WO2017110093A1 - TGF-βシグナルに起因する障害を治療または予防するための医薬およびその応用 - Google Patents

TGF-βシグナルに起因する障害を治療または予防するための医薬およびその応用 Download PDF

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corneal
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disorder
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範子 小泉
直毅 奥村
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Definitions

  • the present invention relates to corneal endothelium symptoms, disorders caused by at least one of transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal, mitochondrial abnormalities, and endoplasmic reticulum stress in corneal endothelial cells using a p38 MAP kinase inhibitor
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • the present invention also relates to a technique and method for treating or preventing a disease, a drug therefor, and a technique for preserving corneal endothelial cells to which this technique is applied.
  • Visual information is transmitted from the cornea, the transparent tissue on the foreground of the eyeball, to reach the retina and excite the neurons in the retina. To be recognized.
  • the cornea needs to be transparent.
  • the transparency of the cornea is maintained by keeping the water content constant by the pump function and the barrier function of corneal endothelial cells.
  • Fuchs corneal endothelial dystrophy is a disease in which endothelial cells inside the cornea become abnormal and cause corneal edema, the cause of which is unknown.
  • an extracellular matrix such as collagen is deposited on a part of the posterior surface of the Desme membrane at the back of the cornea, resulting in thickening of the Corneal guttae and the Desme membrane.
  • Corneal guttae and Descemet's thickening are the cause of photophobia and fog in patients with Fuchs's corneal endothelial dystrophy and significantly impair the patient's quality of life.
  • Fuchs corneal endothelial dystrophy has no effective treatment other than corneal transplantation, but the cornea donation in Japan is insufficient, and it is conducted in Japan annually for about 2600 patients waiting for corneal transplantation. The number of corneal transplants is about 1700.
  • Non-patent Documents 1 and 3 there are cultures of corneal endothelial cells derived from patients with Fuchs cornea (Non-patent Documents 1 and 3) and reports of immortalization (Non-patent Document 2). Since there are no reports of cells suitable for screening for therapeutic drugs and prophylactic drugs that maintain the characteristics of the disease, there is a limit to the development of such therapeutic drugs, and there are currently no therapeutic drugs in clinical use. I have to rely on corneal transplantation.
  • Patent Document 1 discloses a TGF- ⁇ 1 inhibitor peptide for treating corneal fibrosis and / or turbidity.
  • Patent Document 2 discloses an antibody that binds to TGF- ⁇ 1,2,3.
  • U.S. Patent No. 6,057,031 discloses that Nrf2 agonists or activators can be used to treat corneal endothelial disorders, and that Nrf2 agonists or activators can be used to treat corneal endothelial disorders.
  • Patent Document 4 discloses a peptide that can bind to the transforming growth factor TGF- ⁇ 1 (TGF- ⁇ 1) and is a potent inhibitor of the biological activity of TGF- ⁇ 1 by direct binding to cytokines.
  • Patent document 5 discloses the scar formation inhibitor containing BMP-7 polypeptide.
  • Patent Document 6 generally describes corneal disorders as diseases in which the TGF- ⁇ inhibitory action is therapeutically or prophylactically effective.
  • Non-Patent Document 4 is a document on basic research on the relationship between human corneal endothelial cells and endoplasmic reticulum stress.
  • U.S. Patent No. 6,057,031 describes that TGF- ⁇ inhibitors can treat corneal endothelial diseases associated with endoplasmic reticulum stress caused by TGF- ⁇ .
  • TGF- ⁇ signal is impaired by using an agent represented by transforming growth factor- ⁇ 2 (TGF- ⁇ 2) in cells of a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • TGF- ⁇ 2 transforming growth factor- ⁇ 2
  • the present inventors have found that such disorders can be surprisingly treated with p38 MAP kinase inhibitors.
  • mitochondrial abnormalities can be cured by p38 MAP kinase inhibitors.
  • the present invention provides a p38 MAP kinase inhibitor for the treatment of corneal endothelial disorders caused by transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal and / or mitochondrial abnormalities (particularly corneal endothelial disorders of Fuchs corneal endothelial dystrophy). Or it discovered that it applied to using for prevention, and came to complete this invention. Furthermore, the present inventors have also found that a p38 MAP kinase inhibitor suppresses cell damage due to cryopreservation of corneal endothelial cells.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • p38 MAP kinase inhibitors suppress endoplasmic reticulum (ER) -related stress caused by unfolded proteins
  • p38 MAP kinase inhibitors are found to have endoplasmic reticulum (ER) -related stress. It has been found that it is possible to treat or prevent corneal endothelium damage and the like caused by.
  • the present invention provides, for example, the following items.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • mitochondrial abnormality is selected from any one or more of mitochondrial membrane potential decrease, mitochondrial morphological abnormality, and mitochondrial biosynthesis decrease.
  • (Item 4) The medicament according to any one of Items 1 to 3, wherein the symptom, disorder or disease is in Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • (Item 5) The medicament according to item 4, wherein the medicament prevents progression of Fuchs corneal endothelial dystrophy by suppressing a decrease in mitochondrial membrane potential of corneal endothelial cells in Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the p38MAP kinase inhibitor is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB-203580), 1- ( Carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluorophenyl) urea (VX-702), and 3- [3-bromo-4-[(2, 4-Difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxopyridin-1-yl] -N, 4-dimethylbenzamide (PH79804), comprising at least one selected from items 1-5 The medicament according to any one of the above.
  • the p38MAP kinase inhibitor is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole at a concentration of about 3 ⁇ M to about 30 ⁇ M.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 1- (carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluoro) at a concentration of about 1 ⁇ M to about 10 ⁇ M.
  • the medicament according to item 6 comprising phenyl) urea (VX-702).
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 3- [3-bromo-4-[(2,4-difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxo at a concentration of about 0.3 ⁇ M to about 3 ⁇ M.
  • the medicament according to item 6, comprising pyridin-1-yl] -N, 4-dimethylbenzamide (PH79804).
  • the composition according to item 10 wherein the preservation is cryopreservation.
  • the present invention provides the following items, for example.
  • (Item X1) Treatment or prevention of a corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by at least one of transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal and mitochondrial abnormality in corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor For medicine.
  • (Item X2) The medicament according to item X1, wherein the symptom, disorder or disease is associated with TGF- ⁇ signal and mitochondrial abnormality.
  • (Item X3) The medicament according to item X1 or X2, wherein the mitochondrial abnormality is selected from any one or more of mitochondrial membrane potential decrease, mitochondrial morphological abnormality, and mitochondrial biosynthesis decrease.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB-203580), 1- ( Carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluorophenyl) urea (VX-702), and 3- [3-bromo-4-[(2, 4-Difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxopyridin-1-yl] -N, 4-dimethylbenzamide (PH79804), comprising at least one selected from items X1-X5 The medicament according to any one of the above.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole at a concentration of about 3 ⁇ M to about 30 ⁇ M.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 1- (carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluoro) at a concentration of about 1 ⁇ M to about 10 ⁇ M.
  • the p38MAP kinase inhibitor is a 3- [3-bromo-4-[(2,4-difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxo at a concentration of about 0.3 ⁇ M to about 3 ⁇ M.
  • (Item X11) The composition according to item X10, wherein the preservation is cryopreservation.
  • (Item X12) A medicament for treating or preventing a corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • (Item X13) The medicament according to item X12, wherein the symptom, disorder or disease is caused by abnormal protein folding.
  • the symptom, disorder or disease is corneal endothelial cell disorder, corneal endothelial disorder, corneal endothelial density reduction, gut formation, desme membrane thickening, corneal thickening, turbidity, corneal epithelium in Fuchs corneal endothelial dystrophy Disorder, corneal opacity, photophobia, vision loss, visual impairment, eye pain, lacrimation, hyperemia, pain, bullous keratopathy, ocular discomfort, reduced contrast, glare, and corneal edema, corneal epithelial erosion, and
  • the medicament according to item X12 or X13 which is a symptom, disorder or disease associated with endoplasmic reticulum (ER) stress among angiogenesis.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • ER endoplasmic reticulum
  • the symptom, disorder or disease is corneal endothelial cell disorder, corneal endothelial disorder, decreased corneal endothelial density, and corneal parenchymal edema, corneal epithelial edema, corneal epithelial erosion, corneal parenchyma caused by these
  • the medicament according to item X15 selected from the group consisting of turbidity and angiogenesis.
  • the medicament according to item X15 or X16, wherein the symptom, disorder or disease includes Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the present invention treats or prevents a disorder or disease caused by transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal and / or a disease caused by mitochondrial abnormality in Fuchs corneal endothelial dystrophy including a p38 MAP kinase inhibitor.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • a medicinal medicine is provided.
  • the present invention also provides a medicament that can treat or prevent corneal endothelium damage and the like caused by endoplasmic reticulum (ER) -related stress, including a p38 MAP kinase inhibitor.
  • the present invention provides a composition for preservation of corneal endothelial cells or a composition for promoting proliferation of corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • FIG. 1 shows an overview of the protocol of the first embodiment.
  • FIG. 2 shows phase contrast micrographs of immortalized human corneal endothelial cells 27 hours after stimulation with TGF- ⁇ 2 of immortalized human corneal endothelial cells pretreated with each p38MAP kinase inhibitor (upper panel; from left) Control, TGF- ⁇ 2, TGF- ⁇ 2 + SB431542 (10 ⁇ M) are shown in the lower panel; The p38 MAPK inhibitor suppresses cell damage caused by TGF- ⁇ signal in the corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • FIG. 3 shows the percentage (%) of Annexin V positive cells measured by flow cytometry.
  • FIG. 4 shows an overview of the protocol of the second embodiment.
  • FIG. 5 shows a stained image with the fluorescent dye JC-1.
  • the upper row shows mitochondria (green fluorescence), and the middle row shows mitochondrial membrane potential (red fluorescence).
  • the lower row shows an image obtained by superimposing the upper and middle fluorescence images and the nuclear staining with DAPI (blue). Red staining (middle) indicates mitochondrial membrane potential.
  • Images from the left show control, CCCP, TGF- ⁇ 2, TGF- ⁇ 2 + SB431542, TGF- ⁇ 2 + SB203580, TGF- ⁇ 2 + PH79804, and TGF- ⁇ 2 + VX-702.
  • a p38 MAPK inhibitor suppresses mitochondrial membrane potential reduction in a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • FIG. 6 shows an overview of the protocol of the third embodiment.
  • FIG. 7 shows the mitochondrial membrane potential measured by flow cytometry. The vertical axis represents the mitochondrial membrane potential decreased cell rate (%). From the left, iFECD, iFECD + TGF- ⁇ 2, iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB431543, iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB203580, iFECD + TGF- ⁇ 2 + PH-798044, iFECD + TGF- ⁇ 2 + VX-702 are shown.
  • a p38 MAPK inhibitor suppresses mitochondrial membrane potential reduction in a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • FIG. 8 shows an overview of the protocols of Examples 4 and 5.
  • FIG. 9 shows the results of Western blotting of caspase, PARP and GAPDH. From the left lane, iFECD, iFECD + TGF- ⁇ 2, iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB431543 (10 ⁇ M), iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB203580 (10 ⁇ M), iFECD + TGF- ⁇ 2 + PH-79804 (1 ⁇ M), iFECD + TGF- ⁇ 2 + (+) + TGF-702 + V-70 + V + (+) are shown.
  • FIG. 10 shows the results of Western blotting of smad2, smad3 and GAPDH.
  • iHCEC, iFECD, iFECD + TGF- ⁇ 2, iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB431543 (10 ⁇ M), iFECD + TGF- ⁇ 2 + SB203580 (10 ⁇ M), iFECD + TGF- ⁇ 2 + PH797844 (1 ⁇ M), iFECD + TGF-T (-70) are expressed as ⁇ FECD + TGF-T.
  • p38 MAPK inhibitor did not suppress smad2 and smad3 present downstream of TGF- ⁇ signaling.
  • FIG. 11 shows a graph of the number of cells 24 hours after thawing of cryopreserved corneal endothelial cells.
  • the vertical axis shows the ratio of the number of cells to the control group.
  • the left shows a control group, and the right shows SB203580.
  • FIG. 12 shows a phase contrast microscope of immortalized human corneal endothelial cells cultured by stimulation with thapsigargin of immortalized human corneal endothelial cells pretreated with each p38 MAP kinase inhibitor.
  • FIG. 13 shows the results of Western blotting of caspase, PARP and GAPDH. From the left lane, iFECD (control), iFECD + thapsigargin, iFECD + thapsigargin + SB203580 (10 ⁇ M), iFECD + thapsigargin + PH-798044 (1 ⁇ M), iFECD + thapsigargin + VX-702 (3 ⁇ M) are shown.
  • FIG. 13 shows the results of Western blotting of caspase, PARP and GAPDH. From the left lane, iFECD (control), iFECD + thapsigargin, iFECD + thapsigargin + SB203580 (10 ⁇ M), iFECD + thapsigargin + PH-798044 (1 ⁇ M), iFECD + thapsigargin + VX-702 (3 ⁇ M) are shown.
  • MAP kinase is an enzyme that phosphorylates mitogen-activating protein (MAP) and is a family of serine / threonine kinases.
  • MAP kinases are a group of protein serine / threonine kinases that are activated in response to various extracellular stimuli and mediate signal transduction from the cell surface to the nucleus.
  • MAP kinase also called extracellular signal-regulated protein kinases or ERK, is a terminal enzyme of the 3-kinase cascade.
  • the standard MAP kinase module consists of three protein kinases. That is, a MAP kinase kinase (or MEKK) activates a MAP kinase kinase (or MEK), which in turn activates a MAPK / ERK enzyme.
  • MAPK / ERK, JNK (c-jun amino terminal protein kinase (or SAPK))), and p38 cascade are composed of three enzyme modules, including MEKK, MEK and ERK, or MAP kinase superfamily members, respectively.
  • Various extracellular signals when associated with their respective cell surface receptors, trigger an initial event that is then transmitted inside the cell where it activates the appropriate cascade.
  • MAP kinase is a mitogen-activated protein kinase (or ERK) superfamily and has a TXY consensus sequence in the catalytic core.
  • ERK1 / 2, p38HOG, and JNK / SAPK are related but distinct terminal enzymes in the parallel pathway.
  • Glutathione-S-transferase (GST) -MEK1 and GST-MAPK fusion proteins were prepared from bacterial cells and sequentially transferred to MEK1 MAPK and MBP (myelin basic protein) in this assay system. Used for phosphorylation.
  • PD 184352 [2- (2-chloro-4-iodo-phenylamino) -N-cyclopropylmethoxy-3,4-difluoro-benzamide], which directly inhibits MEK1, has also been found.
  • p38 MAP kinase inhibitor refers to any drug that inhibits MAP kinase signaling related to p38.
  • a p38 MAP kinase inhibitor relates to a compound that targets, decreases or inhibits the MAP kinase family member p38-MAP kinase.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is preferably water-soluble. This is because if it is not water-soluble, it may be necessary to use a solvent that is not compatible with the body. Whether it is water-soluble or not can be classified based on the pharmacopoeia solubility definition.
  • the amount of solvent required to dissolve 1 g or 1 mL of solute is extremely soluble: less than 1 mL; easily soluble: 1 mL or more but less than 10 mL; slightly soluble: 10 mL or more but less than 30 mL; : 100 mL or more and less than 1000 mL; extremely difficult to dissolve: 1000 mL or more and less than 10000 mL; almost insoluble: defined as 10000 mL or more, and similarly evaluated in this specification.
  • water-soluble means that any water-soluble one can be used as long as it dissolves an effective amount when water is used as a solvent.
  • 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB-203580) is soluble in methanol but in water. Is difficult to dissolve, and 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB203580) hydrochloride is soluble in water And classified as water-soluble. Such water-soluble components are also advantageously used as eye drops.
  • P38 is a mammalian MAP kinase superfamily member and is activated by stress, ultraviolet light, and inflammatory cytokines.
  • the catalyst core has a TGY consensus sequence.
  • dysregulated kinases are a major etiology in many diseases, particularly proliferative and inflammatory disorders.
  • One of the oncogenes first identified in the oncology area was for epidermal growth factor receptor kinase (EGFR), but its overexpression is associated with lung, breast, brain, prostate, GI and ovarian cancer.
  • EGFR epidermal growth factor receptor kinase
  • constitutive activation of MAP kinase is associated with primary tumors from many cancer cell lines (pancreas, colon, lung, ovary, and kidney) and various human organs (kidney, colon, and lung) ( Hoshino et al., Oncogene, 18 (3): 813-22 (Jan. 1999)).
  • p38 MAP kinase regulates the production of two cytokines, TNF ⁇ and IL-1, associated with the onset and progression of inflammation.
  • the p38 MAP kinase inhibitor that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having a p38 MAP kinase inhibitory activity in addition to VX-745 (Vertex Pharmaceuticals Inc.).
  • VX-745 Vertex Pharmaceuticals Inc.
  • JP-A-2002-97189, JP 2000-503304, JP 2001-522357, JP 2003-535023, JP 2001-506266, JP 9-508123 International Publication No. 01/56553, International Publication No. 93/14081, International Publication No. 01/35959, International Publication No. 03/68229, International Publication No. 03/85859, Special Publication 2002-534468, Special Publication 2001-526222 JP-T-2001-526223, US Pat.
  • Tocris Cookson (St Louis, USA) is available at http: // www. tocris. com / provides various MAP kinase inhibitors.
  • SB202190 (4- [4- (4-fluorophenyl) -5- (4-pyridinyl) -lH-imidazol-2-yl] phenol) is a highly selective, potent and cell-permeable p38 MAP.
  • a kinase inhibitor SmithKline Beecham, plc) (Jiang et al., J. Biol. Chem, 271: 17920 (1996); Frantzet al., Biochemistry, 37: 138-46 (1998); Nemotoet al., J Biol.
  • Anisomycin ((2R, 3S, 4S) -2-[(4-methoxyphenyl) methyl] -3,4-pyrrolidinediol-3-acetate) is a protein synthesis inhibitor (blocks translation). It is a potent activator of stress activated protein kinases (JNK / SAPK) and p38 MAP kinase, homologous desensitization induced by immediate early genes (c-fos, fosB, c-jun, junB, and junD) Acts as a powerful signaling agonist that selectively induces the product.
  • JNK / SAPK stress activated protein kinases
  • p38 MAP kinase homologous desensitization induced by immediate early genes (c-fos, fosB, c-jun, junB, and junD) Acts as a powerful signaling agonist that selectively induces the product.
  • SB203580 (4- [5- (4-fluorophenyl) -2- [4- (methylsulfonyl) phenyl] -lH-imidazol-4-yl] pyridine) is a highly selective of p38 mitogen-activated protein kinase. Inhibitor (SmithKlineBeecham, plc).
  • SB203580 hydrochloride (4- [5- (4-fluorophenyl) -2- [4- (methylsulfonyl) phenyl] -1H-imidazol-4-yl] pyridine) compound is a highly selective p38 mitogen activated It is a water-soluble salt of a protein kinase inhibitor. It has been shown to inhibit interleukin-2-induced T cell proliferation, cyclooxygenase-1 and -2, and thromboxane synthase.
  • U0126 (1,4-diamino-2,3-dicyano-1,4-bis [2-aminophenylthio] butadiene) is a potent and selective non-competitive inhibitor of MAP kinase kinase.
  • Preferred p38 MAP kinase inhibitors include, but are not limited to, SB203580 (4- [4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -1H-imidazol-5-yl] pyridine) .
  • p38 MAP kinase inhibitors that can be used in the present invention include, for example, neutralizing antibodies against p38 MAP kinase, compounds that inhibit p38 MAP kinase activity, and transcription of genes encoding p38 MAP kinase.
  • Compounds eg, antisense nucleic acids, RNAi, ribozymes), peptides, and plant components (eg, polyphenols, flavonoids, glycosides).
  • the concentration used is exemplified by about 50 nmol / l to 100 ⁇ mol / l, usually about 0.001 to 100 ⁇ mol / l, preferably about 0.01 to 75 ⁇ mol / l, about 0.05 to 50 ⁇ mol / l, About 1-10 ⁇ mol / l, about 0.01-10 ⁇ mol / l, about 0.05-10 ⁇ mol / l, about 0.075-10 ⁇ mol / l, about 0.1-10 ⁇ mol / l, about 0.5-10 ⁇ mol / l 1, about 0.75-10 ⁇ mol / l, about 1.0-10 ⁇ mol / l, about 1.25-10 ⁇ mol / l, about 1.5-10 ⁇ mol / l, about 1.75-10 ⁇ mol / l, about 2.
  • 0-10 ⁇ mol / l about 2.5-10 ⁇ mol / l, about 3.0-10 ⁇ mol / l, about 4.0-10 ⁇ mol / l, about 5.0-10 ⁇ mol / l, about 6.0-10 ⁇ mol / l , About 7.0 ⁇ 0 ⁇ mol / l, about 8.0 to 10 ⁇ mol / l, about 9.0 to 10 ⁇ mol / l, about 0.01 to 50 ⁇ mol / l, about 0.05 to 5.0 ⁇ mol / l, about 0.075 to 5.0 ⁇ mol / L, about 0.1 to 5.0 ⁇ mol / l, about 0.5 to 5.0 ⁇ mol / l, about 0.75 to 5.0 ⁇ mol / l, about 1.0 to 5.0 ⁇ mol / l, about 1.
  • the antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression and / or function of a gene (nucleic acid) encoding the above-mentioned P38 MAP kinase signal transduction pathway member or the like by any of the above-described actions.
  • a gene nucleic acid
  • an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 ′ end of the mRNA of the gene encoding the above-mentioned P38 MAP kinase or the like is designed, it is considered effective for inhibiting the translation of the gene.
  • a sequence complementary to the coding region or the 3 'untranslated region can also be used.
  • the nucleic acid containing the antisense sequence of the sequence of the untranslated region is included in the antisense nucleic acid used in the present invention.
  • the antisense nucleic acid used is linked downstream of a suitable promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is linked on the 3 'side.
  • the nucleic acid thus prepared can be transformed into a desired animal (cell) using a known method.
  • the sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to a gene encoding P38 MAP kinase or the like possessed by the animal (cell) to be transformed, or a part thereof, as long as the gene expression can be effectively suppressed. In, it does not have to be completely complementary.
  • the transcribed RNA preferably has a complementarity of 90% or more, most preferably 95% or more, to the transcript of the target gene.
  • the length of the antisense nucleic acid is preferably at least 12 bases and less than 25 bases, but the antisense nucleic acid of the present invention is not necessarily of this length.
  • the antisense nucleic acid may be composed only of DNA, but may contain nucleic acid other than DNA, for example, locked nucleic acid (LNA).
  • the antisense nucleic acid used in the present invention may be an LNA-containing antisense nucleic acid containing LNA at the 5 'end and LNA at the 3' end.
