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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-17
(45)【発行日】2023-11-28
(54)【発明の名称】心筋緻密化障害の治療方法
(51)【国際特許分類】
   A61K 31/366 20060101AFI20231120BHJP
   A61P 9/00 20060101ALI20231120BHJP
【FI】
A61K31/366
A61P9/00
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2020568229
(86)(22)【出願日】2019-05-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-27
(86)【国際出願番号】 CN2019088156
(87)【国際公開番号】W WO2019233285
(87)【国際公開日】2019-12-12
【審査請求日】2022-03-24
(31)【優先権主張番号】62/679,968
(32)【優先日】2018-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506292158
【氏名又は名称】国立台湾大学
【氏名又は名称原語表記】National Taiwan University
【住所又は居所原語表記】No. 1, Roosevelt Rd. Sec.4, Da‘an District, Taipei,Taiwan
(73)【特許権者】
【識別番号】519320608
【氏名又は名称】科進製藥科技股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】EXCELSIOR PHARMATECH LABS
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100117019
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100141977
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 勝
(74)【代理人】
【識別番号】100150810
【弁理士】
【氏名又は名称】武居 良太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100134784
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和美
(72)【発明者】
【氏名】陳文彬
(72)【発明者】
【氏名】呉美環
(72)【発明者】
【氏名】何弘能
【審査官】山村 祥子
(56)【参考文献】
【文献】Marshall J Med.,2016年,2(3),47
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61K 45/00
A61K 31/366
A61P 9/00
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
CAplus/REGISTRY/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量を含前記EZH2ダウンレギュレーターはシンバスタチンである、対象における心筋緻密化障害を治療するための医薬組成物。
【請求項2】
前記心筋緻密化障害は、左心室緻密化障害を含む、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項3】
前記EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、病原性突然変異で引き起こされるEZH2過剰発現を阻害することにより、心筋緻密化障害を治療するのに十分である、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項4】
前記EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、心臓機能を改善することにより、心筋緻密化障害を治療するのに十分である、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項5】
前記心臓機能は、心臓代謝および心室機能を含む、請求項4に記載の医薬組成物。
【請求項6】
前記EZH2ダウンレギュレーターは、少なくとも4週間、毎日対象に投与される、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項7】
前記対象は心筋緻密化障害に罹患しているヒトである、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項8】
前記EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日の範囲にある、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項9】
前記シンバスタチンの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日の範囲にある、請求項に記載の医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の分野
本発明は、心筋緻密化障害(NCC)に罹患している対象を治療する方法であって、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量を含む医薬組成物を上記の対象に投与することを含む方法に関する。特に、上記のEZH2ダウンレギュレーターは、NCCの病原性突然変異によって誘発されるEZH2の過剰発現を阻害することができ、その結果、エピジェネティックな変化を引き起こすDNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT)の動員を減少させる。したがって、上記のEZH2ダウンレギュレーターは、左心室心筋緻密化障害(LVNC)における機能的な遺伝子発現を回復することにより、心臓代謝および疾患の進行を改善することができる。
【背景技術】
【0002】
先行技術の説明
左心室心筋緻密化障害(LVNC)は、特に左心室の心尖部に異常な小柱形成を伴う海綿状の左心室(LV)心筋を特徴とする明確な心筋症である。人口調査によると、新たに診断された症例の平均年間発生率は、10歳未満の子供10万人あたり0.11であり、生後1年で最も高かった(乳児10万人あたり0.83)。診断から10年後に死亡または移植がなかったのはわずか48%であった。通常、乳児期初期に主な拡張表現型の症状を示した子供は、長期転帰がさらに悪化した。LVNCは、孤立した状態として現れるか、先天性心疾患、神経筋疾患、または遺伝性症候群に関連する可能性がある。LVNCの病因に関与する遺伝子変異には、MIB1、TBX20、TAZとLMNAの2つのカルシウム処理遺伝子、NUMB/NUMBL、ミトコンドリアゲノム変異(遠位22q11・2)、およびサルコメアをコードする遺伝子(MYH7、ACTC1、 TNNT2、MYBPC3、TPM1、LDB3、およびTNNI3)の変異が含まれる。心血管代謝機能障害は、LVNCの病態生理学の一部としても説明されている。
