心臓細胞におけるホスファターゼ活性の調節
心臓細胞におけるホスファターゼ阻害剤の発現は、心疾患、例えば心不全、を治療するために使用できる。ホスファターゼ活性を低下させることは、βアドレナリン反応を改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願／特許及び参照による援用）
本出願は、２００４年９月９日に出願された米国特許出願第６０／６０８，２１４号、に係る優先権を主張するものであり、この出願の内容を参照して本明細書に取り込む。
本明細書において引用する特許出願及び特許の各々、並びに特許出願及び特許の各々において引用される各々の資料又は参考文献（各々の発行済み特許の出願・審査期間を含む；「特許出願引用資料」）、及びこれらの特許出願及び特許のいずれかに対応する及び／又はその優先権を主張するＰＣＴ及び国外出願の各々、及び特許出願引用資料の各々において引用される又は参照される試料の各々は、参照により明白に本明細書中に組み込まれ、本発明の実施において使用され得る。より一般的には、資料又は参考文献は、特許請求の範囲に先立つ「参考文献リスト」又は本文自体のいずれかにおいて、本文中で引用され、これらの資料又は参考文献の各々（「ここで引用される参考文献」）、並びにここで引用される参考文献の各々の中で引用される各々の資料又は参考文献（製造者の仕様書、指示書等を含む）は、参照により明白に本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
（政府が保有する利益に関する記載）
米国政府は、アメリカ国立衛生研究所からの助成番号ＨＬ６４０１８、ＨＬ５２３１８、ＨＬ５７６２３、ＨＬ２６０５７、ＤＫ３６５６９及びＨＬ０７３８２−２７によって本発明における一定の権利を有するものである。
【背景技術】
【０００３】
可逆性タンパク質リン酸化は、外部エフェクター分子と細胞内事象の間の微細なクロストークを媒介する、鍵となるシグナル伝達経路の組込みのための細胞の機序である。心臓では、Ｃａ２＋循環及び収縮性は、様々なセカンドメッセンジャーのシグナルに応答して、プロテインキナーゼとホスファターゼ活性の微妙なバランスによって制御される。
【０００４】
闘争−逃走状況の間の、心臓ポンプ作用への需要は、ヒトの心拍出量をほぼ５倍上昇させることができ、これはｃａｍｐ依存性プロテインキナーゼ（ＰＫＡ）のβアドレナリン作動性活性化に結びつく。ＰＫＡは、次に、興奮−収縮連関サイクルを制御する、鍵となる調節性のカルシウム（Ｃａ２＋）ハンドリングタンパク質のセット、例えばホスホランバン、リアノジン受容体、Ｌ型Ｃａ２＋チャネル及びトロポニンＩ(Bers, D.M., 2002 Nature；415:198-205)をリン酸化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心臓ポンプ作用の上昇の基礎となる、プロテインキナーゼ及びそれらのホスホプロテイン基質は十分に特徴づけられているが、心臓収縮性上昇を逆転させるプロテインホスファターゼに関する同様の研究はそれほど進んではいない。共通の遺伝子ファミリーから生じる、主要なＳｅｒ／Ｔｈｒホスファターゼ（１型、２Ａ型及び２Ｂ型（カルシニューリン））は、心臓の収縮性と肥大の制御において決定的な役割を果たす高度に相同なタンパク質（４０−５０％）である(Cohen, P., 1990 Phosphoprotein Res；24:230-5) 。プロテインホスファターゼ２Ａの触媒サブユニットの過剰発現は、心機能を低下させ、病的心肥大へと導くことが示された(Brewis, N. et al., 2000 Am J Physiol Heart Circ Physiol；279:H1307-18；Gergs, U. et al., 2004 J Biol Chem.)。さらに、カルシウム依存性ホスファターゼ、カルシニューリンは、そのＮＦＡＴ転写因子活性の調節によって肥大を誘導する。興味深いことに、このホスファターゼの阻害はインビボ及びインビトロで心肥大をブロックする (Brewis, N. et al., 2000；Molkentin, J.D., 1998 Cell；93 :215-28)。
【０００６】
ヒト及び実験的心不全において、筋小胞体（ＳＲ）に関連する１型ホスファターゼの活性は有意に高く、これが機能抑制、拡張型心筋症及び早期死亡に寄与する因子であり得ることを示唆する(Huang, B. et al., 1999 Circ Res；85:848-55；Sande, J.B., et al., 2002 Cardiovasc Res；53:382-91；Boknik, P. et al., 2000 Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol；362:222-31；Gupta, R.C. et al., 1997 Circulation；96 (Suppl 1):I-361；Neumann, J. 1997 J Mol Cell Cardiol；29:265-72；Carr, A.N. et al., 2002, Mol Cell Biol；22:4124-35)。しかしながら、βアドレナリン応答性におけるホスファターゼ阻害の役割はこれまで不明であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
今や、中でも特に、心臓細胞におけるホスファターゼ阻害剤の発現は心疾患、例えば心不全を治療するために使用できることが発見された。ホスファターゼ活性の低下は、βアドレナリン応答性を改善することができる。
【０００８】
したがって、一態様では、本開示は、細胞においてホスファターゼ活性、例えば１型ホスファターゼ活性、を調節する作用物質を心臓細胞、例えば心筋細胞に、投与することを含む方法を特徴とするものである。心臓細胞はインビトロ又はインビボであってよい。例えば、心臓細胞は対象の心臓内に存在していてもよい。本発明の本方法は、対象、例えば、心不全のような心疾患を有する対象を治療するために使用できる。通常、対象は哺乳動物、例えばヒト又は非ヒト哺乳動物である。
【０００９】
１型ホスファターゼは、ＰＰ１ｃα、ＰＰ１ｃβ、ＰＰ１ｃδ及びＰＰ１ｃγを含むが、これらに限定されるものではない。
【００１０】
一態様において、作用物質は、ホスファターゼ活性、例えば１型ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする配列を含む核酸である。作用物質は、治療細胞においてホスファターゼ活性を低下させるため及び／又はβアドレナリン応答性を上昇させるために有効な量で投与することができる。
【００１１】
別の態様において、作用物質は、ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする内在性核酸の発現を上昇させる核酸である。例えば、核酸は、転写因子、例えばキメラジンクフィンガータンパク質のような操作された転写因子をコードする配列を含んでいてもよい。さらにもう１つの例では、核酸は、ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする内在性核酸の中又はその近く、例えばホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）をコードする遺伝子の中又はその近くに組み込まれる調節配列である。
【００１２】
さらに別の態様では、作用物質は、遺伝子発現の核酸調節剤を提供することができる核酸である。例えば核酸は、そのような核酸調節剤、例えばｄｓＲＮＡ（例えばｓｉＲＮＡ）、アンチセンスＲＮＡ又はリボザイムを発現することができる核酸であってよい。
【００１３】
作用物質は、ウイルス粒子、例えばウイルス又はウイルス様粒子を用いて送達することができる。ウイルス粒子は、アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス又はレンチウイルスから送達されてもよい。
【００１４】
一態様では、ウイルス粒子は注入により、例えば心臓への直接注入、例えば左心室表面への直接注入により導入される。別の態様では、ウイルス粒子は循環系の内腔に、例えば対象の心臓の心室若しくは内腔又は心臓の血管に導入される。例えば、心膜を開き、例えば注射器及びカテーテルを使用して、化合物を心臓に注射することができる。化合物は、大動脈の内腔、例えば大動脈基部の内腔に導入する、冠状血管口に導入する又は心臓の内腔に導入することができる。ウイルス粒子は冠状動脈に導入することができる。また、例えば順行性又は逆行性ブロッケードを使用して、血管内、例えば冠状動脈内の停留時間を上昇させるために血流を制限することも可能である。
【００１５】
一態様では、ウイルス粒子は皮下注射によって、例えば冠状動脈に逆行して大腿動脈から逆行的に導入される。さらに別の態様では、ウイルス粒子は、例えばステントを用いて導入される。例えばウイルス粒子をステント上に被覆し、ステントを冠状動脈、末梢血管又は脳血管のような血管内に挿入する。
【００１６】
一態様では、ウイルス粒子を導入することは、冠状血管の血流を、例えば部分的に又は完全に、制限すること、ウイルス送達システムを冠状動脈の内腔に導入すること、及び冠状静脈の血液流出を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすのを可能にすることを含む。冠状血管の血流を制限することは、例えば少なくとも１、２又は３個の血管形成バルーンの拡張によって実施できる。冠状血管の血流の制限は、例えば少なくとも１、２、３又は４分間持続させることができる。冠状動脈へのウイルス粒子の導入は、例えば血管形成バルーンの内腔を通しての順行性注入によって実施できる。制限される冠状血管は、左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）、左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）、大冠状静脈（ＧＣＶ）、中心静脈（ＭＣＶ）又は前室間静脈（ＡＩＶ）であってよい。ウイルスの導入は、例えば少なくとも１、２又は３個の血管形成バルーンを拡張させることによって血流を制限することによる、冠状血管の虚血プレコンディショニングの後に実施することができる。冠状血管の虚血プレコンディショニングは、少なくとも１、２、３又は４分間持続させることができる。
【００１７】
一態様では、ウイルス粒子を導入することは、心臓からの大動脈血流を、例えば部分的に又は完全に制限すること、ウイルス送達システムを循環系の内腔に導入すること、及び大動脈血液流出を制限している間も、例えば閉鎖系に対して（等容性に）心臓がポンプの役割を果たすのを可能にすることを含む。心臓からの大動脈血流を制限することは、血流を再び冠状動脈に、例えば肺動脈に向かわせることによって実施できる。大動脈血流を制限することは、クランピング、例えば肺動脈をクランプすることによって達成できる。ウイルス粒子の導入は、例えばカテーテルを使用して又は例えば直接注入によって実施できる。ウイルス粒子の導入は、大動脈基部内への送達によって実施できる。
【００１８】
一態様では、投与されるウイルス粒子の数は、例えば少なくとも１×１０９、１×１０１０、１×１０１１、１×１０１２、１×１０１３、１×１０１４、１×１０１５又は１×１０１６単位（例えば、ゲノム又はプラーク形成単位）であるか、又は例えば１×１０９−１×１０１８又は１×１０１１−１×１０１６の間である。
【００１９】
作用物質はまた、ウイルス粒子以外の手段、例えばリポソーム又は他の非ウイルス送達媒体を用いて送達することができる。
【００２０】
他の態様では、本開示は、細胞に入り込むことができるウイルス粒子を示すものである。ウイルス粒子は、非ウイルス性タンパク質、例えばホスファターゼ活性を低下させるタンパク質又は心臓活動を調節するタンパク質をコードする核酸を含む。ウイルス粒子は、ウイルス又はウイルス様粒子であってよい。一態様では、ウイルス粒子はアデノ随伴ウイルスに由来する。アデノ随伴ウイルスは、血清型１型（ＡＡＶ１）、血清型２型（ＡＡＶ２）、血清型３型（ＡＡＶ３）、血清型４型（ＡＡＶ４）、血清型５型（ＡＡＶ５）、血清型６型（ＡＡＶ６）、血清型７型（ＡＡＶ７）、血清型８型（ＡＡＶ８）又は血清型９型（ＡＡＶ９）であってよい。例えばウイルス粒子は、例えば細胞に感染することができる、例えば筋細胞、例えば心筋細胞に感染することができる、修飾アデノ随伴ウイルス又は再構成されたウイルス又はウイルス様粒子である。
【００２１】
別の態様では、ウイルス粒子はレンチウイルス又はアデノウイルスに由来する。
【００２２】
心臓活動を調節するタンパク質の例は、ホスファターゼ活性を調節するタンパク質（例えばホスファターゼ１型阻害剤、例えばＩ−１）又は筋小胞体Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ（ＳＥＲＣＡ）、例えばＳＥＲＣＡ１（例えば１ａ又は１ｂ）、ＳＥＲＣＡ２（例えば２ａ又は２ｂ）又はＳＥＲＣＡ３を含む。
【００２３】
本開示はまた、本明細書に記載するウイルス送達システムの１又はそれ以上の用量を含む製剤を特徴とするものである。用量は、例えば少なくとも１×１０９、１×１０１０、１×１０１１、１×１０１２、１×１０１３、１×１０１４、１×１０１５又は１×１０１６単位（例えば、ゲノム又はプラーク形成単位）のウイルス送達システムを含むことができる。１つの実施形態では、最大限１×１０１９単位のウイルス送達システムが１用量中に存在する。製剤は、無細胞製剤、例えば医薬製剤、例えば対象への導入に適切なものであってよい。製剤はまた、１０、５、１、０．１又は０．００１％ｐｆｕ以下の野生型ウイルス（すなわち複製することができ、非ウイルス性核酸配列を含まないウイルス）を含むことができる。一態様では、製剤は野生型ウイルスを含まない。
【００２４】
本開示はまた、例えば心筋細胞において、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質を含むステントを特徴とするものである。例えば、作用物質をステント上に被覆することができる。例えば、作用物質はウイルス粒子内に存在することができ、そのウイルス粒子をステントの１又はそれ以上の表面、例えば血管に接触する表面に被覆する。「ステント」は、管腔の閉鎖を予防又は阻止するように体腔内に移植するために構成された医療装置である。ステントは、例えば動脈などの血管、又は他の体腔、開口部若しくは尿道などの管に移植するように構成することができる。ステントは、通常、生体適合性の金属又はプラスチックで作られる。本明細書で使用するように、ステントが「作用物質で被覆された又は作用物質を含む」とは、ステントからの作用物質の放出を可能にし、従ってステント付近の組織への作用物質の送達を可能にするように、作用物質がその表面に添付されている又はその中に含まれているステントを意味する。
【００２５】
対象の罹患血管内にステントを移植することにより対象を治療することができる。血管は、例えば冠状動脈であり、また例えば末梢動脈又は脳動脈であってよい。
【００２６】
「治療すること」という用語は、統計的に有意な程度に又は当業者に検出可能な程度に、疾患に関連する状態、症状又はパラメータを改善するため又は疾患の進行を予防するために有効な量、方法及び／又は様式で作用物質を投与することを意味する。有効な量、方法又は様式は対象によって異なり、対象に合わせてもよい。例えば、投与様式は、ウイルス又はウイルス様粒子による送達を含んでもよい。疾患の進行を予防することにより、罹患した若しくは診断された対象又は疾患を有していると疑われる対象において、治療は疾患の悪化を予防することができるが、また、疾患にかかる危険性の高い又は疾患を有していると疑われる対象において、治療は疾患の発症又は疾患の症状を予防することができる。
【００２７】
本明細書では、「心疾患」という用語は、心臓の正常な機能を損なう、心臓の構造的又は機能的異常を意味する。例えば、心疾患は、心不全、虚血、心筋梗塞、うっ血性心不全、不整脈、移植片拒絶反応等であってよい。この用語は、収縮の異常、Ｃａ２＋代謝の異常を特徴とする疾患、及び不整脈を特徴とする疾患を含む。
【００２８】
「心不全」という用語は、心臓が身体の需要を満たすように十分にポンプするその能力に欠陥を有する多くの疾患のいずれかを意味する。多くの場合、心不全は、心臓細胞の興奮−収縮連関の様々な工程における１又はそれ以上の細胞レベルでの異常の結果である。そのような異常の一つは、ＳＲ機能の欠陥である。
【００２９】
本明細書では、「心臓細胞」という用語は、（ａ）対象の体内に存在する心臓の部分、（ｂ）インビトロで維持される心臓の部分、（ｃ）心臓組織の部分又は（ｄ）対象の心臓から単離された細胞、であってよい細胞を意味する。例えば、細胞は心筋細胞であってよい。
【００３０】
本明細書では、「心臓」という用語は、対象の体内に存在する心臓又は対象の体外で維持される心臓を意味する。
【００３１】
本明細書では、「心組織」という用語は、対象の心臓に由来する組織を意味する。
【００３２】
本明細書では、「体細胞遺伝子導入」という用語は、生殖系への遺伝子の導入に対して、体細胞への遺伝子の導入を意味する。
【００３３】
本明細書では、「化合物」という用語は、本発明の方法を用いて対象の心臓に有効に送達されることができる化合物を意味する。そのような化合物は、例えば遺伝子、薬剤、抗生物質、酵素、化合物、化合物の混合物又は生物学的高分子を含むことができる。
【００３４】
本明細書では、「血流を制限すること」という用語は、血管を通る血流、例えば末梢大動脈及びその分枝への血流、を実質的にブロックすることを意味する。例えば、心臓からの血流の少なくとも５０％が制限される、好ましくは７５％、より好ましくは８０、９０又は１００％の血液が心臓からの流出を制限される。血流は、例えばクランプで、大動脈及び肺動脈を閉塞させることによって制限できる。
【００３５】
「ウイルス送達システム」は、非ウイルス性配列を含む核酸を哺乳動物細胞に導入することができるウイルス粒子、例えばウイルス又はウイルス様粒子を意味する。ウイルス送達システム自体は、ウイルス複製に関してコンピテントであってもよく又はコンピテントでなくてもよい。
【００３６】
本発明のこれら及び他の目的を、本発明の詳細な説明に関連してさらに詳しく記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
ホスファターゼ活性は心不全において上昇する。心筋細胞におけるホスファターゼ活性（例えば、ホスファターゼ１活性）を低下させることは、心不全に関連する１又はそれ以上の症状を軽減することができる。ホスファターゼ活性の低下はβ−アドレナリン応答性の減衰に結びつく。
【００３８】
一態様では、１型ホスファターゼを阻害することによってホスファターゼ活性を低下させることができる。１型ホスファターゼは、ＰＰ１ｃα、ＰＰ１ｃβ、ＰＰ１ｃδ及びＰＰ１ｃγを含むが、これらに限定されるものではない。内容が参照により組み込まれる、「Sasaki et al. (1990) Jpn J Cancer Res. 81:1272-1280」を参照されたい。ホスファターゼ阻害剤１（又は「Ｉ−１」）タンパク質は１型ホスファターゼの内在性の阻害剤である。Ｉ−１レベル又は活性の上昇は、ヒト不全心筋細胞においてβ−アドレナリン応答性を回復することができる。
【００３９】
特定の態様では、構成的に活性なＩ−１タンパク質を投与することができる。本明細書で例示するそのような１つの構築物（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ）は、最初の６５のアミノ酸をコードするＩ−１ ｃＤＮＡのトランケーション及びＰＫＡリン酸化部位（ＧＧＴ：Ｔｈｒ３５）をアスパラギン酸（ＧＴＣ：Ａｓｐ３５）で置換するヌクレオチド変化の導入を含み、構成的に活性な阻害剤を生じる。構成的に活性な阻害剤を作製するためのもう１つの方法は、第３５位のトレオニンをアスパラギン酸ではなくグルタミン酸で置換することである。これらの置換はまた、完全長阻害剤分子においても実施できる。Ｉ−１Ｔ３５Ｄを発現するヒト不全心筋細胞は、基礎条件下で正常な収縮機能を示し、それらのβアドレナリン機能は正常に回復される。従って、阻害剤１の送達は、既存の心不全の背景において機能を完全に回復させ、リモデリングを改善させる。
【００４０】
他のホスファターゼ阻害剤及びＩ−１の他の変異体も使用できる。そのような他の阻害剤の例は、ホスファターゼ阻害剤２；オカダ酸又はカリクリン；及びプロテインホスファターゼ１の内在性核内阻害剤であるｎｉｐｐ１を含む。一態様では、ホスファターゼ阻害剤はプロテインホスファターゼ１に対して特異的である。
【００４１】
ホスファターゼ活性を低下させるための他の方法は、ホスファターゼ阻害剤、例えばＩ−１の活性を増強する低分子を投与すること、１型ホスファターゼの活性を低下させる低分子を投与すること、１型ホスファターゼの活性又は発現を低下させる核酸を投与すること、又はホスファターゼ阻害剤の活性又は発現を上昇させる核酸を投与することを含む。
【００４２】
心不全におけるホスファターゼ活性
心拍間隔（ｂｅａｔ−ｔｏ−ｂｅａｔ）に基づく心筋機能は、身体の交感神経緊張を通しての高度に調節されたプロセスである。心臓は、数秒で、末梢、代謝組織の需要を支えるために心拍出量を上昇させることによって作業負荷の上昇に応答することができる。心臓の変力状態を高める適応メカニズムは、主として心筋のβ受容体のカテコールアミン依存性の活性化によって制御される。受容体は、刺激又は活性化されたときに収縮の強さを増強する心臓細胞上に認められる。細胞レベルでは、β受容体の刺激は(Koch, W. J. et al., 2000 Annu Rev Physiol;62:237-60)、ｃＡＭＰレベルの上昇、ｃＡＭＰ依存性プロテインキナーゼ（ＰＫＡ）の活性化並びにエネルギー代謝に関与する酵素及び収縮性を調節し、一回拍出量を上昇させるように集積される、鍵となる調節タンパク質のリン酸化を生じさせる。主要な調節ホスホプロテインは、ホスホランバン（ＰＬＢ）、リアノジン受容体、Ｌ型Ｃａ２＋チャネル、トロポニンＩ及びＣタンパク質を含む。
【００４３】
ＰＬＢは、基礎心筋収縮能の主要調節剤であり、哺乳動物の心臓においてβ受容体に結合して心臓細胞の収縮の強度を上昇させるβアゴニストの変力及び変弛緩作用の鍵となるメディエーターである(Brittsan, A.G. et al., 2003 Circ Res；92:769-76)。ＰＬＢのリン酸化は、筋小胞体（ＳＲ）内に再分離されるサイトゾルカルシウムの速度と量を大きく刺激し、心筋弛緩を高める、ＳＥＲＣＡの阻害を軽減する。このカルシウムサイクリングプロフィールの上昇は、その後の収縮の間の定量的（ｑｕａｎｔａｌ）カルシウム放出を上昇させるＳＲカルシウム含量の増加に結びつく。全体として、これらの事象は収縮及び拡張機能の増強をもたらす。
【００４４】
タンパク質リン酸化の増加及び心機能の増強は、効率的で高度に調節されたプロセスにおいてプロテインホスファターゼによって逆転される。ホスファターゼ１型及び２型と称される、セリン／トレオニンホスファターゼの２つの主要クラスは、心筋の収縮の性能を調節する(Neumann, J. et al., 1997 J MoI Cell Cardiol；29(1): 265-72)。プロテインホスファターゼ１（「ＰＰ１」）は、心臓の酵素活性のかなりの量を占め、調節性ホスファターゼ酵素の鍵となるクラスに関与するとみなされてきた。ＰＰ１は主として膜分画並びにグリコーゲン粒子と結合し、グリコーゲン分解及びグリコーゲン合成において重要である。ＰＰ１は、基質利用性及び特異性を高める働きをする、大きな非触媒的な標的サブユニットによってこれらの局所に固定される。さらに、この酵素は、２つの熱及び酸安定性のタンパク質、阻害剤１及び２によって調節される。ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）は主要な生理的調節剤であり、第３５位のトレオニン上でＰＫＡによりリン酸化された場合に有効な阻害剤である(Endo, S. et al., 1996 Biochemistry；35(16): 5220-8)。ＰＰ１の阻害は、ＰＫＡタンパク質リン酸化の作用に対するその反作用（ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）を除去し、心臓におけるβアゴニスト応答の増幅を導く (Ahmad, Z. J. 1989 Biol Chem;264:3859-63；Gupta, R. C. et al., 1996 Circulation;(Suppl 1):I-361)。
【００４５】
プロテインホスファターゼ１のレベル及び活性が上昇する一方で、β受容体の脱感作によるｃＡＭＰの低下(Koch, Lefkowitz et al. 2000)はＰＫＡの不活性化を導くと予想されるので、プロテインキナーゼ及びホスファターゼによる心臓調節タンパク質リン酸化の微妙に調整される調節は、心不全においてはさらに一層重要となる。
【００４６】
体細胞遺伝子導入に適切なウイルスベクター
治療用核酸、例えばホスファターゼ活性を低下させる核酸又は、例えば本明細書に記載されているような、発現の核酸調節剤を提供する核酸（例えば、ｄｓＲＮＡ、アンチセンスＲＮＡ又はリボザイム）は、遺伝子導入プロトコールの一部として使用される遺伝子構築物に組み込むことができる。手段には、ウイルスベクター、例えばレトロウイルス（例えば、複製欠損レトロウイルス）、アデノウイルス（例えば、複製欠損、第一世代若しくはｇｕｔｔｅｄ、第二世代、アデノウイルス）、アデノ随伴ウイルス（例えば、１−６型のいずれか）、レンチウイルス、及び単純ヘルペスウイルス−１に由来する組換えベクター若しくは組換え細菌又は真核生物プラスミド内への対象遺伝子の挿入を含む。ウイルスベクターはまた、細胞を直接トランスフェクトするためにも使用できる。治療用核酸を送達するウイルス粒子は、改変ウイルスから作製することができる。改変ウイルスは、少なくとも１つのウイルス配列の変化、例えば、１又はそれ以上のウイルス遺伝子の置換、欠失又は不活性化を含んでいてもよい。
【００４７】
アデノウイルスベクターの例は、ラウス肉腫ウイルスプロモーター及びｌａｃＺレポーター遺伝子を含む（Ａｄ．ＲＳＶ．ｌａｃＺ）、並びにサイトメガロウイルスプロモーターとｌａｃＺレポーター遺伝子を含む（Ａｄ．ＣＭＶ．ｌａｃＺ）を含む。例えば米国特許出願第１０／９１４，８２９号参照。ｌａｃＺ配列は、タンパク質又は発現の核酸調節剤をコードする配列で置換することができる。ウイルスベクターの作製及び使用のための方法は、例えば国際公開第ＷＯ９６／１３５９７号、同第ＷＯ９６／３３２８１号、同第ＷＯ９７／１５６７９号、「Miyamoto et al. (2000) Proc Natl Acad Sci USA 97(2):793-8」及び「Trapnell et al., Curr. Opin. Biotechnol 5(6):617-625, 1994.」に記載されている。
【００４８】
アデノ随伴ウイルスは、染色体１９番に部位特異的に組み込むことができる、非病原性ヒトパルボウイルスである。Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997。ウイルスの複製は、しかしながら、アデノウイルスなどのヘルパーウイルスを必要とする。Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997。ＡＡＶコード領域は、非ウイルス遺伝子で置換することができ、改変ウイルスは分裂及び非分裂細胞の両方に感染させるために使用できる。Xiao et al., J. Virol. 70(11): 8098-8108, 1996；Kaplitt et al., Ann. Thorac. Surg. 62: 1669-1676, 1996。ＡＡＶの作製及び使用のための方法の例は、「Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997；Xiao et al., J. Virol 70(11): 8098-8108, 1996；Kaplitt et al, Ann. Thorac. Surg. 62:1669-1676, 1996」に記載されている。
【００４９】
ＡＡＶ６は特異的であり、心臓における迅速な発現を与える。例えば、米国特許出願第１０／９１４，８２９号は、大型動物の心臓におけるＡＡＶ６での遺伝子導入が効率的であり、長期間持続する遺伝子発現をもたらすことができる。
【００５０】
改変ＡＡＶ粒子を産生するための方法が開発されている。例えば、細胞を培地で増殖させて、改変ＡＡＶ粒子を産生させる。粒子を細胞から収集し、精製する。ＡＡＶ粒子を産生する方法の例は、産生細胞への３つのエレメントの送達を含む：１）ＡＡＶ ＩＴＲ配列によって隣接される目的の遺伝子（例えば、ホスファターゼ活性を調節する配列）、２）ＡＡＶ ｒｅｐ及びｃａｐ遺伝子、並びにヘルパーウイルスタンパク質（「ヘルパー機能」）。最初の２つを送達するための従来のプロトコールは、適切な組換え遺伝子カセットを含むプラスミドＤＮＡでの細胞のトランスフェクションによるものである。ヘルパー機能は、伝統的に、細胞をアデノウイルス（Ａｄ）などのヘルパーウイルスに感染させることによって供給されてきた(Samulski et al., 1998；Hauswirth et al., 2000)。
【００５１】
