JP6562632B2 - 心血管疾患および他の状態のためのパラクリン遺伝子の全身送達および制御された発現 - Google Patents

Description

連邦政府によって資金供与を受けた研究の下でなされた発明に対する権利についての声明
本発明は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ（ＮＩＨ）、ＤＨＨＳによって付与された助成金番号第ＨＬ０８８４２６号の下、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。

本発明は、細胞および分子生物学ならびに医学に関する。本発明は、組成物ならびにｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｅｘ ｖｉｖｏ方法を提供する。代替実施形態において、本発明は、個体または患者を、ｉｎ ｖｉｖｏで増大または持続したパラクリンポリペプチドレベルに応答する疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための方法を提供し、該方法は、転写制御配列に作動的に連結された、パラクリンポリペプチドをコードする核酸もしくは遺伝子；またはパラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージをその中に含有している発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物であって、前記パラクリンをコードする核酸（ｐａｒａｃｒｉｎｅ−ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、遺伝子、転写産物もしくはメッセージを細胞においてもしくはｉｎ ｖｉｖｏで発現することができる前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物を提供する工程；および前記転写制御配列に作動的に連結された、パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージ、または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物を、それを必要とする個体または患者に投与または送達する工程を含み、それによって、前記個体または患者を増大したパラクリンポリペプチドレベルに応答する前記疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）。

血友病Ｂの場合に欠乏するヒト第ＩＸ因子をコードするウイルスベクターの静脈内注射は、血友病Ｂを有する被験体の血清中の第ＩＸ因子濃度を、彼らの外因性第ＩＸ因子注入の要件を低下させる程度に増大させることが、最近、証明された。しかし、１）このタンパク質は、制御性発現下になく、したがって、血清中の導入遺伝子のレベルを最適に調整することができなかった、２）このシステムは、望ましくないまたは予想外の効果の場合に導入遺伝子発現をオフするための手段を提供していなかった、および３）遺伝子、第ＩＸ因子、は、パラクリン遺伝子ではなく、有益な心血管効果を有さず、したがって、心疾患の処置に使用することができなかった。

本発明は、個体または患者を、ｉｎ ｖｉｖｏで増大したパラクリンポリペプチドレベルに応答する任意の疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための方法を提供する。代替実施形態において、本発明は、ｉｎ ｖｉｖｏで増大または持続したペプチドもしくはパラクリンポリペプチドのレベルに応答する疾患、感染症または状態に対して処置、改善または保護（予防）するための方法を提供し、該方法は：
（ａ）（ｉ）転写制御配列に作動的に連結された、パラクリンポリペプチドをコードする核酸または遺伝子；あるいはパラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはパラクリンポリペプチド発現性核酸、転写産物もしくはメッセージ、をその中に含有している発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスまたは等価物であって、前記パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージを細胞においてまたはｉｎ ｖｉｖｏで発現することができる前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスまたは等価物を提供する工程；および
（ｉｉ）前記転写制御配列に作動的に連結された、パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージ、または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物を、前記細胞、またはそれを必要とする個体もしくは患者に投与または送達し、それによって、前記個体または患者を、増大または持続したパラクリンポリペプチドレベルに応答する前記疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）工程を包含する、方法；
（ｂ）前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または等価物が、
アデノ随伴ウイルス（ａｄｅｎｏ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｖｉｒｕｓ：ＡＡＶ）、レンチウイルスベクターまたはアデノウイルスベクター、
ＡＡＶ血清型ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８またはＡＡＶ９、
アカゲザル由来ＡＡＶ、またはアカゲザル由来ＡＡＶ ＡＡＶｒｈ．１０ｈＣＬＮ２、
ＡＡＶカプシド変異体またはＡＡＶハイブリッド血清型、
臓器指向性ＡＡＶ、または心臓指向性ＡＡＶ、または心臓指向性ＡＡＶＭ４１変異体
であるか、またはこれらを含み、
場合により、前記ＡＡＶが、野生型（ｗｔ）ＡＡＶを許容しない特異的細胞タイプに標的化することにおける効率を増大させるように、および／または対象となる細胞タイプのみを感染させることでの効力を改善させるように操作されている、ならびに
場合により、前記ハイブリッドＡＡＶが、１）カプシド転換、２）カプシド表面への二重特異性抗体の吸着、３）モザイクカプシドの操作、および／または４）キメラカプシドの操作を含む１つ以上の修飾によってハイブリッド血清型として再標的化または操作されている、（ａ）に記載の方法；
（ｃ）前記パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージが、制御性または誘導性転写制御配列に作動的に連結されている、（ａ）に記載の方法；
（ｄ）前記制御性または誘導性転写制御配列が、制御性または誘導性プロモーターであり、
場合により、転写および／または翻訳の陽性モジュレーター（アクチベーター）および／または陰性モジュレーター（リプレッサー）が、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージに作動可能に連結されている、（ｃ）に記載の方法；
（ｅ）転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージ、または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物の、それを必要とする個体または患者への投与が、結果として、パラクリンタンパク質を血流もしくは全身循環に放出させることになり、または前記細胞において前記パラクリンタンパク質の増大もしくは持続した発現を生じさせることになり、
場合により、前記パラクリンタンパク質の前記放出または増大もしくは持続した発現が、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージに作動可能に連結された、誘導性プロモーターの活性化、またはリプレッサーの抑制解除に依存する、（ａ）から（ｄ）のいずれかに記載の方法；あるいは
（ｆ）ｉｎ ｖｉｖｏで増大したパラクリンポリペプチドレベルに応答する前記疾患、感染症または状態が、心収縮機能不全；うっ血性心不全（ＣＨＦ）；心線維症；心筋細胞疾患、機能不全もしくはアポトーシス；肺高血圧；心臓、皮膚、肝臓、肺、筋肉、神経、脳もしくは腎臓の疾患、癌もしくは機能不全；癌もしくは新生物；または血友病もしくは血友病Ｂである、（ａ）から（ｅ）のいずれかに記載の方法
を含む。

本発明の方法の代替実施形態において、
（ａ）前記転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子；または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物は、経口、筋肉内（ＩＭ）注射により、静脈内（ＩＶ）注射により、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射により、髄腔内注射により、動脈内（ＩＡ）注射により、冠動脈内注射により、吸入により、エアロゾルにより、または微粒子銃（ｂｉｏｌｉｓｔｉｃ）粒子送達システムにより、または「遺伝子銃」、エアピストルもしくはＨＥＬＩＯＳ（商標）遺伝子銃（Ｂｉｏ−Ｒａｄ ｌＡｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、カリフォルニア州ハーキュリーズ）を使用することにより、それを必要とする個体または患者に投与または送達される；あるいは
（ｂ）前記転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子；または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物は、それを必要とする個体または患者に、血流に隣接しているもしくは血流が流れ込む体内の任意の組織または液腔への導入により、そのコードされているタンパク質を前記組織内の細胞から分泌して血流に放出することができるように投与または送達される。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリンポリペプチドまたはペプチドは、哺乳動物強心性ペプチド、成長因子、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）、ウロコルチン−１（ＵＣｎ−１）、ウロコルチン−３（ＵＣｎ−３）、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせ；またはヒト強心性ペプチド、ヒト成長因子、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１１、もしくはこれらの任意の組み合わせであるか、またはそれらを含む。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリンポリペプチドは、ウロコルチン、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、リラキシン−２もしくは脳ナトリウム排泄増加性ペプチドであり、かつ前記疾患もしくは状態は、うっ血性心不全（ＣＦＨ）である；または前記パラクリンポリペプチドは、プロスタサイクリンシンターゼであり、ならびに前記疾患もしくは状態肺高血圧および前記疾患もしくは状態は、うっ血性心不全（ＣＦＨ）である；または前記パラクリンポリペプチドは、プロスタサイクリンシンターゼであり、かつ前記疾患もしくは状態は、肺高血圧である。

本発明の方法の代替実施形態において、
（ａ）前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導する刺激もしくはシグナル、または前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導するプロモーター（例えば、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動可能に連結されたもの）を誘導もしくは活性化する刺激もしくはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する；
（ｂ）プロモーター、場合により、パラクリン発現性核酸または遺伝子特異的プロモーター（例えば、前記パラクリン発現性核酸または遺伝子に作動可能に連結されたもの）のアクチベーターの合成を誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する；
（ｃ）前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子のまたは前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子特異的プロモーターの天然もしくは合成アクチベーターの合成を誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与し、
場合により、前記天然アクチベーターは、内因性転写因子である；
（ｄ）（ｃ）に記載の方法において、前記合成アクチベーターは、内因性または外因性標的遺伝子を特異的にかつ選択的にオンにするように設計されたジンクフィンガーＤＮＡ結合タンパク質であり、場合により、前記内因性標的が、遺伝子パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子である、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子のアクチベーターである、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結されたプロモーターのアクチベーターである；
（ｅ）（ａ）から（ｃ）のいずれかに記載の方法において、前記刺激またはシグナルは、生物学的、光、化学的または薬学的刺激またはシグナルを含む；
（ｆ）パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の転写後アクチベーター、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結されたプロモーターのアクチベーター、の発現を刺激または誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する；あるいは
（ｇ）パラクリン発現性核酸または遺伝子の転写リプレッサーまたは転写後リプレッサーを阻害するまたはその阻害を誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導する、または前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結された制御性もしくは誘導性プロモーターの発現を誘導する、前記化学物質または医薬は、経口抗生物質、ドキシサイクリンまたはラパマイシンである；あるいはドキシサイクリンを使用するｔｅｔ−制御システムを、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子またはそれらの等価物の発現を誘導するために使用する。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物は、液体、ゲル、ヒドロゲル、粉末または水性製剤中に製剤化される。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物、または前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドは、小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ｎａｎｏｌｉｐｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ：ＮＬＰ）もしくは等価物中で製剤化されるか、または小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）もしくは等価物を使用する送達のために製剤化される。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物は、単離もしくは培養された細胞中で製剤化され、または単離もしくは培養された細胞に挿入もしくはトランスフェクトされ、および場合により、前記細胞は、哺乳動物細胞、心臓細胞、またはヒト細胞、非ヒト霊長類細胞、サル細胞、マウス細胞、ラット細胞、モルモット細胞、ウサギ細胞、ハムスター細胞、ヤギ細胞、ウシ細胞、ウマ細胞、ヒツジ細胞、イヌ細胞またはネコ細胞である。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物、または前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドは、医薬または滅菌製剤として製剤化される。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物、または前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドは、製品、人工臓器もしくインプラントとともに製剤化もしくは送達されるか、または製品、人工臓器もしくインプラント上で製剤化もしくは送達されるか、または製品、人工臓器もしくインプラントと組み合わせて製剤化もしくは送達される。

本発明の方法の代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物は、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｅｘ ｖｉｖｏでパラクリンポリペプチドを発現する。

代替実施形態において、本発明は、本発明の方法を実施することを含む、個体または患者を、パラクリン応答性病態、感染症、疾患、病気または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための方法を提供する。

代替実施形態において、本発明は、本発明の方法を実施することを含む、心収縮機能不全；うっ血性心不全（ＣＨＦ）；心線維症；心筋細胞疾患、機能不全もしくはアポトーシス；肺高血圧；心臓、皮膚、肝臓、肺、筋肉、神経、脳もしくは腎臓の疾患、癌もしくは機能不全；癌もしくは新生物；または血友病もしくは血友病Ｂを処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）ための方法を提供する。

代替実施形態において、本発明は、患者または個体において糖尿病または前糖尿病を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）方法を提供し、該方法は、
（ａ）前記パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、本発明の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与する工程であって、
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である、工程；
を含み、それにより、前記患者または個体において糖尿病または前糖尿病を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）。

代替実施形態において、本発明は、患者または個体において肥満症を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）方法を提供し、該方法は、
（ａ）前記パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、本発明の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与する工程であって、
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である工程；
を含み、それにより、前記患者または個体において肥満症を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）。

代替実施形態において、本発明は、患者または個体において体重増加を抑制する、または食欲を抑制する、または体重減少を刺激するもしくは開始させる方法を提供し、該方法は、
（ａ）前記パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、本発明の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与する工程であって、
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である工程；
を含み、それにより、前記患者または個体において体重増加を抑制する、または食欲を抑制する、または体重減少を刺激するもしくは開始させる。

代替実施形態において、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドは、小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中でまたは小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）として製剤化されるか、経口投与、筋肉内（ＩＭ）注射、静脈内（ＩＶ）注射、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射、髄腔内注射、動脈内（ＩＡ）注射、冠動脈内注射、吸入、またはエアロゾルによる投与のために製剤化される。
本発明は、例えば、以下の項目も提供される。
（項目１）
個体または患者を、ｉｎ ｖｉｖｏで増大または持続したペプチドもしくはパラクリンポリペプチドのレベルに応答する疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための方法であって、
（ａ）（ｉ）転写制御配列に作動的に連結された、パラクリンポリペプチドをコードする核酸または遺伝子；あるいはパラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはパラクリンポリペプチド発現性核酸、転写産物もしくはメッセージ、をその中に含有している発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスまたは等価物であって、前記パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージを細胞においてまたはｉｎ ｖｉｖｏで発現することができる、発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスまたは等価物を提供する工程；および
（ｉｉ）転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージ、または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物を、前記細胞、またはそれを必要とする個体もしくは患者に投与または送達し、それによって、前記個体または患者を、増大または持続したパラクリンポリペプチドレベルに応答する前記疾患、感染症または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）工程を包含する、方法；
（ｂ）前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルス、または等価物が、
アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、レンチウイルスベクターまたはアデノウイルスベクター、
ＡＡＶ血清型ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８またはＡＡＶ９、
アカゲザル由来ＡＡＶ、またはアカゲザル由来ＡＡＶ ＡＡＶｒｈ．１０ｈＣＬＮ２、
ＡＡＶカプシド変異体またはＡＡＶハイブリッド血清型、
臓器指向性ＡＡＶ、または心臓指向性ＡＡＶ、または心臓指向性ＡＡＶＭ４１変異体であるか、またはこれらを含み、
場合により、前記ＡＡＶが、野生型（ｗｔ）ＡＡＶを許容しない特異的細胞タイプに標的化することにおける効率を増大させるように、および／または対象となる細胞タイプのみを感染させることでの効力を改善させるように操作される、ならびに
場合により、前記ハイブリッドＡＡＶが、１）カプシド転換、２）カプシド表面への二重特異性抗体の吸着、３）モザイクカプシドの操作、および／または４）キメラカプシドの操作を含む１つ以上の修飾によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される、（ａ）に記載の方法；
（ｃ）前記パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージが、制御性または誘導性転写制御配列に作動的に連結されている、（ａ）に記載の方法；
（ｄ）前記制御性または誘導性転写制御配列が、制御性または誘導性プロモーターであり、
場合により、転写および／または翻訳の陽性モジュレーター（アクチベーター）および／または陰性モジュレーター（リプレッサー）が、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージに作動可能に連結されている、（ｃ）に記載の方法；
（ｅ）転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物もしくはメッセージ、または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物の、それを必要とする個体または患者へ投与する工程が、結果として、パラクリンタンパク質を血流もしくは全身循環に放出させることになり、または前記細胞において前記パラクリンタンパク質の増大もしくは持続した発現を生じさせることになり、
場合により、前記パラクリンタンパク質の前記放出または増大もしくは持続した発現が、前記パラクリンポリペプチドをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージに作動可能に連結された、誘導性プロモーターの活性化、またはリプレッサーの抑制解除に依存する、（ａ）から（ｄ）のいずれかに記載の方法；あるいは
（ｆ）ｉｎ ｖｉｖｏで増大したパラクリンポリペプチドレベルに応答する前記疾患、感染症または状態が、心収縮機能不全；うっ血性心不全（ＣＨＦ）；心線維症；心筋細胞疾患、機能不全もしくはアポトーシス；肺高血圧；心臓、皮膚、肝臓、肺、筋肉、神経、脳もしくは腎臓の疾患、癌もしくは機能不全；癌もしくは新生物；または血友病もしくは血友病Ｂである、（ａ）から（ｅ）のいずれかに記載の方法
を含む、方法。
（項目２）
（ａ）前記転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子；または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、経口、筋肉内（ＩＭ）注射により、静脈内（ＩＶ）注射により、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射により、髄腔内注射により、動脈内（ＩＡ）注射により、冠動脈内注射により、吸入により、エアロゾルにより、または微粒子銃粒子送達システムにより、または「遺伝子銃」、エアピストルもしくはＨＥＬＩＯＳ（商標）遺伝子銃（Ｂｉｏ−Ｒａｄ ｌＡｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、カリフォルニア州ハーキュリーズ）を使用することにより、それを必要とする個体または患者に投与または送達される；あるいは
（ｂ）前記転写制御配列に作動的に連結された、前記パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子；または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、それを必要とする個体または患者に、血流に隣接しているもしくは血流が流れ込む体内の任意の組織または液腔への導入によって、そのコードされているタンパク質を前記組織内の細胞から分泌して血流に放出することができるように投与または送達される、
項目１に記載の方法。
（項目３）
前記パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、哺乳動物強心性ペプチド、成長因子、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）、ウロコルチン−１（ＵＣｎ−１）、ウロコルチン−３（ＵＣｎ−３）、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせ；またはヒト強心性ペプチド、ヒト成長因子、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１１、もしくはこれらの任意の組み合わせであるか、またはそれらを含む、項目１または項目２に記載の方法。
（項目４）
前記パラクリンポリペプチドが、ウロコルチン、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、リラキシン−２もしくは脳ナトリウム排泄増加性ペプチドであり、かつ前記疾患もしくは状態が、うっ血性心不全（ＣＨＦ）である；または前記パラクリンポリペプチドが、プロスタサイクリンシンターゼであり、かつ前記疾患もしくは状態が肺高血圧である、項目３に記載の方法。
（項目５）
（ａ）前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導する刺激もしくはシグナル、または前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導するプロモーター（例えば、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動可能に連結されたもの）を誘導もしくは活性化する刺激もしくはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する；
（ｂ）プロモーター、場合により、パラクリン発現性核酸または遺伝子特異的プロモーター（例えば、前記パラクリン発現性核酸または遺伝子に作動可能に連結されたもの）のアクチベーターの合成を誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与する；
（ｃ）前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子のまたは前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子特異的プロモーターの天然もしくは合成アクチベーターの合成を誘導する刺激またはシグナルを、前記個体、患者または被験体に投与し、
場合により、前記天然アクチベーターが、内因性転写因子である；
（ｄ）（ｃ）に記載の方法において、前記合成アクチベーターが、内因性または外因性標的遺伝子を特異的にかつ選択的にオンにするように設計されたジンクフィンガーＤＮＡ結合タンパク質であり、場合により、前記内因性標的が、遺伝子パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子である、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子のアクチベーターである、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結されたプロモーターのアクチベーターである；
（ｅ）（ａ）から（ｃ）のいずれかに記載の方法において、前記刺激またはシグナルが、生物学的、光、化学的または薬学的刺激またはシグナルを含む；
（ｆ）パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の転写後アクチベーター、またはパラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結されたプロモーターのアクチベーター、の発現を刺激または誘導する刺激またはシグナルを前記個体、患者または被験体に投与する；あるいは
（ｇ）パラクリン発現性核酸または遺伝子の転写リプレッサーまたは転写後リプレッサーを阻害するまたはその阻害を誘導する刺激またはシグナルを前記個体、患者または被験体に投与する、
項目１から４のいずれかに記載の方法。
（項目６）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子の発現を誘導する、または前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子に作動的に連結された制御性もしくは誘導性プロモーターの発現を誘導する、前記化学的または薬学的刺激またはシグナルが、経口抗生物質、ドキシサイクリンまたはラパマイシンである；あるいはドキシサイクリンを使用するｔｅｔ−制御システムが、前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子またはそれらの等価物の発現を誘導するために使用される、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、液体、ゲル、ヒドロゲル、粉末または水性もしくは食塩水製剤中で製剤化される、項目１から４のいずれかに記載の方法。
（項目８）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中で製剤化される、項目１から４のいずれかに記載の方法。
（項目９）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、単離または培養細胞中で製剤化され、および場合により、前記細胞が、哺乳動物細胞、心臓細胞、またはヒト細胞、非ヒト霊長類細胞、サル細胞、マウス細胞、ラット細胞、モルモット細胞、ウサギ細胞、ハムスター細胞、ヤギ細胞、ウシ細胞、ウマ細胞、ヒツジ細胞、イヌ細胞またはネコ細胞である、項目１から８のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、医薬として製剤化される、または無菌である、項目１から８のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、製品、人工臓器もしくインプラントとともに製剤化もしくは送達されるか、または製品、人工臓器もしくインプラント上で製剤化もしくは送達されるか、または製品、人工臓器もしくインプラントと組み合わせて製剤化もしくは送達される、項目１から８のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
前記パラクリン発現性核酸もしくは遺伝子または前記発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスもしくは等価物が、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｅｘ ｖｉｖｏでパラクリンポリペプチドを発現する、項目１から１１のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
項目１から１２のいずれかに記載の方法を実施することを含む、個体または患者を、パラクリン応答性病態、感染症、疾患、病気または状態に対して処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための方法。
（項目１４）
項目１から１２のいずれかに記載の方法を実施することを含む、心収縮機能不全；うっ血性心不全（ＣＨＦ）；心線維症；心筋細胞疾患、機能不全もしくはアポトーシス；肺高血圧；心臓、皮膚、肝臓、肺、筋肉、神経、脳もしくは腎臓の疾患、癌もしくは機能不全；癌もしくは新生物；または血友病もしくは血友病Ｂを処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）ための方法。
（項目１５）
患者または個体において糖尿病または前糖尿病を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）方法であって、
（ａ）パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、項目１から１２のいずれかに記載の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与し、それにより、前記患者または個体において前記糖尿病または前糖尿病を処置する工程を含み、ここで
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である、方法。
（項目１６）
患者または個体において肥満症を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）方法であって、
（ａ）パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、項目１から１２のいずれかに記載の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与し、それにより、前記患者または個体において肥満症を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）工程を含み、ここで、
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である、方法。
（項目１７）
患者または個体において体重増加を抑制する、または食欲を抑制する、または体重減少を刺激するもしくは開始させる方法であって、
（ａ）パラクリンポリペプチドまたはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を含むまたはそれから成る、項目１から１２のいずれかに記載の方法を実施する工程；および
（ｂ）ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸、遺伝子、メッセージもしくは転写産物を、それを必要とする個体または患者に投与し、それにより、前記患者または個体において体重増加を抑制する、または食欲を抑制する、または体重減少を刺激するもしくは開始させる工程を含み、ここで、
場合により、前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、単離、組換え、合成および／もしくはペプチド模倣ペプチドもしくはポリペプチドまたはそれらの改変体である、方法。
（項目１８）
前記ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドが、小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中でまたは小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）として製剤化されるか、経口投与、筋肉内（ＩＭ）注射、静脈内（ＩＶ）注射、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射、髄腔内注射、動脈内（ＩＡ）注射、冠動脈内注射、吸入、またはエアロゾルによる投与のために製剤化される、項目１５から１７のいずれかに記載の方法。

