JP7046086B2 - Mpc阻害剤を使用する育毛を促進するための組成物及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2016年8月26日に出願された米国仮特許出願第62/380,205号及び2017年2月24日に出願された米国仮特許出願第62/463,232号の優先権の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に援用される。
(a)毛根鞘の厚みの向上
(b)毛の固定部の向上
(c)脱毛の低減
(d)毛の破損の低減
(e)毛の強さの増大
(f)育毛速度の向上
(g)つやの向上
(h)目に見える毛束の数の向上
(i)毛の長さの向上
(j)毛束の量の向上
(k)休止期から成長期への移行
(l)新規な毛周期への移行
(m)成長期における毛包の増大
(n)毛包幹細胞(HFSC)活性化の増大
(o)休止状態のHFSCを活性化する
(p)HFSCにおける解糖を増加する
(q)HFSCにおける乳酸脱水素酵素を活性化する
別の態様において、本開示は任意に薬学的に許容される担体または希釈液と混合された式(I)の化合物を含む医薬組成物を提供する。
ACN アセトニトリル
AEC 3-アミノ-9-エチルカルバゾール
BCA ビシンコニン酸アッセイ
BCS 仔ウシ血清
DMSO ジメチルスルホキシド
FACS 蛍光活性化セルソーティング
HFSC 毛包幹細胞
Hk ヘキソキナーゼ
Ldh 乳酸脱水素酵素
Ldha 乳酸脱水素酵素A
Ldha 乳酸脱水素酵素B
NAD β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド
NADH 還元型β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド
OCT 最適切断温度媒体
PBS リン酸緩衝生理食塩水
PLO プルロニックレシチンオルガノゲル
p-S6 ホスホ-S6リボソームタンパク質
p-Stat3 転写3のホスホシグナルトランスデューサー兼アクティベーター
RIPA 放射性免疫沈降アッセイ
TCA回路 トリカルボン酸回路
XTT 2,3-ビス(2-メトキシ-4-ニトロ-5-スルホフェニル)-2H-テトラゾリウム-5-カルボキシアニリド
マウス
動物は、Jackson Labs(K15-CrePR、Lgr5-CreER及びLgr6-CreER)、Rutter Lab(Mpcfl/fl)及びSeth Lab(Ldhafl/fl)(Xie,H.et al.,Cell Metab.,19,795-809(2014))から取得し、IUCUC及びARCにより規定された条件下で維持した。毛周期の休止期段階の分析を含む実験のため、生後50日目に動物を集め、休止期-成長期移行の分析を含む実験のため、生後70日目に動物を集め、成長期の分析を含む実験のため、生後90日目に動物を集めた。トランスジェニック動物の分析を含む実験のため、K15-CrePR動物を剃毛し、ミフェプリストンの腹腔内投与で治療し、Lgr5-CreER及びLgr6-CreER動物を剃毛し、休止期間(生後50日目)にタモキシフェン(ヒマワリ種子油に溶解した10mg/ml、1日当たり2mgを3日間)で治療し、剃毛後の毛の再成長についてモニタリングした。治療された動物から示される表現型がミフェプリストン投与後3~4週間で生じた。図3について、野生型C57BL/6J動物を生後50日目に剃毛し、指定期間、Transderma PLOゲル(プレミアムレシチンオルガノゲル)、PLOゲルUltramax Base(TR220)(ビヒクル)または式(I)の化合物(化合物(I))(20μM)(Sigma Aldrich 製品PZ0160)で局所的に治療した。この研究において、性別間に表現型の見かけの違いがない、ほぼ等しい数の雄及び雌の動物を使用した。記載された表現型はすべて各実験の説明に示されるようにnが最小値3対の同腹仔の代表である。図において代表されるように結果が基本的に陽性または陰性であることから、事前にサンプルの大きさを決定するために統計的な測定を使用せず、効果を測定するために統計も使用しなかった。記載された結果は、治療された動物すべてのデータを含む。実験データの収集時、研究者らは割付けに対し盲検化されず、実験はランダム化しなかった。示された結果は別々に治療された動物の少なくとも3匹の代表画像であった。確認のため、遺伝子型同定が動物の治療の前後に実行された。
