JP7204235B2 - 活性型α-シヌクレインに結合する抗体 - Google Patents

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Description

ATCC PTA-124174
発明の分野
本発明は、α-シヌクレインに結合する抗体に関する。また、該抗体の使用方法も記載されている。
パーキンソン病(PD)は、世界中で約1000万人が罹患している神経変性障害であり、それらの約15%がレビー小体型認知症(DLB)を患っている。これらは、該疾患に関与しているが、これまでに体内でのその主な機能がほとんど知られていないタンパク質であるα-シヌクレインが関与する中核病理を示す。疾患自体は、一次性運動時症状:安静時振戦、運動緩慢、硬直、姿勢反射障害(postural instability)、ならびに嗅覚喪失、便秘、レム期睡眠行動異常症、気分障害および物忘れなどの非運動症状、を含む広範な症状により特徴付けられる。近年、α-シヌクレインの凝集もまた、多系統萎縮症(MSA)に関与することが示されている。レビー小体に加えて、タンパク質の蓄積により、軸索および樹状突起が伸長してジストロフィー性神経変性突起(dystrophic)になるレビー神経突起が生じ得る。レビー小体を形成する凝集体としてのα-シヌクレインの蓄積および最終的な沈着は、神経組織内の10-20μmの封入体として可視化され得る。DLBにおいて、これらの形成が広くみられ、疾患に関連する症状を引き起こしている。
タウは、軸索輸送および神経の完全性を維持することに関与し、樹状突起における生理的役割を有する微小管関連タンパク質である。タウは、グリア細胞でも低レベルで発現している。成人脳において、MAPT遺伝子からの選択的スプライシングにより6つのイソ型のタウが発現される。MAPT遺伝子における変異は、病理的タウタンパク質の蓄積に関連する遺伝性疾患を引き起こす。タウオパチーは、脳内の異常なタウタンパク質の沈着を特徴とする神経変性疾患である。神経病理学的な表現形としては、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、以前は神経原線維変化優位型認知症として知られていた原発性加齢関連タウオパチー、グリア細胞球状封入体タウオパチー(globular glial tauopathy)が挙げられる(Kovacs, G.G, 2015, Neuropathol. App. Neurobiol., 41, 3-23)。アルツハイマー病は、タウタンパク質がもつれ(tangles)の主成分である、脳内のアミロイド斑および神経原線維変化によって特徴づけられる(Congdon, E.E., and Sigurdsson, E.M., Nat. Rev. Neurol., published on-line June 12, 2018, Nature.com/nrneurol)。
伝統的に、α-シヌクレイン含有レビー小体は、パーキンソン病、およびアルツハイマー病および種々の前頭側頭骨性認知症症候群を伴うタウ含有神経原線維変化に関連している。しかしながら、神経変性疾患のスペクトラムには、α-シヌクレインおよびタウには顕著な重複および共発現性がある。例えば、α-シヌクレイン凝集体(レビー小体)は、家族性および孤発性のアルツハイマー病に高い割合(60%)で見いだされ、一方で、タウ凝集体(神経原線維変化、NFT)は、パーキンソン病で観察された。加えて、レビー小体および神経原線維変化は、該タンパク質がインビボで互いの凝集体産生において見いだされたため、共局在性が観察された(Li, X., et. al., 2016, J. Mol. Neurosci. 60:298-304)。
α-シヌクレインは、タウに直接結合し、タウの線維化を誘発することが知られている(Benussi, L. et. el. 2005, Exp. Cell Res. 308:78-84; Li, X., et. al., 2016, J. Mol. Neurosci. 60:298-304)。結果として、α-シヌクレインおよびタウは、病理学的なミスフォールディングおよび凝集を起こしやすいタンパク質である。ミスフォールディングは、ホモオリゴマー化および凝集カスケードを開始し、複数の神経変性疾患における不溶性タンパク質封入体中の凝集したα-シヌクレインおよびタウの脳内蓄積に至る(Yan, X et. al., 2018 Seminars Cell Devel. Biol. available at URL: doi.org/10.1016/j.semcdb.2018.05.005)。
α-シヌクレインタンパク質は、3つの主要なアイソフォームとして存在し、最長のものは140アミノ酸長である。小胞内に少量含まれているが、細胞質タンパク質であり、エキソサイトーシスを受け得る。このタンパク質は、血液および脳脊髄液で検出されている(Borghi et al., 2000; El-Agnaf et al., 2006; Kasuga et al., 2010)。細胞外α-シヌクレインは、脳全体に疾患を広めることに関与している可能性があり、神経細胞死および炎症を引き起こす可能性がある(Desplats et al., 2009)。
α-シヌクレインがプリオン様の特性を有する疾患形成実体(disease-forming entity)になるプロセスは十分に理解されていない。α-シヌクレインは、プリオン様活性を有しない単量体の可溶性タンパク質からプリオン様活性を有する不溶性凝集体までの、未知の中間体メンバーおよび/または中間体の集団を介して複雑な経路(path)を通り得る(例えば、図1参照:先行技術文献;Roberts H.L., Brown D.R., 2015, Biomolecules 5:282-305)。プリオン様活性を有する不溶性凝集体は、可溶性α-シヌクレインを動員し、膜および細胞質ゾルに見られるらせん構造からβシート構造への構造変化を含むプロセスにより凝集体に変化し得る(Bartels et al, 2011; Wang et al, 2011)。しかしながら、同じタンパク質の単量体を動員し、それらの線維化を促進することができるα-シヌクレイン凝集体を形成するプロセスは、未知のオリゴマー集団セットの形成から始まる。
ヒトα-シヌクレイン中の12アミノ酸のペプチド配列(残基71から82;β-シヌクレインには存在しない)は、タンパク質の線維化に必要かつ十分であると思われる。このペプチドは、タンパク質分解に耐性があり、α-シヌクレインフィラメントのコアになる可能性がある。71-82アミノ酸配列に対応する合成ペプチドは、フィラメントの自己重合および共集合の両方を可能にし、インビトロでの完全長α-シヌクレイン集合を促進する(Giasson et al., 2001)。このペプチドは、分子間βシートを可逆的に形成し、モノマー(単量体)およびオリゴマー形態の間の平衡を実証する(Bedard et al., 2014)。陰イオン性小胞と接触すると、ペプチドは、主にβシート形成を特徴とする不可逆的な自己凝集を伴う立体構造変化を起こす。これは、天然のα-シヌクレインタンパク質の構造的および一般的特性を反映している。
陰イオン性の膜小胞は、α-シヌクレイン71から82ペプチドのみを有する凝集体の迅速な形成を示す。さらに、天然のα-シヌクレインは、膜(Jo et al, 2000, Lee et al., 2002)および多価不飽和脂肪酸(Perrin et al., 2001)と相互作用すると、ミスフォールディングまたはコンフォメーション変化を起こし、オリゴマー化が引き起こされる可能性がある。らせん状α-シヌクレインは、陰イオン性リン脂質膜上のフィブリルを含むβシートに直接変換され得る(Comellas et al., 2012)。同じタンパク質のモノマーを動員できるα-シヌクレイン凝集体を作製するプロトコル(Volpicelli-Daley et al., 2014)は、ローターの速度、バイアルのサイズおよび形状(α-シヌクレインを含む)のわずかな変動が、バイアル内に形成された気泡の大きさに影響を及ぼし、それ故に、線維化プロセスのために利用可能な表面積は、界面活性化工程を直接的に干渉するという欠点がある。US2004/0143093は、界面活性化に関連する問題に対処するために、特殊な装置および濃度依存的疎水性界面活性剤の使用を教示している。さらに、α-シヌクレインのカルボキシ末端変異体は、天然の野生型α-シヌクレインが存在しない条件下で線維化を示す(Murray et al., 2003)。
α-シヌクレインフィブリル(原線維)が本質的に毒性である程度は明らかではない。成熟したα-シヌクレインフィブリルは、フィブリルの会合(assembly)および解離(disassembly)によって生成されたオリゴマー集団と動的平衡の形態で存在する。生理的状態に近い条件下では、オリゴマーの(大規模および小規模の)不均一な混合物が形成されることがある(Cremades et al., 2012)。フィブリルが解離すると、生成物はモノマーの存在下で新しいフィブリルの成長を生じ(seed)させ得る。フィブリルの解離は、細胞培養(Desplats et al., 2009)およびシヌクレイノパシーモデル(Hansen et al, 2011)におけるα-シヌクレイン凝集体の伝達中にインビボで生じ得る。
プリオン様活性は、オリゴマー集団によって直接的に、またはフィブリル解離によって作製されたオリゴマー集団から生じ得て、例えば、原線維の崩壊は、α-シヌクレインの線維化を促進し(Shvadchak et al., 2015)、そして異なる構造を有するオリゴマー集団は、原線維形成を阻害したか、または原線維形成を活性化した(Horvath et al.,2013)。これらの結果は、オリゴマー集団が、“経路上(on the pathway)で”または“経路外(off the pathway)で”フィブリルアセンブリに向かい得ることを示す。1つまたは複数のオリゴマーが形成される経路(on-pathway)(Lashuel et al., (2002), Kostka et al., (2008), Zhang et al. (2013))および経路外(off-pathway)(Lorenzen et al., (2014), Cherny et al. (2005))の両方が同定されている。
レビー小体ベースの研究のためのα-シヌクレイン凝集体(予め形成されたフィブリルまたはPPFとも称される)を製造する方法(Volpicelli-Daley et al., 2014に記載の方法を用いて)は、既存のα-シヌクレインのオリゴマー(Ariesandi et al., 2013)を減少させることができ、結果として、(毒性ではない他のオリゴマー集団または凝集体と比較して)α-シヌクレイン凝集体の調製において毒性レベルのオリゴマー集団または凝集体の不確実さをもたらす。
ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体は、組換えα-シヌクレインおよびその部分ペプチドに対して作製されている(Giasson, B. I. et al, 2000; Luk et al., 2009)。Masliah et al., 2005, 2011は、抗α-シヌクレイン抗体を用いたα-シヌクレインに対する能動および受動免疫が、シヌクレイノパチーのトランスジェニックモデルにおいてα-シヌクレインの蓄積およびシナプス損失を減少させたことを教示している。Bae et al (2012)は、細胞外α-シヌクレインの伝達が抗体で免疫することによって減少または停止し、この減少した伝達が主にミクログリア細胞によって行われ、タンパク質のクリアランスのメカニズムを提供することを示した。これらの研究では、(組換え単量体ヒトα-シヌクレインに対して産生された)抗体は、線形配列に特異的であり、変性したモノマーを同定した。該抗体は、α-シヌクレインオリゴマーの構造的な3次元立体構造に結合しなかった。例えば、モノクローナル抗体274(Bae et al, 2012)または9E4(および他のモノクローナル抗体;Masliah et al. 2011)は、凝集形態ならびに単量体において、α-シヌクレインの線形配列を同定し、故に、α-シヌクレインの凝集形態間またはモノマー形態間で区別されないことが観察された。
Lee et al. (2011)は、変性したα-シヌクレインに対して親和性が減少した(ウェスタンブロット法にて)2つのモノクローナル抗体クローン169および171を同定し、かつ完全長の変性した組換えα-シヌクレインを同定した。
米国特許第8,809506号は、化学的に変異させたα-シヌクレインプロトフィブリルおよびオリゴマー(4-オキソ-2-ノネナールおよび4-ヒドロキシ-2-ノネナールで化学修飾された)の混合物に対するモノクローナル抗体を作製した。モノクローナル抗体は、それらが、毒性であったα-シヌクレインの亜集団に結合したかどうか、またはそれらが、毒性である多量体α-シヌクレイン集団により生成された線形または3次元のエピトープに結合するかどうかを決定するための試験はされていない。
米国特許第8,940,276号は、α-シヌクレインに対する抗体の作製を教示している。抗体は、毒性または非毒性のα-シヌクレイン集団を区別することはできなかった。α-シヌクレインは、ウェスタンブロットにおけるモノマーとして同定され、このことは、該抗体が、毒性のオリゴマー(SDSには存在せず、還元され、煮沸されたサンプルをウェスタンブロットに用いた)により生成された3次元エピトープに結合しないことを示唆する。
米国特許第9,084,832号は、ELISA技術を用いてα-シヌクレインに対する抗体を特徴付け、これは、線維性集団前駆体の集団に対してより高い親和性を有するが、α-シヌクレイン集団がプリオン様であるかまたは毒性であるかどうかの示唆はないことを示す。さらに、該抗体は、(毒性)オリゴマーに特異的な3次元構造ではなく、特定の短い線形エピトープに結合する。
Ariesandi et al. (2013)は、PPFを作製するための熱処理を含む工程が既存のオリゴマー濃度を低下させることを教示している。この結果、上記の先行技術文献に記載の抗体が、“経路上”にあるα-シヌクレインオリゴマーの毒性集団を標的にするか、または“別の経路”にある非毒性オリゴマーを標的にするかに関してさらに疑問を投げかける。
α-シヌクレインタンパク質の生理学的機能は知られていない。タンパク質の毒性は、文献では十分に定義されていないα-シヌクレインオリゴマー(原繊維ではなく)の亜集団に関連すると考えられている。これらの亜集団のタイプおよび濃度は動的であり、インビボで会合および解離すると考えられている。毒性のプリオン様(毒性)型α-シヌクレインを結合できる抗体を作製する必要がある。
発明の概要
本発明は、α-シヌクレインに結合する抗体に関する。また、該抗体の使用方法も記載されている。
本発明により、受託番号ATCC #PTA-124174(ATCCにより、2017年5月11日に受理)のハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体である、活性型α-シヌクレインに結合するモノクローナル抗体または単離されたモノクローナル抗体2F11が提供される。2017年5月11日に受理された受託番号ATCC #PTA-124174のハイブリドーマによって産生されるモノクローナル抗体の可変軽鎖、可変重鎖、または可変軽鎖および可変重鎖の両方をコードする単離されたポリヌクレオチドもまた本明細書に記載されている。薬学的に許容される担体、アジュバント、ビークルまたは賦形剤中にモノクローナル抗体2F11を含む組成物またはワクチンもまた提供され、これも本明細書に記載されている。
ある量の上記の組成物またはワクチンを対象に投与することを含む、それを必要とする対象において活性型α-シヌクレインまたはタウ線維を減少させる方法もまた提供される。該組成物またはワクチンは、対象に経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内、または皮下に投与されてもよい。要すれば、投与工程の前に、対象における活性型α-シヌクレインまたはタウ線維のレベルが決定され、かつ投与工程の後の一定期間後に、1つまたは2以上の活性型α-シヌクレインまたはタウ線維の第2のレベルが決定され得る。
本明細書中、α-シヌクレイン、タウ線維、またはそれらの組合せに結合し、相補性決定領域(CDR)を定義する以下のアミノ酸配列を含む、モノクローナル抗体2F11もまた記載されている:
重鎖:
DYYMF (配列番号14);
WNDPENGDTEYAPKFQG (配列番号15);
NAWDGNYV (配列番号16);
軽鎖:
TASSSVSSSYLH (配列番号17)
STSNLAS (配列番号18)
HQYHRSPPMYT (配列番号19)。
配列番号14-19で定義されるモノクローナル抗体2F11のCDRをコードする核酸配列もまた提供される。例えば、モノクローナル抗体2F11のCDRをコード化する核酸配列は以下のヌクレオチド配列を含み得る:
重鎖:
GACTACTATATGTTT (配列番号20)
TGGAATGATCCTGAGAATGGTGATACTGAATATGCCCCGAAGTTCCAGGGC (配列番号21)
AATGCATGGGATGGTAACTATGTT (配列番号22)
軽鎖:
ACTGCCAGCTCAAGTGTAAGTTCCAGTTACTTGCAC (配列番号23)
AGCACATCCAACCTGGCTTCT (配列番号24)
CACCAGTATCATCGTTCCCCACCCATGTACACG (配列番号25)。
本明細書中、ヒトα-シヌクレインまたはタウ線維に結合し、配列番号14-16のそれぞれに記載のアミノ酸配列を含む3つの重鎖可変領域(VH)相補性決定領域(CDR)を含むVHおよび配列番号17-19のそれぞれに記載のアミノ酸配列を含む3つの軽鎖可変領域(VL)CDRを含むVLを含む、モノクローナル抗体または単離されたモノクローナル抗体もまた記載されている。モノクローナル抗体のアミノ酸配列は、配列番号20-25で定義される1以上のヌクレオチド配列を含む核酸配列によりコード化され得る。さらに、モノクローナル抗体は、活性型α-シヌクレイン凝集体、タウ凝集体またはそれらの組合せに結合することを特徴とする。薬学的に許容される担体、アジュバント、ビークルまたは賦形剤中に、本明細書に記載のモノクローナル抗体を含む組成物またはワクチンもまた、本明細書に記載されている。
本明細書中、配列番号14-16に定義されるアミノ酸配列を含む3つのVH相補性決定領域(CDR)を含むモノクローナル抗体重鎖可変領域(VH)のCDRをコードする単離されたポリヌクレオチド配列もまた記載されている。ポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターもまた記載されている。
血液脳関門の通過のための多重特異性抗体もまた本明細書に記載されている。多重特異性抗体は、受託番号ATCC #PTA-124174(ATCCにより、2017年5月11日に寄託)を有するハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体2F11に結合された1つまたは2以上の担体分子を含む。多重特異性抗体は、三重特異性抗体または二重特異性抗体であってよく、例えば一価-二重特異性抗体または二価-二重特異性抗体であり得る。さらに、多重特異性抗体または二重特異性抗体の1つまたは2以上の担体分子は、トランスフェリン受容体(TfR)結合抗体、またはインシュリン様増殖因子1受容体(IGF1R)結合抗体に由来し得る。薬学的に許容される担体、アジュバント、ビークルまたは賦形剤中に、本明細書に記載の多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含む組成物またはワクチンもまた本明細書中に記載されている。
