(57)【要約】  本発明は、ヒトおよび動物においてＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の存在および程度を測定するための方法に関し、前記方法は、以下の工程、すなわち、血液または血清試料中の少なくとも１種類のタンパク質マーカーの量または活性を測定することを含み、前記タンパク質は、ＥＦ１α、キトビオシダーゼ、スタスミンおよびＣＲＡＭＰからなる群から選択される。
2011519030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトまたは動物におけるＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の存在および程度を測定する方法であって、
血液または血清試料中の少なくとも１種類のタンパク質マーカーのレベルまたは活性を測定することを含み、前記タンパク質が、ＥＦ１α、キトビオシダーゼ、スタスミンおよびＣＲＡＭＰからなる群から選択される、方法。
【請求項２】
生物の老化状態を測定するための方法であって、
試料中の少なくとも１種類のタンパク質マーカーのレベルまたは活性を測定することを含み、前記タンパク質が、（ｉ）ＥＦ１α、（ｉｉ）ＣＲＡＭＰ、（ｉｉｉ）スタスミンおよび（ｉｖ）キチナーゼ遺伝子ファミリーからなる群から選択される、方法。
【請求項３】
キトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよび／またはＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性が、前記キチナーゼ遺伝子ファミリーの前記活性として測定されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
発現の測定が、
前記タンパク質を測定すること、
前記タンパク質の断片を測定すること、
前記タンパク質をコードするｍＲＮＡを測定すること、
前記タンパク質をコードするｍＲＮＡ断片を測定すること、
前記タンパク質の前記生物活性を測定すること、
前記タンパク質または前記タンパク質の前記活性の画像描写（分子イメージング）
により行われることを特徴とする、請求項１〜３に記載の方法。
【請求項５】
前記測定が、体液中または組織および臓器生検または試料中で行われることを特徴とする、請求項１〜３に記載の方法。
【請求項６】
前記体液が、血液、尿、唾液および脳脊髄液から、特に血清から選択されることを特徴とする、少なくとも請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、生物学的年齢、平均余命、組織および臓器の再生、加齢性疾患の発生リスクおよび予後を測定するため、慢性疾患における発癌リスクを測定するため、老化の過程における発癌リスクを測定するため、慢性疾患の過程における発癌リスクを測定するのに働くことを特徴とする、請求項２〜６の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項８】
（ｉ）ＣＲＡＭＰ、（ｉｉ）ＥＦ１α、（ｉｉｉ）スタスミンおよび（ｉｖ）キチナーゼ遺伝子ファミリーからなる群から２、３または４種類のタンパク質マーカーが測定されることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項９】
前記キチナーゼの活性が、キトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよび／またはＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性として測定されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記マーカーまたは前記マーカー活性が、イメージングにより表される（分子イメージング）ことを特徴とする、請求項１〜９の少なくとも一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的老化、再生能ならびに加齢性疾患および慢性疾患における予後を測定するために使用してもよいマーカー、特に血液または血清から測定することのできるマーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中の大部分の国々において高齢で慢性疾患の人の数が増加しつつある（文献番号１）。生物学的老化、再生能または慢性および加齢性疾患における予後の測定は、基本的な医学的問題である。そのような問題のために使用され得るバイオマーカーは現在のところ利用できない。生物学的老化、再生能および老齢期の疾患のリスクを示す、容易に測定されるバイオマーカーの同定は、老齢期および慢性の疾患において改善（ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ）治療および個人別（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｉｚｉｎｇ）治療に使用することができる（治療の開始、治療選択など）。その上、そのようなマーカーを用いて、生物学的老化を遅らせることのできる薬物、物質、食品／添加剤および治療法を開発することができる。
【０００３】
多くの加齢性および慢性疾患では、早期診断が臨床的に重要である。早期診断および予後は、具体的な疾患およびその個別の経過に正確に適合する治療を開始するために臨床的に必要である。これにより、患者がさらなる続発性疾患または合併症を発症する可能性があるリスクを低下することができる。その上、侵襲的治療もまた高齢者において高いリスクを意味する（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ）場合が多い。治療の副作用または合併症のリスクを推定することは、一層よい治療選択につながり得る。これは、特に、患者に何らかの再生準備（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ  ｒｅｓｅｒｖｅ）を必要とする治療、例えば外科手術、化学療法または放射線療法などに適応すると思われる。
【０００４】
老化、加齢性疾患および慢性疾患に関連する数少ない生物学的マーカーの一つは、テロメアの短縮である。テロメアは染色体の末端領域を形成する（文献番号２）。ヒト細胞において、テロメアの短縮は、一つ一つの細胞分裂で起こる（文献番号３）。これはヒト細胞の増殖能を５０〜７０分裂に制限する（文献番号３）。ヒトにおいて、老化の範囲内でのテロメアの短縮は、ほぼ全ての組織で起こる（文献番号４）。テロメアの短縮は、６０〜７５歳の高齢者の生存率に相関する（文献番号５）。テロメアの短縮の加速は、アルツハイマー病（文献番号６）、真性糖尿病（文献番号７）、心血管疾患（文献番号８）および腫瘍形成（文献番号９）などの加齢性疾患に関連している。その上、テロメアの短縮は、疾患の進行ならびに肝炎（文献番号１０）および骨髄異形成症状群（文献番号１１）などの慢性疾患（ｃｈｒｏｍｉｃ  ｄｉｓｅａｓｅｓ）における臓器不全に相関する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Wolfgang Lutz, Warren Sanderson & Sergei Scherbov. The coming acceleration of global population ageing. Nature 451, 716-719
【非特許文献２】Chan SR, Blackburn EH. Telomeres and telomerase. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2004; 359:109-21.
