(57)【要約】対象者における神経毒性を診断するためのプロセスおよびアッセイを提供する。対象者に対する神経毒性傷害の程度は、ＣＳＦまたは血清などの生体液中の１以上のバイオマーカーを測定することによって評価する。他の使用および得られる利点としては、市販前創薬、モニタリング、薬物神経毒性スクリーニングならびに既知の潜在的神経毒性を有する薬剤についての安全性およびモニタリングの市販後評価が挙げられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
神経毒性傷害をスクリーニングするためのプロセスであって：
場合によって、細胞を神経毒であることが疑われる化学的または生物学的作用物質に暴露し；
神経毒性の１以上のバイオマーカーの存在について対象者の生物試料を分析し；そして
前記試料中の前記１以上の前記バイオマーカーの存在に基づいて神経毒性傷害を検出する
ことを含む、プロセス。
【請求項２】
前記分析が、神経学的状態の２つのバイオマーカーの存在についてであり、前記検出が、前記試料中の前記２つのバイオマーカーの比に基づく、請求項１記載のプロセス。
【請求項３】
前記バイオマーカーが：
ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ−Ｌ１（ＵＣＨ−Ｌ１）；スペクトリン；スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）；ＭＡＰ１、ＭＡＰ２；ＧＦＡＰ、ユビキチンカルボキシル末端エステラーゼ；ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ；神経系に局在化した細胞内タンパク質；ＭＡＰ−タウ；Ｃ−タウ；ポリ（ＡＤＰ−リボース）ポリメラーゼ（ＰＡＲＰ）；コラプシン応答メディエータータンパク質、シナプトタグミン、βΙΙΙ−チューブリン、Ｓ１００β；ニューロン特異性エノラーゼ、ニューロフィラメントタンパク質軽鎖、ネスチン、α−インターネキシン；その分解産物、その翻訳後に修飾された形態、その誘導体、およびその組み合わせ
を含む群から選択されるタンパク質である、請求項１記載のプロセス。
【請求項４】
前記バイオマーカーが少なくとも１つのユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５、ＳＢＤＰ１５０ｉ、ＳＢＤＰ１２０、ＭＡＰ１、ＭＡＰ２、ＧＦＡＰ、シナプトタグミン、βΙΙΙ−チューブリン、またはＳ１００βである、請求項１記載のプロセス。
【請求項５】
前記バイオマーカー比が２よりも大きい、請求項２記載のプロセス。
【請求項６】
前記バイオマーカー比が０．５未満である、請求項２記載のプロセス。
【請求項７】
前記バイオマーカーがＲＮＡバイオマーカーである、請求項１記載のプロセス。
【請求項８】
前記ＲＮＡバイオマーカーがｍｉＲＮＡである、請求項７記載のプロセス。
【請求項９】
前記バイオマーカーが：
ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ−Ｌｌ；ＧＦＡＰ；スペクトリン；スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）；ネスチン；アルファ−インターネキシン；ＭＡＰ１、ＭＡＰ２；ユビキチンカルボキシル末端エステラーゼ；神経系に局在化した細胞内タンパク質；ＭＡＰ−タウ；Ｃ−タウ；ポリ（ＡＤＰ−リボース）ポリメラーゼ（ＰＡＲＰ）；コラプシン応答メディエータータンパク質（ＣＲＭＰ）；その分解産物、その翻訳後に修飾された形態、その誘導体、およびその組み合わせ
を含む群から選択されるタンパク質に対する自己抗体である、請求項１記載のプロセス。
【請求項１０】
前記バイオマーカーが：ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ−Ｌｌ、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５、ＳＢＤＰ１５０ｉ、ＳＢＤＰ１２０、ＭＡＰ１、ＭＡＰ２もしくはＧＦＡＰ、シナプトタグミン、βΙΙΙ−チューブリン、またはＳ１００βの少なくとも１つに対する自己抗体である、請求項９記載のプロセス。
【請求項１１】
前記生物試料が、全血、血漿、血清、ＣＳＦ、他の生体液（尿、唾液、汗、涙を含む）、単離された細胞、細胞溶解物、細胞放出物、組織、組織溶解物、組織放出物である、請求項１記載のプロセス。
【請求項１２】
細胞を前記化学的または生物学的作用物質に暴露するステップが存在する、請求項１〜１１のうちの１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
細胞を前記化学的もしくは生物学的作用物質に暴露するステップが存在し、前記生物学的作用物質が、カイニン酸、クロロプロピオン酸、ブロメタリン、メトトレキサート、抗ガン化学療法薬、またはペンチレンテトラゾール（ＰＴＺ）のうちの少なくとも１つのである、請求項１記載のプロセス。
【請求項１４】
生物学的作用物質がカイニン酸である、請求項１３記載のプロセス。
【請求項１５】
神経毒性傷害が、カイネート誘発性発作の臨床症状を有する、請求項１４記載のプロセス。
【請求項１６】
神経毒性傷害が発作の臨床症状を有する、請求項１３記載のプロセス。
【請求項１７】
神経毒性傷害が神経変性の臨床症状を有する、請求項１３記載のプロセス。
【請求項１８】
神経変性がアルツハイマー病によって引き起こされる、請求項１７記載のプロセス。
【請求項１９】
前記化学療法薬がパクリタキセルまたは有機白金化合物である、請求項１３記載のプロセス。
【請求項２０】
前記化学的または生物学的作用物質の量を減少させ；そして対象者からの第２の生物試料を前記化学的または生物学的作用物質の存在について分析して、それより低いと神経毒性傷害が観察されない量を決定することをさらに含む、請求項１３記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年４月１日付で提出された米国特許仮出願番号第６１／３２０，１２２号、２０１０年８月２５日付で提出された米国特許仮出願番号第６１／３７６，９６７号、および２０１１年３月２３日付で提出された仮出願番号第６１／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（標題：神経毒性の検出のためのマーカーおよびアッセイ）の優先権を主張し、これらの優先権書類の全内容は、参照により本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、神経毒性のマーカーの同定および使用に関する。本発明のマーカーは、タンパク質；またはタンパク質フラグメント；自己抗体；ＤＮＡ；ＲＮＡ；またはｍｉＲＮＡを含む。本発明のバイオマーカーは、中枢神経系機能および療法に関与し得る。
【背景技術】
【０００３】
神経変性および神経毒性は、中枢神経系（ＣＮＳ）において薬理活性であるいくつかの化合物に関連する安全性のリスクである。しかし、神経変性をモニタリングすることは、前臨床および臨床医薬品開発のどちらにおいても困難である。神経変性および神経毒性の定量的脳脊髄液（ＣＳＦ）および血液ベースのタンパク質バイオマーカーは、患者の前臨床モデルにおける脳病理の信頼性（ｒｅｌｉａｎｃｅ）組織学的評価と比較して、非臨床的安全性評価と臨床試験で患者の安全性をモニタリングする我々の能力とを改善することができた。
【０００４】
外傷性、虚血性、および神経毒性化学的傷害はすべて、一般的な障害とともに、脳または他の神経障害の可能性をもたらす。これらの原因のそれぞれの重篤な形態の診断は、臨床反応試験およびコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）および磁気共鳴画像（ＭＲＩ）試験によって容易であるが、分光イメージングは費用がかかる上に時間もかかり、一方、無能力状態の個人の臨床反応試験は価値が限られ、多くの場合、繊細な診断を不可能にする点で、これらの診断には限界がある。さらに、既存の診断の限界のために、対象者が自身の神経学的状態に対してストレスを受ける状況では、かすかな症状はすぐに消散するので、対象者は、損傷が起こったことに気づかないか、または治療を求めることが多い。対象者の神経学的状態に対するこれらの軽度から中等度の誘発の治療が不十分であることは、累積的影響があり得るか、またはその後に脳損傷事象が起こる可能性があり、どちらの場合も臨床予後が劣っている。
【０００５】
神経学的状態の画像診断や主観的な臨床反応診断に関連する制限を克服するために、対象者の分子または細胞レベルの健康状態に関する変化の内部インジケーターとしてのバイオマーカーの使用がますます注目されている。バイオマーカーの検出は、対象者から得られた試料を使用し、その試料、典型的には脳脊髄、血液、または血漿中のバイオマーカーを検出するので、バイオマーカー検出は、神経学的状態の安価で迅速かつ客観的な測定の可能性を有する。神経学的状態の迅速かつ客観的なインジケーターを達成することで、異常な脳状態の重症度をある程度の客観性で決定して、それによって、結果を予想し、その状態の療法を誘導し、また対象者の反応性および回復をモニタリングすることが可能になる。さらに、多数の対象者から得られる情報によって、脳損傷の機序に対するある程度の洞察を得ることが可能になる。
【０００６】
化学的傷害または候補治療法に関連する毒性の測定または同定も同様に重要である。かなりの割合の候補薬が、不測の毒性のために臨床試験から外される。毒性問題のために前臨床段階を切り抜けられない化合物の数はさらに多い。ヒトにおいて現在用いられる毒性スクリーンと毒性の予測との間にはなおずれがある。このことは、神経毒性に関して特に当てはまる。神経毒性は、測定するのが困難で、かつ候補薬の既知の機序と無関係であることが多い。臨床試験に入る前に、潜在的な望ましくない副作用の早期検出を可能にするために、より良好な神経毒性の測定が必要である。
【０００７】
薬剤または候補治療薬のスクリーニング中などの化学的または生物学的作用物質への暴露は、アクセスするのが困難なままである。これらの研究は、通常、ニューロン細胞死を分析する。しかし、誘発からのニューロン細胞機能、構造、機構または他のあまり重度ではない結果における変化を検出するために有用な組成物および方法が必要である。本発明によって提供されるものなどの、中枢神経系（ＣＮＳ）神経毒性傷害のバイオマーカーは、科学者に、神経毒性の重症度と細胞病理の決定を助けるための定量化可能な神経科学的マーカーを付与するだけでなく、治療介入の代理マーカーを提供することもできた。
【０００８】
したがって、診断能力や患者の管理も改善し得、治療評価を促進し得る神経毒性の感受性かつ特異的な生化学的マーカーが必要とされる。
【０００９】
グルタメートで誘発される興奮毒性は、神経変性ならびに多くの他の神経障害のモデル系として、結果としてニューロン損傷をもたらす軸索および樹状突起変性の誘発における主な寄与因子の１つとして、確立されている。ＴＢＩの神経病理学的結果は、あるタンパク質のカルパインおよびカスパーゼなどのプロテアーゼ断片化の活性化ならびに脳タンパク質／フラグメントの生体液（例えば、ＣＳＦ、血液、血漿、血清）中への選択された放出に至る、持続性グルタメートによって誘発されるサイトゾルのＣａ２＋の増加によって媒介され、これは脳損傷のバイオマーカーと見なされる。カイニン酸（ＫＡ）は、イオンチャンネル型グルタメート受容体のサブクラスを活性化する公知興奮毒であり、皮下（ｓｑ．）投与された場合でさえも神経毒性である。
【００１０】
したがって、ＴＢＩのいくつかのバイオマーカー：ユビキチンＣ末端ヒドロラーゼ１（ＵＣＨＬ１）、神経膠線維酸性タンパク質（ＧＦＡＰ）、αＩＩ−スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１２０）の分布、関係および局在を調べるためにラットのＫＡ興奮毒性モデルも必要とされる。特に海馬として知られる脳領域におけるニューロンの変性は、興奮と抑制との間の不均衡に至り、これはそれ自体発作として現れる。バイオマーカーはそれによって、動物モデルおよび患者における発作の検出および予測にも重要である。加えて、発作は、ＴＢＩにおける長期的合併症のうちの１つとして記載されている。
【００１１】
加えて、例えば乳ガンにおける化学療法で誘発された認識力低下は、この治療レジメンの重篤な副作用の１つと認められている。ガンは、世界的に、そして特に米国で、女性のガンに関連する死亡の主な原因である。化学療法は、１９５０年代および１９６０年代に化学療法薬が発見されて以来、依然として、乳ガンの主要な、そして多くの場合は唯一の利用可能な治癒的治療法である。しかし、この有効な療法の使用は、多くの場合、その有害な副作用によって制限される。結果として神経障害を伴う神経毒性は、タキサン（すなわち、パクリタキセルおよびドセタキセル）ならびに白金化合物（すなわち、シスプラチン、オキサリプラチン、カルボプラチン）をはじめとする、最も広く用いられる有効な乳ガン治療の種々の全身性薬剤に関して一般的に認識されている主な副作用である。パクリタキセルおよびシスプラチンによって生じる神経毒性は、治療投薬量を制限する可能性があるか、または中断の原因となる可能性があり、それによってそれらの有用性および有効性が低下する。加えて、神経障害は、患者の生活の質を著しく損なう可能性がある。ＰＮＳ神経毒性は一般的で、十分に研究された有害作用であるが（Murillo et al, 2008）、いくつかの報告は、これらの薬剤がＣＮＳに対しても同様に神経毒性であり得ることを示している（Perry and Warner, 1996）。したがって、乳ガン化学療法によるＰＮＳおよびＣＮＳ神経障害の早期検出のための新規バイオマーカーの発見によって、有害な結果としての長期神経障害の重症度または危険性を最小限にするための適切な治療方策をより多くの情報に基づいて選択できる。
【００１２】
