JP6538138B2 - Herv−wエンベロープタンパク質発現関連疾患において再ミエリン化遮断を治療するための化合物 - Google Patents

Herv−wエンベロープタンパク質発現関連疾患において再ミエリン化遮断を治療するための化合物 Download PDF

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Description

発明の分野
本願はHERV−Wエンベロープタンパク質(envelope protein (ENV))、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において成人神経系(nervous system (NS))の内在性ミエリン修復能力を遮断する、新たに発見された有害なメカニズムを予防し、及び/又は治療するための革新的化合物および組成物に関する。
この新規な治療法では、オリゴデンドロサイト前駆体細胞(oligodendrocyte precursor cells (OPCs))に対してEnvが与える上流側病原性効果の阻害と、OPC分化(NOラジカル)に対してEnv病原体がもたらす最終の下流側エフェクターの阻害と、を組み合わせる。それらは、神経系に影響を及ぼすHERV−W関連疾患の再ミエリン化を遮断するものとして今では知られている。
本発明は、(i)少なくとも一つの抗HERV−W Envリガンドと、(ii)HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために用いられる、少なくとも一つの一酸化窒素フリーラジカル(NO)阻害剤(Nitric Oxyde free radical inhibitory drug)と、を有する治療用組成物に関する。
この組成物は、リガンドとNO阻害剤とを併用する場合には、NS病変において再ミエリン化遮断をもたらす、この新たに解明されたプロセスにおいて、下流側NOエフェクターのみならず上流側Envインデューサーをも標的とする。
また、(それぞれEnvおよびNOを標的とする)これら二種類の化合物の相乗作用は、(特にMS細胞からウイルス粒子として単離された、MSRVサブタイプに関連する場合において)HERV−Wの活性化により誘導される非再ミエリン化病変を患う患者に対する治療をより迅速に、そしてより有効に行う助けとなる。
発明の詳細な説明
ある態様では、本発明は、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために用いられる、抗HERV−W Envリガンドに関する。
本発明において、「分化遮断」、「再ミエリン化遮断」あるいは「再ミエリン化妨害」というとき、これらの用語は、(i)HERV−Wエンベロープタンパク質、特にそのMSRVサブタイプにより誘導されるオリゴデンドロサイト前駆体細胞(OPCs)の阻害と、(ii)それに伴うOPCsからのNOの生成と、(iii)それに伴うOPCsによるミエリン生成の阻害と、を含む(実施例1を参照のこと)新たに発見された現象を要約するために用いられる。
HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患を、神経系に影響を及ぼす「HERV−W関連疾患」と定義する。具体的には、HERV−W関連疾患としては、多発性硬化症(Multiple Sclerosis (MS))特に再発寛解型多発性硬化症(Remitting-Relapsing Multiple Screlosis (RRMS))、二次性進行型多発性硬化症(Secondary Progressive Multiple Screlosis (SPMS))や一次性進行型多発性硬化症(Primary Progressive Multiple Screlosis (PPMS))のような進行性多発性硬化症、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害(Chronic Inflammatory Demyelinating Polyneuropathy (CIDP2))、統合失調症や双極性障害のような各種精神病(ミエリン障害にも言及される3―5)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
従来、多発性硬化症(MS)病変は、軸索損傷に伴ってオリゴデンドロサイトやミエリン鞘が免疫介在的に失われることに原因があるとされている。神経系(NS)炎症性病変に関連して、HERV−Wファミリーの内在性レトロウイルスに由来する、多発性硬化症関連レトロウイルス(Multiple Screlosis associated retrovirus (MSRV))エンベロープタンパク質(Env)により介在される免疫細胞に及ぼされる影響については、既に報告されている。しかしながら、オリゴデンドロサイト前駆体細胞(OPC)によるMSプラーク再ミエリン化の遮断を伴う、MSRV−Envがグリア細胞に及ぼす直接の病原性については、まだ知られていなかったし、誰も報告していなかった。
本発明のある態様によれば、オリゴデンドロサイト前駆体細胞(OPC)に対してEnvが及ぼす上流側病原性効果は、抗HERV−W Envリガンドを用いることにより阻害され得る。本発明による抗HERV−W Envリガンドは、そのEnvタンパク質に対する結合能力により規定される。
ここでリガンドの「結合」あるいはその「結合性」とは、エピトープを含有するその断片を含む標的抗原(たとえばENV)に対して、少なくとも一時的に相互作用すること、または会合することを指す。
本発明によれば、HERV−W ENVとは、HERV−Wファミリーに属するいずれかのメンバー(MSに由来するレトロウイルス粒子のRNAにおいて同定された塩基配列から抽出規定されたMSRVサブグループを含む14、23)が有するenv遺伝子によりエンコードされたタンパク質を意味する。
また本発明によるリガンドは、組換えscFVタンパク質、Fab断片および抗体に含まれると規定され得る。前記抗体は、多クローン抗体、単クローン抗体、オリゴクローン抗体、キメラ化抗体、遺伝子操作された抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体であり得る。本発明のある特定の態様においては、リガンドを含む抗体は、ヒト化IgGまたはヒトIgGであり、具体的には、IgG1またはIgG4である。
さらに具体的には、本発明によるリガンドは、アミノ酸配列SEQ ID No.1、SEQ ID No.2、SEQ ID No.3、SEQ ID No.4、SEQ ID No.5およびSEQ ID No.6を有する相補性決定領域(complementary-determining regions (CDRs))の少なくとも一つ、より好ましくはそれぞれを含む。
前記リガンドは、SEQ ID No.25、SEQ ID No.26、SEQ ID No.27、SEQ ID No.28、SEQ ID No.29およびSEQ ID No.30によりエンコードされる相補性決定領域(CDRs)の少なくとも一つ、より好ましくはそれぞれを含む。
上に述べたように、再ミエリン化が遮断されると、OPCsからNOが生成される結果となる。したがって、別の態様によれば、本発明は、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために用いられる、一酸化窒素ラジカル阻害剤にも関する。
HERVW ENVの発現に関連する疾患は、上に述べたとおりである。
本発明のより具体的な態様において、一酸化窒素フリーラジカル(Nitric Oxyde (NO)
)阻害剤、一酸化窒素ラジカル阻害剤、あるいはNO阻害剤とは、NO分子(NOラジカルとも称する)が有する生物学的効果を阻害し得る何らかの薬剤である。NO阻害剤は、N―ニトロ―L―アルギニン―メチルエステル(Ng-nitro-L-arginine-methylester (L-NAME))、S−メチルイソチオ尿素(S-methyl-isothiourea (SMT))、フマル酸またはフマル酸ジメチル(dimethyl fumarate (DMF))からなる群から選択される。
別の態様において、本発明は、上に規定した少なくとも一つの抗MSRV/HERV−W Envリガンドと、上に規定した少なくとも一つの一酸化窒素ラジカル阻害剤を組み合わせた医薬組成物に関する。この組成物は、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する各種疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために用いられる。それらの疾患については、上に述べたとおりである。
上に規定した抗HERV−Wリガンドを含有する前記医薬製品と、上に規定した一酸化窒素ラジカル阻害剤とは、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する各種疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために同時に、分割して、または時間的に分散させて投与される、組み合わせ製品と見なされる。
Envにより誘導された実験的アレルギー性脳脊髄炎(experimental allergic encephalomyelitis (EAE))のマウスモデルについて得られた結果(後述)においては、抗MSRV/HERV−W Envリガンドと、これらのNO阻害分子の少なくとも一つとの組み合わせにより得られる相乗効果は、これらの治療薬のいずれか一つを単独で用いた場合と比較して示した。たとえ単独で用いたとしても、一酸化窒素ラジカル阻害剤あるいは抗MSRV/HERV−W Envリガンドは、EAEにおけるミエリン病変と関連するものとして知られている臨床的障害からの回復について、一定の治療的効力を有する。とはいうものの、(i)一酸化窒素ラジカル阻害剤あるいは抗MSRV/HERV−W Envリガンドのいずれかを単独で用いる場合と、(ii)少なくとも一つの一酸化窒素ラジカル阻害剤および少なくとも一つの抗MSRV/HERV−W Envリガンドを組み合わせて用いる場合と、を比較すれば、この組み合わせを治療の過程で用いることにより得られる顕著な効果の証左が得られるであろう。
したがって、炎症性浸潤及び/又は炎症活性を伴う病変(たとえばMSの不活性プラークなど)が見られないからといって、Envにより病気の患者に誘導される再ミエリン化遮断を治療する必要性が排除されるわけではない。このことは、炎症活性を伴わない多数の病変を有するものとして知られている、進行型MS(一次または二次性進行型の形を取り得る)を患っている患者には特に関連性が高いことである。進行型MSにおいては、各種脳障害および脊髄障害の場合、磁気共鳴断層画像信号のガドリニウム増強はもはや見られないからである。
また、本発明は、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するための方法にも関する。この方法は、少なくとも一つの抗MSRV/HERV−W Envリガンドをヒトに投与することを含む。
ある具体的な態様では、この方法は、少なくとも一つの一酸化窒素ラジカル阻害剤を投与することを含む。
別の態様では、本発明は、HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、特にそのMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するための方法にも関する。この方法は、少なくとも一つの一酸化窒素ラジカル阻害剤をヒトに投与することを含む。
MS組織におけるEnvタンパク質とTLR4受容体の発現検出; (A,B)抗Env免疫組織化学により、Envタンパク質がNAWMにおいて慢性活動性病変付近に存在する(B)が、健康な脳白質には存在しない(A)ことが示された(矢印)。(C)慢性活動性病変の周縁におけるEnv陽性ミクログリヤ細胞にごく近接するOlig2陽性OPC。(D〜D’’’)TLR4の共発現を特徴とするPDGFRα陽性OPCを有する健康な対照脳組織(矢印)。(E〜E’’’)TLR4およびPDGFRαの両方を発現しているMS患者の活動性病変付近のNAWMにおけるOPC(矢印)。目盛は50μm。 OPC分化中のTLR4発現調節; (A)9日間にわたる培養液中でのラットの自発的OPC分化中における、TLR4発現の段階的下向き調節を示す定量的RT−PCR。GAPDH発現が参照遺伝子として用いられた。データは3回にわたって個別に行われた実験により得られた平均値+/−標準偏差として示される。t−検定(***P<0.001)。(Β,Β’)抗TLR4免疫染色の結果、TLR4を小ヘアピンRNA(shRNA (small-hairpin RNA))を媒介として抑制したところ、遺伝子導入されたOPCには、抗体の特異性を保証するTLR4発現が見られないことが証明された(矢印)。図示されるOPCは遺伝子導入後3日間固定され、遺伝子導入された細胞はeGFPの発現により標識づけられた。なお隣接する遺伝子導入されなかった細胞はTLR4陽性であった。(C〜D’)培養液中で3日間自発的分化させた後のガラクトセレブロシド(GalC)/TLR4二重陽性OPCの代表例(C,C’)、および培養液中で6日間自発的分化させた後のミエリン塩基性タンパク質(myelin basic protein (MBP))/TLR4二重陽性OPCの代表例(D,D’)。(D)における矢印は、より低減されたTLR4発現レベルのみを特徴とする、さらに高度に分化したOPCを示しており、(A)における遺伝子発現データを反映している。矢印は強度に発現する成熟度のより低い細胞を示す。 培養されたラットOPCに組換えEnvが与える炎症誘発効果; (A,B,C)OPCを溶液中における組換えEnvにより刺激し(A、Env可溶性)、表面結合組換えEnvにより刺激し(B,Env固体)、膜結合組換えEnvにより刺激した(C)ところ、pV14 Env遺伝子導入されたU343上に膠芽腫細胞が発現した(D−D’)。これらのすべては、pV14 対照遺伝子導入されたU343膠芽腫細胞の存在下に成長したOPCまたは各種対照緩衝液と比較して、8時間の刺激の後にiNOSの発現を強く誘導した(Ε−Ε’)。組換えEnvにおいて、調製エンドトキシンのレベルは、LALテストにより測定したところ、5 EU/mL未満であった。(D−E’)Env表面発現を示すpV14 EnvおよびpV14 対照遺伝子導入されたU343細胞の抗Env免疫染色。(F−G’)O4免疫染色により評価したオリゴデンドログリアの形態は、1日培養後(F,F’)でも、5日間(G,G’)培養後でも、表面結合組換えEnvによる刺激には影響されないままである。(H)NOの分解生成物である亜硝酸を測定する、細胞培養液上清の間接的分光分析の結果、可溶性組換えEnvによって24時間刺激したOPC試料において、NOの投与量依存レベルの著しい増加が見られた。(I−K) TNFα,IL−1βおよびIL−6のような炎症性サイトカインは、表面結合組換えEnvによる刺激により、上向き調節を施される。GAPDHが参照遺伝子として用いられた。データは平均値+/−標準偏差として示され、それぞれ6回(A)、8回(B)、3回(C)、3回(H)および8回(I〜K)にわたって個別に行われた実験の一つを表す。t−検定(***P<0.001)。目盛は50μm。 未成熟のラットOPC (生後1日=OPC)と成熟したラットOPC(生後7日、「成熟したOPC」またはオリゴデンドロサイト=OL;)とにおけるHERV−W感応性の比較; 両細胞型ともに100ng/mlの可溶性組換えEnvによる刺激を与えた。