JP4469281B2 - Rapid induction of Alzheimer's disease amyloid plaque formation by sulfated glycosaminoglycans - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

技術分野
本発明は、特定のアミロイド斑の形成法、並びにアルツハイマー病およびパーキンソン病の治療における、こうした斑のスクリーニング適用に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for the formation of specific amyloid plaques and the screening application of such plaques in the treatment of Alzheimer's disease and Parkinson's disease.

発明の背景
アルツハイマー病は、ベータ−アミロイド・タンパク質またはAβと称される、原線維型で、細胞外アミロイド斑として、そして脳血管壁内にアミロイドとして存在する、39〜43アミノ酸ペプチドの集積によって特徴付けられる。アルツハイマー病における原線維Aβアミロイド沈着は、患者に有害であり、そして最終的に、アルツハイマー病に顕著な特徴である毒性および神経細胞死を導く。アルツハイマー病患者の脳においては、多様な形態学的に別個の種類のAβ含有斑が記載されてきており、これらには、びまん性斑(Aβ免疫反応性を示すが、コンゴレッドおよびチオフラビンSなどのアミロイド染色剤を用いた際、原線維アミロイドに関して染色されない)、神経突起斑(コンゴレッドおよびチオフラビンSで染色される中央アミロイド・コアを含有し、そしてジストロフィー神経突起に囲まれている)および緻密な(compact)燃え尽きた(burned−out)斑または「アミロイド・スター」斑(コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、通常、マルタ十字架パターンを示す)が含まれる。コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターンを示す緻密な斑のin vitro形成は、以前には達成されていない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Alzheimer's disease is characterized by the accumulation of 39-43 amino acid peptides that are fibrillar, termed as extracellular amyloid plaques, and as amyloid in the cerebral vascular wall, termed beta-amyloid protein or Aβ. Attached. Fibrotic Aβ amyloid deposition in Alzheimer's disease is harmful to the patient and ultimately leads to toxicity and neuronal cell death that are hallmarks of Alzheimer's disease. Various morphologically distinct types of Aβ-containing plaques have been described in the brains of Alzheimer's disease patients, including diffuse plaques (showing Aβ immunoreactivity, such as Congo Red and Thioflavin S) Not stained for fibrillar amyloid), neuritic plaques (containing a central amyloid core stained with Congo Red and Thioflavin S and surrounded by dystrophic neurites) and dense Includes burned-out plaques or “amyloid star” plaques (stained with Congo red and usually show a Maltese cross pattern when viewed under polarized light). In vitro formation of dense plaques exhibiting a Maltese cross pattern when stained with Congo Red and observed under polarized light has not been achieved previously.

ヒト・アルツハイマー病の脳におけるアミロイド・スター斑の発展は、一般的に、当該技術分野において、形成し、そして集積するのに数年かかると見なされている。しかし、ひとたび現れると、これらの斑は、次いで、脳由来の天然のプロテアーゼまたは他のクリアランス機構に耐性である。したがって、これらのアミロイド・スター斑を溶解するか、またはこれらを修飾してプロテアーゼ消化およびクリアランスに、より感受性にするのを補助する剤はいずれも、アルツハイマー病を治療する際の優れた候補であろう。   The development of amyloid star plaques in the brain of human Alzheimer's disease is generally considered in the art to take years to form and accumulate. However, once they appear, these plaques are then resistant to natural proteases from the brain or other clearance mechanisms. Therefore, any agent that helps dissolve or modify these amyloid star plaques to make them more susceptible to protease digestion and clearance is a good candidate for treating Alzheimer's disease. Let's go.

当該技術分野において、in vitroでのアミロイド・スター斑に対する、こうした候補剤のスクリーニングはいずれも、死後、アルツハイマー病の脳からアミロイド斑を物理的に抽出し、そして単離することによってのみ、達成される。このプロセスは、技術的に面倒であるだけでなく、非常に時間がかかり、そして得られるアミロイド・スター斑の量は非常に少なく、そしてそれ自体、非常に変わりやすい。さらに、米国において、精選されたいくつかのセンターだけが、アルツハイマー病の脳バンクにアクセス可能であり、またそれ自体のバンクを有する。   In the art, screening of such candidate agents against amyloid star plaques in vitro is achieved only by physically extracting and isolating amyloid plaques from Alzheimer's brain after death. The This process is not only technically cumbersome but also very time consuming and the amount of amyloid star plaques obtained is very small and as such is very variable. Furthermore, in the United States, only a few selected centers have access to the Alzheimer's brain bank and have their own banks.

びまん性斑、神経突起斑および緻密(「アミロイド・スター」)斑
神経突起斑は、より成熟していると見なされ、そして球状のアミロイド斑コアを取り巻くジストロフィー神経突起を含有する(Barcikowskaら, Acta Neuropath. 78:225−231, 1989;Ikedaら, Lab. Invest. 60:113−122, 1989;Masliahら, J. Neuropath. Exp. Neurol. 52:619−632, 1993)。これらの斑内のアミロイド・コアは、Aβ免疫陽性であり、そしてコンゴレッドおよびチオフラビンSで染色される。さらに、神経突起斑内のアミロイド斑コアは、通常、球状であり、そしてコンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターンに似ている(Ikedaら, Lab. Invest. 60:113−122, 1989;Wisniewskiら, Acta Neuropath. 78:337−347, 1989;Schmidtら, Am. J. Path. 147:503−515, 1995)。神経突起斑内のアミロイド・コアは、電子顕微鏡で観察した際、アミロイド・スターに似ている(Wisniewskiら, Acta Neuropath. 78:337−347, 1989)。緻密アミロイド・コア(燃え尽き斑またはコア斑とも呼ばれる)もまた、電子顕微鏡で観察した際、アミロイド・スターに似ており(Selkoeら, J. Neurochem. 46:1820−1834, 1986;Snowら, Am. J. Path. 133:456−463, 1988)、そして一般的に、斑形成のより成熟した形に相当すると考えられる(Wisniewskiら, Acta Neuropath. 78:337−347, 1989;Schmidtら, Am. J. Path. 147:503−515, 1995;Dickson, J. Neuropath. Exp. Neurol. 56:321−339, 1997)。これらの球状斑は、Aβ免疫陽性であり、そしてコンゴレッド(偏光下で観察した際、やはりマルタ十字架に似ている)およびチオフラビンSで染色される。
Diffuse, neurite and dense (“amyloid star”) plaques Neuritic plaques are considered more mature and contain dystrophic neurites surrounding a spherical amyloid plaque core (Barcikowska et al., Acta). Neuropath.78: 225-231, 1989; Ikeda et al., Lab.Invest. 60: 113-122, 1989; Masliah et al., J. Neuropath. Exp. Neurol. 52: 619-632, 1993). The amyloid core within these plaques is Aβ immunopositive and stained with Congo Red and Thioflavin S. Furthermore, amyloid plaque cores within neurite plaques are usually spherical and resemble a Maltese cross pattern when stained with Congo red and viewed under polarized light (Ikeda et al., Lab. Invest. 60: 113-122, 1989; Wisniewski et al., Acta Neuropath. 78: 337-347, 1989; Schmidt et al., Am. J. Path. 147: 503-515, 1995). Amyloid cores in neurite plaques resemble amyloid stars when observed with an electron microscope (Wisnewski et al., Acta Neuropath. 78: 337-347, 1989). Dense amyloid core (also called burnout or core plaque) is also similar to amyloid star when observed with an electron microscope (Selkoe et al., J. Neurochem. 46: 1820-1834, 1986; Snow et al., Am). J. Path. 133: 456-463, 1988) and is generally considered to correspond to a more mature form of plaque formation (Wisniewski et al., Acta Neuropath. 78: 337-347, 1989; Schmidt et al., Am J. Path. 147: 503-515, 1995; Dickson, J. Neuropath. Exp. Neurol. 56: 321-339, 1997). These globular plaques are Aβ immunopositive and stained with Congo red (again resembling a Maltese cross when viewed under polarized light) and Thioflavin S.

以前には、当業者の誰も、アルツハイマー病患者の脳で見られるこれらの斑と類似のこうした斑沈着の形成をin vitroで引き起こしたことがなかった。こうしたin vitro斑形成を用いて、ユニークな抗斑療法潜在能力を有し、そしてアルツハイマー病治療の新規アプローチとして働きうる剤を評価し、そして同定することも可能である。アミロイド斑の発展を阻害するかまたは乱す可能性がある剤をスクリーニングし、そして同定するのに使用可能な化合物およびアッセイ技術が必要である。こうした化合物および方法は、アルツハイマー病およびパーキンソン病の開始および進行に関連するアミロイド斑形成を評価する際に有用であろう。   Previously, no one in the art had caused in vitro the formation of such plaque deposits similar to those found in the brains of Alzheimer's disease patients. Using such in vitro plaque formation, it is also possible to evaluate and identify agents that have unique anti-plaque treatment potential and can serve as novel approaches for the treatment of Alzheimer's disease. There is a need for compounds and assay techniques that can be used to screen and identify agents that may inhibit or disrupt the development of amyloid plaques. Such compounds and methods would be useful in assessing amyloid plaque formation associated with the onset and progression of Alzheimer's disease and Parkinson's disease.

したがって、in vitroでアミロイド・スター斑を生成する必要性があり、そしてその必要性は、親出願に先に開示されるように、多くの技術的問題に直面してきた。アルツハイマー病およびパーキンソン病の治療として働くであろうありうる候補をin vitroでさらに試験するため、アミロイド・スター斑をより高収率で形成する方法に対する必要性も依然としてある。in vitroアミロイド斑は、それ自体、理想的には、in vivoのアミロイド斑に知られる特性、例えば安定性、プロテアーゼ耐性、およびコンゴレッドで染色した際、偏光下で観察すると、マルタ十字架パターンを示す特性を維持する。最後に、in vitroアミロイド斑形成は、ヒト脳でかかる時間よりも迅速に、そして多量に生じなければならない。   Thus, there is a need to generate amyloid star plaques in vitro, and that need has faced many technical problems, as previously disclosed in the parent application. There is still a need for a method of forming amyloid star plaques in higher yields to further test in vitro potential candidates that may serve as a treatment for Alzheimer's disease and Parkinson's disease. In vitro amyloid plaques, as such, ideally exhibit a Maltese cross pattern when observed under polarized light when stained with properties known to in vivo amyloid plaques, such as stability, protease resistance, and Congo red Maintain properties. Finally, in vitro amyloid plaque formation must occur more rapidly and in large quantities than the time it takes in the human brain.

発明の開示
本出願は、出願第10/007,779号、2001年11月30日出願の一部継続出願であり、そして仮出願第60/423,185号、2002年11月1日出願に優先権を請求し、これら文献はどちらも本明細書に完全に示されるかのように本明細書に援用される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION This application is a continuation-in-part of application 10 / 007,779, filed November 30, 2001, and provisional application 60 / 423,185, filed November 1, 2002. Requesting priority, both of which are hereby incorporated by reference as if fully set forth herein.

ヒト・アルツハイマー病の脳に存在するコンゴ親和性(congophilic)マルタ十字架緻密斑と実質的に同一のコンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑(すなわち「緻密斑」または「アミロイド・スター」)を多量にin vitroで迅速に形成する方法を開示する。アルツハイマー病およびパーキンソン病の抗斑療法剤を同定する、いくつかの異なるアッセイ技術および動物モデルで使用するため、こうしたアルツハイマー斑を一貫して形成する方法もまた開示する。ベータ−アミロイド・タンパク質(Aβ)(残基1〜40であるが、残基1〜42でない)および非常に硫酸化されたグリコサミノグリカン類(GAG)または関連する硫酸化巨大分子を、本明細書にさらに開示するように、そしてAβ:硫酸化プロテオグリカン/GAGの適切なモル比/重量比のもとで、インキュベーションした際、これらの同時インキュベーション後に形成される緻密アミロイド斑の迅速でそして大量の形成を開示する。   Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques (ie, “dense plaques” or “amyloid stars”) that are substantially identical to the congophilic maltese-cross dense plaques present in human Alzheimer's disease brain Disclosed is a method for rapid formation in vitro. Also disclosed are methods for consistently forming such Alzheimer's plaques for use in several different assay techniques and animal models that identify anti-plaque agents for Alzheimer's and Parkinson's disease. Beta-amyloid protein (Aβ) (residues 1-40 but not residues 1-42) and highly sulfated glycosaminoglycans (GAG) or related sulfated macromolecules As further disclosed in the specification and under the appropriate molar ratio / weight ratio of Aβ: sulfated proteoglycan / GAG, rapid and large quantities of dense amyloid plaques formed after these co-incubations The formation of is disclosed.

こうした緻密コンゴ親和性マルタ十字架アミロイド斑は、Aβ1−40またはAβ1−42単独のインキュベーション後(37℃で1週間まで)には形成されない場合もあった。アミロイド斑形成を誘導するのに好ましいin vitro条件は、Aβ42でなく、Aβ40を硫酸化GAG(ヘパリン、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸など)またはGAG関連巨大分子(デキストラン硫酸)と同時インキュベーションすることを必要とする。   Such dense Congo-affected maltese-cross amyloid plaques may not form after incubation with Aβ1-40 or Aβ1-42 alone (up to 1 week at 37 ° C.). Preferred in vitro conditions for inducing amyloid plaque formation are not Aβ42 but Aβ40 sulfated GAG (such as heparin, heparan sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate, chondroitin-4-sulfate) or GAG related macromolecules (dextran sulfate) ).

Aβ1−40と非常に硫酸化されたGAGまたは関連する硫酸化巨大分子の同時インキュベーションによって形成される4〜65μmのアミロイド斑(平均直径=25〜26μm)は、ヒト・アルツハイマー病の脳に存在する緻密アミロイド斑の特性をすべて有し、こうした特性には:1)コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターンを示すアミロイド斑、2)透過型電子顕微鏡で観察した際、斑の中心から放射されるように見えるアミロイド原線維の放射束状構造(各々7〜10nmの原線維直径を持つ)を持つ、球状「アミロイド・スター」形態が含まれる。これらの斑の他の特性には、a)球状の形状または緻密な形状、b)コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際のコンゴ親和性のマルタ十字架パターン(すなわち斑の緑色に対して90度である斑の赤色)、c)蛍光顕微鏡で観察した際のチオフラビンSでの陽性染色、d)透過型電子顕微鏡で観察した際の球状の外見および/または「アミロイド・スター」の外見、e)走査型電子顕微鏡で観察した際の球状の形状または緻密な形状(直径10〜40μmの斑)および/またはf)プロテアーゼ分解に対する耐性が含まれる。アルツハイマー病およびパーキンソン病の抗斑療法剤を同定するスクリーニング・ツールとしての、in vitroで形成されたこうしたアミロイド斑の使用もまた開示する。   4-65 μm amyloid plaques (mean diameter = 25-26 μm) formed by co-incubation of Aβ1-40 with highly sulfated GAG or related sulfated macromolecules are present in the brain of human Alzheimer's disease It has all the characteristics of dense amyloid plaques: 1) amyloid plaques showing a Maltese cross pattern when stained with Congo red and observed under polarized light, 2) when observed with a transmission electron microscope, Included are spherical “amyloid star” forms with radioid bundles of amyloid fibrils (each having a fibril diameter of 7-10 nm) that appear to radiate from the center of the plaque. Other characteristics of these plaques are: a) spherical or dense shape, b) Congo affinity Maltese cross pattern when stained with Congo red and observed under polarized light (ie against the green color of the plaque) Red), c) positive staining with thioflavin S when observed with a fluorescence microscope, d) spherical appearance and / or “amyloid star” appearance when observed with a transmission electron microscope E) Spherical or dense shape (spots with a diameter of 10-40 μm) and / or f) resistance to protease degradation when observed with a scanning electron microscope. Also disclosed is the use of such amyloid plaques formed in vitro as a screening tool to identify anti-plaque agents for Alzheimer's disease and Parkinson's disease.

本明細書に開示されるものなどの、非常に硫酸化されたグリコサミノグリカン(GAG)、およびデキストラン硫酸などの関連する硫酸化GAG巨大分子はすべて、ベータ−アミロイド・タンパク質(Aβ)(残基1〜40)をin vitroで誘導して、ヒト・アルツハイマー病の脳に存在するコンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑と実質的に同一のアミロイド斑沈着に変換することが見出された。   All highly sulfated glycosaminoglycans (GAGs), such as those disclosed herein, and related sulfated GAG macromolecules such as dextran sulfate are all beta-amyloid protein (Aβ) (residual Groups 1-40) were found to be induced in vitro to convert to amyloid plaque deposits substantially identical to the Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques present in the brain of human Alzheimer's disease.

