JP6841661B2 - 骨折および骨障害の診断および治療のための組成物および方法 - Google Patents

骨折および骨障害の診断および治療のための組成物および方法 Download PDF

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Description

本発明は、異常な骨ミネラル密度に関連する障害、特に骨粗鬆症の療法、予防および診断に関する。
骨粗鬆症は、骨脆弱性増加および骨折リスク増加を導く、骨量の全身性減少によって特徴付けられる。
骨折リスクならびに治療反応を早期に評価するための現在の方法には、非侵襲性画像化技術、ならびに骨代謝の臨床的パラメータおよび生化学的マーカーの分析が含まれる。最近、マイクロRNAが多様な組織の細胞から血流内に分泌されることが同定されてきており、これらはおそらく、体の異なる部分における病的プロセスを示す。マイクロRNAが、骨形成および骨吸収細胞、特に骨芽細胞および破骨細胞の発生および機能に重要な役割を果たす証拠がある。どちらの細胞タイプも、骨同化および異化の間のホメオスタシスを調節し、そしてしたがって、マイクロRNAは、骨代謝において、中心的な生理学的役割を果たす。しかし、今日まで、骨疾患を引き起こす骨代謝の不均衡が、循環マイクロRNAのレベルに反映されうるかどうかに関してはほとんど知られていない。
骨粗鬆症性骨折は、骨脆弱性の増加によって引き起こされ、これは、骨組織における低い骨量および微小構造変化によって引き起こされうる。こうした骨折は、米国、欧州および日本において、7500万人以上の人々が罹患している骨粗鬆症の決定的に困難な転帰である(Kanisら、2013)。先進国において、椎骨または非椎骨骨折に苦しむ生涯リスクは30%〜40%であり、骨粗鬆症は、冠動脈心疾患のものと類似の発症率を有する。さらに、前腕骨折を例外として、骨粗鬆症性骨折は、死亡率増加と関連する。大部分の骨折は、急性の疼痛を引き起こし、そして患者の入院、運動抑制およびしばしば緩慢な回復を導く。
さらに、骨粗鬆症症状は、全般に脆弱性骨折リスクの上昇に苦しむ、2型糖尿病患者でしばしば観察される。真性糖尿病は、被験体が高血糖を有する代謝疾患群を指す。2型糖尿病はインスリン耐性から生じ、これは、細胞がインスリンを適切に使用することができない状態であり、ときにまた、絶対インスリン不全も伴う。この型は以前、非インスリン依存性真性糖尿病(NIDDM)または「成人発症糖尿病」と称された。
骨粗鬆症の予防、診断および管理において、骨折リスクの評価および治療反応の監視が最も重要な2つの側面である。したがって、骨ミネラル密度(BMD)を測定することによる骨量の分析が、現在、臨床診療およびWHO FRAXアンケートの一部において、ルーチンに分析される、骨格の唯一の臨床パラメータである(Kanisら、2013)。しかし、骨強度および骨代謝(Cefalu、2004)、年齢および部位依存性骨密度相違との相関を欠いているため、他の確立された骨折リスクの臨床スコアと組み合わされた(Rubinら、2013)、T−スコア(すなわち健康な30歳のものに対する患者のBMDの比較)の評価は、しばしば、骨折リスクの予測を改善しない。特に、患者が2型糖尿病に罹患している場合、BMDおよび骨折リスクの間には相関の証拠がなく、これは、骨折リスクの別のマーカーの必要性を示す。
骨形成、骨吸収および療法治療反応率を概算するため、いくつかの生化学的骨代謝マーカー(BTM)が同定されてきており(Vasikaranら、2011)、例えば血清プロコラーゲンI型Nプロペプチド(s−PINP)、I型コラーゲンの血清C末端テロペプチド(s−CTX)がある。これらのマーカーと骨代謝の相関が確立される一方、骨折リスク予測に関するその特異性および感度は、さらに検証される必要がある。したがって、これらの生化学マーカーの臨床診療への取り込みを推奨しているのは、ごくわずかな国のみである(Vasikaranら、2011)。
骨代謝の他の潜在的なマーカーは、骨形成および吸収において主要な役割を果たすことが知られるシグナル伝達経路から得られることも可能であり、例えばWNT、BMP−2またはRANKLがある。例えば、Dickkopf−1(DKK−1)またはスクレロスチン(SOST)遺伝子はWNTおよびWNT受容体の結合パートナーとして作用し、それによって、その活性およびそれに続いて骨形成を制御することも可能である(Canalis、2013)。しかし、食餌、運動および概日リズムに反応した血清/血漿中のこれらのタンパク質の前分析安定性には疑問があり、そしてしたがって、これらのタンパク質が他の組織でもまた産生され、そして他の疾患に反応して制御される可能性もあるという事実のため、骨代謝に関して一般的に有意であるかも疑問である。特に、特定のタイプの癌に関しては、WNT−シグナル伝達は疾患進行を駆動することが示されてきている(Anastas & Moon、2013)。
最近、骨代謝の調節において(Dong、Yang、Guo、& Kang、2012;Zhaoら、2013)、遺伝子発現を制御する小分子非コードRNAである(Bartel、2009)マイクロRNA(miRNA)の重要性がますます注目されてきている。いくつかのmiRNAは、骨細胞への幹細胞分化の間、骨形成阻害剤をサイレンシングする(Trompeterら、2013)か、BMP仲介性骨芽細胞増殖および分化を制御する(Liら、2008)か、またはWNTシグナル伝達の活性を組織化する(Kapinas、Kessler、& Delany、2009)ことが示されてきている。したがって、骨再生を加速するための療法剤としてそして/または骨代謝および骨折リスクを評価するための診断ツールとしてのmiRNAの潜在能力が、近年知られるようになってきている(van Wijnenら、2013)。血清および血漿においてmiRNAは、過酷な条件に曝された後であってさえ優れて安定であり、miRNAの数が限定されており(血漿/血清中に分泌されて見出されるものは<500)、化学組成が単純であり、転写後修飾されておらず、そして高度でそしてよく確立された高感度スクリーニング技術が利用可能であることから、miRNAはバイオマーカーの優れた候補とされる。実際、血液循環miRNAは、すでに、疾患(Kellerら、2011)、特に癌および心臓血管疾患、または非病的プロセス、例えば加齢(Weinerら、2013)の背景で分析されてきている。骨粗鬆症の開始および進行を調節可能であるか、またはこの病的プロセスの代理マーカーとして働きうるmiRNAの組み合わせは、その使用が骨折リスクを予測する非侵襲性アプローチ、ならびに骨粗鬆症進行の療法的調節のためのターゲットに相当する、特異的骨粗鬆症シグネチャーである。
WO2013155085は、単球においてhsa−miR−133aを検出する、低骨ミネラル密度の診断法を示唆する。
近年、5つの自由に循環するmiRNAおよび骨組織miRNAが同定され、そして骨粗鬆症性骨折に関連づけられてきている(Seeligerら、2014)。
WO2007023306は、骨疾患診断のためのmiRNA−223の使用を記載する。
Wang Y.ら, 2012, PlosOne, 7,4, e34641は、閉経後骨粗鬆症に関連する潜在的なバイオマーカーとして、miR−133aを報告する。
WO2011144761は、骨障害の治療において使用するためのmiR−31を記載する。
WO2013155085 WO2007023306 WO2011144761
Kanisら、2013 Cefalu、2004 Rubinら、2013 Vasikaranら、2011 Canalis、2013 Anastas & Moon、201 Dong、Yang、Guo、& Kang、2012 Zhaoら、2013 Bartel、2009 Trompeterら、2013 Liら、2008 Kapinas、Kessler、& Delany、2009 van Wijnenら、2013 Kellerら、2011 Weinerら、2013 Seeligerら、2014 WangY.ら, 2012, PlosOne, 7,4, e34641
本発明の目的は、骨粗鬆症または骨減少症を診断し、そして骨折を予測する際の範囲、特異性および妥当性を広げ、そしてまた骨ホメオスタシスを安定化させ、そして骨折治癒を加速することによる、骨粗鬆症療法のための新規剤を提供することである。
この問題は、本発明によって解決される。
本発明者らは、最近のならびに最近でない骨粗鬆症性骨折を有する患者から得た血液試料において、上方または下方制御されている特定のmiRNAを検出した。
本発明は、特に、特異的に上方または下方制御され、そしてしたがって、価値あるバイオマーカーとして有用であり、そして広範囲の骨疾患病期および年齢群の両方に渡って適用可能な診断シグネチャーに相当する、選択されるmiRNAセットを提供する。
本発明にしたがって、被験体において、骨粗鬆症を診断するか、骨粗鬆症性骨折のリスクを決定するか、または治療成功を監視するin vitro法であって:
a)前記被験体由来の血液または血清試料を提供し;
b)前記血清または血液試料において
1. hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−let−7i−3p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−410、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−487b、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群II miRNA、および/または
2. hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5p、hsa−miR−98−5pまたはそのアイソフォームまたは変異体からなる群III miRNA、および/または
3. hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−574−3p、またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群I miRNA
のいずれかより選択される、2またはそれより多いmiRNAのレベルを測定し、そして
c)健康な個体由来の参照血液または血清試料における対応するmiRNAのレベルと、前記miRNAのレベルを比較する、
ここで、参照試料に比較した際の前記レベルの1.5倍を超える相違が、骨粗鬆症の指標、または骨折、特に骨粗鬆症性骨折のリスクの指標である
工程を含む、前記方法を提供する。
本発明の別の態様において、前記miRNAのレベルを、健康な被験体における、特に健康な被験体に由来する試料のプールにおける、対応するmiRNAの平均レベルに比較することも可能であり、1標準偏差より大きい、特に約1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、特に約2の標準偏差またはそれより大きい相違が、将来の骨折、特に骨粗鬆症性骨折のリスクが増加した骨粗鬆症の指標となる。
さらなる態様にしたがって、2.5標準偏差、特に約3、特に約3.5、特に3.5標準偏差より大きい相違は、将来の骨折、特に骨粗鬆症性骨折の高いリスクを持つ骨粗鬆症の指標である。
したがって、本発明の態様内には、診断しようとする被験体由来のそれぞれの試料と比較するため、健康な被験体由来の単一の参照試料または健康な被験体由来の試料プールのいずれかの使用がある。前記プールは、異なる個体由来の、2、3、4、5、6、7、またはそれより多い試料、特に最大10、100または100を超える血液試料からなることも可能である。
本発明の特定の態様において、選択した被験体または被験体集団において、骨粗鬆症を診断するかまたは骨折のリスクを予測するin vitro法であって:
a. 真性糖尿病、特にII型真性糖尿病を患わず、また発展させる素因も持たない被験体由来の血液試料を提供し、
b. 特に上に列挙したような、群I miRNAおよび/または群II miRNAのいずれかより選択される2またはそれより多いmiRNA、そして場合によってさらに
c. 健康な個体に比較した際、骨粗鬆症の個体において示差的に制御されている、そして/または骨形成分化および/または破骨細胞形成(osteoclastogenic)活性化に関与する1またはそれより多いさらなるmiRNA
のレベルを測定し;そして
d. 前記miRNA、またはそのアイソフォームおよび変異体のレベルを、健康な個体のコホートにおける平均レベルと比較する、ここで、参照に比較して、1標準偏差より大きい、特に約1.5、特に約2標準偏差の相違が、将来の骨粗鬆症性骨折のリスクが増加した骨粗鬆症の指標であり、一方、2.5標準偏差より大きい、特に約3、特に約3.5、さらに具体的には3.5標準偏差より大きい相違が、将来の骨折が高リスクである骨粗鬆症の指標である
工程を含む、前記方法を提供する。
本発明のさらなる特定の態様において、選択した被験体集団において、骨粗鬆症を診断するかまたは骨折リスクを予測するin vitro法であって:
a)真性糖尿病、特にII型真性糖尿病を患うか、または発展させる素因を有する被験体由来の血液試料を提供し、
b)特に上に列挙したような、群III miRNAより選択される2またはそれより多いmiRNA、そして場合によってさらに
c)健康な個体に比較した際、骨粗鬆症の個体において示差的に制御されている、そして/または骨形成分化および/または破骨細胞形成活性化に関与する1またはそれより多いさらなるmiRNA
のレベルを測定し;そして
d)前記miRNA、またはそのアイソフォームおよび変異体のレベルを、健康な個体のコホートまたはプールにおける平均レベルと比較する、ここで、参照に比較して、1標準偏差より大きい、特に約1.5、特に約2標準偏差の相違が、将来の骨粗鬆症性骨折のリスクが増加した骨粗鬆症の指標であり、一方、2.5標準偏差より大きい、特に約3、特に約3.5、さらに具体的には3.5標準偏差より大きい相違が、将来の骨折が高リスクである骨粗鬆症の指標である
