KR102240347B1 - 노화와 연관된 질환을 치료하기 위한 방법 및 조성물 - Google Patents

Abstract

노화와 연관된 질병에 대해 성인 포유동물을 치료하는 방법이 제공된다. 방법의 양태는 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하기에 충분한 방식으로 포유동물에서 TIMP 활성, 예를 들어 TIMP2 활성을 향상시키는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 방법을 실시하는 데 사용하기 위한 조성물이 제공된다. 다양한 노화와 연관된 질환이 이 방법의 실시로 치료될 수 있으며, 여기서 질환은 인지 장애를 포함한다.

Description

노화와 연관된 질환을 치료하기 위한 방법 및 조성물

정부의 권리

본 발명은 국립 보건원(National Institutes of Health)에 의해 수여된 AG045034 계약 하에 정부의 지원으로 이루어졌다. 정부는 발명에 대해 특정 권리를 갖는다.

관련 출원에 대한 상호 참조

Pursuant to 35 U.S.C. 35 U.S.C. §119 (e)에 의하여, 본 출원은 2015년 6월 15일자로 제출된 미국 가출원 제62/175,981호의 출원일에 대해 우선권을 주장하며, 그 출원의 개시 내용은 본원에 참조로 포함된다.

도입

유기체에서의 노화는 시간이 지남에 따른 변화의 축적을 동반한다. 신경계에서, 노화는 건강한 사람의 인지 기능 저하 및 퇴행성 장애에 대한 감수성을 유발하는 구조적 및 신경 생리학적 변화를 동반한다 (Heeden & Gabrieli, "Insights into the ageing mind: a view from cognitive neuroscience," Nat. Rev. Neurosci.(2004) 5: 87-96; Raz et al., "Neuroanatomical correlates of cognitive aging: evidence from structural magnetic resonance imaging," Neuropsychology (1998) 12:95-114; Mattson & Magnus, "Ageing and neuronal vulnerability," Nat. Rev. Neurosci. (2006) 7: 278-294; and Rapp & Heindel, "Memory systems in normal and pathological aging," Curr. Opin. Neurol. (1994) 7:294-298). 이러한 변화에는 시냅스 손실 및 결과인 신경 기능 손실이 포함된다. 따라서, 비록 자연 노화 과정에서 현저한 신경 세포 사멸이 통상적으로 관찰되지는 않지만, 노화된 뇌의 신경 세포는 구조, 시냅스 무결성, 및 시냅스에서의 분자 처리에 있어서 준 치명적인 나이 관련 변경에 취약하며, 이들 모두는 인지 기능을 손상시킨다.

자연 노화 중에 정상 시냅스 손실뿐만 아니라, 시냅스 손실은 많은 신경 퇴행성 질환에 공통적인 초기 병리학적 이벤트이며, 이러한 질환과 연관된 신경 및 인지 장애에 가장 잘 관련되어 있다. 실제로, 노화는 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)과 같은 치매 관련 신경 퇴행성 병에 대한 단일의 가장 주요한 위험 요인으로 남아 있다 (Rev. Neurosci. (2004) 5:87-96; Mattson & Magnus, "Ageing andneuronal vulnerability," Nat. Rev. Neurosci. (2006) 7:278-294).

인간의 수명이 길어지면서, 인구의 많은 부분이 노화 관련인지 기능 손실로 고통 받고 있어, 노화의 영향으로부터 보호하거나 심지어는 중화 작용을 통해 인지적 완전성을 유지하는 방법을 밝히는 것이 중요하다 (Neurol. (2003) 60:1119-1122; Bishop et al., "Neural mechanisms of ageing and cognitive decline," Nature (2010) 464:529-535).

금속 단백 분해 효소 2의 조직 억제제(tissue inhibitor of metalloproteinase 2, TIMP-2)는 기질 금속 단백질 분해 효소의 특정 억제제 군의 일원이다. 이러한 억제제가 조절하는 단백질인 기질 금속 단백질 분해 효소(matrix metalloproteinase, MMP)는 성장, 상처 치유, 조직 복구, 세포 발달, 및 항상성을 포함하여 여러 생리적 과정에서 역할을 한다. 광범위한 범주의 MMP는 콜라게나제, 젤라티나제, 스트로멜리신, 멤브레인 형 MMP(membrane-type MMP, MT-MMP) 등으로 구성된다. 이러한 효소는 MMP 활성에 대한 제어 상실로 인해 관절염, 암, 동맥 경화증, 동맥류, 신염, 조직 궤양, 섬유증, 및 다른 조직 손상을 초래할 수 있으므로, 정확하게 조절되어야 한다 (Visse and Nagase, “Matrix Metalloproteinases and Tissue Inhibitors of Metalloproteinases,” Circulation Research (2003) 92: 827-39). 척추 동물에서 4개의 TIMP(1-4)가 확인되었다.

요약

노화와 연관된 질병에 대해 성인 포유동물을 치료하는 방법이 제공된다. 방법의 양태는 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하기에 충분한 방식으로 포유동물에서 TIMP 활성, 예를 들어 TIMP2 활성을 향상시키는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 방법을 실시하는 데 사용하기 위한 조성물이 제공된다. 다양한 노화와 연관된 질환이 이 방법의 실시로 치료될 수 있으며, 여기서 질환은 인지 장애를 포함한다.

도 1a는 재조합 TIMP2 (i.p., 50μg/kg)(하단) 또는 대조군(상단)으로 치료된 노화된 야생형 쥐에서 분리한 뇌 조각 결과를 도시한다. 도 1b는 도 1a에 도시된 PSA의 유지 단계의 정량화를 제공한다.
도 2는 개체 구별에 대한 항 TIMP2 항체 치료 결과를 도시한다.

노화와 연관된 질병에 대해 성인 포유동물을 치료하는 방법이 제공된다. 방법의 양태는 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하기에 충분한 방식으로 포유동물에서 TIMP 활성, 예를 들어 TIMP2 활성을 향상시키는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 방법을 실시하는 데 사용하기 위한 조성물이 제공된다. 다양한 노화와 연관된 질환이 이 방법의 실시로 치료될 수 있으며, 여기서 질환은 인지 장애를 포함한다.

본 방법 및 조성물이 설명되기 전에, 본 발명은 기술된 특정 방법 또는 조성물에 제한되지 않으며, 당연히 다양할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 제한하려는 의도는 아닌데, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한될 것이기 때문임을 이해해야 한다.

값의 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한 사이에서 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 하한 단위의 10분의 1까지 각각의 중간 값이 구체적으로 개시됨을 이해해야 한다. 임의의 언급된 값 또는 언급된 범위 내의 중간 값과 임의의 다른 언급된 값 또는 해당 언급된 범위의 중간 값 사이의 각각의 보다 작은 범위가 본 발명에 포함된다. 이들보다 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 범위 내에 포함되거나 제외될 수 있고, 언급된 범위에서 임의의 특별히 배제된 한계에 따라, 어느 범위, 어느 한쪽, 또는 양쪽 범위가 보다 작은 범위에 포함되는 각각의 범위가 또한, 본 발명에 포함된다. 언급된 범위가 하나 또는 둘 모두의 한계를 포함하는 경우, 포함된 한계 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위도 본 발명에 포함된다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 설명된 것과 유사한 또는 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 일부 잠재적인 그리고 바람직한 방법 및 물질이 이제 설명된다. 본 명세서에 언급된 모든 공개물은 공개물이 인용되는 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시하고 설명하기 위해 본 명세서에 참조로 포함된다. 본 개시물은 모순이 존재하는 범위까지 통합된 공개물의 임의의 개시물을 대체하는 것으로 이해된다.

본 개시 내용을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 본 명세서에 설명되고 도시된 개별적인 실시 예 각각은 본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 몇몇 실시 예의 임의의 특징과 쉽게 분리되거나 결합될 수 있는 개별 성분 및 특징을 갖는다. 임의의 언급된 방법은 언급된 이벤트의 순서로 또는 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 이행될 수 있다.

본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용되는 단수 형태 "a", "an", 및 "the"는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 예를 들어, "세포"에 대한 언급은 그러한 복수의 세포를 포함하고, "펩티드"에 대한 언급은 하나 이상의 펩티드 및 이의 균등물, 예를 들어 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 폴리펩티드 등에 대한 언급을 포함한다.

본 명세서에서 논의된 공개물은 본 출원의 출원일 이전에 그들의 개시를 위해서만 제공된다. 본 명세서의 어떠한 것도 본 발명이 선행 발명에 의해 그러한 공개물에 선행할 자격이 없다는 것의 인정으로 해석되어서는 안된다. 또한, 제공되는 공개물의 날짜는 실제 공개 날짜와 다양할 수 있으며, 이는 독자적으로 확인해야 할 수도 있다.

방법

위에서 요약된 바와 같이, 본 발명의 양태는 성인 포유동물에서 노화와 연관된 질환을 치료하는 방법을 포함한다. 노화와 연관된 질환은 다수의 상이한 방식, 예를 들어 노화와 연관된 인지 장애 및/또는 생리적 손상으로, 예를 들어, 신체의 중추 또는 말초 기관 손상의 형태로, 이에 제한되지는 않으나 예컨대 세포 손상, 조직 손상, 기관 기능 장애, 노와 연관된 수명 단축, 및 발암 - 여기서 특정한 관심 대상인 기관 및 조직은 피부, 신경 세포, 근육, 췌장, 뇌, 신장, 폐, 위장, 장, 비장, 심장, 지방 조직, 고환, 난소, 자궁, 간 및 뼈를 포함하나 이에 한정되지는 않음 - 으로, 감소된 신경 가소성의 형태 등으로 나타날 수 있다.

일부 실시 예에서, 노화와 연관된 질환은 노화와 연관된 개인의 인지 능력의 장애, 즉 노화와 연관된 인지 장애이다. 인지 능력, 또는 "인지"란 주의 집중, 복잡한 과제와 개념 학습, 기억(단기간 및/또는 장기간에 새로운 정보 취득, 유지, 및 검색), 정보 처리(오감으로 수집된 정보 다루기), 시각 지각 기능(시각 지각, 깊이 지각), 정신적 이미지를 사용, 도 복제, 개체 또는 형상 구성, 언어를 생성하고 이해, 언어 유창성(단어 찾기), 문제 해결, 의사 결정, 및 실행 기능(계획 및 우선 순위 지정)을 포함하는 정신적 과정을 의미한다. "인지 저하"란 이러한 능력 중 하나 이상의 점진적인 감소, 예를 들어 기억, 언어, 사고력, 판단력 등의 감소를 의미한다. "인지 능력의 장애" 및 "인지 장애"은 건강한 개인, 예를 들어 나이가 일치하는 건강한 개인에 비해, 또는 더 이른 시점, 예를 들어 2주, 1개월, 2개월, 3개월, 6개월, 1년, 2년, 5년, 또는 10년 혹은 더 이전에서의 개인의 능력에 비해 인지 능력이 저하되는 것을 의미한다. 노화와 연관된 인지 장애는 통상적으로 노화와 연관되는 인지 능력의 장애, 이에 제한되지는 않으나 예를 들어 자연 노화 과정과 연관된 인지 장애, 예를 들어 경도 인지 장애(mild cognitive impairment, M.C.I.); 및 노화 증가에 따라 빈도가 증가하는 장애인, 알츠하이머병, 파킨슨병, 전두 측두엽 치매, 헌팅톤 병, 근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 녹내장, 근이영양증, 혈관성 치매 등과 같은 신경 변성 질환과 같은, 노화와 연관된 장애와 관련된 인지 장애를 포함한다.

"치료"란 성인 포유동물을 괴롭히는 노화와 연관된 질환과 연관된 적어도 하나 이상의 증상의 개선이 달성되는 것을 의미하며, 여기서 개선은 광의의 의미로 적어도 파라미터의 크기, 예를 들어 치료되는 손상과 연관된 증상의 감소를 지칭하는 광의로 사용된다. 이와 같이, 치료는 또한 그는 성인 포유동물이 더 이상 손상 또는 적어도 그 손상을 특징짓는 증상을 앓지 않도록, 병리학적 질환 또는 적어도 그것과 연관된 증상이 완전히 억제되거나, 예를 들어 일어나는 것이 방지되거나, 중지되거나, 예를 들어 종결되는 상황을 포함한다. 일부 경우, "치료", "치료하는" 등은 바람직한 약리학적 및/또는 생리학적 효과를 획득하는 것을 지칭한다. 효과는 병 또는 증상을 완전히 또는 부분적으로 예방하는 관점에서 예방적일 수 있고/있거나, 병 및/또는 병에서 기인할 수 있는 부작용에 대한 부분적 또는 완전한 치유의 관점에서 치료적일 수 있다. "치료"는 포유동물의 병의 임의의 치료일 수 있고, (a) 병에 걸리기 쉽지만 아직 병을 가진 것으로 진단되지 않은 대상에서 병이 발생하는 것을 예방하는 것; (b) 병을 억제하는 것, 즉 발병을 저지하는 것; 또는 (c) 병을 완화시키는 것, 즉 병의 퇴행을 야기하는 것을 포함한다. 치료는 다양한 상이한 물리적 징후, 예를 들어 유전자 발현의 조절, 증가된 시냅스 효능, 증가된 신경 발생, 조직 또는 기관의 회춘 등을 초래할 수 있다. 치료가 환자의 바람직하지 않은 임상 증상을 안정화시키거나 감소시키는 진행 중인 병의 치료가 일부 실시 예에서 일어난다. 이러한 치료는 영향을 받은 조직에서의 기능이 완전히 손실되기 전에 수행될 수 있다. 대상 치료법은 병의 증상 상태 전에, 병의 증상 단계 동안에, 및 일부 경에서는 병의 증상 단계 이후에 투여될 수 있다.

노화와 연관된 질환이 노화와 연관된 인지 저하인 일부 예에서, 본 개시의 방법에 의한 치료는 노화와 연관된 인지 저하의 진행을 느리게 하거나 감소시킨다. 다시 말해, 개인의 인지 능력은 개시된 방법에 의한 치료 전에 또는 부재 시보다, 개시된 방법에 의한 치료 후에 보다 천천히 감소한다. 일부 경우, 본 개시의 방법에 의한 치료는 개인의 인지 능력을 안정화시킨다. 예를 들어, 노화와 연관된 인지 저하로 고통받는 개인의 인지 저하의 진행은 개시된 방법에 의한 치료 후에 중단된다. 다른 예로서, 노화와 연관된 인지 저하를 앓는 것으로 예측되는 개인, 예를 들어, 40세 이상인 개인의 인지 저하는 개시된 방법에 의한 치료 후에 예방된다. 다시 말해, (더 이상의) 인지 장애가 관찰되지 않는다. 일부 예에서, 본 개시의 방법에 의한 치료는 예를 들어 노화와 연관된 인지 저하를 앓는 개인의 인지 능력을 개선시킴으로써 관찰되는 바와 같이 인지 장애를 감소시키거나 역전시킨다. 다시 말해, 개시된 방법에 의한 치료 후의 노화와 연관된 인지 저하를 앓는 개인의 인지 능력은 개시된 방법에 의한 치료 전보다 좋다, 즉 치료 시에 개선된다. 일부 예에서, 본 개시에 의한 치료는 인지 장애를 없앤다. 다시 말해, 노화와 연관된 인지 능력 저하를 앓는 개인의 인지 능력은 예를 들어 노화와 연관된 인지 저하를 앓는 개인의 개선된 인지 능력에 의해 입증된 바와 같이, 개시된 방법에 의한 치료 후에, 예들 들어 개인이 약 40세 이하일 때의 수준으로 회복된다.

일부 예에서, 방법에 따른 따라 성인 포유동물의 치료는 이에 제한되지는 않으나 분자를 포함하여, 구조적/또는 기능적으로, 예를 들어 향상된 시냅스 가소성의 형태로, 중추 기관, 예를 들어 뇌, 척수 등과 같은 중추 신경계 기관에서의 변화 - 여기서 변화는 예를 들어 하기에서 보다 상세히 설명된 바와 같이 다수의 상이한 방식으로 나타날 수 있음 - 를 초래한다. 일부 예에서, 방법에 따른 대상의 치료는 간, 근육, 심장, 혈액 등과 같은 말초 기관에서의 변화를 초래하며, 여기서 변화는 예를 들어 하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 다수의 상이한 방식으로 나타날 수 있다.

위에서 요약된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 방법은 예를 들어 전술한 바와 같이 성인 포유동물에서 노화와 연관된 질환을 치료하는 방법이다. 성인 포유동물은 성숙한 포유동물, 즉 완전히 발달된 포유동물을 의미한다. 따라서, 성인 포유동물은 미숙하지 않다. 본 방법으로 치료될 수 있는 포유류 종은 개 및 고양이; 말; 소; 양; 등, 그리고 인간을 포함한 영장류를 포함한다. 대상 방법, 조성물, 및 시약은 또한 예를 들어 실험 조사에서, 작은 포유동물, 예를 들어, 쥐, 토끼목(lagomorpha) 등을 포함하는 동물 모델에도 적용될 수 있다. 하기의 논의는 대상 방법, 조성물, 시약, 디바이스, 및 키트의 인간에의 적용에 초점을 맞출 것이지만, 그러한 설명이 본 기술 분야의 지식에 기초하여 다른 관심 대상인 포유동물에 대하여 용이하게 수정될 수 있음이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다.

성인 포유동물의 나이는 치료될 포유동물의 유형에 따라 다양할 수 있다. 성인 포유동물이 인간인 경우, 인간의 나이는 일반적으로 18세 이상이다. 일부 예에서, 성인 포유동물은 노화와 연관된 인지 장애와 같은 노화와 연관된 장애를 앓거나 이를 앓을 위험이 있는 개인이며, 여기서 성인 포유동물은 예를 들어 노화와 연관된 인지 장애와 같은 노화와 연관된 장애를 앓거나 이를 앓을 위험이 있는 것으로 진단을 받는 형태로 결정된 것일 수 있다. 문구 "노화와 연관된 인지 장애를 앓고 있거나 앓을 위험이 있는 개인"은 약 50세 이상, 예를 들어 60세 이상, 70세 이상, 80세 이상, 그리고 90세와 같이 즉 약 50세 내지 100세 사이의 나이, 예를 들어, 50세, 55세, 60세, 65세, 70세, 75세, 80세, 85세, 또는 약 90세인, 100세 이하인 개인을 지칭한다. 개인은 노화와 연관된 질환, 예를 들어 자연 노화 과정과 인지 장애, 예를 들어 M.C.I.를 앓을 수 있다. 대안적으로, 개인은 50세 이상, 예를 들어, 60세 이상, 70세 이상, 80세 이상, 90세 이상, 그리고 때로는 100세 이하, 즉 50세 내지 100세 사이, 예를 들어, 50세 55세, 60세, 65세, 70세, 75세, 80세, 85세, 90세, 95세, 또는 약 100세일 수 있고, 노화와 연관된 질환, 예를 들어 인지 장애의 증상을 아직 나타내지 않았다. 또 다른 실시 예에서, 개인은 임의의 나이일 수 있으며, 여기서 개인은 노화와 연관된 병, 예를 들어 알츠하이머병, 파킨슨병, 전두 측두엽 치매, 헌팅톤 병, 근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 녹내장, 근이영양증, 치매 등으로 인한 인지 장애를 앓고 있다. 일부 예에서, 개인은 통상적으로 인지 장애가 동반되는 노화와 연관된 병, 예를 들어 알츠하이머병, 파킨슨병, 전두 측두엽 치매, 진행성 핵상성 마비, 헌팅턴 병, 근위축성 측삭 경화증, 척수성 근위축증, 다발성 경화증, 다계통 위축, 녹내장, 운동 실조증, 근이영양증, 치매 등을 가진 것으로 진단받은 임의의 나이의 개인이며, 여기서 개인은 아직 인지 장애의 증상을 보이기 시작하지 않았다.

위에서 요약된 바와 같이, 방법의 양태는 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하기에 충분한 방식으로 포유동물에서 TIMP 활성, 예를 들어 전신 TIMP 활성을 향상시키는 것을 포함한다. TIMP 활성을 향상시킨다는 것은 해당 주제에서 하나 이상의 타겟 TIMP 활성을 증가시키는 것을 의미한다. 일부 예에서, 향상된 TIMP 활성은 전신 TIMP 활성이며, 이는 포유동물의 순환계에서 TIMP 활성을 의미한다. 증가의 크기는 달라질 수 있으며, 일부 예에서, 증가의 크기는 (적절한 대조군과 비교하여) 10배 이상, 예를 들어 15배 이상, 20배 이상, 25배 이상을 포함하여, 5배 이상과 같이, 2배 이상이다. 방법의 실시에 의해 증가되는 TIMP 활성은 노화와 연관된 질환을 치료하는 데 유익한 TIMP 매개 프로세스이다. 다시 말해, 향상된 TIMP 활성은 예를 들어 전술한 바와 같은 노화와 연관된 질환에 대한 대상의 치료의 결과이다.