  • an antisense nucleic acid for example, Hirashima and Inoue, Shinsei Kagaku Kogaku Kenkyu 2 (Replication and Expression of Nucleic Acid IV Gene, edited by the Japanese Biochemical Society, Tokyo Chemical Dojin, 1993, 319-347.
  • An antisense sequence can be designed based on a nucleic acid sequence such as P38 MAP kinase.
  • ribozymes refers to an RNA molecule having catalytic activity. Although ribozymes have various activities, research focusing on ribozymes as enzymes that cleave RNA has made it possible to design ribozymes that cleave RNA in a site-specific manner. Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as group I intron type and M1 RNA contained in RNase P, but some have an active domain of about 40 nucleotides called hammerhead type or hairpin type. (Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, protein nucleic acid enzyme, 1990, 35, 2191.).
  • the self-cleaving domain of hammerhead ribozyme cleaves 3 ′ of C15 in the sequence G13U14C15, but base pairing between U14 and A9 is important for its activity, and instead of C15, A15 or U15 However, it has been shown that it can be cut (Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.).
  • a restriction enzyme-like RNA-cleaving ribozyme that recognizes the sequence UC, UU or UA in the target RNA can be produced (Koizumi, M.
  • Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention.
  • This ribozyme is found, for example, in the minus strand of satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). It has been shown that target-specific RNA-cleaving ribozymes can also be produced from hairpin ribozymes (Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl. Acids Res, 1991, 19, 6751., Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology , 1992, 30, 112.). Thus, the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the transcription product of the gene encoding P38 MAP kinase or the like using a ribozyme.
  • RNA interference RNA interference
  • RNAi RNA interference
  • siRNA short-chain dsRNA
  • siRNA is an RNA molecule having a double-stranded RNA portion consisting of 15 to 40 bases, cleaves the mRNA of the target gene having a sequence complementary to the antisense strand of the siRNA, It has a function of suppressing the expression of the target gene.
  • the siRNA in the present invention comprises a sense RNA strand comprising a sequence homologous to a continuous RNA sequence in mRNA such as P38 MAP kinase, and an antisense RNA strand comprising a sequence complementary to the sense RNA sequence. It is RNA containing the double stranded RNA part which becomes.
  • RNA region of mRNA that is a transcription product of a sequence such as P38 MAP kinase and to produce a double-stranded RNA corresponding to this region. It can be done as appropriate.
  • selection of siRNA sequences having a stronger RNAi effect from mRNA sequences that are transcripts of the sequences can also be appropriately performed by those skilled in the art by known methods. If one strand is known, those skilled in the art can easily know the base sequence of the other strand (complementary strand). siRNA can be appropriately prepared by those skilled in the art using a commercially available nucleic acid synthesizer. In addition, for synthesis of a desired RNA, a general synthesis contract service can be used.
  • the length of the double-stranded RNA portion is 15 to 40 bases, preferably 15 to 30 bases, more preferably 15 to 25 bases, still more preferably 18 to 23 bases, and most preferably 19 to 21 bases as a base. . It is understood that these upper and lower limits are not limited to these specific ones and may be any combination of those listed.
  • the terminal structure of the sense strand or antisense strand of siRNA is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it may have a blunt end or a protruding end (overhang) It is preferable that the 3 ′ end protrudes.
  • siRNA having an overhang consisting of several bases, preferably 1 to 3 bases, more preferably 2 bases, at the 3 ′ end of the sense RNA strand and the antisense RNA strand suppresses the expression of the target gene. In many cases, the effect is large, which is preferable.
  • the type of the overhanging base is not particularly limited, and may be either a base constituting RNA or a base constituting DNA.
  • Preferred overhang sequences include dTdT (deoxy T 2 bp) at the 3 'end.
  • preferred siRNAs include, but are not limited to, those in which dTdT (deoxy T is 2 bp) is attached to the 3 'end of the sense / antisense strands of all siRNAs.
  • siRNA in which 1 to several nucleotides are deleted, substituted, inserted and / or added in one or both of the sense strand or antisense strand of the siRNA can also be used.
  • the 1 to several bases are not particularly limited, but are preferably 1 to 4 bases, more preferably 1 to 3 bases, and most preferably 1 to 2 bases.
  • Such mutations include those in which the number of bases in the 3 ′ overhang portion is 0 to 3, or the base sequence in the 3 ′ overhang portion is changed to another base sequence, or base insertion or addition Or, the length of the sense RNA strand and the antisense RNA strand differ by 1 to 3 bases due to deletion, and the sense strand and / or antisense strand in which the base is replaced with another base.
  • the sense strand and the antisense strand can hybridize in these mutant siRNAs, and that these mutant siRNAs have the ability to suppress gene expression equivalent to siRNA having no mutation.
  • the siRNA may be a molecule having a structure in which one end is closed, for example, an siRNA having a hairpin structure (Short Hairpin RNA; shRNA).
  • shRNA is a RNA comprising a sense strand RNA of a specific sequence of a target gene, an antisense strand RNA consisting of a sequence complementary to the sense strand sequence, and a linker sequence connecting both strands, and a sense strand portion and an antisense strand The portions hybridize to form a double stranded RNA portion.
  • siRNA does not show a so-called off-target effect in clinical use.
  • the off-target effect refers to the action of suppressing the expression of another gene that is partially homologous to the used siRNA in addition to the target gene.
  • NCBI National Center for Biotechnology Information
  • RNA of the present invention In order to produce the siRNA of the present invention, a known method such as a method using chemical synthesis or a method using a gene recombination technique can be appropriately used.
  • double-stranded RNA can be synthesized by a conventional method based on sequence information.
  • an expression vector encoding a sense strand sequence or an antisense strand sequence is constructed, and the sense strand RNA or antisense strand RNA generated by transcription after introducing the vector into a host cell. It can also be produced by acquiring each of the above.
  • a desired strand can be expressed by expressing a shRNA that forms a hairpin structure, including a sense strand of a specific sequence of a target gene, an antisense strand consisting of a sequence complementary to the sense strand sequence, and a linker sequence that connects both strands.
  • the double-stranded RNA can also be prepared.
  • all or part of the nucleic acid constituting the siRNA may be a natural nucleic acid or a modified nucleic acid.
  • the siRNA in the present invention does not necessarily need to be a set of double-stranded RNAs for the target sequence, and a plurality of sets for the region containing the target sequence (this “plurality” is not particularly limited, but preferably 2 to 5) It may be a mixture of double-stranded RNA.
  • siRNA as a nucleic acid mixture corresponding to the target sequence can be appropriately prepared by a person skilled in the art using a commercially available nucleic acid synthesizer and a DICER enzyme. Synthetic contract service can be used.
  • the siRNA of the present invention includes so-called “cocktail siRNA”. In the siRNA of the present invention, not all nucleotides are necessarily ribonucleotides (RNA).
  • the one or more ribonucleotides constituting the siRNA may be corresponding deoxyribonucleotides.
  • This “corresponding” refers to the same base species (adenine, guanine, cytosine, thymine (uracil)) although the structures of the sugar moieties are different.
  • deoxyribonucleotide corresponding to ribonucleotide having adenine refers to deoxyribonucleotide having adenine.
  • a DNA (vector) capable of expressing the RNA of the present invention is also included in a preferred embodiment of a nucleic acid capable of suppressing the expression of P38 MAP kinase and the like.
  • the DNA (vector) capable of expressing the double-stranded RNA of the present invention is a DNA encoding one strand of the double-stranded RNA and a DNA encoding the other strand of the double-stranded RNA, Each DNA has a structure linked to a promoter so that it can be expressed.
  • the expression vector of the present invention can be prepared by appropriately inserting DNA encoding the target RNA into various known expression vectors.
  • a modified nucleic acid may be used as the nucleic acid that suppresses the expression of the target gene.
  • the modified nucleic acid means one having a structure different from that of a natural nucleic acid, in which a nucleoside (base site, sugar site) and / or internucleoside binding site is modified.
  • modified nucleoside constituting the modified nucleic acid
  • examples of the “modified nucleoside” constituting the modified nucleic acid include, for example, an abasic nucleoside; an arabino nucleoside, 2′-deoxyuridine, ⁇ -deoxyribonucleoside, ⁇ -L-deoxyribonucleoside, and other sugars
  • examples include nucleosides having modifications; peptide nucleic acids (PNA), peptide nucleic acids to which phosphate groups are bound (PHONA), locked nucleic acids (LNA), morpholino nucleic acids and the like.
  • PNA peptide nucleic acids
  • PONA peptide nucleic acids to which phosphate groups are bound
  • LNA locked nucleic acids
  • morpholino nucleic acids and the like.
  • nucleoside having a sugar modification examples include substituted pentose monosaccharides such as 2′-O-methylribose, 2′-deoxy-2′-fluororibose, and 3′-O-methylribose; 1 ′, 2′-deoxyribose Arabinose; substituted arabinose sugars; nucleosides with hexose and alpha-anomeric sugar modifications.
  • These nucleosides may be modified bases with modified base sites. Examples of such modified bases include pyrimidines such as 5-hydroxycytosine, 5-fluorouracil and 4-thiouracil; purines such as 6-methyladenine and 6-thioguanosine; and other heterocyclic bases.
  • modified internucleoside linkage constituting the modified nucleic acid
  • examples of the “modified internucleoside linkage” constituting the modified nucleic acid include, for example, alkyl linker, glyceryl linker, amino linker, poly (ethylene glycol) linkage, methylphosphonate internucleoside linkage; methylphosphonothioate, phosphotriester , Phosphothiotriester, phosphorothioate, phosphorodithioate, triester prodrug, sulfone, sulfonamide, sulfamate, formacetal, N-methylhydroxylamine, carbonate, carbamate, morpholino, boranophosphonate, phosphoramidate, etc.
  • Non-natural internucleoside linkages include, for example, alkyl linker, glyceryl linker, amino linker, poly (ethylene glycol) linkage, methylphosphonate internucleoside linkage; methylphosphonothioate
  • Examples of the nucleic acid sequence contained in the double-stranded siRNA of the present invention include siRNA for P38 MAP kinase or other P38 MAP kinase signal members.
  • siRNA shows very excellent specific post-transcriptional repression effect in vitro, but in vivo it is rapidly degraded by the nuclease activity in serum, so its duration is limited and more optimal and effective delivery. System development has been demanded. As an example, Ochiya, T et al., Nature Med.
  • atelocollagen a biocompatible material
  • nucleic acid protects the nucleic acid from degrading enzymes in the body and is very suitable as a carrier of siRNA.
  • the method of introducing the nucleic acid, therapeutic or prophylactic agent of the present invention is not limited thereto. In this way, in the living body, it is rapidly degraded by the action of the nucleolytic enzyme in the serum, so that a long-term effect can be achieved. For example, in Takeshita F. PNAS.
  • atelocollagen derived from bovine skin forms a complex with nucleic acid, and in vivo It has been reported that it has an action of protecting nucleic acids from degrading enzymes and is very suitable as a carrier of siRNA, and such a technique can be used.
  • iFECD immobilized Fuchs' endothelial corneal dystrophy
  • HCEC human Corneal Endothelial cells
  • IHCEC immortalized human corneal endothelial cells
  • programmed cell death refers to a phenomenon in which cells spontaneously die at a predetermined time or environment as if they were programmed in advance. Programmed cell death is used to mean, for example, “apoptosis”.
  • transforming growth factor- ⁇ transformed growth factor- ⁇ ; also abbreviated as TGF- ⁇
  • TGF- ⁇ transformed growth factor- ⁇
  • various sclerosis properties responsible for the pathogenesis of diseases, rheumatoid arthritis and proliferative vitreoretinopathy It is a homodimeric multifunctional cytokine with a molecular weight of 25 kD that exhibits a variety of biological activities, such as preventing falling and suppressing the growth of cancer cells.
  • a “TGF- ⁇ signal” refers to a signal mediated by TGF- ⁇ and triggered by TGF- ⁇ .
  • TGF- ⁇ signals include, for example, signals mediated by TGF- ⁇ 2, and other examples include signals mediated by TGF- ⁇ 1, TGF- ⁇ 3 and the like.
  • TGF- ⁇ there are three isoforms with about 70% homology from TGF- ⁇ 1 to ⁇ 3 in humans, and their actions are similar.
  • TGF- ⁇ is produced as an inactive latent form having a molecular weight of about 300 kD that cannot bind to the receptor, and is activated on the surface of the target cell or its surroundings to become an active form that can bind to the receptor and exerts its action.
  • TGF- ⁇ is transmitted by a series of protein phosphorylation pathways responsible for signaling Smad.
  • TGF- ⁇ when active TGF- ⁇ binds to a type II TGF- ⁇ receptor present on the surface of a target cell, a receptor complex consisting of two type II receptor molecules and two type I TGF- ⁇ receptor molecules is formed. Phosphorylates type I receptors.
  • phosphorylated type I receptor phosphorylates Smad2 or Smad3, phosphorylated Smad2 and Smad3 form a complex with Smad4 and move to the nucleus, and are called CAGA boxes that exist in the target gene promoter region. It is said to bind to the target sequence and induce transcriptional expression of the target gene together with the coactivator.
  • TGF- ⁇ Transforming (transforming) growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signaling pathway is regulated by regulation of its target genes, cell proliferation and differentiation, growth arrest, programmed cell death, and epithelial-mesenchymal transdifferentiation (EMT; epithelium) Many cell activities such as mesenchymal transition can be regulated.
  • TGF- ⁇ family including TGF- ⁇ itself (eg, TGF- ⁇ 1, TGF- ⁇ 2 and TGF- ⁇ 3), activin and bone morphogenetic protein (BMP) are cell proliferation, differentiation, migration and programmed cell death. Is a powerful regulator.
  • TGF- ⁇ is an approximately 24 Kd protein produced by many cells and many other cell types, including B lymphocytes, T lymphocytes and activated macrophages.
  • B lymphocytes include B lymphocytes, T lymphocytes and activated macrophages.
  • TGF- ⁇ is thought to be involved in a variety of pathological conditions (Border et al. (1992) J. Clin. Invest. 90: 1) and functions as either a tumor suppressor or tumor promoter. Is well supported.
  • TGF- ⁇ mediates its signaling by two serine / threonine kinase cell surface receptors, TGF- ⁇ RII and ALK5.
  • TGF- ⁇ signaling is initiated by ligand-induced receptor dimerization that allows TGF- ⁇ RII to phosphorylate the ALK5 receptor.
  • the phosphorylation activates ALK5 kinase activity, which in turn activates downstream effector Smad protein (vertebrate homologue of MAD, or “Mothers against DPP” protein), Smad2 or 3 Is phosphorylated.
  • Smad protein verebrate homologue of MAD, or “Mothers against DPP” protein
  • Smad2 or 3 Is phosphorylated The p-Smad2 / 3 complex with Smad4 enters the nucleus and activates transcription of the target gene.
  • Smad3 is a member of Smad's R-Smad (receptor-activated Smad) subgroup and is a direct mediator of transcriptional activation by the TGF- ⁇ receptor.
  • TGF- ⁇ stimulation results in phosphorylation and activation of Smad2 and Smad3, which form a complex with Smad4 (“common Smad” or “co-Smad” in vertebrates), which together with the nucleus Accumulate and regulate transcription of target genes.
  • R-Smad localizes in the cytoplasm and, upon ligand-induced phosphorylation by the TGF- ⁇ receptor, forms a complex with co-Smad and translocates to the nucleus where they are chromatin and synergistic Regulates gene expression associated with transcription factors.
  • Smad6 and Smad7 are inhibitory Smads (“I-Smad”), ie, transcriptionally induced by TGF- ⁇ and function as inhibitors of TGF- ⁇ signaling (Feng et al. (2005) Annu. Rev. Cell. Dev.Biol.21: 659).
  • Smad6 / 7 exerts their inhibitory effects by preventing receptor-mediated activation of R-Smad; they are associated with type I receptors that competitively prevent R-Smad mobilization and phosphorylation.
  • Smad6 and Smad7 are known to recruit E3 ubiquitin ligase, which leads to ubiquitination and degradation of Smad6 / 7 interacting proteins.
  • TGF- ⁇ signaling pathway J. Massaggu'e, Annu. Rev. Biochem. 1998. 67: 753-91; Vilar JMG, Jansen R, Sander C (2006) PLoS Comput Biol 2 (1): e3; Leask, A., Abraham, D.J.FASEB J.18, 816-827 (2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports (2010) 11, 97-105; Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med. 2010 ; See 152: 159-166, etc.
  • a corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by transforming growth factor- ⁇ refers to any corneal endothelial symptom or disorder induced by TGF- ⁇ in corneal endothelial cells. Or refers to a disease.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • exposure of corneal endothelial cells, eg, Fuchs corneal endothelial dystrophy model cells (eg, iFECD) to TGF- ⁇ 2
  • iFECD corneal endothelial dystrophy model cells
  • Such a phenomenon has not been well elucidated.
  • the inventors further analyzed the symptoms, disorders or diseases of the corneal endothelium caused by the TGF- ⁇ signal, and unexpectedly found that the disorders can be suppressed by p38 MAPK inhibitors. It was. Symptoms, disorders, or diseases of the corneal endothelium caused by TGF- ⁇ signal are different from the p38 MAPK signaling pathway, and the p38 MAPK inhibitor used does not suppress the TGF- ⁇ signaling pathway. Therefore, it can be said that the route of the development of unexplained diseases and disorders and the mode of treatment or prevention thereof have been found so far.
  • the present invention can be regarded as providing a new treatment / prevention technique.
  • Symptoms, disorders or diseases of corneal endothelium caused by TGF- ⁇ signal include, for example, Fuchs corneal endothelial dystrophy, corneal transplantation disorders, corneal endotheliitis, trauma, disorders after ophthalmic surgery, disorders after ophthalmic laser surgery, TGF- ⁇ expression is observed in aging, posterior polymorphic corneal dystrophy (PPD), congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED), and idiopathic corneal endothelial dystrophy But are not limited to these.
  • PPD posterior polymorphic corneal dystrophy
  • CHED congenital hereditary endothelial dystrophy
  • idiopathic corneal endothelial dystrophy But are not limited to these.
  • corneal endothelial cells or corneal endothelial tissues in which the expression of TGF- ⁇ 2 is increased more than usual it is considered that the disorder found in the present invention or a disorder related thereto is expressed or increased.
  • Any corneal endothelial symptom, disorder or disease in which corneal endothelial cells or corneal endothelial tissue are found is specifically contemplated as a subject of the present invention.
  • symptom, disorder or disease of corneal endothelium due to mitochondrial abnormality refers to a symptom, disorder or disease of corneal endothelium due to mitochondrial abnormality.
  • analysis of mitochondrial abnormalities has not progressed well.
  • mitochondrial abnormalities are thought to affect various diseases, disorders or symptoms, models thereof are also provided in the present invention. For example, when Fuchs corneal endothelial dystrophy model cells were exposed to TGF- ⁇ 2, it was surprisingly observed that there was a significant increase in cells with reduced mitochondrial membrane potential. As a result of further analysis, it was surprisingly possible to suppress this decrease in mitochondrial membrane potential with a p38 MAPK inhibitor.
  • Symptoms, disorders or diseases of corneal endothelium caused by mitochondrial abnormalities include, for example, Fuchs corneal endothelial dystrophy, corneal transplantation disorders, corneal endotheliitis, trauma, disorders after ophthalmic surgery, disorders after ophthalmic laser surgery, aging, Examples of posterior polymorphic corneal dystrophy (PPD), congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED), and idiopathic corneal endothelial dystrophy include mitochondrial abnormalities. Yes, but not limited to them.
  • corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by endoplasmic reticulum (ER) -related stress refers to those associated with endoplasmic reticulum (ER) stress, such as corneal endothelial cells in Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the symptom, disorder or disease targeted by the present invention is a disorder related to Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • Fuchs corneal endothelial dystrophy it has been shown that TGF- ⁇ induction in corneal endothelial cells is involved, and it can also be involved in cell loss in FECD. Therefore, it is naturally expected that inhibition of the TGF- ⁇ signaling pathway may be an effective treatment for FECD.
  • the present inventors have unexpectedly found that a p38 MAPK inhibitor can suppress a disorder caused by TGF- ⁇ signal. Moreover, as shown in FIG.
  • the medicament of the present invention can treat cell damage induced by TGF- ⁇ 2, which causes one of the important abnormalities or disorders among Fuchs corneal endothelial dystrophy, and is useful for the treatment or prevention of Fuchs corneal endothelial dystrophy. It is understood that In particular, the present invention was able to suppress cell damage or programmed cell death induced by TGF- ⁇ 2 in the Fuchs corneal endothelial dystrophy model in the Examples. It can be used to treat severely related patients.
  • the present invention relates to disorders of corneal endothelial cells in Fuchs corneal endothelial dystrophy, corneal endothelial density reduction, guttae formation, Descemet's thickening, corneal thickening, corneal epithelial disorder, corneal opacity, photophobia, fog vision, visual impairment May treat or prevent ocular pain, lacrimation, hyperemia, pain, bullous keratopathy, ocular discomfort, reduced contrast, glare and keratotic edema, and the like.
  • mitochondrial abnormality is involved in the pathological condition of corneal endothelial cells of Fuchs corneal endothelial dystrophy. It has been found that the present invention can suppress mitochondrial abnormalities with p38 MAP kinase inhibitors, and is understood to be useful for the treatment or prevention of Fuchs corneal endothelial dystrophy caused by mitochondrial abnormalities. In a specific embodiment, the present invention can also suppress mitochondrial abnormalities such as mitochondrial membrane potential decrease, mitochondrial morphological abnormality, mitochondrial biosynthesis decrease, and the like. (General technology)
  • the present invention is for the treatment or prevention of a corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal in corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • the present invention provides a medicament for treating or preventing a corneal endothelial symptom, disorder or disease caused by a mitochondrial abnormality in a corneal endothelial cell, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • the present invention relates to the treatment or prevention of a corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal and mitochondrial abnormalities in corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • p38 MAP kinase has been implicated in various signal transductions and is also implicated in inflammation, but in the corneal endothelium, not all of its mechanisms have been elucidated: TGF- ⁇ , mitochondrial damage or both It could not be expected to be effective in the cure or prevention of corneal endothelial dysfunction caused by. Therefore, it is effective that p38 MAP kinase inhibitor is effective for treating or preventing corneal endothelial dysfunction caused by TGF- ⁇ , corneal endothelial dysfunction caused by mitochondrial disorder, or both.
  • TGF- ⁇ to corneal endothelial dysfunction model cells of the present invention is found to worsen the disorder or symptom, such as an increase in programmed cell death and mitochondrial abnormality (lower membrane potential). It was an unexpected discovery that was discovered for the first time by examining the effects of inhibitors.
  • the corneal endothelium symptom, disorder or disease caused by transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) in corneal endothelial cells is Fuchs corneal endothelial dystrophy, corneal transplantation disorder, corneal endotheliitis, trauma, Disorders after ophthalmic surgery, disorders after ophthalmic laser surgery, aging, posterior polymorphic corneal dystrophy (PPD), congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED), and idiopathic cornea Selected from the group consisting of endothelial disorders.
