JP6887948B2 - 親油性薬剤を歯髄に送達するため、および象牙質生成を増強するための組成物および方法 - Google Patents

親油性薬剤を歯髄に送達するため、および象牙質生成を増強するための組成物および方法 Download PDF

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Description

(序論)
多くの歯痛は、歯の中央の室を占める結合組織、血管組織、リンパ組織、および神経組織の炎症を引き起こす慢性細菌感染の結果である。まとめて歯髄と呼ばれるこれらの組織が慢性的に炎症を起こした場合、それらは、根管処置として知られる手順において除去されなければならない。細菌感染が歯髄室へ侵入していない場合でさえも、細菌副産物が、残存する歯構造を通って拡散し、慢性歯髄炎症を引き起こし得るため、根管処置は必要とされ得る。これらの状態を処置しようとする努力において、歯髄覆罩と呼ばれる1世紀にわたって続く手順が用いられる場合が多く、それは、残存する歯構造に、高pHの抗菌環境を生じる水酸化カルシウムなどの材料を設置することからなる。
歯の過敏症は、何百万人という人々を冒し、歯髄腔を隔離する象牙質の量が不十分であることに遡ることができる。正常には、象牙質は、歯冠ではエナメル質により、歯根では歯肉組織により隔離されている。歯の過敏症は、これらの隔離物が悪化すると起こり得る。例えば、歯の過敏症は、深い虫歯、深い歯科修復物(例えば、アマルガム、コンポジット、クラウンなど)、歯周病のため、または加齢のために生じ得る。
再生歯科医学の一つの目標は、天然象牙質の同じ構造的および生物学的性質をもつ象牙質の(例えば、象牙芽細胞からの)発生を刺激することである。そうすることで、存在する歯の活力および機能が保存され得る。象牙芽細胞は、石灰化を起こす細胞外基質を分泌し、歯髄室内に捕捉される。歯髄腔が露出していない限り、医薬(例えば、治療剤)の歯髄組織への送達は困難である。歯髄は、歯髄腔を熱的、化学的、および他の侵害性刺激から保護する石灰化基質である象牙質に囲まれている。歯髄にアクセスするための唯一の手段は、機械的露出(ドリリング)か、または象牙質細管を介しての医薬の送達のいずれかによる。象牙質細管は、象牙芽細胞突起が入っている、細い(2.5μm直径)、流体で満たされた管である。
本開示は、(例えば、歯髄露出、歯の過敏症などの状況において)親油性薬剤を歯髄組織に送達するための、および/または歯髄組織による象牙質生成を増強するための組成物および方法を提供する。
刊行物
Han et al., PLoS One. 2014 Feb 10;9(2):e88890; Yang and Liu, Stem Cells In Oral Medicine. 2012;1(1): 3-8; Arioka et al., Biochem Pharmacol. 2014 Aug 15;90(4):397-405; Biomaterials. 2015 Jan;39:145-54, Epub 2014 Nov 22; Thesleff and Tummers, StemBook [Internet]. Cambridge (MA): Harvard Stem Cell Institute; 2008-2009 Jan 31; Minear et al., Sci Transl Med. 2010 Apr 28;2(29):29ra30; Westendorf et al., Gene. 2004 Oct 27;341:19-39; Moon et. al., Nat Rev Genet. 2004 Sep;5(9):691-701; Dhamdhere et al., PLoS One. 2014 Jan 6;9(1):e83650; Zhao et al., Methods Enzymol. 2009;465:331-47;米国特許出願公開第20140371151号、同第20120115788号、同第20120329790号、同第20120231091号、および同第20080226707号;PCT国際公開第2012122081号;ならびに米国特許第8809272号。
米国特許出願公開第2014/0371151号明細書 米国特許出願公開第2012/0115788号明細書 米国特許出願公開第2012/0329790号明細書 米国特許出願公開第2012/0231091号明細書 米国特許出願公開第2008/0226707号明細書 国際公開第2012/122081号 米国特許第8809272号明細書
Han et al., PLoS One. 2014 Feb 10;9(2):e88890 Yang and Liu, Stem Cells In Oral Medicine. 2012;1(1): 3-8 Arioka et al., Biochem Pharmacol. 2014 Aug 15;90(4):397-405 Biomaterials. 2015 Jan;39:145-54, Epub 2014 Nov 22 Thesleff and Tummers, StemBook [Internet]. Cambridge (MA): Harvard Stem Cell Institute; 2008-2009 Jan 31 Minear et al., Sci Transl Med. 2010 Apr 28;2(29):29ra30 Westendorf et al., Gene. 2004 Oct 27;341:19-39 Moon et. al., Nat Rev Genet. 2004 Sep;5(9):691-701 Dhamdhere et al., PLoS One. 2014 Jan 6;9(1):e83650 Zhao et al., Methods Enzymol. 2009;465:331-47
(要旨)
象牙質生成を増強するための、および親油性薬剤を個体の歯の歯髄組織に送達するための方法および組成物が提供される。一部の実施形態では、本方法は、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与するステップを含む。一部の場合、歯髄は、露出した歯髄であり、投与ステップは、露出した歯髄をWnt刺激性組成物と接触させることを含む。一部の場合、投与ステップは、象牙質をWnt刺激性組成物と接触させるステップを含み、それにより、Wnt刺激性組成物が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透する。一部の場合、Wnt刺激性組成物は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤を含む。一部のそのような場合、親油性Wnt刺激剤は、Wntタンパク質(例えば、脂質部分を有するWntタンパク質)である。一部の場合、Wntタンパク質はWnt3A(例えば、ヒトWnt3A)である。したがって、一部の場合、Wnt刺激性組成物は、リポソームWnt(L−Wnt)、例えば、リポソームWnt3A(L−Wnt3A)を含む。
一部の実施形態では、本方法は、歯の露出した象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させる(例えば、それにより、親油性薬剤が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透する)ステップを含む。一部の場合、個体は、歯の過敏症を有し、または(例えば、歯科的手順の後)歯の過敏症を発症するリスクがある。一部の場合、歯の歯髄は露出しており、一部の場合には、歯の歯髄は露出していない。一部の場合、本方法は、接触させるステップの前に、歯の象牙質を露出させるステップを含む。一部の場合、親油性薬剤は、脂質部分を有する増殖因子である。一部の場合、親油性薬剤は、脂質部分を有するWnt刺激剤である。一部のそのような場合、Wnt刺激剤は、Wntタンパク質(例えば、脂質部分を有するWntタンパク質)である。一部の場合、Wntタンパク質はWnt3A(例えば、ヒトWnt3A)である。したがって、一部の場合、脂質構造の非水相内に挿入される親油性薬剤は、リポソームWnt(L−Wnt)、例えば、リポソームWnt3A(L−Wnt3A)である。
一部の場合、Wnt3Aタンパク質は、歯髄腔に送達される。親油性WNT3Aタンパク質は、脂質小胞に繋ぎ止めることができ、それにより、そのタンパク質のin vivo生物学的活性を安定化させることができる。リポソームWnt3A(L−Wnt3A)製剤は、露出した象牙質に適用することができ、それにより、リポソーム粒子は、歯の外側から歯髄腔に伸びる象牙質細管を通って、象牙質を貫通する。そこで、L−Wnt3Aは、歯髄細胞の生存と増殖の両方を増強することができ、歯を隔離し、かつ熱的および化学的傷害から歯髄を保護する象牙質(例えば、第三象牙質)の形成を刺激することができる。新しい象牙質形成を刺激することにより、歯髄の細菌感染および全体的な歯の過敏症のリスクが低下し、根管治療、広範な補綴置換、および抜歯の必要性が減少する。本方法は、歯の過敏症に対する身体の自然応答を増大することができる。すなわち、リポソームタンパク質治療用物質の局所適用は、歯髄細胞を刺激して、より多くの象牙質を生成することができ、そうすることで、歯をさらに隔離することができる。本方法は、一般的な修復歯科学、歯科補綴学、および歯周療法学において幅広い適用を有する。本開示の方法を実施するためのキットが提供される。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与することを含む、象牙質生成を増強するための方法。
(項目2)
前記歯髄が、露出した歯髄であり、前記投与することが、前記露出した歯髄を前記Wnt刺激性組成物と接触させることを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記投与することが、象牙質を前記Wnt刺激性組成物と接触させることであって、それにより、前記Wnt刺激性組成物が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透することを含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記Wnt刺激性組成物が、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤を含む、項目1から3のいずれかに記載の方法。
(項目5)
前記親油性Wnt刺激剤がWntタンパク質である、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記Wntタンパク質がヒトWnt3Aである、項目5に記載の方法。
(項目7)
親油性薬剤を個体の歯の歯髄組織に送達する方法であって、
前記歯の露出した象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させることであって、それにより、前記親油性薬剤が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透することを含む、方法。
(項目8)
前記個体が歯の過敏症を有する、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記歯の歯髄組織が露出していない、項目7または項目8に記載の方法。
(項目10)
前記接触させることの前に、前記露出した象牙質を生じるために、前記歯の象牙質を露出させるステップをさらに含む、項目7から9のいずれかに記載の方法。
(項目11)
前記親油性薬剤が、脂質部分を有する増殖因子である、項目7から10のいずれかに記載の方法。
(項目12)
前記親油性薬剤が、脂質部分を有するWnt刺激剤である、項目7から10のいずれかに記載の方法。
(項目13)
前記Wnt刺激剤がWntタンパク質である、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記Wntタンパク質がヒトWnt3Aである、項目13に記載の方法。
(項目15)
項目1から14のいずれかに記載の方法を実施するためのキット。
象牙芽細胞は、Wnt応答性である。(A)骨格的に成熟したマウスにおいて、ペンタクローム染色は、象牙質(黄色から黄緑色)、歯髄(紫色)および歯槽骨(黄色)を識別する。(B)より高い倍率の歯髄−象牙質複合体は、前象牙質および象牙質(青色および青黄色)に並置される歯髄細胞および象牙芽細胞(ピンク色)の組織化を例示する。(C)単に分裂した(polarized)歯髄腔において、分泌象牙芽細胞は、ネスチン免疫染色に対して陽性である。(D)これらの分裂した分泌象牙芽細胞は、DSPを発現する。それぞれ成体Axin2LacZ/+およびAxin2CreERT2/+;R26RmTmG/+マウスにおける(E)X−gal染色および(F)GFP蛍光により、分裂した分泌象牙芽細胞および歯髄細胞がWnt応答性であることが実証される。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;od、象牙芽細胞;p、歯髄;pd、前象牙質。スケールバー:400μm(A)、25μm(B〜E)、10μm(F)。
図2。Axin2欠失は、歯牙形成または歯髄−象牙質ホメオスタシスを崩壊しない。(A〜F)骨格的に成熟した雄(A、C、E)Axin2LacZ/+および(B、D、F)Axin2LacZ/LacZマウスにおける臼歯領域のマイクロコンピュータ断層撮影(μCT)再構築。定量化したμCTは、年齢適合性別適合成体Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの臼歯における(G)象牙質容量、または(H)象牙質およびエナメルミネラル密度の差異がないことを実証する。ペンタクローム染色は、(I)Axin2LacZ/+および(J)Axin2LacZ/LacZマウスからの歯髄腔の細胞充実性および組織化を示す。(K)Axin2LacZ/+および(L)Axin2LacZ/LacZマウスにおける象牙芽細胞ならびに副象牙芽細胞(sub-odontoblast)のX−gal染色;(L)におけるより強い染色は、LacZ遺伝子の2つのコピーを保有するAxin2LacZ/LacZマウスに起因する。(M)Lef1、Axin2エクソン1およびPCNAの相対的な発現レベルに関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的RT−PCR分析。(N)Axin2LacZ/+および(O)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるネスチン免疫染色。(P)ネスチン、DSPP、OCおよびCol1の発現に関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的qRT−PCR分析。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;p、歯髄。スケールバー:500μm(A〜F)、および100μm(I〜LおよびN〜O)。 図2。Axin2欠失は、歯牙形成または歯髄−象牙質ホメオスタシスを崩壊しない。(A〜F)骨格的に成熟した雄(A、C、E)Axin2LacZ/+および(B、D、F)Axin2LacZ/LacZマウスにおける臼歯領域のマイクロコンピュータ断層撮影(μCT)再構築。定量化したμCTは、年齢適合性別適合成体Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの臼歯における(G)象牙質容量、または(H)象牙質およびエナメルミネラル密度の差異がないことを実証する。ペンタクローム染色は、(I)Axin2LacZ/+および(J)Axin2LacZ/LacZマウスからの歯髄腔の細胞充実性および組織化を示す。(K)Axin2LacZ/+および(L)Axin2LacZ/LacZマウスにおける象牙芽細胞ならびに副象牙芽細胞(sub-odontoblast)のX−gal染色;(L)におけるより強い染色は、LacZ遺伝子の2つのコピーを保有するAxin2LacZ/LacZマウスに起因する。(M)Lef1、Axin2エクソン1およびPCNAの相対的な発現レベルに関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的RT−PCR分析。(N)Axin2LacZ/+および(O)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるネスチン免疫染色。(P)ネスチン、DSPP、OCおよびCol1の発現に関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的qRT−PCR分析。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;p、歯髄。スケールバー:500μm(A〜F)、および100μm(I〜LおよびN〜O)。 図2。Axin2欠失は、歯牙形成または歯髄−象牙質ホメオスタシスを崩壊しない。(A〜F)骨格的に成熟した雄(A、C、E)Axin2LacZ/+および(B、D、F)Axin2LacZ/LacZマウスにおける臼歯領域のマイクロコンピュータ断層撮影(μCT)再構築。定量化したμCTは、年齢適合性別適合成体Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの臼歯における(G)象牙質容量、または(H)象牙質およびエナメルミネラル密度の差異がないことを実証する。ペンタクローム染色は、(I)Axin2LacZ/+および(J)Axin2LacZ/LacZマウスからの歯髄腔の細胞充実性および組織化を示す。(K)Axin2LacZ/+および(L)Axin2LacZ/LacZマウスにおける象牙芽細胞ならびに副象牙芽細胞(sub-odontoblast)のX−gal染色;(L)におけるより強い染色は、LacZ遺伝子の2つのコピーを保有するAxin2LacZ/LacZマウスに起因する。(M)Lef1、Axin2エクソン1およびPCNAの相対的な発現レベルに関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的RT−PCR分析。(N)Axin2LacZ/+および(O)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるネスチン免疫染色。(P)ネスチン、DSPP、OCおよびCol1の発現に関して評価したAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯髄組織の定量的qRT−PCR分析。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;p、歯髄。スケールバー:500μm(A〜F)、および100μm(I〜LおよびN〜O)。
