JP2013535507A

JP2013535507A - Ｇｇｆ２および使用方法

Info

Publication number: JP2013535507A
Application number: JP2013524248A
Authority: JP
Inventors: マシューウィテカー，; ジーンアール．ウラサール，
Original assignee: Georgetown University
Current assignee: Georgetown University
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-09-12
Also published as: EP2603221A4; EP2603221A2; WO2012021818A2; AU2011289218A1; US20130143805A1; WO2012021818A3; CA2845198A1

Abstract

本明細書に提供されるのは、ＧＧＦ２およびＧＧＦ２を含む組成物を用いた中枢神経系の損傷（例えば、脊髄損傷）の治療方法である。例えば、提供されるのは、対象の脊髄損傷の治療方法であって、対象に１ｍｇ／ｋｇ未満のＧＧＦ２を少なくとも１用量投与することを含む方法である。このほか提供されるのは、神経幹細胞の増殖を促進させる方法および血管再生を促進させる方法であって、ＧＧＦ２およびＧＧＦ２を含む組成物を用いる方法である。
【選択図】図５

Description

関連出願への相互参照
本願は、２０１０年８月１３日に出願された米国仮出願第６１／３７３，５４１号、２０１０年８月１８日に出願された米国仮出願第６１／３７４，７７７号、および２０１０年１１月１５日に出願された米国仮出願第６１／４１３，７６８号の利益を主張するものであり、この一連の仮出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。

連邦政府の資金による研究についての告知
本発明は、アメリカ合衆国国立衛生研究所が与えた助成金ＲＯＩ−ＮＳ３５６４７およびＴ３２ＮＳ０４１２１８に基づく政府支援により達成された。合衆国政府は、本発明に対して一定の権利を有する。

本明細書に提供されるのは、ＧＧＦ２およびＧＧＦ２を含む組成物を用いて脊髄損傷を治療する方法である。例えば、提供されるのは、対象の脊髄損傷を治療する方法であって、対象に１ｍｇ／ｋｇ未満のＧＧＦ２を少なくとも１用量投与することを含む方法である。また、グリア前駆細胞の増殖を促進させる方法であって、グリア前駆細胞をＧＧＦ２と接触させることを含む方法、および、対象の中枢神経系の損傷後に神経細胞の血管再生を促進させる方法であって、対象にＧＧＦ２を投与することを含む方法も提供される。

背景
米国では、毎年約１１，０００人が新たに脊髄損傷を発症する。このような症例の大部分は、椎骨からの圧力が脊髄を押しつぶし、神経細胞および繊維路に直接障害を引き起こす挫傷性損傷である。他の種類の中枢神経系損傷または障害としては、外傷性脳損傷、脳卒中、および他の種類の後天性脳損傷（例えば、疾患または外科手術によって引き起こされたもの）が挙げられる。米国では、毎年約１７０万人が外傷性脳損傷を受ける。この「一次的損傷」が引き金となって低酸素血症および炎症が発症し、これが、「二次的損傷」すなわちニューロンおよびグリアならびに損傷部位を通る繊維路の進行性破壊を引き起こす。

図１は、実験計画の概要を示す図である。動物は、Ｔ８〜Ｔ９に中等度の挫傷による脊髄損傷を受けている。損傷後１日目から７日間にわたり、１日１回薬物治療を実施した。ＢｒｄＵ（１７ｍｇ／ｋｇ）を、ラット試験では２日目、３日目、および４日目に、マウス試験では２日目、４日目、および７日目に投与した。週に１回、ラットに関しては複合行動スコア（ｃｏｍｂｉｎｅｄｂｅｈａｖｉｏｒａｌｓｃｏｒｅ）（ＣＢＳ）（Ｇａｌｅｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌ．８８：１２３−３４（１９８５））およびＢａｓｓｏ，Ｂｅａｔｔｉｅ，ａｎｄＢｒｅｓｎａｈａｎ（ＢＢＢ）（Ｂａｓｓｏｅｔａｌ．，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｔｒａｕｍａ１２：１−２１（１９９５））スコアに従って、またマウスの移動運動に関してはＢａｓｓｏＭｏｕｓｅＳｃａｌｅ（ＢＭＳ）に従って、機能回復を判定した（Ｂａｓｓｏｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｊ．Ｎｅｕｒｏｌ．１３９：２４４−５６（２００６））。図２Ａ〜２Ｃは、ラットの脊髄損傷後にＢｒｄＵで標識された細胞の表現型の分布を示す図である。脊髄損傷（ＳＣＩ）後７日目の損傷中心部に対して吻側および尾側２、３、および４ｍｍの位置にある腹内側白質（ＶＭＷＭ）を数えた。図２Ａは、脊髄損傷後にＧＧＦ２で１週間治療すると内因性細胞増殖が増大したことを示すヒストグラムである。この効果は、中心部から２ｍｍの切片に最も顕著に認められた。図２Ｂは、ＧＧＦ２および生理食塩水のいずれで治療されたラットでも、ＢｒｄＵ^＋細胞全体の約半数をＮＧ２^＋前駆体が占めたことを示すヒストグラムである。図２Ｃは、ＧＧＦ２による治療が腹内側白質のＢｒｄＵ^＋／ＯＸ４２^＋細胞の数に影響を及ぼさないことを示すヒストグラムである。＊治療群間の有意差；ＧＧＦ２；ｎ＝８；生理食塩水：ｎ＝８、２方向反復測定ＡＮＯＶＡ、チューキーのＨＳＤ、ｐ＜０．０５。図３Ａ〜３Ｂは、脊髄損傷後にＧＧＦ２治療ラット対生理食塩水治療ラットの機能回復を示す図である。ＢＢＢ行動試験（図３Ａ）もＣＢＳ行動試験（図３Ｂ）も共に、ＧＧＦ２治療ラットの方が機能回復の幅が大きいことを示している。オープンフィールド移動を評価するＢＢＢ（０＝麻痺、２１＝正常）は、脊髄損傷後２週目までに回復の差が認められたことを示している。後肢の知覚運動の全般的欠損を評価するＣＢＳ（１００＝麻痺、０＝正常）は、損傷後４週目までにＧＧＦ２治療群の機能的欠損が大幅に縮小したことを示している。＊指示時点での群間有意差；群ごとにｎ＝１１、２方向反復測定ＡＮＯＶＡ、チューキーのＨＳＤ、ｐ＜０．０５。図４Ａ〜４Ｃは、ＧＧＦ２治療ラット対生理食塩水治療ラットの脊髄の損傷後７日目（ｎ＝４／群）および４２日目（ｎ＝８／群）における組織学的な比較を示す図である。図４Ａは、両治療群とも７日目には試験されたすべての部位に類似の白質部が認められたことを示すヒストグラムである。図４Ｂは、４２日目には生理食塩水治療群よりＧＧＦ２治療群の方に多くの白質が、中心部ならびに中心部の１ｍｍ吻側および尾側に認められたことを示すヒストグラムである。＊ｐ＜０．０５対生理食塩水、２方向反復測定ＡＮＯＶＡ、チューキーのＨＳＤ。図４Ｃは、生理食塩水治療ラット（上パネル）対ＧＧＦ２治療ラット（下パネル）の脊髄の損傷中心部のエリオクロム染色の跡を示す画像であり、ＧＧＦ２治療ラットの白質の方が多く保存されていることが分かる。図５は、ＧＧＦ２またはＦＧＦ２＋ＧＧＦ２の全身投与が、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスの不完全な脊髄損傷からの機能回復を改善することを示すグラフである。バーは、平均±ＳＥＭを表す。２方向反復測定ＡＮＯＶＡ、チューキーのＨＳＤ、＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．００１対生理食塩水対照。図６Ａ〜６Ｅは、ＧＧＦ２で治療されたＣＮＰ−ＥＧＦＰトランスジェニックマウスの損傷後７日目に損傷中心部に残留する白質の共焦点画像である。図６Ａ〜６Ｃは、ＮＧ２およびＣＣ１に対して蛍光標識した部位の免疫組織化学的染色を示す図である。画像は、６０Ｘで撮影した。左向き矢印：ＥＧＦＰ⁻／ＮＧ２^＋細胞（図６Ａおよび６Ｃ）、右向き矢印：ＥＧＦＰ^＋／ＮＧ２^＋細胞（図６Ｃ）、上向き矢印：ＥＧＦＰ^＋／ＣＣ１^＋細胞（図６Ｂおよび６Ｃ）。スケールバー＝２０μｍ。図６Ｄは、代表的な損傷中心部のエリオクロム−シアニン染色画像であり、細胞計数部位を示す。生理食塩水治療群およびＧＧＦ２治療群を対象に、損傷中心部に保存された白質の左右腹外側部０．０２ｍｍ^２のＲＯＩ（関心領域）（灰色の囲み部）および中心部から２００μｍ吻側および尾側の切片の範囲内で計数された。スケールバー＝５００μｍ。図６Ｅは、ＧＧＦ２によって、損傷後７日目にはＮＧ２^＋細胞だけでなく非オリゴデンドロサイト系細胞（ＥＧＦＰ⁻／ＮＧ２^＋）も総数が増加し、さらにオリゴデンドロサイト系細胞（ＥＧＦＰ^＋）の総数増加が認められたことを示すヒストグラムである。＊ｐ＜０．０５、１方向ＡＮＯＶＡ、Ｂｏｎｆｅｒｏｎｎｉ事後試験。図７Ａ〜７Ｃは、ＣＮＰ−ＥＧＦＰトランスジェニックマウスに対して１週間にわたりＧＧＦ２を全身投与することにより、損傷中心部のＳｏｘ２^＋／ＥＧＦＰ^＋細胞数が増加することを示す図である。図７Ａは、ＧＧＦ２で治療したマウスの損傷後７日目における保存された白質の代表的な画像である。矢印：Ｓｏｘ２^＋／ＥＧＦＰ^＋細胞。スケールバー＝２０μｍ。図７Ｂおよび７Ｃは、生理食塩水治療群およびＧＧＦ２治療群の損傷中心部および中心部から２００μｍ吻側および尾側の切片の保存された白質および非白質の両方において計数した細胞のヒストグラムである。ＧＧＦ２療法は、Ｓｏｘ２を発現する細胞の総数には有意な影響を及ぼさなかったが（図７Ｂ）、損傷後７日目にＳｏｘ２を発現したオリゴデンドロサイト系細胞の数を増加させている（図７Ｃ）。バーは、平均±ＳＥＭを表す。カッコ内の数値は対象数を示す。＊ｐ＜０．０５対生理食塩水対照。スチューデントの検定。同上。図８Ａ〜８Ｃは、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスに対するＧＧＦ２またはＦＧＦ２＋ＧＧＦ２を用いた１週間にわたる全身療法が、損傷後２８日目の損傷中心部に保存された白質の成熟オリゴデンドロサイトの数を増加させたことを示す図である。損傷中心部ならびに中心部から２００μｍ吻側および尾側で、不偏立体解析学を用いてＣＣ１^＋細胞を計数した。図８Ａは、ＧＧＦ２治療対象の損傷中心部に保存された白質の代表的な画像である。矢印はＣＣ１^＋細胞を示す。図８Ｂは、ＧＧＦ２単独またはＦＧＦ２＋ＧＧＦ２を用いた治療が、残留白質の中心部の成熟オリゴデンドロサイトを増加させることを示すヒストグラムである。図８Ｃは、中心部の非白質の成熟オリゴデンドロサイト数には、いずれの薬物療法の効果も認められないことを示すヒストグラムである。バーは、平均±ＳＥＭを表す。＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．００１対生理食塩水対照、１方向ＡＮＯＶＡ、チューキーのＨＳＤ。図８Ｄ〜８Ｆは、１週間のＧＧＦ２療法によって、ＧＧＦ２療法の実施中に***していた細胞に由来する成熟オリゴデンドロサイトの数が増加することを示す図である。対象は、損傷後２、４、および７日目にＢｒｄＵの注射を受けている。損傷後２８日目に、損傷中心部および中心部から２００μｍ吻側および尾側でＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞を計数した。図８Ｄは、ＧＧＦ２治療対象の損傷中心部に保存された白質の代表的な画像であり、ＣＣ１およびＢｒｄＵの免疫染色を示す。矢印がＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞を示す。図８Ｅは、ＧＧＦ２療法がＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞の総数を増加させることを示すヒストグラムである。図８Ｆは、ＧＧＦ２療法が、脊髄損傷後１週間目に増殖中であった細胞に由来する損傷後２８日目の成熟オリゴデンドロサイトの総数を増加させることを示すヒストグラムである。バーは、平均±ＳＥＭを表す。カッコ内の数値は対象数を示す。＊＊ｐ＜０．０１対生理食塩水対照。スチューデントの検定。図９Ａ〜９Ｉは、ＧＧＦ２療法が、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスの損傷後２８日目における損傷中心部の保存された白質面積、ＰＬＰパーセンテージ領域、またはＮＦ２００^＋の軸索数に対しては影響を及ぼさないことを示す図である。図９Ａは、残留白質を定量するため損傷後２８日目に脊髄切片に実施されたエリオクロム染色の代表的な画像である。スケールバー：１００□ｍ。画像は、２．５Ｘの倍率で撮影し、ＮＩＨＩｍａｇｅＪソフトウェアを用いて分析した。閾値は、デジタル画像の濃淡値に基づきエリオクロム−シアニン陽性ピクセルを表示するように設定された。図９Ｂおよび９Ｃは、損傷後７日目（図９Ｂ）または２８日目（図９Ｃ）に検査した（１方向ＡＮＯＶＡ）いずれの部位においても、白質に対する薬物療法の有意な影響は認められなかったことを示すヒストグラムである。横線は、損傷のない対象（ｎ＝５）の白質面積平均値の範囲を示す。同上。図９Ｄは、図９Ａのエリオクロム染色切片に隣接する切片に対するＰＬＰ染色（中枢神経系ミエリンのマーカー）を示す図である。ＰＬＰ免疫蛍光染色を、損傷中心部および中心部から２００μｍ吻側および尾側の位置で測定した。図９Ｅおよび９Ｆは、生理食塩水で治療された対照と比較して、ＧＧＦ２療法が白質（図９Ｅ）または非白質（図９Ｆ）に対するＰＬＰ染色の面積割合に影響を及ぼさなかったことを示すヒストグラムである。（１方向ＡＮＯＶＡ、チューキーＨＳＤ）。同上。図９Ｇは、図９Ａのエリオクロム染色切片に隣接する切片に対するＮＦ２００染色を示す図である。染色中心部ならびに中心部から２００μｍ吻側および尾側の位置でＮＦ２００免疫蛍光染色を測定した。図９Ｈおよび９Ｉは、生理食塩水治療対照群と比較してＧＧＦ２療法が、白質（図９Ｈ）または非白質（図９Ｉ）に存在するＮＦ２００^＋軸索の数に影響を及ぼさなかったことを示すヒストグラムである。（１方向ＡＮＯＶＡ、チューキーＨＳＤ）。カッコ内の数値は対象数を示す。同上。図１０Ａ〜１０Ｆは、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスの損傷後２８日目の損傷部位におけるシュワン細胞の髄鞘形成が、ＧＧＦ２療法によって増大したことを示す図である。生理食塩水治療群およびＧＧＦ２治療群を対象に、損傷中心部ならびに中心部から２００μｍ吻側および尾側の切片の保存された白質および非白質の両方で、細胞を計数した。図１０Ａは、あるＧＧＦ２治療例の損傷後２８日目の損傷中心部の２０ｘタイルスキャンであり、Ｐ０（抹消神経系ミエリンのマーカー、左端）染色、ＣＮＰ−ＥＧＦＰ（中間左側）染色、およびＮＦ２００（中間右側）染色を、別々のパネルに示す図である。右端のパネルは、Ｐ０、ＣＮＰ−ＥＧＦＰ、およびＮＦ２００のパネルを融合したものである。図１０Ｂは、図１０Ａの融合画像の病変に位置する四角い囲みを、さらに高倍率で拡大したものであり、病変内のＰ０髄鞘形成軸索を示す図である。図１０Ｃは、図１０Ａの融合画像内の背側に位置する四角い囲みをさらに高倍率で拡大したものであり、背側白質のＰ０髄鞘形成軸索を示す図である。図１０Ｄは、ＧＧＦ２療法が損傷後２８日目のＰ０染色を、生理食塩水対照の場合より増大させることを示すヒストグラムである。またＧＧＦ２療法は、病変内（図１０Ｅ）および残留白質中（図１０Ｆ）のＰ０染色も増大させる。バーは、平均±ＳＥＭを表す。カッコ内の数値は対象数を示す。＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．００１対生理食塩水対照。スチューデントの検定。スケールバー：５０μｍ。同上。同上。図１１は、ＧＧＦ２療法が損傷後７日目の病変部位内の周細胞数を増加させることを示す図である。損傷後７日目のＮＧ２−ｄｓＲｅｄｘＣＮＰ−ＥＧＦＰダブルトランスジェニックマウスの脊髄切片を、血管マーカー（ラット抗ＣＤ３１）および周細胞マーカー（Ｒｂ抗ＰＤＧＦＲβ）に対する抗体で標識した。オリンパスのＦＶ３００レーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、４０Ｘで画像を撮影した。各対象に対し、０．０３ｍ^２の病変内関心領域２か所の周細胞を計数した。周細胞は、ＮＧ２^＋／ＰＤＧＦＲβ^＋でありかつＣＤ３１^＋血管に直接向き合う細胞と特徴付けた。また、病変境界および腹側外側の保存された白質でも、周細胞を計数した。ＧＧＦ２は、これらの領域の周細胞には効果を示さなかった。図１２は、ＧＧＦ２療法が損傷後７日目の病変部位内で、血管再生の一つの尺度であるＣＤ３１^＋染色量を増加させることを示す図である。損傷後７日目のＮＧ２−ｄｓＲｅｄｘＣＮＰ−ＥＧＦＰダブルトランスジェニックマウスの脊髄切片を、血管マーカーＣＤ３１（ラット抗ＣＤ３１）に対する抗体で標識した。それぞれの対象に対し、病変内で２か所に分かれたそれぞれ０．０３ｍｍ^２の関心領域の総ＣＤ３１^＋画素数を、ＮＩＨＩｍａｇｅＪソフトウェアを用いて定量した。またＣＤ３１^＋染色も、病変境界および腹側外側の保存された白質で定量した。ＧＧＦ２は、これらの領域のＣＤ３１^＋染色には効果を示さなかった。図１３は、ＧＧＦ２療法が、損傷後７日目の損傷中心部に近い非白質内のｐ７５^＋シュワン細胞前駆体数には影響を及ぼさないことを示す図である。またＧＧＦ２はｐ７５^＋染色に対し、全体（白質＋非白質）に対しても白質単独に対しても効果を示さなかった。損傷を受けたＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスの損傷中心部から＋／−０．８ｍｍの脊髄切片を、Ｒｂ抗ｐ７５抗体で染色した。Ｚｅｉｓｓの５１０ＬＳＭレーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、全脊髄切片の２０Ｘタイルスキャン画像を撮影した。ｐ７５^＋画素数を、ＮＩＨＩｍａｇｅＪソフトウェアを用いて定量した。ＧＧＦ２が、損傷後２８日の病変内中心部の末梢性ミエリンを増加させる（図１０）。理論によって制約されるつもりはないが、ｐ７５染色に対してＧＧＦ２が効果を示さないということは、ＧＧＦ２が、新たなシュワン細胞の増殖を誘発することより、むしろ既存のシュワン細胞が産生するミエリンの量を増やすことによって作用するという可能性を示唆している。

