(57)【要約】  本発明は、医学分野、特にニューロンの電気的分極の調節に関する。より具体的には、本発明は、典型的には患者のニューロンの電気的分極を調節することによる、患者のニューロンの電気的分極調節用、例えば患者の神経疾患予防又は治療用、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に関し、ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかである。本発明はさらに、このようなナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含む組成物及びキット、並びにその使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節することによる、患者の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、
ｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又は前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、
前記中性表面荷電は約−１０ｍＶから＋１０ｍＶである、
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項２】
前記光−電気変換を可能とする材料が、３．０ｅＶ未満のバンドギャップＥｇを有する半導体材料である、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項３】
前記光−熱変換を可能とする材料が、プラズモニック金属材料である、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項４】
前記光−光変換を可能とする材料が、
ランタニドのドーピングされた酸化物、
ランタニドのドーピングされた混合酸化物、
ランタニドのドーピングされた金属リン酸塩、及び
ランタニドのドーピングされた金属−バナジウム酸塩から選択される
ランタニド元素のドーピングされた材料である、
請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項５】
前記磁気−電気変換を可能とする材料が、ＣｏＦｅ２Ｏ４−ＢａＴｉＯ３である、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項６】
前記磁気−熱変換を可能とする材料が超常磁性材料である、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項７】
前記音響−電気変換を可能とする材料が圧電材料である、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項８】
前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤が、アルコール（Ｒ−ＯＨ）、アルデヒド（Ｒ−ＣＯＨ）、ケトン（Ｒ−ＣＯ−Ｒ）、エステル（Ｒ−ＣＯＯＲ）、酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）、チオール（Ｒ−ＳＨ）、糖、無水物（ＲＣＯＯＯＣ−Ｒ）、及びピロールから選択された官能基を示す、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項９】
請求項８記載の親水性剤が、ポリ（乳酸）、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリビニルピロリドン、多糖、ポリピロール、シクロデキストリン、チオグルコース、２−メルカプトエタノール、１−チオグリセロール、チオジグリコール、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、フルクトース−６−リン酸、及びグルコース−６−リン酸から選択される、請求項１記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物。
【請求項１０】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節することによる、患者の神経疾患予防又は治療用組成物であって、
前記組成物は、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物、及び薬学的に許容される支持体を含み、
ｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又は前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、
前記中性表面荷電は約−１０ｍＶから＋１０ｍＶである、
組成物。
【請求項１１】
前記組成物は少なくとも２種の別個のナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含み、
各々のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、光−電気変換、光−熱変換、光−光変換、磁気−電気変換、磁気−熱変換、又は音響−電気変換を可能とする材料から選択される別個の材料からなり、
前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされている、
請求項１０記載の神経疾患予防又は治療用組成物。
【請求項１２】
少なくとも２種の別個のナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含むキットであって、
各々のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、光−電気変換、光−熱変換、光−光変換、磁気−電気変換、磁気−熱変換、又は音響−電気変換を可能とする材料から選択される別個の材料からなり、
前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又は前記ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、
前記中性表面荷電は約−１０ｍＶから＋１０ｍＶである、
キット。
【請求項１３】
患者が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調製することによる、患者の神経疾患予防又は治療用である、請求項１２記載のキット。
【請求項１４】
患者がヒトである、請求項１〜９のいずれか一項記載の神経疾患予防又は治療用ナノ粒子又はナノ粒子凝集物、請求項１０又は１１記載の神経疾患予防又は治療用組成物、又は請求項１２又は１３記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医学分野、特にニューロンの電気的分極の調節に関する。より具体的には、本発明は、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には患者のニューロンの電気的分極を調節することによる、患者のニューロンの電気的分極の調節用、例えば患者の神経疾患予防又は治療用のナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかである、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に関する。本発明はさらに、このようなナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含む組成物及びキット、並びにその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
神経学的障害は、大きな健康上の懸念である（Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ  ｐｕｂｌｉｃ  ｈｅａｌｔｈ  ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ．ＷＨＯ，２００６）。神経ネットワーク機能の障害は、様々な原因を有し得る。パーキンソン病は、中脳に位置する黒質におけるドーパミンニューロンの死滅によって引き起こされる運動障害である。脳卒中は、脳の血液の供給の遮断に相当する。酸素がなければ、罹患した領域におけるニューロンは死滅し、それらの細胞によって制御されていた身体の一部は機能することができなくなる。ハンチントン病は遺伝子異常である。癲癇は、様々な脳領域における大群のニューロンの異常な興奮によって引き起こされる障害である。アルツハイマー病は、海馬、大脳皮質、及び他の脳領域におけるニューロンの死滅によって特徴付けられる神経変性障害である。自閉症スペクトラム症の原因は多因子（遺伝、環境など）である。
【０００３】
神経障害は、患者を冒す主症状に応じて分類することができる。以下の３つの主要な種類の症状、すなわち、本明細書において以下にさらに説明するような運動障害、精神（気分的／社会的）障害、及び認知障害が観察される。
【０００４】
運動障害は、振戦、運動低下、例えば動作緩慢又はジスキネシア、筋肉のひねり、強直、姿勢動揺、すくみ足などを包含する。運動障害を呈する疾患としては典型的には、パーキンソン病、ジストニア、癲癇、ハンチントン病、及びトゥレット症候群が挙げられる。
【０００５】
精神障害は、気分的／社会的障害の症状を呈する様々な疾患を成す。網羅されてはいないが、そのリストには、自閉症スペクトラム症、統合失調症障害、双極性障害、鬱病性障害、不安障害、強迫性障害、物質関連障害及び／又は嗜好性障害が含まれる（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  ａｎｄ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｍｅｎｔａｌ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ、２０１３、第５版、アメリカ精神医学会からの定義）。パーキンソン病及びジストニアのような運動障害を患う患者の中には、疾患の後期段階で精神障害を発症することがある。認知障害は、全てではないにしても多くの精神障害（例えば統合失調症、双極性障害）に存在する。その基本的な特色が認知性である障害のみが、認知障害の分類に含まれる。認知障害は、簡単な課題が複雑で成し遂げられない、という患者の日常生活に影響を及ぼす。認知症は代表的な認知障害であり、それは、日常生活に支障をきたすほどの重度の精神能力の低下の総称である。アルツハイマー病は、神経変性という側面を有する、特異な種類の認知症である。
【０００６】
神経障害は、可能な場合、脳内の神経伝達物質のレベルの調節、及びそれらの特定の神経伝達物質受容体との相互作用の制御に関与する薬物で処置される。関与する主な神経伝達物質は、グルタミン酸、γ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）、ドーパミン、及びアセチルコリンである。グルタミン酸及びＧＡＢＡの神経伝達物質が特に興味深い。なぜなら、それらはそれぞれ、ニューロンの興奮性の増加（Ｐｌａｔｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ，２００７，１７３，２７８−２８６：Ｔｈｅ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｇｌｕｔａｍａｔｅ  ｉｎ  ｃｅｎｔｒａｌ  ｎｅｒｖｏｕｓ  ｓｙｓｔｅｍ  ｈｅａｌｔｈ  ａｎｄ  ｄｉｓｅａｓｅ-ａ  ｒｅｖｉｅｗ）及び減少（Ｈｏｌｍｅｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ  Ｄｉｓａｂｉｌｉｔｉｅｓ，１９９５，１，２０８−２１９：Ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｇｌｕｔａｍａｔｅ  ａｎｄ  ＧＡＢＡ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｅｐｉｌｅｐｓｙ）において主な役割を果たしているからである。ドーパミンは、いくつかの脳機能、すなわち、基底核を介した動作の制御（基底核における不適切なレベルのドーパミンにより、動作が制御されなくなる）、快感報酬欲求行動（攪乱により、嗜好の機能障害が起こり得る）、認知（前頭葉におけるドーパミンの異常により、神経認知機能の低下が引き起こされる場合がある）（Ａｌｃａｒｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｒａｉｎ  Ｒｅｓ．Ｒｅｖ．，２００７，５６（２），２８３−３２１：Ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍｅｓｏｌｉｍｂｉｃ  ｄｏｐａｍｉｎｅｒｇｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ：ａｎ  ａｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｎｅｕｒｏｅｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ）等に関与している。アセチルコリンは、中枢神経系レベルで学習及び記憶に関与している神経伝達物質である（Ｈａｓｓｅｌｍｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｕｒｒ  Ｏｐｉｎ  Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ，２００６，１６（６），７１０−７１５：Ｔｈｅ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ａｃｅｔｙｌｃｈｏｌｉｎｅ  ｉｎ  ｌｅａｒｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｍｏｒｙ）。
【０００７】
パーキンソン病の運動症状を軽減するための一般的な薬物はレボドパであり、これは脳内でドーパミンに変換され、そのようにしてドーパミンの欠乏の均衡を図ることに役立つ。レボドパはカルビドパと結合し、それが全身におけるレボドパからドーパミンへの転換を回避するのに役立つ。レボドパ処置の１つの問題は「オン・オフ」現象であり、これにより抑鬱状態に関連した不動及び無能の期間と、歓喜の打ち解けた期間とが交互に起こる（Ｌｅｅｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ  Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ  Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ，１９８９，２９−３７：Ｔｈｅ  ｏｎ−ｏｆｆ  ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）。この処置に対する後期段階のパーキンソン病患者の無応答性は問題である（Ｆａｂｂｒｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐａｒｋｉｎｓｏｎｉｓｍ  ａｎｄ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ，２０１６：Ｄｏ  ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  ｌａｔｅ−ｓｔａｇｅ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  ｄｉｓｅａｓｅ  ｓｔｉｌｌ  ｒｅｓｐｏｎｄ  ｔｏ  ｌｅｖｏｄｏｐａ？）。統合失調症における、「陽性」症状、錯覚、及び幻覚のような、精神神経障害の症状を処置するための他の一般的な薬物は抗精神病薬である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの薬物を用いた神経障害の症状の治療的処置は非特異的であり、したがって、それらは深刻な有害事象を誘発する可能性がある。さらに、使用される薬物に対する不応性が出現する可能性がある。
