WO2024143309A1 - Prophylactic/therapeutic agent for neuronal gaucher disease - Google Patents

Prophylactic/therapeutic agent for neuronal gaucher disease

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WO2024143309A1
WO2024143309A1 PCT/JP2023/046520 JP2023046520W WO2024143309A1 WO 2024143309 A1 WO2024143309 A1 WO 2024143309A1 JP 2023046520 W JP2023046520 W JP 2023046520W WO 2024143309 A1 WO2024143309 A1 WO 2024143309A1
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microglia
inhibitor
neuronal
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晶 山▲崎▼
隆 清水
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国立大学法人大阪大学
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Abstract

A prophylactic/therapeutic agent for neuronal Gaucher disease according to the present invention contains as an active ingredient a microglial activation inhibitor, a tumor necrosis factor inhibitor or a combination thereof (preferably minocycline and etanercept).

Description

神経型ゴーシェ病の予防・治療剤Preventive and therapeutic agents for neurological Gaucher disease
 本発明は、神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療剤(以下、「予防・治療剤」と略記する場合がある。)に関する。より詳細には、本発明は、ミクログリア活性化阻害薬(例、ミノサイクリン)と、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬(例、エタネルセプト)とを組み合わせてなる、神経型ゴーシェ病の予防・治療剤に関する。 The present invention relates to a preventive and/or therapeutic agent for neuronal Gaucher disease (hereinafter, sometimes abbreviated as "prophylactic/therapeutic agent"). More specifically, the present invention relates to a preventive/therapeutic agent for neuronal Gaucher disease, which is a combination of a microglial activation inhibitor (e.g., minocycline) and a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor (e.g., etanercept).
 ゴーシェ病(Gaucher disease:GD)は、GBA遺伝子の変異によりグルコセレブロシダーゼ(Glucocerebrosidase:GCase)の活性が低下あるいは欠損することにより全身にβ-グルコシルセラミド(glucosylceramide:GlcCer)が蓄積する先天性代謝異常症である(非特許文献1)。肝脾腫、血液学的異常、骨病変などに加え、我が国では約40%もの患者が精神運動発達遅延、痙攣、項部後屈や嚥下障害など重篤な中枢神経病変を呈する神経型GDを発症する(非特許文献2)。 Gaucher disease (GD) is a congenital metabolic disorder in which β-glucosylceramide (GlcCer) accumulates throughout the body due to reduced or absent activity of glucocerebrosidase (GCase) caused by a mutation in the GBA gene (Non-Patent Document 1). In addition to hepatosplenomegaly, hematological abnormalities, and bone lesions, approximately 40% of patients in Japan develop neurological GD, which presents with severe central nervous system lesions such as delayed psychomotor development, convulsions, neck retroversion, and swallowing disorders (Non-Patent Document 2).
 しかしながら、β-GlcCer蓄積により神経症状が引き起こされる詳細な分子メカニズムは明らかとなっていない。また、GDに対して第一選択薬である酵素補充療法(enzyme replacement therapy:ERT)は、GCaseが脳血液関門(blood-brain barrier:BBB)を通過しないため、中枢神経病変に対しては有効性が示されておらず、神経型GD患者の予後は極めて不良である(非特許文献3)。BBBを通過可能なGlcCer合成阻害薬、GCaseシャペロン療法、遺伝子治療などはいずれも研究・開発段階であり(非特許文献4)、詳細な病態理解に基づく迅速な治療法開発が望まれている。 However, the detailed molecular mechanism by which β-GlcCer accumulation causes neurological symptoms has not been clarified. In addition, enzyme replacement therapy (ERT), the first-choice drug for GD, has not been shown to be effective against central nervous system lesions because GCase does not cross the blood-brain barrier (BBB), and the prognosis for patients with neurological GD is extremely poor (Non-Patent Document 3). GlcCer synthesis inhibitors that can cross the BBB, GCase chaperone therapy, and gene therapy are all in the research and development stage (Non-Patent Document 4), and there is a need for rapid development of treatments based on a detailed understanding of the pathology.
 従って、本発明の目的は、神経型GDの病態メカニズムを解明し、当該メカニズムを抑制することによる新規かつ有効な神経型GDの予防・治療剤を提供することである。 The object of the present invention is therefore to elucidate the pathological mechanism of neuronal GD and to provide a new and effective agent for preventing and treating neuronal GD by suppressing said mechanism.
 本発明者らは、上記の目的を達成すべく、神経型GDモデルマウス(Gbaflox/flox×Nestin-Cre;GbaΔNes)を用いた病態メカニズムの検討を行った。その結果、脳に蓄積したβ-GlcCerが直接ミクログリアを活性化し、これが産生した腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor;TNF)が神経細胞にネクロトーシスストレス(necroptotic stress)を与えることで、貪食シグナルであるホスファチジルセリン(phosphatidylserine;PS)の神経細胞表面への露出を誘導し、PSを認識したミクログリアが神経細胞を貪食することで神経細胞死が促進されていることを発見した。さらに神経型GD患者の脳組織においても、ミクログリア活性化と、それによるTNF産生が認められた。以上の結果から、活性化ミクログリアとTNFが神経型GDにおける病態悪化に寄与している可能性が示唆された。 To achieve the above-mentioned objective, the present inventors investigated the pathological mechanism using a neuronal GD model mouse (Gba flox/flox × Nestin-Cre; Gba ΔNes ). As a result, we found that β-GlcCer accumulated in the brain directly activates microglia, which produces tumor necrosis factor (TNF), which causes necroptotic stress in neurons, inducing the exposure of phagocytosis signal phosphatidylserine (PS) on the neuronal cell surface, and that microglia that recognize PS phagocytose neurons, promoting neuronal cell death. Furthermore, microglial activation and the resulting TNF production were observed in the brain tissue of patients with neuronal GD. These results suggest that activated microglia and TNF may contribute to the deterioration of the pathology in neuronal GD.
 そこで、本発明者らは、これらを標的としたFDA(Food and Drug Administration)承認薬を用いた治療効果の評価を試みた。ミクログリアの活性化を抑制するために、ミノサイクリン(Minocycline:Mino)を使用した。Minoは細菌感染症に対して適応のあるテトラサイクリン系抗生物質製剤であるが、抗菌作用以外にも抗炎症作用を示すとされている。またBBBを通過可能であり、実験医学ではミクログリアの活性化を抑制する目的で幅広く用いられている (Griffin, Pharmacal. Res. 2011)。TNFを中和するためにはエタネルセプト(Etanercept:ETN)を使用した。ETNは関節リウマチに適応のある完全ヒト型可溶性TNF受容体製剤であり、マウスTNFの中和作用も有している(Mohler, J. Immunol. 1993)。神経型GDモデルマウスに対してMinoもしくはETNを単独で、又は両者を併用で投与したところ、いずれの場合も、神経細胞死が減少し、神経細胞脱落が改善し、運動症状の進行が緩和された。併用投与群では生存期間が延長した。以上より、ミクログリアの活性化抑制及び/又はTNF阻害により神経型GDの病態を改善し得ることが示された。
 一方、発生段階におけるミクログリアの適切な活性化やTNFシグナルは正常な脳神経発達に必要であるとの報告があるので(Ueno, Nat. Neurosci. 2013, Marchetti, J. Biol.Chem. 2004)、MinoとETNとの併用による、発達段階における運動機能及び感覚機能への影響を調べたが、いずれについても異常は観察されなかった。
Therefore, the present inventors attempted to evaluate the therapeutic effects of FDA (Food and Drug Administration) approved drugs targeting these. Minocycline (Mino) was used to suppress microglial activation. Mino is a tetracycline antibiotic preparation that is applicable to bacterial infections, but it is said to have anti-inflammatory effects in addition to antibacterial effects. It can also pass through the BBB and is widely used in experimental medicine to suppress microglial activation (Griffin, Pharmacal. Res. 2011). Etanercept (ETN) was used to neutralize TNF. ETN is a fully human soluble TNF receptor preparation that is applicable to rheumatoid arthritis and also has a neutralizing effect on mouse TNF (Mohler, J. Immunol. 1993). When Mino or ETN was administered alone or in combination to neuronal GD model mice, neuronal cell death was reduced, neuronal loss was improved, and the progression of motor symptoms was alleviated in both cases. The combined treatment group showed an increased survival time. These results suggest that the pathology of neuronal GD can be improved by suppressing microglial activation and/or inhibiting TNF.
On the other hand, since it has been reported that proper activation of microglia and TNF signaling during development are necessary for normal brain and nerve development (Ueno, Nat. Neurosci. 2013; Marchetti, J. Biol.Chem. 2004), we investigated the effects of combined use of Mino and ETN on motor and sensory functions during development, but no abnormalities were observed in either area.
 これらの知見に基づいて、本発明者らは、ミクログリア活性化阻害薬及び/又はTNF阻害薬が神経型GDの予防・治療に安全かつ有効に使用し得ると結論し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は以下のものを提供する。
Based on these findings, the present inventors concluded that microglial activation inhibitors and/or TNF inhibitors can be used safely and effectively for the prevention and treatment of neuronal GD, and thus completed the present invention.
That is, the present invention provides the following.
[項1]
 ミクログリア活性化阻害薬、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬又はそれらの組み合わせを有効成分とする、神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療剤。
[項2]
 ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とを組み合わせてなる、項1に記載の剤。
[項3]
 ミクログリア活性化阻害薬が抗炎症作用を有するテトラサイクリン系抗生物質又はその誘導体である、項1又は2に記載の剤。
[項4]
 TNF阻害薬が、可溶性TNF受容体(sTNFR)、TNFに対する抗体、TNFに結合するアンタゴニスト、TNFの変異体もしくはフラグメント、TNF受容体に対する抗体、及びTNFの発現を阻害する物質からなる群より選択される、項1~3のいずれか一項に記載の剤。
[項5]
 ミクログリア活性化阻害薬がミノサイクリンであり、TNF阻害薬がエタネルセプトである、項1又は2に記載の剤。
[項6]
 有効量のミクログリア活性化阻害薬及び/又はTNF阻害薬を対象に投与することを含む、該対象における神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療方法。
[項7]
 神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療剤の製造における、ミクログリア活性化阻害薬、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬又はそれらの組み合わせの使用。
[項8]
 神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療における使用のためのミクログリア活性化阻害薬、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬又はそれらの組み合わせ。
[Item 1]
A preventive and/or therapeutic agent for neuronal Gaucher disease, comprising as an active ingredient a microglial activation inhibitor, a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor, or a combination thereof.
[Item 2]
Item 2. The agent according to Item 1, comprising a combination of a microglia activation inhibitor and a TNF inhibitor.
[Item 3]
Item 3. The agent according to Item 1 or 2, wherein the microglia activation inhibitor is a tetracycline antibiotic or a derivative thereof having an anti-inflammatory effect.
[Item 4]
Item 4. The agent according to any one of Items 1 to 3, wherein the TNF inhibitor is selected from the group consisting of a soluble TNF receptor (sTNFR), an antibody against TNF, an antagonist that binds to TNF, a mutant or fragment of TNF, an antibody against the TNF receptor, and a substance that inhibits the expression of TNF.
[Item 5]
Item 3. The agent according to Item 1 or 2, wherein the microglia activation inhibitor is minocycline and the TNF inhibitor is etanercept.
[Item 6]
A method for preventing and/or treating neuronal Gaucher disease in a subject, comprising administering to the subject an effective amount of a microglia activation inhibitor and/or a TNF inhibitor.
[Item 7]
Use of a microglia activation inhibitor, a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor, or a combination thereof in the manufacture of an agent for the prevention and/or treatment of neuronal Gaucher disease.
[Item 8]
A microglial activation inhibitor, a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor or a combination thereof for use in the prevention and/or treatment of neuronal Gaucher disease.
 本発明によれば、β-GlcCerによるミクログリアの活性化を抑制し得るとともに、活性化ミクログリアで高発現するTNFにより誘導される神経細胞のネクロトーシスストレスを抑制することができるので、神経型GDにおける神経症状を改善することができる。 The present invention can suppress microglial activation caused by β-GlcCer and can also suppress necroptotic stress in neurons induced by TNF, which is highly expressed in activated microglia, thereby improving the neurological symptoms in neuronal GD.
