JP7225107B2 - ナチュラルキラー細胞 - Google Patents

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Description

本発明は、増殖ナチュラルキラー(NK、Natural Killer)細胞集団、それを産生する方法及びその治療上の適用に関する。より具体的には、本発明は、NK細胞産生に関連する特定の転写因子の発現を増加させることによるNK細胞の増殖に関する。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、がん性細胞、病原体感染性細胞やその他損傷した細胞に対して細胞傷害性であるため、ナチュラルキラー(NK)細胞への関心は高まってきている。NK細胞は、自然リンパ球系細胞(ILC、innate lymphoid cell)、具体的には大型顆粒細胞傷害性リンパ球であり、これは、免疫応答の自然及び適応アームをつなぐ。このNK細胞は、末梢血中を循環するリンパ球の10~15%を作り上げている。NK細胞はまた、免疫系において最も高いレベルの細胞傷害活性を示す。したがって、NK細胞の機能性又は数を変化させると、感染症及びがんに対する免疫系の機能に影響する。例えば、日本における広範な研究では、40歳を超える人のコホートにおけるNK細胞レベルの減少が、著しく高いがんの発生率と関連することが示されている。
B細胞及びT細胞と同様に、これらのNK細胞は、リンパ球系共通前駆(CLP、Common Lymphoid Progenitor)細胞に由来し、次いでこれは、造血幹細胞(HSC、Haematopoietic Stem Cell)に由来する。しかし、NK細胞は、特異的細胞表面抗原受容体を欠くためB及びT細胞とは異なる。このため、NK細胞は、がん性細胞及び病原体感染性細胞を事前感作なしに殺傷することが可能であり、これによりNK細胞は、自然免疫応答の一部であるとされる。このNK細胞はまた、適応免疫応答に直接影響することにより腫瘍免疫監視においても重要な役割を有する。
NK細胞を活性化すると、パーフォリン、及びグランザイムを含有する細胞質顆粒の放出が引き起こされる。パーフォリンは重合して、Ca2+の存在下で標的細胞上に細孔を形成する。グランザイムは、これらの標的細胞内の細孔に入り、DNA断片化及びアポトーシスを引き起こし得る。NK細胞はまた、サイトカインを分泌することができ、これが免疫の適応アームにおいて他の免疫細胞の作用を引き起こす。
病原体感染及びがん細胞に対する免疫応答におけるNK細胞の重要性のため、複数の臨床試験において、養子移植プロトコルによるNK細胞の有効性が試験されている。養子移植では、ドナーの血液から単離したNK細胞をエクスビボで増殖させ、健常で機能性のNK細胞に成熟させた後、レシピエントへ輸注する。しかし、効果的とするために、NK細胞ドナーをそのKIR遺伝子型についてスクリーニングすることが重要であり、ここでドナーは、レシピエントに適切なKIR対立遺伝子多型を有し、標的細胞を認識して破壊可能とする必要がある。いずれにしても、増殖させた産物は、臨床的成功率が予想よりも低く、がん性又は感染性細胞を殺傷する能力が低いことが試験により見出された。したがって、現在の養子移植プロトコルに対する重要な障壁が存在する。
代替的治療法は、内在性NK細胞の数を増加させることである。1つの方法は、NK細胞の発生(development)に必須のサイトカインの投与である。IL-2及びIL-15の投与は、NK細胞の発生を増強することが予想された。IL-2は、NK細胞の増殖及び細胞傷害性を増進させ、一方、IL-15は、NK細胞の発生及び増殖を増進させる。しかし、インビボでの試験では、サイトカインは、非常に高用量であっても、NK細胞の最小限の増殖を刺激して半減期を減少させるのみであることが見出された。さらに、サイトカインを投与すると、免疫応答が不適切に活性化されNK細胞アポトーシスが誘導されるため、全身毒性を生じることが多い。
したがって、従来の方法及び技術を使用すると、大量のNK細胞の産生は、困難であり、高細胞傷害性を有する完全機能性のNK細胞の産生は、より困難である。NK細胞数を選択的に増加させる利用可能な薬物は現在、存在しない。したがって、治療的及び研究的使用のための大量の機能性NK細胞をエクスビボ及びインビボの両方で産生する、NK細胞産生の新規の方法を開発することが求められている。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、がん性、病原体感染性又は損傷した細胞を破壊する免疫系において重要な役割を有する。NK細胞数又は機能性を強化すると、これらの細胞の殺傷が増加すると予想されている。NK細胞養子移植及び内在性NK細胞のサイトカイン増強などの既存の療法は、その有効性の点では非常に成功しているとは言えない。
NK細胞は、骨髄中のHSCから分化し、リンパ節、脾臓、末梢血、肺及び肝臓を含む、リンパ球系及び非リンパ球系組織にわたって分布する。特定のサイトカイン及び転写因子は、HSCのNK細胞への発生を促すのに必要とされる。各サイトカイン及び転写因子は、正確な時間及び濃度で存在して、HSCからNK細胞への分化を推し進めなければならない。しかし、NK細胞成熟化を支配する、サイトカイン及び転写因子の正確な体系は、未だ完全には理解されていない。
本発明者らは、NK細胞数を増加させることが可能な薬物を同定するために研究を重ねた。特に、本発明者らは、Nfil3としても公知の、E4結合タンパク質4(E4bp4、E4 binding protein 4)に着目した。HSCにおけるE4bp4の過剰発現によりインビトロでのNK細胞産生が非常に増強されるため、E4bp4の上方制御は、NK細胞の産生を増加させる有望な戦略である。しかし、転写因子は、その構造及び機能のため、薬物にするのが困難であり得る。例えば、転写因子は、通常、酵素活性又は補助因子結合部位を欠いている。本発明者らは、REV-ERBの作用を阻害すると、NK細胞産生が増加することを初めて示した。さらに詳細には、本発明者らは、REV-ERBの作用を阻害すると、E4bp4発現が増加し、次いで、NK細胞産生が増加することを見出した。特に、本発明者らは、REV-ERBアンタゴニストであるSR8278により、E4bp4発現が増加し、したがってNK細胞産生が増加することを示した。
したがって、本発明は、(a)患者から得られた(obtained)試料を含む造血前駆細胞(HPC、haematopoietic progenitor cell)を培養するステップと、(b)前記試料をREV-ERBの作用を阻害する化合物に接触させるステップと、(c)前記細胞をインビトロで増殖させてNK細胞集団を産生するステップとを含む、NK細胞集団を増殖させるためのエクスビボ方法を提供する。
前記化合物は、REV-ERB活性を減少させることによりE4bp4発現を増加させることができる。典型的には、前記化合物は、REV-ERB-α及び/又はREV-ERB-βの活性を減少させる。好ましくは、前記化合物は、REV-ERB-α及びREV-ERB-βの活性を減少させる。いくつかの実施形態では、前記化合物は、REV-ERBアンタゴニスト、好ましくは、REV-ERB-α及びREV-ERB-βのアンタゴニストである。前記化合物は、低分子、PROTAC試薬、二本鎖RNA(dsRNA、double stranded RNA)、低分子干渉RNA(siRNA、small interfering RNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA、small hairpin RNA)、マイクロRNA、アンチセンスRNA、アプタマー、抗体、リボザイム、ペプチド又はペプチドミメティックから選択され得る。いくつかの好ましい実施形態では、前記化合物は、低分子、例えば、SR8278、ARN5187、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン又は1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンであり、SR8278は、特に好ましい。
HPCの試料は、骨髄、臍帯血及び/又は末梢血から得ることができる。いくつかの実施形態では、化合物は、試料中のHPCを単離して2日以内に添加する。
本発明は、NK細胞の少なくとも90%がCD56及びCD45である、本発明の方法により得られる増殖NK細胞集団をさらに提供する。
本発明はまた、本発明の増殖NK細胞集団並びに薬学的に許容される担体、希釈剤及び/又は賦形剤を含む組成物を提供する。
本発明は、患者におけるナチュラルキラー(NK)細胞の産生を増加させることによる療法の方法における使用のためのREV-ERBの作用を阻害する化合物をさらに提供する。典型的に、前記化合物は、本明細書に定義する本発明の化合物である。療法の方法は、がん、感染性疾患(急性又は慢性)、自己免疫疾患又は女性不妊症若しくは妊娠に関連する疾患若しくは障害から選択される疾患又は障害を治療する方法であり得る。治療する感染症は、ウイルス感染症、細菌感染症、プロテスト感染症(protest infection)、真菌感染症及び/又は蠕虫感染症であり得る。いくつかの実施形態では、本発明の使用のための化合物は、抗体媒介免疫療法と併せて使用される。前記化合物は、抗体媒介免疫療法を施す前、同時、又は後の投与用であり得る。いくつかの好ましい実施形態では、前記化合物は、SR8278、ARN5187、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン又は1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンであり、SR8278は、特に好ましい。
本発明は、REV-ERBの作用を阻害する、治療有効量の化合物を患者に投与するステップを含む、それを必要とする前記患者におけるNK細胞の数を増加させることによる治療の方法をさらに提供する。前記化合物は、抗体媒介免疫療法と併せて使用され得る。
NK細胞発生経路である。NK細胞は、造血幹細胞(HSC)から分化したものである。NK細胞は、HSCからリンパ球系共通前駆(CLP)細胞、NK前駆(NKP、NK progenitor)細胞、未熟NK(iNK、immature NK)細胞、成熟NK(mNK、mature NK)細胞及び最終的に血流を循環する通常型NK(cNK、conventional NK)細胞を発生させる。経路図の下部は、NK細胞の発生に必要とされる、サイトカイン及び転写因子である。IL-15は、NK細胞の発生に必要とされる主要なサイトカインのうちの1つである。他は、図に示す遷移に必要とされる転写因子である。 NK細胞発生アッセイのタイムラインである。HPCを単離し、Flt3L、IL-7及びSCFサイトカインを加えて培養した。次いで2日目に、IL-15サイトカインを加えた培養培地中に薬物を加えて又は加えずに、これらをOP9間質細胞上に移した。5日目に培養物の培地を交換し、9日目に細胞を採取及び分析した。 NK細胞産生条件下でHPCを培養し、2日目に種々の薬物化合物を添加した。9日目にフローサイトメトリーを使用してNK細胞の割合を定量化した。(A)は、成熟マウスNK細胞(NK1.1CD3)の相対産生量を5、10及び20μMのD4476(陽性対照)、Remodelin及びSR8278の添加について「無薬物」対照と比較して示すグラフである。(B)は、マウスNK細胞の同定のためのフローサイトメトリーのゲーティング戦略である。(C)は、NK細胞の割合を示した代表的フローサイトメトリー結果である。結果は、6反復で1回の実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを表す。アステリスクは、マンホイットニー検定に基づいて、注記した2つの結果による有意差を示す(はP≦0.01)。 NK細胞産生条件下でHPCを培養し、種々の濃度のSR8278を添加した。9日目にフローサイトメトリーを使用してNK細胞の割合を定量化した。(A)は、成熟マウスNK細胞(NK1.1CD3)の相対産生量を2、5、10及び20μMのSR8278の添加について「無薬物」対照と比較して示すグラフである。結果は、生物学的反復及び技術的3反復を有する3回の独立した実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを表す。アステリスクは、マンホイットニー検定に基づいて、注記した2つの結果による有意差を示す(はP≦0.05;****はP≦0.001)。(B)は、NK細胞の割合を示した代表的(例示的)フローサイトメトリー結果である。 NK細胞産生条件下で系列陰性細胞(HPC)を培養し、0、1、2、3又は4日目に5又は10μMのSR8278を添加した。9日目に、フローサイトメトリーを使用してNK細胞の割合を定量化した。(A)は、別々の日に5及び10μMのSR8278を添加した場合の成熟マウスNK細胞(NK1.1CD3)の相対産生量を「無薬物」対照と比較して示すグラフである。(B)は、NK細胞の割合を示した代表的フローサイトメトリー結果である。5μMのSR8278の添加を上部に示し、一方、10μMのSR8278の添加を下部に示す。(C)は、別々の日に5及び10μMのSR8278を添加した場合の生細胞の数を示すグラフである。結果は、各4反復で2回の実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを表す。アステリスクは、マンホイットニー検定に基づいて、注記した2つの結果による有意差を示す(はP≦0.01、***はP≦0.0001及び****はP≦0.00001)。 NK細胞産生条件下でHPCを培養し、種々の濃度のGSK4112を添加した。9日目に、フローサイトメトリーを使用してNK細胞の割合を定量化した。(A)は、成熟マウスNK細胞(NK1.1CD3)の相対産生量を2、5、10及び20μMのGSK4112の添加について「無薬物」対照と比較して示すグラフである。(B)は、NK細胞の割合を示した代表的フローサイトメトリー結果である。結果は、各4反復で2回の実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを表す。アステリスクは、マンホイットニー検定に基づいて、注記した2つの結果による有意差を示す(はP≦0.01及び***はP≦0.0001)。 野生型(WT、wild type)、E4bp4ノックアウト(KO、knockout)又はヘテロ接合(Het、heterozygous)マウスから単離したHPCを培養し、5又は10μMのSR8278を添加した。9日目に、フローサイトメトリーを使用してNK細胞の割合を定量化した。(A)WT、(B)Het及び(C)E4bp4 KOマウスを用いた実験における成熟マウスNK細胞(NK1.1CD3)の相対産生量を「無薬物」対照と比較して示すグラフである。(D)は、10μMのSR8278の添加についてNK細胞の割合を示した代表的フローサイトメトリー結果である。結果は、各4反復で2回の実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを示す。アステリスクは、マンホイットニー検定に基づいて、注記した2つの結果による有意差を示す(はP≦0.01及び**はP≦0.001)。 2日目に5μMのSR8278を添加又は添加せずにHPCを培養した。3、4及び5日目に、細胞を採取して、サイトカインの相対発現量をRT-qPCRにより定量化した。グラフは、(A)E4bp4、(B)Id2及び(C)Eomesの、ハウスキーピング遺伝子であるHprtに対して正規化した相対発現量を示す。 ヒトCD34細胞を培養し、4日目に5μMのSR8278を添加した。14~16日目に、hCD56 hCD45(ヒトNK細胞のマーカー)細胞の割合を、フローサイトメトリーを使用して定量化した。(A)は、hCD56 hCD45細胞の割合を種々の条件下で「無薬物」対照と比較して示すグラフである。(B)は、ヒトNK細胞の同定のためのフローサイトメトリーのゲーティング戦略である。(C)は、NK細胞の割合を示した代表的フローサイトメトリー結果である。結果は、各6反復で1回の実験を平均した。エラーバーは、平均+SDを示す。 (A)は、WT(上部)及びREV-ERB-α KO(下部)マウスの骨髄中のプレNKP及びrNKPを同定するためのフローサイトメトリーのゲーティング戦略である。ゲーティングした集団の割合を各フローサイトメトリーグラフ上に示す。(B)は、WT及びREV-ERB-α KOマウスの骨髄(BM)及び脾臓中のマウスNK細胞を同定するための、NK細胞の割合を示したフローサイトメトリー結果である。結果は、図3Bのゲーティング戦略を使用することにより得た。 (A)は、WT(上部)並びにREV-ERB-α及びREV-ERB-βダブルKO(下部)マウスの骨髄中のプレNKP及びrNKPを同定するためのフローサイトメトリーのゲーティング戦略である。ゲーティングした集団の割合を各フローサイトメトリーグラフ上に示す。(B)は、REV-ERBα/βダブルKOマウスの骨髄の分析である。DKO=REV-ERBα及びβ遺伝子の両方を欠失させたマウス、αHet/βHet=各REV-ERB遺伝子のうちの1つの対立遺伝子のみを欠失させたマウス、並びにβKO=REV-ERBβ遺伝子を欠失させたマウスである。各データポイントについてN=2である。LMPP=リンパ球系-骨髄系多能性前駆細胞、CLP=リンパ球系共通前駆細胞、及びNKP=NK細胞前駆細胞である。y軸は、これらの細胞数が骨髄の系列陰性細胞集団全体における割合として表されることを示す。
ナチュラルキラー細胞
ナチュラルキラー(NK)細胞は、免疫系の中で最も高いレベルの細胞傷害活性を示す。NK細胞は、B細胞及びT細胞に類似しているが、特定の細胞表面抗原受容体を欠いている。代わりに、NK細胞は、モチーフを認識する、活性化及び阻害受容体を有する。
NK細胞は、血液並びにリンパ節及び脾臓などの末梢リンパ器官中を循環する。これらは、サイトカインにより、又は標的細胞に遭遇すると活性化された状態となり得る。標的細胞の認識及び除去は、阻害及び活性化シグナルの釣り合いに基づく。活性化シグナルは、リガンドに結合する活性化受容体(NKGD、NKp46、NKp30)により生成され、これは、がん性細胞、病原体感染性細胞及び損傷した細胞だけでなく、健常な細胞にも存在し得る。一方、阻害シグナルは、NK細胞上の阻害受容体(KIR、CD94/NKGA)が、通常すべての健常な細胞に存在する主要組織適合抗原(MHC、Major Histocompatibility Complex)クラスI分子に結合する場合に生成される。標的細胞上のMHCクラスI分子は、存在しないか、又は非常に下方制御され、そのため理想的なNK細胞標的となっている。これによりNK細胞が、標的と健常な細胞を識別することが可能となった。NK細胞が標的細胞を認識及び殺傷するために、活性化シグナル全体は、阻害シグナルよりも大きくなければならない。