【0003】
心不全を伴うLVNCの最先端の治療法には、血栓塞栓症を予防するためのうっ血防止薬(利尿薬、ACE阻害薬、AT1受容体遮断薬、ベータ遮断薬)と抗血小板療法が含まれる。医学的管理に失敗した人のために、心臓移植が考慮される。一部の患者では最初に左心室機能が改善されたにもかかわらず、6.3年の中央値間隔で後期悪化が依然として発生してしまった。そのような患者の予後不良を改善するために、精密医療は、新しい治療法を特定するための別の戦略的アプローチを効果的に提供することが可能である。
【発明の概要】
【0004】
発明の概要
本発明は、NCCに罹患している対象に、EZH2ダウンレギュレーター、例えばスタチン、特にシンバスタチンの治療上有効量を含む医薬組成物を投与することを含む、心筋緻密化障害(NCC)に罹患している対象を治療する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0005】
図1A-1F】図1は、ヒトLVNC心筋細胞の遺伝的および機能的特性を示す。図1A:TNNT2(R141W)およびMYPN(S1296T)におけるヘテロ接合型ミスセンス変異を有するLVNC家族の患者のhiPSC(患者:LVNC#1:iF&LVNC#2:iH)に由来するヒト心筋細胞は、健康な患者(iM)に由来するヒト心筋細胞と比較して、インビトロでの分化後70日目に心筋細胞収縮の減少が観察される。図1B:細胞短縮速度は、健康なヒト心筋細胞(iM)では筋細胞の成熟中(30日目から70日目)に著しく増加するが、LVNC患者の心筋細胞(iFa&iH)では徐々に減少している。図1C:LVNC患者の心筋細胞(iFa&iH)は、インビトロでイソプレナリン(β-アドレナリン受容体アゴニスト)に対する陽性変力反応を失う。図1D:ミトコンドリア呼吸機能の低下は、健康群(iM)と比較してLVNC心筋細胞(iH)で見られる。OCRは酸素消費率を示し、ECARは細胞外酸性化率を示す。OCRはミトコンドリアの呼吸率を測定する。ECARは解糖速度を測定する。FCCPはカルボニルシアニド4-(トリフルオロメトキシ)フェニルヒドラゾンである。図1E:LVNC心筋細胞では、オミクス分析(RNAシーケンシングによるトランスクリプトーム(T)およびLCMS/MSによるプロテオーム(P)を含む)により、LVNC心筋細胞における特定のエピジェネティックレギュレーターと構造遺伝子(GOBP:クロマチン組織(T:クラスター[4]&P:クラスター[10])およびGOBP:アクチンフィラメントバンドル(T:クラスター[7]&P:クラスター[2])を含む)のアップレギュレーションに関連して、ミトコンドリア呼吸鎖および代謝過程((1)GOBP(Gene Ontology Biological Process、遺伝子オントロジー生物学的過程):グルコース代謝過程(T:クラスター[3]&P:クラスター[1])、(2)GOCC(Gene Ontology Cellular Component):アクチンフィラメントバンドル(T:クラスター[6]&P:クラスター[6])、(3)GOBP:筋肉の収縮(T:クラスター[8]&P:クラスター[4])を含む)の抑制と一致する堅牢な遺伝子/タンパク質パターンが明らかになる。図1F:2D濃縮分析では、LVNC心筋細胞の筋肉の収縮(上のパネル)とミトコンドリア呼吸鎖(下のパネル)に関与する機能遺伝子の異常な発現が見つかる。図中、Hは、健康対照であり、iHは、LVNC#2対照である。
図2図2は、ヒトLVNC心筋細胞のエピジェネティックな異常が心機能障害に関連していることを示す。図2A:STRING機能的なタンパク質相互作用ネットワークは、図1E~1Fのオミクス分析から大幅に変更された分子によって構築される。SMYD1は、筋肉の遺伝子発現の調節に関連する。エピジェネティックレギュレーターPCR2(EZH2/SUZ12/EPC1を含む)は、ミトコンドリア呼吸鎖と代謝過程の遺伝子発現の調節に関与する。図2B:リアルタイムPCRの絶対定量化は、エピジェネティックレギュレーターの発現を検証するために実行される。18Sは、内部ローディング対照として使用される。EZH2発現の有意な増加は、iFa-およびiH-LVNC心筋細胞で見られる。EZH2は、メチルトランスフェラーゼとして機能するか、他のDNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT)を動員して、エピジェネティックな修飾を生成することができる。図2C:ゼブラリン(zeb、DNMT阻害剤、50μM)は、LVNC心筋細胞のOCRおよびECARを改善することができる。GSK503(gsk、EZH2メチルトランスフェラーゼ阻害剤、5μM)は、LVNC心筋細胞のOCRまたはECARを大幅に改善しない。これらの結果から、LVNCにおける異常なエピジェネティックな作用を媒介するのは、EZH2メチルトランスフェラーゼではなく、EZH2で動員されたDNMTであることを示す。したがって、DNMTの動員を減らすことによって心臓エピジェネティクスを正常化するためのユニークな治療戦略は、EZH2メチルトランスフェラーゼ活性を直接阻害するのではなく、LVNC筋細胞におけるEZH2ダウンレギュレーターによるEZH2の異常なアップレギュレーションを阻害するはずである。EZH2ダウンレギュレーターは、病状特異的作用の利点で、LVNC心筋細胞の心機能を回復させることができる。図中、iH,ctrlは、治療なしのLVNC心筋細胞であり、iH,zebは、ゼブラリンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iH,gskは、GSK503で処理されたLVNC心筋細胞である。
図3A-3E】図3は、シンバスタチンが、LVNC心筋細胞における異常なEZH2過剰発現を弱め、心臓機能を回復することができるEZH2ダウンレギュレーターの1つとして識別されることを示す。図3A:ドラッグリポジショニングスクリーニングにより、シンバスタチンがLVNC心筋細胞におけるEZH2発現を選択的に正常化できることがわかる。図3B:シンバスタチン(5μM)は、最小から最大のプロット(ボックス内の平均線とSEMのエラーバーを含む)に示されているように、イソプレナリン(3回の投与:0.03、0.1、1μM)によって誘発されたβ刺激に対する心臓収縮と陽性変力反応を有意に回復することができる。5μMの同じ濃度で、シンバスタチンの有効性は、ロバスタチン、アトルバスタチン、フルバスタチンなどの他のスタチンの有効性よりも優れている。心臓機能遺伝子発現の回復のために異常なヒストンメチル化を阻害する戦略に加えて、ヒストンのアセチル化状態を維持することによって遺伝子発現も回復できるかどうかをさらに調べる。SAHA(ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤、5μM)はLVNC心臓機能を改善できないことが実証されている。図3C:シンバスタチン(5μM)は、LVNC心筋細胞のミトコンドリア機能を著しく改善することができる。シンバスタチンは、心臓代謝機能の改善における低用量(5μM)での効果が高用量(10μM)での効果よりも優れている。図3D:シンバスタチンは、CYB5R2やCYBRD1のようなミトコンドリア呼吸鎖遺伝子の発現を回復させることができる。ゼブラリン(zeb、100μM)は、シンバスタチンと同様の効果を生み出すことができる。