JP7389151B2 - 乾癬治療用薬品の製造におけるCaMK4阻害剤の使用 - Google Patents

乾癬治療用薬品の製造におけるCaMK4阻害剤の使用 Download PDF

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Description

本発明は、バイオメディシンの技術分野に属し、特に、乾癬治療用薬品の製造におけるCaMK4阻害剤の使用に関するものである。
乾癬(psoriasis)は慢性炎症による免疫性皮膚病であり、乾癬の主な病症は、皮膚に赤色の丘疹とスポットが形成され、かつその赤色の丘疹とスポット上に白色の厚いスケール(scale)が形成されることにある。大量の免疫細胞(immunocyte)は例えば、T細胞、大食細胞(Macrophage)、樹枝状細胞(dendritic cell)及び表皮角化細胞(keratinocyte)はそのような症状を招来する主な要因である。免疫細胞が活性化されると、サイトカインを放出することにより表皮角化細胞(Keratinocyte)を刺激する。それにより、表皮角化細胞が異常に増殖し、皮膚のケラチン化を招来するとともにスポットが形成されるおそれがある。
CAMK4遺伝子エンコーディングカルシウム(Gene encoding calcium)/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(calmodulin-dependent protein kinases)IVは、いろいろな細胞において発現をするが、T細胞中の発現が一番激しい。CAMK4は免疫応答(immune response)において重要な役割をする。例えば、T細胞の活性化と発育を担当する。免疫細胞(T細胞と抗原提供細胞(Antigen-presenting cell)を含む)の転写因子(transcription factor)CREB、CREMα、RORγt等を刺激することにより遺伝子の発現を調節する。
CAMK4遺伝子の機能異常に関する研究は、主として、全身性紅斑性狼瘡(systemic lupus erythematosus)とループス腎炎(lupus nephritis)に集まっている。それにより、抗体が形成され、免疫複合体(immunocomplex)が生じ、かつ免疫調節不全(immune dysregulation)を招来するおそれがある。特に、全身性紅斑性狼瘡とループス腎炎はTh17細胞に緊密に係っている。研究の結果によると、CAMK4遺伝子はAKT/mTOR/S6K/RORγtとCREM/RORγt通路によりTh17細胞の分化とIL-17Aの発現を調節する。それは、CAMK4はnaive CD4T細胞がTh17細胞の分化に影響を与える重要な信号分子(signaling molecule)であることを表す。
CAMK4はTh17細胞の分化とIL-17Aの形成に影響を与える。それは、CAMK4はTh17細胞の分化において重要な役割しかつなければならない一環であることを表す。また、CAMK4が自己免疫性炎症性疾病(Autoimmune inflammatory diseases)の治療においてターゲットになることができることを表す。Th17細胞を中心にする免疫細胞はいろいろな自己免疫性炎症性疾病の発生と発展に参与するので、CAMK4は乾癬の発病過程において重要な役割をしかつ乾癬を治療するターゲットになると推測することができる。
本発明の目的はCaMK4阻害剤を乾癬治療用薬品の製造に用いる応用を提供することにより従来の技術の問題を解決することにある。CaMK4をドラッグターゲット(drug target)にすることにより乾癬を有効に治療することができる。
前記目的を提供することにより本発明はつぎの技術的事項を提供する。
本発明は乾癬治療用薬品の製造におけるCaMK4阻害剤の使用を提供する。
好ましくは、前記薬品は遺伝子レベル(gene level)と/或いは蛋白質レベル(protein level)上においてCaMK4をドラッグターゲットとして用いる。
好ましくは、前記薬品はCaMK4のタンパク質発現またはmRNA発現を阻害するものである。
好ましくは、前記薬品はCaMK4を抑制することによりIL-10回復を招来するものである。
本発明はCaMK4を阻害剤として乾癬治療用薬品の製造に用いる応用を更に提供する。
好ましくは、前記阻害剤はCaMK4のタンパク質発現またはmRNA発現を阻害することにより乾癬を治療する。
本発明の事項によりつぎの発明の効果を獲得することができる。
本発明は、免疫組織化学(immunohistochemistry)、リアルタイム定量のPCR、Western blot等の手段により、CaMK4を乾癬患者の皮膚とイミキモド(IMQ)に誘発されたネズミの乾癬病の皮膚に用いるときの発現状況を分析する。その結果によるとCaMK4は乾癬病の発展に係っている。野生(Camk4+/+)ネズミと比較してみると、IMQでCaMK4欠陥型(Camk4-/-)ネズミの乾癬モデルを構成することを誘発することにより、皮膚の厚さ、スポット及び表皮の厚さを有効に低減することができる。また、ネズミの体内の実験において、骨髄由来(bone marrow-derived)の大食細胞(BMDM)の伝送、IL-10とCaMK4の阻害剤KN-93の外因性供給により、免疫細胞または表皮角化細胞中のCamk4の発現を抑制し、皮膚の厚さ、スケール及び表皮の厚さを減少させ、かつ炎症誘発性サイトカインを低減することができる。IMQの誘発により大食細胞の特異性CaMK4をノックアウト(knock out)した(Camk4fl/fl Lyz2-Cre)ネズミの乾癬病フェノタイプは対比型(Camk4fl/fl)ネズミより低下する。そのため、本発明は乾癬治療用薬品を製造するときドラッグターゲットとして使用するCaMK4を提供する。
