JP2022001600A - Corneal endothelium ecm therapeutic drug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態
の処置または予防するための技術、方法、ならびにそのための薬剤等に関する。
The present invention relates to techniques, methods, and agents for treating or preventing diseases, disorders or conditions associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium.
視覚情報は、眼球の最前面の透明な組織である角膜から取り入れられた光が、網膜に達して網膜の神経細胞を興奮させ、発生した電気信号が視神経を経由して大脳の視覚野に伝達することで認識される。良好な視力を得るためには、角膜が透明であることが必要である。角膜の透明性は、角膜内皮細胞のポンプ機能とバリア機能により、含水率が一定に保たれることにより保持される。 In visual information, light taken in from the cornea, which is the transparent tissue in the foreground of the eyeball, reaches the retina and excites nerve cells in the retina, and the generated electrical signal is transmitted to the visual cortex of the cerebrum via the optic nerve. It is recognized by doing. To get good eyesight, the cornea needs to be transparent. The transparency of the cornea is maintained by keeping the water content constant by the pumping function and barrier function of the corneal endothelial cells.
ヒトの角膜内皮細胞は、出生時には１平方ミリメートル当たり約３０００個の密度で存在しているが、一度障害を受けると再生する能力は極めて限定的である。フックス角膜内皮ジストロフィは、角膜の内側の内皮細胞が異常を来して角膜の浮腫を生じたりする疾患であり、その原因は不明である。フックス角膜内皮ジストロフィでは、コラーゲン等の細胞外マトリクスが角膜の後部にあるデスメ膜の後面の一部分に沈着しグッテー（Corneal guttae）およびデスメ膜の肥厚を生じる。グッテー（Corneal guttae）およびデスメ膜の肥厚はフックス角膜内皮ジストロフィ患者における羞明、霧視の原因であり患者のQOLを著しく損なう。フックス角膜内皮ジストロフィは角膜移植以外に有効な治療法はないとされるが、日本での角膜提供は不足しており、角膜移植の待機患者約２６００人に対し、年間に国内で行われている角膜移植件数は１７００件程度である。 Human corneal endothelial cells are present at a density of about 3000 cells per square millimeter at birth, but their ability to regenerate once damaged is extremely limited. Fuchs corneal endothelial dystrophy is a disease in which the endothelial cells inside the cornea become abnormal and cause edema of the cornea, and the cause is unknown. In Fuchs corneal endothelial dystrophy, extracellular matrix such as collagen deposits on a portion of the posterior surface of the Descemet's membrane at the posterior part of the cornea, resulting in thickening of the Corneal guttae and Descemet's membrane. Thickening of the Corneal guttae and Descemet's membrane causes photophobia and blurred vision in patients with Fuchs corneal endothelial dystrophy and significantly impairs the patient's quality of life. Fuchs corneal endothelial dystrophy is said to have no effective treatment other than corneal transplantation, but the provision of cornea in Japan is insufficient, and it is performed annually in Japan for about 2,600 patients waiting for corneal transplantation. The number of corneal transplants is about 1700.
フックス角膜内皮ジストロフィについては、フックス角膜患者由来の角膜内皮細胞の培養(非特許文献１および３)や不死化の報告(非特許文献２)があるが、細胞外マトリックスの過剰産生を伴うなどの疾患の特徴を維持した、治療薬、進行予防薬のスクリーニングに適切な細胞の報告はないため、その治療薬の開発には限界があり、現在のところ臨床で使用されている治療薬は存在せず角膜移植に頼らざるを得ない。
Regarding Fuchs corneal endothelial dystrophy, there are reports of culture of corneal endothelial cells derived from Fuchs corneal patients (
また特許文献１は、角膜の線維症および／または濁りを治療するためのＴＧＦ−β１インヒビターペプチドを開示する。特許文献２はTGF-β1，2，3に結合する抗体を開示する。特許文献３は、角膜内皮障害の治療にNrf2アゴニストまたはアクチベーターが使用され得ること角膜内皮障害の治療にNrf2アゴニストまたはアクチベーターが使用され得ることを開示する。特許文献４は、トランスフォーミング増殖因子ＴＧＦ−β１（ＴＧＦ−β１）と結合することができ、かつ、サイトカインとの直接的結合によりＴＧＦ−β１の生物活性の強力な阻害剤となるペプチドを開示する。特許文献５は、ＢＭＰ‐７ポリペプチドを含む瘢痕形成抑制剤を開示する。特許文献６は、ＴＧＦβ阻害作用が治療上または予防上有効である疾患として、角膜障害を概括的に記載する。
本発明者らは、トランスフォーミング増殖因子−β（TGF−β）経路を阻害することにより、フックス角膜内皮ジストロフィ等に見られる、コラーゲン等の細胞外マトリクス（ECM）の沈着を抑えることができることを見出し、ECM関連の障害を処置または予防しうる技術を見出し、本発明を完成した。したがって、本願発明は以下のような発明を提供する。
（１）TGFβシグナル阻害剤を含む、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態の処置または予防薬。
（２）前記疾患、障害または状態は、フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害である、項目１に記載の処置または予防薬。
（３）前記疾患、障害または状態は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレア、角膜実質の浮腫、水疱性角膜症および角膜混濁からなる群より選択される少なくとも１つを含む、項目１または２に記載の処置または予防薬。
（４）前記TGFβシグナル阻害剤は、４−［４−（１，３−ベンゾジオキソール−５−イル）−５−（２−ピリジニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミド、BMP−７、抗TGF−β抗体、抗TGF−βレセプター抗体、TGF−βのsiRNA、TGF−βレセプターのsiRNA、TGF−βのshRNA、TGF−βレセプターのshRNA、TGF−βのアプタマー、TGF−βレセプターのアプタマー、TGF−βのアンチセンスオリゴヌクレオチド、６，７−ジメトキシ−２−（（２E）−３−（１−メチル−２−フェニル−１Ｈ−ピロロ［２，３−ｂ］ピリジン−３−イル−プロプ−２−エノイル））−１，２，３，４−テトラヒドロイソキノロン、３−（６−メチル−２−ピリジニル）−N−フェニル−４−（４−キノリニル）−１Ｈ−ピラゾール−１−カルボチオアミド、２−（３−（６−メチルピリジン−２−イル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル）−１，５−ナフチリジン、６−（４−（ピペリジン−１−イル）エトキシ）フェニル）−３−（ピリジン−４−イル）ピラゾロ［１，５−a］ピリミジン、２−（５−クロロ−２−フルオロフェニル）−４−［（４−ピリジニル）アミノ］プテリジン、４−［３−（２−ピリジニル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル］−キノリン、それらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはその薬学的に受容可能な塩の溶媒和物を少なくとも１種含む、項目１〜３のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（５）前記TGF−βシグナル阻害剤は、４−［４−（１，３−ベンゾジオキソール−５−イル）−５−（２−ピリジニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミドまたはその薬学的に許容可能な塩を含む、項目１〜４のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（６）前記角膜内皮は霊長類のものである、項目１〜５のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（７）前記角膜内皮はヒトのものである、項目１〜６のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（８）さらなる医薬成分を含む、項目１〜７のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（９）点眼薬である、項目１〜８のいずれか１項に記載の処置または予防薬。
（１０）角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する障害の処置または予防のためのTGFβシグナル阻害物質。
（１０Ａ）前記TGFβシグナル阻害物質は、（１）〜（９）のいずれか１項の阻害剤の特徴を有する、（１０）に記載のTGFβシグナル阻害物質。
（１１）被験体における角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する障害の処置または予防のための方法であって、該方法は該被験体に対して有効量のTGFβシグナル阻害剤を投与する工程を包含する、方法。
By inhibiting the transforming growth factor-β (TGF-β) pathway, the present inventors can suppress the deposition of extracellular matrix (ECM) such as collagen, which is seen in Fuchs corneal endothelial dystrophy and the like. We have found a technique that can treat or prevent ECM-related disorders, and completed the present invention. Therefore, the invention of the present application provides the following inventions.
(1) A therapeutic or prophylactic agent for a disease, disorder or condition associated with an extracellular matrix (ECM) abnormality of the corneal endothelium, which comprises a TGFβ signal inhibitor.
(2) The treatment or prophylactic agent according to
(3) The disease, disorder or condition includes photophobia, fog, visual impairment, eye pain, tearing, congestion, pain, bullous keratopathy, eye discomfort, decreased contrast, glare, and cornea in Fuchs' corneal endothelial dystrophy. The treatment or prophylactic agent according to
(4) The TGFβ signal inhibitor is 4- [4- (1,3-benzodioxol-5-yl) -5- (2-pyridinyl) -1H-imidazol-2-yl] benzamide, BMP-. 7. Anti-TGF-β antibody, anti-TGF-β receptor antibody, TGF-β siRNA, TGF-β receptor siRNA, TGF-β shRNA, TGF-β receptor shRNA, TGF-β aptamer, TGF-β Receptor aptamer, TGF-β antisense oligonucleotide, 6,7-dimethoxy-2-((2E) -3- (1-methyl-2-phenyl-1H-pyrrolo [2,3-b] pyridine-3) -Il-prop-2-enoyl))-1,2,3,4-tetrahydroisoquinolone, 3- (6-methyl-2-pyridinyl) -N-phenyl-4- (4-quinolinyl) -1H-pyrazole -1-Carbothioamide, 2- (3- (6-methylpyridin-2-yl) -1H-pyrazole-4-yl) -1,5-naphthylidine, 6- (4- (piperidine-1-yl) ethoxy) ) Phenyl) -3- (Pyridine-4-yl) pyrazolo [1,5-a] pyrimidine, 2- (5-chloro-2-fluorophenyl) -4-[(4-pyridinyl) amino] pteridine, 4- [3- (2-Pyriminyl) -1H-pyrazole-4-yl] -quinolin, a pharmaceutically acceptable salt or solvate thereof, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, at least one. The treatment or prophylactic agent according to any one of
(5) The TGF-β signal inhibitor is 4- [4- (1,3-benzodioxole-5-yl) -5- (2-pyridinyl) -1H-imidazol-2-yl] benzamide or The treatment or prophylactic agent according to any one of
(6) The treatment or prophylactic agent according to any one of
(7) The treatment or prophylactic agent according to any one of
(8) The treatment or prophylactic agent according to any one of
(9) The treatment or preventive agent according to any one of
(10) A TGFβ signal inhibitor for the treatment or prevention of disorders associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium.
(10A) The TGFβ signal inhibitor according to (10), wherein the TGFβ signal inhibitor has the characteristics of the inhibitor according to any one of (1) to (9).
(11) A method for treating or preventing disorders associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium in a subject, wherein the method administers an effective amount of a TGFβ signal inhibitor to the subject. A method comprising the steps to be performed.
本発明において、上記１または複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供されうることが意図される。本発明のなおさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。 In the present invention, it is intended that the one or more features may be provided in combination in addition to the specified combinations. Further embodiments and advantages of the present invention will be appreciated by those of skill in the art upon reading and understanding the following detailed description as necessary.
本発明は、従来角膜移植しか治療方法がなかったフックス角膜内皮ジストロフィのような細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患を処置または予防しうる医薬であって点眼薬等でも実現可能な技術を提供する。 The present invention is a drug capable of treating or preventing diseases related to extracellular matrix (ECM) abnormalities such as Fuchs corneal endothelial dystrophy, which has conventionally been treated only by corneal transplantation, and is a technique that can be realized by eye drops and the like. offer.
以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞（例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など）は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。 Hereinafter, the present invention will be described. Throughout the specification, it should be understood that the singular representation also includes its plural concept, unless otherwise noted. Therefore, it should be understood that singular articles (eg, "a", "an", "the", etc. in English) also include the plural concept unless otherwise noted. It should also be understood that the terms used herein are used in the sense commonly used in the art unless otherwise noted. Accordingly, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, this specification (including definitions) takes precedence.
（定義）
本明細書において「iFECD」（immobilized Fuchs’ endothelial corneal dystrophy）は、フックス角膜内皮ジストロフィの不死化細胞の略称である。
(Definition)
As used herein, "iFECD" (immobilized Fuchs' endothelial corneal dystrophy) is an abbreviation for immortalized cells of Fuchs' corneal endothelial dystrophy.
本明細書において「HCEC」（human corneal endothelial cells）とは、ヒト角膜内皮細胞の略称である。「iHCEC」は、不死化（immobilized）ヒト角膜内皮細胞の略称である。 As used herein, "HCEC" (human corneal endothelial cells) is an abbreviation for human corneal endothelial cells. "IHCEC" is an abbreviation for immobilized human corneal endothelial cells.
本明細書において「トランスフォーミング増殖因子−β（トランスフォーミング成長因子−β；略称TGF−βとも表示される）」とは、当該分野で用いられるものと同様の意味
で用いられ、様々な硬化性疾患や、関節リウマチ、増殖性硝子体網膜症の病態形成を担い、脱毛に深く関与し、免疫担当細胞の働きを抑制する一方、プロテアーゼの過剰産生を抑制することによって肺組織が分解され肺気腫に陥るのを防ぎ、癌細胞の増殖を抑制するなど、多彩な生物活性を示す分子量２５kDのホモダイマー多機能性サイトカインである。ヒトでは、TGF−β１〜β３までの３つのアイソフォームが存在する。TGF−βはレセプターに結合できない分子量約３００kDの不活性な潜在型として産生され、標的細胞表面やその周囲において活性化されてレセプターに結合できる活性型となり、その作用を発揮する。
As used herein, "transforming growth factor-β (transforming growth factor-β; also referred to as TGF-β for short)" is used in the same sense as that used in the art and has various curability. It is responsible for the pathogenesis of diseases, rheumatoid arthritis, and proliferative vitreous retinopathy, is deeply involved in hair loss, suppresses the function of immunocompetent cells, and suppresses the overproduction of proteases, which decomposes lung tissue and causes pulmonary emphysema. It is a homodimer multifunctional cytokine with a molecular weight of 25 kD that exhibits various biological activities such as prevention of falling and suppression of cancer cell growth. In humans, there are three isoforms of TGF-β1 to β3. TGF-β is produced as an inactive latent form having a molecular weight of about 300 kD that cannot bind to the receptor, and is activated on or around the target cell surface to become an active form that can bind to the receptor and exerts its action.
理論に束縛されることを望まないが、標的細胞におけるTGF−βの作用はSmadという情報伝達を担う一連のタンパク質のリン酸化経路によって伝達されるとされている。まず、活性型TGF−βが標的細胞表面に存在するII型TGF−βレセプターに結合すると、II型レセプター２分子とI型TGF−βレセプター２分子からなるレセプター複合体が形成され、II型レセプターがI型レセプターをリン酸化する。次に、リン酸化I型レセプターは、Smad２またはSmad３をリン酸化すると、リン酸化されたSmad２およびSmad３はSmad４と複合体を形成して核に移行し、標的遺伝子プロモーター領域に存在するCAGA boxと呼ばれる標的配列に結合し、コアクチベーターとともに標的遺伝子の転写発現を誘導するとされている。 Although we do not want to be bound by theory, it is said that the action of TGF-β on target cells is transmitted by the phosphorylation pathway of a series of proteins responsible for signal transduction called Smad. First, when active TGF-β binds to a type II TGF-β receptor present on the surface of a target cell, a receptor complex consisting of two type II receptor molecules and two type I TGF-β receptors is formed, and a type II receptor is formed. Phosphorylates type I receptors. Next, when the phosphorylated type I receptor phosphorylates Smad2 or Smad3, the phosphorylated Smad2 and Smad3 form a complex with Smad4 and translocate to the nucleus, which is called a CAGA box present in the target gene promoter region. It is said to bind to the target sequence and induce transcriptional expression of the target gene together with the coactivator.
トランスフォーミング（形質転換）増殖因子−β（TGF−β）シグナル伝達経路は、その標的遺伝子の調節によって、細胞増殖および分化、増殖停止、アポトーシス、ならびに上皮間充織分化転換（EMT）といったような、多くの細胞活性を調節することができる。TGF−β自体（例えば、TGF−β１、TGF−β２およびTGF−β３）、アクチビンおよび骨形成タンパク質（BMP）が含まれる、TGF−βファミリーのメンバーは、細胞増殖、分化、移動およびアポトーシス等の強力な調節剤である。 Transforming growth factor-β (TGF-β) signaling pathways, such as cell proliferation and differentiation, proliferation arrest, apoptosis, and interepithelial transdifferentiation (EMT), by regulation of their target genes. , Can regulate many cell activities. Members of the TGF-β family, including TGF-β itself (eg, TGF-β1, TGF-β2 and TGF-β3), activin and bone morphogenetic protein (BMP), include cell proliferation, differentiation, migration and apoptosis. It is a powerful regulator.
TGF−βは、Bリンパ球、Tリンパ球および活性化マクロファージを含め、多くの細胞により、および多くの他の細胞型により産生される、約２４Kdのタンパク質である。免疫系に対するTGF−βの効果の中には、IL−２レセプター誘導、IL−１誘発性胸腺細胞増殖の阻害、およびIFN−γ誘発性マクロファージ活性化の遮断がある。TGF−βは、様々な病的状態に関与すると考えられており（Border et al．（１９９２）J．Clin．Invest．９０：１）、そして腫瘍抑制物質または腫瘍プロモーターのいずれかとして機能することが十分裏付けられている。 TGF-β is a protein of approximately 24 Kd produced by many cells, including B lymphocytes, T lymphocytes and activated macrophages, and by many other cell types. Among the effects of TGF-β on the immune system are IL-2 receptor induction, inhibition of IL-1-induced thymocyte proliferation, and blocking of IFN-γ-induced macrophage activation. TGF-β is thought to be involved in a variety of pathological conditions (Border et al. (1992) J. Clin. Invest. 90: 1) and functions as either a tumor suppressor or a tumor promoter. Is well supported.
TGF−βは、２つのセリン／スレオニンキナーゼ細胞表面レセプターであるTGF−βRIIおよびALK５によって、そのシグナル伝達を媒介する。TGF−βシグナル伝達は、TGF−βRIIがALK５レセプターをリン酸化するのを可能とする、リガンド誘発性レセプター二量体化で開始される。そのリン酸化は、ALK５キナーゼ活性を活性化して、活性化ALK５は次に、下流エフェクターSmadタンパク質（MADの脊椎動物相同体、または「Mothers against DPP（デカペンタプレジック）」タンパク質）、Smad２または３をリン酸化する。Smad４とのp−Smad２／３複合体は、核に入って、標的遺伝子の転写を活性化する。 TGF-β mediates its signal transduction by two serine / threonine kinase cell surface receptors, TGF-βRII and ALK5. TGF-β signaling is initiated by ligand-induced receptor dimerization, which allows TGF-βRII to phosphorylate the ALK5 receptor. Its phosphorylation activates ALK5 kinase activity, which in turn activates the downstream effector Smad protein (MAD vertebrate homologue, or "Mothers against DPP" protein), Smad2 or 3 To phosphorylate. The p-Smad2 / 3 complex with Smad4 enters the nucleus and activates transcription of the target gene.
Smad３は、SmadのR−Smad（レセプター−活性化Smad）サブグループのメンバーであって、TGF−βレセプターによる転写活性化の直接メディエーターである。TGF−β刺激は、Smad２およびSmad３のリン酸化および活性化をもたらし、これらは、Smad４（脊椎動物における「共通（common）Smad」または「co−Smad」）と複合体を形成し、これが核と共に蓄積して、標的遺伝子の転写を調節する。R−Smadは、細胞質に局在し、そしてTGF−βレセプターによるリガンド誘発性リン酸化で、co−Smadと複合体を形成して、核へと移動し、ここで、それらは、クロマチンおよび協同転写因子と関連のある遺伝子発現を調節する。Smad６およびSmad７は阻害性Smad（「I−Smad」）であり、すなわち、TGF−βにより転写的に誘発されて、TGF−βシグナル伝達の阻害剤として機能する（Feng et al.（２００５）Annu．Rev．Cell．Dev．Biol．２１：６５９）。Smad６／７は、R−Smadのレセプター媒介活性化を妨げることにより、それらの阻害効果を発揮する；それらは、R−Smadの動員およびリン酸化を競合的に妨げる、I型レセプターと関連する。Smad６およびSmad７は、Smad６／７相互作用タンパク質のユビキチン化および分解をもたらす、E３ユビキチンリガーゼを補充することが知られている。 Smad3 is a member of Smad's R-Smad (receptor-activated Smad) subgroup and is a direct mediator of transcriptional activation by the TGF-β receptor. TGF-β stimulation results in phosphorylation and activation of Smad2 and Smad3, which form a complex with Smad4 (“common Smad” or “co-Smad” in vertebrates), which together with the nucleus. Accumulates and regulates transcription of target genes. R-Smad is localized in the cytoplasm and, by ligand-induced phosphorylation by the TGF-β receptor, forms a complex with co-Smad and migrates to the nucleus, where they cooperate with chromatin. Regulates gene expression associated with transcription factors. Smad6 and Smad7 are inhibitory Smads (“I-Smad”), i.e., transcriptionally induced by TGF-β and function as inhibitors of TGF-β signaling (Feng et al. (2005) Annu). . Rev. Cell. Dev. Biol. 21: 659). Smad6 / 7 exerts their inhibitory effect by interfering with receptor-mediated activation of R-Smad; they are associated with type I receptors, which competitively interfere with R-Smad recruitment and phosphorylation. Smad6 and Smad7 are known to supplement E3 ubiquitin ligase, which results in ubiquitination and degradation of Smad6 / 7 interacting proteins.
TGF−βシグナル伝達経路は、このほか、BMP−７などによって伝達される経路も存在し、これは、ALK−１／２／３／６を経由し、Smad１／５／８を介して機能が発現されるとされている。TGF−βシグナル伝達経路については、J. Massagu’e, Annu. Rev. Biochem. 1998. 67: 753-91;Vilar JMG, Jansen R, Sander C (2006) PLoS Comput Biol 2(1):e3; Leask, A., Abraham, D. J. FASEB J.18, 816-827 (2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports (2010)11, 97-105; Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med. 2010; 152: 159-166等を参照のこと。 In addition to the TGF-β signaling pathway, there is also a pathway transmitted by BMP-7 and the like, which functions via ALK-1 / 2/3/6 and Smad1 / 5/8. It is said to be expressed. For the TGF-β signaling pathway, see J. Massagu'e, Annu. Rev. Biochem. 1998. 67: 753-91; Vilar JMG, Jansen R, Sander C (2006) PLoS Comput Biol 2 (1): e3; Leask, A., Abraham, DJ FASEB J.18, 816-827 (2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports (2010) 11, 97-105; Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med. 2010; 152: See 159-166 etc.