軸索の脱髄および異常な髄鞘再形成が、慢性の脊髄損傷（ＳＣＩ）および脳損傷のおもな病理学的帰結である。適切な髄鞘形成を欠く軸索は、活動電位を効率的に伝導することができない。例えば、成人の脊髄は、固有のグリア前駆細胞のプールを含有しており、これが増殖を加速させて脊髄損傷に自発的に反応する。全体を通じて、脊髄損傷を例として用いる。

脊髄損傷の実験モデルでは、衝撃を引き起こす初期損傷から２４時間以内に灰白質の大部分が破壊され、中心部の出血性病変を生じさせる。脊髄損傷後６週目までには、以前に灰白質があった場所に、残留白質の細い縁どりのある大きな空洞が生じる。組織の保存は損傷の重症度と直接関連しており、衝撃が軽度であれば損傷が不完全となり、保存された白質の縁取りが厚くなり、かつ対象は損傷部位の下に感覚および運動機能を保持する。重度の衝撃であれば完全な損傷が生じ、上行路および下行路がすべて破壊されて、病変の尾側には機能が残存しない。

脊髄損傷後２４時間目までには、中心部に保存された残留白質のオリゴデンドロサイトおよびアストロサイトの５０％が失われ、白質の初期病変の一因となる。損傷後は慢性的に、損傷部位の残留軸索が十分に固められていない薄いミエリンで有鞘化され、これが軸索周辺に大きな空間を残す。シグナル伝搬のために跳躍伝導に最も多く依存する径の大きい軸索の場合は病状が特に重症である。結果として生じる軸索の機能障害は、活動依存性栄養支持（ａｃｔｉｖｉｔｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｔｒｏｐｈｉｃｓｕｐｐｏｒｔ）の低下によって、軸索および神経の変性をもたらすことがある。

ＡＭＰ−Ａ／カイニン酸グルタミン酸受容体拮抗薬ＮＢＱＸを用いた治療を通じてオリゴデンドロサイトを保存することにより、白質の急性病理ならびに慢性的な白質減少および機能障害が有意に低下する。オリゴデンドロサイトの減少は、神経細胞の死と軸索虚脱とをもたらす可能性がある。さらに、オリゴデンドロサイトの移植が組織保存を向上させ、脊髄挫傷後の機能回復を有意に改善することが示されている。

アストロサイトとアストロサイトが提供する重要な機能の喪失はさらに、脊髄損傷後の病理の一因ともなる。アストロサイトには、イオンのホメオスタシスを維持し、細胞外グルタミン酸レベルを低下させることによって、病変の進行期間を短くすることが可能である。またアストロサイトは、神経防護作用によって損傷を改善し、グリア防護作用を誘発し、かつ髄鞘形成を促進する増殖因子も分泌する。

脱髄した脊髄にアストロサイトを移植すると、宿主オリゴデンドロサイトの白質路髄鞘再形成能力が向上した。移植研究のデータでは、脊髄損傷後にアストロサイトおよびデンドロサイトの数を増加させると、機能回復が改善することが示されている。移植術は、損傷したげっ歯類の中枢神経系に新たな細胞をうまく導入するために用いられてきた戦略であるが、この手法の臨床的応用には広く認められた問題点がある。損傷後の脆弱な脊髄に外科的処置を施すと、さらに合併症を引き起こす可能性がある（例えば、索状組織の機械的損傷、感染、および／または出血）。移植片−宿主の不適合が、特に血液と脳との境界に障害が起きているような索状組織の損傷では、問題となり得る。さらに、移植用の適切な組織の供給源に関しては、倫理上および法律上の懸念がある。移植に対する魅力的な代替手段は、内生前駆体の増殖を刺激して、脊髄損傷後に増殖する機能性成熟グリアを生じさせることである。

実験的脱髄では、生体ラット脊髄のレトロウイルス標識した前駆細胞が軸索を髄鞘再形成することが示されている。正常な生体の中枢神経系は、インビトロで増殖していくつもの神経表現型に分化し、インビボでオリゴデンドロサイトを成熟させることのできる固有のグリア前駆細胞のプールを含有している。これらの細胞は、ＮＧ２コンドロイチン硫酸プロテオグリカンの抗体で標識化し、その細長い形状と大部分が核で占められている小さな細胞体によって容易に区別される。ＢｒｄＵ標識化を用いて、損傷のないラットの脊髄ではこれらの細胞が***してコロニーを生ずることが示されている。

これらがＢｒｄＵ標識化の２４時間以内にＮＧ２を発現し、４週目までに成熟オリゴデンドロサイトへと分化する。脊髄損傷モデルでは、２４時間目までには局所のオリゴデンドロサイトおよびアストロサイトが５０％減少するにもかかわらず、成熟オリゴデンドロサイトおよびアストロサイトの密度は、損傷後６週目までに正常またはほぼ正常に戻る。

細胞密度の回復は、一部グリア前駆細胞の増殖によるものである。虚血性発作による損傷の後、グリア前駆細胞の密度は２日目までに増加し始め、そしてこの増加に伴い、早くも２週目にオリゴデンドロサイトおよびミエリンの密度が回復する。ＮＧ２^＋細胞の増殖は、脊髄損傷後１日目から８週間にわたって起きる。ＢｒｄＵ^＋／ＮＧ２^＋細胞の数に認められる増加に伴って１週間後にはＣＣ１^＋オリゴデンドロサイトの数が３倍に増加し、これらの前駆体が損傷した中枢神経系、例えば脊髄の細胞再生のおもな源となっていることを示している。内生前駆体およびその子孫が、損傷した脊髄の長期にわたる再増殖を助ける内生的な回復機序の一部であり得る。

ＧＧＦ２は、脊髄損傷に続くグリア前駆細胞の増殖をインビボで誘発するために用いられる。ＧＧＦ２は、グリア前駆細胞の増殖をインビトロで促進し、そのレベルは中枢神経系に対する損傷の１週間後、グリアの増殖が始まる際に著しく上昇する。

ＧＧＦは、ＮＲＧ−１遺伝子から選択的にスプライスされるタンパク質のニューレグリン科の一員である。最初はグリア細胞の増殖および分化を促進する能力のゆえに研究され、このためグリア増殖因子と命名されたＮＲＧ−１は、その後ＮＤＦ、ＡＲＩＡ、およびへレグリンなどの他の名称の下に分類されてきた。ＧＧＦは、グリア前駆細胞の増殖のひきがねとなり、培養オリゴデンドロサイトの表現型の転換を生じさせ、その有糸***状態への回帰をもたらす。培養グリア前駆細胞では、ＧＧＦが生存を推進し、増殖を促しつつ、細胞を未成熟の表現型に維持する。

多発性硬化症（ＭＳ）患者および皮質切断による損傷を受けた患者では、ＧＧＦ／ＮＲＧのレベルが上昇することが示されている。またＥｒｂＢ受容体（ＧＧＦ受容体のファミリ）のレベルも、閉鎖性頭部外傷、皮質切断による損傷、軸索切断術が引き起こしたワーラー変性、および多発性硬化症（ＭＳ）の後に上昇する。多発性硬化症の慢性再発性モデルでは、体外から投与されたＧＧＦ／ＮＲＧタンパク質が再発を遅らせ、自己免疫性の脱髄を少なくし、髄鞘再形成を促進させることができる。ＧＧＦ２は、脱髄した軸索を覆う助けとなるグリア前駆細胞の強力なマイトジェンである。

外傷性の脊髄損傷（ＳＣＩ）は、損傷部位の尾側の感覚運動機能の永久的な喪失を招く。最初の衝撃は多くの局所ニューロンおよびグリアを破壊するのに対して、細胞消失は機械的一次障害に限定されず、二次機構によって悪化する。中心部の保存された残留白質にあるオリゴデンドロサイトおよびアストロサイトの約５０％は、２４時間目までに消失する。アストロサイトの消失は、異常なイオンホメオスタシスの一因となり得るが、オリゴデンドロサイトが消失すると多発性硬化症にみられるように髄鞘形成が不十分となり、そのため軸索伝達の遅れが生じる。