향상된 타겟 TIMP 활성은 다양할 수 있다. 일부 예에서, 타겟 TIMP 활성은 TIMP2 활성, 즉 TIMP2 단백질에 의해 나타나는 활성이다. 그에 따라, TIMP2 활성은 관심 대상인 TIMP2 단백질의 활성, 즉 예를 들어 전술한 바와 같은 노화와 연관된 질환의 치료의 결과인 활성을 의미한다. 관심 대상으로는 이로 제한되지는 않으나, 영장류, 예를 들어 인간, 개, 고양이, 말, 소, 양, 쥐, 토끼목 등과 같은 포유류 TIMP2 단백질이 있다. 인간 TIMP2의 서열은 다음과 같다:

일부 예에서, 타겟 TIMP 활성은 TIMP1 활성, 즉 TIMP1 단백질에 의해 나타나는 활성이다. 그에 따라, TIMP1 활성은 관심 대상인 TIMP1 단백질의 활성, 즉 예를 들어 전술한 바와 같은 노화와 연관된 질환의 치료의 결과인 활성을 의미한다. 관심 대상으로는 이로 제한되지는 않으나, 영장류, 예를 들어 인간, 개, 고양이, 말, 소, 양, 쥐, 토끼목 등과 같은 포유류 TIMP1 단백질이 있다. 인간 TIMP1의 서열은 다음과 같다:

일부 예에서, 타겟 TIMP 활성은 TIMP3 활성, 즉 TIMP3 단백질에 의해 나타나는 활성이다. 그에 따라, TIMP3 활성은 관심 대상인 TIMP3 단백질의 활성, 즉 예를 들어 전술한 바와 같은 노화와 연관된 질환의 치료의 결과인 활성을 의미한다. 관심 대상으로는 이로 제한되지는 않으나, 영장류, 예를 들어 인간, 개, 고양이, 말, 소, 양, 쥐, 토끼목 등과 같은 포유류 TIMP3 단백질이 있다. 인간 TIMP3의 서열은 다음과 같다:

일부 예에서, 타겟 TIMP 활성은 TIMP4 활성, 즉 TIMP4 단백질에 의해 나타나는 활성이다. 그에 따라, TIMP4 활성은 관심 대상인 TIMP4 단백질의 활성, 즉 예를 들어 전술한 바와 같은 노화와 연관된 질환의 치료의 결과인 활성을 의미한다. 관심 대상으로는 이로 제한되지는 않으나, 영장류, 예를 들어 인간, 개, 고양이, 말, 소, 양, 쥐, 토끼목 등과 같은 포유류 TIMP4 단백질이 있다. 인간 TIMP4의 서열은 다음과 같다:

타겟 TIMP 활성 또는 관심 대상 활성은 임의의 편리한 프로토콜을 사용하여 향상될 수 있다. 일부 예에서, 타겟 TIMP 활성은 포유동물에서 TIMP 활성제의 전신 수준을 증가시킴으로써 향상된다. 전신 수준이라는 것은 포유동물의 순환계에서 TIMP 활성제의 수준(예를 들어, 농도 또는 양)을 의미한다. 증가의 크기는 달라질 수 있으며, 일부 예에서, 증가의 크기는 (적절한 대조군과 비교하여) 10배 이상, 예를 들어 15배 이상, 20배 이상, 25배 이상을 포함하여, 5배 이상과 같이, 2배 이상이다.

이들 실시 예에서, 관심 대상 TIMP 활성제의 전신 수준은 임의의 편리한 프로토콜을 사용하여 증가될 수 있다. 어떤 예에서, TIMP 활성제를 대상에게 투여함으로써 전신 수준이 증가된다. 그러한 예에서, TIMP 활성제는 다양할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 예에서 이용될 수 있는 TIMP 활성제는 TIMP 폴리펩티드 및 이를 인코딩하는 핵산을 포함한다.

TIMP 폴리펩티드는 대상에 투여 시에, 예를 들어 전술한 바와 같이 바람직한 TIMP 노화와 연관된 질환 치료 활성을 나타내는 폴리펩티드이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "폴리펩티드"는 전장 단백질뿐만 아니라 바람직한 TIMP 활성을 나타내는 부분 또는 단편을 지칭한다. 또한, 이 용어에는 자연 발생 단백질의 변이체가 포함되며, 여기서 그러한 변이체는 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같은 자연 발생 단백질, 자연 발생 단백질, 인간 단백질, 쥐 단백질, 또는 TIMP 단백질을 자연적으로 발현하는 일부 다른 종의 단백질과 동종이거나 실질적으로 유사하다. 다음의 설명에서, 용어 TIMP는 인간의 TIMP 단백질의 형태뿐만 아니라 인간이 아닌 종에서 발현된 그의 동족체를 지칭하기 위해 사용된다.

관심 대상 TIMP 폴리펩티드는 아미노산 서열 길이 및 분자량의 관점에서 다양할 수 있다. 일부 예에서, TIMP 폴리펩티드의 길이의 범위는 175 내지 350, 예컨대 200 내지 250이고, 약 200 내지 225 아미노산 잔기를 포함하며, 단백질 내의 아미노산 잔기의 수만을 기준으로 예측된 분자량을 가지고, 22 내지 25kDa를 포함하여 22 내지 28kDa와 같은 19 내지 39kDa 범위의 110달톤(Dalton)의 평균 분자량을 가정하면, 실제 분자량은 단백질의 당화의 양에 따라 다양할 수 있고, 겉보기 분자량은 겔 상에서의 SDS 결합으로 인해 상당히 적을 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같은 TIMP 폴리펩티드는 바람직한 바에 따라, 예를 들어 정제 기술을 통해 천연 공급원으로부터 획득되거나, 화학적으로 합성되거나, 재조합 프로토콜을 사용하여 생성될 수 있다.

일부 예에서, 대상에게 투여되는 TIMP 폴리펩티드는 인간 TIMP2 단백질이며, 여기서 인간 TIMP2 단백질은 SED ID NO:01로 나타나는 서열과 실질적으로 동일하거나 동일한 영역을 포함하는 아미노산 서열을 갖는다. 실질적으로 동일하다는 것은 기본 설정을 사용하여 BLAST에 의해 결정된 바와 같이 서열번호 01의 서열과 60% 이상, 예컨대 75% 이상, 예컨대 90% 이상, 그리고 98% 이상의 서열 동일성인 서열을 갖는 영역을 갖는 단백질을 의미한다. 일부 예에서, 대상에게 투여되는 TIMP 폴리펩티드는 인간 TIMP1 단백질이며, 여기서 인간 TIMP1 단백질은 SED ID NO:02로 나타나는 서열과 실질적으로 동일하거나 동일한 영역을 포함하는 아미노산 서열을 갖는다. 실질적으로 동일하다는 것은 기본 설정을 사용하여 BLAST에 의해 결정된 바와 같이 서열번호 02의 서열과 60% 이상, 예컨대 75% 이상, 예컨대 90% 이상, 그리고 98% 이상의 서열 동일성인 서열을 갖는 영역을 갖는 단백질을 의미한다. 일부 예에서, 대상에게 투여되는 TIMP 폴리펩티드는 인간 TIMP3 단백질이며, 여기서 인간 TIMP3 단백질은 SED ID NO:03로 나타나는 서열과 실질적으로 동일하거나 동일한 영역을 포함하는 아미노산 서열을 갖는다. 실질적으로 동일하다는 것은 기본 설정을 사용하여 BLAST에 의해 결정된 바와 같이 서열번호 03의 서열과 60% 이상, 예컨대 75% 이상, 예컨대 90% 이상, 그리고 98% 이상의 서열 동일성인 서열을 갖는 영역을 갖는 단백질을 의미한다. 일부 예에서, 대상에게 투여되는 TIMP 폴리펩티드는 인간 TIMP4 단백질이며, 여기서 인간 TIMP4 단백질은 SED ID NO:04로 나타나는 서열과 실질적으로 동일하거나 동일한 영역을 포함하는 아미노산 서열을 갖는다. 실질적으로 동일하다는 것은 기본 설정을 사용하여 BLAST에 의해 결정된 바와 같이 서열번호 04의 서열과 60% 이상, 예컨대 75% 이상, 예컨대 90% 이상, 그리고 98% 이상의 서열 동일성인 서열을 갖는 영역을 갖는 단백질을 의미한다.

전술한 특정 TIMP 단백질 이외에, 다른 종, 예를 들어 다른 동물 종으로부터의 동족체 또는 단백질(또는 그의 단편)이 또한 방법의 실시 예에 이용될 수 있으며, 여기서 그러한 동족체 또는 단백질은 동물, 예컨대 포유동물, 예를 들어, 생쥐, 쥐와 같은 설치류; 가축, 예를 들어, 말, 소, 개, 고양이 등과 같은 다양한 상이한 유형의 종에서 기인할 수 있다. 동족체란 서열 번호 01 내지 04에 식별되는 바와 같은 특정 TIMP 단백질에 대해 35% 이상, 예컨대 40% 이상 및 60% 이상의 아미노산 서열 동일성을 갖는 단백질을 의미하며, 여기서 서열 동일성은 기본 설정에서 BLAST를 사용하여 결정된다.

예를 들어 전술한 같은 자연 발생 TIMP 단백질 이외에, 자연 발생 TIMP 단백질과 다른 TIMP 폴리펩티드도 본 발명의 방법을 실시하는데 이용될 수 있다. 이에 제한되지 않으나, 치환, 삽입, 및/또는 결실 돌연변이뿐만 아니라, 예를 들어 하기에 예시된 바와 같은 다른 유형의 비 아미노산 서열 변이를 포함하는, 상이한 변형이 존재할 수 있다. 이용될 수 있는 TIMP 폴리펩티드는 전체 길이 TIMP 단백질 및 그의 단편, 예컨대 생물학적으로 활성인 단편 및/또는 기능적 도메인에 대응하는 단편을 포함하고; 대상 폴리펩티드의 다른 단백질 또는 그의 부분과의 융합을 포함하는 TIMP 유전자의 오픈 리딩 프레임(open reading frame, ORF)에 의해 인코딩된 아미노산 서열을 갖는 단백질을 포함한다. 관심 대상의 단편의 길이는 다양할 수 있는데, 일부 경우에서는 10aa 이상, 예컨대 50aa 이상, 그리고 100aa 이상이고, 일부 경우에서는 길이가 150aa를 초과하지 않으며, 여기서 주어진 단편은 서열 번호 1 내지 4 중 어느 하나에서 발견되는 하위 서열과 실질적으로 동일하거나 동일한 아미노산의 스트레치(stretch)를 가질 것이고; 여기서 하위 서열은 길이가 다양할 수 있는데, 일부 경우에서는 10aa 이상, 예컨대 15aa 이상, 최대 50aa이거나 더 길다.

일부 예에서, 발명의 방법에 이용된 TIMP 폴리펩티드는 그 이상의 변형을 포함한다. 존재할 수 있는 변형은 다양할 수 있으며, 아미드 결합 치환, 시스테인 잔기/유사체의 아미노산 치환, 고리화, 페길화 등을 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 방법에 이용된 TIMP 폴리펩티드에서 발견될 수 있는 변형의 예가 이제 더 상세히 검토된다.

일부 경우에, TIMP 폴리펩티드는 펩티드 결합 이외의 하나 이상의 결합을 포함하며, 예를 들어, 적어도 2개의 인접한 아미노산은 아미드 결합 이외의 결합을 통해 결합된다. 예를 들어, 원하지 않는 단백질 분해 또는 다른 분해 수단을 감소시키거나 제거하고/하거나, 혈청 안정성을 증가시키고/시키거나, 구조 융통성을 제한하거나 증가시키기 위해, TIMP 폴리펩티드의 골격 내의 하나 이상의 아미드 결합이 치환될 수 있다. 다른 예에서, TIMP 폴리펩티드 내의 하나 이상의 아미드 결합(-CO-NH-)은 -CH2NH-, -CH2S-, -CH2CH2-, -CH=CH-(시스 및 트랜스), -COCH2-, -CH(OH)CH2- or -CH2SO-와 같은 아미드 결합의 동배사슬 결합으로 대체될 수 있다. TIMP 폴리펩티드에서의 하나 이상의 아미드 결합은 또한 예를 들어, 환원된 동배체 의사 펩티드 결합으로 대체될 수 있다.

하나 이상의 아미노산 치환은 TIMP 폴리펩티드에서 이루어질 수 있다. 다음은 비제한적인 예이다: a) 분지된, 사이클릭, 및 직쇄 알킬, 알케닐, 또는 알키닐 치환을 포함하는, C1-C10 탄소로부터 지방족 측쇄로 치환된, 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 노르류신, (S)-2-아미노부티르산, (S)-시클로헥실알라닌, 또는 다른 단순한 알파-아미노산을 포함하는, 알킬 치환된 소수성 아미노산의 치환; b) 위에서 열거된 방향족 아미노산의 (C1-C4)-치환된 형태 - 예를 들어, 2-, 3- 또는 4-아미노페닐알라닌, 2-, 3- 또는 4-클로로페닐알라닌, 2-, 3- 또는 4-메틸페닐알라닌, 2-, 3- 또는 4-메톡시페닐알라닌, 5-아미노-, 5-클로로-, 5-메틸- 또는 5-메톡시트립토판 2'-, 3'-, 또는 4'-아미노-, 2', 3' 또는 4'-클로로-, 2, 3 또는 4-비페닐알라닌, 2'-, 3'- 또는 4'-메틸-, 2-, 3- 또는 4-비페닐알라닌 및 2- 또는 3-피리딜알라닌 - 의, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 아자, 할로겐화(플루오로, 클로로, 브로모, 또는 요오드) 또는 알콕시를 포함하는, 페닐알라닌 , 트립토판, 티로신, 설포티로신, 비페닐알라닌, 1-나프틸알라닌, 2-나프틸알라닌, 2-벤조티에닐알라닌, 3-벤조티에닐알라닌, 히스티딘을 포함하는, 방향족 치환된 소수성 아미노산의 치환; c) 치환체가 헤테로 원자(예컨대 알파 질소, 또는 원위 질소 또는 질소) 상에 존재하는지 알파- 탄소 상에 존재하는지, 예를 들어, 프로 R 위치에 있는지 여부에 따라, 이전 아미노산의 알킬, 알케닐, 또는 아릴-치환된 (C1-C10의 분지형, 선형, 또는 고리형) 유도체를 포함하는, 아르기닌, 라이신, 히스티딘, 오르니틴, 2,3-디아미노프로피온산, 호모 아르기닌을 포함하는, 염기성 측쇄를 함유하는 아미노산의 치환. 예시적인 예로서 작용하는 화합물은 N-엡실론-이소프로필-리신, 3-(4-테트라하이드로피리딜)-글리신, 3-(4-테트라하이드로피리딜)-알라닌, N, N-감마, 감마'-디에틸-호모아르기닌을 포함한다. 알파-메틸-아르기닌, 알파-메틸-2,3-디아미노프로피온산, 알파-메틸-히스티딘, 알파-메틸-오르니틴과 같은 화합물도 포함되며, 여기서 알킬기는 알파-탄소의 프로-R 위치를 차지한다. 알킬, 방향족, 헤테로 방향족(여기서, 헤테로 방향족 기는 하나 이상의 질소, 산소, 또는 황 원자를 단독으로 또는 조합으로 갖는다), 카르복실산 또는 산 클로라이드, 활성 에스테르, 활성 아졸리드, 및 관련된 유도체와 같은 많은 잘 알려진 활성화 유도체 중 임의의 것으로부터 형성된 아미드, 및 라이신, 오르니틴, 또는 2,3-다이 아미노프로피온산; d) 아스파라긴산, 글루탐산, 호모 글루탐산, 티로신, 2,4-디아미노피오오피온산, 오르니틴, 또는 라이신의 알킬, 아릴, 아릴알킬, 및 헤테로아릴 술폰아미드, 및 테트라졸 치환 알킬 아미노를 포함하는 산성 아미노산의 치환; e) 아스파라긴, 글루타민, 및 아스파라긴 또는 글루타민의 알킬 또는 방향족 치환 유도체를 포함하는 측쇄 아미드 잔기의 치환; 및 f) 세린, 트레오닌, 호모세린, 2,3-디아미노프로피온산, 및 세린 또는 트레오닌의 알킬 또는 방향족 치환 유도체를 포함하는 히드록실 함유 아미노산의 치환을 또한 포함한다.

일부 경우에, TIMP 폴리펩티드는 하나 이상의 천연 유래의 비 유전적으로 인코딩된 L-아미노산, 합성 L-아미노산, 또는 아미노산의 D-거울상체를 포함한다. 예를 들어, TIMP 폴리펩티드는 D-아미노산만을 포함할 수 있다. 예를 들어, TIMP 폴리펩티드는 다음의 잔기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 히드록시프롤린, β-알라닌, o-아미노벤조산, m-아미노벤조산, p-아미노벤조산, m-아미노메틸벤조산, 2,3-디아미노프로피온산, α-아미노이소부티르산, N-메틸글리신(사르코신), 오르니틴, 시트룰린, t-부틸알라닌, t-부틸글리신, N-메틸이소루이신, 페닐글리신, 시클로헥실알라닌, 노르류신, 나프틸알라닌, 피리딜알라닌 3-벤조티에닐알라닌, 4-클로로페닐알라닌, 2-플루오로페닐알라닌, 3-플루오로페닐알라닌, 4-플루오로페닐알라닌, 페니실아민, 1,2,3,4-테트라히드로이소퀴놀린-3-카르복실산, β-2-티에닐알라닌, 메티오닌 술폭시드, 호모아르기닌, N-아세틸 리신, 2,4-디아미노 부티르산, ρ-아미노페닐알라닌, N-메틸발린, 호모시스테인, 호모세린, ε-아미노헥산산, ω-아미노헥산산, ω-아미노헵탄산, ω-아미노옥탄산, ω-아미노데카논산, ω-아미노테트라데칸산, 시클로헥실알라닌, α,γ-디아미노부티르산, α,β-디아미노프로피온산 , δ- 아미노 발레르산, 및 2,3-디아미노부티르산.

시스테인 잔기 또는 시스테인 유사체가 TIMP 폴리펩티드에 도입되어 디설파이드 연결을 통해 또 다른 펩티드로의 연결을 제공하거나 TIMP 폴리펩티드의 고리화를 제공할 수 있다. TIMP 폴리펩티드는 고리화될 수 있다. 하나 이상의 시스테인 또는 시스테인 유사체는 TIMP 폴리펩티드에 도입될 수 있으며, 여기서 도입된 시스테인 또는 시스테인 유사체는 제2 도입된 시스테인 또는 시스테인 유사체와 함께 디설파이드 결합을 형성할 수 있다. 다른 고리화 수단은 옥심 링커 또는 란티오닌 링커의 도입을 포함한다; 예를 들어 미국 특허 제8,044,175호를 참조한다. 고리화 결합을 형성할 수 있는 아미노산(또는 비 아미노산 잔기)의 임의의 조합이 사용 및/또는 도입될 수 있다. 고리화 결합은 아미노산(또는 아미노산 및 -(CH2)_n-CO- 또는 -(CH₂)_n-C₆H₄-CO-)의 임의의 조합으로 브릿지(bridge)의 도입을 허용하는 관능기와 함께 생성될 수 있다. 몇 가지 예는 이황화물, -(CH₂)_n-카바 브릿지, 티오아세탈, 티오에테르 브릿지(시스타티오닌 또는 란티오닌), 및 에스테르와 에테르를 포함하는 브릿지와 같은 이황화물 모방물이다. 이 예에서, n은 임의의 정수일 수 있지만, 종종 10보다 작다.

다른 변형은 예를 들어, N-알킬(또는 아릴) 치환(ψ[CONR]), 또는 락탐 및 다른 고리형 구조를 구축하기 위한 백본 크로스 연결을 포함한다. 다른 유도체는 C-말단 히드록시메틸 유도체, o-변형 유도체(예를 들어, C-말단 히드록시메틸 벤질 에테르), 알킬아미드 및 히드라지드와 같은 치환된 아미드를 포함하는 N-말단 변형 유도체를 포함한다.

