BG105158A - Prevention of the formation of mucus coating on the respiratory tracts by the administration of egf-r antagonist - Google Patents

Prevention of the formation of mucus coating on the respiratory tracts by the administration of egf-r antagonist Download PDF

Info

Publication number
BG105158A
BG105158A BG105158A BG10515801A BG105158A BG 105158 A BG105158 A BG 105158A BG 105158 A BG105158 A BG 105158A BG 10515801 A BG10515801 A BG 10515801A BG 105158 A BG105158 A BG 105158A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
egf
cells
antagonist
goblet
antibody
Prior art date
Application number
BG105158A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Jay NADEL
Kiyoshi Takeyama
Original Assignee
The Regents Of The University Of California
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US1999/018696 external-priority patent/WO2000010588A2/en
Application filed by The Regents Of The University Of California filed Critical The Regents Of The University Of California
Publication of BG105158A publication Critical patent/BG105158A/en

Links

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

Hypersecretion of mucus in the lungs is inhibited by the administration of an epidermal; growth factor receptor (EGF-R) antagonist. The EGF-R antagonist may be in the form of a small organic molecule, an antibody, or portion of an antibody that binds to and blocks the EGF receptor. The EGF-R receptor antagonist is preferably administered by injection in an amount sufficient to inhibit formation of goblet cells in pulmonary airways. The degranulation of goblet cells that result in airway mucus production is thereby inhibited. Assays for screening candidate agents that inhibit goblet cell proliferation are also provides. 27 claims

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD

В общия случай изобретението е свързано с областта на белодробното лечение. По-специфично, изобретението се отнася до подтискане на свръхсекрецията на мукус в белите дробове и дихателни пътища, посредством въвеждане на антагонист срещу EGF-R. В допълнение, настоящото изобретение също се отнася до методите за разработване и оценка на предлагани агенти, които са в състояние да подтискат свръхсекрецията на мукус в белите дробове.In general, the invention relates to the field of pulmonary treatment. More specifically, the invention relates to suppression of mucus over-secretion in the lungs and airways by administering an antagonist against EGF-R. In addition, the present invention also relates to methods for the development and evaluation of proposed agents that are capable of suppressing the secretion of mucus in the lungs.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

В проводящите дихателни пътища от дихателната система, секретоотделящата система служи като първичен защитен механизъм за отвеждане на вдишани частици или инфекцизни агенти извън дихателните пътища в белите дробове. В допълнение, наличните в течностите в дихателните пътища вещества служат да се ограничи токсичността на частиците и да се дезактивират инфекциозните агенти. Физическия механизъм на кашленето служи да се изхвърли секрет от дихателните пътища (виж напр., “Foundations of respiratory Care”, Piesrson and Kacmarek, eds (1992) Churchill Livingstone Inc. New York; “Harrison’s Principles of Intemat Medicine” Fauci et al., eds (1997) 14th Edition, McGraw Hill, New York, New York).In the respiratory tract from the respiratory system, the secretory system serves as the primary protective mechanism for the removal of inhalable particles or infectious agents outside the respiratory tract into the lungs. In addition, the substances present in the respiratory fluid are used to limit the toxicity of the particles and to deactivate infectious agents. The physical mechanism of coughing serves to expel secretion from the airways (see, e.g., Foundations of Respiratory Care, Piesrson and Kacmarek, eds (1992) Churchill Livingstone Inc. New York; Harrison's Principles of Intematics Medicine Fauci et al. , eds (1997) 14th Edition, McGraw Hill, New York, New York).

Секретоотделящата система се състои от усукани епителни клетки, гоблетни епителни клетки и клетки отделящи серум и мукус, разположени в субмукосни жлези. Усуканото снопче(цилиа) е обградено от един воден слой (перицилиарна течност), който се секретира в прохода(лумен) на дихателния канал от активния пренос на хлорид и пасивното движение на вода през епитела. Снопчето влиза в контакт с мукуса плуващ върху този воден слой и чрез еднопосочно въртеливо движение спомага за движението на мукуса към глътката, (виж Pierson and Kacmarek, supra and Fauci, et al., supra). Мукус се произвежда от епителните гоблетни клетки и клетките на субмукосната жлеза и се секретира в прохода на дихателния път след дегранулиране.The secretory system consists of twisted epithelial cells, goblet epithelial cells, and serum and mucus secreting cells located in the submucosal glands. The twisted bundle (cilia) is surrounded by a single aqueous layer (periciliary fluid), which is secreted in the passage (lumen) of the respiratory canal by the active transfer of chloride and the passive movement of water through the epithelium. The bundle comes into contact with the mucus floating on this water layer and, in a unidirectional rotational motion, promotes the movement of the mucus towards the pharynx (see Pierson and Kacmarek, supra and Fauci, et al., Supra). The mucus is produced by epithelial goblet cells and submucosal cells and is secreted in the airway after degranulation.

Докато, мукусът обикновено спомага за изчистване на вдишаните частици или инфекциозни агенти, свръхсекрецията на мукус в дихателните пътища може да причини прогресивното им запушване. В периферните пътища, кашлицата не е ефективна за изчистване на секретите. Още повече, поради техните малките размери, малките дихателни пътища съдържащи много гоблетни клетки са силно податливи на запушване с мукус. Свръхсекрецията в дихателните пътища поразява значителен брой хора; това е видно при различни белодробни заболявания, като хроничен бронхит, остра астма, цистична фиброза и бронхиектаза.While mucus usually helps to clear away inhaled particles or infectious agents, the excess secretion of mucus in the respiratory tract can cause them to progressively block. In peripheral roads, coughing is not effective for clearing secretions. Moreover, because of their small size, small airways containing many tapestry cells are highly susceptible to mucus obstruction. Excessive airway secretion affects a significant number of people; this is evident in various pulmonary diseases such as chronic bronchitis, acute asthma, cystic fibrosis and bronchiectasis.

Свръхсекрецията на мукус е главен симптом при пациенти с хронични белодробни обструкции (COPD) и определя състоянието (напр. хронична кашлица и храчкоотделяне). Само това състояние обхваща 14 милиона американци и може да причини прогресивна нетрудоспособност и смърт. Направена е оценка, че от астма страдат най-малко 4% от населението на САЩ и тя води до най-малко 2000 смъртни случая годишно (Pierson and Kucmarek, supra). По време на един остър астматичен пристъп, бронхиалните стени се подуват, увеличава се обемът на секрет и се свива гладкия бронхиален мускул, като се стеснява дихателния път. В резултат от свръхсекреция при остра астма, едно широко мащабно запушване с мукус може да бъде главна причина за болезненост и смъртност.Mucosal secretion is a major symptom in patients with chronic pulmonary obstruction (COPD) and determines the condition (eg, chronic cough and sputum). This condition alone affects 14 million Americans and can cause progressive disability and death. Asthma has been estimated to affect at least 4% of the US population and causes at least 2,000 deaths per year (Pierson and Kucmarek, supra). During an acute asthmatic attack, the bronchial walls swell, increase the volume of secretions and contract the smooth bronchial muscle, narrowing the airway. As a result of over-secretion in acute asthma, a large-scale mucus blockage can be a major cause of morbidity and mortality.

Свръхсекрецията също е включена при диетичната фиброза, която е едно от най-често срещаните генетични заболявания с фатален край в света. Цистичната фиброза е едно възвратно автосомално заболяване,Excess secretion is also involved in dietary fibrosis, which is one of the most common fatal genetic diseases in the world. Cystic fibrosis is a recurrent autosomal disease,

което причинява мукусовата клетка в дихателния път да стане нечувствителна към активиране на цикличния-зависим от АМР протеин киназа в мембраната на каналите за хлоридни йони (Pierson and Kacmarek, supra and Fauci, et al., supra). Последвалият електролитен дисбаланс намалява нивото на хидратиране на мукус в дихателния път, като в белите дробове на индивида се получава мукус с висока плътност и те са поразени от диетична фиброза. Свръхсекрецията запушва въздушните канали на организма с диетична фиброза, което в последствие влошава функцията на белите дробове.which causes the mucous cell in the airway to become insensitive to the activation of cyclic AMP-dependent protein kinase in the membrane of chloride ion channels (Pierson and Kacmarek, supra and Fauci, et al., supra). The ensuing electrolyte imbalance reduces the level of hydration of the mucus in the respiratory tract, resulting in high density mucus in the lungs of the individual and they are affected by dietary fibrosis. Excess secretion clogs the body's air ducts with dietary fibrosis, which subsequently impairs lung function.

Други заболявания със свръхсекреция включват хроничните белодробни обструкции (COPD). Стресът от реагенти с окислително действие играе важна роля при патогенезата на COPD. Цигареният дим, който създава радикали без кислород е силно свързан с патогенезата. Нутрофилите се срещат често в мястото на възпалението при COPD, като е интересно да се отбележи, че радикали без кислород се освобождават от нутрофилите по време на активация.Other diseases of over-secretion include chronic pulmonary obstruction (COPD). Stress from oxidizing agents has an important role in the pathogenesis of COPD. Cigarette smoke, which produces oxygen-free radicals, is highly associated with pathogenesis. Neutrophils are common at the site of inflammation in COPD, and it is interesting to note that oxygen-free radicals are released by the neutrophils during activation.

Често се налага да се приложи механична интубация, за да се осигури принудителна инхалация на пациенти с различни белодробни заболявания. За тази цел през орофаранкса се вкарва тръба и се поставя в трахеята. За да се предотврати утечка на въздух около ендотрахеалнатаMechanical intubation is often required to provide involuntary inhalation of patients with various pulmonary diseases. For this purpose, a tube is inserted through the oropharynx and inserted into the trachea. To prevent air leakage around the endotracheal

тръба, около тръбата в долната трахея се надува един балон, който може да претрие епитела и да придизвика метаплазиа на гоблетните клетки. Нараняването на епитела води до възстановителни процеси, които могат да придизвикат обилна секреция. Такива продължителни инкубации на трахеята могат да доведат у пациентите до вредни ефекти дължащи се на свръхсекреция.a tube, a balloon inflates around the tube in the lower trachea, which can rub the epithelium and cause metaplasia of the goblet cells. Injury to the epithelium leads to recovery processes that can lead to copious secretions. Such prolonged incubation of the trachea may lead to adverse effects in patients due to over-secretion.

В резултат от високото ниво на секрет в белите дробове на пациенти с белодробни заболявания със свръхсекреция се намалява изчистването на секрета. Патологични агенти, като да кажем бактерии, напр. Pseudomonas aeruginosa, често създават колонии в секрета, като причиняват чести белодробни инфекции.High secretion in the lungs of patients with pulmonary disease with secretion decreases secretion clearance. Pathological agents, such as bacteria, e.g. Pseudomonas aeruginosa, often create secretions colonies, causing frequent pulmonary infections.

Класически форми на лечение на индивиди със свръхсекреция на дихателните пътища включват лечение с антибиотици, бронходилатори (като метилксантини, симпатомиметици със силни β2 адренергични стимулиращи качества, антихолинергитици), употребата на системни или инхалирани кортиокостероиди, на първо място при астма, втечняване на секрета посредством въвеждане орално на експекторанти, като гоифенезин, и аерозолно подаване на “миколитни” агенти, като вода, хипертоничен солен разтвор (виж Harrison’s supra). Една нова терапия на цистична фиброза е прилагането на DNAse, като се целят богатите на DNA мукус или храчки (Shak, et. al., (1990) Proc. Natl. Acad. (USA) 87: 9188-9192; Hubbard, R.C. et al., (1991) N. Engl. J. Med. 326:812). B допълнение, гръдната физическа терапия състояща се от перкусия, вибрации и дренаж също се използва, за да се подпомогне изчистването на мукус с висока гъстота. Трансплантация на бял дроб може да бъде един краен вариант за пациенти с тежки белодробни увреждания. Затова е необходимо по-ефикасно или алтернативно лечение, което да е насочено към мукусните секреции. По-специално, има потребност от специфична форма на терапия, която ще намали образуването на секрет в дихателните пътища.Classical forms of treatment for individuals with respiratory tract secretion include antibiotic treatment, bronchodilators (such as methylxanthines, sympathomimetics with strong β2 adrenergic stimulating properties, anticholinergics), use of systemic or inhaled corticosteroids, top secretion by administration oral to expectorants, such as goifenesin, and aerosol delivery of "mycolytic" agents such as water, hypertonic saline (see Harrison's supra). One new therapy for cystic fibrosis is the administration of DNAse by targeting DNA rich mucus or phlegm (Shak, et al., (1990) Proc. Natl. Acad. (USA) 87: 9188-9192; Hubbard, RC et. al., (1991) N. Engl. J. Med. 326: 812). In addition, breast physical therapy consisting of percussion, vibration and drainage is also used to help clear mucus with high density. A lung transplant may be one extreme option for patients with severe pulmonary disease. Therefore, more effective or alternative treatment that addresses mucus secretions is needed. In particular, there is a need for a specific form of therapy that will reduce airway secretion.

Справочна литератураReferences

Употребата на EGF инхибитори за спиране нарастването на ракови клетки е разгледано от Levitski (1994) Eur J. Biochem. 226(1): 1-13; Powis (1994) Pharmac. Ther. 62: 57-95; Kondapaka and Reddy (1996) Mol. Cell. Endocrin. 117:53-58.The use of EGF inhibitors to stop the growth of cancer cells has been reviewed by Levitski (1994) Eur J. Biochem. 226 (1): 1-13; Powis (1994) Pharmac. Ther. 62: 57-95; Kondapaka and Reddy (1996) Mol. Cell. Endocrine. 117: 53-58.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Свръхсекрецията на мукус в дихателните пътища е неблагоприятен симптом в редица различни белодробни заболявания. Секрецията е в резултат от дегранулация на гоблетни клетки, развитието на които се подпомага от стимулация на рецепторите за фактора на епидермално нарастване (EGF-R). С настоящото изобретение се лекува белодробна свръхсекреция посредством въвеждане на терапевтични количества от противодействащи на EGF средства, за предпочитане инхибитори на киназа. Антагонистите могат да бъдат под формата на малки молекули, антитела, или части от антитела, които се свързват към EGF или неговия рецептор. В друг аспект на изобретението, са осигурени методи in vitro или in vivo , които прогнозират терапевтичния потенциал на предлаганите агенти за подтискане на свръхсекрецията.Overexpression of mucus in the respiratory tract is an unfavorable symptom in a number of different lung diseases. Secretion is the result of goblet cell degranulation, the development of which is supported by stimulation of the epidermal growth factor receptor (EGF-R). The present invention treats pulmonary over-secretion by administering therapeutic amounts of EGF antagonists, preferably kinase inhibitors. The antagonists may be in the form of small molecules, antibodies, or antibody portions that bind to EGF or its receptor. In another aspect of the invention, in vitro or in vivo methods are provided that predict the therapeutic potential of the agents being proposed to suppress excess secretion.

Първостепенен обект на изобретението е да осигури метод за лечение на заболявания включващи свръхсекреция в белите дробове.It is a primary object of the invention to provide a method of treating diseases involving over secretion in the lungs.

Друг обект на изобретението е да осигури състави, които са полезни при лечение на заболявания включващи свръхсекреция в белите дробове.It is another object of the invention to provide compositions which are useful in the treatment of diseases involving over secretion in the lungs.

Също друг обект на изобретението е да осигури едно изследване in vitro за оценка на предлаганите агенти, които подтискат свръхсекрецията, като този метод включва етапите (I) контакт с един in vitro модел на бързо развитие на гоблетни клетки с EGF или функционалния му еквивалент; (ii) в последствие контактуване на модел in vitro c един предлаган агент; и (iii) оценка бързото нарастване на гоблетните клетки, при което подгисканете на това нарастване е показателно за терапевтичния потенциал на предлагания агент.It is also another object of the invention to provide an in vitro assay for the evaluation of the proposed agents that suppress overexpression, this method comprising the steps of (I) contacting an in vitro model of rapid development of goblet cells with EGF or its functional equivalent; (ii) subsequently contacting an in vitro model with one agent available; and (iii) assessing the rapid growth of the goblet cells, whereby suppressing this increase is indicative of the therapeutic potential of the agent proposed.

Друг предмет на изобретението е да осигури едно изследване in vivo за оценка на предлагани агенти, които подтискат свръхсекрецията на слуз, като методът включва (i) създаване на животински модел на белодробно заболяване със свръхсекреция посредством индуциране на EGF-R, напр. с алфа-фактор на туморна некроза (TNF-α); (ii) стимулиране на индуцирания EGF-R с негов лиганд, т.е. трансформация в алфа-фактора на растежа (TNF-a) или EGF, за да се получат гоблетни клетки, които произвеждат муцин; (iii) лечение с предлаган агент; и (iv) оценка нарастването на гоблетните клетки или отделянето на мукус, като подтискането на растежа на гоблетните клетки или секрецията са показател за терапевтичния потенциал на предлагания агент.It is another object of the invention to provide an in vivo assay for the evaluation of proposed agents that suppress mucus over-secretion, the method comprising (i) creating an animal model of pulmonary over-secretion disease by inducing EGF-R, e.g. with tumor necrosis factor alpha (TNF-α); (ii) stimulating the induced EGF-R with its ligand, i. transformation into alpha growth factor (TNF-α) or EGF to produce mucin-producing goblet cells; (iii) treatment with the agent proposed; and (iv) assessing the growth of the goblet cells or the secretion of mucus, the inhibition of goblet cell growth or secretion being indicative of the therapeutic potential of the proposed agent.

Друг предмет на изобретението е да осигури изследвания in vitro и in vivo за оценка на антагонисти на EGF-R, които подтискат свръхсекрецията на мукус.It is another object of the invention to provide in vitro and in vivo studies for the evaluation of EGF-R antagonists that suppress mucus overexpression.

Едно приемущество на изобретението е в това, че то осигурява средства за предотвратяване на прекомерното образуване на мукус в дихателните пътища.An advantage of the invention is that it provides a means of preventing excessive mucus formation in the airways.

Една особеност на изобретението е в това, че за блокиране ефектите от EGF и/или TGF-a и тяхното взаимодействие с EGF-R може да се използва цял диапазон от различни типове антагонисти.One feature of the invention is that a range of different types of antagonists can be used to block the effects of EGF and / or TGF-a and their interaction with EGF-R.

Един аспект на изобретението са състави от антагонисти на EGF за намаляване образуването на секреция в дихателните пътища на млекопитаещ пациент, за предпочитане хуманен пациент.One aspect of the invention is compositions of EGF antagonists for reducing the secretion of airways in a mammalian patient, preferably a human patient.

Друг аспект на изобретението е един метод за белодробно въвеждане на антагонисти на EGF за намаляване секрециите на мукус в дихателните пътища на млекопитаещ пациент, за предпочитане хуманен пациент.Another aspect of the invention is one method for the pulmonary administration of EGF antagonists to reduce mucus secretion in the mammalian airways, preferably a human patient.

Друг аспект на изобретението е да осигури метод за лечение на диапазон от различни заболявания, които имат като симптом прекомерно образуване на секреции от мукус в дихателните пътища. Тези заболявания включват, без ограничение, хронични бронхити, остра астма, диетична фиброза, бронхиектаза, хронични обструктивни белодробни заболявания, свръхсекреция в резултат от нарушаване на епитела като алергични стимули или механични увреждания и свръхсекреция през носа.Another aspect of the invention is to provide a method of treating a range of various diseases that have as a symptom excessive formation of mucus secretions in the respiratory tract. These diseases include, but are not limited to, chronic bronchitis, acute asthma, dietary fibrosis, bronchiectasis, chronic obstructive pulmonary diseases, over-secretion resulting from epithelial disorders such as allergic stimuli or mechanical damage, and over-secretion through the nose.

Тези и други предмети, предимства и особености на изобретението ще се изяснят на тези с опит в практиката след запознаване с подробностите от методите на лечение и методите за изследване in vitro и in vivo , които в пълнота са описани по-долу.These and other objects, advantages and features of the invention will be elucidated by those skilled in the art after learning the details of the in vitro and in vivo treatment methods and methods, which are fully described below.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИEXPLANATION OF THE FIGURES Attached

Фигура 1А представлява западна разпечатка на EGF-R в NCLН292 и в клетки А431. Фигура 1В, имуноцитохимичен анализ с антиEGF-R антитяло в култури от NCL-H292 клетки. Фигура 1С северен анализ на EGF-R в клетки NCL-H292.Figure 1A is a western print of EGF-R in NCLH292 and in A431 cells. Figure 1B, immunocytochemical analysis with antiEGF-R antibody in cultures of NCL-H292 cells. Figure 1C Northern analysis of EGF-R in NCL-H292 cells.

Фигура 2. Оцветяване в алцийско синьо/PAS на клетки NCL-H292 за идентифициране на гликипротеини от муцин.Figure 2. Alcium blue / PAS staining of NCL-H292 cells for identification of mucin glycoproteins.

Фигура 3. Северен анализ за изявяване на MUC5 ген в клетки HCLН292.Figure 3. Northern analysis for expression of the MUC5 gene in HCLH292 cells.

Фигура 4А и 4В. Имунохистохимичен анализ на EGF-R с едно анти-EGF-R антитяло в плъхове без патоген. Фигура 4А, плъхове третирани с TNFa. Фигура 4В, плъхове с чувствителност към овалбумин.Figure 4A and 4B. Immunohistochemical analysis of EGF-R with an anti-EGF-R antibody in pathogen-free rats. Figure 4A, TNFα-treated rats. Figure 4B, rats with ovalbumin sensitivity.

Фигура 5 е графика отразяваща ефекта от инхибитор (BIBX1522) на EGF-R тирозин киназа върху производството на гоблетни клетки (изразен като % от оцветената площ в епител на дихателен път зает от Алпийско синьо/РAS-положителни оцветени клетки).Figure 5 is a graph showing the effect of EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX1522) on goblet cell production (expressed as% of stained area in the airway epithelium occupied by Alpine blue / PAS-positive stained cells).

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Осигурени са методи и състави за лечение на свръхсекреция на мукус в дихателните пътища, посредством въвеждане на терапевтични количества от антагонисти на EGF, за предпочитане инхибитори на киназа. Антагонистите могат да бъдат под формата на малки молекули, антитела или част от антитела, които свързват EGF или негов рецептор. При заболявания със свръхсекреция на дихателните пътища, като хроничен бронхит, бронхиектаза, цистична фиброза, остра астма, COPD, и т.н. се увеличава синтезата на муцин в дихателните пътища и се появява свръхсекреция на мукус. Секрецията на мукус придизвиква запушване в дихателните пътища, ефект който придизвиква смърт при тези заболявания.Methods and compositions are provided for the treatment of mucosal secretion in the respiratory tract by administering therapeutic amounts of EGF antagonists, preferably kinase inhibitors. The antagonists may be in the form of small molecules, antibodies, or a portion of antibodies that bind EGF or its receptor. In diseases with excessive secretion of the respiratory tract, such as chronic bronchitis, bronchiectasis, cystic fibrosis, acute asthma, COPD, etc. increases the synthesis of mucin in the respiratory tract and excess mucus secretion occurs. The secretion of mucus causes obstruction in the respiratory tract, an effect that causes death in these diseases.

Тук са показани няколко причини за увреждане и възпаление на дихателните пътища, за да се подбуди изявата на рецептора на фактора за епидермално нарастване в епителните клетки на дихателните пътища. След индуциране на EGF-R, последващо стимулиране на EGF-R както от лиганд-зависещи така и от лиганд-независещи механизми води до производство на муцин както в израза за гена, така и в нивата на протеин. Демонстрирани са подбрани инхибитори на EGF-R тирозин киназа, които блокират тази изява на муцин в ген и протеин.Several causes of airway damage and inflammation are shown here to stimulate the expression of the epidermal growth factor receptor in airway epithelial cells. Following EGF-R induction, subsequent stimulation of EGF-R by both ligand-dependent and ligand-independent mechanisms leads to the production of mucin both in gene expression and in protein levels. Selected EGF-R tyrosine kinase inhibitors have been demonstrated to block this expression of mucin in gene and protein.

Предлага се, без да се ограничава изобретението, че една еволюционна последователност на производството на гоблетни клетки, може да се основава на изявата на EGR-R. Стимулиране с TNFa подбужда интензивно оцветяване на негранулирани клетки от секрет; тяхното последващо активиране с EGF-R лиганди придизвиква нарастващо оцветяване за мукусни гликоконюгати в цитоплазмата, като клетките стават “пред-гоблетни” и след това “гоблетни” клетки. Данните подсказват, че активацията на EGF-R изявява селективна диференциация на клетките, но не и нарастване. Очевидно таблетните клетки се извличат от негранулирали клетки от секрет, които изразяват EGF-R и са стимулирани от EGF-R лиганди, за да произвеждат муцини.It is suggested, without limiting the invention, that an evolutionary sequence of goblet cell production may be based on the expression of EGR-R. TNFα stimulation stimulates intense staining of unpelleted secreted cells; their subsequent activation by EGF-R ligands induces increasing staining for mucosal glycoconjugates in the cytoplasm, with the cells becoming pre-goblet and then goblet cells. The data suggest that EGF-R activation exhibits selective cell differentiation but no increase. Apparently, tablet cells are derived from non-granular secreted cells that express EGF-R and are stimulated by EGF-R ligands to produce mucin.

Освен стимулиране от цитокини, EGR-F може да се стимулира от други сигнални медиатори. Например, продължителното тютюнопушене е свързано с прогресивни патологични промени на периферните дихателни пътища, включителни хиперплазиа на таблетните клетки. Придизвикващи възпаление нутрофили, активирани от цитокин и цигарен дим са показани като предизвикващи синтез на муцин в хуманни бронхиални епителни клетки посредством лиганд-независима активация на EGF-R, въвличайки рекрутирани нутрофили и цигарен дим като регулатори на деференциацията на епителни клетки, като се получава свръхнормална индукция на клетки произвеждащи муцин в дихателните пътища. Нутрофили активирани от разнообразни стимули, включващи IL-8, N-формил-метионил-леуцил-фениланин, TNF-a, цигарен дим или Н2О, пререгулират изявата на муцин в епителните клетки, чийто синтез се подтиска от инхибиторите на EGF-R. Нутрофилите също са в състояние да произвеждат EGR-F лиганди, EGF и TGFa. В допълнение, епителните клетки са източници на EGF-R лиганди.In addition to cytokine stimulation, EGR-F can be stimulated by other signaling mediators. For example, prolonged smoking is associated with progressive pathological changes in the peripheral airways, including tablet cell hyperplasia. Inflammatory cytokine and cigarette smoke-activated neutrophils have been shown to induce mucin synthesis in human bronchial epithelial cells by ligand-independent activation of EGF-R, involving recruited neutrophils and cigarette smoke as regulators of epithelial cell differentiation induction of mucin-producing cells in the respiratory tract. Neutrophils activated by a variety of stimuli, including IL-8, N-formyl-methionyl-leucyl-phenylanine, TNF-α, cigarette smoke or H 2 O, regulate the expression of mucin in epithelial cells whose synthesis is inhibited by EGF-R inhibitors . The neutrophils are also able to produce EGR-F ligands, EGF and TGFα. In addition, epithelial cells are sources of EGF-R ligands.

Механично нараняване на епитела на дихателния тракт може също да причини свръхсекреция и да е причина за мукусно запушване. Инхибиторите на EGF-R тирозин киназа служат за предотвратяване на мукусна свръхсекреция след интубация в трахеята.Mechanical injury to the epithelium of the respiratory tract can also cause over-secretion and cause mucosal obstruction. EGF-R tyrosine kinase inhibitors serve to prevent mucosal over-secretion after tracheal intubation.

Увреждане на епитела често се открива при изследване на пациенти дори и със слаба форма на астма, като увреждането нарастващо се свързва с влошаване на клиничните симптоми. Увреждането на епитела получено от алергична реакция, възбужда EGF-R активация, като в резултат се получава свръх нормално производство на гоблетни клетки. EGF-R участва при увреждане на епитела, например “премоделирането на дихателен път”, което се проявява при астма, възстановяване и затваряне на раната. Механично увреждане на епитела и нараняване на епитела при астма, може да включи подобна EGF-R нарастваща последователност, която резултира в свръхнормално нарастване на епителните секреционни клетки.Epithelial damage is often found in the study of patients, even with mild asthma, and the damage is increasingly associated with worsening clinical symptoms. Epithelial damage resulting from an allergic reaction triggers EGF-R activation, resulting in super-normal production of goblet cells. EGF-R is involved in epithelial damage, such as "airway remodeling," which occurs in asthma, wound repair, and closure. Mechanical damage to the epithelium and injury to the epithelium in asthma may involve a similar EGF-R growth sequence that results in an abnormal increase in epithelial secretion cells.

Свръхсекрецията е също една важна демонстрация на възпалителни заболявания на носа. Когато гоблетни клетки в носа са “раздразнени” чрез индуциране на дегранулат от гоблетни клетки, като се използва нутрофило-зависещ механизъм, изявата на EGF-R и муцини силно се пререгулира. Тези събития са свързани е повторна гранулация на гоблетните клетки. Когато възпаление, като стимулиране на инфилтрат от нутрофили, предизвика разпадане на гоблетни клетки и секреция на муцин, пререгулирането и активация на EGF-R отново доставя муцини в епитела на дихателните пътища.Overexpression is also an important demonstration of inflammatory diseases of the nose. When goblet cells in the nose are "irritated" by inducing goblet cell degranulates using a neutrophil-dependent mechanism, the expression of EGF-R and mucin is highly regulated. These events are related to re-granulation of goblet cells. When inflammation, such as stimulation of neutrophil infiltrate, causes goblet cell breakdown and mucin secretion, EGF-R overregulation and activation again deliver mucin to the airway epithelium.

Преди да се опишат настоящите методи за лечение и състави, трябва да се разбере, че това изобретение не е ограничено до специфични методи и състави, както са описани, тъй като, разбира се, те могат да се променят. Също трябва да се разбере, че използваната тук терминология е само с цел описване на специфични изпълнения и не се счита за ограничаваща, тъй като обхвата на настоящото изобретение ще бъде ограничен само до приложените претенции.Before describing the present treatment methods and compositions, it should be understood that this invention is not limited to specific methods and compositions as described, since, of course, they can be modified. It is also to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not considered to be limiting, since the scope of the present invention will be limited to the appended claims only.

Освен ако не е определено по друг начин, всички използвани тук технически и научни термини имат същото значение, както обикновено се тълкуват от всеки, с нормален опит от практиката, към която принадлежи това изобретение. Въпреки, че в практиката или при изпитване на настоящото изобретение могат да се използват подобни или равностойни методи и материали на тези описани тук, сега са описани предпочитаните методи и материали. Всички публикации, споменати тук са включени в справка, за да се посочат и опишат методите и/или материалите във връзка със цитираните публикации.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly interpreted by anyone with normal experience in the practice to which this invention belongs. Although similar or equivalent methods and materials to those described herein may be used in the practice or testing of the present invention, preferred methods and materials are now described. All publications mentioned herein are incorporated by reference to indicate and describe the methods and / or materials in connection with the publications cited.

Разгледаните тук публикации са дадени единствено с цел тяхното разкриване преди датата на завеждане на настоящата заявка. Тук нищо не може да се тълкува като допускане, че настоящото изобретение не е в правото си да постави в по-ранна дата такава публикация по силата на предхождащо изобретение. Понататък, датите на публикуване могат да се различават от датите на действителната публикация, които може да се наложи да се потвърдят независимо.The publications reviewed here are provided solely for the purpose of disclosure prior to the filing date of this application. Nothing here can be interpreted as assuming that the present invention is not entitled to make such publication at an earlier date by virtue of a prior invention. Further, publication dates may differ from actual publication dates, which may need to be independently verified.

ОПРЕДЕЛЕНИЯDEFINITIONS

Под “фактор на епидермално нарастване” или “EGF” се има в предвид един протеин или част от него имащ биологична активност, характеризираща се от митогенната активност на епителните клетки ((e.g. Cohen (1986) Biosciences Reports 6(12): 1027; Aaronson, S.A., “Growth Factors and Cancer”, Science <1991) 254:1146-1153). Като пример може да се посочи хуманния фактор на епидермално нарастване, например както е описан от Urdea et al., (1983) Proc. Nat. Acad, Sei. 80:7461-7465.By "epidermal growth factor" or "EGF" is meant one protein or part thereof having biological activity characterized by the mitogenic activity of epithelial cells ((eg Cohen (1986) Biosciences Reports 6 (12): 1027; Aaronson , SA, Growth Factors and Cancer, Science <1991) 254: 1146-1153). The human epidermal growth factor, for example as described by Urdea et al., (1983) Proc. Nat. Acad, Sei. 80: 7461-7465.

Митогенната активност на EGF върху гоблетни клетки е от особен интерес за целите на настоящото изобретение. В тази дефиниция също се цели да се включат протеини и части от тях, които са функционален еквивалент на EGF по отношение на биологичната реакция предизвикана от EGF.The mitogenic activity of EGF on goblet cells is of particular interest for the purposes of the present invention. This definition also seeks to include proteins and parts thereof that are functional equivalent to EGF with respect to the biological reaction caused by EGF.

Под “рецептор на фактора за епидермално нарастване” или “EGFR” се има в предвид един протеин или една част от него, които са в състояние да свържат EGF протеин или част от него. Като пример може да се посочи, рецептора на хуманен фактор на епидермално нарастване (виж Ulrich et al., (1984) Nature 309: 418-425; No за оценка на генна банка NM 005228). За предпочитане, свързването на EGF лиганда активира EGF-R (като в резултат се постига активация на вътрешноклетъчното митогенно сигнализиране, автофосфорилация на EGF-R). Всеки с опит в тази област ще прецени, че други лиганди, в допълнение към EGF, могат да се свържат към EGF-R и да го активират. Примери за такива лиганди включват, но не се ограничават до: TGF-α, бетацелулин, амфирегулин, хепарино-свързващ EGF (ΗΒ-EGF) и нурегулин (също известен като хергулин) (Strawn and Shawver (1998) Exp.-Opin, Invest. Drugs 7(4)553753, and “The Protein Kinase Facts Book; Protein Tyrosine Kinasis” (1995) Hardie, et al., (eds.), Academic Press, NY, NY).By "epidermal growth factor receptor" or "EGFR" is meant one protein or a portion thereof capable of binding an EGF protein or part thereof. An example is the human epidermal growth factor receptor (see Ulrich et al., (1984) Nature 309: 418-425; Gene Bank Assay No. NM 005228). Preferably, the binding of the EGF ligand activates EGF-R (resulting in activation of intracellular mitogenic signaling, autophosphorylation of EGF-R). Anyone experienced in the art will appreciate that other ligands, in addition to EGF, can bind to and activate EGF-R. Examples of such ligands include, but are not limited to: TGF-α, betacellulin, amphiregulin, heparin-binding EGF (ΗΒ-EGF), and nuregulin (also known as hergulin) (Strawn and Shawver (1998) Exp.-Opin, Invest Drugs 7 (4) 553753, and "The Protein Kinase Facts Book; Tyrosine Kinasis Protein" (1995) Hardie, et al., (Eds., Academic Press, NY, NY).

Под “EGF-R антагонист” се има в предвид всеки агент, който е в състояние директно или индиректно да подтиска ефекта от EGF-R, поспециално ефекта от EGF-R върху нарастване на гоблетни клетки или свръхсекреция на мукус от гоблетни клетки. EGF-R може да се задейства по лиганд-зависими и лиганд-независими механизми, като в резултат се постига, съответно автофосфорилация или транс-фосфорилация. Интересните антагонисти на EGF-R могат да подтискат единия или и двата горепосочени механизма, например, свързване на THF-α към EGFR води до една лиганд-зависима фосфорилация, която може да се блокира от едно антитяло, което свързва EGF-R, като по този начин предотвратява взаимодействие на EGF с лиганд, който би активирал рецептора на EGF. Примери на такива антитела са описани от Golds ein et al., (1995) Clin. Cancer res. 1:1311-1318; Lorimer et. al., (1995) Clin. Cancer Res. 1:859-864; Schmidt and Weis (1996) Br. J. Cancer 74:85 3-862. Инхибитори на тирозин кеназа от малка молекула също са ефек ивни като антагонисти на EGF-R.By "EGF-R antagonist" is meant any agent that is able to directly or indirectly suppress the effect of EGF-R, in particular the effect of EGF-R on goblet cell growth or the secretion of goblet cell mucus. EGF-R can be triggered by ligand-dependent and ligand-independent mechanisms, resulting in autophosphorylation or trans-phosphorylation, respectively. Interesting EGF-R antagonists can suppress one or both of the above mechanisms, for example, binding of THF-α to EGFR results in a ligand-dependent phosphorylation that can be blocked by an antibody that binds EGF-R by this way prevents EGF from interacting with a ligand that would activate the EGF receptor. Examples of such antibodies are described by Golds ein et al., (1995) Clin. Cancer really. 1: 1311-1318; Lorimer et. al., (1995) Clin. Cancer Res. 1: 859-864; Schmidt and Weis (1996) Br. J. Cancer 74:85 3-862. Small molecule tyrosine kinase inhibitors are also effective as EGF-R antagonists.

Като алтернатива е посочено, че съединения като радикали със свободен кислород стимулират трансфосфорилация на EGF-R, като се получава лиганд-независима активация на рецептора. Други средства за активиране на EGF-R от трансфосфорилация включват ултравиолетов и осмотичен стрес, стимулиране на рецептор-куплиран с G-протен от ендотелин-1, лизофосфатидна киселина и тромбин, рецептор на ml мускаринов ацетилхолин, и хормон на хуманен растеж. Антагонистите на този лиганд-независим механизъм включва антиоксиданти, като упер окис дисмутаза, DMSO, DMTU, асорбена киселина и подобните им.Alternatively, compounds such as free oxygen radicals have been shown to stimulate EGF-R transphosphorylation, producing ligand-independent receptor activation. Other means of activating EGF-R by transphosphorylation include ultraviolet and osmotic stress, stimulation of G-prototype coupled with endothelin-1, lysophosphatidic acid and thrombin, receptor of ml muscarinic acetylcholine, and human growth hormone. The antagonists of this ligand-independent mechanism include antioxidants such as uperm oxide dismutase, DMSO, DMTU, ascorbic acid and the like.