この初期の細胞消失にもかかわらず、残留白質のオリゴデンドロサイトおよびアストロサイトは脊髄損傷後６週間までに対照のレベルまで戻る。細胞密度の回復は、生存グリア細胞の増殖に一部起因する。ブロモデオキシウリジン（ＢｒｄＵ）標識化試験は、中心部から４ｍｍ以内の細胞の増殖が、脊髄損傷後の週には有意に上方制御されたことを示している。このようなＢｒｄＵ標識化細胞は、脊髄損傷後６週間で認めることができ、ＣＣＩ^＋成熟オリゴデンドロサイトのほぼ６分の１を含む。

グリア前駆細胞に対するインビトロのマイトジェンであるＧＧＦ２は、損傷の直後に上方調節される。ＧＧＦ２は、オリゴデンドロサイトおよびシュワン細胞の膨張ならびにそれに続く髄鞘形成の軸索調節に発生学的に関与している。ＧＧＦ２は、グリア前駆体とオリゴデンドロサイトの強力なマイトジェンであり、損傷直後には損傷部位でリガンドと受容体（ｅｒｂＢ受容体）のレベルが上方調節される。脊髄損傷後３日目には、ＧＧＦ２のｍＲＮＡが吻側で著しく上昇する。挫傷を負わせた生体ラットから脊髄損傷後３日目に単離し、培養したＮＧ２^＋始原細胞に対し、組換え型ヒトＧＧＦ２（ｒｈＧＧＦ２）を添加すると、ＮＧ２＋細胞数が増加した。

脊髄損傷のような中枢神経系の損傷後の機能回復を向上させる治療的アプローチとしては、このような細胞の増殖を促進させて機能的成熟グリアを増やし、生存し再生する軸索の髄鞘形成を向上させることが挙げられる。本明細書に提供されるのは、ＧＧＦ２を用いて脊髄損傷を治療する方法およびＧＧＦ２を含む組成物である。例えば、提供されるのは、対象の脊髄損傷を治療する方法であって、１ｍｇ／ｋｇ未満のＧＧＦ２を少なくとも一用量分該対象に投与することを含む方法である。ＧＧＦ２およびＧＧＦ２を含む組成物は、本明細書において治療薬または薬剤と称される。

また本明細書にさらに提供されるのは、神経幹細胞（例えば、Ｓｏｘ２陽性幹細胞および）の増殖を促進させる方法であって、グリア前駆細胞をＧＧＦ２に接触させることを含む方法である。例えば、接触させるステップは複数回実施される。接触させるステップは、２、３、４、５、６、もしくは７日間にわたって毎日、または２、３、もしくは４週間にわたって少なくとも毎週実施することができる。任意で、接触ステップはインビトロまたはインビボで実施する。通常、接触ステップは中枢神経系の損傷から１日以内にインビボで実施する。任意で、該方法はさらに、神経幹細胞を、例えばＦＧＦ２のような第２の薬剤に接触させることを含む。任意で、第２の薬剤は、下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ペプチド（ＰＡＣＡＰ）またはプロラクチンではない。このインビトロ法は、移植用の細胞を作るために用いることができる。したがって、本明細書に提供されるのは、神経幹細胞、グリア前駆細胞またはその後代を対象に投与することによって対象の中枢神経系の損傷を治療する方法であり、細胞は本方法によって作られる。

また提供されるのはこのほか、対象の中枢神経系の損傷後の神経組織の血管再生を促進する方法であって、ＧＧＦ２を対象に投与することを含む方法である。ＧＧＦ２が媒介する周細胞の増加は、脊髄損傷後の血管再生を向上させて機能回復に寄与する。任意で、投与は損傷から１日以内に実施され、かつ任意で、複数の用量が投与される。例えば、ＧＧＦ２は、２、３、４、５、６、または７日間にわたり毎日投与され、かつ任意で、ＧＧＦ２は２、３、または４週間にわたって毎週投与される。この方法はさらに、例えばＦＧＦ２のような第２の薬剤を投与することを含むことができる。任意で、第２の薬剤は、下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ペプチド（ＰＡＣＡＰ）またはプロラクチンではない。

ＧＧＦ２は、本明細書に用いられる場合、神経グリア増殖因子２を指す。増殖作用を有するその類似体、変異体、およびイソ型を、本方法に用いることができる。ＧＧＦ２ポリペプチド配列、変異体、およびその断片をコードする核酸が開示される。これらの配列は、特定のタンパク質配列に関連するすべての縮重配列、すなわちある特定のタンパク質配列をコードする配列を有する全ての核酸のほかに、縮重核酸をはじめ、そのタンパク質配列の開示された変異体および誘導体をコードするすべての核酸をも含む。したがって、特定の核酸配列がひとつひとつ本明細書に完全に記載されることはないかもしれないが、実際には開示されたタンパク質配列を通じて、ありとあらゆる配列が本明細書に開示され、記載されていることが了解されている。

本明細書に用いられる場合、ペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質という用語は、ペプチド結合で結合された２つまたはそれ以上のアミノ酸で構成される分子を指すのに用いられる。ほかにもタンパク質、ペプチド、およびポリペプチドが、本明細書ではアミノ酸配列を指すために互換的に用いられる。本明細書では、ポリペプチドまたはタンパク質という用語が、その分子を構成するアミノ酸の特定の大きさまたは数を示唆するために用いられることはなく、かつ開示のポリペプチドが、アミノ酸残基を数個またはそれ以上含有し得ることを認識しなければならない。

断片を含めたすべてのペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質の場合と同じく、種々のＧＧＦ２ポリペプチドのアミノ酸配列に対して、当該ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質の性質または機能を変えない改良が加えられる可能性があることを了解しなければならない。このような改良には同類アミノ酸の置換が含まれ、以下に詳細に論じられる。

本明細書に記載されたポリペプチドは、所望の機能が維持される限り、さらに改良し、変化させることが可能である。例えば、所望の機能は、脊髄の髄鞘形成を増大させること、および／または脊髄損傷の１つ以上の症状に機能的改善を提供することである。

本明細書に開示された遺伝子およびタンパク質の任意の公知の改良体および誘導体、または生まれる可能性のある改良体および誘導体を定義するひとつの方法は、特定の公知の配列に対する同一性の観点から定義することである。具体的に開示されるのは、ＧＧＦ２および本明細書に提供される変異体に対して少なくとも７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９パーセントの同一性を有するポリペプチドである。当業者には、２つのポリペプチドの同一性を決定する方法がすぐに分かることであろう。例えば、同一性が最も高いレベルになるように２つの配列を整列させてから、同一性を算出することもできる。

同一性を算出する別の方法は、公表されたアルゴリズムによって実行することができる。配列の比較のための最適な整列は、ＳｍｉｔｈａｎｄＷａｔｅｒｍａｎ，Ａｄｖ．Ａｐｐｌ．Ｍａｔｈ２：４８２（１９８１）の局所同一性アルゴリズム（ｌｏｃａｌｉｄｅｎｔｉｔｙａｌｇｏｒｉｔｈｍ）によって、ＮｅｅｄｌｅｍａｎａｎｄＷｕｎｓｃｈ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．４８：４４３（１９７０）の同一性整列アルゴリズム（ｉｄｅｎｔｉｔｙａｌｉｇｎｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ）によって、ＰｅｒｓｏｎａｎｄＬｉｐｍａｎ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８５：２４４４（１９８８）の類似法の単球によって、これらのアルゴリズム（ＷｉｓｃｏｎｓｉｎＧｅｎｅｔｉｃｓＳｏｆｔｗａｒｅＰａｃｋａｇｅ，ＧｅｎｅｔｉｃｓＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒｏｕｐ，５７５ＳｃｉｅｎｃｅＤｒ．，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩの中のＧＡＰ，ＢＥＳＴＦＩＴ，ＦＡＳＴＡ，およびＴＦＡＳＴＡ）のコンピューターによる実行によって、または精査によって実施することができる。

核酸の場合、同じ種類の同一性は、例えばＺｕｋｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ２４４：４８−５２（１９８９）、Ｊａｅｇｅｒｅｔａｌ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８６：７７０６−１０（１９８９）、Ｊａｅｇｅｒｅｔａｌ，ＭｅｔｈｏｄｓＥｎｚｙｍｏｌ．１８３：２８１−３０６（１９８９）に開示されたアルゴリズムによって得ることができ、これらは少なくとも核酸の整列に関する資料については参照によって本明細書に組み込まれる。通常、これらの方法はいずれも用いることが可能であり、ある場合にはこの一連の多様な方法の結果が異なることもあることが理解されるが、当業者は、これらの方法の少なくとも１つを用いて同一性が認められれば、その配列は規定の同一性を有し、本明細書に開示するべきものと言えるであろうことを理解する。

タンパク質修飾には、アミノ酸配列の修飾が含まれる。アミノ酸配列の修飾は、対立遺伝子変異と同じく自然に生じることもあり（例えば、遺伝子多型によって）、環境の影響によって生じることもあり（例えば、紫外線への暴露によって）、または点突然変異体、欠失変異体、挿入変異体、および置換変異体の誘導などの人間の介入によって生じることもある（例えば、クローン化ＤＮＡ配列の突然変異生成によって）。このような修飾は、アミノ酸配列の変化を生じさせ、サイレント変異をもたらし、制限酵素認識部位を変更し、または他の特異的突然変異をもたらす可能性がある。アミノ酸配列の修飾は通常、置換修飾、挿入修飾、または欠失修飾の３つの種類のうちの１つ以上に分類される。挿入には、アミノおよび／または末端融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列内挿入などがある。挿入は通常、アミノまたはカルボキシル末端の融合の挿入より小さい挿入となり、例えば、１〜４残基程度である。欠失は、１つ以上のアミノ酸残基のタンパク質配列からの除去によって特徴づけられる。一般に、タンパク質分子内の任意の１部位で約２〜６残基以下が除去される。アミノ酸置換は、通常は単一残基の置換であるが、いくつもの異なる位置で同時に起こり得、挿入は、通常は約１〜１０アミノ酸残基ほどであり、欠失は、約１〜３０残基に及ぶ。欠失または挿入は、隣接する１対に行われ、つまり２残基の欠失または２残基の挿入となることが好ましい。置換、欠失、挿入、またはその任意の組み合わせを結合させて、最終構成体にすることができる。突然変異は、配列をリーディングフレームの外に配置してはならず、また好ましくは、二次的なｍＲＮＡ構造を生じさせる可能性のある相補的領域を生み出してはならない。置換修飾は、少なくとも１つの残基が除去され、その代わりに異なる残基が挿入されるもののことである。このような置換は、以下の表１に従って実施されることが多く、保存的置換と称される。

特異的アミノ酸置換をはじめとする修飾は、公知の方法によって行う。一例を挙げれば、タンパク質をコードするＤＮＡ内のヌクレオチドの部位特異的な突然変異誘発によって修飾が行われ、それによって修飾をコードするＤＮＡが作り出され、その後に組換え細胞培養においてそのＤＮＡが発現する。公知の配列を有するＤＮＡの所定の部位に置換変異を引き起こすための技術は周知であり、例えばＭ１３プライマー突然変異誘発およびＰＣＲ突然変異誘発などがある。

本明細書で提供されるのは、本ポリペプチドを含有する組成物、ならびに核酸分子および本明細書に記載の医薬的に許容し得る担体である。本明細書に提供される組成物は、インビトロまたはインビボの投与に好適である。医薬的に許容し得る担体とは、生物学的または他の面で有害ではない材料のことである。言い換えれば、その材料は、望ましくない生物学的作用を引き起こすことなく、またはそれを含有する医薬組成物の他の成分と有害な相互作用を生じることなく、対象に投与される。担体は、活性成分の劣化を最小限に抑え、対象に対する有害な副作用が最小となるように選択される。

好適な担体およびその配合物が、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：ＴｈｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，２^ｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，ＤａｖｉｄＢ．Ｔｒｏｙ，ｅｄ．，ＬｉｐｐｉｃｏｔｔＷｉｌｌｉａｍｓ＆Ｗｉｌｋｉｎｓ（２００５）に記載されている。一般に、配合物が等張となるように、適切な量の医薬的に許容し得る塩が配合物に用いられる。医薬的に許容し得る担体の例としては、滅菌水、生理食塩水、リンゲル液のような緩衝液、およびデキストロース溶液が挙げられるが、これに限定はされない。この溶液のｐＨは、通常約５〜約８、または約７〜約７．５である。他の担体としては、本免疫原性ポリペプチドを含有する疎水性固体ポリマーの半透性マトリックスのような徐放性調剤が挙げられる。マトリックスは、例えばフィルムなどの造形品、リポソーム、または微小粒子の形態である。例えば投与する組成物の投与経路や濃度などに応じて、いくつかの担体がいっそう好ましい場合もある。担体は、例えば小分子、ポリペプチド、および／または核酸分子など、その薬剤のヒトまたは他の対象への投与に好適なものである。

組成物は、局所治療が所望であるか、または全身治療が所望であるかに応じて、かつ治療する部位に応じて、いろいろな方法で投与される。組成物は、局所、経口、非経口、静脈内、関節内、腹腔内、筋肉内、皮下、腔内、経皮、肝内、頭蓋内、噴霧／吸入、髄腔内、硬膜下、または気管支鏡検査法を用いる装置によるなど、いくつかある投与経路のうちのいずれかで投与される。任意で、組成物は、経口吸入、鼻腔吸入、または鼻腔内粘膜投与によって投与される。吸入による組成物の投与は、噴霧または液滴による送達を用いて鼻または口を経由するものであってよく、例えば、エアロゾルの形態であり得る。任意で、いずれかの硬膜層および脊髄などの中枢神経系に投与を行う。

