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JP2017531629A - レット症候群の処置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、自閉スペクトラム症、例えばレット症候群を処置するための剤および方法に関する。本発明は、神経疾患、例えば自閉スペクトラム症およびレット症候群の徴候を処置または改善するための剤および方法を提供することによって、先に言及される必要に対処する。一態様において、本発明は、MECP2遺伝子中の1つまたは複数の突然変異と関連する神経疾患を処置する方法を提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2014年9月25日出願の米国仮出願第62/055433号明細書および2015年6月26日出願の米国仮出願第62/185214号明細書の優先権の利益を主張し、これらの出願は参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、自閉スペクトラム症、例えばレット症候群の徴候を処置または改善するための剤および方法に関する。
自閉症スペクトラムまたは自閉スペクトラム症は、社会的欠陥およびコミュニケーション障害、ステレオタイプ化されたまたは反復的な行動および関心、そして場合によっては認知障害によって特徴付けられる広範な神経障害である。障害の例として、自閉症、アスペルガー症候群、特定不能の広汎性発達障害(PDD−NOS)、小児期崩壊性障害、およびレット症候群が挙げられる。非特許文献1および非特許文献2参照。
レット症候群は、正常な初期の成長および発達の後に、発達の遅延、目的を持った手の使用の喪失、特有の手の動作、脳および頭部の成長の遅延、歩行の問題、発作、ならびに知的障害が続くことによって特徴付けられる。レット症候群のほぼ全ての症例は、メチルCpG結合タンパク質2、またはMECP2遺伝子中の突然変異によって引き起こされる。MECP2遺伝子は、ヒトの、2つの性染色体の1つであるX染色体上に見出される。男性は1つのX染色体しか有していないので、MECP2遺伝子中に欠陥がある男性は、レット症候群の臨床的特徴を高い頻度で示さないが、そもそも生まれてきたときに重篤な問題を経験して、出生直後に死亡する。女性は2つのX染色体を有するが、与えられたあらゆる細胞において1つしか活性がない。結果として、レット症候群の患者は、ほぼ独占的に女性であり、レット症候群は、世界中の全ての人種群および民族群において出生女児10,000から15,000人に1人に影響を与えると推定されている。例えば、非特許文献3参照。
現在、レット症候群の治療法はない。障害の処置は対症的である。すなわち、徴候の管理に集中しており、支持的なものであるので、多分野にわたるアプローチが必要である。例えば、不規則な呼吸および運動困難のための医薬品が用いられ得、そして発作を抑制するための抗痙攣薬が用いられ得る。また、自発的な活動(例えば、身支度、摂食、および美術工芸の訓練)を実行するのに必要な技術を小児が身につけるのを手助けするための作業療法が用いられる一方、理学療法および水治療法が移動度を長くし得る。例えば、前掲の非特許文献3参照。レット症候群および他の自閉スペクトラム症を処置するための剤および方法が必要とされている。
米国特許出願公開第2013/0029366号明細書 米国特許第7504389号明細書 米国特許第7829737号明細書 米国特許第7560438号明細書 米国特許第8202980号明細書 米国特許第8420391号明細書 米国特許第8445237号明細書 米国特許第8685368号明細書 米国特許第8153777号明細書 米国特許第8034376号明細書 米国特許第7732129号明細書 米国特許第7572906号明細書 米国特許第6498033号明細書 米国特許第6165990号明細書 米国特許出願公開第2013/0034847号明細書 米国特許出願公開第2009/0176312号明細書 米国特許第7994127号明細書 米国特許第6709817号明細書
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本発明は、神経疾患、例えば自閉スペクトラム症およびレット症候群の徴候を処置または改善するための剤および方法を提供することによって、先に言及される必要に対処する。
一態様において、本発明は、MECP2遺伝子中の1つまたは複数の突然変異と関連する神経疾患を処置するための方法を提供する。より概括的に、本発明は、PTP1Bの細胞間発現、もしくはPTP1Bの細胞内活性、または双方の増大と関連する、自閉スペクトラム症が挙げられる神経疾患を処置するための方法を提供する。本方法は、対象(例えば、ヒト患者)に、必要に応じて、タンパク質チロシンホスファターゼ1B(PTP1B)の阻害剤である治療剤の有効量を投与することを含む。PTP1Bの阻害剤は、小分子化合物、核酸、またはポリペプチドであってよい。小分子化合物の例として、CPT157633、トリテルペン、例えばウルソール酸(UA001)またはUA0713、およびこれらの化合物のそれぞれの誘導体が挙げられる。一実施形態において、神経疾患は自閉スペクトラム症である。一例において、自閉スペクトラム症はレット症候群である。ある特定の実施形態において、神経障害を処置する際に、治療剤は、神経疾患が、MECP2遺伝子中の1つまたは複数の突然変異と関連しているという診断後にのみ、対象に投与される。例えば、診断は、メチルCpG結合タンパク質2(MECP2)をコードする遺伝子中の突然変異について対象を試験することを含んでよい。より詳細には、診断は、自閉スペクトラム症の診断であってよい。一例において、診断は、レット症候群の診断であってよい。
第2の態様において、本発明は、(i)PTP1Bの阻害剤である第1の治療剤の有効量を有する第1の医薬組成物、および(ii)自閉スペクトラム症を診断するためのキットまたは試薬を含有するシステムを提供する。一実施形態において、キットは、MECP2をコードする遺伝子中の突然変異の検出を可能にする。そのために、キットは、突然変異遺伝子座を包含する当該遺伝子、またはそれ由来の転写産物のアンプリコンを得るためのPCRプライマーを含んでよい。キットはまた、(i)遺伝子の突然変異型もしくは野生型、または(ii)その相補体に、高ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズすることができるオリゴヌクレオチドまたはプローブを含んでもよい。検出を容易にするために、オリゴヌクレオチドまたはプローブは、レポーター分子が標識されていてよい。好ましい実施形態において、システムはさらに、第2の治療剤の有効量を含む第2の医薬組成物を含んでよい。この第2の治療剤は、IGF1またはその類似体であってよい。
第3の態様において、本発明は、(i)PTP1Bの阻害剤である第1の治療剤の有効量、(ii)IGF1またはその類似体である第2の治療剤の有効量、および(iii)医薬的に許容可能なキャリアを含有する医薬組成物を特徴とする。
別の態様において、本発明は、MECP2遺伝子中の突然変異によって特徴付けられる神経障害の処置に用いるPTP1Bの阻害剤を含む組成物を提供する。
本発明の1つまたは複数の実施形態の詳細は、以下の説明において示されている。本発明の他の特徴、目的、および利点は、該説明から、そして特許請求の範囲から明らかである。
図1は、受容体チロシンキナーゼ(RTK)−ホスホイノシチド−3−キナーゼ−プロテインキナーゼB/Akt(PI3K−PKB/Akt)に関わるシグナル伝達経路を示す図である。 図2Aおよび図2Bは、Mecp2-/-雄マウスおよびMecp2-/+雌マウスが、(A)グルコース不耐性、および(B)高インスリン血症の徴候を示すことを示す。 図3Aおよび図3Bは、Mecp2-/-雄マウスにおいて観察されたインシュリンシグナリングの弱まりを示す。 図4は、MECP2の欠損が、皮質におけるPTP1Bの発現の増大を伴ったことを示す。 図5A〜図5Fは、Mecp2突然変異マウスが、より高いレベルのPTP1Bを発現すること、そして、PTP1BをコードするPTPN1遺伝子が、MECP2の標的であることを示す。 図6A〜図6Eは、PTP1B阻害が、Mecp2突然変異マウスにおけるグルコースホメオスタシスおよび生存を向上させたことを示す。 図7は、生存に及ぼすIGF−1およびPTP1B阻害剤の組合せ効果を示す。 図8は、グルコース耐性に及ぼすIGF−1およびPTP1B阻害剤の組合せ効果を示す。 図9は、PTP1Bの構造的に、かつ機構的に異なる阻害剤、UA0713もまた、MECP2−null雄の生存を向上させたことを示す。 図10は、PTP1Bの構造的に、かつ機構的に異なる阻害剤が、MECP2−null雄マウスの生存を向上させたことを示す。 図11は、雌Mecp2非相同マウスが、PTP1B阻害剤CPT157633による処置後に、仔運びアッセイにおけるパフォーマンスの高まりを示したことを示す。 図12A〜図12Cは、PTP1Bの阻害が、TrkBのリン酸化の増大を導き、かつBDNFに応じるシグナリングを高めたことを示す。 図13A〜図13Gは、PTP1B阻害剤CPT157633の生化学的特性評価を示す。 図14A〜図14Dは、PTP1Bの阻害が、雌マウスモデルにおいて、レット症候群の表現型を改善することを示す。
発明の詳細な説明
本発明は、タンパク質チロシンホスファターゼ1B(PTP1B)の阻害が、本明細書中に記載されるように、いくつかのレット症候群の徴候を改善したという発見に少なくとも部分的に基づいている。したがって、PTP1Bの阻害剤が、MECP2遺伝子中の突然変異によって特徴付けられる、レット症候群および他の自閉スペクトラム症が挙げられる他の神経疾患を処置するための新しい戦略を提供する。より概括的に、PTP1Bの阻害剤が、PTP1Bの細胞間発現もしくはPTP1Bの細胞内活性、または双方の増大と関連する、自閉スペクトラム症が挙げられる神経疾患を処置するための新しい戦略を提供する。
本明細書中で用いられるレット症候群は、以下に示されるように、罹患細胞におけるMECP2遺伝子の欠陥、例えば遺伝子中の1つまたは複数の突然変異によって特徴付けられ、かつ引き起こされる、神経学的な神経発達障害を指す。先に述べられるように、レット症候群のほぼ全ての症例は、MECP2遺伝子中の突然変異、例えばMECP2機能に影響を及ぼすミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、およびフレームシフト突然変異によって引き起こされる。突然変異の例として、非特許文献4、非特許文献5、非特許文献および非特許文献7に記載されるものが挙げられる。これらの参考文献は全て、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。例えばこれらとして、非特許文献5および以下の表1によって例示されるミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、およびフレームシフト突然変異を構成する、レット症候群患者において検出されるMECP2遺伝子の様々な点突然変異または欠失が挙げられる。

PTP1Bおよび関連するシグナル伝達経路
タンパク質チロシンホスファターゼPTP1Bは、タンパク質チロシンホスファターゼ(PTP)ファミリの創設メンバである酵素である。タンパク質チロシンホスファターゼは、タンパク質上のリン酸化されたチロシン残基からリン酸基を除去した一群の酵素である。例えば特許文献1参照。例示的なPTP1Bのアミノ酸配列および関連する核の配列は、例えば、GenBank登録番号NM_002827、NP_002818、BT006752、AAP35398、M31724、AAA60223、M33689、AAA60157、BC015660、AAH15660、BC018164、AAH18164、AK316563、BAG38152、またはUnigene Cluster Hs.417549(UGID:223337)Homo sapiens(ヒト)PTPN1に関する配列に記載されている。
タンパク質チロシン(pTyr)リン酸化は、タンパク質相互作用および細胞局在化のための認識モチーフを生じさせることができ、タンパク質安定性に影響を及ぼすことができ、かつ酵素活性を調節することができる一般的な翻訳後修飾である。当該酵素は、シグナル伝達経路(例えばMAPキナーゼ経路)および細胞サイクル制御において重要な調節構成要素であり、細胞の成長、増殖、分化、および形質転換の制御において重要である。例えば非特許文献8参照。
処置方法
本明細書中に開示されるように、MECP2遺伝子突然変異と関連する自閉スペクトラム症、例えばレット症候群が挙げられる、PTP1Bの発現または活性の増大と関連する神経疾患を処置するために、PTP1Bは標的とすることができる。種々のPTP1B阻害剤が、本発明の方法を実行するために用いられ得る。阻害剤の例として、小分子化合物、核酸、およびポリペプチドが挙げられる。そのような阻害剤は、酵素活性、転写、mRNA安定性、翻訳、タンパク質安定性/分解、タンパク質修飾、およびタンパク質−タンパク質相互作用に及ぶレベルにて機能し得る。より詳細には、本明細書中に記載されるように、PTP1B阻害剤は、レット症候群の徴候を改善するために、単独で用いられてもよいし、他の剤と併用されてもよいことが見出された。したがって、一実施形態は、レット症候群を処置するための方法および組成物を提供する。
小分子阻害剤
