JP6446625B2 - 脳卒中の治療法におけるpkc活性化因子および抗凝血剤 - Google Patents
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Description
脳卒中(脳血管発作(CVA)としても公知である)は、医学的緊急事態であり、迅速に診断および治療が行われなければ、永続的な神経損傷、または死亡すら引き起こす恐れがある。脳卒中は、合衆国および欧州先進工業国において、死亡原因の第3位、成人における身体的障害の原因の第1位である。平均すると、脳卒中は45秒毎に発生し、3分毎に誰かが死亡している。脳卒中による死亡5件のうち、2件は男性、3件は女性において発生している。
脳梗塞の重症度は多様であるが、症例の約3分の1が死に至る。
このペナンブラにある脳組織への損傷は、「遅延した」形で発生し、虚血性脳卒中の後、4〜6時間に第2期として、または、数日後および数週間後に、いわゆる第3期として、始まる。
・治療前のCTスキャン時に頭蓋内出血が認められる
・正常なCTスキャンであっても、くも膜下出血を示唆する臨床的所見がある
・内出血が発生中である
・公知の出血性素因。たとえば以下が挙げられるが、これらに限定されない:血小板数が100,000/mm未満である;48時間以内にヘパリン投与を受け、臨床検査の正常上限値を超える活性化部分トロンボプラスチン(aPTT)が上昇している;および、経口抗凝血剤(たとえばワルファリンナトリウム)を現在使用中または最近使用したことがあり、プロトロンビン時間が15秒超に上昇している
・3カ月以内に何らかの頭蓋内手術、重大な頭部外傷を受けた、または過去に脳卒中を発症した
・21日以内に胃腸管または尿路の出血歴がある
・最近、圧迫不能部位(noncompressible site)での動脈穿刺を受けた
・最近、腰椎穿刺を受けた
・反復測定した際、治療を開始しようとする時点での収縮期血圧が185mmHg超または拡張期血圧が110mmHg超であり、患者には、この制限値以内に血圧を下げるための積極的治療が必要である。
・血糖値異常がある(50mg/dL未満または400mg/dL超)
・心筋梗塞後心膜炎に罹患している
・脳卒中症状の発症が観察されたと同時に、てんかん性の発作を有することが観察された患者
・公知の動静脈奇形、または動脈瘤に罹患している
たとえば、TPA Stroke Study Group Guidelines、The Brian Attack Coalition(入手可能先は、http://www.stroke−site.org/guidelines/tpa_guidelines.html)を参照のこと。
ヘモグロビン上昇は、慢性腎疾患患者における脳卒中のリスクも増加させると考えられる。
タンパク質キナーゼC(PKC)は、非受容体型のセリン−トレオニンタンパク質キナーゼのうち最大の遺伝子ファミリーの1つである。80年代前半にPKCが発見され、ホルボールエステルの主要受容体として同定されて以来、多数の生理学的なシグナル伝達機序はこの酵素によるものとされてきた。Kikkawaら、J.Biol.Chem.、(1982)、第257巻、13341〜13348ページ;Ashendelら、Cancer Res.、(1983)、第43巻、4333〜4337ページ。PKCに対する関心は、カルシウムおよびジアシルグリセロール(およびホルボールエステル模倣体)、すなわち、その形成が、成長および分化因子の作用によるリン脂質のターンオーバーと関連しているエフェクターによりin vitroで活性化され得るという独特の能力から生まれた。PKCの活性化は、異なる結合部位での1,2−ジアシルグリセロール(DAG)および/または1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホ−L−セリン(ホスファチジル−L−セリン、PS)の結合を伴う。PKCの直接的な活性化に代わるアプローチは、間接的なPKC活性化を通じたもの、たとえば、ホスホリパーゼ(たとえばホスホリパーゼCγ)を活性化することにより、またはホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3K)を用いてSer/ThrキナーゼAktを刺激することにより、または内在性活性化因子であるDAGのレベルを向上させることによるものである。Nelsonら、Trends in Biochem.Sci.、(2009)、第34巻、136〜145ページ。ジアシルグリセロールキナーゼ阻害剤は、たとえば、内因性リガンドであるジアシルグリセロールのレベルを高め、それによりPKCの活性化をもたらすと考えられる。Meinhardtら、Anti−Cancer Drugs、(2002)、第13巻、725〜733ページ。ホルボールエステルは、最終的な薬物開発に適した化合物ではないが、その理由は、腫瘍促進活性を有することである。Ibarretaら、Neuroreport、(1999)、第10巻、1035〜1040ページ)。
Blobeら、Cancer Metastasis Rev.、(1994)、第13巻、411〜431ページ;Hugら、Biochem.J.、(1993)、第291巻、329〜343ページ;Kikkawaら、Ann.Rev.Biochem.、(1989)、第58巻、31〜44ページ。古典的PKCアイソフォームα、β1、β2、およびγは、Ca2+、リン脂質、およびジアシルグリセロール依存性であり、他のアイソフォームは、リン脂質、ジアシルグリセロールにより活性化されるがCa2+依存性ではなく、活性化因子を必要としないと考えられる。すべてのアイソフォームは、5つの可変(VI〜V5)領域を包含し、α、β、およびγアイソフォームは、高度に保存されている4つの(C1〜C4)構造ドメインを含有する。すべてのアイソフォーム(PKCα、β、およびγを除く)はC2ドメインを欠いており、ι/λ、およびηアイソフォームは、ジアシルグリセロールが結合するC1においても、システインに富む2つの亜鉛フィンガードメインのうち9つを欠いている。C1ドメインは、すべてのアイソフォーム間で高度に保存されている偽基質配列も含有しており、この偽基質配列は、基質結合部位を遮断して不活性な立体配座の酵素を作り出すことにより自己調節機能を果たしている。Houseら、Science、(1987)、第238巻、1726〜1728ページ。