非経口投与のための製剤としては、滅菌した水性または非水性の溶液、懸濁液、および乳濁液が挙げられる。非水性溶剤の例としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油などの植物油、およびオレイン酸エチルなどの注射用の有機エステルが挙げられる。水性担体としては、水、アルコール性／水性溶液、乳濁液、または懸濁液が挙げられ、これには生理食塩水および緩衝媒質（ｂｕｆｆｅｒｅｄｍｅｄｉａ）が含まれる。非経口ビヒクルとしては、塩化ナトリウム溶液、リンゲルブドウ糖、ブドウ糖および塩化ナトリウム、乳酸加リンゲル、または固定油が挙げられる。静脈内ビヒクルとしては、栄養補充液、電解質補液（例えば、リンゲルブドウ糖を主成分とするものなど）などが挙げられる。保存料および他の添加物は、例えば抗菌剤、抗酸化剤、キレート剤、および不活性ガスなどが存在する。

局所投与のための配合物としては、軟膏、ローション、クリーム、ジェル、点滴剤、坐剤、スプレー、液体、および粉末が挙げられる。従来の医薬用担体、水性、粉末、または油性の基剤、増粘剤などが、状況に応じて必要または望ましい。

経口投与のための組成物としては、粉末または顆粒、水または非水性媒体中の懸濁液または溶液、カプセル、小袋、または錠剤が挙げられる。増粘剤、香味料、希釈剤、乳化剤、分散助剤、または結合剤が、任意で望ましい。

状況に応じて、核酸分子またはポリペプチドを、核酸分子またはポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクターによって投与する。例えば発現ベクターなどを用いて、インビトロまたはインビボのいずれかで細胞に核酸分子および／またはポリペプチドを送達するために用いることのできる組成物および方法がいくつもある。このような方法および組成物は、主としてウイルス系送達系統と非ウイルス系送達系統との２種類に分類することができる。このような方法は当技術分野で周知であり、本明細書に記載の組成物および方法と共に用いるために容易に調整することができる。

本明細書で用いる場合、プラスミドまたはウイルスベクターは、開示された核酸を劣化させることなく細胞に輸送する薬剤であり、核酸分子および／またはポリぺプチドをそれが送達される細胞内で発現させるプロモーターを含む。ウイルスベクターは、例えばアデノウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポリオウイルス、シンドビス、および他のＲＮＡウイルスであり、これらのウイルスのＨＩＢバックボーンを含む。このほか好ましいものとしては、これらのウイルスをベクターとしての使用に好適なものにしている性質を同じく持っている任意のウイルスファミリーも挙げられる。レトロウイルスベクターは、Ｃｏｆｆｉｎｅｔａｌ．，Ｒｅｔｒｏｖｉｒｕｓｅｓ，ＣｏｌｄＳｐｒｉｎｇＨａｒｂｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｙＰｒｅｓｓ（１９９７）に概要が記載されており、ベクターとそれを作る方法に関して参照により本明細書に組み込まれる。複製欠損アデノウイルスの創出については、すでに記載がある（Ｂｅｒｋｎｅｒｅｔａｌ，Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６１：１２１３−２０（１９８７）；Ｍａｓｓｉｅｅｔａｌ．Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．６：２８７２−８３（１９８６）；Ｈａｊ−Ａｈｍａｄｅｔａｌ，Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．５７：２６７−７４（１９８６）；Ｄａｖｉｄｓｏｎｅｔａｌ，Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６１：１２２６−３９（１９８７）；Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．ＢｉｏＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ１５：８６８−７２（１９９３））。これらのウイルスは感染した最初の細胞内で複製することができるが、新たな感染ウイルス粒子を形成することができないことから、そのベクターとしての利益および用途は、他の細胞型に広がることができる範囲に限定されていることである。組換えアデノウイルスは、気道上皮、肝細胞、脈管内皮、中枢神経系柔組織、および他のいろいろな組織部位に直接インビボ送達された後に高い効率を発揮することが示されている。他の有用な系統には、例えば複製型ワクシニアウイルスベクターおよび宿主が制限された非複製型ワクシニアウイルスベクターがある。

提供されるポリペプチドおよび／または核酸分子は、ウイルス様粒子を用いて送達することができる。ウイルス様粒子（ＶＬＰ）は、ウイルスの構造タンパク質に由来するウイルスタンパク質から成る。ウイルス様粒子を作製する方法は、例えば、ＧａｒｃｅａａｎｄＧｉｓｓｍａｎｎ，ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１５：５１３−７（２００４）に記載されている。

提供されるポリペプチドは、ウイルス成分の高密度体（ＤＢ）によって送達することができる。高密度体は、膜融合によってタンパク質を標的細胞内に輸送する。高密度体を作成および使用する方法は、例えば、Ｐｅｐｐｅｒｌ−Ｋｉｎｄｗｏｒｔｈｅｔａｌ，ＧｅｎｅＴｈｅｒａｐｙ１０：２７８−８４（２００３）。

提供されるポリペプチドは、外皮集合体によって送達することができる。外皮集合体を作成および使用する方法が、国際公開第ＷＯ２００６／１１０７２８に記載されている。

ウイルスに基づかない送達方法としては、核酸分子とポリペプチドをコードする核酸配列とを含む発現ベクターを挙げることができ、この核酸は、発現調節配列と操作可能に結合されている。好適なベクターバックボーンとしては、例えば、プラスミド、人工染色体、ＢＡＣ、ＹＡＣ、またはＰＡＣなどの当技術分野で日常的に用いられるものが挙げられる。多くのベクターおよび発現系が、Ｎｏｖａｇｅｎ（Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）、Ｃｌｏｎｅｔｅｃｈ（ＰａｌｏＡｌｔｏ，ＣＡ）、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ（ＬａＪｏｌｌａ，ＣＡ）、およびＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ／ＬｉｆｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）などの企業から市販されている。ベクターは、一般に１つ以上の調節領域を含有している。調節領域としては、制限されることなく、プロモーター配列、エンハンサー配列、応答配列、タンパク質認識部位、誘導配列、タンパク質結合配列、５‘および３’非翻訳領域（ＵＴＲ）、転写開始部位、収支配列、ポリアデニル化配列、およびイントロンが挙げられる。

哺乳類宿主細胞のベクターからの転写を調節する好ましいプロモーターは、さまざまな供給源、例えばポリオーマ、シミアンウイルス４０（ＳＶ４０）、アデノウイルス、レトロウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、そして最も好ましくはサイトメガロウイルス（ＣＭＶ）などのウイルスのゲノムから、または、異種哺乳類プロモーター、例えばβアクチンプロモーターまたはＥＦ１αプロモーターから、またはハイブリッドもしくはキメラプロモーター（例えば、βアクチンプロモーターに融合したサイトメガロウイルスプロモーター）から得てもよい。当然、宿主細胞または関連種に由来するプロモーターも本明細書では有用である。

エンハンサーは通常、転写開始部位から一定ではない距離で機能するＤＮＡの配列のことであり、転写単位に対して５′または３′のいずれかであり得る。また、エンハンサーは、イントロン内でもコード配列自体の中でもあり得る。通常は１０〜３００塩基対（ｂｐ）の長さであり、シスに機能する。エンハンサーは通常、近くのプロモーターからの転写を増大させるために機能する。またエンハンサーは、転写調節を仲介する応答配列も含有し得る。哺乳類の遺伝子に由来する多くのエンハンサー配列が公知であるが（グロビン、エラスターゼ、アルブミン、フェトプロテイン、およびインスリン）、真核細胞ウイルス由来のエンハンサーを一般的な発現に用いることが多い。好ましい例としては、複製起点の後発側のＳＶ４０エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後発側のポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーが挙げられる。

プロモーターおよび／またはエンハンサーは誘導することができる（例えば、化学的または物理的に調節されて）。化学的に調節されるプロモーターおよび／またはエンハンサーは、例えばアルコール、テトラサイクリン、ステロイド、または金属の存在によって調節することができる。物理的に調節されるプロモーターおよび／またはエンハンサーは、例えば温度や光のような環境因子によって調節することができる。状況に応じて、プロモーターおよび／またはエンハンサー領域は、構成的プロモーターおよび／またはエンハンサーとして作用して、転写される転写単位の領域の発現を最大化し得る。あるベクターでは、プロモーターおよび／またはエンハンサー領域が細胞型特異的に活性であり得る。任意で、あるベクターでは、細胞型とは無関係に、プロモーターおよび／またはエンハンサー領域がすべての真核細胞内で活性であり得る。この種の好ましいプロモーターは、ＣＭＶプロモーター、ＳＶ４０プロモーター、βアクチンプロモーター、ＥＦ１αプロモーター、およびレトロウイルスの末端反復配列（ＬＴＲ）である。

ベクターはまた、例えば複製起点および／またはマーカーを含み得る。マーカー遺伝子は細胞に、例えば抗生物質耐性などの選択可能な表現型を与えることができる。マーカー生成物は、ベクターが細胞に送達されたかどうか、また送達されたならすぐに発現されているかどうかを判定するために用いられる。哺乳類細胞のための選択可能なマーカーの例としては、ジヒドロ葉酸還元酵素（ＤＨＦＲ）、チミジンキナーゼ、ネオマイシン、ネオマイシン類似体Ｇ４１８，ハイグロマイシン、ピューロマイシン、およびブラストサイジンが挙げられる。このような選択可能なマーカーを首尾よく哺乳類宿主細胞に移したとき、形質転換した哺乳類宿主細胞は、選択圧下に置かれても生き残ることができる。他のマーカーの例としては、例えば大腸菌ｌａｃＺ遺伝子、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、および発光酵素が挙げられる。さらに、発現ベクターには、発現されたポリペプチドの操作または検出（例えば、精製または位置確認）を促進するためのタグ配列が含まれてよい。緑色蛍光タンパク質、グルタチオンＳ−トランフェラーゼ（ＧＳＴ）、ポリヒスチジン、ｃ−ｍｙｃ、ヘマグルチニン、またはＦＬＡＧ（商標）タグ（コダック、ニューヘイブン、ＣＴ）配列などのタグ配列は、コードされたポリペプチドとの融合として発現されることが多い。このようなタグは、カルボキシル末端またはアミノ末端のいずれかを含むポリペプチド内のどこにでも挿入することができる。

全体を通して用いられる対象は、脊椎動物、さらに具体的には哺乳類（例えば、ヒト、ウマ、ネコ、イヌ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ウサギ、ラット、およびモルモット）、鳥、は虫類、両生類、魚、および他の任意の動物であり得る。この用語は、特定の年齢または性別を表わさない。したがって、オスとメスとに拘らず、成体および新生の対象が含まれる。本明細書で用いられる場合、患者または対象は互換的に用いることができ、疾患または障害（例えば、脊髄損傷）を抱えた対象を指し得る。患者または対象という用語は、ヒトおよび動物の対象を含む。

疾患または障害を発症する危険性のある対象は、その疾患または障害に対して、例えば家族歴がある、またはその疾患または障害を引き起こす遺伝子に突然変異があるなどの遺伝的な傾向を持っている場合がある。現在疾患または障害を持つ対象は、その疾患または障害の１つまたは１つ以上の症状を持っていて、かつその疾患または障害の診断を受けている可能性がある。脊髄損傷を持つ対象は、外傷または手術をはじめとするいくつもの因子によって引き起こされた障害を含む可能性がある。脱髄疾患には多発性硬化症が含まれる。

本明細書に記載される方法及び薬剤は、予防的および治療的投与のいずれにも有用である。予防的投与には、本明細書に記載の薬剤の治療的有効量を発病前（例えば、脊髄損傷の明らかな兆候の前）、または初期の発症期間（例えば、脊髄損傷の最初の兆候および症状の直後）に対象に投与する。予防的投与は、例えば脊髄損傷に対する遺伝的素因があると診断された対象（例えば、形態異常または軟骨形成不全の場合）または脊髄損傷後の対象の予防処置に用いることができる。治療的投与は、脊髄損傷の診断または発症の後に、治療的有効量の薬剤を対象に投与することを含む。

本明細書に教示された方法によれば、対象は本薬剤の治療的有効量を投与される。有効量および有効投与量という用語は、互換的に用いられる。有効量という用語は、所望の生理学的応答を生じさせるために必要な任意の量として定義される。本薬剤を投与するための有効量およびスケジュールは実験によって決定することができるが、そのような決定をすることは当技術分野の技能の範囲内である。投与のための用量域は、疾患または障害の１つ以上の症状に影響を及ぼす（例えば、軽減または遅延）という所望の効果をもたらすのに十分な用量域である。用量は、好ましからざる交差反応、アナフィラキシー反応などの有害な副作用を実質的にもたらすほど高用量であってはならない。用量は一般に、年齢、状態、性別、疾患の種類、疾患もしくは障害の程度、投与経路、または投薬計画に他の薬物が含まれているかどうかによって異なり、当業者が決定することができる。なんらかの禁忌がある場合は、個々の医師が用量を調節することができる。用量は変えることができ、１日または数日間にわたって毎日、用量の投与を１回以上行うことができる。一定の種類の医薬品については、適切な用量を文献に見出すことができる。

