(57)【要約】一実施形態は、動物の標的組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更するためのシステムであって、感覚単位が光応答性タンパク質を発現するように構成されており、システムが、標的組織構造の少なくとも一部分に放射線を向けるように構成された光送達要素と、光送達要素に光を提供するように構成された光源とを備え、標的組織構造を含む細胞の膜電位が放射線への光応答性タンパク質の曝露に少なくとも部分的に起因して調節されるように、標的組織構造に放射線が経皮照射される、システムに関する。
2019506219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の標的組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更するためのシステムであって、前記感覚単位が光応答性タンパク質を発現するように構成されており、前記システムが、
ａ．標的組織構造の少なくとも一部分に放射線を向けるように構成された光送達要素と、
ｂ．前記光送達要素に光を提供するように構成された光源とを備え、
前記標的組織構造を含む細胞の膜電位が放射線への前記光応答性タンパク質の曝露に少なくとも部分的に起因して調節されるように、前記標的組織構造に前記放射線が経皮照射される、システム。
【請求項２】
前記光源が、レーザー、発光ダイオード、および化学発光化合物からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記感覚単位が、前記感覚単位に前記光応答性タンパク質を発現させるように構成された１つまたは複数の臨床化合物の投与前に変更された角質層に隣接している、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記角質層が、テープ剥離構成、ダーマブレージョン構成、マイクロダーマブレージョン構成、脱毛化合物適用構成、ソノフォレーシス構成、イオン泳動構成、電気穿孔構成、マイクロダーマブレージョン構成、マイクロニードル構成、レーザーアブレーション構成、およびオプトポレーション構成からなる群から選択される構成を使用して変更されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光応答性タンパク質が刺激型オプシンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記刺激型オプシンが、ＣｈＲ２、Ｃ１Ｖ１−Ｔ、Ｃ１Ｖ１−ＴＴ、ＣａｔＣｈ、ＶＣｈＲ１−ＳＦＯ、およびＣｈＲ２−ＳＦＯからなる群から選択される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記光応答性タンパク質が阻害型オプシンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記阻害型オプシンが、ＮｐＨＲ、ｅＮｐＨＲ  １．０、ｅＮｐＨＲ  ２．０、ｅＮｐＨＲ  ３．０、Ｍａｃ、Ｍａｃ  ３．０、Ａｒｃｈ、ＡｒｃｈＴ、ｉＣｈＲ、ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ＋＋、ＳｗｉＣｈＲ＋＋、およびＪＡＷＳからなる群から選択される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記感覚単位が、アデノ随伴ウイルスの前記標的組織領域内への投与を介して前記光応答性タンパク質を発現するように構成されており、ウイルスゲノムが、前記感覚単位において発現されることになる少なくとも１つの光応答性タンパク質をコードする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記アデノ随伴ウイルスが、アデノ随伴ウイルス株１、アデノ随伴ウイルス株６、およびアデノ随伴ウイルス株８からなる群から選択されるコートタンパク質を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記標的組織領域が、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択される望まれない感覚応答に少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記標的組織領域が、感覚消失に少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記標的組織領域が、飽和感に少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記アデノ随伴ウイルスが自己相補的である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記光源が、ペルオキシオキサレート酸化反応に少なくとも部分的に基づく化学発光反応を使用して作出された化学発光化合物である、請求項２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
本願は、２０１６年２月８日に出願された米国仮出願番号第６２／２９２，７７１号、２０１６年４月８日に出願された米国仮出願番号第６２／３２０，４２２号、２０１６年１１月７日に出願された米国仮出願番号第６２／４１８，７５８号に基づく優先権を主張している。前述の出願は、それらの全体が本願に参考として本明細書によって援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、概して、ｉｎ  ｖｉｖｏでの細胞および組織に対する種々のレベルの制御を容易にするためのシステム、デバイス、およびプロセスに関し、より特定すると、皮膚を介した遺伝情報の移入による痛みおよびかゆみの治療的調節のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
痛みおよびかゆみの感覚は、皮膚の真皮および表皮における一次感覚ニューロンの神経終末の活性化に続いて生じる。電気信号（活動電位）が神経終末において発生し、軸索に沿って伝播し、ここでこれらは、脊髄または脳幹において中枢神経系に送達される。一次感覚ニューロンの細胞体は、後根神経節（「ＤＲＧ」：ｄｏｒｓａｌ  ｒｏｏｔ  ｇａｎｇｌｉａ）または三叉神経節（「ＴＧ」：ｔｒｉｇｅｍｉｎａｌ  ｇａｎｇｌｉａ）内に位置し、ニューロンの全長に沿って発現されるタンパク質をコードするＤＮＡを含有する。
【０００４】
イオンチャネルおよびポンプは、ニューロンを横切る膜電圧を維持し、活動電位の発生および伝播を容易にする。痛みおよびかゆみの機能を処置するためのいくつかの認可されている薬理学的薬剤は、これらのイオンチャネルを阻害することにより、一次感覚ニューロンの電気興奮性を低下させることによって機能する。例えば、リドカインは電位依存性ナトリウム（Ｎａ＋）イオンチャネルを遮断し、モルヒネは、電位依存性カルシウム（Ｃａ２１）イオンチャネル活性を低減させるオピオイド受容体を活性化させる。リドカインおよびモルヒネなどの薬剤は比較的強力な鎮痛薬であるが、これらは全身的な影響において特異的ではなく、身体のうち心臓などの非標的部分および中心的位置における多くの電位依存性イオンチャネルを標的とするため、その治療的有用性が限定されることは注目に値する。さらに、このような薬剤は、米国および他所において重度の追加の問題に関連していることが分かっている。一次感覚ニューロンの電気興奮性の低減が痛みを阻害し得ることは広く認められている。
【０００５】
遺伝子療法は、疾患を処置するために遺伝情報（ＤＮＡおよびＲＮＡなどの核酸ポリマー）を患者の細胞内に治療的に送達することである。遺伝情報はウイルスを介する、またはウイルスを介さない方法によって送達することができ、トランスジェニックタンパク質または情報の発現をコードして患者の既存のタンパク質のレベルを低減させることができる。
【０００６】
遺伝子療法の方法は、痛みの動物モデルにおいて一次感覚ニューロンに遺伝子を送達するために使用されている。一次感覚ニューロンの電気興奮性を低減させるために、トランスジェニックタンパク質が発現されてきた。例えば、デルタオピオイド受容体の天然リガンドである、内因性オピオイドペプチドのエンケファリンの発現は、動物モデルにおいて痛みレベルを低減させることができる。微生物の感光性または光応答性のイオン輸送体（チャネルおよびポンプ）を利用する光遺伝学的タンパク質も、電気興奮性を調節し痛みを低減させるために発現されてきた。これらの光遺伝学の例の一部は、経皮的にまたは皮内に光を送達してイオンチャネルまたはポンプを活性化させ、電気興奮性を低減させ、痛みシグナルの伝達を遮断することを伴う。内因性標的タンパク質のレベルを低減させるための遺伝情報の送達も、痛みを低減させるために動物モデルにおいて利用されてきた。例えば、電位依存性ナトリウムチャネルに対する小さなヘアピン型ＲＮＡ（「ｓｈＲＮＡ」：ｓｍａｌｌ  ｈａｉｒｐｉｎ  ＲＮＡ）の発現は、動物モデルにおいて電気興奮性を低減させ、痛みを阻害した。
【０００７】
これらの方法を使用した遺伝子療法は、痛みおよびかゆみの処置において、従来の医薬品と比較していくつかの利益を有し得る。治療的遺伝情報が脳脊髄幹内の特定の領域および／または細胞に送達されると、遺伝情報が局所的に集中し、全身のオフターゲット効果が低減し、そしてまた、前述の薬物に関連した不利な点のうちの少なくとも一部が軽減され得る。
【０００８】
皮膚への遺伝情報の送達は、痛みまたはかゆみの影響を受けている特定の領域の標的化を可能にするため魅力的である。ここでは、治療的遺伝情報が皮膚細胞自体によって、または真皮層もしくは表皮層内の一次感覚神経終末によって取り込まれ、所望の位置における痛みまたはかゆみの低減がもたらされ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
要旨
一実施形態は、哺乳動物の標的組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更するための方法であって、標的組織領域を特定するステップと、標的組織領域内にアデノ随伴ウイルスを皮膚投与するステップであって、ウイルスゲノムが少なくとも１つの外因性タンパク質をコードする、ステップと、標的の感覚単位において外因性タンパク質を発現させるステップと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、外因性タンパク質発現による感覚応答を処置または復元するように標的の感覚単位の機能を変更するステップとを含む、方法に関する。アデノ随伴ウイルスは、アデノ随伴ウイルス株１、アデノ随伴ウイルス株６、およびアデノ随伴ウイルス株８からなる群から選択されるコートタンパク質を有し得る。外因性タンパク質は光応答性タンパク質であってもよく、標的の感覚単位において外因性タンパク質を発現させることは、標的の感覚単位を光に曝露することをさらに含んでもよい。光応答性タンパク質は刺激型オプシンであり得る。刺激型オプシンは、ＣｈＲ２、Ｃ１Ｖ１−Ｔ、Ｃ１Ｖ１−ＴＴ、ＣａｔＣｈ、ＶＣｈＲ１−ＳＦＯ、およびＣｈＲ２−ＳＦＯからなる群から選択され得る。光応答性タンパク質は阻害型オプシンであってもよい。阻害型オプシンは、ＮｐＨＲ、ｅＮｐＨＲ  １．０、ｅＮｐＨＲ  ２．０、ｅＮｐＨＲ  ３．０、Ｍａｃ、Ｍａｃ  ３．０、Ａｒｃｈ、ＡｒｃｈＴ、ｉＣｈＲ、ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ＋＋、ＳｗｉＣｈＲ＋＋、およびＪＡＷＳからなる群から選択され得る。外因性タンパク質は、電気興奮性を低下させることにより、または痛みの根底にある受容体、神経伝達物質、イオンチャネル、二次メッセンジャー系、および炎症の生化学的媒介物質を調節することにより、痛みを低減させるものであり得る。外因性タンパク質は、Ｐ２Ｘ、ＤＯＲ、Ｎａｖ  １．７、Ｎａｖ  １．８、Ｃａｖ  １．２、ＮＲ２Ｂ、ｍＡＣＨＲサブタイプＭ２、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ３、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ４、ＮＴＳ２、Ｈｏｍｅｒ１、Ｓｈａｎｋ１、ＴＲＰＶ１、ＤＲＥＡＭ、ＣＣＲ２、ＧＤＮＦ、ＮＲ２Ｂ、ＰＫＣγ、Ｔｏｌｌ様受容体４、ＮＭＤＡのＮＲ１サブユニット、コネキシン４３、ＧＡＢＡ、エンドモルフィン、およびリガンド関連Ｇタンパク質からなる群から選択され得る。標的組織領域は、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常（parathesia）からなる群から選択される望まれない感覚応答に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。標的組織領域は、感覚消失に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。標的組織領域は、飽和感に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。アデノ随伴ウイルスは自己相補的であってもよい。皮膚投与は、皮内投与または皮下投与を含み得る。
【００１０】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域の望まれない感覚応答または感覚応答の欠如を処置または防止する方法であって、感覚応答を有する、有することになる、または感覚応答が欠如している組織領域を特定するステップと、特定された組織領域内に、アデノ随伴ウイルス株１、アデノ随伴ウイルス株６、およびアデノ随伴ウイルス株８からなる群から選択されるコートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスを皮膚投与するステップであって、ウイルスゲノムがＲＮＡｉをもたらす少なくとも１つの分子をコードする、ステップと、標的の感覚単位においてＲＮＡｉ分子を発現させるステップと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、ＲＮＡｉ発現による感覚応答を処置または復元するように標的の感覚単位の機能を変更するステップとを含む、方法に関する。望まれない感覚応答が痛みである、ある実施形態では、ＲＮＡｉは、Ｐ２Ｘ、ＤＯＲ、Ｎａｖ  １．７、Ｎａｖ  １．８、Ｃａｖ  １．２、ＮＲ２Ｂ、ｍＡＣＨＲサブタイプＭ２、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ３、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ４、ＮＴＳ２、Ｈｏｍｅｒ１、Ｓｈａｎｋ１、ＴＲＰＶ１、ＤＲＥＡＭ、ＣＣＲ２、ＧＤＮＦ、ＮＲ２Ｂ、ＰＫＣγ、Ｔｏｌｌ様受容体４、ＮＭＤＡのＮＲ１サブユニット、およびコネキシン４３からなる群から選択されるタンパク質の発現の低減に特異的であり得る。望まれない感覚応答は、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択され得る。感覚応答の欠如は、感覚消失であり得る。感覚応答の欠如は、飽和感であってもよい。望まれない感覚応答は慢性の痛みであってもよく、ＲＮＡｉは、Ｎａｖ  １．７に特異的なｄｄＲＮＡｉによって達成されてもよい。アデノ随伴ウイルスは自己相補的であってもよい。皮膚投与は、皮内投与または皮下投与を含む。
