JP6615100B2 - 低温誘導性rna結合タンパク質活性を阻害するペプチド - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年9月24日に出願された米国仮特許出願第61/881798号明細書の利益を主張するものである。上記の出願の全教示は、参照して本明細書に組み込まれる。
ASCIIテキストファイル内の資料の参照による組み込み
本出願は、本明細書と同時に提出される下記のASCIIテキストファイル内に含まれる配列表を参照により組み込んでいる:
ファイル名:32681023001SEQLIST.txt;作成日:2014年9月23日、サイズ:11KB。
政府による支援
本発明は、国立衛生研究所により授与された補助金番号RO1HL076179およびGM053008の下で政府による支援を受けて実施された。米政府は、本発明の所定の権利を有するものである。
炎症は、病原体、損傷した細胞または刺激原などの有害な刺激に対する血管組織の複雑な生物反応である。炎症は、有害な刺激を除去して組織のための治癒工程を開始する、生体による防御の試みである。炎症が起こらなければ、よくても創傷や感染がはるかに緩徐に治癒することになり、組織の進行性破壊は生体の生存を危うくさせることになる。しかし炎症が抑制されずに進行すると、多数の疾患も引き起こす可能性がある。
炎症は、急性または慢性のいずれかに分類できる。急性炎症は有害な刺激に対する身体の初期反応であり、血液から損傷組織への血漿や白血球の移動が増加することによって発生する。生化学的事象のカスケードは伝播して、局所血管系、免疫系および損傷組織内の様々な細胞に関係する炎症反応を成熟させる。慢性炎症として公知である長期炎症は、炎症部位に存在する細胞のタイプの進行性変化をもたらし、炎症過程からの組織の破壊と治癒が同時に起こることを特徴とする。
血液量減少および多臓器不全を原因とする出血性ショックは、依然として内科および外科集中治療室において主要な死因であり続けており、容認しがたいほど高い死亡率を伴っている。循環虚脱を予防するため、および死亡率を低下させるために極めて多数の理学療法や物質が研究されてはきたが、完全に満足できるものは一つもない。
同様に、創傷治癒は、止血、炎症、修復および再形成を含む動的で複雑な過程である。数多くの細胞タイプ、酵素、タンパク質およびシグナル伝達分子は、治癒過程中に協調した方法で機能することが必要とされる。創傷ケアのためには、銀処置、陰圧閉鎖療法、高圧酸素、代用皮膚、先進ドレッシングならびに成長因子および生物学的創傷製品を含む多数の治療選択肢が存在する。多数の臨床ツールが利用可能であるにもかかわらず、依然として慢性創傷は効果的に治療および管理することができない。非治癒性創傷は、依然として重大な臨床問題であり、四肢切断術を招くことが多い。皮膚創傷は、特に、創傷ケア管理における進歩にもかかわらず重大な罹患率および死亡率を誘発し続けている。外傷によって誘発された急性皮膚創傷は、患者がさらに糖尿病または心血管疾患などの疾病に罹患している場合は、慢性(非治癒性)創傷になる可能性がある。患者は、例えば創傷感染、敗血症および敗血症性ショックならびに長期固定化からの血栓塞栓事象などの慢性創傷の合併症が原因で死亡することがある。
1つの態様では、本発明は、低温誘導性RNA結合タンパク質(CIRP)の阻害が炎症反応を軽減するという発見に基づいている。より詳細には、本出願人は、CIRPの阻害が未処置コントロール群と比して出血性ショックの動物モデルにおいてアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、肝ミエロペルオキシダーゼ(MPO)、乳酸塩、TNF、血清TNFおよび血清、肺および肝IL−6の濃度を減少させることを発見した(図7〜8)。さらに、CIRPの阻害は出血誘導性死亡率を低下させる(図6)。この発見に基づいて、炎症性状態を治療するための医薬組成物および方法が開示される。
1つの実施形態では、本発明は、Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号12)の1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩;または配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む単離ポリペプチドであり、このときペプチドの長さは10〜30アミノ酸残基である。
また別の実施形態では、本発明は、医薬上許容される担体もしくは希釈剤ならびに配列番号12の1つのアミノ酸残基配列または配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つのアミノ酸残基配列を含む単離ペプチドを含む医薬組成物である。
また別の実施形態では、本発明は、炎症性状態を有する被験者を治療する方法であって、被験者に配列番号12の1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩、または配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む有効量の単離ポリペプチドを投与する工程を含む方法である。
また別の実施形態では、本発明は、CIRPの1つ以上の生物活性を阻害する方法であって、CIRPを配列番号12の1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩、または配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む単離ポリペプチドと接触させる工程を含む方法に関する。特に、本出願人は、本発明のペプチド、詳細には配列番号12の配列もしくは配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つの残基配列を含む単離ペプチドが炎症促進性サイトカインのCIRP媒介性放出を効果的に阻害するが、他方他のペプチドはCIRPの生物活性にそのような阻害作用を有していないことを発見した。
また別の態様では、本発明は、CIRPの発現が治癒過程を妨害するという発見に基づいている。CIRP発現および/または生物活性を調節する工程は、創傷治療薬にとっての新規な標的を提供する。
したがって、1つの実施形態では、本発明は、皮膚創傷を患っている被験者を治療する方法であって、被験者に配列番号12の1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む、または配列番号12と少なくとも80%の相同性を有する1つのアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む有効量の単離ポリペプチドを投与する工程を含む方法である。
ヒトCIRPのアミノ酸配列(配列番号1)を示す図である。 疑似(非出血)コントロール群と比較した出血の動物モデルにおける肝臓、心臓および血液中のCIRP遺伝子の過剰発現を示す図である。図2Aおよび2Bは、動物出血モデルにおける肝臓および心臓組織各々におけるCIRP発現の倍率増加を示す棒グラフである。図2Cおよび2Dは、ウェスタンブロッティング法により検出された、クロマトグラフィーにより分離されたCIRPの写真である。 負傷した動物への組換えCIRP(rCIRP)の投与後のアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST、図3A)およびアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT、図3B)の血中濃度の上昇を示している棒グラフである。 健常ラットへのrCIRPの投与後の血液、肝臓および腸組織中の炎症性サイトカインTNFおよびHMGB1の上昇を示す図である。 培養マクロファージからのサイトカイン(TNF、IL−6、HMGB1)放出の刺激にrCIRPが及ぼす時間経過および作用を示す図である。 未処置コントロール群と比して出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体の添加による生存率の増加を示すグラフである。 未処置コントロール群と比較した出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体組成物の投与後の血清AST、ALTおよび乳酸塩の減少を示すグラフである。 未処置コントロール群と比較した、抗CIRP抗体の投与後の出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体による血清、肺および肝臓中IL−6の減少を示すグラフである。図8Gでは、肝ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性が実験的出血によって増加し、この増加は抗CIRP抗体の投与によって逆転されるが、コントロール抗体によっては逆転されない。 健常志願者またはショックに罹患している外科集中治療室(SICU)患者いずれかから採取された血清サンプル中のCIRPの濃度を検出しているウェスタンブロッティング法を示す写真である。出血後のラットから採取された血清および組織サンプル中のCIRP濃度を検出しているウェスタンブロッティング法を示す写真である。出血240分間後の出血した動物の組織中でのCIRP転写のアップレギュレーションを示す棒グラフである。低酸素症が細胞系に及ぼす作用を示す図である。図9Dは、正常酸素性および低酸素性RAW264.7細胞由来の細胞抽出物の核および細胞質成分のウェスタンブロッティング法を示す写真である。図9Eは、GFP−CIRP発現プラスミドを用いてトランスフェクトされたRAW264.7細胞の蛍光顕微鏡写真である。図9Fは、RAW264.7細胞が低酸素性ショック後0、7および24時間増殖させられた馴化培地中でCIRPを検出しているウェスタンブロットの写真である。図9Gは、低酸素性ショックの0、7および24時間後のRAW264.7細胞由来の細胞溶解物中のCIRPを検出しているウェスタンブロットの写真である。図9Hは、正常酸素性または低酸素性状態下で培養されたRAW264.7細胞からの細胞抽出液のウェスタンブロッティング法の写真である。溶解物を核(N)およびリソソーム(L)成分に分画化した。図9A、9Bおよび9Fでは、「PSレッド」は、タンパク質負荷を示すためにウェスタンブロット膜のためのPonceau(ポンソー)Sレッド染色である。 ある細胞系におけるサイトカイン放出にrCIRPが及ぼす作用を示すグラフである。図10Aおよび図10B−RAW264.7細胞。ラットへのrmCIRPの投与後のHMGB1の血清中濃度の誘導を示す棒グラフである。図10D−10F、様々な細胞系におけるサイトカイン放出にrCIRPが及ぼす作用を示すグラフである。図10D−RAW264.7細胞;図10E−ヒトTHP−1細胞;図10F−ヒトPBMC細胞系。図10G、CIRPをTNFαの放出に曝露させる前に抗CIRP抗体とのヒトTHP−1細胞のプレインキュベーションの作用を示している棒グラフである。 動物出血モデルにおける抗CIRP抗体によるサイトカイン産生および肝損傷の減弱および抗CIRP抗体による致死性の阻止を示す図である。 敗血症性動物モデルにおける敗血症中のCIRPの発現および放出ならびに抗CIRP抗体の作用を示す図(図12G)である。 TLR4/MD2複合体が細胞外CIRP活性を媒介することを証明する図である。 ヒトCIRPのrhMD2への結合領域を示す図である。 核から細胞質への低酸素症/再酸素化誘導性CIRP転位を証明しているRAW264.7細胞の蛍光顕微鏡写真である。 CIRPおよびHMGB1がTNF−α放出の刺激に及ぼす相加作用を証明する図である。 組換えCIRP(rCIRP)が健常ラットにおいて炎症反応を誘導したことを証明する図である。 表面プラズモン共鳴(SPR)分析によって測定されたパターン認識受容体を含むrhCIRPの結合動態を示す図である。 表面プラズモン共鳴(SPR)分析によるrhMD2を用いたヒトCIRP由来の15マーオリゴペプチドの結合動態を示す図である。 ヒトTHP−1細胞によるTNF−αの産生にオリゴペプチドC22およびC23が及ぼす(しかしC21は及ぼさない)阻害作用を示す図である。 治癒所要日数の関数としての野生型マウスに比較したCIRP−ヌルマウスにおける皮膚創傷のより小さな相対面積を示すプロット図である。 CIRP刺激後のTHP−1細胞によるTNA−α分泌への複数のCIRP由来ペプチドが及ぼす作用を示すグラフである。 CIRP刺激後のMLVEC中のICAM−1の発現レベルにオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示すウェスタンブロッティング法の写真である。図23B、CIRP刺激後のMLVEC中のIL−1βの分泌濃度にオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示す棒グラフである。 敗血症性マウスの肺におけるE−セレクチン(上)およびICAM−1(下)の発現レベルにオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示す棒グラフである。図24B、敗血症性マウスの肺におけるTNF−α(上)およびIL−1β(下)の発現レベルにオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示す棒グラフである。図24C、敗血症性マウスの血清におけるTNF−α(上)およびIL−1β(下)の発現レベルにオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示す棒グラフである。 オリゴペプチドC23の作用を証明している、CLP手技後の時間関数としての敗血症性マウスの生存率を示すプロット図である。図25B、敗血症性マウスの生存率にオリゴペプチドC23が及ぼす作用を示す散布図である。
本出願人は、驚くべきことに、炎症反応中にCIRP発現がアップレギュレートされ、循環中に放出されることを発見した。本出願人はさらに、CIRPがいったん血流に進入すると、強力な炎症促進性メディエーターもしくはサイトカインとして機能し、組織損傷および死さえ誘発することも発見した。
したがって、本発明は、新規な炎症メディエーターとしてのCIRPの発見に基づく。この発見は、炎症を誘導する代替機序の解明を可能にし、さらに本出願人が炎症を治療するためのCIRPを標的とする治療戦略を発見することを可能にした。
CIRPは、軽度の低温ストレス(32℃)によって培養細胞中で誘導される哺乳動物タンパク質である。マウスおよびヒトCIRPは、N末端RNA結合ドメインおよびC末端グリシンリッチドメインを含む172−aa(95%同一)核タンパク質であり、転位を促進するRNAシャペロンとして機能する。ヒトCIRPのアミノ酸配列は、図1、配列番号1に提供されている(Nishiyama et al.The Journal of Cell Biology,Volume 137,1997を参照されたい)。「哺乳動物CIRP」には、天然型または内因性の対応する哺乳動物CIRP(例えば、組換えタンパク質、合成タンパク質(即ち、合成有機化学の方法を使用して生成した))のアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有するタンパク質が含まれる。この用語にはさらに、CRIPの多型もしくは対立遺伝子変異体および他のイソ型(例えば、選択的スプライシングもしくは他の細胞過程)および上記(例えば、脂質化、グリコシル化および非グリコシル化)の修飾形もしくは未修飾形が含まれる。そのようなタンパク質は、自然に哺乳動物CIRPを産生する供給源から回収または単離できる。CIRPは、低温誘導性の細胞増殖抑制において本質的な役割を果たす。本発明は、細胞外CIRPは出血性および敗血症性ショック中に有害な作用を誘発する内因性炎症促進性メディエーターであるという驚くべき発見に基づいている。そこで本発明は、以前には認識されていなかった治療標的としてのCIRP拮抗作用に向けられる。
細胞内CIRPは、細胞がストレス条件下に置かれたときに特異的mRNAsを安定化させて延命効果のための転位を促進する公知の機能を有する(Yang,C.& Carrier,F.The UV−inducible RNA−binding protein A18(A18 hnRNP)plays a protective role in the genotoxic stress response.J.Biol.Chem.276,47277−47284(2001);Cammas,A.,Lewis,S.M.,Vagner,S.& Holcik,M.Post−transcriptional control of gene expression through subcellular relocalization of mRNA binding proteins.Biochem.Pharmacol.76,1395−1403(2008))。本出願人は、細胞外CIRPが新規な損傷関連性分子パターン(DAMP)分子であることを発見しており、この所見を実験上の証拠により実証する(実施例1)。第一に、本出願人は、外科ICU患者ならびに出血した動物および敗血症性動物の血清中でCIRPを検出した。第二に、低酸素性ストレス下またはリポ多糖(LPS)への曝露下では、マクロファージ中のCIRPは核から細胞質へ転位し、細胞外マトリックス内に能動的に放出される。第三に、組換えCIRPタンパク質はインビトロではマクロファージからのTNF−αおよびHMGB1の放出を誘導し、健常動物においては炎症反応を刺激して組織損傷を誘発する。第四に、抗CIRP抗体を中和することによる細胞外CIRP活性の阻害は、ショック誘導性の炎症、組織損傷および致死性の減弱により出血した動物および敗血症性動物の生存率を有意に改善する。最後に、CIRPは、炎症反応を始動させるためにDAMPsによって一般に利用されるパターン認識受容体(PRR)の1つであるTLR4と相互作用する。そこで、細胞外CIRPは、真正の炎症促進性メディエーターである。
CIRPは、低酸素状態への曝露後にRAW264.7細胞中で核から細胞質へ転位する。そのようなCIRP転位は、さらに線維芽細胞および上皮細胞を含む他の細胞タイプにおいても、UV曝露、浸透圧ショック、熱ショックおよび小胞体ストレス下で観察されている(De Leeuw,F.,et al.The cold−inducible RNA−binding protein migrates from the nucleus to cytoplasmic stress granules by a methylation−dependent mechanism and acts as a translational repressor.Exp.Cell Res.313,4130−4144(2007);Yang,R.,et al.Functional significance for a heterogenous ribonucleoprotein A18 signature RNA motif in the 3’−untranslated region of ataxia telangiectasia mutated and Rad3−related(ATR)transcript.J.Biol.Chem.285,8887−8893(2010))。環境ストレス下でのRGGドメイン中のアルギニン残基のメチル化(De Leeuw,F.,et al.Exp.Cell Res.313,4130−4144(2007))およびUV線に反応したC末端領域でのリン酸化(Yang,R.,et al.J.Biol.Chem.285,8887−8893(2010))は核からのCIRP退出に対して仮説が立てられている。CIRPは、低酸素状態もしくはLPSに反応してCM中に放出させられる。「リーダーレス」タンパク質を放出させるために、微小胞脱落、分泌リソソームのエキソサイトーシスおよび能動輸送を含む多数の非標準的経路が提案されている(Qu,Y.& Dubyak,G.R.P2X7 receptors regulate multiple types of membrane trafficking responses and non−classical secretion pathways.Purinergic Signal.5,163−173(2009))。さらに、リーダーレスIL−1β分泌の代替モデルは、取り込まれたIL−1βとともにエキソソームを含有する多小胞体の形成およびエキソソームを放出させるためのこれらの多小胞体と血漿膜の後の融合によって完了できる(Qu,Y.,Franchi,L.,Nunez,G.& Dubyak,G.R.Nonclassical IL−1 beta secretion stimulated by P2X7 receptors is dependent on inflammasome activation and correlated with exosome release in murine macrophages.J.Immunol.179,1913−1925(2007)を参照されたい)。理論によって拘束されなくても、CIRP放出についての1つの方法はリソソーム分泌による。
細胞外CIRPの活性は、TLR4/MD2複合体を通して媒介される(実施例9)。表面プラズモン共鳴分析は、CIRPがTLR4/MD2複合体ならびに個々のTLR4およびMD2に結合することを示した。この発見を通して、本出願人は、本明細書に記載したように、典型的には長さが10〜30アミノ酸残基である、アミノ酸残基106〜125の間にあるhCIRPタンパク質の一部分と少なくとも80%相同性の配列を有する、ヒトCIRP由来ペプチドを含むCIRP活性の新規な阻害剤を開発した。このペプチドは、高親和性でMD2に結合する。