本明細書において「トランスフォーミング増殖因子（TGF）−βシグナル阻害剤」とは、TGFシグナル伝達を阻害する任意の因子をいう。TGF−βについて拮抗する場合はアンタゴニストという場合もあるが、本発明についていう場合TGF−βアンタゴニストはTGF−βシグナル阻害剤に包含される。この阻害剤は、通常物質であるので、「TGFβシグナル阻害物質」は、「TGFβシグナル阻害剤」と交換可能に使用されうる。 As used herein, the term "transforming growth factor (TGF) -β signal inhibitor" refers to any factor that inhibits TGF signaling. When antagonizing TGF-β, it may be referred to as an antagonist, but in the case of the present invention, the TGF-β antagonist is included in the TGF-β signal inhibitor. Since this inhibitor is a conventional substance, the "TGFβ signal inhibitor" can be used interchangeably with the "TGFβ signal inhibitor".
したがって、代表的には、本発明において用いられるTGF−βシグナル阻害剤としては、TGF−βのアンタゴニスト、TGF−βのレセプターのアンタゴニスト、またはSmad３の阻害剤、リガンドトラップ（リガンドに対する抗体、デコイレセプター）、アンチセンスオリゴヌクレオチド、TGF−β受容体キナーゼ阻害剤、ペプチドアプタマー、siRNA、shRNAなどを挙げることができるがこれらに限定されない（Connolly E., et al. Int. J. Biol. Sci. 2012; 8(7): 964-978 Fig３等を参照）。 Therefore, typically, the TGF-β signal inhibitor used in the present invention includes an antagonist of TGF-β, an antagonist of a receptor for TGF-β, an inhibitor of Smad3, and a ligand trap (antibody against ligand, decoy receptor). ), Antisense oligonucleotides, TGF-β receptor kinase inhibitors, peptide aptamers, siRNAs, shRNA, etc., but not limited to these (Connolly E., et al. Int. J. Biol. Sci. 2012 8 (7): 964-978 See Fig3 etc.).
本発明で用いられうる例示的なTGF−βシグナル阻害剤としては、SB431542（４−［４−（１，３−ベンゾジオキソール−５−イル）−５−（２−ピリジニル）］−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミド）、BMP−７、抗TGF−β抗体、抗TGF−βレセプター抗体、TGF−βのsiRNA、TGF−βレセプターのsiRNA、TGF−βのアンチセンスオリゴヌクレオチド、６，７−ジメトキシ−２−（（２E）−３−（１−メチル−２−フェニル−１Ｈ−ピロロ［２，３−b］ピリジン−３−イル−プロプ−２−エノイル））−１，２，３，４−テトラヒドロイソキノロン、A８３−０１（３−（６−メチル−２−ピリジニル）−N−フェニル−４−（４−キノリニル）−１Ｈ−ピラゾール−１−カルボチオアミド）、ステモレキュールTM TLK インヒビター（２−（３−（６−メチルピリジン−２−イル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル）−１，５−ナフチリジン）、ステモレキュールTM BMPインヒビターLDN−193189（６−（４−（ピペリジン−１−イル）エトキシ）フェニル）−３−（ピリジン−４−イル）ピラゾロ［１，５−a］ピリミジン）、SD−２０８（２−（５−クロロ−２−フルオロフェニル）−４−［（４−ピリジニル）アミノ］プテリジン）、LY364947（４−［３−（２−ピリジニル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル］−キノリン）、それらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはその薬学的に受容可能な塩の溶媒和物等を挙げることができるがこれらに限定されない。 An exemplary TGF-β signal inhibitor that can be used in the present invention is SB431542 (4- [4- (1,3-benzodioxol-5-yl) -5- (2-pyridinyl)] -1H. -Imidazole-2-yl] benzamide), BMP-7, anti-TGF-β antibody, anti-TGF-β receptor antibody, TGF-β siRNA, TGF-β receptor siRNA, TGF-β antisense oligonucleotide, 6 , 7-Dimethoxy-2- ((2E) -3- (1-methyl-2-phenyl-1H-pyrolo [2,3-b] pyridin-3-yl-prop-2-enoyl)) -1,2 , 3,4-Tetrahydroisoquinolone, A83-01 (3- (6-methyl-2-pyridinyl) -N-phenyl-4- (4-quinolinyl) -1H-pyrazole-1-carbothioamide), Stemolecule TM TLK inhibitor (2- (3- (6-methylpyridin-2-yl) -1H-pyrazole-4-yl) -1,5-naphthylidine), Stemolecule TM BMP inhibitor LDN-193189 (6- (4) -(Piperidin-1-yl) ethoxy) phenyl) -3- (pyridin-4-yl) pyrazolo [1,5-a] pyrimidin), SD-208 (2- (5-chloro-2-fluorophenyl)- 4-[(4-pyridinyl) amino] pteridine), LY364947 (4- [3- (2-pyridinyl) -1H-pyrazole-4-yl] -quinoline), pharmaceutically acceptable salts or solvates thereof. Examples thereof include, but are not limited to, a pharmaceutically acceptable salt solution thereof and the like.
このほかのTGF−βシグナル阻害剤としては、TGF−βの１つまたは複数のアイソフォームに対するモノクローナル抗体およびポリクローナル抗体（米国特許第５，５７１，７１４号；国際公開第９７／１３８４４号および国際公開第００／６６６３１号もまた参照）、TGF−βレセプター、そのようなレセプターの可溶性形態（例えば、可溶性TGF−βIII型レセプター）、またはTGF−βレセプターに対して向けられる抗体（米国特許第５，６９３，６０７号、米国特許第６，００１，９６９号、米国特許第６，０１０，８７２号、米国特許第６，０８６，８６７号、米国特許第６，２０１，１０８号；国際公開第９８／４８０２４号；国際公開第９５／１０６１０号；国際公開第９３／０９２２８号；国際公開第９２／００３３０号）、潜在性関連ペプチド（国際公開第９１／０８２９１号）、大きな潜在型TGF−β（国際公開第９４／０９８１２号）、フェチュイン（米国特許第５，８２１，２２７号）、デコリンならびにバイグリカン、フィブロモジュリン、ルミカン、およびエンドグリンなどの他のプロテオグリカン（国際公開第９１／１０７２７号；米国特許第５，６５４，２７０号、米国特許第５，７０５，６０９号、米国特許第５，７２６，１４９号；米国特許第５，８２４，６５５号；国際公開第９１／０４７４８号；米国特許第５，８３０，８４７号、米国特許第６，０１５，６９３号；国際公開第９１／１０７２７号；国際公開第９３／０９８００号；および国際公開第９４／１０１８７号）、ソマトスタチン（国際公開第９８／０８５２９号）、マンノース−６−リン酸またはマンノース−１−リン酸（米国特許第５，５２０，９２６号）、プロラクチン（国際公開第９７／４０８４８号）、インスリン様成長因子II（国際公開第９８／１７３０４号）、IP−１０（国際公開第９７／００６９１号）、Arg−Gly−Asp含有ペプチド（Pfeffer、米国特許第５，９５８，４１１号；国際公開第９３／１０８０８号）、植物、菌類、および細菌の抽出物（EP−A−８１３８７５；特開平８−１１９９８４号；およびMatsunaga et al．，米国特許第５，６９３，６１０号）、アンチセンスオリゴヌクレオチド（米国特許第５，６８３，９８８号；米国特許第５，７７２，９９５号；米国特許第５，８２１，２３４号、米国特許第５，８６９，４６２号；および国際公開第９４／２５５８８号）、SmadおよびMADを含む、TGF−βシグナル伝達に関与するタンパク質（EP−A−８７４０４６；国際公開第９７／３１０２０号；国際公開第９７／３８７２９号；国際公開第９８／０３６６３号；国際公開第９８／０７７３５号；国際公開第９８／０７８４９号；国際公開第９８／４５４６７号；国際公開第９８／５３０６８号；国際公開第９８／５５５１２号；国際公開第９８／５６９１３号；国際公開第９８／５３８３０号；国際公開第９９／５０２９６号；米国特許第５，８３４，２４８号；米国特許第５，８０７，７０８号；および米国特許第５，９４８，６３９号）、SkiおよびSno（Vogel、1999、Science、286：665；およびStroschein et al．，1999、Science、286：771−774）、その同起源のレセプターへのTGF−βの結合を阻害するまたはそれに干渉するのに適している、１つまたは複数の一本鎖オリゴヌクレオチドアプタマーまたはそれをコードする発現プラスミド、ならびにTGF−βの活性を阻害する能力を保持する、上記に同定される分子の任意の変異体、断片、または誘導体を含むが、これらに限定されない。TGF−β阻害剤は、TGF−βアンタゴニストであり得、そのレセプターへのTGF−β結合を遮断するヒトモノクローナル抗体またはヒト化モノクローナル抗体（またはF（ab）２断片、Fv断片、単鎖抗体、およびTGF−βに結合する能力を保持する抗体の他の形態もしくは断片などのその断片）であり得る。TGF−βレセプターおよびTGF−βレセプターのTGF−β結合断片、とりわけ、可溶性断片は、本発明の方法における有用なTGF−βアンタゴニストである。ある実施形態において、TGF−β機能の好ましい阻害剤は、可溶性TGF−βレセプター、とりわけ、例えば、TGFBIIRまたはTGFBIIIRの細胞外ドメイン、好ましくは組換え可溶性TGF−βレセプター（rsTGFBIIRまたはrsTGFBIIIR）を含む、TGF−βII型レセプター（TGFBIIR）またはTGF−βIII型レセプター（TGFBIIIRもしくはベータグリカン）である。TGF−βレセプターおよびTGF−βレセプターのTGF−β結合断片、とりわけ、可溶性断片は、本発明の方法における有用なTGF−βアンタゴニストである。TGF−βレセプターおよびそれらをコードする核酸は、当技術分野において十分に知られている。TGF−β１型レセプターをコードする核酸配列は、GenBankアクセッション番号L１5436および米国特許第５，５３８，８９２号（Donahoe et al．）において開示される。TGF−β２型レセプターの核酸配列は、GenBankアクセッション番号AW236001、AI35790、AI279872、AI074706、およびAA808255の下で公的に入手可能である。TGF−β３型レセプターの核酸配列もまた、GenBankアクセッション番号NM003243、AI887852、AI817295、およびAI681599の下で公的に入手可能である。 Other TGF-β signal inhibitors include monoclonal and polyclonal antibodies against one or more isoforms of TGF-β (US Pat. No. 5,571,714; WO 97/13844 and WO). See also 00/66631), TGF-β receptors, soluble forms of such receptors (eg, soluble TGF-βIII type receptors), or antibodies directed against TGF-β receptors (US Pat. No. 5,6). 693,607, US Patent 6,001,969, US Patent 6,010,872, US Patent 6,086,867, US Patent 6,201,108; International Publication No. 98 / 48024; International Publication No. 95/10610; International Publication No. 93/09228; International Publication No. 92/00330), Latent-related Peptide (International Publication No. 91/08291), Large Latent TGF-β (International) Publication No. 94/09812), Fetuin (US Pat. No. 5,821,227), Decorin and other proteoglycans such as Viglycan, Fibromodulin, Lumican, and Endoglin (International Publication No. 91/10727; US Pat. No. 5,654,270, US Pat. No. 5,705,609, US Pat. No. 5,726,149; US Pat. No. 5,824,655; International Publication No. 91/04748; US Pat. No. 5 , 830, 847, US Pat. No. 6,015,693; International Publication No. 91/10727; International Publication No. 93/09800; and International Publication No. 94/10187), Somatostatin (International Publication No. 98/08529). ), Mannose-6-phosphate or mannose-1-phosphate (US Pat. No. 5,520,926), Prolactin (International Publication No. 97/40848), Insulin-like Growth Factor II (International Publication No. 98 / 17304), IP-10 (International Publication No. 97/00691), Arg-Gly-Asp-containing peptide (Pfeffer, US Pat. No. 5,958,411; International Publication No. 93/10808), plants, fungi, And bacterial extracts (EP-A-813875; JP-A-8-119984; and Matsunaga et al., US Pat. No. 5,693,610), antisense oligonucleotides (US Pat. No. 5,683,988). US Pat. No. 5,772,995; US Pat. No. 5,821,234; US Pat. No. 5,869,46. 2; and International Publication No. 94/25588), proteins involved in TGF-β signaling, including Smad and MAD (EP-A-874046; International Publication No. 97/31020; International Publication No. 97/38729). International Publication No. 98/03663; International Publication No. 98/07735; International Publication No. 98/07849; International Publication No. 98/45467; International Publication No. 98/53068; International Publication No. 98/55512; International Publication No. 98/56913; International Publication No. 98/5830; International Publication No. 99/50296; US Pat. No. 5,834,248; US Pat. No. 5,807,708; and US Pat. No. 5,948. , 639), Ski and Sno (Vogel, 1999, Science, 286: 665; and Stroschein et al. , 1999, Science, 286: 771-774), one or more single-stranded oligonucleotide aptamers suitable for inhibiting or interfering with the binding of TGF-β to its cognate receptor. Contains, but is not limited to, an expression plasmid encoding TGF-β, as well as any variant, fragment, or derivative of the molecule identified above that retains the ability to inhibit the activity of TGF-β. The TGF-β inhibitor can be a TGF-β antagonist and is a human or humanized monoclonal antibody (or F (ab) 2 fragment, Fv fragment, single chain antibody, which blocks TGF-β binding to its receptor. And other forms or fragments of the antibody that retain the ability to bind TGF-β). TGF-β binding fragments of the TGF-β receptor and TGF-β receptor, especially soluble fragments, are useful TGF-β antagonists in the methods of the invention. In certain embodiments, preferred inhibitors of TGF-β function include soluble TGF-β receptors, such as, for example, the extracellular domain of TGFBIIR or TGFBIIIR, preferably recombinant soluble TGF-β receptors (rsTGFBIIR or rsTGFBIIIR). It is a TGF-βII type receptor (TGFBIIR) or a TGF-βIII type receptor (TGFBIIIR or beta glycan). TGF-β binding fragments of the TGF-β receptor and TGF-β receptor, especially soluble fragments, are useful TGF-β antagonists in the methods of the invention. TGF-β receptors and nucleic acids encoding them are well known in the art. The nucleic acid sequence encoding the TGF-β1 type receptor is disclosed in GenBank Accession No. L15436 and US Pat. No. 5,538,892 (Donahoe et al.). Nucleic acid sequences for the TGF-β2 receptor are publicly available under GenBank accession numbers AW236001, AI35790, AI279872, AI074706, and AA808255. Nucleic acid sequences for the TGF-β3 receptor are also publicly available under GenBank accession numbers NM003243, AI887852, AI817295, and AI681599.
またさらなる他のTGF−βシグナル阻害剤またはアンタゴニストおよびそれらの製造方法は、現在開発中のより多くのものと共に、当該分野で十分知られている。有効なTGF−βアンタゴニストはいずれも、本発明の方法において有用であり得ることから、使用する特異的TGF−βシグナル阻害剤またはアンタゴニストは、限定的な特徴のものではない。そのようなアンタゴニストの例には、１つまたはそれより多いアイソタイプのTGF−βに対するモノクローナルおよびポリクローナル抗体（米国特許第５，５７１，７１４号および国際公開９７／１３８４４）、TGF−βレセプター、そのフラグメント、その誘導体、およびTGF−βレセプターに対する抗体（米国特許第５，６９３，６０７号、同第６，００８，０１１号、同第６，００１，９６９号および同第６，０１０，８７２号、ならびに国際公開９２／００３３０、国際公開９３／０９２２８、国際公開９５／１０６１０および国際公開９８／４８０２４）；潜伏関連ペプチド（latency associated peptide；国際公開９１／０８２９１）、large lacent TGF−β（国際公開９４／０９８１２）、フェチュイン（米国特許第５，８２１，２２７号）、デコリン、ならびにバイグリカン、フィブロモジュリン、ルミカンおよびエンドグリンといったような他のプロテオグリカン（米国特許第５，５８３，１０３号、同第５，６５４，２７０号、同第５，７０５，６０９号、同第５，７２６，１４９号、同第５，８２４，６５５号、同第５，８３０，８４７号、同第６，０１５，６９３号、ならびに国際公開９１／０４７４８、国際公開９１／１０７２７、国際公開９３／０９８００および国際公開９４／１０１８７）が含まれる。 Further other TGF-β signal inhibitors or antagonists and methods for producing them are well known in the art, along with many of them currently under development. The specific TGF-β signal inhibitor or antagonist used is not of a limiting feature, as any effective TGF-β antagonist may be useful in the methods of the invention. Examples of such antagonists are monoclonal and polyclonal antibodies against one or more isotypes of TGF-β (US Pat. No. 5,571,714 and WO 97/13844), TGF-β receptors, fragments thereof. , Its derivatives, and antibodies against the TGF-β receptor (US Pat. Nos. 5,693,607, 6,008,011, 6,001,969 and 6,010,872, and International Publication 92/00330, International Publication 93/09228, International Publication 95/10610 and International Publication 98/48024); Latency associated peptide (International Publication 91/08291), large lacent TGF-β (International Publication 94 / 09812), Fetuin (US Pat. No. 5,821,227), decorin, and other proteoglycans such as biglycan, fibromodulin, lumican and endoglin (US Pat. No. 5,583,103, No. 5, 654,270, 5,705,609, 5,726,149, 5,824,655, 5,830,847, 6,015,693, Also included are International Publication 91/04748, International Publication 91/10727, International Publication 93/09800 and International Publication 94/10187).
そのようなアンタゴニストのさらなる例には、ソマトスタチン（国際公開９８／０８５２９）、マンノース−６−リン酸またはマンノース−１−リン酸（米国特許第５，５２０，９２６号）、プロラクチン（国際公開９７／４０８４８）、インスリン様増殖因子II（国際公開９８／１７３０４）、IP−１０（国際公開９７／００６９１）、アルギニン（arg）−グリシン（gly）−アスパラギン酸（asp）含有ペプチド（米国特許第５，９５８，４１１号および国際公開９３／１０８０８）、植物、真菌類および細菌類の抽出物（欧州特許出願第８１３８７５号、特開平８−１１９９８４号および米国特許第５，６９３，６１０号）、アンチセンスオレゴヌクレオチド（米国特許第５，６８３，９８８号、同第５，７７２，９９５号、同第５，８２１，２３４号および同第５，８６９，４６２号、ならびに国際公開９４／２５５８８）、ならびにSmadおよびMAD（欧州特許出願EP８７４０４６、国際公開９７／３１０２０、国際公開９７／３８７２９、国際公開９８／０３６６３、国際公開９８／０７７３５、国際公開９８／０７８４９、国際公開９８／４５４６７、国際公開９８／５３０６８、国際公開９８／５５５１２、国際公開９８／５６９１３、国際公開９８／５３８３０および国際公開９９／５０２９６、ならびに米国特許第５，８３４，２４８号、同第５，８０７，７０８号および同第５，９４８，６３９号）、ならびにSkiおよびSno（G．Vogel，Science，286：665（1999）およびStroschein et al．，Science，286：771-74（1999））、ならびにTGF−βの活性を阻害する能力を保持する上記分子のいずれかのフラグメントおよび誘導体を含め、TGF−βシグナル伝達に関与する他のタンパク質の宿主が含まれる。 Further examples of such antagonists include somatostatin (International Publication 98/08529), mannose-6-phosphate or mannose-1-phosphate (US Pat. No. 5,520,926), prolactin (International Publication 97 / 40848), insulin-like growth factor II (International Publication 98/17304), IP-10 (International Publication 97/00691), arginine (arg) -glycine (gly) -asparaginic acid (asp) -containing peptide (US Pat. No. 5, 958,411 and WO 93/10808), extracts of plants, fungi and bacteria (European Patent Application No. 8138875, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-11984 and US Pat. No. 5,693,610), Antisense Olegonucleotides (US Pat. Nos. 5,683,988, 5,772,995, 5,821,234 and 5,869,462, and International Publication 94/25588), and Smad. And MAD (European Patent Application EP874046, International Publication 97/31020, International Publication 97/38729, International Publication 98/03663, International Publication 98/07735, International Publication 98/07849, International Publication 98/45467, International Publication 98/53068, WO 98/55512, WO 98/5913, WO 98/5830 and WO 99/50296, and US Pat. Nos. 5,834,248, 5,807,708 and 5,948, 639)), as well as Ski and Sno (G. Vogel, Science, 286: 665 (1999) and Stroschein et al., Science, 286: 771-74 (1999)), and the ability to inhibit the activity of TGF-β. Included are hosts for other proteins involved in TGF-β signaling, including fragments and derivatives of any of the above molecules that are retained.