GDマウスではミクログリアが高度に活性化していることを示す図である。生後21日目の野生型(WT)及びGD(GbaΔNes)マウスの脳組織由来の模式図で示した部分の切片をNeuN (青)、FJC (緑) 及びIba1 (赤) で染色した。GDマウスの脳組織では、Iba1陽性細胞が顕著に検出され、ミクログリアが活性化していることが示された。MOp: 一次運動野; CP: 尾状核被殻; HIP: 海馬; TH: 視床; MB: 中脳; P: 橋; MY: 髄質; CB: 小脳; DH: 後角; VH: 前角 各ジェノタイプについて、3匹のマウス由来の切片(1匹あたり3切片)を解析し、それらの代表的染色像を示した。Figure 1. Microglia are highly activated in GD mice. Sections from brain tissues of wild-type (WT) and GD (Gba ΔNes ) mice at postnatal day 21 were stained with NeuN (blue), FJC (green), and Iba1 (red) at the indicated areas. Iba1-positive cells were prominently detected in brain tissues of GD mice, indicating that microglia were activated. MOp: primary motor cortex; CP: caudate putamen; HIP: hippocampus; TH: thalamus; MB: midbrain; P: pons; MY: medulla; CB: cerebellum; DH: dorsal horn; VH: ventral horn. Sections from three mice (three sections per animal) were analyzed for each genotype, and representative staining images are shown. β-GlcCerが直接ミクログリアを活性化するのを示す図である。左図:WT及びMincle-/-マウス由来の初代ミクログリアをβ-GlcCer d18:1/18:0 (10 nmol/well) 又はLPS (1 μg/mL) で刺激し、Iba1 (赤) で免疫染色した。3回の独立した実験を行い、それらの代表的染色像を示した。右図:Iba1陽性細胞のサイズを算出した。一元配置分散分析(ANOVA)後のTukey-Kramer検定を用いて統計解析を行った。*p < 0.05Figure 1: β-GlcCer directly activates microglia. Left: Primary microglia from WT and Mincle -/- mice were stimulated with β-GlcCer d18:1/18:0 (10 nmol/well) or LPS (1 μg/mL) and immunostained for Iba1 (red). Representative staining images from three independent experiments are shown. Right: The size of Iba1-positive cells was calculated. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey-Kramer test. *p < 0.05 活性化ミクログリアがTNFを産生するのを示す図である。生後14日目のWT及びGDマウス由来の脳細胞におけるTnf遺伝子の発現レベルをUMAPプロットにおけるヒートマップとして示した(左図)。ミクログリア活性化スコアが最も高いクラスターを実線で囲んだ。また、生後21日目のWT (n=4) 及びGD (n=6)マウス由来の脳におけるTNFの産生レベルを示した(右図)。棒グラフは各群の平均値を示す。対応のない両側Student t検定を用いて統計解析を行った。*p < 0.05Figure 1. Activated microglia produce TNF. Tnf gene expression levels in brain cells from WT and GD mice at postnatal day 14 are shown as a heat map in a UMAP plot (left panel). Clusters with the highest microglial activation scores are outlined in a solid line. Also shown are TNF production levels in brains from WT (n=4) and GD (n=6) mice at postnatal day 21 (right panel). Bar graphs show the mean values for each group. Statistical analysis was performed using an unpaired two-tailed Student's t-test. *p<0.05 ニューロンがネクロトーシスストレスを受け、貪食シグナル(PS)を細胞表面に露出することを示す図である。左図:生後1、2、3週目のWT及びGDマウスから単離したニューロンにおける、リン酸化及び非リン酸化RIPK1、RIPK3及びMLKLの発現を示すウェスタンブロット。右図:生後21日目のWT及びGDマウスから単離したニューロンにおけるPI陰性(膜が破綻していない)かつPS陽性細胞の割合を示す。対応のない両側Student t検定を用いて統計解析を行った。***p < 0.0001This figure shows that neurons undergo necroptotic stress and expose phagocytosis signals (PS) on the cell surface. Left: Western blot showing expression of phosphorylated and non-phosphorylated RIPK1, RIPK3 and MLKL in neurons isolated from WT and GD mice at 1, 2 and 3 weeks after birth. Right: Percentage of PI negative (membrane intact) and PS positive cells in neurons isolated from WT and GD mice at 21 days after birth. Statistical analysis was performed using unpaired two-tailed Student's t-test. ***p < 0.0001 ミクログリアが生きたニューロンを貪食していることを示す図である。生後21日目のWT及びGDマウス由来のV層皮質をNeuN (青)、DAPI (シアン)、FJC (緑) 及びIba1(赤) で免疫染色した。矢頭及び矢印はそれぞれ、ミクログリアに貪食されている生きたニューロン (FJC-NeuN+) 及び変性ニューロン(FJC+) を示す。Microglia phagocytosing live neurons. Layer V cortex from postnatal day 21 WT and GD mice was immunostained for NeuN (blue), DAPI (cyan), FJC (green) and Iba1 (red). Arrowheads and arrows indicate live neurons (FJC - NeuN + ) and degenerated neurons (FJC + ), respectively, that are being phagocytosed by microglia. ミノサイクリン、エタネルセプトの単独又は併用投与による、生後3週目のGDマウスの大脳皮質第V層におけるニューロン保護効果を示す図である。上図:ミノサイクリン投与群(n=6)及び非投与群(n=5)における1 mm2あたりの変性ニューロン(FJC陽性)数(左)及び生存ニューロン(FJC陰性)数(右)を示す。中図:エタネルセプト投与群(n=6)及び非投与群(n=5)における1 mm2あたりの変性ニューロン(FJC陽性)数(左)及び生存ニューロン(FJC陰性)数(右)を示す。下図:ミノサイクリン及びエタネルセプト併用投与群(n=6)及び非投与群(n=5)における1 mm2あたりの変性ニューロン(FJC陽性)数(左)及び生存ニューロン(FJC陰性)数(右)を示す。対応のない両側Student t検定を用いて統計解析を行った。*p < 0.05,**p < 0.01Figure 1 shows the neuroprotective effect of minocycline and etanercept, either alone or in combination, in layer V of the cerebral cortex of 3-week-old GD mice. Top: The number of degenerated neurons (FJC positive) (left) and the number of surviving neurons (FJC negative) (right) per mm2 in the minocycline-treated group (n=6) and the non-treated group (n=5). Center: The number of degenerated neurons (FJC positive) (left) and the number of surviving neurons (FJC negative) (right) per mm2 in the etanercept-treated group (n=6) and the non-treated group (n=5). Bottom: The number of degenerated neurons (FJC positive) (left) and the number of surviving neurons (FJC negative) (right) per mm2 in the minocycline and etanercept-treated group (n=6) and the non-treated group (n=5). Statistical analysis was performed using unpaired two-tailed Student's t-test. *p < 0.05, **p < 0.01 ミノサイクリン、エタネルセプトの単独又は併用投与によるGDマウスの運動症状の改善効果を示す図である。上図:ミノサイクリン投与群(n=7)及び非投与群(n=11)における立ち直り反射の消失割合を示す。中図:エタネルセプト投与群(n=12)及び非投与群(n=11)における立ち直り反射の消失割合を示す。下図:ミノサイクリン及びエタネルセプト併用投与群(n=4)及び非投与群(n=4)における立ち直り反射の消失割合を示す。データはログランク検定により解析した。*p < 0.05,**p < 0.01Figure showing the effect of administration of minocycline and etanercept alone or in combination on improving motor symptoms in GD mice. Top: Percentage of loss of righting reflex in the minocycline-treated group (n=7) and non-treated group (n=11). Middle: Percentage of loss of righting reflex in the etanercept-treated group (n=12) and non-treated group (n=11). Bottom: Percentage of loss of righting reflex in the minocycline and etanercept combined treatment group (n=4) and non-treated group (n=4). Data were analyzed using the log-rank test. *p < 0.05, **p < 0.01 ミノサイクリン及びエタネルセプトの併用投与によるGDマウスの生存期間の延長効果を示す図である。ミノサイクリン及びエタネルセプト併用投与群(n=5)及び非投与群(n=5)における生存曲線を示す。*p < 0.05This figure shows the effect of combined administration of minocycline and etanercept on extending the survival time of GD mice. Survival curves are shown for the minocycline and etanercept combined administration group (n=5) and the non-administration group (n=5). *p<0.05 ミノサイクリン及びエタネルセプトの併用投与により副作用は認められないことを示す図である。生後21日目のWTマウス(併用投与群:n=3;非投与群:n=3)について、マウスを金網上に置き反転させ、落下するまでの時間を測定した。各マウスについて3回の実験を行い、最長の時間を記録した(左図)。また、von Freyフィラメントを用いた痛覚試験を行い、マウスが後肢を引くまで閾値を算出した(右図)。棒グラフは平均値を示す。データはログランク検定を用いて解析した。ns:有意差なしThis figure shows that no side effects were observed with the combined administration of minocycline and etanercept. WT mice (combined treatment group: n=3; non-treatment group: n=3) on the 21st day of life were placed on a wire mesh and turned over, and the time it took for the mouse to fall was measured. Three experiments were performed for each mouse, and the longest time was recorded (left). In addition, a pain test was performed using von Frey filaments, and the threshold was calculated until the mouse withdrew its hind paw (right). Bar graphs show the average values. Data were analyzed using the log-rank test. ns: no significant difference 神経型GD患者の脳において、ミクログリアによるニューロンの貪食及びTNF産生が起こっていることを示す図である。神経型GD患者及び対照ドナー由来の脳組織をNeuN (青)、FJC (緑) 及びIba1 (赤) で免疫染色した(上図)。また、神経型GD患者及び対照ドナー由来の大脳皮質第V層をNeuN (青)、TNF (緑) 及びIba1 (赤) で免疫染色した(下図)。矢印はTNF陽性ミクログリアを示す。This figure shows that microglia phagocytose neurons and produce TNF in the brains of patients with neuronal GD. Brain tissue from patients with neuronal GD and control donors was immunostained for NeuN (blue), FJC (green) and Iba1 (red) (top panel). Cortical layer V from patients with neuronal GD and control donors was immunostained for NeuN (blue), TNF (green) and Iba1 (red) (bottom panel). Arrows indicate TNF-positive microglia.
 本発明は、ミクログリア活性化阻害薬、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬又はそれらの組み合わせを有効成分とする、神経型ゴーシェ病(GD)の予防及び/又は治療剤(以下、「本発明の予防・治療剤」ともいう。)を提供する。 The present invention provides a preventive and/or therapeutic agent for neuronal Gaucher disease (GD) (hereinafter also referred to as the "preventive and therapeutic agent of the present invention"), which contains as an active ingredient a microglial activation inhibitor, a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor, or a combination thereof.
 本明細書において「神経型ゴーシェ病(GD)」とは、GDのうち原発性中枢神経症状を伴うものを意味し、主要な3つの臨床型のうち、2型(急性・乳児性)及び3型(亜急性・若年性)がこれに含まれるが、眼球運動失行を伴う心血管型GDも包含され得る。 In this specification, "neuropathic Gaucher disease (GD)" refers to GD that is accompanied by primary central nervous system symptoms, and of the three main clinical types, this includes type 2 (acute/infantile) and type 3 (subacute/juvenile), but may also include cardiovascular GD accompanied by oculomotor apraxia.
 本明細書において「神経型GDの予防・治療」とは、神経型GDの発症の防止又は遅延、神経型GDの病態改善、進展の防止又は遅延等を含む概念で用いられる。 In this specification, the term "prevention and treatment of neurological GD" is used to refer to the prevention or delay of the onset of neurological GD, improvement of the pathology of neurological GD, and prevention or delay of progression.
(1)ミクログリア活性化阻害薬
 本明細書において「ミクログリアの活性化」とは、静止型(M0)のミクログリアがβ-GlcCerの刺激を受けて、傷害性分子であるTNF等を産生するM1型となることを意味する。従って、本発明における「ミクログリア活性化阻害薬」とは、ミクログリアがTNF産生性のM1型に変化(活性化)するのを阻害する薬剤を意味する。
 本発明は、少なくとも部分的には、β-GlcCerが直接ミクログリアを刺激し、活性化したミクログリアがTNFを高産生して神経細胞にネクロトーシスストレスを与えることで、貪食シグナルであるPSが神経細胞に露出し、PSを認識したミクログリアが神経細胞を貪食して神経細胞死を促進するとの発見に基づいている。従って、ミクログリアの貪食能とTNF産生能を同時に低下させることが望ましいが、ミクログリアを保護性分子であるIL-4、IL-10、アルギナーゼ1等を産生するM2型に変化させてTNF産生能を低下させ、神経細胞に対するネクロトーシスストレスを軽減することでも、神経細胞死を抑制し得ると考えられる。
(1) Microglia Activation Inhibitor In this specification, "activation of microglia" means that quiescent (M0) microglia are stimulated by β-GlcCer to become M1 type microglia that produce toxic molecules such as TNF. Therefore, in the present invention, "microglia activation inhibitor" refers to an agent that inhibits the transformation (activation) of microglia into TNF-producing M1 type microglia.
The present invention is based, at least in part, on the discovery that β-GlcCer directly stimulates microglia, and the activated microglia produce high levels of TNF, causing necroptosis stress in neurons, exposing the phagocytosis signal PS to neurons, and microglia that recognize PS phagocytose neurons to promote neuronal death. Therefore, although it is desirable to simultaneously reduce the phagocytic and TNF-producing abilities of microglia, it is also possible to suppress neuronal death by changing microglia to the M2 type, which produces protective molecules such as IL-4, IL-10, and arginase 1, thereby reducing TNF production and reducing necroptosis stress on neurons.
 本発明の予防・治療剤に用いることのできるミクログリア活性化阻害薬は、ミクログリアがTNF産生性のM1型に変化(活性化)するのを阻害し得る限り特に制限されず、M0ミクログリアを保護性分子であるIL-4、IL-10、アルギナーゼ1等を産生するM2型に変化させ得る薬剤や、M1ミクログリアをM2型にシフトさせ得る薬剤も含まれ得る。 Microglial activation inhibitors that can be used in the preventive and therapeutic agents of the present invention are not particularly limited as long as they can inhibit the transformation (activation) of microglia into the TNF-producing M1 type, and may also include drugs that can transform M0 microglia into the M2 type that produces protective molecules such as IL-4, IL-10, and arginase 1, and drugs that can shift M1 microglia to the M2 type.