NK細胞は、がん性細胞、病原体感染性細胞及び損傷した細胞を事前感作なしに認識及び殺傷し、そのためNK細胞は、自然免疫応答の一部となっている。例えば、NK細胞は、ウイルス感染に対する初期応答をもたらし、その後、T細胞の感染細胞殺傷が生じる。NK細胞は、標的細胞を数分以内に殺傷することができる。NK細胞はまた、サイトカインを分泌し、免疫系の他の部分を「兵器化」する。例えば、NK細胞は、T細胞エフェクター機能を増進させ、抗体依存細胞傷害性(ADCC、antibody-directed cellular cytotoxicity)を増強する。
NK細胞は、造血幹細胞(HSC)から図1に提示する経路を介して分化する。より詳細には、NK細胞は、HSCからリンパ球系共通前駆(CLP)細胞、プレNK前駆(pre-NKP)細胞、NK前駆(NKP)細胞、未成熟NK(iNK)細胞、成熟NK(mNK)細胞、及び最終的に血流を循環する通常型NK(cNK)細胞を発生させる。この用語は、マウスにおけるNK細胞発生に由来するが、対応する経路は、ヒトNK細胞発生においても生じる。例えば、HSCは、複数の先駆体の段階(段階1、2及び3)、その後の成熟NK細胞への発生(段階4及び5)を通じて発生する。一貫性のために、HSC、CLP、プレNKP、NKP、iNK、mNK、cNK及びNK細胞の表現を本明細書において使用する。しかし、本発明の文脈において、これらの用語は、ヒト命名法の段階1~5と互換性を有する。図1の経路図の下部は、NK細胞発生に必須の、サイトカイン及び転写因子である。IL-15は、NK細胞の発生に必要とされる主要なサイトカインの1つである。特定の間質細胞などの他の外因子はまた、NK細胞の発生及び成熟に必要とされる。本発明によれば、造血前駆細胞(HPC)は、HSC、CLP及びまたNKPなどの多分化能前駆細胞を含有する不均質集団である。HPCは、発生経路にまだ深く関与していないため、系列陰性細胞と呼ばれる。したがって、本発明の文脈において、HSC、CLP細胞及びNKP細胞は、すべてHPCであり、HPCに言及する場合、これと矛盾する明示的な記述がない限り、HSC、CLP細胞及び/若しくはCLP細胞のいずれか、又はこれらの任意の組合せへの言及となる。
免疫応答におけるNK細胞の重要性のために、複数の臨床試験では、NK細胞の有効性を養子移植プロトコルにおいて試験した。典型的には、これは同種間の移植であり、NK細胞を健常なドナーから単離し、増殖させる。しかし、標的細胞上のMHCクラスI分子の下方制御は、部分的であり、ドナー及びレシピエント由来のKIR遺伝子型は、類似していてもよい。このため、レシピエントに注入されるNK細胞は、様々な個人由来であっても、そのKIRがMHCクラスI分子を認識する場合、標的細胞に結合しない可能性がある。したがって、NK細胞ドナーをそのKIR遺伝子型についてスクリーニングしなければならないことは重要であり、ここでドナーは、標的細胞を認識して破壊することを可能とする、レシピエントに適切なKIR対立遺伝子多型を有していなければならない。その上、増殖させた産物は、臨床的成功率が予想よりも低く、がん性又は感染性細胞を殺傷する能力が低いことが見出されている。
NK細胞は、そのマーカー発現、その機能/活性、又はこれらの組合せの点から定義することができる。このような定義は、当分野において標準であり、マーカー発現及び/又はNK細胞活性を評価し得る方法は、公知である。したがって、当業者は、標準的方法及び定義を使用して、細胞をNK細胞として分類することが容易に可能である。
例えば、mNK及びcNK細胞は、表面マーカーであるCD16(FcγRIII)及び/又はCD56、典型的には、ヒトにおけるCD16とCD56の両方、並びにいくつかのマウス系統におけるNK1.1又はNK1.2の発現により認識することができる。NKp46は、mNK及びcNK細胞の別のマーカーであり、ヒト及びいくつかのマウス系統において発現する。したがって、NKp46は、CD16及び/若しくはCD56を(ヒトにおいて)有するか若しくは有しない、又はNK1.1若しくはNK1.2を(マウスにおいて)有するか若しくは有しないNK細胞のマーカーとして使用することができる。本発明によるNK細胞の同定/定義に使用され得るマーカーの他の例としては、Ly49、ナチュラル細胞傷害性受容体(NCR、natural cytotoxicity receptor)、CD94、NKG2、キラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR、killer-cell immunoglobulin-like receptor)及び/若しくは白血球阻害受容体(ILT又はLIR、leukocyte inhibitory receptor)、或いはCD16及び/若しくはCD56(ヒトにおいて)又はNK1.1/NK1.2(マウスにおいて)の組合せを含む、これらの任意の組合せが挙げられる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明による成熟NK細胞(即ち、mNK及びcNK細胞)は、CD56及びCD45であり、またCD16であり得る。本明細書において使用する場合、成熟ヒトNK細胞の用語は、CD56bright(段階4)及びCD56dim(段階5)であるNK細胞を包含し、これらは、ともにCD56である。成熟NK細胞はまた、CD34、並びにリンパ球マーカーであるCD3及び/又はCD19などのマーカーの非存在により定義することができる。したがって、本発明の成熟NK細胞は、CD56、CD45、CD16、CD3及び/若しくはCD19、又はCD56、CD45、CD16、CD3及びCD19など、これらの任意の組合せであり得る。
加えて又は或いは、NKは、その活性の点から同定/定義することができる。例えば、NK細胞は、その細胞質内における細胞溶解性顆粒の存在により、αデフェンシンなどの抗菌分子を分泌するその能力、及び/又はTNF-α、IL-10、IFN-γ及びTFG-βなどのサイトカインを分泌するその能力により同定/定義することができる。
本明細書において他に記述がない限り、NK細胞に言及する場合、iNK、mNK及びcNK細胞への言及を含む。HSC、CLP細胞及びNKPは、典型的にそれ自体を指す。
増殖NK細胞集団
本明細書において開示するように、本発明は、NK細胞の増殖させた集団(本明細書において、増殖NK細胞集団又はNK細胞集団と互換的に呼ばれる)を生成する方法を提供する。本発明のNK細胞に関する、本明細書における任意の開示はまた、本発明の増殖NK細胞集団に適用することができる。
したがって、本発明は、増殖NK細胞集団を提供する。典型的には、本発明の増殖NK細胞集団は、iNK細胞、mNK細胞及び/若しくはcNK細胞、又はこれらの組合せを含む。前記集団は、HSC、CLP細胞及び/若しくはNKP、又はこれらの組合せなどのHPCを含み得るが、これらのHPCの大部分が集団においてNK細胞に分化しているため、このような細胞の数は、NK細胞の数に対して典型的に少ない。前記集団は、他の免疫及び/又は非免疫細胞を含み得る。また、このような任意の細胞の数は、集団に存在するNK細胞の数に対して典型的に少ない。
非限定的な例として、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%又はそれ以上、最大100%の本発明の増殖NK細胞集団の細胞は、NK細胞であり得る。典型的には少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%の本発明の増殖NK細胞集団の細胞は、NK細胞である。
いくつかの実施形態では、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%又はそれ以上、最大100%の本発明の増殖NK細胞集団の細胞は、成熟NK細胞(即ち、mNK細胞及び/又はcNK細胞)である。好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、及びさらにより好ましくは少なくとも95%、さらにより好ましくは少なくとも98%又はそれ以上の本発明の増殖NK細胞集団の細胞は、成熟NK細胞である。
HPC(HSC、CLP細胞及び/又はNKPを含む)の数は、増殖させたNK細胞集団の細胞の40%未満、30%未満、25%未満、20%未満、15%未満、14%未満、13%未満、12%未満、11%未満、10%未満、9%未満、8%未満、7%未満、6%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満であり得る。典型的には、HPC(HSC、CLP細胞及び/又はNKPを含む)の数は、増殖させたNK細胞集団の細胞の20%未満、好ましくは10%未満、より好ましくは5%未満、さらにより好ましくは2%未満又はそれ以下である。
他の免疫及び/又は非免疫細胞の数は、増殖させたNK細胞集団の細胞の40%未満、30%未満、25%未満、20%未満、15%未満、14%未満、13%未満、12%未満、11%未満、10%未満、9%未満、8%未満、7%未満、6%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満であり得る。典型的には、他の免疫及び/又は非免疫細胞の数は、増殖させたNK細胞集団の20%未満、好ましくは10%未満、より好ましくは5%、さらにより好ましくは2%未満又はそれ以下である。
本明細書において記載するように、本発明の方法により作製した増殖NK細胞集団は、従来の養子移植方法により作製したNK細胞集団に対していくつかの利点を提供する。特に、本発明の方法は、従来の方法と比較して、より多数のNK細胞を有する増殖NK細胞集団の産生を可能とする。さらに、本発明の集団における、より大きい割合のNK細胞は、機能性であり、好ましくは、多数のNK細胞が「疲弊した」従来の方法により得られる集団と比較して、完全に機能性である。
本明細書において使用する場合、用語「疲弊した」は、NK細胞の文脈において、NK細胞又は増殖NK細胞集団が、細胞傷害機能、サイトカイン産生及び/又はADCCなど、エフェクター機能のうちの少なくともいくつかを失ったことを意味する。したがって、疲弊したNK細胞又は増殖NK細胞集団は、生着の障害、細胞傷害機能の障害、サイトカイン産生の変化若しくは障害及び/又はADCCの障害を示し得る。例えば、疲弊したNK細胞又は疲弊したNK細胞集団は、そのエフェクター機能のうちの1つの少なくとも50%の減少を示し得る。例えば、サイトカイン分泌の少なくとも50%の減少、ADCCの少なくとも50%の減少及び/又は細胞傷害活性の少なくとも50%の減少を示し得る。これらの値は、本明細書において定義する適切な任意の対照に対して定量化され得る。適切な任意の技術を使用してエフェクター機能を判定し、したがって、それにより定量及び減少させることができる。適した技術は、当分野において公知である。或いは及び/又は加えて、疲弊したNK細胞は、1つ若しくは2つ以上の(本明細書に記載の)阻害受容体の発現の増加及び/又は1つ若しくは2つ以上の(本明細書に記載の)活性化受容体の発現の減少などのマーカー発現の変化を示し得る。いくつかの実施形態では、NKG2A及び/又はTim3の発現の増加は、NK細胞疲弊のマーカーとして使用され得る。また、これらのマーカーの発現は、本明細書において定義する適切な任意の対照に対して定量化され得る。
対照的に、用語「機能性」及び「完全に機能性」は、NK細胞の文脈において、NK細胞又は増殖NK細胞集団が、所与の免疫チャレンジに応答する場合、予想されるエフェクター機能のすべてを有することを意味する。したがって、(完全に)機能性のNK細胞又は増殖NK細胞集団は、NK細胞が免疫チャレンジに応答して活性化される場合にインビボで観察されるような、細胞傷害機能、サイトカイン産生及び/又はADCCを典型的に示し、従来の方法を使用して産生したNK細胞と比較して生着の増強を典型的に示す。或いは及び/又は加えて、(完全)機能性NK細胞は、1つ若しくは2つ以上の(本明細書に記載の)活性化受容体の発現の増加及び/又は1つ若しくは2つ以上の(本明細書に記載の)阻害受容体の発現の減少などのマーカー発現の変化を示し得る。非限定的な例として、機能性(成熟)ヒトNK細胞は、CD56及び/又はCD45、好ましくはCD56とCD45の両方であり得る。
非限定的な例として、NK細胞の細胞傷害性は、「標的細胞」と共インキュベートしたNK細胞における脱顆粒アッセイを使用して判定することができる。脱顆粒アッセイは、NK細胞集団におけるCD107aの発現の分析を含む。CD107aの量は、サイトカイン分泌及びNK細胞媒介性の標的細胞の溶解と相関する。NK細胞はまた、機能性NK細胞が活性化される場合に分泌される主要なサイトカインである、インターフェロンγ(IFN-γ)の発現について分析することができる。機能性のNK細胞は、対照と比較した場合、CD107a並びにIFN-γを同様に又は高く発現するはずである。
本発明の方法により作製した増殖NK細胞集団におけるNK細胞数/機能性の任意の増加は、本明細書に記載の対照方法により得られたNK細胞集団のNK細胞数/機能と比較することができる。対照方法は、NK細胞集団を産生するための当分野において公知の任意の標準的方法であってもよい。例えば、対照方法は、本発明によるREV-ERB阻害物質を使用する方法ではなく従来の養子移植技術を使用し得る。このような対照/標準方法により産生したNK細胞及びNK細胞集団は、本明細書に記載の対照細胞及び集団として使用され得る。
本発明の増殖NK細胞集団が、従来法で調製したNK細胞集団と比較して優位に少ない疲弊したNK細胞を含むが、代わりに、より高い割合の完全機能性NK細胞を含有するため、これにより患者を治療するために細胞をより少量使用することが有利にも可能となる。
本明細書において記載するように、本発明の方法は、大量の「疲弊した」NK細胞を有する集団を産生する従来の方法と比較してより高い割合の(完全)機能性NK細胞を有する増殖させたNK細胞集団を産生する。典型的には、本発明の増殖NK細胞集団において、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%又はそれ以上、最大100%の本発明の増殖NK細胞集団のNK細胞は、(完全)機能性である。典型的には、少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、さらにより好ましくは少なくとも98%又はそれ以上の本発明の増殖NK細胞集団のNK細胞は、本明細書の任意の定義(例えば、マーカー及び/又はエフェクター機能の定義)に従って完全機能性である。
本発明の増殖NK細胞集団は、本明細書に開示の任意の方法により産生することができる。典型的には、本発明の増殖NK細胞集団は、本明細書に開示のエクスビボ方法により産生する。
E4bp4
E4bp4(Nfil3としても公知)は、塩基性ロイシンジッパータンパク質転写因子であり、これはIL-3発現の制御に関与し、概日時計の調整に関与する。ヒトE4bp4遺伝子のゲノムDNA配列を、配列番号1(Genbank受託番号X64318、バージョンX64318.1)に示す。図1に示すように、E4bp4は、CLPにおいて発現し、血液幹前駆細胞からのNK細胞の産生において重要である。E4bp4遺伝子が欠失したマウスは、機能性NK細胞を有しないが、正常数のT及びB細胞を有する。対照的に、インビトロでのHSCにおけるE4bp4の過剰発現により、NK細胞産生が増加する。したがって、E4bp4は、HSCからのNKPの発生を制御する、系列分化決定因子である(図1)。抹消mNK細胞におけるE4bp4の特異的消失が、NK細胞数又はサイトメガロウイルス感染に対する応答に影響しないため、E4bp4のNK細胞における重要な機能は、発生経路の初期段階に特異的である。加えて、E4bp4は、Id2及びEomesなど、NK細胞発生において必須である他の転写因子を調節する。
IL-7及びIL-15は、E4bp4発現を調節することが示されているが、一般に、外因性又は内因性の刺激がE4bp4にどのように影響するのかについては、ほとんど知られていない。E4bp4などの転写因子は、その構造及び機能のため、標的化することが困難であり得る。例えば、これらは通常、酵素活性又は補助因子結合部位を欠いている。しかし、本明細書の実施例において実証するように、本発明者らは、E4bp4発現が、REV-ERBの活性を阻害する化合物を使用して増加し得ることを見出した。さらに、本発明者らは、E4bp4発現を増加させるREV-ERB阻害物質の使用により、NK細胞数の増加がもたらされることを実証した。理論に束縛されることは望まないが、REV-ERBは、ポルフィリンヘムに結合し、この特徴によりREV-ERBが新薬の開発につながる標的となると考えられる(下記参照)。まとめると、本発明者らは、REV-ERBを標的化し、その活性を阻害することにより、E4bp4発現を増加させ、これにより、NK細胞数を増加させることが可能であることを示した。したがって、本発明は、REV-ERBの作用を阻害する化合物、並びにE4bp4発現の増加、及びこれによるNK細胞数の増加におけるその使用に関係する。
E4bp4発現の増加
したがって、本発明は、増殖させたNK細胞集団を産生するためのエクスビボ方法、並びにそれを必要とする患者においてNK細胞数を増加させるための治療的方法及び適用を提供する。本明細書において開示するように、前記方法及び適用は、REV-ERBの作用を阻害する化合物の使用を含む。典型的には、前記化合物は、E4bp4発現を増加させることにより作用する。
E4bp4発現の増加は、対照に対して測定することができる。したがって、HPC、増殖させたNK細胞集団の試料、又は本発明により治療する患者から得られた試料におけるE4bp4発現は、対照におけるE4bp4発現と比較し得る。発現は、遺伝子及び/又はタンパク質発現の点から定量化することができ、対照(例えば、ハウスキーピング遺伝子又はタンパク質)の発現と比較することができる。E4bp4遺伝子、mRNA転写物及び/若しくはタンパク質の質量、モル量、濃度若しくはモル濃度のような、E4bp4遺伝子、mRNA転写物及び/若しくはタンパク質の実際量、又はHPC、増殖させたNK細胞集団の試料若しくは本発明により治療する患者及び対照から得られた試料中1細胞あたりのmRNA分子の数は、評価し、対照から得られた対応する値と比較することができる。或いは、HPC、増殖NK細胞集団の試料、又は本発明により治療する患者から得られた試料におけるE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現は、1つ又は2つ以上の遺伝子及び/又はタンパク質の質量、モル量、濃度又はモル濃度を定量化することなく、対照のE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現と比較することができる。
