JP5026083B2 - Nerve regeneration peptides and their use in the treatment of brain injury - Google Patents

Nerve regeneration peptides and their use in the treatment of brain injury Download PDF

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Description

関連出願:
本出願は、米国仮特許出願60/516,018号(2003年10月31日出願、発明の名称:神経再生ペプチド及びそれらの使用方法(”Neural Regeneration Peptides and Methods for Their Use”);発明者:Frank Sieg & Thorsten Gorba(Attorney Docket No: NRNZ 01023 US3 DBB))、米国仮特許出願60/585,041号(2004年7月2日出願、発明の名称:神経再生ペプチド:新規な種類の化学走性及びニューロン生存促進ペプチド(”Neural Regeneration Peptides: A New Class of Chemoattractive and Neuronal Survival Promoting Peptides”);発明者:Thorsten Gorba & Frank Sieg(Attorney Docket No: NRNZ 01023 US4 DBB))、及び米国仮特許出願60/616271号(2004年10月5日出願、発明の名称:神経再生ペプチド及び脳傷害治療におけるそれらの使用方法(”Neural Regeneration Peptides and Methods for Their Use in Treatment of Brain Damage”);発明者:Frank Sieg , Paul Edmond Hughes & Thorsten Gorba(Attorney Docket No: NRNZ 01023 US5 DBB))に対して優先権を主張する。上記出願の全てが参照により本明細書に含まれる。
配列リスト:
本出願は、(1)配列リストの印刷物及び(2)コンピュータ読出し可能形の配列リストを収納するディスクとして提出される配列リストを含む。本配列リストは参照により本明細書に含まれる。
Related applications:
This application is US Provisional Patent Application No. 60 / 516,018 (filed Oct. 31, 2003, title of invention: “Neural Regeneration Peptides and Methods for Their Use”); Sieg & Thorsten Gorba (Attorney Docket No: NRNZ 01023 US3 DBB), US provisional patent application 60 / 585,041 (filed on July 2, 2004, title of invention: neuroregenerative peptide: a new type of chemotaxis and neurons Survival-promoting peptide (“Neural Regeneration Peptides: A New Class of Chemoattractive and Neuronal Survival Promoting Peptides”); Inventor: Thorsten Gorba & Frank Sieg (Attorney Docket No: NRNZ 01023 US4 DBB)) (Filed October 5, 2004, title of invention: neuroregenerative peptides and methods for their use in treatment of brain damage); inventor: Frank Sieg, Paul Edmond Hughe s & Thorsten Gorba (Attorney Docket No: NRNZ 01023 US5 DBB). All of the above applications are incorporated herein by reference.
Sequence list:
This application includes a sequence list submitted as a disc containing (1) a printed version of the sequence list and (2) a computer readable sequence list. This sequence listing is included herein by reference.

本発明は、ニューロンの遊走、増殖、生存、分化及び/又は神経突起伸長を促進するオリゴヌクレオチド及びペプチドの組成物並びにそれらの使用方法を目的とする。より具体的には、本発明は、そのようなペプチドの脳損傷及び神経変性疾患の治療における使用を目的とする。本発明はまた、神経細胞の増殖、遊走、神経突起伸長、生存及び/又は分化を検出する新規な方法を含む。   The present invention is directed to compositions of oligonucleotides and peptides that promote neuronal migration, proliferation, survival, differentiation and / or neurite outgrowth and methods for their use. More specifically, the present invention is directed to the use of such peptides in the treatment of brain damage and neurodegenerative diseases. The present invention also includes novel methods for detecting neuronal cell proliferation, migration, neurite outgrowth, survival and / or differentiation.

軽度から重度の外傷性脳損傷(TBI)及び限局性又は総体虚血は、障害後短時間内に重大なニューロン細胞消失及び脳機能低下を生じえる。これまでのところ、疾患によって引き起こされる頭部の損傷又は傷害の結果として脳に生じる細胞死を防止するために利用可能な治療はない。さらにまた今日まで、ニューロン機能を回復させるために利用できる治療も存在しない。慢性の神経変性疾患、例えばアルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病及び多発性硬化症に現時点で利用できる治療は対症療法のみである。疾患過程に介入するか又は細胞死を防ぐために利用可能な薬は現在のところない。
皮質-皮質下の非視床病巣は、損傷後3−7日で視床領域内のアポトーシスを生じえることはよく知られている。逆行視床変性は、視床内のアストログリア及びミクログリアの活性化を伴う(Hermann et al., 2000)。MRIのような非侵襲性技術は、非視床部の構造的病変を有するTBI患者においては視床の体積が小さいこと、及び脳室対脳比率値が増すことを明らかにした(Anderson et al., 1996)。これらの発見は、視床皮質系の興奮投射ニューロンは逆行性ニューロン細胞死に対して非常に脆弱であることを示し、したがって損傷された又は外傷を受けた視床ニューロンの救済手法の必要性を示している。
Mild to severe traumatic brain injury (TBI) and focal or global ischemia can result in significant neuronal cell loss and brain function loss within a short time after injury. To date, no treatment is available to prevent cell death that occurs in the brain as a result of head injury or injury caused by the disease. Furthermore, to date, there are no treatments available to restore neuronal function. Symptomatic treatment is the only treatment currently available for chronic neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease and multiple sclerosis. There are currently no drugs available to intervene in the disease process or prevent cell death.
It is well known that cortical-subcortical non-thalamic lesions can undergo apoptosis within the thalamus 3-7 days after injury. Retrograde thalamic degeneration is accompanied by activation of astroglia and microglia in the thalamus (Hermann et al., 2000). Non-invasive techniques such as MRI have shown that thalamic volume is small and ventricular-to-brain ratio values increase in TBI patients with non-thalamic structural lesions (Anderson et al., 1996). These findings indicate that thalamocortical excitatory projection neurons are very vulnerable to retrograde neuronal cell death, thus demonstrating the need for rescue techniques for damaged or traumatic thalamic neurons .

視床内部の抑制性ニューロン回路の機能は、視床内部のニューロン活動の視床内ダウンレギュレーションにとって線条体系内部のそれと同様に必須である。ハンチントン病で生じる病変と類似する線条体病変を有する動物は、GABA-放出ポリマーマトリックスを視床に移植されたとき行動に関する所産の改善が認められることが示された(Rozas et al., 1996)。線条体内部の細胞レベルでは、カルビンジン免疫反応(“calbindin-ir”)抑制ニューロンはアクチビンAの投与によって救済できることが示された(Hughes at al., 1999)。
これまで、胎児線条体の移植を必要とする移植のみが、ハンチントン病の動物モデルにおいて運動機能の改善又は回復をもたらした(Nakao and Itakura, 2000)。ハンチントン病で傷害された視床及び線条体のGABA作動系の回復は、行動に関する所産を改善することができる(Beal et al., 1986)。
神経系発達の特徴は、前駆体細胞がそれらの正しい三次元的空間的配置へと広範囲に遊走していくことである。このような遊走は、一連の表現型分化及び未成熟ニューロンの脊椎脳への配置を促進する。およそ十兆個のニューロンを正確に結ぶために、より高次の皮質領域における層状構造の形成のような細胞性機構の構築が必要である(概説としてHatten and Heintzを参照)。
The function of the inhibitory neuron circuit inside the thalamus is as essential for intra-thalamic down-regulation of neuronal activity inside the thalamus as it is inside the striatum. Animals with striatal lesions similar to those resulting from Huntington's disease have been shown to have improved behavioral outcomes when implanted with a GABA-releasing polymer matrix in the thalamus (Rozas et al., 1996) . At the cellular level within the striatum, it has been shown that calbindin immune response (“calbindin-ir”) inhibitory neurons can be rescued by administration of activin A (Hughes at al., 1999).
To date, only transplants that require fetal striatum transplantation have resulted in improved or restored motor function in animal models of Huntington's disease (Nakao and Itakura, 2000). Recovery of the GABAergic system of the thalamus and striatum damaged by Huntington's disease can improve behavioral outcomes (Beal et al., 1986).
A characteristic of nervous system development is that precursor cells migrate extensively to their correct three-dimensional spatial arrangement. Such migration promotes a series of phenotypic differentiation and placement of immature neurons into the vertebral brain. In order to accurately connect approximately 10 trillion neurons, it is necessary to construct cellular mechanisms such as the formation of layered structures in higher cortical areas (see Hatten and Heintz for a review).

遊走ニューロンの運動方向に対して相関関係をもつ細胞側のものは、単一遊走細胞内の一過性Ca2+変化の頻度及び大きさであろうが(Gomez and Spitzer, 1999)、ただし膜結合分子または拡散性分子によるニューロン細胞遊走の開始及び/又は実行の引き金も排除できない。
しかしながら神経突起伸長及びニューロンの遊走に必要な指示の多くは同定されている。インテグリンレセプターファミリーに属する形質膜分子は、ラミニンのような細胞外マトリックスリガンドと相互作用し、下層へのニューロン接着を開始させる(Liang and Crutcher, 1992; De Curtis and Reichardt, 1993)。インテグリン発現の制御は、遺伝子発現の調節、細胞接着、軸作成長及び細胞遊走を含む広範囲の発生プロセス及び細胞性プロセスに影響を与える。細胞遊走を促進する他のリガンドは、細胞接着分子(すなわちN-CAM;カドヘリン;TAG-1)、ラミニン様分子ネットリン-1、ニューロン-グリア接着リガンドアストロタクチン及び増殖又は神経栄養因子、例えばEGF、TGF-α、血小板活性化因子及びBDNFである(Dodd et al., 1988; Yamamoto et al., 1990; Ishii et al., 1992; Ferri and Levitt, 1995; Ganzler and Redies, 1995)。
最近、コラプシン-1(セマフォリン3A)が発見された。コラプシン-1は、一次感覚ニューロンに対する軸索誘導及び遊走パターンにおいて化学反発活性を有する(Pasterkamp et al., 2000)。対照的に、コラプシン-1は、新皮質領域の皮質先端突起を誘導するために化学誘引物質として機能する(Polleux et al., 2000)。軸索誘導に対する化学誘引作用と同様に同じような化学反発作用がスリット-1(拡散性タンパク質)によって示された(Brose et al., 2000)。
The cell side that correlates with the direction of movement of migrating neurons may be the frequency and magnitude of transient Ca 2+ changes within a single migrating cell (Gomez and Spitzer, 1999), except for the membrane The trigger for initiation and / or execution of neuronal cell migration by binding or diffusible molecules cannot be excluded.
However, many of the instructions necessary for neurite outgrowth and neuronal migration have been identified. Plasma membrane molecules belonging to the integrin receptor family interact with extracellular matrix ligands such as laminin to initiate neuronal adhesion to the lower layer (Liang and Crutcher, 1992; De Curtis and Reichardt, 1993). Control of integrin expression affects a wide range of developmental and cellular processes, including regulation of gene expression, cell adhesion, axis creation length and cell migration. Other ligands that promote cell migration include cell adhesion molecules (ie N-CAM; cadherin; TAG-1), laminin-like molecule netrin-1, neuron-glia adhesion ligand astrotactin and growth or neurotrophic factors such as EGF, TGF-α, platelet activating factor and BDNF (Dodd et al., 1988; Yamamoto et al., 1990; Ishii et al., 1992; Ferri and Levitt, 1995; Ganzler and Redies, 1995).
Recently, collapsin-1 (semaphorin 3A) was discovered. Collapsin-1 has chemical repulsive activity in axon guidance and migration patterns on primary sensory neurons (Pasterkamp et al., 2000). In contrast, collapsin-1 functions as a chemoattractant to induce cortical apical processes in the neocortical area (Polleux et al., 2000). Similar chemical repulsion to axon guidance was shown by slit-1 (diffusible protein) (Brose et al., 2000).

これまでのところ、ニューロン移動の開始をもたらす連鎖事象、すなわちニューロンの付着からそれに続く遊走の開始、長距離に及ぶ遊走のプロセス(方向転換及び遊走停止シグナルを含む)は未だ説明されていない。
TGF-αが同時に投与された中脳病巣は、脳質下部帯(subventricular zone; “SVZ”)を起源とする多能性幹細胞の大規模増殖及びそれに続くこれら幹細胞の線条体への遊走をもたらす(Fallon et al., 2000)。しかしながら、SVZを起源とするニューロン前駆体の長距離遊走を防ぐために、病巣部位の極めて近傍に存在するニューロンの増殖及び遊走を活性化することが望ましい。
ニューロン遊走化学誘引物質として支質由来因子ケモカイン(SDF-1)を取り上げた報告が1件だけ存在する。胎児発現型のSDF-1は、小脳顆粒細胞を誘引して外側胚芽層から内側顆粒層へ遊走させる(Zhu et al., 2002)。それにもかかわらず、このケモカインは出生後の組織に対しては影響をもたない。脳外傷又は神経変性疾患後に成人における神経芽細胞又はニューロンの遊走行動に対して化学誘因性作用を誘導する遊走誘導因子は知られていない。
So far, the chain events leading to the onset of neuronal migration, i.e., neuronal attachment to the subsequent onset of migration, the process of long-range migration (including turning and migration stop signals) have not yet been described.
A midbrain lesion administered simultaneously with TGF-α causes large-scale proliferation of pluripotent stem cells originating from the subventricular zone (“SVZ”) and subsequent migration of these stem cells to the striatum. (Fallon et al., 2000). However, in order to prevent long-range migration of neuronal precursors originating from SVZ, it is desirable to activate the proliferation and migration of neurons that are very close to the lesion site.
There is only one report that deals with the stromal factor chemokine (SDF-1) as a neuron migration chemoattractant. The fetal expression form of SDF-1 attracts cerebellar granule cells to migrate from the outer germ layer to the inner granule layer (Zhu et al., 2002). Nevertheless, this chemokine has no effect on postnatal tissue. There is no known migration inducing factor that induces a chemoattractant effect on the migration behavior of neuroblasts or neurons in adults after brain trauma or neurodegenerative disease.

発明の要旨
したがって、本発明の実施態様の目的は、脳損傷及び脳疾患の治療に新規なアプローチを提供することである。そのような実施態様は、神経の遊走、神経の成長、神経の増殖、神経の分化及び/又は神経の生存の1つ又は2つ以上を誘導することができるペプチドを含む。これらのペプチドは本明細書では“神経再生ペプチド”又は“NRP”と称される。他の実施態様には、脳損傷に続いて又は慢性神経変性疾患時に、1つ又は2つ以上のNRPを投与することが含まれる。“NRP”又は“NRP化合物”という用語には、NRP、NRPホモログ、PRPパラログ、NRPオルソログ及び/又はNRPアナログが含まれる。NRPは単独で、又は1つ若しくは2つ以上の他のNRPと一緒に、又は神経の成長、神経の遊走、神経の生存、神経の分化及び/又は神経の増殖を促進する他のタイプの薬剤と一緒に投与することができる。
NRP及び関連ペプチドは全般的に、所望の生物学的特性を前記分子に付与する一定のアミノ酸配列を有する。
一定のドメイン(下線を付して強調されている)を有するNRPペプチドのいくつかの実施態様は下記の表1に示されている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of embodiments of the present invention is to provide a novel approach to the treatment of brain injury and brain disease. Such embodiments include peptides capable of inducing one or more of nerve migration, nerve growth, nerve proliferation, nerve differentiation and / or nerve survival. These peptides are referred to herein as “nerve regeneration peptides” or “NRP”. Other embodiments include administering one or more NRPs following brain injury or during chronic neurodegenerative disease. The term “NRP” or “NRP compound” includes NRP, NRP homolog, PRP paralog, NRP ortholog and / or NRP analog. NRP alone or together with one or more other NRPs or other types of drugs that promote nerve growth, nerve migration, nerve survival, nerve differentiation and / or nerve proliferation Can be administered together.
NRPs and related peptides generally have a certain amino acid sequence that confers desired biological properties to the molecule.
Some embodiments of NRP peptides with certain domains (highlighted underline) are shown in Table 1 below.

表1:神経再生ペプチド*
NRP-1: YDPEAAS-APGSGNP------CH
NRP-2KG: KDPEARR-APGSLHP------C--LAA-SCSAAG
NRP-3SF: SDSFKSQ-ARGQVPPFLGGVGCPWF
NRP-4GG: GTPGRAE-AGGQVSP------C--LAA-SCSQAYG
NRP-5RP2: RE--GRRDAPGRA--GGGG------AARSVSPSP
NRP-7SW: SEPEARR-APGRK----GGVVCASLAADW
NRP-8SG: SEVDARR-AKKSLH-------C-ILS-DTSHPRG
NRP-9SD: SEPEARRAQGGQIPSERVLSD
Table 1: Nerve regeneration peptides *
NRP-1: YD PE AAS- APGS GNP ------ CH
NRP-2KG: KDPEARR- APGS LHP ------ C--LAA-SCSAAG
NRP-3SF: SDSFKSQ- ARG QVPPFLGGVGCPWF
NRP-4GG: GT PGR AE-AGGQVSP ------ C--LAA-SCSQAYG
NRP-5RP2: RE-- GRR D APGR A--GGGG ------ AARSVSPSP
NRP-7SW: SEPE ARR - APGR K ---- GGVVCASLAADW
NRP-8SG: SEVD ARR -AKKSLH ------- C-ILS-DTSHPRG
NRP-9SD: SEPE ARR AQGGQIPSERVLSD

いくつかの実施態様では、一般にNRPは約8から約25アミノ酸の鎖の長さを含み、約0.8から約2.7kDaの分子量を有する。さらにまた、他の実施態様では、NRPは約6.5から約10.0の等電点を有し、さらに神経の生存、神経突起伸長、ニューロンの増殖、ニューロンの分化及びニューロンの遊走から選択される成果を促進する少なくとも1つの生物学的特性を有することができる。さらにまた、NRPは、上記の表1の下線で示される1つ又は2つ以上のドメインを有することができる。いくつかの実施態様では、NRPは[A]PG[R,S]ドメインをPEドメインと一緒に有し(例えばNRP-1及びNRP-2)、また別にはPEドメインを含まない(例えばNRP-5、NRP-7)。[A]PG[R,S]ドメインの存在はNRPの生物学的特性のために望ましい。さらにまた、C-末端のGGドメインはNRPに所望の神経保護特性を付与することができる。したがって、また別の実施態様では、NRPは、[A]PG[R,S]ドメイン、[A,G]RRドメイン及びARGドメインから成る群から選択される第一のドメインを有することができ、所望の生物学的活性を有する。他の実施態様では、望ましくは、NRPは上述の第一のドメインに加えて、第一のドメインとは異なる第二のドメインを有することができる。第二のドメインはPEドメイン、[A,G]RPドメイン又はC-末端GGドメインでありえる。さらに別のある実施態様では、NRPは上述のドメインの第三のドメインを有することができる。
したがって、ある種の実施態様では、NRPは[A]PG[R,S]ドメインのみを含み、他のNRPはARGドメインのみを含み、さらに他のNRPは[G,A]RRドメインのみを含むことができる。さらにまた、他のNRPは、[A]PG[R,S]ドメイン及びPEドメインを有することができ、また他のNRPは[A]PG[R,S]ドメイン及び[G,A]ドメインを有することができる。なお別のNRPは[A]PG[R,S]ドメイン、[A,G]RRドメイン及びPEドメインを有することができる。
In some embodiments, the NRP generally comprises a chain length of about 8 to about 25 amino acids and has a molecular weight of about 0.8 to about 2.7 kDa. In yet another embodiment, the NRP has an isoelectric point of about 6.5 to about 10.0 and further has a result selected from neuronal survival, neurite outgrowth, neuronal proliferation, neuronal differentiation and neuronal migration. It may have at least one biological property that promotes it. Furthermore, the NRP may have one or more domains indicated by the underline in Table 1 above. In some embodiments, the NRP has an [A] PG [R, S] domain together with a PE domain (eg, NRP-1 and NRP-2) and alternatively does not contain a PE domain (eg, NRP- 5, NRP-7). The presence of [A] PG [R, S] domain is desirable due to the biological properties of NRP. Furthermore, the C-terminal GG domain can confer desired neuroprotective properties to the NRP. Thus, in yet another embodiment, the NRP may have a first domain selected from the group consisting of [A] PG [R, S] domain, [A, G] RR domain and ARG domain; Has the desired biological activity. In other embodiments, desirably the NRP may have a second domain different from the first domain in addition to the first domain described above. The second domain can be a PE domain, an [A, G] RP domain, or a C-terminal GG domain. In yet another embodiment, the NRP can have a third domain of the domains described above.
Thus, in certain embodiments, NRPs contain only [A] PG [R, S] domains, other NRPs contain only ARG domains, and other NRPs contain only [G, A] RR domains be able to. Furthermore, other NRPs can have [A] PG [R, S] domains and PE domains, and other NRPs can have [A] PG [R, S] domains and [G, A] domains. Can have. Yet another NRP may have an [A] PG [R, S] domain, an [A, G] RR domain, and a PE domain.

NRPファミリーメンバーの遺伝子は、CAATボックス及びTATAボックスの少なくとも1つ、又はCAATボックス及びTATAボックスの両方をプロモーター領域内に一緒に含んでいる。NRPファミリーメンバー由来のオリゴヌクレオチドを用いて、NRPペプチドの発現を、そのような産生が所望される領域で高めることができる。
別の特徴では、本発明の実施態様は、頭部損傷又は慢性の神経変性疾患の結果としての脳の傷害領域のための治療方法を提供する。前記方法は、1つ又は2つ以上のNRP、NRPアナログ(構造的類似性を有するペプチドが含まれる)及び/又はNRPプロドラッグ(プロ-NRPペプチドを含む)を投与して、ニューロン又は神経芽細胞の遊走、増殖、生存及び/又は神経突起伸長を促進することによる。この治療方法は、皮質下領域の損傷と同様に新皮質の傷害を含む、軽度から重度の外傷性脳損傷(TBI)を受けた患者に特に有用であるが、ただしこれに限定されない。
ある実施態様では、NRP-2(配列番号:5)は、ゲノムクローンbA87G1(Sanger Sequencing Center)内のヒト染色体13のリバース鎖の塩基対77232−76768に位置する核酸配列によってコードされる。このペプチドはラットNRP-1のペプチドと類似の機能を有し、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走及び神経突起伸長を促進することができる。
The gene of the NRP family member contains at least one of CAAT box and TATA box, or both CAAT box and TATA box together in the promoter region. Oligonucleotides derived from NRP family members can be used to enhance NRP peptide expression in regions where such production is desired.
In another aspect, embodiments of the present invention provide a method of treatment for damaged areas of the brain as a result of head injury or chronic neurodegenerative disease. The method comprises administering one or more NRPs, NRP analogs (including peptides with structural similarity) and / or NRP prodrugs (including pro-NRP peptides) to produce neurons or neuroblasts By promoting cell migration, proliferation, survival and / or neurite outgrowth. This method of treatment is particularly useful for, but not limited to, patients with mild to severe traumatic brain injury (TBI), including neocortical injury as well as subcortical injury.
In one embodiment, NRP-2 (SEQ ID NO: 5) is encoded by a nucleic acid sequence located at base pair 77232-76768 of the reverse strand of human chromosome 13 within genomic clone bA87G1 (Sanger Sequencing Center). This peptide has functions similar to those of rat NRP-1 and can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration and neurite outgrowth.

別の実施態様では、NRP-3(配列番号:3)は、ヒトゲノムの染色体3のリバース鎖上に、ダブルツィスト(Double Twist)アノテーションにしたがって塩基対34764−33003に位置する核酸配列によってコードされる。このNRPはまた、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
さらに別の実施態様では、NRP-4(配列番号:9)は、NCBIヒトゲノムアノテーションプロジェクトにしたがい、ヒト染色体15のフォワード鎖の塩基対21970003−21972239に位置する核酸によってコードされる。前記核酸配列から翻訳されるペプチドもヒトNRPファミリーに属する。この配列によってコードされるペプチドは、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
さらに別の実施態様では、NRP-5(配列番号:11)は、NCBIのアノテーションによって表示されているように、ヒト染色体7のリバース鎖の塩基対15047153−14824042に位置する核酸配列によってコードされる。この配列によってコードされるペプチドは、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
In another embodiment, NRP-3 (SEQ ID NO: 3) is encoded by a nucleic acid sequence located at base pairs 3476-30003 according to the Double Twist annotation on the reverse strand of chromosome 3 of the human genome. . This NRP can also promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.
In yet another embodiment, NRP-4 (SEQ ID NO: 9) is encoded by a nucleic acid located at base pair 21970003-21972239 of the forward strand of human chromosome 15, according to the NCBI human genome annotation project. Peptides translated from the nucleic acid sequence also belong to the human NRP family. Peptides encoded by this sequence can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.
In yet another embodiment, NRP-5 (SEQ ID NO: 11) is encoded by a nucleic acid sequence located at base pair 15047153-14824042 of the reverse strand of human chromosome 7, as indicated by the NCBI annotation. . Peptides encoded by this sequence can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.

NRPのまた別の実施態様は、染色体6のリバース鎖の116668725−116667697領域に位置するヒトゲノム由来のDNA配列に関するアノテーションが付されている(NCBIヒトゲノムアノテーションプロジェクトによる領域)。得られたペプチド、NRP-6(配列番号:13)は、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
NRPのさらに別の実施態様はげっ歯類で見出される。マウスのNRPは、リーディングフレーム1を用いる339の核酸から成るNCBIのアラクネ(arachne)contig_191157内に位置する核酸配列によってコードされる。オーバーラップする領域内に、フレーム3を用いるアノテーション付きNRPの29位で開始する、198の核酸の第二のORFが存在する。このORFは、切り縮められたヒトDNA修復タンパク質と高い同一性を有するタンパク質をコードする。得られたペプチド、NRP-7(配列番号:17)は、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
さらに別の実施態様はNRP-8(配列番号:20)であり、これもまた、マウスサンガー(Sanger)データベースのゲノムクローンbM344E9内のリバース鎖の核酸配列によってコードされるマウスペプチドである。前記タンパク質コード配列はアノテーションされており、塩基対5609−4052に位置する。NRP-8は、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
さらに別の実施態様はNRP-9(配列番号:28)である。前記はマウスNRP-7(配列番号:17)のラットオルソログNRPであり、ラット染色体の以下のエクソン内のリバース鎖に位置する核酸によってコードされる:7022614−7022326位に位置するエクソン1、7018685−7018651位に位置するエクソン2(NCBIデータベース)。NRP-9は、ニューロンの生存、ニューロンの分化、ニューロンの増殖、ニューロンの遊走又は神経突起伸長を促進することができる。
Another embodiment of NRP is annotated with respect to a DNA sequence derived from the human genome located in the 116668725-116667697 region of the reverse strand of chromosome 6 (region from NCBI Human Genome Annotation Project). The resulting peptide, NRP-6 (SEQ ID NO: 13), can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.
Yet another embodiment of NRP is found in rodents. Murine NRP is encoded by a nucleic acid sequence located within NCBI arachne contig_191157, which consists of 339 nucleic acids using reading frame 1. Within the overlapping region, there is a second ORF of 198 nucleic acids starting at position 29 of the annotated NRP using frame 3. This ORF encodes a protein with high identity to a truncated human DNA repair protein. The resulting peptide, NRP-7 (SEQ ID NO: 17), can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.
Yet another embodiment is NRP-8 (SEQ ID NO: 20), which is also a mouse peptide encoded by the reverse strand nucleic acid sequence in genomic clone bM344E9 of the mouse Sanger database. The protein coding sequence is annotated and is located at base pairs 5609-4052. NRP-8 can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.
Yet another embodiment is NRP-9 (SEQ ID NO: 28). The above is a rat ortholog NRP of mouse NRP-7 (SEQ ID NO: 17), which is encoded by a nucleic acid located in the reverse strand within the following exon of the rat chromosome: exon 1, 7018685- located at positions 7022614-7022326 Exon 2 (NCBI database) located at 7018651. NRP-9 can promote neuronal survival, neuronal differentiation, neuronal proliferation, neuronal migration or neurite outgrowth.

また別の特徴では、本発明は、増殖誘導及び遊走誘導活性を判定するin vitroアッセイのための実施態様を含む。最近まで、長期にわたってタグのないニューロンの遊走を検出することができる、利用可能なin vitroのニューロン遊走アッセイはほとんどなかった。これらのバイオアッセイの1つは、器官型組織培養(“OTC”)として構築された嗅板周辺細胞を5日間のタイムコースでモニターする(Fueshko and Wray, 1994)。本発明のある種の実施態様では、成人の視床皮質系OTCを利用するin vitroアッセイを用いることによって、NRPを、ニューロンの遊走、ニューロンの増殖、ニューロンの分化、ニューロンの生存及び/又は神経突起伸長を誘導するそれらの能力について評価することができる。これらの実施態様は以下の理由から特に有用である:1)制御条件下では、組織培養基質上で2つの器官を互いに物理的に十分に遠く(約3から約5mm)分離させることによって両培養器官(例えば視床と皮質)の間の細胞架橋の形成を回避することができる、さらに2)出生後は、視床内のニューロン遊走は、視床の個体発生のタイムコースのために実質的に完了しているからである。これらのバイオアッセイは、したがってニューロン遊走誘導因子のスクリーニング及び同定に非常に適切であろう。
ある種の実施態様では、in vitro視床皮質系OTCアッセイは、皮質内の放射状遊走及び視床内の誘導による接線方向遊走の両方を明らかにするという利点を含む。in vitro制御条件下では、新皮質の正常な個体発生のタイムコースのために本来的な皮質内放射状遊走のみを観察することができる。
In another aspect, the invention includes embodiments for in vitro assays that determine proliferation-inducing and migration-inducing activity. Until recently, there were few in vitro neuronal migration assays available that could detect untagged neuron migration over time. One of these bioassays monitors peri-olfactory plate cells constructed as organotypic tissue culture (“OTC”) over a 5-day time course (Fueshko and Wray, 1994). In certain embodiments of the present invention, NRP can be detected in vitro by using an adult thalamocortical OTC, neuronal migration, neuronal proliferation, neuronal differentiation, neuronal survival and / or neurites. They can be evaluated for their ability to induce elongation. These embodiments are particularly useful for the following reasons: 1) Both cultures under controlled conditions by separating the two organs physically sufficiently far apart (about 3 to about 5 mm) on the tissue culture substrate The formation of cell bridges between organs (eg thalamus and cortex) can be avoided, and 2) after birth, neuronal migration within the thalamus is substantially complete due to the time course of thalamic ontogeny Because. These bioassays would therefore be very suitable for screening and identification of neuronal migration inducers.
In certain embodiments, in vitro thalamocortical OTC assays include the advantage of revealing both radial migration within the cortex and tangential migration due to induction within the thalamus. Under in vitro control conditions, only intrinsic intracortical radial migration can be observed due to the time course of normal ontogeny of the neocortex.

他の実施態様では、基質に付着させた小脳の微小エクスプラントを含むin vitroバイオアッセイが提供される。これらの実施態様は、ニューロン遊走パターンに関するデータ(遊走ニューロンの数及び微小エクスプラントに対する遊走距離の定量を含む)を提供するために用いることができる。
培養からわずか2−3日後に、全体的な細胞遊走の強化と同様に小ニューロンから成る遊走鎖の発生を観察することができる。このアッセイによって得られる結果は、視床皮質系OTC内の細胞鎖誘導に類似する。
本発明の別の特徴に関する実施態様は、神経変性疾患及び脳損傷を治療又は防止するためにNRPを使用することを含む。具体的には、NRPは、損傷領域又は疾患領域近くに休止ニューロン幹細胞を欠く脳領域での使用に特に適している。
予防薬としてNRPを使用することは、折衷的外科手術、例えば冠状動脈バイパス移植法(CABG)又は脳への酸素供給が損なわれることを含む他の手術方法で有用でありえる。さらにまた、NRPは、例えば卒中、外傷又は脳若しくは脊髄への酸素付加を損なう他の損傷によって惹起される急性脳損傷の治療に有用でありえる。さらにまた、放射線療法または化学療法の前に予防的措置を実施することもできる。
In another embodiment, an in vitro bioassay comprising a cerebellar microexplant attached to a substrate is provided. These embodiments can be used to provide data regarding neuronal migration patterns, including quantification of the number of migratory neurons and migration distance for microexplants.
After only 2-3 days of culture, it is possible to observe the development of migratory chains consisting of small neurons as well as enhancement of overall cell migration. The results obtained by this assay are similar to cell chain induction within the thalamic cortical OTC.
An embodiment related to another aspect of the invention includes using NRP to treat or prevent neurodegenerative diseases and brain damage. Specifically, NRP is particularly suitable for use in brain regions that lack resting neuronal stem cells near the damaged or diseased region.
The use of NRP as a prophylactic agent can be useful in eclectic surgery such as coronary artery bypass grafting (CABG) or other surgical methods including impaired oxygen supply to the brain. Furthermore, NRP may be useful in the treatment of acute brain injury caused by, for example, stroke, trauma or other damage that impairs oxygenation to the brain or spinal cord. Furthermore, precautionary measures can be taken before radiation therapy or chemotherapy.