それを必要とする対象において、活性型α-シヌクレインまたはタウ線維を減少させる方法であって、該対象にある量の上記の組成物またはワクチンを投与することを含む方法もまた提供される。組成物またはワクチンは、対象に経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内、または皮下に投与され得る。要すれば、投与工程の前に、該対象における活性型α-シヌクレインまたはタウ線維のレベルが決定され、かつ投与工程の後、一定期間後に、1つまたは2以上の活性型α-シヌクレインまたはタウ線維の第2のレベルが決定され得る。
サンプルにおける活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を決定する方法もまた、本明細書中に記載される。該方法は、
i)サンプルの一部を活性型α-シヌクレインモノマーと結合しない対照抗体と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、対照処置群(control treatment)を作製し、
ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174、2017年5月11日寄託)と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、薬物処置群(active treatment)を作製し、
iii)チオフラビンアッセイを用いて対照処置群および薬物処置群の両方においてβシート構造形成の量を決定する、ここで、対照処置群と比較した薬物処置群におけるチオフラビン蛍光の減少は、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示す、
ことを含む。
サンプルにおけるタウ凝集体の存在を決定する方法が提供される。該方法は、
i)サンプルの一部を対照抗体と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、対照処置群を作製すること、
ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174)と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、薬物処置群を作製すること、および
iii)対照処置群および薬物処置群の両方におけるβシート構造形成の量を決定することを含む。ここで、対照処置群と比較して、薬物処置群におけるβシート構造形成の量の減少は、該サンプルにおけるタウ凝集体の存在を示す。
サンプルにおける活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を決定する別の方法もまた記載されている。該方法は、サンプルをモノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174、2017年5月11日寄託)に暴露すること、およびモノクローナル抗体2F11がサンプル中のタンパク質に結合するかどうかを決定することを含み、ここで、結合は、活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示している。サンプルは、暴露工程の前に非変性電気泳動を用いて分離されてよく、分離されたタンパク質は、ウェスタン分析によりモノクローナル抗体2F11を用いてプローブ化され、ここで、1以上の高分子量タンパク質の結合は、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示す。あるいは、非変性サンプルのドットブロットを、モノクローナル抗体2F11を用いてプローブ化することができ、モノクローナル抗体2F11のサンプルへの結合は、活活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示している。
サンプル中のタウ凝集体の存在を決定する方法もまた記載されている。該方法は、サンプルをモノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174、2017年5月11日寄託)に暴露すること、およびモノクローナル抗体2F11がサンプル中のタンパク質に結合するかどうかを決定することを含み、ここで、結合は、タウ凝集体の存在を示す。サンプルは、暴露工程の前に非変性電気泳動を用いて分離されてよく、分離されたタンパク質は、ウェスタン分析によりモノクローナル抗体2F11を用いてプローブ化され、ここで、1以上の高分子量タンパク質の結合は、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示している。あるいは、非変性サンプルのドットブロットを、モノクローナル抗体2F11を用いてプローブ化することができ、モノクローナル抗体2F11のサンプルへの結合は、タウ凝集体の存在を示しいる。
サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在、濃度または存在および濃度の両方を決定するためのさらなる方法が提供される。該方法は、モノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174)を用いて調製された表面にサンプルを適用し、該モノクローナル抗体に結合する活性型α-シヌクレイン凝集体の発生、量または発生および量の両方を決定し、それにより、サンプル中の活性型α-シヌクレイン凝集体の存在、濃度または存在および濃度の両方を決定することを含む。
サンプル中のタウ凝集体の存在、濃度または存在および濃度の両方を決定するための方法もまた提供される。該方法は、モノクローナル抗体2F11(ATCC #PTA-124174)を用いて調製された表面にサンプルを適用し、該モノクローナル抗体に結合するタウ凝集体の発生、量または発生および量の両方を決定し、それにより、サンプル中のタウ凝集体の存在、濃度または存在および濃度の両方を決定することを含む。
シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、グリア細胞球状封入体タウオパチーを有すると診断された対象における免疫応答を誘導する方法もまた記載されている。該方法は、上記のモノクローナル抗体2F11、該モノクローナル抗体2F11を含む医薬組成物、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体を該対象に投与することを含む。
上記のモノクローナル抗体2F11、該モノクローナル抗体2F11を含む医薬組成物、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体を対象に投与することを含む、シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、グリア細胞球状封入体タウオパチーを処置する方法もまた本明細書中に記載されている。
本発明のこの概要は、必ずしも本発明の全ての特徴を記載しているわけではない。
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面を参照して以下の説明からより明確になり得る。
図1は、“経路上”の毒性α-シヌクレインモノマーからアミロイド原線維形成に至る経路を示す。先行技術文献(Roberts H.L., Brown D.R., 2015, Biomolecules 5:282-305;URL:mdpi.com/2218-273X/5/2/282でも利用可能)。 図2Aは、種々の不活性型モノマー、不活性型凝集体、活性型モノマー、活性型凝集体、およびそれらの組合せのインキュベーション後の、α-シヌクレインβシート構造形成に関係するチオフラビンアッセイの結果を示す。左側のバー:(37℃にて)1時間のインキュベーション時間後の蛍光定量;右側のバー:(37℃にて;詳細は実施例参照のこと)24時間のインキュベーション時間後の蛍光定量。図2Bは、不活性型凝集体(エンドトキシンの不存在下でα-シヌクレインモノマーで作製)、または活性型凝集体(エンドトキシンの存在下で作製)と共にインキュベートした初代皮質細胞の共焦点画像を示す。蛍光を、レビー小体病理の検出のためにセリン129リン酸化特異的抗体を用いて測定した。ヘキスト:DAPI染色;pser129:FITC標識セリン129リン酸化特異的抗体。図2Cは、活性型ヒトα-シヌクレイン原線維(上パネル)および不活性型ヒトα-シヌクレイン原線維(下パネル)の電子顕微鏡画像を示す。バー:100nm。 図3Aは、クローン2F11でプローブ化されたマウス脳溶解物のウェスタンブロット分析を示す。左レーン:マーカー(kDa);右レーン:クローン2F11。マウス脳溶解物中において高分子量バンドが、クローン2F11を用いて同定された。図3Bは、クローン4F1でプローブ化されたマウス脳溶解物のウェスタンブロット分析を示す。左レーン:マーカー(kD);右レーン:クローン4F1。マウス脳溶解物において低分子量バンドが、クローン4F1を用いて同定された。図3Cは、クローン3F8でプローブ化したマウス脳溶解物のウェスタンブロットを示す。左レーン:マーカー(kDa);右レーン:クローン3F8。マウス脳溶解物における低分子量バンドが、クローン3F8を用いて同定された。図3Dは、クローン2F11でプローブ化された、HeLa溶解物(α-シヌクレインを産生することが知られている、URL:proteinatlas.org/ENSG00000145335-SNCA/cellを参照)のウェスタンブロット分析を示す。左レーン:マーカー(kDa);右レーン:クローン2F11。マウス脳溶解物における高分子量バンドが、クローン2F11を用いて同定された。
図4は、図3A-3Cで用いたマウス脳溶解物のタンパク質染色を示す。左レーン:マーカー(kDa)、右レーン:マウス脳溶解物のポンソー(Ponceau)染色。 図5Aは、クローン2F11を用いてプローブ化された、免疫沈降されたマウス脳溶解物のウェスタンブロット分析を示す。約60-70kDaのα-シヌクレインのオリゴマーバンドが示されている。左レーン:マーカー(kDa);中間レーン:ブランク;右レーン:マウス脳溶解物。図5Bは、クローン2F11を用いてプローブ化された、免疫沈殿されたマウス脳溶解物からの非結合画分(flow through)のウェスタンブロット分析を示す。約60-70kDaのα-シヌクレインのオリゴマーバンド、α-シヌクレイン三量体のバンドおよびα-シヌクレイン単量体のバンドが示される。左レーン:マーカー(kDa);右レーン:マウス脳溶解物。 図6は、マウスα-シヌクレイン(上の配列;055043;配列番号1)およびヒトα-シヌクレイン(下の配列;P37840;配列番号2)の核酸配列アラインメントを示す。 図7は、クローン2F11でプローブ化された、パーキンソン病ヒト脳、ヒト脳およびマウス脳から得られた変性サンプルのウェスタンブロット分析を示す。左から右へ:マーカーkDa;パーキンソン病のヒト脳;ヒト対照;マウス脳。高分子量を含む種々の分子量範囲の複数のバンドが、パーキンソン病を有するおよび有しないヒト脳ならびにマウスサンプルに存在している。
図8Aは、クローン2F11を用いてプローブ化した、パーキンソン病ヒト脳、ヒト脳およびマウス脳から得られたサンプルのネイティブウェスタン分析を示す。左から右へ:マーカー:kDa;ヒト脳(対照);パーキンソン病ヒト脳;マウス脳;ブランク;マーカーkDa;マウス脳(サンプル2);ブランク;α-シヌクレイン凝集体(活性型);α-シヌクレイン単量体(活性型)。図8Bは、クローン4F1を用いてプローブ化した、パーキンソン病ヒト脳、ヒト脳およびマウス脳から得られたサンプルのネイティブウェスタン分析を示す。左から右へ:マーカーkDa;ヒト脳(対照);パーキンソン病ヒト脳;マウス脳;ブランク;マーカーkDa;マウス脳(サンプル2);ブランク;α-シヌクレイン凝集体(活性型);α-シヌクレイン単量体(活性型)。マウス脳およびマウス脳2の溶解物は、異なる供給源からのものであって、同じ方法で調製された。図8Cは、2F11(左側パネル)およびSPC-506(A11;右側パネル)に結合する、活性型および不活性型α-シヌクレイン凝集体(原線維)のドットブロット分析を示す。上ブロット:2μg 活性型α-シヌクレイン凝集体;2番目のブロット:0.5μg 活性型α-シヌクレイン凝集体;3番目のブロット:2μg 不活性型α-シヌクレイン凝集体;下ブロット:0.5μg 不活性型α-シヌクレイン凝集体。図8Dは、ヒト活性型α-シヌクレイン凝集体に結合した、2F11金ナノ粒子複合体(nano-gold conjugated)(黒いドット)の電子顕微鏡分析を示す。バー:100nm。
図9Aは、チオフラビン活性アッセイの継時変化を示す。サンプル(上から下の順):α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM);α-シヌクレイン活性型凝集体(10nM);α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM);チオフラビン対照(25μM)。図9Bは、抗体(2F11;3F8;4F1;SMC-104)の存在下におけるチオフラビン活性の継時変化アッセイを示す。反応が開始されたとき(0時)に抗体が反応に追加された。サンプル(上から下の順):α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM);α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+SMC-104;α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+4F1;α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+3F8;α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+2F11;活性型凝集体10nM;活性型モノマー(100μM);チオフラビン対照(25μM)。図9Cは、抗体(2F11;3F8;4F1;SMC-104)の存在下におけるチオフラビン活性の継時変化アッセイを示す。抗体は、反応の開始前にサンプルとともに予めインキュベートされた。サンプル(上から下の順):α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM);α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+3F8;α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+SMC-104;α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+4F1;活性型凝集体(10nM);α-シヌクレイン活性型モノマー(100μM)+活性型凝集体(10nM)+2F11;活性型モノマー(100μM);チオフラビン対照(25μM)。図9Dは、Sprague-Dawley系ラットからの初代脳細胞の共焦点画像を示す。左上パネル:対照、DAPIおよびpSer129α-シヌクレイン抗体でプローブ化(DAPI染色核のみが識別される);右上パネル:活性型α-シヌクレイン原線維を追加し、DAPIおよびpSer129α-シヌクレイン抗体でプローブ化(α-シヌクレイン抗体への結合を示し、α-シヌクレインの病理を示唆する、DAPIおよびpSer129染色を示す);下パネル:活性型α-シヌクレイン原線維+2F11を追加し、DAPIおよびpSer129α-シヌクレイン抗体でプローブ化(DAPI染色とバックグラウンドレベルのpSer129染色を示す)。20x倍率;バー:250μm。図9Eは、2F11抗体の存在下および不存在下での、活性型α-シヌクレインオリゴマー、不活性型α-シヌクレインオリゴマー、活性型α-シヌクレインモノマーの存在における、ヒトSHSY-5Y細胞の細胞死を示す。細胞死(%):死んだ細胞の数/総正常核数x100。
図10は、種々の抗体の、α-シヌクレインの重複ペプチドとの結合を示す。ペプチド:1-30aa(配列番号3);21-50aa(配列番号4);41-70aa(配列番号5);61-90aa(配列番号6);81-100aa(配列番号7);101-130aa(配列番号8);121-140(配列番号9)。ELISA分析、ドットブロット(DB)分析および/またはウェスタンブロット(WB)分析を用いて結合を決定した。 図11Aは、2F11の可変領域(重鎖-IgG1アイソタイプ)のコンセンサス配列の核酸配列(配列番号10)およびアミノ酸配列(配列番号11)を示す。図11Bは、2F11の軽鎖可変領域(Kappa)のコンセンサス配列の核酸配列(配列番号12)およびアミノ酸配列(配列番号13)を示す。相補性決定領域(CDR)には下線が引かれている;リーダー配列は、イタリック体で示されている。
図12は、多重特異性抗体の例の概略図を示す。この限定されない例において、種々の担体分子を含む二重特異性抗体が、2F11の概略図と共に示されている(左側パネル)。二重特異性抗体は、マウスFc(分子の中央部分)およびα-シヌクレイン抗体(分子の上部分)を含むカーゴ分子に共有結合した、インスリン増殖因子1受容体の単一ドメイン(sd-IFG1R-BB;分子の下部分)を、二価(中パネル)または一価(右パネル)の変異体として含む。 図13は、タウを用いたチオフラビン活性アッセイの継時変化を示す。抗体をタウ線維と予めインキュベートし、タウ単量体を添加して反応を開始させた。蛍光を、インキュベーションの1、24または48時間後に測定した。サンプル(左から右の順):タウ単量体+タウ線維+2F11;タウ単量体+タウ線維+SMC-104;タウ単量体+タウ線維;タウ単量体;および、タウ線維。
詳細な説明
以下の説明は好ましい態様のものである。
本明細書で用いる用語“含む(comprising)”、“有する(having)”、“含む(including)”および“含む(containing)”ならびにそれらの文法上の変形は、包括的であるか、または制限なく、かつ追加の、記載されていない要素および/または方法ステップを除外しない。用語“本質的に~からなる”は、使用または方法に関連して本明細書で用いられるとき、追加の要素および/または方法ステップが存在し得ることが示されるが、これらの追加は、記載される方法または使用が機能する方法で重大な影響を及ぼさないことを意味する。使用または方法に関連して本明細書で用いられるとき、用語“~からなる”は、追加の要素および/または方法ステップの存在を除外する。特定の要素および/またはステップを含むものとして本明細書に記載の使用または方法は、これらの態様が具体的に言及されているか否かにかかわらず、特定の態様において、本質的にこれらの要素および/またはステップからなり、他の態様において、それらの要素および/またはステップからなる。加えて、単数形の使用は複数形を含み、“または”は、他にこれと異なる記載がない限り、“および/または”を意味する。本明細書で用いる用語“複数の”は、2以上、例えば、2またはそれ以上、3またはそれ以上、4またはそれ以上などを意味する。本明細書中で他にこれと異なる記載がない限り、本明細書で用いる全ての技術的および科学的用語は、当業者に一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で用いる用語“約”は、所与の値から約±10%の変動を意味する。そのような変動は、それが具体的に言及されているか否かにかかわらず、本明細書で提供される所与の値に常に含まれることが理解されるべきである。本明細書において用語“含む(comprising)”と合わせていらされるとき、用語“a”または“an”は、“1つ”を意味し得るが、“1つ以上”、“少なくとも1つ”および“1つまたは2以上”もまた意味する。
