JP2023024984A - 難聴の予防および治療のための組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、2017年5月3日出願の米国特許仮出願第62/500,667号に
よる優先権の利益を主張し、その内容の全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
10、DC015444、DC013879、DC013232、およびCA02176
5、ならびに海軍研究事務所により認可された認証番号N00014-09-V-101
4、N00014-12-V-0191、N00014-12-V-0775、およびN
00014-16-V-2315の下で、政府の支援によりなされたものである。政府は
、本発明において特定の権利を有する。
の両方の知覚は、内耳構造が機械的刺激を脳によって認識される活動電位に変換する能力
にある。聴覚を担う感覚受容器は、流体で充填された螺旋形の管である蝸牛内に位置する
。蝸牛内にはコルチ器官があり、これは、鼓膜基底板と蓋膜とを架橋する円柱感覚有毛細
胞で覆われている。音波がコルチ器官を通過すると、鼓膜基底板が振動し、これにより有
毛細胞が前後に屈曲する。この運動が有毛細胞を脱分極させ、脳に活動電位を運搬する神
経伝達物質の聴神経への放出をもたらす。
れた自然再生を呈するに過ぎない。感覚有毛細胞の系列特異的な転写因子である無調(A
tonal)BHLH転写因子1(Atoh1)は、蝸牛外植片培養物中およびインビボ
で、非感覚支持細胞を感覚有毛細胞に直接変換する(Gubbels,et al.(2
008)Nature 455(7212): 537-41、Kelly,et al
.(2012)J.Neurosci.32(19): 6699-710、Liu,e
t al.(2012)J.Neurosci.32(19): 6600-10、Li
u,et al.(2014)PLoS One 9(2):e89377、Zheng
&Gao(2000)Nature Neurosci.(6):580-6)。さらに
、FDAは、ヒトAtoh1をコードするcDNAを含有する組み換えアデノウイルス5
(Ad5)ベクターであるCGF166の安全性、耐容性、および有効性を評価するため
の臨床試験(NCT02132130)を承認している。しかしながら、インビボでのA
toh1媒介性非感覚支持細胞から感覚有毛細胞への変換が、効率的かつ完全であるかど
うか、およびそのような変換が、前駆体細胞状態を回避するか、または正常な系列経路を
正確に追従するかどうかは、明確ではない。いくつかのマウスモデルでは、Atoh1変
換された感覚有毛細胞は、未熟な有毛細胞の形態を呈し、いくつかの終末分化マーカー(
例えば、プレスチンをコードするSlc26a5およびオンコモジュリンをコードするO
cm)を発現せず、変換率が低かった(6%~20%)(Kelly,et al.(2
012)J.Neurosci.32(19): 6699-710、Liu,et a
l.(2012)J.Neurosci.32(19): 6600-10、Liu,e
t al.(2014)PLoS One 9(2):e89377)。加えて、p75
によって標識される支持細胞のサブセットでは、細胞周期再進入を可能にするための細胞
周期阻害剤p27Kipl(CDKN1b)の増殖および下方制御に、上皮成長因子受容
体(EGFR)シグナル伝達が必要とされることが示されている(White,et a
l.(2012)Dev.Biol.363:191-200)。
シグナル伝達の阻害剤を投与することによる、難聴の治療または予防のための方法を提供
する。治療に従って、本方法は、無調関連因子(Atonal-associated
factor)をコードする核酸分子を持つ発現ベクターおよび/または他の再生剤を投
与することをさらに含み得る。他の実施形態では、本方法は、1つ以上の耳保護剤または
再生剤を投与することをさらに含む。さらなる実施形態では、EGFRシグナル伝達の阻
害剤は、EGFR、Ras、Raf、MEK、ERK/MAPK、JAK、STAT、P
I3K、AKT、mTOR、NCK、PAK、JNK、PLC、PKC、または細胞周期
関連タンパク質キナーゼ阻害剤(例えば、Her-2、オーロラキナーゼ、B-Raf、
もしくはPDGFR)の発現または活性を阻害する。他の実施形態では、阻害剤は、阻害
性RNA、抗体、または小有機分子である。上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝
達の阻害剤と組み合わせて、無調関連因子をコードする核酸分子を持つ発現ベクターと、
任意で1つ以上の再生剤と、を含有する、薬学的組成物およびキットもまた提供される。
を示す。図1Cおよび1Dはそれぞれ、図1AおよびIBの強拡大の正方形領域を表す。
スケールバー:図1Aおよび1Bでは100pm、図1Cおよび1Dでは20pm。
ラチン、抗生物質、騒音、老化、または他の聴覚毒性侵襲によって損傷される有毛細胞を
保護し、かつ蝸牛外植片培養物中のAtoh1の過剰発現と併せて有毛細胞形成を有意に
誘導し得ることが、現在見出されている。したがって、本発明は、EGFRの阻害剤を使
用して難聴を予防する、かつ/または無調関連因子遺伝子療法と併用してEGFRの阻害
剤を使用して難聴を治療するための組成物および方法を提供する。理想的には、本発明の
方法は、感覚有毛細胞の喪失または損傷に関連する少なくとも1つの障害、例えば、感覚
有毛細胞の損傷に関連する耳の障害(難聴および平衡障害など)について、動物、好まし
くは哺乳動物(例えば、ヒト)を予防的または治療的に処置する。本発明の方法はまた、
感覚的知覚のレベルを維持、すなわち、例えば、老化プロセスまたは聴覚毒性剤によって
引き起こされる環境刺激の知覚の喪失を制御する上でも有用である。
R1)は、上皮成長因子(EGF)、トランスフォーミング成長因子a(TGFα)、H
B-EGF、アンフィレギュリン、ベータセルリン、エピジェン、およびエピレギュリン
を含む、その特異的リガンドの結合によって活性化される細胞表面受容体である。EGF
Rは、4つの密接に関連した受容体チロシンキナーゼ、EGFR、HER2/c-neu
(ErbB-2)、Her3(ErbB-3)、およびHer4(ErbB-4)のサブ
ファミリーであるErbB受容体ファミリーのメンバーである。その成長因子リガンドに
よって活性化されると、EGFRは、非活性単量体形態から活性ホモ二量体への移行を受
ける。リガンド結合後のホモ二量体の形成に加えて、EGFRは、ErbB2/Her2
/neuなどのErbB受容体ファミリーの別のメンバーと対合して、活性化ヘテロ二量
体を作製することができる。EGFR二量体化は、その内在的な細胞内タンパク質-チロ
シンキナーゼ活性を刺激する。結果として、EGFRのC末端ドメイン内でいくつかのチ
ロシン(Y)残基の自己リン酸化が生じる。これらには、Y992、Y1045、Y10
68、Y1148、およびY1173が含まれる。この自己リン酸化は、Ras/Raf
/MEK/ERK/MAPK、JAK/STAT、Pl3K/AKT/mTOR、NCK
-PAK-JNK、PLC-DAG-PKC、および/またはいくつかの細胞周期関連タ
ンパク質キナーゼタンパク質/経路の下流活性化、シグナル伝達、および/または発現を
誘発する。これらのシグナル伝達事象は、DNA合成、ならびに細胞遊走、接着、および
増殖をもたらす、いくつかのシグナル伝達カスケードを開始させる。したがって、本明細
書において、「EGFRシグナル伝達」または「EGFRシグナル伝達経路」は、EGF
R自体によるシグナル伝達だけでなく、その下流にあるRas/Raf/MEK/ERK
/MAPK、JAK/STAT、PI3K/AKT/mTOR、NCK-PAK-JNK
、PLC-DAG-PKC、細胞周期関連タンパク質キナーゼ経路/タンパク質も指す。
MAPK経路(MAPK/ERK経路としても知られる)は、当該技術分野において周知
であり、EGFRなどのリガンド結合細胞表面チロシンキナーゼ受容体からの細胞外シグ
ナルを中継することによって、哺乳動物細胞成長を制御する上で中心的な役割を果たす。
MAPK/ERK(マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ/細胞外シグナル制御キナー
ゼ)経路の活性化は、Ras、例えば、HRas(GENBANK受託番号NP_001
123914、NP_001304983、もしくはNP_789765)、KRas(
GENBANK受託番号NP_004976もしくはNP_203524)、またはNR
as(GENBANK受託番号NP_002515)の活性化とともに開始するリン酸化
事象のカスケードを介する。Rasの活性化は、Raf、例えば、c-RafもしくはR
af-1(GENBANK受託番号NP_002871)、A-Raf(GENBANK
受託番号NP_001243125、NP_001645、もしくはNP_001243
126)、またはB-Raf(GENBANK受託番号NP_004324)の動員およ
び活性化をもたらす。その後、活性化Rafは、MEK1/2(すなわち、MAPK/E
RKキナーゼ1および2、それぞれGENBANK受託番号NP_002746およびN
P_109587)をリン酸化および活性化し、これがその後、ERK1/2(すなわち
、MAPK3/MAPK1、それぞれUniProt受託番号P28482およびP27
361)をリン酸化および活性化する。RasからERKへのこのタンパク質の連鎖が、
細胞表面受容体からDNAへとシグナルを通信する。ERKは、細胞周期進行、分化、タ
ンパク質合成、代謝、細胞生存、細胞遊走、ならびに浸潤および老化を制御する転写因子
によって媒介される遺伝子発現において、広範な変化を生成する。
)経路は、細胞増殖、分化、細胞遊走、およびアポトーシスを刺激する。機構的に、JA
K/STATシグナル伝達は、いくつかの主要な構成要素で構成される。哺乳動物では、
JAKファミリーには、4つのメンバー、JAK1(GENBANK受託番号NP_00
1307852)、JAK2(GENBANK受託番号NP_001309123または
NP_001309127)、JAK3(GENBANK受託番号NP_000206)
、およびTyk2(GENBANK受託番号NP_003322)が含まれる。JAK活
性化は、リガンド媒介性受容体の多量体化時に生じ、それによりトランスリン酸化を可能
にする。その後、活性化JAKは、追加の標的、特にSTATをリン酸化する。STAT
は、活性化されるまで細胞質内に存在する潜在性転写因子である。哺乳動物STAT(す
なわち、STAT1、GENBANK受託番号NP_009330またはNP_6446
71;STAT2、GENBANK受託番号NP_005410またはNP_93814
6;STAT3、GENBANK受託番号NP_003141、NP_644805、ま
たはNP_998827;STAT4、GENBANK受託番号NP_00123076
4またはNP_003142;STAT5A、GENBANK受託番号NP_00127
5647、NP_001275648、またはNP_001275649;STAT5B
、GENBANK受託番号NP_036580;およびSTAT6、GENBANK受託
番号NP_001171549、NP_001171550、NP_001171551
、またはNP_001171552)は、JAKによってリン酸化されるC末端近くに保
存されたチロシン残基を持つ。このホスホチロシンが、保存されたSH2ドメインとの相
互作用を通したSTATの二量体化を可能にする。リン酸化したSTATは核に進入し、
特異的な制御配列に結合して、標的遺伝子の転写を活性化または抑制する。したがって、
JAK/STATカスケードは、細胞外シグナルを転写応答に翻訳するための直接的な機
構を提供する。
御する上で重要な細胞内シグナル伝達経路である。EGFRのリガンド結合活性化は、P
I3K(ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸3-キナーゼ、例えば、クラス1
酵素(PIK3CA、PIK3CB、PIK3CG、PIK3CD、PIK3R1、PI
K3R2、PIK3R3、PIK3R4、PIK3R5、およびPIK3R6など)、ク
ラス2酵素(PIK3C2A、PIK3C2B、およびPIK3C2Gなど)、ならびに
クラス3酵素(PIK3C3))の活性化をもたらす。その後、PI3Kは、Akt(す
なわち、AKT1、UniProt受託番号P31749;AKT2、UniProt受
託番号P31751;およびAKT3、UniProt受託番号Q9Y243を含む、タ
ンパク質キナーゼBまたはPKB)をリン酸化する。その後、PIK3は、mTOR複合
体、mTORC1およびmTORC2(これらの各々が細胞成長に関与する)を活性化す
る。mTOR、mTOR調節関連タンパク質、GβL(SEC13タンパク質8を有する
哺乳動物致死)、およびドメイン含有mTOR相互作用タンパク質(DEPTOR)で構
成されるmTORC1は、ストレス中の細胞成長および異化プロセスを促進するための成
長因子、栄養素、およびエネルギーの利用可能性を示す複数のシグナルを統一する。活性
mTORC1は、4E-BP1およびp70 S6キナーゼなどの下流標的のリン酸化に
よるmRNAの翻訳、Atg13およびULK1を通したオートファジーの抑制、リボソ
ーム生合成、ならびにミトコンドリア活性または脂肪生成の増加をもたらす転写の活性化
を含む、多数の下流生物学的効果を発揮する。mTOR、ラパマイシン非感受性mTOR
コンパニオン、GβL、Sin1、PRR5/Protor-1、およびDEPTORで
構成されるmTORC2は、Aktの活性化を通して細胞生存を促進する。mTORC2
は、細胞骨格の動態、イオン輸送、ならびにPKCαの活性化およびSGK1のリン酸化
による成長を制御する。
触媒領域、GENBANK受託番号NP_001177725またはNP_001278
928)は、そのSH2ドメインを通して活性化EGFRに結合することが知られている
。Nckは、PAK1の第1のN末端ポリプロリンドメインおよびNckのSH3ドメイ
ンを通してPAK1(p21/CDC42/Rac1活性化キナーゼ-1、GENBAN
K受託番号NP_001122092またはNP_002567)と会合する。Nckは
PAKを活性化し、これがその後、MEKK1(MAP/ERKキナーゼキナーゼ-1、
GENBANK受託番号NP_005912)およびMKK4/7(MAPキナーゼキナ
ーゼ-4/7、GENBANK受託番号NP_1268364、NP_003001、N
P_001284484、またはNP_001284485)を介してJNK(c-Ju
nキナーゼ)を活性化する。活性化したJNKは核に進入し、c-Fosおよびc-Ju
nなどの転写因子のリン酸化を引き起こす。
次メッセンジャーの生成およびカルシウム代謝と結び付ける。EGFRは、PLC-γ1
(GENBANK受託番号NP_002651またはNP_877963)を動員および
リン酸化し、これがその後、PtdIns(4,5)P2からジアシルグリセロール(D
AG)およびイノシトール-1,4,5-三リン酸(IP3)を生成する。DAGは、従
来のアイソフォームα、β、およびγ、ならびにPKC-εおよびPKC-θを含む、タ
ンパク質キナーゼC(PKC)の多くのアイソフォームを活性化する。PKC-α、PK
C-β、PKC-γ、およびPKC-εは、c-Raf-1をリン酸化および活性化し、
それによりHRas/MEK1およびMEK2/ERK1/2キナーゼカスケードを増幅
する。PKC-θは、核内因子NF-カッパ-B阻害剤キナーゼベータ(IKK-ベータ
)を活性化し、核内因子NF-カッパ-B(NF-kB)の活性化をもたらす。
タンパク質キナーゼは、真核生物の細胞周期の制御において中心的な役割を果たす。より
具体的には、これらのタンパク質キナーゼは、シグナル伝達、染色体凝縮、中心体成熟、
紡錘体形成、紡錘体配向、減数***成熟、および細胞質***に関与する。したがって、「
細胞周期関連タンパク質キナーゼ」は、細胞周期進行、細胞***、細胞常食、および細胞
周期機構のうちの1つ以上を制御する、EGFRの下流にあるかまたはそれと相互作用す
るキナーゼを指す。特定の実施形態では、本発明の細胞周期関連タンパク質キナーゼは、
Her2/neu、オーロラキナーゼ、(本明細書に考察されるような)B-raf、ま
たは血小板由来成長因子受容体(PDGFR)である。
るerbB2癌遺伝子によってコードされる、185kDaの膜貫通タンパク質(GEN
BANK受託番号NP_001005862、NP_001276865、NP_001
276866、NP_001276867、またはNP_004439)である。細胞表
面でのHer2/neuの正常な発現は、細胞成長および上皮細胞生存の制御にとって必
須である。Her2/neuの天然リガンドは特定されていない一方で、Her2/ne
uは、EGFRおよびHer3と強力なヘテロ二量体を形成する好ましい二量体化パート
ナーであることが知られている(Lenferink,et al.(1998)EMB
OJ.17:3385-97)。
に保存されたセリン/スレオニンキナーゼのファミリーである(Bischoff,et
al.(1998)EMBOJ.17:3052-65、Carmena&Earns
haw(2003)Nat.Rev.Mol.Cell Biol.4:842-54、
Giet&Prigent(1999)J.Cell Sci.112:3591-60
1)。オーロラAの遺伝子は、異なるヒト癌において増幅されることが見出されている領
域である、染色体領域20q13.2に位置する。オーロラA(GENBANK受託番号
NP_001310232、NP_001310233、NP_001310234、N
P_003591、またはNP_940835)は、中心体成熟、紡錘体形成、減数***
成熟、および中期I紡錘体配向において重要な役割を果たす(Carmena&Earn
shaw(2003)Nat.Rev.Mol.Cell Biol.4:842-54
)。オーロラAの機能は、分解、リン酸化、および脱リン酸化によって制御され、そのキ
ナーゼ活性は、活性化ループにおけるスレオニン288(Thr288)のリン酸化に依
存する。オーロラAの選択的阻害は、Thr288でのオーロラAの自己リン酸化の阻害
、単極紡錘体、およびG2-M停止をもたらす(Girdler,et al.(200
6)J.Cell Sci.119:3664-75、Carpinelli&Moll
(2008)Expert Opin.Ther.Targets12:69-80)。
オーロラB(GENBANK受託番号NP_001243763、NP_0012714
55、NP_001300879、NP_001300880、またはNP_00130
0881)遺伝子は、染色体領域17p13.1に位置し、このキナーゼは、3つの非酵
素サブユニット、つまり内部セントロメアタンパク質(INCENP)、サバイビン、お
よびボレアリンとともに、染色体パッセンジャー複合体(CPC)の一部を形成する(V
ader,et al.(2006)J.Cell Biol.173:833-7)。
高度に動的なCPCは、染色体凝縮、染色体-微小管結合エラーの修正を通した有糸***
紡錘体上の染色体配向、および紡錘体形成チェックポイント(SAC)だけでなく、細胞
質***の最終段階にとっても重要である(Sampath,et al.(2004)C
ell118:187-20、Terada,et al.(1998)EMBOJ.1
7:667-76、Carmena,et al.(2012)Nat.Rev.Mol
.Cell Biol.13:789-803、Tanenbaum,et al.(2
011)Curr.Biol.21:1356-6)。オーロラC(GENBANK受託
番号NP_001015878、NP_001015879、またはNP_003151
)発現は、精巣、甲状腺、および胎盤内で、ならびに減数***配偶子において報告されて
いる(Ulisse,et al.(2006)Int.J.Cancer 119:2
75-82、Bernard,et al.(1998)Genomics 53:40
6-9、Kimura,et al.(1999)J.Biol.Chem.274:7
334-40、Yang,et al.(2010)Mol.Biol.Cell21:
2371-83)。さらに、STAT5に関連する核EGFRは、オーロラAに結合し、
その遺伝子発現を増加させることが示されている(Hung,et al.(2008)
Nucl.Acids Res.36(13):4337-51)。オーロラCの過剰発
現は、細胞内の中心体増幅および多核化をもたらす異常な細胞***を誘導することが示唆
されている。
び生存の制御に関与する。活性化PDGFRは、それ自体および他のタンパク質をリン酸
化し、それにより遊走および増殖などの細胞応答を引き起こす細胞内シグナル伝達経路に
関与する。PDGFRα(UniProtKB受託番号P16234)およびPDGFR
β(GENBANK受託番号NP_002600)は、胎生期12~14日目に急速に成
長する耳胞内で高度に発現され、その後は発現が弱くなる(Lee,et al.(20
04)Acta Oto-Laryng.124:558-62)。この分析に基づいて
、発生中の蝸牛有毛細胞の増殖にはPDGFシグナル伝達の統合性が必要とされることが
示唆された(Lee,et al.(2004)Acta Oto-Laryng.12
4:558-62)。加えて、以前の研究は、新生仔マウスの内耳における血管および間
葉区画の栄養摂取性にとって、ならびに間接的に感覚上皮の生存にとって、PDGFシグ
ナル伝達が必要とされることを示唆している(Hayashi,et al.(2008
)Hear.Res.245:73-81)。注目すべきことに、PDGFRβとEGF
Rとの間のヘテロ二量体化および掛け合い応答は、PDGF刺激細胞遊走におけるEGF
Rトランス活性化の役割を示している(Saito,et al.(2001)Mol.
