JP7708438B2 - Pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease - Google Patents
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Description
本発明は、脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物に関する。
本願は、2020年5月13日に、日本に出願された特願2020-084683号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-084683, filed on May 13, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
高血圧及び糖尿病をリスク因子とし、脳血管変性を原因として発症する脳小血管病は、認知症や歩行障害を引き起こす。脳小血管病の発症メカニズムは不明であり、本疾患に対し、有効な治療法は未だ開発されていない。この大きな原因の一つに機能的且つ病理学的に病態を再現性する適切な動物モデルの欠如が挙げられる。同様のリスク因子を有する血管症研究は、末梢大血管研究に留まり、これらの血管の病態の主体は粥状動脈硬化型であり、脳小血管病が呈する細動脈硬化型とは異なるため、脳小血管病分子病態メカニズムを明らかとし、本疾患の病態に照らした治療法の開発が必要となる。Cerebral small vessel disease, which develops as a result of cerebrovascular degeneration, with high blood pressure and diabetes as risk factors, can lead to dementia and gait disorders. The mechanism by which cerebral small vessel disease develops is unknown, and an effective treatment for this disease has not yet been developed. One of the main reasons for this is the lack of an appropriate animal model that functionally and pathologically reproduces the pathology. Research on vasculopathy with similar risk factors is limited to peripheral large vessels, and the pathology of these vessels is predominantly atherosclerotic, which differs from the arteriolosclerotic type presented by cerebral small vessel disease. Therefore, it is necessary to clarify the molecular pathological mechanism of cerebral small vessel disease and develop a treatment that takes into account the pathology of this disease.
脳小血管病には孤発性だけではなく、いくつかの遺伝的背景を原因に発症する遺伝性脳小血管病が存在する。中でも、セリンプロテアーゼの一種である高温要求性セリンプロテアーゼA1(HTRA1)の発現又は酵素活性失活に繋がる変異によって発症するCerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CARASIL)は脳小血管の細動脈硬化、広範な白質脳症等、孤発性脳小血管病に酷似した病型を呈することが知られている(例えば、非特許文献1参照)。HTRA1は、前駆体トランスフォーミング増殖因子β1(pro-TGFβ1)、フィブロネクチン、潜在型TGFβ結合タンパク質1 (LTBP1)等の幅広い基質を切断する。さらに、これら基質の蓄積が、CARASIL患者の脳(例えば、非特許文献2参照)及びHTRA1欠損(HTRA1-/-)マウスから得られた脳(例えば、非特許文献3参照)において確認されている。しかしながら、これらの基質が最初に蓄積する大脳動脈の部位や、いずれの基質が動脈障害に寄与しているのかについては、未だ明らかとなっていない。There are not only sporadic cerebral small vessel diseases, but also hereditary cerebral small vessel diseases caused by several genetic backgrounds. Among them, cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CARASIL), which is caused by a mutation leading to the expression or inactivation of high-temperature-requiring serine protease A1 (HTRA1), a type of serine protease, is known to exhibit a disease form very similar to sporadic cerebral small vessel diseases, such as arteriosclerosis of cerebral small vessels and widespread leukoencephalopathy (see, for example, Non-Patent Document 1). HTRA1 cleaves a wide range of substrates, such as precursor transforming growth factor β1 (pro-TGFβ1), fibronectin, and latent TGFβ binding protein 1 (LTBP1). Furthermore, accumulation of these substrates has been confirmed in the brains of CARASIL patients (see, for example, Non-Patent Document 2) and in the brains obtained from HTRA1-deficient (HTRA1-/-) mice (see, for example, Non-Patent Document 3). However, it remains unclear which sites in the cerebral arteries these substrates initially accumulate in, or which substrates contribute to arterial damage.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、脳小血管病の予防又は治療に有効な新規の医薬組成物を提供する。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a novel pharmaceutical composition that is effective in preventing or treating cerebral small vessel disease.
発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、HTRA1欠損マウスにおいてフィブロネクチン及びフィブロネクチン結合タンパク質、並びに、組織メタロプロテアーゼ阻害物質3(TIMP3)が脳軟膜動脈及び脳実質内細動脈の内膜に蓄積し、その後、脳血流の減少、内膜の肥厚及び内弾性板新生を特徴とする動脈症を発症したことから、内膜へのフィブロネクチン又はTIMP3の蓄積を抑制する薬剤を投与することで動脈症の症状を改善することを見出し、本発明を完成するに至った。As a result of extensive research conducted by the inventors to achieve the above-mentioned objective, they found that fibronectin, fibronectin-binding protein, and tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3) accumulate in the intima of cerebral pial arteries and cerebral parenchymal arterioles in HTRA1-deficient mice, and subsequently developed arteriopathy characterized by reduced cerebral blood flow, intima thickening, and internal elastic lamina neoformation. They also found that administering a drug that inhibits the accumulation of fibronectin or TIMP3 in the intima improves the symptoms of arteriopathy, thus completing the present invention.
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1) フィブロネクチン蓄積抑制剤を有効成分として含有する、高血圧及び糖尿病による脳小血管病、並びに、Cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathyを除き、且つ、脳小血管内膜へのフィブロネクチンの蓄積を伴う脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物であって、
前記フィブロネクチン蓄積抑制剤は、アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬である、医薬組成物。
(2) 前記アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬が、カンデサルタン又はテルミサルタンである、(1)に記載の医薬組成物。
(3) 前記アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬が、テルミサルタンである、(1)又は(2)に記載の医薬組成物。
(4)前記脳小血管病が遺伝性脳小血管病である、(1)~(3)のいずれか一つに記載の医薬組成物。
(5) 前記脳小血管病が、Cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathyである、(1)~(4)のいずれか一つに記載の医薬組成物。
That is, the present invention includes the following aspects.
(1) A pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease, except for cerebral small vessel disease due to hypertension or diabetes, and cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infracts and leukoencephalopathy, which contains a fibronectin accumulation inhibitor as an active ingredient, and which is accompanied by accumulation of fibronectin in the intima of cerebral small vessels,
The pharmaceutical composition, wherein the fibronectin accumulation inhibitor is an angiotensin II type 1 receptor antagonist.
(2) The pharmaceutical composition according to (1), wherein the angiotensin II type 1 receptor antagonist is candesartan or telmisartan.
(3) The pharmaceutical composition according to (1) or (2), wherein the angiotensin II type 1 receptor antagonist is telmisartan.
(4) The pharmaceutical composition according to any one of (1) to (3), wherein the cerebral small vessel disease is a hereditary cerebral small vessel disease.
(5) The pharmaceutical composition according to any one of (1) to (4), wherein the cerebral small vessel disease is cerebral autosomal dominant arteriopathies with subcortical infarcts and leukoencephalopathy.
上記態様の医薬組成物によれば、脳小血管病を予防又は治療することができる。 The pharmaceutical composition of the above aspect can prevent or treat cerebral small vessel disease.
以下、本発明の一実施形態に係る脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物について、詳細を説明する。 Below, we will provide a detailed description of a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cerebral small vessel disease in one embodiment of the present invention.
<脳小血管病>
一般に、「脳小血管病(small vessel disease; SVD)」とは、脳の小血管の病理変化又はその結果生じる微小病変を意味し、それらに起因する比較的均質な病理及び臨床像を包摂する病態である。脳小血管病は、高血圧又は糖尿病による孤発性脳小血管病と、遺伝性脳小血管病に分類される。孤発性脳小血管病には、多発性ラクナ梗塞、ビンスワンガー病、びまん性白質病変(leukoaraiosis)、アミロイド血管症等の病態が含まれる。遺伝性脳小血管病としては、例えば、Cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy(CARASIL)(HTRA1遺伝子の変異によって発症)、Cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy(CADASIL)(Notch3遺伝子の変異によって発症)、HERNS(Hereditary endotheliopathy with retinopathy, nephropathy, and stroke)、HANAC(Hereditary angiopathy with nephropathy, aneurysms and muscle cramps)、Familial Cerebral Amyloid Angiopathy、Familial British Dementia、mitochondrial leukoencephalopathy with lactic acidosis and stroke like episodes(MELAS)、Fabry病等が挙げられる。
<Cerebral small vessel disease>
In general, "cerebral small vessel disease (SVD)" refers to pathological changes in small blood vessels in the brain or the resulting microlesions, and is a pathological condition that encompasses relatively homogeneous pathology and clinical features resulting from them. Cerebral small vessel disease is classified into isolated cerebral small vessel disease caused by hypertension or diabetes and hereditary cerebral small vessel disease. Isolated cerebral small vessel disease includes pathological conditions such as multiple lacunar infarctions, Binswanger's disease, diffuse white matter lesions (leukoaraiosis), and amyloid angiopathy. Examples of hereditary cerebral small vessel diseases include cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CARASIL) (due to a mutation in the HTRA1 gene), cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CADASIL) (due to a mutation in the Notch3 gene), HERNS (Hereditary endotheliopathy with retinopathy, nephropathy, and stroke), HANAC (Hereditary angiopathy with nephropathy, aneurysms and muscle cramps), Familial Cerebral Amyloid Angiopathy, Familial British Dementia, mitochondrial leukoencephalopathy with lactic acidosis and stroke like episodes (MELAS), Fabry disease, and the like.
これらの脳小血管病は、血管性認知症の主要な原因となり得る。また、アルツハイマー型認知症や、筋萎縮性側索硬化症等の変性疾患でも、脳小血管病の関与が疑われており、アルツハイマー型認知症では、高い確率で脳小血管病を合併しているケースが多い。These cerebral small vessel diseases can be the main cause of vascular dementia. Cerebral small vessel disease is also suspected to be involved in degenerative diseases such as Alzheimer's disease and amyotrophic lateral sclerosis, and there is a high probability that Alzheimer's dementia is accompanied by cerebral small vessel disease.
中でも、本実施形態の医薬組成物は、後述する実施例に示すように、フィブロネクチン(FN)又は組織メタロプロテアーゼ阻害物質3(TIMP3)の蓄積を伴う、孤発性脳小血管病、CARASIL又はCADASILの予防又は治療に特に有効である。また、本実施形態の医薬組成物は、FN又はTIMP3の蓄積を伴う脳小血管病を原因とする血管性認知症や、当該脳小血管病を合併しているアルツハイマー型認知症の予防又は治療にも有効である。In particular, the pharmaceutical composition of this embodiment is particularly effective for preventing or treating sporadic cerebral small vessel disease, CARASIL, or CADASIL, which are accompanied by accumulation of fibronectin (FN) or tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3), as shown in the Examples described below. In addition, the pharmaceutical composition of this embodiment is also effective for preventing or treating vascular dementia caused by cerebral small vessel disease accompanied by accumulation of FN or TIMP3, and Alzheimer's dementia complicated by the cerebral small vessel disease.
<脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物>
本実施形態の脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物(以下、単に「本実施形態の医薬組成物」と略記する場合がある)は、フィブロネクチン(FN)蓄積抑制剤又は組織メタロプロテアーゼ阻害物質3(TIMP3)蓄積抑制剤を有効成分として含有する。
<Pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease>
The pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease of this embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as "the pharmaceutical composition of this embodiment") contains a fibronectin (FN) accumulation inhibitor or a tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3) accumulation inhibitor as an active ingredient.
なお、本明細書において、「有効成分として含有する」とは、治療的に有効量のFN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤を含有することを意味する。なお、ここでいう「治療的に有効な量」とは、望ましい治療措置に従って投与したときに、医師、臨床医、獣医、研究者、又は他の適切な専門家が求める生物学的、医学的効果若しくは応答を誘発するFN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤の量、又はFN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤及び1種類以上の活性剤の組み合わせの量を意味する。好ましい治療的に有効な量は脳小血管病の症状を改善する量である。また、「治療的に有効な量」には、予防に有効な量、すなわち、疾患状態の予防に適する量が包含される。In this specification, "containing as an active ingredient" means containing a therapeutically effective amount of an FN accumulation inhibitor or a TIMP3 accumulation inhibitor. In this specification, "therapeutically effective amount" means an amount of an FN accumulation inhibitor or a TIMP3 accumulation inhibitor, or an amount of a combination of an FN accumulation inhibitor or a TIMP3 accumulation inhibitor and one or more active agents, that induces a biological or medical effect or response desired by a physician, clinician, veterinarian, researcher, or other appropriate professional when administered in accordance with a desired treatment regimen. A preferred therapeutically effective amount is an amount that improves the symptoms of cerebral small vessel disease. In addition, "therapeutically effective amount" includes a prophylactically effective amount, i.e., an amount suitable for preventing a disease state.