本発明の１つ以上の実施形態についての詳細を、添付の図面および下の説明の中で示す。本発明の他の特徴、目的および利点は、その説明およびそれらの図面から、ならびに本請求項から明らかになる。

本明細書において引用するすべての出版物、特許および特許出願は、あらゆる目的のために参照により本明細書に明示的に援用されている。

図１は、ＩＧＦ１をコードするＡＡＶ５を含む本発明の例示的構築物を例証するものであり、これを下の実施例２において説明する。 図２Ａおよび図２Ｂは、培養新生仔ラット心筋細胞を本発明の例示的ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ構築物に感染させ、ＩＧＦＩを誘導し、発現させ、その後、測定した研究からのデータを例証するものであり、これらを下の実施例２において説明する。 図３は、例示的ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔでの遺伝子導入後、ドキシサイクリンを添加し、その後、除去する、培養新生仔ラット心筋細胞におけるＩＧＦＩ ｍＲＮＡ発現についての制御性発現をグラフで例証するものであり、これを下の実施例２において説明する。 図４Ａは、ＡＡＶ５．ＥＧＦＰ遺伝子導入の３週間後のラットの片側前脛骨筋におけるＥＧＦＰ発現を示す顕微鏡写真を図示するものであり；および図４Ｂは、ＣＨＦにおける骨格筋ＩＧＦＩ発現の効果を測定する心エコー検査からのデータを要約する表４であり、これらを下の実施例２において説明する。 図４Ａは、ＡＡＶ５．ＥＧＦＰ遺伝子導入の３週間後のラットの片側前脛骨筋におけるＥＧＦＰ発現を示す顕微鏡写真を図示するものであり；および図４Ｂは、ＣＨＦにおける骨格筋ＩＧＦＩ発現の効果を測定する心エコー検査からのデータを要約する表４であり、これらを下の実施例２において説明する。 図５は、ＣＨＦの際の骨格筋における本発明の例示的ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの遺伝子導入のための実験プロトコルを図示するものであり、これを下の実施例２において説明する。 図６は、心臓アポトーシスおよび心線維症に対するＡＡＶ５．ＩＧＦＩ−ｔｅｔ遺伝子導入の効果を例証するものである：図６Ａは、ＩＧＦＩ発現の活性化（ＩＧＦ−オン）が、心筋細胞アポトーシス低減と関連づけられることを示したＴＵＮＥＬ染色からのデータをグラフで例証するものであり；図６Ｂは、低減された心線維症、およびコラーゲン面積率が低減されたことを示した、ＩＧＦ−オフおよびＩＧＦ−オンラットからの非梗塞心室内中隔のピクロシリウスレッド染色切片を図示するものであり；ならびに図６Ｃは、ＩＧＦ−オフおよびＩＧＦ−オンラットからのこのデータをグラフで示すものであり、これらを下の実施例２において説明する。 図７は、本発明のＡＡＶ５構築物を投与したときの具体例としての、マウスにおける静脈内送達、ラットにおける筋肉内送達時に、ＩＧＦＩの血清レベルを増大させる点で静脈内投与のほうが筋肉内投与より良好な結果をもたらすことをグラフで例証するものであり、これを下の実施例２において説明する。 図８は、肝臓および心臓におけるコピー数および導入遺伝子発現をエンドポイントとして使用する本発明の例示的ＡＡＶ５およびＡＡＶ９構築物の静脈内送達の相対的効力を示すデータをグラフでおよび画像により例証するものであり、これを下の実施例２において説明する。 図９は、本発明の方法を実施するときに所望のまたは特定の適応症に使用するために最も適切なベクターを決定および試験するための例示的プロトコルを図示するものであり、これを下の実施例２において論ずる。 図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅおよび１０Ｆは、本発明の例示的ベクター構築物を例証するものであり、これらを下の実施例２において説明する。 図１１は、ＩＶ ＡＡＶ８が、パラクリンアプローチについての持続して増大したレベルの血清ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）を達成するために最適なベクターおよび送達経路であることを示すデータをグラフで例証するものであり、これを下の実施例３において説明する。 図１２Ａは、例示的ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２構築物のＩＶ投与後の肝臓におけるＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現の時間経過をグラフで例証するものであり；および図１２Ｂは、ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２ ＩＶ投与の６週間後のＬＶにおけるＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現を示すデータをグラフで例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１３は、ＵＣｎ２遺伝子導入が、正常マウスにおいて静脈内（ＩＶ）送達による本発明の例示的ＡＡＶ８．ＵＣｎ２構築物の送達によってＬＶ機能を上昇させたかどうかを決定するための研究からのデータをグラフで例証するものである：図１３Ａは、ＵＣｎ２遺伝子導入がＬＶ収縮機能を上昇させたことを示すデータをグラフで例証するものであり；図１３Ｂは、−ｄＰ／ｄｔもまた低減されたこと（これは、ＬＶ弛緩増進を示す）を示すデータをグラフで例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１４は、不全心臓に対するＵＣｎ２導入の効果を示すデータを例証するものである：図１４Ａは、研究プロトコルを図示するものであり；ならびに図１４Ｂおよび１４Ｃは、不全心臓に対するＵＣｎ２導入の効果を示すデータを例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１５は、正常マウスに例示的ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２のＩＶ送達を施し、そして４週間後、そのＵＣｎ２遺伝子導入群からのＬＶ試料が、ＳＥＲＣＡ２ａタンパク質発現の２倍増大を示したデータを、図１５Ａはグラフにより、図１５Ｂは免疫ブロットにより、例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１６は、ＵＣｎ２遺伝子導入後のＣａ^２＋トランジェントのデータを示す：図１６Ａは、ＵＣｎ２遺伝子導入が、Ｃａ^２＋低下速度を増大させたことをグラフで例証するものであり；図１６Ｂは、４週間前にＵＣＮ２遺伝子導入を施したマウスからの心筋細胞において時間対Ｃａ^２＋トランジェント減衰が短縮されたことをグラフで例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１７は、ＵＣｎ２が、培養新生仔ラット心筋細胞を低酸素傷害から保護するデータを示す：図１７Ａは、ＵＣｎ２が、ＮａＮ_３処理の２４時間後に形態学的正常性を維持することを例証するものであり；図１７Ｂは、ＵＣｎ２が、ＮａＮ_３処理後のＬＤＨ放出を低減させることをグラフで例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図１８は、ＣＲＥＢ（図１８Ａ）およびβ−カテニン（図１８Ｂ）両方のリン酸化が、本発明の例示的ＵＣｎ２．ＣＢＡ．ＵＣｎ２構築物のＩＶ送達の４週間後のＬＶ試料において検出されたことをグラフで例証するものであり、これを下の実施例３において説明する。 図１９は、ＵＣｎ２がグルコース制御に影響を及ぼすことを示すデータを例証するものである：マウスに例示的ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２のＩＶ送達を施した：図１９Ａは、空腹時血糖の小規模の減少が、ＵＣｎ２群において見られたことを例証するものであり：図１９Ｂは、ＵＣｎ２遺伝子導入が、グルコース利用を促進し、食事誘導高血糖を防ぐことを示す結果を例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。 図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅおよび２０Ｆは、本発明の例示的構築物を例証するものであり、これらを下の実施例３において説明する。これらの様々な図面において、同様の参照記号は、同様の要素を示す。

本発明は、個体をｉｎ ｖｉｖｏで増大したパラクリンレベルに応答する疾患、感染症または状態に対して処置するための、改善するための、または保護するための（予防法としての）、組成物ならびにｉｎ ｖｉｖｏおよびｅｘ ｖｉｖｏ方法を提供し、該方法は、パラクリンをコードする核酸、遺伝子、転写産物またはメッセージの投与を含む。代替実施形態において、本発明は、任意のパラクリンポリペプチドまたはペプチド、例えば、哺乳動物強心性ペプチド、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせ；またはヒト強心性ペプチド、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせのｉｎ ｖｉｖｏもしくはｉｎ ｓｉｔｕ送達および／またはｉｎ ｖｉｖｏ発現ならびに被調節発現のための、組成物および方法を提供する。

代替実施形態において、本発明は、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子の、またはパラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子を含む（その中に含有している）発現ビヒクル（例えば、ベクター、組換えウイルスおよびこれらに類するもの）の、送達および被調節発現であって、パラクリンタンパク質が、体内の、例えば、心血管疾患を処置する場合には心臓に対して、または肺もしくは腎臓などに対して、あるいは他の標的に対して有益な効果を及ぼすことができる血流もしくは全身循環に放出される結果となる送達および被調節発現のための組成物および方法を提供する。

代替実施形態において、本発明は、本発明の方法を実施するための、パラクリンをコードする核酸または遺伝子のｉｎ ｖｉｖｏ発現のための、発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスおよびこれらに類するものを提供する。代替実施形態では、前記パラクリンをコードする核酸または遺伝子を発現する発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスおよびこれらに類するものを、筋肉内（ＩＭ）注射により、静脈内（ＩＶ）注射により、皮下注射により、吸入により、微粒子銃粒子送達システム（例えば、いわゆる「遺伝子銃」）、およびこれらに類するものにより、例えば、外来患者として、例えば外来診療中に、送達することができる。

代替実施形態において、この「末梢」送達モード、例えば、ＩＭまたはＩＶ注射される発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスおよびこれらに類するものは、遺伝子または核酸が臓器（例えば、心臓、肺または腎臓）自体で直接発現されるときに遭遇する問題を回避することができる。血流または全身循環内への所望のパラクリンタンパク質（単数または複数）の持続分泌は、体内で非常に短い半減期を呈示する多くのタンパク質について特に問題になり得る、注入によるタンパク質投与の難しさおよび費用も回避し、このことを下の表１に要約する：

代替実施形態において、本発明は、調整された処置および最適な安全性の保険のための、パラクリン発現性核酸または遺伝子の発現を容易にかつ効率的にオンにするおよびオフにすることができる方法を提供する。

代替実施形態において、前記パラクリン発現性核酸（単数もしくは複数）または遺伝子（単数もしくは複数）によって発現されるパラクリンタンパク質（単数または複数）は、組織もしくは臓器、例えば心臓、血管、肺、腎臓、または他の標的に対して、それらの作用部位（単数または複数）から距離を隔てた（例えば、解剖学的に遠隔の）位置で血液または全身循環に分泌されたとしても、有益なまたは好適な効果（例えば、治療または予防効果）を及ぼす。

本発明の例示的実施形態では、例えばうっ血性心不全（ＣＨＦ）または肺高血圧を処置するための方法を含むがこれらに限定されない本発明の方法を実施するために、ウロコルチン−２をコードするパラクリン発現性核酸または遺伝子を使用するが、他のパラクリン発現性核酸または遺伝子：ウロコルチン−１およびウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド（ＣＨＦのために）、プロスタサイクリンシンターゼ（肺高血圧のために）、成長ホルモンおよび／もしくはインスリン様成長因子−１、またはこれらの任意の組み合わせ、を使用してもよい。

代替実施形態において、本発明は、心臓または肺疾患、例えば、うっ血性心不全（ＣＨＦ）または肺高血圧を処置するためのパラクリン型遺伝子の被調節発現を提供する、制御性発現システムへの適用ならびに該発現システムのための組成物および方法を提供する。

例えば、代替実施形態において、組換えウイルス（例えば、長期ウイルスもしくはウイルスベクター）、またはベクター、または発現ベクター、およびこれらに類するものを、例えば、体静脈に（例えば、ＩＶ）、または筋肉内（ＩＭ）注射により、吸入により、または微粒子銃粒子送達システム（例えば、いわゆる「遺伝子銃」）により、例えば、外来患者として、例えば医院で注射することができる。代替実施形態では、数日または数週間後（例えば、４週間後）、その個体、患者または被験体は、パラクリン発現性核酸または遺伝子の発現を誘導する化学物質または医薬を投与される（例えば、吸入する、注射される、または嚥下する）；例えば、経口抗生物質（例えば、ドキシサイクリンまたはラパマイシン）が１日１回（またはより高もしくは低頻度）投与され、これは、前記遺伝子の発現を活性化することになる。代替実施形態では、前記核酸または遺伝子の発現の（例えば、誘導性プロモーターによる）「活性化」または誘導後、パラクリンタンパク質が合成され、前記被験体の循環に（例えば、血液中に）放出され、そしてその後、発現されるパラクリンタンパク質（単数または複数）に依存してその個体または患者に恩恵をもたらす（例えば、心臓、腎臓または肺機能に恩恵をもたらす）好適な生理効果、例えば、治療または予防効果を及ぼす。医師または被験体が処置の中止を望む場合、その被験体は、前記活性化化学物質または医薬、例えば抗生物質の摂取をやめる。

本発明者らは、ウロコルチン−２をコードするＡＡＶベクターを使用し、静脈内送達を用いてこのベクターをマウスに投与した。結果は、１）前記ベクターの静脈内送達の４〜６週間後、導入遺伝子の血清レベルの１７倍増大；２）心収縮機能（収縮機能）に対する好ましい顕著な効果；および３）心臓弛緩（拡張機能）に対する好ましい顕著な効果を示した。

代替実施形態において、本発明の適用としては、重症、低駆出率心不全の処置；肺高血圧の処置；駆出率が保たれている心不全の処置；肺高血圧および心不全の処置のために入院および血管作用性ペプチドの持続静脈内注入を必要とする現行治療の置き換え；ならびに他の状態の処置（この場合、パラクリン型遺伝子の被調節発現を用いて体内の一定の距離を隔てた位置での好ましい効果を促進することができる）が挙げられる。

核酸の生成および操作
代替実施形態において、本発明の方法を実施するために、本発明は、パラクリンポリペプチドをコードする単離、合成および／または組換え核酸または遺伝子を提供する。代替実施形態において、本発明の方法を実施するために、本発明は、ｉｎ ｖｉｖｏ発現用の発現ビヒクル内の（例えば、該ビヒクルにスプライシングされた）、例えば、ベクターまたは組換えウイルス内の、組換え形態のパラクリン発現性核酸または遺伝子を提供する。他の代替実施形態において、本発明は、例えば、所望のパラクリン遺伝子の発現を阻害する遺伝子またはメッセージ（ｍＲＮＡ）の発現を阻害することができる阻害核酸（例えば、ｓｉＲＮＡ、マイクロＲＮＡ、アンチセンス、リボザイム）をコードする単離、合成および／または組換え核酸を提供する。

代替実施形態では、本発明の核酸を、例えば、ｃＤＮＡライブラリーのクローニングおよび発現、メッセージまたはゲノムＤＮＡのＰＣＲによる増幅、ならびにこれらに類するものによって、作製、単離および／または操作する。ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、アンチセンス核酸、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、ベクター、ウイルスまたはそれらのハイブリッドをはじめとする、本発明を実施するために使用する核酸および遺伝子を、様々な源から単離し、遺伝子操作し、増幅させ、および／または組換え発現／生成することができる。これらの核酸から生成される組換えポリペプチド（例えば、本発明を実施するために使用するパラクリンキメラタンパク質）を個々に単離またはクローニングし、所望の活性について試験することができる。例えば、ウイルス（例えば、ＡＡＶ構築物もしくはハイブリッド）細菌、真菌、哺乳動物、酵母、昆虫または植物細胞発現システムまたは発現ビヒクルをはじめとする、任意の組換え発現システムまたは遺伝子療法送達ビヒクルを使用することができる。

あるいは、本発明を実施するために使用する核酸を、例えば、Ａｄａｍｓ（１９８３）Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１０５：６６１；Ｂｅｌｏｕｓｏｖ（１９９７）Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２５：３４４０−３４４４；Ｆｒｅｎｋｅｌ（１９９５）Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．１９：３７３−３８０；Ｂｌｏｍｍｅｒｓ（１９９４）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３３：７８８６−７８９６；Ｎａｒａｎｇ（１９７９）Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．６８：９０；Ｂｒｏｗｎ（１９７９）Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．６８：１０９；Ｂｅａｕｃａｇｅ（１９８１）Ｔｅｔｒａ．Ｌｅｔｔ．２２：１８５９；米国特許第４，４５８，０６６号に記載されているような周知の化学合成法によってｉｎ ｖｉｔｒｏで合成することができる。

本発明を実施するために使用する核酸の操作法、例えば、サブクローニング、標識プローブ（例えば、クレノウポリメラーゼ、ニックトランスレーション、増幅を用いる、ランダム・プライマー標識）、シークエンシング、ハイブリダイゼーションおよびこれらに類するものなどは、科学および特許文献において十分に説明されている。例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋ編、ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＣＬＯＮＩＮＧ：Ａ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＭＡＮＵＡＬ（第２版）、第１−３巻、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、（１９８９）；ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＲＯＴＯＣＯＬＳ ＩＮ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＢＩＯＬＯＧＹ、Ａｕｓｕｂｅｌ編、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９７）；ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＩＮ ＢＩＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＡＮＤ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＢＩＯＬＯＧＹ：ＨＹＢＲＩＤＩＺＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＮＵＣＬＥＩＣ ＡＣＩＤ ＰＲＯＢＥＳ、第Ｉ部．Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ、Ｔｉｊｓｓｅｎ編、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、Ｎ．Ｙ．（１９９３）を参照されたし。

本発明の方法を実施するために使用する核酸を得るおよび操作するための別の有用な手段は、ゲノム試料からのクローニング、ならびに所望される場合には、例えばゲノムクローンまたはｃＤＮＡクローンから単離または増幅された挿入物のスクリーニングおよび再クローニングである。本発明の方法において使用する核酸の源としては、例えば、哺乳動物人工染色体（ＭＡＣ）、例えば米国特許第５，７２１，１１８号、同第６，０２５，１１５号参照；ヒト人工染色体、例えばＲｏｓｅｎｆｅｌｄ（１９９７）Ｎａｔ．Ｇｅｎｅｔ．１５：３３３−３３５参照；酵母人工染色体（ＹＡＣ）；細菌人工染色体（ＢＡＣ）；Ｐ１人工染色体、例えばＷｏｏｎ（１９９８）Ｇｅｎｏｍｉｃｓ５０：３０６−３１６参照；Ｐ１由来ベクター（ＰＡＣ）、例えばＫｅｒｎ（１９９７）Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ２３：１２０−１２４参照；コスミド、組換えウイルス、ファージまたはプラスミド、に含有されるゲノムまたはｃＤＮＡライブラリーが挙げられる。

代替実施形態において、本発明の方法を実施するために、パラクリン融合タンパク質、およびそれらをコードする核酸を使用する。任意のパラクリンポリペプチド、例えば、ウロコルチン−１、ウロコルチン−２、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１タンパク質を、本発明を実施するために使用することができる。代替実施形態では、前記パラクリンタンパク質を異種ペプチドまたはポリペプチド、例えば、前記ポリペプチドを所望の細胞タイプ、例えば心筋細胞または肺細胞に標的化するためのペプチドに、融合させることができる。

