(57)【要約】本発明は、神経変性疾患の予防又は治療のための方法及び組成物に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなるポリペプチド（ここで、該ポリペプチドは配列番号１のアミノ酸配列からならない）。
【請求項２】
ｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる請求項１のポリペプチド（ここで、該ポリペプチドは配列番号１のアミノ酸配列からならない）。
【請求項３】
少なくとも１つの異種ポリペプチドに融合している請求項１又は２のいずれか記載のポリペプチドを含む融合タンパク質。
【請求項４】
異種ポリペプチドが細胞透過性ペプチドである、請求項３の融合タンパク質。
【請求項５】
異種ポリペプチドが、配列番号２の転写トランス活性化因子（ＴＡＴ）細胞透過性配列又は配列番号３のミトコンドリア透過性ペプチド配列である、請求項３の融合タンパク質。
【請求項６】
請求項１若しくは２のいずれか記載のポリペプチド又は請求項３〜５のいずれか記載の融合タンパク質をコードしている核酸配列。
【請求項７】
請求項６記載の核酸配列を含むベクター。
【請求項８】
請求項６記載の少なくとも１つの核酸分子又は請求項７記載のベクターを用いて遺伝子的に形質転換された原核又は真核宿主細胞。
【請求項９】
請求項１若しくは２のいずれか記載のポリペプチド又は請求項３〜５のいずれか記載の融合タンパク質をそれを必要とする被験体に投与する工程を含む、被験体における神経変性疾患を予防又は治療するための方法。
【請求項１０】
神経変性疾患が、パーキンソン病、アルツハイマー病、及び筋萎縮性側索硬化症からなる群より選択される、請求項９の方法。
【請求項１１】
請求項１若しくは２のいずれか記載のポリペプチド又は請求項３〜５のいずれか記載の融合タンパク質を虚血損傷を患っている被験体に投与する工程を含む、被験体における神経変性合併症を予防又は治療するための方法。
【請求項１２】
請求項１若しくは２のいずれか記載のポリペプチド又は請求項３〜５のいずれか記載の融合タンパク質をそれを必要とする被験体に投与する工程を含む、被験体におけるミトコンドリア疾患を予防又は治療するための方法。
【請求項１３】
請求項１若しくは２のいずれか記載のポリペプチド又は請求項３〜５のいずれか記載の融合タンパク質を含む医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野：
本発明は、神経変性疾患の予防又は治療のための方法及び組成物に関する。
【０００２】
発明の背景：
神経変性疾患は、かなりの人的、社会的、及び経済的な負担となる。この用語は、脳疾患、例えばアルツハイマー病（ＡＤ）、パーキンソン病（ＰＤ）又は筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）を含む。ＰＤは、高齢成人において２番目に多い神経変性疾患であるが、世界中の６３０万人を超える人々に発症している。神経変性疾患は、中枢神経系の特定の機能系における進行的な神経の変性、例えばＰＤにおけるドーパミン作動性神経の死滅によって特徴付けられる。ＰＤなどの神経変性疾患における神経の構造及び機能の進行的な喪失は、ミトコンドリア機能障害及び軸索変性を伴う（１、２）。
【０００３】
かなりの努力にも関わらず、本発明者らには依然として、神経変性の初期の段階において神経死滅を遮断する効率的な療法がない。したがって、神経変性障害の効果的かつ効率的な処置にとって適し、かつ疾患の進行を有意に遅延させることのできる新規なアプローチ及び薬物の開発が緊急に必要とされる。このように、ミトコンドリア機能の保存及び増強されたミトコンドリアの線維化を伴う、変性からの神経の保護を誘導する、神経変性障害の新規治療化合物の特徴付けは非常に望ましくあり得ることが示唆されている。
【０００４】
ウイルスは、偏性寄生生物として、細胞経路を乗っ取るために高度に特異的な手段を発達させてきた。その宿主における生存を最適化するために、多くのウイルスは、ミトコンドリアレベルで作用することによって、感染細胞の死滅を遮断又は遅延させるタンパク質又はノンコーディングＲＮＡを発現する（３〜５）。特に、いくつかの向神経性ウイルスは、その標的細胞が非常に弱い再生能を有するならば、神経を保護するための非常に効率的な戦略を有する。適切な症例は、神経に直接的な損傷を引き起こすことなく多くの動物種の脳に存続する高度に向神経性のＲＮＡウイルスであるボルナウイルス（すなわちＢＤＶ）である（６）。ＢＤＶの非細胞溶解性複製は、感染細胞内のミトコンドリアを標的化するＸと呼ばれる８７アミノ酸のウイルスタンパク質の発現に起因する（７）。
【０００５】
ここで、本発明者らは、Ｘタンパク質が、ウイルス環境外で使用された場合にも、神経変性傷害から神経を保護することができる可能性を調べた。特に、本発明者らは、組織培養液及び動物モデルにおいて酸化的ストレス及び神経変性を誘導する、ミトコンドリア呼吸鎖複合体Ｉ毒素からの保護を評価した（８〜１１）。
【０００６】
神経変性障害におけるＸタンパク質由来ペプチドの効果、ミトコンドリア機能の保存及び増強したミトコンドリアの線維化を伴う変性からの神経の保護、並びに、神経変性障害の処置及びミトコンドリアネットワークの超線維化誘導におけるＸタンパク質由来ペプチドの使用は当技術分野において全く開示されていない。
【０００７】
発明の概要：
本発明は、神経変性疾患の予防又は治療のための方法及び組成物に関する。
【０００８】
発明の詳細な説明：
ミトコンドリア機能障害は、多くの神経変性障害、特にパーキンソン病（ＰＤ）の一般的な特徴である。結果として、ミトコンドリアを保護することのできる薬剤は、強力な治療能を有する。ここで、本発明者らは、細胞死を引き起こすことなく神経に存続するウイルスであるボルナ病ウイルス（ＢＤＶ）のＸタンパク質が、ＰＤの組織培養液及び動物モデルの両方において変性から神経を保護することを示す。神経保護は、ミトコンドリア機能の保存及び増強されたミトコンドリア線維化を伴っていた。本発明者らは、鼻腔内投与後に細胞培養液及び動物の両方において同じような神経保護特性を示すＸタンパク質に由来する細胞透過性ペプチドを構築した。
【０００９】
Ｘタンパク質由来ペプチド：
本発明は、単離された合成又は組換えのＸタンパク質由来ポリペプチドに関する。
【００１０】
本明細書において使用する「Ｘタンパク質」という用語は当技術分野におけるその一般的な意味を有し、ボルナ病ウイルス（ＢＤＶ）のＸタンパク質を指す。「Ｘタンパク質」という用語は、配列番号１として示される配列を有するボルナ病ウイルスのＸタンパク質も指す。ＢＤＶのＸタンパク質は、ＧｅｎＢａｎｋデータベースアクセッションナンバー：ＡＡＢ２７２６２．１（ＵｎｉｐｒｏｔＱ８６６２２）に寄託されている。
【００１１】
ＢＤＶのＸタンパク質についての配列番号１、ＡＡＢ２７２６２．１（ＵｎｉｐｒｏｔＱ８６６２２）
【表１】
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【００１２】
本発明は、
ｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなるポリペプチドに関する。
【００１３】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１４】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５９位のグリシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１５】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１６】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１７】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５８位のトレオニン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１８】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００１９】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２０】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５７位のプロリン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２１】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２２】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２３】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５６位のアスパラギン酸残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２４】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８５位のアラニン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２５】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８６位のイソロイシン残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２６】
特定の実施態様では、前記ポリペプチドは、
ｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列、又は
ｉｉ）配列番号１の５５位のイソロイシン残基から８７位のグルタミン酸残基までのアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するアミノ酸配列
を含む又はからなる。
【００２７】
特定の実施態様では、本発明は、５９位のアミノ酸残基がセリンであり、８６位のアミノ酸残基がバリンである、本発明に記載のポリペプチドに関する。
【００２８】