これまで脳小血管病の治療標的は知られておらず、治療に有効な薬剤が求められていた。
これに対して、発明者らは、CARASILモデルマウスである、HTRA1欠損マウスにおいてFN及びFN結合タンパク質、並びに、TIMP3が脳軟膜動脈及び脳実質内細動脈の内膜に蓄積し、その後、脳血流の減少、内膜の肥厚及び内弾性板新生を特徴とする動脈症を発症することを初めて見出した。また、FN及びTIMP3の蓄積は、CARASIL患者及びCADASIL患者にもみられることから、後述する実施例に示すように、FN又はTIMP3の蓄積を抑制することで、脳血流の減少、内膜の肥厚及び内弾性板新生を抑制できることを見出し、本願発明を完成するに至った。なお、本実施形態の医薬組成物は、後述する実施例に示すように、FN又はTIMP3の蓄積を抑制するが、TGF-β(Transforming growth factor β)の発現は抑制しないものである。すなわち、発明者らが今回初めて見出した上記分子機序は、HTRA1によるTGF-βシグナルの制御機構に着目した従来のCARASILの病態機序とは、全く異なるものである。
Until now, no therapeutic target for cerebral small vessel disease was known, and effective therapeutic drugs were needed.
In response to this, the inventors have found for the first time that FN, FN-binding protein, and TIMP3 accumulate in the intima of cerebral pial arteries and cerebral intraparenchymal arterioles in HTRA1-deficient mice, which are CARASIL model mice, and then develop arteriopathy characterized by reduced cerebral blood flow, intima thickening, and internal elastic lamina neoformation. In addition, since accumulation of FN and TIMP3 is also seen in CARASIL patients and CADASIL patients, as shown in the Examples below, it has been found that reduced cerebral blood flow, intima thickening, and internal elastic lamina neoformation can be suppressed by inhibiting the accumulation of FN or TIMP3, and the present invention has been completed. Note that, as shown in the Examples below, the pharmaceutical composition of this embodiment inhibits the accumulation of FN or TIMP3, but does not inhibit the expression of TGF-β (Transforming growth factor β). In other words, the above molecular mechanism discovered by the inventors for the first time this time is completely different from the conventional pathological mechanism of CARASIL that focuses on the control mechanism of TGF-β signaling by HTRA1.
本実施形態の医薬組成物によれば、脳小血管病を効果的に予防又は治療することができる。 The pharmaceutical composition of this embodiment can effectively prevent or treat cerebral small vessel disease.
[フィブロネクチン(FN)]
一般に、フィブロネクチン(FN)は、細胞外マトリクスタンパク質(ECM)の構成要素であるコラーゲン、フィブリン及びヘパリンと結合する、細胞接着性の糖タンパク質である。フィブロネクチンは、血漿中では溶解型で存在し、ジスルフィド結合でつながった2つの250kDaのサブユニットで構成される。不溶型のフィブロネクチンは、サブユニットがクロスリンクした大きな複合体である。フィブロネクチンにはいくつかのアイソフォームが存在するが、全て1つの遺伝子から合成される。これらのアイソフォームの構造は、3種類の反復内部領域(モジュールI、II、III)で作られ、これらの領域は長さの差異とジスルフィド結合の有無で区別される。pre-mRNAの選択的スプライシングが、3種類の領域の組み合わせにつながり、可変領域も作り出す。
[Fibronectin (FN)]
In general, fibronectin (FN) is a cell-adhesive glycoprotein that binds to collagen, fibrin, and heparin, components of the extracellular matrix proteins (ECM). In plasma, fibronectin exists in a soluble form and is composed of two 250 kDa subunits linked by disulfide bonds. Insoluble fibronectin is a larger complex of cross-linked subunits. There are several isoforms of fibronectin, all synthesized from a single gene. The structure of these isoforms is made up of three repeat internal regions (modules I, II, and III), which are distinguished by differences in length and the presence or absence of disulfide bonds. Alternative splicing of pre-mRNA leads to the combination of three different regions, also creating variable regions.
FN蓄積抑制剤が標的とするFNは、上記3種類のアイソフォームの少なくともいずれか1種であればよいが、中でも、3種類全てのアイソフォームの蓄積を抑制することが好ましい。 The FN targeted by an FN accumulation inhibitor may be at least one of the three isoforms listed above, but it is preferable to inhibit the accumulation of all three isoforms.
[組織メタロプロテアーゼ阻害物質3(TIMP3)]
一般に、組織メタロプロテアーゼ阻害物質3(TIMP3)は、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子(TIMP)ファミリーに含まれるタンパク質であって、ECMと結合して、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の抑制を促進する。
TIMP3は、CADASILの病態生理の重要なタンパク質であると報告されている(例えば、参考文献1:「Monet-Lepretre M et al., “Abnormal recruitment of extracellular matrix proteins by excess Notch3 ECD: a new pathomechanism in CADASIL.”, Brain: a journal of neurology, Vol. 136, Issue 6, pp. 1830-1845, 2013.」参照)。
[Tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3)]
In general, tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3) is a protein that belongs to the matrix metalloproteinase (TIMP) family and binds to ECM to promote inhibition of matrix metalloproteinases (MMPs).
TIMP3 has been reported to be an important protein in the pathophysiology of CADASIL (see, for example, Reference 1: Monet-Lepretre M et al., “Abnormal recruitment of extracellular matrix proteins by excess Notch3 ECD: a new pathomechanism in CADASIL.”, Brain: a journal of neurology, Vol. 136, Issue 6, pp. 1830-1845, 2013).
[FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤]
FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤として具体的には、例えば、FN又はTIMP3を分解する活性を有する化合物、FN又はTIMP3の発現抑制剤、FN又はTIMP3の特異的結合物質等が挙げられる。また、FN蓄積抑制剤としては、例えば、フィブロネクチン繊維化抑制ペプチドとして知られているpUR4(例えば、参考文献2:「Tomasini-Johansson BR et al., “PEGylated pUR4/FUD peptide inhibitor of fibronectin fibrillogenesis decreases fibrosis in murine Unilateral Ureteral Obstruction model of kidney disease.”, PLoS One, Vol. 13, Issue 10: e0205360, 2018.」参照)も使用することができる。
中でも、FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤としては、FN及びTIMP3の両方の蓄積抑制剤であることが好ましく、FN及びTIMP3の発現抑制剤がより好ましい。
[FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor]
Specific examples of FN accumulation inhibitors or TIMP3 accumulation inhibitors include compounds having activity of decomposing FN or TIMP3, FN or TIMP3 expression inhibitors, FN or TIMP3 specific binding substances, etc. In addition, as the FN accumulation inhibitor, for example, pUR4, which is known as a fibronectin fibrillogenesis inhibitor peptide (for example, see Reference 2: "Tomasini-Johansson BR et al., "PEGylated pUR4/FUD peptide inhibitor of fibronectin fibrillogenesis decreases fibrosis in murine Unilateral Ureteral Obstruction model of kidney disease.", PLoS One, Vol. 13, Issue 10: e0205360, 2018. ") can also be used.
Among these, the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor is preferably an inhibitor of the accumulation of both FN and TIMP3, and is more preferably an inhibitor of the expression of FN and TIMP3.
(FN又はTIMP3の発現抑制剤)
FN又はTIMP3の発現抑制剤としては、FN又はTIMP3の発現を抑制するものであればよく、例えば、siRNA、shRNA、miRNA、リボザイム、アンチセンス核酸、低分子化合物等が挙げられる。これらのFN又はTIMP3の発現抑制剤を投与することにより、FN又はTIMP3の発現量を低下させて、脳小血管病の症状を改善することができる。すなわち、これらのFN又はTIMP3の発現抑制剤の投与により、脳小血管病を予防又は治療することができる。
中でも、FN又はTIMP3の発現抑制剤は、FN及びTIMP3の両方の発現を抑制するものであることが好ましい。
(FN or TIMP3 expression inhibitor)
The expression inhibitor of FN or TIMP3 may be any that inhibits the expression of FN or TIMP3, and examples thereof include siRNA, shRNA, miRNA, ribozyme, antisense nucleic acid, low molecular weight compound, etc. By administering these expression inhibitors of FN or TIMP3, the expression level of FN or TIMP3 can be reduced, and symptoms of cerebral small vessel disease can be improved. That is, by administering these expression inhibitors of FN or TIMP3, cerebral small vessel disease can be prevented or treated.
In particular, it is preferable that the FN or TIMP3 expression inhibitor inhibits the expression of both FN and TIMP3.
また、後述する実施例に示すように、FNのECMでの繊維化は、その上流に存在するAdamtsl2の発現により制御されていることから、FN蓄積抑制剤としては、FN又はAdamtsl2の発現抑制剤であることが好ましく、FN及びAdamtsl2の発現抑制剤であることがより好ましい。 Furthermore, as shown in the examples described below, fibrosis of FN in the ECM is controlled by the expression of Adamtsl2, which is located upstream of FN. Therefore, the FN accumulation inhibitor is preferably an inhibitor of FN or Adamtsl2 expression, and more preferably an inhibitor of FN and Adamtsl2 expression.
siRNA(small interfering RNA)は、RNA干渉による遺伝子サイレンシングのために用いられる21塩基対以上23塩基対以下の低分子2本鎖RNAである。細胞内に導入されたsiRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)と結合する。この複合体はsiRNAと相補的な配列を持つmRNAに結合し切断する。これにより、配列特異的に遺伝子の発現を抑制する。 siRNA (small interfering RNA) is a small double-stranded RNA with 21 to 23 base pairs that is used for gene silencing by RNA interference. When siRNA is introduced into cells, it binds to the RNA-induced silencing complex (RISC). This complex binds to and cleaves mRNA with a sequence complementary to the siRNA, thereby suppressing gene expression in a sequence-specific manner.
siRNAは、センス鎖及びアンチセンス鎖オリゴヌクレオチドをDNA/RNA自動合成機でそれぞれ合成し、例えば、適当なアニーリング緩衝液中、90℃以上95℃以下程度で約1分程度変性させた後、30℃以上70℃以下程度で約1時間以上8時間以下アニーリングさせることにより調製することができる。 siRNA can be prepared by synthesizing sense and antisense oligonucleotides using an automatic DNA/RNA synthesizer, denaturing them in an appropriate annealing buffer at approximately 90°C to 95°C for approximately 1 minute, and then annealing them at approximately 30°C to 70°C for approximately 1 hour to 8 hours.
siRNA、shRNA、miRNA、リボザイム及びアンチセンス核酸は、安定性や活性を向上させるために、種々の化学修飾を含んでいてもよい。例えば、ヌクレアーゼ等の加水分解酵素による分解を防ぐために、リン酸残基を、例えば、ホスホロチオエート(PS)、メチルホスホネート、ホスホロジチオネート等の化学修飾リン酸残基に置換してもよい。また、少なくとも一部をペプチド核酸(PNA)等の核酸類似体により構成してもよい。 siRNA, shRNA, miRNA, ribozymes, and antisense nucleic acids may contain various chemical modifications to improve their stability and activity. For example, to prevent degradation by hydrolases such as nucleases, phosphate residues may be replaced with chemically modified phosphate residues such as phosphorothioate (PS), methylphosphonate, and phosphorodithioate. In addition, at least a portion of them may be composed of a nucleic acid analog such as peptide nucleic acid (PNA).
FNの発現を抑制する低分子化合物としては、通常、心血管系等の末梢血管系でFNの発現抑制効果が報告されている公知の薬剤を用いることが好ましい。当該薬剤を用いることで、安全且つ確実に脳小血管病を予防又は治療することができる。As a low molecular weight compound that suppresses the expression of FN, it is usually preferable to use a known drug that has been reported to have an effect of suppressing the expression of FN in the peripheral vascular system, such as the cardiovascular system. By using such a drug, cerebral small vessel disease can be prevented or treated safely and reliably.