PTP1Bの多くの小分子阻害剤が、当該技術分野において知られており、本明細書中に記載される処置方法を実行するのに用いられ得る。例えば、特許文献2および特許文献3参照。これらの参考文献は、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
PTP1Bの小分子阻害剤は、特許文献2に開示され、そして以下に示される式Iおよび式IIa〜IIeの化合物を含む:
式I:
式中:
1は、リンカー基であり、または不在であり;
2は、Hであり、不在であり、または、場合によっては1つもしくは複数の二重結合もしくは三重結合を含有する、場合によっては置換されている、好ましくは1から8個の炭素を含む直鎖脂肪族化合物もしくは分枝状脂肪族から好ましくは選択されるリンカー基であり、炭素の1つもしくは複数は、場合によってはR*によって置換されており、R*は、場合によっては置換されているシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリール;−C(O)−、−C(O)C(O)−、−C(O)NR11−、−C(O)NR11NR12−、−C(O)O−、−OC(O)−、−NR11CO2−、−O−、−NR11C(O)NR12−、−OC(O)NR11−、−NR11NR12−、−NR11C(O)−、−S−、−SO−、−SO2−、−NR11−、−SO2NR11−、もしくは−NR11SO2−であり、R11およびR12は、Hから独立して選択され、場合によっては置換されている脂肪族、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;あるいはX2は、場合によっては置換されているシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリール;−C(O)−、−C(O)C(O)−、−C(O)NR11−、−C(O)NR11NR12−、−C(O)O−、−OC(O)−、−NR11CO2−、−O−、−NR11C(O)NR12−、−OC(O)NR11−、−NR11NR12−、−NR11C(O)−、−S−、−SO−、−SO2−、−NR11−、−SO2NR11−、または−NR11SO2−であり;但し、X1が−NH−である場合、X2は、−CH2C(O)−または置換された−CH2C(O)−ではなく;
1は、Hであり、または、場合によっては置換されているC18脂肪族、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;
2は、Hであり、または、場合によっては置換されているC18脂肪族、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;あるいはR2は、X2がHである場合、不在であり;
3およびR4は独立して、H、アルキル、またはC56アリールであり;
5およびR6は独立して、Hまたはハロゲンであり;
7およびR8は、独立して、H、−OR23、もしくは−NHR23;または、場合によっては置換されている脂肪族、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;あるいは一緒に、3〜7個の炭素またはヘテロ原子を含み、場合によっては置換されている環を形成しており;
9は、HまたはC13アルキルであり;
10は、HまたはC13アルキルであり;あるいははR8およびR10は一緒に、3〜7個の炭素またはヘテロ原子を含み、場合によっては置換された環を形成しており;
各Rmは独立して、H、ハロゲン、−OH、−NO2、−CN;場合によっては置換されているC13アルキル;−OR23、−C(O)R23、−C(O)OR23、−C(O)N(R23)(R24)、−OC(O)R23、−OC(O)OR23、−OC(O)N(R23)(R24)、−N(R23)(R24)、−S(O)223、−S(O)R23、−SR23、−S(O)2N(R23)(R24);NR23C(O)R24、−NR23C(O)OR24、−NR23SOOR24、−NR23C(O)N(R24)(R25)、または−NR23SO2N(R24)(R25)であり;R23、R24、およびR25はそれぞれ独立して、H、C14アルキル、または、場合によっては置換されている、3から8員のシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;あるいは2つの隣接するRm基は一緒に、場合によっては置換されている、5〜7個の炭素またはヘテロ原子を含む芳香環または非芳香環を形成しており;nは、0、1、2、3、または4であり;あるいはRmおよびR7は一緒に、場合によっては置換されている芳香環または非芳香環を形成しており;
フェニル環A炭素原子2〜6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置換されており;または隣接するフェニル環A炭素原子2〜6のあらゆる対は場合によっては、S、N、もしくはOによって置換されており;但し、ホスホネート基で置換されているフェニル環A炭素原子が置き換えられている場合は除く;
式IIa:
式中:
aおよびRbは独立して、Hまたはハロゲンであり;
26、R27、R29、およびR30はそれぞれ独立して、H、ハロゲン、−OH、−NO2、−CN、−CF3、−CHF2、−CH2CH3、−CH2CF3、−CF2CF3、−CH2Cl、−CH2OH、−CH2CH2OH、−CH2NH2、−CH2CH2NH2、−CH2SO2CH3、−OR23、−C(O)R23、−C(O)OR23、−C(O)N(R23)(R24)、−OC(O)R23、−OC(O)OR23、−OC(O)N(R23)(R24)、−N(R23)(R24)、−S(O)223、−S(O)R23、−SR23、−S(O)2N(R23)(R24)、−NR23C(O)R24、−NR23C(O)OR24、−NR23SOOR24、−NR23C(O)N(R24)(R25)、−NR23SO224、もしくは−NR23SO2N(R24)(R25);または、場合によっては置換されているC16アルキル、C16アルコキシ、もしくはアリールであり;R23、R24、およびR25はそれぞれ独立して、H、C14アルキルもしくはC38シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり;
31およびR32はそれぞれ独立して、H、アルキル、またはC56アリールであり;
28は、H、ハロゲン、−CN、−[CH2n−[C(H)3-pX(R33p、−C(O)OH、−C(O)(CH2nNH2、−C(O)NH(CH2n33、−C=N−N−S(O)233、−(CH2n−CH(R34)(R35)、もしくは−CHNR34−であり;またはR28は、R27もしくはR29と一緒に、3から8個の炭素もしくはヘテロ原子を含み、場合によっては置換されている環を形成しており;
各R33は独立して、H、ハロゲン、−C(O)OR39、−OH、−CN、−N=N−N、−N(R37)(R38)、−C(O)NH(CH2n39、−C(R39)(NH2)C(O)OR39、−CH235、もしくは−CH(R35)NHS(O)239;または、場合によっては置換されているシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり;
34は、Hまたは−N(R37)(R38)であり;
35は、H、−C(O)R34、−C(O)OR39、または−N(NH2)C(O)NH(CH2nPhであり;
37およびR38はそれぞれ独立して、H、−C(O)OR39、−C(O)シクロアルキル−Ph、−S(O)239、−C(O)R39、−OC(O)R39、−C(O)(CH2)qR39、−S(O)2、−S(O)2NHR39、−S(O)2N(R44)(R39)、−N(R39)(R44)、−C(O)N(R44)(R39)、もしくは−NHC(O)N(R44)(R39);または、場合によっては置換されているC16アルキル、C38シクロアルキル、C58アリール、3から8員のヘテロシクロアルキル、もしくは5から8員のヘテロアリールであり;
39およびR44はそれぞれ独立して、H、または、場合によっては置換されているC16アルキル、C38シクロアルキル、C58アリール、3から8員のヘテロシクロアルキル、もしくは5から8員のヘテロアリールであり;
それぞれの置換基を含むフェニル環A炭素原子2〜6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置き換えられており;または隣接するフェニル環A炭素原子2〜6のあらゆる対、およびそれらのそれぞれの置換基は、場合によっては、S、N、もしくはOによって置き換えられており;
nは、0から4までの整数であり;mは、0、1、または2であり;pは、1から3までの整数であり;qは、0から6までの整数であり;xは、0または1であり、但しxが0である場合、pは1である;
式IIb:
式中、R26、R27、R28、R29、R31、およびR32は、先に定義される通りであり;それぞれの置換基を含むフェニル環A炭素原子3〜6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置き換えられており;または隣接するフェニル環A炭素原子3〜6のあらゆる対、およびそれらのそれぞれの置換基は、場合によっては、S、N、もしくはOによって置き換えられている;
式IIc:
式中、R26、R27、R29、R31、およびR32は、式IIaについて先に定義される通りであり;
40は、H、アルキル、アルキレン、−C(O)OR39、−C(O)N(R37)(R38)、または−N(NH2)C(O)NH(CH2nPhであり;
41は、−N(R37)(R38)であり;R37およびR38は、式IIaについて先に記載される通りであり;
それぞれの置換基を含むフェニル環A炭素原子3、5、もしくは6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置き換えられており;またはフェニル環A炭素原子5および6は一緒に、およびそれらのそれぞれの置換基は、場合によっては、S、N、もしくはOによって置き換えられている;
式IId:
式中、R26、R27、およびR29は、式IIaについて先に定義される通りであり;
31およびR32はそれぞれ独立して、H、アルキル、またはC56アリールであり;
40は、式IIcについて先に定義される通りであり;R42は、H、場合によっては置換されているC13アルキル、−C(O)OR39、−OC(O)R39、−C(O)N(R44)(R39)、−C(O)シクロプロピル−Ph、−S(O)239、−S(O)2NHR39、または−C(O)(CH2q39であり;それぞれの置換基を含むフェニル環A炭素原子3、5、もしくは6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置き換えられており;またはフェニル環A炭素原子5および6は一緒に、およびそれらのそれぞれの置換基は、場合によっては、S、N、もしくはOによって置き換えられており;
39は、式IIaについて先に定義される通りである;ならびに
式IIe:
式中、R26、R27、R29、およびR40は、式IIdについて先に定義される通りであり;
31およびR32はそれぞれ独立して、H、アルキル、またはC56アリールであり;R43は、H、−NHR39、またはR39であり;R39は、H、または、場合によっては置換されているC16アルキル、C38シクロアルキル、3から8員のヘテロシクロアルキル、C38アリール、もしくは3から8員のヘテロアリールであり;それぞれの置換基を含むフェニル環A炭素原子3、5、もしくは6はそれぞれ、場合によっては、Nによって置き換えられており;またはフェニル環A炭素原子5および6は一緒に、そしてそれらのそれぞれの置換基は、場合によっては、S、N、もしくはOによって置き換えられている。
一部の例において、阻害剤は、{[2−ブロモ−4−(2−カルバモイル−2−メタンスルホニルアミノエチル)フェニル]ジフルオロメチル}−ホスホン酸(CPT157633、Ceptyr,Inc)、またはCPT157633の誘導体および類似体からなる群から選択されるものであってよい。一部の例において、阻害剤は、ウルソール酸(UA001)もしくはUA0713、または別のトリテルペン誘導体もしくは類似体から選択されるものであってよい。非特許文献9参照。用語「誘導体」は、構造および機能が別の化合物と類似する化合物を指す。誘導体は、親化合物と同じ機能を保持するならば、構造的に、単一の元素もしくは基によって、または複数の基(例えば、2、3または4つの基)の修飾によって異なってよい。そのような修飾は、当業者にとってルーチン作業であり、例えば、付加的な、または置換された化学的部分、例えば酸のエステルまたはアミド、保護基、例えばアルコールまたはチオールについてのベンジル基、およびアミンについてのtert−ブトキシカルボニル基が挙げられる。また、挙げられるのは、アルキル側鎖への修飾、例えばアルキル(例えば、メチル、ジメチル、エチルその他)置換、側鎖の飽和または不飽和のレベルへの修飾、および修飾基、例えば置換されたフェニル基およびフェノキシ基の付加である。また、薬物動態特性を変える、例えば半減期をインビボもしくはエクスビボで長くするための、または細胞侵入特性もしくは生物学的利用能を高めるための部分が、本明細書中に記載される剤に加えられてもよい。また、挙げられるのは、医薬の多数の所望される品質(例えば、溶解度、生物学的利用能、製造その他)を高めることが知られているプロドラッグである。用語「類似体」は、元素組成に関して、例えば、ある原子の、別の原子での置き換えによって、またはある官能基の、別の官能基での置き換えによって異なる、親化合物の構造誘導体である化合物を指す。