 好ましい一実施態様において、ミクログリア活性化阻害薬は、ミノサイクリン、ドキシサイクリン、テトラサイクリン、オキシテトラサイクリン、チゲサイクリン等の抗炎症作用を有するテトラサイクリン系抗生物質であり得る。好ましくはミノサイクリン又はドキシサイクリン、より好ましくはミノサイクリンである。また、これらの抗炎症性テトラサイクリン系抗生物質は、ミクログリアの活性化を抑制する作用を保持する限り、それらの誘導体であってもよく、当該誘導体は抗菌活性を有していなくてもよい。そのような誘導体としては、例えば、インサイクリニド(COL-3)等を挙げることができるが、それらに限定されない。一実施形態において、本発明に用いられ得るテトラサイクリン系抗生物質又はその誘導体として、下記の一般式で表される化合物を挙げることができる。 In a preferred embodiment, the microglial activation inhibitor may be a tetracycline antibiotic having an anti-inflammatory effect, such as minocycline, doxycycline, tetracycline, oxytetracycline, or tigecycline. Minocycline or doxycycline is preferable, and minocycline is more preferable. In addition, these anti-inflammatory tetracycline antibiotics may be derivatives thereof as long as they retain the effect of suppressing microglial activation, and the derivatives may not have antibacterial activity. Examples of such derivatives include, but are not limited to, incyclinide (COL-3). In one embodiment, the tetracycline antibiotic or its derivative that can be used in the present invention may be a compound represented by the following general formula:
(式中、4、5、6、7及び9位の炭素は、1もしくは2個の置換基を有していてもよく、置換基を有する場合、各置換基はそれぞれ独立して、ヒドロキシ、C1-3アルキル(例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル)、C1-3アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロピロキシ、イソプロピノキシ)、モノアルキルアミノ(例、メチルアミノ、エチルアミノ)、ジアルキルアミノ(例、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ)、ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)から選択され得る。) (In the formula, the carbons at positions 4, 5, 6, 7 and 9 may have one or two substituents, and when they have a substituent, each substituent may be independently selected from hydroxy, C 1-3 alkyl (e.g., methyl, ethyl, propyl, isopropyl), C 1-3 alkoxy (e.g., methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropynoxy), monoalkylamino (e.g., methylamino, ethylamino), dialkylamino (e.g., dimethylamino, diethylamino), halogen (e.g., fluorine, chlorine, bromine, iodine).)
 これらの薬剤は遊離体であってもよいし、塩であってもよい(本明細書において、特にことわらない限り同様である)。そのような塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸)や塩基(例、アルカリ金属、アルカリ土類金属)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。このような塩としては、例えば、無機酸(例、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸)との塩、あるいは有機酸(例、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸)との塩などが用いられる。あるいは、これらの薬剤は水和物の形態であってもよい。 These drugs may be in the free form or in the form of a salt (unless otherwise specified in this specification). Such salts include salts with physiologically acceptable acids (e.g., inorganic acids, organic acids) and bases (e.g., alkali metals, alkaline earth metals), and physiologically acceptable acid addition salts are particularly preferred. Examples of such salts include salts with inorganic acids (e.g., hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid) and salts with organic acids (e.g., acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid). Alternatively, these drugs may be in the form of a hydrate.
 ミノサイクリン、ドキシサイクリン等のテトラサイクリン系抗生物質は、BBBを通過することが知られており、全身投与(例、経口投与)によって中枢神経系に作用し得る。 Tetracycline antibiotics such as minocycline and doxycycline are known to cross the BBB and can act on the central nervous system when administered systemically (e.g., orally).
 ミノサイクリン、ドキシサイクリン等のテトラサイクリン系抗生物質は、自体公知の製法により製造することができる。また、これらの薬剤は市販されている。 Tetracycline antibiotics such as minocycline and doxycycline can be produced by known methods. These drugs are also commercially available.
 別の実施態様において、本発明の予防・治療剤に用いることのできるミクログリア活性化阻害薬として、既存の抗精神病薬や抗うつ薬を挙げることができる。これらの薬剤は、これまで専ら神経・シナプス系に作用すると信じられてきたが、近年、ミクログリアへ直接的に作用し、脳保護的に作用する可能性が報告されている。そのような抗精神病薬、抗うつ薬として、例えば、COX-2阻害薬(例、セレコキシブ)、リスペリドン、フルボキサミン、レボキセチン、イミプラミン、ペロスピロン、ジプラシドン、クエチアピン、パロキセチン、セルトラリン、アリピプラゾール等を挙げることができるが、これらに限定されない。 In another embodiment, examples of microglial activation inhibitors that can be used in the preventive and therapeutic agents of the present invention include existing antipsychotics and antidepressants. These drugs have been believed to act exclusively on the nervous and synaptic systems, but in recent years, it has been reported that they may act directly on microglia and have a brain-protecting effect. Examples of such antipsychotics and antidepressants include, but are not limited to, COX-2 inhibitors (e.g., celecoxib), risperidone, fluvoxamine, reboxetine, imipramine, perospirone, ziprasidone, quetiapine, paroxetine, sertraline, and aripiprazole.
 これらの薬剤は遊離体であってもよいし、塩であってもよい。あるいは、これらの薬剤は水和物の形態であってもよい。 These drugs may be in the free form or as a salt. Alternatively, these drugs may be in the form of a hydrate.
 これら既存の抗精神病薬・抗うつ薬はBBBを通過することができるので、全身投与(例、経口投与)によって中枢神経系に作用し得る。 These existing antipsychotics and antidepressants can cross the BBB and therefore act on the central nervous system when administered systemically (e.g., orally).
 これらの抗精神病薬・抗うつ薬は、自体公知の製法により製造することができる。また、これらの薬剤は市販されている。 These antipsychotics and antidepressants can be manufactured by known methods. In addition, these drugs are commercially available.
(2)TNF阻害薬
 本発明の予防・治療剤のもう一方の標的分子であるTNFは、TNFタンパク質ファミリーのメンバーであり、受容体を共通し類似の生理活性を示すTNF-α、TNF-β(LT-α)、LT-βの3種が知られている。本明細書において「TNF阻害薬」とは、少なくともTNF-αの受容体を介した機能又はその発現を阻害し得る薬剤を意味する。
(2) TNF Inhibitors TNF, another target molecule of the prophylactic and therapeutic agent of the present invention, is a member of the TNF protein family, and three types of TNF, TNF-α, TNF-β (LT-α), and LT-β, are known that share a common receptor and exhibit similar physiological activities. As used herein, the term "TNF inhibitor" refers to a drug that can at least inhibit the function or expression of TNF-α via the receptor.
 TNF、特にGBA遺伝子を欠損する神経細胞(GDニューロン)に蓄積したβ-GlcCerにより活性化したミクログリアから産生されるTNF-αは、神経細胞上のTNF受容体を刺激して、Receptor-interacting kinase 1(RIK1)が活性化し、活性化したRIPK1がRIPK3をリン酸化して活性化し、さらに活性化RIPK3によってリン酸化されたMixed lineage kinase domain-like(MLKL)が三量体化して細胞膜に移行し、細胞膜のPSを細胞表面に露出させることにより、ミクログリアによる神経細胞の貪食を誘導する。従って、TNFの機能又は発現を阻害することにより、神経細胞に対するネクロトーシスストレスを抑制し、神経細胞死を抑制することができる。 TNF, especially TNF-α produced by microglia activated by β-GlcCer accumulated in neurons lacking the GBA gene (GD neurons), stimulates the TNF receptor on neurons, activating receptor-interacting kinase 1 (RIK1), which in turn phosphorylates and activates RIPK3, which in turn phosphorylates mixed lineage kinase domain-like (MLKL) by activated RIPK3, which then trimers and migrates to the cell membrane, exposing PS on the cell surface and inducing phagocytosis of neurons by microglia. Therefore, by inhibiting the function or expression of TNF, it is possible to suppress necroptotic stress on neurons and inhibit neuronal death.
(TNFの機能を阻害する物質)
 本発明において「TNFの機能を阻害する物質」とは、いったん機能的に産生されたTNFの神経細胞に対する機能(ネクロトーシスストレス)を抑制する限りいかなるものでもよく、例えば、TNFに結合して前記機能を阻害する物質、TNF受容体(例、TNFR1、TNFR2)に結合してTNFと該受容体との結合を阻害する物質等が挙げられる。
(Substance that inhibits the function of TNF)
In the present invention, a "substance that inhibits the function of TNF" may be any substance as long as it suppresses the function of TNF (necroptosis stress) on nerve cells once it has been functionally produced, and examples of such substances include substances that bind to TNF and inhibit the function, and substances that bind to TNF receptors (e.g., TNFR1, TNFR2) and inhibit the binding of TNF to the receptor.
 具体的には、TNFに結合してその機能を阻害する物質として、例えば、可溶性TNF受容体を挙げることができる。本明細書において「可溶性TNF受容体(sTNFR)」とは、TNF受容体(例、TNFR1、TNFR2)、好ましくはTNFR2の細胞外領域(例えば、ヒトTNFR2は129アミノ酸(UniprotKB Q9NP84参照)からなるが、28-80位が細胞外領域である)の全部もしくは一部を含み、TNFに対する結合活性を保持するタンパク質を意味する。sTNFRは任意の哺乳動物由来のものであってよいが、投与対象と同種の哺乳動物由来であることが望ましい。また、sTNFRは単量体であっても多量体(例、二量体、三量体)であってもよい。また、sTNFRは、体内安定性の向上等の機能性を付与すべく、PEG化等の末端修飾を受けていてもよく、あるいは、IgGのFc領域との融合タンパク質としてもよい。 Specifically, examples of substances that bind to TNF and inhibit its function include soluble TNF receptors. In this specification, "soluble TNF receptor (sTNFR)" refers to a protein that contains all or part of a TNF receptor (e.g., TNFR1, TNFR2), preferably the extracellular domain of TNFR2 (e.g., human TNFR2 consists of 129 amino acids (see UniprotKB Q9NP84), with positions 28-80 being the extracellular domain), and that retains binding activity to TNF. sTNFR may be derived from any mammal, but is preferably derived from the same mammal as the subject of administration. sTNFR may be a monomer or a polymer (e.g., dimer, trimer). sTNFR may be terminally modified, such as by PEGylation, to impart functionality such as improved stability in the body, or may be a fusion protein with the Fc domain of IgG.
 好ましい実施態様において、sTNFRとしてエタネルセプトを用いることができる。エタネルセプトは、ヒトTNFR2の細胞外領域とヒトIgGのFc領域とを融合させた組換えタンパク質の二量体であり、完全ヒト型sTNFRである。エタネルセプトは自体公知の方法により組換え生産することができ、また、それを有効成分とする医薬品は市販されている(例、商品名:エンブレル)。 In a preferred embodiment, etanercept can be used as the sTNFR. Etanercept is a dimer of a recombinant protein that fuses the extracellular domain of human TNFR2 with the Fc domain of human IgG, and is a fully human sTNFR. Etanercept can be recombinantly produced by a method known per se, and pharmaceuticals containing it as an active ingredient are commercially available (e.g., product name: Enbrel).
 別の実施態様において、TNFに結合してその機能を阻害する物質として、例えば、TNFに対する抗体が挙げられる。該抗体はポリクローナル抗体、モノクローナル抗体の何れであってもよい。これらの抗体は、自体公知の抗体または抗血清の製造法に従って製造することができる。抗体のアイソタイプは特に限定されないが、好ましくはIgG、IgMまたはIgA、特に好ましくはIgGが挙げられる。また、該抗体は、TNFを特異的に認識し結合するための相補性決定領域(CDR)を少なくとも有するものであれば特に制限はなく、完全抗体分子の他、例えばFab、Fab'、F(ab’)2等のフラグメント、scFv、scFv-Fc、ミニボディー、ダイアボディー等の遺伝子工学的に作製されたコンジュゲート分子、あるいはポリエチレングリコール(PEG)等のタンパク質安定化作用を有する分子等で修飾されたそれらの誘導体などであってもよい。 In another embodiment, the substance that binds to TNF and inhibits its function includes, for example, an antibody against TNF. The antibody may be either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. These antibodies can be produced according to a known method for producing antibodies or antisera. The isotype of the antibody is not particularly limited, but is preferably IgG, IgM or IgA, and particularly preferably IgG . The antibody is not particularly limited as long as it has at least a complementarity determining region (CDR) for specifically recognizing and binding to TNF, and may be a complete antibody molecule, or a derivative thereof modified with a molecule having a protein stabilizing effect such as polyethylene glycol (PEG), or the like.
 好ましい一実施態様において、TNFに対する抗体はヒトを投与対象とする医薬品として使用されることから、該抗体(好ましくはモノクローナル抗体)はヒトに投与した場合に抗原性を示す危険性が低減された抗体、具体的には、完全ヒト抗体、ヒト化抗体、マウス-ヒトキメラ抗体などであり、特に好ましくは完全ヒト抗体である。ヒト化抗体およびキメラ抗体は、常法に従って遺伝子工学的に作製することができる。また、完全ヒト抗体は、ヒト-ヒト(もしくはマウス)ハイブリドーマより製造することも可能ではあるが、大量の抗体を安定に且つ低コストで提供するためには、ヒト抗体産生マウスやファージディスプレイ法を用いて製造することが望ましい。
 あるいは、抗ヒトTNF抗体を有効成分とする医薬品は市販されており(例、インフリキシマブ、アダムリマブ、ゴリムマブ、セルトリズマブ)、それらを使用することもできる。
In a preferred embodiment, the antibody against TNF is used as a pharmaceutical intended for administration to humans, and therefore the antibody (preferably a monoclonal antibody) is an antibody with a reduced risk of exhibiting antigenicity when administered to humans, specifically a fully human antibody, a humanized antibody, a mouse-human chimeric antibody, etc., and is particularly preferably a fully human antibody. Humanized antibodies and chimeric antibodies can be produced by genetic engineering according to standard methods. Although fully human antibodies can also be produced from human-human (or mouse) hybridomas, in order to stably provide large amounts of antibodies at low cost, it is desirable to produce them using human antibody-producing mice or phage display methods.
Alternatively, pharmaceuticals containing anti-human TNF antibodies as the active ingredient are commercially available (e.g., infliximab, adamlimab, golimumab, and certolizumab), and these can also be used.