変化する温度(−80℃〜45℃)、Aβ40の最適な初期濃度(25、37.5、50、62.5、75、87.5、100、112.5、125、250、および500μM)、同時インキュベーション用の多様な硫酸化GAG(ヘパリン、ヘパラン硫酸(多数の供給源由来)、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸、コンドロイチン−6−硫酸)または硫酸化GAG関連巨大分子(デキストラン硫酸)、異なる比のAβ40:硫酸化GAGまたは巨大分子(1:0.01、1:0.05、1:0.1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18、1:20 wt/wt)、超音波処理ありまたは超音波処理なし、異なる範囲のpH(3.0〜9.5)および最適インキュベーション時間(0、1、2、3、5、7、10、12、15、17、20、24、26、28、30日間)を含む、異なる条件を検討して、一貫したin vitroアミロイド斑形成法を確立した。超音波処理は、細胞研究業の当業者に知られる用語である。アルツハイマー病の脳で観察されるような、緻密コンゴ親和性マルタ十字架「アミロイド・スター」斑の形成を誘導する、これらの開示される範囲内の最適条件を、本明細書に開示する。   Changing temperature (−80 ° C. to 45 ° C.), optimal initial concentration of Aβ40 (25, 37.5, 50, 62.5, 75, 87.5, 100, 112.5, 125, 250, and 500 μM) Various sulfated GAGs (heparin, heparan sulfate (from multiple sources), keratan sulfate, dermatan sulfate, chondroitin-4-sulfate, chondroitin-6-sulfate) or sulfated GAG related macromolecules (dextran) for co-incubation Sulfuric acid), different ratios of Aβ40: sulfated GAG or macromolecules (1: 0.01, 1: 0.05, 1: 0.1, 1: 1, 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1 : 5, 1: 6, 1: 7, 1: 8, 1: 9, 1:10, 1:12, 1:14, 1:16, 1:18, 1:20 wt / wt), sonication With or without sonication, different ranges different, including pH (3.0-9.5) and optimal incubation time (0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20, 24, 26, 28, 30 days) The conditions were examined to establish a consistent in vitro amyloid plaque formation method. Sonication is a term known to those skilled in the cell research industry. Disclosed herein are optimal conditions within these disclosed ranges that induce the formation of dense Congophilic maltese-cross “amyloid star” plaques, as observed in Alzheimer's disease brains.

in vitroでの一貫したアミロイド斑形成は、非常に硫酸化されたGAGまたはGAG関連巨大分子とAβ1−40の同時インキュベーションによってのみでなく、用いるAβ1−40の品質によっても最適化される。好ましいAβ1−40のいくつかの特性は、最初の可溶化時のチオフラビンT蛍光定量読み取り値が400〜4000FU(励起444nm/発光485nm)の間、好ましくはFU〜2000であるように、Aβ1−40が低原線維であること;1xTBS中のAβ1−40が比較的中性pH(pH〜6.5〜7.5)であることであり;そしてAβ1−40の最大濃度が1mg/mlまたは250μMを超えないこともまた好ましい。   Consistent amyloid plaque formation in vitro is optimized not only by co-incubation of highly sulfated GAG or GAG-related macromolecules with Aβ1-40, but also by the quality of Aβ1-40 used. Some properties of preferred Aβ1-40 are such that the thioflavin T fluorometric reading upon initial solubilization is between 400 and 4000 FU (excitation 444 nm / emission 485 nm), preferably FU to 2000. Is a low fibril; Aβ1-40 in 1 × TBS is at a relatively neutral pH (pH˜6.5-7.5); and the maximum concentration of Aβ1-40 is 1 mg / ml or 250 μM It is also preferred not to exceed.

光学顕微鏡観察(本明細書にさらに論じるとおり)は、Aβ(1−40)に加えた非常に硫酸化されたGAGまたは非常に硫酸化されたGAG関連巨大分子の同時インキュベーションによって形成されたアミロイド斑が、ヒト・アルツハイマー病の脳から単離されたアミロイド斑コアのものと実質的に同一の特性および形態を有することを示す。これらの発見によって、アルツハイマー病の脳で観察されるコンゴ親和性マルタ十字架および緻密アミロイド斑は、非常に硫酸化されたGAGとAβ1−40の同時沈着および同時集積によって、長期に渡って形成される可能性があることが示される。   Light microscopy (as discussed further herein) shows that amyloid plaques formed by co-incubation of highly sulfated GAG or highly sulfated GAG-related macromolecules in addition to Aβ (1-40) Show substantially the same properties and morphology as those of the amyloid plaque core isolated from human Alzheimer's disease brain. With these findings, the congophilic Maltese cross and dense amyloid plaques observed in Alzheimer's disease brains are formed over time by the simultaneous deposition and accumulation of highly sulfated GAG and Aβ1-40 It is shown that there is a possibility.

AβおよびGAGおよび/またはGAG関連巨大分子、あるいはその部分を用いて、in vitroでコンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する方法を開示する。こうしたGAGには、ヘパラン硫酸、ヘパリン、デルマタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸、コンドロイチン−6−硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸、およびデキストラン硫酸が含まれる。好ましい態様において、こうした緻密アミロイド斑形成は、Aβ1−40と硫酸GAGを、25℃〜40℃、および好ましくは約37℃で、そして本明細書に記載するような適切なAβ:GAG重量比および/またはモル比のもとで、同時インキュベーションすることによって達成される。   Disclosed are methods for forming congophilic maltese-cross dense amyloid plaques in vitro using Aβ and GAG and / or GAG-related macromolecules, or portions thereof. Such GAGs include heparan sulfate, heparin, dermatan sulfate, chondroitin-4-sulfate, chondroitin-6-sulfate, keratan sulfate, hyaluronic acid, and dextran sulfate. In preferred embodiments, such dense amyloid plaque formation comprises Aβ1-40 and GAG sulfate at 25 ° C. to 40 ° C., and preferably at about 37 ° C., and an appropriate Aβ: GAG weight ratio as described herein and Achievable by co-incubation under a molar ratio.

開示するのは、アミロイド斑を誘導する方法であって
a)ある量の選択された硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG)またはGAG関連巨大分子を、選択された媒体上に固定し;
b)媒体上に固定されたSGAGに、ある量の溶解された低原線維Aβ1−40(LFAβ)を添加する
工程を含む、前記方法である。
Disclosed is a method for inducing amyloid plaques, a) immobilizing an amount of a selected sulfated glycosaminoglycan (SGAG) or GAG-related macromolecule on a selected medium;
b) Said method comprising the step of adding a certain amount of dissolved low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ) to SGAG immobilized on the medium.

この方法において、LFAβは、1:0.01〜1:20の間の範囲のAβ:SGAG重量/重量(w/w)比で、または1:0.1〜1:10の間の範囲のAβ:SGAG w/w比で、好適には1:0.5〜1:2の間の範囲のAβ:SGAG w/w比で、そして好ましくは約1:1のAβ:SGAG w/w比で添加される。選択される媒体は、スライド、フィルム、またはタイターウェルプレートのいずれかであり、そして好ましいタイターウェルプレートは、18〜96ウェルのテフロン分割スライドである。SGAGは、好ましくは、ヘパリン、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸およびコンドロイチン−6−硫酸から選択され、そしてGAG関連巨大分子は、好ましくはデキストラン硫酸である。LFAβは、好適には、テフロンが部分的に液体をはじき、そして支持体、この場合は固定されたSGAG上に、バブル中の液体を保持するように、テフロンで境界を定めたウェルに、少量の液体をピペッティングすることを伴う、バブリング技術によって、固定されたSGAGに添加される。   In this method, LFAβ is Aβ: SGAG weight / weight (w / w) ratio in the range between 1: 0.01 and 1:20, or in the range between 1: 0.1 and 1:10. Aβ: SGAG w / w ratio, preferably an Aβ: SGAG w / w ratio in the range between 1: 0.5 and 1: 2, and preferably an Aβ: SGAG w / w ratio of about 1: 1. Is added. The medium chosen is either a slide, film, or titer well plate, and the preferred titer well plate is an 18-96 well Teflon split slide. SGAG is preferably selected from heparin, heparan sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate, chondroitin-4-sulfate and chondroitin-6-sulfate, and the GAG-related macromolecule is preferably dextran sulfate. LFAβ is preferably a small amount in wells demarcated with Teflon so that the Teflon partially repels the liquid and retains the liquid in the bubble on the support, in this case fixed SGAG. The liquid is added to the immobilized SGAG by a bubbling technique involving pipetting.

選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングする方法であって:
a)ある量の選択された硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG)またはGAG関連巨大分子を、選択された媒体上に固定し;
b)ある量の溶解された低原線維Aβ1−40(LFAβ)に、選択された量の選択されたアミロイド療法剤候補を添加して、試験溶液を生成し;
c)媒体上に固定されたSGAGに、選択された量の試験溶液を添加する
工程を含み;
これによって、選択されたアミロイド療法剤候補を含まずに上述のように調製された試験基準試料に比較した際の、アミロイド斑形成における阻害パーセントが、選択されたアミロイド療法剤候補の有効性パーセントの指標となる、前記方法もまた開示する。
A method for screening selected amyloid therapeutic candidates:
a) immobilizing an amount of a selected sulfated glycosaminoglycan (SGAG) or GAG-related macromolecule on a selected medium;
b) To an amount of dissolved low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ), a selected amount of a selected amyloid therapeutic agent candidate is added to produce a test solution;
c) adding a selected amount of the test solution to SGAG immobilized on the medium;
This allows the percent inhibition in amyloid plaque formation as compared to the test reference sample prepared as described above without the selected amyloid therapeutic candidate to be the percent effectiveness of the selected amyloid therapeutic candidate. The method is also disclosed, which is indicative.

このスクリーニング法では、Aβ:SGAG重量/重量(w/w)比範囲の詳細は、斑形成法に関して上に開示するとおりであり、選択される媒体の選択の範囲および好ましいSGAGもまた、上に開示するとおりである。   In this screening method, the details of the Aβ: SGAG weight / weight (w / w) ratio range are as disclosed above with respect to the plaque formation method, and the selection range of the selected medium and the preferred SGAG are also listed above. As disclosed.

選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングする別の方法は:
a)ある量の選択された硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG)またはGAG関連巨大分子を、選択された媒体上に固定し;
b)媒体上に固定されたSGAGに、選択された量の溶解された低原線維Aβ1−40(LFAβ)を添加して、媒体上にアミロイド斑を形成し;
c)媒体上のアミロイド斑に、選択されたアミロイド療法剤候補の選択された量の試験溶液を添加する
工程を含み;
これによって、選択されたアミロイド療法剤候補を含まずに上述のように調製された試験基準試料に比較した際の、媒体上のアミロイド斑の破壊パーセントが、選択されたアミロイド療法剤候補の有効性パーセントの指標となる。
Another method for screening selected amyloid therapy candidates is:
a) immobilizing an amount of a selected sulfated glycosaminoglycan (SGAG) or GAG-related macromolecule on a selected medium;
b) adding a selected amount of dissolved low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ) to SGAG immobilized on the medium to form amyloid plaques on the medium;
c) adding to the amyloid plaques on the medium a selected amount of the test solution of the selected candidate amyloid therapeutic agent;
This allows the percent destruction of amyloid plaques on the media when compared to a test reference sample prepared as described above without the selected amyloid therapeutic agent candidate to be effective for the selected amyloid therapeutic agent candidate. Percentage indicator.

選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングするキットであって、上述のような、媒体上に固定されたある量の硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG)およびある量の低原線維Aβ1−40(LFAβ)とともにスクリーニング使用説明書を有する、阻害試験用の1つのキット、および上に開示するような、媒体上であらかじめ形成された、ある量のアミロイド斑および上述のようなスクリーニング使用説明書を有する、破壊用の別のキットを開示する。   A kit for screening selected amyloid therapeutic candidates, wherein a quantity of sulfated glycosaminoglycan (SGAG) immobilized on a medium and a quantity of low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ) as described above A) a kit for inhibition testing with screening instructions, and a quantity of amyloid plaques pre-formed on media as disclosed above, and screening instructions as described above, Another kit for destruction is disclosed.

斑の形態、斑の数、または当業者に知られる他の測定値を比較することによって、当業者に認識されるであろうように、本明細書に論じるようなアミロイド斑形成の阻害および破壊に好適に注目し、そしてこれら阻害および破壊を定量化することも可能であり、そしてこれには、プロテアーゼ分解またはミクログリア分解を用いた試験の後、影響を受けた斑が、ここで、天然クリアランスの対象であり、そしてもはや、こうした分解に耐性である、アルツハイマー病の脳におけるものおよび合成したもの両方の、本明細書に論じる特定のアミロイド・スター斑に相当しないことを確認する測定値が含まれることも可能である。   Inhibition and destruction of amyloid plaque formation as discussed herein, as will be appreciated by those skilled in the art by comparing plaque morphology, number of plaques, or other measurements known to those skilled in the art It is also possible to quantitate these inhibitions and disruptions, and after testing with protease degradation or microglia degradation, the affected plaques will now have natural clearance. Includes measurements confirming that they are not subject to the specific amyloid-star plaques discussed herein, both in Alzheimer's disease brain and synthesized, which are subject to It is also possible.

1つの態様において、Aβ1−40をヘパリン(低分子量または高分子量いずれか)とともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この態様において、10μM〜250μMの範囲のAβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、ヘパリンと、1:0.02〜1:100のAβ:ヘパリン・モル比の範囲内で、そして好ましくは約1:0.5μMで、37℃でインキュベーションする。   In one embodiment, Aβ1-40 is utilized with heparin (either low or high molecular weight) to form Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques. In this embodiment, Aβ1-40 in the range of 10 μM to 250 μM is mixed with heparin in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4), and A0.0: heparin. Incubate at 37 ° C. within a molar ratio and preferably about 1: 0.5 μM.

別の態様において、Aβ1−40を非抗凝血ヘパリンとともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この好ましい態様において、10μM〜250μMのAβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、非抗凝血ヘパリン、ヘパリン様分子、またはその断片と、1:0.02〜1:100のAβ:非抗凝血ヘパリン・モル比の範囲内で、そして好ましくは約1:0.5μMで、37℃でインキュベーションする。   In another embodiment, Aβ1-40 is utilized with non-anticoagulant heparin to form a congophilic maltese-cross dense amyloid plaque. In this preferred embodiment, 10 μM to 250 μM Aβ1-40 is added to non-anticoagulant heparin, heparin-like molecule, or fragment thereof in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4) 1: 0. Incubate at 37 ° C. within a molar ratio of Aβ: non-anticoagulant heparin from 0.02 to 1: 100, and preferably about 1: 0.5 μM.

別の態様において、Aβ1−40をヘパラン硫酸とともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この態様において、Aβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、ヘパラン硫酸と、1:0.1〜1:100のAβ:ヘパラン硫酸重量比の範囲内で、そして好ましくは約1:1で、37℃でインキュベーションする。この同じ範囲および選択は、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸、およびコンドロイチン−6−硫酸などの他の硫酸化GAGにも適用される。   In another embodiment, Aβ1-40 is utilized with heparan sulfate to form Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques. In this embodiment, Aβ1-40 is combined with heparan sulfate in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4) within a range of Aβ: heparan sulfate weight ratio of 1: 0.1 to 1: 100. And preferably at about 1: 1 at 37 ° C. This same range and selection applies to other sulfated GAGs such as dermatan sulfate, keratan sulfate, chondroitin-4-sulfate, and chondroitin-6-sulfate.

別の態様において、Aβ1−40をデキストラン硫酸とともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この好ましい態様において、10μM〜250μMのAβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、デキストラン硫酸と、1:0.02〜1:100のAβ:デキストラン硫酸モル比の範囲内で、そして好ましくは約1:0.5μMで、37℃でインキュベーションする。   In another embodiment, Aβ1-40 is utilized with dextran sulfate to form Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques. In this preferred embodiment, 10 μM to 250 μM Aβ1-40 is added to dextran sulfate and 1: 0.02 to 1: 100 Aβ: dextran sulfate in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4). Incubate at 37 ° C. within a molar ratio and preferably about 1: 0.5 μM.

別の態様において、Aβ1−40をペントサン・ポリ硫酸とともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この好ましい態様において、10μM〜250μMのAβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、ペントサン・ポリ硫酸と、1:0.02〜1:100のAβ:ペントサン・ポリ硫酸モル比の範囲内で、そして好ましくは約1:0.5μMで、37℃でインキュベーションする。   In another embodiment, Aβ1-40 is utilized with pentosan polysulfate to form a Congophilic maltese-cross dense amyloid plaque. In this preferred embodiment, 10 μM to 250 μM Aβ1-40 is added to pentosan polysulfate and 1: 0.02 to 1: 100 Aβ in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4): Incubate at 37 ° C. within the molar ratio of pentosan to polysulfate and preferably about 1: 0.5 μM.

別の態様において、Aβ1−40をポリビニルスルホン酸とともに利用して、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。この好ましい態様において、Aβ1−40を、蒸留水、PBSまたはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中で、ポリビニルスルホン酸と、1:0.1〜1:100のAβ:ポリビニルスルホン酸重量比の範囲内で、そして好ましくは約1:1で、37℃でインキュベーションする。   In another embodiment, Aβ1-40 is utilized with polyvinyl sulfonic acid to form Congophilic maltese-cross dense amyloid plaques. In this preferred embodiment, Aβ1-40 is combined with polyvinyl sulfonic acid in distilled water, PBS or Tris buffered saline (pH 7.4) and an Aβ: polyvinyl sulfonic acid weight ratio of 1: 0.1 to 1: 100. And at about 1: 1, preferably at 37 ° C.

in vitroで、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑を阻害するか、破壊するか、または除去する抗斑療法剤であって、偏光顕微鏡観察を利用して同定可能な該剤を同定するスクリーニング法のための、本明細書で産生されるアミロイド斑の使用を開示する。こうした好ましい態様において、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、典型的なマルタ十字架パターンを示すアミロイド斑コアをまずin vitroで形成する。試験化合物と(実験的に決定される適切な投薬量およびインキュベーション時間で)インキュベーションした後、偏光顕微鏡下でアミロイド斑コアを観察して、コンゴ親和性および/またはマルタ十字架形成の損失があるように、既定の化合物または剤が、アミロイド斑構造を阻害するか、破壊するか、または除去することが可能であるかどうかを決定する。まず、こうした偏光顕微鏡観察技術によって同定されたこうした化合物を、透過型および/または走査型電子顕微鏡観察法、並びに/あるいはプロテアーゼ消化法を利用した二次アッセイまたは三次アッセイでさらに解析して、斑阻害、破壊または除去を確認することも可能である。   An anti-plaque therapeutic agent that inhibits, destroys or removes Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaques in vitro, and a screening method for identifying the agent that can be identified using polarized light microscopy For the use of the amyloid plaques produced herein. In such preferred embodiments, amyloid plaque cores that initially exhibit a typical Maltese cross pattern when stained with Congo Red and viewed under polarized light are first formed in vitro. After incubation with the test compound (with appropriate dosage and incubation time determined experimentally), the amyloid plaque core is observed under a polarizing microscope so that there is a loss of Congo affinity and / or Maltese cross formation Determine whether a given compound or agent is capable of inhibiting, destroying or removing the amyloid plaque structure. First, these compounds identified by such polarization microscopy techniques are further analyzed in transmission and / or scanning electron microscopy and / or secondary or tertiary assays utilizing protease digestion to detect plaque inhibition. It is also possible to confirm destruction or removal.