したがって、創薬において神経毒性を検出するためまたは治療的投与の補助的手段としてバイオマーカーを使用するプロセスの必要性が存在する。特に乳ガン化学療法薬の神経毒性を制限するため、および化学療法の神経毒性副作用を最小限にするために早期治療介入を可能にするための神経毒性制御投薬の早期検出のための化学療法薬によって誘発されたＣＮＳおよびＰＮＳにおける神経毒性および神経障害をモニタリングするためのプロセスの必要性がさらに存在する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】メタンフェタミンまたはシスプラチンに対する神経毒性反応後の生体液区画における神経毒性バイオマーカー上昇を示す。
【図２】ラットＣＳＦにおけるＧＦＡＰおよびＵＣＨ−Ｌ１のレベルに対するカイニン酸（ＫＡ）（９ｍｇ／Ｋｇ）投与の時間依存的影響を示す。
【図３】ラットＣＳＦにおけるスペクトリン分解産物に対するＫＡ（９ｍｇ／Ｋｇ）投与の時間依存的影響を示す。
【図４】図４ＡはＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１５０のウェスタンブロットを示し、図４Ｂおよび図４Ｃは、ＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１５０スペクトリン分解産物のウェスタンブロットから誘導されるラット海馬におけるスペクトリン分解産物に対するＫＡ（９ｍｇ／Ｋｇ）投与の時間依存的影響を示す棒グラフである。
【図５】示す組織画像である。
【図６】ＫＡで治療されたラットの海馬におけるＧＦＡＰ発現のレベルの増加を示す組織画像である。
【図７】ＫＡで治療されたラットの海馬における活性化カスパーゼ−３のレベルの増加を示す組織画像である。
【図８】ヒトＴＢＩ  ＣＳＦ試料中に放出されるバイオマーカーとしてのα−インターネキシン（α−インターネキシン−ＢＤＰ）を示すウェスタンブロットを示す。
【図９】α−インターネキシンのウェスタンブロットを示し、この場合、α−インターネキシン（５４ｋＤａ）レベルは、成体対胚１８日ラット脳で変化しない。
【図１０】成体対胚１８日ラット脳におけるネスチンタンパク質レベルのウェスタンブロットを示す。
【図１１】ヒトＴＢＩ  ＣＳＦ試料中に放出されたバイオマーカーとしてのα−インターネキシン（α−インターネキシン−ＢＤＰ）のウェスタンブロットの比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
歴史的に、リンパ系がないことと、血液脳関門（ＢＢＢ）の保護のために、脳は免疫学的特権を与えられていると考えられている。しかし、化学的、衝撃的、または他の傷害のいずれかに由来する脳に対する損傷は、多くの場合、脳組織またはＢＢＢに対する損傷を引き起こし、ペプチド、分解タンパク質フラグメント、タンパク質、ＤＮＡおよびＲＮＡ（ｍｉＲＮＡを含む）などの抗原の脳脊髄液（ＣＳＦ）または血流中への放出に至り、その後、それらに対する自己抗体の形成が増加する。本発明は、放出された細胞物質の検出により、正常な神経学的状態または、化学的毒性、物理的外傷、疾患、もしくは感染によって引き起こされる異常な神経学的状態のインビボまたはインビトロのいずれかでの検出において有用性がある。特に、本発明は、化学的または傷害による神経毒性のスクリーニングアッセイまたは診断について有用性がある。
【００１５】
本発明はまた、将来的な疾患もしくは傷害の前兆または徴候である神経性外傷または状態を検出する手段として有用性がある。実例として、本発明は、医薬品開発のためのインビボまたはインビトロの安全性または有効性スクリーニングプロトコルとして有用性がある。医薬品開発は、神経学的状態に対する薬剤に限定されない。好ましい実施形態において、本発明のバイオマーカーは、インビトロ動物研究において、分析のためにリード化合物を選択する手段として、または以前に同定された候補薬の安全性を評価する手段として、予想されるかまたは予想外の神経学的副作用を検出するために有用性がある。薬剤は、認可された市販の治療薬（例えば、化学療法薬）であるか、または候補薬であるかどうかにかかわらず、状態が発現する前に対象者がさらされ得る最大投薬レベルを決定するための基礎として神経学的状態の誘発についてチェックするために本明細書中で詳細に記載する少なくとも１つバイオマーカーをモニタリングして、対象者に容易に投与されると理解される。さらに、異なる個体は特定の薬剤耐性閾値を有し、本発明はしたがって、神経毒性の可能性を有する化合物の投与に関連する補助的モニタリングプロセスであると理解される。
【００１６】
本発明は、対象者の種々の組織におけるバイオマーカー、例えばＵＣＨ−Ｌ１、ＧＦＡＰ、ＭＡＰ−２、Ｓ１００β、およびスペクトリン分解産物、例えばＳＢＤＰ１４５、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１５０ｉおよびＳＢＤＰ１２０、ならびにそれらの濃度の神経変性疾患およびタウオパチーとの相関関係の同定を提供する。本発明はさらに、神経学的状態の診断におけるバイオマーカーの使用方法を包含する。１つのそのようなアプローチは、クロマトグラフィー（例えば、電気泳動およびウェスタンブロット法）による、それらの分離後の脳抽出物および脳組織切片（免疫組織化学）におけるバイオマーカーのワンまたはマルチプレックスパネルの検出である。さらなる適用は、診断目的のために、そして治療介入をモニタリングするために、患者の生体液（例えば、ＣＳＦ、血清、血漿および尿）中のこれらのバイオマーカーのワンまたはマルチプレックスパネルの検出および定量化である。
【００１７】
本発明はさらに、安全性評価創薬、モニタリング、薬物神経毒性スクリーニングならびに既知潜在的神経毒性を有する薬剤についての安全性の市販後評価およびモニタリングのための方法も提供する。例えば、ガン治療薬に対する反応をモニタリングして、化学療法後の認知障害（ＰＣＣＩ、ケモブレインとして知られる）および化学療法誘発性末梢神経障害（ＣＩＰＮ））などのこれらの薬剤の有害作用を防止または最小限に抑えること。
【００１８】
カイニン酸の特性が強力な中枢神経系興奮薬であり、実験動物における発作の誘発の結果として、本発明はさらに、てんかん、てんかん重積持続状態または１つの発作、たとえば誘発性発作を有する患者の健康評価、抗精神病薬などの過量のために発作を起こす薬剤の市販後評価、および違法ドラッグまたはアルコールならびにその離脱によって引き起こされる機能障害の評価を提供する。神経毒、例えばカイニン酸への長期暴露は、アルツハイマー病などの神経変性障害の一因となることが知られ、したがって、本発明は、神経毒への長期暴露によって引き起こされる神経変性障害を診断するための測定基準も提供する。
【００１９】
本明細書中で用いられる場合、傷害は、細胞または分子の完全性、活性、レベル、頑健性、状態の変化、または事象もしくは傷害に起因する他の変化である。傷害は、実例として、細胞もしくは分子特性の物理的、機械的、構造的、化学的、生物学的、機能的、感染性、または他のモジュレーターを含む。事象とは、例えば、化学的または生物学的傷害、例えば化学的または生物学的作用物質への暴露である。事象は場合によって、感染性因子による感染である。当業者は、傷害または事象という用語に含まれる多くの同等の傷害を認識いている。そのような薬剤は、状態を治療するために投与され、さらにある用量で、またはある対象者において神経毒性を有する治療薬である。
【００２０】
「バイオマーカー」という用語は、本明細書中で用いられる場合、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ＲＮＡのフラグメント、ＤＮＡのフラグメント、ペプチド、タンパク質、脂質、または、その存在、非存在、レベルもしくは活性が、神経学的毒性、損傷、もしくは疾患と相関するかまたはその前兆である、他の生物学的物質である。場合によって、バイオマーカーはタンパク質である。代替的にまたは付加的に、本発明のバイオマーカーは以下のものであるか、またはそれらをコードするオリゴヌクレオチドまたはペプチドの一部または完全長バージョンである：αΙΙ−スペクトリン；スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）、例えばＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１５０ｉ、ＳＢＤＰ１４５、およびＳＢＤＰ１２０；ＧＦＡＰ；ニューロン特異的エノラーゼ（ＮＳＥ）；ニューロフィラメントタンパク質軽鎖（ＮＦｐ）、α−インターネキシン；ネスチン、ユビキチンＣ末端ヒドロラーゼＬ１（ＵＣＨ−Ｌ１）；ニューロン性核タンパク質（ＮｅｕＮ）；２’，３’−環状ヌクレオチド３’−ホスホジエステラーゼ（ＣＮＰａｓｅ）；可溶性細胞内接着分子−１（ｓＩＣＡＭ−１）；誘導型一酸化窒素シンターゼ（ｉＮＯＳ）；または表１に記載する他のマーカー。場合によって、本発明のバイオマーカーは、ＵＣＨ−Ｌ１またはＳＢＤＰ１５０もしくはＳＢＤＰ１４５をコード化するか、あるいはＵＣＨ−Ｌ１またはＳＢＤＰ１５０もしくはＳＢＤＰ１４５である。ニューロン特異的エノラーゼ（ＮＳＥ）は主にニューロンで見いだされる。ＧＦＡＰはＳｃｈｗａｎｎ細胞でのみ見いだされる。ＣＮＰａｓｅは中枢神経系のミエリンで見いだされる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
非赤血球アルファ−ＩＩスペクトリンは、プロテアーゼカルパインがカルシウムの損傷した細胞中への流入によって活性化される場合にこの酵素によって切断される細胞骨格タンパク質であり、１５０、１４５、および１２０ｋＤａのαＩＩ−スペクトリン分解産物（それぞれＳＢＤＰ−１５０、ＳＢＤＰ−１４５、およびＳＢＤＰ−１２０）は、ラットおよびヒトにおいて外傷性脳損傷の大きいほど濃度が増大する。化合物によって誘発される神経毒性の間に起こる細胞カルシウムの同様の流入は、ＣＳＦ中で検出可能なＳＢＤＰを生成させるために十分なカルパインの活性化を引き起こし、したがってＳＢＤＰは、化合物によって誘発される神経変性の感受性バイオマーカーである。神経変性は、組織病理学、およびＣＳＦにおける測定されたＳＢＤＰ−１４５濃度（最小〜軽度の病巣を有するラットでは＞３倍のＳＢＤＰ−１４５濃度の増加、さらに重度の病巣を有するラットでは２０〜１５０倍の増加で一貫して観察される）によって特徴づけられる。
【００２３】
本発明は場合によってＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１５０またはＳＢＤＰ１４５に関して記載される。これらのバイオマーカーは例示目的のみで提示され、本発明の範囲がＵＣＨ−Ｌ１またはＳＢＤＰ１４５に限定されることを明らかにまたは他の方法で意味ものではないと理解される。対象者において神経毒性を検出するための本発明の方法および組成物は、例えば表１に記載されているものを含む他のバイオマーカーに等しく適用可能であると理解される。当業者は、本発明のバイオマーカーのＥＬＩＳＡ試験パネルは、前記マーカーと反応性の抗体を用いて順々に、または平行して実施されると理解すべきである。同様に、前述のバイオマーカーのうちの１つに関するポリ核酸は、神経毒性を検出するために、ＰＣＲなどの通常の技術によって容易に複製される。
【００２４】
カイニン酸の使用はさらに、以下の主な開発を提供する：１）現行の方法は前臨床モデルにおける脳切片の組織学的評価に依存し、臨床試験に容易に変換されないので、前臨床試験および臨床試験において薬剤安全性の評価のためのバイオマーカー（単一／パネル）の開発（一例としてカイネート、他の化合物が可能）；２）ＣＳＦ、血漿および血清などの生体液中、インビボで神経変性（カイネートについて特異的）を検出するためのタンパク質ベースのバイオマーカーのパネルの開発。現行のデータはＣＳＦについてのみである；および３）特にカイネートによって誘発される発作モデルに基づいた、発作の検出のためのタンパク質ベースのバイオマーカーの開発。
【００２５】
別の実施形態で用いることができる他の化合物としては、クロロプロピオン酸（Ｓｉｇｍａ  ｃａｔ＃３０６７９７）、ブロメタリン（Ｂｅｌｌ  Ｌａｂｓ、ＣＡＳ＃６３３３３−３５−７）およびペンチレンテトラゾール（ＰＴＺ）（Ｓｉｇｍａ  ｃａｔ＃Ｐ６５００）、パクリタキセル、ならびに有機白金化合物、例えばプロトタイプのシスプラチンが挙げられる。
【００２６】
本明細書中で用いられる場合、［神経毒性」および「神経毒性傷害」という用語は、細胞死に至る可能性があるかまたは細胞死に至る可能性がない中枢神経系（ＣＮＳ）または末梢神経系（ＰＮＳ）いずれかのニューロン細胞または他の細胞（例えば、グリア細胞、乏突起神経膠細胞またはＳｃｈｗａｎｎ細胞、ミクログリア細胞）における可逆的もしくは不可逆的変化に関する。神経毒性は、樹状突起のツリーの分岐における構造または機構の改変などの構造的変化、あるいは細胞代謝、神経伝達物質経路などに関連する変化などの分子もしくは巨大分子再編成などを含む。神経毒性は、例えば：放射線損傷；ミトコンドリア中毒；例えばピューロマイシンまたはシクロヘキシミドによるタンパク質合成の妨害；例えばアクチノマイシイン−Ｄまたはイオンチャンネルブロッカーによる遺伝子転写およびｍＲＮＡ翻訳を含む異常なタンパク質合成の妨害、加速もしくは開始；またはニューロン細胞内にあるか、またはニューロン細胞によって分泌されるか、または他の方法でニューロン細胞に関連する１以上のタンパク質の蓄積の増加に至るタンパク質分解事象における改変による。神経毒性はさらに、脳構造または機能における化学的（例えば、ガン治療薬もしくは化学療法）誘発性末梢神経障害または化学療法誘発性変化（さらに「ケモブレイン」も）を含む。
【００２７】
本発明のバイオマーカーは、例えば、ペプチドまたはタンパク質である。タンパク質の存在もしくは非存在、またはタンパク質レベルの増加もしくは減少の検出は、神経毒性のレベルと相関する。本明細書中で用いられる場合、「ペプチド」は、任意の長さのペプチドを意味し、タンパク質を含む。「ポリペプチド」および「オリゴペプチド」という用語は、特定のサイズが特に記載されない限り、任意の特定の意図されるサイズに限定されることなく本明細書中で用いられる。
【００２８】
