(57)【要約】  本発明は、糖原貯蔵症、好ましくは、ポンペ病又はダノン病の治療又は/及び予防において使用するための、転写因子EB(TFEB)タンパク質、オルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片;TFEBタンパク質、オルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片を含むキメラ分子;前記タンパク質若しくはオルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片をコードするポリヌクレオチド;前記ポリヌクレオチドを含むベクター;前記ポリペプチドを発現する遺伝子操作された宿主細胞、又は薬学的組成物に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖原貯蔵症の治療又は/及び予防において使用するための、
f)転写因子EB(TFEB)タンパク質、オルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片;
g)TFEBタンパク質、オルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片を含むキメラ分子;
h)前記タンパク質又はオルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片をコードするポリヌクレオチド;
i)前記ポリヌクレオチドを含むベクター;
j)前記ポリペプチドを発現する遺伝子操作された宿主細胞
からなる群において選択される化合物。
【請求項２】
筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系におけるグリコーゲン蓄積によって特徴付けられる糖原貯蔵症の治療において使用するための、請求項1に記載の化合物。
【請求項３】
糖原貯蔵症が、Ia型GSD(フォン・ギールケ病)、a型以外のI型GSD(様々な亜型)、II型GSD(ポンペ病)、IIb型GSD(ダノン病)、III型GSD(コリ病又はフォーブス病)、IV型GSD(アンダーセン病)、V型GSD(マックアードル病)、VI型GSD(ハース病)、VII型GSD(垂井病)、IX型GSD、XI型GSD(ファンコニ・ビッケル症候群)、XII型GSD(赤血球アルドラーゼ欠損症)、XIII型GSD、及び0型GSDからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の化合物。
【請求項４】
糖原貯蔵症がポンペ病である、請求項1、2、又は3に記載の化合物。
【請求項５】
糖原貯蔵症がダノン病である、請求項1、2、又は3に記載の化合物。
【請求項６】
蓄積されたグリコーゲンを含む標的組織に送達される、請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項７】
標的組織が、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系から選択される、請求項6に記載の化合物。
【請求項８】
標的組織が、筋肉及び/又は肝臓である、請求項7に記載の化合物。
【請求項９】
筋肉が、骨格筋、心筋、及び/又は横隔膜である、請求項8に記載の化合物。
【請求項１０】
全身投与によって送達される、請求項1から9のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１１】
全身投与が静脈内投与である、請求項10に記載の化合物。
【請求項１２】
局所投与によって送達される、請求項1から9のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１３】
局所投与が筋肉内投与である、請求項12に記載の化合物。
【請求項１４】
TFEBタンパク質が、配列番号2と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１５】
TFEBタンパク質が、配列番号2と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１６】
TFEBタンパク質が、配列番号2からなるアミノ酸配列を含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１７】
ポリヌクレオチドが、TFEBタンパク質の発現を制御する組織特異的プロモーター配列を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１８】
組織特異的プロモーター配列が、筋肉特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号3からなるMCKプロモーター配列である、請求項17に記載の化合物。
【請求項１９】
組織特異的プロモーター配列が、肝臓特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号4からなるPEPCKプロモーター配列である、請求項17に記載の化合物。
【請求項２０】
ポリヌクレオチドが、配列番号1と少なくとも60%同一のヌクレオチド配列を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２１】
ポリヌクレオチドが、配列番号1と少なくとも80%同一のヌクレオチド配列を含む、請求項1から20のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２２】
ポリヌクレオチドが、配列番号1からなるヌクレオチド配列を含む、請求項1から21のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２３】
ベクターが、ウイルスベクター、プラスミド、ウイルス粒子、及びファージからなる群において選択される発現ベクターである、請求項1から22のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２４】
ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター(AAV)、及び裸プラスミドDNAベクターからなる群から選択される、請求項23に記載の化合物。
【請求項２５】
AAVベクターが、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される、請求項24に記載の化合物。
【請求項２６】
AAVベクターが、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである、請求項25に記載の化合物。
【請求項２７】
AAVベクターが、キメラベクター及び/又は偽型ベクターである、請求項24から26のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２８】
前記分子の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する、請求項1から27のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２９】
筋肉が骨格筋である、請求項28に記載の化合物。
【請求項３０】
前記分子の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が、度合い、重症度、若しくは頻度の点で減少するか、又は発症が遅れる、請求項1から29のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項３１】
薬学的に許容される賦形剤及び請求項1から30のいずれか一項に記載の化合物を含む、糖原貯蔵症の治療及び/又は予防において使用するための薬学的組成物。
【請求項３２】
治療を必要とする対象に、転写因子EB(TFEB)遺伝子をコードする核酸を送達する工程を含む、糖原貯蔵症を治療する方法。
【請求項３３】
糖原貯蔵症が、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系におけるグリコーゲン蓄積によって特徴付けられる、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
糖原貯蔵症が、Ia型GSD(フォン・ギールケ病)、a型以外のI型GSD(様々な亜型)、II型GSD(ポンペ病)、IIb型GSD(ダノン病)、III型GSD(コリ病又はフォーブス病)、IV型GSD(アンダーセン病)、V型GSD(マックアードル病)、VI型GSD(ハース病)、VII型GSD(垂井病)、IX型GSD、XI型GSD(ファンコニ・ビッケル症候群)、XII型GSD(赤血球アルドラーゼ欠損症)、XIII型GSD、及び0型GSDからなる群から選択される、請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
糖原貯蔵症がポンペ病である、請求項32、33、又は34に記載の方法。
【請求項３６】
糖原貯蔵症がダノン病である、請求項32、33、又は34に記載の方法。
【請求項３７】
TFEB遺伝子をコードする核酸が、蓄積されたグリコーゲンを含む標的組織に送達される、請求項32から36のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
標的組織が、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系から選択される、請求項37に記載の方法。
【請求項３９】
標的組織が、筋肉及び/又は肝臓である、請求項38に記載の方法。
【請求項４０】
筋肉が、骨格筋、心筋、及び/又は横隔膜である、請求項39に記載の方法。
【請求項４１】
核酸が全身投与によって送達される、請求項32から40に記載の方法。
【請求項４２】
全身投与が静脈内投与である、請求項41に記載の方法。
【請求項４３】
核酸が局所投与によって送達される、請求項32から40に記載の方法。
【請求項４４】
局所投与が筋肉内投与である、請求項43に記載の方法。
【請求項４５】
核酸がウイルスベクターである、請求項32から44のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
ウイルスベクターがアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである、請求項45に記載の方法。
【請求項４７】
AAVベクターが、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
【請求項４８】
AAVベクターが、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである、請求項47に記載の方法。
【請求項４９】
AAVベクターが、キメラベクター及び/又は偽型ベクターである、請求項46から48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
核酸が、TFEB遺伝子の発現を制御する組織特異的プロモーター配列をさらに含む、請求項32から49に記載の方法。
【請求項５１】
組織特異的プロモーター配列が、筋肉特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号3からなるMCKプロモーター配列である、請求項50に記載の方法。
