(57)【要約】  種々の態様によれば、本技術によって、バイオフォトニック組成物又はシステムから生成及び放射された蛍光の使用が実現され、前記蛍光は、組成物又はシステムに見出される1種又は複数の吸光性分子が誘導される結果として生じ、前記放射された蛍光は、細胞又は組織に到達して、前記細胞又は組織内の1つ又は複数の生物学的過程をモジュレートする。
2020506234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞又は組織内の生物学的過程をモジュレートするための、光活性化されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光の使用。
【請求項２】
生物学的過程のモジュレーションが、細胞又は組織を人工光源に曝露することなく実現される、請求項1に記載の使用。
【請求項３】
光活性化されたバイオフォトニック組成物が、細胞又は組織と直接接触しない、請求項1又は2に記載の使用。
【請求項４】
光活性化されたバイオフォトニック組成物が、1種又は複数の光活性化された吸光性分子を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
1種又は複数の光活性化された吸光性分子が蛍光を放射する、請求項4に記載の使用。
【請求項６】
1種又は複数の光活性化された吸光性分子が、1種又は複数の光活性化されたキサンテン染料である、請求項4又は5に記載の使用。
【請求項７】
1種又は複数の光活性化されたキサンテン染料がエオシンである、請求項6に記載の使用。
【請求項８】
エオシンがエオシンYである、請求項7に記載の使用。
【請求項９】
1種又は複数の光活性化された吸光性分子が、エオシンY及びフルオレセインである、請求項6に記載の使用。
【請求項１０】
生物学的過程が細胞過程である、請求項1から9のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１１】
細胞過程がシグナル伝達経路である、請求項10に記載の使用。
【請求項１２】
生物学的過程が炎症応答経路である、請求項1から8のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１３】
生物学的過程がコラーゲン生成経路である、請求項1から8のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１４】
生物学的過程が血管新生である、請求項1から8のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１５】
細胞又は組織における生物学的過程をモジュレートする方法であって、
a)細胞又は組織をバイオフォトニック組成物又はシステムに曝露する工程と、
b)バイオフォトニック組成物又はシステムからの蛍光の放射を誘導する工程であって、蛍光は、生物学的過程をモジュレートするのに適するスペクトル放射特性を有する、工程と
を含み、
細胞又は組織の蛍光への曝露によって、細胞又は組織における生物学的過程がモジュレートされる、方法。
【請求項１６】
細胞又は組織における生物学的過程をモジュレートする方法であって、
a)バイオフォトニック組成物を光活性化して、光活性化されたバイオフォトニック組成物に、生物学的過程をモジュレートするのに適するスペクトル放射特性を有する蛍光を放射させる工程であって、光活性化は、バイオフォトニック組成物をLED光源に曝露することにより実現される、工程と、
b)光活性化されたバイオフォトニック組成物をLED光源への曝露から外す工程と、
c)細胞又は組織を、光活性化されたバイオフォトニック組成物によって放射された蛍光に曝露する工程と
を含み、
細胞又は組織の蛍光への曝露によって、細胞又は組織における生物学的過程がモジュレートされる、方法。
【請求項１７】
モジュレーションがフォトバイオモジュレーションである、請求項15又は16に記載の方法。
【請求項１８】
細胞又は組織を人工光源に曝露しない、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
バイオフォトニック組成物が、細胞又は組織と直接接触しない、請求項15から18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
バイオフォトニック組成物が1種又は複数の吸光性分子を含む、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
1種又は複数の吸光性分子が蛍光を放射する、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
1種又は複数の吸光性分子が、1種又は複数のキサンテン染料である、請求項20又は21に記載の方法。
【請求項２３】
1種又は複数のキサンテン染料がエオシンである、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
エオシンがエオシンYである、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
1種又は複数の吸光性分子が、エオシンY及びフルオレセインである、請求項22に記載の方法。
【請求項２６】
生物学的過程が細胞過程である、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
細胞過程がシグナル伝達経路である、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
生物学的過程が炎症応答経路である、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
生物学的過程がコラーゲン生成経路である、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
生物学的過程が血管新生である、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
生体組織における血管新生過程をモジュレートするための、光活性化されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光の使用。
【請求項３２】
モジュレーションが増強である、請求項31に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連技術の相互参照
本出願は、2017年1月27日出願の米国仮特許出願第62/451,509号の優先権及び利益を主張するものであり、この仮出願の開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本技術は、一般に、バイオフォトニックシステムの導入によって生成された蛍光の利用方法に関する。生成された蛍光は、細胞又は組織における1つ又は複数の生物学的過程のフォトバイオモジュレーションへの使用を始めとして、細胞過程をモジュレートするのに使用することができる。本技術はまた、一般に、1つ又は複数の生物学的過程のフォトバイオモジュレーションを蛍光によって実現する方法に関する。本技術は更に、一般に、1種又は複数の吸光性分子を含む光活性化されたバイオフォトニックシステムから生成及び放射された蛍光を使用して、1つ又は複数の生物学的過程のフォトバイオモジュレーションを実現する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光は、生物によって、光合成や視覚等の様々な生物学的過程において使用される、主要なエネルギー源であり、杆体、錐体、網膜神経節細胞、色素体、光受容アンテナ(photoreceptor antenna)等の特殊化した細胞又は他の構造によって感知される。最近では、生物医学的調査によって、光の光子が、伝統的に非感光性の組織及び細胞であると考えられていたもの、たとえば、皮膚の細胞においても知覚されうることが示されている。フラビン、カロテノイド、ヘム等の内因性の生体構成要素は、光子を知覚し、より大きい光受容体分子の光反応性部位となる。他の光受容体としては、シトクロムcオキシダーゼ、クリプトクロム、及びオプシンファミリータンパク質が挙げられ、これらは、異なる細胞型において広く発現される。
【０００４】
可視光を使用して、光物理学的事象を介して非熱性非細胞傷害性生体反応が引き起こされる可能性は、フォトバイオモジュレーションとして定義されている。非干渉性の光を使用するフォトバイオモジュレーションの生理学的効果、及びその後の治療効果が、いくつかの組織及び細胞型において探索されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国仮特許出願第62/451,509号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これを考慮すると、生物学的過程及び生物系のフォトバイオモジュレーションを誘導する方法であって、そのようなフォトバイオモジュレーションは、非傷害性の低レベルエネルギーを有する光を目的の細胞又は組織に適用して刺激することができ、前記光は、そのような光を生成及び放射するように誘導される1種又は複数の吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物又はシステムから生成及び放射され、したがって、その光を使用して、目的の細胞又は組織における生物学的過程又は生物系をモジュレートすることができる、方法を開発することが、当業界において求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
種々の態様によれば、本技術によって、バイオフォトニック組成物又はシステムから生成及び放射された蛍光の使用であって、前記蛍光は、組成物又はシステムに見出される1種又は複数の吸光性分子の誘導によって生じ、前記放射された蛍光は、細胞又は組織に到達して、前記細胞又は組織内の1つ又は複数の生物学的過程をモジュレートする、使用が実現される。
【０００８】
種々の態様によれば、本技術によって、バイオフォトニック組成物又はシステムから生成及び放射された蛍光の使用であって、前記蛍光は、組成物又はシステムに見出される1種又は複数の吸光性分子の誘導によって生じ、前記放射された蛍光は、細胞又は組織に適用されて、前記細胞又は組織内の目的の生物学的過程をモジュレートする、使用が実現される。
【０００９】
種々の態様によれば、本技術によって、吸光性分子の組合せから生成及び放射された蛍光の使用であって、前記放射された蛍光は、細胞又は組織に到達して、前記細胞又は組織内の生物学的過程をモジュレートする、使用が実現される。
【００１０】