Cell Biol.21(19):6387-94)。
質、またはEGFRと相互作用するかもしくはその下流経路にあるタンパク質(例えば、
Ras、Raf、MEK、ERK/MAPK、JAK、STAT、PI3K、AKT、m
TOR(mTOR複合体のタンパク質を含む)、NCK、PAK、JNK、PLC、PK
C、または細胞周期関連タンパク質キナーゼ(例えば、Her-2、オーロラキナーゼ、
B-Raf、もしくはPDGFR))の発現または活性を低減、遮断、または低下させる
いずれかの分子を指すことが意図される。EGFRシグナル伝達の阻害剤はまた、EGF
、TGF-α、HB-EGF、AR、BTC、EPR、またはエピジェンなどのEGFR
リガンドの発現または活性を遮断する阻害剤も示す。特定の実施形態では、EGFRシグ
ナル伝達の阻害剤は、EGFR、PLC、STAT3、JAK2、PI3K、MEK、H
er-2、オーロラキナーゼ、B-Raf、またはPDGFRの発現または活性を阻害ま
たは低減する。
しくは翻訳)の発現を選択的に低下もしくは遮断し、EGFRシグナル伝達タンパク質の
活性(すなわち、リガンドへの結合、チロシンキナーゼ活性、リン酸化、タンパク質間相
互作用、および/もしくは下流シグナル伝達)を低下もしくは遮断し、EGFRシグナル
伝達タンパク質の生物学的効果(複数可)を低下もしくは遮断し、かつ/またはEGFR
シグナル伝達タンパク質の半減期もしくは細胞内局在(膜対細胞質もしくは核の局在、内
部移行、および再利用)を修飾する。具体的には、EGFRシグナル伝達の阻害剤は、以
下、転写もしくは翻訳、リガンド結合、リン酸化、多量体化、チロシンキナーゼ活性、内
部移行、および/または核への転位のうちの1つ以上を選択的に低下または遮断する活性
薬剤である。
グナル伝達阻害剤の阻害剤によって完全に遮断されるか、または少なくとも10%、少な
くとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも6
0%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少
なくとも90%、少なくとも92.5%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なく
とも98%、少なくとも98,5%、少なくとも99%、少なくとも99.25%、少な
くとも99.5%、もしくは少なくとも99.75%低減される。
最大半量(50%)阻害濃度(IC50)を有する。好ましくは、EGFRシグナル伝達
の阻害剤は、10μΜ未満、5μΜ未満、1μΜ未満、または100nM未満のIC50
値を有する。さらに、いくつかの実施形態では、EGFRシグナル伝達の阻害剤は、対象
となるEGFRシグナル伝達タンパク質のうちの1つ以上に対して特異的/選択的であり
、かつ他の非EGFR経路タンパク質を阻害しないか、またはそれらを阻害する程度が実
質的により少ない。この点では、EGFRシグナル伝達の阻害剤が、EGFRシグナル伝
達の選択的阻害剤であることが好ましい。好ましくは、選択性は、1つ、2つ、3つ、ま
たは4つのEGFRシグナル伝達タンパク質に対するものであり、かつ他の非EGFR経
路タンパク質を阻害しないか、またはそれらを阻害する程度が実質的により少ない。例示
として、阻害剤は二重EGFRおよびERBB2阻害剤であってもよく、これらは両方と
もEGFRシグナル伝達タンパク質である。阻害剤の選択性を評価するための方法は、当
該技術分野において既知であり、IC50の決定、阻害剤の結合親和性(すなわち、Ki
)、および/または別のタンパク質(比較タンパク質)と比較した対象となるEGFRシ
グナル伝達タンパク質の阻害剤の最大半量有効濃度(EC50)を含むがこれらに限定さ
れない、任意の従来のアッセイに基づくことができる。特定の実施形態では、EGFRシ
グナル伝達の選択的阻害剤は、比較タンパク質に対する対応するIC50値よりも少なく
とも2倍、またはより望ましくは少なくとも3倍、4倍、5倍、もしくは6倍低い、対象
となるEGFRシグナル伝達タンパク質に対するIC50値を有する阻害剤である。最も
望ましくは、EGFRシグナル伝達の選択的阻害剤は、比較タンパク質に対するIC50
値よりも少なくとも1桁または少なくとも2桁低い、EGFRシグナル伝達タンパク質に
対するIC50値を有する。
RNA、shRNA、miRNAなど);mRNA蓄積もしくは輸送率の改変または転写
後制御の改変の媒介などによって、スプライシングもしくは3’プロセシング(例えば、
ポリアデニル化)、または細胞内の別の遺伝子の発現のレベルに影響を与えるタンパク質
(すなわち、遺伝子発現が転写開始からプロセスタンパク質の産生までの全てのステップ
を含むと広くみなされる場合);抗体(断片または模倣物を含む);ペプチド;小有機分
子;あるいはそれらの組み合わせなどの核酸系阻害剤であり得る。
たはRNAおよびDNA種を指す。これらの分子は、「低分子干渉RNA」、「短干渉R
NA」、または「サイレンシングRNA」として様々に知られている。siRNA鎖は、
通常20~25ヌクレオチド長であるが、本明細書で使用される場合、インビボで切断に
供されて活性種を形成するより大きな前駆体分子が、この用語の範囲内にある。
ムによってコードされるか、または動物のゲノムによってコードされるものに対応する配
列で合成的に生成される、典型的には約20~25ヌクレオチド長の小RNA分子である
。本明細書で使用される場合、miRNA分子は、一本鎖であっても二本鎖であってもよ
い。
な阻害剤をコードする核酸分子は、無調関連因子をコードする同じ核酸分子によって担持
されても、同じ発現ベクターまたは異なる発現ベクターの一部に存在する別個の核酸分子
であってもよい。阻害性RNA分子は、本明細書に開示される核酸配列に基づいて容易に
調製することができる。あるいは、siRNAなどの阻害性RNA分子は、Dharma
con(例えば、ON-TARGETプラスsiRNA SMARTプールを参照された
い)、Invitrogen、またはZyagenなどの商業的供給源から得ることがで
きる。タンパク質の発現の低下は、ドットブロット、ノーザンブロット、ELISA、ま
たはウエスタンブロット分析などの従来の技術を使用して測定することができる。
は、EGFRアンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに
限定されない。EGFRの発現を低減する例示的なアンチセンスおよびsiRNAは、例
えば、US2011/0046067およびKang,et al.(2006)Can
cer Gene Ther.13(5): 530-8に開示されている。EGFRの
発現を低減する例示的なmiRNAは、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込
まれる、US8,673,872に開示されている。
リン酸化、またはタンパク質間相互作用の遮断によってその活性をアンタゴナイズする、
抗体、抗体断片、または抗体模倣物であってもよい。セツキシマブ(IgG1)およびパ
ニツムマブ(IgG2)は、EGFRのモノクローナル抗体阻害剤の例である。他のアン
タゴニストモノクローナル抗体には、ザルツムマブ、ニモツズマブ、マツズムタブ、IC
R62、およびmAb806が含まれる。US6,506,883、US6,235,8
83、US5,891,996、US4,943,533、WO2004/056847
、WO2002/092771、WO2002/66058、およびWO1995/20
045を参照されたい。そのような抗体は、細胞外リガンド結合ドメインを遮断し、それ
によりチロシンキナーゼ活性化を遮断する。
おいて有用である。EGFRの例示的なペプチド阻害剤は、EGFR由来の以下の膜近傍
配列に基づくことができ、LLLWALGIGLFMRRRHIVRKRTLRRLLQ
ERELVEPLTPS(配列番号2)、任意で細胞への送達を促進するためのタンパク
質形質導入ドメイン(PTD)などの細胞透過性構成要素を含んでもよい。US2016
/0311884を参照されたい。
あってもよい。キナーゼ活性なしでは、EGFRはそれ自体を活性化することができず、
この活性化は下流アダプタータンパク質の結合の必要条件である。EGFRの小分子阻害
剤の例には、エルロチニブ(CAS183321-74-6)、ゲフィチニブ(CAS1
84475-35-2)、ラパチニブ(CAS231277-92-2、二重EGFRお
よびERBB2阻害剤)、ネラチニブ(CAS698387-09-6)、カネルチニブ
(CAS267243-28-7)、バンデタニブ(CAS443913-73-3)、
アファチニブ(CAS439081-18-2)、AG1478(CAS153436-
53-4)、TAK-285(CAS871026-44-7、二重HER2およびEG
FR阻害剤)、ARRY334543(CAS845272-21-1、二重EGFRリ
ン酸化阻害剤)、ダコミチニブ(CAS1110813-31-4、EGFRおよびER
BB2阻害剤)、AZD3759(CAS1626387-80-1)、NT113(C
AS1398833-56-1、汎ERBB阻害剤)、OSI-420(デスメチルエル
ロチニブ、CAS183321-86-0、EGFR阻害剤)、AZD8931(CAS
848942-61-9、EGFR、HER2、およびHER3阻害剤)、AEE788
(CAS497839-62-9、EGFR、HER2、およびVEGFR1/2阻害剤
)、ペリチニブ(EKB-569、CAS257933-82-7、汎ErbB阻害剤)
、CUDC-101(CAS1012054-59-9、EGFR、HER2、およびH
DAC阻害剤)、XL647(CAS651031-01-5、二重HER2およびEG
FR阻害剤)、BMS-599626(CAS714971-09-2、二重EGFRお
よびHER2阻害剤)、PKC412(CAS120685-11-2、EGFR、PK
C、サイクリックAMP依存性タンパク質キナーゼおよびS6キナーゼ阻害剤)、BIB
X1382(CAS196612-93-8、EGFR阻害剤)、ならびにAP2611
3(CAS1197953-54-0、ALKおよびEGFR阻害剤)、ならびにそれら
の誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態で
は、EGFR阻害剤は、ペリチニブではない。
/MAPKの発現を選択的に低下または遮断するこの経路の阻害剤には、アンチセンス、
siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに限定されない。例示として、
MEK1のアンチセンス阻害は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、US6
,096,543に開示されている。
214662(CAS195987-41-8)、SCH66336(CAS19327
5-84-2)、FTI-277(CAS1217447-06-7)、マニュマイシン
A(CAS52665-74-4)、FTI-276(CAS170006-72-1)
、RasCAAX(ペプチド模倣物)、L-744,832(CAS1177806-1
1-9)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されな
い。
CAS284461-73-0、B-RafおよびC-Rafの選択的阻害剤)、ベムラ
フェニブ(CAS918504-65-1、B-Raf阻害剤)、ダブラフェニブ(CA
S1195764-45-7、B-Raf阻害剤、US7,994,185およびUS8
,415,345もまた参照されたい)、LY3009120(CAS1454682-
72-4、汎Raf阻害剤)、GW5074(CAS220904-83-6、C-Ra
f-1阻害剤)、ZM336372(CAS208260-29-1、Raf-1阻害剤
)、2-ブロモアルジシン(CAS96562-96-8、RAF/MEK-1/MAP
K経路阻害剤)、L-779,450(CAS303727-31-3)、AZ628(
CAS878739-06-1、Raf-1阻害剤)、RAF265(CAS92788
0-90-8、B-RafおよびVEGFR-2阻害剤)、エンコラフェニブ(LGX8
18、CAS1269440-17-6、B-Raf阻害剤)、ならびにそれらの誘導体
および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
EK2の阻害剤)、PD184,352(CAS212631-79-3)、2-ブロモ
アルジシン(CAS96562-96-8、Raf/MEK-1/MAPK経路阻害剤)
、PD198306(CAS212631-61-3、MEK1/2の非ATP競合的阻
害剤)、PD0325901(CAS391210-10-9、MEKの阻害剤およびE
RKリン酸化の抑制剤)、MEK阻害剤II(CAS623163-52-0)、PD1
84161(CAS212631-67-9、MEK1およびMEK2の選択的阻害剤)
、U-0126(CAS109511-58-2、MEK1/2の阻害剤)、PD980
59(CAS167869-21-8、MEK1の選択的阻害剤)、AS703026(
CAS1236699-92-5、MEK1/2の阻害剤)、BAY869766(CA
S923032-37-5、MEK-1およびMEK-2の非ATP競合的阻害剤)、P
D318088(CAS391210-00-7、MEK1/2の阻害剤)、セルメチニ
ブ(CAS606143-52-6、MEK-1非ATP競合的阻害剤)、TAK-73
3(CAS1035555-63-5、MEKのアロステリック阻害剤)、トラメチニブ
(CAS871700-17-3、MEK1/MEK2のアロステリック阻害剤)、なら
びにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。追加のME
K阻害剤については、WO1998/037881、WO1999/901426、WO
2000/041505、WO2000/041994、WO2000/042002、
WO2000/042003、WO2000/042022、WO2000/04202
9、WO2001/068619、およびWO2002/036570もまた参照された
い。
ERK1/2阻害剤)、DEL-22379(CAS181223-80-3、ERK二
量体化阻害剤)、VX-lle(CAS896720-20-0、ERK2阻害剤)、プ
ルリポチン(SC1、CAS839707-37-8、二重ERK1およびRasGAP
阻害剤)、ウリキセルチニブ(BVD-523、VRT752271、CAS86988
6-67-9、ERK1/ERK2阻害剤)、FR180204(CAS865362-
74-9、ATP競合的ERK阻害剤)、GDC-0994(CAS1453848-2
6-4、ERK1/2阻害剤)、KO-947(Kura Oncology、ERK1
/2阻害剤)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれる。追加のERK阻害
剤については、JP2005-330265もまた参照されたい。
阻害剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに
限定されない。例示として、STAT-2、STAT-3、STAT-4、STAT-5
、およびSTAT-6のアンチセンス阻害はそれぞれ、US2004/0101853、
US6,159,694、US6,479,465、US8,722,873、およびW
O1998/040478に開示されている。同様に、STAT-1およびSTAT-2
の発現を低減するためのsiRNAは、US9,198,911に開示されている。ST
AT-3 siRNAは、US2010/0298409に記載されており、STAT-
5 siRNAは、WO2009/039199に記載されており、STAT-6 si
RNAは、US7,566,700に記載されている。Jak1およびJak3の発現を
阻害する上で有用であるSiRNA分子は、その全体が参照により本明細書に組み込まれ
る、US9,198,911に開示されている。
、Jak-Stat阻害剤)、フルダラビン(CAS21679-14-1、STAT1
阻害剤)、S3I-201(CAS501919-59-1、STAT3 DNA結合活
性の阻害剤)、Stattic(CAS19983-44-9、STAT3阻害剤)、A
PTSTAT3-9R(STAT結合ペプチド)、STA-21(CAS28882-5
3-3、STAT3阻害剤)、SH-4-54(CAS1456632-40-8)、ナ
パブカシン(CAS83280-65-3、STAT3阻害剤)、クリプトタンシノン(
CAS35825-57-1、STAT3阻害剤)、ニクロサミド(CAS50-65-
7、STAT3阻害剤)、NSC74859(CAS501919-59-1、STAT
3阻害剤)、HO-3867(CAS1172133-28-6、STAT3阻害剤)、
ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
YT387(CAS1056634-68-4)、SB1518(パクリチニブ、CAS
937272-79-2)、LY3009104(INCB28050、バリシチニブ、
CAS1187594-09-7)、TG101348(CAS936091-26-8
)、BMS-911543(CAS1271022-90-2)、AZD1480(CA
S935666-88-9)、ルキソリチニブ(INCB018424、CAS9416
78-49-5)、CEP-701(CAS111358-88-4)、TG10134
8(フェドラチニブ、CAS936091-26-8)、SD1008(CAS9602
01-81-4、JAK2/STAT3阻害剤)、WP-1066(CAS857064
-38-1、JAK2/STAT3阻害剤)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせ
が含まれるが、これらに限定されない。JAK3阻害剤には、Janex1(WHI-P
131、CAS202475-60-3)、PF-956980(CAS1262832
-74-5)、WHI-P154(CAS211555-04-3)、VX-509(デ
セルノチニブ、CAS944842-54-0)、JAK3阻害剤IV(ZM-3992
3、CAS1021868-92-7)、トファシチニブ(CP-690550、CAS
540737-29-9)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、こ
れらに限定されない。
的に低下または遮断する阻害剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子
が含まれるが、これらに限定されない。例示として、PI3K、AKT、およびmTOR
のsiRNA阻害はそれぞれ、例えば、US2005/0272682、US2008/
0161547、およびUS9,012,622に開示されている。
AS154447-36-6)、BKM120(CAS944396-07-0)、BY
L719(CAS1217486-61-7)、XL-147(CAS956958-5
3-5)、ZSTK-474(CAS475110-96-4)、PX-866(CAS
502632-66-8)、PI-103(CAS371935-74-9)、ならびに
それらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
1)、GDC-0068(CAS1001264-89-6、ATP競合的汎Akt阻害
剤)、MK-2206(CAS1032350-13-2)、ペリフォシン(CAS15
7716-52-4)、PBI-05204(オレアンドリン、CAS465-16-7
)、GSK2141795(CAS1047634-65-0)、およびSR13668
(CAS637774-61-9)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれ
る。追加のAKT阻害剤は、US2010/0009397、US2007/01851
52、US6,960,584、US7,098,208、US7,223,738、U
S7,304,063、US7,378,403、US7,396,832、US7,3
99,764、US7,414,055、US7,544,677、US7,576,2
09、US7,579,355、US7,589,068、US7,638,530、U
S7,655,649、US7,705,014、US7,750,151、US7,9
43,732、US8,003,643、US8,003,651、US8,008,3
17、US8,168,652、US8,263,357、US8,273,782、お
よびUS8,324,221に記載されている。
87-67-1)、BEZ235(CAS915019-65-7)、BGT-226(
CAS1245537-68-1)、PF-04691502(CAS1013101-
36-4)、GNE-477(CAS1032754-81-6)、XL765(CAS
1349796-36-6)、GDC-0941(CAS957054-30-7)、G
DC-0980(CAS1032754-93-0)、PF-05212384(CAS
1197160-78-3)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれる。
8-1)、INK-128(CAS1224844-38-5)、AZD-8055(C
AS1009298-09-2)、AZD-2014(CAS1009298-59-2
)、パロミド529(CAS914913-88-5)、Pp-242(CAS1092
351-67-1)、GSK2126458(CAS1086062-66-9)、PF
-04691502(CAS1013101-36-4)、ウォルトマンニン(CAS1
9545-26-7)、Ku-0063794(CAS938440-64-3)、WA
Y-600(CAS1062159-35-6)、WYE-687(CAS106216
1-90-3)、WYE-354(CAS1062169-56-5)、ラパマイシン(
CAS53123-88-9)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせのうちの1つ
以上を使用して達成することができる。ラパマイシン誘導体は、例えば、US5,258
,389、US5,100,883、US5,118,678、US5,151,413
、US5,256,790、US5,120,842、US2011/0178070、
WO1994/09010、WO1992/05179、WO1993/11130、W
O1994/02136、WO1994/02485、WO1994/02136、WO
1995/16691、WO1996/41807、WO1996/41807、WO1
998/02441、WO2001/14387、およびWO1995/14023にさ
らに記載されている。追加のPI3K/AKT/mTOR阻害剤については、US201
6/0244424もまた参照されたい。
または遮断する阻害剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれ
るが、これらに限定されない。例示として、Pak1のsiRNA阻害は、例えば、WO
2013/135745に開示されている。同様に、JNK1、JNK2、およびJNK
3のsiRNA阻害は、例えば、US2015/0361184に開示されている。
ピリド[2,3-d]ピリミジン-7(8H)-オン(WO2009/086204、W
O2010/071846、WO2011/044535、WO2011/156646
、WO2011/156786、WO2011/156640、WO2011/1567
80、WO2011/156775、およびWO2011/044264に開示されるも
のなど);1H-チエノ[3,2-c]ピラゾール、3-アミノ-テトラヒドロピロール
[3,4-c]ピラゾール、およびN4-(1H-ピラゾール-3-イル)ピリミジン-
2,4-ジアミン(WO2004/007504、WO2007/023382、WO2
007/072153、およびWO2006/072831に開示されるものなど);N
4-(1H-ピラゾール-3-イル)ピリミジン-2,4-ジアミンのN2-二環式イン
ドリル、インダゾリル、およびベンズイミダゾリル誘導体(US8,637,537に開
示されるものなど);PF-3758309(CAS898044-15-0);IPA
-3(CAS42521-82-4);FRAX597(CAS1286739-19-
2);FRAX486(CAS1232030-35-1);FRAX1036(CAS
1432908-05-8);ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、
これらに限定されない。
剤V(CAS345987-15-7)、JNK阻害剤VII(TAT-TI-JIPi
53_163、CAS305350-87-2)、JNK阻害剤VIII(CAS894
804-07-0)、JNK-IN-7(CAS1408064-71-0)、JNK阻
害剤IX(CAS312917-14-9)、JNK阻害剤XI(CAS2207-44
-5)、JNK阻害剤XVI(CAS1410880-22-6)、AEG3482(C
AS63735-71-7)、ドラマピモド(CAS285983-48-4、p38α
MAPKおよびJNK2阻害剤)、CC-401(CAS395104-30-0)、
SP600125(CAS129-56-6)、AS601245(CAS345987
-15-7)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定さ
れない。いくつかの実施形態では、阻害剤は、レフルノミドではない。
する阻害剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これ
らに限定されない。例示として、PLCのsiRNA阻害はUS9,546,367に開
示されており、そのsiRNA分子は参照により本明細書に組み込まれる。
、当該技術分野において既知である。抗PLCγ抗体の例は、例えば、Lee,et a
l.(2002)Mol.Vis.8:17-25およびBuckley,et al.
