JP7235676B2 - 結節性硬化症の遺伝子治療 - Google Patents
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Description
本発明は、国防総省により授与された助成金番号TS120038に基づく政府支援を受けて実施された。政府は本発明において、ある一定の権利を有する。
本出願は、2017年5月17日出願の米国仮出願第62/507,358号に対する優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
本出願は、ASCII形式で電子的に提出され、その全体が参照により本明細書に組み入れられる配列表を含む。2018年5月15日に作成された上記ASCIIコピーは、51317-002WO2_Sequence_Listing_5.15.18_ST25という名称であり、サイズは55,672バイトである。
結節性硬化症(TSC)は、5,500人に約1人の率で発生する、常染色体優性遺伝である腫瘍抑制症候群である。患者は、(ハマルチンをコードする)TSC1遺伝子または(ツベリンをコードする)TSC2遺伝子のいずれか1つの対立遺伝子の変異を継承する。これらのタンパク質は協働して、哺乳動物ラパマイシン標的タンパク質複合体1(mTORC1)活性を抑制する。発生期に、または一部の体細胞において、対応する正常な対立遺伝子に変異が発生すると、細胞の拡大および増殖増加を引き起こし、良性腫瘍(例えば過誤腫)が形成される。脳、心臓、腎臓、皮膚、および肺などの様々な組織が、このような腫瘍に罹患する可能性がある。脳の場合、発達遅延、自閉症、てんかん、および水頭症を引き起こす可能性がある。命にかかわるTSCの病態としては、内出血を引き起こす可能性のある腎血管筋脂肪腫、および呼吸障害のおそれのあるリンパ脈管筋腫症(LAM)が含まれる。ラパマイシンおよび関連薬は数種の腫瘍の病変の大きさを縮小するのに効果的であったが、これらは継続的に投与する必要があり、かつ脳の発達障害および免疫抑制を含む、副作用がある。加えて、患者によってはこれらの薬剤に反応しないか、または当初は反応するが、その後は抵抗性になる。したがって、TSCの治療改善が当技術分野において必要とされている。
本明細書で使用される場合、「投与すること」またはその文法的派生語は、少なくとも部分的に剤を所望の部位に局在化させる方法または経路により、本明細書で開示する剤を対象へ配置することを指す。
ハマルチン結合領域およびGTPase活性化タンパク質(GAP)領域を含むが、Aktリン酸化部位Thr 1462を欠失している、凝縮ツベリン(cツベリン)。
[本発明1002]
前記ハマルチン結合領域が、SEQ ID NO:2に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、本発明1001のcツベリン。
[本発明1003]
前記ハマルチン結合領域がSEQ ID NO:2である、本発明1002のcツベリン。
[本発明1004]
前記GAP領域が、SEQ ID NO:3に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、本発明1001のcツベリン。
[本発明1005]
前記GAP領域がSEQ ID NO:3である、本発明1004のcツベリン。
[本発明1006]
ヒトツベリン(SEQ ID NO:10)のアミノ酸451~1514を欠失している、本発明1001のcツベリン。
[本発明1007]
前記ハマルチン結合領域とGAP領域との間にスペーサーを含む、本発明1001のcツベリン。
[本発明1008]
前記スペーサーが少なくともSGGGを含む、本発明1001のcツベリン。
[本発明1009]
前記スペーサーがSEQ ID NO:4である、本発明1008のcツベリン。
[本発明1010]
SEQ ID NO:1に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、本発明1001のcツベリン。
[本発明1011]
SEQ ID NO:1である、本発明1001のcツベリン。
[本発明1012]
本発明1001~1011のいずれかのcツベリンをコードする核酸分子。
[本発明1013]
ヒト細胞での発現用にコドン最適化されている、本発明1012の核酸分子。
[本発明1014]
調節制御配列に機能的に連結されている、本発明1013の核酸分子。
[本発明1015]
前記調節制御配列が、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター/エンハンサー、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼプロモーター、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーター、シナプシンプロモーター、またはグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)プロモーターを含む、本発明1014の核酸分子。
[本発明1016]