【００１１】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域における神経障害性の痛みを処置する方法であって、望まれない神経障害性の痛みを有する組織領域を特定するステップと、特定された組織領域内に、株６コートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスを皮膚投与するステップであって、ゲノムがオプシンｉＣ＋＋をコードする、ステップと、標的の感覚単位においてｉＣ＋＋を発現させ、感覚単位を光に曝露するステップと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、感覚単位によって神経支配されている組織領域における神経障害性の痛みを低減させるステップとを含む、方法に関する。アデノ随伴ウイルスは自己相補的である。皮膚投与は、皮内投与または皮下投与を含み得る。
【００１２】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域における表在性体性痛を処置する方法であって、望まれない表在性体性痛を有する組織領域を特定するステップと、特定された組織領域内に、株６コートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスを皮膚投与するステップであって、ゲノムがｉＣ＋＋をコードする、ステップと、標的の感覚単位においてｉＣ＋＋を発現させ、感覚単位を光に曝露するステップと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、感覚単位によって神経支配されている組織領域における表在性体性痛を低減させるステップとを含む、方法に関する。ＡＡＶは自己相補的である。皮膚投与は、皮内投与または皮下投与を含み得る。
【００１３】
別の実施形態は、動物の標的組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更するためのシステムであって、感覚単位が光応答性タンパク質を発現するように構成されており、システムが、標的組織構造の少なくとも一部分に放射線を向けるように構成された光送達要素と、光送達要素に光を提供するように構成された光源とを備え、標的組織構造を含む細胞の膜電位が放射線への光応答性タンパク質の曝露に少なくとも部分的に起因して調節されるように、標的組織構造に放射線が経皮照射される、システムに関する。光源は、レーザー、発光ダイオード、および化学発光化合物からなる群から選択され得る。感覚単位は、感覚単位に光応答性タンパク質を発現させるように構成された１つまたは複数の臨床化合物の投与前に変更された角質層に隣接していてもよい。角質層は、テープ剥離構成、ダーマブレージョン構成、マイクロダーマブレージョン構成、脱毛化合物適用構成、ソノフォレーシス構成、イオン泳動構成、電気穿孔構成、マイクロダーマブレージョン構成、マイクロニードル構成、レーザーアブレーション構成、およびオプトポレーション構成からなる群から選択される構成を使用して変更されていてもよい。光応答性タンパク質は刺激型オプシンであり得る。刺激型オプシンは、ＣｈＲ２、Ｃ１Ｖ１−Ｔ、Ｃ１Ｖ１−ＴＴ、ＣａｔＣｈ、ＶＣｈＲ１−ＳＦＯ、およびＣｈＲ２−ＳＦＯからなる群から選択され得る。光応答性タンパク質は阻害型オプシンであってもよい。阻害型オプシンは、ＮｐＨＲ、ｅＮｐＨＲ  １．０、ｅＮｐＨＲ  ２．０、ｅＮｐＨＲ  ３．０、Ｍａｃ、Ｍａｃ  ３．０、Ａｒｃｈ、ＡｒｃｈＴ、ｉＣｈＲ、ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ＋＋、ＳｗｉＣｈＲ＋＋、およびＪＡＷＳからなる群から選択され得る。感覚単位は、アデノ随伴ウイルスの標的組織領域内への投与を介して光応答性タンパク質を発現するように構成されていてもよく、ここで、ウイルスゲノムは、感覚単位において発現されることになる少なくとも１つの光応答性タンパク質をコードする。アデノ随伴ウイルスは、アデノ随伴ウイルス株１、アデノ随伴ウイルス株６、およびアデノ随伴ウイルス株８からなる群から選択されるコートタンパク質を有し得る。標的組織領域は、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択される望まれない感覚応答に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。標的組織領域は、感覚消失に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。標的組織領域は、飽和感に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。アデノ随伴ウイルスは自己相補的であってもよい。光源は、ペルオキシオキサレート酸化反応に少なくとも部分的に基づく化学発光反応を使用して作出された化学発光化合物であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、ＩＣ＋＋オプシンを保有するＡＡＶ株が皮下注射の使用によりマウスの後足内に投与される一実施形態の態様を例示する図である。
【００１５】
【図２】図２は、光の存在下で、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶを皮下注射した後に、ビヒクル（食塩水）単独の注射と比べて痛みが阻害される（上昇した機械的閾値レベルが示されている）、一実施形態に関連する機械的閾値データを特色とするチャートを例示する図である。
【００１６】
【図３Ａ】図３Ａは、ｉＣ＋＋を含む５つの異なるオプシンの配列アライメントを例示する図である。太字で示された最初の１１個のアミノ酸は、Ｃ１Ｃ２とｉＣ＋＋との間の配列変化（膜輸送の改善のための、チャネルロドプシン−２の最初の１１個のアミノ酸の付加）を示す。ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ１Ｃ２＋＋、およびＳｗｉＣｈＲ＋＋における太字で示されたアミノ酸は、Ｃ１Ｃ２からの変異である。ＧｔＡＣＲ２における太字で示されたアミノ酸は、イオン選択性に関する主要な残基である。
【００１７】
【図３Ｂ】図３Ｂは、例となる実施形態において後述されるＡＡＶ株の２つの逆位末端配列（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｒｅｐｅａｔ）（左ＩＴＲおよび右ＩＴＲ）の間のベクター構造を例示する図である。ｉＣ＋＋は阻害型オプシンであり、ｈＳｙｎはヒトシナプシン１プロモーターであり、ｐ２ａは発現タグである。ＷＰＲＥはウッドチャック肝炎転写後調節エレメントであり、ｐＡはポリＡシグナル伝達エレメントである。
【００１８】
【図４Ａ】図４Ａは、実験的な切開痛モデルの一実施形態の初期ステップを例示する図である。
【００１９】
【図４Ｂ】図４Ｂは、実験的な切開痛モデルの一実施形態の試験段階を例示する図である。
【００２０】
【図４Ｃ】図４Ｃは、一実施形態における、ビヒクルのみ（食塩水）を注射した痛みモデルの切開段階の前、その間、およびその後での逃避閾値の変化（増加＝処置）を例示する図である。陰影の濃い棒は「光オン」条件を表し、陰影の薄い棒は「光オフ」条件を表す。縦軸には逃避閾値がグラム（ｇ）単位でプロットされており、横軸は、切開前、切開中、および切開後の日数である。
【００２１】
【図４Ｄ】図４Ｄは、ｉＣ＋＋をコードするＡＡＶ１の注射に伴う逃避閾値の変化を例示する図である。星印の付いた棒は、示された実験データにおいて統計的に有意である。
【００２２】
【図４Ｅ】図４Ｅは、ｉＣ＋＋をコードするＡＡＶ５の注射に伴う逃避閾値の変化を例示する図である。
【００２３】
【図４Ｆ】図４Ｆは、ｉＣ＋＋をコードするＡＡＶ６の注射に伴う逃避閾値の変化を例示する図である。星印の付いた棒は、統計的に有意である。
【００２４】
【図４Ｇ】図４Ｇは、ｉＣ＋＋をコードするＡＡＶ８の注射に伴う逃避閾値の変化を例示する図である。星印の付いた棒は、統計的に有意である。
【００２５】
ＩＣ＋＋オプシンを保有する種々のＡＡＶ株が、皮下注射の使用によりマウスの後足内に投与され得る。そのような実験構成の結果が図４Ａ〜４Ｇおよび図５に例示されている。
【００２６】
【図５】図５は、組織診断によって示された、ｉＣ＋＋を発現するニューロンの割合を例示する図である。染色強度に基づいて、発現が高、中、および低に分類されている。
【００２７】
【図６Ａ】図６Ａは、ラットにおいて行われた図６の実験で利用された切開痛モデルの最初の２つのステップを例示する図である。
【００２８】
【図６Ｂ】図６Ｂは、ラットにおいて行われた図６の実験で利用された切開痛モデルの試験段階を例示する図である。
【００２９】
【図６Ｃ】図６Ｃは、ウイルス投与前（光オフのみ）、ビヒクルのみ（食塩水）を注射した痛みモデルの切開段階の前、その間、およびその後での逃避閾値の変化（増加＝処置）を例示する図である。陰影の濃い棒は「光オン」条件を表し、陰影の薄い棒は「光オフ」を表す。ｙ軸には逃避閾値がグラム（ｇ）単位でプロットされており、ｘ軸は、切開前、切開中、および切開後の日数である。星印１つおよび２つの棒は、統計的に有意である。
【００３０】
【図６Ｄ】図６Ｄは、ウイルス投与前（「光オフ」条件のみ）、ｉＣ＋＋をコードするＡＡＶ６を注射した痛みモデルの切開段階の前、その間、およびその後での逃避閾値の変化（増加＝処置）を例示する図である。陰影の濃い棒は「光オン」条件を表し、陰影の薄い棒は「光オフ」を表す。ｙ軸には逃避閾値がグラム（ｇ）単位でプロットされており、ｘ軸は、切開前、切開中、および切開後の日数である。星印１つおよび２つの棒は、統計的に有意である。
【００３１】
【図７Ａ】図７Ａは、ラットにおいて行われた図７の実験で利用された慢性絞扼痛みモデルの最初の２つのステップを例示する図である。
【００３２】
【図７Ｂ】図７Ｂは、ラットにおいて行われた図７の実験で利用された慢性絞扼痛みモデルの試験段階を例示する図である。
【００３３】
【図７Ｃ】図７Ｃは、神経のくびれおよびビヒクルのみ（食塩水）またはＡＡＶ６：ｉＣ＋＋の注射の前、その間、およびその後での逃避閾値の変化（増加＝処置）のグラフである。陰影の薄い棒は「光オフ」条件を表し、陰影の濃い棒は「青色光オン」を表し、斜線の棒は「黄色光オン」である。ｙ軸には逃避閾値がグラム（ｇ）単位でプロットされており、ｘ軸は、切開前、切開中、および切開後の日数である。
【００３４】
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ａ〜Ｃの実験の動物に関する逃避閾値の変化と比較した、発現したニューロンのパーセントを例示する図である。
【００３５】
【図８Ａ】図８Ａは、マウスの足内側と比較して足外側におけるウイルス注射のオンターゲットおよびオフターゲット効果を例示するための実験設計を例示する図である。
【００３６】
【図８Ｂ】図８Ｂは、青色光オン（陰影の濃い棒）および光オフ（陰影の薄い棒）での内側の感覚単位および外側の感覚単位における逃避閾値の増加を例示する図である。星印の付いた棒は、統計的に有意であり、「ｎ．ｓ．」は、統計的に有意ではない。
【００３７】
【図９Ａ】図９Ａは、皮内注射および神経注射の両方におけるＡＡＶおよびファストブルー染料の投与を例示する図である。
【００３８】
【図９Ｂ】図９Ｂは、皮内注射と比較した神経におけるｉＣ＋＋を発現するニューロンのパーセントを例示する図である。
【００３９】
【図９Ｃ】図９Ｃは、皮内および神経注射でファストブルーに染まるｉＣ＋＋発現ニューロンのパーセントを例示する図である。
【００４０】
【図１０】図１０は、親および自己相補形態におけるＡＡＶ６の背部注射および後足注射の投与によるＧＦＰ発現のパーセントの比較を例示する図である。
【００４１】
【図１１】図１１〜１３は、本発明による介入のための光遺伝学的処置システムの例示的なシステムレベル配置を例示する図である。
【図１２】図１１〜１３は、本発明による介入のための光遺伝学的処置システムの例示的なシステムレベル配置を例示する図である。
【図１３】図１１〜１３は、本発明による介入のための光遺伝学的処置システムの例示的なシステムレベル配置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
詳細な説明
本明細書では、皮膚を介した、例えば皮内または皮下の、遺伝情報の移入により、痛みおよびかゆみを調節するためのシステム、方法、および構成が提示される。
【００４３】
種々の実施形態において、主題の方法および構成は、１つの感覚単位の感覚応答の標的化された変更を提供する。感覚単位とは、組織の区域と、ある特定の区域の皮膚の区域における神経終末が終結するその組織内の感覚情報を伝える特定の神経とを合わせたものである。本明細書は、限定された数の神経細胞、具体的には感覚単位のものへの形質導入をもたらすような、ウイルスまたは他の送達方法による、標的化された様式で遺伝情報を送達する手段を提供する。形質導入のために使用されるウイルスを使用するとき、これは、そのゲノム内に内因性遺伝子または他の遺伝情報を保有する。結果として生じるウイルスによる感覚神経への形質導入、および内因性遺伝子または遺伝情報の発現は、組織領域の感覚応答をその領域のみにおいて変更する。このようにして、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、標的の感覚単位の応答が変更される。
【００４４】
これは、いくつかの理由で驚くべき結果である。第１に、当該分野において、皮膚投与を介して観察されるウイルスにより得られる形質導入のレベルは、ウイルス形質導入および遺伝情報の発現による感覚単位の機能の効果的な変化に必要であろう閾値を下回ると推測されていた。本明細書において提供されるデータは、これが事実でないことを示す。第２に、皮膚指向性投与が選択的形質導入をもたらすかどうか、すなわち、近接する感覚単位がそのような投与方法による影響を受けないかどうかは未知であった。本明細書において提供されるデータは、これが事実であることを示す。記載される皮膚指向性投与は、経皮にせよ皮下にせよ、所望される感覚単位を標的とする形質導入をもたらし、近傍にあるが標的ではない感覚単位の機能を変更することなく、標的の感覚単位における所望の機能変化をもたらす。このようにして、本方法は、機能が変更されることになる感覚単位にウイルスを経皮投与または皮下投与することにより、感覚応答を選択的に変更する方法を提供する。
【００４５】