(2004)J.Biol.Chem.279:41807-14に記載されている。
シン(ET-18-OCH3、CAS77286-66-9、二重PLC/PKC阻害剤
)、マノアリド(CAS75088-80-1)、NCDC(CAS10556-88-
4)、U-73122(CAS112648-68-7)、ならびにそれらの誘導体およ
び組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに限定
されない。例示として、Her2/neuのsiRNA阻害は、例えば、Faltus,
et al.(2004)Neoplasia 6(6):786-95、Choudh
ury,et al.(2004)Int.J.Cancer 108: 71-77に
開示されている。
技術分野において既知である。抗Her2/neu抗体の例には、トラスツズマブ(HE
RCEPTIN、CAS180288-69-1)およびペルツズマブ(PERJETA
、CAS380610-27-5)が含まれるが、これらに限定されない。概説について
は、Schroeder,et al.(2014)Molecules 19:151
96-15212を参照されたい。
277-92-2、二重EGFR/Her2阻害剤)、アファチニブ(GIOTRIF、
CAS439081-18-2、不可逆的汎阻害剤)、AZD8931(CAS8489
42-61-0、EGFR/Her2/ErbB3阻害剤)、AST-1306(CAS
897383-62-9、不可逆的EGFRおよびHer2阻害剤)、AEE-788(
CAS497839-62-0、二重EGFRおよびHer2キナーゼ阻害剤)、CI-
1033(カネルチニブ、CAS289499-45-2、EGFRおよびHer2阻害
剤)、TAK-165(ムブリチニブ、CAS366017-09-6、Her2阻害剤
、US6,716,863およびUS7,005,526を参照されたい)、CP-72
4714(CAS383432-38-0、Her2阻害剤)、CUDC-101(CA
S1012054-59-9、不可逆的HDAC/EGFR/Her2阻害剤)、TAK
-285(CAS871026-44-7、二重EGFR/Her2阻害剤)、AC-4
80(BMS-599626、CAS714971-09-2、可逆的EGFR/Her
2/HER4阻害剤)、PF299804またはPF299(ダコミチニブ、CAS11
10813-31-4、不可逆的EGFR/Her2/Her4阻害剤)、ならびにEK
B-569(ペリチニブ、CAS257933-82-7、二重EGFR/Her2阻害
剤)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、阻害剤は、Her2に対して選択的であり、かつ他のキナーゼに対
する活性をほとんどまたは全く呈しない。
剤には、アンチセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに限定
されない。例示として、オーロラキナーゼのsiRNA阻害は、例えば、Tao,et
al.(2007)Br.J.Cancer 97(12): 1664-1672、U
mene,et al.(2015)Int.J.Oncol.46(4): 1498
-1506に開示されている。
18-41-8、汎オーロラ阻害剤、US2016/0287602、US2015/0
329828、およびUS2011/0014191を参照されたい)、PHA-680
632(CAS398493-79-3、汎オーロラ阻害剤)、VE-465(トザセル
チブ、VX-680またはMK0457、CAS639089-54-6)、バラセルチ
ブ(AZD1152、CAS722544-51-6、オーロラBキナーゼ阻害剤)、ア
リセルチブ(MLN8237、CAS1028486-01-2、オーロラAキナーゼ阻
害剤)、ダヌセルチブ(PHA-739358、CAS827318-97-8、汎オー
ロラ阻害剤)、PF-03814735(CAS942487-16-3、二重オーロラ
A/B阻害剤)、AMG900(CAS945595-80-2、汎オーロラ阻害剤)、
ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。特定の
実施形態では、阻害剤は、オーロラキナーゼに対して選択的であり、かつ他のキナーゼに
対する活性をほとんどまたは全く呈しない。
チセンス、siRNA、およびmiRNA分子が含まれるが、これらに限定されない。例
示として、PDGFRのsiRNA阻害は、例えば、Chen,et al.(2008
)Liver Int.28(10):1446-1457、Kaulfuβ,et a
l.(2013)Oncotarget 4(7):1037-49、Yeh,et a
l.(2011)BMC Cancer 11:139に開示されている。
いて既知である。抗PDGFR抗体の例には、IMC-3G3(抗PDGFRα抗体、E
P2100618)およびIMC-2C5(PDGFRβ抗体、Shen,et al.
(2009)Neoplasia 11(6):594-604)が含まれるが、これら
に限定されない。
)、イマチニブ(GLEEVEC/ST571、CAS220127-57-1、PDG
FRα/BCR-ABL/c-kit阻害剤)、ポナチニブ(AP24534、CAS9
43319-70-8、Ab1/PDGFRα/VEGFR2/FGFR1/Src阻害
剤)、テラチニブ(CAS332012-40-5、VEGFR/c-Kit/PDGF
Rα阻害剤)、アムバチニブ(MP-470、CAS850879-09-3、c-Ki
t/PDGFRα/Flt3阻害剤)、クレノラニブ(CP-868596、CAS67
0220-88-9、PDGFRα/βの選択的阻害剤、US7,071,337、US
7,183,414、US2015/0238479、およびUS2010/00163
53を参照されたい)、アキシチニブ(CAS319460-85-0、VEGFR1/
VEGFR2/VEGFR3/PDGFRβ/c-Kit阻害剤)、CP-673451
(CAS343787-29-1、PDGFRα/βの阻害剤)、ニンテダニブ(BIB
F1120、CAS656247-17-5、VEGFR/FGFR/PDGFRα/β
阻害剤)、マシチニブ(CAS790299-79-5、Kit/PDGFRα/β阻害
剤)、スニチニブ(SUTENT/SU11248、CAS557795-19-4、V
EGFR2/PDGFRβ阻害剤)、TSU-68(SU6668またはオランチニブ、
CAS252916-29-3)、リニファニブ(ABT-869、CAS796967
-16-3、VEGFR/PDGFR阻害剤)、AC710(CAS1351522-0
4-7、選択的PDGFRファミリー阻害剤)、DMPQジヒドロクロリド(CAS13
7206-97-4、PDGFRβ阻害剤)、GSK1363089(CAS84921
7-64-7、PDGFR/MET/VEGFR2/Ron/AXL阻害剤)、PD16
6285(CAS212391-63-4、PDGFR/FGFR/Src阻害剤)、な
らびにトセラニブ(CAS356068-94-5、PDGFRおよびVEGFR阻害剤
)、ならびにそれらの誘導体および組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
写因子のファミリーである。無調関連因子は、塩基性ヘリックス・ループ・ヘリックス(
bHLH)ファミリーのタンパク質の転写因子である。このタンパク質の塩基性ドメイン
は、DNA結合およびタンパク質の機能を担う。ショウジョウバエのbHLHタンパク質
(ato)は、昆虫の感覚器官、特に弦音器官の発生に関連する遺伝子を活性化する。無
調相同体1(Atoh1)タンパク質とも称される無調関連因子は、マウス(マウス無調
相同体1(Math1))、ニワトリ(ニワトリ無調相同体1(Cath1))、ツメガ
エル(ツメガエル無調相同体1(Xath1))、およびヒト(ヒト無調相同体1(Ha
th1))を含む、様々な動物および昆虫に見出される。Math1は、bHLHドメイ
ンにおいてatoと高度に相同(82%のアミノ酸類似性)で、100%の塩基性ドメイ
ンが保存されており、マウスにおいて細胞運命を決定する上で機能する。Math1は、
有毛細胞発生にとって必須であることが示されており、耳において有毛細胞再生を刺激す
ることができる。Math1は、例えば、Ben-Arie,et al.(1996)
Human Mol.Genet.5:1207-1216、Bermingham,e
t al.(1999)Science 284:1837-1841、Zheng&G
ao(2000)Nature Neurosci.3(2): 580-586、およ
びChen,et al.(2002)Development129:2495-25
05においてさらに特性評価されている。Hath1は、Math1のヒト対応物である
。特定の実施形態では、無調関連因子は、Math1もしくはHath1、またはMat
h1およびHath1のアミノ酸配列と有意なアミノ酸配列類似性を共有するタンパク質
である。無調関連因子は、WO2000/73764にさらに記載されている。
つそれぞれGENBANK受託番号NP_005163(遺伝子番号:474)およびN
P_031526(遺伝子番号:11921)の下で入手可能である。Math1および
Hath1のアミノ酸配列と有意なアミノ酸配列類似性を有するタンパク質は、望ましく
は、Hath1(NP_005163)またはMath1(NP_031526)のアミ
ノ酸配列と少なくとも約50%同一であるアミノ酸配列を有し、支持細胞を感覚有毛細胞
に分化転換する能力を有する。理想的には、無調関連因子は、Hath1(NP_005
163)またはMath1(NP_031526)のアミノ酸配列と少なくとも約60%
のアミノ酸配列同一性(例えば、少なくとも約65%もしくは少なくとも約70%の配列
同一性)、好ましくは少なくとも約75%のアミノ酸配列同一性(例えば、少なくとも約
80%もしくは少なくとも約85%の配列同一性)、および最も好ましくは少なくとも約
90%のアミノ酸配列同一性(例えば、少なくとも約95%の配列同一性)を有する。無
調関連因子をコードする核酸配列を見てみると、好ましくは、核酸配列は、Hath1(
NP_005163)もしくはMath1(NP_031526)のアミノ酸配列(すな
わち、その遺伝子に関連する制御配列を欠損する、Hath1およびMath1タンパク
質をコードするHath1もしくはMath1遺伝子の一部分)、またはHath1もし
くはMath1タンパク質をコードするcDNAをコードする。Hath1およびMat
h1をコードする核酸配列はそれぞれ、GENBANK受託番号NM_005172およ
びNM_031526の下で公的に入手可能である。
本発明の文脈では、Hath1またはMath1配列の多くの修飾および変動(例えば、
変異)が可能かつ適切である。例えば、遺伝子コードの縮重は、コードされるポリペプチ
ドを改変することなく、翻訳停止シグナルだけでなくコーディング配列全体を通したヌク
レオチドの置換も可能にする。そのような置換は、無調関連因子または無調関連因子をコ
ードする核酸配列の既知のアミノ酸配列から推定することができ、従来の合成または部位
特異的変異手順によって構築することができる。合成DNA方法は、Itakura,e
t al.(1977)Science198:1056-1063またはCrea,e
t al.(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA75:5765
-5769の手順に従って実行することができる。部位特異的変異手順は、Maniat
is,et al.(1989)Molecular Cloning:A Labor
atory Manual,2nd Ed.,Cold Spring Harbor,
NYに記載されている。あるいは、結果として得られる無調関連因子が活性(すなわち、
支持細胞を感覚有毛細胞に分化転換する能力)を保持する限り、核酸配列は、タンパク質
のN末端またはC末端のいずれかの拡張をもって無調関連ペプチドをコードしてもよい。
、特にHLHドメインの塩基性領域に依存しており(Chien,et al.(199
6)Proc.Natl.Acad.Sci.93:13239-13244)、これは
、アミノ酸配列AANARERRRMHGLNHAFDQLR(配列番号1)を含む。し
たがって、無調関連因子アミノ酸配列の任意の修飾は、望ましくは、タンパク質の塩基性
ドメインの外側に位置する。無調関連因子をコードする核酸を持つ例示的な構築物および
発現ベクターは、WO2004/076626に提供されている。
をコードする核酸分子を持つ発現ベクター(例えば、発現ウイルスベクター)および/ま
たは耳保護剤を内耳に投与することによって、動物における感覚的知覚の調節を提供する
。「感覚的知覚を調節すること」によって、環境変化を認識しそれに順応する能力を少な
くとも部分的に達成することが意味される。感覚有毛細胞機能に関して、感覚的知覚の調
節は、内耳の機械的刺激を神経活動電位(これはその後、動物が環境変化、例えば、音、
言語、または身体/頭の位置を認識するように脳内で処理される)に変換する感覚有毛細
胞の生成または保護に関連する。感覚有毛細胞は、好ましくは、コルチ器官および/また
は前庭器で生成される。予防の文脈では、例えば、さもなければ聴覚毒性剤によって初期
にまたはさらに損傷または喪失してしまう感覚有毛細胞が、EGFRシグナル伝達の阻害
剤および任意で耳保護剤の投与によって、損傷または喪失から保護される。治療の文脈で
は、EGFRシグナル伝達の阻害剤と無調関連因子の発現のための核酸分子との組み合わ
せは、再プログラム化効率および/またはいくつかの再プログラム化細胞の終末分化を増
加させ、それにより内耳における刺激の知覚(または認識)を可能にする感覚有毛細胞の
生成を促進する。
することができる。有毛細胞は、走査型電子顕微鏡を介して、および/または免疫化学に
よって検出される有毛細胞特異的タンパク質であるミオシンVIIaの検出を介して検出
することができる。しかしながら、単に感覚有毛細胞の存在だけでは、必ずしも環境刺激
を認識するための機能系を意味するものではない。機能感覚有毛細胞は、機械的刺激が脳
によって認識される神経活動電位に翻訳されるように、神経経路に動作可能に連結してい
なくてはならない。したがって、有毛細胞生成の検出が標的組織に対する無調関連核酸配
列の発現の成功を決定するのに適切である一方で、対象の認識の検査が感覚的知覚の変化
のより望ましい指標である。
どの簡単な聴覚の試験の実施を通して容易に達成される。ほとんどの哺乳動物では、異な
る周波数に対する反応が、感覚的知覚の変化を示す。ヒトでは、言語の理解もまた、適切
である。例えば、対象は発話を理解することができなくても、耳は聞こえる可能性がある
。知覚の変化は、暗騒音からの言語の鑑別などの異なる種類の音響刺激を区別する能力に
よって、および発話の理解によって示される。発話閾値および識別試験は、そのような評
価に有用である。
た、様々な技術を使用して達成される。前庭機能はまた、運動刺激に対する応答の大きさ
(ゲイン)または応答の開始のタイミング(フェーズ)を比較することによっても測定す
ることができる。動物を、強膜サーチコイルを使用して前庭動眼反射(VOR)ゲインお
よびフェーズについて試験して、感覚的知覚の改善を評価することができる。電気眼振検
査(ENG)は、例えば、移動光または閃光などの刺激に応答した眼の運動、身体の再配
置、および三半規管内の流体移動などを記録する。回転椅子または移動プラットフォーム
を使用する運動中の平衡の評価もまた、この点に関して有用である。
行う前にベースライン値を記録する。本発明の方法を行った後、適切な期間(例えば、本
発明の方法を行った後、1時間、6時間、12時間、18時間、1日、3日、5日、7日
、14日、21日、28日、2ヶ月、3ヶ月、またはそれ以上)に対象を再評価し、その
結果をベースライン結果と比較して、感覚的知覚の変化を決定する。
および/または生成を促進する。したがって、本発明は、治療を必要とする対象に、EG
FRシグナル伝達の阻害剤、ならびに任意で無調関連因子をコードする核酸分子を持つ発
現ベクター(例えば、発現ウイルスベクター)および/または1つ以上の耳保護剤/再生
剤を投与することによって、聴覚機能障害、喪失、および障害の予防、治療、制御、寛解
、またはそのリスクを低減するための方法を提供する。理想的には、本発明の方法は、難
聴および平衡障害などの感覚有毛細胞の喪失、損傷、欠損に関連する少なくとも1つの障
害について、動物を予防的または治療的に処置する。難聴は、細菌またはウイルス感染症
、遺伝、物理的損傷、音響外傷、および聴覚毒性薬(例えば、アミノグリコシド系抗生物
質またはシスプラチン)などによるコルチ器官の有毛細胞の損傷によって引き起こされ得
る。難聴は、容易に特定される一方で、平衡障害は、他の病気に容易に起因し得る多様な
合併症において顕在化する。平衡障害の症状には、見当識障害、めまい、回転性めまい、
悪心、霧視、不器用、および頻繁な転倒が含まれる。本発明の方法によって治療される平
衡障害は、好ましくは、感覚有毛細胞の損傷または欠如による機械的刺激の神経活動電位
への機能障害性翻訳を伴う、末梢前庭障害(すなわち、前庭器の妨害)に関与する。
ような方法に従って、治療を必要とする対象には、有効量のEGFRシグナル伝達の阻害
剤が投与される。いくつかの実施形態では、EGFRシグナル伝達の阻害剤は、EGFR
、Ras/Raf/MEK/ERK/MAPKタンパク質、JAK/STATタンパク質
、PI3K/AKT/mTORタンパク質、NCK-PAK-JNKタンパク質、PLC
-DAG-PKCタンパク質、またはEGFRに関連するかもしくはその下流にある細胞
周期関連タンパク質キナーゼの発現または活性を阻害する。他の実施形態では、難聴の予
防は、治療を必要とする対象に、EGFRに関連するかまたはその下流にある細胞周期関
連タンパク質キナーゼの阻害剤を投与することによって達成される。特定の実施形態では
、難聴の予防は、治療を必要とする対象に、Her-2、オーロラキナーゼ、B-Raf
、またはPDGFRの発現または活性の阻害剤を投与することによって達成される。EG
FRシグナル伝達の阻害剤は、単独で投与されても、1つ以上の耳保護剤と併用して投与
されてもよい。「耳保護剤」という用語は、騒音性難聴、化学性難聴、もしくは加齢性聴
覚機能障害を低減もしくは予防するか、または聴覚機能障害から別様に保護する薬剤を指
す。耳保護剤の例には、PARP-1阻害剤;ピレンゼピンLS-75、オテンゼパド、
AQ-RA741、ビラミューン、BIBN99、DIBD、テレンゼピン(US201
1/0263574を参照されたい);メチオニン(US7,071,230を参照され
たい);IGF-1、FGF-2、アスピリン、還元グルタチオン、N-メチル-(D)
-グルカミンジチオカルバメート、ならびに鉄キレート剤(酒石酸およびマレイン酸など
)が含まれるが、これらに限定されない。追加の耳保護剤については、US2005/0
101534もまた参照されたい。
に従って、治療を必要とする対象には、無調関連因子を発現する核酸分子を持つ発現ベク
ターと併用して、有効量のEGFRシグナル伝達の阻害剤が投与される。いくつかの実施
形態では、EGFRシグナル伝達の阻害剤は、EGFR、Ras/Raf/MEK/ER
K/MAPKタンパク質、JAK/STATタンパク質、PI3K/AKT/mTORタ
ンパク質、NCK-PAK-JNKタンパク質、PLC-DAG-PKCタンパク質、ま
たはEGFRに関連するかもしくはその下流にある細胞周期関連タンパク質キナーゼの発
現または活性を阻害する。他の実施形態では、難聴の治療は、治療を必要とする対象に、
EGFR、Ras/Raf/MEK/ERK/MAPKタンパク質、JAK/STATタ
ンパク質、PI3K/AKT/mTORタンパク質、NCK-PAK-JNKタンパク質
、またはPLC-DAG-PKCタンパク質の阻害剤を投与することによって達成される
。特定の実施形態では、難聴の治療は、治療を必要とする対象に、EGFR、PLC、S
TAT3、JAK2、PI3K、またはMEKの発現または活性の阻害剤を投与すること
によって達成される。EGFRシグナル伝達の阻害剤、および無調関連因子の発現のため
の核酸分子を持つ発現ベクターは、単独で投与されても、1つ以上の再生剤と併用して投
与されてもよい。「再生剤」という用語は、感覚有毛細胞の再生を刺激または促進する薬
剤を指す。再生剤の例には、ニコチンアミドリボシド(US2015/0174148を