前記調節制御配列が、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーターおよびウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)を含む、本発明1015の核酸分子。
[本発明1017]
前記細胞が、脳細胞、心臓細胞、腎臓細胞、皮膚細胞、または肺細胞である、本発明1013~1016のいずれかの核酸分子。
[本発明1018]
SEQ ID NO:5に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、本発明1012~1017のいずれかの核酸分子。
[本発明1019]
SEQ ID NO:5である、本発明1018の核酸分子。
[本発明1020]
発現カセットに機能的に連結されている、本発明1012~1019のいずれかの核酸分子。
[本発明1021]
本発明1012~1020のいずれかの核酸分子を含む、細胞またはウイルス。
[本発明1022]
本発明1012~1020のいずれかの核酸分子を含む、組成物。
[本発明1023]
組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)であって、
前記rAAVが、AAVカプシドおよびその中にパッケージングされたAAVゲノムを含み、
前記AAVゲノムが、
ハマルチン結合領域およびGAP領域を含むがAktリン酸化部位Thr 1462を欠失しているcツベリンを発現可能である、核酸分子
を含む、前記rAAV。
[本発明1024]
前記AAVカプシドが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、もしくはAAV12カプシド、またはこれらのAAVカプシドのいずれか1つの変異体である、本発明1023のrAAV。
[本発明1025]
前記核酸が調節制御配列に機能的に連結されている、本発明1023~1024のいずれかのrAAV。
[本発明1026]
前記調節制御配列が、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター/エンハンサー、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼプロモーター、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーター、シナプシンプロモーター、またはグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)プロモーターを含む、本発明1023~1025のいずれかのrAAV。
[本発明1027]
前記核酸分子がITRを含む、本発明1023~1026のいずれかのrAAV。
[本発明1028]
前記核酸分子がポリAを含む、本発明1023~1027のいずれかのrAAV。
[本発明1029]
前記核酸分子がSEQ ID NO:5である、本発明1023のrAAV。
[本発明1030]
本発明1023~1029のいずれかのrAAVおよび薬学的に許容される担体を含む、組成物。
[本発明1031]
結節性硬化症(TSC)を有する患者を治療する方法であって、ハマルチン結合領域およびGAP領域を含むがAktリン酸化部位Thr 1462を欠失しているcツベリンを前記患者に投与することを含む、前記方法。
[本発明1032]
cツベリンをコードする核酸分子を前記患者に投与する、本発明1031の方法。
[本発明1033]
本発明1022~1027のいずれかのrAAVを前記患者に投与する、本発明1031の方法。
[本発明1034]
本発明1012~1020のいずれかの核酸分子を含む細胞外小胞(EV)を前記患者に投与する、本発明1031の方法。
[本発明1035]
前記患者が腎血管筋脂肪腫を有する、本発明1031の方法。
[本発明1036]
前記cツベリンを血管内に投与する、本発明1035の方法。
[本発明1037]
前記cツベリンを腎動脈または腎静脈に投与する、本発明1036の方法。
[本発明1038]
前記患者がリンパ脈管筋腫症(LAM)を有する、本発明1031の方法。
[本発明1039]
前記cツベリンを血管内に投与する、本発明1038の方法。
[本発明1040]
前記cツベリンを肺に投与する、本発明1038の方法。
[本発明1041]
前記患者が脳機能障害を有する、本発明1031の方法。
[本発明1042]
前記cツベリンを血管内に投与する、本発明1041の方法。
[本発明1043]
前記cツベリンを脳内に投与する、本発明1041の方法。
[本発明1044]
前記cツベリンを髄腔内に投与する、本発明1041の方法。
[本発明1045]
前記cツベリンを腎血管筋脂肪腫、LAM、または脳に投与する、本発明1031の方法。
[本発明1046]
前記rAAVを、脳細胞、心臓細胞、腎臓細胞、皮膚細胞、または肺細胞に投与する、本発明1033の方法。
[本発明1047]
前記rAAVを、血管内、静脈内、脳内、脳室内、髄腔内、または皮膚に投与する、本発明1033の方法。
[本発明1048]
前記患者にラパマイシンをさらに投与する、本発明1031の方法。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の好ましい態様の以下の記載、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