このような薬剤としては、例えば、カルシウムチャネル拮抗薬、アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬、アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬(ARB)等が挙げられる。 Examples of such drugs include calcium channel blockers, angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitors, and angiotensin II type 1 receptor blockers (ARBs).
カルシウムチャネル拮抗薬としては、例えば、ジヒドロピリジン系化合物、ベンゾチアゼピン系化合物等が挙げられる。ジヒドロピリジン系化合物としては、例えば、ニフェジピン、アムロジピン、エホニジピン、シルニジピン、ニカルジピン、ニソルジピン、ニトレンジピン、ニルバジピン、バルニジピン、フェロジピン、ベニジピン、マニジピン、アゼルニジピン、アラニジピン等が挙げられる。ベンゾチアゼピン系化合物としては、例えば、ジルチアゼム等が挙げられる。
中でも、ジヒドロピリジン系化合物が好ましく、アムロジピンがより好ましい。
Examples of calcium channel antagonists include dihydropyridine compounds, benzothiazepine compounds, etc. Examples of dihydropyridine compounds include nifedipine, amlodipine, efonidipine, cilnidipine, nicardipine, nisoldipine, nitrendipine, nilvadipine, barnidipine, felodipine, benidipine, manidipine, azelnidipine, aranidipine, etc. Examples of benzothiazepine compounds include diltiazem, etc.
Among these, dihydropyridine compounds are preferred, and amlodipine is more preferred.
アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬としては、例えば、カプトプリル、エナラプリル、アラセプリル、デラプリル、シラザプリル、リシノプリル、ベナゼプリル、イミダプリル、テモカプリル、キナプリル、トランドラプリル、ペリンドプリルエルブミン等が挙げられる。 Examples of angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitors include captopril, enalapril, alacepril, delapril, cilazapril, lisinopril, benazepril, imidapril, temocapril, quinapril, trandolapril, and perindopril erbumine.
アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬(ARB)としては、例えば、ロサルタン、カンデサルタン、バルサルタン、テルミサルタン、オルメサルタン、イルベサルタン、アジルサルタン等が挙げられる。
中でも、カンデサルタン又はテルミサルタンが好ましい。
Examples of angiotensin II type 1 receptor antagonists (ARBs) include losartan, candesartan, valsartan, telmisartan, olmesartan, irbesartan, azilsartan, and the like.
Of these, candesartan or telmisartan is preferred.
中でも、後述する実施例に示すように、FN、Adamtsl2及びTIMP3の発現を抑制する効果を有することから、カルシウムチャネル拮抗薬又はアンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬が好ましく、アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬がより好ましく、カンデサルタンがさらに好ましい。Among these, as shown in the examples described below, calcium channel antagonists or angiotensin II type 1 receptor antagonists are preferred because they have the effect of suppressing the expression of FN, Adamtsl2, and TIMP3, with angiotensin II type 1 receptor antagonists being more preferred, and candesartan being even more preferred.
また、これらの薬剤には、上記例示した化合物の薬学的に許容されるエステル、塩又は溶媒和物が包含される。These agents also include pharma- ceutically acceptable esters, salts, or solvates of the compounds exemplified above.
なお、ここでいう「薬学的に許容されるエステル」は、インビボで加水分解されるエステルを意味し、人体で容易に分解されて上記例示した化合物又はその塩を放出するものを含む。好適なエステル基は例えば、薬学的に許容される脂肪族カルボン酸、特にアルカン酸、アルケン酸、シクロアルカン酸及びアルカン二酸に由来するもの(各アルキル基又はアルケニル基は好ましくは6個以下の炭素原子を有する)を含む。具体的なエステルの例は、ギ酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、ブチル酸エステル、アクリル酸エステル、エチルコハク酸エステル及びシクロヘキシル-1-ヒドロキシエチル炭酸エステル(シレキセチル)を含む。As used herein, "pharmacologically acceptable ester" refers to an ester that is hydrolyzed in vivo, and includes those that are easily decomposed in the human body to release the above-listed compounds or salts thereof. Suitable ester groups include, for example, those derived from pharma- ceutically acceptable aliphatic carboxylic acids, particularly alkanoic acids, alkenoic acids, cycloalkanoic acids, and alkanedioic acids (each alkyl or alkenyl group preferably having 6 or fewer carbon atoms). Specific examples of esters include formate, acetate, propionate, butyrate, acrylate, ethylsuccinate, and cyclohexyl-1-hydroxyethyl carbonate (cilexetil).
また、「薬学的に許容し得る塩」には、上記例示した化合物の非毒性の塩を意味し、一般に、その遊離酸を適切な有機又は無機塩基と反応させることによって調製することができる。上記例示した化合物の塩形態としては、例えば、酢酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重炭酸塩、重硫酸塩、重酒石酸塩、ホウ酸塩、臭化物、カルシウム、エデト酸カルシウム、カムシレート、炭酸塩、塩化物、クラブラネート、クエン酸塩、塩化二水素酸塩、エデト酸塩、エジシレート、エストレート、エシレート、フマル酸塩、グルセプテート、グルコン酸塩、グルタミン酸塩、グリコリルアルサニレート、ヘキシルレゾルシネート、ヒドラバミン、臭化水素酸塩、塩化水素酸塩、ヒドロキシナプトエート、ヨウ化物、イソチオン酸塩、乳酸塩、ラクトビオネート、ラウリン酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マンデル酸塩、メシレート、メチル臭化物、メチル硝酸塩、メチル硫酸塩、ムケート、ナプシレート、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パモ酸塩、パルミチン酸塩、パントテン酸塩、リン酸塩/二リン酸塩、ポリガラクツロネート、カリウム、サリチル酸塩、ナトリウム、ステアリン酸塩、サバステート、コハク酸塩、タンニン酸塩、酒石酸塩、テオクレート、トシレート、トリエチオダイド、吉草酸塩、及びそれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。 In addition, "pharmacologically acceptable salts" refers to non-toxic salts of the compounds exemplified above, which can generally be prepared by reacting the free acid with a suitable organic or inorganic base. Examples of salt forms of the compounds exemplified above include acetate, benzenesulfonate, benzoate, bicarbonate, bisulfate, bitartrate, borate, bromide, calcium, calcium edetate, camsylate, carbonate, chloride, clavulanate, citrate, dihydrochloride, edetate, edisylate, estolate, esylate, fumarate, gluceptate, gluconate, glutamate, glycolyl arsenilate, hexylresorcinate, hydrabamine, hydrobromide, hydrochloride, hydroxynaphthalene, iodide, and isothionate. , lactate, lactobionate, laurate, malate, maleate, mandelate, mesylate, methyl bromide, methyl nitrate, methyl sulfate, mucate, napsylate, nitrate, oleate, oxalate, pamoate, palmitate, pantothenate, phosphate/diphosphate, polygalacturonate, potassium, salicylate, sodium, stearate, sabastate, succinate, tannate, tartrate, theoclate, tosylate, triethiodide, valerate, and mixtures thereof.
また、「薬学的に許容し得る溶媒和物」には、溶媒と結合した上記例示した化合物を意味する。溶媒は、揮発性であり、非毒性であり、ヒトを含む動物への投与に許容されるものである。好適な溶媒和物としては、例えば、水和物が挙げられる。 "Pharmaceutically acceptable solvates" refers to the compounds listed above combined with a solvent. The solvent is volatile, non-toxic, and acceptable for administration to animals, including humans. Suitable solvates include, for example, hydrates.
(FN又はTIMP3の特異的結合物質)
FN又はTIMP3の特異的結合物質としては、FN又はTIMP3に特異的に結合してFN又はTIMP3の機能を阻害するものが挙げられ、例えば、抗体、抗体断片、アプタマー等が挙げられる。抗体は、例えば、マウス等の動物に、FN若しくはTIMP3又はその断片を抗原として免疫することによって作製することができる。或いは、例えば、ファージライブラリのスクリーニングにより作製することができる。抗体断片としては、Fv、Fab、scFv等が挙げられる。上記の抗体は、モノクローナル抗体であることが好ましい。また、市販の抗体であってもよい。
(Substances that specifically bind to FN or TIMP3)
The specific binding substance of FN or TIMP3 includes substances that specifically bind to FN or TIMP3 and inhibit the function of FN or TIMP3, such as antibodies, antibody fragments, aptamers, etc. The antibody can be prepared, for example, by immunizing an animal such as a mouse with FN or TIMP3 or a fragment thereof as an antigen. Alternatively, the antibody can be prepared, for example, by screening a phage library. The antibody fragment can include Fv, Fab, scFv, etc. The above antibody is preferably a monoclonal antibody. It may also be a commercially available antibody.
アプタマーとは、標的物質に対する特異的結合能を有する物質である。アプタマーとしては、核酸アプタマー、ペプチドアプタマー等が挙げられる。標的ペプチドに特異的結合能を有する核酸アプタマーは、例えば、systematic evolution of ligand by exponential enrichment(SELEX)法等により選別することができる。また、標的ペプチドに特異的結合能を有するペプチドアプタマーは、例えば酵母を用いたTwo-hybrid法等により選別することができる。An aptamer is a substance that has a specific binding ability to a target substance. Examples of aptamers include nucleic acid aptamers and peptide aptamers. Nucleic acid aptamers that have a specific binding ability to a target peptide can be selected, for example, by the systematic evolution of ligand by exponential enrichment (SELEX) method. Peptide aptamers that have a specific binding ability to a target peptide can be selected, for example, by the two-hybrid method using yeast.
[薬学的に許容可能な担体]
本実施形態の医薬組成物は、薬学的に許容可能な担体を更に含有することができる。
Pharmaceutically acceptable carriers
The pharmaceutical composition of this embodiment may further contain a pharma- ceutically acceptable carrier.
薬学的に許容される担体としては、通常医薬組成物の製剤に用いられるものを特に制限なく用いることができる。より具体的には、例えば、ゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴム等の結合剤;デンプン、結晶性セルロース等の賦形剤;アルギン酸等の膨化剤;水、エタノール、グリセリン等の注射剤用溶剤;ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の粘着剤等が挙げられる。As the pharma- ceutically acceptable carrier, those usually used in the preparation of pharmaceutical compositions can be used without any particular restrictions. More specifically, examples of such carriers include binders such as gelatin, corn starch, gum tragacanth, and gum arabic; excipients such as starch and crystalline cellulose; swelling agents such as alginic acid; solvents for injections such as water, ethanol, and glycerin; and adhesives such as rubber-based adhesives and silicone-based adhesives.
本実施形態の医薬組成物は添加剤を更に含んでいてもよい。添加剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等の潤滑剤;ショ糖、乳糖、サッカリン、マルチトール等の甘味剤;ペパーミント、アカモノ油等の香味剤;ベンジルアルコール、フェノール等の安定剤;リン酸塩、酢酸ナトリウム等の緩衝剤;安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等の溶解補助剤;酸化防止剤;防腐剤等が挙げられる。The pharmaceutical composition of the present embodiment may further contain additives. Examples of additives include lubricants such as calcium stearate and magnesium stearate; sweeteners such as sucrose, lactose, saccharin, and maltitol; flavorings such as peppermint and saffron oil; stabilizers such as benzyl alcohol and phenol; buffers such as phosphates and sodium acetate; solubilizers such as benzyl benzoate and benzyl alcohol; antioxidants; and preservatives.
本実施形態の医薬組成物は、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤と、上記薬学的に許容される担体及び添加剤を適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化することができる。The pharmaceutical composition of this embodiment can be formulated by appropriately combining the above-mentioned FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor with the above-mentioned pharma- ceutically acceptable carriers and additives, and mixing them in a unit dose form required for generally accepted pharmaceutical practice.