参照されたい)、siRNA標的化Hes1(US9,101,647を参照されたい)
、PKA阻害剤(US6,268,351を参照されたい)、c-Myc、N-Myc、
またはL-MycなどのMycファミリータンパク質(US2015/0079110を
参照されたい)、ならびにエリプチシン誘導体および/またはGSK-3阻害剤(US9
,370,510を参照されたい)が含まれるが、これらに限定されない。
年性難聴、聴覚性ニューロパチー、音響外傷、聴神経腫瘍、ペンドレッド症候群、アッシ
ャー症候群、ワルデンベルグ症候群、非症候性感音性難聴、中耳炎、耳硬化症、メニエー
ル病、中毒性難聴、迷路炎を含むがこれらに限定されない、病態だけでなく、感染症(す
なわち、麻疹、流行性耳下腺炎、または髄膜炎)、抗生物質などの薬物、ならびにいくつ
かの癌治療(すなわち、化学療法および放射線療法)によって引き起こされる聴覚機能障
害の文脈にもあり得る。
、化学療法剤である。より具体的には、薬物は、カルボプラチン、シスプラチン、トラン
スプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、ピコプラチン、サトラプラチン、トラン
スプラチン、およびトリプラチン、またはそれらの薬学的に許容される塩などの白金系化
学療法剤である。特定の実施形態では、白金系化学療法剤は、シスプラチンまたはその薬
学的に許容される塩である。またさらなる実施形態では、薬物は、ダウノルビシン、ドキ
ソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、アクチノマイシンD、ブレオマイシン、マイ
トマイシンC、アミカシン、アプラマイシン、アルベカシン、アストロマイシン、ベカナ
マイシン、ジベカシン、フラマイセチン、ゲンタマイシン、ハイグロマイシンB、イセパ
マイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、パロモマイシン、ロドストレ
プトマイシン、リボスタマイシン、シソマイシン、スペクチノマイシン、ストレプトマイ
シン、トブラマイシン、およびベルダマイシン、またはそれらの薬学的に許容される塩を
含むがこれらに限定されない、抗生物質である。
害である。平衡障害の例には、誘導性または自発性回転性めまい、平衡障害、動揺病に対
する感受性の増加、悪心、嘔吐、運動失調、迷路炎、動揺視、眼振、失神、もうろう状態
、めまい、転倒の増加、夜間歩行困難、メニエール病、ならびに視覚追跡および視覚処理
困難が含まれるが、これらに限定されない。さらに、騒音性難聴は、一時的または永久的
であり得る。
若者および若年成人に、大音量の音楽への曝露による難聴のリスクがある。職業的設定お
よび消費者操作デバイスを含む多くの他の騒音への曝露もまた騒音性難聴を引き起こし、
これは最も一般的な身体的愁訴の1つであり、かつ会話、通信、および日常生活に参加す
る能力を有意に減ずる(したがって、個人およびその家族の一般的な生活の質を低減する
)。急性的または慢性的な音響過剰曝露は、4000万人を超える米国の労働者を永久的
な難聴のリスクに晒している(Kopke,et al.(2007)Hear.Res
.226:114-125)。
強度が保護デバイスの有効性を超えるか、または保護デバイスが利用可能ではない、軍事
的状況において最も頻繁に生じる。TBIにはしばしば、爆風損傷に対して高度に脆弱で
ある、聴覚感覚系に対する様々な破壊または損傷が伴う。極度の物理的爆風力は、末梢聴
覚系に対して、鼓膜(tympanic membrane)(TM、鼓膜(eardr
um))の破裂、中耳骨の骨折、鼓膜基底板からの感覚有毛細胞の転位、および有毛細胞
を神経支配するらせん神経節の喪失を含む、様々な種類の損傷を引き起こし得る。爆風損
傷のヒト研究では、約17~29%の症例が重度のTM破裂に関与する一方で、33~7
8%が中度~重度の感音難聴(有毛細胞および神経節の喪失)に関与する。したがって、
TBIおよび爆風損傷は、極度ではあるが一般的な難聴の原因である。
は、それらの高い費用およびそれらの多くの技術的問題点のために、頻繁に問題となる。
理想的には、軍人は高リスクまたは高騒音設定に入る前に保護薬を服用することができ、
それにより動作に影響を与えることなく騒音損傷から保護される。現在まで、騒音および
TBI関連難聴から保護するためのFDA承認薬物は存在していない。
ための核酸分子を持つ任意の発現ベクターは、例えば、対象の内耳に局所投与されてもよ
い。あるいは、EGFRシグナル伝達の阻害剤、および無調関連因子の発現のための核酸
分子を持つ任意の発現ベクターは、全身投与されてもよい。さらに、EGFRシグナル伝
達の阻害剤、および無調関連因子の発現のための核酸分子を持つ任意の発現ベクターは、
注射を介して、鼓室階、蝸牛管、蝸牛の前庭階のうちの1つ以上、聴神経幹、内耳道、ま
たは経鼓膜/鼓膜にわたって中耳洞に投与されてもよい。さらに、併用して使用される場
合、EGFRシグナル伝達、および無調関連因子の発現のための核酸分子を持つ発現ベク
ターは、同じ経路を介して投与されても、異なる経路を介して投与されてもよい。
も安全または効果的である場合に、開示される分子または他の薬物が有用性を有し得る聴
覚機能障害および障害を治療、予防、制御、寛解、またはそのリスクを低減する上で、1
つ以上の他の薬物と併用して使用することができる。そのような他の薬物(複数可)は、
それ(ら)に一般的に使用される経路および量で、本発明の化合物と同時期または連続的
に投与されてもよい。本発明の分子が1つ以上の他の薬物と同時期に使用される場合、そ
のような他の薬物および開示される化合物を含有する単位剤形の薬学的組成物が好ましい
。しかしながら、併用療法はまた、開示される分子および1つ以上の他の薬物が異なる重
複スケジュールで投与される療法も含み得る。1つ以上の他の活性成分と併用して使用さ
れる場合、開示される分子および他の活性成分が、各々が単独で使用される場合よりも低
い用量で使用され得ることもまた企図される。
性および持続性の進行性障害の両方の予防または治療に有用である。急性の病気の場合、
本明細書の薬物は、単回適用または短期間の複数回適用を使用して投与されてもよい。難
聴などの持続性疾患、または感覚有毛細胞の広範囲の喪失から生じる障害の場合、治療効
果を実現するために、本明細書の薬物の多数回の投与が必要である可能性がある。
に関連する他の症状の改善について試験してもよい。治療から利益を得る対象には、有毛
細胞喪失のリスクがある対象および/または有毛細胞喪失を有する患者が含まれる。例え
ば、難聴を有するかまたはそれを発症するリスクがある対象は、平均的な対象(例えば、
平均的なヒト)よりも、または難聴を経験する前の対象よりも、耳がよく聞こえない可能
性がある。例えば、聴覚は、少なくとも5%、10%、30%、50%、またはそれ以上
減少し得る。聴覚を測定するための方法は、周知であり、それらには、標準純音聴力検査
、気導試験、および骨伝導試験が含まれる。これらの試験は、ヒトの耳に聞こえる音量(
強度)およびピッチ(周波数)の限界を測定する。ヒトにおける聴覚試験には、(7ヶ月
までの乳幼児用の)行動観察聴力検査、(7ヶ月~3歳までの子供用の)視覚強化定位聴
力検査、および3歳を超える子供用の遊戯聴力検査が含まれる。耳音響放射試験を使用し
て、蝸牛有毛細胞の機能を試験することができ、蝸電図検査は、蝸牛および脳への神経経
路の第1の部分の機能についての情報を提供する。様々な態様では、治療は、修正ありま
たはなしで継続しても、停止してもよい。
ること、ならびに/または耳(例えば、内耳、中耳、および/もしくは外耳)における有
毛細胞の数を増加させることができる。この点では、有効量の本明細書に記載の分子は、
耳における有毛細胞の数を、治療前の有毛細胞の数と比較して、約2倍、3倍、4倍、6
倍、8倍、もしくは10倍、またはそれ以上増加させる量である。この新たな有毛細胞成
長は、対象の聴力を効果的に回復またはその少なくとも部分的な改善を確立することがで
きる。例えば、本発明の刺激剤および阻害剤の投与は、難聴を約5、10、15、20、
40、60、80、100%、またはそれ以上改善することができる。
ターのうちのいずれが核酸配列の内耳への導入に好適であるかを理解するだろう。好適な
発現ベクターの例には、例えば、プラスミド、プラスミド-リポソーム複合体、ならびに
ウイルスベクター、例えば、パルボウイルス系ベクター(すなわち、アデノ関連ウイルス
(AAV)系ベクター)、レトロウイルスベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)系
ベクター、AAV-アデノウイルスキメラベクター、およびアデノウイルス系ベクターが
含まれる。これらの発現ベクターのいずれも、例えば、Sambrook,et al.
(1989)Molecular Cloning,A Laboratory Man
ual,2nd Ed.,Cold Spring Harbor Press,Col
d Spring Harbor,NY、およびAusubel,et al.(199
4)Current Protocols in Molecular Biology
,Greene Publishing Associates and John W
iley&Sons,New York,NYに記載の標準的な組み換えDNA技術を使
用して調製することができる。
状二本鎖DNA分子であるプラスミドを設計することができる。プラスミドは、治療核酸
の投与のために記載された最初のベクターであるが、トランスフェクション効率のレベル
は、他の技術と比較して不良である。プラスミドをリポソームと複合体化することによっ
て、遺伝子導入の効率は一般に改善される。プラスミド媒介性遺伝子導入戦略に使用され
るリポソームは、様々な組成を有する一方で、それらは、典型的には合成カチオン性脂質
である。プラスミド-リポソーム複合体の利点には、それらが治療核酸をコードする大き
なDNA片を導入する能力、およびそれらの比較的低い免疫原性が含まれる。プラスミド
はまた、US6,165,754に記載のように、導入遺伝子の発現を延長するように修
飾することができる。プラスミドを使用する耳における導入遺伝子の発現が、記載されて
いる(例えば、Jero,et al.(2001)Human Gene Ther.
12:539-549)。プラスミドが、本発明の方法における使用に好適である一方で
、好ましくは、発現ベクターは、ウイルスベクターである。
ターである。AAVはDNAウイルスであり、これはヒトに疾患を引き起こすことは知ら
れていない。AAVは、効率的な複製のために、ヘルパーウイルス(すなわち、アデノウ
イルスもしくはヘルパーウイルス)との同時感染、またはヘルパー遺伝子の発現を必要と
する。治療核酸の投与に使用されるAAVベクターは、DNA複製およびパッケージング
の認識シグナルを含有する末端反復(ITR)のみが残るように、親ゲノムの約96%が
欠失している。これにより、ウイルス遺伝子の発現による免疫性または毒性の副作用が排
除される。組み込みAAVゲノムを含有する宿主細胞は、細胞成長または形態における変
化を示さない(例えば、US4,797,368を参照されたい)。効率的ではあるが、
ヘルパーウイルスまたはヘルパー遺伝子の必要性は、このベクターの広範な使用の障壁と
なり得る。
染時に、レトロウイルスゲノムは、その宿主細胞のゲノムに組み込まれ、宿主細胞DNA
とともに複製され、それにより常にウイルスRNAおよびレトロウイルスゲノムに組み込
まれる任意の核酸配列を生成するようになる。病原性レトロウイルス、例えば、ヒト免疫
不全ウイルス(HIV)またはヒトT細胞リンパ増殖性ウイルス(HTLV)を用いる場
合、ウイルスゲノムを改変して毒性を排除するように注意を払わなくてはならない。レト
ロウイルスベクターをさらに操作して、ウイルスを複製不全にしてもよい。したがって、
レトロウイルスベクターは、インビボでの安定した遺伝子導入に特に有用であると考えら
れている。HIV系ベクターなどのレンチウイルスベクターは、遺伝子送達に使用される
レトロウイルスベクターの例示的なものである。他のレトロウイルスとは異なり、HIV
系ベクターは、それらのパッセンジャー遺伝子を非***細胞に組み込むことが知られてお
り、したがって、感覚細胞が再生しない内耳の感覚上皮において特に有用である。
発現ベクターとしての使用に好適である。成熟HSVビリオンは、エンベロープ状の正二
十面体カプシドで構成され、ウイルスゲノムは、152kbの線状二本鎖DNA分子で構
成される。ほとんどの複製欠損HSVベクターは、1つ以上の中間初期遺伝子を除去して
複製を予防するような欠失を含有する。ヘルペスベクターの利点は、それが長期のDNA
発現をもたらし得る潜在段階に入る能力、および最大25kbの外来性DNAを収容し得
るその大きなウイルスDNAゲノムである。当然のことながら、この能力はまた、短期の
治療レジメンに関しては不利益でもある。本発明の方法における使用に適切なHSV系ベ
クターの説明については、例えば、US5,837,532、US5,846,782、
US5,849,572、US5,804,413、WO1991/02788、WO1
996/04394、WO1998/15637、およびWO1999/06583を参
照されたい。
に導入する、36kbの二本鎖DNAウイルスである。本発明の方法における使用のため
に、ウイルスは、好ましくは、ウイルス複製に必要とされる選択した遺伝子を欠失させる
ことによって複製欠損にされる。消費される非複製必須E3領域はまた、より大きなDN
A挿入物のための追加の余地を与えるために頻繁に欠失される。ベクターは、高い力価で
生成することができ、DNAを複製細胞および非複製細胞に効率的に導入することができ
る。アデノウイルスベクターによって細胞に導入される遺伝情報は、依然として染色体外
にあるため、ランダムな挿入変異、および標的細胞の遺伝子型の永久的な改変のリスクが
排除される。しかしながら、所望される場合、AAV-Adキメラベクターを構築するこ
とによって、AAVの組み込み特性がアデノウイルスに与えられてもよい。例えば、AA
V逆方向末端反復(ITR)、およびアデノウイルスベクターに組み込まれるRepタン
パク質をコードする核酸は、アデノウイルスベクターの哺乳動物細胞ゲノムへの組み込み
を可能にする。したがって、AAV-Adキメラベクターは、本発明の文脈における使用
のための興味深い選択肢である。
は、発現ベクターは、アデノウイルスベクターである。任意の起源、任意の亜型、亜型の
混合物、または任意のキメラアデノウイルス由来のアデノウイルスを、本発明のアデノウ
イルスベクターのウイルスゲノムの供給源として使用することができる。ヒトアデノウイ
ルスが、好ましくは、複製欠損アデノウイルスベクターのウイルスゲノムの供給源として
使用される。アデノウイルスは、任意の亜群または血清型ものであり得る。例えば、アデ
ノウイルスは、亜群A(例えば、血清型12、18、および31)、亜群B(例えば、血
清型3、7、11、14、16、21、34、35、および50)、亜群C(例えば、血
清型1、2、5、および6)、亜群D(例えば、血清型8、9、10、13、15、17
、19、20、22~30、32、33、36~39、および42~48)、亜群E(例
えば、血清型4)、亜群F(例えば、血清型40および41)、未分類の血清群(例えば
、血清型49および51)、または任意の他のアデノウイルス血清型のものであり得る。
アデノウイルス血清型1~51までは、American Type Culture
Collection(ATCC、Manassas,VA)から入手可能である。好ま
しくは、アデノウイルスベクターは、亜群C、特に血清型2、またはさらにより好ましく
は血清型5のものである。
て、DNAを内耳の標的細胞に送達するための複製欠損アデノウイルス遺伝子導入ベクタ
ーを調製することができる。非群Cアデノウイルス遺伝子導入ベクターの構築に使用され
る好ましいアデノウイルスには、Ad12(群A)、Ad7およびAd35(群B)、A
d30およびAd36(群D)、Ad4(群E)、ならびにAd41(群F)が含まれる
。非群Cアデノウイルスベクター、非群Cアデノウイルスベクターを生成する方法、およ
び非群Cアデノウイルスベクターを使用する方法は、例えば、US5,801,030、
US5,837,511、US5,849,561、WO1997/12986、および
WO1998/53087に開示されている。好ましい非ヒトアデノウイルスには、サル
(例えば、SAV25)、ウシ、イヌ、ブタアデノウイルスが含まれるが、これらに限定
されない。
すなわち、アデノウイルスベクターが、典型的な宿主細胞内(特に、本発明に従う治療の
経過においてアデノウイルスベクターによって感染され得るヒト患者の宿主細胞内)で複
製しないように)アデノウイルスベクターが、少なくとも1つの複製必須遺伝子機能を欠
如するアデノウイルスゲノムを含むことが意味される。本明細書で使用される場合、遺伝
子、遺伝子機能、または遺伝子もしくはゲノム領域の欠損は、核酸配列全体またはその一
部が欠失した遺伝子の機能を障害または抹消するのに十分な、ウイルスゲノムの遺伝子材
料の欠失として定義される。遺伝子材料の欠失が好ましい一方で、遺伝子機能を破壊する
ためには、付加または置換による遺伝子材料の変異もまた適切である。複製必須遺伝子機
能は、複製(例えば、増殖)に必要とされ、かつ例えば、アデノウイルス初期領域(例え
ば、E1、E2、およびE4領域)、後期領域(例えば、L1~L5領域)、ウイルスパ
ッケージングに関与する遺伝子(例えば、IVa2遺伝子)、ならびにウイルス関連RN
A(例えば、VA-RNA1および/またはVA-RNA-2)によってコードされる、
遺伝子機能である。より好ましくは、複製欠損アデノウイルスベクターは、アデノウイル
スゲノムの1つ以上の領域の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能にアデノウイルスゲノ
ム欠損を含む。好ましくは、アデノウイルスベクターは、ウイルス複製に必要とされるア
デノウイルスゲノムのE1領域またはE4領域の少なくとも1つの遺伝子機能を欠損して
いる(E1欠損アデノウイルスベクターまたはE4欠損アデノウイルスベクターと表わさ
れる)。E1領域の欠損に加えて、WO2000/00628に考察されるように、組み
換えアデノウイルスはまた、主要後期プロモーター(MLP)に変異を有してもよい。最
も好ましくは、アデノウイルスベクターは、E1領域、および非必須E3領域の少なくと
も一部(例えば、E3領域のXbaI欠失)の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能(望
ましくは、全ての複製必須遺伝子機能)を欠損している(E1/E3欠損アデノウイルス
ベクターと表わされる)。E1領域に関して、アデノウイルスベクターは、E1A領域の
一部または全部、およびE1B領域の一部または全部、例えば、E1A領域およびE1B
領域の各々の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能を欠損していてもよい。アデノウイル
スベクターが、アデノウイルスゲノムの1つの領域内の少なくとも1つの複製必須遺伝子
機能を欠損している(例えば、E1またはE1/E3欠損アデノウイルスベクター)場合
、アデノウイルスベクターは、「単独複製欠損」と称される。
ノウイルスゲノムの2つ以上の領域の各々においてアデノウイルスベクターが1つ以上の
複製必須遺伝子機能を欠損していることを意味する。例えば、前述のE1欠損またはE1
/E3欠損アデノウイルスベクターは、E4領域(E1/E4もしくはE1/E3/E4
欠損アデノウイルスベクターと表わされる)、および/またはE2領域(E1/E2もし
くはE1/E2/E3欠損アデノウイルスベクターと表わされる)、好ましくはΕ2A領
域(E1/E2AもしくはE1/E2A/E3欠損アデノウイルスベクターと表わされる
)の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能をさらに欠損していてもよい。理想的には、ア
デノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムの初期領域によってコードされる複製必
須遺伝子機能のみの複製必須遺伝子機能を欠如するが、これは、本発明の全ての文脈で必
要とされるわけではない。好ましい複数欠損アデノウイルスベクターは、E1領域のヌク
レオチド457~3332、E3領域のヌクレオチド28593~30470、E4領域