工程を含む、前記方法を提供する。
本発明のさらなる態様において、本発明の方法にしたがって、群I miRNA由来の2またはそれより多いヒトmiRNAのレベルを測定する。特に、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13または14の群IのmiRNAを測定し、そして健康なドナー由来の単一試料または試料プールであることも可能な標準参照試料のレベルと比較する。
本発明のさらなる態様において、本発明の方法にしたがって、群II miRNA由来の前記の2またはそれより多いヒトmiRNAのレベルを測定する。特に、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47または48の群IIのmiRNAのレベルを測定し、そして健康なドナー由来の単一試料または試料プールであることも可能な標準参照試料のレベルと比較する。
本発明のさらなる態様において、本発明の方法にしたがって、群III miRNA由来の前記の2またはそれより多いヒトmiRNAのレベルを測定する。特に、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73または74の群IIIのmiRNAのレベルを測定し、そして健康なドナー由来の単一試料または試料プールであることも可能な標準参照試料のレベルと比較する。
また、上に列挙したような、前記群I、群II、および群IIIのmiRNAのmiRNAレベルの測定の任意の組み合わせも、もちろん、本発明の範囲に取り込まれる。
本発明のさらなる態様にしたがって、群I、IIまたはIIIのいずれかの少なくとも3、好ましくは少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、・・・最大136のmiRNAのレベルを測定する。
本発明の特定の態様にしたがって、群Iおよび/または群IIおよび/または群III miRNAのいずれかのすべてのmiRNAのレベルを測定する。
特定の側面にしたがって、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133bおよびhsa−miR−143−3pのレベルを測定する方法を提供する。
さらなる特定の側面は、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−941、およびhsa−miR−942のレベルを測定する本発明の方法を提供することである。
本発明の方法のさらなる側面にしたがって、個体、特に2型真性糖尿病疾患の徴候をまったく持たない閉経後の女性において、特に骨粗鬆症を診断するためまたは骨折リスクを決定するため、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−942およびhsa−miR−155−5pの少なくとも2つのレベルを測定する。場合によって、上に列挙したような前記の少なくとも2つのmiRNAを、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3pおよびhsa−miR−582−3pの少なくとも1つと組み合わせて測定することも可能である。
本発明のさらにさらなる側面において、個体、特に真性糖尿病疾患に罹患した閉経後の女性において、特に骨粗鬆症を診断するためまたは骨折リスクを決定するため、miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5pおよびmiR−486−3pの少なくとも2つのレベルを測定する。場合によって、上に列挙したような前記の少なくとも2つのmiRNAを、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−532−39、hsa−miR−7−5pおよびhsa−miR−92a−3pの少なくとも1つと組み合わせて測定することも可能である。
さらなる側面において、本発明の方法によって、1またはそれより多いさらなるmiRNAを検出し、ここで前記miRNAは
i)健康な個体に比較した際、骨粗鬆症個体において示差的に制御されており、そして
ii)骨形成分化および/または破骨細胞形成活性化に関与する。
さらにさらなる態様において、hsa−miR−100、hsa−miR−124a、hsa−miR−148a、hsa−miR−23a、hsa−miR−24、hsa−miR−31、hsa−miR−22−3pおよびhsa−miR−93からなる群IV miRNAより選択される、さらなるmiRNAを検出する。
本発明のさらなる態様において、hsa−miR−140−5p、hsa−miR−146a−5p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−199a−5p、hsa−miR−20a、hsa−miR−200a、hsa−miR−217、hsa−miR−218、hsa−miR−26a、hsa−miR−27b、hsa−miR−2861、hsa−miR−29a−3p、hsa−miR−29b−3p、hsa−miR−29c−3p、hsa−miR−204−5p、hsa−miR−335−5p、hsa−miR−34c、hsa−miR−370−3p、hsa−miR−3960、hsa−miR−503−5p、またはそのアイソフォームおよび変異体からなる群V miRNAより選択される、さらなるmiRNAを、本発明の方法において測定する。
本発明の別の態様にしたがって、被験体が骨粗鬆症を有するかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクがあるかどうかを決定する方法であって:
a)前記被験体由来の血液または血清試料を提供し;
b)前記血清または血液試料において、群II、IIIまたはI miRNAのいずれかより選択される、2またはそれより多いmiRNAのレベル、あるいは他の上に列挙したmiRNAのいずれか、あるいはそのアイソフォームまたは変異体のレベルを測定し、そして
c)健康な個体由来の参照血液または血清試料における対応するmiRNAのレベルと、前記miRNAのレベルを比較し、
d)参照試料に比較した際、miRNAの前記レベルにおける1.5倍より高い相違を示す被験体において、骨粗鬆症を治療する
工程を含む、前記方法を提供する。
さらなる態様において、被験体は、骨折を患うかまたは骨折を発展させるリスクがある骨減少症患者、あるいは2型真性糖尿病のリスクがあるかまたは該疾患を患う患者であって、前記被験体は、参照試料に比較した際、上に列挙したそれぞれのmiRNAの2またはそれより多くのレベルが、1.5倍を超える増進または減少を示す場合、治療を受ける。
本発明はしたがって、また、被験体を監視するため、そして/または骨折、特に骨粗鬆症性骨折の予後のための方法も提供する。
本発明の方法を、骨折のリスクを決定しなければならない任意の被験体、特に骨折を患うかまたは骨折を発展させるリスクがある骨粗鬆症患者、あるいは真性糖尿病、特に2型真性糖尿病のリスクがあるかまたは該疾患を患う患者に関する標準試験として使用することも可能である。
本発明の特定の態様にしたがって、miRNAレベルの相違を、定量的またはデジタルPCR、DNA/RNA配列決定、マイクロアレイ、発光に基づくLuminexTM核酸アッセイ、または他のハイブリダイゼーションに基づく技術によって決定する。
本発明はまた、
a)miRNA群I、IIまたはIII由来の、アイソフォームを含む、少なくとも1つ、特に少なくとも2つの単離合成ヒトmiRNAを用いた内因性マイクロRNAの置換ならびに/あるいは
b)
i.前記miRNAに結合し、切断し、そしてしたがってそのレベルを減少させ;そして/または
ii.ターゲットmiRNAに結合し、そして隔離し、したがって前記miRNAをコードする配列の発現を下方制御する
合成アンタゴニスト/阻害剤分子の投与による、群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つの阻害および/または分解
からなる、骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止する際に使用するための組成物も提供する。
特に、リボザイムをそれに用いてもよい。
特に、前記組成物を薬剤調製において用いてもよい。
本発明のさらなる態様にしたがって、被験体において骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止するための方法であって、
a)miRNA群I、IIまたはIII由来の少なくとも2つの単離ヒトmiRNAならびに/あるいは
b)
i.前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
ii.前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかもしくは下方制御する
群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つのアンタゴニスト/阻害剤
の有効量を投与する工程を含む、前記方法を提供する。
多変量分類モデル。a)1〜4のmiRNA:hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3、hsa−miR−942、およびhsa−miR−155−5pの組み合わせに基づく、対照患者(Co)から、最近でない骨折(Fx)を有する閉経後の女性を分類するための受信者動作特性(ROC)曲線。b)最近でない骨粗鬆症性骨折を伴うおよび伴わない閉経後の女性の血清試料における、a)由来のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。c)1〜4のmiRNA:miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの組み合わせに基づく、骨折を伴わない糖尿病対照患者(DM)から、最近でない骨粗鬆症性骨折を患う2型糖尿病女性(DMFx)を分類するためのROC曲線。d)DMFx血清試料対DM試料における、c)のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。 多変量分類モデル。a)1〜4のmiRNA:hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3、hsa−miR−942、およびhsa−miR−155−5pの組み合わせに基づく、対照患者(Co)から、最近でない骨折(Fx)を有する閉経後の女性を分類するための受信者動作特性(ROC)曲線。b)最近でない骨粗鬆症性骨折を伴うおよび伴わない閉経後の女性の血清試料における、a)由来のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。c)1〜4のmiRNA:miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの組み合わせに基づく、骨折を伴わない糖尿病対照患者(DM)から、最近でない骨粗鬆症性骨折を患う2型糖尿病女性(DMFx)を分類するためのROC曲線。d)DMFx血清試料対DM試料における、c)のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。 多変量分類モデル。a)1〜4のmiRNA:hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3、hsa−miR−942、およびhsa−miR−155−5pの組み合わせに基づく、対照患者(Co)から、最近でない骨折(Fx)を有する閉経後の女性を分類するための受信者動作特性(ROC)曲線。b)最近でない骨粗鬆症性骨折を伴うおよび伴わない閉経後の女性の血清試料における、a)由来のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。c)1〜4のmiRNA:miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの組み合わせに基づく、骨折を伴わない糖尿病対照患者(DM)から、最近でない骨粗鬆症性骨折を患う2型糖尿病女性(DMFx)を分類するためのROC曲線。d)DMFx血清試料対DM試料における、c)のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。 多変量分類モデル。a)1〜4のmiRNA:hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3、hsa−miR−942、およびhsa−miR−155−5pの組み合わせに基づく、対照患者(Co)から、最近でない骨折(Fx)を有する閉経後の女性を分類するための受信者動作特性(ROC)曲線。b)最近でない骨粗鬆症性骨折を伴うおよび伴わない閉経後の女性の血清試料における、a)由来のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。c)1〜4のmiRNA:miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの組み合わせに基づく、骨折を伴わない糖尿病対照患者(DM)から、最近でない骨粗鬆症性骨折を患う2型糖尿病女性(DMFx)を分類するためのROC曲線。d)DMFx血清試料対DM試料における、c)のmiRNAの規準化Cp値を示すボックスプロット。 多変量分類モデル:さらなるmiRNAによる、4パラメータモデルの拡大または置換は、分類性能を改善する。a)2型糖尿病を伴わない閉経後の女性における骨粗鬆症:女性骨折患者の分類に対する、最大9のmiRNAとhsa−miR−188−3pの分析を組み合わせた効果を、ROC分析から得られるAUC値として示す。b)2型糖尿病を伴う患者における骨粗鬆症:女性骨折患者の分類に対する、最大9のマイクロRNAとmiR−550a−5pの分析を組み合わせた効果を、ROC分析由来のAUC値として示す。AUC=1.0は、完璧な分類を示す。 多変量分類モデル:さらなるmiRNAによる、4パラメータモデルの拡大または置換は、分類性能を改善する。a)2型糖尿病を伴わない閉経後の女性における骨粗鬆症:女性骨折患者の分類に対する、最大9のmiRNAとhsa−miR−188−3pの分析を組み合わせた効果を、ROC分析から得られるAUC値として示す。b)2型糖尿病を伴う患者における骨粗鬆症:女性骨折患者の分類に対する、最大9のマイクロRNAとmiR−550a−5pの分析を組み合わせた効果を、ROC分析由来のAUC値として示す。AUC=1.0は、完璧な分類を示す。