TIMP 폴리펩티드의 하나 이상의 물리적 특성의 개선을 제공하는 변형이 존재할 수 있다. 물리적 특성의 개선은 예를 들어 면역 원성을 조절하는 것; 수용성, 생체 이용률, 혈청 반감기, 및/또는 치료적 반감기를 증가시키는 방법; 및/또는 생물학적 활성을 조절하는 것을 포함한다. 이러한 변형의 예는 이로 제한되지는 않으나, 페길화, 글리코실화(N- 및 O-연결); 폴리시알화; 혈청 알부민(예를 들어, 인간 혈청 알부민(human serum albumin, HSA), 시아노 혈청 알부민, 또는 소 혈청 알부민(bovine serum albumin, BSA))을 포함하는 알부민 융합 분자; 예를 들어 접합된 지방산 사슬(아실화)를 통한 알부민 결합; 및 Fc-융합 단백질을 포함한다.

페길화 : 단백질 치료제의 임상 효과는 짧은 혈장 반감기 및 프로테아제 분해에 대한 민감성으로 인해 제한될 수 있다. 다양한 치료 단백질(예를 들어, 필그라스샴)의 연구는 폴리펩티드 서열을 다양한 비 단백질성 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리프로필렌 글리콜, 또는 폴리옥시알킬렌 중 임의의 것에 접합 또는 연결시키는 것을 포함하는 다양한 변형에 의해 이러한 어려움이 극복될 수 있음을 보여 주었다. 이는 단백질과 비 단백질성 중합체, 예를 들어 PEG 둘 다에 공유 결합된 연결 부분에 의해 빈번하게 영향을 받는다. 이러한 PEG-접합 생체 분자는 보다 우수한 물리적 및 열 안정성, 효소 분해에 대한 민감성으로부터의 보호, 증가된 용해도, 길어진 생체 내 순환 반감기 및 감소된 클리런스, 감소된 면역원성 및 항원성, 및 감소된 독성을 포함하는 임상적으로 유용한 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 약동학 파라미터에 대한 페길화의 유익한 효과 외에도, 페길화 자체가 활성을 증가시킬 수 있다. 폴리펩티드 서열에 대한 접합에 적합한 PEG는 일반적으로 실온에서 물에 가용성이며, 일반식 R(O-CH₂-CH₂)_nO-R을 가지며, 여기서 R은 수소, 또는 알킬 또는 알카 놀기와 같은 보호기이고, 여기서 n은 1 내지 1000의 정수이다. R이 보호기인 경우, 일반적으로 1 내지 8개의 탄소를 갖는다. 폴리펩티드 서열에 접합된 PEG는 선형 또는 분지형일 수 있다. 분지형 PEG 유도체, "스타-PEG" 및 멀티-암(arm) PEG가 본 개시에 의해 고려된다. 본 개시에서 사용된 PEG의 분자량은 임의의 특정 범위로 제한되지 않으며, 예는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된다; 예로서, 특정 실시 예는 5kDa 내지 20kDa의 분자량을 가지며, 한편 다른 실시 예는 4kDa 내지 10kDa의 분자량을 갖는다. 페길화된 TIMP 폴리펩티드는 PEG가 상이한 n 값을 가지며 따라서 다양한 상이한 PEG가 특정 비율로 존재하는 접합체일 수 있다. 예를 들어, 일부 조성물은 n=1, 2, 3, 및 4인 접합체의 혼합물을 포함한다. 일부 조성물에서, n=1인 접합체의 백분율은 18-25%이고, n=2인 접합체의 백분율은 50-66%이고, n=3인 접합체의 백분율은 12-16%이고, n=4인 접합체의 백분율은 최대 5%이다. 이러한 조성물은 임의의 편리한 반응 조건 및 정제에 의해 제조될 수 있다. 페길화는 폴리펩티드의 N-말단의 알파 아미노기, 라이신 잔기의 측쇄 상의 엡실론 아미노기, 및 히스티딘 잔기의 측쇄 상의 이미다졸기에서 가장 빈번하게 발생한다. 대부분의 재조합 폴리펩티드는 단일 알파 및 다수의 엡실론 아미노 및 이미다졸 그룹을 보유하기 때문에, 링커 화학 물질에 따라 많은 위치 이성질체가 생성될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같은 일반적인 페길화 전략이 본 명세서에 적용될 수 있다. PEG는 하나 이상의 폴리펩티드 서열의 유리 아미노 또는 카르복실기와 폴리에틸렌 글리콜 사이의 결합을 매개하는 말단 반응성기("스페이서")를 통해 본 개시의 폴리펩티드에 결합될 수 있다. 유리 아미노기에 결합될 수 있는 스페이서를 갖는 PEG는 폴리에틸렌 글리콜의 숙신산 에스테르를 N-히드록시숙신이미드로 활성화시킴으로써 제조될 수 있는 N-히드록시숙신이미드 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다. 유리 아미노기에 결합될 수 있는 또 다른 활성화된 폴리에틸렌 글리콜은 2,4-비스 (O-메톡시폴리에틸렌글리콜)-6-클로로-s-트리아진이고, 이는 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르를 시아누르산 클로라이드와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 유리 카르복시기에 결합된 활성화된 폴리에틸렌 글리콜은 폴리옥시에틸렌디아민을 포함한다. 하나 이상의 폴리펩티드 서열과 스페이서를 갖는 PEG의 접합은 다양한 통상적인 방법에 의해 이행될 수 있다. 예를 들어, 접합 반응은 4:1 내지 30:1의 시약 대 단백질의 몰비를 사용하여 4℃ 내지 실온에서 30분 내지 20시간 동안 pH 5 내지 10의 용액에서 이행될 수 있다. 반응 조건은 주로 바람직한 치환도를 생산하도록 반응을 지시하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 저온, 낮은 pH(예를 들어, pH=5), 및 짧은 반응 시간은 부착된 PEG의 수를 감소시키는 경향이 있고, 반면에 높은 온도, 중성 내지 높은 pH(예를 들어, pH≥≥7), 및 보다 긴 반응 시간은 부착된 PEG의 수를 증가시키는 경향이 있다. 본 기술 분야에서 공지된 다양한 수단이 사용되어 반응을 종결시킬 수 있다. 일부 실시 예에서, 반응은 반응 혼합물을 산성화시키고 예를 들어 -20℃에서 동결시킴으로써 종결된다. 다양한 분자의 페길화가 예를 들어, 미국 특허 제5,252,714호; 제5,643,575호; 제5,919,455호; 제5,932,462호; 및 제5,985,263호에서 논의된다. Pat. Nos. 5,252,714; 5,643,575; 5,919,455; 5,932,462; and 5,985,263. 본 개시는 또한, PEG 모방체의 사용을 고려한다. PEG의 속성(예를 들어, 향상된 혈청 반감기)을 유지하면서 몇 가지 추가적인 유리한 특성을 부여하는 재조합 PEG 모방체가 개발되었다. 예로서, PEG와 유사한 확장된 형태를 형성할 수 있는 간단한 폴리펩티드 사슬(예를 들어, Ala, Glu, Gly, Pro, Ser, 및 Thr을 포함함)은 관심 대상인 펩티드 또는 단백질 약물에 이미 융합된 재조합으로 제조될 수 있다. 이는 제조 공정 동안 추가적인 접합 단계의 필요성을 제거한다. 또한, 확립된 분자 생물학 기술은 폴리펩티드 사슬의 측쇄 조성을 제어하여 면역 원성 및 제조 특성의 최적화를 가능하게 한다.

글리코실화 : 본 개시의 목적상, "글리코실화"는 글리칸을 단백질, 지질, 또는 다른 유기 분자에 부착시키는 효소적 과정을 광범위하게 의미한다. 본 개시와 관련하여 용어 "글리코실화"의 사용은 (기본 글리코실화 부위를 제거하거나 또는 화학적 및/또는 효소 수단에 의한 글리코실화를 제거함으로써) 하나 이상의 탄수화물 잔기를 추가 또는 하거나 제거하고/하거나, 천연 서열에 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있는 하나 이상의 글리코실화 부위를 추가하는 것을 의미하고자 한다. 또한, 이 문구는 존재하는 다양한 탄수화물 잔기의 성질 및 비율의 변화를 포함하는 천연 단백질의 글리코실화의 질적 변화를 포함한다. 글리코실화는 TIMP 폴리펩티드와 같은 폴리펩티드의 물리적 특성(예를 들어, 용해도)에 극적으로 영향을 미칠 수 있으며, 또한 단백질 안정성, 분비, 및 세포 내 지방화에 중요할 수 있다. 글리코실화된 폴리펩티드는 또한, 향상된 안정성을 보일 수 있거나, 반감기와 같은 하나 이상의 약물 동태 특성을 개선시킬 수 있다. 또한, 용해도 개선은 예를 들어 비 글리코실화된 폴리펩티드를 포함하는 제제보다 약제학적 투여에 보다 적합한 제제의 생성을 가능하게 할 수 있다. 글리코실화 부위의 첨가는 아미노산 서열을 변경함으로써 달성될 수 있다. 폴리펩티드의 변경은 예를 들어 (O-연결 글리코실화 부위에 있어서) 하나 이상의 세린 또는 트레오닌 잔기 또는 (N-연결 글리코실화 부위에 있어서) 아스파라긴 잔기의 첨가 또는 치환에 의해 이루어질 수 있다. N-연결 및 O-연결 올리고카사라이드의 구조 및 각각의 유형에서 발견되는 당 잔기는 상이할 수 있다. 일반적으로 두 가지 모두에서 발견되는 한 가지 유형의 당은 N-아세틸뉴라민산(이하, 시알산이라 함)이다. 시알산은 통상 N-연결 올리고카사라이드 및 O-연결 올리고카사라이드 양자 모두의 말단 잔기이며, 음전하를 통해 당단백질에 산성을 부여할 수 있다. 본 개시의 특정 실시 예는 N-글리코실화 변이체의 생성 및 사용을 포함한다. 본 개시의 폴리펩티드 서열은 핵산 수준에서의 변화를 통해, 특히 바람직한 아미노산으로 변환될 코돈이 생성되도록 미리 선택된 염기에서 폴리펩티드를 인코딩하는 핵산을 돌연변이시킴으로써 임의로 변경될 수 있다. 폴리펩티드 상의 탄수화물 잔기의 수를 증가시키는 또 다른 수단은 폴리펩티드에 글리코시드를 화학적으로 또는 효소적으로 커플링시키는 것이다. 탄수화물의 제거는 화학적 또는 효소적으로, 또는 글리코실화된 아미노산 잔기를 인코딩하는 코돈의 치환에 의해 달성될 수 있다. 화학적 탈글리코실화 기술이 공지되어 있고, 폴리펩티드 상의 탄수화물 잔기의 효소 적 절단은 다양한 엔도- 및 엑소-글리코시다제의 사용에 의해 달성될 수 있다. 디히드로폴레이트 환원 효소(dihydrofolate reductase, DHFR)가 결핍된 중국 햄스터 난소(Chinese Hamster Ovary, CHO) 세포는 재조합 당단백질 생산에 일반적으로 사용되는 숙주 세포이다. 이들 세포는 효소 베타-갈락토사이드 알파-2,6-시알릴트랜스퍼라제를 발현하지 않으며, 따라서 이들 세포에서 생성된 당단백질의 N-연결 올리고사카라이드에 알파-2,6 연결에 시알산을 첨가하지 않는다.

일부 실시 예에서, 폴리펩티드는 비 자연적으로 글리코실화된다. 비 자연적으로 글리코실화된다는 것은 폴리펩티드가 존재하는 경우 대응하는 자연적으로 발생 단백질에서 발견되는 글리코실화 패턴과 동일하지 않은 글리코실화 패턴을 갖는 것을 의미한다. 예를 들어, 이 특정 실시 예의 본 발명의 방법에 이용된 인간 TIMP2는 글리코실화되었다면, 자연적으로 발생하는 인간 TIMP2의 클리코실화 패턴과 상이한 글리코실화 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이 실시 예의 비 자연적으로 글리코실화된 TIMP 폴리펩티드는 비 글리코실화된 TIMP 폴리펩티드, 즉 공유 결합된 글리코실기를 갖지 않는 단백질을 포함한다.

폴리시알화 ( polysialylation ) : 본 개시는 또한 폴리펩티드의 안정성 및 생체 내 약물 동태를 개선시키기 위해 자연 발생적 생분해성 α-(2 → 8) 연결 폴리시알산(polysialic acid, "PSA")에 대한 폴리펩티드의 접합인 폴리시알화의 사용을 고려한다. PSA는 생체 내 분해성, 비 독성 천연 중합체로, 친수성이 높기 때문에 혈중 반감기가 증가하는 혈액에서 높은 분자량을 나타낸다. 또한, 다양한 펩티드 및 단백질 치료제의 폴리시알화는 현저하게 감소된 단백질 분해, 생체 내 활성의 보유 및 면역 원성 및 항원성의 감소를 유도하였다 (예를 들어, <G. Gregoriadis et al., Int. J. Pharmaceutics 300(1-2):125-30> 참조). J. Pharmaceutics 300(1-2):125-30). 다른 접합체(예를 들어, PEG)를 이용한 변형에서와 같이, 부위 특이적 폴리시알화를위한 다양한 기술이 이용 가능하다 (예를 들어, <T. Lindhout et al., (2011) PNAS 108(18)7397-7402> 참조).

알부민 융합 : 접합에 추가적으로 적합한 성분 및 분자는 인간 혈청 알부민(human serum albumin, HSA), 사이노 혈청 알부민, 및 소 혈청 알부민(bovine serum albumin, BSA)과 같은 알부민을 포함한다. 혈청 반감기가 ~20일인 585 아미노산 폴리펩티드(~67kDa)인 성숙한 HSA는 주로 콜로이드성 삼투압, 혈액 pH, 수많은 내인성 및 외인성 리간드의 수송 및 분포의 유지에 관여한다. 그 단백질은 3개의 구조 상 동종 도메인(도메인 , Ⅱ, 및 Ⅲ)을 가지며, 거의 전체가 알파-나선형 형태이며, 17개의 디설파이드 브릿지에 의해 고도로 안정화된다. 알부민의 세 가지 주요 약물 결합 영역은 하위 도메인 IB, IIA, 및 IIIA 내의 세 도메인 각각에 위치한다. 간장에서 알부민 합성이 일어나며, 이는 짧은 수명의 일차 생성 선구 알부민을 생성한다. 따라서, 전장 HSA는 18개 아미노산의 신호 펩티드(MKWVTFISLLFLFSSAYS; 서열 번호 5), 이어서 6개 아미노산의 프로-도메인(RGVFRR; 서열 번호 6)을 가지며; 이 24 아미노산 잔기 펩티드는 프리-프로 도메인이라 할 수 있다. HSA는 내인성 신호 펩티드를 프리-프로-도메인으로 사용하여 발현 및 분비될 수 있다. 대안적으로, 성숙한 구성물에 융합된 IgK 신호 펩티드를 사용하여 HSA가 발현 및 분비될 수 있다. 프리프로알부민은 아미노 말단의 소포체 내강에서 신속하게 함께 변환 절단되어 안정한 609-아미노산 전구체 폴리펩티드인 프로알부민을 생산한다. 그 다음에, 프로알부민은 골지체로 이동하여, 푸린 의존성 아미노 말단 절단에 의해 585 아미노산 성숙 알부민으로 전환된다. 알부민 합성 및 분비의 과정과 마찬가지로, 알부민의 주요 아미노산 서열, 구조, 및 기능은 종간에 매우 보존되어 있다. HSA에 필적하는 알부민 혈청 단백질은 예를 들어 시노몰거스 원숭이, 젖소, 개, 토끼, 및 쥐에서 발견된다. 비 인간 종 중에서, 소 혈청 알부민(BSA)은 HSA와 가장 구조적으로 유사하다 (예를 들어, <Kosa et al., Nov 2007 J Pharm Sci. 96(11):3117-24> 참조). 96(11):3117-24). 본 개시는 이로 제한되지는 않으나, 예를 들어 약물 개발 공정에서 전술한 것을 포함하는 비 인간 종으로부터의 알부민의 사용을 고려한다. 본 개시에 따르면, 알부민은 카르복실 말단, 아미노 말단, 카르복시 말단 및 아미노 말단 모두에서 약물 분자(예를 들어, 본 명세서에 기술된 폴리펩티드)에 접합될 수 있다 (예를 들어, 미국 특허 제5,876,969호 및 미국 특허 제7,056,701호 참조). 본 개시에 의해 고려되는 HSA-TIMP 접합체에서, 알부민 분비 예비 서열 및 그의 변이체, 그 단편 및 변이체, 및 HSA 변이체와 같은 다양한 형태의 알부민이 사용될 수 있다. 이러한 형태는 일반적으로 하나 이상의 바람직한 알부민 활성을 갖는다. 추가의 실시 예에서, 본 개시는 알부민, 알부민 단편, 및 알부민 변이체 등과 직접 또는 간접적으로 융합된 폴리펩티드 약물 분자를 포함하는 융합 단백질을 포함하며, 여기서 융합 단백질은 융합되지 않은 약물 분자보다 높은 혈장 안정성을 가지고/가지거나, 융합 단백질은 융합되지 않은 약물 분자의 치료 활성을 보유한다. 일부 실시 예에서, 간접 융합은 링커, 예컨대 펩티드 링커 또는 이의 변형된 버전에 의해 영향을 받는다. 세포 내 절단은 예를 들어 퓨린 또는 카스파제에 의해 효소적으로 이행될 수 있다. 세포는 세포 내에서 융합 분자의 일부를 절단할 수 있는 낮은 수준의 내인성 효소를 발현한다; 따라서, 일부 폴리펩티드는 HSA에 접합되지 않고 세포로부터 분비되며, 한편 일부 폴리펩티드는 HSA를 포함하는 융합 분자의 형태로 분비된다. 본 개시의 실시 예는 다양한 퓨린 융합 구성물의 사용을 고려한다. 예를 들어, 구성물은 서열 RGRR, RKRKKR, RKKR, 또는 RRRKKR을 포함하도록 설계될 수 있다. 본 개시는 또한 융합 분자가 세포로부터 분비되고, 정제되고, 이어서 절단되는 세포 외 절단(즉, 생체 외 절단)을 고려한다. 절제는 전체 HSA-링커 복합체를 성숙한 TIMP 폴리펩티드로부터 해체시킬 수 있거나, 또는 전체 HSA-링커 복합체보다 적은 부분을 해체시킬 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 본 개시의 하나 이상의 폴리펩티드에 대한 알부민의 융합은 예를 들어, 유전자 조작에 의해 달성될 수 있어, HSA를 코딩하는 핵산 또는 이의 단편은 하나 이상의 폴리펩티드 서열을 코딩하는 핵산에 결합된다. 그 후, 융합 폴리펩티드를 발현시키기 위해 적합한 숙주를 예를 들어 적합한 플라스미드의 형태로 융합 뉴클레오타이드 서열로 형질 변형 또는 형질 감염시킬 수 있다. 발현은 예를 들어 원핵 세포 또는 진핵 세포로부터 생체 관내에서, 또는 예를 들어 형질 전환 생물체로부터 생체 내에서 수행될 수 있다. 본 개시의 일부 실시 예에서, 융합 단백질의 발현은 포유류 세포주, 예를 들어 CHO 세포주에서 수행된다. 형질 전환은 세포막을 통한 직접 흡수, 외인성 유전 물질(외인성 핵산)의 혼입 및 발현으로 인한 세포의 유전적 변형을 지칭하기 위해 본 명세서에서 광범위하게 사용된다. 형질 전환은 일부 종의 박테리아에서 자연적으로 발생하지만, 다른 세포에서는 인위적 수단으로도 일어날 수 있다. 또한, 알부민 자체가 순환 반감기가 연장되도록 변형될 수 있다. TIMP 폴리펩티드에 대한 변형된 알부민의 융합은 전술한 유전자 조작 기술 또는 화학적 접합에 의해 달성될 수 있다; 결과 융합 분자는 비 변형된 알부민과의 융합의 반감기를 초과하는 반감기를 갖는다. 관심 대상인 TIMP2-알부민 융합 단백질은 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된 미국 특허 제7,163,805호에 기술되어 있다.