【０００９】
神経科学の理解が進むにつれて、脳は、その電線すなわちニューロンを通して情報を暗号化し伝達する、電気的ネットワークとして考えることが可能である。ニューロン間の結合は単純でもあり同時に複雑でもある。すなわち、単純というのは、結合が、活動電位（すなわち電気的活動の「スパイク」）をもたらす、ニューロン内のイオンの流入／流出にあるからである；複雑というのは、脳ネットワークが、様々な空間的及び時間的スケールで協調した相互作用を示すノード、ハブ、及びモジュールを形成する、数千億個のニューロンから構成されているからである（Ｆｏｒｎｉｔｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１５，１６，１５９−１７２：Ｔｈｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｍｉｃｓ  ｏｆ  ｂｒａｉｎ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ）。神経情報交換は、個々のニューロンを結合する解剖学的成分（構造）、及び情報を伝達するプロセス（機能）に依存する。どちらの側面も、神経系の全体的機能に影響を及ぼす。ニューロンの相互作用は、脳の電気的活動パターンの振動によって伝達され、その振動は典型的には脳波（ＥＥＧ）によって測定可能である。振動の様々な振動数帯域が観察されている。すなわち、デルタ、０．５〜３．５Ｈｚ；シータ、３．５〜７Ｈｚ；アルファ、８〜１３Ｈｚ；ベータ、１５〜２５Ｈｚ；ガンマ、３０〜７０Ｈｚ（Ｗａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００３，７（１２），５５３−５５９：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｎｅｕｒａｌ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）である。構造的には、脳の最も顕著な神経解剖学的特色は、ニューロン間の豊富な結合性であり、これは神経情報交換の重要性を反映する。ある脳領域と別の脳領域との間の振動の同期化（「同期」）は、時間的協調をもたらすことによって最後のレベルの情報暗号化を構成しているようである［最初のレベル（ニューロン）：活動電位；第二のレベル（神経ネットワーク（群））：ニューロン振動］（Ｅｎｇｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００１，２，７０４−７１６：Ｄｙｎａｍｉｃ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ：ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｙ  ｉｎ  ｔｏｐ−ｄｏｗｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）。重要なことには、空間的及び時間的に微妙にバランスのとれた同期化及び脱同期化のパターンは、神経系の機能的活動にとって基本的であるという証拠が出現している（Ｓｃｈｎｉｔｚｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００５，６，２８５−２９６：Ｎｏｒｍａｌ  ａｎｄ  ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｂｒａｉｎ）。
【００１０】
ニューロンの電気的活動パターンの調節（神経調節）は、電気刺激を通して誘発することができる。脳内に電気刺激を発生させるための現在の技術は、経頭蓋電気刺激（ＴＥＳ）若しくは脳深部刺激（ＤＢＳ）などの直接的な電気刺激、又は経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）などの磁気コイルを通した電流の適用を通した電場の誘発のいずれかを利用するものである。
【００１１】
最近は、ニューロンを直接刺激するための光、磁場、又は超音波の使用などの、非侵襲的神経刺激技術が試験されている。
【００１２】
細胞レベルでニューロン刺激の空間的分解能を改善するために、独特な特性を有するナノ材料が、無線で伝達された一次刺激を、ナノ材料−ニューロン界面において、局在化した二次刺激、主として電場又は熱へと変換するためのメディエーターとして探究されている（Ｗａｎｇ  Ｙ．＆  Ｇｕｏ  Ｌ．Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ  ｉｎ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ．２０１６；ｖｏｌ．１０，Ａｒｔｉｃｌｅ  ６９，Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ−ｅｎａｂｌｅｄ  ｎｅｕｒａｌ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）。このように、光−電気変換は、量子ドット（半導体ナノ粒子）を使用して行なわれ、同様に、光−熱変換は金ナノ材料を使用して、磁気−電気変換は磁気−電気ナノ粒子を使用して、磁気−熱変換は超常磁性ナノ粒子を使用して、音響−電気変換は圧電ナノ材料を使用して行なわれてきた。ランタニドのドーピングされたナノ材料を使用した光−光変換がさらに行なわれた（Ｃｏｌｏｍｂｏ  Ｅ．ｅｔ  ａｌ．，Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ  ｉｎ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ．２０１６；ｖｏｌ．１０，Ａｒｔｉｃｌｅ  １０５，Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：  ａ  ｃｈａｌｌｅｎｇｉｎｇ  ｖｅｈｉｃｌｅ  ｆｏｒ  ｎｅｕｒａｌ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）。
【００１３】
神経刺激のために調べられた多様なクラスのナノ材料は依然としてその初期の開発段階にあり、インビボにおけるその安全な使用のためにいくつかの懸念に対処する必要があるだろう。特に、それらの生体適合性は考慮すべき重要な側面である。
【００１４】
ニューロンレベルにおいて、ナノ粒子は、ニューロンの電気的興奮性を増強又は抑制すると記載されてきた。例えば、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ、及び金ナノ粒子は、ニューロンの電気的興奮性を増強することが見出され、一方、酸化銅、銀、カーボンブラック、酸化鉄、及び酸化チタンはニューロンの電気的興奮性を抑制することが見出された（Ｐｏｌａｋ  Ｐ．＆  Ｓｈｅｆｉ  Ｏ．Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ：Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｉｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １１  （２０１５）  １４６７−１４７９，Ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ  ａｇｅｎｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｏｆ  ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ：Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｕｒｏｎａｌ  ｇｒｏｗｔｈ  ａｎｄ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｕｓｉｎｇ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）。
【００１５】
両親媒性ポリマーであるポリエチレングリコールを使用してコーティングされた銀ナノ粒子（ｃＡｇＮＰ）［１３ｎｍ±２ｎｍの水力学的直径（動的光散乱技術）及び純粋中で−６９ｍＶのゼータ電位（ゼータサイザーナノ）を有するｃＡｇＮＰ］のニューロン系に対する全身的影響の研究は、ナノ粒子が、興奮性に影響を及ぼす機序の変化を誘発したことを示した（Ｂｕｓｓｅ  Ｍ．ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ  ２０１３：８  ３５５９−３５７２，Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒｙ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｏｎ  ｎｅｕｒｏｎａｌ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  ｕｐｓｃａｌｉｎｇ）。
【００１６】
細胞内金ナノ粒子に伴うニューロンの興奮性の高まりは、発作などの病的容態下においてニューロンに対する有害な作用を潜在的に有すると記載された（Ｊｕｎｇ  Ｓ，ｅｔ  ａｌ．，ＰＬＯＳ  ＯＮＥ  ２０１４，９（３）ｅ９１３６０，Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  ｇｏｌｄ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｉｎｃｒｅａｓｅ  ｎｅｕｒｏｎａｌ  ｅｘｃｉｔａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  ａｇｇｒａｖａｔｅ  ｓｅｉｚｕｒｅ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｏｕｓｅ  ｂｒａｉｎ）。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、光源／光刺激、磁場、又は超音波源／超音波刺激に曝されるとき、ニューロンの電気的分極を調節するために使用するための／調節するための、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかである、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物（ナノ粒子の凝集物）を扱う。
【００１８】
コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する生体適合性物質、典型的には親水性剤でコーティングされているかのいずれかである、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、それらが光源／光刺激、磁場、又は超音波源／超音波刺激に曝されるとき、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の、ニューロンの分極を調節するための使用を最適化するのに特に有利である。
【００１９】
簡潔な説明
本明細書において初めて有利に記載されるのは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節するために使用するためのナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【００２０】
また本明細書に記載されるのは、光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するための、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【００２１】
また、本明細書に記載されているのは、それを必要とする患者の本明細書に記載されているとおりの神経学的疾患又は少なくともその１つの症状を予防又は治療するための組成物を調製するための、本明細書に記載されているとおりのナノ粒子又はナノ粒子凝集物の使用である。
【００２２】
さらに本明細書に記載されているのは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節するために使用するための組成物であって、
当該組成物は、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物及び薬学的に許容される支持体を含むか又はからなり、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、組成物である。
【００２３】
また本明細書に記載されているのは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するための組成物であって、
当該組成物は、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物及び薬学的に許容される支持体を含むか又はからなり、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、組成物である。
【００２４】
さらに本明細書に記載されているのは、少なくとも２種の別個のナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含むキットであって、
各々のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は典型的には、光−電気変換、光−熱変換、光−光変換、磁気−電気変換、磁気−熱変換、又は音響−電気変換を可能とする材料から選択された別個の材料からなり、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、キットである。
【００２５】
また本明細書に記載されているのは、患者が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には、患者のニューロンの電気的分極を調節するための方法におけるキットの使用である。特定の態様では、該キットは、典型的には処置される患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に／予防又は治療するための方法であって、当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物を投与された患者を、本明細書に記載されているとおりの、光源、磁場、又は超音波源に曝す工程を含む方法に使用するためのものである。