骨形成分化は、間葉系幹細胞または脂肪組織由来幹細胞が活性化されて、増殖し、そして骨芽細胞に分化する間のプロセスと定義される。このプロセスは、アルカリホスファターゼ(ALP)の分泌、遺伝子、例えばオステオカルシン、RUNX2、ALP発現の変化、およびカルシウム取り込み上昇によって特徴付けられる。
破骨細胞形成は、単球(すなわちマクロファージ)が、RANKLおよびM−CSFによって活性化されて、破骨細胞を形成する間のプロセスと定義され、これは、H、特定のプロテアーゼおよび他の酵素、例えば酒石酸(tartreate)耐性酸性ホスファターゼ(TRAP)、骨吸収を補助するカテプシンKの放出によって特徴付けられる。
本明細書において、用語「血液試料」は、血清、血漿、全血およびその構成要素、血液由来産物または調製物を指す。血漿および血清は、実施例に示すように非常に有用である。
本明細書において、用語「被験体」または「個体」または「患者」は、温血哺乳動物、特にヒトを指すものとする。
用語「患者」には、予防または療法的治療のいずれかを受けたか、あるいは限定されるわけではないが、骨粗鬆症または真性糖尿病のような特定の疾患と診断されている、ヒトおよび他の哺乳動物被験体が含まれる。
用語「治療」は、したがって、予防的および療法的治療の両方を含むよう意味される。
本明細書において、用語「個体コホート」または「個体プール」は、健康な個体群を指すものとし、そして特に、前記個体から受け取った試料を指すことも可能である。コホートの個体数は多様であることも可能であり、すなわち、2、3、4、5、6、7、またはそれより多い個体を含むことも可能であるが、また、より大きい被験体群であることも可能であり、例えば、限定されるわけではないが、10、50、100またはそれより多い個体であることも可能である。本発明の態様にしたがって、コホートはまた、500またはそれより多い個体の巨大コホートを含むことも可能である。
本発明にしたがって、用語「約」は、明確に、列挙した値、ならびにそこからの小さな逸脱を含む。したがって、10%、好ましくは5%、好ましくは1%の列挙した値からの逸脱は、用語「約」に含まれる。本発明にしたがって、平均年齢約60歳の原発性骨粗鬆症(閉経後)を伴う被験体を評価したが、これは、約70歳またはそれより高齢の被験体が罹患する老年性骨粗鬆症による骨喪失および骨折リスクとは対照的である。
用語「治療成功」は、本明細書において、骨密度を維持するかまたは骨粗鬆症プロセスを遅延させ、そして骨粗鬆症の結果として骨折する(骨粗鬆症性骨折)リスクを減少させると定義される。したがって、治療成功を予測するマーカーは、患者の臨床転帰、すなわち骨折リスクの減少に優先的に関連するはずである。中程度の治療成功は、約25%から最大約50%、骨折リスクを減少させる。高い治療成功は、50%を超えるリスク減少を生じる。
本発明は、骨粗鬆症を診断するか、骨粗鬆症病変(leasons)または骨折を発展させるリスクを決定するか、あるいは、療法、特に骨粗鬆症または糖尿病治療を受けている被験体において治療を監視するための方法において使用するための選択されたmiRNAを提供する。
前記miRNAは、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−3p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−410、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−487b、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−574−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5pおよびhsa−miR−98−5p−またはそのアイソフォームまたは変異体である。
健康な被験体におけるレベルに比較して、前記miRNAの2またはそれより多くのレベルの増加または減少の検出を、被験体における骨粗鬆症または骨折のリスクを予測するために使用可能である。
特に、群I miRNA、特に、hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−574−3p、またはそのアイソフォームまたは変異体からなる前記miRNAの2またはそれより多くのレベルの増加が測定されると、骨粗鬆症の特異的な指標であるかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクの特異的な指標である可能性がある。miRNAの前記増加または減少は、最近の骨折を患う被験体における、血液または血清レベルから得られるデータに特に基づく。
特に、群II miRNA、特に、hsa−miR−382−3p、hsa−let−7i−3p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−410、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−487b、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942またはそのアイソフォームまたは変異体からなる前記miRNAの2またはそれより多くのレベルの増加が測定されると、骨粗鬆症の特異的な指標であるかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクの特異的な指標である可能性がある。miRNAの前記増加または減少は、最近の骨折を患わない被験体における、血液または血清レベルから得られるデータに特に基づく。
特定の態様にしたがって、hsa−miR−188を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−382を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−155を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−502を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−136を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−203を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−550を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
特に、群III miRNA、特に、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5pおよびhsa−miR−98−5pまたはそのアイソフォームまたは変異体からなる前記miRNAの2またはそれより多くのレベルの増加が測定されると、II型糖尿病に罹患した被験体において、骨粗鬆症の特異的な指標であるかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクまたは骨病変もしくは骨折のリスクの特異的な指標である可能性がある。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−32を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−486を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−96を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
さらに特定の態様にしたがって、hsa−miR−942を群IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも1つと組み合わせる。
特に、群I、IIまたはIII miRNAのいずれかの少なくとも2つと組み合わせた、hsa−miR−100、hsa−miR−124a、hsa−miR−148a、hsa−miR−23a、hsa−miR−24、hsa−miR−31、hsa−miR−22−3pおよびhsa−miR−93またはそのアイソフォームまたは変異体からなるさらなるmiRNAのレベルの測定または検出は、被験体における骨粗鬆症のさらなる指標であるかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクまたは骨病変もしくは骨折のリスクのさらなる指標である可能性がある。
特に、群I、IIまたはIII miRNAのいずれかの少なくとも2つと組み合わせた、hsa−miR−140−5p、hsa−miR−146a−5p、hsa−miR−199a−5p、hsa−miR−20a、hsa−miR−200a、hsa−miR−217、hsa−miR−218、hsa−miR−26a、hsa−miR−27b、hsa−miR−2861、hsa−miR−29a−3p、hsa−miR−29b−3p、hsa−miR−29c−3p、hsa−miR−204−5p、hsa−miR−335−5p、hsa−miR−34c、hsa−miR−370−3p、hsa−miR−3960、hsa−miR−503−5p、またはそのアイソフォームおよび変異体からなるさらなるmiRNAのレベルの測定または検出は、被験体における骨粗鬆症のさらなる指標であるかまたは骨粗鬆症を発展させるリスクまたは骨病変もしくは骨折のリスクのさらなる指標である可能性がある。
特に、健康な被験体のレベルに比較して、miR−188−3p、miR−382−3p、miR−155−5p、およびmiR−942の少なくとも2つが異なるレベルであることは、2型糖尿病を伴わない閉経後の女性において、骨折リスクの指標である。この患者群において、骨折リスクおよび/または骨粗鬆症の診断の感度および特異性は、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、および/またはhsa−miR−582−3pより選択されるさらなるmiRNAマーカーを分析に含めることによって、さらに改善可能である。特定の態様は、限定されるわけではないが、マーカー:
miR−188−3pおよびmiR−382−3p;
miR−188−3p、miR−382−3pおよびmiR−942;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−155−5p、およびmiR−942;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−942、hsa−miR−502−5pおよびhsa−miR−136−3p;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−942、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−136−3pおよびhsa−miR−502−5p;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−942、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−942、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5pおよびhsa−miR−181a−3p;
miR−188−3p、miR−382−3p、miR−942、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−181a−3pおよびhsa−miR−378a−5p
の組み合わせである。
さらなる代替態様にしたがって、健康な被験体のレベルに比較して、miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの少なくとも2つが異なるレベルであることは、2型糖尿病に罹患した閉経後の女性において、骨折リスクの指標である。この患者群において、骨折リスクおよび/または骨粗鬆症の診断の感度および特異性は、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3pより選択されるさらなるmiRNAマーカーを含めることによって、さらに改善可能である。特定の態様は、限定されるわけではないが、マーカー:
miR−550a−5pおよびmiR−32−3p;
miR−550a−5p、miR−32−3pおよびmiR−96−5p;
miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5pおよびmiR−486−3p;
miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pおよびhsa−miR−203a;
miR−550a−5p、miR−96−5p hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−323a−3pおよびhsa−miR−500a−5p;
miR−550a−5p、miR−96−5p、miR−32−3p hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−143−5p、miR 532−3pおよびhsa−miR−92−3p;miR−550a−5p、miR−96−5p、miR−32−3p、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−203a、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−92a−3p;