本明細書に開示される全身遺伝子治療は、TSC患者において、AAVベクターにコードされるもののような凝縮ツベリン(cツベリン)の送達(例えば血管系経由)によって達成することができ、これは罹患細胞の大きさを縮小し、中枢神経系、腎臓、および肺の全体を含む多数の組織において過誤腫を減少させるのに有用である。cツベリンは、例えばmTOR活性を抑制する機能について有用である。cツベリンの有用な形態は、任意の方法に従って、例えば、本明細書に記載されるように、ツベリンを欠失しているインビトロ細胞内でのS6リン酸化を抑制する能力を試験することにより同定することができる。以下で、TSCの治療に有用なcツベリンの設計について記載する。
本明細書に記載されるようなcツベリンは、一般に、ハマルチン結合領域、GTPase活性化タンパク質(GAP)領域、およびハマルチン結合領域をGAP領域に連結するスペーサーを含み、ヒトツベリンのThr 1462のAktリン酸化部位を欠失している。
さらに、SEQ ID NO:1の例示的なcツベリンは、SEQ ID NO:5の配列を有する核酸分子によってコードされる。このcツベリン核酸分子(SEQ ID NO:5)では、ハマルチン結合領域はSEQ ID NO: 6によってコードされる。また、このcツベリン核酸分子(SEQ ID NO:5)では、GAP領域はSEQ ID NO:7によってコードされる。
任意の好適な核酸ベクターを本発明の組成物および方法と組み合わせて使用し、cツベリンをコードする核酸分子および組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の構成要素を設計してアセンブリすることができる。本明細書に記載の組成物および方法に有用なrAAVベクターは、(1)発現させる異種配列(例えば、cツベリンをコードする核酸分子)および(2)異種遺伝子の組み込みおよび発現を促進するウイルス配列を含む、組換え核酸構築物である。ウイルス配列には、DNAを複製してビリオンにパッケージングするためにシスで必要とされるAAVの配列(例えば機能的ITR)が含まれていてもよい。そのようなrAAVベクターはまた、マーカーまたはレポーター遺伝子を含んでいてもよい。有用なrAAVベクターは、1つまたは複数のAAV WT遺伝子の全部または一部を欠失しているが、機能的な隣接ITR配列を保有する。AAV ITRは、特定の用途に適した任意の血清型のものであり得る。rAAVベクターを使用するための方法は、例えば、Tal et al., J. Biomed. Sci. 7:279-291 (2000)およびMonahan et al., Gene Therapy. 7:24-30 (2000)に記載されており、遺伝子送達のためのAAVベクターと関連する場合、それぞれの開示は参照により本明細書に組み入れられる。
細胞外小胞(EV)は、本明細書に記載の方法および組成物に有用である。例えば、本明細書に記載の任意のcツベリンを含むEVを、標準方法に従って対象に投与することができる。さらに一例として、cツベリンをコードする任意の核酸分子を含むEVを対象に投与することもできる。
本明細書では、cツベリン核酸分子、本明細書に記載のcツベリン核酸分子(例えばrAAV)を含むEV、または本明細書に記載のようなcツベリン核酸分子を含むrAAVを含む、薬学的組成物を提供する。そのような薬学的組成物は、本明細書に記載のcツベリン核酸分子またはcツベリンのいずれかを含む。
上記の組成物は、TSC2の正常な対立遺伝子と置き換えることにより、TSC2の変異によって引き起こされる疾患または障害を治療する方法に有用である。そのような方法は、ある選択細胞にcツベリン核酸分子を送達しその標的細胞におけるTSC2の発現を修正するという条件下で、本明細書に記載のcツベリン核酸分子と標的TSC2遺伝子を接触させることを含む。したがって、方法および組成物は、特異的な変異および/または遺伝子発現に関連するTSC2の変異によって引き起こされる疾患または障害の治療に使用される。
本明細書では、標準的な投与方法を使用する。さらに、腎血管筋脂肪腫、リンパ脈管筋腫症(LAM)、および脳機能障害の治療のための投与、ならびに脳細胞、心臓細胞、腎臓細胞、皮膚細胞、または肺細胞への投与を以下に記載する。経皮、血管内、脳内、脳室内、または髄腔内注射による投与のための投与方法も記載する。
例えば、cツベリン核酸分子を運搬するrAAVを使用して、腎血管筋脂肪腫を有する患者を治療することができる。任意の方法(例えば腎動脈または腎静脈への血管内注射などによる)に従って、rAAVを患者に投与することができる。血管内注射による腎血管筋脂肪腫の治療のためのrAAVの有効投与量は、109~1015gc/kgである。一態様では、患者に投与されるrAAVの量は約109gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1010gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1011gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1012gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1013gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1014gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1015gc/kgである。