緩衝液対照iNOSおよびサイトカインと比較すれば有意ではあったが、OLでEnv刺激を与えた後の上向き調節は、OPCの場合ほど明白ではない。GAPDH発現が参照遺伝子として用いられた。データは平均値+/−標準偏差として示され、3回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001;**P<0.01;P<0.05)。 ヒトOPCのEnv依存性反応; (A)培養されたヒトOPCを表面結合組換えEnv(固体)および可溶性組換えEnv(可溶性)で刺激すると、緩衝液で処理された細胞と比較して、24時間の刺激の後にiNOSの発現が強く誘導される。GAPDH発現が参照遺伝子として用いられた。データは平均値+/−標準偏差として示され、3回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001)。(B,B’)培養されたGalC陽性ヒトOPCの免疫蛍光染色によれば、TLR4に対する強度の高い信号(3日間の培養で現れる)が得られる。目盛は50μm。 Env経路中和実験; (A)組換えEnvを熱により不活性化すると、8時間OPCを刺激した自然組換えEnvと比べて抑制されたiNOS遺伝子の発現がもたらされる。自然Envおよび変性Env(Env heat)の両標本ともに、濃度1000ng/mlで投与した。(B,C)それぞれIRAK1/4およびTRIFにより薬理的に阻害した場合のOPCにおけるiNOS発現の低下。3200nMのIRAK1/4を用いた2時間のプレインキュベーション工程に続いて、1または50μMのTRIF阻害性ペプチドOPCを表面結合(固体)組換えEnvで8時間刺激し、その後溶解させた。(D)Env受容体TLR4の抗体を媒介とした分化に続くOPCにおけるiNOS発現の低下。濃度15μg/mlの抗TLR4抗体を37度で用いた2時間のプレインキュベーション工程に続いて、OPCを固体rEnvで8時間刺激し、その後溶解させた。GAPDH発現が参照遺伝子として用いられた。データは平均値+/−標準偏差として示され、3回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001,**P<0.01)。(E)OPCを表面結合(固体)組換えEnvで8時間刺激した後に続いて起こる、NKκB核局在の増加。データは平均値+/−標準偏差として示され、3回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001)。(F〜G’)緩衝液(対照)およびEnvで刺激したOPCの代表的NFκB免疫染色。目盛は50μm。 3−ニトロチロシン(3−NT)陽性OPCの生成; (A)免疫蛍光染色の結果、24時間Env(表面結合組換えEnv)で刺激した後では、緩衝液で処理した細胞に比べて著しく多数のOPCがNO依存性ニトロソ化ストレスマーカー3−NTを発現することが分かった。陽性対照S−ニトロソ−N−アセチルペニシラミン(S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP))としては、強力なNOドナーを用いた。しかしながら、iNOS阻害性分子であるL−NAMEを濃度100μM、37度で30分間Env刺激の前に用いてOPCをインキュベートしたところ、3−NT陽性度は対照レベルにまで低減された。不活性エナンチオマーであるD−NAMEは、Env依存性3−NTの誘導を消滅させることができなかった。データは平均値+/−標準偏差として示され、3回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001)。(B〜F’)それぞれ対照細胞(B,B’)、Env刺激したOPC(C,C)、L−NAMEでプレインキュベートしたOPC(D,D’)、D−NAMEでプレインキュベートしたOPC(E,E’)およびSNAPに曝したOPC(F,F’)の代表的抗3−NT免疫染色。目盛は50μm。(G−G’’’)MS患者のNAWM細胞切片を免疫組織蛍光染色したところ、(その前駆体マーカーPDGFRα(矢印)の発現により標識される)常在性OPCは、その3−NT陽性度により示されるニトロソ化ストレスに耐えられることが証明された。 OPC分化のEnv依存性阻害; (A,B)免疫蛍光解析の結果、表面結合組換えEnvでそれぞれ1日および3日間刺激したところ、対照細胞に比べて著しく減少した数のOPCが後期ミエリンマーカーMBPとともに早期ミエリンマーカーCNPaseをも発現することが証明された。データは平均値+/−標準偏差として示され、4回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001)。(C〜C’’’)および(D〜D’’’)はそれぞれ、対照およびEnv刺激されたOPCの、代表的な抗CNPaseおよび抗MBP免疫染色を示す。(E)100μMのL−NAMEと、表面結合組換えEnvとを組み合わせて用いてOPCを3日間インキュベートすると、抗MBP免疫染色により示される、Envを媒介としたOPC分化ブロックの消滅がもたらされる。D−NAMEを投与してもミエリンの発現をレスキューすることはできなかった。データは平均値+/−標準偏差として示され、4回にわたって個別に行われた実験の代表例から得られた。t−検定(***P<0.001。ここでn.s.はnot significant(有意でない)を意味する)。(F〜H’)はそれぞれ、Envのみ、EnvとL−NAMEとの組み合わせ、およびEnvとD−NAMEとの組み合わせで刺激したOPCの代表的MBP免疫染色。目盛は50μm。 MSRV−Envでプレコーティングされたlabtekにおいて24時間および72時間刺激した後の、OPC成熟マーカーの発現; コーティングされたMSRV−Env(+Env−T)は、その希釈緩衝液(緩衝液)に比べて、24時間の刺激の後CNPase陽性OPCの百分率の低下を誘発し(A)、72時間の刺激の後MBP陽性OPCの百分率の低下を誘発した(B)。データは1回の実験を10回評価すること(one experiment assessed in decaplicates)により得られた平均値±SEMとして示される((A)各グループにつきカウント細胞数410〜563;p<0,05 t−検定、(B)各グループにつきカウント細胞数364〜491;p<0,001 マン・ホイットニーの順位和検定(Mann-Whitney Rank Sum Test))。 MSRV−EnvおよびGNbAC1で24時間刺激した後の、ヒトOPCにおけるCNPaseの発現; (A)コーティングされたMSRV−Envは、24時間の刺激の後、CNPase陽性OPCの百分率の低下を誘発する。50nMまたは200nMのGNbAC1は、テストされた両方のGNbAC1処理プロトコル(GNbAC1−AまたはGNbAC1−B)において、MSRV−Env効果を完全に阻害する。データは、2〜8回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数705〜3878)。(B)GNbAC1(50nMまたは200nM)のみでコーティングされた場合においても、あるいはBSA(1μg/ml)とともにコーティングされた場合においても、テストされた両方のGNbAC1処理プロトコル(GNbAC1−AまたはGNbAC1−B)において、CNPase陽性OPCの百分率に影響は無い。データは1回の実験を10回評価すること(one experiment assessed in decaplicates)により得られた平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数399〜512;p>0,05;一元配置分散分析(One-way ANOVA))。 培地に添加されたMSRV−EnvおよびGNbAC1で24時間刺激した後の、ヒトOPC培養液におけるCNPaseの発現; 細胞培地において希釈されたMSRV−Env(3nM)は、24時間の処理の後のCNPase発現を著しく減少させる。GNbAC1(200nM)はこの効果を完全に阻害するが、単体で用いた場合には何の効果も示さない。データは、2〜4回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数927〜1913;p<0,001 対 緩衝液;一元配置分散分析後にフィッシャー最小有意差事後分析 (Fischer LSD post-hoc analysis) を実施)。 MSRV−EnvおよびGNbAC1で72時間刺激した後の、ヒトOPC培養液におけるMBPの発現; (A)コーティングされたMSRV−Env(Env−T)は、72時間の刺激の後、MBP陽性OPCの百分率の低下を誘発する。テストされた両方のGNbAC1処理プロトコル(GNbAC1−AまたはGNbAC1−B)において、50nMのGNbAC1はMSRV−Env効果を部分的に阻害し、この阻害は200nMで完成される。(B)細胞培地において添加されたMSRV−Env(3nM)は、72時間の処理の後のMBP発現を著しく減少させる。GNbAC1(200nM)はこの効果を完全に阻害する(B)。(A)データは、2〜8回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数924〜4156)。p<0,05;**p<0,001 対 緩衝液、Ψp<0,001 対 Env−T;一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施。(B)データは、2〜4回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数1013〜1834)。p<0,001 対 緩衝液、Ψp<0,001 対 Env−T。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施。 コーティングされたMSRV−EnvおよびGNbAC1で24時間および72時間刺激した後のOPC成熟マーカーの発現; コーティングされたMSRV−Envは、(A)24時間の刺激の後、CNPase陽性ヒトOPCの百分率の低下を誘発し、(B)72時間の刺激の後、MBP陽性ヒトOPCの百分率の低下を誘発する。(A)テストされた両方のGNbAC1処理プロトコル(GNbAC1−AまたはGNbAC1−B)において、GNbAC1(200nM)はMSRV−Env効果を部分的に阻害する。(A)データは、6回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数2805〜3039)。p<0,05 対 緩衝液、Ψp<0,05 対 MSRV−Env。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析 (Kruskal-Wallis ANOVA-1 on Ranks) の後にスチューデント・ニューマン・クールズ事後分析 (Student Newman Keuls post-hoc analysis) を実施。(B)データは、5〜6回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつきカウント細胞数1671〜2066)。p<0,05 対 緩衝液、Ψp<0,05 対 MSRV−Env。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施。 MSRV−Envにより誘導されるヒトOPC成熟の阻害はGNbAC1により完全に逆転される; コーティングされたMSRV−Envは、(A)24時間の刺激の後、CNPase陽性ヒトOPCの百分率の低下を誘発し、(B)72時間の刺激の後、MBP陽性ヒトOPCの百分率の低下を誘発する。テストされた両方のGNbAC1処理プロトコル(+GNbAC1−Aまたは+GNbAC1−B)において、GNbAC1(200nM)はMSRV−Env効果を部分的に阻害する。結果は(A)CNPase陽性細胞の百分率、または(B)MBP陽性細胞の百分率として表され、8〜14回個別に行われた実験の平均値±SEMとして示される(各グループにつき(A)カウント細胞数3600〜6800、(B)カウント細胞数2700〜5800の細胞)。p<0,05 対 対照、Ψp<0,05 対 MSRV−Env。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施。 MSRV−Envにより誘導されるヒトOPC成熟の阻害はGNbAC1により完全に逆転される(規格化されたデータ); MSRV−EnvはOPCに接種する前に培養チャンバースライド上でコーティングされた。GNbAC1(200nM)は、コーティングされる前にMSRV−Envと混合される(GNbAC1−A)か、またはMSRV−Envでコーティングされた培養チャンバー上でインキュベートされた(GNbAC1−B)。データは(A)CNPase陽性細胞または(B)MBP陽性細胞の百分率として定量化され、対照条件(MSRV−Env緩衝液)に対する変化の百分率として表される。結果は8〜14回個別に行われた実験の平均値±SEMを表す(各グループにつき(A)カウント細胞数3600〜6800、(B)カウント細胞数2700〜5800)。p<0,05 対 対照、Ψp<0,05 対 MSRV−Env。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施。 グループA,B,CおよびFについてのEAE臨床スコアの推移(clinical score kinetics); A:未治療のEAE陽性対照、B:200μgのGNbAc1でEAEを治療した場合、C:L−NAMEでEAEを治療した場合、F:200μgのGNbAcおよびL−NAMEでEAEを治療した場合。 グループA,B,DおよびGについてのEAE臨床スコアの推移; A:未治療のEAE陽性対照、B:200μgのGNbAc1でEAEを治療した場合、D:SMTでEAEを治療した場合、G:200μgのGNbAcおよびSMTでEAEを治療した場合。 グループA,B,EおよびHについてのEAE臨床スコアの推移; A:未治療のEAE陽性対照、B:200μgのGNbAc1でEAEを治療した場合、E:DMFでEAEを治療した場合、H:200μgのGNbAcおよびDMFでEAEを治療した場合。 23rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:Envを「一回注射した」グループAおよび「二回注射した」グループB、B:グループA、B、CおよびF、C:グループA、B、DおよびG、D:グループA、B、EおよびH。 26rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:Envを「一回注射した」グループAおよび「二回注射した」グループB、B:グループA、B、CおよびF、C:グループA、B、DおよびG、D:グループA、B、EおよびH。 29rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:Envを「一回注射した」グループAおよび「二回注射した」グループB、B:グループA、B、CおよびF、C:グループA、B、DおよびG、D:グループA、B、EおよびH。 グループA,B,CおよびDについてのEAE臨床スコアの推移; A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、C:200μgのGNbAcでEAEを治療した場合、D:500μgのGNbAcでEAEを治療した場合。 