本発明における使用のための適したTGF−βアンタゴニストはまた、TGF−βの量または活性を阻害するそれらの能力が保持される限り、前述のTGF−βアンタゴニストの機能的変異体、変異体、誘導体、および類似体をも含む。本明細書において使用される「変異体」、「誘導体」、および「類似体」は、親化合物に対して同様の形または構造を有し、TGF−βアンタゴニストとして作用する能力を保持する分子を指す。例えば、本明細書において開示されるTGF−βアンタゴニストのいずれも、結晶化されてもよく、有用な類似体は、（１つまたは複数の）活性部位の形のための担う座標に基づいて合理的に設計され得る。その代わりに、当業者は、不必要な実験を伴うことなく、知られているアンタゴニストの官能基を改変し得、あるいは活性、半減期、生物学的利用能、または他の望ましい特徴の増加についてそのような改変分子をスクリーニングし得る。TGF−βアンタゴニストがポリペプチドである場合、ポリペプチドの断片および改変体は、送達の容易さ、活性、半減期などを増加させるために産生され得る（例えば、上記に議論されるようなヒト化抗体または機能的抗体断片）。合成および組換えポリペプチドの産生の当技術分野における技術のレベルを考慮すれば、そのような改変体は、不必要な実験を伴うことなく、達成される可能性がある。当業者らはまた、本明細書において記載されるTGF−β阻害剤の結晶構造および／または活性部位についての知識に基づいて新規な阻害剤を設計してもよい。可溶性TGF−βレセプターなどのポリペプチド阻害剤はまた、遺伝子移入を介して有効に導入され得る。したがって、本発明の方法のある実施形態は、TGF−βレセプターまたは結合パートナー、好ましくは可溶性レセプターまたは可溶性結合パートナーの発現のための適したベクターの使用を含む。ある好ましい実施形態において、可溶性TGF−βアンタゴニストの投与は、可溶性アンタゴニストをコードするcDNA、あるいは、TGF−βII型レセプター（rsTGFBIIR）またはTGF−βIII型レセプター（rsTGFBIIIR）の細胞外ドメインをコードするcDNAを含むベクターを使用する遺伝子移入によって達成することができ、このベクターは、ベクターを用いて形質移入される細胞中で可溶性TGF−βアンタゴニストのin situ発現を引き起こし、TGF−βの活性を阻害し、TGF−β媒介性の線維形成を抑制する。任意の適したベクターを使用することができる。好ましいベクターは、遺伝子移入の目的で開発されたアデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、エプスタインバーウイルス（EBV）ベクター、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクター、およびレトロウイルスベクターを含む。遺伝子移入の他の非ベクター方法、例えば脂質／DNA複合体、タンパク質／DNA抱合体、裸のDNAの移入方法などもまた使用することができる。アデノウイルス遺伝子移入を介しての送達のために開発されたさらなる適したTGF−βアンタゴニストは、Ig Fcドメインに融合された、TGF−βII型レセプターの細胞外ドメインをコードするキメラcDNA（Isaka et al．, 1999、Kidney Int．、55：pp．465〜475）、TGF−βII型レセプターのドミナントネガティブ変異体のアデノウイルス遺伝子移入ベクター（Zhao et al．, 1998、Mech．Dev．、72：pp．89〜100）、およびTGF−β結合プロテオグリカンであるデコリンのアデノウイルス遺伝子移入ベクター（Zhao et al．, 1999、Am．J．Physiol．、277：pp．L412-L422）を含むが、これらに限定されない。アデノウイルス媒介性の遺伝子移入は、他の遺伝子送達様式と比較して、効率が非常に高い。 Suitable TGF-β antagonists for use in the present invention are also functional variants, variants of the TGF-β antagonists described above, as long as their ability to inhibit the amount or activity of TGF-β is retained. Also includes derivatives and analogs. As used herein, "variants," "derivatives," and "analogs" are molecules that have a similar shape or structure to the parent compound and retain the ability to act as a TGF-β antagonist. Point to. For example, any of the TGF-β antagonists disclosed herein may be crystallized and useful analogs are rational based on the coordinates responsible for the shape of the active site (s). Can be designed for Instead, one of ordinary skill in the art can modify the functional groups of known antagonists without unnecessary experimentation, or for increased activity, half-life, bioavailability, or other desirable features. Such modified molecules can be screened. When the TGF-β antagonist is a polypeptide, fragments and variants of the polypeptide can be produced to increase ease of delivery, activity, half-life, etc. (eg, humanization as discussed above). Antibodies or functional antibody fragments). Given the level of skill in the art of synthetic and recombinant polypeptide production, such variants may be achieved without unnecessary experimentation. Those skilled in the art may also design novel inhibitors based on their knowledge of the crystal structure and / or active site of the TGF-β inhibitors described herein. Polypeptide inhibitors such as soluble TGF-β receptors can also be effectively introduced via gene transfer. Accordingly, certain embodiments of the methods of the invention include the use of suitable vectors for the expression of TGF-β receptors or binding partners, preferably soluble receptors or soluble binding partners. In certain preferred embodiments, administration of the soluble TGF-β antagonist comprises cDNA encoding the soluble antagonist, or cDNA encoding the extracellular domain of the TGF-βII type receptor (rsTGFBIIR) or TGF-βIII type receptor (rsTGFBIIIR). It can be achieved by gene transfer using a vector containing the vector, which causes in situ expression of soluble TGF-β antagonists in cells transfected with the vector, inhibits TGF-β activity, and suppresses TGF-β activity. Inhibits TGF-β-mediated fibrosis. Any suitable vector can be used. Preferred vectors include adenoviral vectors, lentiviral vectors, Epsteiner virus (EBV) vectors, adeno-associated virus (AAV) vectors, and retroviral vectors developed for gene transfer purposes. Other non-vector methods of gene transfer, such as lipid / DNA complexes, protein / DNA conjugates, and methods of transferring bare DNA, can also be used. A further suitable TGF-β antagonist developed for delivery via adenovirus gene transfer is a chimeric cDNA encoding the extracellular domain of the TGF-β type II receptor fused to the Ig Fc domain (Isaka et al). ., 1999, Kidney Int., 55: pp. 465-475), Adenovirus gene transfer vector of dominant negative mutant of TGF-βII type receptor (Zhao et al., 1998, Mech. Dev., 72: pp. 89-100), and adenovirus gene transfer vector of decholine, a TGF-β-binding proteoglycan (Zhao et al., 1999, Am.J. Physiol., 277: pp. L412-L422), but limited to these. Not done. Adenovirus-mediated introgression is very efficient compared to other modes of gene delivery.
TGF−βレセプターおよびTGF−βレセプターのTGF−β結合フラグメント、可溶性フラグメント等は、本発明において有用なTGF−βアンタゴニストである。TGF−βレセプターおよびそれらをコードする核酸は、当該分野で十分知られている。TGF−β１型レセプターをコードする核酸配列は、GenBankのアクセッション番号L１５４３６およびDonahoeらの米国特許第５，５３８，８９２号に開示されている。TGF−β２型レセプターの核酸配列は、GenBankのアクセッション番号AW236001；AI35790；AI279872；AI074706；およびAA808255の下、公的に入手可能である。TGF−β３型レセプターの核酸配列もまた、GenBankのアクセッション番号NM003243；AI887852；AI817295；およびAI681599の下、公的に入手可能である。１つの例示的な実施形態において、TGF−βアンタゴニストは、そのレセプター、またはF（ab）２フラグメント、Fvフラグメント、単鎖抗体、およびTGF−βに結合する能力を保持する他の「抗体」型といったようなそのフラグメントへのTGF−β結合を遮断する抗体である。その抗体は、キメラ化またはヒト化され得る。本明細書中、キメラ化抗体は、ヒト抗体の定常領域、およびマウス抗体といったような非ヒト抗体の可変領域を含む。ヒト化抗体は、ヒト抗体の定常領域およびフレームワーク可変領域（すなわち、超可変領域以外の可変領域）、ならびにマウス抗体といったような非ヒト抗体の超可変領域を含む。勿論、その抗体は、ファージ提示システムから選択されるもしくは選抜されるか、またはゼノマウスから産生されるヒト抗体といったような、いずれかの他の種類の抗体誘導体であり得る。 TGF-β-binding fragments, soluble fragments, etc. of TGF-β receptor and TGF-β receptor are TGF-β antagonists useful in the present invention. TGF-β receptors and nucleic acids encoding them are well known in the art. The nucleic acid sequence encoding the TGF-β1 type receptor is disclosed in GenBank Accession No. L15436 and US Pat. No. 5,538,892 by Donahoe et al. The nucleic acid sequence of the TGF-β2 receptor is publicly available under GenBank accession numbers AW236001; AI35790; AI279872; AI074706; and AA808255. The nucleic acid sequence of the TGF-β3 receptor is also publicly available under GenBank accession numbers NM003243; AI887852; AI817295; and AI681599. In one exemplary embodiment, the TGF-β antagonist is a receptor thereof, or another "antibody" type that retains the ability to bind to F (ab) 2 fragments, Fv fragments, single chain antibodies, and TGF-β. It is an antibody that blocks TGF-β binding to the fragment. The antibody can be chimeric or humanized. As used herein, chimeric antibodies include constant regions of human antibodies and variable regions of non-human antibodies such as mouse antibodies. Humanized antibodies include constant and framework variable regions of human antibodies (ie, variable regions other than hypervariable regions), as well as hypervariable regions of non-human antibodies such as mouse antibodies. Of course, the antibody can be any other type of antibody derivative, such as a human antibody selected or selected from the phage presentation system or produced from a xenomouse.
Smad関連の知見も増大している。TGF−βシグナル伝達経路は、この分子がタイプI（TbRI）およびタイプII（TbRII）のセリン／スレオニンキナーゼ受容体からなるヘテロ二量体細胞表面複合体に結合し、そしてこのヘテロ二量体細胞表面複合体を誘起するときに開始される。ついでこのヘテロ二量体受容体は、前記のシグナルを下流の標的Smadプロテインのリン酸化を通じて前記のシグナルを伝播する。上述のように、Smadタンパク質には三つの機能クラスがあり、それらは、例えばSmad２及びSmad３のような、レセプターにより制御されるSmad（R−Smad）、Smad４とも呼ばれるコメディエーター（Co−Smad）および阻害Smad（I−Smad）である。このヘテロ二量体受容体複合体によるリン酸化に続いて、このR−SmadがこのCo−Smadと複合体を形成し、そして前記の核に移り、他の各タンパク質と連携して、それらは標的遺伝子の転写を調節する（Derynck, R., et al. (1998) Cell 95: 737-740);Massague, J. and Wotton, D. (2000) EMBO J. 19:1745)。ヒトSmad３のヌクレオチド配列及びアミノ酸配列は、例えばGenBank Accession No． gi：42476202に開示されている。ネズミSmad３のヌクレオチド配列及びアミノ酸配列は、例えばGenBank Accession No． gi：３１５４３２２１に開示されている。上述のように、TGF−β刺激は、Smad２およびSmad３のリン酸化および活性化をもたらし、これらは、Smad４（「common Smad」または「co−Smad」とも称する）と複合体を形成し、これが核と共に蓄積して、標的遺伝子の転写を調節する。したがって、TGF−βシグナル阻害は、Smad２、３またはco−Smad（Smad４）の阻害によっても達成されうる。R−Smadは、細胞質に局在し、そしてTGF−βレセプターによるリガンド誘発性リン酸化で、co−Smadと複合体を形成して、核へと移動し、ここで、それらは、クロマチンおよび協同転写因子と関連のある遺伝子発現を調節する。したがって、R−Smadを直接または間接に阻害することによってもTGF−βシグナル阻害が達成されうる。Smad６およびSmad７は阻害性Smad（I−Smad）であり、すなわち、TGF−βにより転写的に誘発されて、TGF−βシグナル伝達の阻害剤として機能する（Fengら（２００５）Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. ２１: ６５９)。Smad６／７は、R−Smadの受容体媒介活性化を妨げることにより、それらの阻害効果を発揮する。それらは、R−Smadの動員およびリン酸化を競合的に妨げる、I型受容体と関連する。Smad６およびSmad７は、Smad６／７相互作用タンパク質のユビキチン化および分解をもたらす、Ｅ３ユビキチンリガーゼを補充することが知られている。したがって、Smad６および７は、本発明においてTGF−βシグナル阻害剤として機能しうる。
Smad-related findings are also increasing. The TGF-β signaling pathway binds this molecule to a heterodimer cell surface complex consisting of type I (TbRI) and type II (TbRII) serine / threonine kinase receptors, and this heterodimer cell. It is initiated when inducing a surface complex. The heterodimer receptor then propagates the signal through phosphorylation of the target Smad protein downstream. As mentioned above, the Smad protein has three functional classes, which are receptor-controlled Smad (R-Smad), also known as Smad4 (Co-Smad) and Smad4, for example Smad2 and Smad3. Inhibition Smad (I-Smad). Following phosphorylation by this heterodimeric receptor complex, this R-Smad forms a complex with this Co-Smad and moves to the nucleus described above, coordinating with each of the other proteins, they It regulates the transcription of target genes (Derynck, R., et al. (1998) Cell 95: 737-740); Massague, J. and Wotton, D. (2000) EMBO J. 19: 1745). The nucleotide sequence and amino acid sequence of human Smad3 are, for example, GenBank Accession No. gi: disclosed in 42476202. The nucleotide sequence and amino acid sequence of the mouse Smad3 are, for example, GenBank Accession No. gi: 31543221. As mentioned above, TGF-β stimulation results in phosphorylation and activation of Smad2 and Smad3, which form a complex with Smad4 (also referred to as "common Smad" or "co-Smad"), which is the nucleus. Accumulates with and regulates transcription of target genes. Therefore, TGF-β signaling inhibition can also be achieved by inhibition of Smad2, 3 or co-Smad (Smad4). R-Smad is localized in the cytoplasm and, by ligand-induced phosphorylation by the TGF-β receptor, forms a complex with co-Smad and migrates to the nucleus, where they cooperate with chromatin. Regulates gene expression associated with transcription factors. Therefore, TGF-β signal inhibition can also be achieved by directly or indirectly inhibiting R-Smad. Smad6 and Smad7 are inhibitory Smads (I-Smads), i.e., transcriptionally induced by TGF-β and functioning as inhibitors of TGF-β signaling (Feng et al. (2005) Annu. Rev. Cell). . Dev. Biol. 21: 659). Smad6 / 7 exerts their inhibitory effect by interfering with the receptor-mediated activation of R-Smad. They are associated with type I receptors that competitively interfere with R-Smad recruitment and phosphorylation. Smad6 and Smad7 are known to supplement E3 ubiquitin ligase, which results in ubiquitination and degradation of Smad6 / 7 interacting proteins. Therefore,
本発明において使用されうるSmad３の阻害剤としては、アンチセンスヌクレオチド、siRNA、抗体等のほか、低分子化合物として、Calbiochemから販売される６，７−ジメトキシ−２−（（２Ｅ）−３−（１−メチル−２−フェニル−１Ｈ−ピロロ［２，３−b］ピリジン−３−イル−プロプ−２−エノイル））−１，２，３，４−テトラヒドロイソキノロンなどを挙げることができるがそれらに限定されない。 Inhibitors of Smad3 that can be used in the present invention include antisense nucleotides, siRNAs, antibodies, and the like, as well as 6,7-dimethoxy-2-((2E) -3-((2E) -3- ((2E) -3- ((2E) -3- ((2E) -3- ((2E) -3-(), which is sold by Calbiochem as a small molecule compound. 1-Methyl-2-phenyl-1H-pyrrolo [2,3-b] pyridin-3-yl-prop-2-enoyl)) -1,2,3,4-tetrahydroisoquinolone and the like can be mentioned. Not limited to them.
本明細書において、「（TGF−β等の）発現を抑制する物質（例えば、核酸）」とは、標的遺伝子のmRNAの転写を抑制する物質、転写されたmRNAを分解する物質（例えば、核酸）、またはmRNAからの蛋白質の翻訳を抑制する物質（例えば、核酸）であれば特に限定されるものでない。かかる物質として、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイムまたはこれらの発現ベクター等の核酸などが例示される。その中でも、siRNAおよびその発現ベクターが好ましく、特にsiRNAが好ましい。「遺伝子の発現を抑制する物質」としては、上記のほか、タンパク質やペプチド、あるいは他の小分子も含まれる。なお、本発明において標的遺伝子は、TGF−βシグナル伝達経路に関与する任意の遺伝子である。 As used herein, the term "substance that suppresses expression (such as TGF-β) (eg, nucleic acid)" refers to a substance that suppresses transcription of mRNA of a target gene, a substance that degrades transcribed mRNA (eg, nucleic acid). ), Or a substance that suppresses the translation of protein from mRNA (for example, nucleic acid) is not particularly limited. Examples of such substances include nucleic acids such as siRNA, antisense oligonucleotides, ribozymes, and expression vectors thereof. Among them, siRNA and its expression vector are preferable, and siRNA is particularly preferable. In addition to the above, "substances that suppress gene expression" also include proteins, peptides, and other small molecules. In the present invention, the target gene is an arbitrary gene involved in the TGF-β signaling pathway.
本発明において標的とされるTGF−β等の特定の内在性遺伝子の発現を阻害する方法としては、アンチセンス技術を利用する方法が当業者によく知られている。アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を阻害する作用としては、以下のような複数の要因が存在する。即ち、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が作られた部位とのハイブリッド形成による転写阻害、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエクソンとの接合点におけるハイブリッド形成によるスプライシング阻害、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行阻害、キャッピング部位やポリ（A）付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始阻害、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳阻害、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻害、および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現阻害などである。このようにアンチセンス核酸は、転写、スプライシングまたは翻訳など様々な過程を阻害することで、標的遺伝子の発現を阻害する（平島および井上,新生化学実験講座２ 核酸IV遺伝子の複製と発現,日本生化学会編,東京化学同人,１９９３,３１９−３４７．）。
As a method for inhibiting the expression of a specific endogenous gene such as TGF-β targeted in the present invention, a method utilizing antisense technology is well known to those skilled in the art. There are multiple factors as the action of antisense nucleic acid to inhibit the expression of the target gene as follows. That is, transcription initiation inhibition by triple-strand formation, transcription inhibition by hybrid formation with a site where an open loop structure is locally formed by RNA polymerase, transcription inhibition by hybrid formation with RNA whose synthesis is progressing, intron and exson. Inhibition of splicing by hybrid formation at the junction with and inhibition of splicing by hybrid formation with sprisosome formation site, inhibition of translocation from nucleus to cytoplasm by hybrid formation with mRNA, hybrid formation with capping site and poly (A) addition site Inhibition of splicing by, inhibition of translation initiation by hybrid formation with translation initiation factor binding site, translation inhibition by hybrid formation with ribosome binding site near the initiation codon, elongation of peptide chain by hybrid formation with RNA translation region or polysome binding site Inhibition and inhibition of gene expression by the formation of hybrids between nucleic acid and protein interaction sites. In this way, antisense nucleic acid inhibits the expression of the target gene by inhibiting various processes such as transcription, splicing or translation (Hirashima and Inoue,
本発明で用いられるアンチセンス核酸は、上記のいずれの作用により、上述のTGF−βのシグナル伝達経路のメンバー等をコードする遺伝子（核酸）の発現および／または機能を阻害してもよい。一つの実施形態としては、上述のTGF−β等をコードする遺伝子のmRNAの５’端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的と考えられる。また、コード領域もしくは３’の非翻訳領域に相補的な配列も使用することができる。このように、上述のTGF−β等をコードする遺伝子の翻訳領域だけでなく、非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含む核酸も、本発明で利用されるアンチセンス核酸に含まれる。使用されるアンチセンス核酸は、適当なプロモーターの下流に連結され、好ましくは３’側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。このようにして調製された核酸は、公知の方法を用いることで所望の動物（細胞）に形質転換することができる。アンチセンス核酸の配列は、形質転換される動物（細胞）が有するTGF−β等をコードする遺伝子またはその一部と相補的な配列であることが好ましいが、遺伝子の発現を有効に抑制できる限りにおいて、完全に相補的でなくてもよい。転写されたRNAは標的遺伝子の転写産物に対して好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の相補性を有する。アンチセンス核酸を用いて標的遺伝子の発現を効果的に阻害するには、アンチセンス核酸の長さは少なくとも１２塩基以上２５塩基未満であることが好ましいが、本発明のアンチセンス核酸は必ずしもこの長さに限定されず、例えば、１１塩基以下、１００塩基以上、または５００塩基以上であってもよい。アンチセンス核酸は、DNAのみから構成されていてもよいが、DNA以外の核酸、例えば、ロックド核酸（LNA）を含んでいてもよい。１つの実施形態としては、本発明で用いられるアンチセンス核酸は、５’末端にLNA、３’末端にLNAを含むLNA含有アンチセンス核酸であってもよい。また、本発明において、アンチセンス核酸を用いる実施形態では、例えば平島および井上,新生化学実験講座２ 核酸IV遺伝子の複製と発現,日本生化学会編,東京化学同人,１９９３,３１９−３４７．に記載される方法を用いて、TGF−β等の核酸配列に基づき、アンチセンス配列を設計することができる。
The antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression and / or function of the gene (nucleic acid) encoding the member of the signal transduction pathway of TGF-β described above by any of the above actions. As one embodiment, designing an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5'end of the mRNA of the gene encoding TGF-β or the like described above is considered to be effective in inhibiting translation of the gene. .. Also, sequences complementary to the coding region or the 3'untranslated region can be used. As described above, not only the translation region of the gene encoding TGF-β and the like described above, but also the nucleic acid containing the antisense sequence of the sequence of the untranslated region is included in the antisense nucleic acid used in the present invention. The antisense nucleic acid used is ligated downstream of the appropriate promoter, preferably the sequence containing the transcription termination signal on the 3'side. The nucleic acid thus prepared can be transformed into a desired animal (cell) by using a known method. The sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to a gene encoding TGF-β or the like possessed by the transformed animal (cell) or a part thereof, but as long as the expression of the gene can be effectively suppressed. In, it does not have to be completely complementary. The transcribed RNA has preferably 90% or more, most preferably 95% or more complementarity to the transcript of the target gene. In order to effectively inhibit the expression of the target gene using the antisense nucleic acid, the length of the antisense nucleic acid is preferably at least 12 bases or more and less than 25 bases, but the antisense nucleic acid of the present invention does not necessarily have this length. It is not limited to this, and may be, for example, 11 bases or less, 100 bases or more, or 500 bases or more. The antisense nucleic acid may be composed only of DNA, but may contain nucleic acids other than DNA, for example, locked nucleic acid (LNA). In one embodiment, the antisense nucleic acid used in the present invention may be an LNA-containing antisense nucleic acid containing LNA at the 5'end and LNA at the 3'end. Further, in the embodiment using the antisense nucleic acid in the present invention, for example, Hirashima and Inoue, New
TGF−β等の発現の阻害は、リボザイム、またはリボザイムをコードするDNAを利用して行うことも可能である。リボザイムとは触媒活性を有するRNA分子を指す。リボザイムには種々の活性を有するものが存在するが、中でもRNAを切断する酵素としてのリボザイムに焦点を当てた研究により、RNAを部位特異的に切断するリボザイムの設計が可能となった。リボザイムには、グループIイントロン型やRNase Pに含まれるM１ RNAのように４００ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが、ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる４０ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある（小泉誠および大塚栄子,タンパク質核酸酵素,1990,35,2191．）。 Inhibition of the expression of TGF-β or the like can also be performed using a ribozyme or a DNA encoding a ribozyme. Ribozyme refers to an RNA molecule having catalytic activity. There are various ribozymes with various activities. Among them, research focusing on ribozyme as an enzyme that cleaves RNA has made it possible to design a ribozyme that cleaves RNA in a site-specific manner. Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as Group I intron type and M1 RNA contained in RNase P, but some have an active domain of about 40 nucleotides called hammerhead type and hairpin type. (Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191.).