いくつかの多価不飽和脂肪酸(PUFA)、たとえばアラキドン酸(5,8,11,14−エイコサテトラエン酸)は、公知の天然のPKC活性化因子である。たとえば、ドコサヘキサエン酸(DHA)(all−cis−ドコサ−4,7,10,13,16,19−ヘキサエン酸)はPKC活性化因子であり、脳を詰まらせるプラークに関連するAβおよびタウタンパク質、ならびにアルツハイマー病に関与する神経原線維変化(tangle)の蓄積を低速化させることが示されている。Sahlinら、Eur.J.Neurosci.、(2007)、第26巻、882〜889ページ。いくつかのPUFA誘導体もPKC活性を有することが報告されている。Kannoら、J.Lipid Res.、(2007)、第47巻、1146〜1156ページ。
Sunら、Proc.Natl.Acad.Sci.、(2008)、第105巻、13620〜13625ページ;Sunら、Proc.Natl.Acad.Sci.、(2009)、第106巻、14676〜14680ページ。
治療応答は、使用者(たとえば臨床家)が当該療法への有効な応答と認めるであろう任意の応答、たとえば、症状および代理臨床マーカーの改善であってもよい。したがって、治療応答は、一般に、疾患または状態、たとえば、脳卒中の1つ以上の症状の向上または阻害であろう。測定可能な治療応答には、症状または疾患が防止されもしくはその発症が遅延している、または、当該治療剤により他の形で軽減されているとの所見も含まれる。したがって、「治療有効量」は、本明細書において使用する場合、虚血性脳卒中に伴う1つ以上の症状または状態を低減するだけ十分な量を指し、このような症状または状態としては出血性変化、血液脳関門の破損、ヘモグロビンレベルの増加、および死亡率が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において開示する方法では、PKC活性化因子は、初期治療用のrTPAの前、後、および/またはそれと同時に、投与してもよい。本開示のいくつかの態様では、rTPAとPKC活性化因子とを同時に投与する。したがって、本開示は、対象へのPKC活性化因子およびrTPAの投与についての「変動的時間域」を企図する。用語「変動的時間域」は、脳卒中に罹患している対象に、PKC活性化因子およびrTPAを、任意の順序で、互いに対して任意の時点で、および、脳卒中が発生した時期に対して任意の時点で、投与できるという概念を指す。
PKC活性化因子は、脳卒中発生後の任意の時点で、一般には約24時間以内に、投与してもよい。たとえば、PKC活性化因子は、脳卒中の約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約7時間、約8時間、約9時間、約10時間、約11時間、約12時間、約13時間、約14時間、約15時間、約16時間、約17時間、約18時間、約19時間、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、または約24時間後に、対象に投与してもよい。次いで、rTPAを、PKC活性化因子の約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約7時間、約8時間、約9時間、約10時間、約11時間、約12時間、約13時間、約14時間、約15時間、約16時間、約17時間、約18時間、約19時間、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、または約24時間後に、対象に投与してもよい。
しかし、対象が出血性脳卒中に罹患した場合は、rTPAは投与しない。したがって、本開示のいくつかの態様では、rTPAで脳卒中を治療するための治療可能時間域を拡大することにより、対象が虚血性脳卒中または出血性脳卒中のいずれに罹患したかの決定が可能になる。
いくつかの態様では、PKC活性化因子は、1週間当たり1〜3回投与する。いくつかの態様では、治療継続期間は約1週間〜約10週間、たとえば約1週間〜約6週間の範囲、たとえば約1週間、約2週間、約3週間、約4週間、約5週間、または約6週間である。
本開示のいくつかの態様では、PKC活性化因子は、PKCεを他のPKCアイソザイムの少なくとも1倍、2倍または5倍(たとえば、本明細書に記載のPKC活性化アッセイによって測定する場合)、活性化してもよい。活性化されると、PKC酵素は、RACK(活性化Cキナーゼ受容体)タンパク質により原形質膜に移動させられるが、RACKタンパク質は、活性化PKCの膜結合型受容体である。一般には、活性化されると、PKC酵素は、RACKタンパク質により原形質膜に移動させられる。PKC活性化の他の徴候としては、ホスファチジルイノシトール三リン酸依存性キナーゼ(PDK1)による特定のC末端セリン/トレオニン残基でのリン酸化が挙げられ、PKCファミリーの各酵素中のよく保存された配列が、少なくとも2つの追加的なリン酸化および/または自己リン酸化を起こしている。PKCの活性化は、たとえば、Sunら、Recent Patents CNS Drug Discov.、(2006)、第1巻、147〜56ページに記載されている。
ブリオスタチン−1は2つのピラン環と1つの6員環アセタールとを有するが、大半のブリオログにおいては、ブリオスタチン−1のピランのうち1つは、第2の6員アセタール環で置きかえられている。この修飾により、ブリオログの安定性はブリオスタチン−1に比して、たとえば強酸中でも塩基中でも低下するが、生理学的なpHではそれほどでもない。ブリオログは、ブリオスタチン−1(988)と比較して分子量も小さく(範囲は約600g/mol〜755g/mol)、その特性が、血液脳関門を越える輸送を容易にする。