種々の態様によれば、本技術によって、目的の細胞又は組織における生物学的過程を、1種又は複数の吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物又はシステムから放射された蛍光を使用してモジュレートする方法が実現される。一部の態様では、本方法は、目的の細胞又は組織におけるモジュレートすべき生物学的過程を特定する工程と、1種又は複数の吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物又はシステムを目的の細胞又は組織に適用する工程と、前記1種又は複数の吸光性分子からの、特定のスペクトル放射特性を有する蛍光の放射を誘導する工程と、前記目的の細胞又は組織を、特定のスペクトル特性を有する放射された蛍光に曝露する工程とを含み、目的の細胞又は組織の、放射された蛍光への前記曝露によって、目的の細胞又は組織における生物学的過程がモジュレートされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】青色光LEDマルチランプ(「B-LED」)と、吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物(本明細書では「バイオフォトニック組成物A」又は「BPC-A」と呼ぶ)とを含むバイオフォトニックシステムから蛍光が誘導及び放射される結果として生成されたものと同じ又は実質的に同じ放射エネルギーレベル及び放射スペクトルを有するように構築された、本技術の一実施形態によるマルチLED光のシステム(「S-LED」)の写真である。
【図１Ｂ】青色光LEDマルチランプ(「B-LED」)と、吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物(本明細書では「バイオフォトニック組成物A」又は「BPC-A」と呼ぶ)とを含むバイオフォトニックシステムから蛍光が誘導及び放射される結果として生成されたものと同じ又は実質的に同じ放射エネルギーレベル及び放射スペクトルを有するように構築された、本技術の一実施形態によるマルチLED光のシステム(「S-LED」)の写真である。
【図２】BPC-Aに青色光LEDマルチランプ(B-LED)を照射した後の、本技術の一実施形態によるバイオフォトニックシステムのスペクトル放射を、S-LEDと呼ばれるマルチLEDのシステムからのスペクトル放射と対比させて示すグラフである。
【図３】バイオフォトニック組成物BPC-Aに青色光LEDマルチランプB-LEDが照射されて、BPC-Aの吸光性分子による蛍光の生成が誘導された後にBCP-Aから放射された蛍光で処理した後のヒト皮膚線維芽細胞(「DHF」)による(対照:非処理DHF細胞の総コラーゲン産生を基準とした)総コラーゲン産生(左から2番目のバー)を、S-LEDから放射された光に曝露された後のDHFによる総コラーゲン産生(左から3番目のバー)と比較して示すグラフである。別の実験において、B-LEDランプからの光に曝露されたDHF細胞による総コラーゲン産生を評価しており、結果を最も右側のバーとして示す。
【図４】図3について記載したとおりのヒト皮膚線維芽細胞による総コラーゲン産生を、IFN-γ刺激を受けていない(左側4本のバー)又はIFN-γ刺激を受けている(右側4本のバー)DHF細胞を用い、培養中、及びB-LEDランプの照射によって誘導されている、BPC-Aから放射された蛍光、若しくはS-LEDランプから放射された光で処理される前、又はB-LEDのみが照射された後の成長と併せて示すグラフである。
【図５Ａ】表示された処理(IFN-γ刺激なし)後のヒト皮膚線維芽細胞におけるLDH活性によって測定される細胞傷害性レベルを示すグラフである。
【図５Ｂ】表示された処理(IFN-γ刺激あり又はなし)後のヒト皮膚線維芽細胞におけるLDH活性によって測定される細胞傷害性レベルを示すグラフである。
【図６】表示するとおりに処理したDHFにおける総TNF-α  mRNA発現のレベルを示すグラフである。継続: 2分間の照射、分割: 1分間の照射の後、1分間の中断、続いて1分間の照射。
【図７Ａ】実施例4において規定した実験装備の略図である。
【図７Ｂ】パネルA、パネルB、パネルC、及びパネルDは、表示された処理を施したヒト大動脈内皮細胞(HAEC)の写真である。非処理対照(左上のパネル)、陽性対照(VEGF 30ng/ml)(右上のパネル)、BPC-Bから放射された蛍光で処理(左下のパネル)、及びLEDマルチランプからの光だけで処理(右下のパネル)。
【図７Ｃ】蛍光で処理したDHFから得られた条件培地がヒト大動脈内皮細胞の管形成に与える効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本技術について、以下でより詳細に説明する。本記述は、本技術を実行することのできる異なるすべての手段、又は本技術に付け加えることのできるすべての特色の詳細な目録となるものではない。たとえば、ある実施形態に関して例示された特色を他の実施形態に組み込むこともでき、また特定の実施形態に関して例示された特色をその実施形態から削除することもできる。加えて、当業者には、本開示に照らして、本明細書において提案する種々の実施形態の、本技術から逸脱しない数多くの変更及び追加が明白となる。したがって、以下の明細は、本技術の特定の一部の実施形態を例示するものであり、すべての並べ替え、組合せ、及び変更を網羅的に明記するものでない。
【００１３】
本明細書で使用するとき、単数形の「a」、「an」、及び「the」は、文脈からそうでないことが明らかに規定されない限り、複数の指示対象を包含する。
【００１４】
用語「約」は、本明細書では、明示的に又はそうでなく使用され、本明細書で示すあらゆる量は、実際の所与の値を指すものとし、また、そのような所与の値についての実験及び/又は測定条件による同等値及び近似値を含めて、当業界における通常の技量に基づいて妥当に推測される、そのような所与の値の近似値も指すものとする。
【００１５】
本明細書で使用する表現「及び/又は(and/or)」は、指定された2つの特色又は成分それぞれの、他方を含む又は含まない、詳細な開示であると解釈される。たとえば、「A及び/又はB」は、(i)A、(ii)B、及び(iii)A及びBのそれぞれの詳細な開示として、まさに、それぞれが本明細書において個々に提示されたかのように解釈される。
【００１６】
本明細書で使用するとき、用語「バイオフォトニック」とは、生物学に関係のある状況における、光子の生成、操作、検出、及び適用を意味する。換言すれば、バイオフォトニック組成物は、主として光子の生成及び操作により、その生理学的効果を発揮する。「バイオフォトニック組成物」とは、生物学に関係のある適用のために、光によって活性化されて、光子を生成しうる、本明細書に記載するとおりの組成物である。
【００１７】
本技術は、次の発光システムが生物学的過程のモジュレーションに与える効果を比較することを目的とした、本発明者らが実施した研究に端を発する。
i)本明細書で定義するとおりであり、1種又は複数の吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物又はシステムによって放射される蛍光光。この場合では、光源(たとえば、1種又は複数の吸光性分子の励起を誘導する波長範囲及びエネルギー容量を有する青色光LEDマルチランプ)が照射されると、1種又は複数の吸光性分子が、蛍光という形でエネルギーを放出し、その蛍光が、バイオフォトニック組成物又はシステムから引き続いて放射される。
ii)バイオフォトニック組成物又はシステムから放射される蛍光と同じエネルギー及び放射スペクトルを模倣又は包含する照射出力を有するように設計及び構築された光源によって放射される非蛍光光。このような非蛍光光供給源は、発光ダイオード(LED)のシステムから構築しており、本明細書では、「S-LED光源」と呼ぶ。
【００１８】
驚いたことに、本発明者らは、人工S-LED光源によって放射された非蛍光光が、1種又は複数の吸光性分子によって放射される蛍光の性質を一部有するとしても、特定の生物学的過程をモジュレートすることにおいて、1種又は複数の吸光性分子の誘導(光活性化)から生成された蛍光が、人工光源によって放射された非蛍光光より効率的であることを見出した。
【００１９】
本発明者らによるこの発見は、誘導(光活性化)されたバイオフォトニック組成物又はシステムから放射される蛍光が、生物学的過程のモジュレーションにとって重要である、ある特定の性質を有することを示唆している。
【００２０】
本明細書で使用するとき、用語「フォトバイオモジュレーション」とは、レーザー、発光ダイオード(LED)、及び広帯域光を始めとする非イオン化形態の光源を可視及び赤外スペクトルで利用する光線療法の形態を指す。フォトバイオモジュレーションは、種々の生物学的規模で光物理学的(すなわち、線形及び非線形)及び光化学的事象を惹起する内因性吸光性分子が関与する非熱性の過程である。
【００２１】
本明細書で使用するとき、表現「吸光性分子」、「光活性化可能な薬剤」、「光活性化剤」、及び「発色団」は、本明細書において区別なく使用され、光照射による接触を受けたとき、光を吸収しうる分子を意味する。吸光性分子は、容易に光励起を受け、次いで、そのエネルギーを他の分子に移す、又はそれを光として放射することができる。吸光性分子は、低分子等の合成吸光性分子である場合もあり、又は低分子や、生体分子若しくはそのサブユニット、たとえば、タンパク質又はペプチド若しくはペプチドより短いアミノ酸の配列を含むそのサブユニットでもよい自然発生吸光性分子である場合もある。
【００２２】
一部の実施形態では、本技術の吸光性分子は、可視スペクトルの範囲にある波長、たとえば、約380〜約800nm、たとえば、約380〜約700nm、又は約380〜約600nmの波長で吸収する。
【００２３】
一部の実施形態では、吸光性分子は、約200nm〜約800nm、たとえば、約200nm〜約700nm、約200nm〜約600nm、又は約200nm〜約500nmの波長で吸収する。
【００２４】
一部の実施形態では、吸光性分子は、約200nm〜約600nmの波長で吸収する。
【００２５】
一部の実施形態では、吸光性分子は、約200nm〜約300nm、約250nm〜約350nm、約300nm〜約400nm、約350nm〜約450nm、約400nm〜約500nm、約400nm〜約600nm、約450nm〜約650nm、約600nm〜約700nm、約650nm〜約750nm、又は約700nm〜約800nmの波長の光を吸収する。
【００２６】
一部の実施形態では、本技術の吸光性分子は、光が適用されると、部分的又は完全な光退色を受ける。光退色とは、一般に、視覚的な退色又は蛍光の消失として特徴付けることのできる、吸光性分子の光化学的破壊を意味する。特定の吸光性分子の光学的性質が、吸光性分子の周囲媒質に応じて様々となりうることは、当業者に理解されるところとなる。
【００２７】