タンパク質バイオマーカーの実例としては、ＵＣＨ−Ｌ１およびアルファ−ＩＩスペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）のアルファ−ＩＩ−スペクトリンが挙げられる。アルファ−ＩＩ−スペクトリンは脳に多く含まれ、グリアよりはむしろニューロンに局在化する。さらに、アルファ−ＩＩ−スペクトリンは、軸索で局在化するようである（Czogalla and Sikorski, 2005;Riederer et al., 1986）。アルファ−ＩＩ−スペクトリンは、２つのシステインプロテアーゼ：カルパインおよびカスパーゼによって切断される。休止細胞中に静止状態で存在するカルパインは、細胞内カルシウムの著しい上昇に反応して機能亢進状態にされ、ＴＢＩを伴う（Fineman et al.,
1993）。この酵素はアルファ−ＩＩ−スペクトリンを１５０および１４５ｋＤａフラグメントに切断する。カルパインタンパク質分解は主に壊死性腫瘍症と関連する（Kampfl et al,
1997;Liu et al, 2004;Wang, 2002)。その活性化がアポトーシス細胞死と関連するカスパーゼは、スペクトリンを異なる１５０および１２０ｋＤａフラグメントに切断する（Pike et al., 2001;Wang, 2000）。この異なる切断によって、神経毒性傷害に反応したスペクトリン切断酵素のＣＮＳ特異的過剰活性化の表示だけでなく、傷害病理学における寄与因子としての壊死および／またはアポトーシスの相対的重要性の評価も可能になる。
【００２９】
本発明のバイオマーカーは、場合によって、オリゴヌクレオチドなどのポリ核酸である。オリゴヌクレオチドはＤＮＡまたはＲＮＡ分子である。ＲＮＡ分子の例としては、例えばｍＲＮＡおよびｍｉＲＮＡ分子が挙げられる。ＲＮＡ分子は、歴史的に、血漿中で短い半減期を有すると考えられていた。最近では、研究によって、ＲＮＡ分子はタンパク質または脂質ベシクルにより保護され得ることが示された。このように、神経毒性傷害後に放出されるＲＮＡ分子は、例えば、細胞、組織、血液、血漿、血清、ＣＳＦ、または他の生物学的物質中で検出することができ、本発明の方法において傷害の存在と関連づけることができる。生物試料からＲＮＡを単離するための多くの方法が当該技術分野で知られている。例えば、El-Hefnaway, T, et al, Clinical Chem.,
2004;50(3);564-573（その内容は参照することによって本明細書中に組み込まれる）によって記載されている方法は本発明において使用可能である。
【００３０】
いくつかの実施形態では、ＵＣＨ−Ｌ１  ＲＮＡが検出される。ヒトＵＣＨ−Ｌ１  ＲＮＡまたはそれから誘導されるｃＤＮＡは、既知配列を有するものであり、ＮＣＢＩデータベースにおいて受入番号ＮＭ＿００４１８１で見出すことができる。当業者は、他のＴＢＩ関連ＲＮＡ配列を表１で記載されるコード化タンパク質などのＮＣＢＩデータベースで同様に見出すことができることを知っている。さらなる例として、ＧＦＡＰのｍＲＮＡ配列は、ＧＦＡＰの２つのイソ型について受入番号ＮＭ＿００１１３１０１９．１およびＮＭ＿００２０５５．３で見出される。ヒトアルファスペクトリンの完全ｃＤＮＡおよびタンパク質配列は受入番号Ｍ６１８７７Ｊ０５２４４で見出される。各受入番号の各ファイルの内容は、参照することによって本明細書中に組み込まれる。
【００３１】
プライマーおよびプローブデザインは、当該分野の技術レベルの範囲内である。任意の好適なプライマーおよびプローブならびにその上の標識は、本発明においてｍＲＮＡバイオマーカーの検出のために使用可能である。実例として、プライマーおよびプローブデザインは、商業的供給源から入手可能な自動プログラムを用いて実施することができる。別法として、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（カリフォルニア州フォスターシティ）を含む多くの商業的供給元は、プライマーおよびプローブデザインサービスを提供する。
【００３２】
本発明のＲＮＡの方法は、実例として、神経学的状態を有することが疑われ得る対象者から生物試料を得；前記試料からＲＮＡを得；ＲＮＡバイオマーカーの存在についてＲＮＡを分析し；検出されたＲＮＡバイオマーカーのレベルを、神経学的状態を有さない対象者からのＲＮＡバイオマーカーのレベルと比較し；そして疑わしい対象者において神経学的状態の存在または非存在を診断することを含む。
【００３３】
場合によって、本発明の方法は、複数のバイオマーカーの存在について生物試料を分析することを含む。複数とは１より多い任意の数であり得る。場合によって、２つのバイオマーカーを分析する。場合によって、バイオマーカーはＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１４５である。例えば３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、５０、１００、１０００、またはその間の任意の数またはそれ以上のさらに多くのバイオマーカーを、本発明の方法において同時にまたは連続して分析することができる。
【００３４】
バイオマーカーの検出および定量化のための任意の方法には、リアルタイムＰＣＲ（ＲＴ−ＰＣＲ）が含まれる。ＲＴ−ＰＣＲは、複数のバイオマーカーの同時増幅および定量化を可能にする。別法として、飛行時間検出と結合させたエレクトロスプレーイオン化質量分析などの質量分析および高性能液体クロマトグラフィーも同様に使用可能である。当業者には理解されるように、他の方法も同様に検出に使用可能であると理解される。
【００３５】
多数のｍｉＲＮＡ分子が本発明においてバイオマーカーとして使用可能である。「ｍｉＲＮＡ」という用語は、その通常かつプレーンな意味にしたがって用いられ、ＲＮＡベースの遺伝子調節に含まれる真核生物で見出されるミクロＲＮＡ分子を指す。例には、表１で記載される１以上のタンパク質の発現を調節するｍｉＲＮＡ分子が含まれる。いくつかのｍｉＲＮＡ分子が同定され、本発明の方法でバイオマーカーとして使用可能である。たとえば、Redell, JB, et al,
J. Neurosci. Res., 2009;87: 1435-48;Lei, P., et al,
Brain Res., doi: 10.1016/j.brainres.2009.05.074;Lu,
N, et al, Exp. Neurology, 2009;doi: 10.1016/j.expneurol.2009.06.015;およびJeyaseelan, K, et
al, Stroke,2008;39:959-966（それぞれの内容は、その中で定義されるｍｉＲＮＡについてだけでなく、各参考文献で記載されるｍｉＲＮＡの単離および定量化の方法について具体的に、参照することによって本明細書中に組み込まれる）によって記載されるｍｉＲＮＡ分子。当業者によって認識される、これらの方法、またはそれらの修飾を、本発明の方法で使用する。
【００３６】
任意の方法は、例えば、候補薬、疾患、傷害または他の異常によって、化学的傷害などの神経障害の部位から放出される抗原に対する自己抗体の検出を含む。特定の理論に限定されないが、神経毒性傷害は、細胞内または細胞膜内容物をＣＳＦもしくは血液流または他の生体液、例えば尿、唾液、汗、涙）中に放出する細胞の損傷を引き起こす。表１で記載されているものなどの、これらのタンパク質の多くのレベルは、脳組織などのニューロン組織の細胞質または細胞膜以外の生体液中に通常存在しないか、または存在する場合は、それらのレベルは神経毒性傷害によって変更される。これらの抗原の存在は、多くの場合、対象者内のこれらの抗原に対する自己抗体の産生に至る。自己抗体のバイオマーカーとしての検出は、対象者における異常な神経学的状態の存在を診断する好ましい方法である。
【００３７】
米国特許第６，０１０，８５４号明細書は、スクリーニング抗原を産生する方法およびニューロングルタメート受容体に対する自己抗体についてスクリーニングする方法を記載する。これらの方法は本発明に等しく適用できる。このように、米国特許第６，０１０，８５４号明細書は、自己抗体についてのスクリーニングに関して使用可能であるスクリーニング抗原を産生する方法のその教唆について参照することによって本明細書中に組み込まれる。米国特許第６，０１０，８５４号明細書は、自己抗体を検出する方法のその教唆について参照することによって同様に本明細書中に組み込まれる。実例として、ＥＬＩＳＡ、ウェスタンブロット法、質量分析、クロマトグラフィー、染色をはじめとする、抗体を検出する他の方法、および当該技術分野で公知の他の方法も同様に使用可能であると理解される。
【００３８】
別法として、完全長タンパク質、例えば表１に記載される任意のタンパク質は、自己抗体のスクリーニング抗原として使用可能である。例えば、ＵＣＨ−Ｌ１は抗原性であり、対象者において自己抗体を産生する。ヒトＵＣＨ−Ｌ１タンパク質の配列は、ＮＣＢＩ受入番号ＮＰ＿００４１７２．２で見出される。同様に、ヒトＧＦＡＰの配列は、ＮＣＢＩ受入番号ＮＰ＿００２０４６．１で見出される。ＳＢＤＰ１４５の配列をはじめとするアルファスペクトリンの配列は受入番号Ｍ６１８７７Ｊ０５２４４で記載されている。他の任意の抗原として、例えば、アルファ−スペクトリン、ＳＢＤＰ１４５、ＭＡＰ、タウ、ニューロファシン（Ｎｅｕｒｏｆａｓｃｉｎ）、ＣＲＭＰ−２、ＭＡＰ２粗試料、およびヒト脳溶解物を含む。
【００３９】
表１のペプチドおよびタンパク質を産生する任意の好適な方法は、本発明で使用可能である。例えば、精製タグの有無にかかわらず使用されるクローニングおよびタンパク質発現系は有用である。免疫原性ペプチドの産生のための任意の方法は、当該技術分野で公知の方法による合成的ペプチド合成を含む。いずれの方法も、自己抗体の存在についての生物試料のスクリーニングに関して使用可能な抗原の産生について使用可能である。
【００４０】
ペプチド、ＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ＤＮＡ、および自己抗体などのバイオマーカーのパターンは、ニューロン異常の部位および重症度を示すために使用可能であると理解される。例えば、脳への損傷は、中枢神経系の他の領域に対して損傷を与えるものと異なる複数のバイオマーカーのパターンを明らかにする。また、海馬に対する損傷は、前頭葉に対する損傷とは異なるバイオマーカーのパターンを生じるであろう。このように、傷害の所在は、複数のバイオマーカーの比較検出によって達成される。例えば、細胞内のｍｉＲＮＡレベルは、脳損傷に反応して特異的なパターンで改変される。（Redell, J, et al,
J. Neurosci. Res., 2009;87:1435-1448を参照のこと）
【００４１】
本発明者等は意外にも、表１中のタンパク質の発現を調節するｍｉＲＮＡバイオマーカーのレベルが、傷害の重症度または傷害の開始後経過時間に応じて上方制御されるかまたは下方制御されるかのいずれかによって、同様に改変されることを見出した。ｍｉＲＮＡおよび他のバイオマーカーのパターンは、傷害または疾患の進行につれて変化する。これは、続発性傷害事象、遅延型細胞アポトーシス、またはＲＮＡ、ＤＮＡ、もしくはタンパク質の放出を変更する他の機序の結果であり得る。前記で参照することによって本明細書中に組み込まれるRedell, Jは、３時間、および２４時間でのｍｉＲＮＡバイオマーカーの変更を示す。いくつかのｍｉＲＮＡは３時間で上方制御され、一方、他のものは、２４時間で上方制御されるだけである。類似の結果がｍｉＲＮＡの下方制御について観察される。このように、Redell, J, et al,
J. Neurosci. Res., 2009;87:1435-1448のｍｉＲＮＡバイオマーカーの調節、それらの検出方法、および発現における一時的変更は、本発明に等しく適用可能であるので、それぞれ参照することによって本明細書中に組み込まれる。同様に、Jeyaseelan, K, et
al, Stroke, 2008;39:959-966によって観察されるような卒中に反応したｍｉＲＮＡ発現の一時的性質もまた、そこで教唆される特定のｍｉＲＮＡならびにそこで教唆される単離、定量化、および検出の方法について参照することによって本明細書中に組み込まれる。
【００４２】
このように、本発明は場合によって、第１および第２のバイオマーカーについて生物試料をスクリーンする。さらに多数も同様に使用可能である。ＧＦＡＰバイオマーカーは、任意の第１バイオマーカーである。ＧＦＡＰは、星状細胞などのグリア細胞と関連するので、好ましくは他のバイオマーカーが神経機能と関連する異なる種類の細胞の健康と関連する。さらに好ましくは、他の細胞型は、軸索、ニューロン、または樹状突起である。グリア細胞、ならびに少なくとも１つ他の種類の神経細胞と関連するバイオマーカーを含む本発明のアッセイの使用によって、ストレスを受けるかまたは殺される神経細胞のタイプならびに神経学的状態の定量化が得られる。ＧＦＡＰバイオマーカーを場合によって少なくとも１つ追加のバイオマーカーとともに相乗的に測定し、ＧＦＡＰバイオマーカーおよび追加のバイオマーカーの量を、通常レベルのマーカーと比較して、対象の神経学的状態を決定する。単独でまたはＧＦＡＰバイオマーカーとあわせて測定された場合に対象の神経学的状態の優れた評価をもたらす特定のバイオマーカーレベルとしては、例えば、ＳＢＤＰ１５０およびＳＢＤＰ１４５（カルパイン媒介性急性神経細胞壊死）、ＳＢＤＰ１２０（カスパーゼ媒介性遅延型神経細胞アポトーシス）、ＵＣＨ−Ｌ１（ニューロン細胞体損傷マーカー）、およびＭＡＰ−２が挙げられる。
【００４３】
本発明のバイオマーカーと関連した特定のタンパク質の性質は、傷害の範囲、位置、および重症度のタイトな決定を可能にする。表２は、本発明のバイオマーカーに関連するタンパク質の生物学的位置を表す。タンパク質、自己抗体、またはＲＮＡ、例えば、ペリフェリンの増加は、ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ、ＭＡＰ−２およびＧＦＡＰに対する自己抗体またはＲＮＡの増加とは異なる異常と同じであると理解される。
【００４４】