レンチウイルスは、非分裂細胞に感染することができるレトロウイルスのサブグループである。Ｌ．Ｎａｌｄｉｎｉらは、異種遺伝子配列を非増殖性ＨｅＬａ細胞及びラット線維芽細胞、並びにヒト一次マクロファージ及び終末分化ニューロンに形質導入することができる、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）に基づくレンチウイルスベクターシステムを報告する。Science 272, 263-267 (1996)。米国特許第６，５２１，４５７号は、ウマ伝染性貧血ウイルスに基づくレンチウイルスベクターを記載している。さらに、米国特許第６，４２８，９５３号は、レンチウイルスベクター及びレンチウイルス粒子を産生するための方法を記載している。
【００５２】
レンチウイルス粒子及び他のウイルス粒子を産生するために、目的の作用物質（例えば、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質）をコードする核酸をパッケージングシグナルに作動可能に結合する。核酸は、ウイルス構造タンパク質を発現する細胞にパッケージングされる。例えば、細胞はウイルス構造タンパク質をコードするが、パッケージングシグナルを欠く核酸を含んでいてもよい。
【００５３】
非ウイルス法も使用可能である。例えば、陽イオン性リポソーム（リポフェクチン）又は誘導体化（例えば抗体複合体）ポリリシン複合体、グラミシジンＳ、人工ウイルスエンベロープ又は他のそのような細胞内担体、並びにインビボで実施される遺伝子構築物の直接注入又はＣａＰＯ４沈降法を用いて、プラスミドＤＮＡを送達することができる。
【００５４】
心臓血管組織への遺伝子導入は、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）又はラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）プロモーターによって駆動される強力で非組織特異的な遺伝子発現カセットを有するアデノウイルス（Ａｄ）ベクターを用いて成功を収めた。血管新成因子、例えば血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）及び肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）を送達するためのウイルスベクターによる心臓細胞の形質導入を含む臨床試験が進行中である。ウイルスの大動脈内又は冠状血管内注入が、動物モデルにおいてインビボで使用されてきた。一試験では、ラットにおけるＡｄ−ＳＥＲＣＡ２ａウイルスベクターの心臓内注入は、カルシウムハンドリングの生理的改善を誘導するのに十分であった。「Miyamoto et al., 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:793-98」を参照されたい。アデノウイルスベクターはまた、β２アドレナリン受容体（β−ＡＲ）を発現するためにインビボで使用された（「Maurice et al. 1999, J. Clin. Invest. 104:21-9」及び「Shah et al., 2001, Circulation. 103:1311」を参照されたい）。嚢胞性線維症に関する試験から公知であるように、改善された機能のために、組織内の全ての細胞の形質導入は必要でない。例えば、機能的なナトリウムチャネルを欠く上皮シート内のわずか６〜１０％の細胞における野生型ナトリウムチャネルの発現が、正常なナトリウムイオン輸送には十分である(Johnson et al, 1992, Nat. Genet 2:21-5）。これはバイスタンダー効果として知られる。
【００５５】
プロモーターは、例えば平滑筋αアクチンプロモーター、ＳＭ２２ａプロモーターのような平滑筋特異的プロモーター；心臓ミオシンプロモーターのような心臓特異的プロモーター（例えば、心臓ミオシン軽鎖２ｖプロモーター）、トロポニンＴプロモーター、又はＢＮＰプロモーターであってよい。プロモーターはまた、例えばＣＭＶプロモーターのようなウイルスプロモーターであってよい。組織特異的プロモーターが心筋遺伝子発現の特異性を高めるために使用されてきた(Rothmann et al., 1996, Gene Ther. 3:919-26)。
【００５６】
アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）ベクターによる心筋細胞遺伝子送達の効率は、培養ラット新生仔細胞を用いてインビトロ、並びにラット乳頭筋液浸法を用いてエクスビボ系で実証された(Maeda et al., 1998, J. MoI Cell. Cardiol. 30:1341-8)。エクスビボでのＡＡＶベクター導入とそれに続く同系心臓移植は、高効率のマーカー遺伝子発現を達成することが報告された(Svensson et al., 1999, Circulation. 99:201-5)。
【００５７】
インビボでの高レベルの心臓向性遺伝子導入を高い一貫性で（平均で心筋細胞の６０〜７０％）達成する方法は、例えば米国特許出願公開第２００２−００３２１６７号に記載されている。ウイルスベクターの作製及び使用のための他の方法は、国際公開第ＷＯ９６／１３５９７号、同第ＷＯ９６／３３２８１号、同第ＷＯ９７／１５６７９号、及び 「Trapnell et al., 1994, Curr. Opin. Biotechnol. 5(6):617-625」；「Ardehali et al., 1995, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 109:716-720」；「Dalesandro et al., 1996, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 111 :416-422」；「Sawa et al., 1995, Circ 92, II479-11482」；「Lee et al., 1996, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1 l l, 246-252」；「Yap et al., 19996, Circ. 94, 1-53」；及び「Pellegrini et al., 1998, Transpl. Int. 11, 373-377」に記載されている。
【００５８】
対象ポリヌクレオチドはまた、非ウイルス性送達媒体を用いて投与することができる。本明細書で使用する「非ウイルス性送達媒体」（本明細書では「非ウイルスベクター」とも称する）は、裸の又は凝縮ポリヌクレオチドを含む化学製剤（例えば、ポリヌクレオチド及び陽イオン性化合物（例えば硫酸デキストラン）の製剤）、及びウイルス粒子などのアジュバントと混合された裸の又は凝縮ポリヌクレオチド（すなわち目的のポリヌクレオチドはウイルス粒子内に含まれておらず、トランスフォーミング製剤が裸のポリヌクレオチドとウイルス粒子（例えばアデノウイルス粒子）の両方から成る）を含むことを意味する（例えば、「Curiel et al. 1992 Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 6:247-52」を参照のこと）。したがって、「非ウイルス性送達媒体」は、ウイルス粒子が目的のポリヌクレオチドを含まない、ポリヌクレオチドプラスウイルス粒子から成るベクターを含んでいてもよい。「非ウイルス性送達媒体」の例は、送達するポリヌクレオチドがキャプシド形成されていない又はウイルス粒子内に含まれていない、細菌プラスミド、ウイルスゲノム又はその部分、及びウイルスゲノムの部分と細菌プラスミドの部分を含む構築物及び／又はバクテリオファージを含む。この用語はまた、天然及び合成ポリマー並びにコポリマーを包含する。さらに、この用語は脂質ベースの媒体を包含する。
【００５９】
脂質ベースの媒体は、Ｆｅｌｇｎｅｒらによる（米国特許第５，２６４，６１８号及び同第５，４５９，１２７号；PNAS 84:7413-7417, 1987；Annals N.Y. Acad. Sci. 772:126-139, 1995）によって開示されているような陽イオン性リポソームを含む；それらはまた、Ｓｃｈｒｅｉｅｒらによる（米国特許第５，２５２，３４８号及び同第５，７６６，６２５号）によって開示されている人工ウイルスエンベロープを含む、中性又は負に荷電したリン脂質又はそれらの混合物で構成されていてもよい。
【００６０】
非ウイルス性送達媒体は、ポリマーベースの担体を含む。ポリマーベースの担体は、天然及び合成ポリマー並びにコポリマーを含んでいてもよい。例えば、ポリマーは、生分解性であるか又は対象から容易に排泄されることができる。天然に存在するポリマーは、ポリペプチド及び多糖類を含む。合成ポリマーは、ポリリシン、及び縮合剤としても使用できるポリエチレンイミン(PEI；Boussif et al., PNAS 92:7297-7301, 1995)を含むが、これらに限定されるものではない。これらの担体は、分散液、例えば水、エタノール、塩類溶液及びそれらの混合物中に溶解、分散又は懸濁することができる。多種多様な合成ポリマーが当該技術分野において公知であり、使用できる。
【００６１】
遺伝子治療構築物の医薬製剤は、遺伝子送達システム及び許容される希釈剤を含む、又は遺伝子送達媒体が包埋されている徐放性マトリックスを含むことができる。又は、完全な遺伝子送達システムが組換え細胞、例えばレトロウイルスベクターから無傷で産生できる場合は、医薬製剤は、遺伝子送達システムを産生する１又はそれ以上の細胞を含むことができる。しかしながら、通常は製剤は無細胞である。製剤は一般に、ウイルス粒子が細胞内に核酸を送達する能力を妨げない物質を含む。
【００６２】
送達される核酸はまた、ＤＮＡ−又はＲＮＡ−リポソーム複合体製剤として製造されることができる。そのような複合体は、陽イオン電荷（静電的相互作用）によって遺伝物質（ＤＮＡ又はＲＮＡ）に結合する脂質の混合物を含む。本発明において使用できる陽イオン性リポソームは、３θ−［Ｎ−（Ｎ’ ，Ｎ’ −ジメチルアミノエタン）−カルバモイル］−コレステロール（ＤＣ−Ｃｈｏｌ）、１，２−ビス（オレオイルオキシ−３−トリメチルアンモニオ−プロパン（ＤＯＴＡＰ）（例えば、国際公開第ＷＯ９８／０７４０８号参照）、リシニルホスファチジルエタノールアミン（Ｌ−ＰＥ）、リポポリアミン、例えばリポスペルミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−２，３−ビス（ドデシルオキシ）−ｌ−プロパンアミニウムブロミド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド（ＤＤＡＢ）、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン（ＤＯＰＥ）、ジオレオイルホスファチジルコリン（ＤＯＰＣ）、Ｎ（１，２，３−ジオレイルオキシ）プロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム（ＤＯＴＭＡ）、ＤＯＳＰＡ、ＤＭＲＩＥ、ＧＬ−６７、ＧＬ−８９、リポフェクチン及びリポフェクタミンを含む(Thiery et al. (1997) Gene Ther. 4:226-237；Felgner et al., Annals N. Y. Acad. Sci. 772:126-139, 1995；Eastman et al., Hum. Gene Ther. 8:765-7.73, 1997)。米国特許第５，８５８，７８４号に記載されているポリヌクレオチド／脂質製剤も、本明細書に記載する方法において使用できる。これらの脂質の多くは市販されており、例えばＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ−Ｍａｎｎｈｅｉｍ及びＡｖａｎｔｉ Ｐｏｌａｒ Ｌｉｐｉｄｓ（Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ａｌａ．）から入手できる。米国特許第５，２６４，６１８号、同第５，２２３，２６３号及び同第５，４５９，１２７号において見出された陽イオン性リン脂質も包含される。使用できる他の適切なリン脂質は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、ホスファチジルイノシトール等を含む。コレステロールも含むことができる。
【００６３】
（ウイルス送達）
ウイルス送達システムの単位を含む製剤は、様々な方法のいずれかによって対象の心臓細胞に送達することができる。
【００６４】
例えばウイルス送達システムの医薬製剤は、全身的に、例えば静脈内注射によって導入することができ、標的細胞内のタンパク質の特異的形質導入は、主として遺伝子送達媒体によって提供されるトランスフェクションの特異性、受容体遺伝子の発現を制御する転写調節配列による細胞型又は組織型発現、又はそれらの組合せから起こる。他の態様では、組換え遺伝子の初期送達は、動物の体内への極めて局在化された導入によってより限定される。例えば、遺伝子送達媒体は、カテーテルによって（米国特許第５，３２８，４７０号参照）又は定位的注入によって（例、Chen et al. (1994) PNAS 91: 3054-3057）導入することができる。
【００６５】
実施の一例においては、製剤を心臓組織に直接注入する。米国特許第１０／９１４，８２９号は、直接注入のためのプロトコールを記載する。心筋内への直接注入又はウイルスベクターの適用は、導入される遺伝子の発現を心臓に限定することができる（Gutzman et al., 1993, Cric. Res. 73 : 1202-7；French et al., 1994, Circulation. 90:2414-24）。
【００６６】
実施のもう１つの例においては、製剤を１又はそれ以上の冠状動脈の内腔に導入する。冠状動脈から出て行く血液の流れを制限することができる。製剤を順行的に送達し、１〜５分間、例えば１〜３分間、動脈内に存在することを可能する。
【００６７】
非ウイルス性媒体も同様の方法によって送達できる。
【００６８】
（ステントの例）
ステントは、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質、例えば本明細書において記載する作用物質で被覆する又は前記作用物質を含むことができる。治療薬を送達するためのステント（生分解性及び非生分解性）を作製するための方法は周知である（例えば、米国特許第５，１６３，９５２号、同第５，３０４，１２１号、同第６，３９１，０５２号、同第６，３８７，１２４号、同第６，３７９，３８２号、及び同第６，３５８，５５６号、同第６，６０５，１１０号、同第６，６０５，１１４号、同第６，５７２，６４５号、同第６，５６９，１９４号、同第６，５４５，７４８号、同第６，５４１，１１６号、同第６，５２７，８０１号、同第６，５０６，４３７号参照）。一態様では、ステントは、当該技術分野において公知の手法を用いて、治療薬、例えば本明細書に記載する作用物質、例えばホスファターゼ活性を低下させる核酸で被覆する。
【００６９】
一態様では、ステントは、ステンレス鋼ステント又はニチノールメッシュ様装置である。例えば、ステントは、ＰＣＩ手技（経皮的冠状動脈形成術）の間にカテーテルで冠状動脈内に送達することができる。ステントは、バルーンによる拡張によって又は自己拡張型送達デザインによって配置することができる。市販のステントの例は、Ｇｉａｎｔｕｒｃｏ−Ｒｏｕｂｉｎステント（例えば、クック・カーディオロジー（Ｃｏｏｋ Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）より）、 Ｍｕｌｔｉｌｉｎｋ、Ｄｕｅｔ、Ｔｅｔｒａ、Ｐｅｎｔａ、Ｚｅｔａステント（例えば、ガイダント（Ｇｕｉｄａｎｔ）より）；Ｎｉｒ、Ｗａｌｌステント、Ｔａｘｕｓ（例えば、サイメッド／ボストン・サイエンティフィック（ＳＣＩＭＥＤ／Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）より）、ＧＦＸ／Ｓシリーズのステント（例えば、メドトロニック／ＡＶＥ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ／ＡＶＥ）より）、ｖｅｌｏｃｉｔｙ及びＣｙｐｈｅｒステント（例えば、ジョンソン・エンド・ジョンソン／コーディス（Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ／Ｃｏｒｄｉｓ）より）を含む。
【００７０】
例えばステントは、例えば米国特許第６，５９６，６９９号に記載されているような核酸凝縮又はコンパクションを媒介することができる高分子陽イオンで被覆することができる。直鎖状ポリカチオン、例えばポリ−Ｌ−リシン、ポリオルニチン、ポリアルギニン等が使用できる。ポリマーは、ホモポリマー、例えばポリリシン、ポリオルニチン若しくはポリアルギニンであってよい、又はリシン、オルニチン、アルギニン等で形成されるランダムポリマーを含むヘテロポリマーであってよい。より複雑な分子、例えば分枝又は直鎖状ポリエチレンイミン等もポリカチオンとして使用できる。様々な天然に存在する核酸結合剤のいずれも、例えばスペルミン又はスペルミジンも使用でき、ポリカチオンの定義に包含される。同様にプロタミンも、様々なヒストンと同じく使用できる。末端アミノ基が静電的手段によって核酸に結合して、正に荷電した凝縮物を生じる、ポリアミドアミンデンドリマーも同様に使用できる。ポリカチオンは、所望凝縮物を形成するための最適特徴を与えるように特異的に修飾できる。例えば、１８残基の反復リシン鎖とそれに続くトリプトファン及びアルキル化システイン残基が、少なくともポリリシンに等しい性質を有する凝縮物を形成することが報告されている(McKenzie et al., J. Peptide Res. 54:311-318 (1999)。一般に、ポリカチオンは正に荷電しており、約ｐＨ６で約８までの正味正電荷を有するか又は約５以上の正に荷電した残基を有する。ポリカチオンは、負電荷の数に比べてより高い数の正電荷を有する。ポリカチオンは、天然核酸結合タンパク質及び組換え核酸結合タンパク質、例えばアミノ酸のホモ若しくはヘテロポリマー、又は天然若しくは組換え核酸分子内に認められる１若しくはそれ以上の核酸配列に結合する合成化合物を含み、核酸凝縮を生じさせる。
【００７１】
治療薬、例えば核酸を医療装置、例えばステントに被覆する付加的な方法は、例えば米国特許第５，６７４，１９２号又は同第６，４０９，７１６号に記載されているように膨潤性ヒドロゲルポリマーで医療装置を被覆することを含む。ヒドロゲル被覆は、実質的な量の核酸を、通常は水溶液形態で、組み込むことができることを特徴とし、例えば膨張又はステントの拡張によって、圧が適用されたとき水溶液が被覆物から有効に搾り出されるように膨潤性である。このような方法での薬剤の投与は、高濃度の放出を罹患組織への直接適用に限定できるように、薬剤が部位特異的であることを可能にする。ステントはまた、核酸を含むウイルス粒子で被覆できる。
【００７２】
治療薬、例えば核酸をステント又は他の医療装置と結合する他の方法は当該技術分野において公知である、例えば米国特許第６，０２４，９１８号、米国特許第６，５０６，４０８号、米国特許第５，９３２，２９９号を参照されたい。
【００７３】
一部の態様では、本明細書に記載するステントは、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質で被覆する又は前記作用物質を含むことに加えて、第二治療薬で被覆することもできる。例えばステントは：ラパマイシン、タキソール及びアクチノマイシン−Ｄ、トロンビン阻害剤、抗トロンボゲン形成剤、血栓溶解剤、線維素溶解剤、血管痙攣抑制剤、カルシウムチャネル遮断薬、血管拡張薬、抗高血圧薬、抗菌薬、抗生物質、表面糖タンパク質受容体の阻害剤、抗血小板薬、抗有糸分裂薬、微小管阻害剤、抗分泌薬、アクチン阻害剤、リモデリング阻害剤、アンチセンスヌクレオチド、代謝拮抗物質、抗増殖剤、抗癌化学療法剤、抗炎症性ステロイド又は非ステロイド系抗炎症薬、免疫抑制剤、成長ホルモン拮抗物質、増殖因子、ドーパミンアゴニスト、放射線治療薬、ペプチド、タンパク質、酵素、細胞外マトリックス成分、遊離基捕捉剤、キレート化剤、抗酸化物質、抗ポリメラーゼ、抗ウイルス薬、光力学療法剤、及び遺伝子治療薬、の１又はそれ以上を含むことができる。
【００７４】
（治療の評価）
治療は、心機能又は心臓細胞機能、例えば収縮性に関連するパラメータに関して治療の効果を判断することによって評価できる。例えば上述した方法を用いて、ＳＲ Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ活性又は細胞内Ｃａ２＋濃度を測定することができる。さらに、「Strauss et al., Am. J. Physiol., 262:1437-45, 1992」に記載されている方法を用いて心臓又は心臓組織による力の生成を測定することができる。
【００７５】
治療はまた、例えば治療分野の当業者が特定の治療に関連すると認識するパラメータに従って、対象へのその効果によって評価することができる。例えば、心不全を治療する場合、例示的パラメータは、心臓及び／又は肺機能に関連していることもある。心臓パラメータは、脈拍、ＥＫＧシグナル、内腔損失、心拍数、心臓収縮性、心室機能、例えば左室拡張末期圧（ＬＶＥＤＰ）、左室収縮期圧（ＬＶＳＰ）、Ｃａ２＋代謝、例えば細胞内Ｃａ２＋濃度若しくはピーク若しくは安静時Ｃａ２＋、力の生成、心臓の弛緩及び圧、力−収縮頻度関係、心臓細胞生存率若しくはアポトーシス、又はイオンチャネル活性、例えばナトリウム・カルシウム交換、ナトリウムチャネル活性、カルシウムチャネル活性、ナトリウム・カリウムＡＴＰアーゼポンプ活性、ミオシン重鎖の活性、トロポニンＩ、トロポニンＣ、トロポニンＴ、トロポミオシン、アクチン、ミオシン軽鎖キナーゼ、ミオシン軽鎖１、ミオシン軽鎖２又はミオシン軽鎖３、ＩＧＦ−１受容体、ＰＩ３キナーゼ、ＡＫＴキナーゼ、ナトリウム−カルシウム交換輸送体、カルシウムチャネル（Ｌ及びＴ）、カルセケストリン又はカルレティキュリンを含む。評価は、例えば治療の前、後又は治療期間中に、血管造影法（例えば定量的血管造影法）及び／又は血管内超音波法（ＩＶＵＳ）を実施することを含むことができる。
【００７６】
（心臓細胞の増殖）
心臓細胞が心臓組織の断片から移動して適切な基質（例えば細胞皿）に付着することを可能にすることによって、又は例えば機械的に若しくは酵素的に、組織を解離して心臓細胞の懸濁液を生成することによって心臓細胞培養を得ることができる。例えば、トリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、ヒアルロニダーゼ、ＤＮアーゼ、プロナーゼ、ディスパーゼ酵素、又はそれらの様々な組合せが使用できる。トリプシン及びプロナーゼは最も完全に解離させることができるが、細胞を損傷することがある。コラゲナーゼ及びディスパーゼによる解離はそれほど完全ではないが、より害が少ない。組織（例えば心臓組織）を単離するための方法及び細胞（例えば心臓細胞）を得るための組織の解離は、「Freshney R. I., Culture of Animal Cells, A Manual of Basic Technique, Third Edition, 1994」に記載されている。
【００７７】
（核酸阻害剤）
ホスファターゼ活性の調節剤は、ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼの発現を低下させることができる核酸、例えばｓｉＲＮＡ、アンチセンスＲＮＡ、三重らせん形成核酸又はリボザイムであってよい。
【００７８】
例えば、遺伝子発現は二本鎖ＲＮＡを用いた遺伝子サイレンシングによって調節することができる(Sharp (1999) Genes and Development 13: 139-141)。二本鎖ＲＮＡ干渉（ｄｓＲＮＡｉ）又は低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）としても知られる、ＲＮＡｉは、哺乳動物、線虫Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓを含む多くの生物において広範に実証されている(Fire, A., et al., Nature, 391, 806-811, 1998)。
【００７９】
ｄｓＲＮＡは、細胞又は生物に送達されてホスファターゼに拮抗することができる。例えば、ホスファターゼコード核酸に相補的なｄｓＲＮＡは、ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼのタンパク質発現をサイレンスすることができる。ｄｓＲＮＡは、ホスファターゼのコード領域に相補的な領域、例えば５’コード領域、ホスファターゼコアドメインをコードする領域、３’コード領域、又は非コード領域、例えば５’若しくは３’非翻訳領域を含むことができる。ｄｓＲＮＡは、例えばカセットを両方向に転写することによって（インビトロ又はインビボで）、例えばカセットのどちらかの側にＴ７プロモーターを含めることによって、作製できる。カセット内の挿入物は、ホスファターゼコード核酸に相補的な配列を含むように選択される。配列は完全長である必要はなく、例えばエクソン又は１９〜５０ヌクレオチド又は５０〜２００ヌクレオチドであってよい。配列は、転写産物の５’側の半分から、例えばＡＴＧの１０００、６００、４００又は３００ヌクレオチド以内であり得る。ＨＩＳＣＲＩＢＥ（商標）ＲＮＡｉ転写キット（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，ＭＡ）及び「Fire, A. (1999) Trends Genet. 15, 358-363」を参照のこと。ｄｓＲＮＡはより小さなフラグメントに消化することができる。例えば米国特許出願第２００２−００８６３５６号及び同第２００３−００８４４７１を参照されたい。
【００８０】
一態様では、ｓｉＲＮＡを使用する。ｓｉＲＮＡは、場合により突出末端を含む低分子二本鎖ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡｓ）である。例えば、二本鎖領域は約１８〜２５ヌクレオチドの長さ、例えば約１９、２０、２１、２２、２３又は２４ヌクレオチドの長さである。通常は、ｓｉＲＮＡ配列は標的ｍＲＮＡに厳密に相補的である。
【００８１】
「リボザイム」は、ＲＮＡにおいて特定部位で切断するＲＮＡ酵素分子である。ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼをコードする又はその発現のために必要な核酸を特異的に切断することができるリボザイムは、周知の方法に従って設計することができる。
【００８２】
（人工転写因子）
ホスファターゼ阻害剤又はホスファターゼをコードする遺伝子内又はその近くの配列、例えば遺伝子のプロモーター又はエンハンサー内の部位、例えばｍＲＮＡ開始部位の１０００、７００、５００若しくは２００ヌクレオチド以内、又は遺伝子内のクロマチンアクセス可能部位の５０、２０、１０ヌクレオチド以内の配列と相互作用するために、人工転写因子、例えばキメラジンクフィンガータンパク質を設計（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）することができる。例えば、米国特許第６，７８５，６１３号を参照のこと。人工転写因子は、遺伝子がホスファターゼ阻害剤（例えばＩ−１）をコードする場合は遺伝子の発現を活性化するように、又は例えば遺伝子がホスファターゼをコードする場合は、遺伝子の発現を抑制するように設計（ｄｅｓｉｇｎｅｄ）できる。
【００８３】
人工転写因子はライブラリーから設計又は選択することができる。例えば、人工転写因子は、インビトロ（例えばファージディスプレイを用いて、米国特許第６，５３４，２６１号）若しくはインビボでの選択によって、又は認識コードに基づく設計によって（例えば国際公開第ＷＯ００／４２２１９号及び米国特許第６，５１１，８０８号参照）作製できる。中でも特に、様々なジンクフィンガードメインのライブラリーを作成するための方法に関しては、例えば「Rebar et al. (1996) Methods Enzymol 267:129」;「Greisman and Pabo (1997) Science 275:657」；「Isalan et al. (2001) Nat. Biotechnol 19:656」；及び「Wu et al. (1995) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 92:344」を参照のこと。
【００８４】
場合により、ジンクフィンガータンパク質を転写調節ドメイン、例えば転写を活性化する活性化ドメイン又は転写を抑制する抑制ドメインに融合することができる。ジンクフィンガータンパク質は、それ自体が細胞に送達される異種核酸によってコードされる、又はタンパク質自体が細胞に送達されることができる（例えば米国特許第６，５３４，２６１号参照）。ジンクフィンガータンパク質をコードする配列を含む異種核酸は、例えば細胞内のジンクフィンガータンパク質のレベルの微細な調節を可能にするために、誘導性プロモーターに作動可能に結合することができる。
【００８５】
（投与）
ホスファターゼ活性を調節する作用物質、例えば本明細書に記載する作用物質は、標準的な方法によって対象に投与することができる。例えば、作用物質は、静脈内、皮内、皮下、経口（例えば吸入又は経口摂取）、経皮（局所）及び経粘膜を含む多くの異なる経路のいずれかによって投与できる。一態様では、作用物質は注入によって、例えば動脈内、筋肉内又は静脈内投与される。