접합된 지방산 사슬을 통한 알부민 결합(아실화)을 포함하는 직접 융합의 대안으로 몇몇 알부민 결합 전략이 개발되었다. 혈청 알부민은 지방산의 수송 단백질이기 때문에, 알부민 결합 활성을 지닌 천연 리간드가 소형 단백질 치료제의 반감기 연장에 사용되었다. 예를 들어, 인슐린 디테미르(LEVEMIR)는 당뇨병에 대해 승인된 제품으로, 유전자 변형 인슐린에 접합된 미리스틸 사슬을 포함하여, 장기간 지속되는 인슐린 유사체를 생성한다. 본 개시는 또한 알부민 결합 도메인(albumin binding domain, ABD) 폴리펩티드 서열 및 본원에 기술된 하나 이상의 폴리펩티드 서열을 포함하는 융합 단백질을 고려한다. 문헌에 기술된 임의의 ABD 폴리펩티드 서열은 융합 단백질의 성분일 수 있다. 융합 단백질의 성분은 본 명세서에 기술된 링커와 같은 링커를 통해 임의로 공유 결합될 수 있다. 본 개시의 일부 실시 예에서, 융합 단백질은 N-말단 잔기로서의 ABD 폴리펩티드 서열 및 본 명세서에서 C-말단 잔기로 기술된 폴리펩티드를 포함한다. 본 개시는 또한 알부민 결합 폴리펩티드의 단편을 포함하는 융합 단백질(단편은 알부민 결합을 실질적으로 보유한다); 또는 알부민 결합 폴리펩티드 또는 적어도 2개의 알부민 결합 폴리펩티드 혹은 그 단편을 포함하는 단편을 단량체 단위로 포함하는 다량체를 고려한다.

다른 분자와의 접합 : 접합을 위한 추가의 적합한 성분 및 분자는 예를 들어, 티로글로불린; 파상풍 톡소이드; 디프테리아 톡소이드; 폴리(D- 신: D-글루탐산)과 같은 폴리아미노산; 로타바이러스의 VP6 폴리펩티드; 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌, 인플루엔자 바이러스 핵단백질; KLH(Keyhole Limpet Hemocyanin); 및 B형 간염 바이러스 코어 단백질 및 표면 항원; 또는 상기의 임의의 조합을 포함한다. 따라서, 본 개시는 또 다른 폴리펩티드(예를 들어, 대상 폴리펩티드에 대해 이종의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드)와 같은 폴리펩티드 서열의 N- 및/또는 C-말단에서의 하나 이상의 추가 성분 또는 분자, 또는 담체 분자의 접합을 고려한다. 따라서, 예시적인 폴리펩티드 서열은 또 다른 성분 또는 분자와 접합체로서 제공될 수 있다. 접합체 변형은 추가적인 또는 상보적인 기능을 갖는 활성 또는 제2 분자로부터 유도된 활성을 보유하는 폴리펩티드 서열을 초래할 수 있다. 예를 들어, 폴리펩티드 서열은 예를 들어 용해도, 저장, 생체 내 또는 선반 반감기 또는 안정성, 면역 원성 감소, 생체 내 지연 또는 제어 방출 등을 용이하게 하기 위해 분자에 접합될 수 있다. 다른 기능 또는 활성은 비 접합된 폴리펩티드 서열에 비해 독성을 감소시키는 접합체, 비 접합된 폴리펩티드 서열보다 더 효율적으로 일종의 세포 또는 기관을 타겟으로 하는 접합체, 또는 본 명세서에 기술된 병, 장애, 또는 질환(예를 들어, 암)과 연관된 원인 또는 효과를 추가로 상쇄시키는 약물을 포함한다. TIMP 폴리펩티드는 또한 크고 천천히 대사되는 거대 분자 예컨대 단백질; 다당류, 예컨대 세파로즈, 아가로오스, 셀룰로스, 또는 셀룰로즈 비드; 중합체성 아미노산, 예컨대 폴리글루타민산 또는 폴리라이신; 아미노산 공중합체; 불활성화된 바이러스 입자; 불활성화된 박테리아 독, 예컨대 디프테리아, 파상풍, 콜레라 또는 백혈구 분자로부터의 톡소이드; 불활성화된 박테리아; 및 수지상 세포에 접합될 수 있다. 이러한 접합된 형태는, 원한다면, 본 개시물의 폴리펩티드에 대한 항체를 생산하는 데 사용될 수 있다. 접합을 위한 추가적인 후보 성분 및 분자는 격리 또는 정제에 적합한 것을 포함한다. 특정 비제한적인 예는 비오틴(비오틴-아비딘 특이적 결합 쌍), 항체, 수용체, 리간드, 렉틴과 같은 결합 분자, 또는 예를 들어 플라스틱 또는 폴리스티렌 비드, 플레이트 또는 비드, 자기 비드, 테스트 스트립, 및 멤브레인을 포함하는 고체 지지체를 포함하는 분자를 포함한다. 양이온 교환 크로마토그래피와 같은 정제 방법을 사용하여 접합체를 다양한 분자량으로 효과적으로 분리시키는 전하 차이에 의해 접합체를 분리할 수 있다. 예를 들어, 양이온 교환 컬럼은 ~20mM 나트륨 아세테이트, pH ~4로 적재되고 세척된 다음에, 약 3 내지 5.5의 pH에서, 예를 들어 pH ~4.5에서 완충된 선형(0M ~ 0.5M) NaCl 구배로 용리될 수 있다. 양이온 교환 크로마토그래피에 의해 획득된 분획의 함량은 통상적인 방법, 예를 들어, 질량 분광법, SDS-PAGE, 또는 분자량에 의해 분자 실체를 분리하는 다른 공지된 방법을 사용하여 분자량으로 확인될 수 있다.

Fc - 융합 분자 : 특정 실시 예에서, 본 개시의 폴리펩티드 서열의 아미노- 또는 카복실-말단은 융합 접합체(또는 융합 분자)를 형성하기 위해 면역글로불린 Fc 영역(예를 들어, 인간 Fc)과 융합될 수 있다. Fc 융합 접합체는 생물 약제의 전신 반감기를 증가시키는 것으로 나타났으며, 따라서 생물 약제학적 제품은 덜 빈번한 투여를 필요로 할 수 있다. Fc는 혈관을 둘러싸고 있는 내피 세포에서 신생아 Fc 수용체 FcRn)에 결합하고, 결합 시에, Fc 융합 분자는 분해로부터 보호되고 혈액 순환에 다시 릴리스되어 혈액 순환을 오래 유지한다. 이러한 Fc 결합은 내인성 IgG가 긴 혈장 반감기를 유지하는 메커니즘으로 여겨진다. 보다 최근의 Fc 융합 기술은 종래의 Fc 융합 접합체와 비교하여 생물 약제의 약물 동태 및 약역학 특성을 최적화하기 위해 항체의 Fc 영역에 생물 약제의 단일 사본을 연결한다.

다른 변형 : 본 개시는 하나 이상의 특성을 개선하기 위해 TIMP 폴리펩티드의 현재 공지된 또는 향후 개발될 다른 변형의 사용을 고려한다. 본 개시의 폴리펩티드의 순환 반감기를 연장시키거나, 안정성을 증가시키거나, 클리어런스를 감소시키거나, 면역 원성 또는 알레르기성을 변경하는 하나의 그러한 방법은 폴리펩티드 서열의 특징을 변형시키기 위해 다른 분자에 연결된 하이드록시에틸 전분 유도체를 사용하는 헤 화에 의한 폴리펩티드 서열의 변형을 수반한다.

링커 : 링커와 그 사용은 위에서 설명되었다. 본 개시의 폴리펩티드 서열을 변형시키는 데 사용된 앞서 언급한 성분 및 분자 중 임의의 것은 링커를 통해 임의로 접합될 수 있다. 적합한 링커는 일반적으로 변형된 폴리펩티드 서열과 연결된 성분 및 분자 사이의 일부 운동을 허용하기에 충분한 길이인 "가요성 링커"를 포함한다. 링커 분자는 일반적으로 약 6-50 원자 길이이다. 링커 분자는 또한 예를 들어, 아릴 아세틸렌, 2-10 단량체 단위를 함유하는 에틸렌 글리콜 올리고머, 디아민, 이산, 아미노산, 또는 이들의 조합일 수 있다. 적합한 링커는 쉽게 선택될 수 있고, 1 아미노산(예를 들어, Gly), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 10-20, 20-30, 30-50, 또는 50개를 초과하는 아미노산과 같은 임의의 적합한 길이일 수 있다. 예시적인 가요성 링커는 글리신 중합체 (G)_n, 글리신-세린 중합체 (예를 들어, (GS)_n, GSGGS_n, GGGS_n, (G_mS_o)_n, (G_mS_oG_m)_n, (G_mS_oG_mS_oG_m)_n, (GSGGS_m)_n, (GSGS_mG)_n, 및 (GGGS_m)_n 및 이들의 조합(여기서 m 및 o는 각각 독립적으로 1 이상의 정수로부터 선택됨), 글리신-알라닌 중합체, 알라닌-세린 중합체, 및 다른 가요성 링커를 포함한다. 글리신 및 글리신-세린 중합체는 상대적으로 구조가 없으므로, 성분들 사이의 중성 테더 역할을 할 수 있다. 예시적인 가요성 링커는 GGSG, GGSGG, GSGSG, GSGGG, GGGSG, 및 GSSSG를 포함 하나, 이에 한정되지 않는다.

일부 예에서, 전신 TIMP 폴리펩티드 수준은 코딩 서열이 대상체에서 발현되기에 충분한 조건 하에서 핵산 코딩 서열을 대상체에 투여함으로써 증가된다. 바람직한 TIMP 폴리펩티드에 따라, 핵산 코딩 서열은 다양할 수 있다. 관심 대상인 핵산은 상기 제공된 TIMP 폴리펩티드를 인코딩하는 핵산을 포함한다. 관심 대상인 특정 핵산은 인간 TIMP2(NCBI 참조 서열 : NM_003255.4); 인간 TIMP1(NCBI 참조 서열 : NM_003254.2); 인간 TIMP3 (NCBI 참조 서열 : NM_000362.4), 및 인간 TIMP4(NCBI 참조 서열 : NM_003256.3)를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.

핵산 조성물은 관심 대상인 TIMP 폴리펩티드를 인코딩하는 개방된 판독 프레임을 갖는 DNA 서열, 즉 TIMP 코딩 서열을 포함하는 조성물을 의미하며, 적절한 조건 하에서, TIMP 폴리펩티드로서 발현될 수 있다. 또한, 이 용어에는 전술한 특정 핵산과 동족사슬, 실질적으로 유사한, 또는 동일한 핵산이 포함된다. 전술한 특정 핵산 조성물에 추가하여, 또한 서열의 동족체가 관심 대상이다. 특정 실시 예에서, 동족체들 사이의 서열 유사성은 20% 이상, 예컨대 25 % 이상이며, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70% 이상을 포함하고, 75%, 80%, 85%, 90%, 및 95% 이상을 포함한다. 서열 유사성은 보존된 모티프, 코딩 영역, 인접 영역 등과 같은, 보다 큰 서열의 서브 세트일 수 있는 기준 서열에 기초하여 계산된다. 기준 서열은 길이가 18nt 이상이거나, 예컨대 30nt일 수 있으며, 비교되는 전체 서열까지 연장될 수 있다. 서열 분석을 위한 알고리즘은 <Altschul et al. (1990), J. Mol. Biol. 215:403-10>(기본 설정, 즉 파라미터 w=4 및 T=17을 사용함)에 기술된 BLAST와 같이 본 기술 분야에 공지되어 있다. 특정 실시 예에서 특정 관심 대상은 전술한 특정 인간 TIMP1 내지 TIMP4 핵산과 실질적으로 동일한 길이의 핵산이며, 여기서 실질적으로 동일한 길이는 길이의 임의의 차이가 약 20%를 초과하지 않으며, 보통 약 10 숫자 %를 초과하지 않으며, 보다 일반적으로 약 5 숫자 %를 초과하지 않는다는 것을 의미하고; 핵산의 전체 길이에 걸쳐 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 그리고 99% 이상을 포함하는 임의의 서열에 대한 서열 동일성을 갖는다. 일부 실시 예에서, 핵산은 위의 특정 서열과 실질적으로 유사하거나 동일한 서열을 갖는다. 실질적으로 유사하다는 것은 서열 동일성이 60% 이상, 예컨대 75% 이상, 그리고 80, 85, 90, 또는 심지어 95% 이상을 포함함을 의미한다. 관심 대상인 핵산은 또한, 전술한 핵산에 의해 인코딩되는 단백질을 인코딩하는 핵산을 포함하지만, 유전 코드의 축퇴로 인해 전술한 핵산과 서열이 상이하다.

본 명세서에 기술된 바와 같은 핵산은 벡터로 나타내어질 수 있다. 다양한 벡터(예를 들어, 바이러스 벡터, 세균 벡터, 또는 진핵 및 원핵 숙주에서 복제할 수 있는 벡터)가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 진핵 및 원핵 숙주에서 복제할 수 있는 수많은 벡터가 본 기술 분야에 공지되어 있으며 상업적으로 이용 가능하다. 일부 예에서, 본 발명에 따라 사용되는 그러한 벡터는 박테리아 복제 기점 및 관심 대상인 DNA에 동작 가능하게 연결된 진핵 세포 프로모터로 구성된다.

본 발명에 따라 사용되는 바이러스 벡터는 본 발명에 따라 바이러스 복제 결함을 일으키고 관심 대상인 재조합 유전자를 발현하도록 유전적으로 변경된 자연 발생 바이러스로부터 유래된 바이러스 입자로 구성될 수 있다. 일단 바이러스가 세포에 유전 물질을 전달하면, 추가적인 전염성 바이러스를 생성하지는 않지만, 외인성 재조합 유전자를 세포, 바람직하게는 세포의 게놈에 도입한다. 예를 들어, 레트로 바이러스, 아데노 바이러스, 아데노 관련 바이러스, 단순 포유류 바이러스(herpes simplex virus, HSV), 사이토메갈로 바이러스(cytomegalovirus, CMV), 백시니아, 및 폴리오 바이러스 벡터를 포함하는 수많은 바이러스 벡터가 본 기술 분야에 잘 공지되어 있다.

관심 대상인 DNA는 비 바이러스 벡터, 예를 들어 DNA- 또는 RNA-리포솜 복합체 제제를 사용하여 투여될 수 있다. 이러한 복합체는 유전 물질(DNA 또는 RNA)에 결합하는 지질의 혼합물을 포함하여, 유전 물질이 세포 내로 전달되도록 하는 소수성 코팅을 제공한다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 리포솜은 DOPE(디올레일 포스파티딜 에탄올 아민), CUDMEDA(N-(5-콜레스텀-3-베타-올 3-우레타닐)-N', N'-디메틸에틸렌 디아민)를 포함한다. 관심 대상인 DNA가 리포솜을 사용하여 도입되는 경우, 일부 예에서, DNA에 대한 최적 값: 변형될 특정 세포의 유형에 대한 세포 사멸 및 형질 전환 효율의 함수로서 DNA 및 지질의 지질 비율 및 절대 농도를 생체 내에서 최초로 결정한다. 그 다음에, 이 값은 생체 내 변형에 사용되거나 외삽될 수 있다. 이들 값의 시험 관내 결정은 본 기술 분야에 잘 공지된 기술을 사용하여 용이하게 이행될 수 있다.

다른 비 바이러스 벡터도 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이들은 숙주 세포의 생물학적 특성을 변경하기 위한 목적으로 숙주 세포로의 전달을 용이하게 하는 담체 분자(예를 들어, 항체 또는 수용체 리간드)에 커플링된 DNA 또는 RNA의 화학적 제제를 포함한다. "화학적 제제"라는 용어는 핵산 화합물의 단백질 또는 지질 또는 이의 유도체와 같은 담체 분자에 커플링을 허용하는 핵산의 변형을 의미한다. 예시적인 단백질 담체 분자는 타겟으로 하는 분비선 또는 수용체 리간드의 세포, 즉 타겟으로 하는 분비선의 세포와 연관된 수용체와 상호 작용할 수 있는 분자에 특이적인 항체를 포함한다.

DNA 구성물은 타겟 세포 내에서 관심 대상인 DNA, 예컨대 강한 진핵 세포 프로모터의 발현을 용이하게 하기 위한 프로모터를 포함할 수 있다. 예시적인 진핵 세포 프로모터는 사이토메갈로 바이러스(CMV), 마우스 유방 종양 바이러스(mouse mammary tumor virus, MMTV), 라우스 육종 바이러스(Rous sarcoma virus, RSV) 및 아데노 바이러스로부터의 프로모터를 포함한다. 보다 구체적으로, 예시적인 프로모터는 인간 CMV의 즉각적인 초기 유전자로부터의 프로모터(Boshart et al., Cell 41:521-530, 1985) 및 RSV의 긴 말단 반복(long terminal repeat, LTR)으로부터의 프로모터(Gorman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:6777-6781, 1982)를 포함한다.

TIMP 폴리펩티드의 투여 대신에, 예를 들어 전술한 바와 같이, 대상체에서의 전신 TIMP 활성제의 수준은 생체 내에서 TIMP 폴리펩티드의 내인성 생산 및/또는 방출을 자극함으로써 향상될 수 있다.

TIMP 활성의 강화제도 관심 대상이다. TIMP 강화제는 치료되는 대상체에 존재하는 내인성 TIMP 폴리펩티드의 바람직한 TIMP 활성을 증가시키는 제제 또는 제제의 조합을 의미한다. 증가의 크기는 달라질 수 있으며, 일부 예에서, 증가의 크기는 (적절한 대조군과 비교하여) 10배 이상, 예를 들어 15배 이상, 20배 이상, 25배 이상을 포함하여, 5배 이상과 같이, 2배 이상이다. 관심 대상인 TIMP 강화제는 예를 들어, TIMP 폴리펩티드와 바람직한 타겟 사이의 결합 상호 작용을 향상시킴으로써; 내재적 풀의 생체 이용률을 증가시킴으로써, 예를 들어, 바람직하지 않은 경쟁적 결합 타겟 등을 격리시킴으로써 증가시킴으로써, 다양한 상이한 메커니즘을 통해 작용할 수다.

또 다른 실시 예에서, 제제는 바람직한 TIMP 활성을 나타내는 작은 분자 제제이다. 관심 대상인 자연 발생 또는 합성 저분자 화합물은 유기 분자, 예를 들어 분자량이 50을 초과하고 약 2,500달톤 미만인 소형 유기 화합물과 같은 수많은 화학적 부류를 포함한다. 후보 제제는 단백질과의 구조적 상호 작용, 특히 수소 결합을 위한 작용기를 포함하고, 통상적으로 적어도 아민, 카르보닐, 히드록실, 또는 카르복실기, 바람직하게는 기능성 화학기 중 2개 이상을 포함한다. 후보 제제는 사이클릭 탄소 또는 헤테로사이클릭 구조 및/또는 위의 작용기 중 하나 이상으로 치환된 방향족 또는 폴리아로마틱 구조를 포함할 수 있다. 후보 제제는 또한 펩티드, 사카라이드, 지방산, 스테로이드, 퓨린, 피리미딘, 유도체, 구조적 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하는 생체 분자 중에서 발견된다. 이러한 분자는 다른 방법들 중에서, 하기 기술된 스크리닝 프로토콜을 이용함으로써 확인될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에서, 활성 제제(들)는 바람직한 활성을 초래할 수 있는 임의의 편리한 투여 프로토콜을 사용하여 성인 포유동물에게 투여될 수 있다. 따라서, 제제는 치료학적 투여를 위해 다양한 제제, 예를 들어 약제학적으로 허용되는 비히클(vehicle)에 혼입될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 제제는 적절한 약제학적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제의 조합에 의해 약제학적 조성물로 제조될 수 있고, 정제, 캡슐, 분말, 과립, 연고(예를 들어, 피부 크림), 용액, 좌약, 주사제, 흡입제, 및 에어로졸과 같은 고체, 반고체, 액체, 또는 기체 형태의 제제로 제조될 수 있다. 따라서, 제제의 투여는 경구, 협측, 직장, 비경구, 복강 내, 피내, 경피, 기관 내 등의 투여를 포함하는 다양한 방법으로 달성될 수 있다.

약제학적 투여 형태에서, 제제는 약제학적으로 허용되는 염의 형태로 투여될 수 있거나, 또는 이들은 또한 단독으로 또는 다른 약제학적 활성 화합물과 조합하여, 적절히 연합하여 사용될 수 있다. 다음의 방법 및 부형제는 단지 예시적인 것이며 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다.

경구 제제의 경우, 제제는 단독으로 또는 정제, 분말, 과립, 또는 캡슐을 만들기 위해 적절한 첨가제와, 예를 들어 종래의 첨가제, 예컨대 락토스, 만니톨, 옥수수 전분 또는 감자 전분과; 결합제, 예컨대 결정 셀룰로오스, 셀룰로스 유도체, 아카시아, 옥수수 전분 또는 젤라틴과; 옥수수 전분, 감자 전분 또는 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 붕해제와; 윤활제, 예컨대 탈크 또는 마그네슘 스테아레이트와; 그리고 원한다면, 희석제, 완충제, 습윤제, 방부제, 및 향료와 조합하여 사용될 수 있다.