図3E:シンバスタチンは、用量依存的に心臓代謝遺伝子の発現を回復させることができる。図中、対照は、治療なしのLVNC心筋細胞であり、シンバスタチンは、シンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、SAHAは、SAHAで処理されたLVNC心筋細胞であり、アトルバスタチンは、アトルバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、フルバスタチンは、フルバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、ロバスタチンは、ロバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iH,ctrlは、治療なしのLVNC心筋細胞であり、iH,s5は、5μMシンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iH,s10は、10μMシンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iH,sは、シンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iH,zebは、ゼブラリンで処理されたLVNC心筋細胞であり、iMは、健康なヒト心筋細胞であり、iHは、LVNC心筋細胞である。
図4A-4D】図4は、シンバスタチンがLVNC心筋細胞の正常な細胞サイズ、心臓の代謝および筋肉タンパク質の発現を維持できることを示す。図4A:シンバスタチン(5μM)は、LVNC心筋細胞の拡大を阻害することができる。SAは、サルコメアアクチニンαであり、TNNT2は、トロポニンTであり、DAPIは、核対比染色である。図4B:シンバスタチンの有りまたは無しで処理されたLVNC心筋細胞のプロテオミクスの階層的クラスタリングプロットと主成分分析から、シンバスタチン治療群のタンパク質プロファイルは、健康群のタンパク質プロファイルに著しく近づいている。図4C:STRING機能的タンパク質相互作用ネットワークは、健康/iH,ctrlとiH,s/iH,ctrlの両方とも高度に発現される69種のタンパク質の交差点における機能的タンパク質の主要な回復を強調する。回復されたタンパク質は、筋肉の収縮、細胞構造、プロモーター活性、およびグルコース代謝に関与する。図4D:2人のLVNC患者(iFa&iH)間のLVNC心筋細胞のタンパク質プロファイリングに対するシンバスタチンの同じ効果と、タンパク質の機能がさらに特徴づけられる。iF,s/iF,ctrlとiH,s/iH,ctrlの両方で有意にアップレギュレートされる27種のタンパク質がある。遺伝子オントロジーのGO濃縮分析では、タンパク質機能の大部分は、代謝過程、細胞構成要素の構成、および生物調節の上位3つが含まれていることがわかる。図中、iH,ctrlは、治療を受けていないiH患者のLVNC心筋細胞であり、iH,sは、シンバスタチンで治療されたiH患者からのLVNC心筋細胞であり、iFa,ctrlは、治療を受けていないiFa患者のLVNC心筋細胞であり、iFa,sは、シンバスタチンで治療されたiFa患者からのLVNC心筋細胞である。
図5A-5B】図5は、シンバスタチンが、遺伝子標的ノックインTnnt2(R154W)およびMypn(S1291T)の変異に関するヘテロ接合(Tnnt2R154W/+::MypnS1291T/+)LVNCマウスのインビボでの心臓代謝および心機能を有意に改善することを示す。図5A:動的小動物18F-FDG PETスキャンを実施して、シンバスタチンの有りまたは無しで治療されたTnnt2R154W/+::MypnS1291T/+LVNCマウスの左心室のグルコース代謝率(MRGlu)を推定する。異なる年齢の10、12、14週齢のTnnt2R154W/+::MypnS1291T/+LVNCマウスに浸透圧ポンプ(ALZETモデル2006)を移植して、シンバスタチン(3.5mg/3.6μL/kg/日、青い四角)またはDMSO(3.6μL/kg/日、赤い丸)を6週間連続投与する。18F-FDG PETスキャンの前に、マウスを16~20時間絶食させる。心臓のグルコース代謝率は、空腹時血漿グルコースで補正されたPatlakプロットによって計算される。線形回帰分析を実行して、DMSOベヒクル群では、Y=-1.667X+39.31(R=0.2585、非ゼロ勾配、P=0.4916)の結果を取得し、シンバスタチン群では、Y=4.205X-57.43(R=0.9998、非ゼロ勾配、P=0.0095)の結果を取得し、ベヒクル群とシンバスタチン群との間で、MRGlu対年齢の勾配に有意差(P=0.0034)がある。図5B:ベヒクル(DMSO、3.6μL/kg/日)またはシンバスタチン(3.5mg/3.6μL/kg/日)で治療されたLVNCマウスの左心室駆出率(LVEF%)は、タイムラインに示されているように、1~84日間または1~126日間の期間において、薬物送達浸透圧ポンプの移植前日および移植後126日目に、心エコー検査(VisualSonics Vevo 2100システム)によって測定される。線形回帰は、治療が効果的かどうかを判断するために実行される。ベヒクルDMSO群において、傾きはゼロから有意的な偏差がない(Y=0.01013*X+32.06、P=0.7769、R=0.01757、n=4)。126日間の連続シンバスタチン治療群(S(d1-126))では、勾配はゼロから大幅にずれている(Y=0.1098*X+29.55、P=0.0297、R=0.6445、n=4)。S(d1-84)群では、LVNCマウスは最初の84日間でシンバスタチンで治療し、その後、さらに42日間で薬物治療を中止する(休薬期間)。S(d1-84)群の心臓機能変化の勾配は、ゼロから大きくずれていない(Y=0.05031*X+31.95、P=0.1326、R=0.3352、n=4)。これは、LVNC心臓機能の良好な予後を維持するために、継続的な低用量シンバスタチン治療が必要であることを示す。図中、ベヒクルは、DMSOで処理されたLVNCマウスであり、シンバスタチンは、シンバスタチンで治療されたLVNCマウスであり、対照は、治療なしのLVNCマウスであり、DMSOは、DMSOで処理されたLVNCマウスである。
図6A-6B】図6は、シンバスタチン(1~5μM)が、(図6A)バース症候群(TAZ(c.153C>G、NM_000116.4)および(図6B)デュシェンヌ/ベッカー型筋ジストロフィー(DMD(c.10997_10999delCCT、NM_004006.2))のような合併症を伴う他のLVNC患者に由来するLVNC心筋細胞のミトコンドリア機能も改善できることを示す。図中、対照は、治療なしのLVNC心筋細胞であり、S1μMは、1μMシンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞であり、S5μMは、5μMシンバスタチンで処理されたLVNC心筋細胞である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
発明の詳細な説明