任意で、１ｍｇ／ｋｇ未満の用量のＧＧＦ２、または１ｍｇ／ｋｇのＧＧＦ２を含む組成物を、患者に投与する。１ｍｇ／ｋｇ未満の用量としては、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、または１〜０ｍｇ／ｋｇの間の任意の量が挙げられる。この用量を１回投与してもよく、または数日間、数週間、または数年間にわたり１回以上繰り返してもよい。したがって、総投与量は１ｍｇ／ｋｇであり得る。任意で、１回以上投与される用量は０．８ｍｇ／ｋｇである。任意で、脊髄損傷の少なくとも２４時間後に用量を投与する。時間をかけて何回も用量を投与する場合は、任意で最初の用量を脊髄損傷から少なくとも２４時間後に投与する。最初の用量投与に続いて、さらなる用量を毎回ある程度の時間をおいて投与することができる。例えば、１ｍｇ／ｋｇ未満の用量を２日以上にわたって毎日対象に投与してもよく、その場合、日にちは任意で集中しているか、または任意で集中していない。日にちが集中していない場合、最初の投薬から任意の日数をあけた後に２回目の投薬を実施してもよい。１ｍｇ／ｋｇ未満の用量の後が、１ｍｇ／ｋｇ以上の用量であってもよい。

任意で、ＧＧＦ２またはその組成物は、例えばステロイド性および非ステロイド性抗炎症薬などの抗炎症薬をはじめとする他の薬剤と組み合わせて投与する。任意で、ステロイドはプレドニゾンである。

任意で、例えば脊髄損傷の場合であれば脊椎骨折を安定させるために、ＧＧＦ２を外科手術との併用で投与する。また脊髄の損傷または炎症が考えられる場合に、例えば椎弓切除述、脊椎固定術などをはじめとする脊髄手術と共に、ＧＧＦ２を予防的に用いることもできる。

１ｍｇ／ｋｇの用量より１ｍｇ／ｋｇ未満の用量の方が、例えば少ない副作用や少ない経費、および／または用量の最適化、および／またはＶ字形の用量反応曲線に基づく投与計画などの利点がある。

当業者は、疾患もしくは障害の重症度、または疾患もしくは障害のリスク、対象の年齢および体重などに基づいて、用量および投与様式を選択する。

本明細書に用いられる場合、治療、治療する、または治療することという用語は、疾患もしくは状態（例えば、脊髄損傷）の影響、または疾患もしくは障害の症状を少なくする方法を指す。したがって、開示された方法では、治療とは確定された疾患もしくは状態の重症度、または疾患もしくは状態の症状の１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、または１００％の軽減のことであり得る。例えば、対象の疾患の１つ以上の症状に対照と比べて１０％の軽減がみられれば、疾患の治療方法が治療と認められる。したがって、この軽減は、生来のレベルまたは対照のレベルと比較して１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％、または１０％〜１００％の間の任意の割合の軽減であり得る。治療が必ずしも疾患、状態、または疾患若しくは状態の症状の治癒または完全切除を意味しないことが了解されている。対象への投与の効果は、状態の症状の軽減、状態の重症度の軽減、または状態の完全切除という影響をもたらし得るが、これに限定はされない。

本明細書に用いる場合、疾患もしくは障害を予防する、予防すること、および予防という用語は、対象が疾患もしくは障害（例えば、脊髄損傷）の１つ以上の症状を示し始める前、またはそれと同時に発生し、疾患もしくは障害の１つ以上の症状の発現もしくは悪化を阻害もしくは遅延させる行動、例えば治療剤の投与を指す。本明細書に用いる場合、低下させる、軽減させる、または阻害するとの言及は、対照レベルと比較した場合の１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、またはそれ以上の変化を含む。このような用語は完全な除去を含み得るが、必ず含むとは限らない。

開示されるのは、開示された方法および組成物に用いることができるか、それと共に用いることができるか、その準備に用いることができるか、またはその産物である、材料、組成物、および成分である。これらの材料および他の材料が本明細書に開示されており、そしてこのような材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、グループなどが開示されるときに、これらの化合物の多様な組み合わせや置換の個々のものと集合体について触れた具体的な文献は明確に開示されていないかもしれないが、本明細書にはそれぞれが具体的に企図され、記載されていることが了解されている。例えば、ある方法が開示されて論じられ、その方法を含むいくつもの分子に対して実施し得るいくつもの変更が論じられる場合に、その方法のありとあらゆる組み合わせと置換、そして考え得る変更が、逆の記載のない限り具体的に企図される。同様に、これらのあらゆるサブセットまたは組み合わせも具体的に企図され、開示される。この考えは、本開示組成物を用いた方法の各ステップを含む本開示のすべての側面に当てはまるが、限定はされない。したがって、実施し得るさらなるステップがある場合は、このさらなるステップのひとつひとつが、本開示の方法のうちいずれの方法ステップまたはいずれの方法ステップの組み合わせとも、共に実施し得るものであり、またこのような組み合わせまたは組み合わせのサブセットの各々が具体的に企図されており、開示されたと考えるべきものであることが了解される。

本明細書に引用した刊行物、および引用の目的たる資料は、参照することによりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

実施例１
軸索の脱髄および異常な髄鞘再形成が、慢性の脊髄損傷（ＳＣＩ）のおもな病理的帰結である。適切な髄鞘形成を欠く軸索は、活動電位を効率的に伝導することができない。適切な伝導の再建が、損傷部位の下部の機能改善をもたらす。成体の脊髄は、増殖の増大によって自発的に脊髄損傷に応答する内生のグリア前駆細胞のプールを含有する。脊髄損傷後の機能回復を向上させるための治療的手法としては、これらの細胞の増殖を促進させてより機能的な成熟グリアを生じさせ、生存し、再生する軸索の髄鞘形成をもたらすことが挙げられる。塩基性繊維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ２）およびグリア増殖因子２（ＧＧＦ２）は、脊髄損傷後に上方調節され、オリゴデンドロサイトの生成を促進することがインビトロおよびインビボの両モデル系で確認された２つのマイトジェンである。これらの因子は、マウスの脊髄損傷モデルの長期的な機能回復をインビボで促進するのに用いることができる。

図１に概要を示す通り、成体マウスに対し、ＩｎｆｉｎｉｔｅＨｏｒｉｚｏｎｓ損傷装置（６０ｋｄｙｎｆｏｒｃｅ）を用いて、第９胸椎（Ｔ９）に標準化された不完全な挫傷性脊髄損傷を施した。この損傷マウス（群ごとにｎ＝１１）に対し、損傷後１日目から７日間にわたり、ＦＧＦ２（０．０２ｍｇ／ｋｇ、皮下）、ＧＧＦ１（０．８ｍｇ／ｋｇ、皮下）、ＦＧＦ２＋ＧＧＦ２の組み合わせ、または生理食塩水単独を、１日１回注射した。

損傷後１、７、１４、２１、および２８日目に、ＢａｓｓｏＭｏｕｓｅＳｃａｌｅ（ＢＭＳ）のオープンフィールド歩行スケールを用いて、後肢の機能回復を評価した。図５に示す通り、ＦＧＦ２＋ＧＧＦ２またはＧＧＦ２単独による治療は、生理食塩水で治療した対照群に対してＢＭＳスコアの有意な改善をもたらした。損傷後２８日目に、組織学的評価のために脊髄を取り出した。エリオクロム−シアニン染色（図９Ｃ）による測定では、保存された白質部に増殖因子治療の有意な影響は認められなかった。

さらなる分析用に、生理食塩水治療マウス（ｎ＝５）およびＧＧＦ２治療マウス（ｎ＝５）から、脊髄の代表的なサブセットを選択した。ＮＦ２００染色を用いた軸索数の推定では、治療群の間に有意差は認められなかった（図９Ｉ）。しかしながら、ＣＣ１免疫染色の立体解析学的評価により測定したところ、ＧＧＦ２またはＦＧＦ２＋ＧＧＦ２で治療を受けたマウスの損傷中心部には、成熟オリゴデンドロサイト数に有意な増加が認められた（図８Ｂ）。したがって、不完全な挫傷性脊髄損傷のＦＧＦ２＋ＧＧＦ２による治療の遅延（損傷後１日目）が、消失したオリゴデンドロサイトの置換を促進して脊髄損傷からの長期的な機能回復を促進し、脊髄損傷の治療戦略としての内在的回復機構の向上を支持している。さらに具体的には、ＧＧＦ２での治療が、後肢の運動機能のための下行路を含む関心領域（ＲＯＩ）である外腹側白質のオリゴデンドロサイトの総数を、脊髄損傷後に慢性的に増加させる。脊髄損傷後７日目までにオリゴデンドロサイトの増殖が増大することに加えて、ＧＧＦ２による治療が、血管に関連するＰＤＧＦ受容体β発現周細胞などの他のＮＧ２発現細胞を有意に増加させる。また、ＧＧＦ２による治療は、Ｓｏｘ２陽性神経幹細胞の数を増加させる。

実施例２
０．８ｍｇ／ｋｇの用量のＧＧＦ２単独での治療は、脊髄損傷後の回復を著しく強化するのに有効であった。図５に示す通り、損傷後１週間目から４週間目にかけて、オープンフィールド歩行が著しく改善された。ＧＧＦ２は、ＦＧＦ２＋ＧＧＦ２の組み合わせと同程度に有効であった。図９Ｃに示す通り、ＧＧＦ２による治療は、損傷後４週間目の保存された白質部には著しい影響を及ぼさなかった。しかしながら、白質の成熟オリゴデンドロサイトの総数が、ビヒクル（生理食塩水）治療対照群の総数の２倍以上に増加した（図８Ｂ）。保存された白質の最初の成熟オリゴデンドロサイトの約半数が、脊髄損傷後２４時間のうちに消失したことを以前の研究が示しているように、０．８ｍｇ／ｋｇのＧＧＦ２単独での治療を脊髄損傷後２４時間目に開始すると、置換オリゴデンドロサイトの産生を促すのにきわめて有効であることを結果が示している。このような細胞は、図８Ｂに示す通り、軸索の髄鞘形成に重要であり、そのため軸索機能を強化し、脊髄損傷からの機能回復を促進させる。

材料および方法
脊髄損傷（ＳＣＩ）。重量２２５〜３００ｇの雌のＳＤラット（ＺｉｖｉｃＭｉｌｌｅｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．；Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）に対し、手術を実施した。抱水クロラールでラットに麻酔をかけ（３６０ｍｇ／ｋｇ腹腔内）、第８胸椎（Ｔ８）のレベルで椎弓切除を実施して硬膜輪を露出した。露出した硬膜上に配置した囲い込みの上に、２．５ｃｍの高さから１０ｇの重りを落下させることによって、挫傷を作り出した（Ｗｒａｔｈａｌｌｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌ．８８：１０８−２２（１９８５））。オリゴデンドロサイト系統の全ての細胞が改良されている緑色蛍光タンパク質を発現する成体ＣＮＰ−ＥＧＦＰ（Ｙｕａｎｅｔａｌ．，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．Ｒｅｓ．７０：５２９−４５（２００２））雌マウス（１５〜２０ｇ）をアベルチン（２，２，２−トリブロモエタノール、０．４〜０．６ｍｇ／ｋｇ）で麻酔し、第９胸椎に椎弓切除術を実施して、椎骨の脊髄上に重なる部分を除去し、硬膜輪を露出した。脊柱は、第７胸椎および第１０胸椎に横断クランプを用いて、外側突起を経由して安定させた。６０ｋｄｙｎの力を有するＩｎｆｉｎｉｔｅＨｏｒｉｚｏｎ（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ＦａｉｒｆａｘＳｔａｔｉｏｎ，ＶＡ）脊髄インパクターを用いて、中等度の挫傷性損傷を作り出した（Ｎｉｓｈｉｅｔａｌ．，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｔｒａｍａ２４：６７４−８９（２００７））。脊髄損傷後、ラットおよびマウスを吸収性の高い床敷きの上にとどめ、反射膀胱が得られるまでその膀胱を１日２回手で絞り出した（脊髄損傷後７〜１４日）。ラットおよびマウスの行動を検査して、挫傷後２４時間で損傷を確認した。次に、無作為化ブロック実験デザインに従って、動物を治療群に割り付けた。

薬物治療。組換え型ヒトグリア増殖因子２（ＧＧＦ２）はＡｃｏｒｄａＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ（Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，ＮＹ）によって提供され、繊維芽細胞増殖因子は（ＦＧＦ２）はＰｅｐｒｏｔｅｃｈ（ＲｏｃｋｙＨｉｌｌ，ＮＪ）から得た。薬物を、図１に示す通り、脊髄損傷後１日目〜７日目にわたり１日１回、滅菌生理食塩水に溶解させて皮下投与した。ラットには１ｍｇ／ｋｇのＧＧＦ２を、マウスはＦＧＦ２（０．０２ｍｇ／ｋｇ）、ＧＧＦ２（０．８ｍｇ／ｋｇ）、またはＦＧＦ２（０．０２ｍｇ／ｋｇ）＋ＧＧＦ２（０．８ｍｇ／ｋｇ）を投与した。ビヒクル対照、生理食塩水を投与した。

行動実験。損傷後１日目およびその後６週間目まで毎週、Ｂａｓｓｏ，ＢｅａｔｉｅａｎｄＢｒｅｓｎａｈａｎ（ＢＢＢ）オープンフィールド拡大運動スコアを用いて後肢の運動の回復を評価した（Ｂａｓｓｏｅｔａｌ．，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｔｒａｕｍａ１２：１−２１（１９９５））。テストは０〜２１の評定尺度法であり、後肢が完全に麻痺した動物を０、歩行運動が正常な動物を２１と評価する。またラットに対しても、オープンフィールド歩行運動（運動スコア）；後肢伸展、痛み、および圧迫に対する屈筋反射；着地（ｆｏｏｔｐｌａｃｉｎｇ）、足指拡大（ｔｏｅｓｐｒｅａｄ）、および立ち直り反射；斜面上の位置の維持、ならびに水泳をはじめ、後肢運動感覚機能の回復を判定する一連のテストによる評価を実施した。これらのテストの結果は、複合行動スコア（ＣｏｍｂｉｎｅｄＢｅｈａｖｉｏｒａｌＳｃｏｒｅ）｛ＣＢＳ（Ｇａｌｅｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏ．８８：１２３３４（１９８５））｝として報告されている。すべてのテストで異常が認められた完全麻痺のラットは１００と評点され、機能の正常なラットは０の評価を受けた。いずれのラットも、治療群が知らされることなくテストされた。