本発明のバイオマーカーの検出は、潜在的な候補薬のスクリーンするため、または以前に同定された候補薬の安全性の分析のためにも使用可能である。これらのアッセイは、場合によって、インビトロまたはインビボのいずれかである。インビボスクリーニングまたはアッセイプロトコルは、例えば、神経毒性に反応して所定のバイオマーカーを産生する、例えばマウス、ラット、またはヒトもしくは他の非ヒトほ乳動物をはじめとする動物でのバイオマーカーの測定を含む。例えばＵＣＨ−Ｌ１またはＳＢＤＰ１４５バイオマーカーなどのレベルを測定またはモニタリングするための研究は、場合によって：例えばＲｏｔａｒｏｄ、ビーム歩行試験、歩行分析、格子試験、懸垂試験および単線試験を含む運動調整試験；例えばオープンフィールド試験で自発的歩行活動を検出するものを含む鎮静試験；アロディニアについての感受性試験−冷浴試験、３８℃でのホットプレート試験およびＶｏｎ  Ｆｒｅｙ試験；痛覚過敏についての感受性試験−５２℃でのホットプレート試験およびＲａｎｄａｌｌ−Ｓｅｌｌｉｔｏ試験；ならびにＥＭＧ評価、例えば、感覚および運動神経伝導、複合筋活動電位（ＣＭＡＰ）およびｈ波反射などの行動分析または運動障害分析と組み合わせられる。
【００４５】
本発明のバイオマーカー分析は、例えば、疾患状態を検出、診断、もしくは治療するため、または疾患もしくは傷害を治療するための化学的または他の治療法についてスクリーンするために使用可能である。実例としてスクリーン可能な疾患または状態としては、これらに限定されるものではないが：ミエリンが関与する疾患、例えば多発性硬化症、卒中、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、化学療法、ガン、パーキンソン病、化学的もしくは生理学的異常から生じる神経伝導異常、例えば尺骨神経炎および心皮トンネル症候群、他の末梢神経障害、例えば座骨神経圧挫（外傷性神経障害）、ストレプトゾシン（ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｚｉｎ）（ＳＴＺ）（糖尿病性神経障害）、神経分裂阻止性物質誘発性神経障害（化学療法誘発性神経障害）、実験的自己免疫性脳脊髄炎（ＥＡＥ）、遅延型過敏反応（ＤＴＨ）、関節リウマチ、てんかん、疼痛、神経障害性疼痛、および子宮内外傷が挙げられる。
【００４６】
神経学的状態とＵＣＨ−Ｌ１などのバイオマーカーの測定量との間の相関関係を提供するために、ＣＳＦまたは血清の試料を対象者から集め、その試料をバイオマーカーの測定に付す。対象者は神経学的状態が様々である。ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーの検出されたレベルを、場合によって次に、ＣＴスキャン結果ならびにＧＣＳスコアと相関させる。これらの結果に基づいて、本発明のアッセイは開発され、検証される（Lee et al., Pharmacological Research 23:312-328, 2006）。ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーは、ＣＳＦおよび血清から得られることに加えて、血液、血漿、唾液、尿、ならびに固体組織生検からも容易に得られると理解される。ＣＳＦは神経系との直接接触のために好ましいサンプリング液であるが、他の生体液は、他の目的のために採取される点で有利であり、したがって、血液、血漿、血清、唾液または尿などの単一試料に関して実施される一連の試験の一部として神経学的状態の本発明の決定を可能にすると理解される。
【００４７】
生物試料は、対象者から通常の技術によって得られる。例えば、ＣＳＦは腰椎穿刺によって得られる。いくつかの実施形態において、ＣＳＦは、例えば腰椎穿刺によるか、または例えばNirogi et al, J. Neurosci. Methods, 2009;178(1): 116-119（その内容は、参照することによって本明細書中に組み込まれる）の技術と同様にして収集時に大槽（ｃｉｓｔｅｒｎ  ｍａｇｎａ）中に経皮的に導入される翼付静脈留置針などの針の挿入によるカニューレ挿入によって得られない。血液は静脈穿刺によって得られ、一方、血漿および血清は公知方法にしたがって全血を分別することによって得られる。固体組織試料を得るための手術手技は、当該技術分野で周知である。例えば、神経系組織試料を得るための方法は、Atlas of Neurosurgery: Basic Approaches to Cranial and Vascular
Procedures, by F. Meyer, Churchill Livingstone, 1999;Stereotactic and Image
Directed Surgery of Brain Tumors, 1st ed., by David G. T. Thomas, WB Saunders
Co., 1993;およびCranial Microsurgery: Approaches and
Techniques, by L. N. Sekhar and E. De Oliveira, 1st
ed., Thieme Medical Publishing, 1999などの標準的神経外科テキストで記載されている。脳組織を得る方法および分析する方法はまた、Belay et al., Arch. Neurol. 58: 1673-1678 (2001);およびSeijo et al, J. Clin. Microbiol. 38: 3892-3895
(2000)で記載されている。
【００４８】
バイオマーカーは、神経毒性傷害などの神経学的状態の検出または診断に関して場合によって選択的である。場合によって、バイオマーカーは、化学的に誘発された神経毒性のレベルの検出または識別に関して特異的かつ有効である。そのようなバイオマーカーは、場合によって神経刺激性バイオマーカーと呼ばれる。
【００４９】
バイオマーカー存在または活性の一時的性質は、神経毒性のインジケーターまたは識別剤として使用可能であると理解される。非限定的例では、オルニー病変（Ｏｌｎｅｙ’ｓ  ｌｅｓｉｏｎ）を引き起こすＭＫ−８０１への実験的全身暴露の重症度は、ＣＳＦにおけるＵＣＨ−Ｌ１の一時的維持と相関する。
【００５０】
バイオマーカー分析は、場合によって、生物試料または流体を用いて実施される。本明細書中で使用可能な例示的生物試料としては、例えば、実例として、細胞、組織、脳脊髄液（ＣＳＦ）、人工ＣＳＦ、全血、血清、血漿、細胞質液、尿、大便、胃液、消化液、唾液、鼻または他の気道液、膣液、精液、緩衝生理食塩水、生理食塩水、水、または当該技術分野で認められる他の生体液が挙げられる。
【００５１】
細胞発現の増大に加えて、タンパク質バイオマーカーは場合によって、損傷した細胞と連通した生体液中にも現れる。脳脊髄液（ＣＳＦ）、血液、血漿、血清、唾液および尿などの生体液を対象者から得ることは、典型的には固体組織生検試料を得るより、はるかに侵襲的ではなく、外傷を与えない。したがって、生体液である試料が本発明における使用に好ましい。ＣＳＦは、特に、神経系と直接接触し、容易に入手可能であるので、対象者における神経損傷を検出するために好ましい。例示的生物試料としての血清は、はるかに容易に入手可能であり、供与対象者に対してさらなる傷害または副作用を与える危険性がはるかに低い。
【００５２】
傷害後、インビトロ培養中または対象者の生体内原位置での神経細胞は、傷害を受けていないそのような細胞から変更されたレベルまたは活性の１以上のタンパク質またはＲＮＡ分子を発現する。したがって、神経細胞を含有する試料、例えば中枢神経系または末梢神経系組織の生検は、本発明における使用に好適な生物試料である。しかし、神経細胞に加えて、例えば、赤血球、心筋細胞、骨格筋中の筋細胞、肝細胞、腎臓細胞および精巣中の細胞をはじめとする他の細胞は、αΙΙ−スペクトリンを発現する。そのような細胞またはこれらの細胞から分泌される流体を含む生物試料も、本発明の方法の適応で使用して、そのような非神経細胞に対する傷害を決定および／または特性化することができるかもしれない。
【００５３】
本明細書中で用いられる対象者は、例えば、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ニワトリ、非ヒト霊長類、ラット、モルモット、ハムスター、およびマウスが挙げられる。本発明はヒト対象者に関するので、本発明の方法の対象者は、場合によってヒトである。
【００５４】
本発明から最も恩恵を受ける対象者は、場合によって、異常な神経学的状態を有していることが疑われるかまたは発症する危険性がある者、例えば外傷性傷害（例えば、銃創、自動車事故、スポーツ事故、揺さぶられっこ症候群、他の衝撃的損傷）、虚血性事象（例えば、卒中、脳出血、心停止）、神経変性障害（例えば、アルツハイマー病、ハンチントン病、およびパーキンソン病；プリオン関連疾患；他の形態の認知症）、てんかん、薬物乱用（例えば、アンフェタミン、Ｅｃｓｔａｓｙ／ＭＤＭＡ、またはエタノールから）、ならびに糖尿病性神経障害、化学療法誘発性神経障害および神経障害性疼痛などの末梢神経系病理によって引き起こされる脳損傷の被害者である。
【００５５】
神経学的状態とバイオマーカーの測定された量との間の相関性を提供するために、ＣＳＦまたは血清は、任意の生体液である。たとえば、ＣＳＦまたは血清の試料を対象者から集め、この試料をバイオマーカーの測定に付す。生体液または生物試料の収集は、例えば、化学的または生物学的作用物質を投与する前、または投与した後である。例えば、対象者に、場合によって、薬物スクリーニングのための薬剤などの化学薬剤を投与する。投与前、投与時、またはその後の任意の所望の時間に、生物試料を対象者から得る。薬剤が対象者の血流中で見いだされる際、またはその直後に、生物試料を得るのが好ましい。例えば、経口投薬後に観察される血漿濃度の増加中に生物試料を得る。例えば、生物試料はまた、ピーク血漿濃度が得られた後に得る。場合によって、生物試料を、投与後１、２、３、４、５、１０、１２、２４時間またはその間の任意の時間で得る。場合によって、生物試料を、１、２、３、４、５、６、７日またはその間の任意の時間で得る。いくつかの実施形態において、生物試料を１、２、３、４週もしくはそれ以上、またはその間の任意の時間で得る。神経毒性は投与直後に起こるか、または遅延型であると理解される。遅延型神経毒性を検出するために、生物試料を、場合によって、１、２、３、６ヶ月もしくはそれ以上、またはその間の任意の時間で得る。いくつかの実施形態において、対象者に数時間、数日間、数週間、数ヶ月、または数年間継続的に投薬し、その間、バイオマーカースクリーニングのために１以上の生物試料を得る。いくつかの実施形態において、第ＩＶ相試験を用いて、市販されている化学的または生物学的作用物質の継続的な安全性をモニタリングする。これらの試験は、場合によって、数年または無期限に継続する。このように、投与前から最初の投与後数年までの任意の時間、１以上の本発明の神経毒性のバイオマーカーの検出のために、生物試料を得る。
【００５６】
対象者は神経学的状態が様々である。１以上のバイオマーカーの検出されたレベルは、したがって場合によって、認識もしくは標準化されたベースラインレベルまたは場合によってＣＴスキャン結果ならびにＧＣＳスコアのいずれかと相関する。これらの結果に基づいて、本発明のアッセイを場合によって発展させ、検証する。神経刺激性バイオマーカーは、ＣＳＦおよび血清から得られることに加えて、血液、血漿、唾液、尿、ならびに固体組織生検からも容易に得られることが理解される。ＣＳＦは、神経系との直接接触のために好ましいサンプリング液であるが、他の生体液は、他の目的のためにサンプリングされる点で有利であり、したがって神経学的状態の本発明の測定を、単独で、または血液、血漿、血清、唾液もしくは尿などの単一試料に関して実施される一連の試験の一部として可能にすると理解される。神経毒性傷害の臨床症状としては、例えば、ＧＣＳスコアの負の変化、発作、および神経生成が挙げられる。
【００５７】
バイオマーカーのベースラインレベルは、既知の神経学的状態の非存在下で、所望の対象者の種の標的生物試料で得られるレベルである。これらのレベルは、高濃度（ｈａｒｄ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）で表される必要はなく、その代わりに平行した対照実験からわかる可能性があり、蛍光単位、密度単位などで表される可能性がある。典型的には、神経学的状態の非存在下で、１以上のＳＢＤＰは生物試料中にごくわずかな量で存在する。しかし、ＵＣＨ−Ｌ１はニューロン中の非常に大量にあるタンパク質である。例えば特定種のニューロン、血漿、またはＣＳＦ中のｍＲＮＡなどのＵＣＨ−Ｌ１もしくはＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーのベースラインレベルを決定することは、十分に当該分野の技術範囲内である。同様に、他のバイオマーカーのベースラインレベルの濃度を決定することも、十分に当該分野の技術範囲内である。
【００５８】
本明細書中で用いられる場合、「診断する」という用語は、神経学的または他の状態、例えば神経毒性の存在または非存在を認めることを意味する。診断するとは、場合によって、特定の比もしくはレベルのバイオマーカーが検出されるか、または存在しないアッセイの結果を指す。
【００５９】
本明細書中で用いられる場合、「比」という用語は、標的のレベルが第２の試料中の標的よりも、または同じ標的の既知もしくは認められたベースラインレベルに比べて大きい、正の比である。負の比は、標的のレベルが第２の試料中の標的よりも、または同じ標的の既知もしくは認められたベースラインレベルと比べて、低いことを表す。中性の比は、標的バイオマーカーにおいて変化が観察されないことを表す。
【００６０】
本明細書中で用いられる場合、「投与する」という用語は、対象者への治療薬の送達である。治療薬は、状態の１以上の症状を改善するか、または状態を治療する目的で投与される化学的または生物学的作用物質である。本明細書中で用いられる場合、「暴露する」という用語は、対象者への投与ならびに対象細胞とのインビトロまたはインビボの標的とされる接触を表すために用いられる。治療薬は、特定の対象者に適切であると当業者によって判断された経路によって投与される。例えば、治療薬は、経口、非経口（例えば、静脈内、筋肉内注射により、腹腔内注射により、腫瘍内、吸入により、または経皮的に投与される。必要な治療薬の正確な量は、対象者の年齢、体重および全般的な状態、治療される神経学的状態の重症度、使用される特定の治療薬、その投与様式などに応じて、対象者によって異なるであろう。適切な量は、必要以上の実験を行うことなく、本明細書中の教唆または当該技術分野の知識を考慮すると、通常の実験だけを用いて当業者が決定することができる。