cツベリン核酸分子を運搬するrAAVは、リンパ脈管筋腫症(LAM)を有する患者の治療にも使用することができる。任意の方法(例えば血管内注射による)に従って、rAAVを患者に投与することができる。血管内注射によるLAMの治療のためのrAAVの有効投与量は、109~1015gc/kgである。一態様では、患者に投与されるrAAVの量は約109gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1010gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1011gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1012gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1013gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1014gc/kgである。さらなる態様では、患者に投与されるrAAVの量は約1015gc/kgである。さらに、鼻経路または他の医学的に承認された肺への経路を介して、LAMを有する患者にrAAVを投与することができる。
別の例では、cツベリン核酸分子を運搬するrAAVを、脳機能障害を有する患者に使用することができる。任意の方法(例えば、血管内、脳室内、頭蓋内、または髄腔内注射による)に従って、rAAVを患者に投与することができる。
治療する領域の大きさ、使用するウイルス力価、投与経路、および方法の望ましい効果に応じて、範囲内のすべての数を含む約50μL~約1mLの体積の組成物を送達することができる。一態様では、体積は約50μLである。別の態様では、体積は約70μLである。別の態様では、体積は約100μLである。別の態様では、体積は約125μLである。別の態様では、体積は約150μLである。別の態様では、体積は約175μLである。さらに別の態様では、体積は約200μLである。別の態様では、体積は約250μLである。別の態様では、体積は約300μLである。別の態様では、体積は約350μLである。別の態様では、体積は約400μLである。別の態様では、体積は約450μLである。別の態様では、体積は約500μLである。別の態様では、体積は約600μLである。別の態様では、体積は約750μLである。別の態様では、体積は約850μLである。別の態様では、体積は約1,000μLである。
Tsc2ヌルマウス胚線維芽細胞(MEF)(Huang et al., Biochem. J. 412(2):179-190 2008)および不死化TRI102ヒト血管筋脂肪腫細胞(Hong et al., Mol. Cell. 30:701-711, 2008;Yu et al., Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 286:L694-L700, 2004)を、10%ウシ胎児血清(FBS)(Sigma-Aldrich(登録商標), St. Louis, MO)および1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Cellgro(登録商標))を補充したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)(Cellgro(登録商標), Manassas, VA)増殖培地中で増殖させ、5%CO2および95%空気の加湿雰囲気下、37℃に細胞を維持した。IRESエレメントによって隔てられた導入遺伝子とGFP cDNA両方の発現を制御するCMVプロモーターを有する自己不活性化レンチウイルスベクターであるCSCW-IG(Sena-Esteves et al., J. Virol. Methods. 122(2):131-139, 2004)を使用して、レンチウイルスベクターを作製した。Fluc(pGL3-basic;Promega(登録商標), Madison, WI)および単量体赤色蛍光タンパク質(mCherry)(Rizzo et al., 2004)をコードするcDNAをPCRで増幅した。Fluc配列をCMVプロモーター下流のNhe I部位に直接挿入し、mCherry配列をGFP cDNAの代わりにBsa I部位およびSal I部位に挿入し、pCSCW-Fluc-IRES-mCherryを作製した。レンチウイルスベクターは1mlあたり108~1010形質導入単位(tu)の通常力価で記載のように作製した(Sena-Esteves et al., J. Virol. Methods. 122(2):131-139, 2004)。リンパ脈管筋腫症(LAM)細胞でFlucおよびmCherryの安定発現を得るため、感染多重度(M.O.I)100でCSCW-Fluc-IRES-mCherryレンチウイルスに感染させ、90%超の易感染性を得た(TSC2-LAM-FCと称する細胞株)。10%FBSおよび1%ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したDMEMでCOS-7細胞を培養し、Lipofectamine(商標)3000(Thermo Fisher Scientific(登録商標), Waltham, MA)を使用して、cツベリンのcDNAを含むプラスミドベクター(pAAV-CBA-cツベリン)をトランスフェクトした。