グループA,B,EおよびFについてのEAE臨床スコアの推移; A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、D:SMTでEAEを治療した場合、G:500μgのGNbAcおよびSMTでEAEを治療した場合。 グループA,B,GおよびHについてのEAE臨床スコアの推移; A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、E:DMFでEAEを治療した場合、H:200μgのGNbAcおよびDMFでEAEを治療した場合。 実験期間を通じた体重増加の推移(免疫原を最初に注射した日に対する相対的体重増加); グループA、B、CおよびD(A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、C:200μgのGNbAcでEAEを治療した場合、D:500μgのGNbAcでEAEを治療した場合。) 実験期間を通じた体重増加の推移(免疫原を最初に注射した日に対する相対的体重増加); グループA、B、EおよびF(A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、D:SMTでEAEを治療した場合、G:200μgのGNbAcおよびSMTでEAEを治療した場合。) 実験期間を通じた体重増加の推移(免疫原を最初に注射した日に対する相対的体重増加); グループA、B、GおよびH(A:モックEAE陰性対照、B:未治療のEAE陽性対照、E:DMFでEAEを治療した場合、H:200μgのGNbAcおよびDMFでEAEを治療した場合。) 16rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:グループA、B、CおよびD、B:グループA、B、EおよびF、C:グループA、B、GおよびH。 26rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:グループA、B、CおよびD、B:グループA、B、EおよびF、C:グループA、B、GおよびH。 29rpmのロータロッド上での時間の推移; X軸:プロトコルに従って値を測定した日、Y軸:7日目に対して相対的な、ロータロッド上における時間利得または損失、A:グループA、B、CおよびD、B:グループA、B、EおよびF、C:グループA、B、GおよびH。 実験期間を通じた全グループのEAE臨床スコアの推移; (A:モックEAE陰性対照、B:モックのアイソタイプ抗体により治療されたEAE陽性対照、C:500μgのGNbAcでEAEを治療した場合、D:フマル酸ナトリウムでEAEを治療した場合、E:500μgのGNbAcとフマル酸ナトリウムでEAEを治療した場合。)
以下の実施例は説明的なものであり、本発明を限定することを意図するものではない。
[実施例1:HERV−Wファミリーエンベロープタンパク質により誘導され、(神経系の脱髄病変におけるオリゴデンドログリア前駆体細胞の分化を阻害する)再エミリン化遮断]
1.1 物質および方法
1.1.1 オリゴデンドロサイト前駆体細胞の培養
ラットのオリゴデンドロサイト前駆体細胞(OPCs)を、前述の通り22浄化した。OPCsを増殖用培地(10ng/ml組換えヒト塩基性繊維芽細胞成長因子と10ng/ml組換えヒト血小板由来成長因子−AAとを補充したSato培地;R & D Systems,
Wiesbaden-Nordenstadt, Germany)に保存した一方で、0,5%ウシ胎児血清を補充し
たSato培地によって分化を開始した。ヒト胎児オリゴデンドロサイト前駆体細胞(hOPC)および各培地を3H Biomedical, Uppsala, Swedenから購入した。組換えEnvを、タンパク質バッチを供給するGeNeuro(Geneva, Switzerland)の品質管理規格に従ってPX-Therapeutics(Grenoble, France)により生成し浄化した。エンドトキシンレベルは、カブトガニ血球抽出成分(limulus amebocyte lysate (LAL))試験で測定したところ、5EU/mL未満であった。Env刺激を、3つの異なった手法でそれぞれ行った:i)分化培地において10ng/ml、100ng/ml、1000ng/mlで希釈された組換え完全長Envタンパク質を用いた手法と、ii)表面濃度が17,53ng/cmである細胞培養皿上でコーティングされた組換えEnvタンパク質を用いた手法と、iii)Envを過剰発現し遺伝子導入されたU343膠芽腫細胞上にOPCsを接種する手法。組換えEnv緩衝液プレパラート(20mMヒスチジン、5%(w/v)スクロース、0.01%(w/v)ポリソルベート20、pH6.0)を同等の希釈度で用いて、対照刺激実験を行った。比色分析一酸化窒素評価キット(Merck-Millipore/Calbiochem, Darmstadt, Germany)を用いてOPCの上清におけるNO濃度測定を行い、Anthosプレートリーダー2001(Anthos labtec instruments, Salzburg, Austria)を用いて540nmでの吸光度を測定した。細胞径とプロセス分岐の度合いとを考慮し、抗O4抗体(Merck-Millipore/Chemicon, Darmstadt, Germany)を用いて、OPC形態評価を行った。IRAK−1/4阻害剤I(1−(2−(4−モルフォリニル)エチル)−2−(3−ニトロベンゾイルアミノ)ベンズイミダゾール、N−(2−モルフォリニルエチル)−2−(3−ニトロベンゾイルアミノ)−ベンズ−イミダゾール;Sigma Aldrich, Hamburg, Germany)実験を、2400nMの濃度で行った。TRIF阻害性ペプチド (Invivogen, San Diego, USA)実験を、製造業者のプロトコルに従って50μΜの濃度で行った。組換えEnvを123°Cの温度に1時間曝すことによって、Env不活性化を行った。TLR4−抗体受容体遮断実験を、15μg/mlの抗体濃度で行った。L−NAME/D−NAME遮断実験をそれぞれ100μΜの濃度で行った;S−ニトロソ−N−アセチル−DL−ペニシラミン(SNAP (S-Nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine))を100ng/mlの濃度で用いた。
1.1.2 オリゴデンドロサイト前駆体およびU343膠芽腫細胞の形質移入
OPCsを増殖用培地において24時間成長させた。また、抗TLR4抗体特異性を証明するためにHuSH29 pGFP−V−RSベクター (OriGene, Rockville, Maryland, USA)に基づいてTLR4抑制ベクターをコード化するshRNAを使用したNano Juice試薬(Merck-Millipore, Darmstadt, Germany)を用いて、形質移入を行った。U343膠芽腫細胞において膜結合Envを発現させるために、遺伝子導入された細胞を可視化するためのレモン色の発現ベクターとEnv過剰発現物(HERV−W MSRV型エンベロープ遺伝子コード配列のnt1からnt1629を持ったpV14ベクターである、GenBank AF331500.1(Geneuro SA, Switzerlandにより供給))とを1:5の比率で組み合わせた。対応する空ベクターは対照として用いた。U343膠芽腫細胞の形質移入は、リポフェクタミン (Life Technologies, Darmstadt, Germany)を用いて行われた。
1.1.3 多発性硬化症組織の染色
Olig2/Env二重染色を行うために、ホルマリン固定パラフィン封入ヒトMS組織を切断し、5μM切片を、キシレンにおいて脱パラフィンし、等級付けアルコールを介して蒸留水に再水和した。メタノールに溶解させた0.3%過酸化水素中でスライドをインキュベートすることにより、内因性ペルオキシダーゼ活性を消滅させた。そして、スライドを、蒸留水ですすぎ、10mMトリスおよび1mMのEDTA(pH9)溶液に転移させ、熱誘導抗原回収を行った。その後、スライドを、室温に冷却し、リン酸緩衝食塩水(phosphate buffered saline (PBS))ですすぎ、抗Olig2(1:300; Merck-Millipore)および抗Env抗体3B2H4(1:500, GeNeuro, Geneva, Switzerland)の両方とも用いて一晩4°Cでインキュベートした。次に、切片をAlexa488標識ロバ抗ウサギ (1:400; Life Technologies/Molecular Probes, Darmstadt, Germany)と共にインキュベートし、Olig2及びAlexa555標識ヤギ抗マウスを検出し、Envを可視化した。TLR4/PGRFRα二重染色を行うために、急速凍結した組織を切断し、5μM切片を、抗TLR4 (1:100; Merck-Millipore)および抗PDGFα抗体(1:50; eBiosciences, San Diego, California, USA)を用いて一晩4°Cでインキュベートした。Alexa488標識ヤギ抗マウス (1:400; Life Technologies/Molecular Probes)と、ビオチン化ウサギ抗ラットを含むPDGFRα (1:500; Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA)と、Alexa647標識ストレプトアビジン (1:400; Life Technologies/Molecular Probes)とをそれぞれ用いて、TLR4を検出した。核染色を行うために、切片をヘキスト染色液(1:100; Sigma-Aldrich, Hamburg, Germany)を用いて1分間インキュベートし、ベクタシールド (Vector Laboratories)で覆った。Leica TCS SP2 AOBS共焦点レーザー走査顕微鏡 (Leica Microsystems, Heidelberg, Germany)を用いて、顕微鏡分析を行った。
1.1.4 培養細胞の染色
パラホルムアルデヒド固定培養細胞の染色を、前述の通り22行った。一次抗体を以下の様に希釈した:抗TLR4抗体 (1/1000; Merck-Millipore, Darmstadt, Germany)、抗Env抗体3B2H4 (1/500; GeNeuro, Geneva, Switzerland)、抗2’,3’−環状ヌクレオチド3’−ホスホジエステラーゼ(CNPase)抗体(1/1000; Covance, Princeton, New Jersey, USA)、単クローン抗ミエリン塩基性タンパク質 (MBP; 1/1000; Convance, Princeton, New Jersey, USA)、多クローン抗ミエリン塩基性タンパク質抗体 (1:1000; Millipore, Schwalbach, Germany)、抗ガラクトセレブロシド(GalC)抗体および抗O4抗体 (共に1/1000; Merck-Millipore, Darmstadt, Germany)、抗3−NT抗体 (1/1000; Abeam, Cambridge, MA, USA)、ならびに抗NFB抗体 (1/1000; Abeam, Cambridge, MA, USA)。Alexa Fluor 488を結合した抗体とAlexa Fluor 594を結合した抗体と (共に1:500,)を、シグナル可視化のために用いた。核を、4’,6−ジアミノ−2−フェニルインドール (DAPI; Roche, Basel, Switzerland)を用いて染色した。
1.1.5 RNA調製、cDNA合成、および定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応
培養された細胞からのRNA精製を、RNeasy法 (Qiagen, Hilden, Germany)を用いて行った。単離されたRNAを、高容量cDNA逆転写キット (Life Technologies/Applied Biosystems)を用いて逆転写した。パワーサイバーグリーンユニバーサルミックス (Life Technologies/Applied Biosystems)を用いて7900HT配列検出システム (Life Technologies/Applied Biosystems)上で、遺伝子発現レベルの定量的測定を行った。プライマー配列を、プライマーエクスプレス2.0ソフトウェア (Life Technologies/Applied Biosystems)を用いて特定し、特異的アンプリコンの生成について試験した:
TLR4_fwd: CTGGGTTTCTGCTGTGGACA (SEQ ID No. 7)
TLR4_rev: AGGTTAGAAGCCTCGTGCTCC (SEQ ID No. 8)
riNOS_fwd: CTCAGCACAGAGGGCTCAAAG (SEQ ID No. 9)
riNOS_rev: TGCACCCAAACACCAAGGT (SEQ ID No. 10)
huiNOS_fwd: TGAGGAGCAGGTCGAGGACT (SEQ ID No. 11)
huiNOS_rev: TGATAGCGCTTCTGGCTCTTG (SEQ ID No. 12)
huGAPDH_fwd: TGGACCTGACCTGCCGTCTA (SEQ ID No. 13)
huGAPDH_rev: AGGAGTGGGTGTCGCTGTTG (SEQ ID No. 14)
TNFα_fwd: AGCCCTGGTATGAGCCCATGTA (SEQ ID No. 15)
TNFα_rev: CCGGACTCCGTGATGTCTAAG (SEQ ID No. 16)
IL1β_fwd: GAAACAGCAATGGTCGGGAC (SEQ ID No. 17)
IL1β_rev: AAGACACGGGTTCCATGGTG (SEQ ID No. 18)
IL6_fwd: GTTGTGCAATGGCAATTCTGA (SEQ ID No. 19)
IL6_rev: TCTGACAGTGCATCATCGCTG (SEQ ID No. 20)
GAPDH_fwd: GAACGGGAAGCTCACTGGC (SEQ ID No. 21)
GAPDH_rev: GCATGTCAGATCCACAACGG (SEQ ID No. 22)
ODC_fwd: GGTTCCAGAGGCCAAACATC (SEQ ID No. 23)
ODC_rev: GTTGCCACATTGACCGTGAC (SEQ ID No. 24)
GAPDHおよびODCを基準遺伝子として利用し、相対的遺伝子発現レベルをΔΔCt法(Life Technologies/Applied Biosystems)に従って測定した。各サンプルを四通りで測定した。データは平均値±標準偏差で表す。t−検定を用いて統計的有意性を決定した。
1.2 結果
1.2.1 慢性活動性MS病変の近くにあり常在性OPCsの近傍にあるEnvタンパク質の局在性