【００６１】
生物試料中の１以上の神経刺激性バイオマーカーの存在または非存在を検出するための例示的プロセスは、ヒトなどの対象者から生物試料を得、生物試料を、分析されるバイオマーカーを検出することができる化合物または薬剤、例えばプライマー、プローブ、抗原、ペプチド、化学的薬剤、または抗体と接触させ、そしてバイオマーカーの存在について試料を分析することを含む。他の検出方法、例えば、タンパク質または核酸特異的染色剤との接触も同様に使用可能であると理解される。
【００６２】
本発明のプロセスを、場合によって使用して、インビトロならびにインビボの生物試料において、ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーおよび１以上の他の神経刺激性バイオマーカーを検出する。試料中のＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーの発現量を、検出可能なレベルの分析されるマーカーを発現することが知られている第１の試料（正の対照）および検出可能なレベルの分析されるマーカーを発現しないことが知られている第２の試料（負の対照）などの適切な対照と比較する。例えば、マーカーの検出のためのインビトロ技術としては、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）、ラジオイムノアッセイ、ラジオアッセイ、ウェスタンブロット、サザンブロット、ノザンブロット、免疫沈降、免疫蛍光法、質量分析、ＲＴ−ＰＣＲ、ＰＣＲ、液体クロマトグラフィー、高性能液体クロマトグラフィー、酵素活性アッセイ、細胞アッセイ、ポジトロン放出断層撮影、質量分析、それらの組み合わせ、または当該技術分野で公知の他の技術が挙げられる。さらに、マーカーの検出のためのインビボ技術には、生物試料または試験対象者中に、マーカーと特異的に結合する標識された薬剤を導入することが含まれる。例えば、生物試料または試験対象者中のその存在および位置を標準的画像診断技術によって検出することができる放射性マーカーで、薬剤を標識することができる。
【００６３】
特異的に結合することができるかまたは他の方法で用いてＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーを認識することができる任意の好適な分子が、本発明において有効である。ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１４５、ＧＦＡＰ、または他のバイオマーカー、例えば表１に列挙されるものを検出するための好ましい薬剤は、自己抗体と結合することができる抗原または分析されるバイオマーカーと結合することができる抗体である。そのような抗体は、多クローン性または単クローン性であり得る。インタクト抗体、そのフラグメント（例えば、ＦａｂもしくはＦ（ａｂ’）２）、またはその操作された変異体（例えば、ｓＦｖ）も用いることができる。そのような抗体は、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＡ、ＩｇＤおよびそれらの任意のサブクラスをはじめとする任意の免疫グロブリンクラスのものであり得る。本明細書中で使用可能な抗体は、場合によって単クローン性または多クローン性である。
【００６４】
ＲＮＡおよびＤＮＡ結合抗体は、当該技術分野で公知である。例えば、ＲＮＡ結合抗体は、ファージディスプレーライブラリからの一連の抗体フラグメントから合成される。ＲＮＡ結合抗体を合成するために用いられる方法の実例は、Ye、J, et al, PNAS USA, 2008;105:82-87（その内容は、ＲＮＡ結合抗体を生成する方法として参照することによって本明細書中に組み込まれる）で見いだされる。このように、ＲＮＡベースのバイオマーカーに対する抗体を生成させることは、当該分野の技術範囲内である。
【００６５】
ＤＮＡ結合抗体も同様に当該技術分野で周知である。ＤＮＡ結合抗体を生成させるための例示的方法は、Watts, RA, et al, Immunology, 1990;69(3): 348-354（その内容は、抗ＤＮＡ抗体を生成させる例示的方法として参照することによって本明細書中に組み込まれる）で見出される。
【００６６】
抗体は場合によって標識される。当業者は、本明細書中で使用可能な多くの標識を認識している。標識および標識化キットは、場合によってＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐ（カリフォルニア州カールスバッド）から商業的に入手可能である。標識としては、例えば、蛍光標識、ビオチン、ペルオキシダーゼ、放射性ヌクレオチド（ｒａｄｉｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ）、または当該技術分野で公知の他の標識が挙げられる。
【００６７】
抗体ベースのアッセイは、ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１４５、ＧＦＡＰ、ＭＡＰ２、Ｓ１００ｂまたは他のバイオマーカーの存在について生物試料を分析するのに好ましい。好適なウェスタンブロット法は当業者に知られている。（救急医療状況で重要であり得るような）より迅速な分析、免疫吸着アッセイ（例えば、ＥＬＩＳＡおよびＲＩＡ）ならびに免疫沈降アッセイを用いることができる。一例として、生物試料またはその一部をニトロセルロースもしくはＰＶＤＦ製の膜などの基体；またはマイクロタイタープレートなどのポリスチレンもしくは他のプラスチックポリマー製の硬質基体上に固定し、そして基体を、ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５、ＭＡＰ２、ＧＦＡＰ、ＮＳＥ、ＳＩ００ｂまたは他の本発明のバイオマーカーのうちの１つと特異的に結合する抗体と、抗体が分析されるバイオマーカーと結合するのを可能にする条件下で接触させる。洗浄後、基体上の抗体の存在は、試料が評価されるマーカーを含有していたことを示す。抗体が検出可能な標識、例えば酵素、フルオロフォア、またはラジオアイソトープと直接結合する場合、標識の存在は、場合によって、検出可能な標識の基質を調べることによって検出される。別法として、マーカー特異性抗体と結合する検出可能に標識された二次抗体を基体に添加する。洗浄後の基体上の検出可能な標識の存在は、試料がマーカーを含んでいたことを示す。別法として、バイオマーカーに対する特異的一次抗体が固体基体と結合する場合は、サンドイッチアッセイを使用する。生物試料をプレートでインキュベートし、非特異的に結合した物質を洗い流す。標識されているか、または他の方法で検出可能な二次抗体を用いて、一次抗体によって基体に固定されたバイオマーカーを結合させる。二次抗体結合の検出は、生物試料中のバイオマーカーの存在を示す。
【００６８】
多くのこれらの基本的イムノアッセイも本発明で有効である。これらは、基体に固定された試料に対して、バイオマーカー特異性抗体を含み、基体を、ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５、ＧＦＡＰ、ＭＡＰ２、または検出可能な標識と結合した別の神経刺激性バイオマーカーと、抗体の標識されたマーカーとの結合を引き起こす条件下で接触させる。基体を次いで試料と、分析されるマーカーの抗体に対する結合を可能にする条件下で接触させる。洗浄後の基体上の検出可能な標識の量の減少は、試料がマーカーを含有していたことを示す。
【００６９】
抗体は、それらの広範な特性化のために本発明で使用可能な１つの組成物であるが、ＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５、ＧＦＡＰ、ＭＡＰ２、または他のバイオマーカーと特異的に結合する任意の他の好適な薬剤（例えば、ペプチド、アプタマー、または小有機分子）を場合によって抗体のかわりに使用する。例えば、αＩＩスペクトリンおよび／または１以上のそのＳＢＤＰと特異的に結合するアプタマーを用いることができる。アプタマーは、特異的リガンドと結合する核酸ベースの分子である。特定の結合特異性を有するアプタマーを作製する方法は、米国特許第５，４７５，０９６号；同第５，６７０，６３７号；同第５，６９６，２４９号；同第５，２７０，１６３号；同第５，７０７，７９６号；同第５，５９５，８７７号；同第５，６６０，９８５号；同第５，５６７，５８８号；同第５，６８３，８６７号；同第５，６３７，４５９号；および同第６，０１１，０２０号で詳細に記載されているように、公知である。
【００７０】
バイオマーカー発現の診断アッセイで有効である無数の検出可能な標識は、当該技術分野で公知である。ＵＣＨ−Ｌ１または別のバイオマーカーを検出するための方法で使用される薬剤を、検出可能な標識、例えば西洋ワサビペルオキシダーゼなどの酵素と結合させる。西洋ワサビペルオキシダーゼで標識された薬剤は、西洋ワサビペルオキシダーゼの存在下で変色する適切な基質を添加することによって検出することができる。使用することができるいくつかの他の検出可能な標識は公知である。これらの一般的な例としては、アルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、蛍光化合物、発光化合物、コロイド金、磁性粒子、ビオチン、放射性同位体、および他の酵素が挙げられる。１以上のバイオマーカーを検出するために一次／二次抗体系が場合によって使用されることが理解される。１以上のバイオマーカーを特異的に認識する一次抗体を、関心のあるバイオマーカーを含有し得る生物試料に暴露する。一次抗体の種またはアイソタイプを認識する適切な標識を有する二次抗体を次いで試料と接触させて、試料中の１以上のバイオマーカーの特異的検出を達成する。
【００７１】
本発明は、生物試料中のＵＣＨ−Ｌ１、ＳＢＤＰ１４５、ＳＢＤＰ１５０、ＭＡＰ２、ＧＦＡＰ、または他のバイオマーカーの存在または量を、神経細胞傷害の重症度および／または種類と相関させるステップを用いる。１例として、生物試料中のＵＣＨ−Ｌ１の量は、神経学的状態によって生じた神経毒性傷害と関連する。ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーおよび１以上の他のバイオマーカーを相乗的に測定する本発明のアッセイの結果は、医師が損なわれた細胞の種類と関連して傷害の種類および重症度を決定する助けとなる可能性がある。これらの結果は、ＣＴスキャンおよびＧＣＳ結果と一致するが、定量的であり、より迅速に、はるかに低コストで得られる。
【００７２】
本発明は、ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーの量および場合によって例えばＳＢＤＰ１４５またはＳＢＤＰ１５０などの少なくとも１つ他のバイオマーカーの量を、正常レベルまたは互いと比較して、対象者の神経学的状態を判定するステップを提供する。さらなるバイオマーカーの選択によって、神経毒性などの異常な神経学的状態に関与する神経細胞の種類ならびに軸索傷害マーカー、すなわちＳＢＤＰもしくはＧＦＡＰに対する自己抗体の場合は細胞死の性質を同定することが可能になると理解される。
【００７３】
本発明のプロセスの実施は、医師が、対象者の最適利益のために投与するための好適な治療薬（複数可）を決定する助けとなり得る試験を提供する。実施例で見いだされる後で提供されるデータは多様な脳損傷に関して提供されるので、これらの結果は、虚血性事象、神経変性障害、プリオン関連疾患、てんかん、化学的または生物学的作用物質病因、および末梢神経系病理に適用可能であると理解される。異常な対象の神経学的状態には性差がある可能性がある。
【００７４】
対象者における細胞損傷または他の細胞状態を分析するためのアッセイも提供される。アッセイは、例えば：（ａ）損傷した神経細胞を有すると疑われる対象者から単離された試料であって、対象者から単離される前に対象者の神経系と連通している流体である試料を保持する基質；（ｂ）ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカー特異的結合剤；（ｃ）場合によってＳＢＤＰ１４５などの別のバイオマーカーに特異的な結合剤；および（ｄ）ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカー剤を生物試料またはその生物試料の一部と反応させて、ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーの存在または量を検出するため、そして別のバイオマーカーに特異的な薬剤を生物試料またはその生物試料の一部と反応させて、生物試料中の少なくとも１つ他のバイオマーカーの存在または量を検出するための印刷された説明書を含む。本発明のアッセイを用いて、財政的な報酬のために神経毒性を検出することができる。
【００７５】
本発明のアッセイは、場合によって、薬剤と結合するもの、または二次抗体などの薬剤と特異的に結合する物質と結合するものなどの検出可能な標識を含む。
【００７６】
本発明は、場合によって、標的バイオマーカーの１以上の特性を改変し得る１以上の治療剤を含む。治療薬は、場合によって、標的バイオマーカーまたはバイオマーカーの上流エフェクターのアゴニストもしくはアンタゴニストとしての役割を果たす。治療薬は、場合によって、バイオマーカーの下流機能に影響を及ぼす。例えば、アセチルコリン（Ａｃｈ）は、病的な神経興奮に関与し、ＴＢＩ誘発性ムスカリン性コリン受容体活性化は、興奮性プロセスに寄与し得る。このように、バイオマーカーは、場合によって、Ａｃｈまたはムスカリン性受容体のレベルまたは活性を含む。場合によって、使用可能なバイオマーカーは、分子、タンパク質、核酸またはムスカリン性受容体（複数可）の活性によって生じる他のものである。このように、本発明で使用可能な治療法には、例えば、ムスカリン性コリン受容体活性化の種々の態様を調節するものが含まれる。