さらに別の好ましい態様において、スクリーニング法のため本明細書で産生される緻密アミロイド斑を用いて、in vitroで、球状アミロイド斑の構造(すなわちサイズおよび/または直径)を阻害し、破壊する抗斑療法剤であって、細胞選別機を伴う方法論を用いて同定可能な該剤を同定する。こうしたアッセイにおいて、in vitroで形成された緻密球状アミロイド斑を、細胞選別機に通して、こうした斑の平均直径(および直径範囲)を決定することも可能である。次いで、これらの斑を多様な化合物または剤と(実験的に決定される既定の投薬量およびインキュベーション時間で)インキュベーションし、そして次いで、再び細胞選別機を通して、既定の化合物が、こうした斑を粉々にして、サイズ(およびしたがって直径)を乱すのに有効であったかどうかを決定することも可能である。   In yet another preferred embodiment, anti-plaque that inhibits and destroys the structure (ie size and / or diameter) of globular amyloid plaques in vitro using the dense amyloid plaques produced herein for screening methods A therapeutic agent is identified that is identifiable using a methodology that involves a cell sorter. In such assays, dense spherical amyloid plaques formed in vitro can be passed through a cell sorter to determine the average diameter (and diameter range) of these plaques. These plaques are then incubated with various compounds or agents (with a predetermined dosage and incubation time determined experimentally), and then again through a cell sorter, the predetermined compound shatters these plaques. It is also possible to determine whether it was effective to disturb the size (and thus the diameter).

発明を実施するための最良の形態
定義
本明細書において、多様な異なる抗Aβ抗体と免疫反応性であるが、一般的に原線維アミロイドに関しては染色されない(すなわちコンゴレッド、チオフラビンS)、ヒト・アルツハイマー病の脳におけるアミロイド斑を指すのに、用語「びまん性斑」を用いる(Ikedaら, Lab. Invest. 60:113−122, 1989;Vergaら, Neurosc. Lett. 105:294−299, 1989)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Definitions As used herein, refers to amyloid plaques in the brain of human Alzheimer's disease that are immunoreactive with a variety of different anti-Aβ antibodies but generally are not stained for fibrillar amyloid (ie, Congo Red, Thioflavin S) The term “diffuse plaques” is used (Ikeda et al., Lab. Invest. 60: 113-122, 1989; Verga et al., Neurosc. Lett. 105: 294-299, 1989).

本明細書において、球状アミロイド斑コアを取り巻くジストロフィー神経突起を含有する、ヒト・アルツハイマー病の脳における斑を指すのに、用語「神経突起斑」を用いる(Barcikowskaら, Acta Neuropath. 78:225−231, 1989;Ikedaら, Lab. Invest. 60:113−122, 1989;Masliahら, J. Neuropath. Exp. Neurol. 52:619−632, 1993)。これらの斑内のアミロイド・コアは、Aβ免疫陽性であり、そしてコンゴレッドおよびチオフラビンSで染色される。さらに、神経突起斑内のアミロイド斑コアは、通常、球状であり、そしてコンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架に似ている(Ikedaら, Lab. Invest. 60:113−122, 1989;Wisniewskiら, Acta Neuropath. 78:337−347, 1989;Schmidtら, Am. J. Path. 147:503−515, 1995)。   As used herein, the term “neurite plaque” is used to refer to a plaque in a human Alzheimer's disease brain that contains a dystrophic neurite surrounding a spherical amyloid plaque core (Barcikovska et al., Acta Neuropath. 78: 225). 23, 1989; Ikeda et al., Lab. Invest. 60: 113-122, 1989; Masliah et al., J. Neuropath. Exp. Neurol. 52: 619-632, 1993). The amyloid core within these plaques is Aβ immunopositive and stained with Congo Red and Thioflavin S. Furthermore, amyloid plaque cores within neurite plaques are usually spherical and resemble a Maltese cross when stained with Congo red and viewed under polarized light (Ikeda et al., Lab. Invest. 60: 113). -122, 1989; Wisniewski et al., Acta Neuropath. 78: 337-347, 1989; Schmidt et al., Am. J. Path. 147: 503-515, 1995).

本明細書において、一般的に、斑形成のより成熟した型に相当すると考えられている、ヒト・アルツハイマー病またはプリオン病の脳における斑を指すのに、用語「緻密」斑または「燃え尽き」斑を用いる(Wisniewskiら, Acta Neuropath. 78:337−347, 1989;Schmidtら, Am. J. Path. 147:503−515, 1995;Dickson, J. Neuropath. Exp. Neurol. 56:321−339, 1997)。これらの球状斑は、Aβまたはプリオン・タンパク質免疫陽性であり、そしてコンゴレッド(偏光下で観察した際、やはりマルタ十字架に似ている)およびチオフラビンSで染色される。「緻密」斑または「燃え尽き」斑もまた、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターンを示す。   As used herein, the term “dense” or “burn-out” plaques refers to plaques in the brain of human Alzheimer's disease or prion disease, which are generally considered to correspond to more mature forms of plaque formation. (Wisniewski et al., Acta Neuropath. 78: 337-347, 1989; Schmidt et al., Am. J. Path. 147: 503-515, 1995; Dickson, J. Neuropath. Ol. 1997). These globular plaques are immunopositive for Aβ or prion protein, and are stained with Congo red (also similar to the Maltese cross when viewed under polarized light) and Thioflavin S. “Dense” or “burn-out” plaques also exhibit a Maltese cross pattern when stained with Congo Red and observed under polarized light.

本明細書において、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、赤色/青リンゴ色の複屈折を示す原線維アミロイド沈着を記載するのに、用語「コンゴ親和性」を用いる。コンゴ親和性沈着は、必ずしもマルタ十字架パターン(定義に関しては以下を参照されたい)を示さなくてもよい。   As used herein, the term “congo affinity” is used to describe fibrillar amyloid deposits that exhibit red / green apple birefringence when stained with Congo Red and viewed under polarized light. Congophilic deposits do not necessarily exhibit the Maltese cross pattern (see below for definition).

用語「マルタ十字架」は、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターン(すなわち赤色が、青リンゴ色に対して90度である)を示す、球状で、そして緻密なアミロイド斑を指す。偏光装置の回転に際して、赤色が青リンゴ色に変わり、そして青リンゴ色が赤色に変わるように(すなわち赤色/緑色複屈折)、斑の色のシフトが起こる。本発明に記載するようにin vitroで形成されるアミロイド斑、ヒト・アルツハイマー病の脳における神経突起斑のアミロイド・コア、ヒト・アルツハイマー病の脳における「緻密」斑または「燃え尽き」斑、並びにヒト・クロイツフェルト−ヤコブ病、ゲルストマン−シュトロイスラー症候群およびクールーの小脳におけるアミロイド斑はすべて、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、「マルタ十字架」パターンを示す。   The term “Malta cross” is a spherical and dense amyloid that stains with Congo red and exhibits a Maltese cross pattern (ie, red is 90 degrees to the green apple color) when viewed under polarized light. Refers to spots. As the polarization device rotates, a shift in the color of the plaque occurs so that the red turns green apple and the green apple turns red (ie, red / green birefringence). Amyloid plaques formed in vitro as described in the present invention, amyloid cores of neurite plaques in the brain of human Alzheimer's disease, “dense” or “burn-out” plaques in the brain of human Alzheimer's disease, and humans All amyloid plaques in the cerebellum of Creutzfeldt-Jakob disease, Gerstmann-Stroisler syndrome and Kourou exhibit a “Maltese cross” pattern when stained with Congo red and observed under polarized light.

本明細書において、電子顕微鏡で観察した際に、アミロイドの星形沈着に似ている「緻密」アミロイド斑または「燃え尽き」アミロイド斑を指すのに、用語「アミロイド・スター」を用いる(Selkoeら, J. Neurochem. 46:1820−1834, 1986;Snowら, Am. J. Path. 133:456−463, 1988)。斑の「アミロイド・スター」の外見は、斑の中心から放射されるように見えるアミロイド原線維の放射束状構造によるものである。   As used herein, the term “amyloid star” is used to refer to “dense” amyloid plaques or “burn-out” amyloid plaques that resemble star deposits of amyloid when viewed with an electron microscope (Selkoe et al., J. Neurochem. 46: 1820-1834, 1986; Snow et al., Am. J. Path. 133: 456-463, 1988). The appearance of the “amyloid star” of the plaque is due to the radial bundle structure of amyloid fibrils that appear to be emitted from the center of the plaque.

本明細書において、適切な条件下でインキュベーションした際、in vitroで形成される緻密アミロイド斑を指すのに、用語「誘導」または「形成」を用いる。誘導または形成に関して論じる際、開示する方法の範囲内に、場合によって、インキュベーション構成要素の穏やかな混合が含まれる。   As used herein, the term “induction” or “formation” is used to refer to dense amyloid plaques formed in vitro when incubated under appropriate conditions. When discussing with respect to derivation or formation, within the scope of the disclosed method optionally includes gentle mixing of the incubation components.

本明細書において、a)緻密斑の構築、染色特性、または構造を、直接、溶解するか、阻害するか、または破壊する際に、そして/またはb)緻密斑が他の細胞(すなわちニューロン)、組織または臓器に有しうる有害な影響(すなわち神経毒性)を阻害する際に有効である、化合物または薬剤を指すのに、用語「抗斑療法剤」を用いる。   As used herein, a) directly lysing, inhibiting or destroying the structure, staining properties, or structure of the dense plaque, and / or b) the dense plaque is in other cells (ie, neurons). The term “anti-plaque agent” is used to refer to a compound or agent that is effective in inhibiting a deleterious effect (ie, neurotoxicity) that may have on a tissue or organ.

用語「ベータ−アミロイド・タンパク質(Aβ1−40、本明細書においてAβ40とも称される)」は、SEQ ID NO:1を指し、そしてヒト疾患(例えばAβ1−40における単一のアミノ酸置換が知られるアルツハイマー病)、または種変異(ヒトAβ1−40に比較して3アミノ酸相違を有することが知られる、げっ歯類Aβ1−40)で生じるすべての単一アミノ酸置換または多数のアミノ酸置換を含むことも可能である。   The term “beta-amyloid protein (Aβ1-40, also referred to herein as Aβ40)” refers to SEQ ID NO: 1 and is known for human disease (eg, a single amino acid substitution in Aβ1-40) Including all single amino acid substitutions or multiple amino acid substitutions occurring in Alzheimer's disease), or species mutations (rodent Aβ1-40, known to have 3 amino acid differences compared to human Aβ1-40) Is possible.

以下の実施例、図および考察は、本発明の態様の例示であり、そして本発明の範囲を限定することを意味しない。
図1は、パールカンによって、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑がin vitro形成されるが、ヒト・アルツハイマー病の脳に存在することが知られる他のアミロイド斑関連巨大分子によってはアミロイド斑がin vitroで形成されないことを示す。これらの研究において、25μMのAβ(1−40)を、単独で(図1C)、あるいは100nMのP構成要素(図1D)、アルファ1−アンチキモトリプシン(図1E)、アポE(図1F)、C1q(図1G)、ラミニン(図1H)、フィブロネクチン(図1I)、IV型コラーゲン(図1J)またはパールカン(図1Kおよび1L)の存在下のいずれかで、再蒸留水またはTris緩衝生理食塩水中、37℃でインキュベーションした。ゼラチンでコーティングしたスライド上、インキュベーション混合物の5flアリコットを風乾し、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した。250:1の好ましいAβ:パールカン・モル比(すなわち1:0.8の重量比)で、Aβ1−40とパールカンを37℃でプレインキュベーションすると、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑様沈着の形成が誘導された(図1Kおよび1L)。125μM Aβ(1−40)と0.625μMパールカン(すなわち200:1のAβ:パールカン・モル比;1:1のAβ:パールカン重量比)を用いると、同様のアミロイド斑形成が観察されたが、125μM Aβ(1−40)と0.625μMの上に列挙する他のアミロイド斑共構成要素を用いると、アミロイド斑形成は観察されなかった(未提示)。パールカンに誘導されるアミロイド斑は、形態および染色特性(すなわちコンゴレッド染色後のマルタ十字架)が、ヒト・アルツハイマー病の脳の緻密アミロイド斑に実質的に同一であった(図1Kおよび1Lを図1Aに比較されたい)。図A、BおよびK中のバー=25μm。図A、CおよびHは同じ倍率で撮影されており、図B、D〜GおよびI〜Jも同倍率である。
The following examples, figures and discussion are illustrative of embodiments of the invention and are not meant to limit the scope of the invention.
FIG. 1 shows that perlecan forms a congophilic maltese-cross spherical amyloid plaque in vitro, but other amyloid plaque-related macromolecules known to exist in the brain of human Alzheimer's disease may cause amyloid plaques in vitro. It is not formed by. In these studies, 25 μM Aβ (1-40) was used alone (FIG. 1C), or 100 nM P component (FIG. 1D), alpha 1-antichymotrypsin (FIG. 1E), apoE (FIG. 1F), Double distilled water or Tris buffered saline in the presence of C1q (FIG. 1G), laminin (FIG. 1H), fibronectin (FIG. 1I), collagen type IV (FIG. 1J) or perlecan (FIGS. 1K and 1L) And incubated at 37 ° C. On a gelatin-coated slide, a 5 fl aliquot of the incubation mixture was air dried, stained with Congo Red, and observed under polarized light. Preincubation of Aβ1-40 and perlecan at 37 ° C. with a preferred Aβ: perlecan molar ratio of 250: 1 (ie, a weight ratio of 1: 0.8) results in the formation of Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaque-like deposits. Induced (FIGS. 1K and 1L). Using 125 μM Aβ (1-40) and 0.625 μM perlecan (ie 200: 1 Aβ: perlecan molar ratio; 1: 1 Aβ: perlecan weight ratio), similar amyloid plaque formation was observed, With other amyloid plaque co-components listed above with 125 μM Aβ (1-40) and 0.625 μM, amyloid plaque formation was not observed (not shown). The amyloid plaques induced by perlecan were substantially identical in morphology and staining characteristics (ie Maltese cross after Congo red staining) to dense amyloid plaques in human Alzheimer's disease brains (FIGS. 1K and 1L). Compare to 1A). Bars in Figures A, B and K = 25 μm. Figures A, C and H are taken at the same magnification, and Figures B, D-G and I-J are also at the same magnification.

図2は、非常に硫酸化されたグリコサミノグリカン(すなわちヘパリンおよびヘパラン硫酸)および関連する硫酸化巨大分子(すなわちデキストラン硫酸、ペントサン・ポリ硫酸)による、コンゴ親和性でそしてマルタ十字架球状であるアミロイド斑のin vitro形成を示す。これらの研究において、25μMのAβ1−40を、単独で(図2B)、あるいは多様な量のヘパリン(図2C)、ヘパラン硫酸(図2D)、デルマタン硫酸(図2E)、コンゴレッド(図2F)、ペントサン・ポリ硫酸(図2G)、またはデキストラン硫酸(図2I)の存在下のいずれかで、再蒸留水またはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)中、37℃でインキュベーションした。ゼラチンでコーティングしたスライド上、インキュベーション混合物の5flアリコットを風乾し、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した。予備的実験によって、緻密アミロイド斑形成に最適なAβ:GAG/硫酸化巨大分子比は、Aβ1−40を25μMに維持すると、ヘパリン、デキストラン硫酸およびペントサン・ポリ硫酸に関しては1:5のモル比、そしてヘパラン硫酸に関しては1:8の重量比であることが決定された。再蒸留水中、125μMのAβ1−40を用いた場合、上述のものと類似の結果が得られた。これらと同じモル比/重量比で、Aβ1−40とヘパリン、ヘパラン硫酸、ペントサン硫酸またはデキストラン硫酸を37℃でプレインキュベーションすると、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑様沈着の形成が誘導された(図2C、2D、2G〜2I)。これらの非常に硫酸化されたGAGおよび関連する硫酸化巨大分子に誘導されるアミロイド斑は、ヒト・アルツハイマー病の脳の緻密アミロイド斑と実質的に同一であった(図2Aと比較されたい)。図A、BおよびI中のバー=25μm。図A、C、DおよびHは同じ倍率で撮影されており、図BおよびEも同倍率である。   FIG. 2 is congophilic and Maltese cruciform with highly sulfated glycosaminoglycans (ie heparin and heparan sulfate) and related sulfated macromolecules (ie dextran sulfate, pentosan polysulfate) Figure 2 shows in vitro formation of amyloid plaques. In these studies, 25 μM Aβ1-40 alone (FIG. 2B) or various amounts of heparin (FIG. 2C), heparan sulfate (FIG. 2D), dermatan sulfate (FIG. 2E), Congo red (FIG. 2F). , Pentosan polysulfate (FIG. 2G), or in the presence of dextran sulfate (FIG. 2I) in double distilled water or Tris buffered saline (pH 7.4) at 37 ° C. On a gelatin-coated slide, a 5 fl aliquot of the incubation mixture was air dried, stained with Congo Red, and observed under polarized light. Preliminary experiments show that the optimal Aβ: GAG / sulfated macromolecular ratio for dense amyloid plaque formation is a 1: 5 molar ratio for heparin, dextran sulfate and pentosan polysulfate, with Aβ1-40 maintained at 25 μM, And for heparan sulfate it was determined that the weight ratio was 1: 8. Similar results were obtained when 125 μM Aβ1-40 was used in double distilled water. Preincubation of Aβ1-40 with heparin, heparan sulfate, pentosan sulfate, or dextran sulfate at 37 ° C at the same molar ratio / weight ratio induced the formation of congophilic maltese-cross sphere amyloid plaque-like deposits (Fig. 2C, 2D, 2G-2I). The amyloid plaques induced by these highly sulfated GAGs and related sulfated macromolecules were substantially identical to the dense amyloid plaques of human Alzheimer's disease brain (compare with FIG. 2A). . Bars in Figures A, B and I = 25 μm. Figures A, C, D and H are taken at the same magnification, and Figures B and E are also at the same magnification.