免疫組織学的分析を用いて、ヒト脳組織サンプルにおけるEnvタンパク質局在性についての研究を行った。これにより、Olig2陽性OPCs(図1C)のすぐ近傍の慢性活動性MS病変 (chronic active MS lesions (CAL)) の周縁のみならず、CALの近くのNAWM(図1B)においても、非常に大量のEnvタンパク質が存在することが明らかになった。病変までさらに距離があるNAWMは、識別可能なEnv免疫反応性(図1A)を示さなかった。常在性OPCsへのEnvタンパク質の潜在的な影響、ひいてはそれに関連するミエリン修復への潜在的な影響のさらなる証拠を得るため、TLR4および血小板由来成長因子受容体アルファ(PDGFRα)二重陽性OPCsをさらに探した。これらは、健常な脳(図1D−D’”)およびMS患者のNAWM(図1E−E’”)において検出することができた。これにより、MS脳では、HERV−W Env発現細胞または対応する分泌タンパク質の近傍において、TLR4陽性OPCsを検出し得ることが明瞭に証明された。その結果、TLR4陽性OPCsは、前述の通り10、TLR−4病原性アゴニストの感染しやすい標的になっている。しかし、このことは、予想外の発見を成し、まだ見ぬ応用可能性を切り開くものである。なぜならば、TLR4がOPCsにおいてそのような条件で発現することが従来は知られていなかったからである。またそれにも増して、これも明らかになったように、MSRV−EnvのようなHERV−Wエンベロープタンパク質が、分化における正にこの段階において、ミエリン形成の可能性に対する最終的で劇的な効果を伴ってOPCsと直接相互作用するとは予測することができなかったからである。
1.2.2 培養したラット及びヒトOPCsによるTLR4発現
これまでの研究により、単球および樹状細胞に対するTLR4依存炎症誘発効果が本質的には立証されてきた10。抗TLR4免疫標識により、ラットおよびヒト両方のオリゴデンドログリア前駆体細胞の表面における当該受容体の発現が確認された(図2C、C’、および5B)。さらに、ラットOPCsにおけるTLR4の特異的shRNA介在性ノックダウンにより、前述の免疫標識の特異性が実証された(図2B、B’)。若年OPCsから成熟OPCsへのTLR4受容体発現の推移を評価するために、さらに成熟したOPCsのためのマーカーである抗ミエリン塩基性タンパク質(MBP)抗体のみならず、抗ガラクトセレブロシド(galactocerebroside (GalC))抗体をも用いて、培養液中、3日間および6日間の分化を行った後(図2C−D’)に、共染色を行った。興味深いことに、時間の経過に伴うTLR4受容体遺伝子発現が、細胞分化の過程の間、下方制御されることがわかった(図2A)一方で、特異的TLR4タンパク質検出の結果、若いほうの細胞に比べて形態的に成熟したラットOPCsにおいては、後期の時点で弱い信号が生じただけであった。
1.2.3 EnvのOPC刺激による、炎症性サイトカインの発現および誘導型NO合成酵素の誘導
培地(Env可溶性;100ng/ml;図3A)に溶解されているか、細胞培養皿(Env固形;図3B)上でコーティングされているか、または遺伝子導入されたU343膠芽腫細胞(pV14Env;図3C−E’)の表面で過剰発現している組換えEnvタンパク質によってラットOPCsを刺激すると、(緩衝液または空ベクターで処理した)対照条件の場合と比べて、TNFα、IL−1βおよびIL−6(図2I−K)のような炎症性サイトカインの誘導が引き起こされるだけでなく、誘導型一酸化窒素合成酵素(inducible nitric oxide synthase (iNOS))の強力な転写増加も引き起こされた。そして次に、増強されたiNOS発現が、細胞上清におけるニトロソ化ストレスにより誘導された生成物である一酸化窒素(nitric oxide (NO))のEnv濃度依存上昇を引き起こす(図3H)。興味深いことに、ラットOPC形態は、1日間および5日間のEnv曝露の後行ったオリゴデンドログリアのO4染色によって示されるとおり、Env刺激の間、変化しないままであった(図3F−G’)。ヒトGalC陽性OPCsがTRL4を発現することがわかり(図5B,B’)、また、(皿表面上でコーティングされているだけでなく、溶液中にもある)組換えEnvによる刺激も同様にiNOS転写を誘導した(図5A)。さらに、Env刺激は、OPC生存に影響せず(TUNEL法により、また総細胞数の定量化により明らかな通り;データ未提示)、また、老化OPC表現型を誘導しない(β−ガラクトシダーゼ染色によって確かめられた;データ未提示)ということがわかった。成熟したラットOPCs(matOPCs;分化培地に6日間保存)へのEnv刺激によって、炎症反応が引き起こされる(図4)。この炎症反応は、iNOS、TNFα、IL−1bおよびIL−6の転写レベルにより決まり、未成熟OPCsの効果に比べるとかなり弱い。この観察結果は、成熟OPCsにおいてみられた下位TLR4発現レベルと符合しており(図2)、未成熟細胞のEnv平行TLR−4発現レベルに対する優れた感応性を示唆している。
1.2.4 TLR4を介したEnv効果の伝達およびIRAK−1/4,TRIFおよびNFBを伴う炎症応答
TLR4に対するEnvの特異性を証明し、かつ下流側シグナル伝達をさらに解明するために、我々はいくつかの対照実験を行った(図6)。OPC刺激前の組換えEnvの熱失活により、iNOS誘導が対照と比べて非常に著しく減少する(図6A)。iNOS転写も同様に著しく低下することが、TLR4の抗体介在遮断を用いて観測することができた。これにより、この受容体に対するEnvの特異性および、観測された下流側の炎症誘発効果(図6D)に対するその関連性を確認した。EnvによるTLR4活性化直後の細胞内経路に解明の光を投じるために、我々はTLR4活性化後の2つの公知の下流側経路の役割について調べた。すなわち、IRAK−1/4(interleukin-1 receptor-associated-kinase-1/4(インターロイキン1受容体関連キナーゼ1/4))を伴うMyD88依存経路、および、TRIF(TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-β(TIRドメイン含有アダプター誘導インターフェロンβ))を伴うMyD88非依存経路について調べた。IRAK−1/4阻害剤IまたはTRIF阻害性ペプチドを利用すると、Envの存在下でiNOS発現レベルが著しく減少する結果となった(図6B,C)。このことから、Envを介してTLR4を活性化することにより、MyD88非依存シグナル伝達経路だけでなくMyD88依存シグナル伝達経路もまた活性化されることが証明された。両経路ともに、NFB (nuclear factor K-light-chain-enhancer of activated B cells (活性化B細胞の核内因子-軽鎖エンハンサ))核移行に収束し得る。核NFB局在性を持ったOPCsがEnv刺激により著しく増加することが、抗NFB抗体を用いて確認された(図6E−G’)。これにより、炎症性サイトカインの転写の上方制御が観測されたことの説明がついた。
1.2.5 ニトロソ化ストレスマーカーニトロチロシンのEnv介在性誘導
NOは、Env刺激後著しく増加した(図3H参照)が、活性窒素種(reactive nitrogen species (RNS))である。NOは、タンパク質、核酸、および脂質を含む多数の細胞内分子と反応し得る。これにより、3−ニトロチロシン残留物(3-nitrotyrosine residues(3-NT))が形成される。ラットOPCsを組換えEnvタンパクに曝露すると、緩衝液対照(図7B,B’およびC,C’)と比べると3−NT陽性細胞が著しく増加し、NO介在性ニトロソ化ストレス誘導を示すことがわかった。しかし、iNOS阻害分子であるL−NAME(L-NG-nitroarginine methyl ester(L−N−ニトロアルギニンメチルエステル))と共にプレインキュベーションすると、3−NT陽性OPCsの形成が激減したのと同様に(図7D,D’)、NO生産も著しく減少する(データ未提示)ことがわかった。L−NAMEの不活性エナンチオマーであるD−NAMEを負の対照として用いても、Envを介した3−NT形成に影響はなかった(図7E,E’)。他方、強力なNOドナーであるSNAP(S-nitroso-N-acetylpenicillamine(S−ニトロソ−N−アセ
チルペニシラミン))を用いると、正の対照として作用し、ほぼ全てのOPCsがニトロチロシニル化された(図7F,F’)。重要なことに、前駆体マーカーであるPDGFRαの発現によって明らかにされた3−ニトロチロシン陽性OPCsが、MS患者の脳のNAWMにおいて検出された(図7G−G’”)。これは、このストレスメカニズムがMSにおいて病理学的関連性を持っているということを示している。
1.2.6 OPCsのミエリン発現へのEnvによる影響
これらの観察の後、Envタンパク質が、ミエリン修復活性に必要であると示されたオリゴデンドログリア分化プロセスに影響し得るかどうかを調べた。この目的のために、Env刺激をしたラットOPCsを、Env刺激から3日後のミエリンタンパク質CNPase(2’, 3’-cyclic nucleotide 3'-phosphodiesterase(2’,3’−環状ヌクレオチド3’−ホスホジエステラーゼ))およびEnv刺激から6日後のMBP(myelin basic protein(ミエリン塩基性タンパク質))の発現について、それぞれ評価した。その結果、前駆体マーカーO4の発現が変わらなかったこと(図3F−G’)とは対照的に、EnvによりCNPase陽性細胞の数およびMBP陽性細胞の数が著しく低下する(図8A−D’”)ことが明らかになった。これにより、Envタンパク質の存在下で細胞分化反応が著しく損なわれることが明らかになった。しかし、Env刺激と並行してD−NAMEではなくL−NAMEを添加することによって、MBP発現をレスキューすることができた(図8E−H’)。これにより、ニトロソ化ストレスを介した3−NT形成と低下したOPC分化能力との直接的な関連の証拠が得られた。
1.3 結果分析
MSのような神経性炎症脱髄疾患における非効率的なNS再エミリン化は、脱髄軸索を適切に分化し再ミエリン化する常在性OPCsの能力が低下することにより主に引き起こされると考えられている11-13。しかし、この再エミリン化遮断を引き起こす、主要
な上流側病原性分子は知られていなかった。対応するレトロウイルス粒子14から得られる場合は“多発性硬化症関連レトロウイルス性要素”(Multiple Sclerosis associated retroviral element (MSRV))とも称されるHERV−Wのエンベロープタンパク質Envが、自然免疫系に炎症誘発効果を及ぼすことが、これまでの研究によりすでに明らかになっている。この自然免疫系は単核性細胞を活性化し、この単核性細胞が今度は主要炎症性サイトカインを生成する10。しかし、Envと低下したOPC分化能力との直接的な関連は、これまでのところ想起されたことはなかったし、想起され得なかった。ここで、我々は、MSに冒されたNS組織においてこのEnvタンパク質が検出され得ることを証明する。また、我々は、これまで知られていなかったEnv受容体であるTLR4の存在を介して、ある分化段階にあるOPCsにおけるOPC分化にEnvが干渉し得ることを証明する。この有害な効果は、iNOSを介して引き起こされる。このストレス反応により、ニトロチロシンが形成され、ミエリンタンパク質の発現に直接的な影響が及ぶ。興味深いことに、Env刺激はOPC細胞生存率に影響せず、細胞形態は変化しないままであった。このことは、Env介在性シグナルが細胞骨格要素を標的にしていないことを示唆している。注目すべきこと、また、ここに示す思いもよらない発見の新規性を裏付けることとしては、ヒトの脳におけるオリゴデンドログリア細胞においてTLR4は存在しないと、これまでの研究では主張されてきたことがある15。しかし、この分野におけるこのような従来の認識とは対照的に、TLR4が、培養された一次OPCs(ラットおよびヒト起源両方)において発現するだけでなく、MS組織におけるPDGFRα陽性常在性ヒトOPCsにおいても発現することも、はっきりと証明することができた。このような違いは、Lehnhardtおよびその同僚たちがオリゴデンドログリア細胞を検出するためのより一般的なマーカーであるO4を用いたのに対し、我々は、それに代えて新たに受け入れられた前駆体マーカーであるPDGFR-αに依拠したという事実に由来する可能性はある。とはいうものの、(そのようなパターンが存在するとはまだ思われていなかったときに)我々は、OPCsにおいてこの特有のTLR4発現パターンが存在することの根拠をこのようにして初めて示したのである。また我々は、OPC成熟の間、TLR4の強い下向き調節を観測した。これは、受容体発現が、そして結果的にはEnvへの感受性が、未成熟細胞に限定されていることを示唆している。とはいいながら、それにより、これらの細胞が、MS病変において発現し遊離すると明らかにされているEnvタンパク質と直接相互作用できるようになるということであるから、この発見には病理学的関連性がある。これらの発見に照らすと、MSRV/HERV−W Envタンパク質は、MSの免疫病理学的成分であるというだけでなく、内在性ミエリン修復活性に対して著しく悪い影響を及ぼすものでもあると結論付けられる。したがって、疾病経過中に多くのMS患者において観測される修復能力の低下は、MSRV/HERV−W要素の活性化によるものであると結論付けられる。なお、これまでの研究では、安定した挿入を伴うが、(gagおよびpol遺伝子において、コード配列なしではそれ以降RT活性も粒子も生成することができない)欠陥コピーによってコード化された、HERV−W Envタンパク質の染色体7に対する実験的な効果が説明されてきた16。このEnvタンパク質は、唯一のコード化遺伝子であるHERV−W7q要素(envまたはERVW−E1遺伝子座)によって発現され得る。このEnvタンパク質は、明らかに特有の細胞経路を引き起こす表面ドメインのC末端部分において4つのアミノ酸を欠失している。そして、このEnvタンパク質は、胎盤に限定されたタンパク質レベルにおいてin vivoで発現することが知られている17,18。このタンパク質は、まさしく“飼い慣らされた”HERVタンパク質の例であり17、合胞体栄養細胞組織の形成において生理学的な役割を果たしており、故に“Syncytin”と名付けられている19。TLR4結合ドメインだけでなく、HERV−W Envにおける対応する膜融合ドメインも、HERV−Wサブタイプ(例えば、MSRV−EnvやSyncytin)の間に、多かれ少なかれ保存され得る。活性ドメインのコンフォメーション曝露を伴った表面または細胞外タンパク質としてのそれらの利用能は非常に制限されており、Syncytinの生理学的な役割は、合胞体栄養細胞に埋没し、胎盤の存在に限定されたままとなっている。よって、関連する病原性は、例えば、ヒトにおける、ある環境的感染因子20,21による非生理学的活性化の顕著な特徴、またはin vitroまたはin vivo条件における実験的遺伝子導入の顕著な特徴であると思われる。Syncytinが、多発性硬化症(multiple sclerosis (MS))を患った個体のNSアストログリアにおいて発見されたと報告された。しかし、別の場所で抗体を用いると、SyncytinではなくHERV−W MSRV−Envサブタイプが検出されるという報告があった22。Syncytin配列は、それでも、オリゴデンドロサイトに有害なサイトカインの遊離を引き起こすマウスアストロサイトにおいて遺伝子導入をすることによって発現され得たが16、遺伝子導入されたマウスは生育不能であることが明らかになった(C. PowerのH. Perron宛て私信、Neurovirology symposium, San Diego, 2007)。しかし、腺腫様多発結腸ポリープ(adomatosis polyposis coli(APC))陽性ミエリン形成オリゴデンドロサイトが、このような遺伝子導入されたマウスの脳に