【請求項５２】
組織特異的プロモーター配列が、肝臓特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号4からなるPEPCKプロモーター配列である、請求項50に記載の方法。
【請求項５３】
TFEB遺伝子が、配列番号1と少なくとも60%同一のヌクレオチド配列を含む、請求項32から52のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
TFEB遺伝子が、配列番号1と少なくとも80%同一のヌクレオチド配列を含む、請求項32から53のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
TFEB遺伝子が、配列番号1のヌクレオチド配列を含む、請求項32から54のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
TFEB遺伝子が、配列番号2と少なくとも80%同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む、請求項32から55のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
TFEB遺伝子が、配列番号2と少なくとも90%同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む、請求項32から56のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
TFEB遺伝子が、配列番号2のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む、請求項32から57のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
TFEB遺伝子をコードする核酸の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する、請求項32から58のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
TFEB遺伝子をコードする核酸の送達により、骨格筋におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する、請求項59に記載の方法。
【請求項６１】
筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が、度合い、重症度、若しくは頻度において減少するか、又は発症が遅れるように、治療を必要とする対象に、転写因子EB(TFEB)遺伝子をコードする核酸を投与する工程を含む、糖原貯蔵症を治療する方法。
【請求項６２】
糖原貯蔵症が、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系におけるグリコーゲン蓄積によって特徴付けられる、請求項61に記載の方法。
【請求項６３】
糖原貯蔵症が、Ia型GSD(フォン・ギールケ病)、a型以外のI型GSD(様々な亜型)、II型GSD(ポンペ病)、IIb型GSD(ダノン病)、III型GSD(コリ病又はフォーブス病)、IV型GSD(アンダーセン病)、V型GSD(マックアードル病)、VI型GSD(ハース病)、VII型GSD(垂井病)、IX型GSD、XI型GSD(ファンコニ・ビッケル症候群)、XII型GSD(赤血球アルドラーゼ欠損症)、XIII型GSD、及び0型GSDからなる群から選択される、請求項62に記載の方法。
【請求項６４】
糖原貯蔵症がポンペ病である、請求項61、62、又は63に記載の方法。
【請求項６５】
糖原貯蔵症がダノン病である、請求項61、62、又は63に記載の方法。
【請求項６６】
TFEB遺伝子をコードする核酸が全身投与される、請求項61から65のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６７】
TFEB遺伝子が静脈内投与される、請求項66に記載の方法。
【請求項６８】
TFEB遺伝子をコードする核酸が筋肉内投与される、請求項61から65に記載の方法。
【請求項６９】
核酸が、ウイルスベクター、プラスミド、ウイルス粒子、及びファージからなる群において選択される発現ベクターである、請求項61から68のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７０】
ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター(AAV)、及び裸プラスミドDNAベクターからなる群から選択される、請求項69に記載の方法。
【請求項７１】
AAVベクターが、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される、請求項70に記載の方法。
【請求項７２】
AAVベクターが、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである、請求項71に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糖原貯蔵症（glycogen storage disease）、好ましくは、ポンペ病又はダノン病の治療又は/及び予防において使用するための、転写因子EB(TFEB)タンパク質、オルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片;TFEBタンパク質、オルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片を含むキメラ分子;前記タンパク質若しくはオルソログ、その組換え型若しくは合成的若しくは生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片をコードするポリヌクレオチド;前記ポリヌクレオチドを含むベクター;前記ポリペプチドを発現する遺伝子操作された宿主細胞、又は薬学的組成物に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容が参照により本明細書に組み込まれている、2012年10月17日に出願した米国仮出願第61/715,187号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
ライソゾーム蓄積症(LSD)を治療するために、いくつかの治療アプローチが、様々な戦略及び理論的根拠に基づいて調査されている。これらには、造血幹細胞移植(HSCT)、酵素補充療法(ERT)、基質抑制療法(SRT)、薬理学的シャペロン療法(PCT)、及び遺伝子療法(GT)が含まれる。一般的に言って、これらのアプローチは、次の2つの大まかなカテゴリーに分類することができる:欠けている酵素の残存活性を増大させることを目指しているもの(HSCT、ERT、PCT、及びGTなど)、及び蓄積される基質の合成を抑制することに照準を合わせているもの(SRT)。通常、これらの療法の目標は、いわゆる「貯蔵の方程式」、すなわち基質の合成と分解とのバランスの平衡を回復させることである。しかし、これらの各アプローチは、通常、特定の疾患の治療のみに用いられ、それらの多くは、LSDのような多系統障害の様々な局面を完全に治癒させることはできない。
【０００４】
ポンペ病は、糖原貯蔵症のグループにも属するライソゾーム蓄積症であり、ライソゾームの加水分解酵素である酸性α-グルコシダーゼ(GAA)、すなわちグリコーゲン分解ライソゾーム酵素の欠損又は機能異常が原因で生じる。GAAの欠損により、ポンペ病患者の多くの組織中でライソゾームにおけるグリコーゲン蓄積が起こり、心臓及び骨格の筋組織が最も重大な影響を受ける。すべての型のポンペ病の合計発病率は、1:40,000であると推定されており、この疾患は、人種に偏りなく、あらゆる集団に発症する。ポンペ病患者のおよそ3分の1は、急速に進行する致死的な乳児発症型であると推定されているが、大多数の患者は、よりゆっくりと進行する若年発症型又は遅発型を呈する。
【０００５】
現在、承認されている唯一のポンペ病治療である酵素補充療法が、重要な限界を示している(Schoserら(2008)「Therapeutic approaches in glycogen storage disease type II/Pompe Disease」、Neurotherapeutics 5:569〜7頁)。例えば、治療にもかかわらず、一部の患者では、特に骨格筋における臨床的有益性が限定されているか、又は疾患進行の徴候を示す。
【０００６】
ダノン病もまた、ライソゾーム酵素、具体的には、ライソゾーム膜の不可欠な構成要素をコードしており、オートファゴソームとライソゾームの融合に関与しているように思われるLAMP2遺伝子の変異が原因で生じる糖原貯蔵症である。ダノン病は、重度の心筋症及び様々な程度の筋力低下によって特徴付けられ、しばしば知的障害を伴う。この疾患に対する特異的な治療法はない。
【０００７】
ポンペ病及びダノン病は、糖原貯蔵症(GSD、また、糖原病及びデキストリン形成症)のグループに属する。GSDは、筋肉、肝臓、及び他の細胞型内でのグリコーゲン合成又は分解の処理の異常に起因する。GSDには、次の2種類の原因がある:遺伝的及び後天的。遺伝的GSDは、これらのプロセスに関与している代謝の任意の先天性異常(遺伝学的に欠陥のある酵素)が原因で生じる。全体的に見て、ブリティッシュコロンビア州での調査によれば、出生10万件につきおよそ2.3人の子供(4万3千人に1人)が、何らかの型の糖原貯蔵症を患っている。アメリカ合衆国では、それらは、出生2万〜2万5千件につき1人に存在すると推定されている。オランダの研究では、それは4万人に1人であると推定された。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Schoserら(2008)「Therapeutic approaches in glycogen storage disease type II/Pompe Disease」、Neurotherapeutics 5:569〜7頁
【非特許文献２】Tessitore A.ら、Mol Ther, 2007
【非特許文献３】Auricchioら  Hum. Mol. Genet. 10(26):3075〜81頁(2001)
【非特許文献４】Nathwani, A.C.ら  N Engl J Med 365、2357〜2365頁(2011)
【非特許文献５】Kimら  Proc Natl Acad Sci USA 98:13282〜13287頁(2001)
【非特許文献６】Morralら  Proc Natl Acad Sci USA. 1999;96:12816〜12821頁)(1999)
【非特許文献７】Mingyi Chen、Glycogen Storage Diseases、Molecular Pathology Library、第5巻、2011、677〜681頁
【非特許文献８】Hirschhornら(2001)「Glycogen Storage Disease Type II: Acid Alpha-glucosidase (Acid Maltase) Deficiency」、Scriverら編、The Metabolic and Molecular Basis of Inherited Disease、第8版、New York: McGraw-Hill、3389〜3420頁