種々の実施形態において、このアプローチを採ることで、光遺伝学的処置の方法、システム、または構成を可能にすることができる。一実施形態では、光によって活性化されるイオン輸送体（例えば、青色光によって活性化される塩素イオンチャネル、ｉＣ＋＋）をコードする遺伝情報が、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ：ａｄｅｎｏ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｖｉｒｕｓ）によって表皮および／または真皮に送達され、一次感覚神経終末によって取り込まれる。この遺伝情報が後根神経節（ＤＲＧ）または三叉神経節（ＴＧ）内の細胞体に輸送され、光活性化イオンチャネルタンパク質の発現をもたらし、光活性化イオンチャネルタンパク質は、皮膚内の一次感覚神経終末に運び戻され、ここで、痛みを低減させるように皮内光送達によって調節され得る。光は、特定の神経のレベルで、ＤＲＧのレベルで、または脊髄に、例えば植え込み式光送達技術の使用によって送達されてもよい。光によって活性化されるイオン輸送体の他の例としては、青色光興奮性オプシンであるチャネルロドプシン２（ＣｈＲ２およびバリアント）、阻害型の黄色光によって活性化されるクロライドポンプであるハロロドプシン（ＮｐＨＲおよびバリアント）、青緑色光によって駆動されるプロトンポンプであるＭａｃ（およびバリアント）、緑色光によって活性化されるプロトンポンプであるＡｒｃｈ（およびバリアント）、および赤色光によって活性化されるハロロドプシン（halorphdopsin）であるＪＡＷＳ（およびバリアント）が挙げられるが、これらに限定されない。それぞれ参照により全体が本明細書に援用される、Chowら、Nature、４６３巻：９８〜１０２頁（２０１０年）；Chuongら、Nature  Neuroscience、１７巻：１１２３〜１１２９頁（２０１４年）；Berdntら、Proc.  Natl  Acad  Sci  USA、１１３巻（４号）：８２２〜８２９頁（２０１６年）、および特許出願公開ＵＳ２０１３０３４７１３７が参照される。刺激型オプシンとしてＣｈＲ２（Ｃ１２８Ａ）もしくはＣｈＲ２（１２８Ｓ）などのステップ関数オプシンを使用してもよいし、または阻害型オプシンとしてＳｗｉＣｈＲ＋＋を使用してもよい。
【００４６】
これらの光遺伝学的実施形態のそれぞれにおいて、光によって活性化されるイオン輸送体は、変更された、一般的には増加した、イオンの輸送によって、感覚単位の機能を変更するために利用される。利用され得るオプシンの多様性によって示されるように、このアプローチは、光の送達によって特定の感覚単位のニューロン内における活動電位の励起または産生阻害のいずれかを行うために使用することができる。その結果は、オプシンによりもたらされるイオン輸送の同一性および方向に依存する。特に、イオンが正に荷電しており、細胞内への移動である場合、またはイオンが負に荷電しており、細胞外への移動である場合、輸送の増加は、細胞がオプシンを発現することの刺激（例えば、活動電位の見込みの増加、または脱分極）をもたらす。これは一般に「刺激」として公知である。
【００４７】
逆に、イオンが負に荷電しており、細胞内への移動である場合、またはイオンが正に荷電しており、細胞外への移動である場合、輸送の増加は、細胞がオプシンを発現することの阻害（例えば、活動電位の見込みの減少、または過分極）をもたらす。これは一般に「阻害」として公知である。可能性のある特定のアプローチは、急性および慢性両方の痛みを処置するためのこれらの光遺伝学的方法の使用である。
【００４８】
別の実施形態では、このアプローチを採ることで、タンパク質治療処置方法が可能になる。この実施形態では、患者に対して相同性または異種性のいずれかの導入遺伝子（例えばヒトオピオイドペプチドのエンケファリン）をコードする遺伝情報が、ＡＡＶによって表皮および／または真皮に送達され、一次感覚神経終末によって取り込まれる。この遺伝情報がＤＲＧまたはＴＧ内の細胞体に輸送され、電気興奮性を低下させることにより、かつ／または、受容体、神経伝達物質、イオンチャネル、二次メッセンジャー系、および炎症の生化学的媒介物質といった痛みの根底にある他の構成要素を調節することにより痛みを低減させる、導入遺伝子の発現をもたらす。導入遺伝子の他の例としては、ダイノルフィン、オルファニン、ＰＯＭＣ（およびその切断産物であるガンマ−ＭＳＨ、アルファ−ＭＳＨ、ＣＬＩＰ、ＣＴＨ、ガンマ−ＬＰＨ、ベータ−ＬＰＨ、ベータ−エンドルフィン）など、一般的な意味でのオピオイドペプチドが挙げられるが、これらに限定されない。関連のある背景参考文献としては、参照により全体が本明細書に援用される、Neuropsychopharmacology、第３章、Opioid  Peptides  and  their  Receptors:  Overview  and  Function  in  Pain  Modulation、McNallyおよびAkil、３５〜４６頁（ACNP、２００２年）が挙げられる。もたらされる可能性のある他のタンパク質は、ＧＡＢＡ（ガンマアミノ酪酸）、エンドモルフィン−１、およびエンドモルフィン−２である。
【００４９】
可能性のある別のタンパク質療法は、好ましくはウイルスによる、磁気感受性イオンチャネルの送達および発現である。関連のある背景参考文献としては、参照により全体が本明細書に援用される、Chenら、Science、３４７巻（６２２９号（：１４７７〜８０頁（２０１５年）が挙げられる。光遺伝学と概念は同様であるが、イオン輸送の変更を誘発するために光ではなく磁性を利用して、これらの特別に操作されたタンパク質を細胞に送達することができ、次いで、磁石を使用して、発現細胞を所望に応じて脱分極あるいは過分極させる。本発明の方法を使用してこれらのタンパク質を感覚単位の神経に提供することにより、急性あるいは慢性の痛みの低減といった所望の効果が達成される。
【００５０】
別の実施形態では、このアプローチを採ることで、遺伝子サイレンシング処置方法が可能になる。この実施形態では、ある内因性タンパク質または複数の内因性タンパク質のノックダウン（例えば、Ｎａｖ１．７電位依存性ナトリウムイオンチャネルを標的とするＲＮＡｉ）をコードする遺伝情報が、ＡＡＶによって表皮および／または真皮に送達され、一次感覚神経終末によって取り込まれる。この遺伝情報がＤＲＧまたはＴＧ内の細胞体に輸送され、電気興奮性を低下させることにより、かつ／または、受容体、神経伝達物質、イオンチャネル、二次メッセンジャー系、および炎症の生化学的媒介物質といった痛みの根底にある他の構成要素を調節することにより痛みを低減させる、内因性タンパク質標的のレベル低減をもたらす。ノックダウン方法論の他の例としては、ＣＲＩＳＰＲ、ＴＡＬＥＮ、マイクロＲＮＡ、およびジンクフィンガーヌクレアーゼに基づくアプローチが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５１】
発現がノックダウンされ得る内因性タンパク質標的の他の例としては、他の電位依存性ナトリウムイオンチャネルのＮａｖ１．３、Ｎａｖ１．８、およびＮａｖ１．９、ならびにカルシウム電位依存性イオンチャネルのＣａｖ２．２およびＣａｖ３．２が挙げられるが、これらに限定されない。他の特定のノックダウン標的としては、Ｐ２Ｘ、ＤＯＲ、ＮＲ２Ｂ、ｍＡＣＨＲサブタイプＭ２、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ３、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ４、ＮＴＳ２、Ｈｏｍｅｒ１、Ｓｈａｎｋ１、ＴＲＰＶ１、ＤＲＥＡＭ、ＣＣＲ２、ＧＤＮＦ、ＮＲ２Ｂ、ＰＫＣγ、Ｔｏｌｌ様受容体４、ＮＭＤＡのＮＲ１サブユニット、およびコネキシン４３が挙げられる。これらのような１つまたは複数の遺伝子のノックダウンを利用すると、急性あるいは慢性の痛みの低減といった所望の効果が感覚単位において達成される。
【００５２】
別の実施形態では、このような方法または構成を使用して、感覚単位の機能を変更するための受容体修飾または化学遺伝学的なアプローチを可能にすることができる。そのような実施形態では、リガンドによって活性化されるＧタンパク質共役受容体（例えば、デザイナー化合物によりのみ活性化するデザイナー受容体（「ＤＲＥＡＤＤ」：Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ  Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｂｙ  Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｄｒｕｇｓ）タンパク質であるｈＭ４）をコードする遺伝情報が、ＡＡＶによって表皮および／または真皮に送達され、一次感覚神経終末によって取り込まれる。この遺伝情報がＤＲＧまたはＴＧ内の細胞体に輸送され、リガンドによって活性化されるＧタンパク質共役受容体の発現をもたらし、これは次いで、そのリガンド（例えば、ｈＭ４  ＤＲＥＡＤＤタンパク質のリガンドであるクロザピンＮ−オキシド（「ＣＮＯ」：ｃｌｏｚａｐｉｎｅ−Ｎ−ｏｘｉｄｅ））の全身投与（静脈内または経口）によって調節され得る。Ｇタンパク質共役受容体のリガンドによるその調節は、電気興奮性を低下させることにより、かつ／または、受容体、神経伝達物質、イオンチャネル、二次メッセンジャー系、および炎症の生化学的媒介物質といった痛みの根底にある他の構成要素を調節することにより、痛みを低減させることができる。
【００５３】
別の実施形態では、遺伝情報は、ＡＡＶによって表皮および／または真皮に送達され、一次感覚神経終末によって取り込まれ、ここで遺伝情報は、かゆみ反応に対する公知の影響を有するか、または一般的な意味でのかゆみを抑制するニューロン応答を標的とする。この遺伝情報がＤＲＧまたはＴＧ内の細胞体に輸送され、かゆみの低減をもたらす。遺伝情報の例としては、ｉ）細胞体で発現され、皮膚内の一次感覚神経終末に運び戻され、ここで、かゆみを低減させるように皮内光送達によって調節され得る、光によって活性化されるイオン輸送体タンパク質（例えばｉＣ＋＋）、ならびにｉｉ）触覚、痛み、および固有受容感覚を調節することなく、かゆみ感覚を選択的に低減させる、かゆみ関連遺伝子（例えば、ガストリン放出ペプチド（ＧＲＰ：ｇａｓｔｒｉｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｐｅｐｔｉｄｅ）およびナトリウム利尿ポリペプチドｂ（Ｎｐｐｂ：ｎａｔｒｉｕｒｅｔｉｃ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｂ））のノックダウンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５４】
別の実施形態では、痛みもしくはかゆみを低減させる導入遺伝子または内因性タンパク質のノックダウンのいずれかをコードする遺伝情報は、一次感覚神経終末による取り込みが可能な任意のウイルスベクターによって表皮および／または真皮に送達される。例としては、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ：ｈｅｒｐｅｓ  ｓｉｍｐｌｅｘ  ｖｉｒｕｓ）、アデノウイルス、レンチウイルス、および狂犬病ウイルスのあらゆる野生型および操作されたバリアントが挙げられるが、これらに限定されない。特に、一部のウイルス株は、他のものと比べて皮膚指向性投与においてより効率的であることが認められている。ＡＡＶに関しては、タイプ６のコートタンパク質を有するＡＡＶ（ＡＡＶ６と表される）、タイプ１のコートタンパク質を有するＡＡＶ（ＡＡＶＡ１と表される）、およびタイプ８のコートタンパク質を有するＡＡＶ（ＡＡＶ８と表される）は、本明細書に記載される種類の投与後に形質導入をもたらすことにおいて、他のタイプと比べてより効率的であることが認められている。
【００５５】
本データは、本発明の方法において、親ＡＡＶ株か、または自己相補的であるように操作されたもののいずれかを使用する能力も提供する。簡潔に述べると、自己相補的ＡＡＶ株（ｓｃＡＡＶ：ｓｅｌｆ−ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＡＡＶ）は、感染した際に宿主細胞が複製段階のためにＤＮＡの第２の鎖を産生する必要がないため、より効率的な形質導入を仮説上可能にするように遺伝子操作されたものである。代わりに、ｓｃＡＡＶの２つの半部が互いに会合することにより、複製および転写を始めるのに必要な二本鎖ＤＮＡ分子を形成する。このような株の使用の不利な点は、親株が約４．７〜６ｋｂの情報を送達し得る遺伝情報をｓｃＡＡＶが約２．４ｋｂしか保有し得ないように、輸送能力がより低いことである。しかしながら、本明細書に開示されるように、これらのサイズ要件を満たす機能的なオプシンタンパク質を操作することが可能である。
【００５６】
別の実施形態では、痛みもしくはかゆみを低減させる導入遺伝子または内因性タンパク質のノックダウンのいずれかをコードする遺伝情報は、一次感覚神経終末による取り込みが可能な任意のヌクレオチド送達アプローチによって表皮および／または真皮に送達される。例としては、低分子干渉ＲＮＡ、ネイキッドＤＮＡ、およびリポソームに封入されたヌクレオチドが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５７】
別の実施形態では、痛みもしくはかゆみを低減させる導入遺伝子または内因性タンパク質のノックダウンのいずれかをコードする遺伝情報は、幹細胞アプローチによって表皮および／または真皮に送達される。一例としては、一次感覚神経終末における活動電位発生を阻害する皮内光送達によって活性化される青色光感受性または光応答性の塩素イオンチャネルｉＣ＋＋を発現する、ヒト胚性幹細胞由来の上皮ケラチノサイトの使用が挙げられるが、これに限定されない。
【００５８】
別の実施形態では、精製された組換えタンパク質または複数の組換えタンパク質の組合せが表皮および／または真皮に直接送達され、一次感覚神経終末または皮膚細胞によって取り込まれて、痛みまたはかゆみが調節される。
【００５９】
別の実施形態では、痛みもしくはかゆみを低減させる導入遺伝子または内因性タンパク質のノックダウンのいずれかをコードする遺伝情報は、表皮および／または真皮の細胞に直接送達される。一例としては、皮内光送達が一次感覚神経終末における活動電位発生を阻害し得るように、青色光によって活性化される塩素イオンチャネルｉＣ＋＋をコードする遺伝情報をケラチノサイトに直接送達することが挙げられるが、これに限定されない。
【００６０】
上述の構成における表皮および／または真皮への遺伝情報の送達は、多くの方法によって達成することができる。皮膚を介した、または少なくとも部分的に皮膚を介した送達構成の例としては、皮下注射、経皮注射、皮内注射、局所適用、ならびに電気穿孔、超音波処置、マイクロアブレージョン、および被覆された金微粒子送達による向上した遺伝情報の移入が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６１】
上述のかかる構成は、神経障害性の痛み、三叉神経痛、複合性局所痛み症候群（ＣＲＰＳ：ｃｏｍｐｌｅｘ  ｒｅｇｉｏｎａｌ  ｐａｉｎ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ、反射性交感神経性ジストロフィー（ＲＳＤ：ｒｅｆｌｅｘ  ｓｙｍｐａｔｈｅｔｉｃ  ｄｙｓｔｒｏｐｈｙ）または反射性神経血管性ジストロフィー（ＲＮＤ：ｒｅｆｌｅｘ  ｎｅｕｒｏｖａｓｃｕｌａｒ  ｄｙｓｔｒｏｐｈｙ）としても公知である）、術後痛、体性痛、糖尿病性末梢神経障害、坐骨神経痛、および帯状疱疹後神経痛を含むがこれらに限定されない、特定の急性および慢性の痛み障害に適用され得る。慢性の痛みとは、一般的に、１２週間を超えて持続するあらゆる痛みと定義されることに留意されたい。
【００６２】
上述のかかる構成は、帯状疱疹後のかゆみ、アトピー性湿疹、および接触性皮膚炎を含むがこれらに限定されない、特定の急性および慢性のかゆみ障害に適用されてもよい。
【００６３】
帯状疱疹後かゆみおよび帯状疱疹後神経痛には、ウイルス遺伝子療法がＨＳＶ遺伝子の再活性化をもたらし得るという懸念があり得るため、別の実施形態では、痛み関連遺伝子およびＨＳＶ遺伝子の両方のノックダウンをコードする遺伝情報が達成され得る。
【００６４】