図3。Axin2LacZ/LacZマウスにおける急性歯髄露出に対する傷害応答。(A)14日目のAxin2LacZ/+マウスにおいて、ペンタクローム染色は、歯髄傷害部位を占める、ピンク色の無細胞肉芽組織を識別する。(B)Axin2LacZ/LacZマウスにおいて、歯髄傷害部位は、細胞の黄緑色の石灰化基質および高密度浸潤物によって占められる。(C)Axin2LacZ/LacZマウスにおける歯髄傷害部位を示す組織形態計測的分析の定量化。偏光下での、(D)Axin2LacZ/+傷害部位および(E)Axin2LacZ/LacZ傷害部位のピクロシリウスレッド染色。それぞれAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの組織における、(F〜G)DSPおよび(H〜I)ネスチンに関する免疫染色。Axin2エクソン1発現が測定された(L)において定量化した(J)Axin2LacZ/+および(K)Axin2LacZ/LacZマウスにおける傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。TUNEL染色は、(M)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるプログラム細胞死を示す。(O)CASP8発現に関する定量的RT−PCR。傷害の7日後の、(P)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるKi67免疫染色。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;f、分岐部;gr、肉芽組織;p、歯髄。スケールバー:50μm(K〜L)、100μm(N〜O)、50μm(H〜I)、100μm(A〜B)、100μm(D〜I)、25μm(N)および50μm(O)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。二重アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図3。Axin2LacZ/LacZマウスにおける急性歯髄露出に対する傷害応答。(A)14日目のAxin2LacZ/+マウスにおいて、ペンタクローム染色は、歯髄傷害部位を占める、ピンク色の無細胞肉芽組織を識別する。(B)Axin2LacZ/LacZマウスにおいて、歯髄傷害部位は、細胞の黄緑色の石灰化基質および高密度浸潤物によって占められる。(C)Axin2LacZ/LacZマウスにおける歯髄傷害部位を示す組織形態計測的分析の定量化。偏光下での、(D)Axin2LacZ/+傷害部位および(E)Axin2LacZ/LacZ傷害部位のピクロシリウスレッド染色。それぞれAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの組織における、(F〜G)DSPおよび(H〜I)ネスチンに関する免疫染色。Axin2エクソン1発現が測定された(L)において定量化した(J)Axin2LacZ/+および(K)Axin2LacZ/LacZマウスにおける傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。TUNEL染色は、(M)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるプログラム細胞死を示す。(O)CASP8発現に関する定量的RT−PCR。傷害の7日後の、(P)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるKi67免疫染色。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;f、分岐部;gr、肉芽組織;p、歯髄。スケールバー:50μm(K〜L)、100μm(N〜O)、50μm(H〜I)、100μm(A〜B)、100μm(D〜I)、25μm(N)および50μm(O)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。二重アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図3。Axin2LacZ/LacZマウスにおける急性歯髄露出に対する傷害応答。(A)14日目のAxin2LacZ/+マウスにおいて、ペンタクローム染色は、歯髄傷害部位を占める、ピンク色の無細胞肉芽組織を識別する。(B)Axin2LacZ/LacZマウスにおいて、歯髄傷害部位は、細胞の黄緑色の石灰化基質および高密度浸潤物によって占められる。(C)Axin2LacZ/LacZマウスにおける歯髄傷害部位を示す組織形態計測的分析の定量化。偏光下での、(D)Axin2LacZ/+傷害部位および(E)Axin2LacZ/LacZ傷害部位のピクロシリウスレッド染色。それぞれAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの組織における、(F〜G)DSPおよび(H〜I)ネスチンに関する免疫染色。Axin2エクソン1発現が測定された(L)において定量化した(J)Axin2LacZ/+および(K)Axin2LacZ/LacZマウスにおける傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。TUNEL染色は、(M)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるプログラム細胞死を示す。(O)CASP8発現に関する定量的RT−PCR。傷害の7日後の、(P)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるKi67免疫染色。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;f、分岐部;gr、肉芽組織;p、歯髄。スケールバー:50μm(K〜L)、100μm(N〜O)、50μm(H〜I)、100μm(A〜B)、100μm(D〜I)、25μm(N)および50μm(O)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。二重アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図3。Axin2LacZ/LacZマウスにおける急性歯髄露出に対する傷害応答。(A)14日目のAxin2LacZ/+マウスにおいて、ペンタクローム染色は、歯髄傷害部位を占める、ピンク色の無細胞肉芽組織を識別する。(B)Axin2LacZ/LacZマウスにおいて、歯髄傷害部位は、細胞の黄緑色の石灰化基質および高密度浸潤物によって占められる。(C)Axin2LacZ/LacZマウスにおける歯髄傷害部位を示す組織形態計測的分析の定量化。偏光下での、(D)Axin2LacZ/+傷害部位および(E)Axin2LacZ/LacZ傷害部位のピクロシリウスレッド染色。それぞれAxin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの組織における、(F〜G)DSPおよび(H〜I)ネスチンに関する免疫染色。Axin2エクソン1発現が測定された(L)において定量化した(J)Axin2LacZ/+および(K)Axin2LacZ/LacZマウスにおける傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。TUNEL染色は、(M)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるプログラム細胞死を示す。(O)CASP8発現に関する定量的RT−PCR。傷害の7日後の、(P)Axin2LacZ/+および(Q)Axin2LacZ/LacZマウスにおけるKi67免疫染色。略記:ab、歯槽骨;d、象牙質;f、分岐部;gr、肉芽組織;p、歯髄。スケールバー:50μm(K〜L)、100μm(N〜O)、50μm(H〜I)、100μm(A〜B)、100μm(D〜I)、25μm(N)および50μm(O)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。二重アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。
図4。WNT3Aは、ヒト歯髄幹細胞およびマウス骨髄由来幹細胞の増殖ならびに生存を刺激する。(A)ヒト歯髄幹細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。(B)処置の12時間後、hDPSCの増殖能力は、BrdU組み入れを使用してアッセイした。(C)CASP3発現に関する定量的RT−PCR。(D)全骨髄細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。全骨髄細胞がL−WNT3AおよびL−PBSに曝露された12時間後に、(E)Ki67発現および(F)TUNEL活性を評価した。スケールバー:100μm(B、E、F)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図4。WNT3Aは、ヒト歯髄幹細胞およびマウス骨髄由来幹細胞の増殖ならびに生存を刺激する。(A)ヒト歯髄幹細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。(B)処置の12時間後、hDPSCの増殖能力は、BrdU組み入れを使用してアッセイした。(C)CASP3発現に関する定量的RT−PCR。(D)全骨髄細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。全骨髄細胞がL−WNT3AおよびL−PBSに曝露された12時間後に、(E)Ki67発現および(F)TUNEL活性を評価した。スケールバー:100μm(B、E、F)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図4。WNT3Aは、ヒト歯髄幹細胞およびマウス骨髄由来幹細胞の増殖ならびに生存を刺激する。(A)ヒト歯髄幹細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。(B)処置の12時間後、hDPSCの増殖能力は、BrdU組み入れを使用してアッセイした。(C)CASP3発現に関する定量的RT−PCR。(D)全骨髄細胞のL−PBSまたはL−WNT3A処置の6時間、12時間、24時間後の定量的RT−PCR分析。全骨髄細胞がL−WNT3AおよびL−PBSに曝露された12時間後に、(E)Ki67発現および(F)TUNEL活性を評価した。スケールバー:100μm(B、E、F)。単一アスタリスクは、P<0.05を意味する。エラーバーは、SEMを表す。
図5。L−WNT3A処置は、象牙質再生を誘導する。(A)L−PBS処置ラットにおける、および(B)L−WNT3A処置ラットにおける、傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。術後4日目の、(C、C’)L−PBSおよび(D、D’)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるTUNEL染色。術後4日目の、(E)L−PBSおよび(F)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるPCNA発現。傷害の14日後の(G)L−PBSおよび(H)L−WNT3A処置ラットのペンタクローム染色。(I)修復象牙質基質の定量化。偏光下での、(J)L−PBSおよび(K)L−WNT3A処置傷害部位における、傷害の14日後の歯髄傷害のピクロシリウスレッド染色。術後14日目の、(L)L−PBSおよび(M)L−WNT3A処置ラットにおけるネスチン発現、ならびに(N)L−PBSおよび(O)L−WNT3A処置ラットにおけるDSP発現。省略形:象牙質、d;in、傷害部位。スケールバー:200μm(A〜D)、100μm(C’、D’)、50μm(E〜F)、25μm(G〜O)、50μm。単一アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図5。L−WNT3A処置は、象牙質再生を誘導する。(A)L−PBS処置ラットにおける、および(B)L−WNT3A処置ラットにおける、傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。術後4日目の、(C、C’)L−PBSおよび(D、D’)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるTUNEL染色。術後4日目の、(E)L−PBSおよび(F)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるPCNA発現。傷害の14日後の(G)L−PBSおよび(H)L−WNT3A処置ラットのペンタクローム染色。(I)修復象牙質基質の定量化。偏光下での、(J)L−PBSおよび(K)L−WNT3A処置傷害部位における、傷害の14日後の歯髄傷害のピクロシリウスレッド染色。術後14日目の、(L)L−PBSおよび(M)L−WNT3A処置ラットにおけるネスチン発現、ならびに(N)L−PBSおよび(O)L−WNT3A処置ラットにおけるDSP発現。省略形:象牙質、d;in、傷害部位。スケールバー:200μm(A〜D)、100μm(C’、D’)、50μm(E〜F)、25μm(G〜O)、50μm。単一アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。 図5。L−WNT3A処置は、象牙質再生を誘導する。(A)L−PBS処置ラットにおける、および(B)L−WNT3A処置ラットにおける、傷害の4日後の歯髄傷害のペンタクローム染色。術後4日目の、(C、C’)L−PBSおよび(D、D’)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるTUNEL染色。術後4日目の、(E)L−PBSおよび(F)L−WNT3A処置ラットの歯髄腔におけるPCNA発現。傷害の14日後の(G)L−PBSおよび(H)L−WNT3A処置ラットのペンタクローム染色。(I)修復象牙質基質の定量化。偏光下での、(J)L−PBSおよび(K)L−WNT3A処置傷害部位における、傷害の14日後の歯髄傷害のピクロシリウスレッド染色。術後14日目の、(L)L−PBSおよび(M)L−WNT3A処置ラットにおけるネスチン発現、ならびに(N)L−PBSおよび(O)L−WNT3A処置ラットにおけるDSP発現。省略形:象牙質、d;in、傷害部位。スケールバー:200μm(A〜D)、100μm(C’、D’)、50μm(E〜F)、25μm(G〜O)、50μm。単一アスタリスクは、P<0.01を意味する。エラーバーは、SEMを表す。
胚18.5のマウス臼歯において、(A)ペンタクローム染色は、エナメル器(点線)および歯間葉を識別する。(B)Axin2LacZ/+胚からの大臼歯芽のX−gal染色。隣接する組織切片で、(C)Lef1免疫染色は、外側エナメル器において、および凝縮している歯間葉において、Wnt応答性細胞を識別する。生後7日目に、(D)過ヨウ素酸シッフ染色は、分裂した象牙芽細胞およびそれらの新たに分泌された象牙質基質(ピンク色)を識別し、それはエナメル芽細胞によって産生される新たに分泌されたエナメル基質(赤色)に近い。(E)これらの分裂した分泌象牙芽細胞は、DSPを発現する。(F)Axin2LacZ/+マウスにおいて、分裂した分泌象牙芽細胞が、Wnt応答性があることが、X−gal染色により実証される。省略形:am、エナメル芽細胞;ab、歯槽骨;d、象牙質;df、歯小嚢;dp、歯乳頭;e、エナメル質;eo、エナメル器;m、歯間葉;od、象牙芽細胞;p、歯髄;pd、前象牙質。スケールバー:100μm(A〜C)、100μm(D)、25μm(E〜F)。
健康な歯(上部)および歯髄が露出した歯(底部)の概略図。
(A)ヒトで見られることを模倣した、有管象牙質(黄色)を切開するが歯髄腔(ピンク色)にまで貫通しない非貫通性窩洞形成。(B)GFPを発現する細胞を識別するために染色したパネルAに隣接するセクション。これらの窩洞形成は、タモキシフェンの存在下で、Wnt応答性細胞がGFPを発現する組換え事象を受けるトランスジェニックマウスにおいて作成した。歯髄細胞は、Wnt応答性であり、この動物において、タモキシフェンは、WNT3Aタンパク質を送達するのに使用されるものと同一のリポソーム粒子を介して送達した。したがって、GFP陽性細胞は、タモキシフェン曝露の手段のみが、象牙質細管を介するものであった歯髄腔におけるWnt応答性細胞を表す。B’およびB”は、リポソームタモキシフェン送達の結果としてGFPを発現する、より高い倍率のWnt応答性象牙芽細胞を示す。(C〜D)窩洞形成(有管象牙質を切開するが歯髄腔にまで貫通しない)に対する歯髄応答および局所的リポソームPBS送達。少量の修復象牙質が、修復応答を刺激する身体の自然能力と調和して作製される(Dにおける白色点線)。(E〜F)パネルC〜Dなどの類似の窩洞形成に対する歯髄応答、および露出した象牙質への局所的L−WNT3A送達。かなり多くの修復象牙質が、歯髄室で観察される。