NRP化合物は、出生後の分化した神経組織内でニューロンの増殖、ニューロンの遊走、ニューロンの生存及び/又は神経突起伸長を開始させることができる。これらのペプチドは、軽度から重度の外傷性脳損傷(“TBI”)(びまん性軸索損傷、低酸素性虚血性脳障害及び頭蓋脳外傷の他の形態を含む)をもつ患者の損傷領域内のニューロン回路の改善又は修復を目的とする治療方法で利用することができる。NRP化合物は、神経系の感染(例えば一般的な細菌性髄膜炎)の治療、及び卒中(虚血性梗塞、塞栓症及び出血(例えば低血圧出血)及び他の原因によって惹起されるものを含む)の治療のために用いることができる。さらにまた、NRP化合物は、神経変性疾患(アルツハイマー病、レーヴィ小体痴呆、パーキンソン病(PD)、ハンチントン病(HD)、多発性硬化症、運動ニューロン病、筋ジストロフィー、末梢神経障害、神経系の代謝異常(糖原病を含む)、及びニューロンが傷害又は破壊される他の症状を含む)の治療に有用でありえよう。
本発明のある種の実施態様では、我々は、NRP遺伝子ファミリーのメンバーは、哺乳類の幹細胞(不死化幹細胞及び幹細胞の初代培養の両者で)で発現されることを見出した。
NRP compounds can initiate neuronal proliferation, neuronal migration, neuronal survival and / or neurite outgrowth in differentiated neural tissue after birth. These peptides are found in areas of injury in patients with mild to severe traumatic brain injury (“TBI”), including diffuse axonal injury, hypoxic ischemic brain injury and other forms of cranial brain injury. It can be used in a therapeutic method for the purpose of improving or repairing the neuron circuit. NRP compounds include treatment of nervous system infections (eg common bacterial meningitis) and those caused by stroke (ischemic infarction, embolism and hemorrhage (eg hypotension hemorrhage) and other causes ) Can be used for treatment. Furthermore, NRP compounds are also associated with neurodegenerative diseases (Alzheimer's disease, Lewy body dementia, Parkinson's disease (PD), Huntington's disease (HD), multiple sclerosis, motor neuron disease, muscular dystrophy, peripheral neuropathy, nervous system metabolism. It may be useful in the treatment of abnormalities (including glycogenosis) and other conditions in which neurons are damaged or destroyed.
In certain embodiments of the present invention, we have found that members of the NRP gene family are expressed in mammalian stem cells (both immortalized stem cells and primary stem cell cultures).

他の実施態様では、我々は、NRPは、幹細胞の神経前駆細胞(神経芽細胞)への分化を促進することができることを見出した。また別の実施態様では、NRPは化学誘引物質に応答して幹細胞の遊走を刺激することができ、成熟ニューロンの形態(例えば軸索)を有する細胞への神経芽細胞の分化を促進することができ、さらに分化した神経芽細胞から神経突起(例えば軸索及び樹状突起)の成長を促進することができる。
本発明の他の特徴の実施態様は、NRPを使用して嗅覚細胞の増殖を促進することを含む。
したがって、NRPは、損傷神経細胞を修復し、神経組織の集団を再形成し、ニューロンの分化を促進し、シナプス形成(例えば神経突起伸長及び/又は神経分化)の促進に必要な過程を支援するために重要な治療的ツールとなりえる。
他の実施態様では、NRPと組み合わせた幹細胞の外科的移植を用いて、神経組織の集団を再形成することができる。幹細胞また別には神経芽細胞とNRPとを組合せることによって、神経組織の再増殖を促進することができる。そのような方法は成熟神経組織の再形成をもたらし、したがって、神経変性症状の治療に用いることができる。前記のような症状には、低酸素症/虚血、卒中、心臓バイパス移植術、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、及び神経細胞の死又は変性を伴う他の疾患が含まれる。
本発明はその具体的な実施態様を記載することによって説明されるであろう。本発明の実施態様の他の目的、特徴及び利点は詳細な説明及び図面から明らかとなっていくであろう。
In other embodiments, we have found that NRP can promote the differentiation of stem cells into neural progenitor cells (neuroblasts). In yet another embodiment, NRPs can stimulate stem cell migration in response to chemoattractants and promote neuroblast differentiation into cells with mature neuronal morphology (eg, axons). And can further promote the growth of neurites (eg, axons and dendrites) from differentiated neuroblasts.
An embodiment of another aspect of the invention involves promoting the growth of olfactory cells using NRP.
Thus, NRP repairs damaged neurons, reforms neural tissue populations, promotes neuronal differentiation, and supports the processes necessary to promote synaptogenesis (eg, neurite outgrowth and / or neuronal differentiation) Can be an important therapeutic tool.
In other embodiments, a surgical transplant of stem cells in combination with NRP can be used to reform a population of neural tissue. The combination of stem cells or alternatively neuroblasts and NRP can promote regrowth of neural tissue. Such methods result in the remodeling of mature neural tissue and can therefore be used to treat neurodegenerative conditions. Such symptoms include hypoxia / ischemia, stroke, cardiac bypass grafting, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis, multiple sclerosis, and neuronal death or Other diseases with degeneration are included.
The present invention will be illustrated by describing specific embodiments thereof. Other objects, features and advantages of embodiments of the present invention will become apparent from the detailed description and drawings.

定義
“ホモログ”という用語には、1つ又は2つ以上の遺伝子であって、前記遺伝子の配列が、進化上の関係(種間(オルソログ)又は種内(パラログ)のいずれかにおける関係)のために有意な関連を有する遺伝子が含まれる。ホモログはまた、共通の祖先のDNA配列から後世に伝えられることによって関係を有する遺伝子を含む。ホモログはまた、種の形成事象によって分離された遺伝子間の関係、又は遺伝的複製事象による遺伝子間の関係(パラログ参照)も含む。本明細書で用いられるように、“ホモログ”という用語はまた、進化上の関係により互いに関連する遺伝子産物も含む。保存的アミノ酸配列ドメインを有するNRPはホモログの例である。
“パラログ”という用語には、遺伝的重複の結果として互いに枝分かれした相同な遺伝子セットが含まれる。例えば、マウスのαグロビン及びβグロビンはパラログである。本明細書で用いられるように、“パラログ”という用語はまた、進化上の関係により互いに関連する遺伝子産物も含む。保存的アミノ酸配列ドメインを有するヒトNRPはパラログの例である。
“オルソログ”という用語には、種の形成の結果として互いに枝分かれした相同な遺伝子セットが含まれる。例えばマウス及びニワトリのαグロビン遺伝子はオルソログである。本明細書で用いられるように、“オルソログ”という用語はまた、進化の関係により互いに関連する遺伝子産物も含む。保存的アミノ酸配列ドメインを有するヒト及びマウスのNRPはホモログの例である。
“パラログペプチド”という用語には、パラログヌクレオチド配列によってコードされるペプチドが含まれる。
Definitions The term “homolog” includes one or more genes whose sequence is an evolutionary relationship (relationship between species (orthologs) or within species (paralogs)). Therefore, genes that have a significant association are included. Homologs also include genes that are related by being passed down from a common ancestral DNA sequence. Homologs also include relationships between genes separated by species formation events, or relationships between genes due to genetic replication events (see paralog). As used herein, the term “homolog” also includes gene products that are related to each other by evolutionary relationship. NRPs with conserved amino acid sequence domains are examples of homologs.
The term “paralog” includes a set of homologous genes that are branched from each other as a result of genetic duplication. For example, mouse alpha globin and beta globin are paralogs. As used herein, the term “paralog” also includes gene products that are related to each other by evolutionary relationship. Human NRP with a conserved amino acid sequence domain is an example of a paralog.
The term “ortholog” includes a set of homologous genes that are branched from each other as a result of species formation. For example, mouse and chicken alpha globin genes are orthologs. As used herein, the term “ortholog” also includes gene products that are related to each other by evolutionary relationships. Human and mouse NRPs with conserved amino acid sequence domains are examples of homologues.
The term “paralog peptide” includes peptides encoded by paralog nucleotide sequences.

“ペプチド”及び“タンパク質”という用語はアミノ酸で構成されたポリマーを含む。
“プロドラッグ”という用語には、酵素的、代謝的プロセッシング又は他のプロセッシングの結果、活性なNRP、活性なNRPアナログ又は活性なNRPパラログを生じるプロペプチドを含む分子が含まれる。
“NRP化合物”という用語には、NRP、NRPホモログ、NRPパラログ、NRPオルソログ、NRPアナログ及びNRPのプロドラッグが含まれる。
“NRP”という用語は、進化上の関係にかかわらず、神経の遊走、神経芽細胞の遊走、神経の増殖、ニューロンの分化、ニューロンの生存及び神経突起伸長の1つ又は2つ以上を含む機能を有するペプチドを含む。
アミノ酸は標準的な記号によって表される。この場合、アラニンは、“A”又は“Ala”で、アルギニンは“R”又は“Arg”で、アスパラギンは“N”又は“Asn”で、アスパラギン酸は“D”又は“Asp”で、システインは“C”又は“Cys”で、グルタミン酸は“E”又は“Glu”で、グルタミンは“Q”又は“Gln”で、グリシンは“G”又は“Gly”で、ヒスチジンは“H”又は“His”で、イソロイシンは“I”又は“Ile”で、ロイシンは“L”又は“Leu”で、リジンは“K”又は“Lys”で、メチオニンは“M”又は“Met”で、フェニルアラニンは“F”又は“Phe”で、プロリンは“P”又は“Pro”で、セリンは“S”又は“Ser”で、スレオニンは“T”又は“Thr”で、トリプトファンは“W”又は“Trp”で、チロシンは“Y”又は“Tyr”で、さらにバリンは“V”又は“Val”で表される。カルボキシ末端がアミド化されたペプチドは-NH2によって表示される。
The terms “peptide” and “protein” include polymers composed of amino acids.
The term “prodrug” includes molecules comprising propeptides that result in active NRP, active NRP analogs or active NRP paralogs as a result of enzymatic, metabolic or other processing.
The term “NRP compound” includes NRPs, NRP homologs, NRP paralogs, NRP orthologs, NRP analogs and prodrugs of NRP.
The term “NRP” is a function involving one or more of neuronal migration, neuroblast migration, neuronal proliferation, neuronal differentiation, neuronal survival and neurite outgrowth, regardless of evolutionary relationship Including peptides having
Amino acids are represented by standard symbols. In this case, alanine is “A” or “Ala”, arginine is “R” or “Arg”, asparagine is “N” or “Asn”, aspartic acid is “D” or “Asp”, cysteine Is “C” or “Cys”, glutamic acid is “E” or “Glu”, glutamine is “Q” or “Gln”, glycine is “G” or “Gly”, histidine is “H” or “ “His”, isoleucine “I” or “Ile”, leucine “L” or “Leu”, lysine “K” or “Lys”, methionine “M” or “Met”, phenylalanine “F” or “Phe”, proline “P” or “Pro”, serine “S” or “Ser”, threonine “T” or “Thr”, tryptophan “W” or “Trp” ", Tyrosine is represented by" Y "or" Tyr ", and valine is represented by" V "or" Val ". Peptides carboxy terminally amidated is indicated by -NH 2.

核酸は、アデニン(“a”で表される)、チミン(“t”で表される)、シトシン(“c”で表される)、及びグアニン(“g”で表される)を含むヌクレオチドで構成される。グアニン又はアデニンのどちらでもよいヌクレオチドは“r”で表され、チミン又はシトシンのどちらでもよいヌクレオチドは“y”で表され、さらにグアニン、アデニン、シトシン又はチミンのいずれかでありえるヌクレオチドは“n”で表される。ポリヌクレオチドはDNAでもRNAでもよく、一本鎖でも二本鎖でもよい。ポリヌクレオチドがRNAポリヌクレオチドである場合、ウラシル“u”がチミンの代用となりえる。
“疾患”は、動物のCNS又は末梢神経系の健常ではない任意の状態を含み、前記には特にパーキンソン病、レーヴィ小体痴呆、ハンチントン病、アルツハイマー病、多発性硬化症、運動ニューロン疾患、筋ジストロフィー、末梢神経障害、神経系の代謝異常(糖原病を含む)が含まれる。
“損傷”は動物の任意の急性傷害を含み、前記には特に卒中、外傷性脳損傷、低酸素症、虚血、(例えば胎盤剥離、臍帯閉塞に続く)胎児ジストレスに付随するか、又は子宮内発育遅延に付随する周産期仮死、適切な救急蘇生又は吸引の失敗に付随する周産期仮死、以下に付随する重篤なCNS障害(溺死、幼児突然死、一酸化炭素の吸入、アンモニア又は他のガス中毒、心停止、昏睡、髄膜炎、低血糖及びてんかん重積持続状態)、冠状動脈バイパス手術に伴う脳低酸素エピソード、低血圧エピソード及び高血圧危機、脳外傷及び脊椎損傷)が含まれる。
Nucleic acids include nucleotides including adenine (represented by “a”), thymine (represented by “t”), cytosine (represented by “c”), and guanine (represented by “g”) Consists of. Nucleotides that can be either guanine or adenine are represented by “r”, nucleotides that can be either thymine or cytosine are represented by “y”, and nucleotides that can be either guanine, adenine, cytosine, or thymine are “n”. It is represented by The polynucleotide may be DNA or RNA, and may be single-stranded or double-stranded. If the polynucleotide is an RNA polynucleotide, uracil “u” can be substituted for thymine.
“Disease” includes any non-healthy condition of the animal's CNS or peripheral nervous system, especially Parkinson's disease, Lewy body dementia, Huntington's disease, Alzheimer's disease, multiple sclerosis, motor neuron disease, muscular dystrophy , Peripheral neuropathy, nervous system metabolic abnormalities (including glycogenosis).
“Injury” includes any acute injury of an animal, particularly involving stroke, traumatic brain injury, hypoxia, ischemia, fetal distress (eg following placental detachment, umbilical cord obstruction), or Perinatal asphyxia associated with delayed intrauterine growth, perinatal asphyxia associated with failure of appropriate emergency resuscitation or aspiration, and severe CNS disorders associated with: drowning, sudden infant death, inhalation of carbon monoxide, Ammonia or other gas poisoning, cardiac arrest, coma, meningitis, hypoglycemia and status epilepticus), cerebral hypoxia episode associated with coronary artery bypass surgery, hypotension episode and hypertension crisis, brain trauma and spinal cord injury) Is included.

具体的な実施態様の記載
本発明の実施態様は、神経再生ペプチド(NRP)を包含する、脳傷害の治療のための組成物及び方法を含む。NRPは、ニューロンの遊走、神経突起伸長、神経の分化、神経の生存及び/又は神経の増殖を誘導する。NRPはNRPアナログ、パラログ、オルソログ及び/又はNRPプロドラッグ、並びにヒト、マウス又は他の種の遺伝子によってコードされるペプチドでありえる。本明細書に記載されるNRPのいくつかは、本明細書に記載の遺伝子に対応する、以前に配列決定されていたオリゴヌクレオチドを基に予想されるタンパク質配列によるものである。他のペプチドは合成されたものであり、さらに少なくともいくつかはC-末端がアミド化された形態で提供される。しかしながら非アミド化型のタンパク質及びペプチドも本発明の範囲内に包含されることは理解されよう。
ラットNRP-1のヌクレオチド配列(配列番号:1)及びアミノ酸配列(配列番号:2)は以下のとおりである:

9 18 27 36
5' tat gat cca gag gcc gcc tct gcc cca gga tcg ggg
Tyr Asp Pro Glu Ala Ala Ser Ala Pro Gly Ser Gly


45
aac cct tgc cat 3' 配列番号:1
Asn Pro Cys His-NH2 配列番号:2
Description of Specific Embodiments Embodiments of the present invention include compositions and methods for the treatment of brain injury, including nerve regeneration peptides (NRP). NRPs induce neuronal migration, neurite outgrowth, nerve differentiation, nerve survival and / or nerve proliferation. NRPs can be NRP analogs, paralogs, orthologs and / or NRP prodrugs and peptides encoded by human, mouse or other species genes. Some of the NRPs described herein are due to predicted protein sequences based on previously sequenced oligonucleotides corresponding to the genes described herein. Other peptides are synthesized and at least some are provided in C-terminal amidated form. However, it will be understood that non-amidated proteins and peptides are also encompassed within the scope of the present invention.
The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) of rat NRP-1 are as follows:

9 18 27 36
5 'tat gat cca gag gcc gcc tct gcc cca gga tcg ggg
Tyr Asp Pro Glu Ala Ala Ser Ala Pro Gly Ser Gly


45
aac cct tgc cat 3 'SEQ ID NO: 1
Asn Pro Cys His-NH 2 SEQ ID NO: 2

しかしながら、遺伝暗号の縮退のために、多くのコドンが同じアミノ酸をコードしえる。したがって、多様な核酸配列が同じアミノ酸配列をコードすることができる。これら変型の各々は翻訳されて配列番号:2を生じることができ、したがってこれら変型のいずれも本発明の範囲内に包含される。例えば、多くの核酸配列(配列番号:1に挙げた核酸配列を含む)によってラットのNRP-1アミノ酸配列がコードされる。本発明はさらに配列番号:1のヌクレオチド配列の変種を含む。前記には前記核酸によってコードされるアミノ酸配列を保存する変種とともに、ラットのNRP-1アナログ及びNRP-1オルソログ及び/又はパラログをコードする核酸配列が含まれる。単なる例示として、DNAのための遺伝暗号にしたがって配列番号:1の変種を下記に示す(ここで各コドンは隣のコドンからスペースによって分けられ、“/”の後の核酸は“/”の前の核酸の変種を示す):
5' tat/c gat/c cca/t/c/g gag/a gcc/g/a/t gcc/g/a/t tct/a/c/g gcc/g/a/t cca/t/c/g gga/t/c/g tcg/a/t/c ggg/a/t/c aac/t cct/a/c/g tgc/t cat/c 3'
上記の配列(表示の変種を含む)は、上記の定義に従ってr、y及びnの文字を用いて表し、以下の配列を提供することができる:
5' tay gay ccn gar gcn gcn tcn gcn ccn ggn tcn ggn aay ccn tgy cay 3' 配列番号:3
However, because of the degeneracy of the genetic code, many codons can encode the same amino acid. Thus, various nucleic acid sequences can encode the same amino acid sequence. Each of these variations can be translated to yield SEQ ID NO: 2, and thus any of these variations are encompassed within the scope of the present invention. For example, a number of nucleic acid sequences (including the nucleic acid sequence listed in SEQ ID NO: 1) encode the rat NRP-1 amino acid sequence. The invention further includes variants of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. These include nucleic acid sequences encoding rat NRP-1 analogs and NRP-1 orthologs and / or paralogs, as well as variants that preserve the amino acid sequences encoded by the nucleic acids. By way of example only, variants of SEQ ID NO: 1 are shown below according to the genetic code for DNA (where each codon is separated from the adjacent codon by a space and the nucleic acid after the “/” is before the “/” Of nucleic acid variants):
5 'tat / c gat / c cca / t / c / g gag / a gcc / g / a / t gcc / g / a / t tct / a / c / g gcc / g / a / t cca / t / c / g gga / t / c / g tcg / a / t / c ggg / a / t / c aac / t cct / a / c / g tgc / t cat / c 3 '
The above sequences (including display variants) can be represented using the letters r, y and n according to the definition above to provide the following sequences:
5 'tay gay ccn gar gcn gcn tcn gcn ccn ggn tcn ggn aay ccn tgy cay 3' SEQ ID NO: 3

他のNRPをコードする他のヌクレオチド配列も遺伝暗号の縮退にしたがって変動しえることは理解されよう。さらにまた、DNA同様にRNAも本発明のペプチドをコードすることができ、さらに核酸がRNA核酸の場合はウラシルによってチミンを置換することができる。
ヒトの遺伝子は、鋳型としてヒトの悪液質のcDNA(米国特許5,834,192号)を用いてアノテーションが付されている。生存促進ペプチドは生存促進ペプチド(Cunningham et al., 1998)と96%を超える同一性を有し、さらにラットNRP-1は前記悪液質タンパク質と100%同一性を有し、既知の対応するcDNAとのただ1つのNRP-1ホモログである。ヒト悪液質タンパク質は染色体12の塩基対621841−625428の領域内に位置し、5つのエクソンから成る。我々は、悪液質のmRNAのスプライシング部位を、同定した染色体13上のNRPヒトパラログ(サンガー配列決定センターから入手したゲノムクローン:塩基対77232−76768)と比較し、NRP−1ヒトオルソログのコード領域をアノテーションした(このオルソログは本明細書ではNRP-2と称する)。NRP-2に関連するヌクレオチド及びアミノ酸配列は以下のとおりである:
It will be appreciated that other nucleotide sequences encoding other NRPs may vary according to the degeneracy of the genetic code. Furthermore, RNA can encode the peptide of the present invention as well as DNA, and thymine can be substituted with uracil when the nucleic acid is an RNA nucleic acid.
Human genes are annotated using human cachexic cDNA as a template (US Pat. No. 5,834,192). The survival-promoting peptide has over 96% identity with the survival-promoting peptide (Cunningham et al., 1998), and rat NRP-1 has 100% identity with the cachexia protein and has a known corresponding Only one NRP-1 homologue with cDNA. Human cachexia protein is located in the region of base pair 621841-625428 of chromosome 12 and consists of 5 exons. We compared the splicing site of the cachexic mRNA to the identified NRP human paralogue on chromosome 13 (genomic clone obtained from Sanger Sequencing Center: base pairs 77232-76768), and the coding region of the NRP-1 human orthologue (This ortholog is referred to herein as NRP-2). The nucleotide and amino acid sequences related to NRP-2 are as follows:

配列番号:4及び5

Figure 0005026083
下線を付したヌクレオチド配列はシグナルペプチドを示す。 SEQ ID NOs: 4 and 5
Figure 0005026083
Underlined nucleotide sequences indicate signal peptides.

前記タンパク質をコードするDNA配列は、鋳型として染色体12上のヒト悪液質遺伝子(米国特許5,834,192号のcDNA)のパラログ型の配列を用いるスプライシング部位分析によって予測したように4つのエクソンから成る。ゲノムクローンbA87G1の染色体地図は、正確なエクソンの位置決定のための基礎と考えられる。エクソン1はbp77232−77170の間に位置する。エクソン2はbp77088−77046の間に位置する。エクソン3はbp77036−76824の間に位置する。エクソン4は塩基対76778−76768の間に位置し、その後に翻訳終止コドンTAAが続く。翻訳されたタンパク質は110アミノ酸から成り、長さがヒトの悪液質タンパク質と同一で、ヒト悪液質タンパク質と24.5%の全体的同一性を有する。両タンパク質の細胞外局在化のためのシグナルペプチド(アミノ酸1−19)の配列比較によって、31.6%の同一性が明らかになった。重大なことには、成熟(切断)ペプチドの最初の30アミノ酸の比較によって、46.7%のアミノ酸同一性が明らかになった。さらにまた、このペプチドは、NRP-1と同様なニューロンの遊走、増殖、生存及び神経突起伸長活性を有する(図16、17及び18参照)。
NRP-1の第二のオルソログがアノテーションされている。前記は、染色体3の相補性リバース鎖の塩基対34764−33033の間(ダブルツィストヒトゲノムアノテーションプロジェクトによる領域)に位置するヒトゲノム由来のDNA配列によってコードされる。このタンパク質コード配列は、以下のように配置される5つのエクソンから成る:エクソン1、34764−34743;エクソン2、34729−34700;エクソン3、33745−33596;エクソン4、33498−33459;エクソン5、33043−33003。このヌクレオチド配列(配列番号:6)は333のヌクレオチドを有し、アミノ酸配列(配列番号:7;本明細書ではNRP-3と称される)は111のアミノ酸を有し、以下のように表示される:
The DNA sequence encoding the protein consists of four exons as predicted by splicing site analysis using the paralogue sequence of the human cachexia gene on chromosome 12 (cDNA of US Pat. No. 5,834,192) as a template. The chromosomal map of genomic clone bA87G1 is considered the basis for accurate exon positioning. Exon 1 is located between bp 77232-77170. Exon 2 is located between bp77088-77046. Exon 3 is located between bp77036-76824. Exon 4 is located between base pairs 76778-76768 followed by the translation stop codon TAA. The translated protein consists of 110 amino acids, is the same length as human cachexia protein, and has an overall identity of 24.5% with human cachexia protein. Sequence comparison of the signal peptide (amino acids 1-19) for extracellular localization of both proteins revealed 31.6% identity. Significantly, comparison of the first 30 amino acids of the mature (cleaved) peptide revealed 46.7% amino acid identity. Furthermore, this peptide has neuronal migration, proliferation, survival and neurite outgrowth activity similar to NRP-1 (see FIGS. 16, 17 and 18).
The second ortholog of NRP-1 is annotated. The above is encoded by a DNA sequence derived from the human genome located between base pairs 3476-33033 of the complementary reverse strand of chromosome 3 (region by the double twist human genome annotation project). This protein coding sequence consists of 5 exons arranged as follows: Exon 1, 34364-34743; Exon 2, 34729-34700; Exon 3, 33745-33596; Exon 4, 33498-33459; Exon 5, 33043-33003. This nucleotide sequence (SEQ ID NO: 6) has 333 nucleotides, and the amino acid sequence (SEQ ID NO: 7; referred to herein as NRP-3) has 111 amino acids and is represented as follows: Is:

配列番号:6及び7

Figure 0005026083
SEQ ID NO: 6 and 7
Figure 0005026083

これらの配列はNRPのヒト遺伝子ファミリーに属し、本明細書ではNRP-3と称される。この配列は、ヒト悪液質付随タンパク質と50%同一性及び67.2%類似性を有する。さらにまた、このヌクレオチド配列によってコードされるペプチドはNRP-1と類似の特性を有する。
第三のNRP-1オルソログがアノテーションされており、ヒト染色体15のフォワード鎖の領域21970003−21972239間に位置する、ヒトゲノム由来のDNA配列に含まれている(NCBIヒトゲノムアノテーションプロジェクトによる領域である)前記タンパク質コード配列は、以下のように配置されている6つのエクソンから成る:エクソン1、21970003−21970031;エクソン2、21970515−21970545;エクソン3、21970571−21970644;エクソン4、21970818−21970861;エクソン5、21971526−21971731;エクソン6、21972189−21972239。この遺伝子は再度配列決定され、今では下記の配列番号:48及び配列番号:49で表されている。しかしながら、遺伝子の再配列決定で、それによりコードされるNRPは変わらなかった。前記配列は、145のアミノ酸をコードする435の核酸から成る。このヌクレオチド配列(配列番号:8)及び予想されるアミノ酸配列(配列番号:9、本明細書ではNRP-4と称される)は以下のとおりである:
These sequences belong to the human gene family of NRP and are referred to herein as NRP-3. This sequence has 50% identity and 67.2% similarity to the human cachexia associated protein. Furthermore, the peptide encoded by this nucleotide sequence has properties similar to NRP-1.
A third NRP-1 ortholog is annotated and is contained in the human genome-derived DNA sequence located between regions 21970003-21972239 of human chromosome 15 (which is a region from the NCBI Human Genome Annotation Project) The protein coding sequence consists of six exons arranged as follows: exon 1, 21970003-21970031; exon 2, 2197515-21970545; exon 3, 21970571-21970644; exon 4, 2100818-21970861; exon 5, 21971526-21971731; Exon 6, 21972189-21972239. This gene has been sequenced again and is now represented by SEQ ID NO: 48 and SEQ ID NO: 49 below. However, gene resequencing did not change the NRP encoded thereby. The sequence consists of 435 nucleic acids encoding 145 amino acids. This nucleotide sequence (SEQ ID NO: 8) and predicted amino acid sequence (SEQ ID NO: 9, referred to herein as NRP-4) are as follows:

配列番号:8及び9

Figure 0005026083
SEQ ID NOs: 8 and 9
Figure 0005026083

この配列はヒト遺伝子ファミリーNRPに属する。この配列はヒト染色体13に位置する核酸配列によってコードされるNRPと45%のアミノ酸類似性を有する。トリプレット244−246(アミノ酸82位);トリプレット391−393(アミノ酸131位)及びトリプレット421−423(アミノ酸141位)は潜在的なN-グリコシル化部位をコードする。アミノ酸118位は核酸配列内の不明確さのためにxである。ペプチド、NRP−4は、神経の増殖促進活性、神経突起伸長及びニューロンの生存促進活性を示す。オリゴヌクレオチド353−354位では、このヌクレオチドは決定されておらず、対応するアミノ酸は判明していないことに留意されたい。しかしながら、上記配列の発表の後で、正確な配列が提供され、実施例26の配列番号:48及び配列番号:49として本明細書では記載されている。配列情報におけるこの変更は、配列番号:8又は配列番号:9に由来するペプチドの神経保護作用に関連する部位に影響を与えるようには見えないことを記しておく。
ラットNRP-1のまた別のヒトオルソログ(“NRP-5”)は、リバース鎖に関するNCBIデータベースのホモ・サピエンス染色体7の作業ドラフト内に存在するDNA配列によってコードされる。このタンパク質コード配列はアノテーションを付されてあり、266のアミノ酸をコードする、全長が798の核酸を有する3つのエクソンから成る。タンパク質コードエクソンの正確な配置は以下のとおりである:エクソン1、15047153−15046815;エクソン2、14897885−14897772;エクソン3、14824386−14824042。このmRNAが発現されているというヒトEST(GenBank AW138864)での形跡がある。ヌクレオチド配列(配列番号:10)及びアミノ酸配列(配列番号:11、NRP−5)は以下のとおりである:
This sequence belongs to the human gene family NRP. This sequence has 45% amino acid similarity with the NRP encoded by the nucleic acid sequence located on human chromosome 13. Triplets 244-246 (amino acid positions 82); triplets 391-393 (amino acids position 131) and triplets 421-423 (amino acids position 141) encode potential N-glycosylation sites. Amino acid position 118 is x due to ambiguity in the nucleic acid sequence. The peptide, NRP-4, exhibits nerve growth promoting activity, neurite outgrowth and neuronal survival promoting activity. Note that at oligonucleotide positions 353-354, this nucleotide has not been determined and the corresponding amino acid is not known. However, following the publication of the above sequences, the exact sequences are provided and are described herein as SEQ ID NO: 48 and SEQ ID NO: 49 in Example 26. Note that this change in sequence information does not appear to affect the site associated with the neuroprotective action of the peptide derived from SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
Another human ortholog of rat NRP-1 (“NRP-5”) is encoded by a DNA sequence present in the working draft of homo sapiens chromosome 7 of the NCBI database for the reverse strand. The protein coding sequence is annotated and consists of three exons with a total length of 798 nucleic acids encoding 266 amino acids. The exact arrangement of protein-encoded exons is as follows: Exon 1, 15047153-15046815; Exon 2, 14897885-14897772; Exon 3, 14824386-14824042. There is evidence in human EST (GenBank AW138864) that this mRNA is expressed. The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 10) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 11, NRP-5) are as follows:

配列番号:10及び11

Figure 0005026083




Figure 0005026083





Figure 0005026083
SEQ ID NOs: 10 and 11
Figure 0005026083




Figure 0005026083





Figure 0005026083

完全なタンパク質NRP-5は266のアミノ酸から成る。アノテーションされている翻訳されたNRPアミノ酸配列NRP-5は、染色体3に位置する分泌に関するヒトカルシウム依存アクチベータータンパク質(GenBankXP_036915)と76%の類似性を有する。さらにまた、翻訳されたヒト染色体7のNRP-5のエクソン1(339核酸)は、翻訳されたマウス5'EST(RIKENBB632392)と95.5%相同性を有する。このタンパク質は、神経突起伸長、ニューロンの生存、ニューロンの増殖及びニューロンの遊走という生物学的特性を示す、NRP-1及び他のNRPに存在するドメインを共有する。
我々は、染色体6の相補性リバース鎖の領域116668725−116667697間に位置するヒトゲノム由来のDNA配列にアノテーションを付した(NCBIヒトゲノムアノテーションプロジェクトによる領域)。このタンパク質コード配列は、以下のように配置された3つのエクソンから成る:エクソン1、116668725−116668697;エクソン2、116668333−116668305;及びエクソン3、116667872−116667697。前記配列(本明細書ではNRP-6と称される)は、78アミノ酸をコードする234の核酸から成る。この配列はNRPのヒト遺伝子ファミリーに属する。ヒトESTに対して見出された最高の相同性によって、ヒト胎盤組織から単離されたヒトcDNAクローンGenBankCS0DK001Y119と比較して核酸59−234の独自性が提示される。このクローンは3'-プライム末端から配列が決定され、924の核酸からなっている。我々のホモログは234個の核酸の後ろに終止コドンTGAを有する終端を形成するので、我々はこの遺伝子産物を対象としていない。NRPをコードするこのヌクレオチド配列(配列番号:12)及びこのペプチドのアミノ酸配列(配列番号:13、NRP-6)は以下のとおりである:
The complete protein NRP-5 consists of 266 amino acids. The annotated translated NRP amino acid sequence NRP-5 has 76% similarity to the human calcium-dependent activator protein (GenBankXP — 036915) for secretion located on chromosome 3. Furthermore, the translated NRP-5 exon 1 (339 nucleic acid) of human chromosome 7 has 95.5% homology with the translated mouse 5′EST (RIKENBB632392). This protein shares domains present in NRP-1 and other NRPs that exhibit the biological properties of neurite outgrowth, neuronal survival, neuronal proliferation and neuronal migration.
We annotated the human genome-derived DNA sequence located between regions 116668725-116667697 of the complementary reverse strand of chromosome 6 (region from the NCBI Human Genome Annotation Project). The protein coding sequence consists of three exons arranged as follows: exon 1, 116668725-116668697; exon 2, 116668333-116668305; and exon 3, 116667872-116667697. The sequence (referred to herein as NRP-6) consists of 234 nucleic acids encoding 78 amino acids. This sequence belongs to the human gene family of NRP. The highest homology found for human EST presents the uniqueness of nucleic acids 59-234 compared to the human cDNA clone GenBankCS0DK001Y119 isolated from human placental tissue. This clone is sequenced from the 3'-prime end and consists of 924 nucleic acids. Since our homolog forms a termination with a stop codon TGA after 234 nucleic acids, we are not targeting this gene product. This nucleotide sequence encoding NRP (SEQ ID NO: 12) and the amino acid sequence of this peptide (SEQ ID NO: 13, NRP-6) are as follows:

配列番号:12及び13

Figure 0005026083
SEQ ID NOs: 12 and 13
Figure 0005026083

NRP-6のアミノ酸配列は、ヒト染色体13上のアノテーションを付されたNRPパラログ、NRP-2に対して14.1%の同一性及び44.9%の類似性を有する。このタンパク質は、神経突起伸長、ニューロンの生存、ニューロンの増殖及びニューロンの遊走という生物学的特性を有するNRP-1及び他のNRP(例えばNRP-2から5)に存在するドメインを共有する。
さらにまた、別のNRP-1オルソログ、マウスNRPファミリーメンバーが同定された。このマウスNRPファミリーメンバーは(ここではタンパク質2、配列番号:17と表示する;本明細書ではNRP-7と称される)は、NCBIのアラクネcontig_191157内に位置し、リーディングフレーム1を使用する339核酸から成る。オーバーラップする領域内には、フレーム3を使用する前記アノテーション付パラログの29位で開始する198核酸の第二のORFが存在する。このORFは切り縮められたヒトDNA修復タンパク質と高い同一性を有するタンパク質(ここではタンパク質1と表示する)をコードする。生物学的に活性なNRPペプチド配列:KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH2(配列番号:18)を使用し検索パラダイムtBLASTIを利用することによって、我々はマウスのEST RIKENデータベースでブラストヒットを得た。この5'-生成マウスESTはアクセッション番号GenBankAK012518及び以下の配列(配列番号:14)を有する:
The amino acid sequence of NRP-6 has an annotated NRP paralog on human chromosome 13, 14.1% identity and 44.9% similarity to NRP-2. This protein shares domains present in NRP-1 and other NRPs (eg, NRP-2 to 5) that have the biological properties of neurite outgrowth, neuronal survival, neuronal proliferation and neuronal migration.
Furthermore, another NRP-1 ortholog, a mouse NRP family member, was identified. This mouse NRP family member (designated here as protein 2, SEQ ID NO: 17; referred to herein as NRP-7) is located within NCBI Arachne contig_191157 and uses reading frame 1. Consists of nucleic acids. Within the overlapping region is a second ORF of 198 nucleic acids starting at position 29 of the annotated paralog using frame 3. This ORF encodes a protein (designated here as protein 1) that is highly identical to the truncated human DNA repair protein. By using the biologically active NRP peptide sequence: KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH2 (SEQ ID NO: 18) and utilizing the search paradigm tBLASTI, we obtained blast hits in the mouse EST RIKEN database. This 5′-producing mouse EST has accession number GenBankAK012518 and the following sequence (SEQ ID NO: 14):

5'- GGCAGCCTCGAGATGGGGAAGATGGCGGCTGCTGTGGCTTCATTAGCCACGCTGGCTGCAGAGCCCAGAGAGGATGCTTTCCGGAAGCTTTTCCGCTTCTACCGGCAGAGCCGGCCGGGGACAGCGGACCTGGGAGCCGTCATCGACTTCTCAGAGGCGCACTTGGCTCGGAGCCCGAAGCCCGGCGTGCCCCAGGTAGGAAAGGAGGAGTAGTGTGTGCCAGCCTAGCGGCCGACTGGGCCACCCGAGACTGGGCCGCCTCCGGGCCGGCTTTGGAGGGAAGCCCCTGCTGGGCCTGTCCAGTGAGCTGTAATGTCGAGCGATGAGCGACCAGCTGCCTCGCTGTCCCAACGCTCTGGCCACGGCTTGTGCCTTGCCGCCATTTCCCCCAACCCACGCGGGCCACGGCTTGTGCCCTGCCGCCATTTCCCCCAACCCACGCGACCTTGCTC - 3'配列番号:14 5'- GGCAGCCTCGAGATGGGGAAGATGGCGGCTGCTGTGGCTTCATTAGCCACGCTGGCTGCAGAGCCCAGAGAGGATGCTTTCCGGAAGCTTTTCCGCTTCTACCGGCAGAGCCGGCCGGGGACAGCGGACCTGGGAGCCGTCATCGACTTCTCAGAGGCGCACTTGGCTCGGAGCCCGAAGCCCGGCGTGCCCCAGGTAGGAAAGGAGGAGTAGTGTGTGCCAGCCTAGCGGCCGACTGGGCCACCCGAGACTGGGCCGCCTCCGGGCCGGCTTTGGAGGGAAGCCCCTGCTGGGCCTGTCCAGTGAGCTGTAATGTCGAGCGATGAGCGACCAGCTGCCTCGCTGTCCCAACGCTCTGGCCACGGCTTGTGCCTTGCCGCCATTTCCCCCAACCCACGCGGGCCACGGCTTGTGCCCTGCCGCCATTTCCCCCAACCCACGCGACCTTGCTC - 3 'SEQ ID NO: 14

タンパク質1のリーディングフレーム3
オープンリーディングフレーム3(ESTの13位で開始する198個の核酸のORF)の翻訳によって、以下のタンパク質配列(配列番号:15)が明らかになった:
MGKMAAAVASLATLAAEPREDAFRKLFRFYRQSRPGTADLGAVIDFSEAHLARSPKPGVPQVGKEE 配列番号:15
この配列は、GenBankアクセッション番号Q13686のヒトアルキル化DNA修復タンパク質と82%のアミノ酸配列相同性(同一性及び化学的類似性)を有する。マウス型はC-末端が短縮されており、ヒトDNA修復タンパク質の389アミノ酸のうち66アミノ酸を有するだけである。
タンパク質2のリーディングフレーム1
323もの核酸をもつ長いORFがEST配列のフレーム1内に見出すことができる。続いて、我々は、マウスゲノム内の前記323核酸のORFの5'末端をアノテーションし、NCBIデータベースのマウスアラクネcontig_191157配列の23970と24374との間に位置する新規な遺伝子を発見した。このタンパク質コード配列は、113アミノ酸をコードする全長が339核酸を有する2つのエクソンから成る。エクソン1の位置は23970−23990であり、エクソン2の位置は24057−24374である。ラットNRP-1のこのマウスNRPオルソログのヌクレオチド配列(配列番号:16)及びアミノ酸配列(配列番号:17、NRP-7)は以下のとおりである:
Protein 1 reading frame 3
Translation of open reading frame 3 (ORF of 198 nucleic acids starting at position 13 of the EST) revealed the following protein sequence (SEQ ID NO: 15):
MGKMAAAVASLATLAAEPREDAFRKLFRFYRQSRPGTADLGAVIDFSEAHLARSPKPGVPQVGKEE SEQ ID NO: 15
This sequence has 82% amino acid sequence homology (identity and chemical similarity) with the human alkylated DNA repair protein of GenBank accession number Q13686. The mouse type is truncated at the C-terminus and only has 66 amino acids out of 389 amino acids of the human DNA repair protein.
Protein 2 reading frame 1
Long ORFs with as many as 323 nucleic acids can be found in frame 1 of the EST sequence. Subsequently, we annotated the 5 ′ end of the ORF of the 323 nucleic acid in the mouse genome, and found a novel gene located between 23970 and 24374 of the mouse Arachne contig_191157 sequence in the NCBI database. This protein coding sequence consists of two exons with a total length of 339 nucleic acids encoding 113 amino acids. The position of exon 1 is 23970-23990 and the position of exon 2 is 24057-24374. The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 16) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 17, NRP-7) of this mouse NRP ortholog of rat NRP-1 are as follows:

配列番号:16及び17

Figure 0005026083
SEQ ID NO: 16 and 17
Figure 0005026083

発現された完全なNRP-7のアミノ酸配列は113のアミノ酸を含む(配列番号:17)。NRP-7のまた別のバージョンはまた別のスプライス型であり、配列番号:16の21位の後にさらに別の66ヌクレオチドを含み(配列番号:35)、前記は135アミノ酸を有する長型のNRP-7(“NRP-7ロング”)(配列番号:36)を生じる。   The expressed amino acid sequence of complete NRP-7 contains 113 amino acids (SEQ ID NO: 17). Another version of NRP-7 is also another splice form, which includes another 66 nucleotides after position 21 of SEQ ID NO: 16 (SEQ ID NO: 35), which is a long NRP having 135 amino acids -7 (“NRP-7 long”) (SEQ ID NO: 36).

Figure 0005026083
Figure 0005026083

タンパク質機能プログラムツールSMARTは28アミノ酸から成る単一ペプチド配列を予想する。このタンパク質は、ヒト染色体13のNRPオルソログに対して13.6%同一性及び23.6%類似性を有し、さらにNRP-1に類似するニューロン生存、遊走、増殖及び成長活性を有する。
第二のマウスNRPファミリーメンバーは、マウスサンガーデータベースのゲノムクローンbM344E9内の相補性リバース鎖に位置する。生物学的に活性なNRPペプチド配列:KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH2(配列番号:18)を使用し検索プログラムtBLASTNを利用することによって、我々は、マウスゲノムサンガーデーターベースでゲノムクローンbM344E9内に類似性をもつ領域を得た。このタンパク質コード配列はアノテーションを付されてあり、5つのエクソンから成っている。前記は、141アミノ酸をコードする全長が423個の核酸である。コードエクソンの配置は以下のとおりである:エクソン1、5609−5596;エクソン2、5502−5489;エクソン3、5398−5283;エクソン4、5243−5229;及びエクソン5、5215−4952。ラットNRP-1のマウスオルソログ(本明細書ではNRP-8と称される)のコードヌクレオチド配列(配列番号:19)及びアミノ酸配列(配列番号:20)は以下のとおりである:
The protein function programming tool SMART predicts a single peptide sequence of 28 amino acids. This protein has 13.6% identity and 23.6% similarity to the NRP ortholog of human chromosome 13, and also has neuronal survival, migration, proliferation and growth activity similar to NRP-1.
The second mouse NRP family member is located on the complementary reverse strand in the genomic clone bM344E9 of the mouse Sanger database. By using the search program tBLASTN using the biologically active NRP peptide sequence: KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH 2 (SEQ ID NO: 18), we have similarity within the genomic clone bM344E9 in the mouse genomic Sanger database Got the area. The protein coding sequence is annotated and consists of 5 exons. The above is a nucleic acid having a total length of 423 encoding 141 amino acids. The arrangement of the code exons is as follows: Exon 1, 5609-5596; Exon 2, 5502-5489; Exon 3, 5398-5283; Exon 4, 5243-5229; and Exon 5, 5215-4952. The coding nucleotide sequence (SEQ ID NO: 19) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 20) of the mouse ortholog of rat NRP-1 (referred to herein as NRP-8) are as follows:

配列番号:19及び20

Figure 0005026083
SEQ ID NO: 19 and 20
Figure 0005026083

NRP-8の発現されたアミノ酸配列は141のアミノ酸残基を含む。112−114位のアスパラギン残基は、N-グリコシル化コンセンサス配列が存在することによりN-グリコシル化されると推定される。この新規なマウスNRP-1オルソログ、NRP-10は、染色体13に位置するヒトNRPオルソログ(NRP-2)に対して35.5%相同性を、さらにNCBIのアラクネcontigに位置するマウスNRP-1オルソログに対して28.9%の相同性を有する。さらにまた、このペプチドは、NRP-1又は他のNRPペプチドに存在するドメインに類似するアミノ酸配列ドメインを含み、さらにこのペプチドは、ニューロンの遊走、増殖、生存及び/又は神経突起伸長の促進を含む生物学的特性を有する。
NRP-9(マウスNRP-7のラットオルソログ)のヌクレオチド配列(配列番号:27)及びアミノ酸配列(配列番号:28)は以下のとおりである:
The expressed amino acid sequence of NRP-8 contains 141 amino acid residues. The asparagine residues at positions 112-114 are presumed to be N-glycosylated due to the presence of the N-glycosylation consensus sequence. This new mouse NRP-1 ortholog, NRP-10, is 35.5% homologous to the human NRP ortholog located on chromosome 13 (NRP-2), and further to the mouse NRP-1 ortholog located in the Arachne contig of NCBI. It has 28.9% homology. Furthermore, the peptide comprises an amino acid sequence domain similar to that present in NRP-1 or other NRP peptides, and the peptide further comprises promoting neuronal migration, proliferation, survival and / or neurite outgrowth. Has biological properties.
The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 27) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 28) of NRP-9 (rat ortholog of mouse NRP-7) are as follows:

配列番号:27及び28

Figure 0005026083
SEQ ID NOs: 27 and 28
Figure 0005026083

上述のNRP化合物の他に、我々は、NRPの発現にまた有用でありえる、NRP様ペプチドドメインを有する他の遺伝子を同定した。これらには、マイコバクテリウム及び腫瘍細胞に由来する遺伝子が含まれる。最近刊行された論文では、コンセンサス配列(PE_PGRS)(これは我々が提唱する配列(PGR/S)と類似している)を含むヒト型結核菌のPEマルチ遺伝子ファミリーが開示された。彼らはまた、これらタンパク質は宿主においてで前記細菌によって放出され、細菌の生存を促進するとも述べている。彼らが前記論文で提供した、PE_PGRSコンセンサス配列が見出される例が存在する。ヒト型結核菌のRv1818c遺伝子産物のアミノ酸配列(配列番号:21)は以下に示される:   In addition to the NRP compounds described above, we have identified other genes with NRP-like peptide domains that may also be useful for NRP expression. These include genes derived from mycobacteria and tumor cells. A recently published paper disclosed a PE multigene family of Mycobacterium tuberculosis containing a consensus sequence (PE_PGRS), which is similar to the sequence we proposed (PGR / S). They also state that these proteins are released by the bacteria in the host and promote bacterial survival. There are examples where the PE_PGRS consensus sequence that they provided in the paper is found. The amino acid sequence (SEQ ID NO: 21) of the Rv1818c gene product of Mycobacterium tuberculosis is shown below:

msfvvtipea laavatdlag igstigtana aaavptttvl aaaadevsaa maalfsghaq ayqalsaqaa lfheqfvral tagagsyaaa eaasaapleg vldvinapal allgrplign gangapgtga nggdggilig nggaggsgaa gmpggnggaa glfgnggagg aggnvasgta gfggaggagg llygaggagg aggragggvg giggaggagg nggllfgagg aggvgglaad agdggaggdg glffgvggag gaggtgtnvt ggaggaggng gllfgaggvg gvggdgvafl
gtapggpgga ggagglfgvg gaggaggigl vgnggaggsg gsallwgdgg aggaggvgst tggaggaggn agllvgagga ggagalggga tgvggaggng gtagllfgag gaggfgfgga ggagglggka gligdggdgg aggngtgakg gdggagggai lvgnggnggn agsgtpngsa gtggaggllg kngmnglp 配列番号:21
msfvvtipea laavatdlag igstigtana aaavptttvl aaaadevsaa maalfsghaq ayqalsaqaa lfheqfvral tagagsyaaa eaasaapleg vldvinapal allgrplign gangapgtga nggdggilig nggaggsgaa gmpggnggaa glfgnggagg aggnvasgta gfggaggagg llygaggagg aggragggvg giggaggagg nggllfgagg aggvgglaad agdggaggdg glffgvggag gaggtgtnvt ggaggaggng gllfgaggvg gvggdgvafl
gtapggpgga ggagglfgvg gaggaggigl vgnggaggsg gsallwgdgg aggaggvgst tggaggaggn agllvgagga ggagalggga tgvggaggng gtagllfgag gaggfgfgga gligdggdng aggngtgakg

エプスタイン-バーウイルス核抗原1のアミノ酸配列(配列番号:22)は以下に示される:   The amino acid sequence of Epstein-Barr virus nuclear antigen 1 (SEQ ID NO: 22) is shown below:

msdegpgtgp gnglgekgdt sgpegsggsg pqrrggdnhg rgrgrgrgrg ggrpgapggs
gsgprhrdgv rrpqkrpsci gckgthggtg agagaggaga ggagagggag agggaggagg
aggagaggga gagggaggag gagagggaga gggaggagag ggaggaggag agggagaggg
aggagaggga ggaggagagg gagaggagga ggagaggaga gggaggagga gaggagagga
gaggagagga ggagaggagg agaggaggag agggaggaga gggaggagag gaggagagga
ggagaggagg agagggagag gagaggggrg rggsggrgrg gsggrgrggs ggrrgrgrer
arggsrerar grgrgrgekr prspssqsss sgspprrppp grrpffhpvg eadyfeyhqe
ggpdgepdvp pgaieqgpad dpgegpstgp rgqgdggrrk kggwfgkhrg qggsnpkfen
iaeglralla rshverttde gtwvagvfvy ggsktslynl rrgtalaipq crltplsrlp
fgmapgpgpq pgplresivc yfmvflqthi faevlkdaik dlvmtkpapt cnirvtvcsf
ddgvdlppwf ppmvegaaae gddgddgdeg gdgdegeegq e 配列番号:22
(M.J. Brennan and G. Delogu, The PE multigene family: a “molecular mantra” for mycobacteria. Trends in Microbiology 5: 246-249 (2002)より)
msdegpgtgp gnglgekgdt sgpegsggsg pqrrggdnhg rgrgrgrgrg ggrpgapggs
gsgprhrdgv rrpqkrpsci gckgthggtg agagaggaga ggagagggag agggaggagg
aggagaggga gagggaggag gagagggaga gggaggagag ggaggaggag agggagaggg
aggagaggga ggaggagagg gagaggagga ggagaggaga gggaggagga gaggagagga
gaggagagga ggagaggagg agaggaggag agggaggaga gggaggagag gaggagagga
ggagaggagg agagggagag gagaggggrg rggsggrgrg gsggrgrggs ggrrgrgrer
arggsrerar grgrgrgekr prspssqsss sgspprrppp grrpffhpvg eadyfeyhqe
ggpdgepdvp pgaieqgpad dpgegpstgp rgqgdggrrk kggwfgkhrg qggsnpkfen
iaeglralla rshverttde gtwvagvfvy ggsktslynl rrgtalaipq crltplsrlp
fgmapgpgpq pgplresivc yfmvflqthi faevlkdaik dlvmtkpapt cnirvtvcsf
ddgvdlppwf ppmvegaaae gddgddgdeg gdgdegeegq e SEQ ID NO: 22
(From MJ Brennan and G. Delogu, The PE multigene family: a “molecular mantra” for mycobacteria. Trends in Microbiology 5: 246-249 (2002))

NRP-1からNRP-9の完全な配列を用いる必要がないことは理解されよう。それよりはむしろ、本発明の実施態様にしたがって約8つのアミノ酸のペプチドフラグメントを用いることができる。本明細書で同定したコンセンサス配列ドメインが与えられるならば、合成ペプチドを作り上げるか、又は天然に存在するNRPを切り縮めて、生物学的に活性なペプチド部分を得ることができる。発現ペプチドを短縮する方法(例えば合成DNAを用いる)又は酵素的に改変する方法は当業界では公知である。
本発明のある実施態様は、配列KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH2(NRP-2セグメントKG;配列番号:18)を含むNRP-2(配列番号:5)の24merフラグメントである。
本発明のまた別の実施態様は、配列KDPEARRAPGSLHPCLAAS-NH2(NRP-2セグメントKS;配列番号:23)を含むNRP-2(配列番号:5)の19merフラグメントである。
本発明のさらに別の実施態様は、配列SEPEARRAPGRKGGVVCASLAADW-NH2(NRP-7セグメントSW;配列番号:24)を含むNRP-7(配列番号:17又は配列番号:36)の24mer型である。
本発明のさらに別の実施態様は、配列SDSFKSQARGO-NH2(NRP-3セグメントSQ;配列番号:25)を含む(NRP-3(配列番号:7)のアミノ酸11−23の間に位置する)11merペプチドである。
It will be appreciated that the complete sequence from NRP-1 to NRP-9 need not be used. Rather, a peptide fragment of about 8 amino acids can be used in accordance with embodiments of the present invention. Given the consensus sequence domains identified herein, synthetic peptides can be created or the naturally occurring NRP can be truncated to obtain biologically active peptide moieties. Methods for shortening the expressed peptide (eg, using synthetic DNA) or enzymatic modification are known in the art.
One embodiment of the invention is a 24mer fragment of NRP-2 (SEQ ID NO: 5) comprising the sequence KDPEARRAPGSLHPCLAASCSAAG-NH 2 (NRP-2 segment KG; SEQ ID NO: 18).
Yet another embodiment of the invention is a 19mer fragment of NRP-2 (SEQ ID NO: 5) comprising the sequence KDPEARRAPGSLHPCLAAS-NH 2 (NRP-2 segment KS; SEQ ID NO: 23).
Yet another embodiment of the present invention is a 24-mer form of NRP-7 (SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 36) comprising the sequence SEPEARRAPGRKGGVVCASLAADW-NH 2 (NRP-7 segment SW; SEQ ID NO: 24).
Yet another embodiment of the invention comprises the sequence SDSFKSQARGO-NH 2 (NRP-3 segment SQ; SEQ ID NO: 25) (located between amino acids 11-23 of NRP-3 (SEQ ID NO: 7)). 11mer peptide.

本発明のまた別の実施態様は、配列GTPGRAEAGGQ-NH2(NRP-4セグメントGQ;配列番号:26)を含む(アノテーションを付されたNRP-4(配列番号:9)のアミノ酸22−32の間に位置する)11merペプチドである。
本発明のまた別の実施態様は、配列GTPGRAEAGGQVSPCLAASCSQAYG-NH2(NRP-4セグメントGQ;配列番号:29)を含むNRP-4(配列番号:9)の25merフラグメントである。
本発明のさらに別の実施態様は、配列REGRRDAPGRAGG-NH2(NRP-5セグメントRG;配列番号:30)を含むNRP-5(配列番号:11)の13merフラグメントである。
本発明のさらに別の実施態様は、配列SEVDARRAKKSLHCILSDTSHPRG-NH2(NRP-8セグメントSG;配列番号:31)を含むNRP-8(配列番号:20)の24merフラグメントである。
本発明のまた別の実施態様は、配列SDSFKSQARGQVPPFLGGVGCPWF-NH2(NRP-3セグメントSF;配列番号:32)を含むNRP-3(配列番号:7)の24merフラグメントである。
本発明のまた別の実施態様は、配列REGRRDAP-NH2(NRP-5 RP;配列番号:33)を含むNRP-5(配列番号:11)の8merフラグメントである。
本発明のさらに別の実施態様は、配列SEPEARRAQGGQIPSERVLSD-NH2(NRP-9セグメントSD;配列番号:34)を含む21merフラグメントで、前記配列はNRP-9(配列番号:28)のアミノ酸残基88-108の間に位置している。
本発明のまた別の実施態様は、配列PGRAEAGGQ-NH2(NRP-4セグメントPQ;配列番号:43)を含む9merペプチドで、前記配列はアノテーションを付されたNRP-4(配列番号:9)のアミノ酸24-32の間に位置している。さらに別の実施態様が本明細書の他の箇所に記載されている。
Another embodiment of the invention comprises the sequence GTPGRAEAGGQ-NH 2 (NRP-4 segment GQ; SEQ ID NO: 26) (amino acids 22-32 of annotated NRP-4 (SEQ ID NO: 9)). 11mer peptide located between).
Yet another embodiment of the present invention is a 25mer fragment of NRP-4 (SEQ ID NO: 9) comprising the sequence GTPGRAEAGGQVSPCLAASCSQAYG-NH 2 (NRP-4 segment GQ; SEQ ID NO: 29).
Yet another embodiment of the present invention is a 13mer fragment of NRP-5 (SEQ ID NO: 11) comprising the sequence REGRRDAPGRAGG-NH 2 (NRP-5 segment RG; SEQ ID NO: 30).
Yet another embodiment of the invention is a 24-mer fragment of NRP-8 (SEQ ID NO: 20) comprising the sequence SEVDARRAKKSLHCILSDTSHPRG-NH 2 (NRP-8 segment SG; SEQ ID NO: 31).
Yet another embodiment of the invention is a 24-mer fragment of NRP-3 (SEQ ID NO: 7) comprising the sequence SDSFKSQARGQVPPFLGGVGCPWF-NH 2 (NRP-3 segment SF; SEQ ID NO: 32).
Yet another embodiment of the invention is an 8mer fragment of NRP-5 (SEQ ID NO: 11) comprising the sequence REGRRDAP-NH 2 (NRP-5 RP; SEQ ID NO: 33).
Yet another embodiment of the present invention is a 21mer fragment comprising the sequence SEPEARRAQGGQIPSERVLSD-NH 2 (NRP-9 segment SD; SEQ ID NO: 34), which sequence is amino acid residue 88 of NRP-9 (SEQ ID NO: 28). Located between -108.
Yet another embodiment of the present invention is a 9mer peptide comprising the sequence PGRAEAGGQ-NH 2 (NRP-4 segment PQ; SEQ ID NO: 43), wherein the sequence is annotated NRP-4 (SEQ ID NO: 9) Is located between amino acids 24-32. Still other embodiments are described elsewhere herein.

NRP化合物の使用
したがって、本発明は、NRP、NRPによってコードされるペプチド、NRPのホモログ、オルソログ又はパラログ、NRPのアナログ及びNRPのプロドラッグに関する実施態様を含み、ここでNRPのプロドラッグは、酵素的に、代謝的に又は他の態様で改変されてNRP、NRPホモログ、NRPパラログ、NRPオルソログ又はNRPアナログとなることができる分子である。そのような分子は包括的に“NRP化合物”又は“NRP”と称される。NRP化合物はヌクレオチド配列によってコードされてもよい。前記ヌクレオチド配列はDNAでもRNAでもよく、さらに一本鎖でも二本鎖でもよい。本発明には本出願に開示された配列そのものと同様に、前記配列に対して相補的な配列も含まれることは理解されよう。さらにまた、NRPのまた別のスプライス形が存在しえることは理解されよう。そのような事例では、NRP RNAのまた別のスプライス形、並びにそれらがコードすることができるタンパク質及びペプチドもまた本発明の部分であると考えられる。
上記で示したように、本発明の実施態様は、NRPはニューロン及び神経芽細胞の増殖、遊走、分化、神経突起の生成を誘導することができ、さらにニューロンを神経損傷によってもたらされる障害から保護することができるという、本発明者らの驚くべき発見を基にしている。神経細胞の増殖及び急性脳損傷または慢性神経変性疾患によって生じた傷害領域への遊走は、神経機能の改善をもたらすことができる。さらにまた、NRP化合物を用いて、脳組織が変性するか、変性又は死のリスクを有するか、又は既に死んでいる、多様な異常及び症状を治療することができる。
細胞はまた、トランスフェクションの後、NRPオリゴヌクレオチドを使用してNRPの産生を刺激することができる。いくつかの事例では、トランスフェクションは複製可能なビヒクルとして行うことができ、さらに他の事例では、NRPオリゴヌクレオチドは裸のDNAとして導入することもできる。
Use of NRP compounds The invention therefore, NRP, includes peptides encoded by the NRP, homologs of NRP, orthologs or paralogs, the embodiments prodrugs analog and NRP of NRP, wherein prodrugs of NRP is an enzyme In particular, a molecule that can be metabolically or otherwise modified to become an NRP, NRP homolog, NRP paralog, NRP ortholog or NRP analog. Such molecules are collectively referred to as “NRP compounds” or “NRP”. NRP compounds may be encoded by nucleotide sequences. The nucleotide sequence may be DNA or RNA, and may be single-stranded or double-stranded. It will be understood that the present invention includes sequences complementary to said sequences as well as the sequences themselves disclosed in this application. Furthermore, it will be understood that other splice forms of NRP may exist. In such cases, other splice forms of NRP RNA, as well as the proteins and peptides that they can encode, are also considered to be part of the present invention.
As indicated above, embodiments of the present invention show that NRPs can induce neuronal and neuroblast proliferation, migration, differentiation, neurite generation and further protect neurons from damage caused by nerve damage It is based on the inventors' surprising discovery that they can. Nerve cell proliferation and migration to the injured area caused by acute brain injury or chronic neurodegenerative disease can result in improved neurological function. Furthermore, NRP compounds can be used to treat a variety of abnormalities and symptoms where brain tissue is degenerated, at risk of degeneration or death, or is already dead.
Cells can also stimulate NRP production using NRP oligonucleotides after transfection. In some cases, transfection can be performed as a replicable vehicle, and in other cases, NRP oligonucleotides can be introduced as naked DNA.