本実施形態の医薬組成物は、経口的に使用される剤型であってもよく、非経口的に使用される剤型であってもよいが、経口的に使用される剤型が好ましい。経口的に使用される剤型としては、例えば錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤等が挙げられる。非経口的に使用される剤型としては例えば注射剤、軟膏剤、貼付剤等が挙げられる。The pharmaceutical composition of this embodiment may be in a dosage form for oral use or a dosage form for parenteral use, but is preferably in a dosage form for oral use. Dosage forms for oral use include, for example, tablets, capsules, elixirs, microcapsules, etc. Dosage forms for parenteral use include, for example, injections, ointments, patches, etc.
本実施形態の医薬組成物は、他の疾患の治療薬と組合せて、使用してもよい。例えば、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤を、降圧薬等と組み合わせて使用することで、脳小血管病の症状を改善しながら、高血圧を予防又は治療することができる。
上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤と他の薬剤とは、同一の製剤にしてもよく、別々の製剤にしてもよい。また、各製剤は、同一の投与経路で投与してもよく、別々の投与経路で投与してもよい。更に、各製剤は、同時に投与してもよく、逐次的に投与してもよく、一定の時間乃至期間を空けて別々に投与してもよい。一実施態様において、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤と他の薬剤とは、これらを包含するキットとしてもよい。
The pharmaceutical composition of the present embodiment may be used in combination with other disease treatment drugs. For example, the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor is used in combination with antihypertensive drugs, etc., to prevent or treat hypertension while improving symptoms of cerebral small vessel disease.
The FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor and other drugs may be in the same preparation or in separate preparations. Also, each preparation may be administered by the same administration route or by separate administration routes. Furthermore, each preparation may be administered simultaneously, sequentially, or separately at a certain time or period. In one embodiment, the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor and other drugs may be in the form of a kit that includes them.
<投与方法>
投与する対象としては、限定されるものではないが、例えば、ヒト、サル、イヌ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、ウサギ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、及びそれらの細胞等が挙げられる。中でも、哺乳動物又は哺乳動物細胞が好ましく、ヒト又はヒト細胞が特に好ましい。
Administration Method
Subjects to which the antibody is administered include, but are not limited to, humans, monkeys, dogs, cows, horses, sheep, pigs, rabbits, mice, rats, guinea pigs, hamsters, and cells thereof. Among these, mammals or mammalian cells are preferred, and humans or human cells are particularly preferred.
患者又は患畜への投与は、例えば、髄腔内注射、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、又は経口的に当業者に公知の方法により行うことができる。投与量は、患者の体重や年齢、患者の症状、投与方法等により変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。Administration to patients or animals can be by methods known to those skilled in the art, such as intrathecal injection, intraarterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, intranasal injection, transbronchial injection, intramuscular injection, transdermal injection, or oral injection. The dosage varies depending on the patient's weight and age, the patient's symptoms, the method of administration, etc., but a person skilled in the art can select an appropriate dosage.
本実施形態の医薬組成物の投与量は、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤の量として、経口投与の場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.1mg以上10g以下、好ましくは約0.05mg以上5g以下、より好ましくは約1mg以上3g以下程度を、1日1回、又は数回に分けて投与することが適切であると考えられる。The dosage of the pharmaceutical composition of this embodiment, in terms of the amount of the above-mentioned FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor, is generally considered appropriate for oral administration to an adult (body weight 60 kg) at a dose of about 0.1 mg to 10 g, preferably about 0.05 mg to 5 g, and more preferably about 1 mg to 3 g, administered once a day or in divided doses.
非経口的に投与を行う場合は、例えば注射剤の形で一般的に成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.01mg以上3000mg以下、好ましくは約0.05mg以上300mg以下、より好ましくは約0.1mg以上100mg以下程度を、1日1回、又は数回に分けて投与することが適切であると考えられる。When administered parenterally, for example in the form of an injection, it is generally considered appropriate to administer to an adult (body weight 60 kg) approximately 0.01 mg to 3,000 mg per day, preferably approximately 0.05 mg to 300 mg, and more preferably approximately 0.1 mg to 100 mg, once a day or in divided doses.
<その他実施形態>
一実施形態において、本発明は、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、脳小血管病の予防方法又は治療方法を提供する。ここで、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤としては、上述したものと同様のものが挙げられる。また、脳小血管病としては、上述したものと同様のものが挙げられる。
<Other embodiments>
In one embodiment, the present invention provides a method for preventing or treating cerebral small vessel disease, comprising administering an effective amount of the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor to a patient who needs treatment.Here, the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor can be the same as those described above.In addition, the cerebral small vessel disease can be the same as those described above.
一実施形態において、本発明は、脳小血管病の予防又は治療のための、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤を提供する。ここで、上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤としては、上述したものと同様のものが挙げられる。また、脳小血管病としては、上述したものと同様のものが挙げられる。In one embodiment, the present invention provides the above-mentioned FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor for the prevention or treatment of cerebral small vessel disease. Here, examples of the above-mentioned FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor include those similar to those described above. Furthermore, examples of cerebral small vessel disease include those similar to those described above.
一実施形態において、本発明は、脳小血管病の予防又は治療用医薬組成物を製造するための上記FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤の使用を提供する。ここで、FN蓄積抑制剤又はTIMP3蓄積抑制剤としては、上述したものと同様のものが挙げられる。また、脳小血管病としては、上述したものと同様のものが挙げられる。In one embodiment, the present invention provides use of the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor for producing a pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease. Here, examples of the FN accumulation inhibitor or TIMP3 accumulation inhibitor include those similar to those described above. Examples of cerebral small vessel disease include those similar to those described above.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[材料及び方法]
(実験動物)
高温要求性セリンプロテアーゼA1遺伝子欠損マウス(HTRA1-/-マウス)はLexicon Pharmaceuticalsから入手した。HTRA1-/-マウスは、C57BL / 6JJclマウスと10回以上戻し交配した。 マウスの遺伝子型は、尾を抽出したDNAを使用してPCRによって決定した。 HTRA1+/+同腹仔を対照として使用した。脳循環を分析するために、オスのHTRA1+/+マウス及びHTRA1-/-マウスを使用した。他の実験では、雌マウスと雄マウスの両方を使用して、HTRA1+/+マウス及びHTRA1-/-マウスの性比を等しくした。
全ての動物実験は、新潟大学の動物使用及び管理委員会によって承認され、米国立衛生研究所(米国)のガイドラインに従った。
Materials and Methods
(Laboratory animals)
High-temperature-requiring serine protease A1 gene-deficient mice (HTRA1-/- mice) were obtained from Lexicon Pharmaceuticals. HTRA1-/- mice were backcrossed with C57BL/6JJcl mice more than 10 times. The genotypes of the mice were determined by PCR using DNA extracted from the tails. HTRA1+/+ littermates were used as controls. Male HTRA1+/+ and HTRA1-/- mice were used to analyze cerebral circulation. In other experiments, both female and male mice were used to ensure an equal sex ratio of HTRA1+/+ and HTRA1-/- mice.
All animal experiments were approved by the Niigata University Animal Use and Care Committee and followed the guidelines of the National Institutes of Health (USA).
(血管及び脳組織の採取)
マウス全身からハンクス平衡塩溶液(HBSS)による経心臓的灌流により血液を除去した。次いで、中程度の大きさの分岐を有する中大脳動脈(軟膜動脈と呼ばれる)の部分を、解剖顕微鏡下にて氷冷イーグル最小必須培地(MEM)中で切除したマウスの脳から分離し、すぐにドライアイスで凍結し、-80℃で保存した。大脳皮質を切開し、乾燥濾紙で転がして軟膜を除去した。
(Collection of blood vessels and brain tissue)
Blood was removed from the whole mouse body by transcardial perfusion with Hank's balanced salt solution (HBSS). A portion of the middle cerebral artery with medium-sized branches (called the pial artery) was then isolated from the excised mouse brain in ice-cold Eagle's minimum essential medium (MEM) under a dissecting microscope, immediately frozen on dry ice, and stored at -80°C. The cerebral cortex was dissected and rolled with dry filter paper to remove the pial membrane.
(細胞外マトリクスの調製)
細胞外マトリクスの調製は、従来の方法を用いて行なった。具体的には、まず、軟膜動脈をデオキシコール酸ナトリウム溶解バッファー(150mM NaCl、1w/v%Triton X-100、0.5w/v%デオキシコール酸ナトリウム、50mM Tris-HCl [pH 7.5])で均質化し、遠心分離で清澄化した。可溶性組織材料を収集した後、不溶性画分(ECM画分)をドデシルスルホン酸ナトリウム(SDS)溶解バッファー(62.5mM Tris-HCl [pH 6.8]、2w/v%SDS、0.5w/v%NP-40)でホモジナイズした。ホモジナイズ後、溶解物に2-メルカプトエタノールを5w/v%の濃度で加え、室温で30分間インキュベートした。遠心分離後、SDSで可溶化したECM画分を、後述するイムノブロッティングに供した。LTBPの場合、デオキシコール酸ナトリウム不溶性物質を1mM MgCl2、1mM CaCl2、0.1 w/v%n-オクチル-β-d-グルコピラノシド(Sigma)を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の0.3U/mLプラスミン(Sigma)で、37℃で2時間消化した。プロテアーゼ阻害剤の添加により反応を停止させ、8,000×gで30分間遠心分離することにより反応液を清澄化した。
(Preparation of extracellular matrix)
Extracellular matrix preparation was performed using conventional methods. Specifically, pial arteries were first homogenized in sodium deoxycholate lysis buffer (150 mM NaCl, 1 w/v% Triton X-100, 0.5 w/v% sodium deoxycholate, 50 mM Tris-HCl [pH 7.5]) and clarified by centrifugation. After collecting the soluble tissue material, the insoluble fraction (ECM fraction) was homogenized in sodium dodecyl sulfonate (SDS) lysis buffer (62.5 mM Tris-HCl [pH 6.8], 2 w/v% SDS, 0.5 w/v% NP-40). After homogenization, 2-mercaptoethanol was added to the lysate at a concentration of 5 w/v% and incubated at room temperature for 30 min. After centrifugation, the SDS-solubilized ECM fraction was subjected to immunoblotting as described below. For LTBP, sodium deoxycholate-insoluble material was digested with 0.3 U/mL plasmin (Sigma) in phosphate-buffered saline (PBS) containing 1 mM MgCl , 1 mM CaCl , and 0.1 w/v% n -octyl-β- d -glucopyranoside (Sigma) for 2 h at 37°C. The reaction was stopped by the addition of protease inhibitors, and the reaction was clarified by centrifugation at 8,000 × g for 30 min.
(イムノブロッティング)
タンパク質サンプルをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離し、PVDFメンブレンに転写した。ECMフラクションサンプルの使用量は、デオキシコール酸ナトリウム可溶性フラクションのタンパク質含有量に従って決定した。メンブレンは以下の抗体でプローブした:マウス抗LTBP-4抗体(AF2885、1:2000; R&D System)、ウサギ抗LTBP-1抗体(22065-1-AP、1:500; Proteintech)、抗LTBP-2抗体(sc-166199、1:500; Santa Cruz Biotech)、ウサギ抗FN抗体(ab2413、1:1000; Abcam)、ウサギ抗TINAGL-1抗体(12077-1-AP、1:800; Proteintech)、ウサギ抗Nidogen-1抗体(LS-B9259、1:500; LifeSpan BioScience)、ヤギ抗LAPβ1(AF-246-NA、1:100、R&Dシステム)、ウサギ抗TIMP3抗体(ab58804、 1:200; Abcam)、ウサギ抗ビグリカン抗体(16409-1-AP、1:500; proteintech)、マウス抗β-アクチン抗体(M177-3、1:5000; Medical and Biological Laboratories Co.)、ウサギ抗リン酸化SMAD2抗体(#3108、1:500; Cell Signaling Tech)、又はウサギ抗リン酸化SMAD3抗体(ab52903、1:1000; Abcam)。メンブレンの免疫反応性は、ペルオキシダーゼ結合抗免疫グロブリン抗体とそれに続く化学発光反応によって検出した。画像はImage Quant LAS-4000(Fujifilm)を使用して撮影した。
(Immunoblotting)
Protein samples were separated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and transferred to a PVDF membrane. The amount of ECM fraction sample used was determined according to the protein content of the sodium deoxycholate-soluble fraction. Membranes were probed with the following antibodies: mouse anti-LTBP-4 (AF2885, 1:2000; R&D System), rabbit anti-LTBP-1 (22065-1-AP, 1:500; Proteintech), anti-LTBP-2 (sc-166199, 1:500; Santa Cruz Biotech), rabbit anti-FN (ab2413, 1:1000; Abcam), rabbit anti-TINAGL-1 (12077-1-AP, 1:800; Proteintech), rabbit anti-Nidogen-1 (LS-B9259, 1:500; LifeSpan BioScience), goat anti-LAPβ1 (AF-246-NA, 1:100; R&D System), rabbit anti-TIMP3 (ab58804, 1:200; Abcam), rabbit anti-biglycan (16409-1-AP, 1:500; Proteintech), mouse anti-β-actin antibody (M177-3, 1:5000; Medical and Biological Laboratories Co.), rabbit anti-phosphorylated SMAD2 antibody (#3108, 1:500; Cell Signaling Tech), or rabbit anti-phosphorylated SMAD3 antibody (ab52903, 1:1000; Abcam). Immunoreactivity of the membrane was detected by peroxidase-conjugated anti-immunoglobulin antibody followed by chemiluminescence reaction. Images were captured using an Image Quant LAS-4000 (Fujifilm).