CH3(CH2)xCH=CH(CH2)yCOOH
(式中、xおよびyはそれぞれ、互いに独立性に、3〜11の奇数の整数である)を有する脂肪酸が挙げられる。例としては、cis−およびtrans−MUFA、たとえばオレイン酸、エライジン酸、オブツシル酸、カプロレイン酸、ラウロレイン酸、リンデル酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、およびペトロセリン酸が挙げられる。MUFAアルコールの例としては、たとえば、エライジンアルコール(elaidic alcohol)、オレイルアルコール、および1−モノリノレイルrac−グリセロールが挙げられる。シクロプロパン化およびエポキシ化MUFA誘導体の具体例としては、エリアジン(eliadic)アルコールシクロプロパン(BR−106)、エリアジン酸シクロプロパン(BR−107)、オレイルアルコールシクロプロパン(BR−108)、およびエポキシステアリン酸(BR−116)が挙げられる。図5を参照のこと。
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)x(CH2)yCOOH
(式中、xおよびyは、それぞれ独立に、2〜6の範囲の整数である)を有する脂肪酸が挙げられ、メチレン中断型および/またはポリメチレン中断型ポリエンを包含する。これがω−6PUFAである。例としては、限定するものではないがリノール酸、γ−リノール酸、アラキドン酸、およびアドレン酸が挙げられ、その構造は次のとおりである:
リノール酸 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH
γ−リノレン酸 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)3(CH2)3COOH
アラキドン酸 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH
アドレン酸 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)4COOH
リノール酸誘導体DCP−LA(2−[(2−ペンチルシクロプロピル)メチル]シクロプロパンオクタン酸)(BR−101)は、公知のPKCの、あまり知られていないアイソフォーム特異的な活性化因子の1つである。図5を参照のこと。DCP−LAは、PKCεを選択的に活性化し、100nMで最大の効果を有する(Kannoら、J.Lipid Res.、(2006)、第47巻、1146〜1156ページ)。SC−10と同様、DCP−LAは、ジアシルグリセロール結合部位ではなく、PKCのホスファチジルセリン結合部位と相互作用する。
CH3CH2(CH=CHCH2)x(CH2)yCOOH
(式中、xおよびyは、それぞれ独立に、2〜6の範囲の整数である)が挙げられ、メチレン中断型および/またはポリメチレン中断型ポリエンを包含する。これがω−3PUFAである。例としては、限定するものではないがα−リノール酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸、およびエイコサテトラエン酸が挙げられ、その構造は次のとおりである:
α−リノレン酸 CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH
エイコサテトラエン酸 CH3CH2(CH=CHCH2)4(CH2)5COOH
エイコサペンタエン酸 CH3CH2(CH=CHCH2)5(CH2)2COOH
ドコサヘキサエン酸 CH3CH2(CH=CHCH2)6(CH2)2COOH
PUFA誘導体としては、C=C二重結合のうち少なくとも1つがシクロプロパン化またはエポキシ化されているPUFA(カルボン酸、アルコール、またはエステル末端基)が挙げられる。cis−PUFAエステルの例としては、次の構造:
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)x(CH2)yCOOR
CH3CH2(CH=CHCH2)x(CH2)yCOOR
(式中、xおよびyは、それぞれ独立に、2〜6の範囲の整数であり、Rはアルキル基である)が挙げられる。いくつかの態様では、Rは、アルコール、たとえば一価または多価アルコールのアルキル基である。アルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、グリセロール、マンニトール、およびソルビトールが挙げられるが、これらに限定されない。このような場合、アルコールは、分枝または無分枝のアルキル鎖を含んでいてもよく、または、芳香族アルキルを含んでいてもよい(たとえばフェノールアルコール)。PUFA誘導体の例としては、リノール酸アルコールジシクロプロパン(BR−105)、リノレン酸アルコールトリシクロプロパン(BR−104)、およびベルノル酸メチルエステルシクロプロパン(BR−109)が挙げられるが、これらに限定されない。図5を参照のこと。
脂肪酸ならびにそのエステルおよびアルコールは、天然源、たとえば魚油、亜麻仁油、大豆、菜種油、もしくは藻類を精製することにより得るもしくは生成させる、または、微生物の酵素的合成と化学合成との組合せを用いて合成することができる。一例として、脂肪酸メチルエステルは、メタノールおよび均一系アルカリ触媒を使用して、精製された/食用タイプの油のトリグリセリドをエステル交換することにより生成させることができる。