 TNFに結合してその機能を阻害する物質はまた、sTNFRと同様に、TNF受容体と競合的にTNFに結合するアンタゴニストであってもよい。そのようなアンタゴニストは、TNFとTNF受容体とを用いた競合アッセイ系を構築し、化合物ライブラリーをスクリーニングすることにより取得することができる。 The substance that binds to TNF and inhibits its function may also be an antagonist that binds to TNF competitively with the TNF receptor, similar to sTNFR. Such an antagonist can be obtained by constructing a competitive assay system using TNF and the TNF receptor and screening a compound library.
 一方、TNF受容体に結合してTNFと該受容体との結合を阻害する物質としては、受容体結合能を保持するが、受容体活性化(シグナル伝達)能力を有しないTNFの変異体やフラグメント、TNF受容体に対する抗体、TNFと競合的にTNF受容体に結合するアンタゴニスト等を挙げることができる。上記TNF変異体は、例えばファージディスプレイ法を用いて、TNFの変異体ライブラリーを作製し、TNF受容体との親和性の強い変異体を選抜し、それらの中からTNFの生物活性(例、神経細胞に対するネクロトーシスストレス)が消失もしくは低下している変異体を選抜することにより取得することができる。TNF受容体に対する抗体は、抗TNF抗体と同様にして、自体公知の方法により製造することができる。TNFと競合的にTNF受容体に結合するアンタゴニストは、例えば、化合物ライブラリーからTNF受容体との親和性の強い化合物を選抜し、それらの中からTNF様の生物活性(例、神経細胞に対するネクロトーシスストレス)を有しない化合物を選択することにより取得することができる。 On the other hand, examples of substances that bind to TNF receptors and inhibit the binding of TNF to the receptor include mutants and fragments of TNF that retain receptor binding ability but do not have receptor activation (signal transduction) ability, antibodies against TNF receptors, and antagonists that competitively bind to TNF receptors with TNF. The above TNF mutants can be obtained, for example, by creating a TNF mutant library using a phage display method, selecting mutants with strong affinity to TNF receptors, and selecting from among them mutants in which the biological activity of TNF (e.g., necroptotic stress on nerve cells) has disappeared or been reduced. Antibodies against TNF receptors can be produced by a method known per se, in the same manner as anti-TNF antibodies. Antagonists that competitively bind to TNF receptors with TNF can be obtained, for example, by selecting compounds with strong affinity to TNF receptors from a compound library, and selecting from among them compounds that do not have TNF-like biological activity (e.g., necroptotic stress on nerve cells).
(TNFの発現を阻害する物質)
 本発明において「TNFの発現を阻害する物質」とは、TNF遺伝子の転写レベル、転写後調節のレベル、タンパク質への翻訳レベル、翻訳後修飾のレベル等のいかなる段階で作用するものであってもよい。従って、TNFの発現を阻害する物質としては、例えば、TNF遺伝子の転写を阻害する物質(例、アンチジーン)、初期転写産物からmRNAへのプロセッシングを阻害する物質、mRNAの細胞質への輸送を阻害する物質、mRNAからタンパク質への翻訳を阻害するか(例、アンチセンス核酸、miRNA)あるいはmRNAを分解する(例、siRNA、リボザイム、miRNA)物質、初期翻訳産物の翻訳後修飾を阻害する物質などが含まれる。いずれの段階で作用するものであっても用いることができるが、mRNAに相補的に結合してタンパク質への翻訳を阻害するかあるいはmRNAを分解する物質が好ましい。
(Substance that inhibits the expression of TNF)
In the present invention, the term "substance that inhibits the expression of TNF" may be one that acts at any stage, such as the transcription level of the TNF gene, the level of post-transcriptional regulation, the level of translation into protein, or the level of post-translational modification. Therefore, examples of substances that inhibit the expression of TNF include substances that inhibit the transcription of the TNF gene (e.g., antigene), substances that inhibit the processing of an initial transcription product into mRNA, substances that inhibit the transport of mRNA into the cytoplasm, substances that inhibit the translation of mRNA into protein (e.g., antisense nucleic acid, miRNA) or that degrade mRNA (e.g., siRNA, ribozyme, miRNA), and substances that inhibit the post-translational modification of an initial translation product. Although substances that act at any stage can be used, substances that bind complementarily to mRNA to inhibit translation into protein or degrade mRNA are preferred.
(3)ミクログリア活性化阻害薬及び/又はTNF阻害薬を有効成分とする医薬
 上述のように、神経型GDでは、脳に蓄積したβ-GlcCerが直接ミクログリアを活性化し、ミクログリアが産生したTNFが神経細胞にネクロトーシスストレスを与えることで、貪食シグナルであるPSの神経細胞膜表面への露出を誘導し、PSを認識したミクログリアが神経細胞を貪食することにより神経細胞死が促進される。従って、ミクログリア活性化阻害薬は、神経型GDに罹患した対象又は神経型GDを発症する可能性が高い遺伝子変異を有する対象に投与することにより、ミクログリアの貪食能を低下させ、及び/又はミクログリアからのTNF産生を低下させる効果を奏するので、神経細胞死を抑制し神経型GDの予防・治療薬として用いることができる。また、TNF阻害薬は、神経型GDに罹患した対象又は神経型GDを発症する可能性が高い対象に投与することにより、TNFによる神経細胞に対するネクロトーシスストレスを抑制し、ネクロトーシス経路の活性化及び神経細胞膜表面への貪食シグナルPSの露出を抑制する効果を奏するので、ミクログリアによる貪食を回避して、神経細胞死を抑制し神経型GDの予防・治療薬として用いることができる。さらに、ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とは、(β-GlcCerによるミクログリア活性化→ミクログリアからのTNF産生→神経細胞に対するネクロトーシスストレス→神経細胞の貪食シグナル発現→ミクログリアによる神経細胞の貪食)という一連の神経細胞死の進行サイクルを、異なるメカニズムにより遮断することができるので、相乗的に神経細胞死を抑制することができるので、これらの薬剤の併用投与は、神経型GDの予防・治療により有効である。
(3) Medicines containing microglia activation inhibitors and/or TNF inhibitors as active ingredients As described above, in neuronal GD, β-GlcCer accumulated in the brain directly activates microglia, and TNF produced by microglia exerts necroptosis stress on neurons, inducing exposure of PS, a phagocytosis signal, on the surface of neuronal membranes, and microglia recognize PS and phagocytose neurons, promoting neuronal death. Therefore, when microglia activation inhibitors are administered to subjects suffering from neuronal GD or subjects with a genetic mutation that is likely to develop neuronal GD, they have the effect of reducing the phagocytic ability of microglia and/or reducing TNF production from microglia, and thus can be used as a preventive and therapeutic drug for neuronal GD by suppressing neuronal death. In addition, TNF inhibitors, when administered to subjects suffering from neuronal GD or subjects at high risk of developing neuronal GD, suppress necroptotic stress on neurons caused by TNF, and suppress activation of the necroptotic pathway and exposure of the phagocytic signal PS on the surface of the neuronal membrane, thus preventing phagocytosis by microglia and suppressing neuronal death, making them useful as preventive and therapeutic agents for neuronal GD. Furthermore, microglial activation inhibitors and TNF inhibitors can block the progression cycle of neuronal death (microglial activation by β-GlcCer → TNF production from microglia → necroptotic stress on neurons → expression of phagocytic signals in neurons → phagocytosis of neurons by microglia) through different mechanisms, and therefore can synergistically suppress neuronal death, making the combined administration of these drugs more effective for the prevention and treatment of neuronal GD.
(ミクログリア活性化阻害薬を含有する医薬)
 ミクログリア活性化阻害薬は1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上の、ミクログリア活性化阻害薬はそれぞれ別個の医薬として製剤化してもよいし、同一の医薬組成物中に配合してもよい。2種以上のミクログリア活性化阻害薬がそれぞれ別個の医薬として製剤化される場合、各製剤を同時に投与してもよいし、時間をおいて投与してもよい。また、投与経路は同一であってもよいし、異なっていてもよい。後述する投与量は、1種のミクログリア活性化阻害薬の投与量を示すが、2種以上の物質を組み合わせて用いる場合でも、投与対象に好ましくない影響を与えない範囲で、それぞれの薬剤について同様の投与量を用いることができる。
(Medicine containing a microglial activation inhibitor)
Only one type of microglia activation inhibitor may be used, or two or more types may be used in combination. Two or more types of microglia activation inhibitors may be formulated as separate pharmaceuticals, or may be combined in the same pharmaceutical composition. When two or more types of microglia activation inhibitors are formulated as separate pharmaceuticals, the respective preparations may be administered simultaneously or at different times. The administration route may be the same or different. The dosage described below indicates the dosage of one type of microglia activation inhibitor, but even when two or more substances are used in combination, the same dosage can be used for each drug within a range that does not have an undesirable effect on the subject.
 ミクログリア活性化阻害薬を含有する医薬は、そのまま液剤として、または適当な剤型の医薬組成物として、ヒトまたは他の哺乳動物(例、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、サルなど)に対して経口的または非経口的(例、静脈内、動脈内、腹腔内、筋肉内、皮内、皮下、脳室内、髄腔内等)に投与することができる。 Medicines containing microglia activation inhibitors can be administered orally or parenterally (e.g., intravenously, intraarterially, intraperitoneally, intramuscularly, intradermally, subcutaneously, intraventricularly, intrathecally, etc.) to humans or other mammals (e.g., mice, rats, rabbits, dogs, cats, cows, pigs, monkeys, etc.) either as liquids or as pharmaceutical compositions in an appropriate dosage form.
 ミクログリア活性化阻害薬は、それ自体を投与してもよいし、または適当な医薬組成物として投与してもよい。投与に用いられる医薬組成物としては、ミクログリア活性化阻害薬と薬理学的に許容され得る担体、希釈剤もしくは賦形剤とを含むものであってもよい。このような医薬組成物は、経口または非経口投与に適する剤形として提供される。 The microglial activation inhibitor may be administered as it is, or may be administered as a suitable pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition used for administration may contain the microglial activation inhibitor and a pharmacologically acceptable carrier, diluent or excipient. Such a pharmaceutical composition is provided in a dosage form suitable for oral or parenteral administration.
 経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤等が挙げられる。このような組成物は公知の方法によって製造され、製剤分野において通常用いられる担体、希釈剤もしくは賦形剤を含有していても良い。錠剤用の担体、賦形剤としては、例えば、乳糖、でんぷん、蔗糖、ステアリン酸マグネシウムが用いられる。 Compositions for oral administration include solid or liquid dosage forms, specifically tablets (including sugar-coated tablets and film-coated tablets), pills, granules, powders, capsules (including soft capsules), syrups, emulsions, suspensions, etc. Such compositions are produced by known methods and may contain carriers, diluents, or excipients commonly used in the pharmaceutical field. Examples of carriers and excipients for tablets include lactose, starch, sucrose, and magnesium stearate.
 非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤、鼻腔内投与剤等が用いられ、注射剤は静脈注射剤、皮下注射剤、皮内注射剤、筋肉注射剤、点滴注射剤等の剤形を包含しても良い。このような注射剤は、公知の方法に従って調製できる。注射剤の調製方法としては、例えば、上記本発明の抗体もしくは低分子化合物またはその塩を通常注射剤に用いられる無菌の水性液、または油性液に溶解、懸濁または乳化することによって調製できる。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液等が用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例、エタノール)、ポリアルコール(例、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール)、非イオン界面活性剤〔例、ポリソルベート80、HCO-50(polyoxyethylene(50mol)adduct of hydrogenated castor oil)〕等と併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油等が用いられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等を併用してもよい。調製された注射液は、適当なアンプルに充填されることが好ましい。直腸投与に用いられる坐剤は、上記抗体またはその塩を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製されても良い。 Compositions for parenteral administration include, for example, injections, suppositories, intranasal preparations, etc., and injections may include dosage forms such as intravenous injections, subcutaneous injections, intradermal injections, intramuscular injections, and drip injections. Such injections can be prepared according to known methods. For example, injections can be prepared by dissolving, suspending, or emulsifying the antibody or low molecular weight compound of the present invention or a salt thereof in a sterile aqueous or oily liquid that is usually used for injections. As aqueous liquids for injection, for example, physiological saline, isotonic solutions containing glucose and other adjuvants, etc., can be used, and may be used in combination with appropriate solubilizing agents, such as alcohol (e.g., ethanol), polyalcohols (e.g., propylene glycol, polyethylene glycol), nonionic surfactants (e.g., polysorbate 80, HCO-50 (polyoxyethylene (50 mol) adduct of hydrogenated castor oil)), etc. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil, etc. are used, and benzyl benzoate, benzyl alcohol, etc. may be used in combination as a solubilizing agent. The prepared injection solution is preferably filled into an appropriate ampule. Suppositories for rectal administration may be prepared by mixing the antibody or its salt with a normal suppository base.
 上記の経口用または非経口用医薬組成物は、活性成分の投与量に適合するような投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。このような投薬単位の剤形としては、例えば、錠剤、丸剤、カプセル剤、注射剤(アンプル)、坐剤が挙げられる。ミクログリア活性化阻害薬は、投薬単位剤形当たり通常0.1~500 mg、とりわけ注射剤では5~100 mg、その他の剤形では10~250 mg含有されていることが好ましい。 The above-mentioned oral or parenteral pharmaceutical compositions are advantageously prepared in dosage unit forms that correspond to the dosage of the active ingredient. Examples of such dosage unit forms include tablets, pills, capsules, injections (ampoules), and suppositories. The microglial activation inhibitor is preferably contained in an amount of usually 0.1 to 500 mg per dosage unit form, particularly 5 to 100 mg for injections, and 10 to 250 mg for other dosage forms.