AAVベクタープラスミドAAV-CBA-Cre-BGHpAをPrabhakar et al., PLoS One. 8(5):e64224, 2013に記載のように誘導した。これらのAAVベクターはAAV2 ITRエレメントを保有し、β-アクチンプロモーターに融合されたCMV最初期遺伝子エンハンサーで構成されるハイブリッドプロモーター(ニワトリβ-アクチン(CBA))によって遺伝子発現が制御される(Gray et al., Hum. Gene Ther. 22:1143-1153 2011)。プラスミドpAAV-CBA-W(CSCW-IG)(Sena-Esteves et al., J. Virol. Methods. 122(2):131-139, 2004)からAAVベクタープラスミドAAV-CBA-cツベリンを誘導した。このベクターには、cツベリンを駆動するCBAプロモーターの後ろに、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)ならびにSV40およびウシ成長ホルモン(BGH)のポリアデニル化(ポリA)シグナル配列が含まれる(図2C)。凝縮ツベリン(cツベリン)構築物は、ACC(コザック配列)::ヒトツベリンのアミノ酸1~450::gly/serリンカー::ヒトツベリンのアミノ酸1515~1807::cmycタグを含む。2,307bpのcDNA配列は85kDaのタンパク質をコードする(図1A)。
簡潔には、溶解緩衝液(50mM HEPES pH 8.0、150mM NaCl、2mM EDTA、2.5%ドデシル硫酸ナトリウム、2% CHAPS、2.5mMスクロース、10%グリセロール、10mMフッ化ナトリウム、2mMバナジン酸ナトリウム、1mM PMSF、10mMピロリン酸ナトリウム、プロテアーゼ阻害剤カクテル)中で培養細胞を溶解した。超音波処理と、8℃で10分間のインキュベーションの後、試料を14,000gにて8℃で30分間遠心分離した。界面活性剤対応プロテインアッセイキット(Bio-Rad(登録商標), Hercules, CA)で測定した等量のタンパク質を、Laemmli試料緩衝液中で5分間煮沸し、SDS-PAGEにより分離し、ニトロセルロース膜(Bio-Rad(登録商標))に転写した。タンパク質負荷量が等しいことをポンソーS染色により確認した。2%ブロッキング試薬(GE Healthcare, Pittsburgh, PA)で室温にて1時間、膜をブロッキングし、一次抗体と4℃で一晩インキュベートした。一次抗体として、抗ツベリン/TSC2(#3612)、抗ホスホS6(#2211)、抗S6(#2212)(Cell Signaling Technology(登録商標))、および抗グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)(#2275-PC)(Trevigen(登録商標), Gaithersburg, MD)抗体を使用した。二次抗体として、西洋ワサビペルオキシダーゼとコンジュゲートした抗ウサギまたは抗マウスIgG抗体を使用した。増強型化学発光試薬、Lumigen(登録商標)ECL Ultra(TMA-6)(Lumigen(登録商標), Southfield, MI)を使用して抗原抗体複合体を検出した。
実験研究プロトコルは、実験動物の管理と使用に関する米国国立衛生研究所のガイドラインに従って、マサチューセッツ総合病院(MGH)のInstitutional Animal Care and Use Committee(IACUC)によって承認された。実験は、Tsc2c/c floxedマウス(Onda et al., J. Clin. Invest. 104(6):687-695, 1999)で実施した。Creレコンビナーゼに応答して、Tsc2c/c対立遺伝子はヌル対立遺伝子に変換され、lacZ対立遺伝子はβ-ガラクトシダーゼを発現する。これらのマウスは生存中、正常で健康である。
3週齢(P21)のマウスをイソフルラン吸入により麻酔した(誘導室内で3.5%イソフルラン、その後、実験期間中、2~3%イソフルランおよび1~2リットル/分の酸素で麻酔を継続)。0.3mlのインスリンシリンジを使用して2分未満にわたり、片方の眼球の真後ろの血管系に70μl体積の溶液(10μlのAAV1-またはAAV9-CBA-cツベリン+60μlの生理食塩水)でAAVベクターを後眼窩注射するか、または注射しなかった(Yardeni et al., Lab. Anim. (NY).40(5):155-160, 2011)。