CaMK4を乾癬患者の皮膚とイミキモド(IMQ)に誘発されたネズミの乾癬病の皮膚に用いるときの発現状況を示す図である。Aは免疫組織化学により乾癬患者の皮膚と健康皮膚のCaMK4の発現を検出することを示し、そのサイズは100μmであり、Bは定量のPCRにより健康対比物(n=24)と乾癬患者(n=24)の末梢血(peripheral blood)CaMK4のmRNAレベルを検出することを示し、Cは、フローサイトメトリーにより健康対比物(n=15)と乾癬患者(n=15)の末梢血のT細胞亜集団(cell subpopulation、CD4、CD8、DN細胞)と、CD14単核細胞中のCaMK4ポジティブ細胞の比例と、CaMK4の平均蛍光強度(fluorescence intensity、MFI)とを検出することを示し、Dは乾癬患者の末梢血の抗炎症遺伝子とCAMK4の発現の関連性を示し、Eは免疫組織化学によりネズミモデルの皮膚のCaMK4の発現を検出することを示し、そのサイズは50μmであり、FはWestern blotによりネズミの表皮角化細胞(KCs)とマグビーズによって分類されたネズミ皮膚のCD3T細胞、CD19B細胞、F4/80細胞、CD11c細胞中のCaMK4の蛋白質レベルを検出することを示し、Gは定量のPCRによりネズミKCsとマグビーズによって分類されたネズミ皮膚のCD3T細胞、CD19B細胞、F4/80細胞、CD11c細胞中のCaMK4のmRNAレベルを検出することを示し、5~7匹のネズミの皮膚組織を1つのサンプルにし、マグビーズによりそのサンプルを分類する。数値は一回のテストを表し、各組は3つのサンプルを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 Camk4-/-ネズミとCamk4+/+ネズミの乾癬病フェノタイプ、サイトカイン、表皮発育遺伝子のmRNA発現状況を比較することを示す図である。Aはネズミの背中の皮膚を示す代表的な画面であり、Bは、背中の皮膚の厚さ、紅斑及びスケールの評価結果を示す曲線であり、Cは皮膚セクションのH&E染色を示すものであり、そのサイズは200μmであり、Dは皮膚の厚さを統計分析してえた結果を示すものであり、EはIMQに誘発されたCamk4+/+(n=3)とCamk4-/-(n=3)ネズミの皮膚に対してRNAシーケンシングをすることを示し、FはIMQでネズミの皮膚の病原性因子が誘発されたmRNAレベルを定量のPCRにより検出することを示す。数値は2回の実験を表し、各組は7~8匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 Camk4-/-ネズミとCamk4+/+ネズミを比較することにより所定の骨髄性細胞亜集団とT細胞亜集団の変化を検出することを示す図である。Aはネズミの皮膚中の好中性の比例と数量を統計分析してえた結果を示すものであり、Bはネズミの皮膚中のF4/80 CD11c細胞、CD11bDCs及びMHC II大食細胞の比例と数量を統計分析してえた結果を示すものであり、Cはネズミの皮膚中のCD4T細胞とγδTCRT細胞の比例と数量を統計分析してえた結果を示すものであり、Dはネズミの皮膚中のIL-17A CD45細胞、IFN-γ CD4 細胞、IL-17A CD4 細胞、IL-4 CD4 細胞、IFN-γ γδTCR 細胞、IL-17A γδTCR 細胞の比例と数量を統計分析してえた結果を示すものである。数値は2回の実験を表し、各組は7~8匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 ネズミの皮膚と大食細胞中のIL-10の発現状況を示す図である。Aは定量のPCRによりネズミ皮膚中のIl10のmRNAを検出することを示し、Bは免疫組織化学によりネズミ皮膚中のIL-10の発現を検出することを示し、そのサイズは200μmであり、Cは免疫蛍光方法によりネズミ皮膚中のF4/80(緑色)、IL-10(赤色)及びDAPI(青色)を検出することを示し、中実矢印は真皮のF4/80 IL-10 細胞を示し、そのサイズは50μmであり、DはフローサイトメトリーによりF4/80 CD11c細胞、CD11b DCsとMHC II 大食細胞IL-10の発現を検出することを示し、EはIL-10のMFIを統計分析してえた結果を示す。