【００８６】
作用物質、例えばホスファターゼ阻害剤をコードする核酸分子、ポリペプチド、フラグメント又は類似体、調節剤（例えば有機化合物及び抗体（本明細書では「活性化合物」とも称する）は、対象、例えばヒトへの投与に適切な医薬組成物中に組み込むことができる。そのような組成物は、通常、ポリペプチド、核酸分子、調節剤又は抗体及び薬学上許容される担体を含む。本明細書で使用する、「薬学上許容される担体」という用語は、薬剤投与と適合する、ありとあらゆる溶媒、分散媒質、被覆物、抗菌及び抗真菌薬、等張剤及び吸収遅延剤等を含むことが意図されている。医薬活性物質のためのそのような媒質及び作用物質の使用は公知である。従来の媒体又は作用物質が活性化合物と不適合性である場合を除き、そのような媒体は本発明の組成物において使用できる。補助的な活性化合物も組成物に組み込むことができる。
【００８７】
医薬組成物は、目的の投与経路と適合するように製造できる。非経口、皮内又は皮下適用のために使用される溶液又は懸濁液は、以下の成分を含むことができる：無菌希釈剤、例えば注射用蒸留水、塩類溶液、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール又は他の合成溶媒；抗菌剤、例えばベンジルアルコール又はメチルパラベン；抗酸化剤、例えばアスコルビン酸又は重亜硫酸ナトリウム；キレート剤、例えばエチレンジアミン四酢酸；緩衝剤、例えば酢酸塩、クエン酸塩又はリン酸塩、及び張度の調節のための物質、例えば塩化ナトリウム又はデキストロース。ｐＨは、酸又は塩基、例えば塩酸又は水酸化ナトリウムで調整することができる。非経口製剤は、ガラス又はプラスチックで作られたアンプル、使い捨て注射器又は多回投与バイアルに封入することができる。
【００８８】
注射用に適する医薬組成物は、滅菌水溶液（水溶性の場合）又は分散液、及び無菌注射用溶液又は分散液の即時調製のための滅菌粉末を含む。静脈投与に関しては、適切な担体は、生理食塩水、静菌水、クレモフォール（Ｃｒｅｍｏｐｈｏｒ ＥＬ）（商標）（ＢＡＳＦ， Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ， ＮＪ）又はリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）を含む。全ての場合に、組成物は無菌でなければならず、容易に注射できる程度に流動性であるべきである。製造及び保存条件下で安定でなければならず、また微生物、例えば細菌及び真菌の汚染作用に対して保護されていなければならない。担体は、例えば水、エタノール、ポリオール（例えばグリセロール、プロピレングリコール及び液体ポリエチレングリコール等）を含む、溶媒又は分散媒質、及びそれらの適切な混合物であってよい。適切な流動性は、例えばレシチンなどの被覆物の使用によって、分散の場合は必要な粒径の維持によって及び界面活性剤の使用によって維持できる。微生物の作用の予防は、様々な抗菌及び抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサール等によって達成できる。多くの場合、等張剤、例えば糖類、多価アルコール、例えばマンニトール、ソルビトール、塩化ナトリウムを組成物中に含めることが好ましい。吸収を遅延させる物質、例えばモノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを組成物中に含めることによって、注射用組成物の持続的吸収を生じさせることができる。
【００８９】
無菌注射用溶液は、必要量の活性化合物（例えば本明細書に記載する作用物質）を、必要に応じて上記で列挙した成分の１つ又はそれらの組合せと共に、適切な溶媒に加え、続いてろ過滅菌することによって調製できる。一般に、分散液は、活性化合物を、基本分散媒質及び上記で列挙したものの中から必要な他の成分を含む滅菌媒体に加えることによって調製される。無菌注射用溶液の調製のための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、真空乾燥及び、あらかじめその滅菌ろ過溶液から有効成分プラスさらに所望する成分の粉末を生じる凍結乾燥である。
【００９０】
経口組成物は一般に、不活性希釈剤又は可食担体を含む。それらをゼラチンカプセルに封入するか又は錠剤に圧縮することができる。経口治療投与のためには、活性化合物を賦形剤と共に加え、錠剤、トローチまたはカプセルの形態で使用することができる。経口組成物はまた、うがい薬としての使用のために液体担体を用いて調製でき、液体担体中の化合物は、経口的に適用され、クチュクチュゆすいで、吐き出されるか又は飲み込まれる。製薬上適合性の結合剤及び／又はアジュバント材料を組成物の一部として含むことができる。錠剤、丸剤、カプセル、トローチ等は、以下の成分のいずれか又は同様の性質の化合物を含むことができる：結合剤、例えば微結晶セルロース、トラガカントゴム又はゼラチン；賦形剤、例えばデンプン又はラクトース；崩壊剤、例えばアルギン酸、プリモゲル（Ｐｒｉｍｏｇｅｌ）又はトウモロコシデンプン；潤滑剤、例えばステアリン酸マグネシウム又はステロテックス（Ｓｔｅｒｏｔｅｓ）；流動促進剤、例えばコロイド状二酸化ケイ素；甘味料、例えばスクロース又はサッカリン；又は香味料、例えばペパーミント、サリチル酸メチル又はオレンジ香味料。
【００９１】
さらに、全身投与は、経粘膜又は経皮的手段によっても実施できる。経粘膜又は経皮投与のためには、透過すべき障壁に適切な浸透剤を製剤中で使用する。そのような浸透剤は一般に公知であり、例えば経粘膜投与用には、界面活性剤、胆汁酸塩及びフシジン酸誘導体を含む。経粘膜投与は、鼻内噴霧又は坐薬の使用を通して実施できる。経皮投与用には、当該技術分野において一般的に公知であるように、活性化合物を軟膏（ｏｉｎｔｍｅｎｔｓ、ｓａｌｖｅｓ）、ゲル又はクリームに製剤する。
【００９２】
一態様では、活性化合物は、体内からの迅速な排泄に対して化合物を保護する担体と共に、例えば移植片及びマイクロカプセル送達システムを含む制御放出製剤として調製される。生分解性、生体適合性ポリマー、例えばエチレン酢酸ビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル及びポリ乳酸が使用できる。そのような製剤の製造のための方法は、当業者には明白である。材料もまた、アルザ社（Ａｌｚａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）及びノバ製薬株式会社（Ｎｏｖａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から市販のものを入手できる。リポソーム懸濁液（ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体で感染細胞を標的するリポソームを含む）も、薬学上許容される担体として使用できる。これらは当業者に公知の方法に従って、例えば米国特許第４，５２２，８１１号に記載されているように調製できる。
【００９３】
医薬組成物は、投与のための指示書と共に容器、パック又はディスペンサーに共に含まれることができる。
【００９４】
好ましい態様では、医薬組成物は、罹患血管、例えば動脈、又は器官、例えば心臓に注入される。
【００９５】
（低分子物質）
ホスファターゼ活性を調節する、例えばホスファターゼ活性を阻害する、低分子作用物質は、低分子スクリーニングによって特定することができる。１又はそれ以上の候補分子をホスファターゼに接触させ、候補分子がホスファターゼと相互作用する又はホスファターゼの酵素活性を調節するかどうかを評価して判定することができる。接触はインビトロで又はインビボで実施することができる。例えばインビトロアッセイは、例えばホスファターゼ活性を有する組換えタンパク質、例えば少なくともヒトホスファターゼの触媒フラグメントを用いて、高度精製成分を使用することができる。ホスファターゼの酵素活性はインビトロで評価することができる。
【００９６】
例えば、プロテインホスファターゼ１活性は、５０ｍＭのトリスＨＣｌ（ｐＨ７．４）、１ｍＭのＤＴＴ、０．５ｍＭのＭｎＣｌ２、１０μＭの［３２Ｐ］ホスホリラーゼａ、及び０．５μｇ／ｍｌのＰＰ１を含む反応混合物３０μｌ中で、記載されているように(Endo, S., et al. (1996) Biochemistry 35, 5220-5228)検定することができる。１μｌのＰＰ１を、残りのアッセイ成分を含むアッセイ混合物２０μｌに添加して反応を開始させる。３０℃で２０分後、アッセイ混合物に１０μｌの５０％トリクロロ酢酸を添加して反応を終了させる。次にアッセイ混合物を氷上で冷却して、遠心分離する。上清からの２０μｌアリコートをろ紙にスポットし、放出された［３２Ｐ］Ｐｉの量を測定するためにシンチレーション計数器に入れた。ＰＰ１アッセイのために使用した［３２Ｐ］ホスホリラーゼは、上述したように３０℃で３０分間調製した。［３２Ｐ］ホスホリラーゼを５０ｍＭのトリスＨＣｌ、ｐＨ７．４、１ｍＭのＥＤＴＡ、１ｍＭのＤＴＴ中で透析し、使用時まで−８０℃で凍結保存した（Huang et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2000 May 23;97(11):5824-9も参照のこと）。
【００９７】
治療化合物及び天然抽出物のライブラリーを試験する多くの薬剤スクリーニングプログラムでは、所与の期間に検討する試験化合物の数を最大化するために高処理アッセイが望ましい。
【００９８】
試験化合物の効果は、様々な濃度の試験化合物を用いて得られるデータから用量反応曲線を作成することによって評価できる。さらに、比較のためのベースラインを提供するために対照アッセイを実施することもできる。対照アッセイでは、心臓細胞を試験化合物の非存在下でインキュベートする。
【００９９】
「化合物」又は「試験化合物」は、いかなる化合物であってもよく、例えば高分子（例えばポリペプチド、タンパク質複合体又は核酸）又は低分子（例えばアミノ酸、ヌクレオチド、有機又は無機化合物）であってよい。試験化合物は、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、１，０００ｇ／ｍｏｌ以下又は約５００ｇ／ｍｏｌ以下の式量を有することができる。試験化合物は、天然に存在するか（例えば草本又は自然生成物）、合成物質又はその両方であってよい。高分子の例は、タンパク質、タンパク質複合体及び糖タンパク質、核酸、例えばＤＮＡ、ＲＮＡ及びＰＮＡ（ペプチド核酸）である。低分子の例は、ペプチド、ペプチドミメティック（例えばペプトイド）、アミノ酸、アミノ酸類似体、ポリヌクレオチド、ポリヌクレオチド類似体、ヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、有機又は無機化合物、例えばヘテロ有機又は有機金属化合物である。試験化合物は、本明細書に記載する方法によって検定される唯一の物質であってよい。または、試験化合物の集合を連続的に又は同時に検定することができる。
【０１００】
試験化合物は、例えば上述したように（例えば、アゴニストについての情報に基づいて）又は数多くのコンビナトリアルライブラリー法のいずれかを用いて入手できる。一部の例示的なライブラリーは以下を含む：生物学的ライブラリー；ペプトイドライブラリー（ペプチドの機能性を有するが、新規で非ペプチド性の骨格を備え、酵素分解に対して抵抗性であるが、それにもかかわらず生物活性なままである分子のライブラリー（例えば、Zuckermann, R.N. et al. (1994) J. Med. Chem. 37:2678-85参照）；空間的にアドレス可能な並列固相又は液相ライブラリー；デコンボルーションを必要とする合成ライブラリー法；「１ビーズ１化合物」ライブラリー法；及びアフィニティークロマトグラフィー選択を用いる合成ライブラリー法。これらのアプローチは、例えば化合物のペプチド、非ペプチドオリゴマー又は低分子ライブラリーを作製するために使用できる（例えば、Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12:145参照）。
【０１０１】
コンビナトリアルケミカルライブラリーの作製及びスクリーニングは当業者に周知である。そのようなコンビナトリアルケミカルライブラリーは、ペプチドライブラリー（例えば「米国特許第５，０１０，１７５号、Furka, Int. J. Pept. Prot. Res. 37:487-493 (1991)」及び「Houghton et al, Nature 354:84-88 (1991)」参照）を含むが、これらに限定されるものではない。化学的多様性のあるライブラリーを作製するための他の化学も使用できる。そのような化学は、ペプトイド（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９１／１９７３５号）、コードされるペプチド（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９３／２０２４２号）、ランダムバイオオリゴマー（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９２／０００９１号）、ベンゾジアゼピン（例えば、米国特許第５，２８８，５１４号）、ダイバーソマー（ｄｉｖｅｒｓｏｍｅｒｓ）、例えばヒダントイン、ベンゾジアゼピン及びジペプチド(Hobbs et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 90:6909-6913 (1993))、ビニローグポリペプチド(Hagihara et al., J. Amer. Chem. Soc. 114:6568 (1992))、グルコース骨格を有する非ペプチド性のペプチドミメティック (Hirschmann et al., J. Amer. Chem. Soc. 114:9217-9218 (1992))、低分子化合物ライブラリーの類似の有機合成 (Chen et al., J. Amer. Chem. Soc. 116:2661 (1994))、オリゴカルバメート(Cho et al., Science 261 :1303 (1993)）、及び／又はホスホン酸ペプチジル(Campbell et al., J. Org. Chem. 59:658 (1994))、核酸ライブラリー（Ausubel, Berger and Sambrook参照、全て前出）、ペプチド核酸ライブラリー（例えば、米国特許第５，５３９，０８３号参照）、抗体ライブラリー（例えば、Vaughn et al., Nature Biotechnology, 14(3):309-314 (1996)及びPCT/US96/10287号参照）、炭水化物ライブラリー（例えば、Liang et al., Science, 274:1520-1522 (1996)及び米国特許第５，５９３，８５３号参照）、有機低分子ライブラリー（例えば、ベンゾジアゼピン、Baum C&EN, Jan 18, page 33 (1993)；イソプレノイド、米国特許第５，５６９，５８８号；チアゾリジノン及びメタチアザノン、米国特許第５，５４９，９７４号；ピロリジン、米国特許第５，５２５，７３５及び同第５，５１９，１３４号；モルホリノ化合物、米国特許第５，５０６，３３７号；ベンゾジアゼピン、米国特許第５，２８８，５１４号等）を含むが、これらに限定されるものではない。さらに、分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該技術分野において、例えば：DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 90:6909；Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci USA 91 :11422；Zuckermann et al. (1994). J. Med. Chem. 37:2678；Cho et al. (1993) Science 261:1303；Carrell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059；Carell et al (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061；及びGallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37:1233において認められる。
【０１０２】
生物学的ライブラリーは、核酸によってコードできるポリマーを含むことができる。そのようなコードされるポリマーは、ポリペプチド及び機能性核酸（例えば、核酸アプタマー（ＤＮＡ、ＲＮＡ）、二本鎖ＲＮＡ（例えばＲＮＡｉ）、リボザイム等）を含む。生物学的ライブラリー及び非生物学的ライブラリーは、ペプチドライブラリーを作製するために使用できる。生物学的ライブラリーの別の例は、ｄｓＲＮＡ（例えばｓｉＲＮＡ）又はその前駆体のライブラリーである。二本鎖ＲＮＡ（例えば、ｓｉＲＮＡ）を生成するように処理又は転写することができる核酸のライブラリーによっても特徴づけられる。
【０１０３】
分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該技術分野において、例えば：DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 90:6909；Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91 :11422；Zuckermann et al. (1994). J. Med. Chem. 37:2678；Cho et al. (1993) Science 261:1303；Carrell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059；Carell et al (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061；及びGallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37:1233において認められる。
【０１０４】
化合物のライブラリーは、溶液中（例えば、Houghten (1992) Biotechniques 13:412-421）、又はビーズ(Lam (1991) Nature 354:82-84)、チップ(Fodor (1993) Nature 364:555-556)、細菌（Ladner，米国特許第5,223,409号）、胞子(Ladner,米国特許第5,223,409号）、プラスミド(Cull et al. (1992) Proc Natl Acad Sci USA 89:1865-1869)又はファージ(Scott and Smith (1990) Science 249:386-390；Devlin (1990) Science 249:404-406；Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci 87:6378-6382；Felici (1991) J. MoI Biol. 222:301-310；Ladner 前出）上に提示されることもある。多くの場合、試験化合物のライブラリーに対する高処理スクリーニングアプローチは、１又はそれ以上のアッセイ、例えばアッセイの組合せを含む。各々のアッセイからの情報を、例えば最適化又は改善された化合物のためのリード化合物として使用できる候補化合物を特定するため及びＳＡＲを特定するために、データベースに保存することができる。
【０１０５】
以下の実施例は、本発明のさらなる説明として及び本発明を例示するために提供するものであり、本発明を限定するものではない。
（実施例）
【実施例１】
【０１０６】
心不全のヒト心臓におけるＩ−１及びそのリン酸化
心不全のヒト心臓におけるＩ−１のレベルとリン酸化状態を調べるために、Ｉ−１のレベルを、一次診断が拡張型心筋症（ＩＤＣ）であった９例の非心不全のヒト心臓及び１０例の心不全のヒト心臓からの生検において比較した。タンパク質の負荷を等しく管理するために、データをカルセケストリンタンパク質（ＣＳＱ）レベルに基準化した。このＳＲタンパク質のレベルは心不全の試料と非心不全の試料の間で同じレベルであったからである（図１Ａ）。総Ｉ−１タンパク質レベルは、ドナーと心不全の心臓の間で差がなかったが、そのリン酸化の程度は心不全の心臓において有意に低く（〜６０％）（図１Ｂ）、心不全のヒト心臓ではＩ−１は主として不活性であり、それ故ＰＰ１活性を阻害できないことを示唆した。低いＩ−１リン酸化レベルは、ドナー心臓（１０．９±１．３ｐｍｏｌ／ｍｇ、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）に比べて心不全の心臓（５．８±０．７ｐｍｏｌ／ｍｇ、ｎ＝９）での低いｃＡＭＰレベルによるβアドレナリンシグナル伝達障害及び低いＰＫＡ活性化を反映すると考えられる。
【実施例２】
【０１０７】
構成的に活性なＩ−１によるＰＰ１阻害の心不全のヒト心筋細胞におけるβアゴニストに対する収縮応答の増強
Ｉ−１欠損マウス心臓は、低い収縮パラメータを示す。さらに、ヒト心不全の場合は、ＰＰ１活性が上昇する。この上昇は、少なくとも一部には、機能低下を導くＩ−１の不活性化又は脱リン酸化によるものであると考えられる。従って、Ｉ−１活性を上昇させることは、心不全のヒト心筋細胞において減衰したβアドレナリン応答性を回復するのに有益であり得る。
【０１０８】
構成的に活性なＩ−１タンパク質（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ）のアデノウイルス媒介の発現を、心不全のヒト心臓から単離した筋細胞において使用した（del Monte F, et al., Circulation. 1999;100:2308-11)。Ｉ−１Ｔ３５Ｄ構築物の設計は、最初の６５のアミノ酸をコードするようにＩ−１ ｃＤＮＡを切断すること及びＰＫＡリン酸化部位（ＧＧＴ：Ｔｈｒ３５）をアスパラギン酸（ＧＴＣ：Ｄ）で置換するヌクレオチド変化を導入することを必要とし、構成的に活性な阻害剤を生じる(Endo, S. et al., Biochemistry. 1996;35:5220-8)。平行検討では、心筋細胞を、対照として使用するためにβ−ガラクトシダーゼをコードするアデノウイルスに感染させた。どちらの構築物も、トランスフェクションのマーカーとして使用したグリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）をコードする配列を含んでいた（図２Ｂ及びＤ）。
【０１０９】
β−ｇａｌ又はＩ−１Ｔ３５Ｄ構築物の何れかで感染させた心不全のヒト心筋細胞は、基礎条件下で同様の収縮機能を示した。しかしながら、イソプロテレノール（１００ｎＭ）に応答して、Ｉ−１Ｔ３５Ｄに感染させた心筋細胞は、対照と比較して、有意に高い筋細胞短縮（図２Ｅ及びＦ）、細胞短縮速度（図２Ｇ）及び再伸長（図２Ｈ）、及び弛緩についてのより低い時間定数、タウ（τ）を示した（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．１６±０．０５、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．３７±０．０９、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）。加えて、カルシウムシグナルの５０％減衰までの時間（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．３３±０．０６、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．５２±０．０６、秒、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）及びカルシウムシグナル減衰についてのτ（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．３６±０．１０、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．７０±０．０９、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）が、対照と比較してＩ−１トランスフェクト細胞において加速された。
【０１１０】
従って、ホスファターゼを阻害するタンパク質の発現は、ヒト心不全において上昇すると報告されている活性、ＰＰ１活性を低下させるために有効である。加えて、これらの結果は、Ｉ−１Ｔ３５ＤによるＰＰ１活性の阻害が、心不全のヒト心臓におけるβアドレナリン応答性を有意に改善することを示唆する。
【実施例３】
【０１１１】
心臓組織への遺伝子送達での同時冠状静脈遮断（ＣＶＢ）を伴う経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入の活用
種々の血清型のＡＡＶを、外因性遺伝子を心臓に送達する能力に関してテストした。ＡＡＶ６は、その他のＡＡＶに比べていくつかの驚くべき意外な性質を有することが認められた。ＡＡＶ６は、心臓において最も迅速な遺伝子発現並びに最も特異的で効率的な発現をもたらした（データは示していない）。その他のＡＡＶは、しかしながら、他の適用、例えば心臓組織において異なる発現経過が望ましい適用のために有用であり得る。
【０１１２】
同時冠状静脈遮断（ＣＶＢ）を伴う経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入をヒツジ及びブタモデルの両方で実施した。左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）又は左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）にカニューレを挿入し、標準血管形成バルーンで閉塞した。ウイルスの停留時間を上昇させるためにＬＡＤ及びＬＣＸ分布の両方で１分間の虚血プレコンディショニング（ＬＡＤ及びＬＣＸの遮断による）を実施した。プレコンディショニングプロトコール後、大冠状静脈（ＧＣＶ）又はその分枝の１つにカニューレを挿入し、標準ウエッジバルーン（wedge balloon）カテーテルで一時的に閉塞した。ＣＶＢを、ＧＣＶ近位部の閉塞を含み、それ故ＬＡＤ及びＬＣＸ分布の両方で静脈ドレナージを閉塞するように包括的に、又はＬＡＤ送達の前室間静脈（ＡＩＶ）が閉塞され、同様にＬＣＸ送達の中心静脈（ＭＣＶ）の口が閉塞されるように選択的に実施した。動脈及び静脈バルーンの両方を膨張させて、膨張した血管形成バルーンの中心管腔を通してβ−ガラクトシダーゼを担持するアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ６．β−ｇａｌ）を注入することにより、経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入を実施した（ｎ＝５）。
【０１１３】
ＡＡＶ６．ＣＭＶ．β−ｇａｌによる遺伝子導入の１２週間後、１０μｍの心筋切片を中隔、前室、左室側心室、後心室及び右心室壁から得た。これらの切片を、０．５％グルタルアルデヒドを含むリン酸緩衝液（ＰＢＳ）で３０分間、次に３０％スクロースを含むＰＢＳで３０分間固定した。その後切片を、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリル−α−Ｄ−ガラクトピラノシド（Ｘ−ｇａｌ）を含む溶液中で一晩インキュベートした。結果は、心筋全体へのβ−ガラクトシダーゼの広汎な導入を示唆した（データは示していない）。従って、包括的ＣＶＢを伴う５×１０１４ゲノム／ｍｌの濃度のＡＡＶ６．ＣＭＶ．β−ｇａｌの順行性形質導入は、標的心筋において有意の遺伝子発現を生じさせ、大型動物モデルにおける実現可能性と安全性を明らかにした。
【０１１４】
冠状静脈閉塞を用いた遺伝子導入をさらに確認した。簡単に述べると、レポーター遺伝子及びＳＥＲＣ２Ａをコードする遺伝子は、ＡＡＶ６．ＣＭＶ構築物に基づき、ブタにおいて成功裏に導入された（データは示していない）。
【実施例４】
【０１１５】
インビボでの活性阻害剤１の発現の心機能の増強
プロテインホスファターゼ１活性低下の長期的なインビボ作用を調べるため、構成的に活性なトランケート型阻害剤１（Ｉ−Ｔ３５Ｄ；ＡＡ１−６５）を心筋細胞限定的に発現させた。この形態の阻害剤１は、天然リン酸化阻害剤よりも高い濃度であるが、プロテインホスファターゼ１を特異的に阻害し(Endo, S., et al., Biochemistry. 1996;35:5220-8)、及びより顕著に、βアドレナリン受容体シグナル伝達軸が下方調節される心不全において活性なままであることから(Bristow, M.R., et al., N Engl J. Med. 1982;307:205-ll)、選択した。
【０１１６】