一部の場合では、異なる吸光性分子を組み合わせることで、組み合わされた吸光性分子によって光吸収が増加し、吸収及びフォトバイオモジュレーション選択性が向上することがある。これにより、本技術の状況において使用される新たな感光性及び/又は選択的吸光性分子混合物を生成するといういくつもの可能性が生まれる。
【００２８】
一部の実施形態では、本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを構成する吸光性分子は、その放射された蛍光光が、光活性化又はフォトバイオモジュレーション後に、電磁スペクトルの緑、黄、橙、赤、及び赤外部分の1つ又は複数の範囲内にある、たとえば、約490nm〜約800nmの範囲内にピーク波長を有するように選択される。
【００２９】
一部の実施形態では、本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムから放射された蛍光は、0.005mW/cm2〜約10mW/cm2又は約0.5mW/cm2〜約5mW/cm2の間の出力密度を有する。
【００３０】
本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを一部構成しうる吸光性分子の例としては、キサンテン誘導体、アゾ染料、生物学的染色剤、カロテノイド、及びクロロフィル染料が挙げられる。キサンテン群は、3つの下位群:a)フルオレン、b)フルオロン、及びc)ロドール(rhodole)からなる。フルオレン群は、ピロニン(たとえば、ピロニンY及びB)及びローダミン(たとえば、ローダミンB、G、及びWT)を含む。フルオロン群は、フルオレセイン染料及びフルオレセイン誘導体を含む。フルオレセインは、顕微鏡検査において一般的に使用されるフルオロフォアであり、吸収極大は約494nm、発光極大は約521nmである。フルオレセインの二ナトリウム塩は、D&Cイエロー8として知られている。
【００３１】
本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを一部構成しうる吸光性分子のさらなる例としては、エオシン群の分子が挙げられる。細胞の細胞質、コラーゲン、筋繊維、及び赤血球を強く赤色に染色する、吸収極大を約514〜約518nmとする蛍光化合物であるエオシンY(テトラブロモフルオレセイン、アシッドレッド87、D&Cレッド22)、及びエオシンYと同じ染色特性を有するエオシンB(アシッドレッド91、エオシンスカーレット、ジブロモ-ジニトロフルオレセイン)。エオシンY及びエオシンBを一まとめにして「エオシン」と呼び、用語「エオシン」の使用は、エオシンY、エオシンB、又は両方の混合物のいずれかを指す。使用する光スペクトル、すなわち、広域スペクトル青色光、青色〜緑色光、及び緑色光に対するその感度から、エオシンY、エオシンB、又は両方の混合物を使用することができる。フロキシンB(2,4,5,7テトラブロモ4,5,6,7,テトラクロロフルオレセイン、D&Cレッド28、アシッドレッド92)は、排水の光酸化による消毒及び解毒に使用される、フルオレセインの赤色染料誘導体である。フロキシンBは、吸収極大が535〜548nmである。
【００３２】
エリスロシンB、又は単にエリスロシン(Erythrosine又はErythrosin)(アシッドレッド51、テトラヨードフルオレセイン)は、チェリーピンク色のコール系含フッ素色素であり、水溶液での最大吸光度は、524〜530nmである。エリスロシンBは、光分解を受ける。
【００３３】
ローズベンガル(4,5,6,7テトラクロロ2,4,5,7テトラヨードフルオレセイン、アシッドレッド94)は、鮮やかな青味がかったピンク色のフルオレセイン誘導体であり、吸収極大は、544〜549nmである。
【００３４】
メルブロミン(マーキュロクロム)は、フルオレセインの有機水銀二ナトリウム塩であり、吸収極大は、508nmである。
【００３５】
アゾ(又はジアゾ)染料は、アゾ基と呼ばれるN-N基を共通して有し、メチルバイオレット、ニュートラルレッド、パラレッド(ピグメントレッド1)、アマランス(アゾルビンS)、カルモイシン(アゾルビン、フードレッド3、アシッドレッド14)、アルラレッドAC(FD&C 40)、タルトラジン(FD&Cイエロー5)、オレンジG(アシッドオレンジ10)、ポンソー4R(フードレッド7)、メチルレッド(アシッドレッド2)、及びムレキシド-プルプル酸アンモニウムが挙げられる。
【００３６】
生物学的染色剤としては、限定はしないが、アゾ染料であるサフラニン(サフラニンO、ベーシックレッド2)、吸収極大を540〜555nmとするマゼンタの生物学的染料であるフクシン(塩基性又は酸性)(ローザニリン塩酸塩)、3,3'-ジヘキシロカルボシアニンヨージド(DiOC6)、カルミン酸(アシッドレッド4、ナチュラルレッド4)、インドシアニングリーン(ICG)が挙げられる。
【００３７】
カロテノイド染料として、サフランレッド粉末が挙げられる。サフランは、多くはカロテノイドである150種を超える異なる化合物、すなわち、マンギクロシン(mangicrocin)、レアキサンチン(reaxanthine)、リコピン、並びに種々のα-及びβ-カロテンを含有する。
【００３８】
クロロフィル染料の例としては、限定はしないが、クロロフィルa、クロロフィルb、油溶性クロロフィル、バクテリオクロロフィルa、バクテリオクロロフィルb、バクテリオクロロフィルc、バクテリオクロロフィルd、プロトクロロフィル、プロトクロロフィルa、両親媒性クロロフィル誘導体1、及び両親媒性クロロフィル誘導体2が挙げられる。
【００３９】
本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを一部構成しうる吸光性分子のさらなる例:アシッドブラック1、アシッドブルー22、アシッドブルー93、アシッドフクシン、アシッドグリーン、アシッドグリーン1、アシッドグリーン5、アシッドマゼンタ、アシッドオレンジ10、アシッドレッド26、アシッドレッド29、アシッドレッド44、アシッドレッド51、アシッドレッド66、アシッドレッド87、アシッドレッド91、アシッドレッド92、アシッドレッド94、アシッドレッド101、アシッドレッド103、アシッドロゼイン、アシッドルビン、アシッドバイオレット19、アシッドイエロー1、アシッドイエロー9、アシッドイエロー23、アシッドイエロー24、アシッドイエロー36、アシッドイエロー73、アシッドイエローS、アクリジンオレンジ、アクリフラビン、アルシアンブルー、アルシアンイエロー、アルコール溶性エオシン、アリザリン、アリザリンブルー2RC、アリザリンカルミン、アリザリンシアニンBBS、アリザロールシアニンR、アリザリンレッドS、アリザリンプルプリン、アルミノン、アミドブラック10B、アミドシュワルツ(Amidoschwarz)、アニリンブルーWS、アントラセンブルーSWR、オーラミンO、アゾカルミンB、アゾカルミンG、アゾイックジアゾ5、アゾイックジアゾ48、アズールA、アズールB、アズールC、ベーシックブルー8、ベーシックブルー9、ベーシックブルー12、ベーシックブルー15、ベーシックブルー17、ベーシックブルー20、ベーシックブルー26、ベーシックブラウン1、ベーシックフクシン、ベーシックグリーン4、ベーシックオレンジ14、ベーシックレッド2(サフラニンO)、ベーシックレッド5、ベーシックレッド9、ベーシックバイオレット2、ベーシックバイオレット3、ベーシックバイオレット4、ベーシックバイオレット10、ベーシックバイオレット14、ベーシックイエロー1、ベーシックイエロー2、ビープリッヒスカーレット、ビスマルクブラウンY、ブリリアントクリスタルスカーレット6R、カルシウムレッド、カルミン、カルミン酸(アシッドレッド4)、セレスチンブルーB、チャイナブルー、コチニール、セレスチンブルー、クロムバイオレットCG、クロモトロープ2R、クロモキサンシアニンR、コンゴーコリンス、コンゴレッド、コットンブルー、コットンレッド、クロセインスカーレット、クロシン、クリスタルポンソー6R、クリスタルバイオレット、ダリア、ダイヤモンドグリーンB、DiOC6、ダイレクトブルー14、ダイレクトブルー58、ダイレクトレッド、ダイレクトレッド10、ダイレクトレッド28、ダイレクトレッド80、ダイレクトイエロー7、エオシンB、エオシンブルーイッシュ、エオシン、エオシンY、エオシンイエローイッシュ、エオシノール、エリーガーネットB、エリオクロムシアニンR、エリスロシンB、エチルエオシン、エチルグリーン、エチルバイオレット、エバンスブルー、ファストブルーB、ファストグリーンFCF、ファストレッドB、ファストイエロー、フルオレセイン、フードグリーン3、ガレイン、ガラミンブルー、ガロシアニン、ゲンチアナバイオレット、ヘマテイン(Haematein)、ヘマチン(Haematine)、ヘマトキシリン、ヘリオファストルビンBBL、ヘルベチアブルー(Helvetia blue)、ヘマテイン(Hematein)、ヘマチン(Hematine)、ヘマトキシリン、ホフマンバイオレット、インペリアルレッド、インドシアニングリーン、イングレインブルー、イングレインブルー1、イングレインイエロー1、INT、ケルメス、ケルメス酸、ケルネヒトロート、ラック、ラッカイン酸、ラウスバイオレット、ライトグリーン、リサミングリーンSF、ルキソールファストブルー、マゼンタ0、マゼンタI、マゼンタII、マゼンタIII、マラカイトグリーン、マンチェスターブラウン、マルチウスイエロー、メルブロミン、マーキュロクロム、メタニルイエロー、メチレンアズールA、メチレンアズールB、メチレンアズールC、メチレンブルー、メチルblue、メチルグリーン、メチルバイオレット、メチルバイオレット2B、メチルバイオレット10B、モーダントブルー3、モーダントブルー10、モーダントブルー14、モーダントブルー23、モーダントブルー32、モーダントブルー45、モーダントレッド3、モーダントレッド11、モーダントバイオレット25、モーダントバイオレット39  ナフトールブルーブラック、ナフトールグリーンB、ナフトールイエローS、ナチュラルブラック1、ナチュラルレッド、ナチュラルレッド3、ナチュラルレッド4、ナチュラルレッド8、ナチュラルレッド16、ナチュラルレッド25、ナチュラルレッド28、ナチュラルイエロー6、NBT、ニュートラルレッド、ニューフクシン、ナイアガラブルー3B、ナイトブルー、ナイルブルー、ナイルブルーA、ナイルブルーオキサゾン、硫酸ナイルブルー、ナイルレッド、ニトロBT、ニトロブルーテトラゾリウム、ヌクレアファストレッド、オイルレッドO、オレンジG、オルセイン、パラローザニリン、フロキシンB、フィコビリン、フィコシアニン、フィコエリトリン。フィコエリトリンシアニン(PEC)、フタロシアニン、ピクリン酸、ポンソー2R、ポンソー6R、ポンソーB、ポンソー・デ・キシリジン、ポンソーS、プリムラ、プルプリン、ピロニンB、ピロニンG、ピロニンY、ローダミンB、ローザニリン、ローズベンガル、サフラン、サフラニンO、スカーレットR、スカーレットレッド、シャルラッハR、セラック、シリウスレッドF3B、ソロクロムシアニンR、ソルブルブルー、ソルベントブラック3、ソルベントブルー38、ソルベントレッド23、ソルベントレッド24、ソルベントレッド27、ソルベントレッド45、ソルベントイエロー94、スピリット溶性エオシン、スダンIII、スダンIV、スダンブラックB、サルファーイエローS、スイスブルー、タートラジン、チオフラビンS、チオフラビンT、チオニン、トルイジンブルー、トルイレンレッド、トロペオリンG、トリパフラビン、トリパンブルー、ウラニン、ビクトリアブル4R、ビクトリアブルB、ビクトリアグリーンB、ウォーターブルーI、水溶性エオシン、キシリジンポンソー、又はイエローイッシュエオシン。