のヌクレオチド32826~35561、および任意でVA-RNA1をコードする領域
のヌクレオチド10594~10595の欠失を有するアデノウイルスゲノムを含む。し
かしながら、他の欠失が適切であり得る。ヌクレオチド356~3329または356~
3510は、複製必須E1遺伝子機能の欠損を作り出すように除去されてもよい。ヌクレ
オチド28594~30469は、アデノウイルスゲノムのE3領域から欠失していても
よい。上記に列挙される特定のヌクレオチド指定は、アデノウイルス血清型5ゲノムに対
応する一方で、非血清型5アデノウイルスゲノムの対応するヌクレオチドは、当業者であ
れば容易に決定することができる。
デノウイルスベクターは、好ましくは、単独複製欠損アデノウイルスベクター(好ましく
は、E1欠損アデノウイルスベクター)によって達成されるウイルス成長と類似した補完
細胞株内でのウイルス成長を提供するためのスペーサーエレメントを含む。スペーサーエ
レメントは、少なくとも約15塩基対(例えば、約15塩基対~約12,000塩基対)
、好ましくは約100塩基対~約10,000塩基対、より好ましくは約500塩基対~
約8,000塩基対、さらにより好ましくは約1,500塩基対~約6,000塩基対、
および最も好ましくは約2,000~約3,000塩基対の長さである配列などの所望の
長さである任意の配列(複数可)を含有し得る。スペーサーエレメント配列は、コーディ
ングまたは非コーディング、およびアデノウイルスゲノムに関して天然または非天然であ
り得るが、欠損領域に対する複製必須機能は回復させない。アデノウイルスベクターにお
けるスペーサーの使用は、US5,851,806に記載されている。本発明の方法の一
実施形態では、複製欠損または条件的複製アデノウイルスベクターはE1/E4欠損アデ
ノウイルスベクターであり、L5線維領域は保持され、スペーサーはL5線維領域と右側
ITRとの間に位置する。より好ましくは、そのようなアデノウイルスベクターでは、そ
のようなベクターのウイルス生成が単独複製欠損アデノウイルスベクター(特にE1欠損
アデノウイルスベクター)のウイルス生成に接近するように、保持されるL5線維領域が
右側ITRから十分に分離させるために、単独またはより好ましくは別の配列と組み合わ
せたE4ポリアデニル化配列が、L5線維領域と右側ITRとの間に存在する。
ノムの後期領域のみ、ならびにアデノウイルスゲノムの初期領域および後期領域の両方の
複製必須遺伝子機能を欠損していてもよい。アデノウイルスベクターはまた、アデノウイ
ルスゲノム全体が本質的に除去されていてもよく、この場合、ウイルスITRおよび1つ
以上のプロモーター、またはウイルスITRおよびパッケージングシグナルの少なくとも
いずれかが、インタクトのままであることが好ましい(すなわち、アデノウイルス増幅産
物)。ITRおよびパッケージング配列を含むアデノウイルスゲノムの5’または3’領
域は、残りのウイルスゲノムと同じアデノウイルス血清型に起源を持つ必要はない。例え
ば、アデノウイルス血清型5ゲノムの5’領域(すなわち、アデノウイルスE1領域に対
するゲノム5’の領域)は、アデノウイルス血清型2ゲノムの対応する領域で置き換える
ことができる(例えば、アデノウイルスゲノムのE1領域に対するAd5ゲノム領域5’
は、Ad2ゲノムのヌクレオチド1~456で置き換えられる)。複数複製欠損アデノウ
イルスベクターを含む好適な複製欠損アデノウイルスベクターは、US5,837,51
1、US5,851,806、US5,994,106、US2001/0043922
、US2002/0004040、US2002/0031831、US2002/01
10545、WO1995/34671、WO1997/12986、およびWO199
7/21826に開示されている。理想的には、複製欠損アデノウイルスベクターは、複
製可能なアデノウイルス(RCA)混入を実質的に含まずに薬学的組成物中に存在する(
例えば、薬学的組成物は、約1%未満のRCA混入を含む)。最も理想的には、薬学的組
成物は、RCAを含まない。RCAを含まないアデノウイルスベクター組成物およびスト
ックは、US5,944,106、US6,482,616、US2002/01105
45、およびWO1995/34671に記載されている。
または一部、E3領域の全部または一部、E4領域の全部または一部、および任意でE2
領域の全部または一部を欠如する複数複製欠損アデノウイルスベクターである。外来性核
酸配列の耳への送達には、複数欠損ベクターが特に適していると考えられている。E1領
域の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能を欠損しているアデノウイルスベクターが、イ
ンビボでの遺伝子導入に最も一般的に使用される。しかしながら、現在使用されている単
独複製欠損アデノウイルスベクターは、内耳上皮の感受性細胞にとって有害であり、まさ
に治療されるべき細胞に対して損傷を引き起こす可能性がある。E4領域の少なくとも1
つの複製必須遺伝子機能を欠損しているアデノウイルスベクター、特にE4領域およびE
1領域の複製必須遺伝子機能を欠損しているアデノウイルスベクターは、E1欠損アデノ
ウイルスベクターよりも細胞に対する毒性が少ない(例えば、Wang,et al.(
1996)Nature Med.2(6):714-716およびUS6,228,6
46を参照されたい)。したがって、E1、E4欠損アデノウイルスベクターを用いて、
無調関連因子をコードする核酸配列を内耳細胞に送達することによって、既存の有毛細胞
および支持細胞に対する損傷を最小化することができる。
時間だけ高レベルで導入遺伝子を発現すること、および特にHSV ICPO、Ad p
TP、CMV-IE2、CMV-IE86、HIV tat、HTLV-tax、HBV
-X、AAV Rep78、HSV ICPOのように機能するU205骨肉腫細胞株由
来の細胞因子、または神経成長因子によって誘導されるPC12細胞内の細胞因子などの
トランス作用因子の作用を通して、少なくともE4欠損アデノウイルスベクターにおける
導入遺伝子の発現の持続を調節することができることが観察されている。上記に照らして
、例えば、US6,225,113、US6,660,521、US6,649,373
、およびWO2000/34496に記載のように、複数欠損アデノウイルスベクター(
例えば、少なくともE4欠損アデノウイルスベクター)または第2の発現ベクターは、無
調関連因子をコードする核酸配列の発現の持続を調節するトランス作用因子をコードする
核酸配列を含む。
は存在しないが、ウイルス増殖に必要とされる遺伝子機能を提供する補完細胞株内で、高
い力価のウイルスベクターストックの生成に適切なレベルで生成される。好ましい細胞株
は、複製欠損アデノウイルスには存在しない、少なくとも1つおよび好ましくは全ての複
製必須遺伝子機能を補完する。補完細胞株は、初期領域、後期領域、ウイルスパッケージ
ング領域、ウイルス関連RNA領域、またはそれらの組み合わせによってコードされる、
少なくとも1つの複製必須遺伝子機能の欠損(全てのアデノウイルス機能(例えば、アデ
ノウイルス増幅産物の増殖を可能にする機能)を含む)を補完することができる。最も好
ましくは、補完細胞株は、アデノウイルスゲノムのE1領域の少なくとも1つの複製必須
遺伝子機能(例えば、2つ以上の複製必須遺伝子機能)の欠損、特に、E1A領域および
E1B領域の各々の複製必須遺伝子機能の欠損を補完する。加えて、補完細胞株は、(特
にアデノウイルスDNAポリメラーゼおよび末端タンパク質に関して)アデノウイルスゲ
ノムのE2領域および/またはE4領域の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能の欠損を
補完することができる。望ましくは、E4領域内の欠損を補完する細胞は、E4-ORF
6遺伝子配列を含み、E4-ORF6タンパク質を生成する。そのような細胞は、望まし
くは、少なくともORF6を含み、アデノウイルスゲノムのE4領域の他のORFは含ま
ない。細胞株は、好ましくは、アデノウイルスベクターと重複しない様式の補完遺伝子を
含有することをさらに特徴とし、これは、ベクターゲノムが細胞DNAと組み換えられる
可能性を最小化し、実際的に排除する。したがって、複製可能なアデノウイルス(RCA
)の存在は、ベクターストックにおいて回避されない場合でも最小化され、したがって、
これは、特定の治療目的、特に遺伝子療法目的に好適である。ベクターストックにおける
RCAの欠如により、非補完細胞内でのアデノウイルスベクターの複製が回避される。そ
のような補完細胞株の構築は、Sambrook,et al.(1989)Molec
ular Cloning,a Laboratory Manual,2d edit
ion,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring
Harbor,NY、およびAusubel,et al.(1994)Curren
t Protocols in Molecular Biology,Greene
Publishing Associates and John Wiley&Son
s,New York,NYによって記載のものなどの標準的な分子生物学および細胞培
養技術に関与する。
aham,et al.(1977)J.Gen.Virol.36:59-72を参照
されたい)、PER.C6細胞(例えば、WO1997/00326、US5,994,
128、およびUS6,033,908を参照されたい)、ならびに293-ORF6細
胞(例えば、WO1995/34671およびBrough,et al.(1997)
J.Virol.71:9206-9213を参照されたい)が含まれるが、これらに限
定されない。いくつかの例では、補完細胞は、全ての必要なアデノウイルス遺伝子機能を
補完しない。ヘルパーウイルスを用いて、細胞ゲノムまたはアデノウイルスゲノムによっ
てコードされない遺伝子機能をトランスで提供して、アデノウイルスベクターの複製を可
能にすることができる。アデノウイルスベクターは、例えば、US5,965,358、
US5,994,128、US6,033,908、US6,168,941、US6,
329,200、US6,383,795、US6,440,728、US6,447,
995、US6,475,757、US2002/0034735、WO1998/53
087、WO1998/56937、WO1999/15686、WO1999/544
41、WO2000/12765、WO2001/77304、およびWO2002/2
9388、ならびにそれらの中に特定される他の参考文献に明記される材料および方法を
使用して、構築、増殖、および/または精製することができる。アデノウイルス血清型3
5ベクターを含む非群Cアデノウイルスベクターは、例えば、US5,837,511、
US5,849,561、WO1997/12986、およびWO1998/53087
に明記される方法を使用して生成することができる。さらに、多数のアデノウイルスベク
ターが、市販されている。
生型コートタンパク質に対して指向された中和抗体によって認識される能力または不能力
を低下させてもよい。そのような修飾は、複数回の投与に有用である。同様に、アデノウ
イルスベクターのコートタンパク質を操作して、潜在的な宿主細胞上のウイルス受容体に
対するアデノウイルスベクターの結合特異性または認識を改変してもよい。そのような操
作には、線維、ペントン、ヘキソン、pIIIa、pVI、および/またはpIXの領域
の欠失または置換、ならびにコートタンパク質の一部分への様々な天然または非天然リガ
ンドの挿入などが含まれ得る。コートタンパク質の操作は、アデノウイルスベクターによ
って感染される細胞の範囲を広げるか、またはアデノウイルスベクターの特定の細胞型へ
の標的化を可能にすることができる。アデノウイルスベクターが潜在的な宿主細胞を認識
する能力は、コートタンパク質を遺伝子操作することなく、すなわち、二重特異性分子を
通して調節することができる。例えば、ペントンベース結合ドメインまたは線維結合ドメ
インと、特定の細胞表面結合部位に選択的に結合するドメインと、を含む、二重特異性分
子にアデノウイルスを複合体化することで、アデノウイルスベクターを特定の細胞型に標
的化することが可能になる。
れる。非天然アミノ酸配列は、(例えば、アデノウイルス線維タンパク質の曝露されたル
ープ内の)内部コートタンパク質配列中に、またはその代わりに挿入されても、アデノウ
イルスコートタンパク質の末端に融合(例えば、任意でリンカー配列またはスペーサー配
列を使用して、アデノウイルス線維タンパク質のC末端に融合)されてもよい。非天然ア
ミノ酸配列を、アデノウイルスコートタンパク質のいずれかに共役させて、キメラコート
タンパク質を形成してもよい。したがって、例えば、本発明の非天然アミノ酸配列は、線
維タンパク質、ペントンベースタンパク質、ヘキソンタンパク質、タンパク質IX、VI
、またはIIIaなどに共役、挿入、結合することができる。そのようなタンパク質の配
列、および組み換えタンパク質中でそれらを用いるための方法は、当該技術分野において
周知である(例えば、US5,543,328、US5,559,099、US5,71
2,136、US5,731,190、US5,756,086、US5,770,44
2、US5,846,782、US5,962,311、US5,965,541、US
5,846,782、US6,057,155、US6,127,525、US6,15
3,435、US6,329,190、US6,455,314、US6,465,25
3、US6,576,456、US2001/0047081、US2003/0099
619、WO1996/07734、WO1996/26281、WO1997/200
51、WO1998/07877、WO1998/07865、WO1998/4050
9、WO1998/54346、WO2000/15823、WO2001/58940
、およびWO2001/92549を参照されたい)。キメラコートタンパク質のコート
タンパク質部分は、リガンドドメインが付加される完全長アデノウイルスコートタンパク
質であっても、あるいはそれは、例えば、内部またはC末端および/もしくはN末端で切
断されていてもよい。コートタンパク質部分は、それ自体がアデノウイルスベクターに対
して天然である必要はない。
ク質間または線維単量体間の相互作用を妨害しない。したがって、非天然アミノ酸配列は
、好ましくは、それ自体がオリゴマー化ドメインではなく、これは、オリゴマー化ドメイ
ンがアデノウイルス線維の三量体化ドメインと有害に相互作用し得るためである。好まし
くは、リガンドは、ビリオンタンパク質に付加され、基質に対して容易に曝露されるよう
な様式で(例えば、タンパク質のN末端またはC末端(基質に面する残基に結合したもの
、基質に接触するようにペプチドスペーサー上に位置付けられたものなど)で)組み込ま
れることで、基質に対して非天然アミノ酸配列を最大限に提示するようになる。理想的に
は、非天然アミノ酸配列が、線維タンパク質のC末端でアデノウイルス線維タンパク質に
組み込まれ(かつスペーサーを介して結合され)るか、または線維の曝露されたループ(
例えば、HIループ)内に組み込まれることで、キメラコートタンパク質が作製される。
非天然アミノ酸配列がペントンベースの一部分に結合しているか、またはそれを置き換え
る場合、好ましくは、それは、それが基質に接触することを確実にするために、超可変領
域内にある。非天然アミノ酸配列がヘキソンに結合している場合、好ましくは、それは、
超可変領域内にある(Miksza,et al.(1996)J.Virol.70(
3): 1836-44)。非天然アミノ酸配列をアデノウイルス粒子の表面から離れる
ように拡張するためのスペーサー配列の使用は、非天然アミノ酸配列が受容体への結合に
より容易に利用可能であり、かつ非天然アミノ酸配列とアデノウイルス線維単量体との間
のいかなる立体相互作用も低減されるという点で、有利であり得る。
スコートタンパク質ではなく野生型ウイルスコートタンパク質を含むことを除いて同一で
あるベクターの細胞への移入よりも効率的な、コートタンパク質を含むウイルスベクター
、すなわち、アデノウイルスベクターの細胞への移入を指向することができる。好ましく
は、キメラウイルスコートタンパク質は、野生型コートタンパク質を含むベクターによっ
て認識されないか、または認識が不良である細胞表面上に存在する新規の内在性結合部位
に結合する。
すなわち、野生型アデノウイルスによって結合される受容体)への結合を低減または除去
することができる。具体的には、コクサッキーおよびアデノウイルス受容体(CAR)と
相互作用するアデノウイルス線維タンパク質の一部分を、欠失、置換、線維タンパク質内
の再配置などによって変異させて、アデノウイルス線維タンパク質がCARに結合しない
ようにしてもよい。同様に、インテグリンと相互作用するアデノウイルスペントンタンパ
ク質の一部分を改変して、天然インテグリン結合を除去してもよい。複製欠損または条件
的複製アデノウイルスベクターの天然結合および形質導入を低減するために、細胞移入を
媒介するアデノウイルスコートタンパク質上に位置する天然結合部位、例えば、線維およ
び/またはペントンベースが、欠損または破壊される。アデノウイルスコートタンパク質
の2つ以上が、細胞表面への結合を媒介すると考えられている(例えば、線維およびペン
トンベース)。宿主細胞(例えば、中皮細胞または肝細胞)への天然結合を改変するため
の任意の好適な技術を用いることができる。例えば、細胞への天然結合を除去するための
異なる線維長の活用は、ペントンベースまたは線維ノブへの結合配列の付加を介して達成
することができる。この付加は、直接的に、または二重特異性または多重特異性結合配列
を介して間接的に、のいずれかで行うことができる。あるいは、アデノウイルス線維タン
パク質を修飾して、線維軸内のアミノ酸の数を低減させ、それにより(例えば、US5,
962,311に記載のものなどの)「短軸」線維を作り出してもよい。いくつかのアデ
ノウイルス血清型の線維タンパク質は、天然において他のものよりも短く、これらの線維
タンパク質を天然線維タンパク質の代わりに使用して、アデノウイルスのその天然受容体
への結合を低減することができる。例えば、血清型5アデノウイルス由来のアデノウイル
スベクターの天然線維タンパク質は、アデノウイルス血清型40または41由来の線維タ
ンパク質と交換することができる。
由来のアデノウイルスコートタンパク質(例えば、線維、ペントン、またはヘキソンタン
パク質)を含むようにすることができる。例えば、アデノウイルス血清型5のアデノウイ
ルスを修飾して、アデノウイルス血清型35線維を提示するようにすることができ、これ
は転じて、任意で1つ以上の非天然アミノ酸リガンドを含み得る。天然において内耳の細
胞型に感染しないアデノウイルスベクターを利用して、ベクターを特定の細胞型に標的化
することが可能である。あるいは、天然において内耳の細胞を形質導入するアデノウイル
スベクターを修飾して、アデノウイルス線維タンパク質、および/または標的細胞に対す
る天然向性を有しないアデノウイルス由来のアデノウイルスペントンベースを提示するよ
うにすることができ、このアデノウイルスベクターは、標的細胞の形質導入を可能にする
非天然アミノ酸配列を提示することができる。
質に結合する能力がより低くなるように、天然基質結合に関連する核酸残基は、変異され
てもよい(例えば、WO2000/15823、Einfeld,et al.(200
1)J.Virol.75(23): 11284-11291、van Beusec
hem,et al.(2002)J.Virol.76(6): 2753-2762
を参照されたい)。例えば、アデノウイルス血清型2および5は、アデノウイルス線維タ
ンパク質のコクサッキーウイルスおよびアデノウイルス受容体(CAR)への結合、なら
びにペントンタンパク質の細胞表面上に位置するインテグリンへの結合を介して、細胞を
形質導入する。したがって、本発明の方法の複製欠損または条件的複製アデノウイルスベ
クターは、CARへの天然結合を欠如しても、かつ/またはインテグリンへの天然結合の
低減を呈してもよい。複製欠損または条件的複製アデノウイルスベクターの宿主細胞への
天然結合を低減するために、天然CARおよび/またはインテグリン結合部位(例えば、
アデノウイルスペントンベースに位置するRGD配列)が除去または破壊される。
ルスベクターが宿主免疫系を逃れる能力を増強することができる。一実施形態では、アデ
ノウイルスベクターのCARおよび/またはインテグリンへの天然結合、ならびに1つ以