ａ−ＭＨＣプロモーター、次いでマウスＩ−Ｔ３５Ｄ（ＡＡ１−６５）ｃＤＮＡ及びシミアンウイルス４０ポリアデニル化部位から成る５．６ｋｂの導入遺伝子を構築し、制限して、ゲル精製し、その後一細胞近交系ＦＶＢ／Ｎ胚の前核に微量注入した。ＴＧマウスは、シンシナティ大学の「研究機関における動物の管理及び使用に関する委員会（Institutional Animal Care and Use Committees）」によって承認されたプロトコールに従って取り扱った。
【０１１７】
３つのトランスジェニック系統が同様のレベルのＩ−Ｔ３５Ｄ発現（ＷＴｓと比較して約２５倍）で得られた。インビボでの心機能を、先に記述されている(Hoit, B.D., et al., Circ. Res. 1995;77:632-7)ように、非侵襲的心エコー検査によって評価した。各々の実験について、トランスジェニック及び野生型マウスをアベルチン２．５％（１０μｌ／（ｇ・体重））で麻酔し、盲検条件下で心機能を評価した。グループ間の統計的な差異を判定するためにスチューデントｔ検定及びＡＮＯＶＡ、次いでＮｅｕｍａｎ−Ｋｅｕｌｓのｔ検定を用いた。データは、平均値±標準誤差で表わした。各々の実験について、Ｐ値＜０．０５で統計的有意性を確立した。統計分析は、Ｐｒｉｓｍ３．０で実施した。
【０１１８】
３つの系統を、年齢及び性別が適合する野生型（ＷＴ）と共に、Ｍ形式及びドップラー超音波検査によって調べた。３ヶ月齢で、野生型（ｎ＝５）と比較して活性阻害剤１トランスジェニック心臓（ｎ＝１４）では、左室円周方向心筋線維短縮速度（Ｖｃｆ）の上昇が認められ（ＴＧ：７．９１±０．３１に対して、ＷＴ：６．２８±０．５４、ｃｉｒｃ／ｓｅｃ；Ｐ＜０．０５）、駆出時間が短縮された（ＴＧ：５６．７７±１．８１に対して、ＷＴ：６４．０±２．０７、ｍｓｅｃ；Ｐ＜０．０５）。さらに、６ヶ月齢で心機能が同様に上昇し、寿命検討（１９匹のＷＴ及び１９匹のＴＧ）では突然死の証拠を示唆せず、カプラン−マイヤー生存率分析（２年齢まで）は、死亡率において有意差を示さなかった。その後の検討は、トランスジェニック系統の１つ（Ｃ系統）に関して実施した。心臓プロテインホスファターゼ１活性の有意な低下（１５％）が存在し（図３Ａ）、ＷＴｓと比較して全体的ＰＰ１触媒サブユニットタンパク質レベル又はＰＰ２Ａ活性に代償性変化は見られなかった（データは示していない）。
【０１１９】
２Ａ型ホスファターゼを選択的に阻害する濃度の４ｎＭのオカダ酸、及び２Ｂ型ホスファターゼの阻害剤であるＥＤＴＡ（０．５ｍＭ）の存在下で、３２Ｐ標識グリコーゲンホスホリラーゼを基質として使用してＰＰ１活性を調べた（Carr, A.N., et al., Mol Cell Biol. 2002;22:4124-35;Suzuki, Y., et al., Mol. Cell Biol. 2001 ;21 :2683-94）。反応の線形性を確実にするために基質の１５％未満だけが利用される条件下でアッセイを実施した。
【０１２０】
インビトロでの心機能を、先に記述されている（Sato, Y., et al., J. Biol Chem. 1998;273:28470-7）ようなランゲンドルフ灌流システムを用いて検査した。心拍数及び心室内圧の最大一次導関数（±ｄＰ／ｄｔ）を連続的に算定した。細胞機能に関しては、カルシウム耐性心筋細胞を単離し、サブセットにＦｕｒａ−２−ＡＭ（Zhao, W., et al., Cardiovasc Res. 2003;57:71-81）を負荷した。基礎及びイソプロテレノール刺激した収縮性パラメータ及びＣａ２＋濃度変化を、ビデオエッジ検出システムを用いて測定した。細胞を０．５Ｈｚで律動させた。データは、Ｆｅｌｉｘコンピュータソフトウエア（Photon Technology International, Lawrenceville, New Jersey, USA）によって解析した。
【０１２１】
神経ホルモン又は血流力学的影響を受けない系である、ランゲンドルフ灌流の心臓も、内因性心臓収縮力の増強を示唆した。活性阻害剤１発現の心臓では、最大左心室圧が上昇し（２３％）、＋ｄＰ／ｄｔ及び−ｄＰ／ｄｔが野生型コホートに比べてそれぞれ３９％及び３６％上昇した（図３Ｂ）。さらに、単離したカルシウム耐性心筋細胞は、左室内径短縮率の上昇（５６％）を示した（図３Ｃ）。基礎条件下で、＋ｄＬ／ｄｔ及び−ｄＬ／ｄｔ並びに左室内径短縮率の程度（％ＦＳ）が活性阻害剤１発現の心筋細胞において上昇した。またイソプロテレノール刺激（ＩＳＯ）下で、＋ｄＬ／ｄｔ及び−ｄＬ／ｄｔが上昇した。筋細胞短縮（−ｄＬ／ｄｔ）及び再伸長（＋ｄＬ／ｄｔ）の速度も、活性阻害剤１の発現によって２倍以上上昇した（図３Ｃ）。５０％ピーク及び５０％弛緩までの時間も有意に低下した。さらに、心筋細胞がイソプロテレノール（１００ｎＭ）によって最大刺激されたとき、筋細胞短縮（−ｄＬ／ｄｔ）及び再伸長（＋ｄＬ／ｄｔ）の速度は上昇し続けた（図３Ｃ）。
【０１２２】
機械的パラメータの変化は、カルシウム循環における同様の上昇を反映した。基礎条件下で、カルシウム濃度変化の程度及び５０％減衰までの時間（Ｔ５０値）の両方が活性阻害剤１心筋細胞において上昇した。イソプロテレノール（１００ｎＭ）刺激下で、Ｔ５０値も短縮された。実際に、カルシウム濃度変化の程度は、ＳＲカルシウム取込み及びＳＲカルシウム負荷の上昇を反映して、７１％上昇し、Ｃａ２＋シグナルの５０％減衰までの時間（Ｔ５０値）は３７％低下して（図３Ｄ）、ＳＥＲＣＡ２機能の増強を示唆した。
【０１２３】
注目すべきは、イソプロテレノール刺激下でも、活性阻害剤１心筋細胞は引き続きＴ５０値の短縮を示したが、カルシウム濃度変化の程度は、機械的パラメータと一致して、野生型心筋細胞と差がなかった。基礎収縮性の増強及びβアドレナリン応答性上昇に関するこれらの所見は、分子変力剤としての阻害剤１の役割を裏付ける。本実施例は、それ故、活性阻害剤１（Ｉ−１＊）の心臓特異的発現を有するマウスが、心臓１型ホスファターゼ活性の低下及び心臓収縮性の上昇を示すことを明らかにする。
【実施例５】
【０１２４】
Ｃａ２＋ハンドリングタンパク質及びグリコーゲン代謝への活性阻害剤１の作用
上記のように、鍵となる調節ホスホプロテイン、例えばホスホランバン、リアノジン受容体、トロポニンＩ及びＬ型カルシウムチャネルの、βアドレナリン受容体依存性タンパク質リン酸化は、Ｃａ２＋循環及び心臓収縮性を支配する、決定的に重要な調節機構を構成する。従って、これらの鍵となる基質の発現（図４Ａ）及びリン酸化レベル（図４Ｂ）を、ここで述べるトランスジェニックモデルにおいて検討した。
【０１２５】
先に記述されているように１１、１８、心臓ホモジネートに関して定量的免疫ブロット法を実施した。プロテインＧダイナビーズ（Dynal Bioctechnology Incorporated, Lake Success, NY）を使用して免疫沈降実験を実施した。簡単に述べると、ＰＰ１ａ抗体（Santa Cruz Biotechnology, sc-6104）の５０μｌを、製造者により記載されるように０．２Ｍのトリエタノールアミン及び２０ｍＭのジメチルピメジレートを使用して、磁気プロテインＧビーズに複合した。心臓ホモジネートの５００μｌを、絶えず回転運動させながら、ビーズと共に一晩インキュベートした。ビーズをＰＢＳプラス０．１％のＴｗｅｅｎ２０で５回洗浄した。最後に、０．１Ｍのクエン酸（ｐＨ２．８）を用いてＰＰ１抗体に結合したタンパク質を溶出し、その後ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離して、上記のようにブロットし、プローブした。
【０１２６】
最初に、１２５Ｉ−ヨードシアノピンドロールによる放射性リガンド結合試験において、βアドレナリン受容体密度には差がないことが測定された（データは示していない）。放射性リガンド結合試験は、先に記述されているように（McGraw, DW and Liggett, SB, J. Biol. Chem. 1997;272:7338-44）実施した。簡単に述べると、マウス心臓を、５ｍＭのトリス、２ｍＭのＥＤＴＡ（ｐＨ７．４）、ベンズアミジン（５μｇ／ｍｌ）及びダイズトリプシン阻害因子（５μｇ／ｍｌ）を含む緩衝液中で均質化した。ホモジネートを４℃、４０，０００×ｇで１０分間遠心分離した。生じたペレットを１０容積の均質化緩衝液に再懸濁し、再び遠心分離した。ペレットをアッセイ緩衝液（７５ｍＭのトリス、１２．５ｍＭのＭｇＣｌ２、２ｍＭのＥＤＴＡ、ｐＨ７．４）に再懸濁し、次にアリコートを、約４００ｐＭの１２５Ｉ標識ヨードシアノピンドロールと共に室温で２時間、総容量２５０μｌ中でインキュベートした。１μＭのプロプラノロールの存在下で非特異的結合を測定した。反応を停止するために、低温洗浄緩衝液（１０ｍＭのトリス、ｐＨ７．４）を添加し、ＷｈａｔｍａｎＧＦ／Ｃガラス繊維フィルターを通して真空ろ過を実施した。
【０１２７】
しかし、野生型心臓と比較して、そのｃＡＭＰ依存性（Ｓｅｒ１６）及びＣａ２＋カルモジュリン依存性（Ｔｈｒ１７）プロテインキナーゼ部位の両方でホスホランバンのリン酸化レベルに著しい上昇（約１．８倍）があった（図４Ｂ）。興味深いことに、心臓リアノジン受容体タンパク質レベルは、約３０％低下したが（図４Ａ）、このチャネルの相対的（ｍｏｌ・Ｐｉ／ｍｏｌ・ＲｙＲ２）リン酸化には差がなかった（図４Ｂ）。プロテインホスファターゼ１及びプロテインホスファターゼ２Ａの両方が、リアノジン受容体高分子複合体と共免疫沈降することが示されているので（Marx SO, et al., Cell. 2000;101:365-76）、リアノジン受容体リン酸化に関するこの所見は意外であった。
【０１２８】
トロポニンＩのタンパク質又はリン酸化レベルの試験では、活性阻害剤１発現の心臓において変化を示さなかった（図４Ｂ）。さらに、Ｌ型Ｃａ２＋チャネルタンパク質レベルには変化がなかった。カルシウム耐性心筋細胞を単離し、明らかな横紋を有する、自発収縮を伴わない細胞をＬ型Ｃａ２＋電流の測定のために使用した。定電圧で電流記録を得て、細胞キャパシタンス及びＣａ２＋チャネル不活性化を測定した（Bodi, I., et al., J. Am. Coll. Cardiol. 2003;41:1611-22）。平均ピークＣａ２＋電流（ＩＣａ）及び電流−電圧関係の定常状態不活性化（Ｉ−Ｖ）は、活性阻害剤１発現筋細胞及び野生型筋細胞の間で同様であった。しかし、ＩＣａの不活性化は、ホスホランバンノックアウトマウスでの先の所見（Masak, H., et al., Am. J. Physiol. 1997;272:H606-12）と同様に、野生型細胞よりも活性阻害剤１トランスジェニック細胞においてより迅速であった（図４Ｃ）。
【０１２９】
重要なことに、グリコーゲン代謝を検討し、活性阻害剤１発現心臓と野生型心臓の間でグリコーゲンシンターゼ及びグリコーゲンホスホリラーゼ活性に有意差を認めなかった。さらに、これらの心臓における全体的グリコーゲン蓄積には差がなかった。従って、心筋における活性阻害剤１の発現は、阻害剤１除去が骨格筋におけるグリコーゲン代謝を変化させなかったという先の所見（Scrimgeour, AG, et al., J. Biol Chem. 1999;274:20949-52）と一致して、グリコーゲン代謝に有意の効果を及ぼさない。
【実施例６】
【０１３０】
活性阻害剤１の圧過負荷における機能低下及び代償不全の心肥大の遅延
Ｃａ２＋循環の上昇に結びつく、活性阻害剤１発現が、血流力学的ストレスによって誘導される心臓リモデリングに対して保護し得るという仮説を検討するため、本発明者らは、トランスジェニックマウス及び同系野生型コホートを横行大動脈の絞扼に供し、絞扼後６週間目と１２週間目に連続的心エコー検査評価を実施した（Kiriazis, H., et al., Cardiovasc Res. 2002;53:372-81）。マウスでの横行大動脈狭窄は、先に記述されている（Kiriazis H., et al., Cardiovasc Res. 2002;53:372-81）ように実施した。簡単に述べると、１０週齢のＦＶＢＮ雄性野生型及びトランスジェニックマウスに、２７ゲージ針を使用して横行大動脈絞扼を行った。心エコー検査は、絞扼の前及び絞扼後様々な時点で実施した。終了時に、トランス大動脈圧較差（trans-aortic gradients）、並びに肺、肝臓、心臓及び体重を測定し、その後の組織病理学的分析及び生化学試験のために心臓組織を保存した。
【０１３１】
トランス大動脈圧較差は、２つのグループの間で同様であったが（ＷＴ：４７．４±２．５０；ＴＧ；４６．２５±２．６９、ｍｍＨｇ）、活性阻害剤１マウスは、ラプラースの法則によって測定したとき、Ｖｃｆｃの低下を示さず、ｈ／ｒ（壁の厚さ／径）比の上昇を示し（図５Ａ）、機能の維持及び壁−圧又はストレスの低下を示唆した。これに対しＷＴは、Ｖｃｆｃの約３０％の低下及び左心室拡張末期及び収縮末期径の有意の上昇（Ｐ＜０．０５）を経験し、心拡張への進行を示した（図５Ａ）。
【０１３２】
圧測定を先に記述されているように実施した（del Monte F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）。等容性弛緩の経時変化（τ）を、式：Ｐ＝Ｐ０ｅ−ｔτ＋ＰＢ（式中、Ｐは左心室等容性圧であり、Ｐ０はピークｄＰ／ｄｔ時点での圧であり、ＰＢは残圧である）を用いて算定した。ペーシング試験のために、刺激装置（Grass Instruments, MA）に接続した心耳に心外膜誘導を設置した。動物のサブセットにおいて、多数の０．７ｍｍ圧電性結晶（Sonometrics Co., Canada）を、結晶間距離を測定するために僧帽弁のレベルで心室の短軸に沿って左心室の表面上に配置した。下大静脈をクランプすることによって種々の負荷条件下で左心室圧−径ループを生成した。負荷条件の範囲にわたって一連の圧径ループを作製し、最大勾配を生成するように個々の圧−径ループの左上隅を連結することによって収縮末期圧−径関係を得た。
【０１３３】
試験（１２週間）終了時に、心臓対体重比は、疑似手術対照と比較して、野生型では７８％、活性阻害剤１マウスでは５２％上昇した（図５Ｂ）。肺うっ血の頻度も、活性阻害剤１絞扼マウス（２０％）に比べて野生型マウス（８０％）でははるかに高かった。肺うっ血は、疑似手術対照よりも２標準偏差大きい肺重量と定義した。
【０１３４】
顕微鏡レベルでの心臓の更なる検査は、絞扼ＷＴ心臓において間質性及び血管周囲線維症の上昇を明らかにし（図５Ｃ）、野生型マウスでは中等度から重度の多病巣性血管周囲線維症であり、活性阻害剤１の心臓では中等度から軽度の線維症であった。従って、実施例６は、活性阻害剤１の発現が、大動脈絞扼に供したマウスを心機能低下及び形態悪化から保護することを示す。心筋細胞断面積についてのＨ＆Ｅ、トリクローム、ＰＡＳ及びＴＲＩＴＣ標識コムギ胚芽凝集素（Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri, USA）による組織病理学的試験を、先に記述されている（Cohen, P., Adv. Second Messenger Phosphoprotein Res. 1990;24:230-5）ように実施した。特に、細胞壁のコムギ胚芽凝集素標識のために、４０又はそれ以上の細胞断面積（多数の切片から）を各々の心臓について測定した（ｎ＝３（グループ当りの心臓数））。コムギ胚芽凝集素染色は、絞扼ＷＴにおける心筋細胞断面積が、絞扼阻害剤１の心臓に比べて実質的に高いことを示した（ｎ＞１２０（グループ当り３匹のマウスからの筋細胞数））（図６Ａ）。阻害剤１の抗肥大作用を考慮して、ＰＫＣ、カルシニューリン、ＣＲＥＢ及びＭＡＰキナーゼの肥大経路を調べた。ＷＴコホートと比較して、絞扼ＴＧではｐ３８及びＥＲＫ１／２活性化の有意の低下が存在した（図６Ｂ）。
【０１３５】
阻害剤１の保護作用は、ホスホランバン、ＳＥＲＣＡ及びカルセケストリンのレベルの変化とは関連しなかったが、Ｓｅｒ１６でのホスホランバンのリン酸化では著しく上昇した（図６Ｃ）。注目すべき点として、Ｔｈｒ１７でのホスホランバンリン酸化又はリアノジン受容体のＳｅｒ２８０９リン酸化では、全く差異が観察されなかった。従って、本実施例も同様に、活性阻害剤１の発現が、大動脈絞扼に供したマウスを細胞レベルでの心肥大から保護し、ＭＡＰキナーゼ経路の活性化を減衰させ、ホスホランバンリン酸化に有益な作用を及ぼすことを示す。
【実施例７】
【０１３６】
活性阻害剤１の発現による心不全への過渡期にある圧過負荷性肥大のラットモデルの救済
アデノウイルス遺伝子導入による活性阻害剤１の短期発現が、既存心不全の背景下で血流力学パラメータを改善できるかどうかを調べるため、絞扼後２２週目までに左心室拡張期径の上昇及び内径短縮率の低下を示す、圧過負荷誘導性心筋症のラットモデルを使用した（del Monte F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）。４週齢のウイスターラット（７０〜８０ｇ）をＣｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Wilmington, MA）より入手し、大動脈狭窄を先に記述されている（del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。動物を最初に２つのグループ：大動脈絞扼した３０匹の動物の第１グループと擬似手術した３２匹の動物の第２グループに無作為に割り付けた。全ての動物が最初の処置期間終了時まで生存した。
【０１３７】
左室内径短縮率の２５％以上の低下が認められたとき、遺伝子導入を実施した。大動脈絞扼した３０匹の動物のグループを、Ａｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ又はＡｄ．ＧＦＰの何れかを摂取する各々１５匹ずつの２つのグループに細分した。２４匹の擬似手術動物のグループは遺伝子導入を受けず、年齢適合するように試験した。Ｉ−１Ｔ３５Ｄグループの１匹の動物とＧＦＰグループの１匹の動物が、遺伝子導入手術の間に死亡した。アデノウイルス送達システムは以前に記述されている（Beeri R., et al., Circulation. 2002;106:1756-9）。擬似手術ラットでは、遺伝子送達を実施しなかった。以前の検討では、Ａｄ．ＧＦＰを注入した擬似手術ラットが、非感染擬似手術ラットと同様に行動することを示した。カテーテルに基づくアプローチによる活性阻害剤１又はレポーター遺伝子ＧＦＰのアデノウイルス遺伝子送達は、心不全及び非心不全の心臓において心室全体にわたる肉眼的に均一な発現パターンを誘導した（Del Monte, F., et al., Physiol Genomics. 2002;9:49-56）。
【０１３８】
アデノウイルス・ベクターを作製し（Del Monte, F., et al., Circulation. 1999;100:2308-11）、ラット心不全モデル（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9;Del Monte, et al., Circulation. 2001;104:1424-9）において送達した（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9）。圧測定及び生化学アッセイを、先に記述されている（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9;Del Monte, et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。
【０１３９】
免疫ブロット試験はまた、活性阻害剤１の発現を確認し、Ａｄ．Ｉ−１＊による感染時にプロテインホスファターゼ１活性が有意に低下した（６０％）（データは示していない）。心不全対照グループでは左心室機能が低下したが（図７Ａ）、活性阻害剤１の遺伝子導入では、圧上昇（＋ｄＰ／ｄｔ）の割合を有意に上昇させた（図７Ａ）。拡張期パラメータも、左心室収縮期圧の低下の最大速度の回復（−ｄＰ／ｄｔ）並びに等容性弛緩定数、τによって測定した圧降下の経時変化によって実証されたように、活性阻害剤１発現によって正常化した（図７Ｂ）。
【０１４０】
心室機能を負荷に関係しない様式で更に定義するために、圧−径分析を動物のサブセットにおいて実施した（図７Ｃ）。圧測定を先に記述されている（Del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。等容性弛緩の経時変化（τ）を、式：Ｐ＝Ｐ０ｅ−ｔτ＋ＰＢ（式中、Ｐは左心室等容性圧であり、Ｐ０はピークｄＰ／ｄｔ時点での圧であり、ＰＢは残圧である）を用いて算定した。ペーシング試験のために、刺激装置（Grass Instruments, MA）に接続した心耳に心外膜誘導を設置した。動物のサブセットにおいて、多数の０．７ｍｍ圧電性結晶（Sonometrics Co., Canada）を、結晶間距離を測定するために僧帽弁のレベルで心室の短軸に沿って左心室の表面上に配置した。下大静脈をクランプすることによって種々の負荷条件下で左心室圧−径ループを生成した。負荷条件の範囲にわたって一連の圧−径ループを作製し、最大勾配を生成するように個々の圧−径ループの左上隅を連結することによって収縮末期圧−径関係を得た。
【０１４１】
負荷条件を変えるために、開胸動物において下大静脈をクランプし、それによって心室容積を低下させた。これは、種々の前負荷条件下での一連の測定を用いて、収縮末期圧−径関係の算定を可能にした（図７Ｃ）。収縮末期圧−径関係の最大勾配（Ｅｍａｘ又は最大エラスタンス）は、非心不全の心臓に比べて、対照ウイルス（Ａｄ．ＧＦＰ）に感染させた対照の心不全の心臓においてより低く、内因性心筋収縮力及び収縮予備力の低い状態を示唆した。活性阻害剤１の発現は、収縮末期圧−径関係の勾配を非心不全レベルまで完全に回復させ（図７Ｄ）、高い前負荷に直面したとき収縮性を上昇させる心臓の能力が回復されたことを示唆した。従って、活性阻害剤１の急性アデノウイルス発現は、上述した結果の通りに、圧過負荷誘導性心不全のラットモデルにおいて心機能不全及び代償不全の進行を停止させる。
【０１４２】
ホスファターゼ活性の付加的な測定を、先に記述されている（Margolis, S.S., Embo J. 2003;22:5734-45）ように、Ｐ標識ミエリン塩基性タンパク質（ＮＥＢカタログ番号Ｐ０７８０Ｓ）を用いて、ＰＰ１とＰＰ２Ａ活性を識別するためにオカダ酸を使用して実施した（Schwinger, R.H., Circulation. 1995;92:3220-8）。グリコーゲンシンターゼ（ＧＳ）及びグリコーゲンホスホリラーゼ（ＧＰ）活性を、心筋ホモジネートにおいて測定した（Suzuki, Y., et al., MoI. Cell Biol. 2001;21:2683-94）。ＧＳ活性は、グリコーゲンシンターゼ活性のアロステリックエフェクターである、７．２ｍＭのグルコース−６−ホスフェートの存在下又は非存在下で、ＵＤＰ［１４Ｃ］グルコースからグリコーゲンへの［１４Ｃ］グルコースの転移によって測定した。グリコーゲンホスホリラーゼ活性は、グリコーゲンホスホリラーゼのアロステリックアクチベーターである、２ｍＭのＡＭＰの非存在下又は存在下で［１４Ｃ］グルコース−１−ホスフェートからグリコーゲンへの［１４Ｃ］グルコースの組込みを測定することによって定量した。
【０１４３】
生化学的特性決定は、先の報告（Del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）と一致して、心不全心臓ではＳＥＲＣＡ２ａレベルが有意に低下することを明らかにし、これらのレベルは対照（Ａｄ．ＧＦＰ）又は活性阻害剤１遺伝子導入時も低いままであった。ホスホランバン又はリアノジン受容体のレベルは差がなかった（図８Ａ）。ｃＡＭＰ依存性部位である第１６位のセリンでのホスホランバンのリン酸化は、心不全心臓において有意に低かったが、活性阻害剤１のアデノウイルス遺伝子導入は第１６位のセリンのリン酸化の実質的な上昇に結びついた（図８Ｂ）。興味深いことに、対照又は活性阻害剤１ウイルスに感染させた心不全グループはどちらも、ホスホランバンのＴｈｒ−１７リン酸化の上昇を示した（図８Ｂ）。
【０１４４】
更なる検討では、これらの心臓においてＣＡＭキナーゼ活性が有意に高いことを明らかにした（図１０及び以下に示す表１）。
【０１４５】
【表１】
【０１４６】
表１：疑似手術又は大動脈絞扼後の心エコー検査測定
ＰＷ：心臓拡張期の後部壁厚、ＬＶＤＤ：心臓拡張期の左心室径、ＬＶＳＤ：心臓収縮期の左心室収縮径、ＦＳ：短縮率、＊ｐ＜０．０５（同様な期間の疑似手術と比較して）、†ｐ＜０．０５（１２週間での値と比較して）
【０１４７】
ＣａＭキナーゼの活性は、非心不全（ＮＦ）対照グループと比較して、心不全（Ｆ）ラット心臓及びＡｄ．Ｉ−１＊又はＡｄ．ＧＦＰに感染させた心不全ラット心臓において高い。興味深いことに、リアノジン受容体の第２８０９位のセリンのリン酸化レベルは全ての心不全グループで高かった。活性阻害剤１による感染は、リアノジン受容体リン酸化に効果を及ぼさなかった（図８Ｂ）。
ＭＡＰキナーゼ活性化への活性阻害剤１遺伝子導入の効果の検討は、ＥＲＫ又はＪＮＫの活性化の変化を伴わない、活性化ｐ３８−ＭＡＰキナーゼの実質的低下を示した（図８Ｃ）。
【実施例８】
【０１４８】
心臓における阻害剤１作用のメカニズム
上記所見は、阻害剤１の発現がホスホランバンリン酸化上昇に結びつくことを示唆した。従って、阻害剤１は、インビボでプロテインホスファターゼ１基質に選択的に作用することができる。この所見をさらに実証するため、プロテインホスファターゼ１（ａアイソフォーム）触媒サブユニットに対する抗体を用いて免疫沈降反応実験を実施した。阻害剤１競合結合アッセイのために、先に述べたように免疫沈降反応を実施した。非結合心臓ホモジネートの除去後、ビーズを洗浄し（ＰＢＳプラス０．１％のＴｗｅｅｎ２０で、５回）、次に５００μｌの様々な最終濃度（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）の精製リン酸化阻害剤１と共にインキュベートした。その後ビーズを洗浄し（３回）、結合タンパク質を０．１Ｍのクエン酸（ｐＨ２．８）で溶出した。注目すべき点として、阻害剤１、プロテインホスファターゼ１のＳＲ／グリコーゲン標的サブユニット（ＲＧＬ）（Tang, P.M., et al., J. Biol Chem 1991;266:15782-9）及びホスホランバンは、プロテインホスファターゼ１と共免疫沈降した（図９Ａ）。濃度を変化させた精製リン酸化阻害剤１（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）とこの複合体とのインキュベーションでは、用量依存的にホスホランバンの結合が低下することを明らかにした（図９Ｂ）。
【０１４９】
その他の実施形態は以下の特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
以下の詳細な説明は、例として示すものであり、本発明を特定の態様の記述に限定することを意図することではなく、参照により本明細書に組み込まれる付属の図面と連結して理解される。本発明の様々な好ましい特徴及び態様を、ここでは、非限定的な例として及び添付の図面を参照しながら説明する。
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）のリン酸化が心不全のヒト心臓では有意に低いことを示唆する結果を示す：（図１Ａ）９名の非心不全ドナー（Ｄ）と１０名の心不全者（Ｆ）の心臓ホモジネートにおけるＩ−１のタンパク質レベル（上段）及びリン酸化（中段）の代表的免疫ブロット法。カルセケストリンレベル（ＣＳＱ、下段）を同じブロット法において評価し、内部対照として使用した。（図１Ｂ）ヒト心臓におけるＩ−１タンパク質レベルの定量では、変化は示されなかった。しかし、Ｉ−１リン酸化は心不全のヒト心臓において有意に低かった。「＊」は、非心不全ドナーの心臓に対して、Ｐ＜０．０５を表わす。
【図２】図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ及び２Ｈは、心不全のヒト心臓からの心筋細胞において、構成的に活性なＩ−１タンパク質を発現するという結果を示す：（図２Ａ〜Ｄ）（上段）β−ガラクトシダーゼ−ＧＦＰ（対照）又は（下段）Ｉ−１Ｔ３５Ｄ−ＧＦＰの何れかを発現する単離した心不全のヒト筋細胞を、直接光（左側パネル）又は蛍光（右側パネル）で視覚化した。感染した細胞は、成功裏に緑色に見える（右側パネル）。（図２Ｅ〜Ｈ）最大濃度のイソプロテレノールに応答したＡｄ．ＧＦＰ（図２Ｅ）及びＡｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ(図２Ｆ）感染細胞における心筋細胞収縮の代表的トレースを示す。１００ｎＭのイソプロテレノール下でのＡｄ．ＧＦＰ及びＡｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ感染細胞における細胞収縮（図２Ｇ）及び再伸長の速度（図２Ｈ）の定量を示す。「＊」は、Ｐ＜０．０５を表わす。数値は、３〜５ヒト心臓からの少なくとも８〜１２細胞の平均値である。
【図３】図３Ａは、活性阻害剤１タンパク質が、内在性阻害剤１よりも約２５倍高いレベルで発現し、１型ホスファターゼ活性の１５％の低下となることを描画した免疫ブロット法を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝６（グループ当り）。図３Ｂは、棒グラフの形態で、３ヶ月齢のＩ−１＊及び野生型（ＷＴ）における心臓収縮性のランゲンドルフ・エキソビボ評価の圧測定を示し、阻害剤１の心臓が、圧発生の有意に高い速度（±ｄＰ／ｄｔ）を示すことを表わす。図３Ｃは、棒グラフの形態で、筋細胞短縮速度の測定を示す。図３Ｄは、棒グラフの形態で、カルシウム濃度変化の大きさの測定を示す。ＷＴに対して、＊Ｐ＜０．０５、及びＷＴ＋ＩＳＯに対して、＃Ｐ＜０．０５、ｎ＞３０（グループ当り６〜８心臓からの心筋細胞数）。