左心室緻密化障害(LVNC)の病因は、多因子である。左心室緻密化障害(LVNC)の予後は、特に乳児期に発症した人では不良である。うっ血防止薬が失敗した人は、移植を検討する必要がある。満たされていない医療ニーズと移植のための小さな心臓の欠如のために、精密医療は、乳児期に発症する人々によって緊急に必要とされている。本発明は、安全な治療薬を特定するために、LVNC患者のiPSC(LVNC-hiPSC-CM)に由来するヒト心筋細胞において薬物の転用およびスクリーニングを実施する。さらに、同定された薬剤であるシンバスタチンの効果は、LVNC患者の遺伝子変異に基づく変異マウスにおいてインビボで確認している。このようなアプローチは、重度の心不全表現型を持つこれらのLVNC患者に新しい治療アプローチを提供する。
【0007】
本発明は、LVNC心筋細胞におけるEZH2の異常な過剰発現を発見する。また、本発明は、シンバスタチンを投与してEZH2発現をダウンレギュレートすることにより、LVNC心筋細胞の心臓機能を改善できることを実証する。
【0008】
ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC-CM)に由来する心筋細胞と変異マウスの両方からの現在の研究のデータは、特に低用量範囲で、心臓の表現型に対するシンバスタチンの有益な効果を支持する強力な証拠を提供する。LVNC-hiPSC-CMは、分化後70日目にインビトロで収縮性が低下するという心臓病の表現型を発現する。シンバスタチンは、EZH2ダウンレギュレーターとして機能し、30日目から70日目までの治療で、心臓代謝を改善すると共にLVNC-hiPSC-CMのミトコンドリアATP産生を増加させることに一貫した作用を発揮する。低用量のシンバスタチンは、LVNC-hiPSC-CMにおいてミトコンドリア機能を効果的に改善し、筋細胞の形態を維持する。さらに、シンバスタチンは、LVNC心筋細胞の正常な細胞サイズ、心臓の代謝および筋肉遺伝子の発現を維持することができる。シンバスタチンの有益な効果は、心筋症の表現型を示すTnnt2R154W/+::MypnS1291T/+LVNCマウスにおいてさらに確認される。LVNC患者では、18F-フルオロ-2-デオキシグルコース(18F-FDG)動的ポジトロン放出断層撮影(PET)検査を使用して、より低い全体的な心筋グルコース取り込みが検出される。Tnnt2<R154W/+>::Mypn<S1291T/+>LVNCマウスでは、PETによって測定された全体的な心筋グルコース(18F-FDG)取り込みの段階的な減少は、心臓収縮の段階的な悪化と一致する。低用量でのシンバスタチン治療は、心筋のグルコース取り込みを顕著に増加させ、心臓の拡張の悪化を防ぎ、LVNCマウスの心機能を回復させる。
【0009】
シンバスタチンは、バース症候群(BS)やデュシェンヌ/ベッカー筋ジストロフィー(DMD)のような合併症を伴う他のLVNC患者に由来するLVNC心筋細胞のミトコンドリア機能を改善することもできる。
【0010】
本発明は、シンバスタチンが、EZH2ダウンレギュレーターとして機能できることにより、心臓代謝および収縮機能に関与する遺伝子の発現を回復するためのエピジェネティックな調節を通じて、LVNC患者の疾患の進行を改善し、良好な予後を維持することを実証する。この画期的な進歩は、LVNCにおける精密医療の満たされていない医療ニーズを満たす。
【0011】
本明細書で使用される「1つ(a)」または「1つ(an)」という用語は、本発明の要素および成分を説明するものである。この用語は、便宜上、および本発明の基本概念を提供するためにのみ使用される。さらに、説明は、1つまたは少なくとも1つを含むものとして理解されるべきであり、文脈によって明示的に示されない限り、単数形は複数形を含み、複数形は単数形を含む。請求項において「含む」という単語と組み合わせて使用される場合、「1つ(a)」または「1つ(an)」という用語は、1つまたは複数を意味する場合がある。
【0012】
本明細書で使用される「または」という用語は、「および/または」を意味する場合がある。
【0013】
本発明は、心筋緻密化障害(NCC)に罹患している対象に、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量を含む医薬組成物を投与することを含む、NCCに罹患している対象を治療する方法を提供する。
【0014】
心筋緻密化障害(NCC)は、海綿状心筋症とも呼ばれ、子供と大人の両方に発症するまれな先天性心筋症である。これは、胚発生中の心筋発育の失敗に起因する。発育中、心筋の大部分は、織り交ぜられた心筋繊維のスポンジのような網目構造である。通常の発育が進むにつれて、これらの小柱構造(trabeculated structures)は、スポンジ状の網目構造から固体構造に変換される大幅な圧縮を受ける。この過程は、心室、特に左心室では特に顕著である。この圧縮過程に失敗した場合には、心筋緻密化障害が発生される。緻密化障害の結果は左心室で特に明白であるため、この状態は左心室緻密化障害とも呼ばれる。本発明の一実施形態では、NCCは、左心室緻密化障害(LVNC)である。なお、BSまたはDMDにはLVNCも付属している。したがって、一実施形態では、対象は、BSまたはDMDを伴うLVNCに罹患している。
【0015】
本明細書で使用される場合、「左心室緻密化障害」または「LVNC」という用語は、心室、特に左心室が完全に緻密されない心筋緻密化障害(海綿状心筋症)を指す。LVNCは、TNNT2、TAZ、DMDなどの特定の遺伝子の変異によって引き起こされる。
【0016】
本発明の一実施形態では、NCCまたはLVNCの症状は、心不全、心室性不整脈、および全身性塞栓状態を含む。別の実施形態では、NCCまたはLVNCの症状は、拡張した心室、心室収縮性の障害、より大きな心筋細胞、βアドレナリン作動性応答の喪失、ミトコンドリア呼吸鎖遺伝子の異常な発現、および心臓代謝機能障害を含む。
【0017】
本発明は、LVNC心筋細胞におけるEZH2の過剰発現を実証する。したがって、EZH2ダウンレギュレーターは、EZH2の過剰発現を抑制して、NCCまたはLVNCを改善することができる。特に、EZH2ダウンレギュレーターは、NCCの病原性突然変異によって誘発されるEZH2の過剰発現を阻害することができ、その結果、エピジェネティックな変化を引き起こすDNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT)の動員を減少させる。したがって、EZH2ダウンレギュレーターは、NCCまたはLVNCにおける機能的な遺伝子発現を回復することにより、心臓代謝および疾患の進行を改善することができる。
【0018】
一般的に、スタチンは、EZH2ダウンレギュレーターの1つとして識別される。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターはスタチンを含む。好ましい実施形態では、低用量のシンバスタチンは、EHZ2の過剰発現を選択的に阻害して、心臓代謝および心室機能を回復させることができる。
【0019】
スタチンは、NCCまたはLVNCの症状を治療または改善することができる。一実施形態では、スタチンの治療上有効量は、心臓機能を改善することによってNCCまたはLVNCを治療するのに十分である。好ましい実施形態では、心臓機能は、心臓代謝および心室機能を含む。
【0020】
有用なスタチンの例には、ロバスタチン、シンバスタチン、プラバスタチン、フルバスタチン、アトルバスタチン、セリバスタチン、メバスタチン、ロスバスタチンおよびイタバスタチンが含まれるが、これらに限定されない。好ましい実施形態において、スタチンは、ロバスタチン、シンバスタチン、プラバスタチン、フルバスタチン、アトルバスタチン、セリバスタチン、メバスタチン、ロスバスタチンおよびイタバスタチンからなる群から選択される。より好ましい実施形態では、スタチンはシンバスタチンである。