NRPで治療できる異常及び症状
NRP化合物が有用でありえる異常及び症状には以下が含まれる:
中枢神経系の感染(細菌、菌類、スピロヘータ、寄生虫感染を含む)及び類肉腫(化膿性感染、急性細菌性髄膜炎、軟膜炎を含む);
脳血管性疾患(卒中、虚血性発作、アテローム性硬化症血栓、ラクーン(lacune)、塞栓症、高血圧性出血、動脈瘤破裂、血管奇形、一過性虚血発作、頭蓋内出血、特発性くも膜下出血、高血圧性脳障害、脳動脈の炎症性疾患、例えば心不全(おそらく冠状動脈バイパス手術から生じる)によって惹起される灌流の低下、及び脳血管障害の他の形態を含む);
脳頭蓋外傷(頭蓋骨基底部骨折及び頭蓋内神経損傷を含む)、頚動脈洞フィステル、気脳症、気瘤及び鼻漏、脳挫傷、外傷性脳内出血、小児の急性脳腫脹;
脱髄性疾患(視神経脊髄炎、急性播種性脳脊髄炎、急性及び亜急性壊死性出血性脳炎、シルダーびまん性脳硬化症、及び末梢神経障害に併発する多発性硬化症を含む);
神経系の変性疾患(1つ又は2つ以上の進行性痴呆の症状、びまん性脳萎縮、非アルツハイマー型のびまん性皮質萎縮、レーヴィ小体痴呆、ピック病、前側頭性痴呆、視床変性、非ハンチントン型舞踏病及び痴呆、皮質脊髄変性(ヤコブ病)、痴呆-パーキンソン病-筋萎縮性側索硬化症合併症(Guamaninaら)を含む);
神経系の後天的代謝異常(錯乱、昏迷又は昏睡-虚血-低酸素症、低血糖症、高血糖症、高炭酸ガス症、肝不全及びライ症候群の1つ又は2つ以上を含む症状として提示される代謝性疾患、進行性錐体外路症候群として提示される代謝性疾患、小脳性運動失調、高体温、セリアック-スプルー病として提示される代謝性疾患、精神病又は痴呆を引き起こす代謝性疾患(クッシング病及びステロイド脳障害を含む)、甲状腺精神病及び甲状腺機能低下、膵臓性脳障害を含む);
栄養欠乏による神経系の疾患;
アルコール及びアルコール中毒;
薬物及び他の化学物質(アヘン誘導体及び合成鎮痛剤、沈静睡眠薬、興奮薬、向精神薬、細菌毒素、植物毒素、蛇咬傷及び刺創毒、重金属、工業毒物、抗腫瘍剤及び免疫抑制剤、サリドマイド、アミノグリコシド系抗生物質(聴器毒)及びペニシリン誘導体(痙攣)、心保護剤(β-ブロッカー、ジギタリス誘導体及びアミオダロンを含む)による神経系の異常。
Abnormalities and symptoms that can be treated with NRP
Abnormalities and symptoms for which NRP compounds may be useful include:
Central nervous system infections (including bacterial, fungal, spirochete, parasitic infections) and sarcoids (including purulent infections, acute bacterial meningitis, leptitis);
Cerebrovascular disease (stroke, ischemic stroke, atherosclerotic thrombus, lacune, embolism, hypertensive bleeding, aneurysm rupture, vascular malformation, transient ischemic stroke, intracranial hemorrhage, idiopathic subarachnoid Including bleeding, hypertensive encephalopathy, inflammatory diseases of the cerebral arteries such as reduced perfusion caused by heart failure (possibly resulting from coronary artery bypass surgery), and other forms of cerebrovascular disorders);
Brain skull trauma (including skull base fracture and intracranial nerve injury), carotid sinus fistula, pneumoencephalopathy, aneurysm and rhinorrhea, brain contusion, traumatic intracerebral hemorrhage, acute brain swelling in children;
Demyelinating diseases (including optic neuromyelitis, acute disseminated encephalomyelitis, acute and subacute necrotizing hemorrhagic encephalitis, Schirder diffuse encephalopathy, and multiple sclerosis associated with peripheral neuropathy);
Degenerative disorders of the nervous system (symptoms of one or more progressive dementias, diffuse brain atrophy, non-Alzheimer-type diffuse cortical atrophy, Lewy body dementia, Pick's disease, frontotemporal dementia, thalamic degeneration, non Including Huntington's chorea and dementia, corticospinal degeneration (Jakob disease), dementia-Parkinson's disease-amyotrophic lateral sclerosis complications (Guamanina et al.));
Acquired metabolic disorders of the nervous system (confusion, stupor or coma-ischemia-hypoxia, hypoglycemia, hyperglycemia, hypercapnia, liver failure and Reye syndrome as symptoms including one or more Metabolic disease presented, metabolic disease presented as progressive extrapyramidal syndrome, cerebellar ataxia, hyperthermia, metabolic disease presented as celiac-sprue disease, metabolic disease causing psychosis or dementia ( Including Cushing's disease and steroid brain disorders), including thyroid psychosis and hypothyroidism, pancreatic brain disorders);
Diseases of the nervous system due to nutritional deficiencies;
Alcohol and alcohol addiction;
Drugs and other chemicals (opiate and synthetic analgesics, sedatives, stimulants, psychotropic drugs, bacterial toxins, phytotoxins, snake bites and stings wound poisons, heavy metals, industrial toxins, antitumor agents and immunosuppressants, Nervous system abnormalities caused by thalidomide, aminoglycoside antibiotics (otoxins) and penicillin derivatives (convulsions), cardioprotectants (including β-blockers, digitalis derivatives and amiodarone).

上記のリストによって示したように、本発明の組成物及び方法は、ヒトの神経の損傷及び疾患の治療に有用でありえる。さらに一般的には、本発明の組成物及び方法は、急性脳損傷(びまん性軸索損傷、周産期低酸素-虚血性損傷、外傷性脳損傷、卒中、虚血性梗塞、塞栓症及び高血圧性出血;CNS毒物への暴露、脳神経系の感染(例えば細菌性髄膜炎);代謝性疾患(例えば低酸素-虚血性脳障害、末梢神経障害及び糖原病を含むようなもの)を含むが、ただしこれらに限定されない)の結果として神経の傷害をもつか、又は慢性神経損傷若しくは神経変性疾患(多発性硬化症、レーヴィ小体痴呆、アルツハイマー病、パーキンソン病及びハンチントン病を含むが、ただしこれらに限定されない)に罹患している人間の患者の治療で有用である。そのような疾患又は損傷をもつ患者は、神経突起伸長と同様にニューロンの増殖及び遊走を開始させることができる治療プロトコルによって大きな利益を得ることができる。
さらに一般的には、本発明は、外傷、毒物への暴露、仮死又は低酸素-虚血による損傷後の傷害領域へのニューロン及び神経芽細胞の遊走の誘導に適用される。
NRP化合物(NRP-1、そのオルソログ、アナログ、パラログ及び同定されたNRPペプチドドメインを含むプロドラッグを含む)を用いて、ニューロン及び神経芽細胞の遊走を促進することができる。
As demonstrated by the above list, the compositions and methods of the present invention may be useful for the treatment of human nerve damage and disease. More generally, the compositions and methods of the present invention provide acute brain injury (diffuse axonal injury, perinatal hypoxia-ischemic injury, traumatic brain injury, stroke, ischemic infarction, embolism and hypertension). Bronchial bleeding; exposure to CNS toxicants, cranial nervous system infection (eg bacterial meningitis); including metabolic disorders (eg, including hypoxia-ischemic encephalopathy, peripheral neuropathy and glycogenosis) But with neurological damage as a result of, but not limited to, chronic nerve injury or neurodegenerative diseases (including multiple sclerosis, Lewy body dementia, Alzheimer's disease, Parkinson's disease and Huntington's disease), Useful in the treatment of human patients suffering from (but not limited to). Patients with such diseases or injuries can benefit greatly from treatment protocols that can initiate neuronal proliferation and migration as well as neurite outgrowth.
More generally, the present invention applies to the induction of neuronal and neuroblast migration to injury areas after trauma, exposure to toxins, asphyxia or hypoxia-ischemic injury.
NRP compounds (including prodrugs containing NRP-1, its orthologs, analogs, paralogs and identified NRP peptide domains) can be used to promote neuronal and neuroblast migration.

しかしながら、NRPを有利に用いることができるが、他の形態のNRP化合物の投与を排除しようとするものではない。例えば、ヒトパラログ型又はNRPのペプチドフラグメントもNRPの代わりに投与することができる。例示すれば、NRP及び担体を含むNRPのプロドラッグ型(NRP及び前記担体は患者の体内での切断又は消化に対し感受性を有する結合によって結合されてある)を投与することによって、NRPのCNS内の有効量を増加させることができる。投与後に切断又は消化されてNRPを放出する、任意の適切な結合を利用することができる。
また別の適切な治療方法は、中枢神経系の内部でNRP又はNRPのアナログ、パラログ若しくはプロペプチドを活性な形で発現させることができる細胞株である移植物、又は前記細胞株を含む移植物を通して、患者のNRPレベルを増加させる。
NRPは、医薬又は医薬調製物の部分として投与することができる。前記は、医薬的に適切な任意の担体、アジュバント又は賦形剤とNRP化合物を一緒にすることを必要とする。さらにまた、NRP化合物は他の非NRP性神経保護薬剤、増殖薬剤又は他の薬剤とともに用いてもよい。もちろんのこと、担体、アジュバント又は賦形剤の選択は用いられる投与ルートに一般的に左右される。
投与ルートは広く変動しえる。NRPは種々の方法で、すなわち腹腔内、静脈内又は脳室内に投与することができる。末梢適用も、中枢神経系との直接的干渉がないので選択方法でありえる。
However, although NRP can be used advantageously, it is not intended to exclude administration of other forms of NRP compounds. For example, human paralogue or peptide fragments of NRP can also be administered instead of NRP. By way of example, by administering a prodrug form of NRP comprising NRP and a carrier (NRP and said carrier are linked by a bond that is sensitive to cleavage or digestion in the patient's body), The effective amount of can be increased. Any suitable linkage that is cleaved or digested to release NRP after administration can be utilized.
Another suitable therapeutic method is a transplant which is a cell line capable of expressing NRP or an analog, paralog or propeptide of NRP in an active form within the central nervous system, or a transplant comprising said cell line Through to increase the patient's NRP level.
NRP can be administered as part of a medicament or pharmaceutical preparation. This requires combining the NRP compound with any pharmaceutically suitable carrier, adjuvant or excipient. Furthermore, the NRP compound may be used with other non-NRP neuroprotective agents, proliferative agents or other agents. Of course, the choice of carrier, adjuvant or excipient will generally depend on the route of administration used.
The route of administration can vary widely. NRP can be administered in various ways, i.e. intraperitoneally, intravenously or intraventricularly. Peripheral application can also be a selection method because there is no direct interference with the central nervous system.

当業界で公知のいずれの末梢投与ルートも用いることができる。これらには、非経口ルート、例えば末梢循環への注射、皮下、眼窩内、眼内、くも膜下槽内輸液(徐放性装置又はミニポンプ、例えば浸透圧ポンプ又は皮膚パッチを用いる)、移植物、エーロゾル、吸入、乱切法、腹腔内、嚢内、筋肉内、鼻内、経口、頬内、肺、直腸又は膣ルートが含まれる。組成物は、人間又は他の哺乳動物へ、上述の神経学的疾患に対する治療を提供するために治療的に有効な量(例えば患者の病変を排除又は減少させる量)で非経口的に投与するために製剤化することができる。
ある投与ルートは、皮下注射(例えば0.9%塩化ナトリウムに溶解)及び経口投与(例えばカプセルで)を含む。
場合によってNRP化合物を直接患者のCNSに投与することが所望されることもまた理解されよう。前記は、適切な任意の直接投与ルートによって実施することができる。具体例には、側方脳室注射又は外科的に挿入した患者の脳の側方脳室へのシャントによる投与が含まれる。
Any peripheral route of administration known in the art can be used. These include parenteral routes such as injection into the peripheral circulation, subcutaneous, intraorbital, intraocular, intrathecal infusion (using sustained release devices or minipumps such as osmotic pumps or skin patches), implants, Aerosol, inhalation, severing, intraperitoneal, intracapsular, intramuscular, intranasal, oral, buccal, pulmonary, rectal or vaginal routes are included. The composition is administered parenterally to a human or other mammal in a therapeutically effective amount (eg, an amount that eliminates or reduces lesions in the patient) to provide treatment for the neurological disorders described above. Can be formulated for this purpose.
One route of administration includes subcutaneous injection (eg, dissolved in 0.9% sodium chloride) and oral administration (eg, in a capsule).
It will also be appreciated that in some cases it may be desirable to administer the NRP compound directly to the patient's CNS. This can be done by any suitable direct route of administration. Specific examples include lateral ventricular injection or administration by shunt into the lateral ventricle of a patient's brain that has been surgically inserted.

NRP投与量の決定
投与されるべきNRPの有効量の決定は当業者の技術範囲内であり、当業者には日常的な作業であろう。ある種の実施態様では、使用されるNRPの量は、本明細書に記載のアッセイ系を用いてin vitro試験で概算することができる。投与される最終量は、投与ルート、使用されるNRP、及び治療されるべき神経学的疾患または症状の性質に左右されるであろう。適切な用量範囲は、例えば体重100g当たり約0.01mgから約1mg、また別には体重100g当たりNRPの約0.06μgから約0.6mgで、この場合前記用量は中枢に投与される。
医薬に内包するためには、NRPは、通常の方法、例えばMerrtfieldら(J. Am. Chem. Soc. 15:2149-2154 (1963))の段階的固相合成法によって直接合成することができる。そのようなペプチド合成方法は当業界では公知であり、例えば以下の文献に記載されている:Fields and Colowick, 1997, Solid Phase Peptide Synthesis (Methods in Enzymology, vol.289), Academic Press, San Diego, CA。また別には、合成は市販のペプチド合成装置、例えばアプライドバイオシステムモデル(Applied Biosystems model)430Aを含むことができる。
一般的な提案として、非経口的に投与される1回分のNRP-1(配列番号:2)の医薬的に有効な総量は、用量応答曲線によって測定可能な範囲内にある。ある範囲は体重100g当たり約0.06mgから約0.6mgである。例えば、血中NRP-1(配列番号:2)は、治療される哺乳動物の体液中で測定され、用量を決定することができる。また別には、NRP-1(配列番号:2)化合物の量を増加さえながら患者に投与し、前記患者のNRP-1(配列番号:2)の血清レベルをチェックすることができる。使用されるべきNRP-1(配列番号:2)の量は、これらのNRP-1(配列番号:2)の血清レベルを基準にしてモル基準で算出することができる。
Determination of NRP dosage Determination of the effective amount of NRP to be administered is within the skill of the artisan and will be routine for those skilled in the art. In certain embodiments, the amount of NRP used can be estimated in an in vitro test using the assay system described herein. The final amount administered will depend on the route of administration, the NRP used, and the nature of the neurological disease or condition to be treated. Suitable dosage ranges are, for example, from about 0.01 mg to about 1 mg per 100 g body weight, and alternatively from about 0.06 μg to about 0.6 mg of NRP per 100 g body weight, wherein the dosage is administered centrally.
For inclusion in medicine, NRP can be synthesized directly by conventional methods, such as the stepwise solid phase synthesis method of Merrtfield et al. (J. Am. Chem. Soc. 15: 2149-2154 (1963)). . Such peptide synthesis methods are well known in the art and are described, for example, in the following literature: Fields and Colowick, 1997, Solid Phase Peptide Synthesis (Methods in Enzymology, vol. 289), Academic Press, San Diego, CA. Alternatively, the synthesis can include a commercially available peptide synthesizer, such as an Applied Biosystems model 430A.
As a general proposition, the total pharmaceutically effective amount of NRP-1 (SEQ ID NO: 2) administered parenterally is within the range measurable by a dose response curve. A range is from about 0.06 mg to about 0.6 mg per 100 g body weight. For example, blood NRP-1 (SEQ ID NO: 2) can be measured in the body fluid of a mammal to be treated to determine the dose. Alternatively, the NRP-1 (SEQ ID NO: 2) compound can be administered to a patient in increasing amounts and the patient's serum level of NRP-1 (SEQ ID NO: 2) can be checked. The amount of NRP-1 (SEQ ID NO: 2) to be used can be calculated on a molar basis based on the serum levels of these NRP-1 (SEQ ID NO: 2).

特に、本化合物の適切な投与量を決定するある方法は、生物学的流体(例えば体液又は血液)中でのNRPレベルを測定することを必要とする。そのようなレベルの測定は任意の方法(RIA及びELISAを含む)実施することができる。NRPレベルを測定した後、単回投与又は複数回投与を用いて前記流体を化合物と接触させる。この接触工程の後で、前記流体中のNRPレベルを再度測定する。流体のNRPレベルが、前記分子が投与される目的について所望の有効性を生じるさせるに十分な量低下した場合、前記分子の投与量を調整して最大の効能を生じさせることができる。この方法はin vitroでもin vivoでも実施することができる。この方法はin vitroで、例えば哺乳動物から前記流体を抜き取り、NRPレベルを測定し、本明細書の化合物が単回又は複数回投与で哺乳動物に投与し(すなわち、接触工程は哺乳動物への投与によって達成される)、NRPレベルを前記哺乳動物から抜き取った流体で再度測定した後で実施することができる。
NRP化合物は、徐放系によって適切に投与することができる。徐放性組成物の適切な例には、形状物品(例えばフィルム又はマイクロカプセル)としての形状をもつ半透性ポリマーマトリックスが含まれる。徐放性マトリックスにはポリペプチドラクチド(米国特許3,773,919号、EO58,481号)、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(Langer et al., 1981)、エチレンビニルアセテート(Langer et al., 上掲書)、又はポリ-D-(-)-3-ヒドロキシ酪酸(EP133,988号)が含まれる。徐放性組成物にはまたリポソーム結合化合物が含まれる。本化合物を含有するリポソームは当業者に公知の方法によって製造される。前記が以下によって実施される:DE3,218,121号;Hwang et al., 1980;EP52,322号;EP36,676号;EP88,046号;EP143,949号;EP142,641号;日本国特許出願83-118008、米国特許2,485,045号及び4,544,545号、並びにEP102,324号。いくつかの実施態様では、リポソームは小さな(約200オングストローム、或いは約200オングストロームから800オングストローム)単一薄層型で、その場合、脂質含有量は約30molパーセントコレステロールを超え、この選択した割合はもっとも有効な治療のために調整される。本明細書(上記及び下記)に引用される米国特許は全て参照により本明細書に含まれる。
In particular, one method of determining an appropriate dose of the compound involves measuring NRP levels in biological fluids (eg body fluids or blood). Such level measurements can be performed by any method (including RIA and ELISA). After measuring the NRP level, the fluid is contacted with the compound using a single dose or multiple doses. After this contacting step, the NRP level in the fluid is measured again. If the NRP level of the fluid is reduced by an amount sufficient to produce the desired efficacy for the purpose for which the molecule is administered, the dosage of the molecule can be adjusted to produce maximum efficacy. This method can be performed in vitro or in vivo. This method can be used in vitro, for example, withdrawing the fluid from the mammal, measuring NRP levels, and administering the compound herein to the mammal in single or multiple doses (ie, the contacting step is directed to the mammal). This can be done after the NRP level has been measured again with fluid drawn from the mammal.
The NRP compound can be suitably administered by a sustained release system. Suitable examples of sustained release compositions include semipermeable polymer matrices that are shaped as shaped articles (eg, films or microcapsules). Sustained release matrices include polypeptide lactide (US Pat. No. 3,773,919, EO58,481), poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (Langer et al., 1981), ethylene vinyl acetate (Langer et al., Supra). Or poly-D-(-)-3-hydroxybutyric acid (EP133,988). Sustained release compositions also include liposome-binding compounds. Liposomes containing this compound are produced by methods known to those skilled in the art. The above is carried out by: DE 3,218,121; Hwang et al., 1980; EP 52,322; EP 36,676; EP 88,046; EP 143,949; EP 142,641; -118008, U.S. Pat. Nos. 2,485,045 and 4,544,545, and EP 102,324. In some embodiments, the liposomes are small (about 200 angstroms, or about 200 angstroms to 800 angstroms) in a single lamina type, in which case the lipid content exceeds about 30 mol percent cholesterol, the selected ratio being the most Adjusted for effective treatment. All US patents cited herein (above and below) are hereby incorporated by reference.

例えばWO95/32003(1995年11月30日公開)に記載された複合技術による、非PEG化ペプチドより寿命が長いPEG化ペプチドもまた用いることができる。
非経口的投与のためには、投与用量は約0.01から約1mg/100g体重、また別には体重100g当たり約0.06μgから約0.6mgのNRP化合物である。いくつかの実施態様では、本化合物は、一般的には所望の純度の各化合物を混合し、 医薬的に又は非経口的に許容可能な担体(すなわち用いられる投与量及び濃度で受容者にとって無毒なもの)であって、製剤の他の成分と適合するものとともに注射可能なユニット投薬形で製剤化することができる。例えば、製剤は好ましくは、酸化剤及びポリペプチドにとって有害であることが知られている他の化合物を含まない。上記の投与用量は限定的なものではないことは理解されよう。上記範囲を外れる他の用量も当業者は決定することができる。
いくつかの実施態様では、化合物は液体担体、又は微細に分割した固体担体、又はその両者と均一に及び密接に接触させることによって製造することができる。続いて、所望する場合は、前記生成物を所望の製剤に成型することができる。いくつかの実施態様では、前記担体は非経口的担体であり、また別には受容者の血液と等張な溶液である。そのような担体としての媒体の例は、水、食塩水、リンゲル溶液、緩衝溶液、及びデキストロース溶液が含まれる。非水性の媒体(例えば固定油およびオレイン酸エチル)も本明細書では有用である。
For example, a PEGylated peptide having a longer lifetime than a non-PEGylated peptide by a composite technique described in WO95 / 32003 (published on November 30, 1995) can also be used.
For parenteral administration, the dosage is from about 0.01 to about 1 mg / 100 g body weight, alternatively from about 0.06 μg to about 0.6 mg of NRP compound per 100 g body weight. In some embodiments, the compound is generally mixed with each compound of the desired purity and is toxic or non-toxic to the recipient at a pharmaceutically or parenterally acceptable carrier (ie, dosage and concentration used). Can be formulated in an injectable unit dosage form with those compatible with the other ingredients of the formulation. For example, the formulation preferably does not include oxidizing agents and other compounds known to be deleterious to polypeptides. It will be appreciated that the above dosages are not limiting. Other doses outside the above ranges can also be determined by one skilled in the art.
In some embodiments, the compounds can be made by contacting uniformly and intimately with a liquid carrier, or a finely divided solid carrier, or both. Subsequently, if desired, the product can be molded into the desired formulation. In some embodiments, the carrier is a parenteral carrier and alternatively is a solution that is isotonic with the blood of the recipient. Examples of such media as carriers include water, saline, Ringer's solution, buffer solution, and dextrose solution. Non-aqueous media such as fixed oils and ethyl oleate are also useful herein.

担体は適切には微量の添加物、例えば等張性及び化学的安定性を強化する物質を含む。そのような物質は、望ましくは、用いられる投与量及び濃度で受容者に無毒であり、例示すれば以下を含む:緩衝液(例えばリン酸、クエン酸、コハク酸、酢酸及び他の有機酸又はそれらの塩);抗酸化剤(例えばアスコルビン酸);低分子量(10残基未満)ポリペプチド(例えばポリアルギニン)又はトリペプチド;タンパク質(例えば血清アルブミン、ゼラチン又は免疫グロブリン);親水性ポリマー(例えばポリビニルピロリドン);グリシン;アミノ酸(例えばグルタミン酸、アスパラギン酸、ヒスチジン、又はアルギニン);単糖類、二糖類、及び他の炭水化物(セルロース若しくはその誘導体、グルコース、マンノース、トレハロース、又はデキストロリン);キレート剤(例えばEDTA);糖アルコール(例えばマンニトール又はソルビトール);対イオン(例えばナトリウム);非イオン性界面活性剤(例えばポリソルベート、ポロキサマー又はポリエチレングリコール(PEG));及び/又は中性塩(例えばNaCl、KCl、MgCl2、CaCl2など)。
NRP化合物は、望ましくは上記のような媒体中で約4.5から約8のpHで製剤化することができる。前述のビヒクル、担体又は安定化剤のある種のものの使用は化合物の塩の形成をもたらすことは理解されよう。最終的な調製物は安定な液体又は凍結乾燥固体でもよい。
The carrier suitably contains minor amounts of additives such as substances that enhance isotonicity and chemical stability. Such materials are desirably non-toxic to recipients at the dosages and concentrations used and include, by way of example: buffers (eg, phosphoric acid, citric acid, succinic acid, acetic acid and other organic acids or Their salts); antioxidants (eg ascorbic acid); low molecular weight (less than 10 residues) polypeptides (eg polyarginine) or tripeptides; proteins (eg serum albumin, gelatin or immunoglobulins); hydrophilic polymers (eg Polyvinyl pyrrolidone); glycine; amino acids (eg, glutamic acid, aspartic acid, histidine, or arginine); monosaccharides, disaccharides, and other carbohydrates (cellulose or derivatives thereof, glucose, mannose, trehalose, or dextroline); chelating agents ( Sugar alcohol (eg mannitol or Rubitoru); counterions (such as sodium); non-ionic surfactants (e.g. polysorbate, poloxamer or polyethylene glycol (PEG)); and / or neutral salt (e.g. NaCl, KCl, etc. MgCl 2, CaCl 2).
The NRP compound can desirably be formulated in a medium as described above at a pH of about 4.5 to about 8. It will be appreciated that the use of certain of the aforementioned vehicles, carriers or stabilizers will result in the formation of a salt of the compound. The final preparation may be a stable liquid or a lyophilized solid.

他の実施態様ではアジュバントを用いることができる。錠剤、カプセルなどに取り込むことができる典型的なアジュバントは、結合剤(例えばアラビアゴム、ともろこしデンプン又はゼラチン);ビヒクル(例えば微晶質セルロース、);崩壊剤(例えばトウモロコシデンプン又はアルギン酸);滑沢剤(例えばステアリン酸マグネシウム);甘味剤(例えばシュクロース又はラクトース);香料(例えばペパーミント、ヒメコウジ、又はチェリー)である。投薬形態がカプセルであるとき、上記の材料の他に、液状担体(例えば脂肪油)もまた含むことができる。種々のタイプの他の材料をコーティングとして、又は投薬ユニットの物理的形態の改変物質として用いることができる。シロップ又はエリキシルは、活性化合物、甘味料(例えばシュクロース)、保存料(例えばプロピルパラベン)、着色剤及び香料(例えばチェリー)を含むことができる。注射用滅菌組成物は、通常の製薬慣行にしたがって製剤化することができる。例えば、活性化合物の媒体(例えば水又は天然に存在する植物油(例えばごま油、ピーナツ油又は綿実油)又は合成脂肪性媒体(例えばオレイン酸エチル)など)中の溶解液又は懸濁液を所望することができる。緩衝剤、保存料、抗酸化剤などを容認されている製薬慣行にしたがって取り入れることができる。
望ましくは、治療的投与に用いられるNRP化合物は滅菌することができる。滅菌は、滅菌ろ過膜(例えば約0.2ミクロンのポアサイズを有する膜)でろ過することによって容易に実施することができる。治療用組成物は一般的には、滅菌アクセスポートを有する容器(例えば静脈内溶液バッグ又は皮下注射針によって刺し通すことができる栓を有するバイアル)に入れることができる。
他の実施態様では、NRP化合物は、単位用量又は多用量容器(例えば封入アンプル又はバイアル)に、水溶液又は再構成用の凍結乾燥製剤として保存することができる。凍結乾燥製剤の例として、10mLのバイアルに化合物の5mL滅菌ろ過水溶液(0.01%w/v)を充填し、得られた混合物を凍結乾燥する。輸液溶液は、制菌水又は他の適切な溶媒を用いて凍結乾燥化合物を再構成することによって調製することができる。
In other embodiments, adjuvants can be used. Typical adjuvants that can be incorporated into tablets, capsules, etc. are binders (eg gum arabic, corn starch or gelatin); vehicles (eg microcrystalline cellulose); disintegrants (eg corn starch or alginic acid); A sweetener (eg, magnesium stearate); a sweetener (eg, sucrose or lactose); and a fragrance (eg, peppermint, citrus or cherry). When the dosage form is a capsule, in addition to the materials described above, liquid carriers such as fatty oils can also be included. Various types of other materials can be used as coatings or as physical form modifiers of the dosage unit. A syrup or elixir may contain the active compound, sweetening agents (eg sucrose), preservatives (eg propylparaben), coloring agents and flavoring agents (eg cherry). Sterile compositions for injection can be formulated according to normal pharmaceutical practice. For example, it may be desirable to have a solution or suspension in the active compound medium such as water or a naturally occurring vegetable oil such as sesame oil, peanut oil or cottonseed oil or a synthetic fatty medium such as ethyl oleate. it can. Buffers, preservatives, antioxidants and the like can be incorporated according to accepted pharmaceutical practice.
Desirably, the NRP compound used for therapeutic administration can be sterilized. Sterilization can be easily performed by filtration through a sterile filtration membrane (eg, a membrane having a pore size of about 0.2 microns). The therapeutic composition can generally be placed in a container with a sterile access port (eg, a vial with a stopper that can be pierced by an intravenous solution bag or hypodermic needle).
In other embodiments, the NRP compound can be stored in unit dose or multi-dose containers (eg, enclosed ampoules or vials) as an aqueous solution or a lyophilized formulation for reconstitution. As an example of a lyophilized formulation, a 10 mL vial is filled with 5 mL of sterile filtered aqueous solution of compound (0.01% w / v) and the resulting mixture is lyophilized. Infusion solutions can be prepared by reconstitution of the lyophilized compound with antibacterial water or other suitable solvent.

遺伝子治療
本発明の他の実施態様では、治療方法は、器官治療のための遺伝子治療を含み、前記はNRP化合物をコードする核酸を用いる。一般的には、遺伝子治療は器官のNRPレベルを増加させる(又は過剰発現させる)ために用いることができる。ヌクレオチド配列の例には、配列番号:1、3、4、6、8、10、12、16、19、27若しくは35、又はNRPのコンセンサスドメイン及び生物学的特性を有するペプチドをコードするその部分が含まれる。プロNRPをコードする他の配列も用いることができることは理解されよう(プロNRPは切断に際して生物学的に活性なNRPを生じることができる)。
生物にNRPをコードする配列をトランスフェクトするために任意の適切な方法を用いることができる。例えば、in vivo及びex vivoでの方法を用いることができる。in vivoデリバリーのためには、核酸(単独又はベクター、リポソーム、沈殿物と結合されている)を生物(例えば人間の患者)に直接、いくつかの実施態様では、NRP化合物の発現が所望される部位に注射することができる。ex vivo治療のためには、生物の細胞を取り出し、これらの細胞に核酸を導入し、この改変した細胞を前記生物に直接投与するか、又は例えば多孔性膜に被包化してこれを前記患者に移植する(例えば米国特許4,892,538号及び5,283,187号を参照されたい)。
我々は、本明細書で培養細胞がNRPを発現することができること、及びこれらNRP-発現細胞を有害な傷害に感受性を有するニューロンとインキュベートするとき、NRPが発現され、培養液中に分泌され、ニューロンを有害な傷害から保護することができることを示した。この驚くべき発見は、遺伝子移入及び細胞移植によって神経変性を処置する治療方法を支持する。
核酸を生細胞に移入するために利用可能な多様な技術が存在する。これらの技術は、核酸が培養細胞にin vitroで移入されるか、又は目的の宿主の細胞にin vivoで移入されるかにしたがって変動しえる。核酸の哺乳細胞へのin vitro移入に適した技術には、リポソームの使用、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、細胞融合、DEAE-デキストラン、リン酸カルシウム沈殿方法などが含まれる。遺伝子のex vivoデリバリーに一般的に用いられるベクターはレトロウイルスである。
Gene Therapy In another embodiment of the invention, the method of treatment comprises gene therapy for organ therapy, which uses a nucleic acid encoding an NRP compound. In general, gene therapy can be used to increase (or overexpress) NRP levels in an organ. Examples of nucleotide sequences include SEQ ID NOs: 1, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19, 27 or 35, or portions thereof encoding peptides with NRP consensus domains and biological properties. Is included. It will be appreciated that other sequences encoding pro-NRP can also be used (pro-NRP can yield biologically active NRP upon cleavage).
Any suitable method can be used to transfect an organism with a sequence encoding NRP. For example, in vivo and ex vivo methods can be used. For in vivo delivery, nucleic acid (alone or combined with a vector, liposome, precipitate) is directly to an organism (eg, a human patient), and in some embodiments, expression of an NRP compound is desired. The site can be injected. For ex vivo treatment, the cells of the organism are removed, nucleic acids are introduced into these cells, and the modified cells are administered directly to the organism or encapsulated in, for example, a porous membrane which is then applied to the patient. (See, eg, US Pat. Nos. 4,892,538 and 5,283,187).
We note here that when cultured cells are capable of expressing NRP, and when these NRP-expressing cells are incubated with neurons that are susceptible to harmful injury, NRP is expressed and secreted into the culture medium, It has been shown that neurons can be protected from harmful injury. This surprising finding supports a therapeutic method of treating neurodegeneration by gene transfer and cell transplantation.
There are a variety of techniques available for transferring nucleic acids into living cells. These techniques may vary depending on whether the nucleic acid is transferred to cultured cells in vitro or to the host cells of interest in vivo. Techniques suitable for in vitro transfer of nucleic acids into mammalian cells include the use of liposomes, electroporation, microinjection, cell fusion, DEAE-dextran, calcium phosphate precipitation methods, and the like. A commonly used vector for ex vivo delivery of genes is a retrovirus.