CPT157633の構造が、以下に示される:
CPT157633の誘導体および類似体として、式Iおよび式II(a)〜(e)を有する化合物が挙げられる。
ウルソール酸(UA001)の構造が、以下に示される:
UA0713の構造が、以下に示される:
PTP1Bのトリテルペン阻害剤として、以下の表2に示されるものが挙げられる。
核酸阻害剤
本明細書中に記載される処置方法を実行するために、対象中の内在性PTP1Bの発現レベルまたは活性レベルを引き下げる核酸ベースの阻害剤を用いることもできる。そのような阻害剤の例として、細胞内の標的mRNA分子を特異的に分解するRNAi(RNA干渉)、例えば、二本鎖低分子干渉RNA(siRNA)、ショートヘアピンRNA(shRNA)、または一本鎖マイクロRNA(miRNA)を利用するものが、そしてまた、アンチセンスDNA分子またはアンチセンスRNA分子、例えばアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)等の阻害剤が挙げられる。例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6および特許文献7参照。
一実施形態において、核酸阻害剤は、PTP1Bを標的とし、かつその発現または活性を阻害する低分子干渉RNA(例えば、RNAi剤)をコードしてよい。用語「RNAi剤」は、RNA干渉を導くのに十分な、標的RNAとの配列相補性を有するRNAまたはその類似体を指す。例として、RNAを形成するのに用いられ得るDNAも挙げられる。RNA干渉(RNAi)は、標的分子(例えば、標的遺伝子、標的タンパク質、または標的RNA)が下方制御される配列特異的プロセスまたは選択的プロセスを指す。通常、干渉RNA(「iRNA」)は、特定のmRNAの触媒的分解をもたらす二本鎖低分子干渉RNA(siRNA)、ショートヘアピンRNA(shRNA)、または一本鎖マイクロRNA(miRNA)であり、そしてまた遺伝子発現を低下させ、または阻害するのに用いられ得る。例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、非特許文献10参照。例えば、非特許文献11参照。
siRNA分子、miRNA分子、およびasRNA(アンチセンスRNA)分子が、当該技術分野において周知の方法によって設計され得る。あらゆるRNAを一意的に分解することが要求される配列特異性を提供するのに十分な相同性を有するsiRNA、miRNA、およびasRNA分子は、当該技術分野において知られているプログラムを用いて設計され得、当該プログラムとして、AMBION,Inc.およびDHARMACON,Inc.のウェブサイト上に保持されるものが挙げられるが、これらに限定されない。siRNA、miRNA、およびasRNA配列の最適化のために設計された、いくつかの種の系統的試験が、当業者によってルーチン的に実行され得る。干渉核酸低分子を設計する場合の考慮事項として、生物物理学的、熱力学的、および構造学的な考慮事項、センス鎖における特異的な位置での塩基選択性、ならびに相同性が挙げられるが、これらに限定されない。これらの考慮事項は、当該技術分野において周知であり、先に言及されるRNA分子を設計するためのガイドラインを提供する。例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6および特許文献7参照。
本発明のアンチセンスポリヌクレオチド(好ましくはDNA)は、PTP1Bをコードする遺伝子またはRNAの塩基配列と相補的な、または実質的に相補的な塩基配列を有する限り、いかなるアンチセンスオリゴヌクレオチドであってもよい。この塩基配列は、ポリペプチドをコードする遺伝子の相補体と、少なくとも80%、90%、または95%の配列同一性を有し得る。当該アンチセンスDNAは、DNA合成装置を用いて合成され得る。例えば、特許文献8、特許文献9および特許文献10参照。
本発明のアンチセンスDNAは、変更または修飾された糖、塩基、または結合を含有してよい。先に言及されるアンチセンスDNAおよびRNAi剤は、リポソーム、マイクロスフェア等の特殊な形態で提供されてもよいし、遺伝子治療に利用されてもよいし、付着部分と併せて提供されてもよい。例えば、特許文献8、特許文献9および特許文献10参照。
先に言及されるRNAi剤の1つまたは複数をコードする、先に議論される核酸は、インビトロまたはインビボでの細胞への送達のために、ベクター中にクローニングされてよい。インビボ用途について、送達は、特定の組織または臓器(例えば脳)を標的とすることができる。例えば、特許文献8、特許文献9および特許文献10参照。
核酸配列の送達はまた、組換え発現ベクター、例えばキメラウイルス、またはコロイド分散系を用いて達成されてもよい。核酸配列の治療的送達に好ましいのは、標的リポソームの使用である。
遺伝子治療に利用され得る種々のウイルスベクターとして、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、ワクシニア、または好ましくはRNAウイルス、例えばレトロウイルスおよびレンチウイルスが挙げられる。好ましくは、レトロウイルスベクターは、レンチウイルス、またはマウスレトロウイルスもしくはトリレトロウイルスの誘導体である。単一の外来遺伝子が挿入され得るレトロウイルスベクターの例として、以下が挙げられるが、これらに限定されない:モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)、ハーベイマウス肉腫ウイルス(HaMuSV)、マウス乳癌ウイルス(MuMTV)、およびラウス肉腫ウイルス(RSV)。いくつかの更なるレトロウイルスベクターは、複数の遺伝子を組み込むことができる。例えば、特許文献11、特許文献12、特許文献13および特許文献14参照。
組成物
本発明の範囲内に、適切なキャリア、および先に記載される治療剤の1つまたは複数を含有する組成物がある。当該組成物は、医薬的に許容可能なキャリアを含有する医薬組成物であってよい。
用語「医薬組成物」は、活性剤の、キャリア(不活性または活性である)との組合せを指し、これにより組成物は、インビボまたはエクスビボの診断用途または治療用途に特に適したものとなる。医薬的に許容可能なキャリアの例として、所望される特定の剤型に適したあらゆる溶媒、希釈剤、または他の液状ビヒクル、分散助剤または懸濁助剤、表面活性剤、等張剤、増粘剤または乳化剤、防腐剤、固体結合剤、および潤滑剤等が挙げられる。非特許文献12。医薬的に許容可能なキャリアは、対象に投与された後、不所望の生理的作用を引き起こさない。医薬組成物中のキャリアはまた、活性成分と適合し、かつこれを安定化させることができるという点で「許容可能」でなければならない。1つまたは複数の可溶化剤が、活性化合物の送達用の医薬キャリアとして利用され得る。医薬的に許容可能なキャリアの例として、剤型として有用な組成物を達成するような、生体適合性のビヒクル、アジュバント、添加剤、および希釈剤が挙げられるが、これらに限定されない。他のキャリアの例として、コロイド状の酸化ケイ素、ステアリン酸マグネシウム、セルロース、ラウリル硫酸ナトリウム、およびD&C Yellow #10が挙げられる。
先に記載される組成物は、先に記載されるあらゆる形態で、レット症候群、または他のあらゆる自閉スペクトラム症もしくは症状(罹患細胞中のMECP2遺伝子の欠陥、例えば、本明細書中に記載される遺伝子中の1つまたは複数の突然変異によって特徴付けられ、かつ引き起こされる)を処置するのに用いられ得る。より概括的に、これは、PTP1Bの細胞間発現、もしくはPTP1Bの細胞内活性、または双方の増大と関連する自閉スペクトラム症が挙げられる神経疾患を処置するために用いられ得る。有効量とは、処置された対象に治療効果をもたらすのに必要とされる活性化合物/剤の量を指す。有効用量は、当業者によって認識されるように、処置される疾患のタイプ、投与経路、賦形剤の使用、および他の治療処置による共使用の可能性に応じて変化することとなる。
本発明の医薬組成物は、非経口的に、経口的に、経鼻的に、経直腸的に、局所的に、または経頬的に投与されてよい。本明細書中で用いられる用語「非経口的」は、皮下、皮内、静脈内、筋肉内、関節内、動脈内、滑液嚢内、胸骨内、髄腔内、病巣内、または頭蓋内注射、および適切なあらゆる注入技術を指す。滅菌注射可能な組成物は、非毒性の、非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の溶液または懸濁液であってよい。そのような溶液として、1,3−ブタンジオール、マンニトール、水、リンガー溶液、および生理食塩水が挙げられるが、これらに限定されない。経口投与用の組成物として、カプセル、タブレット、エマルジョン、ならびに水性の懸濁液、分散系、および溶液が挙げられる、経口的に許容可能なあらゆる剤型があり得る。
「対象」は、ヒト、およびヒト以外の動物を指す。ヒト以外の動物の例として、哺乳類、例えばヒト以外の霊長類(特により高等な霊長類)、イヌ、齧歯類(例えば、マウスまたはラット)、モルモット、およびネコが挙げられる。好ましい実施形態において、対象はヒトである。別の実施形態において、対象は、実験動物、または疾患モデル(例えばレット症候群のマウスモデル)として適切な動物である。処置されることになる対象は、障害の標準的な診断技術によって同定され得る。
用語「処置する」または「処置」は、互換的に用いられ、治療処置および防御もしくは予防措置の双方を指す;目的は、標的病状または標的障害を予防または減速(軽減)することである。特に、障害、障害の徴候、障害の二次的な疾患状態、または障害になりやすい素因を治療し、軽減し、和らげ、治し、開始を遅延させ、予防し、または改善する目的を持った、障害(例えばレット症候群)に罹っている対象への化合物または剤の投与を指す。
「有効量」または「治療的に有効な量」は、処置される対象において医学的に所望される結果をもたらすことができる化合物または剤の量を指す。処置方法は、インビボまたはエクスビボで、単独で、または他の薬物もしくは療法と共に実行され得る。治療的に有効な量は、1回または複数回の投与、塗布、または投薬で投与され得、特定の製剤または投与経路に限定されることは意図されない。必要とされる正確な量は、対象の種、齢、および一般的な症状、ならびに特定の治療剤等に応じて、対象ごとに変動することとなる。
本発明の化合物は好ましくは、投与の簡略化および投薬の均一性のために、投薬単位形態に製剤化される。本明細書中で用いられる表現「投薬単位形態」は、処置されることになる患者にとって適切な治療剤の、物理的に別個の単位を指す。しかしながら、本発明の化合物および組成物の毎日の使用総量は、適切な医学的判断の範囲内で、主治医によって決定されることとなることが理解され得る。あらゆる特定の患者または生物にとっての具体的な治療的に有効な用量レベルは、処置されることになる障害、および障害の重篤度;使用される特定の化合物の活性;使用される特定の組成;患者の齢、体重、健康状態、性別、および食事;使用される特定の化合物の投与時間、投与経路、および排泄速度;処置の期間;使用される特定の化合物と併用され、または同時的に用いられる薬物;ならびに医学技術分野において周知の因子が挙げられる種々の因子によって決まることとなる。
治療剤は、インビボまたはエクスビボで、単独で投与されてもよいし、他の薬物または療法と併せて共投与されてもよい(すなわち、カクテル療法)。本明細書中で用いられる用語「共投与」または「共投与される」は、対象への、少なくとも2つの剤または療法の投与(実施)を指す。他の実施形態において、第1の剤/療法は、第2の剤/療法の前に投与(実施)される。当業者であれば、用いられる種々の剤/療法の配合および/または投与(実施)経路が変動し得ることを理解する。
一実施形態において、PTP1Bの第1の小分子阻害剤は、第1の小分子阻害剤と異なる作用機序を有するPTP1Bの第2の小分子阻害剤と共投与される。例えば、CPT157333ならびにその誘導体および類似体は、PTP1Bの競合阻害剤であり、UA0713および他のトリテルペン阻害剤は、PTP1Bの非競合阻害剤である。ゆえに、一実施形態において、PTP1Bの小分子競合阻害剤は、PTP1Bの小分子非競合阻害剤と共投与される。
インビボアプローチにおいて、化合物または剤が対象に投与される。通常、化合物は、医薬的に許容可能なキャリア(例えば、限定されないが、生理食塩水)中に懸濁されて、経口的に、もしくは静注によって投与され、注射され、または皮下に、筋肉内に、髄腔内に、腹膜内に、もしくは鼻腔内に注入される。必要とされる投薬量は、投与経路の選択;製剤の性質;患者の疾病の性質;対象のサイズ、体重、表面積、齢、および性別;投与されることになる他の薬物;ならびに主治医の判断によって決まる。適切な投薬量は、0.01〜100mg/kgの範囲内である。必要とされる投薬量の変動は、利用可能な種々の化合物、および種々の投与経路の様々な効率を考慮して予想されることになる。例えば、経口投与は、i.v.注射による投与よりも高い投薬量を必要とすると予想され得る。これらの投薬量レベルの変動は、当該技術分野において十分理解されるように、最適化のための標準的な経験的ルーチンを用いて調整され得る。適切な送達ビヒクル(例えば、ポリマー微粒子または注入可能なデバイス)中への化合物の封入は、特に経口送達について、送達の効率を高め得る。