示された遺伝子型から組織を単離し、凍結組織標本用最適切断温度(OCT)化合物に新たに埋め込むか、または終夜4%ホルマリンで固定し、パラフィンに埋め込んだ。凍結組織について、Leica3200クリオスタットで薄切法を実行し、5分間4%パラホルムアルデヒドで固定した。パラフィン包埋組織を切断し、脱パラフィンし、組織学のために調製した。染色のために調製した切片すべてを適切なコントロールIgG(ヤギ、ウサギなど)を含む染色バッファーで遮断した。クエン酸塩を用いてホルマリン固定パラフィン包埋組織に免疫組織化学が実行され、または以下の抗体を用いてトリスバッファー抗原賦活化が行われた:Ki67(Abcam ab16667、1:50)、p-S6(Cell Signaling CST2215、1:50)、Sox9(Abcam ab185230、1:1000)、Ldha(Abcam ab47010、1:100)、Ldh(Abcam ab125683、1:100)、p-Stat3(Abcam ab68153、1:200)、p-Stat1(Abcam ab109461、1:200)、p-Stat5(Abcam ab32364;1:50)、Gli3(Abcam ab6050;1:100)、β-カテイン(Abcam ab32572;1:500)。DAKO EnVision+ HRPペルオキシダーゼ系(Dako K400911-2)及びDako AEC基質クロモゲン(Dako K346430-2)を検出に使用した。Olympus BX43正立顕微鏡及びZeiss Model Axio Imager M1正立蛍光顕微鏡で画像を収集した。Haltプロテアーゼ及びホスファターゼ阻害剤(Thermo-Fisher)を有するRIPA溶解バッファー(Pierce)中でFACSでソートした表皮集団からウエスタンブロット法及び酵素アッセイ用タンパク質試料を抽出し、濃縮のためアセトンに沈殿させた。以下の抗体を用いた:β-アクチン(Abcam ab8227;1:1000)、β-アクチン(Santa Cruz sc-47778;1:1000)、C-Myc(Abcam ab32072;1:1000)、N-Myc(Santa Cruz sc-53993;1:200)、H3K27Ac(Abcam ab177178;1:200)、Mpc1(Sigma HPA045119)。
マウスの背部及び腹部全体の皮膚を切除し、37℃で1時間または4℃で終夜トリプシン(0.25%)に浮遊させた。真皮から表皮をこすって分離し、表皮細胞をピペットで機械的に分離した。70μMセルストレイナーを用いて表皮細胞を20%仔ウシ血清(BCS)にろ過して、300gを回収し、リン酸緩衝食塩水(PBS)で2回洗浄した。次に、40μMセルストレイナーで細胞をろ過し、CD34モノクロナール抗体(RAM34)、FITC、eBioscience(商標)(カタログ番号:11-0341-82)及びCD49d(Integrin alpha 4)モノクロナール抗体(R1-2)、PE、eBioscience(商標)(カタログ番号:12-0492-81)を用いた蛍光活性化セルソーティング(FACS)処理のために染色した。図4aにゲーティング戦略を示す。BD FACSAria高速セルソーターを使用して、細胞をソートした。単一陽性集団及び二重陽性集団をそれぞれ酵素アッセイ、ウエスタンブロット法または質量分析用の20%BCS、RIPA溶解バッファー(Thermo Scientific,Pierce)または80%メタノールに回収した。
Synergy-MXプレートリーダー(Biotek Instruments)を用いて475nm、37℃でのNADHの経時的な産生に直接関係する可溶性2,3-ビス(2-メトキシ-4-ニトロ-5-スルホフェニル)-2H-テトラゾリウム-5-カルボキシアニリド(XTT)ホルマザンの形成を測定することによって、細胞可溶化物中でLdh活性を決定した。可溶化液は、放射性免疫沈降法アッセイ(RIPA)バッファー(Thermo Scientific Pierce)で調製された。ビシンコニン酸アッセイ(BCA)タンパク質アッセイキット(Thermo Scientific Pierce)を使用して、タンパク質含有量を決定した。