【００７７】
治療薬標的または治療薬標的のモジュレーターとして使用可能な特異的ムスカリン性受容体としては、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、およびＭ５ムスカリン性受容体が挙げられる。
【００７８】
ＴＢＩの検出および治療におけるムスカリン性コリン受容体経路の適合性は、実験的ＴＢＩ（Gorman et al., 1989;Lyeth et al., 1993a）および虚血（Kumagae and Matsui,
1991）後に脳脊髄液（ＣＳＦ）において上昇したＡＣｈ、ならびにコリン様作用薬の適用による高レベルのムスカリン性コリン受容体活性化の有害な性質（Olney et al., 1983;Turski et al., 1983）を示した研究から得られる。さらに、ムスカリン様アンタゴニストの急性投与は、実験的ＴＢＩ後の作用回復を改善する（Lyeth et al.,
1988a;Lyeth et al., 1988b;Lyeth and Hayes, 1992;Lyeth et al, 1993b;Robinson et
al, 1990）。このように、ムスカリン性コリン受容体と結合するか、またはムスカリン性コリン受容体の特性を改変する化学的または生物学的作用物質は、場合によって、例えば前臨床創薬における標的最適化中に、細胞または組織の神経毒性についてスクリーニングされる。
【００７９】
本発明で使用可能な治療薬、化学的薬剤、または生物学的作用物質は、例えば、神経毒性傷害の危険性があるかまたは神経毒性傷害にかかっている対象者の治療結果を変更するため、好ましくは改善するために使用可能な、任意の分子、化合物、ファミリー、抽出物、溶液、薬物、プロドラッグ、または他の機構である。薬剤は、場合によって、ムスカリン性コリン受容体モジュレーター、例えばアゴニストまたはアンタゴニストである。アゴニストまたはアンタゴニストは直接的または間接的であり得る。間接的アゴニストまたはアンタゴニストは、場合によって、アセチルコリンまたは他のムスカリン性受容体関連分子を分解または合成する分子、例えば、アルツハイマー病の治療に現在使用されている分子である。コリン模倣薬または類似の分子は本明細書中で使用可能である。本明細書中で使用可能な治療法の例示的リストには：ジサイクロミン、スコプラミン（ｓｃｏｐｌａｍｉｎｅ）、ミラメリン、Ｎ−メチル−４−ピペリジニルベンジレートＮＭＰ、ピロカルピン、ピレンゼピン、アセチルコリン、メタコリン、カルバコール、ベタネコール、ムスカリン、オキソトレモリンＭ、オキソトレモリン、タプシガルジン、カルシウムチャンネルブロッカーまたはアゴニスト、ニコチン、キサノメリン、ＢｕＴＡＣ、クロザピン、オランザピン、セビメリン、アセクリジン、アレコリン、トルテロジン、ロシベリン、ＩＱＮＰ、インドールアルカロイド、ヒンバシン、シクロステレッタミン、カイニン酸、クロロプロピオン酸、ブロメタリン、メトトレキサート、抗ガン化学療法薬、例えばパクリタキセル、および有機白金化合物、ペンチレンテトラゾール；抗精神病薬、違法な向精神薬、アルコール；前述のいずれかの誘導体、前述のいずれかのプロドラッグ、および前述のいずれかの組み合わせが含まれる。治療薬は、場合によって、カルパインまたはカスパーゼのレベルまたは活性を改変することができる分子である。そのような分子およびそれらの投与は、当該技術分野で公知である。
【００８０】
本発明の方法は、例えば、対象者における神経学的状態を診断するため、神経学的状態を有する対象者を治療するため、またはその両方のためのプロセスを含む。いくつかの実施形態において、本発明のプロセスは、例えば、対象者から生物試料を得ることを含む。生物試料を、生物試料中に存在する１以上のバイオマーカーの存在を検出または同定するための、当該技術分野で公知の機構によって分析する。生物試料中の標的バイオマーカーの量または存在に基づいて、１以上のバイオマーカーの比を場合によって計算する。比は、場合によって、同じかもしくは平行試料中の別のバイオマーカーのレベルに対する１以上のバイオマーカーのレベルであるか、あるいは病的な神経学的状態がないことがわかっている対象者における同じバイオマーカーの測定されたベースラインレベルもしくはあらかじめ確立されたベースラインレベルに対するバイオマーカーの量の比である。この比によって、対象者の神経学的状態の診断が可能になる。本発明のプロセスは、場合によって、１以上のバイオマーカーの比を直接的または間接的のいずれかで改変する治療薬を対象者に投与する。
【００８１】
本発明のプロセスはまた、多器官傷害の検出、診断、または治療のために提供される。多器官としては、例えば、脳、脊髄などの神経学的組織のサブセット、または皮質、海馬などの脳の特定の領域が挙げられる。多発損傷としては、例えば、カスパーゼで誘発されたＳＢＤＰのバイオマーカーの存在によって検出可能なアポトーシス細胞死、およびカルパインで誘発されたＳＢＤＰのバイオマーカーの存在によって検出可能な腫瘍細胞死が挙げられる。本発明のプロセスは、例えば、対象者から得られた生物試料中の複数のバイオマーカーについて分析することを含み、ここで、生物学的は、場合によって、生物試料が対象者から得られる場合は、神経毒性傷害を受けた器官または対照器官と流体接触（ｆｌｕｉｄｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）している。本発明のプロセスは、複数のバイオマーカーの第１の比に基づいて器官傷害の第１のサブタイプを決定する。本発明のプロセスはまた、生物試料中の複数のバイオマーカーの第２の比に基づいて第２の器官傷害の第２のサブタイプを決定する。この比は、たとえば、本明細書中で記載されるプロセスまたは当該技術分野で公知のプロセスによって決定される。
【００８２】
本発明のプロセスにおける多器官傷害の治療は、例えば、その活性が第１の器官傷害に反応して変更されるタンパク質の活性を調節するために有効な少なくとも１つ治療薬アンタゴニストまたはアゴニストを対象者に投与し、そしてその活性が第２の器官傷害に反応して変更されるタンパク質の活性を調節するために有効な少なくとも１つ治療薬アゴニストまたはアンタゴニストを投与することを含む。
【００８３】
本発明は、例えば、対象者における神経毒性傷害の大きさを識別するための組成物を含む。本発明の組成物は、１つの薬剤であるか、または複数の薬剤の混合物であるかのいずれかである。任意の実施形態において、組成物は混合物である。混合物は、場合によって、対象者由来の生物試料を含有する。対象者は場合によって神経毒性状態を有することが疑われる。生物試料は、対象者から単離される前に、対象者の神経系と連通している。本発明の組成物はさらに、少なくとも２つの一次薬剤、好ましくは生物試料中に存在し得る少なくとも２つのバイオマーカーと特異的かつ独立して結合する抗体またはプライマーを含有する。いくつかの任意の実施形態において、第１の一次薬剤は、ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼバイオマーカー、好ましくはＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーと特異的に結合する抗体中にある。第２の一次薬剤は、好ましくはＳＢＤＰ１４５などのスペクトリン分解産物バイオマーカーと特異的に結合する抗体である。
【００８４】
本発明の組成物の薬剤は、場合によって動員されるか、または他の方法で基質と接触させる。本発明の教唆はさらに、場合によって少なくとも１つ検出可能な標識で標識される。任意の実施形態において、各薬剤上の検出可能な標識は、独特であり、独立して検出可能である。場合によって、一次薬剤の検出または結合について特異的な二次薬剤を少なくとも１つ検出可能な標識で標識する。非限定的な例では、一次薬剤はウサギ由来の抗体である。二次薬剤は、場合によって、ウサギ由来の一次抗体について特異的な抗体である。抗原対する抗体結合を検出する機序は当該技術分野で周知であり、当業者は生物試料中の抗原またはバイオマーカーを検出するために好適な多くの方法および薬剤を容易に想定する。
【００８５】
生物試料中の標的バイオマーカーと関連付けるために好適な基質を含むキットも提供される。生物試料は、場合によって、キットで提供されるか、または本発明のキットとともに使用するために実施者によって得られる。本発明のキットは、場合によって、少なくとも２つのバイオマーカーと特異的かつ独立して結合する少なくとも２つの抗体も含む。抗体は、好ましくは、２つのバイオマーカーを識別する。場合によって、第１の抗体は、第１のバイオマーカーの結合および検出について特異的かつ非依存性である。第２の抗体は、第２のバイオマーカーの結合および検出について特異的かつ非依存性である。このようにして、１つの生物試料中に複数のバイオマーカーが存在すること、または存在しないことを判定または識別することができる。いくつかの任意の実施形態において、生物試料中の標的バイオマーカーとしては、例えば、αΙΙ−スペクトリン、αΙΙ−スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）、たとえばＳＢＤＰ１４５、ユビキチンカルボキシル末端ヒドロラーゼ、ＧＦＡＰ、およびＭＡＰ２タンパク質のバイオマーカーに関するものが挙げられる。本発明のキットはさらに、抗体を生物試料または生物試料の一部と反応させて、生物試料中のバイオマーカーの存在または量を検出するための説明書も含む。
【００８６】
キット中、生物試料はＣＳＦまたは血液であり得、薬剤は場合によって、神経学的状態に関して少なくとも１つバイオマーカーと特異的に結合する抗体、アプタマー、プライマー、プローブ、または他の分子である。好適な薬剤は前述されている。キットは薬剤と結合するもの、または、薬剤と特異的に結合する物質と結合するもの（例えば、二次抗体）などの検出可能な標識も含み得る。
【００８７】
本発明は、生物試料中のバイオマーカーの存在または量を、神経細胞（または他のバイオマーカー発現細胞）毒性の重症度および／または種類と相関させるステップを含む。傷害損傷が重いほど、神経細胞の数が多く、これは次に生物試料（例えば、ＣＳＦ；血清）中により多量のバイオマーカー（複数可）を蓄積させるので、生物試料中のバイオマーカー（複数可）の量は、神経組織毒性の重症度と直接的に関連する。神経毒性傷害がアポトーシス型および／または壊死型の細胞死を引き起こすかどうかは、生物試料中に存在するＳＢＤＰ１４５などのＳＢＤＰのバイオマーカーを調べることによって決定することもできる。壊死型細胞死は優先的にカルパインを活性化し、一方、アポトーシス細胞死は、優先的にカスパーゼ−３を活性化する。カルパインおよびカスパーゼ−３ＳＢＤＰは区別できるので、これらのマーカーの測定は、対象者における細胞損傷の種類を示す。例えば、壊死誘発性カルパイン活性化の結果、ＳＢＤＰ１５０およびＳＢＤＰ１４５が産生され；アポトーシス誘発性カスパーゼ−３活性化の結果、ＳＢＤＰ１５０ｉおよびＳＢＤＰ１２０が産生され；そして両経路の活性化の結果、４つのマーカーすべてが産生される。さらに、生物試料中に存在するＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーのレベルまたは動力学的範囲は、場合によって、軽度の傷害をさらに重度の傷害と識別することができる。実例では、重度のＭＣＡＯ（２時間）は軽度の誘発（３０分）に対してＣＳＦおよび血清の両方でＵＣＨ−Ｌ１を増大させ、一方、両者は損傷を受けていない対象者を上回るＵＣＨ−Ｌ１レベルを産生する。さらに、生物試料中のマーカーの持続または動力学的範囲（ｋｉｎｅｔｉｃ  ｅｘｔｅｎｔ）は、神経毒性の重症度を表し、毒性が大きいほど、傷害後のいくつかの時点で採取された生物試料中で本発明のプロセスによって測定される対象者におけるＵＣＨ−Ｌ１またはＳＢＤＰバイオマーカーの持続の増加を示す。
【００８８】
そのような試験結果は、カルパインおよび／またはカスパーゼ阻害剤またはムスカリン性コリン受容体アンタゴニストなどの特定の治療薬の投与が患者にとって有益でありえるかどうかを医師が判定する助けとなり得る。本出願は、細胞死機序において年齢および性差を検出するのに特に重要であり得る。
【００８９】
通常の生物学的技術を含む方法を本明細書中で記載する。そのような技術は、当該技術分野で一般に知られ、Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., vol. 1-3, ed. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold
Spring Harbor, N.Y., 1989;およびCurrent Protocols in
Molecular Biology, ed. Ausubel et al, Greene
Publishing and Wiley-Interscience, New York, 1992
(with periodic updates) などの方法論で詳細に記載されている。免疫学的方法（例えば、抗原特異性抗体の調製、免疫沈降、およびイムノブロッティング）は、例えば、Current Protocols in Immunology, ed. Coligan
et al, John Wiley & Sons, New York, 1991;and Methods of Immunological
Analysis, ed. Masseyeff et al, John Wiley & Sons,
New York, 1992で記載されている。
【００９０】
本発明の種々の態様を以下の非限定的実施例で説明する。実施例は例示的目的のためであり、本発明の実施を制限しない。本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更および修飾をなすことができると理解される。実施例は一般的に哺乳類組織、特にラット組織の分析に関し、当業者は、当該技術分野で公知の類似した技術および他の技術を、ヒトなどの他の哺乳類に容易に変換できることを認識する。本明細書中で例示される試薬は、通常、哺乳類種間で交差反応するか、または類似した特性を有する別の試薬が市販され、当業者はそのような試薬をどこで入手することができるかを容易に理解する。