本発明はまた、MECP2遺伝子中の突然変異によって特徴付けられる神経障害の処置に用いる、PTP1Bの阻害剤を含む組成物を提供する。一実施形態において、障害は、MECP2遺伝子突然変異と関連する自閉スペクトラム症、例えばレット症候群である。PTP1Bの阻害剤として、先に記載される阻害剤、例えばCPT157633およびその誘導体または類似体が挙げられる。
コンパニオン診断アッセイ
本発明の方法はさらに、対象がMECP2遺伝子中に突然変異を有するかを試験する診断アッセイを含んでよい。そのようなアッセイは、病変組織または他の患者サンプル中の遺伝子またはタンパク質の発現レベルに関する、診断上も治療的にも重要な情報を提供し、コンパニオン診断アッセイとしても知られている。例えば、特許文献15、特許文献16、および関連する非特許文献13参照。
タンパク質MECP2は、多量に発現されるDNA結合タンパク質であり、核中に位置決めされ、そして5−メチルシトシン(5−mC)リッチヘテロクロマチンを伴う。その486個のアミノ酸(aa)は、2つの既知の機能的ドメイン:84位のaaメチル−CpG−結合ドメイン(MBD)および104位のaa転写抑制ドメイン(TRD)を含有する。MBDは、対称的にメチル化されたCpGジヌクレオチドに結合する;TRDは、抑制補体Sin3Aと相互作用して、一緒に、ヒストンデアセチラーゼを動員する。コアヒストンH3およびH4の、結果として生じた脱アセチル化は、クロマチンを圧縮して、転写機構へのアクセスを不可能にする。DNAメチル化依存的な抑制は、X染色体不活化およびゲノムインプリンティングにとって重要である。MECP2は、全ての組織において発現されており、包括的な転写リプレッサとして作用すると考えられている。MECP2は、神経細胞の正常な機能に必須であり、特に、成熟した神経細胞にとって重要であり、高いレベルで存在する。MECP2遺伝子は、X染色体の長(q)腕上のバンド28(「Xq28」)中に位置決めされ、塩基対152,808,110から塩基対152,878,611である。例えば、特許文献17および特許文献18参照。
現在のところ、レット症候群のほぼ全ての症例は、MECP2遺伝子中の突然変異によって引き起こされている。例えば、非特許文献7、非特許文献14、非特許文献15、非特許文献16および非特許文献17参照。MECP2遺伝子は、レット症候群の個体において適切に機能しないので、不十分な量の、または構造的に異常な形態のタンパク質が産生されて、他の遺伝子が異常に発現される虞がある。したがって、本明細書中に記載されるコンパニオン診断アッセイは、レット症候群のステージまたは程度を診断し、かつ患者が最も応答しそうである治療剤を判定するように設計されてよい。より詳細には、そのようなアッセイの結果が用いられて、組織サンプルが収集かつ保存された患者または対象の特異的な組織サンプル内のMECP2遺伝子またはタンパク質の正確な発現レベルの相関を示すことができる。これにより、障害に関する診断情報が提供されるだけでなく、医師または他の医療の専門家が、患者にとって適切な療法を判定することも可能になる。
MECP2遺伝子中の種々の突然変異が同定されてきた。したがって、当業者は、当該技術分野において周知である標準的な臨床診断法を用いて、対象がこれらの突然変異の1つまたは複数を有するかを試験することができる。典型的には、これらの方法は、対象から、限定されないが、組織サンプル、生検、流体サンプル(例えば、血液、尿、唾液、および脳脊髄液)その他であってよいサンプルを得てから、このサンプルを診断手順にかけることを含む。サンプルを分析するための、実務者が利用可能である多くの周知の方法論として、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応ベースの方法が挙げられる種々の核酸検出法および増幅法、ならびに、抗体ベースの検出法が挙げられる種々のタンパク質検出法がある。他の例において、非侵襲性診断に撮像技術を用いることが可能であり得る。MECP2突然変異に加えて、いくつかの他の遺伝子(例えば、CDKL5遺伝子およびFOXG1遺伝子)中の突然変異もまた、レット症候群に寄与する。例えば、非特許文献3参照。したがって、本発明のコンパニオン診断アッセイは、場合によっては、これらの遺伝子の1つまたは複数を試験することを含んでよい。
一態様において、本発明のコンパニオン診断アッセイは、対象がレット症候群に罹っているか、レット症候群の傾向があるかを判定するための質的情報および量的情報を提供する。レット症候群に罹っている、またはその傾向がある対象は、対象由来の試験サンプル中の、先に記載されるMECP2遺伝子、またはその発現産物(RNAまたはポリペプチド)の発現レベル、パターン、またはプロファイルに基づいて判定され得る。言い換えると、産物は、障害の有無を示すマーカーとして用いられ得る。本発明のコンパニオンアッセイの診断および予後の態様として、産物の発現レベルを評価する方法が挙げられる。本方法およびキットにより、レット症候群を検出することができる。例えば、サンプル中の正常な野生型MECP2遺伝子の発現の欠如は、障害の存在または障害の高いリスクを示す。逆に、正常な発現レベルは、障害の欠如を示す。
先に記載される方法およびマーカーは、レット症候群を発症している対象のリスクを評価するのに用いられてよい。特に、本発明のコンパニオン診断アッセイは、早期検出の決定的な洞察を得るために、既にリスクがある高リスクコホートの対象に用いられてよい。
レット症候群と関連する、遺伝子産物レベルの変化は、疾患表現型の発症の前の、またはその早期ステージにある対象の細胞中に検出され得る。したがって、本発明の処置方法はまた、レット症候群の発症のリスクに曝されている対象をスクリーニングすることを含み、これは、適切な試験サンプル中のMECP2遺伝子発現または遺伝的突然変異のレベル、そして場合によっては他のマーカーの1つまたは複数のレベルを評価することを含む。したがって、コントロールサンプル中の遺伝子産物または遺伝子産物の組合せのレベルと比較した、生体サンプル中の対応する遺伝子産物のレベルの差異または変化は、レット症候群の発症のリスクに曝されている対象を示す。そのようなスクリーニングに用いられる生体サンプルとして、正常である対象、または障害があると疑われる対象の血液由来の細胞集団が挙げられ得る。レット症候群と関連する1つもしくは複数の遺伝子産物のレベルに変化がある対象、またはMECP2遺伝子中に1つまたは複数の突然変異を有する対象は、更なる監視および試験の候補である。そのような更なる試験は、当該技術分野の範囲内の技術を用いた組織学的調査、神経学的調査、または行動に関する調査を含んでよい。
コンパニオン診断アッセイの精度を高めるために、対象または患者はさらに、関連する身体的状況および神経学的状況に基づいて、評価されてよい。例えば、患者の初期の成長および発症中の徴候を観察し、かつ患者の身体的状況および神経学的状況の継続的評価を行うことによって、レット症候群を臨床的に診断することができる。そのために、小児神経科医、臨床遺伝医、または発達小児科医に意見を求めることで、レット症候群の臨床診断を確かめることができる。医師は、臨床基準の3つのタイプ:当該技術分野において知られているメイン、サポーティブ、およびエクスクルージョンに分けられる、高度に特異的なガイドラインセットを用いることができる。例えば、非特許文献1および非特許文献3参照。
レット症候群は、患者の齢および徴候に基づいて、4つのステージにカテゴリ化されてきた。前掲。ステージII(齢1〜4)、III(齢2〜10)、およびIV(齢11以上)の患者は、レット症候群に特有の特定の身体的状況および神経学的状況を示す一方、ステージI(典型的には生後6から18月齢)の患者の徴候は、漠然としていることがあり、多くの場合見落される。前掲。したがって、先に記載されるコンパニオン診断アッセイは、これらのステージIの若い患者にとって特に所望される。
先に言及されるように、レット症候群およびMECP2遺伝子突然変異は、より厳しい影響を男児に及ぼす。というのも、男児は、1つのX染色体しか有しておらず、欠陥があると出生直後に死亡するからである。したがって、本発明のコンパニオン診断アッセイは、レット症候群に罹っていることが疑われる男性において、かなり初期に実行されるべきである。例えば、出生前診断または出生前スクリーニングが、出生前の男性胎児または胚に実行されてよい。一般的な試験手順として、羊水穿刺、項部透過性超音波が挙げられる超音波検査、血清マーカー試験、または遺伝的スクリーニングが挙げられる。前掲。
「診断」または「評価」によって言及されるのは、レット症候群の診断、レット症候群のステージの診断、レット症候群のタイプもしくは分類の診断、レット症候群の再発の診断もしくは検出、レット症候群の退行の診断もしくは検出、レット症候群の予後、または処置された対象の、療法に対する奏効の評価である。通常、疾患または障害の診断は、疾患を示す1つまたは複数の因子および/または徴候の評価に基づく。すなわち、診断は、疾患または症状の存在または不在を示す因子の存在、不在、または量に基づいてなされ得る。特定の疾患の診断のための指標であると考えられる各因子または各徴候は、特定の疾患に排他的に関係している必要はない;すなわち、診断的な因子または徴候から推測され得る識別診断であってよい。同様に、特定の疾患を示す因子または徴候が、特定の疾患に罹っていない個体に存在する例があり得る。診断法は、独立して用いられてもよいし、特定の疾患または障害、例えば、レット症候群のための、医療技術において知られている他の診断法および/またはステージング法と併用されてもよい。
システムおよびキット
本発明の一部の実施形態において、先に記載される治療法は、個体が、自閉スペクトラム症、例えばレット症候群と相関することが知られている突然変異遺伝子のキャリアであるかを判定する、遺伝的試験またはゲノム試験と併用されてよい。疾患または障害に対する対象の傾向、および療法に対する感受性を発見し、かつそれに応じて対象を処置するような個別化医療アプローチが用いられ得る。
したがって、本発明の別の態様は、自閉スペクトラム症、例えばレット症候群を診断するための、先に記載される治療剤のいずれか(またはそれらの組合せ)の有効量を含有するシステム、およびキットを提供する。当該キットは、核酸含有サンプルを収集するためのコンテナ、例えば血液を収集するためのチューブを含んでよい。本発明に従うキットは、核酸増幅法、コピー法、プライマー伸長法、検出法、同定法、および/または定量化法が挙げられる診断を実行するための試薬を含有することを含んでよい。そのために、本明細書中に開示される方法のための反応構成要素の1つまたは複数が、標的核酸の検出に用いられるキットの形態で供給されてよい。そのようなキットにおいて、1つまたは複数の反応構成要素の適切な量が、1つまたは複数のコンテナ中に提供され、または担体上に(例えば、静電的相互作用または共有結合によって)保持される。
本明細書中に記載されるキットは好ましくは、MECP2遺伝子のコード領域およびエキソン/イントロン境界の1つまたは複数のPCRベースの配列決定のための試薬を含む。当該キットは、先に記載されるMECP2遺伝子ゲノムDNAまたはRNAに特異的なプライマーの1つまたは複数を含んでよい。キットは、1つまたは複数のプライマーを含有する1つまたは複数のコンテナを含んでよい。キットは、単一のコンテナ中の単一のプライマー、同じプライマーを含有する複数のコンテナ、本発明の2つ以上の異なるプライマーを含有する単一のコンテナ、または異なるプライマーを含有する、もしくは2つ以上のプライマーの混合物を含有する複数のコンテナを含有してよい。プライマーおよびコンテナのあらゆる組合せおよび順列が、本発明のキットによって包含される。
キットはまた、先に記載される方法を実行するための付加的な材料を含有してもよい。ゆえに、キットは、本発明のプライマーを用いてPCR反応を実行するための試薬の一部または全てを含有してよい。キットの構成要素の一部または全ては、本発明のプライマーを含有するコンテナとは別のコンテナ中に提供されてよい。キットの付加的な構成要素の例として、1つまたは複数の異なるポリメラーゼ、コントロール核酸に、または標的核酸に特異的である1つまたは複数のプライマー、コントロール核酸に、または標的核酸に特異的である1つまたは複数のプローブ、重合反応用のバッファ(1×または濃縮形態)、重合産物を検出する1つまたは複数の色素または蛍光分子が挙げられるが、これらに限定されない。キットはまた、以下の構成要素の1つまたは複数を含んでもよい:支持体、ターミネーティング試薬、修飾試薬、または消化試薬、オスモライト、および検出プローブを検出するための装置。
増幅プロセスおよび/または検出プロセスに用いられる反応構成要素は、種々の形態で提供されてよい。例えば、構成要素(例えば、酵素、ヌクレオチド三リン酸、プローブ、および/またはプライマー)は、水溶液中に懸濁されてもよいし、フリーズドライもしくは凍結乾燥された粉末、ペレット、またはビーズとされてもよい。後者の場合、構成要素は、再構成される場合、アッセイに用いられる構成要素の完全な混合物を形成する。