上の非天然リガンドのアデノウイルスカプシドへの組み込みを除去することによって、ア
デノウイルスベクターは、瘢痕上皮細胞(例えば、内在性、機能性有毛細胞を欠く上皮の
領域)に対して選択的に標的化される。特定の受容体を介した形質導入を媒介する好適な
リガンドは、通例のライブラリ提示技術(ファージ提示法など)を使用して決定すること
ができ、それらには、例えば、EGFに結合したリガンドおよびFGFファミリーのペプ
チド由来のリガンドが含まれる。非天然アミノ酸配列およびそれらの基質の他の例には、
インテグリンによって認識される短い(例えば、6アミノ酸長以下)一続きの線状アミノ
酸、およびポリアミノ酸配列(ポリリジン、ポリアルギニンなど)が含まれるが、これら
に限定されない。キメラアデノウイルスコートタンパク質を生成するための非天然アミノ
酸配列は、US6,455,314およびWO2001/92549にさらに記載されて
いる。
59,099、US5,712,136、5,731,190、US5,756,086
、US5,770,442、US5,846,782、US5,871,727、US5
,885,808、US5,922,315、US5,962,311、US5,965
,541、US6,057,155、US6,127,525、US6,153,435
、US6,329,190、US6,455,314、US6,465,253、US2
001/0047081、US2002/0099024、US2002/015102
7、WO1996/07734、WO1996/26281、WO1997/20051
、WO1998/07865、WO1998/07877、WO1998/40509、
WO1998/54346、WO2000/15823、WO2001/58940、お
よびWO2001/92549に記載されている。アデノウイルスベクターの構築は、当
該技術分野においてよく理解されている。アデノウイルスベクターは、例えば、US5,
965,358、US6,168,941、US6,329,200、US6,383,
795、US6,440,728、US6,447,995、US6,475,757、
WO1998/53087、WO1998/56937、WO1999/15686、W
O1999/54441、WO2000/12765、WO2001/77304、およ
びWO2002/29388、ならびに本明細書に特定される他の参考文献に明記される
方法を使用して、構築および/または精製することができる。さらに、アデノウイルスベ
クターを含む多数の発現ベクターが、市販されている。アデノ関連ウイルスベクターは、
例えば、US4,797,368およびLaughlin,et al.(1983)G
ene 23: 65-73に明記されている方法を使用して、構築および/または精製
することができる。
免疫原性、所望のタンパク質生成期間、および標的細胞などの様々な因子に依存する。各
種類の発現ベクターが異なる特性を有するため、本発明の方法は、任意の特定の状況に合
わせることができる。さらに、2種類以上の発現ベクターを使用して、核酸配列を標的細
胞に送達してもよい。したがって、本発明は、感覚的知覚を変化させ、動物における難聴
を予防または治療する方法を提供し、この方法は、無調関連因子をコードする核酸配列お
よび/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードする核酸配列を含む少なくとも2つ
の異なる発現ベクターを、内耳に投与することを含む。好ましくは、アデノウイルスベク
ターが支持細胞を効率的に形質導入し、HSVベクターがニューロンを効率的に形質導入
するという点で、内耳の標的細胞、例えば、支持細胞は、アデノウイルスベクターおよび
HSVベクターと接触させられる。当業者であれば、複数の送達系の有利な特性を十分に
利用して、内耳の感覚障害を治療または研究する能力を理解するだろう。
するような核酸分子を持つ。理想的には、核酸分子は、無調関連因子をコードし、EGF
Rシグナル伝達の阻害剤をさらにコードすることができる。当業者であれば、任意の転写
因子(例えば、Math1もしくはHath1)またはEGFRシグナル伝達の阻害剤が
修飾または切断されてもよく、かつ活性を保持することを理解するだろう。したがって、
治療断片(すなわち、例えば、転写を活性化するのに十分な生物学的活性を有する断片)
もまた、発現ベクターへの組み込みに好適である。同様に、転写因子で構成される融合タ
ンパク質またはその断片、および例えば、ペプチド立体構造を安定化する部分もまた、発
現ベクター内に存在してもよい。
)核酸分子は、望ましくは、発現カセット、すなわち、核酸分子のサブクローニングおよ
び回収(例えば、1つ以上の制限部位)または核酸分子の発現(例えば、ポリアデニル化
部位もしくはスプライス部位)を促進する機能を持つ特定の塩基配列の一部として存在す
る。発現カセットは、アデノウイルスベクターであり、(例えば、無調関連因子および/
またはEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードする)対象となる核酸分子は、E1領域内
に位置しても(例えば、E1領域全体またはその一部を置き換える)、アデノウイルスゲ
ノムのE4領域内に位置してもよい。E4領域内に位置付けられる場合、スペーサー配列
は必要とされない。発現カセットは、好ましくは、3’->5’の配向で挿入され、例え
ば、発現カセットの転写の方向が、周囲のアデノウイルスゲノムの転写の方向と反対であ
るように配向される。無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達阻害剤の発現の
ために、単一の発現カセットがアデノウイルスベクターに挿入されてもよい一方で、他の
実施形態では、アデノウイルスベクターは、無調関連因子および/またはEGFRシグナ
ル伝達の阻害剤をコードする核酸分子を持つ複数の発現カセットを含んでもよく、該カセ
ットは、アデノウイルスゲノムの欠失した領域のいずれかを置き換えることができる。発
現カセットのアデノウイルスゲノム(例えば、ゲノムのE1領域)への挿入は、既知の方
法によって、例えば、アデノウイルスゲノムの所与の位置での特有の制限部位の導入によ
って促進することができる。上記に明記されるように、好ましくは、アデノウイルスベク
ターのE3領域は欠失しており、E4領域はスペーサーエレメントによって置き換えられ
ている。
ーに動作可能に連結している。「プロモーター」は、RNAポリメラーゼの結合を指向し
、それによりRNA合成を促進するDNA配列である。核酸分子は、プロモーターがその
核酸分子の転写を指向することができる場合に、プロモーターに「動作可能に連結してい
る」。プロモーターは、それが動作可能に連結している核酸分子に対して天然であっても
非天然であってもよい。本発明に関連して、(すなわち、自然から単離されているか、ま
たは組み換えDNAもしくは合成技術によって生成されているかに関わらず)任意のプロ
モーターを使用して、核酸分子の転写を提供することができる。プロモーターは、好まし
くは、真核(望ましくは、哺乳動物)細胞内の転写を指向することができる。プロモータ
ーの機能は、1つ以上のエンハンサー(例えば、CMV最初期エンハンサー)および/ま
たはサイレンサーの存在によって改変することができる。
当該技術分野において既知であり、それらには、例えば、サイトメガロウイルス(CMV
)プロモーター(CMV最初期プロモーターなど)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)由
来のプロモーター(HIV末端反復プロモーターなど)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)
プロモーター(RSV末端反復、マウス乳癌ウイルス(MMTV)プロモーターなど)、
HSVプロモーター(Lap2プロモーターまたはヘルペスチミジンキナーゼプロモータ
ー(Wagner,et al.(1981)Proc.Natl.Acad.Sci.
USA78:144-145)など)、SV40またはエプスタイン・バーウイルス由来
のプロモーター、およびアデノ関連ウイルスプロモーター(p5プロモーターなど)が含
まれる。好ましくは、ウイルスプロモーターは、Ad2またはAd5主要後期プロモータ
ーおよび三分節リーダーなどのアデノウイルスプロモーター、CMVプロモーター(マウ
スまたはヒト起源)、またはRSVプロモーターである。
細胞プロモーター、すなわち、細胞タンパク質の発現を推進するプロモーターであっても
よい。本発明における使用のための好ましい細胞プロモーターは、治療剤(複数可)を生
成するための所望の発現プロファイルに依存するだろう。一態様では、細胞プロモーター
は、好ましくは、様々な細胞型において機能する構成的プロモーターである。好適な構成
的プロモーターは、転写因子をコードする遺伝子、ハウスキーピング遺伝子、または真核
生物細胞にとって一般的な構造遺伝子の発現を推進することができる。例えば、Ying
Yang1(YY1)転写因子(NMP-1、NF-E1、およびUCRBPとも称さ
れる)は、核マトリックスの内在的構成要素である遍在性の核転写因子である(Guo,
et al.(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA92:105
26-10530)。JEM-1(HGMWおよびBLZF-1としても知られる、To
ng,et al.(1998)Leukemia 12(11):1733-1740
、Tong,et al.(2000)Genomics 69(3):380-390
)、ユビキチンプロモーター、特にUbC(Marinovic,et al.(200
2)J.Biol.Chem.277(19):16673-16681)、ならびにβ
-アクチンプロモーター(ニワトリ由来のものなど)などが、本発明の方法における使用
に適切である。
代わりに、プロモーターは、誘導性プロモーター、すなわち、適切なシグナルに応答して
上方および/または下方制御するプロモーターであってもよい。例えば、好適な誘導性プ
ロモーター系には、IL-8プロモーター、メタロチオニン誘導性プロモーター系、細菌
lacZYA発現系、テトラサイクリン発現系、およびT7ポリメラーゼ系が含まれるが
、これらに限定されない。さらに、異なる発生段階で選択的に活性化されるプロモーター
(例えば、グロビン遺伝子は、胚および成人においてグロビン関連プロモーターから差次
的に転写される)が用いられてもよい。核酸分子の発現を制御するプロモーター配列は、
外来性物質による制御に対して応答性である少なくとも1つの異種制御配列を含有し得る
。制御配列は、好ましくは、薬物、ホルモン、または他の遺伝子産物などであるがこれら
に限定されない、外来性物質に対して応答性である。例えば、制御配列、例えば、プロモ
ーターは、好ましくは、グルココルチコイド受容体ホルモン複合体に対して応答性であり
、これが転じて、治療ペプチドまたはその治療断片の転写のレベルを増強する。
先的に活性化され、活性化された組織内で遺伝子産物の発現をもたらすプロモーターであ
る。当業者であれば、標的組織または細胞型に基づいて、本発明における使用のための組
織特異的プロモーターを選択することができる。好適なプロモーターには、BRN.3C
、BRN3.1、POU ORF3因子プロモーター、BRK1、BRK3、コーディン
プロモーター、ノギンプロモーター、jagged1プロモーター、jagged2プロ
モーター、およびnotch1プロモーターが含まれるが、これらに限定されない。有毛
細胞内で機能する無調プロモーターもしくはミオシンVIIaプロモーター、または支持
細胞内で機能するhes-1プロモーターなどの、本発明における使用に好ましい組織特
異的プロモーターは、支持細胞または感覚有毛細胞に特異的である。理想的には、瘢痕上
皮において導入遺伝子の発現を促進するプロモーターが選択される。
ンパク質(例えば、無調関連因子)の発現の所望のパターンおよびレベルと適合させるこ
とによっても選択することができる。あるいは、複数のプロモーターの所望の態様を組み
合わせるハイブリッドプロモーターを構築してもよい。例えば、CMVプロモーターの初
期の激しい活性を、RSVプロモーターの高い維持レベルの活性と組み合わせるCMV-
RSVハイブリッドプロモーターが、本発明の方法の多くの実施形態における使用に本質
的に好ましい。研究者による操作が可能な発現プロファイルを有するプロモーターを選択
することもまた可能である。
子のコーディング領域の後にポリアデニル化部位をさらに含む。合成最適化配列だけでな
く、BGH(ウシ成長ホルモン)、ポリオーマウイルス、TK(チミジンキナーゼ)、E
BV(エプスタイン・バーウイルス)、ならびにパピローマウイルス(ヒトパピローマウ
イルスおよびBPV(ウシパピローマウイルス)を含む)のポリアデニル化配列も含む、
任意の好適なポリアデニル化配列を使用することができる。好ましいポリアデニル化配列
は、SV40(ヒト肉腫ウイルス40)ポリアデニル化配列である。また、好ましくは、
核酸分子がそれが導入される細胞内で適切に発現されるように、全ての適切な転写シグナ
ル(および適切な場合、翻訳シグナル)が正確に配置される。所望される場合、核酸分子
はまた、mRNA産生を促進するためのスプライス部位(すなわち、スプライス受容部位
およびスプライス供与部位)を組み込んでもよい。さらに、核酸分子が、タンパク質、ま
たはプロセシングもしくは分泌されるタンパク質であるペプチドをコードするか、または
細胞内で作用する場合、好ましくは、核酸分子は、プロセシング、分泌、および細胞内局
在化などに適切な配列をさらに含む。
現を調節することが有利であり得る。核酸分子の発現を調節する特に好ましい方法は、発
現ベクターへの部位特異的組み換え部位の付加を伴う。部位特異的組み換え部位を有する
発現ベクターをリコンビナーゼと接触させることで、コーディング配列の転写が上方もし
くは下方制御されるか、または組み換え事象を通して1つのコーディング配列の転写の上
方制御および別のコーディング配列の転写の下方制御が同時に行われる。核酸配列の転写
を調節するための部位特異的組み換えの使用は、例えば、US5,801,030、US
6,063,627、およびWO97/09439に記載されている。
耳への送達には、いくつかの選択肢が利用可能である。無調関連因子をコードする核酸分
子はまた、EGFRシグナル伝達の阻害剤もコードし得る。あるいはまたは加えて、発現
ベクターは、無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードする複
数の発現カセットを含んでもよい。複数のコーディング配列が、異なるプロモーター、例
えば、異なるレベルおよびパターンの活性を有する異なるプロモーターに動作可能に連結
していてもよい。あるいは、複数のコーディング配列が、同じプロモーターに動作可能に
連結されて、多シストロン性エレメントが形成されてもよい。本発明はまた、発現ベクタ
ーのカクテル(各発現ベクターは、無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の
阻害剤をコードする)を内耳に投与することも企図する。発現ベクターのカクテルは、異
なる種類の発現ベクター、例えば、アデノウイルスベクターおよびアデノ関連ウイルスベ
クターをさらに含んでもよい。
および/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードする核酸分子(複数可)を持つア
デノウイルスベクターをさらに提供し、核酸分子(複数可)は、無調関連因子および/ま
たはEGFRシグナル伝達の阻害剤の発現に必要な制御配列に動作可能に連結している。
アデノウイルスベクターは、少なくともE4領域の少なくとも1つの複製必須遺伝子機能
を欠損している。核酸分子は、任意の供給源から得ること(例えば、自然からの単離、合
成的な生成、および遺伝子操作された生物からの単離など)ができる。適切なアデノウイ
ルスベクターおよび制御配列が、本明細書で考察される。
らに提供する。この方法は、分化した感覚上皮細胞を、(a)E1領域、E4領域の1つ
以上の複製必須遺伝子機能、および任意で1つ以上のE3領域の遺伝子機能を欠損してお
り、(b)E4領域内にスペーサーを有し、かつ(c)無調関連因子および/またはEG
FRシグナル伝達の阻害剤をコードする核酸分子(複数可)を持つ、アデノウイルスベク
ターと接触させることを伴う。核酸分子(複数可)は、有毛細胞が生成されるように、無
調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤を生成するために発現される。
アデノウイルスベクターを使用してインビボで有毛細胞を生成することができる(したが
って、それが聴覚障害または平衡障害の予防的または治療的な処置に有用である)一方で
、支持細胞の分化転換はインビトロで生じることができ、したがって、研究方法において
使用することができる。
を内耳に投与する好適な方法が利用可能であることを理解するだろう。2つ以上の経路を
使用して、特定の薬物または発現ベクターが投与されてもよいが、特定の経路は、別の経
路よりも即時性かつ効果的な反応を提供することができる。したがって、記載の投与経路
は単なる例示であるに過ぎず、決して限定的なものではない。
感覚上皮に到達する。したがって、最も直接的な投与経路は、内耳構造の内部へのアクセ
スを可能にする外科手技を必要とする。蝸牛切開を介した接種により、聴覚に関連する内
耳領域に発現ベクターを直接的に投与することが可能になる。蝸牛切開は、蝸牛壁を通し
て、例えば、Kawamoto,et al.((2001)Molecular Th
erapy 4(6):575-585)に記載のようにアブミ骨動脈下の迷路骨包に穴
を開け、薬物または発現ベクターを含有する薬学的組成物を放出することを伴う。内リン
パ区画への投与は、聴覚を担う内耳領域へのアデノウイルスベクターの投与に特に有用で
ある。あるいは、薬物または発現ベクターは、管切開を介して三半規管に投与されてもよ
い。管切開は、前庭系および蝸牛における導入遺伝子の発現を提供する一方で、蝸牛切開
は、前庭腔ではそれほど効率的な形質導入を提供しない。蝸牛機能に対する損傷のリスク
は、管切開を使用することで、蝸牛腔への直接注射が有毛細胞に機械的損傷をもたらし得
るのと同程度まで低減される(Kawamoto,et al.、上記)。投与手順はま
た、流体(例えば、人工外リンパ)下で実行することができ、これは、アポトーシス阻害
剤または抗炎症剤などの治療または投与手順の副作用を軽減する因子を含み得る。
円窓を通したものである。正円窓を介した投与は、薬物またはアデノウイルスベクターを
外リンパ腔に送達するのに特に好ましい。蝸牛および前庭ニューロンならびに蝸牛感覚上
皮における導入遺伝子の発現が、正円窓を介した発現ベクターの投与後に観察されている
(Staecker,et al.(2001)Acta Otolaryngol.1
21:157-163)。注目すべきことに、発現ベクター、特に非標的化アデノウイル
スベクターの内耳細胞への取り込みが、受容体によって媒介されない可能性があるようで
ある。換言すると、内耳細胞のアデノウイルス感染は、CARまたはインテグリンによっ
ては媒介されないようである。外リンパ区画への投与後に、コルチ器官における細胞の形
質導入を増加させるために、アデノウイルスベクターは、アデノウイルスベクターの標的
細胞(例えば、支持細胞、血管条細胞など)への取り込みを増強する1つ以上のリガンド
を提示してもよい。この点について、アデノウイルスベクターは、天然結合(例えば、C
AR結合および/またはインテグリン結合)を低減するように修飾され、内耳の標的細胞
によるアデノウイルスベクターの取り込みを増強する非天然アミノ酸配列を持つ、1つ以
上のアデノウイルスコートタンパク質をコードし得る。
の薬学的組成物中に存在してもよい。特定の場合、支持細胞が薬物または発現ベクターに
十分に曝露されることを確実にするために、複数の適用を投与すること、ならびに/また
は複数の経路(例えば、管切開および蝸牛切開)を用いることが適切であり得る。
または機械的移植片などの、薬物または発現ベクターの放出制御または徐放を可能にする
デバイス内またはその上に存在してもよい。例えば、薬物または発現ベクターを含有する
薬学的組成物に浸漬した生体適合性スポンジまたはゲルフォームが正円窓に隣接して置か
れ、それを通して薬物または発現ベクターが透過して、蝸牛に到達する(Jero,et