数値は2回の実験を表し、各組は7~8匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 大食細胞中のサイトカインを測定してえた結果を示す図であり、Aは相互免疫沈殿によりBMDMs中のCaMK4とAKTの相互作用を検出することを示し、Bは、IMQ、KN-93、ST034307、cAMPで処理したBMDMs中のCaMK4、ADCY1、p-Erk1/2、Erk1/2、p-p38、p38の蛋白質レベルをWestern blotにより検出することを示し、Cは、IMQ、KN-93、ST034307、cAMP、U0126、SB203580で処理したBMDMs中のIl10のmRNAを定量のPCRで検出することを示し、Dは、IMQ、KN-93、ST034307、cAMP、U0126、SB203580で処理したBMDMsのsupernateのIL-10の含量をELISAにより検出することを示し、E~Fは2μg/mLのIMQでCamk4+/+またはCamk4-/-BMDMsを12h刺激した後RNAを抽出すること示し、IMQに刺激されたCamk4+/+とCamk4-/-BMDMs中の大食細胞フェノタイプの標記物(M1とM2)(E)と併呑に関する遺伝子(F)のmRNAレベルを定量のPCRにより検出する。G~JはCaMK4の阻害剤である10μM KN-93またはMEK1/2の阻害剤である20μMU0126またはp38の阻害剤である20μM SB203580により、マグビーズによって分類された乾癬患者(n=3)の末梢血のCD14単核細胞を12h処理することにより蛋白質とRNAを抽出するか或いは24h処理することによりサイトカインを測定することを示し、GはWestern blotにより単核細胞中のCaMK4、p-Erk1/2、Erk1/2、p-p38、p38の蛋白質レベルを検出することを示し、Hは定量のPCRにより単核細胞中のIl10のmRNAを検出することを示し、Iは、ELISAにより単核細胞のsupernateのIL-10含量を検出することを示し、Jは定量のPCRにより単核細胞のサイトカインのmRNAレベルを検出することを示す。数値は3回の実験を表し、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 実施例6の実験結果を示す図である。A~Fは体内にIL-10またはPBSを注射するネズミを指し、Aはネズミの治療モデルを示すものであり、Bはネズミの背中の皮膚を示す代表的な画面であり、Cは、背中の皮膚の厚さ、紅斑及びスケールの評価結果を示す曲線であり、Dは皮膚セクションのH&E染色を示すものであり、そのサイズは200μmであり、Eは皮膚の厚さを統計分析してえた結果を示すものであり、FはIMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出することを示す。G~Kは体内に1×10 Camk4+/+BMDMsまたはCamk4-/-BMDMsを注射するネズミを指し、Gはネズミの背中の皮膚を示す代表的な画面であり、Hは、背中の皮膚の厚さ、紅斑及びスケールの評価結果を示す曲線であり、Iは皮膚セクションのH&E染色を示すものであり、そのサイズは200μmであり、Jは皮膚の厚さを統計分析してえた結果を示すものであり、KはIMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出することを示す。数値は2回の実験を表し、各組は5~6匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 IMQで誘発したCamk4fl/fl Lyz2-Creネズミの実験結果を示す図である。Aはネズミの背中の皮膚を示す代表的な画面であり、Bは背中の皮膚の厚さ、紅斑及びスケールの評価結果を示す曲線であり、Cは皮膚セクションのH&E染色を示すものであり、そのサイズは200μmであり、Dは皮膚の厚さを統計分析してえた結果を示すものであり、EはIMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出することを示し、F~Gは、ネズミの皮膚中の好中性(neutrophil)、F4/80 CD11c細胞、CD11b DCsとMHC II大食細胞の比例と数量を統計分析してえた結果を示すものである。数値は2回の実験を表し、各組は6匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 TNF-αとIL-17AでHaCaT細胞を刺激することにより乾癬細胞モデルの検出結果を模擬する。A-BはフローサイトメトリーでHaCaT細胞のプログラム死の早期と末期の比例を検出することを示し、CはフローサイトメトリーでHaCaT細胞周期であるG0/G1周期、S周期及びM周期の比例を検出することを示し、Dは定量PCRにより抗炎症遺伝子の発現を検出することを示し、Eは相互免疫沈殿によりCaMK4とAKTの相互作用を検出することを示し、FはWestern blotによりCaMK4、p-AKT、AKT、p-IKKα/β、IKKα、p-NF-κB p65和NF-κB p65の蛋白質レベルを検出することを示す。数値は3回の実験を表し、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。 ネズミ体内においてCaMK4の阻害剤としてKN-93を用いるときの治療の効果を評価する図である。Aはネズミの治療モデルを示すものであり、Bはネズミの背中の皮膚を示す代表的な画面であり、Cは、背中の皮膚の厚さ、紅斑及びスケールの評価結果を示す曲線であり、Dは皮膚セクションのH&E染色を示すものであり、そのサイズは200μmであり、Eは皮膚の厚さを統計分析してえた結果を示すものであり、FはIMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出することを示す。数値は2回の実験を表し、各組は5~7匹のネズミを含み、平均値±標準的誤差で実験の結果を示し、*p<0.05、**p<0.01である。