(詳細な説明)
象牙質生成を増強するための、および親油性薬剤を個体の歯の歯髄組織に送達するための方法および組成物が提供される。一部の場合、本方法は、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与するステップを含む。一部の場合、本方法は、歯の露出した象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させる(例えば、それにより、親油性薬剤が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透する)ステップを含む。本開示の方法を実施するためのキットもまた提供される。
本方法および組成物が記載される前に、この発明が、記載された特定の方法または組成物に限定されず、そのために、当然のことながら、変化し得ることは理解されるべきである。本明細書で使用された専門用語は、特定の実施形態を記載するためだけのものであり、かつ本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものであるから、限定することを意図するものではないこともまた理解されるべきである。
値の範囲が提供されている場合、その範囲の上限と下限の間の、文脈上、明らかに他の指示がない限り、下限の単位の10分の1ごとに介在する値もまた特定的に開示されることは理解されている。提示された範囲内の任意の提示される、または介在する値と、その提示された範囲内の任意の他の提示される、または介在する値との間のそれぞれのより小さい範囲は、本発明の範囲内に包含される。提示された範囲における任意の特定的に除外された限界に従って、これらのより小さい範囲の上限および下限は、非依存的に、その範囲に含まれる場合もあるし、除外される場合もあり、そのより小さい範囲に一方の限界が含まれ、どちらの限界も含まれず、または両方の限界が含まれる各範囲もまた、本発明の範囲内に包含される。提示された範囲が限界の1つまたは両方を含む場合、それらの含まれる限界の一方または両方を除外する範囲もまた本発明に含まれる。
他に規定がない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似した、または等価の任意の方法および材料は、本発明の実施または試験に使用することができるが、いくつかの可能かつ好ましい方法および材料が今、記載されている。本明細書に言及された全ての刊行物は、その刊行物が引用されていることに関して、方法および/または材料を開示および記載するために、参照により本明細書に組み入れられている。矛盾が存在する範囲について、本開示が、組み入れられた刊行物のいかなる開示にも優先すると理解される。
この開示を読めば当業者に明らかであるように、本明細書に記載および例証された個々の実施形態のそれぞれは、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離され得、またはそれらと組み合わせられ得る別個の構成要素および特徴を有する。いかなる列挙された方法も、列挙された事象の順序で、または論理的に可能である任意の他の順序で行うことができる。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、文脈上、明らかに他の指示がない限り、複数の指示物を含むことは留意されなければならない。したがって、例えば、「1つの細胞」への言及は、複数のそのような細胞を含み、「そのペプチド」への言及は、1つまたは複数のペプチド、および当業者に知られたそれらの等価物、例えば、ポリペプチドへの言及を含むなどである。
本明細書で論じられた刊行物は、本出願の出願日より前のそれらの開示について単に提供されているだけである。本発明が、先行発明という理由によるそのような刊行物に先行する権利をもたないという了解として解釈されるべきものは本明細書にはない。さらに、提供された刊行物の日付は、独立して確認される必要があり得る実際の刊行日とは異なる可能性がある。
定義
後に続く説明において、当分野で通常、使用されるいくつかの用語が利用される。本明細書および特許請求の範囲、ならびにそのような用語に与えられる範囲の明瞭かつ一貫した理解を提供するために、以下の定義が提供される。
用語「ポリペプチド」、「ペプチド」、および「タンパク質」は、アミノ酸残基のポリマーを指すために、本明細書で互換的に使用される。その用語はまた、1個または複数のアミノ酸残基が、天然に存在するアミノ酸ポリマーおよび天然に存在しないアミノ酸ポリマーに加えて、対応する天然に存在するアミノ酸の人工の化学的模倣体であるアミノ酸ポリマーにも適用される。
用語「アミノ酸」は、天然に存在するアミノ酸および合成アミノ酸、加えて、天然に存在するアミノ酸と類似した様式で機能するアミノ酸類似体およびアミノ酸模倣体を指す。天然に存在するアミノ酸は、遺伝暗号によってコードされるもの、加えて、後で修飾されるそれらのアミノ酸、例えば、ヒドロキシプロリン、ガンマ−カルボキシグルタメート、およびO−ホスホセリンである。アミノ酸類似体は、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的化学構造、すなわち、水素、カルボキシル基、アミノ基、およびR基と結合しているアルファ炭素を有する化合物、例えば、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムを指す。そのような類似体は、改変されたR基(例えば、ノルロイシン)または改変されたペプチド骨格を有するが、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的化学構造を保持する。アミノ酸模倣体は、アミノ酸の一般的な化学構造とは異なる構造を有するが、天然に存在するアミノ酸と類似した様式で機能する化学的化合物を指す。
用語「レシピエント」、「個体」、「対象」、「宿主」、および「患者」は本明細書で互換的に使用され、診断、処置、または治療が望まれる任意の個体、特にヒトを指す。処置を目的とした「哺乳動物」または「哺乳類の動物」は、哺乳動物として分類される任意の動物を指し、それには、ヒト、飼い慣らされた動物および農業用動物、ならびに動物園用、スポーツ用、またはペット用動物、例えば、イヌ、ウマ、ネコ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタなどが挙げられる。一部の実施形態では、哺乳動物はヒトである。
組成物
本開示は、歯髄組織による象牙質生成を増強するための組成物および方法を提供する。そのような方法は、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与することを含む。一部の場合、Wnt刺激剤は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤(例えば、Wnt3AなどのWntタンパク質)を含む。
本開示はまた、親油性薬剤を個体の歯の歯髄組織に送達するための組成物および方法を提供する。一部の場合、親油性薬剤は、増殖因子(例えば、脂質部分を有する増殖因子)である。一部の場合、親油性薬剤は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤(例えば、Wnt3AなどのWntタンパク質)である。
脂質構造
一部の実施形態では、本薬剤(例えば、目的の薬剤)は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤である。脂質構造は、親油性薬剤(例えば、脂質部分を有する、例えば、Wntタンパク質、増殖因子など)の活性をin vivo投与後に維持するために重要であり得る。本親油性薬剤(例えば、脂質部分を有する、例えば、Wntタンパク質、増殖因子など)は、脂質構造の水相に封入されず、むしろ、脂質膜に組み込まれ、膜の外層に挿入され得る。そのような構造は、例えばリポソーム内に、薬剤(例えば、タンパク質)を製剤化する通常の方法から予想されない。そのような脂質構造内に組み込まれたWntタンパク質は、本明細書で、L−Wntと呼ばれる(例えば、そのような脂質構造に組み込まれたWnt3Aは、L−Wnt3Aと呼ぶことができる)。親油性薬剤(例えば、Wntタンパク質)をリポソームまたはミセルの外面に繋ぎ止めるために使用される方法は、そのタンパク質のリポソーム外のディスプレイを際立たせるための部分(例えば、タンパク質はアミノ酸配列を有し得る)を利用することができる。一部の場合、粗リポソームがまず、あらかじめ形成され、その後、親油性薬剤(例えば、脂質部分を有する、例えば、Wntタンパク質、増殖因子など)を、(リポソーム外薬剤(例えば、Wntタンパク質)の添加を好む)その粗混合物へ加えることができ、続いて、サイズフィルタリング、透析などを含み得る様々な製剤化ステップを行う。適切な脂質には、脂肪酸、トリアシルグリセロールなどの中性脂肪、脂肪酸エステルおよびセッケン、長鎖(脂肪)アルコールおよびワックス、スフィンゴイドおよび他の長鎖塩基、糖脂質、スフィンゴ脂質、カロテン、ポリプレノール、ステロールなど、加えて、テルペンおよびイソプレノイドが挙げられる。例えば、ジアセチレンリン脂質などの分子が使用され得る。疎水性および親水性部分、正味の正電荷を有し、かつ水中、それだけで自発的に二層小胞またはミセルを形成することができる脂質、合成脂質、および脂質類似体を含む、陽イオン性分子が含まれる。中性電荷で製造されたリポソーム、例えば、DMPCを使用することができる。リン脂質と組み合わせて脂質ミセルまたは二重層へ安定的に組み入れられ得るいかなる両親媒性分子も使用することができ、それは、ミセルまたは二重膜の内部の疎水性領域と接触したその疎水性部分、および膜の外部の極性表面へ向けられたそれの極性頭部基部分を有する。
用語「陽イオン性両親媒性分子」は、生理的pHにおいて正電荷をもつ分子、より具体的には、例えば、第四アンモニウム塩部分を含む構成的に正電荷をもつ分子を包含することを意図される。陽イオン性両親媒性分子は、典型的には、親水性極性頭部基および親油性脂肪族鎖からなる。同様に、陽イオン性極性頭部基を有するコレステロール誘導体もまた有用であり得る。例えば、Farhoodら(1992年)Biochim. Biophys. Acta、1111巻:239〜246頁;Vigneronら(1996年)Proc. Natl. Acad. Sci.(USA)、93巻:9682〜9686頁参照。目的の陽イオン性両親媒性分子には、例えば、イミダゾリニウム誘導体(WO95/14380)、グアニジン誘導体(WO95/14381)、ホスファチジルコリン誘導体(WO95/35301)、およびピペラジン誘導体(WO95/14651)が挙げられる。本発明に使用され得る陽イオン性脂質の例には、DOTIM(BODAIとも呼ばれる)(Saladinら、(1995年)Biochem.、34巻:13537〜13544頁)、DDAB(Roseら、(1991年)BioTechniques 10巻(4号):520〜525頁)、DOTMA(米国特許第5,550,289号)、DOTAP(EiblおよびWooley(1979年)Biophys. Chern.、10巻:261〜271頁)、DMRIE(Feignerら、(1994年)J. Bioi. Chern.、269巻(4号):2550〜2561頁)、EDMPC(Avanti Polar Lipids、Alabaster、Ala.から市販されている)、DCC hoi(GauおよびHuang(1991年)Biochem. Biophys. Res. Comm.、179巻:280〜285頁)、DOGS(Behrら、(1989年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA、86巻:6982〜6986頁)、MBOP(MeBOPとも呼ばれる)(WO95/14651)、およびWO97/00241に記載されたものが挙げられる。活性を必要とされないが、一部の実施形態では、脂質構造は、ターゲティング基、例えば、親水性頭部基へ共有結合性または非共有結合性に結合したターゲティング部分を含み得る。ターゲティング部分と結合するのに有用な頭部基には、例えば、ビオチン、アミン、シアノ、カルボン酸、イソチオシアネート、チオール、ジスルフィド、α−ハロカルボニル(ahalocarbonyl)化合物、α,β−(a,p-)不飽和カルボニル化合物、アルキルヒドラジンなどが挙げられる。ターゲティング部分を両親媒性分子に連結するのに使用される化学基もまた、当技術分野において知られているように、カルバメート;アミド(アミン+カルボン酸);エステル(アルコール+カルボン酸)、チオエーテル(ハロアルカン+スルフヒドリル;マレイミド+スルフィドリル)、シッフ塩基(アミン+アルデヒド)、尿素(アミン+イソシアネート)、チオウレア(アミン+イソチオシアネート)、スルホンアミド(アミン+塩化スルホニル)、ジスルフィド;ヒドラゾン(hyrodrazone)、脂質などが挙げられる。例えば、ターゲティング部分は、DAGPE、PEG−PDAアミン、DOTAPなどの市販されている脂質をイソシアネートへ変換し、その後、トリエチレングリコールジアミンスペーサーで処理して、アミン末端を有するチオカルバメート脂質を生じることにより形成され得、そのチオカルバメート脂質は、そのターゲティング部分のパラ−イソチオシアノフェニルグリコシドでの処理により、所望のターゲティング糖脂質を生じる。この合成は、ナノ粒子に組み込まれる両親媒性分子と、細胞表面受容体と結合するリガンドとの間に間隔をあける水溶性可動性リンカー分子を提供し、それにより、リガンドが、細胞表面上のタンパク質受容体へ容易にアクセスできるようになる。リポソームWnt組成物およびそれらの使用についてのさらなる情報は、米国特許出願公開第20140371151号、同第20120115788号、および同第20080226707号;ならびに米国特許第8809272号(それらの全ては、その全体が参照により本明細書に組み入れられている)に見出される。
一部の場合、リポソームまたはミセルが送達ビヒクルとして使用される。リポソームは、リン脂質二重層で構成される膜を有する球状小胞である。リポソームは、(卵のホスファチジルエタノールアミンのような)混合型脂質鎖を有する天然由来リン脂質、またはDOPE(ジオレオリルホスファチジルエタノールアミン)のような純粋な界面活性剤コンポーネントで構成することができる。リポソームは、封入された水溶液のコアを含有する場合が多い;一方、水性材料を含有しない脂質球はミセルと呼ばれる。wntタンパク質は脂質相に存在し、封入された水相に存在しないため、本開示の組成物のためにミセルがリポソームと互換的に使用され得る。脂質は、公知のリポソームまたはミセル形成脂質の任意の有用な組合せであり得、それには、ホスファチジルコリンなどの陽イオン性脂質、またはコレステロール、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールなどの中性脂質が挙げられる。
一部の実施形態では、特定の流動度または剛性度を達成するように、血清中の構造の安定性をコントロールするようになど、小胞形成脂質が選択される。より硬い脂質二重層、または液晶二重層を有するリポソームは、相対的に硬い脂質、例えば、相対的に高い相転移温度、例えば、最高60℃を有する脂質の組み入れにより達成される。硬い、すなわち、飽和した脂質は、脂質二重層におけるより高い膜の剛性に寄与する。コレステロールなどの他の脂質コンポーネントもまた、脂質二重層構造における膜の剛性に寄与することが知られている。脂質流動性は、相対的に高い流動性の脂質、典型的には、相対的に低い、液体から液晶への相転移温度、例えば、室温、またはそれ未満を有する脂質相を有するものの組み入れにより達成される。
リポソームは、Szoka, F., Jr.ら、Ann. Rev. Biophys. Bioeng.、9巻:467頁(1980年)に詳述されたものなどの様々な技術により調製され得る。典型的には、リポソームは、単純な脂質フィルム水和技術により形成することができる、多層状小胞(MLV)である。この手順において、適切な有機溶媒中に溶解した、上記で詳述された型のリポソーム形成脂質の混合物は、容器において蒸発して、薄いフィルムを形成し、それが、その後、水性媒体により覆われる。その脂質フィルムは水和して、例えば、一部の場合、0.1ミクロンから10ミクロンまでの範囲のサイズを有する、MLVを形成する。
本開示のリポソーム、ミセルなどは、選択されたサイズ範囲、例えば、0.005〜0.5ミクロンの間(例えば、0.01〜0.5、0.02〜0.5、0.025〜0.5、0.05〜0.5、0.075〜0.5、0.1〜0.5、0.005〜0.4、0.01〜0.4、0.02〜0.4、0.025〜0.4、0.05〜0.4、0.075〜0.4、0.1〜0.4、0.005〜0.3、0.01〜0.3、0.02〜0.3、0.025〜0.3、0.05〜0.3、0.075〜0.3、0.1〜0.3、0.005〜0.2、0.01〜0.2、0.02〜0.2、0.025〜0.2、0.05〜0.2、0.075〜0.2、0.1〜0.2、0.005〜0.1、0.01〜0.1、0.02〜0.1、0.025〜0.1、0.05〜0.1、0.075〜0.1、0.02〜0.05、または0.02〜0.35ミクロン)の実質的に均一なサイズを有し得る。
REVおよびMLVについての一つの効果的なサイジング方法は、0.03〜0.2ミクロンの範囲、典型的には0.05、0.08、0.1、または0.2ミクロンの選択された一定のポアサイズを有する一連のポリカーボネート膜を通してリポソームの水性懸濁液を押し出すことを含む。膜のポアサイズは、その膜を通っての押し出し(特に、その調製物は、同じ膜を通して2回またはそれ超、押し出される)により生じたリポソームの最大サイズにおおよそ対応する。ホモジナイゼーション方法はまた、100nmまたはそれ未満のサイズまでリポソームのサイズを低下させるのに有用である。