1ウェル当たり10μgのタンパク質を使用した。染色溶液は、pH7.4の50mMのトリスバッファー、150μMのXTT(Sigma)、750μMのβ-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)(Sigma)、80μMのメト硫酸フェナジン(Sigma)及び10mMの乳酸基質(Sigma)を含んだ。Synergy-MXプレートリーダー(Biotek Instruments)を用いて経時的に340nm、25℃でのこれらの一般的な基質または生成物、還元型β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の吸光度の変化を測定することによって、細胞可溶化物中でLdh活性を決定した。
マウスの皮膚のクリオスタット切片を短時間で固定し(4%ホルマリン、5分間)、pH7.4のPBSで洗浄し、LDH活性について適切な溶液でインキュベートした。染色媒体は、pH7.4の50mMのトリス、750μMのNAD(Sigma)、80μMのメト硫酸フェナジン(Sigma)、600μMの塩化ニトロブルーテトラゾリウム(Sigma)、10mMのMgCl2(Sigma)及び10mMの乳酸基質(Sigma)を含んだ。スライドを所望の強度になるまで、37℃で染色媒体を用いてインキュベートし、ヌクレアファストレッド(Vector,Burlingame,CA)を用いて対比染色し、VectaMount(Vector,Burlingame,CA)を用いて固定した。基質混合物またはNADを含まないインキュベーション培地を使用して、コントロール反応を実行した。
Folmes,C.D.et al.Somatic oxidative bioenergetics transitions into pluripotency-dependent glycolysis to facilitate nuclear reprogramming.Cell Metab 14,264-271に記載されるように、実験を行った。細胞内の代謝物を抽出するために、FACSでソートした細胞を150mMの冷酢酸アンモニウム(pH7.3)で短時間ですすぎ、ドライアイス上で80%冷メタノール(MeOH)1mlを添加した。細胞懸濁液をエッペンドルフチューブに移し、10nmolのD/L-ノルバリンを添加した。厳密に混合後、遠心分離(1.3×104rpm、4℃)で懸濁液をペレット状にした。上澄みをガラスバイアルに入れ、代謝物を真空下で乾燥し、70%アセトニトリルに再懸濁した。試料の質量分析に基づく分析のために、Luna NH2(150mm×2mm、Phenomenex)カラムに5μLを注入した。Q Exactive質量分析計(Thermo Scientific)に連結したUltiMate 3000RSLC(Thermo Scientific)で試料を分析した。Q Exactiveは、m/zが65~975の範囲内でフルスキャンモードで極性スイッチング(+3.50kV/-3.50kV)によって実行させた。A)5mMの酢酸アンモニウム(NH4AcO)(pH9.9)及びB)アセトニトリル(ACN)を使用して、分離を達成した。勾配はA)18分かけて15%からA)90%に到達するように開始し、次に9分間、均一濃度の段階を経て、A)7分間、最初の15%に戻った。正確な質量測定(≦3ppm)及び保持時間を使用してTraceFinder3.3で代謝物を定量化した。
この研究において、性別間で表現型の見かけの違いがない、ほぼ等しい数の雄及び雌両方の動物を使用した。記載された表現型はすべて各実験の説明に示されるように、nが最小値3対の同腹仔の代表である。図において代表されるように結果が基本的に陽性または陰性であることから、毛の再成長表現型の分析のために、事前のサンプルの大きさの決定に統計的な測定を使用せず、効果の測定に統計も使用しなかった。記載された結果は、治療された動物すべてのデータを含む。実験データの収集時、研究者らは割付けに対し盲検化されず、実験はランダム化しなかった。示された結果は、別々に治療された動物の少なくとも3匹の代表画像であった。確認のため、遺伝子型同定が動物の治療の前後に実行された。グラフについて、Studentの両側の対応のないt検定によってすべての比較を示し、すべてのグラフ、バーまたはラインは平均を示し、エラーバーは平均の標準誤差(s.e.m)を示す。