別の実施形態では、表皮および／または真皮における神経終末からの取り込みが向上したアデノ随伴ウイルスバリアントが操作され得る。このプロセスの例としては、ＡＡＶカプシドの定向進化、性的ＰＣＲ、およびＣｒｅ組換えに基づくＡＡＶ標的進化（ＣＲＥＡＴＥ：Ｃｒｅ  ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ  ＡＡＶ  ｔａｒｇｅｔｅｄ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムが挙げられるが、これらに限定されない。ここでは、表皮および／または真皮内への複数回の注射に続き、ＤＲＧにおける抽出を行って、一次感覚ニューロン取り込みが向上したベクターを単離／作出する。
【００６５】
図１および２を広く参照すると、初期の研究において、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶの皮下注射は、光遺伝学によって痛みを阻害する。
【００６６】
上述のように、痛み管理は、現代医学において主要な懸念事項である。例えば、術後痛は、術後痛処置（大部分はＰｅｒｃｏｃｅｔおよびＶｉｃｏｄｉｎである）を必要とする手術が年間に１億件を超える最大の痛み市場（２０１０年において５９億ドル）である。満たされていない需要は大きく、めまい、鎮静、悪心、呼吸抑制、および多幸感をはじめとする薬物の副作用の制約を主な原因として、４０％の患者が不十分な痛み緩和を報告している。加えて、オピオイドは常習性が高く、米国では２００万を超える人々が常習者であり、２０，０００件を超える致死的過量投与（ヘロインの致死的過量投与の２倍）につながっている。さらに、多くの事例において、オピオイドは、他の違法麻薬へのゲートウェイドラッグである。痛みの多くがＣ繊維およびＡデルタ繊維の感作ならびに異所性活性に起因して皮膚表面で生じるため、術後痛は、光遺伝学的療法にとって魅力的である。ここでは、発光する光遺伝学的包帯が、オフターゲット効果を伴わずにこの活性を局所的に止めるために理想的であろう。さらに、この適応症は、数年間ではなく数週間のみの療法を必要とし（ＵＳ２０１６００３０７６５）、このことは、前臨床および臨床開発のタイムラインを短縮するであろう。Towneらの米国特許出願公開は、本明細書に記載される種々の方法の実践に好適な光遺伝学的構成を記載しており、この参考文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６７】
一実施形態では、次のような皮膚を介したウイルスによるＤＮＡまたはｍＲＮＡの遺伝子移入によって痛みを調節するためのシステムおよび方法が利用され得る。
【００６８】
１つの目的は、ウイルスを使用して術後痛を処置するために皮膚を介してｉＣ＋＋などの光遺伝学的タンパク質の遺伝情報を送達することである。光遺伝学的タンパク質は、ＤＮＡまたはｍＲＮＡを保有するウイルスの局所、皮下、または皮内送達によって、皮膚および／または神経終末において発現させることができる。理想的には、製剤が皮膚（局所）に擦りつけられ得る。遺伝子送達の後、一実施形態では青色光によってｉＣ＋＋タンパク質が活性化され、Ｃ繊維およびＡデルタ繊維における自発的活性および感作活性が阻害されて、外科的切開後の痛みが低減され得る。光は、発光する光遺伝学的包帯によって皮内に送達されてもよい。ウイルスＤＮＡまたはｍＲＮＡは、選択された送達方法に必要な他の賦形剤を含む製剤によって送達されてもよい。かかるアプローチの変化形態は上述されており、他の痛み障害の処置、他の光遺伝学的タンパク質の使用、他の治療用遺伝子およびノックダウンアプローチの使用、ならびにウイルスによって送達される遺伝情報を使用したかゆみの処置を含むが、これらに限定されない。
【００６９】
一実施形態では、次のような皮膚を介したウイルスによらないＤＮＡまたはｍＲＮＡの遺伝子移入によって痛みを調節するためのシステムおよび方法が利用され得る。
【００７０】
１つの目的は、術後痛を処置するために皮膚を介してｉＣ＋＋などの光遺伝学的タンパク質の遺伝情報を送達することである。光遺伝学的タンパク質は、ＤＮＡまたはｍＲＮＡの局所、皮下、または皮内送達によって、皮膚および／または神経終末において発現させることができる。理想的には、製剤が皮膚（局所）に擦りつけられ得る。遺伝子送達の後、一実施形態では青色光によってｉＣ＋＋タンパク質が活性化され、Ｃ繊維およびＡデルタ繊維における自発的活性および感作活性が阻害されて、外科的切開後の痛みが低減され得る。光は、発光する光遺伝学的包帯によって皮内に送達されてもよい。ＤＮＡまたはｍＲＮＡは、カチオン性ポリマー（例えば、ポリエチレンイミンまたはゼラチン）、カチオン性脂質、プロタミン、アパタイト、または金粒子などの製剤によって送達されてもよい。同様に、ＤＮＡまたはｍＲＮＡの遺伝子移入は、電気穿孔、超音波処置、またはマイクロアブレージョンなどの物理的方法によって達成されてもよい。ｍＲＮＡ送達の場合、製剤により、ｍＲＮＡ翻訳機構を含有する神経終末にｍＲＮＡを直接送達し、ＴＧまたはＤＲＧ細胞体における核への遺伝子送達を必要とすることなく、直接神経終末においてタンパク質の産生を可能にしてもよい。かかるアプローチの変化形態は上述されており、他の痛み障害の処置、他の光遺伝学的タンパク質の使用、他の治療用遺伝子およびノックダウンアプローチの使用、ならびにかゆみの処置を含むが、これらに限定されない。
【００７１】
図１、２、および３を参照すると、未損傷マウスにおける機械的閾値レベルを上昇させるための、阻害型オプシンを発現するＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。
【００７２】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、一実施形態では、標準的なクローニング方法を使用し、ヒトシナプシンプロモーターの制御下で、ｉＣ＋＋導入遺伝子を含有するアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）発現プラスミドを構築した。ｉＣ＋＋は、ｉｎ  ｖｉｖｏでの神経活動を阻害するために以前から使用されてきた合成青色光感受性塩素チャネルである。参照により全体が本明細書に援用される、Berndt  A、Lee  SY、Wietek  J、Ramakrishnan  C、Steinberg  EE、Rashid  AJ、Kim  H、Park  S、Santoro  A、Frankland  PW、Iyer  SM、Pak  S、Ahrlund-Richter  S、Delp  SL、Malenka  RC、Josselyn  SA、Carlen  M、Hegemann  P、Deisseroth  K、Structural  foundations  of  optogenetics:  Determinants  of  channelrhodopsin  ion  selectivity、Proc  Natl  Acad  Sci  USA、２０１６年１月２６日、１１３巻（４号）：８２２〜９頁が参照される。このカセットは、２Ａペプチド（ｐ２ａ）配列、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント（ＷＰＲＥ）、ポリアデニル化（ｐｏｌｙＡ）シグナル、および２つの逆位末端配列（ＩＴＲ）も含有する。この発現カセットは、使用されるパッケージングプラスミドに応じて、複数のＡＡＶ血清型にパッケージングすることができる。この例では、ＡＡＶ血清型８に発現カセットをパッケージングした。
【００７３】
以前に説明されているように、アデノウイルスフリーの三連トランスフェクション法によって、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ血清型８を生成した。それぞれ参照により全体が本明細書に援用される、Xiao  X、Li  J、Samulski  RJ、Production  of  high-titer  recombinant  adeno-associated  virus  vectors  in  the  absence  of  helper  adenovirus、J  Virol、１９９８年３月、７２巻（３号）：２２２４〜３２頁；およびMatsushita  T、Elliger  S、Elliger  C、Podsakoff  G、Villarreal  L、Kurtzman  GJ、Iwaki  Y、Colosi  P、Adeno-associated  virus  vectors  can  be  efficiently  produced  without  helper  virus、Gene  Ther、１９９８年７月、５巻（７号）：９３８〜４５頁が参照される。簡潔に述べると、ＨＥＫ  ２９３細胞に、上述のｉＣ＋＋発現プラスミドと、ＩＴＲを認識し、それらの隣接した配列をビリオンにパッケージングするために必要な、Ｒｅｐ（複製）およびＣａｐ（カプシド）遺伝子を含有するパッケージングプラスミドと、ＡＡＶ構築に必要な残りのアデノウイルスタンパク質を供給するヘルパープラスミドとを、リン酸カルシウムを介してトランスフェクトした。トランスフェクションの４８時間後、パッケージングされたＡＡＶ粒子を細胞溶解によって核から遊離させ、ホモジネートを塩化セシウム勾配に加え、超遠心分離法によってＡＡＶ粒子を細胞片から分離した。発現カセットにおける配列に対するプライマー対を使用した定量的ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を使用して、ベクター粒子（１ミリリットル当たりのウイルスゲノム、ｖｇ）を滴定した。
【００７４】
図１を再度参照すると、５μＬのリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）中に懸濁したｉＣ＋＋を発現する１×１０１１ｖｇのＡＡＶ血清型８を、６ｍｍ×３１Ｇの針を備えた１ｍＬのＢＤ  Ｕｌｔｒａｆｉｎｅインスリンシリンジを使用して、麻酔した６週齢のＣ５７Ｂｌ７マウスの後足に位置する無毛の足底皮膚内に注射した（１群当たりｎ＝１０）。針は、足蹠の最も尾側の部分でベベルを上向きにして挿入し、皮膚表面に対して平行に、かつ皮膚表面の直下に保ちながら、ゆっくりと前進させた。針先端が足の中点に達したら注射を行い、漏出を防止するために針をゆっくりと取り出した。対照動物には同じ方法を使用したがビヒクルのみを注射した。その後の実験のために動物をそのホームケージに戻した。
【００７５】
３週間後、ｖｏｎ  Ｆｒｅｙ試験の上げ下げ法によってマウスの機械的閾値レベルを調査した。参照により全体が本明細書に援用される、Chaplan  SR、Bach  FW、Pogrel  JW、Chung  JM、Yaksh  TL、Quantitative  assessment  of  tactile  allodynia  in  the  rat  paw、J  Neurosci  Methods、１９９４年７月、５３巻（１号）：５５〜６３頁が参照される。マウスを試験設定に３０分間慣らしてから、注射された足の裏に種々の力のｖｏｎ  Ｆｒｅｙフィラメントを適用して、逃避閾値を確認した。レーザー源（４７１ｎｍ）から供給された、皮膚表面から１ｃｍに保持された光ファイバーによって送達された２ｍＷ／ｍｍ２の青色光の存在下または非存在下で、穿刺を行った。図２を参照すると、ＡＡＶ処置動物は、変化しないままであったビヒクル処置動物とは異なり、青色光に応答して上昇した機械的閾値レベルを有したことが観察された。したがって、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶの皮内送達は、マウスにおいて機械的閾値レベルの光媒介性調節を容易にする。
【００７６】
図４Ａ〜５を参照すると、マウスの術後痛を低減させ、かつ血清型依存性である、阻害型オプシンを発現するＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。この実施形態では、ｉＣ＋＋を発現する種々のＡＡＶ血清型を皮内注射した後の光の適用の治療効果を、術後痛のマウスモデルにおいて試験した。ＡＡＶ血清型１、５、６、および８のためのパッケージングプラスミドを使用し、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶベクターの４つの異なる血清型を、図１〜３Ｂに関して上述したように生成した。図４Ａを参照すると、実施例１に記載の手術法を使用し、６週齢のＣ５７Ｂｌ６マウスに、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ血清型１、５、６、および９を、それぞれ１．４×１０１１、８．８×１０１０、３．８×１０１０、および１．９×１０１１ｖｇ注射した（１群当たりｎ＝１０）。対照としてビヒクル注射群を生成した。
【００７７】
図４Ｂを参照すると、３週間後、図１〜３に関して上述したように、青色光の存在下または非存在下でマウスの機械的閾値レベルを判定した。図４Ｃ〜４Ｇを参照すると、機械的閾値レベルの光媒介性上昇がＡＡＶ血清型６および８で観察されたが、血清型１、５、およびビヒクルでは観察されなかった。このアッセイを２日後に繰り返したところ、結果は同じであった。
【００７８】
以前に説明されているように、マウスの注射された後足の足底表面をメスの刃で切開して、切開後の痛みのモデルを生成した。参照により全体が本明細書に援用される、Pogatzki  EM、Raja  SN、A  mouse  model  of  incisional  pain、Anesthesiology、２００３年１０月、９９巻（４号）：１０２３〜７頁が参照される。簡潔に述べると、ノーズコーンによって送達した１．５％〜２．５％のイソフルランでマウスを麻酔した。１０％ポビドンヨード溶液で後足の消毒準備を行った後、１１番の刃で足底の皮膚および筋膜を５ｍｍ長軸方向に切開した。切開は踵の近位縁から２ｍｍの位置で始め、足指に向けて延ばした。筋起始および筋付着部はそのままに保ちながら、曲がった鉗子で下層の筋肉を持ち上げた。８−０ナイロンの単一の縫合糸で皮膚を並置した。次いで、マウスを回復させるためにケージに戻した。
【００７９】
１日後、４日後、８日後、１２日後、および１４日後、光の存在下または非存在下で、機械的閾値レベルについてマウスをアッセイした。ＡＡＶ血清型１、６、および８のマウスの足に対する光の適用は、切開により引き起こされた機械的アロディニアの減少をもたらしたが、ＡＡＶ血清型５またはビヒクルを注射された動物には変化がなかったことが観察された。したがって、ｉＣ＋＋を発現する、ある特定のＡＡＶ血清型の皮内送達は、マウスの術後痛の光媒介性阻害を容易にする。
【００８０】
組織学的分析を目的として、６週齢のナイーブＣ５７Ｂｌ６マウスのコホートに上述のＡＡＶベクターを注射した（１群当たりｎ＝３）。ここでは同じ血清型および用量を注射したが、各血清型につきさらに２つの用量を元の用量の１／５および１／２５希釈において検査した。これらのマウスを４週間後に屠殺し、椎骨レベルＬ４およびＬ５の後根神経節（ＤＲＧ）を形質導入について分析した。ここでは、マウスにＰＢＳ中４％のパラホルムアルデヒドを経心的に灌流し、解剖した組織を同じ溶液中で摂氏４度にて一晩かけて後固定（ｐｏｓｔ−ｆｉｘ）した。ＤＲＧを凍結包埋し（ｃｒｙｏｅｍｂｅｄｄｅｄ）、クライオスタット上で１２μｍの厚さに切断した。緑色チャネル（４８８ｎｍ）における二次抗体によって検出されるｉＣ＋＋に対する抗体と、赤色チャネル（５９４ｎｍ）におけるニッスル染料にコンジュゲートされた蛍光のＡｌｅｘａ  Ｆｌｕｏｒ  ５９４とで、切片を並行して染色した。ニッスルはニューロン特異的染料であり、ｉＣ＋＋を発現する全ＤＲＧニューロンの百分率を数量化するために使用した（図５）。ＡＡＶ血清型１、６、および８はＤＲＧのニューロンに形質導入されたが、ＡＡＶ血清型５には形質導入されなかったことが観察された。さらに、ＡＡＶ血清型６は逆行輸送において最も効率的であり、この血清型は比較的低い用量で他の血清型よりも多くの細胞に形質導入された。