本開示の医薬組成物はまた、薬学的に許容される担体を含み得る。多くの薬学的に許容される担体が、本開示の組成物に用いられ得る。一般的に、生理食塩水が、薬学的に許容される担体として用いられる。他の適切な担体には、例えば、安定性を増強するための糖タンパク質、例えば、アルブミン、リポタンパク質、グロブリンなどを含む、水、緩衝用水、0.4%食塩水、0.3%グリシンなどが挙げられる。これらの組成物は、通常の、周知の滅菌技術により滅菌され得る。生じた水溶液は、使用のためにパッケージングされ得、または無菌条件下で濾過され、かつ凍結乾燥され得、その凍結乾燥された調製物は、投与前に無菌水溶液と組み合わされ得る。組成物は、pH調整剤および緩衝剤、等張化剤など、例えば、酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどの、生理的条件に近づけるために必要とされるような薬学的に許容される補助物質を含有し得る。
担体における脂質構造の濃度は様々であり得る。一般的に、その濃度は、約0.1〜1000mg/ml、通常、約1〜500mg/ml、約5〜100mg/mlなどであり得る。当業者は、異なる脂質コンポーネントでの処置、または特定の患者の処置を最適化するためにこれらの濃度を変化させ得る。
本組成物は、in vivoの治療有効用量の親油性薬剤(例えば、wntタンパク質)を含み得、1つまたは複数の親油性薬剤のカクテル(例えば、1つまたは複数のwntタンパク質、1つまたは複数の他の親油性薬剤に加えて1つまたは複数のWntタンパク質など)を含み得る。
Wntシグナル伝達経路/Wntタンパク質
一部の実施形態では、本薬剤(例えば、目的の薬剤)は、Wnt刺激剤である。Wnt刺激剤は、標的細胞においてWntシグナル伝達経路の活性を増加させる。「Wnt応答性」である標的細胞(および/または組織)は、Wntシグナル伝達経路を作動させることによりWntタンパク質の細胞外存在に応答することができる細胞/組織である。Wnt応答性細胞は、Wntシグナル伝達経路(下記でより詳細に記載されている)のコンポーネント、例えば、Wntタンパク質と結合することができる受容体(例えば、Frizzled受容体)を含む。全ての細胞がWnt応答性とは限らない。一部の実施形態では、標的細胞/組織はWnt応答性である。一部の実施形態では、標的細胞は、Wnt応答性ではない。一部の実施形態では、標的細胞がWnt応答性であるかどうかが知られていない。一部の実施形態では、標的細胞がWnt応答性であるかどうかが知られている。一部の実施形態では、標的細胞は、一部の細胞がWnt応答性であり、かつ一部の細胞がWnt応答性ではない、標的細胞の不均一な集団(すなわち、不均一な標的細胞集団)の部分である(例えば、一部の場合において、歯髄などの標的組織は、Wnt応答性である細胞、加えて、Wnt応答性ではない細胞を含む)。一部の実施形態では、不均一な標的細胞集団のどの細胞がWnt応答性(例えば、幹細胞)であるかが知られている。一部の実施形態では、不均一な標的細胞集団のどの細胞がWnt応答性であるかが知られていない。
胚形成中の様々な段階におけるWntシグナル伝達コンポーネントの誤制御は、破局的な発生欠陥をもたらし、一方、成人における誤制御は、がんを含む様々な疾患状態をもたらす。Wntシグナル伝達経路の以下の2つの主要な支流がある:(1)古典的β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路、および(2)非古典的β−カテニン非依存性経路(平面内細胞極性(PCP)シグナル伝達およびカルシウムシグナル伝達が挙げられる)(Gaoら、Cell Signal.、2010年5月;22巻(5号):717〜27頁.電子出版2009年12月13日)。本明細書で使用される場合、用語「Wntシグナル伝達」および「Wnt/β−カテニンシグナル伝達」は、古典的β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路を指すために互換的に使用される。そのために、「Wnt刺激剤」とも呼ばれるWntシグナル伝達刺激物質(すなわち、アゴニスト)(例えば、Wnt3A)は、β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路からのアウトプットを増加させ、一方、Wntシグナル伝達阻害物質(すなわち、アンタゴニスト)は、β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路からのアウトプットを減少させる。
タンパク質β−カテニンが細胞核へ入った時、Wnt経路の活性化が最高に達する(古典的β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路の最近の概説について、Cleversら、Cell、2012年6月8日;149巻(6号):1192〜205頁:Wnt/β-catenin signaling and diseaseを参照)。しかしながら、Wntシグナル伝達の非存在下では、遊離の細胞質β−カテニンは、β−カテニン破壊複合体として当技術分野において知られた複合体へ組み入れられ、その複合体は、アキシン、大腸腺腫症(APC)、およびグリコーゲン合成酵素キナーゼ(GSK−3β)の各タンパク質を含む。β−カテニンのGSK−3βによるリン酸化は、β−カテニンをユビキチン経路および(例えば、βTRCPを介した)分解へと指定する。
β−カテニン依存性Wntシグナル伝達経路(すなわち、Wntシグナル伝達経路)の伝達は、細胞表面受容体の2つの異なるファミリー:Frizzled(Fz)受容体ファミリーおよびLDL受容体関連タンパク質(LRP)ファミリーとの分泌性Wntリガンドの結合により引き起こされる(Akiyama、Cytokine Growth Factor Rev.、11巻:273〜82頁(2000年))。この結合は、Dishevelled(Dvl)タンパク質の活性化をもたらし、そのタンパク質は、グリコーゲン合成酵素キナーゼ−3β(GSK−3β)活性(すなわち、β−カテニンのリン酸化)を阻害し、β−カテニンの細胞質内安定化をもたらす。その後、安定化されたβ−カテニンは、核へ入り、転写因子のTCF/LEF(T細胞特異的転写因子/リンパ系エンハンサー因子)ファミリーと会合して、下流の標的遺伝子の転写を誘導する。
Wntシグナル伝達の非存在下では、β−カテニンの細胞質内(およびしたがって、核内)のレベルは、その経路の負の制御コンポーネントにより低く維持され、一方、Wntシグナル伝達の存在下では、β−カテニンの細胞質内(およびしたがって、核内)のレベルは、その経路の正の制御コンポーネントにより安定化される。このため、(例えば、ウェスタンブロットによりモニターされる)β−カテニンレベルは、細胞のWntシグナル伝達経路が刺激されているか、または阻害されているかの洞察を与えることができる(例えば、β−カテニンのレベルの増加は、シグナル伝達の増加を示し、レベルの減少はシグナル伝達の減少を示す)。同様に、(例えば、蛍光顕微鏡法、ウェスタンブロットなどによりモニターされる)核内のβ−カテニンレベルもまたモニターして、シグナル伝達の増加または減少を決定することができる。
Wnt経路の「正の制御コンポーネント」とは、Wnt経路を増強し(すなわち、刺激し)、したがって、Wnt経路のシグナル伝達活性の増加(すなわち、Wnt経路のシグナル伝達アウトプットの増加、例えば、標的遺伝子発現の増加、レポーター活性の増加、β−カテニンのレベルの増加など)を生じることにより機能するタンパク質を意味する。Wnt経路の既知の正の制御コンポーネントの例には、Wnt(分泌性、細胞外)、Norrin(分泌性、細胞外)、R−スポンジン(分泌性、細胞外)、PORCN、Wls、Frizzled、LRP5およびLRP6、Tspan12、Lgr4、Lgr5、Lgr6、Dvl、β−カテニン、ならびにTCF/LEFが挙げられるが、決してそれらに限定されない。Wnt経路の分泌性の正の制御コンポーネント(例えば、Wnt、Norrin、R−スポンジンなど)は、本明細書において、「Wnt刺激ポリペプチド」と呼ばれる。一部の場合、Wnt刺激ポリペプチドはWntタンパク質である。
適切なWntポリペプチド(すなわち、Wntタンパク質)には、ヒトWntポリペプチドが挙げられるが、決してそれに限定されない。本出願における目的のヒトWntタンパク質には以下が挙げられる(受託番号は、関連したWntタンパク質をコードするmRNAについてである):Wnt−1(GenBank受託番号NM_005430);Wnt−2(GenBank受託番号NM_003391);Wnt−2B(Wnt−13)(GenBank受託番号NM_004185(アイソフォーム1)、NM_024494.2(アイソフォーム2))、Wnt−3(参照配列:NM_030753)、Wnt3a(GenBank受託番号NM_033131)、Wnt−4(GenBank受託番号NM_030761)、Wnt−5A(GenBank受託番号NM_003392)、Wnt−5B(GenBank受託番号NM_032642)、Wnt−6(GenBank受託番号NM_006522)、Wnt−7A(GenBank受託番号NM_004625)、Wnt−7B(GenBank受託番号NM_058238)、Wnt−8A(GenBank受託番号NM_058244)、Wnt−8B(GenBank受託番号NM_003393)、Wnt−9A(Wnt−14)(GenBank受託番号NM_003395)、Wnt−9B(Wnt−15)(GenBank受託番号NM_003396)、Wnt−10A(GenBank受託番号NM_025216)、Wnt−10B(GenBank受託番号NM_003394)、Wnt−11(GenBank受託番号NM_004626)、Wnt−16(GenBank受託番号NM_016087))。各メンバーは、ファミリーとの様々な程度の配列同一性を有するが、全てが、スペーシングが高度に保存されている23〜24個の保存されたシステイン残基を含有する、小さい(すなわち、39〜46kD)、アシル化され、パルミトイル化された、分泌性糖タンパク質をコードする(McMahon, A Pら、Trends Genet.、1992年;8巻:236〜242頁;Miller, J R.、Genome Biol.、2002年;3巻(1号):3001.1〜3001.15頁)。本発明における目的の他のWntポリペプチドには、飼い慣らされた動物および農業用動物、ならびに動物園用動物、実験動物、またはペット用動物、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウサギ、ラット、マウス、カエル、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエ、虫などを含む、任意の哺乳動物由来の上記のオルソログが挙げられる。
Wntタンパク質は、胚形成中の細胞間相互作用を制御する、高度に保存された分泌性シグナル伝達分子のファミリーを形成する。用語「Wnt」または「Wnt遺伝子産物」または「Wntタンパク質」または「Wntポリペプチド」は、互換的に使用され、天然配列のWntポリペプチド、Wntポリペプチドバリアント、Wntポリペプチド断片、およびキメラWntポリペプチドを包含する。本発明の一部の実施形態では、Wntタンパク質は、システイン残基と共有結合したパルミテートを含む。「天然配列」のポリペプチドは、それの産生に使用された方法に関わらず、天然由来のWntポリペプチドと同じアミノ酸配列を有するものである。そのような天然配列のポリペプチドは、内因性Wntタンパク質を産生する細胞から単離することができ、または組換えもしくは合成の手段により生成することができる。したがって、天然配列のポリペプチドは、例えば、天然に存在するヒトポリペプチド、マウスポリペプチド、または任意の他の哺乳類種由来、もしくは非哺乳類種、例えば、Drosophila、C.elegansなど由来のポリペプチドのアミノ酸配列を有し得る。
用語「天然配列のWntポリペプチド」は、非限定的に、ヒトおよびマウスWntポリペプチドを含む。ヒトWntタンパク質には、以下が挙げられる:Wnt1、Genbank参照NP005421.1;Wnt2、Genbank参照NP003382.1、脳、視床、胎児および成人の肺、ならびに胎盤に発現している;Wnt2Bの2つのアイソフォーム、Genbank参照NP004176.2およびNP078613.1。アイソフォーム1は、成人の心臓、脳、胎盤、肺、前立腺、精巣、卵巣、小腸、および結腸に発現している。成人の脳において、それは、主に、尾状核、視床下核、および視床に見出される。胎児の脳、肺、および腎臓においても検出される。アイソフォーム2は、胎児の脳、胎児の肺、胎児の腎臓、尾状核、精巣、およびがん細胞株に発現している。Wnt3およびWnt3Aは、発生しつつある神経管の形態形成中の細胞間シグナル伝達において別々の役割を果たし、それぞれ、Genbank参照NP11 0380.1およびX56842(Swiss−Prot P56704)を有する。
天然ヒトWnt3Aアミノ酸配列(NP_149122.1)は、配列番号19として特定的に開示されている。Wnt4はGenbank参照NP11 0388.2を有する。Wnt5AおよびWnt5BはGenbank参照NP003383.1およびAK013218を有する。Wnt6はGenbank参照NP006513.1を有する;Wnt7AはGenbank参照NP004616.2を有する。Wnt7BはGenbank参照NP478679.1を有する。Wnt8Aは2つのオルタナティブ転写産物、Genbank参照NP114139.1およびNP490645.1を有する。Wnt8BはGenbank参照NP003384.1を有する。Wnt10AはGenbank参照NP079492.2を有する。Wnt10BはGenbank参照NP003385.2を有する。Wnt11はGenbank参照NP004617.2を有する。Wnt14はGenbank参照NP003386.1を有する。Wnt15はGenbank参照NP003387.1を有する。Wnt16は、オルタナティブスプライシングにより産生される2つのアイソフォーム、Wnt−16aおよびWnt−16bを有し、Genbank参照は、NP057171.2およびNP476509.1である。列挙された全てのGenBank、SwissProt、および他のデータベース配列は、参照により本明細書に明確に組み入れられている。
用語「天然配列のWntタンパク質」または「天然配列のWntポリペプチド」は、開始N末端メチオニン(Met)を有するまたは有さない、かつ天然シグナル配列を有するまたは有さない天然タンパク質を含む。その用語は、具体的には、N末端メチオニン(Met)を有するまたは有さない、かつ天然シグナル配列を有するまたは有さない、352アミノ酸長の天然ヒトWnt3aポリペプチドを含む。
「バリアント」ポリペプチドは、天然配列のポリペプチドと100%未満の配列同一性を有する、下記で定義されているような生物学的活性のあるポリペプチドを意味する。そのようなバリアントには、1個または複数のアミノ酸残基が天然配列のN末端もしくはC末端に、またはその内部に付加されているポリペプチド;約1個から40個までのアミノ酸残基が欠失し、および任意選択で、1個または複数のアミノ酸残基によって置換されているポリペプチド;ならびに、生じた産物が天然に存在しないアミノ酸を有するようにアミノ酸残基が共有結合性に修飾されている上記ポリペプチドの誘導体が挙げられる。通常、生物学的活性のあるWntバリアントは、天然配列のWntポリペプチドと少なくとも約90%アミノ酸配列同一性、好ましくは少なくとも約95%、より好ましくは少なくとも約99%アミノ酸配列同一性を有する。
「キメラ」Wntポリペプチドは、異種性ポリペプチドと融合または結合したWntポリペプチドまたはその部分(例えば、1つまたは複数のドメイン)を含むポリペプチドである。キメラWntポリペプチドは、一般的に、天然配列のWntポリペプチドと共通した少なくとも1つの生物学的性質を共有する。キメラポリペプチドの例には、Wntポリペプチドの一部を免疫グロブリン配列と組み合わせる、イムノアドヘシン、および「タグポリペプチド」と融合したWntポリペプチドまたはその部分を含む、エピトープタグ付きポリペプチドが挙げられる。タグポリペプチドは、抗体を作製することができるエピトープを提供するのに十分な残基を有するが、それがWntポリペプチドの生物学的活性に干渉しないように十分短い。適切なタグポリペプチドは、一般的に、少なくとも6個のアミノ酸残基、通常には、約6〜60個の間のアミノ酸残基を有する。
天然配列のWntポリペプチドの「機能性誘導体」は、天然配列のWntポリペプチドと共通した、質的な生物学的性質を有する化合物である。「機能性誘導体」には、対応する天然配列のWntポリペプチドと共通した生物学的活性を有するという条件での、天然配列の断片、ならびに天然配列のWntポリペプチドの誘導体およびそれの断片が挙げられるが、それらに限定されない。用語「誘導体」は、Wntポリペプチドのアミノ酸配列バリアントとその共有結合的修飾の両方を包含する。
機能アッセイ、例えば、in vitroアッセイにおいて、活性のレベルを決定すること、または試験モデルにおけるin vivo投与後に、例えば、骨再生の促進、幹細胞増殖の上方制御などを決定すること、非機能アッセイ、例えば、免疫染色、ELISA、クーマシーまたは銀染色ゲル上での定量化などにおいて存在するWntタンパク質の量を定量すること、および総Wntに対するin vivoで生物学的活性のあるWntの比率を決定することにより、組成物中のWntタンパク質の特異的活性を決定し得る。
Wntタンパク質の有効用量は、供給源、純度、調製方法などに依存して異なり得る。Wntタンパク質がL−Wnt3Aである場合、その有効用量は、通常、少なくとも0.1μg/ml、少なくとも0.5μg/ml、少なくとも1μg/ml、少なくとも2.5μg/ml、少なくとも5μg/ml、少なくとも7.5μg/ml、少なくとも10μg/ml、少なくとも15μg/mlであり、少なくとも25μg/ml、少なくとも50μg/ml、または少なくとも100μg/mlの場合もある。