【0021】
NCCまたはLVNCの症状は、EZH2ダウンレギュレーターを投与することで、EZH2の過剰発現を修正して治療できる。よって、スタチン(例えば、シンバスタチン)は、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNC患者を治療することができる。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療するのに十分である。好ましい実施形態では、スタチンの治療上有効量は、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療するのに十分である。より好ましい実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療するのに十分である。
【0022】

一実施形態では、心臓代謝は、心臓の脂肪酸代謝、グルコース代謝、およびミトコンドリア呼吸鎖を含む。したがって、スタチンは、心臓代謝とミトコンドリア機能を改善する。なお、心臓代謝は、βアドレナリン作動性応答性を含む。したがって、スタチンは、βアドレナリン作動性応答性を回復することもできる。
【0023】
βアドレナリン作動性応答性は、ミトコンドリアでのATPの生成に関与している。スタチンは、ミトコンドリア呼吸鎖遺伝子の発現を回復することにより、NCCに罹患している対象のミトコンドリア機能を改善することができる。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、ミトコンドリア機能を改善する。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、ミトコンドリアのATP生成を増加させる。
【0024】
また、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチンまたはシンバスタチン)は、LVNC患者の異常な心室機能を改善または治療する。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、心筋細胞の短縮速度を改善し、心筋細胞の正常な細胞サイズを維持し、筋肉タンパク質の発現を回復することによって、心室機能を改善する。好ましい実施形態では、筋肉タンパク質は、トロポミオシン、サルコメアアクチニンα、およびトロポニンTを含む。したがって、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、トロポミオシン、サルコメアアクチニンαおよびトロポニンTの発現を回復することができる。
【0025】
EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチンまたはシンバスタチン)は、心筋細胞の正常な細胞サイズを維持する機能を持つため、EZH2ダウンレギュレーターを投与することにより、NCCまたはLVNC患者の拡張型心室の症状を改善することができる。
【0026】
本明細書で使用される場合、「治療」という用語は、対象が、疾患または障害、例えば、NCCおよびLVNCに関連する状態の進行または重症度を逆転、緩和、改善、阻害、減速または停止することである治療的な治療を指す。「治療する」という用語は、NCCまたはLVNCに関連する状態、疾患、または障害の少なくとも1つの悪影響または症状を減少または軽減することを含む。1つまたは複数の症状または臨床マーカーが減少した場合、治療は一般に「効果的」である。あるいは、病気の進行が減少または停止した場合、治療は「効果的」である。すなわち、「治療」には、症状またはマーカーの改善だけでなく、治療がない場合に予想されるものと比較して、症状の停止、または少なくとも進行の減速または悪化も含まれる。有益なまたは望ましい臨床結果には、1つまたは複数の症状の緩和、疾患の程度の減少、疾患の状態の安定化(すなわち、悪化しない)、疾患の進行の遅延または減速、病状の改善または緩和、寛解(部分的または全体的)、介入の減少、入院期間の短縮、および/または検出可能か検出不可能かにかかわらず死亡率の低下が含まれるが、これらに限定されない。疾患の「治療」という用語は、疾患の症状または副作用(緩和治療を含む)からの救済を提供することも含む。この文脈での治療は、完全な「治療法」を含まない。
【0027】
一実施形態では、対象は、動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒトである。
【0028】
一実施形態では、医薬組成物は、必要に応じて、薬学的に許容される担体のような担体を含むことができる。好ましい実施形態では、医薬組成物は、薬学的に許容される担体をさらに含む。薬学的に許容される担体は、投与される特定の組成物および組成物を投与するために使用される特定の方法によって、部分的に決定される。したがって、医薬組成物の様々な適切な製剤が存在する。非経口投与に適した製剤は、例えば、静脈内、筋肉内、皮内、腹腔内、および皮下経路のために製剤化することができる。担体には、抗酸化剤、バッファー、静菌剤、および所定のレシピエントの血液と等張する製剤を提供する溶質を含むことができる水性等張滅菌注射液が含まれ、水性および非水性滅菌懸濁液には、懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤、防腐剤、リポソーム、ミクロスフェアおよびエマルジョンが含まれる。「薬学的に許容される」という用語は、過度の毒性なしに哺乳動物に投与することができる化合物および組成物を指す。
【0029】
EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチンまたはシンバスタチン)および薬学的に許容される担体は、当技術分野で知られているいくつかの異なる経路を介して対象に投与され得る。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターおよび薬学的に許容される担体は、外部、静脈内、皮下、局所、経口、または筋肉または吸入によって投与される。医薬組成物は、消化器系または循環器系によって標的部位に送達される。
【0030】
本明細書で使用される「治療上有効量」という用語は、特定の条件下で対象に発症する症状を予防、減少、停止もしくは逆転させることができるか、または対象が治療を受け始めたときに特定の条件下ですでに存在する症状を部分的にまたは完全に軽減することができる治療用量である。
【0031】
一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0032】
別の実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0033】
シンバスタチンは、スタチンの中で最高の治療効果がある。低用量のシンバスタチンが効果的である。別の実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0034】