本発明によると、第二のアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有する第一のアミノ酸配列とは、第一の配列が第二のアミノ酸配列に対して７０；７１；７２；７３；７４；７５；７６；７７；７８；７９；８０；８１；８２；８３；８４；８５；８６；８７；８８；８９；９０；９１；９２；９３；９４；９５；９６；９７；９８；又は９９％の同一性、及び前記の第二のアミノ酸配列の保存されている生物学的特性を有することを意味する。アミノ酸配列同一性は、好ましくは、適切な配列アラインメントアルゴリズム及びデフォールトパラメーター、例えばＢＬＡＳＴ Ｐ（Karlin and Altschul, 1990）を使用して決定される。特に、本発明のポリペプチドは、本発明に記載の該ポリペプチドの機能保存的変異体である。本明細書において使用する「機能保存的変異体」という用語は、アミノ酸を類似の特性（例えば、極性、水素結合能、酸性、塩基性、疎水性、芳香族など）を有するアミノ酸で置換することを含むがこれに限定されない、タンパク質又は酵素中の所与のアミノ酸残基を、該ポリペプチドの全体的なコンフォメーション及び機能を変化させることなく変化させたものである。したがって、「機能保存的変異体」はまた、比較される天然タンパク質又は親タンパク質に対して少なくとも７０％のアミノ酸同一性を有し、それと同じ又は実質的に同じ特性又は機能（すなわち神経保護特性）を有する、ポリペプチドを含む。本発明のポリペプチドの機能的特性は、典型的には、実施例に記載のような任意の機能的アッセイにおいて評価され得る。
【００２９】
いくつかの実施態様では、本発明のポリペプチドは、２７；２８；２９；３０；３１；３２；３３；３４；３５；３６；３７；３８；３９；４０；４１；４２；４３；４４；４５；４６；４７；４８；４９；５０；５１；５２；５３；５４；５５；５６；５７；５８；５９；６０；６１；６２；６３；６４；６５；６６；６７；６８；６９；７０；７１；７２；７３；７４；７５；７６；７７；７８；７９；８０；８１；８２；８３；８４；８５；８６；８７アミノ酸を含む。いくつかの実施態様では、本発明のポリペプチドは、５０未満のアミノ酸を含む。いくつかの実施態様では、本発明のポリペプチドは、３０未満のアミノ酸を含む。
【００３０】
特定の実施態様では、本発明のポリペプチドは、配列番号１のアミノ酸からならない。
【００３１】
別の特定の実施態様では、本発明のポリペプチドは、配列番号１のアミノ酸配列に対して少なくとも７０％の同一性を有するポリペプチドからならない。
【００３２】
本発明の融合タンパク質
本発明のさらなる態様は、少なくとも１つの異種ポリペプチドに融合している本発明に記載のポリペプチドを含む融合タンパク質に関する。
【００３３】
「融合タンパク質」という用語は、直接又はスペーサーを介して少なくとも１つの異種ポリペプチドに融合しているＸタンパク質由来ポリペプチドを指す。
【００３４】
本発明によると、融合タンパク質は、直接又はスペーサーを介してそのＣ末端において異種ポリペプチドのＮ末端に、又はそのＮ末端において異種ポリペプチドのＣ末端に融合している本発明に記載のポリペプチドを含む。
【００３５】
本明細書において使用する「直接」という用語は、前記ポリペプチドの末端（Ｎ末端又はＣ末端）における（最初又は最後の）アミノ酸が、異種ポリペプチドの末端（Ｎ末端又はＣ末端）における（最初又は最後の）アミノ酸に融合していることを意味する。
【００３６】
換言すれば、この実施態様では、前記ポリペプチドのＣ末端の最後のアミノ酸は、前記異種ポリペプチドのＮ末端の最初のアミノ酸に共有結合によって直接連結されているか、又は、該ポリペプチドのＮ末端の最初のアミノ酸は、該異種ポリペプチドのＣ末端の最後のアミノ酸に共有結合によって直接連結されている。
【００３７】
本明細書において使用する「スペーサー」という用語は、本発明のポリペプチドを異種ポリペプチドに連結させる少なくとも１つのアミノ酸の配列を指す。このようなスペーサーは、立体障害を防ぐために有用であり得る。
【００３８】
いくつかの実施態様では、異種ポリペプチドは細胞透過性ペプチド、ミトコンドリア透過性ペプチド、転写トランス活性化因子（ＴＡＴ）細胞透過性配列、細胞透過性ペプチド、又は膜透過性配列である。
【００３９】
「細胞透過性ペプチド」という用語は当技術分野において周知であり、細胞透過性配列又は膜透過性配列、例えばペネトラチン、ＴＡＴミトコンドリア透過性配列、及びBechara and Sagan, 2013; Jones and Sayers, 2012; Khafagy el and Morishita, 2012; and Malhi and Murthy, 2012に記載の化合物を指す。
【００４０】
特定の実施態様では、異種ポリペプチドは、細胞透過性ＨＩＶｔａｔペプチドに元来由来する、転写トランス活性化因子（ＴＡＴ）細胞透過性配列（Ｇ−Ｒ−Ｋ−Ｋ−Ｒ−Ｒ−Ｑ−Ｒ−Ｒ−Ｒ−Ｐ−Ｑ；配列番号２）又はミトコンドリア透過性ペプチド配列（Ｆ−Ｒ−Ｘ−Ｋ−Ｆ−Ｒ−Ｘ−Ｋ、Ｘ＝Ｃｈａ＝シクロヘキシルアラニン；配列番号３）である。
【００４１】
別の実施態様では、異種ポリペプチドは、神経変性治療用ポリペプチドである。
【００４２】
「神経変性治療用ポリペプチド」という用語は、抗神経変性活性（例えばアポトーシス抑制活性、増殖誘導活性、新血管形成誘導活性、ミトコンドリア保護活性、抗酸化活性、シャペロン様活性など）を有する任意のポリペプチドを指す。いくつかのこのようなポリペプチドは当技術分野において公知である（例えばBendavia Stealth Peptides, http://stealthpeptides.com/backgroundを参照されたい）。
【００４３】
いくつかの実施態様では、異種ポリペプチドは神経標的化剤である。
【００４４】
神経標的化剤としては、ドーパミン受容体に対して指向される抗体、例えばドーパミン受容体相互作用タンパク質、又は神経カルシウムセンサー；アセチルコリン受容体又は抗体、又は神経膜に結合した標的及び細胞内の標的と相互作用する物質が挙げられるがこれらに限定されない。
【００４５】
ポリペプチド及び融合タンパク質の生成
本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、当技術分野においてそれ自体公知の任意の技術、例えばであって以下に制限されることはないが、任意の化学的技術、生物学的技術、遺伝子的技術、又は酵素的技術を単独で又は組み合わせて生成され得る。
【００４６】
所望の配列のアミノ酸配列が分かっているので、当業者は、前記ポリペプチド又は融合タンパク質を、アミノ酸配列の生成のための標準的な技術によって容易に生成することができる。例えば、それらは、周知の固相法を使用して、好ましくは市販のペプチド合成装置（例えばApplied Biosystems, Foster City, Californiaによって製造されたもの）を使用して製造業者の説明書に従って合成され得る。
【００４７】
あるいは、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、当技術分野においては現在周知であるように組換えＤＮＡ技術によって合成され得る。例えば、これらの断片は、所望の（ポリ）ペプチドをコードしているＤＮＡ配列を発現ベクターに組み込み、このようなベクターを、所望のポリペプチドを発現するであろう適切な真核宿主又は原核宿主に導入した後に、ＤＮＡ発現産物として得ることができ、これからそれらを周知の技術を使用して後に単離することができる。
【００４８】
本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、単離された（例えば精製された）形態で、又は膜若しくは脂質小胞（例えばリポソーム又は赤血球）などのベクターに含有させて使用することができる。
【００４９】
特定の実施態様では、本発明によるポリペプチド又は融合タンパク質は、その治療効力を向上させるために改変され得ると考えられる。治療化合物のこのような改変を使用して、毒性を減少させ得るか、循環時間を延長し得るか、又は体内分布を改変させ得る。例えば、重要である可能性のある治療化合物の毒性を、体内分布を改変させる様々な薬物担体ビヒクルとの組合せによって有意に減少させることができる。
【００５０】
したがって、本発明によるポリペプチドは、レトロインベルソアミノ酸配列であり得る。「レトロインベルソアミノ酸配列」という用語は、アミノ酸配列の方向が逆転しかつ各アミノ酸残基の不斉が反転している、異性体形のアミノ酸配列に関する。本発明のレトロインベルソアミノ酸配列は、親アミノ酸配列の配列とは逆の順で構築されたＤ−アミノ酸によって構成され得る。
【００５１】
１つの実施態様では、本発明によるポリペプチドは、Ｄ又はＬエナンチオマーアミノ酸配列であり得る。
【００５２】
薬物の存続能を改善させるための戦略は、水溶性ポリマーの使用である。様々な水溶性ポリマーが、体内分布を改変させ、細胞内への取り込み機序を改善させ、生理学的障壁を通過する透過性を変化させ；体内からのクリアランス速度を改変させることが示された。標的化効果又は持続放出効果のいずれかを達成するために、薬物部分を末端基として、骨格の一部として、又はポリマー鎖上のペンデント基として含有する水溶性ポリマーが合成された。
【００５３】
例えば、ＰＥＧ化は、一連のポリペプチドの改変のための十分に確立されかつ検証されたアプローチである（Chapman, 2002）。利点としてはとりわけ、（ａ）ポリマーが分子の見かけのサイズを糸球体ろ過限界値を上回るように増加させる結果としての腎クリアランスの回避、及び／又は細胞クリアランス機序の回避のいずれかに起因したインビボでの顕著に改善された循環半減期；（ｂ）ＰＥＧが付着している分子の低減された抗原性及び免疫原性；（ｃ）改善された薬物動態；（ｄ）コンジュゲートタンパク質の増強されたタンパク質分解に対する抵抗性（Cunningham-Rundles et.al., 1992）；及び（ｅ）ＰＥＧ化ポリペプチドの改善された熱的及び力学的安定性が挙げられる。
【００５４】
それ故、有利には、本発明のポリペプチドを、１つ以上のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）基（群）に共有結合で連結させ得る。当業者は、所望の投与量、循環時間、タンパク質分解に対する抵抗性、免疫原性などをはじめとする様々な要因を考慮することによって、どのようにＰＥＧ化ポリペプチドが治療的に使用されるかに基づいてＰＥＧのための適切な分子量を選択することができる。
【００５５】
１つの実施態様では、本発明のＰＥＧは、一方の末端上がヒドロキシ又はメトキシで終結し、すなわちＸはＨ又はＣＨ３（「メトキシＰＥＧ」）である。さらに、このようなＰＥＧは、互いに連結された１つ以上のＰＥＧ側鎖からなり得る。１つを超えるＰＥＧ鎖を有するＰＥＧは、分岐ＰＥＧと呼ばれる。分岐ＰＥＧは、例えば、グリセロール、ペンタエリスリトール及びソルビトールをはじめとする様々なポリオールへのポリエチレンオキシドの付加によって調製され得る。例えば、４つのアームを有する分岐したＰＥＧはペンタエリスリトール及びエチレンから調製することができる。１つの形態のＰＥＧは、リジンの第一級アミノ基を介して連結された２つのＰＥＧ側鎖（ＰＥＧ２）を含む（Monfardini et al., 1995）。
【００５６】