上記で論じられているように、一部の実施形態では、Wntタンパク質(例えば、Wnt3A、例えば、ヒトWnt3A)は、脂質構造の非水相内、例えば、リポソーム、ミセル、脂質ラフトなどの表面内、乳濁液中などに挿入される。一部の実施形態では、Wntタンパク質は、リポソーム膜またはミセルの外面に、それの活性型立体構造で提示されている。脂質構造がリポソームである場合、Wntタンパク質はリポソーム内に、例えば、水相内に封入されないことが望ましくあり得る。脂質含有粒子は、典型的には、Wntタンパク質をディスプレイし、その粒子は、少なくとも1つの脂質部分を有するwntタンパク質の少なくとも1個のコピーを含み、その組成は、その粒子の外面上にディスプレイされた、少なくとも50%のWntポリペプチドを含有する。一部の場合、R−スポンジンが、リポソームWNT3A(L−Wnt3A)の水性のコア内に含まれ得、そうすることにより、歯髄細胞のWnt依存性活性化を増幅および拡大する。
例えば、Dhamdhereら、PLoS One.、2014年1月6日;9巻(1号):e83650頁;およびZhaoら、Methods Enzymol.、2009年;465巻:331〜47頁(それらのどちらもその全体が参照により本明細書に組み入れられている)を参照。
本Wnt刺激剤は、Wntシグナル伝達経路からのアウトプットの増加(すなわち、標的遺伝子発現の増加)を生じる、任意の分子(例えば、化学的化合物;非コード核酸、例えば、非コードRNA;ポリペプチド;ポリペプチドをコードする核酸など)である。例えば、Wnt刺激剤は、その経路の正の制御コンポーネントの発現を安定化させ、増強し、もしくはその機能を増強することにより、またはその経路の負の制御コンポーネントの発現を不安定化させ、減少させ、もしくはその機能を阻害することにより、機能することができる。したがって、Wnt刺激剤は、その経路の正の制御コンポーネント(例えば、Wntタンパク質)、またはその経路の1つもしくは複数の正の制御コンポーネントをコードする核酸であり得る。Wnt刺激剤はまた、その経路の正の制御コンポーネントをmRNAかまたはタンパク質のいずれかのレベルで安定化させる小分子または核酸であり得る。
一部の実施形態では、Wnt刺激剤は、β−カテニンを安定化させ、したがって、β−カテニンの核内レベルを上昇させることにより、機能する。β−カテニンは、複数の異なる様式で安定化させることができる。Wntシグナル伝達経路の複数の異なる負の制御コンポーネントは、β−カテニンの分解を促進することにより機能するため、本Wnt刺激剤は、その経路の負の制御コンポーネントの(mRNAまたはタンパク質のレベルで機能する)小分子阻害物質または核酸阻害物質(例えば、マイクロRNA、shRNAなど)であり得る。例えば、一部の実施形態では、Wnt刺激剤は、GSK−3βの阻害物質である。一部のそのような実施形態では、GSK−3βの阻害物質は、小分子の化学的化合物(例えば、TWS119、BIO、CHIR−99021、SB 216763、SB 415286、CHIR−98014など)である。
TWS119:3−(6−(3−アミノフェニル)−7H−ピロロ[2,3−d]ピリミジン−4−イルオキシ)フェノールはDingら、Proc Natl Acad Sci U S A.、2003年6月24日;100巻(13号):7632〜7頁により記載されている。BIO:6−ブロモ−3−[(3E)−1,3−ジヒドロ−3−(ヒドロキシイミノ)−2H−インドール−2−イリデン]−1,3−ジヒドロ−(3Z)−2H−インドール−2−オンまたは(2’Z,3’E)−6−ブロモインジルビン−3’−オキシムは、Meijerら、Chem Biol.、2003年12月;10巻(12号):1255〜66頁によって記載されている。CHIR−99021:6−[[2−[[4−(2,4−ジクロロフェニル)−5−(5−メチル−1H−イミダゾール−2−イル)−2−ピリミジニル]アミノ]エチル]アミノ]−3−ピリジンカルボニトリルは、Bennettら、J Biol Chem.、2002年8月23日;277巻(34号):30998〜1004頁によって記載されている。SB 216763:3−(2,4−ジクロロフェニル)−4−(1−メチル−1H−インドール−3−イル)−1H−ピロール−2,5−ジオンは、Crossら、J Neurochem.、2001年4月;77巻(1号):94〜102頁によって記載されている。SB 415286:3−(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルアミノ)−4−(2−ニトロフェニル)−1H−ピロール−2,5−ジオンは、Crossら、J Neurochem.、2001年4月;77巻(1号):94〜102頁によって記載されている。CHIR−98014:N2−(2−(4−(2,4−ジクロロフェニル)−5−(1H−イミダゾール−1−イル)ピリミジン−2−イルアミノ)エチル)−5−ニトロピリジン−2,6−ジアミンは、Ringら、Diabetes.、2003年3月;52巻(3号):588〜95頁によって記載されている。各参考文献は、参照により本明細書に具体的に組み入れられている。
一部の場合、Wnt刺激剤は、親油性薬剤である。親油性ではない上記の薬剤について、Wnt刺激剤は、脂質部分にコンジュゲートしたそのような薬剤であり得る。
Wnt刺激剤の有効用量は、少なくとも0.1μM、少なくとも1μM、少なくとも2.5μM、少なくとも5μM、通常には、500μM以下、250μM以下、100μM以下、または50μM以下であり得る。
Wnt経路の「負の制御コンポーネント」とは、Wnt経路をアンタゴナイズし(すなわち、阻害し)、したがって、経路アウトプットの減少(すなわち、Wnt経路のシグナル伝達アウトプットの減少、例えば、標的遺伝子発現の減少、レポーター活性の減少、β−カテニンのレベルの減少など)を生じることにより機能するタンパク質を意味する。Wnt経路の既知の負の制御コンポーネントの例には、WIF、sFRP、DKK、Wnt5、Wnt11、Notum、WISE/SOST、アキシン、APC、GSK−3β、CK1γ、WTX、およびβTrCPが挙げられるが、決してそれらに限定されない。Wnt経路の負の分泌性制御コンポーネントは、本明細書では「Wnt阻害ポリペプチド」と呼ばれる。
Wnt阻害ポリペプチド(すなわち、Wntシグナル伝達経路の負の分泌性制御コンポーネント)には、Wnt、Frizzled、およびLRPタンパク質の間での適切な相互作用に干渉する、WIF(Wnt阻害因子)、sFRP(分泌性Frizzled関連タンパク質)、DKK(Dickkopf)、Notum、およびWISE/SOSTファミリーのメンバーが挙げられる(Melkonyanら、1997年、Proc Natl Acad Sci U S A、94巻(25号):13636〜41頁;Moonら、1997年、Cell、88巻(6号):725〜8頁;Fediら、1999年、J Biol Chem、274巻(27号):19465〜72頁;Nusse、2001年、Nature、411巻(6835号):255〜6頁;Cleversら、Cell.、2012年6月8日;149巻(6号):1192〜205頁:Wnt/β-catenin signaling and disease)。大抵のWntポリペプチドはWnt刺激ポリペプチドであるが、ある特定のWntポリペプチド(例えば、Wnt5およびWnt11)はWnt阻害ポリペプチドである。Wnt5およびWnt11は、非古典的(非β−カテニン依存性)Wntシグナル伝達を刺激することが実証されており、古典的(β−カテニン依存性)Wntシグナル伝達を阻害することも実証されている。したがって、用語「Wntポリペプチド」は、いくつかのWnt刺激ポリペプチド、加えて、いくつかのWnt阻害ポリペプチドを包含する。
上記の薬剤は、様々な方法で調製することができる。例えば、本Wnt刺激性組成物および/または本親油性薬剤(例えば、Wntタンパク質)は、薬学的に許容される賦形剤と共に、薬学的に許容される塩およびエステルなどと共になど、用量単位として、(一緒に、または別個に)調製することができる。組成物は、医薬組成物として提供することができる。
医薬組成物
適切な薬剤は、治療的使用、例えば、ヒト処置に適した医薬組成物において提供することができる。一部の実施形態では、本開示の医薬組成物は、本開示の1つまたは複数の治療用実体(例えば、本Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤)を含み、かつ薬学的に許容される担体、薬学的に許容される塩、薬学的に許容される賦形剤、および/またはそれらのエステルもしくは溶媒和物を含む。一部の実施形態では、本Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤の使用には、別の治療剤(例えば、象牙質刺激性薬剤、歯髄生存促進剤、抗感染剤など)と併用した使用が挙げられる。本Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤を含む治療用製剤は、望ましい純度を有する薬剤(複数可)を、薬学的に許容される担体、薬学的に許容される塩、賦形剤、および/または安定剤と混合することにより(Remington's Pharmaceutical Sciences、第16版、Osol, A.編(1980年))、(例えば、凍結乾燥製剤または水溶液の形で)調製することができる。本Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤を有する組成物を、良い医療行為と一致した様式で、製剤化し、投薬され、投与することができる。この関連において考慮されるべき因子には、処置されることになっている特定の障害、処置されることになっている特定の哺乳動物、個々の患者の臨床状態、障害の原因、薬剤の送達部位、投与方法、投与のスケジュール、および医師に公知の他の因子が挙げられる。
「薬学的に許容される賦形剤」とは、一般的に安全であり、無毒であり、かつ望ましい、医薬組成物を調製するのに有用である賦形剤を意味し、それには、ヒトの薬学的使用に加えて、獣医学的使用に許容される賦形剤が挙げられる。そのような賦形剤は、固体、液体、半固体、またはエアロゾル組成物の場合、気体であり得る。
「薬学的に許容される塩およびエステル」とは、薬学的に許容され、かつ所望の薬理学的性質を有する塩およびエステルを意味する。そのような塩には、化合物内に存在する酸性部分が無機または有機塩基と反応することができる場合に形成され得る塩が挙げられる。適切な無機塩には、アルカリ金属、例えばナトリウムおよびカリウム、マグネシウム、カルシウム、ならびにアルミニウムと形成される塩が挙げられる。適切な有機塩には、アミン塩基、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、N−メチルグルカミンなどの有機塩基と形成される塩が挙げられる。そのような塩にはまた、無機酸(例えば、塩化水素酸および臭化水素酸)および有機酸(例えば、酢酸、クエン酸、マレイン酸、ならびにメタンスルホン酸およびベンゼンスルホン酸などのアルカンスルホン酸およびアレンスルホン酸)と形成される酸付加塩が挙げられる。薬学的に許容されるエステルには、化合物内に存在するカルボキシ基、スルホニルオキシ基、およびホスホノキシ基から形成されるエステル、例えば、C1〜6アルキルエステルが挙げられる。2つの酸性基が存在する場合、薬学的に許容される塩またはエステルは、一酸一塩もしくは一酸一エステル、または二塩もしくは二エステルであり得、同様に、2つより多い酸性基が存在する場合、そのような基の一部または全部が、塩化またはエステル化され得る。この発明において名付けられた化合物は、非塩化もしくは非エステル化の形で、または塩化および/もしくはエステル化の形で存在し得、そのような化合物の名称は、最初(非塩化かつ非エステル化)の化合物と、それの薬学的に許容される塩およびエステルの両方を含むことを意図される。また、この発明において名付けられたある特定の化合物は、1つより多い立体異性形態で存在し得、そのような化合物の名称は、全ての単一の立体異性体、およびそのような立体異性体の(ラセミ体であろうとなかろうと)全ての混合物を含むことを意図される。
用語「薬学的に許容される」、「生理的に耐容される」、およびそれらの文法的変化形は、それらが組成物、担体、希釈剤、および試薬に言及する場合、互換的に使用され、その材料が、その組成物の投与を禁止するだろう程度までの望ましくない生理的効果の発生なしに、ヒトに、またはヒトに対して投与できることを表す。
「用量単位」は、処置されることになっている特定の個体のための単位用量として適した物理的に別個の単位を指す。各単位は、必要とされる薬学的担体と共同して、所望の治療効果(複数可)を生じるように計算された活性化合物(複数可)のあらかじめ決められた量を含有することができる。単位剤形についての明細は、(a)活性化合物(複数可)の固有の特性および達成され得る特定の治療効果(複数可)、ならびに(b)そのような活性化合物(複数可)を調合することの当技術分野において特有の制限により規定され得る。
一部の実施形態では、医薬組成物は、タンパク質、キトサンなどの多糖、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、およびコポリマー(例えば、ラテックス官能化Sepharose(商標)、アガロース、セルロースなど)、アミノ酸ポリマー、アミノ酸コポリマー、ならびに脂質凝集物(例えば、油滴またはリポソーム)などの大きく、ゆっくり代謝される高分子を含み得る。
許容される担体、賦形剤、または安定剤は、用いられる用量および濃度においてレシピエントに無毒であり、それには、リン酸塩、クエン酸塩、および他の有機酸などのバッファー;例えば、アスコルビン酸およびメチオニンなどの抗酸化剤;保存剤(例えば、オクタデシルジメチルベンジル(octadecyidimethylbenzyl)アンモニウムクロリド;塩化ヘキサメトニウム;塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム;フェノールアルコール、ブチルアルコール、もしくはベンジルアルコール;メチルパラベンもしくはプロピルパラベンなどのアルキルパラベン;カテコール;レゾルシノール;シクロヘキサノール;3−ペンタノール;およびm−クレゾール);低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、もしくは免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、もしくはリシンなどのアミノ酸;例えば、グルコース、マンノース、もしくはデキストリンなどの単糖、二糖、および他の糖質;EDTAなどのキレート剤;スクロース、マンニトール、トレハロース、もしくはソルビトールなどの糖;ナトリウムイオンなどの塩形成対イオン;金属複合体(例えば、Zn−タンパク質複合体);ならびに/またはTWEEN(商標)、PLURONICS(商標)、もしくはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性表面活性剤が挙げられる。in vivo投与に用いられ得る製剤は無菌でなければならない。これは、滅菌濾過膜を通しての濾過により容易に達成される。
成分はまた、例えば、コアセルベーション技術により、または界面重合により調製されたマイクロカプセル、例えば、それぞれ、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチンマイクロカプセル、およびポリ(メタクリル酸メチル)マイクロカプセル中、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子、およびナノカプセル)中、またはマクロエマルジョン中に捕捉され得る。そのような技術は、Remington's Pharmaceutical Sciences、第16版、Osol, A.編(1980年)に開示されている。
組成物は、液体溶液かまたは懸濁液かのいずれかのような注射物質として調製することができる;注射前の、液体ビヒクルにおける溶液または懸濁液に適した固形もまた調製することができる。その調製物はまた、上記で論じられているように、アジュバント効果の増強のために、リポソーム、またはポリラクチド、ポリグリコリド、もしくはコポリマーなどのマイクロ粒子内に乳化または封入することができる。Langer、Science、249巻:1527頁、1990年、およびHanes、Advanced Drug Delivery Reviews、28巻:97〜119頁、1997年。この発明の薬剤は、活性成分の徐放またはパルス放出を可能にするような様式で製剤化することができるデポー注射剤または埋め込み型調製物の形で投与することができる。医薬組成物は、無菌で、実質的に等張性であるように、かつ米国食品医薬局の全ての製造管理および品質管理に関する基準(GMP)に全面順守して、製剤化することができる。
方法
本開示は、歯髄組織による象牙質生成を増強するための組成物および方法を提供する。そのような方法は、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与することを含み得る。一部の場合、歯髄は、露出した歯髄であり、前記投与は、露出した歯髄をWnt刺激性組成物と接触させることを含む。一部の場合、前記投与は、象牙質をWnt刺激性組成物と接触させ、それにより、Wnt刺激性組成物が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透することを含む。上記で論じられているように、Wnt刺激剤は、親油性Wnt刺激剤であり得る。一部の場合、Wnt刺激剤は、Wntタンパク質(例えば、脂質部分を有するWntタンパク質)(例えば、Wnt3Aタンパク質)である。一部の場合、Wnt刺激性組成物は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤(例えば脂質部分を有する、例えば、Wntタンパク質;例えば脂質部分を有する、Wnt3Aタンパク質など)を含む。したがって、一部の場合、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤はL−Wnt(例えば、L−Wnt3A)である。
