JP4800920B2 - 神経性疾患及び損傷の治療のためのcd95リガンド/レセプター系の阻害 - Google Patents
神経性疾患及び損傷の治療のためのcd95リガンド/レセプター系の阻害 Download PDFInfo
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Description
(a)阻害性の抗CD95リガンド抗体、又は前記抗体のフラグメント;
(b)可溶性CD95レセプター分子、又は前記分子のCD95リガンド結合部;及び
(c)FLINT、DcR3から選択されたFasリガンド阻害剤、又は前記FLINT又はDcR3のフラグメント
から選択されてよい。
(a)阻害性の抗CD95レセプター抗体、又は前記抗体のフラグメント;及び
(b)阻害性のCD95リガンドフラグメント
から選択されてよいCD95R阻害剤である。
図1 アポトーシス性細胞死はSCI後3日目にピークを迎え、抗CD95L抗体での処置によって有意に減少する
(A)アポトーシス性細胞死を、wtC57BL/6動物の、偽手術した動物において、及び胸部SCI後、1日目、3日目、及び14日目に、TUNEL染色によって評価した(1群当たりn=4)。(B)CD95L陽性細胞カウント;(C)CD95陽性細胞カウント;(D)TNF陽性細胞の数。偽手術した動物において、及びSCI後、1日目、3日目、及び14日目(1群当たり、n=4マウス)に、互いに200μm離れた、20μm厚さの骨髄切片3個において細胞をカウントした。(E)SCIを受けさせたWt動物を、抗CD95L、抗TNF、又は抗CD95L/抗TNFのいずれかで、又はコントロールとして食塩水又はIgGでi.p.処置した(1群当たりn=4)。3日間の生存期間後、アポトーシス性細胞をTUNELによって染色し、及び互いに200μm離れた3個の20μm切片においてカウントした。データは、平均±S.E.Mとして示される。有意性はWilcoxon順位和検定を用い、抗体処置した動物中のアポトーシス性細胞の数と、対照群中のとを比較することによって決定した(**p≦0.01)。
動物を、抗CD95L(黒丸)で、又は抗CD95L/抗TNF抗体(白ひし形)のどちらか、又はコントロールとして食塩水(黒三角)又はIgG(白四角)で処置した(1群当たりn=11)。実験の第2セットにおいて、動物を抗TNF抗体(白六角形)又はコントロールとして食塩水(黒三角)で処置した。全ての挙動的な試験を二重盲検法において実施した。動物を損傷後1、2、3及び4週間目に、次のタスクにおいて試験した:(A)BBB(このために、動物を更にSCI後1日目に試験した);(B)グリッドウォーク(grid walk);(C)水泳動作;(D)ローターロッドにおける維持時間;(E)「von Frey hairs」による機械刺激に対する反応。試験した全てのタスクに対して、2つの対照群の間にも、2つの処置群の間にも、調査した全ての時間点において有意差はなかった。データを平均±S.E.Mとして表示する。抗CD95L処置群及び抗CD95L/抗TNF処置群と、食塩水群とを比較するp値のみをグラフに示す;処置群とIgG群とを比較するp値を図S1に示す;(*p≦0.05;**p≦0.01 Wilcoxon順位和検定)。
ビオチンデキストランアミン(BDA)を、SCI後2週間の、抗CD95L処置動物、抗CD95L/抗TNF処置動物、食塩水、及びIgG処置動物の感覚運動皮質(座標:ブレグマ−1.5;1;1)中に注入した(1群当たり、n=4〜5)。(A)損傷後4週間目に、傷害の中心から最も尾側へと延びる再生線維の距離を3個の連続的な脊髄切片において決定した。ラベルした線維は食塩水処置動物及びIgG処置動物においては傷害部位から、250±11.5μmだけ前方へ退縮する。抗体処置動物における、傷害の中心への平均距離は著しく短い(95±62μm)。(B)それぞれの群の代表的なBDAラベル化した皮質脊髄線維の例。傷害の中心は垂線によって示す。CSTは食塩水処置対照動物及びIgG処置対照動物においては傷害部位から退縮する(上パネル)が、その一方で、抗CD95L処置動物及び抗CD95L/抗TNF処置動物においては、横断したCSTから発芽する多数の異所性線維が背側の白質及び傷害瘢痕中へと成長する(下パネル)。(C)枠領域をより大きく拡大すると、抗CD95L/抗TNF処置動物においては傷害部位に対して吻側に再生発芽及びシナプスボタンを示し(右コマ)、又は食塩水処置動物においては対応する領域に再生発芽がないことを示す(左コマ)。スケールバー、20μm;枠領域、10μm。