おいてSyncytin介在性細胞毒性に対して脆弱であることを、Antonyおよび同僚は発見した。一方で我々は、(成熟細胞はそうではないが)未成熟OPCsのみが、Env介在性炎症誘発のきっかけにとてもなりやすいということを実証することができた。したがって、この研究から得られた結果は、脳細胞における胎盤タンパク質の遺伝子導入による強制発現の条件と関連する人工的実験条件に基づく結果であるように思われる。人工的な条件から推論されるこれらの結果とは異なり、我々は、MS病理学それ自体ではなく、成人神経系(adult nervous system (NS))の内在性修復能力に作用する有害なメカニズムを明らかにした。そのメカニズムは、オリゴデンドロサイトの免疫介在性損失、および、軸索損傷を伴ったミエリン鞘の免疫介在性損失を顕著な特徴とする。実際、NS炎症性病変に関連する免疫細胞に対するEnv介在性効果については、現在多数の文献に記載されている7、10、23-25。しかし、OPCsによるMSプラークの再エミリン
化遮断への介入を伴った、HERV−W Envのグリア細胞に対するそのような直接的病原性は、我々以前の研究では誰も明らかにしていなかった。活性MSプラークにおいて、またはより低い活性の病変の周縁において、広範囲なEnvタンパク質発現を示すMS脳免疫組織学に関連する今回の結果は、MS病変におけるOPCによる再エミリン化に係る公知の欠陥に対して果たすこのような役割を裏付けている。
[実施例2: HERV−Wファミリーエンベロープタンパク質によって誘導される再
ミエリン化遮断の抗Env特異的抗体を用いた効率的治療]
HERV−Wファミリーエンベロープ由来のエンベロープタンパク質(特に多発性硬化症関連レトロウイルスサブタイプ由来のEnvであるMSRV−Env)は、ミエリン化しないOPCがミエリンを生成する成熟したオリゴデンドロサイトに分化する能力(これは再ミエリン化プロセスにおいて非常に重要なステップとして現れる)の有力な抑制因子である。我々は、MSRV−Envタンパク質が、オリゴデンドロサイト分化を表す、異なる2種類のマーカーの発現に対して与える影響を調べた。
― CNPase(2',3'-Cyclic nucleotide-3'-phosphohydrolase(2’,3’−環
状ヌクレオチド3’−ホスホジエステラーゼ))は、ミエリンタンパク質全体の4%に相当し、軸索中の緻密化していないオリゴデンドログリア髄鞘の細胞質に存在する。CNPaseは、成長中のオリゴデンドロサイトによって合成される、ミエリンに特異的なタンパク質のなかで、最も以前から知られているタンパク質である。
― MBP(Myelin basic protein(ミエリン塩基性タンパク質))はミエリンタンパク質の30%程度を構成しており、中枢神経系および末梢神経系におけるミエリンの緻密化に主要な役割を果たす。MBPは、in vivoとin vitroとの両方においてCNPase
の後に続いて現れ、成熟したオリゴデンドロサイトを表す特異的マーカーである。今回の研究の目的は、GNbAC1などの特異的抗エンベロープ抗体(組換えヒト化抗Env lgG4単クローン抗体)が、MSRV−Envにより誘導されるOPCの成熟阻害を遮断し得るかどうかを判定することであった。実際、GNbAC1のこのような効果は、「細胞の再ミエリン化遮断に抗う」という当該抗体の特性を示すものと思われる。この仮説を検証するために、初代培養のヒトOPCを、GNbAC1と共にまたはGNbAC1なしで、MSRV−Env組換えタンパク質を培養面にコーティングすることによって、または当該タンパク質を培地に添加することによって、MSRV−Envと共にインキュベートした。早期成熟マーカーとしてのCNPaseの発現と、後期成熟マーカーとしてのMBPの発現とを、それぞれ1日あるいは3日の刺激の後、免疫細胞化学的に評価した。
本実施例では、 MSRV−Envは、HERV−Wエンベロープタンパク質の細胞内
ドメイン、経膜ドメイン、および細胞外ドメインを含有する完全長の組み換えMSRV−Envタンパク質のことを指す。
ここに示す結果によると、ヒトOPCは自身の原形質膜にTLR4を特異的に発現することが分かる。また、MSRV−Env組換えタンパク質が、CNPase陽性細胞の数とMBP陽性細胞の数とを、特異的にかつ有意に減少させることを証明している。これらの観測結果は、ヒトとラットのOPCに対する実施例1の観測結果と合致する。また、我々の実験は、MSRV−Envによって誘導されるヒトOPCの成熟阻害(遮断)がGNbAC1を使用した治療によって完全に逆転されることを初めて示しており、これは、GNbAC1の、従来では想到し得ない新規な治療上の特性を証明している。したがって、これは進行性の多発性硬化症の治療法に関するさらなる示唆を与えるものである。
2.1 物質および方法
2.1.1 物質
2.1.2.プロトコル
MSRV−Env、 MSRV−Env緩衝液、およびGNbAC1を用いたヒトOPCのインキュベーション
完全長の組み換えMSRV−Env(548 aa; 61,44 KDa)(バッチ110719−1)はPX’Therapeuticsによって生成・浄化された。初期濃度は0.6mg/ml(9,76μΜ)であった。MSRV−Env緩衝液(20mM Trizma−HCI、pH7.5、150mM NaCI、1.5% SDS、10mM DTT)はPX’Therapeuticsによって提供された。この溶液を陰性対照として使用した。GNbAC1(バッチT96/bAC1/B1;GMP生産)はPolymun Scientific(Vienna, Austria)によって生成・浄化された。初期濃度は10mg/ml(68,03μΜ)であ
った。
ヒトOPCは、細胞接種前に溶液を細胞培養皿の表面にコーティングすることによって、または細胞接種後に溶液を細胞培地に添加することによって、異なる治療用組成物により刺激した。いずれの場合も、Labtek 8ウェルチャンバースライド(Nunc製)を、37℃で一晩、ポリ−L−リジン(Sigma-Aldrich製)で予めコーティングしておいた。
Labtek 8ウェルチャンバースライドのコーティング
上記異なる治療用組成物を無菌ラミナーフローフード(Fischer Bioblock, France)内においてPBSで希釈し、Labtek 8ウェルチャンバ―スライド(Nunc製;1ウェル250μl)を以下のようにコーティングした。
― MSRV−Env:(1μg/ml)37℃、2時間コーティング
― MSRV−Env緩衝液:(MSRV−Envと同希釈度)37℃、2時間コーティング
― MSRV−Env + GNbAC1 A1:MSRV−Env(1μg/ml)とGNbAC1(7,35μg/ml=50nM)の混合物で37℃、2時間コーティング
― MSRV−Env + GNbAC1 A2:MSRV−Env(1μg/ml)とGNbAC1(29,4μg/ml=200nM)の混合物で37℃、2時間コーティング
― MSRV−Env + GNbAC1 B1:MSRV−Env(1μg/ml)で37℃、2時間のコーティング、PBSで洗浄、その後GNbAC1(7,35μg/ml=50nM)で37℃、1時間コーティング
― MSRV−Env + GNbAC1 B2:MSRV−Env(1μg/ml)で37℃、2時間のコーティング、PBSで洗浄、その後GNbAC1(29,4μg/ml=200nM)で37℃、1時間コーティング
― GNbAC1 A1単独:GNbAC1(7,35μg/ml=50nM)で37℃、2時間コーティング
― GNbAC1 A2単独:GNbAC1(29,4μg/ml=200nM)で37℃、2時間コーティング
― GNbAC1 B1単独:PBSで37℃、2時間、その後GNbAC1(7,35μg/ml=50nM)で37℃、1時間コーティング
― GNbAC1 B2単独:PBSで37℃、2時間、その後GNbAC1(29,4μg/ml=200nM)で37℃、1時間のコーティング
― BSA:(1μg/ml)で37℃、2時間コーティング
― BSA + GNbAC1 A1:BSA(1μg/ml)とGNbAC1(7,35μg/ml=50nM)の混合物で37℃、2時間コーティング
― BSA + GNbAC1 A2:BSA(1μg/ml)とGNbAC1(29,4μg/ml=200nM)の混合物で37℃、2時間コーティング
― BSA + GNbAC1 B1:BSA(1μg/ml)で37℃、2時間のコーティング、PBSで洗浄、その後GNbAC1(7,35μg/ml=50nM)で37℃、1時間コーティング
― BSA + GNbAC1 B2:BSA(1μg/ml)で37℃、2時間のコーティング、PBSで洗浄、その後GNbAC1(29,4g/ml=200nM)で37℃、1時間コーティング
ヒトオリゴデンドロサイト前駆体細胞の培養
OPC(ヒトの脳組織から単離されたもの)をScienCell Research Laboratoriesから(3H Biomedical, Swedenを介して)購入した。各バイアルには、1ml、1×10個の細胞が収められている。製造業者(ScienCell)の推奨に従って、OPC成長溶液(OPC growth solution (OPCGS))とペニシリン/ストレプトマイシン(penicillin/streptomycin (P/S))とをOPCMに添加することにより、完全なOPC培地(OPCM (OPC culture medium))を再構成した。
ヒトOPCが収められたバイアルを37℃で水浴させ、内容物が完全に溶けるまで回転させながら緩やかに撹拌した。細胞を、1mlのギルソン(Gilson)ピペットで穏やかに再懸濁させた。その後、当該細胞を完全なOPCMで希釈し、無菌ラミナーフローフード(Fischer Bioblock, France製)内で、予めポリ−L−リジン(0,01%、Sigma製)と上記治療用組成物と(あるいは治療用組成物なし)(3.2.1.1参照)でコーティングされたLabTek8ウェル培養容器に接種した(細胞7000個/cm2=1ウェルにつき細胞10000個)。培養物は、37℃、5%COで、のちの免疫細胞化学実験が行われるまでインキュベートした。翌日、72時間処理が施された培養物中の残留DMSOと、くっついていない細胞とを取り除く目的で、増殖培地を取り換えた。
MSRV−Envを含む培地を用いたインキュベーション
Labtek8ウェル培養容器において3時間ヒトOPCを前培養(3.2.1.2参照)したのち、下記溶液を添加して、Labtek8ウェル(1ウェル250μl)において細胞を37℃で24時間または72時間インキュベートした。
― MSRV−Env緩衝液、陰性対照として使用、完全な細胞培地に添加
― MSRV−Envを3nM(0,184μg/ml)完全な細胞培地に添加
― MSRV−Env(3nM)+ GNbAC1(200nM;29,4μg/ml)混合物を完全な細胞培地に添加
― GNbAC1(200nM)を単独で完全な細胞培地に添加
in vitroでOPCに発現するTLR4とミエリン形成マーカー
24時間または72時間のインキュベーションの後、細胞培地を取り除いて、上述の治療用組成物(3.2.1参照)によって刺激したヒトOPCを、パラホルムアルデヒド溶液(PBS中に4%のPFA、1チャンバ―につき250μl)に室温で1時間固定した。その後、それらをPBS(1チャンバ―につき3×250μl)で3回洗浄した。TritonX100を0,1%含有するPBS溶液(1チャンバ―につき250μl)にウシ胎児血清(fetal bovine serum (FBS))を10%含有させたものを用いて、37℃で1時間インキュベーションすることにより、非特異的結合部位を飽和させた。TLR4を染色する場合には、PBS(1チャンバ―につき250μl)のみにFBSを10%含有させたものを用いて細胞をインキュベートした。飽和後、一次抗体溶液を用いてOPC培養物を4℃で一晩インキュベートし、PBS溶液(1チャンバ―につき200μl)にFBSを10%含有させたもので以下のように希釈した。
― 1/1000のマウス抗TLR4抗体(24時間および72時間の培養後)
― 1/200のマウス抗CNPase抗体(24時間の刺激後)
― 1/100のマウス抗MBP抗体(72時間の刺激後)
細胞をPBSで3回洗浄し(1チャンバ―につき3×250μl)、二次抗体溶液を用いて37℃で1時間、以下のようにインキュベートした(1チャンバ―につき250μl)。
― FITC結合ヤギ抗マウス抗体を1/200
室温でPBSで3回洗浄(1チャンバ―につき3×300μl)した後、プラスチックチャンバ―をスライドから取り外した。その後、当該スライドを、DAPIを含む封入剤Vectastain(R)(Vectashield)で封入した。Axioscope顕微鏡(Zeiss製)を用いた蛍光顕微鏡検査により、染色を視覚化した。
データ分析
MSRV−Env−Tを24時間刺激(または管理)した後、任意に選択した1チャンバ―につき10視野内のCNPase免疫反応性細胞を数えた。CNPase陽性細胞の百分率を以下のように計算した。
MSRV−Env−Tを72時間刺激(または管理)した後、任意に選択した1チャンバ―につき10視野内のMBP免疫反応性細胞を数えた。MBP陽性細胞の百分率を以下のように計算した。
データは、CNPase陽性細胞またはMBP陽性細胞の百分率の平均値±SEMとして示した。グラフィックはWindows用GraphPadソフトウェア5.00版(San Diego California USA)を用いて作成した。ノン・パラメトリック統計的検定をSigma Stat(Chicago, IL, USA)を用いて実施した。
実験を独立して3系列行う過程で以下の結果を収集した。実験毎に、凍結状態の商用OPC(OPC ICC 01、OPC ICC 02、およびOPC ICC 03)が収められた新しいバイアルを用いた。
2.2 結果
2.2.1 in vitroにおいてヒトOPCにTLR4受容体が発現
TLR4の発現を免疫蛍光顕微鏡検査によって評価した。いかなる界面活性剤も使用せずに飽和ステップを実施することによって、細胞の表面上においてのみTLR4を検出することができる。この実験によって、初代培養の24時間後および72時間後に、ヒトOPCの細胞表面にMSRV−Envの標的受容体が存在することが確認された(図示せず)。
2.2.2 in vitroにおいてヒトOPCにCNPaseおよびMBPが発現
in vitroでのヒトOPCの形態を明視野顕微鏡観察によって視覚化した。OPCは一つの細胞体と通常二つの細胞拡張部とを有していた。CNPaseおよびMBPの発現が、それぞれ培養の24時間後と72時間後に免疫蛍光顕微鏡検査によって確認された(図示せず)。
2.2.3 GNbAC1と共に用いた場合、あるいはGNbAC1と共に用いなかった場合のMSRV ENVがヒトOPC分化に与える影響
コーティングされたMSRV−Envが初代培養のヒトOPC(OPC ICC 01
)における成熟マーカーの発現に与える影響
この第1セットの実験(OPC ICC 01)の目的は、MSRV−Envによるlabtekチャンバースライドのプレコーティングや、CNPaseおよびMBPの免疫染色プロトコルを設定することに加えて、ヒトOPCの初代培養条件を設定することであった。
ヒトOPCの接種前に、Labtek培養容器を1g/mlのMSRV−Envでコーティングした。陰性対照(緩衝液)として、当該培養容器をMSRV−Env緩衝液の
みを用いて同じ条件でインキュベートした。
CNPase陽性細胞の百分率は、対照条件(緩衝液)における85±4%から、MSRV−Envでプレコーティングしたlabtekで24時間刺激したヒトOPCにおける69±6%へと、有意に減少する(* p<0,05;t−test)(図9A)。