CIRPのTLR4媒介性炎症促進活性の同定は、TLR4が出血した動物における炎症および臓器障害(Benhamou,Y.,et al.Toll−like receptors 4 contribute to endothelial injury and inflammation in hemorrhagic shock in mice.Crit.Care Med.37,1724−1728(2009))ならびに敗血症性動物(Wittebole,X.,Castanares−Zapatero,D.& Laterre,P.F.Toll−like receptor 4 modulation as a strategy to treat sepsis.Mediators Inflamm.2010,568396(2010))において重大な役割を果たすことを証明した以前の研究と一致している。TLR4はさらに、それらがストレスを受けた、損傷した、または瀕死の細胞から、または細胞外マトリックスの分解から放出されたときに、HMGB1、熱ショックタンパク質、ヒアルロン酸およびフィブロネクチンを含む数種の内因性分子を認識できる((a)Park,J.S.,et al.Involvement of toll−like receptors 2 and 4 in cellular activation by high mobility group box 1 protein.J.Biol.Chem.279,7370−7377(2004);(b)Ohashi,K.,Burkart,V.,Flohe,S.& Kolb,H.Cutting edge:heat shock protein 60 is a putative endogenous ligand of the toll−like receptor−4 complex.J.Immunol.164,558−561(2000);(c)Termeer,C.,et al.Oligosaccharides of Hyaluronan activate dendritic cells via toll−like receptor 4.J.Exp.Med.195,99−111(2002);(d)Okamura,Y.,et al.The extra domain A of fibronectin activates Toll−like receptor 4.J.Biol.Chem.276,10229−10233(2001)を参照されたい)。多数のDAMPsはTLR4/MD2複合体のリガンドとして機能するが、一部の分子は、CIRPとHMGB1の関係によって本明細書で証明されたように、TLR4/MD2複合体の様々な部位に結合してマクロファージにおける炎症促進性サイトカイン産生を刺激することに追加して作用する可能性がある。SPR分析によって示されたように、HMGB1は1.5×10−6MのKでTLR4/MD2複合体に結合したが(Yang,H.,et al.A critical cysteine is required for HMGB1 binding to Toll−like receptor 4 and activation of macrophage cytokine release.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107,11942−11947(2010))、これはCIRPに匹敵する(K=2.39×10−7M)。また別の分析は、HMGB1が8×10−9MのKでMD2に結合するがTLR4には結合しないことを示したが(Yang,H.,Antoine,D.J.,Andersson,U.& Tracey,K.J.The many faces of HMGB1:molecular structure−functional activity in inflammation,apoptosis,and chemotaxis.J.Leukoc.Biol.93,865−873(2013))、他方CIRPは個々のMD2およびTLR4に結合することができる。TLR4、MD2およびTLR4/MD2複合体と相互作用するCIRPのサブドメインのマッピングは、これらの受容体に結合することに関係するので、CIRPの全分子構造に関するより多くの情報を入手するために調査されている。注目すべきことに、LPSからTLR4およびMD2へのKは、各々1.41×10−5および2.33×10−6Mである(Shin,H.J.,et al.Kinetics of binding of LPS to recombinant CD14,TLR4,and MD−2 proteins.Mol.Cell 24,119−124(2007))。
CIRPは、「リーダーレス」タンパク質が例えば壊死などの受動的様式によって漏出され得るという事実にもかかわらず、能動的に放出され得る(Scaffidi,P.,Misteli,T.& Bianchi,M.E.Release of chromatin protein HMGB1 by necrotic cells triggers inflammation.Nature 418,191−195(2002))。近年の研究は、抗CIRP抗体の中和が出血した動物および敗血症性動物の生存率の改善における治療として利用される、培養線維芽細胞中でのIL−1β発現を調節するためのNF−κB経路を活性することにCIRPが関与することを報告している(Brochu,C.,et al.NF−kappaB−Dependent Role for Cold−Inducible RNA Binding Protein in Regulating Interleukin 1beta.PLoS One 8,e57426(2013)を参照されたい)。そこで、CIRPを標的とすることは、出血および敗血症を犠牲にして罹病率および死亡率を改善するための治療可能性を提供する可能性がある。
CIRPの阻害は、未処置コントロール群と比して敗血症の動物モデルにおいてアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、肝ミエロペルオキシダーゼ(MPO)、乳酸塩、TNF、血清TNFならびに血清、肺および肝臓中IL−6を含むがそれらに限定されない炎症メディエーターおよびマーカーの濃度の減少をもたらす(実施例7および8)。これらは反射を減少させ、一部の場合には炎症性疾患および状態の治療においてCIRPを標的とする有益な作用の原因となる。さらに、これらの減少は、そのような疾患および状態の治療におけるCIRP阻害剤およびアンタゴニストの治療有益性を例示している。
本明細書に規定するように、「CIRP阻害剤」は、CIRPに結合してCIRPの1つ以上の生物活性を阻害する作用物質(例えば、分子、天然もしくは合成核酸もしくは核酸アナログ、アンチセンス分子、低分子干渉RNA(siRNA)、タンパク質、ペプチド、抗体、抗原性断片、化合物など);またはCIRP遺伝子および/またはタンパク質の発現または生物活性CIRPの放出を阻害する(例えば、減少させる、防止する、低下させる、中和する)作用物質である。用語「CIRPの生物活性」は、CIRP受容体結合、CIRPシグナル伝達、炎症促進性サイトカインのCIRP媒介性放出、CIRP媒介性炎症および/または他のCIRP媒介性活性を意味する。用語「アンタゴニスト」は、用語「阻害剤」と互換的に使用できる。
CIRP阻害剤は、CIRPの1つ以上の生物活性または機能に結合して阻害する(例えば、減少させる、防止する、または中和する)抗体であってよい。
抗体は、ポリクローナルまたはモノクローナルであってよく、用語「抗体」は、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体両方を含むことが意図されている。用語の「ポリクローナル」および「モノクローナル」は抗体調製物の均質度に関しており、特定の製造方法に限定することは意図していない。本明細書で使用する用語「抗体」は、さらにキメラ抗体、ヒト化抗体、霊長類化抗体、ベニヤ化抗体または一本鎖抗体の断片を含む抗体の機能的断片もまた含んでいる。機能的断片には、哺乳動物CIRPに結合する抗原結合断片が含まれる。そのような断片は、酵素的開裂または組換え技術によって製造できる。例えば、必要な基質特異性を備えるパパイン、ペプシンまたは他のプロテアーゼもまた断片を生成するために使用できる。抗体はさらに、その中で1つ以上の終止コドンが天然停止部位の上流で導入されている抗体遺伝子を使用して様々な切断型で製造することもできる。
様々な種に由来する断片を含む、一本鎖抗体およびキメラ抗体、ヒト化抗体もしくは霊長類化(CDRグラフト化)抗体、またはベニヤ化抗体ならびにキメラ抗体、CDRグラフト化抗体もしくはベニヤ化一本鎖抗体なども、さらに本発明および用語「抗体」によって含まれる。これらの抗体の様々な断片は従来型技術によって化学的に一緒に結合することができる、または遺伝子工学技術を使用して隣接タンパク質として調製できる。例えば、隣接タンパク質を生成するために、キメラ鎖もしくはヒト化鎖をコードする核酸を発現させることができる。例えば、Cabilly et al.、米国特許第4816567号明細書;Cabilly et al.、欧州特許第0125023B1号明細書;Boss et al.、米国特許第4816397号明細書;Boss et al.、欧州特許第0120694B1号明細書;Neuberger,M.S.et al.、国際公開第86/01533号パンフレット;Neuberger,M.S.et al.、欧州特許第0194276B1号明細書;Winter、米国特許第5225539号明細書;Winter、欧州特許第0239400B1号明細書;Queen et al.、欧州特許第0451216B1号明細書;およびPadlan,E.A.et al.、欧州特許出願公開第0519596A1号明細書を参照されたい。さらに、霊長類化抗体に関してはNewman,R.et al.,BioTechnology,10:1455−1460(1992)、および一本鎖抗体に関してはLadner et al.、米国特許第4946778号明細書およびBird,R.E.et al.,Science,242:423−426(1988)を参照されたい。
ヒト化抗体は、標準方法を使用する合成もしくは組換えDNAテクノロジーまたは他の好適な技術を使用して生成できる。ヒト化可変領域をコードする核酸(例えば、cDNA)配列は、さらにまたヒトもしくはヒト化鎖をコードするDNA配列、例えば以前にヒト化された可変領域からのDNA鋳型などを変化させるためのPCR突然変異誘発方法を使用して構築することもできる(例えば、Kamman,M.,et al.,Nucl.Acids Res.,17:5404(1989));Sato,K.,et al.,Cancer Research,53:851−856(1993);Daugherty,B.L.et al.,Nucleic Acids Res.,19(9):2471−2476(1991);およびLewis,A.P.and J.S.Crowe,Gene,101:297−302(1991)を参照されたい)。これらやその他の好適な方法を使用すると、変異体もまた容易に生成できる。1つの実施形態では、クローン化可変領域を変異させることができ、所望の特異性を備える変異体をコードする配列を選択できる(例えば、ファージライブラリーから;例えばKrebber et al.、米国特許第5514548号明細書;Hoogenboom et al.、1993年4月1日公開の国際公開第93/06213号パンフレットを参照されたい)。
哺乳動物(例えば、ヒト)CIRPに対して特異的である抗体は、例えば配列番号1の単離および/または組換えヒトタンパク質またはそれらの断片(例えば合成ペプチドなどの合成分子を含む)などの適切な免疫原に対して作製することができる。抗体は、CIRPを発現する細胞で好適な宿主(例えば、マウス)を免疫することによって作製することもできる。さらに、CIRPを発現する細胞は、免疫原として、またはCIRPに結合する抗体に対するスクリーンにおいて使用できる。
免疫抗原の調製ならびにポリクローナルおよびモノクローナル抗体の生成は、任意の好適な技術を使用して実施できる。様々な方法が記載されている(例えば、Kohler et al.,Nature,256:495−497(1975) and Eur.J.Immunol.6:511−519(1976);Milstein et al.,Nature 266:550−552(1977),Koprowski et al.、米国特許第4172124号明細書;Harlow,E.and D.Lane,1988,Antibodies:A Laboratory Manual,(Cold Spring Harbor Laboratory:Cold Spring Harbor,N.Y.);Current Protocols In Molecular Biology,Vol.2(Supplement 27,Summer ‘94),Ausubel,F.M.et al.,Eds.,(John Wiley & Sons:New York,N.Y.),Chapter 11,(1991)を参照されたい)。一般に、ハイブリドーマは好適な不死細胞系(例えば、骨髄腫細胞系、例えばSP2/0、P3X63Ag8.653または異種骨髄腫(heteromyloma))を抗体産生細胞と融合させることによって生成される。抗体産生細胞は、当該の抗原で免疫されたヒトまたは他の好適な動物の末梢血、脾臓またはリンパ節から入手できる。融合細胞(ハイブリドーマ)は、選択的培養条件を使用して単離し、限界希釈法によってクローン化することができる。所望の特異性を備える抗体を産生する細胞は好適なアッセイ(例えば、ELISA)によって選択できる。
例えば、ライブラリー(例えば、ファージディスプレイライブラリー)から組換え抗体を選択する、または広範囲のヒト抗体を産生できるトランスジェニック動物(例えば、マウス)の免疫に依存する方法を含む、必要な特異性を備える抗体(例えば、ヒト抗体または抗原結合断片)を作製または単離するその他の好適な方法を使用できる(例えば、Jakobovits et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:2551−2555(1993);Jakobovits et al.,Nature,362:255−258(1993);Lonberg et al.、米国特許第5545806号明細書;Surani et al.、米国特許第5545807号明細書;Lonberg et al.、国際公開第97/13852号パンフレットを参照されたい)。そのような免疫および単離手順は、当業者には周知である。
抗原性断片は、身体内に導入されると抗体の産生を刺激する物質である。抗原には、毒素、細菌、異質な血球および/または移植臓器の細胞が含まれよう。
CIRP阻害剤は、CIRPに特異的に結合してCIRPの活性を阻害する(減少させる、防止する、低下させる、中和する)ペプチド(例えば、合成、組換え、融合もしくは誘導体化)であってよい。ペプチドは、直鎖状、分枝状または環状、例えば数個のアミド結合を含むヘテロ原子環状構造を有するペプチドであってよい。特定の実施形態では、ペプチドは、環状ペプチドである。ペプチドは、約2〜約100個のアミノ酸残基からなる化合物であって、1つのアミノ酸のアミノ基がペプチド結合によってまた別のアミノ酸のカルボキシル基に結合している化合物を意味する。そのようなペプチドは、典型的には長さが約100個アミノ酸残基未満であり、一部の実施形態では約10、約20、約30、約40または約50残基である。
CIRPの特定ドメイン(例えば、独特のドメイン)に結合するために選択的であるペプチドを作製できる。ペプチドは、例えば、酵素的もしくは化学的開裂により天然タンパク質から抽出する、もしくは取り出すことができる、または例えば固相ペプチド合成法(メリフィールド(Merrifield)型合成)などの好適な方法によって合成することができる(例えば、Bodanszky et al.“Peptide Synthesis,”John Wiley & Sons,Second Edition,1976を参照されたい)。CIRP阻害剤であるペプチドはさらに、例えば組換えDNA法または他の好適な方法を使用して作製することもできる(例えば、Sambrook J.and Russell D.W.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York,2001を参照されたい)。
CIRP阻害剤は、例えば担体タンパク質(例えば、myc、his、グルタチオンスルフヒドリルトランスフェラーゼ)に融合された、および/または標識(例えば、放射標識、蛍光標識)された融合ペプチドであってもよい。
ペプチドは、任意の好適なL−および/またはD−アミノ酸、一般α−アミノ酸(例えば、アラニン、グリシン、バリン)、非−α−アミノ酸(例えば、β−アラニン、4−アミノ酪酸、6−アミノカプロン酸、サルコシン、スタチン)、および異常アミノ酸(例えば、シトルリン、ホモシトルリン、ホモセリン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン)を含むことができる。ペプチド上のアミノ基、カルボキシル基および/または他の官能基はフリー(例えば、未修飾)であってよい、または好適な保護基で保護されていてもよい。アミノ基およびカルボキシル基のために好適な保護基ならびに保護基を付加または除去するための方法は当分野において公知であり、例えば、Green and Wuts,“Protecting Groups in Organic Synthesis”,John Wiley and Sons,1991に開示されている。ペプチドの官能基は、さらにまた当分野において公知の方法を使用して誘導体化(例えば、アルキル化)することができる。
ペプチドは合成して小数から多数の別個の分子種を含むライブラリーに組み込むことができる。そのようなライブラリーは、コンビナトリアル・ケミストリーの方法を使用して調製することができ、任意の好適な方法を使用してスクリーニングすることによりこのライブラリーが所望の生物活性を備えるペプチドを含むかどうかを決定することができる。そのようなペプチド阻害剤は、次に好適な方法を使用して単離できる。
ポリペプチドは、所望であれば、修飾(例えば、アミノ酸リンカー、アシル化、アセチル化、アミド化、メチル化、末端修飾(例えば、環化修飾))を含むことができる。ポリペプチドは、さらに化学修飾(例えば、N−メチル−α−アミノ基置換)もまた含有することができる。さらに、ペプチド阻害剤は、公知および/または天然型ペプチドのアナログ、例えば、保存アミノ酸残基置換を有するペプチドアナログであってよい。これらの修飾は、そのCIRP阻害活性を含むペプチドの様々な特性(例えば、溶解度、結合)を改良することができる。本明細書に記載したペプチド阻害剤には、さらに下記の投与方法のセクションに記載したようにその医薬上許容される塩が含まれる。
本発明の特定の態様では、CIRP阻害剤は、Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号12)を含む、および約10〜約30アミノ酸残基の長さを有する単離ペプチドである。本発明の特定の他の態様では、CIRP阻害剤は、Gly−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号13)またはGly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp−Arg−Gly−Tyr−Gly−Gly(配列番号14)のアミノ酸残基配列を含む単離ペプチドである。本発明の他の態様では、CIRP阻害剤は、配列番号12、配列番号13または配列番号14のいずれかと少なくとも80%、または少なくとも85%、90%、95%、98%もしくは99%の相同性を有するアミノ酸残基配列を含む単離ペプチドである。
配列同一性は、典型的には配列分析ソフトウエアを使用して測定される(例えば、Genetics Computer Groupの配列分析ソフトウエアパッケージ、ウィスコンシン大学バイオテクノロジーセンター、1710 University Avenue,Madison,Wis.53705、BLAST,BESTFIT,GAP,PILEUP/PRETTYBOX,ALIGN,ADVANCE,ADAMまたはFASTAプログラム)。そのようなソフトウエアは、様々な置換、欠失および/または他の修飾との相同性度を指定することにより同一もしくは類似の配列をマッチさせる。保存的置換には、典型的には、下記の群;グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;リシン、アルギニン;およびフェニルアラニン、チロシン内の置換が含まれる。同一性度を決定するための典型的なアプローチでは、BLASTプログラムが使用されてよい。確率スコアは、密接に関連する配列の相同性が偶然のみよる確率を示している。特定の実施形態では、低確率スコアは、1×10−3〜1×10−100である。
2つのアミノ酸配列の相同性率は、最適な比較のために配列をアラインメントすることにより決定できる(例えば、第1配列の配列内にギャップを導入することができる)。次に対応する位置でのアミノ酸配列を比較し、2つの配列間の同一性率はこれらの配列によって共有される同一位置の数の関数である(即ち、同一性率(%)=同一位置の数/位置の総数×100)。2つのアミノ酸配列間の同一性率は、さらにまたBlossom 63マトリックスもしくはPAM250マトリックスのいずれか、および12、10、8、6または4のギャップ重量および2、3または4の長さ重量を使用して、GCGソフトウエアパッケージ(Accelrys社、San Diego,California)内のGAPプログラムを使用して決定することができる。タンパク質コード化の長さは、比較目的のために、参照配列、例えば配列番号12、13または14のいずれかのアミノ酸残基配列を含むCIRP阻害剤の長さの少なくとも80%、または85%、90%、95%、98%、99%もしくは100%でアラインメントすることができる。