(固定マウス脳組織の調製)
37℃、75mmHgで10分間、Ca2+を含まないHBSSを用いた経心臓的灌流により、マウス全身から血液を除去した。灌流圧をマノメーターで監視した。脳サンプルは、4w/v%パラホルムアルデヒドで固定した。凍結切片の調製のために、脳を0.1M PBS中の30w/v%ショ糖に浸し、最適切削温度化合物(OCT)(Sakura Finetek)に埋め込み、クライオスタット(CM1950;ライカ)で、厚さ14μmに切片化した。パラフィン包埋のために、脱水後に脳を処理し、冠状面で厚さ4μmに切片化した。脳毛細血管分析では、固定脳をアガロースに埋め込み、厚さ50μmのビブラトーム(Leica)を使用して切断した。イソフルランは、血管形態計測分析における麻酔として使用した。他の実験では、ハロタンも使用した。
(Preparation of fixed mouse brain tissue)
Blood was removed from the whole body of mice by transcardial perfusion with Ca2 + -free HBSS at 37°C and 75 mmHg for 10 min. The perfusion pressure was monitored by a manometer. Brain samples were fixed in 4 w/v% paraformaldehyde. For preparation of frozen sections, brains were immersed in 30 w/v% sucrose in 0.1 M PBS, embedded in optimal cutting temperature compound (OCT) (Sakura Finetek), and sectioned at a thickness of 14 μm on a cryostat (CM1950; Leica). For paraffin embedding, brains were processed after dehydration and sectioned at a thickness of 4 μm in the coronal plane. For brain capillary analysis, fixed brains were embedded in agarose and cut using a vibratome (Leica) at a thickness of 50 μm. Isoflurane was used as anesthesia in vascular morphometric analysis. In other experiments, halothane was also used.
(免疫組織化学)
マウスの脳組織分析では、αSMA、CD31(PECAM1)及びFN染色の場合はマイクロ波オーブンでクエン酸ナトリウムバッファー(pH 6.0)を用いて煮沸することにより、又はLTBP-4、LAPβ1及びエラスチン染色の場合はプロテイナーゼK処理により抗原を取得した。次に、切片を次に示す抗体を用いて4℃で一晩インキュベートした;ビオチン化抗αSMA抗体(LS-C87562、1:100; LifeSpan BioScience)、ラット抗CD31(PECAM1)抗体(DIA-310、1:20; Optistain)、ウサギ抗FN抗体とインキュベートした(マウス組織:ab2413、1:250; Abcam。)、ウサギ又はヤギ抗LTBP-4抗体(マウス組織:sc-33144、1:20; Santa Cruz Biotech、又はAF2885、1:50; R&Dシステム)、ウサギ抗エラスチン抗体(PR-387、1:500;エラスチン製品)、又はヤギ抗LAPβ1抗体(AF- 246-NA、1:50; R&D System)。次に、切片をAlexa Fluor標識二次抗体とインキュベートした。FNとLTBP-4を同時に検出するために、Zenon Antibody Labeling Kits(Thermo Fisher Scientific)を使用して一次抗体を蛍光標識した。内皮細胞の視覚化には、DyLight-594標識トマトレクチンも使用した。蛍光顕微鏡画像は、オールインワン顕微鏡(Keyence; BioRevo BZ-9000)又は共焦点レーザー顕微鏡(LSM710; Carl Zeiss)を使用して取得した。
ビブラトーム切片をブロック処理し、次に示す抗体を用いてインキュベートした;ラット抗CD13抗体(R3-63、1:50; AbD Serotec)、ラットCD31(PECAM1)抗体(DIA-310、1:20; Optistain)、又はウサギ抗フィブリノーゲン抗体(A0080、1:250; Dako)。三次元画像は共焦点レーザー顕微鏡を用いて得た。血管長は、Imarisソフトウェアのフィラメントトレーサー機能(バージョン6.2.0、ビットプレーン)を使用して測定した。
(immunohistochemistry)
For mouse brain tissue analysis, antigens were obtained by boiling in sodium citrate buffer (pH 6.0) in a microwave oven for αSMA, CD31 (PECAM1), and FN staining, or by proteinase K treatment for LTBP-4, LAPβ1, and elastin staining. Sections were then incubated overnight at 4°C with biotinylated anti-αSMA (LS-C87562, 1:100; LifeSpan BioScience), rat anti-CD31 (PECAM1) (DIA-310, 1:20; Optistain), rabbit anti-FN (mouse tissue: ab2413, 1:250; Abcam), rabbit or goat anti-LTBP-4 (mouse tissue: sc-33144, 1:20; Santa Cruz Biotech, or AF2885, 1:50; R&D Systems), rabbit anti-elastin (PR-387, 1:500; Elastin Products), or goat anti-LAPβ1 (AF-246-NA, 1:50; R&D Systems). Sections were then incubated with Alexa Fluor-labeled secondary antibodies. To simultaneously detect FN and LTBP-4, primary antibodies were fluorescently labeled using Zenon Antibody Labeling Kits (Thermo Fisher Scientific). DyLight-594-conjugated tomato lectin was also used to visualize endothelial cells. Fluorescence microscopy images were acquired using an all-in-one microscope (Keyence; BioRevo BZ-9000) or a confocal laser scanning microscope (LSM710; Carl Zeiss).
Vibratome sections were blocked and incubated with the following antibodies: rat anti-CD13 (R3-63, 1:50; AbD Serotec), rat CD31 (PECAM1) (DIA-310, 1:20; Optistain), or rabbit anti-fibrinogen (A0080, 1:250; Dako). Three-dimensional images were obtained using a confocal laser microscope. Vessel length was measured using the filament tracer function of Imaris software (version 6.2.0, bitplane).
(薬物治療)
カンデサルタンシレキセチル(武田薬品工業、大阪、日本)とアムロジピン(和光)による治療は、血圧低下効果を発揮するのと同等の用量で、飲料水を介して、4ヶ月齢から開始した。カンデサルタンとアムロジピンを溶解し、それぞれ37.5mg/L又は125mg/Lの最終濃度に希釈した。事前の検討により、成体マウス(6か月齢)の毎日の水分摂取量は約2.5mLであると判断した。したがって、一日当たりのカンデサルタンとアムロジピンの投与量はそれぞれ約3mg/kg/日又は10mg/kg/日であった。これらの用量は、人間の血圧の臨床治療で使用される用量と同様の量である。いずれの用量でも、血圧を約15~20%低下させた。
(Drug Treatment)
Treatment with candesartan cilexetil (Takeda Pharmaceutical Co., Osaka, Japan) and amlodipine (Wako) was started at 4 months of age via drinking water at doses equivalent to exert a blood pressure lowering effect. Candesartan and amlodipine were dissolved and diluted to a final concentration of 37.5 mg/L or 125 mg/L, respectively. A preliminary study determined that the daily water intake of adult mice (6 months old) was approximately 2.5 mL. Therefore, the daily doses of candesartan and amlodipine were approximately 3 mg/kg/day or 10 mg/kg/day, respectively. These doses are similar to those used in the clinical treatment of human blood pressure. Both doses reduced blood pressure by approximately 15 to 20%.
(血管形態計測解析)
軟膜動脈の形態計測解析では、冠状脳スライス(ブレグマ:+0.86~-2.30)の軟膜動脈(前大脳動脈:管腔内直径、HTRA1+/+マウスでは80~100μm)の断面の顕微鏡画像等間隔で選択及び分析し、各分析で動物あたり5~7枚の画像を使用して動脈分岐点を回避した。脳血管内皮細胞及び血管平滑筋細胞(SMC)は、CD31(PECAM1)及びαSMAに対する抗体を使用した免疫染色によって可視化した(上記免疫組織化学を参照)。内腔の内周は、CD31画像を使用してImageJ (https://www.ipmc.cnrs.fr/~duprat/scripts/)のマクロを使用して測定した。同様に、αSMA陽性領域の内部境界と外部境界を使用して、内側と外側の外周を測定した。血管内径は管腔内周から計算した。内側の厚さは、内側の内周と外周からそれぞれ計算された内側の内径と外径を使用して測定した。内側断面積(CSA)は、αSMA陽性面積を使用して測定した。内膜の厚さは、αSMA陽性領域とCD31層の内側の内部境界を使用して測定した。各画像の内膜の厚さは、画像ごとに20~30ポイントを測定して平均することで決定した。CSAと内膜の厚さは、Imarisソフトウェア(バージョン6.2.0、ビットプレーン)を使用して分析した。
(Vascular morphometric analysis)
For morphometric analysis of pial arteries, microscopic images of cross sections of pial arteries (anterior cerebral artery: luminal diameter, 80–100 μm in HTRA1+/+ mice) in coronal brain slices (bregma: +0.86 to -2.30) at equal intervals were selected and analyzed, avoiding arterial branching points, using 5–7 images per animal for each analysis. Brain endothelial cells and vascular smooth muscle cells (SMCs) were visualized by immunostaining with antibodies against CD31 (PECAM1) and αSMA (see immunohistochemistry above). Luminal circumference was measured using a macro in ImageJ (https://www.ipmc.cnrs.fr/~duprat/scripts/) using CD31 images. Similarly, inner and outer circumferences were measured using the inner and outer borders of the αSMA-positive area. Vessel inner diameter was calculated from the luminal circumference. Medial thickness was measured using inner and outer diameters calculated from inner and outer circumferences, respectively. Medial cross-sectional area (CSA) was measured using the αSMA-positive area. Intimal thickness was measured using the internal border of the αSMA-positive area and the inner side of the CD31 layer. Intimal thickness for each image was determined by measuring and averaging 20–30 points per image. CSA and intimal thickness were analyzed using Imaris software (version 6.2.0, bitplane).