【非特許文献９】Nishino I、Fu J、Tanji K、Yamada T、Shimojo S、Koori T、Mora M、Riggs JE、Oh SJ、Koga Y、Sue CM、Yamamoto A、Murakami N、Shanske S、Byrne E、Bonilla E、Nonaka I、DiMauro S、Hirano M. Primary LAMP-2 deficiency causes X-linked vacuolar cardiomyopathy and myopathy (Danon disease). Nature. 2000年8月24日;406(6798):906〜10頁
【非特許文献１０】Sugie K、Yamamoto A、Murayama K、Oh SJ、Takahashi M、Mora M、Riggs JE、Colomer J、Iturriaga C、Meloni A、Lamperti C、Saitoh S、Byrne E、DiMauro S、Nonaka I、Hirano M、Nishino I. Clinicopathological features of genetically confirmed Danon disease. Neurology. 2002年6月25日;58(12):1773〜8頁
【非特許文献１１】Sardielloら(2009)「A gene network regulating lysosomal biogenesis and function」、Science 325(5939):473〜7頁
【非特許文献１２】Palmieriら(2011)「Characterization of the CLEAR network reveals an integrated control of cellular clearance pathway」、Hum Mol Genet. 20(19):3852〜66頁
【非特許文献１３】Settembre及びBallabio (2011)「TFEB regulates autophagy: an integrated coordination of cellular degradation and recycling processes」、Autophagy 7(11):1379〜81頁
【非特許文献１４】Settembreら(2011)「TFEB links autophagy to lysosomal biogenesis」、Science 332(6036):1429〜33頁
【非特許文献１５】Altschulら(1990)「Basic local alignment search tool」、J. Mol. Biol. 215(3):403〜410頁
【非特許文献１６】Altschulら、Methods in Enzymology
【非特許文献１７】Altschulら(1997) Nucleic Acids Res. 25:3389〜3402頁
【非特許文献１８】Baxevanisら(1998) Bioinformatics : A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins、Wiley
【非特許文献１９】Misenerら(編)、Bioinformatics Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology、第132巻)、Humana Press、1999
【非特許文献２０】Gaoら(2002) PNAS、99:11854〜11859頁
【非特許文献２１】Viral Vectors for Gene Therapy: Methods and Protocols、Machida編、Humana Press、2003
【非特許文献２２】Medinaら(2011)「Transcriptional activation of lysosomal exocytosis promotes cellular clearance」、Dev. Cell 21(3):421〜30頁
【非特許文献２３】Muzyscka (1992) Curr. Top. Microb. Immunol.、158:97〜129頁
【非特許文献２４】Gao G.ら  J Virol. 2004、78(12):6381〜8頁
【非特許文献２５】Rabenら(2003) Molecular Genetics and Metabolism、第80巻、1〜2号:159〜169頁
【非特許文献２６】Settembreら(2007)「Systemic inflammation and neurodegeneration in a mouse model of multiple sulfatase deficiency」、PNAS 104:4506〜11頁
【非特許文献２７】Raben N.ら、J Biol Chem. 1998、273(30):19086〜92頁
【非特許文献２８】Sidman RLら、J Neuropathol Exp Neurol. 2008、67(8):803〜18頁
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、糖原貯蔵症、特にポンペ病又はダノン病に対する改良された治療法を提供する。部分的に、本発明は、転写因子EB(TFEB)、すなわち、塩基性ヘリックス・ループ・ヘリックスロイシンジッパー転写因子MiTF/TFEファミリーのメンバーを、遺伝子療法アプローチを用いて骨格筋に効果的に送達して、ライソゾームのエキソサイトーシス及び蓄積された貯蔵物質の細胞外間隙への排出を誘発することにより、筋肉中のグリコーゲン貯蔵を効果的に排除し、筋肉病変を改善することができるという発見に基づいている。したがって、本発明は、骨格筋などの主な罹病組織におけるTFEB過剰発現によって蓄積基質の排除を誘発することにより、糖原貯蔵症、特にポンペ病又はダノン病の臨床症状を治癒しうることを、初めて証明する。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、糖原貯蔵症の治療又は/及び予防において使用するための、
a)転写因子EB(TFEB)タンパク質、オルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片;
b)TFEBタンパク質、オルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片を含むキメラ分子;
c)前記タンパク質又はオルソログ、その組換え型又は合成的又は生物工学的な機能的誘導体、その対立遺伝子変異体、及びその断片をコードするポリヌクレオチド;
d)前記ポリヌクレオチドを含むベクター;
e)前記ポリペプチドを発現する遺伝子操作された宿主細胞
からなる群において選択される化合物である。
【００１１】
好ましくは、糖原貯蔵症は、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系におけるグリコーゲン蓄積によって特徴付けられる。
【００１２】
さらに好ましくは、糖原貯蔵症は、Ia型GSD(フォン・ギールケ病)、a型以外のI型GSD(様々な亜型)、II型GSD(ポンペ病)、IIb型GSD(ダノン病)、III型GSD(コリ病又はフォーブス病)、IV型GSD(アンダーセン病)、V型GSD(マックアードル病)、VI型GSD(ハース病)、VII型GSD(垂井病)、IX型GSD、XI型GSD(ファンコニ・ビッケル症候群)、XII型GSD(赤血球アルドラーゼ欠損症)、XIII型GSD、及び0型GSDからなる群から選択される。
【００１３】
さらに好ましくは、糖原貯蔵症は、ポンペ病又はダノン病である。
【００１４】
好ましくは、化合物は、蓄積されたグリコーゲンを含む標的組織に送達される。好ましくは、標的組織は、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系から選択される。好ましくは、標的組織は、筋肉及び/又は肝臓である。さらに好ましくは、筋肉は、骨格筋、心筋、及び/又は横隔膜である。さらに好ましくは、化合物は、全身投与によって送達される。好ましくは、全身投与は静脈内投与である。
【００１５】
好ましい実施形態において、化合物は、局所投与によって送達される。好ましくは、局所投与は筋肉内投与である。好ましい実施形態において、TFEBタンパク質は、配列番号2と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を含む。
【００１６】
好ましくは、TFEBタンパク質は、配列番号2と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含む。さらに好ましくは、TFEBタンパク質は、配列番号2からなるアミノ酸配列を含む。
【００１７】
好ましい実施形態において、ポリヌクレオチドは、TFEBタンパク質の発現を制御する組織特異的プロモーター配列を含む。
【００１８】
好ましくは、組織特異的プロモーター配列は、筋肉特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号3:
【００１９】
【化１】
2015533368.tif 000002
【００２０】
からなるMCKプロモーター配列である。
【００２１】
好ましくは、組織特異的プロモーター配列は、肝臓特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号4
【００２２】
【化２】
2015533368.tif 000003
【００２３】
からなるPEPCKプロモーター配列である。
【００２４】
好ましい実施形態において、ポリヌクレオチドは、配列番号1と少なくとも60%同一のヌクレオチド配列を含む。好ましくは、ポリヌクレオチドは、配列番号1と少なくとも80%同一のヌクレオチド配列を含む。より好ましくは、ポリヌクレオチドは、配列番号1からなるヌクレオチド配列を含む。
【００２５】
好ましい実施形態において、ベクターは、ウイルスベクター、プラスミド、ウイルス粒子、及びファージからなる群において選択される発現ベクターである。
【００２６】
好ましくは、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター(AAV)、及び裸プラスミドDNAベクターからなる群から選択される。
【００２７】
好ましくは、AAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される。
【００２８】
より好ましくは、AAVベクターは、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである。
【００２９】
さらに好ましくは、AAVベクターは、キメラベクター及び/又は偽型ベクターである。
【００３０】
好ましくは、前記分子の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する。好ましくは、筋肉は、骨格筋である。
【００３１】
より好ましくは、前記分子の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が、度合い、重症度、若しくは頻度の点で減少するか、又は発症が遅れる。