多数の研究では、HFSC対他の毛包細胞または毛包間表皮の細胞における独自の遺伝子発現の兆候を明らかにしている3-6。これらの兆候の多くは、HFSCホメオスタシスにおいて重要な役割を果たすことを後述した転写因子によって調整される7。乳酸脱水素酵素は、ほ乳類におけるLdha及びLdhb遺伝子によって最も一般的にコードされ、そのタンパク質産物はホモまたはヘテロ四量体を形成し、ピルビン酸の乳酸へのNADH依存性還元及び乳酸のピルビン酸へのNAD+依存性酸化を触媒する9。免疫染色によって、in situで休止状態のHFSC(休止期)においてLdhaは高く見え(図1a)、Ldha及びLdhbを認識する抗体によるIHCでは、LdhaだけがHFSCニッチに局在化するように見えることを示した(図4a)。
Ldh活性が毛周期の開始時に休止状態のままであるか、または活性化するHFSCの能力に機能的に関連するかどうかを決定するために、HFSCにおいて特異的にLdhaを欠失させた。特異的にHFSCにおいてミフェプリストンによって誘導されることが知られているK15CrePR対立遺伝子を有するマウス5へ、LdhaのloxPが導入された対立遺伝子を有するマウス12を利用して、交雑することによって、HFSCにおいてこの酵素を欠失させた。休止期(50日目)時、ミフェプリストンの投与によって、HFSCにおいてLdhaの欠失が開始され、背部の皮膚でloxPが導入された対立遺伝子の典型的なモザイク状の組換えに至った。少なくとも33対の同腹仔にはミフェプリストン治療後3~4週間でほとんどの毛包が休止期のままで、LdhaのHFSCに特有の欠失を有するマウスは適切な毛周期を経なかった(図2a)。
K15CrePR動物は、ミトコンドリアのピルビン酸担体1(Mpc1)についてloxPが導入された動物に交雑された(K15CrePR;Mpc1fl/fl)。Mpc2を有するヘテロ二量体であるMpc1は、ミトコンドリアのピルビン酸担体MPC、つまり、ミトコンドリアへのピルビン酸の侵入に必要とされるミトコンドリア内膜上のトランスポーターを形成する15。Mpc1の機能の喪失は、Ldhによるピルビン酸の乳酸への転換の強化によって乳酸の産生を促すことを示した16。
17ヵ月齢マウスを剃毛し、DMSOまたはPLOゲル(プルロニックレシチンオルガノゲル)で希釈した式(I)の化合物20uMで1日おきに治療した。剃毛後の指定日に画像を撮り、30日間それを行った。DMSOで治療した高齢マウスでは、背部の外被が斑状模様に伸びた。一方、式(I)の化合物で治療した場合、より完全に再生された(図7)。
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本明細書に引用されるすべての米国及びPCT特許出願公報ならびに米国特許は、それぞれ個々の公報または特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に示したかのように、それらの全体が参照により本明細書に援用される。不一致がある場合、本明細書における任意の定義を含む本出願が優先される。
以下は、本発明の実施形態の一つである。
(1)育毛を加速、促進または回復する方法であって、それを必要とする対象に有効量の式(I):
(2)投与が患部に前記化合物を含む組成物を局所的に塗布することを含む、(1)に記載の方法。
(3)前記対象が禿頭症、脱毛、毛髪菲薄化及び脱毛症から選択される徴候を示す、(1)または(2)に記載の方法。
(4)前記対象が脱毛、毛髪菲薄化及び脱毛症から選択される徴候を示す、(1)~(3)のいずれかに記載の方法。
(5)前記対象が脱毛症を示す、(1)~(4)のいずれかに記載の方法。
(6)前記脱毛症が男性型脱毛症または女性型脱毛症である、(5)に記載の方法。
(7)前記対象が脱毛及び毛髪菲薄化から選択される徴候を示す、(1)~(4)のいずれかに記載の方法。
(8)前記脱毛または前記毛髪菲薄化が成長期脱毛または休止期脱毛によって生じる、(7)に記載の方法。
(9)前記禿頭症は、若年性脱毛症、早発性脱毛症、老人性脱毛症、円形脱毛症、アンドロゲン性脱毛症、機械的脱毛症及び症候性脱毛症から選択される、(3)に記載の方法。