(MRI測定)
18cmボアの7T水平磁石(Magnex Scientific、アビンドン、イギリス)とアクティブシールドグラジエントを備えたVarian Unity-INOVA-300(Varian Inc., パロアルト、米国)システムを使用してMRI実験を行った。この実験では、内径6cmの鳥かご型送信コイルと直交受信コイルを使用した。脳血流は、連続的な動脈スピンラベリング(CASL)により、中心的な順序付けられた可変先端角度勾配エコー(VTE-GRE)で評価した。VTE-GREシーケンスの前に、イメージングスライスから±10mmの位置にある3秒の無線周波数(RF)に、0.8秒で1g/cmの軸方向勾配を交互に照射した。64組の画像を合計して、信号対雑音比を向上させた。磁化移動率は、脳灌流測定と同じ条件下で評価されたが、断熱反転の軸勾配はなかった。T1測定は、双曲正割反転パルスと32ポイント(20~000ミリ秒)の反転遅延を使用して、中央に順序付けられたスナップショットフラッシュを使用して実行した。Ewingらによって報告された理論(参考文献3:Ewing JR et al., “Direct comparison of local cerebral blood flow rates measured by MRI arterial spin-tagging and quantitative autoradiography in a rat model of experimental cerebral ischemia.”, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, Vol. 23, Issue 2, pp. 198-209, 2003.)に従って、脳血流画像、T1マップ、及び磁化移動(MTR)マップから定量的な脳血流マップを計算した。マップは、MRI画像計算ソフトウェア(MR Vision、MR Vision Co.、Menlo Park、CA、USA)を使用して計算した。動物は、導入のために3~5w/v%のイソフルランで麻酔し、その後、維持のために1.2 w/v%で麻酔した。二酸化炭素正常状態での脳血流は、フェイスマスクを介した自発呼吸下で、30v/v% O2:70v/v% N2Oを1L/minで測定した。高二酸化炭素の状態は、1L/minの30v/v% O2:60v/v% N2O:10v/v% CO2で誘発された。高炭酸ガス状態での脳血流は、自発呼吸下での高二酸化炭素の状態誘発後、10分で測定された。直腸温度は、自家製の空調システムを使用して、測定全体を通じて37±0.5℃に保った。
(MRI measurement)
MRI experiments were performed using a Varian Unity-INOVA-300 (Varian Inc., Palo Alto, USA) system with an 18-cm bore 7 T horizontal magnet (Magnex Scientific, Abingdon, UK) and active shielding gradients. A birdcage transmit coil with an inner diameter of 6 cm and a quadrature receive coil were used in this experiment. Cerebral blood flow was assessed with centrally sequenced variable tip angle gradient echo (VTE-GRE) by continuous arterial spin labeling (CASL). Prior to the VTE-GRE sequence, a 3-second radio frequency (RF) pulse was alternated with a 1 g/cm axial gradient for 0.8 seconds at ±10 mm from the imaging slice. Sixty-four pairs of images were summed to improve the signal-to-noise ratio. Magnetization transfer rate was assessed under the same conditions as for cerebral perfusion measurements, but without the axial gradient of adiabatic inversion. T1 measurements were performed using a centrally sequenced snapshot flash with a hyperbolic secant inversion pulse and a 32-point (20,000 ms) inversion delay. Quantitative cerebral blood flow maps were calculated from cerebral blood flow images, T1 maps, and magnetization transfer (MTR) maps according to the theory reported by Ewing et al. (Reference 3: Ewing JR et al., “Direct comparison of local cerebral blood flow rates measured by MRI arterial spin-tagging and quantitative autoradiography in a rat model of experimental cerebral ischemia.” Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, Vol. 23, Issue 2, pp. 198-209, 2003.). Maps were calculated using MRI image calculation software (MR Vision, MR Vision Co., Menlo Park, CA, USA). Animals were anesthetized with 3-5 w/v% isoflurane for induction, followed by 1.2 w/v% for maintenance. Normocapnic cerebral blood flow was measured with 30% O2 :70% N2O at 1 L/min under spontaneous breathing via face mask. Hypercapnic conditions were induced with 30% O2 :60% N2O :10% CO2 at 1 L/min. Hypercapnic cerebral blood flow was measured 10 min after induction of hypercapnic conditions under spontaneous breathing. Rectal temperature was kept at 37 ± 0.5°C throughout the measurements using a home-made air conditioning system.
(トランスクリプトーム(RNA seq.)解析)
ポリアデニル化mRNAは、オリゴdTプローブによって濃縮した。RNA-seqライブラリは、ライブラリーキットの指示に従って、Illumina TruSeq Stranded mRNA Sample Prep Kitを使用して調製した。ライブラリの品質管理と定量は、Agilent BioanalyzerとKAPA Library Quantification Kit(KAPA Biosystems)を使用して行った。9つのライブラリ全てを用いて、Illumina HiSeq 2500(高出力モード、50塩基のシングルリード)で単一のフローセルレーン上でシークエンシングした。生データ(測定直後)のリード数(ローリード)はアダプターでトリミングされ、FASTX-Toolkit(http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/index.html)を使用して品質がフィルター処理され、N又はリボソームRNA由来のリードは除外された。データクリーニング後のリード数(クリーンリード)は、TopHatを使用してマウス参照ゲノム配列(GRCm38 / mm10)にマッピングした。マップされたリード数は、HTseqで計測した。DEseq2を使用して、p値が0.05未満の差次的に発現する遺伝子を特定した。遺伝子オントロジーとKEGG経路強化分析は、clusterProfiler Rパッケージで実行した。
(Transcriptome (RNA seq.) analysis)
Polyadenylated mRNA was enriched by oligo-dT probes. RNA-seq libraries were prepared using the Illumina TruSeq Stranded mRNA Sample Prep Kit, following the library kit instructions. Library quality control and quantification were performed using an Agilent Bioanalyzer and the KAPA Library Quantification Kit (KAPA Biosystems). All nine libraries were sequenced on a single flow cell lane on an Illumina HiSeq 2500 (high output mode, single reads of 50 bases). Raw reads were adapter trimmed and quality filtered using the FASTX-Toolkit (http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/index.html) to exclude reads derived from N or ribosomal RNA. Reads after data cleaning (clean reads) were mapped to the mouse reference genome sequence (GRCm38/mm10) using TopHat. Mapped reads were counted using HTseq. DEseq2 was used to identify differentially expressed genes with p-values < 0.05. Gene ontology and KEGG pathway enrichment analysis were performed with the clusterProfiler R package.
(qRT-PCR)
qRT-PCRは、SYBR Green Premix ExTaq II(Takara Bio Inc)を使用して行った。 ΔΔCT法を用いて、2つのハウスキーピング遺伝子に対する標的遺伝子の発現レベルを決定した。
(qRT-PCR)
qRT-PCR was performed using SYBR Green Premix ExTaq II (Takara Bio Inc.) The expression levels of the target genes relative to two housekeeping genes were determined using the ΔΔCT method.
(ddPCR)
cDNAは、superScript VILOTM cDNA合成キット(Thermo Fisher Scientific)で合成した。Bio-Rad QX200 ddPCRシステム(Bio-Rad、Hercules、CA)を使用した。各反応は、プローブ用dddPTM Supermix 10μL(Bio-Rad)、1μMプライマー、250nMプローブ、及びテンプレートcDNAを含む20μL溶液で構成された。PCRミックスを封入する液滴は、Bio-Rad QX-100乳化装置を使用して形成した。PCRサイクルの後、液滴はQuantaSoft v.1.6(Bio-Rad)によって直ちに分析した。適切なハウスキーピング遺伝子は、マウスハウスキーピング遺伝子プライマーセット(タカラバイオ社)とgeNormソフトウェアを使用して選択した。事前に設計されたプライマーとプローブ(5’/FAM/ZEN/IBFQ/3’)は、Integrated DNA Technologies(Coralville、IA)から購入した。
(ddPCR)
cDNA was synthesized with the superScript VILO ™ cDNA synthesis kit (Thermo Fisher Scientific). A Bio-Rad QX200 ddPCR system (Bio-Rad, Hercules, CA) was used. Each reaction consisted of 20 μL of a solution containing 10 μL of dddP ™ Supermix for Probes (Bio-Rad), 1 μM primers, 250 nM probe, and template cDNA. Droplets encapsulating the PCR mix were formed using a Bio-Rad QX-100 emulsifier. After PCR cycling, the droplets were immediately analyzed by QuantaSoft v.1.6 (Bio-Rad). Appropriate housekeeping genes were selected using a mouse housekeeping gene primer set (Takara Bio) and geNorm software. Predesigned primers and probes (5'/FAM/ZEN/IBFQ/3') were purchased from Integrated DNA Technologies (Coralville, IA).
(統計解析)
統計計算は、IBM SPSS 22を使用して実行した。データは、最初にShapiro-Wilk検定(ガウス分布に適合させるため)及びLeveneの検定(等分散のため)にかけられた。ガウス分布と等分散のデータには、一元配置分散分析(ANOVA)又は両側の対応のないt検定を採用した。その後、ボンフェローニ検定が事後検定としてデータに適用した。或いは、Steel-Dwass検定又はMann-Whitney U検定をデータに分散が等しくないように適用した。 P<0.05は統計的に有意であると見なした。以下、*はP<0.05、**はP<0.01、***はP<0.001を示す。すべてのデータは、平均±標準偏差(s.d.)として表示されている。
(statistical analysis)
Statistical calculations were performed using IBM SPSS 22. Data were first subjected to Shapiro-Wilk test (to fit Gaussian distribution) and Levene's test (for equal variance). For data with Gaussian distribution and equal variance, one-way analysis of variance (ANOVA) or two-tailed unpaired t-test was employed. Then, Bonferroni test was applied to the data as a post-hoc test. Alternatively, Steel-Dwass test or Mann-Whitney U test was applied to data with unequal variance. P<0.05 was considered statistically significant. Hereafter, * indicates P<0.05, ** indicates P<0.01, and *** indicates P<0.001. All data are presented as mean ± standard deviation (sd).
[実施例1]
(カンデサルタン及びアムロジピン治療によるフィブロネクチン蓄積の抑制効果)
発明者らは、遺伝性脳小血管病CARASILのモデルマウスであるHTRA1遺伝子欠損マウス(HTRA1-/-マウス)の解析から、HTRA1欠損下では脳小血管に著明なフィブロネクチンの蓄積が起こることを発見した。また、フィブロネクチンの蓄積は、フィブロネクチン結合性の細胞外マトリクスタンパク質の蓄積を併発し、異常弾性板の形成等を誘発することも発見した。
フィブロネクチンの脳小血管への蓄積は、孤発性脳小血管病患者や高血圧又は糖尿病モデル動物でもみられ、さらに、CARASILとは異なり、TIMP3遺伝子変異によって発症するCADASILでも報告される所見であり、フィブロネクチンの蓄積は血管内膜の肥厚という代表的な細動脈硬化の病理学的所見に一致して見られる。
これらのことから、発明者らは、フィブロネクチンの蓄積の抑制が、脳小血管病の非常に有効な治療標的となると仮説を立てた。当該仮説に基づき、FN発現の抑制因子であることが知られているアンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬であるカンデサルタンシレキセチル、及び、ジヒドロピリジン系カルシウムチャネル拮抗薬であるアムロジピンをHTRA1-/-マウスに投与して、フィブロネクチンの蓄積を阻害することを試みた。
[Example 1]
(Inhibitory effect of candesartan and amlodipine treatment on fibronectin accumulation)
The inventors have found through analysis of HTRA1 gene-deficient mice (HTRA1-/- mice), a model mouse of the hereditary cerebral small vessel disease CARASIL, that significant accumulation of fibronectin occurs in cerebral small vessels under HTRA1 deficiency. They also found that accumulation of fibronectin is accompanied by accumulation of fibronectin-binding extracellular matrix proteins, inducing the formation of abnormal elastic lamina.
Accumulation of fibronectin in cerebral small vessels is also seen in patients with isolated cerebral small vessel disease and in hypertensive or diabetic animal models. Furthermore, unlike CARASIL, this finding has also been reported in CADASIL, which is caused by TIMP3 gene mutations. The accumulation of fibronectin is consistent with the pathological finding of arteriolosclerosis, which is a typical symptom, namely vascular intima thickening.
Based on these findings, the inventors hypothesized that inhibition of fibronectin accumulation would be a very effective therapeutic target for cerebral small vessel disease. Based on this hypothesis, they attempted to inhibit fibronectin accumulation by administering candesartan cilexetil, an angiotensin II type 1 receptor antagonist known to be an inhibitor of FN expression, and amlodipine, a dihydropyridine calcium channel antagonist, to HTRA1-/- mice.
図1は、1週間のカンデサルタン又はアムロジピン治療を行った又は行っていない4か月齢のHTRA1-/-マウス及びHTRA1+/+マウスの軟膜動脈から抽出されたトータルRNAを使用してddPCRにより定量化した各mRNAレベルを示すグラフである。各mRNAレベルはHTRA1+/+マウスに対する相対量で示されている。 Figure 1 shows the levels of each mRNA quantified by ddPCR using total RNA extracted from pial arteries of 4-month-old HTRA1-/- and HTRA1+/+ mice with or without 1 week of candesartan or amlodipine treatment. Each mRNA level is shown relative to the amount in HTRA1+/+ mice.