代替実施形態において、本発明を実施するために使用するタンパク質に接合または融合させる異種ペプチドまたはポリペプチドは、所望の特性、例えば蛍光検出、安定性の増大および／または単純化された精製、を付与するＮ末端識別ペプチドであり得る。本発明を実施するために使用するペプチドおよびポリペプチドを、例えば、より免疫原性の高いペプチドを生産するために、組換え合成ペプチドをより容易に単離するために、抗体および抗体発現性Ｂ細胞を同定および単離するために、ならびにこれらに類することのために、１つ以上の追加のドメインが連結されている融合タンパク質として合成することおよび発現させることもできる。検出および精製助長ドメインとしては、例えば、固定化金属での精製を可能にする金属キレート形成性ペプチド、例えばポリヒスチジントラクトおよびヒスチジン−トリプトファンモジュール；固定化免疫グロブリンでの精製を可能にするプロテインＡドメイン；ならびにＦＬＡＧ延長部／アフィニティー精製システム（Ｉｍｍｕｎｅｘ Ｃｏｒｐ、ワシントン州シアトル）において利用されるドメインが挙げられる。精製を助長するために精製ドメインとペプチドまたはポリペプチドを含むモチーフとの間に切断可能リンカー配列、例えば第Ｘａ因子またはエンテロキナーゼを包めること。例えば、発現ベクターは、エピトープをコードする核酸配列であって、チオレドキシンおよびエンテロキナーゼ切断部位が後に続く６つのヒスチジン残基に連結している核酸配列を含む場合がある（例えば、Ｗｉｌｌｉａｍｓ（１９９５）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３４：１７８７−１７９７；Ｄｏｂｅｌｉ（１９９８）Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｘｐｒ．Ｐｕｒｉｆ．１２：４０４−４１４を参照されたし）。前記ヒスチジン残基は、検出および精製を助長し、その一方で前記エンテロキナーゼ切断部位は、その融合タンパク質の残部からエピトープを精製する手段を与える。融合タンパク質をコードするベクターに関係する技術および融合タンパク質の応用は、科学および特許文献において十分に説明されている。例えば、Ｋｒｏｌｌ（１９９３）ＤＮＡ Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．、１２：４４１−５３を参照されたし。

本発明を実施するために使用する核酸または核酸配列は、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、もしくはこれらのいずれかの断片；一本鎖であってもよく、もしくは二本鎖であってもよく、およびセンス鎖を表すこともあり、もしくはアンチセンス鎖を表すこともある、ゲノムもしくは合成起源のＤＮＡもしくはＲＮＡ；ペプチド核酸（ｐｅｐｔｉｄｉｃ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ：ＰＮＡ）；または起源が天然もしくは合成の任意のＤＮＡ様もしくはＲＮＡ様材料であり得る。本発明を実施するために使用する化合物は、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、ポリヌクレオチドまたはこれらのいずれかの任意の断片を含む「核酸」または「核酸配列」を含み；および一本鎖であってもよく、または二本鎖であってもよいゲノムまたは合成起源のＤＮＡまたはＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ、ｒＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ｉＲＮＡ）を含み；およびセンス鎖であることもありもしくはアンチセンス鎖であることもあり、またはペプチド核酸（ＰＮＡ）であることもあり、または例えばｉＲＮＡ、リボヌクレオタンパク質（例えば、例えば、二本鎖ｉＲＮＡ、例えばｉＲＮＰ）をはじめとする起源が天然もしくは合成の任意のＤＮＡ様もしくはＲＮＡ様材料であることもある。本発明を実施するために使用する化合物は、天然ヌクレオチドの公知類似体を含有する核酸、すなわち、オリゴヌクレオチドを含む。本発明を実施するために使用する化合物は、合成主鎖を有する核酸様構造を含む。例えば、Ｍａｔａ（１９９７）Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１４４：１８９−１９７；Ｓｔｒａｕｓｓ−Ｓｏｕｋｕｐ（１９９７）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３６：８６９２−８６９８；Ｓａｍｓｔａｇ（１９９６）Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｖ ６：１５３−１５６を参照されたし。本発明を実施するために使用する化合物は、化学合成することができる一本鎖ポリデオキシヌクレオチドまたは２本の相補ポリデオキシヌクレオチド鎖を含む「オリゴヌクレオチド」を含む。本発明を実施するために使用する化合物は、５’ホスフェートを有さない合成オリゴヌクレオチドを含み、したがって、キナーゼの存在下でホスフェートとＡＴＰの付加がなく別のヌクレオチドにライゲートしない。合成オリゴヌクレオチドは、脱リン酸化されていない断片にライゲートすることができる。

代替態様において、本発明を実施するために使用する化合物は、パラクリンポリペプチド（例えば、ウロコルチン−１、ウロコルチン−２、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１タンパク質）の生産に関与する遺伝子、または任意のＤＮＡセグメントを含み；それは、コード領域の前後の領域（リーダーおよびトレイラー）はもちろん、該当する場合は、個々のコードセグメント（エキソン）間に介在配列（イントロン）も含むことがある。「作動可能に連結された」は、２つ以上の核酸（例えば、ＤＮＡ）セグメント間の機能的関係を指すことができる。代替態様において、それは、転写制御配列と転写される配列の機能的関係を指すことができる。例えば、プロモーターは、本発明を実施するために使用する核酸などのコード配列に、それが、適切な宿主細胞または他の発現システムにおける該コード配列の転写を刺激または修飾する場合、作動可能に連結され得る。代替態様において、プロモーター転写制御配列は、転写される配列に、それらがその転写される配列に物理的に隣接し得る場合、すなわち、それらがｃｉｓ作用性であることができる場合、作動可能に連結され得る。代替実施形態において、転写制御配列、例えばエンハンサーは、その転写をそれらが増進させるコード配列に物理的に隣接している必要はなく、極めて近接した位置にある必要もない。

代替態様において、本発明は、本発明を実施するために使用するヌクレオチド配列を含む「発現カセット」であって、かかる配列と適合性の宿主における核酸、例えば構造遺伝子または転写産物（例えば、パラクリンタンパク質をコードするもの）の発現に影響を及ぼすことが可能であり得る「発現カセット」の使用を含む。発現カセットは、ポリペプチドコード配列または阻害配列と、および１つの態様では他の配列、例えば転写終結シグナルと、動作可能に連結された少なくとも１つのプロモーターを含むことができる。発現を果たすのに必要なまたは役立つ追加の因子、例えばエンハンサーも使用してもよい。

代替態様において、本発明を実施するために使用する発現カセットは、プラスミド、発現ベクター、組換えウイルス、任意の形態の組換え型「裸のＤＮＡ」ベクター、およびこれらに類するものも含む。代替態様において、本発明を実施するために使用する「ベクター」は、細胞を感染させること、トランスフェクトすること、一過的にまたは永久に形質導入することができる、核酸を含むことができる。代替態様において本発明を実施するために使用するベクターは、裸の核酸である場合があり、またはタンパク質もしくは脂質と複合体化した核酸である場合がある。代替態様において、本発明を実施するために使用するベクターは、ウイルスもしくは細菌核酸および／もしくはタンパク質、ならびに／または膜（例えば、細胞膜、ウイルス脂質エンベロープなど）を含むことができる。代替態様において、本発明を実施するために使用するベクターは、レプリコン（例えば、ＲＮＡレプリコン、バクテリオファージ）を、これらに限定されないが、含むことができ、該レプリコンにＤＮＡの断片が結合され、複製されることになり得る。したがって、ベクターは、ＲＮＡ、自律自己複製性環状または線状ＤＮＡまたはＲＮＡ（例えば、プラスミド、ウイルス、およびこれらに類するもの、例えば米国特許第５，２１７，８７９号参照）を、これらに限定されないが、含み、および発現プラスミドと非発現プラスミドの両方を含むことができる。代替態様において、本発明を実施するために使用するベクターは、細胞により有糸分裂中に自律構造として安定して複製されることがあり、または宿主のゲノム内に組み込まれることがある。

代替態様において、本発明を実施するために使用する「プロモーター」は、細胞、例えば、哺乳動物細胞、例えば心臓、肺、筋肉、神経または脳細胞においてコード配列の転写を駆動することが可能なすべての配列を含む。したがって、本発明の構築物において使用するプロモーターは、遺伝子の転写のタイミングおよび／または速度の制御または修飾に関与するｃｉｓ作用性転写調節エレメントおよび制御配列を含む。例えば、本発明を実施するために使用するプロモーターは、転写制御に関与する、エンハンサー、プロモーター、転写ターミネーター、複製起点、染色体組込配列、５’および３’非翻訳領域またはイントロン配列をはじめとする、ｃｉｓ作用性転写調節エレメントであり得る。これらのｃｉｓ作用性配列は、典型的に、タンパク質または他の生体分子と相互作用して転写を行う（オン／オフにする、制御する、修飾するなど）。

代替実施形態において、本発明を実施するために使用する「構成的」プロモーターは、発生および細胞分化の大部分の環境条件および状況下で発現を継続的に駆動するものであり得る。代替実施形態において、本発明を実施するために使用する「誘導性」または「制御性」プロモーターは、環境条件、投与された化学薬剤または発生条件の影響下で本発明の核酸の発現を誘導することができる。

遺伝子療法および遺伝子送達ビヒクル
代替実施形態において、本発明の方法は、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはパラクリンポリペプチド発現性核酸、転写産物もしくはメッセージ、のペイロードを細胞（単数または複数）にｉｎ ｖｉｔｒｏ、ｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｖｏで送達するための、例えば遺伝子療法送達ビヒクルとしての、核酸（例えば、遺伝子またはポリペプチドをコードする核酸）送達システムの使用を含む。

代替実施形態において、本発明の方法を実施するために使用する発現ビヒクル、ベクター、組換えウイルスまたは等価物は、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、レンチウイルスベクターもしくはアデノウイルスベクター；ＡＡＶ血清型ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８もしくはＡＡＶ９；アカゲザル由来ＡＡＶ、もしくはアカゲザル由来ＡＡＶ ＡＡＶｒｈ．１０ｈＣＬＮ２；臓器指向性ＡＡＶ、もしくは心臓指向性ＡＡＶ、もしくは心臓指向性ＡＡＶＭ４１変異体；および／またはＡＡＶカプシド変異体もしくはＡＡＶハイブリッド血清型である、またはこれらを含む。代替実施形態において、前記ＡＡＶは、野生型（ｗｔ）ＡＡＶを許容しない特異的細胞タイプに標的化することにおける効率を増大させるようにおよび／または対象となる細胞タイプのみを感染させることでの効力を改善させるように操作される。代替実施形態において、前記ハイブリッドＡＡＶは、１）カプシド転換、２）カプシド表面への二重特異性抗体の吸着、３）モザイクカプシドの操作、および／または４）キメラカプシドの操作を含む１つ以上の修飾によってハイブリッド血清型として再標的化または操作される。野生型（ｗｔ）ウイルスを許容しない特異的細胞タイプに標的化することにおける効率を増大させるようにおよび対象となる細胞タイプのみを感染させることでの効力を改善させるようにアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）を操作する方法は、当該技術分野において周知である；例えば、Ｗｕら、Ｍｏｌ．Ｔｈｅｒ．２００６年９月；１４（３）：３１６−２７、Ｅｐｕｂ ２００６年７月７日；Ｃｈｏｉら、Ｃｕｒｒ．Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒ．２００５年６月、５（３）：２９９−３１０を参照されたし。

例えば、アカゲザル由来ＡＡＶ ＡＡＶｒｈ．１０ｈＣＬＮ２またはその等価物を使用することができ、前記アカゲザル由来ＡＡＶは、ヒトのいずれの既存免疫によっても阻害されないことがある；例えば、Ｓｏｎｄｈｉら、Ｈｕｍ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒ．Ｍｅｔｈｏｄｓ．２０１２年１０月、２３（５）：３２４−３５、Ｅｐｕｂ ２０１２年１１月６日；Ｓｏｎｄｈｉら、Ｈｕｍ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒ．Ｍｅｔｈｏｄｓ．２０１２年１０月１７日を参照されたし；これらは、ヒト用の規模に拡大可能な用量でのＡＡＶｒｈ．１０ｈＣＬＮ２のラットおよび非ヒト霊長類のＣＮＳへの直接投与が、許容可能な安全性プロファイルを有し、ＣＮＳにおける有意なペイロード発現を媒介することを教示している。

また、例えば、心臓遺伝子導入用に特別設計されたＡＡＶベクター（心臓指向性ＡＡＶ）、例えば、心筋層における改善された形質導入効率および特異性を有するＡＡＶＭ４１変異体、例えば、Ｙａｎｇら、Ｖｉｏｌ Ｊ．２０１３年２月１１日；１０（１）：５０参照、を使用することができる。

アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）は、霊長類の一般的な感染因子であり、それ故、健常な霊長類は、ＡＡＶ媒介遺伝子導入治療戦略を阻害するＡＡＶ特異的中和抗体（ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ａｎｔｉｂｏｄｙ：ＮＡｂ）の大きなプールを有するので、本発明の方法は、個別化された処置設計を促進し、治療効力を増強するために、処置、特に、頻繁に使用されるＡＡＶカプシド成分での処置に先立ち、ＡＡＶ特異的ＮＡｂの候補患者のスクリーニングを含む；例えば、Ｓｕｎら、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓ．２０１３年１月３１日；３８７（１−２）：１１４−２０、Ｅｐｕｂ ２０１２年１０月１１日を参照されたし。

キットおよび説明書
本発明は、本発明の組成物および方法を、それらの使用説明書を含めて、含むキットを提供する。したがって、キット、細胞、発現ビヒクル（例えば、組換えウイルス、ベクター）およびこれらに類するものも提供することができる。

例えば、代替実施形態において、本発明は、本発明を実施するために使用する組成物を含む、例えば、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド；またはパラクリンをコードしている核酸、（ｂ）本発明の液体または水性製剤、あるいは（ｃ）本発明の小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子を含む、キットを提供する。１つの態様では、キットは、本発明の任意の方法、例えば、血流中の所望のパラクリンレベルを増大させるための、または細胞、例えば心臓もしくは肺細胞、を保護するための、または糖尿病もしくは前糖尿病を処置する、予防するまたは改善するための、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｅｘ ｖｉｖｏ方法、を実施するための説明書をさらに含む。

製剤
代替実施形態において、本発明は、ｉｎ ｖｉｖｏでパラクリンレベルを増大させることに使用するための組成物および方法を提供する。代替実施形態において、これらの組成物は、これらの目的のために製剤化されたパラクリンをコードする核酸、例えば、緩衝液中、食塩溶液中、粉末中、エマルジョン、小胞中、リポソーム中、ナノ粒子中、ナノ脂質粒子およびこれらに類するもの中の製剤化された発現ビヒクルまたはパラクリンをコードする核酸を含む。

代替実施形態において、本発明は、糖尿病（１型および２型、もしくは成人発症型糖尿病を含む）もしくは前糖尿病、または肥満症もしくは過体重を処置、改善もしくは予防するための、または体重減少を刺激するための、または食欲抑制剤として作用するための、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはＵＣｎ−２をコードする核酸の投与を含む方法を提供する。したがって、本発明は、そのための、ウロコルチン−２（Ｕｃｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはＵＣｎ−２をコードする核酸の適切な製剤および投薬量を提供する。

代替実施形態において、前記組成物（ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、またはパラクリンをコードする（例えば、ＵＣｎ−２をコードする）核酸、の製剤を含む）を、任意の方法で製剤化することができ、所望のｉｎ ｖｉｖｏまたｅｘ ｖｉｖｏ投与方法およびこれらに類するものをはじめとする所望のｉｎ ｖｉｔｒｏ、ｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏ条件に依存して、様々な濃度および形態で適用することができる。ｉｎ ｖｉｔｒｏ、ｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏ製剤化および投与のための技法の詳細は、科学および特許文献において十分に説明されている。

本発明を実施するために使用する、パラクリンをコードする核酸のまたはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドの製剤および／または担体は、当該技術分野において周知である。本発明を実施するために使用する製剤および／または担体は、ｉｎ ｖｉｖｏまたｅｘ ｖｉｖｏ適用に適する形態、例えば、錠剤、ピル、粉末、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などであり得る。

代替実施形態において、本発明を実施するために使用する、パラクリンをコードする核酸、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドは、水溶液および／もしくは緩衝溶液との混合物であることもあり、または水性および／もしくは緩衝懸濁液として存在することもあり、前記懸濁液は、例えば、懸濁化剤、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、トラガカントゴムおよびアラビアゴム、ならびに分散または湿潤剤、例えば、天然に存在するホスファチド（例えば、レシチン）、アルキレンオキシドと脂肪酸の縮合生成物（例えば、ステアリン酸ポリオキシエチレン）、エチレンオキシドと長鎖脂肪族アルコールの縮合生成物（例えば、ヘプタデカエチレンオキシセタノール）、エチレンオキシドと脂肪酸およびヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物（例えば、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール）、またはエチレンオキシドと脂肪酸および無水ヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物（例えば、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン）を含む。前記水性懸濁液は、１つ以上の保存薬、例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エチルまたはｎ−プロピルも含有することがある。例えば、適切な緩衝液の使用により、製剤の容量オスモル濃度を調整することができる。

本発明を実施する際、本発明の化合物（例えば、製剤）は、医薬的に許容され得る担体に溶解された、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、の溶液を含む場合があり、例えば、用いることができる許容され得るビヒクルおよび溶媒としては、水およびリンゲル液、等張塩化ナトリウムが挙げられる。加えて、滅菌固定油を溶媒または懸濁媒体として用いることができる。このために、合成モノもしくはジグリセリド、または脂肪酸、例えばオレイン酸をはじめとする、任意の固定油を用いることができる。１つの実施形態において、本発明を実施するために使用する溶液および製剤は無菌であり、かつ望ましくない物質を概して含まないようにそれらを製造することができる。１つの実施形態において、これらの溶液および製剤を従来の周知の滅菌法によって滅菌することができる。

本発明を実施するために使用する溶液および製剤は、必要に応じて、生理条件に近づけるための補助物質、例えばｐＨ調整剤および緩衝剤、毒性調整剤、例えば酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムおよびこれらに類するものを含むことがある。これらの製剤中の活性薬剤（例えば、パラクリンをコードする核酸または遺伝子）の濃度は非常に様々であり得、ならびに選択される特定のｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏ投与形式、および所望の結果、例えばｉｎ ｖｉｖｏパラクリン発現の増大、に従って、主として流体体積、粘度およびこれらに類するものに基づき前記濃度を選択することができる。

本発明を実施するために使用する溶液および製剤を凍結乾燥させることができ；例えば、本発明は、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドを含む、安定した凍結乾燥製剤を提供する。１つの態様では、この製剤を、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドと、充填剤、例えばマンニトール、トレハロース、ラフィノースおよびスクロースまたはこれらの混合物とを含む溶液を凍結乾燥させることによって作製する。安定した凍結乾燥製剤を調製するためのプロセスは、溶液：約２．５ｍｇ／ｍＬタンパク質、約１５ｍｇ／ｍＬスクロース、約１９ｍｇ／ｍＬ ＮａＣｌ、および５．５より高いが６．５より低いｐＨを有するクエン酸ナトリウム緩衝液、の凍結乾燥を含み得る。例えば、米国特許出願公開第２００４／００２８６７０号を参照されたし。

本発明の組成物および製剤をリポソームの使用により送達することができる（下記の論考も参照されたし）。リポソームを使用することにより、特に、そのリポソームの表面が、標的細胞に対して特異的なリガンドを担持している、または特定の組織もしくは臓器タイプに別様に優先的に方向づけられている場合、ｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏ適用での前記活性薬剤の標的細胞への送達に焦点を当てることができる。

ナノ粒子、ナノ脂質粒子およびリポソーム
本発明は、本発明の方法、例えば、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドを個体、患者または哺乳動物細胞にｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏで送達するための方法、を実施するために使用する化合物（例えば、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド）を含むナノ粒子、ナノ脂質粒子、小胞およびリポソーム膜も提供する。代替実施形態において、これらの組成物は、例えば、所望の細胞タイプ、例えば、哺乳動物心臓細胞、腎臓細胞、肺細胞、神経細胞およびこれらに類するものへの標的化のために、細胞表面ポリペプチドを含むポリペプチドなどの生物学的な分子を含む分子を標的化するように設計される。

本発明は、本発明を実施するために使用する化合物を含む多層リポソームであって、例えば、Ｐａｒｋら、米国特許出願公開第２００７００８２０４２号に記載されているような多層リポソームを提供する。スクアレンと、ステロールと、セラミドと、中性脂質または油と、脂肪酸と、レシチンとを含む油相成分の混合物を使用して、例えばパラクリンをコードする核酸または遺伝子を捕捉するために、約２００から５０００ｎｍの粒径に前記多層リポソームを調製することができる。

リポソームは、活性薬剤（例えば、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド）を封入することによるリポソームの製造方法であって、水溶液を第一のリザーバに提供する工程；有機脂質溶液を第二のリザーバに提供する工程；そしてその後、前記水溶液と前記有機脂質溶液を第一の混合領域で混合して、リポソーム溶液を生成する工程（ここで前記有機脂質溶液は前記水溶液と混ざり、実質的に即座に、前記活性薬剤を封入しているリポソームを生成する）；そしてその後直ちに、前記リポソーム溶液を緩衝溶液と混合して、希釈されたリポソーム溶液を生成する工程を含む方法を含む、任意の方法、例えば、Ｐａｒｋら、米国特許出願公開第２００７００４２０３１号に記載の方法を用いて作製することができる。