一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、改善された心室機能または血漿NT-proBNPの減少のいずれかにおいて良好な予後を維持するために、治療用量で毎日対象に継続的に投与される。好ましい実施形態では、スタチンは、治療用量で、少なくとも1年間、対象に毎日投与される。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、低用量から滴定された治療用量で、少なくとも24週間、対象に毎日投与される。別の実施形態において、スタチンは、低用量(0.1mg/kg/日)から開始して少なくとも4週間対象に毎日投与され、その用量漸増は、4週間ごとにモニターされる心室機能および血漿NT-proBNPのパラメーターに基づく。
【0035】
本発明は、心筋緻密化障害(NCC)を治療するための薬物を調製するための組成物の使用を提供し、ここで、当該組成物は、EZH2ダウンレギュレーターを含む。
【0036】
一実施形態では、NCCは、左心室心筋緻密化障害(LVNC)である。バース症候群(BS)またはデュシェンヌ/ベッカー筋ジストロフィー(DMD)もLVNCを伴う場合がある。
【0037】
NCCまたはLVNCの原因には、病原性突然変異によって誘発されるEZH2の過剰発現が含まれる。したがって、EZH2ダウンレギュレーターは、EZH2の過剰発現を抑制して、NCCまたはLVNCを改善することができる。スタチンは、EZH2ダウンレギュレーターの1つとして識別される。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターはスタチンを含む。
【0038】

したがって、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、NCCまたはLVNCの症状を治療することができる。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、NCCまたはLVNCに罹患している対象の心臓機能を改善して、NCCまたはLVNCを治療する。好ましい実施形態では、スタチンは、NCCまたはLVNCに罹患している対象の心臓機能を改善して、NCCまたはLVNCを治療する。より好ましい実施形態では、心臓機能は、心臓代謝および心室機能を含む。
【0039】
別の実施形態では、スタチンは、ロバスタチン、シンバスタチン、プラバスタチン、フルバスタチン、アトルバスタチン、セリバスタチン、メバスタチン、ロスバスタチンおよびイタバスタチンを含む。好ましい実施形態では、スタチンは、アトルバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチンおよびシンバスタチンを含む。より好ましい実施形態では、スタチンはシンバスタチンである。
【0040】
シンバスタチンは、EZH2ダウンレギュレーターとして機能する。したがって、シンバスタチンは、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNC患者を治療することができる。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療する。好ましい実施形態において、スタチンは、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療する。より好ましい実施形態では、シンバスタチンは、EZH2の発現をダウンレギュレートすることにより、NCCまたはLVNCを治療する。
【0041】
一実施形態では、心臓代謝は、心臓の脂肪酸代謝、グルコース代謝、およびミトコンドリア呼吸鎖を含む。したがって、スタチンは、心臓の代謝とミトコンドリア機能を改善する。なお、心臓代謝は、βアドレナリン作動性応答性を含む。したがって、スタチンは、βアドレナリン作動性応答性を回復することもできる。
【0042】
また、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、ミトコンドリア呼吸鎖遺伝子の発現を回復することにより、NCCに罹患している対象のミトコンドリア機能を改善することができる。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、ミトコンドリア機能を改善する。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、ミトコンドリアのATP生成を増加させる。
【0043】
EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチンまたはシンバスタチン)は、NCCまたはLVNCに罹患している対象の異常な心室機能を改善または治療する。一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーター(例えば、スタチン)は、心筋細胞の短縮速度を改善し、心筋細胞の正常な細胞サイズを維持し、筋肉タンパク質の発現を回復することによって、心室機能を改善する。好ましい実施形態では、筋肉タンパク質は、トロポミオシン、サルコメアアクチニンα、およびトロポニンTを含む。したがって、スタチンはトロポミオシン、サルコメアアクチニンαおよびトロポニンTの量を増加させることができる。
【0044】
一実施形態では、組成物は、医薬組成物である。好ましい実施形態では、医薬組成物は、薬学的に許容される担体をさらに含む。医薬組成物は、消化器系または循環器系によって標的部位に送達される。
【0045】
一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0046】
別の実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、スタチンの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0047】
低用量のシンバスタチンが効果的である。別の実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.01mg/kg/日から10mg/kg/日までの範囲にある。好ましい実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.05mg/kg/日から5mg/kg/日までの範囲にある。より好ましい実施形態では、シンバスタチンの治療上有効量は、0.1mg/kg/日から1mg/kg/日までの範囲にある。
【0048】
一実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、改善された心室機能または血漿NT-proBNPの減少のいずれかにおいて良好な予後を維持するために、治療用量で毎日対象に継続的に投与される。好ましい実施形態では、スタチンは、治療用量で、少なくとも1年間、対象に毎日投与される。好ましい実施形態では、EZH2ダウンレギュレーターは、低用量から滴定された治療用量で、少なくとも24週間、対象に毎日投与される。別の実施形態において、スタチンは、低用量(0.1mg/kg/日)から開始して少なくとも4週間、対象に毎日投与され、その用量漸増は、4週間ごとにモニターされる心室機能および血漿NT-proBNPのパラメーターに基づく。
【実施例
【0049】
以下の実施例は非限定的であり、本発明の様々な態様および特徴を単に代表するものである。
【0050】
方法
hiPSC研究