前記ポリペプチドへのＰＥＧ基の共有結合による付着を引き起こすために、前記ポリマー分子のヒドロキシル末端基は、活性化形で、すなわち反応性官能基（その例としては、第一級アミノ基、ヒドラジド（ＨＺ）、チオール、スクシナート（ＳＵＣ）、スクシンイミジルスクシナート（ＳＳ）、スクシンイミジルスクシンアミド（ＳＳＡ）、スクシンイミジルプロピオナート（ＳＰＡ）、スクシンイミジルカルボキシメチレート（ＳＣＭ）、ベンゾトリアゾールカルボナート（ＢＴＣ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルデヒド、ニトロフェニルカルボナート（ＮＰＣ）、及びトレシナート（ＴＲＥＳ）が挙げられる）で提供され得る。適切な活性化ポリマー分子は例えばShearwater Polymers, Inc.、Huntsville、AL、米国から、又はPolyMASC Pharmaceuticals plc、英国から市販されている。あるいは、ポリマー分子は、例えば国際公開公報第９０／１３５４０号に開示のように当技術分野において公知の慣用的な方法によって活性化され得る。本発明に使用するための活性化直鎖又は分岐ポリマー分子の具体例は、Shearwater Polymers, Inc. 1997 and 2000 Catalogs（Functionalized Biocompatible Polymers for Research and pharmaceuticals, Polyethylene Glycol and Derivatives、これは参照により本明細書に取り込まれる）に記載されている。活性化ＰＥＧポリマーの具体例としては、以下の直鎖ＰＥＧ：ＮＨＳ−ＰＥＧ（例えばＳＰＡ−ＰＥＧ、ＳＳＰＡ−ＰＥＧ、ＳＢＡ−ＰＥＧ、ＳＳ−ＰＥＧ、ＳＳＡ−ＰＥＧ、ＳＣ−ＰＥＧ、ＳＧ−ＰＥＧ及びＳＣＭ−ＰＥＧ）、及びＮＯＲ−ＰＥＧ、ＢＴＣ−ＰＥＧ、ＥＰＯＸ−ＰＥＧ、ＮＣＯ−ＰＥＧ、ＮＰＣ−ＰＥＧ、ＣＤＩ−ＰＥＧ、ＡＬＤ−ＰＥＧ、ＴＲＥＳ−ＰＥＧ、ＶＳ−ＰＥＧ、ＩＯＤＯ−ＰＥＧ及びＭＡＬ−ＰＥＧ、並びに分岐ＰＥＧ、例えばＰＥＧ２−ＮＨＳが挙げられる。
【００５７】
前記ポリペプチド又は融合タンパク質と活性化ポリマー分子とのコンジュゲーションは、任意の慣用的な方法の使用によって行なわれる。慣用的な方法は、当業者には公知である。当業者は、使用される活性化法及び／又はコンジュゲーション化学は、該ポリペプチドの付着基（群）並びにＰＥＧ分子の官能基（例えばアミン、ヒドロキシル、カルボキシル、アルデヒド、ケトン、スルフヒドリル、スクシンイミジル、マレイミド、ビニルスルホン、又はハロアセタートである）に依存することを知っているだろう。
【００５８】
１つの実施態様では、ポリペプチドは、アミノ酸のＤ及びＥ（ＣＯＯＨの場合）、Ｔ、Ｙ及びＳ（ＯＨの場合）、Ｋ（ＮＨ２の場合）、Ｃ（少なくとも１つのシステインが保存されているならば、ＳＨの場合）、又は／並びにＱ及びＮ（アミド官能基の場合）においてＰＥＧとコンジュゲートしている。
【００５９】
１つの実施態様では、ＰＥＧ化のための追加の部位を、部位特異的突然変異誘発によって１つ以上のリジン残基を導入することによって導入することができる。例えば、１つ以上のアルギニン残基をリジン残基へと突然変異させ得る。別の実施態様では、追加のＰＥＧ化部位は、本発明のポリペプチド上のアミノ酸を改変することによって化学的に導入される。
【００６０】
１つの実施態様では、ＰＥＧは、リンカーを通してポリペプチド又は融合タンパク質にコンジュゲートされる。適切なリンカーは当業者には周知である。好ましい例は、シアヌル酸クロリドである（(Abuchowski et al., 1977)；米国特許第４，１７９，３３７号）。
【００６１】
当技術分野において公知である慣用的な分離技術及び精製技術、例えばサイズ排除（例えばゲルろ過）及びイオン交換クロマトグラフィーを使用して、本発明のＰＥＧ化ポリペプチドを精製することができる。生成物はまたＳＤＳ−ＰＡＧＥを使用して分離されてもよい。
【００６２】
１つの実施態様では、本発明によって提供されるＰＥＧ化ポリペプチドはインビボにおいて、改変されていないポリペプチドよりも少なくとも５０％、７５％、１００％、１５０％、又は２００％長い血清中半減期を有する。
【００６３】
核酸、ベクター、及び組換え宿主細胞
本発明のさらなる目的は、本発明によるポリペプチド又は融合タンパク質をコードしている核酸配列に関する。
【００６４】
本明細書において使用する、ＲＮＡ、ポリペプチド、タンパク質又は酵素などの発現産物を「コードしている」配列は、発現されるとＲＮＡ、ポリペプチド、タンパク質、又は酵素の生成をもたらすヌクレオチド配列であり、すなわち、該ヌクレオチド配列は、そのポリペプチド、タンパク質、又は酵素のためのアミノ酸配列をコードしている。タンパク質のコード配列は、開始コドン（通常ＡＴＧ）及び終止コドンを含み得る。
【００６５】
これらの核酸配列は、当業者には周知である慣用的な方法によって得ることができる。
【００６６】
典型的には、前記核酸は、適切なベクター、例えばプラスミド、コスミド、エピソーム、人工染色体、ファージ、又はウイルスベクターに含まれ得る、ＤＮＡ分子又はＲＮＡ分子である。
【００６７】
よって、本発明のさらなる目的は、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質をコードしている核酸分子が転写（特にプロモーター、エンハンサー、及び場合により終結因子）及び場合により翻訳を制御するための適切な要素に結合しているベクター及び発現カセット、並びにまた、本発明による核酸分子が挿入されている組換えベクターに関する。これらの組換えベクターは、例えば、クローニングベクター又は発現ベクターであり得る。
【００６８】
本明細書において使用する「ベクター」、「クローニングベクター」及び「発現ベクター」はＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列（例えば外来遺伝子）を宿主細胞に導入することができるビヒクルを意味し、これによって、宿主を形質転換し、導入された配列の発現（例えば転写及び翻訳）を促進することができる。
【００６９】
動物細胞のための任意の発現ベクターを使用することができる。適切なベクターの例としては、ｐＡＧＥ１０７（Miyaji et al., 1990)、ｐＡＧＥ１０３（Mizukami and Itoh, 1987）、ｐＨＳＧ２７４（Brady et al., 1984）、ｐＫＣＲ（O'Hare et al., 1981）、 ｐＳＧ１ ベータｄ２−４（Miyaji et al., 1990）などが挙げられる。
【００７０】
プラスミドの他の例としては、複製起点を含む複製プラスミド、又は組み入み型プラスミド、例えばｐＵＣ、ｐｃＤＮＡ、ｐＢＲなどが挙げられる。
【００７１】
ウイルスベクターの他の例としては、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、ヘルペスウイルスベクター及びＡＡＶベクターが挙げられる。このような組換えウイルスは、当技術分野において公知の技術によって、例えばヘルパープラスミド若しくはウイルスを用いてパッケージング細胞をトランスフェクトすることによって、又は一過性トランスフェクションによって生成され得る。ウイルスパッケージング細胞の典型例としては、ＰＡ３１７細胞、ＰｓｉＣＲＩＰ細胞、ＧＰｅｎｖ＋細胞、２９３細胞などが挙げられる。このような複製欠損組換えウイルスを生成するための詳細なプロトコールは、例えば、国際公開公報第９５／１４７８５号、国際公開公報第９６/２２３７８号、米国特許第５，８８２，８７７号、米国特許第６，０１３，５１６号、米国特許第４，８６１，７１９号、米国特許第５，２７８，０５６号及び国際公開公報第９４／１９４７８号に見られ得る。
【００７２】
動物細胞のための発現ベクターに使用されるプロモーター及びエンハンサーの例としては、ＳＶ４０の初期プロモーター及びエンハンサー（Mizukami and Itoh, 1987）、モロニーマウス白血病ウイルスのＬＴＲプロモーター及びエンハンサー（Kuwana et al., 1987）、免疫グロブリンＨ鎖のプロモーター（Mason et al., 1985）及びエンハンサー（Gillies et al., 1983）などが挙げられる。
【００７３】
本発明のさらなる態様は、本発明によるポリペプチド若しくは融合タンパク質をコードしている核酸分子又は本発明によるベクターを含む、宿主細胞に関する。特に、本発明の主題は、本発明による少なくとも１つの核酸分子又はベクターを用いて遺伝子的に形質転換された原核宿主細胞又は真核宿主細胞である。
【００７４】
「形質転換」という用語は、「外来の」（すなわち外因性又は細胞外）遺伝子、ＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列の宿主細胞への導入を意味し、よって宿主細胞は、導入された遺伝子又は配列を発現して、所望の物質、典型的には導入された遺伝子又は配列によってコードされるタンパク質又は酵素を産生する。導入されたＤＮＡ又はＲＮＡを受け取り発現する宿主細胞は「形質転換」されている。
【００７５】
特定の実施態様では、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質を発現及び産生するために、原核細胞、特にＥ．ｃｏｌｉ細胞が選択されるだろう。実際に、本発明によると、翻訳後修飾（例えばグリコシル化）を支持する真核生物の環境において本発明のポリペプチド又は融合タンパク質を産生することは必須ではない。さらに、原核細胞は、タンパク質を大量で産生するという利点を有する。真核生物の環境が必要とされる場合、酵母（例えばサッカロミセス株）が特に適切であり得る。なぜなら、それらでは大量のタンパク質の産生が可能であるからである。さもなければ、典型的な真核生物細胞株、例えばＣＨＯ、ＢＨＫ−２１、ＣＯＳ−７、Ｃ１２７、ＰＥＲ．Ｃ６、ＹＢ２／０、又はＨＥＫ２９３細胞が、本発明の融合タンパク質の正しい翻訳後修飾へと処理することができることから使用され得る。
【００７６】
本発明に従っての発現ベクターの構築、及び宿主細胞の形質転換は、慣用的な分子生物学的技術を使用して行なわれ得る。本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、例えば、本発明に従って遺伝子的に形質転換された細胞を培養し、該細胞によって発現されたポリペプチド又は融合タンパク質を培養液から回収することによって得ることができる。それらは、その後、必要であれば、当業者にはそれ自体が公知である慣用的な手順によって、例えば分画沈降、特に硫酸アンモニウム沈降、電気泳動法、ゲルろ過、アフィニティクロマトグラフィーなどによって精製され得る。特に、組換えタンパク質を調製及び精製するための慣用的な方法が、本発明に従ってタンパク質を生成するために使用され得る。
【００７７】
本発明のさらなる態様は、（ｉ）本発明のポリペプチド又は融合タンパク質の発現を可能とするに適した条件下で本発明による形質転換された宿主細胞を培養する工程；及び（ｉｉ）発現されたポリペプチド又は融合タンパク質を回収する工程を含む、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質を生成するための方法に関する。
【００７８】
治療法及び用途
本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、それを必要とする被験体における神経変性疾患を予防又は治療する方法に使用され得る。
【００７９】
それ故、本発明のさらなる態様は、医薬品としての使用のための本発明のポリペプチド又は融合タンパク質に関する。