miR−550a−5p、miR−96−5p、miR−32−3p、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−181c−5p、miR−16−2−3p、hsa−let−7−5p、hsa−miR−92a−3p;
miR−550a−5p、miR−96−5p、miR−486−3p、miR 532−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−203a、miR−16−2−3p、hsa−let−7−5p、hsa−miR−32−3p
の組み合わせである。
本明細書において、用語「マイクロRNA」または「miRNA」または「miR」は、コーディング・メッセンジャーRNAにハイブリダイズし、そしてその発現を制御する17〜25ヌクレオチドの間の非コーディングRNA分子を示す。用語「miRNA分子」は、天然miRNA分子を含む、miRNAに相当する任意の核酸分子、すなわち成熟miRNA、プレmiRNA、プリmiRNAを指す。
「miR前駆体」、「プレmiRNA」または「プレmiR」は、miRNAを含有する、ヘアピン構造を有する非コーディングRNAを示す。プレmiRNAは、一次miRNA転写物、または「プリmiRNA」の、Droshaとして知られる二本鎖RNA特異的リボヌクレアーゼによる切断の産物である。前駆体は、それぞれのポリヌクレオチドの成熟中に生じるため、それぞれのポリヌクレオチドの形であることも可能である。特に、前記前駆体の例を、表2〜4に列挙し、特にこれらは、配列番号16〜30、78〜124、270、197〜268、272および/または274のものである。
成熟miRNAおよびそれぞれの前駆体のヌクレオチド配列が当該技術分野に知られ、そしてこれらは、データベースmiRBaseより、http://www.mirbase.org/index.shtmlで、またはSangerデータベースより、http://microrna.sanger.ac.uk/sequences/ftp.shtmlで、入手可能である。ヌクレオチド配列はまた、それぞれの遺伝子バンク寄託番号への言及を含めて、表2〜4に特に開示される。
本発明の背景において、検出するかまたは阻害しようとするポリヌクレオチドの背景において,本明細書において、同一のポリヌクレオチドは、配列番号1〜15、269、31〜77、125〜196、271および/または273のいずれか1つのヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなるポリヌクレオチドに、少なくとも90%、95%、97%、98%または99%の同一性を持つ核酸配列を有することも可能である。
さらに、本発明の背景において、検出するかまたは阻害しようとするポリヌクレオチドの背景において,本明細書において、同一のポリヌクレオチドは、それぞれのシード配列の5’端および/または3’端で対応するプレmiRNA配列の1、2、3またはそれより多いヌクレオチドを含む、配列番号1〜15、269、31〜77、125〜196、271および/または273のいずれか1つのヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなるポリヌクレオチドに、少なくとも90%、95%、97%、98%または99%の同一性を持つ核酸配列を有することも可能である。
本発明の目的のため、参照miRNAの「アイソフォームおよび変異体」(「アイソmir」とも称されている)には、トリミング変異体(5’トリミング変異体:5’ダイシング部位が、参照miRNA配列から上流または下流である;3’トリミング変異体:3’ダイシング部位が、参照miRNA配列から上流または下流である)、あるいは1またはそれより多いヌクレオチド修飾を有する変異体(参照miRNAの3’端への3’ヌクレオチド付加;miRNA前駆体からのヌクレオチド変化によるヌクレオチド置換)、あるいはそのアイソフォームおよび変異体を含む相補的成熟マイクロRNA鎖(例えば所定の5’成熟マイクロRNAに関しては、相補的3’成熟マイクロRNA、およびその逆)が含まれる。ヌクレオチド修飾に関して、RNA/RNA結合に適したヌクレオチド、すなわち5’シード領域および切断/アンカー側のヌクレオチドは、修飾からは除外される。
以下において、別に言及しない限り、用語「miRNA」は、3pおよび5p鎖、ならびにそのアイソフォームおよび変異体を含む。
特定の態様において、関心対象のmiRNAを、関心対象の前記miRNAと、好ましくはストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチドを用いて、そしてハイブリダイゼーション・シグナルを測定して、検出する。
好ましい態様において、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって、関心対象のmiRNAのレベルを測定する。PCR法は当該技術分野に周知であり、そして広く用いられ、これらには、定量的リアルタイムPCR、半定量的PCR、多重PCR、デジタルPCR、またはその任意の組み合わせが含まれる。特に好ましい態様において、定量的リアルタイムPCR(qRT−PCR)によって、miRNAレベルを決定する。qRT−PCRを用いたmiRNAレベルの決定法が当該技術分野に周知であり、そしてこれらには通常、miRNAのcDNAへの逆転写が先行する。
本発明において有用であるPCR法において、プライマーは通常、成熟miRNA分子に基づくが、ハイブリダイゼーションの振る舞いを最適にするため、化学的修飾が含まれることも可能である。
qRT−PCR法は、miRNA発現の絶対レベルを決定することも可能である。あるいは、qRT−PCR法は、miRNAの相対量を決定することも可能である。1またはそれより多い内部標準核酸配列レベルに対して、miRNAのレベルを規準化することによって、miRNAの相対量を決定することも可能である。一般的に、こうした内部標準核酸配列は、分析する血液または血清試料において、一定レベルを有するはずである。例えば、内部標準核酸配列は、グリセロアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)、ベータ−アクチン(ACTB)のようなmRNA、または5Sおよび18SリボソームRNA、RNU48、RNU44、およびRNU6などの非コーディングRNAのようなmRNAなどの恒常的に転写されるRNA核酸配列であることも可能である。さらに、血清または血漿中で一定のそして高いレベルを有するmiRNA、例えばmiR−23a−3p、miR−23b−3p、miR−15−5pまたはmiR−16−5pを、相対的定量化のための参照として用いることも可能である。さらに、RNA単離またはcDNA合成中に等モル量で添加される合成RNA配列を、特定のmiRNAの相対定量化のための参照として用いることも可能である。
本発明で有用なリアルタイムPCR定量化法の概要は、Schmittgenら、2008, Methods. January; 44(1):31−38に提供される。
miRNA検出用のプライマーは、例えばExiqonから、マイクロRNA LNATM PCRプライマーセットとして、商業的に入手可能である。
miRNAは比較的短い分子であるため、例えばWO2011/14476に示唆されるように、逆転写および増幅の前に、アデノシン単量体を鎖に付加することによって、これらを延長することが有用でありうる(ポリアデニル化として知られる技術)。簡潔には、適切な試薬(例えばTrizol試薬)によって試料からRNAを抽出し、ATPおよびポリ(A)ポリメラーゼの存在下でポリアデニル化し、ポリ(T)アダプターおよび5’RACE配列を用いてcDNAに逆転写し、そしてmiRNAの3’端に由来する順方向プライマーおよび逆方向RACEプライマーを用いて増幅することも可能である。この技術の改善には、3’端のヌクレオチド(A、C、またはGで構成されるが、Tを含まず、したがって、ポリA配列上のどこかでのプライミングを除外し、そしてmiRNA配列上でのプライミングを強いる)を含むRACEプライマー、あるいは化学修飾を含むまたは含まない2、3、4、またはそれより多いヌクレオチドを用いた特定のマイクロRNAの3’ cDNA端に係留されたRACEプライマーの設計が含まれる。
miRNAの検出はまた、当該技術分野に知られる他の方法、例えばWO2011/14476に記載されるものによって、例えばディープシーケンシング、ビーズに基づく定量化、例えばIlluminaビーズアレイ、ヒドロゲル粒子に基づく定量化、例えばFireflyTMによって、マイクロアレイ技術、例えばInvitrogenより入手可能なNcodeTMヒトmiRNAアレイ、Affymetrix、Agilentより入手可能なチップアレイ、または例えばExiqonのLNA主鎖捕捉プローブを使用するマイクロアレイ(miRCURY LNATMアレイ)によって、達成可能である。
miRNAレベルの相違はまた、化学発光に基づく多重核酸アッセイ、例えばPanomics、またはマイクロRNA相補的制御部位を含むレポータータンパク質を含有するレポータープラスミドアッセイ(「バイオセンサー」)、または当該技術分野に知られる他のハイブリダイゼーションに基づく技術を用いて、決定することも可能である。
本発明の方法におけるmiRNAの使用は、骨粗鬆症のような低骨ミネラル密度(分泌されるmiRNAに反映される異常な骨代謝による)と関連する骨障害を診断するために、そして特に、骨粗鬆症性骨折のリスクを評価するために有用である。
本発明は、特に、広範囲の骨疾患病期および年齢群の両方に渡って適用可能な診断シグネチャーに相当するmiRNAセットを提供する。特に、a)Seeligerら、上記によって補充されるものよりもより若い患者の血液または血清において示差的に制御されるmiRNA、b)最近でない骨折を有する患者において示差的に制御されるmiRNA、および/またはc)最近でない骨折を有する2型糖尿病患者において示差的に制御されるmiRNAの検出は、高リスクの骨折を有する患者の早期診断、長期予後、およびスクリーニングに関してより高い有意性を有する診断および予測ツールを提供する。
疾患進行に関する予後値を含むバイオマーカーは、重度の骨粗鬆症性骨折の発生を最小限にするため、最も重要である。現在、骨粗鬆症性骨折の高い発症率は、大部分が、骨画像化およびルーチンの臨床パラメータ、ならびに性別、年齢、生活様式および家族歴およびFRAXTMスコアなどの顕性特性に基づく非特異的な診断法に起因するとされうる。しかし、これらのパラメータの評価は、骨代謝および骨芽細胞/破骨細胞活性に直接には関連しない。したがって、FRAXTMおよびBMDを伴う一般的な指針にもかかわらず、個々の骨折リスクにおける高い変動が依然としてあり続けている。マイクロRNAを用いた早期診断は、骨代謝の読み取り値に依存し、そしてしたがって、その疾患の病理生理自体に依存する。したがって、この分析は、個々の患者に対してより特異的である。
別の側面にしたがって、本発明は、骨粗鬆症のような骨折および骨障害の治療のための、または2型糖尿病の背景における、特に骨折の防止または治癒のための、療法的組成物に関する。
特に組成物は、
a. miRNA、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−3p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−410、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−487b、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−574−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5p、hsa−miR−98−5pまたはそのアイソフォームおよび変異体の少なくとも1つ、特に少なくとも2つの単離または合成ヒトmiRNAおよび/または
b. hsa−miR−382−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−3p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−410、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−487b、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−574−3p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5p、hsa−miR−98−5p、またはそのアイソフォームおよび変異体の少なくとも1つ、特に少なくとも2つのmiRNAのアンタゴニスト/阻害剤であって
i 前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
ii 前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかまたは下方制御するか、あるいは前記miRNAを分解するかまたは切断する、特にリボザイムから選択される
前記アンタゴニスト/阻害剤
を含むことも可能である。
別の側面にしたがって、組成物は、さらに、hsa−miR−140−5p、hsa−miR−146a−5p、hsa−miR−199a−5p、hsa−miR−20a、hsa−miR−200a、hsa−miR−217、hsa−miR−218、hsa−miR−26a、hsa−miR−27b、hsa−miR−2861、hsa−miR−29a−3p、hsa−miR−29b−3p、hsa−miR−29c−3p、hsa−miR−204−5p、hsa−miR−335−5p、hsa−miR−34c、hsa−miR−370−3p、hsa−miR−3960、hsa−miR−503−5p、または本明細書に定義するようなそのアイソフォームおよび変異体、あるいは前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかまたは下方制御するか、あるいは前記miRNAを分解するかまたは切断する、特にリボザイムから選択される