ペプチドミメティックは、ポリペプチドではないが、それらの構造の態様を模倣している分子を意味する。ペプチドミメティックアンタゴニストは、従来の化学的方法によって調製できる(例えば、Damewood J.R.“Peptide Mimetic Design with the Aid of Computational Chemistry”in Reviews in Computational Biology,2007,Vol.9,pp.1−80,John Wiley and Sons,Inc.,New York,1996;Kazmierski W.K.,“Methods of Molecular Medicine:Peptidomimetic Protocols,”Humana Press,New Jersey,1999)。例えば、ペプチドと同一官能基を有する多糖類を調製できる。ペプチドミメティックは、例えば、それが標的分子に結合している、または結合するであろう環境においてペプチド作用物質の三次元構造を確立することによって設計できる。ペプチドミメティックは、少なくとも2つの構成要素、結合部分もしくは成分および骨格もしくは支持構造を含んでいる。
結合部分は、リガンド結合部位もしくはその近くで標的分子と、例えばアミノ酸と反応する、または複合体を(例えば、疎水性もしくはイオン性相互反応を通して)形成するであろう化学原子または基である。例えば、ペプチドミメティック内の結合部分は、ペプチドもしくはタンパク質阻害剤の結合部分と同一であってよい。結合部分は、ペプチド阻害剤の結合部分はペプチド阻害剤内の結合部分と同一もしくは類似の方法で受容体と反応する原子または化学基であってよい。例えば、計算化学を使用すると、CIRPの活性を阻害するためにCIRP結合のペプチドミメティックを設計することができる。ペプチド中の塩基性アミノ酸のためのペプチドミメティックを設計する際に使用するために好適な結合成分の例には、窒素含有基、例えばアミン、アンモニウム、グアニジンおよびアミドまたはホスホニウムが含まれる。酸性アミノ酸のためのペプチドミメティックを設計する際に使用するために好適な結合成分の例には、例えば、カルボキシル、低級アルキルカルボン酸エステル、スルホン酸、低級アルキルスルホン酸エステルまたはリン酸もしくはそれのエステルが含まれる。
支持構造は、結合部分に結合した場合に、ペプチドミメティックの三次元配置を提供する化学実体である。支持構造は、有機または無機であってよい。有機支持構造の例には、多糖類、有機合成ポリマーのポリマーまたはオリゴマーが含まれる(例えば、ポリビニルアルコールまたはポリラクチド)。支持構造は、実質的にペプチド骨格もしくは支持構造と同一のサイズおよび寸法を有するのが好ましい。これは、ペプチドおよびペプチドミメティックの原子のサイズおよび結合を計算または測定することによって決定できる。1つの実施形態では、ペプチド結合の窒素は、例えばポリエステル骨格を形成する酸素または硫黄と置換することができる。また別の実施形態では、カルボニルはスルホニル基もしくはスルフィニル基と置換することができ、それによりポリアミド(例えば、ポリスルホンアミド)が形成される。ペプチドの逆アミドを作成できる(例えば、1つ以上の−CONH−基を1つの−NHCO−基と置換する)。さらに別の実施形態では、ペプチド骨格はポリシラン骨格と置換することができる。
これらの化合物は、公知の方法によって製造できる。例えば、ポリエステルペプチドミメティックは、ヒドロキシル基を対応するα−アミノ基もしくはアミノ酸と置換する工程、それによりヒドロキシ酸を調製し、連続してそのヒドロキシ酸をエステル化する工程、側鎖反応を最小限に抑えるために任意選択的に塩基性および酸性側鎖を遮断する工程によって調製できる。適切な化学合成経路を決定することは、一般に化学構造を決定すれば容易に同定できる。
ペプチドミメティックは、合成して小数から多数の別個の分子種を含むライブラリーに組み込むことができる。そのようなライブラリーは、コンビナトリアル・ケミストリーの周知の方法を用いて調製することができ、スクリーニングを実施することによりライブラリーが所望の活性を有する1つ以上のペプチドミメティックを含むかどうかを決定することができる。そのようなペプチドミメティック阻害剤は、次に好適な方法によって単離できる。
例えば、非ペプチド化合物もしくは低分子などのその他のCIRP阻害剤は、実際に見つける(例えば、同定する、単離する、精製する)および/または作製する(例えば、合成する)ことができる。作用物質は、スクリーンにおいて、例えば化合物および/またはライブラリー(例えば、化学、ペプチド、核酸ライブラリー)の高スループットスクリーン内でCIRP結合特異性について試験できる。化合物もしくは低分子は、例えば、国立癌研究所の化学薬品貯蔵所、分子ライブラリー低分子貯蔵所(PubChem)および商業的に利用できる他のライブラリーからの化合物の数多くの利用可能なライブラリーから同定できる。そのような分子のライブラリーまたはコレクションは、さらにまた周知のコンビナトリアル・ケミストリーなどの周知の化学的方法を使用して調製することもできる。ライブラリーは、CIRPに結合して阻害する化合物を同定するためにスクリーニングできる。同定された化合物は、医薬品化学の周知の方法を使用してさらに多様化するためのリード化合物として機能できる。例えば、リード化合物の構造変異体である化合物のコレクションは、CIRP結合および/または阻害活性について調製およびスクリーニングできる。これは、化合物の構造を生物活性に連結させる構造活性関係の開発を生じさせることができる。好適な結合および阻害活性を有する化合物は、さらにインビボ使用のために開発できる。1つの実施例では、低分子のNaNは、S.Wellmann et al.による“Oxygen−regulated expression of the RNA−binding proteins RBM3 and CIRP by HIF−1−independent mechanism”,Journal of Cell Science,117,1785−1794,2004に開示されたようにCIRP転写を阻害する。
本発明の一部の実施形態では、CIRP阻害剤は、1,000ダルトン未満の分子量を有する。
CIRP阻害剤は、さらにCIRPの発現を阻害する(減少させる、低下させる、中和する、防止する)作用物質である。CIRP遺伝子発現(例えば、転写、mRNAプロセシング、翻訳)を阻害する作用物質(分子、化合物、核酸、オリゴヌクレオチド)は効果的なCIRP阻害剤である。アンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、DNA、リボプローブ)はさらにCIRPサブユニット発現を阻害するためのCIRP阻害剤としても使用できる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列(例えば、mRNA)に特異的にハイブリダイズして標的核酸の分解(例えば、RNase H−依存性機序を通してのRNAの分解)を誘導する、またはスプライシングもしくは翻訳機構の進行を立体的に妨害する、一般に短鎖(約13〜約25ヌクレオチド)の一本鎖核酸である(例えば、Dias N.and Stein C.A.,Mol.Can.Ther.1:347−355,2002を参照されたい)。CIRP阻害剤として使用できる、メチルホスホン酸オリゴヌクレオチド、ホスホロチオ酸オリゴヌクレオチド、O−アルキル基(例えば、メチル)によって置換されたリボースの2’−位で水素を有するオリゴヌクレオチド、ポリアミド核酸(PNA)、ホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー(デオキシリボース部分はモルホリン環によって置換されている)、PN(アミン基によるリボース上の3’位での酸素のN3’→P5’置換)およびキメラオリゴヌクレオチド(例えば、2’−O−メチル/ホスホロチオエート)を含む多数の様々なタイプのアンチセンスオリゴヌクレオチドがある。
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、予測アルゴリズムを使用してCIRPに対して特異的であるように設計できる。(例えば、Ding,Y.,and Lawrence,C.E.,Nucleic Acids Res.,29:1034−1046,2001;Sczakiel,G.,Front.Biosci.,5:D194−D201,2000;Scherr,M.,et al.,Nucleic Acids Res.,28:2455−2461,2000;Patzel,V.,et al.Nucleic Acids Res.,27:4328−4334,1999;Chiang,M.Y.,et al.,J.Biol.Chem.,266:18162−18171,1991;Stull,R.A.,et al.,Nucleic Acids Res.,20:3501−3508,1992;Ding,Y.,and Lawrence,C.E.,Comput.Chem.,23:387−400,1999;Lloyd,B.H.,et al.,Nucleic Acids Res.,29:3664−3673,2001;Mir,K.U.,and Southern,E.M.,Nat.Biotechnol.,17:788−792,1999;Sohail,M.,et al.,Nucleic Acids Res.,29:2041−2051,2001;Altman,R.K.,et al.,J.Comb.Chem.,1:493−508,1999を参照されたい)。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、好適な方法、例えば、自動核酸合成装置(例えば、Applied Biosystems社製)を使用する核酸(例えば、DNA、RNA、PNA)合成によって生成できる(さらに、Martin,P.,Helv.Chim.Acta 78:486−504,1995も参照されたい)。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、さらに適切な発現ベクターを含有する細胞中で安定性で発現させることができる。
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、吸着性エンドサイトーシスの方法を介して標的細胞により取り上げることができる。そこで、被験者(例えば、哺乳動物)の治療において、アンチセンスCIRPは、標的細胞へ、例えば注射または注入によって送達できる。例えば、精製オリゴヌクレオチドまたはsiRNA/shRNAは、単独で、または好適な薬物送達ビヒクル(例えば、リポソーム、カチオン性ポリマー、(例えば、ポリ−L−リシン、PAMAMデンドリマー、ポリアルキルシアノアクリレートナノ粒子およびポリエチレンイミン)を含む製剤で投与できる、または好適な担体ペプチド(例えば、ホメオティック転写因子、アンテナペディアペプチド、HIV−1のTatタンパク質、E5CAペプチド)に結合させることができる。
以下では、CIRPに対するアンタゴニスト作用物質(例えば、抗体)を同定する方法について記載する。
CIRPを含む組成物は、本発明の抗体を含むCIRPに結合できる作用物質を検出および/または同定するための結合アッセイにおいて使用できる。
結合アッセイにおいて使用するために好適な組成物には、例えば、哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体を自然に発現する細胞および哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体を発現する組換え細胞が含まれる。結合アッセイにおいて使用するために好適な組成物には、哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体を含む膜調製物もまた含まれる。そのような膜調製物は、天然(例えば、血漿膜)または合成膜を含有することができる。一部の実施形態では、膜調製物は、哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体を含有する細胞の膜分画である。
1つの実施形態では、哺乳動物CIRPに結合する作用物質(例えば、抗体)を検出または同定する方法は、試験物質(例えば、抗体)が参照物質(例えば、リガンドまたは公知の特異性のまた別の抗体)の結合を阻害する能力が評価される競合結合アッセイである。例えば、参照物質は、以下に記載する好適な標識を用いて標識することができ、アッセイ中に存在するCIRPを飽和させるために必要とされる標識参照物質の量を決定できる。飽和量の標識参照物質および様々な量の試験物質は、哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体を含む組成物と結合のために好適な条件下で接触させることができ、複合体形成を決定することができる。CIRPと試験物質との間の複合体形成の特異性は、好適なコントロール群(例えば、未標識物質、標識単独)を使用して決定できる。
参照物質もしくは試験物質いずれかとCIRPもしくは上述した免疫原性ペプチドを含むその断片との間の複合体の形成は、好適な方法を使用して直接的または間接的に検出または測定することができる。例えば、作用物質は好適な標識を用いて標識することができ、複合体の形成は標識の検出によって決定できる。複合体の特異性は、例えば未標識物質または標識単独などの好適なコントロールを使用して検出できる。作用物質と哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体との間の複合体の検出に使用するために好適な標識には、例えば、放射性同位体、エピトープ、親和性標識(例えば、ビオチン、アビジン)、スピン標識、酵素、蛍光基または化学発光基が含まれる。
例えば抗体などの試験物質がCIRPに結合する能力を決定するために使用される競合結合アッセイに関しては、そのような能力は、標識参照物質の特異的結合を50%阻害する試験物質の濃度(IC50値)として報告することができる。特異的結合は、好ましくは全結合(例えば、複合体中の全標識)−非特異的結合であると規定される。非特異的結合は、好ましくは、過剰な非標識参照物質の存在下で形成される複合体中で依然として検出される標識の量であると規定される。本方法において使用するために好適な参照物質には、哺乳動物CIRPまたはその機能的変異体、例えばCIRPのリガンドまたは抗体に特異的に結合する分子および化合物が含まれる。好ましい参照物質は、ヒトCIRP(配列番号1)の断片に対して公知の特異性を有する抗体である。
また別の態様では、本発明は、CIRPの1つ以上の生物活性を阻害するための方法にさらに関する。一部の実施形態では、CIRP阻害剤は、CIRP媒介性シグナル伝達を阻害する。本明細書で使用する「CIRP媒介性シグナル伝達」は、細胞外シグナル伝達分子CIRPによる細胞表面受容体の活性化を意味する。細胞表面受容体の活性化は、細胞からの生理学的反応を生成する。活性化は、例えば、細胞表面受容体へのCIRP結合を通して発生する。本発明の一部の実施形態では、CIRP阻害剤は、細胞表面受容体、例えばMD2へのCIRP結合を阻害する。本発明の他の実施形態では、CIRP阻害剤は、細胞表面受容体複合体、例えばMD2/TLR4へのCIRP結合を阻害する。本発明の他の態様では、CIRP阻害剤は、CIRP媒介性炎症を阻害する。本発明のさらに他の態様では、CIRP阻害剤は、炎症促進性サイトカイン、例えばTNF−αのCIRP媒介性放出を阻害する。
CIRPに結合する作用物質が1つ以上の「CIRPの生物活性」を阻害する(例えば、減少させる、防止する、中和する)能力を調査することができる。上記で規定された用語「CIRPの生物活性」は、CIRP受容体結合、CIRPシグナル伝達、炎症促進性サイトカインのCIRP媒介性放出、CIRP媒介性炎症および/または他のCIRP媒介性活性を意味する。そこで、これらのCIRP媒介性機能を検出するアッセイを使用すると、試験物質の阻害活性(例えば、試験物質がCIRPの1つ以上の機能を阻害する能力)を評価できる。
作用物質(例えば、抗体)がCIRPの生物活性を阻害するかどうかの評価は、例えば、抗体が哺乳動物細胞からの炎症促進性サイトカインの放出を阻害するかどうかを決定する工程によって実施できる。好適なサイトカインの例には、TNF、IL−6またはHMGB1が含まれる。
これらの方法のために、細胞は、炎症促進性サイトカインを生成するために誘導できる任意の細胞であってよい。細胞は、免疫細胞、例えば、マクロファージ、単球または好中球である。
サイトカイン産生の阻害の評価は、サイトカインの定量(例えば、ELISAを用いる)またはバイオアッセイ(例えば、炎症促進性サイトカイン活性が減少するかどうかを決定する)、または炎症促進性サイトカインmRNAの測定を含む公知の任意の手段によってでよい。当業者であれば、無用な実験を行わずにこれらのアッセイのいずれかを利用できよう。CIRP阻害剤による炎症促進性サイトカインの放出の阻害についての非限定的実施例については、図4〜8を参照されたい。図8Aは、未処置コントロール群と比して出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体を用いた治療による血清TNFの減少を示している。未処置コントロール群と比較した出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体を用いた処置による組織TNFの減少を図8B〜Cに示した。図8D〜Fは、未処置コントロール群と比較した出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体を用いた処置によるIL−6(例えば、血清、肺および肝IL−6)の減少を示している。
炎症促進性サイトカイン放出を測定するまた別の方法には、炎症促進性サイトカインカスケードを刺激する物質とともに抗体を用いて哺乳動物細胞を処置する工程を含んでいる。一部の実施形態では、1つの作用物質は細菌性リポ多糖(LPS)である。化合物は、作用物質の前、作用物質と同時または作用物質の後のいずれかに哺乳動物細胞に投与できる。特定の実施形態では、化合物は、作用物質の前に投与される。例えば、その関連教示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6610713号明細書を参照されたい。
CIRP阻害を評価するために測定できるCIRPの他の生物活性には、動物モデルにおけるAST濃度、動物モデルにおける肝MPO濃度および動物モデルにおける乳酸塩濃度が含まれる。それらのマーカーの濃度は、一般に炎症反応中には上昇する。CIRPの生物活性の阻害剤は、未処置コントロール群に比して炎症反応を経験している動物モデルにおけるこれらのマーカーの1つ以上の濃度を減少させることができる。CIRP阻害剤によるこれらのマーカーの放出の阻害を評価するための方法は、実験のセクションにおける図7A〜Cに提供した。未処置コントロール群と比較した出血の動物モデルにおけるAST濃度に抗CIRP抗体が及ぼす阻害作用は図7Aに示した。図8Gは、未処置コントロール群と比して出血の動物モデルにおける抗CIRP抗体を用いた治療による肝MPO濃度の減少を示している。図7B〜Cでは、抗CIRP抗体による血清ALTおよび乳酸塩の減少が示されている。
これらの方法はインビボで実施できるが、この場合は動物、例えばラットが炎症促進性サイトカインカスケードを刺激する作用物質と一緒に化合物を用いて治療され、その後に作用物質が炎症促進性サイトカインカスケードの誘導に及ぼす作用が例えば血清TNF濃度を測定する工程によって測定される。しかし、動物全体を用いるより細胞培養を用いるタイプのアッセイを実施する方が比較的に容易であるために、特定の態様では、本方法は例えばマクロファージ培養を使用してインビトロで実施される。
本発明は、被験者にCIRP阻害剤を投与する工程を含む、皮膚創傷に罹患している患者を治療する方法にさらに関する。本発明の特定の態様では、CIRP阻害剤は、配列番号12のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩または配列番号12と少なくとも80%、または85%、90%、95%、98%、99%もしくは100%の相同性を有するアミノ酸残基配列を含む単離ペプチドである。本発明の特定の態様では、CIRP阻害剤は、配列番号13または14のアミノ酸残基配列を含むペプチドである。
治療方法
本明細書で使用する「炎症性疾患または状態」は、個体における炎症の増加を特徴とする疾患または状態を意味する。本明細書で使用する「炎症性疾患または状態」を典型とする感染性疾患または状態も意味する。炎症性疾患または状態は、「慢性炎症性疾患または状態」であってよい。慢性炎症性疾患または状態は、数週間、数カ月間またはそれ以上の後に消散しない炎症性状態である。慢性炎症性状態は、急性炎症性状態に続くことがある、または一部の疾患または状態については、急性炎症性疾患または状態の非存在下で発生することがある。または、炎症性状態は、急性炎症性エピソードの結果の場合がある。本明細書で使用する「急性炎症性エピソード」は、亢進した先天性免疫反応を意味する。急性炎症の症状には、発赤、発熱、腫脹、疼痛および機能喪失、例えば関節運動の喪失が含まれる。例えば、急性炎症性疾患または状態の急性炎症性エピソードは、下記のように慢性炎症性疾患または状態の典型的な症状とは異なる。頻回に、急性炎症反応中には、肝臓は血流中で検出可能な急性期タンパク質または急性期反応物質を合成する。急性期反応物質には、C反応性タンパク質(CRP);α1−アンチトリプシン;α1−アンチキモトリプシン;α2−マクログロブリン;凝固因子、例えばフィブリノゲン、フィブリン、プロトロンビン、トロンビン、第VIII因子およびプラスミノゲン;補体タンパク質および血清アミロイドタンパク質が含まれる。さらに、急性炎症性エピソード中、局所炎症細胞、例えば好中球およびマクロファージは、多数のサイトカイン、最も顕著には、IL−1、IL−6、IL−11、HMGB1およびTNF−αを血流中に分泌する(「サイトカインカスケード」)。CIRP阻害剤は、炎症性状態のこれらの作用物質およびマーカーの一部または全部を阻害する、減少させる、またはさもなければ軽減するために投与されてよい。