 ミクログリア活性化阻害薬を含有する上記医薬の投与量は、投与対象、GDの臨床型、症状、投与経路などによっても異なるが、例えば、ミクログリア活性化阻害薬を1回量として、通常0.0001~200 mg/kg体重程度を、1日1~5回程度、経口または非経口で投与するのが好都合である。症状が特に重い場合には、その症状に応じて増量してもよい。
 上述のとおり、好ましい実施態様において、ミクログリア活性化阻害薬は、ミノサイクリン、ドキシサイクリン等の既存の抗炎症性テトラサイクリン系抗菌薬であり、抗菌薬としての用法用量において、安全性が確認されている。従って、ミクログリア活性化阻害薬としての使用においても、抗菌薬としての使用と同様の用法用量にて投与することができる。さらに、後述の実施例に示されるとおり、より高用量での使用、例えば1回投与量として100 mg/kgを毎日1回投与しても、運動機能や感覚機能に異常を生じないことが動物実験で確認されている。
 別の実施態様において、ミクログリア活性化阻害薬は、既存の抗精神病・抗うつ薬であり、それらの医薬用途における用法用量について、安全性が確認されている。従って、ミクログリア活性化阻害薬としての使用においても、抗精神病・抗うつ薬としての使用と同様の用法用量にて投与することができる。
The dosage of the above-mentioned medicine containing a microglia activation inhibitor varies depending on the subject of administration, the clinical type of GD, symptoms, administration route, etc., but for example, a single dose of the microglia activation inhibitor is usually about 0.0001 to 200 mg/kg body weight, and is conveniently administered orally or parenterally about 1 to 5 times a day. When symptoms are particularly severe, the dosage may be increased according to the symptoms.
As described above, in a preferred embodiment, the microglial activation inhibitor is an existing anti-inflammatory tetracycline antibiotic such as minocycline or doxycycline, and its safety has been confirmed in the dosage and administration as an antibiotic. Therefore, when used as a microglial activation inhibitor, it can be administered in the same dosage and administration as when used as an antibiotic. Furthermore, as shown in the examples below, it has been confirmed in animal experiments that even when used in a higher dose, for example, when administered once a day at a dose of 100 mg/kg, no abnormalities occur in motor function or sensory function.
In another embodiment, the microglial activation inhibitor is an existing antipsychotic/antidepressant drug, and the safety of the dosage and administration thereof in medical use has been confirmed. Therefore, the microglial activation inhibitor can be administered in the same dosage and administration as the antipsychotic/antidepressant drug.
 本発明の医薬は、ミクログリア活性化阻害薬との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。他の活性成分としては、例えば、GDの任意の病態に対して改善・緩和効果を有する種々の化合物を適宜配合することができる。例えば、他の活性成分として、ミグルスタット、骨痛に対する鎮痛薬、血液製剤、ビスフォスフォネート、カルシウム、ビタミンD、イミグルセラーゼ等が挙げられるが、それらに限定されない。 The pharmaceutical of the present invention may contain other active ingredients as long as they do not cause undesirable interactions when combined with the microglia activation inhibitor. Examples of other active ingredients include various compounds that have an effect of improving or alleviating any pathological condition of GD, but are not limited to these.
(TNF阻害薬を含有する医薬)
 TNF阻害薬は1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上の、TNF阻害薬はそれぞれ別個の医薬として製剤化してもよいし、同一の医薬組成物中に配合してもよい。2種以上のTNF阻害薬がそれぞれ別個の医薬として製剤化される場合、各製剤を同時に投与してもよいし、時間をおいて投与してもよい。また、投与経路は同一であってもよいし、異なっていてもよい。後述する投与量は、1種のTNF阻害薬の投与量を示すが、2種以上の物質を組み合わせて用いる場合でも、投与対象に好ましくない影響を与えない範囲で、それぞれの薬剤について同様の投与量を用いることができる。
(Medicine containing TNF inhibitor)
Only one type of TNF inhibitor may be used, or two or more types may be used in combination. Two or more types of TNF inhibitors may be formulated as separate pharmaceuticals, or may be combined in the same pharmaceutical composition. When two or more types of TNF inhibitors are formulated as separate pharmaceuticals, the respective preparations may be administered simultaneously or at different times. The administration route may be the same or different. The dosage described below indicates the dosage of one type of TNF inhibitor, but even when two or more substances are used in combination, the same dosage can be used for each drug within the range that does not have an undesirable effect on the subject.
 TNF阻害薬を含有する医薬は、そのまま液剤として、または適当な剤型の医薬組成物として、ヒトまたは他の温血動物(例、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、サル、ニワトリなど)に対して経口的または非経口的(例、血管内投与、皮下投与など)に投与することができる。 Medicines containing TNF inhibitors can be administered orally or parenterally (e.g., intravascularly, subcutaneously, etc.) to humans or other warm-blooded animals (e.g., mice, rats, rabbits, dogs, cats, cows, pigs, monkeys, chickens, etc.) either as a liquid preparation or as a pharmaceutical composition in an appropriate dosage form.
 TNF阻害薬は、それ自体を投与してもよいし、または適当な医薬組成物として投与してもよい。投与に用いられる医薬組成物としては、TNF阻害薬と薬理学的に許容され得る担体、希釈剤もしくは賦形剤とを含むものであってもよい。このような医薬組成物は、非経口または経口投与に適する剤形として提供される。 The TNF inhibitor may be administered per se or as a suitable pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition used for administration may contain the TNF inhibitor and a pharmacologically acceptable carrier, diluent or excipient. Such a pharmaceutical composition is provided in a dosage form suitable for parenteral or oral administration.
 非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤、鼻腔内投与剤等が用いられ、注射剤は静脈注射剤、皮下注射剤、皮内注射剤、筋肉注射剤、点滴注射剤等の剤形を包含しても良い。このような注射剤は、公知の方法に従って調製できる。注射剤の調製方法としては、例えば、上記のTNF阻害薬を通常注射剤に用いられる無菌の水性液、または油性液に溶解、懸濁または乳化することによって調製できる。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液等が用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例、エタノール)、ポリアルコール(例、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール)、非イオン界面活性剤〔例、ポリソルベート80、HCO-50(polyoxyethylene(50mol)adduct of hydrogenated castor oil)〕等と併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油等が用いられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等を併用してもよい。調製された注射液は、適当なアンプルに充填されることが好ましい。直腸投与に用いられる坐剤は、上記のTNF阻害薬を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製されても良い。 Compositions for parenteral administration include, for example, injections, suppositories, intranasal preparations, etc., and injections may include dosage forms such as intravenous injections, subcutaneous injections, intradermal injections, intramuscular injections, and drip injections. Such injections can be prepared according to known methods. For example, injections can be prepared by dissolving, suspending, or emulsifying the above-mentioned TNF inhibitors in a sterile aqueous or oily liquid that is usually used for injections. As aqueous liquids for injection, for example, saline, isotonic solutions containing glucose and other adjuvants, etc., can be used, and may be used in combination with appropriate solubilizing agents, such as alcohol (e.g., ethanol), polyalcohols (e.g., propylene glycol, polyethylene glycol), nonionic surfactants (e.g., polysorbate 80, HCO-50 (polyoxyethylene (50 mol) adduct of hydrogenated castor oil)), etc. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil, etc. are used, and benzyl benzoate, benzyl alcohol, etc. may be used in combination as a solubilizing agent. The prepared injection solution is preferably filled into a suitable ampule. Suppositories for rectal administration may be prepared by mixing the above-mentioned TNF inhibitor with a normal suppository base.
 経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤等が挙げられる。このような組成物は公知の方法によって製造され、製剤分野において通常用いられる担体、希釈剤もしくは賦形剤を含有していても良い。錠剤用の担体、賦形剤としては、例えば、乳糖、でんぷん、蔗糖、ステアリン酸マグネシウムが用いられる。 Compositions for oral administration include solid or liquid dosage forms, specifically tablets (including sugar-coated tablets and film-coated tablets), pills, granules, powders, capsules (including soft capsules), syrups, emulsions, suspensions, etc. Such compositions are produced by known methods and may contain carriers, diluents, or excipients commonly used in the pharmaceutical field. Examples of carriers and excipients for tablets include lactose, starch, sucrose, and magnesium stearate.
 上記の非経口用または経口用医薬組成物は、活性成分の投与量に適合するような投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。このような投薬単位の剤形としては、例えば、注射剤(アンプル)、錠剤、丸剤、カプセル剤、坐剤が挙げられる。TNF阻害薬は、投薬単位剤形当たり通常0.1~500mg、とりわけ注射剤では5~100mg、その他の剤形では10~250mg含有されていることが好ましい。 The above-mentioned parenteral or oral pharmaceutical compositions are conveniently prepared in a dosage unit form that matches the dosage of the active ingredient. Examples of such dosage unit forms include injections (ampoules), tablets, pills, capsules, and suppositories. The TNF inhibitor is preferably contained in an amount of usually 0.1 to 500 mg per dosage unit form, particularly 5 to 100 mg for injections, and 10 to 250 mg for other dosage forms.
 TNF阻害薬を含有する上記医薬の投与量は、投与対象、GDの臨床型、症状、投与経路などによっても異なるが、例えば、TNF阻害薬を1回量として、通常0.0001~100 mg/kg体重程度、1日~1ヶ月に1回、脳室内又は髄腔内注射により投与するのが好都合である。他の非経口投与および経口投与の場合もこれに準ずる量を投与することができる。症状が特に重い場合には、その症状に応じて増量してもよい。上述のように、好ましい実施態様において、TNF阻害薬は可溶性TNF受容体や抗TNF抗体であり、これらは本来BBBを通過しないが、LRP-1親和性ペプチド(Angiopep;Angiochem社)、インスリン受容体抗体(ArmaGen社)、グルタチオン-PEG-リポソーム(2-BBB Medicines BV)、メラノトランスフェリン、メラノトランスフェリンペプチド(以上、biOasis社)、トランスフェリン受容体抗体(Roche(Genentech)社)、J-Brain-Cargo(登録商標;JCR-ファーマ社)等のBBB通過技術を利用することによりBBB通過能を付与し得るので、脳室内又は髄腔内投与以外の投与経路も排除されない。 The dosage of the above-mentioned medicines containing TNF inhibitors varies depending on the recipient, the clinical type of GD, symptoms, route of administration, etc., but for example, a single dose of TNF inhibitor is usually about 0.0001-100 mg/kg body weight, conveniently administered by intracerebroventricular or intrathecal injection once a day to once a month. Similar amounts can also be administered for other parenteral and oral administrations. If symptoms are particularly severe, the dosage may be increased according to the symptoms. As described above, in a preferred embodiment, the TNF inhibitor is a soluble TNF receptor or an anti-TNF antibody, which do not inherently cross the BBB; however, they can be made to cross the BBB by using BBB-crossing technologies such as LRP-1 affinity peptide (Angiopep; Angiochem), insulin receptor antibody (ArmaGen), glutathione-PEG-liposomes (2-BBB Medicines BV), melanotransferrin, melanotransferrin peptide (both from bioasis), transferrin receptor antibody (Roche (Genentech)), and J-Brain-Cargo (registered trademark; JCR Pharma), so administration routes other than intraventricular or intrathecal administration are not excluded.
 本発明の医薬は、TNF阻害薬との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。他の活性成分としては、例えば、GDの任意の病態に対して改善・緩和効果を有する種々の化合物を適宜配合することができる。例えば、他の活性成分として、上記のミクログリア活性化阻害薬と併用され得る他の活性成分が同様に挙げられる。 The pharmaceutical of the present invention may contain other active ingredients as long as they do not cause undesirable interactions when combined with the TNF inhibitor. Examples of other active ingredients include various compounds that have an effect of improving or alleviating any pathological condition of GD. For example, other active ingredients include other active ingredients that can be used in combination with the microglia activation inhibitors described above.
 より好ましい実施態様において、本発明の予防・治療剤は、ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とを組み合わせてなる医薬である。ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とは、それぞれ別個の医薬として製剤化してもよいし、製剤化が可能であり、かつ同一の投与経路を選択し得る限り、単一の医薬組成物中に配合してもよい。ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とがそれぞれ別個の医薬として製剤化される場合、各製剤を同時に投与してもよいし、時間をおいて投与してもよい。また、投与経路は同一であってもよいし、異なっていてもよい。ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とを組み合わせて用いる場合でも、投与対象に好ましくない影響を与えない範囲で、それぞれの薬剤について上記と同様の投与量を用いることができる。 In a more preferred embodiment, the preventive/therapeutic agent of the present invention is a medicine comprising a combination of a microglia activation inhibitor and a TNF inhibitor. The microglia activation inhibitor and the TNF inhibitor may be formulated as separate medicines, or may be combined in a single pharmaceutical composition as long as they can be formulated and the same administration route can be selected. When the microglia activation inhibitor and the TNF inhibitor are formulated as separate medicines, the respective preparations may be administered simultaneously or at different times. The administration routes may be the same or different. Even when the microglia activation inhibitor and the TNF inhibitor are used in combination, the same dosages as described above can be used for each drug, as long as they do not have an undesirable effect on the subject.
 特に好ましい実施態様において、本発明の予防・治療剤は、ミノサイクリンとエタネルセプトとを組み合わせてなる医薬である。ミノサイクリンとエタネルセプトは、それぞれ別個の医薬組成物として製剤化することができ、前者は、経口投与、静脈内投与、腹腔内投与、筋肉内投与、皮内投与、皮下投与等により、また、後者は脳室内投与、髄腔内投与等により投与することができる。 In a particularly preferred embodiment, the preventive and therapeutic agent of the present invention is a medicine comprising a combination of minocycline and etanercept. Minocycline and etanercept can each be formulated as separate pharmaceutical compositions, and the former can be administered orally, intravenously, intraperitoneally, intramuscularly, intradermally, subcutaneously, etc., while the latter can be administered intraventricularly, intrathecally, etc.