【００８０】
１つの実施態様では、本発明は、それを必要とする被験体における神経変性疾患の予防又は治療に使用するための、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質に関する。
【００８１】
本明細書において使用する「被験体」という用語は、哺乳動物、例えばげっ歯類、ネコ、イヌ、及び霊長類を示す。好ましくは本発明による被験体はヒトである。好ましくは本発明による被験体は、神経変性疾患に苦しんでいるか又は該疾患に罹りやすい被験体である。
【００８２】
本明細書において使用する「神経変性疾患」という用語は当技術分野におけるその一般的な意味を有し、これにはパーキンソン病、アルツハイマー病、及び他の認知症、タウオパチー、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ；運動ニューロン疾患（ＭＮＤ）又はルー・ゲーリック病としても知られる）、ハンチントン病（ＨＤ）、脳卒中、加齢神経変性、プリオン病、脊髄小脳失調症（ＳＣＡ）、脊髄性筋萎縮症（ＳＭＡ）、アレキサンダー病、アルパース病、毛細血管拡張性運動失調症、バッテン病（シュピールマイアー・フォークト・シェーグレン・バッテン病としても知られる）、ウシ海綿状脳症（ＢＳＥ）、カナバン病、コケイン症候群、皮質基底核変性症、クロイツフェルト・ヤコブ病、ＨＩＶ関連認知症、ケネディ病、クラッベ病、レビー小体認知症、マシャド・ジョセフ病（脊髄小脳失調症３型）、多発性硬化症、多系統萎縮症、神経ボレリア症、ペリツェウス・メルツバッヘル病、ピック病、原発性側索硬化症、レフサム病、サンドホフ病、シルダー病、悪性貧血に続発する亜急性連合性脊髄変性症、統合失調症、シュピールマイアー・フォークト・シェーグレン・バッテン病（バッテン病としても知られる）、スティール・リチャードソン・オルスゼフスキー病、及び脊髄癆、優性視神経萎縮症（ＤＯＡ）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００８３】
いくつかの実施態様では、「神経変性疾患」という用語は、虚血損傷後の神経変性合併症を指す。「神経変性疾患」という用語はまた、虚血の神経変性続発症を指す。
【００８４】
本明細書において使用する「虚血損傷」という用語は当技術分野におけるその一般的な意味を有し、虚血の世界保健機関分類に改訂されたような任意のタイプの虚血に関し、これは心虚血、虚血性心疾患（Ｉ２０〜Ｉ２５の群）：狭心症、急性心筋梗塞、その後の心筋梗塞、急性心筋梗塞後の特定の現在の合併症（例えば心膜血腫、心房中隔欠損症、心室中隔欠損症、心膜血腫を伴わない心臓壁の破裂、腱索の破裂、乳頭筋の破裂、心房、心耳、及び心室の血栓症）、他の急性虚血性心疾患（例えば心筋梗塞及びドレスラー症候群を生じない冠動脈血栓症）、慢性虚血性心疾患（アテローム動脈硬化性心血管疾患、アテローム動脈硬化性心疾患、陳旧性心筋梗塞、虚血性心筋症、無症候性心筋虚血）；脳虚血、一過性脳虚血発作及び関連した症候群（Ｇ４５群）：椎骨脳底動脈症候群、頸動脈症候群（半球性）、多発性及び両側性脳実質外動脈症候群、一過性黒内障、一過性全健忘；網膜虚血；腎虚血；腸管虚血；四肢虚血；末梢性虚血又は糖尿病に関連した虚血；肺虚血；肝虚血；腸間膜虚血；虚血再灌流損傷又は虚血再灌流臓器損傷の群から選択される。
【００８５】
１つの実施態様では、本発明は、虚血損傷を患う被験体における神経変性合併症の予防に使用するための、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質に関する。
【００８６】
１つの実施態様では、本発明は、それを必要とする被験体における虚血の神経変性続発症の予防に使用するための、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質に関する。
【００８７】
１つの実施態様では、本発明は、それを必要とする被験体におけるミトコンドリア病の予防又は治療に使用するための、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質に関する。
【００８８】
本明細書において使用する「ミトコンドリア病」という用語は当技術分野におけるその一般的な意味を有し、これには、ミトコンドリア筋症、ＭＥＬＡＳ（ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス及び脳卒中様症候群）、ＭＥＲＲＦ（赤色ぼろ線維を伴うミオクローヌス癲癇）、ピアソン症候群、カーンズ・セイヤー症候群、リー症候群、虚血損傷後の心筋細胞におけるミトコンドリア機能障害、角膜及び網膜に対する虚血の作用、例えば加齢、緑内障、及びＤＯＡ（優性視神経萎縮症）をはじめとする他の網膜疾患などにおけるミトコンドリア機能障害、腎疾患におけるミトコンドリア機能障害、例えばアテローム性動脈硬化症、糖尿病、冠動脈疾患、高血圧、及び高コレステロール血症などにおける内皮細胞のミトコンドリア機能障害、並びにOsborne et al., 2014; O’Toole, 2014; Pagano et al., 2014; Zhan et al., 2013; Tang et al., 2014；国際公開公報第２０１２／０１９０３２号；国際公開公報第２０１０／１１９３４４号；国際公開公報第２０１４／０１１０４７号、及び国際公開公報第２００５／０３３０９２号に記載のミトコンドリア病が挙げられるがこれらに限定されない。
【００８９】
特定の実施態様では、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、抗神経変性剤などの１つ以上の治療活性物質と連続的に又は同時に投与されてもよい。
【００９０】
抗神経変性剤の例としては、カスパーゼ阻害剤、エネルギーブースター（例えばカルニチン又は１−クレアチン）、抗酸化剤、例えば補酵素Ｑ１０（ＣｏＱ１０）又はアズレニルニトロンスピントラップ剤、神経型一酸化窒素合成酵素及びシクロオキシゲナーゼ２の阻害剤、シクロスポリンＡ、ＳＳ（スゼト・シラー）細胞透過性合成テトラペプチド（例えばベンダビア（Bendavia））、並びにＴＰＡ（脳虚血変性用）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００９１】
本発明のさらなる態様は、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質をそれを必要とする被験体に投与する工程を含む、該被験体における神経変性疾患を予防又は治療するための方法に関する。
【００９２】
本発明のさらなる態様は、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質を、虚血損傷を患う被験体に投与する工程を含む、該被験体における神経変性合併症を予防又は治療するための方法に関する。
【００９３】
本発明のさらなる態様は、本発明のポリペプチド又は融合タンパク質をそれを必要とする被験体に投与する工程を含む、該被験体におけるミトコンドリア病を予防又は治療するための方法に関する。
【００９４】
医薬組成物
本発明の別の目的は、本発明によるポリペプチド又は融合タンパク質又は核酸配列又は発現ベクター又は宿主細胞と、薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物に関する。
【００９５】
典型的には、本発明によるポリペプチド又は融合タンパク質又は核酸配列又は発現ベクター又は宿主細胞を、薬学的に許容される賦形剤、及び場合により持続放出マトリックス、例えば生分解性ポリマーと組み合わせて、治療用組成物を形成し得る。
【００９６】
「薬学的に」又は「薬学的に許容される」は、哺乳動物、特にヒトに適宜投与された場合に、有害反応、アレルギー反応、又は他の都合の悪い反応を生じない分子実体及び組成物を指す。薬学的に許容される担体又は賦形剤は、無毒性の固体、半固体、又は液体の充填剤、希釈剤、封入材料、又は任意のタイプの製剤化補助剤を指す。
【００９７】
鼻腔内、経口、舌下、皮下、筋肉内、静脈内、経皮、局所、又は直腸投与のための本発明の医薬組成物において、活性成分は単独で又は別の活性成分と組み合わせて、単位投与剤形で、慣用的な薬学的支持体との混合物として、動物及びヒトに投与することができる。適切な単位投与剤形は、経口経路剤形、例えば錠剤、ゲルカプセル剤、散剤、顆粒剤、及び経口用懸濁剤又は液剤、舌下及び頬側投与剤形、エアゾール、埋込剤、皮下、経皮、局所、腹腔内、筋肉内、静脈内、真皮下、経皮、くも膜下腔内、及び鼻腔内投与剤形、並びに直腸投与剤形を含む。
【００９８】
好ましくは、医薬組成物は、鼻腔内滴下投与のために薬学的に許容されるビヒクルを含有している。
【００９９】
好ましくは、医薬組成物は、注射することのできる製剤にとって薬学的に許容されるビヒクルを含有している。これらは、特に、等張で無菌の食塩水溶液（リン酸一ナトリウム若しくはリン酸二ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム若しくは塩化マグネシウムなど、又はこのような塩の混合物）、又は場合に応じて滅菌水若しくは生理食塩水を添加すると注射液の復元を可能とする乾燥させた、特に凍結乾燥させた組成物であり得る。
【０１００】
注射用途に適した医薬剤形としては、無菌水溶液又は分散液；ゴマ油、ピーナッツ油、又は水性プロピレングリコールを含む製剤；及び、無菌注射液又は分散液の即時調製のための無菌粉末が挙げられる。全ての場合において、剤形は無菌でなければならず、シリンジが容易に扱える程度に流動性でなければならない。それは、製造及び保存の条件下で安定でなければならず、細菌及び真菌などの微生物の汚染作用から防腐されていなければならない。
【０１０１】
本発明の化合物を遊離塩基又は薬理学的に許容される塩として含む溶液は、ヒドロキシプロピルセルロースなどの界面活性剤と適切に混合された水中において調製され得る。分散液はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、及びその混合物中において並びに油中において調製され得る。通常の保存及び使用の条件下で、これらの製剤は、微生物の増殖を防ぐ保存剤を含有している。
【０１０２】
本発明のポリペプチド又は融合タンパク質は、中性形又は塩の形の組成物へと製剤化され得る。薬学的に許容される塩としては、限定されないが酸付加塩（タンパク質の遊離アミノ基と形成される）が挙げられ、これは無機酸、例えば塩酸若しくはリン酸、又はこのような有機酸、例えば酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸などと形成される。遊離カルボキシル基と形成される塩はまた、無機塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、又は水酸化鉄、及びこのような有機塩基、例えばイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカインなどから誘導され得る。
【０１０３】