図3は、ポリビニルスルホン酸(PVS)によるコンゴ親和性でそしてマルタ十字架球状であるアミロイド斑のin vitro形成を示し、そしてAβ:PVSの重量比の変化が、緻密アミロイド斑形成の潜在能力にどのように影響を及ぼすかを示す。これらの研究において、再蒸留水中の50fgのAβ1−40を、総体積100fl中、25fg PVS(2:1のAβ:PVS重量比)(図3A)、50fg PVS(1:1のAβ:PVS重量比)(図3B)、200fg PVS(1:4のAβ:PVS重量比)(図3C)、250fg PVS(1:5のAβ:PVS重量比)(図3D)、400fg PVS(1:8のAβ:PVS重量比)(図3E)、500fg PVS(1:10のAβ:PVS重量比)(図3F)、800fg PVS(1:16のAβ:PVS重量比)(図3G)、2000fg PVS(1:40のAβ:PVS重量比)(図3H)、および4000fg PVS(1:80のAβ:PVS重量比)(図3I)を含む、増加する量のPVSの存在下で、37℃でインキュベーションした。ゼラチンでコーティングしたスライド上、インキュベーション混合物の5flまたは10flアリコットを風乾し、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した。PVSによってコンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑形成が誘導されたが、Aβ:PVS重量比が1:5以上のときのみであった。最適なアミロイド斑コア形成は、1:40のAβ:PVS重量比で観察された(図3H)。図AおよびC中のバー=25μm。図A、B、HおよびIは同じ倍率で撮影されており、図C〜Gも同倍率である。   FIG. 3 shows in vitro formation of amyloid plaques that are congophilic and maltese cruciform with polyvinyl sulfonic acid (PVS), and the change in the weight ratio of Aβ: PVS shows the potential of dense amyloid plaque formation How it affects. In these studies, 50 fg of Aβ1-40 in double-distilled water was added to 25 fg PVS (2: 1 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3A), 50 fg PVS (1: 1 Aβ: PVS weight) in a total volume of 100 fl. Ratio) (FIG. 3B), 200 fg PVS (1: 4 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3C), 250 fg PVS (1: 5 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3D), 400 fg PVS (1: 8 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3E), 500 fg PVS (1:10 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3F), 800 fg PVS (1:16 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3G), 2000 fg PVS ( At 37 ° C. in the presence of increasing amounts of PVS, including 1:40 Aβ: PVS weight ratio (FIG. 3H), and 4000 fg PVS (1:80 Aβ: PVS weight ratio) (FIG. 3I). It was down incubation. On slides coated with gelatin, 5 fl or 10 fl aliquots of the incubation mixture were air-dried, stained with Congo Red, and observed under polarized light. Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaque formation was induced by PVS, but only when the Aβ: PVS weight ratio was 1: 5 or more. Optimal amyloid plaque core formation was observed at an Aβ: PVS weight ratio of 1:40 (FIG. 3H). Bar in Figures A and C = 25 μm. Figures A, B, H and I are taken at the same magnification, and Figures C-G are also at the same magnification.

図4は、エンゲルブレス−ホルム−スワーム腫瘍から単離された、〜220kDaヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)によって誘導されるコンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑形成を示す。100fl Tris緩衝生理食塩水(pH7.4)中の50fgのAβ(1−40)を、単独で、または10fgの〜220kDa HSPB(5:1のAβ:HSPB重量比)の存在下のいずれかで、37℃でインキュベーションした。図4Aは、Aβ単独の1週間インキュベーション後に形成される、不規則なコンゴ親和性アミロイド沈着(矢印)を示し、この場合、明らかなコンゴ親和性マルタ十字架アミロイド斑は形成されない。図4Bは、〜220kDa HSPGを加えたAβ1−40の1週間のインキュベーション後に形成されるコンゴ親和性マルタ十字架アミロイド斑(矢じり)を示す。形成されるアミロイド斑は、ヒト・アルツハイマー病の脳に存在する緻密斑と同一であった(図1Aおよび2Aを参照されたい)。図AおよびBは同じ倍率で撮影されている。バー=25μm。   FIG. 4 shows congophilic maltese-cross dense amyloid plaque formation induced by a ~ 220 kDa heparan sulfate proteoglycan (HSPG) isolated from an Engelbreth-Form-Sworm tumor. 50 fg Aβ (1-40) in 100 fl Tris buffered saline (pH 7.4) either alone or in the presence of 10 fg of ~ 220 kDa HSPB (5: 1 Aβ: HSPB weight ratio). And incubated at 37 ° C. FIG. 4A shows irregular Congophilic amyloid deposits (arrows) formed after 1 week incubation of Aβ alone, in which no obvious Congophilic Maltese cross amyloid plaques are formed. FIG. 4B shows Congophilic maltese-cross amyloid plaques (arrowheads) formed after 1 week incubation of Aβ1-40 with ˜220 kDa HSPG. The amyloid plaques formed were identical to the dense plaques present in the human Alzheimer's disease brain (see FIGS. 1A and 2A). Figures A and B are taken at the same magnification. Bar = 25 μm.

図5は、プラスチック中に固定されて見えるものとして、パールカンに誘導された球状アミロイド斑のin vitro形成を示す。この研究において、125μMのAβ1−40を、0.625μMのパールカン(200:1のAβ:パールカン・モル比;1:1のAβ:パールカン重量比)の存在下、再蒸留水中、37℃でインキュベーションした。次いで、インキュベーション混合物の10flアリコットをプラスチック・ペトリ皿上で1時間風乾し、そして次いで、0.1M NaPO4緩衝液(pH7.3)中、3%グルタルアルデヒドで10分間、in situで固定した。ろ過した蒸留水で3回リンスした後、蒸留水中の1%四酸化オスミウムで10分間、後固定し、前と同様にリンスし、そして一晩風乾した。この図は、プラスチック中に見えるものとして、パールカンに誘導され、そして位相差光学顕微鏡で観察したアミロイド斑様沈着を示す。パールカンは、Aβを誘導して球状アミロイド斑沈着を形成させ(図5Aおよび5B、矢じり)、これは、中心源から放射されるように見えるアミロイド原線維の放射束状構造に相当した。形成されたこれらの斑は、ヒト・アルツハイマー病の脳から単離されたアミロイド斑コアに似ている。バー=25μm。   FIG. 5 shows in vitro formation of spherical amyloid plaques induced by perlecan as appearing to be fixed in plastic. In this study, 125 μM Aβ1-40 was incubated at 37 ° C. in double distilled water in the presence of 0.625 μM perlecan (200: 1 Aβ: perlecan molar ratio; 1: 1 Aβ: perlecan weight ratio). did. A 10 fl aliquot of the incubation mixture was then air dried for 1 hour on a plastic petri dish and then fixed in situ with 3% glutaraldehyde in 0.1 M NaPO4 buffer (pH 7.3) for 10 minutes. After rinsing three times with filtered distilled water, it was post-fixed with 1% osmium tetroxide in distilled water for 10 minutes, rinsed as before, and air dried overnight. This figure shows amyloid plaque-like deposits as seen in plastics, induced in perlecan and observed with a phase contrast optical microscope. Perlecan induced Aβ to form globular amyloid plaque deposits (FIGS. 5A and 5B, arrowheads), which corresponded to a radial bundle of amyloid fibrils that appeared to be emitted from the central source. These plaques formed resemble amyloid plaque cores isolated from human Alzheimer's disease brain. Bar = 25 μm.

図6は、透過型電子顕微鏡によって観察した際の、ヒト・アルツハイマー病の脳由来の単離されたアミロイド斑コアに実質的に同一である、パールカンに誘導された球状「アミロイド・スター」形成を示す。この研究において、125μMのAβ1−40を、0.625μMのパールカン(200:1のAβ:パールカン・モル比;1:1のAβ:パールカン重量比)の存在下、再蒸留水中、37℃でインキュベーションした。パールカンに誘導されたアミロイド斑コア(図6Cおよび6D)は、中心源から放射されるように見えるアミロイド原線維の放射束状構造を伴う、アミロイド・スターを形成した。個々のアミロイド原線維の直径は、7〜10nmであると決定された。in vitroで産生されたこれらのアミロイド斑は、ヒト・アルツハイマー病の脳から単離されたアミロイド斑コアと実質的に同一であった(図6Aおよび6C)。バー=2μm。図AおよびBは同じ倍率であり、図CおよびDも同倍率である。   FIG. 6 shows perlecan-induced spherical “amyloid star” formation, substantially identical to an isolated amyloid plaque core from human Alzheimer's disease brain, as observed by transmission electron microscopy. Show. In this study, 125 μM Aβ1-40 was incubated at 37 ° C. in double distilled water in the presence of 0.625 μM perlecan (200: 1 Aβ: perlecan molar ratio; 1: 1 Aβ: perlecan weight ratio). did. Perlecan-induced amyloid plaque cores (FIGS. 6C and 6D) formed amyloid stars with a radial bundle of amyloid fibrils that appeared to be emitted from a central source. The diameter of individual amyloid fibrils was determined to be 7-10 nm. These amyloid plaques produced in vitro were substantially identical to the amyloid plaque core isolated from human Alzheimer's disease brain (FIGS. 6A and 6C). Bar = 2 μm. Figures A and B have the same magnification, and Figures C and D have the same magnification.

図7は、パールカンまたはデキストラン硫酸に誘導され、そして走査型電子顕微鏡によって観察した、アミロイド斑コア形成を示す。この研究において、125μMのAβ1−40を、単独で(図7B)、あるいは0.625μMのパールカン(200:1のAβ:パールカン・モル比)(図7Dおよび7E)またはデキストラン硫酸(1:5のAβ:デキストラン硫酸モル比)の存在下のいずれかで、再蒸留水中、37℃でインキュベーションした。さらに、0.625μMのパールカンのみを37℃でインキュベーションした(図7C)。Aβ(図7B)またはパールカン(図7C)単独で1週間インキュベーションした後、アミロイド斑コア形成は観察されなかった。しかし、パールカン(図7Dおよび7E)またはデキストラン硫酸(図7F)の存在下で、Aβによって緻密アミロイド斑形成が誘導された。パールカンまたはデキストラン硫酸に誘導されたアミロイド斑の形状および一般的な形態は、走査型電子顕微鏡によって観察すると、ヒト・アルツハイマー病の脳から単離されたアミロイド斑コアの形状および一般的な形態に似ていた。各図の下に倍率を示す。   FIG. 7 shows amyloid plaque core formation induced by perlecan or dextran sulfate and observed by scanning electron microscopy. In this study, 125 μM Aβ1-40 was used alone (FIG. 7B) or 0.625 μM perlecan (200: 1 Aβ: perlecan molar ratio) (FIGS. 7D and 7E) or dextran sulfate (1: 5 Incubate at 37 ° C. in double distilled water either in the presence of Aβ: dextran sulfate molar ratio). Furthermore, only 0.625 μM perlecan was incubated at 37 ° C. (FIG. 7C). No amyloid plaque core formation was observed after 1 week incubation with Aβ (FIG. 7B) or perlecan (FIG. 7C) alone. However, dense amyloid plaque formation was induced by Aβ in the presence of perlecan (FIGS. 7D and 7E) or dextran sulfate (FIG. 7F). The shape and general morphology of amyloid plaques induced by perlecan or dextran sulfate are similar to the shape and general morphology of amyloid plaque cores isolated from human Alzheimer's disease brain when observed by scanning electron microscopy It was. The magnification is shown below each figure.

実施例
非常に硫酸化されたGAGおよび関連する硫酸化巨大分子によって誘導されるアミロイド斑コアのin vitro形成の好ましい態様を詳細に開示するため、以下の実施例を提供する。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって、タイミング、体積測定値および濃度の変動が達成可能であるため、本発明がこれらの特定の実施例に限定されると見なしてはならない。一般的に、これらの量の50%もの変動、そして特に10〜20%もの変動は、最適ではないにしても、なお、好適な結果を生じるであろう。
Examples The following examples are provided to disclose in detail preferred embodiments of in vitro formation of amyloid plaque cores induced by highly sulfated GAGs and related sulfated macromolecules. However, it should not be construed that the present invention is limited to these specific embodiments, since variations in timing, volumetric measurements and concentrations can be achieved by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. . In general, variations of these amounts by as much as 50%, and especially as much as 10-20%, will still yield good results if not optimal.

斑の迅速誘導法
方法1:超音波処理を伴う、溶液中のin vitro斑形成:
1)Recombinant Peptides(カタログ番号A−1052−2、245 University Circle, Athens, GA 30605, USA www.rpeptide.com)の凍結乾燥Aβ40の1mgビンを解凍する
2)1xTBS中、5mg/mlの最終濃度で、硫酸化GAGの2ml溶液を作成する
3)5秒間ボルテックスして混合する
4)Aβ40の1mg凍結乾燥ビンに2mlのストックGAG溶液(5mg/ml)を添加する
5)5秒間ボルテックスして混合する
6)500μl/試験管を1.5mlポリプロピレン微量遠心管に移す
7)5秒間ボルテックスして混合する
8)レベル7、25℃で5分間、超音波処理する
9)試験管をパラフィルムで覆って蒸発を防ぐ
10)振動させずに暗所で1〜14日間、好ましくは5日間、37℃でインキュベーションする。
Rapid induction of plaques Method 1: In vitro plaque formation in solution with sonication:
1) Thaw a 1 mg bin of lyophilized Aβ40 from Recombinant Peptides (Catalog No. A-1052-2, 245 University Circle, Athens, GA 30605, USA www.rpeptideide.com) 2) Final concentration of 5 mg / ml in 1 × TBS 3) Vortex and mix for 5 seconds 4) Add 2 ml of stock GAG solution (5 mg / ml) to 1 mg lyophilized bottle of Aβ40 5) Vortex and mix for 5 seconds 6) Transfer 500 μl / tube to 1.5 ml polypropylene microcentrifuge tube 7) Vortex for 5 seconds to mix 8) Level 7 at 5 ° C. for 5 minutes sonicate 9) Cover the tube with parafilm To prevent evaporation 10) Dark place without vibration Between 1 to 14 days, preferably 5 days incubation at 37 ° C..