典型的には、対照は、E4bp4発現の増加が影響しない等価な集団又は試料である。非限定的な例として、E4bp4発現を増加させるためにREV-ERBの作用を阻害する化合物により患者を治療する場合、適した対照は、化合物を投与されていない異なる個体、又は化合物を投与する前の同一の個体であり得る。公知の方法を含む、エクスビボでのNK細胞の増殖のための従来の方法は、本発明による対照方法であると考えることができる。
本発明の文脈において、E4bp4発現の増加に言及する場合、E4bp4発現が、対照と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも150%、少なくとも200%増加することを意味すると理解され得る。典型的には、E4bp4発現は、対照と比較して少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、さらにより好ましくは少なくとも90%又はそれ以上増加する。
E4bp4発現の増加に言及する場合、E4bp4発現が、対照に対して少なくとも1.5倍、少なくとも2倍、少なくとも2.1倍、少なくとも2.2倍、少なくとも2.3倍、少なくとも2.4倍、少なくとも2.5倍、少なくとも2.6倍、少なくとも2.7倍、少なくとも2.8倍、少なくとも2.9倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍又はそれ以上増加することを意味すると理解され得る。典型的には、E4bp4遺伝子発現は、対照と比較して少なくとも2倍、少なくとも2.1倍、少なくとも2.2倍、少なくとも2.3倍、少なくとも2.4倍、少なくとも2.5倍、少なくとも2.6倍、少なくとも2.7倍、少なくとも2.8倍、少なくとも2.9倍、少なくとも3倍又はそれ以上増加する。典型的には、E4bp4タンパク質発現は、対照と比較して少なくとも2倍、少なくとも3倍、好ましくは少なくとも5倍、より好ましくは少なくとも6倍又はそれ以上増加する。
本発明によるE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現は、定量的及び/又は定性的分析により判定することができる。典型的には、遺伝子発現は、mRNAレベルの点から表すことができる。
本発明によるE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、E4bp4 mRNA転写物及び/又はタンパク質の質量、E4bp4遺伝子、mRNA転写物及び/又はタンパク質のモル量、E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の濃度、並びにE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質のモル濃度を包含する。この発現レベルは、適切な任意の単位で示すことができる。例えば、E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の濃度は、pg/ml、ng/ml又はμg/mlで示すことができる。
本発明によるE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、直接的又は間接的に測定することができる。
本発明によるE4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の相対発現量は、対照に対して、適切な任意の技術を使用して判定することができる。適した標準的技術は、当分野において公知であり、例えば、ウエスタンブロット法、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)及びRT-qPCRである。
E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、対照と比較して少なくとも6時間、少なくとも12時間、少なくとも24時間、少なくとも30時間、少なくとも36時間、少なくとも42時間、少なくとも48時間、少なくとも54時間、少なくとも60時間、少なくとも72時間、少なくとも4日間、少なくとも5日間、少なくとも6日間、少なくとも1週間増加し得る。好ましくは、E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、少なくとも12~72時間増加する。典型的には、これは、REV-ERB活性を阻害する化合物の最後の投与に対して評価される。
E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、対照と比較して少なくとも1回、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、少なくとも5回、少なくとも10回、少なくとも20回、少なくとも30回、少なくとも40回又はそれ以上の培養中のNK細胞先駆体の継代で増加し得る。E4bp4遺伝子及び/又はタンパク質の発現レベルは、無制限に変化し得る。
REV-ERB
REV-ERBタンパク質は、細胞内転写因子の核内受容体ファミリーのメンバーである。ヒトREV-ERBα遺伝子(Nr1d1)のmRNA配列は、配列番号3(Genbank受託番号NM_021724、バージョンNM_021724.4)に示す。ヒトREV-ERBβ遺伝子(Nr1d2)のmRNA配列は、配列番号5(Genbank受託番号AB307693、バージョンAB307693.1)に示す。REV-ERBは、概日時計を調節し、軟骨組織の崩壊の調節とも関係づけられている。これは、REV-ERBαノックアウトマウスでは、対応する野生型マウス系統と比較してTH17細胞の数が減少するとこれまでに示されてきた。しかし、NK細胞発生におけるREV-ERBの役割は、これまでに検討されていなかった。
E4bp4発現の対照は、E4bp4制御領域に結合する多くの転写因子を含む複雑な多成分性機序であり、REV-ERBは、その1つにすぎない。本発明者らは、REV-ERB活性の阻害が、E4bp4発現の顕著な増加を誘発するのに十分であり、次いで、これによりNK細胞の増殖がもたらされて、NK細胞数の増加が生じることを初めて実証した。本明細書の実施例において実証するように、本発明者らは、REV-ERB活性の阻害によりNK細胞数の増加がもたらされる可能性があり、典型的には、得られるNK細胞が、本明細書に定義するように(完全)機能性であることを初めて実証した。本発明者らは、REV-ERB阻害効果が、E4bp4依存的に媒介されることをさらに実証した。理論に束縛されることは望まないが、REV-ERB活性を阻害すると、E4bp4発現が増加し(E4bp4発現は、通常、REV-ERBにより抑制される)、E4bp4が、NK細胞の産生を刺激するように作用する(図1に示すように)と考えられる。特に、本発明者らは、低分子のSR8278をREV-ERBのポルフィリンヘム部分に結合させて、REV-ERB活性の阻害及びNK細胞数の増加を生じさせることが可能であることを実証した。
したがって、本発明は、REV-ERBの作用を阻害する化合物、並びにE4bp4発現の増加、及びこれによるNK細胞数の増加におけるその使用に関係する。
REV-ERB活性の阻害
本発明は、REV-ERBの作用を阻害する化合物、即ち、REV-ERB活性を阻害する化合物の使用に関する。REV-REB活性は、適切な任意の手段により阻害することができる。適した標準的技術は、当分野において公知である。阻害は、例えば、使用する化合物の性質(下記参照)、例えば、任意の直接的又は間接的相互作用における立体的干渉又はREV-ERBの阻害に応じた、適した任意の機序により生じ得る。本発明の文脈において、REV-ERB阻害物質(本明細書においてREV-ERBアンタゴニストと互換的に呼ばれる)は、REV-ERBの作用を部分的又は完全に阻害、減少、抑制又は除去する任意の化合物である。
REV-ERB活性の減少は、対照に対して測定することができる。したがって、NK先駆若しくは前駆細胞、増殖させたNK細胞集団の試料中、又は本発明により治療する患者から得られた試料中のREV-ERB活性は、対照におけるREV-ERB活性と比較することができる。活性は、任意の適切な観点、例えば、REV-ERBのE4bp4遺伝子との結合、又は本明細書に定義するE4bp4発現の観点から定量化することができる。任意の適切な技術又は方法は、REV-ERB活性の定量化に使用することができる。適した技術は、当分野において公知であり、例えば、ルシフェラーゼアッセイを使用してレポーター遺伝子の発現を定量化する。
典型的には、対照は、REV-ERB阻害化合物を添加していない、等価な集団又は試料、例えば、化合物を投与していない異なる個体、又は化合物を投与する前の同一の個体から得られた試料である。公知の方法を含む、エクスビボでのNK細胞の増殖のための従来の方法は、本発明による対照方法であると考えることができる。
本発明の文脈において、REV-ERB活性の阻害に言及する場合、REV-ERB活性が、対照と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%減少し、最大で完全に(100%)REV-ERB活性を阻害することを意味すると理解され得る。典型的には、REV-ERB活性は、対照と比較して少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、さらにより好ましくは少なくとも95%又はそれ以上減少する。
REV-ERBの活性は、定量的及び/又は定性的分析により判定することができ、直接的又は間接的に測定することができる。
対照に対するREV-ERB活性は、適切な任意の技術を使用して判定することができる。適した標準的技術は、当分野において公知であり、例えば、E4bp4発現の定量化、及び/又はルシフェラーゼアッセイによる。
REV-ERBの活性は、対照と比較して少なくとも6時間、少なくとも12時間、少なくとも24時間、少なくとも30時間、少なくとも36時間、少なくとも42時間、少なくとも48時間、少なくとも54時間、少なくとも60時間、少なくとも72時間、少なくとも4日間、少なくとも5日間、少なくとも6日間、少なくとも1週間阻害され得る。好ましくは、REV-ERBの活性は、少なくとも12~72時間減少する。典型的には、これは、REV-ERB活性を阻害する化合物の最後の投与に対して評価される。
REV-ERBの活性は、対照と比較して少なくとも1回、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、少なくとも5回、少なくとも10回、少なくとも20回、少なくとも30回、少なくとも40回又はそれ以上の細胞の継代で阻害され得る(インビボ、又はエクスビボ若しくはインビトロで培養)。REV-ERBの活性は、阻害される可能性があり、並びに/又はE4bp4遺伝子及び/若しくはタンパク質の発現レベルは、無制限に変化し得る。
本発明の文脈において、REV-ERB活性の阻害に任意に言及する場合、REV-ERBα及び/又はREV-ERBβの活性を阻害することを意味すると理解され得る。好ましい実施形態では、REV-ERBαとREV-ERBβの両方の活性が阻害される。したがって、本発明は、REV-ERBα活性を阻害する化合物(即ち、REV-ERBαアンタゴニストとも呼ばれる、REV-ERBα阻害物質)及び/又はREV-ERBβ活性を阻害する化合物(即ち、REV-ERBβアンタゴニストとも呼ばれる、REV-ERBβ阻害物質)を含む、REV-ERB活性を阻害する化合物に関する。好ましい実施形態では、本発明は、REV-ERBαとREV-ERBβの両方の活性を阻害する化合物(即ち、REV-ERBα及びREV-ERBβ阻害物質、REV-ERBα及びREV-ERBβアンタゴニストとも呼ばれる)に関する。
REB-ERBアンタゴニスト/阻害物質
本発明の化合物は、REV-ERBに特異的であり得る。特異的については、化合物が、REV-ERBα及び/又はREV-ERBβに結合し、他のいかなる分子、特に他のいかなるタンパク質に対しても顕著な交差反応性がないことが理解される。例えば、REV-ERBα及び/又はREV-ERBβに特異的な修飾物質は、ヒト好中球エラスターゼとの顕著な交差反応性を示さない。交差反応性は、任意の適した方法により評価することができる。REV-ERBα及び/又はREV-ERBβ阻害物質のREV-ERBα及び/又はREV-ERBβ以外の分子との交差反応性は、阻害物質が他の分子に少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%又は100%REV-ERBα及び/又はREV-ERBβに結合するときと同程度に強く結合する場合に顕著であると考えられ得る。REV-ERBα及び/又はREV-ERBβに特異的な阻害物質は、ヒト好中球エラスターゼなどの別の分子と90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%又は20%未満のREV-ERBα及び/又はREV-ERBβに結合する強度で結合し得る。好ましくは、阻害物質は、他の分子に20%未満、15%未満、10%未満又は5%未満、2%未満又は1%未満のREV-ERBα及び/又はREV-ERBβに結合する強度で結合する。
本発明の化合物は、オフターゲット効果を有し得る。オフターゲット効果は、REV-ERB以外の標的に対する活性である。典型的には、オフターゲット効果を有する化合物は、非REV-ERB標的に対する活性が、REV-ERBに対する活性と比較して顕著でない場合に、本発明により包含される。オフターゲット効果が顕著であるかどうかは、化合物の対象となる使用に依存し得る。非限定的な例として、オフターゲット効果を中枢神経系にもたらし得る化合物は、本明細書に開示するエクスビボ方法において使用する化合物にとって重要ではないが、本明細書に開示するインビボでの治療適応にとって重要であり得る(オフターゲット効果の規模に応じて)。潜在的な任意のオフターゲット効果の存在及び規模は、当分野において公知の標準的方法を使用して容易に評価することができる。
適した任意の阻害物質、例えば、低分子、PROTAC試薬、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)、マイクロRNA、アンチセンス(一本鎖)RNA、ペプチド及びペプチドミメティック、抗体、アプタマー並びにリボザイムは、本発明に従って使用することができる。好ましい阻害物質は、低分子及びPROTAC試薬を含む。
低分子
低分子は、本明細書に記載するREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。本明細書に定義するように、低分子は、低分子量化合物、典型的には、有機化合物である。典型的には、低分子は、900Daの最大分子量を有し、細胞膜を通過して急速な拡散を可能とする。いくつかの実施形態では、低分子の最大分子量は、500Daである。典型的には、低分子は、1nmほどのサイズを有する。
本発明によれば、低分子は、REV-ERBのポルフィリンヘム部分に結合することによりREV-ERB活性に阻害効果をもたらすことができる。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、本発明によるREV-ERBの作用を阻害する化合物は、REV-ERBのポルフィリンヘム部分に結合し、これによりREV-ERBの作用を阻害する化合物である。或いは、低分子は、異なる機序により、例えば、REV-ERBの非ヘム部分に結合することにより作用し得る。低分子の産生のための標準的技術は、当分野において公知であり、この低分子は、本明細書に記載するREV-ERB阻害作用について容易に試験することができるものである。
Figure 0007225107000001
ポルフィリンヘムの構造
好ましい実施形態では、本発明は、本明細書においてREV-ERB阻害物質としてSR8278と呼ばれる、低分子1,2,3,4-テトラヒドロ-2-[[5-(メチルチオ)-2-チエニル]カルボニル]-3-イソキノリンカルボン酸エチルエステルに関する。
Figure 0007225107000002
SR8278の構造
本発明はまた、SR8278のREV-ERB阻害機能を保持するSR8278の変異体の使用を包含する。
REV-ERB活性に阻害作用をもたらす任意の低分子は、本発明によるREV-ERB阻害物質として使用することができる。このような低分子阻害物質はまた、REV-ERBに結合し得る。本発明によるREV-ERB阻害物質として使用することができる他の低分子の例としては、4-[[[1-(2-フルオロフェニル)シクロペンチル]アミノ]メチル]-2-[(4-メチルピペラジン-1-イル)メチル]フェノール(本明細書においてARN5187とも呼ばれる)、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン及び1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンが挙げられる。
Figure 0007225107000003
ARN5187の構造
Figure 0007225107000004
エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレートの構造
Figure 0007225107000005
4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミドの構造
Figure 0007225107000006
4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノールの構造
Figure 0007225107000007
1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンの構造
Figure 0007225107000008
1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンの構造
本発明はまた、ARN5187、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン又は1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンのREV-ERB阻害機能をそれぞれ保持する、ARN5187、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン又は1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミンの変異体の使用を包含する。