Антагонист на EGF-R може да бъде едно антитяло, което се свързва към фактор, който стимулира получаването на EGF или EGF-R, като по този начин се подтиска помощта на EGF за растежа на гобзетни клетки (т.е. един инхиботор на развитието на фосфорилация, която въздейства на EGF-R). Например, протеин за стапяне от Т 3FaPseudomonas екзотоксин 40, както е описан от Arteaga et al., (1995) Cancer Res. 54:4703-4709.An EGF-R antagonist may be an antibody that binds to a factor that stimulates the production of EGF or EGF-R, thus suppressing EGF help for growth of goblet cells (i.e., a developmental inhibitor of phosphorylation affecting EGF-R). For example, a fusion protein of T 3FaPseudomonas exotoxin 40, as described by Arteaga et al., (1995) Cancer Res. 54: 4703-4709.

В едно предпочитано изпълнение, антагониста на EGF-R е един инхибитор на активността на тирозин киназа, по-специално инхибитори от малки молекули, притежаващи селективно действие върху EGF R, в сравнение с други терозин кинази - предпочитаните малки молекули блокират естествения рецептор на EGF-R в млекопитаещо за предпочитане човек и имат молекулно тегло под 1 kD.In one preferred embodiment, the EGF-R antagonist is an inhibitor of tyrosine kinase activity, in particular small molecule inhibitors having a selective effect on EGF R, compared to other therosin kinases - the preferred small molecules block the natural receptor of EGF- R is preferably in a mammal and have a molecular weight of less than 1 kD.

Инхибиторите на EGF и EGF-R включват, но не се ограничават до инхибиторите на тирозин киназа, като куиназолини от рода на PD 153035, 4-(3-хлорианилино) куиназолин, или СР-358,774, пиридопиримидини, пиримидопиримидини, пиролопиримидини, като CGP 59326, CGP 60261 и CGP 62706, и пиразолопиримидини (Shawn and Shawver, supra.), 4-(фениламино)- 7H-nnpono[2,3-d] пиримидини (Traxler et al., (1996) J. Med. Chem 39:2285-2292), куркумин (диферулоил метан) (Lexamin arayana, et al., (1995), Carcinogen 16:1741-1745) 4-5-би(4флуороанилино)фталимид (Buchdunger et al., (1995) Clin.Cancer Res 1:813-821; Dinney et al., (1997) Clin. Cancer Res. 3:161-168); тирфостини съдържащи части нитротиофен (Brunton et al., (1996) Anti Cancer Drug Design 11:265-295); инхибиторът на протеин киназа ZD-1839 (AstraZeneca); CP-358774 (Pfizer, Inc.); PD-0183805 (Warner-Lambert); или както са описани в заявка за международен патент W099/09016 (American Cyanamid; WO98/43960 (American Cyanamid); WO97/38983 (Warener Labert); WO99/06378 (Warner Lambert); WO99/06396 (Warner Lambert); WO96/30347 (Pfizer, Inc.); WO96/33977 (Zeneca) и WO96/33980) Zeneca; всички са включени тук като справка; или антисенс-молекули.EGF and EGF-R inhibitors include, but are not limited to, tyrosine kinase inhibitors, such as quinazolines such as PD 153035, 4- (3-chloroanilino) quinazoline, or CP-358,774, pyridopyrimidines, pyrimidopyrimidines, pyrrolopyrimidines, 59 pyrrolopyrimidines, pyrrolopyridines , CGP 60261 and CGP 62706, and pyrazolopyrimidines (Shawn and Shawver, supra.), 4- (phenylamino) -7H-pno [2,3-d] pyrimidines (Traxler et al., (1996) J. Med. Chem 39 : 2285-2292), curcumin (diferuloyl methane) (Lexamin arayana, et al., (1995), Carcinogen 16: 1741-1745) 4-5-bi (4fluoroanilino) phthalimide (Buchdunger et al., (1995) Clin. Cancer Res 1: 813-821; Dinney et al., (1997) Clin. Cancer Res. 3: 161-168); tyrphostins containing nitrothiophene moieties (Brunton et al., (1996) Anti Cancer Drug Design 11: 265-295); the protein kinase inhibitor ZD-1839 (AstraZeneca); CP-358774 (Pfizer, Inc.); PD-0183805 (Warner-Lambert); or as described in International Patent Application W099 / 09016 (American Cyanamid; WO98 / 43960 (American Cyanamid); WO97 / 38983 (Warener Labert); WO99 / 06378 (Warner Lambert); WO99 / 06396 (Warner Lambert); WO96 / 30347 (Pfizer, Inc.); WO96 / 33977 (Zeneca) and WO96 / 33980) Zeneca; all are included here for reference; or antisense molecules.

Под “подтискане” се има в предвид, неутрализиране, смекчаване или предотвратяване на растежа на гоблетни клетки, дегранулация на гоблетни клетки или свръхсекреция на мукус от гоблетни клетки.By "suppression" is meant to neutralize, attenuate or prevent the growth of goblet cells, degranulation of goblet cells or the over-secretion of goblet cell mucus.

Термините “лечение”, “лекуване” и подобните са използвани тук с общ смисъл, постигане на желан фармакологичен и/или друг физиологичен ефект. Ефектът може да бъде профилактичен, в смисъл на пълно или частично предотвратяване на болест или симптом и/или може да бъде терапевтичен, в смисъл на частично или пълно излекуване на болест и/или вреден ефект допринасящ за болестта. “Лечение”, както е използвано тук, обхваща всяко лечение на болест в млекопитаещо, поспециално човек, и включва:The terms "treatment", "cure" and the like are used herein in a general sense, to achieve the desired pharmacological and / or other physiological effect. The effect may be prophylactic, in the sense of complete or partial prevention of disease or symptom, and / or may be therapeutic, in the sense of partial or complete cure of the disease and / or deleterious effect contributing to the disease. "Treatment" as used herein covers any treatment of a disease in a mammal, especially a human, and includes:

(а) предотвратяване появата на болест или симптом в един субект, който може да е предразположен към болестта или симптома, но все още не е диагностициран, че ги има;(a) preventing the onset of a disease or symptom in a subject who may be predisposed to the disease or symptom but has not yet been diagnosed as having it;

(в) подтискане на болестта или симптома, т.е. спиране на тяхното развитие; или (с) облекчаване на болестта или симптома, т.е. предизвикване на регресия в болестта или симптома. Изобретението е насочено към лечение на пациенти с белодробни заболявания или заболявания на дихателните пътища, и по специално към лечение на пациенти със свръхсекреция на мукус, т.е. предотвратяване, подтискане или облекчаване на свръхсекреция на мукус. В смисъл лечение на симптоми, изобретението е насочено към намаляване мукус или спутум в дихателните пътища, подтискане на инфекция от паталогични организми, облекчаване на кашлица, и предотвратяване на хипоксия поради запушване на дихателни пътища.(c) suppression of the disease or symptom, i. stopping their development; or (c) alleviating the disease or symptom, i. causing regression in the disease or symptom. The invention is directed to the treatment of patients with pulmonary or respiratory diseases, and in particular to the treatment of patients with mucus over-secretion, i. preventing, suppressing or alleviating mucus over-secretion. In the context of treating symptoms, the invention is directed to reducing mucus or sputum in the respiratory tract, suppressing infection by pathological organisms, relieving cough, and preventing hypoxia due to obstruction of the respiratory tract.

По-специфично, се има впредвид, “лечение” да означава, осигуряване на терапевтично проследим и благоприятен ефект у пациент, страдащ от белодробно заболяване, включващо свръхсекреция на мукус.More specifically, "treatment" is intended to mean providing a therapeutically traceable and beneficial effect in a patient suffering from pulmonary disease including mucus over-secretion.

Също по-специфично, “лечение” трябва да означава предотвратяване, облекчаване и/или подтискане на свръхсекреция на мукус със състав, избран от групата антагонисти на EGF и EGF-R, като антитела, инхибитори на протеин тирозин киназа и антисенс молекули и подобните им. Алтернативно лечение може да включва предотвратяване изявата на EGF-R в дихателните пътища, като се блокира прохода в ранна фаза. Например, реагенти, които блокират свързването на TNFa към негови рецептори, могат да предотвратят нарастването на EGF-R.More specifically, "treatment" should mean preventing, alleviating and / or suppressing mucus over-secretion with a composition selected from the group of EGF and EGF-R antagonists such as antibodies, protein tyrosine kinase inhibitors, and antisense molecules and the like. . Alternative treatment may include preventing the expression of EGF-R in the airways by blocking the passage in the early phase. For example, reagents that block the binding of TNFα to its receptors may prevent the growth of EGF-R.

Лечението включва предотвратяване или подтискане на инфекции от паталогични агенти предизвикани от и/или свързани със свръхсекреция на мукус.Treatment includes the prevention or suppression of infections by pathological agents caused by and / or associated with mucus over-secretion.

Под “антитяло” се разбира един протеин имуноглобулин, които е в състояние да свърже един антиген. Антитяло, както е използвано тук, трябва да включва фрагменти от антитяло, напр. F(ab’)2, Fab’, Fab, които са в състояние да свържат антигена или фрагмент от антигена, ко то се има в предвид. За предпочитане, свързването на антитяло към аи игена подтиска активността на EGF и EGF-R.An "antibody" means a protein immunoglobulin that is able to bind an antigen. An antibody as used herein should include fragments of an antibody, e.g. F (ab ') 2, Fab', Fab, which are able to bind the antigen or fragment of the antigen to be considered. Preferably, binding of an antibody to the α and γ gene inhibits the activity of EGF and EGF-R.

Терминът “хуманизирано антитяло” се използва тук, за да спите завършени молекули антитяло, напр. съставени от две завършени леки вериги и две завършени тежки вериги, както и като антитела, със оящи се само от фрагменти от антитяло напр. Fab, Fab’, F(ab’)2 и Fv, където CDR са извлечени от нехуманен изпочник, а остатъчната част от lg мулекулата или фрагмента са извлечени от хуманно антитял о, за предпочитане получено от поредица на нуклеинова киселина закодираща хуманно антитяло.The term "humanized antibody" is used here to sleep complete antibody molecules, e.g. consisting of two complete light chains and two complete heavy chains, as well as antibodies, having only fragments of antibody e.g. Fab, Fab ', F (ab') 2 and Fv, wherein the CDRs are derived from a non-human source and the remainder of the Ig molecule or fragment is derived from a human antibody, preferably derived from a nucleic acid sequence encoding a human antibody.

Термините “хуманно антитяло” и “хуманизирано антитяло” са използвани тук за описание на антитяло, в което всички части на молекулата, както и на фрагменти от антитялото, както са описани погоре в определението за термина “хуманизирано антитяло”.The terms "human antibody" and "humanized antibody" are used herein to describe an antibody in which all parts of the molecule, as well as fragments of the antibody, are described above in the definition of the term "humanized antibody".

Терминът “химерно антитяло” обхваща хуманизирани антитела. Химерните антитела имат поне една част от тежка или лека верига от аминокиселинна поредица извлечена от един първи млекопитаещ вид и друга част от тежка или лека верига от аминокиселинна поредица извлечена от втори, различен, млекопитаещ вид. За предпочитане, променливата зона се извлича от нехуманен млекопитаещ вид, а постоянната зона се извлича от един хуманен вид. Специфично, химерното антитяло, за предпочитане, се получава от една нуклеотидна поредица от нехуманно млекопитаещо, закодираща една променлива зона, а една нуклеотидна поредица от хуманен обект, закодираща постоянната част на едно антитяло.The term "chimeric antibody" encompasses humanized antibodies. Chimeric antibodies have at least one portion of a heavy or light amino acid chain derived from a first mammalian species and another portion of a heavy or light amino acid chain derived from a second, different mammalian species. Preferably, the variable zone is derived from a non-human mammal species and the permanent zone is derived from a human species. Specifically, the chimeric antibody is preferably derived from one nucleotide sequence from a non-human mammal encoding a variable region and one nucleotide sequence from a human object encoding the constant portion of an antibody.

Под “свързва специфично” се има впредвид, силен стремеж и/или силен афинитет за свързване на едно антитяло към специфичен полипептид. Антитяло свързващо се към своя епитоп в един специфичен полипептид е по-силно от свързване на същото антитяло към друг епитоп, особено този който може да се намира в молекули свързани със, или в същата проба, както специфичния полипептид, който се разглежда. Антитела, които се свързват специфично към един разглеждан полипептид, могат да са в състояние да свързват други полипептиди на едно слабо, но забележимо ниво, напр. 10% или по-ниско от свързването демонстрирано към разглеждания полипептид. Такова слабо свързване, или базово свързване, е добре различимо от специфичното антитяло, свързано към съединението или полипептида, който се разглежда, напр. с прилагане на съответни контролни средства.By "specific binding" is meant a strong craving and / or strong affinity for binding an antibody to a specific polypeptide. An antibody binding to its epitope in one specific polypeptide is stronger than binding to the same antibody to another epitope, especially one that may be present in molecules bound to or in the same sample as the specific polypeptide under consideration. Antibodies that bind specifically to one polypeptide under consideration may be able to bind other polypeptides to one weak but noticeable level, e.g. 10% or less of the binding demonstrated to the polypeptide in question. Such a weak binding, or basic binding, is well distinguished from the specific antibody bound to the compound or polypeptide under consideration, e.g. using appropriate controls.

Посредством “различимо надписано тяло”, “раличим надписан анти-EGF” или различим надписан анти-EGF фрагмент” се има впредвид едно антитяло (или фрагмент от антитяло, който запазва спецификата на свързване), което има прикрепен разпознаваем етикет. Този етикетBy "distinct labeled body", "distinct labeled anti-EGF" or distinct labeled anti-EGF fragment "is meant an antibody (or antibody fragment that retains the binding specificity) that has a recognizable label attached. This label

нормално се прикрепва посредством химично конюгиране, където етикетът е един полипептид, вариантно той може да се прикрепи с технологиите на генното инженерство. Методите за получаване на различими надписани протеини са добре известни в практиката. Различимите етикети могат да се подбират от едно множество такива етикети известни в практиката, но обикновено това се радиоизотопи, флуорофори, ензими, като пероксидаза от хрян или други части или съединения, които или емитират един различим сигнал (като радиоактивност, флуорисценция, цвят), или емитират един различим сигнал след излагане на етикета на негов субстрат. Различни различими двойки етикет/субстрат (като пероксидаза/диаминобензидин, авидин/стрептавидин, луцифераза/лузиферин), както и методи за надписване на антитела, и методи за използване на надписани антителаis normally attached by chemical conjugation, where the label is a polypeptide, optionally it can be attached by genetic engineering technology. Methods for producing distinct labeled proteins are well known in the art. Distinctive labels can be selected from one of many such labels known in the art, but usually these are radioisotopes, fluorophores, enzymes, such as horseradish peroxidase or other parts or compounds that either emit a distinct signal (such as radioactivity, fluorescence, color), or emit a distinct signal after being labeled with a substrate. Various distinct label / substrate pairs (such as peroxidase / diaminobenzidine, avidin / streptavidin, luciferase / luziferin), as well as antibody labeling methods and methods for using labeled antibodies

за откриване на един антиген са добре известни в практиката (например, виж Harlow and Lane, eds. (Antibodies: A Laboratory Manual (1988) Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).for the detection of an antigen are well known in the art (e.g., see Harlow and Lane, eds. (Antibodies: A Laboratory Manual (1988) Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).

ТЕРАПЕВТИЧНИ МЕТОДИTHERAPEUTIC METHODS

Настоящото изобретение осигурява метод за лечение на белодробна свръхсекреция посредством въвеждане терапевтични количества от антагонисти на EGF-R. Всяко заболяване и особено едно белодробно заболяване, което се характеризира от свръхсекреция на мукус или натрупване на патологични нива от мукус, може да се лекува с описаните тук методи. Примери на белодробни заболявания със свръхсекреция, които могат да се лекуват по този метод включват, но не са ограничени до цитираните заболявания с хронична обструкция на белия дроб, като хроничен бронхит, възпалителни заболявания като астма, бронхиектаза, белодробна фиброза, COPD, заболявания със свръхсекреция през носа, като носови алергии и други заболявания със свръхсекреция. Генетични заболявания като цистична фиброза, Картагенски синдром, недостиг на алфа-Гантитрипсин, вродена нецистична фиброза с натрупване на мукус в дихателния тракт, също се имат в предвид.The present invention provides a method of treating pulmonary over-secretion by administering therapeutic amounts of EGF-R antagonists. Any disease, and in particular a pulmonary disease characterized by excessive secretion of the mucus or the accumulation of pathological levels of the mucus, can be treated by the methods described herein. Examples of pulmonary over-secretion diseases that can be treated by this method include, but are not limited to, chronic diseases of the lung, such as chronic bronchitis, inflammatory diseases such as asthma, bronchiectasis, pulmonary fibrosis, COPD diseases, through the nose, such as nasal allergies and other over-secreted diseases. Genetic diseases such as cystic fibrosis, Cartagena syndrome, alpha-Gantitrypsin deficiency, congenital cystic fibrosis with accumulation of mucus in the respiratory tract are also considered.

Предпочитат се антагонисти, които пряко са насочени срещу EGF EGF-R. При това, всеки с познания и опит в областта ще оцени, че всеки фактор или клетка, които са ангажирани в биологичната поредица, от която се постига стимулиране нарастване на гоблетни клетки от EGF-R може да бъде цел за подтискане с TGFa антагонисти. Без да се обвързва теоритично, една последователност (каскада) започва по време на реакция на възпаление, когато клетки, като масните или нутрофилите освобождават TNFa, който след това стимулира появата на EGF-R. Стимулиране на EGF-R, напр. от негов лиганд EGF, от своя страна, задейства нарастването на гоблетни клетки. По този начин, всички клетки или фактори ангажирани в каскадата, както и в пътеката на THFа, могат да бъдат цел на активността на антагонистите.Antagonists that directly target EGF EGF-R are preferred. In addition, anyone with knowledge and experience in the field will appreciate that any factor or cell that is involved in the biological sequence that promotes EGF-R goblet cell growth may be a target for TGFα antagonist inhibition. Without being bound theoretically, a sequence (cascade) begins during an inflammation reaction when cells, such as fat or neutrophils, release TNFα, which then stimulates the emergence of EGF-R. Stimulation of EGF-R, e.g. EGF ligand, in turn, triggers the growth of goblet cells. Thus, all cells or factors involved in the cascade, as well as in the THFα pathway, can be targets of antagonist activity.

Антагонистите за EGF-R въведени по терапевтичния метод могат да бъдат под най-различна форма. По пътя на примера, EGF-R антагониста може да бъде под формата на малка молекула (като антисенс олигонуклеотид, инхибитор на тирозин киназа, и др.) антитела или част от антитела, които се свързват към EGF, TGFa или EGF-R.EGF-R antagonists administered by the therapeutic method may take a variety of forms. By way of example, the EGF-R antagonist may be in the form of a small molecule (such as an antisense oligonucleotide, a tyrosine kinase inhibitor, etc.) antibodies or a portion of antibodies that bind to EGF, TGFα or EGF-R.

МАЛКИ МОЛЕКУЛИ КАТО АНТАГОНИСТИ НА EGF-RSMALL MOLECULES AS EGF-R ANTAGONISTS

Инхибиторите на тирозин киназа, които действат върху EGF рецептора и са с избирателно действие за EGF-R, са известни в практиката и могат да се използват в предложените методи. По-горе са описани примери, които могат да включват BIBX 1522 Boehringer Ingelheim, Inc., Ingelheim, Germany); CGP59326B (Novartis Corporation, Basel, Switzerland); 4-аминокуиназолин EGF-R инхибитори (описани в патент на САЩ 5,760,041); заместени стеринови съединения, които могат да бъдат също нафталин, индан или един бензоксазин; включително съединения на нитрил и молононитрил (описани в патент на САЩ 5,217,999) инхибиторите разкрити в патент на САЩ 5,773,476; инхибитор от картофена карбоксипептидаза (PCI), един инхибитор на 39-амино киселина протеаза с три дисулфидни моста. (Blanco-Aparicio et al., (1998) J. Biol Chem 273(200:12370-12377); бомбезин антагонист RC-3095 (Szepeshazi et al., (1997) Proc Natl Acad Sci USA 94:10913-10918) и др. Други инхибитори на тирозин киназа включват куиназолини, като D153035, 4-(3-хлороанилино) куиназолин, или СР-358,774, пиридопиримидини, пиримидопиримидини, пиролопиримидини, като CGP 59326, CGP 60261 и CGP 62706, и пиразолопиримидини (Shawn and Shawer, supra.), 4-(фениламино)-7Н-пироло[2,3-0]пиримидини (Traxler et al. (1996) J. Med. Chem 39:2285-2292) куркумин (Korutla et al. (1994) Biochim Biophys Acta 1224:587:600); (Laxmin arayana(1995), Сдгстоио£еи16:1741-1745);и др.Tyrosine kinase inhibitors that act on the EGF receptor and are selective for EGF-R are known in the art and can be used in the proposed methods. Examples which may include BIBX 1522 Boehringer Ingelheim, Inc., Ingelheim, Germany) are described above; CGP59326B (Novartis Corporation, Basel, Switzerland); 4-aminoquinazoline EGF-R inhibitors (described in U.S. Patent 5,760,041); substituted sterol compounds, which may also be naphthalene, indane or one benzoxazine; including nitrile and malononitrile compounds (described in U.S. Patent 5,217,999) the inhibitors disclosed in U.S. Patent 5,773,476; potato carboxypeptidase (PCI) inhibitor, one 39-amino acid protease inhibitor with three disulfide bridges. (Blanco-Aparicio et al., (1998) J. Biol Chem 273 (200: 12370-12377); Bombesin antagonist RC-3095 (Szepeshazi et al., (1997) Proc Natl Acad Sci USA 94: 10913-10918) and Other tyrosine kinase inhibitors include quinazolines, such as D153035, 4- (3-chloroanilino) quinazoline, or CP-358,774, pyridopyrimidines, pyrimidopyrimidines, pyrrolopyrimidines, such as CGP 59326, CGP 60261, and CGP 6270wn, and CGP 6270wn, and CGP 6270wn, supra), 4- (phenylamino) -7H-pyrrolo [2,3-0] pyrimidines (Traxler et al. (1996) J. Med. Chem. 39: 2285-2292) curcumin (Korutla et al. (1994) Biochim Biophys Acta 1224: 587: 600); (Laxmin arayana (1995);

Предпочитаните инхибитори на тирозин киназа имат избирателно действие към EGF рецептора, като EGF-R рецептора се подтиска в поголяма степен от други рецептори по повърхността на клетката, които имат активност към тирозин киназа. Тази селективност се усилва от методите за подаване на състави и лекарства, т.е. когато инхибитора се подава за предпочитане към възпалените дихателни пътища, и др.Preferred tyrosine kinase inhibitors have a selective effect on the EGF receptor, with the EGF-R receptor being more inhibited by other cell surface receptors having tyrosine kinase activity. This selectivity is enhanced by the delivery methods of formulations and drugs, i. when the inhibitor is preferably administered to the inflamed airways, and the like.

Типичните дозировки за системно въвеждане са в диапазон от 0.1 рг до 100 милиграма на кг тегло от субекта за единично въвеждане. Специалистите могат веднага да оценят, че нивата на дозата могат да се променят като функция от специфичното съединение, тежестта на симптомите и податливостта на субекта към странични ефекти. Някои от специфичните съединения са по-силни от други. Предпочитани дозировки за дадено съединение, могат лесно да се определят от специалистите с разнообразни средства. Едно предпочитано средство е да се измери физиологичната сила на дадено съединение, например с описаните тук изпитвания in vitro и in vivo.Typical dosages for systemic administration are in the range of 0.1 µg to 100 milligrams per kg bodyweight of the subject for single administration. Specialists can immediately appreciate that dose levels can change as a function of the specific compound, the severity of symptoms, and the susceptibility of the subject to side effects. Some of the specific compounds are stronger than others. Preferred dosages for a compound can be readily determined by one skilled in the art. One preferred means is to measure the physiological strength of a compound, for example, with the in vitro and in vivo assays described herein.

АНТИТЕЛА КАТО АНТАГОНИСТИ НА EGF-RANTIBODIES AS EGF-R ANTAGONISTS

Антитела като антагонисти на AGF-R представляват специален интерес (напр. Viloria, et al., American Journal of Pathology 151:1523). Антитела за EGF и EGF-R се получават посредством имунизиране ксеногенен имунокомпетентен млекопитаещ приемник, включително мишки, копитни, лагоморфни, овце, свине, говеда и др. с EGF или EGF-R, или техни части. Като имуноген, за предпочитане се използват хуманен EGF или EGF-R, или техни части. Изборът на определен приемник е основно въпрос на удобство. Имунизациите се извършват в съответствие с конвенционалните техники, като имуногенът може да се инжектира подкожно, мускулно, вътрешнокоремно, венозно и др. в животното приемник. Нормално, като имуноген се използват от около 1 мг/кг до около 10 мг/кг от EGF или EGF-R вътрешнокоремно ежедневно. Инжекциите могат да бъдат с или без ажувант, като пълен или непълен ажувант на Freund, спекол, алум и др. След завършване на програмата за имунизация, може да се събере антисерум, в съответствие с конвенционалните начини за получаване на поликлонална антисера специфична за EGF или EGF-R.Antibodies such as AGF-R antagonists are of particular interest (e.g., Viloria, et al., American Journal of Pathology 151: 1523). EGF and EGF-R antibodies are obtained by immunization with a xenogeneic immunocompetent mammalian host, including mice, ungulates, lagomorphs, sheep, pigs, cattle and the like. with EGF or EGF-R, or parts thereof. As an immunogen, human EGF or EGF-R, or portions thereof, are preferably used. Choosing a particular receiver is basically a matter of convenience. Immunizations are performed in accordance with conventional techniques, the immunogen being injectable subcutaneously, intramuscularly, intramuscularly, intravenously, and the like. in the animal host. Normally, about 1 mg / kg to about 10 mg / kg of EGF or EGF-R is administered intramuscularly as an immunogen daily. Injections can be with or without an adjuvant, such as a complete or incomplete adjuvant of Freund, spec, alum, etc. Upon completion of the immunization program, an antiserum may be harvested in accordance with conventional methods of producing a polyclonal antiserum specific for EGF or EGF-R.

От имунизираното животно се получават както моноклонални така и поликлонални антитела, за предпочитане са моноклонални антитела. Поликлоналната антисера може да се събере от серум, по конвенционални методи, от животни след завършване на програмата за имунизация. За получаване на моноклонални антитела, от подходяща лимфоидна тъкан се събират лимфоцити- от далака, източване на лимфен възел, и пр. и се синтезират с подходящ за синтез придружител, обикновено миеломна линия, като се получава една хибридома, която секретира специфично моноклонално антитяло. В съответствие с конвенционалните методи се извършва преглед на клоните на хибридомите за антигенната специфичност, която ни интересува.Both the monoclonal and polyclonal antibodies are obtained from the immunized animal, preferably monoclonal antibodies. Polyclonal antisera can be collected from serum, by conventional methods, from animals after completion of the immunization program. For the production of monoclonal antibodies, lymphocytes from the spleen, drainage of the lymph node, etc. are collected from a suitable lymphoid tissue and synthesized with a synthesizer, usually a myeloma line, to produce a hybridoma that secretes a specific monoclonal antibody. In accordance with conventional methods, a review of the clones of the antigen specificity hybridomas of interest is performed.

От особен интерес са антитела, за предпочитане моноклонални антитела, които се свързват към EGF или EGF-R, така че да подтиснат свързването на EGF към EGF-R, т.е. едно антитяло, което специфично се свързва към извънклетъчната област на EGF-R, като по този начин се предотвратява свързването на EGF. Такива антитела могат да се получат по конвенционалната методология описана по-горе, или по други известни в практиката. Примери за антитела, които биха функционирали като антагонисти на EGF включват, но не се ограничават до: неутрализиращо анти-EGF-R моноклонално антитяло С225 (Kawamoto et al., (1993) Proc. Nat’l. Acad Sci. (USA) 80:1337-1341; Petit et al., (1997) J. Path. 151:1523-153, produced by ImClone Systems Nwe York, NY) и антиEGF-R моноклонално антитяло EMD55900 (също наречено Mab 425), (Merck, Darmstadt, Germany).Of particular interest are antibodies, preferably monoclonal antibodies, that bind to EGF or EGF-R so as to suppress EGF-binding to EGF-R, i.e. an antibody that specifically binds to the extracellular region of EGF-R, thereby preventing EGF binding. Such antibodies can be obtained by the conventional methodology described above or by other known methods in the art. Examples of antibodies that would function as EGF antagonists include, but are not limited to: neutralizing anti-EGF-R monoclonal antibody C225 (Kawamoto et al., (1993) Proc. Nat'l. Acad Sci. (USA) 80 : 1337-1341; Petit et al., (1997) J. Path. 151: 1523-153, produced by ImClone Systems Nwe York, NY) and the anti-EGF-R monoclonal antibody EMD55900 (also called Mab 425), (Merck, Darmstadt , Germany).

Предложените антитела могат да се получат като една единична верига, вместо с нормална мултимерна структура. Антитела от единична верига са описани в Jost et al., (1994) J.B.C. 269:26267-73, и други. ДНК поредиците закодиращи променливата област от тежката верига и променливата област от леката верига, са свързани към един дистанциращ елемент закодиращ поне 4 аминокиселини от малките, неутрални амино киселини, включително глицин и/или серии. Протеинът закодиран с този синтез позволява да се изгради една променлива зона, която съхранява спецификата и афинитета на оригиналното антитяло.The proposed antibodies can be obtained as a single strand instead of a normal multimeric structure. Single chain antibodies are described in Jost et al., (1994) J.B.C. 269: 26267-73, and others. The DNA sequences encoding the heavy chain variable region and light chain variable region are linked to a single spacer encoding at least 4 amino acids of small, neutral amino acids, including glycine and / or series. The protein encoded by this synthesis allows the construction of a variable region that preserves the specificity and affinity of the original antibody.

Методите за хуманизиране на антитела са известни в практиката. Хуманизираното антитяло може да бъде животински продукт, имащ гени от постоянна област на трансгенен хуманен имуноглобулин (виж като пример, Международни патентни заявки WO 90/10077 и WO 90/04036). Като вариант такова антитяло може да се постигне с генно инженерство от рекомбиниращи ДНК технологии, за заместване на CHI, СН2, СНЗ, съединяващи области и/или утайки от рамката със съответстваща хуманна поредица (виж WO 92/02190).Methods for humanizing antibodies are known in the art. The humanized antibody may be an animal product having genes from the constant region of transgenic human immunoglobulin (see, for example, International Patent Applications WO 90/10077 and WO 90/04036). Alternatively, such an antibody can be achieved by genetic engineering of recombinant DNA technologies, to replace CHI, CH2, CH3, joining regions and / or framework sludge with a corresponding human sequence (see WO 92/02190).

Употребата на lg сДНК за изготвяне на гени от химерен имуноглобулин също е позната в практиката (Liu et al. (1987) P.N.A.S. 84:3489 and (1987) J. Immunol. 139:3521. тРНК се изолира от хибридома или друга клетка произвеждаща антитялото, като се използват специфични грундове (Патенти на САЩ 4,683,195 и 4,683,202). Като вариант, може да се направи библиотека, която се преглежда, за да се отдели интересуващата ни поредица. ДНК поредицата, която кодира аМШН променливата област на антитялото, след това се съединява към хуманни поредици от постоянна област. Поредиците гени от хуманни постоянни области могат да се открият в Rabat et al. (1991) Sequences of proteins of Immunological Interest, N.I.H. publication no. 91-3242. Гени от хуманна област С се намират от известни клонове. След това, химерното, хуманизирано антитяло се изразява по конвенционални методи.The use of Ig cDNA for the production of chimeric immunoglobulin genes is also known in the art (Liu et al. (1987) PNAS 84: 3489 and (1987) J. Immunol. 139: 3521. The mRNA is isolated from a hybridoma or other antibody producing cell using specific primers (US Patent Nos. 4,683,195 and 4,683,202) Alternatively, a library can be made that is screened to isolate the sequence of interest. connects to human sequences from a constant region The human region C genes are located in known clones. Then, the chimeric, humanized antibody is expressed in terms of the human immunogenic antibody, which is expressed in Rabat et al. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, NIH publication No. 91-3242. conventional methods.

Фрагменти от антитяло, като Fv, F(ab’)2 и Fab могат да се получат с кливаж на недокоснатия протеин, напр. с протеаза или химичен кливаж. Като вариант се конструира един отрязан ген, например, един химерен ген закодиращ част от фрагмент на F(ab’)2 би включвал ДНК поредици закодиращи СН1 област и свързваща област от една Н верига, последвани от един преводен стоп кодон, за да се извлече срязаната молекула.Fragments of an antibody such as Fv, F (ab ') 2 and Fab can be obtained by cleaving the intact protein, e.g. with protease or chemical cleavage. Alternatively, a truncated gene is constructed, for example, a chimeric gene encoding part of a fragment of F (ab ') 2 would comprise DNA sequences encoding a CH1 region and a binding region of a single H chain, followed by a translation stop codon to extract cut off molecule.

В индивид страдащ от заболяване със свръхсекреция на мукус, отначало могат да се въвеждат количества от антагонист на EGF-R в диапазон от около 20 мг до около 400 мг за кг тегло на пациента, два пъти дневно, напр. чрез инхалация.In an individual suffering from a mucous-secretion disease, initially an amount of an EGF-R antagonist may be administered in the range of about 20 mg to about 400 mg per kg of patient weight, twice daily, e.g. by inhalation.

АНТИСЕНС МОЛЕКУЛИ КАТО АНТАГОНИСТИ НА EGF-RANTISENS MOLECULES AS EGF-R ANTAGONISTS

В едно друго изпълнение на изобретението, предлаганите терапевтични агенти са антисенс молекули, специфични за хуманни поредици кодиращи за EGF или EGF-R. Въвежданият терапевтичен агент могат да бъдат антисенс олигонуклеотиди, по-специално синтетични олигонуклеотиди имащи химични модификации от естествени нуклеинови киселини, или строежи от нуклеинова киселина, които демонстрират такива антисенс молекули като РНК. Антисенс поредицата е допълнителна към шРНК на атакуваните EGF или EGF-R гени и подтиска изявата на атакуваните гении продукти (виж напр. Nyce et al. (1997) Nature 385:720). Антисенс молекулите подтискат генната изява посредством намаляване на количеството от тРНК, което е налично за транслация, чрез активация на PHKse Н или пространствено препятствие. Могат да се въвеждат една или комбинация от няколко антисенс молекули, като комбинацията може да включва многобройни различни поредици от единичен атакуван ген или поредици, които допълват няколко различни гена.In another embodiment of the invention, the therapeutic agents provided are antisense molecules specific for human sequences encoding EGF or EGF-R. The therapeutic agent introduced may be antisense oligonucleotides, in particular synthetic oligonucleotides having chemical modifications from natural nucleic acids, or nucleic acid constructs that exhibit such antisense molecules as RNA. The antisense sequence is complementary to the mRNA of attacked EGF or EGF-R genes and inhibits the expression of attacked genius products (see, for example, Nyce et al. (1997) Nature 385: 720). Antisense molecules suppress gene expression by reducing the amount of mRNA available for translation by activating PHKse H or a spatial obstacle. One or a combination of several antisense molecules may be introduced, and the combination may include numerous different sequences of a single attacked gene or sequences that complement several different genes.

Един предпочитан атакуван ген е EGF или EGF-R. Достъп до генната поредица може да се получи посредством обществено достъпна базаданни (хуманен фактор за епидермален растеж, достъп до Геннабанка No К01166; хуманна мРНК за предшественик на рецептор на фактор за епидермален растеж, достъп до Геннабанка No Х00588). Обикновено, антисенс поредицата би имала същите родове на произход както животинския приемник.One preferred attack gene is EGF or EGF-R. Access to the gene sequence can be obtained through publicly available basins (human epidermal growth factor, access to Genabank No. K01166; human epidermal growth factor receptor precursor mRNA, access to Genabank No. X00588). Typically, the antisense sequence would have the same ancestral origin as the animal host.

Антисенс молекулите могат да се получат посредством изява на всички или една част от атакуваната генна поредица в подходящ вектор, като векторът се въвежда и представя в атакуваните клетки. Началото за транскрибиране е ориентирано по такъв начин, че антисенс снопчето се получава като една РНК молекула. Антисенс РНК хибридизира с ендигенното чувствително (сенс) снопче тРНК, като блокира изявата на атакувания ген. Може да се използва областта на естествено начало на транскрибиране, или една екзогенна област на естествено начало на транскрибиране. Ускорителят (промотора) може да се въведе посредством рекомбиниращи методи in vitro, или като резултат от хомоложна интеграция на поредицата в хромозома. В практиката са известни много, силни ускорители, които действат в мускулни клетки, включително β-ацтин ускорител, SV40 ускорители с ранно и бавно действие, ускорител от хуманен цитомегаловирус, ретровирусни LTR-и и т.н.Antisense molecules can be obtained by expressing all or part of the attacked gene sequence in a suitable vector, the vector being introduced and represented in the attacked cells. The transcription start is oriented in such a way that the antisense strand is obtained as a single RNA molecule. Antisense RNA hybridizes with the endogenous sensitive (sense) bundle of mRNA, blocking the expression of the attacked gene. A natural transcription start region or an exogenous natural start transcription region may be used. The promoter can be introduced by recombinant methods in vitro or as a result of homologous integration of the sequence into the chromosome. Many, strong, muscle-accelerating accelerators are known in the art, including β-actin accelerator, early and slow-acting SV40 accelerators, human cytomegalovirus accelerator, retroviral LTRs, etc.

Векторите на транскрипция, обикновено притежават удобни страни за ограничение, разположени в близост до поредицата на ускорителя, за да се спомогне за вместването на поредиците от нуклеидни киселини. Касети за транскрипция могат да се изготвят, като се включи една област за начало на транскрибиране, атакувания ген или фрагмент от него, и една област за завършване на транскрипцията. Касетите за транскрипция могат да се въвеждат в множество от вектори, като пазмид, ретровирус, или линтивирус; и подобните им, като векторите имат възможност да се задържат в клетката в преходно или стабилно състояние, обикновено за период от поне един ден, по-често за период от поне няколко дни.Transcription vectors typically have convenient restriction sites located close to the accelerator sequence to aid in nucleic acid sequence alignment. Transcription cassettes can be prepared by including one transcription start region, the gene or fragment thereof, and one transcription termination region. Transcription cassettes can be introduced into a plurality of vectors, such as a plasmid, a retrovirus, or a lintivirus; and the like, the vectors being able to remain in the cell in a transient or stable state, typically for at least one day, more often for at least several days.