１つの実施形態において、本発明を実施するために使用するリポソーム組成物は、例えば米国特許出願公開第２００７０１１０７９８号に記載されているように、例えば、本発明を実施するために使用する化合物（パラクリンをコードする核酸または遺伝子）の所望の細胞タイプへの標的化送達のために、置換アンモニウムおよび／またはポリアニオンを含む。

本発明は、本発明を実施するために使用する化合物（例えば、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド）を、例えば米国特許出願公開第２００７００７７２８６号に記載されているような、活性薬剤含有ナノ粒子（例えば、二次ナノ粒子）の形態で含む、ナノ粒子も提供する。１つの実施形態において、本発明は、本発明の脂溶性活性薬剤、すなわち二価または三価金属塩とともに作用するような脂溶性化水溶性活性薬剤、を含むナノ粒子を提供する。

１つの実施形態では、本発明を実施するために使用する、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドを、例えば米国特許出願公開第２００５０１３６１２１号に記載されているように、固体脂質懸濁液を使用して製剤化し、患者、個体または哺乳動物細胞にｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏで送達することができる。

送達ビヒクル
代替実施形態では、任意の送達ビヒクルを使用して、本発明の方法または組成物を実施すること、例えば、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドを送達して、本発明の方法をｉｎ ｖｉｖｏまたはｅｘ ｖｉｖｏで実施することができる。例えば米国特許出願公開第２００６００８３７３７号に記載されているような、ポリカチオン、カチオン性ポリマーおよび／またはカチオン性ペプチド、例えばポリエチレンイミン誘導体、を含む送達ビヒクルを使用することができる。

１つの実施形態では、例えば米国特許出願公開第２００４０１５１７６６号に記載されているような、界面活性剤が非共有結合によって核酸と会合している乾燥ポリペプチド−界面活性剤複合体を使用して、本発明の組成物を製剤化する。

１つの実施形態では、本発明を実施するために使用する核酸またはポリペプチドを、例えば米国特許第７，４１３，７３９号に記載されているように、ポリマーヒドロゲルまたは水溶性コポリマーとして細胞に適用することができる；例えば、核酸およびタンパク質を、強い求核試薬と共役不飽和結合または共役不飽和基との間の求核付加による反応によって重合させることができ、この場合、各前駆体成分は、少なくとも２つの強い求核試薬または少なくとも２つの共役不飽和結合もしくは共役不飽和基を含む。

１つの実施形態では、例えば米国特許第７，３０６，７８３号、同第６，５８９，５０３号に記載されているような、細胞膜透過性ペプチドコンジュゲートを伴うビヒクルを使用して、核酸またはタンパク質を細胞に適用する。１つの態様では、前記核酸それ自体を細胞膜透過性ペプチドにコンジュゲートさせる。１つの実施形態では、核酸、タンパク質および／または送達ビヒクルを、輸送媒介ペプチド、例えば、米国特許第５，８４６，７４３号（塩基性が高くかつポリ−ホスホイノシチドに結合する輸送媒介ペプチドが記載されている）に記載されているような輸送媒介ペプチドにコンジュゲートさせる。

１つの実施形態では、パラクリンをコードする核酸または遺伝子を細胞に送達する主または補助手段として、例えば、任意の電子穿孔システム、例えば米国特許第７，１０９，０３４号、同第６，２６１，８１５号、同第５，８７４，２６８号に記載のものを使用する、電気的透過処理（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）を用いる。

製品、インプラントおよび人工臓器
本発明は、例えば、本発明の方法を実施するためのパラクリンタンパク質を発現するように改変された細胞を含むインプラントおよび人工臓器、バイオリアクターシステム、細胞培養システム、プレート、ディッシュ、チューブ、ボトルおよびフラスコをはじめとする、本発明の細胞（例えば、本発明の方法を実施するためのパラクリンタンパク質またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドを発現するように改変された細胞）を含む製品、および本発明の方法によって作製される細胞の使用も提供する。任意のインプラント、人工臓器、バイオリアクターシステム、細胞培養システム、細胞培養プレート、ディッシュ（例えば、ペトリ皿）、細胞培養チューブおよび／または細胞培養フラスコ（例えば、ローラーボトル）を使用して、本発明を実施することができる。

代替実施形態において、本発明は、本発明の方法を実施するためのパラクリンタンパク質を発現するように修飾された細胞を含む、バイオリアクター、インプラント、ステント、人工臓器または同様のデバイスを提供し、それらには、例えば、米国特許第７，３８８，０４２号、同第７，３８１，４１８号、同第７，３７９，７６５号、同第７，３６１，３３２号、同第７，３５１，４２３号、同第６，８８６，５６８号、同第５，２７０，１９２号ならびに米国特許出願公開第２００４０１２７９８７号、同第２００８０１１９９０９号（耳のインプラントを記載）、同第２００８０１１８５４９号（眼のインプラントを記載）、同第２００８００２００１５号（生理活性創傷被覆材を記載）；同第２００７０２５４００５号（心臓弁バイオプロテーゼ、血管グラフト、半月板インプラントを記載）；同第２００７００５９３３５号、同第２００６０１２８０１５号（肝臓インプラントを記載）に記載のインプラントが含まれる。

ｉｎ ｖｉｖｏ細胞移植
代替実施形態において、本発明の方法は、本発明を実施するために使用する、パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチド、を含むまたは発現する細胞、例えば心臓、肺または腎臓細胞、の移植または植え込みも含み；および１つの態様では、本発明の方法は、前記パラクリンをコードする核酸もしくは遺伝子（もしくはそれらを発現する細胞）、またはウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドもしくはポリペプチドをｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｖｏで血管、組織または臓器に移植するまたは植え込むこと、あるいは再プログラミンされた分化細胞を、それを必要とする個体に移植するまたは植え込むことを含む。

任意の公知技法またはプロトコルを用いて、細胞を個体から取り出し、本発明の組成物および／または方法を用いて処置し、組織、臓器にまたはその個体に再挿入する（例えば、注射するまたは植え込む）。例えば、脱分化され再プログラミングされた細胞、または再プログラミングされ分化した細胞を、例えば米国特許第７，４４２，３８９号に記載されているようなマイクロスフェアを使用して、再び移植する（例えば、注射するまたは植え込む）ことができる；例えば、１つの態様において、前記細胞担体は、混合・送達システム内に予め負荷されている丸い平滑なポリメチルメタクリレート微粒子を含む充填剤と、これらの細胞を含む自己担体とを含む。もう１つの実施形態では、例えば米国特許出願公開第２００５００２７０７０号に記載されているような生体適合性架橋マトリックスの中の前記細胞を、組織、臓器、および／またはそれを必要とする個体に再投与する。

もう１つの実施形態では、生体適合性、非免疫原性コーティングの中のまたは該コーティングによって保護された本発明の細胞（例えば、本発明の方法を実施することによって作製された細胞）を、組織、臓器、および／またはそれを必要とする個体に再投与し（例えば、注射し、または植え込み）、前記コーティングは、例えば合成インプラントの表面にあるような、例えば米国特許第６，９６９，４００号（例えば、多数の求核基、例えば第一級アミノまたはチオール基、を含有するように修飾されたポリエチレングリコールにｃＡＭＰインコンピテントＡＣをコンジュゲートさせることができるプロトコルが記載されている）に記載されているようなものである。

１つの実施形態では、例えば米国特許第７，４４２，３９０号、同第５，７３３，５４２号によって記載されているようなグラフト方法を用いて、本発明の細胞（例えば、本発明の方法を実施することによって作製された細胞）を組織、臓器、および／またはそれを必要とする個体に投与する（例えば、注射する、または植え込む）。

ポリペプチド、核酸および／または細胞を組織または臓器（例えば、肺、腎臓、心臓）に送達するための任意の方法を使用することができ、これらのプロトコルは、当該技術分野において周知であり、例えば、米国特許第７，５１４，４０１号に記載されており、この特許明細書には、例えば、ポリペプチド、核酸および／または細胞の心臓へのｉｎ ｓｉｔｕでの冠動脈内（ＩＣ）、静脈内（ＩＶ）および／または局所送達（心筋注射）の使用が記載されている。例えば、代替実施形態では、肺へのおよび血流へのエアロゾル薬物粒子、遺伝子療法、持続注入、反復注射および／または徐放性ポリマーを、ポリペプチド、核酸および／または細胞を組織または臓器（例えば、肺、腎臓、心臓）に送達するために使用することができる。代替実施形態では、核酸および／または細胞を、カテーテルによって冠動脈にまたは制限開胸（ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｈｏｒａｃｏｔｏｍｙ）を介した直接注射によって左心房もしくは心室心筋層に与えることができ；あるいは心臓カテーテル留置中に通されるカテーテルにより心筋層に送達することができ；あるいは心膜腔に送達することができる。

代替実施形態では、組織または臓器（例えば、肺、腎臓、心臓）への、本発明を実施するために使用する核酸もしくはタンパク質、または本発明を実施するために使用する核酸を含むベクター（例えば、ＡＡＶ、もしくはアデノウイルス遺伝子療法ベクター）、または本発明の小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）、およびこれらに類するもの；例えば、米国特許第７，５０１，４８６号に記載されているように、例えば、アミノ酸配列ＣＲＰＰＲ（配列番号１）、アミノ酸配列ＣＡＲＰＡＲ（配列番号２）もしくはそのペプチドミメティック、またはアミノ酸配列ＣＰＫＲＰＲ（配列番号３）もしくはそのペプチドミメティックを含む本発明のポリペプチド。

本発明を実施するために使用する組成物を、他の治療薬、例えば、血管形成剤、抗血栓薬、抗炎症薬、免疫抑制薬、抗不整脈薬、腫瘍壊死因子阻害剤、エンドセリン阻害剤、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、カルシウム拮抗薬、抗生物質製剤、抗ウイルス剤およびウイルスベクターと併用することができる。

本発明を実施するために使用する組成物を、様々な心臓障害および心血管疾患、例えば、冠動脈疾患（ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｒｔｅｒｙ ｄｉｓｅａｓｅ：ＣＡＤ）；アテローム性動脈硬化症；血栓症；再狭窄；自己免疫性およびウイルス性血管炎、例えば、結節性多発性動脈炎、チャーグ−ストラウス症候群、高安動脈炎、川崎病およびリケッチア血管炎を含む、血管炎；アテローム硬化性動脈瘤；心筋肥大；うっ血性心疾患（ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌ ｈｅａｒｔ ｄｉｓｅａｓｅ：ＣＨＤ）；虚血性心疾患およびアンギナ；後天性弁膜症／心内膜疾患；心筋炎を含む、原発性心筋疾患；不整脈；ならびに移植拒絶反応；代謝性心筋疾患および心筋ミオパチー、例えば、うっ血性心筋症、肥大型心筋症および拘束型心筋症ならびに／または心臓移植、のいずれかを改善または処置するために使用することができる。代替実施形態では、本発明を実施するために使用する組成物、例えばウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）ペプチドまたはポリペプチドを、患者または個体における糖尿病もしくは前糖尿病を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）；あるいは患者または個体における、体重増加を抑制する、または食欲を抑制する、または体重減少を刺激するもしくは開始させる；あるいは患者または個体における糖尿病を処置する、改善するまたは防ぐ（予防する）ために使用する。

以下の実施例に関連して本発明をさらに説明する；しかし、本発明がかかる実施例に限定されないことは、理解されるはずである。

実施例１ ウロコルチン−２をコードするＡＡＶ９の静脈内送達は、正常マウスにおける心臓機能を向上させる
この実施例は、本発明の例示的実施形態の有効性を実証するものである：ＡＡＶ９／ウロコルチン−２（すなわち、ＡＡＶ９／ＵＣｎ２）の静脈内送達は、血清ＵＣｎ２の持続的増大およびＬＶ収縮機能の持続的向上をもたらした。これは、本発明のこの例示的実施形態の心不全の処置に対する有効性を示す。

この研究において、本発明者らは、心不全を有する動物および患者において多方面の有益効果を有する副腎皮質刺激ホルモン放出因子ファミリーの血管作用性ペプチドであるウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする２つのアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）血清型（ＡＡＶ５およびＡＡＶ９）を開発し、それらの相対的効力を試験した。ＡＡＶ５．Ｕｃｎ−２およびＡＡＶ９．Ｕｃｎ−２（５×１０^１１ゲノムコピー、ｇｃ）を静脈内注射（ＩＶ）によって送達した。遺伝子導入の４週間（ｗｋｓ）後、ＡＡＶ ＤＮＡ（ｑＰＣＲ）は、肝臓（ＡＡＶ５．ＵＣｎ２：２，６０１，８３９コピー／μｇ；ＡＡＶ９．ＵＣｎ２：３０，１２１，６６３コピー／μｇ）および心臓（ＡＡＶ５：８７，６３５ｇｃ／μｇ；ＡＡＶ９：３００，５２９コピー／μｇ）において上昇し；ならびにｍＲＮＡは、内因性ＵＣｎ２と比較して同様に上昇した（ＡＡＶ５．Ｕｃｎ−２：６８±ｘｘ倍；ＡＡＶ９．Ｕｃｎ−２：８，５７５）。

左心室試料は、ＡＡＶ９．ＵＣｎ２に関してのみＵｃｎ２ ｍＲＮＡ上昇を示し、Ｕｃｎ２ ｍＲＮＡが内因性ｍＲＮＡに対して２８倍増大された。血漿Ｕｃｎ−２は、増大された（ＡＡＶ５．ＵＣｎ２：以前の２．７ｎｇ／ｍＬから３．６ｎｇ／ｍＬへ、ｐ＜０．０００１；ＡＡＶ９．ＵＣｎ２）。最後に、血清ＵＣｎ２レベル上昇に付随して、ＬＶ収縮機能が向上した。

実施例２ 心血管疾患の処置のための遺伝子導入
この実施例は、容易にかつ安全に適用できる手法で心臓において高収率導入遺伝子発現を達成する点での本発明の例示的実施形態の有効性を実証するものである。

代替実施形態において、本発明は、パラクリン型導入遺伝子をコードする発現ビヒクル、例えばベクター、を使用する方法を提供する。この実施形態において、前記導入遺伝子は、ホルモンとして動作し、遠隔部位から循環に放出された後に心臓効果（ｃａｒｄｉａｃ ｅｆｆｅｃｔ）を有する。代替実施形態において、このアプローチは、高収率心臓遺伝子導入を達成することの問題を回避することができ、および外来診療中に全身性注射により患者を処置することを可能にする。

本発明者らは、多数のＡＡＶ血清型ベクターおよび送達方法を調査し、パラクリン遺伝子導入の概念実証研究を首尾よく完了した。重症拡張型ＣＨＦを有するラットに、テトラサイクリン制御下のインスリン様成長因子Ｉ（Ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｆａｃｔｏｒ Ｉ：ＩＧＦＩ）をコードするアデノ随伴ウイルス５（ＡＡＶ５）ベクターを骨格筋送達した。これは、ラットの給水にドキシサイクリンを添加することでＩＧＦＩ発現の活性化を可能にした。このシステムは、ＩＧＦＩの血清レベルの持続的上昇をもたらし、不全心臓の機能を改善した。

代替実施形態では、ａ）ＩＧＦＩ遺伝子導入を用いて収縮機能を向上させる；ｂ）ＡＡＶベクターおよびプロモーターを静脈内送達に使用して、最小のオフターゲット効果で最大の導入遺伝子発現をもたらす；ｃ）制御性導入遺伝子発現を用いて、導入遺伝子の血清レベルの微調整を可能にし、必要に応じて発現をオフおよびオンにさせる；ｄ）例えばＣＨＦのラットモデルにおいて、パラクリン発現性遺伝子の遺伝子導入を用いる；およびｅ）血清パラクリン（例えば、ＩＧＦＩ）をエンドポイントとして使用して、例えば正常なブタにおいて、有効用量のＡＡＶを使用し、そのベクターの静脈内投与後に導入遺伝子発現のアクチベーターを使用する。

代替実施形態において、選択的ペプチドの制御性発現を伴うＡＡＶベクターのＩＶ注射は、パラクリン媒介作用により、不全心臓に対して好適な効果を及ぼすことになる。

ベクター選択。代替実施形態では、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）ベクターを使用し、それによって、アデノウイルスに勝る長期導入遺伝子発現を可能にすると同時に、レンチウイルスベクターに関連した挿入変異誘発の可能性を回避する。第ＩＸ因子、エリスロポエチンおよびα１−アンチトリプシン、の持続的血清濃度上昇が、ＡＡＶベクターの単回注射の数年後にイヌおよび非ヒト霊長類において実証されており^１−４、本発明者らは、本発明者らの研究室でラットにおいてＡＡＶ５．ＩＧＦＩ−ｔｅｔの筋肉内注射後にＩＧＦＩの持続性（＞１年）血清濃度上昇を確認した^５。最近の臨床試験により、一部のＡＡＶ血清型は免疫応答を誘発することが判明したが^６、７、より新世代のＡＡＶベクターは、霊長類での前臨床研究において同様の問題を有さないようである。

ＡＡＶ血清型：代替実施形態では、ＡＡＶ血清型ＡＡＶ２を使用するが、一部の実施形態では、「偽型」ＡＡＶベクターが好ましい。ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８およびＡＡＶ９を含むこれらのＡＡＶ血清型は、ＡＡＶ２のカプシドと、それらの固有の名称を付与する独特な複製成分とを含むハイブリッド構築物である。代替実施形態では、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８およびＡＡＶ９の静脈内送達を用いる；これらは、心臓、肝臓、骨格筋および他の箇所において実質的分布および導入遺伝子発現を示す。

本発明者らは、図７において例証するように、血清ＩＧＦＩレベルを増大させる点で筋肉内ＡＡＶ５より静脈内ＡＡＶ５のほうが良好であることを発見した；図７は、ＩＶ対ＩＭ ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ遺伝子導入の３か月後の遊離ＩＧＦＩ血清レベルのデータをグラフで示すものである：マウス（ｎ＝３、各群）における静脈内送達は、ドキシサイクリンでのＩＧＦＩ発現の活性化（オン）後、血清ＩＧＦＩの２倍増大をもたらした；ラット（ｎ＝９、各群）における筋肉内送達は、ＩＧＦＩ発現の活性化から５週間後、血清ＩＧＦＩの＞１．３倍増大をもたらした。バーの上のＰ値：群内比較（ｔ検定、両側）。血清ＩＧＦＩの変化は、ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの静脈内送達後のほうが大きかった（ｐ＜０．００１）。

静脈投与したとき、図８において例証するように、ＡＡＶ９は、肝臓および心臓における導入遺伝子発現に関してＡＡＶ５より優れていた；図８に図示するように肝臓および心臓におけるコピー数および導入遺伝子発現をエンドポイントとして用いて本発明の例示的ＡＡＶ５およびＡＡＶ９構築物の静脈内送達の相対的効力を示すデータをグラフでおよび画像によって例証するものである。

代替実施形態において、ＡＡＶ９同様にＡＡＶ８は、全身性発現をもたらすが、肝臓において他の臓器より高い割合を与え、これは、肝臓特異的プロモーターとの組み合わせで、活用することを本発明者らが提案する特性である。

代替実施形態では、自己相補性ＡＡＶベクター（ｓｃＡＡＶ）を使用する；それらは、それらの一本鎖（ｓｓＡＡＶ）類似体より高度な導入遺伝子発現をもたらすことができる^８。ｓｓＡＡＶベクター（挿入容量４．７ｋｂ）を使用する導入遺伝子発現は、相補ＤＮＡ鎖が合成されるまで、４〜６週間延期される。ベクター内の相補ＤＮＡ鎖をコードすることにより、ｓｃＡＡＶ（挿入容量３．３ｋｂ）は、２週間で導入遺伝子発現を可能にし、その結果、そのｓｓＡＡＶ類似体と比べて高い導入遺伝子発現が生じることになる^８。

図１０において例証するように、１つの制御性発現ベクター（ＡＡＶ８．ＴＢＧ．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ）しかｓｃＡＡＶ構築に適用することができず、他の物は大きすぎる。しかし、このベクターをブタ研究に選択すると、ｓｓＡＡＶを使用して、要求される大量の製造のためにより良好な収率をもたらすことができる。ｓｃＡＡＶ類似体をヒトへの使用に用いることができ、それにより、優れた発現を利用して、用量の要件の低減を可能にすること、および臨床試験の安全性を改善させることができる。