以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明するが、下記実施例により本発明を限定する意図はない。当業者は下記実施例により本発明の事項、特徴及び実施形態をより詳細に理解することができる。
本発明の明細書において用いる用語は、本発明の実施例の事項を説明するものであり、本発明を限定するものでない。本発明の実施例において、本発明の実施例に係る数値の範囲の最大値と最小値のみを説明しても当業者は数値の範囲内の各数値を容易に想到することができる。いずれかの陳述値または陳述の範囲内の各中間値と、他の陳述値または所定の範囲内の中間値の間の各小範囲も、本発明に含まれることは勿論である。その小範囲の上限と下限はその小範囲内に含まれることは勿論である。
特別な説明がない限り、本発明の明細書において用いる技術的用語と科学的用語は通常、この技術分野において常用している用語の意味を意味する。この明細書において本発明の好適な方法と材料のみを説明するが、本発明の実施例またはテストにおいて、その方法及び材料と類似するか或いは同一である方法及び材料を採用することもできる。本発明の実施例に係っている引用文献を本発明に組み込むことにより、引用文献中の方法と/或いは材料を用いることができる。本発明中の方法及び材料と引用文献中の方法及び材料が適合しないとき、明細書の事項に従うことができる。
当業者は本発明の要旨を逸脱しない範囲内において本発明の具体的な実施例に対していろいろな修正と改良をすることができる。すなわち、当業者は本発明の具体的な実施例により本発明の要旨を逸脱しない範囲内の他の実施例を容易に想到することができる。それは、本発明の下記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明の下記実施例により本発明の要旨を逸脱しない範囲内の他の実施例を容易に想到できることを意味する。
本発明の明細書中の「含む」、「有する」、「具備する」、「含有する」という用語は開放的な用語である。すなわち、そのような用語は、記載されている事項だけでなく、記載されていない事項を更に含むことができる。
特別な説明がない限り、下記実施例において用いる試薬(reagent)または材料として市場で販売されている試薬または材料を用いることができる。
本発明の研究者の研究によると、CaMK4を乾癬患者の皮膚とイミキモド(IMQ)が誘発したネズミの乾癬病の皮膚に用いる事例が増加している。それはCaMK4で乾癬を治療することができることを意味する。以下、具体的な応用例を詳細に説明する。
<実施例1>
実験の材料と方法
(1)乾癬患者の皮膚のサンプル
中国安徽医科大学第一付属医院の皮膚科の患者、病症が典型的な乾癬である患者(33名)を選択する。常用の方法により病症部位の皮膚と病症周囲の健康皮膚を9例を取って生理的食塩水に浸入させ、サンプルを当日に処理することによりスキンバイオプシー(skin biopsy)を獲得する。常用の方法により血液を採り、血液とTrizolを1:3に混合した混合液体を-80℃温度で冷凍し、RNAを抽出する。
(2)乾癬病ネズミのモデルを構成する
国際において常用する乾癬病ネズミのモデルを採用する。満6~8歳であるC57BL/6ネズミを用意し、毛を剃ったネズミの背中の皮膚に5%のIMQを塗る。一日に5%のIMQを62.5mgを塗り、それを五日間続ける。満6~8歳であるC57BL/6ネズミを対比用ネズミにする。
(3)RNA抽出とリアルタイム定量PCR
Tritzol方法により組織または細胞の総RNAを抽出する。具体的に、1mLのTrizolを組織または細胞に送入した後、ホモジェナイザーで組織を均質状態にし、細胞の複数回の刺激により組織を充分にソリューションする。つぎに、200μLのクロロホルム(chloroform)を注入し、15sのボルテックスオシレーション(Vortex oscillation)を実施した後、室温下において10min静止させる。つぎに、それを12000gを取り、4℃の温度下において15minの遠心処理を実施した後、500μLのsupernateを収集してEPチューブに注入する。つぎに、4℃の温度で予め冷却させた500μLのイソプロパノール(isopropanol)をEPチューブに注入し、それらを均一に混合させた後、室温下において10min静止させる。つぎに、それを12000gを取り、4℃の温度下において15minの遠心処理を実施し、1mLの75%のアルコールを注入することにより2回の洗浄を実施する。最後に、それらを乾燥させた後、20μL DEPCで処理した水を注入し、Nanodrop2000で濃度と純度を測定する。