Като вариант, в едно предпочитано изпълнение на изобретението, антисенс молекулата е един синтетичен олигонуклеотид. Антисенс нуклеотидите в общия случай са от около 7 до 500, обикновено от 12 до 50 нуклеотиди, по-често от около 20 до 35 нуклеотиди, като дължината се регулира от ефективността на подтискането, спецификата, включително и липсата на кръстосана реактивност и други подобни. Открито е, че късите олигонуклеотиди, на дължина от 7 до 8 бази, могат да бъдат силни и избирателни инхибитори на генна изява (виж Wagner et al. (1996) Nature Biotrchnology 14:840-844).Alternatively, in a preferred embodiment of the invention, the antisense molecule is a synthetic oligonucleotide. The antisense nucleotides are generally from about 7 to 500, usually from 12 to 50 nucleotides, more often from about 20 to 35 nucleotides, the length being governed by the inhibition efficiency, specificity, including the lack of cross-reactivity and the like. Short oligonucleotides, 7 to 8 bases in length, have been found to be potent and selective inhibitors of gene expression (see Wagner et al. (1996) Nature Biotrchnology 14: 840-844).

Избира се една специфична област или области от ендогенното чувствително снопче от гпРНК поредица, която да се допълни от антисенс поредицата. Показано е, че 5’ област от шРНК е особено податлива на антисенс подтискане. При това, последни факти показват, че анализът на вторичната структура на шРНК може да има важна роля за достъпността на страните към подтискане. Подборът на една специфична поредица от олигонуклеотиди може да ползва един емпиричен метод, при който няколко предложени поредици се изследват за подтискане изявата на атакувания ген в един in vitro или животински модел. Една комбинация от поредици може също да се използва, като няколко области от шРНК поредица се подбират за антисенс допълване.One specific region (s) from the endogenous gpRNA strand-sensitive strand is selected to complement the antisense sequence. The 5 'sRNA region has been shown to be particularly susceptible to antisense inhibition. Recent facts, however, indicate that analysis of the secondary structure of the sRNA may play an important role in the accessibility of countries to suppression. Selection of a specific sequence of oligonucleotides may employ an empirical method in which several proposed sequences are tested to suppress the expression of the attacked gene in an in vitro or animal model. One combination of sequences may also be used, with several regions of the mRNA sequence selected for antisense supplementation.

Антисенс олигонуклеотидите могат да се синтезират по химичен път с известни в практиката методи (виж Wagner et al. (1993) supra, иAntisense oligonucleotides can be chemically synthesized by methods known in the art (see Wagner et al. (1993) supra, and

Milligan et al., supra.). Предпочитаните олигонуклеотиди са химически модифицирани от естествена фосфодиестерна структура, с цел да се увеличи тяхната вътрешноклетьчна устойчивост и афинитет за свързване. В литературата са описани няколко такива модификации, които променят химията на скелета на олигонуклеотида, захари или хетероциклични бази.Milligan et al., Supra.). Preferred oligonucleotides are chemically modified by a natural phosphodiester structure in order to increase their intracellular resistance and binding affinity. Several such modifications have been described in the literature that alter the chemistry of the skeletons of oligonucleotides, sugars or heterocyclic bases.

Олигонуклеотидите могат да включват допълнително една атакуваща част, която засилва приема на молекулата от клетките. Атакуващата част, специфично свързва молекулите, напр. едно антитяло или част от него, което разпознава молекулите налични по повърхността на белодробните епителни клетки, по-специално, епителни клетки съдържащи EGF-R.The oligonucleotides may further comprise an attacking portion that enhances the uptake of the molecule by the cells. The attacking portion specifically binds the molecules, e.g. an antibody or portion thereof that recognizes molecules present on the surface of lung epithelial cells, in particular, epithelial cells containing EGF-R.

В практиката са известни двойно специфични антитела, химерни антитела и антитела с единична верига. Подходящо приготвени нехуманни антитела могат да се хуманизират по различни начини. Връзката между олигонуклеотида и атакуваната част може да се осъществява по всеки конвенционален метод, например от дисулфидна, амидна или тиоетерна връзка, в зависимост от химията на скелета на олигонуклетида. За препочитане е връзката да бъде разцепена вътре в клетката, за да се освободи олигонуклеотида.Double specific antibodies, chimeric antibodies and single chain antibodies are known in the art. Properly prepared non-human antibodies can be humanized in various ways. The linkage between the oligonucleotide and the attacked portion can be accomplished by any conventional method, for example by a disulfide, amide or thioether linkage, depending on the chemistry of the oligonucleotide skeleton. Preferably, the linkage is cleaved within the cell to release an oligonucleotide.

Олигонуклеотидите могат да бъдат конюгирани към хидрофобни утайки, напр. холестерол, за да се предпазят ядрата и да се подобри преноса през мембраните на клетките. Като вариант, конюгиране към поли-Ь-лизин или други полиамини може също да засили подаването към клетката. Може да се направи и друга модификация, посредством добавяне на един вместващ се компонент, като акридин, който е в състояние да се вмести в атакуваната тРНК и да стабилизира получения в резултат хибрид. Антисенс олигонуклеотиди модат да бъдат в комбинация с ензим(и), който деградира антисенс-тРПК комплекси в клетката, напр. РНназа-Н. По подобие, може да бъде полезен и всеки протеин или ензим, който може с предимство да деградира или отдели антисенс-mPHK дуплекс.The oligonucleotides can be conjugated to hydrophobic precipitates, e.g. cholesterol to protect the nuclei and improve the transfer through the membranes of cells. Alternatively, conjugation to poly-L-lysine or other polyamines may also enhance cell delivery. Another modification can be made by adding one accommodating component, such as acridine, which is able to fit into the attacked mRNA and stabilize the resulting hybrid. Antisense oligonucleotides can be combined with an enzyme (s) that degrades antisense-TPPK complexes in the cell, e.g. RNase-H. Similarly, any protein or enzyme that may advantageously degrade or secrete antisense-mRNA duplexes may also be useful.

Като алтернатива на антисенс инхибиторите, за подтискане на генна изява, могат да се използват каталитични съединения на нуклеидна киселина, напр. рибозими, антисенс конюгати и др. Рибозими могат да се синтезират in vitro и да се въвеждат в пациент, или могат да се кодират в един вектор на изява, от който се синтезира рибизима в атакуваната клетка (например, виж заявка за международен патент WO/9523225, и Beigelman et al. (1995) Nucl. Acids Res 23:4432-42). Примери за олигонуклеотиди c каталитична активност са описани в WO 9506764. Конюгати на антисенс олигонуклеотиди с един метален комплекс, напр. терфиридилСи(И), които са в състояние да способстват за хидролиза на тРНК са описани в Bashkin et al. (1995) Appl Biochem Biotechnol 54:43-56As an alternative to antisense inhibitors, catalytic nucleic acid compounds may be used to suppress gene expression, e.g. ribozymes, antisense conjugates, etc. Ribozymes can be synthesized in vitro and introduced into a patient, or can be encoded into a single vector of expression from which the ribisim is synthesized in the attacked cell (for example, see International Patent Application WO / 9523225, and Beigelman et al. (1995) Nucl. Acids Res 23: 4432-42). Examples of oligonucleotides with catalytic activity are described in WO 9506764. Antisense conjugates of a single metal complex, e.g. terfyridylCi (I) which are capable of promoting the hydrolysis of mRNA are described in Bashkin et al. (1995) Appl Biochem Biotechnol 54: 43-56

ФАРМАЦЕВТИЧНИ РЕЦЕПТУРИPHARMACEUTICAL RECIPES

Антагонисти на EGF-R могат да се постигнат в разтвор или под всяка друга фармацевтично подходяща форма за въвеждане , като една липозомна суспензия. Подходящите антитела или друга форма на антиEGF са предписани за въвеждане по един обичаен начин за въвеждане на такива материали. Типични рецептури са посочени в последното издание на Remington’s Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, PA. Пътят за въвеждане се избира на база съединението, което ще се въвежда, състоянието на пациента и заболяването, което ще се лекува. Когато е налице свръхсекреция на мукус, съединението може да се въведе по различни пътища, в зависимост от тежестта на заболяването, напр. спешните случаи могат да изискват въвеждане in vitro , остри, но не застрашаващи живота състояния могат да се лекуват орално, докато хронично лечение може да се провежда с аерозол.EGF-R antagonists can be obtained in solution or in any other pharmaceutically suitable form of administration, such as a liposomal suspension. Suitable antibodies or other forms of antiEGF are prescribed for administration in a conventional manner for administration of such materials. Typical formulations are listed in the latest edition of Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, PA. The route of administration is selected on the basis of the compound to be administered, the patient's condition and the disease to be treated. When there is excess mucus secretion, the compound may be administered by different routes depending on the severity of the disease, e.g. emergencies may require in vitro administration; acute but non-life-threatening conditions may be treated orally while chronic treatment may be conducted with an aerosol.

За терапевтична употреба при заболявания на носа и дихателните пътища се предпочита локално подаване. Подаването посредством инхалация на аерозоли осигурява високо ниво на концентрациите на лекарството, в сравнение с концентрацията при системно приемане. Като вариант, антагониста на EGF може да се въвежда чрез инжектиране, включително мускулно, венозно (IV), с подкожни или коремни инжекции, за предпочитане IV и локални инжекции. При това, могат да се използват и други форми за въвеждане, при положение, че са на разположение средства, които позволяват на антагониста на EGF-R да влезе в системна циркулация, като мускулни и подкожни рецептури, които могат да се приложат като капсули, лепенки или през носа. Всяка подходяща рецептура, която влияе на преноса на антагониста на EGF-R към кръвообращението или локално в белите дробове може да се използва правилно.For therapeutic use in diseases of the nose and respiratory tract, local delivery is preferred. Aerosol inhalation provides a high level of drug concentrations compared to systemic administration concentrations. Alternatively, the EGF antagonist may be administered by injection, including intramuscularly, intravenously (IV), with subcutaneous or abdominal injections, preferably IV and local injections. Other forms of administration may be used, provided that agents are available that allow the EGF-R antagonist to enter the systemic circulation, such as muscle and subcutaneous formulations, which may be administered as capsules, stickers or through the nose. Any suitable formulation that affects the transfer of the EGF-R antagonist to the bloodstream or locally into the lungs can be used properly.

За инжектиране, обикновено подходящите рецептури включват водни разтвори или суспензии с използване на физиологичен солен разтвор, разтвор на Hank, или други буфери, вариантно съдържащи стабилизиращи агенти или други малки компоненти. Могат да се използват липозомни препаратури или други форми на микроемулсии. Антагонистът на EGF-R може също да се достави в лиофилизирана форма и да се преобразува за въвеждане. Мускулните и подкожни въвеждания, в общия случаи, включват агенти, които подпомагат преминаването през мускулната или кожна бариера, като жлъчна течност, соли, фусидна киселина и техните аналози, различни дезинфектанти и подобните им. Оралното въвеждане е също възможно, при положение, че са предписани подходящи ентерични покрития, за да се даде възможност на антагонистите на EGF-R оцелеят в храносмилателния тракт.For injection, generally suitable formulations include aqueous solutions or suspensions using saline, Hank's solution, or other buffers, optionally containing stabilizing agents or other small components. Liposomal preparations or other forms of microemulsions may be used. The EGF-R antagonist can also be delivered in lyophilized form and converted for administration. Muscle and subcutaneous injections generally include agents that aid the passage of the muscle or skin barrier, such as bile fluid, salts, fusic acid, and their analogs, various disinfectants, and the like. Oral administration is also possible provided that appropriate enteric coatings are prescribed to enable EGF-R antagonists to survive in the digestive tract.

Естеството на рецептурата ще зависи до известна степен от естеството на избрания EGF-R антагонист. Една подходяща рецептура се изготвя като се използват познатите технологии и принципи за рецептури, които са добре известни на специалистите от практиката. Процентът на EGF-R антагонисти съдържащи се в даден фармацевтичен състав също ще зависи от естеството на рецептурата; процентът на един EGF-R антагонист, който представлява антитяло типично ще се изменя в широк диапазон от около 1% по тегло до около 85% по тегло.The nature of the formulation will depend to some extent on the nature of the EGF-R antagonist selected. A suitable formulation is prepared using known techniques and principles for formulations that are well known to those skilled in the art. The percentage of EGF-R antagonists contained in a given pharmaceutical composition will also depend on the nature of the formulation; the percentage of an EGF-R antagonist that is an antibody will typically vary over a wide range from about 1% by weight to about 85% by weight.

В практиката са известни много методи за подаване, за да се усили приемането на нуклеиновите киселини от клетките. Полезните системи за подаване включват вирусно-липозомни системи за подаване на Sendai (Rapaport and Shai (1991) J. Biol. Chem. 269:15124-15131), катионни липозоми, полимерни гели за подаване или матрици, катетри с порест балон (както са разкрити от Shy et al. (1994) Circulation 90:955-951; and Shi et al. (1994) Gene Therapy 1:408-414). вектори за изява на ретровируси и подобни.Many delivery methods are known in practice to enhance the uptake of nucleic acids from cells. Useful delivery systems include Sendai virus-liposomal delivery systems (Rapaport and Shai (1991) J. Biol. Chem. 269: 15124-15131), cationic liposomes, polymeric feed gels or matrices, porous balloon catheters (such as disclosed by Shy et al. (1994) Circulation 90: 955-951; and Shi et al. (1994) Gene Therapy 1: 408-414). retrovirus expression vectors and the like.

Употребата на липозоми като транспотиращо средство за подаване е един интересен метод за прилагането на EGF-R антагонисти. Липозомите се сливат с клетките в атакуваната страна и подават съдържанието на лумена вътрешноклетьчно. Липозомите остават в контакт с клетките за време достатъчно за сливане, като се използват различни средства, за да се запази контакта, като изолиране, свързващи агенти и подобни. Липозоми могат да се изготвят с пречистени протеини или пептиди, които посредничат при проникване през мембраните, като вирус на Sendai или грипен вирус и др. Липидите могат да бъдат всяка полезна комбинация от известни липозоми, образуващи липиди, включително катийонни липиди, като фосфатидилхолин. Остатъчния липид нормално представлява неутрални липиди, като холестерол, фосфатидил серин, фосфатидил глицерол и подобни. За изготвяне на липозоми, може да се използва процедурата описана от Kato et al. (1991) J. Biol. Chem. 266:3361.The use of liposomes as a delivery vehicle is an interesting method of administration of EGF-R antagonists. The liposomes fuse with the cells in the attacked side and deliver the lumen content intracellularly. Liposomes remain in contact with cells for a time sufficient to fuse, using various means to maintain contact, such as isolation, binding agents and the like. Liposomes can be made with purified proteins or peptides that mediate membrane penetration, such as Sendai virus or influenza virus, and the like. Lipids can be any useful combination of known liposomes forming lipids, including cationic lipids such as phosphatidylcholine. The residual lipid normally represents neutral lipids such as cholesterol, phosphatidyl serine, phosphatidyl glycerol and the like. For the preparation of liposomes, the procedure described by Kato et al. (1991) J. Biol. Chem. 266: 3361.

В едно предпочитано изпълнение, EGF-R антагониста е капсулиран в стерилно стабилизирани “прикрити” липозоми т.е. закрепени липозоми. Когато такива липозоми се инжектират i.v., те остават в кръвообръщението за дълги периоди. Следкапилярните възли в междини на вените се отварят при възпаление на дихателните пътища и дават възможност да се събира течност и оставят молекули, напр. добавка, кининоген, да навлязат в тъканите, като поставят начало на възпалителни каскади. Такова възпаление позволява на липозомите и тяхното съдържание да се отлага селективно във възпалената тъкан (Zhang et al. (1998) Pharm Res 15:455-460).In one preferred embodiment, the EGF-R antagonist is encapsulated in sterile stabilized "covert" liposomes, i. E. fixed liposomes. When such liposomes are injected i.v., they remain in the bloodstream for long periods. The post-capillary nodes in the veins of the veins open when the airways are inflamed and allow fluid to be collected and molecules left, e.g. adjunct, kininogen, to enter the tissues, initiating inflammatory cascades. Such inflammation allows the liposomes and their contents to be selectively deposited in the inflamed tissue (Zhang et al. (1998) Pharm Res 15: 455-460).

EGF-R антагонисти могат да се въвеждат в засегнат пациент посредством една фармацевтична система за подаване по дихателен път. Съставите могат да се формулират във форма подходяща за въвеждане чрез инхалиране. Системата за фармацевтично подаване е тази, която е подходяща за респираторна терапия посредством въвеждане на EGF-R антагонисти към мукозните линии на бронхите. Настоящото изобретение може да използва система, която зависи от силата на сгъстен газ за изтласкване на EGF-R антагонистите от контейнер. За тази цел може да се използва аерозол или комплект под налягане.EGF-R antagonists may be administered to the affected patient via a single pharmaceutical respiratory delivery system. The compositions may be formulated in a form suitable for administration by inhalation. The pharmaceutical delivery system is one that is suitable for respiratory therapy by administering EGF-R antagonists to the mucosal lines of the bronchi. The present invention can use a system that depends on the force of compressed gas to push EGF-R antagonists out of a container. An aerosol or pressurized kit may be used for this purpose.

Както е използван тук, терминът “аерозол” се използва в неговия конвенционален смисъл, колкото се отнася до пренасяне на много фина течност или твърди частици от движещ се газ под налягане към мястото на терапевтично приложение. Когато един фармацевтичен аерозол се прилага в това изобретение, той съдържа терапевтично активно съединение, което може да се разтвори, суспензира или емулгира в една смес от течен носител и движеща среда. Аерозолът може да бъде под формата на разтвор, суспензия, емулсия, прах или полутвърда препаратура. Аерозолите включени в настоящото изобретение са предназначени за въвеждане като фини, твърди частици или като течни мъгли през дихателния тракт на пациента. Могат да се използватAs used herein, the term "aerosol" is used in its conventional sense as it relates to the transport of very fine liquid or solid particles of a pressurized moving gas to the site of therapeutic administration. When a pharmaceutical aerosol is administered in this invention, it contains a therapeutically active compound that can be dissolved, suspended or emulsified in a mixture of liquid carrier and vehicle. The aerosol can be in the form of a solution, suspension, emulsion, powder or semi-solid preparation. The aerosols included in the present invention are intended for administration as fine, particulate matter or as liquid mist through the patient's respiratory tract. Can be used

различни типове движещи среди, които са известни на специалистите от практиката. Примери за подходящи движещи среди включват, но не са органичени до: въглеводороди или други подходящи газове. В случая с аерозол под налягане, единичната доза може да се определи, като се посочи стойност за подаване от измерено количество.different types of moving media known to those skilled in the art. Examples of suitable propellants include, but are not limited to: hydrocarbons or other suitable gases. In the case of pressurized aerosol, the unit dose can be determined by indicating the feed rate from the measured quantity.

Настоящото изобретение може също да се осъществи с пулверизатор, който представлява уред за създаване на много фини частици течност, с преобладаващо еднаква форма, в газ. За предпочитане е течност съдържаща EGF-R антагонисти да се разпръсне на капчици. Малките капчици могат да се носят от газов поток през изходящата тръба на пулверизатора. Получената мъгла прониква в дихателния тракт на пациента.The present invention can also be implemented with a nebulizer, which is a device for creating very fine particles of liquid, predominantly of the same shape, in gas. Preferably, a liquid containing EGF-R antagonists is sprayed. Small droplets can be carried by a gas stream through the nebulizer outlet pipe. The resulting mist penetrates the patient's respiratory tract.

Един прахов състав, съдържащ EGF-R антагонисти или техни аналози, със или без лубрикатор, носител или движеща среда, могат да се въвеждат в млекопитаещо, което се нуждае от терапия. Това изпълнение на изобретението може да се постигне с конвенционално устройство за въвеждане на прахообразен фармацевтичен състав чрез инхалация. Например, прахова смес от състава и един подходящ базов прах, като лактоза или нишесте могат да се представят в единична доза, като например капсула или патрон, напр. желатин или блистерни опаковки, от които прахът може да се въвежда с помощта на инхалатор.A powder composition comprising EGF-R antagonists or analogs thereof, with or without a lubricant, carrier or vehicle, may be administered to a mammal in need of therapy. This embodiment of the invention can be achieved with a conventional device for the administration of a powder pharmaceutical composition by inhalation. For example, a powder mixture of the composition and a suitable base powder such as lactose or starch can be presented in a single dose, such as a capsule or cartridge, e.g. gelatin or blister packs from which the powder can be introduced using an inhaler.

За лечение на белодробни заболявания със свръхсекреция могат да се използват комбинация от терапии. По специално, EGF-R антагонисти могат да се комбинират с конвенционално лечение за облекчаване на свръхсекрецията, като бронхиодилатори, експекторанти, муколитични агенти и подобните им за подпомагане очистването на мукуса.A combination of therapies may be used to treat pulmonary diseases with over secretion. In particular, EGF-R antagonists may be combined with conventional treatment to relieve excessive secretion, such as bronchodilators, expectorants, mucolytic agents, and the like, to aid mucosal cleansing.

В зависимост от състоянието на пациента, може да е за предпочитане да се подаде състав от настоящото изобретение с инжектиране (напр. венозно) или чрез инхалация. Пациенти с голямо количество мукус в дробовете, в общия случай не могат първоначално даDepending on the condition of the patient, it may be preferable to administer the composition of the present invention by injection (e.g., intravenously) or by inhalation. Patients with a large amount of mucus in their lungs generally cannot initially

I се лекуват с инхалация. Това се дължи на факта, че белите дробове на пациента са със значителни обструкции, така че вдишването на аерозолни състави в дробовете може да не е особено ефективно. При това, след лечение с инжекции или, като вариант, поддържане за продължителен период или в случаи когато дробовете на пациента не са сериозно запушени, се предпочита въвеждане с инхалация. Това се предпочита, защото по-малките дози могат да се насочат локално до специфични клетки, които най-много се нуждаят от лечение. С подаванеI are treated with inhalation. This is due to the fact that the lungs of the patient are significantly obstructed, so inhaling aerosol compositions in the lungs may not be particularly effective. However, after injection or, alternatively, maintenance for a prolonged period or in cases where the patient's lungs are not severely obstructed, administration by inhalation is preferred. This is preferable because smaller doses can be targeted locally to specific cells that are most in need of treatment. By filing

на по-малки дози, се елиминират или значително се намаляват всички неблагоприятни странични ефекти. Посредством подаване директно в клетките, които най-силно се нуждаят от лечение, ефектът от лечението се постига по-бързо.at smaller doses, all adverse side effects are eliminated or significantly reduced. By delivering directly to the cells most in need of treatment, the effect of treatment is achieved more quickly.

Съществуват няколко различни типа методологии за инхалация, които могат да се приложат във връзка с настоящото изобретение. Антагонисти от настоящото изобретение могат да се формулират основно в три различни типа от състави за инхалация. Първо, анатагонисти от изобретението могат да се съчетаят с движещи среди с ниска точка на кипене. Такива състави, в общия случай се въвеждат с конвенционални дозиметрични инхалатори (MDI). При това конвенционалните MDI могат да се модифицират така, че да се увеличи способността да се получава повторяемост на дозирането, като се използва технология, която измерва дихателния обем и дебит на пациента, както е разгледано в патенти на САЩ 5,404,871 и 5,542,410.There are several different types of inhalation methodologies that may be applied in connection with the present invention. The antagonists of the present invention can be formulated basically into three different types of inhalation compositions. First, anatagonists of the invention can be combined with low boiling point media. Such formulations are generally administered by conventional dosimetric inhalers (MDI). In doing so, conventional MDIs can be modified to increase the ability to obtain repeatable dosing using technology that measures the patient's respiratory volume and flow rate, as discussed in U.S. Pat. Nos. 5,404,871 and 5,542,410.

Като вариант, антагонистите от настоящото изобретение могат да се включат във водни или етанолови разтвори и да се въвеждат с конвенционални пулверизатори. При това, за предпочитане е, такива състави-разтвори да са аерозолни, като се използват устройства и системи, както са разкрити в патенти на САЩ 5,497,763; 5,544,646; 5,718,222 и 5,660,166.Alternatively, the antagonists of the present invention may be incorporated into aqueous or ethanol solutions and administered with conventional nebulizers. Preferably, such formulations are aerosolized using devices and systems as disclosed in U.S. Pat. Nos. 5,497,763; 5,544,646; No. 5,718,222 and 5,660,166.

И на последно място, съставите от антагонисти според настоящото изобретение могат да се изготвят като рецептури от сух прах. Такива рецептури могат да се въвеждат с обикновено вдишване на сухия прах след създаване на аерозолна мъгла от праха. Технология за това е описана в Патент на САЩ 5,775,320 издаден на 7 юли, 1998 г. и Патент на САЩ 5,740,794, издаден на 21 април, 1998 г.Finally, the antagonist compositions of the present invention can be formulated as dry powder formulations. Such formulations may be administered by the ordinary inhalation of the dry powder after the formation of the aerosol mist of the powder. A technology for this is described in U.S. Patent 5,775,320, issued July 7, 1998, and U.S. Patent 5,740,794, issued April 21, 1998.

Съобразявайки се със всички патенти цитирани по-горе, заявителите отбелязват, че тези патенти цитират други публикации в областта на белодробното въвеждане на лекарства и такива публикации трябва да се имат в предвид за специфичната методология, устройства и рецептури които могат да се използват във връзка с подаването на антагонисти от настоящото изобретение. По-нататък, всеки от тези патенти е включен тук с цел отнасяне към тяхната пълнота за целите на разкритите рецептури, устройства, опаковка или методология за подаване на рецептури с антагонисти от настоящото изобретение.Considering all the patents cited above, the Applicants note that these patents cite other publications in the field of pulmonary drug administration and such publications should be considered for the specific methodology, devices and formulations that may be used in connection with administration of antagonists of the present invention. Further, each of these patents is incorporated herein for the purpose of referring to their completeness for the purposes of the disclosed formulations, devices, packaging, or methodology for filing formulations with antagonists of the present invention.

ИЗСЛЕДВАНИЯ ЗА ПРОВЕРКАVERIFICATION RESEARCH

Предлагани лекарстваAvailable drugs

За да се определят предлагани биоактивни агенти като антагонисти на EGF могат да се използват изследвания за проверка. От особен интерес са изследвания за проверка на агенти, които имат слаба токсичност за хуманните клетки. За тази цел могат да се използват широк спектър от изследвания, включително надписани in vitro изследвания за свързване протеин към протеин, изпитвания за изместване на електрофоретна мобилност, имуноизследвания за свързване на протеини, и подобните им. Пречистения EGF или EGF-R протеин могат също да се използват за определяне на тримерната кристална структура, която може да се използва за моделиране на молекулното взаимодействие, преносна функция и др.Verification studies may be used to determine the proposed bioactive agents as EGF antagonists. Of particular interest are screening studies on agents that have low toxicity to human cells. For this purpose, a wide range of studies can be used, including in vitro labeled protein-binding assays, electrophoretic mobility shift assays, protein binding immunoassays, and the like. Purified EGF or EGF-R protein can also be used to determine the three-dimensional crystal structure that can be used to model molecular interaction, transfer function, and the like.

Терминът “агент”, както е използван тук, описва всяка молекула, напр. протеин или фармацевтично средство със способност за изменение или подтискане на физиологичната функция на EGF или EGF-R. В общия случай, едно множество от смеси за изследване успоредно действат при различни концентрации от агента, за да се получи различима реакция към различните концентрации. Обикновено, една от тези концентрации служи като отрицателен контрол, т.е. при нулева концентрация или под нивото на откриване.The term &quot; agent &quot;, as used herein, describes each molecule, e.g. protein or pharmaceutical agent capable of altering or inhibiting the physiological function of EGF or EGF-R. Generally, a plurality of assay mixtures are operated in parallel at different concentrations of the agent to produce a different reaction to different concentrations. Usually, one of these concentrations serves as a negative control, ie. at zero concentration or below detection level.

Кандидатстващите агенти обхващат многобройни химически класове, въпреки че типично, това са органични молекули, за предпочитане органични съединения с молекулно тегло от над 50 и под около 2500 далтона. Кандидатстващите агенти включват функционални групи необходими за структурно взаимодействие с протеини, по специално свързващи водород и обикновено включват поне един амин, карбонил, хидроксилна или карбоксилна група, за предпочитане, поне две от функционалните химични групи. Участващите агенти често обхващат цикличен въглерод или хетероциклични структури и/или ароматни или полиароматни структури, заместени с една или повече от горните функционални групи. Агентите участници също могат да се открият измежду биомулекулите, включващи пептиди, захариди, масни киселини, стероиди, пурини, пиримидини, производни, техни структурни аналози или комбинации.Applicant agents cover numerous chemical classes, although typically, they are organic molecules, preferably organic compounds with a molecular weight of over 50 and less than about 2500 daltons. Applicant agents include functional groups required for structural interaction with proteins, in particular hydrogen binders, and typically include at least one amine, carbonyl, hydroxyl or carboxyl group, preferably at least two of the functional chemical groups. The agents involved often comprise cyclic carbon or heterocyclic structures and / or aromatic or polyaromatic structures substituted by one or more of the above functional groups. Participating agents can also be detected among biomolecules including peptides, saccharides, fatty acids, steroids, purines, pyrimidines, derivatives, their structural analogs or combinations.

Кандидат агентите се получават от широк спектър източници, включващ библиотеки от синтетични или естествени съединения. Например, налице са многобройни средства за произволна или директна синтеза на широк спектър от органични съединения и биомулекули, включващи изява на произволни олигонуклеотиди и олигопептиди. Като вариант, налице са или се получват библиотеки от естествени съединения, под формата на бактериални, гъбични, растителни и животински екстракти. В допълнение, естествени или синтетичноCandidate agents are obtained from a wide variety of sources including libraries of synthetic or natural compounds. For example, there are numerous agents for the arbitrary or direct synthesis of a wide variety of organic compounds and biomolecules, including the expression of arbitrary oligonucleotides and oligopeptides. Alternatively, libraries of natural compounds, in the form of bacterial, fungal, plant and animal extracts, are available or produced. In addition, natural or synthetic

произведени библиотеки и съединения могат лесно да се модифицират с конвенционални химични, физични и биохимични средства, и могат да се използват за получаване на комбинаторни библиотеки. Известни фармакологични агенти могат да се подложат на насочени или произволни химични модификации, като ацилация, алкилизация, естерификация, амидификация и т.н., за да се получат структурни аналози.manufactured libraries and compounds can be easily modified by conventional chemical, physical and biochemical means, and can be used to produce combinatorial libraries. Known pharmacological agents may be subjected to targeted or arbitrary chemical modifications, such as acylation, alkylation, esterification, amidification, etc., to obtain structural analogues.

Когато изследването за проверка е едно изследване за свързване, една или повече от молекулите могат да се съединят към един етикет, като етикетът може пряко или непряко да подава различим сигнал. Различните етикети включват радиоизотопи, флуорисценти, химилуменисценти, ензими, специфични свързващи молекули, частици, като магнитни частици и подобните им. Специфичните свързващи молекули включват двойки, като биотин и стрептавидин, дигоксин и антидигоксин и др. При специфични свързващи участници, спомагателния агент нормално се надписва с една молекула, която позволява проследяване, в съответствие с известна процедура.When the screening test is a binding assay, one or more molecules may be coupled to a single label, the label being able to directly or indirectly give a distinct signal. Various labels include radioisotopes, fluorescents, chemiluminescents, enzymes, specific binding molecules, particles such as magnetic particles and the like. Specific binding molecules include couples such as biotin and streptavidin, digoxin and antidigoxin and the like. In specific binding participants, the adjuvant is normally labeled with a single molecule that allows tracing in accordance with a known procedure.

В изследванията за проверка могат да се включат разнообразни други реагенти. Те включват реагенти като соли, неутрални протеини, напр. албумин, дезинфектанти и др., които се използват за да се подпомогне оптимално свързване на протеин към протеин и/или да се намалят нехарактерни или базови взаимодействия. Могат да се използват реагенти, които подобряват ефективността от изследването, като инхибитори на протеаза, инхибитори на нуклеаза, антимикробни агенти и др. Сместа от компонентите се добавя в ред, който осигурява необходимото свързване. Извършва се инкубиране при подходяща температура, обикновено между 4 и 40°С. Периодите за инкубиране се подбират с цел оптимална активност, но могат също да се оптимизират, за да се спомогне за бърз преглед. Обикновено за достатъчни от 0.1 до 1 час.Various other reagents may be included in the screening studies. These include reagents such as salts, neutral proteins, e.g. albumin, disinfectants, etc., which are used to help optimally bind protein to protein and / or reduce uncharacteristic or basic interactions. Reagents that improve the effectiveness of the assay may be used, such as protease inhibitors, nuclease inhibitors, antimicrobial agents, and the like. The mixture of components is added in a row that provides the necessary binding. Incubation is carried out at a suitable temperature, typically between 4 and 40 ° C. The incubation periods are selected for optimum activity, but can also be optimized to facilitate quick review. Usually 0.1 to 1 hour is sufficient.

Съединенията с желаната фармацевтична активност могат да се въвеждат с един физиологично приемлив носител в пациента за лечение на заболяване със свръхсекреция с описаните тук рецептури. В зависимост от характера на въвеждане, съединенията могат да се формулират по различни начини, които са описани тук. Концентрацията на терапевтично активно съединение в рецептурата може да се изменя от около 0.1 -100% по тегло.The compounds of the desired pharmaceutical activity may be administered with a physiologically acceptable carrier in a patient for the treatment of over-secretion disease with the formulations described herein. Depending on the nature of the administration, the compounds can be formulated in various ways that are described herein. The concentration of the therapeutically active compound in the formulation may vary from about 0.1-100% by weight.

Режим на дозиранеDosing mode

Подходящото ниво на дозиране ще се изменя в зависимост от определен брой фактори, включващи субекта който ще се лекува, естеството на състоянието на свръхсекреция, което ще се лекува и неговата тежест, естеството на EGF-R антагониста, който се прилага като активна съставка, формата на въвеждане, рецептурата и преценката на практикуващия лекар. Например, когато антителата се въвеждат от самосебе си, като анти-EGF или EGF-R в състав за инжектиране, дозировките са в диапазон от 20 мг/кг до около 40 мг/кг като единична доза. Може да се изисква повторно въвеждане след период от няколко дни или въвеждане с венозни средства за дълъг период. При хронични условия, ако е необходимо въвеждането може да продължи за по-дълги периоди.The appropriate dosage level will vary depending on a number of factors including the subject to be treated, the nature of the over-secretion state to be treated and its severity, the nature of the EGF-R antagonist to be administered as the active ingredient, the formulation the practitioner's introduction, formulation, and judgment. For example, when antibodies are introduced by themselves, such as anti-EGF or EGF-R into a composition for injection, the dosages are in the range of 20 mg / kg to about 40 mg / kg as a single dose. Re-entry after a period of several days or intravenous administration for a long period may be required. Under chronic conditions, administration may be continued for longer periods if necessary.

Ефикасността на режима на дозиране се определя с оценка подобрената функция на белите дробове на пациента. Тази оценка може да включва измерване вискоеластичностга на спутума, подобрения на белодробната функция, включително подобрения в принудително изследван обем от спутум и максимален дебит на издишване. Преждеспоменатия терапевтичен режим може да бъде зададен във връзка със съпътстващи терапии, като антибиотици, ДНКаза I или други текущи терапии за лечение на белодробно заболяване със свръхсекреция. Ако антибиотиците се въвеждат като част от лечението на пациента, след терапията може да се включи количествена оценка на бактериите, с цел да се оцени ефикасността на лечението от намален бактериален растеж, намаляване вискозитета на мукуса или спутума и нарастване прочистването на белите дробове от мукус или спутум.The efficacy of the dosing regimen is determined by evaluating the patient's improved lung function. This evaluation may include measurement of viscoelasticity of the sputum, improvements in lung function, including improvements in the compulsively investigated volume of sputum, and maximum exhalation flow. The aforementioned therapeutic regimen may be administered in conjunction with concomitant therapies, such as antibiotics, DNAase I, or other current therapies for the treatment of pulmonary over-secretion. If antibiotics are introduced as part of the patient's treatment, a quantitative evaluation of the bacteria may be included after therapy to evaluate the efficacy of the treatment by reduced bacterial growth, decreased mucosal or sputum viscosity, and increased mucosal or lung clearance. confused.

Изпитванията за оценка функцията на белия дроб, както и диагностични изпитвания за клинично развитие на белодробното заболяване със свръхсекреция са известни на специалистите в практиката. Стандартните изпитвания на белодробната функция включват съпротивление на дихателния път (AR); принуден витален капацитет (FVC); принуден обем на издишване за 1 сек (FEV(l)); принуден среден обем на издишване; и върхов дебит на издишване (PEFR). Други функционални белодробни изпитвания включват газов анализ на кръвта; лекарствена реакция; изпитване на дразнене и упражнения; измерване силата на дихателните мускули; изследване на дихателните пътища с оптични влакна; и подобните им. Някои основни процедури за изучаване на свойствата на мукус включват реология, напр. с използване на магнитен микрореометьр, прилепчивост, за да се характеризират силите на привличане между повърхност на прилепване и една система за прилепване, като се измерва ъгълът на контакт между капка мукус и повърхността. Преносът на мукус от цилиа (влакна по повърхността на клетките) може да се изследва с помощта на конвенционални технологии, както и с пряко измерване, напр. in situ на прочистването на мукуса. Трансепителната потенциална разлика, като нетен резултат от активността на йонно-преносната система на белодробния епител, може да се измери като се използват подходящи електроди. За да се характеризира състоянието на епителната повърхност, могат да се използват методите на количествена морфология.Lung function evaluation tests as well as diagnostic tests for the clinical development of pulmonary disease with hyper secretion are known to those skilled in the art. Standard lung function tests include airway resistance (AR); forced vital capacity (FVC); forced exhalation volume for 1 sec (FEV (l)); forced average exhalation volume; and Peak Exhalation Flow (PEFR). Other functional pulmonary tests include blood gas analysis; drug reaction; irritation and exercise testing; measuring the strength of the respiratory muscles; optical fiber respiratory examination; and the like. Some basic procedures for studying the properties of mucus include rheology, e.g. using a magnetic micrometer, adhesiveness to characterize the forces of attraction between the adhesive surface and one adhesive system by measuring the contact angle between the mucus drop and the surface. The transfer of mucus from cilia (fibers on the cell surface) can be investigated using conventional technologies as well as by direct measurement, e.g. in situ cleansing of the mucus. The transseptic potential difference, as a net result of the activity of the ion-transport system of the pulmonary epithelium, can be measured using suitable electrodes. Quantitative morphology methods can be used to characterize the condition of the epithelial surface.