al.、上記に記載)。ミニ浸透圧ポンプは、長期間(例えば、5~7日間)にわたる
薬物または発現ベクターの徐放を提供し、薬物または発現ベクターを含有する小体積の組
成物の投与を可能にし、これにより、内在性感覚細胞に対する機械的損傷を予防すること
ができる。薬物または発現ベクターはまた、例えば、ゼラチン、コンドロイチン硫酸、ポ
リホスホエステル(ビス-2-ヒドロキシエチル-テレフタレート(BHET)など)、
またはポリ乳酸・グリコール酸を含有する徐放性製剤(例えば、US5,378,475
を参照されたい)の形態で投与することもできる。
投与されてもよい。好ましくは、耳において感覚有毛細胞を生成させるために、患者に非
経口投与される薬物または発現ベクターは、支持細胞などの感覚上皮細胞に特異的に標的
化される。望ましくは、発現ベクターは、外来性有毛細胞の生成を促進して損傷した内在
性有毛細胞を置き換えるように、瘢痕感覚上皮に標的化される。本明細書で考察されるよ
うに、発現ベクターを修飾して、潜在的な宿主細胞上の受容体に対する発現ベクターの結
合特異性または認識を改変してもよい。アデノウイルスに関して、そのような操作には、
線維領域、ペントン領域、またはヘキソン領域の欠失、および様々な天然または非天然リ
ガンドのコートタンパク質の一部分への挿入などが含まれ得る。当業者であれば、発現ベ
クターを適切な宿主細胞に効果的に送達するために、非経口投与が大用量または複数回投
与を必要とし得ることを理解するだろう。組成物にとって薬学的に許容される担体は、当
業者にとって周知である(Pharmaceutics and Pharmacy P
ractice,(1982)J.B.Lippincott Co.,Philade
lphia,PA,Banker and Chalmers,eds.,pages2
38-250、ASHP Handbook on Injectable Drugs
(1986)Toissel,4th ed.,pages622-630を参照された
い)。好ましさの程度ではより低いが、発現ベクターは、微粒子銃(すなわち、遺伝子銃
)によってインビボで投与されてもよい。
最小化するように選択され得ることもまた理解するだろう。例えば、インビボで標的細胞
を接触させるために、本発明の方法を実行する前に、ヌル発現ベクター(すなわち、対象
となる核酸分子(複数可)を持たない発現ベクター)を宿主に投与することが有利であり
得る。ヌル発現ベクターの事前投与は、発現ベクターに対する宿主の免疫が身体の自然排
除機構を妨害するようにし、それにより免疫系によって排除されるベクターの量を低下さ
せる役割を果たし得る。
は、合理的な時間枠にわたって動物における所望の応答に影響を与えるのに十分であるべ
きである。当業者であれば、投薬量が、年齢、種、損傷した感覚上皮の位置、問題となっ
ている病理(存在する場合)、および病態または病状を含む様々な因子に依存することを
認識するだろう。投薬量はまた、無調関連因子、EGFRシグナル伝達の阻害剤、および
/または細胞周期関連タンパク質キナーゼ阻害剤、ならびに形質導入される感覚上皮の量
にも依存する。用量のサイズはまた、投与の経路、タイミング、および頻度だけでなく、
特定の発現ベクターまたは薬物の投与に伴い得るあらゆる有害な副作用(例えば、外科的
外傷)の存在、性質、および程度、ならびに所望の生理学的効果によっても決定されるだ
ろう。当業者であれば、様々な病態または病状、特に慢性病態または病状が、複数回の投
与を伴う治療の延長を必要とし得ることを理解するだろう。
よって決定することができる。発現ベクターがウイルスベクターである場合、最も好まし
くは、約105個のウイルス粒子~約1012個のウイルス粒子のアデノウイルスベクタ
ーが患者に送達される。換言すると、約105個の粒子/ml~約1013個の粒子/m
l(約105個の粒子/ml~約1013個の粒子/mlの範囲内の全ての整数を含む)
、好ましくは約1010個の粒子/ml~約1012個の粒子/mlの発現ベクター濃度
を含む薬学的組成物が投与されてもよく、典型的には、約0.1μl~約100μlのそ
のような薬学的組成物を内耳に直接投与することを伴うだろう。上記に照らして、1回の
投与の用量は、好ましくは少なくとも約1×106個の粒子(例えば、約4×106~4
×1012個の粒子)、より好ましくは少なくとも約1×107個の粒子、より好ましく
は少なくとも約1×108個の粒子(例えば、約4×108~4×1011個の粒子)、
および最も好ましくは少なくとも約1×109個の粒子~少なくとも約1×1010個の
粒子(例えば、約4×109~4×1010個の粒子)の、無調関連因子および/または
同時転写因子および/または遺伝子サイレンシング複合体の阻害剤をコードする核酸分子
を持つアデノウイルスベクターである。あるいは、薬学的組成物の用量には、約1×10
14個以下の粒子、好ましくは約1×1013個以下の粒子、さらにより好ましくは約1
×1012個以下の粒子、さらにより好ましくは約1×1011個以下の粒子、および最
も好ましくは約1×1010個以下の粒子(例えば、約1×109個以下の粒子)が含ま
れる。換言すると、薬学的組成物の単回用量は、約1×106個の粒子単位(pu)、4
×106pu、1×107pu、4×107pu、1×108pu、4×108pu、1
×109pu、4×109pu、1×1010pu、4×1010pu、1×1011p
u、4×1011pu、1×1011pu、4×1011pu、1×1012pu、また
は4×1012puのアデノウイルスベクター(例えば、複製欠損アデノウイルスベクタ
ー)であり得る。発現ベクターがプラスミドである場合、好ましくは、約0.5ng~約
1000μgのDNAが投与される。より好ましくは、約0.1μg~約500μgが投
与され、さらにより好ましくは、約1μ~約100μgのDNAが投与される。最も好ま
しくは、約50μgのDNAが内耳に投与される。当然のことながら、他の投与経路では
、治療効果を達成するのに、より少ないかまたはより多い用量が必要とされ得る。当業者
であれば、当該技術分野において既知である通例の技術を使用して、投薬量および投与経
路のあらゆる必要な変動を決定することができる。
してしまうため、内耳構造に直接投与される薬学的組成物の体積は、慎重に監視されるべ
きである。ヒト患者の場合、投与される体積は、好ましくは、約10μl~約2ml(例
えば、約25μl~約1.5ml)の組成物である。例えば、約50μl~約1ml(例
えば、約100μl、200μl、300μl、400μl、500μl、600μl、
700μl、800μl、または900μl)の組成物が投与されてもよい。一実施形態
では、内耳構造(例えば、蝸牛または三半規管)の内容液全体が、薬学的組成物で置き換
えられる。別の実施形態では、機械的外傷を最小化するために、本発明の薬学的組成物は
、内耳構造に緩徐に放出される。
ル伝達の阻害剤をコードする核酸分子を持つ薬物または発現ベクターを投与することが、
有利であり得る。本発明の方法は、感覚上皮において有毛細胞を生成して、動物の感覚的
知覚を変化させるための、複数回用量の薬物または発現ベクターの投与を提供する。例え
ば、少なくとも2回用量の薬物または発現ベクターが、同じ耳に投与されてもよい。好ま
しくは、複数回用量は、バックグラウンドレベルを超える遺伝子発現を保持しながら投与
される。また好ましくは、内耳の感覚上皮は、約30日以内に2回用量以上の薬物または
発現ベクターと接触させられる。より好ましくは、約90日以内に2回以上の適用が内耳
に投与される。しかしながら、任意の時間枠内(例えば、2日、7日、10日、14日、
21日、28日、35日、42日、49日、56日、63日、70日、77日、85日、
またはそれ以上の用量間隔)に3回、4回、5回、6回、またはそれ以上の用量が投与さ
れてもよい。
担体および薬物または発現ベクター(複数可)を含む薬学的組成物中で投与される。本発
明の文脈では、任意の好適な薬学的に許容される担体を使用することができ、そのような
担体は、当該技術分野において周知である。担体の選択は、一部には、組成物が投与され
る特定の部位および組成物の投与に使用される特定の方法によって決定されるだろう。理
想的には、アデノウイルスベクターの文脈では、薬学的組成物は、好ましくは、複製可能
なアデノウイルスを含まない。
よび意図されるレシピエントの内耳の血液または流体と製剤を等張にする溶質)、ならび
に懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤、および保存剤を含み得る水溶性および非水溶性無
菌懸濁液を含む。製剤は、市販の人工内リンパまたは外リンパを含んでもよい。製剤は、
アンプルおよびバイアルなどの、単位用量または複数回用量の密閉された容器内に提示さ
れてもよく、使用直前に無菌液体担体、例えば、水の添加だけが必要なフリーズドライ(
凍結乾燥)状態で保管されてもよい。即時型溶液および懸濁液は、既に記載した種類の無
菌粉末、顆粒、および錠剤から調製することができる。好ましくは、薬学的に許容される
担体は、緩衝食塩溶液である。より好ましくは、本発明の方法における使用のための発現
ベクターは、投与前の発現ベクターを損傷から保護するように製剤化された薬学的組成物
中で投与される。例えば、薬学的組成物は、発現ベクターの調製、保管、または投与に使
用されるデバイス(ガラス器具、シリンジ、または針など)での発現ベクターの喪失を低
減するように製剤化することができる。薬学的組成物は、発現ベクターの光感受性および
/または温度感受性を低下させるように製剤化することができる。この目標を達成するた
めに、薬学的組成物は、好ましくは、例えば、上述のものなどの薬学的に許容される液体
担体と、ポリソルベート80、L-アルギニン、ポリビニルピロリドン、トレハロース、
およびそれらの組み合わせからなる群から選択される安定剤と、を含む。そのような薬学
的組成物の使用は、ベクターの有効期間を延長し、投与を容易にし、本発明の方法の効率
を増加させるだろう。この点について、薬学的組成物はまた、形質導入効率を増強するよ
うに製剤化することもできる。加えて、当業者であれば、発現ベクター、例えば、ウイル
スベクターが、他の治療剤または生物活性剤とともに組成物中に存在してもよいことを理
解するだろう。例えば、特定の適応症の治療に有用な治療因子が存在してもよい。ウイル
スベクターのインビボ投与に関連する腫脹および炎症を低減するために、イブプロフェン
またはステロイドなどの炎症を制御する因子が、組成物の一部であってもよい。ベクター
自体に対する、または内耳の障害に関連するあらゆる免疫応答を低減するために、本発明
の方法と併用して、免疫系抑制因子が投与されてもよい。血管新生因子、神経栄養因子、
および増殖剤などが、薬学的組成物中に存在してもよい。同様に、ビタミンおよびミネラ
ル、抗酸化剤、ならびに微量栄養素が同時投与されてもよい。遺伝子導入手順に関連する
感染症および他の障害のリスクを低減するために、抗生物質、すなわち、殺菌剤および殺
真菌剤が存在してもよい。
関連因子をコードする核酸分子(複数可)を持つ発現ベクター(複数可)を投与して、内
耳の感覚上皮における有毛細胞の生成によって、動物の感覚的知覚を変化させることを含
む。無調関連因子をコードする核酸分子は、複数(すなわち、2つ、3つ、またはそれ以
上)の無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードすることがで
きる。しかしながら、単に有毛細胞を生成するだけでは、動物における感覚的知覚の変化
は確実にはならない。十分な数の有毛細胞が生成されるべきであり、それらの感覚有毛細
胞は、脳にシグナルを伝達することができる神経回路網に連結されるべきである。したが
って、必須ではないが、脳へのシグナルの適切な受信および伝達を確実にするための追加
の因子を提供することが有利であり得る。
の選択肢が利用可能である。無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の阻害剤
をコードする核酸分子(複数可)は、追加の遺伝子産物をコードしてもよい。あるいはま
たは加えて、発現ベクターは、異なる遺伝子産物をコードする複数の発現カセットを含ん
でもよい。複数のコーディング配列が、異なるプロモーター、例えば、異なるレベルおよ
びパターンの活性を有する異なるプロモーターに動作可能に連結していてもよい。あるい
は、複数のコーディング配列が、同じプロモーターに動作可能に連結されて、多シストロ
ン性エレメントが形成されてもよい。本発明はまた、発現ベクターのカクテル(各発現ベ
クターは、無調関連因子または感覚的知覚に有益な別の遺伝子産物をコードする)を内耳
に投与することも企図する。発現ベクターのカクテルは、異なる種類の発現ベクター、例
えば、アデノウイルスベクターおよびアデノ関連ウイルスベクターをさらに含んでもよい
。
ドする核酸分子(複数可)を持つ発現ベクター(複数可)に加えて、本発明の方法はまた
、発現ベクターによってコードされないEGFRシグナル伝達の阻害剤と併用して、無調
関連因子をコードする核酸分子を持つ発現ベクターを投与することも含む。この点では、
本明細書に開示される方法および薬学的組成物は、EGFRシグナル伝達を阻害する、単
離された阻害性RNA分子、タンパク質、ペプチド、抗体、または小有機分子と組み合わ
せて、無調関連因子をコードする核酸分子を持つ発現ベクターを含むように修飾すること
ができる。さらに、本明細書に開示される方法および薬学的組成物は、(ii)EGFR
シグナル伝達を阻害する、単離された阻害性RNA分子、タンパク質、ペプチド、抗体、
または小有機分子と組み合わせて、(i)無調関連因子および/またはEGFRシグナル
伝達の阻害剤をコードする核酸分子(複数可)を持つ発現ベクター(複数可)を含むよう
に修飾することができる。
的には、キットは、無調関連因子をコードする核酸分子と、(i)上皮成長因子受容体(
EGFR)シグナル伝達の阻害剤をコードする核酸分子、(ii)EGFRシグナル伝達
の単離阻害剤(例えば、EGFR、Ras、Raf、MEK、ERK/MAPK、JAK
、STAT、PI3K、AKT、mTOR、NCK、PAK、JNK、PLC、PKC、
もしくは細胞周期関連キナーゼのうちの1つ以上を阻害する、阻害性RNAもしくは小有
機分子)、または(iii)(i)および(ii)の組み合わせと、を含む。加えて、キ
ットは、凍結乾燥または液体形態の活性成分を含有する容器(例えば、バイアル、瓶、シ
リンジ、または管)、ならびに投薬、投与、および投与のタイミングなどに関する情報を
含むキット構成要素の使用のための指示書を含んでもよい。キットは、活性成分の適応症
、科学文献への参照、包装材料、および臨床試験結果などをさらに含んでもよい。情報は
、様々な研究、例えば、インビボモデルに関与する実験動物を使用する研究、およびヒト
臨床試験に基づく研究の結果に基づくものであり得る。
する核酸分子の送達も企図する。理想的には、神経栄養剤は、神経プロセスの成長、発生
、および/または成熟を誘導する神経成長刺激剤である。神経栄養因子はまた、既存また
は発生中のニューロンを保護または維持するために投与されてもよい。新たに生成された
有毛細胞が適切に機能するためには、神経回路網が神経活動電位を脳に伝達するための所
定の場所にあるべきである。したがって、新たな有毛細胞を生成しながら内耳の感覚上皮
に関連する既存のニューロンを保護すること、新たな神経プロセスの成長および成熟を誘
導すること、ならびに/または単純に既存の神経プロセスを感覚有毛細胞に対して指向す
ることが有利であり得る。神経栄養因子は、3つのサブクラス、つまり神経新生サイトカ
イン、ニューロトロフィン、および線維芽細胞成長因子に分けられる。毛様体神経栄養因
子(CNTF)は、神経新生サイトカインの例示的なものである。CNTFは、毛様体神
経節ニューロンの生存を促進し、NGF反応性である特定のニューロンを支持する。ニュ
ーロトロフィンには、例えば、脳由来神経栄養因子(BDNF)および神経成長因子(N
GF)(これは神経突起伸長を刺激する)が含まれる。他の神経栄養因子には、例えば、
トランスフォーミング成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニューロト
ロフィン3、ニューロトロフィン4/5、およびインターロイキン1-βが含まれる。神
経細胞栄養因子は、ニューロン生存を増強し、かつ本発明の方法における使用にも好適で
ある。神経細胞栄養因子が、実際にはニューロンの分解を逆転させることができると仮定
されている。おそらく、そのような因子は、老化、感染症、または外傷に関連するニュー
ロンの変性を治療する上で有用である。好ましい神経細胞栄養因子は、色素上皮由来因子
(PEDF)である。PEDFは、Chader(1987)Cell Differe
nt.20:209-216、Pignolo,et al.(1998)J.Biol
.Chem.268(12):8949-8957、US5,840,686、WO19
93/24529、WO1999/04806、およびWO2001/58494にさら
に記載されている。
駆体の数の増加は、無調関連因子および/または同時転写因子および/または遺伝子サイ
レンシング複合体の阻害剤の生物学的効果を最大化する。支持細胞の増殖は、線維芽細胞
成長因子(FGF、特にFGF-2)、血管内皮成長因子(VEGF)、上皮成長因子(
EGF)、E2F、および細胞周期上方制御因子などの***促進成長因子によって誘導さ
れる。増殖剤をコードする核酸配列は、本発明の方法における無調関連因子および/また
はEGFRシグナル伝達の阻害剤をコードする核酸分子(複数可)と併用して投与するこ
とができる。所望される場合、増殖剤をコードする核酸分子は、複製されるべき細胞型に
対してのみ、その生物学的効果を発揮するように操作されてもよい。支持細胞について、
核酸は、支持細胞内で優先的に活性化される制御配列を含み得る。結果として得られる増
殖剤もまた、細胞環境への分泌を予防するように操作されてもよい。あるいは、細胞増殖
を促進するか、または発現ベクターの取り込みを増強するための物質が、内耳に投与され
てもよい。
、本発明の方法を用いて、感覚障害(すなわち、聴覚障害または平衡障害)を予防的また
は治療的に処置する場合、薬物療法または外科手術などのいくつかの他の療法いずれかで
治療されたことがある、治療されている、または治療される予定であることが適切である
。本発明の方法はまた、人工内耳などの聴覚デバイスの移植と併用して実行してもよい。
本発明の方法はまた、内耳における幹細胞による細胞集団の再生を伴う手順に特に適して
いる。この態様では、本発明の方法をエクスビボで実践して、幹細胞を形質導入し、これ
をその後内耳に移植してもよい。
ると決定された後(予防的処置)、または感覚有毛細胞の数の低減もしくは損傷が実証さ
れた後(治療的処置)、可能な限り速やかに投与される。治療は、一部には、使用される
特定の核酸分子、発現される特定の無調関連因子および/またはEGFRシグナル伝達の
阻害剤、発現ベクター、投与経路、ならびに(存在する場合)認識される有毛細胞喪失ま
たは損傷の原因および程度に依存するだろう。
数可)を持つ発現ベクター(複数可)は、所与の動物、特にヒトから以前に除去されてい
る細胞内にエクスビボで導入することができる。そのように形質導入された自己または相
同体宿主細胞は、動物またはヒトの内耳に再導入されて、無調関連因子および/またはE
GFRシグナル伝達の阻害剤を発現し、インビボで成熟有毛細胞に分化する、前駆体細胞
であり得る。当業者であれば、そのような細胞は患者から単離される必要はないが、代わ
りに、別の個体から単離し、患者に移植してもよいことを理解するだろう。
によって、上述の発現ベクターの投与前、それと同時(例えば、同じ製剤中もしくは別個
の製剤中の発現ベクターと併用して)、またはその後の投与が意味される。例えば、発現
ベクターの投与に関連する腫脹および炎症を低減するために、イブプロフェンまたはステ
ロイドなどの炎症を制御する因子が同時投与されてもよい。内耳障害または本発明の方法
の実施に関連する不適切な免疫応答を低減するために、免疫抑制剤が同時投与されてもよ
い。同様に、ビタミンおよびミネラル、抗酸化剤、ならびに微量栄養素が同時投与されて
もよい。外科手技に関連する感染症のリスクを低減するために、抗生物質、すなわち、殺
菌剤および殺真菌剤が同時投与されてもよい。
転写因子であるAtoh1は、新生児および幼若哺乳動物の蝸牛において非感覚支持細
胞(SC)を有毛細胞(HC)に変換することができる(Izumikawa,et a
l.(2005)Nature Med.11:271-6、Kelly,et al.