標的組織に対するプロモーター。代替実施形態において、ＡＡＶベクターでの導入遺伝子発現用に選択するプロモーターは、何らかの組織依存性を有する。代替実施形態において、本発明を実施するために使用するプロモーターとしては、ニワトリβアクチン（ＣＢＡ）；甲状腺ホルモン結合グロブリン（ＴＢＧ、肝臓特異性）；およびラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）プロモーターが挙げられる。これに関連して、ＣＭＶは、骨格筋および心臓筋肉において優れたプロモーターであることを一貫して示した。最近の研究は、ＣＭＶプロモーターが肝臓においてメチル化を受けやすいことを示しており、このメチル化が結局は導入遺伝子発現を止める。肝臓発現の喪失は、導入遺伝子の血清レベルを低下させることになる−それ故、本発明者らは、図１０に図示するように、ＣＭＶプロモーターの使用を選ばず、その代り、メチル化をあまり受けない同様に頑強なプロモーター：ニワトリβアクチン（ＣＢＡ）；甲状腺ホルモン結合グロブリン（ＴＢＧ、肝臓特異性）；およびラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）プロモーターを選んだ。

制御性発現。代替実施形態では、ＡＡＶ媒介遺伝子導入によって付与される長期発現を用いて、予想外の有害反応が見られた場合に発現をオフにするように導入遺伝子発現を制御する。制御性発現はまた、恒常的送達ではなく間欠的送達を可能にすることになる。代替実施形態では、アクチベーターが導入遺伝子発現をオフにするかオンにするようにそのシステムを構成することができる。ほぼ恒常的な導入遺伝子発現が求められる場合、「オフ」システムが望ましい（例えば、導入遺伝子発現が望まれないとき、例えば、有害作用事象の場合、にのみ経口アクチベーターを摂取する）。代替実施形態において、間欠的導入遺伝子発現が求められる場合、「オン」システムが望ましい（例えば、導入遺伝子発現が望まれるときにだけ経口アクチベーターを摂取する）。

これらの代替実施形態は、厳密な調節を可能にし、および処置する特定の疾患に合わせてアクチベーターの最小量を摂取する手段を与える。代替実施形態では、制御性発現システム、例えば、エクジソン、タモキシフェン、テトラサイクリン、ラパマイシン^９−１２を使用する；大きいサイズのエクジソンシステムは、２ベクター戦略を要することがあり、この戦略は、制御制約のため臨床的遺伝子導入のための開発が難しい。タモキシフェンシステムは、扱いにくくはないが、テトラサイクリンシステムより耐容性の低いアクチベーター（タモキシフェン対ドキシサイクリン）を要する。代替実施形態では、利用可能な選択肢のうちの２つ（テトラサイクリンおよびラパマイシン制御）しか適さないことがあり、これらは、大型動物モデルで試験されたことのある唯一のシステムである^３、４。これらのシステムの両方が類似した特徴を有する（表２、上記）：対象となる遺伝子は、活性化薬（テトラサイクリンまたはラパマイシン類似体）によって誘導され得る操作された転写因子によって調節される。

テトラサイクリン制御性発現。代替実施形態において、本発明は、遺伝子導入の場でテトラサイクリン制御性発現を用いる：
ａ）導入遺伝子の基底発現（「漏出」）。より新しいｒｔＴＡ改変体、例えば、本発明者らが提案するおよび最近の研究で使用されているもの（ｒｔＴＡ２^Ｓ−Ｍ２）は、以前のｒｔＴＡ構築物とは異なり、基礎活性なしに頑強なテトラサイクリン依存性発現をもたらす^１３。

ｂ）患者の耐容性およびオフターゲット効果に対するテトラサイクリンの慢性使用。

●ｔｅｔ制御システムは、広範囲にわたって研究されており^１１；ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究は、ドキシサイクリン刺激性導入遺伝子発現が、０．００１ｎｇ／ｍＬで開始し、０．１μｇ／ｍＬで最大に達すること、第一世代システムに対してＥＣ_５０の１０分の１の低下、を示す^１３。ヒトにおいて、２００ｍｇドキシサイクリンの単回経口用量は、２４時間の時点で１．５μｇ／ｍＬの平均血漿および組織濃度をもたらし^１４、これは、最大発現に要するものより１５倍高い。ヒト被験体における導入遺伝子発現の完全活性化には１０〜２０ｍｇのドキシサイクリンの単回日用量で十分であり得る^１５。２００ｍｇ／日の用量は、アクネおよび慢性感染症のために経口ドキシサイクリンを慢性使用している患者に十分に耐容される^{１４、１６}。

●ＯＲＡＣＥＡ（登録商標）（ドキシサイクリン４０ｍｇ、経口的に１日１回）は、酒さを処置するための継続使用がＦＤＡにより認可されている^１６。感染症を処置するために要する用量２００ｍｇより８０％低いこの用量は、酒さを処置する抗炎症効果をもたらすが、抗微生物効果を有さず、抗生物質耐性生物の発生をもたらさない（１１年の臨床データ）。各カプセルは、３０ｍｇの即時放出ビーズおよび１０ｍｇの遅延放出ビーズとして、４０ｍｇの無水ドキシサイクリンを含有する。テトラサイクリンに対するアレルギー、増大された光線過敏症を有する被験体、妊婦または授乳中の女性、または９歳未満の小児（歯の変色、起こり得る長骨成長低下）は、ドキシサイクリンを使用すべきでない。５年の臨床使用で、最も一般的な副作用は、軽度の胃腸愁訴であった^１６。

●テトラサイクリンは、マトリックスメタロプロテイナーゼ発現および活性を減弱させることがあり、心筋梗塞（ＭＩ）後の最初の数日間に投与したとき左心室（ＬＶ）リモデリングに対して影響を及ぼす^１７。しかし、提案された前臨床研究では、ドキシサイクリンをＭＩの５週間後、ＬＶ腔拡張および瘢痕形成が安定し、群間で等しくなったとき、投与する。本発明者らは、ドキシサイクリンが、提案マウスＭＩ誘導ＣＨＦモデルにおいてＬＶリモデリングにも、ＴＩＭＰにも、またはＭＭＰ発現にも影響を及ぼさないことを実証した^１８。臨床の場で、テトラサイクリンがＭＩの急性期に使用されることはないだろう。

ｃ）ｒｔＴＡシステムの成分に対する免疫応答。ｔｅｔ−レギュレーターに対する免疫応答は、非ヒト霊長類においてＡＡＶ４．ｔｅｔおよびＡＡＶ５．ｔｅｔ遺伝子導入（網膜内）を用いる長期研究において確認されず^３、１５、その２．５年の研究期間に持続的テトラサイクリン依存性導入遺伝子発現が認められた。本発明者らには、高レベルのｒｔＴＡを発現するマウス心臓においても^{１８、１９}、ｒｔＴＡ２^Ｓ−Ｍ２制御エレメントを使用するＩＧＦＩのＡＡＶ５媒介制御性発現後のマウスおよびラットにおいても^５炎症が認められない。非ヒト霊長類におけるＡＡＶ．ｔｅｔの筋肉内送達は、網膜内または血管送達とは異なり、トランスアクチベーター融合タンパク質の細菌およびウイルス成分に対する免疫応答のため、制御性発現の減弱をもたらすようである^２０。ｔｅｔ−レギュレーターに対する免疫応答を決定することができると同時に、細菌タンパク質もウイルスタンパク質も有さず、免疫応答の惹起と関連づけられないラパマイシン制御システムを決定することができる^７。ｔｅｔ−およびラパマイシン制御の強度および制限については表２を参照されたし。

ラパマイシン制御発現。代替実施形態では、細菌Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓの産物であるマクロライドシロリムス（ラパマイシン）を使用する：それは、当初、抗真菌剤として開発されたが、抗増殖および免疫抑制効果があることが判明した。最近、それは、ａ）臓器移植の際の拒絶反応を予防するために（２ｍｇＰ．Ｏ．（口から、経口的に）、１日１回、これは、１２±６ｎｇ／ｍＬの平均血清レベルをもたらす）；およびｂ）その抗増殖効果のため血管形成術後の再狭窄を低減させるために薬物溶出ステントで、臨床的に使用されている。ラパマイシンは、マウスの寿命を増し、加齢の悪影響を未然に防ぐようであり^２１、および多形神経膠芽腫の処置の際にアジュバントとして使用される^２２。ラパマイシンは、サイトゾルＦＫ結合タンパク質１２（ＦＫＢＰ１２）を結合し、ラパマイシンの哺乳動物での標的（ｍＴＯＲ）シグナル伝達経路を阻害する。セリン／トレオニンプロテインキナーゼ、ｍＴＯＲは、細胞成長および増殖に影響を及ぼし、細胞生存を促進する。遺伝子療法についてのラパマイシンの有用性は、その二量体化特性に依存し、これは、ラパマイシン制御性発現システムに活用される特徴である。このシステムにおいて、操作された転写因子のＤＮＡ結合および活性化ドメインは、別々に融合タンパク質として発現され、それらの融合タンパク質は、二価「二量体化」薬、この場合はラパマイシンまたはラパマイシン類似体、の添加により架橋され、それにより活性化される^１２。発現は、用量依存性であり、可逆的であり、かつナノモル濃度のアクチベーターによって誘発される^１２。前記ラパマイシンシステムは、ウイルスタンパク質も細菌タンパク質も含有せず、したがって、免疫応答を誘発する可能性が低い。マカクにおいて、エリスロポエチンをコードするＡＡＶ１の筋肉内注射は、エリスロポエチンレベルの降下なしに、および制御エレメントに対する免疫応答なしに、６年（ｙｒ）までのＲａｐ制御性発現（２６の独立した誘導サイクル）をもたらした^４。免疫抑制は、ラパマイシンの潜在的短所である。しかし、この問題は、ラパマイシンと同様に有効に導入遺伝子発現を活性化し、最小限の免疫抑制しか呈示せず、ｍＴＯＲを阻害しない経口ラパマイシン類似体（ＡＰ２２５９４）を使用することによって、回避することができる^４。さらに、アクチベーターとして、日用量ではなく週用量が有効であり、さらにオフターゲット効果を低減させる。マカクにおいて有効に使用される経口用量（０．４５ｍｇ、週１回）で開始する、経口投与ＡＰ２２５９４の用量−応答関係、およびその最大用量間隔は、ブタで決定することができる^４。

インスリン様成長因子Ｉ（ＩＧＦＩ）
ＩＧＦＩの選択。成長ホルモン（ＧＨ）は、ＩＧＦＩの活性化によってその効果の多くを発揮する。ＩＧＦＩは、Ａｋｔによってその効果の多くを発揮する。シグナル伝達はＧＨからＩＧＦＩを通ってＡｋｔへと集束されるので、ＧＨまたはＡｋｔよりＩＧＦＩの選択を防御しなければならない。ＧＨ発現増大は、血清グルコースおよび血圧を上昇させること−ＩＧＦＩを選択することによって回避される有害効果−が予測される。Ａｋｔの発現増大は、アポトーシスを低減させると予測されるが、Ａｋｔによってもたらされない他の潜在的に好適な効果、例えば血管新生増加、を有するだろう。それ故、本発明者らは、本発明者らの初期前臨床ＣＨＦ研究にＩＧＦＩ遺伝子導入を選択し、そして最近、ＩＧＦＩ遺伝子導入が不全ラット心臓の機能を改善することを証明した^５（図１〜８ならびに表４および５を参照されたし）。

ＩＧＦＩシグナル伝達。当初はソマトメジンとして知られていたＩＧＦは、ＧＨの同化および分裂促進活性の多くを媒介するペプチドの１ファミリーである。インスリンとの構造的および代謝的類似性を有する２つのソマトメジンが１９７８年にヒト血漿から単離され、ＩＧＦＩおよびＩＧＦＩＩと命名された。その後、ＩＧＦＩ（ソマトメジンＣ）は、循環ＧＨによって制御されるＩＧＦであることが示された。ＩＧＦＩは、３つのジスルフィド架橋を伴う１本鎖の中に７０のアミノ酸を有し、７．６ｋＤの分子量を有する。当初は肝臓によってしか産生されないと考えられていたが、腸、脳、腎臓、肺および心臓をはじめとする多くの組織によって生産されることが示された。ラットにおけるＩＧＦＩ遺伝子の肝臓特異的欠失は、正常な成長および発生を変えず^２３、これは、ＩＧＦＩが、心臓をはじめとする他の組織において広範に発現され、パラクリン様式での局所組織放出によって成長および発生を制御することを示す。

ＩＧＦＩは、リガンド（ＩＧＦＩ、ＩＧＦＩＩ、インスリン）と、６つの公知結合タンパク質（ＩＧＦＢＰ１〜６）と、ＩＧＦＩおよびインスリン受容体をはじめとする細胞表面タンパク質とを含むタンパク質ファミリーに属する^２４。ＩＧＦＩは、アミノ末端シグナルペプチドと、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤドメインと、可変カルボキシル末端Ｅペプチドとを含むプレプロペプチドとして翻訳される。ヒトにはプロＩＧＦＩの３つの公知アイソフォーム（プロＩＧＦＩａ、プロＩＧＦＩｂおよびプロＩＧＦＩｃ）があり、これらは、可変Ｅペプチドのアミノ酸組成のみが異なる。ＩＧＦ結合タンパク質（ＩＧＦＢＰ）は、担体タンパク質として作用し、分解を阻害することによってＩＧＦの半減期を延長する^２４。ＩＧＦＩのほぼすべて（９８％）が、ＩＧＦＢＰ−３に主として（８０％）結合して循環する^２４。

ＩＧＦＩおよびＩＧＦＩＩは、肝臓を除くすべての組織においてＩＧＦＩ受容体への高結合親和性結合を提示する。前記ＩＧＦ受容体は、インスリン受容体と６０％相同性を共有し、チロシンキナーゼドメインを含有する。ＩＧＦＩの受容体結合は、チロシン残基の自己リン酸化を生じさせる結果となる。これは、前記受容体を活性化して、インスリン受容体基質を含む基質のリン酸化を生じさせ、このリン酸化は、ＰＩ３キナーゼ／Ａｋｔおよびマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（ＭＡＰＫ）経路ならびにその他を含む多彩なシグナル伝達カスケードを活性化し、これらの経路の多くが、有益な心血管効果を有する（下のセクションおよび表３を参照されたし）。

ＩＧＦＩ増大の効果。血清ＩＧＦＩ増大は、血清インスリンレベルを低下させ、インスリン感受性を増大させ、脂質プロファイルを改善する^２４。しかし、ＩＧＦＩタンパク質の注入は、低血圧および低血糖の原因となり得る^２５。インスリン活性に対抗するＧＨは、血清グルコースレベルを上昇させる。心臓へのグルコース取り込みを増大させるＩＧＦＩの能力は、ＩＧＦＩ投与後のＬＶ機能の虚血後の回復に一定の役割を果たし得る。ＩＧＦＩは、受容体依存性および非依存性効果ならびに酸化窒素生産により、筋肉血流を増大させ、血管拡張活性を有する^２６。ヒトにおける高用量静脈内ＩＧＦＩ注入の複合代謝および血管拡張効果は、意識朦朧および潮紅を引き起こすことがある−より低い用量は、心機能を増大させ、血圧または血清グルコースに影響を及ぼさず、症状を伴わない^{２５、２７}。

ＩＧＦＩ受容体活性化は、遺伝子発現の制御、筋形成の刺激、細胞周期進行、免疫修飾およびステロイド産生をはじめとする多くの細胞応答の原因となる。心臓において、ＩＧＦＩおよびＩＧＦＩ受容体／ＰＩ３Ｋ／Ａｋｔシグナル伝達経路は、心筋細胞機能、成長および生存に対して有益効果を及ぼす。さらに、ＩＧＦは、血管新生効果を呈示し^２８、正常心臓^{２５、２９、３０}および不全心臓^{２７、２９、３０−３３}における心臓収縮機能を上昇させ、ならびにアポトーシスを阻害する^{３４、３５、３８}。これらの特徴が、ＩＧＦＩをＣＨＦ療法に魅力的なものにする（表３）。

心疾患の処置におけるＩＧＦＩタンパク質（表３）
前臨床研究。心疾患の動物モデルにおける組換えヒトＩＧＦＩまたはＧＨタンパク質投与の効果を研究した。ＩＧＦＩは、単離されたラット心臓およびシロイタチ乳頭筋における陽性変力物質である；ＧＨには、同組織における変力効果がない^２９。ＩＧＦＩの同様の変力効果が、ペーシング誘発性心不全を有するイヌから単離された乳頭筋において見いだされた^３０。４週間にわたって正常ラットに投与したＩＧＦＩは、心臓機能を上昇させ、求心性ＬＶ肥大をもたらした^３１。２週間にわたって一緒に投与したＩＧＦＩとＧＨは、正常ラットにおいてＬＶ ｄＰ／ｄｔ増大およびＬＶ肥大と関連付けられた^３６。ラットにおける心筋虚血および再潅流に先立つＩＧＦＩの投与は、クレアチンキナーゼ放出を減少させ、アポトーシスを低減させた^３４。ＭＩの４週間後に投与した併用のＩＧＦＩとＧＨ^３２または単独のＩＧＦＩ^３３は、ラットにおいてＬＶ機能を上昇させた。ＭＩ後４週間にわたってラットに与えたＧＨは、ＬＶ収縮機能を上昇させ^３７、心線維症、心筋細胞アポトーシスを低減させ、および生存を増大させた^３８。ブタにおけるＣＨＦのペーシングモデルにおいて、ＧＨは、血清ＩＧＦＩを増大させ、ＬＶ機能を上昇させ、およびＬＶ壁ストレスを低下させた^３９。

臨床研究。ＧＨまたはＩＧＦＩタンパク質の臨床使用は、相当注目されているが、大規模プラセボ対照研究は不十分である。ＩＧＦＩ注入の急性血行力学的効果は、ＣＨＦ患者（ｎ＝８）の盲検・プラセボ対照・交差研究で研究された。４時間のＩＧＦＩ注入は、心拍出量を増大させ、血管耐性を減少させ、右心房および楔入圧を低下させた^２７。ＩＧＦＩタンパク質の慢性投与は、ＣＨＦを有する患者において評価されていない。ＣＨＦを有する患者におけるＧＨタンパク質の使用は、不確かな結果を生じさせた。ＣＨＦを有する合計１４名の患者での２つの小規模の非対照かつ非盲検の研究により、３ヶ月のＧＨタンパク質療法は、血清ＩＧＦＩを増大させ、ＬＶ機能および臨床状態を上昇させることが報告された^{４０、４１}。ＣＨＦを有する患者において最長３ヶ月にわたって投与されたＧＨ（タンパク質）の無作為化プラセボ対照試験は、ＬＶ機能も臨床状態も変えなかった^{４２、４３}。ＧＨタンパク質療法についての最近の文献レビューは、虚血性および特発性臨床ＣＨＦにおける効力の証拠が、おそらくペプチド投与の動態のため不足していると結論づけている^４４。したがって、代替実施形態において、本発明の遺伝子導入方法は、持続ＩＧＦＩ発現をもたらことで、ＩＧＦＩタンパク質療法より優れているはずである。

心臓ＩＧＦＩまたはＧＨの発現増大。ラットにおけるヒトＩＧＦＩの心臓指向性発現、それに付随する心筋細胞ＩＧＦＩ生産の増大は、血清ＩＧＦＩレベルをほぼ倍増させる。これらのラットは、心筋細胞過形成に伴って心臓重量増大を有するが、心筋細胞容積の増大は有さない^{３５、４５}。ＭＩ後、心筋細胞アポトーシス低減、およびＡｋｔのリン酸化増大が判明した^３５。ＩＧＦＩの心臓指向性発現は、テロメラーゼ活性、テロメア短縮およびＤＮＡ損傷を低減させることで加齢性細胞老化を減弱させる。これらのラットは、２２月齢で同齢の導入遺伝子陰性同腹子と比べて増大されたＡｋｔ活性化および上昇されたＬＶ機能を示す^４６。心筋症バックグラウンド（交雑パラダイム）での心臓ＩＧＦＩの同時発現は、心臓アポトーシス、ＬＶリモデリングおよびＬＶ機能不全を予防するようである^４７。しかし、ＣＨＦは決して存在しなかったので、この戦略は、既存のＣＨＦについての処置、すなわち、本提案の中心テーマであるアプローチ、と同等ではない。

ＧＨ遺伝子導入がＭＩ後のＬＶリモデリングに影響を及ぼすかどうかを決定するために、ＧＨをコードするアデノウイルス（Ａｄ．ＧＨ）を冠動脈閉塞時に直接ラット心臓筋肉に注射した^４８。危険にさらされている心筋層と生存可能な心筋層の間の辺縁ゾーンに注射をした。ＭＩおよび遺伝子導入の６週間後、ＬＶ拡張末期寸法、ＬＶ ｄＰ／ｄｔ、および梗塞領域の壁厚に対して好適な効果が見られた。その後、同科学者達は、冠動脈閉塞の３週間後にラットの梗塞辺縁ゾーンに注射したＡｄ．ＧＨが、注射の３週間後にＬＶ ｄＰ／ｄｔを増大させ、ＬＶ拡張および壁薄化を減弱させることを示した^４９。ＭＩ中またはＭＩの３週間後のＧＨ遺伝子導入は、ＬＶリモデリングに対して有益効果を及ぼすようであった。