Лекуваният пациент може да бъде примат, като човек, или всяко друго животно у което се демонстрират описаните симптоми. Тъй като методът на изобретението е специално пригоден за лечение на хуманни пациенти, става ясно, че изобретението е приложимо също и във ветеринарната практика.The treated patient may be a primate, such as a human being, or any other animal demonstrating the symptoms described. As the method of the invention is particularly suited for the treatment of human patients, it is clear that the invention is also applicable in veterinary practice.

Изследване за преглед in-vitroIn vitro examination assay

В друго изпълнение на това изобретение, се използват изследвания in vitro, за да се оцени терапевтичния потенциал на предлаганите агенти да подтискат нарастването на гоблетни клетки, т.е. доколко такива агенти са активни като антагонист на EGF. В общия случай, такива изследвания обхващат следните етапи: (i) контакт на in vitro модел на нарастване на гоблетна клетка с EGF или негов функционален еквивалент; (ii) последващ контакт на in vitro модела с предлаган агент; (iii) оценка нарастването на гоблетната клетка, като подтискане на нарастването на гоблетната клетка е показателно за терапевтичния потенциал на предлагания агент.In another embodiment of this invention, in vitro studies are used to evaluate the therapeutic potential of the agents proposed to suppress goblet cell growth, i. the extent to which such agents are active as an EGF antagonist. Generally, such studies cover the following steps: (i) contact of an in vitro model of a goblet cell growth with EGF or its functional equivalent; (ii) subsequent contact of the in vitro model with the agent proposed; (iii) estimation of the goblet cell growth, suppressing the goblet cell growth is indicative of the therapeutic potential of the proposed agent.

Изследването, за предпочитане, се провежда с две контроли, като втора група клетки не влиза в контакт със съединение, а трета група е в контакт с EGF, но не и с предлагания агент. След което се правят сравнения, за да се определи степента на ефекта от EGF и от предлагания агент върху клетките.The assay is preferably performed with two controls, with the second group of cells not coming in contact with the compound and the third group being in contact with EGF but not with the proposed agent. Then, comparisons were made to determine the extent of the effect of EGF and the proposed agent on the cells.

Може да се използва всеки in vitro модел на нарастване на гоблетни клетки. Като пример, трахейни клетки от плъх могат да се изолират и запазят в култура, както е описано в Guzman et al. (1995) 217:412-419. Накратко, трахейните клетки от плъх се поставят върху полупропускливи мембрани покрити с колаген гел, като отначало те се култивират потопени в среда, а в последствие се поддържат в допир с въздух/течност. Образците от in vitro клетки включват първични хуманни бронхиални клетки (получени от Clonetics, San Diego); NC1-H292 клетки (ATCC CRL-1848); и A431 клетки (ATCC CRL-1555).Any in vitro model of goblet cell growth can be used. As an example, rat tracheal cells can be isolated and cultured as described in Guzman et al. (1995) 217: 412–419. Briefly, rat tracheal cells were placed on semipermeable collagen gel coated membranes, initially cultured submerged in medium and subsequently maintained in contact with air / liquid. In vitro cell samples include primary human bronchial cells (obtained from Clonetics, San Diego); NC1-H292 cells (ATCC CRL-1848); and A431 cells (ATCC CRL-1555).

In vitro културата влиза в контакт с EGF и предлагания агент. Предлаганият агент може да контактува с културата преди, едновременно или в последствие добавянето на EGF, в зависимост от крайната точка за оценка и естеството на предлагания агент. Култивираните клетки се оценяват за подтискане нарастването на гоблетни клетки, което е свързано със средствата за контрол.In vitro culture comes in contact with EGF and the proposed agent. The proposed agent may contact the culture before, simultaneously or subsequently with the addition of EGF, depending on the evaluation endpoint and the nature of the proposed agent. Cultured cells are evaluated for suppression of goblet cell growth, which is related to the control means.

За оценка нарастването на гоблетните клетки могат да се използват различни молекулни или биохимични маркери. Образци молекулни и биохимични маркери, които могат да се използват, включват, но не се ограничават до: генна изява или протеинова изява характерна за гоблетни клетки. Някои гени на муцин, като MUC5W (Desseyn et al. (1997) J. Biol. Chem. 272:3168-3178) се изявяват в дихателния път, и имат генен продукт силно изразен в мукуса. Изявата на гени от муцин осигурява подходящ маркер за определяне производството на мукус.Different molecular or biochemical markers can be used to estimate goblet cell growth. Patterns of molecular and biochemical markers that may be used include, but are not limited to: gene expression or protein expression characteristic of goblet cells. Some mucin genes, such as MUC5W (Desseyn et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 3168-3178), are expressed in the respiratory tract and have a gene product highly expressed in the mucus. The expression of mucin genes provides a suitable marker for determining mucus production.

Изявата на ген на муцин може да се оцени с конвенционална технология като анализ със северно оцветяване (омастиляване), реакция на верига полимераза (PCR), изпитване за изява на ген на муцин, или анализ in situ. Като вариант, протеини на муцин се оценяват по конвенционална методология, като анализ със западно оцветяване, ELISA, имунохимия и подобните им, като се използват забележимо надписани антитела. За определяне присъствието или отсъствието на гоблетни клетки в културата също могат да се използват морфологични критерии; като оцветяване на муцини с Алпийско синьо/PAS оцветяване (Lou et al. (1998) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 157:1927-1934). Антитела спрямо муцини могат да се изследват с изследвания ELISA. Тъй като стимулирането на EGF-R от един лиганд, като EGF, TGF-α индуцира фосфорилация на киназа в специфичен рецептор на EGF и се произвеждат гоблетни клетки, фосфорилацията на EGF-R може да се измери като отражение на индукцията на гоблетни клетки (Donato et al. (1984)7 Biol. Chem. 264:20474-20481).The expression of the mucin gene can be evaluated by conventional technology such as Northern blot analysis, polymerase chain reaction (PCR), mucin gene expression assay, or in situ analysis. Alternatively, mucin proteins are evaluated by conventional methodology, such as Western blot analysis, ELISA, immunochemistry, and the like, using markedly labeled antibodies. Morphological criteria may also be used to determine the presence or absence of goblet cells in culture; as alpine blue / PAS mucin staining (Lou et al. (1998) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 157: 1927-1934). Mucin antibodies can be tested by ELISA studies. Because stimulation of EGF-R by a single ligand, such as EGF, TGF-α induces kinase phosphorylation at a specific EGF receptor and goblet cells are produced, EGF-R phosphorylation can be measured as a reflection of goblet cell induction (Donato et al. (1984) 7 Biol. Chem. 264: 20474-20481).

Намаляването на молекулните или биохимични маркери, свързано с нарастване на гоблетни клетки е показателно за терапевтичния потенциал на антагониста.The decrease in molecular or biochemical markers associated with goblet cell growth is indicative of the therapeutic potential of the antagonist.

Модели in vivoIn vivo models

В друго изпълнение на изобретението, за оценка терапевтичния потенциал на предлагани агенти да подтискат нарастването на гоблетни клетки се използват животински модели in vivo. Обикновено изследването включва следните етапи: (i) създаване на животински модел на белодробно заболяване със свръхсекреция, посредством индуциране изявата на EGF-R; (ii) стимулиране индуцирания EGF-R да произведе гоблетни клетки произвеждащи муцин; (iii) лечение с предлагания агент; и (iv) оценка нарастването на гоблетни клетки или секреция на мукус, като подтискането на нарастването на гоблетни клетки или секреция на мукус е показателно за терапевтичния потенциал на предлагания агент.In another embodiment of the invention, animal models in vivo are used to evaluate the therapeutic potential of proposed agents to suppress goblet cell growth. Typically, the study involves the following steps: (i) creating an animal model of over-secreted lung disease by inducing the expression of EGF-R; (ii) stimulating induced EGF-R to produce mucin-producing goblet cells; (iii) treatment with the agent proposed; and (iv) assessment of goblet cell growth or mucus secretion, while suppression of goblet cell growth or mucus secretion is indicative of the therapeutic potential of the proposed agent.

Може да се използва всеки модел in vivo на белодробно заболяване със свръхсекреция. По пътя на примера, тук се предлага един модел на астма при мишки, както е описан от Temann et al. (1997) Am. J. Respir. Cell. Biol. 16:471-478. Като вариант, може да се използва един модел при плъх, както е описан от Takeyama et al. (1998) Am. J. Physiol. Примери на други животински модели, които могат да се използват, включват без да се оганичават до: Гвинейски прасета (вид, който съществено изявява гоблетни клетки) и плъхове.Any in vivo model of pulmonary disease with top secretion may be used. By way of example, a model of asthma in mice is proposed herein, as described by Temann et al. (1997) Am. J. Respir. Cell. Biol. 16: 471-478. Alternatively, one rat model may be used as described by Takeyama et al. (1998) Am. J. Physiol. Examples of other animal models that may be used include, but are not limited to: Guinea pigs (a species that substantially expresses goblet cells) and rats.

Белодробна тъкан или трахейна тъкан от животинските модели може да се оценява със същите молекулни и биохимични маркери, както са описани за модела in vitro. Намаляване нарастването на таблетните клетки е показател за терапевтичния потенциал на EGF-R антагониста.Pulmonary or tracheal tissue from animal models can be evaluated with the same molecular and biochemical markers as described for the in vitro model. Decreasing tablet cell growth is indicative of the therapeutic potential of the EGF-R antagonist.

За да се представи на специалистите от практиката с нормални познания, едно пълно разкритие и описание, как да работят и използватTo present practitioners with normal knowledge, a full disclosure and description of how to operate and use

настоящото изобретение, са представени следните примери, като те нямат за цел да ограничат обхвата на това, което изобретателите считат за свое изобретение, както и нямат за цел да представят, че експериментите дадени по-долу са всички или единствените извършени експерименти. Положени са усилия да се осигури точност по отношение на използваните цифри (като количества, температури, и др.), но трябва да се даде сметка и за някои експерментални грешки и отклонения. Освен ако не е посочено по друг начин, части са части по тегло, молекулно тегло е средно молекулно тегло, температурата е в градуси по Целзий, а налягането е близо или равно на атмосферното.the present invention, the following examples are presented, which are not intended to limit the scope of what the inventors consider their invention, nor are they intended to represent that the experiments given below are all or the only experiments performed. Efforts have been made to ensure accuracy with respect to the figures used (such as quantities, temperatures, etc.), but some experimental errors and deviations must also be taken into account. Unless otherwise stated, parts are parts by weight, molecular weight is average molecular weight, temperature is in degrees Celsius, and pressure is close to or equal to atmospheric.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТTHE EXPERIMENTAL PART

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

EGF - СИСТЕМА РЕГУЛИРА ПРОИЗВОДСТВОТО НА МУЦИН ВEGF - SYSTEM REGULATES MUCIN C PRODUCTION

ДИХАТЕЛНИТЕ ПЪТИЩАRESPIRATORY TRACT

Хиперплазия на гоблетни клетки се появява при различни заболявания на дихателните пътища със свръхсекреция, но тъй като не са известни скритите механизми, не съществува ефективна терапия. В здрави дихателни пътища, гоблетните клетки са малко, но при заболявания на дихателните пътища със свръхсекреция се проявява хиперплазия на гоблетните клетки. Беше изследвана една хуманна бронхиална клетъчна линия (NC1-H292). Тези клетки съществено изявяват EGF-R; изявата на EGF-R гени бе стимулирана допълнително от фактор на туморна некроза алфа (TNF-α). EGF-R лиганди, увеличават синтеза на муцини, като този ефект бе засилен от съвместна инкубация сGoblet cell hyperplasia occurs in various diseases of the respiratory tract with excessive secretion, but since the hidden mechanisms are not known, there is no effective therapy. In healthy respiratory tracts, goblet cells are few, but over-secretion airway diseases exhibit goblet cell hyperplasia. A human bronchial cell line (NC1-H292) was tested. These cells substantially express EGF-R; the expression of EGF-R genes was further stimulated by tumor necrosis factor alpha (TNF-α). EGF-R ligands increase the synthesis of mucin, this effect being enhanced by co-incubation with

TNF-a.Of TNF.

Епителните клетки от плъхове без патоген изявяват малко EGF-R протеин, но вътрешнотрахиално по капково внасяне на TNF-a (200 ng) индуцира EGF-R в базисни, пред-гоблетни и гоблетни клетки, но не и в клетки с цилия; самостоятелно TNFa, EGF или TGFa не индуцират производство на гоблетни клетки. При това, по капково внасяне на TNFa, последвано от EGF-R лиганди води до нарастване броя на гоблетни и пред-гоблетни клетки и ударно нарастване в Алцийско синьо/PAS положително оцветяване (отразяващо мукозни гликоконюгати) и изява на ф MUC5 ген. При сенсибилизирани плъхове, овалбумина води до производство на гоблетни клетки и изява на EGF-R в епитела на дихателните пътища. В клетки NCL-H292, в плъхове стимулирани с TNFa, последвано от EGF-R лиганди, и при модел на астма в плъхове, предварително лечение с инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX1522) предотвратява производството на гоблетни клетки в дихателните пътища. Тези открития определят роля за инхибиторите на EGF-R каскада при заболявания на дихателните пътища със свръхсекреция.Pathogen-free epithelial cells of the rat expressed little EGF-R protein, but intratracheal dropwise TNF-α (200 ng) induction induced EGF-R in basal, preorbital and goblet cells, but not in cells with cilia; TNFα, EGF or TGFα alone do not induce goblet cell production. In addition, dropwise administration of TNFα followed by EGF-R ligands led to an increase in the number of goblet and pre-goblet cells and a shock increase in Alcian blue / PAS positive staining (reflecting mucosal glycoconjugates) and expression of the MUC5 gene. In sensitized rats, ovalbumin produced goblet cells and EGF-R expression in the airway epithelium. In NCL-H292 cells in TNFα-stimulated rats, followed by EGF-R ligands, and in a rat asthma model, pre-treatment with an EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX1522) prevents the production of goblet cells in the airways. These findings determine the role of EGF-R cascade inhibitors in over-secreted respiratory diseases.

© МЕТОДИ© METHODS

ИЗСЛЕДВАНИЯ IN VITRORESEARCH IN VITRO

Клетъчна култура. Хуманна белодробна мукоепидермоидна карциномна клетъчна линия, NCL-H292 клетки, прорастват в среда RPMI 1640, съдържаща 10% серум от говежди ембрион, пеницилин (100 U/ml), стрептомицин (100 μτ/мл) при 37°С в инкубатор с водна риза и 5% СО2. В течно състояние, клетките се инкубират с EGF (рекомбиниран хуманен EGF, 25нг/мл, Genzyme, Cambridge, МА), TGFa (рекомбиниран хуманен TGFa, 20 нг/мл, Genzyme), EGF (25 нг/мл), плюс TNFa (20 нг/мл) или TGFa (25 нг/мл), плюс TNFa (20 нг/мл) за 12 ч., 24 ч. или 48 ч. При изследвания за подтискане с инхибитор на EGF-R тирозин киназа, BIBX1522 (10 цг/мл, щедро осигурени от Boehringer Ingelheim Inc. Germany), клетките са предварително обработени с BIBX 1522 30 мин преди да се добавят фактори за растеж. След инкубация, за пълна екстракция на РНК или екстракция на протеин са използвани клетки прорасли в колба Т-75, за да се представят визуално муцините са използвани 8-камерни слайди за оцветяване с Алпийско синьо/PAS.Cell culture. Human lung mucoepidermoid carcinoma cell line, NCL-H292 cells, germinated in RPMI 1640 medium containing 10% bovine embryo serum, penicillin (100 U / ml), streptomycin (100 μτ / ml) at 37 ° C in a water jacket incubator and 5% CO 2 . In the liquid state, cells were incubated with EGF (recombinant human EGF, 25 ng / ml, Genzyme, Cambridge, MA), TGFα (recombined human TGFα, 20 ng / ml, Genzyme), EGF (25 ng / ml), plus TNFα ( 20 ng / ml) or TGFα (25 ng / ml) plus TNFα (20 ng / ml) for 12 h, 24 h or 48 h. In EGF-R tyrosine kinase inhibitor BIBX1522 (10 cells / ml generously provided by Boehringer Ingelheim Inc. Germany), cells were pretreated with BIBX 1522 for 30 min before growth factors were added. After incubation, cells grown in T-75 flask were used for complete RNA extraction or protein extraction to visually represent the mucin, 8-chamber slides were used for Alpine blue / PAS staining.

Западно оцветяване. Клетки прорасли в колби Т-75 се лизират (дезинтегрират) и изгребват с PBS, съдържащ 1% Тритон X, 1% натриев диоксиколат и PMSF (10 мг/мл). Общото количество протеин се оценява с ВСА реагент за изследване на протеин (Pierce, Rockford, IL). Лизатите на клетките се сваряват в буфер от проба на Трицин и 2% βΜΕ при 95°С. Протеините се отделят от SDS-PAGE в 8% акриламидни гели. Получените в резултат гели се балансират в преносния буфер: 25шМ Три-НС1, 192 тМ глицин, 20% (vol/vol) метанол, pH 8.3. След това протеините се пренасят чрез електрофореза към нитроцелулозни мембрани. Мембраните се инкубират за 1 ч. в 5% обезмаслено мляко в PBS съдържащ 0.05% Tween 20. След което мембраните се инкубират с моноклонално анти- EGF-R антитяло от мишка (1:100) за една нощ при 4°С. Свързаното антитяло се показва визуално, съгласно стандартни протоколи за комплексен метод за авидин-биотин-алкална фосфатаза (ABC kit, Vector Laboratories). За положителен контрол за EGF-R се използват клетъчни лизати от А431 клетки (20).Western coloring. Cells grown in T-75 flasks were lysed (disintegrated) and scraped with PBS containing 1% Triton X, 1% sodium dioxycholate and PMSF (10 mg / ml). Total protein was evaluated with a BCA protein assay reagent (Pierce, Rockford, IL). Cell lysates were digested in Tricin sample buffer and 2% βΜΕ at 95 ° C. Proteins were separated from SDS-PAGE in 8% acrylamide gels. The resulting gels were equilibrated in the transfer buffer: 25 µM Tri-HCl, 192 mM glycine, 20% (vol / vol) methanol, pH 8.3. The proteins are then transferred by electrophoresis to nitrocellulose membranes. The membranes were incubated for 1 hour in 5% skim milk in PBS containing 0.05% Tween 20. The membranes were then incubated with mouse monoclonal anti-EGF-R antibody (1: 100) overnight at 4 ° C. The bound antibody is displayed visually according to standard protocols for the complex method for avidin-biotin-alkaline phosphatase (ABC kit, Vector Laboratories). A431 cell lysates (20) are used for positive control of EGF-R.

Имуноцитохимична локализация на EGF-R в NCI-H292 клетки. Клетки прораснали върху 8-камерни слайди се фиксират с 4% параформалдехид за 1 ч. За да се оцвети наличието на EGF-R, като разредител за антитялото се използва PBS съдържащ 0.05% Tween 20.2% нормален серум от коза и 2 тМ ливамизол. Части са инкубирани с моноклонално антитяло от мишка към EGF-R (1:250) за една нощ при 4°С, след което се отмиват три пъти с PBS, за да се отстрани излишното първично антитяло. След това, клетките се инкубират с биотинилиран анти-миши имуноглобулин от кон (Vector Laboratories, Burliname, СА) при разреждане 1:200 за 1 ч. при стайна температура. Свързаното антитяло се показва визуално съгласно стандартни протоколи за комплексен метод за авидин-биотин-алкална фосфатаза (ABC kit, Vector Laboratories, Burlingame, СА).Immunocytochemical localization of EGF-R in NCI-H292 cells. Cells grown on 8-chamber slides were fixed with 4% paraformaldehyde for 1 h. To determine the presence of EGF-R, PBS containing 0.05% Tween 20.2% normal goat serum and 2 mM livamisole was used as antibody diluent. Parts were incubated with mouse monoclonal antibody to EGF-R (1: 250) overnight at 4 ° C, then washed three times with PBS to remove excess primary antibody. The cells were then incubated with biotinylated anti-mouse equine immunoglobulin (Vector Laboratories, Burliname, CA) at a dilution of 1: 200 for 1 h at room temperature. The bound antibody is displayed visually according to standard protocols for a complex method for avidin-biotin-alkaline phosphatase (ABC kit, Vector Laboratories, Burlingame, CA).

Проби. Изявата на EGF-R тРНК се определя като се използва линеализиран шаблон на хуманна проба pTRI-EGF-R (Ambion, Austin, ТХ). Пробата съдържа един фрагмент 360 Ьр сДНК от хуманен EGF-R ген, чийто обхват е 12-14. Изявата на MUC5 ген се определя с помощта на MUC5AC проба, която съдържа един фрагмент 298 Ьр сДНК от хуманен MUC5 АС ген (щедро предоставен от Д-р Carol Basbaum).Samples. EGF-R mRNA expression was determined using a linearized pTRI-EGF-R human assay template (Ambion, Austin, TX). The sample contains one 360 bp fragment of cDNA from a human EGF-R gene, whose range is 12-14. The expression of the MUC5 gene was determined using a MUC5AC probe containing a single fragment of 298 bp cDNA from the human MUC5 AC gene (generously provided by Dr. Carol Basbaum).

Северно оцветяване. РНК изцяло се екструдира от NC1-H294 клетките прораснали в колба Т-75 за тъканна култура, като се използва Три-реагент (Molecular Research Ctr, Cincinnati, OH) за всяко състояние. Общата РНК се подлага на електрофореза на 1% агарозен/формалдехиден гел и се пренася на мембрана от найлон (Amsterdam, Arlington Heights, IL) посредством капилярно проникване. Пробите се надписват с 32Р като се използва комплект за надписване Randon Primed DNA (Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, IN). Блотовете се предхибридизират при 24°С за 4 ч., след което се хибридизират при 42°С за 16 ч. с 32Р-надписана специфична с ДНК проба. Разтворът от хибридизация съдържа 250 тМ три-HCl (рН7.5), 5% SDS, 1% BSA, 1%поливинил-пиролидон, 1% Ficoll, и 0.5% натриев пирофосфат. След хибридизация, мембраните се промиват два пъти с 2 хNorthern Coloring. RNA was fully extruded from NC1-H294 cells grown in T-75 tissue culture flask using a Tri-reagent (Molecular Research Ctr, Cincinnati, OH) for each condition. Total RNA was electrophoresed on a 1% agarose / formaldehyde gel and transferred to a nylon membrane (Amsterdam, Arlington Heights, IL) by capillary penetration. Samples were labeled with 32 P using a Randon Primed DNA labeling kit (Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, IN). The blots were pre-hybridized at 24 ° C for 4 h, then hybridized at 42 ° C for 16 h with a 32 P-labeled DNA-specific sample. The hybridization solution contains 250 mM tri-HCl (pH 7.5), 5% SDS, 1% BSA, 1% polyvinyl-pyrrolidone, 1% Ficoll, and 0.5% sodium pyrophosphate. After hybridization, the membranes were washed twice with 2 x

SSC за 30 мин при стайна температура, последвано от две промивания в 2 х SSC с 0.1% SDS за 30 мин при 50°С и изплакване в 0.1 х SSC s 0.1 %SSC for 30 min at room temperature followed by two washes in 2 x SSC with 0.1% SDS for 30 min at 50 ° C and rinsing in 0.1 x SSC with 0.1%

SDS. Мембраните се експонират на Рентгенов филм.SDS. The membranes are exposed to X-ray film.

ИЗСЛЕДВАНИЯ IN VIVORESEARCH IN VIVO

Протоколът за експерименти с животни е одобрен от Комитет за изследване на животните, Калофорнийски университет, Сан Франциско. Характерни мъжки плъхове F344 на Фишер без патогени, с тегло 230-250 г (Simonsen Laboratories, Gilroy, СА) са държани в стая при контролирана температура (21 °C), и свободен достъп до стандартна лабораторна храна и вода.The animal experiment protocol was approved by the Animal Research Committee, University of California, San Francisco. Fisher's characteristic pathogen-free F344 male rats weighing 230-250 g (Simonsen Laboratories, Gilroy, CA) were kept in a room at controlled temperature (21 ° C), and free access to standard laboratory food and water.

Здрави плъхове. Плъховете са анестезирани с метохекситален натрий (Brevital sodium, 50 mg/kg, i.p.; Eli Lilly & Co, Indianapolis, IN), като им е дадена възможност да вдишват непринудено. За да се определи дали THFa преретулира EGF-R в дихателните пътища, THFa (200 нг, 100 рл) се внедряват в трахеята, като животните са подложени на евтаназия след 24 ч. За да се определи дали EGF или TGFa индуцират гоблетни клетки в епитела на дихателните пътища, в трахеята се внедрява EGF (600 нг, 100 рл) или TGFa (синтетичен TGFa от плъх, 250 нг, 100 рл; Sigma, St Louis, MI) самостоятелно или 24 ч. след внедряване на TNFa (200 нг, 100 рл), като животните са подложени на евтаназия след 48 ч. При всяко изследване, за контрол в трахеята се внедрява стерилен PBS (100 рл). За да се потвърди поява на производство на муцин при активация на EGF-R, е изследван ефекта от един EGF-R инхибитор на тирозин киназа, BIBX 1522 (като дозата е определена от изследвания, при които инхибитора се използва за предотвратяване нарастване на рак). Плъховете са третирани предварително с BIBX 1522 (3, 10 или 30 мг/кг),Healthy rats. Rats were anesthetized with methohexital sodium (Brevital sodium, 50 mg / kg, i.p .; Eli Lilly & Co, Indianapolis, IN), allowing them to breathe easily. To determine whether THFα overexpresses EGF-R in the airways, THFα (200 ng, 100 µl) is implanted in the trachea, animals being euthanized after 24 h. To determine whether EGF or TGFα induce goblet cells in the epithelium of the respiratory tract, EGF (600 ng, 100 µl) or TGFa (synthetic rat TGFa, 250 ng, 100 µl; Sigma, St Louis, MI) was implanted into the trachea alone or 24 h after TNFα (200 ng administration). 100 µl), and the animals were euthanized after 48 h. In each study, sterile PBS (100 µl) was introduced to control the trachea. To confirm the emergence of mucin production upon EGF-R activation, the effect of an EGF-R tyrosine kinase inhibitor, BIBX 1522, was investigated (the dose determined from studies using the inhibitor to prevent cancer growth). . Rats were pre-treated with BIBX 1522 (3, 10 or 30 mg / kg),

ч. преди и 24 ч. след внедряване на TGFa. Трахеята и белите дробове са извадени за изследване 48 ч. след внедряване на TGFa,hours before and 24 hours after TGFa implementation. The trachea and lungs were removed for study 48 hours after TGFa administration,

Сенсибилизирани плъховеSensitized rats

Сенсибилизация. Плъховете са сенсибилизирани в ден 0 и 10 с коремни инжекции на овалбумин (10 mg, grade V; Sigma, St Louis, МО), в комплекс c 100 мг от алуминиев хидроксид в 0.5 мл стерилен солен разтвор. Плъховете са оставени да почиват за 10 дни. В ден 20, директно в трахеята се подава овалбумин; животните са подложени на дразнене с трикратно внедряване (ден 20, 22 и 24) в трахеята на 100 рл от 0.1% овалбумин в солен разтвор. Плъховете са подложени на евтаназия, или в ден 20, без да се подразнят или 48 ч. след третотото дразнене (ден 26). Тази процедура индуцира метаплазия на гоблетни клетки. За да се блокира хиперплазия на гоблетни клетки, сенсибилизирани плъхове са предварително третирани с EGF-R инхибитор на тирозин киназа, BIBX1522. В дните на дразнене с овалбумин (ден 20, 22 и 24), сенсибилизираните плъхове са предварително третирани с BIBX1522 (10 мг/кг, 1 ч. преди дразнене), като след това BIBX 1522 също се внедрява в трахеята заедно с овалбумина (BIBX 1522, 10'5М, 100 μΐ). BIBX 1522 също се инжектира на всеки 24ч., до деня преди плъховете да се подложат на евтаназия. След това, трахеята се изважда 48 ч. след третото дразнене.Sensitization. Rats were sensitized on days 0 and 10 with abdominal injections of ovalbumin (10 mg, grade V; Sigma, St Louis, MO), in complex with 100 mg of aluminum hydroxide in 0.5 ml of sterile saline. The rats were allowed to rest for 10 days. On day 20, ovalbumin was administered directly to the trachea; the animals were irritated with a three-fold injection (day 20, 22 and 24) into the trachea of 100 µl of 0.1% ovalbumin in brine. Rats were euthanized either on day 20 without irritation or 48 h after the third irritation (day 26). This procedure induces metaplasia of goblet cells. To block goblet cell hyperplasia, sensitized rats were pretreated with an EGF-R tyrosine kinase inhibitor, BIBX1522. In the days of ovalbumin irritation (days 20, 22 and 24), the sensitized rats were pre-treated with BIBX1522 (10 mg / kg, 1 h before irritation), then BIBX 1522 was also implanted in the trachea together with ovalbumin (BIBX 1522, 10 ′ 5 M, 100 μΐ). BIBX 1522 was also injected every 24 hours, until the day before the rats were euthanized. The trachea is then removed 48 hours after the third irritation.

Подготовка на тъканите. На предварително избрани интервали по време на анестезията, системното кръвообръщание се перфузира с 1% параформалдехид в PBS третиран с DEPC при налягане от 120 mmHg. След това трахеята се изважда и се поставя в 4% параформалдехид за 24 ч. След фиксация, трахеята и белите дробове се потапят в JB-4 плюс мономерен разтвор А за клетъчен анализ, или в О.С.Т. съединение (Sekura Finetek U.S.A., Inc., Torrance, СА), за имунохистохимия и хибридизация на място. Потопените тъкани се разрязват в напречно сечение (с дебелина 4 мм) и се поставят на слайди.Fabric preparation. At pre-selected intervals during anesthesia, systemic circulation was perfused with 1% paraformaldehyde in PBS treated with DEPC at a pressure of 120 mmHg. The trachea was then removed and placed in 4% paraformaldehyde for 24 h. After fixation, the trachea and lungs were immersed in JB-4 plus monomeric solution A for cell analysis, or in OSC. compound (Sekura Finetek U.S.A., Inc., Torrance, CA) for immunohistochemistry and in situ hybridization. The submerged tissues were cut into cross sections (4 mm thick) and placed on slides.

Анализ на клетките. Преброява се общия брой от епителни клетки, като се броят ядра на епителни клетки над 2 мм от базовата плоскост (ламина) с една обективна леща за потопяне в масло (с увеличение х 1000). Линейната дължина на базовата плоскост под всяка анализирана област от епител се определя с проследяване контура на дигитализирания образ на базовата плоскост. След внедряване на стимулатор, “развиващ” формата на гоблетните клетки, тези клетки имат гранули позитивни към Алцийско синьо/PAS, но размерът на гранулите е малък и броят на цитоплазмените гранули е нисък. Наричаме тези “развиващи се” гоблетни клетки “пред-гоблетни клетки”, етап преди клетките да се превърнат в зрели гоблетни клетки. Гоблетните клетки са високи, по форма кубовидни, чашковидни, до оформени като ниски колони, като голямо количество гранули оцветени в Алцийско синьо/PAS запълват повечето от цитоплазмата между ядрата и повърхността на ламина. Предгоблетните клетки са определени като клетки с по-малки, покрити с мукус площи (< 1/3 височина в епитела от базовата мембрана до повърхността на лумена) или с частично и слабо оцветени в Алцийско синьо/PAS малки гранули. Цилиа клетките се разпознават по границите с цилиа, слабо оцветена цитоплазма и голямо кръгло ядро. Клетките с негранулирани сектори са по форма колонни и се подават от лумена до базовата ламина. Цитоплазмата се оцветява в слабо розов цвят, като в нея се наблюдават няколко малки PAS-позитивни и Алцийско синьонегативни гранули. Базовите клетки са малки и плоски с големи ядра, разположени малко над базовата ламина но не достигат до лумена на дихателния път.Cell analysis. The total number of epithelial cells is counted, counting the nuclei of epithelial cells over 2 mm from the base plate (lamina) with one objective lens for immersion in oil (magnification x 1000). The linear length of the reference plane below each analyzed area of the epithelium is determined by tracing the contour of the digitized image of the reference plane. After the introduction of a stimulator that "develops" the shape of the goblet cells, these cells have granules positive for Alcian blue / PAS, but the size of the granules is small and the number of cytoplasmic granules is low. We call these "developing" goblet cells "pre-goblet cells," a stage before the cells turn into mature goblet cells. The goblet cells are tall, cuboid, cup-shaped, to column-shaped, with a large amount of granules stained in Alcian blue / PAS filling most of the cytoplasm between the nuclei and the surface of the lamina. Preglobular cells were defined as cells with smaller mucus-coated areas (<1/3 height in epithelium from basement membrane to lumen surface) or partially and slightly stained in Alcian blue / PAS small granules. Cilia cells are recognized along the borders by cilia, a weakly stained cytoplasm and a large circular nucleus. Cells with non-granular sectors are columnar in shape and are fed from the lumen to the base lamina. The cytoplasm is slightly pink in color, with several small PAS-positive and Alcian blue-negative granules observed. Base cells are small and flat with large nuclei located just above the base lamina but do not reach the lumen of the airway.

Количествена оценка на производството на гоблетни клетки. Производството на гоблетни клетки се определя по обемната плътност на оцветените в Алцийско синьо/PAS мукозни вещества върху мукозната повърхност на епитела, като се използва полу-автоматична изобразяваща система, която е описана на друго място (Weber et al. (1984) Science 224:294-297). Измерени се площите оцветени в Алцийско синьо/РASположително и цялата епителна площ, като данните са изразени като процент от общата площ оцветена в Алцийско синьо/PAS. Анализът бе извършен с програмата за публичен достъп NIH Image Programe (разработена от Националния здравен институт на САЩ, на разположение в Интернет от анонимен FTP от zippy.nimh.gov или на флопи диск от National Technical Information Service, Springfield, VA, part number PB95-500195GEI).Quantitative evaluation of goblet cell production. The production of goblet cells is determined by the bulk density of Alcian blue / PAS mucosal matter on the mucosal surface of the epithelium using a semi-automatic imaging system described elsewhere (Weber et al. (1984) Science 224: 294-297). Areas stained in Alcian blue / PASpositive and the entire epithelial area were measured, with the data expressed as a percentage of the total area stained in Alcian blue / PAS. The analysis was performed with the NIH Image Programe Public Access Program (developed by the US National Institutes of Health, available online from anonymous FTP from zippy.nimh.gov or on a floppy disk by the National Technical Information Service, Springfield, VA, part number PB95 -500195GEI).

Имунохистохимическа локализация на EGF-R в епител от плъхове. Локализацията на EGF-R е изследвана с прилагане на имунохистохимическо оцветяване на едно антитяло към EGF-R (Calbiochem, San Diego, СА) в замразени части от трахея на плъхове. След перфузия с 1% параформалдехид в PBS, тъканите се поставят в 4% параформалдехид в PBS за 1 ч., след което се преместват в 30% цукроза за 1 нощ с цел криопротекция. Трахеите са потопени в О.С.Т. съединение (Sakura Finetek U.S.A. Inc., Torrance, СА) и се замръзяват. Замразени секции (5 цм) се нарязват и се поставят на стъклени слаиди (Superfrost Plus, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Имунооцветяване се извършва по начин подобен на изследванията in vitro.Immunohistochemical localization of EGF-R in rat epithelium. The localization of EGF-R was examined by immunohistochemical staining of an antibody to EGF-R (Calbiochem, San Diego, CA) in frozen rat tracheal sections. After perfusion with 1% paraformaldehyde in PBS, the tissues were placed in 4% paraformaldehyde in PBS for 1 h, then transferred to 30% sucrose overnight for cryoprotection. The tracheas are immersed in the OST. compound (Sakura Finetek U.S.A. Inc., Torrance, CA) and frozen. Frozen sections (5 µm) were cut and plated on glass slides (Superfrost Plus, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Immunoblotting was performed in a manner similar to in vitro studies.

Подготовка на пробите. сДНК за MUC5 на плъхове бе щедро предоставена от д-р Carol Basbaum. Един фрагмент от 320 Ьр сДНК от MUC5 на плъх бе субклониран в ХЬа/hindIII страна на вектор за транскрипция, pBluescript-SK(-) (Stratagene, La Jolla, СА). За да се приготвят проби РНК за хибридизация на място, този рекомбиниран плазмид, съдържащ фрагмента от MUC5 сДНК на плъх се линеализира и транскрибира in vitro с Т7 или ТЗ полимераза, за да се получат съответно антисенсни или сенсни проби. Пробите за хибридизация на място се създават в присъствие на [35S]UTP. След транскрибиране, ДНК пластината се смила с ДНаза, и надписаната радиоизотопно РНК се пречиства през Sephadex G-25 Quick Spin ТМ колона (Boehringer Mannheim, Indianapolis, INO и се утаява в разтвор на етанол/амоняк/ацетат. Преди употреба, пробите РНК се отмиват с 70% етанол и се разреждат в 10 mM DTT.Sample preparation. The rat MUC5 cDNA was generously provided by Dr. Carol Basbaum. One fragment of 320 bp cDNA from rat MUC5 was subcloned into the Xba / hindIII side of a transcription vector, pBluescript-SK (-) (Stratagene, La Jolla, CA). In order to prepare RNA samples for in situ hybridization, this recombined plasmid containing the rat MUC5 cDNA fragment was linearized and transcribed in vitro with T7 or T3 polymerase to obtain respectively antisense or sensory samples. On-site hybridization samples are generated in the presence of [ 35 S] UTP. After transcription, the DNA plate was ground with DNase, and the labeled radioisotope RNA was purified through a Sephadex G-25 Quick Spin TM column (Boehringer Mannheim, Indianapolis, INO and precipitated in ethanol / ammonia / acetate solution. Before use, RNA samples were digested. washed with 70% ethanol and diluted in 10 mM DTT.