たとえば、改変型のシモンズ−スミス反応は、二重結合をシクロプロパンに変換するための標準的な方法である。TanakaおよびNishizaki、Bioorg.Med.Chem.Lett.、(2003)、第13巻、1037〜1040ページ;KawabataおよびNishimura、J.Tetrahedron、(1967)、第24巻、53〜58ページ;DenmarkおよびEdwards、J.Org.Chem.、(1991)、第56巻、6974〜6981ページ。この反応においては、アルケンを金属カルベノイド、たとえばヨウ化メチレンおよびジエチル亜鉛で処理すると、結果として、アルケンがシクロプロパン化される。ltoら、Organic Syntheses、(1988)、第6巻、327ページも参照のこと。メチルエステルのシクロプロパン化も、触媒としてのパラジウム(II)アセテートの存在下でジアゾメタンを使用して達成された。Gangadharら、J.Am.Oil Chem.Soc.、(1988)、第65巻、601〜606ページ。
本明細書に記載の医薬組成物の製剤は、薬理学分野において公知の任意の適当な方法により調製してもよい。一般には、そのような調製方法には、活性成分を担体または1つ以上の他の副成分と会合させ、次いで、必要または所望により、製品を所望の単回または複数回投与用の単位に成形または包装することが含まれる。
本開示は、さらに、本明細書において開示する抗凝血剤(たとえばrTPA)とPKC活性化因子の医薬組成物を調製し、それを必要とする対象に投与するために利用し得るキットに関する。キットは、さらに、本明細書に記載の医薬組成物を投与するための器具、たとえば注射器を含んでいてもよい。
一定の態様では、麻酔剤は、即時使用可能な製剤、たとえば、注射可能な製剤(予め製剤を充填してある1つ以上の注射器の形態であってもよい)、または、本明細書において開示するrTPAとPKC活性化因子の組成物を投与しようとする領域に局所施用してもよい製剤の形態である。
例1
脳卒中の局所脳虚血モデル
この実験には、一過性の局所脳虚血の動物モデルを使用した。結紮により、麻酔をかけたラットにおいて中大脳動脈(MCA)を外科的に切断し閉塞させ、続いて、規定期間(約2時間)後に再灌流させた。MCAの閉塞(MCAO)による一過性虚血の動物モデルは周知であり、たとえば、SicardおよびFisher、Exp.&Transl.Stroke Med.、(2009)、第1巻、1〜7ページに記載されている。
薬物投与
第1の実験においては、虚血事象の6時間後にrTPAを静脈内投与し(約0.9mg/kg)、続いて2時間後にブリオスタチン−1を約25μg/m2〜50μg/m2の用量範囲で単回静脈内投与した。
結果
1.死亡率。
脂肪酸メチルエステルの合成
シクロプロパン化脂肪酸メチルエステル
シクロプロパン化脂肪酸の合成。クロロヨードメタンおよびジエチル亜鉛を使用する、改変型のシモンズ−スミス反応を用いて、PUFAのメチルエステルをシクロプロパン化した。Tanakaら、Bioorg.Med.Chem.Lett.、(2003)、第13巻、1037〜1040ページ;Furukawaら、Tetrahedron、(1968)、第24巻、53〜58ページ;Denmarkら、J.Org.Chem.、(1991)、第56巻、6974〜6981ページ。すべての装置を60℃で1時間熱し、乾燥窒素と共に炎を用いて乾燥させた。撹拌子および温度プローブを備えた100mlの三つ首丸底フラスコに、氷−ドライアイス混合物を巻き、25mlのジクロロメタン中の1.25g(4.24mmol)のリノール酸メチルエステルまたはドコサヘキサエン酸メチルエステルを充填し、N2を通気させた。長さ24インチの20ゲージ針を用いて、ジエチル亜鉛の1M溶液(51ml、54.94mmol)にヘキサンを嫌気的に加え、この溶液を−5℃に冷却した。ジヨードメタン(8.2ml、101.88mmol)またはクロロヨードメタン(ClCH2I)を、絶えず撹拌しながら、1秒当たり1滴、滴加した。添加速度を必要に応じ減少させて、反応混合物を2℃未満に維持した。
反応混合物は反応中に曇った状態になり、不溶性の白色の亜鉛生成物が遊離した。フラスコを密封し混合物を1時間反応させ、次いで、2時間かけて徐々に室温に戻した。
リノール酸メチルエステルをDCP−LAメチルエステルに変換させたところ、公知の試料と同一であった。
ドコサヘキサン酸(Docosahexanoic acid)を使用した精製PKCεの活性化
PKCアッセイ。組換えPKC(1ngのPKCαまたはPKCεアイソフォーム)をBR−101(DCP−LA)と、以下の存在下で混合した:10マイクロモルのヒストン、5mMのCaCl2、1.2μg/μlのホスファチジル−L−セリン、0.18μg/μlの1,2−ジオクタノイル−sn−グリセロール(DAG)、10mMのMgCl2、20mMのHEPES(pH7.4)、0.8mMのEDTA、4mMのEGTA、4%グリセロール、8μg/mlのアプロチニン、8μg/mlのロイペプチン、および2mMのベンズアミジン。0.5マイクロCiの[γ32P]ATPを加えた。インキュベーション混合物を、総体積10マイクロリットルで37度にて15分間インキュベートした。反応は、1×2cm片のリン酸セルロース紙(Whatman P81)上に反応混合物を付け、直ちに0.5%H3PO4中で1時間ずつ2回洗浄することにより停止させた。リン酸セルロース片をシンチレーションカウンターで計数した。いくつかの実験では、ホスファチジルセリン、ジアシルグリセロール、および/またはカルシウムを除去した。
精製PKCεを使用したPKC測定から、テストした最低濃度(10nM)では、化合物BR−101はPKCεを2.75倍活性化させることが示された(図6)。PKCαは影響を受けなかった(データは示していない)。化合物BR−102も、活性化されていないPKCεの約1.75倍まで、PKCεの活性化を選択的に導いた。PKCεの活性化における低濃度での有効性から、これらの化合物は良好な治療薬候補であろうということが示唆される。
他のPKC活性化因子を使用した、精製PKCεまたは細胞PKCεの活性化
材料。培養培地を、K−D Medical(Columbia、MD)またはInvitrogen(Carlsbad、CA)から入手した。Aβ1−42をAnaspec(San Jose、CA)から購入した。多価不飽和脂肪酸メチルエステルをCayman Chemicals、Ann Arbor、MIから入手した。他の化学薬品はSigma−Aldrich Chemical Co.(St.Louis、MO)から入手した。PKCアイソザイムはCalbiochem(San Diego、CA)製であった。精製PKCεをCalbiochemから購入した。