【００３２】
薬学的に許容される賦形剤及び前記請求項のいずれか一項に記載の化合物を含む、糖原貯蔵症の治療及び/又は予防において使用するための薬学的組成物が、本発明のさらなる目的である。
【００３３】
治療を必要とする対象に、転写因子EB(TFEB)遺伝子をコードする核酸を送達する工程を含む、糖原貯蔵症を治療する方法が、本発明のさらなる目的である。
【００３４】
この方法において、好ましくは、TFEB遺伝子をコードする核酸は、蓄積されたグリコーゲンを含む標的組織に送達される。より好ましくは、標的組織は、筋肉、肝臓、心臓、及び/又は神経系から選択される。さらに好ましくは、標的組織は、筋肉及び/又は肝臓である。より好ましくは、筋肉は、骨格筋、心筋、及び/又は横隔膜である。この方法において、好ましくは、核酸は全身投与によって送達される。好ましくは、全身投与は静脈内投与である。好ましくは、核酸は、局所投与によって送達される。より好ましくは、局所投与は筋肉内投与である。さらに好ましくは、核酸はウイルスベクターである。好ましくは、ウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。
【００３５】
さらに好ましくは、AAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される。さらに好ましくは、AAVベクターは、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである。より好ましくは、AAVベクターは、キメラベクター及び/又は偽型ベクターである。
【００３６】
好ましい実施形態において、核酸は、TFEB遺伝子の発現を制御する組織特異的プロモーター配列をさらに含む。
【００３７】
好ましくは、組織特異的プロモーター配列は、筋肉特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号3からなるMCKプロモーター配列である。
【００３８】
好ましくは、組織特異的プロモーター配列は、肝臓特異的プロモーター配列であり、好ましくは、配列番号4からなるPEPCKプロモーター配列である。
【００３９】
この方法において、好ましくは、TFEB遺伝子は、配列番号1と少なくとも60%同一のヌクレオチド配列を含む。好ましくは、TFEB遺伝子は、配列番号1と少なくとも80%同一のヌクレオチド配列を含む。さらに好ましくは、TFEB遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド配列を含む。好ましくは、TFEB遺伝子は、配列番号2と少なくとも80%同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
【００４０】
好ましい実施形態において、TFEB遺伝子は、配列番号2と少なくとも90%同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
【００４１】
好ましくは、TFEB遺伝子は、配列番号2のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
【００４２】
好ましくは、TFEB遺伝子をコードする核酸の送達により、筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する。さらに好ましくは、TFEB遺伝子をコードする核酸の送達により、骨格筋におけるグリコーゲンの貯蔵が減少する。
【００４３】
筋肉及び/又は肝臓におけるグリコーゲンの貯蔵が、度合い、重症度、若しくは頻度において減少するか、又は発症が遅れるように、治療を必要とする対象に、転写因子EB(TFEB)遺伝子をコードする核酸を投与する工程を含む、糖原貯蔵症を治療する方法が、本発明のさらなる目的である。
【００４４】
好ましくは、TFEB遺伝子をコードする核酸は、全身投与される。好ましくは、TFEB遺伝子は、静脈内投与される。
【００４５】
好ましい実施形態において、TFEB遺伝子をコードする核酸は、筋肉内投与される。
【００４６】
より好ましくは、核酸は、ウイルスベクター、プラスミド、ウイルス粒子、及びファージからなる群において選択される発現ベクターである。
【００４７】
好ましくは、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター(AAV)、及び裸プラスミドDNAベクターからなる群から選択される。
【００４８】
好ましくは、AAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、及びその組合せからなる群から選択される。
【００４９】
さらに好ましくは、AAVベクターは、AAV1ベクター、AAV2ベクター、又はAAV9ベクターである。
【００５０】
特定の実施形態において、標的組織は、筋肉(例えば、骨格筋、心筋、及び/又は横隔膜)である。
【００５１】
本発明において、タンパク質の組換え型、合成的、又は生物工学的な機能的誘導体、対立遺伝子変異体、タンパク質のペプチド断片、TFEBタンパク質、その合成的又は生物工学的な機能的誘導体を含むキメラ分子は、TFEBの治療効果、すなわち、糖原貯蔵症、特にポンペ病又はダノン病の治療を維持できる分子と定義される。
【００５２】
これらの誘導体は、配列番号2又はそのオルソログとの一致率が少なくとも45%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも85%、さらに好ましくは少なくとも90%又は95%であるタンパク質を含む群において選択される。
【００５３】
断片とは、長さが少なくとも50アミノ酸、好ましくは少なくとも100アミノ酸、より好ましくは少なくとも150アミノ酸であるタンパク質を意味する。
【００５４】
本発明のポリヌクレオチドは、RNA又はDNAからなる群において選択され、好ましくは、前記ポリヌクレオチドはDNAである。
【００５５】
本発明において、宿主細胞は、細菌細胞、真菌細胞、昆虫細胞、動物細胞、及び植物細胞からなる群において選択され、好ましくは、前記宿主細胞は動物細胞である。
【００５６】
薬学的組成物は、全身投与用、経口投与用、又は局所性投与用である。
【００５７】
本発明において、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、偽型AAVベクター、ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、バキュロウイルスベクターの群から選択されうる。偽型AAVベクターは、あるAAV血清型のゲノムを第2のAAV血清型のカプシド中に含むベクターである;例えば、AAV2/8ベクターは、AAV8カプシド及びAAV2ゲノムを含む(Auricchioら  Hum. Mol. Genet. 10(26):3075〜81頁(2001))。このようなベクターは、キメラベクターとしても公知である。当技術分野において公知である裸プラスミドDNAベクター及び他のベクターは、本発明に従ってTFEB遺伝子を送達するのに使用されうる36。送達系のその他の例としては、ex vivo送達系が挙げられ、これには、それだけには限らないが、エレクトロポレーション、DNA微粒子銃、脂質を媒介としたトランスフェクション、圧縮されたDNAを媒介としたトランスフェクションなどのDNAトランスフェクション法が含まれる。通常、ウイルスベクターは、導入遺伝子(すなわち、本明細書において説明されるTFEB遺伝子)及び調節エレメントを収容することができる。本明細書において説明されるTFEB遺伝子をコードするウイルスベクターを、治療を必要とする対象に送達するのに、様々な方法が使用されうる。例えば、ウイルスベクターは、静脈内注射又は血管内注射によって送達されうる。全身投与のその他の経路としては、それだけには限らないが、動脈内、心臓内、腹腔内、及び皮下が挙げられ、又は筋肉注射若しくは筋肉内投与などの局所投与による。
【００５８】
本発明のベクター、特にAAVベクター、特に、AAV2/1ベクター又はAAV2/9ベクターは、1×1010ウイルス粒子(vp)/kgから1×1013vp/kgの間の用量範囲で注射されてよい。1×1011から1×1012vp/kgの間の用量範囲は、これらの用量が筋肉(心筋及び骨格筋)及び肝臓の高い形質導入効率をもたらすと予想されているため、ヒトにおいて効果的である可能性がより高い。
【００５９】
本発明のベクター、特にAAVベクターは、高度の筋肉形質導入及び肝臓形質導入を与えると予想されている1×1011ベクターゲノム(vg)/kgから1×1013vg/kgの間の用量で注射されてよい(Nathwani, A.C.ら  N Engl J Med 365、2357〜2365頁(2011))。
【００６０】
アデノウイルスベクターゲノムは、形質導入された細胞のゲノム中に統合されず、したがって、ベクターゲノムは、活発に分裂中の細胞において消失する37。時が経つにつれてTFEB発現が弱まる場合には、表現型補正を維持するために、血清型が異なるベクターを再投与して、最初の投与によって誘発された中和性抗Ad抗体に打ち勝つことが可能であると思われる(Kimら  Proc Natl Acad Sci USA 98:13282〜13287頁(2001);Morralら  Proc Natl Acad Sci USA. 1999;96:12816〜12821頁)(1999))。
【００６１】
本発明は、a)有効量の本明細書において説明されるベクター又は有効量の本明細書において説明される形質転換された宿主細胞、及びb)不活性でも生理学的に活性でもよい薬学的に許容される担体、を含む、薬学的組成物を提供する。本明細書において使用される場合、「薬学的に許容される担体又は賦形剤」としては、生理学的に適合性である任意及びすべての溶媒、分散媒、コーティング剤、並びに抗菌剤及び抗真菌剤などが挙げられる。適切な担体、希釈剤、及び/又は賦形剤の例としては、水、生理食塩水、リン酸緩衝化生理食塩水、デキストロース、グリセロール、及びエタノールなどの内の1つ又は複数、並びにその組合せが挙げられる。多くの場合において、糖類、多価アルコール、又は塩化ナトリウムなどの等張化剤を組成物中に含めることが好ましいと考えられる。特に、適切な担体の妥当な例としては、(1)約1mg/ml〜25mg/mlのヒト血清アルブミンを含有するか又は含有しない、pH約7.4のダルベッコリン酸緩衝化生理食塩水、(2)0.9%生理食塩水(0.9%w/v塩化ナトリウム(NaCl))、及び(3)5%(w/v)デキストロースが挙げられ、トリプタミンのような抗酸化剤及びTween 20のような安定化剤も含有してよい。
【００６２】
本発明に包含される薬学的組成物は、糖原貯蔵症、特にポンペ病又はダノン病を治療するためのさらなる治療用作用物質も含有してよい。
【００６３】
本発明の組成物は、様々な形態で存在してよい。これらには、例えば、液体、半固体が含まれるが、好ましい形態は、意図される投与様式及び治療用途に応じて変わる。典型的な好ましい組成物は、注射用溶液剤又は注入用溶液剤の形態である。好ましい投与様式は、非経口(例えば、静脈内、筋肉内、腹腔内(intraperinoneal)、皮下)である。好ましい実施形態において、本発明の組成物は、静脈内にボーラス投与されるか、又はある期間にわたる持続注入によって投与される。別の好ましい実施形態において、それらは、全身的治療効果だけでなく局所的治療効果も発揮するように、筋肉内、皮下、関節内、滑液嚢内、腫瘍内、腫瘍周囲、病変内、又は病変周囲の経路によって注射される。