Sensiscript RT Kit(TaKaRa)により各サンプルのcDNAを合成する。つぎに、cDNAをテンプレートにすることにより遺伝子セグメントをアンプリフィケーションし、2-ΔΔCtによりターゲット遺伝子(target gene)の相対的発現を計算する。
本発明において用いるすべてのアンプリフィケーションプライマー(amplification primer)はつぎのとおりである。
ネズミのアンプリフィケーションプライマー
人のアンプリフィケーションプライマー
アンプリフィケーションシステム
アンプリフィケーションプロシージャ
(4)フローサイトメトリー(flow cytometry)で細胞中のCaMK4の発現を検出する。
1mlの抗凝血(Anticoagulant)を取って15mlの遠心管(centrifugal tube)を注入し、5mlの赤血球ソリューションソルーション(erythrocyte lysis solution)に注入し、それらを均一に混合させた後、氷の上において5minのソリューションを実施する(その間にそれらを複数回混合させることができる)。PBSをいっぱいに注入することにより反応を停止させ、500gの原料を取って4℃の温度下において10minの遠心処理を実施し、細胞の沈殿を収集してPBSで一回洗浄した後、洗浄される細胞を収集する。細胞の数量を統計し、1×10 の細胞を取り、Fcレセプタを密閉させ、抗体V500-CD45、PerCP/Cy5.5-CD3、FITC-CD4、PE/Cy7-CD8、PE-CD14を入れることにより表面ランドマークの染色を実施する。つぎに、固定と破裂を実施した細胞にウサギ抗ヒト抗体(Rabbit anti human antibody)と標記AF647付きヤギアラビット(goatantirabbit)を順に加入する。染色が終わると、PBSで一回洗浄し、200μLPBS再浮遊細胞(Resuspended cells)を加入し、フローサイトメトリーでそれを測定する。
(5)免疫組織化学(immunohistochemistry)により皮膚中のCaMK4の発現を検出する。
パラフィンセクション(paraffin section)に対して脱蝋(dewaxing)を実施した後、0.01M(pH=6.0)のクエン酸ナトリウムにより抗原リトリーバル(antigen retrieval)を実施する。3%のHで内因性ペルオキシダーゼ(Endogenous peroxidase)であるブロッキングバッファ(blocking buffer)により非特異蛋白(nonspecific protein)をバッファする。一次抗体(CaMK4抗体)に対して4℃の一夜のインキュベーションを実施し、二次抗体に対して37℃のインキュベーションを30min実施し、DABで顕色をし、Largetrophozoitesstainedwithironhematoxylinを実施した後、乾燥と包装を実施する。
図1に示すとおり、CaMK4は乾癬患者の皮膚と誘発されたネズミの皮膚において顕著に増加する。健康対比物と比較してみると、乾癬患者の末梢血(peripheral blood)CaMK4のmRNAレベルは増加し、CD14単核細胞中の発現は最高レベルになりかつIL1B及びIL12Bの発現に係っている。ネズミの皮膚の免疫細胞亜集団の分類と表皮角化細胞の分離を観察してみると、IMQの誘発によりCaMK4の蛋白質レベルとmRNAレベルがCD3T細胞、F4/80細胞、CD11c細胞、KCsにおいて顕著に上昇することが確認できる。
<実施例2>
構成される前記ネズミのモデルを採用し、五日目に皮膚のサンプルを採集することにより実験をする。
(1)毛を剃ったネズミの背中の皮膚にIMQを塗った後、五日間の背中の皮膚の厚さ、紅斑(erythema)、スケールの状況を観察し、かつ乾癬病の面積と乾癬病の状態、例えば皮膚の厚さ、紅斑、スケールにより背中の皮膚の状態を評価する。計量手段により背中の皮膚の厚さを測定することができる。スケールと紅斑の状態は0~4で評価することができる。0でスケールと紅斑がないことを表し、1で軽度を表し、2で中度を表し、3で著しいことを表し、4で非常に著しいことを表すことができる。
(2)皮膚セクションを獲得した後、H&E染色方法により皮膚セクションを染色させる。通常、常用のH&E染色方法により皮膚セクションを染色させる。
(3)表皮の厚さを統計するとともに分析する。二重盲検(double-blind)方法でH&E染色が実施された皮膚セクションを撮る。つぎに、表皮の厚さを測定する。
(4)IMQが誘発したCamk4+/+(n=3)とCamk4-/-(n=3)ネズミの皮膚に対してRNAシーケンシング(sequencing)を実施する。ネズミの背中の皮膚を取り、サイズが豆と類似する皮膚を取って-80℃の温度に保存した後、杭州聯川会社に届けてRNAシーケンシングを実施する。
(5)IMQでネズミの皮膚の病原性因子(pathogenic factors)を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