本明細書で用いる“タンパク質レベル”または“活性型タンパク質のレベル”とは、サンプル、対象から得られたサンプルまたは対象中のタンパク質の量または相対量を意味する。タンパク質レベルを参照(reference)または対照(control)タンパク質レベルと比較して、サンプルの状態を決定することができる。対象のタンパク質レベルは、例えば、ng/mlまたはμg/mlなどの絶対量で表されるか、または対照レベルと比較して、例えばシグナルの相対強度などの相対量;対照タンパク質レベルと比較した場合、パーセントまたは“倍”もしくは“倍変化”の増加、として表され得る。
同様に、対象における転写産物の“発現レベル”とは、対象の診断されていない生体サンプル中の転写産物の量を意味する。発現レベルを対照発現レベルと比較して、サンプルの状態を判断することができる。対象の発現レベルは、絶対量(例えば、ng/mlまたはμg/ml)あるいは相対量(例えば、シグナルの相対強度;パーセントまたは“倍”もしくは“倍変化”の増加)のいずれかであり得る。
図1に示すように、α-シヌクレインは、プリオン様活性を有しない単量体の可溶性タンパク質からプリオン様活性を有する不溶性凝集体へ、未知の数の中間体および/または中間体集団を介して複雑な経路をとり得る(例えば、図1参照:先行技術文献;Roberts H.L., Brown D.R., 2015, Biomolecules 5:282-305、引用により本明細書中に包含させる)。プリオン様活性を有する不溶性凝集体は、可溶性α-シヌクレインを動員し、α-シヌクレイン凝集プロセスを開始(seed)することができる。
α-シヌクレイン線維形成またはシヌクレイノパチーに関連する疾患または疾病の例としては、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、孤発性アルツハイマー病および家族性のアルツハイマー病などの、レビー小体により特徴付けられる疾患が挙げられるが、これらに限定されない。タウ線維形成またはタウオパチーに関連する疾患または疾病の例としては、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、前頭側頭骨性認知症、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、パーキンソン病、ピック病、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症およびグリア細胞球状封入体タウオパチーが挙げられるが、これらに限定されない。
“α-シヌクレイン単量体の種類”または“α-シヌクレイン単量体種”には、α-シヌクレイン単量体の群(非活性型または不活性型α-シヌクレイン単量体とも称される)、および活性型α-シヌクレイン単量体(毒性α-シヌクレイン単量体とも称される)が含まれる。
“α-シヌクレインオリゴマーの種類”または“α-シヌクレインオリゴマー種”には、非活性型α-シヌクレインオリゴマー(“経路外”オリゴマーとも称される)、活性型α-シヌクレインオリゴマー、または毒性α-シヌクレインオリゴマー(“経路上”α-シヌクレインオリゴマーとも称される)が含まれる。
“非活性型α-シヌクレインモノマー”または“不活性型α-シヌクレインモノマー”とは、α-シヌクレインの非毒性モノマーを意味する。α-シヌクレインモノマーの混合物は、結合して、活性なα-シヌクレインオリゴマーを形成しない。しかしながら、α-シヌクレインモノマー(不活性型)および活性型α-シヌクレインモノマーの混合物は、結合して、活性型α-シヌクレインオリゴマーを形成し得る。
“活性型α-シヌクレイン種”とは、1つまたは2以上の活性型α-シヌクレインモノマー、毒性α-シヌクレインモノマー、活性型α-シヌクレイン凝集体、毒性α-シヌクレイン凝集体、活性型α-シヌクレインオリゴマー、毒性α-シヌクレインオリゴマー、経路上のオリゴマー、α-シヌクレインを含むβシート構造、α-シヌクレイン原線維を意味する。
本明細書で用いる“活性型α-シヌクレインモノマー”または“毒性α-シヌクレインモノマー”は、他の活性型α-シヌクレインモノマーまたは活性型α-シヌクレイン凝集体と組み合わせたとき、活性型または毒性のα-シヌクレインオリゴマーの形成、α-シヌクレインを含むβシート構造の形成、活性型または毒性のα-シヌクレイン凝集体、またはα-シヌクレイン原線維の形成をもたらす、数種のα-シヌクレインモノマーを意味する。活性型α-シヌクレインモノマーは、他の活性型α-シヌクレインオリゴマー、活性型α-シヌクレイン凝集体またはそれらの組合せと結合することができ、アミロイド線維形成の経路に沿って進行する。
本明細書で用いる“活性型α-シヌクレインオリゴマー”、“毒性α-シヌクレインオリゴマー”または“経路上のα-シヌクレインオリゴマー”とは、活性型α-シヌクレインモノマーまたは活性型凝集体を動員してプロトフィブリルオリゴマーを産生する能力を有するα-シヌクレインモノマーの集団を意味し、それはα-シヌクレインフィブリル(アミロイド原線維;図1参照)を伸長し、産生することができる。
“活性型凝集体”または“活性型α-シヌクレイン凝集体”は、“予め形成された(pre-formed)フィブリル”(PFF)と互換的に用いられ得る。PFFまたは活性型凝集体は、活性型α-シヌクレインオリゴマー、2つもしくはそれ以上の活性型α-シヌクレインオリゴマーを含むプレフィブリル、2つもしくはそれ以上の活性型α-シヌクレインオリゴマーを含むフィブリル、またはそれらの組合せの集合体を意味する。PFFまたは活性型凝集体は、反応を開始する(seed)ために用いられ得る(例えば、図2B、9B-9D参照)。活性型α-シヌクレイン凝集体は、“不活性型凝集体”よりも、β-シート含有量が多く、α-ヘリックス含有量が少ない(表1;実施例2参照)。
“不活性型凝集体”は、不活性型α-シヌクレインオリゴマー、不活性型α-シヌクレインオリゴマーを含むプレフィブリル、不活性型α-シヌクレインオリゴマーを含むフィブリル、またはそれらの組合せの集合体を意味するために用いられる。不活性型凝集体は、β-シートを形成せず(図2参照)、それらは、反応を開始(seed)させない(例えば、図2B、9B-9D参照)。
マウスおよびヒトのα-シヌクレインのアミノ酸間の同一性パーセント(または類似性パーセント)は、95%である(図6参照)。
用語“類似性パーセント”、“配列類似性”、“同一性パーセント”または“配列同一性”は、特定の配列に言及するとき、例えば、ウィスコンシン大学GCGソフトウェアプログラムに設定されるか、または手動アライメントおよび目視検査により用いられる(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel et al., eds. 1995 supplement参照)。比較のための配列のアライメント方法は、当技術分野でよく知られている。比較のための配列の最適なアライメントは、例えば、Smith & Watermanのアルゴリズム(1981, Adv. Appl. Math. 2:482)を用いて、Needleman & Wunschのアライメントアルゴリズム(1970, J. Mol. Biol. 48:443)により、Pearson & Lipmanの類似性探索方法(1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444)により、これらのアルゴリズムのコンピューター化された実装方式(implementation)(例えば:Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer Group (GCG), 575 Science Dr., Madison, Wis.における、GAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA)により、実行することができる。
配列同一性パーセントおよび配列類似性パーセントを決定するのに好適なアルゴリズムの例は、BLASTおよびBLAST 2.0アルゴリズムであり、それらはAltschul et al., (1977, Nuc. Acids Res. 25:3389-3402)およびAltschul et al., (1990, J. Mol. Biol. 215:403-410)にそれぞれ記載されている。BLASTおよびBLAST 2.0を、本明細書に記載のパラメーターと共に用いて、本発明の核酸およびタンパク質の配列同一性パーセントを決定する。例えば、BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列用)は、デフォルトとして、11のワード長(W)、10の期待値(E)、M=5、N=-4および両鎖の比較を用いてよい。アミノ酸配列の場合、BLASTPプログラムは、デフォルトとして、3のワード長(W)および10の期待値(E)、50のBLOSUM62スコアリングマトリックス(Henikoff & Henikoff, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915参照)アライメント(B)および10の期待値(E)、M=5、N=-4、および両鎖の比較を用いてよい。BLAST分析を実行するためのソフトウェアは、米国の国立生物工学情報センターから公開されている(URL: ncbi.nlm.nih.gov/参照)。
本明細書で用いる“参照(reference)レベル”、“参照(reference)タンパク質レベル”または“対照(control)タンパク質レベル”は、正常な個体、または対象においてα-シヌクレイン線維形成に関連して疾患状態または病理学的状態、例えばレビー小体により特徴付けられる疾患、例えばこれに限定されないが、パーキンソン病を有するとの何らかの兆候のない個体の集団において測定された、α-シヌクレインの量またはα-シヌクレインタンパク質の量の範囲を意味する。例えば、1つまたは2以上の活性型α-シヌクレイン種、例えば活性型α-シヌクレインモノマーまたは活性型α-シヌクレインオリゴマーの参照レベルは、1つまたは2以上の正常個体から得られたサンプルにおいて同定されたα-シヌクレイン(活性型α-シヌクレインモノマーまたは活性型α-シヌクレインオリゴマー)のレベルまたは量に基づいて決定され得る。参照レベルは、絶対量(例えば、ng/mlまたはμg/ml)または相対量(例えば、シグナルの相対強度;対照レベルまたは量と比較したとき、増加のパーセントまたは“倍”または“倍変化”)のいずれかであり得る。
本明細書で用いる“閾値レベル”、“閾値量”または“閾値発現レベル”は、例えば、対照サンプルまたは対照対象で同定されたα-シヌクレインのレベルまたは量と比較したとき、1つまたは2以上の活性型α-シヌクレイン種、活性型α-シヌクレインモノマーまたは性型α-シヌクレインオリゴマーの参照量またはレベルを超える、約1.5倍変化から約20倍変化の間の生体サンプル中のα-シヌクレインの量またはレベル、あるいはその間の任意の量またはレベルを意味する。α-シヌクレインの閾値レベルは、α-シヌクレイン線維形成と関連する疾患、レビー小体、例えばこれに限定されないが、パーキンソン病により特徴付けられる病理学的状態を示し得る。
本明細書で用いる“基準(ベースライン)レベル”とは、何らかの処置前または何らかの処置中に決定される対象から得られた第1の生体サンプルにおけるα-シヌクレインの量またはレベルを意味し、第1の生体サンプルが得られた後に対象から得られた第2の生体サンプルから評価されるα-シヌクレインの第2の発現レベルと比較して用いられる。この基準レベルは、例えば、対象におけるα-シヌクレイン線維形成に関連する疾患または病的状態、例えばレビー小体、例えばこれに限定されないが、パーキンソン病により特徴付けられる病的状態の進行をモニタリングすること、α-シヌクレイン線維形成と関連する疾状または病的状態を有する対象における処理レジメンまたは処置モダリティをモニタリングすること、処置レジメンまたは処置モダリティが対象において考慮されるべきかどうかを決定すること、処置レジメンまたは処置モダリティが対象において中止されるべきかどうかを決定すること、または処置レジメンまたは処置モダリティが対象において変更されるべきかどうかを決定することに用いられ得る。
本明細書で用いる“正常個体”とは、本明細書に記載の1以上の診断方法(チオフラビンアッセイ、ウェスタン分析、ELISAまたはドットブロット分析)の組合せを用いてα-シヌクレイン線維形成について試験され、活性型α-シヌクレインモノマーまたは活性型α-シヌクレインオリゴマーを有しないと判断された個体を意味する。
本明細書中互換的に用いられる用語“治療”および“処置”は、レシピエントの状態を改善する意図で行われる介入を意味する。改善とは、主観的または客観的であり、処置されている疾患、障害または病的状態に関連する疾患の改善、その発症の予防、あるいはその疾患の変化に関係している。したがって、治療および処置という用語は最も広い意味で用いられ、さまざまな段階での疾患、障害または病的状態の予防(防止)、緩和、軽減および治癒を含む。レシピエントの状態の悪化の予防もこの用語に含まれる。治療/処置を必要とする者には、すでに疾患、障害または疾患を有する者、ならびに疾患、障害または疾病を起こしやすい、もしくは発症するリスクがある者、および疾患、障害または病的状態が予防されるべき者が含まれる。本明細書中、疾患、障害または病的状態は以下に関連する:
パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、孤発性アルツハイマー病および家族性のアルツハイマー病などのレビー小体により特徴付けられる疾患を含むが、これに限定されない、α-シヌクレイン線維形成またはシヌクレイノパチー、
神経原線維変化、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症およびグリア細胞球状封入体タウオパチーを含むが、これらに限定されない、タウ原線維形成(凝集)またはタウパシー
あるいは、それらの組合せ。
本明細書で用いる用語“対象”または“患者”は、哺乳動物を意味し、例えば対象はヒトであり得る。あるいは、対象は、非ヒト霊長動物、家畜または農耕動物であり得る。
本明細書で用いる“有効量”とは、所望の効果を生じる化合物の量を意味する。例えば、細胞集団または細胞抽出物を有効量の化合物と接触させて、インビトロでのその効果を試験するか、または所望の治療効果をエクスビボまたはインビトロで生じさせることができる。有効量の化合物を用いて、標的状態を予防または処置する、該状態と関連する症状を緩和する、あるいは所望の生理的効果をもたらす等の、対象において治療効果をもたらすことができる。そのような場合、有効量の化合物は、“治療的有効量”、“治療的有効濃度”または“治療的有効用量”である。有効量または治療的有効量は、所定の対象における処置の有効性に関して最も効果的な結果をもたらし得る組成物の量である。この量は、化合物の特性(活性、薬物動態、薬力学およびバイオアベイラビリティを含む)、対象の生理学的状態(年齢、性別、疾患の種類およびステージ、一般的な身体状態、所定の投与量に対する応答、および薬物の種類)または細胞、製剤中の薬学的に許容される担体(複数可)の性質、および投与経路を含むが、これらに限定されない、種々の要因によって変わり得る。適当な担体の非限定的な例としては、緩衝剤、安定化剤、塩、抗酸化剤、錯化剤、氷晶防止剤、凍結乾燥保護剤、懸濁化剤、乳化剤、抗菌剤、防腐剤、キレート剤、結合剤、界面活性剤、湿潤剤、油などの非水性ビークル、または持続もしくは制御放出用ポリマーが挙げられる。例えば、Berge et al. 1977 (J. Pharm Sci. 66:1-19)参照のこと。さらに、有効量または治療的有効量は、化合物が単独で投与されるか、あるいは別の化合物、薬物、療法剤または他の治療方法もしくはモダリティと組合せて投与されるかどうかによって変わり得る。臨床薬理分野の当業者は、例えば、通常の実験を通して、すなわち化合物の投与に対する細胞または対象の応答をモニタリングし、それに応じて投与量を調整することにより、有効量または治療的有効量を決定することができる。追加のガイダンスについては、例えば、本明細書中に完全に記載されているかのように引用により本明細書中に包含される、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21st Edition, Univ. of Sciences in Philadelphia (USIP), Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, Pa., 2005を参照のこと。
“生体サンプル”または“サンプル”とは、血液(全血、白血球、末梢血単核細胞、血漿および血清を含む)、脳脊髄液、組織抽出物、および細胞抽出物を含むが、これらに限定されない、対象から得られたまたは他の方法で対象に由来する任意の材料、体液、組織、または細胞を意味する。これには、上記のすべての実験的に分離された画分もまた含まれる。例えば、血液サンプルを、血清あるいは赤血球細胞または白血球細胞(白血球)などの特定の種類の血液細胞を含む画分に分画することができる。必要に応じて、サンプルは、組織および体液サンプルの組合せなど、個体由来のサンプルの組合せであってもよい。生体サンプルには、組織サンプルまたは組織生検などの均質化された固形材料を含む物質、あるいは組織培養物または細胞培養物に由来する物質も含まれる。組織は、正常組織または病変組織であってよい。
不活性型および活性型α-シヌクレインモノマーおよび凝集体を評価して、可溶性モノマーおよび不溶性凝集体が活性型(プリオン様)であり、α-シヌクレイン凝集プロセスを開始(seed)できるか、もしくはそれにより開始(seed)され得るかどうかを決定した(βシート構造形成により決定された)。図2(実施例2)に示すように、
a.不活性型α-シヌクレインモノマー、不活性型凝集体、または不活性型α-シヌクレインモノマーと活性型α-シヌクレイン凝集体との組合せは、凝集プロセスを開始(seed)することができず、βシート構造の形成は観察されなかった;
b.活性型モノマー、または活性型モノマーと不活性型凝集体との組合せは、自己反応(self-seed)することができ、活性型モノマーおよび活性型凝集体(または事前に形成されたフィブリル;PFF)は、プリオン様凝集反応を開始(seed)することができ、βシート構造形成の増加をもたらすことが観察された。
マウスモノクローナル抗体を、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマーに対して調製した。α-シヌクレインモノマーの活性型に対する抗体であって、不活性型に対してのものではない抗体を分泌するハイブリドーマが選択された。ウェスタンブロット分析を用いて、1つの抗体2F11(ATCC #PTA-124174、2017年5月11日受託)が、マウス脳溶解物およびHeLa溶解物において高分子量のα-シヌクレイン凝集体を同定すること(>150kDa;図3Aおよび3D参照)が観察されたが、他のα-シヌクレインモノクローナル抗体(これも、α-シヌクレインモノマーの活性型に結合することにより選択された)は、15kDaのバンドのみを同定した(4F1、図3B;3F8、図3C)。
2F11の重鎖(配列番号10および11)および軽鎖(配列番号12および13)の核酸配列およびアミノ酸配列は、図11Aおよび11Bに記載されている。モノクローナル抗体2F11は、相補性決定領域(CDR)を定義する以下のアミノ酸配列を含む:
重鎖:
DYYMF (配列番号14);
WNDPENGDTEYAPKFQG (配列番号15);
NAWDGNYV (配列番号16);
軽鎖:
TASSSVSSSYLH (配列番号17)
STSNLAS (配列番号18)