【図４】図４Ａは、ＳＥＲＣＡ２、ホスホランバン（ＰＬＮ）、カルセケストリン（ＣＳＱ）、ジヒドロピリジン受容体（ＤＨＰＲ）、トロポニンＩ（ＴｎＩ）及びリアノジン受容体（ＲＹＲ２）のレベルを描画した免疫ブロット法（及びその棒グラフによる数量化）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝少なくとも５（ＷＴ及びＴＧについての各々の心臓数）。図４Ｂは、活性阻害剤１心臓におけるＳｅｒ１６及びＴｈｒ１７の両方でのホスホランバンのリン酸化、並びにリアノジン受容体及びトロポニンＩのリン酸化（ｍｏｌＰｉ／ｍｏｌＲｙＲ）を描画した免疫ブロット法（及びその棒グラフによる数量化）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝少なくとも５（ＷＴ及びＴＧについての各々の心臓数）。図４Ｃは、上側のパネルで、ＷＴ対活性阻害剤１心筋細胞の電流−電圧関係をグラフで示す。図４Ｃは、下側のパネルで、Ｉ−１＊ＯＥ心筋細胞におけるＬ型Ｃａ２＋チャネルのカルシウム依存性の不活性化の動態（野生型に対して）をグラフで表わす。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝５（グループ当りの心臓数）及びｎ＝少なくとも２５（グループ当りの心筋細胞数）。
【図５】図５Ａは、棒グラフの形態で、大動脈絞扼後６週間目の野生型対トランスジェニックマウスの心エコー検査評価の結果を示す（Ｖｃｆｃ、左心室収縮末期及び拡張末期径、及びｈ／ｒ比）。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝５（グループ当りのマウス数）。図５Ｂは、棒グラフの形態で、野生型対トランスジェニックマウスの重量分析の結果を示す。擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．０５、ＷＴ絞扼とＩ−１＊絞扼心臓の間で、†Ｐ＜０．０５；ｎ＝４〜５（グループ当り）。図５Ｃは、顕微鏡レベルでの野生型対トランスジェニックマウスの心臓を示すヒストグラムを示す。
【図６】図６Ａは、左側パネルで、ＷＴ絞扼及びＩ−１＊絞扼心臓からの心臓横断面の代表的画像を示す（１００倍及び４０倍）。図６Ａは、右側パネルでは棒グラフの形態で、絞扼ＷＴ及びＩ−１＊心筋細胞の横断面面積を示す。擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．００１、ＷＴ絞扼とＩ−１＊絞扼心臓の間で、†Ｐ＜０．０５；ｎ＞１２０（グループ当りの心筋細胞数）。図６Ｂは、棒グラフの形態で、ＭＡＰキナーゼタンパク質の定量的免疫ブロット法の結果を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝４（グループ当りのマウス数）。図６Ｃは、棒グラフの形態で、筋小胞体タンパク質（ＳＥＲＣＡ、カルセケストリン（ＣＳＱ）及びホスホランバン（ＰＬＮ））のレベル並びにホスホランバン及びリアノジン受容体のリン酸化のレベルを描画した定量的免疫ブロット法の結果を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝４（グループ当りのマウス数）。
【図７】図７Ａは、棒グラフの形態で、擬似手術の非心不全心臓、ＧＦＰに感染させた心不全心臓（Ａｄ．ＧＦＰ）、及び活性阻害剤１に感染させた心不全心臓（Ａｄ．Ｉ−１＊）グループにおける心室内圧の測定を示す。非心不全の擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｂは、棒グラフの形態で、等容性弛緩係数（τ）の測定を示す。非心不全グループに対して、ｇＰ＜０．１０、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｃは、非心不全心臓、心不全＋ＧＦＰ心臓、及び心不全＋活性阻害剤１心臓において圧電性結晶によって測定した、左心室圧対左心室径ループ（Ｐ−Ｖループ）を示す。ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｄは、棒グラフの形態で、収縮末期圧−径の関係から誘導した、最大エラスタンス（Ｅｍａｘ）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。
【図８】図８Ａは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＳＥＲＣＡ２、ホスホランバン（ＰＬＮ）及び心臓リアノジン受容体（ＲＹＲ２）のレベルについての定量的免疫ブロット法の結果を示す。図８Ｂは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＳｅｒ１６及びＴｈｒ１７でのホスホランバン及びＳｅｒ２８０９でのリアノジン受容体のリン酸化のレベルを示す。図８Ｃは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＭＡＰキナーゼ活性化（ｐ３８、ＥＲＫ及びＪＮＫ）のレベルを示す。ＮＦに対して、＊Ｐ＜０．０５、及びＦ＋ＧＦＰに対して、＃Ｐ＜０．０５；ｎ＝４（グループ当りの心臓数）。
【図９】図９Ａは、阻害剤１、ホスホランバン及びＲＧＬのＰＰ１共免疫沈降反応の結果を表わすブロットを示す。図９Ｂは、タンパク質ホスファターゼ１からのホスホランバンの解離に関して測定した、ＰＰ１免疫沈降複合体に外因性ＰＫＡリン酸化阻害剤１（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）を添加した結果を表わすブロットを示す（ｎ＝３）。
【図１０】図１０は、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＣａＭキナーゼ活性を示す。
【図１１−１】図１１Ａ及び１１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）タンパク質（配列番号２）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＰ＿００６７３２．２をコードする、核酸配列（配列番号１）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＭ＿００６７４１を示す。
【図１１−２】図１１Ａ及び１１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）タンパク質（配列番号２）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＰ＿００６７３２．２をコードする、核酸配列（配列番号１）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＭ＿００６７４１を示す。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願／特許及び参照による援用）
本出願は、２００４年９月９日に出願された米国特許出願第６０／６０８，２１４号、に係る優先権を主張するものであり、この出願の内容を参照して本明細書に取り込む。
本明細書において引用する特許出願及び特許の各々、並びに特許出願及び特許の各々において引用される各々の資料又は参考文献（各々の発行済み特許の出願・審査期間を含む；「特許出願引用資料」）、及びこれらの特許出願及び特許のいずれかに対応する及び／又はその優先権を主張するＰＣＴ及び国外出願の各々、及び特許出願引用資料の各々において引用される又は参照される試料の各々は、参照により明白に本明細書中に組み込まれ、本発明の実施において使用され得る。より一般的には、資料又は参考文献は、特許請求の範囲に先立つ「参考文献リスト」又は本文自体のいずれかにおいて、本文中で引用され、これらの資料又は参考文献の各々（「ここで引用される参考文献」）、並びにここで引用される参考文献の各々の中で引用される各々の資料又は参考文献（製造者の仕様書、指示書等を含む）は、参照により明白に本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
（政府が保有する利益に関する記載）
米国政府は、アメリカ国立衛生研究所からの助成番号ＨＬ６４０１８、ＨＬ５２３１８、ＨＬ５７６２３、ＨＬ２６０５７、ＤＫ３６５６９及びＨＬ０７３８２−２７によって本発明における一定の権利を有するものである。
【背景技術】
【０００３】
可逆性タンパク質リン酸化は、外部エフェクター分子と細胞内事象の間の微細なクロストークを媒介する、鍵となるシグナル伝達経路の組込みのための細胞の機序である。心臓では、Ｃａ２＋循環及び収縮性は、様々なセカンドメッセンジャーのシグナルに応答して、プロテインキナーゼとホスファターゼ活性の微妙なバランスによって制御される。
【０００４】
闘争−逃走状況の間の、心臓ポンプ作用への需要は、ヒトの心拍出量をほぼ５倍上昇させることができ、これはｃａｍｐ依存性プロテインキナーゼ（ＰＫＡ）のβアドレナリン作動性活性化に結びつく。ＰＫＡは、次に、興奮−収縮連関サイクルを制御する、鍵となる調節性のカルシウム（Ｃａ２＋）ハンドリングタンパク質のセット、例えばホスホランバン、リアノジン受容体、Ｌ型Ｃａ２＋チャネル及びトロポニンＩ(Bers, D.M., 2002 Nature；415:198-205)をリン酸化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心臓ポンプ作用の上昇の基礎となる、プロテインキナーゼ及びそれらのホスホプロテイン基質は十分に特徴づけられているが、心臓収縮性上昇を逆転させるプロテインホスファターゼに関する同様の研究はそれほど進んではいない。共通の遺伝子ファミリーから生じる、主要なＳｅｒ／Ｔｈｒホスファターゼ（１型、２Ａ型及び２Ｂ型（カルシニューリン））は、心臓の収縮性と肥大の制御において決定的な役割を果たす高度に相同なタンパク質（４０−５０％）である(Cohen, P., 1990 Phosphoprotein Res；24:230-5) 。プロテインホスファターゼ２Ａの触媒サブユニットの過剰発現は、心機能を低下させ、病的心肥大へと導くことが示された(Brewis, N. et al., 2000 Am J Physiol Heart Circ Physiol；279:H1307-18；Gergs, U. et al., 2004 J Biol Chem.)。さらに、カルシウム依存性ホスファターゼ、カルシニューリンは、そのＮＦＡＴ転写因子活性の調節によって肥大を誘導する。興味深いことに、このホスファターゼの阻害はインビボ及びインビトロで心肥大をブロックする (Brewis, N. et al., 2000；Molkentin, J.D., 1998 Cell；93 :215-28)。
【０００６】
ヒト及び実験的心不全において、筋小胞体（ＳＲ）に関連する１型ホスファターゼの活性は有意に高く、これが機能抑制、拡張型心筋症及び早期死亡に寄与する因子であり得ることを示唆する(Huang, B. et al., 1999 Circ Res；85:848-55；Sande, J.B., et al., 2002 Cardiovasc Res；53:382-91；Boknik, P. et al., 2000 Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol；362:222-31；Gupta, R.C. et al., 1997 Circulation；96 (Suppl 1):I-361；Neumann, J. 1997 J Mol Cell Cardiol；29:265-72；Carr, A.N. et al., 2002, Mol Cell Biol；22:4124-35)。しかしながら、βアドレナリン応答性におけるホスファターゼ阻害の役割はこれまで不明であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
今や、中でも特に、心臓細胞におけるホスファターゼ阻害剤の発現は心疾患、例えば心不全を治療するために使用できることが発見された。ホスファターゼ活性の低下は、βアドレナリン応答性を改善することができる。
【０００８】
したがって、一態様では、本開示は、細胞においてホスファターゼ活性、例えば１型ホスファターゼ活性、を調節する作用物質を心臓細胞、例えば心筋細胞に、投与することを含む方法を特徴とするものである。心臓細胞はインビトロ又はインビボであってよい。例えば、心臓細胞は対象の心臓内に存在していてもよい。本発明の本方法は、対象、例えば、心不全のような心疾患を有する対象を治療するために使用できる。通常、対象は哺乳動物、例えばヒト又は非ヒト哺乳動物である。
【０００９】
１型ホスファターゼは、ＰＰ１ｃα、ＰＰ１ｃβ、ＰＰ１ｃδ及びＰＰ１ｃγを含むが、これらに限定されるものではない。
【００１０】
一態様において、作用物質は、ホスファターゼ活性、例えば１型ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする配列を含む核酸である。作用物質は、治療細胞においてホスファターゼ活性を低下させるため及び／又はβアドレナリン応答性を上昇させるために有効な量で投与することができる。
【００１１】
別の態様において、作用物質は、ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする内在性核酸の発現を上昇させる核酸である。例えば、核酸は、転写因子、例えばキメラジンクフィンガータンパク質のような操作された転写因子をコードする配列を含んでいてもよい。さらにもう１つの例では、核酸は、ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする内在性核酸の中又はその近く、例えばホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）をコードする遺伝子の中又はその近くに組み込まれる調節配列である。
【００１２】
さらに別の態様では、作用物質は、遺伝子発現の核酸調節剤を提供することができる核酸である。例えば核酸は、そのような核酸調節剤、例えばｄｓＲＮＡ（例えばｓｉＲＮＡ）、アンチセンスＲＮＡ又はリボザイムを発現することができる核酸であってよい。
【００１３】
作用物質は、ウイルス粒子、例えばウイルス又はウイルス様粒子を用いて送達することができる。ウイルス粒子は、アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス又はレンチウイルスから送達されてもよい。
【００１４】
一態様では、ウイルス粒子は注入により、例えば心臓への直接注入、例えば左心室表面への直接注入により導入される。別の態様では、ウイルス粒子は循環系の内腔に、例えば対象の心臓の心室若しくは内腔又は心臓の血管に導入される。例えば、心膜を開き、例えば注射器及びカテーテルを使用して、化合物を心臓に注射することができる。化合物は、大動脈の内腔、例えば大動脈基部の内腔に導入する、冠状血管口に導入する又は心臓の内腔に導入することができる。ウイルス粒子は冠状動脈に導入することができる。また、例えば順行性又は逆行性ブロッケードを使用して、血管内、例えば冠状動脈内の停留時間を上昇させるために血流を制限することも可能である。
【００１５】
一態様では、ウイルス粒子は皮下注射によって、例えば冠状動脈に逆行して大腿動脈から逆行的に導入される。さらに別の態様では、ウイルス粒子は、例えばステントを用いて導入される。例えばウイルス粒子をステント上に被覆し、ステントを冠状動脈、末梢血管又は脳血管のような血管内に挿入する。
【００１６】
一態様では、ウイルス粒子を導入することは、冠状血管の血流を、例えば部分的に又は完全に、制限すること、ウイルス送達システムを冠状動脈の内腔に導入すること、及び冠状静脈の血液流出を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすのを可能にすることを含む。冠状血管の血流を制限することは、例えば少なくとも１、２又は３個の血管形成バルーンの拡張によって実施できる。冠状血管の血流の制限は、例えば少なくとも１、２、３又は４分間持続させることができる。冠状動脈へのウイルス粒子の導入は、例えば血管形成バルーンの内腔を通しての順行性注入によって実施できる。制限される冠状血管は、左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）、左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）、大冠状静脈（ＧＣＶ）、中心静脈（ＭＣＶ）又は前室間静脈（ＡＩＶ）であってよい。ウイルスの導入は、例えば少なくとも１、２又は３個の血管形成バルーンを拡張させることによって血流を制限することによる、冠状血管の虚血プレコンディショニングの後に実施することができる。冠状血管の虚血プレコンディショニングは、少なくとも１、２、３又は４分間持続させることができる。
【００１７】
一態様では、ウイルス粒子を導入することは、心臓からの大動脈血流を、例えば部分的に又は完全に制限すること、ウイルス送達システムを循環系の内腔に導入すること、及び大動脈血液流出を制限している間も、例えば閉鎖系に対して（等容性に）心臓がポンプの役割を果たすのを可能にすることを含む。心臓からの大動脈血流を制限することは、血流を再び冠状動脈に、例えば肺動脈に向かわせることによって実施できる。大動脈血流を制限することは、クランピング、例えば肺動脈をクランプすることによって達成できる。ウイルス粒子の導入は、例えばカテーテルを使用して又は例えば直接注入によって実施できる。ウイルス粒子の導入は、大動脈基部内への送達によって実施できる。
【００１８】
一態様では、投与されるウイルス粒子の数は、例えば少なくとも１×１０９、１×１０１０、１×１０１１、１×１０１２、１×１０１３、１×１０１４、１×１０１５又は１×１０１６単位（例えば、ゲノム又はプラーク形成単位）であるか、又は例えば１×１０９−１×１０１８又は１×１０１１−１×１０１６の間である。
【００１９】
作用物質はまた、ウイルス粒子以外の手段、例えばリポソーム又は他の非ウイルス送達媒体を用いて送達することができる。
【００２０】
他の態様では、本開示は、細胞に入り込むことができるウイルス粒子を示すものである。ウイルス粒子は、非ウイルス性タンパク質、例えばホスファターゼ活性を低下させるタンパク質又は心臓活動を調節するタンパク質をコードする核酸を含む。ウイルス粒子は、ウイルス又はウイルス様粒子であってよい。一態様では、ウイルス粒子はアデノ随伴ウイルスに由来する。アデノ随伴ウイルスは、血清型１型（ＡＡＶ１）、血清型２型（ＡＡＶ２）、血清型３型（ＡＡＶ３）、血清型４型（ＡＡＶ４）、血清型５型（ＡＡＶ５）、血清型６型（ＡＡＶ６）、血清型７型（ＡＡＶ７）、血清型８型（ＡＡＶ８）又は血清型９型（ＡＡＶ９）であってよい。例えばウイルス粒子は、例えば細胞に感染することができる、例えば筋細胞、例えば心筋細胞に感染することができる、修飾アデノ随伴ウイルス又は再構成されたウイルス又はウイルス様粒子である。
【００２１】
別の態様では、ウイルス粒子はレンチウイルス又はアデノウイルスに由来する。
【００２２】
心臓活動を調節するタンパク質の例は、ホスファターゼ活性を調節するタンパク質（例えばホスファターゼ１型阻害剤、例えばＩ−１）又は筋小胞体Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ（ＳＥＲＣＡ）、例えばＳＥＲＣＡ１（例えば１ａ又は１ｂ）、ＳＥＲＣＡ２（例えば２ａ又は２ｂ）又はＳＥＲＣＡ３を含む。
【００２３】
本開示はまた、本明細書に記載するウイルス送達システムの１又はそれ以上の用量を含む製剤を特徴とするものである。用量は、例えば少なくとも１×１０９、１×１０１０、１×１０１１、１×１０１２、１×１０１３、１×１０１４、１×１０１５又は１×１０１６単位（例えば、ゲノム又はプラーク形成単位）のウイルス送達システムを含むことができる。１つの実施形態では、最大限１×１０１９単位のウイルス送達システムが１用量中に存在する。製剤は、無細胞製剤、例えば医薬製剤、例えば対象への導入に適切なものであってよい。製剤はまた、１０、５、１、０．１又は０．００１％ｐｆｕ以下の野生型ウイルス（すなわち複製することができ、非ウイルス性核酸配列を含まないウイルス）を含むことができる。一態様では、製剤は野生型ウイルスを含まない。
【００２４】
本開示はまた、例えば心筋細胞において、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質を含むステントを特徴とするものである。例えば、作用物質をステント上に被覆することができる。例えば、作用物質はウイルス粒子内に存在することができ、そのウイルス粒子をステントの１又はそれ以上の表面、例えば血管に接触する表面に被覆する。「ステント」は、管腔の閉鎖を予防又は阻止するように体腔内に移植するために構成された医療装置である。ステントは、例えば動脈などの血管、又は他の体腔、開口部若しくは尿道などの管に移植するように構成することができる。ステントは、通常、生体適合性の金属又はプラスチックで作られる。本明細書で使用するように、ステントが「作用物質で被覆された又は作用物質を含む」とは、ステントからの作用物質の放出を可能にし、従ってステント付近の組織への作用物質の送達を可能にするように、作用物質がその表面に添付されている又はその中に含まれているステントを意味する。
【００２５】
対象の罹患血管内にステントを移植することにより対象を治療することができる。血管は、例えば冠状動脈であり、また例えば末梢動脈又は脳動脈であってよい。
【００２６】
「治療すること」という用語は、統計的に有意な程度に又は当業者に検出可能な程度に、疾患に関連する状態、症状又はパラメータを改善するため又は疾患の進行を予防するために有効な量、方法及び／又は様式で作用物質を投与することを意味する。有効な量、方法又は様式は対象によって異なり、対象に合わせてもよい。例えば、投与様式は、ウイルス又はウイルス様粒子による送達を含んでもよい。疾患の進行を予防することにより、罹患した若しくは診断された対象又は疾患を有していると疑われる対象において、治療は疾患の悪化を予防することができるが、また、疾患にかかる危険性の高い又は疾患を有していると疑われる対象において、治療は疾患の発症又は疾患の症状を予防することができる。
【００２７】
本明細書では、「心疾患」という用語は、心臓の正常な機能を損なう、心臓の構造的又は機能的異常を意味する。例えば、心疾患は、心不全、虚血、心筋梗塞、うっ血性心不全、不整脈、移植片拒絶反応等であってよい。この用語は、収縮の異常、Ｃａ２＋代謝の異常を特徴とする疾患、及び不整脈を特徴とする疾患を含む。
【００２８】
「心不全」という用語は、心臓が身体の需要を満たすように十分にポンプするその能力に欠陥を有する多くの疾患のいずれかを意味する。多くの場合、心不全は、心臓細胞の興奮−収縮連関の様々な工程における１又はそれ以上の細胞レベルでの異常の結果である。そのような異常の一つは、ＳＲ機能の欠陥である。
【００２９】
本明細書では、「心臓細胞」という用語は、（ａ）対象の体内に存在する心臓の部分、（ｂ）インビトロで維持される心臓の部分、（ｃ）心臓組織の部分又は（ｄ）対象の心臓から単離された細胞、であってよい細胞を意味する。例えば、細胞は心筋細胞であってよい。
【００３０】
本明細書では、「心臓」という用語は、対象の体内に存在する心臓又は対象の体外で維持される心臓を意味する。
【００３１】
本明細書では、「心組織」という用語は、対象の心臓に由来する組織を意味する。
【００３２】
本明細書では、「体細胞遺伝子導入」という用語は、生殖系への遺伝子の導入に対して、体細胞への遺伝子の導入を意味する。
【００３３】
本明細書では、「化合物」という用語は、本発明の方法を用いて対象の心臓に有効に送達されることができる化合物を意味する。そのような化合物は、例えば遺伝子、薬剤、抗生物質、酵素、化合物、化合物の混合物又は生物学的高分子を含むことができる。
【００３４】
本明細書では、「血流を制限すること」という用語は、血管を通る血流、例えば末梢大動脈及びその分枝への血流、を実質的にブロックすることを意味する。例えば、心臓からの血流の少なくとも５０％が制限される、好ましくは７５％、より好ましくは８０、９０又は１００％の血液が心臓からの流出を制限される。血流は、例えばクランプで、大動脈及び肺動脈を閉塞させることによって制限できる。
【００３５】
「ウイルス送達システム」は、非ウイルス性配列を含む核酸を哺乳動物細胞に導入することができるウイルス粒子、例えばウイルス又はウイルス様粒子を意味する。ウイルス送達システム自体は、ウイルス複製に関してコンピテントであってもよく又はコンピテントでなくてもよい。
【００３６】
本発明のこれら及び他の目的を、本発明の詳細な説明に関連してさらに詳しく記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
ホスファターゼ活性は心不全において上昇する。心筋細胞におけるホスファターゼ活性（例えば、ホスファターゼ１活性）を低下させることは、心不全に関連する１又はそれ以上の症状を軽減することができる。ホスファターゼ活性の低下はβ−アドレナリン応答性の減衰に結びつく。
【００３８】
一態様では、１型ホスファターゼを阻害することによってホスファターゼ活性を低下させることができる。１型ホスファターゼは、ＰＰ１ｃα、ＰＰ１ｃβ、ＰＰ１ｃδ及びＰＰ１ｃγを含むが、これらに限定されるものではない。内容が参照により組み込まれる、「Sasaki et al. (1990) Jpn J Cancer Res. 81:1272-1280」を参照されたい。ホスファターゼ阻害剤１（又は「Ｉ−１」）タンパク質は１型ホスファターゼの内在性の阻害剤である。Ｉ−１レベル又は活性の上昇は、ヒト不全心筋細胞においてβ−アドレナリン応答性を回復することができる。
【００３９】
特定の態様では、構成的に活性なＩ−１タンパク質を投与することができる。本明細書で例示するそのような１つの構築物（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ）は、最初の６５のアミノ酸をコードするＩ−１ ｃＤＮＡのトランケーション及びＰＫＡリン酸化部位（ＧＧＴ：Ｔｈｒ３５）をアスパラギン酸（ＧＴＣ：Ａｓｐ３５）で置換するヌクレオチド変化の導入を含み、構成的に活性な阻害剤を生じる。構成的に活性な阻害剤を作製するためのもう１つの方法は、第３５位のトレオニンをアスパラギン酸ではなくグルタミン酸で置換することである。これらの置換はまた、完全長阻害剤分子においても実施できる。Ｉ−１Ｔ３５Ｄを発現するヒト不全心筋細胞は、基礎条件下で正常な収縮機能を示し、それらのβアドレナリン機能は正常に回復される。従って、阻害剤１の送達は、既存の心不全の背景において機能を完全に回復させ、リモデリングを改善させる。
【００４０】
他のホスファターゼ阻害剤及びＩ−１の他の変異体も使用できる。そのような他の阻害剤の例は、ホスファターゼ阻害剤２；オカダ酸又はカリクリン；及びプロテインホスファターゼ１の内在性核内阻害剤であるｎｉｐｐ１を含む。一態様では、ホスファターゼ阻害剤はプロテインホスファターゼ１に対して特異的である。
【００４１】
ホスファターゼ活性を低下させるための他の方法は、ホスファターゼ阻害剤、例えばＩ−１の活性を増強する低分子を投与すること、１型ホスファターゼの活性を低下させる低分子を投与すること、１型ホスファターゼの活性又は発現を低下させる核酸を投与すること、又はホスファターゼ阻害剤の活性又は発現を上昇させる核酸を投与することを含む。
【００４２】
心不全におけるホスファターゼ活性
心拍間隔（ｂｅａｔ−ｔｏ−ｂｅａｔ）に基づく心筋機能は、身体の交感神経緊張を通しての高度に調節されたプロセスである。心臓は、数秒で、末梢、代謝組織の需要を支えるために心拍出量を上昇させることによって作業負荷の上昇に応答することができる。心臓の変力状態を高める適応メカニズムは、主として心筋のβ受容体のカテコールアミン依存性の活性化によって制御される。受容体は、刺激又は活性化されたときに収縮の強さを増強する心臓細胞上に認められる。細胞レベルでは、β受容体の刺激は(Koch, W. J. et al., 2000 Annu Rev Physiol;62:237-60)、ｃＡＭＰレベルの上昇、ｃＡＭＰ依存性プロテインキナーゼ（ＰＫＡ）の活性化並びにエネルギー代謝に関与する酵素及び収縮性を調節し、一回拍出量を上昇させるように集積される、鍵となる調節タンパク質のリン酸化を生じさせる。主要な調節ホスホプロテインは、ホスホランバン（ＰＬＢ）、リアノジン受容体、Ｌ型Ｃａ２＋チャネル、トロポニンＩ及びＣタンパク質を含む。
【００４３】