【非特許文献３】Allsopp RC, Vaziri H, Patterson C, Goldstein S, Younglai EV, Futcher AB, Greider CW, Harley CB.Telomere length predicts replicative capacity of human fibroblasts. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992 Nov 1;89(21):10114-8.
【非特許文献４】Jiang H, Ju Z, Rudolph KL. Telomere shortening and ageing. Z Gerontol Geriatry 2007; 40:314-324.
【非特許文献５】Cawthon RM, Smith KR, O'Brien E, Sivatchenko A, Kerber RA. Association between telomere length in blood and mortality in people aged 60 years or older. Lancet. 2003 Feb 1;361(9355):393-5.
【非特許文献６】Panossian LA, Porter VR, Valenzuela HF, Zhu X, Reback E, Masterman D, Cummings JL, Effros RB. Telomere shortening in T cells correlates with Alzheimer's disease status. Neurobiol Aging. 2003; 24:77-84.
【非特許文献７】Jeanclos E, Krolewski A, Skurnick J, Kimura M, Aviv H, Warram JH, Aviv A. Shortened telomere length in white blood cells of patients with IDDM. Diabetes. 1998; 47:482-6.
【非特許文献８】Minamino T, Komuro I. Vascular cell senescence: contribution to atherosclerosis. Circ Res. 2007 Jan 5;100(1):15-26.
【非特許文献９】Wu X, Amos CI, Zhu Y, Zhao H, Grossman BH, Shay JW, Luo S, Hong WK, Spitz MR. Telomere dysfunction: a potential cancer predisposition factor. J Natl Cancer Inst. 2003 Aug 20;95(16):1211-8.
【非特許文献１０】Wiemann SU, Satyanarayana A, Tsahuridu M, Tillmann HL, Zender L, Klempnauer J, Flemming P, Franco S, Blasco MA, Manns MP, Rudolph KL. Hepatocyte telomere shortening and senescence are general markers of human liver cirrhosis. FASEB J. 2002; 16:935-42.
【非特許文献１１】Ohyashiki JH, Ohyashiki K, Fujimura T, Kawakubo K, Shimamoto T, Iwabuchi A, Toyama K. Telomere shortening associated with disease evolution patterns in myelodysplastic syndromes. Cancer Res. 1994 Jul 1;54(13):3557-60.
【非特許文献１２】Hemann MT, Strong MA, Hao LY, Greider CW.The shortest telomere, not average telomere length, is critical for cell viability and chromosome stability. Cell. 2001 Oct 5;107(1):67-77.
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【非特許文献１５】Zhu Z, Zheng T, Homer RJ, Kim YK, Chen Ny, et al. (2004). Acidic Mammalian Chitinase in Asthmatic Th2 Inflammation and IL-13 Pathway Activation. Science 304:1678-1682.
【非特許文献１６】Reese TA, Liang HE, Tager AM, Luster AD, Van Rooijen N, et al. (2007). Chitin induces accumulation in tissue of innate immune cells associated with allergy. Nature 447: 92-96.
【非特許文献１７】Dozin B, Malpeli M, Camardella L, Cancedda R, Pietrangelo A. (2002). Response of young, aged and osteoarthritic human articular chondrocytes to inflammatory cytokines: molecular and cellular aspects. Matrix Biol  21: 449-459.
【非特許文献１８】Wang E, Moutsatsos IK, & Nakamura T. (1989). Cloning and molecular characterization of a cDNA clone to statin, a protein specifically expressed in nonproliferating quiescent and senescent fibroblasts. Exp Gerontol24: 485-49
【非特許文献１９】Giordano T, Kleinsek D, & Foster DN. (1989). Increase in abundance of a transcript hybridizing to elongation factor I alpha during cellular senescence and quiescence. Exp Gerontol 24: 501-513.
【非特許文献２０】Rubin CI, & Atweh GF. (2004). The role of stathmin in the regulation of the cell cycle. J Cell Biochem 93: 242-250.
【非特許文献２１】d'Adda di Fagagna et al. (2003). A DNA damage checkpoint response in telomere-initiated senescence. Nature 426:194-8.