ある種の実施態様では、in vivo核酸移入技術には、例えばウイルスベクター(例えばアデノウイルス、単純ヘルペスI型ウイルス、又はアデノ付随ウイルス)によるトランスフェクション及び脂質利用系が含まれる。脂質仲介遺伝子移入に有用な資質は、N-[1-(2,3-ジオレイルオキシ)プロピル]-N,N,N-トリメチルアンモニウム(DOTMA)、ジオレオイルファチジルエタノールアミン(DOPE)及び3-β[N-(N',N'-ジメチルアミノエタン)カルボモイル]コレステロール(DC-Chol)である。いくつかの状況では、核酸含有ベクターを標的細胞に誘導する薬剤とともに核酸源を提供することが所望されえる。そのような“標的誘導”分子には、細胞表面膜タンパク質又は標的細胞に特異的な抗体、標的細胞上のレセプターに対するリガンドなどが含まれる。リポソームが用いられる場合は、エンドサイトーシス関連細胞表面膜タンパク質と結合するタンパク質を、標的誘導及び/又は取り込み促進に用いることができる。そのようなタンパク質の例には、特別な細胞タイプに親和性を有するカプシドタンパク質及びそのフラグメント、サイクリングにおいてインターナリゼーションを受けるタンパク質に対する抗体、及び細胞内局在化を標的とし細胞内半減期を強化するタンパク質が含まれる。他の実施態様では、レセプター仲介エンドサイトーシスを用いることができる。そのような方法は、例えば以下に記載されている:Wu et al., 1987;及びWanger et al., 1990。これまでに知られている遺伝子マーキング及び遺伝子治療プロトコルの総論のためには文献(Anderson, 1992)を参照されたい。さらにWO93/2563号及び前記に引用されている参考文献もまた参照されたい。
キットもまた本発明の範囲内に意図される。典型的なキットは、NRP製剤のための容器(いくつかの実施態様ではバイアル)を含み、前記容器は、医薬的に許容できる緩衝液中の1つ又は2つ以上のNRP化合物及び、使用者に前記医薬製剤の使用を指示する使用説明(例えば製品挿入物又はラベル)を含む。
In certain embodiments, in vivo nucleic acid transfer techniques include, for example, transfection with viral vectors (eg, adenovirus, herpes simplex virus I, or adeno-associated virus) and lipid utilization systems. Useful qualities for lipid-mediated gene transfer include N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium (DOTMA), dioleoyl fatidylethanolamine (DOPE) and 3-β [N- (N ′, N′-dimethylaminoethane) carbomoyl] cholesterol (DC-Chol). In some situations, it may be desirable to provide a source of nucleic acid with an agent that directs the nucleic acid-containing vector to a target cell. Such “target-inducing” molecules include cell surface membrane proteins or antibodies specific for target cells, ligands for receptors on target cells, and the like. When liposomes are used, proteins that bind to endocytosis-related cell surface membrane proteins can be used for target induction and / or promotion of uptake. Examples of such proteins include capsid proteins and their fragments that have affinity for specific cell types, antibodies against proteins that undergo internalization in cycling, and enhanced intracellular half-life targeting intracellular localization Protein to be included. In other embodiments, receptor-mediated endocytosis can be used. Such methods are described, for example, in the following: Wu et al., 1987; and Wanger et al., 1990. For a review of previously known gene marking and gene therapy protocols see the literature (Anderson, 1992). See also WO 93/2563 and the references cited above.
Kits are also contemplated within the scope of the present invention. A typical kit includes a container (in some embodiments, a vial) for an NRP formulation, the container comprising one or more NRP compounds in a pharmaceutically acceptable buffer and a user. Includes instructions for use (eg, product inserts or labels) directing the use of the pharmaceutical formulation.

実施例
以下の実施例は、本発明のある種の実施態様を具体的に説明するために提供される。他の実施態様も考案することが可能で、前記もなお本発明の範囲内であることは容易に理解されよう。これら他の実施態様のいずれも本発明の範囲内であると考えられる。
Examples The following examples are provided to illustrate certain embodiments of the invention. It will be readily appreciated that other embodiments can be devised and still be within the scope of the present invention. Any of these other embodiments are considered to be within the scope of the present invention.

実施例1:NRP遺伝子の同定
ニューロンの生存、増殖及び分化に対して有効性を有する哺乳動物の遊走誘導因子を同定するために、我々は、ヒト悪液質関連タンパク質のcDNA及びコードされたその16mer悪液質フラグメントを鋳型として用いラット及びマウスのゲノムをスクリーニングし、新規なNRPホモログを同定した。
NRP遺伝子の同定は種々の細胞源(in vivo組織、神経幹細胞培養)の全RNAを入手することを含む。RNAはロシュ全RNA単離キット(Roche Total RNA Isolation Kit)を用いて抽出した。相補性DNA(cDNA)は、スーパースクリプトRT IIを用いて合成し、続いて以下のプライマーを用いマウスNRP遺伝子及びベータアクチンのマルチプレックスPCR増幅を実施した:mouFS NRPフォワードプライマー:5' AACGGAATGAATCGAAACCC 3'(配列番号:37);mouFS Revプライマー:5' CGCTCGACATTACAGCTCA 3'(配列番号:38);マウスβ-アクチンFwd:5' GAAAGGGTGTAAAACGCAGC 3'(配列番号:39);マウスβ-アクチンRev:5' GGTACCACCATGTACCCAGG 3'(配列番号:40)。正しいサイズを有するフラグメントをゲル精製し、直接pGEMベクターにクローニングし、大腸菌(E. coli, DH5α)のコンピテント株を形質転換した。形質転換細胞コロニーをNRP遺伝子フラグメントの存在についてスクリーニングし、陽性コロニー由来のプラスミドの配列を決定した。NRP遺伝子をコードする遺伝子の構造は図1Aに示されている。
Example 1: Identification of the NRP gene To identify mammalian migration inducers that are effective for neuronal survival, proliferation and differentiation, we have identified the cDNA of human cachexia-related protein and its encoded A 16-mer cachexia fragment was used as a template to screen rat and mouse genomes to identify novel NRP homologues.
Identification of the NRP gene involves obtaining total RNA from various cell sources (in vivo tissue, neural stem cell culture). RNA was extracted using the Roche Total RNA Isolation Kit. Complementary DNA (cDNA) was synthesized using Superscript RT II, followed by multiplex PCR amplification of mouse NRP gene and beta actin using the following primers: mouFS NRP forward primer: 5 'AACGGAATGAATCGAAACCC 3' (SEQ ID NO: 37); mouFS Rev primer: 5 ′ CGCTCGACATTACAGCTCA 3 ′ (SEQ ID NO: 38); mouse β-actin Fwd: 5 ′ GAAAGGGTGTAAAACGCAGC 3 ′ (SEQ ID NO: 39); mouse β-actin Rev: 5 ′ GGTACCACCATGTACCCAGG 3 '(SEQ ID NO: 40). Fragments with the correct size were gel purified, cloned directly into the pGEM vector, and transformed into a competent strain of E. coli, DH5α. Transformed cell colonies were screened for the presence of the NRP gene fragment and the plasmid sequence from the positive colonies was determined. The structure of the gene encoding the NRP gene is shown in FIG. 1A.

NRPタンパク質ドメインの性状決定:NRPは、セクレトームP(SecretomeP)サーバー(Technical University of Denmark)を用いて前記タンパク質配列を解析すると極めて有意なスコアを有するので、おそらくFGF-1、FGF-2のように非古典的経路で分泌されるのであろう。陽電荷アミノ酸残基の数及びN-末端NRP内の全体的な原子の数が多いことがこの予想につながった(Bendsten et al., 2004)。
単一のトレフォイルドメイン配列モチーフがマウスNRP配列内に予想され、このドメインはヒトpS2タンパク質(Jakowlew et al., 1984)と52.5%の相同性を有する(図1D)。推定的NRPトレフォイルドメインは、前記のトレフォイルドメイン(データベースSMART)のコンセンサス配列内の15の保存アミノ酸のうちの9個が類似又は同一である。この60%コンセンサス値はまたトレフォイル因子ファミリーのメンバーとしてNRPを受け入れるための閾値でもある。トレフォイルドメインは、タンパク質-タンパク質相互作用に関与し、シクロオキシゲナーゼ2(COX-2)及びトロンボキサンA2レセプター(TXA2-R)活性化経路を介して作用すると示唆されてきた(Rodrigues et al., 2003)。ヒトPs2タンパク質はトレフォイル因子ファミリー1(TFF-1)に属し、REK1/2経路でのシグナリング作用によって乳がん細胞の化学誘引(Prest et al., 2002)における関係が考えられている(Graness et al., 2002)。
ニューロンの生存、増殖、遊走及び分化を促進するマウスNRP(NRP-7セグメントSW)ドメインはトレフォイルドメインからC-末端側に位置し、さらにラットNRP-9についてはC-末端に位置する(図1Bのアラインメントされた21mer及び24mer配列を参照されたい)。
Characterization of the NRP protein domain : NRP has a very significant score when analyzing the protein sequence using the SecretomeP server (Technical University of Denmark), probably like FGF-1, FGF-2 It will be secreted by a non-classical route. The high number of positively charged amino acid residues and the overall number of atoms in the N-terminal NRP led to this expectation (Bendsten et al., 2004).
A single trefoil domain sequence motif is predicted within the mouse NRP sequence, which has 52.5% homology with the human pS2 protein (Jakowlew et al., 1984) (FIG. 1D). A putative NRP trefoil domain is similar or identical in 9 of the 15 conserved amino acids within the consensus sequence of said trefoil domain (database SMART). This 60% consensus value is also the threshold for accepting NRP as a member of the trefoil factor family. Trefoil domains have been implicated in protein-protein interactions and have been suggested to act through the cyclooxygenase 2 (COX-2) and thromboxane A2 receptor (TXA2-R) activation pathways (Rodrigues et al., 2003) . Human Ps2 protein belongs to trefoil factor family 1 (TFF-1), and its relationship with chemoattraction of breast cancer cells (Prest et al., 2002) is considered by the signaling action in the REK1 / 2 pathway (Graness et al. , 2002).
The mouse NRP (NRP-7 segment SW) domain that promotes neuronal survival, proliferation, migration and differentiation is located C-terminal to the trefoil domain, and for rat NRP-9, C-terminal (FIG. 1B). (See aligned 21mer and 24mer sequences).

NRP、悪液質関連タンパク質及びSDF-1間の相同性:NRPとSDF-1αとの間の驚くほど類似する生物学的活性にもかかわらず、両ペプチドは、32.6%相同性という中程度の類似性を示しただけである(図1E)。
成熟SDF-1の最初の9アミノ酸は残存化学誘引活性を示し、これはCDF-1αよりほぼ100倍低い(Loetscher et al., 1998)。マウス24merペプチド(NRP-7セグメントSW;配列番号:24)のN-末端11アミノ酸は、成熟SDF-1の開始部と50%を超える相同性でアラインメントされる。この関連性を示すタンパク質ドメインによって、悪液質タンパク質、NRP及びSDF-1αは、ニューロンの生存、増殖、遊走及び分化にとって重要な生物学的に活性なドメインを共有することが示される。前記生物学的に活性な領域は、悪液質関連タンパク質及びSDF-1については成熟タンパク質のN-末端に配置されるが、NRPについてはこの領域はトレフォイルドメインからC-末端側に位置する。
Homology between NRP, cachexia-related protein and SDF-1 : Despite the surprisingly similar biological activity between NRP and SDF-1α, both peptides have a moderate 32.6% homology It only showed similarity (Figure 1E).
The first 9 amino acids of mature SDF-1 show residual chemoattractant activity, which is almost 100 times lower than CDF-1α (Loetscher et al., 1998). The N-terminal 11 amino acids of the mouse 24mer peptide (NRP-7 segment SW; SEQ ID NO: 24) are aligned with greater than 50% homology with the start of mature SDF-1. Protein domains exhibiting this association indicate that cachexia proteins, NRP and SDF-1α share biologically active domains important for neuronal survival, proliferation, migration and differentiation. The biologically active region is located at the N-terminus of the mature protein for cachexia-related protein and SDF-1, but for NRP this region is located C-terminal to the trefoil domain.

実施例2:小脳微小エクスプラント:神経保護及びニューロン増殖方法
薄層状の小脳皮質をP3/4、P7/8ラットの子供から摘出し、125μmのポアサイズを有する金属紗を通してすり潰して均一サイズの微小エクスプラントを得た。61gで3分間遠心後、ペレットをスタートV(StartV)培養液(Biochrom)に懸濁し、前記懸濁液を6ウェルプレートのポリ-D-リジン被覆カバースリップに播種し、3時間インキュベートして接着させ、その後ウェル当たり1mLのスタートVを添加した。以前に記載したように、グルタメート/3-NP及びNRPも添加した。前記エクスプラントを5%CO2及び100%湿度下で34℃で48−72時間培養した。増殖速度測定のために、BrdUを培養開始時に加え、顕微鏡視野当たりの細胞を48−72時間後に数えた。
Example 2: Cerebellar microexplant: Neuroprotection and neuron proliferation method Laminar cerebellar cortex was removed from a child of P3 / 4, P7 / 8 rats and ground through a metal sputum with a pore size of 125 μm and uniformly microexposed. Got the plant. After centrifugation at 61g for 3 minutes, the pellet is suspended in StartV medium (Biochrom) and the suspension is seeded on a poly-D-lysine-coated coverslip in a 6-well plate and incubated for 3 hours to adhere 1 mL of start V was then added per well. Glutamate / 3-NP and NRP were also added as previously described. The explants were cultured for 48-72 hours at 34 ° C. under 5% CO 2 and 100% humidity. For growth rate measurements, BrdU was added at the start of the culture and cells per microscopic field were counted 48-72 hours later.

結果
(a)神経保護:ナノモル濃度のNRP-4セグメントGQ(配列番号:26)は重篤な損傷後50%の生存率をもたらした(図2)。
(b)ニューロン増殖:NRP-7セグメントSW(配列番号:24)は、これらの培養で増殖速度を200%以上に高めた(図3)。小脳の微小エクスプラントの増殖細胞は、ビヒクル単独の作用と比較して、興奮毒性(excitotoxic)及び酸化性ストレスに対して耐性を示した。
Result :
(A) Neuroprotection : Nanomolar NRP-4 segment GQ (SEQ ID NO: 26) resulted in 50% survival after severe injury (Figure 2).
(B) Neuronal proliferation : NRP-7 segment SW (SEQ ID NO: 24) increased the proliferation rate to over 200% in these cultures (Figure 3). Proliferating cells of the cerebellar microexplants were resistant to excitotoxic and oxidative stress compared to the effects of vehicle alone.

実施例3:接触走性遊走アッセイ
マウス神経幹細胞、EGF依存性不死化マウス神経幹細胞MEB5及び野生型PC-12細胞に対する遊走誘導/化学誘引活性について、NRPを下記のように接触走性遊走アッセイでテストした。
方法
最初のNRPコーティング:12μmのポアサイズを有するトランスウェルプレート(Corning)のコントロールウェルをBSA/PBS媒体の1.5mLで被覆した。残りのプレートを1−100ng/mLの範囲の種々の濃度のNRP(10μg/mLのBSAを含むPBSで調製)を用いて被覆した。続いて、このプレートを37℃で1時間インキュベートして被覆した。続いてウェルを1mLの滅菌PBSで2回洗い流した。
細胞外マトリックスコーティング:MEB-5細胞にはラミニン(10μg/mL)、マウス初代幹細胞にはPDL(50μg/mL)+マトリゲル、及びPC-12細胞にはフィブロネクチン(25μg/mL)+マトリゲルを細胞のための細胞外マトリックス(ECM)として用いた。全てのECM化合物はPBSで希釈した。ウェル当たり1.5mLのECMを室温で2時間インキュベートした。続いてウェルを1mLの血清非含有培養液(例えばNB/B27)で1回洗浄し、続いて1mLのPBSで洗浄した。
インサートのコーティング:5μg/mLのPDL/PLL混合物(PBS中)を用いてインサートを被覆した。続いて前記インサートをMiliQ水で洗浄した。
培養液への移動及び細胞の播種:適切な培養液を12ウェルプレートに移した(MBE-5細胞:DMEM高グルコース+N2(Invitrogenの増殖培養液補充物)+10ng/ビオチン+2mMのL-グルタミン;初代幹細胞:EuroclonのNSA培養液;及びPC-12細胞:NB/B27倍溶液)。続いてプレートを37℃、5%CO2でインキュベートし、1−2x105細胞を播種した。プレートを1−2日in vitroで固定した(DIV)。
固定:インサートを廃棄し、ウェルをPFAの連続希釈(0.4、1.2、3及び4%)で各希釈について3−5分固定した。ウェルを洗浄し、PFAの連続希釈(0.4、1.2、3及び4%)中で各希釈について3−5分保存した。ウェルを計測までPBS中で洗浄した。神経突起伸長を示し、底部の小室へ移動した全ての細胞を遊走細胞として数えた。
Example 3: Contact chemotaxis migration assay For the chemoattractant activity / chemoattractant activity of mouse neural stem cells, EGF-dependent immortalized mouse neural stem cells MEB5 and wild-type PC-12 cells, NRP was determined by contact chemotaxis migration assay as described below. Tested.
Method :
Initial NRP coating : Control wells of a transwell plate (Corning) with a pore size of 12 μm were coated with 1.5 mL of BSA / PBS medium. The remaining plates were coated with various concentrations of NRP (prepared with PBS containing 10 μg / mL BSA) ranging from 1-100 ng / mL. Subsequently, the plates were coated at 37 ° C. for 1 hour. Subsequently, the wells were washed twice with 1 mL of sterile PBS.
Extracellular matrix coating : Laminin (10 μg / mL) for MEB-5 cells, PDL (50 μg / mL) + Matrigel for mouse primary stem cells, and Fibronectin (25 μg / mL) + Matrigel for PC-12 cells Used as an extracellular matrix (ECM). All ECM compounds were diluted with PBS. 1.5 mL of ECM per well was incubated at room temperature for 2 hours. Subsequently, the wells were washed once with 1 mL of serum-free medium (eg, NB / B27) followed by 1 mL of PBS.
Insert coating : The insert was coated with a 5 μg / mL PDL / PLL mixture (in PBS). Subsequently, the insert was washed with MiliQ water.
Transfer to culture and seeding of cells : Appropriate cultures were transferred to 12-well plates (MBE-5 cells: DMEM high glucose + N2 (Invitrogen growth medium supplement) + 10 ng / biotin + 2 mM L-glutamine; primary Stem cells: Euroclon NSA culture solution; and PC-12 cells: NB / B27 times solution). Subsequently, the plates were incubated at 37 ° C. with 5% CO 2 and seeded with 1-2 × 10 5 cells. Plates were fixed in vitro for 1-2 days (DIV).
Fixing : The insert was discarded and the wells were fixed with serial dilutions of PFA (0.4, 1.2, 3 and 4%) for 3-5 minutes for each dilution. Wells were washed and stored for 3-5 minutes for each dilution in serial dilutions of PFA (0.4, 1.2, 3 and 4%). Wells were washed in PBS until counting. All cells that showed neurite outgrowth and migrated to the bottom chamber were counted as migrating cells.

結果
10ng/mLのNRP-4GG(配列番号:29)は、BSA-ビヒクル単独と比較して195%を超えるMEB細胞を培養皿の底へ遊走させた(図4A)。NRP-4GG(配列番号:29)ペプチドの存在下では、BSA-ビヒクル単独と比較して93.7%を超えるE14細胞が遊走した(図4B)。NRP-2KS(配列番号:23)の存在下では、BSA-ビヒクル単独と比較して109%を超えるMEB-5細胞が底部へ遊走した(図4B)。NRP-7SW(配列番号:24)処理ウェルでは、BSA-ビヒクル単独と比較して35%を超えるE14細胞密度が得られた(図4D)。NRP-4GG(配列番号:29)ペプチドの存在下では、BSA-ビヒクル単独と比較して80.8%を超えるPC-12細胞が底部へ遊走した(図4E)。NRP-7SW(配列番号:24)は、BSA-ビヒクル単独と比較して333%を超えるPC-12細胞を遊走させた(図4F)。
Result :
10 ng / mL NRP-4GG (SEQ ID NO: 29) migrated more than 195% of MEB cells to the bottom of the culture dish compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4A). In the presence of NRP-4GG (SEQ ID NO: 29) peptide, more than 93.7% of E14 cells migrated compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4B). In the presence of NRP-2KS (SEQ ID NO: 23), more than 109% of MEB-5 cells migrated to the bottom compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4B). In NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) treated wells, E14 cell densities greater than 35% were obtained compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4D). In the presence of NRP-4GG (SEQ ID NO: 29) peptide, more than 80.8% of PC-12 cells migrated to the bottom compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4E). NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) migrated more than 333% PC-12 cells compared to BSA-vehicle alone (FIG. 4F).

実施例4:神経幹細胞培養及び軸索伸長についての分化アッセイ
NSA幹細胞培養液はEuroclone(Italy)から購入した。Neurobasal、DMEM/F12培養液、N2及びB27補充物は全てライフテクノロジー(Life Technology)から得た。抗βIII-チュブリン抗体はシグマ(Sigma)から購入した。Cy3複合ヤギ抗マウス抗体はアマーシャム(Amersham)から購入し、Syto21はモレキュラープローブ(Molecular Probes)から購入した。NRP-2KS(配列番号:23)及びNRP-7SW(配列番号:24)を用いた。ヒト組換えエリスロポエチン(EPO)はR&D システムズから購入した。
神経幹細胞培養
神経幹細胞はE15 C3Hマウスの前脳に由来し、文献(Gritti et al., 2001)に記載されているように、20ng/mLのEGF及び10ng/mLのbFGFの存在下でニューロスフェアとして培養した。簡単に記せば、時期を定めた妊娠マウスを犠牲にし、胎児を取り出した。無菌条件下で、脳を取り出し前脳を切り出した。すり潰して組織を分離し、75gで10分遠心して沈殿させ、非被覆組織培養フラスコで増殖因子を含むNSA培養液中に細胞を播種した。継代のためにニューロスフェアをすり潰し、単一細胞として播種した。
Shingoら(2001)がエリスロポエチン(EPO)について記載したように、神経幹細胞の対称的分裂(2つの幹細胞、両者とも幹細胞へ)から非対称的分裂(1つの幹細胞、1つのニューロン前駆細胞又は神経芽細胞へ)へのニューロスフェア内での細胞のシフトをNRPが誘導することができるか否かを決定するために、ニューロスフェアをすり潰して分離させ、以下を補充したNSA培養液中で6ウェルプレートに200,000細胞/ウェルの密度で拡張(expansion)させるために播種した:EGFのみ;EGF+種々の濃度のNRP;又はEGF+10U/mLのEPO。1日おきに半分の培養液を新しいNRP化合物を含む培養液で交換した。7日後にニューロスフェアの細胞をプレート培養した。EGFの存在下では、細胞は対称的分裂を保持する。EGFの除去とともに、細胞は分化を開始する(非対称的細胞分裂)。続いて、下記に記載するように細胞を分化アッセイに付したが、ただしbFGFは培養液に最初の24時間は添加せず、NRP又は他の化合物を含まないコントロール培養液で7日間分化させた。NRPに全く暴露されなかった細胞では、神経芽細胞の数は、NRP又はEPOに暴露された細胞の場合よりも少なかった。したがって、NRPは未分化幹細胞の神経芽細胞への分化を増進することができる。
分化アッセイ
十分なサイズに達したとき、ニューロスフェアをすり潰して分離し、Nuncの24ウェルプレートに入れた、ラミニンを被覆した直径13mmのカバースリップ上に、ウェル当たり200,000細胞の密度でプレート培養した。プレート培養の培養液は、N2を補充したDMEM/F12及びB27と2mMグルタミンを補充したNeurobasalの1:1混合物であった。プレート培養後の生存を強化するために培養液には2ng/mLのbFGFが含まれていた。24時間後に、培養液をニューロン分化促進培養液(N2を補充したDMEM/F12及びB27と2mMグルタミンを補充したNeurobasalの1:3混合物)と交換し、さらにコントロールを除いてテスト化合物又はIGF-1を同時に加えた。新しい化合物を含む培養液を1日おきに交換した。プレート培養の7日後に、分化細胞を100ng/mLのSyto21を含む分化培養液で20分インキュベートし、生細胞の核を標識した。続いてそれらを4%のパラホルムアミドで固定し、マウス抗βIIIチュブリン抗体およびヤギ抗マウスCy3-複合二次抗体で免疫染色した。
ニューロン分化及び軸索伸長の定量
染色後、カバースリップを組織培養プレートから取り出し、イムノフルア(Immunofluore)蛍光マウント媒体を用いてカバースリップ上にマウントした。全細胞に対するニューロンの百分率を解析するために、アクソイビジョン(Axoivision)ソフトを搭載したツァイスのアクシオフォト顕微鏡を用い、20xの倍率でウェル当たり任意の2視野を、赤色(チュブリン染色ニューロン)及び緑色(Syto21染色核)蛍光チャネルで調べた。視野当たりのニューロン及び核を数え、全細胞数に対するニューロンの百分率を決定した。結果は図5A−5Hに示されている。
Example 4: Differentiation assay for neural stem cell culture and axonal outgrowth
NSA stem cell culture was purchased from Euroclone (Italy). Neurobasal, DMEM / F12 media, N2 and B27 supplements were all obtained from Life Technology. Anti-βIII-tubulin antibody was purchased from Sigma. Cy3-conjugated goat anti-mouse antibody was purchased from Amersham and Syto21 was purchased from Molecular Probes. NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) and NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) were used. Human recombinant erythropoietin (EPO) was purchased from R & D Systems.
Neural stem cell culture :
Neural stem cells were derived from the forebrain of E15 C3H mice and were cultured as neurospheres in the presence of 20 ng / mL EGF and 10 ng / mL bFGF as described in the literature (Gritti et al., 2001). . Briefly, the fetus was removed at the expense of a timed pregnant mouse. Under aseptic conditions, the brain was removed and the forebrain was excised. The tissue was separated by grinding, centrifuged at 75 g for 10 minutes to precipitate, and cells were seeded in an NSA medium containing growth factors in an uncoated tissue culture flask. Neurospheres were ground and seeded as single cells for passage.
As described by Shingo et al. (2001) about erythropoietin (EPO), asymmetric division (one stem cell, one neuronal progenitor cell or neuroblast) from neural stem cell symmetric division (two stem cells, both into stem cells) To determine if NRP can induce a shift of cells within the neurosphere to (5)), the neurospheres are ground and separated and placed in a 6-well plate in NSA medium supplemented with: Seeded for expansion at a density of 200,000 cells / well: EGF only; EGF + various concentrations of NRP; or EGF + 10 U / mL EPO. Every other day, half of the culture broth was replaced with a broth containing fresh NRP compound. Seven days later, neurosphere cells were plated. In the presence of EGF, the cell retains symmetrical division. With the removal of EGF, the cell begins to differentiate (asymmetric cell division). Subsequently, cells were subjected to a differentiation assay as described below except that bFGF was not added to the culture for the first 24 hours and was differentiated for 7 days in a control culture without NRP or other compounds. . In cells that were not exposed to NRP at all, the number of neuroblasts was less than in cells exposed to NRP or EPO. Therefore, NRP can enhance the differentiation of undifferentiated stem cells into neuroblasts.
Differentiation assay :
When full size was reached, the neurospheres were ground and separated and plated at a density of 200,000 cells per well on laminin-coated 13 mm diameter coverslips placed in Nunc 24-well plates. The culture medium of the plate culture was a 1: 1 mixture of DMEM / F12 supplemented with N2 and Neurobasal supplemented with B27 and 2 mM glutamine. The culture broth contained 2 ng / mL bFGF to enhance survival after plate culture. After 24 hours, the culture medium was replaced with a neuronal differentiation promoting medium (DMEM / F12 supplemented with N2 and Neurobasal 1: 3 mixture supplemented with B27 and 2 mM glutamine), and the test compound or IGF-1 except for the control. Was added at the same time. The culture medium containing the new compound was changed every other day. Seven days after the plate culture, the differentiated cells were incubated with a differentiation culture medium containing 100 ng / mL Syto21 for 20 minutes to label the nuclei of living cells. They were subsequently fixed with 4% paraformamide and immunostained with mouse anti-βIII tubulin antibody and goat anti-mouse Cy3-conjugated secondary antibody.
Quantification of neuronal differentiation and axonal outgrowth :
After staining, the cover slip was removed from the tissue culture plate and mounted on the cover slip using Immunofluore fluorescent mounting media. To analyze the percentage of neurons to total cells, Zeiss Axiophoto microscope equipped with Axoivision software was used, and any two fields per well at 20x magnification, red (tubulin stained neurons) and green (Syto21 stained nuclei) Investigated with fluorescent channel. The neurons and nuclei per field were counted and the percentage of neurons relative to the total cell number was determined. Results are shown in FIGS. 5A-5H.

結果
広い濃度範囲にわたって、全生細胞に対してニューロン細胞数を分化アッセイ内で正規化したとき、NRP-7セグメントSWは、分化培養液中のラミニン上でプレート培養したNSCから生じるニューロンの子孫細胞の百分率を増加させた。10pMの濃度で、βIII-チュブリン陽性ニューロンでは最大2倍の増加が観察され(図5E)、一方、軸索全長の成長における最大の増加活性はより高いナノモル濃度範囲にあった(図5A)。IGF-1は軸索伸長促進の陽性コントロールとして用いられ(Ishii et al., 1993)、NRPと同様に有効あったが、より低い濃度で用いたときは能力は劣っていた(図5A)。ラットに21merのNRP-9をNSCの分化中にBrdUとともに24時間投与したとき、増殖速度の増加を観察することができ(図5H)、このことは、アッセイでのニューロンの百分率の増加は、少なくとも部分的にはニューロン前駆細胞の増殖に起因する可能性を高める。
NRP-7SW及びNRP-2KSは、IGF-1と同様な有効性で分化神経前駆細胞の軸索伸長促進活性を有していたが、IGF-1よりもはるかに高い能力を有していた(図5A及び5B)。
NRP-2KSについてのこれらのデータの定量は図5C(ビヒクルによる処理)及び図5D(NRP-2KS処理)で例として示されている。
広い濃度範囲にわたって、全生細胞に対してニューロン細胞数を分化アッセイ内で正規化したとき、NRP-2KSは、分化培養液中のラミニン上でプレート培養したNSCから生じるニューロンの子孫細胞の百分率を増加させた。10nMの濃度で、βIII-チュブリン陽性ニューロンでは最大2倍の増加が観察された(図5F)。NSCの分化中にBrdUとともに24時間NRP-2KSを投与したとき、増殖速度の増加を観察することができ(図5G)、このことは、アッセイでのニューロンの百分率の増加は、少なくとも部分的にはニューロン前駆細胞の増殖に起因する可能性を高める。
Result :
When normalizing neuronal cell numbers within a differentiation assay over a wide concentration range within a differentiation assay, NRP-7 segment SW is a progeny of neuronal progeny cells generated from NSCs plated on laminin in differentiation media. Increased percentage. At a concentration of 10 pM, up to a 2-fold increase was observed in βIII-tubulin-positive neurons (FIG. 5E), while the greatest increasing activity in full-length axon growth was in the higher nanomolar concentration range (FIG. 5A). IGF-1 was used as a positive control for promoting axon outgrowth (Ishii et al., 1993) and was as effective as NRP, but was less potent when used at lower concentrations (Figure 5A). When rats were given 21mer NRP-9 with BrdU for 24 hours during NSC differentiation, an increase in proliferation rate could be observed (Figure 5H), indicating that the percentage increase in neurons in the assay was Increase the likelihood of at least in part due to proliferation of neuronal progenitor cells.
NRP-7SW and NRP-2KS had activity similar to that of IGF-1 and promoted axonal outgrowth of differentiated neural progenitor cells, but had much higher ability than IGF-1 ( Figures 5A and 5B).
Quantification of these data for NRP-2KS is shown by way of example in FIG. 5C (vehicle treatment) and FIG. 5D (NRP-2KS treatment).
When normalizing neuronal cell numbers within the differentiation assay over a wide concentration range, NRP-2KS gives a percentage of neuronal progeny that arise from NSCs plated on laminin in differentiation medium. Increased. At a concentration of 10 nM, up to a 2-fold increase was observed in βIII-tubulin-positive neurons (FIG. 5F). When NRP-2KS is administered for 24 hours with BrdU during NSC differentiation, an increase in proliferation rate can be observed (FIG. 5G), indicating that the increase in the percentage of neurons in the assay is at least partially Increases the likelihood that it results from proliferation of neuronal progenitor cells.

実施例5:in vivoで神経集団の再形成を促進するためのNRPの使用
本明細書に開示した発見を考慮して、我々は、NRPが神経組織の集団再形成を動物で促進することができるか否かを決定するためのin vivo実験を実施する。OEG細胞を損傷(脊髄損傷のような損傷)後の神経組織の集団再形成のために細胞供給源として評価した。NRPをOEG細胞培養に添加するか、及び/又は脊髄の移植操作においてOEG細胞とともに同時投与する。脊髄損傷をもつ患者の損傷部位での外科手術のために準備を整え、脊椎管には当業界で公知の方法を用いてアクセスし、損傷領域を特定する。OEG細胞及びNRPを損傷部位に移植し、場合によって更にNRP供給源を局所的に提供する。
Example 5: Use of NRP to Promote Repopulation of Neural Populations In Vivo In view of the findings disclosed herein, we have found that NRP promotes population reformation of neural tissue in animals. Perform in vivo experiments to determine if you can. OEG cells were evaluated as a cell source for population remodeling of neural tissue following injury (injuries such as spinal cord injury). NRP is added to the OEG cell culture and / or co-administered with OEG cells in spinal cord transplantation procedures. A patient with a spinal cord injury is prepared for surgery at the site of injury and the spinal canal is accessed using methods known in the art to identify the area of injury. OEG cells and NRP are transplanted at the site of injury, optionally providing additional sources of NRP locally.