ＰＬＢは、基礎心筋収縮能の主要調節剤であり、哺乳動物の心臓においてβ受容体に結合して心臓細胞の収縮の強度を上昇させるβアゴニストの変力及び変弛緩作用の鍵となるメディエーターである(Brittsan, A.G. et al., 2003 Circ Res；92:769-76)。ＰＬＢのリン酸化は、筋小胞体（ＳＲ）内に再分離されるサイトゾルカルシウムの速度と量を大きく刺激し、心筋弛緩を高める、ＳＥＲＣＡの阻害を軽減する。このカルシウムサイクリングプロフィールの上昇は、その後の収縮の間の定量的（ｑｕａｎｔａｌ）カルシウム放出を上昇させるＳＲカルシウム含量の増加に結びつく。全体として、これらの事象は収縮及び拡張機能の増強をもたらす。
【００４４】
タンパク質リン酸化の増加及び心機能の増強は、効率的で高度に調節されたプロセスにおいてプロテインホスファターゼによって逆転される。ホスファターゼ１型及び２型と称される、セリン／トレオニンホスファターゼの２つの主要クラスは、心筋の収縮の性能を調節する(Neumann, J. et al., 1997 J MoI Cell Cardiol；29(1): 265-72)。プロテインホスファターゼ１（「ＰＰ１」）は、心臓の酵素活性のかなりの量を占め、調節性ホスファターゼ酵素の鍵となるクラスに関与するとみなされてきた。ＰＰ１は主として膜分画並びにグリコーゲン粒子と結合し、グリコーゲン分解及びグリコーゲン合成において重要である。ＰＰ１は、基質利用性及び特異性を高める働きをする、大きな非触媒的な標的サブユニットによってこれらの局所に固定される。さらに、この酵素は、２つの熱及び酸安定性のタンパク質、阻害剤１及び２によって調節される。ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）は主要な生理的調節剤であり、第３５位のトレオニン上でＰＫＡによりリン酸化された場合に有効な阻害剤である(Endo, S. et al., 1996 Biochemistry；35(16): 5220-8)。ＰＰ１の阻害は、ＰＫＡタンパク質リン酸化の作用に対するその反作用（ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）を除去し、心臓におけるβアゴニスト応答の増幅を導く (Ahmad, Z. J. 1989 Biol Chem;264:3859-63；Gupta, R. C. et al., 1996 Circulation;(Suppl 1):I-361)。
【００４５】
プロテインホスファターゼ１のレベル及び活性が上昇する一方で、β受容体の脱感作によるｃＡＭＰの低下(Koch, Lefkowitz et al. 2000)はＰＫＡの不活性化を導くと予想されるので、プロテインキナーゼ及びホスファターゼによる心臓調節タンパク質リン酸化の微妙に調整される調節は、心不全においてはさらに一層重要となる。
【００４６】
体細胞遺伝子導入に適切なウイルスベクター
治療用核酸、例えばホスファターゼ活性を低下させる核酸又は、例えば本明細書に記載されているような、発現の核酸調節剤を提供する核酸（例えば、ｄｓＲＮＡ、アンチセンスＲＮＡ又はリボザイム）は、遺伝子導入プロトコールの一部として使用される遺伝子構築物に組み込むことができる。手段には、ウイルスベクター、例えばレトロウイルス（例えば、複製欠損レトロウイルス）、アデノウイルス（例えば、複製欠損、第一世代若しくはｇｕｔｔｅｄ、第二世代、アデノウイルス）、アデノ随伴ウイルス（例えば、１−６型のいずれか）、レンチウイルス、及び単純ヘルペスウイルス−１に由来する組換えベクター若しくは組換え細菌又は真核生物プラスミド内への対象遺伝子の挿入を含む。ウイルスベクターはまた、細胞を直接トランスフェクトするためにも使用できる。治療用核酸を送達するウイルス粒子は、改変ウイルスから作製することができる。改変ウイルスは、少なくとも１つのウイルス配列の変化、例えば、１又はそれ以上のウイルス遺伝子の置換、欠失又は不活性化を含んでいてもよい。
【００４７】
アデノウイルスベクターの例は、ラウス肉腫ウイルスプロモーター及びｌａｃＺレポーター遺伝子を含む（Ａｄ．ＲＳＶ．ｌａｃＺ）、並びにサイトメガロウイルスプロモーターとｌａｃＺレポーター遺伝子を含む（Ａｄ．ＣＭＶ．ｌａｃＺ）を含む。例えば米国特許出願第１０／９１４，８２９号参照。ｌａｃＺ配列は、タンパク質又は発現の核酸調節剤をコードする配列で置換することができる。ウイルスベクターの作製及び使用のための方法は、例えば国際公開第ＷＯ９６／１３５９７号、同第ＷＯ９６／３３２８１号、同第ＷＯ９７／１５６７９号、「Miyamoto et al. (2000) Proc Natl Acad Sci USA 97(2):793-8」及び「Trapnell et al., Curr. Opin. Biotechnol 5(6):617-625, 1994.」に記載されている。
【００４８】
アデノ随伴ウイルスは、染色体１９番に部位特異的に組み込むことができる、非病原性ヒトパルボウイルスである。Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997。ウイルスの複製は、しかしながら、アデノウイルスなどのヘルパーウイルスを必要とする。Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997。ＡＡＶコード領域は、非ウイルス遺伝子で置換することができ、改変ウイルスは分裂及び非分裂細胞の両方に感染させるために使用できる。Xiao et al., J. Virol. 70(11): 8098-8108, 1996；Kaplitt et al., Ann. Thorac. Surg. 62: 1669-1676, 1996。ＡＡＶの作製及び使用のための方法の例は、「Fisher et al., Nature Medicine 3(3):306-312, 1997；Xiao et al., J. Virol 70(11): 8098-8108, 1996；Kaplitt et al, Ann. Thorac. Surg. 62:1669-1676, 1996」に記載されている。
【００４９】
ＡＡＶ６は特異的であり、心臓における迅速な発現を与える。例えば、米国特許出願第１０／９１４，８２９号は、大型動物の心臓におけるＡＡＶ６での遺伝子導入が効率的であり、長期間持続する遺伝子発現をもたらすことができる。
【００５０】
改変ＡＡＶ粒子を産生するための方法が開発されている。例えば、細胞を培地で増殖させて、改変ＡＡＶ粒子を産生させる。粒子を細胞から収集し、精製する。ＡＡＶ粒子を産生する方法の例は、産生細胞への３つのエレメントの送達を含む：１）ＡＡＶ ＩＴＲ配列によって隣接される目的の遺伝子（例えば、ホスファターゼ活性を調節する配列）、２）ＡＡＶ ｒｅｐ及びｃａｐ遺伝子、並びにヘルパーウイルスタンパク質（「ヘルパー機能」）。最初の２つを送達するための従来のプロトコールは、適切な組換え遺伝子カセットを含むプラスミドＤＮＡでの細胞のトランスフェクションによるものである。ヘルパー機能は、伝統的に、細胞をアデノウイルス（Ａｄ）などのヘルパーウイルスに感染させることによって供給されてきた(Samulski et al., 1998；Hauswirth et al., 2000)。
【００５１】
レンチウイルスは、非分裂細胞に感染することができるレトロウイルスのサブグループである。Ｌ．Ｎａｌｄｉｎｉらは、異種遺伝子配列を非増殖性ＨｅＬａ細胞及びラット線維芽細胞、並びにヒト一次マクロファージ及び終末分化ニューロンに形質導入することができる、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）に基づくレンチウイルスベクターシステムを報告する。Science 272, 263-267 (1996)。米国特許第６，５２１，４５７号は、ウマ伝染性貧血ウイルスに基づくレンチウイルスベクターを記載している。さらに、米国特許第６，４２８，９５３号は、レンチウイルスベクター及びレンチウイルス粒子を産生するための方法を記載している。
【００５２】
レンチウイルス粒子及び他のウイルス粒子を産生するために、目的の作用物質（例えば、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質）をコードする核酸をパッケージングシグナルに作動可能に結合する。核酸は、ウイルス構造タンパク質を発現する細胞にパッケージングされる。例えば、細胞はウイルス構造タンパク質をコードするが、パッケージングシグナルを欠く核酸を含んでいてもよい。
【００５３】
非ウイルス法も使用可能である。例えば、陽イオン性リポソーム（リポフェクチン）又は誘導体化（例えば抗体複合体）ポリリシン複合体、グラミシジンＳ、人工ウイルスエンベロープ又は他のそのような細胞内担体、並びにインビボで実施される遺伝子構築物の直接注入又はＣａＰＯ４沈降法を用いて、プラスミドＤＮＡを送達することができる。
【００５４】
心臓血管組織への遺伝子導入は、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）又はラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）プロモーターによって駆動される強力で非組織特異的な遺伝子発現カセットを有するアデノウイルス（Ａｄ）ベクターを用いて成功を収めた。血管新成因子、例えば血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）及び肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）を送達するためのウイルスベクターによる心臓細胞の形質導入を含む臨床試験が進行中である。ウイルスの大動脈内又は冠状血管内注入が、動物モデルにおいてインビボで使用されてきた。一試験では、ラットにおけるＡｄ−ＳＥＲＣＡ２ａウイルスベクターの心臓内注入は、カルシウムハンドリングの生理的改善を誘導するのに十分であった。「Miyamoto et al., 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:793-98」を参照されたい。アデノウイルスベクターはまた、β２アドレナリン受容体（β−ＡＲ）を発現するためにインビボで使用された（「Maurice et al. 1999, J. Clin. Invest. 104:21-9」及び「Shah et al., 2001, Circulation. 103:1311」を参照されたい）。嚢胞性線維症に関する試験から公知であるように、改善された機能のために、組織内の全ての細胞の形質導入は必要でない。例えば、機能的なナトリウムチャネルを欠く上皮シート内のわずか６〜１０％の細胞における野生型ナトリウムチャネルの発現が、正常なナトリウムイオン輸送には十分である(Johnson et al, 1992, Nat. Genet 2:21-5）。これはバイスタンダー効果として知られる。
【００５５】
プロモーターは、例えば平滑筋αアクチンプロモーター、ＳＭ２２ａプロモーターのような平滑筋特異的プロモーター；心臓ミオシンプロモーターのような心臓特異的プロモーター（例えば、心臓ミオシン軽鎖２ｖプロモーター）、トロポニンＴプロモーター、又はＢＮＰプロモーターであってよい。プロモーターはまた、例えばＣＭＶプロモーターのようなウイルスプロモーターであってよい。組織特異的プロモーターが心筋遺伝子発現の特異性を高めるために使用されてきた(Rothmann et al., 1996, Gene Ther. 3:919-26)。
【００５６】
アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）ベクターによる心筋細胞遺伝子送達の効率は、培養ラット新生仔細胞を用いてインビトロ、並びにラット乳頭筋液浸法を用いてエクスビボ系で実証された(Maeda et al., 1998, J. MoI Cell. Cardiol. 30:1341-8)。エクスビボでのＡＡＶベクター導入とそれに続く同系心臓移植は、高効率のマーカー遺伝子発現を達成することが報告された(Svensson et al., 1999, Circulation. 99:201-5)。
【００５７】
インビボでの高レベルの心臓向性遺伝子導入を高い一貫性で（平均で心筋細胞の６０〜７０％）達成する方法は、例えば米国特許出願公開第２００２−００３２１６７号に記載されている。ウイルスベクターの作製及び使用のための他の方法は、国際公開第ＷＯ９６／１３５９７号、同第ＷＯ９６／３３２８１号、同第ＷＯ９７／１５６７９号、及び 「Trapnell et al., 1994, Curr. Opin. Biotechnol. 5(6):617-625」；「Ardehali et al., 1995, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 109:716-720」；「Dalesandro et al., 1996, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 111 :416-422」；「Sawa et al., 1995, Circ 92, II479-11482」；「Lee et al., 1996, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1 l l, 246-252」；「Yap et al., 19996, Circ. 94, 1-53」；及び「Pellegrini et al., 1998, Transpl. Int. 11, 373-377」に記載されている。
【００５８】
対象ポリヌクレオチドはまた、非ウイルス性送達媒体を用いて投与することができる。本明細書で使用する「非ウイルス性送達媒体」（本明細書では「非ウイルスベクター」とも称する）は、裸の又は凝縮ポリヌクレオチドを含む化学製剤（例えば、ポリヌクレオチド及び陽イオン性化合物（例えば硫酸デキストラン）の製剤）、及びウイルス粒子などのアジュバントと混合された裸の又は凝縮ポリヌクレオチド（すなわち目的のポリヌクレオチドはウイルス粒子内に含まれておらず、トランスフォーミング製剤が裸のポリヌクレオチドとウイルス粒子（例えばアデノウイルス粒子）の両方から成る）を含むことを意味する（例えば、「Curiel et al. 1992 Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 6:247-52」を参照のこと）。したがって、「非ウイルス性送達媒体」は、ウイルス粒子が目的のポリヌクレオチドを含まない、ポリヌクレオチドプラスウイルス粒子から成るベクターを含んでいてもよい。「非ウイルス性送達媒体」の例は、送達するポリヌクレオチドがキャプシド形成されていない又はウイルス粒子内に含まれていない、細菌プラスミド、ウイルスゲノム又はその部分、及びウイルスゲノムの部分と細菌プラスミドの部分を含む構築物及び／又はバクテリオファージを含む。この用語はまた、天然及び合成ポリマー並びにコポリマーを包含する。さらに、この用語は脂質ベースの媒体を包含する。
【００５９】
脂質ベースの媒体は、Ｆｅｌｇｎｅｒらによる（米国特許第５，２６４，６１８号及び同第５，４５９，１２７号；PNAS 84:7413-7417, 1987；Annals N.Y. Acad. Sci. 772:126-139, 1995）によって開示されているような陽イオン性リポソームを含む；それらはまた、Ｓｃｈｒｅｉｅｒらによる（米国特許第５，２５２，３４８号及び同第５，７６６，６２５号）によって開示されている人工ウイルスエンベロープを含む、中性又は負に荷電したリン脂質又はそれらの混合物で構成されていてもよい。
【００６０】
非ウイルス性送達媒体は、ポリマーベースの担体を含む。ポリマーベースの担体は、天然及び合成ポリマー並びにコポリマーを含んでいてもよい。例えば、ポリマーは、生分解性であるか又は対象から容易に排泄されることができる。天然に存在するポリマーは、ポリペプチド及び多糖類を含む。合成ポリマーは、ポリリシン、及び縮合剤としても使用できるポリエチレンイミン(PEI；Boussif et al., PNAS 92:7297-7301, 1995)を含むが、これらに限定されるものではない。これらの担体は、分散液、例えば水、エタノール、塩類溶液及びそれらの混合物中に溶解、分散又は懸濁することができる。多種多様な合成ポリマーが当該技術分野において公知であり、使用できる。
【００６１】
遺伝子治療構築物の医薬製剤は、遺伝子送達システム及び許容される希釈剤を含む、又は遺伝子送達媒体が包埋されている徐放性マトリックスを含むことができる。又は、完全な遺伝子送達システムが組換え細胞、例えばレトロウイルスベクターから無傷で産生できる場合は、医薬製剤は、遺伝子送達システムを産生する１又はそれ以上の細胞を含むことができる。しかしながら、通常は製剤は無細胞である。製剤は一般に、ウイルス粒子が細胞内に核酸を送達する能力を妨げない物質を含む。
【００６２】
送達される核酸はまた、ＤＮＡ−又はＲＮＡ−リポソーム複合体製剤として製造されることができる。そのような複合体は、陽イオン電荷（静電的相互作用）によって遺伝物質（ＤＮＡ又はＲＮＡ）に結合する脂質の混合物を含む。本発明において使用できる陽イオン性リポソームは、３θ−［Ｎ−（Ｎ’ ，Ｎ’ −ジメチルアミノエタン）−カルバモイル］−コレステロール（ＤＣ−Ｃｈｏｌ）、１，２−ビス（オレオイルオキシ−３−トリメチルアンモニオ−プロパン（ＤＯＴＡＰ）（例えば、国際公開第ＷＯ９８／０７４０８号参照）、リシニルホスファチジルエタノールアミン（Ｌ−ＰＥ）、リポポリアミン、例えばリポスペルミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−２，３−ビス（ドデシルオキシ）−ｌ−プロパンアミニウムブロミド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド（ＤＤＡＢ）、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン（ＤＯＰＥ）、ジオレオイルホスファチジルコリン（ＤＯＰＣ）、Ｎ（１，２，３−ジオレイルオキシ）プロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム（ＤＯＴＭＡ）、ＤＯＳＰＡ、ＤＭＲＩＥ、ＧＬ−６７、ＧＬ−８９、リポフェクチン及びリポフェクタミンを含む(Thiery et al. (1997) Gene Ther. 4:226-237；Felgner et al., Annals N. Y. Acad. Sci. 772:126-139, 1995；Eastman et al., Hum. Gene Ther. 8:765-7.73, 1997)。米国特許第５，８５８，７８４号に記載されているポリヌクレオチド／脂質製剤も、本明細書に記載する方法において使用できる。これらの脂質の多くは市販されており、例えばＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ−Ｍａｎｎｈｅｉｍ及びＡｖａｎｔｉ Ｐｏｌａｒ Ｌｉｐｉｄｓ（Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ａｌａ．）から入手できる。米国特許第５，２６４，６１８号、同第５，２２３，２６３号及び同第５，４５９，１２７号において見出された陽イオン性リン脂質も包含される。使用できる他の適切なリン脂質は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、ホスファチジルイノシトール等を含む。コレステロールも含むことができる。
【００６３】
（ウイルス送達）
ウイルス送達システムの単位を含む製剤は、様々な方法のいずれかによって対象の心臓細胞に送達することができる。
【００６４】
例えばウイルス送達システムの医薬製剤は、全身的に、例えば静脈内注射によって導入することができ、標的細胞内のタンパク質の特異的形質導入は、主として遺伝子送達媒体によって提供されるトランスフェクションの特異性、受容体遺伝子の発現を制御する転写調節配列による細胞型又は組織型発現、又はそれらの組合せから起こる。他の態様では、組換え遺伝子の初期送達は、動物の体内への極めて局在化された導入によってより限定される。例えば、遺伝子送達媒体は、カテーテルによって（米国特許第５，３２８，４７０号参照）又は定位的注入によって（例、Chen et al. (1994) PNAS 91: 3054-3057）導入することができる。
【００６５】
実施の一例においては、製剤を心臓組織に直接注入する。米国特許第１０／９１４，８２９号は、直接注入のためのプロトコールを記載する。心筋内への直接注入又はウイルスベクターの適用は、導入される遺伝子の発現を心臓に限定することができる（Gutzman et al., 1993, Cric. Res. 73 : 1202-7；French et al., 1994, Circulation. 90:2414-24）。
【００６６】
実施のもう１つの例においては、製剤を１又はそれ以上の冠状動脈の内腔に導入する。冠状動脈から出て行く血液の流れを制限することができる。製剤を順行的に送達し、１〜５分間、例えば１〜３分間、動脈内に存在することを可能する。
【００６７】
非ウイルス性媒体も同様の方法によって送達できる。
【００６８】
（ステントの例）
ステントは、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質、例えば本明細書において記載する作用物質で被覆する又は前記作用物質を含むことができる。治療薬を送達するためのステント（生分解性及び非生分解性）を作製するための方法は周知である（例えば、米国特許第５，１６３，９５２号、同第５，３０４，１２１号、同第６，３９１，０５２号、同第６，３８７，１２４号、同第６，３７９，３８２号、及び同第６，３５８，５５６号、同第６，６０５，１１０号、同第６，６０５，１１４号、同第６，５７２，６４５号、同第６，５６９，１９４号、同第６，５４５，７４８号、同第６，５４１，１１６号、同第６，５２７，８０１号、同第６，５０６，４３７号参照）。一態様では、ステントは、当該技術分野において公知の手法を用いて、治療薬、例えば本明細書に記載する作用物質、例えばホスファターゼ活性を低下させる核酸で被覆する。
【００６９】
一態様では、ステントは、ステンレス鋼ステント又はニチノールメッシュ様装置である。例えば、ステントは、ＰＣＩ手技（経皮的冠状動脈形成術）の間にカテーテルで冠状動脈内に送達することができる。ステントは、バルーンによる拡張によって又は自己拡張型送達デザインによって配置することができる。市販のステントの例は、Ｇｉａｎｔｕｒｃｏ−Ｒｏｕｂｉｎステント（例えば、クック・カーディオロジー（Ｃｏｏｋ Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）より）、 Ｍｕｌｔｉｌｉｎｋ、Ｄｕｅｔ、Ｔｅｔｒａ、Ｐｅｎｔａ、Ｚｅｔａステント（例えば、ガイダント（Ｇｕｉｄａｎｔ）より）；Ｎｉｒ、Ｗａｌｌステント、Ｔａｘｕｓ（例えば、サイメッド／ボストン・サイエンティフィック（ＳＣＩＭＥＤ／Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）より）、ＧＦＸ／Ｓシリーズのステント（例えば、メドトロニック／ＡＶＥ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ／ＡＶＥ）より）、ｖｅｌｏｃｉｔｙ及びＣｙｐｈｅｒステント（例えば、ジョンソン・エンド・ジョンソン／コーディス（Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ／Ｃｏｒｄｉｓ）より）を含む。
【００７０】
例えばステントは、例えば米国特許第６，５９６，６９９号に記載されているような核酸凝縮又はコンパクションを媒介することができる高分子陽イオンで被覆することができる。直鎖状ポリカチオン、例えばポリ−Ｌ−リシン、ポリオルニチン、ポリアルギニン等が使用できる。ポリマーは、ホモポリマー、例えばポリリシン、ポリオルニチン若しくはポリアルギニンであってよい、又はリシン、オルニチン、アルギニン等で形成されるランダムポリマーを含むヘテロポリマーであってよい。より複雑な分子、例えば分枝又は直鎖状ポリエチレンイミン等もポリカチオンとして使用できる。様々な天然に存在する核酸結合剤のいずれも、例えばスペルミン又はスペルミジンも使用でき、ポリカチオンの定義に包含される。同様にプロタミンも、様々なヒストンと同じく使用できる。末端アミノ基が静電的手段によって核酸に結合して、正に荷電した凝縮物を生じる、ポリアミドアミンデンドリマーも同様に使用できる。ポリカチオンは、所望凝縮物を形成するための最適特徴を与えるように特異的に修飾できる。例えば、１８残基の反復リシン鎖とそれに続くトリプトファン及びアルキル化システイン残基が、少なくともポリリシンに等しい性質を有する凝縮物を形成することが報告されている(McKenzie et al., J. Peptide Res. 54:311-318 (1999)。一般に、ポリカチオンは正に荷電しており、約ｐＨ６で約８までの正味正電荷を有するか又は約５以上の正に荷電した残基を有する。ポリカチオンは、負電荷の数に比べてより高い数の正電荷を有する。ポリカチオンは、天然核酸結合タンパク質及び組換え核酸結合タンパク質、例えばアミノ酸のホモ若しくはヘテロポリマー、又は天然若しくは組換え核酸分子内に認められる１若しくはそれ以上の核酸配列に結合する合成化合物を含み、核酸凝縮を生じさせる。
【００７１】
治療薬、例えば核酸を医療装置、例えばステントに被覆する付加的な方法は、例えば米国特許第５，６７４，１９２号又は同第６，４０９，７１６号に記載されているように膨潤性ヒドロゲルポリマーで医療装置を被覆することを含む。ヒドロゲル被覆は、実質的な量の核酸を、通常は水溶液形態で、組み込むことができることを特徴とし、例えば膨張又はステントの拡張によって、圧が適用されたとき水溶液が被覆物から有効に搾り出されるように膨潤性である。このような方法での薬剤の投与は、高濃度の放出を罹患組織への直接適用に限定できるように、薬剤が部位特異的であることを可能にする。ステントはまた、核酸を含むウイルス粒子で被覆できる。
【００７２】
治療薬、例えば核酸をステント又は他の医療装置と結合する他の方法は当該技術分野において公知である、例えば米国特許第６，０２４，９１８号、米国特許第６，５０６，４０８号、米国特許第５，９３２，２９９号を参照されたい。
【００７３】
一部の態様では、本明細書に記載するステントは、ホスファターゼ活性を低下させる作用物質で被覆する又は前記作用物質を含むことに加えて、第二治療薬で被覆することもできる。例えばステントは：ラパマイシン、タキソール及びアクチノマイシン−Ｄ、トロンビン阻害剤、抗トロンボゲン形成剤、血栓溶解剤、線維素溶解剤、血管痙攣抑制剤、カルシウムチャネル遮断薬、血管拡張薬、抗高血圧薬、抗菌薬、抗生物質、表面糖タンパク質受容体の阻害剤、抗血小板薬、抗有糸分裂薬、微小管阻害剤、抗分泌薬、アクチン阻害剤、リモデリング阻害剤、アンチセンスヌクレオチド、代謝拮抗物質、抗増殖剤、抗癌化学療法剤、抗炎症性ステロイド又は非ステロイド系抗炎症薬、免疫抑制剤、成長ホルモン拮抗物質、増殖因子、ドーパミンアゴニスト、放射線治療薬、ペプチド、タンパク質、酵素、細胞外マトリックス成分、遊離基捕捉剤、キレート化剤、抗酸化物質、抗ポリメラーゼ、抗ウイルス薬、光力学療法剤、及び遺伝子治療薬、の１又はそれ以上を含むことができる。
【００７４】
（治療の評価）
治療は、心機能又は心臓細胞機能、例えば収縮性に関連するパラメータに関して治療の効果を判断することによって評価できる。例えば上述した方法を用いて、ＳＲ Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ活性又は細胞内Ｃａ２＋濃度を測定することができる。さらに、「Strauss et al., Am. J. Physiol., 262:1437-45, 1992」に記載されている方法を用いて心臓又は心臓組織による力の生成を測定することができる。
【００７５】
治療はまた、例えば治療分野の当業者が特定の治療に関連すると認識するパラメータに従って、対象へのその効果によって評価することができる。例えば、心不全を治療する場合、例示的パラメータは、心臓及び／又は肺機能に関連していることもある。心臓パラメータは、脈拍、ＥＫＧシグナル、内腔損失、心拍数、心臓収縮性、心室機能、例えば左室拡張末期圧（ＬＶＥＤＰ）、左室収縮期圧（ＬＶＳＰ）、Ｃａ２＋代謝、例えば細胞内Ｃａ２＋濃度若しくはピーク若しくは安静時Ｃａ２＋、力の生成、心臓の弛緩及び圧、力−収縮頻度関係、心臓細胞生存率若しくはアポトーシス、又はイオンチャネル活性、例えばナトリウム・カルシウム交換、ナトリウムチャネル活性、カルシウムチャネル活性、ナトリウム・カリウムＡＴＰアーゼポンプ活性、ミオシン重鎖の活性、トロポニンＩ、トロポニンＣ、トロポニンＴ、トロポミオシン、アクチン、ミオシン軽鎖キナーゼ、ミオシン軽鎖１、ミオシン軽鎖２又はミオシン軽鎖３、ＩＧＦ−１受容体、ＰＩ３キナーゼ、ＡＫＴキナーゼ、ナトリウム−カルシウム交換輸送体、カルシウムチャネル（Ｌ及びＴ）、カルセケストリン又はカルレティキュリンを含む。評価は、例えば治療の前、後又は治療期間中に、血管造影法（例えば定量的血管造影法）及び／又は血管内超音波法（ＩＶＵＳ）を実施することを含むことができる。
【００７６】
（心臓細胞の増殖）