【００６４】
非経口投与用の無菌組成物は、必要とされる量の本発明において説明されるベクター又は宿主細胞を適切な溶媒に混合し、続いて微細濾過によって滅菌することによって調製することができる。溶媒又はビヒクルとして、水、生理食塩水、リン酸緩衝化生理食塩水、デキストロース、グリセロール、及びエタノールなど、並びにその組合せが使用されてよい。多くの場合において、糖類、多価アルコール、又は塩化ナトリウムなどの等張化剤を組成物中に含めることが好ましいと考えられる。これらの組成物は、補助剤、特に、湿潤剤、等張化剤、乳化剤、分散剤、及び安定化剤も含有してよい。また、非経口投与用の無菌組成物は、使用時に滅菌水又は他の任意の滅菌済み注射用媒体に溶解されうる無菌固形組成物の形態で調製されてもよい。
【００６５】
水、エタノール、グリセロール、植物油、又はパラフィン油などの不活性な希釈剤を含有する、薬学的に許容される溶液剤、懸濁剤、乳剤、シロップ剤、及びエリキシル剤が使用されてよい。これらの組成物は、希釈剤以外の物質、例えば、湿潤化製品、甘味付け製品、濃厚化製品、矯味製品、又は安定化製品を含んでよい。
【００６６】
用量は、所望の効果、治療期間、及び使用される投与経路に応じて変わり、当業者は公知の方法を用いて容易に決定することができる。
【００６７】
医学的技術において周知であるように、任意の1名の患者に対する投与量は、患者の体の大きさ、体表面積、年齢、投与される個々の化合物、性別、投与の時間及び経路、全体的健康状態、並びに同時に投与される他の薬物を含めて、多くの因子に応じて変わる。
【００６８】
本出願において使用される場合、「約(about)」及び「およそ(approximately)」という用語は、同義語として使用される。本出願において使用される任意の数字は、約/およその有無にかかわらず、関連技術分野の当業者によって認識される任意の通常の変動を包含することが意図される。
【００６９】
本発明の他の特徴、目的、及び利点は、以下の詳細な説明において明らかである。しかし、この詳細な説明は、本発明の実施形態を示すが、単なる例証として与えられるに過ぎず、限定ではないことが理解されるべきである。本発明の範囲内の様々な変更及び修正は、詳細な説明から当業者に明らかになると考えられる。
【００７０】
図面を共に構成する後述の各図面は、例証するためのものに過ぎず、限定するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】マウスTcfebコード配列(mTFEB)を含むAAV2.1-サイトメガロウイルス(CMV)プラスミドの概略図である。
【図２Ａ】AAV2/1-CMV-mTFEBを筋肉内注射されたα-グルコシダーゼ(GAA)-/-マウスにおける、グリコーゲン排除の促進及びポンペ病(PD)病変の減弱を示す例示的な結果を例示する図である。TFEBを注射された腓腹筋及び反対側の未処置筋肉におけるグリコーゲンアッセイであり、未処置筋肉と比べて、TFEBを注射された筋肉においてグリコーゲンレベルが有意に低下していることを示している。
【図２Ｂ】AAV2/1-CMV-mTFEBを筋肉内注射されたα-グルコシダーゼ(GAA)-/-マウスにおける、グリコーゲン排除の促進及びポンペ病(PD)病変の減弱を示す例示的な結果を例示する図である。TFEBで処置した腓腹筋の過ヨウ素酸シッフ(PAS)染色であり、未処置筋肉と比べて、ライソゾームのグリコーゲン貯蔵に対応する斑点状染色が減少していることを示している。
【図２Ｃ】AAV2/1-CMV-mTFEBを筋肉内注射されたα-グルコシダーゼ(GAA)-/-マウスにおける、グリコーゲン排除の促進及びポンペ病(PD)病変の減弱を示す例示的な結果を例示する図である。TFEBを注射された腓腹筋及び反対側の未処置筋肉のライソゾーム関連膜タンパク質1(LAMP1)染色であり、未処置筋肉と比べて、TFEBで処置した筋肉においてLAMP1小胞の数及び大きさが低減していることを示している。
【図３】GAA-/-マウスの筋線維超微細構造に対するTFEB注射の影響の例示的な電子顕微鏡(EM)解析を示す図である。(A、B)筋線維の低倍率画像中のアスタリスク(*)は、グリコーゲンを含有するライソゾーム様の細胞小器官を例示する。(C、D)ライソゾームの長さ(平均±SE;n=100のライソゾーム構造体)及び面積5μm2の筋線維切片中のそれらの数(平均±SE;n=50の領域)の測定。(E、F)ライソゾーム様細胞小器官の高倍率画像中のアスタリスク(*)は、TFEB過剰発現の際にそれらの管腔中のグリコーゲンが密度の低いパターンを示すことを明らかにしている。黒い矢印は、オートファゴソームの輪郭を示しており、白い矢印は、ライソゾーム内部に飲み込まれたミトコンドリアの残遺物を示している。(G)グリコーゲン含有ライソゾーム様構造体に隣接するオートファゴソームの数の測定(平均±SD;n=100のライソゾーム)。パネルC、D、及びGにおいて、「***」は、t検定によりp<0.001の統計的有意差を示している。スケールバー:A及びBでは1500nm、E及びFでは450nm。
【図４】野生型マウス、未処置GAA-/-ノックアウトマウス、及びAAV2/9-CMV-mTFEBで処置したGAA-/-動物における行動試験(ワイヤーぶら下がり、スチールぶら下がり、及びロータロッド)を例示する図である。未処置GAA-/-マウス及びTFEBで処置したGAA-/-マウスの両方とも、ワイヤーぶら下がり(A)、スチールぶら下がり(B)、及びロータロッド(C)試験において、野生型動物と比べて悪い成績を示した。しかし、いずれの試験においても、TFEB処置動物は、未処置動物と比べて、より良い成績に向かう傾向を示した。
【図５】リアルタイムPCRによって解析した、AAV2/9-CMV-mTFEB処置マウスの肝臓(A)及び腓腹筋(B)におけるTFEB発現レベルを例示する図である。この解析により、処置動物において、それらの比較上の対照と比べて、肝臓でおよそ4倍、腓腹筋でおよそ2倍の増加が示された。
【図６】未処置GAA-/-マウス(Gaa-/-)及びAAV2/9-CMV-mTFEBで処置したGAA-/-マウス(Gaa-/-)の腓腹筋におけるグリコーゲンレベルを例示する図である。TFEB処置動物において、グリコーゲンレベルは、未処置動物と比べて低かった。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明は、遺伝子療法アプローチを用いた、筋肉などの標的組織における転写因子EB(TFEB)遺伝子の過剰発現に基づく、糖原貯蔵症、特にポンペ病又はダノン病を治療するための核酸分子、ベクター、方法、及び組成物を提供する。特に、本発明は、治療を必要とする対象にTFEB遺伝子をコードする核酸を送達することによってポンペ病を治療する方法を提供する。いくつかの実施形態において、TFEB遺伝子をコードする核酸は、全身投与(例えば、静脈内投与)によって送達される。いくつかの実施形態において、適切なTFEB遺伝子は、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどのウイルスベクターによって送達される。
【００７３】
本発明の様々な態様を、以下のセクションにおいて詳細に説明する。セクションの使用は、本発明を限定することを意図していない。各セクションは、本発明の任意の態様に当てはまりうる。本出願において、「又は」の使用は、別段の記載がない限り、「及び/又は」を意味する。
【００７４】
糖原貯蔵症
糖原貯蔵症(GSD、また、糖原病及びデキストリン形成症)は、筋肉、肝臓、及び他の細胞型内でのグリコーゲン合成又は分解の処理の異常の結果である。GSDは遺伝的又は後天的でありえ、肝臓、筋肉、及び脳における異常な遺伝性グリコーゲン代謝によって特徴付けられる。遺伝的GSDは、先天性代謝異常が原因で生じ、遺伝学的に欠陥のある酵素に関係する。これらはたいてい、常染色体劣性障害として遺伝的に受け継がれ、グリコーゲンの合成又は異化作用の異常をもたらす。GSDの総発病率は、生児出生20000〜40000件につき1症例と推定されている。グリコーゲン分解の障害は、主として肝臓、筋肉、又は両方に影響を及ぼしうる。12を超える型があり、それらは、酵素欠損及び患部組織に基づいて分類されている。(Mingyi Chen、Glycogen Storage Diseases、Molecular Pathology Library、第5巻、2011、677〜681頁)
【００７５】
GSDとしては、以下の型及び関連する亜型が挙げられる:
【００７６】
【表１】
2015533368.tif 000004
【００７７】
ポンペ病は、エネルギーのために使用される貯蔵型の糖であるグリコーゲンを分解するのに必要とされる酵素である酸性α-グルコシダーゼ(GAA)の欠損が原因で生じる珍しい遺伝的障害である。ポンペ病は、糖原貯蔵症II型、GSD II、II型糖原貯蔵症、糖原病II型、酸性マルターゼ欠損症、α-1,4-グルコシダーゼ欠損症、びまん性糖原性心肥大、及び心臓型の全身性糖原病としても公知である。グリコーゲンの蓄積が、全身の至る所に進行性の筋力低下(ミオパシー)を引き起こし、様々な体組織、特に、心臓、骨格筋、肝臓、呼吸器系、及び神経系に影響を及ぼす。
【００７８】
ポンペ病の主要な臨床症状は、疾患発症の年齢及び残存するGAA活性によって大きく異なりうる。残存GAA活性は、グリコーゲン蓄積の量及び組織分布の両方、並びに疾患の重症度と相関している。乳児発症型ポンペ病(正常GAA活性が1%未満)は、最も重症な形態であり、筋緊張低下、全身性の筋力低下、及び肥大型心筋症、並びに心筋組織及び他の筋組織における大量のグリコーゲン蓄積によって特徴付けられる。通常、心呼吸系不全が原因で生後1年以内に死に至る(Hirschhornら(2001)「Glycogen Storage Disease Type II: Acid Alpha-glucosidase (Acid Maltase) Deficiency」、Scriverら編、The Metabolic and Molecular Basis of Inherited Disease、第8版、New York: McGraw-Hill、3389〜3420頁)。若年発症型(正常GAA活性の1〜10%)及び成人発症型(正常GAA活性の10〜40%)のポンペ病の方が、臨床的に異質性が高く、発症年齢、臨床像、及び疾患進行の差異がより大きい。若年発症型及び成人発症型のポンペ病は、一般に、重度の心臓合併症がないこと、発症年齢が高いこと、及び疾患進行がより遅いことによって特徴付けられるが、最終的な呼吸器合併症又は肢筋肉合併症により、著しい病的状態及び死亡率がもたらされる。平均余命は変動しうるが、一般に、呼吸不全が原因で死に至る。(Hirschhornら(2001)「Glycogen Storage Disease Type II: Acid Alpha-glucosidase (Acid Maltase) Deficiency」、Scriverら編、The Metabolic and Molecular Basis of Inherited Disease、第8版、New York: McGraw-Hill、3389〜3420頁)。
【００７９】