【非特許文献２２】Jiang H, Schiffer E, Song Z, Wang J, Zurbig P, Thedieck K, Moes S, Saal N, Bantel H, Jantos J, Brecht M, Jeno P, Hall MN, Hager K, Manns MP, Hecker H, Ganser A, Dohner K, Bartke A, Meissner C, Mischak H, Ju Z, Rudolph KL. Proteins induced by telomere dysfunction and DNA damage represent biomarkers of human aging and disease. Proc Nat Acad Sci 2008, 105:11299-304
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
テロメア長の決定は、技術的に複雑な方法、例えばサザンブロッティング、定量的蛍光、ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーションまたは定量的ＰＣＲなどをこの目的のために用いる必要があるため、未だに病院において定着していない。その上、試料を得ることが困難である場合が多い。従って、肝臓組織におけるテロメア短縮は、肝硬変に向かう慢性肝疾患の進行に相関する（文献番号１０）。そのため、疾患の予後および経過を推定することのできる肝生検を行うことが必要であろう。
【０００７】
テロメア長の決定のもう一つの問題は、テロメア長それ自体が細胞機能および再生能に限定された重要性を有するという事実である。動物実験により、重大な意味を持つパラメータは、平均テロメア長よりもむしろ非常に（ｃｒｉｔｉｃａｌｌｙ）短い機能不全のテロメアの数であることが示された（文献番号１２）。従って、マウスモデルにおいて、機能不全のテロメアの数が増加する場合、たとえ平均テロメア長がそれでも比較的長い場合でも、早期老化および臓器保存の減少（reduction of organ preservation）が起こる（文献番号１２）。これらの結果はヒト細胞の増殖能に対しても重要である。従って、老化の誘発、および従って細胞あたりの機能不全のテロメアの数が一定の程度を上回る場合に細胞の増殖の不可逆的減少が起こる（文献番号１３）。
【０００８】
結論として、テロメア機能不全は、老化、加齢性疾患および慢性疾患の指標であると思われる。しかし、テロメア機能不全は方法に関して測定が困難であり、罹患臓器からの生検を入手できない場合が多いので、臨床マーカーとしてのテロメア機能不全の測定は確立されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、生物学的老化、再生能ならびに加齢性疾患および慢性疾患における予後の測定を、簡単な方法で達成することのできる方法を提供することである。
【００１０】
この目的は、現在、簡単な方法で、血清中で測定することのできる、テロメア機能不全（またはその他の形態のＤＮＡ損傷）に応答して細胞によって分泌されるマーカータンパク質の同定により実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】テロメア機能不全およびＤＮＡ損傷のマーカーは、血液中で検出することができ、老化の過程において、かつ、慢性肝疾患において、腫瘍のリスクを示す。  Ａ）ＥＦ１αの血清レベルは疾患の経過中に肝癌を発症したＣ型肝炎ウイルス感染患者（群１）の血液において、同じ観察期間中に肝癌を発症しなかった患者（群２）と比較して、有意に増加する（ｐ＝０．０２）。  Ｂ）ＥＦ１α血清レベルの上昇した８５歳の被験体（被験体の５０％が平均血清レベルを上回る＝青色の線）は、ＥＦ１α血清レベルの低い８５歳の被験体（被験体の５０％が平均血清レベルを下回る＝赤色の線）と比較して、４年の経過中に癌に罹患するリスクが有意に高かった（ｐ＝０．００２）。  Ｃ）キチナーゼ酵素活性は、疾患の経過中に肝癌を発症したＣ型肝炎ウイルスに感染した患者（群１）の血液において、同じ観察期間中に肝癌を発症しなかった患者（群２）と比較して有意に増加する（ｐ＝０．０２）。  Ｄ）ＣＲＡＭＰ血清レベルの増加した８５歳の被験体（被験体の５０％が平均血清レベルを上回る＝青色の線）は、ＣＲＡＭＰ血清レベルの低い８５歳の被験体（被験体の５０％が平均血清レベルを下回る＝赤色の線）と比較して、４年の経過中に癌に罹患するリスクが有意に高かった（ｐ＝０．００２）。
【図２】テロメア機能不全およびＤＮＡ損傷のマーカーは、血液中で検出することができ、ライフスタイル（喫煙、スポーツ、肥満症）に影響される。  Ａ〜Ｃ）ヒト血清中のＥＦ１αおよびスタスミンのタンパク質レベルならびにキチナーゼ酵素活性は、運動のレベルと有意な逆相関を提示する。これらのデータは、より高いレベルの運動がＤＮＡ損傷の低下に関係していることを示す。  Ｄ）ヒト血清中のスタスミンのタンパク質レベルおよびキチナーゼ酵素活性は、喫煙との有意な正の相関を提示する（パックイヤー＝１日あたりにタバコを１箱吸った生活年数、で測定）。これらのデータは、喫煙がＤＮＡ損傷の増加に関係していることを示す。  Ｅ〜Ｇ）ヒト血清中のＥＦ１α、スタスミンおよびＣＲＡＭＰのタンパク質レベルは、肥満症（肥満度指数として測定）と有意な正の相関を提示する。これらのデータは、肥満症がＤＮＡ損傷の増加に関係していることを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