心臓細胞が心臓組織の断片から移動して適切な基質（例えば細胞皿）に付着することを可能にすることによって、又は例えば機械的に若しくは酵素的に、組織を解離して心臓細胞の懸濁液を生成することによって心臓細胞培養を得ることができる。例えば、トリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、ヒアルロニダーゼ、ＤＮアーゼ、プロナーゼ、ディスパーゼ酵素、又はそれらの様々な組合せが使用できる。トリプシン及びプロナーゼは最も完全に解離させることができるが、細胞を損傷することがある。コラゲナーゼ及びディスパーゼによる解離はそれほど完全ではないが、より害が少ない。組織（例えば心臓組織）を単離するための方法及び細胞（例えば心臓細胞）を得るための組織の解離は、「Freshney R. I., Culture of Animal Cells, A Manual of Basic Technique, Third Edition, 1994」に記載されている。
【００７７】
（核酸阻害剤）
ホスファターゼ活性の調節剤は、ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼの発現を低下させることができる核酸、例えばｓｉＲＮＡ、アンチセンスＲＮＡ、三重らせん形成核酸又はリボザイムであってよい。
【００７８】
例えば、遺伝子発現は二本鎖ＲＮＡを用いた遺伝子サイレンシングによって調節することができる(Sharp (1999) Genes and Development 13: 139-141)。二本鎖ＲＮＡ干渉（ｄｓＲＮＡｉ）又は低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）としても知られる、ＲＮＡｉは、哺乳動物、線虫Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓを含む多くの生物において広範に実証されている(Fire, A., et al., Nature, 391, 806-811, 1998)。
【００７９】
ｄｓＲＮＡは、細胞又は生物に送達されてホスファターゼに拮抗することができる。例えば、ホスファターゼコード核酸に相補的なｄｓＲＮＡは、ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼのタンパク質発現をサイレンスすることができる。ｄｓＲＮＡは、ホスファターゼのコード領域に相補的な領域、例えば５’コード領域、ホスファターゼコアドメインをコードする領域、３’コード領域、又は非コード領域、例えば５’若しくは３’非翻訳領域を含むことができる。ｄｓＲＮＡは、例えばカセットを両方向に転写することによって（インビトロ又はインビボで）、例えばカセットのどちらかの側にＴ７プロモーターを含めることによって、作製できる。カセット内の挿入物は、ホスファターゼコード核酸に相補的な配列を含むように選択される。配列は完全長である必要はなく、例えばエクソン又は１９〜５０ヌクレオチド又は５０〜２００ヌクレオチドであってよい。配列は、転写産物の５’側の半分から、例えばＡＴＧの１０００、６００、４００又は３００ヌクレオチド以内であり得る。ＨＩＳＣＲＩＢＥ（商標）ＲＮＡｉ転写キット（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，ＭＡ）及び「Fire, A. (1999) Trends Genet. 15, 358-363」を参照のこと。ｄｓＲＮＡはより小さなフラグメントに消化することができる。例えば米国特許出願第２００２−００８６３５６号及び同第２００３−００８４４７１を参照されたい。
【００８０】
一態様では、ｓｉＲＮＡを使用する。ｓｉＲＮＡは、場合により突出末端を含む低分子二本鎖ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡｓ）である。例えば、二本鎖領域は約１８〜２５ヌクレオチドの長さ、例えば約１９、２０、２１、２２、２３又は２４ヌクレオチドの長さである。通常は、ｓｉＲＮＡ配列は標的ｍＲＮＡに厳密に相補的である。
【００８１】
「リボザイム」は、ＲＮＡにおいて特定部位で切断するＲＮＡ酵素分子である。ホスファターゼ、例えば１型ホスファターゼをコードする又はその発現のために必要な核酸を特異的に切断することができるリボザイムは、周知の方法に従って設計することができる。
【００８２】
（人工転写因子）
ホスファターゼ阻害剤又はホスファターゼをコードする遺伝子内又はその近くの配列、例えば遺伝子のプロモーター又はエンハンサー内の部位、例えばｍＲＮＡ開始部位の１０００、７００、５００若しくは２００ヌクレオチド以内、又は遺伝子内のクロマチンアクセス可能部位の５０、２０、１０ヌクレオチド以内の配列と相互作用するために、人工転写因子、例えばキメラジンクフィンガータンパク質を設計（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）することができる。例えば、米国特許第６，７８５，６１３号を参照のこと。人工転写因子は、遺伝子がホスファターゼ阻害剤（例えばＩ−１）をコードする場合は遺伝子の発現を活性化するように、又は例えば遺伝子がホスファターゼをコードする場合は、遺伝子の発現を抑制するように設計（ｄｅｓｉｇｎｅｄ）できる。
【００８３】
人工転写因子はライブラリーから設計又は選択することができる。例えば、人工転写因子は、インビトロ（例えばファージディスプレイを用いて、米国特許第６，５３４，２６１号）若しくはインビボでの選択によって、又は認識コードに基づく設計によって（例えば国際公開第ＷＯ００／４２２１９号及び米国特許第６，５１１，８０８号参照）作製できる。中でも特に、様々なジンクフィンガードメインのライブラリーを作成するための方法に関しては、例えば「Rebar et al. (1996) Methods Enzymol 267:129」;「Greisman and Pabo (1997) Science 275:657」；「Isalan et al. (2001) Nat. Biotechnol 19:656」；及び「Wu et al. (1995) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 92:344」を参照のこと。
【００８４】
場合により、ジンクフィンガータンパク質を転写調節ドメイン、例えば転写を活性化する活性化ドメイン又は転写を抑制する抑制ドメインに融合することができる。ジンクフィンガータンパク質は、それ自体が細胞に送達される異種核酸によってコードされる、又はタンパク質自体が細胞に送達されることができる（例えば米国特許第６，５３４，２６１号参照）。ジンクフィンガータンパク質をコードする配列を含む異種核酸は、例えば細胞内のジンクフィンガータンパク質のレベルの微細な調節を可能にするために、誘導性プロモーターに作動可能に結合することができる。
【００８５】
（投与）
ホスファターゼ活性を調節する作用物質、例えば本明細書に記載する作用物質は、標準的な方法によって対象に投与することができる。例えば、作用物質は、静脈内、皮内、皮下、経口（例えば吸入又は経口摂取）、経皮（局所）及び経粘膜を含む多くの異なる経路のいずれかによって投与できる。一態様では、作用物質は注入によって、例えば動脈内、筋肉内又は静脈内投与される。
【００８６】
作用物質、例えばホスファターゼ阻害剤をコードする核酸分子、ポリペプチド、フラグメント又は類似体、調節剤（例えば有機化合物及び抗体（本明細書では「活性化合物」とも称する）は、対象、例えばヒトへの投与に適切な医薬組成物中に組み込むことができる。そのような組成物は、通常、ポリペプチド、核酸分子、調節剤又は抗体及び薬学上許容される担体を含む。本明細書で使用する、「薬学上許容される担体」という用語は、薬剤投与と適合する、ありとあらゆる溶媒、分散媒質、被覆物、抗菌及び抗真菌薬、等張剤及び吸収遅延剤等を含むことが意図されている。医薬活性物質のためのそのような媒質及び作用物質の使用は公知である。従来の媒体又は作用物質が活性化合物と不適合性である場合を除き、そのような媒体は本発明の組成物において使用できる。補助的な活性化合物も組成物に組み込むことができる。
【００８７】
医薬組成物は、目的の投与経路と適合するように製造できる。非経口、皮内又は皮下適用のために使用される溶液又は懸濁液は、以下の成分を含むことができる：無菌希釈剤、例えば注射用蒸留水、塩類溶液、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール又は他の合成溶媒；抗菌剤、例えばベンジルアルコール又はメチルパラベン；抗酸化剤、例えばアスコルビン酸又は重亜硫酸ナトリウム；キレート剤、例えばエチレンジアミン四酢酸；緩衝剤、例えば酢酸塩、クエン酸塩又はリン酸塩、及び張度の調節のための物質、例えば塩化ナトリウム又はデキストロース。ｐＨは、酸又は塩基、例えば塩酸又は水酸化ナトリウムで調整することができる。非経口製剤は、ガラス又はプラスチックで作られたアンプル、使い捨て注射器又は多回投与バイアルに封入することができる。
【００８８】
注射用に適する医薬組成物は、滅菌水溶液（水溶性の場合）又は分散液、及び無菌注射用溶液又は分散液の即時調製のための滅菌粉末を含む。静脈投与に関しては、適切な担体は、生理食塩水、静菌水、クレモフォール（Ｃｒｅｍｏｐｈｏｒ ＥＬ）（商標）（ＢＡＳＦ， Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ， ＮＪ）又はリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）を含む。全ての場合に、組成物は無菌でなければならず、容易に注射できる程度に流動性であるべきである。製造及び保存条件下で安定でなければならず、また微生物、例えば細菌及び真菌の汚染作用に対して保護されていなければならない。担体は、例えば水、エタノール、ポリオール（例えばグリセロール、プロピレングリコール及び液体ポリエチレングリコール等）を含む、溶媒又は分散媒質、及びそれらの適切な混合物であってよい。適切な流動性は、例えばレシチンなどの被覆物の使用によって、分散の場合は必要な粒径の維持によって及び界面活性剤の使用によって維持できる。微生物の作用の予防は、様々な抗菌及び抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサール等によって達成できる。多くの場合、等張剤、例えば糖類、多価アルコール、例えばマンニトール、ソルビトール、塩化ナトリウムを組成物中に含めることが好ましい。吸収を遅延させる物質、例えばモノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを組成物中に含めることによって、注射用組成物の持続的吸収を生じさせることができる。
【００８９】
無菌注射用溶液は、必要量の活性化合物（例えば本明細書に記載する作用物質）を、必要に応じて上記で列挙した成分の１つ又はそれらの組合せと共に、適切な溶媒に加え、続いてろ過滅菌することによって調製できる。一般に、分散液は、活性化合物を、基本分散媒質及び上記で列挙したものの中から必要な他の成分を含む滅菌媒体に加えることによって調製される。無菌注射用溶液の調製のための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、真空乾燥及び、あらかじめその滅菌ろ過溶液から有効成分プラスさらに所望する成分の粉末を生じる凍結乾燥である。
【００９０】
経口組成物は一般に、不活性希釈剤又は可食担体を含む。それらをゼラチンカプセルに封入するか又は錠剤に圧縮することができる。経口治療投与のためには、活性化合物を賦形剤と共に加え、錠剤、トローチまたはカプセルの形態で使用することができる。経口組成物はまた、うがい薬としての使用のために液体担体を用いて調製でき、液体担体中の化合物は、経口的に適用され、クチュクチュゆすいで、吐き出されるか又は飲み込まれる。製薬上適合性の結合剤及び／又はアジュバント材料を組成物の一部として含むことができる。錠剤、丸剤、カプセル、トローチ等は、以下の成分のいずれか又は同様の性質の化合物を含むことができる：結合剤、例えば微結晶セルロース、トラガカントゴム又はゼラチン；賦形剤、例えばデンプン又はラクトース；崩壊剤、例えばアルギン酸、プリモゲル（Ｐｒｉｍｏｇｅｌ）又はトウモロコシデンプン；潤滑剤、例えばステアリン酸マグネシウム又はステロテックス（Ｓｔｅｒｏｔｅｓ）；流動促進剤、例えばコロイド状二酸化ケイ素；甘味料、例えばスクロース又はサッカリン；又は香味料、例えばペパーミント、サリチル酸メチル又はオレンジ香味料。
【００９１】
さらに、全身投与は、経粘膜又は経皮的手段によっても実施できる。経粘膜又は経皮投与のためには、透過すべき障壁に適切な浸透剤を製剤中で使用する。そのような浸透剤は一般に公知であり、例えば経粘膜投与用には、界面活性剤、胆汁酸塩及びフシジン酸誘導体を含む。経粘膜投与は、鼻内噴霧又は坐薬の使用を通して実施できる。経皮投与用には、当該技術分野において一般的に公知であるように、活性化合物を軟膏（ｏｉｎｔｍｅｎｔｓ、ｓａｌｖｅｓ）、ゲル又はクリームに製剤する。
【００９２】
一態様では、活性化合物は、体内からの迅速な排泄に対して化合物を保護する担体と共に、例えば移植片及びマイクロカプセル送達システムを含む制御放出製剤として調製される。生分解性、生体適合性ポリマー、例えばエチレン酢酸ビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル及びポリ乳酸が使用できる。そのような製剤の製造のための方法は、当業者には明白である。材料もまた、アルザ社（Ａｌｚａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）及びノバ製薬株式会社（Ｎｏｖａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から市販のものを入手できる。リポソーム懸濁液（ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体で感染細胞を標的するリポソームを含む）も、薬学上許容される担体として使用できる。これらは当業者に公知の方法に従って、例えば米国特許第４，５２２，８１１号に記載されているように調製できる。
【００９３】
医薬組成物は、投与のための指示書と共に容器、パック又はディスペンサーに共に含まれることができる。
【００９４】
好ましい態様では、医薬組成物は、罹患血管、例えば動脈、又は器官、例えば心臓に注入される。
【００９５】
（低分子物質）
ホスファターゼ活性を調節する、例えばホスファターゼ活性を阻害する、低分子作用物質は、低分子スクリーニングによって特定することができる。１又はそれ以上の候補分子をホスファターゼに接触させ、候補分子がホスファターゼと相互作用する又はホスファターゼの酵素活性を調節するかどうかを評価して判定することができる。接触はインビトロで又はインビボで実施することができる。例えばインビトロアッセイは、例えばホスファターゼ活性を有する組換えタンパク質、例えば少なくともヒトホスファターゼの触媒フラグメントを用いて、高度精製成分を使用することができる。ホスファターゼの酵素活性はインビトロで評価することができる。
【００９６】
例えば、プロテインホスファターゼ１活性は、５０ｍＭのトリスＨＣｌ（ｐＨ７．４）、１ｍＭのＤＴＴ、０．５ｍＭのＭｎＣｌ２、１０μＭの［３２Ｐ］ホスホリラーゼａ、及び０．５μｇ／ｍｌのＰＰ１を含む反応混合物３０μｌ中で、記載されているように(Endo, S., et al. (1996) Biochemistry 35, 5220-5228)検定することができる。１μｌのＰＰ１を、残りのアッセイ成分を含むアッセイ混合物２０μｌに添加して反応を開始させる。３０℃で２０分後、アッセイ混合物に１０μｌの５０％トリクロロ酢酸を添加して反応を終了させる。次にアッセイ混合物を氷上で冷却して、遠心分離する。上清からの２０μｌアリコートをろ紙にスポットし、放出された［３２Ｐ］Ｐｉの量を測定するためにシンチレーション計数器に入れた。ＰＰ１アッセイのために使用した［３２Ｐ］ホスホリラーゼは、上述したように３０℃で３０分間調製した。［３２Ｐ］ホスホリラーゼを５０ｍＭのトリスＨＣｌ、ｐＨ７．４、１ｍＭのＥＤＴＡ、１ｍＭのＤＴＴ中で透析し、使用時まで−８０℃で凍結保存した（Huang et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2000 May 23;97(11):5824-9も参照のこと）。
【００９７】
治療化合物及び天然抽出物のライブラリーを試験する多くの薬剤スクリーニングプログラムでは、所与の期間に検討する試験化合物の数を最大化するために高処理アッセイが望ましい。
【００９８】
試験化合物の効果は、様々な濃度の試験化合物を用いて得られるデータから用量反応曲線を作成することによって評価できる。さらに、比較のためのベースラインを提供するために対照アッセイを実施することもできる。対照アッセイでは、心臓細胞を試験化合物の非存在下でインキュベートする。
【００９９】
「化合物」又は「試験化合物」は、いかなる化合物であってもよく、例えば高分子（例えばポリペプチド、タンパク質複合体又は核酸）又は低分子（例えばアミノ酸、ヌクレオチド、有機又は無機化合物）であってよい。試験化合物は、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、１，０００ｇ／ｍｏｌ以下又は約５００ｇ／ｍｏｌ以下の式量を有することができる。試験化合物は、天然に存在するか（例えば草本又は自然生成物）、合成物質又はその両方であってよい。高分子の例は、タンパク質、タンパク質複合体及び糖タンパク質、核酸、例えばＤＮＡ、ＲＮＡ及びＰＮＡ（ペプチド核酸）である。低分子の例は、ペプチド、ペプチドミメティック（例えばペプトイド）、アミノ酸、アミノ酸類似体、ポリヌクレオチド、ポリヌクレオチド類似体、ヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、有機又は無機化合物、例えばヘテロ有機又は有機金属化合物である。試験化合物は、本明細書に記載する方法によって検定される唯一の物質であってよい。または、試験化合物の集合を連続的に又は同時に検定することができる。
【０１００】
試験化合物は、例えば上述したように（例えば、アゴニストについての情報に基づいて）又は数多くのコンビナトリアルライブラリー法のいずれかを用いて入手できる。一部の例示的なライブラリーは以下を含む：生物学的ライブラリー；ペプトイドライブラリー（ペプチドの機能性を有するが、新規で非ペプチド性の骨格を備え、酵素分解に対して抵抗性であるが、それにもかかわらず生物活性なままである分子のライブラリー（例えば、Zuckermann, R.N. et al. (1994) J. Med. Chem. 37:2678-85参照）；空間的にアドレス可能な並列固相又は液相ライブラリー；デコンボルーションを必要とする合成ライブラリー法；「１ビーズ１化合物」ライブラリー法；及びアフィニティークロマトグラフィー選択を用いる合成ライブラリー法。これらのアプローチは、例えば化合物のペプチド、非ペプチドオリゴマー又は低分子ライブラリーを作製するために使用できる（例えば、Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12:145参照）。
【０１０１】
コンビナトリアルケミカルライブラリーの作製及びスクリーニングは当業者に周知である。そのようなコンビナトリアルケミカルライブラリーは、ペプチドライブラリー（例えば「米国特許第５，０１０，１７５号、Furka, Int. J. Pept. Prot. Res. 37:487-493 (1991)」及び「Houghton et al, Nature 354:84-88 (1991)」参照）を含むが、これらに限定されるものではない。化学的多様性のあるライブラリーを作製するための他の化学も使用できる。そのような化学は、ペプトイド（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９１／１９７３５号）、コードされるペプチド（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９３／２０２４２号）、ランダムバイオオリゴマー（例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９２／０００９１号）、ベンゾジアゼピン（例えば、米国特許第５，２８８，５１４号）、ダイバーソマー（ｄｉｖｅｒｓｏｍｅｒｓ）、例えばヒダントイン、ベンゾジアゼピン及びジペプチド(Hobbs et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 90:6909-6913 (1993))、ビニローグポリペプチド(Hagihara et al., J. Amer. Chem. Soc. 114:6568 (1992))、グルコース骨格を有する非ペプチド性のペプチドミメティック (Hirschmann et al., J. Amer. Chem. Soc. 114:9217-9218 (1992))、低分子化合物ライブラリーの類似の有機合成 (Chen et al., J. Amer. Chem. Soc. 116:2661 (1994))、オリゴカルバメート(Cho et al., Science 261 :1303 (1993)）、及び／又はホスホン酸ペプチジル(Campbell et al., J. Org. Chem. 59:658 (1994))、核酸ライブラリー（Ausubel, Berger and Sambrook参照、全て前出）、ペプチド核酸ライブラリー（例えば、米国特許第５，５３９，０８３号参照）、抗体ライブラリー（例えば、Vaughn et al., Nature Biotechnology, 14(3):309-314 (1996)及びPCT/US96/10287号参照）、炭水化物ライブラリー（例えば、Liang et al., Science, 274:1520-1522 (1996)及び米国特許第５，５９３，８５３号参照）、有機低分子ライブラリー（例えば、ベンゾジアゼピン、Baum C&EN, Jan 18, page 33 (1993)；イソプレノイド、米国特許第５，５６９，５８８号；チアゾリジノン及びメタチアザノン、米国特許第５，５４９，９７４号；ピロリジン、米国特許第５，５２５，７３５及び同第５，５１９，１３４号；モルホリノ化合物、米国特許第５，５０６，３３７号；ベンゾジアゼピン、米国特許第５，２８８，５１４号等）を含むが、これらに限定されるものではない。さらに、分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該技術分野において、例えば：DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 90:6909；Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci USA 91 :11422；Zuckermann et al. (1994). J. Med. Chem. 37:2678；Cho et al. (1993) Science 261:1303；Carrell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059；Carell et al (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061；及びGallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37:1233において認められる。
【０１０２】
生物学的ライブラリーは、核酸によってコードできるポリマーを含むことができる。そのようなコードされるポリマーは、ポリペプチド及び機能性核酸（例えば、核酸アプタマー（ＤＮＡ、ＲＮＡ）、二本鎖ＲＮＡ（例えばＲＮＡｉ）、リボザイム等）を含む。生物学的ライブラリー及び非生物学的ライブラリーは、ペプチドライブラリーを作製するために使用できる。生物学的ライブラリーの別の例は、ｄｓＲＮＡ（例えばｓｉＲＮＡ）又はその前駆体のライブラリーである。二本鎖ＲＮＡ（例えば、ｓｉＲＮＡ）を生成するように処理又は転写することができる核酸のライブラリーによっても特徴づけられる。
【０１０３】
分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該技術分野において、例えば：DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 90:6909；Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91 :11422；Zuckermann et al. (1994). J. Med. Chem. 37:2678；Cho et al. (1993) Science 261:1303；Carrell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059；Carell et al (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061；及びGallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37:1233において認められる。
【０１０４】
化合物のライブラリーは、溶液中（例えば、Houghten (1992) Biotechniques 13:412-421）、又はビーズ(Lam (1991) Nature 354:82-84)、チップ(Fodor (1993) Nature 364:555-556)、細菌（Ladner，米国特許第5,223,409号）、胞子(Ladner,米国特許第5,223,409号）、プラスミド(Cull et al. (1992) Proc Natl Acad Sci USA 89:1865-1869)又はファージ(Scott and Smith (1990) Science 249:386-390；Devlin (1990) Science 249:404-406；Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci 87:6378-6382；Felici (1991) J. MoI Biol. 222:301-310；Ladner 前出）上に提示されることもある。多くの場合、試験化合物のライブラリーに対する高処理スクリーニングアプローチは、１又はそれ以上のアッセイ、例えばアッセイの組合せを含む。各々のアッセイからの情報を、例えば最適化又は改善された化合物のためのリード化合物として使用できる候補化合物を特定するため及びＳＡＲを特定するために、データベースに保存することができる。
【０１０５】
以下の実施例は、本発明のさらなる説明として及び本発明を例示するために提供するものであり、本発明を限定するものではない。
（実施例）
【実施例１】
【０１０６】
心不全のヒト心臓におけるＩ−１及びそのリン酸化
心不全のヒト心臓におけるＩ−１のレベルとリン酸化状態を調べるために、Ｉ−１のレベルを、一次診断が拡張型心筋症（ＩＤＣ）であった９例の非心不全のヒト心臓及び１０例の心不全のヒト心臓からの生検において比較した。タンパク質の負荷を等しく管理するために、データをカルセケストリンタンパク質（ＣＳＱ）レベルに基準化した。このＳＲタンパク質のレベルは心不全の試料と非心不全の試料の間で同じレベルであったからである（図１Ａ）。総Ｉ−１タンパク質レベルは、ドナーと心不全の心臓の間で差がなかったが、そのリン酸化の程度は心不全の心臓において有意に低く（〜６０％）（図１Ｂ）、心不全のヒト心臓ではＩ−１は主として不活性であり、それ故ＰＰ１活性を阻害できないことを示唆した。低いＩ−１リン酸化レベルは、ドナー心臓（１０．９±１．３ｐｍｏｌ／ｍｇ、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）に比べて心不全の心臓（５．８±０．７ｐｍｏｌ／ｍｇ、ｎ＝９）での低いｃＡＭＰレベルによるβアドレナリンシグナル伝達障害及び低いＰＫＡ活性化を反映すると考えられる。
【実施例２】
【０１０７】
構成的に活性なＩ−１によるＰＰ１阻害の心不全のヒト心筋細胞におけるβアゴニストに対する収縮応答の増強
Ｉ−１欠損マウス心臓は、低い収縮パラメータを示す。さらに、ヒト心不全の場合は、ＰＰ１活性が上昇する。この上昇は、少なくとも一部には、機能低下を導くＩ−１の不活性化又は脱リン酸化によるものであると考えられる。従って、Ｉ−１活性を上昇させることは、心不全のヒト心筋細胞において減衰したβアドレナリン応答性を回復するのに有益であり得る。
【０１０８】
構成的に活性なＩ−１タンパク質（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ）のアデノウイルス媒介の発現を、心不全のヒト心臓から単離した筋細胞において使用した（del Monte F, et al., Circulation. 1999;100:2308-11)。Ｉ−１Ｔ３５Ｄ構築物の設計は、最初の６５のアミノ酸をコードするようにＩ−１ ｃＤＮＡを切断すること及びＰＫＡリン酸化部位（ＧＧＴ：Ｔｈｒ３５）をアスパラギン酸（ＧＴＣ：Ｄ）で置換するヌクレオチド変化を導入することを必要とし、構成的に活性な阻害剤を生じる(Endo, S. et al., Biochemistry. 1996;35:5220-8)。平行検討では、心筋細胞を、対照として使用するためにβ−ガラクトシダーゼをコードするアデノウイルスに感染させた。どちらの構築物も、トランスフェクションのマーカーとして使用したグリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）をコードする配列を含んでいた（図２Ｂ及びＤ）。