PROTAC試薬
タンパク質分解標的キメラ(PROTAC又はPROTAC試薬とも呼ばれる)は、本明細書に記載するREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。PROTACは、標的タンパク質とユビキチンリガーゼを同時に結合させて、標的のユビキチン化及び分解を可能とするヘテロ二機能性低分子である。より詳細には、PROTAC試薬は、典型的に、標的タンパク質(本発明の場合は、REV-ERB)のリガンド及びE3リガーゼ認識ドメインのリガンドを含む。このようなPROTACの使用により、E3リガーゼをPROTAC結合REV-ERBに動員して、ユビキチンのE3リガーゼ複合体から標的タンパク質(本発明の場合は、REV-ERB)への移行を誘導する。PROTACが標的のユビキチン化を十分な程度誘導すると、このPROTACはプロテアソームにより認識及び分解される。
非限定的な例として、PROTAC試薬は、E3リガーゼのリガンドを本明細書に記載の低分子阻害物質(好ましくはSR8278)にリンカーを介してコンジュゲートさせることにより生成することができる。好ましい実施形態では、PROTAC試薬は、本発明の低分子阻害物質にリンカーを介して連結する、E3 RING Cullinリガーゼのフォンヒッペル・リンドウタンパク質(VHL、von Hippel Lindau)又はCRL4 E3 RING Cullinリガーゼ複合体の一部である、セレブロンのリガンドを含む。いくつかの特に好ましい実施形態では、PROTAC試薬は、SR8278にリンカーを介して連結するE3 RING Cullinリガーゼのフォンヒッペル・リンドウタンパク質(VHL)のリガンドを含む。他の特に好ましい実施形態では、PROTAC試薬は、リンカーを介して連結する、セレブロン(CRL4 E3 RING Cullinリガーゼ複合体の一部)及びSR8278を含む。
その作用機序のため、PROTAC試薬は、標的タンパク質の任意のリガンドを単純に必要とする。リガンドの機能的薬理学は、リンカー及びE3リガーゼリガンドの非存在下では、重要ではない。したがって、いくつかの実施形態では、本発明のREV-ERB阻害PROTAC試薬は、GSK4112(1,1-ジメチルエチルN-[(4-クロロフェニル)メチル]-N-[(5-ニトロ-2-チエニル)メチル]グリシネート、SR6452)などの、低分子REV-ERBアゴニストをリガンドとして含むことができる。
二本鎖RNA
二本鎖RNA(dsRNA)分子は、本明細書に記載するようにREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。dsRNA分子は、RNAiにおいてREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。
公知の技術を使用しREV-ERBの配列の知識に基づいて、dsRNA分子は、対応するRNA配列の配列相同性に基づいた標的化によりREV-ERBと拮抗するように設計することができる。このようなdsRNAは、典型的に、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)又はマイクロRNA(miRNA)である。このようなdsRNAの配列は、REV-ERBをコードするmRNAの部分の配列と対応する部分を含む。この部分は、通常、REV-ERB遺伝子から転写されたmRNA内における標的部分と100%相補的であるが、より低いレベルの相補性(例えば、90%若しくはそれ以上又は95%若しくはそれ以上)もまた使用することができる。典型的には、%相補性は、近接する核酸残基の長さに対して判定される。本発明のdsRNA分子は、例えば、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個又はそれ以上の核酸残基に対して測定した、REV-ERB遺伝子から転写されたmRNA内における標的部分に対する少なくとも80%の相補性を有することができ、このdsRNA分子は、最大で、その全長に対して測定した、本発明のREV-ERB遺伝子から転写されたmRNA内における標的部分に対する少なくとも80%の相補性を有する。
好ましい実施形態では、dsRNAは、shRNAである。shRNAは、任意の適切な手段によりNK細胞先駆体に送達することができる。適した技術は、当分野において公知であり、shRNAを送達するためのプラスミド、ウイルス及び細菌ベクターの使用を含む。典型的には、shRNAは、ウイルスベクター送達システムを使用して送達される。好ましい実施形態では、ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターである。
一般に、shRNAがNK先駆細胞に送達されると、核内で転写及びプロセシングされる。得られたプレshRNAは、核から搬出され、次いで、ダイサーによりプロセシングされ、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)内にロードされる。センス(パッセンジャー)鎖は、分解される。アンチセンス(ガイド)鎖は、相補的配列を有するmRNAにRISCを向かわせる。相補性が完全である場合は、RISCは、mRNAを切断する。相補性が不完全である場合は、RISCは、mRNAの翻訳を抑制する。これらの場合の両方において、shRNAは、標的遺伝子サイレンシングを誘導する。
変異体配列は、適切な任意の配列長に対して測定された、本発明のshRNA配列と少なくとも80%の配列同一性を有し得る。典型的には、%配列同一性は、近接する核酸又はアミノ酸残基の長さに対して判定される。本発明の変異体配列は、例えば、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個又はそれ以上の核酸又はアミノ酸残基に対して測定した、本発明の配列と少なくとも80%の配列同一性を有し得る。
例えば、本発明の変異体shRNA分子は、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個又はそれ以上の核酸残基に対して測定した、本発明のshRNA分子と少なくとも80%の配列同一性を有することができ、この変異体shRNA分子は、最大で、変異体shRNA分子の全長に対して測定した、本発明のshRNA分子と少なくとも80%の配列同一性を有する。
アンチセンスRNA
アンチセンスRNAとしても公知の一本鎖DNA(ssDNA)分子は、本明細書に記載するようにREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。
公知の技術を使用しREV-ERB遺伝子の配列の知識に基づいて、アンチセンスRNA分子は、対応するRNAの配列相同性に基づいた標的化によりREV-ERB遺伝子に拮抗するように設計することができる。このようなアンチセンスの配列は、REV-ERB遺伝子から転写されたmRNAの部分のそれと対応する部分を含む。この部分は、通常、転写されたmRNAにおける標的部分と100%相補的であるが、より低いレベルの相補性(例えば、90%若しくはそれ以上又は95%若しくはそれ以上)もまた使用することができる。
アプタマー
アプタマーは、一般に、特定の標的分子に結合する核酸分子である。アプタマーは、完全にインビトロで改変することができ、化学合成により容易に産生され、所望の保管特性を有し、治療上の適用において免疫原性をほとんど又は全く誘発しない。これらの特徴により、このアプタマーは、薬学的及び治療的有用性において特に役立つものとなる。
本明細書において使用する場合、「アプタマー」は、一般に、一本又は二本鎖オリゴヌクレオチド又はこのようなオリゴヌクレオチドの混合物を指し、このオリゴヌクレオチド又は混合物は、標的に特異的に結合することが可能である。オリゴヌクレオチドアプタマーは、本明細書において検討するが、当業者は、等価な結合特性を有する他のアプタマー、例えば、ペプチドアプタマーをまた使用することができることを認識する。
一般には、アプタマーは、長さが少なくとも5個、少なくとも10個又は少なくとも15個のヌクレオチドであるオリゴヌクレオチドを含むことができる。アプタマーは、長さが最大40個、最大60個又は最大100個又はそれ以上のヌクレオチドである配列を含むことができる。例えば、アプタマーは、長さが5~100個のヌクレオチド、10~40個のヌクレオチド、又は15~40個のヌクレオチドであってもよい。可能であれば、他の分子又は物質により干渉を誘導しにくいことが多いため、より短い長さのアプタマーが好ましい。
アプタマーは、試験管内選択(SELEX、Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment)法などの常法を使用して生成することができる。SELEXは、標的分子に高度に特異的に結合する核酸分子のインビトロでの選択のための方法である。これは、例えば、米国特許第5,654,151号、米国特許第5,503,978号、米国特許第5,567,588号及びWO96/38579に記載されている。
SELEX法は、核酸アプタマー及び特に所望の標的に結合可能な一本鎖核酸をオリゴヌクレオチドのコレクションから選択するステップを含む。一本鎖核酸のコレクション(例えば、DNA、RNA又はこれらの変異体)を結合に好都合な条件下で標的に接触させ、混合物中で標的に結合した核酸を結合しない核酸から分離し、核酸標的複合体を解離させ、標的に結合した核酸を増幅して所望の結合活性を有する核酸を濃縮したコレクション又はライブラリーを得、次いで、この一連のステップを必要に応じて繰り返して適切な標的に対して特異的な結合親和性を有する核酸(アプタマー)のライブラリーを生成する。
ペプチドミメティック
ペプチドミメティックは、生物学的標的と相互作用する能力を有する天然ペプチド又はタンパク質を模倣し、同一の生物学的作用を生じる化合物である。ペプチドミメティックは、天然ペプチドと関連する安定性及びバイオアベイラビリティに関して、ペプチドに対する利点を有し得る。ペプチドミメティックは、生物学的機能のために設計した親ペプチドの主鎖又は側鎖修飾を有し得る。ペプチドミメティックのクラスの例としては、ペプトイド及びβペプチド、並びにDアミノ酸を組み込むペプチドを含むが、これらに限定されない。
抗体
抗体は、本明細書に記載するようにREV-ERB活性を阻害するために使用することができる。
本明細書に使用する場合、抗体の用語は、モノクローナル抗体若しくはポリクローナル抗体、並びにモノクローナル若しくはポリクローナル抗体の抗原結合断片、又はREV-ERBに特異的に結合するペプチドの使用を包含する。抗体は、Fab、F(ab’)2、Fv、scFv、Fd又はdAbであってもよい。
変異体配列
少なくとも80%の配列同一性は、少なくとも82%、少なくとも84%、少なくとも86%、少なくとも88%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%及び100%の配列同一性(本明細書に提示する、ありとあらゆる配列及び/又は本明細書に提示する、ありとあらゆる配列番号に対する)を含む。
多様な任意の配列アラインメント方法は、包括的方法、個別的方法及びハイブリッド法、例えば、セグメントアプローチ法等をこれらに限定することなく含む、パーセント同一性を判定するために使用することができる。パーセント同一性を判定するプロトコルは、当業者の範囲内における日常的手順である。包括的方法では、分子の初めから終わりまでの配列を整列させ、それぞれの残基対のスコアを加算することにより、及びギャップペナルティを課すことにより最良のアラインメントを判定する。非限定的な方法としては、例えば、CLUSTAL W、例えば、Julie D. Thompson et al., CLUSTAL W: Improving the Sensitivity of Progressive Multiple Sequence Alignment Through Sequence Weighting, Position- Specific Gap Penalties and Weight Matrix Choice, 22 (22) Nucleic Acids Research 4673-4680 (1994)を参照;及び反復改良、例えば、Osamu Gotoh, Significant Improvement in Accuracy of Multiple Protein. Sequence Alignments by Iterative Refinement as Assessed by Reference to Structural Alignments, 264(4) J. Mol. Biol. 823-838 (1996)を参照、が挙げられる。個別的方法では、入力したすべての配列に共有される1つ又は2つ以上の保存モチーフを同定することにより配列を整列させる。非限定的な方法としては、例えば、Match-box、例えば、Eric Depiereux and Ernest Feytmans, Match-Box: A Fundamentally New Algorithm for the Simultaneous Alignment of Several Protein Sequences, 8(5) CABIOS 501 -509 (1992)を参照;Gibbs sampling、例えば、C. E. Lawrence et al., Detecting Subtle Sequence Signals: A Gibbs Sampling Strategy for Multiple Alignment, 262 (5131) Science 208-214 (1993)を参照;Align-M、例えば、Ivo Van Walle et al., Align-M - A New Algorithm for Multiple Alignment of Highly Divergent Sequences, 20 (9) Bioinformatics:1428-1435 (2004)を参照、が挙げられる。したがって、パーセント配列同一性は、従来の方法により判定する。例えば、Altschul et al., Bull. Math. Bio. 48: 603-16, 1986及びHenikoff and Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915-19, 1992を参照されたい。
上記に提供する特定の配列の変異体は、変異体配列と上記に提供する特定の参照配列との間で異なるヌクレオチド又はアミノ酸の数を列挙することにより代替的に定義することができる。したがって、一実施形態では、配列は、5以下、4以下、3以下、2以下のヌクレオチドの位置、例えば、1以下のヌクレオチドの位置で上記に提供する特定の配列と異なるヌクレオチド配列を含む(又はからなる)ことができる。保存的置換が好ましい。
本発明の変異体核酸分子及びペプチドは、典型的に、本発明の対応する分子の活性を依然として保持する。したがって、例えば、本発明の変異体shRNA分子は、対応するshRNA分子の能力を保持してREV-ERBの発現を阻害する。変異体shRNA分子は、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、最大で100%までの本発明のshRNA分子の調節活性を保持し得る。これは、本発明の阻害物質の他の任意の変異体に等しく当てはまる。
本発明の化合物は、標識化(又はタグ化)してもよい。適切な任意の標識を使用することができる。適した標識は、当分野において公知である。
NK細胞を増殖させる方法
本発明は、NK細胞集団を増殖させるための方法に関する。この方法は、インビトロ、インビボ又はエクスビボであり得る。前記方法は、(本明細書に記載するように)REV-ERBの作用を阻害する化合物とともにHPCを含有させるステップ、及び前記細胞を増殖させてNK細胞集団を産生するステップを含む。本発明の方法により、NK細胞の迅速な増殖が可能となり、その培養に必要とされる時間が低減し、これにより疲弊のリスクが低減し、患者に輸注した場合にNK細胞の細胞傷害性が増強する。
前記方法をインビボで実行した場合、前記方法は、本明細書に記載の治療的方法となる。このような実施形態では、本発明の治療適応及び適用に関する、本明細書におけるすべての開示は、前記方法に適用可能である。
典型的には、本発明の方法は、エクスビボである。したがって、本発明は、(a)患者から得られた試料を含むNK先駆細胞を培養するステップと、(b)前記試料をREV-ERBの作用を阻害する化合物に接触させるステップと、(c)前記細胞をインビトロで増殖させてNK細胞集団を産生するステップとを含むNK細胞集団を増殖させるためのエクスビボ方法を提供する。化合物は、本明細書に記載の本発明の任意のREV-ERB阻害化合物であり得る。典型的には、前記化合物により、本明細書に記載するようにREV-ERB活性が減少することによってE4bp4発現が増加する。
患者から得られたHPCを含む試料は、骨髄、臍帯血及び/又は末梢血から得られた試料であり得る。したがって、試料は、臍帯若しくは末梢血試料、又は骨髄試料若しくは生検であり得る。
本発明によれば、HPCを含む試料は、(本明細書に記載する)十分な数のHPCを含む患者由来の任意の試料であり、したがって、増殖させたNK細胞集団は、前記試料を本発明による化合物に接触させることにより得ることができる。典型的には、試料は、HSCを含む。好ましくは、本明細書に記載する臍帯若しくは末梢血試料又は骨髄試料若しくは生検など、前記試料は、HSCについて濃縮されている。
HPCは、適した支持/間質細胞若しくは細胞層上、又は適した支持/間質細胞若しくは細胞層により培養することができる。任意の適切な間質細胞を使用することができ、OP9間質細胞及び/又はEL08-1D2間質細胞を含むがこれらに限定されない。或いは及び/又は加えて、HPCは、HPCの増殖に必要とされる因子並びに/又はNK細胞増殖及び/若しくは分化に必要とされる因子を含む、NK細胞分化経路における細胞の発生と関連するサイトカイン及び増殖因子の存在下で培養することができる。このような因子の非限定的な例として、IL-3、IL-7、Flt3L、幹細胞因子(SCF、stem cell factor)及び/若しくはIL-15、又はこれらの任意の組合せが挙げられる。