제제는 식물성 또는 다른 유사한 오일, 합성 지방산 글리세이드, 고급 지방산 또는 프로필렌 글리콜의 에스테르와 같은 수용성 또는 비수용성 용매에 용해, 현탁, 또는 유화시킴으로써; 그리고 원한다면, 종래의 첨가제, 예컨대 가용화제, 등장제, 현탁제, 유화제, 안정화제, 및 방부제를 이용하여 주사 제제로 제제화될 수 있다.

제제는 에어로졸 제제에서 사용되어 흡입을 통해 투여될 수 있다. 본 발명의 화합물은 디클로로디플루오로메탄, 프로판, 질소 등과 같은 가압된 허용 가능한 추진제로 제제화될 수 있다.

또한, 제제는 유화베이스 또는 수용성 베이스와 같은 다양한 염기와 혼합함으로써 좌약으로 제조될 수 있다. 본 발명의 화합물은 좌약을 통해 직장으로 투여될 수 있다. 좌약은 코코아 버터, 카보왁스, 및 폴리에틸렌 글리콜과 같은 비히클을 포함할 수 있으며, 체온에서 용융되지만 실온에서 고형화된다.

시럽, 엘릭서, 및 현탁제과 같은 경구 또는 직장 투여용 단위 투약 형태가 제공될 수 있으며, 여기서 찻숟가락, 숟가락, 정제, 또는 좌약과 같은 각각 투약 단위는 하나 이상의 억제제를 함유하는 조성물의 미리 결정된 양을 함유한다. 유사하게, 주사 또는 정맥 내 투여용 단위 투여 형태는 멸균수, 생리 식염수, 또는 다른 약학 적으로 허용 가능한 담체의 용액으로서 조성물 내의 억제제(들)를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "단위 투약 형태"라는 용어는 인간 및 동물 대상체를 위한 단일 투여량으로 적합한 물리적으로 분리된 단위를 지칭하며, 각각의 단위는 약제학적으로 허용되는 희석제, 담체, 또는 비히클과 관련하여 원하는 효과를 생성하기에 충분한 양으로 계산된 미리 결정된 양의 본 발명의 화합물을 함유한다. 본 발명의 신규한 단위 투여 형태에 대한 명세는 이용된 특정 화합물 및 달성될 효과, 및 숙주에서 각각의 화합물과 연관된 약역학에 의존한다.

비히클, 보조제, 담체, 또는 희석제와 같은 약제학적으로 허용 가능한 부형제는 대중에게 용이하게 이용 가능하다. 또한, pH 조절 및 완충제, 등장성 조절제, 안정제, 습윤제 등과 같은 약제학적으로 허용 가능한 보조 물질은 대중에게 쉽게 이용 가능하다.

제제가 폴리펩티드, 폴리뉴클레오타이드, 유사체, 또는 그 유사 사슬 경우, 바이러스 감염, 미량 주사, 또는 소포의 융합을 포함하는 임의의 경로에 의해 조직 또는 숙주 세포에 도입될 수 있다. 제트 주사는 또한 <Furth et al., Anal Biochem. (1992) 205:365-368>에 의해 기술된 바와 같이 근육 내 투여에 사용될 수 있다. (1992) 205:365-368. DNA는 금 미립자에 코팅될 수 있으며, 문헌(예를 들어, <Tang et al., Nature (1992) 356:152-154> 참조)에 기술된 바와 같이 입자 폭격 디바이스 또는 "유전자 총"에 의해 피내로 전달될 수 있고, 여기서 금 마이크로 발사체가 DNA로 코팅된 다음 피부 세포에 충돌한다. 핵산 치료제의 경우, 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 바이러스 및 비 바이러스 벡터 시스템을 포함하여 다수의 상이한 전달 비히클이 사용된다.

본 기술 분야의 통상의 기술자는 투여량 수준이 특정 화합물, 전달 비히클의 성질 등의 함수로 다양할 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 주어진 화합물에 대한 바람직한 투여량은 다양한 수단에 의해 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

유효량의 활성제가 성인 포유동물에 투여되는 실시 예에서, 양 또는 투여량은 장애의 감소, 예를 들어 성인 포유동물의 인지 기능 저하 및/또는 인지 기능 개선을 입증하기 위해, 1주 이상, 그리고 2주 이상, 예컨대 3주 이상, 4주 이상, 8주 이상 등과 같이 적합한 시간의 기간 동안 투여되는 경우 효과적인 투여량이다. 예를 들어, 유효 투여량은 적어도 약 1주, 약 2주 이상, 최대 약 3주, 4주, 8주 이상과 같이 적절한 시간의 기간 동안 투여되는 경우, 자연 노화 또는 노화와 연관된 장애를 앓는 환자의 인지 기능 저하를 약 20% 이상, 예를 들어 30% 이상, 40% 이상, 또는 50% 이상, 일부 경우에는 60% 이상, 70% 이상, 또는 80% 이상, 90% 이상 늦출, 예를 들어 중지시킬 것이다. 일부 경우, 활성제의 유효량 또는 투여량은 병 상태의 진행을 늦추거나 중지시킬 뿐만 아니라 질환의 역전을 유도할 것이다, 즉 인지 능력의 개선을 초래할 것이다. 예를 들어, 일부 경우에서, 유효량은 적합한 시가의 기간, 보통 적어도 약 1주, 약 2주, 최대 약 3주, 4주, 8주 이상 동안 투여되는 경우, 혈액 제제의 투여 전의 인지 능력에 비해, 노화와 연관된 인지 장애를 앓는 개인의 인지 능력을 예를 들어, 1.5배, 2배, 3배, 4배, 5배, 일부 경우에는 6배, 7배, 8배, 9배, 또는 10배 이상 개선시킬 양이다.

원하는 경우, 치료의 효과는 임의의 편리한 프로토콜을 사용하여 평가될 수 있다. 주의력과 집중력, 복잡한 작업과 개념을 배우는 능력, 기억, 정보 처리, 시각 공간 기능, 언어를 생산하고 이해하는 능력, 문제를 해결하고 의사 결정을 내리는 능력, 인지 능력을 측정하기 위한 인지 테스트와 IQ 테스트 실행 기능을 수행하는 능력은 본 기술 분야에 잘 공지되어 있으며, 예를 들어 유효량이 투여되었음을 확인하기 위해, 그 중 어느 것이 대상 혈액 제제로 치료하기 전 및/또는 치료 중과 치료 후에 개인의 인지 능력을 측정하는 데 사용될 수 있다. 이는 예를 들어 일반 진료의 평가(General Practitioner Assessment of Cognition, GPCOG) 테스트, 기억 상실 스크린, 미니 정신 상태 검사(Mini Mental State Examination, MMSE), 기억에 대한 캘리포니아 언어 학습 테스트 Second Edition Short Form, Delis-Kaplan 실행 기능 시스템 테스트, 알츠하이머병 평가 척도(Alzheimer's Disease Assessment Scale, ADAS-Cog), 정신병학 평가 척도(Psychogeriatric Assessment Scale, PAS) 등을 포함한다. 기능적 뇌 기능 개선의 진행은 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 또는 양전자 방출 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 등과 같은 뇌 영상 기술에 의해 검출될 수 있다. 일상생활, 실행 기능, 이동성 등의 활성을 모니터링하기 위해 폭넓은 범위의 추가 기능 평가가 적용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 방법은 인지 능력을 측정하고, 혈액 제제가 투여되기 전에 개인의 인지 능력과 비교하여 감소된 인지 기능 저하의 속도, 인지 능력의 안정화, 및/또는 혈액 제제 투여 후 인지 능력의 증가를 검출하는 단계를 포함한다. 이러한 측정은 혈액 제제의 투여 후 1주일 이상, 예를 들어 1주, 2주, 3주, 또는 그 이상, 예를 들어 4주, 6주, 또는 8주 이상, 예를 들어 3개월, 4개월, 5개월, 또는 6개월 이상 이루어질 수 있다.

생화학적으로, 활성제의 "유효량" 또는 "유효 투여량"은 자연 노화 과정 또는 노화와 연관된 장애의 진행 중에 발생하는 시냅스 가소성 및 시냅스의 감소를 약 20% 이상, 예를 들어 30% 이상, 40% 이상, 또는 50% 이상, 일부 경우에는 60%이상, 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상, 일부 경우에는 약 100%로 저해, 대항, 감소, 축조, 또는 억제할, 즉 무시할 수 있는 양으로, 어떤 경우에는 역전시킬, 활성제의 양을 의미한다. 다시 말해, 본 발명의 방법에 따라 치료된 성인 포유동물에 존재하는 세포는 시냅스의 형성 및 유지를 촉진시키는 큐(cues), 예를 들어 활성 큐에 보다 반응성이 있게 될 것이다.

예를 들어 전술한 바와 같은 본 발명의 방법의 수행은 장기간의 향상의 유도로서 시험관 내 및 생체 내 양자 모두에서 관찰된 시냅스 가소성의 개선으로서 나타낼 수 있다. 예를 들어, 신경 회로에서 LTP의 유도는 예를 들어 깨어있는 개인에 대한 비 침습성 자극 기술을 수행하여 국소화된 신경 활성에서 LTP와 같이 오래 지속되는 변화를 유도함으로써 (Cooke SF, Bliss TV (2006) Plasticity in the human central nervous system. Brain. 129(Pt 7):1659-73); 가소성과 개인의 증가된 신경 회로 활성을 맵핑시킴으로써, 예를 들어 양전자 방출 단층 촬영, 기능적 자기 공명 영상, 및/또는 경 두개 자기 자극을 사용함으로써 (Cramer and Bastings, "Mapping clinically relevant plasticity after stroke," Neuropharmacology (2000)39:842-51); 그리고 예를 들어 검색과 관련된 뇌 활성을 분석하여 학습 후에 신경 가소성, 즉 기억의 개선을 검출함으로써 (Buchmann et al., "Prion protein M129V polymorphism affects retrieval-related brain activity," Neuropsychologia. (2008) 46:2389-402), 또는 예를 들어 익숙하고 익숙하지 않은 물체의 반복적인 프라이밍 후에 기능적 자기 공명 영상(functional magnetic resonance imaging, fMRI)에 의한 뇌 조직을 이미징함으로써 (Soldan et al., "Global familiarity of visual stimuli affects repetition-related neural plasticity but not repetition priming," Neuroimage. (2008) 39:515-26; Soldan et al., "Aging does not affect brain patterns of repetition effects associated with perceptual priming of novel objects," J. Cogn. Neurosci. (2008) 20:1762-76) 깨어있는 개인에게서 관찰될 수 있다. 일부 실시 예에서, 방법은 시냅스 가소성을 측정하고, 혈액 제제가 투여되기 전에 개인의 시냅스 가소성과 비교하여 혈액 제제의 투여 후에 시냅스 가소성의 손실의 감소된 속도, 시냅스 가소성의 안정화, 및/또는 시냅스 가소성의 증가를 검출하는 단계를 포함한다. 이러한 측정은 혈액 제제의 투여 후 1주일 이상, 예를 들어 1주, 2주, 3주, 또는 그 이상, 예를 들어 4주, 6주, 또는 8주 이상, 예를 들어 3개월, 4개월, 5개월, 또는 6개월 이상 이루어질 수 있다.

일부 예에서, 방법은 적합한 대조군 예를 들어, (하기의 실험 섹션에서 기술된 바와 같은) 적합한 대조군과 비교하여, 숙주의 하나 이상의 조직에서 하나 이상의 유전자의 발현 수준의 변화를 초래한다. 주어진 유전자의 발현 수준의 변화는 0.5배 이상, 예컨대 1.0배 이상, 1.5배 이상일 수 있다. 조직은 다양할 수 있으며, 일부 경우에는 신경계 조직, 예를 들어 뇌 조직, 예를 들어 해마 조직을 포함하는 중추 신경계 조직이다. 일부 예에서, 해마 유전자 발현의 조절은 예를 들어 적합한 대조군과 비교하여 향상된 해마 가소성으로서 나타난다. 일부 예에서, 그 발현이 조절된, 예를 들어 향상된 하나 이상의 유전자는 가소성 관련 신호 전달 경로의 구성원인 제제(즉, 시냅스 가소성 조절 유전자), 예를 들어 Tlr4, Gria1, Kcnj10, Kdr, Ncam, Sdfr1, Egr1, Fos 단백질, 예를 들어 c-Fos, Drd1a, Stxbp1, Mef2c, Cntn2, Junb, Bdnf 및 CamK2a 등을 인코딩하는 유전자이다. 일부 예에서, 해마 유전자 발현의 조절은 예를 들어 적합한 대조군과 비교하여 향상된 해마 가소성으로서 나타난다. 일부 예에서, 그 발현이 조절된, 예를 들어 향상된 하나 이상의 유전자는 이에 제한되지는 않으나 RELN, NTRK3, EPHA4 등과 같은 시냅스 가소성 및 학습 및 기억과 관련된 네트워크의 구성원인 제제를 인코딩하는 유전자이다.

일부 예에서, 치료는 적합한 대조군 예를 들어, (하기의 실험 섹션에서 기술된 바와 같은) 적합한 대조군과 비교하여, 숙주의 하나 이상의 조직에서 하나 이상의 단백질의 발현 수준의 향상을 초래한다. 주어진 단백질의 단백질 수준의 변화는 0.5배 이상, 예컨대 1.0배 이상, 1.5배 이상일 수 있으며, 여기서 일부 예에서, 그 수준은 건강한 야생형 수준의 수준, 예를 들어 건강한 야생형 수준의 50% 이내, 예컨대 25% 이하, 10% 이하, 예를 들어 5% 이하에 접근할 수 있다. 조직은 다양할 수 있으며, 일부 경우에는 신경계 조직, 예를 들어 뇌 조직, 예를 들어 해마 조직을 포함하는 중추 신경계 조직이다.

일부 예에서, 방법은 하나 이상의 조직에서 하나 이상의 구조적 변화를 초래한다. 조직은 다양할 수 있으며, 일부 경우에는 신경계 조직, 예를 들어 뇌 조직, 예를 들어 해마 조직을 포함하는 중추 신경계 조직이다. 관심 대상의 구조적 변화는 예를 들어 적절한 대조군과 비교하여 해마의 치아 이합체(dentate gyrus, DG)에서 성숙한 신경 세포의 돌기 척추 밀도의 증가를 포함한다. 일부 예에서, 해마 구조의 조절은 예를 들어 적합한 대조군과 비교하여 향상된 시냅스 형성 또는 기능으로서 나타난다. 일부 예에서, 방법은 예를 들어 적합한 대조군과 비교하여 장기간 강화의 향상을 초래할 수 있다.

일부 예에서, 예를 들어 전술한 바와 같은 방법의 실시는 성인 포유동물에서 신경 발생의 증가를 초래한다. 증가는 예를 들어 아래의 실험 섹션에서 기술된 바와 같이 다양한 상이한 방식으로 식별될 수 있다. 일부 예에서, 신경 발생의 증가는 Dcx 양성 미성숙 뉴런의 양을 증가시키는 것으로 나타나는데, 여기서 예를 들어 증가는 1.5배 이상일 수 있다. 일부 예에서, 신경 발생의 증가는 BrdU/NeuN 양성 세포의 수의 증가로서 나타나는데, 여기서 증가는 1.5배 이상일 수 있다.

일부 예에서, 방법은 예를 들어 적합한 대조군과 비교하여 학습 및 기억의 향상을 초래한다. 학습 및 기억의 향상은 아래의 실험 섹션에서 기술된 문맥 공포 컨디셔닝, Barnes 미로, 및/또는 방사형 암수 미로(radial arm water maze, RAWM) 패러다임과 같은 다수의 상이한 방식으로 평가될 수 있다. 문맥 공포 컨디셔닝에 의해 측정되는 경우, 치료는 일부 경우에 문맥에서 멈추는 것을 증가시키지만 기억 검사에는 단서를 주지 않는다. Barnes 미로에 의해 측정되는 경우, 치료는 일부 경우에 임의의 작업일에 작업의 테스트 단계 중에 탈출 구멍 위치에 대한 향상된 학습 및 기억을 초래한다. RAWM에 의해 측정되는 경우, 치료는 일부 경우에 작업의 테스트 단계 중에 플랫폼 위치에 대해 향상된 학습 및 기억을 초래한다. 일부 예에서, 치료는 적합한 대조군과 비교하여 해마 의존성 학습 및 기억에서 인지 기능이 향상된 것으로 나타났다.

일부 실시 예에서, 방법은 노화와 연관된 인지 장애를 치료하기에 적합한 활성을 갖는 활성제와 함께 수행될 수 있다. 예를 들어, 많은 활성제, 예를 들어 콜린에스테라아제 억제제(예를 들어, Donepezil, Rivastigmine, Galantamine, Tacrine), Memantine이 알츠하이머병의 인지 증상(예를 들어, 기억 상실, 혼란, 사고 및 추론과 관련된 문제)을 치료하는 데 효능이 있음이 입증되었다. 또 다른 예로서 많은 제제, 예를 들어 시탈프램(Celexa), 플루옥세틴(Proxac), 파록신(Paxil), 세르트랄린(Zoloft), 트라조돈(Desyrel), 로라제팜(Ativan), 옥사제팜(Serax), 아리피프라졸(Abilify), 클로자핀(Clozaril), 할로페리돌(Haldol), 올란자핀(Zyprexa), 케티아핀(Seroquel), 리스페리돈(Risperdal), 및 지프라시돈(Geodon)이 알츠하이머병의 행동 또는 정신병 증상을 치료하는 데 일부 효능이 있는 것으로 나타났다.

일부 예에서, 방법은 하나 이상의 추가의 비 TIMP 폴리펩티드 활성제와 함께 실시되며, 여기서 그러한 비 TIMP 폴리펩티드 활성제는 예를 들어 전술한 바와 같은 바람직한 항 노화와 연관된 조건 활성을 나타낸다. 이러한 비 TIMP 폴리펩티드 활성제의 예는 다음을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다: 케모카인(C-C 모티프) 리간드 2(CCL2) (즉, MCP1) 및 C-C 모티프 케모카인 11(즉, 화학 주성 단백질 또는 에오탁신-1) 및 (예를 들어 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된, 공개된 출원 제20130040844호에 기술된 바와 같은) 작용약/모방체; 과립구-대식세포 콜로니-자극 인자(Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)(즉, 콜로니 자극 인자 2 또는 CSF2) 등. 그러한 예에서, 활성제는 TIMP 활성제와 관련하여 상기 논의된 유형의 제제, 예를 들어, 폴리펩티드 및 모방체/그 단편, 소분자, 핵산, 강화제 등을 포함하는 임의의 유형의 편리한 활성제일 수 있다.

대상 방법의 일부 양태에서, 방법은 예를 들어 본 명세서에 기술된 방법 또는 본 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여 치료 후 인지 및/또는 시냅스 가소성을 측정하고, 인지 기능 감소 또는 시냅스 가소성의 손실의 속도가 감소되었고 및/또는 인지 능력 또는 시냅스 가소성이 개개인에게 개선되었음을 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 그러한 예에서, 결정은 이전에, 예를 들어 2주 전에, 1개월 전에, 2개월 전에, 3개월 전에, 6개월 전에, 1년 전에, 2년 전에, 5개월 전에, 또는 10년 전이, 또는 더 전에 동일한 개인에게 수행된 테스트의 결과에 인지 또는 시냅스 가소성 테스트의 결과를 비교함으로써 이루어진다.

일부 실시 예에서, 대상 방법은 대상 혈장 함유 혈액 제제를 투여하기 전에, 인지 및 시냅스 가소성을 측정하기 위해, 예를 들어 본 명세서에 기술된 방법 또는 본 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여 인지 장애를 갖는 개인을 진단하는 단계를 더 포함한다. 일부 예에서, 진단은 인지 및/또는 시냅스 가소성을 측정하고, 인지 또는 시냅스 가소성 테스트의 결과를 하나 이상의 기준, 예를 들어 양성 대조군 및/또는 음성 대조군과 비교하는 것을 포함할 것이다. 예를 들어, 기준은 노화와 연관된 인지 장애를 경험하거나(즉 양성 대조군) 노화와 연관된 인지 장애를 경험하지 않은(즉, 음성 대조군) 한 명 이상의 나이가 일치하는 개인에 의해 수행된 테스트의 결과(들)일 수 있다. 다른 예로서, 기준은 이전에, 예를 들어 2주 전에, 1개월 전에, 2개월 전에, 3개월 저에, 6개월 전에, 1년 전에, 2년 전에, 5년 전에, 또는 10년 전에, 또는 더 전에 동일한 개인에 의해 수행된 테스트의 결과(들)일 수 있다.