キットまたはシステムは、少なくとも1つのアッセイに十分な量で、本明細書中に記載される構成要素のあらゆる組合せを含有してよく、そしてさらに、構成要素に用いられる、有形の形式で記録された説明を含んでよい。一部の用途において、1つまたは複数の反応構成要素が、個々の、典型的には使い捨て可能な、チューブまたは等価のコンテナ中に、予め測定された単回使用量で提供されてよい。そのような構成により、標的核酸の存在が試験されることになるサンプルは、個々のチューブに加えられて、増幅が直接実行され得る。キット内に供給される構成要素の量は、適切なあらゆる量であってよく、そして製品が向けられるターゲット市場によって決まってよい。適切な量を決定するための一般的なガイドラインは、例えば、非特許文献18および非特許文献19において見出され得る。
本発明のシステムまたはキットは、本発明の方法を実行するのに有用である付加的な試薬または物質をいくつ含んでもよい。そのような物質として、以下が挙げられるが、これらに限定されない:細胞を単離するための試薬(バッファを含む)、細胞溶解用試薬、二価カチオンキレート化剤、または不所望のヌクレアーゼを阻害する他の剤、プライマー、ポリメラーゼ、および他の反応構成要素が適切に機能することを確認するのに用いられるコントロールDNA/RNA、RNA単離試薬(バッファを含む)、増幅反応試薬(バッファを含む)、ならびに洗浄液。本発明のキットは、あらゆる温度にて提供され得る。例えば、タンパク質構成要素またはその複合体を液体中に含有するキットの貯蔵について、0℃未満、好ましくは−20℃以下で、またはそれ以外では凍結状態で提供かつ維持されることが好ましい。
構成要素が供給されるコンテナは、供給された形態を保持することができるあらゆる従来型のコンテナであってよく、例えば、マイクロフュージチューブ、アンプル、ボトル、または一体化された試験装置、例えば流体機器、カートリッジ、ラテラルフロー、もしくは他の類似の装置である。キットは、標的核酸の増幅または検出に用いられる標識核酸プローブまたは非標識核酸プローブを含んでよい。一部の実施形態において、キットはさらに、本明細書中に記載されるあらゆる方法、例えば、核酸の抽出および/または精製のない粗マトリックスを用いる方法に構成要素を用いるための説明を含んでよい。
キットまたはシステムはまた、コンテナまたはコンテナの組合せを保持するためのパッケージング材を含んでもよい。そのようなキットおよびシステムのための典型的なパッケージング材として、反応構成要素または検出プローブを、種々のあらゆる構成(例えば、バイアル、マイクロタイタープレートウェル、およびマイクロアレイ等)で保持する固体マトリックス(例えば、ガラス、プラスチック、紙、ホイル、および微粒子等)が挙げられる。
コンパニオン診断テストの使用に関する説明は、本発明の化合物、組成物、またはキットと共にパッケージされる文書資料上に提供されてよい。文書資料は、例えば、ラベルであってよい。文書資料は、レット症候群または本発明の治療化合物に関連した条件または遺伝的特徴を示してよい。説明は、対象および担当医師に、療法の実施から最適な臨床結果を達成するための最良のガイダンスを提供する。例えば、本発明のシステムは、キット構成要素を含有することに加えて、アッセイを行うための機器、例えば、標識プローブのシグナルを検出するためのルミノメータ、および/または捕捉プローブにハイブリダイズされた核酸を分離するための磁気装置をさらに含んでよい。
本発明のキットまたはシステムの使用を詳述する説明、例えば文書による指示またはビデオ録画された実演が、場合によっては、キットまたはシステムに提供される。更なる態様において、本発明は、本明細書中のあらゆる組成物もしくはキットの使用、本明細書中のあらゆる方法もしくはアッセイの実行、および/または本明細書中のあらゆるアッセイもしくは方法を実行するためのあらゆる装置もしくはキットの使用を提供する。
場合によっては、本発明のキットまたはシステムはさらに、データの生成、分析、および/または記憶を迅速化し、かつデータベースへのアクセスを促進するソフトウェアを含む。キットは、処置されることになる対象の生理的状況のデータ分析用のソフトウェアパッケージを含んでよく、これは、関連する試験プロファイルとの比較のための参照プロファイルを含んでよい。ソフトウェアは、論理命令、命令セット、または、データの収集、記憶および/もしくは分析に用いられ得る適切なコンピュータープログラムを含む。データの比較分析および関係分析が、提供されるソフトウェアを用いて可能である。
そのようなキットはまた、情報、例えば科学文献の参照、添付文書、臨床試験結果、および/またはこれらの要約等を含んでもよく、これらは、組成物の活性および/もしくは利点を示す、もしくは確立する、かつ/または投薬、投与、副作用、薬物相互作用、もしくは健康治療プロバイダに有用な他の情報を記載する。そのような情報は、種々の研究、例えば、インビボモデルを含む実験動物を用いた研究、およびヒト臨床試験に基づく研究の結果に基づいてよい。本明細書中に記載されるキットは、医師、看護師、薬剤師、および処方職員等が挙げられる健康プロバイダに提供、販売、かつ/または販売促進されてよい。キットはまた、一部の実施形態において、消費者に直接販売されてもよい。
更なる定義
「核酸」は、DNA分子(例えば、cDNAまたはゲノムDNA)、RNA分子(例えば、mRNAまたはcRNA)、またはDNA類似体もしくはRNA類似体を指す。DNA類似体またはRNA類似体は、ヌクレオチド類似体から合成され得る。核酸分子は一本鎖であっても二本鎖であってもよい。
本明細書中で用いられる用語「標的核酸」または「標的配列」は、標的核酸配列を含有する核酸を指す。標的核酸は、一本鎖であっても二本鎖であってもよく、多くの場合、DNA、RNA、DNAもしくはRNAの誘導体、またはそれらの組合せである。「標的核酸配列」、「標的配列」、または「標的領域」は、一本鎖核酸の配列の全てまたは一部を含む特異的な配列を意味する。標的配列は、核酸鋳型内にあってよく、これは、一本鎖核酸または二本鎖核酸のあらゆる形態であってよい。
本明細書中で用いられる用語「増幅」およびその変形は、ポリヌクレオチドの少なくとも一部分の複数のコピーまたは相補体を生産するあらゆるプロセスを含み、前記ポリヌクレオチドは典型的に、鋳型と呼ばれる。鋳型ポリヌクレオチドは、一本鎖であっても二本鎖であってもよい。鋳型は、精製または単離された核酸であってもよいし、精製も単離もされていなくてもよい。所与の鋳型の増幅により、ポリヌクレオチド増幅産物の集団が生じ得、これは一括して「アンプリコン」と呼ばれる。アンプリコンのポリヌクレオチドは、一本鎖であっても二本鎖であってもよいし、双方の混合物であってもよい。典型的には、鋳型は、標的配列を含むこととなり、結果として生じたアンプリコンは、標的配列と実質的に同一であり、または実質的に相補的である配列を有するポリヌクレオチドを含むこととなる。一部の実施形態において、特定のアンプリコンのポリヌクレオチドは、互いに実質的に同一であり、または実質的に相補的である;これに対して、一部の実施形態において、所与のアンプリコン内のポリヌクレオチドは、互いに異なるヌクレオチド配列を有してもよい。増幅は、直線的に、または指数関数的に進み得、繰り返される連続的な所与の鋳型の複製を伴って、2つ以上の増幅産物を形成することができる。一部の典型的な増幅反応は、鋳型ベースの核酸合成の連続的に繰り返されるサイクルを伴って、鋳型の少なくとも一部のヌクレオチド配列を含有し、かつ鋳型との少なくともある程度のヌクレオチド配列同一性(または相補性)を共有する複数の娘ポリヌクレオチドを形成する。一部の実施形態において、核酸合成のそれぞれの例(増幅の「サイクル」と呼ばれ得る)は、フリーな3’末端を(例えば、dsDNAの一方の鎖にニックを入れることによって)生じさせることによって、プライマーおよびプライマー伸長工程を生じさせることを含む;場合によっては、鋳型が部分的にまたは完全に変性する付加的な変性工程が含まれてもよい。一部の実施形態において、増幅の1ラウンドは、所与の繰返し数の増幅の単回サイクルを含む。例えば、増幅の1ラウンドは、特定のサイクルの5、10、15、20、25、30、35、40、50、またはそれ以上の繰返しを含んでよい。例示的な一実施形態において、増幅は、特定のポリヌクレオチド鋳型が核酸合成の2つの連続サイクルにかけられるあらゆる反応を含む。合成は、鋳型依存的な核酸合成を含み得る。
用語「プライマー」または「プライマーオリゴヌクレオチド」は、核酸合成用の鋳型核酸の組成に従って、鋳型核酸にハイブリダイズし、かつ伸長ヌクレオチドを組み込むための開始点として作用することができる核酸またはオリゴヌクレオチドの鎖を指す。「伸長ヌクレオチド」は、増幅中に伸長産物中に組み込まれ得るあらゆるヌクレオチド(例えば、dNTP)を、すなわち、DNA、RNA、またはDNA、RNAの誘導体を指し、これらは標識を含んでもよい。
本明細書中で用いられる用語「オリゴヌクレオチド」は、短いポリヌクレオチド、典型的には300ヌクレオチド長以下(例えば、5から150ヌクレオチド長の範囲、好ましくは10から100ヌクレオチド長の範囲、より好ましくは15から50ヌクレオチド長の範囲)を指す。しかしながら、本明細書中で用いられる用語は、より長い、またはより短いポリヌクレオチド鎖を包含することも意図される。「オリゴヌクレオチド」は、他のポリヌクレオチドにハイブリダイズし得るので、ポリヌクレオチドの検出用のプローブ、またはポリヌクレオチド鎖の伸長用のプライマーとして機能し得る。
本明細書中で用いられる用語「プローブ」は、1つまたは複数のタイプの化学結合によって、通常、相補的な塩基対形成によって、通常、水素結合形成によって、相補的な配列の標的核酸に結合することができるオリゴヌクレオチドを指す。プローブは、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに応じて、プローブ配列との完全な相補性を欠く標的配列と結合し得る。標的配列と、本明細書中に記載される一本鎖核酸とのハイブリダイゼーションに干渉することとなる塩基対ミスマッチはいくつ存在してもよい。しかしながら、最も低いストリンジェントのハイブリダイゼーション条件下ですらハイブリダイゼーションが起こり得ないほど突然変異数が多ければ、配列は、相補的な標的配列でない。プローブは、一本鎖であってもよいし、部分的に一本鎖であり、かつ部分的に二本鎖であってもよい。プローブの鎖の状態は、標的配列の構造、組成、および特性によって決定される。プローブは、直接的に標識されてもよいし、ストレプトアビジン複合体が後に結合し得るビオチン等の標識で間接的に標識されてもよい。
「標識」または「レポーター分子」は、核酸(単一のヌクレオチドが挙げられる)、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、またはタンパク質リガンド、例えば、アミノ酸もしくは抗体を標識するのに有用な化学的部分または生化学的部分である。例として、蛍光剤、化学発光剤、発色剤、クエンチング剤、放射性ヌクレオチド、酵素、基質、補因子、阻害剤、磁性粒子、および当該技術分野において知られている他の部分が挙げられる。標識またはレポーター分子は、測定可能なシグナルを発生させることができ、オリゴヌクレオチドもしくはヌクレオチド(例えば非天然ヌクレオチド)、またはリガンドに共有結合的に結合してもよいし、非共有結合的に結合してもよい。
核酸に言及するために本明細書中で用いられる「相補体」または「相補的な」は、核酸分子のヌクレオチド間またはヌクレオチド類似体間のワトソン−クリック塩基対形成(例えば、A−T/UおよびC−G)を意味してもよいし、フーグスティーン塩基対形成を意味してもよい。完全な相補体または完全に相補的な、は、核酸分子のヌクレオチド間またはヌクレオチド類似体間の100%相補的な塩基対形成を意味してよい。
「ハイブリダイゼーション」もしくは「ハイブリダイズする」、または「アニールする」は、特定のハイブリダイゼーション条件(例えば、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件)下で、完全に、または部分的に相補的な核酸鎖同士が、パラレルな、または好ましくはアンチパラレルな配向で一体となって、2つの構成鎖が水素結合によって結合されている安定した二本鎖構造または二本鎖領域(時折「ハイブリッド」とも呼ばれる)を形成する能力を指す。典型的には、アデニンとチミンまたはウラシルと(AとTまたはUと)の間で、またはシトシンとグアニンと(CとGと)の間で水素結合が形成されるが、他の塩基対が形成されてもよい(例えば、非特許文献20)。
用語「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」または「ストリンジェントな条件」は、プローブまたはオリゴマーが、その意図される標的核酸配列に特異的にハイブリダイズし、かつ別の配列には特異的にハイブリダイズしない条件を意味する。ストリンジェントな条件は、周知の因子、例えば、GC含量および配列の長さに応じて変化し得、そして、分子生物学の当業者に周知の標準的な方法を用いて予測、または実験に基づいて決定され得る(例えば、非特許文献21)。