方法2:固定された硫酸化GAG上のin vitro斑形成:
1)1〜10mg/mlの濃度で、好ましくは1mg/mlで、水中の硫酸化GAGストック溶液を作成する
2)青いテフロンでコーティングしたガラススライド上に、三つ組で、50μl GAG/ウェルをピペッティングする
3)25℃でスポットを風乾して薄層フィルムにする
4)最終濃度1mg/mlになるように、1mg凍結乾燥Aβ40に1mlの1xTBSを直接添加することによって、Aβ40溶液を作成する
5)5秒間ボルテックスして混合し、そして最初のチオT読み取り値をチェックする。最初のチオT読み取り値が4000FU(励起444nm、発行485nm)以下であれば続行する
6)固定されたGAG上に50μlの1mg/ml Aβ40/ウェルのバブルまたはスポットをピペッティングする
7)密封加湿チャンバー(これは、単に、ふたを閉めると密封されるタッパーウェア容器中の水を飽和させたキムワイプからなることも可能である)中にスライドを入れる
8)振動させずに37℃で8〜72時間、好ましくは約24時間インキュベーションする
9)記載する染色プロトコルにしたがってコンゴレッド染色する
10)偏光下で観察する
in vitroアミロイド斑のコンゴレッド染色法:
1)18ウェルを含有する青いテフロンをコーティングしたガラススライドに、10μlのin vitro斑溶液/ウェルをアリコットする
2)in vitro斑溶液に、5μlのコンゴレッド/ウェル(125μMストック)を添加し、そして25℃で10分間染色する
3)5μlの50%グリセロール/ウェルを添加する
4)スライドを風乾して、およそ5〜10μl/ウェルの総体積にする
5)各染色ウェルを5mmのカバーガラス(Belco Glass)で覆う
6)偏光下で観察する
(実施例1)
異なる硫酸化GAGまたはGAG関連巨大分子を用いたin vitro斑形成
図8は、1:0.1、1:1、および1:10を含む、試験した多様な重量比のいくつかの異なる硫酸化GAGに誘導されたコンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑のin vitro形成を示す。これらの研究において、ウェルあたり50マイクロリットルのGAG(1:10 w/wには10mg/mlストック、1:1 w/wには1mg/mlストック、1:0.1 w/wには0.1mg/mlストック)を、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライド上にスポッティングし、そして風乾してフィルム状にした。ガラス表面上にGAGが固定されたら、ストック濃度1mg/mlで1xTBS(pH7.4)に可溶化された50マイクロリットルのAβ1−40を各ウェル上にスポッティングした。アッセイスライドを、振動させずに37℃で18時間、加湿チャンバーに入れた。次いで、ウェルを125μMコンゴレッド溶液5μlで15分間染色し、その後、50%グリセロール溶液をウェルあたり10マイクロリットル加えた。次いで、ガラススライドのウェルを風乾して、ウェルあたりおよそ5マイクロリットルの体積にして、そして次いで5mmカバーガラスを乗せた。偏光顕微鏡下で、コンゴ親和性マルタ十字架アミロイド斑を観察した。調べた硫酸化GAGには、ヘパリン、ヘパラン硫酸(ブタ粘膜腸管;HS(pim))、デルマタン硫酸(DermS)、コンドロイチン−4−硫酸(C−4−S)、コンドロイチン−6−硫酸(C−6−S)、およびケラタン硫酸(ケラタンS)が含まれる。試験した硫酸化GAG関連巨大分子には、デキストラン硫酸(DexS)およびポリビニルスルホン酸(未提示)が含まれる。
Method 2: In vitro plaque formation on immobilized sulfated GAG:
1) Make a sulfated GAG stock solution in water at a concentration of 1-10 mg / ml, preferably 1 mg / ml 2) Pipette 50 μl GAG / well in triplicate onto a glass slide coated with blue Teflon 3) Air-dry the spots at 25 ° C. to make a thin film 4) Make an Aβ40 solution by adding 1 ml 1 × TBS directly to 1 mg lyophilized Aβ40 to a final concentration of 1 mg / ml 5) Vortex for 5 seconds to mix and check the initial thio T reading. Continue if initial thio-T reading is 4000 FU (excitation 444 nm, issue 485 nm) or less 6) Pipette 50 μl of 1 mg / ml Aβ40 / well bubble or spot onto immobilized GAG 7) Sealed humidified chamber (This can simply consist of a Kimwipe saturated with water in a Tupperware container that is sealed when the lid is closed) 8) Put the slide in 8) 8-37 hours at 37 ° C without shaking. Incubate preferably for about 24 hours 9) Congo red stain according to the described staining protocol 10) Observe under polarized light In vitro amyloid plaques Congo red staining method:
1) Aliquot 10 μl in vitro plaque solution / well onto blue Teflon coated glass slide containing 18 wells 2) Add 5 μl Congo Red / well (125 μM stock) to in vitro plaque solution, and Stain for 10 minutes at 25 ° C. 3) Add 5 μl of 50% glycerol / well 4) Air dry slides to a total volume of approximately 5-10 μl / well 5) Each stained well with 5 mm coverslip (Belco 6) Observation under polarized light (Example 1)
In vitro plaque formation using different sulfated GAGs or GAG-related macromolecules FIG. 8 shows several different sulfations at various weight ratios tested, including 1: 0.1, 1: 1, and 1:10. Figure 5 shows in vitro formation of GAG-induced Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaques. In these studies, 50 microliters of GAG per well (10 mg / ml stock at 1:10 w / w, 1 mg / ml stock at 1: 1 w / w, 0 at 1: 0.1 w / w) .1 mg / ml stock) were spotted onto Teflon-coated 18-well glass slides and air dried to film. Once GAG was immobilized on the glass surface, 50 microliters of Aβ1-40 solubilized in 1 × TBS (pH 7.4) at a stock concentration of 1 mg / ml was spotted onto each well. The assay slide was placed in a humidified chamber for 18 hours at 37 ° C. without shaking. The wells were then stained with 5 μl of 125 μM Congo Red solution for 15 minutes, after which 10 microliters of 50% glycerol solution was added per well. The glass slide wells were then air dried to a volume of approximately 5 microliters per well and then a 5 mm cover slip was placed. Congophilic maltese-cross amyloid plaques were observed under a polarizing microscope. The investigated sulfated GAGs include heparin, heparan sulfate (pig mucosa intestinal tract; HS (pim)), dermatan sulfate (DermS), chondroitin-4-sulfate (C-4-S), chondroitin-6-sulfate (C- 6-S), and keratan sulfate (keratan S). Sulfated GAG-related macromolecules tested include dextran sulfate (DexS) and polyvinyl sulfonic acid (not shown).

(実施例2)
マルタ十字架in vitro斑に比較した、ヒト・アルツハイマー病の脳におけるアミロイド・スター斑および対応する電子顕微鏡写真(EM)
図9は、in vitroで形成されたアミロイド斑と、アルツハイマー病の脳におけるアミロイド・スター斑の間の物理的特性の類似性を示す。A)死後のヒト・アルツハイマー病の脳組織に埋まって見られるコンゴレッドで染色されたコンゴ親和性マルタ十字架斑。B)偏光下で観察した、同じマルタ十字架特性を示す、in vitroで形成されたコンゴ親和性マルタ十字架斑。C)ヒト・アルツハイマー病の脳から単離された単一アミロイド・スター斑の走査型電子顕微鏡観察。D)in vitroで形成された単一アミロイド・スター斑の走査型電子顕微鏡観察。球状の形状が類似であり、そしてサイズが近いことに注目されたい。
(Example 2)
Amyloid star plaques and corresponding electron micrographs (EM) in the brain of human Alzheimer's disease compared to Maltese cross in vitro plaques
FIG. 9 shows the similarity in physical properties between amyloid plaques formed in vitro and amyloid star plaques in Alzheimer's disease brain. A) Congophilic maltese cross plaques stained with Congo red, which are embedded in postmortem human Alzheimer's disease brain tissue. B) Congo-affected maltese-cross plaques formed in vitro, showing the same Maltese cross properties as observed under polarized light. C) Scanning electron microscope observation of single amyloid star plaques isolated from human Alzheimer's disease brain. D) Scanning electron microscope observation of single amyloid star plaques formed in vitro. Note that the spherical shapes are similar and close in size.

(実施例3)
超音波処理を伴うおよび伴わない、in vitroでのマルタ十字架斑形成
図10は、Tris緩衝生理食塩水(pH7.4)溶液中のin vitro斑形成のための超音波処理迅速法を示す。これらの研究において、200マイクロリットルの250μM Aβ40を1xTris緩衝生理食塩水(pH7.4)に可溶化し、そして1:5の最終モル比または1:10の重量対重量比にするため、200マイクロリットルの10mg/mlデキストラン硫酸を含み、または含まずに混合した。次いで、この混合物を簡単な5分間の超音波処理に供するか、またはまったく超音波処理せず、そして次いで、37℃で3〜7日間、好ましくは5日間、インキュベーションした。A)超音波処理を行わない、TBS中のAβ40単独の場合、コンゴ親和性物質が示されたが、赤色/緑色複屈折またはマルタ十字架形成は示されない。B)5分間の超音波処理を行った、TBS中のAβ40単独の場合、それでもマルタ十字架斑形成は生じず、コンゴ親和性染色された物質が見られるのみである。C)超音波処理を行わない、デキストラン硫酸の存在下のAβ40は、in vitroで非常に少量のマルタ十字架斑を生じる。その代わり、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際の赤色/緑色複屈折の証拠によって、非常に凝集したアミロイド形成が見られる。D)簡単な5分間の超音波処理を行った、デキストラン硫酸の存在下のAβ40は、多量のコンゴ親和性マルタ十字架斑を生じた。
(Example 3)
In Vitro Maltese Cross Plaque Formation with and without Sonication FIG. 10 shows a rapid sonication method for in vitro plaque formation in Tris-buffered saline (pH 7.4) solution. In these studies, 200 microliters of 250 μM Aβ40 was solubilized in 1 × Tris buffered saline (pH 7.4) and 200 microliters was used to give a final molar ratio of 1: 5 or a weight to weight ratio of 1:10. Mixed with or without 10 liters of 10 mg / ml dextran sulfate. The mixture was then subjected to a simple 5 minute sonication or no sonication and was then incubated at 37 ° C. for 3-7 days, preferably 5 days. A) Aβ40 alone in TBS without sonication showed congophilic material but no red / green birefringence or Maltese cross formation. B) In the case of Aβ40 alone in TBS which was sonicated for 5 minutes, maltese cruciform formation still does not occur and only a Congo-affinity stained material is seen. C) Aβ40 in the presence of dextran sulfate without sonication produces very small amounts of Maltese cross plaques in vitro. Instead, evidence of red / green birefringence when stained with Congo Red and observed under polarized light shows highly aggregated amyloid formation. D) Aβ40 in the presence of dextran sulfate, subjected to a simple 5 minute sonication, produced large amounts of Congophilic maltese-cross plaques.

(実施例4)
固定化GAG法におけるin vitroでのマルタ十字架斑形成
図11は、固定されたGAGまたはGAG関連巨大分子上の、Tris緩衝生理食塩水(pH7.4)中のin vitro斑形成の迅速法を示す。この研究のため、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライドを、TBS、蒸留脱イオン水、またはウェルあたり50マイクロリットルのデキストラン硫酸(脱イオン水中の10mg/mlストック)いずれかでコーティングし、そして風乾して薄い透明フィルムにした。次いで、1xTBS中の250μM Aβ40をウェルあたり50マイクロリットル添加し、そしてスライドを加湿チャンバーに入れ、そして37℃で12〜24時間インキュベーションした。次いで、インキュベーションスライドをウェルあたり5マイクロリットルの125μMコンゴレッド溶液で染色し、そして偏光下、2x対物レンズで観察して、多量のマルタ十字架斑形成が見られることを示した。A)TBS単独;B)TBS中のAβ40単独;C)TBS中の固定化デキストラン硫酸上のAβ40。この方法を用いると、24時間未満で、1,000より多い斑/mlが形成可能である。
Example 4
In Vitro Maltese Cross Spot Formation in Immobilized GAG Method FIG. 11 shows a rapid method of in vitro plaque formation in Tris-buffered saline (pH 7.4) on immobilized GAG or GAG-related macromolecules . For this study, 18-well glass slides coated with Teflon were coated with either TBS, distilled deionized water, or 50 microliters of dextran sulfate per well (10 mg / ml stock in deionized water) and air dried. And made a thin transparent film. Then 50 microliters of 250 μM Aβ40 in 1 × TBS was added per well and the slides were placed in a humidified chamber and incubated at 37 ° C. for 12-24 hours. The incubation slides were then stained with 5 microliters of 125 μM Congo red solution per well and viewed under polarized light with a 2 × objective, indicating that a large amount of Maltese cross plaque formation was seen. A) TBS alone; B) Aβ40 alone in TBS; C) Aβ40 on immobilized dextran sulfate in TBS. Using this method, more than 1,000 plaques / ml can be formed in less than 24 hours.

図12は、固定されたGAGまたはGAG関連巨大分子、例えばヘパリン(低分子量型)、ヘパリン(高分子量型)、デキストラン硫酸(低分子量型)、およびデキストラン硫酸(高分子量型)上の、Aβ40を用いた、コンゴ親和性マルタ十字架斑in vitro形成を示す。この実験において、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライドを、TBS、あるいはウェルあたり50マイクロリットルのデキストラン硫酸(脱イオン水中の10mg/mlストック;示すとおりに高分子量型または低分子量型)、またはヘパリン(脱イオン水中の10mg/mlストック;高分子量型または低分子量型)いずれかでコーティングし、そして風乾して薄い透明フィルムにした。次いで、1xTBS中の250μM Aβ40をウェルあたり50マイクロリットル添加し、そしてスライドを加湿チャンバーに入れ、そして37℃で12〜24時間インキュベーションした。次いで、インキュベーションスライドをウェルあたり5マイクロリットルの125μMコンゴレッド溶液で染色し、そして偏光下、2x対物レンズで観察して、多量のマルタ十字架斑形成が見られることを示した。A)TBS中のAβ40単独;B)TBS中の固定化デキストラン硫酸(低分子量型)上のAβ40;C)TBS中の固定化デキストラン硫酸(高分子量型)上のAβ40;D)TBS中の固定化ヘパリン(低分子量型)上のAβ40;E)TBS中の固定化ヘパリン(高分子量型)上のAβ40;F)蒸留脱イオン水中の、(C)由来の試料の1/10希釈を、125μMのコンゴレッド溶液5μl/ウェルで染色した。この方法を用いると、24時間未満で、10,000より多い斑/mlが形成可能である。   FIG. 12 shows Aβ40 on immobilized GAG or GAG related macromolecules such as heparin (low molecular weight form), heparin (high molecular weight form), dextran sulfate (low molecular weight form), and dextran sulfate (high molecular weight form). Figure 2 shows the congophilic maltese-cross plaque formation in vitro. In this experiment, 18 well glass slides coated with Teflon were transferred to TBS or 50 microliters per well of dextran sulfate (10 mg / ml stock in deionized water; high or low molecular weight form as indicated), or heparin. (10 mg / ml stock in deionized water; high or low molecular weight form) either coated with air and air dried to a thin transparent film. Then 50 microliters of 250 μM Aβ40 in 1 × TBS was added per well and the slides were placed in a humidified chamber and incubated at 37 ° C. for 12-24 hours. The incubation slides were then stained with 5 microliters of 125 μM Congo red solution per well and viewed under polarized light with a 2 × objective, indicating that a large amount of Maltese cross plaque formation was seen. A) Aβ40 alone in TBS; B) Aβ40 on immobilized dextran sulfate (low molecular weight type) in TBS; C) Aβ40 on immobilized dextran sulfate (high molecular weight type) in TBS; D) Immobilization in TBS Aβ40 on immobilized heparin (low molecular weight form); E) Aβ40 on immobilized heparin (high molecular weight form) in TBS; F) 1/10 dilution of sample from (C) in distilled deionized water, 125 μM Of Congo red solution at 5 μl / well. Using this method, more than 10,000 plaques / ml can be formed in less than 24 hours.

(実施例5)
斑サイズを決定するための、コンゴレッドで染色したマルタ十字架斑の画像解析
図13は、in vitroで形成したコンゴ親和性マルタ十字架斑であって、そしてin vitroで形成されたマルタ十字架斑の量を計算するだけでなく、斑をサイズにしたがって並べる能力を有するImageProPlus4.1を用いた画像解析に供した、前記斑を示す。本実施例において、図12Fは、1:10の重量比または1:5のモル比の、固定されたデキストラン硫酸(高分子量型)上、Aβ40を用いてin vitroで形成されたマルタ十字架斑を示すが、これをさらなる画像解析に用いた。この5マイクロリットルのアリコット中の斑の量は63個であり、用いた1mlあたり、総数12,600個の斑が形成されたと概算された。斑の直径は1〜4ミクロンから60〜100ミクロンの範囲であり、これによると、平均の斑直径は、10〜45ミクロンの間の範囲である。
(Example 5)
Image analysis of maltese cruciform plaques stained with Congo red to determine plaque size FIG. 13 shows in vitro congo-affected maltese cruciform plaques and the amount of maltese cruciform plaques formed in vitro The plaques subjected to image analysis using ImageProPlus 4.1, which has the ability to arrange the plaques according to size, as well as calculate the plaques are shown. In this example, FIG. 12F shows maltese-cross plaques formed in vitro using Aβ40 on immobilized dextran sulfate (high molecular weight form) in a 1:10 weight ratio or 1: 5 molar ratio. This is shown and used for further image analysis. The amount of plaque in this 5 microliter aliquot was 63, and it was estimated that a total of 12,600 plaques were formed per ml used. The plaque diameter ranges from 1-4 microns to 60-100 microns, according to which the average plaque diameter ranges between 10-45 microns.

(実施例6)
固定されたGAG上、in vitroで形成されたチオS染色斑
図14は、in vitroで形成し、そして蛍光下で観察したチオS染色斑を示す。この研究のため、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライドを、TBS、あるいはウェルあたり50マイクロリットルのデキストラン硫酸(脱イオン水中の10mg/mlストック;示すとおりに高分子量型)、ポリビニルスルホン酸(脱イオン水中の10mg/mlストック)またはデルマタン硫酸(脱イオン水中の10mg/mlストック)いずれかでコーティングし、そして風乾して薄い透明フィルムにした。次いで、1xTBS中の250μM Aβ40をウェルあたり50マイクロリットル添加し、そしてスライドを加湿チャンバーに入れ、そして37℃で12〜24時間インキュベーションした。次いで、インキュベーションスライドのウェルあたり30マイクロリットル、20マイクロリットル、または8マイクロリットルのアリコットをウェルあたり5マイクロリットルの125μMチオフラビンS溶液で染色し、そして蛍光FITC光のもとで、2x対物レンズで観察して、球状体として、多量のチオS陽性斑が見られることを示した。
(Example 6)
Thio S staining plaques formed in vitro on fixed GAGs show thio S staining plaques formed in vitro and observed under fluorescence. For this study, Teflon-coated 18-well glass slides were prepared from TBS or 50 microliters per well of dextran sulfate (10 mg / ml stock in deionized water; high molecular weight form as shown), polyvinyl sulfonic acid (de-ionized). Coated with either 10 mg / ml stock in ionic water) or dermatan sulfate (10 mg / ml stock in deionized water) and air dried to a thin clear film. Then 50 microliters of 250 μM Aβ40 in 1 × TBS was added per well and the slides were placed in a humidified chamber and incubated at 37 ° C. for 12-24 hours. Then, 30 microliters, 20 microliters, or 8 microliters aliquots per well of the incubation slide were stained with 5 microliters per well of 125 μM Thioflavin S solution and viewed with a 2 × objective under fluorescent FITC light. As a spheroid, a large amount of thio S positive plaque was observed.