いくつかの実施形態では、エクスビボ方法は、典型的には、実質的に一定の培養条件下で、患者から得られた試料中のHPCを培養し、本発明の化合物に接触させ、増殖させてNK細胞集団を形成する単一の段階を含む。典型的には、これは、IL-3、IL-7、SCF、Flt3L及び/又はIL-15、好ましくはこれらの因子のすべてのような因子とHPCをインキュベートするステップを含む。HPCはまた、好ましくは、EL08-1D2間質細胞などの、間質細胞/細胞層上、又は間質細胞/細胞層により培養する。
いくつかの実施形態では、エクスビボ方法は、2つの段階を含む。第1の段階は、リンパ球系産生段階であり、ここで患者から得られた試料中のHPCを培養する。典型的には、これは、リンパ球系産生と関連するサイトカイン及び増殖因子、例えば、Flt3L、IL-7及び/又はSCFとHPCをインキュベートするステップを含む。この段階は、少なくとも1日、少なくとも2日間、少なくとも3日間、少なくとも4日間又はそれ以上持続し得る。いくつかの好ましい実施形態では、この段階は、2日間持続する。
エクスビボ方法の第2の段階は、NK細胞増殖の段階である。典型的には、これは、培養したHSCを適した間質(支持)細胞層、例えば、OP9間質細胞に移すステップ並びにNK細胞発生と関連するサイトカイン及び増殖因子、例えば、IL-15により培養するステップを含む。本発明の化合物は、典型的に、この第2の段階の間に、好ましくは、この第2の段階の開始時に添加する。第2の段階は、残りのエクスビボでの培養期間(上記に定義するように)持続する。培養培地は、この第2の段階の間、必要に応じてたびたび交換して、NK細胞増殖を促進してもよい。
HPCを含む試料は、少なくとも5日間、少なくとも6日間、少なくとも7日間、少なくとも8日間、少なくとも9日間、少なくとも10日間、少なくとも11日間、少なくとも12日間、少なくとも13日間、少なくとも14日間、少なくとも15日間、少なくとも16日間、少なくとも17日間、少なくとも18日間又はそれ以上エクスビボで培養することができる。典型的には、前記試料は、少なくとも9日間培養して増殖NK細胞集団を産生する。これらの培養期間は、エクスビボ方法の全培養期間である。即ち、2つの段階がある場合、これらの期間は、全体(段階1に加えて段階2)である。
本発明の化合物は、試料中のHPCを単離して1週間以内、6日以内、5日以内、4日以内、3日以内、2日以内、1日以内、又はNK細胞先駆体を単離した同日にHPCを含む試料に添加することができる。典型的には、これは、試料が患者から得られた同日である。好ましくは、本発明の化合物は、試料中のHPCを単離して2日以内、さらにより好ましくは、HPCの単離後2日目に試料に添加する。
本発明の方法は、モジュレートする(1つ又は2つ以上の追加の遺伝子及び/又はタンパク質のHPCにおける発現及び/又は活性を増加又は減少させてNK細胞増殖を促進する)ステップをさらに含むことができる。このモジュレーションは、REV-ERB活性を阻害するために使用するものと同一の本発明の化合物を含む、本発明の化合物により誘発することができる。或いは、1つ又は2つ以上の追加の化合物は、1つ又は2つ以上の追加の遺伝子及び/又はタンパク質の発現及び/又は活性をモジュレートするために使用することができる。前記モジュレーションは、直接的又は間接的に生じ得る。間接的モジュレーションは、REV-ERB活性を阻害する本発明の化合物により生じる下流効果を包含する。
本発明の方法は、対照に対して少なくとも1.5倍、少なくとも2倍、少なくとも2.1倍、少なくとも2.2倍、少なくとも2.3倍、少なくとも2.4倍、少なくとも2.5倍、少なくとも2.6倍、少なくとも2.7倍、少なくとも2.8倍、少なくとも2.9倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍又はそれ以上のNK細胞数の増加をもたらすことができる。典型的には、NK細胞の数は、対照と比較して少なくとも2倍、少なくとも2.1倍、少なくとも2.2倍、少なくとも2.3倍、少なくとも2.4倍、少なくとも2.5倍、少なくとも2.6倍、少なくとも2.7倍、少なくとも2.8倍、少なくとも2.9倍、少なくとも3倍又はそれ以上増加する。
典型的には、本発明のエクスビボ方法は、増殖NK細胞集団を精製する最終ステップを含む。これにより、本明細書に記載する治療的投与のための純粋な集団が確保される。増殖NK細胞集団の精製は、適切な任意の手段によってであってもよい。標準的細胞精製方法、例えば、蛍光活性化細胞選別(FACS、fluorescence-activated cell sorting)及び磁気活性化細胞選別(MACS、magnetic-activated cell sorting)を含む細胞選別は、当分野において公知である。
治療適応
本発明は、患者におけるNK細胞の産生を増加させることによる療法の方法における使用のためのREV-ERBアンタゴニストを提供する。
療法の前記方法における使用のためのREV-ERBアンタゴニストは、本明細書に記載する任意のREV-ERBアンタゴニストであり得る。典型的には、前記方法における使用のためのREV-ERBアンタゴニストにより、REV-ERB活性を減少させることによってE4bp4発現が増加する。
典型的には、療法の方法は、(本明細書に記載する)REV-ERBの作用を阻害する化合物を患者又は対象に投与するステップを含む。
本明細書において使用する場合、用語「NK細胞の数を増加させる」及び「NK細胞の産生を増加させる」は、本発明の化合物が、患者におけるNK細胞数の顕著な増加を誘発することを意味すると理解され得る。このNK細胞数の増加は、対照に対して測定することができる(E4bp4発現の増加及びREV-ERB活性の阻害の文脈において本明細書に記載するように)。
NK細胞数の増加及び/又はNK細胞産生の増加に言及する場合、対照に対する増加倍数の点から定量化することができる。典型的には、本発明の化合物は、対照に対して少なくとも1.5倍、少なくとも1.6倍、少なくとも1.7倍、少なくとも1.8倍、少なくとも1.9倍、少なくとも2倍、少なくとも2.1倍、少なくとも2.2倍、少なくとも2.3倍、少なくとも2.4倍、少なくとも2.5倍、少なくとも3倍又はそれ以上の、NK細胞数を増加させるか、又はNK細胞産生の増加を生じさせることができる。
或いは、NK細胞数の増加及び/又はNK細胞産生の増加に言及する場合、NK細胞数が、対照と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも150%、少なくとも200%、少なくとも300%又はそれ以上増加することを意味すると理解され得る。典型的には、NK細胞数は、対照と比較して少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、さらにより好ましくは少なくとも90%又はそれ以上増加する。
いくつかの実施形態では、NK細胞数の増加及び/又はNK細胞産生の増加は、試料又は患者におけるNK細胞の絶対数、例えば、NK細胞の割合、例えば、循環するリンパ球集団におけるNK細胞の割合の点で定義することができる。例えば、本発明の化合物は、NK数の増加をもたらし、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%又はそれ以上のNK細胞の割合を生じることができる。
NK細胞の数は、定量的及び/又は定性的分析により判定することができ、直接的又は間接的に測定することができる。NK細胞の数は、対照に対して、適切な任意の技術を使用して判定することができる。適した標準的技術、例えば、フローサイトメトリー、FACS及びMACSは、当分野において公知である。
NK細胞の数は、対照と比較して少なくとも6時間、少なくとも12時間、少なくとも24時間、少なくとも30時間、少なくとも36時間、少なくとも42時間、少なくとも48時間、少なくとも54時間、少なくとも60時間、少なくとも72時間、少なくとも4日、少なくとも5日、少なくとも6日、少なくとも1週間、少なくとも2週間、少なくとも3週間、少なくとも1カ月又はそれ以上増加し得る。典型的には、これは、REV-ERB活性を阻害する化合物の最後の投与に対して評価する。
NK細胞の数は、患者由来の試料又は(本発明のエクスビボ方法由来の)培養試料中の全NK細胞数の点から定量化することができる。
本発明の治療的使用及び方法の文脈において、「対象」又は「患者」(これらの用語は本明細書において互換的に使用される)は、NK細胞数の増加から恩恵を得る任意の動物患者である。典型的な動物患者は、哺乳動物、例えば、霊長類である。好ましくは、患者は、ヒトである。
したがって、本発明は、(本明細書に記載するように)REV-ERBの作用を阻害する、治療有効量の化合物を前記患者に投与するステップを含む、それを必要とする患者においてNK細胞数を増加させることによる治療の方法を提供する。
加えて、本発明は、医薬の製造における、REV-ERBの作用を阻害する化合物の使用を提供する。前記医薬により、患者におけるNK細胞の数が増加する。
本発明の治療的使用又は方法は、治療有効量の本発明の化合物を、単独又は他の治療薬と併せて、患者に投与するステップを含むことができる。
本明細書において使用する場合、用語「治療」又は「治療する」は、治療的又は予防性(preventative)/予防的(prophylactic)手段を包含する。
本発明の化合物はまた、予防療法として使用することができる。本明細書において使用する場合、用語「予防する」は、NK細胞数を増加させ、及び/又は症状の重症度若しくは強度を減少させることにより治療することができる疾患又は障害と関連する前記症状の発症を予防することを含む。用語「予防する」は、このような疾患又は障害、特に本明細書に記載する感染性疾患に対する防御免疫を誘導又は提供することを含む。免疫は、適切な任意の技術を使用して定量化することができ、この例は、当分野において公知である。
本発明の化合物は、NK細胞数を増加させることにより治療することができる疾患又は障害を既に有する患者に投与することができる。例えば、患者は、本明細書に記載する感染性疾患又はがんを有するのではないかと疑われることがあり、前記疾患又は障害の症状を示すこともあり又は示さないこともある。このような患者に投与した場合、本発明の化合物により、1つ若しくは2つ以上の症状の重症度が治癒、遅延、減少するか、若しくは改善し、及び/又はこのような治療を行わない場合の予想を超えて対象の生存を延長することができる。
或いは、本発明の化合物は、特定の感染性疾患に最終的に感染するか、又は本明細書に記載する疾患若しくは障害を発症する可能性のある患者に投与して、1つ若しくは2つ以上の症状の重症度が治癒、遅延、減少するか、若しくは改善し、及び/又はこのような治療を行わない場合の予想を超えて対象の生存を延長するか、或いは、感染性疾患の場合、患者を前記疾患の伝染から防ぐことを助けることができる。
本発明の治療及び予防療法は、種々の年齢の多様な種々の対象に適用可能である。ヒトに関しては、療法は、子供(例えば、乳児、5歳未満の小児、年長の小児又は10代の若者)及び大人に適用可能である。他の動物対象(例えば、霊長類などの哺乳動物)に関しては、療法は、未熟な対象及び成熟した/大人の対象に適用可能である。
本発明は、患者におけるNK細胞の数を増加させることにより有利に治療することができる任意の疾患又は障害の治療に関する。このような疾患及び障害は、がん、感染性疾患(急性及び慢性)、自己免疫疾患及び女性不妊症又は妊娠に関連する疾患又は障害を含む。本発明により治療することができる感染性疾患は、ウイルス感染症、及び細菌、原生生物、真菌又は蠕虫病原体を含む他の病原体による感染症を含む。典型的には、前記病原体は、その生活環において少なくとも1つの細胞内相を有する細胞内病原体である。特に所望の感染症は、ウイルス感染症、及び公衆衛生の観点から特に重要な人畜共通感染症を含む。本発明により治療することができるがんは、膀胱がん、血液がん、白血病、骨がん、腸がん、脳腫瘍、乳がん、腎がん、肝がん、肺がん、メラノーマ、卵巣がん、膵がん、前立腺がん、皮膚がん、胃がん、精巣がん及び子宮がんを含む。本発明により治療することができる自己免疫疾患は、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、多発性硬化症及び肥満によるインスリン抵抗性を含む。本発明において使用する場合、女性不妊症又は妊娠に関連する疾患又は障害の用語は、胎児発育遅延、早期分娩、子宮血管再構築の異常及び妊娠高血圧腎症を含むが、これらに制限されない。
本発明の化合物は、1つ又は2つ以上の追加の治療薬又は治療と併せて使用することができ、これは典型的に、治療する疾患又は障害のための従来の治療から選択することができる。非限定的な例として、本発明の化合物が、肺がんなどのがんの治療における使用のためのものである場合、前記化合物は、放射線療法、化学療法又は手術などの、肺がんのための従来の治療と併せて使用することができる。1つ又は2つ以上の追加の治療薬又は治療と併せて使用する場合、本発明の化合物は、1つ又は2つ以上の追加の治療薬又は治療を施す前、同時、又は後に投与することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明の化合物は、抗体媒介免疫療法と併せて使用するためのものである。抗体媒介免疫療法は、抗体を患者へ投与して疾患特異的抗原を標的化するステップを含む。このような抗体は、NK細胞の特異性及び殺活性を増加させるために使用することができ、IgG抗体のF領域の受容体を発現する。これらのF受容体の活性化は、NK細胞活性化を誘導し、活性化したNK細胞によりサイトカインの分泌及び細胞傷害性顆粒の放出を生じ、疾患抗原を発現する細胞の溶解を引き起こす。このような併用療法は、(腫瘍特異的抗原に対する抗体を使用する)がんの治療に特に好ましい。免疫療法において使用するいかなる抗体も、本発明の化合物と併せて使用することができる。このような抗体の非限定的な例として、抗CD20mAb(非ホジキンリンパ腫、慢性リンパ球性リンパ腫)、抗ガングリオシドD2(抗GD2)mAb(神経芽細胞腫、メラノーマ)、抗ヒト上皮増殖因子(抗HER2)mAb(乳及び胃がん)、抗上皮増殖因子受容体(抗EGFR)mAb(直腸結腸及び頭頸部がん)が挙げられる。
他の態様では、本発明は、(本明細書に記載する)増殖させたNK細胞集団の本明細書に記載する治療的使用又は方法における使用を提供する。本発明の化合物の治療適応に関するありとあらゆる本明細書における開示は、本発明の増殖NK細胞集団の治療上の適用に等しくかつ独立して適用することができる。非限定的な例として、本発明は、療法の方法における、例えば、がん、感染性疾患、自己免疫疾患又は女性不妊症若しくは妊娠に関連する疾患若しくは障害の治療における使用のための(本明細書に記載する)増殖NK細胞集団を提供する。別の非限定的な例として、本発明は、治療有効量の増殖NK細胞集団を患者に投与するステップを含む、それを必要とする前記患者におけるNK細胞数を増加させることによる治療の方法を提供する。
医薬組成物及び製剤
用語「化合物」は、本明細書において用語「治療的/予防的組成物」、「製剤」又は「医薬」と互換的に使用する。
本発明の(上に定義する)化合物又は増殖NK細胞集団は、薬学的に許容される担体、希釈剤及び/又は賦形剤と組み合わせるか又はそれらに加えて投与することができる。或いは又は加えて、本発明の化合物又は増殖NK細胞集団は、塩、賦形剤、希釈剤、アジュバント、免疫調節剤及び/又は抗菌化合物のうちの1つ又は2つ以上とさらに組み合わせることができる。
薬学的に許容される塩は、例えば、塩酸若しくはリン酸などの無機酸、又は酢酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸等などの有機酸で形成される酸付加塩を含む。遊離のカルボキシ基で形成される塩はまた、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、又は水酸化第二鉄などの無機塩基、及びイソプロピルアミン、トリメチルアミン、2-エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカイン等などの有機塩基に由来し得る。
免疫原性組成物、治療製剤、医薬及び予防製剤の投与は、一般に、従来の経路、例えば、静脈内、皮下、腹腔内、又は粘膜経路による。投与は、非経口的注入、例えば、皮下、皮内又は筋肉内注射によってであってもよい。例えば、抗体又は本発明の増殖NK細胞集団を含む製剤は、静脈内、筋肉内、皮内、又は皮下投与に特に適し得る。低分子REV-ERB阻害物質の投与は、静脈内、筋肉内、皮内、若しくは皮下などの注射、又は経口投与によってであり得る(経口バイオアベイラビリティを典型的に示す500Da未満の分子量を有する低分子)。
したがって、本発明の免疫原性組成物、治療製剤、医薬及び予防製剤は、液体溶液又は懸濁液として注射剤として調製することができる。注射前の液体の溶液又は懸濁液に適した固体形態は、代替的に調製することができる。調製物はまた、乳化、又はリポソーム若しくはマイクロカプセル中にペプチドで被包することができる。
免疫原性有効成分(本発明の化合物又は増殖させたNK細胞集団など)は、薬学的に許容され、有効成分と適合する賦形剤と混合することが多い。適した賦形剤は、例えば、水、生理食塩水、ブドウ糖、グリセリン、エタノール等及びこれらの組合せである。加えて、必要に応じて、ワクチンは、湿潤若しくは乳化剤、pH緩衝剤、及び/又はワクチンの有効性を増強するアジュバントのような少量の補助物質を含有してもよい。
一般に、担体は、薬学的に許容される担体である。薬学的に許容される担体の非限定的な例として、水、生理食塩水、及びリン酸緩衝食塩水が挙げられる。しかし、いくつかの実施形態では、組成物が本発明の化合物を含む場合、これは、凍結乾燥形態であってもよく、その場合、これは、BSAなどの安定剤を含んでもよい。いくつかの実施形態では、組成物をチオメルサール又はアジ化ナトリウムなどの保存剤とともに処方して長期保管を容易とすることが望まれ得る。
有効であり得る追加のアジュバントの例としては、完全フロイントアジュバント(CFA、complete Freunds adjuvant)、不完全フロイントアジュバント(IFA、Incomplete Freunds adjuvant)、サポニン、Quil Aなどのサポニンの精製抽出分画、QS-21などのサポニンの誘導体、ISCOM/ISCOMATRIXなどのサポニンをベースとした脂質粒子、LTK63及び/又はLTK72のようなE. coli易熱性毒素(LT、labile toxin)変異株、水酸化アルミニウム、N-アセチル-ムラミル-L-トレオニル-D-イソグルタミン(thr-MDP)、N-アセチル-ノル-ムラミル-L-アラニル-D-イソグルタミン(CGP11637、ノル-MDPと呼ばれる)、N-アセチルムラミル-L-アラニル-D-イソグルタミニル-L-アラニン-2-(1’-2’-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ヒドロキシホスホリルオキシ)-エチルアミン(CGP19835A、MTP-PEと呼ばれる)、2%のスクアレン/Tween 80エマルション中の、細菌、モノホスホリルリピドA、トレハロースジミコレート及び細胞壁骨格(MPL+TDM+CWS)から抽出した3つの成分を含有するRIBI、Novartis社により開発されたMF59製剤、並びにGSK Biologicals社(リクサンサール、ベルギー)により開発されたAS02、AS01、AS03及びAS04アジュバント製剤を含むが、これらに制限されない。