テロメア機能不全またはＤＮＡ損傷に応答して細胞より分泌される４種類のタンパク質の群が同定された、Jiang, Rudolph, Schiffer, Mischak et al., 2008、および未公開データ）。これらのタンパク質は、機能不全のテロメアをもつテロメラーゼノックアウト（Ｔｅｒｃ−／−）マウスの骨髄細胞の培養上清において同定された。予備調査において、Ｔｅｒｃ−／−マウスは骨髄細胞においてテロメア機能不全を生じること、および造血幹細胞および前駆細胞の機能はそれにより制限されることが示された。テロメア機能不全のマーカータンパク質の同定のため、これらのマウス由来の骨髄細胞を短時間培養（４時間）に供した。次に、細胞培養上清中の分泌タンパク質のプロテオーム（ｐｒｏｔｅｏｍａ）分析を、ＣＥ／ＴＯＦ−ＭＳ（毛細血管電気泳動／飛行時間型質量分析）によって行った。この方法で、テロメア機能不全マウスの老化に特異的に関連している４種類のタンパク質を同定した。
【００１３】
これらのタンパク質は以下の通りである：
１．延長因子１−α（ＥＦ−１α）：このタンパク質は翻訳タンパク質合成を制御し、増殖喪失（老化（ｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ））に応答してヒト細胞中で上方制御される（文献番号１８、文献番号１９）。
２．キチナーゼ３様タンパク質３（Ｃｈｉ３Ｌ３）：このタンパク質は、これも自然免疫系の活性化に応答して活性化される、キチナーゼのファミリーに属する（文献番号１５、文献番号１６）。キチナーゼファミリーのメンバーの上方制御は、ヒト軟骨細胞の老化に関連してきた（文献番号１７）。継続的な研究により、キトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよび／またはＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性の測定を、ヒトにおいて年齢、ならびに加齢性疾患および癌を発症するリスクの測定に使用することができることが示された。この場合、キトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの全てまたは一部の個別活性が測定される。
３．カテリシジン関連抗菌タンパク質（Cathelicidin-related anti-microbial protein)（ＣＲＡＭＰ、ヒトにおいてＬＬ−３７とも称される）：このタンパク質は、自然免疫系の活性化に応答して活性化され、細菌感染に対する保護に役割を有すると考えられる（文献番号１４）。
４．スタスミン（ＯＰ１８）：このタンパク質は、微小管、細胞運動および有糸分裂の安定性を制御する（文献番号２０）。
【００１４】
測定は、血液または血清試料から行われることが好ましい。
【００１５】
これらの４種類のタンパク質マーカーは、テロメア機能不全マウスの様々な臓器（腎臓、肝臓、肺、脳、脾臓および心臓）において上方制御されることが見出された。その上、これらのマーカータンパク質のタンパク質発現は、機能不全のテロメアをもつ老化マウスの血清中で増加する。これらのマーカータンパク質の上方制御は長いテロメアをもつ野生型マウスでは起こらないので、これらのマーカーはテロメア機能不全に起因する老化に特異的であると考えられる。この研究はまた、老化の過程で老化ヒト細胞（線維芽細胞）において、および、若年ヒト細胞において放射線に誘導されたＤＮＡ損傷に応答して、同じマーカータンパク質が上方制御されることも示す。
【００１６】
マウス系で同定されたマーカータンパク質のオルソロガスタンパク質は、ヒトにおいて４種類のタンパク質のうち３種類：ＥＦ−１α、スタスミン、ＣＲＡＭＰについて公知である。Ｃｈｉ３Ｌ３のオルソログは現在ヒトにおいては知られていない。しかし、ヒト試料中のキトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性を決定することが可能である。本研究は、これらの酵素活性を、年齢、ならびに加齢性疾患および癌を発症するリスクを測定するために使用可能であることを初めて示した。キトビオシダーゼの測定が特に好ましい。
【００１７】
老化の本質的な特徴は、ＤＮＡ損傷の蓄積である。ＤＮＡ損傷シグナル経路の活性化は、テロメア機能不全に応答して細胞で起こるので、テロメア機能不全の蓄積も、この背景の前に理解されるはずである（文献番号２１）。ヒトにおける多数の早期老化症状群の数は、ＤＮＡ安定性を維持するために必要な遺伝子の変異に関連する。本発明者らの研究は、同定したマーカータンパク質が、ヒト細胞においても放射線に誘導されたＤＮＡ損傷に応答して上方制御されることを示した。従ってＲＮＡおよびタンパク質レベルへのマーカータンパク質の著しい上方制御は、照射に応答して起こる。その上、マーカータンパク質の上方制御は、非照射ヒト細胞と比較して、照射されたヒト細胞の細胞培養液中に検出され得る。