図1に示すように、1週間のカンデサルタン又はアムロジピン治療を行ったHTRA1-/-マウスでは、治療を行っていないHTRA1-/-マウスに比べて、Fn1及びEDA(extra domain A)+Fn1のmRNAレベルが大幅に低下していた。Ltbp-4とBgnのmRNAレベルも同様に低下していた。各mRNAレベルの低下は、カンデサルタンによる治療を行ったHTRA1-/-マウスにおいて特に顕著であった。しかしながら、エラスチンとTgfβ1のmRNAレベルは変化していなかった。また、Timp3のmRNAレベルは、カンデサルタン及びアムロジピンによる治療を行ったHTRA1-/-マウスにおいて同程度低下していた。As shown in Figure 1, HTRA1-/- mice treated with candesartan or amlodipine for 1 week had significantly reduced mRNA levels of Fn1 and EDA (extra domain A) + Fn1 compared to untreated HTRA1-/- mice. The mRNA levels of Ltbp-4 and Bgn were also reduced. The reduction in each mRNA level was particularly pronounced in HTRA1-/- mice treated with candesartan. However, the mRNA levels of elastin and Tgfβ1 were unchanged. Furthermore, the mRNA level of Timp3 was reduced to the same extent in HTRA1-/- mice treated with candesartan and amlodipine.
事前の動物実験において、4ヶ月齢のHTRA1-/-マウスにおいてフィブロネクチン及びLTBP-4(潜在型TGF-β結合タンパク質)の蓄積がみられ、加齢と共に悪化していたことから、4ヶ月齢のHTRA1-/-マウスにカンデサルタン又はアムロジピンの投与を開始し、24ヶ月齢において、これらの薬物投与の効果を調べた。
図2A及び図3Aは、24ヶ月齢の各マウスの軟膜動脈におけるフィブロネクチン(図2A)又はLTBP-4(図3A)を、α-SMA免疫染色による血管の内側可視化を伴う免疫組織化学染色を用いて検出した画像である。図2A及び図3Aにおいてスケールバーは50μmである。図2B及び図3Bは、それぞれ図2A及び図3Aの画像から、断面のフィブロネクチン又はLTBP-4の免疫陽性領域を定量化した結果を示すグラフである(n=各マウス群あたり5~6匹)。図2B及び図3Bでは、定量値を外周ごとに正規化して、24ヶ月齢のHTRA1-/-マウスの血管拡張の影響を排除した。
Previous animal experiments had shown accumulation of fibronectin and LTBP-4 (latent TGF-β binding protein) in 4-month-old HTRA1-/- mice, which worsened with age. Therefore, we began administering candesartan or amlodipine to 4-month-old HTRA1-/- mice and examined the effects of these drug administrations at 24 months of age.
Figures 2A and 3A show images of fibronectin (Fig. 2A) or LTBP-4 (Fig. 3A) in pial arteries of 24-month-old mice using immunohistochemical staining with α-SMA immunostaining to visualize the inside of the vessels. Scale bars in Fig. 2A and 3A are 50 μm. Figures 2B and 3B show the results of quantifying the immunopositive areas of fibronectin or LTBP-4 in cross sections from the images in Fig. 2A and 3A, respectively (n=5-6 mice per group). In Fig. 2B and 3B, the quantification values were normalized by circumference to eliminate the effect of vasodilation in 24-month-old HTRA1−/− mice.
図2A~図3Bから、カンデサルタン又はアムロジピンによる治療を行ったHTRA1-/-マウスにおいてフィブロネクチン及びLTBP-4の蓄積が抑制されることが明らかとなった。フィブロネクチン及びLTBP-4の蓄積量の低下は、アムロジピンによる治療よりもカンデサルタンによる治療において特に顕著であった。 Figures 2A to 3B show that the accumulation of fibronectin and LTBP-4 was suppressed in HTRA1-/- mice treated with candesartan or amlodipine. The reduction in the amount of accumulated fibronectin and LTBP-4 was more remarkable in the case of candesartan treatment than in the case of amlodipine treatment.
図4A、図5A、図6A及び図7Aは、4ヶ月齢から24ヶ月齢までカンデサルタン治療を行った又は行っていない、24か月齢のHTRA1-/-マウス及びHTRA1+/+マウスの軟膜動脈の、フィブロネクチン、LTBP-4、EDA、TIMP3、エラスチン、LAPβ1又はリン酸化SMAD3に対する抗体を用いたイムノブロッティング分析の結果を示す画像である(n=各マウス群あたり4匹)。図4B、図5B、図6B及び図7Bは、それぞれ図4A、図5A、図6A及び図7Aの画像に示されるバンド、すなわち、各タンパク質の発現量を定量化したグラフである。 Figures 4A, 5A, 6A, and 7A are images showing the results of immunoblotting analysis using antibodies against fibronectin, LTBP-4, EDA, TIMP3, elastin, LAPβ1, or phosphorylated SMAD3 in pial arteries from 24-month-old HTRA1-/- and HTRA1+/+ mice treated with or without candesartan from 4 to 24 months of age (n=4 mice per group). Figures 4B, 5B, 6B, and 7B are graphs quantifying the expression levels of the bands shown in the images of Figures 4A, 5A, 6A, and 7A, respectively.
図4A~図7Bに示すように、カンデサルタンによる治療を行ったHTRA1-/-マウスにおいてフィブロネクチン及びLTBP-4の減少が確認された。さらに、EDA+フィブロネクチン、エラスチン、LAPβ1、TIMP3及びリン酸化されたSMAD3の減少も確認された。As shown in Figures 4A to 7B, fibronectin and LTBP-4 were decreased in HTRA1-/- mice treated with candesartan. In addition, EDA+fibronectin, elastin, LAPβ1, TIMP3, and phosphorylated SMAD3 were decreased.
[実施例2]
(カンデサルタン及びアムロジピン治療による血管構造変化の抑制効果)
次いで、カンデサルタン及びアムロジピン治療による血管構造変化の抑制効果について検討した。具体的には、4ヶ月齢からHTRA1-/-マウスにカンデサルタン又はアムロジピンの投与を開始し、24ヶ月齢における軟膜動脈を確認した。
図8は、24ヶ月齢の各マウスの軟膜動脈のPECAM1及びαSMA染色断面の代表的な画像である。図8において、スケールバーは50μmである。また、下の画像は、上の顕微鏡写真の高倍率画像である。
図9において、一番左のグラフは24ヶ月齢の各マウスでの軟膜動脈の内膜の厚さ、左から2番目のグラフは24ヶ月齢の各マウスでの軟膜動脈の内径、左から3番目のグラフは24ヶ月齢の各マウスでの軟膜動脈の内側の血管壁の厚さ、左から4番目(一番右)のグラフは24ヶ月齢の各マウスでの軟膜動脈の内側の断面積(CSA)を画像から測定したものである(n=各マウス群あたり5~7匹)。
[Example 2]
(Inhibitory effect of candesartan and amlodipine treatment on vascular structural changes)
We next examined the inhibitory effect of candesartan and amlodipine treatment on vascular structural changes. Specifically, we started administering candesartan or amlodipine to HTRA1-/- mice from 4 months of age and examined the pial arteries at 24 months of age.
Figure 8 shows representative images of PECAM1 and αSMA stained cross sections of pial arteries from 24-month-old mice. In Figure 8, the scale bar is 50 μm. The lower images are higher magnification images of the upper micrographs.
In Figure 9, the leftmost graph shows the intima thickness of the pial artery in each 24-month-old mouse, the second graph from the left shows the inner diameter of the pial artery in each 24-month-old mouse, the third graph from the left shows the inner vascular wall thickness of the pial artery in each 24-month-old mouse, and the fourth graph from the left (rightmost) shows the inner cross-sectional area (CSA) of the pial artery in each 24-month-old mouse, measured from images (n = 5-7 per mouse group).
図8及び図9に示すように、HTRA1-/-マウスでは、軟膜動脈の直径が大幅に増加し、内膜の厚さがHTRA1+/+同腹仔マウスと比較して大幅に減少していることがわかった。血管平滑筋細胞は、HTRA1+/+同腹仔マウスで多層細胞構造を示した。しかしながら、HTRA1-/-マウスでは、血管平滑筋細胞層がところどころ単層化され、部分的に存在しなかった。血管腔の直径の増加と内側の血管壁の厚さの減少は、24か月齢で観察されたが、16か月齢では観察されなかった(図示せず)。直径の増加と内側の血管壁の厚さの減少は、カンデサルタンによって抑制されたが、アムロジピンによっては抑制されなかった。As shown in Figures 8 and 9, the diameter of the pial artery was significantly increased and the intimal thickness was significantly decreased in HTRA1-/- mice compared with HTRA1+/+ littermate mice. Vascular smooth muscle cells showed a multilayered cellular structure in HTRA1+/+ littermate mice. However, in HTRA1-/- mice, the vascular smooth muscle cell layer was monolayered in places and partially absent. An increase in the diameter of the vascular lumen and a decrease in the thickness of the inner vessel wall were observed at 24 months of age but not at 16 months of age (not shown). The increase in diameter and the decrease in the thickness of the inner vessel wall were inhibited by candesartan but not by amlodipine.
[実施例3]
(カンデサルタン治療による脳血流減少の抑制効果)
次いで、治療効果が特に顕著であったカンデサルタンを用いて、薬物治療による脳血流減少の抑制効果について検討した。具体的には、4ヶ月齢からHTRA1-/-マウスにカンデサルタンの投与を開始し、16~20ヶ月齢におけるMRIを使用して連続動脈スピンラベル法(CASL)によって安静時(CO2 0%)及び高二酸化炭素状態下(CO2 10%、10分間)での脳血流を測定した。
[Example 3]
(Inhibitory effect of candesartan treatment on the reduction of cerebral blood flow)
Next, we used candesartan, which showed a particularly pronounced therapeutic effect, to examine the inhibitory effect of drug treatment on the decrease in cerebral blood flow. Specifically, candesartan was administered to HTRA1-/- mice from 4 months of age, and cerebral blood flow was measured at rest ( 0 % CO2) and under hypercapnic conditions (10% CO2 , 10 minutes) by continuous arterial spin labeling (CASL) using MRI at 16-20 months of age.
図10は、16~20ヶ月齢の各マウスの脳血流のMRI画像である。図11は、図10の画像から計算された、各マウスの安静時の大脳血流(左側)及び高二酸化炭素状態に反応した大脳皮質の脳血流増加量(右側)を示すグラフである。 Figure 10 shows MRI images of cerebral blood flow in each mouse aged 16 to 20 months. Figure 11 shows graphs calculated from the images in Figure 10 showing cerebral blood flow at rest (left side) and the increase in cerebral blood flow in the cerebral cortex in response to hypercapnia (right side).
図10及び図11に示すように、HTRA1-/-マウスでは脳血流の有意な減少がみられた。カンデサルタン治療を行ったHTRA1-/-マウスでは、脳血流の減少が抑制され、HTRA1+/+同腹仔マウスと同等のレベルまで改善していた。As shown in Figures 10 and 11, a significant decrease in cerebral blood flow was observed in HTRA1-/- mice. In HTRA1-/- mice treated with candesartan, the decrease in cerebral blood flow was suppressed and improved to the same level as in HTRA1+/+ littermate mice.
[実施例4]
(カンデサルタン治療によって発現が変化した遺伝子の探索)
次いで、カンデサルタン治療によってフィブロネクチンの発現を減少させたが、カンデサルタン治療によってフィブロネクチン以外に発現が変化した遺伝子を探索した。年齢による影響を除外するために、4ヶ月齢から12ヶ月齢までのマウスを用いて分析を行った。具体的には、短期間(1週間)又は長期間(4ヶ月齢から12ヶ月齢まで)に亘ってカンデサルタン治療を行ったHTRA1-/-マウスでの遺伝子発現の変化を包括的に分析した。
[Example 4]
(Search for genes whose expression is altered by candesartan treatment)
We then investigated genes other than fibronectin that were altered by candesartan treatment, despite the fact that candesartan treatment reduced fibronectin expression. To exclude the effect of age, we performed analyses using mice aged from 4 to 12 months. Specifically, we comprehensively analyzed changes in gene expression in HTRA1-/- mice treated with candesartan for short (1 week) or long (4 to 12 months) periods.