図2に示すとおり、Camk4-/-ネズミはCamk4+/+ネズミより乾癬病フェノタイプ(phenotype)を低減することができる。例えば、皮膚の厚さ、スケール及び表皮の厚さを低減することができる。また、Camk4-/-ネズミはCamk4+/+ネズミより皮膚中の炎症誘発性サイトカイン(proinflammatory cytokines)、ケモカイン(chemokines)、抗菌ペプチド(antimicrobial peptide、AMPs)、表皮発育遺伝子(Epidermal development gene)のmRNAレベルを低減することができる。また、Camk4-/-ネズミは所定の遺伝子をリペアしかつ所定の遺伝子を併呑することによりCamk4+/+ネズミよりmRNAレベルを向上させることができる。
<実施例3>
IMQはTLR7により乾癬病炎症を誘発し、TLR7はいろいろな骨髄由来(bone marrow-derived)の自然免疫細胞上において発現をする。また、IMQはネズミの皮膚のF4/80とCD11c細胞中のCaMK4の上昇を誘発する(実施例1を参照)。本発明は所定の骨髄性細胞(myeloid cell)亜集団の変化も検出する。まず、免疫細胞を分離させ、具体的なステップはつぎのとおりである。
IMQを五日間塗ったネズミの背中の皮膚を取った後、その皮膚を複数の皮膚にカットする。カットされる皮膚を、1mg/mLのコラゲナーゼ(collagenase)IV、50μg/mLのDNase I、10mMのHEPES及び10%FBSが含まれているRPMI 1640カルチャーミディアム(culture medium)に入れた後、37℃温度下において90minの消化を実施する。消化された組織を74μmのナイロンメッシュで濾過することにより組織の断片(fragment of tissue)を除去する。懸濁液(suspension)にRPMI 1640を添加することにより酵素の活性(enzymatic activity)を除去する。30%と70%のpercollに対して1260gの遠心処理を20分間実施し、中間の白色の霧化層を取り出すことにより、皮膚白血球(Skin leukocyte)を獲得する。PBSで洗浄し、細胞の数量を統計する。細胞の数量を統計し、1×10の細胞を取り、Fcレセプタを密閉させ、抗体PerCP/Cy5.5-CD45、V450-CD11b、FITC-Ly6C、PE-CD11c、PE/Cy7-F4/80、APC-Ly6G、APC/Cy7-MHC IIを入れることにより表面ランドマークの染色を実施する。染色が終わると、PBSで一回洗浄し、200μLPBS再浮遊細胞(Resuspended cells)を加入し、フローサイトメトリーでそれを測定する。
図3に示すとおり、Camk4+/+ネズミと比較してみると、IMQで誘発したCamk4-/-ネズミ皮膚中のCD11bDCsは顕著に低下し、MHC II大食細胞(Macrophage)は顕著に向上する。
ネズミ皮膚中のCD4 + T細胞亜集団とγδT細胞亜集団を検出した結果によると、IMQで誘発したCamk4-/-ネズミ皮膚中のIL-17ACD45、IL-17ACD4とIL - 17AγδTCR細胞はCamk4+/+ネズミより低下する。また、IMQで誘発する場合、IL-17Aは主としてγδTCR細胞によってえたものであり、IFN-γは主としてCD4T細胞によってえたものである。
<実施例4>
大食細胞はIL-10を形成することにより調節をし、IL-10は、中枢抗炎症メディエーター(Central anti inflammatory mediators)であり、過度な炎症と制御不可能な炎症に刺激されることによる組織の損傷を減少させ、かつホストが過度な炎症による影響を受けることを防止することができる。大食細胞がIL-10を形成することとCaMK4が足りないことによる乾癬病症を確定するため、皮膚と大食細胞中のIL-10の発現を検出する必要がある。
(1)定量のPCRでネズミの皮膚中のIL-10のmRNAレベルを検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(2)免疫組織化学によりネズミの皮膚中のIL-10の発現を検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(3)免疫蛍光方法によりネズミ皮膚中のF4/80、IL-10及びDAPIを検出し、パラフィンセクションに対して脱蝋を実施した後、0.01M(pH=6.0)のクエン酸ナトリウムにより抗原リトリーバルを実施する。ブロッキングバッファで非特異蛋白をバッファする。一次抗体(F4/80とIL-10抗体)に対して4℃の一夜のインキュベーションを実施し、二次抗体に対して37℃のインキュベーションを30min実施し、DAPIで核染色(Stained nucleus)をし、防カビマウントメディア(Antifade Mounting Medium)により包装をする。
(4)フローサイトメトリーでF4/80CD11c細胞、CD11bDCs及びMHC II大食細胞IL-10の発現を検出する。その方法は実施例3の方法と同様である。
図4に示すとおり、定量PCR検出方法によると、IMQで誘発したCamk4-/-ネズミ皮膚中のIL-10mRNAレベルはCamk4+/+より増加し、免疫組織化学検出方法によると、Camk4-/-ネズミ皮膚中のIL-10蛋白質レベルはCamk4+/+より大幅に増加し、免疫蛍光とフローサイトメトリー検出方法によると、IL-10は主として真皮の大食細胞により形成されるものである。