HQYHRSPPMYT (配列番号19)。
モノクローナル抗体2F11のCDRをコードする核酸配列は、以下のヌクレオチド配列を含む:
重鎖:
GACTACTATATGTTT (配列番号20)
TGGAATGATCCTGAGAATGGTGATACTGAATATGCCCCGAAGTTCCAGGGC (配列番号21)
AATGCATGGGATGGTAACTATGTT (配列番号22)
軽鎖
ACTGCCAGCTCAAGTGTAAGTTCCAGTTACTTGCAC (配列番号23)
AGCACATCCAACCTGGCTTCT (配列番号24)
CACCAGTATCATCGTTCCCCACCCATGTACACG (配列番号25)。
モノクローナル抗体2F11は、天然サンプルからの天然条件のゲル電気泳動下で、α-シヌクレインオリゴマーに結合するが、α-シヌクレインモノマー(活性型)に結合しない。脳溶解物(マウスから得られた)を、2F11を用いて自然な条件下で免疫沈降させ、沈殿画分およびフロースルー画分を変性ウェスタンブロットを用いて分析した。2F11抗体は、免疫沈降した天然の脳溶解物中のα-シヌクレインオリゴマー(一旦変性されると60-70kDaに泳動される)に結合したが、α-シヌクレインモノマー(活性型)には結合せず、このことは、モノマーのバンドが天然サンプルから2F11により免疫沈降されなかったことを証明した(図5A)。しかしながら、この画分が変性条件下で分離されたとき、フロースルー画分の3つの画分:約15kDaのα-シヌクレインモノマー(活性型);約40kDaの推定α-シヌクレイン三量体;および、60-70kDaのα-シヌクレインオリゴマー(図5B)が2F11に結合することが観察され、このことは、(ウェスタンブロット分析で用いられる)変性条件下で、2F11が、安定化オリゴマーおよび単量体α-シヌクレインの両方に結合し得ることを証明した。2F11はタウ凝集体に選択的に結合するため(図13参照)、このアプローチを用いてタウ凝集体の存在を確認することもできる。
マウスモノクローナル抗体2F11は、変性条件下(図7)または天然条件下(図8Aおよび8B)で、ウェスタンブロット分析を用いて、ヒト脳由来の溶解物、パーキンソン病患者からのヒト脳由来の溶解物、およびマウス脳由来の溶解物においてヒトα-シヌクレインに結合することが観察された。例えば、2F11は変性条件下で高分子量および中間分子量のヒトおよびマウスα-シヌクレインオリゴマーに結合した(図7)。天然の非還元条件下(図8A)で、2F11は、約60kDaから約250kDaの、ヒト脳溶解物、パーキンソン脳溶解物、およびマウス脳溶解物由来の高分子量α-シヌクレインオリゴマーに結合した。従って、2F11は、天然条件下でα-シヌクレインオリゴマーまたは凝集体を識別する。
4F1抗体は、天然条件下で高分子量オリゴマーに結合することも観察された(図8B)。しかしながら、4F1は、精製された病原性(活性型)α-シヌクレインモノマーまたは凝集体を認識しなかった。
従って、天然系では、2F11は、ヒトおよびマウスα-シヌクレインの両方を識別するが、2F11抗体は、α-シヌクレインモノマー(活性型)に結合しない。理論はともかく、これらの結果は、2F11は、α-シヌクレイン凝集体に結合し、それがα-シヌクレインオリゴマーの病原性種またはレビー小体病の発症経路に直接関与するオリゴマーに結合することを可能にすることを示している。
2F11は、ヒトおよびマウスα-シヌクレインの両方に結合することができ、かつマウスおよびヒトα-シヌクレインの間のアミノ酸の同一性パーセント(または類似性パーセント)が95%(図6)であるため、2F11は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列と約95~約100%の、またはその間の任意の値の配列類似性を有するα-シヌクレインを同定することができる。例えば、2F11は、本明細書に記載の天然または変性条件下で決定されるように、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列と90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはその間の任意の値の配列類似性を有するα-シヌクレインを同定することができる。
モノクローナル抗体2F11はまた、インビトロでβシート構造形成を阻止することも観察された。α-シヌクレイン反応の進行は、図9Aに示すように決定され得る。このアッセイでは、活性型α-シヌクレイン凝集体の存在下で、活性型α-シヌクレインモノマーの反応が“開始(seed)され”、経時的にαヘリックス構造からβシートに変化する(すなわち、チオフラビン蛍光の増加が観察される;上の線)。活性型α-シヌクレイン凝集体は、βシート構造形成のわずかな増加をもたらした(上から2番目の線)が、この増加は、活性型α-シヌクレイン凝集体と活性型α-シヌクレインモノマーとの混合物の増加(上の線)より少ない。活性型α-シヌクレインモノマーは、経時的にゆっくりと自己反応する(self-seed)(上から3番目の線)。
α-シヌクレイン反応の進行は、反応の開始時に2F11を添加したとき(図9B)、または反応の開始前に、2F11を種々のα-シヌクレイン種と予めインキュベートしたとき(図9C)の両方で、モノクローナル抗体2F11の存在下で遮断されることが観察された。モノクローナル抗体4F1または3F8は、2F11の効果と比較したとき、α-シヌクレイン反応の進行を同程度には阻害しなかった。さらに、対照抗体SMC-104(hsp70に対するマウスモノクローナル)は、α-シヌクレイン反応にほとんどまたは全く影響を及ぼさなかった。
これらの結果は、2F11抗体が、α-シヌクレイン凝集およびフィブリル化反応がβシート構造の形成に進行するために必要とされる成分または構造に結合することを明確に示す。従って、2F11抗体は、この反応に対して中和効果を示す。
これらの結果は、天然サンプル由来のα-シヌクレインオリゴマーの毒性型への2F11の結合を用いて、パーキンソン病脳 対 非パーキンソン病脳に由来するヒト脳溶解物中の毒性α-シヌクレインオリゴマーの量を決定できること、およびヒト脳溶解物中のより多量の毒性α-シヌクレインオリゴマーがパーキンソン病脳に由来するかどうかを識別できることを示している。
従って、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を判定するための方法が提供される。該方法は以下を含む:
i)サンプルの一部を対照抗体と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、対照処置群を作製し、
ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体2F11と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、薬物処置群を作製し、そして
iii)対照処置群および薬物処置群の両方においてβシート構造形成の量を決定すること。
ここで、対照処置群と比較した薬物処置群におけるβシート構造形成の量の減少は、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示す。
さらに、レビー小体(DLB)疾患を伝達することができる天然のヒトサンプルから単離されたα-シヌクレインオリゴマーを用いて、活性型α-シヌクレインモノマーを誘導(seed)し、チオフラビンを用いてモニタリングされるβシート構造形成の反応動態を追跡することができる(実施例5に記載の方法を使用)。このアッセイを用いて、サンプル、例えば脳脊髄液(CSF)、血液、ヒト脳溶解物、またはα-シヌクレインオリゴマーを含み得る他のサンプル中の、毒性α-シヌクレインオリゴマーの量を決定することができる。このアッセイは、パーキンソン病の疑いのある脳から得られたサンプル(試験サンプル)に用いることができ、パーキンソン病ではない脳から得られたサンプル(対照サンプル)から得られた結果と比較したとき、ヒト脳溶解物サンプル中の毒性シヌクレインオリゴマーの量の増加は、試験サンプル中のパーキンソン病の存在の指標となる。
タウとα-シヌクレインとの間の既知の相互作用により(Li, X., et. al., 2016, J. Mol. Neurosci. 60:298-304)、βシート構造形成を誘導するタウに対するモノクローナル抗体2F11の効果もまた、チオフラビンアッセイを用いて試験した。図13に示すように、2F11は、タウ線維、βシート構造形成をインビトロで阻止することが観察された。タウ線維のみ、またはタウモノマーのみをアッセイしたとき、バックグラウンド蛍光シグナルが観察された。しかしながら、タウモノマーおよびタウ線維の混合物は、経時的なβシート構造形成を示す強い蛍光シグナルの発生をもたらす。2F11を反応開始前にタウ線維と予めインキュベートすると、タウ反応の進行が、モノクローナル抗体2F11の存在下で遮断されることが観察された。モノクローナル抗体SMC-104(hsp70に対するマウスモノクローナル)は、タウ反応にほとんどまたは全く影響を与えなかった。α-シヌクレインβシート構造形成をインビトロで阻止するための添加量と比べて、より多量の2F11抗体が、インビトロでのタウ線維、βシート構造形成の阻止に必要であった。
従って、サンプル中のタウ凝集体の存在を判定する方法を提供する。該方法は以下を含む:
i)サンプルの一部を対照抗体と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、対照処置群を作成すること、
ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体2F11と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、薬物処置群を作成すること、および
iii)対照処置群および薬物処置群の両方におけるβシート構造形成の量を決定すること。
ここで、対照処置群と比較して、薬物処置群におけるβシート構造形成の量の減少は、サンプル中のタウ凝集体の存在を示す。
これらの結果は、2F11抗体が、α-シヌクレイン凝集およびフィブリル化反応およびタウ反応がβシート構造を形成するために進行するために必要とされる成分または構造に結合することを明確に示す。従って、2F11抗体は、この反応に対して中和効果を示す。
これらの結果は、天然サンプル由来のα-シヌクレインオリゴマーの毒性形態への2F11の結合を用いて、パーキンソン病脳 対 非パーキンソン病脳に由来するヒト脳溶解物中の毒性α-シヌクレインオリゴマーの量を決定できること、およびヒト脳溶解物中のより多量の毒性α-シヌクレインオリゴマーがパーキンソン病脳に由来するかどうかを特定できることを示している。
これらの結果はまた、サンプルからのタウの線維形態への2F11の結合を用いて、罹患していない脳と比較して、例えばアルツハイマー病に罹患した脳に由来するヒト脳溶解物中のタウ凝集体の有無または量を決定できること、およびヒト脳溶解物中のより多量のタウ凝集体が罹患した脳組織に存在するかどうかを特定できることを示している。
2F11のエピトープ結合は、それぞれが約30アミノ酸長の一連の重複するα-シヌクレインペプチドに特徴付けられた。2F11クローンは、α-シヌクレインの活性型(例えば、4F1、3F8)に結合することも確認された他のモノクローナル抗体と比較した場合、エピトープ結合の特異なパターンを示した(図10)。この分析では、2F11は位置61-90および101-130で、α-シヌクレインの2つのC末端フラグメントに結合することが観察された。理論はともかく、2F11のエピトープ結合特性により、α-シヌクレイン凝集および線維化反応のコア成分に結合し、これを中和できる。
2F11抗体の線条体内注射はまた、ラット皮質細胞におけるレビー小体病態の発症を減少させることも観察された。皮質組織へのα-シヌクレイン線維の投与により、α-シヌクレイン特異的抗体pSer129を用いて決定されるように、α-シヌクレイン反応が開始(seed)された。局在α-シヌクレイン凝集部位の数、および凝集体のサイズは、α-シヌクレイン原線維をモノクローナル抗体2F11と予めインキュベートすることにより減少した。PBS中のα-シヌクレイン線維で処理されたラットから得られた皮質組織の切片は、α-シヌクレイン抗体(pSer129)のα-シヌクレイン線維への結合およびα-シヌクレイン凝集体形成(核周囲の凝集または封入体)を示す局在蛍光を明らかにした。対照(PBS)処理ラットでは蛍光は観察されなかった(α-シヌクレイン凝集体の形成は示されなかった)。局在蛍光は、α-シヌクレイン線維および抗体3D10で処理したラット皮質細胞でも観察され、抗体(pSer129)のα-シヌクレイン線維への結合およびα-シヌクレイン凝集体形成が示された。α-シヌクレインフィブリルおよび抗体3D10を投与された皮質細胞の局所結合の量は、α-シヌクレインフィブリルのみを投与したラットから得られた皮質組織のスライスにおいて観察された量と類似していた。α-シヌクレイン線維および抗体2F11で処理したラット脳から得られた皮質細胞で局在蛍光が観察されたが、局在結合部位(核周囲の凝集)の数および局在結合部位のサイズの両方が、α-シヌクレイン線維のみ、またはα-シヌクレイン線維および抗体3D10で処理した場合に皮質細胞で観察される結合部位の数およびサイズのいずれかと比較して減少し、このことは、2F11抗体で脳組織を処理すると、インビボでラット皮質細胞のレビー小体病変の発症を減少させることを示している。従って、2F11を用いた処置は、レビー小体様封入体の形成を妨害または遅延させ得る。理論はともかく、皮質細胞に投与される2F11の量を増やすことは、インビボでのラット皮質細胞のレビー小体病理の発症をさらに妨害、減少および/または遅延させ得る。
モノクローナル抗体を用いて対象を免疫化し、インビボでα-シヌクレインオリゴマー化反応を減少または阻害することができる。例えば、α-synトランスジェニック(tg)マウス(PDモデル; Masliah et al., 2011)および非-tgマウスを、2F11を用いて免疫化し、α-synトランスジェニック(tg)マウスおよび非-tgマウスの両方の行動反応(記憶回復)を経時的に評価することができる。2F11で免疫化したTgマウスは、より良好な記憶回復を示し、非-tgマウスと同様の方法でタスクを完了することができ、従って、2F11抗体処置が学習障害を元に戻すことが証明される。
結果として、本発明は、モノクローナル抗体2F11、あるいは2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体(以下参照)を、薬学的に許容される担体、アジュバント、ビークルまたは賦形剤中に含む組成物またはワクチンを意図する。さらに、それを必要とする対象において活性型α-シヌクレインまたはタウ凝集体を減少させる方法も提供される。この方法は、ある量の組成物またはワクチンを該対象に投与することを含む。組成物またはワクチンは、該対象に、経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内または皮下に投与され得る。
本明細書に記載の抗体、例えば2F11、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体、および薬学的に許容される担体(以下に記載)、アジュバント、または賦形剤を含む医薬組成物もまた記載されている。治療薬、例えば2F11、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体の投与は、そのままの投与を含む当技術分野で公知の種々のメカニズムを用いて行うことができるか、あるいは静脈内、腹腔内、皮下もしくは経口経路により、または直接注射により投与することができる。治療薬はまた、該治療薬の薬学的に使用可能な製剤への加工を促進する賦形剤および助剤を含む適切な薬学的に許容される担体を含む医薬組成物または製剤の一部として投与され得る。
本明細書では、シヌクレイノパチー、レビー小体により特徴付けられる病的状態、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、およびグリア細胞球状封入体タウオパチーと診断された対象において免疫応答を誘導する方法であって、該対象に、モノクローナル抗体2F11、2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体、モノクローナル抗体2F11を含む医薬組成物、2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含む医薬組成物、モノクローナル2F11を含むワクチン、あるいは2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含むワクチンを投与することを含む方法もまた提供する。
シヌクレイノパチー、レビー小体により特徴付けられる病的状態、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、孤発性アルツハイマー病、家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症およびグリア細胞球状封入体タウオパチーを有すると診断された対象における免疫応答を誘導するための、モノクローナル抗体2F11、2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体、2F11を含む医薬組成物、あるいは2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含む医薬組成物の使用もまた記載されている。
また、シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする病的状態、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病、またはタウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、およびグリア細胞球状封入体タウオパチーを処置する方法もまた記載されている。該方法は、モノクローナル抗体2F11、2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体、モノクローナル抗体2F11を含む医薬組成物、あるいは2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含む医薬組成物を対象に投与することを含む。対象において、シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病を処置するための、モノクローナル抗体2F11、2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体、モノクローナル抗体2F11を含む医薬組成物、あるいは2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体または二重特異性抗体を含む医薬組成物の使用もまた記載されている。
シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病を処置するための医薬の製造、またはタウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、およびグリア細胞球状封入体タウオパチーを処置するための医薬の製造における、モノクローナル抗体2F11、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体の使用も記載されている。また、シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病または家族性アルツハイマー病を処置するための医薬の製造、またはタウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、アルツハイマー病、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、およびグリア細胞球状封入体タウオパチーを処置するための医薬の製造における使用のための、モノクローナル抗体2F11、または2F11を含む多重特異性抗体、三重特異性抗体もしくは二重特異性抗体の使用も記載されている。