ＩＧＦＩをコードするアデノウイルス（Ａｄ．ＩＧＦＩ）を冠動脈閉塞直前にラットの危険にさらされている潅流床（ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｂｅｄ）に注射したとき、梗塞範囲が５０％低減された（主としてアポトーシス低減の結果であると考えられる効果）^５０。この研究は、ＭＩ後のＬＶリモデリングに対するＩＧＦＩ遺伝子導入の効果に取り組まなかった。ＩＧＦＩのアデノウイルス媒介遺伝子導入は、低酸素誘導筋細胞アポトーシスをｉｎ ｖｉｔｒｏで低減させることが示され、そしてラット虚血再灌流モデルにおいてＩＧＦＩをコードするアデノウイルスの事前注射は、梗塞サイズをおおよそ５０％低減させた（ｐ＜０．００３）が、導入遺伝子は、局所パラクリン効果と一致して、虚血領域の約１５％でしか発現されなかった。全体的に不全している心臓においてＩＧＦＩを発現する効果は、調べられていない。

潜在的ＩＧＦＩ有害作用
生存。ＧＨ／ＩＧＦＩシステムの崩壊は、正常な心臓機能を有するラットでは寿命を減少させず、増大させるようである^５１。しかし、本発明者らは、顕著な短期死亡率増大の前兆になる重症ＣＨＦの状況でＩＧＦＩ発現を増大させることを提案する。ＩＧＦ阻害がＣＨＦの寿命を増大させることを示唆するデータはない。それとは反対に、ヒトの血清ＩＧＦＩ増大は、ＣＨＦの発生率および死亡率を低下させる^{５２、５３}。疫学研究により、血清ＩＧＦＩが低い人は、虚血性心疾患を発症するリスクが高まることが示されている。フラミンガム（Ｆｒａｍｉｎｇｈａｍ）研究において、血清ＩＧＦＩについて中央値より上の値を有する個体は、その中央値より下の個体に比べて５０％低下されたＣＨＦ発生率を有した^{５２、５３}。最近の報告は、ＣＨＦの際に命を延ばすアンジオテンシン変換酵素阻害剤（ＡＣＥＩ）は、ＩＧＦＩシグナル伝達を増大させることを示している^５４。本発明者らのデータは、ＩＧＦＩ遺伝子導入が不全ラット心臓の機能を向上させることを示しており、本発明者らは、生存恩恵もあるかどうかを決定することを提案する。

癌。臨床疫学研究により、血清ＩＧＦＩレベル増大（＞２倍上昇）と前立腺および閉経前乳癌との相関関係が報告されている^５５が、この相関関係が原因となることは示されていない。前立腺癌の発生率は年齢とともに増大するが、血清ＩＧＦＩ濃度は減少することは注目に値する^５５。癌患者の場合、血清ＩＧＦＩ増大は、腫瘍に起因することがある。実際、ラットの前立腺上皮におけるＩＧＦＩの発現増大は、血清ＩＧＦＩ濃度を上昇させ、そして前立腺新生物につながる場合がある^５６。血清ＩＧＦＩ濃度増大は、癌患者における栄養状態の変化の結果として生ずることもある。ＩＧＦＩが血管新生および低減されたアポトーシスにより腫瘍成長を増大させると推測できよう。ＩＧＦＩｂの心臓指向性発現、それに付随する血清ＩＧＦＩの持続的上昇は、前立腺癌および乳癌と関連づけられず、ならびに血清ＩＧＦＩと血清ＧＨの複合的増大は、先端肥大症を有する患者において前立腺、乳または肺癌の発生率を増大しない^５４。癌の発生および進行におけるＩＧＦＩの役割は、理論上のものである。ＩＧＦＩ発現を増大させる療法は、ＩＧＦＩの血清濃度を制限しなければならず、そしてまた所望される場合、発現を停止させる手段を与えなければならないというのが賢明な策と思われる。本発明者らは、血清中のＩＧＦＩ濃度を増大させ、それにより有益な心血管効果を及ぼす制御性発現ベクターの遺伝子導入を用いることによって、これらの目的を達成することを提案する。

研究の新規性。これらの研究は、臨床ＣＨＦのためのＩＧＦＩ遺伝子導入の開発に焦点を当てている。ＩＧＦＩ（またはＧＨ）遺伝子導入は、臨床ＣＨＦでは用いられたことがない。ＣＨＦにおけるＧＨ／ＩＧＦＩタンパク質の二重盲検・プラセボ対照・臨床試験は、いずれも成功しておらず、これは、おそらくＧＨ／ＩＧＦＩタンパク質の比較的短い生物学的半減期のためであり、この比較的短い生物学的半減期は、遺伝子導入によって克服されるであろう問題である。ＧＨおよびＩＧＦＩ心臓遺伝子導入は、動物研究において冠動脈閉塞前に梗塞サイズを低減させるために使用されているが、ＣＨＦ自体へのＩＧＦ遺伝子導入を調査した研究は以前にはない。加えて、長期かつ制御された発現ベクターの全身送達を用いる本提案パラクリンアプローチは新規であり、このアプローチを他のパラクリンベースのペプチドに応用して様々な心血管疾患を処置することができる。

要約。重症ＣＨＦの処置におけるＩＧＦＩのペプチド投与の予測され得る恩恵についての前臨床および臨床研究の限界のため、およびＩＧＦＩのパラクリンベースの遺伝子導入の理論的裏付けのため、本発明者らは、本発明者らの研究室において、持続または慢性間欠的静脈内ペプチド注入の障害および短所を回避するように設計した研究に乗り出した（予備データを参照されたし）。

他の有益なペプチド。ＩＧＦＩの使用は注目せずにはいられないが、本発明のパラクリン遺伝子治療方法が、有益な心血管効果を有するあらゆる循環ペプチドに適してもいることを強調しておくべきであろう。例えば、ウロコルチン−２は、心臓および血管系において頑強に発現される副腎皮質刺激ホルモン放出因子２型受容体を介して作用する副腎皮質刺激ホルモン放出因子ファミリー内の最近発見された血管作用性ペプチドである。ウロコルチン−２ペプチドの注入は、心不全を有する動物および患者において多様な有益効果を有する^５７。ＢＮＰは、同様に送達され得る、臨床ＣＨＦの処置用のもう１つの生物学的に有効なペプチドである。さらに、肺高血圧において、プロスタサイクリン類似体は、肺高血圧の処置に有効であり得るが、現行の薬剤（エポプロステノールおよびトレポスチニル（ｔｒｅｐｏｓｔｉｎｉｌ））は、恒常的な全身注射を必要とし、その処置自体が高い罹患率を随伴する^５８。代替実施形態において、本発明の方法は、肺高血圧のパラクリン型遺伝子療法として、プロスタサイクリンシンターゼをコードする制御性発現ベクターを提供する。実際、長期または慢性の間欠的静脈内注入を要するいずれの現行のペプチド療法も、このホルモン様遺伝子導入アプローチに向いているだろう。

臨床研究におけるＡＡＶおよび免疫応答。ＡＡＶベクターの筋肉内または静脈内送達後の長期導入遺伝子発現は、齧歯動物では例外ではなく常例になっている。しかし、患者での研究は、導入遺伝子および時にはＡＡＶベクター自体に対する免疫応答のため限定された発現が付随してきた^６。２つの結論がこれらおよび他の研究から浮上する：１）筋肉内ＡＡＶ送達は（静脈内ＡＡＶ送達と比較して）、一般に、導入遺伝子およびＡＡＶカプシドに対する増大した免疫応答を誘発する；および２）齧歯動物での成功は、それらの相対的免疫寛容のため、ヒトでの成功を必ずしも予測するとはかぎらない。ヒトを念頭において齧歯動物およびブタ研究を設計することはできる：
ヒト被験体における予め存在している中和抗体と関連づけられる可能性が低いＡＡＶ血清型（ＡＡＶ８およびＡＡＶ９）を選択することができる^５９。例えば、ＡＡＶ８は、抗ＡＡＶ中和抗体の最低陽性率と関連づけられる（１９％ 対 ＡＡＶ１についての５９％およびＡＡＶ２についての５０％）。さらに、ＡＡＶ８／９抗体を有する少数のヒト被験体の中で、これらの被験体の７５〜９０％は低い力価を有し、このことが、ＡＡＶ８およびＡＡＶ９を、予想される免疫応答についての現行の最適選択肢にしている^５９。ヒト血清は、アカゲザル由来ＡＡＶベクター、例えばＡＡＶｒｈ．３２．３３、に対する血清陽性を殆ど有さず^６０、したがって、ＡＡＶ８およびＡＡＶ９が不適切であることが判明した場合には代替ベクターを提供することになるが、ＡＡＶｒｈ．３２．３３での前臨床および臨床経験は限られている。

ＡＡＶベクターの筋肉内注射は、より大きな動物では免疫応答を誘発することがあるため、回避される場合がある^６。

二種の特異的ＩＧＦＩタンパク質を使用することができる：ラットおよびブタ。ラットＩＧＦＩとブタＩＧＦＩ両方を使用することができる。種特異的ＩＧＦＩの使用は、導入遺伝子への免疫応答を低下させることになる。ヒトＩＧＦＩをコードする最適なベクターで臨床試験を行うことができる。

ＡＡＶ８およびＡＡＶ９の静脈内送達は、その単純さのため、および可能な最低ＡＡＶ用量で最高の血清レベルの治療用導入遺伝子を達成する可能性が高いため、訴求力がある。これらのＡＡＶベクターの血清陽性率は、ブタ、およびヒトを含む霊長類において重要であるが、齧歯動物では重要な因子になっていない。本発明者らの納入業者からのブタの予備サンプリングは、試験した９匹のブタのうちの７匹においてＡＡＶ８またはＡＡＶ９抗体の証拠を示さない。

代替実施形態では、本発明の導入遺伝子の発現を単一臓器に限定したが、これは、例えば、かかる戦略が、その導入遺伝子の治療用血清レベルをもたらす場合にである。例えば、本発明の例示的ベクターは、肝細胞特異的プロモーター（ＴＢＧ、ヒト甲状腺ホルモン結合グロブリン）を伴うＡＡＶ８である。

ＩＧＦＩを使用するパラクリンベースの遺伝子導入
本発明者らは、これらの概念実証研究のためにＩＧＦＩを選択したが、代替実施形態では、本発明は、本明細書の中で略述する候補遺伝子のいずれかの使用を含み、これらの遺伝子のいずれも意図された効果に有効であるだろう。例えば、本発明は、任意のパラクリンポリペプチド、例えば、哺乳動物強心性ペプチド、セレラキシン、リラキシン−２、ウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせ；またはヒトウロコルチン−２、ウロコルチン−１、ウロコルチン−３、脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、プロスタサイクリンシンターゼ、成長ホルモン、インスリン様成長因子−１、もしくはこれらの任意の組み合わせ、を有効に選択する方法および組成物を提供する。

本発明者らは、テトラサイクリン応答因子（ＴＲＥ）の調節下にある、ラットＩＧＦＩ（Ａ型）をコードする例示的ＡＡＶ５ベクターを作出した：図１は、ＩＧＦ１をコードするＡＡＶ５を含む本発明の例示的構築物を例証するものである；この例示的ＡＡＶ５ベクターは、ＩＧＦＩの制御性発現をもたらす：ＩＴＲ、末端逆位配列（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｒｅｐｅａｔ）；ＴＲＥ、テトラサイクリン応答因子；ＩＧＦＩＡＵ１、インスリン様成長因子−Ｉ；ＳＶｐＡ、ＳＶ４０ウイルスゲノム（二方向性）からのポリＡ；ｒｔＴＡ２^ＳＭ２、リバーステトラサイクリン調節性トランスアクチベーター；ＣＭＶ、ヒトサイトメガロウイルス初期遺伝子プロモーター。全挿入サイズ、２８２３ｂｐ、がｓｃＡＡＶ５ベクター（容量３．３ｋｂ）内に組み込まれる。

前記コード配列は、ＩＧＦＩの細胞外分泌を確実なものにするためのシグナルペプチドを含む。本発明者らは、培養心筋細胞での遺伝子導入実験においてこのベクター（ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ）を使用した：図２Ａは、培養新生仔ラット心筋細胞をＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ（１０，０００ｇｃ／細胞、２日）に感染させた研究からのデータを例証するものであり；図示されているゲルは、ＩＧＦＩ発現がドキシサイクリン（＋Ｄｏｘ）（２μｇ／ｍＬ、３日）によって誘導されたが、ドキシサイクリン不在下（−Ｄｏｘ）では起こらなかったことを示す。ＩＧＦＩを培地中で抗ＡＵ１抗体により免疫ブロット法によって検出した。図２Ｂは、同じ実験で心筋細胞をＡｋｔ溶解バッファーに溶解し（１０分、４℃）、遠心分離した（１２，０００×ｇ、１０分）データを例証するものである；全Ａｋｔおよびホスホ−Ａｋｔを、抗Ａｋｔおよび抗ホスホ−Ｔ３０８−Ａｋｔ抗体によって検出した。ＩＧＦＩ発現は、Ａｋｔ活性化と関連づけられた。感染後、導入遺伝子発現は、ドキシサイクリンでの活性化まで検出不能（「漏出」なし）であった（図２Ａ）。

本発明者らのベクター（図１）は、より最近のｒｔＴＡ改変体（ｒｔＴＡ２^Ｓ−Ｍ２）を含有し、この改変体は、以前のｒｔＴＡ構築物とは異なり、頑強なｄｏｘ依存性発現および低い基礎活性または基礎活性欠如をもたらす^１３。

培養心筋細胞における制御されたＩＧＦＩ発現
培養新生仔ラット心筋細胞にＡＡＶ５．ＩＧＦＩ−ｔｅｔを遺伝子導入した（１０^４ｇｃ／細胞、２日）。図３においてグラフで例証するように、その後、ドキシサイクリン（２μｇ／ｍＬ）を培地に添加し、リアルタイムＲＴ−ＰＣＲを用いてＩＧＦＩ ｍＲＮＡ発現を定量した。ＩＧＦＩ ｍＲＮＡの発現は、３０分以内に（未刺激のものに対して（ｖｓ））１．５倍増大され、２４時間までに１４倍上昇のピークに達した。４８時間の時点でのＩＧＦＩ ｍＲＮＡは、やや少なかった（１０倍）。これはドキシサイクリン分解を反映する。ＩＧＦＩ発現をオフにするために、４回の逐次的ＰＢＳ洗浄（「オフ洗浄」、図３参照）を用いてドキシサイクリンを除去した。ＩＧＦＩ ｍＲＮＡは、ドキシサイクリン抜き取り後、急速に減少した。

ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの骨格筋送達は、不全心臓の機能を改善する
骨格筋遺伝子導入。本発明者らは、マウスにおいてＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの間接的冠動脈内送達後の心不全の研究を行い（図１）、心臓標的化送達後の不全心臓の機能の実質的改善を認めた。しかし、パラクリンベースの導入の効力を実証するための概念実証研究は、前記ベクターの骨格筋送達を要することになる。これらの極めて重要な研究のために、本発明者らは、ラットの前脛骨筋におけるＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの筋肉内送達を用いた^５。骨格筋におけるＩＭ注射後のその周知の高い発現レベルのためＡＡＶ５を選択した。すべての事例で、本発明者らは、培地中でのＩＧＦＩ発現（細胞培養実験）、ならびに心臓（マウスＣＨＦモデル）および血清（ＩＭ注射後のラットモデル、ＩＶ注射後のマウス）における長期ＩＧＦＩ発現、ならびに不全心臓の機能の対応する改善を認めた^５。

ラット研究において、本発明者らは、図４Ａにおいて例証するように、長期導入遺伝子発現をもたらすためのＡＡＶ５．ＥＧＦＰの骨格筋注射の実行可能性を先ず調査した：図４Ａは、ＡＡＶ５．ＥＧＦＰ遺伝子導入の３週間後のラットの片側前脛骨筋におけるＥＧＦＰ発現を示す顕微鏡写真を図示するものである。同じ動物からの反対側の未注射前脛骨筋は、ＥＧＦＰの発現を示さない。図４Ｂは、ＣＨＦにおける骨格筋ＩＧＦＩ発現の効果を測定する心エコー検査からのデータを要約する表４である。

ＣＨＦのＭＩモデルおよび実験プロトコル
ラットにおいて近位左冠動脈閉塞によりＭＩを誘導し、その結果、大きな貫壁性梗塞および重度のＬＶ機能障害を生じさせた。ＭＩの１週間後、ＬＶ機能障害を有するラットの前脛骨筋に、ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの２×１０^１２ゲノムコピー（ｇｃ）を与えた。４週間後（ＭＩの５週間後）、ＬＶ駆出率（ＥＦ）＜３５％のラットを２つの群に無作為に割り当てた：一方の群には、ＩＧＦＩ発現を活性化するために飲用水中のドキシサイクリンを与え（ＩＧＦ−オン；ｎ＝１０）、他方にはドキシサイクリンを与えなかった（ＩＧＦ−オフ；ｎ＝９）。ＭＩの１０週間後（ＩＧＦＩ発現の活性化の５週間後）、ＬＶサイズおよび機能を心エコー検査および血行力学的研究によって評価した；図５は、ＣＨＦにおけるＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ骨格筋遺伝子導入のための実験プロトコルを図示するものである。

結果。ＩＧＦ−オンラットは、ＬＶ駆出率増大（ｐ＝０．０２）およびＬＶ収縮末期寸法の低減（ｐ＝０．０３）を示した（表４、図４Ｂ参照）。さらに、ＬＶ収縮機能は、ドブタミン注入中の圧力発生速度（ＬＶ ＋ｄＰ／ｄｔ）によって評価して、ＩＧＦＩ発現の開始後に増大された（ｐ＝０．００１）（表５、次の頁）。加えて、心拍出量（ｐ＝０．００７）および一回仕事量（ｓｔｒｏｋｅ ｗｏｒｋ）（ｐ＝０．００３）の好適な変化が観察された（表５）。導入遺伝子活性化の５週間後に血清ＩＧＦＩは増大した（ＩＧＦ−オフ：１６４±２４ｎｇ／ｍＬ；ＩＧＦ−オン：２１８±１１ｎｇ／ｍＬ；ｐ＝０．００８；ｎ＝９各群）。これらのデータは、ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの骨格筋注射が、テトラサイクリン活性化発現を可能にし、血清ＩＧＦＩレベルを増大させ、不全心臓の機能を改善することを示す^５。代替実施形態では、免疫性の弱いＡＡＶベクターを使用することができ、ならびに免疫応答の誘発を回避するためにおよび２つの制御性発現システムを試験するためにそれらベクターを筋肉内注射ではなく静脈内に使用することができる。

心臓アポトーシスおよび心線維症（図６）
図６は、心臓アポトーシスおよび心線維症に対するＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ遺伝子導入の効果を例証するものである。図６Ａは、ＩＧＦＩ発現の活性化（ＩＧＦ−オン）が、遠隔領域より辺縁領域のほうが低減された心筋細胞アポトーシス低減と関連づけられることを示した（ｐ＜０．０００１；二元配置ＡＮＯＶＡ）、ＴＵＮＥＬ染色からのデータをグラフで例証するものである。図６Ｂは、低減された心線維症を示した、ＩＧＦ−オフおよびＩＧＦ−オンラットからの非梗塞心室内中隔のピクロシリウスレッド染色切片を図示するものであり、そしてコラーゲン面積率が低減された（ｐ＝０．０４８）；図６Ｃは、ＩＧＦ−オフおよびＩＧＦ−オンラットからのこのデータを例証するものである。

ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの静脈内送達 対 筋肉内送達。予備研究で、本発明者らは、静脈内遺伝子導入が、循環ＩＧＦＩレベルを増大させることができるかどうかを決定した。ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの静脈内送達（マウス１匹につき５×１０^１０ｇｃ、尾静脈）の１週間後、マウスを２つの群の一方に無作為に割り当てた：一方の群には、ＩＧＦＩ発現を活性化するために飲用水中のドキシサイクリンを与え（ＩＧＦ−オン）、他方にはドキシサイクリンを与えなかった（ＩＧＦ−オフ）。循環ＩＧＦＩの大部分はＩＧＦＩ結合タンパク質（ＩＧＦＢＰ）に高親和性で結合しており、生物学的に不活性であるので、本発明者らは、遊離血清ＩＧＦＩ、生理活性ＩＧＦＩ形態、を測定し、該ＩＧＦＩは、ＩＧＦＩ発現の活性化の３ヶ月後、ＩＧＦ−オフマウスにおけるよりＩＧＦ−オンマウスにおいて２倍高かった（図７、次の頁）。セクション２．２．１．２において略述した筋肉内ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔ（ラット１匹につき２×１０^１２ゲノムコピー）遺伝子導入戦略を用いて、本発明者らは、ＩＧＦＩ発現の活性化の５週間後にＩＧＦ−オン群においてＩＧＦ−オフ群より１．３倍の遊離血清ＩＧＦＩ増大を認めた（図７）。これらのデータは、ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ．ｔｅｔの静脈内送達が、血清ＩＧＦＩ濃度に関して筋肉内送達より有効であることを示唆する。