実施例6:NRPの発現
方法
NRP遺伝子発現の分析:アノテーションを付されたマウスのNRP遺伝子の発現はRT-PCR、ノザンブロット及びin situハイブリダイゼーションによって確認した。
in situハイブリダイゼーション及びノザンブロット:マウスNRP(NRP-7(配列番号:35))の固有のコード領域(alkBホモログ遺伝子転写開始部位の上流)を包含する88merのオリゴヌクレオチドをpGEM7Zf(-)(Promega, Madison, WI, USA)のBamHIとEcoRI部位の間にクローン化した。適切な5'オーバーハング(下線部)も与えられた相補的な合成オリゴヌクレオチド;mfsNRP.S88、センス鎖(Invitrogen)(下記に示される:5' AATTCGGAATGAATCGAAACCCTGGAGTCGTGACCCCGGAAGAACCTGCCAGAGCCGGAATTTCGAGTTCTGCTTCCGGGCCAAACTG(配列番号:41))及び、mfsNRP.AS88、アンチセンス鎖(Invitrogen)(下記に示される:5' GATCCAGTTTGGCCCGGAAGCAGAACTCGAAATTCCGGCTCGGCAGGTTCTTCCGGGGTCACGACTCCAGGGTTTCGATTCATTCCG(配列番号:42))を変性させ、さらに、100mMのNaCl、0.1mMのEDTA(Sigma)、20mMのHEPES(pH7.9)中で各々48μMでオリゴヌクレオチドを95℃2分加熱してアニールさせ、1℃/分で60℃に冷却し、60℃でさらに1.5時間維持した。1μLのアニールさせた88mer及び300ngのQiaexを抽出し(Qiagen)、ゲル精製し、BamHI(Roche Diagnostics Ltd., Auckland, New Zealand)EcoRI(New England Biolabs Inc.)二重消化したpGEM7Zf(-)を4℃で19時間0.2ユニットのT4リガーゼ(Epicentre, Madison, WI, USA)で連結した。コンピテントDH10B(Invitrogen)で調製したクローンを、ClaI(Roche)耐性プラスミドの存在及びEcoRI/BamHI二重消化時の88merの切り出しについてスクリーニングした。センス及びアンチセンスRNAプローブの合成のための鋳型は、それぞれ20UのBamHI又はEcoRIを用い、10μgのDNA(JetStar Maxi Kit(Genomed)を用いて調製)を完全に消化することによって調製した。コンサート・ラピッド・ゲル抽出系(Concert Rapid Gel Extraction System)(Invvitrogen)を用いて鋳型をゲル精製した。
リボプローブを転写し、DIGノザンスターターキット(Roche)を用いてノザンブロットを実施した。周産期の星状細胞又はpUSE-myc-mNRPをトランスフェクトしたHEK細胞の全RNAの10μgを1.2%のホルムアルデヒドRNAゲルで0.16−1.77kbのRNAラダーとともに分離し、SSC中で陽性に荷電したナイロン膜(Roche)に移した。マーカーレーンを切り出しメチレンブルーで染色した。DIG標識NRPプローブを52℃で一晩ハイブリダイズさせた。ストリンジェントな洗浄及びDIG抗体とのインキュベーションの後、バイオイメージングシステム(UVP)を用いてCDP*ルミネッセンスによってシグナルを検出した。全脳をE15マウスから摘出し、4%PFAで3時間固定し、20%シュクロースで一晩凍結に対して保護し、ティシュテク(Tissuetek)OCT媒体に包埋し、-80℃で保存した。前記凍結保護した脳をPLL被覆スライド上で14μmの切片に切断し、8μg/malのプロテアーゼKで8分処理し、4%PFAで5分間後染色し、さらに45℃でDIG標識NRPプローブ(88merプローブ配列)(1:100希釈)で、センスコントロールとともに一晩ハイブリダイズした。抗DIG抗体で標識し、NBT/BCIPでシグナルを発色させた後、切片をネスチン/GFAP/b-チュブリンで二重標識し、蛍光二次抗体で可視化した。
Example 6: Expression of NRP
Method :
Analysis of NRP gene expression: NRP gene expression in annotated mice was confirmed by RT-PCR, Northern blot and in situ hybridization.
In Situ Hybridization and Northern Blot: An 88mer oligonucleotide encompassing the unique coding region of mouse NRP (NRP-7 (SEQ ID NO: 35)) (upstream of the alkB homolog gene transcription start site) was transformed into pGEM7Zf (-) (Promega, Madison, WI, USA) was cloned between the BamHI and EcoRI sites. Complementary synthetic oligonucleotides also given appropriate 5 'overhangs (underlined); mfsNRP.S88, sense strand (Invitrogen) (shown below: 5' A ATT CGGAATGAATCGAAACCCTGGAGTCGTGACCCCGGAAGAACCTGCCAGAGCCGGAATTTCGAGTTCTGCTTCCGGGCCAAACTG (SEQ ID NO: 41) mfsNRP.AS88, antisense strand (Invitrogen) (shown below: 5 ' GATC CAGTTTGGCCCGGAAGCAGAACTCGAAATTCCGGCTCGGCAGGTTCTTCCGGGGTCACGACTCCAGGGTTTCGATTCATTCCG (SEQ ID NO: 42)) was further denatured, and further 100 mM NaCl, 0.1 mM EDTA (Sigma EP), 20 mM EDTA (Sigma) In 9), the oligonucleotides were heated at 95 ° C. for 2 minutes at 48 μM for 2 minutes, cooled to 60 ° C. at 1 ° C./minute, and maintained at 60 ° C. for an additional 1.5 hours. 1 μL of annealed 88mer and 300 ng Qiaex were extracted (Qiagen), gel purified, BamHI (Roche Diagnostics Ltd., Auckland, New Zealand) EcoRI (New England Biolabs Inc.) double digested pGEM7Zf (−) Ligated with 0.2 units of T4 ligase (Epicentre, Madison, WI, USA) for 19 hours at 4 ° C. Clones prepared with competent DH10B (Invitrogen) were screened for the presence of ClaI (Roche) resistant plasmid and 88mer excision upon EcoRI / BamHI double digestion. Templates for the synthesis of sense and antisense RNA probes were prepared by complete digestion of 10 μg of DNA (prepared using JetStar Maxi Kit (Genomed)) using 20 U BamHI or EcoRI, respectively. The template was gel purified using the Concert Rapid Gel Extraction System (Invvitrogen).
Riboprobes were transcribed and Northern blots were performed using the DIG Northern Starter Kit (Roche). 10 μg of total RNA from perinatal astrocytes or HEK cells transfected with pUSE-myc-mNRP was isolated on a 1.2% formaldehyde RNA gel with a 0.16-1.77 kb RNA ladder and positively charged in SSC Transfer to nylon membrane (Roche). The marker lane was cut out and stained with methylene blue. DIG-labeled NRP probe was hybridized overnight at 52 ° C. After stringent washing and incubation with DIG antibody, the signal was detected by CDP * luminescence using a bioimaging system (UVP). Whole brains were removed from E15 mice, fixed with 4% PFA for 3 hours, protected against freezing overnight with 20% sucrose, embedded in Tissuetek OCT medium and stored at -80 ° C . The cryoprotected brain was cut into 14 μm sections on a PLL-coated slide, treated with 8 μg / mal protease K for 8 minutes, post-stained with 4% PFA for 5 minutes, and further DIG-labeled NRP probe (88mer) at 45 ° C. Probe sequence) (1: 100 dilution) and hybridized overnight with sense control. After labeling with an anti-DIG antibody and developing a signal with NBT / BCIP, the sections were double-labeled with nestin / GFAP / b-tubulin and visualized with a fluorescent secondary antibody.

結果
PCRを用いて、NRPメッセージがE15マウス胎児の脳の種々の領域で検出されたが、興味深いことには発現レベルは培養されているマウスの神経幹細胞ではるかに高かった(図6A)。神経幹細胞特異的発現は、マウスNRP mRNAに対するin situハイブリダイゼーション及び幹細胞/前駆細胞特異的中間体フィラメントネスチンによる二重染色によってさらに立証された(Lendahl et al., 1990)(図6E−6H)。NRPメッセージ(mRNA)がNSCに由来するニューロン又はグリア子孫細胞で維持されているか否かを判定するために、未分化NSCにおける発現レベルをCNTFにより星状細胞に分化させたNSC及びBDNFによってニューロンへ分化させたNSCと比較した。NRP発現レベルはCNTF処理細胞でのみ顕著に増加し、星状細胞系列は分泌タンパク質の主要な供給であることを示した(図6B)。E19マウスのいくつかの組織における発現レベルを比較し、肺を除いて非神経組織での発現は低く、存在しないこともあることが明らかになった(図6C)。星状細胞での比較的高い発現レベルを基にして、周産期星状細胞培養由来のRNAでのノザンブロットを試み、それによってほぼ0.8及び1.2kbのサイズの2つの転写物が明らかになった。転写は翻訳開始点の上流-114及び-509から始まるので、これは予想される完全長の転写物に一致する(図6D)。E15マウス胎児の前脳の切片のin situハイブリダイゼーションによって、辺縁ゾーン及びサブプレートにおける強いシグナルが明らかになり、皮質プレートの弱い標識によって補完されていた(図6I)。マウスNRP mRNAは、ネスチン免疫反応性と同時局在を示した。この段階で、GFAP又はMAP2の同時標識は観察されなかった(データは示されていない)。この染色パターンは、放射状グリア様細胞における発現を示し、前記細胞は未成熟な星状細胞への形質転換を経ている(Steindler & Laywell, 2003)。
Result :
Using PCR, NRP messages were detected in various regions of the brain of E15 mouse fetuses, but interestingly, the expression levels were much higher in cultured mouse neural stem cells (FIG. 6A). Neural stem cell specific expression was further demonstrated by in situ hybridization to mouse NRP mRNA and double staining with stem / progenitor cell specific intermediate filament nestin (Lendahl et al., 1990) (FIGS. 6E-6H). To determine whether the NRP message (mRNA) is maintained in NSC-derived neurons or glial progeny cells, the expression level in undifferentiated NSCs is differentiated into astrocytes by CNTF and into neurons. Comparison with differentiated NSCs. NRP expression levels increased significantly only in CNTF-treated cells, indicating that the astrocytic lineage is the main supply of secreted proteins (Figure 6B). Comparison of expression levels in several tissues of E19 mice revealed that expression in non-neural tissues, except for the lung, was low and sometimes absent (FIG. 6C). Based on the relatively high level of expression in astrocytes, a northern blot with RNA from perinatal astrocyte cultures was attempted, which revealed two transcripts approximately 0.8 and 1.2 kb in size. . Since transcription begins at -114 and -509 upstream of the translation start, this is consistent with the expected full-length transcript (Figure 6D). In situ hybridization of E15 mouse fetal forebrain sections revealed strong signals in the marginal zone and subplate, complemented by weak labeling of the cortical plate (FIG. 6I). Mouse NRP mRNA showed co-localization with nestin immunoreactivity. At this stage, no co-labeling of GFAP or MAP2 was observed (data not shown). This staining pattern shows expression in radial glia-like cells, which have undergone transformation to immature astrocytes (Steindler & Laywell, 2003).

実施例7:小脳微小エクスプラントII−NRP-2セグメントSW(配列番号:24及びSDF-1)の神経保護の比較
方法
小脳微小エクスプラントを、実施例9で述べたようにグルタメート/3-NP及びNRPの他にSDF-1も加えて調製した。
結果
非保護小脳微小エクスプラントの0.5mMの3-NP/グルタメートによる48時間の処理で生じた損傷は75−92%の範囲の細胞死であった。図7AはNRP-7SWは極めて顕著な神経保護を100fMから100nMの濃度範囲にわたって付与し、100pMでほぼ50%の損傷からの回復を示した。比較すれば、10nMのヒトSDF-1は30%未満の神経保護を付与し、狭い用量範囲の有効性を示した(図7B)。
16merの悪液質フラグメントはより低い有効性を示し、ニューロン保護及びニューロンの増殖誘導については10倍低い潜在能力を有していた(データは示されていない)。
Example 7: Comparison of neuroprotection of cerebellar microexplant II-NRP-2 segment SW (SEQ ID NO: 24 and SDF-1)
Method :
Cerebellar microexplants were prepared as described in Example 9 with the addition of SDF-1 in addition to glutamate / 3-NP and NRP.
Result :
The damage caused by treatment of unprotected cerebellar microexplants with 0.5 mM 3-NP / glutamate for 48 hours ranged from 75-92% cell death. FIG. 7A shows that NRP-7SW provided very significant neuroprotection over a concentration range from 100 fM to 100 nM, with almost 50% recovery from injury at 100 pM. In comparison, 10 nM human SDF-1 conferred less than 30% neuroprotection and showed narrow dose range efficacy (FIG. 7B).
The 16mer cachexia fragment showed lower efficacy and had a 10-fold lower potency for neuronal protection and neuronal proliferation induction (data not shown).

実施例8:ニューロン遊走の誘導:NRP-9セグメントSD(配列番号:34)、NRP-2セグメントSW(配列番号:24)及びSDF-1の比較
接触遊走アッセイのための方法
接触遊走アッセイは、ラットNRP-9SD(配列番号:34)(4nM)及びマウスNRP-7SW(配列番号:24)(0.4nM)をボイデン(Boyden)チャンバー中の誘引物質として用い、実施例10の記載にしたがって実施した。
視床皮質系-皮質培養の方法
ロングエヴァンス(Long Evans)ラットの新生児(P0)由来の後頭皮質及び視床背面を、Paxinos37のP0アトラスにしたがって切り出した。後頭皮質は冠状に、視床背面は前方から組織ショッパー(McIlwain)で350μmの厚さの切片にし、これらを直ちに0.65%のD-グルコース(Merck)を補充したゲイのバランス塩類溶液(Gey's Balanced Salt Solution(GBSS))に移し、7℃で1時間回復させた。垂直の向きを有する視床切片を立体顕微鏡下で選別し、皮質組織と少なくとも3mm離して一緒にカバースリップ上に配置した。この事例では、視床は手綱核が皮質層VIに向き合う方向に置かれている。これらの切片は、10μLのトロンビン(25U/mL、ICN)で凝固させたニワトリ血漿(Cocalico)の10μLを用いて血漿凝塊中でカバースリップに接着させた。カバースリップをローラーチューブ(Nunc)内に置き、0.75半人工培養液(2/4基準培養液イーグル、1/4ハンクスバランス塩類溶液、1/4不活化ウマ血清、2mMのL-グルタミン及び0.65%D-グルコース)を供給した。培養物をローラーチューブのインキュベーターで36℃で20日までin vitroで維持し(DIV)、ラットの悪液質関連NRPを含む培養液は3日毎に交換した。
ラット胎児の前脳のOTCは記載したように調製した。簡単に記せば、妊娠E17期の妊娠ラットを犠牲にし、迅速に胎児を取り出した。前脳の冠状切片を400μmの厚さに切り、3cmのペトリ皿(1mLのDMEM/F12、6.5mg/mLのグルコース、0.1mMグルタミン及び10%FCSを含む)中のミリセルPICM ORG50メンブレン(Millipore)上に静置した。その後、培養液を1mLのNeurobasal/B27、6.5mg/mLグルコース、0.1mMグルタミンに交換した。前記には10μLのPBS、NRP又はSDF-1が表示の濃度で添加され、さらに均一なサイズの小さなDiI(1,1'-ジオクトデシシル-3,3,3',3-テトラメチルインドカルボシアニン)結晶を、立体顕微鏡下で内側神経節隆起に静置した(n=10−15)。24時間培養した後、総数又は神経節隆起及び皮質内に分散したニューロンを倒立顕微鏡下で数えた。
Example 8: Induction of neuronal migration: Comparison of NRP-9 segment SD (SEQ ID NO: 34), NRP-2 segment SW (SEQ ID NO: 24) and SDF-1
Methods for contact migration assays :
The contact migration assay was performed using rat NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) (4 nM) and mouse NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) (0.4 nM) as attractants in Boyden chambers. Performed as described.
Thalamocortical System-Cortical Culture Method The occipital cortex and the thalamus from the newborn (P0) of Long Evans rats were excised according to Paxinos 37 P0 atlas. The occipital cortex is coronal and the thalamic dorsal area is sliced 350 μm thick with a tissue shopper (McIlwain) from the front, and these are immediately supplemented with 0.65% D-glucose (Merck) Gay's Balanced Salt Solution (GBSS)) and allowed to recover at 7 ° C. for 1 hour. Thalamic sections with vertical orientation were sorted under a stereo microscope and placed on a coverslip together at least 3 mm away from the cortical tissue. In this case, the thalamus is placed in the direction where the bridle nucleus faces the cortical layer VI. These sections were adhered to the coverslips in plasma clots using 10 μL of chicken plasma (Cocalico) coagulated with 10 μL thrombin (25 U / mL, ICN). Place the coverslip in a roller tube (Nunc) and add 0.75 semi-artificial medium (2/4 reference medium eagle, 1/4 Hanks balanced salt solution, 1/4 inactivated horse serum, 2 mM L-glutamine and 0.65% D-glucose) was fed. Cultures were maintained in vitro in a roller tube incubator at 36 ° C. for up to 20 days (DIV), and the culture medium containing rat cachexia-related NRP was changed every 3 days.
Rat fetal forebrain OTCs were prepared as described. Briefly, a pregnant rat in pregnancy E17 stage was sacrificed and a fetus was quickly removed. Millicell PICM ORG50 membrane (Millipore) in a 3 cm Petri dish (containing 1 mL DMEM / F12, 6.5 mg / mL glucose, 0.1 mM glutamine and 10% FCS) cut into 400 μm thick coronal sections of the forebrain Left on top. Thereafter, the culture solution was exchanged with 1 mL of Neurobasal / B27, 6.5 mg / mL glucose, and 0.1 mM glutamine. 10 μL of PBS, NRP or SDF-1 is added to the above at the indicated concentration, and even smaller DiI (1,1′-Dioctodecyl-3,3,3 ′, 3-tetramethylindocarbocyanine) of uniform size The crystals were placed on the medial ganglion protuberance under a stereomicroscope (n = 10-15). After incubation for 24 hours, the total number or ganglion bumps and neurons dispersed in the cortex were counted under an inverted microscope.

結果
NRP-9SD(配列番号:34)(4nM)及びマウスNRP-7SW(配列番号:24)(0.4nM)は、マウス神経幹細胞に対してNRPの実質的な化学誘引活性を示した。コントロール条件の細胞数のほぼ4倍の細胞がNRP-9SDによって誘引されたが、10分の1未満の量のNRP-7SWによってなお2倍を超えるNSCが培養皿の底に誘引された。比較すれば、100nMのSDF-1被覆は、0.4nMのマウスNRP-7SWの場合と同様な数の細胞を誘引した(図36A)。それらの代表的な形態的表現型が図8Bに示されている。
神経節隆起及び皮質原基を含む矢状方向の胎児脳切片を用いるOTCアッセイでは、OTCに投与されたNRP-7SWは、遊走するニューロン前駆体細胞の数を5倍増強させた(図8C)。ヒトSDF-1は同様な数の細胞を誘導して内側神経節隆起から皮質原基へ遊走させるが、接触走性遊走アッセイの場合のように、63アミノ酸の長さを有する成熟ヒトSDF-1はNRPよりはるかに能力は低い。
Result :
NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) (4 nM) and mouse NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) (0.4 nM) showed substantial chemoattractant activity of NRP against mouse neural stem cells. Approximately four times the number of cells under control conditions were attracted by NRP-9SD, but less than one-tenth the amount of NRP-7SW still attracted more than twice NSC to the bottom of the culture dish. In comparison, 100 nM SDF-1 coating attracted a similar number of cells as with 0.4 nM mouse NRP-7SW (FIG. 36A). Their representative morphological phenotype is shown in FIG. 8B.
In an OTC assay using sagittal fetal brain slices containing ganglion bumps and cortical primordia, NRP-7SW administered to OTC enhanced the number of migrating neuronal precursor cells by a factor of 5 (Figure 8C). . Human SDF-1 induces a similar number of cells to migrate from the medial ganglion protuberance to the cortical primordia, but as in the case of the catalytic chemotaxis migration assay, mature human SDF-1 with a length of 63 amino acids Is much less capable than NRP.

実施例9:組換えNRPの発現及び活性のアッセイ
HEK293-発現mfsNRPの調製
HEK293細胞にN-末端及びC-末端にタグを付したmNRP融合タンパク質発現構築物(それぞれpUSE-Flag-mNRP2及びpUSE-myc-mNRP11)を25kDaポリエチレニミンを用いてトランスフェクトした(Boussif et al., 1995)。使用したNRP配列は配列番号:35であった。pEGFP-N1(Clontech)との並行トランスフェクションもまた実施した。簡単に記せば、各構築物をPEIと6、9及び12対1PEIの比で、5%グルコース中に10ng/μLの DNAでDNAホスフェートと一緒にした。36mmウェルで2mLの増殖培養液(10%ウシ胎児血清補充DMEM)中で70%コンフルエントのHEK239細胞に、ウェル当たり200μLのトランスフェクション混合物とともに4.5時間インキュベートすることによってトランスフェクトした。この後、2xの抗生物質/抗マイコプラズマミックスを含む2mLの増殖培養液を各ウェルに添加した。次の日、1mL/ウェルのトリプシン-EDTAを用いて培養を増殖培養液(800μg/mLのジェネチシンを含む)に1:15に分割した。選別は、培養液を週に2回交換することによって17日間維持した。コンフルエンスに達したときに、1:10に分割した細胞の部分で選別を継続し、残りは10%DMSOを含む増殖培養液中で凍結した。さらにまた、800μg/mLのジェネチシン選別から1:2分割を13日目に調製した。安定なトランスフェクタントを発現されたタグ付タンパク質の検出のために採集した。
HEK293細胞でのMyc-NRPの発現はウェスタンブロットで確認された
ウェスタンブロットを実施して、HEK293細胞でのMyc-NRPの発現を確認した。細胞溶解物を変性条件下で可溶化し、SDSポリアクリルアミド電気泳動(PAGE)を用いてタンパク質を分離した。発現された組換えマウスMyc-NRPは抗Mycモノクローナル抗体によって検出された。
Example 9: Expression and activity assay of recombinant NRP
Preparation of HEK293-expressing mfsNRP :
HEK293 cells were transfected with mNRP fusion protein expression constructs tagged at the N-terminus and C-terminus (pUSE-Flag-mNRP2 and pUSE-myc-mNRP11, respectively) with 25 kDa polyethyleneimine (Boussif et al. , 1995). The NRP sequence used was SEQ ID NO: 35. Parallel transfection with pEGFP-N1 (Clontech) was also performed. Briefly, each construct was combined with DNA phosphate at 10 ng / μL DNA in 5% glucose at a ratio of PEI to 6, 9, and 12 to 1 PEI. 70% confluent HEK239 cells in 2 mL growth medium (DMEM supplemented with 10% fetal bovine serum) in 36 mm wells were transfected by incubating with 200 μL per well of transfection mixture for 4.5 hours. This was followed by the addition of 2 mL growth medium containing 2 × antibiotic / anti-mycoplasma mix to each well. The next day, cultures were split 1:15 into growth media (containing 800 μg / mL geneticin) using 1 mL / well trypsin-EDTA. Sorting was maintained for 17 days by changing the culture medium twice a week. When confluence was reached, sorting was continued on the portion of cells split 1:10 and the rest frozen in a growth medium containing 10% DMSO. Furthermore, a 1: 2 split was prepared on day 13 from geneticin selection at 800 μg / mL. Stable transfectants were collected for detection of expressed tagged proteins.
The expression of Myc-NRP in HEK293 cells was confirmed by Western blot :
Western blot was performed to confirm the expression of Myc-NRP in HEK293 cells. Cell lysates were solubilized under denaturing conditions and proteins were separated using SDS polyacrylamide electrophoresis (PAGE). The expressed recombinant mouse Myc-NRP was detected by anti-Myc monoclonal antibody.

結果
HEK細胞にトランスフェクトされた、c-mycプロモーターの制御下での完全長組み換えマウスNRPの生成により、アンチセンス88bpのNRP cRNAプローブを用いたとき、予想された0.8kbサイズの転写物が明らかになった(図9A)。Myc-NRP-HEK細胞によって発現された16.5kDaの組換えタンパク質生成物は、レムリSDSゲルで20kDaのマーカーサイズへ泳動した(図9B)。
NRP遺伝子によってコードされた、完全なNRP遺伝子組換え発現産物の測定された生物学的活性は、テストしたNRP合成ペプチドのそれと同じであった。小脳微小エクスプラントとの同時培養アッセイでは、Myc-NRP-HEK細胞は、種々の細胞濃度で播種したとき実質的な神経保護作用を付与し、Myc-NRP-HEK細胞数5000で、回復値はMAP-2陽性ニューロンの51%であった(図9C)。空ベクターのみを含むコントロールMyc-HEKは、酸化性/興奮毒性ストレスの後MAP-2陽性細胞の回復を全く示さなかった。添加したHEK細胞は、神経保護について釣鐘型の用量応答曲線を示した。
Myc-NRP-HEK細胞は、マウスのNSCを用いて接触走性遊走アッセイでテストしたとき、化学誘引ニューロン遊走誘導活性を示した。マウスNRPを発現しているMyc-NRP-HEK細胞をボイデンチャンバーの底に播種し、マウスNCSをインサートに播種したとき、24時間後に検出された神経突起伸長を示すニューロン細胞集団はコントロールMyc-HEK細胞を用いた同じアッセイと比較して2倍増加した(図9D)。
実施例10:NRPの作用の可能なメカニズム
最近のデータは、SDF-1(CXCL12)及びそのレセプターCXCR4は、免疫系及び神経系で同様な作用を有する可能性を示唆している。すなわち、それらは細胞の移動、ニューロン及びリンパ球の増殖、可塑性(神経突起伸長及び分化)並びに生存を調節することができる(Vlahakis et al., 2002 and Lazarini et al., 2003)。CXCL12に対する同様な依存は協調的なホメオスタシスによる相互作用を支持することができるかもしれないが、CXCR4レセプター結合の結果として、HIV感染及びそれに続く神経障害罹患のように炎症性プロセスに対する固有の脆弱性を構成するかもしれない(Keswani et al., 2003)。HIV及び関連ウイルスは、リンパ球レセプターCD-4の他にコレセプターを標的細胞への感染に必要とする。HIVに使用されるコレセプターの1つは、G-タンパク質結合ケモカインレセプターCXCR4である。SDF-1とCXCR4との相互作用はCD4-リンパ球へのHIVの侵入を阻止することができる。さらにまた、CXCR4-レセプターと拮抗することによって癌細胞の移動/侵襲を阻害することにより、動物モデルで癌の転移を阻止することができることが知られている(Rubin et al., 2003;Liang et al., 2004)。
これまでのところ、SDF-1は、CXCR4レセプターと結合する唯一の公知リガンドである。我々は、ここで、NRPはCXCR4レセプターに対する新規なクラスのリガンドでありえること、さらに生物学的活性(例えば化学誘引及びニューロン生存)はCXCR4レセプターの活性化によって発揮できることを示すいくつかの証拠を提供する。したがって、CXCR4レセプターに対するNRPの拮抗作用が存在しえる可能性も排除しないが、NRPはCXCR4レセプターのためのアゴニストであることができる。同様な観察がSDF-1についても得られた。すなわち、単一アミノ酸置換がCXCR4に対するSDF-1作用に拮抗することができる(Tudan et al., WO0185196)。しかしながら、これはNRPの作用のただ1つの可能なメカニズムではなく、他のメカニズムもここに記載したこの観察を説明しえることは理解されよう。
Result :
Generation of full-length recombinant murine NRP under the control of the c-myc promoter transfected into HEK cells reveals the expected 0.8 kb transcript when using an antisense 88 bp NRP cRNA probe (Figure 9A). The 16.5 kDa recombinant protein product expressed by Myc-NRP-HEK cells migrated to a 20 kDa marker size on a Remli SDS gel (FIG. 9B).
The measured biological activity of the complete NRP gene recombinant expression product encoded by the NRP gene was the same as that of the NRP synthetic peptides tested. In co-culture assays with cerebellar microexplants, Myc-NRP-HEK cells confer substantial neuroprotection when seeded at various cell concentrations, with a Myc-NRP-HEK cell count of 5000 and a recovery value of It was 51% of MAP-2 positive neurons (Fig. 9C). Control Myc-HEK containing only empty vector showed no recovery of MAP-2 positive cells after oxidative / excitotoxic stress. The added HEK cells showed a bell-shaped dose response curve for neuroprotection.
Myc-NRP-HEK cells showed chemoattractant neuron migration-inducing activity when tested in a catalytic chemotaxis migration assay using mouse NSCs. When Myc-NRP-HEK cells expressing mouse NRP are seeded at the bottom of the Boyden chamber and mouse NCS is seeded on the insert, the neuronal cell population showing neurite outgrowth detected 24 hours later is the control Myc- There was a 2-fold increase compared to the same assay using HEK cells (Figure 9D).
Example 10: Possible mechanism of action of NRP :
Recent data suggests that SDF-1 (CXCL12) and its receptor CXCR4 may have similar effects in the immune and nervous systems. That is, they can regulate cell migration, neuronal and lymphocyte proliferation, plasticity (neurite outgrowth and differentiation) and survival (Vlahakis et al., 2002 and Lazarini et al., 2003). Similar dependence on CXCL12 may support cooperative homeostasis interactions, but as a result of CXCR4 receptor binding inherent vulnerabilities to inflammatory processes such as HIV infection and subsequent neuropathy (Keswani et al., 2003). HIV and related viruses require a co-receptor in addition to the lymphocyte receptor CD-4 to infect target cells. One co-receptor used for HIV is the G-protein coupled chemokine receptor CXCR4. The interaction between SDF-1 and CXCR4 can block the entry of HIV into CD4-lymphocytes. Furthermore, it is known that inhibition of cancer cell migration / invasion by antagonizing the CXCR4-receptor can prevent cancer metastasis in animal models (Rubin et al., 2003; Liang et al. al., 2004).
To date, SDF-1 is the only known ligand that binds to the CXCR4 receptor. We here provide some evidence that NRP can be a new class of ligands for the CXCR4 receptor and that biological activities (eg chemoattraction and neuronal survival) can be exerted by activation of the CXCR4 receptor To do. Thus, NRP can be an agonist for the CXCR4 receptor, while not excluding the possibility that there may be an antagonistic effect of NRP on the CXCR4 receptor. Similar observations were obtained for SDF-1. That is, single amino acid substitutions can antagonize SDF-1 action on CXCR4 (Tudan et al., WO0185196). However, it will be appreciated that this is not the only possible mechanism of action of NRP, and that other mechanisms may explain this observation described herein.