Хибридизация на място. Замръзени сечения (5 цм) се отрязват и поставят върху положително заредени стъклени слаиди (Superfrost Plus, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). За хибридизация c антисенсни и сенсни проби се използват сечения отрязани в непосредствена близост. Други сечения се използват за оцветяване с Алцийско синъо/PAS. Отделни образци се фиксират повторно в 4% параформалдехид, рехидрират се в 0.5% х SSC и се ацетилират в триетаноламин с оцетен анхидрид. Хибридизацията се провежда с 2500-3000 cpm/μΐ от антисенс или сенс проба в 50% дейонизиран формамид, 0.3 М NaCI, 20 mM Tris, 5 mM EDTA, lx разтвор на Denhard, 20mM дитиотреитол, 10% декстран сулфат, 0.5 мг/мл мая tPHK и 0.5 мг/мл звукообработена ДНК от сперма на сьомга при 55°С за една нощ. Обработката след хибридизация се състои в отмиване 2 х SSC, 1 mM EDTA, 10 тМ β-меркапгоетанол при стайна температура, инкубиране с РНаза разтвор (20 мг/мл) за 30 мин при стайна температура, още едно измиване в 0.1 х SSC, lmM EDTA, 10 тМ βмеркаптоетанол при 55°С за 2 ч., след което в 0.5 х SSC при стайна температура. Образците се дехидрират, изсушават с въздух и се покриват с емулсия за проследяване на ядрата с Kodak NBT (Eastman Kodak,On-site hybridization. Frozen sections (5 µm) were cut and placed on positively charged glass slides (Superfrost Plus, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). For hybridization with antisense and sensory samples, sections cut in close proximity are used. Other sections are used for Alcian blue / PAS staining. Individual samples were re-fixed in 4% paraformaldehyde, rehydrated in 0.5% x SSC, and acetylated in triethanolamine with acetic anhydride. Hybridization was performed with 2500-3000 cpm / μΐ of antisense or sense sample in 50% deionized formamide, 0.3 M NaCl, 20 mM Tris, 5 mM EDTA, 1 x Denhard solution, 20mM dithiothreitol, 10% dextran sulfate, 0.5 mg / ml. yeast tPHK and 0.5 mg / ml salmon sperm DNA at 55 ° C overnight. Post-hybridization treatment consisted of washing 2 x SSC, 1 mM EDTA, 10 mM β-mercaptoethanol at room temperature, incubation with RNase solution (20 mg / ml) for 30 min at room temperature, another washing in 0.1 x SSC, 1mM EDTA, 10 mM β mercaptoethanol at 55 ° C for 2 h, then in 0.5 x SSC at room temperature. The samples were dehydrated, air-dried, and coated with a Kodak NBT (Eastman Kodak,

Rochester, NY) за авторадиография. След експониране при от 7 до 21 d при 4°С, слайдите се проявяват, фиксират и оцветяват обратно с хематоксилин (21).Rochester, NY) for autoradiography. After exposure at 7 to 21 d at 4 ° C, the slides were developed, fixed, and stained with hematoxylin (21).

Статистика. Всички данни са представени като средни +/- SEM. За да се определят статистически значимите разлики между групите се използва едностранен анализ на средното отклонение. F-Тест на Scheffe се използва, за да се коригират кратните съпоставки, когато се определят статистическите значимости при анализа на отклонението. Възприета е достоверна вероятност от под 0.05 за нулевата хипотеза, когато се обозначава една статистически значима разлика.Statistics. All data are presented as mean +/- SEM. To determine statistically significant differences between groups, one-sided mean deviation analysis is used. The Scheffe F-test is used to correct multiple comparisons when determining statistical significance in the deviation analysis. A significant probability of less than 0.05 was assumed for the null hypothesis when a statistically significant difference is indicated.

РЕЗУЛТАТИRESULTS

TNFa спимулира производството на EGF-R в NCI-H292 клетки. Първо се определя дали NC1-H292 клетки изразяват органично EGF-R. Западен анализ на имуноблоти показват наличие на EGF-R протеин в течни (конфлуентни) култури от NC1-H292 клетки (Фигура 1А, дясно). Клетките са изследвани след като са станали течни (кофлуентни). Лизатите се подлагат на електрофореза в 8% акриламидни гели и се обагрят с анти-EGF-R антитяло. Молекулните тегла на протеини-маркери са посочени от дясно. Положителен контрол за EGF-R бе протеин от А431 клетки (Фигура 1А, от ляво), който изразява органично EGF-R (Weber et al., supra). Имуноцитохимични изследвания с анти-EGF-R антитяло разкриват положително оцветяване, най-впечатляващо при разделяне на клетки (Фиг. 1В, Имуноцитохимичен анализ с анти-EGF-R антитяло в култури от клетки NH1-H292). При кофлуентност се наблюдава положително оцветяване, най-силно при разделящи се клетки(стрелките, отдясно). В отсъствие на първично антитяло, оцветяване не се наблюдава (от ляво). Северно оцветяване показва, чеTNFα stimulates the production of EGF-R in NCI-H292 cells. First, it is determined whether NC1-H292 cells express organically EGF-R. Western immunoblot analysis showed the presence of EGF-R protein in liquid (confluent) cultures of NC1-H292 cells (Figure 1A, right). Cells were examined after becoming liquid (cofluent). The lysates were electrophoresed on 8% acrylamide gels and stained with anti-EGF-R antibody. The molecular weights of the marker proteins are indicated on the right. A positive control for EGF-R was the A431 cell protein (Figure 1A, left), which organically expresses EGF-R (Weber et al., Supra). Immunocytochemical studies with anti-EGF-R antibody revealed positive staining, most impressive when dividing cells (Fig. 1B, Immunocytochemical analysis with anti-EGF-R antibody in NH1-H292 cell cultures). In cofluence, positive staining is observed, most strongly in dividing cells (arrows, right). In the absence of a primary antibody, no staining was observed (left). Northern coloring indicates that

THFa (20 нг/мл) пререгулира изявата на EGF-R гена, един ефект, който се появява след 12 ч. и нараства след 24 ч. (Фиг. 1С, Северен анализ на EGF-R в клетки NC1-H292). Анализът бе проведен с целия РНК екструдиран от кофлуентни култури инкубирани с TNFa (20 нг/μπ) за 12 или 24 ч. РНК се подлага на електрофореза върху гел от формалдехидагароза и се пренася върху мембрана от найлон, и се хибридизира с Р надписана EGF-R сДНК проба. След хибридизация, мембраната се измива и авторадиографира.THFα (20 ng / ml) upregulated the expression of the EGF-R gene, an effect that appeared after 12 h and increased after 24 h (Fig. 1C, Northern analysis of EGF-R in NC1-H292 cells). The assay was performed with all RNA extruded from cofluent cultures incubated with TNFα (20 ng / μπ) for 12 or 24 h. The RNA was electrophoresed on formaldehydegarose gel and transferred to a nylon membrane and hybridized with P labeled EGF- R cDNA sample. After hybridization, the membrane was washed and autoradiographed.

EGF-R лиганди стимулират изявата на мукозни гликоконюгати и изявата на MUC5 гена в клетки NCI-H292. EGF-R се изявява органично в клетки NC1-H292, така че е оценена способността на EGF-R лиганди (EGF, TGFa) да индуцират производството на мукозни гликоконюгати (Фигура 2, горна колона, оцветяване в Алцийско синьо/PAS на клетки NC1-H292 за разпознаване на гликопротеини от муцин) Горна колона=инкубиране на клетки без инхибитор, долна колона=инкубиране в присъствие на инхибитор на EGF-R тирозин киназа BIBX 1522 (10 цг/мл). Когато клетките са инкубирани самостоятелно (при контрол), наблюдава се известно PAS-позитивно оцветяване (стрелки, горна колона); инкубиране само с THFa (20 нг/мл) не влияе на оцветяването; инкубиране с EGF; (25 нг/мл) или с THFa (25 нг/мл) увеличава PASпозитивно оцветяване (стрелки); инкубиране с THFa и TGFa увеличава значимо оцветяването (стрелка).EGF-R ligands stimulate the expression of mucosal glycoconjugates and the expression of the MUC5 gene in NCI-H292 cells. EGF-R is organically expressed in NC1-H292 cells, so the ability of EGF-R ligands (EGF, TGFa) to induce the production of mucosal glycoconjugates (Figure 2, upper column, staining in Alcian blue / PAS of NC1- cells) was evaluated. H292 for mucin glycoprotein recognition) Upper column = incubation of cells without inhibitor, lower column = incubation in the presence of EGF-R tyrosine kinase inhibitor BIBX 1522 (10 µg / ml). When cells were incubated alone (under control), some PAS-positive staining (arrows, top column) was observed; incubation with THFa alone (20 ng / ml) did not affect staining; incubation with EGF; (25 ng / ml) or with THFα (25 ng / ml) increased PASpositive staining (arrows); incubation with THFα and TGFα significantly increases staining (arrow).

Някои клетки за контрол показват оцветяване; инкубиране само с TNFa (20 нг/мл) не влияе на оцветяването; инкубиране с EGF или с TNFa увеличава много повече оцветяването, отколкото ако двата лиганда действат самостоятелно. По този начин, EGF-R лиганди индуцират мукозни гликоконюгати в клетки NC1-H292.Some control cells show staining; incubation with TNFα alone (20 ng / ml) did not affect staining; incubation with EGF or TNFα increases the staining much more than if both ligands act alone. Thus, EGF-R ligands induce mucosal glycoconjugates in NC1-H292 cells.

За изследване изявата на ген MUC5, се ивършва Северно оцветяване (Фигура 3). От клетките се извлича цялата РНК (10 цг), подлага се на електрофореза върху гел от формалдехид/агароза, прехвърля се върху мембрана от найлон и се хибридизира с Рнадписана проба от MUC5 сДНК. След хибридизация, мембраната се измива и се авторадиографира. Културите се получават самостоятелно в среда (С), EGF или TGFa (25 нг/мл), TNFa (20 нг/мл), или комбинация от TNFa и EGF или TGFa за 12 ч. (горна колона) или 24 ч. (долна колона) при изява на ген MUC5. Култури също са получени с TNFa и EGF- или TGFa, след предварително инкубиране с EGF-R инхибитор на тирозин киназа (BIBX 1522; 10 цг/мл; долна колона); инхибиторът предотвратява изявата на ген MUC5.To study the expression of the MUC5 gene, Northern staining was performed (Figure 3). The whole RNA (10 µg) was extracted from the cells, electrophoresed on formaldehyde / agarose gel, transferred to a nylon membrane, and hybridized with a MUC5 cDNA labeled sample. After hybridization, the membrane was washed and autoradiographed. Cultures were obtained alone in medium (C), EGF or TGFα (25 ng / ml), TNFα (20 ng / ml), or a combination of TNFα and EGF or TGFα for 12 h (upper column) or 24 h (lower) column) upon expression of the MUC5 gene. Cultures were also obtained with TNFα and EGF- or TGFα after pre-incubation with the EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX 1522; 10 µg / ml; lower column); the inhibitor prevents the expression of the MUC5 gene.

Клетки NC1-H292 показват известна изява в състояние на контрол (Фигура 3, долна лява колона); когато клетките се инкубират с EGF или TGFa, изявата на MUC5 гена се различава много слабо след 12 ч., но е ясно изявена след 24 ч. TNFa самостоятелно не влияе на изявата на MUC5 гена, но когато TNFa се добави в клетки инкубирани с EGF-R лиганди, изявата на MUC5 гена нараства забележимо, над нивото предизвикано от самостоятелно дейстие на EGF-R киганд (Фигура 3).Cells NC1-H292 show some expression in a control state (Figure 3, lower left column); when cells are incubated with EGF or TGFα, the expression of the MUC5 gene differs very little after 12 h but is clearly expressed after 24 h. TNFα alone does not affect the expression of the MUC5 gene but when TNFα is added to cells incubated with EGF -R ligands, the expression of the MUC5 gene increased markedly, above the level induced by EGF-R kigand alone (Figure 3).

Инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX1522) предотвратява изява на мукозни гликоконюгати и на MUC5 ген в NCI-H292 клетки. За да се провери хипотезата, че активиране на EGF-R рецептори индуцира изява на MUC5 ген, се инкубират клетки с EGF-R тирозин киназа инхибитор BIBX1522. Когато NC1-H292 клетки се обработят предварително с BIBX1522 (10 цг/мл), PAS-положително оцветяване се инхибира в състояние на контрол, като увеличеното оцветяване, което се появява с EGF-R лиганди забележимо се подтиска (Фигура 1, долна колона). На един Северен анализ, изявата на MUC5 ген, която забележимо нараства от комбинацията на TNFa и EGF или с TGFa бе напълно подтисната от предварително инкубиране с BIBX 1522 (ФигураAn EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX1522) prevents the expression of mucosal glycoconjugates and the MUC5 gene in NCI-H292 cells. To test the hypothesis that activation of EGF-R receptors induces expression of the MUC5 gene, cells with EGF-R tyrosine kinase inhibitor BIBX1522 were incubated. When NC1-H292 cells were pretreated with BIBX1522 (10 µg / ml), PAS-positive staining was inhibited in the control state, and the increased staining that appeared with EGF-R ligands was markedly suppressed (Figure 1, lower column) . In a Northern assay, the expression of the MUC5 gene, which was markedly increased by the combination of TNFα and EGF or with TGFa, was completely suppressed by pre-incubation with BIBX 1522 (Figure

3, долна колона). Тези резултати намесват активирането на EGF-R в инкубирането на ген от муцин и мукозни гликопротеини в клетки NC1Н292.3, lower column). These results interfere with the activation of EGF-R in the incubation of the mucin gene and mucosal glycoproteins in NC1H292 cells.

TNFa стимулира производство на EGF-R у плъхове. Плъхове без патоген (които органично имат няколко гоблетни клетки в епитела на дихателните пътища) са проучени, като се започва от ролята на TNFa. В състояние на контрол, епитела на трахеята съдържа няколко EGF-R позитивни клетки (Фигура 4А, от ляво). При това, вътрешно трахейно внедряване на TNFa (200 г) индуцира EGF-R протеин в различни типове клетки от епитела на трахеята (Фигура 4А, дясно). EGF-R-положително оцветяване се наблюдава в гоблетни клетки (G), пред-гоблетни клетки (РG), негранулирани секреционни клетки (S) и базови клетки (Ва)м, но не и в клетки с цилия. По този начин, TNFa индуцира производство на EGF-R протеин.TNFα stimulates the production of EGF-R in rats. Pathogen-free rats (which organically have several goblet cells in the airway epithelium) have been studied, starting with the role of TNFα. In the control condition, the tracheal epithelium contains several EGF-R positive cells (Figure 4A, left). In addition, intrinsic tracheal incorporation of TNFα (200 g) induced EGF-R protein in different cell types from the tracheal epithelium (Figure 4A, right). EGF-R-positive staining was observed in goblet cells (G), pre-goblet cells (PG), non-granular secretion cells (S) and base cells (Ba) m, but not in cells with cilia. Thus, TNFα induces the production of EGF-R protein.

Роля на EGF-R лиганди при производството на мукозни гликоконюгати и изява на MUC5 ген при плъхове. В състояние на контрол, епитела на трахеята съдържа малко гоблетни и пред-гоблетни клетки. При внедряване в трахеята на EGF-R лиганди, EGF (600 нг; не е показан) или TGFa (250 нг; Таблица 1) самостоятелно нямат ефект върху производството в епитела на мукозни гликоконюгати. При това, когато TNFa се дава първи, последван за 24 ч. от EGF или TGFa (Таблица 1), като животните са подложени на евтаназия 48 ч. по-късно, оцветяването с Алцийско синьо/PAS забележимо се увеличава, като броя на гоблетни и пред-гоблетни клетки забележимо нараства, без да се промени общия брой клетки или броя на клетките с цилия (Таблица 1). Хибридизация на място на MUC5 ген не показва изява в контролираните животни. КогатоRole of EGF-R ligands in the production of mucosal glycoconjugates and expression of the MUC5 gene in rats. In control, the tracheal epithelium contains few goblet and pre-goblet cells. Upon incorporation into the trachea of EGF-R ligands, EGF (600 ng; not shown) or TGFα (250 ng; Table 1) alone had no effect on the production in the epithelium of mucosal glycoconjugates. Moreover, when TNFα was first administered, followed for 24 h by EGF or TGFα (Table 1), the animals were euthanized 48 h later, the staining with Alcian blue / PAS increased markedly, with the number of goblet and pre-goblet cells increased markedly without changing the total number of cells or the number of cells with cilia (Table 1). In situ hybridization of the MUC5 gene showed no expression in the controlled animals. When

TNFa, последван от EGF или TGFa се внедрява в трахеята, изявата на MUC5 в епитела е видима. По този начин, индукцията на EGF-R самостоятелно или стимулиране с EGF-R лиганди самостоятелно е недостатъчно, за да се индуцира метаплазия на гоблетни клетки или производство на мукозни гликоконюгати. При това, след индуциране на EGF-R от TNFa, внедряването на EGF-R лиганди стимулира забележимо метаплазия на гоблетни клетки.TNFα followed by EGF or TGFα is introduced into the trachea, the expression of MUC5 in the epithelium is visible. Thus, induction of EGF-R alone or stimulation with EGF-R ligands alone is insufficient to induce metaplasia of goblet cells or production of mucous glycoconjugates. In addition, upon induction of EGF-R by TNFα, the introduction of EGF-R ligands stimulates noticeable metaplasia of goblet cells.

Таблица 1 Клетъчен анализ в епитела на трахеятаTable 1 Cell analysis in the tracheal epithelium

Ova сенсибилизация This sensitization Тип на клетката Cell type control control TGFa TGFa TNFa/TGFa TNFα / TGFα i.p. only i.p. only i.p. + i.t. i.p. + и.т. Гоблетна Tapestry 2.8 ±0.7 2.8 ± 0.7 5.8 ± 1.2 5.8 ± 1.2 28.8 ± 3.4* 28.8 ± 3.4 * 5.4 ± 1.5 5.4 ± 1.5 38.2 ±6.3* 38.2 ± 6.3 * Пред-гоблетна Pre-tapestry 7.8 ± 1.3 7.8 ± 1.3 12.8 ± 1.6 12.8 ± 1.6 44.8 ± 3.6* 44.8 ± 3.6 * 13.8 ± 1.4 13.8 ± 1.4 36.0 ± 6.3* 36.0 ± 6.3 * Секреционна Secretarial 82.0 ± 2.0 82.0 ± 2.0 72.2 ± 4.0 72.2 ± 4.0 40.8 ± 2.4* 40.8 ± 2.4 * 67.6 ± 7.0 67.6 ± 7.0 49.8 ± 4.2 49.8 ± 4.2 Сцилия Scylla 49.6 ± 2.0 49.6 ± 2.0 54.6 ± 2.3 54.6 ± 2.3 53.2 ± 1.8 53.2 ± 1.8 56.4 ±3.8 56.4 ± 3.8 52.4 ±7.1 52.4 ± 7.1 Базова Basic 57.8 ±2.6 57.8 ± 2.6 56.8 ±2.3 56.8 ± 2.3 43.0 ±3.5 43.0 ± 3.5 60.2 ±3.4 60.2 ± 3.4 59.8 ± 2.9 59.8 ± 2.9 Неопределена Undefined 1.4 ±0.5 1.4 ± 0.5 2.0 ± 0.4 2.0 ± 0.4 0.8 ± 0.4 0.8 ± 0.4 1.4 ±0.2 1.4 ± 0.2 2.6 ±0.5 2.6 ± 0.5 Общо Total 201.4 ±2.2 201.4 ± 2.2 204.2 ± 3.3 204.2 ± 3.3 211.4 ± 4.8 211.4 ± 4.8 204.8 ± 6.6 204.8 ± 6.6 238.8±4.4* 238.8 ± 4.4 * % оцветена площ AB/PAS % colored area AB / PAS 2.4 ±0.8 2.4 ± 0.8 6.8 ± 1.9 6.8 ± 1.9 35.8 ±4.2* 35.8 ± 4.2 * 7.8 ± 2.9 7.8 ± 2.9 38.7 ±6.2* 38.7 ± 6.2 *

Таблица 1. Ефект от медиатори и от сенсибилизация на овалбумин върху трахеални епителни клетки при плъхове. Клетките се анализират както е описано в Методите; пет плъха в група. Характеризирането се подпомага от оцветяване в Алпийско синьо (AB)/PAS (което оцветява мукозни гликоконюгати). Освен преброяване на клетките, се изчислява процентно цялата епителна площ заета от AB/PAS оцветяване. Контролните дихателни пътища и пътищата стимулирани с TGFa (250 нг) самостоятелно съдържат малко гоблетни и пред-гоблетни клетки; там е налице малко оцветяване с AB/PAS. С TNFa (200 нг), последван от TGFa се получава нарастване на броя на таблетните и пред-гоблетни клетки и нарастване на площта заета от клетки оцветени с AB/PAS. Сенсибилизация на плъхове с овалбумин (OVA) извършена коремно (ip) няма ефект върху разпределението на клетките или върху AB/PAS оцветяването, но когато OVA се дава ip, последвано от въвеждане в трахеята (it) на OVA, се разкрива шокиращо нарастване на таблетни и пред-гоблетни клетки и на процентната площ от AB/PAS оцветяване.Table 1. Effect of mediators and sensitization of ovalbumin on tracheal epithelial cells in rats. Cells were analyzed as described in Methods; five rats in a group. Characterization is assisted by staining in Alpine Blue (AB) / PAS (which stains mucosal glycoconjugates). In addition to cell counting, the total epithelial area occupied by AB / PAS staining is calculated as a percentage. Control airways and pathways stimulated with TGFα (250 ng) alone contain few goblet and pre-goblet cells; there is some AB / PAS staining. TNF? (200 ng) followed by TGF? Resulted in an increase in the number of tablet and pre-pellet cells and an increase in the area occupied by cells stained with AB / PAS. Sensitization of rats with ovalbumin (OVA) done abdominally (ip) has no effect on cell distribution or on AB / PAS staining, but when OVA is given ip, followed by insertion into the trachea (it) of OVA, a shocking increase in tablets is detected and pre-goblet cells and the percentage area of AB / PAS staining.

Сенсибилизация с овалбумин при плъхове индуцира производството на EGF-R и гоблетни клетки. Тъй като е обявено, че смъртта от остра астма се дължи на мукозно запушване на дихателните пътища, в плъхове без патоген бе произведен модел на астма. Инжектиране на овалбумин (10 мг, ip) в ден 0 и ден 10 не стимулира хиперплазия на гоблетни клетки (Таблица 1). Обаче, когато това се последва от трикратно внедряване на овалбумин в трахеята (it) (0.1% в 100 цл) в дни 20, 22 и 24, като животните са подложени на евтаназия на 26 ден, броят на гоблетни и пред-гоблетни клетки забележимо нараства; броят на клетките с цилия и базовите клетки остава непроменен (Таблица 1, дясна страна). Имунохистохимични изследвания с анти-EGF-R антитяло не показват оцветяване в контролните трахеи. Животни сенсибилизирани както i.p. така и i.t., показват EGF-R оцветяване (Фигура 4В, от ляво), избирателно в клетки, които са оцветени положително с AB/PAS (Фигура 4В, отдясно). След трикратно въвеждане в трахеята на овалбумин (0.1%, ЮОмл), имунореактивностга на EGF-R е силно изявена в гоблетни и пред-гоблетни клетки (долу, в ляво), същите клетки, които се оцветяват положително с AB/PAS (долу в дясно). По този начин, един овалбуминен модел на астма показва нарастване на гоблетни клетки в клетки, които произвеждат EGF-R.Ovalbumin sensitization in rats induces the production of EGF-R and goblet cells. As it was declared that death from acute asthma was due to mucosal obstruction of the airways, a model of asthma was produced in pathogen-free rats. Injection of ovalbumin (10 mg, ip) on day 0 and day 10 did not stimulate goblet cell hyperplasia (Table 1). However, when this is followed by three times the introduction of ovalbumin into the trachea (it) (0.1% in 100 µl) on days 20, 22 and 24, with the animals being euthanized on day 26, the number of goblet and pre-goblet cells noticeably growing; the number of cells with cilia and base cells remained unchanged (Table 1, right side). Immunohistochemical studies with anti-EGF-R antibody showed no staining in the control trachea. Animals sensitized as i.p. both i.t., show EGF-R staining (Figure 4B, left), selectively in cells that are positively stained with AB / PAS (Figure 4B, right). After triple administration to the trachea of ovalbumin (0.1%, 100ml), EGF-R immunoreactivity is strongly expressed in goblet and pre-goblet cells (bottom, left), the same cells that stain positively with AB / PAS (bottom in right). Thus, an ovalbumin model of asthma shows an increase in goblet cells in cells that produce EGF-R.

Инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX1522) предотвратява производство на гоблетни клетки индуцирано от TNFa и EGF-R лиганди и от сенсибилизиране с овалбумин при плъхове. Тъй като BIBX 1522 предотвратява производството на муцин в култивирани клетки, влиянието на този инхибитор се изследва в плъхове без патоген. Оцветяване с AB/PAS, което нараства при внедряване в трахеята на TNFa, последвано от EGF-R лиганд TGFa, се подтиска по начин зависещ от дозата с предварително лечение с BIBX 1522 (3-30 мг/мл, ip; Фигура 5А). Внедряване трахейно на TNFa (да индуцира EGF-R), последвано от EGF-R лиганд TGFa, което води до ударна метаплазия на гоблетни клетки.An EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX1522) prevents the production of goblet cells induced by TNFα and EGF-R ligands and by sensitization with ovalbumin in rats. Because BIBX 1522 prevents the production of mucin in cultured cells, the effect of this inhibitor was tested in pathogen-free rats. AB / PAS staining, which increased upon incorporation into the trachea of TNFα, followed by EGF-R ligand TGFa, was suppressed in a dose-dependent manner with pre-treatment with BIBX 1522 (3-30 mg / ml, ip; Figure 5A). TNFα tracheal introduction (to induce EGF-R), followed by EGF-R ligand TGFa, leading to shock metaplasia of goblet cells.

При плъхове сенсибилизирани с овалбумин, едно предварително лечение с BIBX1522 (10 мг/мл, ip) подтиска напълно производството на гоблетни клетки (оценено с AB/PAS оцветяване; Фигура 5В). Животни на които е даден i.p. само овалбумин, демонстрират в бронхиалния епител малко AB/PAS-положително оцветяване. Животни, които първо са сенсибилизирани с OVA i.p., последвано от трикратно внедряване (i.t) в трахеята на OVA, демонстрират забележимо нарастване на AB/PASположително оцветяване.In ovalbumin-sensitized rats, one pre-treatment with BIBX1522 (10 mg / ml, ip) completely suppressed goblet cell production (estimated by AB / PAS staining; Figure 5B). Animals given i.p. ovalbumin alone, exhibit little AB / PAS-positive staining in the bronchial epithelium. Animals that were first sensitized with OVA i.p., followed by a threefold introduction (i.t) into the OVA trachea showed a marked increase in AB / PAS positive staining.

Тези изследвания показват, че когато EGF-R се стимулира от EGFR лиганди, се индуцира производство на гоблетни клетки, in vitro и in vivo, ефект, който се дължи на EGF-R и който се блокира от един инхибитор на EGF-R тирозин киназа. В един модел на астма с овалбумин, инхибиторът е ефективен също и за предотвратяване производството на гоблетни клетки.These studies indicate that when EGF-R is stimulated by EGFR ligands, the production of goblet cells, in vitro and in vivo, is induced, an effect due to EGF-R and which is blocked by an EGF-R tyrosine kinase inhibitor . In an ovalbumin model of asthma, the inhibitor is also effective in preventing the production of goblet cells.

Освен, че описват механизма за индуциране на гоблетни клетки, настоящите резултати предлагат последователност за развитие производството на гоблетни клетки на база изявата на EGF-R. Стимулиране с TNFa индуцира интензивно оцветяване на негранулирани секреционни клетки; тяхно последващо активиране от EGF-R лиганди предизвиква прогресивно оцветяване за мукозни гликоконюгати в цитоплазмата, а клетките се превръщат в “пред-гоблетни” и след това в “гоблетни” клетки. Внедряване на TNFa последвано от EGF-R лиганди индуцира производство на гоблетни клетки без да се променя общия брой епителни клетки, което предполага, че активирането на EGF-R предизвиква селективна диференциация (а не нарастване) на клетките. Откритията предполагат, че гоблетни клетки се извличат от негранулирани секреционни клетки, които изявяват EGF-R и се стимулрат от EGF-R лиганди, за да произвеждат муцин.In addition to describing the mechanism of goblet cell induction, the present results provide a sequence for the development of goblet cell production based on the expression of EGF-R. TNFα stimulation induces intense staining of unpelleted secretion cells; their subsequent activation by EGF-R ligands induces progressive staining for mucosal glycoconjugates in the cytoplasm, and the cells turn into "pre-goblet" and then "goblet" cells. TNFα incorporation followed by EGF-R ligands induces goblet cell production without altering the total number of epithelial cells, suggesting that activation of EGF-R induces selective cell differentiation (rather than growth). The findings suggest that goblet cells are derived from unpelleted secretory cells that express EGF-R and are stimulated by EGF-R ligands to produce mucin.

В пациенти, които са починали от остра астма, хиперплазия на гоблетни клетки и мукозно запушване са важни открития. В един миши модел на астма, се появява сенсибилизация на дихателните пътища след повторно внедряване на овалбумин, като се получава забележима хиперплазия на гоблетни клетки в дихателните пътища. Ние показваме, че EGF-R който не се изявява в контролиран епител от дихателен път, се изявява при сенсибилизирани животни. Оцветените клетки са предгоблетни и гоблетни, което предполага, че EGF-R е замесен в производството на гоблетни клетки. Предварително лечение с инхибитор на EGF-R терозин киназа рецептор (BIBX 1522) предотвратява производство на гоблетни клетки в дихателните пътища, като потвърждава ролята на активирането на EGF-R за производството на гоблетни клетки при експериментално развита астма.Important findings have been found in patients who have died of acute asthma, goblet cell hyperplasia and mucosal obstruction. In a murine model of asthma, respiratory sensitization occurs after re-implantation of ovalbumin, resulting in noticeable goblet cell hyperplasia in the respiratory tract. We show that EGF-R, which does not appear in the controlled airway epithelium, is manifested in sensitized animals. The stained cells are pre-goblet and goblet, suggesting that EGF-R is involved in the production of goblet cells. Pre-treatment with an EGF-R inhibitor terrosine kinase receptor (BIBX 1522) prevents the production of goblet cells in the airways, confirming the role of EGF-R activation in goblet cell production in experimentally developed asthma.

Настоящите резултати, включват пътя на EGF-R при хиперплазия на гоблетни клетки. Минали изследвания показват, че различни стимулатори като озон, серен диоксид, вируси, липополизахариди, фактор активиращ наслояване, и интерлукин-4 пререгулират изявата на муцин и секрецията. Настоящото изобретение осигурява механизъм за оценка връзката на тези възпалителни стимулатори със системата на EGF-R.The present results include the EGF-R pathway in goblet cell hyperplasia. Past studies have shown that various stimulants such as ozone, sulfur dioxide, viruses, lipopolysaccharides, an activating factor, and interlukin-4 overregulate mucin expression and secretion. The present invention provides a mechanism for evaluating the relationship of these inflammatory stimulators to the EGF-R system.

Астмата служи като пример за терапевтичната стратегия на изобретението: Нормален хуманен епител от дихателен път притежава отношение от 3-10 клетки с цилия към всяка гоблетна клетка. При астма, броят на гоблетните клетки може да бъде равен или да превишава клетките с цилия; при пациенти, които са починали в status asthmaticus, съществува 30-кратно нарастване на процентната площ заета от гоблетни клетки, в сравнение с броят им при пациенти починали от не-астматични респираторни заболявания. Подтискане производството на гоблетни клетки трябва да илиминира този източник на свръхсекреция. Тъй като жизненият цикъл на гоблетните клетки е неизвестен, времетраенето за разрешаване хиперплазията на гоблетни клетки с лечение, не може да се предскаже с точност. При отсъствие на понататъшно подлагане на алерген, хиперплазия на гоблетни клетки, в предварително сенсибилизирани мишки се решава в рамките на 50 дни, съвместно с други изяви на алергични възпаления. Подтискане активирането на EGFR, може много по-бързо да подтисне хиперплазия на гоблетни клетки, в зависимост от жизнената продължителност на гоблетните клетки. Наскоро, са оповестени инхибитори на ATP-конкурентна тирозин киназа с висока селективност. Инхибиторите на EGF-R тирозин киназа са оценени за лечение на усложнения свързани с изявата на EGF-R.Asthma serves as an example of a therapeutic strategy of the invention: A normal human airway epithelium has a ratio of 3-10 cells with cilia to each goblet cell. In asthma, the number of goblet cells may be equal to or greater than cells with cilia; in patients who died in status asthmaticus, there was a 30-fold increase in the percentage area occupied by goblet cells, compared to the number in patients who died from non-asthmatic respiratory disease. Suppression of goblet cell production should eliminate this source of over-secretion. Because the life cycle of goblet cells is unknown, the timing of resolving goblet cell hyperplasia with treatment cannot be predicted with accuracy. In the absence of further allergen exposure, goblet cell hyperplasia in pre-sensitized mice resolves within 50 days, in conjunction with other manifestations of allergic inflammation. Suppression of EGFR activation can suppress goblet cell hyperplasia much faster, depending on the life span of the goblet cells. Recently, inhibitors of ATP-competitive tyrosine kinase with high selectivity have been disclosed. EGF-R tyrosine kinase inhibitors have been evaluated for the treatment of complications associated with the expression of EGF-R.

Свръхсекрецията е главна изява на много хронични възпалителни заболявания на дихателните пътища. В настояще време, не съществува ефективна терапия за облекчаване симптомите и за спиране развитието на тези заболявания. Настоящите разкрития, осигуряват един механизъм и стратегия за терапия: посредством подтискане активирането на EGF-R, се предотвратява производството на гоблетни клетки. Инхибитори на активирането на EGF-R се предлагат като терапия при заболяване на дихателните пътища със свръхсекреция.Excess secretion is a major manifestation of many chronic inflammatory diseases of the respiratory tract. Currently, there is no effective therapy to alleviate the symptoms and stop the development of these diseases. The present disclosures provide one mechanism and strategy for therapy: by inhibiting the activation of EGF-R, the production of goblet cells is prevented. Inhibitors of EGF-R activation are offered as therapy for respiratory tract disease with over-secretion.

Пример 2Example 2

Роля на окисляващ стрес при производството на гоблетни клеткиRole of oxidative stress in the production of goblet cells

При хората, продължителното тютюнопушене се предполага да е свързано с развиващи се паталогични промени в периферните дихателни пътища, включващи хиперплазия на гоблетни клетки. По подобен начин, експериментални модели на тютюнопушене при животни са показали, че предизвикват хиперплазия на гоблетни клетки в дихателните пътища. При това, механизмът по който цигареният дим може да индуцира синтез на муцин е неизвестен. Следните данни демонстрират, че провъзпалителни, активирани от цитокин нутрофили и цигарен дим предизвикват синтез на муцин MUC5AC в хуманни бронхиални епителни клетки, чрез активация на EGF-R, която не зависи от лиганди. Тези резултати въвличат рекрутирани нутрофили и цигарен дим като регулатори на диференциация на епителни клетки, които могат да постигнат над нормално индуциране на клетки, произвеждащи муцин в дихателните пътища.In humans, long-term smoking is suspected to be associated with developing pathological changes in the peripheral airways, including goblet cell hyperplasia. Similarly, experimental models of smoking in animals have been shown to cause goblet cell hyperplasia in the airways. However, the mechanism by which cigarette smoke can induce mucin synthesis is unknown. The following data demonstrate that inflammatory cytokine-activated neutrophils and cigarette smoke induce mucin MUC5AC synthesis in human bronchial epithelial cells through ligand-independent activation of EGF-R. These results include recruited neutrophils and cigarette smoke as regulators of epithelial cell differentiation, which may achieve above normal induction of mucin-producing cells in the airways.

МетодиMethods

Изолиране на нутрофили. Хуманни нутрофили се пречистват от периферна кръв, получена от здрави хуманни донори. Изолиране на нутрофили се извършва със стандартни техники на градиентна сепарация Ficoll-Hypaque, утаяване на декстран, и хипотонолиза на електроцити. Клетките са >95% жизненоспособни доказано с трипан синя боя изключване. За да се предотврати замърсяване с ендотоксини, всички разтвори са прекарани през 0.1 цм филтър.Isolation of neutrophils. Human neutrophils are purified from peripheral blood obtained from healthy human donors. Isolation of neutrophils is performed using standard Ficoll-Hypaque gradient separation techniques, dextran precipitation, and electrocyte hypotonolysis. Cells are> 95% viable proven with trypan blue paint off. To prevent endotoxin contamination, all solutions were passed through a 0.1 µm filter.