<実施例5>
大食細胞中のサイトカインを測定する。
ネズミの脛骨と大腿骨から髄質細胞(cellula medullares)を獲得し、その髄質細胞を、10%のFBS、1%のアンティビオティック(antibiotic)及び10ng/mL M-CSFが含まれているRPMI 1640カルチャーミディアム(culture medium)に入れて培養をする。アンティビオティックを二日に1回ずつ取り替え、培養を6日間することによりBMDMsを獲得する。CaMK4の阻害剤10μM KN-93またはADCY1の阻害剤20μM ST034307または2μg/mLcAMPまたはMEK1/2の阻害剤20μM U0126またはp38の阻害剤20μM SB203580でBMDMsを6h処理した後、2μg/mLIMQで12h刺激することにより蛋白質とRNAを抽出するか或いは24h刺激することによりサイトカインを測定する。
(1)Western blotによりいろいろな阻害剤に処理されるBMDMs中のCaMK4、ADCY1、p-Erk1/2、Erk1/2、p-p38、p38の蛋白質レベルを検出し、PMSF、プロテアーゼ(Protease)及びフォスファターゼ(phosphatase)阻害剤の混合物が含まれているRIPAソリューションソルーションで細胞をソリューションすることにより蛋白質サンプルを獲得する。定量の蛋白質を取って10%SDS-PAGEでゲル電気泳動(gel electrophoresis)を実施する。ゲル中の蛋白質はニトロセルローズ(nitrocellulose)に移転される。一次抗体と二次抗体のインキュベーションを実施し、ECL溶液で顕色を実施する。
(2)定量のPCRによりいろいろな阻害剤に処理されるBMDMs中のIL-10のmRNAレベルを検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(3)ELISAによりいろいろな阻害剤に処理されるBMDMsのsupernate中のIL-10の含量を検出する。ELISAメーカーが供給する取扱明細書の方法によりそれを検出することができる。
(4)IMQに刺激されたCamk4+/+とCamk4-/-BMDMs中の大食細胞フェノタイプの標記物(M1とM2)と併呑に関する遺伝子のmRNAレベルを定量のPCRにより検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(5)前記方法により乾癬患者(n=3)の末梢血のCD14単核細胞中のタンパク質発現(protein expression)レベル、IL-10のmRNAレベル、IL-10の含量及びサイトカインのmRNAレベルを検出する。
図5に示すとおり、体外の実験によると、BMDMs内においてCaMK4の回復とIL-10の形成を抑制し、ADCY1-cAMP-Erk1/2を増加させることによりp38と貫通させる。CaMK4を抑制することによりM2遺伝子と併呑に関する遺伝子の発現を上昇させる。それは、CaMK4はADCY1-cAMP-Erk1/2とp38との貫通を低減し、かつ大食細胞中のIL-10の形成を抑制し、かつCaMK4はM2大食細胞の極化と併呑を抑制することを証明する。同様に、乾癬患者の末梢血液単核細胞(Peripheral Blood Mononuclear Cell)においてCaMK4はIL-10の形成を回復させ、炎症誘発性サイトカインを低減する。
<実施例6>
外因性供給(Exogenous supply)によりネズミの体内にIL-10とCamk4-/-BMDMを送入することにより養子移入(adoptive transfer)実験をする。
毛を剃った野生ネズミの背中の皮膚に62.5mgのIMQを五日間塗る。初日と二日目はIMQを塗る1時間前にIL-10(ネズミ一匹に1μgのIL-10を注射する)またはPBS尾静脈注射(tail vein injection)をネズミの体内に注射する。五日目にサンプルを採集した後、そのサンプルを後の実験に用いる。
毛を剃った野生ネズミの背中の皮膚に62.5mgのIMQを五日間塗る。初日はIMQを塗る1時間前に1×10 Camk4+/+BMDMs或Camk4-/-BMDMs尾静脈注射をネズミの体内に注射する。五日目にサンプルを採集した後、そのサンプルを後の実験に用いる。
(1)毛を剃ったネズミの背中の皮膚にIMQを塗った後、五日間の背中の皮膚の厚さ、紅斑、スケールの状況を観察するとともにそれを評価する。その方法は実施例2の方法と同様である。
(2)表皮の厚さを統計するとともに分析する。その方法は実施例2の方法と同様である。
(3)IMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
図6に示すとおり、外因性供給によりネズミの体内にIL-10を送入したネズミは対比用ネズミより乾癬病フェノタイプを低減することができる。例えば、皮膚の厚さ、スケール、紅斑、表皮の厚さ及び炎症誘発性サイトカインを低減することができる。また、養子移入によりネズミにCamk4-/-BMDMを送入したネズミは対比用ネズミより乾癬病フェノタイプを低減することができる。例えば、皮膚の厚さ、スケール、紅斑、表皮の厚さ及び炎症誘発性サイトカインを低減することができる。以上のとおり、CaMK4が乏しいことにより大食細胞中のIL-10の形成を確保し、IL-10はネズミの乾癬病炎症を誘発することを低減することができる。