【００２６】
さらに本明細書に開示されているのは、患者が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には、処置される患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するための本明細書に記載されているとおりのキットである。
【００２７】
詳細な説明
ヒトの神経系は、約８００億個から１２００億個の神経細胞からなると推定されている（Ｈｅｒｃｕｌａｎｏ−Ｈｏｕｚｅｌ  Ｓ．Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  ｉｎ  Ｈｕｍａｎ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ  （２００９），３（３１）：１−１１：Ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｂｒａｉｎ  ｉｎ  ｎｕｍｂｅｒｓ：ａ  ｌｉｎｅａｒｌｙ  ｓｃａｌｅｄ−ｕｐ  ｐｒｉｍａｔｅ  ｂｒａｉｎ）。ニューロン（すなわち神経細胞）の決定的な特徴は、活動電位の形で電気信号を伝達するその能力である。
【００２８】
ニューロン／神経細胞は、脳の基本ノードを構成している。神経細胞は、高度に構造化された様式で相互に情報交換を行い、ニューロンネットワークを形成することができる。ニューロンは、シナプスの結合を介して情報交換する。ニューロン内で、ナノ回路は、学習及び記憶並びにニューロンのリズム性の発生などの重要なニューロンの特性を媒介するための基礎となる生化学的機構を構成している。
【００２９】
マイクロ回路は、ほんのいくつかの相互結合したニューロンで形成されることができ、反射の媒介、感覚情報の処理、自発運動の開始、並びに学習及び記憶の媒介などの高度な課題を遂行することができる。マクロ回路は、複数の埋め込まれたマイクロ回路からなる、より複雑なネットワークである。マクロ回路は、物体の認識及び認知などのより高次の脳機能を媒介する。よって、複数のレベルのネットワークが神経系を占めている。
【００３０】
神経ネットワークの興奮性
ニューロンは、メッセージを電気化学的に送る（すなわち、化学物質／イオンが電気信号を引き起こす）。神経系において重要なイオンは、ナトリウム及びカリウム、カルシウム及びクロライドである。ニューロンが信号を送っていないとき、それは「休止状態」にある。ニューロンが休止状態にあるとき、ニューロンの内部は、外部と比べて負である。様々なイオンの濃度が膜の両側で平衡をとろうと試みるが、細胞膜はほんのいくつかのイオンしかチャネル（イオンチャネル）を通過させないので、それらは均衡をとることができない。これらの選択的なイオンチャネルに加えて、エネルギーを使用してニューロンが入れる２つのカリウムイオンごとにニューロンから外に３つのナトリウムイオンを移動させるポンプが存在する。最後に、これらの全ての力の均衡がとれ、ニューロンの内部と外部の間の電圧差を測定したとき、ニューロンの休止膜電位（「静止電位」とも）は約−７０ｍＶである。このことは、ニューロンの内部は、外部より７０ｍＶ低いことを意味する。休止時には、ニューロンの外部には比較的より多くのナトリウムイオンが存在し、そのニューロンの内部にはより多くのカリウムイオンが存在する。活動電位（「スパイク」又は「インパルス」とも特定される）は、ニューロンが、軸索を下って細胞体から離れた所へと情報を送る場合に起こる。このことは、何らかのイベント（刺激）が、静止電位を０ｍＶに向けて動かすことを意味する。脱分極が約−５５ｍＶに達すると、ニューロンは活動電位を発動させる。脱分極がこの臨界閾値レベルに達しない場合、活動電位は全く発動しない（オン／オフの機序）。また、閾値レベルに達すると、一定の大きさの活動電位が常に発動する。それ故、脱分極は閾値に達しないか、又は完全な活動電位が発生するかのいずれかである。
【００３１】
神経ネットワーク内及び神経ネットワーク間の結合
脳内及び脳間の情報交換を調べるために使用される、結合ネットワークには３種類ある。構造的結合は、脳の諸領域を物理的に結合する線維束の検出に基づく。これらは、信号が脳内において伝わり得る可能な経路を示す解剖学的ネットワーク地図である。機能的結合は、相関した活動の類似した頻度、相、及び／又は大きさを有する脳領域内の活動を特定する。効果的な結合は機能的な結合情報を使用し、一歩進んで、ある神経系が別の神経系に対して持ち得る直接的又は間接的な影響、より具体的には脳内の動的な情報の流れの方向を決定する（Ｂｏｗｙｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２０１６，２（１），１−１２：Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ａ  ｍｅａｓｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｂｒａｉｎ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ｐａｓｔ  ａｎｄ  ｐｒｅｓｅｎｔ．）。
【００３２】
ニューロンネットワーク内の同期化された活動は、脳磁波（ＭＥＧ）、脳波（ＥＥＧ）、機能的磁気共鳴画像法（ＦＭＲＩ）、又は陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）によって検出し、次いでネットワーク結合分析を使用して画像化することができる。ＭＥＧ（脳磁波）又はＥＥＧ（脳波）が好ましい。なぜなら、それらは情報の動的流れを解明するための高い時間分解能を有しているからである。脳の結合分析を実施して、脳が機能するために必要とされる情報交換ネットワークを地図化する。脳内の特定の領域は、特定の種類の情報を処理するために特化されている。イメージング技術により、これらの領域は、脳内のネットワークを横断して他の特化された領域と結合し情報交換することが判明した。ニューロンの同期的活性化の検出を使用して、ヒト脳内における機能的結合の良好な状態又は完全性を決めることができる。機能的結合地図を構造的結合画像上に重ね合わせ、効果的な結合に由来する情報の流れの方向を使用することにより、脳がどのように機能するかの包括的な理解か提供される。これらの技術は、処置前及び処置後の脳結合イメージングに基づいた処置療法を評価するのに役立つ。
【００３３】
初めて本明細書に有利に記載されるのは、光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節するために使用するためのナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、
当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、
その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶであり、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料である、
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【００３４】
「ニューロンの電気的分極を調節する」という用語は、ニューロンにおける活動電位を活性化し、誘発し、興奮させ、若しくはトリガーとなるニューロンの形質膜を脱分極すること、又はニューロンの形質膜を過分極させ、ニューロンにおける活動電位を抑制することのいずれかをいう。したがって、本明細書において「ニューロンの電気的分極を調節する」という用語は、「ニューロンの形質膜の脱分極を誘発すること」又は「ニューロンの形質膜の過分極を誘発すること」のいずれかを意味する。
【００３５】
また、本明細書に記載されるのは、光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には、患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するためのナノ粒子又はナノ粒子凝集物であって、
ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、
ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【００３６】
「処置」という用語は、本明細書に記載されているとおりの疾患、障害、又は機能障害状態を予防、寛解、又は治癒することのできる治療的処置又は措置をいう。このような処置は、それを必要とする哺乳動物患者、好ましくはヒト患者に対するものである。したがって、考えられるのは、本明細書に記載されているとおりの疾患、障害、若しくは機能障害状態を患っているとすでに同定（診断）されている患者、又はそのような疾患、障害、若しくは機能障害状態を「発症するリスクがある」と考えられる患者（これらの患者に対しての処置は防止的処置又は予防的処置である）である。
【００３７】
神経障害との関連において、本発明のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、典型的には、健康な状況と比較した場合に異常である神経の分極を正常化することができ、例えば低下したニューロンの分極、増加したニューロンの分極、ニューロンの過分極、又はニューロンの分極の消失を正常化することができる（すなわち、患者が健康な状態に戻ることを補助する）。
【００３８】
特定の態様では、本発明との関連において標的とする神経疾患又は神経障害は、パーキンソン病、アルツハイマー病、癲癇、強迫性障害、自閉症スペクトラム症、鬱病障害、ジストニア、トゥレット症候群、統合失調症、脳卒中、失語症、認知症、耳鳴り、ハンチントン病、本態性振戦、双極性障害、不安障害、嗜好性障害、意識植物状態から、例えばパーキンソン病、アルツハイマー病、癲癇、強迫性障害、自閉症スペクトラム症、鬱病障害、ジストニア、トゥレット症候群、統合失調症、脳卒中、失語症、認知症、耳鳴り、ハンチントン病、本態性振戦、双極性障害、嗜好性障害、意識植物状態、及び少なくともその１つの症状から選択される。
【００３９】
本明細書においてすでに上記に説明されているように、神経疾患又は神経障害は、本明細書において以下にさらに詳述されているような、運動障害、精神（気分的／社会的）障害、及び認知障害である、患者を冒す主要症状に応じて分類することができる。
【００４０】
運動障害の例
パーキンソン病
パーキンソン病（ＰＤ）は世界中で約７００万人から１０００万人の人々が罹患し、振戦、ジスキネジア、動作緩慢、すくみ足などを特徴とする。パーキンソン病は、緩徐に進行する脳の変性疾患である。それは、基底核及び黒質と呼ばれる脳の領域における神経細胞を冒す。黒質における神経細胞は、体の動作を計画及び制御するのに重要である脳回路における化学伝達物質として作用する神経伝達物質であるドーパミンを生成する。パーキンソン病では、黒質のドーパミン生成神経細胞は、幾人かの個体では成熟前に死滅する（Ｃｏｒｔｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｒｅｖ，２０１１，９１，１１６１−１２１８：Ｗｈａｔ  ｇｅｎｅｔｉｃｓ  ｔｅｌｌｓ  ｕｓ  ａｂｏｕｔ  ｔｈｅ  ｃａｕｓｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｏｆ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  ｄｉｓｅａｓｅ）。線条体におけるドーパミン受容体が適切に刺激されなければ、基底核の一部は、不十分に刺激されるか、又は過剰に刺激されるかのいずれかである。特に、視床下核（ＳＴＮ）は過活性となり、促進剤として淡蒼球内節（ＧＰｉ）に作用する。ＧＰｉの過剰刺激は、視床に対して過剰な抑制作用を及ぼし、これは次に、その出力を減少させ、運動の緩徐化及び強直を引き起こす（Ｇｕｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，７，１２４，１−１１：Ｂａｓａｌ  ｇａｎｇｌｉａ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈａｌａｍｏｃｏｒｔｉｃａｌ  ｒｅｌａｙ  ｉｎ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  ｄｉｓｅａｓｅ  ａｎｄ  ｄｙｓｔｏｎｉａ）。
【００４１】
パーキンソン病におけるドーパミンの欠乏は、皮質−基底核の運動ネットワークを通した、β振動数の過度の振動同期化に関連付けられてきた。実際に、基底核におけるドーパミンレベルは、β同期化を抑制することが予測され、これは次に、動作を期待するのに必要とされるドーパミン作動性神経の関与を媒介する（Ｊｅｎｋｉｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１１，３４（１２），６１１−６１８：Ｎｅｗ  ｉｎｓｉｇｈｔｓ  ｉｎｔｏ  ｔｈｅ  ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｄｏｐａｍｉｎｅ，ｂｅｔａ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｍｏｔｏｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）。基底核におけるドーパミンレベルが十分に高くない場合、β振動の同期化はもはや制御されず、動作の緩慢が出現し得る。パーキンソン病患者の別の観察は、β帯域における皮質振動が基底核における皮質振動を導き、駆動するという結論を導く（Ｌａｌｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，２８（１２），３００８−３０１６：Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｏｆ  ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｃｏｒｔｅｘ  ａｎｄ  ｂａｓａｌ  ｇａｎｇｌｉａ  ｄｕｒｉｎｇ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｉｎ  ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ  ｄｉｓｅａｓｅ）。
【００４２】
