AAV、または心臓指向性AAVM41変異体、
ここで、必要に応じて、AAVは、野生型(wt)AAVに対して非許容性である特定の細胞型を標的とする効率を高め、かつ/または目的の細胞型のみに感染する効率を改善するように操作されており、
必要に応じて、ハイブリッドAAVは、1)トランスカプシド化、2)二重特異性抗体のカプシド表面への吸着、3)モザイクカプシドの操作、および/または4)キメラカプシドの操作:を含む、1またはそれを超える改変によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される、組換え核酸と;
(iii)(i)の組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質、または(ii)の組換え核酸を含む製剤または医薬組成物であって、必要に応じて、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質は、ヒトまたは哺乳動物のAPOA1BP、またはAIBP1またはAIBP2配列の全部または一部であるかまたはこれらを含む、製剤または医薬組成物と;
(iv)インビボ投与のために製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物;または経腸もしくは非経口投与のために、または経口、静脈内(IV)または髄腔内(IT)投与のために製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物であって、
必要に応じて、製剤もしくは医薬組成物、または組換え体、ペプチド模倣体もしくは合成APOA1BP、またはAPOA1BPの生物学的等価体、またはAPOA1BPをコードする核酸、またはAPOA1BPをコードする核酸を含有するベクターは、ナノ粒子、粒子、ミセル、またはリポソームもしくはリポプレックス、ポリマーソーム、ポリプレックス、またはデンドリマーに担持され、必要に応じて、細胞もしくはCNS透過性部分もしくはペプチドまたはCNS標的化部分もしくはペプチドをさらに含むかまたは発現することができる、製剤化された(iii)の製剤または医薬組成物と;
(v)ナノ粒子、リポソーム、錠剤、丸剤、カプセル剤、ゲル剤、ゲルタブ剤、液剤、粉剤・散剤(powder)、乳剤、ローション剤、エアロゾル剤、スプレー剤、ロゼンジ剤、水性もしくは滅菌もしくは注射用液剤、またはインプラント(例えば、髄腔内インプラント)として製剤化された(iii)~(iv)のいずれかの製剤または医薬組成物を含む、製剤または医薬組成物を提供するステップと;
(b)(a)(i)の組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質、または(a)(ii)の組換え核酸、または(a)(iii)もしくは(a)(iv)の製剤もしくは医薬組成物を、それを必要とする対象または個体に投与することであって、ここで、必要に応じて、対象または個体は、哺乳動物、ヒトまたは動物であり、
それにより、以下の症状を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは以下の症状の重症度もしくは持続期間を減少させる、または以下の症状の重症度を減少させること:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患。
代替実施形態では、組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質;組換え核酸;および/または本明細書で提供される方法で使用される製剤または医薬組成物を含み、必要に応じて、本明細書で提供される方法を実施する際の指示を含むキットが提供される。
代替実施形態では、医薬の製造における、本明細書で提供される製剤または医薬組成物の使用が提供される。
代替実施形態では、以下の症状を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは以下の症状の重症度もしくは持続期間を減少させるため、または以下の症状の重症度を減少させるための医薬の製造における、本明細書で提供される製剤または医薬組成物の使用が提供される:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患。
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患。
代替実施形態では、以下の症状を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは以下の症状の重症度もしくは持続期間を減少させるため、または以下の症状の重症度を減少させるための方法に使用するための製剤、医薬組成物または治療的組合せが提供される:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
前記製剤または前記治療的組合せは、本明細書で提供される製剤または治療的組合せを含み、
前記製剤または治療的組合せは、それを必要とする個体または患者に投与される。
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じてウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
前記製剤または前記治療的組合せは、本明細書で提供される製剤または治療的組合せを含み、
前記製剤または治療的組合せは、それを必要とする個体または患者に投与される。
代替実施形態では、ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドの潜在的な(または隠れた、露出していない、アクセス不可能な)N末端TLR4結合ドメインを露出させるための方法であって、ネイティブ(または野生型)AIBPポリペプチドに、少なくとも約10アミノ酸、または約5~50個の間のアミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸、または約20~80個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種(または非ネイティブもしくは非野生型)アミノ末端アミノ酸配列を付加すること、あるいは、wt AIBPに存在しないかまたは非ネイティブ(非AIBP)であるアミノ酸残基もしくはペプチドである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もしくは30個またはそれを超えるアミノ酸残基をAIBPアミノ末端に付加することを含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、ペプチドタグを含み、必要に応じて、ペプチドタグは、マルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、multi-hisタグは、少なくとも6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、酵素切断部位は、トロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、分泌シグナルを含み、必要に応じて、分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルもしくは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、アミノ酸配列
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)
を含む方法が提供される。
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、ペプチドタグを含み、必要に応じて、ペプチドタグは、マルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、multi-hisタグは、少なくとも6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、酵素切断部位は、トロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、分泌シグナルを含み、必要に応じて、分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルもしくは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、異種アミノ末端アミノ酸配列は、アミノ酸配列
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)
を含む方法が提供される。
代替実施形態では、ポリペプチド化合物が提供され、ここで、ポリペプチド化合物はApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列およびAIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列で構成され、
AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、少なくとも8個のアミノ酸、または4~12個の間のアミノ酸、または5~10個の間のアミノ酸で構成され、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、関連する生理学的条件下で、ポリペプチドをTLR4に結合させるために、AIBPアミノ酸配列中の潜在的なドメインのアンフォールディングを誘導するか、潜在的なドメインを露出させるか、そうでなければアクセス可能にすることができる、ただし、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグと、前記生理学的条件下で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位とで構成されていないことを条件とする。
AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、少なくとも8個のアミノ酸、または4~12個の間のアミノ酸、または5~10個の間のアミノ酸で構成され、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、関連する生理学的条件下で、ポリペプチドをTLR4に結合させるために、AIBPアミノ酸配列中の潜在的なドメインのアンフォールディングを誘導するか、潜在的なドメインを露出させるか、そうでなければアクセス可能にすることができる、ただし、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、Hisタグと、前記生理学的条件下で作用させるとHisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位とで構成されていないことを条件とする。
代替実施形態では、TLR4媒介性疾患または状態を処置する、改善する、防止する、逆転するまたはその重症度もしくは持続期間を減少させるために、それを必要とする対象に、
本明細書で提供されるポリペプチド化合物または核酸化合物を含む薬学的に許容され得る組成物であって、核酸化合物の核酸配列が前記ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする組成物を、
提供することによる方法が提供され、
TLR4媒介性疾患または状態としては、限定されるものではないが、炎症誘発性疼痛、CNS炎症性疾患および状態、関節炎、神経変性疾患および状態、異痛症、痛覚過敏、肺炎症性疾患または状態、眼炎症性疾患および状態、敗血症、血管炎症性疾患および状態、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、外傷後ストレス症候群(PTSS)、およびウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされる疾患および状態、またはそれらの後遺症が挙げられる。
本明細書で提供されるポリペプチド化合物または核酸化合物を含む薬学的に許容され得る組成物であって、核酸化合物の核酸配列が前記ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする組成物を、
提供することによる方法が提供され、
TLR4媒介性疾患または状態としては、限定されるものではないが、炎症誘発性疼痛、CNS炎症性疾患および状態、関節炎、神経変性疾患および状態、異痛症、痛覚過敏、肺炎症性疾患または状態、眼炎症性疾患および状態、敗血症、血管炎症性疾患および状態、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、外傷後ストレス症候群(PTSS)、およびウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされる疾患および状態、またはそれらの後遺症が挙げられる。
本発明の1またはそれを超える実施形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
本明細書で引用されるすべての刊行物、特許、特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているのと同程度に、あらゆる目的において参照により本明細書に組み込まれる。
図面の簡単な説明
図面の簡単な説明
特許または特許出願のファイルには、カラーで描かれた図面が少なくとも1つ含まれている。1つまたは複数のカラー図面を含むこの特許または特許出願公開の写しは、請求および必要な料金の納付によって、米国特許商標庁より提供される。
本明細書に記載の図面は、本明細書に提供される実施形態の例示であり、特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を限定することを意味しない。
図1Aは、腹腔内(i.p.)シスプラチン(2.3mg/kg/日の2回注射)とそれに続く食塩水(5μl)またはAIBP(0.5μg/5μl)の髄腔内(i.t.)単回投与に応答した野生型(WT)マウスの離脱閾値を示すデータをグラフで示し;ナイーブマウスは注射されなかった。
図1B~Cは、TLR4二量体化(図1B)およびCTxB染色により測定された脂質ラフト含有量(図1C)を示すCD11b+/TMEM119+脊髄ミクログリア細胞の、食塩水またはAIBPのi.t.投与の24時間後、すなわち、図1Aに示す時間経過の8日目の分析を示すデータをグラフで示す。
図1Cは、完全培地中でAIBP(0.2μg/mL)またはビヒクルとともに30分間インキュベートし、続いてLPS(100ng/mL)とともに5分間インキュベートしたBV-2ミクログリア細胞(左パネル)の画像を示し、LPSおよび/またはAIBPを含むまたは含まないMandersの係数(共局在解析)を示すデータをグラフで示す(右パネル)。
図1E~Fは、CSF(図1E)および腰髄(図1F)における経時的なAIBPレベルを示すデータをグラフで示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図2A~Bは、ミクログリア(CD11b+TEMEM119+)を図1Aに示した3つの群からFACS選別した研究から得たデータを示す。
図1Aは、すべてのサンプルにわたるDEGのヒートマッププロットの画像を示す。
図1Bは、有意なDEGの群が、異なる処置条件の発現プロファイルパターンに基づいてクラスター化されたことを示すデータをグラフで示す。
図1Cは、シスプラチン処置によって誘導された上方調節(右パネルの群1)および下方調節(左パネルの群2)された遺伝子の経路およびGO富化解析を示すデータをグラフで示し、上方調節された経路は右パネルの「群1」(赤)に、下方調節された経路は左パネル「群2」(青)に示される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図3A~Cは、図2と同じ群を示す:図3Aは、ナイーブマウスに対するシスプラチン処置マウスの脊髄ミクログリアにおける上方調節遺伝子および下方調節遺伝子のボルケーノプロットの画像を示し;図3Bは、疾患関連ミクログリア(DAM)シグネチャー遺伝子を表すヒートマップの画像を示し;図3Bは、脂質関連遺伝子セットを示す行ごとにスケールされたlog2正規化遺伝子数のヒートマップの画像を示す。
図3D~Hは、IBA1およびDAPIで共染色された脊髄切片におけるPLIN2免疫染色によって測定された、脊髄ミクログリアにおける脂質滴蓄積を示すデータをグラフで示し、図3Dがこれを示し;図3Eは、シスプラチンおよび/またはAIBPを含むまたは含まない、フィールドあたりの総IBA1+細胞のうちのIBA1+/PLIN2+細胞をグラフで示し;図3Fは、AIBPを含むまたは含まない平均LD数/細胞をグラフで示し;図3Gは、シスプラチンおよび/またはAIBPを含むまたは含まない平均LDサイズをグラフで示し;図3Hは、AIPBを含むまたは含まない正規化されたPlin2遺伝子数をグラフで示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図4Aは、AIBPによって下方調節されたCIPN上方調節遺伝子(図2Bの群3参照))およびAIBPによって上方調節されたCIPN下方調節遺伝子(群4)の経路および遺伝子オントロジー(GO)富化解析を示す。
図4Bは、シスプラチン/食塩水処置マウスに対する(vs.)、シスプラチン/AIBP処置マウスにおける、上方調節および下方調節された遺伝子のボルケーノプロットである、i.t.AIBPによって誘導された脊髄ミクログリアにおける差次的発現遺伝子(DEG)を示す。
図4Cは、CIPNにおいて上方調節され、AIBPによって下方調節された群3の炎症遺伝子のヒートマップを示す。
図4Eは、シスプラチンによって誘導されないが、AIBPによって下方調節される炎症遺伝子のヒートマップを示す。
図4Fは、AIBPによって下方調節されるすべての遺伝子の経路およびGO富化解析をグラフで示す。
図4Gは、最も富化された経路である、ペプチダーゼ阻害剤活性経路に含まれるAIBPによって下方調節される非炎症遺伝子のヒートマップを示す。
図4Hは、CIPNにおけるその下方調節がAIBPによって逆転する遺伝子のヒートマップを示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図5A~Bは、完全培地中でAIBP(0.2μg/mL)またはビヒクルとともに30分間インキュベートし、続いてLPS(100ng/mL)とともに5分間インキュベートしたBV-2細胞からのデータを示すデータを図示し、脂質ラフトにおけるABCA1(図5A)およびAPOA1(図5B)にアクセス可能なコレステロールの共局在を示す。
図5Cは、マウスにおけるタモキシフェン、シスプラチン、AIBPまたは食塩水注射の例示的な実験デザインおよびタイムラインを概略的に示す。
図5Dは、シスプラチン介入の開始前のベースライン(0日目)離脱閾値を示すデータをグラフで示す。
図5Eは、ベースライン(0日目)における、ナイーブWTおよびABC-imKOマウスのCD11b+TMEM119+脊髄ミクログリアにおけるTLR4表面発現および二量体化および脂質ラフト(CTxB)を示すデータをグラフで示す(両群のTLR4表面発現および脂質ラフト含有量分析についてn=5)。
図5G~Hは、TAM誘導ABC-imKOマウス(図5G)および非誘導(ビヒクル)ABC-imKOマウス(図5H)における、i.p.シスプラチンおよびi.t.食塩水またはAIBP(0.5μg/5μl)注射後の離脱閾値を示すデータをグラフで示す。
図5I~Jは、パネル図5Gおよび図5Hに示される群における、8日目のCD11b+TEMEM119+脊髄ミクログリアにおけるTLR4二量体化(図5I)および脂質ラフト(図5J)を示すデータをグラフで示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図6Aの上の画像は、ナイーブABC-imKOミクログリアで誘導され、シスプラチンで処置したマウスのWTミクログリアと共有される重複遺伝子および経路を、重複遺伝子を結ぶ紫色(濃い、上側)の線と、重複する富化経路を結ぶ青色(淡い、下側)の線で概略的に示し、図6Aの下の画像は、WTシスプラチンおよびABC-imKOナイーブマウス由来の脊髄ミクログリアにおいて上方調節された遺伝子のベン図である。
図6Bは、ミクログリアにおけるABCA1およびABCG1ノックダウンにより誘導される上方調節および下方調節された遺伝子の富化経路分析を示す。
図6Cは、TAM誘導ABC-imKOマウスのナイーブ脊髄ミクログリアにおけるDEGを示す。
図6Dは、ABC-imKOミクログリアにおいてシスプラチン処置により誘導され、シスプラチンで処置されたマウスのWTミクログリアと共有される、重複遺伝子および経路を概略的に示す。
図6Eは、シスプラチンで処置したWTマウスと比較した、シスプラチンで処置した、TAM誘導ABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアのDEGを示す。
図7Aは、シスプラチンによりCIPNが誘発されたWTマウスおよびABC-imKOマウスにおける遺伝子発現に対するAIBP処置の効果を比較するベン図を概略的に示す。
図7Bは、ABC-imKOマウスとWTマウスにおけるAIBP効果を比較する、CIPNにおけるAIBP処置による上方調節された遺伝子および下方調節された遺伝子のボルケーノプロット表示を概略的に示す。
図7Cは、AIBPによってABC依存的に変化した炎症遺伝子のlog2正規化遺伝子数のヒートマップを概略的に示す(WTミクログリアではAIBPによって下方調節されるが、ABC-imKOではAIBPによって上方調節される)。
図7Dは、野生型とABC-imKOにおけるシスプラチンとAIBP効果を比較する、コレステロール合成およびLXR関連遺伝子のヒートマップを概略的に示す。
図7Eは、AIBPによってABC依存的に調節される非炎症遺伝子のヒートマップを概略的に示す。
図7Fは、ABC-imKOミクログリアにおいてAIBPにより上方調節された遺伝子の富化経路分析を概略的に示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図8Aは、例示的な実験デザインおよびタイムラインを概略的に示す:タモキシフェン;シスプラチン;AIBP;および/または食塩水が注入される。
図8Bは、シスプラチン介入の開始前のベースライン(図8Aの0日目)離脱閾値をグラフで示す。
図8Cは、タモキシフェン注射レジメンの前(ナイーブ、パネルAタイムラインの-7日目)および後(TAM、0日目)に、WTおよびCx3cr1-CreERT2(floxed遺伝子なし)マウスの離脱閾値を試験したことをグラフで示す。
図8D~Fは、(図8D)TAM誘導AIBP-imKOマウス;非誘導(ビヒクル)AIBP-imKOマウス(図8E);および施設内で繁殖させた全身AIBPノックアウトマウス(図8F);における、i.p.シスプラチンおよびi.t.食塩水またはAIBP注射の後の離脱閾値をグラフで示す。
図8Gは、シスプラチン注射後のWTおよびタモキシフェン誘導TLR4-imKOマウスにおける離脱閾値をグラフで示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図9Aは、シグナルペプチド、アミノ酸(aa)1~24、以前は特徴づけられていなかったN末端ドメイン(aa25~51)、およびYjeF_Nドメイン(aa52~288)を有するヒトAIBPを概略的に示す。
図9Bは、HEK293細胞でFlagタグ付きTLR4エクトドメイン(eTLR4)と共発現した、ヒトAIBPのflagタグ付き欠失変異体のPAGE分離の画像を示す。細胞溶解物は抗TLR4抗体で免疫沈降(IP)し、抗Flag抗体で免疫ブロット(IB)された。
図9Cは、バキュロウイルス/昆虫細胞系で発現させ、試験管内でeTLR4-Hisと結合させ、続いて抗TLR4抗体でIP、抗His抗体でIBを行った、すべてシグナルペプチドを欠くhisタグ付きヒト(hu)、マウス(mo)およびゼブラフィッシュ(zf)AIBPのPAGE分離の画像を示す。
図9D~Hは、3つの独立した実験からの、Hisタグ付き野生型(wt、25-288 aa)および欠失変異体(mut、52-288 aa)ヒトAIBPのeTLR4、APOA1およびミクログリアへの結合、ならびに抗AIBP抗体を含む試験管内でのeTLR4とwtAIBPまたはmutAIBPの免疫沈降(IP)、ブロットおよび定量を示すデータを示す。
図9Dは、プレートをeTLR4でコーティングし、wtAIBPまたはmutAIBPとともにインキュベートしてELISAが行われたPAGE分離(左の画像)を示し、右の画像は、wtおよびmu AIPBのTLR4/AIBPの量をグラフで示す。
図9Eは、BSA、wtAIBPまたはmutAIBPでコーティングされ、APOA1とともにインキュベートしたプレートを用いてELISAが行われた、固定されたeTLR4でのwtまたはmutAIBP(またはAIBPなし)とAIBPの結合をグラフで示す。
図9Hは、共焦点イメージングを使用してAIBPに結合したAPOA1を示し、wtAIBPおよびmutAIBPと、未刺激またはLPSで15分間処理したBV-2ミクログリア細胞の結合を示す。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
これらは以下の実施例1で詳細に考察される。
図10A~Bは、wtAIBPまたはmutAIBPで前処理し、LPSで刺激したBV-2細胞におけるTLR4二量体化(図10A)および脂質ラフト(図10B)をグラフで示す。
図10Cは、i.t.AIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)、それに続いてi.t.LPSを投与されたWTマウスにおける離脱閾値をグラフで示す。
図10Dは、i.p.シスプラチン、続いてi.t.wtAIBP、mutAIBPまたは食塩水に応答したWTマウスにおける離脱閾値をグラフで示す。
図10E~Fは、パネル図10Dに示す実験群の、21日目のマウスの腰髄由来のCD11b+/TMEM119+ミクログリアにおけるTLR4二量体化(図10E)および脂質ラフト(図10F)をグラフで示す。
図17Aは、CD11b+(PercP-Cy5.5)/TMEM199+(Pe-Cy7)ミクログリアのTLR4-APCおよびTLR4/MD2-PE抗体染色を示す、WT(左の画像)およびTlr4-/-マウス(右の画像)の脊髄由来の単一細胞懸濁液のフローサイトメトリーをグラフで示す。
図17Bは、F4/80-FITC抗体とTLR4-647抗体で共染色されたWTおよびTlr4-/-マウス由来の腹膜誘導マクロファージの共焦点画像を示す;スケールバー、5μm。
図17C~Dは、i.t.食塩水またはAIBPの24時間後の、TLR4二量体化(図17C)およびCTxB染色により測定された脂質ラフト含有量(図17D)を示す、CD11b+DRGマクロファージ細胞のフローサイトメトリー分析をグラフで示す。
これらは以下の実施例1で考察される。
これらは以下の実施例1で考察される。
図18Aは、SSC-AおよびFSC-A、SSC-WおよびSSC-H、UVE/DEAD(APC-Cy7-A)およびSSC-A、GLAST1およびCD24、ならびに、CD11bおよびTMEM119を含む、腰部CD11b+TMEM119+脊髄ミクログリアの選別戦略を示す。