  • the corneal endothelium symptom, disorder or disease resulting from mitochondrial abnormalities in corneal endothelial cells is Fuchs corneal endothelial dystrophy, corneal transplantation disorder, corneal endotheliitis, trauma, post-ophthalmic surgery disorder, ophthalmic laser surgery Selected from the group consisting of post-disorder, aging, posterior polymorphic dystrophy (PPD), congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED), and idiopathic corneal endothelial dystrophy .
  • the corneal endothelium symptom, disorder or disease resulting from a TGF- ⁇ signal is a corneal endothelium symptom, disorder or disease resulting from TGF- ⁇ 2.
  • mitochondrial abnormalities include, but are not limited to, mitochondrial membrane potential reduction, mitochondrial morphological abnormalities, mitochondrial biogenesis, and the like.
  • the present invention provides a medicament for treating or preventing a corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells, comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • ER endoplasmic reticulum
  • the present inventors have found that corneal endothelial cells are damaged by stimulation with thapsigargin associated with endoplasmic reticulum (ER) -related stress in cells of the corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy. It was revealed that the disorder was suppressed by a p38 MAP kinase inhibitor.
  • the p38 MAP kinase inhibitor can treat or prevent corneal endothelial damage and the like caused by TGF- ⁇ signal and mitochondrial abnormalities.
  • the p38 MAP kinase inhibitor further inhibits endoplasmic reticulum (ER) in corneal endothelial cells. It was surprising that it was possible to suppress the related stress. This suggests that p38 MAP kinase inhibitors can simultaneously treat corneal endothelial damage due to TGF- ⁇ signaling, mitochondrial abnormalities, and endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells.
  • Fuchs's corneal endothelial dystrophy is known to be associated with ER stress (Engler, C. et al. Am J Ophthalmol 149, 194-202 (2010)), so it is possible to suppress ER stress. This means that significant improvements in the treatment and prevention of Fuchs corneal endothelial dystrophy are possible and in some cases complete healing is possible.
  • a corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells may be due to abnormal protein folding.
  • proteins that do not fold (unfolded) or aggregate due to misfolding or abnormal proteolysis also called unfolded proteins or unfolded proteins
  • aggresomes are formed by heat shock, viral infection, oxidative stress, and the like.
  • the p38 MAP kinase inhibitor of the present invention can suppress endoplasmic reticulum (ER) stress resulting from abnormal folding induced by thapsigargin or the like involved in the production of denatured protein.
  • p38 MAP kinase inhibitors can also suppress TGF ⁇ -induced endoplasmic reticulum (ER) stress.
  • a TGF- ⁇ inhibitor can suppress endoplasmic reticulum (ER) stress caused by TGF- ⁇ , but could not suppress endoplasmic reticulum (ER) stress caused by abnormal folding (WO 2015). / 064768). Therefore, it was unexpected that both the ER stress caused by the abnormal folding and the ER stress caused by TGF- ⁇ can be suppressed like the p38 MAP kinase inhibitor of the present invention.
  • a corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells is a corneal endothelial cell disorder, corneal endothelial disorder, reduced corneal endothelial density in Fuchs corneal endothelial dystrophy, And corneal edema, corneal epithelial erosion, corneal epithelial erosion, corneal opacity, and angiogenesis caused by these.
  • the present invention relates to corneal endothelium symptoms resulting from transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal, mitochondrial abnormalities and endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • ER endoplasmic reticulum
  • the corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal, mitochondrial abnormalities and endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells is Fuchs corneal endothelial dystrophy. Selected from the group consisting of corneal endothelial cell injury, corneal endothelial dysfunction, corneal endothelial density reduction, and resulting corneal edema, corneal epithelial edema, corneal epithelial erosion, corneal opacity, and angiogenesis.
  • the corneal endothelial symptom, disorder or disease resulting from transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal, mitochondrial abnormalities and endoplasmic reticulum (ER) -related stress in corneal endothelial cells is Fuchs corneal endothelial dystrophy. including.
  • the use of the present invention includes, for example, eye drops, but is not limited thereto, injection into the anterior chamber, impregnation into a sustained-release agent, subconjunctival injection, systemic administration (internal use) And administration methods such as intravenous injection).
  • the p38 MAP kinase inhibitor used in the present invention is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB-202190).
  • the p38 MAPK inhibitor may be used alone or in combination.
  • the concentration of the p38 MAP kinase inhibitor used in the present invention is usually about 0.1 to 100 ⁇ M ( ⁇ mol / l), preferably about 0.1 to 30 ⁇ M, more preferably about 1 to 10 ⁇ M.
  • a p38 MAPK inhibitor When a p38 MAPK inhibitor is used in combination, it can be appropriately changed, and other concentration ranges are, for example, usually about 0.001 to 100 ⁇ M, preferably about 0.01 to 75 ⁇ M, about 0.05 to 50 ⁇ M, about 1-10 ⁇ M, about 0.01-10 ⁇ M, about 0.05-10 ⁇ M, about 0.075-10 ⁇ M, about 0.1-10 ⁇ M, about 0.5-10 ⁇ M, about 0.75-10 ⁇ M, about 1.0 to 10 ⁇ M, about 1.25 to 10 ⁇ M, about 1.5 to 10 ⁇ M, about 1.75 to 10 ⁇ M, about 2.0 to 10 ⁇ M, about 2.5 to 10 ⁇ M, about 3.0 to 10 ⁇ M, about 4 .0 to 10 ⁇ M, about 5.0 10 ⁇ M, about 6.0-10 ⁇ M, about 7.0-10 ⁇ M, about 8.0-10 ⁇ M, about 9.0-10 ⁇ M, about 0.01-50 ⁇ M, about 0.05-5.0 ⁇ M, about
  • the p38 MAP kinase inhibitor is, for example, 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB203580), 1- ( Carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluorophenyl) urea (VX-702), and 3- [3-bromo-4-[(2, 4-Difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxopyridin-1-yl] -N, 4-dimethylbenzamide (PH79804) and their salts.
  • 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole SB203580
  • 1- Carbamoyl-6- (2,
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) -1H-imidazole (SB203580).
  • concentration of SB203580 used is usually about 3 ⁇ M to about 30 ⁇ M, preferably about 5 to about 15 ⁇ M, more preferably about 10 ⁇ M.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 1- (carbamoyl-6- (2,4-difluorophenyl) pyridin-2-yl) -1- (2,6-difluorophenyl) urea (VX-702). It is.
  • the concentration of VX-702 used is usually about 1 ⁇ M to about 10 ⁇ M, preferably about 1.5 ⁇ M to about 6 ⁇ M, and more preferably about 3 ⁇ M.
  • the p38 MAP kinase inhibitor is 3- [3-bromo-4-[(2,4-difluorophenyl) methoxy] -6-methyl-2-oxopyridin-1-yl] -N, 4-dimethylbenzamide (PH79804).
  • concentration of PH79804 used is usually about 0.3 ⁇ M to about 3 ⁇ M, preferably about 0.5 ⁇ M to about 2 ⁇ M, more preferably about 1 ⁇ M.
  • p38 MAP kinase inhibitors for example, SB203580, VX-702, and PH-799804.
  • p38 MAP kinase inhibitors have a sub- ⁇ M concentration that is normally considered to be a p38 MAP kinase inhibitor.
  • ⁇ M order concentration of corneal endothelial injury
  • the treatment or prevention of corneal endothelium symptoms, disorders or diseases caused by at least one of transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) and mitochondrial abnormalities as conventional p38 MAP kinase inhibitors
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • mitochondrial abnormalities as conventional p38 MAP kinase inhibitors
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • mitochondrial abnormalities as conventional p38 MAP kinase inhibitors
  • p38 MAP kinase inhibitors are useful for treating or preventing corneal endothelium symptoms, disorders or diseases caused by at least one of the previously unknown transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) and mitochondrial abnormalities.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • the present invention provides a therapeutic or prophylactic agent that has been achieved and is different from those previously predicted.
  • the medicament for treating or preventing the present invention can be directed to any animal having a corneal endothelium, such as a mammal, preferably for the purpose of treating or preventing a primate corneal endothelium.
  • the subject of treatment or prevention is human corneal endothelium.
  • the present invention relates to transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) and mitochondrial abnormalities in corneal endothelial cells comprising administering to a subject in need thereof an effective amount of a p38 MAP kinase inhibitor.
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • Methods are provided for the treatment or prevention of corneal endothelium symptoms, disorders or diseases caused by one.
  • the term ⁇ subject '' refers to the subject of administration (transplantation) of the medicament or method for the treatment and prevention of the present invention, and the subject is a mammal (e.g., human, mouse, rat, hamster, Rabbits, cats, dogs, cows, horses, sheep, monkeys, etc.), primates are preferred, and humans are particularly preferred.
  • a mammal e.g., human, mouse, rat, hamster, Rabbits, cats, dogs, cows, horses, sheep, monkeys, etc.
  • primates are preferred, and humans are particularly preferred.
  • the effective amount of the medicament of the present invention that is effective in the treatment of a particular disease, disorder or condition can vary depending on the nature of the disorder or condition, but can be determined by those skilled in the art according to standard clinical techniques based on the description herein. is there. Furthermore, if necessary, in vitro assays can be used to help identify optimal dosage ranges.
  • the exact dose to be used in the formulation can also vary depending on the route of administration and the severity of the disease or disorder and should be determined according to the judgment of the attending physician and the circumstances of each patient. However, the dose is not particularly limited, and may be, for example, 0.001, 1, 5, 10, 15, 100, or 1000 mg / kg body weight per dose, and within the range of any two of these values There may be.
  • the dosing interval is not particularly limited.
  • the present invention may be administered once or twice per 1, 7, 14, 21, or 28 days, or once or twice per any two of these ranges. Also good.
  • the dose, number of administrations, administration interval, and administration method may be appropriately selected depending on the age and weight of the patient, symptoms, administration form, target organ, and the like.
  • the present invention can be used as eye drops.
  • the medicament of the present invention can also be injected into the anterior chamber.
  • the therapeutic agent preferably contains a therapeutically effective amount or an effective amount of an active ingredient that exhibits a desired action. If the therapeutic marker is significantly decreased after administration, it may be determined that there is a therapeutic effect. Effective doses can be extrapolated from dose-response curves derived from in vitro or animal model test systems.
  • the present invention provides a composition for the preservation of corneal endothelial cells comprising a p38 MAP kinase inhibitor.
  • the storage is cryopreservation.
  • the p38 MAP kinase inhibitor used in the present invention can be used in any form described herein, for example, an embodiment described as a pharmaceutical, which is suitable as a preservation composition. Is done.
  • the term “preservation composition” refers to a composition for preserving corneal endothelial cells extracted from a donor for a period until transplantation to a recipient, or pre-proliferated or proliferated corneal endothelial cells. It is.
  • the preservation composition of the present invention can be prepared by adding the p38 MAP kinase inhibitor of the present invention to a conventionally used preservative or preservation solution.
  • a corneal preservation solution include a preservation solution usually used at the time of corneal transplantation (a corneal piece preservation solution (Optisol GS: registered trademark), an eye preservation solution for corneal transplantation (EPII: registered trademark)), physiological saline, phosphorus Examples include acid buffered saline (PBS).
  • the preservation composition of the present invention is used for preservation of the cornea used for organ transplantation and the like. Further, the preservation composition of the present invention is also used as a preservation solution or a component thereof for cryopreserving corneal endothelial cells.
  • the preservation composition containing the caspase inhibitor of the present invention can be added to an existing cryopreservation solution for use.
  • cryopreservation solution examples include CELLBANKER (registered trademark) series (CELL BANKER PLUS (catalog number: CB021), CELL BANKER 2 (catalog number: CB031), STEM-CELLBANKER (catalog number: CB043) provided by Takara Bio.
  • cryopreservation solution used may be KM BANKER.
  • a suitable modified cryopreservation solution can be used by appropriately changing the components of the cryopreservation solution or adding additional components.
  • glycerol, dimethyl sulfoxide, propylene glycol, acetamide or the like may be further added to the preservation solution of the present invention.
  • iFECD immortalized corneal endothelial cell line
  • an immortalized corneal endothelial cell line was prepared from corneal endothelial cells derived from a patient with Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • SB431542 (1 ⁇ mol / l) and SB203580 (4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfonylphenyl) -5 (4-pyridyl) imidazole ⁇ 4- [4- (4-fluoro (Phenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -1H-imidazol-5-yl] pyridine) (1 ⁇ mol / l) was added (also referred to herein as “SB203580 + SB431542 + 3T3 conditioned medium”).
  • corneal endothelial cells were enzymatically collected and cultured in SB203580 + SB431542 + 3T3 conditioned medium.
  • Corneal endothelial cells derived from a patient with Fuchs corneal endothelial dystrophy were amplified by SV40 large T antigen and hTERT gene by PCR and introduced into a lentiviral vector (pLenti6.3_V5-TOPO; Life Technologies Inc).
  • the lentiviral vector was transformed into 293T cells (RCB2202; Riken) using three types of helper plasmids (pLP1, pLP2, pLP / VSVG; Life Technologies Inc.) and transfection reagent (Fugene HD; Promega Corp., Madison, WI). Bioresource Center, Ibaraki, Japan).
  • the culture supernatant containing the virus was collected and added to a culture of corneal endothelial cells derived from a patient with Fuchs corneal endothelial dystrophy using 5 ⁇ g / ml of polybrene to obtain SV40 large T antigen and The hTERT gene was introduced.
  • iHCEC immortalized corneal endothelial cell line
  • iFECD immortalized corneal endothelial cell line
  • SB203580, PH-79804, and VX-702 were used as p38 MAPK inhibitors.
  • SB431542 which is a TGF- ⁇ inhibitor, was used.
  • concentrations of p38 MAPK inhibitor and TGF- ⁇ inhibitor used are as follows. DMSO (Dymethil as solvent) Slufoxide Sterile-filtered (Nacalai Tesque, 13408-64) was used.
  • SB431542 10 ⁇ M (WAKO, catalog number: 192-16541) SB203580 10 ⁇ M (Cayman, catalog number: 13067) PH-797804 1 ⁇ M (Selleck Chemicals, catalog number: S2726) VX-702 3 ⁇ M (Selleck Chemicals, catalog number: S6005)
  • Example 1 Inhibition of cell damage and programmed cell death in corneal endothelial dystrophy model of Fuchs corneal endothelial dystrophy
  • suppression of cell damage and programmed cell death by a p38 MAPK inhibitor was examined in a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the reagents used are as follows. Accutaze (200 ⁇ l / sample) 1 ⁇ Binding Buffer (92.5 ⁇ l / sample) Annexin (5 ⁇ l / sample) PI (2.5 ⁇ l / sample)
  • the medium was removed from the culture dish in which the immortalized human corneal endothelial cells were being cultured, and 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) preliminarily warmed to 37 ° C. was added for washing. This operation was repeated twice. 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) was added again and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. After removing PBS ( ⁇ ), 0.05% Trypsin-EDTA (Nacalai Tesque, 35554-64) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. Then, the cells were collected by suspending in a medium and centrifuging at 1500 rpm for 3 minutes.
  • DMEM Nacalai Tesque, 08456-94
  • FBS Biowest, S1820-500
  • P / S penicillin-streptomycin mixed solution
  • Immortalized human corneal endothelial cells (lot: iFECD3-5) were seeded in a 12-well plate at a rate of 8 ⁇ 10 4 cells per well and cultured at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 48 hours.
  • As the medium DMEM + 10% FBS + 1% P / S was used.
  • DMSO Dismethil Sulfoxide Sterile-filtered
  • P38 MAPK inhibitor suppresses programmed cell death in corneal endothelial dystrophy model of Fuchs corneal endothelial dystrophy
  • the p38 MAPK inhibitor added group significantly decreased the ratio of Annexin V positive apoptotic cells compared to the TGF- ⁇ 2 group.
  • Example 2 Observation of mitochondrial membrane potential by confocal microscope
  • the medium was removed from the culture dish in which the immortalized human corneal endothelial cells were being cultured, and 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) preliminarily warmed to 37 ° C. was added for washing. This operation was repeated twice. 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) was added again and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. After removing PBS ( ⁇ ), 0.05% Trypsin-EDTA (Nacalai Tesque, 35554-64) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. Then, the cells were collected by suspending in a medium and centrifuging at 1500 rpm for 3 minutes. As the medium, DMEM (Nacalai Tesque, 08456-94) + 10% FBS (Biowest, S1820-500) + 1% P / S (Nacalai Tesque, 26252-94) was used.
  • Immortalized human corneal endothelial cells (lot: iFECD3-5) were seeded in a 48-well plate at a rate of 4 ⁇ 10 4 cells per well and cultured at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 48 hours.
  • As the medium DMEM + 10% FBS + 1% P / S was used.
  • the medium was removed, 10 ng / ml recombinant human TGF- ⁇ 2 (R & D systems, RND302-B2-002) and each inhibitor-containing medium were added, and culture was performed for 30 hours.
  • DMSO was added to the control group.
  • DMEM + 2% FBS + 1% P / S was used as the medium.
  • JC-1 staining mitochondrial membrane potential analysis by JC-1 staining was performed according to the following procedure.
  • 1) Preparation of sample The medium in the well was removed and washed twice with the medium. A mixture of 250 ⁇ l medium and 2.5 ⁇ l MitoScreen (JC-1) (BD Biosciences, 551302) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 15 minutes. The medium in the wells was removed and fixed by soaking in 4% PFA for 10 minutes. Thereafter, the plate was washed twice with 1 ⁇ PBS ( ⁇ ), DAPI (1000-fold dilution) was added, and the nucleus was stained for 30 minutes. Again, the plate was washed twice with 1 ⁇ PBS ( ⁇ ), and added with anti-fading agent and sealed. 2) Fluorescence observation The prepared sample was observed for JC-1 and nuclei with a confocal microscope.
  • Example 3 Measurement of mitochondrial membrane potential lowered cells by flow cytometry
  • mitochondrial membrane potential-lowering cells were measured by flow cytometry in a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the reagents used are as follows. Trypsin-EDTA (200 ⁇ l / well) JC-1 in Assay Buffer (500 ⁇ l / well) 1 ⁇ Assay Buffer (3.5 ⁇ l / well)
  • the medium was removed from the culture dish in which the immortalized human corneal endothelial cells were being cultured, and 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) preliminarily warmed to 37 ° C. was added for washing. This operation was repeated twice. 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) was added again and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. After removing PBS ( ⁇ ), 0.05% Trypsin-EDTA (Nacalai Tesque, 35554-64) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. Then, the cells were collected by suspending in a medium and centrifuging at 1500 rpm for 3 minutes. As the medium, DMEM (Nacalai Tesque, 08456-94) + 10% FBS (Biowest, S1820-500) + 1% P / S (Nacalai Tesque, 26252-94) was used.
  • Immortalized human corneal endothelial cells (lot: iFECD3-5) were seeded in a 12-well plate at a rate of 8 ⁇ 10 4 cells per well and cultured at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 48 hours.
  • As the medium DMEM + 10% FBS + 1% P / S was used.
  • CCCP (abcam, ab141229) was added to the CCCP group to a final concentration of 50 ⁇ mol / L, and cultured for 9 hours.
  • CCCP abcam, ab141229
  • the medium was removed 24 hours after the pretreatment, and 10 ng / ml Recombinant Human TGF- ⁇ 2 (R & D systems, RND302-B2-002) and each inhibitor-containing medium were added, and the culture was performed for 30 hours. went.
  • DMSO was added to the control group.
  • As the medium DMEM + 2% FBS + 1% P / S was used.
  • Example 4 Inhibition of caspase activation in corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy
  • suppression of caspase activation by a p38 MAPK inhibitor was examined in a corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • the medium was removed from the culture dish in which the immortalized human corneal endothelial cells were being cultured, and 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) preliminarily warmed to 37 ° C. was added for washing. This operation was repeated twice. 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) was added again and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. After removing PBS ( ⁇ ), 0.05% Trypsin-EDTA (Nacalai Tesque, 35554-64) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. Then, the cells were collected by suspending in a medium and centrifuging at 1500 rpm for 3 minutes. As the medium, DMEM (Nacalai Tesque, 08456-94) + 10% FBS (Biowest, S1820-500) + 1% P / S (Nacalai Tesque, 26252-94) was used.
  • Immortalized human corneal endothelial cells (lot: iFECD3-5) were seeded in a 12-well plate at a rate of 8 ⁇ 10 4 cells per well and cultured at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 48 hours.
  • As the medium DMEM + 10% FBS + 1% P / S was used.
  • DMSO Dismethil Sulfoxide Sterile-filtered
  • the secondary antibody used was an anti-rabbit antibody or anti-mouse antibody (GE Healthcare Biosciences, NA934V, NA931V) labeled with peroxidase.
  • the primary antibodies were rabbit anti-caspase 3 antibody: 1000-fold diluted, rabbit anti-PARP antibody: 2000-fold diluted, mouse anti-GAPDH antibody: 3000-fold diluted, and secondary antibody was diluted 5000-fold.
  • Chemi Lumi ONE Ultra (nacalai tesque, 11644-40) was used for detection. The intensity of the detected band was analyzed by a lumino image analyzer LAS-4000mini (Fuji Film) and ImageQuant TM software (GE Healthcare).
  • Example 5 Inhibition of TGF- ⁇ signal in corneal endothelial dysfunction model of Fuchs corneal endothelial dystrophy
  • a p38 MAPK inhibitor suppresses the TGF- ⁇ signal in a corneal endothelial dystrophy model of Fuchs corneal endothelial dystrophy.
  • Example 4 The same procedure as in Example 4 was performed. However, rabbit anti-Phospho-Smad2 antibody: 1000-fold dilution, rabbit anti-Phospho-Smad3 antibody: 1000-fold dilution, mouse anti-GAPDH antibody: 3000-fold dilution were used as primary antibodies.
  • Example 6 Inhibition of corneal endothelial cell damage by cryopreservation
  • a p38 MAPK inhibitor suppresses damage to corneal endothelial cells caused by cryopreservation.
  • the control group was frozen by adding dimethyl sulfoxide (DMSO) (Dimethyl Sulphoxide, Sterile-filtered; Nacalai Tesque, 13408-64) as a solvent for the reagent. After storing at ⁇ 80 ° C. for 3 days, the tube was immersed in a 37 ° C. water bath and thawed. After thawing, the cells were washed with a medium and the number of live cells and dead cells were measured by trypan blue dye exclusion method.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the cryopreserved cells by adding only DMSO, the cells were seeded in a 96-well plate coated with laminin E8, and SB203580 (Cayman, catalog number: 13067) so that the final concentration was 10 ⁇ M at the time of seeding. Was added. DMSO was added to the group to which SB203580 was not added. 24 hours after sowing, CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay (Promega catalog number: G7570) was performed to measure the amount of luminescence.