緩衝剤の例としては、コハク酸ナトリウム(pH6.5)、及びリン酸緩衝食塩水(PBS、phosphate buffered saline;pH6.5及び7.5)を含むが、これらに制限されない。
他の投与方式に適する追加の製剤は、坐薬、及び場合によっては、経口製剤又はエアロゾルとしての散布に適した製剤を含む。坐薬では、従来の結合剤及び担体は、例えば、ポリアルキレングリコール又はトリグリセリドを含むことができ、このような坐薬は、0.5%~10%、好ましくは1%~2%の範囲の有効成分を含有する混合物から形成することができる。
経口製剤は、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム等の通常利用する賦形剤を含む。これらの組成物は、溶液、懸濁液、錠剤、丸剤、カプセル、徐放製剤又は散剤の形態を取る。
本発明の化合物の投与の用量範囲は、所望の治療作用を生じる範囲である。必要とされる用量範囲が、化合物の詳細な性質、投与経路、製剤の性質、患者の年齢、患者の状態の、性質、程度又は重症度、もしあれば禁忌、及び主治医の判断に依存することが認識される。これらの用量レベルの差異は、最適化のための標準の経験的通例を使用して調整することができる。同様に、本発明の方法、特にエクスビボ方法における使用のための本発明の化合物の用量は、当業者により容易に決定することができ、NK細胞数の所望の増加を生じ、及び/又はNK細胞の所望の増殖を誘発して、増殖させたNK細胞集団を産生する任意の用量である。非限定的な例として、本発明によるSR8278の用量は、約2~約20μM、約2~約15μM、約5~約15μM、約5~約14μM、約4~約13μM、約5~約12μM、約5~約11μM、又は好ましくは約5~約10μMの最終濃度を生じ得る。
本発明はまた、(本明細書に記載する)増殖させたNK細胞集団の製剤処方における使用を提供する。本発明の化合物の処方に関する本明細書のありとあらゆる開示は、本発明の増殖NK細胞集団の治療上の適用に等しくかつ独立して適用することができる。
配列番号のための留意点
配列番号1-E4bp4遺伝子配列(X64318.1)
1 gcccctttct ttctcctcgt cggcccgaga gcaggaacac gataacgaag gaggcccaac
61 ttcattcaat aaggagcctg acggatttat cccagacggt agaacaaaag gaagaatatt
121 gatggatttt aaaccagagt ttttaaagag cttgagaata cggggaaatt aatttgttct
181 cctacacaca tagatagggt aaggttgttt ctgatgcagc tgagaaaaat gcagaccgtc
241 aaaaaggagc aggcgtctct tgatgccagt agcaatgtgg acaagatgat ggtccttaat
301 tctgctttaa cggaagtgtc agaagactcc acaacaggtg aggacgtgct tctcagtgaa
361 ggaagtgtgg ggaagaacaa atcttctgca tgtcggagga aacgggaatt cattcctgat
421 gaaaagaaag atgctatgta ttgggaaaaa aggcggaaaa ataatgaagc tgccaaaaga
481 tctcgtgaga agcgtcgact gaatgacctg gttttagaga acaaactaat tgcactggga
541 gaagaaaacg ccactttaaa agctgagctg ctttcactaa aattaaagtt tggtttaatt
601 agctccacag catatgctca agagattcag aaactcagta attctacagc tgtgtacttt
661 caagattacc agacttccaa atccaatgtg agttcatttg tggacgagca cgaaccctcg
721 atggtgtcaa gtagttgtat ttctgtcatt aaacactctc cacaaagctc gctgtccgat
781 gtttcagaag tgtcctcagt agaacacacg caggagagct ctgtgcaggg aagctgcaga
841 agtcctgaaa acaagttcca gattatcaag caagagccga tggaattaga gagctacaca
901 agggagccaa gagatgaccg aggctcttac acagcgtcca tctatcaaaa ctatatgggg
961 aattctttct ctgggtactc acactctccc ccactactgc aagtcaaccg atcctccagc
1021 aactccccga gaacgtcgga aactgatgat ggtgtggtag gaaagtcatc tgatggagaa
1081 gacgagcaac aggtccccaa gggccccatc cattctccag ttgaactcaa gcatgtgcat
1141 gcaactgtgg ttaaagttcc agaagtgaat tcctctgcct tgccacacaa gctccggatc
1201 aaagccaaag ccatgcagat caaagtagaa gcctttgata atgaatttga ggccacgcaa
1261 aaactttcct cacctattga catgacatct aaaagacatt tcgaactcga aaagcatagt
1321 gccccaagta tggtacattc ttctcttact cctttctcag tgcaagtgac taacattcaa
1381 gattggtctc tcaaatcgga gcactggcat caaaaagaac tgagtggcaa aactcagaat
1441 agtttcaaaa ctggagttgt tgaaatgaaa gacagtggct acaaagtttc tgacccagag
1501 aacttgtatt tgaagcaggg gatagcaaac ttatctgcag aggttgtctc actcaagaga
1561 cttatagcca cacaaccaat ctctgcttca gactctgggt aaattactac tgagtaagag
1621 ctgggcattt agaaagatgt catttgcaat agagcagtcc attttgtatt atgctgaatt
1681 ttcactggac ctgtgatgtc atttcactgt gatgtgcaca tgttgtctgt ttggtgtctt
1741 tttgtgcaca gattatgatg aagattagat tgtgttatca ctctgcctgt gtatagtcag
1801 atagtcatat gcgtaaggct gtatatatta agnttttatt tttgttgttc tattataaag
1861 tgtgtaagtt accagtttca ataaaggatt ggtgacaaac acagaaaaaa aaaaaaaaaa
1921 aaa
配列番号2-E4bp4アミノ酸配列(X64318.1)
MQLRKMQTVKKEQASLDASSNVDKMMVLNSALTEVSEDSTTGEDVLLSEGSVGKNKSSACRRKREFIPDEKKDAMYWEKRRKNNEAAKRSREKRRLNDLVLENKLIALGEENATLKAELLSLKLKFGLISSTAYAQEIQKLSNSTAVYFQDYQTSKSNVSSFVDEHEPSMVSSSCISVIKHSPQSSLSDVSEVSSVEHTQESSVQGSCRSPENKFQIIKQEPMELESYTREPRDDRGSYTASIYQNYMGNSFSGYSHSPPLLQVNRSSSNSPRTSETDDGVVGKSSDGEDEQQVPKGPIHSPVELKHVHATVVKVPEVNSSALPHKLRIKAKAMQIKVEAFDNEFEATQKLSSPIDMTSKRHFELEKHSAPSMVHSSLTPFSVQVTNIQDWSLKSEHWHQKELSGKTQNSFKTGVVEMKDSGYKVSDPENLYLKQGIANLSAEVVSLKRLIATQPISASDSG
配列番号3-REV-ERBα遺伝子配列(NM_021724.4)
1 gggcacgagg cgctccctgg gatcacatgg tacctgctcc agtgccgcgt gcggcccggg
61 aaccctgggc tgctggcgcc tgcgcagagc cctctgtccc agggaaaggc tcgggcaaaa
121 ggcggctgag attggcagag tgaaatatta ctgccgaggg aacgtagcag ggcacacgtc
181 tcgcctcttt gcgactcggt gccccgtttc tccccatcac ctacttactt cctggttgca
241 acctctcttc ctctgggact tttgcaccgg gagctccaga ttcgccaccc cgcagcgctg
301 cggagccggc aggcagaggc accccgtaca ctgcagagac ccgaccctcc ttgctacctt
361 ctagccagaa ctactgcagg ctgattcccc ctacacactc tctctgctct tcccatgcaa
421 agcagaactc cgttgcctca acgtccaacc cttctgcagg gctgcagtcc ggccacccca
481 agaccttgct gcagggtgct tcggatcctg atcgtgagtc gcggggtcca ctccccgccc
541 ttagccagtg cccagggggc aacagcggcg atcgcaacct ctagtttgag tcaaggtcca
601 gtttgaatga ccgctctcag ctggtgaaga catgacgacc ctggactcca acaacaacac
661 aggtggcgtc atcacctaca ttggctccag tggctcctcc ccaagccgca ccagccctga
721 atccctctat agtgacaact ccaatggcag cttccagtcc ctgacccaag gctgtcccac
781 ctacttccca ccatccccca ctggctccct cacccaagac ccggctcgct cctttgggag
841 cattccaccc agcctgagtg atgacggctc cccttcttcc tcatcttcct cgtcgtcatc
901 ctcctcctcc ttctataatg ggagcccccc tgggagtcta caagtggcca tggaggacag
961 cagccgagtg tcccccagca agagcaccag caacatcacc aagctgaatg gcatggtgtt
1021 actgtgtaaa gtgtgtgggg acgttgcctc gggcttccac tacggtgtgc acgcctgcga
1081 gggctgcaag ggctttttcc gtcggagcat ccagcagaac atccagtaca aaaggtgtct
1141 gaagaatgag aattgctcca tcgtccgcat caatcgcaac cgctgccagc aatgtcgctt
1201 caagaagtgt ctctctgtgg gcatgtctcg agacgctgtg cgttttgggc gcatccccaa
1261 acgagagaag cagcggatgc ttgctgagat gcagagtgcc atgaacctgg ccaacaacca
1321 gttgagcagc cagtgcccgc tggagacttc acccacccag caccccaccc caggccccat
1381 gggcccctcg ccaccccctg ctccggtccc ctcacccctg gtgggcttct cccagtttcc
1441 acaacagctg acgcctccca gatccccaag ccctgagccc acagtggagg atgtgatatc
1501 ccaggtggcc cgggcccatc gagagatctt cacctacgcc catgacaagc tgggcagctc
1561 acctggcaac ttcaatgcca accatgcatc aggtagccct ccagccacca ccccacatcg
1621 ctgggaaaat cagggctgcc cacctgcccc caatgacaac aacaccttgg ctgcccagcg
1681 tcataacgag gccctaaatg gtctgcgcca ggctccctcc tcctaccctc ccacctggcc
1741 tcctggccct gcacaccaca gctgccacca gtccaacagc aacgggcacc gtctatgccc
1801 cacccacgtg tatgcagccc cagaaggcaa ggcacctgcc aacagtcccc ggcagggcaa
1861 ctcaaagaat gttctgctgg catgtcctat gaacatgtac ccgcatggac gcagtgggcg
1921 aacggtgcag gagatctggg aggatttctc catgagcttc acgcccgctg tgcgggaggt
1981 ggtagagttt gccaaacaca tcccgggctt ccgtgacctt tctcagcatg accaagtcac
2041 cctgcttaag gctggcacct ttgaggtgct gatggtgcgc tttgcttcgt tgttcaacgt
2101 gaaggaccag acagtgatgt tcctaagccg caccacctac agcctgcagg agcttggtgc
2161 catgggcatg ggagacctgc tcagtgccat gttcgacttc agcgagaagc tcaactccct
2221 ggcgcttacc gaggaggagc tgggcctctt caccgcggtg gtgcttgtct ctgcagaccg
2281 ctcgggcatg gagaattccg cttcggtgga gcagctccag gagacgctgc tgcgggctct
2341 tcgggctctg gtgctgaaga accggccctt ggagacttcc cgcttcacca agctgctgct
2401 caagctgccg gacctgcgga ccctgaacaa catgcattcc gagaagctgc tgtccttccg
2461 ggtggacgcc cagtgacccg cccggccggc cttctgccgc tgcccccttg tacagaatcg
2521 aactctgcac ttctctctcc tttacgagac gaaaaggaaa agcaaaccag aatcttattt
2581 atattgttat aaaatattcc aagatgagcc tctggccccc tgagccttct tgtaaatacc
2641 tgcctccctc ccccatcacc gaacttcccc tcctccccta tttaaaccac tctgtctccc
2701 ccacaaccct cccctggccc tctgatttgt tctgttcctg tctcaaatcc aatagttcac
2761 agctgagctg gcttcaaaaa aaaaaaaaaa aaa
配列番号4-REV-ERBαアミノ酸配列(NM_021724.4)
MTTLDSNNNTGGVITYIGSSGSSPSRTSPESLYSDNSNGSFQSLTQGCPTYFPPSPTGSLTQDPARSFGSIPPSLSDDGSPSSSSSSSSSSSSFYNGSPPGSLQVAMEDSSRVSPSKSTSNITKLNGMVLLCKVCGDVASGFHYGVHACEGCKGFFRRSIQQNIQYKRCLKNENCSIVRINRNRCQQCRFKKCLSVGMSRDAVRFGRIPKREKQRMLAEMQSAMNLANNQLSSQCPLETSPTQHPTPGPMGPSPPPAPVPSPLVGFSQFPQQLTPPRSPSPEPTVEDVISQVARAHREIFTYAHDKLGSSPGNFNANHASGSPPATTPHRWENQGCPPAPNDNNTLAAQRHNEALNGLRQAPSSYPPTWPPGPAHHSCHQSNSNGHRLCPTHVYAAPEGKAPANSPRQGNSKNVLLACPMNMYPHGRSGRTVQEIWEDFSMSFTPAVREVVEFAKHIPGFRDLSQHDQVTLLKAGTFEVLMVRFASLFNVKDQTVMFLSRTTYSLQELGAMGMGDLLSAMFDFSEKLNSLALTEEELGLFTAVVLVSADRSGMENSASVEQLQETLLRALRALVLKNRPLETSRFTKLLLKLPDLRTLNNMHSEKLLSFRVDAQ
配列番号5-REV-ERBβ遺伝子配列(AB307693.1)
1 atggaggtga atgcaggagg tgtgattgcc tatatcagtt cttccagctc agcctcaagc
61 cctgcctctt gtcacagtga gggttctgag aatagtttcc agtcctcctc ctcttctgtt
121 ccatcttctc caaatagctc taattctgat accaatggta atcccaagaa tggtgatctc
181 gccaatattg aaggcatctt gaagaatgat cgaatagatt gttctatgaa aacaagcaaa