その阻害剤またはアンタゴニストを含有することも可能である。
別の側面にしたがって、組成物はさらに、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−942、hsa−miR−155−5pより選択される1またはそれより多いmiRNAを、場合によって、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、または本明細書に定義するようなそのアイソフォームおよび変異体、あるいは前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかまたは下方制御するか、あるいは前記miRNAを分解するかまたは切断する、特にリボザイムから選択される
その阻害剤またはアンタゴニストと組み合わせて含有する。
さらに別の側面にしたがって、組成物はさらに、miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pより選択される1またはそれより多いmiRNAを、場合によって、hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、または本明細書に定義するようなそのアイソフォームおよび変異体、あるいは前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかまたは下方制御するか、あるいは前記miRNAを分解するかまたは切断する、特にリボザイムから選択される
その阻害剤またはアンタゴニストと組み合わせて含有する。
これらのmiRNAまたはその阻害剤/アンタゴニストは、それぞれ、上記段落に列挙したmiRNAと組み合わせて、または単一の構成要素として、またはその任意の組み合わせで使用することも可能である。
miRNA自体またはその阻害剤/アンタゴニストが療法組成物中に活性成分として取り込まれるかどうかは、こうしたmiRNAが骨粗鬆症性骨折のリスクがある患者において上方または下方制御されるかどうかだけでなく、骨形成分化または破骨細胞形成活性化におけるその特定の機能にも依存する。例えば、表1に示すように、または特にmiR31−5pに関して知られるように、骨形成分化の阻害剤として機能するmiRNAが、骨粗鬆症において上方制御されることが見出される場合、あるいはmiR−148a−5pのように、破骨細胞形成の促進因子として機能する場合、こうしたmiRNAの阻害剤/アンタゴニストが、本発明の組成物中の活性成分であろう。
以下において、別に記載しない限り、用語「miRNA療法剤」は、miRNA自体およびそれぞれのmiRNA阻害剤/アンタゴニストの両方に関して用いられる。
miRNA療法剤は、一般的に、ターゲティングされる成熟miRNAの配列に基づく。miRNA置換療法のための療法剤は、置換される成熟miRNAの配列と大部分を共有する必要がある。miRNAの5’シード領域には、正確な配列相同性が必要である。miRNA機能を特異的に阻害するように設計された療法剤(抗マイクロRNAオリゴヌクレオチド、AMO)は、安定なハイブリダイゼーションそしてしたがって、miRNAの隔離が達成されるように、ターゲティングされた配列に相補的である必要がある。AMOは、それぞれ、安定なRNA二重鎖形成を引き起こす化学的修飾、例えばホスホロチオエート主鎖、またはLNAおよび糖鎖の2’OMe修飾を含有することも可能である。
骨障害を有する被験体の血清/血漿において上方または下方制御されているmiRNAが、骨形成におけるその機能のために、疾患原因として関連しうるかどうかは、骨形成分化に対するこれらのmiRNAの影響を評価することによって決定可能であり:骨形成分化開始前に、間葉系幹細胞において合成マイクロRNAトランスフェクションを行う。例えばqPCR、ウェスタンブロットによって、または酵素的に、またはカルシウム沈着を決定するアッセイによって、例えばDengら(Dengら、2014)に記載されるようなアリザリン染色によって、初期骨形成マーカー、アルカリホスファターゼ(ALP)を定量化するアッセイを用いて、骨形成に関するmiRNAの重要性に関する結論を引き出すことも可能である。
あるいは、本発明において、MSC、またはMSCのモデルとして脂肪組織由来幹細胞(ASC)を、miRNA療法剤をコードするDNA配列を含有する哺乳動物ベクター構築物でトランスフェクションし、そして上述のような骨形成分化に対する影響を決定することによって、miRNA療法剤の本発明における有用性に関してルーチンに試験することも可能である。
MSCおよびASCは、例えば、Wolbankら、2007(Tissue Eng 13, 1173−1183)およびWolbankら、2009(Tissue Eng Part A 15, 1843−1854)に記載されるように、既知の方法によって得られうる。
骨再生に関与することが確認され、そしてしたがって骨治癒を促進することが確認されたmiRNAは、本発明の薬学的組成物において活性成分として有用である。
骨障害を有する被験体の血清/血漿において上方または下方制御されるmiRNAが、骨吸収におけるその機能のために、疾患原因として関連しうるかどうかは、破骨細胞形成に対するこれらのmiRNAの影響を評価することによって決定可能であり:RANKLおよびM−CSFを通じた破骨細胞形成の開始前に、CD14+末梢血単核細胞における合成マイクロRNAトランスフェクションを行う。破骨細胞マーカー、例えば酒石酸耐性酸ホスファターゼ(TRAP)活性、カルシトニン受容体およびRANK発現を定量化するアッセイを用いて、骨吸収に関するmiRNAの重要性に関する結論を導き出すことも可能である。損なわれていない細胞または細胞溶解物を用いて、miR前駆体からmiRNAを得ることも可能であるし、あるいは単離プロセシング酵素、例えば単離Drosha/Dgcr8およびダイサーを用いて、in vitroでmiRNAを産生することも可能である。miR前駆体からプロセシングすることなしに、miRNAを、化学合成によって産生することもまた可能である。
miRNAのアンタゴニスト/阻害剤は、当該技術分野において周知であり、そしてカスタマイズされたmiRNA阻害剤は、商業的に入手可能である。例えば、本発明の背景のアンタゴニスト/阻害剤は、アンタゴmiR(Kriitzfeldt, Nature(2005), 438:685−689)またはホスホロチオエート結合およびコレステロールテールを有する任意の他のT−O−メチル−RNAオリゴヌクレオチド、miRCURY LNATMマイクロRNA阻害剤(Exiqon)、in vivo LNATMmiRNA阻害剤(Exiqon)、小分子LNA(Obad, Nat Genet(2011), 43(4):371−378)、miR−デコイまたはmiR−スポンジ(Ebert, Nat Methods(2007), 4:721−726; Bond, Nat Med(2008), 14:1271−1277)等のような核酸分子であることも可能である。アンタゴニスト/阻害剤はまた、Chatterjee, Nature(2009), 461:546−9に記載されるようなmiRNA分解酵素、Tedeschi, Drug Discov Today(2009), 14:776−783に記載されるようなハンマーヘッドリボザイム、またはJadhav, Angew Chem Int Ed Engl(2009), 48(14):2557−2560に記載されるようなアンタゴmirザイム(antogomirzyme)由来であることも可能である。本発明の背景において、アンタゴmiR、miCURY LNATMマイクロRNA阻害剤、in vivo LNATMmiR阻害剤、小分子LNA、miRデコイまたはmiRスポンジである。
さらなる態様において、いわゆる「個別化薬剤」の原理にしたがって、すなわちこの場合、いわゆる「コンパニオン」診断である、本発明の診断法の結果と相関して、薬学的組成物の活性成分を選択する。これは、特異的miRNAを置換するかまたは阻害するかいずれかを目的とする、miRNAの療法的投与に関する決定が、個体において特定のmiRNAのレベルを分析する付随する診断法と緊密に関連することを意味する。
破骨細胞特異的促進因子、例えばカルシトニン受容体(CalcR)、RANK(NFkBの受容体活性化因子)、コロニー刺激因子1受容体(c−Fms)、およびカテプシンK(CathK)を用いてもよい。
例えば骨折後の骨治癒を加速するための、局所投与の態様において、miRNA療法剤をコードする核酸分子を、ウイルスまたは非ウイルスベクターによって、あるいは裸のDNAまたはRNAとして、関心対象の部位に送達することも可能である。Pelledら, 2010(Tissue Engineering: Part B, Volume 16, No.1、13−20)によって概説されるように、骨折部位内の療法分子の局在は、ターゲット部位での物理的配置によって、あるいは生物学的接着剤、例えばフィブリノーゲンおよびトロンビンのポリマーを含む、損傷領域またはその近傍に移植される三次元バイオマテリアルからの遺伝子放出によって、確実にされることも可能である。有用な物理的配置法には、骨折部位への、miRNAの直接注射、またはポリエチレンイミン(PEI)療法剤などの剤で形成される脂質−マイクロRNA複合体が含まれる。好ましくは、核酸分子がin situで細胞に浸透するために、例えばリポソームまたはPEIを用いて、複合体化状態で、送達される。あるいは、miRNAをウイルスによって転写することも可能である。好ましくは、Egermannら, 2006(Hum Gene Ther. May; 17(5):507−17)によって、骨形成タンパク質(BMP)発現するために記載されるように、アデノウイルスベクターを用いる。
ベクターを用いる代わりに、in vivoエレクトロポレーションまたはソノポレーションを用いて、療法剤を局所送達することも可能である。これらの方法を用いて、miRNAまたはmiRNAコードDNA分子を直接骨折に注射し、そして電気パルスまたは超音波を部位に経皮的に適用する。前記miRNAまたはそのアンタゴニスト/阻害剤は、特に、骨修復および再生に用いられる、フィブリン組織充填材の一部であることも可能である。
さらなる態様において、限定されるわけではないが、骨髄、脂肪組織、臍帯組織、尿、または胎盤を含む任意の供給源由来の間葉系幹細胞であって、療法性miRNAを過剰発現するかまたは抑制するように遺伝子操作された前記細胞を、欠損部位に移植することも可能である(Marie, 2011, Osteoporos Int 22:2023−2026、Dengら、上記)。
代替態様において、例えば導入遺伝子発現による、関心対象の部位、例えば骨折部位へのmiRNA療法剤の局在は、まず、miRNA療法DNA/RNAを送達系に結合させ(例えば吸着、捕捉または固定によって、あるいは共有結合によって; Luginbuehlら, 2004, Eur J Pharm Biopharm 58:197−208)、そして次いで、遺伝子活性化マトリックス(GAM)を欠損部位に、例えばFangら、1996(Proc Natl Acad Sci USA 93, 5753)に記載されるように移植することによって、達成される。
miRNAの送達のためのマトリックスに関連して、有用なマトリックス(GAM、「遺伝子活性化マトリックス」)が記載されてきている。療法的に活性であるmiRNAまたはその阻害剤/アンタゴニストを、そのまままたはマトリックス内に取り込んでのいずれかで局所投与する場合もまた、骨をターゲティングする分子に連結させることが好適である可能性もある。これは、骨をターゲティングする分子とmiRNA療法剤を複合体化するために用いられる、送達ビヒクル、例えばリポソームに連結することによって達成可能である。核酸分子を局所投与する場合、骨をターゲティングする分子の取り込みは、送達ビヒクルの表面にこれを連結することによって達成される。同じことはCPPにも当てはまる。
miRNA分子またはそれをコードする核酸分子のいずれかを含有する本発明の任意のmiRNA療法剤、またはアンチセンス阻害剤を、1またはそれより多い他の剤、例えばテリパラチド、デノスマブ、ブロソズマブ、ロモソズマブ、ビスホスホネート、例えばアレンドロネート、ゾレンドロネート、あるいは1またはそれより多い骨増殖因子またはそれぞれのコード核酸分子、例えばBMP−2および/またはBMP−7のようなBMP、あるいは例えばmiR−31をアンタゴナイズするRNAのようなRNAと組み合わせることも可能である。
本発明はさらに、以下の項目を含む:
1. 被験体において骨粗鬆症を診断するか、または骨粗鬆症性骨折のリスクを決定するか、または治療成功を監視するin vitro法であって:
a)前記被験体由来の血液試料を提供し;
b)前記血液試料において
i. hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−let−7i−3p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−410、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−487b、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群II miRNA、および/または
ii. hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5p、hsa−miR−98−5pまたはそのアイソフォームまたは変異体からなる群III miRNA、および/または