【００９１】
実施例１：バイオマーカー分析用の材料。重炭酸ナトリウム、（Ｓｉｇｍａ  Ｃａｔ＃：Ｃ−３０４１）、ブロッキング緩衝液（Ｓｔａｒｔｉｎｇｂｌｏｃｋ  Ｔ２０−ＴＢＳ）（Ｐｉｅｒｃｅ  Ｃａｔ＃：３７５４３）、Ｔｗｅｅｎ２０を含むＴｒｉｓ緩衝生理食塩水（ＴＢＳＴ；Ｓｉｇｍａ  Ｃａｔ＃：Ｔ−９０３９）。リン酸塩緩衝生理食塩水（ＰＢＳ；Ｓｉｇｍａ  Ｃａｔ＃：Ｐ−３８１３）；Ｔｗｅｅｎ  ２０（Ｓｉｇｍａ  Ｃａｔ＃：Ｐ５９２７）；Ｕｌｔｒａ  ＴＭＢ  ＥＬＩＳＡ（Ｐｉｅｒｃｅ  Ｃａｔ＃：３４０２８）；およびＮｕｎｃ  ｍａｘｉｓｏｒｐ  ＥＬＩＳＡプレート（Ｆｉｓｈｅｒ）。単クローン性および多クローン性ＵＣＨ−Ｌ１抗体は、実験室内で作製されるか、またはＳａｎｔａ  Ｃｒｕｚ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（カリフォルニア州サンタクルーズ）から得られる。αΙΙ−スペクトリンおよび分解産物（ＳＢＤＰ）ならびにＭＡＰ２に対する抗体は、Ｓａｎｔａ  Ｃｒｕｚ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（カリフォルニア州サンタクルーズ）から入手可能である。多くのサブタイプの抗体の標識は、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，  Ｃｏｒｐ．（カリフォルニア州カールスバッド）から入手可能である。生物試料中のタンパク質濃度は、アルブミン標準を用いたビシンコニン酸マイクロタンパク質アッセイ（Ｐｉｅｒｃｅ  Ｉｎｃ．（米国イリノイ州ロックフォード））を使用して測定する。全ての他の必要な試薬および材料は、当業者に公知であり、容易に確認可能である。
【００９２】
実施例２：神経毒性についてのインビトロ薬物候補スクリーニング
【００９３】
マウス、ラット皮質または海馬一次ニューロンを２１ＤＩＶ培養し、薬物の用量依存的反応を調べる。培養した細胞を、種々の濃度の：１０μＭグリシン中グルタメート（０．０１〜１０００μＭ）どちらもＨＢＳＳ中；Ｂ）培地中０．０１〜１００μＭのカイネート；Ｃ）培地中Ｈ２Ｏ２（０．００１〜１０００μＭ）；Ｃ）培地中亜鉛（０．０１〜１０００μＭ）；Ｄ）培地中Ｕ０１２６（０．００１〜１００μＭ）；およびＥ）対照として等しい容積の培地に暴露する。グルタメート処理を３０分間実施し、その後、細胞を洗浄し、ＨＢＳＳを培地と置換し、分析する。残りの候補を２４時間処理し、分析する。細胞内ＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１４５のレベルを細胞溶解ならびに抗ＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１４５特異抗体を用いたＥＬＩＳＡによる溶解物のスクリーニング後に、分析する。ＵＣＨ−Ｌ１のレベルは、特にグルタメートおよびＨ２Ｏ２に暴露した後に増加する。
【００９４】
実施例３：発達神経毒性化合物の神経毒性についてのスクリーニング
【００９５】
ＲｅＮｃｅｌｌＣＸ細胞をＭｉｌｌｉｐｏｒｅ（カリフォルニア州テメクラ）から入手する。継代３で凍結した細胞を解凍し、上皮船長因子（ＥＧＦ）（２０ｎｇ／ｍｌ；Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）および塩基性線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ−２）（２０ｎｇ／ｍｌ；Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）を追加したＲｅＮｃｅｌｌ  ＮＳＣ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  Ｍｅｄｉｕｍ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）中、ラミニンでコーティングされたＴ７５ｃｍ２組織培養フラスコ（Ｃｏｒｎｉｎｇ，  Ｉｎｃ．（ニューヨーク州コーニング））上に広げる。プレーティングの３〜４日後（例えば、８０％コンフルエンシーに達する前）、アキュターゼ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）で分離させ、３００×ｇで５分間遠心分離し、ＥＧＦおよびＦＧＦ−２を含有する新鮮な維持培地中に細胞ペレットを再懸濁させることによって、細胞を継代する。全ての実験に関して、細胞をラミニンでコーティングされたコスター９６ウェルプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ，  Ｉｎｃ．（ニューヨーク州コーニング））中に１０，０００細胞／ウェルの密度で再播種する。
【００９６】
免疫細胞化学実験を実施して、本質的に、Breier JM et al, Toxicological
Sciences, 2008;105(1): 119-133（その内容は、参照することによって本明細書中に組み込まれる）で記載されているように、１ｎΜ〜１００μΜの塩化メチル水銀、トランスレチノイン酸，Ｄ−硫酸アンフェタミン、塩化カドミウム、デキサメタゾン、酢酸鉛、５，５−ジフェニルヒダントイン、およびバルプロン酸に暴露する前および暴露の２４時間後の細胞中のＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１４５のレベルを調べる。細胞を４％パラホルムアルデヒド溶液で固定し、ブロッキング溶液（５％正常ヤギ血清、リン酸塩緩衝生理食塩水中０．３％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００）中で透過化処理する。フルオレセイン標識された抗ＵＣＨ−Ｌ１抗体＃３５２４（Ｃｅｌｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（マサチューセッツ州デンバー））を固定された細胞とともに一晩４℃でインキュベートし、Ｎｉｋｏｎ  ＴＥ２００倒立蛍光顕微鏡（２０×対物）を用いて視覚化する。ＲＴ  Ｓｌｉｄｅｒカメラ（Ｍｏｄｅｌ  ２．３．１．，  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．（ミシガン州スターリングハイツ））およびＳＰＯＴ  Ａｄｖａｎｔａｇｅソフトウェア（Ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．０．９，  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．）を用いて画像を取得する。
【００９７】
実施例４：神経毒性についての急性経口インビボ薬物候補スクリーニング
【００９８】
メスＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラット（Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．（マサチューセッツ州ウィルミントン））にメタフェタミン（１時間間隔で１０ｍｇ／ｋｇ腹腔内注射（ｉ．ｐ．）として４０ｍｇ／ｋｇ）（ｎ＝８）またはガン治療薬シスプラチン１０ｍｇ／ｋｇ（１回ｉ．ｐ．注射）（ｎ＝４）を投与する。ペントバルビタール（５０ｍｇ／ｋｇ）の腹腔内注射で麻酔を実施する。試験物質はさらに、胃ゾンデを用いた経管栄養または好適な挿管カニューレによって単一用量で投与することもできる。動物は投薬前に絶食させる。合計４〜８匹の動物を調査する各投薬レベルについて使用する。
【００９９】
投薬後３０、６０、９０、および１２０分に、断頭によってラットを屠殺し、心穿刺によって血液を得る。生体液ＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１５０およびＧＦＡＰのレベルを、ＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１５０およびＧＦＡＰ特異抗体を用いることにより、サンドイッチＥＬＩＳＡまたはウェスタンブロットによって分析する。対照動物に対して、メタフェタミンの神経毒性レベルはＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１５０およびＧＦＡＰの両方のＣＳＦ濃度の増加を誘導する。図１に示すように、シスプラチンはＵＣＨ−Ｌ１およびＳＢＤＰ１５０レベルを増大させた。
【０１００】
実施例５：カイニン酸媒介性神経毒性のラットモデルにおける脳損傷バイオマーカー：ＵＣＨＬ１、ＧＦＡＰおよびαＩＩ−スペクトリン分解産物の増加したレベル。
【０１０１】
１８０〜２００ｇの体重のオスＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラット（Ｈａｒｌａｎ：（インディアナ州インディアナポリス））を使用する。ラットには通常の実験食および塩素処理した飲用水を自由に摂らせた。全てのラットは、実験で使用する前に、少なくとも１週間飼育施設および食餌に慣れさせる。動物飼育室中の管理は、２０℃〜２４℃の温度および３０％〜７０％の相対湿度を維持するように設定する。ラットを１２時間の明／暗サイクルで維持する。
【０１０２】
動物にカイニン酸（Ｓｉｇｍａ，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（米国ミズーリ州セントルイス））を９ｍｇ／ｋｇの用量で１回皮下注射し、そして注射の２４時間後に屠殺した。動物の独立した対照／治療群を使用する。脳組織およびＣＳＦ試料を注射後６、２４、４８および７２時間の時点で集める。
【０１０３】
適切な時点で、キャリアガスとしての酸素中４％イソフルランで４分間動物を麻酔し、続いて同じキャリアガス中２〜３％イソフルランの維持麻酔を行う。ラットを定位装置中に入れ、ポリエチレン管に取り付けられた２５ゲージ針を通して各動物の大槽からの約１００μｌのＣＳＦを経皮的に集める。ＣＳＦ試料を収集直後にドライアイス上で凍結させる。ＣＳＦ収集後、動物を定位装置および麻酔ノーズコーンから取り外し、まだ麻酔下にある動物を断頭によって直ちに屠殺する。皮質、海馬、小脳および線条体を迅速にばらばらにし、冷ＰＢＳですすぎ、液体窒素中でスナップ凍結する。ＩＨＣについての脳組織を得るために、動物を致死量のペントバルビタールで安楽死させ、４％のパラホルムアルデヒドで経心的に灌流し、そして全脳を取り出し、処理し、パラフィン中に包埋する。
【０１０４】
レベルおよび細胞局在ＴＢＩバイオマーカーを、パラフィン包埋された６μｍ脳切片に関してＥＬＩＳＡ、ウェスタンブロットおよび免疫組織化学（ＩＨＣ）分析を用いて調べる。
【０１０５】
免疫組織化学分析
【０１０６】
パラフィン包埋された６μｍの脳切片に関してＩＨＣを実施する。スライドをパラフィン除去処理し、抗原回復のために１０分間９５℃にてＴｒｉｌｏｇｙ溶液（Ｃｅｌｌ  Ｍａｒｑｕｅ（アラスカ州ホットスプリング））中でインキュベートし、内因性過酸化物についてブロックし、１Ａｂｓ（ＧＦＡＰ、ＳＢＤＰ１４５、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１２０およびＣａｓｐ３）とともに一晩４℃でインキュベートし、続いて二次Ａｂ（ＬＳＡＢ＋、＃Ｋ０６７９、Ｄａｋｏ）で処理する。染色を、茶色に発色させるために３，３’−ジアミノベンジジン（ＤＡＢ）（Ｄａｋｏ（カリフォルニア州カーピンテリア））で視覚化する。断片をヘマトキシリン（Ｄａｋｏ（カリフォルニア州カーピンテリア））で対比染色する。負の対照を、種適合二次抗体のみでの処理によって実施する。
【０１０７】
イムノブロッティング分析
【０１０８】
Ｔｒｉｓ−グリシン緩衝液系中ＳＤＳ−ゲル電気泳動およびエレクトロトランスファー後、ブロッティング膜を１時間、周囲温度にて、Ｔｒｉｓ−緩衝生理食塩水（ＴＢＳ）中５％脱脂乳中、次いで０．０５％Ｔｗｅｅｎ−２（ＴＢＳＴ）を含有するＴＢＳ中でブロックし、次いで製造業者によって推奨されるようにＰＢＳ中で１：３０００（３．５ｕｌ／１０ｍｌ）に希釈された一次単クローン性抗αＩＩ−スペクトリン抗体（Ｂｉｏｍｏｌ（米国ペンシルベニア州プリマスミーティング））中、４℃で一晩インキュベートする。これに続いて、ＴＢＳＴで３回洗浄し、ビオチニル化二次抗体に結合した二次抗体（Ａｍｅｒｓｈａｍ、Ｃａｔ＃ＲＰＮ１１７７ｖｌ）とともに周囲温度で２時間インキュベーションし、続いてストレプトアビジン結合アルカリホスファターゼとともに３０分間インキュベーションする（比色法）。次いで、比色発色をワンステップＢＣＩＰ／ＮＢＴ試薬（ＫＰＬ、Ｃａｔ＃５０−８１−０８）で実施する。インタクトαＩＩ−スペクトリンタンパク質およびαＩＩ−スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ）の分子量は、レインボウカラー分子量標準（Ａｍｅｒｓｈａｍ、Ｃａｔ＃ＲＰＮ８００Ｖ）を並べて流すことによって評価する。αＩＩ−スペクトリンならびにその分解産物ＳＢＤＰ１５０およびＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１２０のレベルの半定量的評価を、コンピュータを使用した高解像度フラットヘッドスキャナーＥｐｓｏｎ  ＸＬ３５００およびＩｍａｇｅ  Ｊソフトウェア（ＮＩＨ）を用いた濃度測定画像分析を使用して実施する。慎重なタンパク質濃度測定ならびに慎重な試料取り扱いおよびゲルローディング（２０ｍｇ／領域）にもかかわらず、異なる領域上で不均等な試料ローディングが起こる可能性がある。変異性のこのような原因を克服するために、対照としてβ−アクチン（単クローン性、Ｓｉｇｍａ、＃Ａ５４４１）に対する同じ試料を使用して、ウェスタンブロットを実施する。
【０１０９】
ＵＣＨ−Ｌ１バイオマーカーサンドイッチＥＬＩＳＡ分析法
【０１１０】