図18Bは、TMEM119およびCD11b、SSC-AおよびGLAST1、ならびにSSC-1およびCD24を含む、選別された細胞の純度およびGLAST1+星状細胞またはCD24+ニューロンの非存在を測定する、選別されたミクログリアのフローサイトメトリー分析を示す。
図18Cは、ミクログリア特異的遺伝子のヒートマップを用いるミクログリア系統解析を示す。
図18D~Eは、野生型マウスにおける、AIBPによって上方調節されたCIPN抑制遺伝子(群4)(図18D)およびAIBPによって下方調節されたCIPN誘発遺伝子(群3)(図18E)のヒートマップを示す。
これらは以下の実施例1で考察される。
同上。
これらは以下の実施例1で考察される。
図19Aは、タモキシフェン(tamixifen)有りおよび無しの、DAPI、IBA1、ABCA1、マージ(MERGE)、およびCOLOCマスク(COLOC MASK)、を示す。
図19Bは、タモキシフェン有りおよび無しの、DAPI、IBA1、ABCG1、マージ、およびCOLOCマスクを示す。
図19Dは、タモキシフェン有りおよび無しの、DAPI、GFAP、ABCA1、マージ、およびCOLOCマスクを示す。
これらは以下の実施例1でさらに詳細に考察される。
これらは以下の実施例1でさらに詳細に考察される。
図20A~Bは、ABC-imKOマウスの対照として、施設内で繁殖させたWT同腹仔マウスにタモキシフェンレジメン(TAM、200μL/日、10mg/mL、連続5日間)を行い、続いて(図20A)AIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)をi.t.注射し、2時間後にi.t.LPS(0.1μg/5μL)を投与し;(図20B)1日目および3日目にシスプラチン(2.3mg/Kg)をi.p.注射し、続いて7日目にAIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)をi.t.注射したデータをグラフで示す。
図20Cは、7日目に、ABC-imKOマウスにTAMを注射し、次いで上記のようにシスプラチンを注射し、続いてi.t.食塩水(5μL)、AIBP(0.5μg/5μL)またはhp-β-CD(0.25mg/5μL)を注射したデータをグラフで示す。
図20Dは、交互作用項(条件:遺伝子型)のない縮小モデルを使用した尤度比検定から得られたすべての有意な遺伝子を示す。
図21Aは、AIBP染色とIBA1(ミクログリア)、NeuN(ニューロン)およびGFAP(星状細胞)との共局在を示す、ビヒクルおよびタモキシフェン誘導AIBP-imKOマウス由来の脊髄凍結切片のIHCの画像を示す。
図21Bは、マイクロタイタープレート中の捕捉抗体としてBE-1を使用したサンドイッチELISAのデータをグラフで示し、ウサギポリクローナル抗AIBP抗体を使用してwtAIBPおよびmutAIBPに対する用量応答曲線を検出した。
これらは以下の実施例1でさらに詳細に考察される。
これらは以下の実施例1でさらに詳細に考察される。
図22Aは、非喘息および喘息サンプル中のAIBP+気管支上皮をグラフで示す。
図22Bは、非喘息および喘息サンプル中のAPOA1BP/HPRT1 mRNAをグラフで示す。
図22Cは、気管支上皮におけるAIBP発現をグラフで示す。
これらは以下の実施例3でさらに詳細に考察される。
これらは以下の実施例3でさらに詳細に考察される。
様々な図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
次に、本明細書で提供される様々な例示的な実施形態を詳細に参照するが、その例は添付の図面に示されている。以下の詳細な説明は、本発明の態様および実施形態の特定の詳細のより良い理解を読者に与えるために提供されるものであり、本発明の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。
詳細な説明
代替実施形態では、アミノ酸配列の改変、組換えApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)の付加、維持、増強または発現の上方調節を含む、該タンパク質を調節するまたは操作するための組成物および方法(核酸、ポリペプチド、および遺伝子およびポリペプチド送達ビヒクルを含む医薬化合物および製剤を使用する)、ならびにこれらの組成物および方法を実施するための成分の全部または一部を含むキットが提供される。代替実施形態では、血液脳関門を標的とし、かつ/または血液脳関門を透過する能力のある送達ビヒクル、ならびにAIBP発現核酸内に含まれているアデノ随伴ウイルス(AAV)送達ビヒクルなどのベクターおよびウイルスなどの核酸(遺伝子)送達ビヒクルの使用を含む、AIBP配列および構造を変化させ、治療レベルの組換えAIBPを脳およびCNSを含む身体に送達するための組成物および方法;ならびにAIBPポリペプチドまたはAIBP発現核酸のいずれかを髄腔内(i.t.)投与を介して直接送達するための組成物および方法が提供される。
代替実施形態では、アミノ酸配列の改変、組換えApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)の付加、維持、増強または発現の上方調節を含む、該タンパク質を調節するまたは操作するための組成物および方法(核酸、ポリペプチド、および遺伝子およびポリペプチド送達ビヒクルを含む医薬化合物および製剤を使用する)、ならびにこれらの組成物および方法を実施するための成分の全部または一部を含むキットが提供される。代替実施形態では、血液脳関門を標的とし、かつ/または血液脳関門を透過する能力のある送達ビヒクル、ならびにAIBP発現核酸内に含まれているアデノ随伴ウイルス(AAV)送達ビヒクルなどのベクターおよびウイルスなどの核酸(遺伝子)送達ビヒクルの使用を含む、AIBP配列および構造を変化させ、治療レベルの組換えAIBPを脳およびCNSを含む身体に送達するための組成物および方法;ならびにAIBPポリペプチドまたはAIBP発現核酸のいずれかを髄腔内(i.t.)投与を介して直接送達するための組成物および方法が提供される。
実施例1は、化学療法誘発性末梢神経障害のマウスモデルを使用した研究を記載しており、ここで、脊髄ミクログリアは、炎症応答を組織化するインフラマラフト(inflammaraft)(肥大したコレステロール富化脂質ラフト)の存在を特徴とする。特定の機構の操作により、コレステロール代謝が調節され、インフラマラフトが正常化され、ミクログリアが再プログラムされ、その結果、神経障害性疼痛が長期にわたって軽減された。
本発明者らはまた、TLR4結合ドメインを欠くAIBPの欠失変異体が、化学療法誘発性末梢神経障害のマウスモデルにおいて神経障害性疼痛を逆転させないことも示す。AIBPのTLR4への結合は、この自然免疫受容体が炎症細胞で高度に発現され、細胞表面の脂質ラフトに集中し、炎症応答を媒介するため、重要である。TLR4の含有量が増加し、TLR4二量体化の証拠がある肥大/クラスター化した脂質ラフトは、「インフラマラフト」と呼ばれる。TLR4に結合することにより、AIBPは炎症細胞を標的とし、インフラマラフトを破壊し、炎症-脊髄神経炎症および神経障害性疼痛を阻害する。その効果は、TLR4が介在する多くの炎症性疾患状態に適用可能である。
本発明者らはまた、ネイティブAIBPでは、N末端TLR4結合ドメインが潜在的であり、ネイティブAIBPはTLR4に結合しないことを見出した。AIBP中のTLR4結合ドメインは、例えば、図13に示すような本明細書で提供される組換え操作された形態のAIBPの場合のように、N末端を追加のアミノ酸で伸長させると露出する。図11は、このモデルのグラフ表示である。
代替実施形態では、市販のpAcHLT-Cベクター(BD Biosciences)由来のアミノ酸配列を含む、操作されたAIBPが提供される。
TLR4受容体は、膜脂質ラフトに局在して二量体化する。活性化受容体およびアダプター分子を有する肥大した、コレステロールに富む脂質ラフト(ここではインフラマラフトと呼ぶ(Millerら、2020))は、炎症性シグナル伝達および細胞応答を開始するための組織化プラットフォームとして機能する。形質膜内のコレステロール含有量の調節は、様々な細胞型におけるインフラマラフトおよびTLR4二量体化、シグナル伝達および炎症応答に影響を及ぼし得る(Karasinskaら、2013;Tall and Yvan-Charvet、2015;Yvan-Charvetら、2008)。TLR4に加えて、インフラマラフトは、(Millerら、2020)に概説されるように、多数の他の受容体およびシグナル伝達経路の成分の活性化を調節する。したがって、本発明者らは、CIPNが脊髄ミクログリアにおけるコレステロール動態の変化に関連し、脊髄におけるインフラマラフトの形成および持続的な神経炎症をもたらすという仮説を立てた。
この仮説を試験するために、本発明者らは、CIPNマウスにおいて脊髄ミクログリア脂質ラフトおよびTLR4二量体化を測定した。コレステロール動態を操作するために、本発明者らは、いくつかの細胞型からのコレステロール除去の効果的なマルチプライヤーであるアポA-I結合タンパク質(AIBP)の髄腔内注射(Choiら、2018;Fangら、2013;Wollerら、2018)と、コレステロール輸送体Abca1およびAbcg1の誘導ミクログリア特異的ノックダウンを有するマウスを使用した。本発明者らは、AIBPがミクログリア膜におけるコレステロールの再分布を誘導し、アクセス可能なコレステロールとコレステロール輸送体ABCA1の共局在を増強することを実証する。この再分布は、形質膜からコレステロールを枯渇させ、炎症性ラフトを生理学的な脂質ラフトに戻すための条件を設定する。ミクログリア特異的Abca1/Abcg1ノックダウンにより、ナイーブマウスにおいて疼痛が誘発され、AIBPがCIPN異痛症を逆転させるのを防止され、神経障害性疼痛の発症におけるミクログリアのコレステロール恒常性の重要性が強調される。さらに、ミクログリアにおけるCIPNに関連したミクログリアにおける遺伝子発現の変化の特徴付けから、コレステロール代謝障害が示唆される。
組換えAIBP配列
組換えAIBP配列
代替実施形態では、ApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列およびAIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列で構成される操作されたタンパク質配列が開示される。ここで、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列は、ペプチドタグを含み、ペプチドタグはマルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、特に、マルチヒスタグは6つの連続するヒスチジン残基(HHHHHH(配列番号1))を含む。
他の実施形態では、異種アミノ末端アミノ酸配列は、トロンビン切断部位に変異があるためにトロンビン切断部位が機能しなくなっているアミノ酸配列MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)を含む。
一部の実施形態では、市販のpAcHLT-Cベクター(BD Biosciences)から産生されるアミノ酸配列を有するペプチドが提供され、このアミノ酸配列は、ApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列とAIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列で構成され、AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列はペプチドタグを含み、ペプチドタグはマルチヒスチジン(multi-his)タグを含む。
代替実施形態では、少なくとも約10アミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸、または約20~80個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種アミノ末端アミノ酸配列、あるいは、AIBPポリペプチドの潜在的な(または隠れている、露出されていない)N末端TLR4結合ドメインのアンフォールティングおよび露出をもたらすのに十分な任意の異種アミノ酸配列を有する、組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物をインビボで投与するための方法が提供される。
代替実施形態では、マウスAIBP、例えば、配列番号3によってコードされる配列、および/または配列番号4のアミノ酸配列を有するマウスAIBPが使用され、これは必要に応じて、N末端にフィブロネクチン分泌シグナル(イタリック)および/またはC末端にHisタグ(下線)を補充する(すなわち、さらに含む)ことができる;この生成物は、FIB-mAIBP-Hisと略記される。
配列番号3:
配列番号4:
配列番号3:
代替実施形態では、本明細書で提供されるヒトAIBP(hAIBP)ポリペプチドのバリアント(例えば、TLR4(そうでなければ潜在的)結合部位を露出させる異種アミノ酸配列を有するヒトAIBP)、または本明細書で提供されるバリアントAIBPをコードする核酸は、投与することを必要とする患者または個体に投与されるか、あるいは製剤または医薬を製造するために使用されるか、あるいは投与用のベクターまたは発現ビヒクルを作製するために使用されるか、あるいは本明細書で提供されるキットに含まれ、AIBPバリアントは、以下を含むかまたは以下によってコードされ得る:
ヒトAIBPコード核酸(cDNA)(配列番号5)
ヒトAIBPポリペプチド(配列番号6)
ヒトAIBPコード核酸(cDNA)(配列番号5)
一部の実施形態では、TLR4結合ドメインおよびを保持し、N末端残基をネイティブシグナルペプチドで置き換えた修飾hAIBPが使用される、例えば、hAIBPは、d24hAIBP(コード核酸)として公知のhAIBP配列のアミノ酸25~288を含む:
ここで、対応するd24hAIBPポリペプチドは:
である。
一部の実施形態では、AIBPのN末端の一部(アミノ酸1~24、d24hAIBP)がフィブロネクチン分泌シグナル(イタリック)で置き換えられている(またはさらに含む)ヒトAIBPが提供される;生成物をFIB-d24hAIBPと略し、化合物1と命名する:
ヒトFIB-d24hAIBP(化合物1)-コード核酸(cDNA):
ヒトFIB-d24hAIBP(化合物1)-コード核酸(cDNA):
この実施形態では、hAIBP断片はアミノ酸25から288(d24hAIBPとしても公知)を含み、N末端修飾は以下の通りである:
MLRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号24)。
MLRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号24)。
一実施形態では、AIBPの強力な分泌を確実にするために分泌シグナルが付加される。例えば、フィブロネクチン分泌シグナルがAIBPのN末端に付加される(配列番号3および配列番号4のイタリック体の配列を参照)。または、分泌シグナルをコードする核酸がAIBPコード配列に付加される。代替実施形態では、分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルまたは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド(例えば、PLoS One.2015;10(2):e0116878参照)、またはインターロイキン-2シグナルペプチド(例えば、J.Gene Med.2005 Mar;7(3):354-65参照)である。
代替的な実施形態では、ポリペプチドコード配列は、プロモーター、例えば構成的、誘導性、組織特異的(例えば、神経または脳組織特異的)もしくは遍在性プロモーターまたは他の転写活性化剤に機能的に連結される。
他の実施形態では、フィブロネクチン-hAIBP構築物の翻訳後修飾からの生成物は、以下のアミノ酸配列(化合物2)を有する:
hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、TETGKSKR(配列番号26)である。
他の実施形態では、AIBPポリペプチドの配列は、さらなるペプチド断片を組み込むためにそのC末端で修飾される。これは、C末端Hisタグ(対応するアミノ酸配列に下線が引かれている)の付加によって例示される。
(化合物3をコードする核酸配列):
(化合物3をコードする核酸配列):
アミノ酸配列(化合物3):
ここで、hAIBP断片は、Hisタグ(FIB-d24 AIBP-His)およびN末端修飾:
LRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号29)
を含むd24hAIBPである。
LRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号29)
を含むd24hAIBPである。
他の実施形態では、ポリペプチドコード配列は、プロモーター、例えば構成的、誘導性、組織特異的(例えば、神経または脳組織特異的)もしくは遍在性プロモーターまたは他の転写活性化剤に機能的に連結される。
他の実施形態では、全長ヒトAIBPは、そのN末端で修飾される。そのような修飾は、TLR4結合を促進する、例えば化合物5をコードする核酸(cDNA):
これは、以下のアミノ酸(化合物5)をコードする:
ここで、hAIBP断片は全長であり、N末端修飾は、MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)である。
他の実施形態では、潜在的なTLR4結合ドメインを保持するhAIBP配列は、そのN末端で修飾される。配列の例は、hAIBP(d24hAIBP)のアミノ酸25~288のDNAおよびペプチド配列を含む:
(化合物6をコードする核酸配列):
アミノ酸配列(化合物7):
ここで、hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、以下である:
MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)
(化合物7をコードする核酸配列):
ここで、hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、以下である:
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)、
(化合物8をコードする核酸配列):
(化合物6):
ここで、hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、以下である:
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)、
(化合物7をコードする核酸配列):
アミノ酸配列(化合物7):
ここで、hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、以下である:
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)。
(化合物6をコードする核酸配列):
MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)
(化合物7をコードする核酸配列):
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)、
(化合物8をコードする核酸配列):
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)、
(化合物7をコードする核酸配列):
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)。
他の実施形態では、少なくとも約8アミノ酸、または約8~100個の間のアミノ酸、または約8~40個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種アミノ末端アミノ酸配列、あるいは、AIBPポリペプチドの潜在的な(または隠れている、露出されていない)N末端TLR4結合ドメインのアンフォールティングおよび露出をもたらすのに十分な任意の異種アミノ酸配列を有する、組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物のための組成物が提供される。
代替実施形態では、アミノ酸のN末端配列は、ヒスチジン(H)、リジン(K)またはアルギニン(R)から選択される3~12個の間の塩基性アミノ酸を含む。
他の実施形態では、本明細書に記載の化合物は、例えば推定ペプチド切断部位を除去することによって、生物活性の特性を改善するためにさらに修飾され得る。配列の例は、以下によって表される:
(化合物8をコードする核酸配列):
アミノ酸配列(化合物8):
ここで、hAIBP断片はd24hAIBPであり、N末端修飾は、以下である:MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPAASPGLDGICSR(配列番号7)。
(化合物8をコードする核酸配列):
この配列において、トロンビン切断部位LVPRGS(配列番号13)は、記載されるアミノ酸変異を組み込み、実施例2に記載されているように、切断およびTLR4結合活性の予想外の消失を防止する。
これらの配列は例示的なものであり、本発明を限定するものではないことを認識されたい。
他の実施形態では、hAIBPのN末端修飾におけるアミノ酸はいずれも、非天然であってよく、当業者に公知の方法によって挿入することができる。
製造製品、キット
製造製品、キット
本明細書で提供される方法を実施するためのインプラントまたはポンプ、キットおよび医薬品などの製造製品も提供される。代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために必要なすべての構成成分を含む製造製品、キットおよび/または医薬品が提供される。代替実施形態では、キットはまた、本明細書で提供される方法を実施するための指示を含む。
製剤および医薬組成物
製剤および医薬組成物
代替実施形態では、神経障害性疼痛を調節するための本明細書で提供される方法および使用を実施するための核酸およびポリペプチドを含む医薬製剤または組成物が提供され、方法は、組換えApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)の発現を上方調節することを含む。代替実施形態では、神経障害性疼痛を処置、防止、逆転および/または改善するためのインビボ、インビトロまたはエクスビボでの方法で使用するための医薬製剤または組成物が提供される。代替実施形態では、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドを含むかまたは組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドの発現または活性の増加をもたらす、本明細書で提供される方法および使用を実施するために用いられる医薬組成物および製剤は、例えば、神経障害性疼痛、神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患、必要に応じて、アルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、必要に応じて、緑内障またはその他の目の炎症性疾患、必要に応じて、肺炎症および喘息、必要に応じて、HIV感染またはその併存疾患、および/または必要に応じて血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患を処置、防止、逆転および/または改善するのに十分な量で、投与することを必要とする個体に投与される。代替実施形態では、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドを含むかまたは組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドの発現または活性の増加をもたらす、本明細書で提供される方法および使用を実施するために用いられる医薬組成物および製剤は、例えば、神経障害性疼痛または神経変性疾患または状態を防止するかあるいはその強度および/もしくは頻度を減少させるのに十分な量で、投与することを必要とする個体に投与される。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために用いられる医薬組成物は、非経口的に、局所的に、経口的に、またはエアロゾルもしくは経皮などによる局所投与によって投与することができる。医薬組成物は、任意の方法で製剤化することができ、状態または疾患および病気の程度、各患者の一般的な医学的状態、得られた好ましい投与方法などに応じて様々な単位剤形で投与することができる。製剤化および投与のための技術に関する詳細は、科学文献および特許文献に十分に記載されており、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、Maack Publishing Co.、Easton PA(「Remington’s」)の最新版を参照されたい。
例えば、代替実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用されるこれらの組成物は、バッファー、食塩溶液、粉末、エマルジョン、小胞、リポソーム、ナノ粒子、ナノ脂質粒子などにおいて製剤化される。代替実施形態では、組成物は、任意の方法で製剤化することができ、所望のインビボ、インビトロまたはエクスビボ条件、所望のインビボ、インビトロまたはエクスビボでの投与方法などに応じて様々な濃度および形態で適用することができる。インビボ、インビトロまたはエクスビボ製剤および投与のための技術に関する詳細は、科学文献および特許文献に十分に記載されている。本明細書で提供される方法または使用を実施するために使用される製剤および/または担体は、インビボ、インビトロまたはエクスビボ用途に適した錠剤、丸剤、粉剤・散剤、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤などの形態であり得る。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される製剤および医薬組成物は、薬学的に許容される担体中に配置されるかまたは溶解された組成物の溶液(ペプチド模倣体、ラセミ混合物またはラセミ化合物、異性体、立体異性体、化合物の誘導体および/または類似体を含む)を含むことができ、例えば、使用することができる許容され得るビヒクルおよび溶媒には、水およびリンゲル液、等張塩化ナトリウムが含まれる。さらに、無菌の固定油を溶媒または懸濁媒体として使用することができる。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリド、またはオレイン酸などの脂肪酸をはじめとする任意の固定油を用いることができる。一実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される溶液および製剤は無菌であり、一般に望ましくない物質を含まないように製造することができる。一実施形態では、これらの溶液および製剤は、従来の周知の滅菌技術によって滅菌される。