Flucを発現する300万個のヒトTSC2ヌル不死化血管筋脂肪腫細胞を50μlの還元血清培地(Opti-MEM(登録商標), Gibco(登録商標))に懸濁し、50μlのMatrigel(登録商標)(BD Matrigel(商標)Matrix HC)(BD Biosciences, Bedford, MA)と混合し、NOD-SCID Il2Rガンマ(NSG(商標))マウスの背中に皮下移植した。4週間後、マウスにFluc基質D-ルシフェリン(LUCNA-1G)(Gold Biotechnology(登録商標), St. Louis, MO)を腹腔内注射し、5分後に、XGI-8ガス麻酔システム(Caliper Life Sciences)を備える高効率のIVIS(登録商標)Spectrum(Caliper Life Sciences, Hopkinton, MA)を用いてシグナルを取得した。
Prabhakar et al., PLoS One. 8(5):e64224, 2013に記載されているように、マウス脳の標準組織学を実施した。5μmの切片をヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)で染色するか、pS6(#2211, Cell Signaling)に対する抗体を、記載されている(同上)二次抗体とともに使用して、記載のように(同上)IHCに使用した。
生存曲線の解析(カイ二乗検定)はすべて、GraphPad Prismソフトウェア(GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA)を使用して実施した。示されたP値は統計的有意である。
実施例1の手順に従って、実施例2のAAV-CBA-cツベリンベクタープラスミドをCOS-7細胞にトランスフェクトした。24時間後、抗ツベリン/TSC2抗体を用いた前述の実施例に記載のウェスタンブロッティングにより、cツベリンの発現を検出した。図3Aに示すように、予想分子量(MW)85kDaにcツベリンの発現が認められた。
cツベリンの活性を試験するため、COS-7細胞に、GFP、pAAV-CBA-cTSC2、TSC2-FLAG、pAAV-CBA-cTSC2+TSC1-FLAG、TSC1-FLAG+TSC2-FLAG、およびTSC1-FLAGベクターをトランスフェクトした。リン酸化S6(pS6)、S6、およびGAPDHの発現レベルを、ウェスタンブロッティングにより検出した。pS6キナーゼレベルは通常、ツベリン活性の非存在下では上昇するが、AAV-CBA-cツベリンプラスミドをトランスフェクトした細胞は、pS6キナーゼ活性の低下を示す、より低いpS6レベルを示した。これは図3Bに示されているが、それによると、他の細胞と比較して1列目(GFP(対照))および7列目(対照、プラスミドなし)ではpS6レベルが上昇している。
AAV-CBA-cツベリンベクターの有効性をTsc2c/cマウスで試験した。脳室内(ICV)および後眼窩(RO)注射は、前述の実施例に記載のように実施した。AAV1-CBA-CreベクターおよびAAV9-CBA-cツベリンベクターを上記のように作製した。P0でAAV1-CBA-CreをマウスにICV注射するか(N=16)、P21でAAV9-CBA-cツベリンをRO注射するか(N=7)、または注射しなかった(N=6)。AAV1-CBA-CreおよびAAV9-CBA-cツベリン注射の力価は、それぞれ9.1×1012g.c./mlおよび4.5×1012g.c./mlであった。生存期間中央値は、AAV1-CBA-Creマウスで35日、非注射マウスで175日超、AAV9-CBA-cツベリンマウスで185日超であった。群間の差は、P<0.0001(ログランク)またはP<0.0001(Gehan-Breslow-Wilcoxon)であり、いずれも統計的に有意であった。生存曲線を図4Aに示す。
AAV1-CBA-cツベリンベクターを用いた遺伝子治療の有効性を、ツベリンを欠失しているマウスで試験した。AAV1-CBA-cツベリンベクターは、前述の実施例に記載のように作製した。P0でAAV1-CBA-CreをすべてのマウスにICV注射した。P21では、マウスの1つの群にAAV1-CBA-cツベリンをRO注射し(N=7)、第2の群には注射しなかった(N=10)。AAV1-CBA-CreおよびAAV1-CBA-cツベリン注射の力価は、それぞれ5.1×1013g.c./mlおよび3×1011g.c./mlであった。非注射マウスの生存期間中央値は26.5日であったが、AAV1-CBA-cツベリンを注射したマウスは中央値で35日間生存した。2群間の差は、P=0.0001(ログランク)またはP=0.0004(Gehan-Breslow-Wilcoxon)であり、いずれも統計的に有意であった。生存曲線を図4Bに示す。
AAV1-CBA-cツベリンベクターまたはAAV9-CBA-cツベリンベクターを用いた遺伝子治療の有効性を、以下の2つの実験でさらに試験した。P0ではなく、脳脊髄液(CSF)関門の通過性がP0よりもやや低いP3で最初にAAV1-CBA-Creをマウスに注射すると、脳内でのツベリンの消失が少なくなるはずである。