【００１８】
さらに、ＥＬＩＳＡを用いてヒトの血清中の３種類のオルソロガスマーカータンパク質を検出するための方法が確立された。その上、ヒト試料においてキチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性を決定するための市販のキットが提供されている。
【００１９】
マーカータンパク質の検出のためのさらなる方法には、マーカータンパク質の定量的ＰＣＲが含まれる。さらに、ヒト組織試料中のマーカータンパク質の免疫組織化学的検出に使用することのできる、さらなる抗体が定義された。
【００２０】
同定されたタンパク質は、ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全のバイオマーカーであり、ヒトおよび動物において、生物学的年齢、再生能、発癌リスク、加齢性疾患を発症するリスクを測定するために、かつ、慢性疾患の予後を測定するために使用することができる。この方法は、体液または生検の生体外検査に関する。
【００２１】
この方法は、哺乳類および特にヒトに適用することができる。生体外測定が好ましい。
【００２２】
以下の目的は、本発明に従う方法により実現することができる：
【００２３】
１．ＤＮＡ損傷および機能不全のテロメアの存在の測定
ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全は、加齢性疾患、老化、再生能の低下および癌の進行の根底にある基本的な機構である。ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の検出は困難である。現在、体液の血液で測定することができ、ＤＮＡ破損またはテロメア機能不全の存在を示すことのできる、簡単に検出できる血清マーカーはない。定義されたマーカーは、この用途のために使用することができる。実施例において、同定されたマーカーが、テロメア機能不全またはＤＮＡ損傷に応答して血清中で増加することを初めて示す。ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全が基本的に加齢性疾患および癌の進行の根底にあることへの認識が増加したことに起因して、本発明は、実質的な医学の進歩を表し、使用することのできる新規なバイオマーカーを提供する。
【００２４】
２．生物学的年齢および平均余命の測定：
個人の生物学的年齢は、その暦年から外れる可能性がある。遺伝的要因、生活条件、生活習慣、食習慣、外的要因および多くのその他の要因が生物の老化に影響を及ぼすことは知られている。生物学的年齢は、一部分において、その暦年よりも、老化した個人の平均余命および適応度（ｆｉｔｎｅｓｓ）により強い影響を及ぼす。老化の遅い６０歳のヒトは、一部分において、年齢不相応に老化した５０歳のヒトよりも健康で長い平均余命を有する可能性がある。
【００２５】
本明細書において定義されるバイオマーカーの発現を測定することにより、ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の存在および程度を測定することができる。これらの２つのパラメータが個体の生物学的年齢およびそれらの平均余命と相関するという、増大する一連の証拠がある。この測定は、体液（例えば、血清、血液、尿、唾液、脳脊髄液）において、または組織および臓器生検ならびに試料において行うことができる。染色、ＰＣＲおよび遺伝子アレイによる測定に加えて、マーカーは、現代的なイメージング法（分子イメージング）によっても測定することができる。これらの方法は、臓器の老化状態を測定するため、または変性のリスクの増加した、老化した細胞クローンを同定するために適している。
【００２６】
これらのマーカーによる生物学的年齢および平均余命の測定は、以下の分野に適している：
ａ）個人的な人生計画：個人の人生計画のため、人はどのくらい長く、一般的に健康で仕事に適していると推定されるか、および、各自の平均余命はどのくらいかを推定できることは重要である。本明細書に定義されるバイオマーカーの測定は、個人の生物学的年齢および平均余命を測定するために使用することができる。これは、個人の個人的な人生計画に役立ち得る。
ｂ）医学分野：医学分野では、患者の生物学的年齢および平均余命を測定することができるような治療計画が重要である。これは特に侵襲的治療（外科手術、集中治療医学、臓器移植など）において重要である。本明細書において定義されるバイオマーカーの測定は、個体の生物学的年齢および平均余命を測定するために用いることができる。これは、医師が個々の治療指示をより的確に決めるために役立ち得る。
ｃ）ライフスタイルおよびウェルネス産業：スポーツおよびウェルネスの適用は、老化に有益な影響を及ぼし得ることが示されている。老化を遅らせたい人にどのプログラム／適用が最も適しているかは分からない。その上、そのような方法の成功を客観的に測定することはできない。本明細書において定義されるバイオマーカーの測定は、そのような方法の使用を最適化し、その過程で手段の成功を評価するために使用することができる。