動物にSCIを受けさせ、及び抗CD95Lのみで、又は抗TNF抗体と共に、又はコントロールとして食塩水又はIgGで処置した。4週間の生存期間後、次のタンパク質をウェスタンブロット法(1群当たりn=3)によって検出した。アクチンをそれぞれのレーンにおける等しいタンパク質負荷(20μg)のためのコントロールとして使用した。(A)抗体処置動物及び対照処置動物におけるニューロンマーカーの発現レベルの分析、βIII−チューブリンタンパク質、タウ(Tau)−5タンパク質及びタウ−1タンパク質のための、50kDaの特異的バンドとして示された;(B)MBPのための22kDaバンド;(C)GFAPのための50kDaバンド;(D)GAP−43のための43kDaバンド。S.O.=偽手術した;E15=15日胚。
全ての試験に対して、IgG群に対する、抗CD95L処置群及び抗CD95L/抗TNF処置群を比較するp値を示す(Wilcoxon順位和検定);全ての試験に対して、*p≦0.05;**p≦0.01、NS=有意でない。
動物をCD95−Fc(黒三角)、又はコントロールとして食塩水(黒四角)のどちらかで処置した。BBBタスクにおいて、動物を損傷後1、2、3及び4週間目に試験した。
動物の水泳動作を次の特徴をスコア付けすることにより評価した;後肢運動、後肢−前肢協調、尾の位置、足の位置、矢状面及び冠状面バランス。
1.材料及び方法
1.1 脊髄損傷モデル
脊髄損傷をC57BL/6バックグラウンドにあるメス野生型(wt)マウスにおいて実施し、全てのマウスは齢(平均75日)及び重量(平均24g)を合わせた。ケタミン及びロンパン(Rompun)(150mg/各体重量kg)のi.p.注入によって深い麻酔に達する。椎骨レベルTh8/9の椎弓切除を、脊髄を露出するために実施する。背側の脊髄を鋭い虹彩切除術鋏(FST、Heidelberg)で対称的に傷害させ、腹側の索中の線維のみが完全な3分の2切断が生じた。筋肉と皮膚を別々に縫合後、マウスをケージに戻す前にヒーティングブロック(37℃)において回復させた。
縦のクリオスタット脊髄切片(20μm)を末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)媒介ビオチン化UTPニックエンドラベル化(TUNEL)技術(33)に従って処置した。4℃で一晩1%TritonX−100を有するPBS中でのインキュベーションによってタンパク質を核から除いた。内因性ペルオキシダーゼを室温で5分間2%H2O2で切片を覆うことで不活性化した。切片を0.35mMビオチン化dUTP、TdTバッファー10ユニット、2mMCoCl2、1mM dATP(Roche、Switzerland)で、37℃の湿室中で60分間インキュベーションした。室温で15分間TrisEDTAバッファーへとスライドを移すことで反応を停止させた。切片を更にアビジンビオチン複合体(ABC)系(Vector laboratories)、及び引き続きジアミノベンジジン(DAB;Sigma)インキュベーションを使用して処理した。DNA3′−OH末端を不十分な量しか含有しない正常な核は、この技術では染まらない。ネクローシス形態及びDNA末端の検出可能な濃度を有する細胞は、アポトーシス性核に比べてより拡散したラベル化を示す。コントロールとして、切片を、酵素又はヌクレオチドのどちらかの非存在下においてインキュベートした。4マウス/群において、互いに200μm離れた3個の連続した切片におけるアポトーシス性細胞を、処置を知らない人物によってカウントした。全てのデータを平均±S.E.Mとして示す。有意性をWilcoxon検定を用いて測った。