(実施例7)
固定されたGAG上、in vitroで形成されたチオS染色斑の画像解析
図15は、in vitroで形成したチオフラビンS陽性斑であって、そしてin vitroで形成された球状チオS陽性斑の量を計算するだけでなく、斑をサイズにしたがって並べる能力を有するImageProPlus4.1を用いた画像解析に供した、前記斑を示す。本実施例において、1:10の重量比または1:5のモル比の、固定されたデキストラン硫酸(高分子量型)上のAβ40を、画像解析に用いた。画像解析のためのカウント範囲を、30〜3500平方ミクロンの間の範囲の面積および4〜100ミクロンの間の範囲の直径として設定した。このセット閾値より下または上に属するものはすべて、データ解析には含まなかった。また、このセット範囲外に属する物体を視覚的に検証し、そしてこれらが、ガラス上の粒子状物質またはくず(junk)/繊維の塊いずれかであり、そしてコンゴレッド染色によって見られるような、典型的なコンゴ親和性マルタ十字架パターンを示さない(未提示)ことを確認した。この8マイクロリットルのアリコット中の斑の量は323個であり、用いた1mlあたり、総数40,375個の斑が形成されたと概算された。斑の直径は1〜4ミクロンから60〜100ミクロンの範囲であり、これによると、平均の斑直径は、10〜25ミクロンの間の範囲である。
(Example 7)
Image analysis of thio S-stained plaques formed in vitro on fixed GAG FIG. 15 shows the amount of thioflavin S positive plaques formed in vitro and spherical thio S positive plaques formed in vitro The plaques subjected to image analysis using ImageProPlus 4.1, which has the ability to arrange the plaques according to size, as well as calculate the plaques are shown. In this example, Aβ40 on immobilized dextran sulfate (high molecular weight type) in a 1:10 weight ratio or 1: 5 molar ratio was used for image analysis. The count range for image analysis was set as an area ranging between 30-3500 square microns and a diameter ranging between 4-100 microns. Anything below or above this set threshold was not included in the data analysis. Also, visually verify objects that fall outside this set range, and these are either particulates or junk / fiber clumps on the glass and as seen by Congo red staining, It was confirmed that it does not show a typical Congo affinity Maltese cross pattern (not shown). The amount of plaque in this 8 microliter aliquot was 323, and it was estimated that a total of 40,375 plaques were formed per ml used. The plaque diameters range from 1-4 microns to 60-100 microns, according to which the average plaque diameter ranges between 10-25 microns.

(実施例8)
多様なリード化合物の適用に際する斑の破壊
図16は、コンゴレッド染色後、偏光顕微鏡観察を利用して同定される斑のコンゴ親和性マルタ十字架パターンを阻害するか、減少させるか、または除去する能力に関してスクリーニングするため、in vitroであらかじめ形成されたアミロイド斑とインキュベーションした化合物または剤を示す。これらの研究のため、ウェルあたり30マイクロリットルのデキストラン硫酸(脱イオン水中の1mg/mlストックのDexS)、デルマタン硫酸(脱イオン水中の1mg/mlストックのDermS)、ヘパリン(脱イオン水中の1mg/mlストック)、またはTBSのみを、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライド上にスポッティングし、そして風乾して薄い透明フィルムにした。次いで、1xTBS中の250μM Aβ40をウェルあたり30マイクロリットル添加し、そしてスライドを加湿チャンバーに入れ、そして37℃で12〜24時間インキュベーションした。次いで、ウェルあたり5マイクロリットルをコンゴレッド染色に供して、マルタ十字架斑形成を確認した。次いで、残った未染色インキュベーションスライドを、最終濃度0.5mg/mlのDC−0004、DC−0021、およびDC−0051を含む、選択した抗アミロイド化合物での3日間の処理にさらに供した。化合物で3日間処理した後、次いで、ウェルを通常のコンゴレッド染色法に供して、そして偏光下で観察した。本実施例でわかるように、すべての条件で、in vitroでマルタ十字架斑が形成される。特定の化合物での処理は、多様な度合いで、マルタ十字架斑パターンの破壊を示す。例えば、DC−0004は、すべての条件で、マルタ十字架斑を破壊可能であり、一方、DC−0021は、これらのあらかじめ形成されたマルタ十字架斑に対して、穏やかな破壊しか示さなかった。DC−0051は、DC−0004ほど頑強でないが、Aβ40単独、Aβ40+デキストラン硫酸およびAβ40+デルマタン硫酸のマルタ十字架斑に影響を及ぼすことが可能であった。Aβ40+ヘパリン斑は、他のGAGまたはGAG関連分子によってin vitro形成された他の斑よりも、DC−0051に、より影響を受けなかった。この種のスクリーニングは、また、よりハイスループットなスクリーニングのため、アミロイド斑量に関するマーカーとしてチオフラビンTを用いて、96ウェルアッセイプレート上でも実行可能である。
(Example 8)
Figure 16 shows plaque destruction upon application of various lead compounds, which inhibits, reduces or eliminates the Congo affinity maltese-cross pattern of plaques identified using polarizing microscopy after Congo red staining. Compounds or agents incubated with in vitro preformed amyloid plaques to screen for the ability to For these studies, 30 microliters per well of dextran sulfate (1 mg / ml stock DexS in deionized water), dermatan sulfate (1 mg / ml stock DermS in deionized water), heparin (1 mg / ml in deionized water) ml stock), or TBS alone, was spotted onto an 18-well glass slide coated with Teflon and air dried to a thin transparent film. Then 30 μl of 250 μM Aβ40 in 1 × TBS was added per well and the slides were placed in a humidified chamber and incubated at 37 ° C. for 12-24 hours. Subsequently, 5 microliters per well was subjected to Congo red staining to confirm the formation of Maltese cross plaques. The remaining unstained incubation slides were then further subjected to a 3-day treatment with selected anti-amyloid compounds containing DC-0004, DC-0021, and DC-0051 at final concentrations of 0.5 mg / ml. After treatment with compound for 3 days, the wells were then subjected to normal Congo red staining and observed under polarized light. As can be seen in this example, Maltese cross plaques are formed in vitro under all conditions. Treatment with certain compounds shows, to varying degrees, the destruction of the Maltese cruciform pattern. For example, DC-0004 was able to break Maltese cross plaques under all conditions, while DC-0021 showed only mild destruction against these preformed Maltese cross plaques. DC-0051 is not as robust as DC-0004, but could affect the Maltese cruciform plaques of Aβ40 alone, Aβ40 + dextran sulfate and Aβ40 + dermatan sulfate. Aβ40 + heparin plaques were less affected by DC-0051 than other plaques formed in vitro by other GAGs or GAG-related molecules. This type of screening can also be performed on 96-well assay plates using Thioflavin T as a marker for amyloid plaque mass for higher throughput screening.

(実施例9)
リード化合物を用いたプロテアーゼ消化後の斑の破壊
図17は、化合物または剤であって、これらの化合物が斑をプロテアーゼ消化に感受性にする能力に関してスクリーニングするため、in vitroであらかじめ形成されたアミロイド斑とインキュベーションし、そしてその後、24時間プロテイナーゼK処理した、前記化合物または剤を示す。これらの研究のため、ウェルあたり30マイクロリットルのデキストラン硫酸(脱イオン水中の1mg/mlストックのDexS)、デルマタン硫酸(脱イオン水中の1mg/mlストックのDermS)、ヘパリン(脱イオン水中の1mg/mlストック)、またはTBSのみを、テフロンでコーティングした18ウェルのガラススライド上にスポッティングし、そして風乾して薄い透明フィルムにした。次いで、1xTBS中の250μM Aβ40をウェルあたり30マイクロリットル添加し、そしてスライドを加湿チャンバーに入れ、そして37℃で12〜24時間インキュベーションした。次いで、ウェルあたり5マイクロリットルをコンゴレッド染色に供して、マルタ十字架斑形成を確認した。次いで、残った未染色インキュベーションスライドを、最終濃度0.5mg/mlのDC−0004、DC−0021、およびDC−0051を含む、選択した抗アミロイド化合物での3日間の処理にさらに供した。化合物で3日間処理した後、次いで、ウェルを37℃で24時間、プロテイナーゼK処理(1U/ml)に供する。次いで、インキュベーションスライドを5マイクロリットル/ウェルの125μMコンゴレッドで染色して、そして偏光下で観察した。本実施例でわかるように、すべての条件で、in vitroでマルタ十字架斑が形成される。特定の化合物で処理した後、プロテイナーゼKで処理すると、多様な度合いで、マルタ十字架斑パターンの消失が示される。例えば、DC−0004は、Aβ40+デキストラン硫酸斑を除くすべての条件で、プロテアーゼ処理による斑除去を可能にした。DC−0021処理は、Aβ40+デルマタン硫酸およびヘパラン硫酸の組み合わせでin vitroで形成された斑にプロテアーゼ感受性を与えたが、Aβ40+デキストラン硫酸またはAβ40+ヘパリンの斑には感受性を与えなかった。DC−0051での処理は、Aβ40+デルマタン硫酸およびAβ40+ヘパラン硫酸であらかじめ形成された斑をプロテアーゼ処理に感受性にするのに穏やかにしか成功せず、一方、Aβ40+デキストラン硫酸およびAβ40+ヘパリンであらかじめ形成された斑では無効であった。
Example 9
Destruction of plaques after protease digestion with lead compounds FIG. 17 shows compounds or agents that are pre-formed in vitro for amyloid plaques to screen for their ability to sensitize plaques to protease digestion. The compound or agent is incubated with and then treated with proteinase K for 24 hours. For these studies, 30 microliters per well of dextran sulfate (1 mg / ml stock DexS in deionized water), dermatan sulfate (1 mg / ml stock DermS in deionized water), heparin (1 mg / ml in deionized water) ml stock), or TBS alone, was spotted onto an 18-well glass slide coated with Teflon and air dried to a thin transparent film. Then 30 microliters of 250 μM Aβ40 in 1 × TBS was added per well and the slides were placed in a humidified chamber and incubated at 37 ° C. for 12-24 hours. Subsequently, 5 microliters per well was subjected to Congo red staining to confirm the formation of Maltese cross plaques. The remaining unstained incubation slide was then further subjected to a 3-day treatment with selected anti-amyloid compounds containing final concentrations of 0.5 mg / ml DC-0004, DC-0021, and DC-0051. After treatment with compound for 3 days, the wells are then subjected to proteinase K treatment (1 U / ml) at 37 ° C. for 24 hours. Incubation slides were then stained with 5 microliters / well of 125 μM Congo Red and viewed under polarized light. As can be seen in this example, Maltese cross plaques are formed in vitro under all conditions. Treatment with proteinase K after treatment with certain compounds shows the disappearance of the Maltese cross plaque pattern to varying degrees. For example, DC-0004 enabled plaque removal by protease treatment under all conditions except Aβ40 + dextran sulfate plaques. DC-0021 treatment gave protease sensitivity to plaques formed in vitro with the combination of Aβ40 + dermatan sulfate and heparan sulfate, but not Aβ40 + dextran sulfate or Aβ40 + heparin plaques. Treatment with DC-0051 was only moderately successful in making plaques pre-formed with Aβ40 + dermatan sulfate and Aβ40 + heparan sulfate susceptible to protease treatment, while pre-formed with Aβ40 + dextran sulfate and Aβ40 + heparin. It was ineffective in plaques.

抗斑療法剤を同定するための適用
本明細書に記載するように、in vitroで形成されたコンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑をスクリーニング法に利用して、アルツハイマー病治療のリード化合物としての抗斑療法剤を同定することも可能である。好ましい態様において、こうしたスクリーニング法は、放射標識された、アミロイド・タンパク質(Aβ)、硫酸化GAG、硫酸化または陰イオン性巨大分子あるいはその断片を利用するであろう。好ましい態様において、Aβ1−40を、放射性ヨード(すなわち125I)などの放射性標識に結合させる。しかし他の適切な標識剤および技術が使用可能であり、そしてこれらには、限定されるわけではないが、酵素標識、蛍光標識、化学発光標識、または抗原標識が含まれる。同位体の中では、Aβタンパク質またはその断片に取り込まれうるいかなる放射性物質も使用可能である。好ましい同位体には、限定されるわけではないが、125I、123I、および131Iが含まれる。131Iは、より短い半減期およびより高いエネルギーレベルを有する。酸化的ヨウ素化によって、タンパク質またはタンパク質断片にヨウ素放射性同位体を取り込ませることも可能である。また、ボルトン−ハンター試薬を使用して、ペプチドの求核基に、3−ヨード−4−ヒドロキシフェニルプロプリオニル基または3,5−ジヨード−4−ヒドロキシプロプリオニル基を付加することによって、放射性ヨードを取り込ませることも可能である。
Application for identifying anti-plaque therapeutics As described herein, the in vitro formed congophilic maltese-cross dense amyloid plaques are used in screening methods as anti-lead compounds in the treatment of Alzheimer's disease. It is also possible to identify plaque therapy agents. In preferred embodiments, such screening methods will utilize radiolabeled amyloid protein (Aβ), sulfated GAG, sulfated or anionic macromolecules or fragments thereof. In a preferred embodiment, Aβ1-40 is conjugated to a radiolabel such as radioiodine (ie 125I). However, other suitable labeling agents and techniques can be used and include, but are not limited to, enzyme labels, fluorescent labels, chemiluminescent labels, or antigen labels. Within the isotope, any radioactive material that can be incorporated into the Aβ protein or fragment thereof can be used. Preferred isotopes include, but are not limited to, 125I, 123I, and 131I. 131I has a shorter half-life and higher energy level. It is also possible to incorporate iodine radioisotopes into proteins or protein fragments by oxidative iodination. Alternatively, by using a Bolton-Hunter reagent to add a 3-iodo-4-hydroxyphenylproprionyl group or a 3,5-diiodo-4-hydroxypropionyl group to the nucleophilic group of the peptide, It is also possible to incorporate radioactive iodine.

他の同位体もまた、求核基またはペプチドと反応させることによって、取り込ませることも可能である。例えばプロピオニル−N−ヒロドキシスクシンイミドと反応させることによってトリチウム(3H)を取り込ませることも可能であり、また同様の試薬によって放射性イオウ(35S)を取り込ませることも可能である。当業者に知られる方法による、35Sを用いたGAGまたは硫酸化巨大分子の標識もまた、in vitroで形成されたアミロイド斑コアが標識され、そして以下に記載するように監視されることを可能にするであろう。酵素法によって放射性リン(32P)を取り込むことも可能である。さらに、適切なキレート基をまず添加するならば、99mテクネチウムなどの多様な放射性金属イオンをAβまたはその断片に取り込むことも可能である。   Other isotopes can also be incorporated by reacting with nucleophilic groups or peptides. For example, tritium (3H) can be incorporated by reacting with propionyl-N-hydroxysuccinimide, and radioactive sulfur (35S) can be incorporated by a similar reagent. Labeling of GAG or sulfated macromolecules with 35S by methods known to those skilled in the art also allows amyloid plaque cores formed in vitro to be labeled and monitored as described below. Will do. It is also possible to incorporate radioactive phosphorus (32P) by enzymatic methods. In addition, various radioactive metal ions such as 99m technetium can be incorporated into Aβ or fragments thereof if appropriate chelating groups are added first.

本発明にしたがったin vitroアッセイを用いた検出のため、酵素標識もまた有用である。好ましい酵素標識の中には、西洋ワサビ(horseradish)ペルオキシダーゼ(HRP)などのペルオキシダーゼ、またはアルカリホスファターゼなどのホスファターゼがある。   Enzyme labels are also useful for detection using in vitro assays according to the present invention. Among preferred enzyme labels are peroxidases such as horseradish peroxidase (HRP), or phosphatases such as alkaline phosphatase.

抗体に結合する抗原基を付加することによってペプチドまたはペプチド断片を修飾すると、ペプチドまたはペプチド断片自体の直接検出が可能になる。例えば、抗原・ジゴキシゲニンをペプチドに連結して、そして次いで、標識したジゴキシゲニン特異的抗体、または標識した抗−抗体で視覚化することも可能である。   Modification of a peptide or peptide fragment by adding an antigenic group that binds to the antibody allows direct detection of the peptide or peptide fragment itself. For example, the antigen digoxigenin can be linked to a peptide and then visualized with a labeled digoxigenin-specific antibody, or a labeled anti-antibody.

放射性同位体より高感度ではないが、蛍光体(fluorophore)もまたAβペプチドに取り込んで、そして既知の蛍光検出技術にしたがって検出することも可能である。適切な蛍光体の例には、フルオレセイン、テキサスレッド等が含まれる。   Although less sensitive than radioisotopes, fluorophores can also be incorporated into Aβ peptides and detected according to known fluorescence detection techniques. Examples of suitable phosphors include fluorescein, Texas red, and the like.

ジオキセタンなどの直接または間接的化学発光標識もまた、本発明にしたがって使用可能である。例えば、Aβペプチドを、分解するに連れて光を放出することが可能な基で修飾する。   Direct or indirect chemiluminescent labels such as dioxetane can also be used according to the present invention. For example, the Aβ peptide is modified with a group capable of emitting light as it degrades.

さらに、アビジン−ビオチン系を用いて、in vitroアッセイにおいて、Aβペプチドまたはペプチド断片を検出することも可能である。例えば、ペプチドまたは断片をビオチンで官能化して、そしてアビジンまたはストレプトアビジンを添加し、タンパク質または断片を検出することも可能である。   Furthermore, it is also possible to detect Aβ peptides or peptide fragments in an in vitro assay using the avidin-biotin system. For example, it is possible to functionalize a peptide or fragment with biotin and add avidin or streptavidin to detect the protein or fragment.