ｄ）健康食品／食品添加物：食事は老化に有益な影響を及ぼし得ることが示されている。老化を遅らせたい人にどの食品／食品添加物が最も適しているかは分からない。その上、そのような方法の成功を測定することは困難である。本明細書において定義されるバイオマーカーの測定は、そのような方法の使用を最適化し、その過程で手段の成功を評価するために使用することができる。
ｅ）適応度、臓器機能および平均余命を改良するための薬物／物質：老齢期の老化および適応度に有益な影響を及ぼす可能性のある薬物および物質は順調に増加している。老化を遅らせたい人にどの薬物／物質が最も適しているかは分からない。その上、そのような薬物／物質の成功を測定することは困難である。本明細書において定義されるバイオマーカーの測定は、そのような薬物／物質の使用を最適化し、その過程で手段の成功を評価するために使用することができる。
ｆ）科学捜査／犯罪学：本明細書において定義されるマーカーの測定は、凶悪犯罪および事故の被害者の生物学的年齢を決定するために使用することができる。
ｇ）家畜、ペットおよびスポーツに従事している動物の生物学的年齢および平均余命の測定：家畜、ペットおよびスポーツに従事している動物（例えば、競走馬、ショージャンパー、ラクダ、猟犬など）との取引は、動物の適応度および予期される有用な年数に関する医学専門家の意見が添えられる場合が多い。本明細書において定義されるマーカーの測定は、動物の生物学的年齢および予期される適応度の範囲および平均余命を測定するために使用することができる。
ｈ）スポーツ医学／専門的職業のスポーツ：上述のマーカーの測定は、運動選手の生物学的年齢および適応度を測定するために使用することができる。
ｉ）保険：上述のマーカーの測定は、被保険者の生物学的年齢および適応度を測定するために使用することができる。
ｊ）職業病／環境医学：本明細書において定義されるマーカーの測定は、個人の生物学的老化および適応度への特定の職業の影響および環境的要因の影響を測定するために使用することができる。
【００２７】
３．ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の蓄積が組織および臓器の再生能を制限することが、実験によって示されている。そのため、本明細書において定義されるバイオマーカーは、組織および臓器の再生を測定するために使用することができる。測定は、体液（例えば、血清、血液、尿、唾液、脳脊髄液）中で、または組織および臓器生検／試料中で行うことができる。これらのマーカーによる臓器および組織の再生能の測定は、次の分野に適している：
ａ）慢性疾患における予後および治療計画の決定：多数の慢性疾患は、罹患した臓器を最終段階で機能させなくする。その経過は個人個人で非常に異なり得る。個人の経過を予測することは、侵襲的治療（例えば、臓器移植）のタイミングをより良く計画するために臨床上重要である。本明細書において定義されるマーカーの測定は、慢性疾患（例えば、肝炎、肺線維症、貧血、慢性炎症性疾患）の個々の予後を測定するために使用することができる。
ｂ）急性疾患および外傷における予後および治療計画の決定。
【００２８】
多数の急性疾患および外傷は、罹患した臓器が機能しなくなり患者を死に至らせる可能性がある。その経過は個人個人で非常に異なり得る。個人の経過を予測することは、侵襲的治療（例えば、外科手術、集中治療措置）のタイミングおよび有用性を推定するために臨床上重要である。本明細書において定義されるマーカーの測定は、急性疾患および外傷において個人の予後を測定するために使用することができる。
【００２９】
４．ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の蓄積が、加齢性疾患の発生のリスクおよび予後を測定するという兆候（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が増加している。そのため、本明細書において定義されるマーカーの測定は、加齢性疾患の発生のリスクおよび予後を測定するために使用することができる。測定は、体液（例えば、血清、血液、尿、唾液、脳脊髄液）において、または組織および臓器生検／試料において行うことができる。
【００３０】
本明細書において定義されるマーカーによる加齢性疾患の発生のリスクおよび予後の測定は、以下の分野に適している：
ａ）加齢性疾患の発生のリスクの測定：幅広い種類の疾患が老化に関係している（血管疾患、真性糖尿病、認知症、卒中など）。症状が生じるよりも早期に予防的または治療的対策を始めるために、そのような疾患の発生のリスクを推定することができることは臨床上重要であり得る。本明細書において定義されるマーカーの測定は、個人の加齢性疾患に罹患するリスクを測定するために使用することができる。
ｂ）加齢性疾患の予後の測定：幅広い種類の疾患が老化に関係している（血管疾患、真性糖尿病、認知症、卒中など）。個人の経過に適合した治療的処置をとるために、そのような疾患の予後を推定することができることは臨床上重要であり得る。本明細書において定義されるマーカーの測定は、加齢性疾患における個人の経過および予後を測定するために使用することができる。
【００３１】
