JP4776537B2 - 糖尿病処置のためのチロシンキナーゼ阻害剤の使用 - Google Patents
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Description
図1. bTC-6細胞および単離ラット膵島におけるサイトカイン惹起NO産生は10μMの化合物I、例えば塩Iにより影響されない。結果は独立した3観察の平均値±標準誤差である。
図2. 化合物I、例えば塩Iは部分的に一酸化窒素に対してヒト膵島細胞を保護する。結果は、別々の3ドナーからの平均値±標準誤差である。
図3. スクランブルsiRNAまたはc-Abl-特異的siRNAで処理されたbTC-6細胞におけるアポトーシスの割合。サイトカイン処置(IL-1β+IFN-γ+TNF-α)は細胞を解析する24時間前に開始する。アポトーシスはフローサイトメトリーにより定量される。結果は3-4観察の平均値±標準誤差である。
以下の実施例において、β-TC6細胞はベータ-TC6細胞として記載する。
インスリン依存性(I型)糖尿病(IDDM)は多因子自己免疫疾患であり、インスリン産生β細胞の特異的で進行的な破壊を原因とする。β細胞の機能障害および損傷は膵島浸潤細胞(マクロファージ、CD4+またはCD8+(NK)T-細胞)との直接的な接触、および/またはこれらの細胞により産生される、例えば、炎症性サイトカイン(IL-1、TNF-α、IFN-γ)、フリーラジカル、Fasリガンド、TRAILおよびパーフォリン等の細胞障害性メディエーターへの暴露、から生ずると考えられている。ベータ細胞に向けられる自己免疫は、ベータ細胞毒素、栄養成分、ストレス、代謝過剰負担、ウィルス等の環境要因によって開始され得る。I型糖尿病においては、ベータ細胞は、外部の細胞死シグナルを内部のアポトーシスイベントに変換することによって、自らの破壊に積極的に関与しているように思われる。炎症性サイトカイン、とりわけIL-1およびIFN-γの組み合わせが、ベータ細胞のアポトーシスおよびネクローシスを惹起する。したがって、これらのサイトカインが、I型糖尿病の発症において膵島浸潤免疫細胞の活性を調節するだけでなく、ベータ細胞に直接有害な作用を及ぼすことは想像できる。IL-1によるベータ細胞の刺激は、プロテインキナーゼ(PKC、p38、JNK、ERK、MSK1)、リパーゼ(PLC、PLD、スフィンゴミエリナーゼ)、シクロオキシゲナーゼおよび転写因子(NF-κB、ATF-2、c-jun、Elk-1、CREB、cEBP-β、IRF-1、STAT-1)の活性化を含む、複数のシグナル伝達イベントを誘導すると思われる。これらのイベントの後に、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)、および、hsp70、ヘムオキシゲナーゼ、Mn-SOD、ICE、その他のストレス関連タンパク質が誘導される。残念ながら、I型糖尿病において、どの遺伝子発現の変化がベータ細胞死に必須であるかは不明である。ベータ細胞株では、アポトーシスは主にUV光線やDNA修復の阻害に応じて起こる。これに先駆けて、p53癌抑制タンパクの誘導、活性酸素種の生成、PARP阻害、S期およびG2期での細胞周期の停止、およびミトコンドリアの膜電位の低下が起こる。サイトカインは、主にネクローシスを、および僅かにアポトーシスを促進し、DNA修復阻害またはUV光線と本質的に同様なシグナル伝達段階を活性化する。これらのインビトロ実験により、ベータ細胞死の形態が、細胞死シグナルに依存して変わり得るだけでなく、同様のシグナル伝達経路がベータ細胞の違う細胞死の形態を成し遂げるのに利用され得ることも明らかである。
1もしくは10μMの化合物I、例えば塩Iの存在下、または非存在下での、上記のサイトカインの組み合わせで24時間インキュベーションされた細胞からの亜硝酸塩のレベルを測定する。サイトカイン誘導一酸化窒素の産生は、化合物I、例えば塩Iによっては阻害されない(図1)。反対に、塩I存在下の一酸化窒素の産生は、おそらく塩I暴露細胞がより生存しているため、高く、サイトカイン単独に比較して、サイトカインに加えて化合物Iを暴露した細胞からの亜硝酸塩の放出は35%増加している。
***、**および*は、対応のあるスチューデントのt検定を用いて、p<0.001、0.01および0.05を示す。
1. 化合物Iが阻害する経路によりヒトベータ細胞死を促進する、さらなる細胞死シグナルおよびストレス因子の同定。ヒト膵島細胞を塩I、例えば化合物I 10μMで処理し、以下の細胞毒性薬剤に応答する膵島細胞死を測定する:過酸化水素(150μM;酸化ストレス)、スタウロスポリン(200nM、PKC阻害)、FCCP(5μM;脱共役およびミトコンドリア膜透過性転移)、ブレフェルディンA(10μM、ERストレス)、タプシガルギン(200nM、ERストレスおよびCa2+の増加)およびドキソルビシン(2μM、DNA損傷)。細胞死はプロピジウムイオダイドおよびビスベンジミドによって生体染色し、蛍光顕微鏡により可視化する。膵島は10個のグループをデュプリケートで用いる。この方法は、無処置の膵島でのアポトーシスおよびネクローシスの両方の定量化を可能にする。生体染色技術はXTT試験(簡便化したMTT試験)と組み合わせ、これにより我々は膵島の生存を簡単で速くスクリーニング試験できる。
ヒト膵島。ヒト膵島は標準的な培養条件(RPMI1640中5.6 mM グルコース+ 10% FCS)で自由浮遊培養する。