「ストリンジェントな条件」または「高ストリンジェンシー条件」は典型的には:(1)洗浄に低いイオン強度および高温、例えば、0.015M塩化ナトリウム/0.0015Mクエン酸ナトリウム/0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを50℃にて使用し;(2)ハイブリダイゼーション中に、変性剤、例えばホルムアミド、例えば50%(v/v)ホルムアミド(0.1%ウシ血清アルブミン/0.1%フィコール/0.1%ポリビニルピロリドン/50mMリン酸ナトリウムバッファ、pH6.5による)を、750mM塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウムと42℃にて使用し;または(3)50%ホルムアミド、5×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム、0.75M NaCl、0.075Mクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハート溶液、超音波破壊されたサケ精子DNA(50μg/ml)、0.1%SDS、および10%デキストラン硫酸を42℃にて使用して、42℃での0.2×SSC中および55℃での50%ホルムアミド中の洗浄の後に、55℃での、EDTAを含有する0.1×SSCからなる高ストリンジェンシー洗浄が続く。
「適度にストリンジェントな条件」は、従来通りに同定され得、先に記載されるストリンジェント条件未満の洗浄溶液条件およびハイブリダイゼーション条件(例えば、温度、イオン強度、およびSDS%)の使用を含み得る。適度にストリンジェントな条件の例が、20%ホルムアミド、5×SSC(150mM NaCl、15mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハート溶液、10%デキストラン硫酸、および20mg/ml剪断変性サケ精子DNAを含む溶液中の37℃での一晩のインキュベーションの後に、約37〜50℃での1×SSC中のフィルタ洗浄が続くものである。当業者であれば、温度、イオン強度その他を、必要に応じて、因子、例えばプローブ長に適合するように、メーカーの説明(例えば、Illuminaシステムの説明参照)を用いて調整する方法を理解し得る。
用語「サンプル」は、生物(例えば患者)から、または生物の構成要素(例えば細胞)から得られるサンプルを指す。サンプルは、あらゆる生物学的組織、細胞、または流体のものであってよい。サンプルは、対象、例えばヒト患者または獣医学的対象に由来するサンプルである「臨床サンプル」であってよい。そのようなサンプルとして、唾液、痰、血液、血球(例えば白血球)、羊水、血漿、精液、骨髄、ならびに、組織サンプルもしくは細針生検サンプル、尿、腹水、および胸水、またはそれら由来の細胞が挙げられるが、これらに限定されない。生体サンプルとして、組織の切片、例えば、組織学的目的で採られた凍結切片もまた挙げられ得る。生体サンプルは、「患者サンプル」と呼ぶこともできる。生体サンプルとして、実質的に精製され、または単離された核酸、タンパク質、膜調製物、または細胞培養体もまた挙げられ得る。
用語「判定」、「測定」、「評価」、「試験」、および「アッセイ」は、互換的に用いられ、定量的測定および定性的測定の双方を含み、そして特性、形質、または特徴が存在するか否かを判定することを含む。評価は、相対的であっても絶対的であってもよい。標的の存在を評価することは、存在する標的の量を判定すること、および存在するか不在であるかを判定することを含む。
本明細書中に開示されるように、いくつかの範囲の値が提供される。文脈上明らかに他の値に規定すべき場合を除いて、その範囲の上限と下限との間に介在する値はそれぞれ、下限の10分の1単位までも具体的に開示されていると理解される。示される範囲において示されるあらゆる値または介在する値と、当該示される範囲において示される他のあらゆる値または介在する値との間のより小さな範囲はそれぞれ、本発明の範囲内に包含される。これらのより小さな範囲の上限および下限は、独立して、当該範囲において含まれてもよいし、除外されてもよく、そして、より小さな範囲に上限および下限のいずれかが含まれる、いずれも含まれない、または双方が含まれる範囲もまたそれぞれ、当該示される範囲において具体的に除外されるあらゆる上限および下限に基づいて、本発明の範囲内に包含される。示される範囲は、上限および下限の一方または双方を含む場合、当該含まれる上限および下限のいずれか一方または双方を除外する範囲もまた、本発明に含まれる。
用語「約」は概して、示された数のプラスマイナス10%を指す。例えば、「約10%」は、9%から11%の範囲を示してよく、「約1」は、0.9から1.1を意味してよい。「約」の他の意味は、文脈から明らかとなり得、例えば四捨五入であれば、例えば「約1」は、0.5から1.4までを意味してもよい。
実施例1
以下の材料および方法を、以降の実施例において用いた。
マウス。全ての動物実験を、CSHLのInstitutional Animal Care and Use Committeeによって承認されたプロトコルを用いて行った。Jackson Labs(003890)から購入したB6.129−MeCP2tm1.1Bird/Jマウスを本研究に用いた。CBA/CaJマウスを仔運びアッセイ(pup retrieval assays)に用いた。
薬物投与。CPT157633(CEPTYR Inc、Bothell、WA)およびUA0713(TCRS LLC、Bristol、PA)を滅菌生理食塩水溶液中に溶解して、腹膜内にまたは皮下に投与した。CPT157633を、毎日5mg/体重kgの単回用量で与え、UA0713を、1日おきに5mg/kgの用量で与えた。WTおよびMecp2-/yの雄マウスで、化合物投与をP2にて開始し、そしてWTおよびMecp2-/+の雌マウスで、化合物投与を10週齢で開始した。
抗体および試薬。特に明記しない限り、全ての試薬をSigma−Aldrichから購入した。研究に用いた抗体は、以下に対するものであった:PTP1B(Cat#04−1140、EP1841Y(クローン)、Millipore)、4G10(Cat#05−321、4G10(クローン)、Upstate Biotechnology)、pY1162/1163−IRβ(Cat#700393、97H9L7(クローン)、Invitrogen)、IR−B(Cat#sc−711、C711(クローン)、Santa Cruz biotechnology)、flag(Cat#F3040、M1(クローン))およびActin(Cat#A2228、AC−74(クローン)(Sigma)、IRS1(Cat#2382、59G8(クローン))、pT308AKT(Cat#13038、D25E6(クローン))、pS473AKT(Cat#4051、587F11(クローン))、AKT(Cat#4691、C67E7(クローン))、pTFOXO1(Cat#2599、4G6(クローン))、FOXO1(Cat#2880、C29H4(クローン))、p−GSK3B(Cat#8452、D1G2(クローン))、GSK3B(Cat#12456、D5C5Z(クローン))、pY705/706TRKB(Cat#4621、C50F3(クローン))、pY515TRKB(Cat#4619、C53G9(クローン))、TRKB(Cat#4603、80E3(クローン)、ならびにMECP2(Cat#3456、D4F3(クローン)(Cell signaling)。コントロールおよびレット患者由来の線維芽細胞を、Corriellレポジトリから得た。TRKAおよびTRKCの発現構築体を、Moses Chao博士(NYU Medical Center、NY)からいただいた。
代謝測定。glucometer(One−Touch Basic;Lifescan、CA)を用いて、尾部の血中グルコースを測定した。グルコース耐性試験(GTT)のために、マウスを10時間断食させてから、20%D−グルコース(2mg/体重g)を注射して、血中グルコースを、注射の直前に、そして注射後15、30、60、および120分にて監視した。インシュリン耐性試験(ITT)のために、4時間断食させた動物にインシュリン(0.75mU/g)を与え、血中グルコースを、注射の直前に、そして注射後30、60、および120分にて測定した。血清インシュリン、コレステロール、トリグリセリド(Stanbio Labs、TX)、BDNF(Abnova)、IGF1およびIGFBP(R&D Systems)を、酵素結合免疫吸着アッセイによって判定した。
ChIPおよび定量PCR。ChIPのために、WT雄マウス由来の3つのマウス脳全体を用いた。簡潔に、急速冷凍した脳をすり潰して、粉末に1%ホルムアルデヒドを加えた。固定を室温にて15分間続けて、0.125Mグリシン溶液で終わらせた。細胞を、ダウンス型ホモジェナイザ内でペレット化し、かつ均質化した。遠心分離後、細胞を、5mlの溶解バッファ(10mMトリスpH8.0、0.2%NP−40、10mM NaCl、コンプリートプロテアーゼ阻害剤(Roche))中に再懸濁した。溶解物を25ゲージニードルに通して塊を除去し、5mlの溶解バッファ中でさらに15分間インキュベートした。5分間の遠心分離(4,000×g)によって核を回収し、ペレットを2mlの核溶解バッファ(50mMトリス−HCl、10mM EDTA、1%ドデシル硫酸ナトリウム[SDS]、プロテアーゼ阻害剤)中に再懸濁した。核を室温にて5分間溶解させて、1mlのChIP希釈バッファ(20mMトリス(pH8.0)、150mM NaCl、2mM EDTA、1%トリトン、プロテアーゼ阻害剤)中に希釈した。クロマチンを超音波で破壊した(5分、デューティサイクル50、出力8)。超音波処理後、クロマチンを遠心分離によって除去し、protein A−Sepharose(Sata Cruz Biotechnology)で予め除去し、抗MeCP2抗体で一晩免疫沈降させた。抗体沈降物を1時間、protein A−Sepharoseに結合させて、1回(0.1%SDS、1%トリトンX−100、2mM EDTA、150mM NaCl、20mMトリス−HCl[pH8])、ChIP洗浄バッファIで3回(0.1%SDS、1%トリトンX−100、2mM EDTA、500mM NaCl、20mMトリス−HCl[pH8])、ChIP洗浄バッファIIIで1回(0.25M LiCl、1%NP−40、1%デオキシコレート、1mM EDTA、10mMトリス−HCl[pH8])、そしてトリス−EDTAで3回洗浄した。
DNA抗体沈降物を1%SDS、0.1M重炭酸ナトリウムで2回溶出し、架橋結合を65℃で6時間反転させた。DNAを、QIAGEN pcr精製キットで精製した。最終溶出液から、2μlをPCRに用いた。遺伝子発現研究のために、総RNAをWT雄マウスおよびMecp2−null雄マウスから抽出した。抽出したRNAを用いて、iScript cDNA合成キット(Bio−Rad、170−8890)によりcDNAを合成した。WTおよびMecp2−nullの脳サンプルから合成したcDNAを、Applied Biosystems 7900HT機器を使用する定量PCRに用いた。RTプロファイラPCRアレイ(Qiagen、Cat.No.330231−006ZAおよび330231−0030ZA)を用いて、インシュリンシグナリング経路およびグルコース代謝における遺伝子発現の変化を見た。
PTP1Bの基質としてのTrkBの同定。生理食塩水および/またはPTP1B阻害剤で処置したWT雌マウスおよびMecp2-/+雌マウスから得た脳溶解物(1mg/ml)を、1mMパーバナデートの存在下で、そして不在下で、ビーズに結合した、His−タグを付けた野生型PTP1BおよびD181A PTP1Bの融合タンパク質(10μg/μl)の20μlとインキュベートした。数回の洗浄後、複合体をイムノブロッティングによって分析した。
仔運びアッセイ(pup retrieval assays)。仔運びアッセイを、非特許文献22によって記載されるように実行した。
PTP1Bプロモータアッセイ。HEK293T細胞を、LipofectAMINE Reagent(Life Technologies,Inc.)を用いて、供給会社のプロトコルに従ってトランスフェクトした。典型的には、様々な長さのプロモータを含有する1μgのレポータープラスミドを、1μgの、トランスフェクション効率の内部コントロールとしてRenillaルシフェラーゼをコードするcDNAを含有する発現ベクター、pRL−Tk(Promega)と一緒に用いた。おおよそ1.0×105個の細胞を、24ウェルプレートにおいて、LipofectAMINE Reagent(Life Technologies,Inc.)による各トランスフェクションに用いた。ホタルルシフェラーゼの発現用の1μgのレポータープラスミドを用いた。ヒトMECP2−E1(0.1μg/ml)、MECP2−E2(0.1μg/ml)の発現プラスミド、または挿入なしのコントロールプラスミド(0.1μg/ml)を共トランスフェクションした。細胞を、DNA脂質複合体と24時間インキュベートして、リン酸緩衝食塩水で洗浄し、Dual−Luciferase Reporter Assay System(Promega)を用いてルシフェラーゼ活性をアッセイした。
足クラスピングアッセイ(paw-clasping assay)。足クラスピングアッセイのために、マウスを尾部によって吊り下げて、30秒間観察した。動物が足をつかんだ期間を用いて、パーセンテージ(足クラスピング(%)=足をつかんで過ごした時間(秒)/30(秒))×100)を算出した。齢がマッチしたマウス(Mecp2-/+ビヒクル、n=18;CPT157633処置、n=18)を用いた。エラーバーは、SEMを表す。統計的分析は、ペアt検定、P=0.001を用いて実行した。
ロータロッドパフォーマンス。角速度上昇ロータロッド系(Accuscan instruments)を12〜14週齢の雌マウスに用いた。速度が着実に上昇する(4〜6rpm)3つの90秒試験を行う試験装置に、WTマウスおよびMecp2-/+マウスの双方を順応させた。この順応の後、4回の試験を行った。これらの試験を翌日、順応期間なしで繰り返した。各試験について落下までの潜時を記録した。エラーバーは、SEMを表す。統計的分析は、ANOVA、P=0.01を用いて実行した。