脂肪酸誘導体のPKCアイソザイム特異性を決定するために、精製PKCで脂肪酸誘導体を5分間プレインキュベートし、放射線測定法によりPKC活性を測定した。先に例5に示したように、BR−101(DCP−LA)は、10μMでPKCεの有効な活性化因子であったが、他のPKCアイソフォームに及ぼす効果は比較的小さかった(データは示していない)。より高い濃度では、BR−101(DCP−LA)は、部分的にPKCδ(約1〜100μM)および活性化PKCγ(50〜100μM)を阻害した(データは示していない)。
PKC活性化因子がAβの産生および分解に及ぼす効果
細胞培養。細胞培養を、例6に記載したとおりに実施した。
PKCε活性化がAβ産生に及ぼす効果を測定するために、ヒトAPPSwe/PSIDを形質移入した、大量のAβを産生するマウスneuro2a(N2a)神経芽細胞腫細胞を使用した。Petanceskaら、J Neurochem.、(1996)、第74巻、1878〜1884ページ。この細胞を多様な濃度のPKC活性化因子ブリオスタチン、BR−101(DCP−LA)、およびBR−111(DHA−CP6)で24時間インキュベートすると、細胞内Aβ(図11a)と分泌されたAβ(図11b)の両方のレベルが著しく低下した。ブリオスタチン(ジアシルグリセロール結合部位と結合することによりPKCを活性化する)を用いると、阻害は二相性であり、20nM以上の濃度では正味の効果をもたらさなかった。このことは、このクラスのPKC活性化因子は、高濃度で使用するとPKCを下方調節することができるということにより説明し得る。
これに対し、BR−101(DCP−LA)およびBR−111(DHA−CP6)は、PKCのホスファチジルセリン部位と結合し、最大10μM〜100μMの濃度で単調に増加する阻害を示したが、より高い濃度で下方調節する証拠はなかった。
PKC活性化因子がTACE活性に及ぼす効果
TACEアッセイ。TACEは、5μlの細胞ホモジネート、3μlの緩衝液(50mMのトリス−HCl7.4+25mMのNaCl+4%グリセロール)、および1μlの100μM TACE基質(Aβz−LAQAVRSSSR−DPa)(Calbiochem)を、1.5mlポリプロピレン遠心管中で37℃にて20分間インキュベートすることにより測定した。Jinら、Anal.Biochem.、(2002)、第302巻、269〜275ページ。4℃に冷却することにより反応を停止させた。試料を1mlに希釈し、Spex Fluorolog2分光蛍光光度計で蛍光を速やかに測定した(ex=320nm、em=420nm)。
先行研究者らは、PKC活性化因子、たとえばホルボール12−ミリステート13−アセテートはTACE活性を大きく増加させ、その増加はsAPPαの増加およびAβの減少と相関し、このことから、TACEとBACE1とはAPP基質の利用能について競合すること、および、PKC活性化因子はこの競合をTACEに有利に転じさせることが示唆されると報告した。Buxbaumら、J Biol.Chem.、(1998)、第273巻、27765〜27767ページ;Etcheberrigarayら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、(2006)、第103巻、8215〜8220ページ。しかし、これらの先行試験のうち多くは、線維芽細胞、およびニューロン以外の他の細胞型において実施されたものであり、こうした細胞型は、ニューロンとは異なる形でPKC活性化因子に応答するようである。たとえば、Etcheberrigarayらは、10pM〜100pMのブリオスタチンによりヒト線維芽細胞においてPKCを活性化させると、α−セクレターゼ活性の初速度がそれぞれ16倍および132倍増加することを見出した。しかし、ヒトSH−SY5Y神経芽細胞腫細胞、N2aマウス神経芽細胞腫細胞(図13a)、およびラット海馬由来の一次ニューロン(図13bおよび図13c)においては、PKC活性化因子ブリオスタチン、BR−101(DCP−LA)、および/またはBR−111(DHA−CP6)のみが、活性をわずかに増加させた。
このことから、PKC活性化因子によるニューロンにおけるAβレベルの低下は、TACEの活性化以外に何らかの他の機序が原因で生じるに違いないということが示唆される。
PKC活性化因子がエンドセリン変換酵素(ECE)活性に及ぼす効果
ECEアッセイ。SH−S757神経芽細胞腫細胞をブリオスタチン(0.27nM)、BR−101(DCP−LA)(1μM)、およびBR−111(DHA−CP6)(1μM)でインキュベートした。エンドセリン変換酵素(ECE)を、JohnsonおよびAhn(Anal.Biochem.、(2000)、第286巻、112〜118ページ)の方法を用いた蛍光測定法により測定した。細胞ホモジネート(20μl)の試料を50mMのMES−KOH、pH6.0、0.01%C12E10(ポリオキシエチレン−10−ラウリルエーテル)、および15μMのMcaBK2(7−メトキシクマリン−4−アセチル[Ala7−(2,4−ジニトロフェニル)Lys9]−ブラジキニントリフルオロ酢酸塩)(Sigma−Aldrich)中でインキュベートした。37℃で60分後、0.5%までトリフルオロ酢酸を加えることにより反応をクエンチした。試料を水で1.4mlに希釈し、蛍光をex=334nm、em=398nmで測定した。