本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される溶液および製剤は、pH調整剤および緩衝剤、毒性調整剤、例えば酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなどの生理学的条件に近づけるために必要な補助物質を含むことができる。これらの製剤中の活性薬剤の濃度は、広く変動することがあり、選択されたインビボ、インビトロまたはエクスビボ投与の特定の様式および所望の結果に従って、主に流体体積、粘度などに基づいて選択され得る。
本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される組成物および製剤は、リポソームの使用によって送達され得る。リポソームを使用することにより、特にリポソーム表面が標的細胞に特異的なリガンド(例えば、損傷したかまたは病気のニューロン細胞またはCNS組織)を担持するか、またはそうでなければ特定の組織もしくは器官型に優先的に向けられるリポソームを使用することによって、インビボ、インビトロまたはエクスビボ適用における標的細胞への活性薬剤の送達を集中させることができる。
ナノ粒子、ナノ脂質粒子およびリポソーム
ナノ粒子、ナノ脂質粒子およびリポソーム
例えば、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドを含む組成物をインビボで、例えば、CNSおよび脳に送達するために、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される化合物を含むナノ粒子、ナノ脂質粒子、小胞およびリポソーム膜も提供される。代替実施形態では、これらの組成物は、例えば、望ましい細胞型または器官、例えば、神経細胞またはCNSなどを標的とするために、細胞表面ポリペプチドを含むポリペプチドなどの生物学的分子をはじめとする特定の分子を標的とするように設計されている。
本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される化合物を含む多層リポソームが提供され、例えば、Parkら、米国特許出願公開第20070082042号に記載されている。多層リポソームは、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される組成物を捕捉するために、スクアラン、ステロール、セラミド、中性脂質または油、脂肪酸およびレシチン含む油相成分の混合物を使用して、約200~5000nmの粒径に調製することができる。
リポソームは、例えば、Parkら、米国特許出願公開第20070042031号に記載されるように、活性薬剤(例えば、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチド)を封入することによりリポソームを生成する方法を含む、任意の方法を用いて作製することができ、この方法は、第1のリザーバに水溶液を提供することと;第2のリザーバに有機脂質溶液を提供することと、その後、第1の混合領域で水溶液と有機脂質溶液とを混合してリポソーム溶液を生成することを含み、有機脂質溶液が水溶液と混合されると実質的に瞬時に活性薬剤を封入するリポソームが生成され;その後直ちにリポソーム溶液と緩衝液とを混合して希釈リポソーム溶液が生成される。
一実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用されるリポソーム組成物は、例えば、米国特許出願公開第20070110798号に記載されるように、例えば、化合物(例えば、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチド)の、望ましい細胞型(例えば、内皮細胞、神経細胞、またはそれを必要とする任意の組織もしくは領域、例えば、CNS)への送達を目標とするために、置換アンモニウムおよび/またはポリアニオンを含む。
例えば、米国特許出願公開第20070077286に記載されるように、活性薬剤を含むナノ粒子(例えば、二次ナノ粒子)の形態の化合物(例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチド)を含むナノ粒子が提供される。一実施形態では、二価または三価の金属塩と作用する脂溶性活性薬剤または脂溶化水溶性活性薬剤を含むナノ粒子が提供される。
一実施形態では、例えば、米国特許出願公開第20050136121号に記載されるように、固体脂質懸濁液を使用して、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される組成物を製剤化し、インビボで哺乳動物細胞、例えば、CNSに送達することができる。
送達ビヒクルの修飾およびAIBPの修飾
送達ビヒクルの修飾およびAIBPの修飾
代替実施形態では、組換えAIBPペプチドまたはポリペプチド、またはAIBPを含むナノ粒子、リポソームなど(例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組換えAPOA1BP核酸またはポリペプチドをその中に含むかまたは有する)は、髄腔内注射、例えば、脳脊髄液または脳への送達を容易にするために修飾される。例えば、代替実施形態では、AIBPペプチドまたはポリペプチド、または組換えAIBPを含むナノ粒子、リポソームなどは、AIBPペプチドまたはポリペプチド、またはAIBPを含むナノ粒子、リポソームなどが受容体または細胞膜構造に結合することを可能にし、CNSまたは脳への送達を容易にする部分を含むように操作され、例えば、その部分は、マンノース-6-リン酸受容体、メラノトランスフェリン受容体、LRP受容体またはCNSまたは脳細胞の表面に偏在的に発現する任意の他の受容体を含み得る。例えば、マンノース-6-リン酸部分のコンジュゲーションにより、AIBPペプチドもしくはポリペプチドまたは組換えAIBP含有ナノ粒子、リポソームなどが、マンノース-6-リン酸受容体を発現するCNS細胞によって取り込まれることが可能になる。代替実施形態では、例えば、米国特許第9,089,566号に記載されるように、インビボでCNSまたは脳への侵入または送達を可能にするAIBPペプチドまたはポリペプチド、またはAIBPを含むナノ粒子、リポソームなどの、任意のプロトコルまたは修飾を使用することができる。
代替実施形態では、組換えAIBPペプチドまたはポリペプチド、またはAIBPを含むナノ粒子、リポソームなど(例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組換えAPOA1BP核酸またはポリペプチドを含むかまたは有する)は、血液脳関門(BBB)標的化薬剤、例えば、トランスフェリン、インスリン、レプチン、インスリン様成長因子、カチオン性ペプチド、レクチン、受容体関連タンパク質(RAP)(小胞体およびゴルジに局在する39kDシャペロン、リポタンパク質受容体関連タンパク質(LRP)受容体ファミリーリガンド)、アポリポタンパク質B-100由来ペプチド、トランスフェリン受容体に対する抗体(例えば、ペプチド模倣モノクローナル抗体)、インスリン受容体に対する抗体(例えば、ペプチド模倣モノクローナル抗体)、インスリン様成長因子受容体に対する抗体(例えば、ペプチド模倣モノクローナル抗体)、レプチン受容体に対する抗体(例えば、ペプチド模倣モノクローナル抗体)などに直接または間接的に連結またはコンジュゲートされる。代替実施形態では、例えば、米国特許出願公開第20050142141号;20050042227号に記載されるように、BBBの通過を促進する、AIBPペプチドまたはポリペプチド、またはAIBPを含むナノ粒子、リポソームなどの任意のプロトコルまたは修飾を使用することができる。例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組成物のCNSまたは脳送達を強化するために、任意のプロトコル、例えば、直接頭蓋内注射、BBBの一過性透過処理、および/または組織分布を変化させるためのAIBPペプチドもしくはポリペプチド、またはAIBP含有ナノ粒子、リポソームなどの修飾を使用することができる。
送達細胞および送達ビヒクル
送達細胞および送達ビヒクル
代替実施形態では、任意の送達ビヒクルを使用して、本明細書で提供される方法または使用を実施し、例えば、インビボでCNSまたは脳に組成物(例えば、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチド)を送達することができる。例えば、米国特許出願公開第20060083737号に記載されるように、例えば、ポリエチレンイミン誘導体などのポリカチオン、カチオン性ポリマーおよび/またはカチオン性ペプチドを含む送達ビヒクルを使用することができる。一実施形態では、送達ビヒクルは、内在性または外来性AIBPを発現または過剰発現し、次いで分泌するように操作された形質導入細胞である。
一実施形態では、乾燥したポリペプチド-界面活性剤複合体は、例えば、米国特許出願公開第20040151766号に記載されるように、例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組成物を製剤化するために使用される。
一実施形態では、本明細書で提供される方法および使用を実施するために使用される組成物は、例えば、米国特許第7,306,783号;6,589,503号に記載されるように、細胞膜透過性ペプチドコンジュゲートを有するビヒクルを使用して細胞に適用することができる。一態様では、送達される組成物は、細胞膜透過性ペプチドにコンジュゲートされている。一実施形態では、送達される組成物および/または送達ビヒクルは、例えば、米国特許第5,846,743号に記載されるように、高塩基性でポリホスホイノシチドに結合する輸送媒介ペプチドにコンジュゲートされている。
一実施形態では、後にCNSまたは脳に送達される細胞は、AIBP発現核酸、例えば、ベクターで、例えば、電気透過処理によってトランスフェクトまたは形質導入される。この電気透過処理は、例えば、例えば米国特許第7,109,034号;6,261,815号;5,874,268号に記載されているような任意のエレクトロポレーションシステムを使用して、組成物を細胞に送達するための一次的または補助的手段として使用することができる。
AIBPコード核酸のインビボ送達
AIBPコード核酸のインビボ送達
代替実施形態では、AIBPペプチドもしくはポリペプチドをコードする核酸、またはAIBP活性を有するペプチドもしくはポリペプチドをコードする核酸、またはこれらの核酸を含有するベクターもしくは組換えウイルスを送達するための組成物および方法が提供される。代替の実施形態では、核酸、ベクターまたは組換えウイルスは、インビボのために、またはCNS送達および発現のために設計される。
代替実施形態では、組換えAIBPコード核酸もしくは遺伝子、または組換えAIBPコード核酸もしくは遺伝子を含む(有する その中に含有する)発現ビヒクル(例えば、ベクター、組換えウイルスなど)の送達および制御発現のための組成物および方法が提供され、その結果、AIBPタンパク質は血流または全身循環に放出され、例えば、CNS、脳または他の標的などの体内で有益な効果をもたらすことができる。
代替実施形態では、目的に合わせた処置および最適な安全性の確保のために、AIBP発現核酸または遺伝子発現を容易かつ効率的にオンおよびオフにすることができる方法が提供される。
代替実施形態では、組換えAIBPタンパク質または1または複数のAIBP発現核酸もしくは遺伝子によって発現されるタンパク質は、たとえそれらの1または複数の作用部位から離れた(例えば、解剖学的に離れた)血液または全身循環に分泌されたとしても、組織または器官、例えば、脳、CNS、または他の標的に対して有益なまたは好ましい効果(例えば、治療または予防)を有する。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するための組換えAIBPコード核酸もしくは遺伝子のインビボ発現のための発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスなどが提供される。代替実施形態では、AIBP核酸または遺伝子を発現する発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスなどは、例えば来院中に、例えば外来患者として、筋肉内(IM)注射、静脈内(IV)注射、皮下注射、吸入、微粒子銃粒子送達系(例えば、いわゆる「遺伝子銃」)などによって送達することができる。
代替実施形態では、この「周辺」送達様式、例えば、IMまたはIVで注射される発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスなどは、遺伝子または核酸が器官(例えば、脳またはCNS)自体で直接発現する場合に遭遇する問題を回避することができる。血流または全身循環におけるAIBPの持続的な分泌はまた、注入によるタンパク質の投与の困難さと費用を回避する。
代替実施形態では、組換えウイルス(例えば、長期ウイルスまたはウイルスベクター)、またはベクター、または発現ベクターなどは、例えば、全身静脈(例えば、IV)に、または筋肉内(IM)注射によるか、吸入によるか、または微粒子銃粒子送達系(例えば、いわゆる「遺伝子銃」)によって、例えば外来患者として、例えば、医院で注射することができる。代替的な実施形態では、数日または数週間後(例えば、4週間後)に、個体、患者または対象に、AIBP発現核酸もしくは遺伝子の発現を誘導する化学物質または医薬品が投与(例えば、吸入、注射または嚥下)される。例えば、遺伝子の発現を活性化する経口抗生物質(例えば、ドキシサイクリンまたはラパマイシン)は、毎日1回(またはそれを超えるかまたはそれ以下の頻度で)投与される。代替実施形態では、核酸または遺伝子の「活性化」または発現の誘導(例えば、誘導性プロモーターによる)の後、AIBPタンパク質が合成されて対象の循環中に(例えば、血液中に)放出され、その後、個体または患者に利益をもたらす好ましい生理学的効果、例えば治療的または予防的効果を有する(例えば、心臓、腎臓または肺の機能に有益である)。医師または対象がAIBP処置の中止を望む場合、対象は、活性化化学物質または医薬品、例えば抗生物質の服用を単に中止する。代替実施形態は、本明細書で提供される方法を実施するために使用されるヌクレオチド配列、例えば、核酸の発現に影響を及ぼすことができるAIBP発現核酸を、例えば、そのような配列と適合する宿主内の構造遺伝子または転写物(例えば、AIBPタンパク質をコードする)として含むかまたは有する「発現カセット」の使用を含む。発現カセットには、ポリペプチドコード配列または阻害配列と作動可能に連結された少なくとも1つのプロモーターを含めることができる;さらに、一態様では、他の配列、例えば、転写終結シグナルを含む。発現を行うのに必要または有用なさらなる因子、例えばエンハンサーも使用され得る。
代替態様では、発現カセットには、プラスミド、発現ベクター、組換えウイルス、任意の形態の組換え「ネイキッドDNA」ベクターなども含められる。代替態様では、「ベクター」は、細胞に感染、トランスフェクト、一過性または永続的に形質導入することができる核酸を含み得る。代替態様では、ベクターは、ネイキッド核酸、またはタンパク質もしくは脂質と複合体化した核酸であり得る。代替態様では、ベクターは、ウイルスまたは細菌の核酸および/またはタンパク質、および/または膜(例えば、細胞膜、ウイルス脂質エンベロープなど)を含み得る。代替態様では、ベクターには、限定されるものではないが、DNAの断片が付着して複製され得るレプリコン(例えば、RNAレプリコン、バクテリオファージ)が含まれ得る。したがって、ベクターには、限定されるものではないが、RNA、自律的自己複製環状または線状DNAまたはRNA(例えば、プラスミド、ウイルス、など、例えば、米国特許第5,217,879号を参照)が含まれ、発現プラスミドと非発現プラスミドの両方を含むことができる。代替態様では、ベクターは、自律構造として有糸分裂中に細胞によって安定に複製され得るか、または宿主のゲノム内に組み込まれ得る。
代替態様では、「プロモーター」は、細胞、例えば筋肉、神経または脳細胞などの哺乳動物細胞におけるコード配列の転写を駆動することができるすべての配列を含む。本明細書で提供される構築物に使用されるプロモーターには、核酸、例えばAIBPコード核酸の転写のタイミングおよび/または速度を調節することまたはモジュレートすることに関与する、シス作用性転写制御エレメントおよび調節配列が含まれる。例えば、プロモーターは、シス作用性転写制御エレメントであってよく、それには、転写調節に関与する、エンハンサー、プロモーター、転写ターミネーター、複製起点、染色体組込み配列、5’および3’非翻訳領域、またはイントロン配列が含まれる。これらのシス作用性配列は、通常、タンパク質または他の生体分子と相互作用して転写を行う(オン/オフ切り替え、調節する、モジュレートするなど)。
代替実施形態では、「構成的」プロモーターは、大部分の環境条件下および発生または細胞分化の状態下で継続的に発現を駆動するプロモーターであり得る。代替実施形態では、「誘導性」または「調節性」プロモーターは、環境条件、投与された化学物質、または発生条件の影響下で、核酸、例えばAIBPコード核酸の発現を指示することができる。
遺伝子治療および遺伝子送達ビヒクル
遺伝子治療および遺伝子送達ビヒクル
代替の実施形態では、本発明の方法は、核酸もしくは遺伝子、またはAIBP発現核酸、転写物またはメッセージのペイロードを、例えば遺伝子治療送達ビヒクルとして、インビトロ、エクスビボ、またはインビボで1または複数の細胞に送達するための核酸(例えば、組換えAIBPコード核酸をコードする遺伝子またはポリペプチド)送達システムの使用を含む。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用される発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または同等物は、以下であるかまたは以下を含む:アデノ随伴ウイルス(AAV)、レンチウイルスベクターもしくはアデノウイルスベクター;AAV血清型AAV5、AAV6、AAV8またはAAV9;アカゲザル由来AAV、またはアカゲザル由来AAV AAVrh.10hCLN2;臓器指向性AAV、または神経指向性AAV;および/またはAAVカプシド変異体またはAAVハイブリッド血清型。代替実施形態では、AAVは、野生型(wt)AAVに対して非許容性である特定の細胞型を標的とする効率を高め、かつ/または目的の細胞型のみに感染する効率を改善するように操作される。代替実施形態では、ハイブリッドAAVは、1)トランスカプシド化、2)二重特異性抗体のカプシド表面への吸着、3)モザイクカプシドの操作、および/または4)キメラカプシドの操作を含む、1またはそれを超える改変によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される。野生型(wt)ウイルスに対して非許容性である特定の細胞型を標的とする効率を高めるため、および目的の細胞型のみを感染させる効率を改善するために、アデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドを操作する方法は当技術分野で周知である。例えば、Wuら、Mol.Ther.2006 Sep;14(3):316-27.Epub 2006 Jul 7;Choi、ら、Curr.Gene Ther.2005 Jun;5(3):299-310を参照されたい。
例えば、代替実施形態では、インビボで脳組織への取り込みが増加している血清型AAV-8、AAV-9、AAV-DJまたはAAV-DJ/8(商標)(Cell Biolabs、Inc.、San Diego、CA)を使用して、CNSでの発現のためにAIBPコード核酸ペイロードを送達する。代替実施形態では、特定の組織を標的化するために、以下の血清型またはそのバリアントが使用される。
代替実施形態では、アカゲザル由来AAV AAVrh.10hCLN2またはその等価物は、使用することができ、アカゲザル由来AAVは、ヒトにおける任意の既存の免疫によって阻害されない可能性がある;例えば、Sondhi、ら、Hum Gene Ther.Methods.2012 Oct;23(5):324-35、Epub 2012 Nov 6;Sondhi、ら、Hum Gene Ther.Methods.2012 Oct 17を参照されたい;これらは、AAVrh.10hCLN2をラットおよび非ヒト霊長類のCNSにヒトに拡張可能な用量で直接投与すると、許容され得る安全性プロファイルが得られ、CNSにおける有意なペイロード発現が媒介されることを教示している。
アデノ随伴ウイルス(AAV)は霊長類の一般的な感染因子であり、したがって健康な霊長類は、AAV媒介性遺伝子導入治療戦略を阻害するAAV特異的中和抗体(NAb)の大きなプールを保有しているため、本明細書で提供される方法は、個別化された処置設計を容易にし、治療有効性を高めるために、処置前に、特に頻繁に使用されるAAV8カプシド成分を用いてAAV特異的NAbについての患者候補をスクリーニングすることを含み得る;例えば、Sun、ら、J.Immunol.Methods.2013 Jan 31;387(1-2):114-20、Epub 2012 Oct 11を参照されたい。
投薬
投薬
本明細書で提供される方法および使用を実施するために用いられる医薬組成物および製剤は、予防的および/または治療的処置のために投与することができる。治療用途では、組成物は、例えば神経障害性疼痛を含む疾患、状態、感染または疾患およびその合併症の臨床徴候を治癒、軽減、または部分的に停止させるのに十分な量(「治療有効量」)で、すでに疾患、状態、感染または欠損症に罹患している対象に投与される。例えば、代替実施形態では、本明細書で提供される組換えAPOA1BP核酸もしくはポリペプチドを含む医薬組成物および製剤は、神経障害性疼痛、炎症誘発性神経障害性疼痛、炎症誘発性神経障害性疼痛、神経またはCNSの炎症、異痛症、神経損傷後疼痛または神経障害性疼痛、術後疼痛または神経障害性疼痛、化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性異痛症)、神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、片頭痛、痛覚過敏、必要に応じて緑内障またはその他の目の炎症性疾患、必要に応じて肺炎症および喘息、必要に応じてHIV感染またはその併存疾患、および/または必要に応じて血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患を処置、防止、逆転および/または改善するのに十分な量で、投与することを必要とする個体に投与される。
これを達成するのに十分な医薬組成物の量は、「治療有効量」と定義される。この使用に有効な投薬スケジュールおよび量、すなわち「投与レジメン」は、疾患または状態の段階、疾患または状態の重症度、患者の健康の全般的な状態、患者の身体状態、年齢などを含む様々な要因に依存する。患者の投薬レジメンを計算する際は、投与様式も考慮される。
代替実施形態では、アデノウイルスまたはAAVベクターなどのウイルスベクターは、投与することを必要とする個体に投与され、代替実施形態では、ヒトに投与される投薬量は、体重1kg当たり約2×1012ベクターゲノム(vg/kg)、または体重1kg当たり約1010~1014ベクターゲノム(vg/kg)の間、または約109、1010、1011、1012、1013、1014、1015vg/kg、またはそれより多い用量を含み、これらは必要に応じて単一投薬量または複数投薬量として投与することができる。代替実施形態では、これらの投薬量は、経口、IM、IV、または髄腔内に投与される。代替実施形態では、ベクターは、製剤または医薬品として送達され、例えば、ベクターは、ナノ粒子、粒子、ミセルまたはリポソームもしくはリポプレックス、ポリマーソーム、ポリプレックスまたはデンドリマーに含まれている。代替実施形態では、これらの投薬量は、AIBPの発現を実際に測定することによるかまたは治療効果、例えば、疼痛の軽減を監視することによって監視することができる組換えAIBPのインビボ発現量を維持するために、1日1回、1週間に1回、または必要に応じてその任意の変化形で投与される。投薬レジメンはまた、当技術分野で周知の薬物動態パラメータ、すなわち、活性薬剤の吸収速度、バイオアベイラビリティ、代謝、クリアランスなどを考慮する(例えば、Hidalgo-Aragones(1996)J.Steroid Biochem.Mol.Biol.58:611-617;Groning(1996)Pharmazie 51:337-341;Fotherby(1996)Contraception 54:59-69;Johnson(1995)J.Pharm.Sci.84:1144-1146;Rohatagi(1995)Pharmazie 50:610-613;Brophy(1983)Eur.J.Clin.Pharmacol.24:103-108;the latest Remington’s(前出)、を参照)。最新技術により、臨床医は、個々の患者、活性薬剤および処置した疾患または状態について投薬レジメンを決定することができる。医薬品として使用される同様の組成物について提供されるガイドラインは、本明細書で提供される方法を実施して投与される投薬レジメン、すなわち、用量スケジュールおよび投薬量レベルが正確かつ適切であることを決定するためのガイドラインとして使用することができる。
患者が必要とし、許容する投薬量および頻度に応じて、製剤を単回または複数回投与することができる。製剤は、本明細書に記載の状態、疾患または症状を効果的に処置、防止または改善するために十分な量の活性薬剤を提供する必要がある。例えば、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組成物の経口投与のための別の例示的な医薬製剤の1日量は、1日あたり体重1キログラム当たり約0.1から0.5から約20、50、100もしくは1000ugの間またはそれより多い。代替実施形態では、1日当たり患者1人当たり体重1kg当たり約1mgから約4mgの投薬量が使用される。経口投与とは対照的に、血流中、体腔内、器官の内腔内により低い投薬量を使用することができる。局所もしくは経口投与、または粉末、スプレー、もしくは吸入による投与では、実質的により高い投薬量を使用することができる。非経口的にまたは非経口的でなく(non-parenterally)投与可能な製剤を調製するための実際の方法は、当業者には公知または明らかであり、前出のRemington’sなどの刊行物により詳細に記載されている。
本明細書で提供される方法は、他の薬物または医薬品、例えば、関連する炎症性および自己免疫の疾患および状態などを含む任意の神経もしくは神経筋の疾患、状態、感染または損傷を処置するための組成物との共投与をさらに含むことができる。例えば、本明細書で提供される方法および/または組成物および製剤は、流体、抗生物質、サイトカイン、免疫調節剤、抗炎症剤、疼痛緩和化合物、補体活性化剤、例えばコラーゲン様ドメインまたはフィブリノーゲン様ドメイン(例えば、フィコリン)を含むペプチドまたはタンパク質、炭水化物結合ドメインなどおよびそれらの組合せと共製剤化および/または共投与することができる。
化合物の生物学的等価体
化合物の生物学的等価体