일부 실시 예에서, 대상 방법은 노화와 연관된 장애, 예를 들어 알츠하이머병, 파킨슨병, 전두 측두엽 치매, 진행성 핵상성 마비, 헌팅턴 병, 근위축성 측삭 경화증, 척수성 근위축증, 다발성 경화증, 다계통 위축, 녹내장, 운동 실조증, 근이영양증, 치매 등을 갖는 것으로 개인을 진단하는 단계를 더 포함한다. 이러한 노화와 연관된 장애를 진단하는 방법은 본 기술 분야에 잘 공지되어 있으며, 개인을 진단하는 통상의 기술자에 의해 이들 중 임의의 방법이 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 대상 방법은 노화와 연관된 장애 및 인지 장애 양자 모두를 갖는 것으로 개인을 진단하는 단계를 더 포함한다.

활용

대상 방법은 예방, 노화와 연관된 장애 및 이와 연관된 질환, 예컨대 개인의 인지 능력의 장애를 치료하는 데 사용된다. 노화와 연관된 인지 장애를 앓는 또는 노화와 연관된 인지 장애가 발생할 위험이 있는 개인은 약 50세 이상, 예를 들어 60세 이상, 70세 이상, 80세 이상, 90세 이상, 그리고 보통 100세 이하의, 즉 약 50세 내지 100세 사이, 예를 들어 50세, 55세, 60세, 65세, 70세, 75세, 80세, 85세, 90세, 95세, 또는 약 100세이고, 자연 노화 과정과 연관된 인지 장애, 예를 들어 경도 인지 장애(mild cognitive impairment, M.C.I.)를 앓는 개인; 및 약 50세 이상, 예를 들어 60세 이상, 70세 이상, 80세 이상, 90세 이상, 그리고 보통 100세 이하, 즉 야 50세 내지 90세 사이, 예를 들어 50세, 55세, 60세, 65세, 70세, 75세, 80세, 85세, 90세, 95세, 또는 약 100세의, 아직 인지 장애의 증상을 보이기 시작하지 않은 개인을 포함한다. 자연 노화로 인한 인지 장애의 예는 다음을 포함한다:

경도 인지 장애(M.C.I.)는 전반적인 정신 기능과 일상 생활에 장애를 주지 않으면서 시간이 지남에 따라 악화되는, 계획을 수립하고, 지시를 따르고, 의사 결정을 내리는 등의 기억이나 다른 정신 기능에 문제가 있음을 나타내는 그다지 대단하지 않은 인지 분열이다. 따라서, 비록 자연 노화 과정에서 현저한 신경 세포 사멸이 통상적으로 발생하지는 않지만, 노화된 뇌의 신경 세포는 구조, 시냅스 무결성, 및 시냅스에서의 분자 처리에 있어 준 치명적인 나이관련 변경에 취약하며, 이들 모두는 인지 기능을 손상시킨다.

예를 들어 본 명세서에서 개시된 방법에 의해 본 대상의 혈장 함유 혈액 제제를 이용한 치료로 혜택을 받을 노화와 연관된 인지 장애를 앓거나 노화와 연관된 인지 장애가 발생할 위험이 있는 개인은 또한 노화와 연관된 장애로 인한 인지 장애를 앓는 임의의 나이의 개인; 및 통상적으로 인지 장애가 수반되는 노화와 연관된 장애를 갖는 것으로 진단을 받았으며, 아직 인지 장애의 증상을 보이기 시작하지 않은 임의의 나이의 개인이다. 이러한 노화와 연관된 장애의 예는 다음을 포함한다:

알츠하이머병(AD). 알츠하이머병은 대뇌피질과 뇌하수체에 있는 과도한 수의 노인성 반점과 연관된 인지 기능의 점진적이고 멈출 수 없는 손실이며, 이는 또한 tau 단백질로 구성된 -아밀로이드와 신경 섬유 얽힘을 포함한다. 일반적인 형태는 나이가 60세를 초과하는 사람에게 영향을 미치며, 나이가 높아짐에 따라 발생률이 증가한다. 그것은 노인의 치매의 65%를 넘게 차지한다.

알츠하이머병의 원인은 알려져 있지 않다. 이 질병은 약 15 내지 20%의 경우에 가족 내력이 있다. 나머지, 소위 산발적인 경우에는 몇 가지 유전적 요인이 있다. 이 병은 대부분의 조기 발생 및 일부 늦은 발생의 경우에는 상 염색체의 지배적인 유전 패턴을 가지지만, 후기 침투의 경우에는 다양하다. 환경적인 요인이 적극적인 조사의 초점이다.

병의 과정에서, 시냅스와 궁극적으로 신경 세포는 대뇌피질, 해마, 및 대뇌피질 구조 (Meynert의 핵 바살리즈(basalis)의 선택적 세포 손실 포함), 좌골 뼈, 및 핵 해부 배동맥에서 손실된다. 대뇌 포도당 사용 및 재관류는 뇌의 일부 영역(조기 병기의 벽등과 측두 피질, 후기 병기의 전두엽 피질)에서 감소된다. 신경염 또는 노인 플라크(신경 돌기, 성상 교세포, 아밀로이드 코어 주변의 신경아 교세포로 구성) 및 신경 섬유 엉킴(쌍을 이루는 나선형 필라멘트로 구성)은 알츠하이머병의 발생 기전에 중요한 역할을 한다. 노인성 반점과 신경 섬유 얽힘은 정상적인 노화와 함께 발생하지만, 알츠하이머병을 지닌 사람에게서 훨씬 더 많이 발생한다.

파킨슨병. 파킨슨병(PD)은 느리고 감소된 운동, 근육 강직, 안정시떨림, 및 자세 불안정성을 특징으로 하는 특발성, 느린 진행성, 퇴행성 CNS 장애이다. 원래 주로 운동 장애로 간주되는 PD는 인지, 행동, 수면, 자율 기능, 및 감각 기능에도 영향을 미치는 것으로 인식되고 있다. 가장 흔한 인지 장애는 주의와 집중, 작업 기억, 실행 기능, 언어 생성, 및 시각 공간 기능에서의 장애를 포함한다.

1차 파킨슨병에서, 흑색질, 좌선, 및 다른 뇌간 도파민 세포 그룹의 색소 뉴런이 손실된다. 그 원인은 알려져 있지 않다. 꼬리 핵 및 내과피에 투사되는 흑질 신경 세포의 손실은 이 부위에서 신경 전달 물질인 도파민을 고갈시키는 결과를 낳는다. 발생은 일반적으로 40세 이후로, 노년층에서 발생률이 증가한다.

2차 파킨슨증은 다른 특발성 퇴행성 병, 약, 또는 외인성 독소로 인해 기저핵에서 도파민의 작용을 상실하거나 방해함으로써 생긴다. 2차 파킨슨증의 가장 흔한 원인은 도파민 수용체를 차단하여 파킨슨증을 유발하는 항 정신병 약이나 레서핀의 섭취이다. 덜 일반적인 원인은 일산화탄소 또는 망간 중독, 수두증, 구조적 병변(종양, 중뇌 또는 기초 신경절에 영향을 미치는 경색), 경막하 혈종, 및 타박상 변성을 포함한 퇴행성 질환을 포함한다.

전두측두엽 치매. 전두측두엽 치매(frontotemporal dementia, FTD)는 뇌의 전두엽이 점차적으로 악화되는 것으로부터 기인한 질환이다. 시간이 지남에 따라, 퇴행성 변화가 측두엽으로 진행될 수 있다. 유행하는 알츠하이머병(AD) 다음으로 FTD는 치매 전 치매의 20%를 차지한다. 증상은 영향을 받는 전두엽과 측두엽의 기능에 기초하여 세 그룹으로 분류된다: 행동 변형 FTD(behavioural variant FTD, bvFTD)는 증상으로 한편으로는 무기력과 무의식을 포함하고 다른 한편으로는 억제를 포함한다; 조음 난이도, 음운 및/또는 통사론 오류로 인한 언어 유창성의 쇠약이 관찰되지만 단어 이해력은 보존되는 진행성 비유발성 실어증(progressive nonfluent aphasia, PNFA); 및 환자가 정상적인 음운론 및 구문에 능통하지만 이름과 단어 이해력에 어려움을 겪는 의미론 치매(semantic dementia, SD). 모든 FTD 환자에게 공통적으로 나타나는 다른 인지 증상으로는 실행 기능 및 집중력의 장애가 있다. 지각, 공간 기술, 기억, 및 실습을 포함한 다른 인지 능력은 일반적으로 그대로 유지된다. FTD는 구조적 MRI 스캔에서 전두엽 및/또는 전 측두엽 위축의 관찰로 진단될 수 있다.

많은 형태의 FTD가 존재하며, 이들 중 임의의 것이 본 대상 방법 및 조성물을 사용하여 치료 또는 예방될 수 있다. 예를 들어, 전측두엽 치매의 한 형태는 의미론 치매(SD)이다. SD는 언어 및 비언어적 영역 모두에서의 의미론적 기억의 상실을 특징으로 한다. SD 환자는 종종 단어 찾기 어려움에 대한 불만을 나타낸다. 임상 징후로는 유창성 실어증, 빈민증, 단어 의미의 이해력 저하, 및 연관성 시각 장애(의미 상으로 관련된 도 또는 대상을 일치시킬 수 없음) 등이 있다. 병이 진행됨에 따라, 행동 및 성격 변화는 종종 전두 측두엽 치매에서 보이는 것과 유사해 보이지만, 후기 행동 증상이 거의 없는 '순수한' 의미론 치매로 기술되어 있다. 구조적 MRI 이미징은 측두엽(주로 왼쪽)의 위축의 특징적인 패턴을 보이며, 우세한 개입보다 열등하고 전방 측두엽 위축이 후부보다 크다.

또 다른 예로서, 전두 측두엽 치매의 또 다른 형태는 픽스병(Pick's disease, PiD, PcD)이다. 병을 정의하는 특징은 신경 세포에서 타우 단백질이 축적되어 은색 염색으로 축적되고 "픽 소체(Pick body)"로 알려진 구형 응집체이다. 증상으로는 언어 상실(실어증)과 치매가 있다. 안와전두 장애가 있는 환자는 공격적이고 사회적으로 부적절해질 수 있다. 그들은 강박적이거나 반복적인 고정관념의 행동을 보이거나 나타낼 수 있다. 후내방 또는 배측면 전두 장애를 가진 환자는 관심 부족, 무관심, 또는 자발성 감소를 나타낼 수 있다. 환자는 자기 감시의 부재, 비정상적인 자기 인식, 및 의미를 이해하는 능력이 없음을 나타낼 수 있다. 양측 후 외측 안와 상피 및 우측 전 안부의 회백질 결손 환자는 병적으로 단 것을 좋아하는 것과 같은 섭식 행동의 변화를 나타낼 수 있다. 외측 안와 전완 피질에서 국소 회색질 상실을 앓고 있는 환자는 과청 식성을 나타낼 수 있다. 증상 중 일부는 초기에 완화될 수 있지만, 병은 진행되고 환자는 종종 2 내지 10년 내에 사망한다.

헌팅턴 병. 헌팅턴 병(Huntington 's disease, HD)은 정서적, 행동적, 및 정신병적 이상; 지적 또는 인지 기능의 상실; 및 운동 이상(모터 교란)의 발생을 특징으로 하는 유전성 진행성 신경 퇴행성 장애이다. HD의 전형적인 징후로는 얼굴, 팔, 다리, 또는 몸통에 영향을 줄 수 있는 무의식적인 급속하고 불규칙적인 육체적 움직임의 발생, 사고 과정의 점진적인 상실과 지적 능력의 획득 등의 인지 능력 저하가 있다. 기억, 추상적 사고, 및 판단의 손상; 시간, 장소 또는 신원에 대한 부적절한 인식(방향 감각 상실); 증가된 불안; 및 성격 변화(성격 붕해)가 있을 수 있다. 증상이 전형적으로 40년 또는 50년 동안 분명해지긴 하지만, 조기 아동기에서 후기 성인기(예를 들어, 70대 또는 80대)에 이르기까지 발병 나이는 다양하다.

HD는 상 염색체 우성 형질로서 가족 내에서 전파된다. 이 장애는 4번 염색체(4p16.3)의 유전자 내에서 코딩된 명령의 비정상적으로 긴 서열 또는 "반복"의 결과로 발생한다. HD와 연관된 신경계 기능의 점진적 손실은 뇌의 일부 영역(기본 신경절과 대뇌 피질 포함)에서의 신경 세포의 손실에서 기인한다.

근위축성 측삭 경화증. 근위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)은 운동 신경을 공격하는 급속하게 진행되는 예외 없이 치명적인 신경 병이다. 근력 약화 및 위축 및 전방 혼 세포 기능 장애의 징후는 처음에는 손에 가장 자주 나타나고 발에는 덜 자주 나타난다. 발병 위치는 무작위이며 진행은 비대칭적이다. 경련은 흔하며 약화가 선행될 수 있다. 드물게, 환자는 30년간 생존하며, 50%는 발병 3년 이내에 사망하고, 20%는 5년 생존하고, 10%는 10년 생존한다. 진단 기능에는 중년 또는 후기 성인의 발병 및 감각 이상이 없는 진행성의 일반화된 운동이 포함된다. 신경 전달 속도는 병의 후반까지는 정상이다. 최근 연구는 인지 손상, 특히 즉시 언어 기억, 시각 기억, 언어, 및 행정 기능의 감소에 대한 발표를 문서화했다.

ALS 환자의 정상 출현 신경 세포에서도 세포 체 면적, 시냅스 수, 및 전체 시냅스 길이의 감소가 보고되었다. 활성 영역의 가소성이 한계에 도달하면 시냅스의 지속적인 손실로 기능 장애가 발생할 수 있다고 제안되었다. 형성 또는 새로운 시냅스를 촉진하거나 시냅스 손실을 예방하는 것은 이러한 환자에서 신경 세포 기능을 유지하게 할 수 있다.

다발성 경화증. 다발성 경화증(Multi Sclerosis, MS)은 여러 증상 및 CNS 장애의 증상을 특징으로 하며, 완화 및 반복 악화를 특징으로 한다. 가장 흔하게 나타나는 증상은 하나 이상의 말단, 몸통, 또는 얼굴의 한쪽 면의 감각 이상; 다리 손의 약함 또는 어색함; 또는 시각 장애, 예를 들어 한쪽 안구의 부분 실명 및 통증(구후 시신경 신경염), 시력의 흐려짐, 암점 등이 있다. 일반적인 인지 장애는 기억(새로운 정보 획득, 유지 및 검색), 주의 및 집중(특분역된 주의), 정보 처리, 실행 기능, 시각 공간 기능, 및 구두 유창함의 장애를 포함한다. 일반적인 조기 증상은 안구 마비로 더블 비젼(복시), 하나 이상의 사지의 일시적인 약화, 사지의 약간의 경직 또는 비정상적인 피곤함, 사소한 보행 장애, 방광 조절 장애, 현기증, 및 경미한 정서적 장애이며; 모두 흩어져 있는 중추 신경계 침범을 나타내며, 질병이 인지되기지 수개월 또는 수년 전에 발생한다. 과도한 열은 증상 및 징후를 악화시킬 수 있다.

이 과정은 매우 다양하고 예측할 수 없으며, 대부분의 환자에게서 더했다 덜했다 한다. 처음에, 수개월 또는 수년간의 완화는 특히 구후 시신경염으로 시작하는 경우 사건을 분리할 수 있다. 그러나 일부 환자는 잦은 공격을 하며, 빠르게 무력화된다; 몇몇에게 있어서, 과정이 급속하게 진행될 수 있다.

녹내장. 녹내장은 망막 신경절 세포(retinal ganglion cell, RGC)에 영향을 주는 일반적인 신경 퇴행성 병이다. RGC를 포함한 시냅스 및 수상 돌기에서 구획화된 퇴행 프로그램의 존재가 이를 뒷받침하는 증거이다. 최근의 증거는 고령자의 인지 장애와 녹내장의 상관관계를 나타낸다 (Yochim BP, et al. Prevalence of cognitive impairment, depression, and anxiety symptoms among older adults with glaucoma. J Glaucoma. 2012;21(4):250-254).

근육긴장성 이영양증. 근육긴장성 이영양증(myotonic dystrophy, DM)은 근위축성 근력 약화 및 근력증을 특징으로 하는 상 염색체 우성 다체계 장애이다. 분자 결함은 염색체 19q에 있는 근육긴장 단백질 키나아제 유전자의 3' 비 변환 영역에서의 확장된 트리뉴클레오티드(CTG) 반복이다. 증상은 모든 나이에서 발생할 수 있으며, 임상적 심각성의 범위는 광범위하다. 근육긴장증은 손 근육에서 두드러지며, 안검 하수증은 경증의 경우에도 일반적이다. 심한 경우에는, 백내장, 조기 대머리, 도살 상(hatchet facies), 심장 부정맥, 고환 위축, 및 내분비 이상(예를 들어, 당뇨병)과 함께 현저한 말초 근육 약화가 발생한다. 심한 선천적 형태의 정신 지체가 흔하며, 경증 성인 유형에서는 정면 및 일시적인 인지 기능, 특히 언어 및 실행 기능의 노화와 관련된 감소가 관찰된다. 심각하게 영향을 받는 사람은 50대 초반에 사망한다.

치매. 치매는 매일의 기능을 방해할 만큼 심하게 사고와 사회적 능력에 영향을 미치는 증상을 갖는 장애의 부류를 말한다. 위에서 논의된 노화와 연관된 장애의 후기 단계에서 관찰되는 치매 이외의 치매의 다른 사례에는 혈관성 치매 및 아래에 설명된 루이소체 치매가 포함된다.

혈관성 치매 또는 "다발 경색 치매"에서, 인지 손상은 뇌에 혈액 공급 문제, 일반적으로 일련의 경미한 뇌졸중 또는 때로는 다른 작은 뇌졸중이 선행하거나 후행하는 하나의 큰 뇌졸중으로 인해 발생한다. 혈관 병변은 작은 혈관병, 병변, 또는 두 가지 모두와 같이 뇌혈관 병이 확산된 결과 일 수 있다. 혈관성 치매를 앓고 있는 환자는 급성 뇌혈관 사고 후에 인지 장애가 급성으로 또는 아급성으로 나타나고, 그 후에는 점진적인 인지 저하가 관찰된다.

인지 장애는 언어, 기억력, 복합 영상 처리, 또는 실행 기능 장애를 포함하여 알츠하이머병과 유사한 것이며, 뇌의 관련 변화는 AD 병리학에 의한 것이 아니라 뇌의 만성적인 혈류 감소로 인한 것일지라도, 결국 치매를 일으킨다. 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영(Single photon emission computed tomography, SPECT) 및 양전자 방출 단층 촬영(PET) 신경 이미징은 정신 상태 검사를 포함한 평가와 함께 다발 경색 치매의 진단을 확인하는 데 사용될 수 있다.

루이소체 치매(루이소체 치매, 미만성 루이소체 질환, 피질 루이소체 질환, 및 Lewy 유형의 노인성 치매를 포함하는 다양한 다른 이름으로도 알려져 있는 DLB)는 사후 뇌 조직학에서 검출 가능한 신경 세포에서 Lewy 기관(알파-시누클레인 및 유비퀴틴 단백질 덩어리)의 존재에 의해 해부학적으로 특징지어지는 치매 유형이다. 그것의 1차적인 특징은 인지 감소, 특히 실행 기능의 감소이다. 경각심과 단기 기억이 상승하고 떨어질 것이다. 생생하고 상세한 정도로 지속되거나 반복되는 시각적 환각이 종종 초기 진단 증상이다. DLB는 초기 단계에서 알츠하이머병 및/또는 혈관성 치매와 종종 혼동되지만, 알츠하이머병이 대개 점진적으로 시작되는 데 반해, DLB는 종종 급격하거나 급성으로 발병한다. DLB 증상에는 또한 파킨슨병과 유사한 운동 증상이 있다. DLB는 치매 증상이 파킨슨 증후군에 비해 나타나는 기간에 의해 종종 파킨슨병에서 발생하는 치매와 구별된다. 치매가 있는 파킨슨병(Parkinson's disease with dementia)은 치매 발병이 파킨슨병 발병 후 1년 이상 지난 경우의 진단일 것이다. 인지 증상이 파킨슨 증후군과 같은 시기 또는 1년 이내에 시작되는 경우에 DLB가 진단된다.