いくつかの酵素、たとえばインスリン分解酵素(インスリシン)、ネプリリシン、およびECEにより、Aβをin vivoで分解できる。PKCεの過剰発現は、ECEを活性化すると報告されている。Choiら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、(2006)、第103巻、8215〜8220ページ。そこで、脂肪酸誘導体PKC活性化因子がECEに及ぼす効果を調べた。ブリオスタチン、BR−101(DCP−LA)、およびBR−111(DHA−CP6)は、すべて、ECE活性の持続的な増加をもたらした(図14)。ECEはジアシルグリセロール結合C1ドメインを有さないので、このことから、ブリオスタチンによる活性化は、ECEの直接活性化に起因するのではなく、PKCによるECEまたはいくつかのECE活性化中間体のリン酸化の結果生じたに違いないことが示唆される。この結果から、PKC活性化因子による間接的なECEの活性化は、患者のAβのレベルを低下させる有用な手段である可能性があることも示唆される。
脳卒中の全虚血モデル
ラット(オス、Wistar、200〜225g)をランダムに6群(各8匹)に分け、1週間飼育した後で実験を行った。脳血流および酸素供給を一過性または永続性に制限すると、結果として虚血性脳卒中となる。血管性の記憶障害を誘導するために用いる全虚血モデルは、2本の血管の閉塞と短期間の全身低酸素状態とを組み合わせたものであった。両側総頸動脈の結紮を麻酔下(ペントバルビタール、60mg/kg、腹腔内)で実施した。外科手術から1週間の回復期間の後、ラットを14分間の低酸素状態に曝露させた(5%酸素、ガラス瓶中)。対照ラット(偽手術対照およびビヒクル対照)に同じ切開術を施して両方の総頸動脈を切り離し、14分間大気にさらした(ガラス瓶中)。体温は、外科的処置の間、また、動物が完全に回復するまで、加熱光源を用いて37〜37.5℃に保った。
ブリオスタチンおよびMCDA治療
ブリオスタチン−1を20)μg/m2で投与した(尾静脈内、2回投与/週で10回投与)が、開始は、低酸素事象の終了の24時間後とした。4−メチルカテコール二酢酸(MCDA、潜在的なNGFおよびBDNFブースター)を、別々のラット群において1.0mg/kgで投与した(腹腔内、同じ5週間にわたり毎日)。
ブリオスタチン治療
オスのWistarラット(225〜250g)において全脳虚血/低酸素症を誘導したが、その際の手段は、両側総頸動脈を永続的に閉塞させることと、約14分間の低酸素状態(約5%)とを組み合わせることによった。ブリオスタチン−1を15μg/m2で投与した(尾静脈経由、2回投与/週で10回投与)が、開始は、虚血/低酸素事象の終了の24時間後とした。空間学習(2試行/日を4日間)および記憶(1分のプローブテスト、最終試行後24時間)課題を、最終投与の9日後に実施した。全体として、群間(F3,255=31.856、p<0.001)および群×試行間(F21,255=1.648、p<0.05)で有意差があった。全脳虚血は、空間学習を障害した(虚血群対偽手術群:F1,127=79.751、p>0.001)。学習障害はブリオスタチン−1治療により回復した(ブリオスタチン−1+虚血群対虚血群:F1,127=50.233、p<0.001)が、ブリオスタチン−1単独は、学習に影響しなかった(ブリオスタチン−1群対偽手術群:F1,127=2.258、p>0.05、最終投与の9日後)。
詳細な分析から、虚血ラットと偽手術を受けた対照ラットとの間(F1,15=9.451、p<0.001)、虚血ラットと虚血ラット(ブリオスタチン−1治療あり)との間(F1,15=10.328、p<0.001)の有意差が明らかになったが、虚血ラット(ブリオスタチン−1治療あり)と偽手術を受けた対照との間(F1,15=0.0131、p>0.05)、および、偽手術を受けた対照ラットとブリオスタチン−1単独ラットとの間(F1,15=0.161、p>0.05)に有意差はなかった。これらの結果から、脳虚血/低酸素症が空間学習および記憶の障害をもたらしたことが実証される(虚血事象の約7週間後にテスト)。この障害は、時間域の間に適切な介入が行われなければ継続し、回復不可能であったが、長期的なブリオスタチン−1治療により、治療を虚血事象後24時間という広い治療可能時間域で開始した場合であっても回復した。
以下に実施形態の例を記す。
[1] 虚血事象に罹患している対象を治療する方法であって、
(a)前記虚血事象後約24時間以内に抗凝血剤およびタンパク質キナーゼC(PKC)活性化因子を前記対象に投与することと、
(b)ステップ(a)の後に、治療継続期間にわたり少なくとも1種のPKC活性化因子を投与することと
を含み、ステップ(a)およびステップ(b)の前記PKC活性化因子が同一であるかまたは異なる方法。
[2] [1]に記載の方法であって、前記抗凝血剤が、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)である方法。
[3] [1]に記載の方法であって、ステップ(a)およびステップ(b)の前記PKC活性化因子が、それぞれ独立に、PKCの1,2−ジアシルグリセロール(DAG)および1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホ−L−セリン(ホスファチジル−L−セリン、PS)部位のうち少なくとも1つと結合する、またはPKCを間接的に活性化させる方法。
[4] [1]に記載の方法であって、ステップ(a)およびステップ(b)の前記PKC活性化因子が、それぞれ独立に、大環状ラクトン、ホルボールエステル以外のジアシルグリセロール誘導体、イソプレノイド、ダフナン型ジテルペン、二環式のトリテルペノイド、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロールキナーゼ阻害剤、成長因子活性化因子、および脂肪酸、ならびにそれらの誘導体から選ばれる方法。
[5] [4]に記載の方法であって、前記大環状ラクトンが、ブリオスタチン、ブリオログ、およびネリスタチンから選ばれる方法。
[6] [5]に記載の方法であって、前記ブリオスタチンが、ブリオスタチン−1である方法。
[7] [1]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子の前に前記抗凝血剤が投与される方法。