方法
小脳微小エクスプラントを、グルタミン/3-NP及びNRPの他に、SDF-1、ワートマンニン及びPD98059(両者ともCalbiochem)を添加しながら実施例9で述べたように調製した。
NRPの生存促進及び遊走誘導活性に対するCXCR4レセプター中和抗体の作用
CXCR4レセプター(フュージンレセプター)に対して作製した中和抗体1μg/mLを72時間適用することによって、NRPで処理した小脳微小エクスプラント内のニューロンの生存及びニューロンの遊走パターンは顕著に低下した。1μg/mLの抗体濃度で、NRP-9 SD(配列番号:34)の神経保護及び/又は遊走促進作用は失われた(図10A)。同様な阻害は、ヒトNRP-2KS(配列番号:23)(図10B)又はマウスNRP-7SW(配列番号:24)(データは示されていない)についても観察された。
NRPの化学遊走作用に対するCXCR4レセプター中和抗体の作用
培養皿に被覆された10ng/mLのNRPの化学誘引作用は、ニューロン幹細胞株MEB-5をCXCR4に対する中和抗体で1.5時間プレ-インキュベートすることによって阻止された。NRP-9SD(配列番号:34)ペプチド単独で観察された遊走と比較して、極めてわずかな細胞が遊走した(図10C)。
NRPの作用はERK1/2及びAktリン酸化によって媒介され得る
神経保護及び/又は遊走作用を発揮するためにNRPによって利用されるシグナリング経路を解明するために、我々は、MEK阻害剤PD98509及びホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI-3K)阻害剤ワートマンニンを用いてMAPK又はAktリン酸化を阻害した。
NRP媒介神経保護及び化学誘引の作用メカニズムにおける、MAPK及びakt活性の上流の調節因子PI-3K(Aktのリン酸化)の役割を知るために、我々は、小脳微小エクスプラント及び接触走性遊走アッセイにおける有効性についてMAPKキナーゼ(MEK)阻害剤PD98509をテストした。ビヒクル及びPD98509による又はPD98509なしの損傷治療によって前記阻害剤による軽度の毒性のみが示され、一方、阻害剤とNRP-9SD(配列番号:34)による同時処理によってNRPの神経保護活性は失われた(図11A)。Aktリン酸化のワートマンニン(100nM)による阻害は、ビヒクル及びNRP無しの損傷治療後には有意な影響を示さなかったが、ERK1/2のリン酸化の阻害とは同様であり、NRPによって生じる神経保護は失われた(図11B)。接触走性遊走アッセイでは、遊走NSCでほぼ3倍の増加がPD98509(0.1pMから100pM)でほぼ完全に阻止され、BSA被覆ウェルでの基礎遊走に対しては有意な影響はなかった(図11C)。神経保護とは対照的に、NRPの化学誘引遊走活性はワートマンニンによるPI-3Kの阻害によっては抑制されなかった(データは示されていない)。底部の区画へ遊走した細胞数の低下がニューロン生存の障害によるものであったという可能性を排除するために、インサートをSyto2で生細胞について染色し、上部表面を分析した。生存細胞における顕著な相違は見出されなかった。
Method :
Cerebellar microexplants were prepared as described in Example 9 with the addition of SDF-1, wortmannin and PD98059 (both Calbiochem) in addition to glutamine / 3-NP and NRP.
Effect of CXCR4 receptor neutralizing antibody on NRP survival promotion and migration inducing activity
By applying 1 μg / mL of neutralizing antibody prepared against CXCR4 receptor (Fuzin receptor) for 72 hours, neuronal survival and neuronal migration patterns in cerebellar microexplants treated with NRP were significantly reduced. At an antibody concentration of 1 μg / mL, NRP-9 SD (SEQ ID NO: 34) lost its neuroprotective and / or migration promoting effect (FIG. 10A). Similar inhibition was observed for human NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) (FIG. 10B) or mouse NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) (data not shown).
Effect of CXCR4 receptor neutralizing antibody on chemotaxis of NRP Chemoattractant effect of 10 ng / mL NRP coated on culture dish is to pre-incubate neuronal stem cell line MEB-5 with neutralizing antibody against CXCR4 for 1.5 hours Blocked by. Very few cells migrated compared to the migration observed with the NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) peptide alone (FIG. 10C).
In order to elucidate the signaling pathways utilized by NRP to exert neuroprotective and / or migratory effects that the action of NRP may be mediated by ERK1 / 2 and Akt phosphorylation , we investigated the MEK inhibitor PD98509 and phosphatidylinositol The 3-kinase (PI-3K) inhibitor wortmannin was used to inhibit MAPK or Akt phosphorylation.
To find out the role of PI-3K (Akt phosphorylation), an upstream regulator of MAPK and akt activity, in the mechanism of NRP-mediated neuroprotection and chemoattraction, we used cerebellar microexplants and catalytic chemotaxis migration assays. The MAPK kinase (MEK) inhibitor PD98509 was tested for efficacy in. Injury treatment with or without vehicle and PD98509 showed only mild toxicity with the inhibitor, while co-treatment with inhibitor and NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) lost NRP neuroprotective activity (Figure 11A). Inhibition of Akt phosphorylation by wortmannin (100 nM) had no significant effect after vehicle and NRP-free injury treatment, but similar to inhibition of ERK1 / 2 phosphorylation, neuroprotection produced by NRP Lost (Figure 11B). In the catalytic chemotaxis migration assay, almost 3-fold increase in migratory NSC was almost completely blocked by PD98509 (0.1 pM to 100 pM) and had no significant effect on basal migration in BSA-coated wells (Figure 11C). ). In contrast to neuroprotection, chemoattractant migration activity of NRP was not suppressed by inhibition of PI-3K by wortmannin (data not shown). To eliminate the possibility that the decrease in the number of cells that migrated to the bottom compartment was due to impaired neuronal survival, the inserts were stained for live cells with Syto2 and the top surface was analyzed. No significant differences were found in viable cells.

実施例11:in vivoでのNRP有効性
材料と方法
in vivoでのNRPの有効性をテストするために、低酸素虚血損傷(HI)に暴露したラットで実験を行った。成獣ラット(50日齢、ウィスターラット、250−300g、雄)を用いた。改変したレヴィン(Levine)のモデル調製及び実験方法を用いた(Rice et al.,1981, Ann. Neurol. 9:131-141;Guan et al., 1993, Cereb. Blood Flow Metab. 13(4):609-16)。簡単に記せば、これらの方法は、側脳室にカニューレを埋め込んだ動物での一側性頚動脈結紮により誘導したHI損傷及びそれに続く吸入性仮死から成る。ハロタン麻酔下で定位脳手術により、誘導カニューレを硬膜の最頂部上の正中線より右へ1.5mm及び耳間ゼロ平面に対して前方7.5mmの位置に設置した。カニューレ設置2日後に右頚動脈を二重結紮した。麻酔から1時間の回復時間後に、各ラットを、湿度(90±5%)及び温度(31℃±0.5℃)が制御されているインキュベーターにさらに1時間置き、続いて各ラットを低酸素(6%酸素)に10分間暴露した。処置前に動物をインキュベーターでさらに2時間維持した。
低酸素虚血損傷の後、ラットを、生理食塩水に溶解したNRP-4セグメントPQ(PGRAEAGGQ;配列番号:43)の5nM(n=12)、50nM(n=12)若しくは500nM(n=12)又はビヒクル(n=10)(通常の生理食塩水)の脳室内(icv)投与により処置した。
組織学的試験を低酸素虚血後5日のラットで実施した。ラットを過剰のペントバルビタールで殺し、通常の生理食塩水、その後10%のホルマリンを心臓経由で灌流させた。脳は処理前最低2日間同じ固定液中に維持し、標準的なパラフィン包埋術を用いた。
厚さ8μmの冠状切片を線条体、大脳皮質及び海馬から切り出し、チオニン及び酸性フクシンで染色した。組織損傷の重篤度は、線条体、皮質並びに海馬のCA1-2、CA3、CA4及び歯状回でスコアを決定した。組織傷害はニューロンの消失(好酸性(赤色)細胞質及び凝縮核)、広範囲壊死及び細胞性反応として特定した。組織傷害は以下のスコアシステムを用いてスコアを決定した:0:組織が組織傷害を示さなかった;1:<5%の組織が傷害された;2:<50%の組織が傷害された;3:>50%の組織が傷害された;及び4:>95%の組織が傷害された。
結果と結論
この実験の結果は図12に示されている。ヒト染色体15の9merフラグメント、NRP-4セグメントPQ(PGRAEAGGQ-NH2;配列番号:43;低酸素症後2時間で9ng/icv)によって、損傷後5日の全ての解析した脳内で100%の神経保護が付与された。
Example 11: NRP efficacy in vivo
Materials and methods :
To test the effectiveness of NRP in vivo, experiments were conducted in rats exposed to hypoxic ischemic injury (HI). Adult rats (50 days old, Wistar rats, 250-300 g, male) were used. Modified Levine model preparation and experimental methods were used (Rice et al., 1981, Ann. Neurol. 9: 131-141; Guan et al., 1993, Cereb. Blood Flow Metab. 13 (4) : 609-16). Briefly, these methods consist of HI injury induced by unilateral carotid artery ligation in an animal with a lateral cannula implanted cannula followed by inhaled asphyxia. By stereotaxic surgery under halothane anesthesia, a guide cannula was placed 1.5 mm to the right of the midline on the top of the dura mater and 7.5 mm forward of the interaural zero plane. Two days after cannulation, the right carotid artery was double ligated. After a 1 hour recovery time from anesthesia, each rat was placed in an incubator with controlled humidity (90 ± 5%) and temperature (31 ° C ± 0.5 ° C) for an additional hour followed by each rat being hypoxic (6 % Oxygen) for 10 minutes. Animals were maintained in an incubator for an additional 2 hours prior to treatment.
After hypoxic ischemic injury, rats were treated with 5 nM (n = 12), 50 nM (n = 12) or 500 nM (n = 12) of NRP-4 segment PQ (PGRAEAGGQ; SEQ ID NO: 43) dissolved in saline. Or intraventricular (icv) administration of vehicle (n = 10) (normal saline).
Histological examination was performed on rats 5 days after hypoxic ischemia. Rats were killed with excess pentobarbital and perfused with normal saline followed by 10% formalin via the heart. Brains were kept in the same fixative for a minimum of 2 days prior to treatment and standard paraffin embedding was used.
A coronal section 8 μm thick was cut from the striatum, cerebral cortex and hippocampus and stained with thionine and acidic fuchsin. The severity of tissue damage was scored by CA1-2, CA3, CA4 and dentate gyrus of the striatum, cortex and hippocampus. Tissue injury was identified as neuronal loss (acidophilic (red) cytoplasm and condensed nuclei), extensive necrosis and cellular response. Tissue injury was scored using the following scoring system: 0: tissue did not show tissue injury; 1: <5% tissue was injured; 2: <50% tissue was injured; 3:> 50% of the tissue was injured; and 4:> 95% of the tissue was injured.
Results and conclusions :
The results of this experiment are shown in FIG. 100% in all analyzed brains 5 days after injury by 9-mer fragment of human chromosome 15, NRP-4 segment PQ (PGRAEAGGQ-NH 2 ; SEQ ID NO: 43; 9 ng / icv 2 hours after hypoxia) Of neuroprotection.

実施例12:嗅球鞘性グリア(“OEG”)細胞の成長促進
NRPが神経組織の再ミエリン化に有用でありえるか否かを決定するために、我々は、ヒト嗅球鞘性(ensheating)グリア(OEG)細胞を用いて実験を行った。OEG細胞は、傷害組織(例えば脊椎の組織)の集団再形成のための細胞の供給集団として評価されている。OEG細胞は、当業界で公知の方法を用いてヒトの鼻粘膜の掻爬検体から得た。細胞は制御条件下及びNRP-7SW(配列番号:24)の存在下で培養液で増殖させた。
制御条件下では、OEG細胞の正常な増殖速度は72時間内で約25%である。我々は、NRP-7SW(配列番号:24)の存在下では、OEG細胞は72時間にわたって約50%の速度で増殖することを見いだした。これらの結果は、NRPはOEG細胞の増殖を強化することができ、それによって神経細胞移植方法において有用で細胞増殖を促進し、傷害組織に神経機能を取り戻すことができることを示している(図13)。
Example 12: Growth promotion of olfactory bulb sheath glia ("OEG") cells
To determine if NRP could be useful for neural tissue remyelination, we performed experiments with human ensheating glial (OEG) cells. OEG cells have been evaluated as a supply population of cells for repopulation of damaged tissue (eg, spinal tissue). OEG cells were obtained from scraping specimens of human nasal mucosa using methods known in the art. Cells were grown in culture under controlled conditions and in the presence of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24).
Under controlled conditions, the normal growth rate of OEG cells is about 25% within 72 hours. We have found that in the presence of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24), OEG cells proliferate at a rate of approximately 50% over 72 hours. These results indicate that NRP can enhance the proliferation of OEG cells, thereby being useful in nerve cell transplantation methods, promoting cell proliferation and restoring nerve function to the damaged tissue (FIG. 13). ).

実施例13:NRP-5セグメントRGペプチドアナログの神経保護活性
NRP-5セグメントRG関連ペプチドのアミノ酸配列における変更が、NRP-5セグメントRG(配列番号:30)の活性と異なる活性を有するペプチドを生成するか否かを決定するために、我々は種々のアミノ酸置換を有する合成ペプチドを作製した。我々は、本明細書に開示した小脳微小エクスプラントアッセイで置換NRP-5RGペプチドをテストした。
アミノ酸配列REGRRDAPGRAGG-NH2(配列番号:30)を有するアミド化ペプチドのN-末端の最初の5つのアミノ酸内でのアミノ酸置換によって、配列REAAADAPGRAGG-NH2(配列番号:44)及びAAARRDAPGRAGG-NH2(配列番号:45)を有するペプチドを作製した。
PGRドメインにおけるアミノ酸置換はアミノ酸配列REGRRDAAAAAGG-NH2(配列番号:47)を有するペプチドを生じ、C-末端GGドメインの置換はアミノ酸配列REGRRDAPGRAAA-NH2(配列番号:46)を有するペプチドを生じた。上記の置換ペプチドの各々をテストし、その結果をNRP-5セグメントRG(配列番号:30;“NRP-5RG”)を用いて得られた結果と比較した。
図14Aは、配列番号:44は、最大効果が約1pMの濃度で観察される神経保護活性を有していた。右側の棒線(“標準13mer”と表示されている)はNRP-5RG(配列番号:30)を示す。NRP-5RGのアミノ酸3−5の置換はペプチドの活性プロフィルを有意には変化させなかった(図42A)。
図14Bは、配列番号:45が神経保護活性を有し、最大効果は約1pMで観察されることを示している。右側の棒線(「原型配列」と表示されている)はNRP-5RG(配列番号:30)を示す。AAARRDAPGRAGG-NH2(配列番号:45)を生じる1−3位の置換は、原型配列NRP-5RGよりもいっそう高い神経保護活性をもたらした。この結果は、NRP-5RGよりも高いこのアナログの安定性プロフィルによるものであろう。ただし他の仮説もこの観察の説明になりえる。
図42Cは、配列番号:46がNRP-5RP(配列番号:30;右の棒線;“標準13mer”)よりも、又は配列番号:44又は配列番号:45(それぞれ図14A及び14B)よりも低い効果を有することを示している。実際、統計的に有意な効果は濃度100nMで観察されたに過ぎない。原型配列(配列番号:30)は20%高い神経保護を生じ、配列番号:46よりも106から107倍高い潜在能力を有する。
図14Dは、配列番号:47はある種の濃度(例えば0.1pM、10pM及び100nM)ではある程度の神経保護作用を有するが、他の濃度ではNRP-5RG(配列番号:30;「標準」と標識された右の棒線)について観察されたものと比較して活性はなかったことを示す。
我々はこれらの実験から、PGR及びC-末端GGドメインは、NRP-5RG(配列番号:30)の活性の維持のために有用であると結論した。我々はまた、NRPのアミド化C-末端は神経保護作用を生じるために十分ではないと結論した。なぜならば、C-末端アミド化NRP(配列番号:46)は、何らかの神経保護作用があるとしても、大半の濃度でその作用はほとんどなかったからである。さらにまた、NRPの内部における変更は、たとえ内部のアミノ酸のいずれもC-末端アミド基を持っていないとしても、活性に影響を与えた。
Example 13: Neuroprotective activity of NRP-5 segment RG peptide analog
To determine whether an alteration in the amino acid sequence of an NRP-5 segment RG-related peptide produces a peptide having an activity different from that of NRP-5 segment RG (SEQ ID NO: 30), we Synthetic peptides with substitutions were made. We tested the substituted NRP-5RG peptide in the cerebellar microexplant assay disclosed herein.
Amino acid substitutions within the first five amino acids of the N-terminus of the amidated peptide having the amino acid sequence REGRRDAPGRAGG-NH 2 (SEQ ID NO: 30) result in the sequences REAAADAPGRAGG-NH 2 (SEQ ID NO: 44) and AAARRDAPGRAGG-NH 2 A peptide having (SEQ ID NO: 45) was prepared.
Amino acid substitution in the PGR domain resulted in a peptide having the amino acid sequence REGRRDAAAAAGG-NH 2 (SEQ ID NO: 47), and substitution of the C-terminal GG domain resulted in a peptide having the amino acid sequence REGRRDAPGRAAA-NH 2 (SEQ ID NO: 46) . Each of the above substituted peptides was tested and the results compared with the results obtained using NRP-5 segment RG (SEQ ID NO: 30; “NRP-5RG”).
FIG. 14A shows that SEQ ID NO: 44 had neuroprotective activity with a maximum effect observed at a concentration of about 1 pM. The bar on the right (labeled “standard 13mer”) indicates NRP-5RG (SEQ ID NO: 30). Substitution of amino acids 3-5 of NRP-5RG did not significantly change the activity profile of the peptide (FIG. 42A).
FIG. 14B shows that SEQ ID NO: 45 has neuroprotective activity, with a maximum effect observed at about 1 pM. The bar on the right (labeled “prototype sequence”) indicates NRP-5RG (SEQ ID NO: 30). The substitution at positions 1-3 resulting in AAARRDAPGRAGG-NH 2 (SEQ ID NO: 45) resulted in a higher neuroprotective activity than the original sequence NRP-5RG. This result may be due to the stability profile of this analog higher than NRP-5RG. However, other hypotheses can explain this observation.
FIG. 42C shows that SEQ ID NO: 46 is more than NRP-5RP (SEQ ID NO: 30; right bar; “standard 13mer”) or SEQ ID NO: 44 or SEQ ID NO: 45 (FIGS. 14A and 14B, respectively). It has a low effect. In fact, a statistically significant effect was only observed at a concentration of 100 nM. Prototype sequence (SEQ ID NO: 30) produced a 20% higher neuroprotection, SEQ ID NO: having 10 7 times 10 6 than 46 high potential.
FIG. 14D shows that SEQ ID NO: 47 has some neuroprotective effect at certain concentrations (eg, 0.1 pM, 10 pM and 100 nM), but at other concentrations NRP-5RG (SEQ ID NO: 30; labeled “standard”) The right bar) was not active compared to that observed.
We concluded from these experiments that the PGR and C-terminal GG domains are useful for maintaining the activity of NRP-5RG (SEQ ID NO: 30). We also concluded that the amidated C-terminus of NRP is not sufficient to produce a neuroprotective effect. This is because C-terminal amidated NRP (SEQ ID NO: 46) had little, if any, neuroprotective effect at most concentrations. Furthermore, changes within the NRP affected activity even if none of the internal amino acids had a C-terminal amide group.

実施例14:NRP-5RGの増殖誘導及び化学誘引活性
また別の実験セットで、我々は、本明細書に記載した胎児の小脳微小エクスプラントにおける神経細胞増殖の誘導に対するNRP-5RGの作用を決定した。図15は、NRP-5RGが増殖誘導活性を有し、最大活性は100pMの濃度で観察されることを示している。ある程度の作用は1mPで、さらに0.1pMの濃度でさえ観察されるが、これらの作用は統計的には有意ではなかった。
さらに別の実験で、我々は、本明細書に記載した接触走性遊走アッセイでNRP-5RGの化学誘引作用を調べた。図16は、NRP-5RGが化学誘引性であり、コントロール(BSA含有)培養液に暴露された細胞と比較して42.1%強い作用を有することを示している。
Example 14: Growth induction and chemoattractant activity of NRP-5RG In another set of experiments, we determined the effect of NRP-5RG on the induction of neuronal proliferation in fetal cerebellar microexplants described herein. did. FIG. 15 shows that NRP-5RG has growth inducing activity, with maximum activity observed at a concentration of 100 pM. Some effects were observed at 1 mP and even at a concentration of 0.1 pM, but these effects were not statistically significant.
In yet another experiment, we examined the chemoattractant effects of NRP-5RG in the catalytic chemotaxis migration assay described herein. FIG. 16 shows that NRP-5RG is chemoattractant and has a 42.1% stronger effect compared to cells exposed to control (containing BSA) cultures.

実施例15:NRPは酸化性ストレスに応答して神経細胞を保護した
この実験シリーズでは、我々は、NRP-4セグメントPQ(“NRP-4PQ”)は酸化性損傷から小脳微小エクスプラントを保護することができるか否かを調べた。我々は、ビヒクル、0.1mM過酸化水素、又はビヒクル中の種々の濃度のNRP-4PQに細胞を暴露した。図17は、0.1mMの過酸化水素に対する酸化性ストレスの48時間後のNRP-4PQの神経保護作用を示す。NRP-4PQ処理に付随する神経保護は、過酸化物を投与されなかったコントロールのエクスプラントの神経保護すら超えていた。神経突起成長のこの有効性強化のメカニズムは明確ではないが、前記は、微小エクスプラント自体を作製又は維持することに付随するストレスを軽減する可能性がある。
これらの発見は酸化的ストレスが役割を演じる多くの条件と関係がある。例えば、酸化的ストレスは慢性のCNS損傷及び疾患の全てに付随する。NRP作用による酸化的ストレス仲介神経毒性の抑制は、多くのCNS損傷又は疾患に対して非常に有益でありえる。
Example 15: In this experimental series where NRP protected neurons in response to oxidative stress , we show that NRP-4 segment PQ (“NRP-4PQ”) protects cerebellar microexplants from oxidative damage I investigated whether it was possible. We exposed the cells to vehicle, 0.1 mM hydrogen peroxide, or various concentrations of NRP-4PQ in the vehicle. FIG. 17 shows the neuroprotective effect of NRP-4PQ 48 hours after oxidative stress on 0.1 mM hydrogen peroxide. The neuroprotection associated with NRP-4PQ treatment exceeded even that of control explants that did not receive peroxide. The mechanism of this enhanced efficacy of neurite growth is not clear, but it may alleviate the stress associated with creating or maintaining the microexplant itself.
These findings are related to many conditions in which oxidative stress plays a role. For example, oxidative stress is associated with all chronic CNS injury and disease. Suppression of oxidative stress-mediated neurotoxicity by NRP action can be very beneficial for many CNS injuries or diseases.

実施例16:リン酸化NRP-7SWによって仲介される神経保護
我々は、一連の実験を実施して、N-末端アミノ酸セリンのリン酸化がNRP-7セグメントSW(「NRP-7SW」)の神経保護作用を変化させるか否かを決定した。NRP-7SWのリン酸化によってNRP-7PSWが生成される。セリンはin vivo条件下ではリン酸化される(NetPhos 2.0 Server−Technical University of Denmark)という高い確率予想(0.9)のために、我々はN-末端セリンの役割の仮説をたてた。小脳微小エクスプラントを0.5mMの3-NP/グルタメートで損傷させ、NRP-7PSWで処理した。
図18は、NRP-7PSWは神経保護作用を持つことを示す実験結果を示している。0.1pMという低い濃度で顕著な作用が観察され、前記濃度は、テストした他の濃度よりも高い神経保護活性(44.2%の神経保護)を示した。使用した最低の濃度(0.1pM)がかなりの神経保護作用を示したので、より低濃度でも神経保護作用が示されるであろう。
Example 16: Neuroprotection mediated by phosphorylated NRP-7SW We performed a series of experiments where phosphorylation of the N-terminal amino acid serine is neuroprotective of NRP-7 segment SW ("NRP-7SW") It was decided whether to change the action. NRP-7 P SW is generated by phosphorylation of NRP-7SW. Because of the high probability (0.9) that serine is phosphorylated under in vivo conditions ( NetPhos 2.0 Server— Technical University of Denmark), we hypothesized the role of N-terminal serine. The Cerebellar Microexplants to damage in 0.5mM of 3-NP / glutamate, it was treated with NRP-7 P SW.
18, NRP-7 P SW shows the experimental results showing that have neuroprotective effects. A significant effect was observed at concentrations as low as 0.1 pM, which showed higher neuroprotective activity (44.2% neuroprotection) than the other concentrations tested. Since the lowest concentration used (0.1 pM) showed considerable neuroprotection, even lower concentrations would show neuroprotection.

実施例17:NRP-9SDによる分化の誘導後のNSCの増殖強化
E15マウスのNSC P10細胞をラミニン上に播種し、NRP-9SD(配列番号:34)の存在下で3日間培養し、培養期間の最後の48時間にはBrdUの存在下で培養した。各条件について、2つの別個のウェルで4視野を数え、増殖細胞数を決定した。
結果
NRP-9SDは、分化中のマウスNSC前駆体細胞の増殖速度を高めた(図19)。この生物学的活性は100fMから1nMの広い用量範囲で観察された。
Example 17: Enhanced NSC proliferation after induction of differentiation by NRP-9SD
E15 mouse NSC P10 cells were seeded on laminin and cultured for 3 days in the presence of NRP-9SD (SEQ ID NO: 34), and in the presence of BrdU for the last 48 hours of the culture period. For each condition, 4 fields were counted in 2 separate wells to determine the number of proliferating cells.
Result :
NRP-9SD increased the proliferation rate of differentiating mouse NSC precursor cells (FIG. 19). This biological activity was observed over a wide dose range from 100 fM to 1 nM.

実施例18:NRP IIの発現
in situハイブリダイゼーション
全脳をE15及びE17マウスから摘出し、4%パラホルムアルデヒド(PFA)で3時間固定し、20%シュクロースで一晩凍結保護し、ティシュテック(Tissuetek)OCT(Sakura finetek)で包埋し-80℃で保存した。この凍結保護脳を14μmの厚さの切片に切り出し、PLL被覆スライドに静置し、8μg/malのプロテイナーゼKで8分処理し、4%PFAで5分後固定し、さらにDIG-標識NRPセンス及びアンチセンスプローブで45℃で一晩ハイブリダイズさせた(実施例13に記載の88merプローブ配列;センス鎖は配列番号:41、アンチセンス鎖は配列番号:42;1:100希釈)。抗DIG抗体での標識及びNBT/BCIPによるシグナルの発色後、切片をネスチン/GFAP/βIII-チュブリン及びヴィメンチンの1:100希釈(abcam, マウスモノクローナル[RV202], ab8978-1)で二重標識し、二次蛍光抗体を用いて可視化した。センスコントロールは陰性のままであった。
結果
図20A及び20Bは上述の動物の脳の蛍光顕微鏡写真を示す。マウスのフレームシフトNRPメッセージと放射状グリアマーカー、ヴィメンチンとの同時局在は、NRP発現は神経上皮幹細胞-放射状グリア-星状細胞系列で維持されていることを示した(図20A及び20B)。このことは神経幹細胞の重要な機能を指摘している。なぜならば、放射状グリアは発生中に多くの脳領域でニューロンを生じることが示され(TE Anthony, C. Klein, G. Fishell, N. Heinz, 2004 ”Radial glial cells serve as neuronal progenitors in all regions of the central nervous system.” Neuron, 41:881-890)、成獣の脳室下ゾーンの星状細胞は神経幹細胞であることが示された(F. Doetsch, I. Caile, DA Lim, JM Garcia-Verdugo, A. Alvarez-Buylla, 1999 ”Subventricular zone astrocytes are neural stem cells in adult mammalian brain”, Cell 97:703-706”)からである。
これらの結果から我々は、NRP mRNAはマウスの脳で生成されると結論した。
Example 18: Expression of NRP II
In situ hybridization :
Whole brains were removed from E15 and E17 mice, fixed with 4% paraformaldehyde (PFA) for 3 hours, cryopreserved overnight with 20% sucrose, and embedded in Tissuetek OCT (Sakura finetek)- Stored at 80 ° C. This cryoprotected brain was cut into 14 μm-thick sections, placed on a PLL-coated slide, treated with 8 μg / mal proteinase K for 8 minutes, fixed with 4% PFA for 5 minutes, and further DIG-labeled NRP sense. And an antisense probe at 45 ° C. overnight (88mer probe sequence described in Example 13; sense strand is SEQ ID NO: 41, antisense strand is SEQ ID NO: 42; diluted 1: 100). After labeling with anti-DIG antibody and color development with NBT / BCIP, sections were double labeled with 1: 100 dilution of nestin / GFAP / βIII-tubulin and vimentin (abcam, mouse monoclonal [RV202], ab8978-1) Visualization was performed using a secondary fluorescent antibody. The sense control remained negative.
Result :
Figures 20A and 20B show fluorescence micrographs of the above-described animal brains. Co-localization of the mouse frameshift NRP message with the radial glia marker, vimentin, indicated that NRP expression was maintained in the neuroepithelial stem cell-radial glia-astrocytic lineage (FIGS. 20A and 20B). This points to an important function of neural stem cells. This is because radial glia have been shown to generate neurons in many brain regions during development (TE Anthony, C. Klein, G. Fishell, N. Heinz, 2004 ”Radial glial cells serve as neuronal progenitors in all regions of the central nervous system. ”Neuron, 41: 881-890), the astrocytes in the adult subventricular zone have been shown to be neural stem cells (F. Doetsch, I. Caile, DA Lim, JM Garcia- Verdugo, A. Alvarez-Buylla, 1999 “Subventricular zone astrocytes are adult stem cells”, Cell 97: 703-706 ”).
From these results we concluded that NRP mRNA is produced in the mouse brain.

実施例19:配列番号:8及び配列番号:9の再配列決定
2004年8月20日に、配列番号:8及び配列番号:9に対応する更改配列の報告が刊行された(NBCI, NT_026446)。新しく同定された配列を基に、我々は、ヌクレオチドNRP配列は75アミノ酸を有するペプチドをコードする225ヌクレオチドから成るとアノテーションを付した。NRP(配列番号:8)をコードする染色体15上の以前にアノテーションを付された配列にしたがって、前記配列内で以下を変更した:168位はGからCに変更し、それ以外エクソン1−4は(NRPの生物学的に活性な配列を含めて)変更なし。179位から先へ向かって新規にアノテーションを付されたエクソン5が始まる。222位から先へ向かってエクソン6が始まる。

Figure 0005026083
Example 19: Rearrangement of SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9
On August 20, 2004, a report of an updated sequence corresponding to SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 was published (NBCI, NT_026446). Based on the newly identified sequence, we annotated that the nucleotide NRP sequence consists of 225 nucleotides that encode a peptide with 75 amino acids. According to the previously annotated sequence on chromosome 15 encoding NRP (SEQ ID NO: 8), the following was changed in said sequence: position 168 changed from G to C, otherwise exons 1-4 No change (including biologically active sequence of NRP). Newly annotated exon 5 starts from 179th. Exon 6 starts from 222nd.
Figure 0005026083

全アミノ酸配列を一文字コードで記す:
>humchrom15NRPエクソン1 2 3 4 5 6
MAVVLLAPFGDISQEITKVGTGTPGRAEAGGQVSPCLAASCSQAYGAILAHCNLCLPGSSDLPASASQSARLQVD
配列番号:49
Write the entire amino acid sequence in one-letter code:
> Humchrom15NRP exon 1 2 3 4 5 6
MAVVLLAPFGDISQEITKVGTGTPGRAEAGGQVSPCLAASCSQAYGAILAHCNLCLPGSSDLPASASQSARLQVD
SEQ ID NO: 49

実施例20:卒中の治療
患者は卒中の徴候を示している。卒中の診断が為され、続いて医師は、NRP化合物を患者に静脈内に、或いは脳室内に直接又は患者の脳の罹患部分に直接投与する。NRP化合物は本明細書に開示したようにペプチド又はタンパク質であり、医薬的に許容できる形態(所望する場合にはビヒクル、緩衝剤及び安定剤を含む)で投与される。NRPによる処置は、卒中に付随する神経変性を減少させ、さらに予想される症状の悪化を少なくとも部分的に遅らせるか、停止させるか、又は少なくとも部分的に回復させる。
Example 20: Treatment of stroke The patient is showing signs of stroke. A diagnosis of stroke is made and the physician then administers the NRP compound to the patient intravenously or directly into the ventricle or directly to the affected part of the patient's brain. The NRP compound is a peptide or protein as disclosed herein and is administered in a pharmaceutically acceptable form (including vehicles, buffers and stabilizers if desired). Treatment with NRP reduces neurodegeneration associated with stroke and further delays, stops or at least partially reverses the expected worsening of symptoms.

実施例21:NRPの予防的使用
患者は心脈管機能不全と診断され、冠状動脈バイパス(CABG)手術が指示される。CABG手術は脳灌流の低下を伴い、脳灌流の低下は低酸素性又は虚血性脳損傷をもたらしえる。そのような低酸素症及び虚血の悪影響を減少させるために、患者はNRP化合物で前処置される。NRP化合物は患者に医薬的に許容できる形態(所望する場合にはビヒクル及び/又は安定剤を含む)で投与される。投与ルートには静脈内、脳内、または脳室経由投与が含まれる。所望の場合は、マルチルート投与を用いることができる。CABG手術を受ける患者の前処置は、CABG手術に伴う神経変性を減少させ、患者は、NRP前処置を施されずにCABG手術を受けた患者と比較して、術後の神経学的損失が減少する。
本発明をその具体的な実施態様に関して記載した。当業者は、本出願の開示及び教示を取り入れた他の実施態様を面倒な実験なしに開発することができるであろう。それらの実施態様はいずれも本発明の部分と考えられる。本明細書に引用した全ての参考文献は引用により本明細書に含まれるものとする。
Example 21: Prophylactic use of NRP A patient is diagnosed with cardiovascular dysfunction and coronary artery bypass (CABG) surgery is indicated. CABG surgery is associated with reduced brain perfusion, which can lead to hypoxic or ischemic brain injury. In order to reduce the adverse effects of such hypoxia and ischemia, patients are pretreated with NRP compounds. The NRP compound is administered to the patient in a pharmaceutically acceptable form (including vehicle and / or stabilizer if desired). Routes of administration include intravenous, intracerebral or ventricular administration. Multi-route administration can be used if desired. Pretreatment of patients undergoing CABG surgery reduces neurodegeneration associated with CABG surgery, and patients experience postoperative neurological loss compared to patients undergoing CABG surgery without NRP pretreatment. Decrease.
The invention has been described with reference to specific embodiments thereof. Those skilled in the art will be able to develop other embodiments incorporating the disclosure and teachings of the present application without undue experimentation. All of these embodiments are considered part of this invention. All references cited herein are hereby incorporated by reference.