241 tcgagtgcac ctgggatgac aaaaaatcat agtggtgtga caaaatttag tggcatggtt
301 ctactgtgta aagtctgtgg ggatgtggcg tcaggattcc actatggagt tcatgcttgc
361 gaaggctgta agggtttctt tcggagaagt attcaacaaa acatccagta caagaagtgc
421 ctgaagaatg aaaactgttc tataatgaga atgaatagga acagatgtca gcaatgtcgc
481 ttcaaaaagt gtctgtctgt tggaatgtca agagatgctg ttcggtttgg tcgtattcct
541 aagcgtgaaa aacagaggat gctaattgaa atgcaaagtg caatgaagac catgatgaac
601 agccagttca gtggtcactt gcaaaatgac acattagtag aacatcatga acagacagcc
661 ttgccagccc aggaacagct gcgacccaag ccccaactgg agcaagaaaa catcaaaagc
721 tcttctcctc catcttctga ttttgcaaag gaagaagtga ttggcatggt gaccagagct
781 cacaaggata cctttatgta taatcaagag cagcaagaaa actcagctga gagcatgcag
841 ccccagagag gagaacggat tcccaagaac atggagcaat ataatttaaa tcatgatcat
901 tgcggcaatg ggcttagcag ccattttccc tgtagtgaga gccagcagca tctcaatgga
961 cagttcaaag ggaggaatat aatgcattac ccanatggcc atgccatttg tattgcaaat
1021 ggacattgta tgaacttctc caatgcttat actcaaagag tatgtgatag agttccgata
1081 gatggatttt ctcagaatga gaacaagaat agttacctgt gcaacactgg aggaagaatg
1141 catctggttt gtccaatgag taagtctcca tatgtggatc ctcataaatc aggacatgaa
1201 atctgggaag aattttcgat gagcttcact ccagcagtga aagaagtggt ggaatttgca
1261 aagcgtattc ctgggttcag agatctctct cagcatgacc aggtcaacct tttaaaggct
1321 gggacttttg aggttttaat ggtacggttc gcatcattat ttgatgcaaa ggaacgtact
1381 gtcacctttt taagtggaaa gaaatatagt gtggatgatt tacactcaat gggagcaggg
1441 gatctgctaa actctatgtt tgaatttagt gagaagctaa atgccctcca acttagtgat
1501 gaagagatga gtttgtttac agctgttgtc ctggtatctg cagatcgatc tggaatagaa
1561 aacgtcaact ctgtggaggc tttgcaggaa actctcattc gtgcactaag gaccttaata
1621 atgaaaaacc atccaaatga ggcctctatt tttacaaaac tgcttctaaa gttgccagat
1681 cttcgatctt taaacaacat gcactctgag gagctcttgg cctttaaagt tcacccttaa
配列番号6-REV-ERBβアミノ酸配列(AB307693.1)
MEVNAGGVIAYISSSSSASSPASCHSEGSENSFQSSSSSVPSSPNSSNSDTNGNPKNGDLANIEGILKNDRIDCSMKTSKSSAPGMTKNHSGVTKFSGMVLLCKVCGDVASGFHYGVHACEGCKGFFRRSIQQNIQYKKCLKNENCSIMRMNRNRCQQCRFKKCLSVGMSRDAVRFGRIPKREKQRMLIEMQSAMKTMMNSQFSGHLQNDTLVEHHEQTALPAQEQLRPKPQLEQENIKSSSPPSSDFAKEEVIGMVTRAHKDTFMYNQEQQENSAESMQPQRGERIPKNMEQYNLNHDHCGNGLSSHFPCSESQQHLNGQFKGRNIMHYPXGHAICIANGHCMNFSNAYTQRVCDRVPIDGFSQNENKNSYLCNTGGRMHLVCPMSKSPYVDPHKSGHEIWEEFSMSFTPAVKEVVEFAKRIPGFRDLSQHDQVNLLKAGTFEVLMVRFASLFDAKERTVTFLSGKKYSVDDLHSMGAGDLLNSMFEFSEKLNALQLSDEEMSLFTAVVLVSADRSGIENVNSVEALQETLIRALRTLIMKNHPNEASIFTKLLLKLPDLRSLNNMHSEELLAFKVH
配列番号7-E4bp4野生型対立遺伝子の検出のためのフォワードプライマーA
CTCTGAGCTTGGCTGATGTG
配列番号8-E4bp4の検出のためのリバースプライマー
GCTTCAAGTCTCCACCAAGC
配列番号9-E4bp4ヌル対立遺伝子の検出のためのプライマー
CCATGCTCCTGTCTTGATGA
[実施例]
本発明を以下の実施例によりさらに明らかにするが、これは、純粋に本発明の例示であり、制限では決してないことを意図する。
REV-ERBαアンタゴニストSR8278の添加によりNK細胞産生の割合が増加する
はじめに、5、10及び20μMの合計7つの化合物(SR8278、Remodelin、GSK343、UNC0638、HKMT-1-005、SGC0946及び(R)-PFI-2)を陽性対照としてのD4476とともにスクリーニングした。GSK343、UNC0638、HKMT-1-005、SGC0946及び(R)-PFI-2は、メチルトランスフェラーゼ阻害物質である。メチルトランスフェラーゼ阻害物質をEZH2阻害物質の効果に基づいて試験した。
系列陰性細胞は、造血前駆細胞(HPC)について濃縮されている。HPCを単離し、合計9日間培養し、2日目に薬物を添加した(図2)。9日目に細胞を採取し、フローサイトメトリーを使用して分析してNK1.1CD3細胞の数を判定した(図2)。NK1.1及びCD3は、2つの細胞表面マーカーであり、これらはマウスNK細胞を定義することができる。OP9間質細胞は、使用したOP9間質細胞がGFP陽性であったため、分析からに直ちに外した(図3B)。各実験において、フローサイトメトリーデータを「無薬物」又は無処置対照に対する増加倍数として分析した。これは、NK細胞産生の絶対的割合が、実験間で変化するためである。
試験した7つの新規化合物のうち2つの化合物のみが、NK細胞産生量の有意な増加を示し(図3A)、ここで、他は、有意な増加を示さなかった(データ示さず)。20μMのD4476並びに5μMのRemodelinを添加すると有意な増加を示したが、10μMのSR8278ほど著しくはなかった(図3A及び3C)。10μMのSR8278を添加すると、NK細胞産生量が「無薬物」対照と比較して2.4倍を超えて増加した(図3A及び3C)。しかし、20μMのSR8278では、化合物は毒性であり、ほとんどの細胞を殺傷し、そのため検出されたNK細胞の数が減少した(図4)。2、5、10及び20μMのSR8278を使用してさらなる実験を行い、その活性を確認した。結果は、先のスクリーニングと一致した。10μMのSR8278では、NK細胞産生が最も高く、次いで5μMが高い増加を示した(図4)。
SR8278の添加時間の最適化
SR8278の効果をさらに調査した。特に、SR8278の細胞培養物への添加に最適な時間を検討した。NK細胞産生条件下でHPCを培養して0、1、2、3及び4日目にSR8278を添加した。5及び10μMのSR8278を使用して実験を行った。5μMでは、SR8278を添加すると、0日目に1.4倍を超える、最大のNK細胞産生効果を示した(図5A及び5B)。予想したとおり、10μMのSR8278を添加すると、NK細胞産生量が5μMと比較してより高い増加を示した(図5A及び5B)。増加は、0、1及び2日目に1.6倍を超えて有意であった(図5A及び5B)。しかし、2日目の後にSR8278を添加しても、「無薬物」対照に対して有意差を示さなかった。
0及び1日目のSR8278の添加によりNK細胞の増加率が最も高く示されたとしても、生細胞の数は、「無薬物」対照と比較して著しく少なかった(図5C)。SR8278を添加して0日目又は1日目にE4bp4発現を増強した場合、細胞を刺激してCLP又はNKPに分化させなかった可能性がある。SR8278の高過ぎる用量又は早過ぎる添加は、持続不可能である。これらの結果から、2日目は、SR8278をHPC培養物に添加して、最大のNK細胞産生量をもたらし、かつ高い生細胞数を保つのに最適な時間である。
REV-ERBアゴニスト、GSK4112の投与によりSR8278に対して正反対の効果が生じる
SR8278のNK細胞増加の効果が、通常E4bp4発現を阻害するREVERBの阻害に起因することが予想される。したがって、REV-ERBアゴニストであるGSK4112を試験して、これがNK細胞集団を減少に導くかどうかを確かめた。先に図3に示したのと全く同様にHPCの培養とGSK4112の添加を行った。
Figure 0007225107000009
GSK4112(1,1-ジメチルエチルN-[(4-クロロフェニル)メチル]-N-[(5-ニトロ-2-チエニル)メチル]グリシネート、SR6452)の構造
予測したとおり、NK細胞産生量は、GSK4112を投与した場合、ほぼ50%減少した(図6)。これは、REV-ERBを調節すると、E4bp4発現のモジュレーションを介してNK細胞発生が制御され、GSK4112及びSR8278が、REV-ERB-α及びE4bp4を含むこの経路において作用することを支持する。
SR8278はE4bp4を介してNK細胞に作用する
GSK4112を用いた実験の後、SR8278が、REV-ERB及びE4bp4を含む経路を通じて作用することが予測された。SR8278が、NK細胞産生を増加させるのにE4bp4を必要とするかどうかを確認するために、野生型(WT)(E4bp4+/+)、E4bp4ノックアウト(KO)(E4bp4-/-)及びヘテロ接合(Het)(E4bp4+/-)マウスから単離したHPCについてSR8278を試験した。先述のように細胞培養を行い(図3)、ここで、培養して2日目にSR8278を添加し、NK細胞産生量をフローサイトメトリーにより測定した。
データを倍率差で「無薬物」対照に関して示した先の実施例とは異なり、これらのデータは、産生したNK細胞の実際の割合として示す。これは、E4bp4 KOマウスを使用した場合、E4bp4の非存在がNK細胞発生を停止させるため、「無薬物」対照におけるNK細胞の割合が実質的にゼロであるためである(図7C及び7D)。5μM及び10μMのSR8278を、WTマウスから単離した培養物中のHPCに添加した場合、「無薬物」対照と比較して、最大の有意な増加を見ることができる(図7A及び7D)。Hetマウス由来のHPCの培養物の効果は、WTマウスに類似していた(図7A、7B及び7D)。一方、SR8278の濃度に関係なく、E4bp4 KOマウス由来のHPCの培養物中にNK細胞は存在しなかった(図7C及び7D)。
これらのデータにより、SR8278が、E4bp4が必須の経路に作用するという仮説が支持される。E4bp4の存在は、SR8278がNK細胞産生の増加を成功させるのに必須である。SR8278によりREV-ERBの活性を阻害することができ、ここで、REV-ERBによりE4bp4発現が通常は阻害される。したがって、SR8278によってREV-ERBが阻害されると、E4bp4発現が抑制解除される。E4bp4が活性化されると、NK細胞の発生が促進され、NK細胞がより産生される(図1)。
SR8278を添加するとE4bp4、Id2及びEomesの発現が増加する
上記実施例に提示するデータが、SR8278がREV-ERB及びE4bp4を有する経路に作用する可能性があることを示すように、Id2及びEomesなどのE4bp4の転写制御下にある遺伝子が、E4bp4発現が上方制御される場合、上方制御されることが予測された。先述のように(図2)WTマウスから単離したHPCを培養したが、細胞を採取し、3、4及び5日目にRT-qPCRを使用して分析した。E4bp4、Id2及びEomes遺伝子の相対発現量をハウスキーピング遺伝子であるHprtと比較した。4日目にE4bp4、Id2及びEomes発現は、「無薬物」対照と比較した場合、SR8278で処理した試料においてより高かった(図8)。E4bp4発現の増加は5日目に消滅したが、Id2発現の増加は維持された(図8B)。E4bp4及びその下流標的の上方制御が数時間のうちに生じ、一定期間、単に高いままである。
したがって、これらのデータは、公知のE4bp4の下流標的(21)も同時に上方制御されたため、SR8278によりE4bp4転写因子遺伝子の発現が活性化されるという結論を支持する。
SR8278はまたヒトCD34細胞からのNK細胞発生を増強する
SR8278によりNK細胞産生が増加するという仮説は、それがまたヒトNK細胞の産生について成り立たない場合、いかなる潜在的な治療価値も有しない。したがって、ヒトHPC由来のヒトNK細胞産生に対するSR8278の効果を調査した。ロンドンのAnthony Nolan Research Instituteにおいて協力者から採取した臍帯血から精製したヒトHPCをCD34集団として得た。ヒトNK細胞発生は、マウスNK細胞の発生と類似の発生経路を経る。マウスHPC培養物と対照的に、採取前の14及び16日間、IL-3、IL-7、Flt3L、SCF及びIL-15サイトカイン存在下のEL08-1D2間質細胞上で直接ヒトCD34細胞を培養し、フローサイトメトリーにより分析した。ヒトNK細胞産生を最適化しようとするために、培養して2、4又は6日目に5又は10μMのSR8278を添加した。
10μMのSR8278の添加が細胞に対して完全に毒性であったことから、ヒトCD34細胞が、マウスHPCよりもSR8278に対して感受性であることがデータにより示された。しかし、5μMのSR8278の効果は毒性でなく、2日目に5μMのSR8278を添加すると、NK細胞数の明らかな増加が示された(図9)。14日目~16日目にNK細胞の数が、「無薬物」対照において5%から20%まで指数関数的に増加したため、データは、NK細胞の割合として示す(図9)。4日目に5μMのSR8278を添加すると、14日目に細胞を採取した場合、NK細胞の割合はほぼ3倍となり、5.53%から13.7%まで増加した(図9)。一方、16日目に採取した場合、NK細胞の割合は2倍となり、21.8%から44.3%まで増加した(図9)。
E4bp4はREV-ERBαとREV-ERBβの両方により阻害することができる
先の研究は、E4bp4発現の阻害におけるREV-ERB-αの作用に重点をおいた。が、REV-ERB相同体であるREV-ERB-βの役割は、検討されていない。したがって、本検討では、NK細胞産生におけるREV-ERB-α遺伝子の欠失の効果を直接調査することに決定した。先の実施例は、REV-ERB-α KOマウスにおいてE4bp4発現が増強し、これによりNK細胞の発生が増強することを示唆する。したがって、WT(Rev-erb-α+/+)及びREV-ERB-α KOマウス(Rev-erb-α-/-)から採取した、骨髄並びに脾細胞から抽出したHPCをフローサイトメトリーにより分析した。REV-ERB-αがNK細胞産生の調節の原因である場合、骨髄とまた潜在的に脾臓におけるNKP及びNK細胞の数が増加するはずである。
しかし、図10に示すように、REV-ERB-α KOマウスにおいて、NK及びNKP細胞の割合は、WTと差がなかった。これらの知見は、REV-ERB-αとREV-ERB-αの相同体であるREV-ERB-βの両方が、E4bp4発現を阻害している可能性があることを示唆する。REV-ERB-αを欠く場合、REVERB-βは、REV-ERB-αの活性を代償し得る。この仮説を支持して、REV-ERB-α及びREV-ERB-βについてのクロマチン免疫沈降実験では、REV-ERB-αとREV-ERB-βの両方が、E4bp4遺伝子座に全く同一の領域で結合することが示された。その上、SR8278は、事実上、REV-ERB-αとREV-ERB-βの両方を阻害する、二重阻害物質である。したがって、SR8278を投与した場合のNK細胞の増加は、両REV-ERBの阻害に起因し得る。
これは、図11Aに報告したデータにより支持され、このデータは、REV-ERB-αとREV-ERB-βの両方が欠損したマウスにおいて、NKP細胞数が非常に有意に増加したことを実証する。図11Bは、REV-ERB-αとREV-ERB-βをつなぐ役割を支持する、さらなる証拠を提供する。図11Bは、両REV-ERB遺伝子が欠失した変異マウス(DKO)において、他の「対照」マウス(WT、REV-ERB-α及びREV-ERB-βのうちの対立遺伝子1つのみが欠失したマウス(αHet/βHet)、並びにREV-ERB-βの両方のコピーが欠失したマウス(βKO))と比較してNKP細胞数が一貫して増加するが、一方、他の前駆細胞は影響されないことを示す。
したがって、本発明者らは、REV-ERB-αとREV-ERB-βの両方を阻害すると、NK細胞数が増加する治療可能性がもたらされ、このような阻害は、SR8278などの本発明の化合物を使用して達成することができるという最初の証拠を提供した。
材料及び方法
マウス