代替の実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用される化合物、例えば組換えAPOA1BP活性を有するポリペプチドの生物学的等価体も提供される。本明細書で提供される方法を実施するために使用される生物学的等価体には、例えば、組換えAPOA1BP核酸およびポリペプチドの生物学的等価体が含まれ、これは代替実施形態では、本明細書で提供される方法または使用を実施するために使用される化合物と実質的に同様の生物学的特性を生じる置換基および/または実質的に同様の物理的もしくは化学的特性を有する基による1またはそれを超える置換基および/または基の置き換えを含み得る。一実施形態では、1つの生物学的等価体を別の生物学的等価体に交換する目的は、化学構造に有意な変化を起こさずに化合物の所望の生物学的または物理的特性を向上させることである。
例えば、一実施形態では、1またはそれを超える水素原子は、例えば、代謝的酸化の部位において、1またはそれを超えるフッ素原子で置き換えられる;これにより、代謝(異化)が起こるのを防ぐことができる。フッ素原子は水素原子とサイズが類似しているため、分子の全体的なトポロジーは大きく影響されず、所望の生物学的活性は影響されない。しかし、代謝のための経路が遮断された分子は、半減期が長くなるか、または毒性が低くなることがある。
CNSまたは脳に治療薬を直接送達するためのデバイス
CNSまたは脳に治療薬を直接送達するためのデバイス
代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用されるナノ粒子およびリポソームを含む医薬組成物および製剤は、例えば、静脈内または髄腔内への注射によるか、または当技術分野で公知の様々なデバイスによって、CNSまたは脳に直接送達される。例えば、米国特許出願公開第20080140056号には、医薬品および製剤を直接脳に送達するための髄腔内腔で吻側に進むカテーテルが記載されている。埋め込み型注入デバイスも使用することができる。例えば、注入デバイスから脳に流体を送達するためのカテーテルは、腹部から患者の頭蓋まで皮下に通すことができ、カテーテルはドリル穴を介して個体の脳にアクセスすることができる。あるいは、カテーテルは、患者の脊柱管内の髄腔内に薬剤を送達するように埋め込まれてもよい。患者の頭蓋骨の下に導入するための遠位端と、患者の体外に残っている近位端を有する可撓性ガイドカテーテルも使用することができる。例えば、米国特許出願公開第20060129126号を参照されたい。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用される医薬組成物および製剤は、ナノ粒子およびリポソームを含む医薬組成物および製剤の直接送達、または、例えば、米国特許出願公開第20080132878号に記載されているような細胞移植カニューレ、シリンジなど;または例えば、米国特許第7,343,205号に記載されているような細長い医療用挿入デバイス;または例えば、米国特許第4,899,729号に記載されているような外科用カニューレを例えば使用した、AIBPを発現する細胞の脳への直接移植を介して送達される。移植用カニューレ、シリンジなども、例えば流体懸濁液などの液体の直接注入に使用することができる。
代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用される医薬組成物および製剤は、例えば、磁気共鳴画像法(MRI)および/またはX線コンピューター断層撮影法(CT)によって検出可能なトレーサーとともに送達される。トレーサーは、治療薬とともに共注入することができ、例えば、米国特許第7,371,225号に記載されているように、治療薬が標的組織を通って移動するときの治療薬の分布を監視するために使用することができる。
キットおよび指示
キットおよび指示
例えば、神経障害性疼痛を処置、改善または防止するための本明細書で提供される方法を実施するための、組成物(本明細書に記載されるデバイスを含む)および/または指示を含むキットが提供される。したがって、キット、細胞、ベクターなども提供することができる。代替実施形態では、本明細書で提供される方法を実施するために使用される組成物、あるいいは本明細書で提供される組成物、医薬組成物または製剤を含み、必要に応じてその使用のための指示を含むキットが提供される。
本発明は、本明細書に記載される実施例を参照してさらに説明される。しかしながら、本発明はそのような例に限定されないことを理解されたい。
実施例
実施例1:疼痛を処置するための例示的な方法において実証された有効性
この実施例は、例えば、例えば異痛症およびTLR4媒介炎症誘発性神経障害性疼痛を含む神経障害性疼痛を処置または改善するための、例示的な実施形態、および本明細書で提供される方法の有効性を記載および実証する。
実施例1:疼痛を処置するための例示的な方法において実証された有効性
この実施例は、例えば、例えば異痛症およびTLR4媒介炎症誘発性神経障害性疼痛を含む神経障害性疼痛を処置または改善するための、例示的な実施形態、および本明細書で提供される方法の有効性を記載および実証する。
神経炎症は、神経障害性疼痛状態への移行とその持続における主要な構成要素である。脊髄神経炎症は、ここではインフラマラフトと呼ばれる肥大したコレステロール富化脂質ラフトに局在するTLR4の活性化を伴う。ミクログリアにおけるコレステロール輸送体ABCA1およびABCG1の条件付き欠失は、ナイーブマウスにおいてインフラマラフトの形成をもたらし、触覚異痛症を誘発した。ApoA-I結合タンパク質(AIBP)は、野生型マウスの化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)モデルにおいて、インフラマラフトからのコレステロール枯渇を促進し、神経障害性疼痛を逆転させたが、AIBP(化合物7)は、ABCA1/ABCG1欠損ミクログリアを有するマウスにおいて異痛症を逆転させることができず、コレステロール依存性の機序が示唆された。TLR4結合ドメインを欠くAIBP変異体はミクログリアに結合せず、CIPN異痛症も逆転させなかった。CIPNにおけるAIBP(化合物7)単回投与の持続的な治療効果は、抗炎症およびコレステロール代謝の再プログラミングおよびミクログリアにおける脂質滴の蓄積の減少に関連していた。これらの結果は、ミクログリアにおけるTLR4インフラマラフトおよび遺伝子発現プログラムを制御し、神経炎症の持続を遮断することによる、神経障害性疼痛の調節のコレステロール駆動機構を示唆する。
結果
化学療法誘発性末梢神経障害は、脊髄ミクログリアにおける脂質ラフトおよびTLR4二量体化を変化させる
結果
化学療法誘発性末梢神経障害は、脊髄ミクログリアにおける脂質ラフトおよびTLR4二量体化を変化させる
化学療法誘発性末梢神経障害モデル(Wollerら、2018)では、シスプラチンの腹腔内注射により、雄マウスに重度の触覚異痛症が誘発された(図1A)。この状態は、脊髄ミクログリアにおける脂質ラフトの形成の増加と関連しており、膜コレステロール動態の変化、およびTLR4の二量体化の増加を示唆していた(図1Bおよび1C)。髄腔内AIBP(化合物7)は、脊髄ミクログリアにおいてCIPN関連異痛症を逆転させ、脂質ラフトおよびTLR4二量体レベルを正常化した(図1A~C)。これらのデータは、他の細胞型(Chengら、2012;Zhuら、2010)で実証されているように、TLR4炎症カスケードの活性化の最初のステップであるTLR4受容体二量体化がミクログリアの脂質ラフトで起こることを示唆している。この考えは、脂質ラフト中のTLR4の局在化がLPSで処置したBV-2ミクログリア細胞で有意に増加し、AIBP(化合物7)がLPS誘導TLR4-CTxBの共局在を防止した、インビトロ実験で裏付けられた(図1D)。フローサイトメトリーおよび顕微鏡実験で使用したTLR4抗体の特異性を、Tlr4-/-マウス由来の細胞を用いて検証した(図S1AおよびB)。後根神経節(DRG)のマクロファージも侵害受容反応に関与してTLR4を発現するので、本発明者らはそれらのTLR4二量体化および脂質ラフト含有量を評価した。しかし、DRG CD11b+骨髄系細胞ではこの時点で有意な変化は観察されなかった(図S1CおよびD)。
CSFおよび脊髄におけるAIBP(化合物7)の短時間曝露
CSFおよび脊髄におけるAIBP(化合物7)の短時間曝露
AIBP(化合物7)の単回髄腔内投与は、CIPNマウスにおける異痛症を逆転させる持続性の治療効果を少なくとも2か月間持続させた(Wollerら、2018)。このことは、i.t.送達の際に脊髄でのAIBP(化合物7)の長期曝露によるか、あるいは遺伝子発現プロファイルの変化に反映される疾患修飾効果のいずれかによって説明することができる。前者を試験するために、本発明者らは組換えAIBPのi.t.送達後のCSFおよび腰髄ホモジネート中のAIBPの薬物動態を測定した。これらの実験では、脊髄組織における内在性のマウスAIBPと本発明者らが使用する抗体との交差反応を回避するために、本発明者らはApoa1bp-/-マウスを使用した。この研究では、CSFおよび脊髄組織におけるAIBP(化合物7)の短期間の曝露が実証され、30分までにピークレベルに達し、4時間後にはすでに検出不能であることが示された(図1Eおよび1F)。これらの結果は、CSFからの高分子の急速なクリアランスに関する最近の報告と一致しており(Ahnら、2019)、膜内のTLR4動態の緩和と、おそらくAIBPの他の効果の結果として、脊髄ミクログリアおよび/または他の細胞型の再プログラミングが起こることを示唆している。
化学療法誘発性末梢神経障害は、脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルを変化させる
化学療法誘発性末梢神経障害は、脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルを変化させる
CIPNにおける脊髄ミクログリアを特徴付けるために、本発明者らは、ナイーブ、シスプラチン/食塩水およびシスプラチン/AIBP(化合物7)で処置した野生型(WT)マウスから単離した脊髄ミクログリアのRNA-seqおよび差次的遺伝子発現解析を行った(品質管理およびデータセットの特徴付けについては、方法および図S2を参照されたい)。本発明者らは、尤度比検定(LRT)を使用してすべてのサンプルにわたってどの条件によっても調節される遺伝子を特定し、脊髄ミクログリアのトランスクリプトームにおけるCIPNおよびAIBP(化合物7)の主な効果を示す3254個の差次的発現遺伝子(DEG)を特定した(図2A)。これらの変化の大部分はCIPN状態によって引き起こされ、AIBP(化合物7)の影響はほとんどなかった(図2Aおよび2B、群1および群2)。しかし、CIPN調節遺伝子のより小さな群が存在し、この変化はAIBP(化合物7)処置によって完全に逆転した(図2AおよびB、群3および群4)。CIPNにおいて上方調節された経路および遺伝子オントロジー(GO)生物学的プロセスの中には、複製、翻訳およびミトコンドリア機能があった。富化された経路のいくつかは、パーキンソン病およびアルツハイマー病などのCNS疾患に関連するミクログリアの表現型の変化に関連していた(図2C)。コレステロール輸送体Abca1およびAbcg1は、シスプラチン処置マウス由来のミクログリアにおいて下方調節され、膜コレステロール輸送障害を示した(図3Aおよび3C)。下方調節された遺伝子の中には、オートファジーおよびリポファジーにおいて重要なリソソーム遺伝子があり、脂質貯蔵調節不全が示唆された。アラキドン酸代謝遺伝子も上方調節されており(図3C)、生理活性脂質メディエーターの放出および炎症が示唆される。
LRT分析後のCIPN群とナイーブ群のペアワイズ比較を使用して、本発明者らは、神経変性疾患関連ミクログリア(DAM)への移行に関連する表現型であるCx3cr1、P2ry12およびTmem119恒常性マーカー(図3AおよびB)の下方調節も観察した(Masudaら、2019;Nugentら、2020;Prinzら、2019)。ミクログリアのDAMシグネチャー遺伝子のサブセットは、恒常性遺伝子が減少し、炎症性遺伝子とコレステロール代謝遺伝子が増加するDAMシグネチャーが明らかになった。食作用性TAM受容体であるTyrobp、AxlおよびMertkの調節は、CIPNミクログリアにおいて、本発明者らがTrem2の下方調節を観察し、そのパートナー受容体遺伝子であるTyrobpには有意な効果が見られなかった事を除いて、神経変性疾患に特徴的なDAMを部分的に模倣していた(図3B)。これは、マクログリアおよびマクロファージにおける脂質恒常性の変化および脂質蓄積の増加に関連する食作用性表現型の減少を示唆する(Jaitinら、2019;Marschallingerら、2020)。
興味深いことに、CIPNにおいて富化された脂質貯蔵遺伝子に関連するDAMシグネチャーの一部は、脂質滴タンパク質PLIN2をコードする遺伝子を含め、AIBP(化合物7)によって下方調節された(図3Bおよび3C)。PLIN2免疫組織化学は、RNA-seq結果を検証し、シスプラチン処置マウスの脊髄ミクログリアにおける脂質滴の数およびサイズの増加、ならびにAIBP(化合物7)によるこの効果の逆転を示した(図3D~H)。
AIBP(化合物7)による炎症性遺伝子発現のCIPN誘発性変化の選択的逆転
AIBP(化合物7)による炎症性遺伝子発現のCIPN誘発性変化の選択的逆転
CIPNによって上方調節され、AIBPによって逆転された遺伝子群(図2Bおよび図S2Fの群3)を分析すると、炎症応答、白血球走化性および好中球脱顆粒経路の経路が富化されていることが見出された(図4A)。これらの富化経路中の遺伝子の一部には、Il1b、Ccl2、Glipr1およびGlipr2、Gpnmb、Cxcl2、Cxcl3、S100a8、Il22ra2、Il1r2、Fpr1、Apoe、Ccl9ならびにTLR4相互作用因子遺伝子Trilが含まれる(図4BおよびC)。脊髄組織におけるサイトカインタンパク質発現を調べ、本発明者らは、AIBP(化合物7)によるCCL2(MCP-1)およびCXCL2(MIP2)発現の調節を確認した(図4D)。AIBP(化合物7)はまた、シスプラチンによって誘導されなかった炎症性遺伝子および非炎症性遺伝子も下方調節した。これらには、Ccl24、Il3ra、Xcr1およびTLR4経路関連遺伝子Ptpn22が含まれる(図4E)。AIBP(化合物7)によって下方調節されたすべての遺伝子の経路およびGO分析は、サイトカイン-サイトカイン受容体相互作用、プロテインキナーゼAおよびCおよびMAPK調節経路、受容体媒介エンドサイトーシスおよび他の膜シグナル伝達経路と共に、TLR4シグナル伝達経路における富化を示す(図4F)。カルシウムおよび膜電位の調節も下方調節され、ペプチダーゼ阻害剤経路の富化は、脂質膜と相互作用し、小胞輸送および神経伝達物質放出を調節するPi16およびα-シヌクレイン遺伝子Sncaなどの最近報告された疼痛関連ペプチダーゼ阻害関連遺伝子におけるAIBP(化合物7)の効果を示す(図4G)。
CIPNモデルにおけるAIBP(化合物7)処置マウス由来のミクログリアの差次的発現解析により、CIPNにおいて下方調節され、AIBP(化合物7)によって逆転された40個の遺伝子も明らかになった(図S2E)。富化された経路には、キナーゼおよびホスファターゼ活性の調節(図4A)、ならびにアクチン細胞骨格、膜再編成および核シグナル伝達遺伝子Bin1、Pak1、Vav2およびCcdc88aならびに膜脂質シグナル伝達カスケード関連タンパク質Dgkaの調節(図4H)が含まれた。全体として、これらの結果は、CIPNマウスにおいて誘導されたミクログリア再プログラミングのAIBP(化合物7)による逆転が、脂質代謝の調節と、膜から脂質滴および/または細胞外受容体への輸送に関与していることを示唆している。
AIBP(化合物7)は、ABCA1/ABCG1欠損ミクログリアを有するマウスにおいて異痛症を逆転させることができない
AIBP(化合物7)は、ABCA1/ABCG1欠損ミクログリアを有するマウスにおいて異痛症を逆転させることができない
ミクログリアのコレステロール動態の侵害受容における役割を評価するために、本発明者らはまず、ALOD4の結合によって検出される、小胞体への流出または輸送に利用可能な膜コレステロールとABCA1コレステロール輸送体の共局在を測定した(Heら、2017)。BV-2細胞をLPSで処理すると、脂質ラフトドメインにおけるALOD4とABCA1およびAPOA1との共局在が減少し、この効果はAIBP(化合物7)によって逆転した(図5AおよびB)。
次に、本発明者らは、タモキシフェン誘導ミクログリア特異的ABCA1およびABCG1ダブルノックアウトマウス(ABC-imKO、図5C)を作製し、ABCA1およびABCG1ノックダウンが脊髄IBA1+ミクログリアで観察されたが、GFAP+星状膠細胞またはNeuN+ニューロンでは観察されなかったことを確認した(図S3)。ミクログリアにおいてABCA1およびABCG1コレステロール輸送体をノックダウンすると、刺激による負荷がなくても、基底異痛症(basal allodynia)が発生した(0日目)(図5D)。これらの結果は、ミクログリアのコレステロール輸送が障害されると、促進された状態をもたらすという証拠を追加するものである。実際、本発明者らは、ナイーブABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアが、WTマウスのものと比較して、TLR4の表面発現の増加、TLR4二量体化の増加、およびより高い脂質ラフト含有量を有することを観察した(図5E)。
注目すべきことに、WTマウスとは異なり、i.t.AIBP(化合物7)は、ABC-imKOマウスにおいてi.t.LPSによって誘発される機械的異痛症を防止することができなかった(図5FおよびS5A)。次に、本発明者らは、シスプラチンを用いてABC-imKOマウスマウスにCIPNを誘発し、異痛症のさらなる急速な発症を観察した。さらに、CIPNモデルの7日目のABC-imKOマウスにおけるAIBPのi.t.送達は機械的異痛症を逆転させなかったが(図5G)、i.t.AIBPは、タモキシフェンの代わりにビヒクルで処置したトランスジェニック(同腹子)マウス(図5H)およびタモキシフェンで処置した野生型マウス(図S5B)において、CIPN異痛症の逆転に有効であった。形質膜からコレステロールを枯渇させるが、ABCA1またはABCG1の発現を必要としない2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン(hp-β-CD)のi.t.注射は、ABC-imKOマウスの異痛症を軽減した(図S4C)。ナイーブABC-imKOマウスでは、TLR4二量体化および脂質ラフト存在量がナイーブWTマウスよりも有意に高く、それらはABC-imKOミクログリアにおいてシスプラチンによってもAIBPによっても有意に変化しなかった(図5IおよびJ)。これらの結果は、ミクログリアにおけるインフラマラフトおよびTLR4二量体化動態を改変し、異痛症を逆転させるために、AIBPがコレステロール輸送体を必要とするという考えを裏付ける。
ABCA1/ABCG1欠損はミクログリアをCIPN様表現型に再プログラムする
ABCA1/ABCG1欠損はミクログリアをCIPN様表現型に再プログラムする
CIPNおよびAIBPに誘導される転写の変化におけるコレステロール輸送の効果を理解するために、本発明者らは、ABC-imKOミクログリアにおける示差的遺伝子発現を分析した。本発明者らは、2つの遺伝子型および3つの実験条件にわたって有意に変化した121個の遺伝子を同定した(図S4D)。シスプラチンを負荷していないナイーブABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアでは、大部分の上方調節された遺伝子と富化された経路が、WTマウスのシスプラチンによって誘導された上方調節された遺伝子と重複していた(図6AおよびB)。ナイーブABC-imKOマウスの富化された経路の中で、本発明者らはインターフェロンに対する応答、炎症応答、補体活性化、およびアラキドン酸代謝経路を特定した(図6B)。上方調節されたインターフェロン遺伝子には、Ifi207およびIfi27l2a、ならびに炎症遺伝子Xcr1、Cb4、C3、およびKlrb1bが含まれていた。脂質代謝関連遺伝子ApoeおよびCh25hは、WTマウスにおいてシスプラチンによって誘導された変化と同様に、ナイーブABC-imKOにおいて有意に上方調節された(図6CおよびF)。このミクログリアの再プログラミングは、ナイーブABC-imKOマウスで観察される疼痛行動を少なくとも部分的に説明する可能性がある。
ABC-imKOマウスにおけるCIPNの誘発は、ABC-imKOミクログリアとWTミクログリアの両方に共通するいくつかの遺伝子セットおよび経路も上方調節した。しかし、WTとは異なり、シスプラチン処置マウスのABC-imKOミクログリアでは、ファゴソームなどの経路、食作用カップ形成のためのアクチン動態および細胞周期経路は富化されなかった(図6DおよびS5E)。ABC-imKOミクログリア中のシスプラチンは、いくつかの炎症遺伝子の発現を誘導することができず、Cxcl3、Xrip1およびファゴソーム関連FcrlsおよびCybb(NOX2)の発現を下方調節した(図6FおよびG)。コレステロール輸送体の非存在下では、シスプラチンはコレステロール合成経路遺伝子を誘導せず、Ch25hおよびDhcr24を下方調節したことから、過剰の遊離コレステロールが存在して、LXRアゴニストでありアテローム性動脈硬化症におけるマクロファージ泡沫細胞トランスクリプトームの重要な調節因子であるデスモステロールの蓄積に有利に働くことが示唆された(図6EおよびG)、(Spanら、2012)。食作用の障害およびTnfrsf26、Trpv4、Il3ra、Il15a、およびShtn1の上方調節(図6E~G)は、ABC-imKOマウスにおける侵害受容プロセスに対する膜動態の差別的役割を示している可能性がある。
AIBP(化合物7)によるミクログリアの再プログラミングは、ABCA1およびABCG1の発現に依存する
AIBP(化合物7)によるミクログリアの再プログラミングは、ABCA1およびABCG1の発現に依存する
WTマウスおよびABC-imKOマウスにおけるAIBP(化合物7)の特異な効果(differential effect)を理解するために、本発明者らは、両方の遺伝子型においてAIBP処置によって誘導される上方調節遺伝子と下方調節遺伝子とを比較した(図7AおよびB)。遺伝子調節に対するAIBP(化合物7)の効果は著しく異なり、両方の遺伝子型で少数の共通遺伝子のみが下方調節された(図7A)。コレステロール輸送機構が存在しない場合、AIBPは炎症遺伝子を調節することができず、代わりにそれらの発現を誘導した(図7Bおよび図7C)。炎症遺伝子の誘導は、WTミクログリアにおいて下方調節された、Dhcr24およびSrebf2を含む他のコレステロール生合成遺伝子の増加と相関する(図7D)。このことは、デスモステロールの減少およびコレステロール含有量の増加がミクログリアにおける炎症遺伝子の発現を調節することを示唆する。これと一致して、Apoe、Apoc1およびPpargなどのLXRによって制御される遺伝子の誘導は、ABC-imKOマウスのミクログリアにおいて認められたが、WTマウスでは認められなかった(図7D)。WTと比較して、AIBP(化合物7)によってABC-imKOにおいて反対方向に調節される他の非炎症遺伝子には、エンドペプチダーゼ活性遺伝子Pi16およびCapn11ならびにAMPA受容体およびシナプス調節因子Arcが含まれる(図7E)。ABC-imKOミクログリアにおいて、AIBP(化合物7)は、コレステロール代謝経路、サイトカイン放出およびケモカインシグナル伝達調節、キナーゼおよびエンドペプチダーゼ活性ならびに葉状仮足および線維組織化経路を上方調節した(図7F)。これらの経路のほとんどは、WTミクログリアにおいてAIBPによって下方調節された(図4F)。まとめると、これらのデータは、AIBP(化合物7)によって誘導されるミクログリア遺伝子発現の再プログラミングが、コレステロール輸送体ABCA1およびABCG1によって調節されるコレステロール恒常性に依存することを示している。
ミクログリアAIBPおよびTLR4は侵害受容を調節する
ミクログリアAIBPおよびTLR4は侵害受容を調節する
上記の実験が、AIBP(化合物7)に調節されるコレステロール恒常性と侵害受容におけるミクログリアTLR4の活性化を暗示したので、本発明者らは、AIBPまたはTLR4のミクログリア特異的ノックアウトがCIPN異痛症に影響するかどうかを調べた。本発明者らは、タモキシフェン誘導のミクログリア特異的Apoa1bpノックアウトマウスおよびTlr4ノックアウトマウスを作製した(AIBP-imKOおよびTLR4-imKO、図8A)。ミクログリアの内在性AIBPのノックダウンは、マウスにシスプラチンを負荷する前でさえ機械的異痛症を誘発した(0日目、図8B)。これは、AIBPが機械的侵害受容においてミクログリア恒常性機能の維持に役割を果たすことを示唆している。floxed遺伝子をもたない対照Cx3cr1-CreERT2マウスでは、タモキシフェンの注射は機械的異痛症を誘発しなかった(図8C)。シスプラチン負荷後、ミクログリアAIBPノックダウンは、対照マウスよりも機械的閾値の減少が早く(図8Dの2日目を図8Eの6日目と比較)、ミクログリアAIBPノックダウンマウスにおけるより高い感作を示した。7日目の組換えAIBPの髄腔内注射は、ビヒクルおよびタモキシフェン誘導AIBP-imKOマウスの両方においてCIPN関連異痛症を等しく逆転させた(図8Cおよび図8D)。全身Apoa1bpノックアウトマウスにおいて、本発明者らは、WTマウスと比較して基底異痛症を観察せず、i.t.AIBPはCIPN誘発性異痛症を救済した(図8F)。AIBP-imKOまたはABC-imKOとは対照的に、TLR4-imKOマウスは、シスプラチン誘発性異痛症の急速な発症から保護され、遅発性で軽度の異痛症を示し(図8G)、疼痛感作の媒介におけるミクログリアにおけるTLR4発現の役割を示唆した。
TLR4結合に関与するAIBPドメインの特定
TLR4結合に関与するAIBPドメインの特定
TLR4-imKOマウスは初期/急性CIPNから保護されていたため(図8G)、本発明者らは、このモデルを使用して、以前に報告したAIBP-TLR4結合のインビボでの重要性を評価することができなかった(Wollerら、2018)。ここで、本発明者らは異なるアプローチを取り、TLR4に結合しなかったAIBP変異体を作製した。AIBPのどのドメインがTLR4への結合に関与しているかを解明するために、本発明者らは、タンパク質-タンパク質相互作用に関与するAIBP(図9A)のYjeF_Nドメインの結晶構造(Jhaら、2008)から予測されるアミノ酸を変異させることから開始したが、これらの変異体はTLR4結合特性を保持していた(図示せず)。次に、本発明者らは、タンパク質の全長をスキャンするAIBPの一連の欠失変異体を開発し、TLR4外部ドメイン(eTLR4)を用いたプルダウンアッセイでそれらを試験した(図9B)。これらの実験は、aa 1~24シグナルペプチドの後ろに位置する25~51アミノ酸のN末端ドメインがeTLR4結合に関与することを示唆した(図9Aおよび図9B)。aa 25~51のN末端ドメインは、公開されているマウスAIBPの結晶構造では構造化されていなかった(Jhaら、2008)。ヒトおよびマウスAIBPは両方とも相同なaa 25~51 N末端ドメインを含有するが、ゼブラフィッシュAIBPは含有しない。実際、ヒトおよびマウスとは異なり、ゼブラフィッシュAIBPはヒトeTLR4に結合しなかった(図9C)。さらなる実験のために、本発明者らは、シグナルペプチドを欠くwtAIBP(aa 25~288)と、シグナルペプチドとN末端ドメインの両方を欠くmutAIBP(aa 52~288)をバキュロウイルス/昆虫細胞系から発現させ、精製した。