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工業的応用性
本発明の実施態様は、神経変性又は神経細胞死を含む症状の治療に使用される組成物の製造に有用な神経再生ペプチド(NRP)のための遺伝子及びペプチドを含む。NRPによる治療は、ニューロンの生存、ニューロンの遊走、ニューロンの分化、神経突起伸長及び/又はニューロンの増殖を増加させる。アルツハイマー病、パーキンソン病、低酸素症、卒中及び冠状動脈バイパス手術のような症状は、本発明の組成物及び方法によって有効に治療されえる。
Industrial Applicability Embodiments of the present invention include genes and peptides for nerve regeneration peptides (NRP) useful for the manufacture of compositions used for the treatment of conditions including neurodegeneration or neuronal cell death. Treatment with NRP increases neuronal survival, neuronal migration, neuronal differentiation, neurite outgrowth and / or neuronal proliferation. Conditions such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, hypoxia, stroke and coronary artery bypass surgery can be effectively treated by the compositions and methods of the present invention.

図1Aは、イントロンを有するNRP-7(配列番号:35)をコードする遺伝子の構造を、DNA修復タンパク質をコードする既知遺伝子の2bpフレームシフトとしてのNRP遺伝子の存在とともに示している。2つのCpGアイランドを含むプロモーター領域が強調されている(一方のCpGアイランドはNRPについて予想されたものであり、下流のもう一方はDNA修復タンパク質について予想されたものである)。NRP-7(配列番号:35)遺伝子産物を得るためのプライマーの位置が表示されている。FIG. 1A shows the structure of the gene encoding NRP-7 (SEQ ID NO: 35) with an intron, along with the presence of the NRP gene as a 2 bp frameshift of a known gene encoding a DNA repair protein. The promoter region containing two CpG islands is highlighted (one CpG island is expected for NRP and the other downstream is expected for DNA repair protein). The position of the primer for obtaining the NRP-7 (SEQ ID NO: 35) gene product is indicated. 図1Bは、マウスNRP(NRP-7ロング)とラットNRP(NRP-9)オルソログとの間の72.2%相同性を示している。赤い数字は、生物学的に活性なNRPドメイン内の対応する相同性を示し、他方、青い線は推定的なN-グリコシル化部位を示す。FIG. 1B shows 72.2% homology between mouse NRP (NRP-7 long) and rat NRP (NRP-9) orthologs. Red numbers indicate corresponding homologies within biologically active NRP domains, while blue lines indicate putative N-glycosylation sites. 図1Cは、ヒト悪液質関連タンパク質とマウスNRP(NRP-7ロング)とのアラインメントを示す。両配列の全体にわたるロイシン、グリシン及びプロリンアミノ酸残基の保存に注目されたい。全体的な相同性は34.4%である。悪液質関連タンパク質の生物学的に活性なドメインは20位のシグナルペプチドの直後に位置し、一方マウスNRP(NRP-7ロング)の活性ドメインはアミノ酸83位で開始する。FIG. 1C shows an alignment between human cachexia-related protein and mouse NRP (NRP-7 long). Note the conservation of leucine, glycine and proline amino acid residues throughout both sequences. The overall homology is 34.4%. The biologically active domain of cachexia-related protein is located immediately after the signal peptide at position 20, while the active domain of mouse NRP (NRP-7 long) starts at amino acid position 83. 図1Dは、マウスNRPフラグメントとヒトトレホイルタンパク質Ps2との間の全体的な相同性は52.5%であることを示す。トレホイル因子ファミリー(TFF)のコンセンサス配列を規定する15アミノ酸残基のうち9アミノ酸がNRPに存在し、それによってトレホイル因子ドメインがNRPに存在することが確認される。FIG. 1D shows that the overall homology between the mouse NRP fragment and the human trefoil protein Ps2 is 52.5%. Of the 15 amino acid residues that define the consensus sequence of the trefoil factor family (TFF), 9 amino acids are present in NRP, thereby confirming that the trefoil factor domain is present in NRP. 図1Eは、マウスSDF-1αとマウスNRP(NRP-7ロング)タンパク質配列とのアラインメントを示す。両ニューロン化学誘引分子間には32.6%の中等度の相同性が存在する。FIG. 1E shows an alignment of mouse SDF-1α with mouse NRP (NRP-7 long) protein sequence. There is 32.6% moderate homology between both neuron chemoattractants. 3-NP/グルタメートを用いた興奮毒性(excitotoxic)/酸化性損傷後のNRP-4セグメントGQ(配列番号:26)による生存誘導を示す。FIG. 6 shows survival induction by NRP-4 segment GQ (SEQ ID NO: 26) after excitotoxic / oxidative damage using 3-NP / glutamate. 3-NP/グルタメートを用いて損傷されたニューロンにおけるNRP-7セグメントSW(配列番号:24)による増殖誘導を示す。FIG. 6 shows proliferation induction by NRP-7 segment SW (SEQ ID NO: 24) in neurons damaged with 3-NP / glutamate. コーティングに10ng/mLのNRP-4GG(配列番号:29)ペプチドを用いたマウスNEB-5細胞による接触走性(haptotactic)遊走アッセイを示す。200,000個のMEB-5細胞を用いた。FIG. 6 shows a haptotactic migration assay by mouse NEB-5 cells using 10 ng / mL NRP-4GG (SEQ ID NO: 29) peptide for coating. 200,000 MEB-5 cells were used. コーティングに10ng/mLのNRP-4 GG(配列番号:29)ペプチドを用いた初代マウス幹細胞による遊走アッセイの結果を示す。200,000細胞を播種した。The result of the migration assay by the primary mouse stem cell using 10 ng / mL NRP-4 GG (sequence number: 29) peptide for a coating is shown. 200,000 cells were seeded. 1ng/mLのNRP-2KS(配列番号:23)ペプチドコーティングを用いたマウスNEB-5細胞による遊走アッセイの結果を示す。200,000細胞を播種した。The results of migration assays with mouse NEB-5 cells using 1 ng / mL NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) peptide coating are shown. 200,000 cells were seeded. 10ng/mLのNRP-7SW(配列番号:24)コーティングを用いた初代マウス幹細胞による遊走アッセイを示す。400,000細胞を播種した。Figure 2 shows a migration assay with primary mouse stem cells using 10 ng / mL NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) coating. 400,000 cells were seeded. 50ng/mLのNRP-4GG(配列番号:29)コーティングを用いた野生型PC-12細胞(200,000細胞/ウェル)による遊走アッセイを示す。FIG. 5 shows a migration assay with wild type PC-12 cells (200,000 cells / well) using a 50 ng / mL NRP-4GG (SEQ ID NO: 29) coating. 野生型PC-12細胞及び1ng/mLのNRP-7SW(配列番号:24)コーティングとそれに続くマトリゲル/PDLコーティングを用いた遊走アッセイを示す。100,000細胞を播種した。Figure 2 shows a migration assay using wild type PC-12 cells and 1 ng / mL NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) coating followed by Matrigel / PDL coating. 100,000 cells were seeded. 図5A及び5Bは、NRPの存在下で7日間分化させた神経幹細胞の各培養ウェルでもっとも長い5本の軸索の中間の長さを示すグラフである。図5AはNRP-7SW(配列番号:24)及びIGF-1の影響を示す。FIGS. 5A and 5B are graphs showing the intermediate length of the longest five axons in each culture well of neural stem cells differentiated for 7 days in the presence of NRP. FIG. 5A shows the effect of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) and IGF-1. 図5A及び5Bは、NRPの存在下で7日間分化させた神経幹細胞の各培養ウェルでもっとも長い5本の軸索の中間の長さを示すグラフである。図5BはNRP-2KS(配列番号:23)、IGF-1又は分化培養液単独の影響を示す。コントロール培養液との有意差が、2-テール(2-tailed)スチューデントのt-検定によって決定されたとおり観察された。**p<0.01;***p<0.001FIGS. 5A and 5B are graphs showing the intermediate length of the longest five axons in each culture well of neural stem cells differentiated for 7 days in the presence of NRP. FIG. 5B shows the effect of NRP-2KS (SEQ ID NO: 23), IGF-1 or differentiation culture medium alone. Significant differences from control cultures were observed as determined by 2-tailed Student's t-test. ** p <0.01; *** p <0.001 図5C及び5Dは分化培養液単独の場合の最も長い軸索伸長の代表例を示す。5C and 5D show representative examples of the longest axon outgrowth in the case of differentiation medium alone. 図5C及び5Dは分化培養液単独の場合の最も長い軸索伸長の代表例を示す。図5Dは10nMのNRP-7 SW(配列番号:24)の存在下における最長の軸索の成長を示し、図33Dはコントロール条件を示す。5C and 5D show representative examples of the longest axon outgrowth in the case of differentiation medium alone. FIG. 5D shows longest axon growth in the presence of 10 nM NRP-7 SW (SEQ ID NO: 24), and FIG. 33D shows control conditions. 図5E及び5Fは、ニューロンの分化を経たNSC細胞におけるNRP-7SW(配列番号:24)及びNRP-2KS(配列番号:23)の増加に対する影響を示すグラフである。FIGS. 5E and 5F are graphs showing the effect on the increase of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) and NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) in NSC cells that have undergone neuronal differentiation. 図5E及び5Fは、ニューロンの分化を経たNSC細胞におけるNRP-7SW(配列番号:24)及びNRP-2KS(配列番号:23)の増加に対する影響を示すグラフである。FIGS. 5E and 5F are graphs showing the effect on the increase of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) and NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) in NSC cells that have undergone neuronal differentiation. ナノモル濃度のNRP-2KS(配列番号:23)が、マウス前脳の神経幹細胞由来の多能性幹細胞を犠牲にしてニューロン前駆体の生成を促進することを示している。It has been shown that nanomolar concentrations of NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) promote the generation of neuronal precursors at the expense of pluripotent stem cells derived from mouse forebrain neural stem cells. 分化実験スキームの開始前のNRP-9セグメントSD(配列番号:34)の未分化NSCへの投与を示す。NRP処理下ではBrdU陽性細胞のアップレギュレーションが生じるが、全体的な細胞数には明白な変化はない。FIG. 5 shows administration of NRP-9 segment SD (SEQ ID NO: 34) to undifferentiated NSCs prior to the start of a differentiation experiment scheme. Upregulation of BrdU positive cells occurs under NRP treatment, but there is no obvious change in the overall cell number. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。 図6Aは、マウスNRPの発現は、E15マウスの胎児の脳組織の皮質(Ctx)、線条体(Str)及び嗅球(OB)で検出されたことを示す。しかしながら、そのレベルは、急性的に単離して不死化したマウス神経幹細胞と比較してはるかに低かった。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6A shows that mouse NRP expression was detected in the cortex (Ctx), striatum (Str) and olfactory bulb (OB) of E15 mouse fetal brain tissue. However, the levels were much lower compared to mouse neural stem cells that were acutely isolated and immortalized. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Bは、CNTFによる神経幹細胞の星状細胞への分化は、未分化幹細胞又はBDNFによるニューロンの分化と比較してNRP mRNA発現を顕著に増加させることを示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6B shows that differentiation of neural stem cells into astrocytes by CNTF significantly increases NRP mRNA expression compared to neuronal differentiation by undifferentiated stem cells or BDNF. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Cは、種々のE19マウス胎児組織の分析を示すゲルである。前記は、周産期前脳に由来する胎児の皮質、星状細胞系分化NSC及び星状細胞培養と比較して、肺を除きマウスのNRPの発現は非神経組織では低いか又は存在しないことを示している。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6C is a gel showing analysis of various E19 mouse fetal tissues. The above indicates that mouse NRP expression is low or absent in non-neural tissues, except lung, compared to fetal cortex, astrocyte-differentiated NSCs and astrocyte cultures derived from the perinatal forebrain Is shown. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Dは、DNA修復タンパク質配列とオーバーラップしない88bpプローブによるノザンブロットハイブリダイゼーションを示す。前記によって、周産期星状細胞培養に由来するRNAで、サイズがほぼ0.8及び1.2kbの2つの別個のmRNAが検出される。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6D shows Northern blot hybridization with an 88 bp probe that does not overlap with the DNA repair protein sequence. This detects two separate mRNAs of approximately 0.8 and 1.2 kb in size from RNA derived from perinatal astrocyte cultures. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Eは、NSCを標識する、マウスNRPアンチセンスプローブによるin situハイブリダイゼーションを示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6E shows in situ hybridization with a mouse NRP antisense probe that labels NSCs. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Fは、センスコントロールにおける特異的なシグナルの欠如を示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6F shows the lack of specific signal in the sense control. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。 図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Gは、NSCにおけるNRP mRNA発現を示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6G shows NRP mRNA expression in NSC. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Hは、図6Gで示されたNRP mRNA発現と同じ部位にネスチンが分布することを示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6H shows that nestin is distributed at the same site as the NRP mRNA expression shown in FIG. 6G. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Iは、E15マウス前脳切片、脳室帯、皮質原基(特にサブプレート及び辺縁帯)の冠状のNRP mRNAのin situハイブリダイゼーションを示し、皮質プレートではハイブリダイゼーションの強度は低下する。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6I shows in situ hybridization of coronary NRP mRNA in E15 mouse forebrain sections, ventricular zone, cortical primordia (especially subplates and marginal zone), where the intensity of hybridization is reduced in the cortical plate. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Jは、サブプレートから辺縁帯までの全長に広がるネスチン陽性細胞を示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6J shows nestin positive cells extending the entire length from the subplate to the marginal zone. 図6A−6KはNSC内及びマウス胎児組織でのNRPの遺伝子発現を示す。図6A−6Cは、マルチプレックスPCRでは、マウスNRP(上部バンド、412bp)の発現レベルはβ-アクチン発現(下部バンド、260bp)と比較して準定量的であることを示すゲルの写真である。図6Kは、図6Jのネスチン発現と同じ部位でのマウスNRPメッセージの同時発現を示す。6A-6K show NRP gene expression in NSCs and in mouse fetal tissues. 6A-6C are photographs of gels showing that in multiplex PCR, the expression level of mouse NRP (upper band, 412 bp) is quasi-quantitative compared to β-actin expression (lower band, 260 bp). . FIG. 6K shows co-expression of mouse NRP message at the same site as nestin expression in FIG. 6J. 図6Lは、損傷の非存在下及びミトコンドリア毒素3-ニトロプロピオン酸により惹起された損傷の6時間後におけるNT-2細胞のNRP-2(配列番号:4)遺伝子産物の発現を示す。遺伝子発現は、細胞が1時間以上3-NPで処理されたとき実質的に減少した。FIG. 6L shows NT-2 cell NRP-2 (SEQ ID NO: 4) gene product expression in the absence of damage and 6 hours after damage caused by the mitochondrial toxin 3-nitropropionic acid. Gene expression was substantially reduced when cells were treated with 3-NP for more than 1 hour. 図7A及び7Bは、NRP-7セグメントSWによるニューロンの生存及び増殖誘導を示す。図7Aは、0.1pMから100nMの広い用量範囲にわたるNRP-7SW(配列番号:24)の神経保護活性に対する影響を示す。7A and 7B show neuronal survival and proliferation induction by NRP-7 segment SW. FIG. 7A shows the effect on neuroprotective activity of NRP-7SW (SEQ ID NO: 24) over a wide dose range from 0.1 pM to 100 nM. 図7A及び7Bは、NRP-7セグメントSWによるニューロンの生存及び増殖誘導を示す。図7Bは、SDF-1はNRPと比較してほんの限定的な神経保護作用を有したことを示す。7A and 7B show neuronal survival and proliferation induction by NRP-7 segment SW. FIG. 7B shows that SDF-1 had only a limited neuroprotective effect compared to NRP. 図8A及び図8Bは、NRPによるニューロン遊走誘導実験の結果を示す。図8Aは、ラット及びマウスの合成ペプチド由来NRP(NRP-9SD及びNRP-7SW)は、接触走性遊走アッセイで示されるように、ニューロン幹細胞(“NSC”)の誘引において化学誘引特性を表すことを示すグラフである。NRP-7SWの有効性はSDF-1のそれと類似したが、NRPはより高い潜在能力を示した。SDF-1とNRP-7SWの作用の規模は類似しているように見えるが、SDF-1の量(100nM)はNRP-7SWの量(0.2nM)よりも多い。したがってNRP-7SWはSDF-1よりも約500倍強力である。8A and 8B show the results of a neuron migration induction experiment using NRP. FIG. 8A shows that rat and mouse synthetic peptide-derived NRPs (NRP-9SD and NRP-7SW) exhibit chemoattractant properties in the attraction of neuronal stem cells (“NSC”) as shown in the catalytic chemotaxis migration assay. It is a graph which shows. The effectiveness of NRP-7SW was similar to that of SDF-1, but NRP showed higher potential. Although the scale of action of SDF-1 and NRP-7SW appears to be similar, the amount of SDF-1 (100 nM) is greater than the amount of NRP-7SW (0.2 nM). NRP-7SW is therefore about 500 times more powerful than SDF-1. 図8A及び図8Bは、NRPによるニューロン遊走誘導実験の結果を示す。図8Bは、皮質原基に向かって遊走する、中央神経節隆起由来の神経前駆体細胞の移動を示す脳OTCの顕微鏡写真である。8A and 8B show the results of a neuron migration induction experiment using NRP. FIG. 8B is a micrograph of a brain OTC showing migration of neural progenitor cells derived from central ganglion ridges that migrate towards the cortical primordia. 1nMの濃度でNRP-7SWの最大効果を示すOTCアッセイの定量のグラフを示す。一方、SDF-1の能力は前記よりも低かった。スチューデントのt-検定を統計分析に用いた(*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001;N=6)。Figure 2 shows a graph of the quantification of an OTC assay showing the maximum effect of NRP-7SW at a concentration of 1 nM. On the other hand, the capacity of SDF-1 was lower than the above. Student's t-test was used for statistical analysis (* p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001; N = 6). 図9A−9Dは、完全長のマウス組換えNRP-7ロング(配列番号:35)の発現実験及び機能実験の結果を示す。図9Aは、サイトメガロウイルス(“CMV”)プロモーターの制御下では、マウスNRP-7ロング(配列番号:35)遺伝子の0.8kbシグナルは、NRP遺伝子特異的88bpのcRNAプローブによって検出したとき、HEK細胞で極めて過剰発現されることを示すノザンブロットを示す。9A-9D show the results of expression and functional experiments of full-length mouse recombinant NRP-7 long (SEQ ID NO: 35). FIG. 9A shows that under the control of the cytomegalovirus (“CMV”) promoter, the 0.8 kb signal of the mouse NRP-7 long (SEQ ID NO: 35) gene was detected by HEK when detected by an NRP gene-specific 88 bp cRNA probe. A Northern blot showing very over-expression in cells is shown. 図9A−9Dは、完全長のマウス組換えNRP-7ロング(配列番号:35)の発現実験及び機能実験の結果を示す。図9Bは、NRP-7ロング(配列番号:36)がHEK細胞によって発現され、20kDaの分子量で移動することを示すウェスタンブロットである。9A-9D show the results of expression and functional experiments of full-length mouse recombinant NRP-7 long (SEQ ID NO: 35). FIG. 9B is a Western blot showing that NRP-7 long (SEQ ID NO: 36) is expressed by HEK cells and migrates with a molecular weight of 20 kDa. 図9A−9Dは、完全長のマウス組換えNRP-7ロング(配列番号:35)の発現実験及び機能実験の結果を示す。図9Cは、組換えMyc-NRP-7ロング(配列番号:35)−HEK細胞は、酸化性/興奮毒性損傷を受けた小脳微小エクスプラントに対し51%の神経保護を提供することを示すグラフである。9A-9D show the results of expression and functional experiments of full-length mouse recombinant NRP-7 long (SEQ ID NO: 35). FIG. 9C is a graph showing that recombinant Myc-NRP-7 long (SEQ ID NO: 35) -HEK cells provide 51% neuroprotection against oxidative / excitotoxic damaged cerebellar microexplants. It is. 図9A−9Dは、完全長のマウス組換えNRP-7ロング(配列番号:35)の発現実験及び機能実験の結果を示す。図9Dは、Myc-NRP-7ロング(配列番号:36)−HEK細胞は、培養皿の底に播種したとき、接触走性遊走アッセイでNSCを誘引するための化学誘引活性をもつことを示すグラフである。Myc−HEKコントロール実験と比較して、2倍以上の数の細胞が、インサートから培養皿の底へ誘引された。スチューデントt-検定を統計分析に適用した(微小エクスプラントについては***p<0.001;N=4、さらに接触走性遊走アッセイについては***p<0.001;N=6)。9A-9D show the results of expression and functional experiments of full-length mouse recombinant NRP-7 long (SEQ ID NO: 35). FIG. 9D shows that Myc-NRP-7 long (SEQ ID NO: 36) -HEK cells have chemoattractant activity to attract NSCs in a catalytic chemotaxis migration assay when seeded at the bottom of the culture dish. It is a graph. Compared to the Myc-HEK control experiment, more than twice as many cells were attracted from the insert to the bottom of the culture dish. Student t-test was applied for statistical analysis (*** p <0.001 for microexplants; N = 4, and *** p <0.001 for catalytic migration assay; N = 6). 図10A−10Cは、CSCR4及びNRPに対する抗体を用いた、P4-小脳エクスプラントに関する実験の結果を示す。図10Aは、神経突起伸長に関するNRP-9SD(配列番号:34)の阻害を示すグラフである。Figures 10A-10C show the results of experiments on P4-cerebellar explants using antibodies against CSCR4 and NRP. FIG. 10A is a graph showing inhibition of NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) on neurite outgrowth. 図10A−10Cは、CSCR4及びNRPに対する抗体を用いた、P4-小脳エクスプラントに関する実験の結果を示す。図10Bは、神経突起伸長に関するNRP-2KS(配列番号:23)の阻害を示す。培養皿に被覆した10ng/mLのNRPの化学誘引作用は、ニューロン幹細胞株MEB-5をCXCR4に対する中和抗体と予備インキュベートすることによって完全に阻害された。Figures 10A-10C show the results of experiments on P4-cerebellar explants using antibodies against CSCR4 and NRP. FIG. 10B shows inhibition of NRP-2KS (SEQ ID NO: 23) for neurite outgrowth. The chemoattractant effect of 10 ng / mL NRP coated on the culture dish was completely inhibited by preincubating the neuronal stem cell line MEB-5 with a neutralizing antibody against CXCR4. 図10A−10Cは、CSCR4及びNRPに対する抗体を用いた、P4-小脳エクスプラントに関する実験の結果を示す。図10Cは、CXCR4に対する抗体は、NRP-9SD(配列番号:34)だけで処理した細胞と比較してNRP-9SDの化学誘引作用を低下させたことを示す。Figures 10A-10C show the results of experiments on P4-cerebellar explants using antibodies against CSCR4 and NRP. FIG. 10C shows that the antibody against CXCR4 reduced the chemoattractant effect of NRP-9SD compared to cells treated with NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) alone. 図11A−11Cは、NRPの神経保護誘導及び遊走誘導活性に中心的に関与する可能なシグナリング連鎖事象を提案する、MAPK阻害物質を用いたNRPの作用に対する実験の結果を示す。図11Aは、MAPK(MEK)-阻害物質のPD98509は、種々のNRP濃度範囲にわたってラットのNRP-9SD(配列番号:34)の神経保護活性を完全に阻害することを示すグラフである。FIGS. 11A-11C show the results of experiments on the action of NRP with MAPK inhibitors, proposing possible signaling chain events that are centrally involved in the neuroprotective and migration-inducing activities of NRP. FIG. 11A is a graph showing that the MAPK (MEK) -inhibitor PD98509 completely inhibits the neuroprotective activity of rat NRP-9SD (SEQ ID NO: 34) over various NRP concentration ranges. 図11A−11Cは、NRPの神経保護誘導及び遊走誘導活性に中心的に関与する可能なシグナリング連鎖事象を提案する、MAPK阻害物質を用いたNRPの作用に対する実験の結果を示す。図11Bは、PD98509のように、PIK-3阻害物質のワートマンニンは、NRP-9SD(配列番号:34)の神経保護活性を阻害することを示すグラフである。FIGS. 11A-11C show the results of experiments on the action of NRP with MAPK inhibitors, proposing possible signaling chain events that are centrally involved in the neuroprotective and migration-inducing activities of NRP. FIG. 11B is a graph showing that, like PD98509, the PIK-3 inhibitor wortmannin inhibits the neuroprotective activity of NRP-9SD (SEQ ID NO: 34). 図11A−11Cは、NRPの神経保護誘導及び遊走誘導活性に中心的に関与する可能なシグナリング連鎖事象を提案する、MAPK阻害物質を用いたNRPの作用に対する実験の結果を示す。図11Cは、NRP-9SD(4nM)によって誘導される遊走NSC数は15μMのPD98509によって阻害され、一方、BSA被覆ウェルにおける基礎遊走レベルは、MEK阻害物質によって顕著には変化しないことを示すグラフである(*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001;N=8)。FIGS. 11A-11C show the results of experiments on the action of NRP with MAPK inhibitors, proposing possible signaling chain events that are centrally involved in the neuroprotective and migration-inducing activities of NRP. FIG. 11C is a graph showing that the number of migratory NSCs induced by NRP-9SD (4 nM) is inhibited by 15 μM PD98509, while the basal migration level in BSA-coated wells is not significantly altered by MEK inhibitors. Yes (* p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001; N = 8). 低酸素症の2時間後にICV投与したとき、NRP-4セグメントPQ(配列番号:43)は、損傷の5日後に分析した脳領域の全てにおいて実質的な神経保護を提供した実験の結果を示す。When administered ICV 2 hours after hypoxia, NRP-4 segment PQ (SEQ ID NO: 43) shows the results of an experiment that provided substantial neuroprotection in all of the brain areas analyzed 5 days after injury . 低酸素症の2時間後にICV投与したNRP-5セグメントRG(配列番号:30)は、低酸素障害の5日後に分析した脳領域の全てにおいて実質的な神経保護を提供した実験の結果を示す。NRP-5 segment RG (SEQ ID NO: 30) administered ICV 2 hours after hypoxia shows the results of an experiment that provided substantial neuroprotection in all of the brain areas analyzed 5 days after hypoxia . NRP-7セグメントSW(配列番号:24)は、ヒト成人嗅球鞘性グリア(ensheating glia)の初代培養の増殖を強化することを示す実験の結果である。NRP-7 segment SW (SEQ ID NO: 24) is the result of an experiment showing that the growth of primary cultures of human adult olfactory bulbous glia (ensheating glia) is enhanced. 図14A−14Dは、4つのNRP-5 RGアナログの神経保護活性の原型NRP-5RG配列に対する実験結果を示す。Figures 14A-14D show experimental results for the prototype NRP-5RG sequence of the neuroprotective activity of four NRP-5 RG analogs. 図14A−14Dは、4つのNRP-5 RGアナログの神経保護活性の原型NRP-5RG配列に対する実験結果を示す。Figures 14A-14D show experimental results for the prototype NRP-5RG sequence of the neuroprotective activity of four NRP-5 RG analogs. 図14A−14Dは、4つのNRP-5 RGアナログの神経保護活性の原型NRP-5RG配列に対する実験結果を示す。Figures 14A-14D show experimental results for the prototype NRP-5RG sequence of the neuroprotective activity of four NRP-5 RG analogs. 図14A−14Dは、4つのNRP-5 RGアナログの神経保護活性の原型NRP-5RG配列に対する実験結果を示す。Figures 14A-14D show experimental results for the prototype NRP-5RG sequence of the neuroprotective activity of four NRP-5 RG analogs. 胎児小脳細胞におけるNRP-5 RGの増殖誘導作用のグラフを示す。The graph of the proliferation-inducing action of NRP-5 RG in fetal cerebellar cells is shown. マウスNSC及び化学誘引物質としてNRP-5 RGを用いた接触走性遊走アッセイの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a chemotaxis migration assay using mouse | mouth NSC and NRP-5 RG as a chemoattractant. 酸化ストレス(0.1mMの過酸化水素)の48時間後のNRP-4 PQの神経保護作用の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the neuroprotective effect of NRP-4 PQ 48 hours after oxidative stress (0.1 mM hydrogen peroxide). リン酸化NRP-7 SW(NRP-7 PSW)の神経保護作用を示すグラフである。It is a graph which shows the neuroprotective action of phosphorylated NRP-7 SW (NRP-7 P SW). BrDU染色核に対するNRP-9SDの作用を示す実験のグラフである。It is a graph of the experiment which shows the effect | action of NRP-9SD with respect to a BrDU dyeing | staining nucleus. 図20Aおよび20Bは、神経上皮幹細胞−放射状グリア−星状細胞系列内におけるNRP-7(配列番号:35)の遺伝子発現の顕微鏡写真を示す。 図20Aは、E17マウス脳の大脳皮質におけるマウスフレームシフトNRP転写物の発現を示す。88merの特異的プローブを用い、凍結切片でのin situハイブリダイゼーションによって検出された。FIGS. 20A and 20B show photomicrographs of gene expression of NRP-7 (SEQ ID NO: 35) within the neuroepithelial stem cell-radial glia-astrocytic lineage. FIG. 20A shows the expression of mouse frameshift NRP transcript in the cerebral cortex of E17 mouse brain. Detected by in situ hybridization on frozen sections using a 88mer specific probe. 図20Aおよび20Bは、神経上皮幹細胞−放射状グリア−星状細胞系列内におけるNRP-7(配列番号:35)の遺伝子発現の顕微鏡写真を示す。 図20Bは、同じ切片で抗ビメンチン抗体を用いた光学顕微鏡法を示す。マウスフレームシフトメッセージとビメンチン中間体のフィラメントタンパク質の高度な同時局在が示されている。FIGS. 20A and 20B show photomicrographs of gene expression of NRP-7 (SEQ ID NO: 35) within the neuroepithelial stem cell-radial glia-astrocytic lineage. FIG. 20B shows light microscopy using anti-vimentin antibody in the same section. A high degree of co-localization of the mouse frameshift message and the filament protein of the vimentin intermediate is shown.

Claims (5)

神経保護により神経再生を促進する医薬の製造における、配列番号30のアミノ酸配列からなるNRP化合物の使用。  Use of an NRP compound consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30 in the manufacture of a medicament for promoting nerve regeneration by neuroprotection. 神経再生が、神経変性、細胞死のリスクを有する、またはパーキンソン病、アルツハイマー病、低酸素症、虚血、卒中、冠状動脈バイパス手術、外傷、外傷性脳損傷、ハンチントン病、脊椎損傷、感染、視神経脊髄炎または外科手術、化学療法及び放射線療法からなる群から選択される医療処置の1以上によって変性された細胞を治療するためである、請求項1記載の使用。  Nerve regeneration is at risk for neurodegeneration, cell death, or Parkinson's disease, Alzheimer's disease, hypoxia, ischemia, stroke, coronary artery bypass surgery, trauma, traumatic brain injury, Huntington's disease, spinal cord injury, infection, The use according to claim 1, for treating cells that have been degenerated by one or more of medical procedures selected from the group consisting of optic neuritis or surgery, chemotherapy and radiation therapy. 幹細胞のニューロン表現型への分化、神経芽細胞増殖、幹細胞遊走または幹細胞軸索伸長の促進のための、配列番号30のアミノ酸配列からなるNRP化合物のインビトロにおける使用。  In vitro use of an NRP compound consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30 for promoting the differentiation of stem cells into a neuronal phenotype, neuroblast proliferation, stem cell migration or stem cell axon outgrowth. 配列番号30のアミノ酸配列からなるNRP化合物および製薬的に許容できる媒体を含む医薬組成物。A pharmaceutical composition comprising a N RP compound and a pharmaceutically acceptable medium ing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30. 配列番号30のアミノ酸配列からなるNRP化合物。  An NRP compound consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30.
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