本開示は、親油性薬剤を個体の歯の歯髄組織に送達するための組成物および方法を提供する。そのような方法は、歯の象牙質(例えば、露出した象牙質)を、脂質構造(例えば、リポソーム、ミセルなど)の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させ、それにより、親油性薬剤が、象牙質を通って下層の歯髄組織まで浸透することを含み得る。一部の場合、個体は歯の過敏症を有する。一部の場合、前記歯の歯髄組織は露出していない。一部の場合、前記歯の歯髄組織は露出している。一部の場合、方法は、象牙質を接触させる前に、象牙質を露出させるステップを含む。一部の場合、親油性薬剤は増殖因子(例えば、脂質部分を有する増殖因子)である。一部の場合、親油性薬剤は、親油性Wnt刺激剤である。一部の場合、Wnt刺激剤は、Wntタンパク質(例えば、脂質部分を有するWntタンパク質)(例えば、Wnt3Aタンパク質)である。したがって、一部の場合、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤はL−Wnt(例えば、L−Wnt3A)である。
一部の場合、方法は、象牙質を接触させる前に(例えば、象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を有する組成物と接触させる前に)、象牙質を露出させるステップを含む。例えば、(例えば、歯科的手順の部分として)本方法を実施する時、存在する金属またはプラスチック修復物、齲蝕象牙質、または他の医薬(例えば、歯髄ライニング材)を除去し、したがって、象牙質を露出させることができる。一部の場合、露出した象牙質は、例えば、スメア層を除去するために、象牙質を接触させる前に、(例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、例えば、15〜17%などの穏やかな溶剤で)清掃される。一部の場合、象牙質表面は、象牙質を接触させる前に(例えば、象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させる前に)、すすぐことができる。一部の場合、象牙質表面は、象牙質を接触させる前に(例えば、象牙質を、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含む組成物と接触させる前に)、すすぎ、その後、優しく風乾することができる。一部の場合、(例えば、齲蝕したエナメル質の除去後、および例えば、調製物が象牙質へ及ぶ場合には)、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を有する本組成物(例えば、L−Wnt、L−Wnt3Aなど)は、追加の象牙質を生成するように歯髄細胞を刺激するために、象牙質へ適用され得る(例えば、象牙質は、本組成物と接触させることができる)。
一部の場合、個体(例えば、本方法および/または組成物を使用して処置されるべき個体)は歯の過敏症を有する。個体が過敏な歯を有する場合、歯を磨くこと、デンタルフロスできれいにすること、食べること、および飲むことなどのある特定の行為が歯に鋭い一時的な痛みを引き起こし得る。過敏な歯は、摩耗した歯のエナメル質または露出した歯根の結果であり得る。歯の過敏症は、虫歯、齲蝕病変、亀裂の入った、もしくは折れた歯、最近詰められた充填剤、もしくは他の歯科的手順(例えば、歯の修復、漂白など)の副作用、歯周病などの因子により、および/または加齢の結果として、引き起こされ得る。一部の場合、処置されるべき歯の歯髄は、(例えば、歯が折れること、虫歯、歯科的手順などにより)露出している(例えば、図7参照)。一部の場合、処置されるべき歯の歯髄は、露出していない。一部の場合、個体(例えば、本方法および/または組成物を使用して処置されるべき個体)は、虫歯、齲蝕病変、亀裂の入った、もしくは折れた歯、最近詰められた充填剤、歯科的手順(例えば、歯の修復、漂白など)の副作用、および歯周病のうちの1つまたは複数を有する。
例えば、一部の場合、齲蝕病変は、歯髄腔の近くにあり、または歯髄腔を侵害しているように見え(例えば、X線写真上で見え)得る。本方法(例えば、L−WNT3Aの適用)は、生存可能な歯髄腔内の幹細胞、前駆細胞、および/または象牙芽細胞を活性化し、そうすることで、象牙質形成を刺激/増強するために使用することができる。象牙質は、被覆物として働くことができ、残存する歯髄組織を(例えば、外傷から)保護することができる。
一部の場合、歯の歯髄組織は露出しており、方法は、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物を、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量で、個体の歯の歯髄に投与する方法である。一部の場合、歯髄組織は、傷害、齲蝕病変など(例えば、折れた歯、虫歯など)に起因して露出し得る。一部の場合、歯髄組織は、意図的に(例えば、歯科的手順を実施する人により)露出させることができる。例えば、歯髄組織は、本方法および/またはいくつかの他の歯科的手順のために、歯の準備中に露出させることができる。一部の場合、本方法は、露出した歯髄を生じるように歯の歯髄を露出させるステップを含む。一部の場合、投与は、露出した歯髄を、Wnt刺激剤を含むWnt刺激性組成物と接触させることを含む。一部の場合、Wnt刺激剤は、親油性Wnt刺激剤である。一部の場合、Wnt刺激剤は、Wntタンパク質(例えば、脂質部分を有するWntタンパク質)(例えば脂質部分を有する、例えば、Wnt3Aタンパク質)である。一部の場合、Wnt刺激性組成物は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性Wnt刺激剤(例えば脂質部分を有する、例えば、Wntタンパク質;例えば脂質部分を有する、Wnt3Aタンパク質など)を含む。したがって、一部の場合、Wnt刺激性組成物はL−Wnt(例えば、L−Wnt3A)を含む。一部の場合、歯髄組織は、(例えば、歯科的手順を実施する人により)意図されたことではなく、露出し得る。
用語「処置」、「処置すること」、「処置する」などは、所望の薬理学的および/または生理的効果を得ることを一般的に指すように、本明細書で使用される。その効果は、疾患またはその症状(複数可)を完全に、もしくは部分的に防止する点で予防的であり得、ならびに/または疾患および/もしくはその疾患に起因し得る有害作用についての部分的もしくは完全な安定化もしくは治癒の点で治療的であり得る。本方法は、予防のためにも治療のためにも有用である。したがって、本明細書で使用される場合、用語「処置すること」は、既存の状態(例えば、歯の過敏症、歯髄露出など)の処置と、(例えば、象牙質の減少に関連した症状の前に歯の象牙質を増加させるための;例えば、歯科的手順後に、将来的な歯の過敏症を防止し、その可能性を低下させ、またはその重症度を低下させるための方法としての)防止的処置との両方を指すように使用される。治療効果の証拠は、既存の状態と比較して、または処置の非存在下での予想される転帰と比較して、状態の重症度のいかなる減少でもあり得る。治療効果は、臨床転帰の点から測定することができ、または免疫学的もしくは生化学的試験(例えば、Wntシグナル伝達活性が誘導されたかどうかを決定する試験)により決定することができる。処置されるべき個体は、哺乳動物、例えば、ヒトを含む霊長類であり得、特に治療の評価のための、例えばウサギ、ラット、マウスなどの実験動物、ウマ、イヌ、ネコ、農場動物などであり得る。
治療的処置は、対象が投与前に冒されている場合の処置であり、予防的処置は、対象が投与前に冒されていない場合の処置である。一部の実施形態では、対象は、処置前に、冒されるようになる可能性が増加しており、または冒されるのではないかと疑われる。一部の実施形態では、対象は、冒されるようになる可能性が増加しているのではないかと疑われる。
本明細書で使用される場合、用語「歯髄露出」または「歯髄露出」は、歯髄組織の露出を指す。健康な歯において、歯髄は象牙質内にあるが(例えば、図7参照)、歯髄露出は、炎症、感染、膿瘍形成などをもたらし得る。歯髄露出は、外傷(例えば、亀裂の入った歯)、齲蝕、窩洞形成などに起因し得る。一部の場合、歯髄は、歯科的手順中に(例えば、それの結果として)、露出される(それは、意図的な露出の場合もあるし、意図的ではない露出の場合もある)。歯髄露出は、急性であり得(例えば、亀裂の入った歯)、またはある期間にかけて(例えば、窩洞の形成により)生じ得る。一部の場合、本方法は、歯髄を本Wnt刺激性組成物と接触させる前に、歯の歯髄を露出させるステップを含む。
一部の場合、本方法は、歯髄腔の近くにあり、または歯髄腔を侵害しているようにX線写真上で見える深い修復物(アマルガム、コンポジットレジン、クラウン)の設置後に実施される。一部の場合、本方法は、若年患者において、または歯髄腔が故意ではなく露出している患者において、直接的歯髄覆罩後、実施される。一部の場合、本方法は、歯の過敏症を防止し、および/またはその可能性を低下させるために、任意の歯の修復物(アマルガム、コンポジットレジン、クラウン)の設置後、実施される。一部の場合、本Wnt刺激性組成物は、歯周病患者について、ルートプレーニングおよびスケーリング後、歯根表面へ局所的に適用される。一部の場合、本Wnt刺激性組成物(例えば、L−Wnt、L−Wnt3Aなど)が、齲蝕したエナメル質の除去が一般的に十分と考えられている初発性齲蝕病変を有する歯に適用される。本明細書に記載された方法の全ては、一般的な修復歯科学、歯科補綴学、および歯周病学において幅広い適用を有する。
一部の場合、本方法は、例えば、歯科修復物、齲蝕病変、歯周病により、または加齢の結果として引き起こされる、過敏な歯(歯の過敏症)の処置である。例えば、齲蝕病変が、歯髄腔の近くにあり、または歯髄腔を侵害しているように、X線写真上で見える歯において、本組成物(例えば、L−WNT3A)の適用は、生存可能な歯髄腔内の幹細胞、前駆細胞、および/または象牙芽細胞を活性化し、そうすることで、第三象牙質形成を刺激するために使用することができる。この第三象牙質は、被覆物として働くことができ、残存する歯髄組織を外傷から保護する。
一部の場合、Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された(例えば、Wnt3AなどのWntタンパク質などの)親油性薬剤(例えば、L−WNT3A)が、象牙質に適用される(または一部の場合、露出した歯髄に適用される)。言い換えれば、一部の場合、象牙質および/または露出した歯髄を、Wnt刺激性組成物、および/または脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤(例えば、Wnt3AなどのWntタンパク質)と接触させる。本組成物は、1〜30分間(例えば、1〜15分間、2〜15分間、2〜12分間、4〜15分間、4〜12分間、5〜15分間、5〜12分間、5〜10分間、7〜15分間、7〜12分間、または8〜12分間)の間に、再適用することができる。一部の場合、象牙質および/または露出した歯髄を本組成物と接触させた後、歯は、標準の歯置換材料(コンポジットレジン、アマルガム、グラスアイオノマーセメントなど)を用いて塞がれる。一部の場合、本方法は、歯を塞ぐステップを含む。一部の場合、象牙質および/または露出した歯髄を、1分間から30分間までの範囲(例えば、1〜15分間、2〜15分間、2〜12分間、4〜15分間、4〜12分間、5〜15分間、5〜12分間、5〜10分間、7〜15分間、7〜12分間、または8〜12分間)でのある期間にわたって2回またはそれ超(例えば、3回またはそれ超、4回またはそれ超、5回またはそれ超)、本組成物と接触させる。
治療用製剤の用量は、状態の性質、投与の頻度、投与様式、薬剤の宿主からのクリアランスなどに依存して幅広く異なる。初回用量は、より多く、続いて、より少ない維持用量量であり得る。用量は、毎週もしくは隔週のように低頻度で投与することができ、またはより多くの場合、より少ない用量へ分割して、毎日、週2回、もしくはそうでなければ、有効用量レベルを維持するための必要に応じて、投与することができる。
一部の実施形態では、本組成物(例えば、wnt刺激性組成物、親油性薬剤を含む組成物など)の投与は、局部投与により実施される。本明細書で使用される場合、局部投与は、局所投与を指すが、身体への処置の部位(例えば、歯の傷害、歯の過敏症の見える所、またはその近く)における注射または他の導入も指し得る。
一部の実施形態では、本組成物は、短期間、投与され、例えば、単回投与または一連の投与が、例えば、1日間、2日間、3日間、またはそれ超で、最長1週間または2週間にわたって実施される。投与される用量のサイズは、医師によって決定され得、疾患の性質および重大さ、患者の年齢および健康状態、ならびに手順および/または組成物に対する患者の耐容性などのいくつかの因子に依存する。
用語「同時投与」、「同時投与する」、および「と併用して」は、2つまたはそれ超の治療剤(例えば、本Wnt刺激性組成物および/もしくは脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤;ならびに/または別の象牙質刺激剤、歯髄生存促進剤、抗感染剤など)の、一斉に、並行して、または特定の時間制限をもたずに順次での投与を含む。一実施形態では、薬剤は、標的組織(例えば、歯髄および/または象牙質)と、または対象の身体において同時に接触し、またはそれらの生物学的もしくは治療的効果を同時に発揮する。一部の実施形態では、治療剤は、同じ組成物または単位剤形の中にある。一部の実施形態では、治療剤は、別々の組成物または単位剤形の中にある。ある特定の実施形態では、第1の薬剤は、第2の治療剤の投与前(例えば、数分前、15分前、30分前、45分前、1時間前、2時間前、4時間前、6時間前、12時間前、24時間前、48時間前、72時間前、96時間前、1週間前、2週間前、3週間前、4週間前、5週間前、6週間前、8週間前、または12週間前)、投与と同時に、または投与後(例えば、例えば、5分後、15分後、30分後、45分後、1時間後、2時間後、4時間後、6時間後、12時間後、24時間後、48時間後、72時間後、96時間後、1週間後、2週間後、3週間後、4週間後、5週間後、6週間後、8週間後、または12週間後)に投与することができる。一部の場合、(例えば、医薬組成物として製剤化された)本Wnt刺激性組成物および/もしくは脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤は、1つまたは複数の追加の薬剤(例えば、象牙質刺激剤、歯髄生存促進剤、抗感染剤、および/または増殖因子など)と同時投与される。そのような投与は、本開示の1つまたは複数の薬剤の投与に対して、追加の薬剤の並行(すなわち、同時)、前、または後の投与を含み得る。一部の実施形態では、処置は、本Wnt刺激性組成物および/もしくは脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤の、別の薬剤(例えば、象牙質刺激剤、歯髄生存促進剤、抗感染剤、および/または増殖因子など)との組合せを投与すること(同時投与)により達成される。
処置は、抗生物質、サイトカインなどの他の活性剤と併用され得る。抗生物質の種類には、ペニシリン、例えば、ペニシリンG、ペニシリンV、メチシリン、オキサシリン、カルベニシリン、ナフシリン、アンピシリンなど;β−ラクタマーゼ阻害物質と併用したペニシリン;セファロスポリン、例えば、セファクロール、セファゾリン、セフロキシム、モキサラクタムなど;カルバペネム;モノバクタム;アミノグリコシド;テトラサイクリン;マクロライド;リンコマイシン;ポリミキシン;スルホンアミド;キノロン;クロラムフェニコール(cloramphenical);メトロニダゾール;スペクチノマイシン;トリメトプリム;バンコマイシンなどが挙げられる。サイトカインにもまた、例えば、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、インターロイキン12などが挙げられ得る。
「治療有効用量」または「治療的用量」は、所望の臨床結果をもたらす(すなわち、治療効力を達成する)のに十分な量である。治療有効用量は、1回または複数の投与で投与することができる。この開示の目的のために、本Wnt刺激性組成物および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤の治療有効用量は、疾患および/または傷害の状態(例えば、歯髄露出、歯の過敏症など)を緩和し、寛解させ、安定化させ、逆転させ、防止し、その進行を減速させ、または遅らせるのに十分である量である。したがって、治療有効用量の、本Wnt刺激性組成物および/または脂質構造の非水相内に挿入された本親油性薬剤は、歯髄により生成される象牙質の量を増加させることができ、歯髄における細胞死(例えば、TUNEL染色、Casp8発現、CASPASE 3発現などの技術を用いて検出することができる)を減少させることができ、歯髄における細胞増殖(例えば、Ki67免疫染色、BrdU組み入れなどの技術を用いて検出することができる)を増加させることができ、歯髄における分化した象牙芽細胞の数(例えば、ネスチンおよび/または細胞外基質タンパク質DSPなどの発現マーカーを用いて検出することができる)を増加させることができ、歯髄における高度に組織化された有管象牙質基質のレベルを増加させることができ、および歯髄における(有管真正象牙質を示唆する)線状組織化を有するコラーゲン基質のレベル(例えば、ピクロシリウスレッド染色および偏光により検出することができる)を増加させることができる。