Aβが上述のように適切に標識されたら、本明細書に記載するような特定のGAG、硫酸化または陰イオン性巨大分子と組み合わせて、そして37℃でインキュベーションして、コンゴ親和性マルタ十字架緻密アミロイド斑を形成する。標識斑をまず試験して、形成されたアミロイド斑の染色特徴および構造特徴が、標識の非存在下で形成されたものと同一であることを裏付ける。適切な標識技術後、斑の安定性を裏付けるパラメーターには:
a)形成された斑の球状の形状または緻密な形状、b)コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際のコンゴ親和性のマルタ十字架パターン(すなわち斑の緑色に対して90度の斑の赤色)、c)チオフラビンSでの陽性染色、d)電子顕微鏡で観察した際の球状の外見および/または「アミロイド・スター」の外見、およびe)光学顕微鏡で観察した際の球状または緻密な形状(直径10〜40μmの斑を伴う)が含まれる。標識アミロイド斑が、1以上の上述のような染色特徴および構造特徴を示す場合、抗斑療法剤を同定する多様なin vitro法に、これらを利用することも可能である。
Once Aβ is properly labeled as described above, it is combined with certain GAGs, sulfated or anionic macromolecules as described herein, and incubated at 37 ° C. to produce a Congophilic Maltese cross compact. Forms amyloid plaques. The labeled plaques are first tested to confirm that the staining and structural characteristics of the formed amyloid plaques are the same as those formed in the absence of the label. After proper labeling techniques, parameters that support plaque stability include:
a) Spherical or dense shape of the formed plaques, b) Congo-affected Maltese cross pattern when stained with Congo red and observed under polarized light (ie, a 90 degree plaque relative to the green color of the plaque) Red), c) positive staining with thioflavin S, d) spherical appearance when viewed with an electron microscope and / or “amyloid star” appearance, and e) spherical or dense when observed with an optical microscope. Shape (with spots of 10-40 μm diameter) is included. If the labeled amyloid plaques exhibit one or more of the staining and structural features as described above, they can also be utilized in a variety of in vitro methods for identifying anti-spot therapeutic agents.

1つのこうした好ましい方法において、標識斑コアを96ウェルプレートに植え付け、そして一晩結合させる。当該技術分野に知られる異なる方法を利用して、ウェルに対するこうした標識斑結合の最適条件を決定する。こうした結合が達成されたら、多様な溶液/緩衝液(実験的に決定される)中のいくつかの化合物または剤を、多様なインキュベーション時間(実験的に決定される)で、標識斑を含有するウェルに添加する。化合物または剤を含有しないウェル、あるいは斑構築を改変するのに有効でないと考えられる化合物または剤を含有するウェルと、染色特性および構造特性を比較することによって、染色特性または緻密アミロイド斑の構造(以下に記載するとおり)を粉々にするか、破壊するか、または除去することが可能な剤または化合物を同定する。緻密アミロイド斑の染色または構造組成を粉々にするか、破壊するか、または除去することが可能な剤または化合物は、以下を含む、多様な手段によって同定可能である:
1)化合物または剤で処理していない斑のウェルに比較した、化合物または剤で処理した斑のウェルにおける上清(すなわち液体相)の放射標識の増加。放射性同位体などの標識を検出する方法は、同位体およびその対応するエネルギーレベルによって多様である。例えば、ガンマ・カウンターは、125Iを検出することが可能であるが、3H(トリチウム)または35S−硫酸は検出不能であり、この場合、シンチレーションカウンターが必要であろう。上清中の標識の増加は、斑が破壊されるかまたは粉々にされたことを示し、既定の化合物または剤が、斑構築を粉々にするか、または破壊するのに有効であり、そしてしたがって、潜在的な抗斑療法剤と同定されることを示す。同定されたこうした剤または化合物を、限定されるわけではないが、以下を含む、二次スクリーニングまたは三次スクリーニングによってさらに同定することも可能である:1)コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際のコンゴ親和性のマルタ十字架パターンの減少または除去、これは、既定の化合物または剤が、アミロイド原線維構造を減少させるかまたは改変するのに有効であり、そしてしたがって潜在的な抗斑療法剤と同定されることを示す、2)チオフラビンSでの陽性染色の減少または除去、これは、既定の化合物または剤が、アミロイド原線維構造を減少させるかまたは改変するのに有効であり、そしてしたがって潜在的な抗斑療法剤と同定されることを示す、3)電子顕微鏡で観察した際の球状の外見および/または「アミロイド・スター」の外見の減少、改変または除去、これは、既定の化合物または剤が、アミロイド斑の構築を改変するのに有効であり、そしてしたがって潜在的な抗斑療法剤と同定されることを示す、そして/または4)走査型電子顕微鏡で観察した際の、アミロイド斑の球状の形状または緻密な形状(直径10〜40μmの斑を伴う)の減少、改変または除去、これは、既定の化合物または剤が、アミロイド斑の構築を改変するのに有効であり、そしてしたがって潜在的な抗斑療法剤と同定されることを示す。
In one such preferred method, labeled plaque cores are seeded into 96 well plates and allowed to bind overnight. Different methods known in the art are utilized to determine the optimal conditions for such labeled plaque binding to the wells. Once such binding is achieved, several compounds or agents in various solutions / buffers (determined experimentally) contain labeled plaques with varying incubation times (determined experimentally). Add to wells. Staining properties or structure of dense amyloid plaques by comparing staining properties and structural properties with wells that do not contain compounds or agents, or wells that contain compounds or agents that may not be effective in modifying plaque architecture. Identify agents or compounds that can be shattered, broken down or removed as described below. Agents or compounds that can shatter, destroy, or remove the staining or structural composition of dense amyloid plaques can be identified by a variety of means, including the following:
1) Increased radiolabeling of supernatant (ie, liquid phase) in plaque wells treated with compound or agent compared to plaque wells not treated with compound or agent. Methods for detecting labels such as radioactive isotopes vary depending on the isotope and its corresponding energy level. For example, a gamma counter can detect 125I but not 3H (tritium) or 35S-sulfate, in which case a scintillation counter would be required. An increase in label in the supernatant indicates that the plaque has been destroyed or shattered, and the given compound or agent is effective in shattering or destroying the plaque construction, and therefore , Identified as a potential anti-plaque agent. Such identified agents or compounds can be further identified by secondary or tertiary screening, including but not limited to: 1) stained with Congo Red and observed under polarized light Reduction or elimination of the Congophilic Maltese cross pattern, which is useful for a given compound or agent to reduce or alter amyloid fibril structure and thus potential anti-plaque therapy 2) reduction or elimination of positive staining with thioflavin S, which indicates that the given compound or agent is effective to reduce or alter amyloid fibril structure, and Therefore, it shows that it is identified as a potential anti-plaque therapeutic agent, 3) spherical appearance and / or when observed with an electron microscope Reduction, modification or elimination of the appearance of “amyloid star”, which is that a given compound or agent is effective in modifying the construction of amyloid plaques and is thus identified as a potential anti-plaque therapeutic agent And / or 4) reduction, modification or removal of the spherical or dense shape of amyloid plaques (with plaques 10-40 μm in diameter) when observed with a scanning electron microscope, It is shown that these compounds or agents are effective in modifying the construction of amyloid plaques and are therefore identified as potential anti-plaque therapeutic agents.

その開示が本明細書に援用される、WM HunterおよびFC Greenwood, Nature 194:495, 1962;AE BoltonおよびWM Hunter, Biochem. J. 133:529, 1973;並びにHP TooおよびJE Maggio, Meth. Neurosc. 6;232, 1991の方法を用いて、Na 125Iおよびクロラミン−Tを用いた酸化的放射性ヨウ素化によって、芳香族アミノ酸を含有するペプチドを放射標識し、そして逆相吸収によって遊離ヨウ素から分離することも可能である。   WM Hunter and FC Greenwood, Nature 194: 495, 1962; AE Bolton and WM Hunter, Biochem., The disclosures of which are incorporated herein by reference. J. et al. 133: 529, 1973; and HP Too and JE Maggio, Meth. Neurosc. 6; 232, 1991. Radiolabeling of peptides containing aromatic amino acids by oxidative radioiodination with Na 125I and chloramine-T and separation from free iodine by reverse phase absorption using the method of 232, 1991. Is also possible.

抗斑療法剤を同定するためのin vitroスクリーニングの別の方法は、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、マルタ十字架パターンを示す、本明細書に記載するようにin vitroで形成された非標識緻密アミロイド斑を利用するであろう。適切な時間(実験的に決定される)、緻密アミロイド斑とインキュベーションした後、斑のコンゴ親和性マルタ十字架パターンを阻害するか、減少させるかまたは除去することが可能な化合物または剤は、偏光顕微鏡観察を利用して、潜在的な抗斑療法剤と同定される。こうした方法において、コンゴレッドで染色し、そして偏光下で観察した際、典型的なマルタ十字架パターンを示す緻密アミロイド斑をまず形成する(本明細書に記載するとおり)。試験化合物と(実験的に決定される適切な投薬量およびインキュベーション時間で)インキュベーションした後、ゼラチンでコーティングしたスライド上で緻密アミロイド斑を風乾し(本明細書に記載するとおり)、コンゴレッドで染色し、そして偏光顕微鏡下で観察して、コンゴ親和性および/またはマルタ十字架形成の損失があるように、既定の化合物または剤が、アミロイド斑構造を阻害するか、破壊するか、または除去することが可能であるかどうかを決定する。二次スクリーニングまたは三次スクリーニングには、既定の剤または化合物とのインキュベーション後の、透過型および走査型電子顕微鏡観察法による、こうした斑の解析が含まれるであろう。   Another method of in vitro screening to identify anti-plaque agents is the formation in vitro as described herein, showing a Maltese cross pattern when stained with Congo red and viewed under polarized light. Will utilize unlabeled dense amyloid plaques. A compound or agent capable of inhibiting, reducing or eliminating the congophilic Maltese cross pattern of plaques after incubation with dense amyloid plaques for an appropriate time (determined experimentally) Observations are used to identify potential anti-malarial agents. In such a method, dense amyloid plaques are first formed (as described herein) that exhibit a typical Maltese cross pattern when stained with Congo Red and viewed under polarized light. Following incubation with the test compound (with appropriate dosage and incubation time determined experimentally), air-tight dense amyloid plaques (as described herein) on gelatin-coated slides and stained with Congo Red And a predetermined compound or agent inhibits, destroys or removes amyloid plaque structure so that there is a loss of Congo affinity and / or Maltese cross formation, as observed under a polarizing microscope Determine whether is possible. Secondary or tertiary screening will include analysis of these plaques by transmission and scanning electron microscopy after incubation with a given agent or compound.

抗斑療法剤を同定するin vitroスクリーニングの別の方法は、チオフラビンSで染色し、そして蛍光顕微鏡で観察した際、陽性染色を示す、本明細書に記載するようにin vitroで形成された緻密アミロイド斑を利用するであろう。適切な時間(実験的に決定される)、緻密アミロイド斑とインキュベーションした後、斑の陽性チオフラビンS蛍光を減少させるかまたは除去することが可能な化合物または剤は、潜在的な抗斑療法剤と同定される。二次スクリーニングおよび三次スクリーニングには、既定の剤または化合物とのインキュベーション後の、透過型および走査型電子顕微鏡観察法による、こうした斑の解析が含まれるであろう。   Another method of in vitro screening to identify anti-plaque therapeutics is a compact formed in vitro as described herein that shows positive staining when stained with thioflavin S and viewed under a fluorescence microscope. Will utilize amyloid plaques. A compound or agent capable of reducing or eliminating plaque positive thioflavin S fluorescence after incubation with dense amyloid plaques for an appropriate time (determined experimentally) is considered to be a potential anti-plaque therapeutic agent. Identified. Secondary and tertiary screening will include analysis of these plaques by transmission and scanning electron microscopy after incubation with a given agent or compound.

抗斑療法剤を同定するin vitroスクリーニングのさらに別の方法は、透過型電子顕微鏡で観察した際、球状の外見または「アミロイド・スター」の外見を示す、本明細書に記載するようにin vitroで形成された緻密アミロイド斑を利用するであろう。適切な時間(実験的に決定される)、緻密アミロイド斑とインキュベーションした後、球状斑形状または「アミロイド・スター」の外見を破壊するかまたは改変することが可能な化合物または剤は、潜在的な抗斑療法剤と同定される。   Yet another method of in vitro screening to identify anti-plaque agents is in vitro as described herein, which exhibits a spherical appearance or “amyloid star” appearance when viewed with a transmission electron microscope. Will utilize the dense amyloid plaques formed in A compound or agent capable of destroying or modifying the globular plaque shape or “amyloid star” appearance after incubation with dense amyloid plaques for an appropriate time (determined experimentally) is potentially Identified as an anti-plaque agent.

抗斑療法剤を同定するin vitroスクリーニングのさらに別の方法は、走査型電子顕微鏡で観察した際、10〜40μmのアミロイド斑直径(25μmの平均斑直径)を持つ球状の形状を示す、本明細書に記載するようにin vitroで形成された緻密アミロイド斑を利用するであろう。適切な時間(実験的に決定される)、緻密アミロイド斑とインキュベーションした後、球状斑形状を破壊するかまたは改変し、あるいはアミロイド斑の直径を実質的に減少させることが可能な化合物または剤は、潜在的な抗斑療法剤と同定される。   Yet another method of in vitro screening to identify anti-plaque therapeutic agents is that the present specification shows a spherical shape with an amyloid plaque diameter of 10-40 μm (average plaque diameter of 25 μm) when observed with a scanning electron microscope It will utilize dense amyloid plaques formed in vitro as described in the literature. A compound or agent capable of destroying or modifying the globular plaque shape, or substantially reducing the diameter of the amyloid plaque after incubation with the dense amyloid plaque for an appropriate time (determined experimentally) , Identified as a potential anti-malarial agent.

抗斑療法剤を同定するin vitroスクリーニングのさらに別の方法は、本明細書に記載するように形成された緻密アミロイド斑のサイズおよび形状を利用するであろう。球状アミロイド斑の構造(すなわちサイズおよび/または直径)を阻害するか、破壊するか、または除去する剤または化合物は、細胞選別機を伴う方法論を用いて同定可能である。こうしたアッセイにおいて、in vitroで形成される緻密球状アミロイド斑を、細胞選別機に通して、こうした斑の平均直径(および直径範囲)を決定することも可能である。1つの好ましい態様において、形成されるアミロイド斑コアを、Coulter EPICS Elite ESP細胞選別機(Coulter Corporation、フロリダ州ハイアリーア)に装填し、そして100Mm 3xチップを通して、1428粒子/秒の流速で流動させる。側方散乱光に基づく選別のため、488nmで励起が最大となるアルゴンレーザーを用いる。選択される斑コアは、サイズ(10〜50Mm)に基づくであろう。電子顕微鏡による観察に基づいて、本明細書に記載する方法によって、in vitroで形成されるアミロイド斑は、通常、10〜40μmの直径範囲、平均25μmの直径を有する。適切な条件およびインキュベーション時間(実験的に決定される)のもとで、既定の化合物または剤とインキュベーションした後、細胞選別機を用いて平均斑直径(すなわちサイズ)を決定する評価によって、剤または化合物の非存在下で形成された斑を、剤または化合物とインキュベーションされて形成された斑と比較する。別の方法において、本明細書に記載するような方法を用いて、in vitroで形成された斑を、特定の時間(実験的に決定される)、化合物または剤で処理し、そして次いで、細胞選別機を用いて、こうして処理した斑の平均直径を決定し、そして未処理斑の平均直径と比較する。既定の化合物または剤が、緻密斑のサイズ(およびしたがって直径)を粉々にするか、または破壊するのに有効であれば、より小さい直径(すなわち、より小さい斑またはその粉々になった構成要素)の比率の増加が観察されるであろう。適切な時間(実験的に決定される)、緻密アミロイド斑とインキュベーションした後、アミロイド斑の直径を乱すか、または実質的に減少させることが可能な化合物または剤は、潜在的な抗斑療法剤と同定される。   Yet another method of in vitro screening to identify anti-plaque therapeutic agents will utilize the size and shape of dense amyloid plaques formed as described herein. Agents or compounds that inhibit, destroy or remove the structure (ie, size and / or diameter) of spherical amyloid plaques can be identified using methodologies involving cell sorters. In such assays, dense spherical amyloid plaques formed in vitro can be passed through a cell sorter to determine the average diameter (and diameter range) of these plaques. In one preferred embodiment, the amyloid plaque cores that are formed are loaded into a Coulter EPICS Elite ESP cell sorter (Coulter Corporation, Hialeah, FL) and flowed through a 100 Mm 3x chip at a flow rate of 1428 particles / second. For sorting based on side scattered light, an argon laser with maximum excitation at 488 nm is used. The selected plaque core will be based on size (10-50 Mm). Based on observations with an electron microscope, amyloid plaques formed in vitro by the methods described herein usually have a diameter range of 10-40 μm, with an average diameter of 25 μm. Under the appropriate conditions and incubation time (determined experimentally), after incubation with a given compound or agent, the agent or agent can be evaluated by evaluation using a cell sorter to determine the mean plaque diameter (ie size). The plaques formed in the absence of the compound are compared to the plaques formed upon incubation with the agent or compound. In another method, plaques formed in vitro are treated with a compound or agent for a specific time (determined experimentally) using methods such as those described herein, and then cells Using a sorter, the average diameter of the plaques thus treated is determined and compared with the average diameter of the untreated plaques. If the given compound or agent is effective in shattering or destroying the size (and thus the diameter) of the dense plaque, the smaller diameter (ie the smaller plaque or its shattered component) An increase in the ratio will be observed. A compound or agent capable of disturbing or substantially reducing the diameter of amyloid plaques after incubation with dense amyloid plaques for an appropriate time (determined experimentally) is a potential anti-plaque therapeutic agent Identified.