担体はまた、例えば水、エタノール、ポリオール（例えばグリセロール、プロピレングリコール、及び液体ポリエチレングリコールなど）、その適切な混合物、及び植物油を含有している溶媒又は分散媒体であり得る。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティング剤の使用によって、分散液の場合には必要とされる粒径の維持によって、及び界面活性剤の使用によって維持され得る。微生物の作用の防御は、様々な抗細菌剤及び抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールなどによってもたらされ得る。多くの場合、等張剤、例えば糖又は塩化ナトリウムを含めることが好ましい。注射用組成物の吸収延長は、該組成物中に吸収を遅延させる物質、例えばモノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを使用することによってもたらされ得る。
【０１０４】
無菌注射液は、必要量の活性化合物を適切な溶媒中に、必要であれば上記に列挙された他のいくつかの成分と共に取り込み、その後、滅菌ろ過することによって調製される。一般的に、分散液は、様々な滅菌された活性成分を、基本分散媒体と上記に列挙された成分の中からの必要とされる他の成分とを含有している無菌ビヒクルに取り込むことによって調製される。無菌注射液の調製のための無菌粉末の場合、好ましい調製法は真空乾燥及び凍結乾燥技術であり、これにより、以前に滅菌ろ過されたその溶液から活性成分と任意の追加の所望の成分の粉末が得られる。
【０１０５】
直接的な注射のためのより濃縮された又は高度に濃縮された溶液の調製も考えられ、ここでは溶媒としてＤＭＳＯの使用が想定され、これにより、極めて迅速な浸透が起こり、高濃度の活性物質が小さな領域に送達される。
【０１０６】
製剤化時に、液剤は、投与製剤と適合性の様式で、かつ治療的に有効な量で投与されるだろう。製剤は、様々な剤形で、例えば上記のようなタイプの注射液で容易に投与されるが、薬物放出カプセルなども使用することができる。
【０１０７】
水溶液での非経口投与のために、例えば、液剤は、必要であれば適切に緩衝化されるべきであり、液体希釈剤は、まず、十分な食塩水又はブドウ糖を用いて等張にすべきである。これらの特定の水溶液は、静脈内、筋肉内、皮下、及び腹腔内投与のために特に適している。これに関連して、使用され得る無菌水性媒体は、本開示に鑑みて当業者には公知であろう。用量の幾分の変更が、処置される被験体の容態に依存して必然的に行なわれるだろう。投与責任者は、いずれの事象においても、個々の被験体に対する適切な用量を決定するだろう。
【０１０８】
本発明のペプチド又は融合タンパク質は、治療混合物内に、１用量あたり約０．０００１〜１．０mg、又は約０．００１〜０．１mg、又は約０．１〜１．０mg、又は約１〜１０mg、又はさらには約１０〜１００mgを含むように製剤化され得る。また、複数回の投与量を投与してもよい。
【０１０９】
静脈内又は筋肉内注射などの非経口投与のために製剤化された本発明の化合物に加えて、他の薬学的に許容される剤形としては、例えば錠剤又は経口投与用の他の固形剤；リポソーム製剤；徐放性カプセル剤；及び現在使用されている任意の他の剤形が挙げられる。
【０１１０】
本発明の別の目的は、１つ以上の抗神経変性剤を含む本発明による医薬組成物に関する。
【０１１１】
本発明はさらに、以下の図面及び実施例によって説明されるだろう。しかしながら、これらの実施例及び図面は、いずれにしても、本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】ＢＤＶは、ロテノンにより誘発される軸索変性から保護する。体細胞チャンバー中に４時間（＋Ｒｏｔ ｓｏｍａ）、又は軸索チャンバー中に１６時間（＋Ｒｏｔ ａｘｏｎ）添加されたロテノンによる処理後の軸索断片化の定量。各点は、４回の独立した実験において１つのマイクロ流体培養液について計算された断片化指数の平均値を指す。＊＊＊：ｐ＜０．００１、マンホイットニー検定を使用。
【図２】Ｘタンパク質のミトコンドリア局在化は、ロテノンにより誘発される軸索断片化から保護するのに必要かつ十分である。（Ａ）マイクロ流体デバイスにおいて増殖させ、軸索チャンバー中で１６時間加えたロテノンを用いて処置された、偽感染神経、ｒＢＤＶ−Ｘｗｔ感染神経、又はｒＢＤＶ−ＸＡ６Ａ７感染神経における軸索断片化の分析。各点は、３回の独立した実験において１つのマイクロ流体培養液について計算された断片化指数の平均値を指す。（Ｂ）各々の示されたタンパク質を独立して発現しているレンチウイルスベクターを用いて形質導入され、軸索チャンバー中で１６時間かけてロテノンを用いて処置された神経における軸索断片化の分析。各点は、３回の独立した実験において１つのマイクロ流体培養液について計算された断片化指数の平均値を指す。差異は、一元配置分散分析によって確立された。＃：＜１０−４。
【図３】Ｘタンパク質は、ＰＤのＭＰＴＰマウスモデルにおけるＤＡ系の変性から保護する。（Ａ）線条体のＴＨの免疫反応性の定量（吸光度）。データは、反対（注射されていない）側と比較した吸光度の比として表現され、すなわち、あらゆる１を超える比が神経保護を示す。各点は、１匹のマウスを示す。（Ｂ）同側のＳＮｐｃにおいて生存しているＴＨ＋ドーパミン作動性神経の計数。横の棒は、ＴＨ＋神経の平均数を示す。（マンホイットニー検定、＊＊ｐ＜０．０１；＊＊＊ｐ＜０．００１）。
【図４−１】Ｘタンパク質のカルボキシ末端の２９アミノ酸を網羅するペプチドは、神経変性から神経を保護する。（Ａ）ミトコンドリア標的化細胞透過性配列（ＭＰＰ）によってフランキングされるＸタンパク質の様々な部分に対応するペプチドの設計。（Ｂ）偽処置された神経又は様々なペプチドを用いて処置された神経における、ロテノンにより誘発された軸索断片化の分析。各点は、３回の独立した実験からの、１つのマイクロ流体培養液について計算された断片化指数の平均値を指す。同じような結果がＭＰＰ＋を用いて得られた（データは示されていない）。（Ｃ〜Ｄ）ＰＤのＭＰＴＰマウスモデルにおけるＰＸ２又はＰＸ３ペプチドを用いての鼻腔内処置の影響。（Ｃ）ＳＮｐｃにおいて生存しているＴＨ＋ドーパミン作動性神経の計数。各点は、１匹のマウスを示す。（Ｄ）線条体のＴＨ免疫反応性の定量。各点は１匹のマウスを示す。（マンホイットニー検定、＊＊：ｐ＜０．０１；＊＊＊：ｐ＜０．００１；一元配置分散分析、＃＃：ｐ＜１０−４）。
【図４−２】Ｘタンパク質のカルボキシ末端の２９アミノ酸を網羅するペプチドは、神経変性から神経を保護する。（Ａ）ミトコンドリア標的化細胞透過性配列（ＭＰＰ）によってフランキングされるＸタンパク質の様々な部分に対応するペプチドの設計。（Ｂ）偽処置された神経又は様々なペプチドを用いて処置された神経における、ロテノンにより誘発された軸索断片化の分析。各点は、３回の独立した実験からの、１つのマイクロ流体培養液について計算された断片化指数の平均値を指す。同じような結果がＭＰＰ＋を用いて得られた（データは示されていない）。（Ｃ〜Ｄ）ＰＤのＭＰＴＰマウスモデルにおけるＰＸ２又はＰＸ３ペプチドを用いての鼻腔内処置の影響。（Ｃ）ＳＮｐｃにおいて生存しているＴＨ＋ドーパミン作動性神経の計数。各点は、１匹のマウスを示す。（Ｄ）線条体のＴＨ免疫反応性の定量。各点は１匹のマウスを示す。（マンホイットニー検定、＊＊：ｐ＜０．０１；＊＊＊：ｐ＜０．００１；一元配置分散分析、＃＃：ｐ＜１０−４）。
【図５】Ｘタンパク質は、Ｄｒｐ１（Ｓ６１６）リン酸化を遮断することによって、定常状態において及び酸化ストレス後においての両方で、ミトコンドリアネットワーク線維化を引き起こす。（Ａ〜Ｂ）対照神経（偽）、Ｘｗｔ（ＬＶ−Ｘ）又はＸＡ６Ａ７（ＬＶ−ＸＡ６Ａ７）のいずれかを発現しているレンチウイルスベクターを用いて形質導入された神経、並びに、ＰＸ３ペプチドを用いて処置された神経において、ミトコンドリアサイズの再分割を分析した。分析は、処置せずに（−Ｒｏｔ、Ｂ）又は１０nMのロテノンで２時間処置した後に（＋Ｒｏｔ、Ｃ）行なわれた。データは、１群あたり実験１回あたり少なくとも１５個の神経から得られた。ｎ＝３回の独立した実験。（Ｃ）Ｘｗｔタンパク質又はＰＸ３ペプチドは、ロテノンにより誘発されたＤｒｐ１（Ｓ６１６）のリン酸化を遮断することを示したリン酸化Ｄｒｐ−１の定量分析（ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用した積分強度測定）。各数値は、６個の独立した培養液からの３回無作為に撮影された写真の平均を示す（一元配置分散分析、＃：ｐ＜１０−４；§：ｐ＜１０−３）。
【図６】培養神経において逆行性死滅している軸索をモデル化する、マイクロ流体培養液の設定の利点。偽感染又はＢＤＶ感染した、細胞体樹状突起（Ｓｏｍａ）又は軸索（Ａｘｏｎ）のマイクロ流体に基づいて方向付けられた一次神経培養液のチャンバーのいずれかへのロテノンの適用時における、神経死の動態の差異。濃縮した核の比率は、指定された時点におけるＴＯＰＲＯ−３の染色によって決定された。ｎ＝４回の独立した実験。エラーバーは、ＳＥＭを示す。＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．０１、マンホイットニー検定を使用。
【図７】ＢＤＶ感染は、ミトコンドリアを標的化する毒素によって誘発される軸索断片化から防御するが、細胞骨格損傷を誘発する毒素からは保護しない。偽感染又はＢＤＶ感染した、マイクロ流体に基づいて方向付けられた神経培養液を、（Ａ）呼吸鎖複合体Ｉの毒素であるＭＰＰ＋又は（Ｂ）チューブリン重合阻害剤のコルヒチンの１６時間かけての軸索への適用によって処置した。軸索断片化を、本方法に記載されている通りに決定した。ｎ＝３回の独立した実験（統計：マンホイットニー検定、＊＊＊ｐ＜０．００１）。
【図８】ＰＸ３の脳室内送達は、ＭＰＴＰにより誘発されたＤＡ神経減少から保護するが、ＰＸ２ ＭＰＰ−Ｘペプチドは保護しない。（Ａ）線条体のチロシンヒドロキシラーゼ（ＴＨ）の免疫反応性の定量。（Ｂ）ＴＨ＋ドーパミン作動性神経の定量。（マンホイットニー検定、＊ｐ＜０．０５）。
【図９】ＢＤＶ Ｘタンパク質は、ロテノンにより誘発された酸化的ストレスから保護する。（Ａ〜Ｂ）処理前（−Ｒｏｔ）又はロテノンを用いての軸索処置から１６時間後（＋Ｒｏｔ）、偽感染神経、ＢＤＶ−Ｘｗｔ感染神経、及びＢＤＶ−ＸＡ６Ａ７感染神経のマイクロ流体培養液の軸索チャンバーにおけるＲＯＳ生成（Ｈ２−ＣＦＤＡプローブ）の分析。陽性対照ＴＢＨＰもまた示されている。
【図１０】ＢＤＶ Ｘタンパク質は、定常状態ではミトコンドリアの生理機能に対して全く影響を及ぼさない。（Ａ）ＪＣ−１プローブを使用したミトコンドリア膜電位（ΔΨｍ）の分析。（Ｂ）Ｈ２Ｄ−ＣＦＤＡプローブを使用したＲＯＳの生成分析。偽処置されたか又はＬＶ−Ｘｗｔ若しくはＬＶ−ＸＡ６Ａ７レンチウイルスベクターを用いて形質導入された、２４ウェルプレート中で増殖した一次神経培養液に対して測定を行なった。（Ｃ）ＳｅａｈｏｒｓｅＸＦ２４細胞外フラックスアナライザーを使用した酸素消費速度（ＯＣＲ）のリアルタイム測定。ＸＦ２４に特異的なプレート上で増殖させた神経を、ＯＣＲ分析の１０日前にＬＶ−Ｘｗｔ又はＬＶ−ＧＦＰ（対照として）を用いて形質導入した。基礎呼吸及び呼吸鎖活性の適応性を、取得中に培養培地への様々な薬物の添加を通して評価した。オリゴマイシン後のＯＣＲはプロトンの漏出を示し、基礎呼吸との差異は、ＡＴＰ生成についての共役効率を示す。ＦＣＣＰによる脱共役は最大呼吸を生じるが、ロテノン＋アンチマイシン（これはミトコンドリアの呼吸を完全に遮断する）による処置は、非ミトコンドリア部分の神経呼吸を示す。データは、３回の独立した実験の代表である。