iii. hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−574−3p、またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群I miRNA
のいずれかより選択される、2またはそれより多いmiRNAのレベルを測定し、そして
c)健康な個体由来の参照血液試料における対応するmiRNAのレベルと、前記miRNAのレベルを比較する、
ここで、参照試料に比較した際の前記レベルの1.5倍を超える相違が、骨粗鬆症または骨粗鬆症性骨折リスク上昇の指標であるか、または
d)健康な被験体における対応するmiRNAの平均レベルと、前記miRNAのレベルを比較する、ここで、1標準偏差を超える相違が、将来の骨粗鬆症性骨折リスクが増加した骨粗鬆症の指標である
いずれかの工程を含む、前記方法。
2. 2.5倍を超える相違が、将来の骨粗鬆症性骨折リスクが増加した骨粗鬆症の指標である、項目1記載の方法。
3. 前記の2またはそれより多いヒトmiRNAが、群I miRNAより選択される、項目1または2記載の方法。
4. 前記の2またはそれより多いヒトmiRNAが、群II miRNAより選択される、項目1〜3記載の方法。
5. 前記の2またはそれより多いヒトmiRNAが、群III miRNAより選択される、項目1〜4記載の方法。
6. 群I、IIまたはIIIのいずれかの少なくとも3、好ましくは少なくとも4、好ましくは少なくとも5のmiRNAのレベルを測定する、項目1〜5のいずれか一項記載の方法。
7. 群Iおよび/または群IIおよび/または群III miRNAのいずれかのすべてのmiRNAのレベルを測定する、項目1または2記載の方法。
8. hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3pのレベルを測定する、項目1または2のいずれか一項記載の方法。
9. hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−941、およびhsa−miR−942のレベルを測定する、項目1または2のいずれか一項記載の方法。
10. hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−942、hsa−miR−155−5pの少なくとも2つのレベルを測定する、項目1または2記載の方法。
11. hsa−miR−136−3p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3pからなる群より選択される少なくとも1つのさらなるmiRのレベルを測定する、項目10記載の方法。
12. miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5p、miR−486−3pの少なくとも2つのレベルを測定する、項目1または2記載の方法。
13. hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−532−3p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3pからなる群より選択される少なくとも1つのさらなるmiRNAのレベルを測定する、項目12記載の方法。
14. 1またはそれより多いさらなるmiRNAを検出し、前記miRNAが健康な個体に比較した際、骨粗鬆症個体において示差的に制御されており、そして骨形成分化および/または破骨細胞形成活性化に関与する、項目1〜13のいずれか一項記載の方法。
15. 前記のさらなるmiRNAが、hsa−miR−100、hsa−miR−124a、hsa−miR−148a、hsa−miR−23a、hsa−miR−24、hsa−miR−31、hsa−miR−22−3pおよびhsa−miR−93からなる群IV miRNAより選択される、項目1〜14記載の方法。
16. 前記のさらなるmiRNAが、hsa−miR−140−5p、hsa−miR−146a−5p、hsa−miR−199a−5p、hsa−miR−20a、hsa−miR−200a、hsa−miR−217、hsa−miR−218、hsa−miR−223、hsa−miR−26a、hsa−miR−27a、hsa−miR−2861、hsa−miR−29a−3p、hsa−miR−29b−3p、hsa−miR−29c−3p、hsa−miR−204−5p、hsa−miR−335−5p、hsa−miR−34c、hsa−miR−370−3p、hsa−miR−3960、hsa−miR−503−5p、またはそのアイソフォームおよび変異体からなる群V miRNAより選択される、項目1〜15のいずれか一項記載の方法。
17. 被験体を監視するための項目1〜16のいずれか一項記載の方法の使用。
18. 骨折の予後のための項目1〜16のいずれか一項記載の方法の使用。
19. 被験体が、骨折を患うかまたは骨折を発展させるリスクがある骨粗鬆症患者、あるいは2型真性糖尿病のリスクがあるかまたは該疾患を患う患者である、項目1〜16のいずれか一項記載の方法。
20. miRNAレベルの相違を、定量的またはデジタルPCR、配列決定、マイクロアレイ、Luminex核酸アッセイ、または他のハイブリダイゼーションに基づく技術によって決定する、項目1〜16のいずれか一項記載の方法。
21. miRNA群I、IIまたはIII由来の少なくとも2つの合成ヒトmiRNAならびに/あるいは
前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかもしくは下方制御するか、または前記miRNAを分解するか、または前記miRNAを分解するかもしくは切断する、群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つのアンタゴニスト/阻害剤
を含む、骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止する際に使用するための組成物。
22. 薬剤調製において使用するための、項目21記載の組成物。
23. 被験体において骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止するための方法であって、
miRNA群I、IIまたはIII由来の少なくとも2つの単離ヒトmiRNAならびに/あるいは
a.前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
b.前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかもしくは下方制御するか、または前記miRNAを分解するか、または前記miRNAを分解するかもしくは切断する
群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つのアンタゴニスト/阻害剤
の有効量を投与する工程を含む、前記方法。
本明細書記載の実施例は、本発明の例示であり、そして限定であるとは意図されない。本発明の異なる態様が、本発明にしたがって記載されてきている。本明細書に記載し、そして例示する技術に対して、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの修飾および変動を行うことも可能である。したがって、実施例が例示のみであり、そして本発明の範囲に対して限定しないことが理解されるべきである。
非限定的に、本発明は以下の態様を含む。
[態様1]
被験体において骨粗鬆症を診断するか、または骨粗鬆症性骨折のリスクを決定するか、または治療を監視するin vitro法であって:
a)前記被験体由来の血液試料を提供し;
b)
i)hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−let−7i−3p、hsa−miR−1227−3p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−135a−5p、hsa−miR−136−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−155−5p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−1908、hsa−miR−190a、hsa−miR−192−5p、hsa−miR−193b−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−205−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−215、hsa−miR−223−5p、hsa−miR−27a−3p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−342−5p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−377−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−410、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−487b、hsa−miR−495−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−542−5p、hsa−miR−548a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3p、hsa−miR−582−3p、hsa−miR−624−5p、hsa−miR−642a−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群II miRNA、および/または
ii)hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−32−3p、hsa−let−7b−5p、hsa−let−7g−5p、hsa−let−7i−5p、hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−132−3p、hsa−miR−140−3p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−144−3p、hsa−miR−146b−5p、hsa−miR−154−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−16−5p、hsa−miR−17−5p、hsa−miR−181b−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−181c−5p、hsa−miR−185−5p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−18a−5p、hsa−miR−18b−5p、hsa−miR−1908、hsa−miR−191−5p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−19b−1−5p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20a−5p、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−210、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−25−3p、hsa−miR−26b−5p、hsa−miR−301a−3p、hsa−miR−301b、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−324−5p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−363−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−374a−5p、hsa−miR−375、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−451a、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−486−3p、hsa−miR−486−5p、hsa−miR−493−5p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−532−3p、hsa−miR−545−3p、hsa−miR−550a−3p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−589−5p、hsa−miR−590−3p、hsa−miR−598、hsa−miR−627、hsa−miR−629−5p、hsa−miR−7−5p、hsa−miR−92a−3p、hsa−miR−93−3p、hsa−miR−93−5p、hsa−miR−941、hsa−miR−942、hsa−miR−96−5p、hsa−miR−98−5pまたはそのアイソフォームまたは変異体からなる群III miRNA、および/または
iii)hsa−miR−10a−5p、hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−125b−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133a、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−194−5p、hsa−miR−30a−5p、hsa−miR−328−3p、hsa−miR−376a−3p、hsa−miR−409−3p、hsa−miR−574−3p、またはそのアイソフォームまたは変異体からなる群I miRNA
のいずれかより選択される、2またはそれより多いmiRNAのレベルを測定し、そして