  • Example 7 Inhibitory effect of p38 MAPK inhibitor on cell damage caused by ER stress induced by thapsigargin
  • the thapsigargin is caused by an unfolded protein, which causes endoplasmic reticulum (ER) stress.
  • ER endoplasmic reticulum
  • the medium was removed from the culture dish in which the immortalized human corneal endothelial cells were being cultured, and 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) preliminarily warmed to 37 ° C. was added for washing. This operation was repeated twice. 1 ⁇ PBS ( ⁇ ) was added again and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. After removing PBS ( ⁇ ), 0.05% Trypsin-EDTA (Nacalai Tesque, 32778-34) was added and incubated at 37 ° C. (5% CO 2 ) for 5 minutes. Then, the cells were collected by suspending in a medium and centrifuging at 1500 rpm for 3 minutes.
  • DMEM Nacalai Tesque, 08456-36 + 10% FBS (Biowest, S1820-500) + 1% P / S (Nacalai Tesque, 26252-94) was used.
  • Immortalized human corneal endothelial cells (lot: iHCEC1-1) were seeded at a rate of 8 ⁇ 10 4 cells per well in a 12-well plate, and 37 ° C. (5%) using DMEM + 10% FBS + 1% P / S medium. The cells were cultured with CO 2 ) for 48 hours. Thereafter, the medium was removed, each inhibitor was added, and culture was performed using a medium of DMEM + 2% FBS + 1% P / S for 24 hours.
  • the collected liquid was pulverized in cold water for 30 seconds and 3 times in an ultrasonic apparatus (BIORUPTOR, manufactured by TOSHO DENKI), and then centrifuged for 10 minutes (4 ° C., 15000 rpm) to recover the protein supernatant.
  • BIOUPTOR manufactured by TOSHO DENKI
  • Example 8 Inhibitory effect of p38 MAPK on CHOP expression by TGF ⁇
  • CHOP which is an apoptosis-inducing transcription factor
  • Example 7 The cells were cultured in the same manner as in Example 7 except that 10 ng / ml recombinant human TGF- ⁇ 2 (R & D systems, RND302-B2-002) was used instead of 20 ⁇ M thapsigargin. Protein recovery and Western blot were also performed in the same manner as in Example 7.
  • As the primary antibody a 1000-fold diluted mouse anti-CHOP antibody (Cell Signaling, 2895) and a 3000-fold diluted mouse anti-GAPDH antibody (MBL, M171-3) were used.
  • MBL mouse anti-GAPDH antibody
  • secondary antibody a 5000-fold diluted anti-mouse antibody (GE Healthcare Biosciences, NA934V) labeled with peroxidase was used.
  • Example 9 Formulation example: corneal preservation solution containing p38 MAPK inhibitor
  • a corneal preservation solution containing a p38 MAPK inhibitor is produced as follows.
  • SB203580 0.37743mg Optisol-GS (Bausch-Lomb) proper amount 100mL SB203580 can be manufactured by CALBIOCHEM.
  • Example 10 Preparation example of eye drops
  • the composition of the test substance at each concentration is shown below.
  • appropriate concentration of other p38 MAPK inhibitors sodium chloride 0.85 g Sodium dihydrogen phosphate dihydrate 0.1g Benzalkonium chloride 0.005g Sodium hydroxide
  • Purified water Appropriate amount Total amount 100 mL (pH 7.0)
  • the concentration may be diluted using a base consisting of: Sodium chloride 0.85g Sodium dihydrogen phosphate dihydrate 0.1g Benzalkonium chloride 0.005g Sodium hydroxide Appropriate amount Purified water Appropriate amount Total amount 100 mL (pH 7.0)
  • each component other than the active ingredient for example, commercially available products that are compatible with the Japanese Pharmacopeia or its equivalent can be used.
  • Example 11 Treatment example
  • Fuchs corneal endothelial dystrophy and related corneal endothelial diseases are diagnosed (specific examples are: 1) gut formation, Descemet's membrane thickening, corneal epithelial edema, observation of corneal parenchymal edema by slit lamp microscopy, 2) specular Observation of a Gutte image and a corneal endothelium injury image with a microscope, 3) Observation of corneal edema with a pentacam, OCT, an ultrasonic corneal thickness measuring device, etc. 4) When a high risk is determined by genetic diagnosis.
  • Possible examples include eye drops, anterior chamber injection, administration using sustained release agents, intravitreal injection, subconjunctival injection and the like.
  • the eye drop produced in Example 10 can be used.
  • intraanterior injection, administration using a sustained-release agent, intravitreal injection, and subconjunctival injection are prepared using techniques known in the art. These injectable preparations can be prepared at about 1 mM, which is the same as that of eye drops, but the concentration may be increased or decreased as appropriate.
  • a medicament for the treatment or prevention of corneal endothelial injury caused by transforming growth factor- ⁇ (TGF- ⁇ ) signal, mitochondrial abnormalities, and / or endoplasmic reticulum (ER) -related stress including a p38 MAP kinase inhibitor
  • TGF- ⁇ transforming growth factor- ⁇
  • ER endoplasmic reticulum
  • a medicament for treating or preventing corneal endothelial dysfunction of Fuchs corneal endothelial dystrophy has been provided. Technologies that can be used in industries (pharmaceuticals, etc.) related to technologies related to formulations based on such technologies are provided.

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Abstract

p38MAPキナーゼ阻害剤を使用して、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常、および小胞体(ER)関連ストレスの少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防するための医薬または方法を提供する。本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるTGF-βシグナルおよびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。好ましい実施形態では、角膜内皮の症状、障害または疾患が、フックス角膜内皮ジストロフィである。

Description

TGF-βシグナルに起因する障害を治療または予防するための医薬およびその応用
 本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を使用して、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常、および小胞体ストレスの少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患を治療または予防するための技術、方法、ならびにそのための薬剤、ならびにこの技術を応用した角膜内皮細胞の保存技術に関する。
 視覚情報は、眼球の最前面の透明な組織である角膜から取り入れられた光が、網膜に達して網膜の神経細胞を興奮させ、発生した電気信号が視神経を経由して大脳の視覚野に伝達することで認識される。良好な視力を得るためには、角膜が透明であることが必要である。角膜の透明性は、角膜内皮細胞のポンプ機能とバリア機能により、含水率が一定に保たれることにより保持される。
 ヒトの角膜内皮細胞は、出生時には1平方ミリメートル当たり約3000個の密度で存在しているが、一度障害を受けると再生する能力は極めて限定的である。フックス角膜内皮ジストロフィは、角膜の内側の内皮細胞が異常を来して角膜の浮腫を生じたりする疾患であり、その原因は不明である。フックス角膜内皮ジストロフィでは、コラーゲン等の細胞外マトリクスが角膜の後部にあるデスメ膜の後面の一部分に沈着しグッテー(Corneal guttae)およびデスメ膜の肥厚を生じる。グッテー(Corneal guttae)およびデスメ膜の肥厚はフックス角膜内皮ジストロフィ患者における羞明、霧視の原因であり患者のQOLを著しく損なう。フックス角膜内皮ジストロフィは角膜移植以外に有効な治療法はないとされるが、日本での角膜提供は不足しており、角膜移植の待機患者約2600人に対し、年間に国内で行われている角膜移植件数は1700件程度である。
 フックス角膜内皮ジストロフィについては、フックス角膜患者由来の角膜内皮細胞の培養(非特許文献1および3)や不死化の報告(非特許文献2)があるが、細胞外マトリックスの過剰産生を伴うなどの疾患の特徴を維持した、治療薬、進行予防薬のスクリーニングに適切な細胞の報告はないため、その治療薬の開発には限界があり、現在のところ臨床で使用されている治療薬は存在せず角膜移植に頼らざるを得ない。
 また特許文献1は、角膜の線維症および/または濁りを治療するためのTGF-β1インヒビターペプチドを開示する。特許文献2はTGF-β1,2,3に結合する抗体を開示する。特許文献3は、角膜内皮障害の治療にNrf2アゴニストまたはアクチベーターが使用され得ること角膜内皮障害の治療にNrf2アゴニストまたはアクチベーターが使用され得ることを開示する。特許文献4は、トランスフォーミング増殖因子TGF-β1(TGF-β1)と結合することができ、かつ、サイトカインとの直接的結合によりTGF-β1の生物活性の強力な阻害剤となるペプチドを開示する。特許文献5は、BMP‐7ポリペプチドを含む瘢痕形成抑制剤を開示する。特許文献6は、TGF-β阻害作用が治療上または予防上有効である疾患として、角膜障害を概括的に記載する。
 さらに、角膜内皮の疾患は、小胞体ストレスとも関係している。非特許文献4は、ヒト角膜内皮細胞と小胞体ストレスとの関係に関する基礎研究に関する文献である。特許文献7は、TGF-β阻害剤が、TGF-βに起因する小胞体ストレスに関連する角膜内皮の疾患を治療し得ることを記載する。
特表2013-520405公報 国際公開第2012/167143号 国際公開第2012/009171号 特表2007-525204号公報 特表2006-508169号公報 国際公開第2004/018430号 国際公開第2015/064768
Zaniolo K, et al. Exp Eye Res.;94(1):22-31. 2012 Azizi B, et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2;52(13):9291-9297. 2011 Kelliher C. et al. Exp Eye Res Vol.93(6), 880-888, 2011 William L. Corwin et al., Cryobiology:Vol.63,No.1, 46-55 (2011)
 本発明者らは、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルの細胞において、トランスフォーミング増殖因子-β2(TGF-β2)に代表される薬剤を用いることでTGF-βシグナルが障害を生じることを見出し、このような障害が、驚くべきことにp38MAPキナーゼ阻害剤によって治療可能であることを見出し、本発明を完成させた。また、本発明者らは、ミトコンドリア異常がp38MAPキナーゼ阻害剤により治癒可能であることを見出した。これらにより、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を、トランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルおよび/またはミトコンドリア異常に起因する角膜内皮障害(特に、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害)の治療または予防に使用することに応用することを見出し、本発明を完成するに至った。さらに、本発明者らは、p38MAPキナーゼ阻害剤が、角膜内皮細胞の凍結保存による細胞障害を抑制することも見出した。
 加えて、本発明者らは、p38MAPキナーゼ阻害剤が、折り畳まれなかったタンパク質によりもたらされる小胞体(ER)関連ストレスを抑制することを見出し、p38MAPキナーゼ阻害剤が、小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の障害等を治療または予防することが可能であることを見出した。
 したがって、本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルおよびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
(項目2)前記症状、障害または疾患はTGF-βシグナルおよびミトコンドリア異常に関連するものである、項目1に記載の医薬。
(項目3)前記ミトコンドリア異常が、ミトコンドリア膜電位低下、ミトコンドリアの形態異常、またはミトコンドリア生合成の低下のうちのいずれか1つまたは複数から選択される、項目1または2に記載の医薬。
(項目4)前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおけるものである、項目1~3のいずれかに記載の医薬。
(項目5)前記医薬は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞のミトコンドリア膜電位低下を抑制することにより、フックス角膜内皮ジストロフィの進行を防止するものである、項目4に記載の医薬。
(項目6)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)、および3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)からなる群より選択される少なくとも1つを含む、項目1~5のいずれかに記載の医薬。
(項目7)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約3μM~約30μMの濃度で、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)を含む、項目6に記載の医薬。
(項目8)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約1μM~約10μMの濃度で、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)を含む、項目6に記載の医薬。
(項目9)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約0.3μM~約3μMの濃度で、3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)を含む、項目6に記載の医薬。
(項目10)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞の保存または保存後の培養のための組成物。
(項目11)前記保存は凍結保存である、項目10に記載の組成物。
(項目12)前記p38MAPキナーゼ阻害剤が水溶性である、項目1~11のいずれかに記載の医薬または組成物。
(項目13)前記p38MAPキナーゼ阻害剤が点眼剤として提供される、項目1~9のいずれかに記載の医薬。
 さらにまた、本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目X1)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルおよびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
(項目X2)前記症状、障害または疾患はTGF-βシグナルおよびミトコンドリア異常に関連するものである、項目X1に記載の医薬。
(項目X3)前記ミトコンドリア異常が、ミトコンドリア膜電位低下、ミトコンドリアの形態異常、またはミトコンドリア生合成の低下のうちのいずれか1つまたは複数から選択される、項目X1またはX2に記載の医薬。
(項目X4)前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおけるものである、項目X1~X3のいずれかに記載の医薬。
(項目X5)前記医薬は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞のミトコンドリア膜電位低下を抑制することにより、フックス角膜内皮ジストロフィの進行を防止するものである、項目X4に記載の医薬。
(項目X6)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)、および3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)からなる群より選択される少なくとも1つを含む、項目X1~X5のいずれかに記載の医薬。
(項目X7)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約3μM~約30μMの濃度で、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)を含む、項目X6に記載の医薬。
(項目X8)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約1μM~約10μMの濃度で、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)を含む、項目X6に記載の医薬。
(項目X9)前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約0.3μM~約3μMの濃度で、3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)を含む、項目X6に記載の医薬。
(項目X10)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞の保存または保存後の培養のための組成物。
(項目X11)前記保存は凍結保存である、項目X10に記載の組成物。
(項目X12)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
(項目X13)前記症状、障害または疾患は、タンパク質のフォールディングの異常に起因する、項目X12に記載の医薬。
(項目X14)前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、グッテーの形成、デスメ膜の肥厚、角膜厚の肥厚、混濁、角膜上皮障害、角膜実質混濁、羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレア、および角膜実質の浮腫、角膜上皮びらん、および血管新生のうち小胞体(ER)ストレスに関連する症状、障害または疾患である、項目X12またはX13に記載の医薬。
(項目X15)p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常および小胞体(ER)関連ストレスの少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
(項目X16)前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、ならびにこれらにより生じる角膜実質浮腫、角膜上皮浮腫、角膜上皮びらん、角膜実質混濁、および血管新生からなる群より選択される、項目X15に記載の医薬。
(項目X17)前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィを含む、項目X15またはX16に記載の医薬。
 本発明において、上記1または複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供されうることが意図される。本発明のなおさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。
 本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、フックス角膜内皮ジストロフィ等におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルに起因する障害または疾患、ならびに/またはミトコンドリア異常に起因する疾患を処置または予防しうる医薬を提供する。また、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の障害等を処置または予防しうる医薬を提供する。さらに、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞の保存のための組成物または角膜内皮細胞の増殖を促進するための組成物を提供する。
図1は、実施例1のプロトコルの概要を示す。 図2は、各p38MAPキナーゼ阻害剤でプレトリートメントした不死化ヒト角膜内皮細胞をTGF-β2で刺激して27時間後の不死化ヒト角膜内皮細胞の位相差顕微鏡写真を示す(上パネル;左からコントロール、TGF-β2、TGF-β2+SB431542(10μM)を示す。下パネル;左からTGF-β2+SB203580(10μM)、TGF-β2+PH-797804(1μM)、TGF-β2+VX-702(3μM)を示す。)。p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてTGF-βシグナルに起因する細胞障害を抑制する。 図3は、フローサイトメトリーにより測定されたAnnexin V陽性細胞の割合(%)を示す。グラフは、左から、iFECD、iFECD+TGF-β2、iFECD+TGF-β2+SB431542、iFECD+TGF-β2+SB203580、iFECD+TGF-β2+PH-797804、iFECD+TGF-β2+VX-702を示す。平均±SEM、n=3としてデータを示し、Dunnet検定を使用してp値を計算した。**は統計学的有意(p<0.01)を示す。示される通り、p38MAPK阻害剤は、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてプログラム細胞死を抑制する。 図4は、実施例2のプロトコルの概要を示す。 図5は、蛍光色素JC-1による染色像を示す。上段は、ミトコンドリア(緑色蛍光)を示し、中段は、ミトコンドリア膜電位(赤色蛍光)を示している。下段は、上段と中段の蛍光画像およびDAPIによる核の染色(青)を重ね合わせた画像を示している。赤色の染色(中段)は、ミトコンドリア膜電位を示す。画像は、左から、コントロール、CCCP、TGF-β2、TGF-β2+SB431542、TGF-β2+SB203580、TGF-β2+PH797804、TGF-β2+VX-702を示す。p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてミトコンドリア膜電位低下を抑制する。 図6は、実施例3のプロトコルの概要を示す。 図7は、ミトコンドリア膜電位をフローサイトメトリーにより測定したものを示す。縦軸は、ミトコンドリア膜電位低下細胞率(%)を示す。左から、iFECD、iFECD+TGF-β2、iFECD+TGF-β2+SB431543、iFECD+TGF-β2+SB203580、iFECD+TGF-β2+PH-797804、iFECD+TGF-β2+VX-702を示す。p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてミトコンドリア膜電位低下を抑制する。平均±SE、n=3としてデータを示し、Dunnet検定を使用してp値を計算した。**は統計学的有意(p<0.01)を示す。 図8は、実施例4および5のプロトコルの概要を示す。 図9は、カスパーゼ、PARPおよびGAPDHのウェスタンブロットの結果を示す。左のレーンから、iFECD、iFECD+TGF-β2、iFECD+TGF-β2+SB431543(10μM)、iFECD+TGF-β2+SB203580(10μM)、iFECD+TGF-β2+PH-797804(1μM)、iFECD+TGF-β2+VX-702(3μM)を示す。示される通り、p38MAPK阻害剤でプレトリートメントした場合、カスパーゼ3が切断されていることが認められる。p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてカスパーゼの活性化を抑制する。 図10は、smad2、smad3およびGAPDHのウェスタンブロットの結果を示す。左のレーンから、iHCEC、iFECD、iFECD+TGF-β2、iFECD+TGF-β2+SB431543(10μM)、iFECD+TGF-β2+SB203580(10μM)、iFECD+TGF-β2+PH797804(1μM)、iFECD+TGF-β2+VX-702(3μM)を示す。示される通り、p38MAPK阻害剤は、TGF-βシグナル伝達の下流に存在するsmad2およびsmad3を抑制していないことが観察された。p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルの細胞障害抑制効果はTGF-βシグナルを抑制するからではない。 図11は、凍結保存した角膜内皮細胞の解凍後24時間後の細胞数のグラフを示す。縦軸は、コントロール群に対する細胞数の割合を示す。左がコントロール群、右がSB203580を示す。 図12は、各p38MAPキナーゼ阻害剤でプレトリートメントした不死化ヒト角膜内皮細胞をタプシガルギンで刺激して培養した不死化ヒト角膜内皮細胞の位相差顕微鏡を示す。(上パネル;左からコントロール、タプシガルギンを示す。下パネル;左からタプシガルギン+SB203580(10μM)、タプシガルギン+PH-797804(1μM)、タプシガルギン+VX-702(3μM)を示す。)。 図13は、カスパーゼ、PARPおよびGAPDHのウェスタンブロットの結果を示す。左のレーンから、iFECD(コントロール)、iFECD+タプシガルギン、iFECD+タプシガルギン+SB203580(10μM)、iFECD+タプシガルギン+PH-797804(1μM)、iFECD+タプシガルギン+VX-702(3μM)を示す。 図14は、CHOPおよびGAPDHのウェスタンブロットの結果を示す。左のレーンから、iFECD(コントロール)、iFECD+TGF-β2、iFECD+TGF-β2+SB203580(10μM)、iFECD+TGF-β2+PH-797804(1μM)、iFECD+TGF-β2+VX-702(3μM)を示す。