【００４０】
一部の実施形態では、フォトバイオモジュレーション効果を有する吸光性分子からの蛍光光の放射によって生み出される光は、Table 1 (表1)に概略を示すとおり、低いエネルギーを有する。
【００４１】
【表１】
2020506234.tif 000003
【００４２】
自然発生供給源から得られる、すなわち、「天然吸光性分子」と呼ぶことのできる、本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを一部構成しうる吸光性分子に関して、吸光性分子のそのような供給源には、限定はしないが、植物供給源、動物供給源、両生類供給源、菌類供給源、藻類供給源、海洋若しくは陸生微生物供給源、又は海洋若しくは陸生無脊椎動物供給源が含まれる。
【００４３】
植物由来吸光性分子に関しての本技術の一部の実施形態では、植物由来吸光性分子は、植物抽出物、たとえば、限定はしないが、コーヒー豆、緑茶葉、ブルーベリー、クランベリー、ハックルベリー、アサイーベリー、クコの実、ブラックベリー、ラズベリー、ブドウ、イチゴの抽出物、柿の実、ザクロ、コケモモ、クマコケモモ、桑の実、ビルベリー、チョークチェリー、シーバックソーンベリー、クコの実、タルトチェリー、キーウィ、プラム、アンズ、リンゴ、バナナ、液果、ブラックベリー、ブルーベリー、サクランボ、クランベリー、スグリ、グリーンゲージ、ブドウ、グレープフルーツ、セイヨウスグリ、レモン、マンダリンミカン、メロン、オレンジ、洋ナシ、モモ、パイナップル、プラム、ラズベリー、イチゴ、セイヨウミザクラの実、スイカ、及び野生種イチゴから得られる。一部の実施形態では、植物由来吸光性分子は、たとえば、セコイア、センペルセコイア(coastal redwood)、イガゴヨウ、カバノキ、及びシダーを始めとする樹木から得られる。
【００４４】
他の実施形態では、植物由来吸光性分子は、葉物野菜又はサラダ用野菜[例えば、アマランサス(スギモリケイトウ(Amaranthus cruentus))、キバナスズシロ(Eruca sativa)、ビートの葉茎(Beta vulgaris subsp. vulgaris)、ビターリーフ(Vernonia calvoana)、チンゲンサイ(Brassica rapa Chinensis group)、ブロッコリーレイブ(Brassica rapa subsp. rapa)、メキャベツ(Brassica oleracea Gemmifera group)、キャベツ(Brassica oleracea Capitata group)、ブタナ(Hypochaeris radicata)、セロリ(Apium graveolens)、クキチシャ(Lactuca sativa var. asparagina)、ツルムラサキ(Basella alba)、フダンソウ(Beta vulgaris var. cicla)、チャヤ(Cnidoscolus aconitifolius subsp. aconitifolius)、ハコベ(ハコベ属(Stellaria))、チコリー(Cichorium intybus)、ハクサイ(Brassica rapa Pekinensis group)、フユアオイ(Malva verticillata)、シュンギクの葉(Chrysanthemum coronarium)、コラードの葉茎(Brassica oleracea)、ノヂシャ(Valerianella locusta)、コショウソウ(Lepidium sativum)、セイヨウタンポポ(Taraxacum officinale)、キクヂシャ(Cichorium endivia)、アリタソウ(Chenopodium ambrosioides)、アカザ(Chenopodium album)、ワラビ(Pteridium aquilinum、クレワシダ(Athyrium esculentum))、フルーテッドパンプキン(Telfairia occidentalis)、ルッコラ(Eruca sativa)、ゴールデンサンファイア(Inula crithmoides)、グッドキングヘンリー(Chenopodium
bonus-henricus)、セイヨウオオバコ(Plantago major)、カイラン(Brassica rapa Alboglabra group)、ケール(Brassica oleracea Acephala group)、コマツナ(Brassica rapa Pervidis又はKomatsuna group)、クーカ(バオバブ属種(Adansonia spp.))、ハゼラン(Talinum fruticosum)、キバナクレス(Barbarea verna)、レタス(Lactuca sativa)、ドクダミ(Houttuynia cordata)、モロヘイヤ(シマツナソ(Corchorus olitorius)、コウマ(Corchorus capsularis))、ミズナの葉茎(Brassica rapa Nipposinica group)、シロガラシ(Sinapis alba)、ツルナ(Tetragonia tetragonioides)、オラーチェ(Atriplex hortensis)、オランダセンニチ(Acmella oleracea)、エンドウの芽/葉(Pisum sativum)、ヨウシュヤマゴボウ(Phytolacca americana)、ラディッキオ(Cichorium intybus)、サンファイア(Crithmum maritimum)、シービート(Beta vulgaris subsp. maritima)、シーケール(Crambe maritima)、シエラレオネボロギ(ベニバナボロギク属種(Crassocephalum spp.))、ノゲイトウ(Celosia argentea)、スイバ(Rumex acetosa)、ホウレンソウ(Spinacia oleracea)、スベリヒユ(Portulaca oleracea)、スイスチャード(Beta vulgaris subsp. cicla var. flavescens)、タアサイ(Brassica rapa Rosularis group)、カブの葉茎(Brassica rapa Rapifera group)、オランダガラシ(Nasturtium officinale)、ヨウサイ(Ipomoea aquatica)、ツキヌキハコベ(Claytonia perfoliata)、セイヨウノコギリソウ(Achillea millefolium)]、木から得られるような、結実野菜及び開花野菜[たとえば、アボカド(Persea americana)、パンノキ(Artocarpus altilis)]、又は一年生若しくは多年生植物から得られるような、結実野菜及び開花野菜[例えば、ペポカボチャ(Cucurbita pepo)、アルメニアンキューカンバー(Cucumis melo Flexuosus group)、ナスビ(Solanum melongena)、ピーマン(Capsicum annuum)、ニガウリ(Momordica charantia)、カイグア(Cyclanthera pedata)、ブドウホオズキ(Physalis peruviana)、カプシクム(Capsicum annuum)、カイエンペッパー(Capsicum frutescens)、ハヤトウリ(Sechium edule)、トウガラシ(Capsicum annuum Longum group)、カージェット(Cucurbita pepo)、キュウリ(Cucumis sativus)、ナス(Solanum melongena)、ヘチマ(トカドヘチマ(Luffa acutangula)、ヘチマ(Luffa aegyptiaca))、クロダネカボチャ(Cucurbita ficifolia)、パルバル(Trichosanthes dioica)、パティパンスクワッシュ(Cucurbita pepo)、ヤサイカラスウリ(Coccinia grandis)、カボチャ(セイヨウカボチャ(Cucurbita maxima)、ペポカボチャ(Cucurbita pepo))、ヘビウリ(Trichosanthes cucumerina)、スクワッシュ、別名マロウ(Cucurbita pepo)、スイートコーン、別名コーン、別名メイズ(Zea mays)、パプリカ(Capsicum annuum Grossum group)、ティンダ(Praecitrullus fistulosus)、オオブドウホオズキ(Physalis philadelphica)、トマト(Lycopersicon esculentum var)、トウガン(Benincasa hispida)、ニシインドコキュウリ(C
ucumis anguria)、ズッキーニ(Cucurbita pepo)]、多年生又は一年生植物の蕾[例えば、アーティチョーク(カルドン(Cynara cardunculus)、アーティチョーク(C. scolymus))、ミドリハナヤサイ(Brassica oleracea)、ハナヤサイ(Brassica oleracea)、スクワッシュの花(カボチャ属種(Cucurbita spp.))]、マメ科植物[例えば、アメリカホド(Apios americana)、アズキ(Vigna angularis)、ササゲ(Vigna unguiculata subsp. unguiculata)、ヒヨコマメ(Cicer arietinum)、インゲンマメ(Phaseolus vulgaris)、ワサビノキ(Moringa oleifera)、フジマメ(Lablab purpureus)、ソラマメ(Vicia faba)、サヤインゲン(Phaseolus vulgaris)、グアー(Cyamopsis tetragonoloba)、ホースグラム(Macrotyloma uniflorum)、グラスピー(Lathyrus sativus)、レンズマメ(Lens culinaris)、アオイマメ(Phaseolus lunatus)、モスビーン(Vigna acontifolia)、リョクトウ(Vigna radiata)、アメリカネリ(Abelmoschus esculentus)、エンドウ(Pisum sativum)、ラッカセイ(Arachis hypogaea)、キマメ(Cajanus cajan)、ツルアズキ(Vigna umbellata)、ベニバナインゲン(Phaseolus coccineus)、ダイズ(Glycine max)、ザッショクノボリフジ(タルフイ、チョチョ;Lupinus mutabilis)、テパリービーン(Phaseolus acutifolius)、ケツルアズキ(Vigna mungo)、ハッショウマメ(Mucuna pruriens)、シカクマメ(Psophocarpus tetragonolobus)、ジュウロクササゲ(Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis)]、球根及び茎野菜[例えば、オランダキジカクシ