未処置マウスからの、縦のクリオスタット脊髄切片(20μm)を免疫組織化学及び免疫蛍光のために処理した。1、3又は14日間の生存期間の後で、切片をCD95L、CD95に対する一次抗体(M20、Santa Cruz)及びTNF−αに対する一次抗体(Sigma)でインキュベートした。CD95L、CD95及びTNF−αタンパク質の免疫活性をジアミノベンジジン(Alexis、Germany)によって視覚化した。CD95のみが偽手術した動物の脊髄において検出可能で、その一方で、前記タンパク質の全てがマウス胸腺及びマウスCD95Lでトランスフェクションした腫瘍からの切片において検出可能であった。これらの3つのタンパク質のいずれも、一次抗体又はアイソタイプコントロールIgGなしで実施されたコントロール染色において検出されなかった。二重免疫蛍光は前記の一次抗体、及びニューロンマーカー(NeuN、Chemicon)、リンパ球マーカー(CD3、Chemicon)、星状膠細胞マーカー(GFAP、Chemicon)、乏突起膠細胞マーカー(oligodendrocyte marker、Chemicon)、及び小膠細胞マーカー(CD11b、Serotec)と共に実施した。免疫活性をモノクローナル又はポリクローナルCy3ラベル化二次抗体及びFITCラベル化二次抗体(Dianova、Hamburg、Germany)で視覚化した。脊髄中におけるMFL3抗体の分布を試験するために、ビオチン化したMFL3抗体(Pharmingen、Germany)を使用した。抗体をSCIの2時間前にi.p.注入し、及び3時間、6時間又は24時間の生存期間の後に、縦の脊髄切片をストレプトアビジン−ローダミン染色(Dianova、Germany)処理した。
脊髄傷害の2週間後、何匹かの動物(1群当たりn=5)を深い麻酔にかけ、及び定位枠に入れた。頭皮を切開し、及び感覚運動皮質に穴を開けた。食塩水中のビオチン化デキストランアミン(BDA、Molecular Probes、Eugene、OR)の10%溶液 1μlの圧力注射を、感覚運動皮質(座標:ブレグマ1.5;1;1)の両側に行った。注射の2週間後、遊離の浮遊脊髄切片(50μm)を以前に説明したようにBDA染色処置した(34)。傷害部位の唯一の明らかな基準点は傷害中心であった。従って、我々は最も尾側の芽から傷害中心への距離を定量化した(Scion Image、Scion.comp)。傷害中心を越えた距離を正の距離及び、そうでなければ負の距離としてスコア付けした。
1群当たり3匹の動物の、傷害部位からの脊髄組織(傷害に対して吻側及び尾側両方を、1mm)をRIPAバッファー(150mM NaCl、1mM EDTA、0.5%Na−デオキシコラート、1%NP−40、50mM Tris−HCl pH7.4、プロテアーゼ阻害剤1mM PMSF、アプロチニン、ロイペプチン及びペプスタチン それぞれ1μg/mlで補った)中において溶解し、及び音波処理した。以下のモノクローナル抗体を使用した:マウス抗チューブリン(1:2000、Chemicon)、マウスタウAb−2(Clone TAU−5、1:2500、Neomarkers)、マウス抗タウ−1(1:2500、Chemicon)、ラット抗ミエリン塩基性タンパク質(MBP、1:8000、Chemicon)、マウス抗グリア線維性酸性タンパク質(GFAP、1:2500、Chemicon)、及びマウス抗成長関連タンパク質−43(mouse anti−growth associated protein−43)(GAP−43、1:2500、Sigma)。結合した抗体を抗マウス又は抗ラットホースラディッシュペルオキシダーゼコンジュゲート(1:5000、Amersham)どちらか、及び高感度化学発光(Nalgene)で検出した。個々の動物からの組織を別々に分析した。アルカリホスファターゼ処理のために、タンパク質溶解物を50mM Tris、pH8.5、0.1mM EDTA及びプロテアーゼ阻害剤で3時間37℃でインキュベートし、次にアルカリフォスファターゼ0.25U/タンパク質 μgを添加した。
E15マウスの海馬を解剖し、トリプシン処理し、及び物理的に解離させた。細胞を次にHBSS中において洗浄し、及び300000個の細胞を最小必須培地(MEM)及び10%非働化ウマ血清を含有する、6cmペトリ皿中のポリ−L−リシン(PLL)ガラスカバースリップの上においた。細胞を36.5℃で4時間、5%CO2中に維持した。カバースリップを次にB−27及びN2補給を含有するMEMへと移した。8日間のin vitro(DIV)後、培養した海馬ニューロンを軸索切断(Laser Palm)にかけ、及びすぐに24時間、抗CD95L 10μg/ml又はIgG 10μg/mlで処置するか、又は未処置のままにした。
全ての挙動試験を二重盲検法において実施した。動物を損傷後1、2、3及び4週間目に試験した。BBBスコアのために、動物を更にSCI後1日目に試験した。動物を試験の間ビデオカメラでモニターし、及び前記動物の動作を4分の1スピードでデジタルカメラから評価した。