抗体はモノクローナル抗体であり得る。抗体は、非ヒト抗体、霊長動物化抗体、ヒト化抗体または完全ヒト抗体であり得る。非ヒト抗体をヒト化または霊長動物化する方法は、当技術分野で周知であり、例えば、げっ歯動物の相補性決定領域(CDR)もしくは他のアミノ酸配列またはヒト抗体のそれらの配列を置換することによる(例えば、Jones et al., Nature 321:522-525 (1986); Riechmann et al., Nature 332:323-327 (1988); Verhoeyen et al., Science 239:1534-1536 (1988) and Presta, Curr. Op. Struct. Biol. 2:593-596 (1992), Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:6851-6855 (1984); Morrison and Oi, Adv. Immunol., 44:65-92 (1988); Verhoeyen et al., Science, 239:1534-1536 (1988); Padlan, Molec. Immun., 28:489-498 (1991); Padlan, Molec. Immun., 31(3):169-217 (1994);各文献は引用によりその内容全体を本明細書中に包含させる)。本明細書で用いる用語“抗原結合ドメイン”は、抗原結合活性を有する任意の抗体誘導体または断片を意味する。いくつかの例では、抗原結合ドメインは、抗体軽鎖可変ドメインおよび重鎖可変ドメイン(すなわち、VLおよびVHドメイン)を含む。抗体断片および誘導体の限定されない例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv(すなわち、単鎖Fv)、scFv-Fc、ミニボディ、ナノボディ、ダイアボディ、トリ(ア)ボディ、多重特異性抗体、三重特異性抗体、二重特異性抗体などが挙げられる。他の多くの抗体断片および誘導体が知られており、その多くの限定されない例が、Deyev and Lebedenko (2008, BioEssays 30:904-918、引用によりその内容全体を本明細書中に包含させる)に記載されている。方法または使用のいくつかの態様において、抗原結合ドメインは、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv、scFv-Fc、ミニボディ、ナノボディ、ダイアボディまたはトリ(ア)ボディである。
受容体介在トランスサイトーシス経路を介して、1つまたは2以上の担体分子および1つまたは2以上の負荷分子を含む、多重特異性抗体、例えば二重特異性抗体または三重特異性抗体を用いて、血液脳関門を通過して治療抗体を輸送する方法が知られている。例えば、トランスフェリン受容体(TfR)結合抗体(およびその変異体)を担体として用いることができ、カーゴ分子(例えば、2F11)に融合すると、血液脳関門を通過できる二重特異性抗体が作製される(例えば、Zuchero, Y. J, Y., et. Al., 2016, Neuron 89:70-82; Bien.Ly, N. et. al. 2014 J. Exp. Med. 211:233-244; US 2018/8002433; CA 3,000,560参照;これらは引用により本明細書に包含される)。あるいは、インスリン様増殖因子1受容体(IGF1R)結合抗体を担体として用いて、カーゴ分子2F11に融合させて、血液脳関門を通過する二重特異性抗体を作製することができる(例えば、WO2015/131256;WO2015/131257;WO2015/131258参照;これらは引用により本明細書に包含される)。血液脳関門を通過できる2F11を含む一価または二価のIGF1R二重特異性抗体の例を、図12に示す。Absolute antibody(URL:absoluteantibody.com/custom-services/antibody-engineering/を参照)は、多重特異性抗体の調製について記載している。
従って、本発明は、血液脳関門を通過させるための多重特異性抗体、例えば三重特異性または二重特異性抗体も提供し、二重特異性抗体は、モノクローナル抗体2F11に結合した担体分子を含む。例えば、二重特異性抗体の担体分子は、一価-二重特異性抗体または二価-二重特異性抗体のいずれかであり得る。二重特異性抗体は、トランスフェリン受容体(TfR)結合抗体、またはインシュリン様増殖因子1受容体(IGF1R)結合抗体のいずれかであり得る。
本発明を以下の実施例でさらに説明する。
実施例1:材料および方法
α-シヌクレイン免疫原の作製:
不活性型ヒトα-シヌクレインモノマーおよび凝集体を、Volpicelli-Daley et al., 2014(引用により本明細書中に包含させる)に従い、軽微な改変を加えて、作製した。単量体形態のα-シヌクレインを含む画分を集め、Pierceの高容量エンドトキシン除去スピンカラム(Thermo Scientific, #88276)を製造元が提供するマニュアルに従って用いてエンドトキシン除去手順を行った。エンドトキシンレベルを、ToxinSensor Chromogenic LALエンドトキシンアッセイキット(GenScript, #L00350)を用いて測定した。エンドトキシンレベルは、LALアッセイで測定された、1μgのタンパク質当たり1EU未満であった。不活性型モノマーを用いて、不活性型凝集体を作製した。
活性型マウスα-シヌクレイン凝集体(形成されたフィブリル-PFF)および活性型α-シヌクレインモノマーを、Lee研究所(神経変性疾患研究のためのセンター, 3rd Floor, Maloney Building, 3600 Spruce Street, Philadelphia, PA 19104-4283, USA)から入手した。マウス脳溶解物は、ビクトリア大学(3800 Finnerty Rd, Victoria, BC V8P 5C2, Canada)より提供された。ヒト脳組織全体溶解物(5mg/mL)を、Novus Biologicals、#NB820-59177から入手した。パーキンソン病のヒト脳組織全体溶解物(5mg/mL)を、Novus Biologicals、#NB820-59407から入手した。HeLa溶解物を、Rockland Immunochemicals Inc.、#W09-000-364から入手した。
チオフラビンアッセイ:
チオフラビンアッセイは、Murray et al., 2003(引用により本明細書中に包含させる)に基づいた。このアッセイは、β-シート含有量を経時的に測定する。蛍光の増加は、シーディング反応中の凝集フィブリルの増加によるβシート構造の増加を示している。
チオフラビンTストック(1mM)を、PBSで終濃度25μM(1:40希釈)に希釈した。95μLの希釈したチオフラビンTを、384ウェルの各ウェルに添加し、サンプル(2.5μL)を各ウェルに添加し、そしてこの溶液を混合した。対照については、2.5μLのPBSのみを希釈したチオフラビンTに添加し、2.5μLの単量体α-シヌクレインを希釈したチオフラビンTに添加した。混合物を室温にて2分から1時間インキュベートし、チオフラビンT蛍光を各ウェルにおいて測定した(励起450nm、発光500nm)。上記のチオフラビンTアッセイの変更点は以下の通りであった:チオフラビンT蛍光を、37℃にて1時間から88時間までインキュベートした後、各ウェル(励起450nm、発光485nm)において測定した。
プレインキュベーション実験について、30ugの抗体を10nMのα-シヌクレイン凝集体と共に、振とうしながら、4℃にて1時間インキュベートした。混合物を10000rpmで5分間遠心し、1mLのPBSで濯いだ。この工程をさらに4回繰り返した。上清を除き、α-シヌクレイン凝集体(結合した抗体を含む)を、10μLのPBSに再懸濁させた。
共インキュベーション実験について、チオフラビンTの添加の直前に、30ugの抗体を単量体α-シヌクレインおよびα-シヌクレイン凝集体に添加した。
マウスモノクローナル抗体作製:
マウスモノクローナル抗体を、カナダ(4464 Markham Street #3204, Victoria, BC V8Z 7X8, Canada)にあるImmunoPrecise Antibodies Ltd(IPA)で独自のRapidPrime技術を用いて作製した。RapridPrime には、5匹のメスのBALB/cマウスの免疫が含まれていた。
間接ELISAによるα-シヌクレイン線維抗原のハイブリドーマスクリーニング:
ELISA条件:コーニング・コスターELISAプレートを、4℃にて一晩、100μl/ウェルのCCB(pH9.6)中0.1μg/ウェルで、活性型α-シヌクレイン凝集体または活性型α-シヌクレインモノマーでコーティングし、室温にて1時間、PBS中3%スキムミルク粉末デブロッキングした。
一次抗体:ハイブリドーマTC上清ニート液(IPAで作製)を100uL/ウェルで、37℃にて1時間、振とうしながらインキュベートした;二次抗体:1:10,000ヤギ抗マウスIgG/IgM(H+L)-HRP(Jackson ImmunoResearch, # 115-035-068)をPBS-Tween中100uL/ウェルで、37℃にて1時間、振とうした。全ての洗浄工程を、PBS-Tweenを用いて30間行った。TMB基質(BioFxt # TMBW-1000-01)を50μL/ウェルで添加し、反応を、等量の1M HClで停止させた。発色時間:8.5分。プレートを450nmで読みだした。
アイソタイピング抗体捕捉ELISA条件:
ELISAプレートを、炭酸塩コーティング緩衝液(pH9.6)中1:10,000ヤギ抗マウスIgG/IgM(H&L;Jackson ImmunoResearch, # 115-035-068)で、4℃にて一晩、ブロッキングなしにて、コーティングした。
一次抗体:ハイブリドーマ組織培養上清(ニート(そのまま);上記の間接ELSIAについて記載された同じ抗体)を、プレート上、100uL/ウェルで、室温にて1時間、振とう。二次抗体 1:5000ヤギ抗マウスIgGγ-HRP(5つのサブアイソタイプ特異的抗体の等量混合物、Jackson ImmunoResearch, # 115-035-205, 115-035-206, 115-035-207, 115-035-208, 115-035-209)または1:10,000ヤギ抗マウスIgMμ-HRP(Thermo Scientific, # 31440)を、PBS-Tween中100uL/ウェルで、室温にて1時間、振とうした。全ての洗浄工程を、PBS-Tweenを用いて30分間行った。TMB基質を50μL/ウェルで添加し、反応を等量の1M HClを用いて停止させた。発色時間:5.5分。プレートを450nmで読みだした。
間接ELISA法による、活性型α-シヌクレインモノマー、α-シヌクレイン活性型凝集体(または予め形成された原線維;PFF)、不活性型α-シヌクレインモノマー、およびα-シヌクレイン不活性型凝集体抗原に対するマウス抗α-シヌクレインハイブリドーマの試験
ELISA条件:コーニングのCostar ELISAプレートを、以下:
a.100μl/ウェルのCCB(炭酸塩コーティング緩衝液)(pH9.6)中、0.1μg/ウェルの活性型α-シヌクレインモノマーで、4℃にて一晩;
b.100μl/ウェルのCCB(pH9.6)中、0.1μg/ウェルのα-シヌクレイン活性型凝集体(PFF)で、4℃にて一晩;
c.100μl/ウェルのCCB(pH9.6)中、0.1μg/ウェルの不活性型α-シヌクレインモノマーで、4℃にて一晩;または
d.100μl/ウェルのCCB(pH9.6)中、0.1μg/ウェルのα-シヌクレイン不活性型凝集体で、4℃にて一晩、でコーティングし、そして
PBS中、3%スキムミルク粉末で、室温にて1時間ブロッキングした。
一次抗体:ハイブリドーマ組織培養上清(そのまま)を、DMEM完全培地+5%低IgG FBS中で死滅(>90%細胞死)まで増殖させた。培養物を採取し、400xgで遠心沈殿させて、上清を新しい滅菌チューブに移した。組織培養上清を添加し(100μL/ウェル)、37℃にて1時間、振とうしながらインキュベートした。PBS-Tween中、100uL/ウェルの二次抗体 1:10,000ヤギ抗マウスIgG/IgM(H+L)-HRPで、37℃にて1時間振とうした。全ての洗浄工程を、PBS-Tweenを用いて30分間行った。TMB基質を50μL/ウェルで添加し、反応を等量の1M HClを用いて停止させた。発色時間:1分。プレートを450nmで読みだした。
ウェスタンブロッティング:
種々の抗体を用いてブロッティングおよびプロービングする前に、以下の実施例に記載の変性(SDS)および非変性(天然)条件下で、ゲルを泳動した。
図3A-3Dについて、一次抗体(前のセクションで定義された抗α-シヌクレイン上清)を、トリス-ホウ酸生理食塩水(TBS)中、1:2希釈で用いた;インキュベーション温度:4℃、インキュベーション時間:18時間。二次抗体は、ヤギ抗マウス:HRP複合体、1:2000希釈であった。ブロッキング緩衝液(5%スキムミルクTBST)、インキュベーション温度:室温;インキュベーション時間:1時間。発色溶液:Amersham ECL基質(GE、# RPN2232)、発色時間:6分。溶解物:1レーン当たり、20μgのマウス脳溶解物またはHeLa溶解物。5X Laemmliサンプル緩衝液をサンプルに添加し、Licor C-DigitまたはGE ImageQuant LAS 500で可視化したゲルに負荷する前に、90℃にて10分間インキュベートした。
図7(およびペプチドウエスタン)について、一次抗体は抗α-シヌクレインタンパク質G精製上清(GE, #29-0485-81)であった;TBS中、1:1000希釈;インキュベーション温度:室温;インキュベーション時間:1時間。二次抗体は、ヤギ抗マウス:HRP複合体、1:2000希釈であった。ブロッキング緩衝液(5%スキムミルクTBST)、インキュベーション温度:室温;インキュベーション時間:1時間。発色溶液:SuperSignal(商標)West Pico 化学発光基質(ThermoFisher Scientific, # 34080)、発色時間:6分。5X Laemmli サンプル緩衝液をサンプルに添加し、ゲルに負荷する前に、90℃にて10分間インキュベートした。天然サンプルの場合、5X Laemmli サンプル緩衝液の代わりに、ゲルに負荷する前に、5%グリセロールを添加した。GE ImageQuant LAS 500で可視化した。
ドットブロット分析について、5μl(0.1mg/mL)の各ペプチドを、ニトロセルロース(ABM、#B500)に添加し、室温にて15分間乾燥させた。その後、ドットブロットを、標準ウェスタンブロットとして行った(図7を参照して上記で概説)。
初代細胞実験(図2Aおよび9D)
Sprague-Dawleyの初代皮質細胞を、子ラットの脳を解剖することにより得た。解剖後、脳を外科用ハサミで機械的に切断し、0.25%トリプシン溶液を用いて分離させた。トリプシン処理を45分間行い、細胞懸濁液を得た。トリプシンを2回の遠心処理(750rpmで20分)で洗浄し、細胞懸濁液を、ラミニンで予めインキュベートした60mmの細胞培養皿にプレーティングし、DMEM+10%FBS+Pen/Strepを充填して、24時間接着させた。翌日、60mm細胞培養皿(ニューロンを含む)の上清を回収し、同じ増殖培地(DMEM、10%FBS、Pen/Strep)中に再懸濁させて、遠心分離(500rpmで20分間)により2回洗浄した。懸濁したニューロンを、ラミニンで予めインキュベートした22x22cmのカバースリップ(NaOHおよび95%エタノールで予め処理)に播種した。カバースリップを、60mm細胞培養皿(1皿当たり、2つのカバースリップ)にペアで、または35mm細胞培養皿に個別に配置し、これらにDMEM+0.5%FBS+Pen/Strepを充填した。ニューロンを2日間定着させて増殖させ、その後、それらの特定の実験条件を開始した。細胞の準備ができたら、細胞培養培地を馴化培地に交換した。図9Dを参照すると、馴化培地は以下の通りであった:
-対照実験:DMEM+0.5%FBS+Pen/Strep+等量の超音波処理したDPBS+等量のDPBS;
-活性型α-シヌクレインのみ添加:DMEM+0.5%FBS+Pen/Strep+4μg/mlの超音波処理した活性型α-Synフィブリル+等量のBPBS;
-2F11処理したニューロン:DMEM+0.5%FBS+Pen/Strep+4μg/mlの超音波処理した活性型α-Synフィブリル+DPBSで1:400に希釈した10μlの2F11抗体(2F11抗体の量は10μgに相当)。
対照群はDPBSと共にインキュベートし、活性型α-シヌクレインのみの添加群は活性型α-シヌクレインフィブリルと共にインキュベートし、2F11群は活性型α-シヌクレインフィブリルおよび2F11抗体と共にインキュベートした。週に1回、培地の50%を新しい培地(DMEM+0.5%FBS+Pen/Strep)に交換した。
馴化培地を用いてインキュベーションの14日後、細胞を、2%PFAで40分間固定し、0.05%トライトン-X中で10分間透過処理し、PBS-2% BSAを用いて24時間ブロッキングした。細胞を、α-Syn-pSer129に対するStressMarq製の一次ウサギポリクローナル抗体(SPC-742)を1:100で用いて、一晩染色させ、α-Syn-pSer129に対するヤギ抗ウサギAlexa-488(緑)である二次抗体を用いて、2時間インキュベーションした。全てのサンプルをDAPIで対比染色した。
エピトープマッピングのためのペプチド合成(図10)
以下のペプチド(Atlantic Peptides、USA)を、Fmoc化学およびアクティベーターとしてHCTUを用いて、ヒトα-シヌクレイン(Uni Prot P37840)の重複配列を反映させるRainin Symphony synthesizer(右側の残基番号)で作製した。N末端はC-6スペーサー(Ahx)に結合され、すなわちC-6スペーサーはN末端のシステイン残基に結合された。ペプチドは、C-18カラムでの逆相HPLCにより精製した。質量についてはエレクトロスプレーを用い、純度については分析LCを用いて分析を行った。用いたBSAはFishers Scientific製品77110であり、用いた連結法(コンジュゲーション)は製品に付属のプロトコルに従った。
AA1-30:MDVFMKGLSKAKEGVVAAAEKTKQGVAEAA(配列番号3);
AA21-50:KTKQGVAEAAGKTKEGVLYVGSKTKEGVVH(配列番号4);
AA41-70:GSKTKEGVVHGVATVAEKTKEQVTNVGGAV(配列番号5);
AA61-90:EQVTNVGGAVVTGVTAVAQKTVEGAGSIAA(配列番号6);
AA81-110:TVEGAGSIAAATGFVKKDQLGKNEEGAPQE(配列番号7);
AA101-130:GKNEEGAPQEGILEDMPVDPDNEAYEMPSE(配列番号8);
AA121-140:DNEAYEMPSE EGYQDYEPEA(配列番号9).