(Asparagus officinalis)、カルドン(Cynara cardunculus)、セルリアック(Apium graveolens var. rapaceum)、セロリ(Apium graveolens)、ジャンボニンニク(Allium ampeloprasum var. ampeloprasum)、イタリアウイキョウ(Foeniculum vulgare var. dulce)、ニンニク(Allium sativum)、コールラビ(Brassica oleracea Gongylodes group)、クラト(Allium ampeloprasum var. kurrat)、リーキ(Allium porrum)、ハスの根(Nelumbo nucifera)、ウチワサボテン(Opuntia ficus-indica)、タマネギ(Allium cepa)、アスパラソバージュ(Ornithogalum pyrenaicum)、シャロット(Allium cepa Aggregatum group)、ネギ(Allium fistulosum)、ワイルドリーキ(Allium tricoccum)]、根及び塊茎野菜[例えば、アヒパ(Pachyrhizus ahipa)、アラカチャ(Arracacia xanthorrhiza)、タケノコ(ダイサンチク(Bambusa vulgaris)及びモウソウチク(Phyllostachys edulis))、ビートの根(Beta vulgaris subsp. vulgaris)、ブラッククミン(Bunium persicum)、バードック(Arctium lappa)、ブロードリーフアローヘッド(Sagittaria latifolia)、カマス(カマッシア属(Camassia))、カンナ(カンナ属種(Canna spp.))、ニンジン(Daucus carota)、キャッサバ(Manihot esculenta)、チョロギ(Stachys affinis)、ダイコン(Raphanus sativus Longipinnatus group)、キュウコンエンドウ(Lathyrus tuberosus)、ゾウコンニャク(Amorphophallus paeoniifolius)、アビシニアバショウ(Ensete ventricosum)、ショウガ(Zingiber officinale)、ゴボウ(Arctium lappa)、ハンブルグパセリ(Petroselinum crispum var. tuberosum)、キクイモ(Helianthus tuberosus)、ヒカマ(Pachyrhizus erosus)、アメリカボウフウ(Pastinaca sativa)、ピグナット(Conopodium majus)、プレクトランサス(ヤマハッカ属種(Plectranthus spp.))、ジャガイモ(Solanum tuberosum)、プレーリーターニップ(Psoralea esculenta)、ハツカダイコン(Raphanus sativus)、スウェーデンカブ(Brassica napus Napobrassica group)、バラモンジン(Tragopogon porrifolius)、キバナバラモンジン(Scorzonera hispanica)、ムカゴニンジン(Sium sisarum)、サツマイモ又はクマラ(Ipomoea batatas)、サトイモ(Colocasia esculenta)、センネンボク(Cordyline fruticosa)、ショクヨウガヤツリ(Cyperus esculentus)、カブ(Brassica rapa Rapifera group)、ウルーコ(Ullucus tuberosus)、ワサビ(Wasabia japonica)、イヌクログワイ(Eleocharis dulcis)、ヤーコン(Smallanthus sonchifolius)、ヤム(ヤマノイモ属種(Dioscorea spp.))]、香辛料及び他の香味料[例えば、アジョワン(Trachyspermum ammi)、オールスパイス(Pimenta dioica)、アムチュール(Mangifera indica)、アンゼリカ(シシウド属種(Angelica spp.))、アニス(Pimpinella anisum)、アナトー(Bixa orellana)、アギ(Ferula asafoetida)、メギ(メギ属種(Berberis spp)(多数)及びヒイラギナンテン属種(Mahonia spp)(多数))、バジル(メボウキ属種(Ocimum spp.))、ゲッケイジュの葉(
Laurus nobilis)、ビーバーム(ベルガモット、モナルダ;モナルダ属種(Monarda spp.))、ブラッククミン(Bunium persicum)、ブラックライム(ルーミ;Citrus aurantifolia)、ボルド(ボルディナ;Peumus boldus)、ブッシュトマト(アクジュラ;Solanum central)、ルリジサ(Borago officinalis)、カラムス(ショウブ;Acorus calamus)、ククイノキ(Aleurites moluccana)、キャラウェイ(Carum carvi)、カルダモン(Amomum compactum)、ケッパー(Capparis spinosa)、カシア(Cimmamomum cassia)、カイエンペッパー(Capsicum annum)、セロリ(Apium graveolens)、ウイキョウゼリ(Anthriscus cerefolium)、チコリー(Cicorium intybus)、チリ/チリ/チリ(例えば、Capsicum frutescens)、チリ変種(Capsicum frutescens)、チャイブ(ニラ(Allium odorum)、チャイブ(Allium shoenoprasum))、コエンドロ(Coriandrum sativum)、シナモン(セイロンニッケイ(Cinnamomum zeylanicum)、シナニッケイ(Cinnamomum cassia))、クローブ(Syzygium aromaticum)、コリアンダー(Coriandrum sativum)、ヒッチョウカ(Piper cubeba)、クミン(Cuminum cyminum)、オオバゲッキツ(カリ;Murraya koenigii)、イノンド(Anethum graveolens)、セイヨウニワトコ(エルダーフラワー及びエルダーベリー;Sambucus nigra)、アリタソウ(Chenopodium ambrosioides)、ウイキョウ(Foeniculum vulgare)、コロハ(Trigonella foenum-graecum)、ナンキョウ(Alpinia galangal)、ニンニク(Allium sativum)、ショウガ(Zingiber officinale)、ホヤサンタ(Pip
er auritum)、セイヨウワサビ(Armoracia rusticana)、ヤナギハッカ(Hyssopus officinalis)、ローゼルソウ(Hibiscus sabdariffa)、セイヨウネズ(Juniperus communis)、コブミカン(Citrus hystrix)、シロガラシ(Brassica nigra)、コクム(Garcinia indica)、ラベンダー(Lavandula angustifolia)、コウスイハッカ(Melissa officinalis)、レモングラス(Cymbopogon citrates)、レモンマートル(Backhousia citriodora)、コウスイボク(Lippia citriodora)、スペインカンゾウ(Glycyrrhiza glabra)、ラベージ(Levisticum officinale)、ニクズク(Myristica fragrans)、マハラブ(Prunus mahaleb)、マジョラム(Majorana hortensis)、マスティクス(Pistacia lenticus)、ギニアショウガ(Aframomum melegueta)、グレインオブパラダイス(Aframomum granum paradise)、ミント(ハッカ属種(Mentha spp.))、マウンテンペッパー(Tasmannia lanceolata)、タスマニアンペッパー(Tasmannia lanceolata)、ギンバイカ(Myrtus communis)、ニオイクロタネソウ(Nigella sativa)、ナツメグ(Myristica fragrans)、タマネギ(Allium cepa)、ニオイアヤメの根(Grmanica florentina)、パプリカ(Capsicum annuum)、オランダゼリ(Petroselinum crispum)、コショウ(Piper nigrum)、ケシの種子(Papaver somniferum)、マンネンロウ(Rosmarinus officinalis)、サフラン(Crocus sativus)、セージ(Salvia officinalis)、サッサフラス(Sassafras albidum)、キダチハッカ(Satureja hortensis)、センテッドゼラ