さらに、静脈内戦略は、ＡＡＶの筋肉内送達後に観察された免疫応答の惹起を回避する可能性が高い^６。これらの実験により、本発明者らの研究についての極めて重要な実行可能性データが得られる。

静脈内送達：ＡＡＶ５対ＡＡＶ９。

次に、本発明者らは、図８に図示するように肝臓および心臓におけるコピー数および導入遺伝子発現をエンドポイントとして用いて、ＡＡＶ５対ＡＡＶ９の静脈内送達の相対的効力を決定した。本発明者らは、一本鎖（ｓｓ）ＡＡＶベクターに比べて早い発現を可能にする自己相補性（ｓｅｌｆ−ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ：ｓｃ）ＡＡＶベクターを使用した。マウスに静脈内ｓｃＡＡＶ５．ＣＭＶ．ＥＧＦＰまたはｓｃＡＡＶ９．ＣＭＶ．ＥＧＦＰ（５×１０^１１ｇｃ）を施し、２１日後に殺した。両方のベクター内の共通配列に指向させたＰＣＲプライマーを使用して、肝臓および心臓におけるＡＡＶ ＤＮＡコピー数を比較した。肝臓において、ＡＡＶ９は（ＡＡＶ５に対して）、ＡＡＶ ＤＮＡコピー数およびＥＧＦＰ発現両方の３倍増大をもたらした；心臓では、ＡＡＶ ＤＮＡコピー数の５倍増大およびＥＧＦＰ発現の８倍増大が認められた。これらのデータは、静脈内ＡＡＶ５と比較して、ＡＡＶ９のほうが高い血清レベルの導入遺伝子をもたらすことができることを示す。

方法
図１０は、本発明の例示的ベクターおよびベクター設計を図示するものである：予備研究および生物学的特徴から選択した３つのベクターの静脈内送達を用いて、広範に分布し発現されるＡＡＶ８およびＡＡＶ９（図１０Ａ）、と肝臓特異的プロモーターを有するＡＡＶ８（図１０Ｂ）との相対的メリットを決定することができる。有効性の判定基準は、送達の６週間（ｗ）後の血清ＩＧＦＩレベルであり得る。図１０Ｃ〜Ｆにおいて例証するように、最適なＡＡＶベクターを使用して２つの制御性発現ベクター（ＴｅｔおよびＲａｐ）を生成し、ラットにおける静脈内送達後にそれらを比較することができる。有効性の判定基準は、血清ＩＧＦＩレベルであり得、このときは、導入遺伝子発現の活性化の１６週間後（送達の２０週間後）に調査した。

図１０ＡおよびＢ。後の研究のために最良のＡＡＶ血清型を決定するためのラットにおける初期研究用のＡＡＶベクター。これらのベクターは、ＣＢＡ（ＡＡＶ８およびＡＡＶ９）またはＴＢＧ（ＡＡＶ８）によって駆動される、ラットＩＧＦＩ（未制御）をコードする。血清ＩＧＦＩレベルおよび発現持続期間に基づいてこれらのうちの最良のものを、最適制御システムを決定するための後の研究に付すために使用した。

図１０Ｃ〜Ｆ。最適な制御性発現システムを決定するためのラットにおける研究用の候補ベクター。初期研究（上記）からの最良ＡＡＶベクターを使用して、２つの制御性発現ベクターを生成し、試験した：一方はテトラサイクリン制御を有し、他方はラパマイシン制御を有する。これらのベクターは、ＲＳＶ（ＡＡＶ８およびＡＡＶ９）またはＴＢＧ（ＡＡＶ８）によって駆動される、ラットＩＧＦＩの制御性発現をコードする。前記ＣＢＡプロモーターは、ラパマイシン制御ベクターには大きすぎるので、その代りにＲＳＶを使用する。これらの２つの制御システムうちの良好なほうを、ブタＩＧＦＩの制御性発現をコードする、正常ブタにおける後の研究用の最適なベクターの生成のために選択する。ＩＴＲ、末端逆位配列；ＴＲＥ、テトラサイクリン応答因子；ＩＧＦＩ、インスリン様成長因子−Ｉ；ＳＶｐＡ、ＳＶ４０ウイルスゲノム（二方向性）からのポリＡ；ｒｔＴＡ２^ＳＭ２、リバーステトラサイクリン調節性トランスアクチベーター；ＳＶ４０ｅｎ、シミアンウイルス４０エンハンサー；ＴＢＧ Ｐｒｏｍ、甲状腺ホルモン結合グロブリンプロモーター；ＲＳＶ Ｐｒｏｍ、ラウス肉腫ウイルスプロモーター；ＦＲＢ−ｐ６、ＦＲＡＰ（ラパマイシン相互作用タンパク質）の、転写因子ＮＦ−κＢのサブユニット（ｐ６５）と組み合わせた部分；ＩＲＥ、内部転写再エントリー部位；ＺＦ、ジンクフィンガーＨＤ１ ＤＮＡ結合ドメイン；ＦＫＢＰ、ＦＫ５０６結合タンパク質；ｐＡ、最小ポリアデニル化セグメント；ＺＢＤ、ジンクフィンガーＨＤ ＤＮＡ結合ドメイン（８コピー）。

本発明者らは、ＡＡＶへの免疫応答がラットでは重要な役割を果たすことになるが、かかる応答がイヌ、ブタ、ヒトおよび他の霊長類において重要であるとは思わない。免疫応答を注意深く評価すべきである。（例えば、すべてのベクター内の共通配列を増幅するプライマーを使用するｑＰＣＲを用いて）ＡＡＶ体内分布および（例えば、組織学的解析を用いて）毒性を定量することができる。

群の大きさ。成功のための主な判定基準は、ＩＧＦＩの血清レベルであり得、これは２０％の変動率を有する。０．０５のα誤差および０．１０のβ誤差を想定して、群間に血清ＩＧＦＩの３０％差を検出するには、ｎ＝１０の群の大きさを要することになる。

実施例３ ウロコルチン−２をコードするＡＡＶ８の送達は心臓機能を上昇させる
この実施例は、本発明の方法の代替実施形態において、パラクリン導入遺伝子がホルモンとして作用することおよび遠隔部位から循環に放出された後に心臓効果を有することを実証するものである。この例示的アプローチは、高収率心臓遺伝子導入を達成することの問題を回避することができ、外来診療中に全身注射により患者を処置することを可能にすることができる。さらに、この例示的アプローチは、治療用ペプチドの静脈内（ＩＶ）送達の必要をなくすことができ、それにより、反復および長期入院、高い罹患率および莫大な経済的費用を回避することができる。代替実施形態において、これらの目的を達成するために最も適しているベクターは、アデノ随伴ウイルス８型（ＡＡＶ８）であり、これは、齧歯動物、ブタおよび霊長類において静脈内送達後に長期かつ広範囲の発現をもたらす。

方法の代替実施形態では、最近発見された副腎皮質刺激ホルモン放出因子ファミリー血管作用性ペプチドであるウロコルチン−２を、治療用導入遺伝子として使用する。ウロコルチン−２は、心臓および血管系において頑強に発現される副腎皮質刺激ホルモン放出因子２型受容体を介して作用することができる。うっ血性心不全を有する動物および患者における研究により、ウロコルチン−２ペプチド注入の好適な血行力学的効果が示されており、前記効果としては、負荷とは無関係の収縮機能上昇が挙げられ、これは直接的な心臓効果を示す。本発明者らは、ニワトリβ−アクチンプロモーターを使用するＡＡＶ８の静脈内送達が、持続的な高血清レベルのＵＣｎ２をもたらし、不全マウス心臓の機能を上昇させることを確証した。

本発明のこの態様を実施するために最良の特異的実施形態を選択するために、マウスおよびブタにおいて研究を行うことができる、例えば、ａ）血漿導入遺伝子レベルの微調整を可能にし、そして必要に応じて発現をオフおよびオンにさせるような制御された導入遺伝子発現を決定することができる；およびｂ）当該技術分野において認識されている動物モデル、ＣＨＦのマウスモデル、においてこの例示的パラクリンベースのアプローチを用いてウロコルチン−２遺伝子導入の安全性、効力および作用機序を決定することができる。また、正常ブタの使用により、ａ）血清ＵＣｎ２を増大させるために要する最小有効ベクター用量；ｂ）ベクターおよび導入遺伝子の体内分布；ならびにｃ）毒性を決定することができる。

ＩＶペプチド注入に勝る本発明のパラクリン遺伝子導入方法の潜在的利点を表１（上記）に示す。代替実施形態において、本発明の方法の実施は、感染症の回避ならびに反復および長期入院の低減を可能にし、それにより、費用削減を可能にする。代替実施形態において、全身ベクター送達は、任意の所与のＡＡＶ用量について最高の発現レベルをもたらすことにより、パラクリン遺伝子導入に有利なものである。このアプローチの潜在的安全性および効力が、血友病Ｂを有する患者における早期遺伝子療法臨床試験で最近立証され^２、この研究により遺伝子療法における希望が取り戻された。代替実施形態において、本発明のパラクリン遺伝子導入方法は、有益な心血管効果を有する任意の循環ペプチドに適し得る。

代替実施形態では、ＡＡＶを使用して、アデノウイルスより長い導入遺伝子発現を可能にし、レトロウイルスに関連した挿入変異誘発を回避する。持続性導入遺伝子発現は、大型動物においてＡＡＶベクターの単回注射の数年後に証明されている^６−１０。本発明者らは、これをマウス^１１およびラットにおいて確認した。最近の臨床試験により、一部のＡＡＶ血清型はＩＭ注射後に免疫応答を誘発することが判明した^{１２、１３}が、より新世代のＡＡＶベクター（ＡＡＶ５、６、８および９）は、霊長類において同様の問題を有さない^１４。ＩＶ ＡＡＶ送達は、導入遺伝子の血清レベルに関してＩＭより優れており、ＡＡＶ９およびＡＡＶ８は、ＡＡＶ５^１５（および未発表データ）より優れている。さらに、予め存在している抗ＡＡＶ８抗体は、ヒトでは、ＡＡＶ１およびＡＡＶ２をはじめとする他のＡＡＶ血清型が優勢である（５０〜５９％）ほど優勢ではない（１９％）^１６。図１１にグラフで例証する本発明者らのデータは、ＩＶ ＡＡＶ８が、パラクリンアプローチのために持続して増大されたレベルの血清ＵＣｎ２を達成するための最適なベクターおよび送達経路であることを示す。図１１は、ＡＡＶ９．ＣＭＶ．ＵＣｎ２（９．ＣＭＶ）、ＡＡＶ９．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（９．ＣＢＡ）対ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（８．ＣＢＡ）のＩＶ送達からのデータを例証するものであり、これらのデータは、すべてのベクターが６週間後に血清ＵＣｎ２の実質的増大を伴うことを示した。バーの中の数字は、各群についての試料サイズを表す；ＡＮＯＶＡからのｐ値。ＩＴＲ、末端逆位配列；ＳＶｐＡ、ＳＶ４０ウイルスゲノムからのポリＡ；ＵＣｎ２、ウロコルチン−２；ＣＢＡ、ニワトリβ−アクチンプロモーター；ＣＭＶエンハンサー、ヒトサイトメガロウイルスエンハンサー。

横紋筋におけるその頑強性にもかかわらず、ＣＭＶプロモーターは、肝臓においてメチル化および不活性化を受けやすく^１７、本発明者らのデータは、メチル化を受けにくいプロモーターが優れていることを示す。実際、図１１において例証するように、ＣＭＶは、ＩＶベクター送達後にＵＣｎ２の持続的２倍増大をもたらしたが、ニワトリβ−アクチン（ＣＢＡ）プロモーターの使用は、血清ＵＣｎ２の１５．７倍増大を生じさせる結果となった。肝細胞特異的甲状腺ホルモン結合グロブリン（ＴＢＧ）プロモーターも使用することができる。

代替実施形態において、本発明の構築物および方法により、制御性発現、例えば、発現をオフにすることが可能である。ＡＡＶ遺伝子導入によって付与される長期発現の可能性のため、発現をオフにする能力は、有害反応が発症する事象において望ましい。制御性発現は、恒常的導入遺伝子送達ではなく間欠的導入遺伝子送達の融通性も可能にする。代替実施形態において、本発明の構築物および方法は、例えばエクジソン、タモキシフェン、テトラサイクリン、ラパマイシンなどの、制御性発現システムを使用する^{１８−２１}。エクジソンシステムのサイズは２ベクター戦略を要し、タモキシフェンは、毒性に関する問題点を提起する。テトラサイクリンおよびラパマイシン制御システム（表２）は、大型動物モデルにおいて試験されている^{９、１０、２２−２６}。

代替実施形態において、本発明の構築物および方法は、ｔｅｔ−制御システムを使用し、このシステムは広範に研究されている^２７。以前のｒｔＴＡ構築物とは異なり、本発明のｒｔＴＡ改変体（例えば、ｒｔＴＡ２^Ｓ−Ｍ２）は、基礎活性なし（すなわち、「漏出」なし）で頑強なｔｅｔ依存性発現をもたらし^{１１、２６、３８、２９、３０}、およびテトラサイクリンに対する１０倍高い感受性（０．１μｇ／ｍＬで最大導入遺伝子発現活性化）をもたらす^３０。１０〜２０ｍｇのドキシサイクリンの単回日用量は、ヒト被験体における導入遺伝子発現の完全活性化に十分であり得る^{２６、３１}。２００ｍｇ／日の用量は、アクネおよび慢性感染症のために経口ドキシサイクリンを慢性使用している患者によって十分に耐容される^{３１、３２}。テトラサイクリンは、ＭＩ後の最初の数日間に投与したとき、マトリックスメタロプロテイナーゼ（ＭＭＰ）活性を減弱させ、ＬＶリモデリングに影響を及ぼすことができる^２４。本発明者らは、提案されたマウスＭＩ誘導ＣＨＦモデルにおいて、ドキシサイクリンをＭＩの５週間後に与えたとき、ドキシサイクリンが、ＬＶリモデリングにも、ＴＩＭＰにも、ＭＭＰ発現にも影響を及ぼさないことを以前に示した^２５。臨床の場では、テトラサイクリンをＭＩの急性期に使用しないことにする。

潜在的問題である、ｒｔＴＡシステムの成分への免疫応答は、非ヒト霊長類でのＡＡＶ４．ｔｅｔおよびＡＡＶ５．ｔｅｔ遺伝子導入（網膜内）の研究では確認されず^９、テトラサイクリン依存性導入遺伝子発現がその２．５年の研究期間にわたって持続した。本発明者らには、高レベルのｒｔＴＡを発現するマウス心臓においても^{２５、２８、２９}、ｒｔＴＡ２^Ｓ−Ｍ２制御エレメントを使用するＩＧＦＩのＡＡＶ５媒介制御性発現後のマウスにおいても^１１炎症が認められない。非ヒト霊長類におけるＡＡＶ．ｔｅｔのＩＭ送達は、網膜内または血管送達とは異なり、トランスアクチベーター融合タンパク質の細菌およびウイルス成分への免疫応答のため、制御性発現の減弱をもたらさないようである^３３。ｔｅｔ−レギュレーターへの免疫応答と、細菌またはウイルスタンパク質を有さず、免疫応答の惹起と関連づけられないラパマイシン制御システムとを、同時に試験することができる^１０。ｔｅｔ−およびラパマイシン制御の強度および制限については表２を参照されたし。

ラパマイシン制御システムにおいて、導入遺伝子発現は、ナノモル濃度のラパマイシンまたはラパマイシン類似体によって誘発され、これは用量依存性であり、かつ可逆的である^２１。ラパマイシンは、免疫応答を抑制するために臨床使用されており、ラパマイシンの哺乳動物標的（ｍＴＯＲ）シグナル伝達経路を遮断することにより^３５、マウスにおける加齢の悪影響を未然に防ぎ^２３、多形神経膠芽腫を阻害する^３４。ラパマイシンと同様に有効に導入遺伝子発現を活性化する経口ラパマイシン類似体ＡＰ２２５９４は、最小の免疫抑制を呈示し、ｍＴＯＲを阻害しない^{１０、３５−３７}。ブタを使用して、マカクにおいて有効に使用されるものと同様の経口用量（０．４５ｍｇ／ｋｇ、週１回）で開始して、経口投与ＡＰ２２５９４の用量−応答関係、およびその必要投薬間隔を決定することができる^１０。

代替実施形態において、本発明の構築物および方法は、副腎皮質刺激ホルモン放出因子（ＣＲＦ）ファミリーに属する、ＵＣｎ１、ＵＣｎ２およびＵｃｎ３（３８〜４０アミノ酸（ａａ））を含む、ウロコルチン−２をｉｎ ｖｉｖｏで発現する。これらのペプチドは、副腎皮質刺激ホルモン放出因子受容体１および２（ＣＲＦ１、ＣＲＦ２）を刺激することができる。ＵＣｎ１は、ＣＲＦＲ１およびＣＲＦＲ２を結合するが、ＵＣｎ２およびＵｃｎ３は、排他的にＣＲＦＲ２を結合し^{３８〜４１}、これらは心筋細胞、血管系、腸管、脳および骨格筋において発現される^{４２、４３、４４}。ＵＣｎ１は、ＬＰＳ誘導炎症の際に見つけられ、組織透過性に関係づけられている^{４５、４６}が、ＵＣｎ２の効果は、多岐にわたっており、一つにはＣＲＦＲ２に対するその親和性のため、好適な生物学的効果と関連づけられている。ＵＣｎ２の効果は、すべてｃＡＭＰ依存性というわけではない。例えば、ＵＣｎ２結合後のＣＲＦＲ２脱感作は、β−アレスチンのトランスロケーションによりＰＩ３Ｋ／Ａｋｔシグナル伝達を誘導する。加えて、ＥＲＫ１／２シグナル伝達の増大が、Ｇタンパク質βおよびγサブユニットの解離によって起こる^{４７、４８}。これらのｃＡＭＰ非依存性事象は、心筋細胞アポトーシス低減に寄与する。前臨床および臨床ＣＨＦにおけるＵＣｎ２のペプチド注入は、ＬＶ機能に対する好適な効果、および交感神経副腎軸の活性化低減を一貫して示している^{４９−５１}。

下の表３に列挙するように、多くの有益効果の中で、本発明のモデルおよび組成物を使用するＵＣｎ２注入は、負荷条件に関係なく収縮機能を増大させることができ、これは、直接的心臓効果を示す^５２。変力効果についての機序は、定義されていない。最近の研究は、Ｃａ^２＋の取り扱い^５３、活動電位持続時間^５４、虚血−再潅流傷害^{５５−５７}、およびレニン−アルドステロンシステム^４９に対する有益効果を示唆している。ＵＣｎ２注入の安全性および効力は、ＣＨＦの大型動物モデルにおいて^{５８、５９}、ならびに正常ヒト被験体およびＣＨＦを有する患者において^{５０、５１}確認されている。最近の論説は、クラス３および４ ＣＨＦでのその使用を促進している^６０。

ＵＣｎ２の血漿半減期は、１５分である^５１ので、慢性注入を必要とする。対照的に、代替実施形態において、本発明のパラクリンベースのＵＣｎ２遺伝子導入は、上の表１に特記したように、慢性ペプチド注入に関連した障害を回避することができる。提案した２つの種において種特異的ＵＣｎ２のみを発現させることにより、導入遺伝子への免疫応答は、抑止されることになる。

パラクリンベースの遺伝子導入概念実証。本発明者らは、インスリン様成長因子−ＩをコードするＡＡＶ５（ＡＡＶ５．ＩＧＦＩ）のＩＭ注射によるパラクリン遺伝子導入が、不全ラット機能を改善させることを立証した^１１。本発明者らはまた、ＵＣｎ２をコードするＡＡＶ８のＩＶ送達が、持続した高レベルの血清ＵＣｎ２（＞１５倍増大）をもたらすばかりでなく、正常および不全心臓の機能も上昇させることを、ここで示した。

ＡＡＶベクターおよびプロモーターの選択。ＩＶ ＡＡＶ８またはＡＡＶ９が他のＡＡＶ血清型より高いレベルの導入遺伝子発現をもたらすこと、ならびに一般に最も頑強であるＣＭＶまたはＣＢＡプロモーターが最適であることは、以前に発表された研究から明らかであった。それ故、本発明者らは、どのベクターが血清ＵＣｎ２を最も有効に増大させるのかを決定するために、図１１に図示するように、ＣＭＶまたはＣＢＡによって駆動される、マウスＵＣｎ２をコードするＡＡＶ８および２つのＡＡＶ９ベクターを作出した。市販のＵＣｎ２特異的ＥＬＩＳＡを使用した。ＡＡＶ９．ＣＭＶは、血清ＵＣｎ２を２．３倍上昇させた。この倍率は、他の２つのベクターより低いが、治療応答のためには十分であり得る。しかし、ＡＡＶ８．ＣＢＡは、血清ＵＣｎ２の１５．７倍上昇を伴った（ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２：１０９±７ｎｇ／ｍＬ、ｎ＝９；対照：７±１ｎｇ／ｍＬ）。かかる高いレベルの血清ＵＣｎ２は、そのＡＡＶ８用量の低減を可能にすることになる。ＡＡＶ８．ＣＢＡおよびＡＡＶ９．ＣＢＡの、ＡＡＶ９．ＣＭＶに対する優位性は、ＣＢＡの相対的頑強性、または肝臓におけるメチル化および不活性化に対するＣＭＶの感受性を反映することもある^１７。それ故、本発明者らは、ＡＡＶ８．ＣＢＡをさらなる研究のために選択した。