本発明を使用して役立つように治療できる炎症性状態の非限定的例は、虫垂炎、消化性潰瘍、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、腹膜炎、膵炎、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、喉頭蓋炎、アカラシア(無弛緩症)、胆管炎、胆嚢炎、肝炎、ウィップル病、喘息、アレルギー、アナフィラキシーショック、免疫複合体病、臓器虚血−再潅流障害、臓器壊死、枯草熱、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、腐敗症、内毒素性ショック、悪液質、異常高熱、好酸球性肉芽腫、肉芽腫症、サルコイドーシス、敗血性流産、副睾丸炎、膣炎、前立腺炎、尿道炎、気管支炎、肺気腫、鼻炎、肺炎、塵肺症、肺胞炎、気管支梢炎、咽頭炎、胸膜炎、静脈洞炎、インフルエンザ、RSウイルス感染症、ヘルペス感染症、HIV感染症、B型肝炎ウイルス感染症、C型肝炎ウイルス感染症、播種性菌血症、デング熱、カンジダ症、マラリア、フィラリア症、アメーバ症、包虫嚢胞、脈管炎、血管炎、心内膜炎、動脈炎、アテローム性動脈硬化症、血栓性静脈炎、心嚢炎、心筋炎、虚血、結節性動脈周囲炎、リウマチ熱、セリアック病、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、髄膜炎、脳炎、神経炎、神経痛、脊髄損傷、麻痺、ブドウ膜炎、関節炎、関節痛、骨髄炎、筋膜炎、ページェット病、痛風、歯周病、関節炎、滑膜炎、重症筋無力症、甲状腺炎、全身性エリテマトーデス、同種移植拒絶反応、移植片対宿主病、グッドパスチャー症候群、ベーチェット症候群、強直性脊椎炎、ベルガ−病、ライター症候群、ホジキン病、乾癬、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎および外傷性出血からなる群から選択される。
また別の実施形態では、炎症性状態は、虫垂炎、消化性潰瘍、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、腹膜炎、膵炎、肝炎、喘息、アレルギー、アナフィラキシーショック、臓器壊死、枯草熱、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、腐敗症、内毒素性ショック、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、悪液質、敗血性流産、播種性菌血症、セリアック病、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、関節炎、全身性エリテマトーデス、同種移植拒絶反応、移植片対宿主病、脊髄損傷、麻痺、乾癬、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎および外傷性出血からなる群から選択される。
また別の実施形態では、炎症性状態は、腹膜炎、膵炎、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、内毒素性ショック、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎、喘息および外傷性出血からなる群から選択される。
または、炎症性状態は、外傷性出血、敗血症−敗血症性ショック、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患および壊死性腸炎からなる群から選択される。
また別の実施形態では、本発明は、皮膚創傷に罹患している患者を治療する方法であって、被験者に有効量のCIRP阻害剤を投与する工程を含む方法に関する。本明細書で使用する「皮膚創傷」は、皮膚の一部分が鈍力、化学物質または細菌感染を含む任意の作用物質により裂かれて、切られて、刺されて、またはさもなければ破壊されている少なくとも皮膚真皮への損傷である。皮膚創傷の例には、糖尿病、褥瘡および細菌性もしくはウイルス性感染症に関連する慢性(非治癒性)創傷を含む皮膚創傷(皮膚潰瘍)が含まれる。
投与方法
CIRP阻害剤の投与経路は、治療対象の状態に左右される。例えば、静脈内注射は、敗血症性ショックなどの全身性障害の治療のために好ましいことがある、および例えば胃潰瘍などの消化器障害を治療するためには経口投与が好ましいことがある。
本方法によると、本発明の1つ以上のCIRP阻害剤は、単独またはまた別の薬物と組み合わせてのいずれかで、適切な経路により被験者に投与できる。有効量の作用物質(即ち、CIRP阻害剤)が投与される。「有効量」は、例えば、炎症反応を阻害するため、および炎症性状態を緩和もしくは治癒させるために十分な量などの、投与条件下で所望の治療効果または予防効果を達成するための十分な量である。これらの作用物質は、単回投与または複数回投与で投与することができる。用量は、当分野において公知の方法によって決定することができ、例えば、選択された特定の作用物質、被験者の年齢、薬物への感受性および忍容性ならびに全身の健康状態に左右される。抗体についての好適な用量は、治療1回毎に約0.01mg/kg〜約100mg/kg体重であってよい。
作用物質および治療対象の疾患または状態に依存して、例えば、経口、食事、局所、経皮、経直腸、非経口(例えば、静脈内、動脈内、筋肉内、皮下注射、腸内注射)ならびに吸入(例えば、気管支内、鼻腔内もしくは経口吸入、点鼻)の投与経路を含む、様々な投与経路が可能である。投与は、適応があれば局所または全身性であってよい。好ましい投与経路は、選択された特定の作用物質(CIRP阻害剤)および治療される特定の状態(例えば、疾患)に依存して変動してよい。静脈内、経口または非経口投与が好ましい。
作用物質は、中性化合物または医薬上許容される塩として投与できる。アミンまたはその他の塩基性基を含有する化合物の塩は、例えば、好適な有機もしくは無機酸、例えば塩化水素、臭化水素、酢酸、過塩素酸などと反応させることによって入手できる。第4級アンモニウム基を含む化合物は、さらに例えば塩化物、臭化物、ヨウ化物、酢酸塩、過塩素酸塩などの対アニオンも含有している。カルボン酸または他の酸性官能基を含有する化合物の塩は、好適な塩基、例えば水酸化物塩基と反応させる工程によって調製できる。酸性官能基の例は、対カチオン、例えばナトリウム、カリウムなどを含有している。
本明細書で使用する本明細書で開示した化合物の「医薬上許容される塩」は、本発明の化合物を被験者に投与するために好適な酸または塩基いずれかと反応させる工程のイオン結合含有生成物である。例えば、アミンまたはその他の塩基性基を含有する化合物の酸性塩は、その化合物を好適な有機もしくは無機酸、例えば塩化水素、臭化水素、酢酸、過塩素酸などと反応させることによって入手できる。そのような塩の他の例には、塩酸塩、臭化水素酸、硫酸塩、メタンスルホン酸塩、硝酸塩、マレイン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩(例えば、(+)−酒石酸塩、(−)−酒石酸塩またはラセミ混合物を含むそれらの混合物)、コハク酸塩、安息香酸塩および例えばグルタミン酸などのアミノ酸との塩が含まれる。塩は、化合物が例えば−COOHもしくは−SOHなどの酸性官能基を含む場合は好適な有機塩基を用いて形成することもできる。本発明の化合物を用いた医薬上許容される塩基付加塩の形成に好適なそのような塩基には、酸性官能基と反応させるために十分な非毒性および強力である有機塩基が含まれる。そのような有機塩基は当分野において周知であり、アミノ酸、例えばアルギニンおよびリシン、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミン、塩素、モノ−、ジ−およびトリアルキルアミン、例えばメチルアミン、ジメチルアミンおよびトリメチルアミン、グアニジン、N−ベンジルフェネチルアミン、N−メチルグルコサミン、N−メチルピペラジン、モルホリン、エチレンジアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンなどが含まれる。
作用物質は、CIRP阻害剤および医薬上許容される担体を含む医薬組成物の一部として個体に投与することができる。
本明細書で使用する「医薬組成物」は、被験者に投与するために好適な形態にある、本明細書で開示したCIRPアンタゴニスト(例えば、抗CIRP抗体)および医薬上許容される希釈剤もしくは担体を含む製剤である。好適な医薬上許容される担体には、不活性固体充填剤もしくは希釈剤および無菌水溶液もしくは有機溶液が含まれる。製剤は、選択された投与経路にしたがって変動することになる(例えば、液剤、エマルジョン剤、カプセル剤)。好適な医薬担体は、CIRPのプロモーター(アゴニスト)または阻害剤(アンタゴニスト)と相互作用しない不活性成分を含有することができる。標準的な製剤処方技術、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Company(Easton,Pa)に記載された技術を使用できる。非経口投与のために好適な医薬担体には、例えば、無菌水、生理食塩液、静菌食塩液(約0.9%mg/mLのベンジルアルコールを含有する食塩液)、リン酸緩衝食塩液、ハンクス液、乳酸リンゲル液などが含まれる。組成物を(例えば、硬質ゼラチンもしくはシクロデキストランのコーティング中などに)カプセル封入するための方法は、当分野において公知である(Baker,et al.,“Controlled Release of Biological Active Agents”,John Wiley and Sons,1986)。吸入のためには、作用物質は可溶化して投与のために好適なディスペンサー(例えば、アトマイザー、ネブライザーまたは加圧エーロゾルディスペンサー)内に装填することができる。
医薬組成物は、バルク形または単位剤形にあってよい。単位剤形は、例えば、カプセル剤、IVバッグ、錠剤、エーロゾルインヘラー上のシングルポンプまたはバイアルを含む様々な形態のいずれかであってよい。単位用量の組成物中の有効成分(即ち、本明細書に開示した化合物またはその塩の製剤)の量は、有効量であり、関係する特定治療にしたがって変動してよい。患者の年齢および状態に依存して用量を定期的に変動させることが必要な場合があることを理解されたい。用量は、さらに投与経路にも左右されるであろう。
本明細書で使用する「被験者」には、哺乳動物、例えばヒト、コンパニオンアニマル(例えば、イヌ、ネコ、鳥類など)、農耕動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ウマ、家禽類など)ならびに実験動物(例えば、ラット、マウス、モルモットなど)が含まれる。本明細書に開示した方法の特定の実施形態では、被験者はヒトである。
本発明の一部の実施形態では、CIRP阻害剤は、被験者の急速輸液中に投与される。本明細書で使用する「急速輸液」もしくは「補液」は、出血、発汗、体液移動または病的過程を通しての体液損失の補充を意味する。急速輸液は、静脈内投与、または経口もしくは直腸投与を通して、またはさらに皮下組織中への液体の注射によって行われる。
本発明の実践は、他に特に指示しない限り、当業者の技量の明確な範囲内にある細胞培養、分子生物学、微生物学、細胞生物学および免疫学の従来型技術を使用することになる。そのような技術は、文献において十分に説明されている。例えば、Sambrook et al.,1989,“Molecular Cloning:A Laboratory Manual”,Cold Spring Harbor Laboratory Press;Ausubel et al.(1995),“Short Protocols in Molecular Biology”,John Wiley and Sons;Methods in Enzymology(several volumes);Methods in Cell Biology(several volumes),and Methods in Molecular Biology(several volumes)を参照されたい。
本発明の特定の実施形態を以下の実施例において説明する。本明細書の特許請求の範囲内に含まれる他の実施形態は、当業者には、本明細書に開示した本発明の明細書の考察または実施から明白になるであろう。本明細書は、実施例とともに典型であると見なされ、本発明の範囲および精神は実施例の項に続く特許請求項によって指示されることが意図されている。
実施例1:天然CIRPは動物モデルにおいて出血性ショックにより誘導される炎症反応を媒介する
出血性ショックモデルにおける動物の組織中および血清中で高濃度のCIRPが検出された。
材料および方法
実験動物:雄性Sprague−Dawley系ラット(体重、275〜325g)は、Charles River Laboratories(Wilmington,MA)から購入し、12時間明暗周期で温度調節した室内に収容し、標準Purinaラット用飼料を摂取させた。出血性ショックを誘導する前に、ラットは一晩絶食させたが、水は随意に摂取させた。全ての実験は国立衛生研究所(Bethesda,Maryland)による実験動物使用ガイドラインを順守して実施し、フェインスタイン医学研究所の動物実験委員会(IACUC)により承認された。
出血性ショックの動物モデル:本実験において使用した出血性ショックのモデルについては、以前にわずかな修正を伴って詳細に記載した(Wang P,Hauptman JG,Chaudry IH:Hemorrhage produces depression in microvascular blood flow which persists despite fluid resuscitation.Circ Shock 32:307−318,1990.;Wu R,Dong W,Zhou M,Cui X,Simms HH,Wang P:A novel approach to maintaining cardiovascular stability after hemorrhagic shock:beneficial effects of adrenomedullin and its binding protein.Surgery 137:2005)。手短には、ラットにイソフルラン吸入により麻酔をかけた。大腿神経および血管を注意深く分離した後に、カテーテル(PE−50チューブ)を大腿静脈および動脈内に留置した。反対側の大腿動脈にもカテーテルを留置した。1本の動脈カテーテルは血圧分析装置(Digi−Med社、Louisville,KY)を介して平均動脈圧(MAP)および心拍数(HR)を監視するために使用し、もう1本は血液抜去のために使用し、静脈カテーテルは急速輸液のために使用した。ラットは10分間以内に25〜30mmHgのMAPへ出血させた。この圧力をその後の少量の血液の抜去または少量の乳酸リンゲル液の供給によって90分間維持した。低血圧期間の終了時に、ラットに乳酸リンゲル液(計算血液量のおよそ60%であった最高出血量の2倍等量)を60分間かけて輸液した。流出した血液は輸液のためには使用せず、動物は出血の前、中または後にヘパリン化しなかった。4時間後、血液サンプルを採取し、凝血させるための氷上に置いた。サンプルを次に1,200gで10分間、4℃で遠心し、血清サンプルはアッセイ時まで−80℃で貯蔵した。培養皿の組織サンプルも採取し、直ちに液体窒素に曝露させ、次にアッセイ時まで−80℃で貯蔵した。疑似手術動物は同一外科手順を受けたが、出血も輸液もされなかった。
CIRP遺伝子発現の決定:CIRP遺伝子の発現が出血において変化したかどうかを試験するために、出血性組織を決定し、リアルタイム逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)によって定量した。Q−PCRは、マウス白血病ウイルス逆転写酵素(Applied Biosystems)を使用して4μgのRNAから逆転写させたcDNAサンプル上で実施した。QuantiTect SYBR Green PCRキット(Qiagen社、Valencia,CA)を使用して、反応は2pmolのフォワードおよびリバースプライマー、12μLのQuantiTect Master Mixならびに1μLのcDNAを含有する24μLの最終量中で実施した。増幅は、Qiagen社の勧告にしたがってApplied Biosystems 7300リアルタイムPCRを用いて実施した。各サンプルの正規化のためにはラットG3PDH mRNAの発現量を使用し、各特異的mRNAの分析を2回ずつ実施した。mRNAの相対発現は、ΔΔCt法によって計算し、結果は対応する実験コントロール群に比した倍率変化として表示した。下記のラットプライマーを使用した:CIRP(NM_031147):5’−GGG TCC TAC AGA GAC AGC TAC GA−3’(フォワード)、(配列番号4)、5’−CTG GAC GCA GAG GGC TTT TA−3’(リバース)、(配列番号5);G3PDH(XM_579386):5’−ATG ACT CTA CCC ACG GCA AG−3’(フォワード)、(配列番号6)、5’−CTG GAA GAT GGT GAT GGG TT−3’(リバース)、(配列番号7)。TNF−αの遺伝子発現は、RT−PCRを使用して評価した。TNF−αのためのプライマーおよびハウスキーピング遺伝子は、以前に記載されたように(Wu R,Zhou M,Wang P:Adrenomedullin and adrenomedullin binding protein−1 downregulate TNF−alpha in macrophage cell line and rat Kupffer cells.Regul Pept 112:19−26,2003)、以下の通りであった:ラットTNF−α、5’−CCC AGA CCC TCA CAC TCA GA−3’(配列番号8)、5’−GCC ACT ACT TCA GCA TCT CG−3’(配列番号9)およびG3PDH、5’−TGA AGG TCG GTG TCA ACG GAT TTG GC−3’(配列番号10)、5’−CAT GTA GGC CAT GAG GTC CAC CAC−3’(配列番号11)。
RT−PCRアッセイ:全RNAsは、Trizol(Invitrogen社)によって抽出した。cDNAは、MLV逆転写酵素(Applied Biosystems社、Grand Island,New York)を使用して合成した。PCR反応は、QuantiTect SYBR Green PCR混合物(Qiagen社、Valencia,California)中で実施し、Applied Biosystems 7300 PCR Systemによって分析した。GAPDHを正規化のための内部コントロールとして使用し、分析した遺伝子の相対発現レベルはΔΔCt法によって計算した。各サンプルを2回ずつ測定した。RT−PCRに使用したプライマーはOperon(Huntsville,Alabama)から合成した。プライマーを以下のように列挙する:ラットCIRP(NM_031147)、5’−GGG TCC TAC AGA GAC AGC TAC GA−3’(フォワード)、(配列番号4)および5’−CTG GAC GCA GAG GGC TTT TA−3’(リバース)、(配列番号5);TNF−α(NM_012675)、5’−CCC AGA CCC TCA CAC TCA GA− 3’(フォワード)、(配列番号8)、5’−GCC ACT ACT TCA GCA TCT CG−3’(リバース)、(配列番号9);ならびにGAPDH(NM_017008)、5’−ATG ACT CTA CCC ACG GCA AG−3’(フォワード)、(配列番号6)、5’−CTG GAA GAT GGT GAT GGG TT−3’(リバース)、(配列番号7)。