フローサイトメトリーおよび細胞ソーティング。効率は細胞分類能力を有するフローサイトメーター(FACSCalibur、Becton-Dickinson)で、不安定型の緑色蛍光タンパク質をレポーターとして用いて容易に評価され、同時にさらなる実験または移植のために遺伝子導入された細胞を分類する。したがって、トランス遺伝子を安定発現するインスリノーマ細胞の選択されたクローンの作成に、もはや頼る必要はない(クローンの多様性に関する問題)。非遺伝子導入細胞から分離された一過性に遺伝子が導入された細胞を使用する。さらに、フローサイトメーターはまた、細胞生存能(プロピジウムイオダイド染色)およびアポトーシス(抗活性型カスパーゼ3抗体)を評価する。さらに、フローサイトメーターはまた、齧歯類ベータ細胞、細胞周期解析、ミトコンドリア膜ポテンシャル、酸素フリーラジカルの生成、および免疫蛍光試験(インスリン、グルカゴン、Bcl-2)のために用いられる。
背景: 化合物Iは、普遍的に発現する、分子量約145KDaのタンパク質チロシンキナーゼc-Ablの阻害剤として知られる。生理的条件下では、c-Ablは、移動および細胞構造等の細胞骨格機能、および細胞周期の進行を制御することに関与していることが示されてきた。しかしながら、細胞が違った形式のストレスに曝されると、c-Ablは高度に活性化され、細胞周期を停止させ、アポトーシスへ誘導する。
これらのデータの観点から、c-Ablはストレスと外部細胞死シグナルのセンサーとして働き、そして、c-Abl活性化がJNKおよびp38MAPキナーゼをリン酸化ならびに活性化し、最終的にはベータ細胞を死に導くのであろう。
1. ベータ細胞でのc-Ablの発現検討。c-Abl mRNA発現をリアルタイムPCRにより評価することができる。膵島c-Abl mRNAのレベルを他の組織と比較する。c-Ablに特異的な蛍光プローブはTIB MOLBIOL Syntheselabor (ベルリン、ドイツ)より購入し、蛍光シグナルはLightcycler機器を用いて、c-Abl標準曲線に対して定量する。c-Abl mRNA分子の数を、b-アクチンmRNA分子により標準化する。ヒト膵島c-Abl mRNAの量は、肝臓、筋肉、腎臓、脾臓、脳および肺と比較される。並行して、c-Ablと同様の様式で作用し得る、c-Ablと類似するチロシンキナーゼであるARGの発現を定量化する。これに関して、c-AblのmRNAレベルがサイトカイン、酸化ストレスおよびERストレスにより影響されるか否か検討される。ヒト膵島を3時間、IL-1β(25U/ml)+IFN-γ(1000U/ml)+TNF-α(1000U/ml)、100mM過酸化水素またはブレフェルディンA(10□M)に曝し、その後、リアルタイムPCRによってc-Abl mRNAの発現を解析する。
実験を、c-Ablとそのアダプタータンパク質Shbとの推定される相互作用を理解することを目的に開始する。ShbはN末にプロリン−リッチモチーフ、中央部に、PTB(リン酸化チロシン結合)−ドメイン、いくつかのチロシンリン酸化が可能な部位、およびC末にSH2ドメインを有するSH2−ドメイン含有タンパク質であり、チロシンキナーゼ活性化に応じて、シグナリング複合体を形成する役割を果たすことが知られている。興味深いことには、Shb過剰発現ベータ細胞は、アポトーシスする傾向がより強くなる。実際に、SHBをラットインスリンプロモーターの制御下で発現しているトランスジェニックマウスは、膵島を無血清で培養したとき、または細胞障害性サイトカイン存在下で培養したとき、アポトーシスの割合が上昇していることが示される。Shbファミリーの一員であるShdが、c-Ablと結合および相互作用することを示す最近の論文を考慮すれば、c-Ablがベータ細胞内でShbとの相互作用を介して作用する可能性がある。これを調べるために、c-Abl、ShbまたはShb変異体を過剰発現させるために一過性に導入された細胞をペルバナデート(pervanadate)で処理し、そして抗Shb抗体を用いて免疫沈降させる。その後、c-AblとShbのレベルを解析するために、免疫沈降物でイムノブロッティングを行い、チロシンリン酸化c-ABlがShbと共に沈降する。予備的な結果では、c-AblはShbと共沈降し、および逆もあり、そして、c-Ablの過剰発現によりShbリン酸化が増加することが示されている(データは示さず)。これらの結果はShbがc-Ablキナーゼの基質であるという概念を支持する。
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- 4-(4-メチルピペラジン-1−イルメチル)-N-[4-メチル-3-(4-ピリジン-3−イル)ピリミジン-2−イルアミノ)フェニル]-ベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を有効成分とする、糖尿病の治療または予防に使用するための医薬。
- 糖尿病の治療に使用する、請求項1に記載の医薬。
- 糖尿病の予防に使用する、請求項1に記載の医薬。
- 糖尿病がI型糖尿病である請求項1から3のいずれか1項に記載の医薬。
- 糖尿病がII型糖尿病である請求項1から3のいずれか1項に記載の医薬。
- 4-(4-メチルピペラジン-1−イルメチル)-N-[4-メチル-3-(4-ピリジン-3−イル)ピリミジン-2−イルアミノ)フェニル]-ベンズアミドがモノメタンスルホン酸塩の形態である、請求項1から5のいずれか1項に記載の医薬。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の医薬を、糖尿病の患者に投与するための使用説明書と共に含む、糖尿病の治療または予防に使用するための薬剤パッケージ。
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