NMR研究用のタンパク質の発現および精製。PTPT1B触媒ドメイン(残基1〜301;PTP1B1301)を、大腸菌(E.coli)中で発現させて、非特許文献23によって以前に記載されるように精製した。簡潔に、1g/L15N NH4Cl、100%D2O、および13C−D−グルコースまたは12C−D−グルコースの4g/Lを含有するM9最少培地中で増殖させた大腸菌培養体において、同位体標識PTP1B1301を発現させた。約0.6のOD600になるまで、培養体を激しい振盪(250rpm)下で37℃にて増殖させた。タンパク質の発現を、1mM IPTGの添加によって誘導して、培養体を18℃、250rpmにて約20時間、インキュベートした。タンパク質収率は、ルリアブロス中で約46mg/L、2H、15N M9培地中で約34mg/L、そして2H、15N、13C M9培地中で約17mg/Lであった。Ni2+親和性クロマトグラフィおよびサイズ排除クロマトグラフィ(SEC、Superdex 75 26/60)(50mM HEPES pH6.8、150mM NaCl、0.5mM TCEP(最終のNMRバッファとして))によって、PTP1B1301を精製した。
NMR分光法。TCI HCN Z−勾配クリオプローブを装備したBruker AvanceIIIHD 850MHz分光計上で、NMRデータを298Kにて収集した。2H、15N標識タンパク質または2H、15N、13C標識タンパク質を、50mM HEPES pH6.8、150mM NaCl、0.5mM TCEP、および90%H2O/10%D2O中0.2mMの最終濃度にて用いて、PTP1B1301のNMR測定値を記録した。以下の850MHz1Hのラーモア頻度での実験を用いて、CPT157633が結合した状態のPTP1B1301の配列特異的バックボーンアサインメントを達成した:2D[1H,15N]TROSY、3D TROSY−HNCA、および3D TROSY−HN(CO)CA。アサインメントおよび滴定スペクトルを、Topspin 3.1(Bruker、Billerica、MA)で処理し、データを、SPARKY(http://www.cgl.ucsf.edu/home/sparky/)を用いて評価した。
阻害剤結合のNMR分析。0.1:1、0.2:1、0.4:1、0.5:1、1:1、1.5:1、3:1、および5:1のCPT157633:PTP1B1301のモル比にて200μM[2H,15N]−PTP1B中にCPT157633を滴定し、各滴定点について2D[1H,15N]TROSYスペクトルを記録した。CPT157633は水中で100mMにて可溶化した。以下の等式を用いて、PTP1B1301スペクトルとCPT157633が結合したPTP1B1301(1.5:1のモル比)スペクトルとの化学シフト差(Dd)を算出した:
CPT157633が結合したPTP1Bの全化学シフトを、BioMagResBank(http://www.bmrb.wisc.edu)に寄託した(受託番号25375)。
結晶化および構造の判定。PTP1B1301を、先に記載したように精製した(同上)。但し、最終のタンパク質バッファが、20mMトリス pH7.5、25mM NaCl、0.2mM EDTA、0.5mM TCEPであることを例外とした。CPT157633(10:1のモル比)をPTP1Bに加えて、PTP1B1301:CPT157633を形成し、結晶化のためにタンパク質:リガンド複合体を50mg/mLに濃縮した。シッティングドロップ蒸気拡散法を用いて、PTP1B1301:CPT157633の結晶を、0.1Mトリス、pH7.4、20%PEG8000、0.2M MgCl2中に得た。初期の小結晶を、同じ母液中の以降の結晶化試験のためのシードとして用いた。30%グリセロールおよび10%CPT157633(100μM)を補った母液中での10秒の浸漬によって結晶を凍結防止処理し、液体窒素中で直ちに急速凍結した。Rigaku FR−E+Superbrightを用いて、銅陽極X線発生装置を回転させて、X線データを単結晶上で112Kにて、Saturn 944 HG CCD検出器(Brown University Structural Biology Facility)により収集し、データを1.9Åに処理した。サーチモデルとしてPTP1B(PDBID:1C88(非特許文献25))を用いる分子置換(PHENIXにおいて実施されるPhaser(非特許文献24))を用いて、PTP1B1301:CPT157633データを段階的に処理した。結合したCPT157633の明確な電子密度が、初期のマップにおいて見ることができた。Phenix.AutoBuild(非特許文献24)を用いてPTP1B1301:CPT157633の初期モデルを構築した後に、PHENIXにおける改良の反復ラウンド、およびCoot(非特許文献26)を用いる手動構築を行った。CPT157633 smiles文字列CNC(=O)[C@H](Cc1ccc(C(F)(F)P(=O)(O)O)c(Br)c1)NS(C)(=O)=Oを用いるPhenix.eLBOW(非特許文献24)を用いて、CPT157633リガンドのRestraintファイルを生じさせた。データ収集および改良統計を、附表2に報告している。CPT157633が結合したPTP1Bの全座標をPDBに寄託した(受託番号4Y14)。
統計。全ての結果を、平均±semとして表す。統計的有意性を判定するのに、ANOVAおよびスチューデントのt検定(両側)を用いた;0.05以下のP値を有意と考えた。グラフの全統計分析および作成は、GraphPad Prism(バージョン7;GraphPad Software)を用いて実行した。
実施例2
グルコースおよびインシュリンの耐性試験(GTTおよびITT)を、雄Mecp2-/yマウスおよび雌Mecp2-/+マウスの双方において実行した。ヘミ接合雄Mecp2-/yマウスはグルコース不耐性を示し、コントロール野生型マウスと比較して非常に遅い速度でグルコースを一掃した。ヘテロ接合雌Mecp2-/+マウスもまた、グルコース不耐性であることが判明した(図2A)。Mecp2ノックアウトマウスが、WTマウスのようにインシュリンに応答するかを判定する研究を実行した。Mecp2-/yおよびMecp2-/+の双方において、血中グルコースレベルは、投与したインシュリンに応答しないことが判明した(図2B)。グルコースおよびインシュリンの不耐性が、Mecp2-/yマウスおよびMecp2-/+マウスの双方において観察された。しかしながら、これは雄Mecp2-/yマウスにおいてより顕著であった。このことは、Mecp2発現レベルの差によって説明することができる。また、インシュリンレベルは、WT対照と比較して、Mecp2-/yマウスおよびMecp2-/+マウスの双方において、より高いことも判明した。さらにこのことを特徴付けるために、Mecp2-/yマウスおよびMecp2-/+マウス双方におけるインシュリンシグナリング経路を研究した。Mecp2 KOマウスは、インシュリン受容体(IR−β)およびインシュリン受容体基質1(IRS1)のチロシンリン酸化の低下によって特徴付けられるインシュリンシグナリングの低下を示すことが判明した。受容体へのリン酸化IRS1の動員が、ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3K)の活性化、および下流シグナリング分子、例えばPKB/AKTの刺激をトリガーし、これがグルコーストランスポータの移行、グルコース吸収、およびグリコーゲンシンターゼキナーゼ(GSK3β)の不活化をもたらす。それゆえに、キナーゼAKTのリン酸化および下流シグナリングを研究した。WTマウスと対照的に、Mecp2-/yマウスは、AKT、ならびにその基質FOXOおよびGSK−3βのリン酸化の減弱を示した。Mecp2突然変異マウスは、インシュリンの循環レベルがより高い。しかしながら、ホルモンによって誘発されるシグナリングは阻害されている。インシュリン受容体(IR−β)、IRS1のチロシンリン酸化の低下、およびAKTの活性化の低下の類似した傾向が、Mecp2-/+マウスにおいて観察された。
マウスにおけるインシュリンシグナリングをさらに調査するために、各コントロールマウスまたは各Mecp2−nullマウス由来の皮質を、RIPAバッファ中に溶解し、等量の溶解物を、インシュリンシグナリング経路の種々の構成要素を認識する抗体を用いてイムノブロッティングした。図3Aおよび図3Bに示すように、インシュリンシグナリングは、Mecp2-/-雄マウスにおいて弱まった。例えば、コントロールマウスおよびMecp2−nullマウスにおける総AKTタンパク質の量は、ほぼ同じであったが、Mecp2−nullマウスにおけるAKTタンパク質リン酸化は有意に低下し、または無効にされた。
また、抗PTP1B抗体を用いて、類似したイムノブロットアッセイを行った。MECP2の欠損が、皮質におけるPTP1Bの発現の増大を伴うことが判明した。図4参照。
インシュリン経路においてMecp2によって特異的に調節される遺伝子を同定するために、前脳領域における遺伝子発現分析を実行した。Mecp2-/y(KO)およびそのWT同腹子から得た脳から、総RNAを単離した。インシュリンシグナリングおよびグルコース代謝に関係する重要な遺伝子の定量PCRを実行した(図5Aおよび図5B)。Mecp2-/yの発現がWTと比較して1.5倍を超えるまで変化した遺伝子を選択した。KOマウスにおいて4遺伝子が有意に上方制御され、5遺伝子が下方制御されることが判明したので、インシュリンシグナリング経路に集中した。Ptpn1がMecp2の直接的な標的であるかを試験するために、ルシフェラーゼの発現がPtpn1プロモータ要素によって駆動される一連のレポータープラスミドを用いた。様々な長さのPtpn1プロモータ配列およびMecp2(Mecp2−E1およびMecp2−E2)のいずれかのアイソフォームを含有するレポータープラスミドを発現させた。Mecp2のないプロモータ構築体だけを発現した細胞と対照的に、Mecp2の双方のアイソフォームは、Ptpn1プロモータ活性を抑制することができることが観察された(図5C)。さらに、野生型MECP2とは異なり、タンパク質、MECP2−R168Xの、臨床的に関連する機能喪失突然変異型の発現は、PTPN1プロモータ活性を抑制しなかった(図5C)。
データは、Ptpn1がMecp2の直接的な標的であることを示す。Mecp2がPtpn1遺伝子プロモータと相互作用することをさらに確認するために、クロマチン免疫沈降(ChIP)を実行した。Mecp2がPtpn1を特異的に標的とするか試験するために、インシュリンシグナリングに関与することが示されているいくつかの遺伝子を調査した。ChIP分析によって試験した遺伝子のうち、Mecp2が、2つのタンパク質、すなわちPtpn1およびEya2のプロモータ領域に強く結合することが判明した。次に、Mecp2突然変異マウスにおいて、qPCRによって観察されるmRNAレベルの増大が、タンパク質レベルと相関するかを判定した。WTおよびMecp2-/yの脳切片由来の等量の溶解物を、Ptp1Bについてイムノブロッティングした。Mecp2を欠く雄マウスにおいて、WT対照と比較した場合に、Ptp1B発現が約1.5〜2倍高いことが判明した(図5D)。同様に、Ptp1B発現はまた、Mecp2を欠く雌マウスにおいてもより高かった(図5E)。Mecp2発現レベルは、Mecp2-/+マウスにおいて、Ptp1Bレベルと相関した。RTT患者由来の線維芽細胞におけるPtp1Bレベルを調査した。MECP2突然変異マウスにおける観察と一致して、レット症候群患者に由来する線維芽細胞におけるPTP1Bタンパク質の上昇が観察された(図5F)。
実施例3
PTP1Bの活性の増進による異常なチロシンリン酸化媒介シグナリングがRTTに寄与し得るかを試験するために、ホスファターゼの薬理学的阻害剤を用いた。WTマウスおよびMecp2-/y突然変異マウスを、PTP1Bの活性部位指向性阻害剤CPT157633(5mg/Kg)、またはアロステリック阻害剤UA0713(5mg/Kg)で処置した。処置の2週後に、血清グルコースレベルを評価して、以前に観察したグルコース不耐性が著しく低下することが判明した(図6B)。生理食塩水処置マウスと比較した場合に、CPT157633を投与したMecp2-/yマウスの体重に少しの増量が観察された(図6E)。インシュリンの循環レベルおよびコレステロールレベルの有意な向上があった。データは、PTP1B阻害が、代謝における全体的な向上を引き起こしたことを示している。さらに、当該処置は、生存を2倍増大させ、メジアン寿命は、生理食塩水処置マウスの40日と比較して、CPT157633について75日、そしてUA0713処置マウスについて95日であった(図6A)。小分子阻害剤がPTP1Bを選択的に標的としているかを試験するために、ホスファターゼの2つの真の基質、IR−BおよびIRS1のチロシンリン酸化を調査した。阻害剤の処置により、CPT157633を与えていないマウスから得たサンプルと対比して、IR−BおよびIRS1双方のチロシンリン酸化が増進した(図6C)。RTT徴候の改善におけるグルコース代謝の役割を理解するために、抗糖尿病性を有することが示されている3つの他の小分子阻害剤、すなわちメトホルミン、ロシグリタゾン、およびAICARを試験した。3つの阻害剤はいずれも、PTP1B阻害剤ほど有効でないことが判明した(図6D)。データは、PTP1B阻害が、インシュリンシグナリングおよびグルコース代謝だけでなく、異なるシグナリング経路をも調節していることを示しており、これは、観察される表現型の反転に重要である。さらに、阻害剤が雌Mecp2-/+マウスに影響を及ぼすかを判定した。確立されたグルコースホメオスタシスに及ぼす阻害剤投与の効果を研究した。CPT157633投与の3週以内に、生理食塩水未処置雌マウスで観察したグルコース不耐性が改善され、Mecp2-/+は、GTTのより正常なグルコースクリアランスを示すことが判明した。一貫して、インシュリンシグナリングの向上が見られた。