マウスに対しては、損傷後１日目およびその後４週目まで毎週、移動運動のためのＢａｓｓｏマウススケール（ＢＭＳ）を用いて、オープンフィールド移動運動での後肢機能をテストを実施した（Ｂａｓｓｏｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ１３９：２４４−５６（１９９６））。この評定尺度は０〜９の範囲にわたり、０の評点は後肢の動きがない状態を表し、９の評点は組織的な体重のかかる移動運動で正常に用いられている状態を表す。行動実験は、すべての一次データが回収され、分析されるまでは治療群を知らされない治験責任医師によって実施された。

病理組織学的検査のための組織の潅流および調製。損傷後の指定された時期に、対象に麻酔を実施し、リン酸緩衝生理食塩水およびそれに続く４％緩衝パラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）で心臓全体の（ｔｒａｎｓｃａｒｄｉａｌｌｙ）潅流を実施した。脊髄を除去し、ＰＦＡ中に一晩後固定し（ｐｏｓｔｆｉｘｅｄ）、ショ糖密度勾配中（１０％ショ糖中に１時間、１５％ショ糖中に１時間、２０％ショ糖中に１時間、および３０％ショ糖中に一晩）低温保存した。損傷中心部の中央の脊髄切片を除去し、ＯＣＴ化合物（Ｔｉｓｓｕｅ−Ｔｅｋ（登録商標）；ＳａｋｕｒａＦｉｎｅｔｅｋＵＳＡ，Ｉｎｃ．；Ｔｏｒｒａｎｃｅ，ＣＡ）中に埋め込み、−２０℃で保存した。一続きの２０μｍの冠状切片を切り取り、スライドを−２０℃で保存した。組織形態を評価し、脊髄ひとつひとつに対して損傷中心部の位置を判定するために、代表的なスライドをエリオクロム−シアニンで染色してミエリンを標識した（Ｇｒｏｓｓｍａｎｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ１６８：２７３−８２（２００１））。

白質の保存。損傷中心部でも中心部から吻側および尾側の箇所でも、エリオクロム−シアニンで染色された総面積を定量することによって残留白質部を算出した。２．５Ｘの倍率で画像を撮影し、ＮＩＨＩｍａｇｅＪソフトウェアを用いて分析した。８ビット画像ひとつひとつの閾値レベルを設定してエリオクロム陽性の画素だけを表示し、各切片の合計エリオクロム陽性面積を算出した。

免疫組織化学。損傷中心部から吻側および尾側へ指定された距離にある脊髄切片に対し、免疫組織化学を実施した。スライドを室温まで１時間にわたって平衡化させた後、１０％緩衝ホルマリンとともに１０分間インキュベートした。切片をＰＢＳで洗浄し、０．３％Ｈ_２Ｏ_２とともに３０分間インキュベートして、内因性ペルオキシダーゼ活性を抑えた。ミエリンタンパク質Ｐ０およびプロテオリピドタンパク質（ＰＬＰ）を染色するため、スライドをアルコール勾配に供して断片から脂質を除去した。次に、スライドをＰＢＳですすぎ、ＰＢＳ中１０％血清＋０．３％トリトンＸ−１００で１時間ブロックした。次に、断片を一時抗体とともに４℃で一晩インキュベートした（表２）。ＡＰＣ｛ＣＣ１｝（Ａｂｃａｍ；Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）、ＯＸ４２（Ｓｅｒｏｔｅｃ）、およびＢｒｄＵ（ＢＤＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ；ＦｒａｎｋｌｉｎＬａｋｅｓ，ＮＪ）に対する一次抗体は、マウス中に育てたモノクローナルである。ＮＧ２（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ；Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）、Ｓｏｘ２（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）、およびＮＦ２００（Ｓｉｇｍａ；Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）に対する一次抗体は、ウサギ中に育てたポリクローナルである。Ｐ０およびＰＬＰに対する一次抗体は、ニワトリ中に育てたポリクローナルである（ＡｖｅｓＬａｂｓ，Ｉｎｃ．；Ｔｉｇａｒｄ，ＯＲ）。スライドをＰＢＳで洗浄し、二次抗体とともに室温で１時間インキュベートした。ＰＢＳ＋１％血清および０．３％トリトンＸ−１００中で希釈したマウス、ウサギ、またはニワトリ免疫グロブリン（ＪａｃｋｓｏｎＩｍｍｕｎｏｒｅｓｅａｒｃｈ；ＷｅｓｔＧｒｏｖｅ，ＰＡ）を標的とするＣｙ３−抱合型および／またはＣｙ５抱合型ヤギ二次抗体を用いて、蛍光免疫組織化学を実施した。最後に、スライドを洗浄し、ＤＡＰＩ（ＶｅｃｔｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ；Ｂｕｒｌｉｎｇａｍｅ，ＣＡ）を入れたＶｅｃｔａｓｈｉｅｌｄを搭載した。ビオチン化ヤギ抗マウス二次抗体（ＶｅｃｔｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、続いてアビジン−ビオチンペルオキシダーゼ複合体（ＡＢＣＥｌｉｔｅ，ＶｅｃｔｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）を用いてスライドをインキュベートすることにより、免疫ペルオキシダーゼ染色を実施した。スライドを洗浄し、次にニッケルを強化した３，３‘ジアミノベンジジン（ＤＡＢ）（ＶｅｃｔｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）を適用し、黒色の反応生成物を得た。続いてスライドを乾燥させ、Ｐｅｒｍｏｕｎｔを搭載した。すべての免疫組織学的染色実験を、適切な陽性対照組織および二次のみの陰性対照とともに実施した。

細胞増殖試験。ラットおよびマウスに対し、複数の時点（結果に明記）でブロモデオキシウリジン（ＢｒｄＵ，１７ｍｇ／ｋｇ）の腹腔内注射を実施して、損傷後１週目に有糸***のＳ期にある細胞を標識した。脊髄中のＢｒｄＵを検出するため、１０％ホルマリンで切片を処理し、ＰＢＳで洗浄し、続いて３７℃で２５分間にわたり２ＭのＨＣｌで処理した。次に、０．１Ｍのホウ酸塩緩衝剤（ｐＨ８．５）を用いて組織を１０分間中和した。切片をＰＢＳで洗浄し、０．３％Ｈ_２Ｏ_２で内因性ペルオキシダーゼを失活させ、続いて２０％血清中で１時間ブロックした。次に、室温で１時間にわたり、マウス抗ＢｒｄＵ抗体（ＢＤＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）で組織をインキュベートした。ＢｒｄＵ陽性細胞は、上述した通り、ビオチン化ヤギ抗マウス二次（抗体）、続いてアビジンビオチンペルオキシダーゼ複合体、次にＤＡＢ染色を用いて検出した。

損傷後１週目に（ＢｒｄＵ暴露の期間）組織中に慢性的に生じた成熟オリゴデンドロサイトを同定するために、染色した切片を洗浄し、２０％血清中で３０分間ブロックした。次に、マウス抗ＡＰＣ｛ＣＣ１｝（Ａｂｃａｍ）とともに室温で１時間インキュベートした。ビオチン化ヤギ抗マウス二次抗体（ＶｅｃｔｏｒＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、続いてＶｅｃｔｏｒＡＢＣＥｌｉｔｅおよびＶｅｃｔｏｒＮｏｖａＲｅｄ色原体を適用して、赤／茶色の反応生成物を得た。

不偏立体解析学。ＣＣ１ ^＋細胞：２８日マウス試験からの代表的な対象（ＢＭＳスコアに基づくもの）５体を各治療群から選択し、不偏立体解析学を用いて成熟オリゴデンドロサイト（ＣＣ１^＋細胞）を定量した。動物１体ごとに、２００ｇｍの間隔で損傷部位の中心に位置する３つの切片を組み入れて、ＳｔｅｒｅｏＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｏｒソフトウェア（ＭＢＦＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅ；Ｗｉｌｌｉｓｔｏｎ，ＶＴ）を使用した光学分留装置方式を用いて計数した。一次抗体としてＭｓｘＡＰＣ（ＣＣ１）を、色原体としてＤＡＢを使用した免疫ペルオキシダーゼ法を用いて切片を染色した。切片にクレシルバイオレットで対比染色を実施して、核が目に見えるようにした。保存された白質および非白質の外形を示す輪郭を、隣接する切片のエリオクロム染色に基づいて、ひとつひとつの切片に描き出した。１８０ｇｍｘ１８０ｇｍの正方形で構成される試料用グリッドを、各切片の上にかぶせた。計算グリッドの各正方形内にある４５ｇｍｘ４５ｇｍの計算盤の中で、１００倍で細胞を計数した。これらのパラメーターは、ＣＣ１^＋細胞数のＣＥ値が＜０．１０となるように定めた。各切片の保存された白質および非白質の全体にわたり、ＣＣ１^＋成熟オリゴデンドロサイトを計数した。

ＣＣ１ ^＋／ＢｒｄＵ ^＋細胞：ＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞の計数試験には、ＣＣ１^＋細胞計数試験に用いられた切片に隣接する切片を用いた。ＳｔｅｒｅｏＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｏｒソフトウェアに支援された光学分留装置を用いて計数するために、動物１体ごとに、２００ｇｍの間隔を置いて損傷部位の中心に位置する３つの切片を組み入れた。上述した方法で、切片を染色した。１４０ｇｍｘ１４０ｇｍの正方形で構成される試料用グリッドを、各切片の上に置いた。係数グリッドの各正方形内にある６０ｇｍｘ６０ｇｍの計数盤の中で、１００Ｘで細胞を計数した。二重標識されたＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞は、黒いＢｒｄＵ^＋核の少なくとも４分の３が、ＣＣ１を表す赤／茶色の染色で囲まれている場合にだけ計数した。

関心領域の計数（ラット）。以前の研究が示す通り（Ｇｒｏｓｓｍａｎｅｔａｌ．，Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ１６８：２７３−８２（２００１）；ＲｏｓｅｎｂｅｒｇａｎｄＷｒａｔｈａｌｌ，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．Ｒｅｓ．６６：１９１−２０２（２００１）；ＺａｉａｎｄＷｒａｔｈａｌｌ，Ｇｌｉａ５０：２４７−５７（２００５））、損傷中心部の吻側および尾側の規定位置にある残留白質の腹側正中領域に位置する特定領域（０．０６２５ｍｍ^２）のレチクル内で、細胞を計数した。各ラットの細胞数は、３つの脊髄切片それぞれの両側の各距離にある数の平均値（６サンプル）である。

関心領域の計数（マウス）。ＯｌｙｍｐｕｓＦＶ３００レーザー走査共焦点顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ；ＣｅｎｔｅｒＶａｌｌｅｙ，ＰＡ）を用いて、６０ｘで画像を撮影した。病変境界と脊髄組織外周との間の左右腹外側白質の０．０２ｍｍ^２の関心領域（ＲＯＩ）内で、細胞を計数した。後肢機能には脊髄の腹部および腹外側部が関与しており、機能の回復にはこれらの部位の保存が大きく寄与する。この部位は、あらゆる対象で顕性病変がないことが認められている。損傷中心部、および中心部から２００μｍ吻側および尾側の切片で、細胞を計数した。したがって、各対象の平均細胞／ｍｍ^２の値は、６つの関心領域の細胞数から決定される。

ＰＬＰの定量。ＺｅｉｓｓＬＳＭ５１０レーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、ＰＬＰ標識切片の２０Ｘタイル走査（ｔｉｌｅｓｃａｎ）（４ｘ４）を得た。動物１体ごとに、２００μｍ間隔で損傷部位を中心に配置された３つの切片を組み入れて定量した。ＮＩＨＩｍａｇｅＪ１．４４ｍの中に画像を開き、元の画像の画素／μｍ比を反映するように目盛りを設定した。各切片の総面積は、ｐｏｌｙｇｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｏｏｌを用いて切片の輪郭を描くことによって決定した。画像を８ビット形式に変換し、ＰＬＰ染色を反映するように閾値を設定した。ＰＬＰ染色は、脊髄総面積に対する割合として表現された。次に、各切片に観察されたＰＬＰ染色に基づき、ｐｏｌｙｇｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｏｏｌを用いて病変部位の輪郭を描いた。病変の境界は、ミエリン染色があまりみられなかった非白質部から残留白質（広範囲に及ぶＰＬＰ染色）を区別する線として規定された。次に、描かれた非白質部の外の領域を除去し、病変内のＰＬＰ領域の割合を決定した。保存された白質のＰＬＰ染色は、ＰＬＰ染色全体から非白質のＰＬＰ染色を差し引くことによって決定された。