72時間の培養後、MBP陽性細胞の百分率は、対照条件(緩衝液)における74±7%から、MSRV−Env(+Env−T)でプレコーティングしたlabtekにおける25±3%へと、有意に減少する(* p<0,001 マン・ホイットニーの順位和検定)(図9B)。これらの結果から、MSRV−Envは、in vitroにおいてヒトOPCがミエリン形成細胞へ成熟するのを阻害することが分かる。
MSRV−Env(OPC ICC 02)により誘導されるOPCの成熟阻害に与えるGNbAC1の影響
この第2セットの実験(OPC ICC 02)は、MSRV−EnvがヒトOPC分化に与える影響を確認することと、MSRV−Envを細胞培地に直接添加した場合でも、当該MSRV−EnvがヒトOPCの分化を阻害し得るかどうかを確認することと、を目的に行った。また、GNbAC1が、このモデルにおいてMSRV−Envの影響を阻害し得るかどうかも試験した。
MSRV−Envでプレコーティングしたlabtek内でヒトOPCを刺激した場合、GNbAC1治療用組成物を二つの異なるプロトコルで評価した。一つ目のプロトコルでは、labtek培養スライドを、OPC接種前に、MSRV−Env(1μg/mL)とGNbAC1(50nMまたは200nM)との混合物を用いてプレインキュベートした(条件GNbAC1−A)。二つ目のプロトコルは、OPC接種前に、MSRV−Env(1μg/mL)でコーティングした後に、続いてGNbAC1(50nMまたは200nM)でコーティングをする(条件GNbAC1−B)というものであった。
MSRV−EnvおよびGNbAC1がヒトOPCにおけるCNPase発現に与える影響
24時間の刺激後、CNPase陽性細胞の百分率が、対照条件(緩衝液)における75±2%から、1μg/mlのMSRV−Envでプレコーティングしたlabtekにおける55±2%へと、有意に減少することが観察される(*p<0,001 対 緩衝液。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)。また、1μg/mlのBSAでプレコーティングしたlabtekにおける刺激は、CNPase発現(71±2%)に影響を与えない。このことから、MSRV−Envを用いた場合に観察された影響は、対照タンパク質を用いた場合にはみられなかったので、特異的であることが分かる(図10A)。
GNbAC1は、MSRV−Envでプレコーティングしたlabtekにおいて誘導されるCNPase陽性細胞の減少を有意に阻害する(図10A)。GNbAC1の影響は、50nMおよび200nMの場合にみられ、また、テストされた以下の二つの処理プロトコルにおいてみられる。すなわち、(i)GNbAC1−A、50nM(69±4%)、200nM(80±2%)という条件と、(ii)GNbAC1−B、50nM(96±3%)および200nM(76±4%)(Ψp<0,001、一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)という条件においてみられる。さらに、GNbAC1の影響は濃度に依存するようである(図10A)。
さらなる対照実験を行ったところ、GNbAC1単独(50nMまたは200nM)で、またはGNbAC1(50nMまたは200nM)+BSA(1μg/ml)の混合物でプレコーティングしたlabtekにおいて24時間刺激したヒトOPCは、対照条件(緩衝液)(p>0,05;一元配置分散分析)と比較して、CNPase発現に影響を与えないことが分かった(図10B)。これらの観察は、先に記述した二つのGNbAC1処理プロトコル(GNbAC1−A 50nM、ならびにGNbAC1 A 200nMおよびGNbAC1−B 50nM)に従ってなされた。
この実験により証明されるのは、溶液中のMSRV−Envが低濃度であったとしても、24時間後のCNPase陽性細胞の百分率の有意な減少を誘発することである。すなわち、対照条件(緩衝液)における78±2%から、MSRV−Envグループにおける57±2%へと有意に減少することである(*p<0,001 対 緩衝液。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)(図11)。さらに、GNbAC1(200nM)を用いた治療は、MSRV−Envに誘導されるCNPase発現の低下に対して完全に拮抗する(76±2%;Ψp<0,001 対 Env−T。一元配置
分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)。興味深いのは、対照条件(緩衝液)と比較すると、200nMのGNbAC1単独(74±2%)ではCNPaseの発現に影響を与えないことである(図11)。
MSRV−EnvおよびGNbAC1がヒトOPCにおけるMBP発現に与える影響
72時間の刺激後、MBP陽性細胞の百分率が、対照(緩衝液)における76±2%から、1μg/mlのMSRV−Envでプレコーティングしたlabtekにおける57±1%へと、有意に減少することが観察される(**p<0,001 対 緩衝液。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)(図12A)。この実験では、BSA(1μg/ml)でプレコーティングしたlabtek内のOPC培養物は、対照(緩衝液)(69±2%)とわずかに異なるMBP陽性細胞の百分率を示す。しかし、BSAの影響も、MSRV−Envの影響とは有意に異なる(p<0,001 対 Env−T。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)。従って、このBSAの影響は、当該実験系列のみの単発的なものであり、他には影響を及ぼさないものであることを示している。なぜなら、それはその他の実験においても観察されていないし、あるいは、同じ系列の実験においてCNPaseを用いても観察されていないからである。
GNbAC1は、MSRV−Envでプレコーティングしたlabtekにおいて誘導されるMBP陽性細胞の減少を有意に阻害する(図12A)。GNbAC1の影響は、50nMの場合に部分的にみられ、200nMの場合には完全な阻害が達成され、また、テストされた以下の治療プロトコルの双方においてみられる。すなわち、(i)GNbAC1−Aを50nM(69±2%)および200nM(73±2%)で与える場合と、(ii)GNbAC1−Bを50nM(68±2%)および200nM(74±2%)(Ψp<0,001 対 Env−T。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)を与える場合の両方においてみられる。さらに、GNbAC1の影響は濃度に依存するようである(図12A)。
この実験は、MBP陽性細胞の百分率が、対照条件(緩衝液)における76±2%から、培地に添加されたMSRV−Env(3nM)によって72時間刺激された細胞における55±2%へと、有意に減少することも証明する(*p<0,001 対 緩衝液。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)(図12B)。さらに、GNbAC1(GNbAC1 200nM)用いた治療は、MSRV−Envによって誘導されるMBP発現の減少を完全に阻害する(76±2%;Ψp<0,001 対 Env−T。一元配置分散分析の後にフィッシャー最小有意差事後分析を実施)(図12B)。
MSRV−Envに誘導されるOPCの分化阻害に与えるGNbAC1の効果の確認
上記結果は、相当な量の収集データから導き出されたものであるが、この第3セットの実験(OPC ICC 03)は、完全に独立した系列の実験によって、GNbAC1の効果を完全複製することを目的に行われた。
MSRV−EnvおよびGNbAC1が、ヒトOPC培養物におけるCNPaseの発現およびMBPの発現に与える影響
24時間の刺激後、CNPase陽性細胞の百分率が、対照条件(緩衝液)における90±1%から、MSRV−Env(1μg/ml)でプレコーティングしたlabtekにおける71±1%へと、有意に減少することが観察される(p<0,05;クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にスチューデント・ニューマン・クールズ事後分析を実施)(図13A)。前述したように、テストされた二つのGNbAC1治療プロトコル(GNbAC1−A:90±2%とGNbAC1−B:91±4%)においてGNbAC1(200nM)は、MSRV−Envにより誘導されるCNPaseの発現阻害を完全に逆転する(Ψp<0,05 対 Env。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施)(図13A)。
72時間の刺激後、MBP陽性細胞の百分率が、対照条件(緩衝液)における78±2%から、MSRV−Env(1μg/ml)で72時間プレコーティングしたlabtekにおける55±3%へと、有意に減少することが観察される(p<0,05 対 緩衝液。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施)(図13B)。前述したように、テストされた二つのGNbAC1治療プロトコル(GNbAC1−A:80±2%とGNbAC1−B:75±2%)においてGNbAC1(200nM)は、MSRV−Envにより誘導されるMBPの発現阻害を完全に逆転する(Ψp<0,05 対 Env−T。クラスカル・ウォリスの順位による一元配置分散分析の後にダン事後分析を実施)(図13B)。
実験OPC ICC 02および実験OPC ICC 03の蓄積データ
上記の異なる2系列の実験(OPC ICC 02およびOPC ICC 03)で得られた結果を、同じ解析において蓄積した。したがって、図14にグラフ化されたデータは、8〜14回、CNPaseについて行われた個別実験(図14A)およびMBPについて行われた個別実験(図14B)を示している。この分析により、MSRV−EnvおよびGNbAC1がヒトOPCの分化に及ぼす効果には、高度な再現性と一貫性があることが分かる。
上記データの表現を規格化する目的で、対照条件(緩衝液)を基準として用い、100%と見なした。要約すれば、これらの結果は、この系列の実験に使用したMSRV−Envの濃度が、CNPase陽性細胞の数を24%抑制し(対照:100±1%;Env:76±1%)、MBP陽性細胞の数を27%抑制する(対照:100±2%;Env:73±2%)ことを示している。GNbAC1(200nM)は、MSRV−Envは、CNPaseの発現に及ぼす効果を完全に逆転させる(GNbAC1−A:102±1%;GNbAC1−B:101±1%)(図15A)だけでなく、MBPの発現に及ぼす効果をも逆転させる(GNbAC1−A:101±2%;GNbAC1−B97±2%)(図15B)。
2.3 結果分析
結果として、本実施例のデータから、MSRV Envが、オリゴデンドロサイトの成熟を示す2種類の特異的マーカーの発現において、頑強性と高い再現性のある減少を誘導することが分かる。したがって、MSRV Envは、ヒトのオリゴデンドロサイト前駆体がミエリン化細胞に分化することを阻害する。さらに、ここで明らかに証明できることは、GNbAC1がこの有害なMSRV Envの効果を完全に逆転させ、このモデルにおいてCNPaseおよびMBPの正常なレベルを回復するということである。これらの結果から、HERV−W/MSRV−Envにより誘発されたOPCの分化遮断が、GNbAC1により治療されることが分かる。したがって、これらの結果は、HERV−Wエンベロープタンパク質により誘導された脱髄性病変の治療剤としてのGNbAC1の革新的な効能を強力に裏付けるものである。このことは、特に、進行性の多発性硬化症にあてはまる。進行性の多発性硬化症においては、再ミエリン化が非常に重要であるが、実施例1で示したような持続的なEnv陽性細胞と分泌のせいで、再ミエリン化がMS病変の周囲のOPCからは発生しない。
[実施例3:ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質(myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG))およびMSRV/HERV−Wエンベロープタンパク質(envelope protein (Env))により誘導された実験的アレルギー性脳脊髄炎(Experimental Allergic Encephalomyelitis (EAE))ネズミ科モデルに対する、GNbAC1抗体、L−NAME、SMT、DMF、またはフマル酸ナトリウムの治療効果の研究]
3.A 単一分子(単剤療法)と、OPC遮断における抗Env抗体とEnv被誘導エフェクターを阻害する小分子との連携(併用療法)との比較
3.A.1 材料
C57BL/6マウス、Charles River社
MOG 35−55 EspiKem、Srl社(ポリペプチド製造業者);参照番号 SC1272
GNbAc1;バッチ T950111−8 (SEQ ID No.1,SEQ ID No.2,SEQ ID No.3,SEQ ID No.4,SEQ ID No.5およびSEQ ID No.6に記載の相補性決定領域(complementary-determining regions (CDRs))のそれぞれを有する抗MSRV/HERV−Wヒト化lgG4抗体
L−NAME(NG−ニトロ−L−アルギニン−メチルエステル(NG-Nitro-L-Arginine Methyl Ester))、Sigma社;参照番号 N5751−5G、バッチ BCBF4375V
SMT(S)ヘミ硫酸メチルイソチオ尿素、Sigma社;参照番号 M84445−100G、バッチ STBC1003V
フマル酸ジメチル(dimethyl fumarate (DMF))、Sigma社;参照番号 242926−100G、バッチ 2507VBCBH
メトセルMC、Sigma社;参照番号 64605−100G、バッチ BCBD9989V
IFA(Sigma)、Sigma社;参照番号 F5506−10ML、バッチ 061M8728
百日咳毒素(Pertussis Toxin (PTX))、Calbiochem社;参照番号 516561、バッチ D00128881
リン酸緩衝食塩水(Phosphate buffer saline (PBS)、Lonza社;参照番号 516561、バッチ D00128881
Env、PX’Therapeutics社;エンドトキシン・フリー(LDL検定<5UI/ml)および生理活性(Geneuro internal QC検定)で検証済の精製タンパク質の製造バッチ ロータロッド装置(LE8200)、Bioseb France社
3.A.2 方法
Charles River Laboratoriesから、病原体を持たないC57BL/6雌マウス(6〜8週齢)を購入し、免疫化の前に動物用設備にて1週間飼育した。免疫化の前日に、すべてのマウスの体重を測定し、ロータロッドテストを行って評価した。
ロータロッド
トレーニング期間:免疫化の9日および8日前。ホームケージの中に入れた状態のマウスを、待機室から実験室に移動した。マウスを15分間実験室に慣れさせた。トレーニング期間中、各マウスを一定速度(4rpm)のロータロッドに乗せた。落下しかけたマウスは、ロータロッドに戻った。ロータロッド上で安定していた場合には、マウスは120秒間走っていた。すべてのマウスをケージに戻してから、速度を13rpmに上げ、マウスを再びロータロッドに120秒間乗せた。さらに、すべてのマウスをケージに戻してから、速度を19rpmに上げ、マウスを再びロータロッドに120秒間乗せた。実験室の環境は、テストとテストの間、気温および光の強度を一定に保った。