 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されないことは言うまでもない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these.
(材料と方法)
1.マウス
 Mincle欠損マウスを少なくとも23代C57BL/6J(WT)マウス(CLEA Japan, Inc.より購入)と戻し交雑した。Nestin-CreマウスはThe Jackson Laboratoryより購入した。雌雄両方のマウスをすべての実験に使用した。遺伝子ターゲッティングによって、Gba-floxedマウスを作製した。Gbaflox/floxマウスとGbaflox/+ × Nestin-Creマウスを交配させて、Gbaflox/flox× Nestin-Cre (GbaΔNes) マウスを作製した。すべてのマウスをラミナーフローケージ中、SPF条件下ろ過空気で維持し、食餌は標準の実験室食を与え、自由摂水させた。すべての動物実験は、大阪大学微生物病研究所の動物実験倫理委員会の承認を得て実施した。
Materials and Methods
1. Mice Mincle-deficient mice were backcrossed with C57BL/6J (WT) mice (purchased from CLEA Japan, Inc.) for at least 23 generations. Nestin-Cre mice were purchased from The Jackson Laboratory. Both male and female mice were used in all experiments. Gba-floxed mice were generated by gene targeting. Gba flox/flox mice were crossed with Gba flox/+ × Nestin-Cre mice to generate Gba flox/flox × Nestin-Cre (Gba ΔNes ) mice. All mice were maintained in laminar flow cages under SPF conditions with filtered air, fed standard laboratory chow, and allowed free access to water. All animal experiments were performed with the approval of the Ethics Committee for Animal Experiments at the Institute for Microbial Diseases, Osaka University.
2.ヒト
 本研究は、大阪大学微生物病研究所 (RIMD-2021-10) 及び国立精神・神経医療研究センター (A2022-006) の倫理委員会の承認を得て実施した。患者から書面によるインフォームド・コンセントを得た。GD3型患者(女性、24歳)及び神経系疾患のない対照ドナー(男性、25歳)由来のホルマリン固定した側頭葉組織サンプルを、国立精神・神経医療研究センターより入手した。
2. Humans This study was conducted with the approval of the ethical committees of the Research Institute for Microbial Diseases, Osaka University (RIMD-2021-10) and the National Center of Neurology and Psychiatry (A2022-006). Written informed consent was obtained from the patient. Formalin-fixed temporal lobe tissue samples from a patient with GD3 (female, 24 years old) and a control donor without neurological disease (male, 25 years old) were obtained from the National Center of Neurology and Psychiatry.
3.免疫組織化学
 PBSで心灌流後、全脳を4% (w/v) パラホルムアルデヒド(PFA; ナカライテスク,09154-85)PBS溶液で一晩固定した。蛍光イメージングのために、脳を30% (w/v) シュークロース(ナカライテスク,30404-45)PBS溶液に移行し、組織が沈むまで静置した。次に、凍結保護組織をO.C.T.コンパウンド(サクラファインテックジャパン,4583)中に包埋し、Cryostar NX50クリオスタット(Thermo Fisher Scientific)を用いて、厚さ12μmの切片を調製し、MASコーティングしたスライドガラス(松浪硝子工業,MAS-01)上にマウントした。脳組織切片を0.1 % Triton X-100 (ナカライテスク,28229-25) で透過処理し、Protein Block (Dako, X090930-2) で室温下10分間ブロッキングした。次に、切片を1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈した以下の抗体と4℃で一晩インキュベートした。
 ウサギ抗Iba1 (1:1,000, EPR16588; Abcam, ab178846)
 マウス抗NeuN (1:1,000, 1B7; Abcam, ab104224)
 次に、切片を1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈した以下の二次抗体と37℃で2時間インキュベートした。
 ヤギ抗ウサギIgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080)
 ヤギ抗マウスIgG H&L Alexa Fluor 647 (1:500; Abcam, ab150115)
 さらに、FJC染色を、製造業者の指示に従い、いくつかの改変を加えて実施した。簡単に言うと、切片を0.0001% (v/v) FJC希釈標準溶液 (Biosensis, TR-100-FJT) と室温で10分間インキュベートし、FluorSave (Calbiochem, 345789) にマウントした。切片をFV3000共焦点レーザー走査型顕微鏡 (オリンパス) で可視化した。
3. Immunohistochemistry After cardiac perfusion with PBS, whole brains were fixed overnight in 4% (w/v) paraformaldehyde (PFA; Nacalai Tesque, 09154-85) in PBS. For fluorescence imaging, brains were transferred to 30% (w/v) sucrose (Nacalai Tesque, 30404-45) in PBS and left to settle until the tissues sank. Cryoprotected tissues were then embedded in OCT compound (Sakura Finetech Japan, 4583) and 12-μm-thick sections were prepared using a Cryostar NX50 cryostat (Thermo Fisher Scientific) and mounted on MAS-coated glass slides (Matsunami Glass Co., Ltd., MAS-01). Brain tissue sections were permeabilized with 0.1% Triton X-100 (Nacalai Tesque, 28229-25) and blocked with Protein Block (Dako, X090930-2) for 10 min at room temperature, then incubated overnight at 4°C with the following antibodies diluted in 1% (w/v) BSA PBS solution:
Rabbit anti-Iba1 (1:1,000, EPR16588; Abcam, ab178846)
Mouse anti-NeuN (1:1,000, 1B7; Abcam, ab104224)
The sections were then incubated with the following secondary antibodies diluted in 1% (w/v) BSA PBS solution for 2 h at 37°C.
Goat anti-rabbit IgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080)
Goat anti-mouse IgG H&L Alexa Fluor 647 (1:500; Abcam, ab150115)
Additionally, FJC staining was performed according to the manufacturer's instructions with some modifications. Briefly, sections were incubated with 0.0001% (v/v) FJC working solution (Biosensis, TR-100-FJT) for 10 min at room temperature and mounted in FluorSave (Calbiochem, 345789). Sections were visualized with an FV3000 confocal laser scanning microscope (Olympus).
 ヒト脳の染色については、死後脳をパラフィン包埋し、切片をスライドガラスにマウントした。切片を脱パラフィンし、10 mM クエン酸ナトリウム緩衝液 (pH 6.0) を用いて98°Cで20分間抗原賦活化を行った。冷却後、脳組織切片を0.1 % Triton X-100で透過処理し、Protein Blockで室温下10分間ブロッキングした。次に、切片を、1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈した、ウサギ抗Iba1 (1:1,000, EPR16588)、モルモット抗IBA1 (1:500; Synaptic Systems, 234 004)、マウス抗NeuN (1:1,000, 1B7) 及び/又はウサギ抗TNF (1:500;Cell Signaling Technology, 3707) と4℃で一晩インキュベートした。次に、切片を、1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈した、ヤギ抗ウサギIgG H&L Alexa Fluor 488 (1:500; Abcam, ab150077)、ヤギ抗ウサギIgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080)、ヤギ抗マウスIgG H&L Alexa Fluor 647 (1:500; Abcam, ab150115) 及び/又はヤギ抗モルモットIgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab175678) と37℃で2時間インキュベートした。次いで、切片を0.0001% (v/v) FJC希釈標準溶液と室温で10分間インキュベートし、FluorSaveにマウントした。切片をFV3000共焦点レーザー走査型顕微鏡で可視化した。 For staining of human brain, postmortem brains were embedded in paraffin and sections were mounted on glass slides. Sections were deparaffinized and antigen retrieval was performed using 10 mM sodium citrate buffer (pH 6.0) at 98°C for 20 minutes. After cooling, brain tissue sections were permeabilized with 0.1% Triton X-100 and blocked with Protein Block for 10 minutes at room temperature. Sections were then incubated overnight at 4°C with rabbit anti-Iba1 (1:1,000, EPR16588), guinea pig anti-IBA1 (1:500; Synaptic Systems, 234 004), mouse anti-NeuN (1:1,000, 1B7) and/or rabbit anti-TNF (1:500; Cell Signaling Technology, 3707) diluted in 1% (w/v) BSA in PBS. Sections were then incubated with goat anti-rabbit IgG H&L Alexa Fluor 488 (1:500; Abcam, ab150077), goat anti-rabbit IgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080), goat anti-mouse IgG H&L Alexa Fluor 647 (1:500; Abcam, ab150115) and/or goat anti-guinea pig IgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab175678) diluted in 1% (w/v) BSA in PBS for 2 hours at 37°C. Sections were then incubated with 0.0001% (v/v) FJC working solution for 10 minutes at room temperature and mounted in FluorSave. Sections were visualized with an FV3000 confocal laser scanning microscope.
4.初代ミクログリア培養
 初代ミクログリア培養を既報に従い、いくつかの改変を加えて調製した。簡単に言うと、生後0-2日目の雄性及び雌性WTマウス由来の細かくした大脳皮質を1 μM EDTA(ナカライテスク,15130-95)を含むPBS 5 mlを用いて、振とう機上180 rpmで10分間解離させ、1μg/ml DNase I(Roche, 11284932001)で37℃、30秒間処理した。400×gで4℃、3分間遠心分離した後、解離した細胞を、0.1% ペニシリン (Sigma-Aldrich, P3032)/ストレプトマイシン (MP Biochemicals, 194541) 及び10% 熱非働化ウシ胎児血清 (Sigma-Aldrich, 175012) を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM, Sigma-Aldrich, D5796)中に懸濁した。次に、細胞をポリ-D-リジンでコーティングしたT-75フラスコ(Corning, 354537)に播種し、5% CO2インキュベーター中、37℃で2-3週間培養した。最後に、180 rpmで2時間フラスコを振とうすることによりミクログリアを回収した。
4. Primary microglial culture Primary microglial cultures were prepared as previously described with some modifications. Briefly, minced cerebral cortex from postnatal day 0-2 male and female WT mice was dissociated in 5 ml of PBS containing 1 μM EDTA (Nacalai Tesque, 15130-95) for 10 min at 180 rpm on a shaker and treated with 1 μg/ml DNase I (Roche, 11284932001) for 30 s at 37°C. After centrifugation at 400×g for 3 min at 4°C, the dissociated cells were suspended in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, Sigma-Aldrich, D5796) supplemented with 0.1% penicillin (Sigma-Aldrich, P3032)/streptomycin (MP Biochemicals, 194541) and 10% heat-inactivated fetal bovine serum (Sigma-Aldrich, 175012). The cells were then seeded onto poly-D-lysine-coated T-75 flasks (Corning, 354537) and cultured at 37°C in a 5% CO2 incubator for 2–3 weeks. Finally, microglia were harvested by shaking the flasks at 180 rpm for 2 h.
5.免疫細胞化学
 初代ミクログリアを4% (w/v) PFA PBS溶液を用いて室温で15分間固定し、0.1 % TritonX-100で透過処理し、3% (w/v) BSA溶液で室温下1時間ブロッキングした。次に、細胞を1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈したウサギ抗Iba1 (1:1,000, EPR16588) と4℃で一晩インキュベートし、次いで、1% (w/v) BSA PBS溶液で希釈したヤギ抗ウサギIgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080) と37℃で2時間インキュベートした。最後に、細胞をBZ-9000蛍光顕微鏡 (Keyence) を用いて可視化した。
5. Immunocytochemistry Primary microglia were fixed with 4% (w/v) PFA in PBS for 15 min at room temperature, permeabilized with 0.1% TritonX-100, and blocked with 3% (w/v) BSA for 1 h at room temperature. Next, the cells were incubated with rabbit anti-Iba1 (1:1,000, EPR16588) diluted in 1% (w/v) BSA in PBS overnight at 4°C, and then incubated with goat anti-rabbit IgG H&L Alexa Fluor 594 (1:500; Abcam, ab150080) diluted in 1% (w/v) BSA in PBS for 2 h at 37°C. Finally, the cells were visualized using a BZ-9000 fluorescence microscope (Keyence).
6.脳組織の解離
 脳組織のシングルセル懸濁液を既報に従って調製した。簡単に言うと、マウスをCO2窒息死させた後、PBSで心灌流した。全脳をハサミで細切し、イーグルの平衡塩溶液中にパパイン (20 U/mL)、L-システイン (1 mM)、DNase I (400 U/mL) 及びEDTA (0.5 mM) を含むパパイン解離システム(Worthington Biochemical Corp., LK003150)を用いて酵素解離した。使用前に、パパインを5% CO2で37℃、30分間平衡化した。当該処理後、1 mg/mL BSA及び1 mg/mL オボムコイドを含むパパインインヒビター緩衝液で組織を洗浄し、次いで、穏やかにピペッティングして組織を物理的に解離させた。最後に、解離した細胞を20% (v/v) Percoll (Cytiva, 17089101) PBS溶液中の再懸濁し、400×gで4℃、25分間遠心分離してミエリンとデブリスを除去した。
6. Dissociation of brain tissue Single cell suspensions of brain tissue were prepared as previously described. Briefly, mice were killed by CO2 asphyxiation and then cardiac perfused with PBS. Whole brains were minced with scissors and enzymatically dissociated using a papain dissociation system (Worthington Biochemical Corp., LK003150) containing papain (20 U/mL), L-cysteine (1 mM), DNase I (400 U/mL), and EDTA (0.5 mM) in Eagle's balanced salt solution. Before use, papain was equilibrated with 5% CO2 at 37°C for 30 min. After the treatment, the tissue was washed with papain inhibitor buffer containing 1 mg/mL BSA and 1 mg/mL ovomucoid, and then the tissue was physically dissociated by gentle pipetting. Finally, dissociated cells were resuspended in 20% (v/v) Percoll (Cytiva, 17089101) in PBS and centrifuged at 400 × g for 25 min at 4 °C to remove myelin and debris.