 以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。
 (定義)
 本明細書において「細胞分裂因子(マイトージェン)活性化タンパク質(MAP)キナーゼ」とは、マイトージェン活性化タンパク質(MAP)をリン酸化する酵素であり、セリン/トレオニンキナーゼのファミリーである。MAPキナーゼは、様々な細胞外刺激に応答して活性化され、細胞表面から核へのシグナル伝達を仲介するタンパク質セリン/スレオニンキナーゼ群である。MAPキナーゼはまた、細胞外シグナル調節性プロテインキナーゼ(extracellular signal-regulated protein kinases)またはERKとも呼ばれ、3キナーゼカスケードの末端酵素である。関係するが区切られたシグナル伝達経路に対する3キナーゼカスケードの反復が、一経路内で逐次的に作用するモジュール多機能シグナル伝達要素としてのMAPキナーゼ経路の概念を生み、この経路ではそれぞれの酵素がリン酸化してそれによりシーケンスの次のメンバーを活性化することが特徴である。このようにして、標準的MAPキナーゼモジュールは3つのプロテインキナーゼからなる。すなわち、あるMAPキナーゼキナーゼ(またはMEKK)があるMAPキナーゼキナーゼ(またはMEK)を活性化し、これが、順に、あるMAPK/ERK酵素を活性化する。MAPK/ERK、JNK(c-junアミノ末端プロテインキナーゼ(またはSAPK)))、およびp38カスケードは、それぞれMEKK、MEKおよびERK、またはMAPキナーゼスーパーファミリーメンバーを含む3つの酵素モジュールからなる。様々な細胞外シグナルはそれらのそれぞれの細胞表面レセプターと連合すると初期事象をトリガーし、次いでこのシグナルが細胞内部に伝達され、そこで適切なカスケードを活性化する。
 MAPキナーゼはマイトージェン活性化プロテインキナーゼ(またはERK)スーパーファミリーであって、TXYコンセンサス配列を触媒コアに有する。ERK1/2、p38HOG、およびJNK/SAPKは、平行経路における関係するが別個の末端酵素である。
 Sebolt-Leopold et al., Nat.Med.,5(7):810-6 (Jul,1999)は、MAPキナーゼ(MAPK)経路の小分子阻害剤を同定するためのin vitroカスケードアッセイシステムを記載している。グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)-MEK1およびGST-MAPK融合タンパク質を細菌細胞から調製して、これらをこのアッセイシステムにおいてMEK1のMAPKへ、MBP(myelin basic protein(ミエリン塩基性タンパク質))への逐次リン酸化に使用した。MEK1を直接阻害するPD184352[2-(2-クロロ-4-ヨード-フェニルアミノ)-N-シクロプロピルメトキシ-3,4-ジフルオロ-ベンズアミド]も見出されている。
 本明細書において「p38MAPキナーゼ阻害剤(「p38MAPK阻害剤」ともいう。)」とは、p38に関連するMAPキナーゼのシグナル伝達を阻害する任意の薬剤をいう。したがって、p38MAPキナーゼ阻害剤は、MAPキナーゼファミリーメンバーであるp38-MAPキナーゼを標的とし、低下させる、または阻害する化合物に関する。p38MAPキナーゼ阻害剤は水溶性のものが好ましい。水溶性でなければ、溶媒として身体に適合しにくいものを使用することが必要となりうるからである。水溶性かどうかについては薬局方の溶解度の定義に基づき分類されうる。すなわち、溶質1gまたは1mLを溶かすのに要する溶媒量として、極めて溶けやすい:1mL未満;溶けやすい:1mL以上10mL未満;やや溶けやすい:10mL以上30mL未満;やや溶けにくい:30mL以上100mL未満;溶けにくい:100mL以上1000mL未満;極めて溶けにくい:1000mL以上10000mL未満;ほとんど溶けない:10000mL以上と定義されており、本明細書においても同様に評価する。水溶性とは、水を溶媒としたときに、これらのうち有効量を溶解させるものであれば、任意の溶解性のものを利用することができることが理解される。たとえば、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)であれば、メタノールに可溶であるが水には溶けにくいとされ、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)の塩酸塩であれば、水に可溶とされ、水溶性に分類される。このような水溶性の成分であれば、点眼剤としても有利に使用される。
 p38は哺乳類動物MAPキナーゼスーパーファミリーメンバーであって、ストレス、紫外光、および炎症性サイトカインにより活性化される。触媒コアにTGYコンセンサス配列を有する。
 異常調節されたキナーゼは多くの疾患、特に増殖性および炎症性障害における主な病因であるということが次第に認識されている。癌領域において最初に同定される発癌遺伝子の1つは、上皮増殖因子レセプターキナーゼ(EGFR)に対するものであったが、その過剰発現は肺、乳、脳、前立腺、GIおよび卵巣癌と関連している。例えば、MAPキナーゼの構成的活性化は多数の癌細胞系統(膵臓、大腸、肺、卵巣、および腎臓)および様々なヒト器官(腎臓、大腸、および肺)由来の原発腫瘍と関連している(Hoshino et al.,Oncogene,18(3):813-22(Jan.1999))。さらに、p38 MAPキナーゼは、炎症の発症および進行と関連する2つのサイトカイン、TNFαおよびIL-1の産生を調節する。
 本発明において使用されうるp38 MAPキナーゼ阻害剤は、VX-745(Vertex Pharmaceuticals Inc.)の他、p38 MAPキナーゼ阻害活性を有する化合物であれば特に制限されず、例えば特開2002-97189号公報、特表2000-503304号公報、特表2001-522357号公報、特表2003-535023号、特表2001-506266号公報、特表平9-508123号公報、国際公開第01/56553号公報、国際公開第93/14081号公報、国際公開第01/35959号公報、国際公開第03/68229号公報、国際公開第03/85859号公報、特表2002-534468号公報、特表2001-526222号公報、特表2001-526223号公報、米国特許第6344476号明細書、国際公開第03/99811号公報、国際公開第03/99796号公報、特表2004-506042号公報、国際公開第04/60286号公報、特表2002-363179号公報、特表2004-107358号公報、米国特許第5670527号明細書、米国特許第6096753号明細書、国際公開第01/42189号公報、国際公開第00/31063号公報などの特許公報に記載された化合物が挙げられ、好ましくは4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-ヒドロキシフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-202190)、trans-4-[4-(4-フルオロフェニル)-5-(2-メトキシ-4-ピリミジニル)-1H-イミダゾール-1-イル]シクロヘキサノール(SB-239063)、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)、4-(4-フルオロフェニル)-5-(2-メトキシピリミジン-4-イル)-1-(ピペリジン-4-イル)イミダゾール(SB-242235)、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-ヒドロキシ-1-ブチニル)-1-(3-フェニルプロピル)-5-(4-ピリジル)イミダゾール(RWJ-67657)、4-(4-フルオロフェニル)-1-(ピペリジン-4-イル)-5-(4-ピリジル)イミダゾール(HEP-689)、(S)-2-(2-アミノ-3-フェニルプロピルアミノ)-1-メチル-5-(2-ナフチル)-4-(4-ピリジル)ピリミジン-6-オン(AMG-548)、2-クロロ-4-(4-フルオロ-2-メチルアニリノ)-2’-メチルベンゾフェノン(EO-1606)、3-(4-クロロフェニル)-5-(1-ヒドロキシアセチルピペリジン-4-イル)-4-(ピリミジン-4-イル)ピラゾール(SD-06)、5-(2,6-ジクロロフェニル)-2-(2,4-ジフルオロフェニルチオ)ピリミド[3,4-b]ピリダジン-6-オン(VX-745)、4-アセチルアミノ-N-tert-ブチルベンズアミド(CPI-1189)、N-[3-tert-ブチル-1-(4-メチルフェニル)ピラゾール-5-イル)-N’-[4-(2-モルホリノエトキシ)-1-ナフチル]ウレア(ドラマピモド(Doramapimod))、2-ベンズアミド-4-[2-エチル-4-(3-メチルフェニル)チアゾール-5-イル]ピリジン(TAK-715)、SCIO-469、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702;2-(2,4-ジフルオロフェニル)-6-(1-(2,6-ジフルオロフェニル)ウレイド)ニコチンアミド)、GSK-681323、PS-540446、SC-80036、AVE-9940、RO-320-1195、1-(1,3-ジヒドロキシプロプ-2-イル)-4-(4-フルオロフェニル)-5-[2-フェノキシピリミジン-4-イル]イミダゾール(SB-281832)、2-[5-({4-[(4-フルオロフェニル)メチル]ピペリジン-1-イル}カルボニル)-6-メトキシ-1-メチル-1H-インドル-3-イル]-N,N’-ジメチル-2-オキソアセトアミド(SCIO-323)、2-(5-tert-ブチル-2-m-トリル-2H-ピラゾル-3-イル)-2-ヒドロキシイミド-N-[4-(2-モルホリン-4-イル-エトキシ)-ナフタレン-1-イル]-アセトアミド(KC-706)、:N,N’-ビス[3,5-ビス[1-(2-アミジノヒドラゾノ)エチル]フェニル]デカンジアミド、N,N’-ビス[3,5-ビス[1-[2-(アミノイミノメチル)ヒドラゾノ]エチル]フェニル]デカンジアミド(セマピモド(Semapimod))、3-(3-ブロモ-4-((2,4-ジフルオロベンジル)オキシ)-6-メチル-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N,4-ジメチルベンズアミド(PH-797804)および5-(2-(tert-ブチル)-5-(4-フルオロフェニル)-1H-イミダゾール-4-イル)-3-ネオペンチル-3H-イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-アミン(LY2228820)である。
 さらに、Tocris Cookson社(St Louis、USA)はhttp://www.tocris.com/に例示される様々なMAPキナーゼ阻害剤を提供する。例えば、SB202190(4-[4-(4-フルオロフェニル)-5-(4-ピリジニル)-lH-イミダゾル-2-イル]フェノール)は、高度に選択的、強力、かつ細胞浸透性のp38 MAPキナーゼ阻害剤である(SmithKline Beecham,plc)(Jiang et al.,J.Biol.Chem,271:17920 (1996);Frantzet al.,Biochemistry,37:138-46 (1998);Nemotoet al.,J.Biol.Chem.,273:16415 (1998);およびDavies et al.,Biochem.J.,351:95 (2000))。また、アニソマイシン((2R,3S,4S)-2-[(4-メトキシフェニル)メチル]-3,4-ピロリジンジオール-3-アセテート)は、タンパク質合成インヒビター(翻訳をブロックする)である。これは、ストレス活性化プロテインキナーゼ(JNK/SAPK)およびp38 MAPキナーゼの強力なアクチベーターであり、前初期遺伝子(c-fos、fosB、c-jun、junB、およびjunD)誘導の相同的脱感作を選択的に誘発する強力なシグナル伝達アゴニストとして作用する。PD98059(2-(2-アミノ-3-メトキシフェニル)-4H-1-ベンゾピラン-4-オン)は、マイトージェン活性化プロテインキナーゼキナーゼ(MAPKK)の特異的阻害剤である(Pfizer=Warner-Lambert Company)。SB203580(4-[5-(4-フルオロフェニル)-2-[4-(メチルスルホニル)フェニル]-lH-イミダゾル-4-イル]ピリジン)は、p38マイトージェン活性化プロテインキナーゼの高度に選択的な阻害剤(SmithKlineBeecham,plc)である。インターロイキン-2-誘導によるT細胞増殖、シクロオキシゲナーゼ-1および-2、ならびにトロンボキサンシンターゼを阻害することが示されている。SB203580塩酸塩(4-[5-(4-フルオロフェニル)-2-[4-(メチルスルホニル)フェニル]-lH-イミダゾル-4-イル]ピリジン)化合物は、高度に選択的なp38マイトージェン活性化プロテインキナーゼの阻害剤の水溶性塩である。インターロイキン-2-誘導によるT細胞増殖、シクロオキシゲナーゼ-1および-2、ならびにトロンボキサンシンターゼを阻害することが示されている。U0126(1,4-ジアミノ-2,3-ジシアノ-1,4-ビス[2-アミノフェニルチオ]ブタジエン)は、MAPキナーゼキナーゼの強力かつ選択的な非競合性の阻害剤である。
 好ましいp38MAPキナーゼ阻害剤としては、SB203580(4-[4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-1H-イミダゾール-5-イル]ピリジン)が例示されるがそれに限定されない。
 このほかの、本発明で用いることができるp38 MAPキナーゼ阻害剤としては、例えば、p38 MAPキナーゼに対する中和抗体、p38 MAPキナーゼの活性を阻害する化合物、p38 MAPキナーゼをコードする遺伝子の転写を阻害する化合物(例えば、アンチセンス核酸、RNAi、リボザイム)、ペプチド、および植物成分(例えば、ポリフェノール、フラボノイド、配糖体)等の化合物が挙げられる。使用される濃度として、約50nmol/l~100μmol/lが例示され、通常、約0.001~100μmol/l、好ましくは、約0.01~75μmol/l、約0.05~50μmol/l、約1~10μmol/l、約0.01~10μmol/l、約0.05~10μmol/l、約0.075~10μmol/l、約0.1~10μmol/l、約0.5~10μmol/l、約0.75~10μmol/l、約1.0~10μmol/l、約1.25~10μmol/l、約1.5~10μmol/l、約1.75~10μmol/l、約2.0~10μmol/l、約2.5~10μmol/l、約3.0~10μmol/l、約4.0~10μmol/l、約5.0~10μmol/l、約6.0~10μmol/l、約7.0~10μmol/l、約8.0~10μmol/l、約9.0~10μmol/l、約0.01~50μmol/l、約0.05~5.0μmol/l、約0.075~5.0μmol/l、約0.1~5.0μmol/l、約0.5~5.0μmol/l、約0.75~5.0μmol/l、約1.0~5.0μmol/l、約1.25~5.0μmol/l、約1.5~5.0μmol/l、約1.75~5.0μmol/l、約2.0~5.0μmol/l、約2.5~5.0μmol/l、約3.0~5.0μmol/l、約4.0~5.0μmol/l、約0.01~3.0μmol/l、約0.05~3.0μmol/l、約0.075~3.0μmol/l、約0.1~3.0μmol/l、約0.5~3.0μmol/l、約0.75~3.0μmol/l、約1.0~3.0μmol/l、約1.25~3.0μmol/l、約1.5~3.0μmol/l、約1.75~3.0μmol/l、約2.0~3.0μmol/l、約0.01~1.0μmol/l、約0.05~1.0μmol/l、約0.075~1.0μmol/l、約0.1~1.0μmol/l、約0.5~1.0μmol/l、約0.75~1.0μmol/l、約0.09~35μmol/l、約0.09~3.2μmol/lであり、より好ましくは、約0.05~1.0μmol/l、約0.075~1.0μmol/l、約0.1~1.0μmol/l、約0.5~1.0μmol/l、約0.75~1.0μmol/lであるがこれらに限定されない。
 本発明で用いられるアンチセンス核酸は、上記のいずれの作用により、上述のP38 MAPキナーゼのシグナル伝達経路のメンバー等をコードする遺伝子(核酸)の発現および/または機能を阻害してもよい。一つの実施形態としては、上述のP38 MAPキナーゼ等をコードする遺伝子のmRNAの5’端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的と考えられる。また、コード領域もしくは3’の非翻訳領域に相補的な配列も使用することができる。このように、上述のP38 MAPキナーゼ等をコードする遺伝子の翻訳領域だけでなく、非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含む核酸も、本発明で利用されるアンチセンス核酸に含まれる。使用されるアンチセンス核酸は、適当なプロモーターの下流に連結され、好ましくは3’側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。このようにして調製された核酸は、公知の方法を用いることで所望の動物(細胞)に形質転換することができる。アンチセンス核酸の配列は、形質転換される動物(細胞)が有するP38 MAPキナーゼ等をコードする遺伝子またはその一部と相補的な配列であることが好ましいが、遺伝子の発現を有効に抑制できる限りにおいて、完全に相補的でなくてもよい。転写されたRNAは標的遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有する。アンチセンス核酸を用いて標的遺伝子の発現を効果的に阻害するには、アンチセンス核酸の長さは少なくとも12塩基以上25塩基未満であることが好ましいが、本発明のアンチセンス核酸は必ずしもこの長さに限定されず、例えば、11塩基以下、100塩基以上、または500塩基以上であってもよい。アンチセンス核酸は、DNAのみから構成されていてもよいが、DNA以外の核酸、例えば、ロックド核酸(LNA)を含んでいてもよい。1つの実施形態としては、本発明で用いられるアンチセンス核酸は、5’末端にLNA、3’末端にLNAを含むLNA含有アンチセンス核酸であってもよい。また、本発明において、アンチセンス核酸を用いる実施形態では、例えば平島および井上,新生化学実験講座2 核酸IV遺伝子の複製と発現,日本生化学会編,東京化学同人,1993,319-347.に記載される方法を用いて、P38 MAPキナーゼ等の核酸配列に基づき、アンチセンス配列を設計することができる。
 P38 MAPキナーゼ等の発現の阻害は、リボザイム、またはリボザイムをコードするDNAを利用して行うことも可能である。リボザイムとは触媒活性を有するRNA分子を指す。リボザイムには種々の活性を有するものが存在するが、中でもRNAを切断する酵素としてのリボザイムに焦点を当てた研究により、RNAを部位特異的に切断するリボザイムの設計が可能となった。リボザイムには、グループIイントロン型やRNase Pに含まれるM1 RNAのように400ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが、ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる40ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある(小泉誠および大塚栄子,タンパク質核酸酵素,1990,35,2191.)。
 例えば、ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは、G13U14C15という配列のC15の3’側を切断するが、その活性にはU14とA9との塩基対形成が重要とされ、C15の代わりにA15またはU15でも切断され得ることが示されている(Koizumi, M. et al.,FEBS Lett, 1988, 228,228.)。基質結合部位が標的部位近傍のRNA配列と相補的なリボザイムを設計すれば、標的RNA中のUC、UUまたはUAという配列を認識する制限酵素的なRNA切断リボザイムを作出することができる(Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 239, 285.、小泉誠および大塚栄子,タンパク質核酸酵素,1990,35,2191.、 Koizumi,M. et al., Nucl. Acids Res., 1989,17, 7059.)。
 また、ヘアピン型リボザイムも本発明の目的に有用である。このリボザイムは、例えば、タバコリングスポットウイルスのサテライトRNAのマイナス鎖に見出される(Buzayan,JM., Nature, 1986, 323, 349.)。ヘアピン型リボザイムからも、標的特異的なRNA切断リボザイムを作出できることが示されている(Kikuchi,Y. & Sasaki,N., Nucl. Acids Res,1991, 19, 6751.、菊池洋,化学と生物, 1992, 30,112.)。このように、リボザイムを用いてP38 MAPキナーゼ等をコードする遺伝子の転写産物を特異的に切断することで、該遺伝子の発現を阻害することができる。
 P38 MAPキナーゼ等の内在性遺伝子の発現の抑制は、さらに、標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有する二本鎖RNAを用いたRNA干渉(RNA interference、以下「RNAi」と略称する)によっても行うことができる。RNAiは、2本鎖RNA(dsRNA)が直接細胞内に取り込まれると、このdsRNAと相同な配列を持つ遺伝子の発現が抑えられ現在注目を浴びている手法である。哺乳類細胞においては、短鎖dsRNA(siRNA)を用いることにより、RNAiを誘導する事が可能で、RNAiは、ノックアウトマウスと比較して、効果が安定、実験が容易、費用が安価であるなど、多くの利点を有している。siRNAについては、本明細書において他の箇所において詳述される。
 本明細書において、「siRNA」とは、15~40塩基からなる二本鎖RNA部分を有するRNA分子であり、前記siRNAのアンチセンス鎖と相補的な配列をもつ標的遺伝子のmRNAを切断し、標的遺伝子の発現を抑制する機能を有する。詳細には、本発明におけるsiRNAは、P38 MAPキナーゼ等のmRNA中の連続したRNA配列と相同な配列からなるセンスRNA鎖と、該センスRNA配列に相補的な配列からなるアンチセンスRNA鎖とからなる二本鎖RNA部分を含むRNAである。かかるsiRNAおよび後述の変異体siRNAの設計および製造は当業者の技量の範囲内である。P38 MAPキナーゼ等の配列の転写産物であるmRNAの任意の連続するRNA領域を選択し、この領域に対応する二本鎖RNAを作製することは、当業者においては、通常の試行の範囲内において適宜行い得ることである。また、該配列の転写産物であるmRNA配列から、より強いRNAi効果を有するsiRNA配列を選択することも、当業者においては、公知の方法によって適宜実施することが可能である。また、一方の鎖が判明していれば、当業者においては容易に他方の鎖(相補鎖)の塩基配列を知ることができる。siRNAは、当業者においては市販の核酸合成機を用いて適宜作製することが可能である。また、所望のRNAの合成については、一般の合成受託サービスを利用することができる。
 二本鎖RNA部分の長さは、塩基として、15~40塩基、好ましくは15~30塩基、より好ましくは15~25塩基、更に好ましくは18~23塩基、最も好ましくは19~21塩基である。これらの上限および下限は、これら特定のものに限定されず、これら列挙されているものの任意の組み合わせであってもよいことが理解される。siRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖の末端構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平滑末端を有するものであってもよいし、突出末端(オーバーハング)を有するものであってもよく、3’端が突き出したタイプが好ましい。センスRNA鎖およびアンチセンスRNA鎖の3’末端に数個の塩基、好ましくは1~3個の塩基、さらに好ましくは2個の塩基からなるオーバーハングを有するsiRNAは、標的遺伝子の発現を抑制する効果が大きい場合が多く、好ましいものである。オーバーハングの塩基の種類は特に制限はなく、RNAを構成する塩基あるいはDNAを構成する塩基のいずれであってもよい。好ましいオーバーハング配列としては、3’末端にdTdT(デオキシTを2bp)等を挙げることができる。例えば、好ましいsiRNAとしては、全てのsiRNAのセンス・アンチセンス鎖の、3’末端にdTdT(デオキシTを2bp)をつけているものが挙げられるがそれに限定されない。
 さらに、上記siRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖の一方または両方において1~数個までのヌクレオチドが欠失、置換、挿入および/または付加されているsiRNAも用いることができる。ここで、1~数塩基とは、特に限定されるものではないが、好ましくは1~4塩基、さらに好ましくは1~3塩基、最も好ましくは1~2塩基である。かかる変異の具体例としては、3’オーバーハング部分の塩基数を0~3個としたもの、3’-オーバーハング部分の塩基配列を他の塩基配列に変更したもの、あるいは塩基の挿入、付加または欠失により上記センスRNA鎖とアンチセンスRNA鎖の長さが1~3塩基異なるもの、センス鎖および/またはアンチセンス鎖において塩基が別の塩基にて置換されているもの等が挙げられるが、これらに限定されない。ただし、これらの変異体siRNAにおいてセンス鎖とアンチセンス鎖とがハイブリダイゼーションしうること、ならびにこれらの変異体siRNAが変異を有しないsiRNAと同等の遺伝子発現抑制能を有することが必要である。
 さらに、siRNAは、一方の端が閉じた構造の分子、例えば、ヘアピン構造を有するsiRNA(Short Hairpin RNA;shRNA)であってもよい。shRNAは、標的遺伝子の特定配列のセンス鎖RNA、該センス鎖配列に相補的な配列からなるアンチセンス鎖RNA、およびその両鎖を繋ぐリンカー配列を含むRNAであり、センス鎖部分とアンチセンス鎖部分がハイブリダイズし、二本鎖RNA部分を形成する。
 siRNAは、臨床使用の際には、いわゆるoff-target効果を示さないことが望ましい。off-target効果とは、標的遺伝子以外に、使用したsiRNAに部分的にホモロジーのある別の遺伝子の発現を抑制する作用をいう。off-target効果を避けるために、候補siRNAについて、予めDNAマイクロアレイなどを利用して交差反応がないことを確認することが可能である。また、NCBI(National Center for Biotechnology Information)などが提供する公知のデータベースを用いて、標的となる遺伝子以外に候補siRNAの配列と相同性が高い部分を含む遺伝子が存在しないかを確認する事によって、off-target効果を避けることが可能である。