エピトープマッピングのためのELISA条件:Nunc(登録商標)MaxiSorp(商標)98ウェルプレートELISAプレートを、100μl/ウェル CCB(pH9.6)中、0.1μg/ウェルのBSAに結合させたペプチドを用いて、4℃にて一晩コーティングした。その後、プレートを、PBS中3%スキムミルク粉末で、室温にて3時間、ブロッキングした。100μL/ウェル 抗体(1μg/mL)を添加し、37℃にて1時間インキュベートした。PBS-Tween中、100uL/ウェルの、二次抗体 1:10,000ヤギ抗マウスIgG/IgM(H+L)-HRPで、室温にて1時間振とうした。全ての洗浄工程をPBS-Tweenを用いて30分間行った。TMB基質を100μL/ウェルで添加し、反応を、等量の1M HClを用いて停止させた。発色時間:15分。プレートを450nmで読み出した。
免疫沈降およびフロースルー分析(図5Aおよび5B)
製造者のプロトコルを用いて、1.2mgの2F11を臭化シアン活性化セファロース(Sigma、#C9142-1G)に結合させた。2mgのマウス脳溶解物を、振とうしながら、4℃にて48時間、樹脂と共にインキュベートした。カラムをPBSで洗浄し、その後、0.1M グリシン(pH2.7)で溶出させた。
電子顕微鏡(図2C、8C)
超音波処理したα-Synフィブリルの160μlアリコートを、DMEM+10%FBSに再懸濁させて、最終容量を1mlにした。次いで、再懸濁液を2つの微量遠心分離チューブに分けて、各チューブ内の元の再懸濁液0.5mlの最終容量にし、17,000rpmで40分間遠心分離した。上清の80%を捨て、残りの容量を、DMEM+10%FBS+1:400希釈した2F11(1.25μgの抗体)またはDMEM+10%FBS+等量のDPBSのいずれか0.5mlの最終容量に再懸濁させた。一次抗体(または陰性対照の場合、DPBS)とのインキュベーションを24時間行った。翌日、両チューブを17,000rpmで40分間遠心し、上清の80%を取り置き、残りの容量を0.5mlのDMEM+10%FBS中に再懸濁させて、17,000rpmで40分間、洗浄および遠心した。上清の80%を取り置き、残りの容量を、両チューブ中、DMEM+10%FBS+18nm金粒子と結合させたヤギ抗マウスIgGに再懸濁させた。二次抗体のインキュベーションを2時間行い、次いでチューブを17,000rpmで40分間遠心した。上清の80%を取り置き、残りの容量をDMEM+10%FBSに再懸濁させた。再懸濁液を、17,000rpmで40分間の遠心により洗浄した。最後に、容量の80%を取り置き、残りの容量(約100μl)のうち約4μlを透過型電子顕微鏡の金属グリッドの上に置き、酢酸ウラニルで染色した。
実施例2:不活性型および活性型α-シヌクレインモノマーおよび凝集体の作製
不活性型および活性型α-シヌクレインモノマーおよび凝集体を、実施例1に記載のように得た。可溶性モノマーおよび不溶性凝集体が活性(プリオン様)であり、α-シヌクレイン凝集プロセスを開始(seed)できるか、またはそれにより開始(seed)され得るかどうかを評価するために、モノマーおよび凝集体の両セットを、実施例1に記載のチオフラビンアッセイを用いて組み合わせて試験し、37℃にて1時間または24時間インキュベートした。活性型および不活性型凝集体の両方、ならびにモノマーをアッセイした。対照は、チオフラビンのみ、PBSのみおよび不活性型モノマーであった。結果を図2Aに示す。このアッセイにおいて、α-シヌクレイン凝集の増加により、βシート構造形成が対応して増加している。チオフラビンはβシート構造に結合し、この構成では、450nmで励起されるとチオフラビンは(485nmで)蛍光を発する。485nmでの蛍光の量は、チオフラビン結合の量によって変わり、結合量は、βシート構造形成の量と相関している。結果として、チオフラビン蛍光の増加は、βシート構造形成の増加を示す。
1時間または37時間のインキュベーション後、βシート構造形成を示す蛍光の増加は、不活性型モノマーまたは不活性型凝集体では観察されなかった。しかしながら、活性型モノマーは、24時間に亘って、自己伝達(seed)し、βシート構造を形成することができた。活性型凝集体(PFF)もまた、1時間および24時間後に蛍光の増加をもたらしたが、この増加は、βシート構造の作製に必要なモノマー構成要素の非存在下では横ばいになった。
不活性型凝集体および不活性型モノマーの組合せは、蛍光の増加をもたらさず、不活性型凝集体が不活性型モノマーを形成(seed)できず、また不活性型モノマーによる自己伝達(seed)が生じ得ないことを示唆した。不活性型モノマーおよび活性型凝集体(PFF)の組合せは、PFF(活性型凝集体)のみを添加した場合と同様の蛍光レベルを発し、これは不活性型モノマーがβシート構造を作製する構成要素として機能できないためである。しかしながら、活性型モノマーが不活性型凝集体と組み合わされたとき、蛍光の大きな増加が24時間に亘って観察された。これは、活性型モノマーが自己伝達(seed)できることを証明する結果と一致している。最後に、活性型モノマーおよび凝集体の両方を共に用いたとき、蛍光読み取り値が、1時間後および24時間後の両方で大幅に増加し、このことにより、活性型モノマー上のPFF(活性型凝集体)による伝達(seed)プロセスによる凝集が示された。
α-シヌクレインの円偏光二色性分析
円偏光二色性は、遠紫外線用のJasco-J-1500分光偏光計、0.1cmセルを用いて、米国サンディエゴのAlliance Protein Laboratoriesによって行われた。二次構造を、CDNNバージョン2.1、Guid223(Bohm, G., Muhr, G., and Jaenicke, R (1992) Quantitative analysis of protein far UV circular dichroism spectra by neural networks. Protein Eng. 5, 191-195)に従って計算した。
実施例1に記載されるように作製された非活性型または不活性型モノマーは、活性型モノマーと同様の二次構造を有するようである。一方、活性型α-シヌクレイン凝集体は、円二色性測定を用いて二次構造を測定することで決定されるように、不活性型凝集体よりもβシート含有量が多く、α-ヘリックスが少ないようである(表1)。
Figure 0007204235000001
活性型凝集体はインビボでα-シヌクレイン凝集を開始(seed)させる
図2Bに示す通り、レビー小体病理の検出のためにセリン129リン酸化特異的抗体を用いると(実施例1に記載の方法)、エンドトキシンの不存在下で、α-シヌクレインモノマーで作製された不活性型凝集体は、pSer129染色(不活性型凝集体-pSer129)を示さず、このことは、不活性型凝集体がラット初代皮質細胞に内生α-シヌクレイン凝集を開始(seed)しないことを示す。しかしながら、エンドトキシンの存在下で作製された活性型凝集体は、活性型α-シヌクレイン凝集体で前処理された細胞のpSer129染色によって証明されるように、α-シヌクレイン凝集を開始(seed)する(活性型凝集体-pSer129参照)。
不活性型および活性型凝集体の間の相違をさらに確認するために、両タイプを電子顕微鏡で観察した。不活性型α-シヌクレインフィブリルは、活性型α-シヌクレインフィラメントよりも細いフィラメントを形成し、不活性型α-シヌクレインフィブリルはあまり詰まっていない。さらに、不活性型α-シヌクレイフィブリルはかなり長く、長さが数マイクロメートルに達した。一方、活性型α-シヌクレインフィブリルは、長さが約55-75nmであり、幅が約6-8nmであった(図2C参照)。
これらの結果は、α-シヌクレインモノマーおよび凝集体の2つの集団:活性型α-シヌクレイン集団および不活性型α-シヌクレイン集団があることを証明している。
実施例3:活性型α-シヌクレイン集団に対するモノクローナル抗体の作製
実施例1に記載のRapidPrime技術を用いて、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマー(実施例1)に対するマウスモノクローナル抗体を調製した。最初のラウンドのクローンでの最初のスクリーニング実験を、間接ELISA(ここで、抗原をプレート上にコーティングし、スクリーニングされている抗体を結合させ、次いで、この結合を、マウスモノクローナルに特異的であり、西洋ワサビペルオキシダーゼに連結させた二次抗体を添加することにより検出して、TMBによる発色反応の検出を触媒する;実施例1)を用いて活性型モノマーまたは活性型凝集体(PFF)のいずれかで実行して、陽性クローンを同定した。選択された抗体分泌ハイブリドーマは、抗体価によって同定され、次いで、実施例1に記載のようにアイソタイプ化された。α-シヌクレインモノマーの活性型に対する抗体であるが、不活性型に対するものではない抗体を分泌するハイブリドーマが選択された。α-シヌクレインモノマーの活性型に結合する20個を超えるモノクローナル抗体が同定された。
選択されたモノクローナル抗体のさらなる特徴付けは、変性されたマウス脳サンプルおよびHeLA溶解物のウェスタンブロット分析を用いることにより実施された。他の抗α-シヌクレイン抗体クローンと比較したとき、ユニークな結合パターンをもたらす1つの抗体(2F11)が同定された。2F11の配列は、配列番号10-13に提供されている(図11AおよびB)。
図3Aに示すように、2F11は、単量体α-シヌクレインに関連する15kDaバンドとは対照的に、高分子量バンド(>150kDa)を同定した。4F1(図3B)および3F8(図3C)を含む他のα-シヌクレインモノクローナル抗が観察され、15kDaのバンドが同定された。クローン4F1および3F8は、すべて同じ特異性を示す約20個のモノクローナル抗体のプールから無作為に選択された。さらに、2F11は、HeLa溶解物の高分子量バンド(>150kDa)を同定した(図3D;α-シヌクレインを生じることが知られている、URL:proteinatlas.org/ENSG00000145335-SNCA/cell参照)。
タンパク質のレベルがポンソー染色またはクーマシーブルー染色を用いた検出レベルを下回っていたため、ウェスタンブロットで2F11によって同定された強い陽性シグナルは、高レベルのタンパク質の結果ではないようであった。理論はともかく、この結果は、2F11によって識別されたタンパク質が、多くのα-シヌクレイン分子(分子量は少なくとも10merを示す)を含むオリゴマーであり、モノクローナル抗体に複数の結合部位を提供し、濃度が低いにもかかわらず、高いウェスタンブロット反応を生じることを示唆する。
2F11の重鎖および軽鎖の核酸およびアミノ酸配列を図11に提供する。
2F11抗体のpIは、7.23および7.27の見かけのpIを有する2つのIgG1バンドを有すると決定された(Biorad ReadyStrip systemを用いて決定され、Focus Proteomics、USAで分析された)。
2F11抗体の質量分析は、それが質量24,139の軽鎖および質量50,155の重鎖を有することを示した(University of Victoria Proteomics Centre、Victoria、Canadaで分析を行った)。
2F11を用いた免疫沈降
2F11は、ウェスタンブロットにおいて単量体α-シヌクレインタンパク質に対してほとんどまたは全く親和性を示さなかったという事実を考慮して、2F11を用いて、実施例1に記載の天然条件下でマウス脳溶解物を免疫沈降させた。沈殿物およびフロースルー画分を得て、ウェスタンブロット分析を用いて再検査した(抗体は樹脂に共有結合させたまま、樹脂からタンパク質を溶出することにより、ウェスタンブロットを行う前に抗体から該タンパク質を除去した)。結果を図5Aおよび5Bに示す。
2F11抗体が天然の溶解物中のα-シヌクレインオリゴマーにのみ結合した場合、免疫沈降物のウェスタン分析により安定化されたオリゴマーが明らかになり、モノマーはないことが予期され、これは観察された(図5A)。図5Aに示すように、2F11は、免疫沈降したマウス脳溶解物中のα-シヌクレインの60-70kDaオリゴマーを同定した。
タンパク質の単量体種は、免疫沈降したオリゴマーから洗い流された物質(フロースルー画分)に存在することが観察された(図5B)。図5Bから、2F11は3つの画分:α-シヌクレインモノマー(約15kDa)、推定α-シヌクレイン三量体(約40kDa)およびα-シヌクレインオリゴマー(60-70kDa)、に結合することが観察された。
2F11は、活性型α-シヌクレインモノマーに結合しない
インビボでの2F11の結合を評価するために、BV-2ミクログリア細胞を、2F11抗体と共に予めインキュベートした、活性型α-シヌクレインオリゴマーまたは活性型α-シヌクレインモノマーのいずれかで処理した。
マウスミクログリアBV-2細胞を、ポリ-L-リシンでコーティングしたガラスカバースリップ上の24ウェルディッシュに、24時間、100,000細胞/ウェルで播種した。活性な50μg/mlのα-シヌクレインオリゴマーを、血清不含有DMEM中、5μg/mlのモノクローナルα-シヌクレイン抗体(2F11)または対照IgGと共に、RT(室温)にて1時間、シェーカー上で予めインキュベートした。活性な50μg/mlのα-シヌクレインモノマーを、血清不含有DMEM中、5μg/mlのモノクローナルα-シヌクレイン抗体(2F11)と共に、RT(室温)にて1時間、シェーカー上で予めインキュベートした。250μlのα-シヌクレイン免疫複合体を含む培地を、示されたウェルに加え、37℃にて1時間インキュベートした。処理後、細胞を10%中性緩衝ホルマリンで固定し、二重免疫細胞化学(ICC)を行った。α-シヌクレイン免疫複合体中の2F11抗体は、Alexa 488に結合した抗マウスIgG抗体を用いて検出された。内在化の経路は、ウサギポリクローナルLAMP-1(ab24170、1:200)を用いて検出された;LAMP-1の検出は、Cy5に結合させた抗ウサギIgGを用いて達成された。Hoechst 33258を用いて、核を対比染色した。
オリゴマー結合2F11は容易に検出され、主に細胞表面に局在することが分かった。しかしながら、2F11は、α-シヌクレインモノマーと免疫複合体を形成しなかった(データは示さず)。
これらの結果は、2F11が、天然サンプルからの天然条件下および変性条件下(ウェスタンブロット分析において使用)で、α-シヌクレインオリゴマーに結合するが、モノマーに結合せず、安定化オリゴマーおよびモノマーα-シヌクレインの両方が2F11により同定されることを示す。
実施例4:マウスモノクローナル抗体はヒトα-シヌクレインに結合する
マウスおよびヒトのα-シヌクレインの類似性は95%である(図6参照)。マウスの免疫化に用いられたα-シヌクレインはマウス起源であった。2F11が、ヒトサンプルにおいて高分子量のα-シヌクレインオリゴマーを同定するかどうかを決定するために、ヒト脳由来の溶解物、パーキンソン病患者のヒト脳由来の溶解物、およびマウス脳由来の溶解物を、変性条件下(図7)および天然条件下(図8Aおよび8B)で、ウェスタンブロット分析を用いて比較した。
図7を参照して、2F11抗体は、それがマウスおよびヒトの少なくとも二重の特異的結合高分子量および中分子量オリゴマーを有することを示した。150kDのバンドは、ヒト脳溶解物よりもパーキンソンの病の脳溶解物においてわずかに多くみられたが、マウス脳溶解物ではより少なかった。同じ抗体は、ヒトおよびマウスの両方のサンプルで、変性条件下、単量体α-シヌクレインのバンドも同定した。
図8Aによって、天然(非還元)条件下での2F11抗体の結合を調べた。天然ゲルをブロットし、2F11抗体および4F1抗体(図8B)でプローブ化した。結果は、2F11が、パーキンソン脳溶解物を含むヒト脳溶解物およびマウス脳溶解物で、サンプルに応じて約60kDから約250kDの、高分子量オリゴマーに結合することを示した。2F11は、天然条件下で、精製された活性病原性のα-シヌクレインモノマーまたは凝集体に結合することも観察された。4F1抗体は、天然条件下で高分子量オリゴマーに結合することも観察された。しかしながら、4F1は、精製された活性病原性のα-シヌクレインモノマーまたは凝集体を認識しなかった。
この結果は、天然系において、2F11がヒトおよびマウスサンプルの両方に結合できることを示す。さらに、2F11抗体(および4F1抗体)は、天然条件下で、活性型α-シヌクレインモノマーに結合しなかった。理論はともかく、2F11は、活性型α-シヌクレインオリゴマーの病原性種、またはレビー小体を構築する経路に直接関与する活性型オリゴマーに結合するのを可能にする、活性型α-シヌクレイン凝集体に対するユニークな結合パターンを有する。
この結果は、パーキンソン脳溶解物にα-シヌクレインオリゴマーが存在することを示す。また、該抗体が、マウス特異的ではなく、その種の反応性をヒトに拡張することも示している。
2F11結合活性型ヒトα-シヌクレイン凝集体
活性型ヒトα-シヌクレイン凝集体および不活性型ヒトα-シヌクレイン凝集体に結合する2F11抗体の特異性は、ドットブロットによって調べられた。このアッセイにおいて、活性型および不活性型シヌクレインタイプをニトロセルロース上に置き、2F11を用いてプローブ化した。本発明者らは、活性型および不活性型α-シヌクレインオリゴマー/フィブリル種におけるプレフィブリルAβオリゴマーに対する正の特異性を有する抗体A11の能力もまた試験した(Kayed. R, et. al. 2007. Molecular Neurodegeneration 2007, 2:18 doi:10.1186/1750-1326-2-18)。結果を図8Cに示し、2F11抗体は活性型α-シヌクレイン凝集体にのみ結合することが示される。α-シヌクレインオリゴマーに結合することがKayed et. al. (2007)により示されたA11抗体は、不活性型オリゴマー種/フィブリル種のみに結合する。
2F11抗体がα-シヌクレインオリゴマー原線維に結合したことをさらに証明するために、電子顕微鏡法が用いられた。2F11抗体はナノ金粒子に連結され、活性型α-シヌクレイン凝集体に結合することができた。図8Dに示すように、2F11抗体は活性なヒトα-シヌクレイン凝集体に結合した。
まとめると、これらの結果は、2F11抗体が活性型α-シヌクレイン凝集体に特異的であること、および2種の凝集体(すなわち、活性型および不活性型α-シヌクレイン凝集体)は類似していないことを示している。
実施例5:2F11は、インビトロにおいてβシート構造形成を阻止する
α-シヌクレインβシート構造形成
チオフラビンのインビトロアッセイを用いて、種々の抗体の存在下でのα-シヌクレイン反応の進行を測定した。一般的なα-シヌクレイン反応の動態特性を図9Aに示す。活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマー(上ライン)の存在下、活性型α-シヌクレインモノマーは反応開始(seed)され、経時的にαヘリックス構造からβシートに変化し、対応してチオフラビン蛍光が増加する(図2Aで観察される結果と同様;実施例2)。
βシート構造形成およびチオフラビン蛍光の増加に、活性型α-シヌクレインモノマーおよびα-シヌクレイン凝集体の両方が存在する必要がある。活性型α-シヌクレイン凝集体は、経時的にチオフラビン蛍光がわずかに増加した(上から2番目のライン)が、βシート構造の形成量は活性型α-シヌクレイン凝集体+活性型α-シヌクレインモノマーの混合物(上ライン)の形成量よりも少ない。図2に示した結果と同様に、活性型α-シヌクレインモノマーは、経時的にゆっくりと自己反応(self-seed)し得る(上から3番目のライン)。
このアッセイを用いて、抗体2F11、4F1および3F8、全て同じアイソタイプ抗体(IgG1kappa)、ならびにランダムアイソタイプ対照抗体(hsp70に対するマウスモノクローナル、StressMarq、cat code# SMC-104)の、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマーの存在下でのチオフラビン蛍光の反応速度に対する効果を決定した。結果を図9B(反応開始時に添加した抗体)および図9C(反応開始前に予めインキュベートした抗体)に示す。
図9Bに示すアッセイに関して、30μgの抗体を、10nMの活性型α-シヌクレイン凝集体と共に100μMの活性型α-シヌクレインモノマーに添加した。抗体が添加されない場合、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマー(上ライン)、活性型凝集体(上から3番目のライン)または活性型モノマー(上から2番目のライン)の存在下でのβシート構造形成の経時的動態は、図9Aで観察されたものと似ている。SMC-104(上から2番目のライン)、4F1(上から3番目のライン)または3F8(上から4番目のライン)を反応混合物に添加したとき、総チオフラビン蛍光の減少が観察されたが、βシート構造形成の顕著な増加が依然として観察された。チオフラビン蛍光は、2F11抗体の存在下で大幅に減少し(下から4番目のライン)、このことは2F11抗体の存在下でβシート構造形成が減少することを示した。