c)健康な個体由来の参照血液試料における対応するmiRNAのレベルと、前記miRNAのレベルを比較する、
ここで、参照試料に比較した際の前記レベルの1.5倍を超える相違が、骨粗鬆症または骨折リスクの指標である
工程を含む、前記方法。
[態様2]
前記miRNAのレベルを、健康な被験体における対応するmiRNAの平均レベルに比較し、1標準偏差より大きい相違が、将来の骨折リスクが増加した骨粗鬆症の指標となる、態様1記載の方法。
[態様3]
前記の2またはそれより多いヒトmiRNAが、群I miRNAまたは群II miRNAまたは群III miRNAより選択される、態様1または2記載の方法。
[態様4]
群I、IIまたはIIIのいずれかの少なくとも3、好ましくは少なくとも4、好ましくは少なくとも5、特に最大136のmiRNAのレベルを測定する、態様1〜3のいずれか一項記載の方法。
[態様5]
群Iおよび/または群IIおよび/または群III miRNAのいずれかのすべてのmiRNAのレベルを測定する、態様1または2記載の方法。
[態様6]
hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133bおよびhsa−miR−143−3pのレベルを測定する、態様1または2のいずれか一項記載の方法。
[態様7]
hsa−miR−106a−5p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−133b、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−18a−3p、hsa−miR−196b−5p、hsa−miR−199b−5p、hsa−miR−200b−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−20b−5p、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−330−3p、hsa−miR−369−3p、hsa−miR−376c−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−454−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−941、およびhsa−miR−942のレベルを測定する、態様1または2記載の方法。
[態様8]
hsa−miR−188−3p、hsa−miR−382−3p、hsa−miR−942およびhsa−miR−155−5pの少なくとも2つのレベルを測定する、態様1または2記載の方法。
[態様9]
hsa−miR−136−3p、hsa−miR−181a−3p、hsa−miR−378a−5p、hsa−miR−502−5p、hsa−miR−550a−5p、hsa−miR−576−3pおよびhsa−miR−582−3pからなる群より選択される少なくとも1つのさらなるmiRNAのレベルを測定する、態様8記載の方法。
[態様10]
miR−550a−5p、miR−32−3p、miR−96−5pおよびmiR−486−3pの少なくとも2つのレベルを測定する、態様1または2記載の方法。
[態様11]
hsa−let−7g−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−143−5p、hsa−miR−16−2−3p、hsa−miR−181a−5p、hsa−miR−181c−3p、hsa−miR−203a、hsa−miR−323a−3p、hsa−miR−500a−5p、hsa−532−3p、hsa−miR−7−5pおよびhsa−miR−92a−3pからなる群より選択される少なくとも1つのさらなるmiRNAのレベルを測定する、態様10記載の方法。
[態様12]
1またはそれより多いさらなるmiRNAを検出し、ここで前記miRNAが
a)健康な個体に比較した際、骨粗鬆症個体において示差的に制御されており、そして
b)骨形成分化および/または破骨細胞形成(osteoclastogenic)活性化に関与する
態様1〜11記載の方法。
[態様13]
前記のさらなるmiRNAが、hsa−miR−100、hsa−miR−124a、hsa−miR−148a、hsa−miR−23a、hsa−miR−24、hsa−miR−31、hsa−miR−22−3pおよびhsa−miR−93からなる群IV miRNAより選択される、態様8記載の方法。
[態様14]
前記のさらなるmiRNAが、hsa−miR−140−5p、hsa−miR−146a−5p、hsa− hsa−miR−199a−5p、hsa−miR−20a、hsa−miR−200a、hsa−miR−217、hsa−miR−218、hsa−miR−26a、hsa−miR−27a、hsa−miR−2861、hsa−miR−29a−3p、hsa−miR−29b−3p、hsa−miR−29c−3p、hsa−miR−204−5p、hsa−miR−335−5p、hsa−miR−34c、hsa−miR−370−3p、hsa−miR−3960およびhsa−miR−503−5p、またはそのアイソフォームおよび変異体からなる群V miRNAより選択される、態様12または13記載の方法。
[態様15]
被験体を、特に骨折の予後に関して監視するための、態様1〜14のいずれか一項記載の方法の使用。
[態様16]
被験体が、骨折を患うかまたは骨折を発展させるリスクがある骨粗鬆症または骨減少症患者、あるいは2型真性糖尿病のリスクがあるかまたは該疾患を患う患者である、態様1〜14のいずれか一項記載の方法。
[態様17]
miRNAレベルの相違を、定量的またはデジタルPCR、配列決定、マイクロアレイ、Luminex核酸アッセイ、または他のハイブリダイゼーションに基づく技術によって決定する、態様1〜14のいずれか一項記載の方法。
[態様18]
a)miRNA群I、IIまたはIII由来の少なくとも1つ、特に少なくとも2つの合成ヒトmiRNAならびに/あるいは
b)
i.前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または
ii.前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかもしくは下方制御するか、または前記miRNAを分解するかもしくは切断する
群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つのアンタゴニスト/阻害剤
を含む、骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止する際に使用するための組成物。
[態様19]
薬剤を調製するための、miRNA群I、IIまたはIII由来の少なくとも1つ、特に少なくとも2つの合成ヒトmiRNAならびに/あるいは前記miRNAのレベルを減少させ;そして/または前記miRNAをコードする配列の発現を阻害するかもしくは下方制御するか、または前記miRNAを分解するかもしくは切断する、群I、IIまたはIIIのmiRNAの少なくとも2つのアンタゴニスト/阻害剤を含む、組成物の使用。
実施例1:最近の大腿骨頸部骨折に反応した循環マイクロRNA
研究設計
最近の骨折におけるmiRNAの分析のため、Seeligerら、2014、上記によって選択されるものより若い患者に焦点を置いたが、これは、初期の疾患発展中、すなわちより若い年齢で、診断が優先的に行われるためである。
室温で30分間インキュベーションした後、室温で2000xgで15分間遠心分離することによって、14人の被験体から血清試料を収集することに関して、アッパーオーストリア倫理委員会によって、倫理的な認可が与えられた。以前の骨粗鬆症性大腿骨折の発生に基づいて、被験体を2群(n=7)に分類した(図1a)。分析した特性、例えば年齢、肥満度指数(BMI)、術後の試料採取間隔、BMD T−スコア、ビタミンDおよびPTHなどの分析した特性のうち、BMIのみが有意な相違を示した。
RNA単離
長期保存のため、血清試料を−80℃で凍結させた。RNA単離に際して、血清を37℃で融解し、12,000xgで5分間遠心分離して、細胞破片を除去し、そして200μlの血清を、35fmolの合成cel−miR−39−3pスパイクイン対照を含有する750μl Qiazol中でホモジナイズした。RNA沈殿および精製のため、標準プロトコルから以下の逸脱を含めて、クロロホルムおよびmiRNeasy単離キット(Qiagen、ドイツ)を用いて、RNA単離を行った:200μl血漿を750μl Qiazol中にホモジナイズした。正確に500μlの水性相を採取し、1μlのグリコーゲン(Ambion、テキサス州)を最終濃度50μg/mlまで添加し、そして750μlの100%エタノールで沈殿させた。カラムをRPE緩衝液で3回洗浄し、そして血漿RNAを30μlヌクレアーゼ不含水で1回溶出し、そして−80℃で保存した。それぞれのTaqmanマイクロRNAアッセイキットおよびMastermix(Applied Biosystems)を用いて、Qiagen Rotorgene上、4つ組で、cel−miR−39−3pの定量化を行った。
qPCR分析
血清または血漿中を循環することが繰り返し見出されてきている175の別個のヒトmiRNAを含む、384ウェルの血清/血漿フォーカスパネルを用いて、デンマークのExiqon Inc.によって、miRNA発現のスクリーニングを行った。まず、miRCURY LNA普遍的RT反応キットを用いて、20μl反応中、4μlの単離RNAを逆転写した。UniSp3およびUniSp6は、この工程で添加され、そして続いて酵素阻害剤の存在を検出するために分析される、合成対照である。qPCR分析前に、RT反応を50倍に希釈し、そしてRoche LC480リアルタイムPCR系(Roche、ドイツ)を用いて、10μl反応中、試料あたり1回、各miRNAをアッセイした。
データ分析
融解曲線分析を行い、そして1より多いピークを有するmiRNA PCR反応を分析から除外した。linregソフトウェアパッケージに似たアルゴリズムを用いて、増幅効率を計算した。大部分のmiRNAに関して、効率は、1.8〜2.1の間の範囲であった。<1.6の効率を生じる個々の反応をデータセットから除外した。全血清/血漿フォーカスパネルプレート上で、「テンプレート不含」cDNA合成対照をアッセイすることによって、各miRNAに関するバックグラウンドレベルを生じた。miRNAアッセイの大部分はいかなるシグナルも生じず、そしてバックグラウンドCpを42にセットした。本発明者らは、すべてのmiRNAアッセイが、分析に含まれるバックグラウンド値よりも>5Cp低いシグナルを示すことを必要とした。すべての14の試料(124アッセイ)に渡って検出されるmiRNAアッセイの平均Cpに基づいて、Cp値の規準化を行った。Normfinderソフトウェアを用いて、平均Cpの安定性が、データセット中のいかなる個々のmiRNAアッセイの安定性よりも高いことを確認した。以下の等式を用いて規準化した:規準化Cp(dCp)=平均Cp(124アッセイ)−アッセイCp(試料)。これは、デルタCp(dCp)値を生じ、発現に関する相対log転換測定値であり、より高い値は血漿中のより高い濃度を示し、そしてより低いdCp値はより低い濃度を示す。
マン・ホイットニーU検定を用いてノンパラメトリックt統計を計算し、そして各群の平均発現値間の倍変化を計算した。総合すると、15のmiRNAが、最近の骨折および対照試料の間の高い相違(倍変化>1.5)を示した。
実施例2: 2型糖尿病を伴うおよび伴わない、既往または偶発的である最近でない骨粗鬆症性骨折を有する患者における循環マイクロRNA
既往骨粗鬆症性骨折に関する研究設計
研究実行中に、74人の月経後女性(骨折歴を含まない17人の対照(Co)、脆弱性骨折歴を有する19人の対照(Fx)、骨折を伴わない19人の2型糖尿病女性(DM)および脆弱性骨折歴を有する19人の2型糖尿病女性(DMFx))の血清試料を収集した。研究に含まれるためには、すべての女性が閉経後で、年齢50〜75歳であり、18〜37kg/m2の範囲の肥満度指数でなければならなかった。すべての被験体は動くことができ、そして歩行器なしに移動可能である必要があった。糖尿病群に登録された被験体に関しては、最低限3年間の経口投薬および/またはインスリンによる2型糖尿病治療歴を必要とした。白人、アジア系およびアフリカ系アメリカ人女性が含まれた。骨折を有する被験体は、骨折が、低エネルギー外傷、例えば立位またはそれより低い位置からの転倒によって引き起こされ、そして閉経後にも持続した場合にのみ、含まれた。局所腫瘍、腫瘍様病変またはレントゲン写真上で視覚化されるような病巣脱ミネラル化などの他の起源の病的骨折を有する患者は研究から除外した。
除外基準は、骨代謝に影響を及ぼしうるすべての医学的状態、例えば重度神経障害疾患、若年性または閉経前特発性骨粗鬆症、甲状腺機能亢進症、副甲状腺機能亢進症、最近の長期間(>3ヶ月)の運動抑制歴、長期間の薬剤使用、アルコール依存、慢性胃腸疾患、重大な慢性腎機能障害(CKD病期IVおよびV)、重大な慢性肝機能障害、不安定な心臓血管疾患または制御されない高血圧を含んだ。さらに、最近6ヶ月に渡る、副腎またはタンパク質同化ステロイド、エストロゲン、制酸剤、抗痙攣剤、抗凝固剤、薬理学的用量のビタミンA、フッ化物、ビスホスホネート、カルシトニン、タモキシフェンまたは副甲状腺ホルモン(PTH)でのいかなる長期治療も、除外基準と見なされた。骨量および骨構造に対する影響が証明されているため、ロシグリタゾンまたはピオグリタゾンなどの抗糖尿病剤を投与されている被験体もまた研究から除外された。
研究プロトコルは、UCSFヒト研究委員会(CHR)によって認可され、そしてすべての患者は、参加前に書面のインフォームドコンセントを提出した。研究室の取扱注意事項にしたがって、一晩の絶食の12時間後、8〜11amの間に、血液標本を収集した。血清試料に関しては、血液を直立状態で40分間凝固させ、そして次いで、収集1時間以内に、2500rpmで15分間遠心分離した。試料のいずれも視覚検査では溶血の徴候を示さなかった。血清を続いて、1.5mlプラスチックスクリューキャップバイアルに移し、そしてさらなる分析まで、−80℃で保存した。