 本発明のsiRNAを作製するには、化学合成による方法および遺伝子組換え技術を用いる方法等、公知の方法を適宜用いることができる。合成による方法では、配列情報に基づき、常法により二本鎖RNAを合成することができる。また、遺伝子組換え技術を用いる方法では、センス鎖配列やアンチセンス鎖配列をコードする発現ベクターを構築し、該ベクターを宿主細胞に導入後、転写により生成されたセンス鎖RNAやアンチセンス鎖RNAをそれぞれ取得することによって作製することもできる。また、標的遺伝子の特定配列のセンス鎖、該センス鎖配列に相補的な配列からなるアンチセンス鎖、およびその両鎖を繋ぐリンカー配列を含み、ヘアピン構造を形成するshRNAを発現させることにより、所望の二本鎖RNAを作製することもできる。
 siRNAは、標的遺伝子の発現抑制活性を有する限りにおいては、siRNAを構成する核酸の全体またはその一部は、天然の核酸であってもよいし、修飾された核酸であってもよい。
 本発明におけるsiRNAは、必ずしも標的配列に対する一組の2本鎖RNAである必要はなく、標的配列を含んだ領域に対する複数組(この「複数」とは特に制限されないが、好ましくは2~5個程度の少数を指す。)の2本鎖RNAの混合物であってもよい。ここで標的配列に対応した核酸混合物としてのsiRNAは、当業者においては市販の核酸合成機およびDICER酵素を用いて適宜作製することが可能であり、また、所望のRNAの合成については、一般の合成受託サービスを利用することができる。なお、本発明のsiRNAには、所謂「カクテルsiRNA」が含まれる。また、本発明におけるsiRNAは、必ずしも全てのヌクレオチドがリボヌクレオチド(RNA)でなくともよい。即ち、本発明において、siRNAを構成する1もしくは複数のリボヌクレオチドは、対応するデオキシリボヌクレオチドであってもよい。この「対応する」とは、糖部分の構造は異なるものの、同一の塩基種(アデニン、グアニン、シトシン、チミン(ウラシル))であることを指す。例えば、アデニンを有するリボヌクレオチドに対応するデオキシリボヌクレオチドとは、アデニンを有するデオキシリボヌクレオチドのことをいう。
 さらに、本発明の上記RNAを発現し得るDNA(ベクター)もまた、P38 MAPキナーゼ等の発現を抑制し得る核酸の好ましい実施形態に含まれる。例えば、本発明の上記二本鎖RNAを発現し得るDNA(ベクター)は、該二本鎖RNAの一方の鎖をコードするDNA、および該二本鎖RNAの他方の鎖をコードするDNAが、それぞれ発現し得るようにプロモーターと連結した構造を有するDNAである。本発明の上記DNAは、当業者においては、一般的な遺伝子工学技術により、適宜作製することができる。より具体的には、目的のRNAをコードするDNAを公知の種々の発現ベクターへ適宜挿入することによって、本発明の発現ベクターを作製することが可能である。
 本発明において標的遺伝子の発現を抑制する核酸には、修飾された核酸を用いてもよい。修飾された核酸とは、ヌクレオシド(塩基部位、糖部位)および/またはヌクレオシド間結合部位に修飾が施されていて、天然の核酸と異なった構造を有するものを意味する。修飾された核酸を構成する「修飾されたヌクレオシド」としては、例えば、無塩基(abasic)ヌクレオシド;アラビノヌクレオシド、2’-デオキシウリジン、α-デオキシリボヌクレオシド、β-L-デオキシリボヌクレオシド、その他の糖修飾を有するヌクレオシド;ペプチド核酸(PNA)、ホスフェート基が結合したペプチド核酸(PHONA)、ロックド核酸(LNA)、モルホリノ核酸等が挙げられる。上記糖修飾を有するヌクレオシドには、2’-O-メチルリボース、2’-デオキシ-2’-フルオロリボース、3’-O-メチルリボース等の置換五単糖;1’,2’-デオキシリボース;アラビノース;置換アラビノース糖;六単糖およびアルファ-アノマーの糖修飾を有するヌクレオシドが含まれる。これらのヌクレオシドは塩基部位が修飾された修飾塩基であってもよい。このような修飾塩基には、例えば、5-ヒドロキシシトシン、5-フルオロウラシル、4-チオウラシル等のピリミジン;6-メチルアデニン、6-チオグアノシン等のプリン;および他の複素環塩基等が挙げられる。
 修飾された核酸を構成する「修飾されたヌクレオシド間結合」としては、例えば、アルキルリンカー、グリセリルリンカー、アミノリンカー、ポリ(エチレングリコール)結合、メチルホスホネートヌクレオシド間結合;メチルホスホノチオエート、ホスホトリエステル、ホスホチオトリエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、トリエステルプロドラッグ、スルホン、スルホンアミド、サルファメート、ホルムアセタール、N-メチルヒドロキシルアミン、カルボネート、カルバメート、モルホリノ、ボラノホスホネート、ホスホルアミデートなどの非天然ヌクレオシド間結合が挙げられる。
 本発明の二本鎖siRNAに含まれる核酸配列としては、P38 MAPキナーゼまたは他のP38 MAPキナーゼシグナルのメンバーに対するsiRNAなどを挙げることができる。
 また、本発明の核酸または薬剤をリポソームなどのリン脂質小胞体に導入し、その小胞体を投与することも可能である。siRNAまたはshRNAを保持させた小胞体をリポフェクション法により所定の細胞に導入することができる。そして、得られる細胞を例えば、静脈内、動脈内等に全身投与する。眼の必要な部位等に局所的に投与することもできる。siRNAはin vitroにおいては非常に優れた特異的転写後抑制効果を示すが、in vivoにおいては血清中のヌクレアーゼ活性により速やかに分解されてしまうため持続時間が限られるためより最適で効果的なデリバリーシステム開発が求められてきた。一つの例としては、Ochiya,T et al.,Nature Med.,5:707-710,1999、Curr.Gene Ther.,1 :31-52,2001より生体親和性材料であるアテロコラーゲンが核酸と混合し複合体を形成させると、生体中の分解酵素から核酸を保護する作用がありsiRNAのキャリアーとして非常に適しているキャリアーであると報告されており、このような形態を利用することができるが、本発明の核酸、治療または予防薬の導入の方法はこれには限られない。このようにして、生体内においては血清中の核酸分解酵素の働きにより、速やかに分解されてしまうため長時間の効果の継続を達成することができる。例えば、Takeshita F. PNAS.(2003) 102(34) 12177-82、Minakuchi Y Nucleic Acids Reserch(2004) 32(13) e109では、牛皮膚由来のアテロコラーゲンが核酸と複合体を形成し、生体内の分解酵素から核酸を保護する作用があり、siRNAのキャリアーとして非常に適していると報告されており、このような技術を用いることができる。
 本明細書において「iFECD」(immobilized Fuchs’ endothelial corneal dystrophy)は、フックス角膜内皮ジストロフィの不死化細胞の略称である。
 本明細書において「HCEC」(human corneal endothelial cells)とは、ヒト角膜内皮細胞の略称である。「iHCEC」は、不死化(immobilized)ヒト角膜内皮細胞の略称である。
 本明細書において、「プログラム細胞死」とは、あらかじめプログラムされているかのように決まった時期や環境で自発的に細胞が死ぬ現象を指す。プログラム細胞死は、例えば「アポトーシス」を含む意味で使用される。
 本明細書において「トランスフォーミング増殖因子-β(トランスフォーミング成長因子-β;略称TGF-βとも表示される)」とは、当該分野で用いられるものと同様の意味で用いられ、様々な硬化性疾患や、関節リウマチ、増殖性硝子体網膜症の病態形成を担い、脱毛に深く関与し、免疫担当細胞の働きを抑制する一方、プロテアーゼの過剰産生を抑制することによって肺組織が分解され肺気腫に陥るのを防ぎ、癌細胞の増殖を抑制するなど、多彩な生物活性を示す分子量25kDのホモダイマー多機能性サイトカインである。「TGF-βシグナル」とは、TGF-βによって媒介されるシグナルであって、TGF-βによって惹起されるものをいう。TGF-βシグナル例えば、TGF-β2によって媒介されるシグナルが含まれ、このほか、TGF-β1、TGF-β3等によって媒介されるシグナルも例示される。TGF-βについて、ヒトでは、TGF-β1~β3までの相同性約70%の3つのアイソフォームが存在し、その作用は類似している。TGF-βはレセプターに結合できない分子量約300kDの不活性な潜在型として産生され、標的細胞表面やその周囲において活性化されてレセプターに結合できる活性型となり、その作用を発揮する。理論に束縛されることを望まないが、標的細胞におけるTGF-βの作用はSmadという情報伝達を担う一連のタンパク質のリン酸化経路によって伝達されるとされている。まず、活性型TGF-βが標的細胞表面に存在するII型TGF-βレセプターに結合すると、II型レセプター2分子とI型TGF-βレセプター2分子からなるレセプター複合体が形成され、II型レセプターがI型レセプターをリン酸化する。次に、リン酸化I型レセプターは、Smad2またはSmad3をリン酸化すると、リン酸化されたSmad2およびSmad3はSmad4と複合体を形成して核に移行し、標的遺伝子プロモーター領域に存在するCAGA boxと呼ばれる標的配列に結合し、コアクチベーターとともに標的遺伝子の転写発現を誘導するとされている。
 トランスフォーミング(形質転換)増殖因子-β(TGF-β)シグナル伝達経路は、その標的遺伝子の調節によって、細胞増殖および分化、増殖停止、プログラム細胞死、ならびに上皮間充織分化転換(EMT;上皮間葉転換ともいう)といったような、多くの細胞活性を調節することができる。TGF-β自体(例えば、TGF-β1、TGF-β2およびTGF-β3)、アクチビンおよび骨形成タンパク質(BMP)が含まれる、TGF-βファミリーのメンバーは、細胞増殖、分化、移動およびプログラム細胞死等の強力な調節剤である。
 TGF-βは、Bリンパ球、Tリンパ球および活性化マクロファージを含め、多くの細胞により、および多くの他の細胞型により産生される、約24Kdのタンパク質である。免疫系に対するTGF-βの効果の中には、IL-2レセプター誘導、IL-1誘発性胸腺細胞増殖の阻害、およびIFN-γ誘発性マクロファージ活性化の遮断がある。TGF-βは、様々な病的状態に関与すると考えられており(Border et al.(1992)J.Clin.Invest.90:1)、そして腫瘍抑制物質または腫瘍プロモーターのいずれかとして機能することが十分裏付けられている。
 TGF-βは、2つのセリン/スレオニンキナーゼ細胞表面レセプターであるTGF-βRIIおよびALK5によって、そのシグナル伝達を媒介する。TGF-βシグナル伝達は、TGF-βRIIがALK5レセプターをリン酸化するのを可能とする、リガンド誘発性レセプター二量体化で開始される。そのリン酸化は、ALK5キナーゼ活性を活性化して、活性化ALK5は次に、下流エフェクターSmadタンパク質(MADの脊椎動物相同体、または「Mothers against DPP(デカペンタプレジック)」タンパク質)、Smad2または3をリン酸化する。Smad4とのp-Smad2/3複合体は、核に入って、標的遺伝子の転写を活性化する。
 Smad3は、SmadのR-Smad(レセプター-活性化Smad)サブグループのメンバーであって、TGF-βレセプターによる転写活性化の直接メディエーターである。TGF-β刺激は、Smad2およびSmad3のリン酸化および活性化をもたらし、これらは、Smad4(脊椎動物における「共通(common)Smad」または「co-Smad」)と複合体を形成し、これが核と共に蓄積して、標的遺伝子の転写を調節する。R-Smadは、細胞質に局在し、そしてTGF-βレセプターによるリガンド誘発性リン酸化で、co-Smadと複合体を形成して、核へと移動し、ここで、それらは、クロマチンおよび協同転写因子と関連のある遺伝子発現を調節する。Smad6およびSmad7は阻害性Smad(「I-Smad」)であり、すなわち、TGF-βにより転写的に誘発されて、TGF-βシグナル伝達の阻害剤として機能する(Feng et al.(2005)Annu.Rev.Cell.Dev.Biol.21:659)。Smad6/7は、R-Smadのレセプター媒介活性化を妨げることにより、それらの阻害効果を発揮する;それらは、R-Smadの動員およびリン酸化を競合的に妨げる、I型レセプターと関連する。Smad6およびSmad7は、Smad6/7相互作用タンパク質のユビキチン化および分解をもたらす、E3ユビキチンリガーゼを補充することが知られている。
 TGF-βシグナル伝達経路は、このほか、BMP-7などによって伝達される経路も存在し、これは、ALK-1/2/3/6を経由し、Smad1/5/8を介して機能が発現されるとされている。TGF-βシグナル伝達経路については、J. Massagu’e, Annu. Rev. Biochem. 1998. 67: 753-91;Vilar JMG, Jansen R, Sander C (2006) PLoS Comput Biol 2(1):e3; Leask, A., Abraham, D. J. FASEB J.18, 816-827 (2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports (2010)11, 97-105; Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med. 2010; 152: 159-166等を参照のこと。
 本明細書において「トランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患」とは、角膜内皮細胞におけるTGF-βに誘導される任意の角膜内皮の症状、障害または疾患を指す。本発明では、角膜内皮細胞、例えば、フックス角膜内皮ジストロフィのモデル細胞(例えば、iFECD)を、TGF-β2に曝露したところ、驚くべきことに種々の障害(例えば、プログラム細胞死)が生じた。このような現象は従来よく解明されていなかった現象である。そして、本発明者らは、このTGF-βシグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患をさらに分析したところ、予想外にも、p38MAPK阻害剤によって、この障害を抑制することができることを見出した。TGF-βシグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患はp38MAPKのシグナル伝達経路とは異なるものであり、また、使用したp38MAPK阻害剤はTGF-βのシグナル伝達経路を抑制しているものではないことから、これまでに未解明の疾患・障害の発露の経路およびその治療または予防の態様を見出すことができたといえる。また、通常最適に使用されるp38MAPK阻害剤の濃度とも異なる濃度でTGF-βシグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患に対する最適な治療または予防効果がみられていることから、本発明は、角膜内皮について新たな治療/予防技術を提供するものと位置付けることができると考えられる。TGF-βシグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患としては、例えば、フックス角膜内皮ジストロフィ、角膜移植後障害、角膜内皮炎、外傷、眼科手術後の障害、眼科レーザー手術後の障害、加齢、後部多形性角膜ジストロフィ(PPD:posterior polymorphous dystrophy)、先天性遺伝性角膜内皮ジストロフィ(CHED:congenital hereditary endothelial dystrophy)、および特発性角膜内皮障害等において、TGF-βの発現がみられるものを挙げることができるがそれらに限定されない。特にTGF-β2の発現が通常より亢進している角膜内皮細胞または角膜内皮組織では、本発明で見出された障害またはそれに関連する障害が発現または亢進していると考えられることから、そのような角膜内皮細胞または角膜内皮組織がみられる任意の角膜内皮の症状、障害または疾患は、特に本発明の対象として意図される。
 本明細書において「ミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患」は、ミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患をいう。角膜内皮の症状、障害および疾患において、ミトコンドリア異常についての分析はあまり進んでいなかった。ミトコンドリアの異常は種々の疾患、障害または症状に影響を与えるものと考えられるが、そのモデルも本発明において提供された。例えば、フックス角膜内皮ジストロフィのモデル細胞を、TGF-β2に曝露したところ、驚くべきことにミトコンドリア膜電位が低下する細胞が有意に増加することが観察された。そして、さらに分析を進めたところ、このミトコンドリア膜電位の低下は、驚くべきことにp38MAPK阻害剤によって抑制することができた。このミトコンドリア膜電位の低下は、TGF-βの抑制によって防止することができることが確認されているものの、p38MAPK阻害剤はTGF-β経路を抑制するものではないことが示されており、これまでに未解明のミトコンドリア異常に関連する疾患・障害の経路およびその治療または予防の態様を見出すことができたといえる。また、通常最適に使用されるp38MAPK阻害剤の濃度とも異なる濃度でミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患に対する最適な治療または予防効果がみられていることから、本発明は、角膜内皮について新たな治療/予防技術を提供するものと位置付けることができると考えられる。ミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患としては、例えば、フックス角膜内皮ジストロフィ、角膜移植後障害、角膜内皮炎、外傷、眼科手術後の障害、眼科レーザー手術後の障害、加齢、後部多形性角膜ジストロフィ(PPD:posterior polymorphous dystrophy)、先天性遺伝性角膜内皮ジストロフィ(CHED:congenital hereditary endothelial dystrophy)、および特発性角膜内皮障害において、ミトコンドリア異常がみられる任意のものを挙げることができるがそれらに限定されない。
 本明細書において「小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患」とは、小胞体(ER)ストレスに関連するものを指し、例えば、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、グッテーの形成、デスメ膜の肥厚、角膜厚の肥厚、混濁、角膜上皮障害、角膜実質混濁、羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレア、および角膜実質の浮腫、角膜上皮びらん、血管新生等のうち小胞体(ER)ストレスに関連するものを挙げることができるがこれらに限定されない。
 好ましい実施形態では、本発明が対象とする症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害である。フックス角膜内皮ジストロフィに関しては、角膜内皮細胞におけるTGF-β誘導が関与していることが示されており、FECDにおける細胞喪失に関与し得ることも示されている。したがって、TGF-βシグナル伝達経路の阻害は、FECDの有効な治療になり得ることが当然予想される。しかしながら、本発明者らは、予想外にも、p38MAPK阻害剤が、TGF-βシグナルに起因する障害を抑制できることを見出した。しかも、図10に示されるように、p38MAPK阻害剤はTGF-βシグナル伝達経路を阻害するものではないことから、別のメカニズムでTGF-βシグナルに起因する障害を治療し得るものであると理解することができる。このように、異なるメカニズムで新たに見出された障害を治療することができることは、医科学的にも注目すべきである事象である。
 本発明の医薬は、フックス角膜内皮ジストロフィの中でもひとつの重要な異常または障害の原因となるTGF-β2に誘導される細胞障害等を処置しうることから、フックス角膜内皮ジストロフィの治療または予防に有用であることが理解される。特に、本発明では実施例において、フックス角膜内皮ジストロフィモデルにおいてTGF-β2に誘導される細胞障害あるいはプログラム細胞死を抑制することができたことから本発明は、フックス角膜内皮ジストロフィモデルにおけるTGF-β2に関連する重症患者の治療に使用することができると考えられる。本発明は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害や、角膜内皮密度低下、guttaeの形成、デスメ膜の肥厚、角膜厚の肥厚、角膜上皮障害、角膜実質混濁、羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレアおよび角膜実質の浮腫などを処置しまたは予防し得る。
 また、本発明では、実施例において実証されるように、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮細胞の病態について、ミトコンドリア異常が関与することが示された。本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤によりミトコンドリア異常を抑制することも可能であることが見出され、ミトコンドリア異常に起因するフックス角膜内皮ジストロフィの治療または予防に有用であることが理解される。具体的な実施形態では、本発明はまた、ミトコンドリア異常、例えば、ミトコンドリア膜電位低下、ミトコンドリアの形態異常、ミトコンドリア生合成の低下等を抑制することができる。
 (一般技術)
 本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Sambrook J.et al.(1989).Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harborおよびその3rd Ed.(2001); Ausubel, F.M.(1987).Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, F.M.(1989).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Innis, M. A.(1990).PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, F.M.(1992).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, F.M.(1995).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis ,M.A. et al.(1995).PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, F.M.(1999).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; Sninsky, J.J.et al.(1999).PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press、Gait, M.J.(1985).Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Gait, M.J.(1990).Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F.(1991).Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, IRL Press; Adams, R.L. et al.(1992).The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman & Hall; Shabarova, Z. et al.(1994).Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G.M. et al.(1996).Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G.T.(I996).Bioconjugate Techniques, Academic Press、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載されている。角膜内皮細胞については、Nancy Joyceらの報告{Joyce, 2004 #161} {Joyce, 2003 #7}がよく知られているが、前述のごとく長期培養、継代培養により線維芽細胞様の形質転換を生じ、効率的な培養法の研究が現在も行われている。これらは本明細書において関連する部分(全部であり得る)が参考として援用される。
 (好ましい実施形態の説明)
 以下に好ましい実施形態の説明を記載するが、この実施形態は本発明の例示であり、本発明の範囲はそのような好ましい実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者はまた、以下のような好ましい実施例を参考にして、本発明の範囲内にある改変、変更などを容易に行うことができることが理解されるべきである。これらの実施形態について、当業者は適宜、任意の実施形態を組み合わせ得る。
 <医薬>
 1つの局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。
 別の局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。
 さらなる局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルおよびミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。
 p38MAPキナーゼは、種々のシグナル伝達に関与するとされており、炎症に関与するともされているが、角膜内皮では、そのメカニズムのすべては明らかにされておらず、TGF-β、ミトコンドリア障害またはその両方に起因する角膜内皮障害の治癒または予防に有効であることは予想できなかった。したがって、p38MAPキナーゼ阻害剤が、TGF-βに起因する角膜内皮障害、ミトコンドリア障害に起因する角膜内皮障害またはその両方に起因する角膜内皮障害の治療または予防に有効であることは、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデル細胞にTGF-βを曝露することによって、その障害または症状、例えばプログラム細胞死の増加やミトコンドリア異常(膜電位低下)が悪化することを見出し、その悪化モデルを用いてp38MAPキナーゼ阻害剤の効果を検証することによって初めて見出された予想外の発見であった。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィ、角膜移植後障害、角膜内皮炎、外傷、眼科手術後の障害、眼科レーザー手術後の障害、加齢、後部多形性角膜ジストロフィ(PPD:posterior polymorphous dystrophy)、先天性遺伝性角膜内皮ジストロフィ(CHED:congenital hereditary endothelial dystrophy)、および特発性角膜内皮障害からなる群より選択される。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞におけるミトコンドリア異常に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィ、角膜移植後障害、角膜内皮炎、外傷、眼科手術後の障害、眼科レーザー手術後の障害、加齢、後部多形性角膜ジストロフィ(PPD:posterior polymorphous dystrophy)、先天性遺伝性角膜内皮ジストロフィ(CHED:congenital hereditary endothelial dystrophy)、および特発性角膜内皮障害からなる群より選択される。好ましい実施形態では、TGF-βシグナルに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、TGF-β2に起因する角膜内皮の症状、障害または疾患である。
 1つの実施形態では、ミトコンドリア異常としては、ミトコンドリア膜電位低下、ミトコンドリアの形態異常、ミトコンドリア生合成などが挙げられるが、これらに限定されない。