ウェスタンブロット分析:血清および組織中のCIRPタンパク質の発現は、ウェスタンブロット分析によってCIRP(ProteinTech Group社、Chicago,IL)に対するウサギポリクローナル抗体を使用して決定した。手短には、等量の血清(体積)および組織ホモジネート(タンパク質mg/レーン)は4〜12%のNuPAGE Bis−Trisゲル(Invitrogen社、Carlsbad,CA)上で分画化し、ニトロセルロース膜へ移し、次に5%脱脂粉乳を含有するTBSTバッファー(10mMのTris−HCl[pH7.5]、150mMのNaCl、0.1%のTween 20)中で1時間、室温でインキュベーションすることにより遮断した。膜をウサギポリクローナル抗体とともに一晩、4℃でインキュベートした。TBSTバッファー中で数回洗浄してホースラディッシュペルオキシダーゼ結合抗ウサギIgG(Cell Signaling Technology社、Danvers,MA)とともにインキュベートし、化学発光ペルオキシダーゼ(ECL;GE Healthcare Bio−Sciences社、Piscataway,NJ)を製造業者の取扱説明書にしたがって適用し、膜をX線フィルムに曝露させた。ウェスタンブロットの結果をスキャンし、相対バンド強度は、GS800較正密度計、Bio−Rad画像分析装置システム(Hercules,CA)を使用して定量した。同等の負荷を保証するために抗β−アクチン抗体(細胞質タンパク質に対して、Santa Cruz Biotechnology社)を使用した。ラット血清中のHMGB1の濃度は、以前に報告されたようにウサギポリクローナル抗HMGB1抗体を使用して測定した(Wang H,Bloom O,Zhang M,Vishnubhakat JM,Ombrellino M,Che J,Frazier A,Yang H,Ivanova S,Borovikova L,Manogue KR,Faist E,Abraham E,Andersson J,Andersson U,Molina PE,Abumrad NN,Sama A,Tracey KJ:HMG−1 as a late mediator of endotoxin lethality in mice.Science 285:248−251,1999)。
または、組織サンプルは、プロテアーゼ阻害剤カクテル(Roche社、Indianapolis,Indiana)を含有するRIPAバッファー(10mMのTris−HCl(pH7.5)、120mMのNaCl、1%のNP−40、1%のデオキシコール酸ナトリウムおよび0.1%のSDS)中でホモジナイズした。タンパク質濃度は、DCタンパク質アッセイ(Bio−Rad社、Hercules,California)によって決定した。等量の血清もしくは組織ホモジネートをSDS−PAGE上で分画化し、ニトロセルロース膜に移した。膜をCIRPに対する抗体(#10209−2−AP;ProteinTech社、Chicago,Illinois)、GAPDH(#sc−25778;Santa Cruz社、Santa Cruz,California)、ヒストン(#9715;Cell Signaling社、Danvers,Massachusetts)、Bax(#sc−526;Santa Cruz社)、アクチン(#A5441;Sigma−Aldrich社、St.Louis,Missouri)、カテプシンD(#sc−10725;Santa Cruz社)またはHMGB1(#ab18256;Abcam社、Cambridge,Massachusetts)、次に二次抗体ホースラディッシュペルオキシダーゼコンジュゲート(SouthernBiotech社、Birmingham,Alabama)とともにインキュベートし、化学発光検出キット(GE Healthcare社)を用いて顕色させた。
統計的分析:全データは平均値±標準誤差(s.e.m.)として表示し、一元配置分散分析(ANOVA)およびスチューデント・ニューマン・クールズ法によって比較した。2群分析のためにはスチューデントのt検定を使用した。大多数のデータセットは正規性検定に合格した。一部のデータセットは、群間変動において統計上の差を有していた。生存率は、カプラン・マイヤー法によって推定し、ログ・ランク検定を比較した。数値の差は、P<0.05であれば有意と見なされた。
結果
出血した動物における組織中および循環中のCIRPのアップレギュレーションおよび放出:実験的失血(出血)を受けたラットは、様々な組織中でCIRP mRNAの有意に増加した発現を示した。CIRP発現は、疑似手術コントロール群に比して肝臓中では約5倍(図2A)および心臓内では約3倍(図2B)増加した。出血ラットにおいてウェスタンブロット分析によりCIRPタンパク質の高循環中濃度が検出された。出血群は、疑似群(図2C)では見いだされなかった明白な免疫反応性CIRPバンドを示した。CIRPタンパク質の発現はさらに、疑似手術ラット群(同等の負荷を保証するためにβ−アクチンが投与された)と比して、出血した動物の心臓においても増加した(図2D)。出血性ショックのラットモデルは、25〜30mmHgの平均動脈圧(MAP)まで動物に出血され、90分間にわたりMAPを維持し、その後に急速輸液を行うことにより使用した。血清CIRPは240分後に検出可能であり、出血したラットにおけるショックの330分後に有意に上昇することが見いだされた。CIRPタンパク質濃度は、肝臓および心臓内で各々150および240分後に増加し始めた。血清CIRP濃度は、標準物質として精製CIRPの連続希釈液を使用して推定した。データは、平均値±標準誤差、n=4〜6/時点、P 時点0群に比して<0.05(図9Bおよび2C)。それに対応して、CIRP mRNA濃度は、肝臓および心臓内ではショック240分後に各々4.1および2.8倍まで有意に誘導された。これらの濃度は、リアルタイムRT−PCRによって分析した。データは、平均値±標準誤差、n=6/群、P 疑似群に比して<0.05(図9Cならびに図2AおよびB)。
実施例2:天然CIRPはヒトにおいて出血性ショックにより誘導される炎症反応を媒介する
出血性ショックに罹患しているヒトにおいてCIRPの上昇した血清中濃度が検出された。
材料および方法
ヒト血液検体:血液サンプルは、出血性ショックのために外科集中治療室(ICU)に入院した患者から入手した。血清を分離し、−80℃でアリコートにして貯蔵した。インフォームドコンセントおよびヒト被験者プロトコルは、米ノースショア・ロングアイランド・ユダヤ人ヘルスシステム(North Shore−Long Island Jewish Health System)の施設内治験審査委員会(IRB)により承認された。
結果
ショックを有する外科ICU患者における血清CIRPの検出:臨床状態におけるCIRPの役割を探索するために、外科ICU患者10例由来の血清CIRP濃度(表1)を検査した。5例の女性および5例の男性がいて、平均年齢は71歳であった。集中治療における急性期患者の重症度評価II(APACHE II)は13〜25に及び、平均は19であった。平均血液サンプル採取時間は、能動的出血中または外傷性損傷後いずれかでの臨床的に証明された収縮期血圧<90mmHgにより規定されたショック開始43時間後であった。血清CIRPは、臨床パラメータの差とは無関係に、健常志願者においてはほとんど観察されなかったが、患者全10例において著明に検出された(図9A)。
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実施例3:CIRPは、低酸素状態に曝露された細胞系から分泌される
CIRPは、低酸素状態に曝露された細胞から分泌された。再酸素化後、CIRPは核から細胞質に、次に細胞質から細胞外マトリックスに転位した。
材料および方法
細胞培養:マウスマクロファージ様RAW264.7細胞はATCC(American Type Culture Collection、Manassas,VA)から入手し、10%(体積/体積)のFBS(56℃で30分間にわたり熱不活性化した)、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシンおよび2mMのグルタミンを含有するダルベッコの改変イーグル培地(DMEM、Life Technologies社、Grand Island,NY)中で増殖させた。細胞を培地中に再懸濁させ、6もしくは48ウエル組織培養皿内に入れて一晩、加湿培養器(37℃、5%のCO)中でインキュベートした。実験では、細胞単層を様々な指示濃度および様々な指示時間にわたり組換えCIRPを用いて、または用いずに刺激した。無細胞上清をTNF−αについてはELISAによって、またはHMGB1についてはウェスタンブロット分析によってアッセイした。
インビトロ低酸素状態:低酸素状態は、37℃の培養器内に配置された1%のO、5%のCOおよび94%のNを含有する密閉チャンバを使用して作り出した。培養培地は、低酸素状態の影響下に置く前にOpti−MEMI培地(Invitrogen社)に変更した。低酸素チャンバ内での20時間のインキュベーション後、細胞を様々な期間にわたり標準培養状態で回収し、その後の分析のために収集した。
細胞分画法:細胞質分画および核分画を単離するために、RAW264.7細胞ペレットは、氷上で15分間、10mMのHEPES/KOH(pH7.9)、1.5mMのMgCl、10mMのKCl、0.5mMのジチオトレイトールおよびプロテアーゼ阻害剤カクテルを含有するバッファー中に再懸濁させた。遠心分離後、上清を細胞質分画として収集し、ペレットは、氷上で20分間、20mMのHEPES/KOH(pH7.9)、25%のグリセロール、420mMのNaCl、1.5mMのMgCl、2mMのEDTA、0.5mMのジチオトレイトールおよびプロテアーゼ阻害剤カクテルを含有するバッファー中に再懸濁させた。遠心分離後、上清を核分画として収集した。リソソームの単離は、Thermo Scientific社(Waltham,Massachusetts)によって指示されたようにキットを用いて実施した。
GFP−CIRP融合タンパク質の発現:GFP−CIRP発現プラスミドの構築は、Nishiyama et al.(Nishiyama,H.,et al.A glycine−rich RNA−binding protein mediating cold−inducible suppression of mammalian cell growth.J.Cell Biol.137,899−908(1997))に記載されている。RAW264.7細胞は、LipofectAMINE試薬(Invitrogen社)を使用してプラスミドを用いてトランスフェクトした。細胞はさらに、比較のためのコントロール群としてGFP発現プラスミドを用いてトランスフェクトした。培養細胞中へのCIRPの放出を調査した。正常酸素性もしくは低酸素性/再酸素化RAW264.7細胞からの馴化培地は0.02%デオキシコール酸および10%のトリクロロ酢酸とともに4℃で一晩タンパク質沈降のためにインキュベートし、これを次にウェスタンブロッティング法にかけた。LDH活性は、Pointe Scientific社製のアッセイキットによって決定した。
結果
低酸素状態に曝露させたマクロファージからのCIRPの転位および放出:CIRPはショック後のヒトおよびラットの両方の血清中で検出可能であったので、CIRP放出について調査した。マクロファージは、様々な炎症メディエーターの放出の原因となる主要な細胞集団である。マウスマクロファージ様RAW264.7細胞は、出血性ショック中に発生する方法と同様の方法で20時間にわたり正常酸素状態(NM)または低酸素状態(1%のO)で培養し、CIRPの細胞部位を試験した。低酸素状態に曝露させた細胞を0、2、4、7または24時間にわたり再酸素化した(H/R0、H/R2、H/R4、H/R7またはH/R24)。細胞抽出物を核(N)および細胞質(C)成分に分画化し、次にウェスタンブロッティング法にかけた。各分画の完全性は、抗GAPDHおよび抗ヒストン抗体を使用して検証した。CIRPは正常酸素状態中には主として核内に位置したが、他方細胞質CIRPは生化学分画化によって決定した20時間の低酸素状態からの再酸素化7時間後に検出され、24時間後には顕著に増加した(図9D)。遺伝的アプローチは、さらにCIRPの転位を確証するためにも使用した。RAW264.7細胞を緑色蛍光タンパク質(GFP)発現プラスミドでトランスフェクトしたコントロール実験では、緑色蛍光は正常酸素性および低酸素性状態の両方において細胞全体にわたって観察された(図15)。対照的に、RAW264.7細胞をGFP−CIRP発現プラスミドを用いてトランスフェクトした場合は、正常酸素状態下でのヘキスト核染色からの青色蛍光によってオーバーラップされながら緑色蛍光は細胞の中心でしか観察されなかった(図9E)。しかし、低酸素状態からの再酸素化4時間後には、緑色蛍光は核および細胞質両方に分布していた(図9E)。これらをまとめると、低酸素/再酸素化は、マクロファージ内での核から細胞質へのCIRP転位を誘導した。
トリクロロ酢酸によって沈降させたRAW264.7細胞の馴化培地(CM)中において細胞質CIRPを細胞外空間内へ放出させることができたかどうかを試験するために、CIRPは低酸素状態後の24時間の再酸素化で明確に検出されたが、ウェスタンブロッティング法によって正常酸素状態ではCIRPは検出できなかった(図9F)。さらに、細胞内CIRPタンパク質濃度は低酸素状態直後に2.8倍および再酸素化の7時間後に4.3倍増加したが、その濃度は細胞外空間内への放出のために細胞溶解物(cell cysate)中での24時間の再酸素化時には減少した(図9Fおよび9G)。図9Gでは、中央の画像における倍率変化は相対強度を示している。乳酸デヒドロゲナーゼ活性における変化は見られず、低酸素状態後にCM中で検出可能な細胞内Baxタンパク質は存在しなかったために、CIRP放出の原因を壊死に帰せることはできなかった。
CIRPタンパク質配列は分泌リーダーシグナルを含有していない;このため、その分泌が伝統的(小胞体−ゴルジ依存性)経路を通して行われるはずはない(Qu,Y.& Dubyak,G.R.P2X7 receptors regulate multiple types of membrane trafficking responses and non−classical secretion pathways.Purinergic Signal.5,163−173(2009))。能動性CIRP放出の潜在的機序は、低酸素状態/再酸素化を受けているRAW264.7細胞のリソソーム区画を単離するために生化学的分画化を実施することによって同定した。RAW264.7細胞由来の細胞抽出物のウェスタンブロットにおいて証明されたように、CIRPタンパク質は正常酸素状態(NM)で培養された細胞のリソソーム内では検出されなかったが、低酸素状態からの24時間の再酸素化(H/R24)時には、リソソームの1つのタンパク質マーカーであるカテプシンDと共局在化した(図9H;N=核;L=細胞抽出物のリソソーム分画成分)。この結果は、CIRPをリソソーム分泌によって放出させることができることを示した。図9D〜9Hにおける画像は3つの独立実験を示している。
実施例4:細胞系および動物の外因性組換えCIRPによる処置は炎症反応を誘導する
炎症性サイトカインおよび臓器障害マーカーの放出によって測定されるように、rCIRPの投与後にはマウスおよびヒト細胞系ならびに健常動物において炎症反応の増加が観察された。
材料および方法
組換えタンパク質(rCIRP):細菌発現系由来のヘキサヒスチジンタグ(His−tag)を用いた組換えタンパク質の発現および精製のための連続法を使用した。cDNAは、以前に記載されたように50UのMuLV逆転写酵素を備える改変オリゴd(T16)プライマーを使用してラット心臓の4μgの全組織RNAを逆転写させることによって調製した(Dwivedi AJ,Wu R,Nguyen E,Higuchi S,Wang H,Krishnasastry K,Marini CP,Ravikumar TS,Wang P:Adrenomedullin and adrenomedullin binding protein−1 prevent acute lung injury after gut ischemia−reperfusion.J Am Coll Surg 205:284−293,2007)。CIRPタンパク質を入手するために、CIRPコーディング配列は、PCRによってCIRP cDNAからプライマーセット:センス5’−CAC CAT GGC ATC AGA TGA AGG−3’(配列番号2)およびアンチセンス5’−CTC GTT GTG TGT AGC ATA GC−3’(配列番号3)を用いて増幅させ、合成し(GenBankによる設計:NM_031147、NCBI)、ラットCIRPクローンを単離するために使用した。次にPCR産物をEcoRVおよびNotIで消化し、C末端ヘキサヒスチジンタグ(His−タグ)(Invitrogen社によって記載されている)でpENTRベクター内にクローン化し、次に結果として生じる発現プラスミドとしての大腸菌(E.coli)BL21(DE3)へ形質転換させた。CIRPの誘導発現を数リットルのBL21(DE3)細胞培養中で実施し、次にCIRPを単離し、製造業者によって記載されたように精製した(Novagen社、Madison,WI)。以前に報告されたように(Ertel W,Morrison MH,Wang P,Ba ZF,Ayala A,Chaudry IH:The complex pattern of cytokines in sepsis.Association between prostaglandins,cachectin,and interleukins.Ann Surg 214:141−148,1991)、故意ではないリポ多糖(LPS)汚染を回避するために、Triton X−114抽出を使用して可能性のある内毒素汚染を除去し、最終LPS含量はアメリカカブトガニ溶解物(Limulus amebocyte lysate:LAL)アッセイ(BioWhittaker社、Walkersville,MD)を使用して決定した。
CIRP発現プラスミドの構築:ラットCIRP cDNA(NM_031147)は、oligo d(T16)プライマーとともにMLV逆転写酵素を使用することによりラット心臓から単離した全RNAから合成した。cDNAは、オリゴヌクレオチドプライマーであるセンス5’−CAC CAT GGC ATC AGA TGA AGG−3’およびアンチセンス5’−CTC GTT GTG TGT AGC ATA GC−3’を用いて増幅させた。生じたPCR産物をEcoRVおよびNotIで消化し、C末端ヘキサヒスチジンタグ(His−タグ)でpENTRベクター(Invitrogen社)内へクローン化し、次に大腸菌(E.coli)BL21(DE3)へ形質転換させた。個々のクローンは、カナマイシン耐性によって選択した。
rmCIRPの精製:ラットHis−CIRP発現プラスミドを有する形質転換大腸菌(E.coli)は、カナマイシンを含有するLuria−Bertani培地中に一晩接種し、さらに6時間かけて1.0mMのIPTGを用いて誘導した。細菌を遠心分離によって収穫し、ペレットは20mMのTris−HCl(pH7.9)を用いて1回洗浄した。細菌パレットは20mMのTris−HCl(pH7.9)、500mMのNaClおよび5mMのイミダザールを含有するバッファー中に再懸濁させ、4℃での超音波処理により溶解させた。可溶性抽出物は、1時間にわたり4℃で20,000gでの遠心分離により浄化した。透明溶解物をNi2+−NTAカラム(Novagen社、Madison,Wisconsin)上に装填した。結合タンパク質を20mMのTris−HCl(pH7.9)、500mMのNaClおよび100mMのイミダゾールで洗浄し、1.0Mイミダゾールを補給した同一バッファー中に溶出させた。全タンパク質をPBSで透析し、その後の分析のために−80℃で貯蔵した。
精製rmCIRP製剤からのLPSの除去:Triton X−114(Sigma−Aldrich社、St.Louis,Missouri)は、最終濃度が5%となるように精製タンパク質溶液に加えた。混合液は、均質溶液を保証するために室温で15分間回転させた。次に、この混合物を14,000gで12分間遠心した。rmCIRPを含有する上方水相(LPS非含有)を注意深く除去した。除去した溶液中のLPSの濃度をアメリカカブトガニ溶解物(LAL)アッセイ(Cambrex社、East Rutherford,New Jersey)によって測定した。
精製rmCIRPの妥当性確認:発現および精製後、1μgのタンパク質調製物をSDS−PAGEにかけ、ゲルをクマシーブルー(Coomassie blue)により染色した。レーン1、タンパク質マーカー;レーン2、バッチA;レーン3、バッチB。rmCIRP調製物の純度をSDS−PAGEによって試験したが、24kDaで主要バンドおよび他の位置では極めて小さなバンドが証明された(図16A)。rmCIRPの同一性は、1つは実験室内で生成され、もう一つはProteinTechから生成された2つの異なる起源由来の抗CIRP抗体に対するウェスタンブロッティング法によりさらに確証された(図16B)。精製rmCIRPはさらに、Proteomics Resource Center of the Rockefeller University,New YorkでLC−MS/MSを使用するアミノ酸配列分析によって妥当性確認した。組換えタンパク質は、MASCOTデータベース検索アルゴリズムを使用して95%を超える信頼性でCIRPであると同定された。
細胞培養:RAW264.7細胞は、実施例3に記載したように培養した。
炎症性サイトカインアッセイ:炎症性サイトカインカスケードおよび急性炎症反応の指標として、市販で入手できる酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)キット(BioSource International社、Camarillo,CA)を製造業者の取扱説明書にしたがって使用して、組換えCIRPとともにインキュベートした細胞由来の上清を血清、組織ホモジネートならびにマクロファージとともに増殖させた培養培地中のTNF−αおよびIL−6濃度について測定した。血清および組織中のTNF−αおよびIL−6タンパク質濃度を定量するために、血清サンプルを出血4時間後または動物由来の組換えCIRPを用いた処置4時間後に、ラットを犠死させた時点に心穿刺により採取し、組織サンプルを収集し、上記と同一方法によって実施した。HMGB1濃度は、ウェスタンブロッティング法により決定した。
トランスアミナーゼ類および乳酸塩の血清中濃度の決定:アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)および乳酸塩の血清中濃度は、アッセイキットを製造業者(Pointe Scientific社、Lincoln Park,MI)の取扱説明書にしたがって使用して決定した。