ダノン病(IIb型糖原貯蔵症又は酸性マルターゼが正常な糖原貯蔵症)は、Danonらによって初めて説明された代謝障害であり、重度の心筋症及び様々な程度の筋力低下によって臨床的に特徴付けられ、しばしば知的障害を伴う。疾患の顕著な病理学的特徴は、骨格筋細胞及び心筋細胞中の、自己貪食物質及びグリコーゲンを含有する細胞質内空胞である。典型的には、この疾患は、10歳を超える男性に発症する。どちらの性でも臨床病像は重度でありうるが、一般に女性の方が発症は遅くに起こる。この疾患は、X連鎖劣性形質として遺伝し、Xq24に位置確認されているLAMP2遺伝子の変異が原因で生じる。LAMP2タンパク質は、ライソゾーム膜の不可欠な構成要素であり、オートファゴソームとライソゾームの融合に関与しているように思われる。生物学的診断は、大きな空胞(グリコーゲン及びを細胞質分解産物で満たされている)を示す筋生検及び免疫組織化学的解析におけるLAMP-2タンパク質の不在と組み合わせて、正常又は高い酸性マルターゼ活性を実証することを中心としている。診断は、LAMP2遺伝子の分子的解析によって確認することができる。鑑別診断は、過剰自己貪食を伴うX連鎖性ミオパシー(XMEA)及びポンペ病を含むべきである。この疾患に対する特異的な治療はない。心臓の症状に対して対症治療が必要とされ、患者は心臓移植を必要とする場合がある。患者は、成人期初期に不整脈が原因で突然死するリスクがある。(Nishino I、Fu J、Tanji K、Yamada T、Shimojo S、Koori T、Mora M、Riggs JE、Oh SJ、Koga Y、Sue CM、Yamamoto A、Murakami N、Shanske S、Byrne E、Bonilla E、Nonaka I、DiMauro S、Hirano M. Primary LAMP-2 deficiency causes X-linked vacuolar cardiomyopathy and myopathy (Danon disease). Nature. 2000年8月24日;406(6798):906〜10頁;Sugie K、Yamamoto A、Murayama K、Oh SJ、Takahashi M、Mora M、Riggs JE、Colomer J、Iturriaga C、Meloni A、Lamperti C、Saitoh S、Byrne E、DiMauro S、Nonaka I、Hirano M、Nishino I. Clinicopathological features of genetically confirmed Danon disease. Neurology. 2002年6月25日;58(12):1773〜8頁)。
【００８０】
転写因子EB
転写因子EB(TFEB)は、bHLH-ロイシンジッパー転写因子である。TFEBは、ライソゾーム生合成に関与している遺伝子群[協調的なライソゾームの発現及び調節(CLEAR)のネットワーク(Coordinated Lysosomal Expression and Regulation (CLEAR) network)]の主要調節因子である(Sardielloら(2009)「A gene network regulating lysosomal biogenesis and function」、Science 325(5939):473〜7頁;Palmieriら(2011)「Characterization of the CLEAR network reveals an integrated control of cellular clearance pathway」、Hum Mol Genet. 20(19):3852〜66頁)。さらに、TFEBは、自己貪食経路に沿って多数の遺伝子の発現を制御することにより、オートファゴソームの生合成も調節する(Settembre及びBallabio (2011)「TFEB regulates autophagy: an integrated coordination of cellular degradation and recycling processes」、Autophagy 7(11):1379〜81頁;Settembreら(2011)「TFEB links autophagy to lysosomal biogenesis」、Science 332(6036):1429〜33頁)。
【００８１】
いくつかの実施形態において、本発明に適するTFEB遺伝子は、配列番号1に示すヌクレオチド配列を含む。
【００８２】
【化３】
2015533368.tif 000005
【００８３】
いくつかの実施形態において、本発明に適するTFEB遺伝子は、配列番号1と実質的に同一であるヌクレオチド配列を含む。例えば、適切なTFEB遺伝子は、配列番号1と少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%以上同一のヌクレオチド配列を有しうる。
【００８４】
いくつかの実施形態において、本発明に適するTFEB遺伝子は、配列番号2に示すアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
【００８５】
【化４】
2015533368.tif 000006
【００８６】
いくつかの実施形態において、本発明に適するTFEB遺伝子は、配列番号2と実質的に相同又は同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。例えば、適切なTFEB遺伝子は、配列番号2と少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%以上相同又は同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含みうる。いくつかの実施形態において、適切なTFEB遺伝子は、アミノ酸の置換、欠失、及び/又は挿入を含むTFEBタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含みうる。例えば、適切なTFEB遺伝子は、ヒト野生型TFEBタンパク質のS142及び/又はS211に対応する位置に変異を含むTFEBタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含みうる。特に、適切なTFEB遺伝子は、S142A置換及び/又はS211A置換を含むTFEBタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含みうる。
【００８７】
本明細書において特定されるヌクレオチド配列又はアミノ酸配列に関する「核酸配列又はアミノ酸配列の一致率(%)」は、配列を整列させ、必要な場合には最大の配列一致率を実現するためにギャップを導入した後の、参照配列中のヌクレオチド又はアミノ酸と同一である候補配列中のヌクレオチド又はアミノ酸の比率と定義される。本技術分野で周知であるように、アミノ酸配列又は核酸配列は、ヌクレオチド配列用のBLASTN並びにアミノ配列用のBLASTP、ギャップありBLAST、及びPSI-BLASTなど市販のコンピュータープログラムにおいて利用可能なものを含めて、様々なアルゴリズムのいずれかを用いて比較することができる。例示的なこのようなプログラムは、Altschulら(1990)「Basic local alignment search tool」、J. Mol. Biol. 215(3):403〜410頁;Altschulら、Methods in Enzymology;Altschulら(1997) Nucleic Acids Res. 25:3389〜3402頁;Baxevanisら(1998) Bioinformatics : A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins、Wiley;及びMisenerら(編)、Bioinformatics Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology、第132巻)、Humana Press、1999において説明されている。同一の配列を特定することに加えて、上記のプログラムは、通常、一致の程度の指標も与える。
【００８８】
TFEBタンパク質のホモログ又は類似体は、当業者に公知のポリペプチド配列を改変するための方法、例えば、そのような方法をまとめている参考文献で見出されるものに従って調製することができる。いくつかの実施形態において、アミノ酸の保存的置換としては、次のグループ、すなわち(a)M、I、L、V;(b)F、Y、W;(c)K、R、H;(d)A、G;(e)S、T;(f)Q、N;及び(g)E、Dのグループ内のアミノ酸間で行われる置換が挙げられる。いくつかの実施形態において、「保存的アミノ酸置換」とは、そのアミノ酸置換が行われるタンパク質の相対電荷の特徴も大きさの特徴も変えないアミノ酸置換を意味する。
【００８９】
遺伝子療法
様々な遺伝子療法ベクターが、本発明を実施するために使用されうる。
【００９０】
いくつかの実施形態において、任意の血清型のアデノ随伴ウイルス(AAV)が使用されうる。本発明のいくつかの実施形態において使用されるウイルスベクターの血清型は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、及びAAV9からなる群から選択される(例えば、Gaoら(2002) PNAS、99:11854〜11859頁;及びViral Vectors for Gene Therapy: Methods and Protocols、Machida編、Humana Press、2003を参照されたい)。本明細書において挙げたものに加えて、他の血清型が使用されうる。さらに、偽型AAVベクターも、本明細書において説明される方法において使用されうる。偽型AAVベクターは、あるAAV血清型のゲノムを第2のAAV血清型のカプシド中に含むものである;例えば、AAV2カプシド及びAAV1ゲノムを含むAAVベクター、又はAAV5カプシド及びAAV2ゲノムを含むAAVベクター(Auricchioら(2001) Hum. Mol. Genet. 10(26):3075〜81頁)。その他の例示的なAAVベクターは、組換え型の偽型AAV2/1、AAV2/2、AAV2/5、AAV2/7、AAV2/8、及びAAV2/9血清型ベクターである。このようなベクターは、キメラベクターとしても公知である。例えば、AAV2/1ベクターは、カプシドAAV1及び逆方向末端反復(ITR)AAV2を有している。例示的なAAV2/9ベクターは、参照により本明細書に組み込まれているMedinaら(2011)「Transcriptional activation of lysosomal exocytosis promotes cellular clearance」、Dev. Cell 21(3):421〜30頁において説明されている。
【００９１】
典型的には、AAVベクターは、哺乳動物に対して非病原性である一本鎖(ss)DNAパルボウイルスに由来する(Muzyscka (1992) Curr. Top. Microb. Immunol.、158:97〜129頁に総説がある)。簡単に説明すると、AAVをベースとする組換え型ベクターは、ウイルスゲノムの96%を占めるrepウイルス遺伝子及びcapウイルス遺伝子が除去されて、ウイルスDNAの複製、詰め込み、及び組込みを開始するのに使用される2つの隣接した145塩基対(bp)の逆方向末端反復(ITR)を残したものである。