【００８１】
図６Ａ〜６Ｄを参照すると、ラットの術後痛を低減させるための、阻害型オプシンを発現するＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。この実施形態では、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ血清型６を皮内注射した後の光の適用の治療効果を、術後痛のラットモデルにおいて試験した。この実験は、ＡＡＶ血清型６のみを検査したこと、およびラットにおいて実験を行ったことを除いては、図４Ａ〜５に関して記載したものと同様に行った。図６Ａおよび６Ｂを参照すると、２０μＬのＰＢＳ中に懸濁した２×１０１１ｖｇのＡＡＶ血清型６を、図１〜３Ｂに関して記載したように、１０週齢のＳｐｒａｇｕｅ  Ｄａｗｌｅｙラットの後足内に送達した。対照としてビヒクル注射群も生成した。ウイルス注射後２週目および４週目に、青色光の存在下または非存在下で、機械的閾値レベルを判定した。図６Ｃおよび６Ｄを参照すると、光の適用はベクター注射群の機械的閾値レベルを上昇させたが、ビヒクル注射群の機械的閾値レベルは上昇させなかったことが観察された。次いで、図４Ａ〜５に関して記載した方法を使用し、ラットの後足を切開して、切開後の痛みのモデルを生成した。切開後１日目および３日目に、青色光の存在下または非存在下で、機械的閾値レベルを判定した。光の適用はベクター注射群の機械的閾値レベルを上昇させたが、ビヒクル注射群の機械的閾値レベルは上昇させなかったことが観察された。したがって、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ６を皮内送達した後の光の適用は、ラットの術後痛を阻害する。
【００８２】
図７Ａ〜７Ｄを参照すると、マウスの神経障害性の痛みを低減させるための、阻害型オプシンを発現するＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。この実施形態では、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ血清型６を皮内注射した後の光の適用の治療効果を、神経障害性の痛みのマウスモデルにおいて試験した。図１〜３Ｂに関して上述したように、６週齢のＣ５７Ｂｌ６マウスを機械的閾値レベルについてアッセイした。次に、図７Ａ〜７Ｃを参照すると、神経障害性の痛みの表現型を、以前に説明されているように慢性絞扼損傷によって生成した。参照により全体が本明細書に援用される、Bennett  GJ、Xie  YK、Pain、１９８８年４月、３３巻（１号）：８７〜１０７頁、A  peripheral  mononeuropathy  in  rat  that  produces  disorders  of  pain  sensation  like  those  seen  in  manが参照される。簡潔に述べると、ノーズコーンによって送達した１．５％〜２．５％のイソフルランでマウスを麻酔した。大腿の皮膚の消毒準備を行った後、１ｃｍの切開を行って四頭筋を露出させた。鈍的解剖によって坐骨神経を露出させ、次いで、互いから１ｍｍの距離で緩く縛った３本の６−０クロム腸縫合糸を配することによって絞扼した。皮膚を縫合して閉じ、動物を回復させた。マウスの機械的閾値レベルを評価したところ、神経障害性の痛みを示す機械的閾値レベルの劇的な低下が明らかとなった。５μＬのＰＢＳ中に懸濁したｉＣ＋＋を発現する１×１０１１ｖｇのＡＡＶ血清型６を、実施例１に記載のように足に皮内注射した。対照としてビヒクル注射群を生成した。３週間後、実施例１に記載のように、青色光の存在下または非存在下で機械的閾値レベルを評価した。加えて、レーザーを発する５９４ｎｍのライトに接続した光ファイバーによって供給された２ｍＷ／ｍｍ２の黄色光の存在下でも動物を試験した。黄色光はｉＣ＋＋チャネルを活性化させず、波長特異性の対照として機能する。青色光の適用はベクター注射群の機械的閾値レベルを上昇させたが、ビヒクル注射群の機械的閾値レベルは上昇させなかったことが観察された。さらに、黄色光は機械的閾値レベルに影響を及ぼさなかった。したがって、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ６を皮内送達した後の光の適用は、マウスの神経障害性の痛みを阻害する。
【００８３】
行動学的実験の後、ＡＡＶ６を注射したマウスを屠殺し、図４Ａ〜５に関して上述したように、形質導入率を評価した。図７Ｄを参照すると、これらの形質導入率は、ＡＡＶ６を注射したマウスに関する青色光と光なしとの間の機械的閾値の差、すなわち治療効果に対してプロットした。形質導入率と治療効果との間の相関性には、ある傾向（Ｒ２＝０．２２３）があることが観察された。
【００８４】
図８Ａ〜８Ｂを参照すると、導入遺伝子の制限された発現および制限された治療効果をもたらすＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。この実施形態では、皮内送達の制限された治療効果を組織学的分析によって検査するために、マウスのコホートを生成した。図６Ａ〜６Ｄに関して上述したように、神経障害性の痛みを有するマウスに、ｉＣ＋＋を発現するＡＡＶ血清型６の皮内注射を行った。図８Ａを参照すると、ベクター投与に際し、後足の足底外側表面にウイルスを注射したところ、後足の足底内側表面へのウイルス溶液の漏出が観察されなかったことに留意されたい。ウイルス注射の２週間後、後足の外側表面および内側表面の両方で、青色光の存在下または非存在下における動物の機械的閾値レベルを評価した。図８Ｂを参照すると、予想通り、注射部位（足外側）において動物を試験したとき、青色光が痛みを低減させたことが観察された。しかしながら、足内側で動物を試験したとき、効果は観察されなかった。
【００８５】
図９Ａ〜９Ｃを参照すると、皮内送達の制限された発現を組織学的分析によって検査するために、マウスのコホートを生成した。１つのマウスコホート（ｎ＝５）には、５μＬのＰＢＳ中のｉＣ＋＋を発現する１×１０１１ｖｇのＡＡＶ６を、実施例１に記載のように後足の足底外側に注射した。第２のマウスコホート（ｎ＝５）には、以前に説明されているように、５μＬのＰＢＳ中のｉＣ＋＋を発現する１×１０１１ｖｇのＡＡＶ６を坐骨神経に注射した。参照により全体が本明細書に援用される、Iyer  SM、Montgomery  KL、Towne  C、Lee  SY、Ramakrishnan  C、Deisseroth  K、Delp  SL、Virally  mediated  optogenetic  excitation  and  inhibition  of  pain  in  freely  moving  nontransgenic  mice、Nat  Biotechnol、２０１４年３月、３２巻（３号）：２７４〜８頁が参照される。簡潔に述べると、図７Ａ〜７Ｄに関して記載したように坐骨神経を露出させ、３５Ｇのベベル針を使用してベクター溶液を注射し、次いで皮膚を縫合糸で閉じた。注射の３週間後、両コホートの後足の足底外側に、蛍光逆行性トレーサーであるＦａｓｔ  Ｂｌｕｅを皮内注射した。５日後にマウスを屠殺し、実施例２に記載のようにＤＲＧを組織診断のために処理した。予想通り、神経注射は皮内注射よりも高いレベルの発現をもたらし、形質導入はそれぞれおよそ２０％および１．５％であった。しかしながら、皮内送達は、神経注射よりも高いレベルのＦａｓｔ  Ｂｌｕｅとの共染色をもたらし、それぞれおよそ２１％および２．５％であった（図８ｃ）。まとめると、このデータは、ＡＡＶの経皮送達が、導入遺伝子の制限された発現をもたらし、その後、制限された治療効果をもたらすことを示す。
【００８６】
図１０を参照すると、同等レベルの感覚ニューロンへ形質導入をもたらす自己相補的ＡＡＶの経皮送達に関する、種々の態様の構成および方法が例示されている。この実施形態では、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ：ｃｙｔｏｍｅｇａｌｏｖｉｒｕｓ）プロモーターの制御下で緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ：ｇｒｅｅｎ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｐｒｏｔｅｉｎ）を発現する自己相補的および一本鎖のＡＡＶ血清型６を、ＶｉｒｏＶｅｋ  Ｉｎｃ（Ｈａｙｗａｒｄ，ＣＡ）から購入した。図４Ａ〜５に関して上述したように、４×１０１２ｖｇの各ベクターをラットの後足に皮内注射した（１群当たりｎ＝４）。加えて、ラットには、肩甲骨の上の区域に対応する動物の背部に、同じ用量のベクターを皮内注射した。２週間後、動物を屠殺し、実施例２に記載のように組織診断のために処理した。ここでは、自己相補鎖および一本鎖の両方のＡＡＶ血清型６で、動物のＤＲＧにおけるＧＦＰの発現が観察された。これらの結果は、自己相補鎖および一本鎖の両方が、皮内送達後にＤＲＧの形質導入が可能であることを示す。
【００８７】
一実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域の望まれない感覚応答または感覚応答の欠如を処置または防止する方法であって、感覚応答を有する、有することになる、または感覚応答が欠如している組織領域を特定することと、特定された組織領域内に、ＡＡＶ株１、ＡＡＶ株６、およびＡＡＶ株８からなる群から選択されるコートタンパク質を有するアデノ随伴ウイルスを皮内または皮下投与することであって、ウイルスゲノムが少なくとも１つの外因性タンパク質をコードする、皮内または皮下投与することと、標的の感覚単位において外因性タンパク質を発現させることと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、外因性タンパク質発現による感覚応答を処置または復元するように標的の感覚単位の機能を変更することとを含む、方法に関する。外因性タンパク質は光応答性タンパク質であってもよく、本方法は、標的の感覚単位を光に曝露することをさらに含んでもよい。光応答性タンパク質は刺激型オプシンであり得る。刺激型オプシンは、ＣｈＲ２、Ｃ１Ｖ１−Ｔ、Ｃ１Ｖ１−ＴＴ、ＣａｔＣｈ、ＶＣｈＲ１−ＳＦＯ、およびＣｈＲ２−ＳＦＯからなる群から選択され得る。光応答性タンパク質は阻害型オプシンであってもよい。阻害型オプシンは、ＮｐＨＲ、ｅＮｐＨＲ  １．０、ｅＮｐＨＲ  ２．０、ｅＮｐＨＲ  ３．０、Ｍａｃ、Ｍａｃ  ３．０、Ａｒｃｈ、ＡｒｃｈＴ、ｉＣｈＲ、ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ＋＋、ＳｗｉＣｈＲ＋＋、およびＪＡＷＳからなる群から選択され得る。外因性タンパク質は、電気興奮性を低下させることにより、または痛みの根底にある受容体、神経伝達物質、イオンチャネル、二次メッセンジャー系、および炎症の生化学的媒介物質を調節することにより、痛みを低減させるものであり得る。外因性タンパク質は、Ｐ２Ｘ、ＤＯＲ、Ｎａｖ  １．７、Ｎａｖ  １．８、Ｃａｖ  １．２、ＮＲ２Ｂ、ｍＡＣＨＲサブタイプＭ２、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ３、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ４、ＮＴＳ２、Ｈｏｍｅｒ１、Ｓｈａｎｋ１、ＴＲＰＶ１、ＤＲＥＡＭ、ＣＣＲ２、ＧＤＮＦ、ＮＲ２Ｂ、ＰＫＣγ、Ｔｏｌｌ様受容体４、ＮＭＤＡのＮＲ１サブユニット、コネキシン４３、ＧＡＢＡ、エンドモルフィン、およびリガンド関連Ｇタンパク質からなる群から選択され得る。望まれない感覚応答は、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択され得る。感覚応答の欠如は、感覚消失であり得る。感覚応答の欠如は、飽和感であってもよい。ＡＡＶは自己相補的であってもよい。
【００８８】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域の望まれない感覚応答または感覚応答の欠如を処置または防止する方法であって、感覚応答を有する、有することになる、または感覚応答が欠如している組織領域を特定することと、特定された組織領域内に、ＡＡＶ株１、ＡＡＶ株６、およびＡＡＶ株８からなる群から選択されるコートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスウイルスを皮内または皮下投与することであって、ウイルスゲノムがＲＮＡｉをもたらす少なくとも１つの分子をコードする、皮内または皮下投与することと、標的の感覚単位においてＲＮＡｉ分子を発現させることと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、ＲＮＡｉ発現による感覚応答を処置または復元するように標的の感覚単位の機能を変更することとを含む、方法に関する。望まれない感覚応答は痛みであり得、ＲＮＡｉは、Ｐ２Ｘ、ＤＯＲ、Ｎａｖ  １．７、Ｎａｖ  １．８、Ｃａｖ  １．２、ＮＲ２Ｂ、ｍＡＣＨＲサブタイプＭ２、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ３、ｍＡＣｈＲサブタイプＭ４、ＮＴＳ２、Ｈｏｍｅｒ１、Ｓｈａｎｋ１、ＴＲＰＶ１、ＤＲＥＡＭ、ＣＣＲ２、ＧＤＮＦ、ＮＲ２Ｂ、ＰＫＣγ、Ｔｏｌｌ様受容体４、ＮＭＤＡのＮＲ１サブユニット、およびコネキシン４３からなる群から選択されるタンパク質の発現の低減に特異的であり得る。望まれない感覚応答は、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択され得る。感覚応答の欠如は、感覚消失であり得る。感覚応答の欠如は、飽和感であってもよい。望まれない感覚応答は慢性痛みであってもよく、ＲＮＡｉは、Ｎａｖ  １．７に特異的なｄｄＲＮＡｉによって達成されてもよい。ＡＡＶは自己相補的であってもよい。
【００８９】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域における神経障害性の痛みを処置する方法であって、望まれない神経障害性の痛みを有する組織領域を特定することと、特定された組織領域内に、株６コートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスを皮内または皮下投与することであって、ゲノムがオプシンｉＣ＋＋をコードする、皮内または皮下投与することと、標的の感覚単位においてｉＣ＋＋を発現させ、感覚単位を光に曝露することと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、感覚単位によって神経支配されている組織領域における神経障害性の痛みを低減させることとを含む、方法に関する。ＡＡＶは自己相補的であってもよい。
【００９０】