ニウム(テンジクアオイ属種(Pelargonium spp.))、タコノキ(パンダン;Pandanus tectorius)、ゴマ(Sesamum indicum)、サボンソウ(Saponaria officinalis)、スイバ(Rumex acetosa)、トウシキミ(Illicium verum)、ウルシ(Rhus coriaria)、セシュアンペッパー(サンショウ属種(Zanthoxylum spp.)(ピペリツム(piperitum)、シムランス(simulans)、ブンゲアヌム(bungeanum)、レトサ・アカントポディウム(rhetsa acanthopodium)))、タマリンド(Tamarindus indica)、タラゴン(Artemisia dracunculus)、タチジャコウソウ(Thymus vulgaris)、ウコン(Curcuma longa)、バニラ(Vanilla planifolia)、ワサビ(Wasabia japonica)、オランダガラシ(Nasturtium officinale)、ワトルシード(Acacia aneuro)、ガジュツ(Curcuma zedoaria)]、及び海藻[例えば、アオノリ(ヒトエグサ属種(Monostroma spp.)、アオノリ属種(Enteromorpha spp.))、キャロラ(Callophyllis variegata)、ダバーロックス別名バダーロックス(Alaria esculenta)、ダルス(Palmaria palmata)、ギム(アマノリ属種(Porphyra spp.))、ヒジキ(Hizikia fusiformis)、マコンブ(Laminaria japonica)、レーバー(アマノリ属種(Porphyra spp.))、オキナワモズク(Cladosiphon okamuranus)、ノリ(アマノリ属種(Porphyra spp.))、オゴノリ(オゴノリ属種(Gracilaria spp.))、ウミブドウ(イワズタ属種(Caulerpa spp.))、シーケール(Crambe maritima)、アオサ(Ulva lactuca)、ワカメ(Undaria pinnatifida)]から得られ、これらの一部は、分類学上は植物でない。
【００４５】
本技術のバイオフォトニック組成物又はシステムを一部構成しうる吸光性分子は、たとえば、その放射波長特性、又はそのエネルギー移動潜在力、又は、入射光を吸収し、蛍光を放射するその能力とは別に、その特定の吸光性分子が示しうる他の特性をもとに選択することができる。
【００４６】
本明細書で使用するとき、「発色団から放射される蛍光の特性」という表現は、限定はしないが、放射スペクトル、放射された蛍光の波長、放射された蛍光の放射束(radiant fluency)、放射された蛍光の出力密度、蛍光励起スペクトル、吸収スペクトル、蛍光放射スペクトル、吸光係数、蛍光量子収率(QY)、消光、及び光退色の1つ又は複数を包含する。
【００４７】
本明細書で使用するとき、「生物学的過程」という表現は、生きている生物、細胞、若しくは組織の適正な機能性に必要となりうる、又は細胞若しくは組織が外部若しくは内部の刺激事象に反応する、若しくはその環境の変化に反応する、若しくは細胞、組織、若しくは生物による刺激事象の受容の結果として特定の生体化合物を産生することを可能にするのに必要となる、過程、及び細胞又は生物学的経路又はネットワークを指す。生物学的過程は、生活形の存続及び変化に関与する多くの化学反応又は他の事象で構成される。代謝及び恒常性は、生物学的過程の例である。生物学的過程のモジュレーションは、いずれかの生物学的過程において、その頻度、速度、又は程度がモジュレートされるときに起こる。生物学的過程は、たとえば、遺伝子発現、タンパク質修飾、又はタンパク質若しくは基質分子との相互作用の制御等、多くの手段によって調節される。
【００４８】
他の生物学的過程として、限定はしないが、生理的過程(すなわち、統合された生存単位、すなわち、細胞、組織、臓器、肢、及び生物の機能性に特異的に関係する過程)、生殖の過程、消化の過程、刺激に対する応答(たとえば、(移動、分泌、酵素産生、遺伝子発現等に関して)刺激の結果としての細胞又は生物の状態又は活動の変化)、生物間の相互作用(すなわち、生物が、同じ又は異なる種の別の生物に観察可能な影響を及ぼす過程)、細胞成長、細胞分化、発酵、受精、発芽、向性、交雑、変態、形態形成、光合成、及び蒸散が挙げられる。
【００４９】
本技術の一部の態様では、生物学的過程は、細胞過程も包含する。本明細書で使用するとき、「細胞過程」という表現は、細胞レベルで行われるが、必ずしも単一細胞に限定されない過程を指す。たとえば、細胞間情報伝達は、細胞レベルで生じるのではなく、1個を超える細胞間で生じる。
【００５０】
細胞過程の例としては、限定はしないが、細胞間情報伝達、細胞老化、DNA修復、遺伝子発現、減数分裂、代謝、壊死、核構成、プログラム細胞死、及びタンパク質標的化(protein targeting)が挙げられる。
【００５１】
細胞過程の他の例としては、アクチン核生成コア、活動電位、後過分極、アポトーシス、自己分解(生物学)、オートファギン(autophagin)、自食作用、細胞周期、分枝点移動、バルクエンドサイトーシス、キャップ形成、CDK7経路、細胞死、細胞分裂、細胞分裂配向、細胞成長、細胞移動、細胞分化、細胞老化、細胞シグナル伝達(たとえば、細胞内分泌シグナル伝達、自己分泌シグナル伝達、接触分泌シグナル伝達、傍分泌シグナル伝達、内分泌シグナル伝達)、染色質溶解、染色体交差、凝固壊死、細胞質から液胞へのターゲティング、細胞質流動、細胞性塞栓、象牙質形成、DNA修復、エフェロサイトーシス、エンペリポレシス、エンドサイトーシスサイクル、エンドサイトーシス、エンドエキソサイトーシス、小胞体と関連したタンパク質分解、上皮間葉転換、エキソサイトーシス、線維素様壊死、フィラメント形成、ホルミン、遺伝的組換え、ヒストンメチル化、誘導多能性幹細胞療法、干渉(遺伝的)、分裂間期、細胞内輸送、鞭毛内輸送、陥入、核溶解、核崩壊、クレロキネシス(klerokinesis)、細糸期、減数分裂、膜電位、ミクロオートファジー、壊死生物学(necrobiology)、壊死過程、ネクロプトーシス、壊死、ネモーシス(nemosis)、核構成、擬似有性的生活環、パータナトス、受動輸送、ペリポレーシス、食作用、ファゴプトーシス(phagoptosis)、飲作用、ポリ(adp-リボース)ポリメラーゼファミリーメンバー14、ポトサイトーシス、核濃縮、素量的神経伝達物質放出、Rap6、受容体仲介エンドサイトーシス、残余小体、リボソーム新生、老化、セプチン、部位特異的組換え、スケルチング(squelching)、トランス-エンドサイトーシス、トランスサイトーシス、ゼノファジーが挙げられる。
【００５２】
一部の態様では、細胞過程は、細胞シグナル伝達過程である。本明細書で使用するとき、「細胞シグナル伝達過程」という表現は、化学的又は物理的シグナルが、一連の分子事象、最も一般的には、タンパク質リン酸化として、細胞を介して伝達され、その結果として最終的に応答が生じる過程を指す。刺激の検出を担うタンパク質は、場合によっては感知器という用語が使用されるものの、一般に、受容体と呼ばれる。受容体におけるリガンド結合(又はシグナル感知)によって惹起された変化によって、シグナル伝達経路に沿った生化学事象のカスケードが生じる。シグナル伝達経路同士は、相互作用すると、ネットワークを形成し、それによって、細胞応答を調整することが可能になる。このような応答は、分子レベルでは、遺伝子の転写又は翻訳の変化、タンパク質における翻訳後及び立体構造の変化、並びにそれらの場所の変化を包含する。こうした分子事象は、細胞成長、増殖、代謝、及び他の多くの過程を制御する基本的な機序である。
【００５３】
これらの実施形態の一部の態様では、「細胞過程」は、限定はしないが、原子間力、分子の振動、共鳴、配向、及びエネルギー移動レベル等の、本技術の方法によってモジュレートすることのできる、細胞又は細胞集団の物理的性質を包含する。
【００５４】
一部の実施形態では、本技術は、対象における生物学的過程を、人工的に作り出された蛍光を使用してモジュレートする方法を提供する。この実施形態の一部の態様では、人工的に作り出される蛍光は、自然に生み出される蛍光と、生物学的過程のモジュレーションに必要となる同じ特性を実質的にすべて共有する。一部の例では、蛍光化合物又は蛍光化合物の組合せから放射される蛍光が特定の生物学的過程に与える効果を観察する工程が、本方法に更に必要となる。一部の実施では、この工程は、自然に生み出される蛍光を作り出すのにバイオフォトニックシステムを使用して実現することができる。
【００５５】
本明細書で使用するとき、「バイオフォトニック組成物」及び「バイオフォトニックシステム」という表現は、特定の波長の光(たとえば、光子)が照射される結果として励起状態に誘導され、その後蛍光を放出しうる吸光性分子で一部が構成されるバイオフォトニック組成物及びシステムを指し、蛍光は、バイオフォトニック組成物又はシステムから放射される。こうしたバイオフォトニック組成物は、光によって活性化されうる少なくとも1種の吸光性分子を含有し、バイオフォトニック組成物からの蛍光光エネルギーの分散を加速させ、これにより、目的の細胞又は組織における生物学的過程に対しておのずとモジュレーション効果を与える蛍光が放射される。
【００５６】
ある特定の態様では、本技術のバイオフォトニック組成物は、バイオフォトニック組成物中への及びこれを介しての光散逸を可能にするために、実質的に透明/半透明であり、かつ/又は高い光線透過率を有する。このように、組成物下の目的の組織又はバイオフォトニック組成物を適用することのできる目的の細胞の範囲は、組成物によって放射される蛍光光と、組成物に照射してそれを活性化する光の両方で処置することができ、これにより、異なる波長を有する光の異なる治療効果の利益を得ることができる。
【００５７】
バイオフォトニック組成物は、ゲル等の半固体若しくは粘性液体の形、又はゲル様である場合があり、照射する前に室温(たとえば、約20〜25℃)で塗布可能な稠度を有する。塗布可能とは、組成物を、約0.5mm未満、約0.5mm〜約3mm、約0.5mm〜約2.5mm、又は約1mm〜約2mmの厚さで処置部位に局所的に適用できることを意味する。
【００５８】
一部の実施形態では、本技術のバイオフォトニック組成物は、酸素ラジカルの供給源として酸化体を含む。
【００５９】
一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の約0.001%〜約40%の量で存在する。一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の約0.005%〜約2%、約0.01%〜約1%、約0.01%〜約2%、約0.05%〜約1%、約0.05%〜約2%、約0.1%〜約1%、約0.1%〜約2%、約1〜5%、約2.5%〜約7.5%、約5%〜約10%、約7.5%〜約12.5%、約10%〜約15%、約12.5%〜約17.5%、約15%〜20%、約17.5%〜約22.5%、約20%〜約25%、約22.5%〜約27.5%、約25%〜約30%、約27.5%〜約32.5%、約30%〜約35%、約32.5%〜約37.5%、又は約35%〜約40%の量で存在する。一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の少なくとも約0.2%の量で存在する。
【００６０】