ＮＦ２００の定量。ＺｅｉｓｓＬＳＭ５１０レーザー走査共焦点顕微鏡（ＣａｒｌＺｅｉｓｓ，Ｉｎｃ．；Ｔｈｏｒｎｗｏｏｄ，ＮＹ）を用いて、ＮＦ２００およびＰＬＰの二重標識切片の２０Ｘタイル走査（４ｘ４）画像を得た。動物１体ごとに、２００μｍ間隔で損傷部位の中心に位置する３つの切片を組み入れて定量した。ＮＩＨＩｍａｇｅＪ１．４４の中に画像を別々に開き、積み重ねた。病変部位は、各切片に観察されたＰＬＰ染色に基づいて輪郭を描いた。病変の境界は、ミエリン染色があまり見られない非白質部位から保存された白質（広範囲のＰＬＰ染色）を区別する線として定義した。粒度および円形度のパラメーターを、ＮＦ２００^＋軸索だけが含まれるように設定した。損傷中心部ならびに吻側および尾側に２００μｍの位置で、保存された白質および非白質のＮＦ２００＋粒子を定量した。

Ｐ０の定量。ＺｅｉｓｓＬＳＭ５１０レーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、Ｐ０標識切片の２０ｘタイル走査画像を得た。動物１体ごとに、２００μｍ間隔で損傷部位の中心に位置する３つの切片を、定量するために組み入れた。隣接する切片に観察されたＰＬＰ染色に基づき、ｐｏｌｙｇｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｏｏｌを用いて病変部位の輪郭を描いた。病変および残留白質内のＰ０面積の割合を、ＰＬＰ染色に関する記述に従って決定した。

Ｓｏｘ２細胞の計数。ＺｅｉｓｓＬＳＭ５１０レーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、ＣＮＰＥＧＦＰマウス由来のＳｏｘ２標識切片の２０Ｘタイル走査（４ｘ４）画像を得た。動物１体ごとに、２００μｍ間隔で損傷部位の中心に位置する切片を３つ、定量のために組み入れた。Ｓｏｘ２の合計細胞数を得るために、ＮＩＨＩｍａｇｅＪ１．４４の中で各画像のＣｙ３チャネルを８ビット画像に変換した。各切片の合計面積は、ｐｏｌｙｇｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｏｏｌを用いて切片の輪郭を描くことによって決定した。閾値は、元の画像の染色を反映するように設定した。Ｓｏｘ２染色細胞だけを組み入れるように、サイズおよび円形度の限界を設定した。Ｓｏｘ２／ＣＮＰ−ＥＧＦＴ^＋細胞数に関しては、各画像のＣｙ３およびＥＧＦＰチャネルをＡｄｏｂｅＰｈｏｔｏｓｈｏｐ７．０（Ａｄｏｂｅ；ＳａｎＪｏｓｅ，ＣＡ）に別々に開き、ひとつにまとめた。ズームを２８６％に設定し、各画像の上に３６０ｘ３６０ピクセルのグリッドをかぶせた。グリッドの各四角形の中で、二重標識された細胞を手作業で計数した。二重標識されているように思われた細胞を、各画像の層を順次オフにすることによって確認した。

試料採取および統計分析。あらゆる場合に、対象数はサンプルサイズの役目を果たした。データは、平均±ＳＥＭとして報告されている。有意性は概して、損傷後の時間（行動）、または中心部に対する切片の位置（細胞計数）を治療効果の反復測定として、反復測定ＡＮＯＶＡを用いて決定した。総合的に有意な治療効果が認められた場合は、チューキーの事後試験を用いて、いつ／どこで差が有意であったかを評価した。必要に応じて、学生のｔテストも用いた。有意性をｐ＜０．０５に設定した。

結果
脊髄損傷（ＳＣＩ）後１週目の間にＧＧＦ２の全身投与が内因性前駆細胞の増殖を高めるかどうかを判定するため、脊髄損傷ラットにＧＧＦ２（１ｍｇ／ｋｇ皮下、ｎ＝８）または生理食塩水（皮下、ｎ＝８）を損傷後２４時間目から１日１回、１週間にわたって与えた。損傷後２、３、および４日目に、動物にブロモデオキシウリジン（ＢｒｄＵ、１７ｍｇ／ｋｇ、腹腔内）を注射し、有糸***Ｓ期の細胞を標識した。図２Ａに示す通り、ＧＧＦ２療法は脊髄損傷後７日目までに、中心部から２ｍｍ吻側および２ｍｍ尾側の位置に残留する腹内側白質（ＶＭＷＭ）のＢｒｄＵ標識細胞の数を増加させた。またＧＧＦ２療法は、この同じ位置のＢｒｄＵ標識ＮＧ２^＋細胞の数も有意に増加させた（図２Ｂ）。試験したすべての部位で、増殖細胞の総数の約５０％がＮＧ２^＋であった。ラットの挫傷性脊髄損傷モデルでは、損傷後１週間目にマクロファージおよびモノサイトが損傷部位に浸潤する。これらの細胞にＧＧＦ２療法の効果があったかどうかを試験するため、抗ＢｒｄＵ抗体および小グリア／マクロファージマーカーＯＸ４２に対するモノクローナル抗体で脊髄切片を免疫標識した。検査部位のいずれにおいても、生理食塩水治療群とＧＧＦ２治療群との間で、ＯＸ４２^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞の数の有意差は認められなかった（図２Ｃ）。

１週間のＧＧＦ２療法が損傷部位近傍のＮＧ２^＋細胞の増殖を促進させたため、この同じ治療戦略を検討して、脊髄損傷後の長期的な機能回復に影響があったかどうかを判定した。損傷後６週間にわたって、ＧＧＦ２（ｎ＝１１）および生理食塩水（ｎ＝１１）で治療したラットの行動を評価した。損傷後１日目およびその後毎週、後肢運動機能のＢＢＢテストおよび後肢の総合的感覚運動障害の評価である複合行動スコア（ＣＢＳ）試験を実施した。両テストとも、機能回復に対するＧＧＦ２の有益な効果を示した（図３Ａおよび３Ｂ）。治療の効果は、ＢＢＢスコアの測定では２週目から（図３Ａ）、そしてＣＢＳスコアの測定では４週目から（図３Ｂ）、統計的に有意となった。いずれの測定も脊髄損傷後４〜６週間目に、有意に向上した長期回復を示した。

観察された行動の改善を保存された軸索の髄鞘再形成の向上に帰することができるものかどうかを判定するために、損傷後７日目および４２日目に潅流した脊髄損傷ラットの脊髄切片をエリオクロム−シアニンで染色し、損傷中心部およびそこから１〜４ｍｍ吻側および尾側の白質を、１ｍｍ間隔で定量した（図４）。損傷後７日目の白質部に群間差は認められなかった（図４Ａ）。しかしながら、ＧＧＦ２療法は損傷後４２日目に、損傷中心部および中心部から吻側および尾側に１ｍｍの部位に白質の有意な増加をもたらした（図４Ｂ）。各対象の損傷中心部のエリオクロム染色プロフィール透写図は、生理食塩水治療群とＧＧＦ２治療群との間では、白質部の髄鞘形成に差があったことを示している（図４Ｃ）。

ＧＧＦ２と同じく、ＦＧＦ２は内因性グリアのマイトジェンであり、その発現は、脊髄損傷後１週目にラット脊髄の損傷部位近傍で上方調節される。損傷ラットの脊髄（損傷後３日）から単離されたＮＧ２^＋細胞の培養物に対し、ＦＧＦ２＋ＧＧＦ２の組み合わせを塗布すると、いずれかの因子単独よりも大量の増殖を誘発した。また、マウスの脊髄損傷直後にＦＧＦ２＋ＧＧＦ２を１週間全身投与すると、損傷後８日目には中心部の残留白質でＮＧ２^＋細胞総数および成熟オリゴデンドロサイト総数が増加していた。ＦＧＦ２とＧＧＦ２との組み合わせが、脊髄損傷後の機能回復に相加的な薬効、または相乗的な薬効さえもたらし得るという仮説の判定を試みた。回復の促進に対してオリゴデンドロサイトが果たす役割をいっそう詳細に検討することができるように、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスを用いた。オリゴデンドロサイト系統の全ての細胞がＥＧＦＰを発現するＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスに、標準の挫傷性脊髄損傷を与えた。

短期マウス試験では、ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウス４群（ｎ＝５／群）に不完全脊髄損傷を与え、生理食塩水、ＦＧＦ２（０．０２ｍｇ／ｋｇ）、ＧＧＦ２（０．８ｍｇ／ｋｇ）、またはＦＧＦ２（０．０２ｍｇ／ｋｇ）＋ＧＧＦ２（０．８ｍｇ／ｋｇ）の治療を受けるように割り付けをした。ラット試験の場合と同じく、損傷後２４時間目から７日間にわたって１日１回薬物治療を実施した。またマウスには、損傷後２、４、および７日目にブロモデオキシウリジン（ＢｒｄＵ、１７ｍｇ／ｋｇ、腹腔内）の注射も実施して、有糸***Ｓ期の細胞を標識した。移動運動のためのＢａｓｓｏマウススケール（ＢＭＳ）を用いて、損傷後１日目および７日目に後肢運動の回復を評価した。長期マウス試験のための治療パラダイムを同じ方法で体系化したが、対象数を１１／群とし、行動試験を損傷後２８日まで延長した。

いずれの薬物治療も、損傷後７日目の脊髄損傷マウスの機能回復に影響を及ぼさなかった。しかしながら、ＧＧＦ２治療もＦＧＦ２＋ＧＧＦ２治療も、生理食塩水治療群と比較して、長期的な機能回復を有意に改善した（図５）。損傷後２８日目には、治療された対象は、対照より協調のとれた運動、後足によるより着実なステッピングを示した。ＦＧＦ２は機能回復に有意な効果を示さず、脊髄損傷後の機能改善を引き起こすためには、ＧＧＦ２だけで十分であることが示唆された。

損傷後７日目に潅流された対象の組織を用いて、ＧＧＦ２療法が、残留白質中のＮＧ２^＋細胞、オリゴデンドロサイト系細胞（図６Ｂおよび６Ｅ）、および成熟オリゴデンドロサイト（図６Ｃおよび６Ｅ）をはじめとするいくつかの異なる細胞型に及ぼす作用を調べた（図６Ａおよび６Ｅ）。損傷後１週間までに、生理食塩水治療の対照と比べてＧＧＦ２治療は、損傷中央部の腹外側白質（ＶＬＷＭ）のＮＧ２^＋細胞および非オリゴデンドロサイト系（ＥＧＦＰ／ＮＧ２^＋）ＮＧ２細胞集団の総数を有意に増加させた。ＧＧＦ２治療対象では、この領域のオリゴデンドロサイト系細胞（ＥＧＦＰ^＋、図６Ｄ）の総数も増加した。ＧＧＦ２療法は、成熟オリゴデンドロサイトの数を増加させる傾向を示した（図６Ｄ、ｐ＝０．０６対生理食塩水）が、治療のエフェクトサイズは統計的有意性に達しなかった。

Ｓｏｘ２は、中枢神経系の発達過程で神経幹細胞に発現される転写因子であり（Ｃｏｌｌｉｇｎｏｎｅｔａｌ．，Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ１２２：５０９−２０（１９９６））、幹細胞の自己再生および多能性を調節する働きがある（Ｆｏｎｇｅｔａｌ．，ＳｔｅｍＣｅｌｌｓ２６：１９３１−８（２００８）；Ｋｉｍｅｔａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ４５４：６４６−５０（２００８））。Ｓｏｘ２の脊髄発現は、主として損傷のないマウスの中心管の内側を覆う上衣細胞に限られる。しかしながら、Ｓｏｘ２の発現は、脊髄損傷後の残留白質中で有意に増加し、損傷後７日で最大となる。Ｓｏｘ２抗体で免疫標識されたＣＮＰ−ＥＧＦＰ^＋細胞の定量により、ＧＧＦ２療法が損傷後７日で、損傷中心部のＳｏｘ２を発現するオリゴデンドロサイト系細胞の数を有意に増加させたことが示されている（図７Ｃ）。

脊髄損傷後１週目に***する細胞は、インビトロでもインビボでも、生き残って成熟オリゴデンドロサイトに分化する。増殖因子療法が、脊髄損傷後に成熟オリゴデンドロサイトへと不断に分化する細胞の数を増やし得るかどうかを検討した（図８）。１１体のマウスのうち５体のサブセットから得た切片を、不偏立体解析学の光学分留装置法を用いた細胞の計数に用いた（Ｓｔｅｒｅｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｏｒ，ＭＢＦＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ；Ｗｉｌｌｉｓｔｏｎ，ＶＴ）。選択された対象は、ＢＭＳスコアに基づくそれぞれの治療群全体を代表した。損傷部位の中心に位置する長さ４００μｍの脊髄の白質および非白質で、成熟オリゴデンドロサイト（ＣＣ１^＋細胞）の総数を計数した。ＦＧＦ２＋ＧＧＦ２およびＧＧＦ２単独の両治療法とも、生理食塩水で治療した対照より白質中の成熟オリゴデンドロサイト数を有意に増加させた（図８Ｂ）が、病変／非白質部ではいかなる薬物治療の効果もみられなかった（図８Ｃ）。生理食塩水対照に対して、ＧＧＦ２療法は、白質中の成熟オリゴデンドロサイトの数をほぼ２倍に増加させた。ＢｒｄＵおよびＣＣ１に対する二重免疫標識実験（図８Ｄ）を用いて、薬物療法中に***している細胞に由来するオリゴデンドロサイトを検出した。ＧＧＦ２療法は、白質中のＣＣ１^＋／ＢｒｄＵ^＋細胞を約２．５倍に増加させた（図８Ｅ）。脊髄損傷後１週目に増殖中であった細胞に由来する損傷後２８日目の成熟オリゴデンドロサイト総数の割合もまた、ＧＧＦ２療法によって有意に増加した（図８Ｆ）。