ＵＣＨ−Ｌ１の血清およびＣＳＦ試料濃度は、以前に報告されているプロトコルから修飾されたＵＣＨ−Ｌ１サンドイッチ酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）バージョン１ｂを用いて測定される（Papa L. et al., 2010;Liu M. et al., 2009）。マウス単クローン性抗体（捕捉抗体）およびウサギ多クローン性抗体（検出抗体）はどちらも、それぞれ組換えヒトＵＣＨ−Ｌ１完全長タンパク質および部分タンパク質に対して実験室内で作られる）。どちらも、標的−タンパク質ベースのアフィニティーカラムを用いてアフィニティー精製される。それらの標的タンパク質（ＵＣＨ−Ｌ１）のみに対する特異性を、イムノブロッティングによって確かめる。反応ウェルを０．０５Ｍの重炭酸ナトリウム、ｐＨ９．６中捕捉抗体（５μｇ／ｍＬの精製されたマウス単クローン性抗ヒトＵＣＨＬ１）でコーティングし、一晩４℃でインキュベートする。プレートを次いで３５０μＬ／ウェルのブロッキング緩衝液（０．０２％のＴｗｅｅｅｎ−２０（ｖ／ｖ）を含むＴｒｉｓ緩衝生理食塩水；ＴＢＳＴ］）で洗浄し、さらに３００μＬ／ウェルのＴＢＳＴとともに３０分間周囲温度にて穏やかに振とうしながらインキュベートする。抗原標準（ＵＣＨ−Ｌ１標準曲線：０、０．０６〜１５ｎｇ／ｍＬ、未知の試料（１〜１０μｌ、ＣＳＦまたは２０μｌの血清）またはアッセイ内部対照試料を検出抗体（ウサギ多クローン性抗ヒトＵＣＨ−Ｌ１、実験室内で作製；０．７２μｇ／ｍＬ；１００μｌの全容積）とともに一晩インキュベートする。その後、捕捉抗体でコーティングされたプレートを検出抗体−試料混合物とともに１．５時間室温でインキュベートし、自動プレート洗浄機を用いてこれを洗浄する（各ウェルを３５０μｌの洗浄緩衝液［ＴＢＳＴ］ですすぐ）。ブロッキング緩衝液中二次抗ウサギ−ＩｇＧ  ＨＲＰ（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ；１／２０００希釈度）を次いでウェル（１００μＬ）に１００μＬ／ウェルで添加し、そしてプレートを室温で１時間さらにインキュベートする。最後に、ウェルを基質溶液：Ｕｌｔｒａ−ＴＭＢ  ＥＬＩＳＡ１００μＬ／ウェル（Ｐｉｅｒｃｅ＃３４０２８）で展開させ、１０分間インキュベートし、プレートを９６ウェル分光光度計（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｍａｘ  １９０）で４５０ｎｍにて読み取る。
【０１１１】
ＧＦＡＰバイオマーカーサンドイッチＥＬＢＡ法。
【０１１２】
ＧＦＡＰの血清およびＣＳＦ試料濃度を、ＧＦＡＰサンドイッチ酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）バージョン２ａを用いて測定する。マウス単クローン性抗体（捕捉抗体）およびウサギ多クローン性抗体（検出抗体）はどちらも組換えヒトＧＦＡＰ完全長タンパク質に対して実験室内で作製される）。これらは、それぞれアフィニティー精製されたタンパク質Ａである。標的タンパク質（ＧＦＡＰ）のみに対するそれらの特異性を、精製されたヒトＧＦＡＰでのイムノブロッティングによって確かめる（不掲載）。反応ウェルを０．０５Ｍの重炭酸ナトリウム、ｐＨ９中捕捉抗体（５μｇ／ｍＬ、１００μＬ／ウェル精製マウス単クローン性抗ヒトＧＦＡＰ）でコーティングし、そして８時間から一晩４℃でインキュベートする。プレートを次いで３５０μＬ／ウェルのブロッキング緩衝液（０．０２％Ｔｗｅｅｅｎ−２０（ｖ／ｖ）を含むＴｒｉｓ緩衝生理食塩水；ＴＢＳＴ］）で洗浄し、３００μｌ／ウェルのＴＢＳＴとともに３０分間周囲温度にて穏やかに振とうしながらさらにインキュベートする。抗原標準（ＧＦＡＰ標準曲線：０．０２〜２０ｎｇ／ウェル、未知の試料（３〜１０μｌＣＳＦもしくは１０〜３０μｌの血清）またはアッセイ内部対照試料を、検出コーティングプレートを用いて２時間室温でインキュベートする。その後、プレートを、自動プレート洗浄機（各ウェルを３５０μｌ、洗浄緩衝液［ＴＢＳＴ］ですすぐ）を用いて洗浄する。これに続いて、検出抗体（ウサギ多クローン性抗ヒトＧＦＡＰ、０．２５μｇ／ｍＬ）とともに１．５時間室温でインキュベーションする。さらに洗浄した後、ブロッキング緩衝液中二次抗ウサギ−ＩｇＧ  ＨＲＰ（Ｊａｃｋｓｏｎｖｉｌｌｅ  Ｉｍｍｕｎｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂ；１／４０００）を次いでウェルに１００μＬ／ウェルで添加し、プレートを室温で１時間さらにインキュベートする。最後に、ウェルを５〜１０分間インキュベーションしながら基質溶液：Ｕｌｔｒａ−ＴＭＢ  ＥＬＩＳＡ  １００μＬ／ウェル（Ｐｉｅｒｃｅ＃３４０２８）で展開し、そして９６−ウェル分光光度計（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｍａｘ  １９０）でプレートを４５０ｎｍにて読み取る。分析間ＣＶ＝２．１％〜１３．０％であり、一方、アッセイダイナミックレンジ内で分析間ＣＶ＝１．０％〜１０．０％である。検出限界（ＬＯＤ）は、０．０２０ｎｇ／ｍＬであると決定される。検出不可能な（ＮＤ）レベルの試料について、それらはＬＯＤの５０％とされる（すなわち０．０１０ｎｇ／ｍＬ）。試料が定量化範囲を超えるシグナルを生じるならば、試料を希釈して、再分析する。負の対照として、抗ＧＦＡＰ捕捉または検出抗体がそれぞれ非免疫性正常ＩｇＧ（マウス）または（ウサギ）で置換される場合、標的シグナルは検出されないことに留意した。
【０１１３】
ＳＢＤＰ１４５バイオマーカーサンドイッチＥＬＩＳＡ法。
【０１１４】
ＳＢＤＰ１４５ＥＬＩＳＡは、固相固定化用の独占所有権のあるウサギ多クローン性抗体および検出用のＨＲＰに結合した独占所有権のあるマウス単クローン性抗体を使用する。試験試料を連続してこれらの抗体と反応させ、その結果、２つの抗体の間に挟まれたＳＢＤＰ１４５分子を得る。検出は、ビオチニル−チラミド増幅ステップを含み、化学発光基質に基づく。バイオマーカー濃度の定量的測定は、未知試料結果を同じアッセイから得られる標準曲線と比較することによって達成される。標的濃度はｎｇ／ｍｌで報告する。これは、試料中で検出されるスペクトリン分解産物はキャリブレータと類似したＭＷ、すなわち１４５ｋＤａを有すると仮定する。実際の分解産物が異なるかまたは未知のＭＷを有するならば、報告された値は相対的濃度にすぎないと見なすべきである。
【０１１５】
ＳＢＤＰ１２０バイオマーカーサンドイッチＥＬＩＳＡ法。
【０１１６】
ＳＢＤＰ−１２０ＥＬＩＳＡは、固相固定化のために独占所有権のあるウサギ多クローン性抗体を、そして検出のためにＨＲＰに結合した独占所有権のあるマウス単クローン性抗体を使用する。試験試料をこれらの抗体と連続して反応させて、その結果、２つの抗体の間に挟まれたＳＢＤＰ１２０分子を得る。検出はビオチニル−チラミド増幅ステップを含み、比色（ＴＭＢ）基質に基づく。バイオマーカー濃度の定量は、未知の試料シグナル強度を、同じアッセイで実施したキャリブレータから得られた標準曲線と比較することによって達成される。標的濃度をｎｇ／ｍｌで報告する。これは、試料中で検出されるスペクトリン分解産物が、キャリブレータと類似したＭＷ、すなわち１２０ｋＤａを有すると仮定する。実際の分解産物が異なるかまたは未知のＭＷを有する場合、報告された値は、相対的濃度にすぎないと見なすべきである。
【０１１７】
ＳＢＤＰ１５０バイオマーカーサンドイッチＥＬＩＳＡ法。
【０１１８】
ＳＢＤＰ１５０は、ＥＬＩＳＡは、固相固定化のために独占所有権のあるヤギ多クローン性抗体を、そして検出のためにＨＲＰに結合した独占所有権のあるマウス単クローン性抗体を使用する。試験試料をこれらの抗体と連続して反応させ、その結果、２つの抗体間に挟まれたＳＢＤＰ１５０分子を得る。検出は、ビオチニル−チラミド増幅ステップを含み、比色（ＴＭＢ）基質に基づく。バイオマーカー濃度の定量は、未知の試料シグナル強度を、同じアッセイで実施したキャリブレータから得られた標準曲線を比較することによって達成する。標的濃度をｎｇ／ｍｌで報告する。これは、試料において検出されるスペクトリン分解産物が、キャリブレータと類似したＭＷ、すなわち１５０ｋＤａを有すると仮定する。実際の分解産物が異なるかまたは未知のＭＷを有するならば、報告された値は相対的濃度にすぎないと見なさなければならない。
【０１１９】
結果
【０１２０】
実験を２つの動物群：対照（生理食塩水注射）および治療（ＫＡ注射）で実施する。ウェスタンブロット分析は、ＫＡ群において、海馬で、そして程度は低いが皮質で、インタクトαＩＩ−スペクトリンレベルの減少ならびに両カルパイン（ＳＢＤＰ１５０およびＳＢＤＰ１４５）およびカスパーゼ−３（ＳＢＤＰ１２０）によって産生されるその分解フラグメントの出現を示した。ＩＨＣ分析は、ＫＡ注射を受けた動物の海馬および皮質において減少したレベルのＧＦＡＰ、ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１２０を示したが、対照群からの動物では示さなかった。ＥＬＩＳＡ分析は、対照群と比較して、ＫＡ群のＣＳＦ中で、ＵＣＨＬ１、ＧＦＡＰの発現の増加ならびにαＩＩ−スペクトリン分解産物（ＳＢＤＰ１５０、ＳＢＤＰ１４５およびＳＢＤＰ１２０）の蓄積を示し、結果を図２〜７に示す。
【０１２１】
実施例６：カイニン酸媒介性神経毒性のラットモデルで血漿から単離された脳損傷バイオマーカー：ＵＣＨＬ１、ＧＦＡＰおよびニューロフィラメントタンパク質（ＮＦ）−Ｈの増大したレベル
【０１２２】
実施例５のプロセスを、ＣＳＦの代わりにラットの対象試料源として血漿を用いて繰り返す。バイオマーカーレベルは上昇するのが観察され、依然として図２〜７で示されるものと同様に時間の関数としてカイニン酸暴露と相関する。
【０１２３】
実施例７  カイニン酸媒介性神経毒性のラットモデルでＣＳＦから単離された脳損傷バイオマーカー：ＵＣＨＬ１、ＧＦＡＰおよびニューロフィラメントタンパク質（ＮＦ）−Ｈの増大したレベル
【０１２４】
実施例５のプロセスを、１６ｍｇ／ｋｇおよび３２ｍｇ／ｋｇの用量のパクリタキセルの１回または繰り返し腹腔内注射に暴露したラットを用いて繰り返して、高直径ミエリン化線維の選択的機能不全を誘発し、ラットにおいて侵害受容性末梢神経障害を引き起こす。
【０１２５】
シスプラチンもまた、健常ラットに２または１０ｍｇ／ｋｇの単一腹腔内用量で投与して、２４時間以内にＰｔ−ＤＮＡ付加物の蓄積を引き起こし、これらは末梢神経障害の重症度と相関する。ニューロン変性は、銀染色（ＣＮＳ）またはトルイジンブルー（ＰＮＳ脛骨または座骨神経）のいずれかによって検出され、定量化される。バイオマーカーレベルは、図２〜７で示されるのと同様に、増加することが観察され、時間の関数としてパクリタキセルまたはシスプラチン暴露と相関する。
【０１２６】
実施例８：アルファ−インターネキシンおよびネスチンの実験を実施し、これによって、ネスチンおよびアルファ−インターネキシンならびにその分解産物がニューロン損傷、例えばＴＢＩ、および神経毒性の例示的バイオマーカーであることが証明された。対照ＣＳＦにおいて、α−インターネキシンもα−インターネキシン−ＢＤＰも、図８で示されるようにイムノブロットによって検出されない。対照的に、２人の重度のＴＢＩ患者（０１および０３）から得られた連続ＣＳＦ試料で、３５ｋＤａのα−インターネキシン−ＢＤＰ（＊）が複数の早い時点（１２〜３０時間以内）および遅れた時点（７８〜１４４時間）で検出される。１抗体：抗α−インターネキシン（希釈度：１：５００）；２抗体：ヤギ−抗マウスＩｇＧ  ＡＰ複合体（希釈度：１：５，０００）。図９は、成体または胚１８日Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットからの全ラット脳溶解物からのタンパク質を単離し、アルファ−インターネキシンについてイムノブロットすることを示す。したがって、α−インターネキシンは、成体および小児脳損傷後、ならびに実施例５のプロトコルにしたがってカイニン酸に暴露した後の例示的ニューロフィラメント損傷マーカーである。プローブされた組織：全ラット脳溶解物、一次抗体：ＥｎＣｏｒ、ＭＣＡ−２Ｅ３、単クローン性。図１０は、成体または胚１８日Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットから単離された全脳溶解物由来のタンパク質を、発達的に調節されたタンパク質であるネスチンについてイムノブロットすることを示す。したがって、ネスチンは、例示的神経前駆細胞マーカー、である。（プローブされた組織：全ラット脳溶解物、一次抗体：抗ネスチン、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、ＭＡＢ３５３、単クローン性）。最後に、図１１は、対照ＣＳＦにおいて、α−インターネキシンもα−インターネキシン−ＢＤＰもイムノブロットによって検出されないことを示す。対照的に、２人の重度のＴＢＩ患者（０１および０３）からの連続ＣＳＦ試料で、３５ｋＤａのα−インターネキシン−ＢＤＰ（＊）が、複数の早い時点（１２〜３０時間以内）および遅れた時点（７８〜１４４時間）で検出される。１抗体：抗α−インターネキシン（希釈度：１：５００）；２抗体：ヤギ−抗マウスＩｇＧＡＰ複合体（希釈度：１：５，０００）。
【０１２７】
明細書中で記載される特許および刊行物は、本発明が関係する分野の当業者のレベルを表す。これらの特許および刊行物は、それぞれの出願または刊行物が特別かつ個々に本明細書中で明らかに表現されているのと同じ程度に、参照することによって本明細書中に組み込まれる。
【０１２８】
前述の説明は、本発明の特定の実施形態の実例であるが、その実施に関しる制限となるものではない。全ての同等物を含む以下の請求項は、本発明の範囲を規定することを意図しない。
【０１２９】
本明細書中で記載するすべての参考文献はそれぞれ、それぞれの文献が引用される物質について各文献の内容が完全かつ明確に含まれるかのように、参照することによって本明細書中に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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