実施例4
この実施例では、レット症候群の動物モデルにおいて高められたPTP1Bレベルの有意性を判定するために、ホスファターゼの小分子阻害剤の影響を試験した。パラニトロフェニルホスフェート(pNPP)を基質として用いて、CPT157633によるPTP1B阻害を研究した(図13A)。化合物は、親和性の高い、ホスファターゼの競合阻害剤であることが判明し(図13B)、阻害定数(ki)は40nMであった。類似した結果が、タンパク質基質として32P標識RCMLを用いて得られた(図13C)。PTP1Bと比較して、CPT157633は、6つのPTPおよび2つの二重特異性ホスファターゼのパネルに対して著しく有効ではなかった(図13D)。これは、阻害剤の効果における特異性を示している。PTP1B−CPT157633相互作用の構造的な洞察を得るために、生体分子NMR分光法およびX線結晶解析の双方を用いた。PTP1Bの触媒ドメイン由来の残基1〜301を、D2Oベースの培地において発現させて、2D[1H,15N]TROSYスペクトルを、CPT157633の不在下および存在下で記録した。NMR化学シフト摂動(CSP)マッピングは、活性部位を取り囲む残基が、タンパク質に結合するCPT157633によって最も影響を受けることを示した(図13E、図13F)。このことは、PTP1B:CTP157633複合体の結晶構造によって確認され、これは、非共有結合的な相互作用を示した。化合物によって形成される、重要な活性部位残基との静電的な相互作用が、図13Gにおいて強調されている。全体として、これらのデータは、CPT157633が、PTP1Bの選択的な、可逆的な、活性部位指向性の阻害剤であることを実証している。
酵素に及ぶ影響を異なる機構によって発揮する、PTP1Bの第2の阻害剤を特徴付けた。トリテルペン構造を有する化合物(いくつかはPTP1Bの非競合阻害剤であることが判明した)を同定した。アッセイしたこれらの化合物のうち、UA0713が、PTP1Bの最も強力な阻害剤であることが判明した。UA0713は、酵素を阻害する、PTP1Bの非競合阻害剤であることが観察され、kiは150nMであった。これは、調査した8つのホスファターゼのパネルと比較して、選択性をもってPTP1Bを阻害した。この実施例は、PTP1Bの2つの高親和性阻害剤が、構造的に異なり、そして2つの異なる機構によって酵素を阻害することを実証している。
実施例5
この実施例では、阻害剤CPT157633とIGF1との相乗効果を調査するアッセイを実行した。簡潔に、生存試験およびグルコース耐性試験を、先に記載したのと同様に、Mecp2-/-雄マウスおよびコントロールマウスに行った。但し、マウスを4群に分けて、CPT157633(5mg/Kg)、IGF1(1mg/Kg)、CPT157633(5mg/Kg)およびIGF1(1mg/Kg)の組合せ、ならびに生理食塩水を与えたことを除く。結果を図7および図8に示す。IGF−1およびPTP1B阻害剤は、組み合わせた場合、生存およびグルコース代謝を相乗的に向上させることが判明した。
先の結果は、CPT157633およびIGF1が、生存およびインシュリンシグナリングを相乗的に向上させたことを示す。
実施例6
この実施例では、Mecp2-/-雄マウスにおける生存およびグルコース代謝に及ぶ効果について、付加的なPTP1B阻害剤を調査した。アッセイを、先に記載したのと同様に、PTP1Bの構造的に、かつ機構的に異なる阻害剤、UA0713またはUA001(それぞれ5mg/kg)を用いて行った。図9および図10において示すように、UA0713およびUA001の双方が、Mecp2-/-雄マウスにおける生存をCPT157633よりも向上させた。結果は、PTP1B阻害剤UA001およびUA0713もまた、レット症候群を処置する際に用いることができることを示している。
実施例7
ヘテロ接合雌Mecp2-/+マウスは、雄mecp2−nullマウスよりも、ヒトにおけるレット症候群に近い反映であり、PTP1Bの阻害剤を当該動物において試験した。第1の工程として、CPT157633投与の効果を、グルコースホメオスタシスで試験した。雄マウスにおける観察と一致して、生理食塩水処置雌Mecp2-/+マウスにおいて直面するグルコース不耐性は、阻害剤により、処置の3週以内に改善することが観察された(図14A)。一貫して、インシュリンシグナリングの向上が観察された(図14B)。したがって、CPT157633による処置が、Mecp2-/+マウスの神経の徴候および行動面の徴候にも影響を及ぼしたかを判定した。
足クラスピングは、Mecp2-/+マウスにおいて一貫して観察される古典的な表現型であり、レット患者において一般的に注目される特徴的なハンドリンギングに類似する。非特許文献27参照。尾部によって持ち上げると、野生型マウスは四肢を伸ばすが、対照的に、Mecp2-/+マウスは、監視時間中、足を特に大きく動かすことなく、前足を自発的に握った。CPT157633を投与したMecp2-/+マウスは、野生型動物と同様に、足クラスピングの著しい低下を示し、足を伸ばした(図14C)。
運動技術の退行もまた、患者における、レット症候群と関連する一般的な徴候の1つであり、これはMecp2-/+マウスにおいても観察される。PTP1Bの阻害が、運動技術を向上させるかを試験するために、生理食塩水処置済み、そしてCPT157633処置済みのWTマウスおよびMecp2-/+マウスを、ロータロッドパフォーマンス試験にかけた。WTマウスと比較すると、Mecp2-/+マウスは、ロータロッド上での活性レベルがより低いことを示した。WTマウスの4回の連続試験では、回転ロッド上で費やした時間に劇的な向上が観察されたが、生理食塩水で処置したMecp2-/+マウスでは向上が観察されなかった。しかしながら、CPT157633処置Mecp2-/+マウスは、パフォーマンスの有意な向上を示したが、これは部分的な回復であり、野生型レベルのパフォーマンスを達成しなかった(図14D)。さらに、CPT157633処置を一週間止めて運動能力を再試験すると、処置により生じる運動能力の向上が失われていることが観察された。このことは、CPT157633の効果が可逆的であることを示しており、化合物による長期にわたる処置は、これらのマウスにおいて副作用がないように思われる。
実施例8
この実施例では、仔運びアッセイを用いて、行動に及ぼすPTP1B阻害剤CPT157633の効果を調査するために、行動分析を実行した。
妊娠中の母親と共に3週間収容した場合のWTマウスは、仔マウスを仔運びするときの完全な母体行動をとり、この行動は、仔のにおい、および声による苦痛コールによってトリガーされると考えられている。WTマウスと対照的に、Mecp2-/+マウスは、母親から母性行動を学習せず、このことは、Mecp2発現が、母性行動の学習および効率的な履行に必要とされることを示唆している。それゆえに、行動に及ぼすPTP1B阻害の効果を理解するために、生理食塩水処置Mecp2-/+マウスおよびCPT157633処置Mecp2-/+マウスの行動を研究した。仔に向ける雌マウスの母性行動の1つが仔運びであり、これは、仔をねぐらの中に戻すマウスの能力である。試験日に、4頭の仔をケージの4隅に配置して、4頭全ての仔を回収する能力を、潜時およびエラーによって測定した。完全にねぐらの中に戻された仔のみを、回収されたとカウントした。ポジティブコントロールとして母親(この仔らを研究に用いた)にアッセイを実行した。潜時について0から1までスコアリングした。0が迅速な回収であり、1が緩慢な回収であった。0.15のスコアで仔を回収した母親との比較において、WTマウスは、0.3の平均潜時スコアで仔を回収したが、Mecp2-/+マウスは、0.7の平均潜時で回収した(図3E)。CPT157633で2週間処置したWTマウスおよびMecp2-/+マウスに、同じアッセイを実行した。生理食塩水処置Mecp2-/+マウスで観察された0.7のより長い潜時と比較した場合、CPT157633処置は、WTマウスが仔を回収する割合において僅かな向上をもたらし、仔を回収するMecp2-/+マウスの能力の有意な向上があり、潜時の引下げは0.3であった(CPT157633処置)(図13)。データは、PTP1B阻害が、Mecp2-/+マウスにおいて仔運び行動を救うことができることを示している。ゆえに、PTP1B阻害剤は、レット症候群の患者の学習能力および神経機能を向上させるのに用いることができる。
実施例9
WTマウスおよびMecp2ノックアウトマウスにおける脳内の脳由来神経栄養因子(BDNF)の量を定量化した。Mecp2-/yマウスおよびMecp2-/+マウスの双方において、BDNFのレベルは、コントロールWTマウスと比較して、約30%しか引き下げられなかった(図12A)。BDNF受容体トロポミオシン関連キナーゼB(TrkB)のチロシンリン酸化および活性化を調査した。生理食塩水処置Mecp2-/+マウスは、WTマウスと比較すると、TrkBリン酸化を引き下げたことが判明した。対照的に、CPT157633処置は、WTマウスおよびMecp2-/+マウスの双方において、TrkBリン酸化を高めた(図12B)。PTP1Bの組換えD181A PTP1B基質トラップ突然変異型を用いて、TrkBがPTP1Bの直接的な基質である可能性を調査した。生理食塩水またはPTP1B阻害剤で処置したマウスから脳溶解物を生じさせて、等量の溶解物を、PTP1BのWT型およびD181A突然変異型とインキュベートした(図12C)。WT酵素ではなく、D181A PTP1B基質トラップ突然変異体が、PTP1Bを免疫沈降させることができることが観察された(図12C)。さらに、活性部位システインの酸化を促進して、その活性を阻止する、パーバナデートによるPTPタンパク質の処置は、TrkBへの結合を許さなかった。
好ましい実施形態の前述の実施例および説明は、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の限定としてではなく、例示としてとられるべきである。先の示される特徴の多数の変形および組合せが、特許請求の範囲に記載される本発明から逸脱しない範囲で利用され得ることは容易に理解される。そのような変形は、本発明の範囲からの逸脱とみなされず、そのような変形は全て、特許請求の範囲内に含まれることが意図される。本明細書中の全ての引用文献は、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

Claims (13)

  1. レット症候群を処置する方法であって、ヒト対象に、必要に応じて、{[2−ブロモ−4−(2−カルバモイル−2−メタンスルホニルアミノエチル)フェニル]ジフルオロメチル}−ホスホン酸(CPT157633)またはその誘導体もしくは類似体である治療剤の有効量を投与することを含む方法。
  2. 該治療剤は、レット症候群の診断後に該対象に投与される、請求項1に記載の方法。
  3. メチルCpG結合タンパク質2(MECP2)をコードする遺伝子中の突然変異について該対象を試験することをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 該試験は、核酸検出を含み、該核酸検出は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)、定量PCR、核酸配列決定、核酸マイクロアレイ分析、および蛍光インサイチュハイブリダイゼーションからなる群から選択されるアッセイである、請求項3に記載の方法。
  5. 該試験は、該MECP2遺伝子のコード領域およびエキソン/イントロン境界の1つまたは複数の核酸配列決定を含む、請求項3に記載の方法。
  6. PTP1Bの小分子阻害剤である第1の治療剤の有効量を含む第1の医薬組成物、およびレット症候群を診断するキットを含むシステム。
  7. PTP1Bの該小分子阻害剤は、CPT157633である、請求項6に記載のシステム。
  8. 該キットは、メチルCpG結合タンパク質2(MECP2)をコードする遺伝子中の突然変異を検出するための試薬を含む、請求項6に記載のシステム。
  9. 該試薬は、該MECP2遺伝子のコード領域およびエキソン/イントロン境界の1つまたは複数の、PCRベースの配列決定のためのPCRプライマーを含む、請求項8に記載のシステム。
  10. MECP2遺伝子中の突然変異によって特徴付けられる神経障害の処置に用いる、PTP1Bの小分子阻害剤を含む組成物。
  11. 該障害は自閉スペクトラム症である、請求項11に記載の組成物。
  12. 該障害はレット症候群である、請求項11に記載の組成物。
  13. PTP1Bの該小分子阻害剤は、CPT157633である、請求項11または12に記載の組成物。
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