[8] [7]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象後24時間以内に投与される方法。
[9] [8]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象の約1時間〜約12時間後に投与される方法。
[10] [9]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象の約2時間〜約6時間後に投与される方法。
[11] [7]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の投与後24時間以内に投与される方法。
[12] [11]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の投与の約1時間〜約12時間後に投与される方法。
[13] [12]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の約2時間〜約6時間後に投与される方法。
[14] [7]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象後約6時間以内に投与され、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の後、約2時間以内に投与される方法。
[15] [14]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象の約3時間後に投与され、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の約2時間後に投与される方法。
[16] [1]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の前に投与される方法。
[17] [16]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記虚血事象後24時間以内に投与される方法。
[18] [17]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記虚血事象の約1時間〜約12時間後に投与される方法。
[19] [18]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記虚血事象の約2時間〜約6時間後に投与される方法。
[20] [16]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記PKC活性化因子の投与後24時間以内に投与される方法。
[21] [20]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記PKC活性化因子の投与の約1時間〜約12時間後に投与される方法。
[22] [21]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記PKC活性化因子の投与の約2時間〜約6時間後に投与される方法。
[23] [16]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記虚血事象後約6時間以内に投与され、前記抗凝血剤が、前記PKC活性化因子の投与後約2時間以内に投与される方法。
[24] [23]に記載の方法であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記虚血事象の約3時間後に投与され、前記抗凝血剤が、前記PKC活性化因子の約2時間後に投与される方法。
[25] [1]に記載の方法であって、ステップ(b)における前記治療が、前記虚血事象の約10時間〜約32時間後に開始される方法。
[26] [25]に記載の方法であって、ステップ(b)の前記治療が、前記虚血事象の約24時間後に開始される方法。
[27] [1]に記載の方法であって、ステップ(b)において、前記PKC活性化因子が、1週間当たり1〜3回投与される方法。
[28] [1]に記載の方法であって、ステップ(b)における前記治療継続期間が約1週間〜約10週間の範囲に亘る方法。
[29] [1]に記載の方法であって、ステップ(b)において、前記PKC活性化因子が、静脈内注射により投与される方法。
[30] [1]に記載の方法であって、死亡率が、前記抗凝血剤単独の投与に比して低下する方法。
[31] [30]に記載の方法であって、脳卒中後24時間の死亡率が少なくとも40%低下する方法。
[32] [1]に記載の方法であって、出血性変化が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して低下する方法。
[33] [32]に記載の方法であって、出血性変化の前記低下が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して、前記対象のヘモグロビンレベルを測定することにより決定される方法。
[34] [33]に記載の方法であって、前記ヘモグロビンレベルが約50%低下する方法。
[35] [1]に記載の方法であって、血液脳関門の破損が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して低下する方法。
[36] [1]に記載の方法であって、前記治療が、脳卒中により誘導される脳障害を回復させる方法。
[37] [1]に記載の方法であって、前記治療が、脳卒中により誘導される記憶障害を回復させる方法。
[38] それ必要を必要とする対象における脳卒中を治療する方法であって、
(a)脳卒中に罹患している対象を同定することと、
(b)前記対象に治療有効量のタンパク質キナーゼC(PKC)活性化因子を投与することと、
(c)前記対象が虚血性脳卒中または出血性脳卒中の何れに罹患したか決定することと、
(d)前記対象が虚血性脳卒中に罹患した場合は、治療有効量の抗凝血剤を投与することと、