そのために、一部の場合、本方法は、歯髄により生成される象牙質の増加、歯髄における細胞死の減少(例えば、TUNEL染色、Casp8発現、CASPASE 3発現などの技術を用いて検出することができる)、歯髄における細胞増殖の増加(例えば、Ki67免疫染色、BrdU組み入れなどの技術を用いて検出することができる)、歯髄における分化した象牙芽細胞の数の増加(例えば、ネスチンおよび/または細胞外基質タンパク質DSPなどの発現マーカーを用いて検出することができる)、歯髄における高度に組織化された有管象牙質基質のレベルの増加、および/または歯髄における(有管真正象牙質を示唆する)線状組織化を有するコラーゲン基質のレベルの増加(例えば、ピクロシリウスレッド染色および偏光により検出することができる)について歯髄を評価するステップを含む。「増加」および/または「減少」は、任意の便利な対照(例えば、あらかじめ決められた値、処置されていない対照の歯、処置前に評価された同じ患者由来の試料、プラセボ(例えば、食塩水)で処置された対照など)と比較してのものであり得る。
一部の場合、本方法は、処置がWntシグナル伝達(すなわち、Wntシグナル伝達経路の活性)を刺激した(例えば、増加させた)かどうかを評価するステップを含む。そのような活性(例えば、Wntシグナル伝達経路の標的遺伝子の発現、Wntレポーターの増加など)を検出するために任意の便利な方法を使用することができる。「増加」および/または「減少」は、任意の便利な対照(例えば、あらかじめ決められた値、処置されていない対照の歯、処置前に評価された同じ患者由来の試料、プラセボ(例えば、食塩水)で処置された対照など)と比較してのものであり得る。
用量および頻度などのパラメータについてのガイドラインが、活性剤の分子量、投与の型、例えば、鼻腔内、吸入、局所的、注射、全身性(例えば、筋肉内、腹腔内、静脈内)などの様々な因子について調整することができることは当業者により理解されている。本組成物/薬剤は、局所的、経口、非経口、肺内、および鼻腔内を含む任意の適切な手段により投与することができる。非経口注入には、筋肉内、静脈内(ボーラスまたはゆっくりの点滴)、動脈内、腹腔内、髄腔内、または皮下投与が挙げられる。投与は、注射、静脈内、血管内、動脈内、皮下、筋肉内、腫瘍内、腹腔内、脳室内、硬膜外などの非経口経路、ならびに経口、経鼻、眼、直腸、または局所的を含み得る。徐放性投与もまた、本開示に特定的に含まれる(例えば、デポー注射または侵食性植込錠など)。限局性送達が企図され、例えば、象牙質への局所投与、および/または露出した歯髄組織との接触である。
上記で言及されているように、本組成物/薬剤は、薬学的に許容される担体(本薬剤がそれの適用を促進するために組み合わせられる、天然または合成の1つまたは複数の有機または無機成分)と製剤化することができる。薬学的に許容されることが公知の他の水性および非水性の等張性無菌溶液および無菌懸濁液が当業者に知られているが、適切な担体には、無菌食塩水が挙げられる。「有効量」は、病的な、変性の、または損傷した状態を寛解させ、またはその進行を遅らせることができる量を指す。有効量は、個人レベルで決定され得、処置されるべき症状および求められる結果の考慮に、一部、依存する。
キット
方法に用いられるキットもまた提供される(例えば、本発明の医薬組成物の成分の1つまたは複数を有する1つまたは複数の容器を含む、医薬パックまたはキット)。本キットは、(例えば、歯髄による象牙質の生成を増強するのに十分な用量での)Wnt刺激剤および/または脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を含むWnt刺激性組成物を含み得る。一部の場合、Wnt刺激剤は、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤である。一部の実施形態では、キットは、2つもしくはそれ超のWnt刺激剤、および/または脂質構造の非水相内に挿入された2つもしくはそれ超の親油性薬剤(例えば、別々の脂質構造の非水相内に、それぞれ挿入された2つもしくはそれ超の親油性薬剤および/または同じ脂質構造の非水相内に挿入された2つもしくはそれ超の親油性薬剤)を含む。一部の実施形態では、Wnt刺激剤および/または脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤が剤形(例えば、治療的有効な剤形)として提供される。キットの関連において、Wnt刺激剤および/または脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤は、任意の便利なパッケージング(例えば、スティックパック、用量パックなど)での液体または固体の形で提供することができる。キットの薬剤は、同じまたは別々の容器で提供することができる。例えば、キットは、1つの容器にWnt刺激剤を、別の容器に、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を有する。別の例として、キットは、1つの容器にWnt刺激剤を、別の容器に別のWnt刺激剤を有し得る。さらに別の例として、キットは、1つの容器に、脂質構造の非水相内に挿入された親油性薬剤を、別の容器に、脂質構造の非水相内に挿入された異なる親油性薬剤を有し得る。一部の場合、本キットの薬剤は、同じ容器で提供される。上記のキットは、本方法に関連した歯科的手順についての試薬および/またはコンポーネント(例えば、歯の上を覆うため、象牙質を露出させるため、歯髄を露出させるためなどの試薬および/またはコンポーネント)を含み得る。
上記コンポーネントに加えて、本キットは、(ある特定の実施形態では)本方法を実施するための使用説明書をさらに含み得る。これらの使用説明書は、本キット内に様々な形で提供され得、その使用説明書のうちの1つまたは複数がキット内に提供されてもよい。これらの使用説明書が提供され得る1つの形は、キットのパッケージング内の、パッケージ挿入物としてなどの適切な媒体または基材上に印刷された情報、例えば、情報が印刷されている1枚または複数枚の紙としてある。これらの使用説明書のさらに別の形は、情報が記録されているコンピュータ可読媒体、例えば、ディスケット、コンパクトディスク(CD)、フラッシュドライブなどである。提供され得るこれらの使用説明書のさらに別の形は、離れた場所で情報にアクセスするためにインターネットを経由して使用され得るウェブサイトアドレスである。
本発明は、今、十分に記載されようとしているが、様々な変化および改変が、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、なされ得ることは、当業者には明らかであろう。
実験
以下の実施例は、本発明をどのように行い、かつ使用するかの完全な開示および説明を当業者に提供するために提示されており、本発明者らが何を本発明者らの発明とみなすかの範囲を限定することを意図するものでも、下記の実験が、実施される全ての実験または唯一の実験であることを表すことを意図するものでもない。使用された数値(例えば、量、温度など)に関して正確さを保証するために努力がなされているが、いくらかの実験誤差および偏差が確認される。他に規定がない限り、部は重量部であり、分子量は重量平均分子量であり、温度は摂氏度であり、圧力は大気、または大気付近においてである。
この明細書に引用された全ての刊行物および特許出願は、あたかも各個々の刊行物または特許出願が具体的かつ個別的に参照により組み入れられているように示されているかのように、参照により本明細書に組み入れられている。
本発明は、本発明の実施のための好ましい形態を含むように、本発明者により見出され、または提案された特定の実施形態に関して記載されている。本開示を鑑みれば、多数の改変および変化が、本発明の意図された範囲から逸脱することなく、例示された特定の実施形態においてなされ得ることは、当業者によって認識されているだろう。例えば、コドン重複性により、タンパク質配列に影響することなく、基本的なDNA配列に変化が生じ得る。さらに、生物学的機能等価の考慮により、生物学的作用を種類または量において影響を及ぼすことなく、タンパク質構造に変化を生じ得る。全てのそのような改変は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図される。
(実施例1)
下記の実験は、WNT3Aのリポソーム再構成形態が、生物模倣化合物として使用される場合に、傷害を受けた歯髄において細胞を活性化して、象牙質再生を刺激するタンパク質の安定な形態を産生することを示す。Wnt増幅環境は、歯髄傷害、例えば、アポトーシスを受けている細胞数が有意に低減した後の、優れた歯髄治癒と関連付けられ、傷害を受けた象牙芽細胞の有意に良好な生存および第三象牙質の増加をもたらすことがわかった。歯髄細胞は、象牙質分泌象牙芽細胞に分化することによってWnt刺激の上昇に応答した。したがって、Wnt応答を一過性に増幅することにより、歯髄の活力をもたらした。
材料および方法
動物
スタンフォード大学動物実験委員会およびパリ・デカルト大学動物実験員会(協定CEEA34.CC.016.11、Comite d’ethique pour l’experimentation animale n°34、パリ、フランス)は、全ての実験手順を承認した。ラットは、Janvier Labsから購入した。Axin2LacZ/LacZ(#11809809)およびAxin2CreERT2/+;R26RmTmG/+(それぞれ、#018867および#007576)マウスは、Jackson Labsから購入した。Axin2CreERT2/+;R26RmTmG/+マウスに関して、タモキシフェンを、連続5日間IP送達した(4.0mg/25mgの体重)であった。
動物の手術
成体雄マウス(3〜5ヵ月齢)を、ケタミン(80mg/kg)およびキシラジン(16mg/kg)の腹腔内注射で麻酔した。総計で、72匹のマウス(Axin2LacZ/+マウス36匹およびAxin2LacZ/LacZマウス36匹)を使用した。直径φ0.3mmの円形バール(E0123、Dentsply Maillefer、バレーグ、スイス)で窩洞を作出し、続いて#6K−やすりを使用して、歯髄を露出させた。グラスアイオノマーセメント(3M)を使用して、傷害を覆った。実験で指示した時間で、マウスを屠殺した。
ラットにおいて、直径φ0.2mmの円形バールで窩洞を作出し、続いて根管回転式ニッケル−チタンやすりシステム(Protaper、Dentsply)を使用して、歯髄を露出させた。歯髄露出後、L−WNT3A(N=18)またはL−PBS(N=18)のいずれかで処置したビーズを、ブラントスティールプローブを使用して、歯髄室に埋め込んだ(ビーズの調製に関する詳細については下記を参照。Biodentineセメント(Septodont、Saint−Maur des Fosse’s、フランス)を使用して、傷害を覆った。実験で指示した時間で、マウスを屠殺した。
L−WNT3Aの調製および送達
精製した組換えヒトWNT3Aタンパク質を、記載されているように(13)リポソーム小胞と共にインキュベートした。L−WNT3A(10ng、(14)を参照)またはL−PBS(各状態に関してN=18)を、関連溶液(15)中で、37℃で一晩浸漬させたAffi−Gelアガロース床(Bio−Rad Laboratories)上に送達した。
試料調製、加工処理、組織学、組織形態計測学、および細胞アッセイ
上顎を収集して、皮膚および筋肉の外側層を除去して、組織を固定した。組織を、8μm厚で切開して、確立した手順(16)を使用して加工処理した。組織学的染色は、記載されているように(16)実施した。最低6つの切片を使用して、新たな象牙質の量を定量化した。組織形態計測学的測定は、記載されているように(17)実施した。
X−gal染色は、記載されているように(18)実施した。TUNEL染色は、製造業者(In Situ Cell Death Detection Kit、Roche)により記載されているように実施した。免疫染色は、標準的な手順(10)を使用して実施した。細胞増殖分析に関して、BrdU標識試薬(Invitrogen、カールズバッド、CA)は、製造業者の使用説明書に従って、IP注射したか、または培養培地に添加した。12時間後に、動物を屠殺して、骨髄由来幹細胞および歯髄細胞の両方を12時間後に固定した。
一次抗体およびそれらの希釈物は、以下の通りであった:抗ビオチン化BrdU(1:200)、抗ネスチン(1:300)、抗Ki67(1:200)、抗PCNA(1:1000)、抗DSP(1:1000)。
歯髄幹細胞および骨髄処置
ヒト歯髄幹細胞は、ピカンマ病院区域の倫理委員会、タンペレ、フィンランド(R06009)に従って、記載されているように(19)単離した。細胞は、10%ウシ胎児血清を有するNutrient Mixture F−12を含有するダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中で培養した。細胞は、37℃で6、12および24時間、L−PBSまたはL−WNT3A(有効濃度=0.06μg/mL)で処置した。その後、RNAを単離して、qRT−PCR(下記参照)およびBrdU組み入れ(下記)によって分析した。
骨髄を、成体マウスの大腿骨および脛骨から収集し、等分して、類似のサイズの試料を生じた。試料間の変動が10%未満であることを確実にするために、DNA含有量を測定した(20)。各分割量を、37℃で4時間、L−PBSまたはL−WNT3A(有効濃度=0.15μg/mL)を含有する10%ウシ胎児血清を有するDMEM 20μLと共にインキュベートした。その後、RNAを単離して、qRT−PCRによって分析したか、または組織を4%PFA中に4℃で固定して、凍結切片化のためのOCTへ加工処理した。TUNEL活性およびKi67発現は、10μmの切片を使用して分析した(上記参照)。
定量的RT−PCR
総RNAを、TRIzol(Invitrogen)を使用して抽出した。cDNAは製造業者の使用説明書に従ってSuperScriptIII First−Strand Synthesisキット(Invitrogen)を使用することによって合成した。RT−PCRおよび定量的PCR(ABI Prism 7900 HT Sequence Detection System)は、記載されているように(10)実施した。全ての反応は、三連で実施した。
下記プライマーセットを使用した:
Axin2、5’−ACCCTGGGCCACTTTAAAG−3’(センス)(配列番号1)および5’−CCTTCATACATCGGGAGCAC−3’(アンチセンス)(配列番号2);
Axin2エクソン1、5’−TCAGTAACAGCCCAAGAACC−3’(センス)(配列番号3)および5’−GAGCCTCCTCTCTTTACAGC−3’(アンチセンス)(配列番号4);
CASP3、5’−GCACTGGAATGTCATCTCGCT−3’(センス)(配列番号5)および5’−GGCCCATGAATGTCTCTCTGAG−3’(アンチセンス)(配列番号6);
Lef1、5’−ACACCCTGATGAAGGAAAGC−3’(センス)(配列番号7)および5’−GACCCATTTGACATGTACGG−3’(アンチセンス)(配列番号8);
PCNA、5’−CTTGGAATCCCAGAACAGGA−3’(センス)(配列番号9)および5’−CAGCATCTCCAATGTGGCTA−3’(アンチセンス)(配列番号10);
ネスチン:5’−CTCGGGAGAGTCGCTTAGAG−3’(センス)(配列番号11)および5’−CACAGCCAGCTGGAACTTT−3’(アンチセンス)(配列番号12);
象牙質シアロホスホタンパク質(DSPP):5’−GGAATGGAGAGAGGACTGCT−3’(センス)(配列番号13)および5’−AGGTGTTGTCTCCGTCAGTG−3’(アンチセンス)(配列番号14);
オステオカルシン:5’−TGTGACGAGCTATCAAACCAG−3’(センス)(配列番号15)および5’−GAGGATCAAGTTCTGGAGAGC−3’(アンチセンス)(配列番号16);ならびに
I型コラーゲン:5’−AAGGACAAGAGGCACGTCTG−3’(センス)(配列番号17)および5’−CGCTGTTCTTGCAGTGGTAG−3’(アンチセンス)(配列番号18)。
象牙質容量およびミネラル密度マイクロCT分析
上顎のマイクロコンピュータ断層撮影は、5μmの解像度でSkyScan 1176スキャナー(SkyScan、Bruker、ベルギー)を使用して実施した。スキャンは、45kV、556mAで行った。修正Feldkampコーンビームアルゴリズムを使用して、50%に設定したビーム硬化補正を使用して、切片の再構築が達成された。CTAnalyzerソフトウェア(バージョン1.02;SkyScan)は、形態計測学的定量のために用いた。
修復象牙質組織形態計測学
顕微鏡をビデオカメラおよびコンピュータに連結している半自動画像分析器を用いて、一定倍率(250倍)で(21)、ラット臼歯からの切片を形態計測的に検査した。試料(1群当たりのN=6の臼歯)1つ当たり6つの切片を、歯髄露出部位で採取した。14日目に、象牙質橋の多孔性は、修復象牙質内に細胞を含有する空間の割合を測定することによって、マッソントリクロームで染色した切片で決定した。
統計分析
結果は、独立した反復の平均値±標準誤差値として示される。スチューデントt検定を使用して、この論文に記載している差異を定量化した。P≦0.05は、有意であるとみなした。
結果
象牙芽細胞がWnt応答性である場合