例えば、ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは、G１３U１４C１５という配列のC１５の３’側を切断するが、その活性にはU１４とA９との塩基対形成が重要とされ、C１５の代わりにA１５またはU１５でも切断され得ることが示されている（Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.）。基質結合部位が標的部位近傍のRNA配列と相補的なリボザイムを設計すれば、標的RNA中のUC、UUまたはUAという配列を認識する制限酵素的なRNA切断リボザイムを作出することができる（Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 239, 285.、小泉誠および大塚栄子,タンパク質核酸酵素,1990,35,2191.、Koizumi, M. et al., Nucl. Acids Res., 1989, 17, 7059.）。 For example, the self-cleaving domain of a hammerhead ribozyme cleaves the 3'side of C15 in the sequence G13U14C15, but base pairing between U14 and A9 is important for its activity, and instead of C15, A15 or U15. However, it has been shown that it can be cleaved (Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.). By designing a ribozyme in which the substrate binding site is complementary to the RNA sequence near the target site, it is possible to create a restriction enzyme RNA-cleaving ribozyme that recognizes the sequence UC, UU, or UA in the target RNA (Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 239, 285., Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191., Koizumi, M. et al., Nucl. Acids Res., 1989, 17 , 7059.).
また、ヘアピン型リボザイムも本発明の目的に有用である。このリボザイムは、例えば、タバコリングスポットウイルスのサテライトRNAのマイナス鎖に見出される（Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.）。ヘアピン型リボザイムからも、標的特異的なRNA切断リボザイムを作出できることが示されている（Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl. Acids Res, 1991, 19, 6751.、菊池洋,化学と生物, 1992, 30, 112.）。このように、リボザイムを用いてTGF−β等をコードする遺伝子の転写産物を特異的に切断することで、該遺伝子の発現を阻害することができる。 Hairpin-type ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. This ribozyme is found, for example, in the negative strand of the satellite RNA of the tobacco ring spot virus (Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). Hairpin-type ribozymes have also been shown to produce target-specific RNA-cleaving ribozymes (Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl. Acids Res, 1991, 19, 6751., Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology. , 1992, 30, 112.). In this way, the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the transcript of the gene encoding TGF-β or the like using a ribozyme.
TGF−β等の内在性遺伝子の発現の抑制は、さらに、標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有する二本鎖RNAを用いたRNA干渉（RNA interference、以下「RNAi」と略称する）によっても行うことができる。RNAiは、２本鎖RNA（dsRNA）が直接細胞内に取り込まれると、このdsRNAと相同な配列を持つ遺伝子の発現が抑えられ現在注目を浴びている手法である。哺乳類細胞においては、短鎖dsRNA（siRNA）を用いることにより、RNAiを誘導する事が可能で、RNAiは、ノックアウトマウスと比較して、効果が安定、実験が容易、費用が安価であるなど、多くの利点を有している。siRNAについては、本明細書において他の箇所において詳述される。 Suppression of the expression of endogenous genes such as TGF-β can also be achieved by RNA interference (hereinafter abbreviated as "RNAi") using double-stranded RNA having the same or similar sequence as the target gene sequence. It can be carried out. RNAi is a method that is currently attracting attention because the expression of a gene having a sequence homologous to this dsRNA is suppressed when double-stranded RNA (dsRNA) is directly taken up into cells. In mammalian cells, RNAi can be induced by using short-chain dsRNA (siRNA), and RNAi has a stable effect, is easy to experiment, and is inexpensive compared to knockout mice. It has many advantages. siRNA is described in detail elsewhere herein.
本明細書において、「siRNA」とは、１５〜４０塩基からなる二本鎖RNA部分を有するRNA分子であり、前記siRNAのアンチセンス鎖と相補的な配列をもつ標的遺伝子のmRNAを切断し、標的遺伝子の発現を抑制する機能を有する。詳細には、本発明におけるsiRNAは、TGF−β等のmRNA中の連続したRNA配列と相同な配列からなるセンスRNA鎖と、該センスRNA配列に相補的な配列からなるアンチセンスRNA鎖とからなる二本鎖RNA部分を含むRNAである。かかるsiRNAおよび後述の変異体siRNAの設計および製造は当業者の技量の範囲内である。TGF−β等の配列の転写産物であるmRNAの任意の連続するRNA領域を選択し、この領域に対応する二本鎖RNAを作製することは、当業者においては、通常の試行の範囲内において適宜行い得ることである。また、該配列の転写産物であるmRNA配列から、より強いRNAi効果を有するsiRNA配列を選択することも、当業者においては、公知の方法によって適宜実施することが可能である。また、一方の鎖が判明していれば、当業者においては容易に他方の鎖（相補鎖）の塩基配列を知ることができる。siRNAは、当業者においては市販の核酸合成機を用いて適宜作製することが可能である。また、所望のRNAの合成については、一般の合成受託サービスを利用することができる。 As used herein, "siRNA" is an RNA molecule having a double-stranded RNA moiety consisting of 15 to 40 bases, and cleaves the mRNA of a target gene having a sequence complementary to the antisense strand of the siRNA. It has a function of suppressing the expression of the target gene. Specifically, the siRNA in the present invention consists of a sense RNA strand consisting of a sequence homologous to a continuous RNA sequence in mRNA such as TGF-β and an antisense RNA strand consisting of a sequence complementary to the sense RNA sequence. It is an RNA containing a double-stranded RNA portion. The design and manufacture of such siRNAs and the mutant siRNAs described below are within the skill of one of ordinary skill in the art. Selecting any contiguous RNA region of mRNA that is a transcript of a sequence such as TGF-β and producing a double-stranded RNA corresponding to this region is within the scope of conventional trials by those skilled in the art. It can be done as appropriate. Further, a person skilled in the art can appropriately select an siRNA sequence having a stronger RNAi effect from the mRNA sequence which is a transcript of the sequence by a known method. Further, if one strand is known, those skilled in the art can easily know the base sequence of the other strand (complementary strand). The siRNA can be appropriately produced by those skilled in the art using a commercially available nucleic acid synthesizer. Further, for the synthesis of desired RNA, a general synthetic contract service can be used.
二本鎖RNA部分の長さは、塩基として、１５〜４０塩基、好ましくは１５〜３０塩基、より好ましくは１５〜２５塩基、更に好ましくは１８〜２３塩基、最も好ましくは１９〜２１塩基である。これらの上限および下限は、これら特定のものに限定されず、これら列挙されているものの任意の組み合わせであってもよいことが理解される。siRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖の末端構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平滑末端を有するものであってもよいし、突出末端（オーバーハング）を有するものであってもよく、３’端が突き出したタイプが好ましい。センスRNA
鎖およびアンチセンスRNA鎖の３’末端に数個の塩基、好ましくは１〜３個の塩基、さらに好ましくは２個の塩基からなるオーバーハングを有するsiRNAは、標的遺伝子の発現を抑制する効果が大きい場合が多く、好ましいものである。オーバーハングの塩基の種類は特に制限はなく、RNAを構成する塩基あるいはDNAを構成する塩基のいずれであってもよい。好ましいオーバーハング配列としては、３’末端にdTdT（デオキシTを２bp）等を挙げることができる。例えば、好ましいsiRNAとしては、全てのsiRNAのセンス・アンチセンス鎖の、３’末端にdTdT（デオキシTを２bp）をつけているものが挙げられるがそれに限定されない。
The length of the double-stranded RNA moiety is 15 to 40 bases, preferably 15 to 30 bases, more preferably 15 to 25 bases, still more preferably 18 to 23 bases, and most preferably 19 to 21 bases. .. It is understood that these upper and lower limits are not limited to these particular ones and may be any combination of these listed. The terminal structure of the sense strand or antisense strand of siRNA is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it may have a blunt end or a protruding end (overhang). A type having a 3'protruding end is preferable. Sense RNA
SiRNA having an overhang consisting of several bases, preferably 1 to 3 bases, and more preferably 2 bases at the 3'end of the strand and the antisense RNA strand has the effect of suppressing the expression of the target gene. It is often large and preferable. The type of overhanging base is not particularly limited, and may be either a base constituting RNA or a base constituting DNA. Preferred overhang sequences include dTdT (2 bp of deoxyT) at the 3'end. For example, preferred siRNAs include, but are not limited to, the sense and antisense strands of all siRNAs with dTdT (2 bp of deoxyT) at the 3'end.
さらに、上記siRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖の一方または両方において１〜数個までのヌクレオチドが欠失、置換、挿入および／または付加されているsiRNAも用いることができる。ここで、１〜数塩基とは、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜４塩基、さらに好ましくは１〜３塩基、最も好ましくは１〜２塩基である。かかる変異の具体例としては、３’オーバーハング部分の塩基数を０〜３個としたもの、３’−オーバーハング部分の塩基配列を他の塩基配列に変更したもの、あるいは塩基の挿入、付加または欠失により上記センスRNA鎖とアンチセンスRNA鎖の長さが１〜３塩基異なるもの、センス鎖および／またはアンチセンス鎖において塩基が別の塩基にて置換されているもの等が挙げられるが、これらに限定されない。ただし、これらの変異体siRNAにおいてセンス鎖とアンチセンス鎖とがハイブリダイゼーションしうること、ならびにこれらの変異体siRNAが変異を有しないsiRNAと同等の遺伝子発現抑制能を有することが必要である。 Further, siRNAs in which one to several nucleotides are deleted, substituted, inserted and / or added in one or both of the sense strand and the antisense strand of the siRNA can also be used. Here, the 1 to several bases are not particularly limited, but are preferably 1 to 4 bases, more preferably 1 to 3 bases, and most preferably 1 to 2 bases. Specific examples of such mutations include those in which the number of bases in the 3'overhang portion is 0 to 3, those in which the base sequence of the 3'-overhang portion is changed to another base sequence, or the insertion or addition of bases. Alternatively, the lengths of the sense RNA strand and the antisense RNA strand differ by 1 to 3 bases due to deletion, or the base is replaced with another base in the sense strand and / or the antisense strand. , Not limited to these. However, it is necessary that the sense strand and the antisense strand can hybridize in these mutant siRNAs, and that these mutant siRNAs have the same gene expression inhibitory ability as siRNAs without mutations.
さらに、siRNAは、一方の端が閉じた構造の分子、例えば、ヘアピン構造を有するsiRNA（Short Hairpin RNA；shRNA）であってもよい。shRNAは、標的遺伝子の特定配列のセンス鎖RNA、該センス鎖配列に相補的な配列からなるアンチセンス鎖RNA、およびその両鎖を繋ぐリンカー配列を含むRNAであり、センス鎖部分とアンチセンス鎖部分がハイブリダイズし、二本鎖RNA部分を形成する。 Further, the siRNA may be a molecule having a closed end structure, for example, a siRNA (Short Hairpin RNA; shRNA) having a hairpin structure. The shRNA is an RNA containing a sense strand RNA of a specific sequence of a target gene, an antisense strand RNA consisting of a sequence complementary to the sense strand sequence, and a linker sequence connecting both strands, and is a sense strand portion and an antisense strand. The moieties hybridize to form the double-stranded RNA portion.
siRNAは、臨床使用の際には、いわゆるoff−target効果を示さないことが望ましい。off−target効果とは、標的遺伝子以外に、使用したsiRNAに部分的にホモロジーのある別の遺伝子の発現を抑制する作用をいう。off−target効果を避けるために、候補siRNAについて、予めDNAマイクロアレイなどを利用して交差反応がないことを確認することが可能である。また、NCBI（National Center for Biotechnology Information）などが提供する公知のデータベースを用いて、標的となる遺伝子以外に候補siRNAの配列と相同性が高い部分を含む遺伝子が存在しないかを確認する事によって、off−target効果を避けることが可能である。 It is desirable that siRNA does not show the so-called off-target effect during clinical use. The off-target effect refers to an action of suppressing the expression of another gene having a partial homology to the siRNA used, in addition to the target gene. In order to avoid the off-target effect, it is possible to confirm in advance that there is no cross-reactivity in the candidate siRNA by using a DNA microarray or the like. In addition, by using a known database provided by NCBI (National Center for Biotechnology Information), etc., it is possible to confirm whether there is a gene containing a part having high homology with the sequence of the candidate siRNA other than the target gene. It is possible to avoid the off-target effect.
本発明のsiRNAを作製するには、化学合成による方法および遺伝子組換え技術を用いる方法等、公知の方法を適宜用いることができる。合成による方法では、配列情報に基づき、常法により二本鎖RNAを合成することができる。また、遺伝子組換え技術を用いる方法では、センス鎖配列やアンチセンス鎖配列をコードする発現ベクターを構築し、該ベクターを宿主細胞に導入後、転写により生成されたセンス鎖RNAやアンチセンス鎖RNAをそれぞれ取得することによって作製することもできる。また、標的遺伝子の特定配列のセンス鎖、該センス鎖配列に相補的な配列からなるアンチセンス鎖、およびその両鎖を繋ぐリンカー配列を含み、ヘアピン構造を形成するshRNAを発現させることにより、所望の二本鎖RNAを作製することもできる。 In order to produce the siRNA of the present invention, known methods such as a method by chemical synthesis and a method using a gene recombination technique can be appropriately used. In the synthetic method, double-stranded RNA can be synthesized by a conventional method based on the sequence information. In the method using gene recombination technology, an expression vector encoding a sense strand sequence or an antisense strand sequence is constructed, the vector is introduced into a host cell, and then the sense strand RNA or antisense strand RNA generated by transcription is generated. It can also be produced by acquiring each of them. It is also desired by expressing an shRNA that forms a hairpin structure, including a sense strand of a specific sequence of a target gene, an antisense strand consisting of a sequence complementary to the sense strand sequence, and a linker sequence connecting both strands. Double-stranded RNA can also be prepared.
siRNAは、標的遺伝子の発現抑制活性を有する限りにおいては、siRNAを構成する核酸の全体またはその一部は、天然の核酸であってもよいし、修飾された核酸であってもよい。 As long as the siRNA has the activity of suppressing the expression of the target gene, the whole nucleic acid constituting the siRNA or a part thereof may be a natural nucleic acid or a modified nucleic acid.
本発明におけるsiRNAは、必ずしも標的配列に対する一組の２本鎖RNAである必要はなく、標的配列を含んだ領域に対する複数組（この「複数」とは特に制限されないが、好ましくは２〜５個程度の少数を指す。）の２本鎖RNAの混合物であってもよい。ここで標的配列に対応した核酸混合物としてのsiRNAは、当業者においては市販の核酸合成機およびDICER酵素を用いて適宜作製することが可能であり、また、所望のRNAの合成については、一般の合成受託サービスを利用することができる。なお、本発明のsiRNAには、所謂「カクテルsiRNA」が含まれる。また、本発明におけるsiRNAは、必ずしも全てのヌクレオチドがリボヌクレオチド（RNA）でなくともよい。即ち、本発明において、siRNAを構成する１もしくは複数のリボヌクレオチドは、対応するデオキシリボヌクレオチドであってもよい。この「対応する」とは、糖部分の構造は異なるものの、同一の塩基種（アデニン、グアニン、シトシン、チミン（ウラシル））であることを指す。例えば、アデニンを有するリボヌクレオチドに対応するデオキシリボヌクレオチドとは、アデニンを有するデオキシリボヌクレオチドのことをいう。 The siRNA in the present invention does not necessarily have to be a set of double-stranded RNAs for the target sequence, and a plurality of sets for the region containing the target sequence (these are not particularly limited, but preferably 2 to 5). It may be a mixture of double-stranded RNA (referring to a small number of degrees). Here, siRNA as a nucleic acid mixture corresponding to the target sequence can be appropriately prepared by a person skilled in the art using a commercially available nucleic acid synthesizer and a DICER enzyme, and the synthesis of a desired RNA is generally performed. You can use the synthetic contract service. The siRNA of the present invention includes so-called "cocktail siRNA". Further, in the siRNA in the present invention, not all nucleotides need to be ribonucleotides (RNA). That is, in the present invention, the one or more ribonucleotides constituting siRNA may be the corresponding deoxyribonucleotides. This "corresponding" means that the sugar moieties have different structures but are of the same base species (adenine, guanine, cytosine, thymine (uracil)). For example, the deoxyribonucleotide corresponding to the ribonucleotide having adenine means the deoxyribonucleotide having adenine.
さらに、本発明の上記RNAを発現し得るDNA（ベクター）もまた、TGF−β等の発現を抑制し得る核酸の好ましい実施形態に含まれる。例えば、本発明の上記二本鎖RNAを発現し得るDNA（ベクター）は、該二本鎖RNAの一方の鎖をコードするDNA、および該二本鎖RNAの他方の鎖をコードするDNAが、それぞれ発現し得るようにプロモーターと連結した構造を有するDNAである。本発明の上記DNAは、当業者においては、一般的な遺伝子工学技術により、適宜作製することができる。より具体的には、本発明のRNAをコードするDNAを公知の種々の発現ベクターへ適宜挿入することによって、本発明の発現ベクターを作製することが可能である。 Further, a DNA (vector) capable of expressing the above RNA of the present invention is also included in a preferred embodiment of a nucleic acid capable of suppressing the expression of TGF-β or the like. For example, the DNA (vector) capable of expressing the above-mentioned double-stranded RNA of the present invention includes a DNA encoding one strand of the double-stranded RNA and a DNA encoding the other strand of the double-stranded RNA. Each is a DNA having a structure linked to a promoter so that it can be expressed. The above-mentioned DNA of the present invention can be appropriately produced by those skilled in the art by a general genetic engineering technique. More specifically, the expression vector of the present invention can be prepared by appropriately inserting the DNA encoding the RNA of the present invention into various known expression vectors.
本発明において標的遺伝子の発現を抑制する核酸には、修飾された核酸を用いてもよい。修飾された核酸とは、ヌクレオシド（塩基部位、糖部位）および／またはヌクレオシド間結合部位に修飾が施されていて、天然の核酸と異なった構造を有するものを意味する。修飾された核酸を構成する「修飾されたヌクレオシド」としては、例えば、無塩基（abasic）ヌクレオシド；アラビノヌクレオシド、２’−デオキシウリジン、α−デオキシリボヌクレオシド、β−L−デオキシリボヌクレオシド、その他の糖修飾を有するヌクレオシド；ペプチド核酸（PNA）、ホスフェート基が結合したペプチド核酸（PHONA）、ロックド核酸（LNA）、モルホリノ核酸等が挙げられる。上記糖修飾を有するヌクレオシドには、２’−O−メチルリボース、２’−デオキシ−２’−フルオロリボース、３’−O−メチルリボース等の置換五単糖；１’，２’−デオキシリボース；アラビノース；置換アラビノース糖；六単糖およびアルファ−アノマーの糖修飾を有するヌクレオシドが含まれる。これらのヌクレオシドは塩基部位が修飾された修飾塩基であってもよい。このような修飾塩基には、例えば、５−ヒドロキシシトシン、５−フルオロウラシル、４−チオウラシル等のピリミジン；６−メチルアデニン、６−チオグアノシン等のプリン；および他の複素環塩基等が挙げられる。 A modified nucleic acid may be used as the nucleic acid that suppresses the expression of the target gene in the present invention. The modified nucleic acid means a nucleic acid having a modified nucleoside (base site, sugar site) and / or nucleoside binding site and having a structure different from that of a natural nucleic acid. Examples of the "modified nucleoside" constituting the modified nucleic acid include abasic nucleoside; arabino nucleoside, 2'-deoxyuridine, α-deoxyribonucleoside, β-L-deoxyribonucleoside, and other sugars. Modified nucleosides; peptide nucleic acids (PNA), peptide nucleic acids to which phosphate groups are bound (PHONA), locked nucleic acids (LNA), morpholinon nucleic acids and the like. The nucleosides having the above sugar modifications include substituted pentasaccharides such as 2'-O-methylribose, 2'-deoxy-2'-fluororibose, 3'-O-methylribose; 1', 2'-deoxyribose. Includes arabinose; substituted arabinose sugars; nucleosides with hexamonosaccharides and alpha-anomer sugar modifications. These nucleosides may be modified bases with modified base sites. Examples of such modified bases include pyrimidines such as 5-hydroxycytosine, 5-fluorouracil, 4-thiouracil; purines such as 6-methyladenine and 6-thioguanosine; and other heterocyclic bases.
修飾された核酸を構成する「修飾されたヌクレオシド間結合」としては、例えば、アルキルリンカー、グリセリルリンカー、アミノリンカー、ポリ（エチレングリコール）結合、メチルホスホネートヌクレオシド間結合；メチルホスホノチオエート、ホスホトリエステル、ホスホチオトリエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、トリエステルプロドラッグ、スルホン、スルホンアミド、サルファメート、ホルムアセタール、N−メチルヒドロキシルアミン、カルボネート、カルバメート、モルホリノ、ボラノホスホネート、ホスホルアミデートなどの非天然ヌクレオシド間結合が挙げられる。 The "modified nucleoside linkages" constituting the modified nucleic acid include, for example, alkyl linkers, glyceryl linkers, aminolinkers, poly (ethylene glycol) linkages, methylphosphonate nucleoside linkages; methylphosphonothioates, phosphotriesters. , Phosphothiotriester, Phosphorothioate, Phosphorodithioate, Triester Prodrug, Sulfone, Sulfoneamide, Sulfamate, Form Acetal, N-Methylhydroxylamine, Carbonate, Carbamate, Morphorino, Boranophosphonate, Phosphoramidate, etc. The unnatural nucleoside bond of.
本発明の二本鎖siRNAに含まれる核酸配列としては、TGF−βまたは他のTGF−βシグナルのメンバーに対するsiRNAなどを挙げることができる。 Examples of the nucleic acid sequence contained in the double-stranded siRNA of the present invention include siRNA for TGF-β or other members of the TGF-β signal.