５．ＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全の結果として癌の形成がもたらされるという兆候（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が増加している。そのため、本明細書において定義されるマーカーの測定は、慢性疾患における、および老化の過程における発癌リスクを測定するために使用することができる。測定は、体液（例えば、血清、血液、尿、唾液、脳脊髄液）において、または組織および臓器生検／試料において行うことができる。
【００３２】
本明細書において定義されるマーカーによる発癌リスクの測定は、以下の分野に適している：
ａ）老化の過程における発癌リスクの測定。老化の過程において、癌に対するリスクが増加する。本明細書において定義されるマーカーは、老化の過程における発癌リスクを示す。発癌リスクの測定を用いて、癌スクリーニングを個人の癌に対するリスクに適合させることができる。
ｂ）慢性疾患における発癌リスクの測定。多くの慢性疾患（例えば、肝炎、炎症性腸疾患）において、癌に対するリスクが増加する。本明細書において定義されるマーカーは、慢性疾患における個人の発癌リスクを示す。発癌リスクの測定を用いて、癌スクリーニングを個人の癌に対するリスクに適合させることができる。その上、予防措置（外科手術／移植）のタイミングを向上することができる。
ｃ）遺伝的素因および遺伝病における発癌リスクの測定。多くの遺伝病（例えば、リー・フラウメニ症状群、大腸腺腫症）が、癌に対するリスクの増大を伴う。本明細書において定義されるマーカーの測定は、個人の遺伝的素因における発癌リスクを示すことができ、従って癌スクリーニングを向上するため、かつそのような疾患の予防措置のタイミングの改善のために使用することができる。
ｄ）一般的な癌スクリーニング：「一般的な癌スクリーニング」は、老化の過程において多くの癌の種類（例えば、結腸癌、前立腺癌、乳癌）について推奨され、スクリーニングの時期および頻度に関する一般的な医学的指針に従う。個人の癌に罹患するリスクはこれらの尺度に考慮されない。本明細書において定義されるマーカーの測定は、個人の発癌リスクを示すことができ、かつ、個人のリスクに適合させた改善された「一般的な癌スクリーニング」に使用することができる。
【００３３】
以下の実施例により、本発明をさらに説明する。
【実施例１】
【００３４】
ＥＦ−１α：このタンパク質の上方制御は、培養下のヒト細胞の増殖喪失（老化（ｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ））に関連してきた（文献番号１８、文献番号１９）。ヒト老化と加齢性疾患との関係は説明されていない。さらに、ＥＦ１αがＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全によって上方制御されることも示されていない。さらに、ＥＦ１αがＤＮＡ損傷およびテロメア機能不全によって上方制御されることも示されていない。
【００３５】
研究により、このタンパク質が、テロメア機能不全およびＤＮＡ損傷に応答して血清中で増加することが初めて示される（Ｊｉａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，２００９）。その上、研究により、ＥＦ−１αタンパク質がヒト血液中で検出可能であり、老化の過程において、かつ加齢性疾患および慢性疾患において増加することが初めて示される（Ｊｉａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，２００９）。従って、ＥＦ−１αの血清レベルは、老人ホームにいる高齢者（ｎ＝２０、平均年齢８５歳、ＥＦ−１α＝１．５単位）において、若年者（ｎ＝３１、平均年齢３５歳、ＥＦ−１α＝１単位）と比較して有意に高い（ｐ＝０．０００４）。もう一つの増加は、高齢者の患者において観察することができる（ｎ＝７２、平均年齢７３歳、ＥＦ−１α＝１．７単位、ｐ＝０．０１１５）。その上、マーカーは、血清および罹患組織の両方において、慢性疾患（例えば、肝硬変および骨髄異形成症状群）の最終段階での発現の増加を示した。
【００３６】
その上、研究は、マーカーの血清タンパク質レベルが老齢期および慢性疾患において発癌リスクを示すことを初めて示す（図１Ａ）。８５歳を超えた被験体において、次の４年以内に癌に罹患するリスクは、ＥＦ−１α血清レベルの低い被験体と比較して（＜中央値、２４３名のうち２２名の被験体が腫瘍を生じた）、ＥＦ−１α血清レベルが高い場合（＞中央値、２４３名のうち４６名の被験体が腫瘍を生じた）に有意に高かった（ｐ＝０．００１）。その上、疾患の経過中に肝癌を発症した肝硬変患者のＥＦ−１α血清レベルは、肝癌を発症しなかった肝硬変患者と比較して有意に高かった（図１Ｂ）。
【００３７】
その上、本発明者らの研究は、マーカーの血清タンパク質レベルがライフスタイルに大きく影響されることを初めて示す（スポーツおよび肥満症、図２Ａ、Ｅ）。
【実施例２】
【００３８】