左心室心筋緻密化障害(LVNC)の患者と正常な健康な女性にそれぞれ由来するヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)株は、2つのアプローチによって再プログラムされた。各患者の1つの株は、4つのYamanaka因子(Klf4、Myc、Sox2、Oct4。NTUのHong-Nerng Ho博士により実施)を運ぶレンチウイルスによって皮膚細胞から再プログラムされ、もう1つの株は、4つのYamanaka因子を運ぶセンダイウイルス(スタンフォード大学のJoseph C.Wu博士により実施)によって末梢血単球(PBMC)から再プログラムされた。患者は、遺伝子検査、hiPSCへの再プログラミングおよび薬理学的研究のために患者の組織/血球を収集することに同意した。薬物効果は、同じ患者の2つの株に由来するヒト心筋細胞に同じ用量で同じ薬物をテストすることによって検証され、各株には少なくとも3つの独立した繰り返しがあった。細胞の短縮は、Ionoptixシステム(Westwood、MA、USA)で測定され、ミトコンドリア機能は、Agilent seahorse analyzer(Seahorse Bioscience、MA、USA)で評価された。
【0051】
ミトコンドリア機能の測定
Seahorseアッセイを70日目に実施し、矢印で示された試薬を含むXFミトストレステストキットを順次追加する条件下で、ミトコンドリアOCR(酸素消費率)およびECAR(細胞外酸性化率)を測定した。データは、各ウェルの総細胞タンパク質で正規化された。OCRとECARの関係は、基礎(オリゴマイシン前)および最大呼吸容量(FCCP後)の条件下で測定された。
【0052】
オミクス研究
プロテオミクス分析
シンバスタチンの有りまたは無しで処理されたhiPSC由来心筋細胞の総タンパク質は、プロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテルを含むRIPAバッファー(Thermo Fisher Scientific株式会社、USA)によって抽出された。サンプルは、トリプシンによってさらに消化された。脱塩および乾燥後、LTQ-OrbitrapVelos質量分析計システムによってLC-MS/MS分析を実行した。ペプチドおよびタンパク質グループIDは、MASCOTデータベース検索によって7ppmのプリカーサー質量精度と0.5DaのMS/MS精度で取得された。大規模な質量分析の生データは、ラベルフリーの定量化方法でUniprotヒトデータベースに基づいてMaxQuantソフトウェアによってさらに分析され、続いてPerseusソフトウェアを使用して統計分析が行われた。
【0053】
トランスクリプトーム分析
シンバスタチンの有りまたは無しで処理されたhiPSC由来の心筋細胞の全RNAは、TRIzol試薬(Introgen、Thermo Fisher Scientific株式会社、USA)によって抽出された。全RNAは、Quick-RNAキット(Zymol Research、CA、USA)により、TRIzol-クロロホルムホモジネートの上部水層からさらに精製された。TruSeq Stranded mRNAシーケンスは、PhalanxBiotechによって実行された。簡単に説明すると、500ngの高品質な全RNA(RIN値>8)のインプットからpolyA mRNAを精製、断片化し、第1鎖および第2鎖のcDNAを合成した。バーコード化されたリンカーをライゲーションして、インデックス付きライブラリを生成した。ライブラリは、Quantus Fluorometer(Promega、Madison、WI)でPromega QuantiFluordsDNAシステムを使用して定量化された。ライブラリのサイズと純度は、Agilent 2200TapeStation機器で高感度D1000スクリーンテープを使用して分析した。ライブラリをプールし、ペアエンド100 bp Rapid Runフォーマットを使用してIllumina HiSeq2500シーケンサーで実行し、サンプルあたり合計4,000万回のリードを生成した。シーケンシング後、低品質の塩基を除去するために、トリミングされた生のリードがTrimmomaticによるシーケンシングに使用された。生データのクレンジングにも、次の基準が適用された:(1)スライディングウィンドウ(4ベース幅)の平均品質が15を下回ったときにカットオフすること、および(2)35bpより短い読み取りは破棄されること。リードがゲノムにアラインメントされた後、Cuffquantを結果のアラインメントファイルで使用して、遺伝子および転写産物の発現プロファイルを計算した。Cufflinksパッケージの一部であるCuffdiffは、2つ以上の条件から発現プロファイルを取得してアセンブリをマージし、マッピングされた総ミリオン(FPKM)フラグメントあたりの転写産物のキロベースあたりのRNA-Seqフラグメントの数を計算することによって、発現レベルを推定した。Cuffdiffは、観察された変化の統計的有意性をテストし、転写時または転写後のレベルで差次的に調節された遺伝子を特定した。クロスオミクスデータは、プロテオームとトランスクリプトームのデータを1つのペルセウスマトリックスに結合することにより、Perseusソフトウェアによってさらに分析された。両方のオミクス列がソートされ、ランクに変換された。各注釈用語に対して2変量テストが実行された。遺伝子オントロジー(GO)濃縮分析を実行して、分類のGOシステムに基づいて機能特性を備えた遺伝子のセットを解釈した。分子間の潜在的な相互作用は、STRINGによって予測された。
【0054】
絶対定量的リアルタイムPCR
シンバスタチンの有りまたは無しで処理された心筋細胞の遺伝子発現の違いは、Illumina Eco リアルタイムPCRシステムを用いた絶対定量法によって確認された。簡単に説明すると、抽出したmRNAの逆転写に続いて、テンプレートcDNAをOmiGreenバッファーで目的の遺伝子のプライマーと混合し、未知のサンプルの範囲をカバーする5つの10倍段階希釈の標準でPCRを実行した。各サンプルにおける18SRNAの発現も、内部対照として定量化された。
【0055】
LVNCマウスモデルと心臓機能イメージング
C57BL/6jバックグラウンドにおけるTnnt2(R154W)-およびMypn(S1291T)-ノックインマウスは、国立台湾大学ゲノム医学センターの遺伝子ノックアウトマウスコア研究所によって作成された。遺伝的にヘテロ接合のLVNCマウス(Tnnt2(R154W)+/-::Mypn(S1291T)+/-)は、Tnnt2(R154W)+/-とMypn(S1291T)+/-マウスの交配から得られた。遺伝子型を確認するために、PCRおよびDNAシーケンシングを行った。すべての動物の手順とプロトコルは、AAALAC認定施設によって承認された。
【0056】
LVNCマウスの心臓運動機能は、VisualSonic vevo 2100イメージングシステム(VisualSonic株式会社、トロント、カナダ)によるMモードでの心エコー検査によって測定された。LVNCマウスの心臓グルコース代謝率は、2%イソフルラン吸入による麻酔下で、動的小動物のポジトロン放出断層撮影(PET)観察によって測定された。LVNCマウス心臓における18F-FDG(フルオロデオキシグルコース18F)の取り込みは、動的小動物のポジトロン放出断層撮影(PET)による心臓グルコース代謝率(MRGlu)の分析のために測定され、心臓代謝の変化を調べた。
【0057】
統計分析