また、本発明の核酸または薬剤をリポソームなどのリン脂質小胞体に導入し、その小胞体を投与することも可能である。siRNAまたはshRNAを保持させた小胞体をリポフェクション法により所定の細胞に導入することができる。そして、得られる細胞を例えば、静脈内、動脈内等に全身投与する。眼の必要な部位等に局所的に投与することもできる。siRNAはin vitroにおいては非常に優れた特異的転写後抑制効果を示すが、in vivoにおいては血清中のヌクレアーゼ活性により速やかに分解されてしまうため持続時間が限られるためより最適で効果的なデリバリーシステム開発が求められてきた。一つの例としては、OCHIYA, T et al., Nature Med．, 5：707-710, 1999、Curr．Gene Ther．, 1 ：31-52, 2001より生体親和性材料であるアテロコラーゲンが核酸と混合し複合体を形成させると、生体中の分解酵素から核酸を保護する作用がありsiRNAのキャリアーとして非常に適しているキャリアーであると報告されており、このような形態を利用することができるが、本発明の核酸または医薬の導入の方法はこれには限られない。このようにして、生体内においては血清中の核酸分解酵素の働きにより、速やかに分解されてしまうため長時間の効果の継続を達成することができる。例えば、Takeshita F. PNAS.(2003) 102(34) 12177-82、Minakuchi Y Nucleic Acids Reserch(2004) 32(13) ｅ109では、牛皮膚由来のアテロコラーゲンが核酸と複合体を形成し、生体内の分解酵素から核酸を保護する作用があり、siRNAのキャリアーとして非常に適していると報告されており、このような技術を用いることができる。 It is also possible to introduce the nucleic acid or drug of the present invention into a phospholipid endoplasmic reticulum such as a liposome and administer the endoplasmic reticulum. The endoplasmic reticulum carrying siRNA or shRNA can be introduced into a predetermined cell by the lipofection method. Then, the obtained cells are systemically administered to, for example, intravenously, intraarterial, or the like. It can also be administered topically to the required area of the eye. Although siRNA shows a very good specific post-transcriptional inhibitory effect in vitro, it is more optimally and effectively delivered in vivo because it is rapidly degraded by nuclease activity in serum and its duration is limited. System development has been required. One example is OCHIYA, T et al., Nature Med. , 5: 707-710, 1999, Curr. Gene Ther. , 1: From 31-52, 2001 When atelocollagen, which is a biocompatible material, mixes with nucleic acid to form a complex, it has the effect of protecting nucleic acid from degrading enzymes in the living body and is very suitable as a carrier of siRNA. It has been reported to be a carrier and such a form can be utilized, but the method of introducing the nucleic acid or pharmaceutical of the present invention is not limited to this. In this way, in vivo, the action of the nucleolytic enzyme in serum causes the nucleolytic enzyme to be rapidly degraded, so that the effect can be continued for a long time. For example, in Takeshita F. PNAS. (2003) 102 (34) 12177-82, Minakuchi Y Nucleic Acids Reserch (2004) 32 (13) e109, atelocollagen derived from cow skin forms a complex with nucleic acid and is in vivo. It has been reported that it has the effect of protecting nucleic acids from degrading enzymes and is very suitable as a carrier of siRNA, and such a technique can be used.
本明細書において「薬剤」、「剤」または「因子」（いずれも英語ではagentに相当する）は、広義には、交換可能に使用され、意図する目的を達成することができる限りどのような物質または他の要素（例えば、光、放射能、熱、電気などのエネルギー）でもあってもよい。そのような物質としては、例えば、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸（例えば、cDNA、ゲノムDNAのようなDNA、mRNAのようなRNAを含む）、ポリサッカリド、オリゴサッカリド、脂質、有機低分子（例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子（例えば、低分子リガンドなど）など）、これらの複合分子が挙げられるがそれらに限定されない。ポリヌクレオチドに対して特異的な因子としては、代表的には、そのポリヌクレオチドの配列に対して一定の配列相同性を（例えば、７０％以上の配列同一性）もって相補性を有するポリヌクレオチド、プロモーター領域に結合する転写因子のようなポリペプチドなどが挙げられるがそれらに限定されない。ポリペプチドに対して特異的な因子としては、代表的には、そのポリペプチドに対して特異的に指向された抗体またはその誘導体あるいはその類似物（例えば、単鎖抗体）、そのポリペプチドがレセプターまたはリガンドである場合の特異的なリガンドまたはレセプター、そのポリペプチドが酵素である場合、その基質などが挙げられるがそれらに限定されない。 As used herein, "drug", "agent" or "factor" (both correspond to agents in English) are broadly used interchangeably as long as they can achieve their intended purpose. It may also be a substance or other element (eg, energy such as light, radioactivity, heat, electricity). Such substances include, for example, proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (including, for example, cDNA, DNA such as genomic DNA, RNA such as mRNA), poly. Nucleotides, oligosaccharides, lipids, organic small molecules (eg, hormones, ligands, signaling substances, organic small molecules, molecules synthesized with combinatorial chemistries, small molecules that can be used as pharmaceuticals (eg, small molecule ligands, etc.)) , But not limited to these complex molecules. Factors specific to a polynucleotide typically include polynucleotides that are complementary to the sequence of the polynucleotide with certain sequence homology (eg, 70% or more sequence identity). Examples include, but are not limited to, polypeptides such as transcription factors that bind to the promoter region. Factors specific to a polypeptide typically include an antibody or derivative thereof or an analog thereof (eg, a single chain antibody) specifically directed to the polypeptide, wherein the polypeptide is a receptor. Alternatively, a specific ligand or receptor in the case of a ligand, a substrate thereof when the polypeptide thereof is an enzyme, and the like can be mentioned, but the present invention is not limited thereto.
本明細書において、「角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態」とは、角膜内皮の疾患、障害または状態のうち、細胞外マトリクス（ECM）異常に関連するものをいう。そのようなものとしては、たとえば、フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害、翼状片、アレルギー性疾患、角膜炎、角膜潰瘍等を挙げることができる。 As used herein, the term "disease, disorder or condition associated with extracellular matrix (ECM) abnormality of corneal endothelium" means a disease, disorder or condition of corneal endothelium related to extracellular matrix (ECM) abnormality. To say. Examples thereof include disorders related to Fuchs corneal endothelial dystrophy, pterygium, allergic diseases, keratitis, corneal ulcers and the like.
本明細書において「フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害」とは、フックス角膜内皮ジストロフィに関する任意の障害をいい、そのうち、細胞外マトリクス（ECM）異常に関連ものが本発明の特に目的とするものであるが、それに限定されない。そのような細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する、フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害としては、たとえば、羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下、グレア、角膜実質の浮腫、水疱性角膜症、角膜混濁等を挙げることができるがこれらに限定されない。 As used herein, the term "disorders relating to Fuchs corneal endothelial dystrophy" refers to any disorder relating to Fuchs corneal endothelial dystrophy, of which those related to extracellular matrix (ECM) abnormalities are particularly object of the present invention. , Not limited to that. Disorders related to Fuchs corneal endothelial dystrophy associated with such extracellular matrix (ECM) abnormalities include, for example, dazzling, fog, visual impairment, eye pain, tearing, congestion, pain, bullous keratopathy, and ocular. Discomfort, decreased contrast, glare, edema of the corneal parenchyma, bullous keratopathy, corneal opacity, etc. can be mentioned, but are not limited to these.
（一般技術）
本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Sambrook J.et al.(1989).Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harborおよびその3rd Ed.(2001); Ausubel, F.M.(1987).Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, F.M.(1989).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Innis, M.A.(1990).PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, F.M.(1992).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, F.M.(1995).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis, M.A.et al.(1995).PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, F.M.(1999).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; Sninsky, J.J.et al.(1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press、Gait, M.J.(1985).Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPress; Gait, M.J.(1990).Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F.(1991).Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, IRL Press; Adams, R. L. et al.(1992).The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman&Hall; Shabarova, Z.et al.(1994).Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G. M. et al.(1996).Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G.T.(1996). Bioconjugate Techniques, Academic Press、別冊実験医学「遺伝子導入＆発現解析実験法」羊土社、１９９７などに記載されている。角膜内皮細胞については、Nancy Joyceらの報告｛Joyce, 2004 #161} {Joyce, 2003 #7｝がよく知られているが、前述のごとく長期培養、継代培養により線維芽細胞様の形質転換を生じ、効率的な培養法の研究が現在も行われている。これらは本明細書において関連する部分（全部であり得る）が参考として援用される。
(General technology)
The molecular biological, biochemical, and microbiological techniques used herein are well known and commonly used in the art, eg, Sambrook J. et al. (1989). Molecular Cloning. : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor and its 3rd Ed. (2001); Ausubel, FM (1987). Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, FM (1989). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Innis, MA (1990). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, FM (1992). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, FM (1995). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis, MAet al. (1995). PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, FM (1999). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Bio logy, Wiley, and annual updates; Sninsky, JJ et al. (1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press, Gait, MJ (1985). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPress; Gait, MJ (1990). .Oligonucleotides Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F. (1991). Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, IRL Press; Adams, RL et al. (1992). The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman &Hall; Shabarova , Z. et al. (1994). Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, GM et al. (1996). Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, GT (1996). Bioconjugate Techniques, It is described in Academic Press, Separate Volume Experimental Medicine "Gene Induction & Expression Analysis Experimental Method", Yodosha, 1997, etc. Regarding corneal endothelial cells, the report by Nancy Joyce et al. {Joyce, 2004 # 161} {Joyce, 2003 # 7} is well known, but as mentioned above, fibroblast-like transformation by long-term culture and subculture. And research on efficient culture methods is still being conducted. These are incorporated herein by reference in the relevant parts (which may be all).
（好ましい実施形態の説明）
以下に好ましい実施形態の説明を記載するが、この実施形態は本発明の例示であり、本発明の範囲はそのような好ましい実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者はまた、以下のような好ましい実施例を参考にして、本発明の範囲内にある改変、変更などを容易に行うことができることが理解されるべきである。
(Explanation of Preferred Embodiment)
Although the description of the preferred embodiment is described below, it should be understood that this embodiment is an example of the present invention and the scope of the present invention is not limited to such preferred embodiment. It should be understood that those skilled in the art can also easily make modifications, changes, etc. within the scope of the present invention with reference to the following preferred embodiments.
（TGFβシグナル阻害剤を含む、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態の処置または予防）
１つの局面において、本発明はTGFβシグナル阻害剤を含む、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態の処置または予防薬を提供する。本発明では、角膜内皮においてECMが関連する疾患、障害または状態を、TGFβシグナル阻害剤を投与することによって、予想外にECMの異常を低減または消失させることができたことを見出した。したがって、このようなTGFβシグナル阻害剤の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態の処置または予防のための用途は従来の知見からは予想できなかった用途であるといえる。
(Treatment or prevention of diseases, disorders or conditions associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium, including TGFβ signal inhibitors)
In one aspect, the invention provides a treatment or prophylactic agent for a disease, disorder or condition associated with an extracellular matrix (ECM) abnormality of the corneal endothelium, including a TGFβ signal inhibitor. In the present invention, it has been found that ECM-related diseases, disorders or conditions in the corneal endothelium can be unexpectedly reduced or eliminated by administering a TGFβ signal inhibitor. Therefore, the use of such a TGFβ signal inhibitor for the treatment or prevention of diseases, disorders or conditions related to the extracellular matrix (ECM) abnormality of the corneal endothelium is a use that could not be predicted from the conventional knowledge. I can say.
好ましい実施形態では、本発明が対象とする疾患、障害または状態は、フックス角膜内皮ジストロフィに関する障害である。フックス角膜内皮ジストロフィは現在のところ、根本的な治療方法や技術が存在せず、フックス角膜内皮ジストロフィの治療は角膜移植に頼らざるを得なかった。本発明は、フックス角膜内皮ジストロフィの中でもひとつの重要な異常または障害の原因となる細胞外マトリクス（ECM）異常を処置しうることから、フックス角膜内皮ジストロフィの処置または予防に有用であることが理解される。 In a preferred embodiment, the disease, disorder or condition targeted by the present invention is a disorder relating to Fuchs corneal endothelial dystrophy. At present, there is no radical treatment method or technique for Fuchs corneal endothelial dystrophy, and the treatment of Fuchs corneal endothelial dystrophy has had to rely on corneal transplantation. It is understood that the present invention is useful for the treatment or prevention of Fuchs corneal endothelial dystrophy because it can treat extracellular matrix (ECM) abnormalities that cause one important abnormality or disorder in Fuchs corneal endothelial dystrophy. Will be done.
１つの特定の実施形態では、本発明が対象とする疾患、障害または状態は、フックス角膜内皮ジストロフィにおける羞明、霧視、視力障害、眼痛、流涙、充血、疼痛、水疱性角膜症、眼の不快感、コントラスト低下,グレア、角膜実質の浮腫、角膜混濁を含む。 In one particular embodiment, the disease, disorder or condition of interest in the present invention is photophobia, fog, visual impairment, eye pain, lacrimation, congestion, pain, bullous keratopathy, eye in Fuchs corneal endothelial dystrophy. Includes discomfort, reduced contrast, glare, corneal parenchyma edema, and corneal opacity.
本発明の医薬または方法の投与(移植)対象は、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、ネコ、イヌ、ウシ、ウマ、ヒツジ、サル等)があげられるが、霊長類が好ましく、特にヒトが好ましい。霊長類での角膜内皮治療はこれまで十分な成績が達成されておらず、その意味で本発明は画期的な治療法および医薬を提供する。 The subject of administration (transplantation) of the drug or method of the present invention includes mammals (for example, humans, mice, rats, hamsters, rabbits, cats, dogs, cows, horses, sheep, monkeys, etc.), but primates. Preferred, especially human. Sufficient results have not been achieved so far in corneal endothelium treatment in primates, and in that sense, the present invention provides a breakthrough treatment method and medicine.
TGF−βシグナル伝達経路は、ALK４,５または７を経由するSmad２／３系と、ALK１,２, ３または６を経由するSmad１／５／８系とに大きく分類され、いずれも線維化に関連していることがよく知られている（J.Massagu’e, Annu.Rev.Biochem.1998.67:753-91;Vilar JMG, Jansen R, Sander C(2006) PLoS Comput Biol 2(1):e3;Leask, A., Abraham, D.J. FASEB J.18, 816-827(2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports(2010) 11, 97-105;Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med.2010;152:159-166.)。BMP−７はTGF−βシグナルを抑制し線維化を抑制することができることも知られている（上記文献の他、Ralf Weiskirchen, et al., Frontiers in Bioscience 14, 4992-5012, June 1, 2009;Elisabeth M Zeisberg et al., Nature Medicine 13, 952-961(2007);Michael Zeisberg et al., Nature Medicine 9, 964-968(2003)）。しかしながら、これらの文献では、非常に特殊な疾患である梅毒性角膜実質炎または人工的に作製した重度の障害により実際にコラーゲンなどの細胞外基質からなる膜状組織を伴うような状態についてTGF−βとの関与が記載されているが、これから治療効果を予測することは困難である。また、角膜の重度な障害時の線維化がIL−１βにより、途中p３８ MAPKの活性化によるということも示されているが、他方ウサギでの過剰な冷凍外傷により生体において重度の炎症が生じた時にみられる線維化がp３８ MAPKの活性化を伴い、阻害剤で一部線維化が抑制できることをウサギを用いて示されている。これらの知見は極めて強い炎症が生体に生じ細胞外基質からなる膜状組織を伴うような状況においてp３８ MAPKの活性化を伴うことを示したものであり、TGF−βシグナル阻害剤がフックス角膜内皮ジストロフィ等の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態を処置または予防に有効であるということを述べたものではなく、正常状態の維持についてなんら示唆を与えるものではない。このように、角膜内皮細胞については、従前は正常機能を保ちつつ培養することは困難であると考えられており、これまでに報告されたものは、結局のところフックス角膜内皮ジストロフィ等の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態を処置または予防できなかった。ましてや、TGF−βシグナル伝達経路を抑制することにより、フックス角膜内皮ジストロフィ等の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態を処置または予防することができるとは考えられていなかった。 The TGF-β signaling pathway is broadly classified into the Smad2 / 3 system via ALK4,5 or 7 and the Smad1 / 5/8 system via ALK1,2,3 or 6, both of which are associated with fibrosis. It is well known that (J. Massagu'e, Annu. Rev. Biochem. 1998.67: 753-91; Vilar JMG, Jansen R, Sander C (2006) PLoS Comput Biol 2 (1): e3; Leask, A., Abraham, DJ FASEB J.18, 816-827 (2004); Coert Margadant & Arnoud Sonnenberg EMBO reports (2010) 11, 97-105; Joel Rosenbloom et al., Ann Intern Med. 2010; 152: 159-166.). It is also known that BMP-7 can suppress TGF-β signal and suppress fibrosis (in addition to the above literature, Ralf Weiskirchen, et al., Frontiers in Bioscience 14, 4992-5012, June 1, 2009. Elisabeth M Zeisberg et al., Nature Medicine 13, 952-961 (2007); Michael Zeisberg et al., Nature Medicine 9, 964-968 (2003)). However, these documents describe TGF- for conditions that are actually associated with a membranous tissue consisting of extracellular matrix such as collagen due to a very special disease, syphilitic interstitial keratitis or severe artificial injury. Although the involvement with β has been described, it is difficult to predict the therapeutic effect from this. It has also been shown that fibrosis during severe damage to the corneum is due to activation of p38 MAPK on the way by IL-1β, while excessive freezing trauma in rabbits caused severe inflammation in the body. Rabbits have been shown that occasional fibrosis is associated with activation of p38 MAPK and that inhibitors can partially suppress fibrosis. These findings indicate that p38 MAPK is activated in situations where extremely strong inflammation occurs in the body and is accompanied by a membranous tissue consisting of extracellular matrix, and the TGF-β signal inhibitor is the Fuchs corneal endothelium. It does not state that it is effective in treating or preventing diseases, disorders or conditions related to extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium such as dystrophy, and does not give any suggestion for maintaining the normal state. .. As described above, it has been considered difficult to culture corneal endothelial cells while maintaining their normal functions, and what has been reported so far is, after all, corneal endothelium such as Fuchs corneal endothelial dystrophy. Could not treat or prevent diseases, disorders or conditions associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities. Furthermore, it is considered that by suppressing the TGF-β signaling pathway, it is possible to treat or prevent diseases, disorders or conditions related to extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium such as Fuchs corneal endothelial dystrophy. I wasn't.
本発明で用いられるTGF−βシグナル阻害剤は、TGF−βのシグナル経路を阻害することができる限り、どのような薬剤（agent）を用いてもよい。また、阻害されるべきTGF−βシグナル伝達経路は、周知のように、TGF−βおよびTGF−βレセプターが直接関連するもののほか、BMP−７のように最終的にTGF−βのシグナル伝達経路と同様（阻害剤・アンタゴニスト等であれば正反対）の効果を発揮するものであれば、どのようなシグナルに関連する因子であってもよい。 As the TGF-β signal inhibitor used in the present invention, any agent may be used as long as it can inhibit the signal pathway of TGF-β. Also, as is well known, the TGF-β signaling pathway to be inhibited includes those directly related to the TGF-β and TGF-β receptors, as well as the TGF-β signaling pathway that is ultimately linked to BMP-7. Any signal-related factor may be used as long as it exerts the same effect as (in the case of an inhibitor, an antagonist, etc., the opposite).
本発明においては、TGF−βシグナル阻害剤を単独で含めることも、また必要に応じて数種類を併用して含めることもできる。 In the present invention, the TGF-β signal inhibitor may be contained alone, or several kinds may be contained in combination as required.
１つの実施形態では、TGF−βシグナル阻害剤は、TGF−βのアンタゴニスト、TGF−βのレセプターのアンタゴニスト、またはSmad３の阻害剤、本明細書において他に例示される成分、それらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはその薬学的に受容可能な塩の溶媒和物を少なくとも１種含む。TGF−βのアンタゴニスト、TGF−βのレセプターのアンタゴニスト、およびSmad３の阻害剤は本明細書において他の箇所で説明された任意のものを利用することができる。 In one embodiment, the TGF-β signal inhibitor is an antagonist of TGF-β, an antagonist of a receptor for TGF-β, or an inhibitor of Smad3, other components exemplified herein, pharmaceutically thereof. It comprises at least one acceptable salt or solvate, or a solvate of a pharmaceutically acceptable salt thereof. As the antagonist of TGF-β, the antagonist of the receptor of TGF-β, and the inhibitor of Smad3, any of those described elsewhere herein can be utilized.
１つの実施形態では、本発明において用いられうるTGF−βシグナル阻害剤は、SB431542（４−［４−（１, ３−ベンゾジオキソール−５−イル）−５−（２−ピリジニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミド）、BMP−７、抗TGF−β抗体、抗TGF−βレセプター抗体、TGF−βのsiRNA、TGF−βレセプターのsiRNA、TGF−βのアンチセンスオリゴヌクレオチド、６,７−ジメトキシ−２−（（２E）−３−（１−メチル−２−フェニル−１Ｈ−ピロロ［２,３−b］ピリジン−３−イル−プロプ−２−エノイル））−１,２, ３, ４−テトラヒドロイソキノロン、A83-01（３−（６−メチル−２−ピリジニル
）−N−フェニル−４−（４−キノリニル）−１Ｈ−ピラゾール−１−カルボチオアミド）、ステモレキュールTM TLK インヒビター（２−（３−（６−メチルピリジン−２−イル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル）−１,５−ナフチリジン）、ステモレキュールTM BMPインヒビターLDN−193189（６−（４−（ピペリジン−１−イル）エトキシ）フェニル）−３−（ピリジン−４−イル）ピラゾロ［１,５−a］ピリミジン）、SD−208（２−（５−クロロ−２−フルオロフェニル）−４−［（４−ピリジニル）アミノ］プテリジン）、LY364947（４−［３−（２−ピリジニル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル］−キノリン）、本明細書において他に例示される成分、それらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはその薬学的に受容可能な塩の溶媒和物を少なくとも１種含む。なお、言及した抗体は中和抗体であってもよいがこれに限定されない。理論に束縛されることを望まないが、Smad２／３（ALK４、５および７に関連する）を介して効果を奏するSB431542、Smad１／５／８（ALK１、２、３および６に関連する）を介して効果を奏するBMP−７の両方でフックス角膜内皮ジストロフィ等の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態を処置または予防効果が観察されていることから、これらのいずれの経路のTGF−βシグナル阻害剤であっても、本発明の効果を達成することができると理解される。
In one embodiment, the TGF-β signal inhibitor that can be used in the present invention is SB431542 (4- [4- (1,3-benzodioxol-5-yl) -5- (2-pyridinyl)-. 1H-imidazol-2-yl] benzamide), BMP-7, anti-TGF-β antibody, anti-TGF-β receptor antibody, TGF-β siRNA, TGF-β receptor siRNA, TGF-β antisense oligonucleotide, 6,7-Dimethoxy-2-((2E) -3-(1-methyl-2-phenyl-1H-pyrolo [2,3-b] pyridin-3-yl-prop-2-enoyl)) -1, 2, 3, 4-Tetrahydroisoquinolone, A83-01 (3- (6-methyl-2-pyridinyl) -N-phenyl-4- (4-quinolinyl) -1H-pyrazole-1-carbothioamide), Stemore Curule TM TLK Inhibitor (2- (3- (6-Methylpyridin-2-yl) -1H-Pyrazole-4-yl) -1,5-naphthylidine), Stemolecule TM BMP Inhibitor LDN-193189 (6-( 4- (Piperidine-1-yl) ethoxy) phenyl) -3- (Pyridine-4-yl) pyrazolo [1,5-a] pyrimidin), SD-208 (2- (5-chloro-2-fluorophenyl)) -4-[(4-pyridinyl) amino] pteridine), LY364947 (4- [3- (2-pyridinyl) -1H-pyrazole-4-yl] -quinoline), other components exemplified herein, It comprises at least one of those pharmaceutically acceptable salts or solvates, or pharmaceutically acceptable salts thereof. The antibody mentioned may be a neutralizing antibody, but is not limited thereto. We do not want to be bound by theory, but SB431542, Smad1 / 5/8 (related to ALK1, 2, 3 and 6) that works through Smad2 / 3 (related to ALK4, 5 and 7). Both of these BMP-7s, which are effective through, have been observed to treat or prevent diseases, disorders or conditions associated with abnormalities in the extracellular matrix (ECM) of the corneal endothelium, such as Fuchs corneal endothelial dystrophy. It is understood that the effects of the present invention can be achieved with any route of TGF-β signal inhibitor.