一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の0.001%〜40%の量で存在する。一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の0.005〜2%、0.01〜1%、0.01%〜2%、0.05%〜1%、0.05〜2%、0.1%〜1%、0.1%〜2%、1〜5%、2.5〜7.5%、5〜10%、7.5%〜12.5%、10%〜15%、12.5%〜17.5%、15%〜20%、17.5%〜22.5%、20%〜25%、22.5%〜27.5%、25%〜30%、27.5%〜32.5%、30%〜35%、32.5%〜37.5%、又は35%〜40%の量で存在する。一部の実施形態では、吸光性分子又は吸光性分子の組合せは、質量で全組成物の少なくとも0.2%の量で存在する。
【００６１】
本技術の方法は、目的の細胞又は組織における生物学的過程のモジュレーションを可能にする、バイオフォトニック組成物の励起した吸光性分子によって放射される蛍光の特性を突き止める工程を更に含み、目的の細胞又は組織は、誘導されたバイオフォトニック組成物によって放射された蛍光に曝露される。本方法は、目的の細胞又は組織を、誘導されたバイオフォトニック組成物によって放射された蛍光に曝露する工程も含み、目的の細胞又は組織の、放射された蛍光への曝露によって、目的の細胞又は組織における生物学的過程がモジュレートされる。
【００６２】
同等な組成物、方法、及びキットの確認は、多分に当業者の技量の範囲内であり、本技術の教示に照らして、型通りの実験しか必要とならない。本開示の実施は、以下の実施例によって更に十分に理解され、実施例は、例示のためだけに本明細書に示しており、決して本開示を限定すると解釈すべきでない。
【００６３】
本技術を以下の非限定的な実施例において例示する。
【実施例】
【００６４】
以下の実施例は、本技術の種々の実施形態の実施が例示されるように示す。実施例は、本技術の範囲全体を限定する、又は明確に定めるものではない。本技術は、本明細書において記載及び例示される特定の実施形態に限定されず、添付の実施形態において規定される開示の範囲内にあるすべての変更形態及び変形形態を包含することを理解すべきである。
【００６５】
(実施例1)
S-LEDによって放射された光と、フォトバイオモジュレーションでモジュレーションがなされるように励起状態に誘導されている1種又は複数の吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物によって放射された蛍光を試験するためのS-LED光装備
S-LED光装備は、吸光性分子(すなわち、エオシンY)を含むバイオフォトニック組成物から放射される蛍光のエネルギーレベル及び放射スペクトル(主として、520nm以上の範囲にある)を模倣するように設計及び構築しており、バイオフォトニック組成物は、青色光LEDマルチランプからの光が照射されて、(吸光性分子による入射青色光吸光度により)バイオフォトニック組成物の吸光性分子が活性化される。S-LED光装備を図1A及び図1Bに示す。
【００６６】
S-LEDは、試験サンプル(たとえば、細胞又は組織培養サンプル)に橙色及び/又は青色光が照射されうるように設計した。青色光は、単一の青色LEDから放射され、橙色光は、冷白色LEDからの、スペクトルフィルターを施した光とした。スペクトルフィルタリングは、入射角を変化させることによりスペクトル遮断波長を調整することのできる、ショート及びロングパス二色フィルターを使用して実施した。このS-LED装備専用に半積分球を製造し、出力ポート上にある冷白色LEDからの、スペクトルフィルターを施した光の空間平均及びスペクトル平均をとるのに使用した。出力ポートは、直径50mmである。視準青色光は、積分球のあちこちに向けられ、出力ポートに直接照射する。該当するスペクトル領域(550nm前後)に高い流束を有する冷白色LEDを使用して、S-LEDの光を生成し、次いで、スペクトル分布を、2つの2色フィルターで遮断した(図1A及び図1B)。
【００６７】
(実施例2)
誘導されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光とS-LEDランプから放射された光、2タイプの光による生物学的過程のモジュレーションの比較
本実験の目的は、比較に基づき、励起されたバイオフォトニック組成物(「BPC-A」)(本実施例では、吸光性分子としてエオシンYをある程度含む光コンバーターゲル)によって生成及び放射された蛍光が、生物学的過程をモジュレートし、又はそれに対して効果を生じうる場合があるかどうか(目的の細胞集団、本実施例では、培養ヒト皮膚線維芽細胞における総コラーゲン合成によって測定した)、また、マルチLED光システム(実施例1で言及したS-LED)によって放射された光(すなわち、非蛍光光)が、そのような細胞における同じ生物学的過程に対してモジュレーション効果を生じうる場合があるかどうかを調べることであった。
【００６８】
本実施例については、吸光性分子によって、照射された光の少なくとも一部分が吸収されるために、1種又は複数の吸光性分子の励起を誘導する波長範囲及びエネルギー容量を有する、カバーグラスに適用されている光コンバーターゲルから5cmの距離に配置された(プロトコールのさらなる細目については以下を参照されたい)青色光LEDマルチランプ(B-LED)(このようなランプを「B-LED」と呼ぶ)を使用して、バイオフォトニック組成物に照射した。取得したデータを使用して、誘導されたバイオフォトニック組成物からの蛍光によって、またS-LED光から放射された光によって生じた可能性のあるモジュレーション効果を比較した。B-LEDからの青色光を照射しただけであるDHF細胞に対する前述の処置についても、比較を行った。
【００６９】
バイオフォトニックシステムは、青色光を放射するLEDマルチランプ(B-LED)と組み合わせて使用される光コンバーターゲルで構成されていた。光コンバーターゲルは、2つの画分、すなわち、carbopol及び尿素過酸化物を特に含む担体ゲルと、吸光性分子であるエオシンYを特に含む吸光性分子ゲルとで構成されていた。これら2つのゲル画分を、10:1の比で使用前に新たに混合して、同質なブレンド(すなわち、光コンバーターゲル)を得た。
【００７０】
B-LEDと呼ばれるランプは、3枚のパネルで構成され、各パネルは、青色光を放射する同一の数のLEDを収容している。
【００７１】
(i)スペクトル比較
B-LED光を使用して照射されたバイオフォトニック組成物によって放射された蛍光と、S-LEDランプから放射された光の、重複スペクトルを図2に示す。2つのシステムの差異は、520nmを上回る(すなわち超える)光の性質である。バイオフォトニックシステムにおいて、より長い波長は、吸光性分子に照射されたことによる蛍光放射に相当する。
【００７２】
(ii)ヒト皮膚線維芽細胞培養物の処理
ヒト皮膚線維芽細胞(DHF)(ATCC、USA)をin vitroモデルとして使用して、誘導されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光光に起因する、DHF細胞によるコラーゲンタンパク質の産生及び分泌に対する効果、並びにS-LEDランプからの非蛍光光の効果を研究した。ガラス底チャンバースライド(Lab-Tek II、Nalgene Nunc社、デンマーク)において、細胞を、60〜70%の集密度に達するまで培養した。一部のサンプルでは、インターフェロンガンマ(IFNγ、ヒト組換え型、R&D System社、米国)を加えて、炎症経路を活性化させた。処理直前に、培養した培地を新たな培地に取り替えた。
【００７３】
DHF細胞を、誘導されたバイオフォトニック組成物から放射される蛍光光で処理するために、光コンバーターゲルの厚さ2mmの層をスライドグラスの他方の側に適用し、5cmの距離で配置された、青色光を放射するB-LEDランプをそれに9分間照射した。光コンバーターゲルと細胞とに直接の接触はなかった。したがって、観察された効果は、光コンバーターゲルからの、透過した青色光及び放射蛍光によってのみ引き起こされている。
【００７４】
別の(独立した)実験において、B-LEDランプからの青色光だけに曝露されたDHF細胞による総コラーゲン産生を評価しており、この別の実験では、B-LEDランプが照射されることによるDHFに対するいかなる温熱効果(thermal effect)も妨げるために、吸光性分子を含まない以外はBPC-Aと組成が等価である厚さ2mmのゲルを、カバーグラスの、細胞が培養されたのと反対側に、細胞と光の間になるように配置した(すなわち、ゲルは、DHF細胞と直接接触しなかった)が、しかし、DHF細胞に照射するために、青色光がゲルを透過することは可能であった。
【００７５】
照射後、光コンバーターゲルを除去し(たとえば、スライドから洗い落とし)、細胞を48時間インキュベートした。B-LEDランプから放射された青色光と組み合わせて光コンバーターゲルを使用する処理期間の間に細胞が受け取る青色光及び蛍光の線量(J/cm2で表示する)を、Table 2 (表2)に示す。
【００７６】
【表２】
2020506234.tif 000004
【００７７】
S-LEDランプから照射された光を使用するDHFの処理については、別の組のスライドに、((上述のとおりに)青色光が照射されたときに誘導されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光光と同じ波長パターン及び放射束を有する)S-LEDランプから放射された光を照射した。
【００７８】
48時間インキュベートした後、培養上清を集めた。Sircol Soluble Collagen Assay (Biocolor社、英国)を使用して、上で言及した処置後の総コラーゲン産生を評価した。コラーゲン産生の測定と共に、蛍光光処理及びS-LED光処理の細胞傷害効果についても、処理したDHF細胞を評価しており、これは、培養上清内で、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)活性を、LDH細胞傷害性アッセイ(Roche社、米国)を使用して測定することにより評価した。
【００７９】
実験の第一部では、DHF細胞を刺激しないままとした(IFNγ誘導なし)。一群の細胞に、バイオフォトニック組成物からの蛍光光を、5cmの距離で9分間照射した。次の群の細胞は、S-LEDランプからの光が9分間照射されたが、細胞が培養されたスライド全体に照射するために、光源からの距離を広げた。そのために、S-LEDランプの放射スペクトルは、誘導されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光光のスペクトルと完璧には対応しなかった。照射を受けなかった細胞を、非処理対照とした。青色光が照射されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光光で処理すると、非処理対照細胞に比べて、コラーゲン合成に3倍近くの変化が認められた。興味深いことに、バイオフォトニック組成物システムから放射された蛍光光で処理された線維芽細胞では、S-LEDランプから放射された光で処理された細胞に比べて、コラーゲン産生に2倍の増加が認められた。S-LEDランプからの光による処理で示された、DHF細胞におけるコラーゲン産生に対する効果は低かった。データを図3に示す。