【００９２】
通常、AAVベクターは、導入遺伝子(すなわち、本明細書において説明されるTFEB遺伝子)及び最長で約4.5kbまでの長さの調節エレメントを収容することができる。いくつかの実施形態において、導入遺伝子(すなわちTFEB遺伝子)は、組織特異的プロモーター又は遍在性プロモーターなどの調節エレメントの制御下にある。いくつかの実施形態において、CMVプロモーターなどの遍在性プロモーターが、TFEB遺伝子の発現を制御するのに使用される。いくつかの実施形態において、筋肉特異的プロモーター又は肝臓特異的プロモーターなどの組織特異的プロモーターが、TFEB遺伝子の発現を制御するのに使用される。非限定的な例として、適切な筋肉特異的プロモーターはヒト筋肉クレアチンキナーゼ(MCK)プロモーターであり、適切な肝臓特異的プロモーターはホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)プロモーターである。
【００９３】
さらに、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、SV40、裸プラスミドDNAベクター、及び当技術分野において公知の他のベクターも、本発明に従ってTFEB遺伝子を送達するのに使用されてよい。
【００９４】
本明細書において説明されるTFEB遺伝子をコードするウイルスベクターを、治療を必要とする対象に送達するのに、様々な方法が使用されうる。特に、本発明に適する送達方法は、それだけには限らないが、筋肉(例えば、骨格筋、心筋、横隔膜など)、肝臓、心臓、及び神経系を含む様々な標的組織に、TFEB遺伝子をコードするウイルスベクターを送達する。いくつかの実施形態において、TFEB遺伝子をコードするウイルスベクターは、全身投与によって送達される。例えば、ウイルスベクターは、静脈内注射又は血管内注射によって送達されうる。全身投与のその他の経路としては、それだけには限らないが、動脈内、心臓内、腹腔内、及び皮下が挙げられる。いくつかの実施形態において、ウイルスベクターは、筋肉注射又は筋肉内投与などの局所投与によって送達されうる。
【００９５】
ポンペ病の治療
本発明の方法は、糖原貯蔵症に罹患した個体、特に、乳児発症型、若年発症型、又は成人発症型のポンペ病に罹患した個体を治療する際に有効である。「治療する」又は「治療」という用語は、本明細書において使用される場合、その疾患に関連する1つ若しくは複数の症状を改善すること、その疾患の1つ若しくは複数の症状の発現を予防若しくは遅らせること、及び/又はその疾患の1つ若しくは複数の症状の重症度若しくは出現率を低減させること、を意味する。例えば、治療は、それだけには限らないが、筋肉(例えば、骨格筋又は心筋)、肝臓、心臓、神経系を含む、様々な患部組織におけるグリコーゲン貯蔵を低減若しくは排除すること;筋肉病変を改善すること;心臓の状態を改善すること(例えば、拡張末期容量及び/若しくは収縮末期容量の増加、又はポンペ病において典型的に認められる進行性心筋症の軽減、改善、若しくは予防)若しくは肺機能の改善(例えば、基準容量を上回る、啼泣時肺活量の増加、及び/又は啼泣時の酸素飽和度低下の正常化);神経発生及び/若しくは運動技能の改善(例えば、AIMSスコアの上昇);又はこれらの効果の任意の組合せを意味することができる。いくつかの実施形態において、治療は、特に、ポンペ病に関連する筋肉病変及び/又は心筋症の回復、軽減、又は予防における、グリコーゲン排除の改善を含む。「改善する」、「増加させる」、又は「低減させる」という用語は、本明細書において使用される場合、本明細書において説明される治療の開始前の同じ個体における測定値又は本明細書において説明される治療の未実施下の1人の対照個体(又は複数の対照個体)における測定値などのベースライン測定値と比べた値を示唆する。「対照個体」とは、治療される個体と同じ型のポンペ病(乳児発症型、若年発症型、又は成人発症型のいずれか)に苦しんでおり、(治療される個体の疾患の段階と対照個体の疾患の段階が同程度となるよう徹底するために)治療される個体とほぼ同じ年齢である個体である。
【００９６】
治療される個体(「患者」又は「対象」とも呼ばれる)は、ポンペ病(すなわち、乳児発症型、若年発症型、又は成人発症型いずれかのポンペ病)に罹患している個体(胎児、乳児、小児、青年、又は成人)又はポンペ病を発症する可能性がある個体である。
【実施例】
【００９７】
本発明は、以下の実施例と併せると、より良く理解される。しかし、これらの実施例は例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解すべきである。開示される実施形態に対する様々な変更及び修正は、当業者に明らかになると考えられ、本発明の方法及び/又は配合物に関するものを非限定的に含むそのような変更及び修正は、本発明の精神及び添付の特許請求の範囲から逸脱することなく行うことができる。
【００９８】
(実施例1)
アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターのクローニング及び作製
本実施例の実験は、転写因子EB遺伝子を有するAAVベクターのクローニング及び開発を例示するものである(図1)。
【００９９】
EGFP配列を置換し(NotI-HindIII)、3×FLAGタグとインフレームで融合させることによって、マウスの転写因子EB、Tcfeb、又はmTFEBのコード配列をpAAV2.1-CMV-EGFPプラスミド中にクローニングした。
【０１００】
mTFEB配列(配列番号5):
【０１０１】
【化５】
2015533368.tif 000007
【０１０２】
pAAV2.1 CMV-mTFEBプラスミドの配列(配列番号6):
【０１０３】
【化６】
2015533368.tif 000008
【化７】
2015533368.tif 000009
【化８】
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【化９】
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【化１０】
2015533368.tif 000012
【０１０４】
次いで、得られたpAAV2.1-CMV-mTFEB-FLAGを、pAd-Helper及びpack2/1又はpack 2/9パッケージングプラスミドと共に、コンフルエントに近い293細胞に三重トランスフェクトした(Gao G.ら  J Virol. 2004、78(12):6381〜8頁。)。2回のCsClによって、組換え型のAAV2/1ベクター又はAAV2/9ベクターを精製した。
【０１０５】
TaqManを用いたPCR定量(Gao, G 2000)(Perkin-Elmer, Life and Analytical Sciences社、Waltham、MA)及びAuricchioら(2001) Hum. Mol. Genet. 10(26):3075〜81頁において説明されているドットブロット解析の両方によって、ゲノムコピー(GC/mL)として表されるベクター力価を評価した。
【０１０６】
本発明において、AAV2.1は、TFEBをコードするプラスミドを表すのに対し、AAV2/1又はAAV2/9は、血清型1又は9のカプシドと共にTFEB構築物を含有むウイルスを表す。
【０１０７】
(実施例2)
TFEB過剰発現及びPD病変の改善
本実施例の実験は、AAV2/1-CMV-mTFEBの筋肉内注射によってTFEBを過剰発現させると、ポンペ病モデルにおいてグリコーゲン貯蔵が排除され、筋肉病変が改善されることを実証する。
【０１０８】
pAAV2.1 CMV-mTFEBプラスミドの3'ITRから5'ITRまでの配列(配列番号7):
【０１０９】
【化１１】
2015533368.tif 000013
【化１２】
2015533368.tif 000014
【化１３】
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【０１１０】
1カ月齢のGAA-/-マウスの単一の筋肉、すなわち右の腓腹筋の3箇所の部位に、AAV2/1-CMV-mTFEBベクターを直接筋肉内注射した。対照として、マウスの反対側の筋肉に、AAV2/1-EGFPベクター又はビヒクルPBS(リン酸緩衝液生理食塩水)のみのいずれかを注射した。ベクターの最大且つ持続的発現を可能にするために、注射の45日後にこれらの動物を屠殺して、筋肉を解析した。
【０１１１】
リアルタイム(RT)-PCRによって解析したところ、TFEB発現の平均レベルは、AAV2/1-CMV-mTFEBを注射した筋肉の方が、対照と比べて10倍高かった。グリコーゲンレベルは、野生型マウスのグリコーゲンレベル(2.01±0.70μgグリコーゲン/mgタンパク質)と比べて、対照で処置したマウスの筋肉では上昇していた(15.48±1.80μgグリコーゲン/mgタンパク質)。これに対して、TFEBで処置したマウスの腓腹筋におけるグリコーゲンレベルは有意に低下した(2.8±0.88μgグリコーゲン/mgタンパク質、p=0.0001)ことから、病理学的グリコーゲン貯蔵のほぼ完全な排除が示された。例示的な結果を図2Aに示す。
【０１１２】
また、TFEB過剰発現により、PD筋肉の典型的な病変も減弱した。TFEBを注射した筋肉のPAS染色は、図2Bに示すようにライソゾームのグリコーゲン貯蔵(グリコーゲノソーム)に対応する斑点状染色の減少を示し、また、図2Cに示すようにLAMP1小胞の減少も示した。
【０１１３】
処置した及び未処置の腓腹筋（gastrocnemia）のEM解析を実施して、TFEB過剰発現によって誘導される超微細構造的変化を明らかにした。未処置の筋肉において、超微細構造解析により、PDの典型的異常が示され、図3A中のアスタリスクによって印を付けているようにグリコーゲンが高密度に詰まった大きなライソゾーム様構造体が多数に存在するため、収縮装置が広範囲にわたって破壊されている。
【０１１４】
TFEB過剰発現により、筋線維の超微細構造が有意に改善された。薄切片中で検出されるグリコーゲン含有ライソゾームの大きさ及び数の明らかな低減が、図3Bにおいて示されるように観察され、図3C及び図3Dにおいて示す形態計測的解析によって裏付けられている。図3E中のアスタリスクによって印を付けているように、高電子密度のグリコーゲン粒子が詰まった大型のライソゾーム様細胞小器官が、未処置の線維において認められ、図3F中のアスタリスクによって印を付けているように、TFEBで処置した筋肉においては、それらの内部のグリコーゲンの有意に緩い構成が示された。
【０１１５】
また、図3F中の黒い矢印によって示されるように、グリコーゲン含有細胞小器官の極めて近くで、オートファゴソームの数の増加も観察された。重要なことには、一部のオートファゴソームは、細胞質ゾルに直接由来する可能性が高いグリコーゲン粒子も同様に含んでいた。さらに、図3F中の白い矢印によって示されるように、ライソゾーム構造体は、それらの管腔中に他の細胞内小器官の残遺物をしばしば含んでいたことから、隣接したオートファゴソームとの融合の活性化が示唆された。TFEBで処置した筋肉中のライソゾーム構造体に隣接しているオートファゴソームの数の増加は、図3Gに示すように形態計測的解析によって確認した。すなわち、超微細構造解析により、グリコーゲン貯蔵の減少並びにグリコーゲン含有ライソゾームの数及び大きさの低減が、自食作用の活性化及びオートファゴソームとライソゾームの融合の刺激によってもたらされることが示された。