脳深部刺激（ＤＢＳ）を利用して、振戦及び強直の症状を処置することができる（Ｅｕｓｅｂｉｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｎｅｕｒｏｌ  Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ  Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ，２０１１，８２，５６９−５７３：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｃａｎ  ｓｕｐｐｒｅｓｓ  ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｐａｒｋｉｎｓｏｎｉａｎ  ｐａｔｉｅｎｔｓ）。脳深部刺激によるパーキンソン症状の処置は、２００２年以来、ＦＤＡにより認可されている（本態性振戦は１９９７年以来）。電気的刺激は典型的には、基底核、視床下核、及び淡蒼球内節において行なわれる。上記のように、皮質のβ振動は疾患の病態生理にも関与し、よって、皮質の経頭蓋刺激（例えば経頭蓋磁気刺激−ＴＭＳ）も、パーキンソン病の症状の処置に利用することができる（Ｃａｎｔｅｌｌｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｒａｉｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，２００２，３８，３０９−３２７：Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  ｄｉｓｅａｓｅ）。
【００４３】
ジストニア
ジストニアは、運動系機能障害を反映する異常で不随意のねじれ運動及び回転運動によって特徴付けられる神経障害である。症状に冒された身体の部分、それらの遺伝的原因、及び関与する神経伝達物質の種類などに応じて、いくつかの形態のジストニアが存在する。ジストニアの中枢神経系（ＣＮＳ）は不十分な抑制を示し、これは対立筋間での相互の脊髄の抑制の消失を誘発する。例えば上部ジストニアの場合、前腕拮抗筋に入力信号を与えるニューロン／神経の異常な同期化は、これらの拮抗筋の共収縮（ジストニア症状）をもたらす（Ｆａｒｍｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｒａｉｎ，１９９８，１２１，８０１−８１４：Ａｂｎｏｒｍａｌ  ｍｏｔｏｒ  ｕｎｉｔ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎｔａｇｏｎｉｓｔ  ｍｕｓｃｌｅｓ  ｕｎｄｅｒｌｉｅｓ  ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｃｏ−ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｕｐｐｅｒ  ｌｉｍｂ  ｄｙｓｔｏｎｉａ）。
【００４４】
興味深い抗ジストニア効果を示す脳深部刺激（ＤＢＳ）の標的ポイントは、淡蒼球内節（ｇｌｏｂｕｓ  ｐａｌｌｉｄｕｓ  ｉｎｔｅｒｎｕｓ）である（ＧＰｉ−ＤＢＳ）。ＧＰｉ−ＤＢＳは、ＦＤＡによって２００３年に、慢性で医学的に難治性のジストニア患者に対して認可された（Ｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ  Ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，２０１４，３（２），１−５：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｄｙｓｔｏｎｉａ）。視床中間腹側核（ＶＩＭ）の刺激（ＶＩＭ−ＤＢＳ）は、はるかに弱い効果を生じる。視床下核を使用した刺激（ＳＴＮ−ＤＢＳ）は実験的であった。ＧＰｉ−ＤＢＳは、ジストニアの主症状の寛解を与えるが、治療効果が完全に発生するには数週間から数か月間を要する場合がある（Ｄｒｅｓｓｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｔｒａｎｓｍ，２０１５，ＤＯＩ  １０．１００７／ｓ００７０２−０１５−１４５３−ｘ：Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ  ｆｏｒ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｄｙｓｔｏｎｉａ）。
【００４５】
癲癇
癲癇は、世界中で約５０００万人の人々が罹患し、癲癇発作と呼ばれる正常な脳機能の再発性で予測不可能な妨害によって主に特徴付けられる、脳障害である。癲癇は、単一の疾患実体ではなく、多くの異なる原因（遺伝子突然変異、脳腫瘍、頭部外傷、脳卒中、アルコール依存症、脳の炎症、髄膜炎などの炎症、ＨＩＶ、又はウイルス性脳炎など）から生じ得る、基礎脳機能障害を反映している様々な障害である（Ｆｉｓｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ，２０１５，２８（２），１３０−１３５：Ｒｅｄｅｆｉｎｉｎｇ  ｅｐｉｌｅｐｓｙ）。
【００４６】
癲癇発作は、脳内の過度の同期的な神経活性に起因する兆候及び／又は症状の一過的な発生として定義される（Ｆｉｓｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｐｉｌｅｐｓｉａ，２００５，４６（４），４７０−４７２：Ｅｐｉｌｅｐｔｉｃ  ｓｅｉｚｕｒｅｓ  ａｎｄ  ｅｐｉｌｅｐｓｙ：ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ｐｒｏｐｏｓｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｅａｇｕｅ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｅｐｉｌｅｐｓｙ（ＩＬＡＥ）  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｒｅａｕ  ｆｏｒ  Ｅｐｉｌｅｐｓｙ  （ＩＢＥ））。大脳皮質は、癲癇発作の発生における主な要素である。すなわち、多くの人々が、限局性の前頭葉又は内側側頭葉の発作であると診断される（アメリカ国立神経疾患・脳卒中研究所：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｎｄｓ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ／ｅｐｉｌｅｐｓｙ／ｄｅｔａｉｌ＿ｅｐｉｌｅｐｓｙ．ｈｔｍ＃３１０９＿７）。皮質内において局所的に上昇した同期すなわち「過同期」の領域の同定から、局所的過同期が発作発生領域のマーカーであり得ることが示唆される（Ｓｃｈｅｖｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｉｍａｇｅ，２００７，３５（１），１４０−１４８：Ｃｏｒｔｉｃａｌ  ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓ  ｉｎ  ｅｐｉｌｅｐｓｙ  ｒｅｖｅａｌｅｄ  ｂｙ  ｌｏｃａｌ  ＥＥＧ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｙ）。
【００４７】
癲癇の処置のための神経刺激は、迷走神経刺激（ＶＮＳ）などの末梢神経刺激；脊髄刺激；経頭蓋脳刺激（ＴＥＳ又はＴＭＳ）；又は脳深部刺激（ＤＢＳ）の形態をとり得る。反応型神経刺激は別の戦略であり、ここでの刺激は、発作の発症が検出された場合にのみ送達される。迷走神経刺激及び反応型神経刺激は両方共に、米国における特定の種類の癲癇の処置についてＦＤＡによって認可されている。視床前核（ＡＮＴ）の脳深部刺激は、ＥＵ各国において認可されている（Ｆｉｓｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ，２０１４，１０，２６１−２７０：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｅｐｉｌｅｐｓｙ）。
【００４８】
精神障害（気分的／社会的障害）の例
強迫性障害（ＯＣＤ）
強迫性障害（ＯＣＤ）は、慢性で重篤で極めて衰弱性であることが多い、よくある精神障害である。それはまた通常、処置に対して難治性であり、かなりの割合の患者が応答できないか又はほんの部分的な寛解を得るだけである。
【００４９】
機能的神経イメージング研究は、眼窩前頭皮質、基底核、及び線条体における機能障害を実証した。
【００５０】
一研究によれば、急性の強迫性障害の症状が、視床下核（ＳＴＮ）、特に左半球、及びデルタ−アルファ（１〜１２Ｈｚ）の振動数の範囲における異常に高い振動活動に関連している可能性があることが示された（Ｂａｓｔｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｏｒｔｅｘ，２０１４，６０，１４５−１５０：Ｃｈａｎｇｅｓ  ｏｆ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｕｂｔｈａｌａｍｉｃ  ｎｕｃｌｅｕｓ  ｄｕｒｉｎｇ  ｏｂｓｅｓｓｉｖｅ−ｃｏｍｐｕｌｓｉｖｅ  ｄｉｓｏｒｄｅｒ  ｓｙｍｐｔｏｍｓ：ｔｗｏ  ｃａｓｅ  ｒｅｐｏｒｔｓ）。さらに、検証の課題の最中に疑念が起こった場合にそれらの発動率を特に増加させた視床下ニューロンもある（Ｂｕｒｂａｕｄ  ｅｔ  ａｌ．，ｂｒａｉｎ，２０１３，１３６（１），３０４−３１７：Ｎｅｕｒｏｎａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｃｈｅｃｋｉｎｇ  ｂｅｈａｖｉｏｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｕｂｔｈａｌａｍｉｃ  ｎｕｃｌｅｕｓ  ｏｆ  ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  ｏｂｓｅｓｓｉｖｅ−ｃｏｍｐｕｌｓｉｖｅ  ｄｉｓｏｒｄｅｒ）。
【００５１】
内包（ＶＣ）の腹側前肢及び隣接する腹側線条体（ＶＳ）の脳深部刺激が、ＥＵにおいて、重篤で高度に治療抵抗性の強迫性障害の処置のために認可された（ＶＣ／ＶＳ−ＤＢＳ）。
【００５２】
自閉症スペクトラム症
自閉症は、社会的相互関係及び情報交換の欠如によって、及び異常で制限された反復行動によって定義される、神経発達症候群である。自閉症は、通常は乳児期において始まり、遅くても人生の最初の三年間以内に始まる、障害である。自閉症は、不均一な容態であり（自閉症を有する２人の小児又は成人は、類似したプロファイルを全く有さない）、これから、言語障害又は一般的な知恵遅れの程度に従って、及び社会的症状又は行動症状の重症度に従って、いくつかの疾患レベルに分類する「自閉症スペクトラム症」の概念がもたらされた（Ｌｏｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｎ，２０００，２８，３５５−３６３：Ａｕｔｉｓｍ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ）。このスペクトルの一端において、自閉症を有する個体は高機能であり、彼らは自力で生活し、雇用を維持することができる。低機能として特徴付けられる個体は、より重篤な症状、すなわち、言語障害（又は言葉によらない言語障害まで）、乏しいコミュニケーション、自傷行動（ＳＩＢ）、かんしゃく、及び生命を脅かす可能性のある攻撃性を示す。自閉症における脳の構造的及び機能的研究における重要な傾向は、社会情緒的な処理のためのネットワーク、すなわち、大脳辺縁系、顔面処理系、及びミラーニューロンネットワークの関与である。ガンマ帯域の振動の同期化の不足が症状の出現に関与することが示された（Ｓｉｎｈａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ  Ｆｏｃｕｓ，２０１５，３８（６），Ｅ３：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｅｖｅｒｅ  ａｕｔｉｓｍ：ｆｒｏｍ  ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  ｔｏ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）。
【００５３】
重度の自閉症において処置を必要とし得る、２つの主要な症状の領域は、社会性の欠如（言葉によらないこと及び話し言葉に対して無応答であることを含む）及び自傷行為（これは生命を脅かす可能性がある）である。扁桃体は、これらの異常の病態生理機能において重要な役割を果たしているようである。興奮の制御又は抑制の制御の変化は、自閉症の病態生理機能の異常に関係している。脳深部刺激を介した扁桃体の標的の神経調節は、重度の自閉症患者に対する治療的介入の代表であり得る。脳深部刺激による処置の３つの症例が文献に報告された。処置の目的は主に、常同症（反復運動パターン）のような運動障害、及び疾患に伴う自傷行動（ＳＩＢ）を軽減することであった（Ｓｉｎｈａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ  Ｆｏｃｕｓ，２０１５，３８（６），Ｅ３：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｅｖｅｒｅ  ａｕｔｉｓｍ：ｆｒｏｍ  ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  ｔｏ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；Ｓｔｏｃｃｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐａｒｋｉｎｓｏｎｉｓｍ  ａｎｄ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ，２０１４，２０，１０３５−１０３６：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｅｖｅｒｅ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｓｔｅｒｅｏｔｙｐｉｅｓ）。３つの症例の中の１つにおいて、基底外側核における脳深部刺激により、社会的接触、情動調節、及び夜間睡眠のような、自閉症に関連した症状の有意な改善がもたらされたことが報告された（Ｓｔｕｒｍ  ｅｔ  ａｌ．，Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ  ｉｎ  Ｈｕｍａｎ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，６，３４１，１−１０）。
【００５４】
統合失調症
統合失調症は、とりわけ以下の症状によって特徴付けられる慢性的な精神病である。すなわち、異常な精神活動（幻覚及び錯覚）を反映する陽性症状；通常は存在する精神機能の欠如に相当する、陰性症状（思考障害、情動鈍麻、発話能力の貧弱さ）である。生涯にわたる身体障害の原因に関して、統合失調症は上位１０位以内に位置する。
【００５５】
脳表面上の顕著な脳室拡大及び脳脊髄液の増加は、脳が委縮していることを示唆する。このような灰白質の減少及びニューロン上でのシナプス構造の数の減少は、統合失調症が神経発達障害であることを示唆し、このことは、脳の異常が初期症状の患者にすでに存在することを意味する（神経変性障害とは対照的に）。
【００５６】