(e)少なくとも1種のPKC活性化因子を治療継続期間にわたり投与することとを含み、
ステップ(b)およびステップ(e)の前記PKC活性化因子が同一であるかまたは異なる方法。
[39] [38]に記載の方法であって、ステップ(c)が、コンピューター断層撮影(CT)スキャンを撮影することを含む方法。
Claims (26)
- 虚血事象に罹患している対象を治療する方法に使用するための医薬組成物であって、該方法は以下のステップを含み、
(a)前記虚血事象後約24時間以内に抗凝血剤およびタンパク質キナーゼC(PKC)活性化因子を前記対象に投与することであって、前記PKC活性化因子の前に前記抗凝血剤を投与すること;および
(b)ステップ(a)の後に、治療継続期間にわたり少なくとも1種のPKC活性化因子を投与することと
を含み、ステップ(a)およびステップ(b)の前記PKC活性化因子が同一であるかまたは異なる、医薬組成物。 - 請求項1に記載の医薬組成物であって、前記抗凝血剤が、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)である医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)およびステップ(b)の前記PKC活性化因子が、それぞれ独立して、大環状ラクトン、ホルボールエステル以外のジアシルグリセロール誘導体、イソプレノイド、ダフナン型ジテルペン、二環式のトリテルペノイド、ナフタレンスルホンアミド、ジアシルグリセロールキナーゼ阻害剤、成長因子活性化因子、および脂肪酸、ならびにそれらの誘導体から選ばれる医薬組成物。
- 前記大環状ラクトンがブリオスタチン、ブリオログ、およびネリスタチンから選ばれる、請求項3に記載の医薬組成物。
- ブリオスタチンがブリオスタチン−1である、請求項4に記載の医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象後24時間以内に投与される医薬組成物。
- 請求項6に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象の約1時間から約12時間後に投与される医薬組成物。
- 請求項7に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象の約2時間から約6時間後に投与される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の投与後24時間以内に投与される医薬組成物。
- 請求項9に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の投与の約1時間から約12時間後に投与される医薬組成物。
- 請求項10に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の投与の約2時間から約6時間後に投与される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象後約6時間以内に投与され、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の後、約2時間以内に投与される医薬組成物。
- 請求項12に記載の医薬組成物であって、ステップ(a)において、前記抗凝血剤が、前記虚血事象後約3時間以内に投与され、前記PKC活性化因子が、前記抗凝血剤の後、約2時間以内に投与される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(b)における前記治療が、前記虚血事象の約10時間〜約32時間後に開始される医薬組成物。
- 請求項14に記載の医薬組成物であって、ステップ(b)の前記治療が、前記虚血事象の約24時間後に開始される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(b)において、前記PKC活性化因子が、1週間当たり1〜3回投与される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(b)における前記治療継続期間が約1週間〜約10週間の範囲に亘る医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、ステップ(b)において、前記PKC活性化因子が、静脈内注射により投与される医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、死亡率が、前記抗凝血剤単独の投与に比して低下する医薬組成物。
- 請求項19に記載の医薬組成物であって、脳卒中後24時間の死亡率が少なくとも40%低下する医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、出血性変化が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して低下する医薬組成物。
- 請求項21に記載の医薬組成物であって、出血性変化の前記低下が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して、前記対象のヘモグロビンレベルを測定することにより決定される医薬組成物。
- 請求項22に記載の医薬組成物であって、前記ヘモグロビンレベルが約50%低下する医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、血液脳関門の破損が、前記抗凝血剤単独の投与と比較して低下する医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、前記治療が、脳卒中により誘導される脳障害を回復させる医薬組成物。
- 請求項1に記載の医薬組成物であって、前記治療が、脳卒中により誘導される記憶障害を回復させる医薬組成物。
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