Клетъчна култура. Клетки NC1-H292, една хуманна клетъчна линия от белодробна мукоепидермоидална карцинома, прорастват в среда RPMI 1640 съдържаща 10% ембрионален говежди серум, пеницилин (100 ед/мл), стрептомицин (100 μτ/мл) и Hepes (25 mM) при 37°С в овлажнен с 5% СО2 инкубатор с водна риза. 6 - кладенчета пластини за култури или 8-камерни слайди се използват за култивиране на клетките. В кофлуентно състояние, клетките се инкубират за 1 ч. само с нутрофили (106 клетки/мл), само с TNFa (рекомбиниран хуманен TNFa, 20 нг/мл, Genzyme, Cambridge, МА), само с IL-8 (хуманен рекомбиниран IL-8, ΙΟ'8 М, Genzyme), само с fMLP(10’8M, Сигма, Ст. Лоуис, МО), TNFa плюс нутрофили, IL-8 плюс нутрофили, fMLP плюс нутрофили, водороден пероксид (Н2О2, 200 μΜ), разтвор на цигарен дим или TNFa (рекомбиниранТОРа, 0.1-25 нг/мл, Calbiochem, San Diego, СА). След това клетките се измиват и инкубират само в прясна среда. Опитите са прекратени в предварително определени периоди от време (за тРНК, 6 ч. и 12 ч.; за протеин, 24 ч.). Като контроли, се инкубират клетки само в среда за същите периоди от време. В други изследвания с нутрофили, TNFa е избран като стимулатор, тъй като притежава найвисок потенциален ефект върху синтеза на MUC5AC. Клетки NH1-H292 се инкубират за 1 ч. с нутрофили, които са били инкубирани с TNFa (20 нг/мл) за 1 ч. и след това са измити със стерилен PBS, за да се избегне замърсяване със супернатант (състав плаващ отгоре на разтвора), (т.е. молекули освободени от нутрофили), или клетки NC1-H292 се инкубират само в супернатант. При изследвания за подтискане с инхибитори на EGF-R тирозин киназа, клетки NC1-H292 се обработват предварително с BIBX1522 (10 цг/мл, щедро предоставени от Boehringer Ingelheim Inc., Ingelheim, Germany) или тирфостин AG 1478 (10 μΜ, Calbiochem) 30 мин преди да се добави стимулатора. Също са изследвани ефектите от един селективен инхибитор от тирозин киназа рецептор на фактор на нарастване, извлечен от кръвни плочки (тирфостин А1, 100 μΜ, Calbiochem). При изследвания на подтискане с блокиращи антитела към EGF-R лиганди, супернатантите са обработени предварително с анти61Cell culture. NC1-H292 cells, a human cell line from lung mucoepidermoid carcinoma, sprouted in RPMI 1640 medium containing 10% fetal bovine serum, penicillin (100 U / ml), streptomycin (100 μτ / ml) and Hepes (25 mM) at 37 ° C in a 5% CO 2 humidified water jacket. 6-well culture plates or 8-chamber slides are used for cell cultivation. In the cofluent state, cells were incubated for 1 h only with neutrophils (10 6 cells / ml), with TNFα only (recombinant human TNFα, 20 ng / ml, Genzyme, Cambridge, MA), with IL-8 only (human recombined) IL-8, ΙΟ ' 8 M, Genzyme), only with fMLP (10' 8 M, Sigma, St. Louis, MO), TNFα plus neutrophils, IL-8 plus neutrophils, fMLP plus neutrophils, hydrogen peroxide (H 2 O 2 , 200 μΜ), a solution of cigarette smoke or TNFα (recombinantTORa, 0.1-25 ng / ml, Calbiochem, San Diego, CA). The cells are then washed and incubated in fresh medium only. Experiments were terminated at predetermined time periods (for mRNA, 6 h and 12 h; for protein, 24 h). As controls, cells were incubated only in medium for the same periods of time. In other neutrophil studies, TNFα was selected as a stimulant because it has the highest potential effect on MUC5AC synthesis. NH1-H292 cells were incubated for 1 hour with neutrophils, which were incubated with TNFα (20 ng / ml) for 1 hour and then washed with sterile PBS to avoid contamination with the supernatant (floating composition above). solution), (i.e. molecules released from neutrophils), or NC1-H292 cells are incubated only in the supernatant. In suppression studies with EGF-R tyrosine kinase inhibitors, NC1-H292 cells were pretreated with BIBX1522 (10 µg / ml, generously provided by Boehringer Ingelheim Inc., Ingelheim, Germany) or tirfostin AG 1478 (10 μΜ, Calbiochem). 30 min before the stimulator is added. The effects of a selective tyrosine kinase inhibitor of growth factor derived from platelets (tyrphostin A1, 100 μΜ, Calbiochem) were also investigated. In inhibition studies with blocking antibodies to EGF-R ligands, the supernatants were pretreated with anti61

TNFa антитяло (Calbiochem), или анти-EGF антитяло за 30 мин, и след това се добавят към клетки NC1-H292. Ролята на радикали без кислород се изследва, като се използват прибавки от радикал без кислород DMSO (1% Sigma); 1,3-диметил-2-тиоуреа (DMTU, 50 mM, Sigma) или супероксид дисмутаза (SOD, 300 ед/мл, Sigma).TNF? Antibody (Calbiochem) or anti-EGF antibody for 30 min, and then added to NC1-H292 cells. The role of oxygen-free radicals was investigated using the addition of oxygen-free radical DMSO (1% Sigma); 1,3-dimethyl-2-thiourea (DMTU, 50 mM, Sigma) or superoxide dismutase (SOD, 300 units / ml, Sigma).

Изготвяне на разтвор от цигарен дим. За изследването са използвани публикации в Research cigarettes (code2Rl, produced for the University of Kentucky Tobacco and Health Research Foundation). Разтвор на цигарен дим е проготвен както бе описано по-рано (Dusser et al. (1989) J. Clin. Invest. 84:900-906). Ha кратко, цигарен дим се изтегля в спринцовка от полипропилен (35 мл) с дебит едно издухване/мин и бавно се вкарва на мехурчета в 20 мл от RPMI1640 съдържащ 50 тМ буфер от Hepes. След това разтворът от дима се титрува до pH 7.4 и се използва веднага след приготвяне.Preparation of a solution of cigarette smoke. Research cigarettes (code2Rl, produced for the University of Kentucky Tobacco and Health Research Foundation) were used for the study. A cigarette smoke solution was prepared as described previously (Dusser et al. (1989) J. Clin. Invest. 84: 900-906). For a short time, cigarette smoke was withdrawn into a polypropylene syringe (35 ml) at one blow / min flow rate and slowly bubbled into 20 ml of RPMI1640 containing 50 mM Hepes buffer. The smoke solution was then titrated to pH 7.4 and used immediately after preparation.

Онагледяване на мукозни гликоконюгати и MUC5AC протеин в клетки NCI-H292. В края на експериментите, клетките прораснали в 8камерни слайди се фиксират в 4% параформалдехид за 1 ч. и след това се оцветяват с Алцийско синьо/периодичен кислинен- Schiff (PAS), за да се онагледят мукозните гликоконюгати, или се използват за имуноцитохимия на MUC5AC. За имуноцитохимия на MUC5AC, като разредител за антитялото се използва PBS съдържащ 0.05% Tween 20, 2% нормален серум от коза и Levamisol (2 mM). Клетки се инкубират с mAb от мишки към MUC5AC (клон 45 Ml, 1:200, Neo Markers, Fremont, СА) за 1 ч. при стайна температура, след което се измиват 3 пъти с PBS за отделяне на излишното първично антитяло. След това, клетките се инкубират с биотинилиран конски анти-миши IgG (Vector Laboratories Inc., Burlingame, СА) при разреждане 1:200 за 1 ч. при стайна пШМЙЙ температура. Свързаното антитяло се онагледява съгласно стандартен протокол за комплексен метод за авидин-биотин-алкална фосфатаза.Illustration of mucosal glycoconjugates and MUC5AC protein in NCI-H292 cells. At the end of the experiments, cells grown in 8-chamber slides were fixed in 4% paraformaldehyde for 1 h and then stained with Alcian blue / periodic acid-Schiff (PAS) to illustrate mucosal glycoconjugates or used for immunocytochemistry of MUC5AC. For immunocytochemistry of MUC5AC, PBS containing 0.05% Tween 20, 2% normal goat serum and Levamisol (2 mM) was used as the antibody diluent. Cells were incubated with mAb from mice to MUC5AC (clone 45 Ml, 1: 200, Neo Markers, Fremont, CA) for 1 h at room temperature, then washed 3 times with PBS to remove excess primary antibody. The cells were then incubated with biotinylated equine anti-mouse IgG (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) at a dilution of 1: 200 for 1 hour at room temperature. The bound antibody is illustrated according to a standard protocol for a complex method for avidin-biotin-alkaline phosphatase.

Хибридизация на място за хуманен MUC5AC ген. Един 298 Ьр сДНК фрагмент от хуманен MUC5AC се вмества в ТА клонинг вектор (Invitrogen, San Diego, СА). Приготвянето на РНК проби и хибридизация in situ се извършват, както е описано по-горе.In situ hybridization for the human MUC5AC gene. One 298 bp cDNA fragment of human MUC5AC was inserted into a TA clone vector (Invitrogen, San Diego, CA). The preparation of RNA samples and in situ hybridization were performed as described above.

Имунно изследване на протеин MUC5AC. Протеин MUC5AC се измерва, както е описано по-горе. Накратко, клетъчни лизити се приготвят с PBS при многобройни разреждания, и 50 рл от всяка проба се инкубират с буфер на биотин-карбонат (50 рл) при 40°С в 96-кладенчета пластини (Maxisorp Nunc, Fisher Scientific, Santa Clara, СА), докато се изсушат. Пластините се измиват трикратно с PBS и се блокират с 2% BSA (фракция V, Sigma) за 1 ч. при стайна температура. Пластините отново се измиват трикратно с PBS, след което се инкубират с 50 рл от моноклонално MUC5AC антитяло от мишка (1:100), което е разредено с PBS, съдържащ 0.05% Tween 20. След 1 ч., кладенчетата се измиват трикратно с PBS и 100 рл пероксидаза от хрян-коза анти-миши IgG конюгат (1:10 000, Sigma) се разпръсква във всяко кладенче. След 1 ч., пластините се измиват трикратно с PBS. С ТМВ разтвор на пероксидаза (Kirkegaard & Perry Laboratories, Gaitherburg, MD) се развива цветна реакция, която се спира с 2N H2SO4. Абсорбиране се отчита при 450 нм.Immunoassay of the MUC5AC protein. The MUC5AC protein was measured as described above. Briefly, cell lysates were prepared with PBS at multiple dilutions, and 50 µl of each sample were incubated with biotin carbonate buffer (50 µl) at 40 ° C in 96-well plates (Maxisorp Nunc, Fisher Scientific, Santa Clara, CA ) until they are dried. The plates were washed three times with PBS and blocked with 2% BSA (fraction V, Sigma) for 1 h at room temperature. The plates were again washed three times with PBS, then incubated with 50 µl of mouse monoclonal MUC5AC antibody (1: 100) diluted with PBS containing 0.05% Tween 20. After 1 h, the wells were washed three times with PBS and 100 µl of horseradish peroxidase anti-mouse IgG conjugate (1:10 000, Sigma) was sprayed into each well. After 1 h, the plates were washed three times with PBS. A TMV peroxidase solution (Kirkegaard & Perry Laboratories, Gaitherburg, MD) developed a color reaction which was quenched with 2N H2SO4. Absorption was read at 450 nm.

Количествен анализ на TGFa протеин. TGFa протеин се измерва като се използва комплект наличен на пазара за ELISA (Sigma), като се следват инструкциите на производителя. Супернатант (състав отделен по повърхността) се извлича след инкубация на нутрофили с TNFa (20 нг/мл) за 1 ч. се смесва с лизитен буфер PBS, съдържащ 1% Triton Х-100,Quantitative analysis of TGFα protein. TGFα protein was measured using a commercially available ELISA kit (Sigma) following the manufacturer's instructions. The supernatant (surface-separated composition) was recovered after incubation of the neutrophils with TNFα (20 ng / ml) for 1 h, mixed with PBS lysis buffer containing 1% Triton X-100,

1% натриев деоксихолат и няколко инхибитора на протеаза, (Complete1% sodium deoxycholate and several protease inhibitors, (Complete

Mini, Boehringer Mannheim, Germany), след което се използва за измерване на TGFa.Mini, Boehringer Mannheim, Germany), then used to measure TGFα.

Имуноутаяване за EGF-R протеин и имунооцветяване за тирозин фосфорилация. Клетките се оставят в условия на серумен глад за 24 ч., след което се стимулират с TGFa, Н2О2 или супернатант от активирани нутрофили за 15 мин. След стимулиране, клетките се лизират и инкубират за 30 мин. в орбитален шейкър при 4°С. За да се отдели неразтворимия материал, клетъчните лизати се центрофугират при 14 000 об/мин. за 5 мин. при 4°С. Аликвоти от супернатанти, съдържащи еднакви количества от протеин се имуноутаяват с антитяло на анти-EGF рецептор (поликлон, Ab4, Calbiochem) и 20 рл от протеин А-агароза (Santa Cruz) за 2 ч. при 4°С. Утайките се измиват трикратно с 0.5 мл от лизитен буфер, суспендират се в буфер от проба на SDS, и се кипват за 5 мин. Протеините се отделят от SDS-PAGE в 8% акриламид гел. Полученият в резултат гел се балансира в един преходен буфер: 25 тМ Tris-HCl, 192 тМ глицин, 20% (vol/vol) метанол, pH 8.3. След което, протеините се прехвърлят посредством електрофореза върху нитроцелулозни мембрани (0.22 рм), блокирани с 5% обезмаслено бито мляко в PBS, съдържащ 0.05% Tween 20, за една нощ, след което се инкубират с моноклонално анти-фосфотирозин антитяло (1:100, Santa Cruz) за 1 ч. Свързаното антитяло се онагледява съгласно стандартен протокол за комплексен метод на авидин-биотин-алкална фосфатаза (ABC kit, Vector Laboratories).Immunostaining for EGF-R protein and immunostaining for tyrosine phosphorylation. The cells were left under serum starvation for 24 h, then stimulated with TGFα, H 2 O 2 or supernatant of activated neutrophils for 15 min. After stimulation, the cells were lysed and incubated for 30 min in an orbital shaker at 4 h. ° C. To remove the insoluble material, the cell lysates were centrifuged at 14,000 rpm. for 5 min at 4 ° C. Aliquots of supernatants containing equal amounts of protein were immunoprecipitated with an anti-EGF receptor antibody (polyclon, Ab4, Calbiochem) and 20 µl of protein A-agarose (Santa Cruz) for 2 h at 4 ° C. The precipitates were washed three times with 0.5 ml of lysis buffer, suspended in SDS sample buffer, and refluxed for 5 min. The proteins were separated from SDS-PAGE in 8% acrylamide gel. The resulting gel was equilibrated in one transition buffer: 25 mM Tris-HCl, 192 mM glycine, 20% (vol / vol) methanol, pH 8.3. Subsequently, the proteins were transferred by electrophoresis to nitrocellulose membranes (0.22 pm) blocked with 5% skim milk in PBS containing 0.05% Tween 20 overnight and then incubated with a monoclonal anti-phosphotyrosine antibody (1: 100 , Santa Cruz) for 1 h. The bound antibody was visualized according to a standard protocol for the avidin-biotin-alkaline phosphatase complex method (ABC kit, Vector Laboratories).

Статистика. Всички данни са изразени като средни +/- SEM. За определяне на статистически значими разлики между групите се използва еднократен анализ на променливата. За да се внесе корекция за сравнение на множествата, когато се определят статистически значимости в анализа на променливата се използва F тест на Scheffe.Statistics. All data are expressed as mean +/- SEM. A one-way analysis of the variable is used to determine statistically significant differences between the groups. A Scheffe F test is used to adjust the comparison of sets when determining statistical significance in the variable analysis.

Приета е вероятност по-малка от 0.05 за нулевата хипотеза, като показател за статистически значима разлика.A probability of less than 0.05 was assumed for the null hypothesis as an indicator of a statistically significant difference.

РезултатиResults

Активирани нутрофили предизвикват синтез на муцин MUC5AC. Когато нутрофили със стимулатор, който активира нутрофили (IL-8, fMLP, TNFa) се инкубират с клетки NC1-H292 за 1 ч., синтезата на MUC5AC протеин значително нараства в рамките на 24 ч., докато нестимулирани нутрофили (106/мл), IL-8 самостоятелно или fMLP самостоятелно не демонстрират ефект върху синтеза на MUC5AC; инкубиране с TNFa самостоятелно, предизвиква малко, незначително нарастване на синтеза на MUC5AC. Когато нутрофили се инкубират предварително за 1 ч. с TNFa, след което нутрофилите и техен супернатант се отделят, последващо инкубиране на супернатант за 1 ч. с клетки NC1-H292 пререгулира изявата на MUC5AC ген в рамките на 12 ч. и стимулира оцветяване с AB/PAS и с едно антитяло към MUC5AC протеин за 24 ч; почиващите NC1-H292 клетки показват малка изява на MUC5AC ген и малко, петнисто оцветяване от AB/PAS и MUC5AC протеин. Синтеза на MUC5AC протеин индуциран от супернатанта, е увеличен значително спрямо контролата; нутрофили отделени от супернатанта, след инкубиране са без ефект. Заключва се, че активирани нутрофили бързо секретират един активен продукт, който предизвиква синтез на MUC5AC.Activated neutrophils induce the synthesis of MUC5AC mucin. When neutrophils with a stimulator that activates neutrophils (IL-8, fMLP, TNFα) are incubated with NC1-H292 cells for 1 h, the synthesis of MUC5AC protein is significantly increased within 24 h while unstimulated neutrophils (10 6 / ml ), IL-8 alone or fMLP alone did not demonstrate an effect on MUC5AC synthesis; incubation with TNFα alone causes a small, insignificant increase in MUC5AC synthesis. When the neutrophils were pre-incubated for 1 hour with TNFα, after which the neutrophils and their supernatant were separated, subsequent incubation of the supernatant for 1 hour with NC1-H292 cells upregulated the expression of the MUC5AC gene within 12 hours and stimulated AB staining. / PAS and with one antibody to MUC5AC protein for 24 h; resting NC1-H292 cells showed a small expression of the MUC5AC gene and a small, spotty staining of AB / PAS and MUC5AC protein. The synthesis of MUC5AC protein induced by the supernatant was significantly increased compared to the control; neutrophils separated from the supernatant after incubation have no effect. It is concluded that activated neutrophils rapidly secrete an active product that induces MUC5AC synthesis.

Инхибиторите на EGF-R тирозин киназа предотвратява синтез на MUC5AC индуциран от супернатант на активирани нутрофили. Тъй като е известно, че EGF-R лиганди предизвикват синтез на MUC5AC в клетки НС1-Н292 посредством активиране на EGF-R тирозин киназа, се изследва ролята на активирането на EGF-R в синтеза на MUC5AC, индуциран от супернатант на активирани нутрофили. Предварително третиране на клетки NCI-H292 със селективни инхибитори на EGF-R тирозин киназа (BIBX1522, AG1478), предотвратява синтез на MUC5AC протеин, който обикновено се индуцира от супернатанта на активирани нутрофили. Един селективен, извлечен от кръвни плочки, инхибитор на рецептора на фактора за нарастване на киназа (AG1295) и негативен контрол за тирфостини (А1) не дадоха ефект. Тези резултати въвличат активирането на EGF-R тирозин киназа в синтеза на MUC5AC индуциран от супернатанта на активираните нутрофили.EGF-R tyrosine kinase inhibitors prevent MUC5AC synthesis induced by a supernatant of activated neutrophils. As EGF-R ligands are known to induce MUC5AC synthesis in HCl-H292 cells by activating EGF-R tyrosine kinase, the role of EGF-R activation in MUC5AC synthesis induced by a supernatant of activated neutrophils is examined. Pre-treatment of NCI-H292 cells with selective EGF-R tyrosine kinase inhibitors (BIBX1522, AG1478) prevents the synthesis of MUC5AC protein, which is usually induced by the supernatant of activated neutrophils. A selective, platelet-derived, kinase growth factor receptor (AG1295) inhibitor and a negative control for tyrphostins (A1) did not work. These results include the activation of EGF-R tyrosine kinase in the synthesis of MUC5AC induced by the supernatant of activated neutrophils.

Роля на EGF-R лиганди секретирани в супернатанта на активирани нутрофили при синтез на MUC5AC. За да се определи, дали активирането на EGF-R тирозин киназа зависи от EGF-R лиганди (EGF TGFa), супернатант на активирани нутрофили се инкубира предварително с неутрализиращи антитела в EGF-R лиганди. Предварителната обработка на супернатанта с анти-TGFa антитяло или с анти-EGF антитяло, не подтиска синтеза на MUC5AC, индуциран от супернатанта на активирани нутрофили. Още повече, TGFa не се открива в супернатанта. По този начин EGF-R тирозин фосфорилация предизвикана от супернатанта на активирани нутрофили се индуцира от един механизъм, който е независим от EGF-R лигандите, EGF и TGFa.Role of EGF-R ligands secreted in the supernatant of activated neutrophils in MUC5AC synthesis. To determine whether activation of EGF-R tyrosine kinase is dependent on EGF-R ligands (EGF TGFα), a supernatant of activated neutrophils is pre-incubated with neutralizing antibodies in EGF-R ligands. Pretreatment of the supernatant with anti-TGFα antibody or with anti-EGF antibody does not suppress MUC5AC synthesis induced by the supernatant of activated neutrophils. Moreover, TGFα is not detected in the supernatant. Thus, EGF-R tyrosine phosphorylation induced by the supernatant of activated neutrophils is induced by a mechanism that is independent of EGF-R ligands, EGF and TGFα.

Цигарен дим и радикали без кислород предизвикват синтез на MUC5AC. Цигарен дим и радикали без кислород, НгО2, пререгулират изявата на MUC5AC ген в рамките на 12 ч., както и TGFa. По подобен начин, всички стимулатори увеличават синтеза на MUC5AC протеин и производството на мукозен гликоконюгат в рамките на 24 ч. - ефекти които се проявяват по начин, който не зависи от дозирането. Максималният синтез на MUC5AC като реакция спрямо Н2О2 е значително по-малък от реакцията спрямо TGFa. Предварителна обработка с AG1478 предотвратява нарастване синтеза на MUC5AC протеин индуциран от всички стимулатори, което показва, че стимулаторите предизвикват синтез на муцин под въздействието на EGFR тирозин киназа. Синтези на MUC5AC причинени от супернатант на активирани нутрофили, цигарен дим и Н2О2 се подтискат значително от предварителна обработка с добавка на свободни радикали (DMSO и DMTU) и SOD, но синтеза на MUC5AC протеин от TGFa не се влияе от DMSO или SOD.Cigarette smoke and oxygen-free radicals induce MUC5AC synthesis. Cigarette smoke and the oxygen free radicals, Ngo 2 upregulate the expression of MUC5AC gene within 12 h., And TGFa. Similarly, all stimulants increase the synthesis of MUC5AC protein and the production of mucosal glycoconjugate within 24 hours - effects that manifest themselves in a dose-independent manner. The maximum synthesis of MUC5AC in response to H2O2 is significantly less than the reaction against TGFα. Pretreatment with AG1478 prevents the increase in synthesis of MUC5AC protein induced by all stimulators, indicating that the stimulants induce mucin synthesis under the influence of EGFR tyrosine kinase. Syntheses of MUC5AC caused by a supernatant of activated neutrophils, cigarette smoke and H2O2 are significantly inhibited by free radical pretreatment (DMSO and DMTU) and SOD, but the synthesis of MUC5AC protein by TGFα is not affected by DMSO or SOD.

Индуциране на тирозин фосфорилация на EGF-R супернатант от активирани нутрофили и от Н2О2. Разпределението на EGF-R протеин в контролни условия на серумен глад и във всички стимулирани условия (супернатант от активирани нутрофили, цигарен дим, Н2О2 и TGFa) е подобно. Цялостна фосфорилация на протеин тирозин се появява в рамките на 15 мин. след добавяне на активирани нетруфили, цигарен дим, Н2О2 или TGFa; за контрола при серумен глад не се демонстрира ефект. Цялостната протеин тирозин фосфорилация, индуцирана от TGFa е по-голяма от ефекта при супернатант от активирани нутрофили, цигарен дим или Н2О2. За да се определи дали EGF-R е фосфорилатиран, се провежда имуноутаяване с анти-EGF-R антитяло: Супернатант от активирани нутрофили, разтворими продукти от цигарения дим и Н2О2, всички те индуцират EGF-R специфична тирозин фосфорилация в рамките на 15 мин., ефект който е подобен на този предизвикан от TNFa. Предварителна обработка на клетки NC1-H292 с AG1478 подтискат EGFR тирозин фосфорилация с всички стимулатори. Супернатант инхибиран с DMSO-, цигарен дим-, и Н2О2- индуцира EGF-R тирозин фосфорилация, s << -X ί но DMSO няма никакъв ефект върху индуцирана от TGFa, EGF-R тирозин фосфорилация.Induction of tyrosine phosphorylation of EGF-R supernatant by activated neutrophils and H 2 O 2 . The distribution of EGF-R protein in serum starvation control conditions and in all stimulated conditions (supernatant of activated neutrophils, cigarette smoke, H 2 O 2 and TGFα) is similar. Complete phosphorylation of protein tyrosine occurs within 15 min after the addition of activated neutrophils, cigarette smoke, H2O2 or TGFα; no effect was demonstrated for control in serum starvation. Total protein tyrosine phosphorylation induced by TGFα is greater than the effect on the supernatant of activated neutrophils, cigarette smoke or H 2 O 2 . To determine whether EGF-R is phosphorylated, immunoprecipitation is performed with anti-EGF-R antibody: Supernatant of activated neutrophils, soluble products of cigarette smoke and H 2 O 2 , all induce EGF-R specific tyrosine phosphorylation within 15 min, an effect similar to that induced by TNFα. Pretreatment of NC1-H292 cells with AG1478 suppresses EGFR tyrosine phosphorylation with all stimuli. The supernatant inhibited by DMSO-, cigarette smoke-, and H2O2- induced EGF-R tyrosine phosphorylation, s << -X ί, but DMSO had no effect on TGFα-induced EGF-R tyrosine phosphorylation.

Горните резултати показват, че нутрофилите предизвикват синтез на муцин MUC5AC в клетки NC1-H292, когато те се активират с IL-8, fMLP, или TNFa. Още повече, супернатанта, който се събира 1 ч. след инкубацията на нутрофили с TNFa предизвиква синтез на MUC5AC, ефект, който се подтиска от селективни инхибитори на EGF-R тирозин киназа. Подтискането на EGF-R напълно блокира синтеза на MUC5AC, предизвикан от супернатанта от активирани нутрофили; без ефект са: един инхибитор на тирозин киназа без EGF-R, един селективен инхибитор на киназа извлечен от кръвни плочки, действащ на рецептора за фактора на растеж (AG1295) и един отрицателен контрол за тирфостини (А1), като EGF-R тирозин фосфорилацията се очертава като сигналната посока за синтез на MUC5AC, индуциран от супернатант от активирани нутрофили.The above results indicate that neutrophils induce the synthesis of MUC5AC mucin in NC1-H292 cells when activated by IL-8, fMLP, or TNFα. Moreover, the supernatant collected 1 h after incubation of the neutrophils with TNFα induces the synthesis of MUC5AC, an effect that is suppressed by selective inhibitors of EGF-R tyrosine kinase. Suppression of EGF-R completely blocks the synthesis of MUC5AC induced by the supernatant of activated neutrophils; no effect are: one tyrosine kinase inhibitor without EGF-R, one selective platelet-derived kinase inhibitor acting on the growth factor receptor (AG1295) and one negative control for typhostins (A1), such as EGF-R tyrosine phosphorylation is outlined as the signaling direction for MUC5AC synthesis induced by a supernatant of activated neutrophils.

За по-нататъшен анализ на механизма, по който супернатанти от активирани нутрофили индицират EGF-R тирозин фосфорилация, се изследват както лиганд-зависимите, така и лиганд-независимите EGF-R пътища. Първо, ние измерихме TGFa в супернатанта от активирани нутрофили, като се откри, че супернатанта не съдържа измерими количества от TGFa. Предишни публикации показват, че нутрофилите съдържат само ниски концентрации (2.5 pg/106 клетки) от TGFa. Ефектът на супернатант от активирани нутрифили върху синтеза на MUC5AC е със сила равна на ефекта от 1 нг от TGFa, което е 400 пъти по-високо от количеството TGFa открито в нутрофили. Второ, извършихме изследвания за блокиране с неутрализиращи антитела на EGF-R лиганди: Предварителната обработка с неутрализиращи антитела на EGF и TGFa не можа да подтисне синтеза на MUC5AC предизвикан от супернатанта от активирани нутрофили. Тези резултати предполагат, че синтеза на MUC5AC индуциран от супернатант от нутрофили не се дължи на секрета от EGF-R лиганди (TGFa и EGF) от нутрофили. По-нататък, ние изследвахме лиганд-независимия път: Тъй като е известно, че по време на активиране на нутрофили се отделят радикали без кислород, като е известно, че те предизвикват преходно активиране на EGF-R тирозин киназа в различни клетки, нашата хипотеза е, че освобождаването на радикали без кислород от активирани нутрофили, предизвиква EGF-R тирозин фосфорилация и в резултат синтез на MUC5AC в клетки NC1Н292. Добавки от свободни радикали (DMSO и DMTU) и SOD подтискат синтеза на MUC5AC от супернатанта от активирани нутрофили. Докладвано е, че TNF предизвиква окислителен бум в нутрофили в суспензия, с максимална реакция в рамките на 1 ч.; настоящите резултати демонстрират подобно време за изява.For further analysis of the mechanism by which supernatants from activated neutrophils indicate EGF-R tyrosine phosphorylation, both ligand-dependent and ligand-independent EGF-R pathways were examined. First, we measured TGFα in the supernatant of activated neutrophils, finding that the supernatant did not contain measurable amounts of TGFα. Previous publications have shown that neutrophils contain only low concentrations (2.5 pg / 10 6 cells) of TGFα. The effect of the supernatant of activated neutrophils on the synthesis of MUC5AC has a force equal to the effect of 1 ng of TGFα, which is 400 times greater than the amount of TGFα detected in neutrophils. Second, we performed blocking studies with neutralizing antibodies to EGF-R ligands: Pretreatment with neutralizing antibodies to EGF and TGFα could not suppress MUC5AC synthesis induced by the supernatant of activated neutrophils. These results suggest that the synthesis of MUC5AC induced by the supernatant of neutrophils is not due to the secretion of EGF-R ligands (TGFα and EGF) by neutrophils. Further, we investigated the ligand-independent pathway: Since it is known that oxygen-free radicals are released during neutrophil activation, it is known that they cause transient activation of EGF-R tyrosine kinase in different cells, our hypothesis is that the release of oxygen-free radicals from activated neutrophils induces EGF-R tyrosine phosphorylation and, as a result, synthesis of MUC5AC in NC1H292 cells. Free radicals (DMSO and DMTU) and SOD suppress the synthesis of MUC5AC from the supernatant of activated neutrophils. TNF has been reported to cause oxidation boom in neutrophils in suspension, with a maximum response within 1 hour; the present results demonstrate a similar time for expression.

В настоящото изследване, екзогенен Н2О2, един основен продукт, който се освобождава от нутрофили по време на окислителен бум, предизвиква синтез на MUC5AC в клетки NC1-H292. Като максималната реакция към Н2О2 в синтеза на MUC5 АС е само наполовина от реакцията към TGFa. Едно значително откритие на настоящото изобретение е факта, че цигареният дим, самостоятелно предизвиква синтез на MUC5AC. Това преполага, че цигареният дим може да причини синтез на MUC5AC in vivo, както при директно стимулиране, така и при индиректно стимулиране, предизвикани от рекрутиране на нутрофили. Конкретните молекули в цигарения дим предизвикващи синтез на MUC5AC все още не са ясни. Показано е, че цигареният дим съдържа множество от продукти (напр. никотин, катран, акролеин и оксиданти). В нашите експерименти, DMSO и SOD частично подтискат синтеза на MUC5AC индуциран от цигарения дим. По този начин, стрес от оксиданти може да бъде един механизъм за получаване на тази реакция.In the present study, exogenous H2O2, a major product that is released by neutrophils during an oxidative boom, induces MUC5AC synthesis in NC1-H292 cells. Having the maximum reaction to H2O2 in the synthesis of MUC5 AC is only half the reaction to TGFα. A significant discovery of the present invention is the fact that cigarette smoke alone induces the synthesis of MUC5AC. This suggests that cigarette smoke can cause synthesis of MUC5AC in vivo, both on direct stimulation and on indirect stimulation induced by neutrophil recruitment. The specific molecules in the cigarette smoke causing MUC5AC synthesis are not yet clear. Cigarette smoke has been shown to contain many products (eg nicotine, tar, acrolein and oxidants). In our experiments, DMSO and SOD partially suppressed cigarette smoke induced MUC5AC synthesis. Thus, oxidant stress may be one mechanism for producing this reaction.

Фактът, че синтеза на MUC5AC индуциран от цигарен дим, напълно се блокира от инхибитори на EGF-R тирозин киназа, показва, че активирането на EGF-R играе главна роля в синтеза на MUC5AC предизвикан от цигарен дим.The fact that cigarette smoke induced MUC5AC synthesis is completely blocked by EGF-R tyrosine kinase inhibitors indicates that EGF-R activation plays a major role in cigarette smoke induced MUC5AC synthesis.

При заболявания на дихателните пътища, нутрофилното възпаление на дихателни пътища е обща особеност, като нутрофилите се рекрутират и активират от цитокини и от цигарен дим. Настоящите изследвания показват, че рекрутираните нетрофили и цигарен дим също действат като регулатори на диференциация на епителни клетки, от което се получава индукция на клетки произвеждащи в дихателните пътища. Най-важното е, че подтискане активирането на EGF-R ще бъде полезно като терапия на заболявания на дихателните пътища със свръхсекреция.In respiratory diseases, neutrophilic inflammation of the respiratory tract is a common feature, with neutrophils being recruited and activated by cytokines and cigarette smoke. Current studies show that recruited neutrophils and cigarette smoke also act as regulators of epithelial cell differentiation, resulting in the induction of airway-producing cells. Most importantly, suppression of EGF-R activation will be useful as a treatment for over-secretion of respiratory diseases.

Пример 3Example 3

Нараняването на епитела в дихателните пътища предизвиква метаплазия на гоблетни клеткиInjury of the epithelium in the airways causes metaplasia of goblet cells

Като хипотеза се твърди, че агарозни тапи внедрени в дихателните пътища се настаняват хронично в бронхите без да им пречат, както и това, че присъствието на тапите ще предизвика възпаления, от които се получава матаплазия на гоблетни клетки. Показано е, че тапи от агароза индуцират забележимо локално производство на гоблетни клетки, както е показано с AB/PAS-положително оцветяване и изява на муцин MUC5AC ген, свързано с локално рекрутиране на възпалителни клетки. Резултатите ангажират активирането на EGF-R в метаплазия на гоблетни клетки индуцирана от запушване.As a hypothesis, it is claimed that agarose plugs implanted in the airways are chronically housed in the bronchi without interfering with them, and that the presence of the plugs will cause inflammation, which results in goblet cell mataplasia. Agarose plugs have been shown to induce noticeable local production of goblet cells, as shown by AB / PAS-positive staining and expression of the mucin MUC5AC gene associated with local recruitment of inflammatory cells. The results engage the activation of EGF-R in goblet cell metaplasia induced by blockage.

МетодиMethods

Животни. Протоколът от експерименти с животни е одобрен от Комитета за изследване на животни към Калифорнийския университет в Сан Франциско. Използвани са специфични, без патогени, мъжки плъхове F344 (с телесно тегло от 230 до 250 г, Simonsen Lab. Gilroy, СА).Animals. The animal experiment protocol was approved by the Animal Research Committee of the University of California, San Francisco. Specific pathogen-free male R344 rats (weighing 230 to 250 g, Simonsen Lab. Gilroy, CA) were used.

Плъховете са настанени в клетки BioClean, без патогени, с контрол на околната среда през смукателен чадър за ламинарен поток; животните имат свободен достъп до стерилна храна и вода.Rats were housed in BioClean cells, free of pathogens, with environmental control through a laminar flow suction umbrella; animals have free access to sterile food and water.

Лекарства. Използвани са лекарства от следните източници: циклофосфамид (Sigma, St Louis, МО), метохекситал натрий (Brevital, Jones Medical Industries, Inc., St. Louis, МО), пентобарбитал натрий (Nembutal, Abbott Lab., North Chicago, IL); BIBX 1522, селективен инхибитор на EGF-R тирозин киназа (щедро предоставен от Boehringer Ingelheim, Inc., Ingelheim, Germany), е разтворен в следния разтвор: 2 мл полиетилен гликол 400 (Sigma, St. Louis, МО), 1мл 0.1 N НС1, и 3 мл 2% разтвор на манитол във вода (pH 7.0). NPC 15669 (инхибитор на левкоцитна подвижност), е щедро предоставен от Scios Nova, Inc., Mountain View, CA.Medicines. Medicines from the following sources were used: cyclophosphamide (Sigma, St Louis, MO), methohexital sodium (Brevital, Jones Medical Industries, Inc., St. Louis, MO), pentobarbital sodium (Nembutal, Abbott Lab., North Chicago, IL) ; BIBX 1522, a selective EGF-R tyrosine kinase inhibitor (generously provided by Boehringer Ingelheim, Inc., Ingelheim, Germany), was dissolved in the following solution: 2 ml polyethylene glycol 400 (Sigma, St. Louis, MO), 1 ml 0.1 N HCl, and 3 ml of a 2% solution of mannitol in water (pH 7.0). NPC 15669 (leukocyte motility inhibitor), is generously provided by Scios Nova, Inc., Mountain View, CA.

Тапи от агароза. Тапи от агароза (0.7-0.8 мм в диаметър) са направени от 4% агароза тип II среда ЕЕО (Sigma, St. Louis, МО) в стерилен, буфериран с фосфат солен разтвор (PBS). За да се онагледят агарозните тапи в тъканта, се добавя 3% суспензия Монастрално синьо В (Sigma, St. Louis, МО) след стапяне на агарозата при 50°С.Agarose plugs. Agarose plugs (0.7-0.8 mm in diameter) were made from 4% agarose type II EEE medium (Sigma, St. Louis, MO) in sterile phosphate buffered saline (PBS). To illustrate agarose plugs in tissue, a 3% suspension of Monastral Blue B (Sigma, St. Louis, MO) was added after the agarose had melted at 50 ° C.