好ましい実施形態では、本発明において用いられるTGF−βシグナル阻害剤は、SB431542（４−［４−（１, ３−ベンゾジオキソール−５−イル）２−ピリジニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミド）を含む。フックス角膜内皮ジストロフィ等の角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態が改善されることが示されたからである。好ましい実施形態では、SB431542は、使用時に約０．１μM〜約１０μMの濃度で存在するように含まれ、好ましくは、使用時に約１μM〜約１０μMの濃度で存在するように含まれ、さらに好ましくは使用時に約１μMの濃度で存在するように
含まれる。
In a preferred embodiment, the TGF-β signal inhibitor used in the present invention is SB431542 (4- [4- (1,3-benzodioxol-5-yl) 2-pyridinyl) -1H-imidazole-2- Il] Benzamide) is included. This is because it has been shown that diseases, disorders or conditions associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium such as Fuchs corneal endothelium dystrophy are improved. In a preferred embodiment, SB431542 is included to be present at a concentration of about 0.1 μM to about 10 μM at the time of use, preferably to be present at a concentration of about 1 μM to about 10 μM at the time of use, even more preferably. Included to be present at a concentration of about 1 μM at the time of use.
本発明で使用されるTGFβシグナル阻害剤の濃度は、通常約０．１〜１００μmol／l、好ましくは約０．１〜３０μmol／l、より好ましくは約１μmol／lであり、数種類使用する場合は適宜変更することができ、他の濃度範囲としては、例えば、通常、約０．００１〜１００μmol／l、好ましくは、約０．０１〜７５μmol／l、約０．０５〜５０μmol／l、約１〜１０μmol／l、約０．０１〜１０μmol／l、約０．０５〜１０μmol／l、約０．０７５〜１０μmol／l、約０．１〜１０μmol／l、約０．５〜１０μmol／l、約０．７５〜１０μmol／l、約１．０〜１０μmol／l、約１．２５〜１０μmol／l、約１．５〜１０μmol／l、約１．７５〜１０μmol／l、約２．０〜１０μmol／l、約２．５〜１０μmol／l、約３．０〜１０μmol／l、約４．０〜１０μmol／l、約５．０〜１０μmol／l、約６．０〜１０μmol／l、約７．０〜１０μmol／l、約８．０〜１０μmol／l、約９．０〜１０μmol／l、約０．０１〜５０μmol／l、約０．０５〜５．０μmol／l、約０．０７５〜５．０μmol／l、約０．１〜５．０μmol／l、約０．５〜５．０μmol／l、約０．７５〜５．０μmol／l、約１．０〜５．０μmol／l、約１．２５〜５．０μmol／l、約１．５〜５．０μmol／l、約１．７５〜５．０μmol／l、約２．０〜５．０μmol／l、約２．５〜５．０μmol／l、約３．０〜５．０μmol／l、約４．０〜５．０μmol／l、約０．０１〜３．０μmol／l、約０．０５〜３．０μmol／l、約０．０７５〜３．０μmol／l、約０．１〜３．０μmol／l、約０．５〜３．０μmol／l、約０．７５〜３．０μmol／l、約１．０〜３．０μmol／l、約１．２５〜３．０μmol／l、約１．５〜３．０μmol／l、約１．７５〜３．０μmol／l、約２．０〜３．０μmol／l、約０．０１〜１．０μmol／l、約０．０５〜１．０μmol／l、約０．０７５〜１．０μmol／l、約０．１〜１．０μmol／l、約０．５〜１．０μmol／l、約０．７５〜１．０μmol／l、約０．０９〜３５μmol／l、約０．０９〜３．２μmol／lであり、より好ましくは、約０．０５〜１．０μmol／l、約０．０７５〜１．０μmol／l、約０．１〜１．０μmol／l、約０．５〜１．０μmol／l、約０．７５〜１．０μmol／lを挙げることができるがこれらに限定されない。 The concentration of the TGFβ signal inhibitor used in the present invention is usually about 0.1 to 100 μmol / l, preferably about 0.1 to 30 μmol / l, more preferably about 1 μmol / l, and when several kinds are used, it is used. Other concentration ranges may be varied as appropriate, such as, for example, usually about 0.001 to 100 μmol / l, preferably about 0.01 to 75 μmol / l, about 0.05 to 50 μmol / l, about 1. 10 μmol / l, about 0.01 to 10 μmol / l, about 0.05 to 10 μmol / l, about 0.075 to 10 μmol / l, about 0.1 to 10 μmol / l, about 0.5 to 10 μmol / l, About 0.75 to 10 μmol / l, about 1.0 to 10 μmol / l, about 1.25 to 10 μmol / l, about 1.5 to 10 μmol / l, about 1.75 to 10 μmol / l, about 2.0 to 10 μmol / l, about 2.5 to 10 μmol / l, about 3.0 to 10 μmol / l, about 4.0 to 10 μmol / l, about 5.0 to 10 μmol / l, about 6.0 to 10 μmol / l, about 7.0 to 10 μmol / l, about 8.0 to 10 μmol / l, about 9.0 to 10 μmol / l, about 0.01 to 50 μmol / l, about 0.05 to 5.0 μmol / l, about 0.075 ~ 5.0 μmol / l, about 0.1 to 5.0 μmol / l, about 0.5 to 5.0 μmol / l, about 0.75 to 5.0 μmol / l, about 1.0 to 5.0 μmol / l , Approximately 1.25 to 5.0 μmol / l, Approximately 1.5 to 5.0 μmol / l, Approximately 1.75 to 5.0 μmol / l, Approximately 2.0 to 5.0 μmol / l, Approximately 2.5 to 5.0 μmol / l, about 3.0 to 5.0 μmol / l, about 4.0 to 5.0 μmol / l, about 0.01 to 3.0 μmol / l, about 0.05 to 3.0 μmol / l, About 0.075 to 3.0 μmol / l, about 0.1 to 3.0 μmol / l, about 0.5 to 3.0 μmol / l, about 0.75 to 3.0 μmol / l, about 1.0 to 3 .0 μmol / l, about 1.25 to 3.0 μmol / l, about 1.5 to 3.0 μmol / l, about 1.75 to 3.0 μmol / l, about 2.0 to 3.0 μmol / l, about 0.01 to 1.0 μmol / l, about 0.05 to 1.0 μmol / l, about 0.075 to 1.0 μmol / l, about 0.1 to 1.0 μmol / l, about 0.5 to 1. It is 0 μmol / l, about 0.75 to 1.0 μmol / l, about 0.09 to 35 μmol / l, about 0.09 to 3.2 μmol / l, and more preferably about 0.05 to 1.0 μmol / l. l, about 0.075 to 1.0 μmol / l, about 0.1 to 1.0 μmol / l, about 0.5 to 1.0 μmol / l, and about 0.75 to 1.0 μmol / l can be mentioned. Not limited.
好ましい実施形態では、使用されるTGF−βシグナル阻害剤は、４−［４−（１, ３−ベンゾジオキソール−５−イル）２−ピリジニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル］ベンズアミドまたはその薬学的に許容可能な塩を含む。 In a preferred embodiment, the TGF-β signal inhibitor used is 4- [4- (1,3-benzodioxole-5-yl) 2-pyridinyl) -1H-imidazol-2-yl] benzamide or. Contains its pharmaceutically acceptable salt.
別の好ましい実施形態では、本発明において用いられるTGF−βシグナル阻害剤は、BMP−７を含む。線維化が抑制された上に、正常機能を担うタンパク質が保持されていることが示され、また霊長類への移植にも耐え得るからである。好ましい実施形態では、BMP−７は、使用時に約１０ng／ml〜約１０００ng／mlの濃度で存在するように含まれ、より好ましくは、使用時に約１００ng／ml〜約１０００ng／mlの濃度で存在するように含まれる。BMP−７は、使用時に約１００ng／mlの濃度で存在するように含まれていても、約１０００ng／mlの濃度で存在するように含まれていてもよい。 In another preferred embodiment, the TGF-β signal inhibitor used in the present invention comprises BMP-7. This is because it has been shown that fibrosis is suppressed, proteins responsible for normal functions are retained, and it can withstand transplantation into primates. In a preferred embodiment, BMP-7 is included to be present at a concentration of about 10 ng / ml to about 1000 ng / ml at the time of use, more preferably at a concentration of about 100 ng / ml to about 1000 ng / ml at the time of use. Included to do. BMP-7 may be contained so as to be present at a concentration of about 100 ng / ml at the time of use, or may be contained so as to be present at a concentration of about 1000 ng / ml.
本発明の処置または予防薬は、さらなる医薬成分を含んでいてもよい。そのような医薬製品の代表例としては、Rhoキナーゼ阻害剤、ステロイドを挙げることができる。理論に束縛されることを望まないが、Rhoキナーゼ阻害剤を含めることにより、角膜内皮細胞の接着を亢進することによって細胞の脱落を防止し、良好な細胞形態および高い細胞密度を持った角膜内皮細胞層の形成を可能とするため、TGFβシグナル阻害剤の効果を強化することができるからである。本発明においては、１種類のRhoキナーゼ阻害剤を単独で含めることも、また必要に応じて数種類を併用して含めることもできる。 The treatment or prophylactic agent of the present invention may contain additional pharmaceutical ingredients. Representative examples of such pharmaceutical products include Rho kinase inhibitors and steroids. Although not bound by theory, the inclusion of a Rho kinase inhibitor prevents cell shedding by enhancing the adhesion of corneal endothelial cells, resulting in good cell morphology and high cell density. This is because the effect of the TGFβ signal inhibitor can be enhanced because it enables the formation of a cell layer. In the present invention, one type of Rho-kinase inhibitor may be contained alone, or several types may be contained in combination as required.
本発明において使用されうるRhoキナーゼ阻害剤としては、下記文献：米国特許４６７８７８３号、特許第３４２１２１７号、国際公開第９５／２８３８７、国際公開９９／２０６２０、国際公開９９／６１４０３、国際公開０２／０７６９７６、国際公開０２／０７６９７７、国際公開第２００２／０８３１７５、国際公開０２／１００８３３、国際公開０３／０５９９１３、国際公開０３／０６２２２７、国際公開２００４／００９５５５、国際公開２００４／０２２５４１、国際公開２００４／１０８７２４、国際公開２００５／００３１０１、国際公開２００５／０３９５６４、国際公開２００５／０３４８６６、国際公開２００５／０３７１９７、国際公開２００５／０３７１９８、国際公開２００５／０３５５０１、国際公開２００５／０３５５０３、国際公開２００５／０３５５０６、国際公開２００５／０８０３９４、国際公開２００５／１０３０５０、国際公開２００６／０５７２７０、国際公開２００７／０２６６６４などに開示された化合物があげられる。かかる化合物は、それぞれ開示された文献に記載の方法により製造することができ、例えば、１−（５−イソキノリンスルホニル）ホモピペラジンまたはその塩（たとえば、ファスジル（１−（５−イソキノリンスルホニル）ホモピペラジン））、（R）−（＋）
−トランス−（４−ピリジル）−４−（１−アミノエチル）−シクロヘキサンカルボキサミドまたはその塩（たとえば、Y−２７６３２（（R）−（＋）−トランス−（４−ピリジル）−４−（１−アミノエチル）−シクロヘキサンカルボキサミド２塩酸塩１水和物）など）などを挙げることができる。
Examples of the Rho kinase inhibitor that can be used in the present invention include the following documents: US Pat. , International Publication 02/076977, International Publication No. 2002/083175, International Publication 02/100833, International Publication 03/059913, International Publication 03/062227, International Publication 2004/09555, International Publication 2004/022541, International Publication 2004/108724, International Publication 2005/003101, International Publication 2005/039564, International Publication 2005/034866, International Publication 2005/037197, International Publication 2005/037198, International Publication 2005/035501, International Publication 2005/035553, International Publication 2005/035556, International Release Examples thereof include the compounds disclosed in 2005/08394, International Publication 2005/1003050, International Publication 2006/057270, International Publication 2007/0266664. Such compounds can be produced by the methods described in the respective disclosed documents, for example, 1- (5-isoquinoline sulfonyl) homopiperazine or a salt thereof (eg, fasdyl (1- (5-isoquinoline sulfonyl) homopiperazine). )), (R)-(+)
-Trans- (4-pyridyl) -4- (1-aminoethyl) -cyclohexanecarboxamide or a salt thereof (for example, Y-27632 ((R)-(+)-trans- (4-pyridyl) -4- (1) -Aminoethyl) -Cyclohexanecarboxamide dihydrochloride monohydrate)) and the like can be mentioned.
本発明中のRhoキナーゼ阻害剤の濃度は、通常約１〜１００μmol／l、好ましくは約５〜２０μmol／l、より好ましくは約１０μmol／lであり、数種類使用する場合は適宜変更することができ、他の濃度範囲としては、例えば、通常、約０．００１〜１００μmol／l、好ましくは、約０．０１〜７５μmol／l、約０．０５〜５０μmol／l、約１〜１０μmol／l、約０．０１〜１０μmol／l、約０．０５〜１０μmol／l、約０．０７５〜１０μmol／l、約０．１〜１０μmol／l、約０．５〜１０μmol／l、約０．７５〜１０μmol／l、約１．０〜１０μmol／l、約１．２５〜１０μmol／l、約１．５〜１０μmol／l、約１．７５〜１０μmol／l、約２．０〜１０μmol／l、約２．５〜１０μmol／l、約３．０〜１０μmol／l、約４．０〜１０μmol／l、約５．０〜１０μmol／l、約６．０〜１０μmol／l、約７．０〜１０μmol／l、約８．０〜１０μmol／l、約９．０〜１０μmol／l、約０．０１〜５０μmol／l、約０．０５〜５．０μmol／l、約０．０７５〜５．０μmol／l、約０．１〜５．０μmol／l、約０．５〜５．０μmol／l、約０．７５〜５．０μmol／l、約１．０〜５．０μmol／l、約１．２５〜５．０μmol／l、約１．５〜５．０μmol／l、約１．７５〜５．０μmol／l、約２．０〜５．０μmol／l、約２．５〜５．０μmol／l、約３．０〜５．０μmol／l、約４．０〜５．０μmol／l、約０．０１〜３．０μmol／l、約０．０５〜３．０μmol／l、約０．０７５〜３．０μmol／l、約０．１〜３．０μmol／l、約０．５〜３．０μmol／l、約０．７５〜３．０μmol／l、約１．０〜３．０μmol／l、約１．２５〜３．０μmol／l、約１．５〜３．０μmol／l、約１．７５〜３．０μmol／l、約２．０〜３．０μmol／l、約０．０１〜１．０μmol／l、約０．０５〜１．０μmol／l、約０．０７５〜１．０μmol／l、約０．１〜１．０μmol／l、約０．５〜１．０μmol／l、約０．７５〜１．０μmol／l、約０．０９〜３５μmol／l、約０．０９〜３．２μmol／lであり、より好ましくは、約０．０５〜１．０μmol／l、約０．０７５〜１．０μmol／l、約０．１〜１．０μmol／l、約０．５〜１．０μmol／l、約０．７５〜１．０μmol／lを挙げることができるがこれらに限定されない。 The concentration of the Rho kinase inhibitor in the present invention is usually about 1 to 100 μmol / l, preferably about 5 to 20 μmol / l, more preferably about 10 μmol / l, and can be appropriately changed when several kinds are used. Other concentration ranges include, for example, usually about 0.001 to 100 μmol / l, preferably about 0.01 to 75 μmol / l, about 0.05 to 50 μmol / l, about 1 to 10 μmol / l, about. 0.01 to 10 μmol / l, about 0.05 to 10 μmol / l, about 0.075 to 10 μmol / l, about 0.1 to 10 μmol / l, about 0.5 to 10 μmol / l, about 0.75 to 10 μmol / L, about 1.0 to 10 μmol / l, about 1.25 to 10 μmol / l, about 1.5 to 10 μmol / l, about 1.75 to 10 μmol / l, about 2.0 to 10 μmol / l, about 2 .5-10 μmol / l, about 3.0-10 μmol / l, about 4.0-10 μmol / l, about 5.0-10 μmol / l, about 6.0-10 μmol / l, about 7.0-10 μmol / l l, about 8.0-10 μmol / l, about 9.0-10 μmol / l, about 0.01-50 μmol / l, about 0.05-5.0 μmol / l, about 0.075-5.0 μmol / l , About 0.1 to 5.0 μmol / l, about 0.5 to 5.0 μmol / l, about 0.75 to 5.0 μmol / l, about 1.0 to 5.0 μmol / l, about 1.25 to 5.0 μmol / l, about 1.5 to 5.0 μmol / l, about 1.75 to 5.0 μmol / l, about 2.0 to 5.0 μmol / l, about 2.5 to 5.0 μmol / l, About 3.0 to 5.0 μmol / l, about 4.0 to 5.0 μmol / l, about 0.01 to 3.0 μmol / l, about 0.05 to 3.0 μmol / l, about 0.075 to 3 .0 μmol / l, about 0.1-3.0 μmol / l, about 0.5-3.0 μmol / l, about 0.75-3.0 μmol / l, about 1.0-3.0 μmol / l, about 1.25 to 3.0 μmol / l, about 1.5 to 3.0 μmol / l, about 1.75 to 3.0 μmol / l, about 2.0 to 3.0 μmol / l, about 0.01 to 1. 0 μmol / l, about 0.05 to 1.0 μmol / l, about 0.075 to 1.0 μmol / l, about 0.1 to 1.0 μmol / l, about 0.5 to 1.0 μmol / l, about 0 .75 to 1.0 μmol / l, about 0.09 to 35 μmol / l, about 0.09 to 3.2 μmol / l, more preferably about 0.05 to 1.0 μmol / l, about 0.075. ~ 1. 0 μmol / l, about 0.1 to 1.0 μmol / l, about 0.5 to 1.0 μmol / l, and about 0.75 to 1.0 μmol / l can be mentioned, but are not limited thereto.
本発明は、点眼剤として投与することができる。 The present invention can be administered as eye drops.
投与量、投与回数は、症状、年齢、体重、投与形態により異なるが、通常成人に対し、例えば点眼剤として使用する場合には、有効成分を約０．０００１〜０．１w／v％、好ましくは約０．００３〜０．０３w／v％含有する製剤を、１日あたり１〜１０回、好ましくは１〜６回、より好ましくは１〜３回、１回当たり約０．０１〜０．１mL投与することができる。本発明の医薬を前房内に注入する場合には、上記濃度の１０分の１〜１０００分のlの濃度のものが使用され得る。当業者は疾患の状態によって、TGFβシグナル阻害剤、Rhoキナーゼ阻害剤等の種類および濃度を適宜選択することができる。
The dose and frequency of administration vary depending on the symptoms, age, body weight, and dosage form, but usually, when used as an eye drop for adults, the active ingredient is preferably about 0.0001 to 0.1 w / v%. Contains about 0.003 to 0.03 w / v% of the
別の局面において、本発明は、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する障害の処置または予防のためのTGFβシグナル阻害物質を提供する。TGFβシグナル阻害物質は、TGFβシグナル阻害剤と交換可能に使用されうる。この用途において、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常およびTGFβシグナル阻害剤については、本明細書において説明した任意の実施形態を使用することができる。 In another aspect, the invention provides a TGFβ signal inhibitor for the treatment or prevention of disorders associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium. TGFβ signal inhibitors can be used interchangeably with TGFβ signal inhibitors. In this application, any embodiment described herein can be used for extracellular matrix (ECM) abnormalities in the corneal endothelium and TGFβ signal inhibitors.
別の局面において、本発明は、被験体における角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する障害の処置または予防のための方法であって、該方法は該被験体に対して有効量のTGFβシグナル阻害剤を投与する工程を包含する、方法を提供する。この方法において、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常およびTGFβシグナル阻害剤については、本明細書において説明した任意の実施形態を使用することができる。 In another aspect, the invention is a method for treating or preventing disorders associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of the corneal endothelium in a subject, wherein the method is effective for the subject. Provided is a method comprising the step of administering a TGFβ signal inhibitor. In this method, any embodiment described herein can be used for extracellular matrix (ECM) abnormalities in the corneal endothelium and TGFβ signal inhibitors.