【００８０】
実験の第二部では、DHFを刺激しないままとするか、又は照射の前にIFN-γで刺激した。IFNγ刺激は、細胞内における炎症状態の誘導原としての働きをした。この実験設定の目的は、蛍光光バイオフォトニックシステム又はLEDマルチランプのいずれかでDHF細胞が曝露された後、炎症がコラーゲン合成に及ぼす影響を比較することである。照射は、光源から5cmの距離で、9分間かけて実施した。照射を受けなかった細胞(+/-IFNγ)を、非処理対照とした。細胞をIFNγで刺激しなかった場合(正常細胞)、バイオフォトニック処理によって、コラーゲン産生に、非処理対照に比べて3.5倍前後の変化が引き起こされた。細胞のLEDマルチランプによる処理で示された、コラーゲン合成の誘導は、対照に比べて低かった。データを図4に示す。
【００８１】
行った実験の所見を検証するために、処理されたDHF細胞内で誘発された細胞傷害性を、培養上清においてLDH活性を測定することにより評価した。本アッセイの結果を、図5A〜図5Cに示す。
【００８２】
全体として、本明細書で示すデータから、青色光が照射され、誘導されたバイオフォトニック組成物によって生成された蛍光で処理することにより、ヒト皮膚線維芽細胞におけるコラーゲン産生が有意に上方調節されたことが示唆される。興味深いことに、コラーゲン合成に対して示されたこのような蛍光の効果は、S-LEDランプによって生成された非蛍光光に比べて、より顕著な効果であった。
【００８３】
(実施例3)
照射処理された細胞から得られた上清が、刺激されていないヒト皮膚線維芽細胞において生物学的過程をモジュレートしうる能力
本実験の目的は、本技術の光活性化されたバイオフォトニック組成物に曝露された一群の細胞が、LEDマルチランプ(バイオフォトニックシステム)によって光活性化されたバイオフォトニック組成物(BPC-A(エオシンY)又はBPC-B(エオシンY及びフルオレセイン))に曝露されていない別の群の細胞に与える効果を評価することであった。
【００８４】
ヒト皮膚線維芽細胞(DHF)は、ATCC(ATCC # PCS-201-012)から購入した。細胞を解凍し、集密度が80〜90%になったとき、初代細胞用のトリプシン-EDTA溶液(ATCC # PCS-999-003)を使用して収穫し、Trypsin Neutralizing Solution(ATCC # PCS-999-004)中で洗浄し、計数し、ガラス底のチャンバースライド(LabTeck、154852、ThermoFisher社)に、80,000細胞/ウェルの密度(2チャンバースライド用)で播いた。翌日、線維芽細胞は、集密度80%になり、処理を受ける準備ができた。
【００８５】
ヒトマクロファージを、CD14磁気ビーズ(MACS Miltenyi分離システム)を使用してヒトPBMCからポジティブ単離した単核球細胞から分化させた。マクロファージは、ガラス底の2チャンバースライドにおいて、100ng/mlの濃度のGM-CSFを使用して7日間分化させた。培地を3日毎に(新鮮なGM-CSFを含有する)新たな培地に取り替えた。7日間分化させた後、マクロファージは完全に分化し、その後の適用において使用する準備ができた。
【００８６】
製剤処理したマクロファージ(LPS/IFNγで刺激し、次いで、上で規定したとおりのバイオフォトニックシステムを照射することで光活性化させたもの)から得られた順化培養上清を、刺激していないDHFに適用し、いくつかの遺伝子をスクリーニングした。線維芽細胞遺伝子発現プロファイルに対する製剤処理の間接的な効果を評価した。処理後16時間の時点でRNAを単離し、細胞をRLT Plus(Qiagen社)溶解緩衝液に溶解させた。cDNAを生成させ、その後遺伝子発現研究において使用した。DHF遺伝子発現プロファイル分析の結果は、図6にまとめられている。
【００８７】
結果は、照射処理されたマクロファージから得られた順化培養上清が、刺激されていないヒト皮膚線維芽細胞における遺伝子発現レベルをモジュレートする能力を有することを示している。
【００８８】
(実施例4)
ヒト内皮細胞における血管新生及び管形成過程に対する、誘導されたバイオフォトニック組成物から放射された蛍光の効果
血管新生又は新血管新生は、既存の血管系から拡張部分として引き出される新血管を生成する過程である。この過程に関与する主要な細胞は、すべての血管の内側を覆い、実質的に毛細血管の全体を構成する内皮細胞である。血管新生には、いくつものステップが伴い、新血管の形成を実現するために、内皮細胞は、基底膜を突き破ることにより、自身の安定した位置から最初に逃れなければならない。これが実現されたなら、内皮細胞は、ケラチノサイト、線維芽細胞、又は創傷に伴うマクロファージから放出されうるもの等の、血管新生刺激物質の方へ移動する。更に、内皮細胞は、増殖して、新たな血管を作るのに必要な数の細胞を提供する。この増殖に引き続いて、内皮細胞の新たな成長には、三次元管構造への再編成が必要となる。これらの要素、すなわち、基底膜崩壊、細胞移動、細胞増殖、及び管形成はそれぞれ、介入のターゲットにすることができ、それぞれをin vitro及びin vivoで試験することができる。ニワトリ漿尿膜(CAM)アッセイ、in vivo Matrigel plugアッセイ、及び角膜血管新生アッセイを始めとする、血管新生応答のより実際的な鑑定を可能にするいくつかのin vivoアッセイシステムが開発されている。血管新生の迅速な評価の1つが、内皮細胞が三次元構造を形成(管形成)する能力の測定である。内皮細胞は、血管新生シグナルに応じて速やかに分裂及び移動する能力を保持している。更に、内皮細胞は、基底膜抽出物のマトリックス上で培養されると、分化し、管様構造を形成するように誘導される。こうした管は、結合複合体を介して連結し合った内皮細胞に取り囲まれた内腔を含んでいる。
【００８９】
管形成は、速やかに生じ、このアッセイでは、血管新生刺激の量及びタイプに応じて、2〜6時間以内に大部分の管ができる。形成されると、こうした相互に連絡したネットワークは、通常はおよそ24時間維持される。管を蛍光染料で染色した後、平均管長や分岐点等の管形成の程度を、画像処理ソフトウェアに接続した顕微鏡によって定量化することができる。
【００９０】
ヒト大動脈内皮細胞(HAEC)を使用して、新管形成過程に関して、本技術による、エオシンYとフルオレセインの両方を吸光性分子として含むバイオフォトニック組成物(BPC-B)で処理されたヒト皮膚線維芽細胞(DHF)から得られる条件培地の潜在力を評価した。
【００９１】
この目的のために、96ウェルプレートを氷冷マトリゲル(50μl/ウェル)でコートし、37℃で45分間インキュベートして、ゲルの凝固を可能にした。次に、細胞を播き(0.3×105/ウェル)、37℃で1時間インキュベートして、マトリゲルでコートされたウェルの底に付着させた。細胞を付着させた後、細胞培養培地を、青色光(LEDマルチランプ)又はBPC-B/青色光膜システムで処理されたDHFからの250μlの条件培地で差し替えた。関連する対照(処理なし)も、更に含めた。
【００９２】
試験対象の条件培地を、バイオフォトニック組成物及びLEDマルチランプシステムで処理後72時間の時点で集めた。HAECの維持に使用される単純な培地も、内部対照として組み込んだ。ヒト大動脈内皮細胞を、条件培地において37℃、5%CO2で18時間インキュベートし、管ネットワーク形成を、倒立顕微鏡(Olympus IX50)によって評価した。実験装備の略図を図7Aに示す。各ウェルについて写真を撮影し(ウェルあたり3枚の写真)、PowerPointにおいて像を並置して、管及び分岐点を定量化した。定量化の結果は、図7B及び図7Cに示す。
【００９３】
(単独又はBPC-B組成物若しくはBCP-B膜と組み合わせたLEDマルチランプで処理したヒト皮膚線維芽細胞から得られた)条件培地を使用した実験手法。このようなシステムによって、内皮細胞による血管新生及び管形成を誘導する条件培地の潜在力及び活性を評価することが可能になった。
【００９４】
取得されたデータから、BCP-B膜システムのBPC-B組成物で処理された線維芽細胞から得られた条件培地によって、血管新生のきっかけをつくる活性成長因子が提供されることが証明され、内皮細胞による三次元の管様構造の形成によってそれが確認された。タンパク質アレイによる条件培地の追加分析では、処理された皮膚線維芽細胞によって、血管新生及び新管形成を支持する多くの血管新生促進因子(VEGF、ANG、EGF、TGFβ-1等)が分泌されたことが明らかになった。これらの成長因子は、その活性を保持し、内皮細胞に作用して、分裂、移動、及び管様構造形成のきっかけをつくった。
【００９５】
LEDマルチランプだけで処理された細胞から得られた条件培地又は非処理対照サンプルは、BCB-B膜のBPC-B組成物について観察された程には、新たな管形成を誘導しなかった。管及び分岐点の数は、有意に少なかった。
【００９６】
興味深いことに、BPC-B組成物又はBCP-B膜条件培地で培養した内皮細胞によって形成された分岐点及びその相対的な厚さ及びサイズは、対照及びLEDマルチランプ光から得られた条件培地で処理された内皮細胞に比べて、増大していた。
【００９７】
結論として、LEDマルチランプによって照射又は光活性化された吸光性分子を含むバイオフォトニック組成物の内皮細胞に対する刺激効果が観察され、これにより、BPC-B組成物又はBCP-B膜処理に、皮膚線維芽細胞における成長因子産生を誘発する能力があること、及び分泌された成長因子が生物活性を有することが証明され、したがって、他の細胞型(すなわち、内皮細胞)における血管新生過程に対する刺激が検出された。
【図１Ａ】
2020506234.tif 000005
【図１Ｂ】
2020506234.tif 000006
【図２】
2020506234.tif 000007
【図３】
2020506234.tif 000008
【図４】
2020506234.tif 000009
【図５Ａ】
2020506234.tif 000010
【図５Ｂ】
2020506234.tif 000011
【図６】
2020506234.tif 000012
【図７Ａ】
2020506234.tif 000013
【図７Ｂ】
2020506234.tif 000014
【図７Ｃ】
2020506234.tif 000015
【国際調査報告】
2020506234.tif 000016
2020506234.tif 000017
2020506234.tif 000018
2020506234.tif 000019
2020506234.tif 000020
2020506234.tif 000021
2020506234.tif 000022