テスト期間:各免疫化の前日に、マウスをホームケージに入れた状態で待機室から実験室に移動した。マウスを15分間実験室に慣れさせた。その後、速度レベルを7〜40rpmの10段階に上げて、マウスを2回テストした。個々のマウスがロータロッドから落下するまでの時間(各速度レベルごとに2回のテスト)を60秒まで記録した。このようにして、各マウスごとに、トレーニングとロータロッド装置上での能力を測定した。
上記ロータロッドテストの結果を、群ごとの個々のマウスのスコアの平均の推移(kinetics) として、棒線で示した標準誤差(SEM)によって表す。当該の結果は、本実験の条件(16〜29rpm)での神経運動障害の判別可能範囲内において、テスト日および速度ごとに表されている。
これらは、マウスの個体別に、ロータロッド上における相対的な(転落までの)時間利得または損失として、同一の速度でのテスト初日(D−7、当該群の疾患誘発の開始前)と比較して、各テスト日およびテスト速度ごとに計算した。この値は、「X日目におけるロータロッド上での時間」から「7日目、同一マウス、同一速度での時間」を除して計算される。図には、実験期間全体における各群の推移を、我々の条件下で発病したマウスと健康なマウスを区別できると検証できた場合の代表的な判別可能速度値(例えば、健康なマウスをすぐに落下させた高すぎる速度値、または、発病したマウスにゆっくりした動きを維持させた低すぎる速度値)について示す。
設定には、最初の体重と運動能力データとを参照として保存し、各マウスが自身の対照となるようにした。その後、グループごとの平均値と標準偏差とを計算した。各ケージには、各実験系列の前に提供された対応の情報に従って、異なる群のマウスを均等に収容した。
臨床評価
以下の基準に従って週に5日各マウスの体重を測定し、臨床的スコアを記録した:0=「兆候なし」;1=「尻尾の麻痺、または(片方または両方の)後脚の極度の反射、または片方の後脚の衰弱」;2=「両方の後脚または両方の前脚の衰弱」;3=「さらに、片方の麻痺または重大な欠損」;4=「後脚または前脚の完全麻痺」;5=「さらに反対側の脚の部分的麻痺または重大な欠損」;6=「瀕死状態または死亡」。このモデルにおける脳病変および頸髄病変のより速い誘発を反映するために、これらの基準は標準基準から採用した。
実験の開始から終了まで、月曜、水曜、金曜の週3回、マウスの体重を測定した。
実施例3.Aの実験系列においては、各群を以下のとおり定義した。
各グループは6匹のマウスからなり、すべてのマウスには、まず初日に首に、その後7日目および14日目には背部側面に、1匹につきMOGを200μgおよびMSRV−EnvとIFAとを合わせて60μg注射した。
グループAは、MSRV−Envにより実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)を誘発し、治療をまったく行わない陽性対照群とした。
グループGおよびグループHについては、GNbAc1、L−NAME、SMTおよびDMFを単独でか、または、GNbAc1と併せて下記の投与量与えることにより、免疫化後12日目に治療を開始した。12日目の時点で、EAEの臨床的症状の進行がすでに観察されていた。GNbAc1ヒト化抗体の投与は1度であったが、L−NAMEまたはSMTは研究が終了する29日目まで4日ごとに投与した。グループEおよびグループHは、フマル酸ジメチル(DMF)による治療を行う群であったため、各マウスの一日あたりの水の消費量を予め測定し、(我々の条件下では)各マウスは1日に約3.5mlの水を飲むことが分かった。よって、この測定に基づき、マウス一匹当たり1gのDMFと0.08%のメトセルとを3.5mlの飲用水に毎日添加した。
リンパ球の血液脳関門の遊走を促進するために、EAEプロトコルの常法に従い、すべての群について、各免疫原注射の後、同日に、1匹あたり350ngの百日咳毒素(pertussis toxin (PTX))を(腹腔内 (i.p.))注射し、その2日後にこれを再現した。
3.A.3 結果
臨床観察
上記のように、臨床的兆候を示すスコアと体重を定期的に評価した。実験期間を通してのEAEスコアの推移を図16〜図18に示す。
すべてのマウスについて、極度の反射、尻尾の麻痺、後脚と前脚の衰弱および部分的麻痺のようなEAE臨床スコアの定期的・継続的進展を記録できた。グループA(EAE陽性対照)については、実験の終了時まで記録した。その他のグループB〜グループHについては次のような治療を行った12日目まで記録した。12日目において、グループBはGNbAc1ヒト化抗体で、グループC、グループDおよびグループEは抗遊離基を単剤で、グループF、グループGおよびグループHはGNbAc1と抗遊離基とを併用して、それぞれ治療した。
治療後の観察
GNbAc1により1回だけ治療したグループBの臨床的兆候は29日目までわずかに減少した。L−NAME、SMTのみで治療したグループでは、EAEの進行の鈍化を伴う不規則な回復が観察された。なお、16日目より後にはSMTの注射を中断した。
それぞれGNbAc1とL−NAME、SMT、DMFとの併用治療を行ったグループF、グループGおよびグループHでは、特にグループGおよびグループHによりいっそう著しい回復が見られた。この結果は、相乗効果によってEAE症状からの回復が著しく加速および増大することを示唆するものである。また、これらの物質による治療は、(別途テストした対照マウスも含め)いずれのマウス群にも何らの異常をも引き起こさなかったことも特筆すべきである。
図16、図17および図18に示す結果によれば、次のように要約できる。
・治療を行わないマウス(グループA)が最も高い臨床スコア(疾患の最もひどい重篤化)が示すことは明白である。GNbAC1のみで治療したマウス(グループB)は、(12日目から開始した)GNbAC1の注射後から回復する。
・L−NAMEまたはSMTのみで治療したグループの回復スコアと推移は、グループBのものより低かった。
・DMFで治療したグループE、およびGNbAC1抗体(1投与200μg)とL−NAMEとの併用治療を受けたグループFには、研究終了時に同等の回復が見られた。
・GNbAC1抗体とSMTとの併用治療を受けたグループG、およびGNbAC1抗体とDMFとの併用治療を受けたグループHには、研究終了時に、他のすべての群に比べて著しく良い回復と、臨床的改善の著しく早期化された推移とが見られた。このことは、GNbAC1とSMTとの併用またはGNbAC1とDMFとの併用による相乗効果が、治療結果を有意に向上させることを証明している。
ロータロッドテスト
まず最初にはっきりさせておくべきだが、図19中、「1 inj」および「2 inj」と示されたグループは、Envタンパク質とMOG抗原とを1回のみまたは2回注射した対照マウス群である。これに対し、その他のすべてのグループには、臨床的に顕著なEAEを誘導するために必要な回数である3回のEnvタンパク質とMOG抗原の注射を行った。「1 inj」および「2 inj」で示された群は、発病閾値よりも低く、臨床的疾患を誘導しないEnvに曝されたマウスである。これらにより、急性かつ重症のEAE総体的症状と進展を惹起するように誘導された種々の治療法を用いてすべてのマウスをテストするには、この3回の注射パターンが必要であることが確認される。したがって、治療を受けたマウスにおいて観察される治療効果は、現在進行しつつある病状に対する治療の有効性に関連する。
図19に示す速度23rpmにおけるロータロッド記録の結果から、次のことが分かる。
・速度23rpmでの運動で、マウスの主要感覚・運動機能障害を解明するのに十分な閾値に達した。治療を受けないグループAの結果と推移が最も悪く、注射を1回のみまたは2回受けたマウス(「1 inj」または「2 inj」)は、大幅に緩和された症状と改善された進展を示す。治療を受けないグループBの悪化(pejorative)および進行する臨床的欠乏により、3回のEnv注射が疾患とこれに対応するNS病変を非常に活性化することが確認される。したがって、種々の治療を受けるその他のすべての群に、Envによる強力な疾患誘導を同様に行った。
・EAEを発症し、200μgのGNbAC1注射を1回受けて治療されたグループBは、実験期間の終了時には、Envへの曝露が低く疾患誘導されていない対照マウスと同様のスコアを回復した。
・この条件下における最も注目すべき効果が、研究の終了時にはすべてのグループのなかで最も高いスコアを示し、推移曲線の驚くべき回復を示したと思われる、GNbAC1抗体とSMTとの併用治療を受けたグループGに見られることは明白である。このことは、GNbAC1とSMTとの併用による相乗的効果により、治療効果が著しく向上することを証明している。
・SMTのみで治療したグループDの推移と結果も、より小幅ではあるが(実験期間の最終時点において)向上した。
図20に示す速度26rpmにおけるロータロッド記録の結果から、次のことが分かる。
・速度26rpmでの運動により、この条件がマウスの主要感覚・運動機能障害を解明するための本実験において必要な閾値を上回ることが確認される。治療を受けないA群の結果と推移が最も悪く、注射を1回のみまたは2回受けたマウス(「1 inj」または「2 inj」)は、大幅に緩和された症状と改善された進展を示す(実験期間終了時の「1 inj」グループのスコアは大変良好である)。
・EAEを発症し、200μgのGNbAC1注射を1回受けたグループBは、実験期間の終了時には、グループD、グループG、グループC、グループEおよび「2 inj」対照グループと同様のスコアを回復した。
・この条件下における最も注目すべき効果が、研究の終了時にはすべての群のなかで最も高いスコアを示し、良好な推移曲線の回復を示したと思われる、GNbAC1抗体とL−NAMEとの併用治療を受けたF群に見られることは明白である。L−NAMEのみで治療したグループCの推移と結果も、より小幅ではあるが向上した。このことは、GNbAC1とL−NAMEとの併用による相乗的効果により、治療効果が有意に向上することを証明している。
図21に示す速度29rpmにおけるロータロッド記録の結果から、次のことが分かる。
・速度29rpmでの運動により、この条件がやはりマウスの主要感覚・運動機能障害を解明するために必要な閾値を上回ることが確認される。治療を受けないグループAの結果と推移が最も悪く、注射を1回のみまたは2回受けたマウス(「1 inj」または「
2 inj」)の症状は、大幅に緩和された症状と改善された進展を示し、研究終了時のスコアは同様に良好である。
・EAEを発症し、200μgのGNbAC1注射を1回受けたグループBは、実験期間の終了時には、疾患誘発されておらずEnvへの曝露が低い対照マウスと同様のスコアを回復した。
・この条件下における最も注目すべき効果が、(研究の終了時には)すべてのグループのなかで最も高いスコアを示し、良好な推移曲線の回復を示した、GNbAC1抗体とL−NAMEとの併用治療を受けたF群に見られることは明白である。L−NAMEのみで治療したグループCの推移と結果も、より小幅ではあるが向上した。
・もう1つ全般的に注目すべき結果は、GNbAC1のみで治療したグループBのマウスに定期的な改善が見られることである。グループBは、すべての条件(16〜29rpmでのテスト)において、治療を受けなかったマウス(グループA)に比して、常に非常に安定な及び/又は向上したスコアを示した。
とはいえ、GNbAc1の明らかな有効性は、L−NAMEまたはSMTとの併用により大いに強調されたことが分かった。GNbAc1の有効性はまた、DMFとの併用によっても向上したが、推移は遅くなった。いずれにせよ、このことは、最適化した投与量とより長期間の治療によるよりいっそうの向上を除外するものではない。
すなわち、テストのすべての条件(臨床スコアも含む)において、SMTまたはL−NAMEまたはDMFとGNbAC1との併用が、いずれかの治療用分子の単独使用に比して、臨床的機能的回復に大いに有利であった。小分子の単独投与の効果は低く持続時間がきわめて短いように見える一方、GNbAC1の効果の持続時間は長く、研究終了時には、これらの小分子薬剤のいずれよりも高い回復をもたらす。つまり、GNbAC1の有効性の持続時間は長い。
併用により大幅に改善した推移と最終的回復規模、すなわち、これらの治療剤を併用して機能回復に対する相乗的かつ標的特異的効果を得ることの有利性がin vivoで確認される。このことは、ヒトの疾患におけるより早期かつより強力な臨床効果を示唆している。
3.B. 単剤療法として単体で投与された場合もしくは、抗NO剤との併用により投与された場合の、抗Env抗体の2種類の投与量の治療効力に関する比較
3.B.1 物質および方法
全ての物質及び比較方法は、指定のない場合は実施例3Aに記載した通りであった。
全てのマウスに対して合計三回、すなわちD0において首に、D7とD14において背部側面に皮下注射が行われた。この時、グループAのマウスは一匹当たり200μgのMOGおよびIFAのみでEnvを含まない注射を受けたことにより、本系統においてEAEを発症しない陰性の対照グループ(ctrl−)を形成した。本系統においてEAEの治療を受けていない陽性の対照グループは、グループBと表される(ctrl+)。他のグループのマウスは、1匹あたり200μgのMOGとIFA,および60μgのMSRV−ENVとを注射され、上記の要約表に示された治療を受けた。治療はグループ毎に、免疫処置後の12日目から行われている。
グループC、EおよびGはJ12において200μgのGnbAc1の投与を受け、グループD、FおよびHはJ12において500μgのGnbAc1の投与を受け、グループBはGNbAc1の緩衝液のみの投与を受けた。
グループEおよびFはJ12、J14、J19、J21、J26およびJ28において、マウス1匹あたり200mgのSMTを1週間に二回腹腔内注射された。
DMFの投与を受けるグループGおよびHに関して、我々はマウス1匹毎の1日の水の消費量を予め測定し、(我々の条件下では)各マウスは1日当たり約3.5mlの飲用水を消費したことを既に証明した。そこで、この測定値を基に、マウス1匹あたりの1回の投与量として、2ミリグラムのDMFと0.08パーセントのメトセルとが、毎日の3.5ミリリットルの飲用水に加えられた。
各ロータロッド試験の速度毎に、Envによって誘導されたEAEを発症しており、治療を受けていないマウス(EAEの治療を受けていない陽性の対照であるグループB)に対応する曲線が、モック対照(Envタンパク質を有しないIFAにより希釈されたMOGにより免疫を与えられた、グループA)に比べて著しい欠乏を示している場合に、結果は有効とされた。このような基準を満たさない場合の結果は常に「解釈不能」とされた。それは「EAE陽性グループ対EAE陰性グループ」から得られる曲線があまりにも相違しているので、対応する技術や実験における条件が品質管理条件を満たしていなかったからである。
20日目の後、生理食塩水に含まれた20μgのMSRV−Envが全てのマウスに静脈注射され、これらのマウスにMSRV−Envタンパク質により系統的な急性の曝露を生じさせた。そのときには、EAE発症マウスに対するほとんどの治療により、臨床上の有意な向上(寛解のような傾向)が見られていた。この試験は、グループB、D、FおよびHのマウスに対しては21日目に行われ、グループA、C、EおよびGのマウスに対しては22日目に行われた。この試験は、異なったグループが急性のEnv抗原血症へどう応答するかを研究し、各種の治療の防御効率の最終的な違いを評価するために行われた。
3.B.2 結果:
臨床観察