ヒトPBMCの単離:ヒトPBMCsは、New York Blood Bankの健常ドナーから入手した血液から、標準プロトコルにしたがってFicoll−Paque Plus(GE Healthcare社、Port Washington,New York)密度勾配での遠心分離により単離した。単離細胞はRPMI1640完全培地を用いて洗浄し、培養皿上で培養した。2時間後、非付着性細胞を取り出し、付着性培養を使用前に一晩培養した。
結果
マウス細胞系における組換えCIRP(rCIRP)誘導性炎症反応:細胞外CIRPが炎症メディエーターとして機能できるかどうかを解決するために、組換えマウスCIRP(rmCIRP)は97%を超える純度を備える細菌発現系を用いて発現させて精製し、ウェスタンブロッティング法により確証した(図16AおよびB)。アメリカカブトガニ溶解物アッセイにより測定して約10pgのLPS/μg(CIRP)の残留物を含む精製rmCIRPからリポ多糖(LPS)を取り出すためにTriton X−114抽出法を適用したが(例えば、Aida,Y.& Pabst,M.J.Removal of endotoxin from protein solutions by phase separation using Triton X−114.J.Immunol.Methods 132,191−195(1990)を参照されたい)、これは他の同定された内因性DAMPsにおいて記載されたものに匹敵している(例えば、Wang,Y.,et al.Identification of stimulating and inhibitory epitopes within the heat shock protein 70 molecule that modulate cytokine production and maturation of dendritic cells.J.Immunol.174,3306−3316(2005);Henderson,B.,et al.The extracellular signaling actions of molecular chaperones are not due to microbial contaminants.Cell Stress Chaperones 15,123−141(2010)を参照されたい)。RAW264.7細胞へのrmCIRPの添加は用量および時間依存法でTNF−α放出を増加させた(例えば、図10Aおよび10Bを参照されたい)。RAW264.7細胞は指示濃度のrmCIRPと4時間(図10A)、または100ng/mLのrmCIRPと指示時間(図10B)にわたりインキュベートしたが、このときPはrmCIRPなしまたは時点0群に比して<0.05であった。
健常ラットにおける組換えCIRP(rCIRP)誘導性炎症反応:
健常ラットにrmCIRP(1mg/kg体重)または生理食塩水(ビヒクル)を静脈内投与した。コントロールとしてのrCIRP(1mg/kg体重)またはバッファー溶液(同一容積)の注射後、TNF−αの血清中濃度はrCIRP群ではバッファー(疑似)群より約5倍高く、顕著に増加した(図4A)。TNF−α遺伝子およびタンパク質発現は、rCIRP投与後に肝臓(図4CおよびD)ならびに腸(図4EおよびF)中で増加した。rmCIRPはさらに、また別の炎症促進性サイトカインHMGB1の放出を用量依存性で誘導した(図10C)。RAW264.7細胞を指示濃度のrmCIRPとともに20時間にわたりインキュベートした。馴化培地(CM)中のHMGB1濃度は、ウェスタンブロッティング法により決定した。バンド強度は、デンシトメトリーにより定量した。図4Bは、rCIRP(1mg/kg体重)の投与後の炎症促進性サイトカインであるHMGB1の循環中濃度の増加を示している。rCIRP処置ラットは、疑似群における弱いバンド(2回ずつ)に比して、強度の免疫反応性HMGB1バンド(3回ずつ)を示した。インビトロ作用に加えて、健常ラットへのrmCIRP(1mg/kg体重)の静脈内投与は、生理食塩水(ビヒクル)が投与された場合に比して血清中TNF−α、IL−6およびHMGB1濃度ならびに臓器障害マーカーであるASTおよびALT(図17A〜C)を有意に増加させた。4時間後、血液および組織を分析のために収集した。図17Aは、ELISAによって測定した血清中TNF−α濃度およびウェスタンブロッティング法により測定したHMGB1濃度を示している。図17Bは、リアルタイムRT−PCRおよびELISA各々によって測定された肝臓中のTNF−α mRNAおよびタンパク質濃度を示している。血清中ASTおよびALTをrmCIRP投与の4時間後に測定し、濃度を図17Cに示した。データは、平均値±標準誤差、n=6〜9/群、P ビヒクル群に比して<0.05。
LPS−結合抗生物質であるポリミキシンBは、rmCIRP誘導性TNF−α産生を妨害しなかったが、これはrmCIRP中のLPS残留物がサイトカイン放出の原因ではなかったが、熱処理はrmCIRPの活性を不活性化することを証明した。これとは対照的に、ポリミキシンBはLPS−誘導性TNF−α放出を84%阻害したが、他方熱処理はLPSの活性化をほんのわずかしか低下させなかった(図10D)。この実験を実施するために、rmCIRP(1.5μg/mL)またはLPS(10ng/mL)をポリミキシンB(PMB、120U/mL)で処置した、または8時間にわたりRAW264.7細胞に加える前の30分間にわたり80℃で加熱した。P rmCIRP群に比して<0.05;P LPS群に比して<0.05。
ヒト細胞系における組換えCIRP(rCIRP)誘導性炎症反応:マウスモデルと同様に、ヒトモデルにおけるrCIRPによるTNF−α放出の刺激について試験した。組換えタンパク質の調製におけるLPS汚染を回避するために、ヒトHEK293細胞から発現させて精製した組換えヒトCIRP(rhCIRP)を利用した。rhCIRPは分化ヒトTHP−1細胞(図10E)ならびに一次ヒト末梢血単核細胞(PBMC)(図10F)由来のTNF−α放出を用量依存性方法で刺激する際にrmCIRPに匹敵する活性を有していた。これらの実験は、分化ヒトTHP−1細胞を指示濃度で4時間にわたりrhCIRPまたはrmCIRPとともにインキュベートすることにより実施した。P CIRPなし群に比して<0.05。同様に、ヒトPBMCを8時間にわたり指示濃度のrhCIRPとともにインキュベートした。P rhCIRPなし群に比して<0.05。そこで、CIRPによるサイトカイン放出の刺激はLPS汚染に帰せることはできなかった。さらに、CIRP誘導性サイトカイン活性化は、齧歯類とヒトの間で保存された。
rCIRPを用いたマクロファージの刺激後の炎症性サイトカインの放出の増加:平行実験では、rCIRPとともにインキュベートした培養RAW細胞の上清中のサイトカインを測定した。組換えCIRPとともにインキュベートした培養RAW細胞の上清中の上昇したTNF−αおよびIL−6濃度は用量および時間依存性であった。図5Aに指示したように、100ng/mLの用量でのrCIRP(4時間のインキュベーション)はTNF−α放出を有意に増加させた。時間的経過に関して、100ng/mLの用量でのrCIRPはインキュベーションの4時間後および2時間後という早期に、TNF−αおよびIL−6産生を各々顕著に増加させた(図5C〜D)。上清中HMGB1濃度は、rCIRP刺激に続いて用量依存性方法で増加した。ウェスタンブロット法による定量は、培養RAW細胞からのHMGB1放出が500ng/mLの用量でのrCIRPとのインキュベーション20時間後に約6倍に増加することを証明した(図5B)。
実施例5:CIRP欠損性マウスへの外因性組換えCIRPの投与は炎症反応を誘導する
材料および方法
実験動物:C57BL/6バックグラウンドを備えるCirp−/−マウスは日本の熊本大学により提供された(Sakurai,T.,et al.Cirp protects against tumor necrosis factor−alpha−induced apoptosis via activation of extracellular signal−regulated kinase.Biochim.Biophys.Acta.1763,290−295(2006))。Rage−/−、Tlr2−/−およびTlr4−/−マウスは、Dr.Helena Erlandsson−Harrisから入手し、Feinstein Institute for Medical Researchで飼養された(Yang,H.,et al.A critical cysteine is required for HMGB1 binding to Toll−like receptor 4 and activation of macrophage cytokine release.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107,11942−11947(2010))。C57BL/6野生型マウスは、Jackson Laboratory(Bar Harbor,Maine)から購入した。実験では雄性の年齢を適応させた(10〜12週齢)のマウスを使用した。動物は疑似群、ビヒクルコントロール群または処置群に無作為割り付けした。各群に使用した動物の数は、出血および敗血症の動物モデルに関する以前の刊行物に基づいた。全動物試験は、完全遮蔽法では実施しなかった。動物は、外科手術中に死亡した場合は、分析から除外した。
rCIRPの投与:追加の正常健常動物群では、rCIRP、例えばrmCIRP(1mg/kg体重)またはバッファー(同一容積、1mL)を投与した。処置の完了4時間後、血液サンプルを採取し、凝固させるために氷上に配置し、次に1,200gで10分間、4℃で遠心し、血清サンプルをアッセイ時まで−80℃で貯蔵した。さらに組織サンプルも採取し、直ちに液体窒素に曝露させ、次にアッセイ時まで−80℃で貯蔵した。また別の出血性動物群では、抗CIRP抗体(3mg/kg体重)、ウサギIgGまたはビヒクルもしくはバッファー(同一容積、1mL)を、45分間にわたり大腿静脈カテーテルを介して急速輸液の開始15分後に出血したラットに投与した。処置の完了1.5時間後に、血液サンプルを上記と同様に採取した。
結果
健常ラットにおける組換えCIRP(rCIRP)誘導性組織損傷:正常動物におけるrCIRPの作用を調査するために、細菌発現系から精製した組換えタンパク質であるrCIRP(1mg/kg体重)を正常健常ラットに投与し、ASTおよびALT(肝障害の指標)の血清中濃度を測定した。rCIRPを用いて処置したラットは、AST(図3A)およびALT(図3B)の有意に上昇した濃度を示した。これらの結果は、rCIRPが炎症性組織損傷を直接的に誘発することを示している。
実施例6:組換えCIRPは炎症促進性サイトカインHMGB1と協調してTNF−αの放出を刺激する
材料および方法
組換えタンパク質:rmHMGB1は以前に記載されたように生成した(Yang,H.,et al.Reversing established sepsis with antagonists of endogenous high−mobility group box 1.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101,296−301(2004))。組換えラットTNF−αは、Biosource社から入手した。C末端DDKタグを備える組換えヒト(rh)CIRP(アクセッション番号NP_001271;全長)は、ヒトHEK293細胞からトランスフェクトして発現させ、Origene(Rockville,Maryland)から入手した。rhTLR2(アクセッション番号NP_003255;Glu21−Leu590)およびrhTLR4(アクセッション番号O00206;Glu24−Lys631)は、マウス骨髄腫NS0細胞系からトランスフェクトして発現させた。rhMD2(アクセッション番号BAA78717;Glu17−Asn160)は、大腸菌(E.coli)から形質転換させて発現させた。rhTLR4/MD2複合体は、NS0細胞である、各タンパク質にHisタグを備える共発現したrhTLR4(アクセッション番号O00206;Glu24−Lys631)およびrhMD2(アクセッション番号Q9Y6Y9;Glu17−Asn160)から精製した。rhTLR2、rhTLR4およびrhMD2全部をそれらのC末端で10−Hisタグと融合させ、R&D Systems社(Minneapolis,Minnesota)から入手した。C末端6−Hisタグを備えるrhRAGE(アクセッション番号Q15109;Ala23−Ala344)は、ヒトHEK293細胞からトランスフェクトして発現させ、Biovision社(Milpitas,California)から入手した。
結果
CIRPおよびHMGB1がTNF−α放出の刺激に及ぼす相加作用:rmCIRPは、マクロファージ中でのTNF−αおよびHMGB1放出を誘導した(図10a、bおよびc)。HMGB1もまたTNF−α放出を刺激できると報告された(Andersson,U.,et al.High mobility group 1 protein(HMG−1)stimulates proinflammatory cytokine synthesis in human monocytes.J.Exp.Med.192,565−570(2000))。TNF−α放出を刺激することにCIRPおよびHMGB1が影響を及ぼす関係は、各中和抗体を適用することにより分析した。RAW264.7細胞内でのmCIRPによるTNF−α産生を用量依存性方法で効果的に阻害する抗CIRPポリクローナル抗体を生成した。図16Cに示したように、RAW264.7細胞は20μg/mLの抗CIRP抗体またはウサギコントロール(非免疫)IgGを用いて20分間プレインキュベートし、その後に指示濃度でrmCIRPを添加した。4時間後に、馴化培地(CM)中のTNF−α濃度をELISAによってアッセイした。データは、3回の独立実験からの平均値±標準誤差である。P rmCIRP+コントロールIgG群に比してIgG群に比して0.05。図16Dでは、RAW264.7細胞を20分間にわたり1mg/mLの指示希釈濃度でウサギコントロールIgGまたは抗CIRP抗体を用いてプレインキュベートし、その後に1.0μg/mLのrmCIRPを添加した。4時間後に、CM中のTNF−α濃度をELISAによってアッセイした。データは、3回の独立実験からの平均値±標準誤差である。P rmCIRP+コントロールIgG群に比して<0.05。THP−1細胞は、4μg/mLの抗CIRP抗体、抗HMGB1抗体または非免疫コントロールIgGとともに1時間インキュベートし、その後に8時間にわたりrmCIRP(0.3μg/mL)、rmHMGB1(0.3μg/mL)またはrmCIRP/rmHMGB1(0.3μg/mL、0.3μg/mL)を添加した。P rmCIRP群に比して<0.05;P rmHMGB1群に比して<0.05。抗HMGB1抗体とのプレインキュベーション(Yang,H.,et al.Reversing established sepsis with antagonists of endogenous high−mobility group box 1.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101,296−301(2004))は、THP−1細胞中でのrmCIRPにより誘導されたTNF−α放出の31%減少を生じさせたが(P=0.292)、他方抗CIRP抗体とのプレインキュベーションは有意な70%減少を生じさせた(P<0.05、図10G)。これとは逆に、抗CIRP抗体とのプレインキュベーションは、rmHMGB1により誘導されたTNF−α放出の17%減少しか生じさせなかった(P=0.182、図10G)。さらに、rmCIRP、rmHMGB1およびrmCIRP+rmHMGB1は、各々0.8、0.6および1.6ng/mLのTNF−α濃度を誘導した。これらをまとめると、これらの結果は、CIRPおよびHMGB1がマクロファージからのTNF−α放出を刺激することに相加的に機能したことを示している。全収集CM中のTNF−α濃度をELISAによってアッセイした。データは、3または4回の独立実験からの平均値±標準誤差である。
実施例7:抗CIRP抗体は動物モデルにおけるCIRPの生物活性を阻害するために有効である
抗CIRP抗体の投与は、出血の生存率を改善して動物モデルにおける炎症反応を減弱させた。
材料および方法
抗CIRP抗体産生:CIRPに対するポリクローナル抗血清は、標準手順にしたがって、ウサギに精製組換えCIRPを3週間以上の間隔をあけて注射することによって生成した(Covance Research Products社、Denver,PA)。抗CIRP抗体のIgGは、供給業者の取扱説明書(Pierce、Rockford,IL)にしたがって固定化免疫精製タンパク質A/Gカラムを使用することにより血清から親和性精製した。抗体力価は、96ウエルフォーマットの直接ELISAによって(Covance Research Products社、Denver,PAに記載されているように)決定した。LPSは、アメリカカブトガニ溶解物アッセイ(BioWhittaker社)によって測定された精製抗体調製物中では検出できなかった。
抗CIRPポリクローナル抗体の産生:精製rmCIRPに対する抗体は、Covance社(Princeton,New Jersey)で標準手順にしたがって、New Zealand Whiteウサギにおいて生成した。IgG分画は抗血清から固定化免疫精製IA/Gクロマトグラフィー(Pierce社)によって単離した。抗CIRP抗体の特異性は、その精製タンパク質に対してウェスタンブロッティング法によって試験した。LPSは、LALアッセイ(Cambrex社)によって測定したが抗体調製物中で検出できなかった。同一方法を実施してウサギ血清コントロールIgGを精製した。
生存率試験:出血したラットに抗CIRP抗体、ウサギコントロールIgGまたは生理食塩水(ビヒクル)を連続3日間にわたり投与し、それらの死亡率を10日間にわたり監視した。Cirp−/−および野生型マウスに出血を受けさせ、生存率を72時間記録した。敗血症性ラットにCLP5時間後に抗CIRP抗体またはウサギコントロールIgGを投与した。壊死性盲腸をCLPの20時間後に切除し、死亡率を10日間監視した。
顆粒球ミエロペルオキシダーゼの評価:肺および肝組織内での好中球蓄積は、以前に報告されたようにミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性アッセイを使用して推定した(Dwivedi AJ,Wu R,Nguyen E,Higuchi S,Wang H,Krishnasastry K,Marini CP,Ravikumar TS,Wang P:Adrenomedullin and adrenomedullin binding protein−1 prevent acute lung injury after gut ischemia−reperfusion.J Am Coll Surg 205:284−293,2007)。MPO活性を決定するために、肝組織は、0.5%のヘキサ−デシル−トリメチル−アンモニウムブロミドを含有する50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中で均質化した。遠心分離後、上清を反応溶液(リン酸バッファー中の0.2mg/mLのO−ジアニシジンジヒドロクロライドおよび0.2mMのH)に加え、活性を計算するために460nmでのODの時間変化を記録した。
結果
抗CIRP抗体は出血後の有意な延命効果を提供した:CIRPが例えば出血などの様々な課題に対する炎症反応における新規なメディエーターであることをさらに確証するために、出血性ラットにCIRPに対する特異的抗体(3mg/kg体重)を投与した。結果は、CIRP遮断が急性失血において有意な延命効果を提供することを証明した。図6に示したように、抗CIRP抗体処置は実験的に出血させた動物の生存率を43%から85%へ増加させた(P<0.05)。
抗CIRP抗体は出血後に組織損傷を減弱させた:出血に応答したrCIRPの病理生理学的結果の調査を継続するために、CIRPに対する特異的抗体(3mg/kg体重)を出血性ラットに投与した。結果は、出血後のAST、ALTおよび乳酸塩の増加した濃度は抗CIRP抗体により有意に減弱されたことを示している(30〜40%の減少、P<0.05)(図7A〜C)。