2F11抗体の添加は、遮断が強力であり、最初の1000分(16時間)に亘ってβシート構造形成の速度を低下させる。しかしながら、活性型α-シヌクレイン凝集体+活性型α-シヌクレインモノマー(上ライン)で観察される反応速度は、4F1もしくは3F8、または対照抗体SMC-104の存在下での活性基質の反応速度と同様であった。
図9Cに示すアッセイでは、30μgの抗体を、10nMの活性型α-シヌクレイン凝集体に60分間添加し、混合物を洗浄して、100μMの活性型α-シヌクレインモノマーを添加して反応を開始する前に、未結合抗体を取り除いた。抗体が添加されない場合、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマー(上ライン)、活性型凝集体(下から4番目のライン)または活性型モノマー(下から2番目のライン)の存在下でのβシート構造形成の動態は、図9Aで観察されたものと類似している。
反応開始前の凝集体との抗体のプレインキュベーションにより、2F11抗体は、活性型α-シヌクレインモノマーのみ(下から2番目のライン)またはα-シヌクレイン凝集体のみ(下から4番目のライン)のいずれかと同様の方法で、凝集活性を完全に阻害した(下から3番目のライン)。2F11反応混合物の存在下での最初の1000分間での蛍光の増加速度もまた、活性型α-シヌクレイン凝集体および活性型α-シヌクレインモノマー(上ライン)と比較して大幅に減少し、活性型α-シヌクレインモノマーまたはα-シヌクレイン凝集体のいずれかで観察された動態に近似していた。
3F8および4F1との反応の開始前の活性型α-シヌクレイン凝集体のプレインキュベーションは、最初の1000分に亘って蛍光の増加速度を変えず、結果として、アイソタイプ対照(SMC-104)抗体とのプレインキュベーションと比較したとき、総蛍光のわずかな違いのみであった。
これらの結果は、2F11抗体が、α-シヌクレイン凝集およびフィブリル化反応が進行してβシート構造を形成するのに必要な構成成分または構造に結合することを明確に示している。従って、2F11抗体は、この反応に対して中和効果を示す。
タウβシート構造形成
タウとα-シヌクレインとの間の既知の相互作用のため(Li, X., et. al., 2016, J. Mol. Neurosci. 60:298-304)、タウ誘発βシート構造形成に対するモノクローナル抗体2F11の効果を、チオフラビンアッセイを用いて調べた。Li W, Lee VM. (2006, Biochemistry. 45(51):15692-15701. doi: 10.1021/bi061422+)に記載されている方法を用いて、タウ線維をを調製した。
抗体(2F11またはSMC-104のいずれか60ug)を、振とうしながら4℃にて1時間、10nMのタウ線維と共にインキュベートした。混合物を10000rpmで5分間遠心し、1mLのPBSで濯いだ。この工程をさらに4回繰り返した。上清を除去し、タウ線維(結合抗体を含む)を、25μMのタウ単量体を添加して反応を開始させる前に、10μLのPBSに再懸濁させた。チオフラビンTストックを終濃度25μM真で添加した。チオフラビンT蛍光を、振とうしながら37℃にて1時間から48時間までインキュベートした後、各ウェルにおいて決定した(励起450nm、発光485nm)。結果を図13に示す。
タウ線維のみ、またはタウ単量体のみがアッセイされたとき、バックグラウンド蛍光シグナルが観察された。しかしながら、タウ単量体およびタウ線維の混合物は、βシート構造形成を示す強い蛍光シグナルの生成をもたらす。タウ反応の進行は、モノクローナル抗体2F11を、反応の開始前にタウ単量体およびタウ線維と共にプレインキュベートしたとき、遮断されることが観察された。モノクローナル抗体SMC-104(hsp70に対するマウスモノクローナル)は、タウ反応にほとんど影響を与えなかった。
これらの結果は、モノクローナル抗体2F11が、インビトロでタウ線維、βシート構造形成を阻止することを示している。
実施例6:2F11は、インビボで活性型α-シヌクレインフィブリル誘発性レビー小体病理を阻害する
実施例5に示すように、2F11がインビトロでα-シヌクレインの凝集を阻害する能力を示したという事実を考慮して、Sprague-Dawleyラット胚の脳から採取された初代皮質細胞においてα-シヌクレイン凝集を阻害する2F11抗体の能力を調べた。
図9Dに示すように、DAPIで処理され、pSer129 α-シヌクレイン抗体でプローブ化された対照サンプル(左上パネル)は、DAPI染色された核のみを示す。DAPI染色およびpSer129 α-シヌクレイン抗体でのプローブ化の後、活性型α-シヌクレインフィブリルの初代脳細胞への添加は、DAPI染色された核およびpSer129抗体で染色された細胞の両方を示し(右上パネル)、pSer129のα-シヌクレイン抗体への結合が示され、α-シヌクレインが脳細胞において病理を誘導したことが示される。活性型α-シヌクレインフィブリルおよび2F11wを初代脳細胞に添加し、DAPIに暴露し、pSer129 α-シヌクレイン抗体でプローブ化したとき、バックグラウンドレベルの低いpSer129染色と共にDAPI染色された核が観察された(下パネル)。従って、α-シヌクレイン凝集体の添加は、初代皮質細胞においてレビー体病変を誘発したが(右上パネル)、2F11抗体がα-シヌクレイン凝集体と共に添加されたとき、レビー体病変は抑制された(下パネル)。
これらの結果は、2F11が、初代脳細胞における活性型α-シヌクレインフィブリル誘導性レビー小体病変を阻害することを証明している。
2F11抗体の線条体内注射は、初代ラット皮質細胞においてレビー小体病変の発症を減らす
インビボでのラット皮質細胞におけるレビー小体病変の発症を中和する2F11抗体の能力も調べた。接種後30日目(dpi)にラットを安楽死させた。4月齢のオスのLong Evans ラットを無作為化し、4つの群に分けた。それらに、滅菌PBS(対照、4μlのPBS)、超音波処理した予め形成されたα-synフィブリル(PFF;合計4.2ug)または適用可能なとき、PFF+抗体(2μg)のいずれかを1箇所の線条体内注射をした。2つの抗体(2μg 抗体)を、それらのレビー小体病変の形成を中和する能力について試験した:2F11は、インビトロで病変を中和することが知られており、3D10は、インビトロで病変の発生を中和できない別のα-シヌクレイン抗体である。
線条体内注射の前に、-80℃で保存されたPFFを解凍し、Sonic Dismembrator model 100(Fisher Scientific)を10%出力で60パルス(合計30秒、0.5秒オン、0.5秒オフ)で用いて室温にて超音波処理した。麻酔したラット(イソフルラン吸入)を、定位固定装置に入れた。外科用メス刃を用いて正中切開を行うことにより頭蓋骨を露出させ、頭蓋骨の表面が乾燥してブレグマを特定した。硬膜まで直径1mmの孔を開ける。適切な場合、滅菌PBS、PFFまたは抗体を含むPFFのいずれかを、5μlハミルトンシリンジを用いて、右背側線条体の1か所に合計量4μl(頭蓋骨から、AP+1.6mm、ML+2.4mm、DV-4.2mm)を毎分0.4μlの速度で注射した。各注射後、シリンジを2分間置いておき、その後ゆっくりと引き抜いた。動物を、手術後に毎週モニタリングし、注射後30日(dpi)に屠殺した。
動物に、200mLのヘパリン化0.1Mリン酸緩衝生理食塩水(PBS)、続いて0.1M PBSで希釈した200mLの4%パラホルムアルデヒド(PFA)を経心腔的に潅流(transcardially perfused)した。灌流後、脳を摘出し、同じ固定液(0.1M PBS中、4%PFA)に4℃で一晩浸漬して固定した。Vibratome(Leica VT1000S)を用いて、脳を冷PBS中で50マイクロメートルの切片にスライスした。6枚毎に1枚を同じウェルに入れた。動物ごとに1つのウェルを用いて、免疫蛍光染色を行った。切片を12ウェルプレートのウェルに分け、3mLの2%ウシ血清アルブミン(BSA)および0.1M PBS中の0.2%トライトン-100X中で、室温にて1時間インキュベートした。サンプルをブロッキングし透過処理した後、スライスを2%BSA-PBSで10分間洗浄し、合計3回洗浄した。StressMarq SPC-742(セリン129リン酸特異的α-シヌクレイン抗体)の1:500希釈液を2%BSA-PBSで調製し、各ウェルに添加した。スライスを、ウェルあたり合計容量3mLで、4℃にて一晩、振とうしながらインキュベートした。サンプルを、2%BSA-PBSで10分間洗浄し、合計3回洗浄した。2%BSA-PBS中のAlexa Fluor 488と結合させたヤギ抗ウサギ二次抗体の1:400希釈液を調製し、各ウェルに添加した。スライスを、ウェルあたり合計容量3mLで、室温にて2時間、振とうしながらインキュベートした。サンプル、2%BSA-PBSで10分間、2回洗浄し、その後、DAPIで10分間対比染色し、PBSで10分間洗浄した。スライスをマウントし、約40分間乾燥させて、フルオロマウント(Fluoromont)-G(ThermoFisher Scientific, Catalog #00-4958-02)と共にカバースリップをのせた。Olympus BX51共焦点顕微鏡およびFluoview FV1000ソフトウェアを用いて画像を撮影した。DAPIは405nmレーザーで励起され、Alexa-488は461nmレーザーで励起された。全ての取得パラメーター(例えば、レーザー出力、HV、ゲイン、Zステップなど)はサンプル間で一定に保たれた。
PBS中のα-シヌクレインフィブリルで処理したラットから得られた皮質組織の切片は、α-シヌクレイン抗体(pSer129)のα-シヌクレインフィブリルへの結合およびα-シヌクレイン凝集体形成を示す局在蛍光を明らかにした。しかしながら、PBS(対照)処理ラットにおいて、蛍光は観察されず、α-シヌクレイン凝集体が形成されないことが示された。局在蛍光はまた、α-シヌクレインフィブリルおよび抗体3D10で処理されたラット皮質細胞でも観察され、抗体(pSer129)のα-シヌクレインフィブリルへの結合およびα-シヌクレイン凝集体の形成が示された。α-シヌクレインフィブリルおよび抗体3D10で処理された皮質細胞における局在結合の量は、α-シヌクレインフィブリルのみを投与されたラットから得られた皮質組織のスライスで観察された量と類似していた。α-シヌクレインフィブリルおよび抗体2F11で処理したラット脳から得られた皮質細胞において局在蛍光が観察されたが、局在結合部位の数および局在結合部位のサイズの両方は、α-シヌクレインフィブリルのみ、またはα-シヌクレインフィブリルおよび抗体3D10で処理したとき、皮質細胞において観察された結合部位の数およびサイズと比べて減少した。
上記の結果は、脳組織の2F11抗体での処置が、インビボでラット皮質細胞のレビー体病変の発生を低減することを証明している。
2F11はα-シヌクレインの細胞毒性効果を低下させる
α-シヌクレインは細胞毒性効果を有することが知られており、したがって、SHSY-5Y細胞の細胞毒性を低下させる2F11抗体の能力を調べた。
ヒトSHSY-5Y細胞を96ウェルプレートに20,000細胞/ウェルで播種し、10μMのRAの存在下で5日間分化させた。細胞を1xPBSで洗浄し、α-シヌクレインオリゴマーの毒性作用を中和するα-シヌクレイン抗体(2F11)の能力を調べた。活性型α-シヌクレインオリゴマー、不活性型α-シヌクレインオリゴマーおよび活性型α-シヌクレインモノマー(25μg/mlまたは50μg/ml)を、血清不含有DMEM中、振盪機上で、RTにて2時間、5μg/mlのモノクローナル抗体2F11と共にプレインキュベートした。培地を除去し、活性型α-シヌクレイン凝集体+2F11抗体を含む100μlの培地を関連するウェルに添加し、37℃にて一晩インキュベートした。処理後、細胞を直ちに10%中性緩衝ホルマリンで固定し、β-IIIチューブリン抗体を用いて免疫染色した(β-IIIチューブリンは神経細胞マーカーとして用いられる)。細胞死は、総細胞の割合またはβ-III陽性ニューロンの割合として表された。結果を図9Eに示す。
活性型α-シヌクレインオリゴマーをヒトSHSY-5Y細胞に添加し、次いで活性型α-シヌクレイン凝集体を添加すると、対照(未処理)細胞、不活性型α-シヌクレインオリゴマーに曝露した細胞または活性型α-シヌクレインモノマーに暴露した細胞と比較して、より高い割合の細胞死をもたらした。この結果は、活性型α-シヌクレインオリゴマーが活性型α-シヌクレイン凝集体によって動員され、反応により、不活性型α-シヌクレインオリゴマーと比較して細胞死が増加することを示している。
活性型α-シヌクレインオリゴマーをヒトSHSY-5Y細胞に添加し、次いで活性型α-シヌクレイン凝集体+2F11抗体を添加すると、不活性型α-シヌクレインオリゴマーまたは活性型α-シヌクレインモノマーに暴露された細胞で観察されるレベルよりも細胞死が(約2.5倍)低下した。これらの結果は、2F11が、インビボでα-シヌクレインオリゴマーの毒性作用を遮断または中和することを示している。
実施例7:エピトープマッピング
2F11、および4F1、3F8を含むいくつかの他の抗体(および、実施例3に記載のように調整された他のもの)のエピトープ結合を、約30アミノ酸長のα-シヌクレインペプチドへの結合によって評価し、ここで、各α-シヌクレインペプチドは、隣接するアミノ配列の約10アミノ酸残基で重複している(上記:“エピトープマッピングのためのペプチド合成”)。
一連の重複ペプチドは、ELISA、ドットブロット(DB)またはウェスタンブロット(WB)を用いた分析の前にBSAに結合された。
実施例3に記載のように、約20抗体が活性型α-シヌクレインモノマーに結合するとして選択されたが、それらは天然または変性条件下で異なる結合を示した。従って、3つの方法を選択して、マッピング分析のために変性および天然結合条件の両方を含めた。これらの方法としては以下が挙げられる:ウェスタンブロット(変性条件下)、ドットブロット(非変性条件下(ウェスタンブロットと同様の出力システムを用いるが、サンプルをドデシル硫酸ナトリウム、還元剤および沸騰温度などのイオン性界面活性剤で変性しない))、およびELISA(非変性条件下)。実施例3で最初に選択された15個の抗体の結合分析の結果を図10に示す。
図10に示される結果から、2F11クローンは、アミノ酸61-90およびアミノ酸101-130(ELISAを用いて決定される)に特異的に結合するクローンのみである、ユニークなエピトープマップを示した。残りの抗体は、領域の異なる組み合わせに結合した。例えば、クローン3F8はまた、C末端部分への強い結合を示した(アミノ酸101-130および121-140;変性法および非変性法の両方を使用)。クローン3F8もまた、アミノ酸41-70に結合した。
これらの結果は、2F11抗体のユニークな性質をさらに示している。2F11のユニークな結合能により、α-シヌクレイン凝集および線維化反応のコア構成成分を結合および中和することができる。
実施例8:毒性α-シヌクレインオリゴマーを測定するためのELISA
サンドイッチベースのELISAテストを、2F11を用いて調製した。対照処置群には、4F1および3F8抗体を用い得る。組換えα-シヌクレインまたは活性型α-シヌクレイン凝集体を、標準として用い得る。ELISAアッセイを用いて、毒性α-シヌクレインオリゴマーを選択的に測定できる。このアッセイでは不活性な単量体または不活性なα-シヌクレイン凝集体は同定されない。
実施例9:マウス免疫化
α-synトランスジェニック(tg)マウス(PDモデル;URL:jax.org/strain/004479; Masliah et al., 2011参照)および非tgマウスを、2F11、3F8および4F1抗体を用いて、Masliah et al. 2011で定義されるように、毎週の腹腔内注射を6月間行い、個々に免疫化する。
行動的応答
α-synトランスジェニック(tg)マウスおよび非tgマウスの両方の行動応答を、Masliah et al. 2011に記載のように、6カ月の毎週の腹腔内注射後、水迷路、ポール試験およびロータロッド試験を用いて評価する。結果は、免疫化されたtgマウスがより良好な記憶回復を有し、非tgマウスと同様の方法でタスクを完了できたかどうか、および抗体処置が学習障害を逆転させるかどうかを決定し得る。
血漿レベル
マウス血漿および脳せき髄液中の2F11、3F8、4F1抗体の力価を、6カ月に亘って決定する。脳の力価が増加すると、抗体が血液脳関門を通過できることが示され得る。
免疫組織化学
6月後、動物を屠殺し、それらの海馬および新皮質のサンプルを免疫組織化学的に分析する(Masliah et al. 2011に記載のように)。結果は、免疫化されたtgマウスの海馬および新皮質でα-シヌクレインのレベルが変化していることを示す。
すべての引用文献は、引用により本明細書に包含される。
本発明は、1以上の態様に関して記載されている。しかしながら、特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更および修正が可能であることは当業者には明らかであり得る。
文献
Borghi R, Marchese R, Negro A, Marinelli L, Forloni G, Zaccheo D, et al. Full length alpha-synuclein is present in cerebrospinal fluid from Parkinson’s disease and normal subjects. Neurosci Lett 2000;287:65-7.
El-Agnaf OM, Salem SA, Paleologou KE, Curran MD, Gibson MJ, Court JA, et al. Detection of oligomeric forms of alpha-synuclein protein in human plasma as a potential biomarker for Parkinson’s disease. FASEB J 2006;20:419-25.
Desplats, P.; Lee, H.; Bae, E.; Patrick, C.; Rockenstein, E.; Crews, L.; Spencer, B.; Masliah, E.; Lee, S. Inclusion formation and neuronal cell death through neuron-to-neuron transmission of -synuclein. PNAS 2009, 106, 13010-13015.
Kasuga K, Tokutake T, Ishikawa A, Uchiyama T, Tokuda T, Onodera O, et al. Differential levels of alpha-synuclein, beta-amyloid42 and tau in CSF between patients with dementia with Lewy bodies and Alzheimer’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2010;81:608-10.
Bartels, T., Choi, J. G. and Selkoe, D. J. α-Synuclein occurs physiologically as a helically folded tetramer that resists aggregation. Nature (2011), 477, 107-110.
Wang. W., Petrovic, I., Chittuluru, J., Kaganovich, A, et al. A soluble α-synuclein construct forms a dynamic tetramer. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108:17797-17802.
Giasson, B. I., Murray, I. V. J., Trojanowski, J. Q., and Lee, V. M.-Y. (2001) A hydrophobic stretch of 12 amino acid residues in the middle of α-synuclein is essential for filament assembly. J. Biol. Chem. 276, 2380-2386.
Bedard, L., Lefevre, T., Morin-Michaud, E., and Auger, M. (2014) Besides Fibrillization: Putative Role of the Peptide Fragment 71-82 on the Structural and Assembly Behaviour of the α-synuclein. Biochemistry, 53, 6463-6472.