臨床兆候のスコアや体重は、既に述べたように定期的に評価された。全実験期間を通じたEAE臨床スコアの推移は、図22、23および24に表される。最初に免疫原を注射した日の前日と比較した相対的な体重増を示す体重曲線は、図25、26および27に示される。
ロータロッドテスト
ロータッド試験の結果は、速度別に(16、26および29rpm)図28、29および30に表される。
この実験系列は、単剤療法として治療用GNbAC1抗体を中間的な量(200μg)だけ投与した場合と、大量(500μg)に投与した場合とにおける影響を対象としたものであり、同様の比較をSMTおよびDMFを併用した場合にも行った。
全実験期間を通じた臨床スコア曲線の全体的な比較は有効とされている。それは(i)治療されていない、Envによって誘導されたEAE(グループB)は一番悪化する (pejorative) 進展を示しており、(ii)EAEを発症しない、モック免疫状態となった対照(グループA)は、20日目にEnvの静脈注射された以前の期間を通じて、検出できる臨床兆候はないからである。
20日目の静脈注射まで、治療を受けたすべてのグループは、Envに誘導されたEAEを持つ、治療されていないグループに比べて著しくかつ際立って異なっていた。20日目において、全実験期間を通じて異なる疾病推移を有する、治療を受けたグループは、平均値が0.5未満の比較可能なスコアを示した。この数値は、治療を受けたすべてのグループにおける寛解期を示している。これは、全ての抗体の投与量の効能と、DMFもしくはSMTとのテストされた組み合わせの効能とを確証していた。その後、20日目の静脈注射によるEnvタンパク質への曝露の結果、自然発症疾病が新たにかつ重篤に再発した場合の初期段階に見られるような、Env発現のピークと、Envの血液への流出とが模擬的に生じた。図22、23および24に示されるように、それぞれ異なる製品や投与量のもつ治療効力の大きな差異が解明された。
1)GNbAC1は投与量500μg(グループD)において、このEnv抗原血症のピークに対して耐性を与えることに大変な効能をもたらすことが分かった。しかし投与量200μg(グループC)では、一過性の臨床的障害がみられた。
2)SMTと組み合わせた場合は、GNbAC1両投与量(グループEおよびF)において、有意でない臨床スコアの変動がみられた。このようにして、SMTは、最少のGNbAC1投与量(200μg)で抗体のみで治療を受けたマウス(グループC)に比べ、同一最少投与量で治療されたマウスのIV MSRV−Env曝露に対する耐性の増加をもたらした。
3)DMFで治療を受けたマウスは、比較的高いGNbAC1投与量で治療を受けた場合(グループH)には、この抗原血症のピークに対する臨床的耐性を示したが、比較的低い投与量(グループG)では、臨床的な障害を防止できなかった。よってDMFは、最少のGNbAC1投与量(200μg)で治療されたマウスのIV MSRV−Envへの曝露に対しては耐性の増加をもたらさなかった。DMFと比較的高いGNbAC1投与量(グループHの500μg)とで治療を受けたマウスは、同投与量のGNbAC1のみで治療を受けたマウス(グループD)と同様の耐性を有していた。
4)驚くべきことに、全実験期間を通じて体重増を示す曲線は、500μgのGNbAC1で治療を受けたグループDが、最良のエンドポイントを有することを示している。
5)GNbAC1を200μg与えた場合(グループC)、もしくはDMFおよび比較的高い投与量のGNbAC1のみを与えた場合(グループH)、エンドポイントはモック対照と同等であった。
これにより、臨床スコアの推移によって示される種々の治療の相対的な効能以上に以下のことが分かった:
− 単体で比較的多量に投与されたGNbAC1抗体(500μg)が最良の臨床効率を示した。また、体重増の推移によって明らかとなったように、これはマウスの健康全般において好影響を与えた。
− 比較的少投与量(200μg)のGNbAC1と併用すると、SMTは、治療に対して著しく改善された効率をもたらし、最終MSRV−Env IV曝露に対しても完璧な耐性を示した。
これにより、GNbAC1が最も強力な治療薬であり、比較的高い投与量(500μg)では最良の結果をもたらすが、比較的低い投与量(200μg)でも、SMTとの組み合わせにより、その効能は大きく強化されることがわかる。SMTは、研究の最後の静脈注射により生成されるEnv抗原血症のピークの後に、症状が重篤化することを効果的に防止したからである。
さらに、これらの結果は、比較的多量のGNbAC1投与が、単体でもDMFの現在の投与量と組み合わせても、(体重増曲線に従えば)健康全般に対して治療効率の著しい増大をもたらすであろうことを示唆している。
それにもかかわらず、SMTもしくはDMFと、比較的多量に投与されたGNbAC1との組み合わせにより最終的に得られる相乗効果(があるとしてもそれ)は不明である。なぜなら、それはその抗体単体でも既に、EAEマウスの疾患誘導や疾患活性の現状に対する治療効率が最大化されるからである。
またそれとともに、ロータロッド分析によれば、全ての関連速度(図28A、29Aおよび30A)において、Env誘導EAEを発症し、治療を受けたマウスの神経障害の改善に際して、比較的多量に投与されるGNbAC1(1匹あたり500μg)が(単体で与えられた時)とびぬけてもっとも効果的な製品であることであることが客観的に確かめられる。
ロータロッドテストはさらに、SMTとGNbAC1との相乗効果も確証している一方で、SMTと併用して比較的少量投与されたGNbAC1で治療を受けたマウスに神経の改善がみられ、26および29rpm(図29Bおよび30B)において著しい神経運動の改善が見られることも示している。16rpm(図28B)においては、低速では、全実験期間を通じて、この臨床効果を証拠だてるのに十分な判別可能な効能を実現することができなかったようである。
最後に、ロータロッドの結果によれば、DMFを投与された、Env誘導EAE発症マウスは、両GNbAC1投与量で改善を示しているが、これは29rpm (図30C)のみにおいて明らかに顕著である。
したがって、マウスの神経学的能力を評価する、この客観的かつ自動化された試験の結果を考慮すると、GNbAC1は、実施例3.B.に示すように、目下のところ単剤療法ベースで投与された際には、堅固な治療薬であることが明らかであろう。SMTと組み合わせて比較的少量投与されるGNbAC1で見られるように、抗NO分子との相乗効果も、明白な証拠として示されており、強力な治療効果の増大を示している。 この効果はGNbAC1の種々の投与量で存在するに相違ないが、500μgのGNbAC1ですでに最大の効果を上げている現在の状況では不明かもしれない。
3.C. 抗Env抗体もしくはフマル酸ナトリウム単体(単剤療法)と、抗Env抗体とフマル酸ナトリウムの組み合わせ(併用療法)との比較
3.C.1 物質および方法
物質
実験グループ
3.C.2 結果:
臨床観察
臨床兆候のスコアや体重は、既に述べたように定期的に評価された。全実験期間を通じたEAEスコア推移は、図31に表される。
グループAは、IFA、Envタンパク質を含まないMOGを注射され、かつ希釈剤緩衝液に存する抗体をプラシーボ注射された、陰性の対照グループであり、この実験期間中には著しい臨床症状は決して示さなかった。
EAE臨床スコアの展開は、12日目まで、グループに分けて記録され得たが、これらのグループは12日目にGNbAd1ヒト化された抗体で治療されたグループ(グループC)、もしくはフマル酸ナトリウム、DMFに関連した抗一酸化窒素遊離基(抗一酸化窒素)のみで治療されたグループD、もしくはこれと同時にGNbAc1でも治療されたグループEである。
ここで興味深いことに、多量のGNbAC1抗体を投与されたグループ(CおよびE)のみが、研究の終了時に臨床スコア曲線の有意な復帰と、著しく向上したエンドポイントとを示していた。フマル酸ナトリウムで治療されたグループDは、効果のないアイソタイプ対照抗体(曲線上のエラーバーと重なる)で治療をされたグループBに比べて、有意な臨床上の向上を見せなかっただけであった。EAE臨床スコアの定期的・持続的展開は、アイソタイプ対照抗体で治療され、Envタンパク質に特異性を有しないグループB(Envによって誘導されたEAE)の実験の終了まで、全てのマウスに関して記録され得た。これが示しているのは、GNbAC1に見られる治療上の効果はこの特定の抗体に固有のもので、ヒト化された抗体を同じアイソタイプで注射するかとは関連がない。例えば同じエピトープをターゲットとしない。
最後の例は以下を示している:
− Envタンパク質を注射されなかった対照グループAは、抗体注射のモック(抗体の希釈剤)と同様に、Envによって誘導されたEAE(IFAおよびMOG)のモックに必要な、他の全ての成分を注射されたにも拘わらず、臨床兆候の見られない健康な対照として振る舞った。水溶性のフマル酸ナトリウムのモックな送達は通常の飲用水によって暗黙的に行われる。
− 臨床スコアが最も上昇した(病気の進行が最悪だった)のは、無関係のアイソタイプ対照抗体(グループB)で治療を受けたマウスであることは明らかである。このように、Envタンパク質の存在下での、このモックアイソタイプ抗体注射は、典型的なEAE進展を見せた陽性EAE対照を生じるとわかった。
− フマル酸ナトリウムで治療をされたグループDは、効果のない対照抗体で治療をされたグループBと同様に、研究の終了時に悪い結果となっただけであった。
− 投与量の多いGNbAC1抗体を単体、もしくはフマル酸ナトリウムとの併用で治療を受けたグループCおよびEは、研究の終了時に同等の、そして著しく良好な回復をみせた。臨床的な改善は、治療が始まった15日目から見られた。
ここで、フマル酸ナトリウムは単体では効果はなく、グループCおよびEの曲線推移は同等とみられるので、これらの2グループに見られる臨床的効果は、フマル酸ナトリウム単体は効果がない一方で、GNbAC1のみで十分にあらわれるに相違ない。
3.D 実験3の総合的な結果の分析
結論として、GNbAc1のような抗Env特異性抗体や、DMF、SMT、もしくはL−Nameのような抗一酸化窒素遊離基(抗一酸化窒素)化合物での治療は、単体もしくは併用で有益である。それは、特に試験管内(in vivo)および生体内(in vitro)におけるMSRV−EnvなどのHERV−Wエンベロープタンパク質により誘導された再ミエリン化潜在活性の遮断を治療し予防するからである。
現在の例で単剤療法として単体で与えられた時、GNbAc1の多量の投与(体重約20〜25グラムのマウス1匹あたり500μg)は、少量の投与(200μg)に比べて特段の効率がみられた。
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Claims (10)

  1. 少なくとも1つの抗MSRV/HERV−W Envリガンドと、少なくとも1つの一酸化窒素ラジカル阻害剤と、を備え、
    前記抗MSRV/HERV−W Envリガンドは、SEQ ID No.1、SEQ ID No.2、SEQ ID No.3、SEQ ID No.4、SEQ ID No.5及びSEQ ID No.6に記載された相補性決定領域(CDRs)のそれぞれを含む抗体であり、
    前記一酸化窒素ラジカル阻害剤は、S−メチルイソチオ尿素(S-methyl-isothiourea (SMT))及びフマル酸ジメチル(dimethyl fumarate (DMF))からなる群から選択される
    ことを特徴とする、医薬組成物。
  2. HERV−Wエンベロープタンパク質(envelope protein (ENV))の発現に関連する疾患における再ミエリン化遮断の予防及び/又は治療のために用いられる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. HERV−Wエンベロープタンパク質(envelope protein (ENV))のMSRVサブタイプの発現に関連する疾患における再ミエリン化遮断の予防及び/又は治療のために用いられる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の医薬組成物。
  4. 多発性硬化症(Multiple Sclerosis (MS))、再発寛解型多発性硬化症(Remitting-Relapsing Multiple Screlosis (RRMS))、進行型多発性硬化症、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害(Chronic Inflammatory Demyelinating Polyneuropathy (CIDP))、精神病における再ミエリン化遮断の予防及び/又は治療のために用いられる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の医薬組成物。
  5. 前記進行型多発性硬化症は、二次性進行型多発性硬化症(Secondary Progressive Multiple Screlosis (SPMS))又は一次性進行型多発性硬化症(Primary Progressive Multiple Screlosis (PPMS))である
    ことを特徴とする、請求項4に記載の医薬組成物。
  6. 前記精神病は、統合失調症又は双極性障害である
    ことを特徴とする、請求項4に記載の医薬組成物。
  7. 少なくとも1つの抗MSRV/HERV−W Envリガンドと、
    少なくとも1つの一酸化窒素ラジカル阻害剤と、を、
    HERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)、又はHERV−Wエンベロープタンパク質(ENV)のMSRVサブタイプの発現に関連する疾患において再ミエリン化遮断を予防し、及び/又は治療するために同時に、分割して、または時間的に分散させて投与される組み合わせ製品として備え、
    前記抗MSRV/HERV−W Envリガンドは、SEQ ID No.1、SEQ ID No.2、SEQ ID No.3、SEQ ID No.4、SEQ ID No.5及びSEQ ID No.6に記載された相補性決定領域(CDRs)のそれぞれを含む抗体であり、
    前記一酸化窒素ラジカル阻害剤は、S−メチルイソチオ尿素(S-methyl-isothiourea (SMT))及びフマル酸ジメチル(dimethyl fumarate (DMF))からなる群から選択される
    ことを特徴とする、医薬製品。
  8. 前記疾患は、多発性硬化症(Multiple Sclerosis (MS))、再発寛解型多発性硬化症(Remitting-Relapsing Multiple Screlosis (RRMS))、進行型多発性硬化症、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害(Chronic Inflammatory Demyelinating Polyneuropathy (CIDP))、精神病である
    ことを特徴とする請求項7に記載の医薬製品。
  9. 前記進行型多発性硬化症は、二次性進行型多発性硬化症(Secondary Progressive Multiple Screlosis (SPMS))又は一次性進行型多発性硬化症(Primary Progressive Multiple Screlosis (PPMS))である
    ことを特徴とする請求項8に記載の医薬製品。
  10. 前記精神病は、統合失調症又は双極性障害である
    ことを特徴とする請求項8に記載の医薬製品。
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