Протокол за опитите. Проучихме плъхове без патогени, тъй като при тях има малко гоблетни клетки в дихателните пътища. Животните се подлагат на анестезия с натрий метохекситал (Brevital, 25 мг/кг, i.p.). Трахеята се подлага асептично на разрез в тясната част, по оста, като агарозни тапи се въвеждат в бронха през калибър 20 Angiocath (Becton Dikinson, Sandy, UT), свързан към тръба от полиетилен (РЕ 90, вътрешен диаметър 0.86 мм и външен диаметър 1.27 мм, Clay Adams, Parsippany, NY), пришита в разрязаната трахея. Полиетиленовата тръба се огъва подTest report. We have studied pathogens-free rats as they have few goblet cells in the airways. Animals were anesthetized with sodium methohexital (Brevital, 25 mg / kg, i.p.). The trachea is aseptically sectioned into the narrow section along the axis, with agarose plugs introduced into the bronchus through a 20 Angiocath (Becton Dikinson, Sandy, UT) caliber connected to a polyethylene pipe (PE 90, 0.86 mm inner diameter and 1.27 outer diameter). mm, Clay Adams, Parsippany, NY), sewn into the severed trachea. The polyethylene tube folds under

ъгъл 30°, за да се даде възможност за избираемо въвеждане в правилния бронх. След внедряване, разрезът се затваря с шев.30 ° angle to allow for optional insertion into the correct bronchus. After implantation, the incision is closed with a seam.

За да се оцени ролята на EGF-R върху метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозна тапа, животните са подложени на лечение с BIBX 1522 (80 мг/кг, i.p.) 1 ч. преди внедряване на агарозните тапи, като това се повтаря ежедневно (40 мг/кг, i.p., препоръчително). Животните се подлагат на евтаназия 24, 48 или 72 ч. след внедряване на агарозните тапи.To evaluate the role of EGF-R on goblet cell metaplasia induced by agarose plugs, the animals were treated with BIBX 1522 (80 mg / kg, ip) 1 h before the agarose plugs were repeated, repeated daily (40 mg / kg, ip, recommended). Animals were euthanized 24, 48, or 72 hours after agarose plugs were introduced.

За да се оцени ролята на TNFa при метаплазия на гоблетни клетки индуцирана от агарозни тапи, животните са подложени на лечение с антитяло неутрализиращо TNFa (Genzyme, Boston, МА). Първото лечение (100 цл в 2.0 мл солен разтвор, i.p.) се прави 1 ч. преди внедряване на агарозните тапи, като инжекциите i.p. се повтарят ежедневно. Освен това, антитялото неутрализиращо TNFa се инфузира (10 цл/ч) през една осмотична минипомпа (2ML1, Alza Corp., Polo Alto, СА), имплантирана подкожно.In order to evaluate the role of TNFα in metaplasia of goblet cells induced by agarose plugs, animals were treated with antibody neutralizing TNFα (Genzyme, Boston, MA). The first treatment (100 µl in 2.0 ml saline, i.p.) is given 1 hour before the introduction of agarose plugs, such as injections i.p. are repeated daily. In addition, the TNFα neutralizing antibody was infused (10 µl / h) through an osmotic mini-pump (2ML1, Alza Corp., Polo Alto, CA) implanted subcutaneously.

За да се проучи ефекта от нутрофили върху метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи, плъхове са предварително третирани с циклофосфамид (инхибитор от левкоцити на костен мозък) или с комбинация от циклофосфамид и NPC 15669. Циклофосфамида (100 мг/мл, i.p.) се дава 5 дни преди внедряване на агарозните тапи, а втора инжекция от циклофосфамид (50 мг/кг, i.p.) се прави 1 ден преди да се внедрят агарозните тапи. При изследвания с NPC 15669, лекарството (10 мг/кг, i.p.) се инжектира 1 ч. преди да се внедрят агарозните тапи, а след това ежедневно в продължение на три дни.In order to study the effect of neutrophils on goblet cell metaplasia induced by agarose plugs, rats were pre-treated with cyclophosphamide (a bone marrow leukocyte inhibitor) or a combination of cyclophosphamide and NPC 15669. Cyclophosphamide (100 mg / ml, ip) was given 5 days before the agarose plugs were introduced, and a second injection of cyclophosphamide (50 mg / kg, ip) was given 1 day before the agarose plugs were introduced. In NPC 15669 studies, the drug (10 mg / kg, i.p.) was injected 1 hour before the agarose plugs were introduced and then daily for three days.

Всички лекарства (BIBX 1522, антитяло неутрализиращо TNFa, циклофосфамид, и NPC 15669) се дават i.p. 1 ч. преди внедряване на агарозни тапи, като дозите се повтарят ежедневно, в продължение на 3 дни.All drugs (BIBX 1522, TNFα neutralizing antibody, cyclophosphamide, and NPC 15669) were given i.p. 1 hour before the introduction of agarose plugs, repeating the doses daily for 3 days.

Подготовка на тъкани. В различни периоди, след внедряване на агарозни тапи, плъховете се подлагат на анастезия с пентобарбитал натрий (65 мг/кг, i.p.), в кръвообращението се перфузират под налягане 120 мм ж. ст. 1% парафолмалдехид в PBS- обработен с диетил пирокарбонат. Десният бял дроб се отстранява, а за хистология се използва дясната мека част от опашката. При замръзени секции, тъканите се отделят и се поставят в 4% параформалдехид за 1 ч., след което се внасят в 30% цукроза за една нощ, с цел криогенна протекция. Тъканите се полагат в съединение О.С.Т. (Sekura Finitek U.S.A., Inc. Torrance, СА). За секции от метакрилат, тъканите се поставят в 4% параформалдехид за 24 ч., след което се дехидрират с калибровани концентрации от етанол и се полагат в метакрилат JB-4 (Polysciences, Inc., Warrington, РА). Тъканни секции (с дебелина 4 рм) се оцветяват с AB/PAS и се обезцветяват с хематоксилин.Preparation of fabrics. At various times, after the introduction of agarose plugs, the rats were anaesthetized with pentobarbital sodium (65 mg / kg, i.p.), perfused at 120 mm g into the bloodstream. v. 1% Parafolmaldehyde in PBS-treated with diethyl pyrocarbonate. The right lung is removed and the right soft part of the tail is used for histology. In frozen sections, the tissues were removed and placed in 4% paraformaldehyde for 1 h, then introduced into 30% sucrose overnight for cryogenic protection. The fabrics are applied in an OSC compound. (Sekura Finitek U.S.A., Inc. Torrance, CA). For sections of methacrylate, tissues were placed in 4% paraformaldehyde for 24 h, then dehydrated with calibrated concentrations of ethanol and applied to methacrylate JB-4 (Polysciences, Inc., Warrington, PA). Tissue sections (4 µm thick) were stained with AB / PAS and discolored with hematoxylin.

Морфометричен анализ на бронхиален епител. Процентът от площта мукозни гликоконюгати в епитела, оцветена с AB/PAS се определя, като се използва система за анализ на изображението, съгласно методи публикувани по-рано. Площта от епител и оцветените с AB/PAS мукозни конюгати в епитела, се очертава по обиколката на ръка и се анализира с прилагане на програма за изобразяване NIH (разработена в Националния здравен институт на САЩ, на разположение в Интернет от анонимен FTP, или от флопи диск от Националната служба за техническа информация, Springfield, Virginia; part number PB95-5001195GEI). Данните се изразяват като процент от общата площ епител, заета от оцветяване с AB/PAS. За да се определи, полуколичествено, секрецията на мукус, се определя процентът от дължината на епителната повърхност, зает от AB/PAS-положително оцветяване, като се изчислява дължината, която се оцветява положително, като съотношение към общата дължина. Процентът от оголен епител се определя с изчисляване на отношението на дължината на оголения епител към общата дължина на епитела.Morphometric analysis of the bronchial epithelium. The percentage of mucosal glycoconjugate area in the epithelium stained with AB / PAS was determined using an image analysis system according to methods previously published. The area of epithelium and AB / PAS-stained mucous conjugates in the epithelium are delineated by hand and analyzed using an NIH imaging program (developed at the US National Institutes of Health, available online by anonymous FTP or flops disc from the National Technical Information Service, Springfield, Virginia; part number PB95-5001195GEI). Data are expressed as a percentage of the total epithelium area occupied by AB / PAS staining. To determine, semiquantitatively, mucus secretion, determine the percentage of epithelial surface length occupied by AB / PAS-positive staining by calculating the length staining positively as a ratio to the total length. The percentage of the exposed epithelium is determined by calculating the ratio of the length of the exposed epithelium to the total length of the epithelium.

Разпознаване на типове клетки в секции метакрилат и анализ на клетка. Общият брой епителни клетки се определя посредством преброяване ядрата на епителните клетки върху 2 мм от базовата ламина с обективна леща за потапяне в масло (увеличение xlOOO). Линейната дължина на базовата ламина под всяка анализирана област от епител се определя посредством проследяване контура на дигитализираното изображение на базовата ламина. Епителните клетки са разпознати както бе описано по-рано. Накратко, базовите клетки се разпознават като малки плоски клетки с голямо ядро, разположени точно над базовата ламина, но не достигащи до лумена на дихателния път. Цитоплазмата се оцветява тъмно, като няма налични АВ или РAS-положителни гранули. Клетките с цилия се разпознават от тяхните цилийни граници, леко оцветена цитоплазма и големи, кръгли ядра. Негранулираните секреционни клетки са с форма на колони и се подават от бронхиалния лумен към базовата ламина. След внедряване на агарозни тапи в трахеята, се образуват “развиващи се” гоблетни клетки (пред-гоблетни клетки). Тези клетки демонстрират АВ/РAS-положително оцветяване, гранулите са малки, а клетките не са опаковани с гранули; те съдържат малки мукозни оцветени области (<1/3 височина от епител от базовата мембрана до повърхността на лумена) или разпръснати и слабо АВ/РAS оцветени, малки гранули. Клетки от неопределен тип се формулират като клетъчни профили, в които липсват цитоплазмени характеристики за правилна категоризация.Cell type recognition in methacrylate sections and cell analysis. The total number of epithelial cells was determined by counting the epithelial cell nuclei on 2 mm from the base lamina with an objective oil immersion lens (xlOOO magnification). The linear length of the base lamina under each epithelial region analyzed is determined by tracing the contour of the digitized image of the base lamina. Epithelial cells are recognized as described previously. Briefly, base cells are recognized as small, large-nucleus flat cells located just above the base lamina but not reaching the airway lumen. The cytoplasm stains dark with no AV or PAS-positive granules present. Cells with cilia are recognized by their ciliary borders, slightly colored cytoplasm and large, circular nuclei. Non-granular secretion cells are column-shaped and extend from the bronchial lumen to the base lamina. After the introduction of agarose plugs into the trachea, “developing” goblet cells (pre-goblet cells) are formed. These cells exhibit AB / PAS-positive staining, the granules are small and the cells are not packed with granules; they contain small mucosa colored areas (<1/3 the height of the epithelium from the basement membrane to the surface of the lumen) or scattered and slightly AB / PAS colored small granules. Indeterminate cells are formulated as cellular profiles that lack cytoplasmic features for proper categorization.

Имунохистохимична локализация на EGF-R. Наличието на EGF-R се определя с помощта на имунохистохимична локализация, като се използва моноклонално антитяло от мишка към EGF-R (Calbiochem, San Diego, СА). По-рано приготвени, 4 рм замръзени секции, в последствие се фиксират с 4% параформалдехид, третиран с 0.3% НгОг/метанол. Тъканите се инкубират с антитяло за EGF-R (разредено 1:250). За да се онагледят антиген-антитяло комплексите оцветени с 3.3’диаминобензидин тертрахидрохлорид (Sigma, St. Louis, МО) се използват биотинилиран конски анти-миши IgG (1:200; Vector Lab., Burlingame, СА), последван от стрептавидин - пероксидаза комплекс (ABC kit, Vector Lab., Burlingame, СА). Негативни контролни слайди се инкубират в първичното или вторичното антитяло пропуснато и заменено с PBS.Immunohistochemical localization of EGF-R. The presence of EGF-R was determined by immunohistochemical localization using a mouse monoclonal antibody to EGF-R (Calbiochem, San Diego, CA). The previously prepared 4 pm frozen sections were subsequently fixed with 4% paraformaldehyde treated with 0.3% H2O2 / methanol. The tissues were incubated with an antibody for EGF-R (diluted 1: 250). Biotinylated equine anti-mouse IgG (1: 200; Vector Lab., Burlingame, CA) followed by streptavidin peroxidase was used to illustrate antigen-antibody complexes stained with 3.3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride (Sigma, St. Louis, MO). complex (ABC kit, Vector Lab., Burlingame, CA). Negative control slides were incubated in the primary or secondary antibody omitted and replaced with PBS.

Хибридизация на място. От плазмид съдържащ 320 Ьр сДНК фрагмент от MUC5AC от плъх (любезно предложен от д-р Carol Blausbaum) са създадени [358]-надписани рибопроби. Секциите са хибридизирани с [358]-надписани РНК проби (2500-3000 срт/рл хибридизационен буфер) и се измиват при строго определени условия, включително обработка с РНаза А. След авторадиография за 7-21 дни, се проявява фотографската емулсия и слайдите се оцветяват с хематоксилин.On-site hybridization. From a plasmid containing the 320 bp cDNA fragment of rat MUC5AC of (kindly proposed by Dr. Carol Blausbaum) are created [35 8] -nadpisani riboprobes. The sections were hybridized with [ 35 S] -scripted RNA samples (2500-3000 cpm / ml hybridization buffer) and washed under strictly defined conditions, including treatment with PHase A. After autoradiography for 7-21 days, the photographic emulsion and slides developed are stained with hematoxylin.

Преброяване на нутрофили в епитела на дихателния път. Оценката на навлизането на нутрофили в бронхите се извършва с оцветяване на нутрофили с 3-3’-диаминобензидин тетрахидрохлорид, като се преброява броя нутрофили в лумена на дихателния път и в епитела; резултатите са показани като брой оцветени клетки за мм дължина на базовата ламина.Enumeration of neutrophils in the airway epithelium. Assessment of the entry of neutrophils into the bronchi is done by staining the neutrophils with 3-3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride, counting the number of neutrophils in the lumen of the airway and in the epithelium; results are shown as the number of stained cells per mm length of the base lamina.

Бронхоалвеолен лаваж (BAL). За да се оценят бройките отделни клетки във всяка група животни, на белите дробове се прави петкратен лаваж с 3 мл аликвоти от стерилен PBS, лаважите се обединяват и се измерва обема. Клетките в BAL се събират посредством развъртане на течността от лаважа при 1000 об/мин за 10 мин. След това, 10 мл от клетъчна суспензия се преброяват с хематоцитометър, за да се определи броя на клетките в BAL течността. Бройката на отделните клетки се определя при приготвяне на цитовлакна оцветени с Diff-Quik (American Scientific Products, McGaw Park, IL). Бройките отделни клетки са получени посредством проби от поне 200 клетки върху всеки слайд с цитовлакна.Bronchoalveolar lavage (BAL). To evaluate the individual cell counts in each group of animals, five lungs were lavaged with 3 ml aliquots of sterile PBS in the lungs, pooled, and volume was measured. Cells in BAL were harvested by rotating the lavage fluid at 1000 rpm for 10 min. Then, 10 ml of cell suspension was counted with a hematocytometer to determine the number of cells in the BAL fluid. The number of individual cells was determined in the preparation of cytobibes stained with Diff-Quik (American Scientific Products, McGaw Park, IL). The individual cell counts were obtained by sampling at least 200 cells on each slide of cytoblasts.

Статистически анализ. Данните са изразени като средни +/- SE. За статистически анализ, както е по-подходящо, се използва двупосочен или еднопосочен анализ на променливата (ANOVA), последван от Student t тест, ако е необходимо. Вероятност по-малка от 0.05 се счита като статистически значима разлика.Statistical analysis. Data are expressed as mean +/- SE. For statistical analysis, as appropriate, two-way or one-way variable analysis (ANOVA) is used, followed by Student t test if necessary. A probability of less than 0.05 is considered as a statistically significant difference.

РезултатиResults

Влияние върху епителната структура на дихателните пътища: Метаплазия на гоблетни клетки. За да се определи дали тапи от агароза влияят на структурата на епитела на дихателните пътища, агарозни тапи се внедряват в десния бронх на 5 плъха без патогени. В контролни животни, бронхиалния епител съдържа няколко гоблетни клетки. При това, след локално внедряване на агарозни тапи, AB/PAS оцветяване показва нарастване на областта от гоблетни клетки, което зависи от времето, това бе открито, най-рано след 24 ч. и достига максимум 72 ч. след внедряване. На 24 ч., агарозните тапи причиняват значително нарастване в броя на пред-гоблетни и гоблетни клетки, а при 48 ч. се откриват по-зрели гоблетни клетки (Таблица 1). На 72 ч., агарозните клетки предизвикват нарастване на броя гоблетни клетки (Р<0.01); броят на базови и клетки с цилия не се променя (Р>0.05). Общият брой от епителни клетки за мм базова ламина, 72 ч. след внедряване, слабо, но не значително нараства (Р>0.05, Таблица 1); височината на епитела (измерена от базовата мембрана до повърхността на лумена на епитела) се увеличава от 16.0 +/- 1.2 цм в контролни дихателни пътища, до 38.1+/9.1 рм на 72 ч. след внедряване на тапите (и = 5, Р <0.01).Influence on airway epithelial structure: Gaplet cell metaplasia. To determine whether agarose plugs affect the structure of the airway epithelium, agarose plugs were implanted in the right bronchus of 5 pathogens without pathogens. In control animals, the bronchial epithelium contains several goblet cells. In addition, after local deployment of agarose plugs, AB / PAS staining showed a time-dependent increase in the area of goblet cells, this was detected, at the earliest after 24 h and reaching a maximum of 72 h after deployment. At 24 h, agarose plugs cause a significant increase in the number of pre-goblet and goblet cells, and at 48 h, more mature goblet cells are detected (Table 1). At 72 h, agarose cells caused an increase in the number of goblet cells (P <0.01); the number of basal and cilia cells did not change (P> 0.05). The total number of epithelial cells per mm of base lamina, 72 hours after implantation, was slight but not significantly increased (P> 0.05, Table 1); epithelium height (measured from baseline membrane to epithelial lumen surface) increased from 16.0 +/- 1.2 μm in control airways to 38.1 + / 9.1 pm at 72 h after insertion of plugs (i = 5, P < 0.01).

В лумена на дихателен път от контролни животни, няма AB/PAS оцветяване. При това, в съседство с агарозните тапи, в лумена се наблюдава положително оцветяване, което показва, че се появяваIn the airway lumen of control animals, there is no AB / PAS staining. In addition, near the agarose plugs, a positive coloration is observed in the lumen, indicating that it appears

секреция на мукозни гликоконюгати. В дихателни пътища с агарозни тапи, оцветяването нараства с времето. Процентът от общата дължина на епитела, зает от AB/PAS-положително оцветяване в дихателните пътища съседни до тапите, нараства от 0.1 +/- 0.1% в контролни животни до 4.7 +/- 1.4%, 13.3+/-0.7%, и до 19.1+/-0.7% на 24 ч. и 72 ч. (п=5). По-нататък, агарозните тапи оголват епитела от запушените бронхи с 13.5+/-2.3%, и 5.1+/-1.5% от общата площ на 24, 48 и 72 ч., съответно (п=5).secretion of mucous glycoconjugates. In agarose plug airways, staining increases with time. The percentage of total epithelial length occupied by AB / PAS-positive staining in the airways adjacent to the plugs increased from 0.1 +/- 0.1% in control animals to 4.7 +/- 1.4%, 13.3 +/- 0.7%, and to 19.1 +/- 0.7% at 24 h and 72 h (n = 5). Furthermore, the agarose plugs epithelial the obstructed bronchial epithelium by 13.5 +/- 2.3%, and 5.1 +/- 1.5% of the total area at 24, 48, and 72 h, respectively (n = 5).

Ефект на агарозни тапи върху изявата на ген на муцин. В контролни плъхове, не се получава различим сигнал с проба антисенс от MUC5AC в бронхите (п=4 за група). В бронхи, където са внедрени агарозни тапи, има сигнал за MUC5AC, който нараства в зависимост от времето от 24 ч. до 72 ч. (п=4). От други типове клетки не са намерени сигнали (като гладкомускулна, свързваща тъкан). Секциите изследвани със сенс проба за MUC5AC не показват изява.Effect of agarose plugs on the expression of the mucin gene. In control rats, no detectable signal was obtained with a MUC5AC antisense sample in the bronchi (n = 4 per group). In bronchial tubes where agarose plugs are implanted, there is a signal for MUC5AC that increases depending on the time from 24 h to 72 h (n = 4). No signals (such as smooth muscle, connective tissue) were found from other cell types. Sections examined with sense sample for MUC5AC show no expression.

Влияние на агарозни тапи върху изява на EGF-R в епител на дихателен път. В контролни животни, имунооцветени с антитяло към EGF-R се демонстрира разпръснато оцветяване в епитела. При това, след внедряване на агарозни тапи, епитела в съседство с агарозните тапи показва EGF-R-положително оцветяване с AB/PAS. Формата на оцветяване за EGF-R, върви успоредно с оцветяването за MUC5AC и AB/PAS. Пред-гоблетни клетки и негранулирани секреционни клетки са имуноположителни за EGF-R. Клетките с цилия не показват имунореактивност. В дихателни пътища, не запушени от агарозни тапи, епитела демонстрира малко оцветяване за EGF-R, което се явява подобно на оцветяването при контролни животни.Effect of agarose plugs on the expression of EGF-R in the airway epithelium. In control animals immuno-stained with an antibody to EGF-R, diffuse staining in the epithelium was demonstrated. In addition, after the introduction of agarose plugs, the epithelium adjacent to the agarose plugs shows EGF-R-positive AB / PAS staining. The staining form for EGF-R goes in parallel with the staining for MUC5AC and AB / PAS. Pre-goblet cells and unpelleted secretion cells are immune to EGF-R. Cells with cilia do not show immunoreactivity. In airways not obstructed by agarose plugs, the epithelium exhibited little staining for EGF-R, which was similar to staining in control animals.

Влияние на инхибитор на EGF-R тирозин киназа върху метаплазия на гоблетни клетки и върху изява на ген на муцин. В настоящите изследвания, внедряването на агарозни тапи води до изява на EGF-R в клетките, при което се произвежда муцин. EGF-R е представител на класа от рецептори на тирозин киназа. По този начин, когато EGF-R-лигандиEffect of EGF-R tyrosine kinase inhibitor on metaplasia of goblet cells and on expression of the mucin gene. In the present studies, the incorporation of agarose plugs results in the expression of EGF-R in the cells, which produces mucin. EGF-R is a representative of the class of tyrosine kinase receptors. Thus, when EGF-R ligands

(EGF или TGFa) се свържат към EGF-R, се активира специфична EGF-R тирозин киназа. По тази причина, за да се провери хипотезата, че активирането на EGF-R индуцира изява на ген MUC5AC и на мукозни гликоконюгати, след внедряване на агарозни тапи, инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX 1522) се инжектира, коремно в плъхове. BIBX 1522 забележимо подтиска индуцираната от агарозна тапа AB/PAS оцветена епителна площ на 24, 48 и 72 ч. Той също подтиска напълно, изявата на MUC5AC ген, 72 ч. след внедряване на тапа.(EGF or TGFα) bind to EGF-R, specific EGF-R tyrosine kinase is activated. Therefore, to test the hypothesis that activation of EGF-R induces expression of the MUC5AC gene and mucosal glycoconjugates, after the introduction of agarose plugs, an EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX 1522) is injected abdominally in rats. BIBX 1522 markedly inhibited the agarose-induced AB / PAS stained epithelial area at 24, 48, and 72 h. It also suppressed completely, the expression of the MUC5AC gene, 72 h after plug implementation.

Влияние на антитяло неутрализиращо TGFa върху метаплазия на гоблетни клетки и върху изявата на EGF-R. Нашата хипотеза е, че по време на възпаление, причинено от агарозни тапи се освобождава THFa. По тази причина, изследвахме ефекта от предварително лечение на плъхове с антитяло неутрализиращо THFa, върху метаплазия на гоблетни клетки индуцирана от агарозни тапи; При животни предварително лекувани с антитяло неутрализиращо THFa (η = 5), агарозните тапи повече не стимулират протеин изявата на THFa или производството на AB/PAS-оцветени (гоблетни) клетки.Effect of TGFα-neutralizing antibody on metaplasia of goblet cells and expression of EGF-R. Our hypothesis is that during inflammation caused by agarose plugs, THFa is released. For this reason, we investigated the effect of pre-treatment of rats with antibody neutralizing THFα on metaplasia of goblet cells induced by agarose plugs; In animals pretreated with antibody neutralizing THFα (η = 5), agarose plugs no longer stimulate protein expression of THFα or the production of AB / PAS-stained (goblet) cells.

Рекрутиране на възпалителни клетки от агарозни тапи. Забелязано бе, че агарозните тапи причиняват повреда в епитела и проникване на възпалителни клетки. С THFa и EGF-R лиганди могат да произведат различни възпалителни клетки. EGF-R и неговите лиганди са ангажирани в EGF-R каскадата, която води до метаплазия на гоблетни клетки. Ние оценихме ролите на левкоцити и макрофаги в ефектите индуцирани от агарозни тапи по два начина. Първо, изследвахме клетки в бронхоалвеолни лаважи: В контролни плъхове, макрофагите са преобладаващите възстановени клетки (и = 5, Фиг. 4, Контрол). След внедряване на агарозни тапи, броя макрофаги се увеличава (Р<0.05), като в течността от лаважа се появява значителен брой нутрофили (Р<0.01). Броят лимфоцити не се променя.Recruitment of inflammatory cells from agarose plugs. Agarose plugs have been observed to cause damage to the epithelium and penetration of inflammatory cells. With THFα and EGF-R ligands, they can produce different inflammatory cells. EGF-R and its ligands are involved in the EGF-R cascade leading to metaplasia of goblet cells. We evaluated the roles of leukocytes and macrophages in the effects induced by agarose plugs in two ways. First, we examined cells in bronchoalveolar lavages: In control rats, macrophages are the predominant recovered cells (u = 5; Fig. 4, Control). After the introduction of agarose plugs, the number of macrophages increased (P <0.05), with a significant number of neutrophils appearing in the lavage fluid (P <0.01). The number of lymphocytes did not change.

Инфилтрираните клетки в тъканни секции също се оценяват: въздушни пътища без агарозни тапи съдържат малко нутрофили, а въздушни пътища съдържащи тапи, демонстрират наличие на нутрофили, както в епитела така и в лумена. Броят нутрофили в дихателния път бе 0.2+/- 0.2, 42.4 +/- 7.1, 40.7+/-7.7 и 20.1+/-7.2/мм от базовата ламина в контролни дихателни пътища, и съответно на 24, 48 и 72 ч. след внедряване на тапи (Р<0.05, п=5). Освен това, броят нутрофили в епитела на дихателните пътища бе 1.3+/-0.4, 15.6+/-2.6, 14.9+/-1.4 и 14.8+/-2.6/мм от базовата ламина при контрол и съответно 24, 48 и 72 ч. след внедряване на тапи (Р<0.01, п=5).Infiltrated cells in tissue sections were also evaluated: airways without agarose plugs contained few neutrophils, and airways containing plugs demonstrated the presence of neutrophils, both in the epithelium and in the lumen. The number of neutrophils in the airway was 0.2 +/- 0.2, 42.4 +/- 7.1, 40.7 +/- 7.7 and 20.1 +/- 7.2 / mm from the base lamina in the control airways, respectively at 24, 48, and 72 h after implementation of plugs (P <0.05, n = 5). In addition, the number of neutrophils in the airway epithelium was 1.3 +/- 0.4, 15.6 +/- 2.6, 14.9 +/- 1.4, and 14.8 +/- 2.6 / mm from the base lamina at control and 24, 48, and 72 h, respectively. after plug implementation (P <0.01, n = 5).

Влияние на циклофосфамид върху рекрутиране на нутрофили, метаплазия на гоблетни клетки и протеин изява на EGF-R. При плъхове, лекувани с циклофосфамид, кръвните нутрофили са изчерпани (броя нутрофили във венозна кръв след циклофосфамид, 1.8+/-0.5%, п=5), като се подтиска рекрутиране в BAL на нутрофили индуцирани от тапи. Броят на нутрофили в дихателните пътища (2.6+/-0.3/мм от базовата ламина) и в епитела намаляват значително (0.8+/-0.2/мм) след 24 ч. Циклофосфамида също подтиска метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи и изявата на EGF-R протеин. Когато към циклофосфамид се добави люмедин, NPC 15669, подтискането на метаплазия на гоблетни клетки индуцирана от агарозни тапи е подобно на ефекта от действието на циклофосфамид самостоятелно. Тези резултати въвличат участието на нутрофилите в клетъчна метаплазия индуцирана от тапи.Effect of cyclophosphamide on neutrophil recruitment, metaplasia of goblet cells and protein expression of EGF-R. In cyclophosphamide-treated rats, blood neutrophils were depleted (number of neutrophils in venous blood after cyclophosphamide, 1.8 +/- 0.5%, n = 5), suppressing BAL recruitment of taprope-induced neutrophils. The number of neutrophils in the airways (2.6 +/- 0.3 / mm from the base lamina) and in the epithelium significantly decreased (0.8 +/- 0.2 / mm) after 24 h. Cyclophosphamide also inhibited goblet cell metaplasia induced by agarose plugs and expression. of EGF-R protein. When lumedin, NPC 15669, is added to cyclophosphamide, the inhibition of goblet cell metaplasia induced by agarose plugs is similar to the effect of cyclophosphamide alone. These results include the involvement of neutrophils in cellular metaplasia induced by tap.

ОбсъжданеDiscussion

В настоящото проучване, ние изследвахме ефекта от внедряване на агарозни тапи върху метаплазия на гоблетни клетки в дихателните пътища на плъхове без патогени, които имат много малко гоблетни клетки във фазата на контрол. Епителни клетки в бронхите на контролни животни и бронхи без агарозни тапи (контролни бели дробове) се оцветяват еднакво негативно с AB/PAS. Внедряването на агарозни тапи води до едно изявено, зависимо от времето, нарастване на гоблетни клетки в зоната на гоблетни клетки от епител, в съседство с внедрените тапи, това е разкрито в рамките на 24 ч. и е най-силно около 72 ч. след внедряването. Дихателните пътища, в съседство до блокираните с тапи дихателни пътища също се оцветяват положително с AB/PAS. Целия брой клетки, броя базови клетки и клетки с цилия не се променя, но броя на гоблетните клетки нараства, а броя на негранулирани секреционни клетки намалява в зависимост от времето, след внедряване на агарозни тапи (Таблица 2). Тези резултати предполагат, че метаплазията на гоблетни клетки е в резултат от превръщането на негранулирани секреционн клетки в гоблетни клетки.In the present study, we investigated the effect of implantation of agarose plugs on metaplasia of goblet cells in the airways of pathogen-free rats that have very few goblet cells in the control phase. Epithelial cells in bronchus of control animals and bronchial tubes without agarose plugs (control lungs) were stained equally negatively with AB / PAS. The introduction of agarose plugs results in a pronounced, time-dependent increase of goblet cells in the area of epithelial goblet cells, adjacent to the implanted plugs, this is detected within 24 h and is most pronounced around 72 h. implementation. The airways adjacent to the blocked airways are also positively stained with AB / PAS. The total number of cells, the number of base cells and cells with cilia did not change, but the number of goblet cells increased and the number of unpelleted secretion cells decreased with time after the introduction of agarose plugs (Table 2). These results suggest that goblet cell metaplasia results from the conversion of unpelleted secretory cells into goblet cells.

Таблица 2Table 2

Ефект от агарозни тапи върху разпределението на бронхиални епителни клетки в плъхове без патогени*The effect of agarose plugs on the distribution of bronchial epithelial cells in pathogen-free rats *

Тип на клетка Cell type Контрола Control 24 ч 24 hours 48 ч 48 hours 72 ч 72 hours Гоблетна Tapestry о.о±о.о oo ± oo 13.115.6 13.115.6 25.7115.0 25.7115.0 51.519.0 51.519.0 Пред-гоблетна Pre-tapestry 0.010.0 0.010.0 32.812.9 32.812.9 25.7115.0 25.7115.0 51.519.0 51.519.0 Секреционна Secretarial 43.513.0 43.513.0 24.413.3 24.413.3 18.413.7 18.413.7 8.912.3 8.912.3 Сцилия Scylla 98.514.0 98.514.0 83.817.9 83.817.9 81.615.0 81.615.0 84.013.9 84.013.9 Базова Basic 18.415.7 18.415.7 10.610.8 10.610.8 11.61 1.7 11.61 1.7 11.012.3 11.012.3 Неопределена+ Undefined + 1.310.5 1.310.5 1.410.8 1.410.8 1.110.1 1.110.1 0.610.4 0.610.4 Общо Total 16117.2 16117.2 166.116.1 166.116.1 175.516.2 175.516.2 180.917.5 180.917.5

Клетките се анализирани както е описано в Методите: п=5 за всяка група. Характеризирането е подпомогнато от AB/PAS оцветяване (което оцветява мукозните гликоконюгати). Контролните дихателни пътища съдържат няколко пред-гоблетни и гоблетни клетки. След внедряване на агарозни тапи, се наблюдава, зависимо от времето(24, 48 72 ч.), нарастване броя на пред-гоблетните и гоблетни клетки, и намаляване броя на негранулирани секреционни клетки, в сравнение с контролните животни.Cells were analyzed as described in Methods: n = 5 for each group. Characterization is aided by AB / PAS staining (which stains mucosal glycoconjugates). Control airways contain several pre-goblet and goblet cells. Following the introduction of agarose plugs, there was a time-dependent (24, 48 72 h) increase in the number of preglobular and goblet cells, and a decrease in the number of unpelleted secreted cells compared to control animals.

* Данните са средни +/- SE, брой клетки/мм базова ламина.* Data are mean +/- SE, cell count / mm base lamina.

+Р < 0.05 сравнено с контролата &Р <0.01 сравнено с контролата !! В клетките липсват достатъчни за категоризиция цитоплазмени характеристики.+ P <0.05 compared to control & P <0.01 compared to control !! Cells lack sufficient categorization of cytoplasmic features.

Докладвано е, че гоблетни клетки в дихателните пътища изразяват MUC5AC гена. В настоящите изследвания, контролни бронхи не изразяват MUC5 АС ген, като дихателните пътища запушени с тапи или в съседство с тапите, които се оцветяват положително с AB/PAS, изразяватGoblet cells in the airways have been reported to express the MUC5AC gene. In the present studies, control bronchial tubes do not express the MUC5 AC gene, with the airways obstructed by plugs or adjacent to plugs that positively stain with AB / PAS express

MUC5AC ген, предполагайки, че MUC5AC гена е включен в производство на мукус, индуцирано от агарозна тапа. Тези резултати показват, че агарозните тапи индуцират изявата на гени муцин и производството на мукозни гликоконюгати в избрани клетки в дихателниMUC5AC gene, suggesting that the MUC5AC gene is involved in the production of mucus induced by agarose plug. These results indicate that agarose plugs induce the expression of mucin genes and the production of mucosal glycoconjugates in selected cells in the respiratory tract.

пътища на плъхове.pathways of rats.

Изследван е механизмът на метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи. EGF-R нормално не се изявяват в епитела на дихателни пътища от плъхове без патоген, но се индуцират от THFa. При наличие на EGF-R в епитела, внедряването на EGF-R лиганди (EGFR или TGFa) резултира в нарастване на ген муцин и изява на протеин. Един селективен инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX 1522) напълно подтиска тези реакции, като ангажира EGF-R сигнализиране при метаплазия на гоблетни клетки. Бе определено влиянието на BIBX 1522 върху метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозна тапа; Подтискане производството на мукозни гликоконюгати и изява на MUC5AC ген, индуцирани от агарозни тапи. Тези резултати ангажират една EGF-R каскада при метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи.The mechanism of goblet cell metaplasia induced by agarose plugs is investigated. EGF-R is not normally expressed in the airway epithelium of non-pathogenic rats but is induced by THFα. In the presence of EGF-R in the epithelium, the incorporation of EGF-R ligands (EGFR or TGFα) results in an increase in mucin gene and protein expression. A selective inhibitor of EGF-R tyrosine kinase (BIBX 1522) completely suppresses these reactions by engaging EGF-R signaling in goblet cell metaplasia. The effect of BIBX 1522 on goblet cell metaplasia induced by agarose plug was determined; Suppression of mucosal glycoconjugate production and expression of a MUC5AC gene induced by agarose plugs. These results engage an EGF-R cascade in goblet cell metaplasia induced by agarose plugs.

Изследвани са механизмите, по които EGF-R каскадата предизвиква метаплазия на гоблетни клетки с агарозни тапи. Първо, проучихме изявата на EGF-R протеин в бронхиален епител. Контролни дихателни пътища се оцветяват еднакво негативно за EGF-R, но дихателни пътища съдържащи агарозни тапи демонстрират, селективно, зависимо от времето, положително оцветяване за EGF-R. Положително оцветените клетки включват негранулирани секреционни, пред-гоблетни и гоблетни клетки. По този начин, агарозни тапи индуцират изявата на EGF-R протеин. Плъхове, които предварително са лекувани с антитяло за неутрализиране на THFa не развиват метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи, като за изявата на EGF-R, индуцирана от агарозни тапи се ангажира THFa.The mechanisms by which the EGF-R cascade induces metaplasia of goblet cells with agarose plugs have been investigated. First, we examined the expression of EGF-R protein in the bronchial epithelium. Control airways stain equally negatively for EGF-R, but airways containing agarose plugs show, selectively, time-dependent, positive staining for EGF-R. Positively stained cells include unpelleted secretion, pre-goblet and goblet cells. Thus, agarose plugs induce the expression of EGF-R protein. Rats previously pretreated with an antibody to neutralize THFa do not develop aplasia of goblet cells induced by agarose plugs, and THFa is involved in the expression of EGF-R induced by agarose plugs.