【０１１３】
実施例：
材料及び方法
倫理に関する声明
動物実験を、動物実験の倫理に関するフランス国チャートに従って行なった（「農事法」のＲ第２１４−８７〜９０条）。動物を、欧州理事会指令８６／６０９／ＥＥＣに従って飼育し、取扱い、そして管理した。本発明者らのプロトコールは、動物実験の倫理に関する地域委員会からの承認を受け（認可番号：１３ＣＢ−Ｕ１０４３ ＤＤ−１１）、動物の苦しみを最小限するために全ての努力が払われた。
【０１１４】
細胞及びウイルス株
ＨＥＫ２９３Ｔ細胞（ＡＴＣＣ ＣＲＬ−３２１６）を、１０％ウシ胎児血清（ＦＣＳ、Gibco）、２mM Ｌ−グルタミン（GE Healthcare）及び０．２mg/mlのジェネテシン（Gibco）の補充されたダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ、Gibco）中で１週間に２回１：８に継代した。細胞遊離ウイルスストック液を、ＢＤＶ Ｈｅ／８０又は野生型若しくは突然変異Ｘを発現している組換えウイルス（ｒＢＤＶ−ＬＲＤ−Ｘｗｔ及びｒＢＤＶ−ＬＲＤ−ＸＡ６Ａ７、ドイツのフライブルク大学のU. Schneiderからの親切なる贈り物）のいずれかに感染させたＶｅｒｏ細胞（ＡＴＣＣ ＣＣＬ−８１）を使用して、記載（４２、４３）の通りに調製した。
【０１１５】
一次皮質神経を、妊娠１７日目にスプラーグドーリーラットの胚から調製した。解剖後、皮質組織を、１０U/mlのパパイン（Worthington）を含有しているＰＢＳ中での３７℃での１５分間のインキュベーション、次いで１．５mg/mlのウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）及び１．５mg/mlのトリプシン阻害剤（ニワトリ卵から、Sigma-Aldrich）を含有しているＰＢＳ中での穏やかな解離によって解離した。４％ＢＳＡクッションを通しての遠心分離後、神経を、０．５mg/mlのポリ-ＤＬ−オルニチン（ＰＯ、一晩、Sigma-Aldrich）及び５mg/mlのラミニン（２時間、Roche）でコーティングされた培養皿上に蒔いた。神経培養液を、２mMのＬ−グルタミン、１００μg/mlのペニシリン／ストレプトマイシン（Gibco）及び２％Ｂ−２７サプリメント（Gibco）で補充された無血清Neurobasal（Gibco）から構成される完全神経培養培地中で維持した。
【０１１６】
マイクロ流体培養チャンバーの調製及び神経培養の設定
マイクロ流体チップを、他で記載されているように（１４、１５）調製した。簡潔に言えば、培養チャンバーを、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ；Sylgard 184；Dow Corning, Midland, MI, USA；硬化剤と９：１の比で）を用いて、これを補完的でポジティブなレリーフパターンの細胞培養区画及びマイクロチャネルを有する樹脂ＳＵ−８シリコンマスターに注いで成形した。生じた弾性ポリマープリントを剥がし、レザバーを生検パンチャーを使用して作成した。イソプロパノールを用いての清浄及び風乾後、ポリマープリント及びカバーガラスを、エアプラズマジェネレーターを用いて１分間処理した。その後、両方の成分を互いに結合させ、滅菌水で水和させ、ＵＶ下で１５分間滅菌し、ＰＯ及びラミニンでコーティングした。上記のように調製した一次神経培養液を、５×１０７個の細胞／mlの最終濃度に調整し、細胞懸濁液を、上のレザバーに３μlを導入することによって体細胞チャンバーに播種した。１分後又は２分後に、神経が基材に付着すると、レザバーを完全神経培養培地で充填した。体細胞チャンバーと軸索チャンバーとの間に１０μlの培養容量の差を維持し、恒久的な静水学的な流動を確保した。神経を、蒔いてから１日後に無細胞のＢＤＶ（Ｇｉｅｓｓｅｎ株Ｈｅ／８０、組換えｒＢＤＶ−ＬＲＤ−Ｘｗｔ又は−ＸＡ６Ａ７）に感染させたか、又は、蒔いてから３日後にレンチウイルスベクターを用いて形質導入した。
【０１１７】
レンチウイルスベクターの構築及び生成
ＢＤＶ Ｎ（核タンパク質）、Ｐ（リン酸化タンパク質）、Ｘ、突然変異ＸＡ６Ａ７（７）又は緑蛍光タンパク質（ＧＦＰ）をコードしている遺伝子をＰＣＲによって増幅し、構成的なサイトメガロウイルス（ＣＭＶ）エンハンサー／ニワトリβ−アクチン（ＣＡＧ）プロモーターの下流にある、ＢａｍＨＩ及びＸｈｏＩ制限酵素部位を使用して、ｐＴｒｉｐベクター（パリのパスツール研究所のDr. P. Charneauからの親切な贈り物）にクローニングした。レンチウイルスベクターを生成するために、各々１．２×１０７個のＨＥＫ−２９３Ｔ細胞を蒔いた１０個のＴ１５０フラスコを、様々な遺伝子（各々のＴ１５０についてGeneJuice（Merck）１００μlと混合したエンドトキシンフリーの調製されたプラスミドそれぞれ１４．６μg、７．９μg、２２．５μg）を発現しているパッケージングプラスミドｐｓＰＡＸ２、ｐＭＤ２．Ｇ（どちらもAddgene）及びｐＴｒｉｐを用いてトランスフェクトした。培養培地を翌日に取り出し、温ＯｐｔｉＭＥＭ（Gibco）と交換した。上清をトランスフェクションから４８時間後及び７２時間後に収集し、低速遠心分離によって清澄化し、０．４５μmのフィルターを使用してろ過し、レンチウイルス粒子を、２０％スクロースクッションを通した超遠心分離（２５，０００rpm、２時間、４℃；ＳＷ３２Ｔｉローター、Beckman Coulter）によって精製した。氷冷ＰＢＳを各々の遠心分離チューブに加え、レンチベクターを含有しているペレットを穏やかな撹拌下で４℃で一晩膨潤させ、その後、回収し、分注し、−８０℃で保存した。連続希釈液でＨＥＫ−２９３Ｔ細胞を形質導入してから７２時間後にフォーカスを計数することによってレンチベクター力価を決定した。全ての本発明者らの実験において、力価は８×１０８から３×１０９の形質導入単位（ＴＵ）/mlまで変動し、インビトロでの神経形質導入のために５の形質導入多重度（細胞１個あたりのベクターの形質導入単位）で使用した。
【０１１８】
軸索酸化ストレス又は体細胞酸化ストレスの誘導
１２日齢の神経培養液を、呼吸鎖複合体Ｉ阻害剤のロテノン（２mMグルタミン＋１％ペニシリン／ストレプトマイシン＋２％Ｂ−２７＋１％Ｎ２サプリメント（Invitrogen）の補充された１g/Lのグルコース（Invitrogen）を含有しているＤＭＥＭ中に希釈された１μM）又はＭＰＰ＋（１−メチル−４−フェニルピリジニウム、完全神経培養培地中１０μM）を加えることによって酸化ストレスにかけた。微小管阻害剤のコルヒチン（１０μM、完全神経培養培地）を、非ミトコンドリアストレス対照として使用した。毒素を、それぞれ体細胞ストレス又は軸索ストレスのために、体細胞チャンバー又は軸索チャンバーに加えた。
【０１１９】
マイクロ流体チャンバーにおける免疫蛍光及び画像撮影
マイクロ流体培養液中の神経を、４％パラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）を含有しているＰＢＳを用いて室温で４０分間かけて固定し、ＰＢＳ＋０．１％トリトン−Ｘ１００を使用して２０分間かけて透過処理し、ＰＢＳで濯ぎ、ＰＢＳ＋２．５％の正常ヤギ血清＋３％ＢＳＡ（ブロッキング緩衝液）を用いて２時間かけてブロッキングした。ブロッキング緩衝液中で希釈された一次抗体と共に室温で少なくとも２時間インキュベーションを行ない、ＰＢＳ中で十分に洗浄した後、ＰＢＳ中に希釈された蛍光にコンジュゲートさせた二次抗体と共に室温で１時間インキュベーションした。ＴＯＰＲＯ３の染色のために、体細胞チャンバーを、ＴＯＰＲＯ３（ＰＢＳ中１：１０００；Invitrogen）と共に１０分間インキュベートし、次いで、ＰＢＳ中で２回濯いだ。全てのインキュベーション及び洗浄は、標準的なカバーガラス中で増殖させた神経について５０％減少させた。蛍光に基づいた分析及び測定を、４０倍の対物レンズ（ミトコンドリアネットワーク形態の分析及びｐＤｒｐ１（Ｓ６１６）免疫反応性の定量については６３倍の対物レベル）を用いてツァイスＬＳＭ−５１０又はツァイスＬＳＭ−７１０倒立共焦点顕微鏡のいずれかで行なった。Ｄｒｐ１の免疫蛍光分析は、抗ｐＤｒｐ１（Ｓ６１６）（Cell Signaling Technologies、１：１０００に希釈）を使用して行なわれた。蛍光強度の定量は、ImageJソフトウェアの閾値に基づいた蛍光定量モジュールを使用して行なわれた。全てのデータは、βＩＩＩチューブリンの染色に対して標準化された。
【０１２０】
軸索断片化の分析
軸索変性の分析は、位相差観察によって及び軸索βＩＩＩチューブリン（Sigma-Aldrich）の免疫染色後の両方によって行なわれた。インタクトな軸索は直線状の位相差の形態、及び、軸索シャフトを描写する均一なチューブリンの染色を示し、一方、ブレブを有する又は切断された軸索は、断片化された形態及び点状のチューブリンネットワークを示す。各々のマイクロ流体培養液について、βＩＩＩチューブリン染色総面積を、軸索チャンバー中で撮影された４つの無作為に選択された写真で測定した（ＭｅｔａＭｏｒｐｈソフトウェア分析、一定の閾値）。その後、断片化軸索のチューブリンスポットの数を手作業で計数し（Ｉｍａｒｉｓソフトウェア、「クリッキング」記録用のスポット計数）、スポット数と染色総面積の間の比を、断片化指数として定義した。
【０１２１】
感染効率又は形質導入効率を制御するために、ＢＤＶ抗原についての免疫染色（Ｎ、Ｐ又はＸタンパク質に対して生じた自家製ウサギ抗血清を使用）をβＩＩＩチューブリンを一緒に用いて行なった。静水学的な流動が実際に、薬物がチャネルを通して体細胞へと拡散して戻ることを防ぐことを確実にするために、ＴＯＰＲＯ３（Invitrogen）染色を体細胞チャンバーにおいて行ない、各々の培養液についての核強度を確認した。対照又は軸索に損傷を受けた培養液中の２５％超の断片化／死滅核の観察は除外基準であった。
【０１２２】
Ｘ由来ペプチドの合成及び使用
ＭＰＰ配列に結合したＢＤＶ Ｘタンパク質（ＧｅｎＢａｎｋ：ＡＢＷ８１０１５．１）のＮ末端部（ＰＸ１、ａａ１〜３０）、中間部（ＰＸ２、ａａ２９〜５９）、又はＣ末端部（ＰＸ３、ａａ５９〜８７）を網羅するペプチドを、９５％超（インビトロでの試験）又は９９％超（インビボでの試験）の純度となるように合成した（Genosphere）。インビトロでの実験のために、神経を１２日間増殖させ、その後、培地を、５μMのペプチドを含有している新たな完全神経培養培地と交換した。培養液を、５％ＣＯ２で３７℃で９０分間維持し、その後、ペプチドが神経ミトコンドリアに確実に透過するためのあらゆる処理又は分析を行なった。脳室内への送達のために、ペプチドを以下に記載されているように注射した。鼻腔内ペプチド送達のために、１０μlの液滴のペプチド溶液（１mMの食塩水溶液：Ｈ２Ｏ＋０．９％ＮａＣｌ）を、ＭＰＴＰ中毒の前日から３日後まで毎日マウス鼻孔に入れた。