偶発的骨粗鬆症性骨折に関する研究設計
AGES−レイキャビク・コホートの66歳を超える443人の閉経後女性を含む、前向き入れ子症例対照研究設計を作成した。この研究の目的は、最初の骨粗鬆症性骨折(偶発的骨折)またはさらなる骨粗鬆症性骨折の予測のための循環マイクロRNAの同定であった。この目的のため、血清マイクロRNAレベルに関してベースラインで血液試料を分析し、そして5.4年での最初の追跡調査後の患者転帰と相関させる。総合すると、研究設計は4群を含み:対照群は、既往骨折を含まず、そして5.4年の追跡調査中、骨折を維持しなかった100人の健康な個体を含み、骨折群は、追跡調査中に最初の偶発的骨折を維持した100人、およびすでに1またはそれより多い既往骨折を有した後、追跡調査期間中にさらなる骨折を維持した72人の172人の患者を含み、対照糖尿病群は、2型糖尿病と診断されているが、既往骨折を伴わず、また追跡調査中に偶発的骨折を維持しなかった100人の個体を含み、そして糖尿病性骨折群は、5.4年の追跡調査内に最初の偶発的骨折を維持した35人、およびベースラインで既往骨折を有し、そして追跡期間中に1またはそれより多いさらなる偶発的骨折を有した36人の患者の71人の患者からなった。
骨折群では、高エネルギー外傷およびストレス骨折を伴う患者を除外した。研究受診の18ヶ月前以内に起こった既往骨折を除外した。30ml/分(eGFR)を超える腎機能、>20kg/m2のBMIを示し、長期のまたは最近の運動抑制歴がなく、骨に影響を及ぼす薬剤を現在摂取しておらず、そして自己報告または診断書に基づく腎疾患、肝疾患、慢性胃腸疾患、副甲状腺機能亢進症、卵巣摘出術、慢性アルコール依存、または特発性骨粗鬆症の徴候がない被験体のみを含めた。
RNA単離
RNA単離のため、200μlの血清を37℃で溶解し、12,000xgで5分間遠心分離し、そして小分子RNA精製効率を監視するため、3つの異なる濃度で合成RNAスパイクイン対照(Exiqon、デンマーク)を含有する、1000μl Qiazol中にホモジナイズした。標準プロトコルから以下の逸脱を含めて、RNA沈殿および精製のため、クロロホルム抽出およびmiRNeasy単離キット(Qiagen、ドイツ)を用いて、RNA単離を行った:抽出後、正確に650μlの水性相を採取し、1μlのグリコーゲン(Ambion、米国テキサス州)を最終濃度50μg/mlまで添加し、そして975μlの100%エタノールで沈殿させた。カラムをRPE緩衝液で3回洗浄し、そしてRNAを30μlヌクレアーゼ不含水で1回溶出し、そして−80℃で保存した。
qPCR分析
Exiqonによる試薬を用いて、384ウェルプレート中で、miRNAのqPCRに基づくハイスループット定量化を行った。まず、普遍的cDNA合成キットIIを用いて、50μl反応中、10μlの単離RNAを逆転写した。この工程中に、UniSp6およびcel−miR−39−3pを添加して、酵素阻害剤の存在を監視した。カスタム設計のプレコーティングPick&Mix384ウェルプレート中で、qPCR分析前に、cDNA試料を100倍に希釈した。epMotion P5073液体取り扱いロボット(Eppendorf、ドイツ)を用いて、10μlのqPCR混合物をqPCRプレートの各ウェルに分配した。Roche LC480リアルタイムPCR系(Roche、ドイツ)を用いて、10μl反応中、試料あたり1回、各miRNAをアッセイする。
データ分析
融解曲線分析を行い、そして1より多いピークを有するmiRNA PCR反応を分析から除外した。linregソフトウェアパッケージに似たアルゴリズムを用いて、増幅効率を計算した。大部分のmiRNAに関して、効率は、1.8〜2.1の間の範囲であった。<1.6の効率を生じる個々の反応をデータセットから除外した。全血清/血漿フォーカスパネルプレート上で、「テンプレート不含」cDNA合成対照をアッセイすることによって、各miRNAに関するバックグラウンドレベルを生じた。miRNAアッセイの大部分はいかなるシグナルも生じず、そしてバックグラウンドCpを42にセットした。発現データを、以下の基準にしたがって、あらかじめフィルタリングした:i)空の値を50%より多く含むフィーチャーを除外した;ii)任意の4群間の1因子ANOVA分析において、<0.05のp値を持つフィーチャーを選択した;iii)骨折および非骨折試料または糖尿病および非糖尿病試料間の陰性シグナルの不均等な分布を示す、カイ二乗検定p値<0.1を有するフィーチャーを選択した。この段階の目的は、任意の4群において制御に向かう傾向を有するフィーチャーのみをさらにプロセシングすることを可能にすることであった。残りの146フィーチャーのCt値を、スパイクイン対照レベルの全体の平均に関して補正し、そして最後に、正規分布値の仮定に基づいて、空の値を帰属値(imputed value)で置き換えた。
一般化最小二乗によって、クラス情報、例えば骨折対非骨折、または糖尿病性骨折対糖尿病対照を取り込む、遺伝子に関する線形モデルを用意した。クラス係数が0とは異なるかどうかの試験のp値を、BenjaminiおよびHochbergによって提唱される方法を用いた多重試験のために調整した。Bioconductorレポジトリーのlimmaパッケージを用いた。基本分類装置としてサポートベクターマシンを用い、AUC値および5倍交差検証の誤分類率によって、すべての単一モデルを評価した。最大AUC値に近いAUC値を得る最少モデルサイズを選択した。元来のデータと同じ次元性および相関構造を取り込むが、クラス間の平均に相違を示さない、シミュレーションデータを用いて、全方法を反復した。生じた最大のAUC値を、ゼロ再現性によって特徴付けられる参照点として用いた。上述の2工程法を用いて選択したすべてのモデルは、参照ポイントに比較した際、明らかに優れた結果を生じた。
結果
非糖尿病性骨折患者の分類のため、0.978のAUC値を生じる4つのマイクロRNAの組み合わせ(図1aおよびb)を同定した。この組み合わせは、miR−188−3p、miR−942、miR−155−5p、およびmiR−382−3pからなった。分類モデル中のmiRNAのさらなる取り込み(最大総数10のmiRNA)は、AUCを1.0の値まで改善することが可能であり(図2a)、このうちmiR−136−3pおよびmiR−502−5pは、分類に最強の影響を有した。
糖尿病性骨折患者の分類のため、0.933のAUC値を生じる4つのマイクロRNAの組み合わせ(図1cおよびd)を同定した。この組み合わせは、miR−550a−5p、miR−96−5p、miR−32−3p、およびmiR−486−3pからなった。分類モデル中のmiRNAのさらなる取り込み(最大総数10のmiRNA)は、AUCを1.0の値まで改善することが可能であり(図2b)、このうちmiR−203aおよびmiR−141−3p、およびlet−323a−3pは、分類に最強の影響を有した。
実施例3:骨形成分化の背景におけるマイクロRNA機能の分析
患者同意を得て、局所麻酔下で、外来腫脹脂肪吸引から得た皮下脂肪組織から、ヒト脂肪由来幹細胞(ASC)を得た。以前記載されるように(Wolbankら、2007a;Wolbankら、2007b;Wolbankら、2009a)ASCを単離し、そして4mM L−グルタミン、10%ウシ胎児血清(FCS、PAA)および1ng/mL組換えヒト塩基性線維芽細胞増殖因子(rhFGF、R&D Systems)を補ったDMEM−低グルコース/HAM F−12中、37℃、5%CO2および95%気湿で培養した。増殖率に併せて、細胞を週1回または2回、1:2のスプリット比で継代した。
ASCにおける骨形成分化の導入
24ウェル細胞培養プレートにおいて、すべての分化プロトコルを行った。骨形成分化のため、ASCをウェルあたり2x10細胞の密度で植え付けた。植え付け72時間後、細胞を骨形成分化培地(DMEM−低グルコース、10%FCS、4mM L−グルタミン、10nMデキサメタゾン、150μMアスコルビン酸−2−リン酸、10mM β−グリセロールリン酸および10nMビタミン−D3)と最長4週間インキュベーションした。
アリザリンレッドS染色
石灰化構造のアリザリン染色のため、細胞を70%エタノール中、−20℃で1時間固定した。簡単にリンスした後、細胞を40mMアリザリンレッド溶液(Sigma)で20分間染色し、そしてPBSで洗浄した。定量化のため、200μl 0.1M HCL/0.5%SDS溶液を用いて、アリザリンを30分間抽出した。抽出した色素を425nmで測定した。
トランスフェクション
siPORTTMNeoFXTMトランスフェクション試薬(Applied Biosystems)を用いて、ASCをトランスフェクションした。製造者のプロトコルにしたがって、細胞を10nM前駆体マイクロRNAまたはスクランブル化miRNA対照#2(Ambion)でトランスフェクションした。トランスフェクション3日後、上述のように分化を開始した。
結果
hsa−miR−10b−5p、hsa−miR−203a、hsa−miR−376a−3p、およびmiR−550a−5pのトランスフェクションは、50%またはそれより多い骨形成分化の有意な阻害を生じた。hsa−miR−188−3p、hsa−miR−199b−5p、およびmiR−148a−5pのトランスフェクションは、200%より多く、そして最大400%の骨形成分化の有意な加速を生じた。

表1
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表2−最近の骨粗鬆症性骨折対対照
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表3−最近でない骨粗鬆症性骨折対対照
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表4−最近でない糖尿病性骨折対対照
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参考文献
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Claims (7)

  1. 被験体において骨粗鬆症を試験するか、または骨粗鬆症性骨折のリスクを決定するか、または治療を監視するin vitro法であって:
    a)前記被験体由来の血液試料を提供し;
    b)hsa−miR−188−3pのレベル、並びに、
    i)hsa−miR−127−3p、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−214−3p、および、hsa−miR−30e−3pまたはその相補的成熟マイクロRNA鎖からなる群II miRNA、および
    ii)hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−375、hsa−miR−486−3p、および、hsa−miR−532−3p、またはその相補的成熟マイクロRNA鎖からなる群III miRNA、および、
    iii)hsa−miR−29b−3pおよびhsa−miR−335−5p、またはその相補的成熟マイクロRNA鎖からなる群V miRNA
    のいずれかより選択される、少なくとも2つのmiRNAのレベルを測定し、そして
    c)健康な個体由来の参照血液試料における対応するmiRNAのレベルと、前記miRNAのレベルを比較する、
    ここで、参照試料に比較した際の前記レベルの1.5倍を超える増加または減少が、骨粗鬆症または骨折リスクの指標である、
    工程を含む、
    ここで、hsa−miR−188−3p、hsa−miR−127−3p、hsa−miR−214−3p、hsa−miR−21−3p、hsa−miR−375、hsa−miR−532−3pおよびhsa−miR−335−5p、あるいはこれらの相補的成熟マイクロRNA鎖のレベルについては、参照試料と比較した際の1.5倍を超える増加が、骨粗鬆症または骨折リスクの指標であり、そして、
    ここで、hsa−miR−143−3p、hsa−miR−30e−3p、hsa−miR−106b−5p、hsa−miR−141−3p、hsa−miR−19b−3p、hsa−miR−486−3pおよびhsa−miR−29b−3p、あるいはこれらの相補的成熟マイクロRNA鎖のレベルについては、参照試料と比較した際の1.5倍を超える減少が、骨粗鬆症または骨折リスクの指標である、
    前記方法。
  2. 群IIまたはIIIのいずれかの少なくとも4、好ましくは少なくとも5のmiRNAのレベルを測定する、請求項1記載の方法。
  3. 群IIおよび/または群III miRNAのすべてのmiRNAのレベルを測定する、請求項1または2記載の方法。
  4. 被験体が、骨折を患うかまたは骨折を発展させるリスクがある骨粗鬆症または骨減少症患者、あるいは2型真性糖尿病のリスクがあるかまたは該疾患を患う患者である、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
  5. miRNAレベルの相違を、定量的またはデジタルPCR、配列決定、マイクロアレイ、または他のハイブリダイゼーションに基づく技術によって決定する、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
  6. hsa−miR−188−3p、hsa−miR−199b−5p、およびhsa−miR−148a−5pを含む、骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止する際に使用するための組成物。
  7. hsa−miR−188−3p、hsa−miR−199b−5p、およびhsa−miR−148a−5pを含む組成物の、骨粗鬆症または骨折を治療するかまたは防止する際に使用するための薬剤を調製するための、使用。
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