ＧＧＦ２療法後の増加したオリゴデンドロサイト数が損傷脊髄の軸索に髄鞘形成の増大をもたらしたかどうかを評価するために、損傷後２８日の脊髄切片の総白質面積を、エリオクロム−シアニン染色を用いて損傷中心部の中心に位置する１．６ｍｍの脊髄切片全体にわたって定量した（図９Ａ）。テスト部位のいずれにおいても、白質面積に群間差は認められなかった（図９Ｂ）。またＧＧＦ２は、ＰＬＰ^＋染色面積の評価によって定量されたとおり、損傷中心部の中枢神経系特異的髄鞘形成に対しても検出可能な全般的効果を示さなかった（図９Ｃ〜９Ｅ）。対照群も治療群も類似のＮＦ２００染色を示したため、ＧＧＦ２療法を用いた軸索保存に対する効果は検出されなかった（図９Ｆ〜９Ｈ）。

シュワン細胞が脊髄損傷後に損傷部位に浸潤し、自発的機能改善の根底にある機序に貢献していると思われる。ＧＧＦ２が損傷部位の末梢神経系特異的髄鞘形成に長期にわたる影響を及ぼしたかどうかを評価するため、損傷後２８日目に損傷中心部±２００μｍから得た切片を染色して末梢性髄鞘の構造タンパク質Ｐ０を明らかにした（図１０）。ＧＧＦ２で治療された対象は、生理食塩水治療の対照に観察されたＰ０染色量の約２倍のを有した（図１０Ｄ）。ＧＧＦ２療法は、病変部位にも（図１０Ｅ）残留白質にも（図１０Ｆ）にもＰ０染色の増加をもたらした。ＧＧＦ２療法がｐ７５＋シュワン細胞前駆細胞に影響を及ぼしたかどうかを評価するため、損傷後２８日に損傷中心部から得た切片をｐ７５の抗体で染色した。ＧＧＦ２療法が、損傷後２８日の損傷中心部付近の非白質にあるｐ７５＋シュワン前駆細胞に対し、有意な影響を及ぼさないことが示された（図１３）。

ＧＧＦ２療法が周細胞の産生またはＣＤ３１の産生に影響を及ぼしたかどうかを評価するため、ＮＧ２−ｄｓＲｅｄｘＣＮＰ−ＥＦＦＰ二重トランスジェニックマウスの病変内の切片を、周細胞のマーカーに対する抗体（ＰＤＧＦＲβに対する抗体）および血管のマーカーに対する抗体（ＣＤ３１に対する抗体）で標識した。ＧＧＦ２療法が損傷後７日目に、周細胞数およびＣＤ３１＋染色を増大させたことが認められた（図１１および１２）。ＣＤ３１＋染色が増大したことは、ＧＧＦ２療法による血管再生を示唆する。周細胞およびＣＤ３１＋染色を病変境界にも保存された腹外側白質（ＶＬＷＭ）にも実施し、ＧＧＦ２療法がこれらの領域の周細胞数またはＣＤ３１＋染色には効果を及ぼさなかったことが分かった。

ＧＧＦ２の全身投与は損傷した脊髄のＮＧ２^＋細胞の増殖を促し、残留組織でのオリゴデンドロサイトの発生および髄鞘形成を促進し、機能回復を著しく向上させる。内因性の回復機序を促すこの治療戦略は、損傷後２４時間も経過した後に開始されるとはいえ有益な効果をもたらすものである。

ＧＧＦ２は、シュワン細胞−ＤＲＧ共培養においてナノモルより低い濃度でインビトロの髄鞘形成を促進させる化合物である可溶性ＮＲＧ１タイプＩＩを代表する。またＧＧＦ２はさらに、マウス多発性硬化症モデルのインビボの髄鞘再形成を促進させ、ラットの末梢神経挫滅からの機能回復を向上させ、活性化された小グリア細胞からの遊離基の放出をインビトロで弱める。ＧＧＦ２は、インビトロの損傷された脊髄に由来するシュワン細胞、オリゴデンドロサイト、およびオリゴデンドロサイト前駆細胞の公知のマイトジェンである。しかしながら、ＧＧＦ２療法が、脊髄損傷後の生体ラットおよびマウスのインビボでのオリゴデンドロサイト発生および髄鞘形成を向上させることを示すのは、本結果が最初である。

挫傷性脊髄損傷のラットおよびマウスモデルの組織喪失が大部分、損傷後２４時間までにニューロン、軸索およびグリアを含めた損傷中心部に発生するため、脊髄損傷後２４時間目に始まるＧＧＦ２療法は、脊髄損傷後に活性化される回復プロセスに作用すると考えられる。脊髄損傷後４〜６週目には、いくつもの有益な効果が不断に認められたが、損傷後１週間目では、組織保存または後肢機能に対する薬物治療の効果は認められなかった。しかしながら、ＧＧＦ２療法は、脊髄損傷後に喪失グリアを補充するための供給源となり得るＮＧ２発現細胞の緊急増殖を著しく促進した。

ＮＧ２^＋細胞の内因性増殖のレベルは、損傷後１週目には飽和せず、損傷後１日目から始まる外因性ＧＧＦ２を用いた毎日の治療によってさらに上昇し得る。しかしながら、損傷ラットの脊髄の保存された白質におけるＯＸ４２^＋ミクログリア／マクロファージの増殖に対しては、ＧＧＦ２療法の効果が認められなかった。

脊髄損傷後にＧＧＦ２が誘発するＮＧ２^＋細胞の緊急増殖の促進は、最終的に、オリゴデンドロサイトの発生の増大および保存された軸索の髄鞘再形成の長期にわたる向上をもたらし得る。ラットの挫傷性脊髄損傷モデルの有髄白質は、損傷後長期にわたって増大したが、これは後肢機能の著しい改善を伴う効果であった。したがって、内在性ＯＰＣの活性化が薬効をもたらす。

不偏立体解析学が、損傷後２８日の損傷部位のおよびそれに隣接する脊髄組織のオリゴデンドロサイトの総数を決定した。ＧＧＦ２で治療された対象は、生理食塩水で治療された対照より、損傷部位の成熟オリゴデンドロサイトの数が長期にわたって有意に高く、またこの効果は、後肢の移動運動の著しい改善を伴った。しかしながら、マウスの脊髄損傷後の髄鞘形成した残留白質には、長期にわたる変化がみられなかった。損傷部位における軸索の相対数（ＮＦ２００染色）および中枢神経系の髄鞘形成の程度（ＰＬＰ染色）のさらなる尺度を提供するために用いられた免疫組織化学的方法では、ＧＧＦ２治療群と生理食塩水対照群との間に差がみられなかった。興味深いことに、ＧＧＦ２で治療された対象の損傷部位には、末梢神経系ミエリンの主要な構造タンパク質であるＰ０の染色に増加がみられた。上記の研究結果は、マウスに観察された機能回復の向上が、シュワン細胞による髄鞘形成の向上を伴ったことを示唆している。

多量のＰ０^＋シュワン細胞ミエリン染色が損傷中心部、特に後根侵入部に検出された。また、Ｐ０染色は前根侵入部および病変内にもみられた（図１０）。軸索マーカーＮＦ２００を用いた共標識実験では、生存軸索のＰ０髄鞘形成の痕跡が示された。重大なことには、ＧＧＦ２療法が損傷中心部のＰ０の発現を増大させたが、これは移動運動機能の向上を伴った。

中枢神経系ミエリン（ＰＬＰ）のエリオクロム染色および免疫組織化学的標識化によって、ＧＧＦ２で治療された脊髄損傷マウスの中枢神経系の髄鞘形成には増加が検出されなかったが、これらの方法は、無傷のミエリンとミエリンの残骸とを区別しない可能性があり、これが新たに形成されたミエリンに対するＧＧＦ２の効果を不明瞭にし得る。代替として、または追加で、治療されたマウスで有意に増大したオリゴデンドロサイトの発生が、髄鞘再形成以外の機序を通して機能回復の向上に寄与する可能性がある。中枢神経系のニューロンは、最適な生存および成熟のために多くのシグナルを必要とし、ニューロンの完全性を維持するためにはオリゴデンドロサイトに由来する継続的な信号が必要である。オリゴデンドロサイトは、軸索の髄鞘形成に対して果たす役割に加えて、ニューロンの生存を促進し、軸索構造を維持し、存続する軸索のシナプス可塑性を支持することが可能なインスリン様増殖因子（ＩＧＦ−１）、グリア由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、および脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）をはじめとする可溶性因子を放出する。また、ＮＲＧシグナリングが、ＢＤＮＦおよびＮＴ−３をはじめとする因子のグリア細胞からの放出に影響を及ぼし、ニューロンの生存およびシナプスの形成を促進する。栄養因子の発現および放出は、オリゴデンドロサイトがニューロンと相互作用して損傷した脊髄に機能的な神経回路を形成し、維持する機構を示す。ＧＧＦ２療法は、このような機能を実行し、機能回復を促進するオリゴデンドロサイトの能力を向上させる可能性がある。

このマウス脊髄損傷試験の興味ある新たな成果は、オリゴデンドロサイト系細胞におけるＳｏｘ２の発現を、ＧＧＦ２療法が上方調節したことである。Ｓｏｘ２（Ｙ染色体の性決定領域（ＳＲｙ）に関連する高移動性グループＢｏｘ２）は、中枢神経系に発現された最も初期の転写因子のひとつである。神経幹細胞の増殖および未分化状態の維持に重要な役割を果たし、その発現は、ニューロンおよびＯＰＳへの分化に際して下方調節される。興味深いことに、骨形態形成タンパク質２（ＢＭＰ２）で処理した精製ラットのＯＰＣは、Ｓｏｘ２遺伝子の再活性化に依存するプロセスを通じて多能性幹様細胞に変換される。また、アストロサイトは、マウス皮質の損傷後、インビボで細胞周期に再入した直後にＳｏｘ２を再発現する。Ｓｏｘ２は、シュワン細胞系統の初期に発現され、分化すると下方調節され、損傷直後に急速に再発現される。その発現は、末端神経損傷後のシュワン細胞の脱分化に関係している。Ｓｏｘ２を発現する細胞の数は、挫傷性損傷後の脊髄の保存された白質中で飛躍的に増加する。ＣＮＰ−ＥＧＦＰマウスを対象とする現在の試験は、ＧＧＦ２療法が脊髄損傷後７日目にＳｏｘ２を発現するオリゴデンドロサイト系細胞の数を、生理食塩水で治療された対照と比べて著しく上昇させる（図７Ｂおよび７Ｃ）。ＯＰＣが通常はＳｏｘ２を発現しないことを考えると、このようなＥＧＦＰ^＋／Ｓｏｘ２^＋細胞は、発達のさまざまな段階でオリゴデンドロサイト系細胞を反映する可能性があり、これが損傷後に、より幹様の状態に転換する。

ＧＧＦ２療法はほかにも、損傷後７日目に、損傷中心部の腹外側白質（ＶＬＷＭ）の非オリゴデンドロサイト系ＮＧ２細胞（ＥＧＦＰ⁻／ＮＧ２^＋）の数を著しく増加させた（図６Ｅ）。周細胞はＮＧ２を発現する細胞系であり、毛細血管、細動脈、および小静脈の内皮細胞の反管腔側の表面に位置する。周細胞は、血管新生ならびに血液脳関門の密着結合の発達および維持に大きな役割を果たす。脊髄損傷後にこの細胞の応答を高める治療的介入は、損傷部位の血管再生に際して大きな利益となり得る。また、多数の研究が周細胞の多分化能幹細胞特性を立証しており、周細胞が成体幹細胞の供給源となっていることを示唆している。上記の通り、ＧＧＦ２療法は、脊髄損傷後７日の病変部位の周細胞数を増加させることが明らかになった（図１１）。

結論として、脊髄損傷後１週目にＧＧＦ２を毎日全身投与すると、臨床的に意義のある挫傷性脊髄損傷のラットおよびマウスモデルの両方で、機能回復が強化される。回復の促進は、ＮＧ２＋細胞の１週間分の増加を伴い、損傷後にオリゴデンドロサイトの発生および髄鞘形成を長期にわたり増大させた。本試験は、損傷後２４時間目に始まる治療により、有益な機能転帰を達成した。

Claims

対象の脊髄損傷を治療する方法であって、該対象に１ｍｇ／ｋｇ未満のＧＧＦ２を少なくとも１用量投与することを含む方法。
各用量が１ｍｇ／ｋｇ未満のＧＧＦ２を含む複数の用量を対象に投与することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
最初の用量が脊髄損傷から少なくとも１日後に対象に投与される、請求項１に記載の方法。
各用量が異なる日に投与される、請求項２に記載の方法。
神経幹細胞をＧＧＦ２に接触させることを含む、神経幹細胞の増殖を促進する方法。
前記接触させるステップが複数回実施される、請求項５に記載の方法。
前記接触させるステップが７日間にわたり毎日実施される、請求項６に記載の方法。
前記接触させるステップを、２、３、または４週間にわたって毎週実施することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
前記接触させるステップがインビトロで実施される、請求項５に記載の方法。
前記接触させるステップがインビボで実施される、請求項５に記載の方法。
前記インビボで接触させるステップが中枢神経系の損傷から１日以内に実施される、請求項１０に記載の方法。
前記神経幹細胞をＦＧＦ２に接触させることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
対象の中枢神経系の損傷の後に神経組織の血管再生を促進する方法であって、該対象にＧＧＦ２を投与することを含む方法。
前記投与が損傷から１日以内に実施される、請求項１３に記載の方法。
前記投与が複数の用量で実施される、請求項１３に記載の方法。
前記ＧＧＦ２が７日間にわたり毎日投与される、請求項１５に記載の方法。
前記ＧＧＦ２が２、３、または４週間にわたり毎週投与される、請求項１６に記載の方法。
前記対象にＦＧＦ２を投与することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。