図12A及び図12Bは、カンデサルタン治療及び未処理のHTRA1-/-マウスを使用してDESeq2によって生成された遺伝子発現解析のボルケーノプロットである。 Figures 12A and 12B are volcano plots of gene expression analysis generated by DESeq2 using candesartan-treated and untreated HTRA1-/- mice.
短期間(1週間)又は長期間(4ヶ月齢から12ヶ月齢まで)に亘ってカンデサルタン治療を行ったHTRA1-/-マウスにおいて、それぞれ発現が変化した10遺伝子及び84遺伝子が同定された。それらの中で、生体内のフィブロネクチンの発現量の減少を導く遺伝子として、細胞外マトリクス(ECM)タンパク質をコードする遺伝子の1つであるAdamtsl2遺伝子に着目した。In HTRA1-/- mice treated with candesartan for a short period (1 week) or a long period (from 4 to 12 months of age), 10 and 84 genes, respectively, were identified whose expression was altered. Among these, the researchers focused on the Adamtsl2 gene, a gene encoding an extracellular matrix (ECM) protein, as a gene that leads to a decrease in the expression of fibronectin in the body.
次いで、1週間のカンデサルタン若しくはアムロジピン治療を行った又は行っていない4ヶ月齢のHTRA1-/-マウス及びHTRA1+/+マウス、並びに、4ヶ月齢から24ヶ月齢までカンデサルタン若しくはアムロジピン治療を行った又は行っていない24ヶ月齢のHTRA1-/-マウス及びHTRA1+/+マウスでのAdamtsl2遺伝子の発現量を確認した。
図13は、4ヶ月齢(左)及び24ヶ月齢(右)の各マウスでのAdamtsl2のmRNA発現量を示すグラフである(n=各マウス群あたり5~6匹)。
Next, the expression levels of the Adamtsl2 gene were confirmed in 4-month-old HTRA1-/- and HTRA1+/+ mice that had been treated with or without candesartan or amlodipine for one week, and in 24-month-old HTRA1-/- and HTRA1+/+ mice that had been treated with or without candesartan or amlodipine from 4 to 24 months of age.
FIG. 13 is a graph showing the mRNA expression level of Adamtsl2 in 4-month-old (left) and 24-month-old (right) mice (n=5-6 mice per group).
図13に示すように、Adamtsl2遺伝子の発現は、アムロジピン治療によっても減少したが、カンデサルタン治療による減少の方がより顕著であった。As shown in Figure 13, Adamtsl2 gene expression was also decreased by amlodipine treatment, but the decrease was more significant with candesartan treatment.
[考察]
カンデサルタン又はアムロジピン治療によって、軟膜動脈及び実質細動脈の内膜におけるフィブロネクチン及びフィブロネクチン結合タンパク質の蓄積が改善されたものの、周皮細胞の被覆率の低下等は抑制されなかった。これらの結果から、内膜におけるフィブロネクチンやLTBP-4等のフィブロネクチン結合タンパク質等の、HTRA1基質の蓄積がHTRA1-/-マウスにおける動脈症の発症に強く関与していることが示唆された。
また、カンデサルタン又はアムロジピンによる短期(1週間)又は長期(20ヶ月間)に亘る治療によって、Adamtsl2遺伝子のmRNA発現が減少することが今回初めて明らかとなった。ADAMTSL2は、ミクロフィブリルネットワーク及びフィブロネクチンによるネットワーク形成の両方に関与していることが知られており、Adamtsl2遺伝子欠損(KO)マウスではフィブロネクチンのmRNA発現レベルが低下することも知られている。
これらのことから、カンデサルタン又はアムロジピン治療は、Adamtsl2遺伝子のmRNA発現量の低下を介して、フィブロネクチンの蓄積を減少させたと推察された。
[Consideration]
Candesartan or amlodipine treatment improved the accumulation of fibronectin and fibronectin-binding proteins in the intima of pial arteries and parenchymal arterioles, but did not suppress the decrease in pericyte coverage, etc. These results suggest that the accumulation of HTRA1 substrates, such as fibronectin and fibronectin-binding proteins such as LTBP-4 in the intima, is strongly involved in the development of arteriopathy in HTRA1-/- mice.
In addition, we have now demonstrated for the first time that short-term (1 week) or long-term (20 months) treatment with candesartan or amlodipine reduces the mRNA expression of Adamtsl2, which is known to be involved in both microfibril and fibronectin network formation, and that fibronectin mRNA expression levels are reduced in Adamtsl2 knockout (KO) mice.
From these findings, it was inferred that candesartan or amlodipine treatment reduced fibronectin accumulation via a decrease in the mRNA expression level of the Adamtsl2 gene.
また、TIMP3は、CADASILの病態生理の重要なタンパク質であると報告されている。今回、発明者らは、HTRA1-/-マウスの軟膜動脈におけるTIMP3の顕著な蓄積を確認した。また、CARASIL患者の脳小血管においてTIMP3の顕著な蓄積を今回初めて発見した。さらに、カンデサルタン又はアムロジピン治療は、HTRA1-/-マウスの軟膜動脈におけるTIMP3の蓄積を抑制した。TIMP3は、細胞外マトリクス(ECM)に強く結合する唯一のTIMPである。上記実験において、HTRA1-/-マウスの軟膜動脈での蓄積が確認された各種ECMタンパク質は、HTRA1の基質であったが、TIMP3のみがフィブロネクチンに直接的又は間接的に結合することについて証明されていない。TIMP3は、硫酸化グルコサミノグリカンタンパク質等の介在タンパク質を介してフィブロネクチンに結合し蓄積する可能性もあれば、フィブロネクチンとは無関係に蓄積する可能性もある。各種ECMタンパク質の遺伝子発現の解析結果では、カンデサルタン治療及びアムロジピン治療の両方によって、TIMP3のmRNA発現レベルが抑制されたが、他のECMタンパク質のmRNA発現レベルは、カンデサルタン治療によって顕著に抑制された。
よって、TIMP3の蓄積のメカニズム、並びに、カンデサルタン治療及びアムロジピン治療によるTIMP3の蓄積の抑制のメカニズムについては、更なる検討を行う。
In addition, TIMP3 has been reported to be an important protein in the pathophysiology of CADASIL. In this study, the inventors confirmed the significant accumulation of TIMP3 in the pial arteries of HTRA1-/- mice. In addition, for the first time, the inventors discovered the significant accumulation of TIMP3 in the cerebral small vessels of CARASIL patients. Furthermore, candesartan or amlodipine treatment suppressed the accumulation of TIMP3 in the pial arteries of HTRA1-/- mice. TIMP3 is the only TIMP that strongly binds to the extracellular matrix (ECM). In the above experiment, various ECM proteins confirmed to accumulate in the pial arteries of HTRA1-/- mice were substrates for HTRA1, but it has not been proven that only TIMP3 binds directly or indirectly to fibronectin. TIMP3 may bind to fibronectin via an intervening protein such as sulfated glycosaminoglycan protein and accumulate, or it may accumulate independently of fibronectin. Analysis of gene expression of various ECM proteins showed that the mRNA expression level of TIMP3 was suppressed by both candesartan and amlodipine treatment, whereas the mRNA expression levels of other ECM proteins were significantly suppressed by candesartan treatment.
Therefore, we will further investigate the mechanism of TIMP3 accumulation and the mechanism of inhibition of TIMP3 accumulation by candesartan and amlodipine treatment.
[実施例5]
(テルミサルタン治療による血管構造変化の抑制効果)
次いで、カンデサルタン以外のアンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬においても、脳小血管病に対して同等の治療効果が得られることを確認するために、アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬として知られているテルミサルタンを用いた試験を行った。具体的には、4ヶ月齢からHTRA1-/-マウスにテルミサルタンの投与を開始し、24ヶ月齢における軟膜動脈を確認した。一日当たりのテルミサルタンの投与量は15mg/kg/日であった。この用量は、人間の血圧の臨床治療で使用される用量と同様の量である。
図14は、24ヶ月齢の各マウスの軟膜動脈のPECAM1及びαSMA染色断面像から、24ヶ月齢の各マウスでの軟膜動脈の内径を測定したものである(n=各マウス群あたり5~7匹)。図14において、「HTRA1+/+」は、テルミサルタン未投与のHTRA1+/+マウス群、「HTRA1-/-」はテルミサルタン未投与のHTRA1-/-マウス群、及び「HTRA1-/- +Telm.」はテルミサルタンを投与したHTRA1-/-マウス群である。
[Example 5]
(Suppression of vascular structural changes by telmisartan treatment)
Next, to confirm that angiotensin II type 1 receptor antagonists other than candesartan could provide the same therapeutic effect on cerebral small vessel disease, a test was conducted using telmisartan, which is known as an angiotensin II type 1 receptor antagonist. Specifically, telmisartan was administered to HTRA1-/- mice from 4 months of age, and the pial arteries at 24 months of age were confirmed. The daily dose of telmisartan was 15 mg/kg/day. This dose is similar to the dose used in the clinical treatment of human blood pressure.
Figure 14 shows the measurement of the inner diameter of the pial artery in each 24-month-old mouse from the cross-sectional images of PECAM1 and αSMA staining of the pial artery in each 24-month-old mouse (n = 5 to 7 mice per mouse group). In Figure 14, "HTRA1+/+" is the HTRA1+/+ mouse group not administered telmisartan, "HTRA1-/-" is the HTRA1-/- mouse group not administered telmisartan, and "HTRA1-/- +Telm." is the HTRA1-/- mouse group administered telmisartan.
図14に示すように、HTRA1-/-マウスでは、軟膜動脈の直径が大幅に増加していた。一方で、テルミサルタンを投与したHTRA1-/-マウスでは、軟膜動脈の直径の増加が、カンデサルタン投与群と同様に抑制された。As shown in Figure 14, the diameter of the pial artery was significantly increased in HTRA1-/- mice. On the other hand, in HTRA1-/- mice administered telmisartan, the increase in the diameter of the pial artery was suppressed, similar to the candesartan-administered group.
以上のことから、カンデサルタン、テルミサルタン等のアンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬を用いることで、脳小血管病の症状を改善できることが示された。 From the above, it has been shown that the symptoms of cerebral small vessel disease can be improved by using angiotensin II type 1 receptor antagonists such as candesartan and telmisartan.
本実施形態の医薬組成物によれば、脳小血管病を予防又は治療することができる。 The pharmaceutical composition of this embodiment can prevent or treat cerebral small vessel disease.
Claims (5)
前記フィブロネクチン蓄積抑制剤は、カンデサルタン又はテルミサルタンである、医薬組成物。 A pharmaceutical composition for preventing or treating cerebral small vessel disease, except for cerebral small vessel disease caused by hypertension or diabetes, and cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy, which is accompanied by accumulation of fibronectin in the intima of cerebral small vessels due to aging , comprising a fibronectin accumulation inhibitor as an active ingredient,
A pharmaceutical composition, wherein the fibronectin accumulation inhibitor is candesartan or telmisartan .
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| Acta Neuropathologica Communications,2014年,2:96,pp. 1-12 |
| Circulation,1995年,Vol. 92,pp. 88-95 |
| Gene,2012年,Vol. 497,pp. 301-306 |
| Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases,2010年,Vol. 19, No. 2,pp. 85-91 |
| MOL MED,Vol. 13, No. 5-6,pp. 305-314 |
| Molecular and Cellular Biochemistry,2000年,Vol. 212,pp. 203-209 |
| Neuropathology,2008年,Vol. 28,pp. 132-142 |
| Stroke,2004年,Vol. 35,pp. 853-858 |
| 厚生労働科学研究費補助金 障害者対策総合研究事業 (障害者対策総合研究開発事業(神経・筋疾患分野)),2015年,pp. 6-8 |
| 老年精神医学雑誌,2013年,Vol. 24, No. 4,pp. 347-356 |
| 臨床神経学,2012年,Vol. 52, No. 11,pp. 1360-1362 |
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