wtAIBPとは異なり、mutAIBPは、プルダウンアッセイ(図9D)でも、eTLR4被覆プレートを用いたELISAでも、eTLR4に結合せず、本発明者らの研究室で開発したBE-1抗AIBPモノクローナル抗体(mAb)を用いた結合AIBPの検出(Choi他、2020)でも結合しなかった(図9E)。BE-1 mAbは、wtAIBPおよびmutAIBPに対して等しい親和性を有していた(図S5B)。mutAIBPとAPOA1の結合は、wtAIBPと比較して変化しなかった(図9F)。細胞培養実験では、wtAIBPはLPSで刺激したBV-2ミクログリアに結合したが、mutAIBPは結合しなかった(図9Gおよび図9H)。LPSに応答したwtAIBP結合の増加は、細胞表面へのTLR4の動員およびインフラマラフトへのその局在化によって説明することができる(Yvan-Charvetら、2008;Zhangら、2018;Zhuら、2010)。まとめると、これらの結果は、TLR4結合におけるAIBPのaa 25~51 N末端ドメインの役割を示唆している。
TLR4結合ドメインを欠くAIBPは、CIPN異痛症を軽減することができない
TLR4結合ドメインを欠くAIBPは、CIPN異痛症を軽減することができない
wtAIBPとは異なり、TLR4結合部位を欠くmutAIBPは、BV-2ミクログリアにおいてLPS誘導TLR4二量体化を阻害することができなかった(図10A)が、脂質ラフトを減少させる全体的な能力を保持していた(図10B)。次に、本発明者らは、このTLR4の標的化がAIBPの治療効果を媒介するという仮説を試験した。i.t.LPSの前に食塩水またはmutAIBPをi.t.投与されたマウスは、急速かつ同程度に異痛症を発症したのに対して、i.t.wtAIBPは、LPSによって誘発される機械的異痛症を防止した(図10C)。CIPNマウスモデルでは、i.t.wtAIBPは確立された異痛症を逆転させ、持続的な治療効果は少なくとも14日間持続した(図10D)。しかしながら、i.t.mutAIBPは、機械的閾値の控えめな一過性の逆転のみを誘導し、ナイーブレベルまたはベースラインレベルに到達せず、2~3日間だけ持続した(図10D)。21日目にマウスを屠殺し、腰脊を分析した。注目すべきことに、この遅い時点でも、シスプラチン誘発性多発性神経炎は、脊髄ミクログリアにおけるTLR4二量体化および脂質ラフトの増加に関連し続けており、これは8日目に観察された効果(図1BおよびC)と同様に、i.t.wtAIBPによって有意に減少したが、mutAIBPでは減少しなかった(図10EおよびF)。これらの結果は、TLR4インフラマラフトのAIBP標的化が、CIPNのマウスモデルにおけるAIBPの治療効果の大部分を媒介するという仮説を裏付ける。
考察
考察
本研究では、本発明者らは、化学療法誘発性末梢神経障害(図10G)およびおそらくは他の神経障害における神経障害性疼痛の新たなレベルの調節として、脊髄ミクログリアにおけるTLR4をホストとするインフラマラフトからの選択的コレステロール枯渇の新たな機構を報告する。ミクログリアにおけるコレステロール輸送体ABCA1およびABCG1の条件付き欠失は、シスプラチン効果との類似性を示すナイーブマウスにおいて自発性異痛症を誘発し、重要なことに、ミクログリアにおけるABCA1およびABCG1の発現の欠如は、LPSもしくはシスプラチンによって誘発される異痛症を逆転させるか、または脊髄ミクログリアにおけるインフラマラフトおよびTLR4二量体化を減少させるAIBPの能力を消失させた。挙動およびTLR4動態におけるこの特異な効果は、ABC-imKOミクログリアにおける差次的な遺伝子発現およびAIBPが炎症遺伝子を抑制することができないことを伴っていた。
AIBPは、活性化された細胞ではインフラマラフトを破壊する特異な能力(singular ability)を有するが、静止細胞では生理学的な脂質ラフトにはほとんど影響を及ぼさない。本発明者らは、これが、炎症細胞の表面で高度に発現するTLR4へのAIBPの結合によるものであり、コレステロール枯渇をこれらの細胞に指示していると提案した(Millerら、2020;Wollerら、2018)。この研究では、本発明者らは、TLR4の結合部位としてAIBPのN末端ドメインを特定し、活性化ミクログリアへのAIBP結合を可能にするこのドメインの重要な役割およびCIPNにおけるその治療効果を実証した。これにより、シクロデキストリン、APOA1およびAPOA1模倣ペプチドまたはLXRアゴニストによってもたらされる非選択的なコレステロール除去とは対照的に、AIBPがインフラマラフトに向けられた選択的治療となることを本発明者らは提案する。N末端ドメインを欠く変異したヒトAIBPは依然としてAPOA1に結合しており、このN末端ドメインが天然に存在しない野生型ゼブラフィッシュAibpは、依然として内皮細胞からのコレステロール流出を増大させ、血管新生を調節し、造血性内皮細胞からの造血幹細胞および前駆細胞の出現を調整するが(Fangら、2013;Guら、2019)、このことから、AIBPと内皮細胞との相互作用にはTLR4非依存性の異なる機構があることが示唆される。
AIBPの髄腔内送達は、CIPNのマウスモデルにおいて持続的な治療効果を有し、本発明者らの以前の研究(Wollerら、2018)では10週間もの長期間にわたって、本研究では2週間にわたって観察された。これは、i.t.AIBPの短時間の曝露とは対照的である。AIBPは、30分でピークに達し、4時間後までにCSFと腰髄組織の両方からほぼ消失した。曝露と治療効果との間の解離は、AIBPの疾患修飾作用を示唆している。脊髄ミクログリアにおけるCTxB結合の減少とTLR4二量体の割合の減少は、単回i.t.AIBP注射後24時間、さらには2週間も観察され、食塩水をi.t.注射したCIPNマウスのミクログリアではそれらが持続的に存在することとは対照的に、AIBPによるインフラマラフトの持続的な破壊が示される。TLR4インフラマラフトに対する標的効果に加えて、AIBP疾患修飾効果には、脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルの再プログラミングが関与している可能性がある。AIBPは、脊髄ミクログリアにおける発現がCIPNによって影響された全遺伝子の3%しか逆転させなかったが、AIBPは、シスプラチンレジメンによって誘導された脊髄組織における炎症遺伝子発現および炎症性サイトカインのレベルを有意に低下させた。これらには、Il1b、Cxcl2およびCcl2などのCIPNにおいて役割を有すると記載されているサイトカインおよびケモカインをコードする遺伝子が含まれる(Brandoliniら、2019;Oliveiraら、2014;Pevidaら、2013;Yanら、2019)。
炎症遺伝子に加えて、シスプラチンレジメンは、疾患関連および神経変性ミクログリア(DAM)の遺伝子シグネチャーに類似する転写変化を誘導した。CIPNは、ミクログリアにおける脂質代謝遺伝子の発現の変化および脂質滴の蓄積に関連しており、これはAIBP(化合物7)処置によって減少した。類似のミクログリア脂質滴表現型およびトランスクリプトームは、最近、加齢および神経変性に関連していることが記載された(Marschallingerら、2020;Nugentら、2020)。これらの病理学的表現型へのミクログリアの移行中に下方調節された恒常性遺伝子(Masudaら、2019;Nugentら、2020;Prinzら、2019)は、CIPNマウスのミクログリアでも下方調節された。CIPNによって誘導されるミクログリアのAbca1およびAbcg1発現の下方調節は、AIBPの効果を理解するための重要な因子である。AIBP(化合物7)は、CIPNに関連したAbca1またはAbcg1 mRNAの減少を逆転させなかったが、ABCA1タンパク質を安定化し、コレステロール流出を促進するその能力(Zhangら、2016)は、ミクログリアのコレステロール代謝を正常化するのに十分であり得る。AIBP(化合物7)の異痛症に対する効果は、一過性ではあるものの、i.t.APOA1またはLXRアゴニストにより再現された(Wollerら、2018)。さらに、ABCA1一塩基バリアントと、有痛性骨転移患者の生活の質スコアとの負の関連が見出されている(Furfariら、2017)。しかしながら、本発明者らは、AIBP(化合物7)がミクログリアを再プログラムして、疼痛が促進された状態で保護表現型を付与する、CIPNの影響を受けた遺伝子のサブセットの逆転とは関係のない他の機構を排除することはできない。
この研究の重要な知見の1つは、ミクログリアにABCA1およびABCG1が存在しない場合、AIBPは炎症遺伝子を下方調節することができず、それらの一部を上方調節さえし、シナプス可塑性を調節する非炎症性の疼痛関連ArcおよびPi16遺伝子を上方調節したことであった(Hossainiら、2010;Singhmarら、2020)。WTおよびABCA1/ABCG1欠損ミクログリアのAIBPによる差分再プログラミング(differential reprograming)は、デスモステロール変換酵素Dhcr24に依存している可能性があり、変換酵素Dhcr24は、デスモステロールおよびコレステロール含有量を調節し、減少すると泡沫細胞形成および恒常性抗炎症応答に関連する(Spannら、2012)。重要なことに、AIBP(化合物7)は、ABC-imKOマウスにおいてCIPNまたはLPS誘発性異痛症も逆転させることができなかった。これらの結果は、AIBPの抗炎症および抗侵害受容効果が形質膜からのコレステロール枯渇に依存すること、および、流出機構がない場合、AIBPが実際に炎症および細胞傷害効果を促進し得ることを示している。
全体として、この研究の結果は、脊髄ミクログリアの形質膜中のコレステロール含有量の調節が、インフラマラフトに由来する細胞シグナル伝達と、それに続く炎症遺伝子および脂質代謝遺伝子の遺伝子発現に大きな影響を及ぼし、結果的に多発性神経炎の状態下での侵害受容の制御が最高点に達することを示唆している。
材料および方法
材料および方法
動物。野生型Abca1fl/flAbcg1fl/fl、TLR4fl/fl、Slc1a3-CreERTおよびCx3cr1-CreERT2マウスは、すべてC57BL/6バックグラウンドで、Jackson Lab(Bar Harbor、ME)から購入するか、または施設内で繁殖させ、離乳させた。TLR4-/-マウスは、Akira博士(大阪大学)から贈られた。Apoa1bpfl/flマウスは、C57BL/6マウスに由来するES細胞を使用して本発明者らの研究室で以前に作製された。以下のマウス系統を本発明者らの実験室で交配した:Apoa1bpfl/fl Cx3cr1-CreERT2(AIBP-imKO)、TLR4fl/fl Cx3cr1-CreERT2(TLR4-imKO)、Abca1fl/fl Abcg1fl/fl Cx3cr1-CreERT2(ABC-imKO)、およびAbca1fl/fl Abcg1fl/fl Slc1a3-CreERT(ABC-iaKO)。実験で使用したすべてのミクログリア条件付きノックアウトマウスは、Cx3cr1ノックアウトの生成を回避するために、Cx3cr1-CreERT2の対立遺伝子を1つだけ有していた。マウスを標準ケージあたり4匹まで室温で収容し、12:12時間の明:暗サイクルで維持した。すべての行動試験は明期のサイクル中に行った。食物と水は両方とも自由に摂取可能であった。すべての実験は、雄のマウスを用いて、カリフォルニア大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されたプロトコルに従って行われた。
細胞。BV-2不死化ミクログリア細胞株(Blasiら、1990)を、5%ウシ胎児血清(FBS)を含むダルベッコMEM中で培養した。チオグリコール酸誘発腹膜マクロファージをC57BL/6またはTLR4-/-マウスから採取し、10%熱不活性化FBS(Cellgro)および50μg/mLゲンタマイシン(Omega Scientific)を補充したDMEM(Cellgro)中で維持した。HEK293細胞(RRID:CVCL_0045)を、10% FBSおよび50μg/mLゲンタマイシンを補充したDMEM中で培養した。すべての細胞を37℃、5% CO2雰囲気で培養した。細胞株は継代1~3の間で使用した。
化学療法誘発性末梢神経障害モデル。化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)を発症するために、1日目および3日目にシスプラチン(2.3mg/kg/注射;Spectrum Chemical MFG)の腹腔内(i.p.)注射を行った。シスプラチン投与の期間中、体重減少、行動変化および機械的異痛症をモニターし、測定した。安楽死の基準は、体重の20%を超える体重減少および不規則な行動であった。しかし、安楽死を必要とする動物はいなかった。
機械的異痛症測定。ワイヤーメッシュ表面上の透明なプラスチック製の底なしケージに動物を入れ、試験開始前に少なくとも30分間順応させた。触覚閾値は、2.44~4.31(0.02~2.00g)の範囲の一連のvon Freyフィラメント(Bioseb)を用いて測定した。50%の離脱確率の閾値を記録した。機械的離脱閾値は、処置前(ベースラインまたは0日目)および処置後の入力時点において、アップダウン法(Chaplanら、1994)を用いて評価した。
AIBP(化合物7)または食塩水の髄腔内送達。麻酔の導入には酸素中5%イソフルランを使用し、麻酔の維持には酸素中2%イソフルランを使用してマウスを麻酔した。髄腔内注射は、(Hylden and Wilcox、1980)に従って行った。簡単に説明すると、腰を剃毛して消毒し、動物を親指と人差し指との間に骨盤を押さえて腹臥位に置いた。触診によってL5およびL6椎骨を特定し、L5椎骨とL6椎骨との間の正中線上に30G針を経皮的に挿入した。進入の成功は、テールフリックの観察によって評価した。5μLの注射を約30秒の間隔で投与した。髄腔内送達用の薬物は、生理学的に無菌の0.9%NaClで製剤化された。以前の研究(Wollerら、2018)に基づいて、これらの研究における脊椎送達のためのAIBP(化合物7)の用量は0.5μg/5μLであった。麻酔からの回復後、マウスを正常な運動協調性および筋緊張について評価した。
誘導性Creドライバー株のためのタモキシフェンの腹腔内注射。この試験では、本発明者らはJackson Labのタモキシフェン誘導プロトコルに従った。タモキシフェン(Sigma-Aldrich)を、37℃で一晩振盪することによって10mg/mLの濃度でコーン油に溶解し、アルミホイルに包み、4℃で保存した。200μLのタモキシフェンまたはビヒクル(コーン油)を、5日間連続して24時間毎に腹腔内注射した。
エクスビボおよびインビトロでのTLR4二量体化および脂質ラフトアッセイ。TLR4二量体化アッセイは、フローサイトメトリーのために2つのTLR4抗体を使用する:MTS510は、TLR4/MD2をモノマーとして(TLR4単位で)認識するが、二量体としては認識しない;SA15-21は、その二量体化状態にかかわらず、任意の細胞表面TLR4に結合する(Akashiら、2003;Zanoniら、2016)。次に、同じ細胞懸濁液中で測定したMTS510およびSA15-21から、TLR4二量体の割合を計算した。脂質ラフト含有量は、ガングリオシドGM1に結合するCTxBを使用して測定した。インビトロでTLR4二量体化を評価するために、BV-2細胞を血清含有培地中0.2μg/mlのAIBP(化合物7)と共に30分間プレインキュベートし、続いてLPS 100ng/mLとともに15分間インキュベートした。インキュベーションの終わりに、細胞を直ちに氷上に置き、PBSで1回洗浄し、4%ホルムアルデヒドで10分間固定した。次いで、細胞を氷冷FACS緩衝液で2回洗浄し、抗CD16/CD32抗体(FcγRブロッカー、BD Bioscience)を含有する2%正常マウス血清とともに氷上で30分間インキュベートした後、1:100希釈のPEコンジュゲートMTS510抗体およびAPCコンジュゲートSA15-21抗体(それぞれThermoFisherおよびBiolegend、RRID:AB_2562503およびRRID:AB_466263)で、1:200希釈のCTxB-FITC(ThermoFisher)とともに氷上で30分間染色した。細胞を洗浄し、FACSCanto II(BD Biosciences)フローサイトメーターを使用して分析した。
エクスビボアッセイのために、脊髄をハイドロエクストルージョン(Kennedyら、2013)によって採取し、4%ホルムアルデヒドで固定し、処理中は氷上に置いた。神経組織解離キット(Miltenyi Biotec)を製造業者のプロトコルに従って使用して、腰椎組織から単細胞懸濁液を得た。ミエリンを除去するために、ミエリン除去ビーズII(Miltenyi Biotec)をサンプルに添加し、4℃で15分間インキュベートし、続いてLSカラムおよびMACSセパレータ(Miltenyi Biotec)で分離した。単離した後、細胞を抗CD16/CD32抗体(FcγRブロッカー、BD Bioscience)を含有する2%正常マウス血清とともに氷上で30分間インキュベートし、その後、1:100 PerCP-Cy5.5コンジュゲートCD11b抗体(Biolegend、RRID:AB_893232)、1:100 ウサギ抗マウスTMEM119抗体(Abcam、RRID:AB_2744673)、PEコンジュゲートMTS510、APCコンジュゲートSA15-21抗体(それぞれ、ThermoFisher、RRID:AB_2562503およびBiolegend、RRID:AB_466263)および1:200希釈のCTxB-FITC(ThermoFisher)の抗体ミックスで氷上で45分間染色し、次に、細胞を洗浄し、Alexa PECy7コンジュゲート抗ウサギ二次抗体(1:250)とともに氷上で30分間インキュベートした。細胞を洗浄し、FACSCanto II(BD Biosciences)フローサイトメーターを使用して分析した。
インビトロおよびエクスビボでの染色補正のために、本発明者らは、ビーズおよび/または単一染色細胞を使用してチャンネル間のシグナル重複を補正し、CD11b、MTS510およびSA15-21抗体のアイソタイプコントロールをFMOとともに使用してゲートを描写した。データをFlowJo(BD Bioscience、RRID:SCR_008520)によって分析した。これらのデータから、本発明者らは、脊髄ミクログリアにおける脂質ラフトの存在量およびTLR4二量体の数の相対的変化を計算した(0個の二量体を無刺激細胞またはナイーブ細胞に無作為に割り当てた)。
免疫蛍光、共焦点イメージングおよび共局在分析。BV-2細胞を12ウェルプレートのカバースリップ上に播種し、5%血清含有培地中の0.2μg/mlのAIBPとともに30分間プレインキュベートし、続いて100ng/mLのLPSとともに5分間または15分間インキュベートした。インキュベーションの終わりに、細胞を直ちに氷上に置き、PBSで1回洗浄し、4%ホルムアルデヒドで10分間固定した。細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、5%FBSを含有するブロッキング緩衝液で30分間インキュベートした後、1:200希釈のCTxB-Alexa555および1:100希釈のマウス抗TLR4抗体(Abcam,RRID:AB_446735)、または1:100ウサギ抗APOA1抗体(Abcam)もしくは1:100ウサギ抗ABCA1(Novus Biological RRID:AB_10,000,630)で染色し、洗浄し、抗ウサギAlexa 647コンジュゲート二次抗体とともにインキュベートし、膜中のアクセス可能なコレステロールを染色するために組換えHisタグ付きALOD4および1:100 FITCコンジュゲート抗His二次抗体(LSBio)とともにインキュベートした。細胞を洗浄し、カバースリップをProlong Goldでスライドにマウントし、密封した。LighteningデコンボリューションまたはSTEDを備えたLeica SP 8超解像共焦点顕微鏡を用いてスライドを分析した。
ミクログリア特異的AIBPまたはABCA1/ABCG1ノックアウトを検証するために、脊髄組織を採取し、4%ホルムアルデヒド中4℃で後固定した。次いで、組織を30%スクロースで脱水し、切片化するまでOCTで凍結した。クライオスタットを用いて脊髄を10μmの切片にスライスし、スライドを-20℃で保存した。凍結切片を2% FBSおよび0.3% Triton(登録商標) X100溶液でブロッキングした後、1:100ウサギ抗AIBP抗体(Longhou Fang博士のご厚意により提供されたもの)とともにインキュベートした。別々の切片を、1:100ウサギ抗ABCA1抗体または1:100ウサギ抗ABCG1抗体(Novus Biological、RRID:AB_10000630およびRRID:AB_10125717)で4℃で一晩染色した。スライドを洗浄し、抗ウサギAlexa 488(Abcam,RRID:AB_2630356)またはAlexa647コンジュゲート二次抗体の1:200希釈物とともに2時間インキュベートした後、3回洗浄し、全ての切片をAlexa488コンジュゲートIBA-1抗体(Milipore-Sigma)またはAlexa633コンジュゲートIBA1抗体(Wako Chemicals、RRID:AB_2687911)のいずれかとインキュベートした。あるいは、スライドを、1:100 Alexa488コンジュゲート抗NeuN抗体(Cell Signaling、RRID:AB_2799470)または1:100 Alexa488コンジュゲート抗GFAP抗体(Cell Signaling、RRID:AB_2263284)のいずれかとインキュベートした。スライドをPBSで3回洗浄し、DAPIを含むProlonged Gold(Cell Signaling)でマウントした。各動物の少なくとも1つのスライドの画像取得は、63X対物レンズと、Lighteningデコンボリューションを備えたLeica SP8共焦点顕微鏡とを使用して行った。Coloc2ツールを使用してImageJ/FIJI(NIH,RRID:SCR_003070/SCR_002285)で共局在解析を行った。閾値、閾値を超えるピアソンのR係数とMandersの係数、ならびにマスクされた共局在画像(colocalized mages)、Costes P値およびピクセル散布図を各画像について生成した。どのチャネルが細胞マーカーを表すかに応じて、tM1またはtM2が使用された。
ALOD4の発現および精製。pALOD4プラスミド(Gay A.、2015)をAddgene(カタログ番号#111026、RRID:Addgene_111026)から入手し、大腸菌コンピテント細胞BL21(DE3)を形質転換するために使用し、Amp+LBプレートで陽性コロニーを選択した。1mMイソプロピルβ-d-1-チオガラクトピラノシド(IPTG)による発現の誘導および溶解後、イミダゾール溶出のNi-NTAアガロースカラムを使用してHisタグ付きALOD4を精製した。タンパク質をPBSに対して透析し、濃度を測定した。アリコートを-80℃で保存した。
バキュロウイルス/昆虫細胞系におけるwtAIBPおよびmutAIBPのクローニングおよび発現。AIBP(化合物7)は、(Choiら、2018;Wollerら、2018)に記載されているように、翻訳後修飾およびエンドトキシンを含まない調製を確実にするために、バキュロウイルス/昆虫細胞系で生成した。ヒト野生型(wt)AIBPおよび変異体(mut)AIBP、マウス野生型AIBP、およびゼブラフィッシュ野生型AIBP(Fangら、2013)を、ポリヘドリンプロモーターの後ろでpAcHLT-Cベクターにクローニングした。ベクターは、精製および検出を可能にするためにN末端Hisタグを含む。昆虫Sf9細胞をBestBacバキュロウイルスDNA(Expression Systems)およびAIBPベクターでトランスフェクトした。4~5日後、上清を回収してバキュロウイルスストックを得た。新鮮なSf9細胞をAIBP産生バキュロウイルスに感染させ、3日後に細胞ペレットを回収し、溶解し、超音波処理し、遠心分離によって清澄化し、上清をNi-NTAアガロースカラムにロードし、イミダゾールで溶出した。タンパク質を食塩水に対して透析し、濃度を測定した。アリコートを-80℃で保存した。
脊髄組織におけるAIBP(化合物7)の薬物動態。ノックアウトAIBPマウスを薬物動態試験に使用した。AIBP(2.5μg/5μL)の髄腔内注射を以前に記載されたように行い(Hylden and Wilcox、1980)、記載されるように15分、30分、1時間、4時間または8時間後にCSFを採取した(LiuおよびDuff、2008)。簡単に説明すると、マイクロピペットプラーを使用して毛細管(0.8×100mm)を引いた。3%イソフルランを50%酸素および50%室内空気の混合物とともに使用してマウスを麻酔した。首の皮膚を剃毛し、定位固定装置上にマウスを置いた。手術部位を拭いた後、後頭部より下の皮膚を矢状に切開した。皮下組織および筋肉を切開して硬膜を露出させた。引いた毛細管を大槽に直接穿刺し、汚染されていないサンプルを採取した。CSFを採取した後、毛細管を50μLの0.09%NaClを含有するPCRチューブに流し込み、次いでマウスに35mLの0.9%NaClを灌流した。脊髄を5mLの0.9%NaClでのハイドロエクストルージョンによって洗い流した。脊髄組織を秤量し、氷上で1g/10mLの完全N-PER(商標)ニューロンタンパク質抽出試薬(Thermo Fisher)で抽出した。氷上で10分間インキュベートした後、サンプルを遠心分離(4℃で10分間10,000×g)して細胞残屑をペレット化し、上清を1%BSA-TBSで1:1に希釈した。プレートをBE-1抗AIBPモノクローナル抗体(5μg/mL)でコーティングし、脊髄抽出物またはCSFサンプルとともに3時間インキュベートし、ウサギポリクローナル抗AIBP抗体、続いてヤギ抗ウサギALP抗体(シグマ・アルドリッチ、RRID:AB_258103)を用いて検出した。プレートは上記と同様に読み取った。
RNA-seqのための脊髄ミクログリアのFACS選別。腰髄からの細胞懸濁液を、固定ステップを除いて、上記と同様に調製した。新鮮な組織を処理し、抗CD16/CD32抗体(FcγRブロッカー、BD Bioscience)を含有する2%正常マウス血清で30分間ブロッキングし、次いで、1:50 PE-Cy7コンジュゲートCD11b抗体(Biolegend、RRID:AB_312799)、1:50 ウサギ抗マウスTMEM119抗体(Abcam、RRID:AB_2744673)、1:50 PerCP-Cy5.5コンジュゲートCD24抗体(Biolegend、RRID:AB_1595491)のミックスで染色し、次いで、細胞を洗浄し、(1:200)二次Alexa488コンジュゲート抗ウサギ抗体(Abcam、RRID:AB_2630356)とともにインキュベートし、氷上で30分間インキュベートし、その後、細胞を洗浄し、1:50 Alexa 647コンジュゲートGlast1抗体(Novus Biologicals)およびLife/Death Ghost Red 780色素の1:100希釈物(Cell Signaling)とともに氷上で30分間インキュベートした。細胞を選別緩衝液で洗浄し、濾過した後、BD FACS-Aria細胞選別機(BD Biosciences)を使用して溶解緩衝液に選別した。同じ動物由来の400個の細胞をそれぞれ含む3つのテクニカルレプリケートを選別した。選別戦略および選別されたミクログリアの純度の分析については、図S2AおよびBを参照されたい。