7.磁気活性化細胞選別
 単離したミクログリア及びニューロンを既報に従い、いくつかの改変を加えて調製した。簡単に言うと、脳組織のシングルセル懸濁液を、抗マウスCD16/CD32 (1:100, 2.4G2) と4℃で20分間インキュベートした。次に、細胞を抗CD11b APC (1:200, M1/70; BioLegend, 101212) で4℃、10分間標識し、さらに抗-APCマイクロビーズ (1:5; Miltenyi Biotec, 130-090-855) と4℃で10分間インキュベートした。次に、細胞をMSカラム (Miltenyi Biotec, 130-042-201) 中にロードし、MACS分離装置 (Miltenyi Biotec, 130-042-501) に載置した。CD11b標識された細胞画分をミクログリアとして集めた。非標識(陰性)細胞画分をさらに非ニューロン細胞ビオチン抗体カクテルと4℃で5分間インキュベートし、抗ビオチンマイクロビーズ (Miltenyi Biotec, 130-090-485) で、4℃、10分間標識した。次いで、細胞をMSカラム中にロードし、MACS分離装置に載置した。非標識の素通り細胞画分をニューロンとして集めた。
7. Magnetic-activated cell sorting. Isolated microglia and neurons were prepared as previously described with some modifications. Briefly, single-cell suspensions of brain tissue were incubated with anti-mouse CD16/CD32 (1:100, 2.4G2) for 20 min at 4°C. Next, cells were labeled with anti-CD11b APC (1:200, M1/70; BioLegend, 101212) for 10 min at 4°C, and further incubated with anti-APC microbeads (1:5; Miltenyi Biotec, 130-090-855) for 10 min at 4°C. Cells were then loaded into an MS column (Miltenyi Biotec, 130-042-201) and placed on a MACS separator (Miltenyi Biotec, 130-042-501). The CD11b-labeled cell fraction was collected as microglia. The unlabeled (negative) cell fraction was further incubated with non-neuronal cell biotin antibody cocktail for 5 min at 4°C and labeled with anti-biotin microbeads (Miltenyi Biotec, 130-090-485) for 10 min at 4°C. The cells were then loaded into the MS column and placed in the MACS separation device. The unlabeled flow-through cell fraction was collected as neurons.
8.シングルセルRNAシーケンシング
 生後14日目のマウス脳由来のシングルセル懸濁液(約1 × 104細胞を含む)をChromium Next GEM Chip G Single Cell Kit (10x Genomics, PN-1000127) にロードし、Chromium Controllerを用いてバーコード化とcDNA合成を行った。Chromium Next GEM Single Cell 3' Kit v3.1 (10x Genomics, PN-1000269) を用いてcDNAを増幅し、Illumina NovaSeq 6000 System上でpaired-endモード(read 1, 28 bp; read 2, 91 bp) でシーケンスされるcDNAライブラリーを構築した。データ解析と可視化は、BBrowser v2.10.48 software (BioTuring) によって処理した。簡単に言うと、ミトコンドリア含量>10%、<200遺伝子、及び>4,000遺伝子と検出された細胞を、それぞれ死細胞、空の液滴、及びダブレットとみなし、除外した。各クラスターの発現変動遺伝子(DEG)に基づく一様多様体近似と投影(UMAP)により差異のある細胞種を同定した。報告されているミクログリア活性化遺伝子 (Cst7, Spp1, Ccl3, Igf1, Gpnmb, Itgax, and Lgals3) に基づいてミクログリア活性化のシグネチャースコアを作成し、BBrowserを用いてUMAPプロットにおけるヒートマップとして示した。
8. Single-cell RNA sequencing Single-cell suspensions (containing approximately 1 × 104 cells) from postnatal day 14 mouse brains were loaded onto the Chromium Next GEM Chip G Single Cell Kit (10x Genomics, PN-1000127) and barcoding and cDNA synthesis were performed using the Chromium Controller. cDNA was amplified using the Chromium Next GEM Single Cell 3' Kit v3.1 (10x Genomics, PN-1000269) to construct cDNA libraries that were sequenced in paired-end mode (read 1, 28 bp; read 2, 91 bp) on an Illumina NovaSeq 6000 System. Data analysis and visualization were handled by BBrowser v2.10.48 software (BioTuring). Briefly, cells with mitochondrial content >10%, <200 genes, and >4,000 genes were considered as dead cells, empty droplets, and doublets, respectively, and were excluded. Differential cell types were identified by uniform manifold approximation and projection (UMAP) based on differentially expressed genes (DEGs) in each cluster. A signature score of microglial activation was generated based on reported microglial activation genes (Cst7, Spp1, Ccl3, Igf1, Gpnmb, Itgax, and Lgals3) and displayed as a heatmap in the UMAP plot using BBrowser.
9.サイトカイン測定
 脳組織ライセート中のTNFのレベルを、LEGENDplex Mouse Inflammation Panel (13-plex) (BioLegend, 740150) を用い、製造業者の指示に従って定量した。Galliosフローサイトメーターを用いた解析の後、得られたデータをLEGENDplex v8.0ソフトウェア (BioLegend) を用いて解析した。
9. Cytokine Measurements TNF levels in brain tissue lysates were quantified using the LEGENDplex Mouse Inflammation Panel (13-plex) (BioLegend, 740150) according to the manufacturer's instructions. After analysis using a Gallios flow cytometer, the data were analyzed using LEGENDplex v8.0 software (BioLegend).
10.イムノブロット
 マウスから単離したニューロンを超音波処理し、1% Nonidet P-40 (ナカライテスク, 23640-94)、1 mM フェニルメチルスルフォニルフロリド (ナカライテスク, 27327-52)、プロテアーゼインヒビターカクテル(10 μg/mL アプロチニン(Sigma-Aldrich, A6012)、12.5 μg/mL アンチパインジヒドロクロライド (Sigma-Aldrich, A6191)、12.5 μg/mL キモスタチン(Sigma-Aldrich, C7268)、50 μg/mL ロイペプチントリフルオロアセテート (Sigma-Aldrich, L2023) 及び25 μg/mL ぺプスタチンA (Sigma-Aldrich, P4265)を含む)を含む溶解バッファー中に懸濁した。20,000×gで4℃、60分間遠心分離した後、上清中のタンパク質をNanoDrop 2000分光光度計 (Thermo Fisher Scientific) を用いて定量した。ライセートをドデシル硫酸ナトリウム(SDS)サンプルバッファーと混合し、95℃で5分間煮沸した。タンパク質ライセートを10% SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (PAGE) にて分離し、Block Ace (KAC Co. Ltd., UKB40) でブロッキングしたImmobilon-P PVDFメンブレン (Merck Millipore, IPVH20200) に転写し、以下の一次抗体と4℃で一晩インキュベートした。
 ウサギ抗RIPK1 (1:1,000, D94C12; Cell Signaling Technology, 3493)
 ウサギ抗RIP3 (1:1,000; ProSci Inc., 2283)
 ウサギ抗MLKL (1:1000, D6W1K; Cell Signaling Technology, 37705)
 ウサギ抗リン酸化MLKL (1:1000, D6E3G; Cell Signaling Technology, 37333) 
 ウサギ抗β-actin (1:3,000; 13E5, Cell Signaling Technology, 4970) 
次に、メンブレンをヒツジ抗ウサギIgG (1:10,000; Cytiva, NA935) と室温で40分間インキュベートした。免疫反応性のバンドをChemi-Lumi One Super (ナカライテスク, 02230-30) で染色し、LAS 1000発光画像解析装置 (富士フイルム) を用いて解析した。
Neurons isolated from mice were sonicated and suspended in lysis buffer containing 1% Nonidet P-40 (Nacalai Tesque, 23640-94), 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (Nacalai Tesque, 27327-52), and a protease inhibitor cocktail containing 10 μg/mL aprotinin (Sigma-Aldrich, A6012), 12.5 μg/mL antipain dihydrochloride (Sigma-Aldrich, A6191), 12.5 μg/mL chymostatin (Sigma-Aldrich, C7268), 50 μg/mL leupeptin trifluoroacetate (Sigma-Aldrich, L2023), and 25 μg/mL pepstatin A (Sigma-Aldrich, P4265). After centrifugation at 20,000 × g for 60 min at 4°C, proteins in the supernatant were quantified using a NanoDrop 2000 spectrophotometer (Thermo Fisher Scientific). The lysates were mixed with sodium dodecyl sulfate (SDS) sample buffer and boiled at 95°C for 5 min. Protein lysates were separated by 10% SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), transferred to Immobilon-P PVDF membranes (Merck Millipore, IPVH20200) blocked with Block Ace (KAC Co. Ltd., UKB40), and incubated overnight at 4°C with the following primary antibodies:
Rabbit anti-RIPK1 (1:1,000, D94C12; Cell Signaling Technology, 3493)
Rabbit anti-RIP3 (1:1,000; ProSci Inc., 2283)
Rabbit anti-MLKL (1:1000, D6W1K; Cell Signaling Technology, 37705)
Rabbit anti-phosphorylated MLKL (1:1000, D6E3G; Cell Signaling Technology, 37333)
Rabbit anti-β-actin (1:3,000; 13E5, Cell Signaling Technology, 4970)
The membrane was then incubated with sheep anti-rabbit IgG (1:10,000; Cytiva, NA935) for 40 min at room temperature. Immunoreactive bands were stained with Chemi-Lumi One Super (Nacalai Tesque, 02230-30) and analyzed using a LAS 1000 luminescence image analyzer (Fujifilm).
11.PS標識
 in vivo PS標識は既報に従って実施した。簡単に言うと、1 mM PSVue 643 (Molecular Targeting Technologies, P-1006) 1 μLを33-ゲージ Neurosシリンジ (Hamilton Company, 4015-63014) を用いてマウスの右側脳室内に注射した。次に、注射から24時間後にマウスをCO2窒息死させ、PBSで心灌流を行った。左大脳由来の脳細胞を非ニューロンビオチン抗体カクテルとストレプトアビジンPEを用いて染色した後、PIに再懸濁し、Galliosフローサイトメーターで解析した。得られたデータをFlowJoソフトウェアを用いて評価した。
11. PS labeling In vivo PS labeling was performed as previously described. Briefly, 1 μL of 1 mM PSVue 643 (Molecular Targeting Technologies, P-1006) was injected into the right lateral ventricle of mice using a 33-gauge Neuros syringe (Hamilton Company, 4015-63014). Mice were then killed by CO2 asphyxiation 24 h after injection and cardiac perfusion with PBS. Brain cells from the left cerebral cortex were stained with a non-neuronal biotin antibody cocktail and streptavidin PE, then resuspended in PI and analyzed on a Gallios flow cytometer. The obtained data were evaluated using FlowJo software.
12.薬物処理
 ミノサイクリン(Sigma-Aldrich, M9511) をPBS中に溶解し、100 mg/kgを生後10日目から毎日、マウスに腹腔内投与した。エタネルセプト (Pfizer) はPBS中に溶解し、33-ゲージ Neurosシリンジを用いて、5 mg/kg (2 μL) を生後10日目から1日おきに、脳室内注射により投与した。
Minocycline (Sigma-Aldrich, M9511) was dissolved in PBS and administered intraperitoneally to mice at 100 mg/kg daily from postnatal day 10. Etanercept (Pfizer) was dissolved in PBS and administered intracerebroventricularly at 5 mg/kg (2 μL) using a 33-gauge Neuros syringe every other day from postnatal day 10.
13.表現型評価
 立ち直り反射を、マウスが仰向けにされた後立位に戻るのに要した時間として測定した。立ち直り反射の消失は、60秒以内に起き上がること自体できないことと定義した。
 運動機能を評価すべく、マウスをWire Hanging Test Chamber (O'HARA & CO., LTD. WH-3002) の金網上に置き、反転させた。3回実施して落下するまでの時間を記録し、最長の時間を採用した。
 感覚機能を評価すべく、マウスを金網上に置き、von Freyフィラメント (Neuroscience, inc. 514000-20C) で、物理的刺激に反応してマウスが後肢を引くまで、後肢の中足底表面を刺激した。Up-down刺激法を用いて50%閾値を決定した。
13. Phenotypic Evaluation Righting reflex was measured as the time it took for mice to return to a standing position after being placed on their back. Loss of righting reflex was defined as the inability to right themselves within 60 s.
To evaluate the motor function, the mouse was placed on the wire mesh of a Wire Hanging Test Chamber (O'HARA & CO., LTD. WH-3002) and turned over. The time it took to fall was recorded three times, and the longest time was used.
To assess sensory function, mice were placed on a wire mesh and stimulated with von Frey filaments (Neuroscience, inc. 514000-20C) on the midplantar surface of the hind paw until the mouse withdrew its hind paw in response to the physical stimulus. The 50% threshold was determined using the up-down stimulation method.
14.細胞の定量
 自動閾値を適用して2値化された、定位固定法により同定された運動皮質の領域からの各マウスの3つの画像を用いて、NeuN+細胞及びFJC+細胞を定量し、ImageJのAnalyze Particle機能を用いて計算した。ミクログリアによるニューロンの貪食作用は、Orthogonal View又は3D Viewer plugin (https://imagej.net/plugins/3d-viewer/) を用いて可視化された、0.4 μm間隔で得られたZ-スタック画像を用いて解析した。
14. Cell quantification. Three images from each mouse from stereotaxically identified areas of the motor cortex, binarized by applying an automatic threshold, were used to quantify NeuN + and FJC + cells and were calculated using the Analyze Particle function in ImageJ. Phagocytosis of neurons by microglia was analyzed using Z-stack images acquired at 0.4 μm intervals, visualized using Orthogonal View or the 3D Viewer plugin (https://imagej.net/plugins/3d-viewer/).