静脈内送達後のＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２分布および発現。代替実施形態において、本発明の構築物および方法は、パラクリンベースの遺伝子導入戦略によりＵＣｎ２をｉｎ ｖｉｖｏで発現し、ならびに本発明の構築物および方法を用いて、血清ＵＣｎ２レベルを増大させることができる。代替実施形態は、ＵＣｎ２発現が心臓自体に存在することを必要としない。なぜなら、それは、循環ＵＣｎ２の効果であり、導入遺伝子の治療効果をもたらすことになる心臓および血管系に対するその効果、心筋細胞自体におけるＵＣｎ２発現を必要としない効果、であるからである。

ＵＣｎ２の肝臓発現。ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２のＩＶ送達（５×１０^１１ｇｃ；図１１参照）の６週後に実証された血清ＵＣｎ２の１５．７倍増大は、肝臓におけるＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現の時間依存性増大と関連づけられ、この時間依存性増大は、図１２において例証するように、送達の４〜６週間後にプラトーに達し、これは、血清ＵＣｎ２の定常的上昇とよく相関した。図１２Ａは、ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ＩＶ）後の肝臓におけるＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現の時間経過をグラフで例証するものである。肝臓ＵＣｎ２発現（各バーは、２匹のマウスからの平均値である）は、送達の４〜６週間後にプラトーに達し、これは、血清ＵＣｎ２で認められるプラトーと相関した（データの表示なし）。図１２Ｂは、ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ＩＶ）の６週間（ｗ）後のＬＶにおけるＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現を示すデータをグラフで例証するものである。同様に高いレベルのＵＣｎ２ ｍＲＮＡが、骨格筋試料でも認められた（データの表示なし）。

ＵＣｎ２の心臓発現。ＵＣｎ２の心臓発現は、本発明のパラクリンベースの遺伝子療法の有益効果には必要ではないが、本発明者らは、ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２のＩＶ送達の６週間後にＬＶ試料においてＵＣｎ２ ｍＲＮＡ発現の実質的増大を実証した。図１２Ｂ参照。代替実施形態では、例えばＡＡＶ８（ＡＡＶ８ ＤＮＡ存在を含む）およびＵＣｎ２ ｍＲＮＡを含む、本発明の構築物を、骨格筋、肺、脳、腎臓、脾臓、小腸、骨髄をはじめとする、任意の臓器（単数）または他の臓器（複数）に送達するおよび／またはそこで発現させることができる。

正常マウスにおけるＵＣｎ２遺伝子導入。ＵＣｎ２遺伝子導入がＬＶ機能を上昇させるかどうかを決定するために、本発明者らは、ＡＡＶ８．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ）または食塩水（対照）を静脈内（ＩＶ）送達によって正常マウスに送達した。ＵＣｎ２遺伝子導入の５週間後、ミラーカテーテル（１．４Ｆ）をＬＶ腔に配置して圧力発生を測定する侵襲的手順にマウスを付した。データ収集および分析を、群の正体に対して盲検にした。ＵＣｎ２遺伝子導入は、ＬＶ収縮機能（ＬＶ ＋ｄＰ／ｄｔ）（図１３Ａ、左）を上昇させた；−ｄＰ／ｄｔも低下し、これは、ＬＶ弛緩増進を示す（図１３Ｂ、右パネル）。ＬＶ質量、組織学、またはＬＶ構造もしくは機能に対する有害作用は、検出されなかった。図３は、ＡＡＶ８．ＵＣｎ２のＩＶ送達の６週間後の正常マウスにおける（食塩水注射対照マウスに対する）ＬＶ機能をグラフで例証するものである。図３Ａ：ＬＶ ＋ｄｐ／ｄｔ；図３Ｂ．ＬＶ −ｄＰ／ｄｔ。値は、平均±ＳＥを表す。バーの中の数字は、群の大きさを表す。ＵＣｎ２遺伝子導入は、収縮機能および心臓弛緩の両方を増大させた。

ＣＨＦを有するマウスにおけるＵＣｎ２遺伝子導入。本発明者らは、近位左冠動脈閉塞を用いてマウスにおいて重症ＣＨＦを誘導した；これは本発明者らが広範に使用し、かつ臨床的虚血に基づくＣＨＦの態様を模倣するモデルである^２５。プロトコル（図１２Ａ）に示すように、冠動脈閉塞の３週間後、本発明者らは、心エコー検査を行って重症ＬＶ機能不全および腔拡張を確認した。その後、本発明者らは、登録マウス（ｅｎｒｏｌｌｅｅ）を無作為に割り当て、ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（マウス１匹につき５×１０^１１ｇｃ）または同体積の食塩水のＩＶ送達を施した。無作為化の５週間後、マウスを反復心エコー検査、ならびにＬＶ圧発生および減衰ならびにそれらの一次導関数、ＬＶ ＋ｄＰ／ｄｔの測定に付した。データ収集および分析を群の正体に対して盲検にした。ＵＣｎ２遺伝子導入時に存在した顕著なＬＶ機能不全にもかかわらず、ＬＶ面積変化率（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅ：ＦＡＣ％）（駆出率の代替物）は増大した（図１４Ｂ）。ＵＣｎ２遺伝子導入は、ＬＶ収縮機能（ＬＶ ＋ｄＰ／ｄｔ）およびＬＶ拡張機能（ＬＶ −ｄＰ／ｄｔ）も向上させた（図１４Ｃ）。ピークＬＶ ＋ｄＰ／ｄｔは、正常に近い値まで増大された。これにより、本提案戦略がＣＨＦのための新規療法としての開発に値することが裏付けられる。図１４Ｂおよび１４Ｃは、不全心臓に対するＵＣｎ２導入の効果を示すデータを例証するものである：図１４Ａ：ＭＩおよびＣＨＦ発症の３週間後、マウスにＩＶ ＡＡＶ８．ＵＣｎ２または食塩水を施した；遺伝子導入の５週間後（ＭＩの８週間後）、ＬＶ機能を評価した（盲検研究）；図１４Ｂ．ＵＣｎ２遺伝子導入は、ＬＶ面積変化率（％ＦＡＣ）を増大させた；図１４Ｃ．ＵＣｎ２遺伝子導入は、ＬＶピーク＋ｄＰ／ｄｔおよびピーク−ｄＰ／ｄｔを増大させた。これは、不全心臓の収縮および拡張ＬＶ機能における顕著な恩恵を示す。

ＵＣｎ２遺伝子導入：心臓Ｃａ^２＋取り扱いに対する効果
Ｃ２．５．１．ＵＣｎ２遺伝子導入はＳＥＲＣａ２ａの発現を変える。ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２遺伝子導入（５×１０^１１ｇｃ、ＩＶ）は、マウスから遺伝子導入の４週間後に得たＬＶ試料におけるＳＥＲＣＡ２ａ ｍＲＮＡおよびタンパク質の発現増大と関連づけられた（図１５）。これらの変化は、筋フィラメントへのＣａ^２＋利用能を促進し、それによって、本発明者らがＵＣｎ２遺伝子導入後に正常および不全心臓において観察した（図１３および１４）ように収縮機能と拡張機能の両方を上昇させると予想され、ＵＣｎ２遺伝子導入がＬＶ機能を上昇させるもっともらしい機序をもたらした。ＵＣｎ２ペプチドの同様の効果が、単離された心筋細胞に関して記載されている^５３。

図１５は、正常マウスにＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ）または食塩水（ＣＯＮ）のＩＶ送達を施し、４週間後、ＵＣｎ２遺伝子導入群からのＬＶ試料がＳＥＲＣＡ２ａタンパク質発現の２倍増大を示した（図１５Ａ、グラフによる；図１５Ｂ、免疫ブロットによる）データを例証するものである。免疫ブロットシグナルをＴｎＩ含有量に正規化した。バーの中の数字は、群の大きさを表す。ＳＥＲＣＡ２ａ発現のこれらの変化は、筋フィラメントでのＣａ^２＋利用能を促進し、それによってＬＶ収縮および拡張機能を上昇させると予想された。

ＵＣｎ２遺伝子導入およびＣａ^２＋トランジェント。心筋細胞（ＣＭ）をマウスからＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ＩＶ）の４週間後に単離した。ＩＶ食塩水を施したマウスを対照として使用した。測定中、ＵＣｎ２マウスからの心筋細胞を２４ｎＭのＵＣｎ２ペプチドとともにインキュベートして、ｉｎ ｖｉｖｏで血清ＵＣｎ２レベルを模倣した。ＵＣｎ２遺伝子導入を施したマウスからの心筋細胞は、図１６において例証するように、変更されたＣａ^２＋トランジェントと短縮されたｔ_１／２を示した；図１６：ＵＣｎ２遺伝子導入後のＣａ^２＋トランジェント：図１６Ａは、ＵＣｎ２遺伝子導入が、Ｃａ^２＋低下速度を増大させたことをグラフで例証するものである；図１６Ｂは、４週間前にＵＣＮ２遺伝子導入を施したマウスからの心筋細胞において時間対Ｃａ^２＋トランジェント減衰が短縮されたことをグラフで例証するものである。実験を３回繰り返した。バーは、平均＋ＳＥを表す；バーの中の数字は、心筋細胞の数を表す；バーの上の数字は、ｐ値を示す。

ＵＣｎ２は心臓保護性である。低酸素傷害に対するＵＣｎ２の効果を試験するために、本発明者らは、チトクロムオキシダーゼ中のヘム補因子を不可逆的に結合してミトコンドリアの呼吸を阻害するアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）を用いて、培養新生仔ラット心筋細胞を処理し、低酸素誘導細胞傷害性を模倣した。ＵＣｎ２処理は、図１７において例証するように、形態学的におよびＬＤＨ放出低減によって表されるように心筋細胞を傷害から保護した。ＵＣｎ２は、単離された心筋細胞を低酸素−再酸素負荷傷害からも保護する（ｐ＜０．００１；データの表示なし）。図１７は、ＵＣｎ２が、培養新生仔ラット心筋細胞を低酸素傷害から保護するデータを示す：図１７Ａは、ＵＣｎ２（６０ｎＭ）が、ＮａＮ_３（１０ｍＭ）処理の２４時間後に形態学的な正常性を維持することを例証するものである；図１７Ｂは、ＵＣｎ２が、ＮａＮ_３処理後にＬＤＨ放出を低減させることをグラフで例証するものである（ｐ＜０．００１）。

ＣＲＥＢおよびβ−カテニンに対する効果。ＬＶ試料をマウスからＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ＩＶ）の４週間後に得た。ＩＶ食塩水を施したマウスを対照として使用した。ＵＣｎ２遺伝子導入を施したマウスからのＬＶ試料は、ＣＲＥＢのリン酸化増大を示した（３倍増大、ｐ＜０．０１、図１８Ａ）。ＣＲＥＢは、心臓におけるＣＲＥ媒介遺伝子発現を可能にする転写因子である。加えて、ＵＣｎ２遺伝子導入は、ＬＶ β−カテニンリン酸化の２倍増大を伴った（ｐ＜０．０００１、図１８Ｂ）。β−カテニンリン酸化増大は、心筋細胞の介在板におけるβ−カテニン蓄積を低減させ、それによって心臓の硬直および拡張機能不全を低減させる。これは、ＵＣｎ２遺伝子導入が正常および不全心臓におけるＬＶ弛緩を増進するという本発明者らの観察の一因になり得る。図１８は、ＣＲＥＢ（図１８Ａ）およびβ−カテニン（図１８Ｂ）両方のリン酸化が、ＵＣｎ２．ＣＢＡ．ＵＣｎ２のＩＶ送達の４週間後のＬＶ試料において検出されたことをグラフで例証するものである。対照マウスにはＩＶ食塩水を施した。

ＵＣｎ２遺伝子導入の非心臓効果。ＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ）のＩＶ送達は、グルコース代謝に対して好適な効果−抗糖尿病効果−を有する。例えば、ＵＣｎ２遺伝子導入を施したマウスは、前臨床研究において用いられる２型糖尿病のモデルである、高脂肪食（ｈｉｇ ｆａｔ ｄｉｅｔ：ＨＦＤ）によって誘導された高血糖に対して耐性である（図１９Ａ）。グルコースレベル低下は、ＨＦＤ摂食マウスのグルコース負荷試験において見られるようなグルコース利用増大に起因する（図１９Ｂ）。図１９は、ＵＣｎ２がグルコース制御に影響を及ぼすことを示すデータを例証するものである。マウスにＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ｎ＝８）または食塩水（ｎ＝８）のＩＶ送達、および標準固形試料を３週間施した。空腹時血糖の小規模の減少が、ＵＣｎ２群において認められた。その後、マウスに高脂肪食（ＨＦＤ）を８週間施した。予想どおり対照において高血糖が認められたが、ＵＣｎ２マウスは、正常血糖値を維持した。図１９Ｂ．マウスにＡＡＶ８．ＣＢＡ．ＵＣｎ２（５×１０^１１ｇｃ、ｎ＝８）または食塩水（ｎ＝８）のＩＶ送達、およびＨＦＤを２か月間施し、グルコース負荷試験を行った。空腹時マウスにグルコース（２ｍｇ／ｇ体重、ＩＰ）を施し、グルコースレベルを測定した。結果は、ＵＣｎ２遺伝子導入がグルコース利用を促進し、食事誘導高血糖を防ぐことを示す。

図２０は、本発明の例示的構築物を例証するものである：略語：ＩＴＲ、末端逆位配列；ＴＲＥ、テトラサイクリン応答因子；ＳＶｐＡ、ＳＶ４０ウイルスゲノム（二方向性）からのポリＡ；ｒｔＴＡ２ＳＭ２、リバーステトラサイクリン調節性トランスアクチベーター；ＳＶ４０ｅｎ、シミアンウイルス４０エンハンサー；ＴＢＧ Ｐｒｏｍ、甲状腺ホルモン結合グロブリンプロモーター；ＲＳＶ Ｐｒｏｍ、ラウス肉腫ウイルスプロモーター；ＦＲＢ−ｐ６、ＦＲＡＰ（ラパマイシン相互作用タンパク質）の、転写因子ＮＦ−κＢのサブユニット（ｐ６５）と組み合わせた部分；ＩＲＥ、内部転写再エントリー部位；ＺＦ、ジンクフィンガーＨＤ１ ＤＮＡ結合ドメイン；ＦＫＢＰ、ＦＫ５０６結合タンパク質；ｐＡ、最小ポリアデニル化セグメント；ＺＢＤ、ジンクフィンガーＨＤ ＤＮＡ結合ドメイン（８コピー）。

本発明の多数の実施形態を説明した。それでもやはり、様々な変更形態を、本発明の精神および範囲を逸脱することなく行うことができることは、理解されるであろう。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。

Claims (25)

1. 肝臓特異的プロモーターに作動可能に連結されているウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸配列を含むベクターを含む組成物であって、
   （ａ）前記組成物が、うっ血性心不全（ＣＨＦ）を有する被験体または患者における左心室収縮機能を増大するために使用され、
   （ｂ）前記ベクターがＡＡＶ血清型ＡＡＶ８またはＡＡＶ９ベクターである、
   組成物。
2. 患者または個体において糖尿病または前糖尿病を処置する、改善するまたは保護する（予防する）ための、肝臓特異的プロモーターに作動可能に連結されているウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）をコードする核酸配列を含むベクターを含む組成物であって、前記ベクターがＡＡＶ血清型ＡＡＶ８またはＡＡＶ９ベクターである、組成物。
3. 前記組成物が、経口、筋肉内（ＩＭ）注射により、静脈内（ＩＶ）注射により、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射により、髄腔内注射により、動脈内（ＩＡ）注射により、冠動脈内注射により、吸入により、エアロゾルにより、または微粒子銃粒子送達システムにより、または「遺伝子銃」、エアピストルもしくはＨＥＬＩＯＳ（商標）遺伝子銃（Ｂｉｏ−Ｒａｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、カリフォルニア州ハーキュリーズ）を使用することにより、それを必要とする個体または患者に投与または送達される、請求項２に記載の組成物。
4. 前記組成物が、小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中でまたは小胞、リポソーム、ナノ粒子もしくはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）として製剤化されるか、経口投与、筋肉内（ＩＭ）注射、静脈内（ＩＶ）注射、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射、髄腔内注射、動脈内（ＩＡ）注射、冠動脈内注射、吸入、またはエアロゾルによる投与のために製剤化される、請求項２または３に記載の組成物。
5. 前記組成物が、液体、ゲル、ヒドロゲル、粉末または水性もしくは食塩水製剤中で製剤化される、請求項１から４のいずれかに記載の組成物。
6. 前記組成物が、小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中で製剤化される、請求項１から４のいずれかに記載の組成物。
7. 前記組成物が、単離または培養細胞中で製剤化される、請求項１から６のいずれかに記載の組成物。
8. 前記組成物が、医薬として製剤化される、または無菌である、請求項１から６のいずれかに記載の組成物。
9. うっ血性心不全に罹患している被験体を処置するための、パラクリン活性を有するタンパク質またはペプチドをコードする核酸配列を含むベクターを含む組成物であって、前記組成物が提供され、前記被験体の細胞またはそれを必要とする被験体に静脈内もしくは筋肉内投与または送達され、前記タンパク質またはペプチドが、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）であるか、またはこれを含み、前記ベクターがアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）であり、前記核酸が肝臓特異的プロモーターに作動可能に連結されている、組成物。
10. 前記タンパク質またはペプチドが、哺乳動物ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）、または哺乳動物ウロコルチン−２と、哺乳動物強心性ペプチド、哺乳動物成長因子、哺乳動物セレラキシン、哺乳動物リラキシン−２、哺乳動物ウロコルチン−１（ＵＣｎ−１）、哺乳動物ウロコルチン−３（ＵＣｎ−３）、哺乳動物脳ナトリウム排泄増加性ペプチド、哺乳動物プロスタサイクリンシンターゼ、哺乳動物成長ホルモン、および哺乳動物インスリン様成長因子−１からなる群から選択されるポリペプチドまたはペプチドとの組み合わせであるか、これらを含む、請求項９に記載の組成物。
11. 前記タンパク質またはペプチドが、哺乳動物ウロコルチン−２である、請求項１０に記載の組成物。
12. 前記ベクターが、医薬製剤中に製剤化される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の組成物。
13. 前記ベクターが、小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中で製剤化される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の組成物。
14. 前記ベクターが単離または培養細胞中にある、請求項９から１１および１３のいずれかに記載の組成物。
15. 前記ベクターが、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｅｘ ｖｉｖｏで前記タンパク質またはペプチドを発現する、請求項９から１４のいずれかに記載の組成物。
16. 糖尿病または前糖尿病に罹患している被験体を処置するための、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）タンパク質またはペプチドをコードする核酸配列を含むベクターを含む組成物であって、
    前記組成物が提供され、それを必要とする被験体に投与または送達され、前記ベクターがアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）である、組成物。
17. 前記ベクターが、小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中でまたは小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）として製剤化される、請求項１６に記載の組成物。
18. 前記ベクターが、経口投与、筋肉内（ＩＭ）注射、静脈内（ＩＶ）注射、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射、髄腔内注射、動脈内（ＩＡ）注射、冠動脈内注射、吸入、またはエアロゾルによる投与のために製剤化される、請求項１６または１７に記載の組成物。
19. 前記ＡＡＶベクターが、ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８、ＡＡＶ９またはＡＡＶｒｈ．１０から選択される、請求項１６から１８のいずれかに記載の組成物。
20. 前記ＡＡＶベクターが、ＡＡＶ８またはＡＡＶ９である、請求項１９に記載の組成物。
21. 糖尿病または前糖尿病に罹患している被験体を処置する方法における使用のための、ウロコルチン−２（ＵＣｎ−２）タンパク質またはペプチドをコードする核酸配列を含むベクターを含む組成物であって、
    前記方法は、前記ベクターを提供して、それを必要とする被験体に投与または送達する工程を含み、前記ベクターがアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）である、組成物。
22. 前記ベクターが、小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）中でまたは小胞、リポソーム、ナノ粒子またはナノ脂質粒子（ＮＬＰ）として製剤化される、請求項２１に記載の組成物。
23. 前記ベクターが、経口投与、筋肉内（ＩＭ）注射、静脈内（ＩＶ）注射、皮下（ＳＣ）もしくは皮内注射、髄腔内注射、動脈内（ＩＡ）注射、冠動脈内注射、吸入、またはエアロゾルによる投与のために製剤化される、請求項２１または２２に記載の組成物。
24. 前記ＡＡＶベクターが、ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ８、ＡＡＶ９またはＡＡＶｒｈ．１０から選択される、請求項２１から２３のいずれかに記載の組成物。
25. 前記ＡＡＶベクターが、ＡＡＶ８またはＡＡＶ９である、請求項２４に記載の組成物。