別の実施形態は、哺乳動物の組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更することにより、その組織領域における表在性体性痛を処置する方法であって、望まれない表在性体性痛を有する組織領域を特定することと、特定された組織領域内に、株６コートタンパク質を含むアデノ随伴ウイルスを皮内または皮下投与することであって、ゲノムがｉＣ＋＋をコードする、皮内または皮下投与することと、標的の感覚単位においてｉＣ＋＋を発現させ、感覚単位を光に曝露することと、近傍の感覚単位の機能に影響を及ぼすことなく、感覚単位によって神経支配されている組織領域における表在性体性痛を低減させることとを含む、方法に関する。ＡＡＶは自己相補的であってもよい。
【００９１】
皮膚の種々の層の中および／または全体への遺伝子材料の移入に関し、ある特定の実施形態では、角質（「ＳＣ」：ｓｔｒａｔｕｍ  ｃｏｒｎｅｕｍ）の構築物を取り上げることが有用である。皮膚は、特に表皮内に抗原提示細胞を豊富に含有する免疫反応性の高い組織である。角質はさらに、局所適用されるほとんどの実体の取り込みを防止する物理的バリアとなる。皮膚への浸透を向上させるためには、本明細書に開示される治療剤を組織内に直接注射する必要があり得るか、あるいは、下層組織へのより直接的なアクセスをもたらすように角質が除去または変更され得る。治療剤が注入されることになる細胞、細胞成分、または組織を指すため、送達標的という用語を使用する。
【００９２】
角質は、テープ剥離、ダーマブレージョン、マイクロダーマブレージョン、脱毛化合物（例えばＮａｉｒ）、およびレーザーアブレーションを含むがこれらに限定されない方法を用いて除去され得る。
【００９３】
角質の透過性は、ソノフォレーシス、イオン泳動、電気穿孔、マイクロダーマブレージョン、マイクロニードル、分割レーザーアブレーションを含むレーザーアブレーション、およびオプトポレーション（レーザー誘導）を含むがこれらに限定されない方法を使用して変更され得る。
【００９４】
表皮に直接浸透し、薬剤を真皮に送達するための構成としては、針、マイクロニードル、および無針注射銃（弾道的送達）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９５】
テープ剥離は、ＳＣ細胞を除去し研究するための手段として導入され、接着性セロハンテープを皮膚表面に繰り返し適用することによってＳＣの連続層を除去するものである。本発明の実践において、テープ剥離は、３ＭのＢｌｅｎｄｅｒｍ外科用テープなどの接着テープを患者の清潔な皮膚に適用し、次いでこれを強い圧力で貼り付け、これを≧１０秒放置してから除去することによって行ってもよい。これは、ＳＣの少なくとも一部分、多くの場合は相当な部分を除去するために、意図される位置につきおよそ５回繰り返してもよい。このアプローチには無視できない個体間のばらつきがあるものの、Ｌｕｃｉｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＶｉｖｏＳｃｏｐｅ（ＲＴＭ）製品を使用した共焦点走査レーザー顕微鏡法（ＣＬＳＭ：ｃｏｎｆｏｃａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｌａｓｅｒ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）などの術中顕微鏡法を用いて、エンドポイントを判定することができる。ＣＬＳＭにおいてＳＣは、屈折率が異なるために下層組織よりも明るく見える場合があり、そのため、十分なＳＣ剥離の堅実な検出手段を提供する。
【００９６】
ダーマブレージョンは、典型的にはワイヤブラシまたは粗い縁を備えたダイヤモンド砥石（またはバーもしくはフライス）を用いて皮膚の上層を除去する技術である。ブラシまたはバーは高速で回転し、皮膚の最上層を取り去り、平滑化（またはアブレージョンもしくは皮膚剥離（ｄｅｒｍａｐｌａｎｉｎｇ））を行う。マイクロダーマブレージョンは、ＳＣのみに影響を与えることを目的とする非外科的技術であり、多くの場合、皮膚表面全体そして真空チャンバ内に引かれるコランダムまたは酸化アルミニウムの結晶の流動性液体スラリーまたは粉末をブラシまたは砥石の代わりに用いる。真空圧およびプローブ面積は、効果を適合させるように調整され得る。深部のダーマブレージョンでは、処置されることになる区域を浄化し、印を付ける。通常、処置前に局所的麻酔（例えばリドカイン）を使用して皮膚を麻痺させ、皮膚に氷嚢を最大３０分間適用する。麻酔および氷嚢が皮膚を十分に堅くしない場合は、時に凍結（極低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ））スプレーを使用して、より深部のアブレージョンのために皮膚を硬化させることがある。マイクロダーマブレージョン技術は同様であるが、手技の苛酷さは大幅に低く、麻酔の使用を必要としないことがある。しかしながら、皮膚を硬化させるための氷嚢または寒剤の使用は、マイクロダーマブレージョンプロセスの有効性および全体的効率を改善し得る。
【００９７】
患者の皮膚のＳＣおよび毛髪の少なくとも一部分を除去するために、脱毛化合物を使用してもよい。一般的な活性成分はチオグリコール酸カルシウムまたはチオグリコール酸カリウムであり、これらは、ケラチン中のジスルフィド結合を破壊し、毛髪を弱めて、毛髪が毛嚢から出てくるところで毛髪が容易にそぎ落とされるようにする。表皮もケラチンが豊富であるため、脱毛剤化学物質との接触は刺激感をもたらし、これが次に、ＳＣをほぐし、治療剤が送達標的または中間組織内に浸透するように上昇した透過性をもたらす働きをし得る。
【００９８】
レーザーアブレーションは、皮膚の上層を除去し、送達標的を露出させるか、あるいは送達標的へのより直接的なアクセスをもたらすために、レーザーを利用する。分割アブレーションとは、表面全体の剥離ではなく、小さなアブレーションクレーターのパターンを指す。レーザーアブレーションの深さは、レーザー波長（ｌ）パルスエネルギー、および使用されるパルス持続時間の関数である。例えば、≦１ｍｓのパルス持続時間で約２．９４μｍに等しい波長および適切なビームサイズにて動作するＥｒ：ＹＡＧレーザーを使用して、直径が１００μｍほど小さく、かつ１．５ｍｍほど深い穴を組織上に作出し、約１Ｊ／ｃｍ２のアブレーション閾値を超える選択的な組織除去を達成することができる。過剰なパルス持続時間は、アブレーションクレーター周囲の組織の付随的な加熱および凝固につながる場合があり、これにより送達標的への浸透が阻害され得る。非限定的な例として、ツリウムファイバーレーザーからの波長約１９２０ｎｍのコリメート光の４０μＪ、４００μｓのパルス（水の吸収係数＝約１２６ｃｍ−１）は、２００ｍｍの作動距離を有する焦点距離＋２００ｍｍの単レンズを使用することで、皮膚表面上のφ２００μｍのスポットに集光され、φ１８０×１００μｍ深さのアブレーションクレーターを作出することができる。レーザースポットは、参照により全体が本明細書に援用される米国特許第７，８２４，８９６号に記載のように、手動で、またはスキャナを使用して光学的に、皮膚表面上を移動させることができる。
【００９９】
弾道、「微粒子銃（ｂｉｏｌｉｓｔｉｃ）」、または遺伝子銃送達は、圧力調整可能なヘリウムパルスを使用して、ＤＮＡ、ＲＮＡ、または生体材料で被覆された金微小担体を小さなプラスチックカートリッジの内壁から標的細胞内に直接掃引する。いわゆる遺伝子銃は、アルツハイマー病などの神経変性疾患の効果の研究において、薬理学的前駆体としてラットＤＲＧニューロンにプラスミドを送達するために使用されている。市販のシステムの一例は、Ｂｅｃｔｏｎ−Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ，Ｉｎｃにより製造されているＨｅｌｉｏｓ（ＲＴＭ）遺伝子銃製品である。これは、様々な標的内への高速かつ直接的なトランスフェクションをｉｎ  ｖｉｖｏで行う手持ち式デバイスである。微粒子銃の粒子の調製は、参照により全体が本明細書に援用されるdoi:10.3791/675においてWoodsおよびZitoにより説明されている一般的方法を使用して行うことができる。
【０１００】
電気穿孔（または電気泳動）の背後にある基礎は、細胞の形質膜、または隣接した細胞の集合が、電界をパルスされると伸展し透過性になることで、薬剤がより容易に送達標的に進入し得るようになることである。ｉｎ  ｖｉｖｏでの電気穿孔は、少なくとも１種の治療剤を皮膚上に配することに続いて、同様に少なくとも１種の治療剤を含有する皮膚区域内またはこの区域に隣接して皮膚上に配された電極にパルスを加えることによって達成され得る。治療剤は次いで、場合によっては一過性の透過性をもたらすこと、またはさらには細孔の作出によって、細胞または他の送達標的もしくは介在組織内に導入され得る。
【０１０１】
イオノフォレーション（Ｉｏｎｏｐｈｏｒａｔｉｏｎ）（またはイオン泳動）は電気穿孔と同様であるが、電気穿孔において使用されるものと比べてより弱い電界をより長い持続時間にわたって使用する。
【０１０２】
ソノポレーションは電気穿孔と同様であり、ここでは、電気力によってＤＮＡが電界に沿って駆動される。ソノポレーションは受動拡散によって媒介され得る。移入効率は、超音波の周波数および強度に依存し得る。低周波数超音波照射は、細胞膜の機械的摂動を引き起こす場合があり、キャビテーション気泡近傍の大きな分子の取り込みを可能にし得る。これらの気泡の崩壊は、例えば細胞膜に小さな細孔を作出することによって、細胞膜または他の送達標的もしくは介在組織の透過性の上昇をもたらし得る。これは次に、一過性の膜透過化を誘導し得る。このように超音波を使用して送達標的または介在組織に小さな細孔を形成することにより、ＤＮＡ／ＲＮＡの細胞への移入が可能になり得る。この現象はソノポレーションとして公知である。ソノポレーションは、超音波の波を使用して脂質を解体し、送達標的または介在組織の透過性を上昇させる。微小気泡の存在は、キャビテーションの閾値を低減させ得る。ある種の微小気泡造影剤は、ガスで充填されシェルで安定化された球体である。そのようなエコー源性剤の１つである、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，Ｉｎｃ．のＯＰＴＩＳＯＮ（ＲＴＭ）（ガスが充填された脂質微小球の懸濁液）をベクターと併せて使用すると、微小気泡により向上したキャビテーションによって誘導される圧力増加により、送達有効性が向上し得る。ソノポレーションは、ＡＡＶのエンドサイトーシスを刺激し、遺伝子移入の効率を向上させる場合もある。代替的に、キャビテーションを向上させるためには、脂質気泡の代わりに、またはそれに加えて、中空シリカ微小球を使用してもよい。そのような一実施形態は、約１μｍから約１０μｍの間のサイズ範囲を有するアミノ官能化中空シリカ微小球である。代替的に、キャビテーションを向上させるためのエコー源性剤として、パーフルオロプロパンを含有するポリエチレングリコール修飾リポソームを使用してもよい。非限定的な例として、約２〜約４ＭＨｚ、約０．５Ｗ／ｃｍ２〜４Ｗ／ｃｍ２の超音波、および約１％〜約１０％の間のデューティサイクルを、約２％〜約１０％の体積分率のＯＰＴＩＳＯＮと併せて、約３０秒〜約４分にわたって標的区域に適用して、治療剤の経皮送達を改善することができる。より高いデューティサイクルでは、不必要な加熱が生じる場合がある。カチオン性ポリマーもまた、ＤＮＡを小さな粒子に凝縮することができ、エンドサイトーシスによる取り込みを容易にし得るため、遺伝子送達のための担体として使用することができる。これらのカチオン性ポリマーのうちの１つは、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）である。分子量範囲が約５ｋＤａから約２５ｋＤａの間のＰＥＩは、より低い分子量のＰＥＩよりも好ましい場合がある。より低い分子量のＰＥＩは、分子当たりの正電荷の量がより低いことにより、かかるＰＥＩ構成が負に荷電したＤＮＡ分子を適切に凝縮することが困難になり得るため、遺伝子送達の効果が低い場合がある。
【０１０３】
レーザー誘導（またはオプトポレーション（ｏｐｔｏｐｏｒａｔｉｏｎ）、またはフォトポレーション、またはレーザーフェクション（ｌａｓｅｒｆｅｃｔｉｏｎ）、またはオプトインジェクション（ｏｐｔｏｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、または光学トランスフェクション、または光誘導性対流型膜貫通輸送（ｌｉｇｈｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ  ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ））は、電気穿孔およびソノポレーションのものと同様の機序により送達標的または介在組織の透過性を一過性に上昇させるためにレーザーパルスを使用するが、キャビテーションを作出するために光エネルギーを使用する。現在のオプトポレーションは、典型的には、プラズマ媒介性キャビテーション事象をもたらすために使用され得る短パルスレーザーを利用する。ソノポレーションに関して記載したように、これらの気泡の崩壊は、例えば細胞膜に小さな細孔を作出することによって、細胞膜または他の送達標的もしくは介在組織の透過性の上昇をもたらし得る。非限定的な例として、本発明を実践するために構成されたシステムは、絶縁破壊を引き起こし、その後のキャビテーションを引き起こすために必要であり得る、≧５０Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度で送達標的または中間組織の表面に向けられる持続時間１０ｎｓのパルスを作出するために、近赤外レーザーを利用し得る。同様に、例えばレーザーアブレーションに関して上述したように、光学走査システムを使用して、ビームを複数の位置に向けてもよい。当然ながら、パルス持続時間のより短いレーザーを使用してもよいが、そのようなシステムのコストは、約１００ｐｓよりも短いパルス持続時間では劇的に増加する。典型的にはｉｎ−ｖｉｔｒｏでの単一細胞のオプトポレーションに関するほとんどの光学トランスフェクション用途とは異なり、本発明の一実施形態は、複数の送達標的および／または介在組織を調べるために、単回曝露で皮膚の広い区域を照射することを求める場合がある。そのような実施形態は、約１／２ｎｓから約１００ｎｓの間のパルス持続時間および１パルス当たり約１／１０Ｊから約１００Ｊの出力エネルギーを提供する、ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーを利用するように構成されていてもよい。これは、例えば、参照により全体が本明細書に援用されるdoi:1077-260X(96)09598-6においてAlfred  Vogelにより説明されているように、システムの出力を送達標的または介在組織上に位置決めし、水のレーザー誘導破壊の閾値を超過するフルエンスをもたらすハンドピースが末端に付いた、光ファイバーまたは関節アームアレンジメントによって、送達標的または介在組織に送達され得る。
【０１０４】