【０１２３】
定位脳手術
レンチウイルスベクターの片側定位固定注射を、以下の座標で８週齢のマウスの黒質緻密部（ＳＮｐｃ）に行なった：ＡＰ、ブレグマに対して−２．６mm、ＭＬ＋１．２mm、及びＤＶ、硬膜から−４．４mm。各マウスに、１０μlのマイクロシリンジ（Hamilton）を使用して０．１μl/分の流速で容量１μlの１×１０６個の形質導入単位のベクターを注射した。マウスを、ＭＰＴＰ中毒前の２週間、術後に休息させた。
【０１２４】
ペプチドの脳室内（ＩＣＶ）送達のために、カニューレ（Phymep）を、以下の座標で頭蓋内に穿孔した穴を通して側脳室へと定位的に埋入した：ＡＰ、ブレグマに対して０．０mm、ＭＬ＋１．０mm、及びＤＶ、頭蓋骨から−２．０mm。歯科用セメントを使用して、誘導用カニューレを頭蓋骨に固定し（ポリカルボキシレート、Sigma、フランス）、閉塞を防いだ。マウスを術後２週間休息させ、その後、ペプチド送達及び続いてＭＰＴＰによる中毒を行なった。ペプチドを、中毒の前日及び中毒後３日間毎日、蠕動ポンプに接続された注射器（Phymep）の固定によってカニューレを通して注射した（１回の注射あたり２μl中２nmol、注射速度：０．５μl/分）。
【０１２５】
ＭＰＴＰ中毒及び組織加工
１−メチル-４−フェニル−１，２，３，６−テトラヒドロピリジン（ＭＰＴＰ）中毒のために、マウスに、１８．５mg/kgのＭＰＴＰ−ＨＣｌ（遊離塩基として）又は対応する容量の０．９％ＮａＣｌ溶液のいずれかを２時間間隔で４回腹腔内注射した。病変安定化を確実にするためにマウスを３週間保持し、その後、屠殺した。マウスを、等張滅菌食塩水溶液に溶解した塩酸ケタミン（１００mg/kg、腹腔内）とキシラジン（１５mg/kg、腹腔内）の混合物を用いて、又は、ペントバルビタールナトリウム（１５０mg/kg、腹腔内）を用いて麻酔し、５ml/分の流速でＰＢＳ（２０ml）を用いて、その後、氷冷４％ＰＦＡ（１００ml）を用いて経心腔的に灌流した。頭蓋骨から抽出した後、脳をさらに、新鮮な４％ＰＦＡ溶液中で一晩かけて後固定し、リン酸緩衝液中３０％スクロースを用いて凍結保護した。その後、脳を−３０℃のイソペンタン中への浸漬によって凍結させ、さらに加工するまで−８０℃で保持した。一連の線条体及び中脳冠状切片（厚さ２０μm）を、凍結ミクロトーム（Thermo Scientific）を使用して収集し、０．３％アジ化ナトリウムを含有しているＰＢＳ中で保存した。
【０１２６】
免疫組織化学分析
免疫組織化学染色のために、フリーフローティング脳切片をまず、ＰＢＳ中に希釈された２０％（ｖ/ｖ）メタノール及び１％（ｖ/ｖ）過酸化水素中で５分間クエンチし、その後、ＰＢＳ−０．３％トリトン−Ｘ１００中に希釈された４％ＢＳＡ溶液中で３０分間ブロッキングし、チロシンヒドロキシラーゼに対して指向された一次抗体（１：５００の希釈率、US biological）と共に４℃で一晩インキュベートした。ＰＢＳ中で十分に洗浄した後、切片を、ビオチン化二次抗体（１：２５０の希釈率；Vector Laboratories）と共に１時間インキュベートした。染色を、ペルオキシダーゼ基質として３，３−ジアミノベンジジン（ＤＡＢ）を用いてＡＢＣ法（Vector Laboratories）によって可視化した。ＴＨ陽性神経を、全黒質緻密部（ＳＮｐｃ）を網羅する一定間隔で配置された切片上で立体解析学的に定量した。ＳＮｐｃを以前に記載（４４）されているように描写し、ＴＨ陽性細胞体を、画像分析ソフトウェア（Mercator, ExploraNova, La Rochelle, France）の具備されたライツ顕微鏡を使用して明視野顕微鏡によって計数した。線条体ＴＨの吸光度を、ＭＣＩＤソフトウェアを使用して定量した（ＭＣＩＤ分析７．０）。大脳皮質において測定された染色バックグラウンドを、線条体密度測定値から差し引いた。定量を実施した研究者には、全分析過程中、処置群は盲検的であった。
【０１２７】
ミトコンドリア膜電位分析
軸索を、製造業者によって記載されているようにＪＣ−１色素（ＰＢＳ中２μM；LifeTechnologies）を用いて染色した。簡潔に言えば、ＪＣ−１を、５％ＣＯ２、３７℃で４５分間培養培地に加え、ＰＢＳで２回洗浄し、細胞を３７℃及び５％ＣＯ２で維持しつつ、５３０nm及び５８５nmのバンドパス発光フィルターと一緒に４８８nmの励起フィルターを使用して共焦点顕微鏡によって分析した。一定の閾値を有する各々の発光バンドパスについての全蛍光強度を測定し、「赤色」（５８５nm：活性ミトコンドリア）と「緑色」（５３０nm：全ミトコンドリアネットワーク）との間の比を、各培養液について決定した（各々のマイクロ流体培養液について４つの無作為に選択された写真の平均）。
【０１２８】
ＲＯＳ生成の測定
培養培地を、軸索チャンバー又は体細胞チャンバーから取り出し、５％ＣＯ２、３７℃で４５分間かけてカルボキシ−２’，７’−ジクロロジヒドロフルオレセインジアセタート（ｃ−Ｈ２ＤＣＦＤＡ、ＰＢＳ中５μM；LifeTechnologies）を含有している予め加温したＰＢＳと交換した。ＰＢＳ中で２回洗浄した後、培養液を、３０分間かけて温培養培地に戻した。細胞を固定し、各軸索チャンバーについて３つの無作為に選択された領域に関する総合的な蛍光を測定した。Ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド（ＴＢＨＰ、LifeTechnologies）をＲＯＳ検出の陽性対照として使用した。ＲＯＳ量を蛍光（励起／発光：４９５／５２９nm）によって検出し、各培養液についての総合発光シグナル強度を測定することによって定量した（ツァイスＬＳＭ５１０共焦点顕微鏡を使用したマイクロ流体培養液の場合には４つの無作為に撮影された写真の平均；ＶａｒｉｏＳｋａｎ Ｆｌａｓｈ蛍光リーダー（Thermo Electron）を使用した従来の培養液についての全培養液のシグナル強度）。
【０１２９】
ミトコンドリアネットワーク形態の分析
神経を、２４ウェルプレート（１ウェルあたり５×１０４個の細胞）に配置された１２mm直径のスライドガラス上で低密度で９日間増殖させた。レンチウイルスベクターを用いての形質導入は３日目に実施し、一方、ペプチドを９日目に培地に加えた。神経を未処置のまま放置したか、又は、ロテノンによる処置を行ない（５〜１００nMで２時間、ＰＢＳで希釈）、濯ぎ、固定し、神経マーカー（βＩＩＩチューブリン）及びミトコンドリア（Ｔｏｍ２０、Santa Cruz Biotech.）について直接染色した。共焦点顕微鏡写真を撮影し、画像分析前には研究者には盲検的であった。無作為に選択された神経の全ての神経伸張におけるミトコンドリアのサイズをImageJソフトウェアを使用して決定し、ミトコンドリアをサイズカテゴリーに分類した（２μm未満から８μmを超える範囲）。各カテゴリーは、所与の神経について全ミトコンドリアネットワークのサイズに対する比率として表現された。
【０１３０】
ミトコンドリア呼吸測定
酸素消費速度（ＯＣＲ）のリアルタイム測定を、ＳｅａｈｏｒｓｅＸＦ２４細胞外フラックスアナライザー（Seahorse Bioscience）を使用して実施した。神経をＳｅａｈｏｒｓｅＸＦ２４ウェルプレート（３×１０４個の細胞／ウェル）中に播種し、９日間増殖した。レンチウイルスベクターを用いての形質導入は、播種から３日後に実施した。測定前に、培養培地を、温呼吸培地と交換した：１０mMグルコース、２mM Ｌ−グルタミン及び２mMピルビン酸（Gibco）で補充されたフェノールレッドを含まないＤＭＥＭ（最終培養培地のｐＨを７．４に調整した）。ＯＣＲの３回の２分間の基線測定の後（各回の測定の間には３分間の休息）、ミトコンドリア複合体阻害剤を各ウェルに順次注入した。各阻害剤の添加後、その後の阻害剤の自動注入前に、３回のＯＣＲ解読を行なった。ミトコンドリア複合体阻害剤は、注入順に、複合体Ｖ（すなわちＡＴＰシンターゼ）を阻害するためのオリゴマイシン（２μM）、プロトン勾配を脱共役させるためのＦＣＣＰ（２０μM）、複合体Ｉを阻害するためのロテノン（２．０μM）、及び複合体ＩＩＩを阻害するためのアンチマイシン（２．０μM）であった。ＯＣＲ値は自動的に計算され、記録され、ＳｅａｈｏｒｓｅＸＦ２４ソフトウェアによってプロットされた。
【０１３１】
結果
ＰＤなどの神経変性疾患における神経の構造及び機能の進行的な喪失は、ミトコンドリアの機能障害及び軸索変性を伴う（１、２）。かなりの努力にも関わらず、本発明者らには依然として、神経変性の初期の段階において神経死滅を遮断する効率的な療法がない。ウイルスは、偏性寄生生物として、細胞経路を乗っ取るために高度に特異的な手段を発達させてきた。その宿主における生存を最適化するために、多くのウイルスは、ミトコンドリアレベルで作用することによって、感染細胞の死滅を遮断又は遅延させるタンパク質又はノンコーディングＲＮＡを発現する（３〜５）。特に、いくつかの向神経性ウイルスは、その標的細胞が非常に弱い再生能を有するならば、神経を保護するための非常に効率的な戦略を有する。適切な症例は、神経に直接的な損傷を引き起こすことなく多くの動物種の脳に存続する高度に向神経性のＲＮＡウイルスであるボルナウイルス（すなわちＢＤＶ）である（６）。ＢＤＶの非細胞溶解性複製は、感染細胞内のミトコンドリアを標的化するＸと呼ばれる８７アミノ酸のウイルスタンパク質の発現に起因する（７）。ここで、本発明者らは、Ｘタンパク質が、ウイルス環境外で使用された場合にも、神経変性傷害から神経を保護することができる可能性を調べた。特に、本発明者らは、組織培養液及び動物モデルにおいて酸化的ストレス及び神経変性を誘導する、ミトコンドリア呼吸鎖複合体Ｉの毒素からの保護を評価した（８〜１１）。
【０１３２】
神経変性疾患における神経喪失は通常、遅延性の逆行性死滅パターンを通して進行し、神経終末の機能障害及び軸索消滅の長時間後に、神経細胞体の破壊が起こる（１）。それ故、本発明者らは、ＣＮＳ中で軸索が広がることを必要とする向神経性ウイルスは、軸索変性を防ぐための強力な戦略を開発し得ると判断した（１３）。したがって、本発明者らは、軸索区画と細胞体樹状突起区画の厳密な分離を許容しかつＢＤＶ感染の神経保護効力の評価を可能とする、マイクロ流体装置中の一次神経培養液を使用した（１４〜１６）。以前に記載されているように、複合体Ｉ阻害剤のロテノンの体細胞への適用により迅速な（４時間未満）細胞死がもたらされ、一方、ロテノンの軸索への適用は、体細胞の破壊に先行する進行性の軸索変性をトリガーし（図６）、神経変性の逆行性死滅パターンをモデル化するためのこの仕組みの利点を説明する（１７、１８）。顕著なことには、ロテノンを軸索に適用した場合、本発明者らは、ＢＤＶ感染が軸索断片化をほぼ完全に消失させたことを観察した（図１）。軸索断片化に対する同じような保護が、酸化的ストレスを誘発しかつげっ歯類及び霊長類においてＰＤ様の神経変性をモデル化するために広く使用される別の複合体Ｉの毒素である、１−メチル−４−フェニル−１，２，３，６−テトラヒドロピリジン（ＭＰＴＰ）の活性形であるＭＰＰ＋を用いて軸索を処置した後に観察された（１９）（図７Ａ）。ロテノン及びＭＰＰ＋毒素はミトコンドリアに作用するが、チューブリン会合も阻害する。両方の活性を区別するために、本発明者らは、チューブリンに結合することによって微小管の重合を阻害するコルヒチンを使用した。感染は、コルヒチンにより誘発された軸索断片化から保護せず（図７Ｂ）、このことはＢＤＶ感染が特異的に、複合体Ｉの阻害から軸索を保護することを示す。