本発明の医薬または方法の投与(移植)対象は、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、ネコ、イヌ、ウシ、ウマ、ヒツジ、サル等)があげられるが、霊長類が好ましく、特にヒトが好ましい。霊長類での角膜内皮治療はこれまで十分な成績が達成されておらず、その意味で本発明は画期的な治療法および医薬を提供する。 The subject of administration (transplantation) of the drug or method of the present invention includes mammals (for example, humans, mice, rats, hamsters, rabbits, cats, dogs, cows, horses, sheep, monkeys, etc.), but primates. Preferred, especially human. Sufficient results have not been achieved so far in corneal endothelium treatment in primates, and in that sense, the present invention provides a breakthrough treatment method and medicine.
本明細書において引用された、科学文献、特許、特許出願などの参考文献は、その全体が、各々具体的に記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。 References such as scientific literature, patents, and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety to the same extent as they are specifically described.
以上、本発明を、理解の容易のために好ましい実施形態を示して説明してきた。以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、上述の説明および以下の実施例は、例示の目的のみに提供され、本発明を限定する目的で提供したのではない。従って、本発明の範囲は、本明細書に具体的に記載された実施形態にも実施例にも限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。 The present invention has been described above by showing preferred embodiments for ease of understanding. Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the above description and the following examples are provided for purposes of illustration only and not for the purpose of limiting the present invention. Accordingly, the scope of the invention is not limited to the embodiments or examples specifically described herein, but only by the claims.
以下に、本発明の角膜内皮細胞の細胞を正常に培養する例を記載する。該当する場合生物試料等の取り扱いは、厚生労働省、文部科学省等において規定される基準を遵守し、該当する場合はヘルシンキ宣言またはその宣言に基づき作成された倫理規定に基づいて行った。研究のための眼の寄贈については、全ての故人ドナーの近親者から同意書を得た。本研究は、エルランゲン大学（ドイル）、SightLifeTM（Seattle,WA）アイバンクの倫理員
会またはそれに準ずるものの承認を受けた。
The following is an example of normally culturing the corneal endothelial cells of the present invention. If applicable, the handling of biological samples, etc. was carried out in compliance with the standards stipulated by the Ministry of Health, Labor and Welfare, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, etc., and if applicable, based on the Declaration of Helsinki or the ethical code prepared based on the declaration. Consents were obtained from close relatives of all deceased donors for the donation of eyes for research. This study was approved by the Erlangen University (Doyle), SightLife TM (Seattle, WA) eye bank ethics committee or its equivalent.
フックス角膜内皮ジストロフィは角膜内皮細胞が細胞死に至り、残存する角膜内皮細胞が、ポンプ機能、バリア機能を代償できなくなると角膜の透明性を維持できなくなり角膜混濁による失明に至る。また、フックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮細胞は、細胞外マトリックスを過剰に産生しguttaeの形成およびデスメ膜の肥厚を生じることが知られている。guttaeの形成およびデスメ膜の肥厚は光の散乱などを生じるために視力低下、羞明、霧視の原因とない患者のQOLを著しく傷害する。フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の不死化角膜内皮細胞株（iFECD）をモデルとして、健常ドナー由来の不死化角膜内皮細胞株（iHCEC）と比較して細胞外マトリックスの産生に関わる原因を明らかにして、治療ターゲットの同定を行った。 In Fuchs corneal endothelial dystrophy, when corneal endothelial cells die and the remaining corneal endothelial cells cannot compensate for the pump function and barrier function, the transparency of the cornea cannot be maintained, leading to blindness due to corneal opacity. It is also known that corneal endothelial cells in patients with Fuchs' corneal endothelial dystrophy overproduce extracellular matrix, resulting in guttae formation and Descemet's membrane thickening. The formation of guttae and the thickening of the Descemet's membrane cause light scattering and other factors that significantly impair the patient's quality of life, which does not cause vision loss, photophobia, or blurred vision. Using the immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) derived from Fuchs corneal endothelial dystrophy as a model, the causes involved in extracellular matrix production were clarified in comparison with the immortalized corneal endothelial cell line (iHCEC) derived from healthy donors. The therapeutic target was identified.
（調製例：フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の不死化角膜内皮細胞株（iFECD）モデルの作製）
本例では、フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞から不死化角膜内皮細胞株（iFECD）を作製した。
(Preparation example: Preparation of immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) model derived from Fuchs corneal endothelial dystrophy patient)
In this example, an immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) was prepared from corneal endothelial cells derived from a Fuchs corneal endothelial dystrophy patient.
（培養方法）
シアトルアイバンクから購入した研究用角膜より角膜内皮細胞を基底膜とともに機械的に剥離し、コラゲナーゼを用いて基底膜よりはがして回収後、初代培養を行った。培地はOpti−MEM I Reduced−Serum Medium, Liquid（INVITROGEN カタログ番号：31985-070）に、８％FBS（BIOWEST、カタログ番号：S1820-500）、200mg／ml CaCl２・２H２O（SIGMA カタログ番号：C7902-500G）、0.08％ コンドロイチン硫酸（SIGMA カタログ番号：C9819-5G）、２０μg／mlアスコルビン酸（SIGMA カタログ番号：A4544-25G）、50μg／mlゲンタマイシン（INVITROGEN カタログ番号：15710-064）および５ng／ml EGF
（INVITROGEN カタログ番号：PHG0311）を加えた3T3フィーダー細胞用の馴化させたものを基本培地として用いた。また、基本培地にSB431542（１μmol／l）およびSB203580（４−（４−フルオロフェニル）−２−（４−メチルスルホニルフェニル）−５（４−ピリジル）イミダゾール＜４−［４−（４−フルオロフェニル）−２−（４−メチルスルフィニルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール−５−イル］ピリジン）（１μmol／l）を添加したもの（「SB203580＋SB431542＋3T3馴化培地」という）で培養した。
(Culture method)
Corneal endothelial cells were mechanically exfoliated together with the basement membrane from the research cornea purchased from Seattle Eye Bank, peeled off from the basement membrane using collagenase, recovered, and then primary cultured. Medium Opti-MEM I Reduced-Serum Medium , Liquid (INVITROGEN catalog No. 31985-070) in, 8% FBS (BIOWEST, catalog number: S1820-500), 200mg /
The conditioned medium for 3T3 feeder cells to which (INVITROGEN catalog number: PHG0311) was added was used as the basal medium. In addition, SB431542 (1 μmol / l) and SB203580 (4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfonylphenyl) -5 (4-pyridyl) imidazole <4- [4- (4-fluoro)) were added to the basal medium. Phenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -1H-imidazol-5-yl] pyridine) (1 μmol / l) was added (referred to as "SB203580 + SB431542 + 3T3 acclimatized medium") for culturing.
（取得方法）
フックス角膜内皮ジストロフィの臨床診断により水疱性角膜症に至り、角膜内皮移植（デスメ膜内皮角膜移植＝DMEK）を実施されたヒト患者３名より文書による同意および倫理員会の承認のもと角膜内皮細胞を得た。DMEKの際に機械的に病的な角膜内細胞と基底膜であるデスメ膜とともに剥離し、角膜保存液であるOptisol−GS（ボシュロム社）に浸漬した。その後、コラゲナーゼ処理を行い酵素的に角膜内皮細胞を回収して、SB203580＋SB431542＋3T3馴化培地により培養した。培養したフックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞はＳＶ４０ラージＴ抗原およびhTERT遺伝子をPCRにより増幅して、レンチウイルスベクター（pLenti6.3_V5-TOPO; Life Technologies Inc）に導入した。その後、レンチウイルスベクターを３種類のヘルパープラスミド(pLP1、pLP2、pLP/VSVG; Life Technologies Inc.)とともにトランスフェクション試薬(Fugene HD; Promega Corp., Madison, WI)を用いて293T 細胞 (RCB2202; Riken Bioresource Center, Ibaraki, Japan)に感染させた。48時間の感染後にウイルスを含む培養上清を回収して、5μg/mlのポリブレンを用いて、培養したフックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の角膜内皮細胞の培養液に添加して、ＳＶ４０ラージＴ抗原およびhTERT遺伝子を導入した。フックス角膜内皮ジストロフィ患者由来の不死化角膜内皮細胞株（iFECD）の位相差顕微鏡像を確認した。コントロールとしてシアトルアイバンクから輸入した研究用角膜より培養した角膜内皮細胞を同様の方法で不死化し、正常角膜内皮細胞の不死化細胞株を作製した（iHCEC）。健常ドナー由来の不死化角膜内皮細胞株（iHCEC）および不死化角膜内皮細胞株（iFECD）の位相差顕微鏡像をみると、iHCECおよびiFECDはいずれも正常の角膜内皮細胞同様に一層の多角形の形態を有する。iHCECおよびiFECDはDMEM＋１０％FBSにより維持培養を行ったSB431542は、TOCRIS社から得た（カタログ番号：1614）。SＢ203580はCALBIOCHEMから得た（カタログ番号：559389）。
(Acquisition method)
Clinical diagnosis of Fuchs corneal endothelial dystrophy led to bullous keratopathy, and 3 human patients who underwent corneal endothelium transplantation (Desme membrane endothelial corneal transplantation = DMEK) gave written consent and approved by the Ethics Committee. Obtained cells. During DMEK, the cells were exfoliated together with the mechanically pathological intracorneal cells and the Descemet's membrane, which is the basement membrane, and immersed in Optisol-GS (Bausch + Lomb), which is a corneal preservation solution. Then, collagenase treatment was performed to enzymatically recover corneal endothelial cells, and the cells were cultured in SB203580 + SB431542 + 3T3 conditioned medium. Corneal endothelial cells derived from cultured Fuchs corneal endothelial dystrophy patients were amplified by PCR with SV40 large T antigen and hTERT gene and introduced into a lentiviral vector (pLenti6.3_V5-TOPO; Life Technologies Inc). The lentiviral vector was then subjected to 293T cells (RCB2202; Riken) using a transfection reagent (Fugene HD; Promega Corp., Madison, WI) with three helper plasmids (pLP1, pLP2, pLP / VSVG; Life Technologies Inc.). Bioresource Center, Ibaraki, Japan) was infected. After 48 hours of infection, the virus-containing culture supernatant was harvested and added to the culture of cultured Fuchs corneal endothelial dystrophy patient-derived corneal endothelial cells using 5 μg / ml polybrene to add SV40 large T antigen and SV40 large T antigen. The hTERT gene was introduced. A phase-contrast microscope image of an immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) derived from a patient with Fuchs corneal endothelial dystrophy was confirmed. As a control, corneal endothelial cells cultured from a research cornea imported from Seattle Eye Bank were immortalized by the same method to prepare an immortalized cell line of normal corneal endothelial cells (iHCEC). Looking at the phase-contrast microscopic images of the immortalized corneal endothelial cell line (iHCEC) and the immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) derived from healthy donors, both iHCEC and iFECD are more polygonal like normal corneal endothelial cells. Has a morphology. iHCEC and iFECD were maintained and cultured with DMEM + 10% FBS. SB431542 was obtained from TOCRIS (catalog number: 1614). SB203580 was obtained from CALBIOCHEM (catalog number: 559389).
（調製例２：不死化角膜内皮細胞株（iFECD）の正常機能の確認）
本実施例では、不死化角膜内皮細胞株（iFECD）の正常機能の確認を行った。
(Preparation Example 2: Confirmation of normal function of immortalized corneal endothelial cell line (iFECD))
In this example, the normal function of the immortalized corneal endothelial cell line (iFECD) was confirmed.
（Na＋／K＋−ATPaseおよびZO−１による免疫染色）
まず、不死化角膜内皮細胞株（iFECD）の正常機能の確認のために、Na＋／K＋−ATPaseおよびZO−１による免疫染色を行った。角膜内皮細胞の機能であるポンプ機能、バリア機能を確認するためである。Na＋／K＋−ATPaseおよびZO−１はそれぞれ、角膜内皮細胞の機能であるポンプ機能、バリア機能の正常性を示す。手法は以下のとおりである。
( Immunostaining with Na + / K + -ATPase and ZO-1)
First, immunostaining with Na + / K + -ATPase and ZO-1 was performed to confirm the normal function of the immortalized corneal endothelial cell line (iFECD). This is to confirm the pump function and barrier function, which are the functions of corneal endothelial cells. Na + / K + -ATPase and ZO-1 show the normality of the pump function and barrier function, which are the functions of corneal endothelial cells, respectively. The method is as follows.
（染色等の細胞観察方法（組織学的試験））
細胞観察は位相差顕微鏡にて行った。また、細胞を固定した後に機能関連マーカーとしてZO−１、Na＋／K＋−ATPaseを用いて免疫染色を行い蛍光顕微鏡にて観察を行った。組織染色検査のために、培養した細胞をLab−TekTM Chamber SlidesTM（NUNC A／S, Roskilde, Denmark）に入れ、４％ホルムアルデヒドで１０分間室温（RT）で固定し、１％ウシ血清アルブミン（BSA）とともに３０分間インキュベートした。具体的には、Lab−TekTMChamber SlidesTM（NUNC A／S, Roskilde, Denmark）上の培養細胞を室温で１０分間４％ホルムアルデヒド中で固定し、１％ウシ血清アルブミン（BSA）とともに３０分間インキュベートした。細胞の表現型を調べるために、密着結合関連タンパク質であるZO−１（Zymed Laboratories, Inc．, South San Francisco, CA）、ポンプ機能に関連するタンパク質であるNa＋／K＋−ATPase（Upstate Biotec, Inc．, Lake Placid, NY）の免疫組織化学分析を行った。細胞の機能に関連するマーカーとしてZO−１およびNa＋／K＋−ATPaseを使用した。ZO−１、Na＋／K＋−ATPaseの染色は、それぞれ、ZO−１ポリクローナル抗体、Na＋／K＋−ATPaseモノクローナル抗体の１：２００希釈を用いて実施した。二次抗体には、Alexa Fluor（登録商標）４８８標識、または、Alexa Fluor（登録商標）５９４標識ヤギ抗マウスIgG（Life Technologies）の１：２０００希釈を使用した。次いで、細胞の核をDAPI（Vector Laboratories, Inc．, Burlingame, CA）またはPI（Sigma−Aldrich）で染色した。次いで、スライドを蛍光顕微鏡（TCS SP２ AOBS；Leica Microsystems, Welzlar, Germany）で観察した。
(Cell observation method such as staining (histological test))
Cell observation was performed with a phase contrast microscope. After the cells were immobilized, immunostaining was performed using ZO-1, Na + / K + -ATPase as function-related markers, and observation was performed with a fluorescence microscope. For tissue staining, cultured cells are placed in Lab-Tek TM Chamber Slides TM (NUNC A / S, Roskilde, Denmark) and fixed in 4% formaldehyde for 10 minutes at room temperature (RT), 1% bovine serum albumin. Incubated with (BSA) for 30 minutes. Specifically, cultured cells on Lab-Tek TM Chamber Slides TM (NUNC A / S, Roskilde, Denmark) were fixed in 4% formaldehyde for 10 minutes at room temperature and 30 minutes with 1% bovine serum albumin (BSA). Incubated. To investigate cell phenotype, ZO-1 (Zymed Laboratories, Inc., South San Francisco, CA), a tight junction-related protein, and Na + / K + -ATPase (Upstate Biotec), a protein related to pump function. , Inc., Lake Placid, NY) immunohistochemical analysis was performed. ZO-1 and Na + / K + -ATPase were used as markers related to cell function. Staining of ZO-1, Na + / K + -ATPase , respectively, ZO-1
結果を見たところ、iHCECおよびiFECDともに全ての細胞でNa＋／K＋−ATPaseおよびZO−１を発現しており、作製した不死化細胞株が正常な機能を維持していることが示された。 The results showed that both iHCEC and iFECD expressed Na + / K + -ATPase and ZO-1 in all cells, indicating that the immortalized cell line produced maintained normal function. rice field.
また、iHCECおよびiFECDの透過型電子顕微鏡による形態観察像を示す。iHCECおよびiFECDをDMEMにより無血清でTranswell上に培養し１週間後にコンフルエントの状態で固定して透過型電子顕微鏡により形態を観察したところ、形態的に明らかな異常を認めない一層の細胞であることが示された。 Moreover, the morphological observation image by the transmission electron microscope of iHCEC and iFECD is shown. When iHCEC and iFECD were cultured on Transwell without serum by DMEM, fixed in a confluent state one week later, and the morphology was observed with a transmission electron microscope, the cells were one layer with no obvious morphological abnormalities. It has been shown.
また、フックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮細胞は細胞外マトリックスを過剰に産生しguttaeの形成およびデスメ膜の肥厚を生じることが知られている。そこで、細胞外マトリックスを構成するタンパク質であるＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現について、iHCECおよびiFECDを培養皿で培養し免疫染色を行った。iFECDにおいてiHCECと比較してＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現が増加していることが示された。また、培養したiHCECおよびiFECDの遺伝子発現レベルをリアルタイムPCR法により検討したところＩ型コラーゲン、フィブロネクチンは有意に発現レベルの亢進を認め、IV型コラーゲンにおいては発現亢進の傾向を認めた。フックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮同様にiFECDが細胞外マトリックスを過剰に産生するかどうかについて検討した。iHCECおよびiFECDをTranswell上にDMEMにより無血清で培養し１週間後にコンフルエントの状態で固定してHE染色を行った。iFECDにおいてiHCECと比較して有意に肥厚した細胞外マトリックスの産生を認めた。以上よりフックス角膜内皮ジストロフィ患者における過剰な細胞外マトリックスの産生という特徴を有する疾患モデル細胞を作製した。疾患モデル細胞を用いた解析によに不明点の多いフックス角膜内皮ジストロフィの病態解明に寄与することが期待されるため、この細胞を用いて、以下フックス角膜内皮ジストロフィの治療薬の開発を試行した。 It is also known that corneal endothelial cells in patients with Fuchs' corneal endothelial dystrophy overproduce extracellular matrix, resulting in guttae formation and Descemet's membrane thickening. Therefore, for the expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin, which are proteins constituting the extracellular matrix, iHCEC and iFECD were cultured in a culture dish and immunostained. It was shown that the expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin was increased in iFECD as compared with iHCEC. In addition, when the gene expression levels of cultured iHCEC and iFECD were examined by real-time PCR, the expression levels of type I collagen and fibronectin were significantly increased, and the expression levels of type IV collagen tended to be increased. We investigated whether iFECD overproduces extracellular matrix, similar to corneal endothelium in patients with Fuchs corneal endothelium dystrophy. iHCEC and iFECD were cultured on Transwell in DMEM without serum, and after 1 week, they were fixed in a confluent state and stained with HE. The production of extracellular matrix that was significantly thicker than that of iHCEC was observed in iFECD. Based on the above, disease model cells characterized by excessive extracellular matrix production in patients with Fuchs corneal endothelial dystrophy were prepared. Since it is expected to contribute to the elucidation of the pathophysiology of Fuchs corneal endothelial dystrophy, which has many unclear points by analysis using disease model cells, we tried to develop a therapeutic drug for Fuchs corneal endothelial dystrophy using these cells. ..
（実施例１：細胞外マトリックスの産生に関わる上皮間葉系移行（EMT）にかかわる遺伝子についてリアルタイムPCRを用いて発現量の解析）
本実施例では、iHCECおよびiFECDについて、細胞外マトリックスの産生に関わる上皮間葉系移行（EMT）にかかわる遺伝子についてリアルタイムPCRを用いて発現量の解析を行った結果を示す。
(Example 1: Analysis of expression level of genes involved in epithelial-mesenchymal transition (EMT) involved in extracellular matrix production using real-time PCR)
This example shows the results of analysis of the expression levels of iHCEC and iFECD using real-time PCR for genes involved in epithelial-mesenchymal transition (EMT) involved in extracellular matrix production.
（リアルタイムPCR）
・リアルタイムPCR法：また、以下の方法にてSnail１、Snail２またはZEB１に対するTaqman法にてPCRを行った。TaqmanプローブはINVITROGENから購入した。Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンのmRNA量をリアルタイムPCR法により調べた。細胞からの総RNAの抽出にはRNEasy（QIAGEN社、カタログ番号：７４１０６）を用いた。抽出したRNAはReverTra Ace（TOYOBO社、カタログ番号：TRT−１０１）により逆転写反応（４２℃、６０分間）を行い、反応試薬TaqMan Fast Advanced mastermix(Applied Biosystems)によりGAPDHを内部標準としてＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンを増幅した。PCR反応には下記に示すプローブ (Applied Biosystemsから入手可能な標識プライマーセット)を用いて、StepOneTM (Applied Biosystems) real-time PCR systemにより行った。
Snail１ Hs00195591_ml SNAI１
Snail２ Hs00950344_ml SNAI２
ZEB１ Hs00232783_ml ZEB１
GAPDH TaqMan(R)pre developed Assay Reagents Human GADPH (cat no.: 4333764F)。
(Real-time PCR)
-Real-time PCR method: In addition, PCR was performed by the Taqman method for Snail1, Snail2 or ZEB1 by the following method. The Taqman probe was purchased from INVITROGEN. The amounts of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin mRNA were examined by real-time PCR. RNEasy (QIAGEN, Catalog No .: 74106) was used to extract total RNA from cells. The extracted RNA is subjected to a reverse transcription reaction (42 ° C, 60 minutes) with ReverTra Ace (TOYOBO, catalog number: TRT-101), and type I collagen with GAPDH as an internal standard using the reaction reagent TaqMan Fast Advanced master mix (Applied Biosystems). , Type IV collagen, fibronectin was amplified. The PCR reaction was carried out by StepOne TM (Applied Biosystems) real-time PCR system using the probe shown below (labeled primer set available from Applied Biosystems).
Snail1 Hs00195591_ml SNAI1
Snail2 Hs00950344_ml SNAI2
ZEB1 Hs00232783_ml ZEB1
GAPDH TaqMan (R) predeveloped Assay Reagents Human GADPH (cat no .: 4333764F).