P3でAAV1-CBA-CreをすべてのTsc2c/cマウスにICV注射した。P21では、マウスの1つの群にAAV1-CBA-cツベリンをRO注射し(N=9)、第2の群には注射しなかった(N=7)。AAV1-CBA-CreおよびAAV1-CBA-cツベリン注射の力価は、それぞれ5.1×1013g.c./mlおよび3×1011g.c./mlであった。非注射マウスの生存期間中央値は36日であったが、AAV1-CBA-cツベリンを注射したマウスは中央値で54日間生存した。2群間の差は、P<0.0001(ログランク)またはP=0.0004(Gehan-Breslow-Wilcoxon)であり、いずれも統計的に有意であった。生存曲線を図4Cに示す。
P3でAAV1-CBA-CreをすべてのTsc2c/cマウスにICV注射した。P21では、マウスの1つの群にAAV9-CBA-cツベリンをRO注射し(N=11)、第2の群には注射しなかった(N=9)。AAV1-CBA-CreおよびAAV9-CBA-cツベリン注射の力価は、それぞれ5.1×1013g.c./mlおよび4.5×1012g.c./mlであった。非注射マウスの生存期間中央値は32日であったが、AAV9-CBA-cツベリンを注射したマウスは中央値で45日間生存した。2群間の差は、P<0.0006(ログランク)またはP=0.0014(Gehan-Breslow-Wilcoxon)であり、いずれも統計的に有意であった。生存曲線を図4Dに示す。
治療用ベクターは痙攣発作を減少させる可能性もある。減少しない場合には、痙攣発作が、早期死、すなわち上衣下結節(SEN)によって生じる水頭症に先立つ死の原因となり得る。Tsc1-floxed/GFAP-Creマウスにおいて、痙攣発作の阻止に有効であるビガバトリンと組み合わせたAAV9-CBA-cツベリンの有効性をさらに試験した(Zhang et al., PLoS One. 8(2):e57445, 2013)。
実施例4に記載のように作製した免疫不全NSGマウスに皮下注入されたリンパ脈管筋腫症(LAM)腫瘍に対するAAV9-CBA-cツベリンの有効性もインビボで試験した。Flucを発現するLAM腫瘍を図6Aに示す。1、4、6、9、および14週目に生物発光により腫瘍体積をモニターした。4週目および9週目にAAV9-CBA-cツベリンベクターを腫瘍に注射するか(N=7)、または注射しなかった(N=5)。AAV9-CBA-cツベリンベクターの力価は4.3×1010g.c./mlであった。図6Bに示すように、cツベリンベクターを注射した腫瘍のサイズは14週目まで増加しなかったが、注射していない腫瘍の体積は拡張し続けた。
理解を明確にする目的で、例示および実施例によって上述の発明をある程度詳細に説明したが、この記載および実施例は、本発明の範囲の限定として解釈されるべきではない。本明細書で引用したすべての特許および科学文献の開示は、その全体が参照により明示的に組み入れられる。
Claims (45)
- N末端にハマルチン結合領域およびC末端にGTPase活性化タンパク質(GAP)領域を含み、Aktリン酸化部位Thr 1462を含めて、ヒトツベリン(SEQ ID NO:10)のアミノ酸451~1514を欠失している、凝縮ツベリン(cツベリン)。
- 前記ハマルチン結合領域が、SEQ ID NO:2に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項1記載のcツベリン。
- 前記ハマルチン結合領域がSEQ ID NO:2である、請求項2記載のcツベリン。
- 前記GAP領域が、SEQ ID NO:3に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項1~3のいずれか一項記載のcツベリン。
- 前記GAP領域がSEQ ID NO:3である、請求項4記載のcツベリン。
- 前記ハマルチン結合領域とGAP領域との間にスペーサーを含む、請求項1~5のいずれか一項記載のcツベリン。
- 前記スペーサーが少なくともSGGGを含む、請求項6記載のcツベリン。
- 前記スペーサーがSEQ ID NO:4である、請求項7記載のcツベリン。
- SEQ ID NO:1に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項1~8のいずれか一項記載のcツベリン。
- SEQ ID NO:1である、請求項1記載のcツベリン。
- 請求項1~10のいずれか一項記載のcツベリンをコードする核酸分子。
- ヒト細胞での発現用にコドン最適化されている、請求項11記載の核酸分子。
- 調節制御配列に機能的に連結されている、請求項12記載の核酸分子。
- 前記調節制御配列が、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター/エンハンサー、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼプロモーター、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーター、シナプシンプロモーター、またはグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)プロモーターを含む、請求項13記載の核酸分子。
- 前記調節制御配列が、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーターおよびウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)を含む、請求項14記載の核酸分子。