【０１１６】
全体的に見て、本実施例のデータから、筋肉内注射によるTFEB過剰発現により、グリコーゲン貯蔵及び形態学的異常を有意に救済できることが示唆される。
【０１１７】
(実施例3)
AAV2/9-CMV-mTFEBの全身注射により、グリコーゲン貯蔵が減少する
筆者らは、PD(Gaa-/-)マウスにおいてmTFEB全身送達の効果を試験した。1カ月齢のGaa-/-マウス6匹に、後眼窩投与によって1×1012gc/マウスのAAV2/9-CMV-mTFEBベクターを注射した。
【０１１８】
2.5カ月齢の時点で、これらの動物を行動試験(ワイヤーぶら下がり、スチールぶら下がり、ロータロッド)によって検査し、屠殺して、筋肉(腓腹筋)中のTFEB発現レベル及びグリコーゲン含有量を測定した。
【０１１９】
すべての行動試験において、AAV2/9-CMV-mTFEBで処置した動物と未処置動物の両方とも、野生型動物と比べて悪い成績を示した(図4)。しかし、TFEB処置動物は、未処置動物と比べて、より良い成績に向かう傾向を示したことから、マウスの運動活性に対するTFEB過剰発現の有益な効果が示唆された。
【０１２０】
処置マウスの肝臓及び腓腹筋におけるTFEBの発現レベルを、リアルタイムPCRによって解析して評価した。この解析により、TFEBを注射したマウスにおいて、それらの比較上の対照と比べて、肝臓でおよそ4倍(3.97+0.27)、腓腹筋でおよそ2倍(1.72+0.32)の上昇が示された(図5)。
【０１２１】
TFEB処置動物の腓腹筋において、筆者らは、未処置動物と比べて低下したグリコーゲンレベルを観察した(図6)。これらの結果から、筋肉内注射によって処置された動物において観察されるように、AAV2/9-CMV-mTFEBの全身送達後のTFEB過剰発現により、基質貯蔵の排除が改善されることが示唆される。
【０１２２】
材料及び方法
動物
Gaa遺伝子のエキソン6にneoを挿入することによって得られるGAA-/-マウス(KO PDマウスモデル)[Rabenら、1998]を、Charles River Laboratories社(Wilmington、MA)から購入した。動物試験は、実験目的で使用される動物の保護に関する欧州連合指令(European Union Directive)86/609に従って実施した。マウスに対する手順はすべて、不快感、苦痛、痛み、及び傷害が最小限となるよう徹底することを目指して実施した。マウスは、アベルチン麻酔の後に、頚椎脱臼によって安楽死させた。
【０１２３】
AAV-TFEBの筋肉内注射
100μl容のHamilton社製注射器を用いて、1カ月齢のGAA-/-マウス6匹の右腓腹筋の異なる部位3箇所に合計用量1011GC/筋肉のAAV2/1-CMV-mTFEBベクター調製物を注射した(各30μlの注射3回)。比較用に、等用量のAAV2/1CMV-EGFP又は等体積のPBSを、反対側の筋肉に注射した。注射の45日後にこれらの動物を屠殺し、PBSで灌流し、筋肉を採取し解析した。腓腹筋を単離し、生化学解析、光学顕微鏡検査及び免疫蛍光顕微鏡検査、並びに電子顕微鏡検査(EM)のための試料を得た。TFEBの発現レベルをRT-PCRによって試験した。
【０１２４】
AAV-TFEBの全身注射
1カ月齢のGaa-/-マウス6匹に、後眼窩投与によって1×1012GC/マウスのAAV2/9 CMV-mTFEBベクターを注射した。対照として、等用量のAAV2/9 CMV-eGFP又は等体積のPBSのみを、全身注射した。注射の45日後にこれらの動物を屠殺し、PBSで灌流し、器官を採取した。生化学解析、光学顕微鏡検査及び免疫蛍光顕微鏡検査、並びに電子顕微鏡検査(EM)のための試料を得た。TFEBの発現レベルをRT-PCRによって試験した。
【０１２５】
筋肉のグリコーゲンアッセイ
筋肉中のグリコーゲン濃度を、Rabenら(2003) Molecular Genetics and Metabolism、第80巻、1〜2号:159〜169頁において説明されているようにして、クロコウジカビ(Aspergillus niger)アミログルコシダーゼで消化した後に煮沸した組織ホモジネートから放出されるグリコースの量を測定することによって、又は市販のキット(BioVision社、Milpitas、CA、USA)を用いることによって、分析した。
【０１２６】
H2O中で組織をホモジナイズすることによって調製した組織溶解物を、99℃で10分間熱変性させ、4℃で10分間遠心分離した。800U/mLのアミログルコシダーゼ10μLを含む又は含まない2連にして、37℃で1時間、上清をインキュベートした。99℃で10分間の熱不活化によって、反応を停止させた。同じ条件で加水分解させたウシ肝臓(Sigma-Aldrich社、St Louis、MO、USA)由来のグリコーゲンを用いて、検量線を作成した。試料を遠心分離し、製造業者の取扱い説明書に従ってグルコースアッセイ試薬(Sigma-Aldrich社)を用いて、上清中のグルコースレベルを測定した。
【０１２７】
製造業者の取扱い説明書に従ってBiorad社製タンパク質アッセイキットを用いて、(変性前の)溶解物中のタンパク質レベルを測定した。データは、グリコーゲンのマイクログラム数/タンパク質のミリグラム数(μgグリコーゲン/mgタンパク質)として表した。
【０１２８】
筋肉の過ヨウ素酸シッフ(PAS)染色及びLAMP1の免疫蛍光解析
組織を10%ホルマリン中で固定し、パラフィン中に包埋した。クリオスタット切片を得、標準的な方法によってHE及び過ヨウ素酸シッフ(PAS)で染色した。LAMP1の免疫蛍光解析のために、4℃で24時間、4%PFA中で組織を固定し、パラフィン(Sigma-Aldrich社)中に包埋し、70〜100%エタノール勾配を用いて脱水し、7mmの連続切片を得た。免疫蛍光解析は、Settembreら(2007)「Systemic inflammation and neurodegeneration in a mouse model of multiple sulfatase deficiency」、PNAS 104:4506〜11頁において以前に説明されているようにして実施した。
【０１２９】
連続切片をキシレンで処理してパラフィンを除去し、再水和させ、抗原賦活化のための0.05mol/Lグリシン-HCl(pH3.5)と共に電子レンジ中で15分間処理した。ブロッキング溶液(PBS、0.2%Tween-20)及び10%ヤギ正常血清(Sigma-Aldrich社)と共に1時間、標本をインキュベートした後、特異的な一次抗体と共に一晩インキュベートした。使用した抗体は、LAMP1(ウサギポリクローナル1:300;Sigma社)及びFLAG M2(マウスモノクローナル1:300 Sigma社)であった。洗浄後、Molecular Probes社(Invitrogen社、CA、USA)から購入した二次抗体と共に40分間、切片をインキュベートした。続いて、染色した切片を、DAPI含有Vectashield(Vector Laboratories社、CA、USA)を用いて封入した。AxioCam MRカメラが組み込まれたZeiss社(Thornwood、NY)製蛍光顕微鏡Axioplan 2を用いて、画像を撮影した。
【０１３０】
電子顕微鏡検査
筋肉組織の小片を、AAV-TFEB(図3B及び図3F)又は対照AAV-EGFP(図3A及び図3E)のいずれかを注射したGAA-/-マウスから切り取り、0.2M HEPES緩衝液中1%グルタルアルデヒド中で固定し、酢酸ウラニル及びOsO4中で後固定した。段階的な濃度系列のエタノール及び酸化プロピレン(propilenoxide)を用いて脱水した後、細胞をエポキシ樹脂(Epon 812、Sigma-Aldrich社、St. Louis、MO、USA)中に包埋し、60℃で72時間、重合させた。各試料から、Leica EM UC6ウルトラミクロトーム(Leica Microsystems社、Vienna、Austria)を用いて、薄切片を切り取った。VELETTA CCDデジタルカメラ(Soft Imaging Systems GmbH社、Munster、Germany)が装備されたFEI Tecnai-12電子顕微鏡(FEI社、Eindhoven、Netherlands)を用いて、薄切片からEM画像を取得した。ライソゾーム様細胞小器官の数及びそれらの寸法、並びにオートファゴソームの数の定量を、様々な線維を含み薄切片の至る所にランダムに分布する(面積5μm2の)領域50個において、iTEMソフトウェア(Soft Imaging Systems GmbH社、Munster、Germany)を用いて実施した。
【０１３１】
中央値を比較するために、ウィルコクソン順位和検定を用いた。すべての統計学的解析について、スチューデントのt検定及び95%信頼区間(誤差棒;1.96×SE)をExcelで算出した。p<0.05の場合、差異を有意とみなした。
【０１３２】
リアルタイム(RT)-PCRによって解析したTFEB発現
組織におけるTFEB発現レベルを評価するために、製造業者の取扱い説明書に従ってQiagen社(Hilden、Germany)製RNeasyキットを用いて全RNAを抽出した。SuperScript II第1鎖合成システム(Invitrogen社、Carlsbad、CA)によって、1μgのRNAを用いて関連cDNAを調製した。LightCycler 480装置(Roche社、Basel、Switzerland)においてSYBRグリーンPCRマスターミックス(Applied Biosystems社、Foster City、CA)を用いてリアルタイムPCRを実施し、データをDDCtとして表した。TFEB Fwプライマー:5'-gcagaagaaagacaatcacaacc-3'(配列番号8);TFEB Rvプライマー:5'-gccttggggatcagcatt-3'(配列番号9)。
【０１３３】
行動解析
行動手順については、処置マウスと未処置マウスの両方とも、公開されている手順に従って、次の試験、すなわち、ワイヤーぶら下がり試験、スチールぶら下がり試験、及びロータロッド試験を受けた(Raben N.ら、J Biol Chem. 1998、273(30):19086〜92頁;Sidman RLら、J Neuropathol Exp Neurol. 2008、67(8):803〜18頁)。
【０１３４】
参考文献の組込み
本出願において引用する刊行物及び特許文書はすべて、個々の刊行物又は特許文書のそれぞれの内容が本明細書に組み込まれた場合と同程度に、その全体が参照により組み込まれる。
【図１】
2015533368.tif 000016
【図２Ａ】
2015533368.tif 000017
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015533368.tif 000022
【図６】
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【配列表】
2015533368000001.app
【国際調査報告】
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2015533368.tif 000025
2015533368.tif 000026
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