 さらに別の局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。本発明者らは、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルの細胞において、小胞体(ER)関連ストレスに関連するタプシガルギンで刺激することにより、角膜内皮細胞が障害を生じることを見出し、このような障害が、p38MAPキナーゼ阻害剤により抑制されることを明らかにした。上述のとおり、p38MAPキナーゼ阻害剤は、TGF-βシグナルおよびミトコンドリア異常に起因する角膜内皮障害等を処置または予防し得るものであるが、p38MAPキナーゼ阻害剤がさらに角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスを抑制することが可能であることは驚くべきことであった。これは、p38MAPキナーゼ阻害剤が、角膜内皮細胞におけるTGF-βシグナル、ミトコンドリア異常、および小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮障害を同時に処置し得ることを示唆する。特に、フックス角膜内皮ジストロフィは、ERストレスと関連していることが知られており(Engler, C. et al. Am J Ophthalmol 149, 194-202 (2010))、そのためERストレスを抑制することは、フックス角膜内皮ジストロフィの治療および予防における著明な改善が可能であり、場合によっては完全な治癒が可能であることを意味している。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、タンパク質のフォールディングの異常に起因するものであり得る。哺乳動物細胞において、フォールディングしなかったり(unfolded)、ミスフォールディングやタンパク質分解の異常などにより凝集したタンパク質(折りたたみ不全タンパク質、変性タンパク質(unfolded protein)ともいう。)はユビキチン化され、微小管上を移動するダイニンモーターにより中心体付近に蓄積し、アグリソームという封入体を形成することが知られる。一般的にアグリソームは熱ショックやウイルス感染、酸化ストレスなどによって形成される。ヒトでは、パーキンソン病の神経細胞に見られるLewy小体や、アルコール性肝臓疾患の肝臓細胞で見られるMallory小体、筋萎縮性側索硬化症の星状細胞で見られる硝子様小体など、細胞内の封入体が関与する疾患がいくつか知られている。本発明のp38MAPキナーゼ阻害剤は、変性タンパク質の産生に関与しているタプシガルギンなどにより誘導されるフォールディングの異常に起因する小胞体(ER)ストレス抑制し得る。さらに、p38MAPキナーゼ阻害剤は、TGFβに誘導される小胞体(ER)ストレスをも抑制し得る。TGF-β阻害剤は、TGF-βに起因する小胞体(ER)ストレスを抑制し得るが、フォールディングの異常に起因する小胞体(ER)ストレスを抑制することはできなかった(国際公開第2015/064768)。したがって、本願発明のp38MAPキナーゼ阻害剤のように、フォールディングの異常に起因するERストレスおよびTGF-βに起因するERストレスの両方を抑制し得ることは予想外であった。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、ならびにこれらにより生じる角膜実質浮腫、角膜上皮浮腫、角膜上皮びらん、角膜実質混濁、および血管新生からなる群より選択される。
 別の局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常および小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬を提供する。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常および小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、ならびにこれらにより生じる角膜実質浮腫、角膜上皮浮腫、角膜上皮びらん、角膜実質混濁、および血管新生からなる群より選択される。
 1つの実施形態では、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常および小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィを含む。
 1つの実施形態において、本発明の利用法としては、例えば点眼薬が挙げられるが、これに限定されず、前房内への注射、徐放剤への含浸、結膜下注射、全身投与(内服、静脈注射)などの投与方法も挙げることができる。
 1つの実施形態では、本発明において用いられるp38MAPキナーゼ阻害剤は、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-ヒドロキシフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-202190)、trans-4-[4-(4-フルオロフェニル)-5-(2-メトキシ-4-ピリミジニル)-1H-イミダゾール-1-イル]シクロヘキサノール(SB-239063)、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)、4-(4-フルオロフェニル)-5-(2-メトキシピリミジン-4-イル)-1-(ピペリジン-4-イル)イミダゾール(SB-242235)、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-ヒドロキシ-1-ブチニル)-1-(3-フェニルプロピル)-5-(4-ピリジル)イミダゾール(RWJ-67657)、4-(4-フルオロフェニル)-1-(ピペリジン-4-イル)-5-(4-ピリジル)イミダゾール(HEP-689)、(S)-2-(2-アミノ-3-フェニルプロピルアミノ)-1-メチル-5-(2-ナフチル)-4-(4-ピリジル)ピリミジン-6-オン(AMG-548)、2-クロロ-4-(4-フルオロ-2-メチルアニリノ)-2’-メチルベンゾフェノン(EO-1606)、3-(4-クロロフェニル)-5-(1-ヒドロキシアセチルピペリジン-4-イル)-4-(ピリミジン-4-イル)ピラゾール(SD-06)、5-(2,6-ジクロロフェニル)-2-(2,4-ジフルオロフェニルチオ)ピリミド[3,4-b]ピリダジン-6-オン(VX-745)、4-アセチルアミノ-N-tert-ブチルベンズアミド(CPI-1189)、N-[3-tert-ブチル-1-(4-メチルフェニル)ピラゾール-5-イル)-N’-[4-(2-モルホリノエトキシ)-1-ナフチル]ウレア(ドラマピモド(Doramapimod))、2-ベンズアミド-4-[2-エチル-4-(3-メチルフェニル)チアゾール-5-イル]ピリジン(TAK-715)、タルマピモド(Talmapimod;SCIO-469)、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702;2-(2,4-ジフルオロフェニル)-6-(1-(2,6-ジフルオロフェニル)ウレイド)ニコチンアミド)、ジルマピモド(dilmapimod;GSK-681323)、4-(5-(シクロプロピルカルバモイル)-2-メチルフェニルアミノ)-5-メチル-N-プロピルピロロ(1,2-f)(1,2,4)トリアジン-6-カルボキサミド(PS-540446)、抗FGF-7抗体(SC-80036)、AVE-9940(Sanofi-Aventis)、[5-アミノ-1-(4-フルオロフェニル)-1H-ピラゾル-4-イル][3-(3-アミノ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル]メタノン(RO-320-1195)、1-(1,3-ジヒドロキシプロプ-2-イル)-4-(4-フルオロフェニル)-5-[2-フェノキシピリミジン-4-イル]イミダゾール(SB-281832)、2-[5-({4-[(4-フルオロフェニル)メチル]ピペリジン-1-イル}カルボニル)-6-メトキシ-1-メチル-1H-インドル-3-イル]-N,N’-ジメチル-2-オキソアセトアミド(SCIO-323)、2-(5-tert-ブチル-2-m-トリル-2H-ピラゾル-3-イル)-2-ヒドロキシイミド-N-[4-(2-モルホリン-4-イル-エトキシ)-ナフタレン-1-イル]-アセトアミド(KC-706)、N,N’-ビス[3,5-ビス[1-(2-アミジノヒドラゾノ)エチル]フェニル]デカンジアミド、N,N’-ビス[3,5-ビス[1-[2-(アミノイミノメチル)ヒドラゾノ]エチル]フェニル]デカンジアミド(セマピモド(Semapimod))、3-(3-ブロモ-4-((2,4-ジフルオロベンジル)オキシ)-6-メチル-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N,4-ジメチルベンズアミド(PH-797804)、および5-(2-(tert-ブチル)-5-(4-フルオロフェニル)-1H-イミダゾール-4-イル)-3-ネオペンチル-3H-イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-アミン(LY2228820)からなる群より選択される少なくとも1つを含む。
 本発明の医薬において、上記p38MAPK阻害剤は、単独で使用されてもよく、組み合わせて使用されてもよい。本発明で使用されるp38MAPキナーゼ阻害剤の濃度は、通常約0.1~100μM(μmol/l)、好ましくは約0.1~30μM、より好ましくは約1~10μMであり、2種以上のp38MAPK阻害剤を組み合わせて使用する場合は適宜変更することができ、他の濃度範囲としては、例えば、通常、約0.001~100μM、好ましくは、約0.01~75μM、約0.05~50μM、約1~10μM、約0.01~10μM、約0.05~10μM、約0.075~10μM、約0.1~10μM、約0.5~10μM、約0.75~10μM、約1.0~10μM、約1.25~10μM、約1.5~10μM、約1.75~10μM、約2.0~10μM、約2.5~10μM、約3.0~10μM、約4.0~10μM、約5.0~10μM、約6.0~10μM、約7.0~10μM、約8.0~10μM、約9.0~10μM、約0.01~50μM、約0.05~5.0μM、約0.075~5.0μM、約0.1~5.0μM、約0.5~5.0μM、約0.75~5.0μM、約1.0~5.0μM、約1.25~5.0μM、約1.5~5.0μM、約1.75~5.0μM、約2.0~5.0μM、約2.5~5.0μM、約3.0~5.0μM、約4.0~5.0μM、約0.01~3.0μM、約0.05~3.0μM、約0.075~3.0μM、約0.1~3.0μM、約0.5~3.0μM、約0.75~3.0μM、約1.0~3.0μM、約1.25~3.0μM、約1.5~3.0μM、約1.75~3.0μM、約2.0~3.0μM、約0.01~1.0μM、約0.05~1.0μM、約0.075~1.0μM、約0.1~1.0μM、約0.5~1.0μM、約0.75~1.0μM、約0.09~35μM、約0.09~3.2μMであり、より好ましくは、約0.05~1.0μM、約0.075~1.0μM、約0.1~1.0μM、約0.5~1.0μM、約0.75~1.0μMを挙げることができるがこれらに限定されない。
 好ましい実施形態では、p38MAPキナーゼ阻害剤は、例えば、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)、および3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)ならびにそれらの塩からなる群より選択される。
 別の実施形態では、p38MAPキナーゼ阻害剤は、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)である。使用されるSB203580の濃度としては、通常約3μM~約30μMであり、好ましくは、約5~約15μMであり、より好ましくは、約10μMである。
 別の実施形態では、p38MAPキナーゼ阻害剤は、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)である。使用されるVX-702の濃度としては、通常約1μM~約10μMであり、好ましくは、約1.5μM~約6μMであり、より好ましくは、約3μMである。
 さらに別の実施形態では、p38MAPキナーゼ阻害剤は、3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)である。使用されるPH797804の濃度としては、通常約0.3μM~約3μMであり、好ましくは、約0.5μM~約2μM、より好ましくは、約1μMである。
 上記p38MAPキナーゼ阻害剤(例えば、SB203580、VX-702およびPH-797804)は、p38MAPキナーゼ阻害剤として通常能力を発揮するとされている濃度は、サブμMとされているところ、フックス角膜内皮ジストロフィのモデル細胞を用いた系においては、予想外にもより高い濃度(μMオーダー)で角膜内皮障害の抑制効果が発揮されることが明らかになった。
 理論に束縛されることを望まないが、従来p38MAPキナーゼ阻害剤としてトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)およびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患を治療または予防することができるということは、従来の知見では予想できるものではない。また、上記各々のp38MAPキナーゼ阻害剤な阻害剤についても、その最適濃度が、従来知られているp38MAPキナーゼ阻害剤としての濃度と異なることも明らかになった。この点でも、p38MAPキナーゼ阻害剤が、従来知られていなかったトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)およびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防を達成しており、従来予想されたものとは異なる治療剤または予防剤を提供するものである。
 1つの実施形態では、本発明の治療または予防するための医薬は、角膜内皮を有する任意の動物、例えば哺乳動物を対象とすることができ、好ましくは霊長類の角膜内皮の治療または予防を目的とする。好ましくは、この治療または予防の対象は、ヒトの角膜内皮である。
 別の局面では、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤の有効量をそれを必要な被験体に投与する工程を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)およびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための方法を提供する。
 本明細書において「被験体」とは、本発明の治療および予防するための医薬または方法の投与(移植)対象を指し、被験体としては、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、ネコ、イヌ、ウシ、ウマ、ヒツジ、サル等)があげられるが、霊長類が好ましく、特にヒトが好ましい。
 特定の疾患、障害または状態の治療に有効な本発明の医薬の有効量は、障害または状態の性質によって変動しうるが、当業者は本明細書の記載に基づき標準的臨床技術によって決定可能である。さらに、必要に応じて、in vitroアッセイを使用して、最適投薬量範囲を同定するのを補助することも可能である。配合物に使用しようとする正確な用量はまた、投与経路、および疾患または障害の重大性によっても変動しうるため、担当医の判断および各患者の状況に従って、決定すべきである。しかし、投与量は特に限定されないが、例えば、1回あたり0.001、1、5、10、15、100、または1000mg/kg体重であってもよく、それらいずれか2つの値の範囲内であってもよい。投与間隔は特に限定されないが、例えば、1、7、14、21、または28日あたりに1または2回投与してもよく、それらいずれか2つの値の範囲あたりに1または2回投与してもよい。投与量、投与回数、投与間隔、投与方法は、患者の年齢や体重、症状、投与形態、対象臓器等により、適宜選択してもよい。例えば、本発明は点眼剤として使用され得る。また、本発明の医薬を前房内に注入することもできる。また治療薬は、治療有効量、または所望の作用を発揮する有効量の有効成分を含むことが好ましい。治療マーカーが、投与後に有意に減少した場合に、治療効果があったと判断してもよい。有効用量は、in vitroまたは動物モデル試験系から得られる用量-反応曲線から推定可能である。
 <保存用組成物>
 別の局面において、本発明は、p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞の保存のための組成物を提供する。好ましい実施形態では、保存は凍結保存である。本発明において用いられるp38MAPキナーゼ阻害剤は、本明細書において説明される任意の形態、例えば、医薬として説明されている実施形態のうち、保存用組成物として適切なものを用いることができると理解される。本明細書において「保存用組成物」とは、ドナーから摘出した角膜片を、レシピエントに移植するまでの期間において保存するため、あるいは増殖前または増殖した角膜内皮細胞を保存するための組成物である。
 1つの実施形態では、本発明の保存用組成物は、従来使用される保存剤または保存液に本発明のp38MAPキナーゼ阻害剤を添加して調製され得る。そのような角膜保存液としては、角膜移植時に通常用いられる保存液(強角膜片保存液(Optisol GS:登録商標)、角膜移植用眼球保存液(EPII:登録商標))、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)などが挙げられる。
 本発明の保存用組成物は、臓器移植などに用いられる角膜の保存用に用いられる。また、本発明の保存用組成物は、角膜内皮細胞を凍結保存するための保存液またはその成分としても用いられる。
 凍結保存のために使用される本発明の保存用組成物の別の実施形態では、既存の凍結保存液に本発明のカスパーゼ阻害剤を含む保存用組成物を添加して使用することもできる。凍結保存液としては、例えば、タカラバイオにより提供されるCELLBANKER(登録商標)シリーズ(CELL BANKER PLUS(カタログ番号:CB021)、CELL BANKER 2(カタログ番号:CB031)、STEM-CELLBANKER(カタログ番号:CB043)など)、KM BANKER(コージンバイオ カタログ番号:KOJ-16092005)、およびFreezing Medium, Animal Component Free, CRYO Defined(Cnt-CRYOとも記載される)(CELLNTEC カタログ番号:CnT-CRYO-50)が挙げられるが、これらに限定されない。さらに別の実施形態では、使用される凍結保存液はKM BANKERであってもよい。また、当業者であれば、上記凍結保存液の構成成分を適宜変更またはさらなる構成成分を添加し、改変された適切な凍結保存液を使用することができることが理解される。凍結保存のためには、本発明の保存液にグリセロール、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコール、アセトアミド等をさらに添加してもよい。
 本明細書において引用された、科学文献、特許、特許出願などの参考文献は、その全体が、各々具体的に記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。
 以上、本発明を、理解の容易のために好ましい実施形態を示して説明してきた。以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、上述の説明および以下の実施例は、例示の目的のみに提供され、本発明を限定する目的で提供したのではない。従って、本発明の範囲は、本明細書に具体的に記載された実施形態にも実施例にも限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
 以下に、本発明の例を記載する。該当する場合生物試料等の取り扱いは、厚生労働省、文部科学省等において規定される基準を遵守し、該当する場合はヘルシンキ宣言またはその宣言に基づき作成された倫理規定に基づいて行った。研究のための眼の寄贈については、全ての故人ドナーの近親者から同意書を得た。本研究は、エルランゲン大学(ドイツ)、SightLifeTM(Seattle,WA)アイバンクの倫理委員会またはそれに準ずるものの承認を受けた。
 (調製例:フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の不死化角膜内皮細胞株(iFECD)モデルの作製)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞から不死化角膜内皮細胞株(iFECD)を作製した。
 (培養方法)
 シアトルアイバンクから購入した研究用角膜より角膜内皮細胞を基底膜とともに機械的に剥離し、コラゲナーゼを用いて基底膜よりはがして回収後、初代培養を行った。培地はOpti-MEM I Reduced-Serum Medium, Liquid(INVITROGEN カタログ番号:31985-070)に、8%FBS(BIOWEST、カタログ番号:S1820-500)、200mg/ml CaCl・2HO(SIGMA カタログ番号:C7902-500G)、0.08% コンドロイチン硫酸(SIGMA カタログ番号:C9819-5G)、20μg/mlアスコルビン酸(SIGMA カタログ番号:A4544-25G)、50μg/mlゲンタマイシン(INVITROGEN カタログ番号:15710-064)および5ng/ml EGF(INVITROGEN カタログ番号:PHG0311)を加えた3T3フィーダー細胞用の馴化させたものを基本培地として用いた。また、基本培地にSB431542(1μmol/l)およびSB203580(4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルホニルフェニル)-5(4-ピリジル)イミダゾール<4-[4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-1H-イミダゾール-5-イル]ピリジン)(1μmol/l)を添加したもの(本明細書では「SB203580+SB431542+3T3馴化培地」ともいう)で培養した。
 (取得方法)
 フックス角膜内皮ジストロフィの臨床診断により水疱性角膜症に至り、角膜内皮移植(デスメ膜内皮角膜移植=DMEK)を実施されたヒト患者3名より文書による同意および倫理員会の承認のもと角膜内皮細胞を得た。DMEKの際に機械的に病的な角膜内細胞と基底膜であるデスメ膜とともに剥離し、角膜保存液であるOptisol-GS(ボシュロム社)に浸漬した。その後、コラゲナーゼ処理を行い酵素的に角膜内皮細胞を回収して、SB203580+SB431542+3T3馴化培地により培養した。培養したフックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞はSV40ラージT抗原およびhTERT遺伝子をPCRにより増幅して、レンチウイルスベクター(pLenti6.3_V5-TOPO; Life Technologies Inc)に導入した。その後、レンチウイルスベクターを3種類のヘルパープラスミド(pLP1、pLP2、pLP/VSVG; Life Technologies Inc.)とともにトランスフェクション試薬(Fugene HD; Promega Corp., Madison, WI)を用いて293T 細胞 (RCB2202; Riken Bioresource Center, Ibaraki, Japan)に感染させた。48時間の感染後にウイルスを含む培養上清を回収して、5μg/mlのポリブレンを用いて、培養したフックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞の培養液に添加して、SV40ラージT抗原およびhTERT遺伝子を導入した。フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の不死化角膜内皮細胞株(iFECD)の位相差顕微鏡像を確認した。コントロールとしてシアトルアイバンクから輸入した研究用角膜より培養した角膜内皮細胞を同様の方法で不死化し、正常角膜内皮細胞の不死化細胞株を作製した(iHCEC)。健常ドナー由来の不死化角膜内皮細胞株(iHCEC)および不死化角膜内皮細胞株(iFECD)の位相差顕微鏡像をみると、iHCECおよびiFECDはいずれも正常の角膜内皮細胞同様に一層の多角形の形態を有する。iHCECおよびiFECDはDMEM+10%FBSにより維持培養を行った。
 (試薬)
 以下の実施例では、p38MAPK阻害剤として、SB203580、PH-797804、およびVX-702を使用した。また、比較例として、TGF-β阻害剤であるSB431542を使用した。別段の指定がない限り、使用したp38MAPK阻害剤およびTGF-β阻害剤の濃度は以下の通りである。溶媒としてDMSO(Dymethil
 Slufoxide Sterile-filtered)(ナカライテスク、13408-64)を使用した。
 SB431542  10 μM (WAKO、カタログ番号:192-16541)
 SB203580  10 μM (Cayman、カタログ番号:13067)
 PH-797804  1 μM (Selleck Chemicals、カタログ番号:S2726)
 VX-702     3 μM (Selleck Chemicals、カタログ番号:S6005)
 (実施例1:フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおける細胞障害およびプログラム細胞死の抑制)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて、p38MAPK阻害剤による細胞障害およびプログラム細胞死の抑制を調べた。
 (材料および方法)
 使用した試薬は以下の通りである。
 Accutaze (200 μl/試料)
 1×Binding Buffer (92.5 μl/試料)
 Annexin (5 μl/試料)
 PI (2.5 μl/試料)
 本実施例のプロトコルの概要を図1に示す。
 不死化ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいた1×PBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。再び1×PBS(-)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05% Trypsin-EDTA(ナカライテスク、35554-64)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。その後、培地で懸濁し、1500rpmで3分間遠心することで細胞を回収した。培地は、DMEM(ナカライテスク、08456-94)+10%FBS(Biowest、S1820-500)+1%P/S(ペニシリン-ストレプトマイシン混合溶液)(ナカライテスク、26252-94)を使用した。
 12ウェルプレートに不死化ヒト角膜内皮細胞(ロット:iFECD3-5)を1ウェル当たり8×10個の割合で播種し、37℃(5% CO)で48時間培養した。培地は、DMEM+10%FBS+1%P/Sを使用した。
 48時間後、培地を除去し、各阻害剤を添加し24時間培養した。コントロール群およびTGF-β2群にはDMSO(Dymethil Slufoxide Sterile-filtered)(ナカライテスク、13408-64)を添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 24時間後、培地を除去し、10ng/mlのRecombinant Human TGF-β2(R&D systems、RND302-B2-002)および各阻害剤入りの培地を添加し、27時間培養を行った。コントロール群にはDMSOを添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。27時間後、位相差顕微鏡下で細胞形態およびプログラム細胞死を観察した。
 観察後、以下手順でAnnexin Vを指標としてフローサイトメトリーを行った。
 1)サンプルの調整
 ウェル中の培地を除去し、1×PBS(-)で2回洗浄した。Accutase(AT104 INNOVAT)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。その後、ウェル中を培地で1回洗浄し、4℃、800g、5min遠心し上清を捨てた。続いてチューブに1×PBS(-)を加えピペッティングした後再び4℃、800g、5min遠心し上清を捨て、沈殿物を得た。その後、1×Binding Bufferを添加し、MEBCYTO-Apoptosis kit(Annexin V-FITC kit)(MBL)(Lot.027FA)を用いAnnexin VおよびPIを染色した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 2)フローサイトメトリー
 上記回収したサンプルをBD Accuri C6 Flow Cytometer(BD)により解析した。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて細胞障害を抑制する)
 図2に結果を示す。不死化ヒト角膜内皮細胞にp38MAPK非存在下で、TGF-β2で刺激した場合、顕著に細胞が障害されていることが認められる。他方で、p38MAPK阻害剤でプレトリートメントメントした場合、TGF-β2阻害剤であるSB431542でプレトリートメントした場合と同様に、角膜内皮細胞の障害が抑制されていることが観察された。したがって、p38MAPK阻害剤はTGF-β2刺激による細胞障害を抑制することができる。
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてプログラム細胞死を抑制する)
 図3に示される通り、p38MAPK阻害剤添加群はTGF-β2群と比較して有意にAnnexin V陽性のアポトーシス細胞の割合を低下させることが確認された。
 (実施例2:共焦点顕微鏡によるミトコンドリア膜電位の観察)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて、p38MAPK阻害剤によるミトコンドリア膜電位低下の抑制を、共焦点顕微鏡を用いて調べた。
 (材料および方法)
 本実施例のプロトコルの概要を図4に示す。
 不死化ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいた1×PBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。再び1×PBS(-)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05% Trypsin-EDTA(ナカライテスク、35554-64)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。その後、培地で懸濁し、1500rpmで3分間遠心することで細胞を回収した。培地は、DMEM(ナカライテスク、08456-94)+10%FBS(Biowest、S1820-500)+1%P/S(ナカライテスク、26252-94)を使用した。