- 前記細胞が、脳細胞、心臓細胞、腎臓細胞、皮膚細胞、または肺細胞である、請求項12~15のいずれか一項記載の核酸分子。
- SEQ ID NO:5に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項11~16のいずれか一項記載の核酸分子。
- SEQ ID NO:5である、請求項17記載の核酸分子。
- 発現カセットに機能的に連結されている、請求項11~18のいずれか一項記載の核酸分子。
- 請求項11~19のいずれか一項記載の核酸分子を含む、細胞またはウイルス。
- 請求項11~19のいずれか一項記載の核酸分子を含む、組成物。
- 組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)であって、
前記rAAVが、AAVカプシドおよびその中にパッケージングされたAAVゲノムを含み、
前記AAVゲノムが、
N末端にハマルチン結合領域およびC末端にGAP領域を含み、Aktリン酸化部位Thr 1462を含めて、ヒトツベリン(SEQ ID NO:10)のアミノ酸451~1514を欠失している、cツベリンを発現可能である、核酸分子
を含む、前記rAAV。 - 前記AAVカプシドが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、もしくはAAV12カプシド、またはこれらのAAVカプシドのいずれか1つの変異体である、請求項22記載のrAAV。
- 前記核酸が調節制御配列に機能的に連結されている、請求項22~23のいずれか一項記載のrAAV。
- 前記調節制御配列が、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター/エンハンサー、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼプロモーター、CMV最初期遺伝子エンハンサー/CBAプロモーター、シナプシンプロモーター、またはグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)プロモーターを含む、請求項22~24のいずれか一項記載のrAAV。
- 前記核酸分子がITRを含む、請求項22~25のいずれか一項記載のrAAV。
- 前記核酸分子がポリAを含む、請求項22~26のいずれか一項記載のrAAV。
- 前記核酸分子がSEQ ID NO:5である、請求項22記載のrAAV。
- 請求項22~28のいずれか一項記載のrAAVおよび薬学的に許容される担体を含む、組成物。
- 請求項1~10のいずれか一項記載のcツベリンを含む、結節性硬化症(TSC)を有する患者を治療するための医薬。
- 請求項11~19のいずれか一項記載の核酸分子を含む、結節性硬化症(TSC)を有する患者を治療するための医薬。
- 請求項22~26のいずれか一項記載のrAAVを含む、結節性硬化症(TSC)を有する患者を治療するための医薬。
- 請求項11~19のいずれか一項記載の核酸分子を含む細胞外小胞(EV)を含む、結節性硬化症(TSC)を有する患者を治療するための医薬。
- 血管内に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項30~33のいずれか一項記載の医薬。
- 腎動脈または腎静脈に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項34記載の医薬。
- 肺に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項30~33のいずれか一項記載の医薬。
- 脳内に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項30~33のいずれか一項記載の医薬。
- 髄腔内に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項30~33のいずれか一項記載の医薬。
- 前記患者が腎血管筋脂肪腫を有する、請求項30~38のいずれか一項記載の医薬。
- 前記患者がリンパ脈管筋腫症(LAM)を有する、請求項30~38のいずれか一項記載の医薬。
- 前記患者が脳機能障害を有する、請求項30~38のいずれか一項記載の医薬。
- 腎血管筋脂肪腫、LAM、または脳に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項30~33のいずれか一項記載の医薬。
- 脳細胞、心臓細胞、腎臓細胞、皮膚細胞、または肺細胞に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項32記載の医薬。
- 血管内、静脈内、脳内、脳室内、髄腔内、または皮膚に投与されるように用いられることを特徴とする、請求項32記載の医薬。
- ラパマイシンと組み合わせて用いられることを特徴とする、請求項30~44のいずれか一項記載の医薬。
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