진행성 핵상 마비. 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy, PSP)는 복잡한 안구 운동 및 사고 문제와 함께 걸음걸이 및 균형 제어에 심각한 진행되는 문제를 일으키는 뇌 질환이다. 질병의 전형적인 징후 중 하나는 안구 운동을 조율하는 뇌 영역의 병변으로 인해 눈을 적절하게 조준할 수 없다는 것이다. 어떤 사람들은 이 효과를 흐려짐이라고 표현한다. 영향을 받는 사람들은 우울증과 무관심뿐만 아니라 진행성 경증 치매를 비롯하여 기분과 행동의 변화를 종종 나타낸다. 이 질환의 긴 이름은 질병이 천천히 시작되어 악화되고 (진행성), 안구 운동을 제어하는 핵(핵상)이라고 불리는 완두콩 크기의 구조물 위의 뇌의 특정 부분에 손상을 주어 약화(마비)를 유발한다는 것을 나타낸다. PSP는 3명의 과학자가 파킨슨병과 질환을 구별한 논문을 발표한 1964년에 처음으로 뚜렷한 장애로 기술되었다. 장애를 정의한 과학자들의 이름을 반영하여 종종 Steele-Richardson-Olszewski 증후군이라고도 한다. PSP가 점차 악화되긴 하지만, PSP 자체로는 아무도 사망하지 않는다.

운동 실조증. 운동 장애를 가진 사람들은 운동과 균형을 조절하는 신경계의 일부가 영향을 받기 때문에 조정에 문제가 있다. 운동 실조증은 손가락, 손, 팔, 다리, 신체, 언어, 및 안구 운동에 영향을 줄 수 있다. 운동 실조증이라는 단어는 종종 중추 신경계의 감염, 상해, 다른 질병, 또는 퇴행성 변화와 관련될 수 있는 불일치 증상을 설명하는 데 사용된다. 운동 실조증은 또한 전국적 운동 실조증 재단의 주요 강조점인 유전성 및 산발성 운동 실조증이라는 신경계의 특정 퇴행성 질환을 나타내는 데 사용된다.

다계통 위축증. 다계통 위축증(multiple-system atrophy, MSA)은 퇴행성 신경 장애이다. MSA는 뇌의 특정 영역에 있는 신경 세포의 퇴행과 관련이 있다. 이 세포 퇴행은 방광 조절이나 혈압 조절과 같은 신체의 움직임, 균형, 및 기타 자율 기능에 문제를 일으킨다. MSA의 원인은 알려지지 않았으며, 특별한 위험 요인은 확인되지 않았다. 약 5 %의 경우가 남성에서 발생하며, 전형적인 발병 나이는 50대 후반에서 60대 초반이다. MSA는 종종 파킨슨병과 같은 증상을 나타낸다. 그러나, MSA 환자는 일반적으로 파킨슨증에 사용되는 도파민 약물에 대한 반응이 적다.

일부 실시 예에서, 본 대상 방법 및 조성물은 노화와 연관된 인지 손상의 진행을 늦추는 데 사용된다. 다시 말해, 개인의 인지 능력은 개시된 방법에 의한 치료 전에 또는 부재 시보다, 개시된 방법에 의한 치료 후에 보다 천천히 감소한다. 그러한 경우 일부에서, 본 대상 치료 방법은 치료 후 인지 저하의 진행을 측정하고, 인지 저하의 진행이 감소되는 것을 결정하는 단계를 포함한다. 그러한 경우 일부에서는, 예를 들어 대상 혈액 제제의 투여 전에 두 개 이상의 시점에서 인지를 측정하여 결정된 바와 같이, 치료 전의 개인의 인지 저하의 비율과 같은 기준과 비교함으로써 결정이 이루어진다.

본 대상 방법 및 조성물은 또한 예를 들어 노화와 연관된 인지 저하 또는 노화와 연관된 인지 저하의 위험이 있는 개인의 인지 능력을 안정화시키는 데 사용된다. 예를 들어, 개인은 일부 노화와 연관된 손상을 나타낼 수 있고, 개시된 방법으로 치료하기 전에 관찰된 인지 손상의 진행은 개시된 방법에 의한 치료 후에 중단될 것이다. 또 다른 예로서, 개인의 노화와 연관된 인지 감소가 전개될 위험이 있을 수 있고 (예를 들어, 개인은 나이가 50세 이상일 수 있거나, 노화와 연관된 장애를 가진 것으로 진단을 받았을 수 있다), 개시된 방법을 이용한 치료 전과 비교하여 개시된 방법에 의한 치료 후에, 개인의 인지 능력은 실질적으로 변하지 않았다, 즉 인지 감소가 검출되지 않았다.

본 대상 방법 및 조성물은 또한 노화와 연관된 인지 손상을 앓고 있는 개인의 인지 손상을 감소시키는 데 사용된다. 다시 말해, 본 대상 방법에 의한 치료 후 개인의 인지 능력이 개선된다. 예를 들어, 개인의 인지 능력은 본 대상 방법에 의한 치료 전에 개인에게서 관찰된 인지 능력에 비해 본 대상 방법에 의한 치료 후에, 예를 들어 2배 이상, 5배 이상, 10배 이상, 15배 이상, 20배 이상, 30배 이상, 40배 이상, 50배 이상, 60배 이상, 70배 이상, 80배 이상, 90배 이상, 100배 이상으로 증가되었다. 일부 예에서, 본 대상 발명의 방법 및 조성물에 의한 치료는 노화와 연관된 인지 저하를 겪는 개인의 인지 능력을, 예를 들어 그 개인이 약 40세 이하였을 때의 수준으로 회복시킨다. 다시 말해, 인지 장애가 제거되었다.

조합 요법

본 발명의 활성제는 환자에게 단독으로 또는 추가의, 즉 제2 활성제와 함께 투여될 수 있다. 따라서, 경우에 따라, 본 대상 방법은 대상체에게 적어도 하나의 추가 화합물을 투여하는 것을 추가로 포함한다. 임의의 편리한 제제가 이용될 수 있다. 예를 들어, TIMP 활성제는 단독으로, 또는 노화와 연관된 질환의 치료에 이용된 약, 예를 들어 콜린에스테라제 억제제(예를 들어, Donepezil, Rivastigmine, Galantamine, Tacrine), 메만틴, 비타민 E, 시탈프램(Celexa), 플루옥세틴(Prozac), 파록신(Paxil), 세르트랄린(Zoloft), 트라소돈(Desyrel), 로라제팜(Ativan), 옥사제팜(Serax), 아리피프라졸(Abilify), 클로자핀(Clozaril), 할로페리돌(Haldol), 올란자핀(Zyprexa), 케티아핀(Seroquel), 리스페리돈(Risperdal), 및 지프라시돈(Geodon) 비 TIMP 폴리펩티드 활성제; 예를 들어, 케모카인(C-C 모티프) 리간드 2(CCL2)(즉, MCP1); C-C 모티프 케모카인 11(즉, 화학 주성 단백질 또는 에오탁신-1); 과립구-대 식세포 콜로니-자극 인자(GM-CSF) (즉, 콜로니 자극 인자 2 또는 CSF2); 등과 같은 하나 이상의 다른 약과 함께 공급될 수 있다.

"병용 투여" 및 "병행 투여"라는 용어는 둘 이상의 치료제를 동시에, 함께, 또는 순차적으로 특정 시간 내에 투여하는 것을 포함한다. 일 실시 예에서, 제제는 세포 또는 피검자의 신체에 동시에 존재하거나 생물학적 또는 치료학적 효과를 동시에 발휘한다. 일 실시 예에서, 치료제는 동일한 조성물 또는 단위 투약 형태이다. 다른 실시 예에서, 치료제는 별개의 조성물 또는 단위 투약 형태이다. 특정 실시 예에서, 제1 제제는 제1 약제를 투여하기 전에 (예를 들어, 분, 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 예를 들어, 96시간, 1주, 2주, 3주, 4주, 5주, 6주, 8주, 또는 12주 전에), 제2 치료제의 투여에 부수적으로 또는 후속하여(예를 들어, 5분, 15분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 72시간, 96시간, 1주, 2주, 3주, 4주, 5주, 6주, 8주, 12주 후에) 투여되었다.

본 발명의 약제학적 조성물과 함께 공지된 치료제의 "병용 투여"는 공지된 약물 및 본 발명의 조성물 모두가 치료 효과를 가질 때 약물 및 뉴클레오시드 제제의 투여를 의미한다. 그러한 동시 투여는 대상 뉴클레오시드 제제의 투여에 대한 약물의 병행(즉, 동시에), 선행, 또는 후속 투여를 포함할 수 있다. 2가지 제제의 투여 경로는 다양할 수 있으며, 타겟에 대한 투여 경로는 하기에서 보다 상세히 설명된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 특정 약물 및 뉴클레오시드 제제에 대한 적절한 타이밍, 투여 순서, 및 투여량을 결정하는 데 어려움이 없을 것이다.

일부 실시 예에서, 화합물은 서로 24시간 이내에, 예를 들어 서로 12시간 이내에, 서로 6시간 이내에, 서로 3시간 이내에, 또는 서로 1시간 이내에 투여된다. 특정 실시 예에서, 화합물은 서로 1시간 이내에 투여된다. 특정 실시 예에서, 화합물은 실질적으로 동시에 투여된다. 실질적으로 동시에 투여된다는 것은 화합물이 예컨대 서로 약 10분 이하, 예를 들어 5분 이하, 또는 1분 이하에 환자에게 투여되는 것을 의미한다.

약제학적 제제

또한, 본 화합물의 약제학적 제제가 제공된다. 대상 화합물은 대상에 투여하기 위한 다양한 제제에 혼입될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 화합물은 적절한 약제학적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제의 조합에 의해 약제학적 조성물로 제조될 수 있고, 정제, 캡슐, 분말, 과립, 연고, 용액, 좌제, 주사제, 흡입제, 및 에어로졸과 같은 고체, 반고체, 액체, 또는 기체 형태의 제제로 제조될 수 있다. 제제는 경구, 협측, 직장, 비경 구, 복강 내, 피내, 경피, 기관 내 등의 투여를 포함하는 다수의 상이한 경로를 통한 투여를 위해 설계될 수 있다.

약제학적 투여 형태에서, 화합물은 약제학적으로 허용되는 염의 형태로 투여될 수 있거나, 또는 이들은 또한 단독으로 또는 다른 약제학적 활성 화합물과 조합하여, 적절히 연합하여 사용될 수 있다. 다음의 방법 및 부형제는 단지 예시적인 것이며 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다.

활성 성분을 함유하는 약제학적 조성물은 예를 들어 정제, 트로키제, 로젠지제, 수성 또는 유성 현탁제, 분산성 분말 또는 과립제, 유제, 경질 또는 연질 캡슐 또는 시럽 또는 엘릭서와 같은 경구용으로 적합한 형태일 수 있다. 경구용 조성물은 약제학적 조성물의 제조를 위해 본 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이러한 조성물은 약제학적으로 우아하고 맛이 좋은 제제를 제공하기 위해 감미제, 향료, 착색제, 및 보존제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 제제를 순서대로 함유할 수 있다. 정제는 활성 성분을 정제의 제조에 적합한 약제학적으로 허용 가능한 무독성 부형제와 혼합하여 함유한다. 이러한 부형제는 예를 들어, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 락토오스, 인산칼슘 또는 인산나트륨과 같은 불활성 희석제; 과립화제 및 붕해제, 예를 들어, 옥수수 전분 또는 알긴산; 전분, 젤라틴 또는 아카시아와 같은 결합제 및 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 또는 탈크와 같은 윤활제를 포함할 수 있다. 정제는 코팅되지 않거나 또는 위장관에서의 붕해 및 흡수를 지연시켜 장기간에 걸쳐 지속적인 작용을 제공하는 공지된 기술로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 글리세릴 모노스테아레이트 또는 글리세릴 디스테아레이트와 같은 시간 지연 물질이 사용될 수 있다. 이들은 또한 제어 방출을 위한 삼투압 치료용 정제를 형성하기 위해 미국 특허 제4,256,108호; 제4,166,452호; 및 제4,265,874호에 기술된 기법에 의해 코팅될 수 있다.

경구용 제제는 또한 경질 젤라틴 캡슐(여기서 활성 성분을 불활성 고체 희석제, 예를 들어 탄산칼슘, 인산칼슘 또는 카올린과 혼합한다)로서, 또는 연질 젤라틴 캡슐(여기서 활성 성분을 물 또는 오일 매질, 예컨대 땅콩 오일, 액체 파라핀 또는 올리브 오일과 혼합한다)로서 제공될 수 있다.

수성 현탁제는 수성 현탁제의 제조에 적합한 부형제와 혼합된 활성 물질을 함유한다. 이러한 부형제는 현탁제, 예를 들어 셀룰로오스 나트륨, 메틸셀룰로즈, 하이드록시-프로필셀룰로오스, 알긴산 나트륨, 폴리 비닐-피롤리돈, 트라가칸트 고무, 및 아카시아 고무이고; 분산제 또는 습윤제는 천연 발생 포스파티드, 예를 들어 레시틴, 또는 알킬렌 옥사이드와 지방산의 축합 생성물, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 스테아레이트, 또는 에틸렌 옥사이드와 장쇄 지방족 알코올의 축합 생성물, 예를 들어 헵타데카에틸렌-옥시세타놀 또는 지방산 및 헥시톨로부터 유도된 부분 에스테르와 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물, 예컨대 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노올레에이트 또는 에틸렌 옥사이드와 지방산 및 헥시톨 무수물로부터 유도된 부분 에스테르와의 축합 생성물 예를 들어 폴리에틸렌 소르비탄 모노올레에이트일 수 있다. 수성 현탁액은 또한, 하나 이상의 방부제, 예를 들어 에틸, n-프로필, p-하이드록시벤조에이트, 하나 이상의 착색제, 하나 이상의 향료 및 수크로스, 사카린 또는 아스파탐과 같은 하나 이상의 감미료를 함유할 수 있다.

유성 현탁액은 식물성 오일, 예를 들어, 아라키스 오일, 올리브 오일, 참깨 오일 또는 코코넛 오일, 또는 유동 파라핀과 같은 광유에 활성 성분을 현탁시킴으로써 제제화될 수 있다. 유성 현탁액은 증점제, 예컨대 밀랍, 경질 파라핀 또는 세틸 알코올을 함유할 수 있다. 상기한 바와 같은 감미제 및 향미제를 첨가하여 맛 좋은 경구 제제를 제공할 수 있다. 이들 조성물은 아스코르브산과 같은 항산화제의 첨가에 의해 보존될 수 있다.

물을 첨가하여 수성 현탁액을 제조하기에 적합한 분산성 분말 및 과립은 분산제 또는 습윤제, 현탁제 및 하나 이상의 방부제와 혼합된 활성 성분을 제공한다. 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁제는 이미 전술한 것으로 예시된다. 추가의 부형제, 예를 들어 감미료, 향료, 및 착색제가 또한 존재할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 또한 수-중-유 유제의 형태일 수 있다. 유성상은 식물성 오일, 예를 들어 올리브 오일, 또는 아라키스 오일, 또는 미네랄 오일, 예를 들어 유동 파라핀 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 적합한 유화제는 자연 발생 인산염, 예를 들어, 대두, 레시틴 및 지방산 및 헥시톨 무수물로부터 유도된 에스테르 또는 부분 에스테르, 예를 들어, 소르비탄 모노올레에이트 및 상기 부분 에스테르와 에틸렌 옥사이드와의 축합 생성물, 예를 들어 폴리옥시 에틸렌 소르비탄 모노올레에이트일 수 있다. 유제는 또한 감미료 및 향료를 함유할 수 있다.

시럽 및 엘릭서는 예를 들어 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 또는 수크로스와 같은 감미료로 제제화될 수 있다. 이러한 제제는 또한 점착제, 방부제 및 향료 및 착색제를 함유할 수 있다. 약제학적 조성물은 멸균 주사 가능한 수성 또는 현탁액 형태의 형태일 수 있다. 이 현탁액은 전술한 적절한 분산제 또는 습윤제 및 현탁제를 사용하여 공지된 기술에 따라 제제화될 수 있다. 멸균 주사용 제제는 또한 비독성 비경기 허용 희석제 또는 용매 중 멸균 주사 용액 또는 현탁액, 예를 들어 1,3-부탄디올의 용액일 수 있다. 사용될 수 있는 허용 가능한 비히클 및 용매는 물, 링거 용액, 및 등장성 염화나트륨 용액이다. 또한, 무균의 고정 유가 용매 또는 현탁 매질로서 통상적으로 사용된다. 이를 위해, 합성 모노- 또는 디글리세라이드를 포함하여 임의의 부드러운 오일이 이용될 수 있다. 또한, 올레산과 같은 지방산은 주사제의 제조에 사용된다.

화합물은 식물성 또는 다른 유사한 오일, 합성 지방산 글리세이드, 고급 지방산 또는 프로필렌 글리콜의 에스테르와 같은 수용성 또는 비수용성 용매에 용해, 현탁, 또는 유화시킴으로써; 그리고 원한다면, 종래의 첨가제, 예컨대 가용화제, 등장제, 현탁제, 유화제, 안정화제, 및 방부제를 이용하여 주사 제제로 제제화될 수 있다.

화합물은 에어로졸 제제에서 사용되어 흡입을 통해 투여될 수 있다. 본 발명의 화합물은 디클로로디플루오로메탄, 프로판, 질소 등과 같은 가압된 허용 가능한 추진제로 제제화될 수 있다.

또한, 화합물은 유화 베이스 또는 수용성 베이스와 같은 다양한 염기와 혼합함으로써 좌약으로 제조될 수 있다. 본 발명의 화합물은 좌제를 통해 직장으로 투여될 수 있다. 좌약은 코코아 버터, 카보왁스, 및 폴리에틸렌 글리콜과 같은 비히클을 포함할 수 있으며, 체온에서 용융되지만 실온에서 고형화된다.

본 발명의 화합물 및 국소 투여시 활성인 그의 약제학적으로 허용되는 염은 경피 조성물 또는 경피 전달 디바이스("패치")로서 제제화될 수 있다. 이러한 조성물은 예를 들어, 백킹, 활성 화합물 저장조, 제어 멤브레인, 라이너, 및 접촉 접착제를 포함한다. 그러한 경피 패치는 본 발명의 화합물을 제어된 양으로 연속적으로 또는 불연속적으로 주입하는 데 사용될 수 있다. 약제 전달용 경피 패치의 구성 및 사용은 본 기술 분야에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 1991년 1월 11일에 발행되었으며, 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된 미국 특허 제5,023,252호를 참조한다. 이러한 패치는 약제의 연속적, 맥동적, 또는 필요시 납품을 위해 구성될 수 있다.

임의로, 약제학적 조성물은 완충제, 계면 활성제, 항산화제, 점도 조절제, 방부제 등과 같은 다른 약제학적으로 허용 가능한 성분을 함유할 수 있다. 이들 성분의 각각은 본 기술 분야에 잘 공지되어 있다. 예를 들어, 그 개시 내용이 참조로서 본 명세서에 포함된 미국 특허 제5,985,310호를 참조한다.

본 발명의 제제에 사용하기에 적합한 다른 성분은 <Remington's Pharmaceutical Sciences, Mace Publishing Company, Philadelphia, Pa., 17th ed. (1985)>에서 찾을 수 있다. 일 실시 예에서, 수성 시클로덱스트린 용액은 덱스트로스, 예컨대 약 5% 덱스트로스를 추가로 포함한다.

1일당 약 0.01mg 내지 약 140mg/kg 정도의 복용량 수준이 대타겟인 실시 예에서 유용하고, 또는 환자당 1일당 약 0.5mg 내지 약 7g이 유용하다. 예를 들어, 염증은 1일당 체중 kg당 약 0.01 내지 50mg, 또는 환자당 1일당 약 0.5mg 내지 약 3.5g의 화합물의 투여에 의해 효과적으로 치료될 수 있다. 통상의 기술자는 투여량 수준이 특정 화합물의 기능, 증상의 중증도, 및 부작용에 대한 환자의 감수성에 따라 달라질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 주어진 화합물에 대한 투여량은 다양한 수단에 의해 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

단일 투여 형태를 제조하기 위해 담체 물질과 조합될 수 있는 활성 성분의 양은 치료되는 숙주 및 특정 투여 방식에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 사람의 경구 투여를 위한 제제는 총 조성물의 약 5 내지 약 95%로 다양할 수 있는 적절하고 편리한 양의 담체 물질로 배합된 0.5mg 내지 5g의 활성제를 함유할 수 있다. 투여 단위 형태는 일반적으로 약 1mg 내지 약 500mg의 활성 성분, 전형적으로는 25mg, 50mg, 100mg, 200mg, 300mg, 400mg, 500mg, 600mg, 800mg, 또는 1000mg을 함유할 것이다.

그러나 임의의 특정 환자에 대한 특정 투여량 수준은 나이, 체중, 일반 건강, 성, 식이, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도, 약물 조합, 및 치료를 받는 특정 질병의 중증도에 따라 다르다는 것이 이해될 것이다.