15.統計解析
 データはGraphPad Prism v9.1.0ソフトウェア(GraphPad Software) を用いて解析した。対応のない両側Student t検定を用いて2群間の平均値を比較した。一元配置分散分析(ANOVA)後のTukey-Kramer検定を用いて多群間比較を行った。ログランク検定を用いて2群間のイベント時間分布を比較した。p値<0.05を統計学上有意とみなした。
15. Statistical Analysis Data were analyzed using GraphPad Prism v9.1.0 software (GraphPad Software). Mean values between two groups were compared using unpaired two-tailed Student's t-test. Multiple group comparisons were performed using one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey-Kramer test. Time-to-event distributions between two groups were compared using the log-rank test. A p-value <0.05 was considered statistically significant.
(結果)
<GDマウスではミクログリアは高度に活性化している>
 ゴーシェ病(GD)モデルマウスとして、神経系細胞特異的にGba遺伝子を欠損するコンディショナルノックアウトマウス(GbaΔNes)を樹立し、生後21日目の脳組織切片について、NeuN(ニューロン)、FJC(死ニューロン)及びIba1(ミクログリア)の発現を免疫組織化学染色により調べた。結果を図1に示す。野生型(WT)マウスと比べて、GDマウスでは脳の免疫細胞であるミクログリアが高度に活性化していることが明らかとなった。
(result)
<Microglia are highly activated in GD mice>
We established a conditional knockout mouse (Gba ΔNes ) that lacks the Gba gene specifically in neural cells as a Gaucher disease (GD) model mouse, and examined the expression of NeuN (neurons), FJC (dead neurons), and Iba1 (microglia) in brain tissue sections taken 21 days after birth by immunohistochemical staining. The results are shown in Figure 1. Compared to wild-type (WT) mice, it was revealed that microglia, which are immune cells in the brain, were highly activated in GD mice.
<β-GlcCerは直接ミクログリアを活性化する>
 GDで酵素欠損により蓄積するβ-GlcCerが直接ミクログリアを活性化するか否かを調べるために、WTマウス及びミクログリアにおけるβ-GlcCerの免疫受容体であるMincleを欠損するマウス(Mincle-/-)からそれぞれ調製した初代ミクログリアをβ-GlcCerで刺激し、Iba1陽性を指標に可視化してそのサイズを測定した。結果を図2に示す。Mincle依存性にミクログリアのサイズが増大することから、β-GlcCerは直接ミクログリアを活性化することが明らかとなった。
<β-GlcCer directly activates microglia>
To investigate whether β-GlcCer, which accumulates due to enzyme deficiency in GD, directly activates microglia, primary microglia prepared from WT mice and mice lacking Mincle, an immunoreceptor of β-GlcCer in microglia (Mincle -/- ), were stimulated with β-GlcCer and their size was measured by visualization using Iba1 positivity as an indicator. The results are shown in Figure 2. The increase in microglia size was Mincle-dependent, demonstrating that β-GlcCer directly activates microglia.
<ミクログリアはTNFを産生する>
 次に、WTマウス及びGDマウスの脳における、炎症性サイトカインであるTNFの発現レベルを、脳細胞のシングルセルRNA解析により調べた。結果を図3に示す。GDマウスにおいて活性化ミクログリアがTNFを高発現しており、実際に脳におけるTNF濃度も増加していた。
<Microglia produce TNF>
Next, we examined the expression levels of the inflammatory cytokine TNF in the brains of WT and GD mice by single-cell RNA analysis of brain cells. The results are shown in Figure 3. In GD mice, activated microglia highly expressed TNF, and the TNF concentration in the brain was actually increased.
<ストレスを受けた神経細胞は貪食シグナルを露出する>
 生後1、2及び3週目のWTマウス及びGDマウスから単離したニューロンにおける、ネクロトーシスに関与するタンパク質(RIPK1、RIPK3、MLKL)の活性化(リン酸化)を、ウェスタンブロットにより解析した。また、生後3週目の各マウスの左脳半球のフローサイトメーター解析により、貪食シグナルであるホスファチジルセリン(PS)を細胞膜表面に露出しているニューロンを検出した。その結果、GDマウスのニューロンは、病気が進行するにつれ、細胞内ストレス(necroptotic signature)が増加し、これに伴い貪食シグナルであるPSを細胞表面に露出することが明らかとなった(図4)。
<Stressed neurons expose phagocytosis signals>
Activation (phosphorylation) of proteins involved in necroptosis (RIPK1, RIPK3, MLKL) in neurons isolated from 1-, 2-, and 3-week-old WT and GD mice was analyzed by Western blot. In addition, flow cytometry analysis of the left hemisphere of each mouse at 3 weeks of age detected neurons exposing the phagocytosis signal phosphatidylserine (PS) on the cell membrane surface. As a result, it was revealed that as the disease progresses, intracellular stress (necroptotic signature) increases in neurons of GD mice, which in turn exposes the phagocytosis signal PS on the cell surface (Fig. 4).
<ミクログリアは生きた神経細胞を貪食している>
 そこで、活性化したミクログリアが、貪食シグナルを露出したGDニューロンを貪食しているかを、生後3週目のWTマウス及びGDマウスの脳組織切片を、ミクログリアマーカー(Iba1)ニューロンマーカー(NeuN)及び死ニューロンマーカー(FJC)について免疫祖組織化学染色を行って解析した。その結果、貪食シグナルを露出したGDマウスのニューロンは、活性化ミクログリアにより貪食されていることが観察された(図5)。特筆すべきことに、死細胞(FJC陽性)だけでなく、生きたニューロンも貪食されていた。
<Microglia phagocytose living nerve cells>
To examine whether activated microglia phagocytose GD neurons that express phagocytic signals, we performed immunohistochemical staining of brain tissue sections from 3-week-old WT and GD mice for the microglial marker Iba1, neuronal marker NeuN, and dead neuron marker FJC. As a result, we observed that neurons in GD mice that express phagocytic signals are phagocytosed by activated microglia (Figure 5). Notably, not only dead cells (FJC positive) but also live neurons were phagocytosed.
 以上より、これまでは神経細胞に蓄積したβ-GlcCerが引き起こす細胞内毒性により神経細胞死が起こり、神経症状に繋がると考えられてきたが、本発明により、β-GlcCerが直接ミクログリアを活性化し、産生されたTNFがニューロンにストレスを与え、ストレスを受けたニューロンが生きたままミクログリアに貪食され、最終的に神経症状に繋がるという、炎症病態が存在することが明らかとなった。同時に、従来の酵素補充療法とは異なる、新たな治療法の可能性が示唆された。  From the above, it has been thought that the intracellular toxicity caused by β-GlcCer accumulated in nerve cells leads to nerve cell death, which then leads to neurological symptoms. However, this invention has revealed that there exists an inflammatory condition in which β-GlcCer directly activates microglia, the TNF produced stresses neurons, and the stressed neurons are phagocytosed by microglia while still alive, ultimately leading to neurological symptoms. At the same time, the possibility of a new treatment method different from conventional enzyme replacement therapy has been suggested.
<ミノサイクリン、エタネルセプトはGDマウスに有効である>
 そこで、迅速な臨床応用を目指し、市販薬の中から炎症病態を標的とした薬剤を選択し、その効果を調べた。ミノサイクリンは種々の感染症に用いられる抗菌薬で、ミクログリアの活性化を抑制する作用が知られている。また、エタネルセプトは関節リウマチに適応のあるTNF阻害薬である。
 GDマウスにミノサイクリン又はエタネルセプトをそれぞれ単独で、あるいは併用で投与したところ、いずれの投与群においても、コントロール群と比較して有意にニューロンの変性が減少し、生存ニューロン数が増加した(図6)。
<Minocycline and etanercept are effective in GD mice>
Therefore, aiming for rapid clinical application, we selected drugs targeting inflammatory pathology from commercially available drugs and investigated their effects. Minocycline is an antibacterial drug used for various infections and is known to suppress the activation of microglia. Etanercept is a TNF inhibitor that is applicable to rheumatoid arthritis.
When GD mice were administered minocycline or etanercept, either alone or in combination, neuronal degeneration was significantly reduced and the number of surviving neurons was increased in all treatment groups compared to the control group (Figure 6).
<ミノサイクリン及びエタネルセプトの併用は特にGDマウスに有効である>
 立ち直り反射試験により、ミノサイクリン、エタネルセプトの単独又は併用投与の効果を調べた。その結果、いずれの投与群においても、コントロール群と比較して有意に運動症状が改善したが、併用投与は単独投与と比較して、より改善傾向にあることが示された(図7)。併用投与群では、コントロール群と比較して有意な生存期間の延長が認められた(図8)。
<The combination of minocycline and etanercept is particularly effective in GD mice>
The effects of minocycline and etanercept, either alone or in combination, were examined using a righting reflex test. As a result, motor symptoms improved significantly in both groups compared to the control group, but the combination group tended to show greater improvement compared to the single group (Figure 7). The combination group showed a significant increase in survival time compared to the control group (Figure 8).
<併用投与により神経機能に副作用は観察されなかった>
 ミクログリアの活性化とTNFシグナルは発生時期における正常な脳神経発達に必要であることが知られているので、WTマウスに対するミノサイクリンとエタネルセプトとの併用投与が運動機能及び感覚機能に及ぼす影響について試験した。その結果、併用投与により運動機能、感覚機能のいずれにも異常は認められなかった(図9)。
<No adverse effects on neurological function were observed with the combined administration>
Since microglial activation and TNF signaling are known to be necessary for normal brain development during development, we examined the effects of combined administration of minocycline and etanercept on motor and sensory functions in WT mice, and found no abnormalities in either motor or sensory functions (Figure 9).
<GD患者でもミクログリアによる貪食・TNF産生を認める>
 最後に、ミクログリア活性化とTNF産生を治療標的とする神経型GDの新規治療法がヒトにも適用し得るか否かを確認するために、神経型GD患者の脳組織切片を用いて、免疫組織化学染色を行った。その結果、神経型GD患者の脳組織においても、ミクログリアの活性化、TNF産生が認められた。
 以上より、ミノサイクリン、エタネルセプトの単独又は併用療法は、迅速に臨床応用可能な神経型GDの治療法となると考えられた。
<Microglia phagocytosis and TNF production observed in GD patients>
Finally, to confirm whether the novel treatment for neuronal GD targeting microglial activation and TNF production can be applied to humans, we performed immunohistochemical staining of brain tissue sections from patients with neuronal GD, and found that microglial activation and TNF production were observed in the brain tissue of patients with neuronal GD.
Based on the above, minocycline and etanercept, either alone or in combination, are considered to be a treatment for neurological GD that can be rapidly applied clinically.
 本出願は、2022年12月26日付で日本国に出願された特願2022-208678を基礎としており、ここで言及することにより、その内容の全てが本明細書に組み込まれるものである。 This application is based on Patent Application No. 2022-208678 filed in Japan on December 26, 2022, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
 本発明のミクログリア活性化阻害薬及び/又はTNF阻害薬を用いた医薬は、これまで有効な治療法がなく、きわめて予後不良であった神経型GDの神経症状の改善に有用である。特に、既存薬であるミノサイクリンとエタネルセプトを使用することにより、早期の臨床応用が可能となる。 The medicine using the microglia activation inhibitor and/or TNF inhibitor of the present invention is useful for improving the neurological symptoms of neurological GD, which has had no effective treatment and a very poor prognosis until now. In particular, the use of existing drugs minocycline and etanercept will enable early clinical application.

Claims (5)

  1.  ミクログリア活性化阻害薬、腫瘍壊死因子(TNF)阻害薬又はそれらの組み合わせを有効成分とする、神経型ゴーシェ病の予防及び/又は治療剤。 A preventive and/or therapeutic agent for neuronal Gaucher disease, the active ingredient of which is a microglial activation inhibitor, a tumor necrosis factor (TNF) inhibitor, or a combination thereof.
  2.  ミクログリア活性化阻害薬とTNF阻害薬とを組み合わせてなる、請求項1に記載の剤。 The agent according to claim 1, which is a combination of a microglial activation inhibitor and a TNF inhibitor.
  3.  ミクログリア活性化阻害薬が抗炎症作用を有するテトラサイクリン系抗生物質又はその誘導体である、請求項1又は2に記載の剤。 The agent according to claim 1 or 2, wherein the microglial activation inhibitor is a tetracycline antibiotic or a derivative thereof having an anti-inflammatory effect.
  4.  TNF阻害薬が、可溶性TNF受容体(sTNFR)、TNFに対する抗体、TNFに結合するアンタゴニスト、TNFの変異体もしくはフラグメント、TNF受容体に対する抗体、TNFの発現を阻害する物質からなる群より選択される、請求項1又は2に記載の剤。 The agent according to claim 1 or 2, wherein the TNF inhibitor is selected from the group consisting of a soluble TNF receptor (sTNFR), an antibody against TNF, an antagonist that binds to TNF, a mutant or fragment of TNF, an antibody against the TNF receptor, and a substance that inhibits the expression of TNF.
  5.  ミクログリア活性化阻害薬がミノサイクリンであり、TNF阻害薬がエタネルセプトである、請求項1又は2に記載の剤。 The agent according to claim 1 or 2, wherein the microglial activation inhibitor is minocycline and the TNF inhibitor is etanercept.
PCT/JP2023/046520 2022-12-26 2023-12-25 Prophylactic/therapeutic agent for neuronal gaucher disease WO2024143309A1 (en)

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