テューキー検定による多重比較を伴う反復測定二元配置分散分析を使用して、iFaおよびiHのLVNC-hiPSC-CMにおける50日目と70日目に、DMSO群とシンバスタチン群との間の細胞短縮速度の違いを区別した。線形回帰分析を実施して、LVNC-hiPSC-CMにおけるβアドレナリン作動性刺激に対する変力反応の違い、およびDMSOベヒクル群とシンバスタチン群との間のLVNCマウスにおけるグルコースのLVEFまたは心臓代謝率の変化を明らかにした。
【0058】
結果
患者の特徴と遺伝情報
患者(iH)は、1週間の活動が不十分であったため、生後6か月で施設に入院した。初期評価では、灌流不良、肝臓腫大、心臓肥大、および著しく上昇したNT-proBNP(>35000pg/mL)が明らかになった。強心薬サポート下の心エコー図は、左心室(LV)の拡張(LV拡張末期径のZスコア、4.7)と左心室収縮性の障害(LV駆出率、30.3%)を示した。コンピューター断層撮影は、正常な冠状動脈、左心室収縮性が低くて緻密化がない拡張型左心室を示した。心筋炎調査は陰性であった。左心室緻密化障害を伴う拡張型心筋症と診断された。全身状態は徐々に改善したが、投与量の減少(lose dosage)の範囲でミルリノンを離脱することの困難が観察された。患者(iH)は入院42日後に退院した。家族のスクリーニングにより、患者(iH)の父親(iFa)も拡張型LVと低LV駆出率を持っていることが確認された。
【0059】
最初のLVNC家族の遺伝子検査では、患者(iH)と患者(iH)の父親(iFa)は、TNNT2(R141W)とMYPN(S1296T)に不均一なミスセンス変異があることがわかった。TAZ(Y51*)の相同変異は、BSを伴う2番目のLVNC家族で発見され、DMD(S3666del)のDMDの異種変異は、DMDを伴う3番目のLVNC家族で発見された。
【0060】
その後のフォローアップ中に、患者(iH)は、ジゴキシン、フロセミド、カプトプリル、カルベジロール、アスピリンなどの投薬を受けた。発病から約2年後、患者の成長(iH)は遅く、体重は3パーセンタイルを下回りしたが、成長のマイルストーンは正常範囲内であった。心エコー検査による左心室駆出率は依然として低く、17.5%から24.5%の範囲にあった。NT-proBNPは920~1200pg/mlであった。患者(iH)の父親(iFa)にもカルベジロール、ロサルタン、アスピリンを投与されたが、心臓の状態は変化しないままであった。
【0061】
LVNC-hiPSC由来の心筋細胞における薬物リポジショニング
LVNC患者(iH)および患者(iH)の父親(iFa)に由来するヒト心筋細胞による疾患モデリングを実施して、心機能障害の進行を再現した機能異常を特徴づけた。インビトロ分化後50日目に、LVNC-hiPSC-CMは、筋細胞収縮の低下(図1A図1B)、βアドレナリン作動性応答性の喪失(図1C)、心血管代謝機能障害(図1D)、および心臓収縮とミトコンドリア呼吸鎖の機能性分子における異常なオミクス(図1E図1F)を含む異常な心臓表現型を発症した。経路分析は、異常なエピジェネティックな調節が異常な新代謝および筋肉構造に関連している可能性があることを予測した(図2A)。絶対定量的リアルタイムPCR検証により、LVNC心筋細胞(iH&iFa)でEZH2の異常な過剰発現が見つかった(図2B)。直接EZH2阻害剤(gsk)は、心臓ミトコンドリア機能障害を変化させなかったが、DNMT阻害剤(zeb)は、LVNC心臓ミトコンドリア機能を回復することができた(図2C)。EZH2の過剰発現は、DNMTの動員を増加させて、LVNC筋細胞のエピジェネティックな特徴を変化させ、その結果、機能的な遺伝子発現の障害を引き起こす可能性があることを示した。したがって、EZH2発現のダウンレギュレーションは、病態特異的な作用様式でLVNC心筋細胞の心機能を改善するための実行可能な治療戦略となると考えられた。このLVNC-hiPSC-CMモデルでの薬物リポジショニングスクリーニングにより、シンバスタチンは、LVNC心筋細胞におけるEZH2発現を選択的にダウンレギュレートできるものとして特定された(図3A)。30日目から70日目までのシンバスタチン治療後の心臓収縮およびβアドレナリン作動性反応の回復において、シンバスタチンの有益な効果は、他のもの(アトルバスタチン、ロバスタチン、フルバスタチンを含む)よりも優れた(図3B)。これらのLVNC-hiPSC-CMの心臓代謝機能の改善において、低用量のシンバスタチン治療(図3Cの5μM、iH、s5)は、高用量の治療(図3Cの10μM、iH、s10)よりも優れた効果を示した。シンバスタチン治療は、ミトコンドリア呼吸鎖分子(図3D)および心臓代謝(図3E)における遺伝子発現を有意に増加させることができた。さらに、LVNC心筋細胞の細胞サイズは、分化後70日目に大きくなった(図4A)。30日目から70日目までのシンバスタチン治療は、筋細胞サイズの変化を著しく弱めた(図4A)。サルコメアアクチニンαまたはトロポニンTのいずれかの密度も、シンバスタチンで処理された心筋細胞では著しく増加した。プロテオミクス分析により、シンバスタチンは、iH-およびiFa-LVNC心筋細胞の両方で、筋肉の収縮および代謝過程の機能を備えたタンパク質の発現を有意に回復できることが実証された(図4B図4D)。
【0062】
LVNCマウスの心臓代謝の改善におけるシンバスタチンのインビボ効果
薬物投与(シンバスタチン:3.5mg/3.6μL/kg/日、DMSO:3.6μL/kg/日)は、ミニ浸透圧ポンプ(ALZETモデル2006、Durect株式会社クパチーノ、CA、USA)をLVNCマウスの背中の皮下空間に移植して、それぞれ10、12、14週齢から、6週間行われた。エンドポイントで、空腹時LVNCマウスの心臓グルコース代謝率(MRGlu)を測定した。ベヒクル処置LVNCマウスの心臓グルコース取り込みは、高齢のLVNCマウスの心臓機能の悪化と並行して徐々に減少した(図5A)。シンバスタチンは、LVNCマウスの加齢後に発生した心臓のグルコース代謝率の低下を有意に逆転させ、これは、シンバスタチンがLVNCマウスの心臓のグルコース代謝を改善したことを示した。また、シンバスタチンは心臓収縮機能を有意に改善した(図5B)。さらに、LVNC心機能の良好な予後を維持するために、継続的な低用量シンバスタチン治療が必要であった。
【0063】
また、シンバスタチンは、1~5μMの用量範囲でBS(図6A)またはDMD(図6B)のような他の合併症を伴うLVNC患者に由来するLVNC心筋細胞のミトコンドリア機能を有意に改善した。
【0064】
本明細書に例示的に記載されている本発明は、本明細書に具体的に開示されていない1つまたは複数の要素、制限がない状態で実施することができる。使用された用語および表現は、説明の用語として使用され、限定ではなく、そのような用語および表現の使用において、示されて説明された特徴またはその一部の同等物を除外する意図はないが、クレームされた発明の範囲内で様々な変更が可能であることを認識した。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、本明細書に開示された概念の修正および変形は、当業者によって訴えられ得ることが理解されるべく、そのような修正および変形は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内であると見なされる。
図1A
図1B
図1C
図1D
図1E
図1F
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図3D
図3E
図4A
図4B
図4C
図4D
図5A
図5B
図6A
図6B