<実施例7>
Camk4fl/fl Lyz2-Creネズミの乾癬病フェノタイプと皮膚中の骨髄性細胞を検出する。
乾癬病ネズミのモデルを構成する方法は実施例1の方法と同様である。
(1)毛を剃ったネズミの背中の皮膚にIMQを塗った後、五日間の背中の皮膚の厚さ、紅斑、スケールの状況を観察するとともにそれを評価する。その方法は実施例2の方法と同様である。
(2)表皮の厚さを統計するとともに分析する。その方法は実施例2の方法と同様である。
(3)IMQでネズミの皮膚の病原性因子を誘発したmRNAレベルを定量のPCRにより検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(4)フローサイトメトリーでネズミの皮膚中のF4/80CD11c細胞、CD11bDCs及びMHC II大食細胞の比例と数量を検出する。その方法は実施例3の方法と同様である。
図7に示すとおり、Camk4fl/fl Lyz2-Creネズミは対比用ネズミより乾癬病フェノタイプを低減することができる。例えば、皮膚の厚さ、スケール、紅斑、表皮の厚さ及び炎症誘発性サイトカインを低減することができる。また、皮膚中のMHC II大食細胞を増加させることができる。
<実施例8>
TNF-αとIL-17AでHaCaT細胞を刺激することにより乾癬細胞モデルの検出を模擬する。
siCAMK4またはコントラストによりHaCaT細胞を24時間トランスフェクション(transfection)し、TNF-α(50ng/mL)とIL-17A(50ng/mL)で細胞を24時間刺激し、フローサイトメトリーで細胞のプログラム死(apoptosis)の早期と末期の比例、細胞周期であるG0/G1周期、S周期及びM周期の比例を検出する。
(1)定量PCRにより抗炎症遺伝子(pro-inflammatory genes)の発現を検出する。その方法は実施例1の方法と同様である。
(2)相互免疫沈殿(co-immunoprecipitation)によりCaMK4とAKTの相互作用を検出する。製造される細胞ソリューションソルーションとCaMK4抗体またはラビットIgGに対して4℃の温度下において一夜のロータリーインキュベーション(Rotary incubation)を実施する。製造される細胞溶解液とProtein A/Gマグビーズ(Protein A/G MagBeads)に対して4℃の温度下において1hのロータリーインキュベーションを実施する。三回洗浄したマグビーズをSDS-PAGEサンプルバッファーに送入した後、室温において10minのインキュベーションを実施することによりマグビーズを除去し、supernateを収集する。つぎに、AKT抗体でWestern blot分析をする。
(3)Western blotでいろいろなサイトカインの蛋白質レベルを検出する。その方法は実施例5の方法と同様である。
図8に示すとおり、KCsにおいてCaMK4を抑制することにより、TNF-αとIL-17Aの刺激によるHaCaT細胞のプログラム死を増加させ、かつ細胞の増殖と抗炎症遺伝子の発現を低減することができる。CaMK4はCaMK4とAKTの相互作用により下流のNF-κB通路に影響を与える。以上のとおり、CaMK4はAKT-NF-κB通路によりKCsのプログラム死を抑制し、KCsの増殖抗炎症遺伝子の発現を促進することができる。
<実施例9>
ネズミ体内においてCaMK4の阻害剤としてKN-93を用いるときの治療の効果を評価する。
毛を剃った野生ネズミの背中の皮膚に62.5mgのIMQを五日間塗る。初日と二日目はIMQを塗る1時間前にKN-93(ネズミ一匹に0.24mgのKN-93を注射する)またはPBS尾静脈注射をネズミの体内に注射する。五日目にサンプルを採集した後、そのサンプルを後の実験に用いる。
図9に示すとおり、KN-93でネズミを治療する場合、対比用ネズミより乾癬病フェノタイプを低減することができる。例えば、皮膚の厚さ、スケール、表皮の厚さ及び炎症誘発性サイトカインを低減することができる。また、KN-93でネズミを治療する場合、対比用ネズミより皮膚のIL-10mRNAレベルを増加させることができる。
以上、本発明の好適な実施例を説明してきたが、前記実施例により本発明の特許請求の範囲を限定する意図はない。この技術分野の技術者は本発明の要旨を逸脱しない範囲内において設計の変更、改良等をすることができ、それらがあっても本発明の特許請求の範囲が定めた範囲に含まれることは勿論である。

Claims (1)

  1. 乾癬治療用薬品の製造におけるCaMK4阻害剤の使用であって、
    前記CaMK4阻害剤はKN-93であり、
    前記CaMK4阻害剤の外因性供給により、CaMK4をドラッグターゲットとしてCaMK4のタンパク質発現またはmRNA発現を阻害し、且つCaMK4の遺伝子レベル及び/又は蛋白質レベルを下げることにより、IL-10の回復を招き、乾癬を治療するためのものである、使用
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