Volpicelli-Daley, L. A., Luk, K. C., and Lee, V. M-Y. (2014). Nature Protocols, 9(9), 2135-2145.
Jo, E., McLaurin, J., Yip, C.M., St George-Hyslop, P., and Fraser, P.E. (2000). Alpha-Synuclein membrane interactions and lipid specificity. J. Biol. Chem. 275, 34328-34334.
Lee, H.J., Choi, C., and Lee, S.J. (2002). Membrane-bound alpha-synuclein has a high aggregation propensity and the ability to seed the aggregation of the cytosolic form. J. Biol. Chem. 277, 671-678
Perrin, R.J., Woods, W.S., Clayton, D.F., and George, J.M. (2001). Exposure to long chain polyunsaturated fatty acids triggers rapid multimerization of synucleins. J. Biol. Chem. 276, 41958-41962.
Comellas, G., Lemkau, L.R., Zhou, D.H., George, J.M., and Rienstra, C.M. (2012). Structural intermediates during α-synuclein fibrillogenesis on phospholipid vesicles. J. Am. Chem. Soc. 134, 5090-5099.
Murray, I. V. J., Giasson, B. I., Quinn, S. M., Koppaka, V., Axelsen, P. H., Ischiropoulos, H., Trojanowski, J. Q. and Lee, V. M-y. (2003). Role of α-synuclein carboxy-terminus on fibril formation in vitro. Biochemistry, 42, 8530-8540.
Cremades, N.; Cohen, S.I.A.; Deas, E.; Abramov, A.Y.; Chen, A.Y.; Orte, A.; Sandal, M.;Clarke, R.W.; Dunne, P.; Aprile, F.A.; et al. Direct observation of the interconversion of normal and toxic forms of α-synuclein. Cell 2012, 149, 1048-1059.
Hansen, C.; Angot, E.; Bergstroem, A.; Steiner, J.A.; Pieri, L.; Paul, G.; Outeiro, T.F.; Melki, R.; Kallunki, P.; Fog, K. α-Synuclein propagates from mouse brain to grafted dopaminergic neurons and seeds aggregation in cultured human cells. J. Clin. Investig. 2011, 121, 715-725.
Shvadchak, V., Claessens, M. M. A. E., and Subramaniam, V. (2015). Fibril breaking accelerates α-synuclein fibrillization. J. Phys. Chem. B., 119, 1912-1918.
Horvath, I., Sellstedt, M., Weise, C., Nordvall, L-M., Prasad, G. K., Olofsson, A., Larsson, G., Almqvist, F., and Willung-Stafshede, P. (2013). Modulation of α-synuclein fibrillization by ring-fused 2-pyridones: templation and inhibition involve oligomers with different structures.
Lashuel, H.A.; Petre, B.M.; Wall, J.; Simon, M.; Nowak, R.J.; Walz, T.; Lansbury, P.T. α-Synuclein, especially the Parkinson’s disease-associated mutants, forms pore-like annular and tubular protofibrils. J. Mol. Biol. 2002, 322, 1089-1102.
Kostka, M.; Hoegen, T.; Danzer, K.M.; Levin, J.; Habeck, M.; Wirth, A.; Wagner, R.; Glabe, C.G.; Finger, S.; Heinzelmann, U.; et al. Single particle characterization of iron-induced pore-forming alpha-synuclein oligomers. J. Biol. Chem. 2008, 283, 10992-11003.
Zhang, H.; Griggs, A.; Rochet, J.-C.; Stanciu, L.A. In vitro study of α-synuclein protofibrils by cryo-EM suggests a Cu2+ -dependent aggregation pathway. Biophys. J. 2013, 104, 2706-2713.
Lorenzen, N.; Nielsen, S.B.; Buell, A.K.; Kaspersen, J.D.; Arosio, P.; Vad, B.S.; Paslawski, W.; Christiansen, G.; Valnickova-Hansen, Z.; Andreasen, M.; et al. The role of stable α-synuclein oligomers in the molecular events underlying amyloid formation. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3859-3868.
Cherny, R.A.; Culvenor, J.G.; Bottomley, S.P.; Masters, C.L. Dopamine promotes α-synuclein aggregation into SDS-resistant soluble oligomers via a distinct folding pathway. FASEB J. 2005, 19, 1377-1379.
Giasson, B. I., Jakes, R.., Goedert, M., Duda, J. E., Leight, S., Trojanowski, J. Q., and Lee, V. M.-Y. (2000). A panel of Epitope-specific antibodies detects protein domains distributed throughout human α-synuclein in Lewy bodies in Parkinson’s disease. J. Neurosci. Res. 59, 528-533.
Luk, K. C., Song, C., O’Brien, P., Stieber, A., Branch, J. R., Brunden, K. R., Trojanowski, J. Q., and Lee, V. M.-Y. (2009). Exogenous α-synuclein fibrils seed the formation of Lewy body-like intracellualar inclusions in cultured cells. PNAS, 106(47), 20051-20056.
Masliah E, Rockenstein E, Adame A, Alford M, Crews L, Hashimoto M, Seubert P, Lee M, Goldstein J, Chilcote T, Games D, Schenk D (2005) Effects of alpha-synuclein immunization in a mouse model of Parkinson’s disease. Neuron 46:857-868.
Masliah E, Rockenstein E, Mante M, Crews L, Spencer B, Adame A, Patrick C, Trejo M, Ubhi K, Rohn TT, Mueller-Steiner S, Seubert P, Barbour R, McConlogue L, Buttini M, Games D, Schenk D (2011) Passive immunization reduces behavioral and neuropathological deficits in an alpha synuclein transgenic model of Lewy body disease. PLoS One 6:e19338.
Bae, E-J., Lee, H-J., Rockenstein, E., Ho, D-H., Park E-B., Yang, N-Y., Desplats, P., Masliah E., and Lee, S-J. (2012). Antibody-Aided Clearance of Extracellular α-Synuclein Prevents Cell-to-Cell Aggregate Transmission. Journal of Neuroscience, September 26, 2012, 32(39):13454-13469.
Lee, H-J., Bae, E-J., Jang, A., Ho, D-H, Cho, E-D., Suk, J-E., Yun, Y-M, Lee, S-J. (2011). Enzyme-linked immunosorbent assays for alpha-synuclein with species and multimeric state specificities. Journal of Neuroscience Methods 199; 249- 257.
Lannfelt, L., Bergstroem, J., Ingelsson, M., Gellerfors, P. Antibodies and vaccines for use in therapeutic and diagnostic methods for α-synuclein-related disorders US Patent 8,809,506B2.
Weihofen, A., Grimm, J., Nitsch, R., Hock, C. Human anti-alpha-synuclein antibodies. US Patent 8,940,276B2.
Nordstroem, E., Kasrayan, A., Ekberg, M., Screpanti Sundquist, V., Lannfelt, L., Holmquist, M. Protofibril-binding antibodies and their use in therapeutic and diagnostic methods for Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies and other α-synucleinopathies. US Patent 9,084,832B2
Ariesandi, W., Chang, C-F., Chen, T-E., and Chen, Y-R. (2013). Temperature-Dependent Structural Changes of Parkinson’s Alpha-Synuclein Reveal the Role of Pre-Existing Oligomers in Alpha-Synuclein Fibrillization. PLOS ONE, 8(1); e53487

Claims (16)

  1. 活性型α-シヌクレインオリゴマー、タウ線維またはそれらの組合せに結合する抗原結合ドメインを含むモノクローナル抗体であって、該抗原結合ドメインが、ATCC PTA-124174として寄託されたハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体2F11の重鎖可変領域および軽鎖可変領域を含むことを特徴とする、モノクローナル抗体。
  2. ATCC PTA-124174として寄託されたハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体2F11である、請求項1に記載のモノクローナル抗体。
  3. 請求項1または2に記載のモノクローナル抗体に結合させた1または2以上の担体分子を含む多重特異性抗体であって、血液脳関門を通過することを特徴とする、多重特異性抗体。
  4. 多重特異性抗体が二重特異性抗体であって、該二重特異性抗体が、一価または二価の二重特異性抗体である、請求項3に記載の多重特異性抗体。
  5. 二重特異性抗体の1以上の担体分子が、トランスフェリン受容体(TfR)結合抗体またはインシュリン様増殖因子1受容体(IGF1R)結合抗体に由来する、請求項4に記載の多重特異性抗体。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の抗体を、薬学的に許容される担体、アジュバント、ビークルまたは賦形剤と共に含む、組成物。
  7. ワクチンである、請求項6に記載の組成物。
  8. それを必要とする対象において、活性型α-シヌクレインまたはタウ線維の形成を減少させるために用いられることを特徴とする、請求項6または7に記載の組成物。
  9. 対象に経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内または皮下投与されることを特徴とする、請求項6から8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. シヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病、家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、またはグリア細胞球状封入体タウオパチーを有すると診断された対象において免疫応答を誘導するために用いられることを特徴とする、請求項6から9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 対象においてシヌクレイノパチー、レビー小体を特徴とする疾患、パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系統萎縮症、アルツハイマー病、孤発性アルツハイマー病、家族性アルツハイマー病、タウオパチー、神経原線維変化によって特徴付けられる疾患、ピック病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、前頭側頭骨性認知症、嗜銀顆粒性認知症、原発性加齢関連タウオパチー、神経原線維変化型認知症、またはグリア細胞球状封入体タウオパチーを処置するために用いられることを特徴とする、請求項6から9のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 請求項8から11のいずれか一項に記載の組成物の対象への投与の前に該対象より取得されたサンプルにおける活性型α-シヌクレインまたはタウ線維のレベルを決定し、該組成物の対象への投与後の一定期間後に、該対象より取得されたサンプルにおける活性型α-シヌクレインまたはタウ線維の第二のレベルを決定し、両者を比較することを含む、該対象における該組成物による治療の変更、中止要否判断の補助方法。
  13. サンプルを請求項1または2に記載のモノクローナル抗体に暴露し、該モノクローナル抗体がサンプル中のタンパク質に結合するかどうかを決定することを含む、該サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーまたはタウ線維の存在を決定する方法であって、ここで、結合が活性型α-シヌクレインオリゴマーまたはタウ線維の存在を示す、方法。
  14. 請求項1または2に記載のモノクローナル抗体を用いて調製された表面にサンプルを適用することを含む、該モノクローナル抗体にサンプルを暴露する工程と、該モノクローナル抗体に結合する活性型α-シヌクレイン凝集またはタウ凝集の発生、量または発生および量の両方を決定する工程を含む、または
    サンプルを、暴露工程の前に非変性電気泳動を用いて分離させ、該分離したタンパク質を、ウェスタン分析によりモノクローナル抗体を用いてプローブ化し、ここで、1以上の高分子量タンパク質の結合が、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーまたはタウ線維の存在を示す工程、または
    サンプルのドットブロットをモノクローナル抗体を用いてプローブ化し、サンプルへの該モノクローナル抗体の結合が、活性型α-シヌクレインオリゴマーまたはタウ線維の存在を示す工程、
    を含む、請求項13に記載の方法。
  15. サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を決定するための、
    i)サンプルの一部を対照抗体と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、対照処置群を作製し、
    ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体と予め混合し、次いで組換え活性型α-シヌクレインモノマーを添加して、薬物処置群を作製し、
    iii)チオフラビンアッセイを用いて対照処置群および薬物処置群の両方においてβシート構造形成の量が決定され、ここで、対照処置群と比較した薬物処置群におけるチオフラビン蛍光の減少が、サンプル中の活性型α-シヌクレインオリゴマーの存在を示す、
    請求項13に記載の方法。
  16. サンプル中のタウ凝集体の存在を決定するための、
    i)サンプルの一部を対照抗体と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、対照処置群を作製すること、
    ii)サンプルの第2の部分をモノクローナル抗体と予め混合し、次いでタウモノマーを添加して、薬物処置群を作製すること、および
    iii)対照処置群および薬物処置群の両方におけるβシート構造形成の量を決定することを含み、ここで、対照処置群と比較して、薬物処置群におけるβシート構造形成の量の減少は、サンプル中のタウ凝集体の存在を示す、
    請求項13に記載の方法。
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US10364286B2 (en) * 2016-12-22 2019-07-30 H. Lundbeck A/S Monoclonal anti-alpha-synuclein antibodies for preventing tau aggregation
KR102014066B1 (ko) 2017-01-06 2019-10-21 에이비엘바이오 주식회사 항 α-syn 항체 및 그 용도
BR112019016374A2 (pt) 2017-02-17 2020-04-07 Bristol-Myers Squibb Company anticorpos para alfa-sinucleína e usos dos mesmos
WO2018204352A1 (en) 2017-05-01 2018-11-08 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Monoclonal antibodies against alpha-synuclein fibrils
US11098108B2 (en) 2017-08-02 2021-08-24 Stressmarq Biosciences Inc. Antibody binding active alpha-synuclein
BR112020011875A2 (pt) 2017-12-14 2020-11-24 Abl Bio Inc. anticorpo biespecífico ao a-syn/igf1r e uso do mesmo
CA3143242A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Abl Bio Inc. Bispecific antibody against a-syn/igf1r and use thereof
IL293108A (en) * 2019-11-19 2022-07-01 Univ Pennsylvania Monoclonal antibodies against alpha-synuclein, and methods of using them
NL2025332B1 (en) * 2020-04-10 2021-10-26 Syngle Therapeutics B V Novel alpha-synuclein binding antibodies, or antigen binding portions thereof.
KR102505164B1 (ko) * 2020-09-29 2023-02-28 서울대학교산학협력단 신경퇴행성 질환의 예방 또는 치료용 펩타이드 및 이를 포함하는 약학 조성물
CN113912713B (zh) * 2021-12-15 2022-03-08 北京凯祥弘康生物科技有限公司 一种抗α-突触核蛋白的单克隆抗体及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011518874A (ja) 2008-04-29 2011-06-30 バイオアーティック ニューロサイエンス アーベー α−シヌクレイン関連疾患についての治療および診断方法における使用のための抗体およびワクチン
JP2014500886A (ja) 2010-11-30 2014-01-16 ジェネンテック, インコーポレイテッド 低親和性血液脳関門受容体抗体及びその使用
JP2014523881A (ja) 2011-06-22 2014-09-18 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション プロテイノパチーの処置方法
JP2014528695A (ja) 2011-06-23 2014-10-30 バイオジェン アイデック インターナショナル ニューロサイエンス ゲーエムベーハー 抗アルファシヌクレイン結合分子
JP2017514456A (ja) 2014-03-06 2017-06-08 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ インスリン様成長因子1受容体特異的抗体及びそれらの使用

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3823313A1 (de) 1988-07-09 1990-01-11 Henkel Kgaa Fussbodenreinigungsgeraet
US20040143093A1 (en) 2002-07-11 2004-07-22 Ralph Zahn Method for inducing a conformational transition in proteins, such as pathogenic/infectious proteins, and their use
US9034337B2 (en) * 2003-10-31 2015-05-19 Prothena Biosciences Limited Treatment and delay of outset of synucleinopathic and amyloidogenic disease
GB0624500D0 (en) * 2006-12-07 2007-01-17 Istituto Superiore Di Sanito A novel passive vaccine for candida infections
WO2009152607A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-23 Ottawa Hospital Research Institute Methods and kits for diagnosing neurodegenerative disease
EP3521309A1 (en) 2008-12-19 2019-08-07 Biogen International Neuroscience GmbH Human anti-alpha-synuclein antibodies
NO2539366T3 (ja) * 2010-02-26 2018-04-07
CN108517010A (zh) * 2012-01-27 2018-09-11 普罗典娜生物科学有限公司 识别α-突触核蛋白的人源化抗体
SG11201509566RA (en) 2013-05-20 2015-12-30 Genentech Inc Anti-transferrin receptor antibodies and methods of use
WO2015075011A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 F. Hoffmann-La Roche Ag ANTI-alpha-SYNUCLEIN ANTIBODIES AND METHODS OF USE
WO2015131257A1 (en) 2014-03-06 2015-09-11 National Research Council Of Canada Insulin-like growth factor 1 receptor -specific antibodies and uses thereof
JP6541236B2 (ja) 2014-03-06 2019-07-10 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ インスリン様成長因子1受容体特異的抗体及びそれらの使用
CN103983778B (zh) * 2014-05-08 2016-04-13 首都医科大学宣武医院 一种检测受实验者体液体外促进疾病相关蛋白聚合能力的方法
CA2874083C (en) * 2014-12-05 2024-01-02 Universite Laval Tdp-43-binding polypeptides useful for the treatment of neurodegenerative diseases
AR106189A1 (es) 2015-10-02 2017-12-20 Hoffmann La Roche ANTICUERPOS BIESPECÍFICOS CONTRA EL A-b HUMANO Y EL RECEPTOR DE TRANSFERRINA HUMANO Y MÉTODOS DE USO
US11098108B2 (en) 2017-08-02 2021-08-24 Stressmarq Biosciences Inc. Antibody binding active alpha-synuclein

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011518874A (ja) 2008-04-29 2011-06-30 バイオアーティック ニューロサイエンス アーベー α−シヌクレイン関連疾患についての治療および診断方法における使用のための抗体およびワクチン
JP2014500886A (ja) 2010-11-30 2014-01-16 ジェネンテック, インコーポレイテッド 低親和性血液脳関門受容体抗体及びその使用
JP2014523881A (ja) 2011-06-22 2014-09-18 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション プロテイノパチーの処置方法
JP2014528695A (ja) 2011-06-23 2014-10-30 バイオジェン アイデック インターナショナル ニューロサイエンス ゲーエムベーハー 抗アルファシヌクレイン結合分子
JP2017514456A (ja) 2014-03-06 2017-06-08 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ インスリン様成長因子1受容体特異的抗体及びそれらの使用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nishant N. Vaikath et al.,Neurobiology of Disease,2015年04月30日,Vol. 79,p. 81-99

Also Published As

Publication number Publication date
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KR20200033880A (ko) 2020-03-30
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