抗CIRP抗体は炎症促進性サイトカインにおける出血誘導性増加を減弱させた:細胞外CIRPが出血中の炎症反応を媒介することに果たす役割を調査した。出血したラットは、急速輸液中にウサギコントロール(非免疫)IgGまたは中和抗CIRP抗体(10mg/kg体重)の静脈内投与を受けた。4時間後、ELISAによりTNF−αおよびIL−6ならびに血清AST、ALTおよび肝MPO活性を測定するために血清ならびに肝サンプルを採取した。データは、平均値±標準誤差、n=6/群、P 疑似群に比して<0.05;P 出血単独群に比して<0.05である。中和抗CIRP抗体は、非免疫コントロールIgGによっては変化しないままであった(図11A)。TNF−αおよびIL−6の血清中および肝臓中濃度を有意に減少させた。TNF−α(図8A)およびIL−6(図8D)の出血誘導性アップレギュレーションは、血清中において有意に低下した。実験的血液枯渇(出血)後の動物の肺および肝臓各々におけるTNF−α(図8BおよびC)ならびにIL−6(図8EおよびF)の組織中濃度においても極めて類似の結果が観察された。好中球蓄積の指標である血清中ASTおよびALTならびに肝ミエロペルオキシダーゼ活性は、抗CIRP抗体群では有意に減少した(図11B)。出血したラットに抗CIRP抗体(10mg/kg体重/日、n=13)、コントロールIgG(n=13)または生理食塩水(ビヒクル;n=14)を連続3日間にわたり静脈内投与し、10日間にわたり死亡率を監視した。P 食塩水群に比して<0.05。抗CIRP抗体群の生存率は、出血10日後にコントロールIgG群およびビヒクル群の生存率に比して有意に高かった(85%対38%および43%;図11C)。Cirp−/−マウス(n=9)および同一遺伝的背景の野生型(WT)マウス(n=9)を出血させ、72時間にわたり観察した。P WT群に比して<0.05。これらと一致して、Cirp−/−マウスの生存率は、出血72時間後に野生型マウスの生存率より有意に高かった(56%対11%;図11D)。WTおよびCirp−/−マウスを出血させた。4時間後、ELISAによるTNF−α濃度およびウェスタンブロッティング法によるHMGB1濃度を測定するために血清サンプルを採取した。データは、平均値±標準誤差、n=6/群、P WT疑似群に比して<0.05;P WT出血群に比して<0.05である。出血4時間後の野生型マウスにおける血清TNF−αの7.3倍の増加が観察された;そのようなTNF−α上昇はCirp−/−マウスでは発生しなかった(図11E)。類似の現象は血清中HMGB1濃度において観察されたが(図11F)、これはCIRPおよびHMGB1の両方がショック後の動物の死亡率に寄与して作用することを示唆している。
抗CIRP抗体は出血後に増加したMPO活性を減少させた:MPO(ミエロペルオキシダーゼ)は、炎症の一般的指標であると考えられ、増加した組織中MPO活性は好中球浸出を反映した。実験的出血は肝臓中のMPO活性の増加を誘導した。増加したMPOは、抗CIRP抗体の投与後に有意に減少した(図8G)。
実施例8:抗CIRP抗体は敗血症性動物における生存率を増加させるために有効である
材料および方法
複数菌性敗血症の動物モデル:動物にイソフルラン吸入により麻酔をかけた。正中開腹術を通して盲腸結紮および穿刺(CLP)を実施した。手短には、2cmの正中腹壁切開術を実施した。盲腸を露出させ、腸閉塞を回避するために回盲弁のすぐ遠位で結紮し、18ゲージのニードルを用いて2回穿刺し、少量の糞便を穴に通して流動させるためにわずかに圧搾し、次に腹腔へ戻した。腹部は縫合糸を用いて層状に閉鎖した。疑似手術動物は、盲腸を結紮も穿刺もしなかったことを除き、同一手順を受けさせた。動物には手術直後に3mL/100g体重の生理食塩水を皮下に輸液した。
腹膜マクロファージの細胞培養および単離:マウスマクロファージ様RAW264.7細胞およびヒト単球THP−1細胞はATCC(Manassas,Virginia)から入手した。一次腹膜マクロファージは以前に記載されたように4%チオグリコール酸塩を腹腔内注射した3日後にC57BL/6野生型、Rage−/−、Tlr2−/−およびTlr4−/−マウスから単離した(Yang,H.,et al.A critical cysteine is required for HMGB1 binding to Toll−like receptor 4 and activation of macrophage cytokine release.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107,11942−11947(2010))。ラット一次腹膜マクロファージは、プレインキュベーションを行わずに雄性Sprague−Dawley系ラットの腹腔内から直接的に単離した。RAW264.7細胞および腹膜マクロファージをDMEMおよびRPMI1640(Invitrogen社、Grand Island,New York)各々の中で培養した。THP−1細胞は0.05mMの2−メルカプトエタノールとともにRPMI1640中で培養し、ホルボール12−ミリステート13−アセテート(20ng/mL)とともに48時間インキュベートすることによってマクロファージ様細胞内へ分化させた。全培養培地に10%の熱不活性化FBS、1%ペニシリン/ストレプトマイシンおよび2mMのグルタミンを補給した。細胞は、5%のCOを含む37℃の培養装置内で維持した。
結果
敗血症性動物中のCIRPのアップレギュレーションおよび放出:高炎症によって誘発されるまた別の臨床状態である敗血症におけるCIRPの炎症促進活性を調査した。複数菌性敗血症の確立された動物モデルである、盲腸結紮および穿刺(CLP)を受けたラットにおけるCIRP発現について調査した(Yang,S.,Zhou,M.,Chaudry,I.H.& Wang,P.Novel approach to prevent the transition from the hyperdynamic phase to the hypodynamic phase of sepsis:role of adrenomedullin and adrenomedullin binding protein−1.Ann.Surg.236,625−633(2002)を参照されたい)。20時間後、血液および肝組織を分析のために収集した。血清中CIRP濃度は、ウェスタンブロッティング法により決定した。バンド強度は、デンシトメトリーにより定量した。CLPの20時間後、CIRPの血清中濃度は疑似群に比して3.4倍増加した(図12A)。肝臓中のCIRPのmRNAおよびタンパク質濃度をリアルタイムRT−PCR法およびウェスタンブロッティング法各々によって評価した。データは、平均値±標準誤差、n=4〜6/群、P 疑似群に比して<0.05である。肝臓中のCIRPのmRNAおよびタンパク質濃度もまた、各々2.4および4.0倍増加した(図12Bおよび12C)。マクロファージ内のCIRPの発現および放出にLPSが及ぼす作用を評価した。ラットから単離した腹膜マクロファージを平板培養し、LPS(10ng/mL)に曝露させた、または処置しなかった(Non)。6時間後、マクロファージ中のCIRP mRNA濃度をリアルタイムRT−PCRにより分析した。CIRP発現濃度をGAPDHへ正規化した。非処置細胞における数値を比較のために1と指定する。データは、3回の独立実験からの平均値±標準誤差である。P Non群に比して<0.05。ラット一次腹膜マクロファージ中のCIRPのmRNAおよびタンパク質濃度は、LPSへの各々6および24時間にわたる曝露後に有意に増加した(図12D)。全細胞溶解物および培養培地は、LPSへの曝露の各々24時間後および6時間後に採取し、ウェスタンブロッティング法にかけた。データは、3回の独立実験を表す。CIRPタンパク質はLPSへの6時間の曝露後にさらにCMで検出されたが、非処置細胞からは検出できなかった(図12E)。CIRP放出を誘導する他の炎症メディエーターを調査した。RAW264.7細胞のrmHMGB1(1μg/mL)またはrmTNF−α(30ng/mL)との24時間にわたるインキュベーションはCM中へのCIRP放出を誘発しなかったが、他方CIRPタンパク質はLPS(100ng/mL)へ曝露した細胞から検出することができた。馴化培地をウェスタンブロッティング法にかけ、データqは3回の独立実験を表す(図12F)。細胞外CIRPの有害な活性の妥当性を確認するために、中和抗CIRP抗体を敗血症性動物に投与した。CLPラットに抗CIRP抗体(10mg/kg体重、n=18)または非免疫コントロールIgG(10mg/kg体重、n=18)をCLPの5時間後に投与した。死亡率を10日間監視した。P コントロールIgG群に比して<0.05。PS レッド、ポンソー(Ponceau)Sレッド染色。敗血症性ラットの10日間の生存率は、抗CIRP抗体を用いた治療後に39%から78%へ有意に増加した(図12G)。そこで、CIRPはさらに敗血症性ショックにおける有害因子でもあった。
実施例9:CIRPはTLR4/MD2細胞表面受容体複合体に結合する
材料および方法
表面プラズモン共鳴(SPR)分析:タンパク質−タンパク質およびペプチド−タンパク質相互作用の分析は、BIAcore T200機器(GE Healthcare社)を使用して実施した。結合反応は、0.01%のTween−20を含有する1×PBSバッファー(pH7.4)中で実施した。CM5デキストラン・チップ(フローセル−2)は最初に、89μLの0.1MのN−エチル−N’−[3−ジエチルアミノ−プロピル]−カルボジイミドおよび0.1MのN−ヒドロキシスクシンイミドの注射によって活性化した。10mMの酢酸ナトリウム(pH4.5)中に希釈した200μLの5μg/mLのリガンドのアリコートを固定化のためのCM5チップのフローセル−2内に注入した。次に、135μLの1Mのエタノールアミン(pH8.2)を次に残りの活性部位を遮断するために注入した。非特異的結合を評価するために、リガンドを用いたコーティングを施していないフローセル−1をコントロールとして使用した。結合分析は、25℃で30μL/分の流速で実施した。結合を評価するために、分析物(動態分析のためには62.5nM〜1.0μMの範囲内または合格/不合格結合分析のためには0.5μM)をフローセル−1および−2内に注入し、分析物とリガンドの関連を表面プラズモン共鳴法により各々記録した。ブランクチャネル(フローセル−1)からのシグナルをリガンドでコーティングしたチャネル(フローセル−2)から減じた。データは、BIAcore T200評価ソフトウエアによって分析した。全サンプルについて、バッファー単独を用いたブランク注射を結果として生じた反応表面データから減じた。データは、1:1結合についてのLagmuirモデルに全体的に当てはめた。
結果
CIRPはTLR4を通しての炎症反応を誘導した:細胞外CIRPシグナル伝達を伝播することの原因となる細胞表面受容体を同定した。炎症を媒介することが公知の3つの主要PRR:RAGE、TLR2およびTLR4を試験した((a)Zhang,X.& Mosser,D.M.Macrophage activation by endogenous danger signals.J.Pathol.214,161−178(2008);(b)Beutler,B.A.TLRs and innate immunity.Blood 113,1399−1407(2009);(c)Ward,P.A.The sepsis seesaw:seeking a heart salve.Nat.Med.15,497−498(2009))。WT、Rage−/−、Tlr2−/−またはTlr4−/−マウスから単離した腹膜マクロファージを1.5μg/mLのrmCIRPと4時間インキュベートした。馴化培地CM中のTNF−α濃度をELISAによってアッセイした。データは、3回の独立実験からの平均値±標準誤差である。P WT群に比して<0.05。野生型マウスとrmCIRPに反応した各受容体を標的とするノックアウトマウスとを比較すると、TLR4−欠損性マクロファージだけがTNF−α誘導に対する反応を消失したが、RAGE−およびTLR2−欠損性マクロファージは野生型マクロファージへの類似の反応を維持した(図13A)。CIRP活性を媒介する際にTLR4の要件を確証するために、野生型およびTLR4ノックアウトマウスにrmCIRP(1または5mg/kg体重)または生理食塩水(ビヒクル)を注射した。4時間後、血清サンプルを採取し、ELISAによるTNF−αおよびIL−6およびウェスタンブロッティング法によるHMGB1ならびに血清中ASTおよびALTについてアッセイした。データは、平均値±標準誤差、n=6〜9/群、P WT rmCIRPなし群に比して<0.05;P 5mg/kgでrmCIRPを用いたWT群に比して<0.05である。ラットに類似して、野生型マウスは血清中炎症促進性サイトカイン(TNF−α、IL−6およびHMGB1)ならびに臓器障害マーカー(ASTおよびALT)の増加をrmCIRP注射へ用量依存性方法で示した(図13Bおよび13C)。これとは対照的に、rmCIRPが野生型マウスに及ぼすこれらの有害な作用がTlr4−/−マウスでは減少した。
CIRPはTLR4/MD2複合体に直接的に結合した:表面プラズモン共鳴(SPR)分析を利用して、rhCIRPおよびパターン認識受容体およびMD2の間の物理的相互作用および結合親和性を決定した。TLR4は、頻回にコ受容体としてMD2に付随してTLR4/MD2複合体を形成する(Nagai,Y.,et al.Essential role of MD−2 in LPS responsiveness and TLR4 distribution.Nat.Immunol.3,667−672(2002))。全組換えタンパク質はSPR分析のためにヒトコーディング配列から引き出した。見かけのKは、一連の濃度の分析物を用いた動態分析によって決定した。rhCIRPは、rhTLR4、rhMD2およびrhTLR4/MD2複合体に、各々6.17×10−7、3.02×10−7および2.39×10−7Mの見かけのKで結合した(図13dおよび図18)。分析物分析の代表的なセンサーグラムは、2〜3回の独立実験から図18に示した。センサーグラムは、各図の上部に分析物/リガンドとして示した、センサーチップ上に固定化されたリガンドへ通過した指示濃度での分析物の会合および解離を示している。rhMD2のrhTLR4への結合は、陽性コントロールとして試験し、5.37×10−8Mの見かけのKを入手したが、これは以前に報告された6.29×10−8MのKと極めて近い(Hyakushima,N.,et al.Interaction of soluble form of recombinant extracellular TLR4 domain with MD−2 enables lipopolysaccharide binding and attenuates TLR4−mediated signaling.J.Immunol.173,6949−6954(2004))。興味深いことに、rhCIRPはRAGEおよびTLR2とともにnM範囲内のKを有する(図13Dおよび18);しかし、これらの所見の生物学的有意性は未だ決定されていない。これらのSPRの結果は、CIRPがシャペロンタンパク質としてのその特性に適合する様々なタイプのタンパク質と相互作用できることを明白に指示した。MD2に結合するCIRPの領域は、全ヒトCIRP配列をカバーする32オリゴペプチド(15マー)の合成によって決定した。オリゴペプチドはBIAcore機器上に固定化されたrhMD2を通過させられ、その後に一連のSPR分析が実施された。高結合親和性を備える3つのオリゴペプチドを指示した。各図の上部に分析物/rhMD2として示した、センサーチップ上に固定化されたrhMD2に通過した指示濃度での分析物の会合および解離を示しているオリゴペプチド分析の2回の独立実験からの代表的なセンサーグラムは、図19に示した。3つのオリゴペプチド、aa101〜115、106〜120(C22)および111〜125(C23)は、rhMD2に高親和性で結合した(図14および図19)。
実施例10:オリゴペプチドC22およびC23は細胞系におけるTNF−αのrmCIRP誘導性産生を阻害する
材料および方法
オリゴペプチドの合成:一団の32個の15マーオリゴペプチドを合成し、Genscript社(Piscataway,New Jersey)での高性能液体クロマトグラフィーによって精製した。各15マーオリゴペプチド配列(配列番号13〜44)はhCIRPに由来する(図1)。
細胞培養:ヒト単球THP−1細胞(American Type Culture Collection、Manassas,VA)を懸濁液中でT75組織培養フラスコ内に1.5×10cellsの密度で播種し、5%のCOを含む37℃の加湿培養装置内で10%の熱不活性化ウシ胎児血清、1%のペニシリン/ストレプトマイシン、2mMのグルタミンおよび追加の0.05mMのβ−メルカプトエタノールを補給したRPMI−1640培地とともに培養した。
細胞の分化および処置:細胞を96ウエル組織培養皿に1ウエル当たり5×10の密度で平板培養し、48時間にわたりホルボール12−ミリステート13−アセテート(20ng/mL)とともにインキュベートすると、実験前に分化マクロファージ様細胞になった。細胞は第5〜12継代の間で使用した。細胞を指示濃度のCIRP由来ペプチドC22(配列番号13)またはC23(配列番号12)を用いて1時間にわたり前処置し、次にrmCIRPまたはLPS(大腸菌O111:B4由来、Sigma社、St.Louis,MO)の非存在下または存在下でOpti−MEM培地とともに6時間にわたりインキュベートした。無細胞上清をELISAによってTNF−αについてアッセイした。
サイトカインアッセイ:上清は、市販で入手可能な酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)キット−ヒトTNF−αセット(BioSource International社、Camarillo,CA)を製造業者の取扱説明書にしたがって使用してTNF−α濃度について測定した。
結果
C22およびC23が分化THP−1細胞内のrmCIRP誘導性TNF−α産生に及ぼす作用:図20Aに示したように、CIRP−ペプチド単独ではTNF−α産生、培地に類似する検出可能な量に影響を及ぼさなかった。しかし、用量50ng/mLでのC22(配列番号13)またはC23(配列番号14)を用いた前処置は、rmCIRP 300ng/mL誘導性TNF−α産生を有意に減弱させた。阻害濃度は67〜72%の範囲に及ぶ。2つの分子間のサイズの差を考慮に入れるために、分子濃度に変換した場合はrmCIRPより2倍高い用量のペプチドを使用した。
C22およびC23が分化THP−1細胞におけるLPS誘導性TNF−α産生に及ぼす作用:CIRP由来ペプチドもまた分化THP−1細胞におけるLPS誘導性TNF−α放出を調節することが見いだされた。図20Bに示したように、C22(配列番号13)またはC23(配列番号14)はLPS誘導性TNF放出を61〜63%抑制した。細胞を処置するために、1.3pmol/mLに等価の2ng/mLでのC22またはC23および0.67pmol/mLに等価の10ng/mLでのLPSの用量、2:1にあるペプチドおよびLPSモル比を使用した。
実施例11:オリゴペプチドC1〜C21およびC24〜C32は細胞系におけるTNF−αのrCIRP誘導性産生に阻害作用をほとんどまたは全く示さない
以下の結果は、ペプチドC22およびC23がTNF−αのrCIRP誘導性分泌に及ぼす驚くべき阻害作用を証明している。
材料および方法
オリゴペプチドC1〜C21およびC24〜C32の合成についての実験プロトコル、THP−1細胞を使用する細胞培養、細胞の処置ならびにサイトカインアッセイは実施例10に記載した。細胞は、刺激のためにCIRP(1000ng/mL)を用いて処置した。ペプチドは刺激前の1時間にわたり10×モル濃度のCIRPとともにインキュベートした。TNF−α濃度は、刺激4時間後にELISAにより細胞培地中でアッセイした。
下記のペプチドは、分化THP−1細胞中のrmCIRP誘導性TNF−α産生に及ぼすそれらの阻害活性についてアッセイした:
C1:MASDEGKLFVGGLSF(配列番号15);
C2:GKLFVGGLSFDTNEQ(配列番号16);
C3:GGLSFDTNEQSLEQV(配列番号17);
C4:DTNEQSLEQVFSKYG(配列番号18);
C5:SLEQVFSKYGQISEV(配列番号19);
C6:FSKYGQISEVVVVKD(配列番号20);
C7:QISEVVVVKDRETQR(配列番号21);
C8:VVVKDRETQRSRGFGF(配列番号22);
C9:RETQRSRGFGFVTFE(配列番号23);
C10:SRGFGFVTFENIDDA(配列番号24);
C11:FVTFENIDDAKDAMM(配列番号25);
C12:NIDDAKDAMMAMNGK(配列番号26);
C13:KDAMMAMNGKSVDGR(配列番号27);
C14:AMNGKSVDGRQIRVD(配列番号28);
C15:SVDGRQIRVDQAGKS(配列番号29);
C16:QIRVDQAGKSSDNRS(配列番号30);
C17:QAGKSSDNRSRGYRG(配列番号31);
C18:SDNRSRGYRGGSAGG(配列番号32);
C19:RGYRGGSAGGRGFFR(配列番号33);
C20:GSAGGRGFFRGGRGR(配列番号34);
C21:RGFFRGGRGRGRGFS(配列番号35);
C22:GGRGRGRGFSRGGGD(配列番号13);
C23:GRGFSRGGGDRGYGG(配列番号14);
C24:RGGGDRGYGGNRFES(配列番号36);
C25:RGYGGNRFESRSGGY(配列番号37);
C26:NRFESRSGGYGGSRD(配列番号38);
C27:RSGGYGGSRDYYSSR(配列番号39);
C28:GGSRDYYSSRSQSGG(配列番号40);
C29:YYSSRSQSGGYSDRS(配列番号41);
C30:SQSGGYSDRSSGGSY(配列番号42);
C31:YSDRSSGGSYRDSYD(配列番号43);
C32:SGGSYRDSYDSYATH(配列番号44)。
CIRP由来ペプチドC1〜C21およびC24〜C32が分化THP−1細胞におけるrmCIRP誘導性TNF−α産生に及ぼす作用:図22に示したように、CIRP由来ペプチドC1〜C21およびC24〜C32は、THP−1細胞によるrmCIRP誘導性TNF−α分泌を有意には減弱させなかった。
C21が分化THP−1細胞におけるLPS誘導性TNF−α産生に及ぼす作用:CIRP由来ペプチドC22およびC23は、実施例10において証明し、図20Bに例示したように、分化したTHP−1細胞中でのLPS誘導性TNF−α放出を阻害する。しかし図20Cに示したように、ペプチドC21は、THP−1細胞中でのLPS誘導性TNF−α放出を抑制しない。