(2012)J.Neurosci.32:6699-710、Liu,et al.(
2012)J.Neurosci.32:6600-10)。Atoh1の異所性発現は
、遺伝子療法として臨床試験に承認されている。しかしながら、Atoh1誘導性HC変
換は、非効率的(17%未満)、不完全(成熟HCマーカーを欠如する)、かつ年齢依存
性(成体蝸牛では応答がない)である(Izumikawa,et al.(2008)
Hearing Res.240:52-6、Liu,et al.(2012)J.N
eurosci.32:6600-10)。成体マウス蝸牛におけるSC、内在性外HC
(OHC)、およびAtoh1誘導性HC(cHC)のトランスクリプトームを比較する
ためのRNA配列分析を使用すると、遺伝子セット濃縮分析(GSEA)を使用して、上
皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達がSCおよびcHCにおいて濃縮されている
ことが観察された。エクスビボでのEGFR経路の役割を検証するために、新生仔マウス
の蝸牛外植片を強力なEGFR阻害剤(AG1478)で治療した。この分析は、AG1
478がそれ自体で、7日後に、内在性SCおよびHCの増殖および分化に対して影響を
有しないことを示した。しかしながら、AG1478をAtoh1と組み合わせた場合、
外植片SCからのAtoh1誘導性HC変換の有意な増加が存在した(24.7%から8
0.6%、図1A~1D)。加えて、WP1066(STAT3阻害剤)、LY2940
02(PI3K阻害剤)、U0126(MEK阻害剤)、およびU73122(PLC阻
害剤)を含む、EGFRシグナル伝達の下流のタンパク質を標的化する阻害剤を、それら
それぞれのEC50値を超える様々な用量で試験した。PLC阻害を除いて、Atoh1
誘導性HCの変換率において類似した増強が観察された(図2)。この分析は、EGFR
シグナル伝達経路がHCへのSC変換において新規の役割を果たすことを示している。発
生において重要であることが知られている(Doetzlhofer,et al.(2
004)Dev.Biol.272:432-47、Yamashita&Oester
le(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA92:3152-5)
一方で、EGFRシグナル伝達は、HC再生とは以前に関係付けられていない。
児および成体マウスにおけるAG1478の毒性を評価した。この分析に基づいて、FV
Bにおける生後1日(P1)のAG1478の平均致死用量(LD50)を、腹腔内(I
P)注射を介して30mg/kgであると推定した。成体(P21日超)FVBマウスに
ついて、経鼓膜(TT)注射の7日後、10μgのAG1478は、聴性脳幹反応(AB
R)閾値の有意な変化をもたらさなかった。
Prox1-CreER(Prox1)、CAG-loxp-stop-loxp-A
toh1-HA(HA)、およびEGFRflox/floxを交雑して、誘導性マウス
株(Prox1;HA;EGFRflox/flox、またはPHER)を生成し、これ
らのマウス株では、タモキシフェン誘導時に新生児および幼若SC(HC(OHC)下の
ダイテルス細胞(DC)および柱細胞(PC))において特異的にEGFR欠失とともに
Atoh1過剰発現を達成することができた。誘導から3および6週間後、HCマーカー
(初期および後期)の発現ならびに形態を免疫組織化学によってアッセイし、新たに生成
したHCの電気生理学的プロファイルをHA染色で検査した。
oxとともに使用して、内HC(IHC)下の内指節細胞および内境界細胞を特異的に標
的化するマウス株(Glast;HA;EGFRflox/flox、またはGHER)
を生成した。加えて、Fgfr3-CreER;HA;EGFRflox/flox、ま
たはFHERマウスを生成して、成体ダイテルス細胞および柱細胞を標的化した。Cre
活性をP28成体年齢で誘導し、3および6週間後のHC再生を調査する。EGFR発現
を欠損しているマウスでは、HCへのSC変換の増加が観察されることが予想される。
ンドの騒音に2時間曝露して、OHC喪失および難聴を誘導する。その後、曝露から7日
後に、タモキシフェンでHC再生を誘導する。騒音損傷前、騒音損傷の7日後、およびタ
モキシフェン誘導の3週間後に、動物のABRを試験して、マウスモデルにおけるHC再
生の分子経路をさらに決定する。
Atoh1過剰発現を有するマウスモデル(PH、GH、およびFH)において選択し
たEGFR阻害剤を試験して、それらが実施例2に上述の遺伝子モデル(すなわち、それ
ぞれPHER、GHER、およびFHER)を模倣する潜在性を確認する。エルロチニブ
、ゲフィチニブ、アファチニブ、NT-113、AZD3759、およびダコミチニブを
含む6つの高度に強力かつ特異的なEGFR阻害剤を、0.2~33nMのEC50値で
個々に試験する。これらの化合物は、FDAによって承認されているか、または他の疾患
のために臨床試験されており、種にわたって比較的特徴がはっきりした吸収、分布、代謝
、***、および毒性(ADMET)特性を有する。この分析のために、マウスモデル(P
H、GH、およびFH)において、タモキシフェンでSC内のAtoh1過剰発現を誘導
する。その後、選択した化合物をIPまたはTT注射によって送達する。血漿、蝸牛ホモ
ジネート、または外リンパにおける各化合物のADMET特性を評価し、NIHL後に機
能性HCを再生し、聴覚を回復する上での曝露と有効性の関係を検査する。
ことで、新生児および成体蝸牛において、Atoh1単独よりもずっと多くのHCが生成
されることが予想される。これらのHCの一部分が、成熟HCマーカー(プレスチン、オ
ンコモジュリン、vGlut3)を発現し、正常の成熟HCと類似した電気生理を呈する
ことがさらに予想される。EGFRi/Atoh1媒介性機能性HC変換は、騒音性難聴
でさえ生じる。Atoh1を過剰発現する成体SCにおいて、EGFRノックアウトおよ
び/またはEGFR阻害剤の効率が最適未満である場合、Atoh1/Pou4f3を過
剰発現するマウスモデルを使用することができ、これは、成体年齢で誘導した場合、SC
から1つの蝸牛当たり約150個のcHC(多くのモデルのうちで最高)を生じさせる。
EGFR阻害は、Pou4f3およびAtoh1の両方の過剰発現によってSCからHC
への変換を相乗的に促進することが予想される。
75個のキナーゼ阻害剤で構成されるライブラリのスクリーニングを実行して、シスプ
ラチン誘導性有毛細胞喪失から保護する阻害剤を特定した。このスクリーニングは、マウ
ス蝸牛由来の細胞株(HEI-OC1)におけるシスプラチン誘導性細胞死、および蝸牛
外植片におけるシスプラチン誘導性有毛細胞喪失から強力に保護する、4つの化合物、(
1)Her2阻害剤ムブリチニブ(TAK165)、(2)汎AUR阻害剤SNS314
、(3)BRAF-V600E阻害剤GSK2118436A(ダブラフェニブ)、およ
び(4)PDGFR阻害剤クレノラニブを特定した。Her2阻害剤ムブリチニブ(TA
K165)は、4nMのIC50値および55μΜ超のLD50で、HEI-OC1細胞
におけるシスプラチン誘導性カスパーゼ-3/7活性からの保護効果を呈し、2.5nM
のIC50および500nM超のLD50(200超の治療指数)で、マウス蝸牛外植片
においてシスプラチン誘導性有毛細胞喪失から保護した(図3)。同様に、汎ErbB阻
害剤であるペリチニブは、0.6μΜのIC50および40μΜのLD50で、HEI-
OC1細胞喪失におけるシスプラチン誘導性カスパーゼ-3/7活性からの保護効果を呈
することが見出された(図4)。さらに、1時間のプレインキュベーションによって、ペ
リチニブは、マウス蝸牛外植片(N=3)において、シスプラチン誘導性有毛細胞喪失か
らの外有毛細胞の49%の保護を呈した。
の保護
局所投与(中耳への経鼓膜注射)した、上位のEGFRシグナル伝達の阻害剤の保護効
果を、成体マウスモデルにおいてNIHLおよび爆風損傷性難聴に対して試験する。局所
送達経路を使用するのは、それが最小の侵襲性および単純な手順を提供するために、それ
が哺乳動物聴覚研究において頻繁に使用されるためである。具体的には、一般的に、この
経路を介して、薬物が小児科医およびENT医師によって様々な年齢の患者に投与される
(Banerjee&Parnes(2005)Otol.Neurotol.26:8
78-881、Dodson,et al.(2004)Ear Nose Throa
tJ.83:394-398、McCall,et al.(2010)Ear Hea
r.31:156-165、Muller&Barr-Gillespie(2015)
Nat.Rev.Drug Discov.14:346-365、Rauch(200
4)Otolaryngol.Clin.North Am.37:1061-1074
)。マウスモデルにおいて有効性を実証する化合物は、臨床試験でシスプラチン化学療法
を受ける患者において、シスプラチン関連難聴の予防について直接試験することができる
。さらに、経鼓膜送達は、化合物が正円窓膜を横切って内リンパ液へと容易に拡散するこ
とを可能にする(Borkholder(2008)Curr.Opin.Otolar
yngol.Head Neck Surg.16:472-477、Mizutari
,et al.(2013)Neuron 77:58-69、Swan,et al.
(2008)Adv.Drug Deliv.Rev.60:1583-1599、Ta
mura,et al.(2005)Laryngoscope 115:2000-2
005)ため、それらの効力および毒性は、血液迷路関門(BLB)についての懸念がほ
とんどない状態で、インビボで直接試験することができる。インビボ特性(例えば、溶解
性、透過性、薬物動態/薬力(PK/PD)、ならびに吸収、分布、代謝、***、および
毒性(ADMET))のために、経口経路および他の経路もまた考慮してもよい。
0/IC50値、好ましくは50超~100μΜ)を呈すること、(2)いくつかの異な
る生物学的標的/経路を標的化すること、ならびに(3)他の経路(例えば、経口)を介
して送達される能力に基づいて選択することができる。
P28の年齢の、野生型FVBマウスを使用する(Kermany,et al.(20
06)Hear Res.220:76-86、Maison,et al.(2002
)J.Neurosci.22:10838-10846、Maison,et al.
(2007)J.Neurophysiol.97:2930-2936、Zheng,
et al.(1999)Hearing Research 130:94-107)
。標準的な騒音曝露プロトコル(94、100、106、116、および120dBの音
圧レベル(SPL)のオクターブバンドの8~16kHzの騒音を2時間)は、FVBバ
ックグラウンド由来の様々な遺伝子導入マウス株において以前に試験されている(Mai
son,et al.(2002)J.Neurosci.22:10838-1084
6、Maison,et al.(2007)J.Neurophysiol.97:2
930-2936)。これらの騒音損傷のプロトコルは、CBA/CaJマウスにおいて
難聴(ABR)をもたらした(Wang,et al.(2002)J.Assoc.R
es.Otolaryngol.3:248-268)。
の効果を効果的に再現することができる。動物モデルにおける爆風損傷の以前の研究は、
147~160dBのSPLでの50~160回の反復インパルスが、ラットにおける3
~4回の14psiの爆風インパルス(194のピークdBのSPL)に類似した生理学
的および形態学的な損傷を、チンチラ、ヒツジ、およびブタの蝸牛に対して課すことを実
証している(Choi,et al.(2008)Free Radic.Biol.M
ed.44:1772-1784、Hamernik,et al.(1987)J.A
coust.Soc.Am.81:1118-1129、Henselman,et a
l.(1994)Hear.Res.78:1-10、Kopke,et al.(20
05)Acta Otolaryngol.125:235-243、Roberto,
et al.(1989)Ann.Otol.Rhinol.Laryngol.Sup
pl.140:23-34)。より興味深いことに、3~4回の14psiの爆風インパ
ルスは、爆風から21日後のラットにおいて、43%のOHC喪失および30~40dB
のABR閾値上昇を引き起こし、これは、チンチラにおいて、4kHzを中心とした10
5dBのSPLのオクターブバンドの騒音に対する6時間の連続曝露によって引き起こさ
れる損傷に似た損傷である(Choi,et al.(2008)Free Radic
.Biol.Med.44:1772-1784、Ewert,et al.(2012
)Hear.Res.285:29-39、Kopke,et al.(2005)Ac
ta Otolaryngol.125:235-243)。これらの結果に基づいて、
約10ミリ秒の持続時間での、135~155dBの範囲のSPLのオクターブバンドの
8~16kHzの騒音インパルスを使用し、これをマウスモデルにおいて1秒間隔で10
0回反復して、外傷性爆風損傷を模倣することができる(Choi,et al.(20
08)Free Radic.Biol.Med.44:1772-1784、Ewer
t,et al.(2012)Hear.Res.285:29-39、Henselm
an,et al.(1994)Hear.Res.78:1-10、McFadden
,et al.(2000)J.Acoust.Soc.Am.107:2162-21
68)。
方の耳はビヒクル対照(0.5%のDMSO)で、即時に治療する。DMSOまたは化合
物は、(蝸牛外植片におけるIC50よりもすっと高くあるべきであるが、それ自体がイ
ンビボで毒性ではない)実現可能な最高用量で、片耳当たり約5μLで、経鼓膜注射によ
って成体マウスの中耳に局所送達する。騒音曝露またはTBI前、ならびに注射から1お
よび2週間後に、ABRおよび歪成分耳音響放射(DPOAE)を測定する。ABRおよ
びDPOAEによる聴覚試験の後、マウスを心臓潅流して、蝸牛を固定および収集する。
全載調製物および切片の両方を使用して、蝸牛を分析し、免疫蛍光法を使用して、HC/
SCマーカー(すなわち、ファロイジン、Myo7a、プレスチン、およびSox2など
)ならびにシナプスマーカー(Ctbp2、GluR2/3、およびTuj1)を検出す
る(Liu,et al.(2014)PLoS One 9:e89377)。
1が同じマウスの左右の耳をランダムに注射し、ABRおよびDPOAEの記録者は、実
験全体が完了するまでどの耳に化合物が注射されたのか知らされない。
いる(Dallos,et al.(2008)Neuron 58:333-339、
Gao,et al.(2007)Mol.Cell Biol.27:4500-45
12、Liberman,et al.(2002)Nature 419:300-3
04、Liu,et al.(2014)PLoS One9:e89377、Wu,e
t al.(2004)Brain Res.Mol.Brain Res.126:3
0-37、Yamashita,et al.(2012)PLoS One7:e45
453)。簡潔には、AVERTIN(0.5mg/体重kg)の腹腔内注射でマウスを
麻酔し、電気加熱パッド上に置いて、恒温被覆システム(Harvard Appara
tus Ltd)を使用して体温を維持する。実験経過中に死亡するか、または内耳機能
障害の兆候を示すマウスは、分析から除外する。全ての記録は、音響調整室(Indus
trial Acoustic Company)内で実行する。音響刺激および測定の
ために、2つのスピーカー(f1およびf2、EC1)ならびにマイクロホン(ER-1
0B、Etymotic Research、Elk Grove Village,I
L)を、外耳道に挿入される先細りプラスチック先端部を有する短く柔軟なカプラー管に
接続する。カプラーが測定位置にある状態で、マイクロホンをインサイチュで較正する。
22kHzよりも高い周波数では、測定マイクロホン(ER10B+)の周波数応答は、
基準マイクロホン(ACO-7017、ACO Pacific,Inc.、Belmo
nt,CA)の周波数応答よりも低い。したがって、DPOAEの2fl-f2応答は、
TDT BioSig IIIシステム(TDT)を使用して、5454~18180H
zの周波数f1範囲で記録する。11.92/秒の反復速度で、シグナル持続時間は、8
3.88ミリ秒である。f1およびf2応答は、PA5プログラム可能減衰器へのデジタ
ル/アナログ変換のために、RX6MultiFunction Processor(
TDT)を通して別個に通過させる。刺激強度は、閾値を確立するために5dBの段階で
90~0dBまで低減させ、200kHzでデジタル的にサンプリングし、100個の別
々のスペクトルから平均化する。外耳道に連結させたEC1静電スピーカーにシグナルを
供給するED1スピーカードライバーを通して、シグナルを送達する。結果として得られ
る外耳道の音圧を、f1およびf2スピーカーと同じカプラー内に収容したER10B+
低騒音マイクロホン(ゲイン0×)およびプローブ(Etymotic)で記録する。E
R10B+増幅器の出力をRX6MultiFunction Processor(T
DT)に直接転送して、200kHzでのサンプリングのためにアナログ/デジタル変換
する。結果の波長に対してTDT BioSigRPソフトウェア(TDT)を使用して
、平均化した応答の高速フーリエ変換(FFT)を生成する。2f1-f2の周波数ビン
を超えるかまたはそれ未満の10個の周波数ビンの音レベルを平均化することによって、
ノイズフロアを決定する。死後の耳の評価では、機器による歪成分は観察されなかった。
ケージの中に、マウスを個々に置く。音刺激を、RZ6プロセッサー(Tucker-D
avis Technologies、Gainesville FL)によって生成し
、フィルタリング(Frequency Devices,Inc.、Haverhil
l,MA)し、増幅(Crown XTi1000増幅器、Crown、Elkhart
,IN)し、スピーカーホーン(JBL、Northridge,CA)を介してアクリ
ル製容器に送達する。1/4インチの自由音場マイクロホン(ACO Pacific、
Belmont,CA)を通して音圧レベルを測定し、124dBのピストンホン(Br
uel and Kjaer、Denmark)に対して較正する。実験騒音に曝露する
前に、1/4インチのマイクロホンで容器の4つの四分割をサンプリングして、測定位置
にわたって音圧が0.5dB未満だけ変動することを確実にする。
i.p.)注射でマウスを麻酔する。外科手技中、加熱パッド上で体温を維持する。外科
手術中はまばたきが消失するため、潤滑眼軟膏を適用して、角膜潰瘍を予防する。外科用
実体顕微鏡で、鼓膜を可視化する。33ゲージのカニューレを使用して、PBS中5μL
の化合物またはDMSOを、鼓膜を通して緩徐に注射し、その後溶液が中耳腔内にあるこ
とを外科用実体顕微鏡で確認する。その後、マウスを、ケージの中の加熱パッド上にさら
に30分間置く。外科手術後、全てのマウスを加熱パッド上で回復させてから、動物収容
設備に戻す。
Claims (19)
- 難聴の治療または予防のための方法であって、難聴の治療または予防を必要とする動物
に上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達の阻害剤を投与することを含み、前記難
聴が、耳鳴症、耳鳴、老年性難聴、聴覚性ニューロパチー、音響外傷、聴神経腫瘍、ペン
ドレッド症候群、アッシャー症候群、ワルデンベルグ症候群、非症候性感音性難聴、中耳
炎、耳硬化症、メニエール病、中毒性難聴、または迷路炎に関連する、方法。 - 治療が、無調関連因子(atonal-associated factor)をコー
ドする核酸分子を持つ発現ベクターを投与することをさらに含む、請求項1に記載の方法
。 - 1つ以上の耳保護剤または再生剤を投与することをさらに含む、請求項1に記載の方法
。 - 前記EGFRシグナル伝達の阻害剤が、EGFR、Ras、Raf、MEK、ERK/
MAPK、JAK、STAT、PI3K、AKT、mTOR、NCK、PAK、JNK、
PLC、PKC、または細胞周期関連タンパク質キナーゼ阻害剤の発現または活性を阻害
する、請求項1に記載の方法。 - 前記細胞周期関連タンパク質キナーゼが、Her-2、オーロラキナーゼ、B-Raf
、またはPDGFRである、請求項4に記載の方法。 - 前記阻害剤が、阻害性RNA、抗体、または小有機分子である、請求項1に記載の方法
。 - 上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達の阻害剤と組み合わせて、活性無調関連
因子タンパク質をコードする核酸分子を持つ発現ベクターを含む、薬学的組成物。 - 前記EGERシグナル伝達の阻害剤が、EGFR、Ras、Raf、MEK、ERK/
MAPK、JAK、STAT、PI3K、AKT、mTOR、NCK、PAK、JNK、
PLC、PKC、または細胞周期関連タンパク質キナーゼ阻害剤の発現または活性を阻害
する、請求項7に記載の薬学的組成物。 - 前記阻害剤が、阻害性RNA、抗体、または小有機分子である、請求項7に記載の薬学
的組成物。 - 1つ以上の再生剤をさらに含む、請求項7に記載の薬学的組成物。
- 活性無調関連因子タンパク質をコードする核酸分子と、
(i)上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達の阻害剤をコードする核酸分子、
(ii)単離されたEGFRシグナル伝達の阻害剤、または
(iii))(i)および(ii)の組み合わせと、を含む、キット。 - (変更なし):前記EGFRシグナル伝達の阻害剤が、EGFR、Ras、Raf、M
EK、ERK/MAPK、JAK、STAT、PI3K、AKT、mTOR、NCK、P
AK、JNK、PLC、PKC、または細胞周期関連タンパク質キナーゼ阻害剤の発現ま
たは活性を阻害する、請求項11に記載のキット。 - 前記阻害剤が、阻害性RNA、抗体、または小有機分子である、請求項11に記載のキ
ット。 - 1つ以上の再生剤をさらに含む、請求項11に記載のキット。
- 難聴の治療または予防のための方法であって、難聴の治療または予防を必要とする動物
に上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達の阻害剤を投与することを含み、前記阻
害剤が、EGFR、Ras、Raf、MEK、ERK/MAPK、JAK、STAT、A
KT、NCK、PAK、JNK、PLC、PKC、または細胞周期関連タンパク質キナー
ゼの発現または活性を阻害する、方法。 - 治療が、無調関連因子をコードする核酸分子を持つ発現ベクターを投与することをさら
に含む、請求項15に記載の方法。 - 1つ以上の耳保護剤または再生剤を投与することをさらに含む、請求項15に記載の方
法。 - 前記細胞周期関連タンパク質キナーゼが、Her-2、オーロラキナーゼ、B-Raf
、またはPDGFRである、請求項15に記載の方法。 - 前記阻害剤が、阻害性RNA、抗体、または小有機分子である、請求項15に記載の方
法。
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