一実施形態では、アレイに収容されたマイクロニードル（例えば３Ｍ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨｏｌｌｏｗ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＲＴＭ））またはローラー上のマイクロニードル（例えばＤｅｒｍａ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｌｔｄから入手可能なＤｅｒｍａｒｏｌｌｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＲＴＭ）を使用して角質（ＳＣ）を破ってもよい。マイクロニードルデバイスは、その針が約５０μｍから約２００μｍの間の直径および約５０μｍから約３ｍｍの間の高さを有するように構成されていてもよい。マイクロニードルは、角質の下そして表皮および／もしくは真皮の中に注射するため、またはＳＣおよび／もしくは表皮をその後の治療剤の投与のために穿孔するために使用されてもよい。真皮−表皮接合部の近傍の高度に血管に富む区域を避けることは、一部の事例では、曝露を神経組織に集中させるために好ましい場合があり、したがって、表皮の厚さを超える長さおよび／または表皮の厚さ未満の長さを有する針が使用されてもよい。
【０１０５】
代替的に、マイクロニードルは、幅２ｃｍ×直径２ｃｍの円柱状ローラーの上に名目上均一なパターンで分布していてもよい。報告されているように、直径７０μｍの針を利用するこのようなマイクロニードルローラーの典型的な使用は、同じ皮膚区域への１０〜１５回の適用後に約２４０／ｃｍ２の穿孔密度をもたらす。治療剤は、ＳＣを穿孔した後に皮膚に適用されてもよい。少なくとも部分的に治療剤を含む密封ドレッシング材を処置された皮膚に適用することもできる。
【０１０６】
代替的に、マイクロニードルローラーは、針と連通している中央流体チャンバを追加して構成されていてもよい。中央流体チャンバは、治療剤をさらに含み、マイクロニードル手技中に治療剤を分配するように作られていてもよい。薬剤の送達を確実にするために、薬剤の圧力および／または流量をさらに制御してもよい。
【０１０７】
経皮パッチは、皮膚を通して容易に吸収され得る小分子親油性薬の投与のために使用されてきた。ある実施形態では、経皮パッチはまた、例えば上述のプロセスのうちの１つにより、角質のバリアが少なくとも部分的に回避された時点で使用されてもよい。
【０１０８】
前述され参照により援用されるTowneらの公報（ＵＳ２０１６００３０７６５、または‘７６５公報）は、種々の組織層、例えば皮膚の層を横断した、または層を通した照射を行うための、種々の構成および方法を記載している。代替的に、より「受動的な」システムを用いて標的に光を提供してもよい。前述の援用される‘７６５公報に記載されているものなどの電気システムは、実質的に別々のハウジングを用いずに使用され、より直接的に標的部位上に配され得る。これらは、特定の強度および／またはデューティサイクルなどで組織を照射するように構成されていてもよい。照射パラメータの構成は、本明細書において詳細に記載されるようにソフトウェアによって、または別個の構成要素を使用して達成されてもよい。そのような別個のシステムは、完全にプログラム可能なシステムよりもコスト−効果様式で作ることができ、そのため、より容易に処分および再利用され得る。ステップ関数オプシンなど、ある特定のオプシンの低デューティサイクル要件は、その比較的高い量子効率のため、かかる構成により適している場合がある。
【０１０９】
例えば、図１１（‘７６５公報の図１３５と同等）に示されているように、ＬＥＤのアレイを使用して、皮膚などの治療標的の表面を照射することができる。この説明的な例示的実施形態では、エミッター（ＥＭ：ｅｍｉｔｔｅｒ）およびベース（Ｂ：ｂａｓｅ）から構成されたＬＥＤの２次元の四角いアレイが基材（ＳＵＢ：ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に設置されており、これは、電流が送達セグメント（ＤＳｘ：Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｓｅｇｍｅｎｔ）によって供給される回路層と、接触層と、バッキング層とを含む。この例では、ＬＥＤの列が直並列構成で並べられているが、他の構成も本発明の範囲内である。エミッター（ＥＭ）は、例えば、ＬＵＸＥＯＮ  Ｚシリーズ、またはＮＩＣＨＩＡ  １８０Ａ、１５７Ｘシリーズなどの表面実装ＬＥＤから構成され得る。エミッター（ＥＭ）は、電気接続を行うためにベース（Ｂ）上に存在してもよい。接触層は、名目上透明な柔らかく弾性のある材料、例えばシリコーン、ＰＤＭＳ、または他のそのような材料から作られていてもよく、このことは、あるレベルの快適さを患者に提供し得る。接触層の厚さは、組織表面に名目上均一な照射を行うように構成されていてもよい。例えば、４ｍｍの間隔（中心間）をあけたＬＵＸＥＯＮまたはＣｒｅｅのＬＥＤを使用すると、照射は、厚さ２．５ｍｍのシリコーンシートを使用してピークバレー（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ）１０％以内で均一であり得る。回路層は、トポロジー、ＬＥＤの数、およびそれらのピーク電力に少なくとも部分的に基づく、必要な電流を通すように構成された配線を有する、単層のカプトンをベースとしたフレックス回路であってもよい。ＬＥＤの数は、特定の処置区域（ＴＡ：ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ａｒｅａ）に合わせて選択され得る。バッキング層は、コンプライアンスが接触層のものと一致するが透明である必要はない材料、例えばブナもしくは他のゴムおよび／またはポリマー材料から構築されていてもよい。接触層およびバッキング層はいずれも、ＬＥＤの電気効率の悪さに起因する組織の加熱、および組織色素沈着の付随的な加熱に起因する光熱効果を制限するために、改善された熱伝導率を有するように選択されてよい。しかしながら、この光遺伝学的療法において、皮膚の冷却は、従来のレーザーによる皮膚科手技ほど問題ではないことに留意されたい。これは、使用される照射量が、刺青除去、血管病変の光熱療法、および毛髪除去などの従来のレーザーによる皮膚科手技に利用されるものを優に下回るためである。これらの従来の療法は、短い曝露時間および低いパルス繰り返し率にもかかわらず、５０ｍＷ／ｍｍ２から２０ＭＷ／ｍｍ２の間の広い範囲のピーク照射量に相当する、５ｎｓ〜５００ｍｓのパルスおよび１〜１００Ｊ／ｃｍ２の表面フルエンスの曝露を用いる。さらに、光学面を使用前に清潔に保つために、カバー（カバー）を使用してもよい。これは、代替的に、組織表面への固定のための接着剤を包帯のように包む働きをしてもよい。送達セグメント（ＤＳｘ）は、図１２に示されているように、治療用システムの残部との接続のためのリボンコネクタ内に収集されてもよい。
【０１１０】
図１２（‘７６５公報の図１３６と同等）は、図９８に関して上述のアプリケータとともに使用するための例示的な治療デバイスに関する。参照により全体が本明細書に援用される国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０００２６２（公報番号ＷＯ／２０１４／０８１４４９）の図１８および図２１〜２３に関してより詳細に記載されているような、幅２０ｍｍ長さ４０ｍｍのスラブ型アプリケータであるアプリケータ（Ａ）が、標的組織Ｎの表面の近くに配置されている。送達セグメント（ＤＳ）を介してアプリケータ（Ａ）に電力が送達され、アプリケータ内に存在するＬＥＤに電力が供給される。結果として生じる光照射野（Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ）は、０．１〜４０ｍＷ／ｍｍ２の表面強度範囲内の標的組織の照射を行うように構成することができ、かつ、次の要因；使用される特定のオプシン、組織内のその濃度分布、組織の光学特性、および標的構造のサイズ、またはより大きな組織構造内でのその深さのうちの１つまたは複数に依存し得る。本システムはパルスモードで動作させることができ、ここで、パルス持続時間は０．５ｍｓから１ｓの間とすることができ、阻害型チャネルでは１０ｍｓのパルス持続時間が典型的に効果的である。さらに、パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、０．１Ｈｚから２００Ｈｚの間で構成することができ、阻害型チャネルでは１ＨｚのＰＲＦが典型的に効果的である。結果として、デューティサイクルは０．００５％〜１００％の範囲であり、阻害型チャネルでは１％のデューティサイクルが典型的に効果的である。本図面には簡潔化および明瞭化のために示されていないが、特定の標的構造がその構造内の光透過深さと比較して大きな標的構造である場合、複数のアプリケータおよび／または送達セグメントを特定の標的構造のために使用してもよい。送達セグメント（ＤＳ）は、リボンケーブルであるように構成されていてもよい。送達セグメント（ＤＳ）は、張力緩和をもたらし得る、うねり（Ｕ：Ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ）をさらに含んでもよい。送達セグメント（ＤＳ）は、コネクタＣ１を介してハウジング（Ｈ）に、そしてコネクタＣ２を介してアプリケータに動作可能に連結されていてもよい。電力および／または電流は、コントローラ（ＣＯＮＴ）によって制御されてもよく、光強度、曝露時間、パルス持続時間、パルス繰り返し周波数、およびデューティサイクルなどのパラメータが構成され得る。ハウジング（Ｈ）内に示されているコントローラ（ＣＯＮＴ）は、図１０に関してより詳細に記載されているものを明瞭にするために簡略化したものである。外部臨床医プログラマモジュールおよび／または患者プログラマモジュール（Ｃ／Ｐ）は、通信リンク（ＣＬ：Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｉｎｋ）を介し、アンテナ（ＡＮＴ）を介し、遠隔測定モジュール（ＴＭ：Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ  ｍｏｄｕｌｅ）を介して、コントローラ（ＣＯＮＴ）と通信することができる。電力供給器（ＰＳ：Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）は、明瞭化のために示されていないが、外部充電器（ＥＣ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｃｈａｒｇｅｒ）を使用して無線で再充電することができる。さらに、外部充電器（ＥＣ）は、実���デバイス（実装デバイス）内に存在するように構成されていてもよい。実装デバイス（実装デバイス）は、この例示的な実施形態のために特に良好に構成されているような、ベストであり得る。システムの残部が植え込まれ、体内空間（ＩＳＰ：ｉｎｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ  ｓｐａｃｅ）内に位置していてよい一方で、外部充電器（ＥＣ）、ならびに外部臨床医プログラマモジュールおよび／または患者プログラマモジュール（Ｃ／Ｐ）、および実装デバイス（実装デバイス）は、体外空間（ＥＳＰ：ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ  ｓｐａｃｅ）内に位置していてよい。外部充電器（ＥＣ）は、点線および普遍的なＡＣ記号によって示されているように、ＡＣアダプタであってもよい。
【０１１１】
図３２には、一例であるハウジング（Ｈ）の種々の構成要素を例示するブロック図が示されている。この例において、ハウジングは、光刺激発生器のためのプロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ（Ｍ）、電力源（ＰＳ：ｐｏｗｅｒ  ｓｏｕｒｃｅ）、遠隔測定モジュール（ＴＭ）、アンテナ（ＡＮＴ）、および駆動回路（ＤＣ：ｄｒｉｖｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を含む。ハウジング（Ｈ）は、簡略化および明瞭化のために、１つの送達セグメント（ＤＳｘ）に連結した状態で示されている。これは、一部が異なる波長を有していてもよい異なる光出力を送達し得る複数の電子経路（例えば、複数の光源および／またはセンサ接続部）を含むよう構成されていてもよいという意味で、マルチチャネルデバイスであってもよい。送達セグメントは、ハウジングから取り外し可能であってもよいし、または固定されていてもよい。
【０１１２】
メモリ（ＭＥＭ）は、プロセッサ（ＣＰＵ）により実行される命令、光学データおよび／もしくはセンサデータで、感知回路（ＳＣ：ｓｅｎｓｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により処理され、ハウジング内のセンサから得られるもの、例えばバッテリーレベル、放電率などと、ハウジング（Ｈ）の外側、場合によりアプリケータ（Ａ）内に配置されたセンサ、例えば光学センサおよび温度センサから得られるものとの両方、ならびに／または患者のための療法に関する他の情報を記憶することができる。プロセッサ（ＣＰＵ）は、メモリ（ＭＥＭ）に記憶された複数のプログラムまたはプログラム群のうちの選択された１つまたは複数に従って光源（図示せず）に電力を送達するように、駆動回路（ＤＣ）を制御し得る。光源は、以前に説明されているように、ハウジング（Ｈ）内部にあってもよいし、またはアプリケータ（Ａ）内もしくはその近くに遠隔的に位置していてもよい。メモリ（ＭＥＭ）は、任意の電子データ記憶媒体、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的に消去可能なプログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ−ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、フラッシュメモリなどを含み得る。メモリ（ＭＥＭ）は、先に記載したように、プロセッサ（ＣＰＵ）によって実行されると、プロセッサ（ＣＰＵ）およびそのサブシステムに属する種々の機能、例えば光源のパルシングパラメータを規定することをプロセッサ（ＣＰＵ）に行わせる、プログラム命令を記憶することができる。
【０１１３】
本開示に記載の技術によれば、メモリ（ＭＥＭ）に記憶される情報は、患者が以前に受けた療法に関する情報を含み得る。本開示によれば、そのような情報を記憶することは、例えば、記憶された情報を臨床医が読み出して、患者の最後の来診中に患者に適用された療法を判定することができるように、その後の処置に有用であり得る。プロセッサＣＰＵは、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、または他のデジタル論理回路を含み得る。プロセッサ（ＣＰＵ）は、植え込み式刺激器の動作を制御する。例えば、メモリ（ＭＥＭ）から読み出された、選択されたプログラムまたはプログラム群に従って刺激療法を送達するように、刺激発生器を制御する。例えば、プロセッサ（ＣＰＵ）は、１つまたは複数の刺激プログラムによって指定された強度、波長、パルス幅（該当する場合）、および速度で、光信号、例えば刺激パルスを送達するように、駆動回路（ＤＣ）を制御してもよい。プロセッサ（ＣＰＵ）は、送達セグメント（ＤＳｘ）の部分集合を介して、かつ１つまたは複数のプログラムによって指定された刺激で、刺激を選択的に送達するように、駆動回路（ＤＣ）を制御することもできる。以前に説明されたように、異なる送達セグメント（ＤＳｘ）は、異なる標的組織部位を対象としてもよい。
【０１１４】