動物の全体的な移動動作を、わずかに修正したBBB移動運動評価スケールを用いて評価した(35)。マウスを長さ1m及び幅6cmのプレキシガラス走路においた。後肢運動の観察を容易にするために、傾斜ミラー(角度60゜)の上に走路を置いた。各動物は走路を3回渡らなくてはならなかった。試験セッションごとに、処置を知らない二名の観察者が、動物にポイントを別々に割り当てた。後肢移動運動を0(観察可能な後肢運動がない)から21ポイントまでスコア付けした。回復している運動の特徴の連続が、もともとのスコアに記載されたものと同じでない場合にはスケールを修正した。マウスは、その回復の初期にその尾を持ち上げるので(すでに10ポイントのスコア)、尾の位置に対して更なる0.5ポイントを与えた。
下行性運動制御における欠損を、円形の金属バーの間に不規則に割り当てたすき間(0.5〜2cm)を有する、長さ1mの走路を通り抜ける能力を評価することで検査した(36)。決まった10個のバーの区域をこの分析のために選択した。固定したバー距離への慣れを妨げるため、この区域内のバーを試験セッションごとに変えた。各動物はこの区域を3回渡らなくてはならない。足の置き間違いの数をカウントすることによって分析を実施した:動物が後肢重量のサポートを有しない場合には、1バー当たり2エラーとなり、全部で20エラーとなる。
肢から脊髄までの、皮膚の及び自己受容インプットなしでの移動動作に関する情報を得るために、我々は水泳試験を使用した。長さ1m及び幅6cmのタンク中でマウスを泳がせ、前記タンクの端では前記マウスは水からでて島(45゜又は60゜スロープを有する)へと登ることが可能である。水泳及び登りのために使用した時間は動物の動作の程度を反射しない。というのは、前記時間はタンクを渡るという動物の動機付けによって大いに影響され、前記時間は訓練や各動作の終わりに報酬を与えることでは標準化され得ないからである。従って、我々は次の特徴をスコア付けすることによって水泳動作を評価した:後肢運動、後肢−前肢協調、尾の位置、足の位置、矢状面及び冠状面バランス。各動物はタンクを2回渡らなくてはならず、及び試験セッションごとにポイントが割り当てられた。
運動協調及び技能学習を試験するために、ローターロッド試験を実施した。動物をプラスティックローラー(直径5cm、長さ10cm及び地上40cm上)の上に置き、前記ローラーを20秒間加速(4〜7r.p.m)した。各動物のための3回の試験において、維持時間を180秒まで記録した。
動物の侵害受容挙動を評価するために、我々は「von Frey hair」試験を機械的アロディニアのために実施した。動物を丸い穴のある金属性シリンダー中に、「von Frey hairs」を実施するために置いた。傷害に隣接した皮節における、「von Frey hairs」(Stoelting、サイズ2.36(0.023g)、2.44(0.028g)、及び2.83(0.068g))での機械刺激に対する反応のためにマウスを試験した。アロディニア反応を二重盲検法において0〜3でスコア付けし、及び平均値を試験の各時間点に対して決定した。スコア付けを以下のように実施した;0−反応なし;1−一過的な屈曲;2−揺れる;3−逃げる。
1.8 統計学的解析
細胞数の差をWilcoxon順位和検定によって検査した。2つの処置及び2つの対照群の異なるタスクの結果の値を、統計学的に相互に、各時間点において、Wilcoxon順位和(Mann−Whitney U)検定を使用して比較した。前記の結果の値の進展を別々に、BBBタスク、ローターロッドタスク及びグリッドウォークタスクのために各群において、その時間における結果の値の直線回帰の傾きによって示した。異なる群の傾きを比較するためにF検定を使用した。改善を示さない動物はこのパラメトリック回帰においては除外しなくてはならなかった。全ての動物を含めるために、我々はKoziolのノンパラメトリック方法(37)を、群の間の進展曲線の完全なセットを比較するために使用した。異なるタスク(BBBスコア、水泳スコア及びグリッドウォーク試験)の結果の値と、傷害の中心への距離との従属性を説明するために、ゼロでない相関の存在下における統計学的検定と共に、Pearson相関係数を使用した。統計学的な有意性は0.05の水準で評価し、及び統計学的検定方法のp値によって示した。全ての解析をBiostatistics Unit of the German Cancer Research Center のプログラムパッケージADAMによって実施した。