Циклофосфамид е лекарство, което избирателно подтиска производство на левкоцити, предотвратява рекрутиране на нутрофили в лаважна течност от дихателни пътища и в епитела на дихателните пътища, след внедряване на агарозни тапи, както и предотвратява метаплазия на гоблетни клетки индуцирана от агарозни тапи. Макрофагите също нарастват след въвеждане на агарозни тапи, но циклофосфамида не подтиска рекрутирането на макрофаги. Тези резултати ангажират нутрофилите в метаплазия на гоблетни клетки, индуцирана от агарозни тапи. Фактът, че циклофосфамида също намалява изявата на EGF-R протеин след агарозните тапи, предполага, че нутрофилите допринасят, най-малко частично, за изявата на EGF-R в това възпалително състояние.Cyclophosphamide is a drug that selectively inhibits leukocyte production, prevents the recruitment of neutrophils into the lavage fluid from the airways and into the airway epithelium, following the introduction of agarose plugs, and prevents metaplasia of goblet cells induced by agarose plugs. Macrophages also increase after the introduction of agarose plugs, but cyclophosphamide does not inhibit macrophage recruitment. These results engage the neutrophils in goblet cell metaplasia induced by agarose plugs. The fact that cyclophosphamide also reduces the expression of EGF-R protein after agarose plugs suggests that the neutrophils contribute, at least in part, to the expression of EGF-R in this inflammatory state.

Нутрофилите също са в състояние да произвеждат EGF-R лиганди, EGF и TGFa. Освен това, епителни клетки се получават от EGF-R лиганди и се получава шокиращо оголване на епитела в съседство до агарозните тапи. По този начин, епитела може да бъде важен потенциален източник на THFa и EGF-R лиганди.The neutrophils are also able to produce EGF-R ligands, EGF and TGFα. In addition, epithelial cells are derived from EGF-R ligands and a shocking epithelium is found adjacent to the agarose plugs. Thus, the epithelium can be an important potential source of THFα and EGF-R ligands.

Логично е да се приеме, че ефективеният стимулатор на агарозната тапа е свързан с движението на тапите при дишане, без последваща абразия на епитела. Докладвано е, че механично нараняване на епитела на дихателния път причинява свръхсекреция. Тези предходни изследвания дават доверие на хипотезата, че механична травма в епитела на дихателния път води до свръхсекреция. Съобщено е, че оротрахеална интубация води до обилна секреция на мукус при коне. Хронична интубация при пациенти, може да предизвика мукозна свръхсекреция и може да бъде причина за мукозно запушване. Инхибитори на EGF-R тирозин киназа може да послужат за предотвратяване мукозна свръхсекреция след трахеална интубация.It is logical to assume that an effective agarose plug stimulator is related to the movement of the plugs during respiration without subsequent abrasion of the epithelium. Mechanical injury to the airway epithelium has been reported to cause over-secretion. These previous studies give credence to the hypothesis that mechanical trauma to the airway epithelium leads to over-secretion. Orotracheal intubation has been reported to result in abundant mucus secretion in horses. Chronic intubation in patients may cause mucosal over-secretion and may cause mucosal obstruction. EGF-R tyrosine kinase inhibitors may serve to prevent mucosal over-secretion after tracheal intubation.

Повреда в епитела често се докладва като общо откритие в изследвания на пациенти, дори с мека форма на астма, като повредата нарастващо е свързана с влошаване на клиничните симптоми. Повреда в епитела предизвикана от алергична реакция може да индуцира активиране на EGF-R, като в резултат се получава свръхнормално производство на гоблетни клетки. Представените по-горе данни, ангажират активирането на EGF-R в една различна реакция, която ® характерно включва метаплазия на гоблетни клетки. Механично повреждане на епитела и нараняване на епитела при астма могат да включват подобна (EGF-R) каскада, като в резултат се получава над нормално нарастване на епителни секреционни клетки. Това осигурява механизъм за свръхсекреция, която се появява във фатални случаи на остра астма.Epithelial damage is often reported as a common finding in patient studies, even with mild asthma, with the damage increasingly associated with worsening clinical symptoms. Damage to the epithelium caused by an allergic reaction can induce activation of EGF-R, resulting in over-normal production of goblet cells. The data presented above engage the activation of EGF-R in a different reaction, which ® typically involves metaplasia of goblet cells. Mechanical epithelial damage and epithelial injury in asthma may involve a similar (EGF-R) cascade, resulting in a normal increase in epithelial secretion cells. This provides a mechanism for over-secretion that occurs in fatal cases of acute asthma.

Пример 4Example 4

Обратно гранулиране на гоблетни клетки от рецептори на EGF-R ф Дегранулирането на гоблетни клетки в носов дихателен епител от плъхове се индуцира от вдишване през носа на fMLP. 4 ч. след вдишване през носа на fMLP (10‘7М) в носовия септален епител се индуцира значително дегранулиране. Обратно гранулиране на гоблетни клетки се появява 48 ч. след вдишване. В контролно състояние, протеин MUC5AC се изявява в гоблетните клетки, но EGF-R протеин не се изявява. Както EGF-R така MUC5AC муцин ген и протеин отсъстват в контролния епител, но се изявяват значително 48 ч. след вдишване. Предварително лечение с инхибитор на EGF-R тирозин киназа, BIBX1522, инхибира изявата на муцин MUC5AC ген и протеин, след индуцирана от fMLP дегранулация на гоблетни клетки. Тези резултати показват, че изявата и активирането на EGF-R са включени в обратното гранулиране на гоблетни клетки в носов епител на плъхове.Reverse granulation of goblet cells by EGF-R receptors u Degranulation of goblet cells in rat nasal respiratory epithelium is induced by inhalation through the nose of fMLP. 4 hours after inhalation through the nose of fMLP (10 ' 7 M), significant degranulation was induced in the nasal septal epithelium. The reverse granulation of goblet cells occurs 48 hours after inhalation. In the control condition, MUC5AC protein is expressed in goblet cells, but EGF-R protein is not expressed. Like EGF-R, the MUC5AC mucin gene and protein were absent in the control epithelium but manifested significantly 48 h after inhalation. Pre-treatment with an EGF-R tyrosine kinase inhibitor, BIBX1522, inhibited the expression of the mucin MUC5AC gene and protein after fMLP-induced goblet cell degranulation. These results indicate that EGF-R expression and activation are involved in the reverse granulation of goblet cells in rat epithelium.

МЕТОДИMETHODS

Животни. Протоколът от експерименти с животни е одобрен от Комитета за изследвания с животни към Калифорнийския университет в Сан Франциско. Използвани са специфични мъжки плъхове без патогени F344 (с телесно тегло от 200 до 230 г Simonsen Lab, Gilroy, СА). Животните се помещават в клетки BioClean, без патогени, с покривни чадъри за ламинарен въздухообмен, животните имат свободен достъп до стерилна вода и храна.Animals. The animal experiment protocol was approved by the Animal Research Committee of the University of California, San Francisco. Specific pathogen-free male rats F344 (weighing 200 to 230 g Simonsen Lab, Gilroy, CA) were used. The animals are housed in BioClean cells, free of pathogens, with laminar air exchange umbrellas, the animals have free access to sterile water and food.

Приготвяне на носова тъкан. В различни периоди, след вдишване, плъховете са подложени на анестезия с пентобарбитал натрий (65 мг/кг, i.p.). Сърцето на животното е открито, като игла с тъп връх се вкарва от апекса на левата кухина на възходящата аорта, а кръвообращението се перфузира с 1% параформалдехид. Един срез в левия атриум, осигурява вход за фиксатива. Очите, долните челюсти, кожата и мускулатурата са отделени, а главата се потопява в голям обем от същия фиксатив за 24 ч. След фиксация, главата се декалцира със Surgipath (Decalcifier II, Surgical Medical Industries, Inc., Richmond, IL) за 4-5 дни и се изплаква в солен разтвор буфериран във фосфат. Носовата кухина се разрязва напречно на нивото на острата папила от носовото небце (палата). Предния блок от тъкан се потапя в гликол метакрилат (JB 4 Plus, Polysciences, Inc., Warrington, PA), или в съединение OCT (Sekura Finetek, U.S.A., Inc., Torrance, СА) при замръзени секции. От най-свежата повърхност на блоковете потопени в гликол метакрилат се отрязват секции с дебелина от 5 цм и се оцветяват с Алцийско синьо (pH 2.5)/периодична киселинаSchiff (AB/PAS), за да се появят киселите и неутрални гликоконюгати, или с 3.3’-диаминобензидин (Sigma chemical, St. Louis, МО), за да се онагледят левкоцитите, които са мигрирали в епитела. От най-свежата повърхност на замръзените, потопени блокове се отрязват секции с дебелина от 5 цм и се оцветяват с AB/PAS или се използват за имунооцветяване на EGF-R и MUC5AC.Preparation of nasal tissue. At various times, after inhalation, rats were anesthetized with pentobarbital sodium (65 mg / kg, i.p.). The heart of the animal was discovered by inserting a blunt-pointed needle from the apex of the left cavity of the ascending aorta, and the blood circulation was perfused with 1% paraformaldehyde. A cut in the left atrium provides an entrance for the fixative. The eyes, lower jaws, skin and muscles are separated, and the head is immersed in a large volume of the same fixative for 24 hours. After fixation, the head is decalcified with Surgipath (Decalcifier II, Surgical Medical Industries, Inc., Richmond, IL) for 4 -5 days and rinsed in phosphate-buffered saline. The nasal cavity is cut transversely at the level of the acute papilla from the nasal palate (palate). The front block of tissue was immersed in glycol methacrylate (JB 4 Plus, Polysciences, Inc., Warrington, PA) or in OCT (Sekura Finetek, U.S.A., Inc., Torrance, CA) in frozen sections. From the freshest surface of the blocks submerged in glycol methacrylate, sections of 5 µm thickness are cut and stained with Alcian blue (pH 2.5) / periodic acid Schiff (AB / PAS) to give acidic and neutral glycoconjugates, or 3.3 '-Diaminobenzidine (Sigma chemical, St. Louis, MO) to illustrate leukocytes that migrated into the epithelium. From the freshest surface of the frozen, submerged blocks, sections of 5 µm thickness are cut and stained with AB / PAS or used for immuno-staining of EGF-R and MUC5AC.

Преброяване на нутрофили в носов епител. Нутрофилите се броят в полета с голяма мощност от епителния слой оцветен с 3.3’диаминобензидин при увеличение х 400. Броят нутрофили в носовия чашечен (сепален) епител (от основната мембрана до върховете на клетките) се определя посредством преброяване на ядрените профили за единица дължина от базовата ламина.Enumeration of neutrophils in the nasal epithelium. The neutrophils are counted in the high power fields of the epithelial layer stained with 3.3'diaminobenzidine at magnification x 400. The number of neutrophils in the nasal calyx (from the main membrane to the tips of the cells) is determined by counting the nuclear profiles per unit length of the base laminate.

Количествено определяне дегранулацията и обратната гранулация на гоблетни клетки. За да се определят дегранулацията и обратната гранулация на гоблетни клетки, измерихме обемната плътност на оцветените с AB/PAS мукосубстанции по мукозната повърхност на епитела, като се използва полуавтоматична система за изобразяване, съгласно прежде публикуван метод. Изследвахме оцветените слайди с микроскоп Axioplan (Zeiss. Inc.), който бе свързан към управлението на видео камера (DXC7550MD; Sony Corp, of America, Park Ridge, NJ). Изображенията на носов епител са записани в полета с висока мощност с фазова контрастна леща при х400, като се използва видео система IMAXX (PDI, Redmond, WA). Вътрешноклетъчният муцин в повърхностни епителни секреционни клетки се явява като овални по форма, виолетови гранули с различен размер. Измерихме площта оцветена AB/PAS положително и цялата епителна площ, като данните са показани, като процент на AB/PAS оцветената площ, спрямо цялата площ. Анализът бе извършен на компютър Macintosh 9500/120 (Apple Computer, Inc., Cupertino, СА), като се използва програма за публичен достъп NIH Image.Quantification of degranulation and reverse granulation of goblet cells. To determine the degranulation and backward granulation of goblet cells, we measured the bulk density of the mucosal staining of AB / PAS on the mucosal surface of the epithelium using a semi-automatic imaging system according to a previously published method. We examined the stained slides using an Axioplan microscope (Zeiss. Inc.) that was connected to a video camera control (DXC7550MD; Sony Corp, of America, Park Ridge, NJ). Images of the nasal epithelium were recorded in high power fields with phase contrast lens at x400 using an IMAXX video system (PDI, Redmond, WA). Intracellular mucin in superficial epithelial secretion cells appears as oval-shaped, violet granules of varying size. We measured the area stained AB / PAS positive and the entire epithelial area, with the data shown as a percentage of the AB / PAS stained area relative to the total area. The analysis was performed on a Macintosh 9500/120 computer (Apple Computer, Inc., Cupertino, CA) using a NIH Image public access program.

Имунолокализиране на EGF-R и MEJC5AC протеин. Замръзени секции от носова тъкан фиксирана в параформалдехид са обработени с 3% Н2О2/метанол към блок ендогенен пероксид и се инкубират с моноклонално антитяло от мишка към EGF-R (Calbiochem, San Diego, СА) MUC5AC (NeoMarkers Inc., Fremont, СА) за 1 ч. в разреден разтвор 1:100. Имунореактивните EGF-R или MUC5AC се онагледяват с Vectastain Elite ABC kit (Vector Lab., Inc., Burlingame, СА), като хромоген се използва 3,3-диаминобензидин тетрахидрохлорид. Контролите включват заместването на първично или вторично антитяло с PBS.Immunolocalization of EGF-R and MEJC5AC protein. Frozen sections of nasal tissue fixed in paraformaldehyde were treated with 3% H 2 O 2 / methanol to endogenous peroxide block and incubated with mouse monoclonal antibody to EGF-R (Calbiochem, San Diego, CA) MUC5AC (NeoMarkers Inc., Fremont , CA) for 1 hour in a diluted 1: 100 solution. Immunoreactive EGF-R or MUC5AC was visualized with the Vectastain Elite ABC kit (Vector Lab., Inc., Burlingame, CA) using chromogen using 3,3-diaminobenzidine tetrahydrochloride. Controls include replacement of primary or secondary antibody with PBS.

Методи. Изследвахме плъхове без патогени, които нормално имат много гоблетни клетки в носовия чашечен (септален) епител. За да се определи ефекта от fMLP, под формата на аерозол, върху дегранулиране на гоблетни клетки и върху миграцията на нутрофили в носовия мукозен епител, животните се подлагат на анестезия с натриев пентобарбитал (60 мг/кг, i.p.), и получават в носа с аерозол за 5 мин. N-формил-метиониллюсил-феналаланин (fMLP; 10’5М, Sigma, St. Louis, МО) в солен разтвор без пирогени. Подлагането на аерозол се осъществи с обдухване на животните с ултразвуков пулверизатор (PulmoSonic, DeVibliss Co., Somerset, PA), който създава аерозолна мъгла с дебит 0.3 мл/мин. По подобен начин, на контролни животни се дава през носа само аерозол със солен разтвор.Methods. We examined rats without pathogens that normally have many goblet cells in the nasal cup (septal) epithelium. To determine the effect of fMLP, in aerosol form, on goblet cell degranulation and on the migration of neutrophils into the nasal mucous epithelium, animals were anesthetized with sodium pentobarbital (60 mg / kg, ip), and administered to the nose with aerosol in 5 min. N-formyl-methionylsilyl-phenalalanine (fMLP; 10 ' 5 M, Sigma, St. Louis, MO) in saline without pyrogens. Aerosol exposure was performed by blowing the animals with an ultrasonic nebulizer (PulmoSonic, DeVibliss Co., Somerset, PA), which creates an aerosol mist at a flow rate of 0.3 ml / min. Similarly, only saline spray aerosol was administered to the control animals via the nose.

За да се изследва обратната гранулация на носови гоблетни клетки, след вдишване на fMLP аерозол, плъховете са подложени на евтаназия 48 ч. след подаване на fMLP през носа.To investigate the reverse granulation of nasal goblet cells, after inhalation of fMLP aerosol, rats were euthanized 48 h after administration of fMLP through the nose.

За да се оцени ефекта от активиране на EGF-R тирозин киназа върху обратното гранулиране на гоблетни клетки, животните предварително се обработват i.p., с един инхибитор на EGF-R тирозин киназа (BIBX 1522, 15 мг/кг, щедро предоставен от Boehringer IngelheimTo evaluate the effect of EGF-R tyrosine kinase activation on the reverse granulation of goblet cells, animals were pretreated i.p. with one EGF-R tyrosine kinase inhibitor (BIBX 1522, 15 mg / kg, generously provided by Boehringer Ingelheim

Inc., Ingelheim, Germany) 30 мин. преди да вдишат fMLP, като това се повтаря два пъти дневно.Inc., Ingelheim, Germany) 30 min before inhaling fMLP, repeated twice daily.

Статистика. Всички данни са представени като средни +/-SEM. За всяка експериментална група се прилага еднопосочен ANOVA или тест Student 1. Вероятност по-малка от 0.05 се счита за статистически значима разлика.Statistics. All data are presented as mean +/- SEM. A one-way ANOVA or Student 1 test is applied to each experimental group. A probability less than 0.05 is considered a statistically significant difference.

РезултатиResults

Влияние на дегранулация на гоблетни клетки от JMLP върху структурата на носов епител. В контролно състояние, носовия чашечен епител съдържа значителна площ от оцветени с AB/PAS гоблетни клетки, но луминалната повърхност остава неоцветена. Имунооцветяване за муцин MUC5AC протеин съответства на площта на AB/PAS оцветяване, но хибридизация на място демонстрира малка или никаква изява на MUC5AC гена. Имунохистохимичното оцветяване за EGF-R протеин бе отрицателно. Тези резултати показват, че контролния носов епител от плъх съдържа непокътнати гоблетни клетки, съдържащи MUC5AC протеин при липсата на изява на муцин ген. Отсъствието на оцветяване в лумина предполага, че дегранулиране (секреция) на муцини не е налице.Effect of JMLP goblet cell degranulation on the structure of the nasal epithelium. In the control condition, the nasal calyx epithelium contains a considerable area of AB / PAS stained goblet cells, but the luminal surface remains unstained. Immunoblotting for mucin MUC5AC protein corresponds to the area of AB / PAS staining, but in situ hybridization demonstrates little or no expression of the MUC5AC gene. Immunohistochemical staining for EGF-R protein was negative. These results indicate that the rat nasal epithelium contained intact goblet cells containing MUC5AC protein in the absence of mucin gene expression. The absence of luminous staining suggests that mucin degradation (secretion) is not present.

Хипотезата е, че нестимулиран носов епител от плъхове съдържа “стабилни”, не дегранулиращи гоблетни клетки, съдържащи муцин протеини. Показано е, че нутрофилни хемоатрактанти (т.е. fMLP) рекрутират нутрофили в епитела на дихателните пътища, където те причиняват дегранулация на гоблетни клетки, посредством процес зависещ от еластаза. За да се провери ефекта на дегранулация на гоблетни клетки, за 5 мин. в носа се въвежда аерозол от нутрофил хемоатракт, fMLP (10'7М). При плъхове подложени на евтаназия 4 ч. след fMLP, площта оцветена с AB/PAS и площта от МиС5АС-положително имунооцветяване са намалели значително, като в носовия епител се появява рекрутиране на нутрофили. АВ/РAS- оцветяване е изявено в повърхността на лумината от носов дихателен път, което потвърждава, че е настъпила дегранулация на гоблетни клетки. При това, на 4 ч. след fMLP, изявата на MUC5AC ген не се променя.The hypothesis is that unstimulated nasal epithelium from rats contains "stable" non-degranular goblet cells containing mucin proteins. Neutrophil chemoattractants (i.e., fMLP) have been shown to recruit neutrophils into the airway epithelium, where they cause goblet cell degranulation by an elastase-dependent process. To check the effect of goblet cell degranulation, an aerosol from a neutrophil chemoattract, fMLP (10 ' 7 M) was introduced into the nose for 5 minutes. In rats euthanized 4 h after fMLP, the area stained with AB / PAS and the area of MIC5AS-positive immunostaining decreased significantly, with neutrophil recruitment occurring in the nasal epithelium. AB / PAS staining is expressed in the surface of the nasal airway lumen, confirming that goblet cell degranulation has occurred. Moreover, at 4 h after fMLP, the expression of the MUC5AC gene did not change.

В плъхове подложени на евтаназия 48 ч. след fMLP, имунохистохимично оцветяване с антитяло на EGF-R, оцветява положително за EGF-R в пред-гоблетни и гоблетни клетки, площта от АВ/РAS- и МиС5АС-имунопозитивно оцветяване се връща на нивото, налично в контролното състояние, което показва, че се е появила обратна гранулация на носови гоблетни клетки. В това време, вече не се наблюдава рекрутиране на нутрофили; Изявата на MUC5AC ген е видна в площта заета от гоблетните клетки, което показва, че обратната гранулация на гоблетни клетки е свързана с нарастване изявата на муцин гена.In euthanasia-treated rats 48 h after fMLP, immunohistochemical staining with EGF-R antibody stained positive for EGF-R in pre-goblet and goblet cells, the area of AB / PAS- and MIC5AS-immunopositive staining returned to the level, available in the control condition indicating that reverse granulation of nasal goblet cells has occurred. At this time, neutrophil recruitment was no longer observed; The expression of the MUC5AC gene is visible in the area occupied by goblet cells, indicating that the reverse granulation of goblet cells is associated with an increase in the expression of the mucin gene.

Роля на фосфорилация на EGF-R тирозин киназа при обратна гранулация на гоблетни клетки. От предходни изследвания с плъхове е докладвано, че активирането на EGF-рецептори (EGF-R) води до изява на муцин ген и протеин. За да се провери хипотезата, че активирането на EGF-R играе роля в обратната гранулация на носови гоблетни клетки от плъхове след fMLP, плъхове са предварително обработени (п=5) със селективен инхибитор на EGF-R тирозин киназа, BIBX 1522; аерозолна форма на fMLP предизвиква рекрутиране на нутрофили в носов епител и дегранулация на гоблетни клетки, но 48 ч. по-късно, площите на АВ/РAS оцветяване и МиС5АС-имуноположително оцветяване остават намалени. Тези резултати ангажират активирането на EGF-R в синтеза на муцин в носови клетки, след дегранулация от fMLP.Role of EGF-R tyrosine kinase phosphorylation in reverse goblet cell granulation. Previous studies in rats have reported that activation of EGF receptors (EGF-R) results in expression of the mucin gene and protein. To test the hypothesis that EGF-R activation plays a role in the reverse granulation of nasal goblet cells from rats after fMLP, rats were pretreated (n = 5) with a selective EGF-R tyrosine kinase inhibitor, BIBX 1522; the aerosol form of fMLP induces neutrophil recruitment into the nasal epithelium and goblet cell degranulation, but 48 hours later, the areas of AB / PAS staining and MIC5AS-immunostaining remain reduced. These results commit the activation of EGF-R in the synthesis of mucin in nasal cells after degranulation by fMLP.

В настоящото изследване, ние проверихме регулирането на производството на муцин в носов епител от плъхове. Контролния епител съдържа значителен брой гоблетни клетки, като в тези клетки е налице MUC5AC протеин. При това, не се наблюдава изява на MUC5AC ген. Докладвано е, че изявата на MUC5AC муцин се явява в други епителни клетки от дихателни пътища посредством изявата на EGF-R и тяхната активация. В носови епителни клетки от контролни плъхове, не открихме изява на EGF-R ген или протеин. Тъй като не е налице оцветяване на лумена за AB/PAS или MUC5AC протеин, това предполага, че не настъпва значителна дегранулация (секреция) на клетки. В “стабилни” гоблетни клетки, EGF-R може да се подрегулира, като се предотвратява по-нататъшен синтез на муцин. Затова, ние “предизвикахме” носовите гоблетни клетки с индуциране дегранулация на гоблетни клетки и изследвахме последвалите промени в структурата на епитела в дихателни пътища.In the present study, we examined the regulation of mucin production in the rat nasal epithelium. The control epithelium contains a considerable number of goblet cells, with MUC5AC protein present in these cells. However, no expression of the MUC5AC gene was observed. The expression of MUC5AC mucin has been reported to occur in other airway epithelial cells through the expression of EGF-R and their activation. In nasal epithelial cells from control rats, we did not find expression of the EGF-R gene or protein. As there is no lumen staining for AB / PAS or MUC5AC protein, this suggests that no significant cell degranulation (secretion) occurs. In "stable" goblet cells, EGF-R can be upregulated, preventing further mucin synthesis. Therefore, we "induced" nasal goblet cells by inducing goblet cell degranulation and examined the subsequent changes in the structure of the epithelium in the airways.

Нутрофилни хемоатрактанти предизвикват в дихателни пътища от гвинейско прасе и човек дегранулация на гоблетни клетки, която зависи от нутрофили и е спомогната от нутрофилна еластаза, като между нутрофилите и таблетните клетки се осъществява близък контакт. За да индуцира дегранулация в нормални, налични гоблетни клетки в носов епител, през носа се вдишва fMLP. fMLP рекрутира нутрофили в носовия епител, последвано от дегранулация на таблетните клетки; AB/PAS оцветената площ забележимо намалява.Neutrophil chemoattractants induce in the respiratory tract of guinea pig and human goblet cell degranulation, which is dependent on neutrophils and is assisted by neutrophil elastase, with close contact between the neutrophils and the tablet cells. To induce degranulation in normal goblet cells present in the nasal epithelium, fMLP is inhalated through the nose. fMLP recruits neutrophils into the nasal epithelium, followed by tablet cell degranulation; The AB / PAS area is noticeably diminished.

По-нататък, ние изучихме последващите събития в носовия епител, след дегранулиране на гоблетни клетки, индуцирано от fMLP. На 4 ч. след fMLP, когато се проявява максимална дегранулация на носови гоблетни клетки, все още липсва изява на EGF-R и MUC5AC. При това, 48 ч. след fMLP, EGF-R бе силно изявен в пред-гоблетни и гоблетни клетки. Изявата на MUC5AC ген сега е силно изразена в епитела, като тези събития са свързани с обратна гранулация на гоблетни клетки (нараства AB/PAS и MUC5AC оцветяването). В действителност, 48 ч. след fMLP, се появява обратна гранулация до точката, в която площта наFurthermore, we studied the subsequent events in the nasal epithelium after fMLP-induced goblet cell degranulation. At 4 h after fMLP, when maximal nasal goblet cell degranulation manifested, EGF-R and MUC5AC expression were still missing. In addition, 48 h after fMLP, EGF-R was strongly expressed in pre-goblet and goblet cells. The expression of the MUC5AC gene is now strongly expressed in the epithelium, with these events being associated with reverse granulation of goblet cells (increasing AB / PAS and MUC5AC staining). In fact, 48 hours after fMLP, reverse granulation occurs to the point where the area of

изява на гоблетните клетки е подобна на тази в контролно състояние.the expression of goblet cells is similar to that in the control state.

Тези открития предполагат, че дегранулацията на гоблетни клетки води до изява и активиране на EGF-R, като по този начин се индуцира изява наThese findings suggest that goblet cell degranulation leads to the expression and activation of EGF-R, thereby inducing the expression of goblet cells.

MUC5AC.MUC5AC.

За да се провери ролята на активацията на EGF-R тирозин киназа в обратната гранулация на гоблетни клетки, обработихме предварително животни със селективен инхибитор на EGF-R тирозин киназа, BIBX1522. В животни предварително обработени с BIBX 1522, fMLP все още предизвиква дегранулация на гоблетни клетки. При това, предварителна обработка с BIBX 1522, предотвратява обратна гранулация на гоблетните клетки и тяхната изява на MUC5AC протеин. Тези резултати ангажират активирането на EGF-R в повторното нарастване на муцини след дегранулиране на гоблетни клетки. В плъхове без патогени, гоблетните клетки “не са активни” (т.е. не дегранулират), a EGF-R са подрегулирани. Когато възпаление (напр. стимулиране инфилтрация на нутрофили) предизвиква дегранулация на гоблетни клетки и секреция на муцин, свръхрегулиране и активиране на EGF-R повторно доставя муцини в епитела на дихателните пътища. Настоящите открития предполагат, че селективни инхибитори на EGF-R тирозин киназа могат да бъдат полезни за предотвратяване свръхсекреция при заболявания на носа.To test the role of EGF-R tyrosine kinase activation in the reverse granulation of goblet cells, we pre-treated animals with a selective EGF-R tyrosine kinase inhibitor, BIBX1522. In animals pretreated with BIBX 1522, fMLP still causes goblet cell degranulation. However, pretreatment with BIBX 1522 prevents the reverse granulation of goblet cells and their expression of MUC5AC protein. These results commit the activation of EGF-R in the re-growth of mucins after goblet cell degranulation. In pathogens-free rats, goblet cells are "inactive" (ie, not degranulate) and EGF-R is upregulated. When inflammation (eg stimulation of neutrophil infiltration) causes goblet cell degranulation and mucin secretion, overregulation and activation of EGF-R re-supplies mucin to the airway epithelium. The present findings suggest that selective EGF-R tyrosine kinase inhibitors may be useful in preventing overexpression in nasal diseases.

Тъй като настоящото изобретение е описано с отнасяне до специфични негови изпълнения, трябва да стане ясно за тези, които имат необходимия опит и знания в областта, че могат да се направят различни промени и да се предложат еквиваленти за заместване, без те да се отделят от действителния дух и обхват на изобретението. В допълнение, могат да се направят много модификации, за да се адаптират към отделен случай, материал, състав, процес, етап или етапи от процес, в духа и обхвата на настоящото изобретение. Всички такива модификации имат за цел да бъдат в обхвата на приложените тук претенции.As the present invention has been described with reference to specific embodiments thereof, it should be made clear to those having the necessary experience and knowledge in the field that various changes can be made and equivalents offered without being separated from them. the actual spirit and scope of the invention. In addition, many modifications can be made to adapt to the particular case, material, composition, process, step or steps of the process, in the spirit and scope of the present invention. All such modifications are intended to be within the scope of the claims appended hereto.

Claims (27)

1. Метод за лечение на свръхсекреция на мукус в белите дробове, включващ: въвеждане на терапевтично ефективно количество от антагонист на рецептор на фактор за епидермално нарастване (EGFR) в пациент страдащ от свръхсекрция на мукус в дихателни пътища.A method for treating mucous secretion in the lung, comprising: administering a therapeutically effective amount of an epidermal growth factor receptor antagonist (EGFR) to a patient suffering from mucous secretion in the respiratory tract. 2. Метод, съгласно претенция 1, при който споменатия антагонист на EGF-R е инхибитор на киназа, селективен за EGF-R.The method of claim 1, wherein said EGF-R antagonist is an EGF-R selective kinase inhibitor. 3. Метод, съгласно претенция 2, при който споменатия антагонист е BIBX 1522.The method of claim 2, wherein said antagonist is BIBX 1522. 4. Метод от претенция 1, при който антагониста е едно антитяло.The method of claim 1, wherein the antagonist is an antibody. 5. Метод от претенция 4, при който антитялото е моноклонално антитяло, което специфично свързва фактора за епидермално нарастване (EGF).The method of claim 4, wherein the antibody is a monoclonal antibody that specifically binds the epidermal growth factor (EGF). 6. Метод от претенция 4, при който антитялото е моноклонално антитяло, което специфично свързва рецептора на фактора за епидермално нарастване (EGF-R).The method of claim 4, wherein the antibody is a monoclonal antibody that specifically binds to the epidermal growth factor receptor (EGF-R). 7. Метод от претенция 1, при който антагониста е една антисенсна молекула, характерна за поредица, кодираща протеин избран от групата състояща се от EGF и EGF-R.The method of claim 1, wherein the antagonist is an antisense molecule characteristic of a sequence encoding a protein selected from the group consisting of EGF and EGF-R. 8. Метод от претенция 1, при който антагониста подтиска трансфосфорилация на EGF-R.The method of claim 1, wherein the antagonist inhibits EGF-R transphosphorylation. 9. Метод от претенция 8, при който споменатия антагонист е един анти-оксидант.The method of claim 8, wherein said antagonist is an anti-oxidant. 10. Метод от претенция 1, при който антагониста се въвежда с инжектиране.The method of claim 1, wherein the antagonist is administered by injection. 11. Метод от претенция 10, при който антагонистът се въвежда венозно с носител под формата на нормален солен разтвор.The method of claim 10, wherein the antagonist is administered intravenously with a carrier in the form of a normal saline solution. 12. Метод от претенция 1, при който антагониста се въвежда с инхалация.The method of claim 1, wherein the antagonist is administered by inhalation. 13. Метод от претенция 1, при който антагониста се въвежда посредством подаване на липозома.The method of claim 1, wherein the antagonist is introduced by liposome delivery. 14. Метод от претенция 13, при който споменатата липозома е пространствено стабилизирана и се въвежда венозно.The method of claim 13, wherein said liposome is spatially stabilized and administered intravenously. 15. Метод in vitro за пресяване на предлагани агенти, включващ:15. An in vitro method for screening the agents proposed, comprising: (i) контакт на един in vitro модел за нарастване(пролиферация) на гоблетни клетки с EGF или негов функционален еквивалент, (ii) последващ контакт на in vitro модела с предлаган агент; и (iii) оценка нарастването на гоблетни клетки; като едно намаляване нарастването на гоблетни клетки е показател за терапевтичния потенциал на агента.(i) contact of an in vitro model for the growth (proliferation) of goblet cells with EGF or its functional equivalent; (ii) subsequent contact of the in vitro model with a proposed agent; and (iii) estimation of goblet cell growth; as a decrease in goblet cell growth is an indication of the therapeutic potential of the agent. ИМИМн»IMIMn » 16. Модел in vitro на претенция 14, при който in vitro моделите са белодробни епителни клетки.The in vitro model of claim 14, wherein the in vitro models are lung epithelial cells. 17. Метод in vivo за пресяване на предлагани агенти включващ:17. An in vivo method for screening agents, including: (i) създаване на един животински модел на белодробно заболяване със свръхсекреция с включване на EGF-R;(i) creation of an animal model of pulmonary over-secretion with the involvement of EGF-R; (ii) стимулиране на индуцирания EGF-R с лиганд, за да се получат гоблетни клетки произвеждащи муцин;(ii) stimulating the induced EGF-R with a ligand to produce mucin-producing goblet cells; (iii) лечение с предлагания агент; и (iv) оценка нарастването на гоблетни клетки или секреция на мукус; като подтискане нарастването на гоблетни клетки или секреция на мукус е показателно за терапевтичния потенциал на предлагания агент.(iii) treatment with the agent proposed; and (iv) assessment of goblet cell growth or mucus secretion; such as inhibition of goblet cell growth or mucus secretion is indicative of the therapeutic potential of the proposed agent. 18. Модел in vivo от претенцуия 17, при който животното използвано в модела in vivo е подбрано от групата състояща се от мишка, плъх, заяк или гвинейско прасе.The in vivo model of claim 17, wherein the animal used in the in vivo model is selected from the group consisting of a mouse, rat, rabbit or guinea pig. 19. Модел in vivo от претенция 17, при който моделът in vivo е един астматичен модел.The in vivo model of claim 17, wherein the in vivo model is an asthmatic model. 20. Фармацевтична рецептура за лечение на свръхсекреция на мукус в дихателните пътища, включваща:20. Pharmaceutical formulation for the treatment of mucous secretion in the respiratory tract, including: терапевтично ефективно количество от един антагонист на рецептора на фактора за епидермален растеж (EGF-R) е доза достатъчна да намали свръхсекрецията на мукус в дихателните пътища;a therapeutically effective amount of an epidermal growth factor receptor (EGF-R) receptor antagonist is a dose sufficient to reduce mucus excess secretion in the airways; и един терапевтично приемлив носител.and a therapeutically acceptable carrier. 21. Рецептура от Претенция 20, в която споменатия антагонист на EGF-R е инхибитор на киназа, селективен за EGF-R.The formulation of claim 20, wherein said EGF-R antagonist is a kinase inhibitor selective for EGF-R. 22. Рецептура от Претенция 20, в която споменатия антагонист на EGF-R подтиска трансфосфорилация на EGF-R.The formulation of claim 20, wherein said EGF-R antagonist inhibits EGF-R transphosphorylation. 23. Рецептура от Претенция 20, в която споменатия антагонист е един анти-оксидант.The formulation of claim 20, wherein said antagonist is an anti-oxidant. 24. Рецептура от Претенция 20, в която антагониста е едно антитяло.The formulation of claim 20, wherein the antagonist is an antibody. 25. Рецептура от Претенция 24, в която антитялото е моноклонално антитяло, което специфично свързва фактор за епидермален растеж (EGF).The formulation of claim 24, wherein the antibody is a monoclonal antibody that specifically binds epidermal growth factor (EGF). 26. Рецептура от Претенция 24, в която антитялото е моноклонално антитяло, което специфично свързва рецептор на фактора за епидермален растеж (EGF-R).The formulation of claim 24, wherein the antibody is a monoclonal antibody that specifically binds to the epidermal growth factor receptor (EGF-R). 27. Рецептура от Претенция 20, в която антагониста е една антисенсна молекула, характерна за поредица кодираща протеин избран от групата състояща се от EGF и EGF-R.The formulation of claim 20, wherein the antagonist is an antisense molecule characteristic of a sequence encoding a protein selected from the group consisting of EGF and EGF-R.
BG105158A 1998-08-18 2001-01-16 Prevention of the formation of mucus coating on the respiratory tracts by the administration of egf-r antagonist BG105158A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9702398P 1998-08-18 1998-08-18
PCT/US1999/018696 WO2000010588A2 (en) 1998-08-18 1999-08-17 Epidermal growth factor receptor antagonists for treating hypersecretion of mucus in the lungs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG105158A true BG105158A (en) 2001-11-30

Family

ID=26792346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG105158A BG105158A (en) 1998-08-18 2001-01-16 Prevention of the formation of mucus coating on the respiratory tracts by the administration of egf-r antagonist

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG105158A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100609646B1 (en) Preventing airway mucus production by administration of egf-r antagonists
US7531500B2 (en) Preventing airway mucus production by administration of EGF-R antagonists
JP2010065053A (en) Method of preventing production of airway mucus by administration of egf-r antagonist
BG105158A (en) Prevention of the formation of mucus coating on the respiratory tracts by the administration of egf-r antagonist
MXPA01001755A (en) Preventing airway mucus production by administration of egf-r antagonists