 48ウェルプレートに不死化ヒト角膜内皮細胞(ロット:iFECD3-5)を1ウェル当たり4×10個の割合で播種し、37℃(5% CO)で48時間培養した。培地は、DMEM+10%FBS+1%P/Sを使用した。
 48時間後、培地を除去し、各阻害剤を添加し24時間培養した(プレトリートメント)。コントロール群およびTGF-β2群にはDMSO(Dymethil Slufoxide Sterile-filtered)(ナカライテスク、13408-64)を添加した。また、CCCP群には最終濃度50μmol/lとなるようにCCCP(abcam、ab141229)を添加し、9時間培養した。9時間後CCCP群、その他のサンプルは24時間後に、以下に示す手順によりサンプル調製を行った。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 プレトリートメントの24時間後、培地を除去し、10ng/mlの組換えヒトTGF-β2(R&D systems、RND302-B2-002)および各阻害剤入りの培地を添加し、30時間培養を行った。コントロール群にはDMSOを添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 その後、以下手順でJC-1染色によるミトコンドリア膜電位解析を行った。
 1)サンプルの調製
 ウェル中の培地を除去し、培地で2回洗浄した。培地250μlおよび2.5μlのMitoScreen(JC-1)(BD Biosciences、551302)の混合液を添加し、37℃(5% CO)で15分インキュベートした。ウェル中の培地を除去し、4%PFAに10分間浸し固定した。その後1×PBS(-)で2回洗浄し、DAPI(1000倍希釈)を添加し30分間核の染色を行った。再び1×PBS(-)で2回洗浄し、退色防止剤を加え封入した。
 2)蛍光観察
 上記作製したサンプルを共焦点顕微鏡でJC-1および核の観察を行った。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてミトコンドリア膜電位低下を抑制する)
 ミトコンドリア膜電位を、JC-1色素を用いて評価した。結果を図5に示す。緑色蛍光はミトコンドリアを示し、赤色蛍光はミトコンドリア膜電位を示すものであるが、赤色蛍光の欠如はミトコンドリア膜電位が脱極していることを示すものである。脱共役剤であるCCCPを添加した群は、脱共役に起因してミトコンドリア膜電位が観察されなかった。同様に、TGF-β2群(p38MAPK阻害剤非存在下)でも、ミトコンドリア膜電位が観察されず、TGF-β2刺激によりミトコンドリア膜電位が低下することを示している。他方で、p38MAPK阻害剤添加群において、TGF-β2刺激によるミトコンドリア膜電位の低下を抑制していることが認められた。
 (実施例3:フローサイトメトリーによるミトコンドリア膜電位低下細胞の測定)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて、フローサイトメトリーによるミトコンドリア膜電位低下細胞の測定を行った。
 (材料および方法)
 本実施例のプロトコルの概要を図6に示す。
 使用した試薬は以下の通りである。
 Trypsin-EDTA (200μl/ウェル)
 Assay Buffer中のJC-1 (500μl/ウェル)
 1×Assay Buffer (3.5μl/ウェル)
 不死化ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいた1×PBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。再び1×PBS(-)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05% Trypsin-EDTA(ナカライテスク、35554-64)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。その後、培地で懸濁し、1500rpmで3分間遠心することで細胞を回収した。培地は、DMEM(ナカライテスク、08456-94)+10%FBS(Biowest、S1820-500)+1%P/S(ナカライテスク、26252-94)を使用した。
 12ウェルプレートに不死化ヒト角膜内皮細胞(ロット:iFECD3-5)を1ウェル当たり8×10個の割合で播種し、37℃(5% CO)で48時間培養した。培地は、DMEM+10%FBS+1%P/Sを使用した。
 48時間後、培地を除去し、各阻害剤を添加し24時間培養した(プレトリートメント)。コントロール群およびTGF-β2群にはDMSO(Dymethil Slufoxide Sterile-filtered)(ナカライテスク、13408-64)を添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 プレトリートメントの24時間後CCCP群には最終濃度50μmol/LとなるようにCCCP(abcam、ab141229)を添加し、9時間培養した。9時間後CCCP群のみ以下に示す手順によりサンプル調整を行った。
 CCCP群以外はプレトリートメントの24時間後、培地を除去し、10ng/mlのRecombinant Human TGF-β2(R&D systems、RND302-B2-002)および各阻害剤入りの培地を添加し、30時間培養を行った。コントロール群にはDMSOを添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 観察後、以下手順でJC-1染色によるフローサイトメトリーを行った。
 1)サンプルの調整
 浮遊および死細胞も回収するため培地を回収し、細胞を1×PBS(-)で2回洗浄した。再びPBS(-)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05% Trypsin-EDTAを添加し、37℃(5% CO)で3分インキュベートした。その後、培地でウェル中の細胞を回収した。次に回収した細胞懸濁液を、1500rpmで3分間遠心し、上清を捨てた。続いてチューブに1×Assay BufferおよびMitoScreen(JC-1)(BD Biosciences、551302)の混合液を添加し、37℃(5% CO)で15分インキュベートした。その後、1×Assay Bufferを加えピペッティングした後1500rpmで3分間遠心し上清を捨て、沈殿物を得た。この作業を2回繰り返した。再び1×Assay Bufferを添加した。培地は、DMEM+10%FBS+1%P/Sを使用した。
 2)フローサイトメトリー
 上記調整したサンプルをBD Accuri C6 Flow Cytometer(BD)により解析した。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてミトコンドリア膜電位低下を抑制する)
 結果を図7に示す。フローサイトメトリーにより、p38MAPK阻害剤添加群はTGF-β2群と比較して有意にミトコンドリア膜電位低下細胞率が減少していることが認められた。特に、SB203580添加群およびPH-797804添加群は、SB431542添加群に匹敵するか、またはそれよりもミトコンドリア膜電位低下細胞率が低かった。
 (実施例4:フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおけるカスパーゼの活性化の抑制)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて、p38MAPK阻害剤によるカスパーゼの活性化の抑制を調べた。
 (材料および方法)
 本実施例のプロトコルの概要を図8に示す。
 不死化ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいた1×PBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。再び1×PBS(-)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05% Trypsin-EDTA(ナカライテスク、35554-64)を添加し、37℃(5% CO)で5分インキュベートした。その後、培地で懸濁し、1500rpmで3分間遠心することで細胞を回収した。培地は、DMEM(ナカライテスク、08456-94)+10%FBS(Biowest、S1820-500)+1%P/S(ナカライテスク、26252-94)を使用した。
 12ウェルプレートに不死化ヒト角膜内皮細胞(ロット:iFECD3-5)を1ウェル当たり8×10個の割合で播種し、37℃(5% CO)で48時間培養した。培地は、DMEM+10%FBS+1%P/Sを使用した。
 48時間後、培地を除去し、各阻害剤を添加し24時間培養した。コントロール群およびTGF-β2群にはDMSO(Dymethil Slufoxide Sterile-filtered)(ナカライテスク、13408-64)を添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 24時間後、培地を除去し、10ng/mlのRecombinant Human TGF-β2(R&D systems、RND302-B2-002)および各阻害剤入りの培地を添加し、24時間培養を行った。コントロール群にはDMSOを添加した。培地は、DMEM+2%FBS+1%P/Sを使用した。
 24時間後、位相差顕微鏡下で細胞形態およびプログラム細胞死を観察した。観察後、以下手順でタンパク質のウェスタンブロットを行った。
 1)タンパク質の回収
 浮遊および死細胞も回収するため、氷上で培地を回収し、細胞を1×PBS(-)で2回洗浄した溶液も回収し、4℃、800g、5min遠心し上清を捨て、沈殿物を得た。洗浄した細胞は、氷上でタンパク質抽出用緩衝液(RIPA;50mM Tris-HCl(pH7.4)、150mM NaCl、1mM EDTA、0.1% SDS、0.5% DOC、1%NP-40)を加えてタンパク質を抽出した。その後、上記浮遊および死細胞の遠心後の沈殿物も一緒に懸濁して抽出した。回収した液を超音波装置(BIORUPTOR、TOSHO DENKI製)にて冷水中で30秒、3回粉砕後に、4℃、15000rpm、10min遠心し、タンパク質の上清を回収した。
 2)ウェスタンブロット法
 上記抽出したタンパク質5μgをSDS-PAGEにて分離し、ニトロセルロース膜に転写した。1次抗体は、ウサギ抗カスパーゼ3抗体(Cell Signaling、9662)、ウサギ抗PARP抗体(Cell Signaling、9542)、マウス抗GAPDH抗体(MBL社、M171-3)を用いた。2次抗体はペルオキシダーゼで標識した抗ウサギ抗体、抗マウス抗体(GE Healthcare Biosciences、NA934V,NA931V)を用いた。1次抗体はウサギ抗カスパーゼ3抗体:1000倍希釈、ウサギ抗PARP抗体:2000倍希釈、マウス抗GAPDH抗体:3000倍希釈し、2次抗体は5000倍希釈した。検出にはChemi Lumi ONE Ultra(nacalai tesque、11644-40)を使用した。検出したバンドの強度は、ルミノ・イメージアナライザーLAS-4000mini(富士フィルム社)およびImageQuantTM software (GE Healthcare社)により解析した。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいてカスパーゼの活性化を抑制する)
 ミトコンドリア異常は、カスパーゼ3の活性化と関連しているとされているため、p38MAPK阻害剤によるカスパーゼの活性化の抑制効果について解析した。結果を図9に示す。p38MAPK阻害剤非存在下において、活性型である約17kDaの切断カスパーゼ3(約17kDa)が認められた。他方で、p38MAPK阻害剤添加群においては、活性化型の切断カスパーゼ3はほとんど確認されず、非活性型である約19kDaの切断カスパーゼ3が確認された。したがって、ウェスタンブロットによる解析より、p38MAPK阻害剤添加群はTGF-β2刺激によるカスパーゼ3の活性化を抑制していることが認められた。
 (実施例5:フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおけるTGF-βシグナルの抑制)
 本実施例では、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおいて、p38MAPK阻害剤が、TGF-βシグナルを抑制しているかどうかを調べた。
 (材料および方法)
 実施例4と同様の手順で行った。ただし、1次抗体には、ウサギ抗Phospho-Smad2抗体:1000倍希釈、ウサギ抗Phospho-Smad3抗体:1000倍希釈、マウス抗GAPDH抗体:3000倍希釈を使用した。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤のフックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害モデルにおける細胞障害抑制効果は、TGF-βシグナルを抑制することに起因するものではない)
 ウェスタンブロットの結果を図10に示す。TGF-β2阻害剤であるSB431542を添加した群では、TGF-βシグナル伝達経路の下流で情報伝達を担うタンパク質であるsmad2およびsmad3が認められなかった。驚くべきことに、3つのp38MAPK阻害剤添加群すべてにおいて、smad2およびsmad3が認められた。したがって、p38MAPK阻害剤添加群による細胞障害抑制効果は、TGF-βシグナルを抑制することに起因するものではないことが明らかになった。すなわち、p38MAPK阻害剤とTGF-β2阻害剤とでは、その抑制機構が全く異なるものであり、その作用機序が異なっていることを示している。これらの結果は、予想外の結果であった。
 (実施例6:凍結保存による角膜内皮細胞の障害の抑制)
 本実施例では、p38MAPK阻害剤が、凍結保存による角膜内皮細胞の障害を抑制するかどうかを調べた。
 (材料および方法)
 試験にはMSC-CM(MSC順化培地)で培養したヒト角膜内皮細胞を用いた。ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいたPBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。PBS(-)除去後、TrypLE Select(×10)(GIBCO、A12177-01)を添加し、37℃(5% CO)で10分インキュベートした。その後、KM BANKERに最終濃度10μMとなるようにSB203580を加えて凍結した。なおコントロール群には、試薬の溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)(Dimethyl Sulfoxide,Sterile-filtered;ナカライテスク,13408-64)を添加して凍結した。-80℃で3日間保存した後、37℃水浴にてチューブを浸漬して解凍した。解凍後、培地で洗浄してトリパンブルー色素排除法により、生細胞数と死細胞数を測定した。
 また、DMSOのみを添加して凍結保存した細胞を解凍後、細胞をラミニンE8をコーティングした96ウェルプレートに10000細胞播種し、播種時に最終濃度10μMとなるようにSB203580(Cayman、カタログ番号:13067)を添加した。SB203580を添加しない群に関してはDMSOを添加した。播種して24時間後、CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability
 Assay(Promega カタログ番号:G7570)を実施して発光量を測定した。
 (結果)
 結果を図11に示す。SB203580を添加して凍結保存した場合、DMSOを添加して凍結保存した場合と比べ、解凍後直後の細胞生存率がわずかに高かった。また、DMSOを添加した群と比較して、SB203580を添加した群では、約1.3倍の細胞数を示した。これは、保存中の角膜内皮細胞の細胞障害を抑制していることに起因している。したがって、p38MAPK阻害剤は、角膜内皮細胞の保存に有用であることが明らかになった。
 (実施例7:タプシガルギン(Thapsigargin)により誘導されるERストレスによる細胞障害に対するp38MAPK阻害剤の抑制効果)
 タプシガルギンは、折り畳まれなかったタンパク質(unfolded protein)がもたらし、これにより小胞体(ER)ストレスが生じる。本実施例では、p38MAPK阻害剤添加群におけるタプシガルギンにより誘導される細胞障害の抑制効果を確認した。
 (材料および方法)
 不死化ヒト角膜内皮細胞を培養中の培養皿から培地を除去し、事前に37℃に温めておいた1×PBS(-)を添加し、洗浄を行った。この作業を2回繰り返した。再び1×PBS(-)を添加し、37℃(5%CO)で5分インキュベートした。PBS(-)除去後、0.05%Trypsin-EDTA(ナカライテスク、32778-34)を添加し、37℃(5%CO)で5分インキュベートした。その後、培地で懸濁し、1500rpmで3分間遠心することで細胞を回収した。培地は、DMEM(ナカライテスク、08456-36)+10%FBS(Biowest、S1820-500)+1%P/S(ナカライテスク、26252-94)を使用した。12ウェルプレートに不死化ヒト角膜内皮細胞(ロット:iHCEC1-1)を1ウェル当たり8×10個の割合で播種し、DMEM+10%FBS+1%P/Sの培地を使用して37℃(5%CO)で48時間培養した。その後、培地を除去し、各阻害剤を添加し、DMEM+2%FBS+1%P/Sの培地を使用して24時間培養した。その後、培地を除去し、20μMのタプシガルギン(和光、209-17281)および各阻害剤入りの培地(DMEM+2%FBS+1%P/S)を添加し、3時間培養を行った。その後、位相差顕微鏡下で細胞形態及びアポトーシスを観察した。観察後、以下手順でタンパク質のウェスタンブロットを行った。
 1)タンパク質の回収
 浮遊細胞および死細胞も回収するため、氷上で培地を回収し、細胞を1×PBS(-)で2回洗浄した溶液も回収し、5分遠心(4℃、800g)し上清を捨て、沈殿物を得た。洗浄した細胞は、氷上でタンパク質抽出用緩衝液(RIPA;50mM Tris-HCl(pH7.4)、150mM NaCl、1mM EDTA、0.1%SDS、0.5%DOC、1%NP-40)を加えてタンパク質を抽出した。その後、上記浮遊細胞および死細胞の遠心後の沈殿物も一緒に懸濁して抽出した。回収した液を超音波装置(BIORUPTOR、TOSHO DENKI製)にて冷水中で30秒、3回粉砕後に、10分遠心(4℃、15000rpm)し、タンパク質の上清を回収した。
 2)ウェスタンブロット法
 上記抽出したタンパク質10μgをSDS-PAGEにて分離し、ニトロセルロース膜に転写した。1次抗体は、1000倍希釈のウサギ抗カスパーゼ3抗体(Cell Signaling、9662)、2000倍希釈のウサギ抗PARP抗体(Cell Signaling、9542)、および3000倍希釈のマウス抗GAPDH抗体(MBL社、M171-3)を用いた。2次抗体は、ペルオキシダーゼで標識した5000倍希釈の抗ウサギ抗体および抗マウス抗体(GE Healthcare Biosciences、NA931V、NA934V)を用いた。検出にはChemi Lumi ONE Ultra(ナカライテスク、11644-40)を使用した。検出したバンドの強度は、ルミノ・イメージアナライザーLAS-4000mini(富士フィルム社)およびImageQuantTM software(GE Healthcare社)により解析した。
 (結果)
 図12および図13に結果を示す。不死化ヒト角膜内皮細胞にp38MAPK阻害剤非存在下で、タプシガルギンにより刺激した場合、顕著に細胞が障害されていることが認められる。他方で、p38MAPK阻害剤でプレトリートメントした場合、角膜内皮細胞の障害が抑制されていることが観察された。また、不死化ヒト角膜内皮細胞にp38MAPK阻害剤非存在下で、タプシガルギンにより刺激した場合、活性型である約17kDaの切断カスパーゼ3が認められた。他方で、p38MAPK阻害剤添加群においては、活性型の切断カスパーゼ3はほとんど確認されなかった。以上より、ウェスタンブロットによる解析よりp38MAPK阻害剤はタプシガルギンにより誘導されるERストレスによるアポトーシスを抑制することが認められた。
 (実施例8:TGFβによるCHOP発現に対するp38MAPKの抑制効果)
 ERストレスによる細胞死は、アポトーシス誘導転写因子であるCHOPの活性化と関連しているとされているため、本実施例では、p38MAPK阻害剤によるCHOPの活性化の抑制効果について解析した。
 (材料および方法)
 細胞の培養は、20μMのタプシガルギンに代えて、10ng/mlの組み換えヒトTGF-β2(R&D systems、RND302-B2-002)を使用する以外は実施例7と同様に行った。また、タンパク質の回収およびウェスタンブロットも実施例7と同様に行った。なお、1次抗体は、1000倍希釈のマウス抗CHOP抗体(Cell Signaling、2895)、および3000倍希釈のマウス抗GAPDH抗体(MBL社、M171-3)を用いた。2次抗体は、ペルオキシダーゼで標識した5000倍希釈の抗マウス抗体(GE Healthcare Biosciences、NA934V)を用いた。
 (結果)
 (p38MAPK阻害剤はフックス角膜内皮ジストロフィの角膜障害モデルにおいてCHOPの活性化を抑制する)
 図14に結果を示す。不死化ヒト角膜内皮細胞をp38MAPK阻害剤非存在下でTGF-β2により刺激すると、CHOPの発現が認められた。他方で、p38MAPK阻害剤添加群においては、TGF-β2で刺激した場合、CHOPの発現はほとんど確認されなかった。したがって、p38MAPK阻害剤は、ERストレスに関与するCHOPの活性化を抑制することが認められた。これは、p38MAPキナーゼ阻害剤が、TGF-βに起因するERストレスを抑制し得ることを示唆するものである。
 (実施例9:製剤例:p38MAPK阻害剤を含有する角膜保存液)
 本実施例では、製剤例として、p38MAPK阻害剤を含有する角膜保存液を以下のように製造する。
 常法により下に示す保存液を調製する。
SB203580 0.37743mg
Optisol-GS(Bausch-Lomb)適量
全量100mL
 SB203580はCALBIOCHEM社製を用いることができる。
 (実施例10:点眼剤の調製例)
 各濃度の被験物質の組成を以下に示す。
 SB203580         1mM(377.43mg)
 または、他のp38MAPK阻害剤の適切な濃度
 塩化ナトリウム          0.85g
 リン酸二水素ナトリウム二水和物  0.1g
 ベンザルコニウム塩化物      0.005g
 水酸化ナトリウム         適量
 精製水              適量
                  全量100mL(pH7.0)
 濃度は、以下からなる基剤を用いて希釈してもよい。
 塩化ナトリウム          0.85g
 リン酸二水素ナトリウム二水和物  0.1g
 ベンザルコニウム塩化物      0.005g
 水酸化ナトリウム         適量
 精製水              適量
                  全量100mL(pH7.0)
 有効成分以外の各成分としては、例えば、日本薬局方またはその等価物に適合した、市販のものを利用することができる。
 (実施例11:治療例)
 フックス角膜内皮ジストロフィおよび類縁の角膜内皮疾患と診断された際に(具体例としては、1)細隙灯顕微鏡検査によるグッテー形成、デスメ膜肥厚、角膜上皮浮腫、角膜実質浮腫の観察、2)スペキュラマイクロスコープによるグッテー像、角膜内皮障害像の観察、3)ペンタカム、OCT、超音波角膜厚測定装置などによる角膜浮腫の観察、4)遺伝子診断により高リスクと判断された場合)使用する。想定例としては、点眼薬、前房内注射、徐放剤を用いた投与、硝子体内注射、結膜下注射などである。
 ここでは、実施例10で製造する点眼剤を用いることができる。
 また、前房内注射、徐放剤を用いた投与、硝子体内注射、結膜下注射については、当該分野で公知の手法を用いて調製する。点眼薬と同程度の1mM程度でこれらの注射用製剤を調製することができるが、濃度は適宜上下させてもよい。
 以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。本出願は、2015年12月24日に出願された日本国出願特願2015-251786号に基づく優先権の利益を主張し、その内容は、その全体が参考として援用される。
 p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、トランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常、および/または小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮障害の治療または予防のための医薬が提供され、特に、フックス角膜内皮ジストロフィの角膜内皮障害を治療または予防するための医薬が提供された。このような技術に基づく製剤等に関連する技術に関与する産業(製薬等)において利用可能な技術が提供される。

Claims (17)

  1. p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナルおよびミトコンドリア異常の少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
  2. 前記症状、障害または疾患はTGF-βシグナルおよびミトコンドリア異常に関連するものである、請求項1に記載の医薬。
  3. 前記ミトコンドリア異常が、ミトコンドリア膜電位低下、ミトコンドリアの形態異常、またはミトコンドリア生合成の低下のうちのいずれか1つまたは複数から選択される、請求項1または2に記載の医薬。
  4. 前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおけるものである、請求項1~3のいずれかに記載の医薬。
  5. 前記医薬は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞のミトコンドリア膜電位低下を抑制することにより、フックス角膜内皮ジストロフィの進行を防止するものである、請求項4に記載の医薬。
  6. 前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB-203580)、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)、および3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1~5のいずれかに記載の医薬。
  7. 前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約3μM~約30μMの濃度で、4-(4-フルオロフェニル)-2-(4-メチルスルフィニルフェニル)-5-(4-ピリジル)-1H-イミダゾール(SB203580)を含む、請求項6に記載の医薬。
  8. 前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約1μM~約10μMの濃度で、1-(カルバモイル-6-(2,4-ジフルオロフェニル)ピリジン-2-イル)-1-(2,6-ジフルオロフェニル)尿素(VX-702)を含む、請求項6に記載の医薬。
  9. 前記p38MAPキナーゼ阻害剤は、約0.3μM~約3μMの濃度で、3-[3-ブロモ-4-[(2,4-ジフルオロフェニル)メトキシ]-6-メチル-2-オキソピリジン-1-イル]-N,4-ジメチルベンザミド(PH797804)を含む、請求項6に記載の医薬。
  10. p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞の保存または保存後の培養のための組成物。
  11. 前記保存は凍結保存である、請求項10に記載の組成物。
  12. p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞における小胞体(ER)関連ストレスに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
  13. 前記症状、障害または疾患は、タンパク質のフォールディングの異常に起因する、請求項12に記載の医薬。
  14. 前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、グッテーの形成、デスメ膜の肥厚、角膜厚の肥厚、混濁、角膜上皮障害、角膜実質混濁、羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレア、および角膜実質の浮腫、角膜上皮びらん、および血管新生のうち小胞体(ER)ストレスに関連する症状、障害または疾患である、請求項12に記載の医薬。
  15. p38MAPキナーゼ阻害剤を含む、角膜内皮細胞におけるトランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)シグナル、ミトコンドリア異常および小胞体(ER)関連ストレスの少なくとも1つに起因する角膜内皮の症状、障害または疾患の治療または予防のための医薬。
  16. 前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける角膜内皮細胞の障害、角膜内皮障害、角膜内皮密度低下、ならびにこれらにより生じる角膜実質浮腫、角膜上皮浮腫、角膜上皮びらん、角膜実質混濁、および血管新生からなる群より選択される、請求項15に記載の医薬。
  17. 前記症状、障害または疾患は、フックス角膜内皮ジストロフィを含む、請求項15または16に記載の医薬。
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