（結果）
結果を図１に示す。図１に示されるように、細胞外マトリックスの産生に関わる上皮間葉系移行（EMT）にかかわる遺伝子についてリアルタイムPCRを用いて発現量の解析を行ったところ、Snail１およびZEB１においてiFECDにおいてiHCECと比較して有意に発現の亢進を認めた。
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, when the expression levels of genes involved in epithelial-mesenchymal transition (EMT) involved in extracellular matrix production were analyzed using real-time PCR, they were compared with iHCEC in iFECD in
（TGFβによるSnail１およびZEB１の発現亢進）
Snail１およびZEB１の発現亢進が細胞外マトリックスの産生に関わるかどうかを確認するために、Snail１およびZEB１の発現を促進することが知られているTGFβにて刺激を行った。手法は以下のとおりである。iFECDおよびiHCECを１０%ウシ胎児血清を含むDMEMで培養し、１０%ウシ胎児血清を含まないDMEMにて一晩培養したのちにリアルタイムPCR法にてSnail１、ZEB１、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現を調べた。PCR反応には下記に示すプローブを用いて、StepOneTM (Applied Biosystems) real-time PCR systemにより行った。
Snail1 Hs00195591_ml SNAI1
ZEB1 Hs00232783_ml ZEB1
Ｉ型コラーゲン Hs00164004_ml COL1A1
IV型コラーゲン Hs00266327_ml COL4A1
VIII型コラーゲン Hs00697025_ml COL8A2
フィブロネクチン Hs01549976_ml FN1
GAPDH TaqMan(R)pre developed Assay Reagents Human GADPH (cat no.: 4333764F)。
(Enhancement of Snail1 and ZEB1 expression by TGFβ)
To confirm whether upregulation of Snail1 and ZEB1 is involved in extracellular matrix production, stimulation was performed with TGFβ, which is known to promote the expression of Snail1 and ZEB1. The method is as follows. iFECD and iHCEC are cultured in DMEM containing 10% fetal bovine serum, cultured overnight in DMEM containing 10% fetal bovine serum, and then Snail1, ZEB1, type I collagen, type IV collagen, by real-time PCR. The expression of type VIII collagen and fibronectin was investigated. The PCR reaction was performed by the StepOne TM (Applied Biosystems) real-time PCR system using the probes shown below.
Snail1 Hs00195591_ml SNAI1
ZEB1 Hs00232783_ml ZEB1
Type I collagen Hs00164004_ml COL1A1
Type IV collagen Hs00266327_ml COL4A1
Type VIII Collagen Hs00697025_ml COL8A2
Fibronectin Hs01549976_ml FN1
GAPDH TaqMan (R) predeveloped Assay Reagents Human GADPH (cat no .: 4333764F).
結果を図２に示す。TGFβによりiFECDにおいてSnail１およびZEB１の発現は有意に促進されることを確認した（A, B）。そこで、細胞外マトリックスの構成タンパク質の遺伝子発現量をリアルタイムPCRにより解析したところ、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現が有意に促進された。 The results are shown in FIG. It was confirmed that TGFβ significantly promoted the expression of Snail1 and ZEB1 in iFECD (A, B). Therefore, when the gene expression levels of the extracellular matrix constituent proteins were analyzed by real-time PCR, the expression of type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin was significantly promoted.
（実施例２：iFECDが産生する細胞外マトリックスのTGFβによる促進）
本実施例では、 iFECDが産生する細胞外マトリックスはTGFβにより促進されるかについての検討を行った。
(Example 2: Promotion of extracellular matrix produced by iFECD by TGFβ)
In this example, we investigated whether the extracellular matrix produced by iFECD is promoted by TGFβ.
iHCECおよびiFECDをTranswell上にDMEMにより無血清で培養し１週間後にコンフルエントの状態で固定してHE染色を行った。その手順は以下のとおりである。必要に応じて脱パラフィン（例えば、純エタノールにて）、水洗を行い、オムニのヘマトキシリンでサンプルを１０分浸した。その後流水水洗し、アンモニア水で色出しを３０秒間行った。その後、流水水洗を５分行い、塩酸エオジン１０倍希釈液で２分間染色し、脱水し、透徹し、封入した。iHCECおよびiFECDはTGFβ刺激により、有意に肥厚した細胞外マトリックスの産生を認めた。さらに、TGFβ存在下においてiFECDはiHCECと比較して有意に肥厚した細胞外マトリックスの産生を認めた。これらのことからフックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮細胞はSnail１およびZEB１の発現レベルが高く、TGFβの刺激に対して健常者角膜内皮細胞に比べて、細胞外マトリックスの産生量が有意に高いことを示す。 iHCEC and iFECD were cultured on Transwell in DMEM without serum, and after 1 week, they were fixed in a confluent state and stained with HE. The procedure is as follows. If necessary, deparaffinization (for example, with pure ethanol), washing with water, and soaking the sample with omni hematoxylin for 10 minutes. After that, it was washed with running water and colored with ammonia water for 30 seconds. Then, it was washed with running water for 5 minutes, stained with a 10-fold diluted solution of eosin hydrochloride for 2 minutes, dehydrated, permeated, and sealed. iHCEC and iFECD showed the production of significantly thickened extracellular matrix by TGFβ stimulation. Furthermore, in the presence of TGFβ, iFECD produced a significantly thickened extracellular matrix compared to iHCEC. From these facts, it can be seen that the corneal endothelial cells of Fuchs corneal endothelial dystrophy patients have high expression levels of Snail1 and ZEB1, and the amount of extracellular matrix produced is significantly higher than that of healthy corneal endothelial cells in response to TGFβ stimulation. show.
（実施例３：siRNAを用いたSnail１およびZEB１抑制による、細胞外マトリックス産生に与える影響）
本実施例では、Snail１およびZEB１の発現亢進が細胞外マトリックス産生の原因であることを実証するために、siRNAを用いてSnail１およびZEB１を抑制して、細胞外マトリックス産生に与える影響を検討した。実験の手順は以下のとおりである。
(Example 3: Effect of suppression of Snail1 and ZEB1 using siRNA on extracellular matrix production)
In this example, in order to demonstrate that the upregulation of Snail1 and ZEB1 is the cause of extracellular matrix production, the effect of suppressing Snail1 and ZEB1 using siRNA on extracellular matrix production was investigated. The procedure of the experiment is as follows.
（手法）
iFECDおよびiHCECを播種してSnail１ Stealth RNAiTM (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA)またはZEB１ Stealth RNAiTM (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA)およびLipofectamineTM RNAiMAX(Life Technologies Corp., Carlsbad, CA)とともに３７°Cにて１２時間インキュベートした。ランダムな配列のRNAiをコントロールとして用いた。その後、細胞を継代して実験に用いた。３種類づつのSnail１ Stealth RNAiTMおよびZEB１ Stealth RNAiTMを用いて実験を行い代表例を結果として示した。siRNAにてSnail１またはZEB１をノックダウンした細胞を播種し、リアルタイムPCR法にてSnail１、ZEB１、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現を調べた。PCR反応には下記に示すプローブを用いて、StepOneTM(Applied Biosystems)real-time PCR systemにより行った。
(Method)
Seed iFECD and iHCEC with Snail1 Stealth RNAi TM (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA) or ZEB1 Stealth RNAi TM (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA) and Lipofectamine TM RNAiMAX (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA) Was incubated at 37 ° C for 12 hours. Random sequences of RNAi were used as controls. The cells were then passaged and used in the experiment. Experiments were performed using three types of Snail1 Stealth RNAi TM and ZEB1 Stealth RNAi TM , and representative examples were shown as results. Cells in which Snail1 or ZEB1 was knocked down were seeded with siRNA, and the expression of Snail1, ZEB1, type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin was examined by real-time PCR. The PCR reaction was performed by the StepOne TM (Applied Biosystems) real-time PCR system using the probes shown below.
（材料）
siRNA Snail１のsiRNA (SNAI１ HSS143995*、SNAI1 HSS143996、SNAI１ HSS143997)
ZEB１のsiRNA (ZEB１ HSS110548*、ZEB１ HSS110549、ZEB１ HSS186235)ただし、結果に示したsiRNAを*として表記した。
(material)
siRNA Snail1 siRNA (SNAI1 HSS143995 *, SNAI1 HSS143996, SNAI1 HSS143997)
ZEB1 siRNA (ZEB1 HSS110548 *, ZEB1 HSS110549, ZEB1 HSS186235) However, the siRNA shown in the results is indicated as *.
リアルタイムPCR法のプローブ
Snail１ Hs00195591_ml SNAI１
ZEB１ Hs00232783_ml ZEB１
Ｉ型コラーゲン Hs00164004_ml COL1A1
IV型コラーゲン Hs00266327_ml COL4A1
VIII型コラーゲン Hs00697025_ml COL8A2
フィブロネクチン Hs01549976_ml FN１
GAPDH TaqMan(R)pre developed Assay Reagents Human GADPH (cat no.: 4333764F)。
Real-time PCR probe
Snail1 Hs00195591_ml SNAI1
ZEB1 Hs00232783_ml ZEB1
Type I collagen Hs00164004_ml COL1A1
Type IV collagen Hs00266327_ml COL4A1
Type VIII Collagen Hs00697025_ml COL8A2
Fibronectin Hs01549976_ml FN1
GAPDH TaqMan (R) predeveloped Assay Reagents Human GADPH (cat no .: 4333764F).
（結果）
結果を図４に示す。siRNAによりSnail１およびZEB１の発現が抑制されることを確認した（A, F）。siRNAによるSnail１またはZEB１の発現抑制により、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現が有意に抑制された。この結果から、ZEB１またはSnail１は細胞外マトリクス構成タンパク質の遺伝子発現を不に制御することがわかった。
(result)
The results are shown in FIG. It was confirmed that siRNA suppressed the expression of Snail1 and ZEB1 (A, F). Suppression of Snail1 or ZEB1 expression by siRNA significantly suppressed the expression of type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin. From this result, it was found that ZEB1 or Snail1 unregulates the gene expression of extracellular matrix constituent proteins.
（免疫染色によるＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現の調節）
次に、免疫染色によりＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現が抑制されていることを確認した。免疫染色の手法は、上記調製例２に準じ、抗体については、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの抗体に代えて実験を行った。
・Ｉ型コラーゲンに対する抗体：Anti collagen type I (Rabbit polyclonal)
（ROCKLLANDTM antibodies and assays、Cat no.: 600-401-103S）
IV型コラーゲンに対する抗体：collagen type IV (Rabbit polyclonal)（Abcam、Cat no.: ab6586）
フィブロネクチンに対する抗体：Anti-fibronectin (mouse monoclonal)（BD Biosciences、Cat no.: 610077）
組織染色検査のために、培養した細胞をLab−TekTM Chamber SlidesTM（NUNC A／S, Roskilde, Denmark）に入れ、４％ホルムアルデヒドで１０分間室温（RT）で固定し、１％ウシ血清アルブミン（BSA）とともに３０分間インキュベートした。具体的には、Lab−TekTMChamber SlidesTM（NUNC A／S, Roskilde, Denmark）上の培養細胞を室温で１０分間４％ホルムアルデヒド中で固定し、１％ウシ血清アルブミン（BSA）とともに３０分間インキュベートした。細胞の産生する細胞外マトリックの発現を調べるために、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンに対する抗体をそれぞれ１：２００希釈を用いて実施した。二次抗体には、Alexa Fluor（登録商標）４８８標識、または、Alexa Fluor（登録商標）５９４標識ヤギ抗マウスIgG（Life Technologies）の1：2000希釈を使用した。次いで、細胞の核をDAPI（Vector Laboratories, Inc．, Burlingame, CA）またはPI（Sigma−Aldrich）で染色した。次いで、スライドを蛍光顕微鏡（TCS SP２ AOBS；Leica Microsystems, Welzlar, Germany）で観察した。
(Regulation of expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin by immunostaining)
Next, it was confirmed that the expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin was suppressed by immunostaining. The method of immunostaining was the same as that of Preparation Example 2 above, and the experiment was carried out in place of the antibodies of type I collagen, type IV collagen and fibronectin for the antibody.
-Antibody against type I collagen: Anti collagen type I (Rabbit polyclonal)
(ROCKLLANDTM antibodies and assays, Cat no .: 600-401-103S)
Antibodies to type IV collagen: collagen type IV (Rabbit polyclonal) (Abcam, Cat no .: ab6586)
Antibodies to fibronectin: Anti-fibronectin (mouse monoclonal) (BD Biosciences, Cat no .: 610077)
For tissue staining, cultured cells are placed in Lab-Tek TM Chamber Slides TM (NUNC A / S, Roskilde, Denmark) and fixed in 4% formaldehyde for 10 minutes at room temperature (RT), 1% bovine serum albumin. Incubated with (BSA) for 30 minutes. Specifically, cultured cells on Lab-Tek TM Chamber Slides TM (NUNC A / S, Roskilde, Denmark) were fixed in 4% formaldehyde for 10 minutes at room temperature and 30 minutes with 1% bovine serum albumin (BSA). Incubated. To examine the expression of extracellular matrix produced by cells, antibodies against type I collagen, type IV collagen, and fibronectin were each performed using a 1: 200 dilution. For the secondary antibody, a 1: 2000 dilution of Alexa Fluor® 488-labeled or Alexa Fluor® 594-labeled goat anti-mouse IgG (Life Technologies) was used. The cell nuclei were then stained with DAPI (Vector Laboratories, Inc., Burlingame, CA) or PI (Sigma-Aldrich). The slides were then observed under a fluorescence microscope (TCS SP2 AOBS; Leica Microsystems, Welzlar, Germany).
（結果）
結果を図５に示す。図５に示されるように、siRNAによるSnail１またはZEB１の発現抑制により、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現がタンパク質レベルにおいても抑制されることを確認した。
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, it was confirmed that suppression of Snail1 or ZEB1 expression by siRNA also suppressed the expression of type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin at the protein level.
（実施例４：Snail１またはZEB１の発現抑制による、iFECDの細胞外マトリックスの過剰産生の抑制）
本実施例では、Snail１またはZEB１の発現抑制による、iFECDの細胞外マトリックスの過剰産生が抑制されることを確認した。
(Example 4: Suppression of overproduction of extracellular matrix of iFECD by suppressing expression of Snail1 or ZEB1)
In this example, it was confirmed that suppression of Snail1 or ZEB1 expression suppresses the overproduction of the extracellular matrix of iFECD.
さらにiHCECおよびiFECDをTranswell上にDMEMにより無血清で培養し１週間後にコンフルエントの状態で固定してHE染色を行った。HE染色は上記実施例の手順に準じた。 Furthermore, iHCEC and iFECD were cultured on Transwell in DMEM without serum, and one week later, they were fixed in a confluent state and stained with HE. HE staining was performed according to the procedure of the above example.
（結果）
結果を図６に示す。図６に示されるように、siRNAによるSnail１またはZEB１の発現抑制により、iFECDの細胞外マトリックスの過剰産生は抑制され正常レベルとなった。したがって、ZEB１またはSnailの抑制によりフックス角膜内皮ジストロフィ細胞の過剰な細胞外マトリクス産生を抑制することができることが見出された。
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, suppression of Snail1 or ZEB1 expression by siRNA suppressed the overproduction of the extracellular matrix of iFECD to a normal level. Therefore, it was found that suppression of ZEB1 or Snail can suppress excessive extracellular matrix production of Fuchs corneal endothelial dystrophy cells.
（実施例５：TGFβシグナル阻害剤による角膜内皮における細胞外マトリックス異常の調節）
次に、TGFβシグナル阻害剤であるSB431542を用いてTGFβシグナルを阻害し角膜内皮における細胞外マトリックス異常の調節ができるかを実験した。SB431542は、TOCRIS社から得た（カタログ番号：1614）。
(Example 5: Regulation of extracellular matrix abnormality in corneal endothelium by TGFβ signal inhibitor)
Next, we investigated whether the TGFβ signal inhibitor, SB431542, could be used to inhibit TGFβ signal and regulate extracellular matrix abnormalities in the corneal endothelium. SB431542 was obtained from TOCRIS (catalog number: 1614).
（リアルタイムPCRによる検討）
リアルタイムPCRにより遺伝子発現量を確認した。リアルタイムPCRは上記実施例に準じて行った。Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンについては、以下のプローブを用いた。
(Examination by real-time PCR)
The gene expression level was confirmed by real-time PCR. Real-time PCR was performed according to the above example. The following probes were used for type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin.
Ｉ型コラーゲン Hs00164004_ml COL1A1
IV型コラーゲン Hs00266327_ml COL4A1
VIII型コラーゲン Hs00697025_ml COL8A2
フィブロネクチン Hs01549976_ml FN１
GAPDH TaqMan(R)pre developed Assay Reagents Human GADPH (cat no.: 4333764F)
（結果）
結果を図７に示す。図７に示すように、リアルタイムPCR によりSnail１およびZEB１の有意な発現量の低下を認めた。さらに、SB431542によりiFCEDの細胞外マトリックスの構成タンパク質の遺伝子発現量をリアルタイムPCRにより解析したところ、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現が有意に抑制された。
Type I collagen Hs00164004_ml COL1A1
Type IV collagen Hs00266327_ml COL4A1
Type VIII Collagen Hs00697025_ml COL8A2
Fibronectin Hs01549976_ml FN1
GAPDH TaqMan (R) predeveloped Assay Reagents Human GADPH (cat no .: 4333764F)
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 7, real-time PCR showed a significant decrease in the expression levels of Snail1 and ZEB1. Furthermore, when the gene expression levels of the constituent proteins of the extracellular matrix of iFCED were analyzed by real-time PCR using SB431542, the expression of type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin was significantly suppressed.
（免疫染色によりＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現の検討）
次に、同様に免疫染色によりＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンの発現を検討した。免疫染色は、上記実施例に準じて行ったがＩ型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンについての抗体は以下を用いた。
・Ｉ型コラーゲンに対する抗体：Anti collagen type I (Rabbit polyclonal)
（ROCKLLANDTM antibodies and assays、Cat no.: 600-401-103S）
IV型コラーゲンに対する抗体：collagen type IV (Rabbit polyclonal)（Abcam、Cat no.: ab6586）
フィブロネクチンに対する抗体：Anti-fibronectin (mouse monoclonal)（BD Biosciences、Cat no.: 610077）
（結果）
結果を図８に示す。図８に示されるように、SB431542を用いたTGFβシグナル阻害により、Ｉ型コラーゲン、IV型コラーゲン、VIII型コラーゲン、フィブロネクチンの発現がタンパク質レベルにおいても抑制されることを確認した。
(Examination of expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin by immunostaining)
Next, the expression of type I collagen, type IV collagen, and fibronectin was similarly examined by immunostaining. Immunostaining was performed according to the above example, but the following antibodies were used for type I collagen, type IV collagen, and fibronectin.
-Antibody against type I collagen: Anti collagen type I (Rabbit polyclonal)
(ROCKLLANDTM antibodies and assays, Cat no .: 600-401-103S)
Antibodies to type IV collagen: collagen type IV (Rabbit polyclonal) (Abcam, Cat no .: ab6586)
Antibodies to fibronectin: Anti-fibronectin (mouse monoclonal) (BD Biosciences, Cat no .: 610077)
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, it was confirmed that the expression of type I collagen, type IV collagen, type VIII collagen, and fibronectin was also suppressed at the protein level by TGFβ signal inhibition using SB431542.
（実施例６：１週間後にコンフルエントの状態で固定した場合のTGFβシグナル阻害剤の効果）
本実施例では、１週間後にコンフルエントの状態で固定した場合のTGFβシグナル阻害剤の効果を確認した。
(Example 6: Effect of TGFβ signal inhibitor when fixed in a confluent state after 1 week)
In this example, the effect of the TGFβ signal inhibitor when fixed in a confluent state after 1 week was confirmed.
さらにiHCECおよびiFECDをTranswell Permeable Supports: ０.４μm, ６well plates（Costar、Cat no.: 3450）により無血清で培養し１週間後にコンフルエントの状態で固定してHE染色を行った。HE染色は上記実施例に準じて行った。 Furthermore, iHCEC and iFECD were cultured serum-free with Transwell Permeable Supports: 0.4 μm, 6 well plates (Costar, Cat no .: 3450), and after 1 week, they were fixed in a confluent state and stained with HE. HE staining was performed according to the above example.
（結果）
結果を図９に示す。図９に示すように、SB431542を用いたTGFβシグナル阻害により、iFECDの細胞外マトリックスの過剰産生は抑制され正常レベルとなった。
(result)
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, TGFβ signal inhibition using SB431542 suppressed the overproduction of the extracellular matrix of iFECD to a normal level.
以上よりフックス角膜内皮ジストロフィ患者はSnail１またはZEB１の亢進によりTGFβシグナル下で健常者と比べて過剰量の細胞外マトリックスを産生することが示された。さらに、Snail１またはZEB１などのEMT関連およびタンパク質産生に関わる遺伝子のsiRNAなどによる抑制により細胞外マトリックスの産生を抑制できることが示された。また、TGFβシグナルを阻害することでも細胞外マトリックスの産生を抑制できることが示された。TGFβシグナルの阻害または、Snail１またはZEB１などのEMT関連遺伝子またはシグナルの抑制はフックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮細胞の細胞外マトリックス過剰産生を抑制しguttaeの形成およびデスメ膜の肥厚を抑制できる可能性が示された。 From the above, it was shown that Fuchs corneal endothelial dystrophy patients produce an excessive amount of extracellular matrix under TGFβ signal by enhancing Snail1 or ZEB1 as compared with healthy subjects. Furthermore, it was shown that the production of extracellular matrix can be suppressed by suppressing EMT-related genes such as Snail1 or ZEB1 and siRNA of genes involved in protein production. It was also shown that inhibition of TGFβ signaling can also suppress extracellular matrix production. Inhibition of TGFβ signal or suppression of EMT-related genes or signals such as Snail1 or ZEB1 may suppress extracellular matrix overproduction of corneal endothelial cells in patients with Fuchs corneal endothelial dystrophy and suppress guttae formation and Descemet's membrane thickening. It has been shown.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As described above, the present invention has been exemplified by using the preferred embodiment of the present invention, but it is understood that the scope of the present invention should be interpreted only by the scope of claims. The patents, patent applications and documents cited herein are to be incorporated by reference in their content as they are specifically described herein. Understood.
TGFβシグナル阻害剤を含む、角膜内皮の細胞外マトリクス（ECM）異常に関連する疾患、障害または状態、特に、フックス角膜内皮ジストロフィの細胞外マトリクス（ECM）異常、羞明の治療または予防薬に関する産業（細胞培養産業、製薬等）において利用可能な技術が提供される。 Industry related to diseases, disorders or conditions associated with extracellular matrix (ECM) abnormalities of corneal endothelium, including TGFβ signal inhibitors, particularly therapeutic or prophylactic agents of extracellular matrix (ECM) abnormalities of Fuchs corneal endothelial dystrophy. Technologies that can be used in the cell culture industry, pharmaceuticals, etc.) are provided.
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