遠隔測定モジュール（ＴＭ）は、植え込み式刺激器と臨床医プログラマおよび患者プログラマ（Ｃ／Ｐ）のそれぞれとの間の双方向通信を可能にするための高周波（ＲＦ：ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送受信器を含み得る。遠隔測定モジュール（ＴＭ）は、多様な形態のうちのいずれのアンテナ（ＡＮＴ）を含んでもよい。例えば、アンテナ（ＡＮＴ）は、医療デバイスに関連したハウジング内に埋め込まれた伝導性コイルまたはワイヤによって形成されていてもよい。あるいは、アンテナ（ＡＮＴ）は、植え込み式刺激器の他の構成要素を搭載した回路基板上に実装されてもよいし、または回路基板上の回路配線の形態を採ってもよい。このようにして、遠隔測定モジュール（ＴＭ）は、コントローラ／プログラマ（Ｃ／Ｐ）との通信を可能にし得る。図１０には説明を目的として別々の再充電回路（ＲＣ：ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が示されているものの、エネルギー需要および中程度のデータ速度要件を所与として、遠隔測定システムは、遠隔測定通信および再充電用電力の両方を提供するために誘導結合を使用するように構成されていてもよい。
【０１１５】
患者および／または医師のための外部プログラミングデバイスは、植え込まれたハウジングの設定および性能を変更するために使用することができる。同様に、植え込まれた装置は、システムステータスおよびフィードバック情報に関する情報を転送するために外部デバイスと通信してもよい。これは、ＰＣベースのシステム、または独立型システムであるように構成されていてもよい。いずれの場合においても、本システムは、遠隔測定モジュール（ＴＭ）の遠隔測定回路およびアンテナ（ＡＮＴ）を介してハウジングと通信しなければならない。患者および医師の両方が、処置の持続時間、光強度または振幅、パルス幅、パルス周波数、バースト長、およびバースト率などの刺激パラメータを適切であるように適合させるために、コントローラ／プログラマ（Ｃ／Ｐ）を利用してよい。
通信リンク（ＣＬ）が確立されたら、ＭＭＮプログラマ／コントローラとハウジングとの間のデータ転送が開始し得る。そのようなデータの例は、次のものである。
１．ハウジングからコントローラ／プログラマへ：
ａ．  患者による使用
ｂ．  バッテリー寿命
ｃ．  フィードバックデータ
ｉ．  デバイス診断（例えば、エミッター対向光センサによる直接光伝送測定値）
２．コントローラ／プログラマからハウジングへ：
ｄ．  デバイス診断に基づく更新された照射レベル設定
ｅ．  パルシングスキームに対する変更
ｆ．  埋め込み型回路の再構成
ｉ．  ＦＰＧＡなど。
【０１１６】
非限定的な例として、低電力および／または低周波を問わず、例えばＺａｒｌｉｎｋ／ＭｉｃｒｏＳＥＭＩにより作成されているような近距離通信、ならびにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）などが、遠隔測定のために用いられ得る。
【０１１７】
より受動的なシステムの別の例は、図１１および１２の電気的に励起される光源の代わりに発光材料を含むものであるが、アプリケータ（Ａ）に関して示されているものと同様の様式で収容することができ、駆動もしくは制御エレクトロニクスまたはそれらの接続を必要としないものである。そのような構成の非限定的な例の１つは、主に青色光を発する化学発光ペルオキシオキサレート酸化反応、例えばビス（２，４，６−トリクロロフェニル）オキサレート（ＴＣＰＯ）＋Ｈ２Ｏ２の使用である。代替的に、別の非限定的な実施形態は、主に青色光を発する、ルミノール＋Ｈ２Ｏ２酸化の化学発光反応を利用する。これらの化学発光システムの両方が、ｉＣ＋＋およびＳｗｉＣｈＲなどのチャネルロドプシン系オプシンを活性化させるのに好適である、４５０ｎｍおよびその近傍の出力をもたらす。照射レベルは約０．３ｍＷ／ｍｍ２とすることができ、鏡面カバー（ｍｉｒｒｏｒｉｚｅｄ  ｃｏｖｅｒ）を使用して、標的から離れる方向に向けられた光を標的に向け直してもよい。光の放射を延長および安定化させるために、消光化合物、安定化化合物、および触媒化合物を用いることもできる。そのような例の１つは、次のＴＣＰＯ系溶液の処方の使用である。１５ｍＬの酢酸エチル、３ｍｇの９，１０−ビス（フェニルエチニル（phenyethynyl））アントラセン、１ｇの酢酸ナトリウム、および８００ｍｇのＴＣＰＯ。これを３ｍＬの過酸化水素と混合すると、反応が開始し得る。アプリケータの設計および構成は、前述の援用されるTowneらの‘７６５公報における図２６および９８のＬＥＤといった、電気的に励起される光源から構成されるものと実質的に同様であってもよい。
【０１１８】
同様に、上述のＴＣＰＯ混合物の代わりに、またはそれに加えて、９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン（ＢＰＥＡ）および／または２−クロロ−９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセンを使用し、異なるオプシンとともに使用するための光の出力スペクトルを適合させてもよい。
【０１１９】
これらの化学発光に基づくシステムのうちのいずれも、図１１に示されるアプリケータ（Ａ）のうち回路層が占める区域またはその周囲の脆いポリマー層など、使用前に損なわれる場合がある化学成分間に、物理的な区切りまたはバリアを利用するように構成されていてもよい。そのような構成の一例は、伸展させると裂開する部分的な厚さの穿孔を含むシリコーンバッグなどの区画内に、反応成分のうちの少なくとも１つを物理的に分離させることである。図１３は、図１１のものと同様のかかる構成の一例を示し、ここでアプリケータ（Ａ）は、捻りまたは引張などの機械的応力に応じて断裂することにより反応物質のうちの少なくとも１つを放出し、反応物質を混合させて化学発光反応を開始するようにさらに構成されている、反応物質体積を含む。
【０１２０】
本発明の種々の例示的な実施形態が本明細書に記載されている。これらの例は、非限定的な意味で参照される。これらは、本発明のより広く適用可能な態様を例示するために提供されている。記載された本発明には種々の変更を行うことができ、本発明の真の趣旨および範囲を逸脱することなく、均等物が代用され得る。加えて、特定の状況、材料、物質の組成、プロセス、プロセス行為、またはステップを、本発明の目的、趣旨、または範囲に適応させるために、多くの改変を行ってもよい。さらに、当業者には理解されるであろうが、本明細書に記載および例示される個々の変化形態はそれぞれ、本発明の範囲または趣旨を逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のうちのいずれかの特色から容易に分離され得る、またはそれと組み合わされ得る、別個の構成要素および特色を有する。そのような改変形態のすべては、本開示に関連する特許請求の範囲内にあることが意図される。
【０１２１】
主題の診断手技または介入手技の実施に関して記載されたデバイスのうちのいずれも、かかる介入を実行する際に使用するためのパッケージングされた組合せにおいて提供されてもよい。こうした供給「キット」は、使用説明書をさらに含んでいてもよいし、またはかかる目的のために一般的に用いられる滅菌トレイもしくは容器内にパッケージングされていてもよい。
【０１２２】
本発明は、主題のデバイスを使用して行われ得る方法を含む。この方法は、そのような好適なデバイスを用意する行為を含み得る。かかる供給は、末端利用者によって行われてもよい。言い換えると、「用意する」行為は、主題の方法において必要なデバイスを用意するために末端利用者が取得すること、アクセスすること、アプローチすること、位置決めすること、設定すること、起動すること、電源を入れること、または別様に行動することを必要とするに過ぎない。本明細書において列記される方法は、列記された事象の順序はもちろん、論理的に可能であれば列記された事象のいかなる順序で実施されてもよい。
【０１２３】
材料の選択および製造に関する詳細とともに、本発明の例示的な態様が上に明記されている。本発明の他の詳細に関しては、一般に公知であるか当業者に理解されているだけでなく、上記に参照した特許および公報との関連において理解され得る。一般的または論理的に用いられる追加の行為の観点から、同じことが本発明の方法に基づく態様に関しても当てはまり得る。
【０１２４】
加えて、種々の特色を任意選択で組み込むいくつかの例を参照して本発明を説明してきたが、本発明は、本発明の各変化形態に関して記載されているもの、または想定されると示されているものに限定されない。記載された本発明には種々の変更を行うことができ、本発明の真の趣旨および範囲を逸脱することなく、均等物が（本明細書に列記されているにせよ、いくらか簡略にする目的で含まれていないにせよ）代用され得る。加えて、値の範囲が提供されている場合、その範囲の上限と下限との間のあらゆる介在値、および任意の他の記述された値、またはその記述された範囲内の介在値が、本発明に包含されることが理解される。
【０１２５】
また、記載される発明的な変化形態の任意選択の特色のいずれも、独立して明記および請求されてもよいし、あるいは本明細書に記載の特色のうちの任意の１つまたは複数との組合せにおいて明記および請求されてもよいことが想定される。単数形の項目への言及は、同じ項目の複数形が存在するという可能性を含む。より具体的には、本明細書および本明細書に関連した請求項において使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、「ｓａｉｄ」、および「ｔｈｅ」という単数形は、別段の記述が具体的にない限り、複数の参照対象を含む。言い換えると、これらの冠詞の使用は、上記の説明ならびに本開示に関連した請求項における主題項目の「少なくとも１つ」を可能にする。さらに、そのような請求項は、いずれかの任意選択の要素を除外するように起草されている場合があることが留意される。
【０１２６】
したがって、この記述は、請求要素の列記に関連した「単に（ｓｏｌｅｌｙ）」、「のみ（ｏｎｌｙ）」などの排他的用語法の使用、または「否定的」限定の使用の先行詞として機能するよう意図される。
【０１２７】
そのような排他的用語法を使用しない、本開示に関連した請求項における「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、所与の数の要素がかかる請求項に列挙されているか、または特色の追加がかかる請求項に明記された要素の本質を変化させるとみなされるかに関わりなく、任意の追加の要素の包含を認めるものとする。本明細書に具体的に定義されている場合を除き、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、請求の妥当性を維持しながら可能な限り広い一般的に理解される意味を与えられるものとする。
【０１２８】
本発明の全容は、提供される例および／または本明細書に限定されず、むしろ、本開示に関連した請求項の文言の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月10日(2018.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
本発明の全容は、提供される例および／または本明細書に限定されず、むしろ、本開示に関連した請求項の文言の範囲によってのみ限定されるものである。
本発明の実施形態の一部の例は、以下の項目に示される。
（項目１）
動物の標的組織領域を神経支配する感覚単位の機能を変更するためのシステムであって、前記感覚単位が光応答性タンパク質を発現するように構成されており、前記システムが、
ａ．標的組織構造の少なくとも一部分に放射線を向けるように構成された光送達要素と、
ｂ．前記光送達要素に光を提供するように構成された光源とを備え、
前記標的組織構造を含む細胞の膜電位が放射線への前記光応答性タンパク質の曝露に少なくとも部分的に起因して調節されるように、前記標的組織構造に前記放射線が経皮照射される、システム。
（項目２）
前記光源が、レーザー、発光ダイオード、および化学発光化合物からなる群から選択される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記感覚単位が、前記感覚単位に前記光応答性タンパク質を発現させるように構成された１つまたは複数の臨床化合物の投与前に変更された角質層に隣接している、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記角質層が、テープ剥離構成、ダーマブレージョン構成、マイクロダーマブレージョン構成、脱毛化合物適用構成、ソノフォレーシス構成、イオン泳動構成、電気穿孔構成、マイクロダーマブレージョン構成、マイクロニードル構成、レーザーアブレーション構成、およびオプトポレーション構成からなる群から選択される構成を使用して変更されている、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記光応答性タンパク質が刺激型オプシンである、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記刺激型オプシンが、ＣｈＲ２、Ｃ１Ｖ１−Ｔ、Ｃ１Ｖ１−ＴＴ、ＣａｔＣｈ、ＶＣｈＲ１−ＳＦＯ、およびＣｈＲ２−ＳＦＯからなる群から選択される、項目５に記載のシステム。
（項目７）
前記光応答性タンパク質が阻害型オプシンである、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記阻害型オプシンが、ＮｐＨＲ、ｅＮｐＨＲ  １．０、ｅＮｐＨＲ  ２．０、ｅＮｐＨＲ  ３．０、Ｍａｃ、Ｍａｃ  ３．０、Ａｒｃｈ、ＡｒｃｈＴ、ｉＣｈＲ、ｉＣ１Ｃ２、ｉＣ＋＋、ＳｗｉＣｈＲ＋＋、およびＪＡＷＳからなる群から選択される、項目７に記載のシステム。
（項目９）
前記感覚単位が、アデノ随伴ウイルスの前記標的組織領域内への投与を介して前記光応答性タンパク質を発現するように構成されており、ウイルスゲノムが、前記感覚単位において発現されることになる少なくとも１つの光応答性タンパク質をコードする、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記アデノ随伴ウイルスが、アデノ随伴ウイルス株１、アデノ随伴ウイルス株６、およびアデノ随伴ウイルス株８からなる群から選択されるコートタンパク質を有する、項目９に記載のシステム。
（項目１１）
前記標的組織領域が、急性の痛み、慢性の痛み、アロディニア、異所性の痛み、神経障害性の痛み、かゆみ、および知覚異常からなる群から選択される望まれない感覚応答に少なくとも部分的に基づいて選択される、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
前記標的組織領域が、感覚消失に少なくとも部分的に基づいて選択される、項目１に記載のシステム。
（項目１３）
前記標的組織領域が、飽和感に少なくとも部分的に基づいて選択される、項目１に記載のシステム。
（項目１４）
前記アデノ随伴ウイルスが自己相補的である、項目９に記載のシステム。
（項目１５）
前記光源が、ペルオキシオキサレート酸化反応に少なくとも部分的に基づく化学発光反応を使用して作出された化学発光化合物である、項目２に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019506219.tif 000035
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2019506219.tif 000037
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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