統合失調症患者では、観察された神経回路網の障害が、ガンマ帯域の同期化の失敗に起因することが実証された（Ｓｐｅｎｃｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，２３（１９），７４０７−７４１１：Ａｂｎｏｒｍａｌ  ｎｅｕｒａｌ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｙ  ｉｎ  ｓｃｈｉｚｏｐｈｒｅｎｉａ；Ｇａｌｌｉｎａｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００４，１１５，１８６３−１８７４：Ｒｅｄｕｃｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｇａｍｍａ−ｂａｎｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｉｎ  ｕｎｍｅｄｉｃａｔｅｄ  ｓｃｈｉｚｏｐｈｒｅｎｉｃ  ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｉｎｄｉｃａｔｅ  ｉｍｐａｉｒｅｄ  ｆｒｏｎｔａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）。
【００５７】
電気痙攣療法（ＥＣＴ）、すなわちショックによる処置は、統合失調症における最も成功した非薬理学的処置の１つであることが実証されている（Ｐａｙｎｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｐｓｙｃｈｉａｔｒ．Ｐｒａｃｔ．，２００９，１５（５），３４６−３６８：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｖｕｌｓｉｖｅ  ｔｈｅｒａｐｙ  ｐａｒｔ  Ｉ：ａ  ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｏｆ  ＥＣＴ）。それは、脳への電流の連続適用を含み、それは癲癇発作と匹敵する発作を誘発する。
【００５８】
統合失調症の対症療法のための電気刺激もまた、脳深部刺激を通して可能である。例えば、鬱病における側坐核（ＮＡｃｃ）の脳深部刺激により、無快楽症が寛解し、すなわち、快楽の喜びが回復する（Ｓｃｈｌａｅｐｆｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｏｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ，２００８，３３，３６８−３７７：Ｄｅｅｐ  ｂｒａｉｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｒｅｗａｒｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ  ａｌｌｅｖｉａｔｅｓ  ａｎｈｅｄｏｎｉａ  ｉｎ  ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ  ｍａｊｏｒ  ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）。
【００５９】
認知障害の例
アルツハイマー病
アルツハイマー病（ＡＤ）は神経変性障害であり、それにより進行的な精神的、行動的、機能性低下、及び学習する能力の喪失がもたらされる。６５歳未満の約２０００００人のアルツハイマー病の人々が若年発症型アルツハイマー病集団を構成し；５００万人が６５歳以上である。
【００６０】
近年のエビデンスは、アルツハイマー病で見られる認知障害が、神経認知ネットワークの機能断絶に関連していることを示す。全体的な脳波の同期化の分析は、デルタ帯域の同期化の増加と同時に、アルファ帯域、ベータ帯域、及びガンマ帯域の同期化の広範な減少を明らかにする。軽度のアルツハイマー病患者では、ベータ帯域の同期化の喪失は、認知障害と相関することが示されている（Ｓｃｈｎｉｔｚｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００５，６，２８５−２９６：Ｎｏｒｍａｌ  ａｎｄ  ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｂｒａｉｎ）。アルツハイマー病の処置のための脳深部刺激の可能性を評価するための臨床研究が進行中である。
【００６１】
主要な刺激源
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、そのナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は典型的には、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択される。この関連では、その光源は典型的には、可視光線、紫外線（ＵＶ）、又は赤外線（ＩＲ）源を通して適用される（図１参照）。
【００６２】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、そのナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は典型的には、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択される。この関連では、その磁場は典型的には、低強度磁場（典型的には約１００Ｈｚ未満）、ラジオ周波数の磁場（典型的には約３ｋＨｚから約３００ＭＨｚの間）、又は交流磁場（典型的には以下の力場パラメーター、すなわち、約５〜約２０ｋＡ/ｍ−１の振幅及び１ＭＨｚ未満の振動数を使用する）を通して適用される。
【００６３】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、そのナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は典型的には、音響−電気変換を可能とする材料である。超音波源は典型的には、約２０ｋＨｚから約２０ＭＨｚの範囲の任意の振動数を有する超音波源を使用して適用される。
【００６４】
ナノ粒子
表１は、エネルギー源への一次刺激、二次刺激、ナノ粒子の種類、及び標的細胞を関連付けたものである。
【表１】
2020502220.tif 000002
【００６５】
ナノ粒子の組成
光−電気ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、光−電気変換を可能とする材料である場合、その材料は典型的にはその電子価と伝導帯との間に比較的小さなエネルギーバンドギャップ（Ｅｇ）を示す半導体材料である。典型的には、その半導体材料は、典型的には室温（２５℃）で測定されたとき、３．０ｅＶ未満のバンドギャップＥｇを有するものである。
【００６６】
特定の態様では、前記材料は、本明細書において以下にさらに記載するような、内因性半導体材料又は外因性半導体材料である。
【００６７】
内因性半導体材料は典型的には、メンデレーエフ周期表のＩＶ Ａ族の元素、例えばケイ素（Ｓｉ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）、メンデレーエフ周期表のＩＩＩ族及びＶ族の元素の混合組成物、例えばＡｌＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＩｎＮなど、又はメンデレーエフ周期表のＩＩ族及びＶＩ族の元素の混合組成物、例えばＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅなどからなる。
【００６８】
外因性半導体材料は典型的には、高い化学的純度で調製された内因性半導体材料を含むか又はからなり、ここで内因性半導体材料は、ドーパントを含む。特定の態様では、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の外因性半導体材料がメンデレーエフ周期表のＩＶＡ族の元素からなる場合、それには、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ及びＰから選択される荷電担体がドーピングされる。このような外因性半導体材料は、陰性荷電担体が優勢であるｎ型、又は陽性荷電担体が優勢であるｐ型のいずれかであり得る。典型的な外因性ｐ型半導体材料は、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）から選択された荷電担体をドーピングされたケイ素（Ｓｉ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）からなり；典型的な外因性ｐ型半導体材料は、典型的にはリン（Ｐ）をドーピングされたケイ素（Ｓｉ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）からなる。
【００６９】
光−熱ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、光−熱変換を可能とする材料である場合、該材料は典型的には、プラズモニック金属である。このようなプラズモニック金属材料は、入射光、典型的には光学周波数（可視光線から赤外線）に応答した金属と誘電環境（例えば空気）との間の界面における金属の自由電子ガスの集団振動を示す。光−熱変換を可能とする材料は典型的には、金、銀、白金、及びその任意の混合物から選択される。
【００７０】
光−光ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、光−光変換を可能とする材料である場合、該材料は典型的には、ランタニド元素がドーピングされた材料である。
【００７１】
ランタニド元素は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、又はルテチウム（Ｌｕ）、及びその任意の混合物から選択される。該材料内のドーピング元素の濃度は典型的には１５％（ｗ/ｗ）未満である。
【００７２】
特定の態様では、光−光変換を可能とする材料は、好ましくはランタニドのドーピングされた酸化物、ランタニドのドーピングされた混合酸化物、ランタニドのドーピングされた金属−リン酸塩、及びランタニドのドーピングされた金属−バナジン酸塩から選択される、ランタニド元素のドーピングされた材料である。
【００７３】
さらなる特定の態様では、酸化物は、Ｙ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、及びＳｉＯ２から選択される。
【００７４】
別の特定の態様では、金属−リン酸塩はＬｕＰＯ４である。
【００７５】
別の特定の態様では、金属−バナジン酸塩はＹＶＯ４である。
【００７６】
好ましい態様では、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、又はルテチウム（Ｌｕ）、及びその混合物から選択されたランタニド元素を有し、酸化物は、Ｙ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、及びＳｉＯ２から選択され、金属−リン酸塩はＬｕＰＯ４であり、及び／又は金属−バナジン酸塩はＹＶＯ４である。
【００７７】
磁気−電気ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、磁気−電気変換を可能とする材料である場合、該材料は典型的には、磁気−電気材料である。磁気−電気材料は好ましくはＣｏＦｅ２Ｏ４−ＢａＴｉＯ３である。
【００７８】
磁気−熱ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、磁気−熱変換を可能とする材料である場合、該材料は典型的には、単一の磁気領域を有し、１５℃から４５℃の間で超常磁性特性を呈する、磁気材料である。磁気−熱変換を可能とする材料は典型的には、Ｆｅ３Ｏ４若しくはＦｅ２Ｏ３などの超常磁性酸化物、又はＮｉＦｅ２Ｏ４、ＭｏＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、及びＺｎＦｅ２Ｏ４から選択された超常磁性金属酸化物である。
【００７９】
音響−電気ナノ粒子
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料が、音響−電気変換を可能とする材料である場合、該材料は典型的には、圧電材料である。圧電材料は典型的には、ペロブスカイト構造を呈する材料であり、好ましくはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）及びチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）から選択されるか、又は圧電材料は典型的には窒化ホウ素（ＢＮ）である。
【００８０】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の形状
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の形状は典型的には、球状、桿状、又は管状とすることができる。当該粒子又は凝集物の形状はその「生体適合性」に影響を及ぼし得るので、極めて均一な形状を有する粒子又は凝集物が好ましい。したがって、薬物動態の理由から、形状が実質的に球状、円形、又は卵形であるナノ粒子又は凝集物が好ましい。このような形状はまた、ナノ粒子又は凝集物と細胞との相互作用又は細胞による取り込みに都合が良い。球状又は円形の形状が特に好ましい。
【００８１】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の形状は典型的には、透過型電子顕微鏡（ＴＥＮ）を使用して評価される。
【００８２】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の寸法又はサイズ
本発明の趣旨から、「ナノ粒子」又は「ナノ粒子凝集物」という用語は、ナノメートル範囲のサイズを有する製品、特に合成品をいい、典型的には１ｎｍから５００ｎｍのサイズを有するものをいう。
【００８３】
「ナノ粒子の凝集物」又は「ナノ粒子凝集物」という用語は、強力に、典型的には共有結合によって互いに結合したナノ粒子の集合体をいう。
【００８４】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物のサイズを測定することができる。また、動的光散乱（ＤＬＳ）を使用して、溶液中のナノ粒子又はナノ粒子凝集物の水力学的直径を測定することができる。これらの２つの方法をさらに交互に使用して、サイズの測定値を比較し、そのサイズを確認することができる。好ましい方法はＤＬＳである（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＩＳＯ２２４１２  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ−Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｓａｔｉｏｎ  （ＩＳＯ）  ２００８参照）が、溶液中のナノ粒子又はナノ粒子凝集物の水力学的直径は強度で与えられる。
【００８５】
典型的には、最大の寸法又はサイズは、円形状若しくは球形状のナノ粒子の直径、又は卵形若しくは楕円形の形状のナノ粒子の最長径である。
【００８６】