脊髄の、背側の3分の2をwtマウスにおいて横断し、及びアポトーシス性細胞死の程度及び時間的な速度論を検査した。TUNEL染色によって評価した死細胞は傷害部位において既にSCI後1日目で検出され、3日目に最高レベルに達し、2週間目でかろうじて検出可能なまでになった(図1A)。重要なことに、CD95L発現速度論はアポトーシス性細胞死に平行した(図1B)。CD95は損傷してない脊髄においても既に検出可能であったが、しかし更なるCD95陽性細胞はSCI後に見出された(図1C)。TNFの発現は1日目で上昇し、3日目にピークを迎え、及び2週間目には変化しないままだった(図1D)。SCI誘導死へのCD95L/R系及びTNF L/R系の寄与を分析するために、我々はCD95L及び/又はTNFの活性を中和した。中和する抗体の組織浸透は、i.p.注入後既に3時間目、及び6時間目、及び24時間目に損傷した脊髄中のビオチン化抗体の検出によって確認された(データ掲載せず)。従って、抗CD95L及び/又は抗TNF抗体(各50μg)を二重盲検法においてi.p.注入した。更に、マウスに食塩水及びラットIgG(50μg)をコントロールとして注入した。3日間の生存期間の後に、多数のTUNEL陽性細胞を食塩水処置動物及びIgG処置動物の傷害部位において検出した(図1E)。TNFの急性の中和は細胞死を有意には減少しなかった(図1E)。重要なことに、CD95Lのみの、又はTNFと共にでの中和は、TUNEL陽性細胞の数を有意に減少した(図1E)。
我々は、CD95−Fc融合タンパク質(例えばWO95/27735に開示されている)は、半側切断によるSCI後に治療的な効果を発揮することが可能かを試験した。試験動物(n=6)をそれぞれ、腹腔内に3日ごとにCD95−Fc 25mg/kgでもって7回治療した。対照動物(n=6)は食塩水で処置した。確かに、CD95−Fcの繰り返した投与は脊髄半側切断後の4週間のマウスの後肢麻痺を有意に減弱した。結果を図6において示す。CD95−Fc処置マウスが平均11のBBBスコアにまで後肢運動を回復した。このスコアは、総重量サポート及びほぼ後肢の足底の配置に相当する。食塩水処置マウスは対照的に1.5の平均スコアを有し、これは2つの関節での後肢のわずかな運動能力、しかし通常は後肢を移動運動のために使用することの不能性に相応する。
Claims (14)
- TNF L/R阻害剤なしで投与される、脳損傷又は脊髄損傷の治療のための医薬品の製造のための、CD95リガンド/レセプター系の阻害剤の使用であって、阻害剤は、
(a)阻害性の抗CD95リガンド抗体、又は前記抗体のフラグメント;
(b)可溶性のCD95レセプター分子、又は前記分子のCD95リガンド結合部
から選択される使用。 - 部分的な又は完全な脊髄傷害の治療のための請求項1記載の使用。
- 対麻痺の治療のための請求項1又は2記載の使用。
- 移動動作の再生、刺激に対する反応の改善、及び/又は運動協調の回復のための請求項1から3までのいずれか1項記載の使用。
- 成体被験体における脳損傷又は脊髄損傷の治療のための請求項1から4までのいずれか1項記載の使用。
- ヒトの治療のための請求項1から5までのいずれか1項記載の使用。
- CD95リガンド/レセプター系の阻害剤は、異種ポリペプチドドメインに場合によって融合したCD95レセプター分子の細胞外ドメインである、請求項1記載の使用。
- CD95リガンド/レセプター系の阻害剤は、Fc免疫グロブリン分子に融合したCD95レセプター分子の細胞外ドメインである、請求項7記載の使用。
- 医薬品は、有効成分として少なくとも1つのCD95リガンド/レセプター系の阻害剤を、薬学的に許容可能なキャリアー、希釈剤、及び/又は佐剤と共に含む、請求項1から8までのいずれか1項記載の使用。
- 医薬品は全身に投与される、請求項1から9までのいずれか1項記載の使用。
- 医薬品は局所的に投与される、請求項1から10までのいずれか1項記載の使用。
- 医薬品は脊髄腔内に投与される、請求項1から11までのいずれか1項記載の使用。
- 急性の損傷の治療のための、請求項1から12までのいずれか1項記載の使用。
- 新しいダメージの導入後の非急性損傷の治療のための、請求項1から12までのいずれか1項記載の使用。
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