시럽, 엘릭서, 및 현탁제과 같은 경구 또는 직장 투여용 단위 투약 형태가 제공될 수 있으며, 여기서 찻 숟가락, 숟가락, 정제, 또는 좌약과 같은 각각 투약 단위는 하나 이상의 억제제를 함유하는 조성물의 미리 결정된 양을 함유한다. 유사하게, 주사 또는 정맥 내 투여용 단위 투여 형태는 멸균수, 생리 식염수, 또는 다른 약학 적으로 허용 가능한 담체의 용액으로서 조성물 내의 억제제(들)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "단위 투약 형태"라는 용어는 인간 및 동물 대상체를 위한 단일 투여량으로 적합한 물리적으로 분리된 단위를 지칭하며, 각각의 단위는 약제학적으로 허용되는 희석제, 담체, 또는 비히클과 관련하여 원하는 효과를 생성하기에 충분한 양으로 계산된 미리 결정된 양의 본 발명의 화합물을 함유한다. 본 발명의 신규한 단위 투여 형태에 대한 명세는 이용된 특정 화합물 및 달성될 효과, 및 숙주에서 각각의 화합물과 연관된 약역학에 의존한다.

키트 및 시스템

또한, 전술한 바와 같이 방법의 실시 예에서 사용되는 키트 및 시스템이 제공된다. 본원에서 사용된 "시스템"이라는 용어는 본 방법을 실시하기 위한 목적으로 함께 모인, 단일 조성물 또는 상이한 조성물로 존재하는 2종 이상의 상이한 활성제의 집합체를 지칭한다. "키트"라는 용어는 포장된 활성제 또는 제제를 의미한다. 예를 들어, 본 방법을 실시하기 위한 키트 및 시스템은 하나 이상의 약학 제제를 포함할 수 있다. 따라서, 특정 실시 예에서, 키트는 하나 이상의 단위 투여량으로 존재하는 단일 약학 조성물을 포함할 수 있으며, 조성물은 하나 이상의 발현/활성 억제제 화합물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 키트는 각각 상이한 활성 화합물을 함유하는 둘 이상의 분리된 약학 조성물을 포함할 수 있다.

또한, 예를 들어 전술한 바와 같이 본 발명의 분석에서의 사용을 확인하는 키트 및 시스템도 관심 대상이다. 이러한 키트 및 시스템은 분석의 하나 이상의 성분, 예를 들어 융합 단백질, 효소기질, 완충액 등을 인코딩하는 벡터를 포함할 수 있다.

상기 성분에 추가하여, 대상 키트는 본 대상 방법을 실시하기 위한 지시를 추가로 포함할 수 있다. 이 지침은 여러 가지 형태의 대상 키트에 존재할 수 있으며, 그 중 하나 이상이 키트에 있을 수 있다. 이러한 지침이 존재할 수 있는 하나의 형태는 적합한 매체 또는 기술, 예를 들어, 정보가 인쇄된 종이 또는 조각과 같은 인쇄 정보로서, 키트 포장, 포장 삽입물 등이다. 또 다른 수단은 정보가 기록된 컴퓨터 판독 가능 매체, 예를 들어 디스켓, CD, 휴대용 플래시 드라이브 등일 수 있다. 또 다른 수단은 인터넷을 통해 제거된 사이트의 정보에 액세스할 수 있는 웹 사이트 주소이다. 키트에 임의의 편리한 수단이 있을 수 있다.

다음의 실시 예는 제한이 아닌 예시의 방법으로 제공된다.

실험

재조합 TIMP2 단백질은 노화된 야생형(C57Bl/6J) 마우스의 복강 내 주사에 의해 일주일에 걸쳐 50μg/kg의 농도로 4회 전달되었다. 치료된 마우스의 뇌는 활성 신경 세포의 수준, 즉 해마의 치아 이랑 서브 영역에서 즉각적으로 유전자 c-Fos를 발현하는 것으로 밝혀졌다. TIMP2의 8회(장기간) 복강 내 주사(50μg/kg)를 Barnes 미로, 중첩 및 공포 조절 평가에 앞서 노화된 야생형 마우스에게 격일로 투여했다. 행동 테스트 결과 TIMP2 치료 마우스의 세 가지 작업 모두에서 성능이 크게 개선됨이 확인되었다. TIMP2의 7회(장기간) 복강 내 주사(50μg/kg)를 노화된 야생형 마우스에게 매일 또는 다른 인지 촉진 인자인 CSF2와 함께 투여했다. TIMP2와 TIMP2 + CSF2 마우스의 두뇌는 치아 이랑에서 c-Fos+ (활성) 신경 세포의 수준이 상당히 상승한 것으로 나타났다.

결과는 TIMP2가 노화된 쥐의 해마에서 c-Fos-발현 세포의 수를 높이기에 충분하다는 것을 증명했다. 장기간에 걸쳐 체계적으로 투여될 때, TIMP2는 c-Fos 발현 세포의 수를 늘리고, 몇 가지 행동 패러다임에서 역 학습 및 기억 결핍을 보충하고, 중첩 능력의 장애를 회복시키기에 충분하다. 상기 결과는 TIMP2가 시냅스 기능을 감소시키는 나이와 연관된 인지 장애 또는 신경 퇴행성 질환, 예를 들어 알츠하이머병을 앓고 있는 환자에게 인지(학습 및 기억) 이익을 제공하는데 적합함을 입증한다. 우리의 발견은 시냅스 가소성 및 나이와 연관된 학습 및 기억 결손 장애를 역전시키는 데 사용할 수 있는, 혈액에서 나이에 따라 감소하는 단백질(TIMP2)의 첫 번째 기술을 나타낸다. TIMP2는 단지 2주 동안 전신 투여될 때, 뇌에 직접 전달할 필요없이 향상된 가소성 및 기억과 학습 기능을 부여할 수 있다.

노화된 마우스에서의 전신 TIMP2 치료는 학습과 기억의 세포 상관관계인 장기간의 강화를 견고하게 개선한다. 재조합 TIMP2(i.p., 50μg/kg)로 치료받은 노화된 야생형 마우스로부터 분리된 뇌 조각은 대조군(비히클)에 비해 장기 강화(LTP)를 향상시켰다. 도 1a에 표시된 것은 해마의 퍼포런트(perforant) 경로에 자극 후 치아 이랑 내의 집단 스파이크 진폭(population spike amplitude, PSA)이다. 도 1a에 도시된 PSA의 유지 단계의 정량화가 도 1b에 제공된다. (평균 +/- SEM, Student의 t 테스트, *P<0.05.)

전신 TIMP2는 새로운 위치 인식 과제에서 평가된 바와 같이 해마 의존적 공간 기억에 필수적이다. 젊은 야생형 마우스의 TIMP2 수치는 훈련 후 24시간 동안 대상 위치 변이 차별을 평가하기 전에 항체 매개 중화 접근법(60μg/kg)을 사용하여 약 1개월 동안 타겟팅했다. (평균 +/- SEM2, 2-way ANOVA, 뒤이어 Tukey의 포스트 혹(post hoc) 테스트; ****P<0.0001). 결과는 도 2에 도시되어 있다.

현재 정상적인 뇌 노화 또는 신경 퇴행과 관련된 시냅스 가소성, 학습/기억 및 기타 인지 능력의 현저한 감소에 대한 효과적인 치료법은 없다. 우리는 강한 젊어지게 하는 활성을 가진 젊음을 유도하는 단백질인 TIMP2를 확인했다. TIMP2는 상대적으로 짧은 치료 과정 동안 전신 투여될 때 뇌에 직접 전달할 필요없이 향상된 가소성 및 기억과 학습 기능을 부여할 수 있다. TIMP2는 성장 인자가 아니며 표준 면역 신호 전달 분자도 아니며, TIMP2는 다른 장기 시스템에 해를 끼칠 수 있는 종양 형성 또는 전 염증 분자를 공급하지 않으면서 뇌 노화 과정을 타겟팅하는 능력을 제공할 수 있는 추가적인 이점이 부각된다. 또한, 인지 기능 장애를 제한하기 위해 혈액에서 자연적으로 생산되고 발견되는 단백질을 이용하면 기존의 소분자 의약품 설계와 비교하여 해로운 부작용을 일으키지 않을 것이다.

CNS 노화의 나이와 연관된 결과를 치료할 효과적인 치료제는 존재하지 않는다. 우리의 접근법은 일반적으로 신체가 생산하는 단백질인 TIMP2를 사용하여 노인 환자 또는 인지 장애가 있는 사람을 쉽게 전신적으로 치료할 수 있게 해준다.

첨부된 조항에도 불구하고, 본 개시물은 또한 다음 조항에 의해 정의된다:

1. 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하는 방법에 있어서, 방법은 노화와 연관된 질환에 대해 성인 포유동물을 치료하기에 충분한 방식으로 포유동물에서 TIMP 활성을 향상시키는 단계를 포함한다.

2. 제1조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 활성은 TIMP1, TIMP2, TIMP3, 또는 TIMP4 활성이다.

3. 제2조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 활성은 TIMP2 활성이다.

4. 제1조항 내지 제3조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 방법은 전신 TIMP 활성을 향상시키는 단계를 포함한다.

5. 제1조항 내지 제4조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 방법은 포유동물에서 TIMP 활성제의 전신 수준을 증가시키는 단계를 포함한다.

6. 제5조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 활성제의 전신 수준은 TIMP 활성제를 포유동물에 투여함으로써 증가된다.

7. 제6조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 활성제는 TIMP 폴리펩티드 또는 그의 모방체이다.

8. 제7조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 활성제는 TIMP 폴리펩티드이다.

9. 제8조항에 따른 방법에 있어서, TIMP 폴리펩티드는 서열 번호 1 내지 4 중 임의의 것과 적어도 60% 동일한 서열을 갖는다.

10. 제1조항 내지 제5조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 방법은 내인성 TIMP 코딩 서열의 발현을 향상시키는 단계를 포함한다.

11. 제1조항 내지 제4조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 방법은 대상체에서 TIMP를 강화시키는 단계를 포함한다.

12. 제1조항 내지 제11조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 포유동물은 영장류이다.

13. 제12조항에 따른 방법에 있어서, 영장류는 인간이다.

14. 제1조항 내지 제13조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 성인 포유동물은 노령 포유동물이다.

15. 제14조항에 따른 방법에 있어서, 노령 포유동물은 60세 이상의 인간이다.

16. 제1조항 내지 제15조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 노화와 연관된 질환은 인지 장애를 포함한다.

17. 제1조항 내지 제16조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 성인 포유동물은 노화와 연관된 병의 질환을 앓는다.

18. 제1조항 내지 제17조항 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 노화와 연관된 병의 질환은 인지 저하 병의 질환이다.

전술한 설명은 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다. 통상의 기술자는 본 명세서에 명시적으로 기술되거나 도시되지는 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 그 정신 및 범위 내에 포함되는 다양한 배열을 고안할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 인용된 모든 예 및 조건부 언어는 주로 독자가 본 발명의 원리 및 발명자가 기술을 발전시키는 데 기여한 개념을 이해하도록 돕기 위해 의도된 것이며, 그러한 구체적으로 열거된 예 및 조건에 제한없이 해석되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 양태, 및 실시 예 및 이들의 특정 예를 언급하는 모든 설명은 그것의 구조적 및 기능적 등가물 모두를 포함하도록 의도된다. 또한, 이러한 등가물은 현재 알려진 등가물 및 미래에 개발되는 등가물, 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하는 임의의 개발된 요소 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 도시되고 설명된 예시적인 실시 예에 한정되도록 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위 및 사상은 첨부된 청구 범위에 의해 구체화된다.

SEQUENCE LISTING <110> THE BOARD OF TRUSTEES OF THE LELAND STANFORD JUNIOR UNIVERSITY Wyss-Coray, Anton Castellano, Joseph <120> METHODS AND COMPOSITIONS FOR TREATING AGING-ASSOCIATED CONDITIONS <130> STAN-1227WO <150> US 62/175,981 <151> 2015-06-15 <160> 6 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 220 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Gly Ala Ala Ala Arg Thr Leu Arg Leu Ala Leu Gly Leu Leu Leu 1 5 10 15 Leu Ala Thr Leu Leu Arg Pro Ala Asp Ala Cys Ser Cys Ser Pro Val 20 25 30 His Pro Gln Gln Ala Phe Cys Asn Ala Asp Val Val Ile Arg Ala Lys 35 40 45 Ala Val Ser Glu Lys Glu Val Asp Ser Gly Asn Asp Ile Tyr Gly Asn 50 55 60 Pro Ile Lys Arg Ile Gln Tyr Glu Ile Lys Gln Ile Lys Met Phe Lys 65 70 75 80 Gly Pro Glu Lys Asp Ile Glu Phe Ile Tyr Thr Ala Pro Ser Ser Ala 85 90 95 Val Cys Gly Val Ser Leu Asp Val Gly Gly Lys Lys Glu Tyr Leu Ile 100 105 110 Ala Gly Lys Ala Glu Gly Asp Gly Lys Met His Ile Thr Leu Cys Asp 115 120 125 Phe Ile Val Pro Trp Asp Thr Leu Ser Thr Thr Gln Lys Lys Ser Leu 130 135 140 Asn His Arg Tyr Gln Met Gly Cys Glu Cys Lys Ile Thr Arg Cys Pro 145 150 155 160 Met Ile Pro Cys Tyr Ile Ser Ser Pro Asp Glu Cys Leu Trp Met Asp 165 170 175 Trp Val Thr Glu Lys Asn Ile Asn Gly His Gln Ala Lys Phe Phe Ala 180 185 190 Cys Ile Lys Arg Ser Asp Gly Ser Cys Ala Trp Tyr Arg Gly Ala Ala 195 200 205 Pro Pro Lys Gln Glu Phe Leu Asp Ile Glu Asp Pro 210 215 220 <210> 2 <211> 207 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 2 Met Ala Pro Phe Glu Pro Leu Ala Ser Gly Ile Leu Leu Leu Leu Trp 1 5 10 15 Leu Ile Ala Pro Ser Arg Ala Cys Thr Cys Val Pro Pro His Pro Gln 20 25 30 Thr Ala Phe Cys Asn Ser Asp Leu Val Ile Arg Ala Lys Phe Val Gly 35 40 45 Thr Pro Glu Val Asn Gln Thr Thr Leu Tyr Gln Arg Tyr Glu Ile Lys 50 55 60 Met Thr Lys Met Tyr Lys Gly Phe Gln Ala Leu Gly Asp Ala Ala Asp 65 70 75 80 Ile Arg Phe Val Tyr Thr Pro Ala Met Glu Ser Val Cys Gly Tyr Phe 85 90 95 His Arg Ser His Asn Arg Ser Glu Glu Phe Leu Ile Ala Gly Lys Leu 100 105 110 Gln Asp Gly Leu Leu His Ile Thr Thr Cys Ser Phe Val Ala Pro Trp 115 120 125 Asn Ser Leu Ser Leu Ala Gln Arg Arg Gly Phe Thr Lys Thr Tyr Thr 130 135 140 Val Gly Cys Glu Glu Cys Thr Val Phe Pro Cys Leu Ser Ile Pro Cys 145 150 155 160 Lys Leu Gln Ser Gly Thr His Cys Leu Trp Thr Asp Gln Leu Leu Gln 165 170 175 Gly Ser Glu Lys Gly Phe Gln Ser Arg His Leu Ala Cys Leu Pro Arg 180 185 190 Glu Pro Gly Leu Cys Thr Trp Gln Ser Leu Arg Ser Gln Ile Ala 195 200 205 <210> 3 <211> 211 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 3 Met Thr Pro Trp Leu Gly Leu Ile Val Leu Leu Gly Ser Trp Ser Leu 1 5 10 15 Gly Asp Trp Gly Ala Glu Ala Cys Thr Cys Ser Pro Ser His Pro Gln 20 25 30 Asp Ala Phe Cys Asn Ser Asp Ile Val Ile Arg Ala Lys Val Val Gly 35 40 45 Lys Lys Leu Val Lys Glu Gly Pro Phe Gly Thr Leu Val Tyr Thr Ile 50 55 60 Lys Gln Met Lys Met Tyr Arg Gly Phe Thr Lys Met Pro His Val Gln 65 70 75 80 Tyr Ile His Thr Glu Ala Ser Glu Ser Leu Cys Gly Leu Lys Leu Glu 85 90 95 Val Asn Lys Tyr Gln Tyr Leu Leu Thr Gly Arg Val Tyr Asp Gly Lys 100 105 110 Met Tyr Thr Gly Leu Cys Asn Phe Val Glu Arg Trp Asp Gln Leu Thr 115 120 125 Leu Ser Gln Arg Lys Gly Leu Asn Tyr Arg Tyr His Leu Gly Cys Asn 130 135 140 Cys Lys Ile Lys Ser Cys Tyr Tyr Leu Pro Cys Phe Val Thr Ser Lys 145 150 155 160 Asn Glu Cys Leu Trp Thr Asp Met Leu Ser Asn Phe Gly Tyr Pro Gly 165 170 175 Tyr Gln Ser Lys His Tyr Ala Cys Ile Arg Gln Lys Gly Gly Tyr Cys 180 185 190 Ser Trp Tyr Arg Gly Trp Ala Pro Pro Asp Lys Ser Ile Ile Asn Ala 195 200 205 Thr Asp Pro 210 <210> 4 <211> 224 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 4 Met Pro Gly Ser Pro Arg Pro Ala Pro Ser Trp Val Leu Leu Leu Arg 1 5 10 15 Leu Leu Ala Leu Leu Arg Pro Pro Gly Leu Gly Glu Ala Cys Ser Cys 20 25 30 Ala Pro Ala His Pro Gln Gln His Ile Cys His Ser Ala Leu Val Ile 35 40 45 Arg Ala Lys Ile Ser Ser Glu Lys Val Val Pro Ala Ser Ala Asp Pro 50 55 60 Ala Asp Thr Glu Lys Met Leu Arg Tyr Glu Ile Lys Gln Ile Lys Met 65 70 75 80 Phe Lys Gly Phe Glu Lys Val Lys Asp Val Gln Tyr Ile Tyr Thr Pro 85 90 95 Phe Asp Ser Ser Leu Cys Gly Val Lys Leu Glu Ala Asn Ser Gln Lys 100 105 110 Gln Tyr Leu Leu Thr Gly Gln Val Leu Ser Asp Gly Lys Val Phe Ile 115 120 125 His Leu Cys Asn Tyr Ile Glu Pro Trp Glu Asp Leu Ser Leu Val Gln 130 135 140 Arg Glu Ser Leu Asn His His Tyr His Leu Asn Cys Gly Cys Gln Ile 145 150 155 160 Thr Thr Cys Tyr Thr Val Pro Cys Thr Ile Ser Ala Pro Asn Glu Cys 165 170 175 Leu Trp Thr Asp Trp Leu Leu Glu Arg Lys Leu Tyr Gly Tyr Gln Ala 180 185 190 Gln His Tyr Val Cys Met Lys His Val Asp Gly Thr Cys Ser Trp Tyr 195 200 205 Arg Gly His Leu Pro Leu Arg Lys Glu Phe Val Asp Ile Val Gln Pro 210 215 220 <210> 5 <211> 18 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 5 Met Lys Trp Val Thr Phe Ile Ser Leu Leu Phe Leu Phe Ser Ser Ala 1 5 10 15 Tyr Ser <210> 6 <211> 6 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 6 Arg Gly Val Phe Arg Arg 1 5

Claims (15)

1. 노화와 연관된 인지 장애 또는 인지 저하 병에 대해 성인 포유동물을 치료하기 위한 조성물에 있어서,
   상기 조성물은 TIMP2 활성제를 포함하고,
   상기 TIMP2 활성제는 TIMP2 폴리펩티드 또는 TIMP2 폴리펩티드를 코딩하는 핵산인 것을 특징으로 하는, 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   전신 TIMP2 활성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 조성물.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   TIMP2 활성제의 전신 수준을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 조성물.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 TIMP2 활성제는 TIMP2 폴리펩티드인 것을 특징으로 하는, 조성물.
9. 제8항에 있어서,
   상기 TIMP2 폴리펩티드는 서열 번호 1의 것과 적어도 60% 동일한 서열을 갖는 것을 특징으로 하는, 조성물.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 포유동물은 영장류인 것을 특징으로 하는, 조성물.
12. 제1항에 있어서,
    상기 성인 포유동물은 노령 포유동물인 것을 특징으로 하는, 조성물.
13. 제11항에 있어서,
    상기 영장류는 인간인 것을 특징으로 하는, 조성물.
    
14. 삭제
15. 삭제

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