本明細書において定義されるナノ粒子又は凝集物の最大の寸法は、典型的には、約２ｎｍから約２５０ｎｍ、好ましくは約４ｎｍ又は１０ｎｍから約１００ｎｍ又は約２００ｎｍ、さらにより好ましくは約２ｎｍから約１５０ｎｍである。
【００８７】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の生体適合性コーティング
本発明との関連において使用されるナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下において中性に荷電しているか、又は生体適合性材料（すなわちコーティング剤）でコーティングされているかのいずれかである。この生体適合性材料は典型的には、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電、すなわち、約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶ、例えば約−１０ｍＶ、−５ｍＶ、０ｍＶ、＋５ｍＶ、又は＋１０ｍＶの荷電を付与する親水性剤である。実際に、本発明のナノ粒子又はナノ粒子凝集物が患者に投与される場合、コーティングの非存在下において中性に荷電しているか、又は、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する生体適合性剤、典型的には親水性剤でコーティングされているかのいずれかであるナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、光源／光刺激、磁場、又は超音波源／超音波刺激に曝されるとき、ニューロンの分極の調節のために当該ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の使用を最適化するので特に有利である。
【００８８】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤は、アルコール（Ｒ−ＯＨ）、アルデヒド（Ｒ−ＣＯＨ）、ケトン（Ｒ−ＣＯ−Ｒ）、エステル（Ｒ−ＣＯＯＲ）、酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）、チオール（Ｒ−ＳＨ）、糖（例えばブドウ糖、フルクトース、又はリボース）、無水物（ＲＣＯＯＯＣ−Ｒ）及びピロールから選択された官能基を示す物質とすることができる。ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤は、モノマー、ダイマー、オリゴマー、ポリマー、又はコポリマーとすることができる。当該剤がオリゴマーである場合、それはシクロデキストリンなどのオリゴ糖とすることができる。当該剤がポリマーである場合、それはポリエステル（例えばポリ（乳酸）又はポリヒドロキシアルカン酸）、ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリビニルピロリドン、多糖、例えばセルロース、ポリピロールなどとすることができる。
【００８９】
さらに、ナノ粒子に中性表面荷電を付与する親水性剤は、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面と相互作用することのできる特定の基（Ｒ−）を示す剤とすることができる。Ｒは典型的には、チオール基、シラン基、カルボン酸基、及びリン酸基から選択される。
【００９０】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が、導電体又は半導体の金属ナノ粒子である場合、Ｒは好ましくはチオール基、チオエーテル基、チオエステル基、ジチオラン基、又はカルボン酸基である。好ましくは、親水性中性コーティング剤は、チオグルコース、２−メルカプトエタノール、１−チオグリセロール、チオジグリコール、及びヒドロキシ酪酸から選択される。
【００９１】
特定の態様では、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が、金属ナノ粒子である場合、Ｒは好ましくはチオール基、チオエーテル基、チオエステル基、ジチオラン基、又はカルボン酸基である。好ましくは、親水性中性コーティング剤は、チオグルコース、２−メルカプトエタノール、１−チオグリセロール、チオジグリコール、及びヒドロキシ酪酸から選択される。
【００９２】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が絶縁体であり、酸化物又は混合酸化物ナノ粒子である場合、Ｒは、好ましくはシラン基又はリン酸基である。好ましくは、親水性中性コーティング剤は、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、フルクトース−６−リン酸、又はグルコース−６−リン酸化合物である。
【００９３】
特定の態様では、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が酸化物、ドーピングされた酸化物、又は混合酸化物ナノ粒子である場合、Ｒは、好ましくはシラン基又はリン酸基である。好ましくは、親水性中性コーティング剤は、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、フルクトース−６−リン酸、又はグルコース−６−リン酸化合物である。
【００９４】
特定の態様では、親水性剤は、ポリ（乳酸）、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリビニルピロリドン、多糖、ポリピロール、シクロデキストリン、チオグルコース、２−メルカプトエタノール、１−チオグリセロール、チオジグリコール、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、フルクトース−６−リン酸、及びグルコース−６−リン酸から選択される。
【００９５】
ナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤は、双性イオン性化合物、例えばアミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、ビタミン、リン脂質（ホスファチジルコリン）、又は界面活性剤とすることができる。
【００９６】
ナノ粒子の表面荷電は典型的には、当業者によって周知であるように、典型的には０．２〜１０ｇ/Ｌのナノ粒子濃度、ｐＨ６〜８の水中でのゼータ電位測定によって、典型的には０．００１〜０．２Ｍ、例えば０．０１Ｍ又は０．１５Ｍの水中濃度で電解質を加えることによって求められる。上記に定義された条件下で、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の表面荷電は典型的には、−１０ｍＶから＋１０ｍＶ、より好ましくは−５ｍＶから＋５ｍＶに入る。
【００９７】
ナノ粒子が親水性中性表面荷電を呈する場合、本発明との関連において、ナノ粒子表面上の電気荷電を避けるために、ナノ粒子又は凝集物の全面生体適合性コーティングが有利であり得る。「全面コーティング」は、粒子表面上に少なくとも完全な単層を作り出すことのできる非常に高密度／緻密な生体適合性分子の存在を意味する。
【００９８】
生体適合性コーティングは特に、医薬の投与に必要とされる生理学的液体（血液、血漿、血清など）又は任意の等張媒体若しくは生理学的媒体などの液体中におけるナノ粒子又はナノ粒子凝集物の安定性を可能とする。
【００９９】
安定性は、乾燥機を使用した乾燥抽出物定量によって確認することができ、（典型的には０．４５μｍのフィルター上での）ろ過の前後でのナノ粒子懸濁液で測定することができる。
【０１００】
有利には、コーティングは、インビボにおける粒子の完全性を保ち、その生体適合性を確保又は改善し、任意選択的なその官能基化（例えば、スペーサー分子、生体適合性ポリマー、標的化物質、タンパク質などを用いての）を容易にする。
【０１０１】
本発明の生体適合性ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、インビボで投与された後（すなわち生理学的ｐＨで）毒性種を溶解せず、放出せず、酸化還元挙動を示してもならない。
【０１０２】
また、本明細書において開示されているのは、それを必要とする患者の本明細書に記載されているとおりの神経疾患又は少なくともその１つの症状を予防又は治療するための組成物を調製するための本明細書に記載されているとおりのナノ粒子又はナノ粒子凝集物の使用である。
【０１０３】
本明細書に記載の別の具体的な目的は、本明細書において上記に定義されているか又は記載されているようなナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を、好ましくは薬学的に許容される担体又はビヒクルと共に含む組成物、特に医薬組成物に関する。
【０１０４】
特に、本明細書に記載されるのは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が、本明細書に記載されているとおりの光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、患者のニューロンの電気的分極を調節するために使用するための組成物であって、その組成物は、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物及び薬学的に許容される支持体を含むか又はからなり、ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、（典型的には各々の）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下において中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は、本明細書において上記に説明されているように約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである組成物である。
【０１０５】
さらに本明細書に記載されるのは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には、患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の本明細書に記載されているとおりの神経障害又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するための組成物であって、その組成物は、ナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物及び薬学的に許容される支持体を含むか又はからなり、ｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が光源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、光−電気変換、光−熱変換、又は光−光変換を可能とする材料から選択され、ｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が磁場に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、磁気−電気変換又は磁気−熱変換を可能とする材料から選択され、ｉｉｉ）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が超音波源に曝される場合、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の材料は、音響−電気変換を可能とする材料であり、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下において中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は、約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである組成物である。
【０１０６】
好ましい態様では、前記組成物は、少なくとも２種の別個のナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含み、各々のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、光−電気変換、光−熱変換、光−光変換、磁気−電気変換、磁気−熱変換、又は音響−電気変換を可能とする材料から典型的には選択される別個の材料からなり、（典型的には各々の）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又はナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかである。
【０１０７】
前記組成物は、固体、液体（懸濁液中粒子）、エアゾール、ゲル、ペーストなどの形状とすることができる。好ましい組成物は、液体形状又はゲル形状である。特に好ましい組成物は液体形状である。
【０１０８】
使用される薬学的に許容される支持体又は担体は、当業者にとって任意の古典的な支持体、例えば食塩水、等張溶液、無菌溶液、又は緩衝化溶液などとすることができる。
【０１０９】
前記組成物はまた、安定化剤、甘味剤、界面活性剤、ポリマーなどを含み得る。
【０１１０】
それは、当業者には公知である医薬製剤化技術を使用することによって、例えばアンプル剤、エアゾール剤、瓶詰め剤、錠剤、カプセル剤として製剤化することができる。
【０１１１】
本発明のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、頭蓋内、静脈内（ＩＶ）、気道（吸入）、くも膜下腔内、眼内、又は口腔内経路（経口）などの様々な可能な経路を使用して、好ましくは頭蓋内又はくも膜下腔内の経路を使用して患者に投与することができる。適切であれば、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物の反復注射又は反復投与を実施することができる。
【０１１２】
本明細書に記載のナノ粒子又はナノ粒子凝集物、及びこのようなナノ粒子又はナノ粒子凝集物を含む組成物は、患者、典型的には動物、好ましくは哺乳動物、さらにより好ましくはヒト（その年齢又は性別に関係なく）に使用するためのものである。
【０１１３】
患者の大脳皮質に投与されるべきナノ粒子又はナノ粒子凝集物の典型的な量は、１０５〜１０１５個、好ましくは１０７〜１０１４個、より好ましくは１０９〜１０１２個である。また、患者の大脳皮質に投与されるべきナノ粒子又はナノ粒子凝集物の典型的な量は、１ｃｍ３あたり１０２〜１０１２個のナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【０１１４】
患者の脳深部に投与されるべきナノ粒子又はナノ粒子凝集物の典型的な量は、１０４〜１０１４個、好ましくは１０６〜１０１２個、より好ましくは１０８〜１０１１個である。また、患者の脳深部に投与されるべきナノ粒子又はナノ粒子凝集物の典型的な量は、１ｃｍ３あたり１０１〜１０１１個のナノ粒子又はナノ粒子凝集物である。
【０１１５】