(10)前記化合物が毛包に塗布される、(1)~(9)のいずれかに記載の方法。
(11)前記式(I)の化合物が毎日投与される、(1)~(10)のいずれかに記載の方法。
(12)前記対象がほ乳類である、(1)~(11)のいずれかに記載の方法。
(13)前記対象がヒトである、(1)~(12)のいずれかに記載の方法。
(14)式(I):
(15)前記化合物の濃度が前記組成物の約0.001重量%~約10重量%である、(14)に記載の組成物。
(16)前記組成物がエマルジョンである、(14)または(15)に記載の組成物。
(17)前記組成物が界面活性剤、増粘剤、芳香剤、UV遮断剤、ワックス、シリコーン、防腐剤、油、ビタミン、プロビタミン、乳白剤、抗酸化剤、乳化剤、賦形剤、溶媒及びバッファーから選択される成分を更に含む、(14)~(16)のいずれかに記載の組成物。
(18)前記組成物が乳化剤を更に含む、(14)~(17)のいずれかに記載の組成物。
(19)前記組成物がシャンプー、ヘアリンス、ヘアコンディショナー、ポマード、ヘアジェル、ムース、水アルコール性トニック、クリーム、スプレー、エマルジョン及び液体から選択される形態で塗布される、(14)~(18)のいずれかに記載の組成物。
(20)育毛を減速または停止する症状の治療用薬物の製造における、(14)~(19)のいずれかに記載の組成物の使用。
(21)育毛を減速または停止する前記症状は、禿頭症、脱毛、毛髪菲薄化及び脱毛症から選択される、(20)に記載の使用。
(22)禿頭症、脱毛、毛髪菲薄化及び脱毛症から選択される症状の治療用薬物の製造における、(14)~(19)のいずれかに記載の組成物の使用。
(23)脱毛症の治療のための、(21)または(22)に記載の使用。
(24)前記脱毛症が男性型脱毛症または女性型脱毛症である、(23)に記載の使用。
(25)脱毛及び毛髪菲薄化から選択される症状の治療のための、(21)または(22)に記載の使用。
(26)前記脱毛または前記毛髪菲薄化が成長期脱毛または休止期脱毛によって生じる、(25)に記載の使用。
(27)前記禿頭症は、若年性脱毛症、早発性脱毛症、老人性脱毛症、円形脱毛症、アンドロゲン性脱毛症、機械的脱毛症及び症候性脱毛症から選択される、(21)または(22)に記載の使用。
Claims (16)
- 前記症状が脱毛症である、請求項1または2に記載の使用。
- 前記脱毛症が男性型脱毛症または女性型脱毛症である、請求項3に記載の使用。
- 前記症状が脱毛及び毛髪菲薄化から選択される、請求項1または2に記載の使用。
- 前記症状が成長期脱毛または休止期脱毛によって生じる、請求項5に記載の使用。
- 前記症状が、若年性脱毛症、早発性脱毛症、老人性脱毛症、円形脱毛症、アンドロゲン性脱毛症、機械的脱毛症及び症候性脱毛症から選択される、請求項1または2に記載の使用。
- 前記症状が脱毛症である、請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記脱毛症が男性型脱毛症または女性型脱毛症である、請求項9に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記症状が脱毛及び毛髪菲薄化から選択される、請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記症状が禿頭症である、請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記症状が、若年性脱毛症、早発性脱毛症、老人性脱毛症、円形脱毛症、アンドロゲン性脱毛症、機械的脱毛症及び症候性脱毛症から選択される、請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記症状が成長期脱毛または休止期脱毛によって生じる、請求項8~13のいずれか一項に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記化合物の濃度が前記組成物の0.001重量%~10重量%である、請求項8~13のいずれか一項に記載の使用のための医薬組成物。
- 前記組成物がエマルジョンである、請求項8~13のいずれか一項に記載の使用のための医薬組成物。
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