象牙芽細胞は、中間径フィラメントタンパク質ネスチン(図1C(22))、および象牙質シアロタンパク質、DSP(図1A〜図1D(23))の発現によって、歯髄細胞と区別される。Axin2LacZ/+マウス(ここでは、Wnt標的遺伝子Axin2のプロモーターが、LacZ発現を駆動する(24、25))からの組織のX−gal染色を使用して、歯髄腔の内表面を裏打ちしている象牙芽細胞は、Wnt応答性であった(図1E)。第2の誘導性Axin2レポーター系統(Axin2CreERT2/+;R26RmTmG/+)により、象牙芽細胞が内因性Wntシグナルに応答することを立証した:GFP免疫蛍光は、象牙質にまで及ぶ象牙芽細胞の細胞体および突起において容易に明らかであった(図1F)。胚および産後早期の歯組織(図6)の分析により、象牙芽細胞も同様にWnt応答性であることが示され、これらの細胞がそれらの生涯全体にわたってWnt応答性状況を維持することを示した。
Axin2の欠失は、象牙質/歯髄複合体に影響を及ぼさない
負のWnt制御因子Axin2が欠失されており(24、25)、またWnt応答性が上昇される(10、26)Axin2LacZ/LacZマウスを使用して、Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスからの歯の肉眼形態を評価して、有意な差は歯髄腔のサイズ、または歯槽骨の厚さおよび密度で見出されず、歯髄室のサイズは、Axin2欠失で影響を受けなかった(図2A〜図2F)。象牙質容量(図2G)、ならびにエナメルおよび象牙質のミネラル密度もまた、Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスにおいて等価であった(図2H)。組織学的検査により、Axin2LacZ/LacZ歯髄がヘテロ接合体および野生型同腹子と識別不可能であることが示された(図2I、図2J;各遺伝子型に関してN≧20)。Axin2LacZ/LacZおよびAxin2LacZ/+マウスにおけるX−gal+ve細胞の分布は、変化がなく、注目すべき唯一の差異は、Axin2LacZ/LacZマウスにおけるX−gal染色の強度であり、それは、ホモ接合体マウスがLacZ遺伝子の2つのコピーを保有するため予測される(図2K、図2L)。
Axin2は、Wntシグナル伝達のリガンド依存性阻害物質であり、したがって、Wnt刺激の非存在下では、Axin2LacZ/LacZマウスは、Axin2LacZ/+および野生型マウスでみられるものと等価である(10、24)、ベースラインWntシグナル伝達を示すはずであると予想される。定量的RT−PCRにより、ベースラインWntシグナル伝達が、Lef1およびAxin2(エクソン1)発現で測定される場合に、Axin2LacZ/+およびAxin2LacZ/LacZマウスにおいて等価であることが立証された(図2M)。細胞増殖のマーカー(図2M)および歯原性タンパク質ネスチン(図2N、図2O)、DSPP、オステオカルシンおよびI型コラーゲン(図2P)は、Axin2LacZ/+マウスとAxin2LacZ/LacZマウスとの間で発現レベルの有意な差を示さなかった。
Axin2LacZ/LacZマウスは、急性歯髄露出後に優れた修復応答を示す
急性歯髄露出に対するAxin2LacZ/LacZマウスおよびそれらのAxin2LacZ/+対照同腹子の応答を試験した。術後の14日目までに、Axin2LacZ/+マウスにおける歯髄腔は、大部分が壊死していた(N=6;図3A)。明らかに異なる応答が、Axin2LacZ/LacZマウスで観察され、ここで、壊死歯髄組織の代わりに、窩洞は、修復象牙質によって占められた(N=6;図3B;Cで定量化)。この基質の組織化は、ピクロシリウスレッド染色を使用して、また偏光下での視覚化を用いて検査した。Axin2LacZ/+対照において、組織化されたコラーゲンネットワークは、傷害部位では明白ではなかった(図3D);対照的に、Axin2LacZ/LacZマウスでは、橋を形成している高密度で濃縮されたコラーゲンファイバーネットワークは、明らかであった(図3E)。Axin2LacZ/LacZマウスでは、象牙質分泌細胞は、DSP(図3G)およびネスチン(図3I)に関して免疫陽性であったが、対照ではそうではなかった。
術後の4日目に、肉芽組織は、Axin2LacZ/+対照では歯髄室を充填した(N=6;図3J)。Axin2LacZ/LacZマウスは、最小の肉芽組織を示した(N=6;図3K)。定量的RT−PCRにより、内因性Wnt応答が、Axin2エクソン1発現で測定される場合に、対照と比較してAxin2LacZ/LacZマウスにおいて著しく上昇することが明らかとなった(図3L)。
歯髄の露出は、広範囲な細胞壊死を引き起こし(28);傷害によって損傷した歯髄細胞が、死ぬ可能性があるか、または回復する可能性がある場合には、潜在的なアポトーシスの期間も存在する(29)。Axin2LacZ/+対照において、大量のTUNEL染色により、これらの死滅細胞が識別された(図3M)。Axin2LacZ/LacZマウスにおいて、術後の4日目でさえ、極めて少ないTUNEL+ve細胞が明らかであった(図3N)。アポトーシスは、主にカスパーゼ活性によって制御され(30)、TUNEL染色によって予想されるように、Axin2LacZ/LacZマウスにおけるCasp8発現は、Axin2LacZ/+対照におけるその発現よりも著しく低かった(図3O)。細胞増殖は、Ki67免疫染色によって示されるように、Axin2LacZ/+対照と比較してAxin2LacZ/LacZマウスにおいてより大きかった(図3P、図3Q)。したがって、内因性Wntシグナル伝達における有意な上昇を引き起こす急性歯髄傷害に応答して、Axin2LacZ/LacZマウスは、それらヘテロ接合体同腹子よりも良好な結果をもたらした。上昇したWnt環境は、細胞死の低減、細胞増殖の増強、および歯髄の修復反応の全体的な改善と相関していた。
Wntシグナル伝達は、歯髄幹細胞においてアポトーシスおよび増殖を調節する
Wnt刺激単独が、歯髄細胞において細胞死を低減させて、細胞増殖を増強するのに十分であるかどうかを試験した。歯髄幹細胞は、ヒトの歯から単離して(19)、まずWNT3Aタンパク質に対するそれらの応答性に関して分析した(13)。6時間の処置内で、歯髄幹細胞は、少なくとも24時間持続したAxin2発現の4.8倍の増加を示した(図4A)。歯髄幹細胞の有糸分裂活性は、L−WNT3A処置によって著しく増加した(図4B)。ヒトCASPASE 3発現は、L−WNT3A処置によって著しく低減した(図4C)。
それらの未分化状態では、歯髄および骨髄は、等価な組織とみなされている(31、32)。続いて、収集したばかりの骨髄が、ヒト歯髄幹細胞と類似の方法でL−WNT3Aに応答したかどうかを試験した。マウスからの全骨髄を収集して、L−WNT3AまたはL−PBSで処置し、24時間以内に、Wnt応答性の有意な増加を検出した(図4D)。Wnt応答性の上昇は、細胞増殖の増加(図4E)および細胞死の低減(図4F)と同時に発生した。したがって、WNT刺激への曝露は、2つの幹細胞集団において、Wntシグナル伝達を活性化させて、有糸分裂活性を増強し、アポトーシスを低減するのに十分である。
L−WNT3A処置は、急性歯髄露出後に歯髄の活力を保存する
次に、L−WNT3Aの、in vitroでアポトーシスを低減させて、細胞増殖を促進する能力を考慮して、L−WNT3Aが、急性傷害後に歯髄組織において類似の効果を誘発し得るかどうかを試験した。急性歯髄露出を野生型ラットで発生させて、L−WNT3AまたはPBSのリポソーム製剤(L−PBS)で処置し、続いて細菌混入を防止するために密封した。組織学的分析により、傷害のサイズおよび程度は、処置群間で等価であることが立証された(両方の処置群に関してN=6;図5A、図5B)。
術後の4日目に、L−PBS対照は、広範囲な歯髄壊死およびアポトーシスを示し(N=6、図5C、図5C’);L−WNT3A処置した場合、TUNEL染色は、最小限であった(N=6;図5D)。L−WNT3A処置試料において観察されるTUNEL染色は、概して、露出の部位付近にある歯髄腔の天井に制限された(N=6;図5D’)。
Axin2LacZ/LacZマウスにおいて観察されるような上昇したWnt環境において、細胞増殖は、傷害後に著しく上昇し(図3);これにより、より活発な修復応答が示唆される。傷害を受けた歯髄のL−WNT3A処置後の同じ効果が観察された:L−PBS処置した歯髄露出に対して、L−WNT3A処置試料では、増殖性細胞核抗原(PCNA)免疫染色は、はるかに広範囲であった(図5E、図5Fを比較)。
L−WNT3A処置した歯髄におけるアポトーシスの低減および増殖の増加は、優れた修復応答に至った。L−PBSの場合、歯髄は主に、術後の14日目に、非有管(atubular)骨様象牙質と呼ばれる非晶質骨様の組織で占められた((33);図5G)のに対して、L−WNT3A処置した場合、歯髄腔は、非常に組織化された有管象牙質基質で充填された(図5H)。先の定量分析に類似して(図3C)、象牙質は、L−PBS対照と比較して、L−WNT3A処置試料ではより高密度であるように見えた(図5I)。
修復象牙質基質は、ピクロシリウスレッド染色および偏光によって視覚化される場合、2つの群間で明らかに異なっていた:L−PBS試料では、コラーゲン基質は、骨に特徴的であるバスケットを編んだパターンを示し(図5J);L−WNT3A試料では、コラーゲン基質は、有管真正象牙質を示唆する直鎖状組織化を有していた(図5K)。
分化した象牙芽細胞は、ネスチンを発現して(34);L−WNT3A試料と比較して、L−PBS処置試料では、ネスチン+ve細胞は、ほとんど検出されなかった(図5L、図5M)。分化した象牙芽細胞はまた、細胞外基質タンパク質DSPも発現して(23)、DSP+ve細胞は主に、L−WNT3A処置した歯髄と比較して、L−PBS処置した歯髄には存在しなかった(図5N、図5O)。
論述
侵害性刺激に直面すると、ヒト歯髄は、少なくとも若年患者において、頑強な修復応答を高めることが可能である(35、36)。より高齢の個体では、歯髄は、壊死によって同じ侵害性刺激に応答する(35)。
産後の15日目に、臼歯象牙芽細胞および門歯先端にある象牙芽細胞は、それらのWnt応答性を損失することが、これまでの報告で示された(44)。分裂した分泌象牙芽細胞が、成人期までWntシグナルに対するそれらの依存を維持するかどうかの問題に、本明細書では対処した。2つの別個のアプローチを使用した:第1に、成体Axin2LacZ/+Wntレポーターマウスからの凍結切片化された組織を分析して、分裂した象牙芽細胞および歯髄細胞は共に、X−gal+veであることがわかった(図1Eおよび図2K)。第2に、成体Axin2CreERT2/+;R26RmTmG/+Wntレポーターマウスからの組織もまた、分裂化した象牙芽細胞が、GFP+veであることを例証した(図1F)。したがって、成体象牙芽細胞および歯髄細胞は、成人期においてWnt応答状況を維持する。
Wnt刺激の非存在下で、Axin2LacZ/LacZ細胞は、野生型細胞と同様に挙動する(10)。Axin2がリガンド依存的な様式でWntシグナル伝達を抑圧する(24、25)ので、Axin2の除去は、Wnt応答の増幅をもたらす(10、24)。歯髄傷害に対する応答は、負のWnt制御因子を除去することによって(図3)、または外因性WNT3Aタンパク質を供給することによって(図5)Wntシグナル伝達を上昇させることにより増強させることができ、それは歯髄腔の修復応答を著しく改善するのに十分である。
歯髄におけるWNT作用のメカニズムは、この組織内で幹/前駆細胞の応答に幾分起因し得る。ヒト歯髄幹細胞は、Wnt経路を強力に上方に活性化することによって、有糸分裂的に活発になることによって、およびアポトーシスの実行段階を媒介する酵素(50)であるカスパーゼ活性を下方制御することによって、ヒトWNT3Aタンパク質に応答した(図4、図5)。集合的に、これらの生物学的応答は、治癒応答を改善しようとする治療的な戦略で有益である。
これらの生物学的応答に加えて、L−PBSおよびL−WNT3A処置後に形成される修復石灰化組織のタイプにおいて、差異が顕著であった(図5)。L−PBS処置試料では、骨様の石灰化基質(骨様象牙質)が生じる。象牙質と比較して、骨様象牙質は多孔性であり、したがって傷害を受けた歯髄のその外観は、最適以下の治癒応答を表す。L−WNT3Aの場合、修復基質は、天然象牙質に似ていた(図5H、図5K)。この象牙質基質は、天然DSP+ve分泌象牙芽細胞によって産生され(図5M)、それは、生存可能な歯髄腔を外部環境と効果的に分離する象牙質橋を形成した。かかる象牙質橋は、対照では明らかでなかった。
本開示は、内因性Wntシグナル伝達に対する歯髄細胞の依存を活用するアプローチ(例えば、根管療法に対する)を提供する(図3、図4)。WNT3Aタンパク質のリポソーム再構成形態は、歯髄細胞を死から効果的に保護して、歯髄における未分化細胞の増殖を刺激し、それが、歯髄治癒を一緒に著しく向上させた。治癒を改善するためのL−WNT3Aを介して内因性幹細胞を活性化する戦略は、ヒトにおいて歯髄再生を達成するための実行可能な手段を表す。
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(実施例2)
本明細書中に提供する実施例は、象牙質細管によるL−Wnt3Aの浸透および歯髄細胞の活性化を実証する。
げっ歯類象牙質細管およびヒト象牙質細管は、類似した直径を有する。したがって、げっ歯類モデルを使用して、象牙質細管による歯髄までのL−WNT3Aの浸透を実証した(図8)。リポソーム混合物の局所適用は、象牙質細管に浸透する。WntレポーターAxin2CreERT2/+;R26RmTmG/+マウス系統では、疎水性タモキシフェン分子の送達は、WNT3Aをパッケージングするために使用するのと同じリポソームと関連して、窩洞形成の直下に位置する歯髄細胞においてCre媒介性組換え事象をもたらす。L−WNT3A曝露は、象牙芽細胞に関する生存シグナルとして作用する。通常、有毒な(例えば、熱、化学物質)作用物質への曝露後に、大部分の象牙芽細胞は、死滅して;これは最終的には、根管として知られるプロセスによって、壊死歯髄の除去および不活性な充填材料によるその置換を必要とする。象牙芽細胞が生存促進性シグナルL−WNT3Aに曝露されると、細胞死は、著しく減少する。
リポソームは、ジミリストイルホスファチジルコリン脂質から製作した。リポソームは、タモキシフェンを用いて作製して、タモキシフェン誘導性マウス系統Axin2CreERT2/+;R26RmTmG/+と組み合わせて使用して、それらの浸透を、14日にわたってモニタリングした。リポソームは、深い窩洞形成の下にある細胞にまで浸透する点で、また細胞の遺伝的組換えを誘導する点で効果的であった。L−WNT3Aの、歯髄幹および前駆細胞における、および象牙芽細胞における増殖を刺激する能力は、上記で実証された。L−WNT3Aの、カスパーゼ8媒介性メカニズムによるプログラム細胞死を削減する能力は、上記で実証された。L−WNT3Aの、象牙質シアロタンパク質(DSP)およびネスチンを含む象牙質分泌に関連する分子の発現を増強する能力も、本明細書中で実証されている。

Claims (17)

  1. 個体の歯の過敏症の処置において、歯の露出した象牙質と接触させるのに使用するための組成物であって、該組成物は、脂質構造の非水相内に挿入されたWntタンパク質を含み、該組成物を該歯の該露出した象牙質と接触させることにより、該Wntタンパク質が、歯の露出した象牙質を通って露出していない歯髄組織まで浸透することを特徴とする、組成物。
  2. 前記露出した象牙質を生じるために、前記歯の前記象牙質が露出させられることをさらに特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記露出した象牙質が、ルートプレーニングおよびスケーリング後に前記歯の歯根に位置する、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記組成物が、前記歯の歯根表面の前記露出した象牙質に局所的に適用されることを特徴とする、請求項3に記載の組成物。
  5. 前記Wntタンパク質がヒトWnt3Aである、請求項1から4のいずれかに記載の組成物。
  6. 前記ヒトWnt3Aが、象牙質細管により前記露出した象牙質を通って前記露出していない歯髄組織まで浸透する、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記組成物が、前記露出していない歯髄組織における増殖を活性化し、アポトーシスを減少させる、請求項5に記載の組成物。
  8. 前記組成物が、前記歯髄における象牙芽細胞からの象牙質基質の分泌を促進する、請求項5に記載の組成物。
  9. 前記組成物が、前記露出していない歯髄組織における幹細胞、前駆細胞、またはそれらの組合せを活性化する、請求項1から8のいずれかに記載の組成物。
  10. 前記組成物が、象牙質の生成を増強する、請求項1から9のいずれかに記載の組成物。
  11. 前記組成物が、単回投与として投与されることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載の組成物。
  12. 前記組成物が、1〜30分間にわたって前記露出した象牙質に再適用されることを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載の組成物。
  13. 前記組成物が、一連の投与として投与されることを特徴とする、請求項1から12のいずれかに記載の組成物。
  14. 前記脂質構造が、0.03〜0.2ミクロンのサイズ範囲を含む、請求項1から13のいずれかに記載の組成物。
  15. 前記個体が、歯周病を有する、請求項1に記載の組成物。
  16. 前記組成物が、薬学的に許容される担体または薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項1から15のいずれかに記載の組成物。
  17. Wntタンパク質を個体の歯の露出した象牙質に接触させることによって、該Wntタンパク質を歯の歯髄組織に送達するためのキットであって、請求項1から16のいずれかに記載の組成物を含む、キット。
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