本発明との関連において、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物を光源、磁場、又は超音波源に曝すことは、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が投与された患者を、光源、磁場、又は超音波源に曝すことと等価である。
【０１１６】
また、本明細書に記載されるのは、患者のニューロンの電気的分極をインビボで調節するための方法であって、本明細書に記載のナノ粒子又はナノ粒子凝集物のいずれか１つを患者に投与する工程、及び該患者を光源、磁場、又は超音波源に曝す工程を含む方法である。
【０１１７】
さらに本明細書に記載されるのは、典型的には、処置される患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、患者の神経疾患又は少なくともその１つの症状を予防又は治療するための方法であって、本明細書に記載のナノ粒子又はナノ粒子凝集物のいずれか１つを患者に投与する工程、及び該患者を光源、磁場、又は超音波源に曝す工程を含む方法である。
【０１１８】
本明細書に記載のさらなる目的は、少なくとも２種の別個の本明細書に記載されているとおりのナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物を含むキットに関し、各々のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、典型的には光−電気変換、光−熱変換、光−光変換、磁気−電気変換、磁気−熱変換、又は音響−電気変換を可能とする材料から典型的には選択された別個の材料からなり、（典型的には各々の）ナノ粒子又はナノ粒子凝集物は、コーティングの非存在下で中性に荷電しているか、又は本明細書に記載されているとおりのナノ粒子又はナノ粒子凝集物に中性表面荷電を付与する親水性剤でコーティングされているかのいずれかであり、その中性表面荷電は、約−１０ｍＶから約＋１０ｍＶである。
【０１１９】
特定の実施態様では、前記キットは、別個の容器に、本明細書に記載されているとおりの別個のナノ粒子及び／又はナノ粒子凝集物（これは、標的部位上に混合物を沈着させる前に、インサイツで、すなわち標的部位上で、又は、インビトロ若しくはエクスビボでのいずれかで、接触、典型的には混合することを意図する）を含む。
【０１２０】
また本明細書に記載されるのは、典型的には、患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、本明細書に記載されているとおりの患者のニューロンの電気的分極を調節するための方法、例えば、患者の本明細書に記載されているとおりの神経疾患又は少なくともその１つの症状を予防又は治療するための方法における、このようなキットのインビボ、インビトロ、又はエクスビボでの使用である。
【０１２１】
本発明は、光刺激／光源、磁場、又は超音波刺激／超音波源に曝されたナノ粒子又はナノ粒子凝集物の使用により、ニューロンの電気的分極を調節することを狙っている。
【０１２２】
特定の態様では、前記キットは、典型的には、処置される患者のニューロンの電気的分極を調節することによって、本明細書に記載されているとおりの神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に、予防又は治療するための方法に、使用するためのものであり、その方法は、ナノ粒子又はナノ粒子凝集物が投与された患者を、本明細書に記載されているとおりの、光源、磁場、又は超音波源に曝す工程を含む。
【０１２３】
さらに本明細書に開示されるのは、患者が、光源、磁場、又は超音波源に曝されるとき、典型的には処置される患者のニューロンの電気的分極を調節することによる、神経疾患又は少なくともその１つの症状の予防又は治療に使用するための本明細書に記載されているとおりのキットである。
【発明の効果】
【０１２４】
本発明のナノ粒子又はナノ粒子凝集物は今、有利にも、光源、磁場、又は超音波源の、ナノ粒子が局在している空間分解能（焦点性）の向上を可能とする。特定の態様では、本明細書に記載のナノ粒子はさらに、それらの中性表面荷電のゆえに（その治療効果を高める）、安全性プロファイルの向上を可能とする。
【０１２５】
以下の例及びそれらの対応する図面は、本発明をその範囲を制限することなく説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】電磁気スペクトルである。
【図２】脳（矢状面）の概略図である。
【図３】（ｉ）例１のナノ粒子に−３．４ｍＶの中性表面荷電、（ｉｉ）例２のナノ粒子に−２７．０ｍＶの陰性表面荷電、及び（ｉｉｉ）例３のナノ粒子に＋２６．１ｍＶの陽性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされた金ナノ粒子で処置された神経細胞上でのＭＴＴアッセイを使用した代謝活性の評価である。吸光度は５７０ｎｍにおいて測定される。細胞の健康状態は、５７０ｎｍにおける吸光度値に相関している。すなわち、吸光度値が高ければ高いほど、細胞の健康状態は高くなる。吸光度値は、例１の金ナノ粒子の方が例２の金ナノ粒子（約２倍の増加）又は例３の金ナノ粒子（約３倍の増加）よりも高い。
【図４】（ｉ）例６のナノ粒子に−４．５ｍＶの中性表面荷電、及び（ｉｉ）例７のナノ粒子に＋１６．０ｍＶの陽性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされたケイ素ナノ粒子で処置されたニューロン細胞上でのＭＴＴアッセイを使用した代謝活性の評価である。吸光度は５７０ｎｍにおいて測定される。細胞の健康状態は、５７０ｎｍにおける吸光度値に相関している。すなわち、吸光度値が高ければ高いほど、細胞の健康状態は高くなる。吸光度値は、例６のケイ素ナノ粒子の方が例７のケイ素ナノ粒子よりも高い（約１．５倍の増加）。
【図５】（ｉ）例４のナノ粒子に＋８．５ｍＶの中性表面荷電、及び（ｉｉ）例５のナノ粒子に−３６．４ｍＶの陰性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされた酸化鉄ナノ粒子で処置されたニューロン細胞上でのＭＴＴアッセイを使用した代謝活性の評価である。吸光度は５７０ｎｍにおいて測定される。細胞の健康状態は、５７０ｎｍにおける吸光度の数値に相関している。すなわち、吸光度値が高ければ高いほど、細胞の健康状態は高くなる。吸光度値は、例４のＦｅ２Ｏ３ナノ粒子の方が例５のＦｅ２Ｏ３ナノ粒子よりも高い（約１．５倍の増加）。
【発明を実施するための形態】
【０１２７】
例
ニューロンのインビトロでの研究
ニューロンレベルでは、パッチクランプ技術が、活動電位の検出に非常に有用である。なぜなら、それはニューロンの膜電位の同時の直接的測定及び制御を可能とするからである。
【０１２８】
この技術は、単一ニューロン上でのナノ粒子の効果を評価するために使用される。
【０１２９】
ニューロンネットワークのインビトロでの研究
多電極アレイ（ＭＥＡ）は、多くのニューロン（ニューロンネットワーク）の刺激及び記録を可能とする。多電極アレイ上で解離したニューロン培養液は、ネットワーク活動を、アレイの多電極を通した刺激シーケンスを用いて操作することができる、単純化モデルを提供する。この技術は、ネットワークレベル及び細胞レベルにおける生理学的に関連した疑問点を判断するのに非常に有用であり、これにより、脳の機能及び機能障害に関するより良好な理解がもたらされる。
【０１３０】
細胞の健康状態はまた典型的には、３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）アッセイを使用してモニタリングすることができる。ＭＴＴ細胞毒性アッセイは、細胞の健康状態を記載するための解読値として代謝活性を使用する。
【０１３１】
この技術は典型的には、ニューロンネットワーク（群）に対するナノ粒子の機能的効果を評価するために使用される。
【０１３２】
例１．光−熱変換を可能とするナノ粒子：金ナノ粒子に中性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされた金ナノ粒子の合成
金ナノ粒子は、塩化金酸塩（ＨＡｕＣｌ４）をキャッピング剤（クエン酸ナトリウム）を用いて還元することによって合成された（プロトコールは、Ｇ．Ｆｒｅｎｓ  Ｎａｔｕｒｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４１  （１９７３）  ２１から適合した）。典型的な実験では、ＨＡｕＣｌ４溶液を沸騰するまで加熱した。続いて、クエン酸ナトリウム溶液を加えた。得られた溶液を、更に５分間沸騰下に保持した。ナノ粒子懸濁液の０．２２μｍでのろ過（フィルター膜：ポリ（エーテルスルホン）（ＰＥＳ）））を行ない、懸濁液中の金濃度を、５３０ｎｍでの紫外・可視分光法によって求めた。
【０１３３】
表面コーティングを、α−メトキシ−ω−メルカプトポリ（エチレングリコール）２０ｋＤａ（「チオール−ＰＥＧ２０ｋＤａ」）を使用して実施した。十分量の「チオール−ＰＥＧ２０ｋＤａ」をナノ粒子懸濁液に加えて、金ナノ粒子表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ｐＨを７〜７．２に調整し、ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌した。
【０１３４】
ナノ粒子懸濁液を水で希釈することによって（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、散乱角１７３°で、６３３ｎｍで発光するレーザーを用いて、ゼータサイザーナノ（マルバーン社）を用いた動的光散乱（ＤＬＳ）によって、水力学的直径（強度の尺度）を求めた。このようにして得られた懸濁液中の生体適合性金ナノ粒子の水力学的直径は、１２２．５ｎｍであることが判明し、多分散指数（ナノ粒子集団の分散液のサイズ）は０．１５であった。
【０１３５】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、−３．４ｍＶであることが判明した。
【０１３６】
例２：光−熱変換を可能とするナノ粒子：金ナノ粒子に陰性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされた金ナノ粒子の合成
金ナノ粒子は、例１に記載のように調製された（同じく金の無機コア）。
【０１３７】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、懸濁液中の金濃度を、５３０ｎｍにおける紫外・可視分光法によって求めた。
【０１３８】
表面コーティングを、メソ−２，３−ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）を使用して実施した。十分量のＤＭＳＡをナノ粒子懸濁液に加え、金ナノ粒子の表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ｐＨを７〜７．２に調整し、ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌した。
【０１３９】
ナノ粒子懸濁液を水で希釈することによって（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、散乱角１７３°で、６３３ｎｍで発光するレーザーを用いて、ゼータサイザーナノ（マルバーン社）を用いた動的光散乱（ＤＬＳ）によって、水力学的直径（強度の尺度）を求めた。このようにして得られた懸濁液中ナノ粒子の水力学的直径は１２７．４ｎｍであり、多分散指数（ナノ粒子集団の分散液のサイズ）は０．５４であった。
【０１４０】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、−２７．０ｍＶであることが判明した。
【０１４１】
例３．光−熱変換を可能とするナノ粒子：金ナノ粒子に陽性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされた金ナノ粒子の合成
金ナノ粒子は例１に記載のように調製された（同じく金の無機コア）。
【０１４２】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、懸濁液中の金濃度を、５３０ｎｍにおける紫外・可視分光法によって求めた。
【０１４３】
表面コーティングを、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロリド（ＰＤＡＤＡＣ）を使用して実施した。十分量のＰＤＡＤＡＣをナノ粒子懸濁液に加え、金ナノ粒子の表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ｐＨを７〜７．２に調整し、ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌した。
【０１４４】
水力学的直径（強度の尺度）を、ナノ粒子懸濁液を水で希釈することによって（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、散乱角１７３°で、６３３ｎｍで発光するレーザーを用いて、ゼータサイザーナノ（マルバーン社）を用いた動的光散乱（ＤＬＳ）によって求めた。このようにして得られた懸濁液中ナノ粒子の水力学的直径は９４．１ｎｍであり、多分散指数（ナノ粒子集団の分散液のサイズ）は０．５１であった。
【０１４５】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、＋２６．１ｍＶであることが判明した。
【０１４６】
例４．磁気−熱変換を可能とするナノ粒子：酸化鉄ナノ粒子に中性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされた酸化鉄ナノ粒子の合成
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）ナノ粒子は、高いイオン強度を有する反応性媒体中における、硝酸鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ（ＮＯ３）３）及び塩化鉄（ＩＩ）（ＦｅＣｌ２）と、塩基性ｐＨの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）との共沈降によって合成された。得られたナノ粒子懸濁液を、遠心分離によって水で３回洗浄した。
【０１４７】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、（Ｆｅ２Ｏ３）ナノ粒子濃度を、紫外・可視分光法における比色アッセイによって求めた。
【０１４８】
コーティングを、シラン−ポリ（エチレン）グリコール  ２０ｋＤａ（「Ｓｉ−ＰＥＧ  ２０ｋＤａ」）を使用して実施した。十分量の「Ｓｉ−ＰＥＧ  ２０ｋＤａ」をナノ粒子懸濁液に加え、酸化鉄ナノ粒子の表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌し、続いて、ｐＨを７に調整した。
【０１４９】