野生型マウスであるE4bp4ヘテロ接合マウス(E4bp4+/-)、E4bp4ノックアウトマウス(E4bp4-/-)、REV-ERB-αノックアウトマウス(Rev-erb-α-/-)、REV-ERB-βノックアウトマウス(Rev-erb-β-/-又はβKO)、REV-ERB-α及びβダブルノックアウトマウス(Rev-erb-α-/-β-/-又はDKO)並びにREV-ERB-α及びβヘテロ接合マウス(Rev-erb-α+/-β+/-又はαHet/βHet)を使用した。すべてのマウスはC57BL/6をバックグラウンドとしており、6~12週齢であり、年齢及び性別を一致させた。Rbpjflox/floxマウスはFVBをバックグラウンドとしたものであった。すべての畜産及び実験手順を英国内務省規制(UK Home Office regulations)及び現地のガイドラインに従って行った。野生型対立遺伝子の検出にフォワードプライマー5’CTCTGAGCTTGGCTGATGTG3’(プライマーA)及びリバースプライマー5’GCTTCAAGTCTCCACCAAGC3’(プライマーB)、又はヌル対立遺伝子の検出に5’CCATGCTCCTGTCTTGATGA3’を用いてE4bp4マウスの遺伝子型を同定した。
細胞及び細胞培養物
20%のウシ胎仔血清(FBS、Fetal Bovine Serum)及びペニシリン/ストレプトアビジン(P/S、Penicillin/Streptavidin)を補充したイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM、Iscove's Modified Dulbecco's Media)(Sigma Aldrich社)中でOP9-GFP間質細胞を培養した。96ウェルプレート上で行った実験では、OP9間質細胞を2000細胞/ウェルの濃度で播種し、37℃、5%COで1日インキュベートした後、HPCを添加した。24ウェルプレート上で行った実験では、OP9間質細胞を4000細胞/ウェルの濃度で播種し、37℃、5%COで2日間インキュベートした後、HPCを添加した。50%のMyelocult M5300(Stem Cell Technologies社)、7.5%のFBS、50μMのβ-メルカプトエタノール、1μMのヒドロコルチゾン及び1%のP/Sを補充したアルファ改変型イーグル最小必須培地(アルファMEM、Minimum Essential Medium Eagle- Alpha Modification)(Sigma Aldrich社)中でEL08.1D2間質細胞を培養した。ヒトCD34前駆細胞実験では、EL08.1D2を3000rad/30Gyで照射し、96ウェルのEmbryoMaxゼラチン(Millipore社)でコートしたプレートに20,000細胞/ウェルの濃度で播種した。これらを32℃、5%COで一晩培養した後、CD34細胞をその上に移した。
マウスHPCの単離
2%のウシ胎仔血清(FCS、fetal calf serum)(STEMCELL Technologies社)を含んだリン酸緩衝食塩水(PBS)中で脚骨を挫滅することにより系列陰性HSCをマウス骨髄から精製し、磁気活性化細胞選別(MACS)緩衝液(無菌及び濾過したもの、PBS、2mMのEDTA、0.5%のBSA)を40mlまで補給し、800gで2分間遠心分離した。PEコンジュゲートカクテル(20μlの抗B220(RA3-6B2)、抗マウスCD2(RM2-5)、抗Ter119(TER119)及び抗NK1.1(PK136)並びに5μlの抗CD11b(M1/70)及び抗GR-1(RB6-8C5)抗体(すべてBioscience社より))中に細胞を再懸濁し、5分間4℃でインキュベートし、遠心分離して抗PEマイクロビーズ中に15分間4℃で再懸濁した。MACS緩衝液中で細胞を洗浄し、MACSカラムを通過させた。これにより、HPCの陰性選択が可能となった。系列除去(lineage depletion)した後、フローサイトメトリーを使用して細胞50μlを分析して、純度を調べた。
HPC由来のNK細胞のインビトロでの発生
HPCを播種し、24ウェルプレート内に1mlの完全サイトカイン培地(ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Dulbecco’s modified eagle medium)(Sigma Aldrich社))、10%のFCS、50μMのβメルカプトエタノール、10ng/mlのFlt3リガンド(Flt3L)(R&D Systems社)、10ng/mlのIL-7(R&D Systems社)、100ng/mlの幹細胞因子(SCF)(R&D Systems社)及び1%のP/S)中5×10HPC/ウェルの濃度で2日間、37℃、5%COで培養した。次いで、マウスNK細胞分化培地(アルファMEM(Sigma Aldrich社)に加えて20%のFCS、1%のP/S及び30ng/mlのIL-15)中のOP9細胞上に、HPCを96ウェルプレート実験では4500細胞/ウェル、24ウェルプレート実験では3×10細胞/ウェルで移した。細胞を37℃、5%COで7日間培養し、マウスNK細胞分化培地を3又は4日目に交換した。
ヒト臍帯血前駆細胞のインビトロでの発生
CD34臍帯血前駆細胞は、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのAnthony Nolan Research Instituteにより提供された。これらの細胞を全臍帯血から単離し、保管及び輸送用に液体窒素で凍結保存した。細胞を解凍、計数し、次いで、1000細胞/ウェルの濃度であらかじめ調製したEL08.1D2プレート上のヒトNK細胞分化培地(アルファMEMに加えて20%のヒトAB血清(Invitrogen社)、50μMのβメルカプトエタノール及び1%のP/S)中に5ng/mlのヒトIL-3(Peprotech社)、20ng/mlのヒトIL-7(Peprotech社)、10ng/mlのヒトFlt3-L(Peprotech社)、20ng/mlのヒトSCF(Peprotech社)及び10ng/mlのヒトIL-15(Peprotech社)とともに播種した。ヒトIL-3は、培養して最初の週にのみ必要とすることに留意されたい。細胞を37℃、5%COで14~16日間培養し、ヒトNK細胞分化培地を7又は12日目に交換した。
フローサイトメトリー
フローサイトメトリーにより分析する細胞は、40μmの細胞濾過器を通過させて凝集塊を除去してPBS緩衝液で洗浄し、800gで2分間遠心分離して100μlの蛍光活性化細胞選別(FACS)緩衝液(PBSに加えて1%のBSA)中に適切な蛍光色素コンジュゲート抗体とともに1:300の希釈率で再懸濁した。細胞を次の抗体で染色し、これらのすべては、抗マウスであり、指定しない限りeBioscience社のものである:2B4(クローンm2B4(B6)458.1;BioLegend社)、CD2(RM2-5)、CD3(17A2)、CD11b(M1/70)、CD19(1D3)、CD27(LG.7F9)、CD122(TM-b1)、CD127(A7R34)、B220(RA3-6B2)、ckit(ACK2)、Flt3(A2F10)、Gr1(RB6-8C5)、NK1.1(PK136)、Sca1(D7)、Ter119(TER119)、NKp46(29A1.4)抗ヒトCD45(HI30)、抗ヒトCD2(RPA-2.10)及び抗ヒトCD56(CMSSB)。系列カクテルは、B220、CD2、CD11b、Gr1、NK1.1及びTer119を含有していた。細胞を暗所において4℃で30分間染色し、次いで、2mlのFACS緩衝液で洗浄し、遠心分離してヨウ化プロピジウム(PI)を加えた300μlのFACS緩衝液に再び1:300の希釈率で再懸濁した。LSRFortessa(商標)細胞分析装置(Becton Dickinson Bioscience社)を使用してフローサイトメトリーを行い、示されているうにFACSAria(Becton Dickinson社)を使用して選別し、FlowJoソフトウェアを使用して全データ分析を行った。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)
それぞれのPCR反応では、200μMのdNTPS、1μMのフォワードプライマー(プライマーA)、1μMのリバースプライマー(プライマーB又はC)及び0.5UのTaqポリメラーゼを含有していた。PCR反応を次の条件に設定した:94℃で3分間(1サイクル);94℃で30秒間、59℃で3秒間、72℃で45秒間(40サイクル);72℃で3分間(1サイクル);4℃で保持。
DNA電気泳動
500ng/mlの臭化エチジウム(Sigma社)を加えたTAE緩衝液に溶解した1%のアガロース(Sigma社)を使用してDNA電気泳動を行った。PCR反応から得たDNAをゲル電気泳動により分析し、この電気泳動を100ボルトで約45分間行った。EC3 Imaging System(Ultra Violet Products Ltd社)を使用してゲルを画像化した。
RNA精製
Qiagen RNeasy Micro Kitを使用して製造者(Qiagen社)のプロトコルに従ってRNAを抽出した。8000gで15秒間遠心分離を行い、素通り画分を廃棄した。簡潔には、350μlのBuffer RLT+10%のβメルカプトエタノールを採取した細胞に添加した。300μlの70%エタノールを使用してRNAをさらに沈殿させ、RNeasy MinElute Spin Columnに移し、遠心分離した。次いで、350μlのbuffer RW1をMinElute Spin Columnに添加し、遠心分離した。この後に10μlのDNase I(Qiagen社)及び70μlのBuffer RDD(Qiagen社)を添加し、室温で15分間置いた。350μlのBuffer RW1を添加してDNase Iを洗い落とし、遠心分離した。次いで、500μlのBuffer RPEをカラムに添加して遠心分離し、その後500μlの80%エタノールを添加して2分間遠心分離した。最後に、14μlのRNaseを含まない水を添加してRNAを溶出し、カラムを1分間、フルスピードで回転させた。Nanodropを使用して各試料のRNAの濃度を測定し、すべての試料を同一の使用濃度に希釈した。
逆転写(RNAのcDNAへの転換)
Transcriptor First Strand cDNA Synthesis kit(Roche社)を使用して逆転写を行った。製造者のプロトコルに従って、1回20μlの反応用に鋳型とプライマーの混合物を調製し、ここで、すべての試薬:RNA(1μg~5μg)、2μlのランダムヘキサマープライマーはキット内に提供されており、反応に13μlまで水(PCRグレード)をつぎ足す。次いで、鋳型とプライマーの混合物を、10分間65℃でチューブを加熱してRNAの二次構造物を除去することにより変性させた。この鋳型とプライマーの混合物に、4μlのTranscriptor Reverse Transcriptase Reaction Buffer、0.5μlのProtector RNase Inhibitor、2μlのDeoxynycleotide Mix及び0.5μlのTranscriptor Reverse Transcriptaseを添加した。試薬を混合し、サーマルブロックサイクラーに入れ、次のように設定した:25℃で10分間;55℃で30分間;85℃で5分間及び4℃で保管。
発現した標的化RNAのリアルタイムqPCRを使用した定量化
Figure 0007225107000010
RT-qPCRに使用する条件
1、1:10、1:100、1:1000及び1:10000に希釈した脾細胞cDNAを使用して検量線を作成した。先のステップにおいて生成した2μlのcDNAに、5μlのTaqman master mix(Applied Biosystem社)、Hprt、Nfil3、Id2又はEomesのTaqman gene expression assay kit(Applied Biosystem社)0.5μl及び2.5μlのRNaseを含まない水を添加した。使用したプログラムを表1に示し、反応を47サイクル実行した。
統計分析
Graph Pad Prism 7によりマンホイットニー検定を使用して統計分析を行った。
考察
NK細胞は、サイトカインを産生し、他の免疫細胞に影響し、並びにがん性、病原体感染性又は損傷した細胞を直接殺傷することが可能なリンパ球である。これらの特性のため、研究者は、がん性又は病原体感染性細胞に対する細胞傷害性を増強するためにNK細胞の数を強化することに関心を持っている。NK細胞は、骨髄中のHSCから発生し、種々の転写因子及びサイトカインを含む緊密に調節されたプロセスにより制御されている。E4bp4は、NK細胞発生を調節する、最も重要な意味を持つ遺伝子である。E4bp4は、NK細胞発生においてE4bp4 mRNAレベルが比較的小規模に増加するだけであるにもかかわらず、NK細胞産生に対して絶大な効果を有する。E4bp4タンパク質の活性を制御するために存在するいかなる手段についても、ほとんど知られていない。E4bp4の発現を制御する能力は、NK細胞の発生及び産生に非常に重要な意味を有する。
本発明は、SR8278を投与すると、NK細胞産生アッセイにおけるNK細胞の産生が、2倍を超えて増加することを実証した。行ったアッセイでは、SR8278をHPC培養物に添加する、インビトロでのNK細胞産生のための最適時間は2日目であり、最適用量は10μMであった。
次いで、SR8278がREV-ERBを阻害することで知られているため、REV-ERBのアゴニスト(GSK4112)を試験したところ、SR8278に対する正反対の効果を有し、NK細胞産生を減少させることを見出した。これは、REVERBの活性を操作すると、NK細胞産生をもたらし得るという仮説を強調する。
SR8278機能に対するE4bp4の存在の重要性をさらに検討した。HPCをWT、E4bp4 KO及びHetマウスから単離した。E4bp4 KOマウスにおけるE4bp4の非存在下では、SR8278は、NK細胞の産生に対して効果を有しないことが見出された。SR8278がNK細胞産生の増加におけるその活性を発揮するためには、E4bp4の少なくとも1つの対立遺伝子が存在しなければならない。
SR8278がNK細胞産生を増加させる作用においてE4bp4が重要な役割を果たすため、Id2及びEomesなどの、E4bp4の転写制御下にある遺伝子の発現を試験したところ、同時に下方制御されることを見出した。
SR8278を添加するとまた、インビトロで培養したヒトHPCからのヒトNK細胞の発生が有意に増加することが見出された。
先の実験は、REV-ERB-αのE4bp4発現の阻害における役割を強調した。REV-ERB-βの役割を検討するために、WT及びREV-ERB-α KOマウスを使用してNKP及びNK細胞についての染色試験を行った。NK及びNKP細胞の割合は、野生型及びREV-ERB-α KOにおいて類似していることが見出された。したがって、REV-ERB-αがE4bp4を調節する唯一の転写因子であるだけでなく、その相同体であるREV-ERB-βも同一の役割を有し得る可能性がある。REV-ERB-αの非存在下では、REV-ERB-βは、これらは高度に相同性であるため、REV-ERB-α活性を代償する。このことは、REV-ERB-αとREV-ERB-βのダブルKOマウスにより、対照細胞と比較して、さらにREV-ERB-α KO又はREV-ERB-α+/-及びREV-ERB-β+/-(αHet/βHet)マウスと比較して、NKP細胞数が増加することが実証されることを示す、本明細書において報告するデータにより支持される。
外因性の刺激によるE4bp4の発現を制御することは、免疫療法における使用のためのヒトNK細胞の産生において重要な意味を有する。種々のソース由来のNK細胞(例えば、誘導多能性幹細胞及び臍帯血幹細胞)の産生のための従来の方法は、細胞がNK系列に関与するためのサイトカイン及び間質細胞の使用を含むが、E4bp4の発現に影響させることにより、プロセスを増強する単純な戦略がもたらされ得る。したがって、E4bp4発現の操作は、インビボでNK細胞産生を直接動員することを免疫療法として含む、将来のNK細胞免疫療法製品の生産における潜在的有用性を有する。

Claims (10)

  1. a)患者から得られた試料を含む造血前駆細胞(HPC)を培養するステップと、
    b)前記試料をREV-ERBの作用を阻害する化合物と接触させるステップと、
    c)前記細胞をインビトロで増殖させてNK細胞集団を産生させるステップと
    を含む、NK細胞集団を増殖させるためのエクスビボ方法。
  2. 化合物が、REV-ERB活性を減少させることによりE4bp4発現を増加させる、請求項1に記載の方法。
  3. 化合物が、REV-ERB-α及び/又はREV-ERB-β、好ましくはREV-ERB-βの活性を減少させる、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 化合物が、REV-ERB-α及びREV-ERB-βの活性を減少させる、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
  5. 化合物が、REV-ERBアンタゴニスト、好ましくはREV-ERB-α及びREV-ERB-βのアンタゴニストである、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
  6. 化合物が、低分子、PROTAC試薬、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)、マイクロRNA、アンチセンスRNA、アプタマー、抗体、リボザイム、ペプチド又はペプチドミメティックから選択される、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
  7. 化合物が、低分子である、請求項6に記載の方法。
  8. 化合物が、SR8278、ARN5187、エチル2-(5-メチルフラン-2-カルボニル)-1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボキシレート、4-((4-クロロベンジル)((5-ニトロチオフェン-2-イル)メチル)アミノ)-N-フェニルピペリジン-1-カルボキサミド、4-(((1-(4-フルオロフェニル)シクロペンチル)アミノ)メチル)-2-((4-メチルピペラジン-1-イル)メチル)フェノール、1-(2-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン又は1-(4-フルオロフェニル)-N-(3-((1-メチルピペリジン-4-イル)メチル)ベンジル)シクロペンタン-1-アミン、好ましくはSR8278である、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
  9. HPCの試料が、骨髄、臍帯血及び/又は末梢血から得られた試料である、請求項1~8のいずれかに記載の方法。
  10. 化合物が、請求項1(a)の試料中のHPCを単離して2日以内に添加される、請求項1~9のいずれかに記載の方法。
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