【０１３３】
軸索保護におけるＢＤＶ Ｘタンパク質とミトコンドリアの相互作用の役割を評価するために、本発明者らは次に、組換え野生型ＢＤＶ（ＢＤＶ−Ｘｗｔ）及び組換えＢＤＶ（Ｘタンパク質を、そのミトコンドリアへの局在を消失させるために突然変異（７）させている）（ＢＤＶ−ＸＡ６Ａ７）による感染の保護効果を比較した。上記に示された結果と一致して、ＢＤＶ−Ｘｗｔによる感染は、ロテノンにより誘発された断片化から軸索を強力に保護した。これに対し、ＢＤＶ−ＸＡ６Ａ７による保護は全くなかった（図２Ａ）。ＢＤＶ Ｘタンパク質がそれ自体神経保護を示すことができるかどうかを試験するために、本発明者らは、ＧＦＰ（対照として）及び様々なＢＤＶタンパク質（核タンパク質（Ｎ）、リン酸化タンパク質（Ｐ）、タンパク質Ｘｗｔ、又はミトコンドリアにもはや標的化されないＸＡ６Ａ７突然変異体）を発現しているレンチウイルスベクター（ＬＶ）を構築した。マイクロ流体装置中で増殖させた神経を様々なＬＶを用いて形質導入し、軸索断片化を、ロテノンによる軸索の処理から１６時間後にアッセイした。野生型Ｘの発現のみが、ＢＤＶによる感染と同じレベルの軸索保護を与えた（図２Ｂ）。他のウイルスタンパク質はいずれも保護を誘導せず、ＸＡ６Ａ７突然変異体の使用は、Ｘタンパク質のミトコンドリア局在化が軸索保護のために必要とされることを示した。
【０１３４】
その後、本発明者らは、ＰＤのＭＰＴＰ中毒マウスモデルを使用してインビボにおいてＸタンパク質の神経保護特性を試験した（２０〜２２）。野生型（ＬＶ−Ｘ）又はそのミトコンドリアに標的化されない突然変異体（ＬＶ−ＸＡ６Ａ７）のいずれかを発現しているレンチウイルスベクターを、ＭＰＴＰ中毒の２週間前に、黒質緻密部（ＳＮｐｃ）への定位固定的な注射によって導入した。黒質線条体のドーパミン作動性（ＤＡ）神経の生存を、線条体（軸索投射）又はＳＮｐｃ（細胞体）におけるチロシンヒドロキシラーゼ（ＴＨ）免疫検出によってアッセイした。突然変異したＸタンパク質を投与されているＭＰＴＰ中毒マウスは、ＴＨ陽性神経の顕著な減少を示した（図３）。これに対し、野生型Ｘタンパク質を投与されているマウスはＭＰＴＰ毒性から顕著に保護され、同側の線条体の線維の保存（注射側、図３Ａ）及びＳＮｐｃ内の同側のＴＨ陽性神経のほぼ完全な保護を示した（図３Ｄ）。
【０１３５】
これらの励まされる結果にも関わらず、神経保護化合物の定位固定的な注射は侵襲的であり、療法として想定することができない（２３、２４）。それ故、本発明者らは、Ｘタンパク質由来の小さな細胞透過性ペプチドが類似の特性を示し得、全身投与後に神経保護的であり得るかどうかを問うた。本発明者らは、神経保護ドメインを同定するためにＸタンパク質の構造を調べた。Ｘタンパク質のコンピューター分析では、他のウイルス性タンパク質又は細胞性タンパク質との相同性は全く判明しなかった。コンピューターシミュレーションでの構造モデリングは、核ドメイン及びミトコンドリア局在化ドメインの両方を有する短いＮ末端脂肪族αヘリックスを除いて、全体的に無秩序なタンパク質を予測し、したがって、神経保護に関与する可能性のある明白な配列は指摘しなかった（２５、２６）。したがって、本発明者らは、神経保護について各々を別々に試験するために、完全なＸタンパク質を網羅する３つのペプチドを合成した（図４Ａ）。ミトコンドリアへのそれらの標的化を確実にするために、本発明者らは、それらを、細胞透過性ＨＩＶ ｔａｔペプチドに元来由来し、近年、形質膜への透過及び高い特異性でのミトコンドリアへの標的化を可能とすることが示された、ミトコンドリア透過性ペプチド配列（配列番号３：Ｆ−Ｒ−Ｃｈａ−Ｋ−Ｆ−Ｒ−Ｃｈａ−Ｋ、Ｃｈａ＝シクロヘキシルアラニン）と結合させた（２７、２８）。この配列は、小さな共有結合した分子をミトコンドリアに送達するのに成功裡に使用された（２９、３０）。本発明者らはまず、この配列をＸ由来ペプチドに融合させると、一次神経の培養培地にそれらを添加して９０分間以内に、それらのミトコンドリアへの蓄積が可能となったことを確認した。本発明者らは次に、そのマイクロ流体神経培養モデルを使用して、ロテノンにより誘発された軸索断片化からの神経保護をアッセイした。顕著なことには、Ｘタンパク質のＣ末端部分に対応するＰＸ３ペプチド（図４Ａ）は、完全長のＸタンパク質と類似した保護を与えた。他のペプチドは、全く保護を示さず（図４Ｂ）、このことは、Ｘタンパク質の神経保護特性は、その２９アミノ酸Ｃ末端配列内に完全に存することを示唆する。
【０１３６】
本発明者らは次に、ＰＸ３が、ＰＤのＭＰＴＰマウスモデルにおいて保護的であり得るかどうかを調べた。このペプチドの脳室内への注射は、線条体及びＳＮｐｃ ＴＨ陽性神経のＭＰＴＰにより誘発された喪失からそれぞれ４０％及び５３％の保護をもたらした（図８）。より簡便な全身投与経路を探究するために、その後、本発明者らは、ペプチドの鼻腔内（i.n.）滴下を行なった。実際に、i.n.経路は血液脳関門を迂回し、中枢神経系へ治療剤を標的化することが知られている（３１）。さらに、ＭＰＴＰのi.n.送達は、マウスにおいてＰＤをモデル化するのに効果的であり、このことは、嗅球から黒質線条体経路へと化学物質が移動することができることを実証する（３２）。ドーパミン作動性神経傷害は、主に、急性ＭＰＴＰ中毒後の最初の４日間以内に起こるので（２０）、本発明者らは、ペプチドを、i.p.ＭＰＴＰ中毒の１日前に、続く４日間の間、１日１回i.n.送達した。ＰＸ３ペプチドの代わりにＰＸ２ペプチドを投与された対照群では、マウスは、ＴＨ陽性神経（図４Ｃ）及び線条体ドーパミン作動性線維（図４Ｄ）の顕著な喪失を示した。顕著なことには、マウスがＰＸ３ペプチドを投与された場合、病変は、ＳＮｐｃ及び線条体の両方において４０％減少した（図４Ｃ〜Ｄ）。
【０１３７】
ミトコンドリア中毒からの、Ｘタンパク質及びＰＸ３によって付与される保護の根底にある機序をさらに調べた。ロテノン及びＭＰＰ＋の両方が、ミトコンドリア内膜を横断した電気化学的勾配（ΔΨｍ）の形成を遮断する（３３、３４）。マイクロ流体神経培養液の軸索区画では、本発明者らは、Ｘｗｔが、ロテノンへの曝露によってトリガーされる時間依存性のΔΨｍの減少を防いだが、ＸＡ６Ａ７突然変異ウイルスは防がなかったことを観察した（図９）。同様に、野生型ＢＤＶはまた、ロテノンにより誘発された酸化的ストレス及びＲＯＳ生成の突発を防いだ（図９）。まとめると、これらのデータは、Ｘタンパク質が、複合体Ｉ毒素によってトリガーされるミトコンドリア機能障害を緩衝化することができ、生じた酸化的ストレスから神経を保存することができることを示す。興味深いことに、Ｘの発現は、定常状態でミトコンドリアパラメーター（ΔΨｍ、ＲＯＳ生成、及び呼吸）に対して全く影響を及ぼさなかったが（図１０）、神経が酸化的ストレスにかけられた場合にのみミトコンドリア完全性を保存した。
【０１３８】
ミトコンドリアネットワーク動態は、ミトコンドリア品質制御において主要な役割を果たし、神経変性における中心的な作用因子として出現した（３５、３６）。一般的に、ミトコンドリアネットワークはストレスに応答して断片化状態となり、線維状ネットワークは、ストレス分子の希釈及び代償的な機序の両方を通して、酸化的ストレスに対するより良好な応答を確実とする（３７、３８）。したがって、本発明者らは、定常状態で及びロテノンにより誘発された酸化的ストレスの後の両方において、Ｘ、ＸＡ６Ａ７を発現しているか又はＰＸ３ペプチドを用いて処置された神経におけるミトコンドリアの形態を分析した。定常状態では、Ｘ又はＰＸ３の存在により、より線維状のネットワークが生じ（加重平均サイズ＝それぞれ５．２２μm及び５．０７μm、これに対して、対照神経では３．２７μm、ＸＡ６Ａ７を発現している神経では３．００μm）、短い断片化ミトコンドリア（２μm未満）は６０％減少し、長いミトコンドリア（８μm超）は４〜５倍増加した（図５Ａ）。重要なことには、Ｘタンパク質又はＰＸ３ペプチドは、ロテノンにより誘発されたミトコンドリア分裂を有意に減少させ（図５Ｂ）、長い形でミトコンドリアの存在を保存した（加重平均サイズ＝それぞれ４．５４μm及び４．８７μm、これに対して対照神経では２．３１μm、ＸＡ６Ａ７を発現している神経では２．３８μm）。Ｘタンパク質によって誘導されるミトコンドリアネットワークの超線維化の根底にある機序を調べるために、本発明者らは、それが、ミトコンドリア分裂／融合作用因子の発現及び／又は活性化に対して影響を及ぼすかどうかを試験した。本発明者らは、対照細胞とＸを発現している細胞との間に、融合タンパク質Optical Atrophy1（ＯＰＡ１）並びにマイトヒュージン１及び２（Ｍｆｎ１／２）又は分裂作用因子Ｆｉｓ１若しくはダイナミン関連タンパク質１（Ｄｒｐ１）の発現レベルに有意差を全く見出さなかった。同様に、ミトコンドリアへのＤｒｐ１の補充に差異は全くなかった。顕著なことには、ミトコンドリア分裂に関与するそのセリン６１６残基上のＤｒｐ１のリン酸化（３９）は、Ｘタンパク質又はＰＸ３を発現している神経において重度に減少していたが、非ミトコンドリアＸＡ６Ａ７突然変異体を使用した場合にはそうでなかった（図５Ｃ）。さらに、ロテノンを用いての処置後に観察された増強されたＤｒｐ１リン酸化はまた、Ｘタンパク質又はＰＸ３を発現している神経において選択的に減少し（図５Ｃ）、これには、線維状ミトコンドリアネットワークのその保存が根底にある可能性がある。
【０１３９】
したがって、神経変性におけるミトコンドリア動態の役割のエビデンスが増えつつあることを考慮すると（４０、４１）、これらの所見は、Ｘタンパク質及びＰＸ３ペプチドが、神経変性における主要な原因を標的化することを示す。それ故、これらのウイルス由来ペプチドは、ＰＤ又は他の神経変性疾患を患っている患者の処置に大きな可能性を有する新しいクラスの神経保護剤を規定する。
【０１４０】
参考文献：
本出願全体を通して、様々な参考文献が、本発明が属する技術分野の最新技術を記載する。これらの参考文献の開示は、本開示への参照により本明細書に組み入れられる。
【０１４１】
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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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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【配列表】
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【国際調査報告】
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