ＣＲＡＭＰ（ヒトにおいてＬＬ−３７とも称される）：研究は、このタンパク質がテロメア機能不全に応答して血清中で上昇することを初めて示す（文献番号２２）。その上、本発明者らの研究は、このタンパク質がヒト老化の経過において、かつ加齢性疾患の経過においてヒト血液中で増加することを初めて実証する（文献番号２２）。従って、ＣＲＡＭＰの血清レベルは、老人ホームにいる高齢者（ｎ＝２０、平均年齢８５歳、ＣＲＡＭＰ＝１８ｎｇ）において、若年者（ｎ＝３１、平均年齢３５歳、ＣＲＡＭＰ＝８ｎｇ）と比較して、有意に高い（ｐ＜０．０００１）。もう一つの増加は、高齢者の患者において観察することができる（ｎ＝７２、平均年齢７３歳、ＣＲＡＭＰ＝２２ｎｇ、ｐ＝０．０００７）。その上、マーカーは、血清および罹患組織の両方において、慢性疾患（例えば、肝硬変および骨髄異形成症状群）の最終段階での発現の増加を示す。その上、マーカーは老齢期および慢性疾患において発癌リスクを示す。
【００３９】
これらの研究は、８５歳の被験体のヒト血液中のＣＲＡＭＰの血清レベル（ＬＬ−３７）が次の４年以内に癌に罹患するリスクを示すことを初めて示す（図１Ｃ）。ＣＲＡＭＰ血清レベルの上昇した（＞中央値）被験体は、ＣＲＡＭＰ血清レベルの低い被験体（＜中央値、２４３名のうち２４名の被験体が腫瘍を生じた）と比較して、有意に高い悪性腫瘍の発生率（２４３名のうち４４名の被験体が腫瘍を生じた）を示した（ｐ＝０．００６）。その上、肝癌を伴う肝硬変患者におけるＣＲＡＭＰ血清レベルは、肝癌でない肝硬変患者と比較して有意に高かった。
【００４０】
その上、本研究は、ＣＲＡＭＰの血清レベルが肥満症により大きく影響されることを初めて示す（図２Ｇ）。
【実施例３】
【００４１】
スタスミン：本研究は、このタンパク質がテロメア機能不全に応答して血清中で上昇することを初めて示す（２２）。その上、本研究は、このタンパク質が、ヒト老化の過程で、かつ、加齢性疾患の過程でヒト血液中で増加することを初めて実証する（２２）。従って、スタスミンの血清レベルは、老人ホームにいる高齢者（ｎ＝２０、平均年齢８５歳、スタスミン＝１．３単位）において、若年者（ｎ＝３１、平均年齢３５歳、スタスミン＝１単位）と比較して有意に高い（ｐ＝０．０００１）。その上、マーカーは、血清および罹患組織の両方において、慢性疾患（例えば、肝硬変および骨髄異形成症状群）の最終段階での発現の増加を示した。
【００４２】
その上、マーカーは、老齢期および慢性疾患における発癌リスクを示す。肝癌を伴う肝硬変患者におけるスタスミン血清レベルは、肝癌でない肝硬変患者と比較して有意に高い。
【００４３】
その上、本研究は、マーカーの血清タンパク質レベルがライフスタイルにより大きく影響されることを初めて示す（スポーツ、喫煙および肥満症（図２Ａ、Ｄ、Ｆ））。
【実施例４】
【００４４】
キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性：高齢のヒトの軟骨細胞の細胞培養中および関節炎患者中でのキチナーゼ様タンパク質の分泌の増加が記載されている（１７）。ＤＮＡ損傷、テロメア機能不全、老化または疾患の結果としてヒト血液またはヒト組織／臓器中のキチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性が増加することは、まだ記載されていない。
【００４５】
本研究は、血清中のキトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性がテロメア機能不全に応答して増加することを初めて示す（２２）。その上、本研究は、ヒト老化の経過および加齢性疾患においてこれらの酵素活性がヒト血液中で増加することを初めて実証する（２２）。従って、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性は、老人ホームにいる高齢者の血清において（ｎ＝２０、平均年齢８５歳、キチナーゼ酵素活性５２単位）、若年者と比較して（ｎ＝３１、平均年齢３５歳、酵素活性＝２４単位）有意に高い（ｐ＝０．０００４）。もう一つの増加は、高齢者の患者において観察することができる（ｎ＝７２、平均年齢７３歳、酵素活性＝５６単位、ｐ＝０．０２１６）。その上、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性は、血清において慢性疾患（例えば、肝硬変および骨髄異形成症状群）の最終段階で増加する。
【００４６】
その上、本研究は、血清中で測定されるキトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性が慢性疾患における発癌リスクを示すことを初めて示す。肝癌を伴う肝硬変患者におけるキトビオシダーゼ、キチナーゼ、キチビアーゼおよびＮ−アセチルグルコサミニダーゼの酵素活性は、同じ経過観察期間に肝癌を発症しなかった肝硬変患者と比較して有意に高かった（図１Ｄ）。
【００４７】
その上、本研究は、キチナーゼ酵素活性がライフスタイルにより大きく影響されることを初めて示す（スポーツおよび喫煙、図２ＣＡ、Ｄ）。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【国際調査報告】
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