ナノ粒子懸濁液を水で希釈することによって（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、散乱角１７３°で、６３３ｎｍで発光するレーザーを用いて、ゼータサイザーナノ（マルバーン社）を用いた動的光散乱（ＤＬＳ）によって、水力学的直径（強度の尺度）を求めた。ナノ粒子の水力学的直径は１０２．５ｎｍであり、多分散指数（ナノ粒子集団の分散液のサイズ）は０．１１であった。
【０１５０】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、＋８．５ｍＶであることが判明した。
【０１５１】
例５．磁気−熱変換を可能とするナノ粒子：酸化鉄ナノ粒子に陰性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされた酸化鉄ナノ粒子の合成
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）ナノ粒子は、例４に記載の通りに調製された（同じくＦｅ２Ｏ３の無機コア）。
【０１５２】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、（Ｆｅ２Ｏ３）ナノ粒子濃度を、紫外・可視分光法における比色アッセイによって求めた。
【０１５３】
コーティングを、ヘキサメタリン酸ナトリウムを使用して実施した。十分量のヘキサメタリン酸ナトリウムをナノ粒子懸濁液に加え、酸化鉄ナノ粒子の表面上への１ｎｍ２あたり少なくとも１分子のヘキサメタリン酸ナトリウムを達成した。ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌し、続いて、ｐＨを７に調整した。
【０１５４】
ナノ粒子懸濁液を水で希釈することによって（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、散乱角１７３°で、６３３ｎｍで発光するレーザーを用いて、ゼータサイザーナノ（マルバーン社）を用いた動的光散乱（ＤＬＳ）によって、水力学的直径（強度の尺度）を求めた。ナノ粒子の水力学的直径は８１．５ｎｍであることが判明し、多分散指数（ナノ粒子集団の分散液のサイズ）は０．１６であった。
【０１５５】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、−３６．４ｍＶであることが判明した。
【０１５６】
例６．光−電気変換を可能とするナノ粒子：ケイ素ナノ粒子に中性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされたケイ素ナノ粒子
５ｎｍのサイズを有するケイ素（Ｓｉ）ナノ粒子懸濁液（５０ｇ／Ｌ）はＭｅｌｉｏｒｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手した。
【０１５７】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、懸濁液を粉末となるまで乾燥させ、このようにして得られた塊を秤量することによって、（Ｓｉ）ナノ粒子の濃度を求めた。
【０１５８】
コーティングを、シラン−ポリ（エチレン）グリコール２０ｋＤａ（「Ｓｉ−ＰＥＧ  ２０ｋＤａ」）を使用して調製した。十分量の「Ｓｉ−ＰＥＧ  ２０ｋＤａ」をナノ粒子懸濁液に加え、ケイ素ナノ粒子の表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌し、続いて、ｐＨを７に調整した。
【０１５９】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、−４．５ｍＶであることが判明した。
【０１６０】
例７．光−電気変換を可能とするナノ粒子：ケイ素ナノ粒子に陽性表面荷電を付与する生体適合性コーティングでコーティングされたケイ素ナノ粒子
ケイ素（Ｓｉ）ナノ粒子は、例６に記載のようにＭｅｌｉｏｒｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手した（同じくＳｉの無機コア）。
【０１６１】
ＰＥＳメンブランフィルターでの０．２２μｍでのろ過を行ない、懸濁液を粉末となるまで乾燥させ、このようにして得られた塊を秤量することによって、（Ｓｉ）ナノ粒子の濃度を求めた。
【０１６２】
コーティングを、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＳ）を使用して調製した。十分量のＡＰＳをナノ粒子懸濁液に加え、ケイ素ナノ粒子の表面上への単層の少なくとも半分の被覆（２．５個の分子／ｎｍ２）を達成した。ナノ粒子懸濁液を一晩撹拌し、続いて、ｐＨを７に調整した。
【０１６３】
ゼータ電位は、ナノ粒子懸濁液を１ｍＭのＮａＣｌ溶液（ｐＨ７）で希釈することにより（最終濃度：０．１ｇ／Ｌ）、ナノ粒子の電気泳動移動度（ゼータサイザーナノ、マルバーン社）を測定することによって求めた。ｐＨ７におけるゼータ電位は、＋１６．０ｍＶであることが判明した。
【０１６４】
例８．ＭＴＴアッセイを介して例１、２、及び３のナノ粒子によって誘発された中脳／前頭皮質マウスニューロンにおける細胞毒性の評価
ＭＴＴ細胞毒性アッセイは、代謝活性を細胞の健康状態を記載するための解読値として使用する。３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）アッセイは、テトラゾリウム塩からそのホルマザン生成物への変換を定量することによって、生細胞のミトコンドリア活性を測定する。テトラゾリウム塩からそのホルマザン生成物への変換は、生細胞の代謝を反映するマーカーである。
【０１６５】
材料及び方法
初代細胞培養液
中脳／前頭皮質組織を、１４胚日齢のｃｈｒ：ＮＭＲＩマウス（チャールズリバー）から採取した。マウスを頸椎脱臼によって屠殺した。組織を、酵素による消化（１３３．３クニッツ単位／ｍｌのＤＮａｓｅ；１０単位／ｍｌのパパイン）及び機械的粉砕によって解離し、計数し、活力を制御し、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ、ホウ酸緩衝液中５０％）で１時間コーティングされ、洗浄され、風乾させた４８ウェルの多電極アレイニューロチップ（Ａｘｉｏｎ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）上に、ラミニン（１０μｇ／ｍｌ）、１０％ウシ胎児血清、及び１０％ウマ血清を含有している２０μｌのＤＭＥＭ液滴に載せた。培養液を、使用準備ができるまで、３７℃で１０％ＣＯ２の雰囲気中でインキュベートした。培養培地に、１０％ウマ血清を含有しているＤＭＥＭを１週間に２回補充した。
【０１６６】
ＭＴＴアッセイ
マウス中脳／前頭皮質のニューロン細胞培養液を４週間培養した。４週間後、例１、２、及び３のナノ粒子懸濁液（８００μＭ）をウェルに加えた。ナノ粒子懸濁液による処置から２４時間（２４ｈ）後、培地を交換して、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）試薬とナノ粒子との直接的相互作用を回避した。ナノ粒子懸濁液による処置から４８時間（４８ｈ）後、細胞を、５０μｇ／ｍｌのＭＴＴ試薬で処理し、次いで、３７℃及び１０％ＣＯ２で１２０分間インキュベートし、続いて、２００μｌの溶解緩衝液（ＤＭＳＯ、０．４Ｍの酢酸）中に溶解した。溶解液を９６ウェルプレートに移し、５７０ｎｍにおける吸光度を記録して、ＭＴＴ特異的吸光度を定量した。ブランクの数値（溶解緩衝液）を差し引いた後に数値をプロットした。
【０１６７】
図３は、（ｉ）例１のナノ粒子に−３．４ｍＶの中性表面荷電、（ｉｉ）例２のナノ粒子に−２７．０ｍＶの陰性表面荷電、及び（ｉｉｉ）例３のナノ粒子に＋２６．１ｍＶの陽性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされた金ナノ粒子で処置されたニューロン細胞について５７０ｎｍにおいて測定された吸光度を示すものである。吸光度の数値は、例１の金ナノ粒子の方が例２の金ナノ粒子（約２倍の増加）又は例３の金ナノ粒子（約３倍の増加）よりも高い。
【０１６８】
これらの結果は、前記ナノ粒子が、それらに、中性表面荷電を、典型的には＋１０ｍＶより高いか又は−１０ｍＶより低い表面荷電ではなく、−１０ｍＶより高くかつ＋１０ｍＶより低い中性荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされている場合に、本出願に記載のナノ粒子で処置されるニューロン培養液中のニューロンの健康が向上されることを実証する。
【０１６９】
それ故、安全性プロファイルの向上及び治療効果の向上は、本出願に記載のナノ粒子が使用された場合、中性表面荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされていることを条件として期待される。
【０１７０】
例９．ＭＴＴアッセイを介した例６及び７のナノ粒子によって誘発される中脳／前頭皮質マウスニューロンにおける長期の細胞毒性の評価
材料及び方法
初代細胞培養液
中脳／前頭皮質組織を、１４胚日齢のｃｈｒ：ＮＭＲＩマウス（チャールズリバー）から採取した。マウスを頸椎脱臼によって屠殺した。組織を、酵素による消化（１３３．３クニッツ単位／ｍｌのＤＮａｓｅ；１０単位／ｍｌのパパイン）及び機械的粉砕によって解離し、計数し、活力を制御し、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ、ホウ酸緩衝液中５０％）で１時間コーティングされ、洗浄され、風乾させた４８ウェルの多電極アレイニューロチップ（Ａｘｉｏｎ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）上に、ラミニン（１０μｇ／ｍｌ）、１０％ウシ胎児血清、及び１０％ウマ血清を含有している２０μｌのＤＭＥＭ液滴に載せた。培養液を、使用準備ができるまで、３７℃で１０％ＣＯ２の雰囲気中でインキュベートした。培養培地に、１０％ウマ血清を含有しているＤＭＥＭを１週間に２回補充した。
【０１７１】
ＭＴＴアッセイ
マウス中脳／前頭皮質のニューロン細胞培養液を４週間培養した。４週間後、例６及び７のナノ粒子懸濁液（２００μＭ）をウェルに加えた。ナノ粒子懸濁液による処置から２４時間（２４ｈ）後、培地を交換して、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）試薬とナノ粒子との直接的相互作用を回避した。ナノ粒子懸濁液による処置から１４日後、細胞を、５０μｇ／ｍｌのＭＴＴ試薬で処理し、次いで、３７℃及び１０％ＣＯ２で１２０分間インキュベートし、続いて、２００μｌの溶解緩衝液（ＤＭＳＯ、０．４Ｍの酢酸）中に溶解した。溶解液を９６ウェルプレートに移し、５７０ｎｍにおける吸光度を記録して、ＭＴＴ特異的吸光度を定量した。ブランクの数値（溶解緩衝液）を差し引いた後に数値をプロットした。
【０１７２】
図４は、（ｉ）例６のナノ粒子に−４．５ｍＶの中性表面荷電、及び（ｉｉ）例７のナノ粒子に＋１６．０ｍＶの陽性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされたケイ素ナノ粒子で処置されたニューロン細胞について５７０ｎｍにおいて測定された吸光度を示すものである。吸光度の数値は、例６のｖナノ粒子の方が例７のケイ素ナノ粒子よりも高い（約１．５倍の増加）。
【０１７３】
これらの結果は、本出願に記載のナノ粒子が、それらに、中性表面荷電を、典型的には＋１０ｍＶより高いか又は−１０ｍＶより低い表面荷電ではなく、−１０ｍＶより高くかつ＋１０ｍＶより低い中性表面荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされている場合に、該ナノ粒子で処置されるニューロン培養液中のニューロンの健康が向上することを実証する。
【０１７４】
それ故、安全性プロファイルの向上及び治療効果の向上は、本出願に記載のナノ粒子が使用された場合、中性表面荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされていることを条件として期待される。
【０１７５】
例１０．ＭＴＴアッセイを介した例４及び５のナノ粒子によって誘発される中脳／前頭皮質マウスニューロンにおける長期の細胞毒性の評価
材料及び方法
初代細胞培養液
中脳／前頭皮質組織を、１４胚日齢のｃｈｒ：ＮＭＲＩマウス（チャールズリバー）から採取した。マウスを頸椎脱臼によって屠殺した。組織を、酵素による消化（１３３．３クニッツ単位／ｍｌのＤＮａｓｅ；１０単位／ｍｌのパパイン）及び機械的粉砕によって解離し、計数し、活力を制御し、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ、ホウ酸緩衝液中５０％）で１時間コーティングされ、洗浄され、風乾させた４８ウェルの多電極アレイニューロチップ（Ａｘｉｏｎ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）上に、ラミニン（１０μｇ／ｍｌ）、１０％ウシ胎児血清、及び１０％ウマ血清を含有している２０μｌのＤＭＥＭ液滴に載せた。培養液を、使用準備ができるまで、３７℃で１０％ＣＯ２の雰囲気中でインキュベートした。培養培地に、１０％ウマ血清を含有しているＤＭＥＭを１週間に２回補充した。
【０１７６】
ＭＴＴアッセイ
マウス中脳／前頭皮質のニューロン細胞培養液を４週間培養した。４週間後、例４及び５のナノ粒子懸濁液（２００μＭ）をウェルに加えた。ナノ粒子懸濁液による処置から２４時間（２４ｈ）後、培地を交換して、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）試薬とナノ粒子との直接的相互作用を回避した。ナノ粒子懸濁液による処置から１４日後、細胞を５０μｇ／ｍｌのＭＴＴ試薬で処理し、次いで、３７℃及び１０％ＣＯ２で１２０分間インキュベートし、続いて、２００μｌの溶解緩衝液（ＤＭＳＯ、０．４Ｍの酢酸）中に溶解した。溶解液を９６ウェルプレートに移し、５７０ｎｍにおける吸光度を記録して、ＭＴＴ特異的吸光度を定量した。ブランクの数値（溶解緩衝液）を差し引いた後に数値をプロットした。
【０１７７】
図５は、（ｉ）例４のナノ粒子に＋８．５ｍＶの中性表面荷電、及び（ｉｉ）例５のナノ粒子に−３６．４ｍＶの陰性表面荷電を付与するコーティングでコーティングされた酸化鉄ナノ粒子で処置されたニューロン細胞について５７０ｎｍにおいて測定された吸光度を示すものである。吸光度の数値は、例４のＦｅ２Ｏ３ナノ粒子の方が例５のＦｅ２Ｏ３ナノ粒子よりも高い（約１．５倍の増加）。
【０１７８】
これらの結果は、本出願に記載のナノ粒子が、それらに、中性表面荷電を、典型的には＋１０ｍＶより高いか又は−１０ｍＶより低い表面荷電ではなく、−１０ｍＶより高くかつ＋１０ｍＶより低い中性表面荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされている場合に、該ナノ粒子で処置されるニューロン培養液中のニューロンの健康が向上することを実証する。
【０１７９】
それ故、安全性プロファイルの向上及び治療効果の向上は、本出願に記載のナノ粒子が使用された場合、中性表面荷電を付与する親水性コーティング剤でコーティングされていることを条件として期待される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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