RNA-seqライブラリーの準備、配列決定および品質管理。本発明者らは、(Rosalesら、2018)の低入力バルクseq SmartSeq2プロトコルに従った。Triton(登録商標) X-100、RNase阻害剤およびオリゴ(dT)30-VNを含有する溶解緩衝液に選別された細胞をオリゴ(dT)+でmRNAのポリ(A)テールにハイブリダイズさせた。PCR増幅用の試薬を添加した後、逆転写用試薬を添加してcDNAライブラリーを構築した(この時点ではqPCRは行わなかった)。Qubit二本鎖高感度アッセイに加えてTapeStation高感度D5000スクリーニングテープを使用してライブラリーを定量し、QCを行った。すべてのサンプルは、NexteraXTプロトコルに投入するために1ngのcDNAに調整された。Qubit二本鎖高感度アッセイに加えてTapeStation高感度D1000スクリーンテープを用いてQCチェックを行った。サンプルをqPCRおよびプールに供し、NovaSeq S1 100サイクルキットを使用してペアエンド50×50リードのためにNovaSeqにロードした。
FASTQデータのスプライス認識アライメントを、STAR(Dobinら、2013)を使用して行い、配列決定されたデータおよびアライメントの品質管理を、FASTQC(RRID:SCR_014583)、QoRTs(RRID:SCR_018665)(Hartley and Mullikin、2015)およびMultiQCツール(RRID:SCR_014982)(Ewelsら、2016)によって行った。リードに関連する遺伝子のカウントは、STAR(RRID:SCR_015899)を使用して行った。
配列決定の品質管理は、良好なデータ品質を示した(MultiQCレポート)。2つのテクニカルレプリケート(Y_10およびY_30)は、最適以下の遺伝子カバレッジのために除去された。本発明者らは、Rパッケージ、DEseq2(RRID:SCR_015687)を使用して差次的発現を分析した(Loveら、2014)。本発明者らは、少なくとも3つのサンプルについて、マッピングされた100万リードCPMあたり10カウントを超えるカウントに設定したカットオフを用いて、腰髄ミクログリアにおいて合計18,818個の遺伝子を特定した。1つのサンプルは、他のすべてのサンプルと比較して、PCAで極端に不規則な分布を示し、最も変動しやすい遺伝子の上位500にクラスタリングされたため、さらなる分析から除外した。本発明者らは、(Butovskyら、2014)で報告されている40個のミクログリア特異的遺伝子のサブセットと、ニューロン(Nefl)、乏突起膠細胞(Omg)および星状膠細胞(Slc6a1)に特異的な遺伝子を使用して、本発明者らのサンプルおよびデータにおけるミクログリアの富化を確認した(図S2D)。DEGの決定は、シスプラチンおよびAIBPの主な効果ならびにこれらの条件によって変化するすべての有意な遺伝子を決定するために、すべての因子にわたるすべてのサンプルを含む尤度比検定(LRT)を使用し、条件因子のない縮小デザインを使用して、DEseq2二項モデリングによって行った。本発明者らは、遺伝子型(ABC-imKO)依存的に調節される遺伝子を同定するために、条件および遺伝子型の相互作用項のない縮小デザインと比較するLRTモデルを使用した。調整済みP<0.05および5%のFDRを使用して、有意な遺伝子をフィルタリングした。特定された有意な遺伝子の遺伝子発現パターンによる遺伝子クラスターの決定は、DESeq 2関数:degpatternsによって行った。実験群のLRT後のペアワイズ比較をWald検定で行い、FDRを5%として行った。ボルケーノプロットには、絶対倍率変化が1.5を超える有意に異なる遺伝子が含まれる。経路富化およびGO分析は、metascape.org(RRID:SCR_016620)で最低3個の遺伝子およびP<0.05を使用して行った(Zhouら、2019)。
TLR4結合についての共免疫沈降アッセイ。試験管中のeTLR4およびwtAIBPまたはmutAIBPのプルダウンアッセイを、0.5% Triton(登録商標) X-100を含有するPBS中で1μgのeTLR4(Sino Biological)とAIBPを混合し、室温で1時間インキュベートすることにより行った。サンプルは、プロテインA/Gセファロースビーズを室温で30分間添加した後、1μgのBE-1モノクローナル抗AIBP抗体を添加し、2時間インキュベートすることによって事前に清澄化した。プロテインA/Gセファロースビーズを添加し、さらに1時間インキュベートし、続いて0.5%Triton(登録商標) X-100を含有するPBSで5回洗浄し、サンプルを免疫ブロットした。
HEK293細胞(RRID:CVCL_0045)をFlag-eTLR4およびFlag-AIBP(野生型または変異体の1つ)構築物でトランスフェクトした。トランスフェクションの36時間後、細胞を回収し、氷冷溶解緩衝液(50mM Tris-HCl、pH7.5、1% NP-40、150mM NaCl、1mM EDTA、1mM EGTA、5mM Na3VO4、1mM NaF、およびSigmaのプロテアーゼ阻害剤カクテル)で溶解した。細胞溶解物をプロテインA/Gセファロースビーズとともに4℃で30分間プレインキュベートし、マウス抗TLR4抗体(Abcam)とともに4℃で一晩免疫沈降させた。翌日、溶解物をプロテインA/Gビーズと共に4℃で1時間インキュベートした。未結合タンパク質を溶解緩衝液で洗浄することによって除去し、Bolt Bis-Trisゲル(Invitrogen)上でビーズを流した。結合したAIBPを抗Flag抗体(Sigma)で免疫ブロットすることによって検出した。
ELISA結合アッセイ。AIBP-TLR4結合を評価するために、96ウェルプレートを5μg/mlのeTLR4でコーティングし、0.05% Tween(登録商標)-20を含有するPBSで3回洗浄し、1% BSAを含有するPBSでブロッキングし、wtAIBPまたはmutAIBP、続いて2μg/mlのビオチン化BE-1抗AIBPモノクローナル抗体とともにインキュベートした。AIBP-APOA1結合を評価するために、プレートをBSA、wtAIBPまたはmutAIBPでコーティングし、洗浄し、ブロッキングし、5μg/mlのヒトAPOA1(オーストラリア、メルボルンのDmitri Sviridov,Baker Heart and Diabetes Instituteより贈られたもの)とともにインキュベートし、続いてビオチン化抗APOA 1抗体(Academy Bio-Medical Company、RRID:AB_1238781)とともにインキュベートした。どちらのアッセイでも、ニュートラアビジン-APを添加し、室温で45分間インキュベートし、続いてLumiPhos 530(Lumigen)を添加して90分間インキュベートし、発光プレートリーダー(BioTek、Winooski、バーモント州)を用いて発光を測定した。
AIBP細胞結合に関するフローサイトメトリーアッセイ。100ng/mLのLPSで15分間刺激したかまたは刺激しなかったBV-2ミクログリア細胞を、1%BSAを含有するトリス緩衝食塩水(TBS)で氷上で60分間ブロッキングし、2μg/mLのBSAまたは2μg/mLのAIBPのいずれかとともに氷上で2時間インキュベートした。細胞を固定し、1μg/mLのFITCコンジュゲート抗His抗体(LSBio)と共に4℃で1時間インキュベートし、FACSCanto II(BD Biosciences)フローサイトメーターおよびFlowJoソフトウェア(RRID:SCR_008520)を使用して分析した。
ELISAによる脊椎組織におけるサイトカイン測定。脊髄溶解物中のIL-6(DY406)、IL-1β(DY401)、MCP-1(DY479)およびMIP2(DY452)のレベルを、マウスDuoSet ELISA(R&D Systems)を製造者の指示に従って使用して測定した。
統計分析。RNAseqデータセット以外については、GraphPad Prism(RRID:SCR_002798)を使用して、スチューデントt検定(2群間の差について)、一元配置分散分析(複数群について)、またはボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析(複数群の時間経過実験について)を用いて結果を分析した。P<0.05の群間の差を統計学的に有意とみなした。
図の凡例
図の凡例
図1は、化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)のマウスモデルにおける野生型(wt)AIBPタンパク質による疼痛行動の逆転および炎症促進性脂質ラフト(インフラマラフト(Inflammarafts))に関連する活性化TLR4二量体の減少を実証する。
図1.化学療法誘発性末梢神経障害は、脊髄ミクログリアにおけるTLR4二量体化および脂質ラフトを変化させる:AIBPによる逆転。A、i.p.シスプラチン(2.3mg/kg/日の2回注射)、続いてi.t.食塩水(5μl)またはAIBP(化合物7)(0.5μg/5μl)の単回投与に応答したWTマウスにおける離脱閾値。ナイーブマウスは注射を受けなかった。2回の独立した実験からのデータ(群あたりn=6)2回の独立した実験からのデータ。B~C、TLR4二量体化を示すCD11b+/TMEM119+脊髄ミクログリア細胞の分析(B)およびi.t.食塩水またはAIBPの24時間後、すなわち、Aに示される時間経過の8日目にCTxB染色によって測定された脂質ラフト含有量(C)。3回の独立した実験からのデータ(TLR4二量体化についてはn=9/群、脂質ラフト染色についてはn=12)。D、BV-2ミクログリア細胞を完全培地中のAIBP(化合物7)(0.2μg/mL)またはビヒクルとともに30分間インキュベートし、続いてLPS(100ng/mL)とともに5分間インキュベートした。スケールバー、5μm。棒グラフは、MandersのtM1係数を示す。E~F、雄APOA1BP-/-マウスのCSF(E)および腰髄(F)(n=5)におけるi.t.AIBP(2.5μg/5μL)の薬物動態。*、P<0.05;**、P<0.01;***、P<0.001。グループ化分析での多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析;3群の多重比較のためのチューキー事後検定による一元配置分散分析およびイメージング定量。
図2は、遺伝子シグネチャーの変化を、ナイーブマウスと、化学療法剤シスプラチンで処置したマウスと、シスプラチンおよび野生型(wt)AIBPタンパク質で処置したマウスとで比較する図である。
図2.CIPNマウスの脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現。A~B、ミクログリア(CD11b+TEMEM119+)を、図1Aに示す3つの群からFACS選別した:WTナイーブ、またはシスプラチンを注射し(1日目および3日目)、続いて7日目にi.t.食塩水(5μL)、またはAIBP(化合物7)(0.5μg/5μL)を投与し、8日目に終了し、RNA-seqに供した;ナイーブおよびシスプラチン/食塩水についてはn=3の生物学的複製(マウス)、シスプラチン/AIBPについてはn=2(各生物学的複製は、同じ動物からの3つのテクニカルレプリケートから短くまとめた)。A、すべてのサンプルにわたるDEGのヒートマップ(すべてのテクニカルレプリケートが列に示されている)。LRT(尤度比検定)によって試験された主な効果を示す有意な(調整済みP<0.01)上方遺伝子または下方調節遺伝子。Log2相対発現、B、異なる処置条件における発現プロファイルパターンに基づいてクラスター化された有意なDEGの群。C、調整済みP<0.05および絶対倍率変化>1.5および経路内の3つの遺伝子の最小重複を使用した、シスプラチン処置によって誘導された上方調節遺伝子(パネル2Bの群1)および下方調節遺伝子(群2)の経路およびGO富化解析。上方調節された経路は赤色で示され、下方調節された経路は青色で示される。
図3は、化学療法を受けたマウスと、ナイーブマウスおよびwtAIBPで処置したCIPNマウスにおける疾患関連ミクログリア(DAM)遺伝子発現シグネチャーおよび脂質滴の違いを比較する。
図3.CIPNマウスの脊髄ミクログリアにおけるDAMおよび脂質関連遺伝子発現および脂質滴。A~C、図2と同じ群。A、シスプラチン処置マウスとナイーブマウスの脊髄ミクログリアにおける上方調節された遺伝子および下方調節された遺伝子のボルケーノプロット。調整済みP<0.05および絶対倍率変化>1.5のカットオフは、薄緑色の点で表される。B、疾患関連ミクログリア(DAM)シグネチャー遺伝子を表すヒートマップ。C、脂質関連遺伝子セットを示す行ごとにスケール化されたlog2正規化遺伝子数のヒートマップ。D~H、IBA1およびDAPIで共染色した脊髄切片におけるPLIN2免疫染色によって測定した脊髄ミクログリアにおける脂質滴蓄積。実験条件は図1Aと同様;2回の独立した実験からの群あたり5匹のマウスのn=5視野。スケールバー、20μm。平均±S.E.M.;*、ナイーブ群と比較してP<0.05、グループ化分析における多重比較のためのチューキー検定を用いた一元配置分散分析によって試験された。
図4は、wtAIBPタンパク質で処置したCIPNマウスにおける遺伝子発現の変化をまとめたものである。
図4.CIPNマウスの脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現:AIBP(化合物7)の効果。実験条件および分析は図1と同様;群あたりn=2~3の生物学的複製(各生物学的複製は3つのテクニカルレプリケートから短くまとめた)。A、調整済みP<0.05および絶対倍率変化>1.5および経路内の3つの遺伝子の最小重複を使用した、AIBP(化合物7)によって下方調節されたCIPN上方調節遺伝子(図2Bの群3))およびAIBP(化合物7)によって上方調節されたCIPN下方調節遺伝子(群4)の経路およびGO富化解析。上方調節された経路は赤色で示され、下方調節された経路は青色で示される。B、i.t.AIBPによって誘導された脊髄ミクログリアのDEG。調整済みP<0.05およびBenjamini-Hochberg FDR<5%は、シスプラチン/AIBP対シスプラチン/食塩水で処置したマウスにおける上方調節および下方調節された遺伝子のボルケーノプロットで表された。カットオフ調整済P<0.05および絶対倍率変化>1.5は薄緑色の点で示される。C、CIPNで上方調節され、AIBPによって下方調節される群3の炎症遺伝子のヒートマップ。D、WTナイーブ、シスプラチン/食塩水およびシスプラチン/AIBP群由来の脊椎組織におけるサイトカインタンパク質発現;群あたりn=5。E、シスプラチンによって誘導されないが、AIBP(化合物7)によって下方調節される炎症遺伝子のヒートマップ。F.調整済みP<0.05および絶対倍率変化>1.5および経路における3つの遺伝子の最小重複を使用した、AIBP(化合物7)によって下方調節されるすべての遺伝子の経路およびGO富化解析。G、最も富化された経路:ペプチダーゼ阻害剤活性経路に含まれるAIBP(化合物7)によって下方調節される非炎症性遺伝子のヒートマップ。H、CIPNにおける下方調節がAIBP(化合物7)によって逆転された遺伝子のヒートマップ。平均±S.E.M.;*ナイーブ群とシスプラチン/i.t.食塩水群とを比較してP<0.05。
図5は、コレステロール輸送体ABCA1およびABCG1が、マウスCIPNのモデルにおける疼痛のAIBP媒介性逆転に必要であることを実証する。
図5.ミクログリアにおけるABCA1およびABCG1の発現は、侵害受容を制御し、CIPNのマウスモデルにおける異痛症のAIBP(化合物7)媒介性逆転に必要である。A~B、BV-2細胞を完全培地中でAIBP(化合物7)(0.2μg/mL)またはビヒクルとともに30分間インキュベートし、続いてLPS(100ng/mL)とともに5分間インキュベートした。脂質ラフトにおけるアクセス可能なコレステロールとABCA1(A)およびAPOA1(B)との共局在化。スケールバー、7μm。棒グラフは、MandersのtM1係数を示す。C、実験デザインおよびタイムライン:タモキシフェン(TAM、10mg/mL、200μL/日)、シスプラチン(2.3mg/Kg)、AIBP(化合物7)(0.5μg/5μl)または食塩水(5μl)。D、シスプラチン介入開始前のベースライン(0日目)の離脱閾値。3つの独立した実験からのデータ(ビヒクル処置ABC-imKOマウスについてn=8、TAM処置ABC-imKOマウスについてn=16、TAMで処置した同腹仔Abca1fl/flAbcg1fl/flno-Cre[WT]マウスについてn=15)。E、ベースライン(0日目)でのナイーブWTおよびABC-imKOマウスのCD11b+TMEM119+脊髄ミクログリアにおけるTLR4表面発現および二量体化および脂質ラフト(CTxB)(両群についてのTLR4表面発現および脂質ラフト含有量分析についてn=5、TLR4二量体化について、WTについてはn=8、ABC-imKOについてはn=9)。F.TAM誘導ABC-imKOマウスにおける、i.t.食塩水またはAIBP(化合物7)(0.5μg/5μl)、続いてi.t.LPS(0.1μg/5μl)後の離脱閾値(群あたりn=4)。G~H、TAM誘導ABC-imKO(G)マウスおよび非誘導(ビヒクル)ABC-imKO(H)マウスにおける、i.p.シスプラチンおよびi.t.食塩水またはAIBP(0.5μg/5μl)注射後の離脱閾値(群あたりn=6);パネルGおよびHに示される群における8日目のCD11b+TEMEM119+脊髄ミクログリアにおける2つの独立した実験I~J、TLR4二量体化(I)および脂質ラフト(J)からのデータ。2つの独立した実験からの平均±S.E.M.(n=7~8)。*、P<0.05;***、P<0.001。経時的分析における多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析;2つの群についてのt検定、および2よりも大きい群の多重比較のためのチューキー事後検定による一元配置分散分析。
図6は、ABC遺伝子ノックアウトマウスにおける遺伝子発現を特徴づける。
図6.ABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアにおける遺伝子発現。ミクログリア(CD11b+TEMEM119+)をABC-imKOマウスの3つの群からFACS選別した:ナイーブ、またはシスプラチンを注射し(1日目および3日目)、続いて7日目にi.t.食塩水(5μL)、またはAIBP(化合物7)(0.5μg/5μL)を注射し、8日目に終了した;n=3の生物学的複製(各生物学的複製は3つのテクニカルレプリケートから短くまとめた)。ABC-imKOマウスおよびWT(同腹子ではない)マウスからのRNA-seqデータセットを同じ実験で取得した。A、上:ナイーブABC-imKOミクログリアで誘導され、シスプラチンで処置したマウスのWTミクログリアと共有される重複遺伝子および経路は、重複する遺伝子を結ぶ紫色の線と重複する富化経路を結ぶ青色の線で示された。下:WTシスプラチンおよびABC-imKOナイーブマウス由来の脊髄ミクログリアにおいて上方調節された遺伝子のベン図。B.カットオフP<0.05、富化>1.5および経路内の3つの遺伝子の最小重複を使用した、ミクログリアにおけるABCA1およびABCG1ノックダウンによって誘導された上方調節および下方調節された遺伝子の富化経路分析。C、TAM誘導ABC-imKOマウスのナイーブ脊髄ミクログリアにおけるDEG。調整済みP<0.05およびBenjamini-Hochberg FDR<5%。D.ABC-imKOミクログリアにおけるシスプラチン処置によって誘導され、シスプラチンで処置されたマウスのWTミクログリアと共有される重複遺伝子および経路。E、シスプラチン処置WTマウスと比較した、シスプラチン処置TAM誘導ABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアにおけるDEG。調整済みP<0.05およびBenjamini-Hochberg FDR<5%。F~G、ナイーブ条件またはシスプラチン条件のいずれかにおいて、ABC-imKOミクログリアで上方調節された(F)または下方調節された(G)DEGのヒートマップ。
図7:本明細書で提供されるAIBPタンパク質(化合物7)で処置した野生型およびABCノックアウトマウスの遺伝子発現を比較。
図7.AIBPによるミクログリアの再プログラミングは、ABCA1/ABCG1発現に依存する。A、シスプラチンによりCIPNが誘発されたWTマウスおよびABC-imKOマウスにおける遺伝子発現に対するAIBP処置の効果を比較するベン図。B、ABC-imKOマウスとWTマウスにおけるAIBP効果を比較する、CIPNにおけるAIBP処置による上方調節遺伝子および下方調節遺伝子のボルケーノプロット表示。調整済みP<0.05および絶対倍率変化>1.5のカットオフは薄緑色の点で示される。C、AIBPによってABC依存的に変化した炎症遺伝子の正規化したlog2遺伝子数のヒートマップ(WTミクログリアではAIBPによって下方調節されるが、ABC-imKOではAIBPによって上方調節される)。D、野生型およびABC-imKOにおけるシスプラチンおよびAIBP効果を比較するコレステロール合成およびLXR関連遺伝子のヒートマップ。E、ABC依存的様式でAIBPによって調節される非炎症性遺伝子のヒートマップ。F.カットオフP<0.05、富化>1.5および経路内の3つの遺伝子の最小重複を使用した、ABC-imKOミクログリアにおけるAIBPによる上方調節された遺伝子の富化経路分析。
図8は、AIBPまたはTLR4のいずれかのノックアウトが疼痛行動(侵害受容)に寄与することを実証する。
図8.ミクログリアの内在性AIBPおよびTLR4は、侵害受容において重要である。A、実験デザインおよびタイムライン。タモキシフェン(TAM、10mg/mL、200μL/日);シスプラチン(2.3mg/kg/日);AIBP(化合物7)(0.5μg/5μl);食塩水(5μl)。B、シスプラチン介入開始前のベースライン(Aでは0日目)離脱閾値。平均±S.E.M.(ビヒクル処置についてはn=15、TAM処置AIBP-imKOマウスについてはn=16、TAMで処置した同腹仔Apoa1bpfl/flno-Cre[WT]マウスについてはn=8)。C、WTおよびCx3cr1-CreERT2(floxed遺伝子なし)マウスを、タモキシフェン注射レジメン(10mg/mL、200μL/日、5日間)の前(ナイーブ、パネルAタイムラインの-7日目)および後(TAM、0日目)に離脱閾値について試験した。(群あたりn=5。WT+TAM群では1匹の動物が死亡したことが判明した)。統計的差異は見られなかった。D~F、TAM誘導AIBP-imKOマウス(C;n=6~7、2回の独立した実験からのデータ)、非誘導(ビヒクル)AIBP-imKOマウス(D;n=4~5、2回の独立した実験からのデータ)、および施設内で繁殖させた全身AIBPノックアウトマウス(E;群あたりn=4)における、i.p.シスプラチンおよびi.t.食塩水またはAIBP(化合物7)注射後の離脱閾値。G、シスプラチン注射後のWTおよびタモキシフェン誘導TLR4-imKOマウスにおける離脱閾値(施設内繁殖野生型ではn=4、TLR4-imKOマウスではn=7)。平均±S.E.M.*、P<0.05;**、P<0.01。グループ化分析での多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析;>2群の多重比較のためのチューキー事後検定による一元配置分散分析。
図9:AIBPとTLR4の結合に寄与する配列モチーフを特定する。図9.TLR4結合に関与するAIBP分子中のドメインの特定。A、ヒトAIBP:シグナルペプチド(aa1~24)、以前は特徴づけられていなかったN末端ドメイン(aa25~51)、およびYjeF_Nドメイン(aa52~288)。B.ヒトAIBPのFlagタグ付き欠失変異体を、HEK293細胞においてFlagタグ付きTLR4外部ドメイン(eTLR4)と共発現させた。細胞溶解物を抗TLR4抗体で免疫沈降(IP)し、抗Flag抗体で免疫ブロットした(IB)。C、バキュロウイルス/昆虫細胞系で発現させた、シグナルペプチドをすべて欠くHisタグ付きヒト(hu)、マウス(mo)およびゼブラフィッシュ(zf)AIBPを、試験管内でeTLR4-Hisと、続いて抗TLR4抗体を含むIPおよび抗His抗体を含むIBと組み合わせた。D~H、Hisタグ付き野生型(wt,25~288aa)および欠失変異体(mut、52~288aa)ヒトAIBPのeTLR4、APOA1およびミクログリアへの結合。抗AIBP抗体を含む試験管内のeTLR4およびwtAIBPまたはmutAIBPのIP;3つの独立した実験からのブロットおよび定量(D)。eTLR4でコーティングし、wtAIBPまたはmutAIBP(n=3)とともにインキュベートしたプレートを用いたELISA(E)。BSA、wtAIBPまたはmutAIBPでコーティングし、APOA1とともにインキュベートしたプレートを用いたELISA(F)。刺激なし、またはLPS(100ng/mL)で15分間処理したBV-2ミクログリア細胞へのwtAIBPおよびmutAIBP(2μg/mL)の結合を示すフローサイトメトリー(n=6)(F)および共焦点イメージング(G)。抗His抗体(フロー)および抗TLR4抗体(イメージング)による検出。スケールバー、10μm。平均±S.E.M.***、P<0.001;**、P<0.01;*、P<0.05;n.s.、有意でない。経時的分析における多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析;2つの群についてのt検定、および2よりも大きい群の多重比較のためのチューキー事後検定による一元配置分散分析。
図10は、TLR4に結合しない変異体AIBPがCIPNマウスにおける疼痛行動を逆転させないことを実証し、TLR媒介性疼痛のAIBPモジュレーションに関するモデルを示唆する。
図10.TLR4結合ドメインを欠くAIBPの髄腔内送達は、CIPN異痛症を軽減することができない。A~B、wtAIBPまたはmutAIBP(0.2μg/mL)で前処理し、100ng/mLのLPSで15分間刺激したBV-2細胞におけるA-B、TLR4二量体化(A)および脂質ラフト(B)。平均±S.E.M.(TLR4二量体化分析において、対照群についてはn=7、mutAIBP群についてはn=5、LPS群についてはn=9、wtAIBP群についてはn=8;脂質ラフト分析において、対照群についてはn=8、mutAIBP、LPSおよびwtAIBP群についてはn=13;2つの独立した実験のデータ)。C、i.t.AIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)、続いてi.t.LPS(0.1μg/5μL)投与されたWTマウスにおける離脱閾値;群あたりn=5。D、i.p.シスプラチン(2.3mg/kg/日)、続いてi.t.wtAIBP(0.5μg/5μL)、mutAIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)に応答したWTマウスにおける離脱閾値。ナイーブマウスは注射を受けなかった(ナイーブ群についてはn=7、wtAIBPおよびmutAIBP群についてはn=8、i.t.食塩水群についてはn=9;2つの独立した実験のデータ)。E~F、21日目の、パネルDに示す実験群のマウスの腰髄からのCD11b+/TMEM119+ミクログリアにおける、TLR4二量体化(E)および脂質ラフト(F)(n=7~9;2つの独立した実験のデータ)。*、P<0.05;**、P<0.01;***、P<0.005。経時的分析における多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析;および2よりも大きい群の多重比較のためのチューキー事後検定による一元配置分散分析。G、ミクログリア遺伝子発現および脂質滴蓄積に対するCIPNおよびAIBP(化合物7)処置の効果を示す図。形質膜およびERの黒い点はコレステロールを表す。