実施例12:CIRP−ヌルマウスは野生型マウスより迅速な創傷閉鎖率を有する
創傷治癒におけるCIRPの改善を同定するために、皮膚創傷の動物モデルを使用して野生型(WT)とCIRP−ヌルマウスとの間の創傷閉鎖率を比較した。詳細な手順および測定は以下のとおりであった。全層2.0cm径の円形切開創を外科的に、3月齢の雄性CIRP−ヌルおよびWTマウス両方の背部上に作製した。創傷のサイズを創傷作製後第14日まで測定し、NIH画像ソフトウエアによって定量した。また別の2組の動物に第3および第7日に麻酔をかけ、全層皮膚サンプルを組織学的評価およびリアルタイムRT−PCRによる様々な遺伝子の発現の測定のために採取した。
図21に示したように、CIRP−ヌルマウスにおける皮膚創傷の治癒率は、14日間の時間経過にわたってWTマウスにおけるより有意に迅速であった。
H&Eおよびマッソン・トリクロム(Masson−Trichrome)染色は、CIRP−ヌル創傷がWT創傷よりも良好な品質の創傷閉鎖およびコラーゲン沈着を有することを示した。早期創傷治癒では、CIRP−ヌル創傷における細胞増殖マーカーKi67を用いて染色が陽性の細胞数はWTにおけるより数が多かった。CIRP−ヌル創傷内の炎症メディエーターTNF−αおよびIL−6は、第3日のWT創傷におけるより、各々、2.6倍および2.8倍高かったが、CIRP−ヌル創傷におけるそれらの濃度は第7日にはWT創傷におけるより各々60%および68%低くなった。これに対応して、好中球浸潤を指示しているミエロペルオキシダーゼ染色に対して陽性である細胞数は、WT創傷におけるよりCIRP−ヌルにおける方が高かった。第3日および第7日でのCIRP−ヌルとWT創傷との間のVEGF発現およびPECAM−1/CD31染色における差は見られなかった。CIRP−ヌル創傷におけるMMP−9 mRNA濃度は第3日にはWT創傷より2.2倍高かった。
これらの結果は、CIRP−ヌルマウスが皮膚創傷のより迅速な治癒を示したことを示している。この加速された治癒には細胞増殖の促進、炎症のより早期の活性化および寛解ならびに基質リモデリングの加速と結び付いていた。これらの結果は、CIRP発現が治癒過程を妨害する可能性があること、皮膚創傷の状況におけるCIRPの阻害が創傷閉鎖および治癒の速度および質を改善するであろうことを示している。
実施例13:オリゴペプチドC23はインビボおよびインビトロで内皮細胞のCIRP誘導性活性化を無効化する
オリゴペプチドC23は、TLR4共受容体MD2に対する最高親和性を備えるオリゴペプチドであると同定された(選択された断片のKについての匹敵するデータを列挙している図14を参照されたい)。
下記に記載した実験では、C23は、rmCIRPを用いて刺激したマウス胚血管内皮細胞(MLVECs)中でICAM−1(細胞間接着分子1)の発現の誘導ならびにMLVECからの炎症促進性サイトカインであるIL−1βの放出の防止を妨害することが証明された。
図23Aは、ICAM−1の発現濃度を証明しているSDS−PAGE/ウェスタンブロットの写真である。MLVECは、4時間にわたりC23または非特異的オリゴペプチドP5(陰性コントロール)の存在下でrmCIRPにより処置した。細胞を収穫し、溶解させ、細胞溶解物をSDS−PAGE法およびウェスタンブロッティング法により分析した(免疫検出)。図23Aを参照すると、ICAM−1発現は、200ng/mLのオリゴペプチドC23の存在下では無効にされる。
同様に、rmCIRPにより刺激されたMLVECによるIL−1βの放出は、図23Bに示したように、200ng/mLのオリゴペプチドC23が培地に加えられると(ELISAによって決定されたように)遮断された(図23Aおよび23Bについて:平均値±SD、n=3、P C23なし群に比して<0.05)。
また別の実験では、オリゴペプチドC23は、肺内での内皮細胞活性化マーカーおよび炎症促進性サイトカインの盲腸結紮および穿刺(CLP)誘導性発現を減少させることが証明された。CLPを受けたマウスを2時間後にオリゴペプチドC23(8mg/kg)または食塩水で処置した。肺における内皮細胞活性化マーカーであるE−セレクチンおよびICAM−1ならびに同様に肺における炎症促進性サイトカインであるTNF−αおよびIL−1βの発現における有意な増加はCLP24時間後に観察された。結果は下記の図24Aおよび図24Bに示した。これらの結果は、C23がCIRP活性を遮断できることを示している。
最後に、図23Cに示したように、C23で処置したマウスはさらに、敗血症の重症度および予後の指標であるTNF−αおよびIL−6の低い血清中濃度を有していた。肺内だけではなく全身性でもCIRPの有害な作用のC23抑制は、C23が内皮細胞損傷の減弱を介して敗血症に対する新規な治療に開発される可能性を有することを示唆している。
図23A〜23Cでは:平均値±SD;n=4〜8/群;P 疑似群に比して<0.05、P ビヒクル群に比して<0.05、一元配置ANOVA。mRNA量はqPCRによって測定する;タンパク質濃度はELISAによって測定する。
実施例14:オリゴペプチドC23を用いた処置は敗血症性マウスの生存期間を延長する
下記の実験は、オリゴペプチドC23の全体的な有益な作用を証明している敗血症性マウスの生存試験の結果を提供している。
マウスにCLPを受けさせ、抗生物質イミペネム(0.5μg/kg体重)および蘇生液を用いて手術直後に処置した。CLPの2時間後、マウスにC23(8mg/kg体重)または等量の生理食塩水(ビヒクル)を内頸静脈を介して投与した。次に12時間毎に生存率を評価した。この重症敗血症モデルにおいて、全ビヒクル群マウスはCLP後48時間以内に死亡したが、C23処置マウス群の一部はより長く生存した(図25A、対数順位検定を使用してカプラン・マイヤー推定量により生存率を分析すると、P<0.05であった)。平均生存時間は、ビヒクル群では37.8時間およびC23処置マウス群では44.2時間であった(図25B、各群について個々の生存時間および平均生存時間(水平線))。これらの結果は、C23が有益であり、重症敗血症性マウスの生存時間を延長することを示している。
本発明を典型的な実施例を参照しながら詳細に示して記載してきたが、当業者であれば、形態および詳細には添付の特許請求項に含まれる本発明の範囲から逸脱せずにその中で様々な変更を加えられてよいことを理解するであろう。
本明細書で言及した全ての参考文献は、これにより参照して本明細書に組み込まれる。
本発明の態様として、以下のものが挙げられる。
[1]Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号12)のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩;または
配列番号12と少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む単離ペプチドであって、
前記ペプチドの長さは10〜30アミノ酸残基であるペプチド。
[2]前記ペプチドは、CIRPの1つ以上の生物活性を阻害する、[1]に記載のペプチド。
[3]前記ペプチドは、MD2細胞表面受容体に結合するCIRPを阻害する、[1]または[2]に記載のペプチド。
[4]前記ペプチドは、TLR4/MD2複合体に結合するCIRPを阻害する、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のペプチド。
[5]前記ペプチドの長さは10〜20アミノ酸残基である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のペプチド。
[6]前記ペプチドは、
Gly−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号13)のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のペプチド。
[7]前記ペプチドは、
Gly−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号13)のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩からなる、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のペプチド。
[8]前記ペプチドは、
Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp−Arg−Gly−Tyr−Gly−Gly(配列番号14)のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩を含む、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のペプチド。
[9]前記ペプチドは、
Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp−Arg−Gly−Tyr−Gly−Gly(配列番号14)のアミノ酸残基配列もしくはその医薬上許容される塩からなる、[1]〜[5]または[8]のいずれか一項に記載のペプチド。
[10][1]〜[9]のいずれか一項に記載の少なくとも1つのペプチド;および
医薬上許容される担体もしくは希釈剤を含む医薬組成物。
[11]炎症状態に罹患している被験者を治療する方法であって、それを必要とする前記被験者に有効量の[1]〜[9]のいずれか一項に記載の少なくとも1つのペプチドを投与する工程を含む方法。
[12]前記炎症性状態は、急性炎症性状態である、[11]に記載の方法。
[13]前記炎症性状態は、虫垂炎、消化性潰瘍、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、腹膜炎、膵炎、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、喉頭蓋炎、アカラシア(無弛緩症)、胆管炎、胆嚢炎、肝炎、ウィップル病、喘息、アレルギー、アナフィラキシーショック、免疫複合体病、臓器虚血−再潅流障害、臓器壊死、枯草熱、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、腐敗症、内毒素性ショック、悪液質、異常高熱、好酸球性肉芽腫、肉芽腫症、サルコイドーシス、敗血性流産、副睾丸炎、膣炎、前立腺炎、尿道炎、気管支炎、肺気腫、鼻炎、肺炎、珪性肺塵、肺胞炎、気管支梢炎、咽頭炎、胸膜炎、静脈洞炎、インフルエンザ、RSウイルス感染症、ヘルペス感染症、HIV感染症、B型肝炎ウイルス感染症、C型肝炎ウイルス感染症、播種性菌血症、デング熱、カンジダ症、マラリア、フィラリア症、アメーバ症、包虫嚢胞、脈管炎、血管炎、心内膜炎、動脈炎、アテローム性動脈硬化症、血栓性静脈炎、心嚢炎、心筋炎、虚血、結節性動脈周囲炎、リウマチ熱、セリアック病、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、髄膜炎、脳炎、神経炎、神経痛、脊髄損傷、麻痺、ブドウ膜炎、関節炎、関節痛、骨髄炎、筋膜炎、ページェット病、痛風、歯周病、関節炎、滑膜炎、重症筋無力症、甲状腺炎、全身性エリテマトーデス、同種移植拒絶反応、移植片対宿主病、グッドパスチャー症候群、ベーチェット症候群、強直性脊椎炎、ベルガ−病、ライター症候群、ホジキン病、乾癬、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎、出血性ショックおよび外傷性出血からなる群から選択される、[11]に記載の方法。
[14]前記炎症性状態は、虫垂炎、消化性潰瘍、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、腹膜炎、膵炎、肝炎、喘息、アレルギー、アナフィラキシーショック、臓器壊死、枯草熱、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、腐敗症、内毒素性ショック、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、悪液質、敗血性流産、播種性菌血症、セリアック病、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、関節炎、全身性エリテマトーデス、同種移植拒絶反応、移植片対宿主病、脊髄損傷、麻痺、乾癬、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎および外傷性出血からなる群から選択される、[13]に記載の方法。
[15]前記炎症性状態は、腹膜炎、膵炎、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、内毒素性ショック、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎、喘息および外傷性出血からなる群から選択される、[14]に記載の方法。
[16]前記炎症性状態は、外傷性出血、敗血症−敗血症性ショック、腸、肝臓、腎臓、心臓、脳および四肢の虚血−再潅流、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患および壊死性腸炎からなる群から選択される、[15]に記載の方法。
[17]前記炎症性状態は、出血性ショックおよび敗血症性ショックからなる群から選択される、[11]に記載の方法。
[18]前記被験者はヒトである、[11]〜[17]のいずれか一項に記載の方法。
[19]前記少なくとも1つのペプチドは、炎症促進性サイトカインの放出を阻害する、[11]〜[18]のいずれか一項に記載の方法。
[20]前記少なくとも1つのペプチドは、TNF−αの放出を阻害する、[11]〜[18]のいずれか一項に記載の方法。
[21]CIRPの1つ以上の生物活性を阻害する方法であって:
CIRPを[1]〜[9]のいずれか一項に記載の少なくとも1つのペプチドと接触させる工程を含む方法。
[22]CIRPの前記生物活性は、CIRP媒介性シグナル伝達である、[21]に記載の方法。
[23]CIRPの前記生物活性は、CIRP媒介性炎症である、[21]または[22]に記載の方法。
[24]CIRPの前記生物活性は、炎症促進性サイトカインのCIRP媒介性放出である、[21]〜[23]のいずれか一項に記載の方法。
[25]CIRPの前記生物活性は、TNF−αのCIRP媒介性放出である、[21]〜[23]のいずれか一項に記載の方法。
[26]皮膚創傷に罹患している被験者を治療する方法であって:
それを必要とする前記被験者に有効量の[1]〜[9]のいずれか一項に記載の少なくとも1つのペプチドを投与する工程を含む方法。
[27]前記皮膚創傷は、慢性皮膚創傷である、[26]に記載の方法。
[28]前記皮膚創傷は、糖尿病性潰瘍である、[26]に記載の方法。
[29]前記皮膚創傷は、褥瘡である、[26]に記載の方法。

Claims (22)

  1. Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号12)のアミノ酸残基配列;または
    配列番号12と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸残基配列を含む、10〜30アミノ酸残基長の単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩であって、前記ペプチドは、低温誘導性RNA結合タンパク質(CIRPの1つ以上の生物活性を阻害する、単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩。
  2. 前記単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、MD2細胞表面受容体に結合するCIRPを阻害する、請求項1に記載の単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩
  3. 前記単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、TLR4/MD2複合体に結合するCIRPを阻害する、請求項1または2に記載の単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩
  4. 前記単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、
    Gly−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp(配列番号13)のアミノ酸残基配
    含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩
  5. 前記単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、
    Gly−Arg−Gly−Phe−Ser−Arg−Gly−Gly−Gly−Asp−Arg−Gly−Tyr−Gly−Gly(配列番号14)のアミノ酸残基配
    含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩;および
    医薬上許容される担体または希釈剤
    を含む医薬組成物。
  7. 炎症状態に罹患している被験者を治療するための医薬組成物であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩を含む、医薬組成物。
  8. 前記炎症性状態は、急性炎症性状態である、請求項7に記載の医薬組成物。
  9. 前記炎症性状態は、虫垂炎、消化性潰瘍、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、腹膜炎、膵炎、クローン病、潰瘍性大腸炎、イレウス、喉頭蓋炎、アカラシア、胆管炎、胆嚢炎、肝炎、ウィップル病、喘息、アレルギー、アナフィラキシーショック、免疫複合体病、臓器虚血−再潅流障害、臓器壊死、枯草熱、敗血症、敗血症−敗血症性ショック、腐敗症、内毒素性ショック、悪液質、異常高熱、好酸球性肉芽腫、肉芽腫症、サルコイドーシス、敗血性流産、副睾丸炎、膣炎、前立腺炎、尿道炎、気管支炎、肺気腫、鼻炎、肺炎、珪性肺塵、肺胞炎、気管支梢炎、咽頭炎、胸膜炎、静脈洞炎、インフルエンザ、RSウイルス感染症、ヘルペス感染症、HIV感染症、B型肝炎ウイルス感染症、C型肝炎ウイルス感染症、播種性菌血症、デング熱、カンジダ症、マラリア、フィラリア症、アメーバ症、包虫嚢胞、脈管炎、血管炎、心内膜炎、動脈炎、アテローム性動脈硬化症、血栓性静脈炎、心嚢炎、心筋炎、虚血、結節性動脈周囲炎、リウマチ熱、セリアック病、成人呼吸窮迫症候群、慢性閉塞性肺疾患、髄膜炎、脳炎、神経炎、神経痛、脊髄損傷、麻痺、ブドウ膜炎、関節炎、関節痛、骨髄炎、筋膜炎、ページェット病、痛風、歯周病、関節炎、滑膜炎、重症筋無力症、甲状腺炎、全身性エリテマトーデス、同種移植拒絶反応、移植片対宿主病、グッドパスチャー症候群、ベーチェット症候群、強直性脊椎炎、ベルガ−病、ライター症候群、ホジキン病、乾癬、心筋梗塞、脳卒中、炎症性腸疾患、壊死性腸炎、出血性ショックおよび外傷性出血からなる群から選択される、請求項7に記載の医薬組成物。
  10. 前記炎症性状態は、出血性ショックおよび敗血症性ショックからなる群から選択される、請求項7に記載の医薬組成物。
  11. 前記被験者はヒトである、請求項7〜10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  12. 前記少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、炎症促進性サイトカインの放出を阻害する、請求項7〜11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13. 前記少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩は、TNF−αの放出を阻害する、請求項7〜11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  14. CIRPの1つ以上の生物活性を阻害するための組成物であって:
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩を含む、組成物。
  15. CIRPの前記生物活性は、CIRP媒介性シグナル伝達である、請求項14に記載の組成物。
  16. CIRPの前記生物活性は、CIRP媒介性炎症である、請求項14または15に記載の組成物。
  17. CIRPの前記生物活性は、炎症促進性サイトカインのCIRP媒介性放出である、請求項14〜16のいずれか一項に記載の組成物。
  18. CIRPの前記生物活性は、TNF−αのCIRP媒介性放出である、請求項14〜16のいずれか一項に記載の組成物。
  19. 皮膚創傷に罹患している被験者を治療するための医薬組成物であって:
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の少なくとも1つの単離ペプチドまたはその医薬上許容される塩を含む、医薬組成物。
  20. 前記皮膚創傷は、慢性皮膚創傷である、請求項19に記載の医薬組成物。
  21. 前記皮膚創傷は、糖尿病性潰瘍である、請求項19に記載の医薬組成物。
  22. 前記皮膚創傷は、褥瘡である、請求項19に記載の医薬組成物。
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