本明細書に記載するようにin vitroで形成されたアミロイド斑の別の潜在的な有用性は、Aβの神経毒性効果を減少させるかまたは除去するのに有効な剤または化合物を同定することである。最初の組の実験では、本明細書に記載するように、in vitroで形成された緻密アミロイド斑が、培養中のおよび/または動物モデル中のニューロンに対して毒性を引き起こすかどうか決定することが重要であろう(以下に記載する)。こうした細胞培養実験には、まず、緻密アミロイド斑を本明細書に記載するようにin vitroで形成し、そして初代ニューロン(標準的であり、そして当業者に知られる技術を用いて単離する)またはニューロン細胞株を含有するペトリ皿に入れる。ニューロン培養物とアミロイド斑を長期インキュベーション(すなわち48時間または72時間)した後、神経毒性レベル(当該技術分野に知られる標準的アッセイを用いる)を測定し、そしてアミロイド斑を含有しない培養物に比較する。緻密アミロイド斑が、細胞培養物において、神経毒性効果を示すことが可能であれば、潜在的な抗神経毒性療法剤である剤または化合物をスクリーニングし、そして同定するのに、これらのアミロイド斑をさらに利用することも可能である。こうした方法では、in vitroで形成された緻密アミロイド斑を、初代ニューロン培養物中で、またはニューロン細胞株中で、長期間(すなわち48時間または72時間)、そして既定の試験化合物または剤の存在下または非存在下でインキュベーションする。次いで、アミロイド斑のインキュベーションによって引き起こされる神経毒性を阻害するかまたは減少させることが可能な剤または化合物を、抗神経毒性剤と同定する。   Another potential utility of amyloid plaques formed in vitro as described herein is by identifying agents or compounds that are effective in reducing or eliminating the neurotoxic effects of Aβ. is there. In the first set of experiments, as described herein, it may be determined whether dense amyloid plaques formed in vitro cause toxicity to neurons in culture and / or in animal models. It will be important (described below). For such cell culture experiments, dense amyloid plaques are first formed in vitro as described herein, and primary neurons (standard and isolated using techniques known to those skilled in the art). Or put in a Petri dish containing neuronal cell lines. After prolonged incubation of neuronal cultures with amyloid plaques (ie 48 or 72 hours), neurotoxicity levels (using standard assays known in the art) are measured and compared to cultures that do not contain amyloid plaques To do. If dense amyloid plaques can show neurotoxic effects in cell culture, these amyloid plaques can be used to screen and identify potential anti-neurotoxic therapeutic agents or compounds. It can also be used. In such methods, dense amyloid plaques formed in vitro are cultured in primary neuronal cultures or in neuronal cell lines for extended periods (ie, 48 hours or 72 hours) and in the presence of a predetermined test compound or agent. Alternatively, incubate in the absence. Agents or compounds that can inhibit or reduce neurotoxicity caused by incubation of amyloid plaques are then identified as anti-neurotoxic agents.

研究適用
in vitroで形成された緻密アミロイド斑は、多様な異なる研究適用に有用であろうと期待される。1つの例において、あらかじめ形成された緻密アミロイド斑を、他の細胞(例えばニューロン、ミクログリア、アストロサイト、オリゴデンドロサイト)を含有する培養物に入れ、そして培養中のこうしたアミロイド斑に対する細胞の反応(すなわち食作用、分解)を測定することも可能である。別の例において、当業者に知られる標準的技術を用いて、培養中のこうした緻密アミロイド斑に対する個々の巨大分子(すなわちアミロイド症に関連付けられる他の構成要素、例えばアポリポタンパク質E、アミロイドP構成要素、補体因子、サイトカイン、炎症性因子)の反応を評価することもまた可能である。
Research applications It is expected that dense amyloid plaques formed in vitro will be useful in a variety of different research applications. In one example, preformed dense amyloid plaques are placed in a culture containing other cells (eg, neurons, microglia, astrocytes, oligodendrocytes) and the response of the cells to such amyloid plaques in culture ( That is, phagocytosis and decomposition) can be measured. In another example, individual macromolecules against these dense amyloid plaques in culture (ie other components associated with amyloidosis such as apolipoprotein E, amyloid P component, using standard techniques known to those skilled in the art) It is also possible to assess the response of complement factors, cytokines, inflammatory factors).

さらに、細胞構築および/または多様な巨大分子(すなわちベータ−アミロイド前駆体タンパク質、特定のプロテオグリカン)の代謝に対する緻密アミロイド斑沈着、集積および残留性の影響もまた、in vivoで研究することも可能である。in vitroおよびin vivoでの緻密アミロイド斑のこうした使用は、将来、実用的で、そして未開拓の適用を伴う、研究の新たな手段を生じるであろう。   In addition, the effects of dense amyloid plaque deposition, accumulation and persistence on cell architecture and / or metabolism of various macromolecules (ie beta-amyloid precursor protein, specific proteoglycans) can also be studied in vivo. is there. Such use of dense amyloid plaques in vitro and in vivo will create new tools for research in the future that are both practical and involve untapped applications.

本発明の別の潜在的な適用は、キットの形で、あらかじめ形成された緻密アミロイド斑、またはこうした緻密アミロイド斑を産生する能力を提供することである。こうしたキットは、抗斑療法剤として潜在能力を有する化合物または剤のスクリーニングおよび同定に有用である可能性もある。こうしたキットは、a)緻密アミロイド斑形成に適した量または必要な濃度(本明細書に記載される)で、低原線維Aβ1−40(好ましくは溶液中のまたは凍結乾燥されたRecombinant Peptides(カタログ番号A−1052−2)のAβ40)を有する第一の容器、b)緻密アミロイド斑形成に適した量または必要な濃度(本明細書に記載される)で、溶液中のまたは凍結乾燥された、特定のGAG(例えばヘパリンまたはヘパラン硫酸)、または特定の硫酸化巨大分子(例えばデキストラン硫酸、ペントサン・ポリ硫酸またはポリビニルスルホン酸)を含有する第二の容器で構成されることも可能である。こうしたコンゴ親和性マルタ十字架アミロイド斑形成は、2つの容器各々から適切な量を混合した後に生じるであろう。   Another potential application of the present invention is to provide preformed dense amyloid plaques or the ability to produce such dense amyloid plaques in the form of a kit. Such kits may also be useful for screening and identification of compounds or agents that have potential as anti-plaque therapeutic agents. Such kits are: a) low fibrillar Aβ1-40 (preferably in solution or lyophilized Recombinant Peptides (catalog) in an amount or concentration required for dense amyloid plaque formation (described herein). A first container having Aβ40) of number A-1052-2), b) in solution or lyophilized in an amount or concentration required for dense amyloid plaque formation (described herein) It is also possible to consist of a second container containing a specific GAG (eg heparin or heparan sulfate) or a specific sulfated macromolecule (eg dextran sulfate, pentosan polysulfate or polyvinyl sulfonic acid). Such Congophilic maltese-cross amyloid plaque formation will occur after mixing the appropriate amount from each of the two containers.

別のキットにおいて、緻密アミロイド斑があらかじめ形成され、そして次いで、流通のため、凍結されるかまたは凍結乾燥されることも可能である。研究者または個人が受け取ったら、蒸留水またはTris緩衝生理食塩水(pH7.4)などの適切な溶液中、そして適切な体積の溶液に入れることによって、緻密アミロイド斑を再形成することも可能である。こうしたキットを、研究および/または商業的適用に使用することも可能である。   In another kit, dense amyloid plaques can be pre-formed and then frozen or lyophilized for distribution. Once received by a researcher or individual, dense amyloid plaques can be reshaped by placing in an appropriate solution, such as distilled water or Tris-buffered saline (pH 7.4), and in an appropriate volume of solution. is there. Such kits can also be used for research and / or commercial applications.

法律にしたがって、本発明は、構造特徴に関して、多かれ少なかれ特異的に記載されている。しかし、示した手段および構築は、本発明を達成する好ましい型を含むため、本発明は示した特定の特徴に限定されないことが理解されるものとする。したがって、本発明は、均等論にしたがって適切に解釈される、付随する請求項の正当でそして有効な範囲内の型または修飾のいずれにおいても請求される。   In accordance with the law, the present invention has been described more or less specifically with respect to structural features. However, it is to be understood that the means and construction shown are not limited to the specific features shown, as they include preferred forms of accomplishing the invention. Accordingly, the invention is claimed in any type or modification that is properly construed in accordance with the doctrine of equivalence and within the scope of the appended claims.

図1A〜1Lは、1つの態様における、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑のin vitro形成の顕微鏡写真である。1A-1L are photomicrographs of in vitro formation of Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaques in one embodiment. 図2A〜2Iは、別の態様による、コンゴ親和性でそしてマルタ十字架球状であるアミロイド斑のin vitro形成の顕微鏡写真である。2A-2I are photomicrographs of in vitro formation of amyloid plaques that are congophilic and Maltese cruciform according to another embodiment. 図3A〜3Iは、別の態様による、コンゴ親和性でそしてマルタ十字架球状であるアミロイド斑のin vitro形成の顕微鏡写真である。3A-3I are photomicrographs of in vitro formation of amyloid plaques that are congophilic and Maltese cruciform according to another embodiment. 図4A〜4Bは、別の態様による、コンゴ親和性マルタ十字架球状アミロイド斑のin vitro形成の顕微鏡写真である。4A-4B are photomicrographs of in vitro formation of Congophilic maltese-cross spherical amyloid plaques according to another embodiment. 図5A〜5Bは、本発明の方法の別の態様における、球状アミロイド斑のin vitro形成の顕微鏡写真である。5A-5B are photomicrographs of in vitro formation of spherical amyloid plaques in another embodiment of the method of the present invention. 図6A〜6Dは、透過型電子顕微鏡で観察した際、ヒト・アルツハイマー病の脳由来の単離アミロイド斑コアに実質的に同一である、パールカンによって誘導された、球状「アミロイド・スター」形成の顕微鏡写真である。FIGS. 6A-6D show the formation of spherical “amyloid star” induced by perlecan, substantially identical to an isolated amyloid plaque core from human Alzheimer's disease brain when observed with a transmission electron microscope. It is a micrograph. 図7A〜7Fは、パールカンまたはデキストラン硫酸によって誘導され、そして走査型電子顕微鏡で観察した、アミロイド斑コア形成の顕微鏡写真である。7A-7F are photomicrographs of amyloid plaque core formation induced by perlecan or dextran sulfate and observed with a scanning electron microscope. 図8は、異なる硫酸化GAGまたはGAG関連巨大分子を用いたin vitro斑形成を示す。FIG. 8 shows in vitro plaque formation using different sulfated GAGs or GAG-related macromolecules. 図9は、マルタ十字架in vitro斑および対応する電子顕微鏡写真(EM)に比較した、ヒト・アルツハイマー病の脳におけるアミロイド・スター斑の例を示す。FIG. 9 shows an example of amyloid star plaques in the brain of human Alzheimer's disease compared to Maltese cross in vitro plaques and corresponding electron micrographs (EM). 図10は、超音波処理を伴う、および伴わない、in vitroでのマルタ十字架斑形成を示す。FIG. 10 shows in vitro maltese cross plaque formation with and without sonication. 図11は、固定化GAG法におけるin vitroのマルタ十字架斑形成を示す(2X対物レンズ)。FIG. 11 shows in vitro maltese cross plaque formation in the immobilized GAG method (2 × objective lens). 図12は、図4のマルタ十字架斑形成を示すが、10X対物レンズを用いている。FIG. 12 shows the Maltese cross plaque formation of FIG. 4, but using a 10 × objective lens. 図13は、斑サイズを決定するためのコンゴレッドで染色したマルタ十字架斑の画像解析を示す(直径ミクロン−μm)。FIG. 13 shows image analysis of Maltese cross plaques stained with Congo Red to determine plaque size (micron diameter-μm). 図14は、固定されたGAG(および/またはGAG関連巨大分子)上、in vitroで形成され、チオSで染色された斑を示す。FIG. 14 shows plaques formed in vitro and stained with thio S on immobilized GAG (and / or GAG-related macromolecules). 図15は、固定されたGAG(および/またはGAG関連巨大分子)上、in vitroで形成され、チオSで染色された斑の画像解析を示す。FIG. 15 shows image analysis of plaques formed in vitro and stained with thio S on immobilized GAG (and / or GAG-related macromolecules). 図16は、多様なリード化合物の適用に際する斑の破壊を示す。FIG. 16 shows plaque destruction upon application of various lead compounds. 図17は、プロテアーゼ消化後、リード化合物での斑の破壊を示す。FIG. 17 shows plaque destruction with lead compounds after protease digestion.

Claims (10)

選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングする方法であって:
a)ある量の選択された硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG)またはデキストラン硫酸、ペントサン・ポリ硫酸およびポリビニルスルホン酸からなる群から選択されるGAG関連巨大分子を、選択された媒体上に固定し;そして、以下のいずれか:
b1)ある量の溶解された低原線維Aβ1−40(LFAβ)に、選択された量の選択されたアミロイド療法剤候補を添加して、試験溶液を生成し;そして、
c1)媒体上に固定されたSGAGに、選択された量の試験溶液を添加してAβ:SGAG重量/重量(w/w)比を調整する;
工程を含み、
これによって、選択されたアミロイド療法剤候補を含まずに上述のように調製された試験基準試料に比較した際の、アミロイド斑形成における阻害パーセントが、選択されたアミロイド療法剤候補の有効性パーセントの指標となる、前記方法;または
b2)媒体上に固定されたSGAGに、選択された量の溶解された低原線維Aβ1−40(LFAβ)を添加してAβ:SGAG w/w比を調整し、媒体上にアミロイド斑を形成させ;そして、
c2)媒体上に固定されたアミロイド斑に、選択された量の選択されたアミロイド療法剤候補の試験溶液を添加する;
工程を含み、
これによって、選択されたアミロイド療法剤候補を含まずに上述のように調製された試験基準試料に比較した際の、媒体上のアミロイド斑の破壊パーセントが、選択されたアミロイド療法剤候補の有効性パーセントの指標となる、前記方法。
A method for screening selected amyloid therapeutic candidates:
a) Immobilizing an amount of a selected sulfated glycosaminoglycan (SGAG) or GAG-related macromolecule selected from the group consisting of dextran sulfate, pentosan polysulfate and polyvinyl sulfonic acid on a selected medium. And one of the following:
b1) adding a selected amount of the selected amyloid therapeutic agent candidate to an amount of dissolved low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ) to produce a test solution; and
c1) Adjust the Aβ: SGAG weight / weight (w / w) ratio by adding a selected amount of test solution to SGAG immobilized on the medium;
Including steps,
This allows the percent inhibition in amyloid plaque formation as compared to the test reference sample prepared as described above without the selected amyloid therapeutic candidate to be the percent effectiveness of the selected amyloid therapeutic candidate. Or b2) adjusting the Aβ: SGAG w / w ratio by adding a selected amount of dissolved low fibrillar Aβ1-40 (LFAβ) to SGAG immobilized on the medium. Forming amyloid plaques on the medium; and
c2) adding a selected amount of a test solution of the selected candidate amyloid therapeutic agent to the amyloid plaques fixed on the medium;
Including steps,
This allows the percent destruction of amyloid plaques on the media when compared to a test reference sample prepared as described above without the selected amyloid therapeutic agent candidate to be effective for the selected amyloid therapeutic agent candidate. The method, which is a percentage indicator.
Aβ:SGAG重量/重量(w/w)比が、1:0.01〜1:20、1:0.1〜1:10、または1:0.5〜1:2である、請求項1の方法。  The Aβ: SGAG weight / weight (w / w) ratio is 1: 0.01 to 1:20, 1: 0.1 to 1:10, or 1: 0.5 to 1: 2. the method of. Aβ:SGAG w/w比が1:1である、請求項2の方法。  The method of claim 2 wherein the Aβ: SGAG w / w ratio is 1: 1. 選択された媒体が、スライド、フィルム、またはタイターウェルプレートのいずれかである、請求項1〜3のいずれか1項の方法。  4. The method of any one of claims 1-3, wherein the selected medium is either a slide, film, or titer well plate. タイターウェルプレートが、18〜96ウェルのテフロン(登録商標)分割スライドである、請求項4の方法。  The method of claim 4 wherein the titer well plate is an 18-96 well Teflon split slide. 固定されたSGAGに、バブリング技術によって、請求項1の工程b2におけるLFAβを添加する、請求項5の方法。  The method of claim 5, wherein LFAβ in step b2 of claim 1 is added to the immobilized SGAG by a bubbling technique. 固定されたSGAGに、バブリング技術によって、請求項1の工程c1における試験溶液を添加する、請求項5の方法。  6. The method of claim 5, wherein the test solution in step c1 of claim 1 is added to the immobilized SGAG by a bubbling technique. SGAGが、ヘパリン、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン−4−硫酸およびコンドロイチン−6−硫酸からなるSGAGの群から選択され、そしてGAG関連巨大分子がデキストラン硫酸である、請求項1〜7のいずれか1項の方法。  The SGAG is selected from the group of SGAGs consisting of heparin, heparan sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate, chondroitin-4-sulfate and chondroitin-6-sulfate, and the GAG-related macromolecule is dextran sulfate. The method according to any one of the above. 選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングするキットであって:媒体上に固定された、ある量の硫酸化グリコサミノグリカン(SGAG);ある量の低原線維Aβ1−40(LFAβ);および請求項1の工程a〜c1ごとのスクリーニング使用説明書を含む、前記キット。  A kit for screening selected amyloid therapeutic candidates: an amount of sulfated glycosaminoglycan (SGAG) immobilized on a medium; an amount of hypofibrillar Aβ1-40 (LFAβ); and claims The kit comprising the instructions for screening for each of steps a to c1 in Item 1. 選択されたアミロイド療法剤候補をスクリーニングするキットであって:請求項1、工程a〜b2にしたがって媒体上で形成された、ある量のアミロイド斑;および請求項1の工程c2のスクリーニング使用説明書を含む、前記キット。  A kit for screening selected amyloid therapeutic candidates: an amount of amyloid plaques formed on a medium according to claim 1, steps ab2; and the screening instructions for step c2 of claim 1 The kit.
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