図11は、修飾AIBP配列におけるAIBPのTLR4結合部位の露出のモデルを仮定している:図11。AIBP分子中の潜在的N末端ドメインをアンフォールディングまたは露出させるモデル。この図は、図12~14に示した実験の結果をまとめて示したものであり、天然AIBPでは、N末端ドメイン(緑色)が隠れているか、潜在的であるか、またはTLR4へのAIBP結合を媒介するほど十分に露出していないことを実証している(上のパネル)。N末端をさらなるアミノ酸(オレンジ色)で伸長させると、AIBP立体構造が変化し、AIBPのN末端ドメイン(緑色)がTLR4結合にアクセスできるようになる(下のパネル)。図12。本明細書で提供される例示的な操作されたAIBPのアミノ酸配列の一例。伸長されたAIBP分子のアミノ酸配列が図11の下のパネルに表される。青色文字、天然AIBP配列のアミノ酸;緑色の枠、TLR4結合配列(ヒトAIBP配列のアミノ酸25~51);黒色の文字および赤色の枠、追加のアミノ酸。図13は、バキュロウイルス発現系に由来する特定の修飾AIBP配列のTLR4結合を明らかにしている。
図13。様々な操作された形態のAIBPのTLR4結合。すべてのタンパク質を発現させ、バキュロウイルス/昆虫細胞系から精製した。His-d24AIBPを表す一番上の図は、図12に示すアミノ酸配列に対応する。一番上の図の下のアミノ酸配列は、オレンジ色の枠「切断可能なHisタグ」の配列を示す。他のすべての図は、AIBP分子に導入されたアミノ酸配列のさまざまな修飾と対応する変化を示す。緑色の「N末端ドメイン」の枠は、天然AIBPのアミノ酸25~51配列を表す。右側の列は、TLR4の組換え外部ドメインを有するAIBPバリアントの共免疫沈降実験の結果を示す。図14は、哺乳動物発現系由来の特定の修飾AIBP配列のTLR4結合を実証する。
図14.様々な操作された形態のAIBPのTLR4結合、続き1。すべてのタンパク質を哺乳動物系で全長TLR4と共発現させた。SS、分泌シグナル、ヒトAIBP配列中のアミノ酸1~24に対応する。右側の列は、AIBPバリアントの細胞溶解物とTLR4との共免疫沈降の結果を示す。
図15.TLR4親和性の構造を最適化するための様々なAIBP構築物:バキュロウイルス/昆虫細胞発現系。
図16は、AIBPに対するN末端修飾が大腸菌発現系におけるTLR4結合に必要であることを確認する:
図16.様々な操作された形態のAIBPのTLR4結合、続き2。すべてのタンパク質を大腸菌から発現させ、精製した。右側の列は、TLR4の組換え外部ドメインを用いるAIBPバリアントの共免疫沈降実験の結果を示す。AIBPバリアントd24AIBP-hisまたはd51AIBP-hisを用いたTLR4結合はなかった。
図16.様々な操作された形態のAIBPのTLR4結合、続き2。すべてのタンパク質を大腸菌から発現させ、精製した。右側の列は、TLR4の組換え外部ドメインを用いるAIBPバリアントの共免疫沈降実験の結果を示す。AIBPバリアントd24AIBP-hisまたはd51AIBP-hisを用いたTLR4結合はなかった。
図17A~D(または、図S1または補足図1)は、フローサイトメトリーおよび顕微鏡法のために使用されるTLR4抗体の特異性の検証を提供し、後根神経節マクロファージにおいて測定されたTLR4二量体化および脂質ラフトも示す:
図17Aは、CD11b+(PercP-Cy5.5)/TMEM199+(Pe-Cy7)ミクログリアのTLR4-APCおよびTLR4/MD2-PE抗体染色を示す、WT(左の画像)およびTlr4-/-マウス(右の画像)の脊髄由来の単一細胞懸濁液のフローサイトメトリーをグラフで示す:
図17Bは、F4/80-FITC抗体とTLR4-647抗体で共染色されたWTおよびTlr4-/-マウス由来の腹膜誘発マクロファージの共焦点画像を示す;スケールバー、5μm;
および、
および、
図17C~Dは、TLR4二量体化(図17C)およびi.t.食塩水またはAIBPの24時間後、すなわち、図17Aに示される時間経過の8日目にCTxB染色により測定された脂質ラフト含有量(図17D)を示すCD11b+DRGマクロファージ細胞のフローサイトメトリー分析をグラフで示す;2回の独立した実験からのデータ(対照およびAIBP群についてはn=5、シスプラチンi.t.食塩水群についてはn=9)。
図18A~E(または、図S2、または補足図2)は、脊髄ミクログリアのFACS選別戦略、RNA-seqについての品質管理および表現型制御を示す:
図18Aは、SSC-AおよびFSC-A、SSC-WおよびSSC-H、UVE/DEAD(APC-Cy7-A)およびSSC-A、GLAST1およびCD24、ならびに、CD11bおよびTMEM119を含む、腰部CD11b+TMEM119+脊髄ミクログリアについての選別戦略を示す;
図18Bは、TMEM119およびCD11b、SSC-AおよびGLAST1、ならびにSSC-1およびCD24を含む、選別された細胞の純度およびGLAST1+星状細胞またはCD24+ニューロンの非存在を測定する、選別されたミクログリアのフローサイトメトリー分析を示す;
図18Cは、ミクログリア特異的遺伝子のヒートマップを用いるミクログリア系統解析を示す。Butovskyら、2014に記載されている40個のミクログリア特異的遺伝子、ならびにミクログリアでは低レベルだがニューロン(Nefl)、乏突起膠細胞(Omg)および星状膠細胞(Slc6a1)では高レベルで特異的に発現する3つの遺伝子について、すべてのサンプルからの正規化されたカウントのLog+1を計算した;
図18D~Eは、野生型マウスにおいて、AIBPによって上方調節されたCIPN抑制遺伝子(群4)(図18D)およびAIBPによって下方調節されたCIPN誘発遺伝子(群3)のヒートマップを示す(図18E);行および列によってスケーリングされたLog2正規化遺伝子数は、3つの生物学的サンプルのすべてのテクニカルレプリケートを表す。
図19A~D(または、図S3または補足図3)は、タモキシフェン誘導ABC-imKOマウスの脊髄ミクログリアにおけるABCA1およびABCG1のコンディショナルノックアウトの免疫組織化学的検証を提供する:
ビヒクルおよびタモキシフェン誘導ABC-imKOマウス由来の脊髄凍結切片のIHCは、ABCA1およびABCG1染色とIBA1(ミクログリア)、NeuN(ニューロン)およびGFAP(星状膠細胞)との共局在を示す。スライドにDAPIを含むPrologGoldをマウントした。63倍の対物レンズで共焦点画像を取得し、ImageJソフトウェアで共局在化について解析した。共局在化マスクおよびピアソンのR値、閾値を超えるマンダーの共局在化係数およびランダム化Costes P値を、実験の各動物について少なくとも1スライドについて、方法に記載されているように計算した。示されている代表的な画像および値は、条件ごとに1匹の動物に対応する。スケールバー、50μm。
図20A~E(または、図S4または補足図4)は、i.t.LPSおよびCIPN実験におけるタモキシフェン処置WTマウスの触覚異痛症データを示す。また、ABC-imKO依存性遺伝子についての追加のRNA-seqデータ、およびWTマウスに対するABC-imKOに対するシスプラチン効果も提供する。ABC-imKOマウスの対照として、施設内繁殖WT同腹仔マウスにタモキシフェンレジメン(TAM、200μL/日、10mg/mL、連続5日間)を行い、続いて(図20A)i.t.AIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)を注射し、2時間後にi.t.LPS(0.1μg/5μL)(i.t.食塩水についてはn=4、i.t.AIBPについてはn=5);(図20B)1日目および3日目にシスプラチン(2.3mg/Kg)をi.p.注射し、続いて7日目にAIBP(0.5μg/5μL)または食塩水(5μL)をi.t.注射した(1群あたりn=4)。触覚異痛症(離脱閾値)は、von Freyフィラメントを用いて測定した。平均±S.E.M.*、P<0.05。経時的分析における多重比較のためのボンフェローニ事後検定による二元配置分散分析。C、ABC-imKOマウスに、上記のようにTAM、次いでシスプラチンを注射し、続いて7日目にi.t.食塩水(5μL)、AIBP(0.5μg/5μL)またはhp-β-CD(0.25mg/5μL)を注射した。i.t.注射の24時間後の触覚閾値を示す。平均±S.E.M.(n=3~4/群)。**、P<0.01。ダネットの多重比較検定を用いる一元配置分散分析。図20D、ABC-imKO方式で調節されたすべての条件(ナイーブ、シスプラチン/食塩水またはシスプラチン/AIBPによって誘導)にわたって差次的に調節された遺伝子のヒートマップ。交互作用項のない縮小モデルを使用した尤度比検定から得られたすべての有意な遺伝子(条件:遺伝子型)。行および列によってスケーリングされたLog2正規化遺伝子数は、各群から2~3個の生物学的サンプルのすべてのテクニカルレプリケートを表す。図20E、カットオフP<0.05、富化>1.5および経路内の3つの遺伝子の最小重複を使用した、WTおよびABC-imKOミクログリアにおけるシスプラチン上方調節遺伝子の経路富化のヒートマップ。ヒートマップは、両方の遺伝子型においてシスプラチンによって富化された共通の経路および特異的経路を表す。
図21(または、図S5または補足図5)は、タモキシフェン誘導AIBP-imKOマウスの脊髄ミクログリアにおけるAIBPノックアウトの免疫組織化学的検証を提供する。これはまた、BE-1モノクローナル抗体がwtAIBPおよびmutAIBPと同様の親和性を有することを実証している。図21A:AIBP染色とIBA1(ミクログリア)、NeuN(ニューロン)およびGFAP(星状細胞)との共局在を示す、ビヒクルおよびタモキシフェン誘導AIBP-imKOマウス由来の脊髄凍結切片のIHC。スライドにDAPIを含むPrologGoldをマウントした。63倍の対物レンズで共焦点画像を取得し、ImageJソフトウェアで共局在化について解析した。共局在化マスクおよびピアソンのR値、マンダーの共局在化係数およびランダム化CostesのP値を、実験の各動物について少なくとも1スライドの方法に記載されているように計算した。示されている代表的な画像および値は、条件ごとに1匹の動物に対応する。スケールバー、50μm。図21B:マイクロタイタープレート中の捕捉抗体としてBE-1を使用するサンドイッチELISA。ウサギポリクローナル抗AIBP抗体を使用して、wtAIBPおよびmutAIBPに対する用量反応曲線を検出した。多重比較のためにボンフェローニ事後検定を用いた二元配置分散分析を使用して、wtAIBPおよびmutAIBPに対するBE-1親和性について統計的差異は見られなかった。
実施例2.AIBPのTLR4への結合の構造決定因子
実施例2.AIBPのTLR4への結合の構造決定因子
この実施例は、昆虫系、哺乳動物系または細菌系で発現した異なるAIBPバリアントのTLR4の外部ドメインへの結合を試験するためのプルダウン実験の結果を要約する。この実施例の結果は、図13および図14における活性についての描写が、すべてのN末端修飾がTLR4結合ドメインを露出させるわけではないことを実証するという点で予想外である。例として、切断部位を含むN末端Hisタグの推定切断産物は、TLR4結合を実証しない。これらの予想外のデータは、AIBPポリペプチドに対するN末端修飾が特定のアミノ酸組成要件を有することを示唆している。
本明細書で提供される化合物を使用して、プルダウンアッセイを行った。化合物3、7、8または9ならびに図13および14に記載の他の構築物を、バキュロウイルス(BD Bioscience)またはCHO(ExpiCHO、発現系、ThermoFisher)細胞発現系のいずれかから精製し、TLR4タンパク質(Sino biological)とともにインキュベートした。プルダウンは、記載される抗AIBP抗体を用いて行った。AIBPに結合したTLR4は、抗his抗体(修飾AIBPとTLR4の両方がhisタグを有する)を用いたウエスタンブロットによって検出された。プルダウン法に関する詳細な実験情報は、実施例1に提供されている。
代替アッセイでは、修飾AIBPおよびTLR4のHEK293細胞へのトランスフェクションが用いられた。この研究のために、トランスフェクトされたFlag-AIBP(化合物5および6について例示)およびFlag-TLR4-his構築物を発現させ、トランスフェクトされた細胞を回収し、溶解した。細胞溶解物を抗TLR4抗体と共免疫沈降させ、次いで抗flag抗体で免疫ブロットした。プルダウン法に関する詳細な実験情報は、実施例1に提供されている。
実施例3:例示的なモデルで実証された有効性:喘息
喘息患者の気管支上皮細胞におけるAIBP発現の低下:
実施例3:例示的なモデルで実証された有効性:喘息
喘息患者の気管支上皮細胞におけるAIBP発現の低下:
アポリポタンパク質A-I結合タンパク質(AIBP;遺伝子名APOA1BPまたはNAXE)は、分泌タンパク質であり(1)、初代肺胞マクロファージ、内皮細胞およびミクログリアをはじめとする活性化細胞からの過剰なコレステロールの除去を促進する(2-4)。本発明者らは、肺サーファクタントが肺胞マクロファージとインキュベートした場合にコレステロール受容体として機能し得ることを実証した(4)。加えて、ApoA-Iは気管支肺胞洗浄液(BALF)中に見出される(5)。これらの知見は、コレステロールの流出が、血液および組織だけでなく、肺気腔においても起こることを示唆している。AIBPはサーファクタントタンパク質Bに結合し、肺胞マクロファージからサーファクタントへのコレステロール流出を増強する(4)。これにより、形質膜内の脂質ラフト含有量が正常化し、肺胞マクロファージにおいて炎症シグナル伝達が減少し、炎症性サイトカインの発現が減少する。吸入によるLPS肺損傷に応答して、AIBPがBALFに分泌される(4)。さらに、AIBPはマイトファジーを促進し、ミトコンドリア機能の維持を助け、マクロファージの酸化ストレスを軽減する(6)。AIBP発現が炎症からの保護に役立つという仮説は、肺におけるAIBPレベルの上昇が治療効果を有し得ることを意味する。
肺(4)および他の組織(3、7)におけるAIBPによってもたらされる広範な抗炎症保護のために、本研究では、内在性AIBPの肺発現が喘息患者に影響を及ぼすかどうか、吸入されたAIBPが喘息のマウスモデルにおいて肺炎症を軽減し、気道過敏性を緩和することができるかどうかを調べた。
非喘息対象から得られた死後のヒト肺組織の免疫組織化学により、気管支上皮細胞における主なAIBPタンパク質発現のパターンが明らかになった。興味深いことに、AIBP発現は、喘息をもつ対象の死後の肺の気管支上皮細胞で有意に減少した(図22Aを参照)。さらに、喘息対象の死後肺から単離された初代気管支上皮細胞は、非喘息対象と比較してAPOA1BP mRNA発現が有意に低かった(図21Dを参照)。ヒト喘息と同様に、気管支上皮における内在性AIBPの発現は、鼻腔内PBSを投与された対照マウスと比較して、チリダニ(HDM)負荷マウスにおいて有意に減少した(図22Cを参照のこと)。マウスの急性HDM負荷後の気管支上皮におけるAIBP発現低下のこのパターンは、マウス急性肺損傷モデル(4)では観察されなかった。さらに、最高レベルのAIBPを発現する肺細胞型は2つのモデルで異なり、急性肺損傷における最高のAIBP発現は、動員された炎症細胞(すなわち、好中球およびマクロファージ)で観察された(4)。対照的に、急性HDM負荷後の主な動員炎症細胞(すなわち、好酸球)は、高レベルのAIBPを発現しなかった。
内在性AIBP発現は喘息で減少し(図21)、組換えタンパク質としてまたはアデノ随伴ウイルス送達を介したAIBPの投与は、神経炎症および神経障害性疼痛(7)、血管炎症およびアテローム性動脈硬化症(3)、ならびに急性肺損傷(4)において抗炎症効果および保護効果をもたらしたため、本発明者らは、組換えAIBP(化合物7)の鼻腔内送達が喘息のマウスモデルにおいて治療効果を有するかどうかを試験した。
化合物7を、HDMの投与の2時間前に投与した。
雌マウスにHDMを毎週4回鼻腔内投与すると、肺の好酸球性炎症およびメタコリン負荷に対する気道過敏性(AHR)を誘発する(8)。化合物7の2つの用量、2.5および25μg、またはビヒクル(PBS)を、鼻腔内HDMの2時間前に、鼻腔内滴下注入によって、8週齢のC57BL/6J雌および雄マウスに毎週投与した。鼻腔内化合物7は、明らかな有害作用をもたらさなかった。予想通り、PBSで前処置したHDMI負荷雌マウスはAHRを発症した。対照的に、化合物7の前処置は、HDM誘発性AHRを用量依存的に減少させ、25μgの用量でAHRのほぼ完全な阻害がもたらされ(図23A)、HDM誘発性肺およびBAL好酸球増加症の用量依存的減少ももたらした(図23B~C)。このモデルでは、HDMは、肺胞マクロファージまたは好中球の数の顕著な変化をもたらさない(8)。同様の結果が、雄マウスにおける化合物7についても得られた(図23D~F)。
まとめると、喘息患者のヒト気管支上皮細胞におけるAIBP発現は非喘息患者と比較して有意に減少していること、また、喘息のマウスモデルにおけるHDM負荷後の気管支上皮細胞においても有意に減少していることを本発明者らの研究は実証する。この結果は、非喘息患者と比較して喘息患者のBALF中のApoA-Iレベルの低下という所見に一致する(5)。気道上皮および気管支炎症は、気道平滑筋収縮、気道閉塞および喘息増悪をもたらす喘息の主要な成分である(9)ので、抗炎症特性を有するAIBPのレベルを回復させることは、喘息の新規な治療戦略を提示し得る。喘息の急性HDMマウスモデルにおいて治療効果を示す化合物7の鼻腔内投与に関する本発明者らの結果は、この命題を裏付けている。吸入コルチコステロイド(ICS)は中等度/重度の喘息の処置の基盤であるため、化合物7をICSと併用した場合に喘息制御に対して相加的な抗炎症効果を有するか、および/またはICSに良好に反応しないかまたはICSの副作用のある喘息対象においてICSに対する他の抗炎症薬であるかを決定するために、前臨床モデルおよびその後の喘息のヒト対象におけるさらなる試験が必要である。
実施例3の材料および方法
ヒト肺検体
実施例3の材料および方法
ヒト肺検体
喘息患者および非喘息患者からの死後のヒト肺は、Arkansas Regional Organ Recovery AgencyおよびNational Disease Research Interchangeによって調達され、Arkansas Children’s Research InstituteのLung Cell Biology Laboratoryに送達された。免疫組織化学はカリフォルニア大学サンディエゴ校で行った。病院の医療記録に記載された喘息の医師診断を有し、死亡時に喘息薬を使用していた場合に、対象を喘息患者と分類した。医師による喘息の診断をもたず、死亡時に病院の医療記録に喘息薬の使用が記載されていない場合、対象を非喘息患者と分類した。死亡したドナー組織の取得は、アーカンソー医科大学治験審査委員会によって審査され、ヒトを対象とした研究ではないと判定された。この研究は、カリフォルニア大学サンディエゴ校のHuman Research Protectionsプログラムによって承認された。
ヒト気管支上皮細胞
ヒト気管支上皮細胞
初代気管支上皮細胞を死後の肺の気管支から分離した。手短に言えば、気管支を解剖し、各気管支の内部をCell Lifter(Corning、Inc.)で掻き取って気管支上皮細胞を得た。気管支上皮細胞を回収し、CnT-17培地(スイス、ベルンのCellntec)中で培養した。フローサイトメトリーによるE-カドヘリン発現によって評価したところ、これらの初代気管支上皮細胞は95%超純粋であった。
ヒトおよびマウスの肺の免疫組織化学
ヒトおよびマウスの肺の免疫組織化学
パラフィン包埋された肺切片を、本発明者らの研究室で開発されたマウス抗ヒトおよび抗マウスAIBPモノクローナル抗体A7およびBE-1のカクテル(6、7)を使用して染色し、1:2の比で混合した。マウスおよびヒトAIBPは相同性が高いため、両方の抗体がマウスとヒトのタンパク質を認識する。上皮細胞におけるAIBP陽性染色の定量は、画像解析システム(Image-Pro plus、Media Cybernetics)を用いて肺切片ごとに行い、結果をヒト検体における気管支基底膜の長さ1μmあたりの気管支上皮のAIBP陽性面積として表した。マウス肺におけるAIBP発現は、Image J(NIH)の平均グレー値ツールを使用して測定し、内径150~200μmの細気管支の気管支上皮のサイトゾルにおける値を、隣接する肺胞における値に対して正規化した。操作者にはサンプルの正体を知らせなかった。
APOA1BP mRNAの定量
APOA1BP mRNAの定量
喘息患者および非喘息患者由来のヒト気管支上皮細胞におけるAPOA1BP mRNAを定量するために、各細胞サンプルからの全RNAを以前に記載されているようにRT-qPCR用に処理した(8)。簡単に記載すると、サンプルをRNA-STAT-60(TelTest)で処置し、オリゴ-dTおよびSuperScript IIキット(Life Technologies)で逆転写した。ヒトAPOA1BP用のTaqMan PCR Master MixおよびTaqManプライマー(Hs.PT.58.22278956、Integrated DNA Technologies、Coralville、IA)を用いてqPCRを行った。APOA1BP mRNAの相対量をハウスキーピング遺伝子ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ-1(HPRT1)の相対量に対して正規化した。
化合物7の製造
化合物7の製造
簡単に記載すると、化合物7をバキュロウイルス/昆虫細胞系で発現させて、翻訳後修飾およびエンドトキシンフリーの調製を確保し、Ni-NTAアガロースカラムを使用したアフィニティークロマトグラフィーと、それに続くイオン交換クロマトグラフィーおよび緩衝液置換によって精製した。生成物は純度90%超であり、検出可能な凝集体はなく(HPLC-SEC)、残留エンドトキシンは0.2EU/mg未満であった。-80℃で最大6ヶ月間または4℃で1週間の化合物7の貯蔵安定性試験は、その力価または純度の消失を何ら示さなかった。
喘息の急性HDMマウスモデル
喘息の急性HDMマウスモデル
すべての実験は、カリフォルニア大学サンディエゴ校の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されたプロトコルに従って行われた。8週齢の野生型C57BL/6Jマウス(雄および雌)に、100μgの鼻腔内HDM(Dermatophagoides pteronyssinus)抽出物(Greer Laboratories)を、以前に記載されているように0、7、14および21日目に投与した(8)。各HDM投与の2時間前に、50μlのPBS対照または2.5μgまたは25μg用量のいずれかの化合物7溶液を鼻腔内投与した。対照群には、HDMの代わりに鼻腔内PBSを投与した。24日目に、メタコリンに対する気道過敏性を記載されているように評価し(8)、マウスを屠殺してBALおよび肺を回収した。気管カテーテルを介して1mLのPBSで洗浄することによってBALを収集し、遠心分離し、ペレットを1mLのPBSに再懸濁した。BALの総細胞数を測定した後、Wright-Giemsa染色スライドで鑑別細胞数を定量した(8)。肺好酸球数は、抗マウス主要塩基性タンパク質(MBP)ウサギポリクローナル抗体(メイヨー医学教育研究財団のご厚意により提供されたもの)で染色した肺パラフィン包埋切片の気管支周囲腔で定量した。結果は、150~200μmの内径を有する細気管支あたりの陽性染色された気管支周囲細胞数として表される。各スライドにおいて少なくとも5つの細気管支を計数した。操作者にはサンプルの正体を知らせなかった。
統計:全ての結果は、平均±SEMとして示される。統計ソフトウェアパッケージ(GraphPad Prism)を分析に使用した。マン・ホイットニー検定を2つの群の分析に使用した。2つを超える群を比較する場合は、二元配置または一元配置分散分析と事後チューキーの多重比較検定を使用した。0.05未満のP値を統計学的に有意とみなした。
実施例3についての図の凡例
実施例3についての図の凡例
図22。気管支上皮におけるAIBP発現の低下。A.抗AIBP抗体で染色された、喘息のない人対象および喘息のあるヒト対象の死後の肺検体。AIBP陽性気管支上皮の定量(n=6)。B.HPRT1に対して正規化された、非喘息患者(n=9)および喘息患者(n=11)から単離された気管支上皮細胞のAPOA1BP mRNA。C、抗AIBP抗体で染色されたビヒクルまたは100μgのHDMを毎週4回鼻腔内投与したマウスの肺。気管支上皮におけるAIBP染色の定量(n=8)。平均±SEM;*、P<0.05;***、P<0.001。
図23。RFT1081は、雌マウスおよび雄マウスの喘息の急性HDMモデルにおいて気道過敏性および好酸球性肺炎症を減少させる。雌(A~C)および雄(D~F)C57BL/6Jマウスに、2.5μgまたは25.0μgのRFT1081またはPBSの腔内滴下注入を毎週4回行った。2時間後、マウスに100μgのHDMまたはビヒクルの鼻腔内滴下注入を行った。最後の負荷から3日後、マウスをメタコリンに対する気道抵抗(A、D)について試験し、肺(B、E)およびBAL(C、F)を示したように分析のために採取した。平均±SEM;群あたりn=8匹のマウス。*、P<0.05;**、P<0.01;****、P<0.001;***、P<0.0001
実施例4:例示的な方法で実証された有効性:緑内障
実施例4:例示的な方法で実証された有効性:緑内障
AAV-AIBPは、実験的緑内障において網膜神経節細胞およびその軸索を保護し、視覚機能を改善する。
緑内障DBA/2J(D2)マウスモデル。遺伝的D2モデルを、年齢を一致させた非緑内障対照D2-Gpnmb+マウスと共に使用する利点は、それがヒト緑内障の慢性IOPの上昇を再現できることであり、網膜の病態は約9~10ヶ月齢で発症する(1、2)。本発明者らは、他の動物モデルと同様に、D2には限界があることを認識している。なぜなら、これらのマウスでは、緑内障様の病態が、癒着および色素分散を伴う前区異常に続発して発症するためである(1、2)。予備研究では、本発明者らは、Apoa1bp-/-の網膜におけるコレステロール含有量の有意な上昇をWTマウスと比較して認め(図24A参照)、AIBP欠乏が網膜における過剰なコレステロール蓄積を誘導することが示唆される。注目すべきことに、10月齢の緑内障D2マウスでは、本発明者らは、D2-Gpnmb+マウスと比較して網膜のコレステロール含有量も有意に上昇していることを発見した(図24B)。したがって、本発明者らは、AAV-AIBPのインビボ送達によるAIBPの過剰発現が、緑内障D2マウスにおいて過剰なコレステロール蓄積を逆転させ、RGCとその軸索を保護し、中枢視覚経路を維持することができるかどうかを試験した。本発明者らがマウスモデルで使用したAAV血清型はAAV-DJ/8であり、フィブロネクチンシグナルペプチドが堅牢なタンパク質分泌を確実にするマウスAIBPを発現した。本発明者らは、5月齢でAAV-NullまたはAAV-AIBPを硝子体内注射し、10月齢で組織サンプル(網膜、視神経乳頭および脳)を分析した。本発明者らは、多重スプライシング(RBPMS)およびニューロフィラメント68(NF 68)を用いたRNA結合タンパク質の染色と、能動的取り込みおよび輸送を介して網膜投射全体を示す上丘(SC)のコレラ毒素サブユニットB(CTB)標識による中枢視覚経路の保存とによって、RGCおよびその軸索生存を評価した3、4。AAV-AIBP注射後、10月齢で網膜においてAIBPタンパク質発現が検出された(図24E)。AAV-NullではなくAAV-AIBPは、コレステロール含有量を有意に減少させ(図24Cおよび24D)、緑内障D2網膜の中央および周辺領域のRGCを保護した(図24Gおよび図24H)。さらに、本発明者らは、SCへのCTB輸送の有意な改善を観察し(図24J~M)、AAV-AIBPが視神経の構造的および機能的完全性の維持に役立ったことが示唆された。
マイクロビーズ誘発高眼圧モデル。最近、本発明者らは、マイクロビーズ誘発高眼圧症のマウスモデルの開発に成功し、これは4月齢のC57BL/6Jマウスにおいて処置後6週でRGCの有意な消失を示した(図25)。インビボでのRGCおよび視覚機能に対するAAV-AIBPの保護効果をさらに検証するために、本発明者らは、マイクロビーズ注射の3週間前にAAV-NullまたはAAV-AIBPを硝子体内注射した。AAV-AIBPはRGC死を有意に減少させ(図25Cを参照)、重要なことに、視覚機能障害を改善した(図25D参照)。
視神経挫滅(ONC)モデル。ONCは、同様にRGC死および変性を誘導するため、外傷性視神経症だけでなく緑内障損傷の有用なモデルとしても役立つ5。本発明者らは、ONCの3週間前にAAV-NullまたはAAV-AIBPを硝子体内注射し、次いで、ONCの1週間後にRBPMS染色によってRGC生存を評価した。AIBPの過剰発現は、RGCをONC損傷から保護することが見出された(図26)。
まとめると、これらの知見は、緑内障性神経変性の3つの異なるインビボモデルにおいて、AAV送達AIBP発現がコレステロール含有量を減少させ、RGCおよびそれらの軸索を保護し、ミクログリア活性化を阻害し(図示せず)、視覚機能を維持することを実証する。
実施例4の図の凡例
実施例4の図の凡例
図24。AAV-AIBPは、緑内障DBA/2J(D2)マウスの網膜神経変性を軽減する。AおよびB、Apoa1bp-/-マウス。コレステロールのフィリピン染色(A)。内側網膜におけるフィリピン強度の定量(B)。C~M、緑内障D2マウス。コレステロールのフィリピン染色(C)。内側網膜におけるフィリピン強度の定量(D)。抗His抗体(E)を用いた免疫ブロットによる、網膜におけるAIBP発現の確認(E)。IOP測定(F)。網膜周辺領域のRBPMS(緑色)陽性RGC(G)。網膜中央および網膜周辺におけるRGC生存の定量的分析(H)。グリア層のNF68(緑色)陽性軸索(I)。網膜におけるCTB標識(赤色)およびBrn3a(緑色)(J)。SCにおけるCTB標識(KおよびL)。SCにおけるCTB強度の定量(M)。平均±SEM;n=5~8網膜。*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001、****P<0.0001(一元配置分散分析、テューキーの(Turkey’s)多重比較検定)。スケールバー:20μm(AおよびC)および50μm(GおよびI)。
図25。AAV-AIBPは、マイクロビーズ誘発高血圧マウスモデルにおいて網膜神経変性を軽減し、視覚機能を改善する。A、マイクロビーズを注射した眼におけるIOPの時間経過。B、マイクロビーズ注射後6週でのTUJ1染色による網膜の周辺領域の代表的な画像。C、網膜の中央領域におけるRGC生存の定量的分析。D、PERG分析による視覚機能測定。平均±SM;n=5~8網膜。*P<0.05、***P<0.001および****P<0.0001(一元配置分散分析、テューキーの多重比較検定)。バー:50μm。
図26。AAV-AIBPは、網膜神経変性およびマウス視神経挫滅モデルを軽減する。A、ONC損傷後の網膜の中央領域におけるRBPMS陽性RGCの代表的な画像;B、網膜の中央および周辺領域におけるRGC生存の定量的分析。平均±SEM;n=5~8網膜。*P<0.05、**P<0.01、****P<0.0001(一元配置分散分析、テューキーの多重比較検定)。バー:50μm。
実施例1の参考文献
実施例3の参考文献
実施例4の参考文献
実施例1の参考文献
本発明のいくつかの実施形態が記載された。それにもかかわらず、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることが理解されよう。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
Claims (25)
- 単離または組換えポリペプチドであって、前記ポリペプチドは、ApoA-I結合タンパク質(AIBP)アミノ酸配列と前記AIBPアミノ酸配列のN末端側のアミノ酸配列とで構成され、
前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列は少なくとも8個のアミノ酸で構成されるか、または、前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列は、5、6、7、8、9、10、11、12 13、14、15、もしくは16またはそれを超えるアミノ酸長であり、
前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列は、関連する生理学的条件下で、前記ポリペプチドをTLR4に結合させるために、前記AIBPアミノ酸配列中の潜在的なドメインのアンフォールディングを誘導するか、潜在的なドメインを露出させるか、そうでなければアクセス可能にすることができ、
必要に応じて「関連する生理学的条件」とは、前記ポリペプチド化合物を必要とする対象に投与によってそれを提供する際に、インビボで前記ポリペプチド化合物が経験する前記関連する生理学的条件を指し、
ただし、前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列は、Hisタグと、前記条件下で作用させると前記Hisタグの消失をもたらすタンパク質切断部位とで構成されていないことを条件とする、単離または組換えポリペプチド。 - 前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列が、8~40個の連続したアミノ酸残基酸(amino acid residues acid)で構成され、そのうちの3~12個の間のアミノ酸残基は、独立に、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)およびリジン(K)からなる群から選択される、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド。
- 前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列のN末端が分泌シグナルアミノ酸配列である、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 前記分泌シグナルアミノ酸配列が、フィブロネクチン分泌シグナルドメイン、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルドメイン、免疫グロブリンκ軽鎖分泌シグナルドメイン、またはインターロイキン-2シグナルペプチド分泌シグナルドメインである、請求項3に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 前記フィブロネクチン分泌シグナルドメインが、MLRGPGPGRLLLLAVLCLGTSVRCTETGKSKR(配列番号24)である、請求項4に記載の単離または組換えポリペプチド。
- 前記AIBP配列が、hAIBP(配列番号6)またはd24hAIBP(配列番号8)である、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド。
- 前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列が、前記AIBPアミノ酸配列のTLR4結合ドメインのN末端側の6個の連続したヒスチジンアミノ酸残基(HHHHHH;配列番号1)で構成される、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが、前記ApoA-I結合タンパク質配列の前記TLR4結合ドメインの前記N末端間に介在するトロンビン切断ドメインを有し、前記トロンビン切断ドメインが、1またはそれを超えるアミノ酸欠失および/または変異をこのドメイン内に有し、それによりそれを機能的に動作不能にする、請求項7に記載の単離または組換えポリペプチド。
- 前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列が、
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)またはMSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSDGDDGDDDR(配列番号19)であり、それぞれがそのトロンビン切断ドメインのアミノ酸変異を有し、それによりそれを機能的に動作不能にする、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド。 - 前記AIBPアミノ酸配列のN末端側の前記アミノ酸配列が、
TETGKSKR(配列番号26)、
MDYKDHDGDYKDHDIDYKDDDDKLAAANS(配列番号33)、
および
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPAASPGLDGICSR(配列番号7)
からなる群から選択される、請求項1に記載の単離または組換えポリペプチド。 - 前記AIBPアミノ酸配列が哺乳動物AIBPアミノ酸配列のAIBPアミノ酸配列である、請求項10に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 前記哺乳動物AIBPアミノ酸配列がヒトAIBPアミノ酸配列のAIBPアミノ酸配列である、請求項11に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 前記ヒトAIBPアミノ酸配列が、NCBI参照配列:NP_658985.2を含む288アミノ酸残基の全長アミノ酸配列である、請求項12に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 前記ヒトAIBPアミノ酸配列が、NCBI参照配列:NP_658985.2を含み、前記AIBPアミノ酸配列からアミノ酸1~24が欠失している、前記ヒトAIBPアミノ酸配列である、請求項12に記載の単離または組換えポリペプチド化合物。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載のポリペプチド化合物と、非経口投与に適した少なくとも1つの賦形剤とで構成される医薬組成物。
- 非経口投与が髄腔内注射または髄腔内インプラントによるものである、請求項16に記載の医薬組成物。
- 前記核酸化合物が、請求項1から15のいずれか一項に記載のポリペプチド化合物をコードする核酸配列からなる、核酸化合物。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載のポリペプチド化合物をコードする核酸配列からなる発現ベクター。
- 前記発現ベクターが、組換えアデノウイルスである、請求項19に記載の発現ベクター。
- 以下の症状:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、前記神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、前記異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じて前記ウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、前記コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
(対象において、ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)を添加することによるか、または、ApoA-I結合タンパク質のレベルを増加させることによる)、
前記方法が、
(a)以下を含む製剤または医薬組成物を提供することであって:
(i)少なくとも約10個のアミノ酸、または約5~20個の間のアミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸、または約20~80個の間のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸の異種アミノ末端アミノ酸配列を有するか、あるいは、wt AIBPに存在しないかまたは(AIBPに対して)非ネイティブであるアミノ酸残基もしくはペプチドである(本明細書で提供されるようにAIBPバリアントとも呼ばれる)、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または30個またはそれを超えるアミノ酸残基を前記AIBPアミノ末端に有する、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物であって、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列はペプチドタグを含み、必要に応じて、前記ペプチドタグはマルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、前記multi-hisタグは6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、前記酵素切断部位はトロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は分泌シグナルを含み、必要に応じて、前記分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルまたは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、前記アミノ酸配列MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)を含み、
前記バリアントは、AIBPのTLR4への結合を媒介するアミノ酸25~51を含む前記AIBP分子中の潜在的なドメインを折り畳むまたは露出させるまたはアクセス可能にすることができる、組換えもしくは合成ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチド化合物または組成物と;
(ii)(i)の前記APOA1BPポリペプチドをコードする組換え核酸であって、
必要に応じて、APOA1BPポリペプチドまたはAPOA1BPポリペプチド活性を有するポリペプチドを発現するかまたはコードする核酸は、発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または同等物に含められ、
必要に応じて、前記ベクターまたはウイルスは、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、レトロウイルス、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、または合成ベクターであるかまたはこれらを含み、
必要に応じて、前記AAVベクターは、以下を含むかまたは以下である:
アデノ随伴ウイルス(AAV)、またはアデノウイルスベクター、
AAV血清型またはバリアントAAV5、AAV6、AAV8またはAAV9、AAV-DJまたはAAV-DJ/8(商標)(Cell Biolabs,Inc.,San Diego,CA)、
アカゲザル由来AAV、または前記アカゲザル由来AAV AAVrh.10hCLN2、
AAVカプシド変異体またはAAVハイブリッド血清型、
臓器指向性AAV、または心臓指向性AAV、または心臓指向性AAVM41変異体、
ここで、必要に応じて、前記AAVは、野生型(wt)AAVに対して非許容性である特定の細胞型を標的とする効率を高め、かつ/または目的の細胞型のみに感染する効率を改善するように操作されており、
必要に応じて、前記ハイブリッドAAVは、1)トランスカプシド化、2)二重特異性抗体のカプシド表面への吸着、3)モザイクカプシドの操作、および/または4)キメラカプシドの操作:を含む、1またはそれを超える改変によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される、組換え核酸と;
(iii)前記組換えもしくは合成のApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドまたはタンパク質が、ヒトもしくは哺乳動物のAPOA1BP、またはAIBP1またはAIBP2配列の全部または一部であるかまたはこれらを含む、(i)~(ii)のいずれかの前記製剤または医薬組成物と;
(iv)インビボ投与のために製剤化された;または経腸もしくは非経口投与用に、または経口、静脈内(IV)または髄腔内(IT)投与用に製剤化された(i)~(iii)のいずれかの製剤または医薬組成物であって、
必要に応じて、前記製剤もしくは医薬組成物、または前記組換え、ペプチド模倣体もしくは合成APOA1BP、またはAPOA1BPの生物学的等価体、または前記APOA1BPをコードする核酸、または前記APOA1BPをコードする核酸を含有するベクターは、ナノ粒子、粒子、ミセル、またはリポソームもしくはリポプレックス、ポリマーソーム、ポリプレックス、またはデンドリマー中に担持され、これは、必要に応じて、細胞もしくはCNS透過性部分もしくはペプチドまたはCNS標的化部分もしくはペプチドをさらに含むかまたは発現することができる、(i)~(iii)のいずれかの製剤または医薬組成物と;あるいは
(v)ナノ粒子、リポソーム、錠剤、丸剤、カプセル剤、ゲル剤、ゲルタブ剤、液剤、粉剤・散剤、乳剤、ローション剤、エアロゾル剤、スプレー剤、ロゼンジ剤、水性もしくは滅菌もしくは注射用液剤、またはインプラント(例えば、髄腔内インプラント)として製剤化された(i)~(iv)のいずれかの製剤または医薬組成物とを含む、製剤または医薬組成物を提供することと;
(b)(a)の前記製剤または前記医薬組成物を、投与することを必要とする対象に投与することであって、必要に応じて、前記対象はヒトまたは動物であり、
それにより、以下の症状:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、前記神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、前記異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じて前記ウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患
を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは前記症状の重症度もしくは持続期間を減少させるか、または前記症状の重症度を減少させるための、方法。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の組換えまたは単離されたポリペプチド、請求項15または16に記載の製剤または医薬組成物、あるいは請求項20で使用されるものを含み、必要に応じて、請求項20に記載の方法を実施するための指示を含む、キット。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載の組換えまたは単離されたポリペプチド、請求項15または16に記載の製剤または医薬組成物、あるいは請求項20で使用される医薬組成物の、医薬の製造における使用。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載の組換えまたは単離されたポリペプチド、請求項15または16に記載の製剤または医薬組成物、請求項1で使用される製剤または医薬組成物の、以下の症状:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、前記神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、前記異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じて前記ウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、前記コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患
を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは前記症状の重症度もしくは持続期間を減少させるため、または前記症状の重症度を減少させるための医薬の製造における使用。 - 以下の症状:
-神経障害性疼痛、
-炎症誘発性神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記炎症誘発性神経障害性疼痛は、トール様受容体4(TLR4)媒介性炎症誘発性神経障害性疼痛を含む、
-神経またはCNSの炎症、
必要に応じて、前記神経またはCNSの炎症は、TLR4媒介性神経またはCNSの炎症を含む、
-異痛症、
必要に応じて、前記異痛症は、TLR4媒介性異痛症を含む、
-神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛、
必要に応じて、前記神経もしくは組織損傷後の疼痛または神経障害性疼痛は、外傷、化学療法、関節炎、糖尿病、またはウイルス感染によって生じるかまたは引き起こされるか、あるいはそれらの後遺症である、
-術後疼痛または神経障害性疼痛、
-化学療法誘発性末梢神経障害(CIPN)(例えば、シスプラチン誘発性CIPNまたは異痛症)、
-神経変性疾患または状態、必要に応じて慢性または進行性の神経変性疾患または状態、必要に応じてアルツハイマー病または慢性外傷性脳症(CTE)または関連するタウオパチー、外傷性脳損傷(TBI)、外傷後ストレス障害、外傷性戦争神経症、または外傷後ストレス症候群(PTSS)、
-原発性頭痛、必要に応じて片頭痛または群発性頭痛、
-痛覚過敏、
-緑内障またはその他の眼の炎症性疾患、
-肺炎症および喘息、
-急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、
-敗血症、
-ウイルス感染症、必要に応じて前記ウイルスは、インフルエンザもしくはコロナウイルス(必要に応じて、前記コロナウイルスはCOVID-19である)またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはHIV感染症を引き起こすウイルス、(必要に応じて、インフルエンザA、BまたはC)、または肝炎ウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、Paramyxoviridaeまたは麻疹ウイルス、Paramyxovirusまたはムンプスウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、Cytomegalovirus(CMV)、Rubivirusまたは風疹ウイルス、Enterovirus、ウイルス性髄膜炎、ライノウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスまたは水痘ウイルス、Orthopoxvirusまたは痘瘡もしくは天然痘ウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ハンタウイルス、Flaviviridaeまたはデングウイルス、ジカウイルス、またはチクングニアウイルス感染症、またはその併存疾患、ならびに/あるいは
-血管炎症、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患、
を処置する、改善する、防止する、逆転するまたは前記症状の重症度もしくは持続期間を減少させるため、または前記症状の重症度を減少させるための方法に使用するための製剤、医薬組成物または治療的組合せであって、
前記製剤または前記治療的組合せは、請求項1から14のいずれかに記載の組換えまたは単離されたポリペプチド、請求項15または16に記載の製剤または医薬組成物、あるいは請求項20に記載の製剤または治療的組合せを含み、
前記製剤または治療的組合せは、投与することを必要とする個体または患者に投与される、製剤、医薬組成物または治療的組合せ。 - ApoA-I結合タンパク質(APOA1BP、AIBP、またはAI-BP)ポリペプチドの前記潜在的な(または隠れた、露出していない、アクセス不可能な)N末端TLR4結合ドメインを露出させるための方法であって、ネイティブAIBPポリペプチドに、少なくとも約10アミノ酸、または約5~50個の間のアミノ酸、または約10~100個の間のアミノ酸の異種アミノ末端アミノ酸配列を付加すること、あるいは約20~80個のアミノ酸、または約30~50個の間のアミノ酸を付加すること、あるいは、wt AIBPに存在しないかまたは非ネイティブ(非AIBP)であるアミノ酸残基もしくはペプチドである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もしくは30個またはそれを超えるアミノ酸残基を前記アミノ末端に付加することを含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、ペプチドタグを含み、必要に応じて、前記ペプチドタグは、マルチヒスチジン(multi-his)タグを含み、必要に応じて、前記multi-hisタグは、少なくとも6個のヒスチジン(HHHHHH(配列番号1))、または3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20個またはそれを超えるヒスチジン残基を含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、酵素切断部位を含み、必要に応じて、前記酵素切断部位は、トロンビン切断部位を含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、分泌シグナルを含み、必要に応じて、前記分泌シグナルは、フィブロネクチン分泌シグナル、免疫グロブリン重鎖分泌シグナルもしくは免疫グロブリンκ軽鎖分泌ペプチド、またはインターロイキン-2シグナルペプチドを含み、
必要に応じて、前記異種アミノ末端アミノ酸配列は、前記アミノ酸配列
MSPIDPMGHHHHHHGRRRASVAAGILVPRGSPGLDGICSR(配列番号2)
を含む方法。
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