【０１０９】
β−ｇａｌ又はＩ−１Ｔ３５Ｄ構築物の何れかで感染させた心不全のヒト心筋細胞は、基礎条件下で同様の収縮機能を示した。しかしながら、イソプロテレノール（１００ｎＭ）に応答して、Ｉ−１Ｔ３５Ｄに感染させた心筋細胞は、対照と比較して、有意に高い筋細胞短縮（図２Ｅ及びＦ）、細胞短縮速度（図２Ｇ）及び再伸長（図２Ｈ）、及び弛緩についてのより低い時間定数、タウ（τ）を示した（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．１６±０．０５、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．３７±０．０９、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）。加えて、カルシウムシグナルの５０％減衰までの時間（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．３３±０．０６、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．５２±０．０６、秒、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）及びカルシウムシグナル減衰についてのτ（Ｉ−１Ｔ３５Ｄ：０．３６±０．１０、ｎ＝８に対して、ＧＦＰ：０．７０±０．０９、ｎ＝１０、ｐ＜０．０５）が、対照と比較してＩ−１トランスフェクト細胞において加速された。
【０１１０】
従って、ホスファターゼを阻害するタンパク質の発現は、ヒト心不全において上昇すると報告されている活性、ＰＰ１活性を低下させるために有効である。加えて、これらの結果は、Ｉ−１Ｔ３５ＤによるＰＰ１活性の阻害が、心不全のヒト心臓におけるβアドレナリン応答性を有意に改善することを示唆する。
【実施例３】
【０１１１】
心臓組織への遺伝子送達での同時冠状静脈遮断（ＣＶＢ）を伴う経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入の活用
種々の血清型のＡＡＶを、外因性遺伝子を心臓に送達する能力に関してテストした。ＡＡＶ６は、その他のＡＡＶに比べていくつかの驚くべき意外な性質を有することが認められた。ＡＡＶ６は、心臓において最も迅速な遺伝子発現並びに最も特異的で効率的な発現をもたらした（データは示していない）。その他のＡＡＶは、しかしながら、他の適用、例えば心臓組織において異なる発現経過が望ましい適用のために有用であり得る。
【０１１２】
同時冠状静脈遮断（ＣＶＢ）を伴う経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入をヒツジ及びブタモデルの両方で実施した。左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）又は左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）にカニューレを挿入し、標準血管形成バルーンで閉塞した。ウイルスの停留時間を上昇させるためにＬＡＤ及びＬＣＸ分布の両方で１分間の虚血プレコンディショニング（ＬＡＤ及びＬＣＸの遮断による）を実施した。プレコンディショニングプロトコール後、大冠状静脈（ＧＣＶ）又はその分枝の１つにカニューレを挿入し、標準ウエッジバルーン（wedge balloon）カテーテルで一時的に閉塞した。ＣＶＢを、ＧＣＶ近位部の閉塞を含み、それ故ＬＡＤ及びＬＣＸ分布の両方で静脈ドレナージを閉塞するように包括的に、又はＬＡＤ送達の前室間静脈（ＡＩＶ）が閉塞され、同様にＬＣＸ送達の中心静脈（ＭＣＶ）の口が閉塞されるように選択的に実施した。動脈及び静脈バルーンの両方を膨張させて、膨張した血管形成バルーンの中心管腔を通してβ−ガラクトシダーゼを担持するアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ６．β−ｇａｌ）を注入することにより、経皮的順行性冠動脈内遺伝子導入を実施した（ｎ＝５）。
【０１１３】
ＡＡＶ６．ＣＭＶ．β−ｇａｌによる遺伝子導入の１２週間後、１０μｍの心筋切片を中隔、前室、左室側心室、後心室及び右心室壁から得た。これらの切片を、０．５％グルタルアルデヒドを含むリン酸緩衝液（ＰＢＳ）で３０分間、次に３０％スクロースを含むＰＢＳで３０分間固定した。その後切片を、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリル−α−Ｄ−ガラクトピラノシド（Ｘ−ｇａｌ）を含む溶液中で一晩インキュベートした。結果は、心筋全体へのβ−ガラクトシダーゼの広汎な導入を示唆した（データは示していない）。従って、包括的ＣＶＢを伴う５×１０１４ゲノム／ｍｌの濃度のＡＡＶ６．ＣＭＶ．β−ｇａｌの順行性形質導入は、標的心筋において有意の遺伝子発現を生じさせ、大型動物モデルにおける実現可能性と安全性を明らかにした。
【０１１４】
冠状静脈閉塞を用いた遺伝子導入をさらに確認した。簡単に述べると、レポーター遺伝子及びＳＥＲＣ２Ａをコードする遺伝子は、ＡＡＶ６．ＣＭＶ構築物に基づき、ブタにおいて成功裏に導入された（データは示していない）。
【実施例４】
【０１１５】
インビボでの活性阻害剤１の発現の心機能の増強
プロテインホスファターゼ１活性低下の長期的なインビボ作用を調べるため、構成的に活性なトランケート型阻害剤１（Ｉ−Ｔ３５Ｄ；ＡＡ１−６５）を心筋細胞限定的に発現させた。この形態の阻害剤１は、天然リン酸化阻害剤よりも高い濃度であるが、プロテインホスファターゼ１を特異的に阻害し(Endo, S., et al., Biochemistry. 1996;35:5220-8)、及びより顕著に、βアドレナリン受容体シグナル伝達軸が下方調節される心不全において活性なままであることから(Bristow, M.R., et al., N Engl J. Med. 1982;307:205-ll)、選択した。
【０１１６】
ａ−ＭＨＣプロモーター、次いでマウスＩ−Ｔ３５Ｄ（ＡＡ１−６５）ｃＤＮＡ及びシミアンウイルス４０ポリアデニル化部位から成る５．６ｋｂの導入遺伝子を構築し、制限して、ゲル精製し、その後一細胞近交系ＦＶＢ／Ｎ胚の前核に微量注入した。ＴＧマウスは、シンシナティ大学の「研究機関における動物の管理及び使用に関する委員会（Institutional Animal Care and Use Committees）」によって承認されたプロトコールに従って取り扱った。
【０１１７】
３つのトランスジェニック系統が同様のレベルのＩ−Ｔ３５Ｄ発現（ＷＴｓと比較して約２５倍）で得られた。インビボでの心機能を、先に記述されている(Hoit, B.D., et al., Circ. Res. 1995;77:632-7)ように、非侵襲的心エコー検査によって評価した。各々の実験について、トランスジェニック及び野生型マウスをアベルチン２．５％（１０μｌ／（ｇ・体重））で麻酔し、盲検条件下で心機能を評価した。グループ間の統計的な差異を判定するためにスチューデントｔ検定及びＡＮＯＶＡ、次いでＮｅｕｍａｎ−Ｋｅｕｌｓのｔ検定を用いた。データは、平均値±標準誤差で表わした。各々の実験について、Ｐ値＜０．０５で統計的有意性を確立した。統計分析は、Ｐｒｉｓｍ３．０で実施した。
【０１１８】
３つの系統を、年齢及び性別が適合する野生型（ＷＴ）と共に、Ｍ形式及びドップラー超音波検査によって調べた。３ヶ月齢で、野生型（ｎ＝５）と比較して活性阻害剤１トランスジェニック心臓（ｎ＝１４）では、左室円周方向心筋線維短縮速度（Ｖｃｆ）の上昇が認められ（ＴＧ：７．９１±０．３１に対して、ＷＴ：６．２８±０．５４、ｃｉｒｃ／ｓｅｃ；Ｐ＜０．０５）、駆出時間が短縮された（ＴＧ：５６．７７±１．８１に対して、ＷＴ：６４．０±２．０７、ｍｓｅｃ；Ｐ＜０．０５）。さらに、６ヶ月齢で心機能が同様に上昇し、寿命検討（１９匹のＷＴ及び１９匹のＴＧ）では突然死の証拠を示唆せず、カプラン−マイヤー生存率分析（２年齢まで）は、死亡率において有意差を示さなかった。その後の検討は、トランスジェニック系統の１つ（Ｃ系統）に関して実施した。心臓プロテインホスファターゼ１活性の有意な低下（１５％）が存在し（図３Ａ）、ＷＴｓと比較して全体的ＰＰ１触媒サブユニットタンパク質レベル又はＰＰ２Ａ活性に代償性変化は見られなかった（データは示していない）。
【０１１９】
２Ａ型ホスファターゼを選択的に阻害する濃度の４ｎＭのオカダ酸、及び２Ｂ型ホスファターゼの阻害剤であるＥＤＴＡ（０．５ｍＭ）の存在下で、３２Ｐ標識グリコーゲンホスホリラーゼを基質として使用してＰＰ１活性を調べた（Carr, A.N., et al., Mol Cell Biol. 2002;22:4124-35;Suzuki, Y., et al., Mol. Cell Biol. 2001 ;21 :2683-94）。反応の線形性を確実にするために基質の１５％未満だけが利用される条件下でアッセイを実施した。
【０１２０】
インビトロでの心機能を、先に記述されている（Sato, Y., et al., J. Biol Chem. 1998;273:28470-7）ようなランゲンドルフ灌流システムを用いて検査した。心拍数及び心室内圧の最大一次導関数（±ｄＰ／ｄｔ）を連続的に算定した。細胞機能に関しては、カルシウム耐性心筋細胞を単離し、サブセットにＦｕｒａ−２−ＡＭ（Zhao, W., et al., Cardiovasc Res. 2003;57:71-81）を負荷した。基礎及びイソプロテレノール刺激した収縮性パラメータ及びＣａ２＋濃度変化を、ビデオエッジ検出システムを用いて測定した。細胞を０．５Ｈｚで律動させた。データは、Ｆｅｌｉｘコンピュータソフトウエア（Photon Technology International, Lawrenceville, New Jersey, USA）によって解析した。
【０１２１】
神経ホルモン又は血流力学的影響を受けない系である、ランゲンドルフ灌流の心臓も、内因性心臓収縮力の増強を示唆した。活性阻害剤１発現の心臓では、最大左心室圧が上昇し（２３％）、＋ｄＰ／ｄｔ及び−ｄＰ／ｄｔが野生型コホートに比べてそれぞれ３９％及び３６％上昇した（図３Ｂ）。さらに、単離したカルシウム耐性心筋細胞は、左室内径短縮率の上昇（５６％）を示した（図３Ｃ）。基礎条件下で、＋ｄＬ／ｄｔ及び−ｄＬ／ｄｔ並びに左室内径短縮率の程度（％ＦＳ）が活性阻害剤１発現の心筋細胞において上昇した。またイソプロテレノール刺激（ＩＳＯ）下で、＋ｄＬ／ｄｔ及び−ｄＬ／ｄｔが上昇した。筋細胞短縮（−ｄＬ／ｄｔ）及び再伸長（＋ｄＬ／ｄｔ）の速度も、活性阻害剤１の発現によって２倍以上上昇した（図３Ｃ）。５０％ピーク及び５０％弛緩までの時間も有意に低下した。さらに、心筋細胞がイソプロテレノール（１００ｎＭ）によって最大刺激されたとき、筋細胞短縮（−ｄＬ／ｄｔ）及び再伸長（＋ｄＬ／ｄｔ）の速度は上昇し続けた（図３Ｃ）。
【０１２２】
機械的パラメータの変化は、カルシウム循環における同様の上昇を反映した。基礎条件下で、カルシウム濃度変化の程度及び５０％減衰までの時間（Ｔ５０値）の両方が活性阻害剤１心筋細胞において上昇した。イソプロテレノール（１００ｎＭ）刺激下で、Ｔ５０値も短縮された。実際に、カルシウム濃度変化の程度は、ＳＲカルシウム取込み及びＳＲカルシウム負荷の上昇を反映して、７１％上昇し、Ｃａ２＋シグナルの５０％減衰までの時間（Ｔ５０値）は３７％低下して（図３Ｄ）、ＳＥＲＣＡ２機能の増強を示唆した。
【０１２３】
注目すべきは、イソプロテレノール刺激下でも、活性阻害剤１心筋細胞は引き続きＴ５０値の短縮を示したが、カルシウム濃度変化の程度は、機械的パラメータと一致して、野生型心筋細胞と差がなかった。基礎収縮性の増強及びβアドレナリン応答性上昇に関するこれらの所見は、分子変力剤としての阻害剤１の役割を裏付ける。本実施例は、それ故、活性阻害剤１（Ｉ−１＊）の心臓特異的発現を有するマウスが、心臓１型ホスファターゼ活性の低下及び心臓収縮性の上昇を示すことを明らかにする。
【実施例５】
【０１２４】
Ｃａ２＋ハンドリングタンパク質及びグリコーゲン代謝への活性阻害剤１の作用
上記のように、鍵となる調節ホスホプロテイン、例えばホスホランバン、リアノジン受容体、トロポニンＩ及びＬ型カルシウムチャネルの、βアドレナリン受容体依存性タンパク質リン酸化は、Ｃａ２＋循環及び心臓収縮性を支配する、決定的に重要な調節機構を構成する。従って、これらの鍵となる基質の発現（図４Ａ）及びリン酸化レベル（図４Ｂ）を、ここで述べるトランスジェニックモデルにおいて検討した。
【０１２５】
先に記述されているように１１、１８、心臓ホモジネートに関して定量的免疫ブロット法を実施した。プロテインＧダイナビーズ（Dynal Bioctechnology Incorporated, Lake Success, NY）を使用して免疫沈降実験を実施した。簡単に述べると、ＰＰ１ａ抗体（Santa Cruz Biotechnology, sc-6104）の５０μｌを、製造者により記載されるように０．２Ｍのトリエタノールアミン及び２０ｍＭのジメチルピメジレートを使用して、磁気プロテインＧビーズに複合した。心臓ホモジネートの５００μｌを、絶えず回転運動させながら、ビーズと共に一晩インキュベートした。ビーズをＰＢＳプラス０．１％のＴｗｅｅｎ２０で５回洗浄した。最後に、０．１Ｍのクエン酸（ｐＨ２．８）を用いてＰＰ１抗体に結合したタンパク質を溶出し、その後ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離して、上記のようにブロットし、プローブした。
【０１２６】
最初に、１２５Ｉ−ヨードシアノピンドロールによる放射性リガンド結合試験において、βアドレナリン受容体密度には差がないことが測定された（データは示していない）。放射性リガンド結合試験は、先に記述されているように（McGraw, DW and Liggett, SB, J. Biol. Chem. 1997;272:7338-44）実施した。簡単に述べると、マウス心臓を、５ｍＭのトリス、２ｍＭのＥＤＴＡ（ｐＨ７．４）、ベンズアミジン（５μｇ／ｍｌ）及びダイズトリプシン阻害因子（５μｇ／ｍｌ）を含む緩衝液中で均質化した。ホモジネートを４℃、４０，０００×ｇで１０分間遠心分離した。生じたペレットを１０容積の均質化緩衝液に再懸濁し、再び遠心分離した。ペレットをアッセイ緩衝液（７５ｍＭのトリス、１２．５ｍＭのＭｇＣｌ２、２ｍＭのＥＤＴＡ、ｐＨ７．４）に再懸濁し、次にアリコートを、約４００ｐＭの１２５Ｉ標識ヨードシアノピンドロールと共に室温で２時間、総容量２５０μｌ中でインキュベートした。１μＭのプロプラノロールの存在下で非特異的結合を測定した。反応を停止するために、低温洗浄緩衝液（１０ｍＭのトリス、ｐＨ７．４）を添加し、ＷｈａｔｍａｎＧＦ／Ｃガラス繊維フィルターを通して真空ろ過を実施した。
【０１２７】
しかし、野生型心臓と比較して、そのｃＡＭＰ依存性（Ｓｅｒ１６）及びＣａ２＋カルモジュリン依存性（Ｔｈｒ１７）プロテインキナーゼ部位の両方でホスホランバンのリン酸化レベルに著しい上昇（約１．８倍）があった（図４Ｂ）。興味深いことに、心臓リアノジン受容体タンパク質レベルは、約３０％低下したが（図４Ａ）、このチャネルの相対的（ｍｏｌ・Ｐｉ／ｍｏｌ・ＲｙＲ２）リン酸化には差がなかった（図４Ｂ）。プロテインホスファターゼ１及びプロテインホスファターゼ２Ａの両方が、リアノジン受容体高分子複合体と共免疫沈降することが示されているので（Marx SO, et al., Cell. 2000;101:365-76）、リアノジン受容体リン酸化に関するこの所見は意外であった。
【０１２８】
トロポニンＩのタンパク質又はリン酸化レベルの試験では、活性阻害剤１発現の心臓において変化を示さなかった（図４Ｂ）。さらに、Ｌ型Ｃａ２＋チャネルタンパク質レベルには変化がなかった。カルシウム耐性心筋細胞を単離し、明らかな横紋を有する、自発収縮を伴わない細胞をＬ型Ｃａ２＋電流の測定のために使用した。定電圧で電流記録を得て、細胞キャパシタンス及びＣａ２＋チャネル不活性化を測定した（Bodi, I., et al., J. Am. Coll. Cardiol. 2003;41:1611-22）。平均ピークＣａ２＋電流（ＩＣａ）及び電流−電圧関係の定常状態不活性化（Ｉ−Ｖ）は、活性阻害剤１発現筋細胞及び野生型筋細胞の間で同様であった。しかし、ＩＣａの不活性化は、ホスホランバンノックアウトマウスでの先の所見（Masak, H., et al., Am. J. Physiol. 1997;272:H606-12）と同様に、野生型細胞よりも活性阻害剤１トランスジェニック細胞においてより迅速であった（図４Ｃ）。
【０１２９】
重要なことに、グリコーゲン代謝を検討し、活性阻害剤１発現心臓と野生型心臓の間でグリコーゲンシンターゼ及びグリコーゲンホスホリラーゼ活性に有意差を認めなかった。さらに、これらの心臓における全体的グリコーゲン蓄積には差がなかった。従って、心筋における活性阻害剤１の発現は、阻害剤１除去が骨格筋におけるグリコーゲン代謝を変化させなかったという先の所見（Scrimgeour, AG, et al., J. Biol Chem. 1999;274:20949-52）と一致して、グリコーゲン代謝に有意の効果を及ぼさない。
【実施例６】
【０１３０】
活性阻害剤１の圧過負荷における機能低下及び代償不全の心肥大の遅延
Ｃａ２＋循環の上昇に結びつく、活性阻害剤１発現が、血流力学的ストレスによって誘導される心臓リモデリングに対して保護し得るという仮説を検討するため、本発明者らは、トランスジェニックマウス及び同系野生型コホートを横行大動脈の絞扼に供し、絞扼後６週間目と１２週間目に連続的心エコー検査評価を実施した（Kiriazis, H., et al., Cardiovasc Res. 2002;53:372-81）。マウスでの横行大動脈狭窄は、先に記述されている（Kiriazis H., et al., Cardiovasc Res. 2002;53:372-81）ように実施した。簡単に述べると、１０週齢のＦＶＢＮ雄性野生型及びトランスジェニックマウスに、２７ゲージ針を使用して横行大動脈絞扼を行った。心エコー検査は、絞扼の前及び絞扼後様々な時点で実施した。終了時に、トランス大動脈圧較差（trans-aortic gradients）、並びに肺、肝臓、心臓及び体重を測定し、その後の組織病理学的分析及び生化学試験のために心臓組織を保存した。
【０１３１】
トランス大動脈圧較差は、２つのグループの間で同様であったが（ＷＴ：４７．４±２．５０；ＴＧ；４６．２５±２．６９、ｍｍＨｇ）、活性阻害剤１マウスは、ラプラースの法則によって測定したとき、Ｖｃｆｃの低下を示さず、ｈ／ｒ（壁の厚さ／径）比の上昇を示し（図５Ａ）、機能の維持及び壁−圧又はストレスの低下を示唆した。これに対しＷＴは、Ｖｃｆｃの約３０％の低下及び左心室拡張末期及び収縮末期径の有意の上昇（Ｐ＜０．０５）を経験し、心拡張への進行を示した（図５Ａ）。
【０１３２】
圧測定を先に記述されているように実施した（del Monte F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）。等容性弛緩の経時変化（τ）を、式：Ｐ＝Ｐ０ｅ−ｔτ＋ＰＢ（式中、Ｐは左心室等容性圧であり、Ｐ０はピークｄＰ／ｄｔ時点での圧であり、ＰＢは残圧である）を用いて算定した。ペーシング試験のために、刺激装置（Grass Instruments, MA）に接続した心耳に心外膜誘導を設置した。動物のサブセットにおいて、多数の０．７ｍｍ圧電性結晶（Sonometrics Co., Canada）を、結晶間距離を測定するために僧帽弁のレベルで心室の短軸に沿って左心室の表面上に配置した。下大静脈をクランプすることによって種々の負荷条件下で左心室圧−径ループを生成した。負荷条件の範囲にわたって一連の圧径ループを作製し、最大勾配を生成するように個々の圧−径ループの左上隅を連結することによって収縮末期圧−径関係を得た。
【０１３３】
試験（１２週間）終了時に、心臓対体重比は、疑似手術対照と比較して、野生型では７８％、活性阻害剤１マウスでは５２％上昇した（図５Ｂ）。肺うっ血の頻度も、活性阻害剤１絞扼マウス（２０％）に比べて野生型マウス（８０％）でははるかに高かった。肺うっ血は、疑似手術対照よりも２標準偏差大きい肺重量と定義した。
【０１３４】
顕微鏡レベルでの心臓の更なる検査は、絞扼ＷＴ心臓において間質性及び血管周囲線維症の上昇を明らかにし（図５Ｃ）、野生型マウスでは中等度から重度の多病巣性血管周囲線維症であり、活性阻害剤１の心臓では中等度から軽度の線維症であった。従って、実施例６は、活性阻害剤１の発現が、大動脈絞扼に供したマウスを心機能低下及び形態悪化から保護することを示す。心筋細胞断面積についてのＨ＆Ｅ、トリクローム、ＰＡＳ及びＴＲＩＴＣ標識コムギ胚芽凝集素（Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri, USA）による組織病理学的試験を、先に記述されている（Cohen, P., Adv. Second Messenger Phosphoprotein Res. 1990;24:230-5）ように実施した。特に、細胞壁のコムギ胚芽凝集素標識のために、４０又はそれ以上の細胞断面積（多数の切片から）を各々の心臓について測定した（ｎ＝３（グループ当りの心臓数））。コムギ胚芽凝集素染色は、絞扼ＷＴにおける心筋細胞断面積が、絞扼阻害剤１の心臓に比べて実質的に高いことを示した（ｎ＞１２０（グループ当り３匹のマウスからの筋細胞数））（図６Ａ）。阻害剤１の抗肥大作用を考慮して、ＰＫＣ、カルシニューリン、ＣＲＥＢ及びＭＡＰキナーゼの肥大経路を調べた。ＷＴコホートと比較して、絞扼ＴＧではｐ３８及びＥＲＫ１／２活性化の有意の低下が存在した（図６Ｂ）。
【０１３５】
阻害剤１の保護作用は、ホスホランバン、ＳＥＲＣＡ及びカルセケストリンのレベルの変化とは関連しなかったが、Ｓｅｒ１６でのホスホランバンのリン酸化では著しく上昇した（図６Ｃ）。注目すべき点として、Ｔｈｒ１７でのホスホランバンリン酸化又はリアノジン受容体のＳｅｒ２８０９リン酸化では、全く差異が観察されなかった。従って、本実施例も同様に、活性阻害剤１の発現が、大動脈絞扼に供したマウスを細胞レベルでの心肥大から保護し、ＭＡＰキナーゼ経路の活性化を減衰させ、ホスホランバンリン酸化に有益な作用を及ぼすことを示す。
【実施例７】
【０１３６】
活性阻害剤１の発現による心不全への過渡期にある圧過負荷性肥大のラットモデルの救済
アデノウイルス遺伝子導入による活性阻害剤１の短期発現が、既存心不全の背景下で血流力学パラメータを改善できるかどうかを調べるため、絞扼後２２週目までに左心室拡張期径の上昇及び内径短縮率の低下を示す、圧過負荷誘導性心筋症のラットモデルを使用した（del Monte F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）。４週齢のウイスターラット（７０〜８０ｇ）をＣｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Wilmington, MA）より入手し、大動脈狭窄を先に記述されている（del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。動物を最初に２つのグループ：大動脈絞扼した３０匹の動物の第１グループと擬似手術した３２匹の動物の第２グループに無作為に割り付けた。全ての動物が最初の処置期間終了時まで生存した。
【０１３７】
左室内径短縮率の２５％以上の低下が認められたとき、遺伝子導入を実施した。大動脈絞扼した３０匹の動物のグループを、Ａｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ又はＡｄ．ＧＦＰの何れかを摂取する各々１５匹ずつの２つのグループに細分した。２４匹の擬似手術動物のグループは遺伝子導入を受けず、年齢適合するように試験した。Ｉ−１Ｔ３５Ｄグループの１匹の動物とＧＦＰグループの１匹の動物が、遺伝子導入手術の間に死亡した。アデノウイルス送達システムは以前に記述されている（Beeri R., et al., Circulation. 2002;106:1756-9）。擬似手術ラットでは、遺伝子送達を実施しなかった。以前の検討では、Ａｄ．ＧＦＰを注入した擬似手術ラットが、非感染擬似手術ラットと同様に行動することを示した。カテーテルに基づくアプローチによる活性阻害剤１又はレポーター遺伝子ＧＦＰのアデノウイルス遺伝子送達は、心不全及び非心不全の心臓において心室全体にわたる肉眼的に均一な発現パターンを誘導した（Del Monte, F., et al., Physiol Genomics. 2002;9:49-56）。
【０１３８】
アデノウイルス・ベクターを作製し（Del Monte, F., et al., Circulation. 1999;100:2308-11）、ラット心不全モデル（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9;Del Monte, et al., Circulation. 2001;104:1424-9）において送達した（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9）。圧測定及び生化学アッセイを、先に記述されている（Beeri R., et al. Circulation. 2002;106:1756-9;Del Monte, et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。
【０１３９】
免疫ブロット試験はまた、活性阻害剤１の発現を確認し、Ａｄ．Ｉ−１＊による感染時にプロテインホスファターゼ１活性が有意に低下した（６０％）（データは示していない）。心不全対照グループでは左心室機能が低下したが（図７Ａ）、活性阻害剤１の遺伝子導入では、圧上昇（＋ｄＰ／ｄｔ）の割合を有意に上昇させた（図７Ａ）。拡張期パラメータも、左心室収縮期圧の低下の最大速度の回復（−ｄＰ／ｄｔ）並びに等容性弛緩定数、τによって測定した圧降下の経時変化によって実証されたように、活性阻害剤１発現によって正常化した（図７Ｂ）。
【０１４０】
心室機能を負荷に関係しない様式で更に定義するために、圧−径分析を動物のサブセットにおいて実施した（図７Ｃ）。圧測定を先に記述されている（Del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）ように実施した。等容性弛緩の経時変化（τ）を、式：Ｐ＝Ｐ０ｅ−ｔτ＋ＰＢ（式中、Ｐは左心室等容性圧であり、Ｐ０はピークｄＰ／ｄｔ時点での圧であり、ＰＢは残圧である）を用いて算定した。ペーシング試験のために、刺激装置（Grass Instruments, MA）に接続した心耳に心外膜誘導を設置した。動物のサブセットにおいて、多数の０．７ｍｍ圧電性結晶（Sonometrics Co., Canada）を、結晶間距離を測定するために僧帽弁のレベルで心室の短軸に沿って左心室の表面上に配置した。下大静脈をクランプすることによって種々の負荷条件下で左心室圧−径ループを生成した。負荷条件の範囲にわたって一連の圧−径ループを作製し、最大勾配を生成するように個々の圧−径ループの左上隅を連結することによって収縮末期圧−径関係を得た。
【０１４１】
負荷条件を変えるために、開胸動物において下大静脈をクランプし、それによって心室容積を低下させた。これは、種々の前負荷条件下での一連の測定を用いて、収縮末期圧−径関係の算定を可能にした（図７Ｃ）。収縮末期圧−径関係の最大勾配（Ｅｍａｘ又は最大エラスタンス）は、非心不全の心臓に比べて、対照ウイルス（Ａｄ．ＧＦＰ）に感染させた対照の心不全の心臓においてより低く、内因性心筋収縮力及び収縮予備力の低い状態を示唆した。活性阻害剤１の発現は、収縮末期圧−径関係の勾配を非心不全レベルまで完全に回復させ（図７Ｄ）、高い前負荷に直面したとき収縮性を上昇させる心臓の能力が回復されたことを示唆した。従って、活性阻害剤１の急性アデノウイルス発現は、上述した結果の通りに、圧過負荷誘導性心不全のラットモデルにおいて心機能不全及び代償不全の進行を停止させる。
【０１４２】
ホスファターゼ活性の付加的な測定を、先に記述されている（Margolis, S.S., Embo J. 2003;22:5734-45）ように、Ｐ標識ミエリン塩基性タンパク質（ＮＥＢカタログ番号Ｐ０７８０Ｓ）を用いて、ＰＰ１とＰＰ２Ａ活性を識別するためにオカダ酸を使用して実施した（Schwinger, R.H., Circulation. 1995;92:3220-8）。グリコーゲンシンターゼ（ＧＳ）及びグリコーゲンホスホリラーゼ（ＧＰ）活性を、心筋ホモジネートにおいて測定した（Suzuki, Y., et al., MoI. Cell Biol. 2001;21:2683-94）。ＧＳ活性は、グリコーゲンシンターゼ活性のアロステリックエフェクターである、７．２ｍＭのグルコース−６−ホスフェートの存在下又は非存在下で、ＵＤＰ［１４Ｃ］グルコースからグリコーゲンへの［１４Ｃ］グルコースの転移によって測定した。グリコーゲンホスホリラーゼ活性は、グリコーゲンホスホリラーゼのアロステリックアクチベーターである、２ｍＭのＡＭＰの非存在下又は存在下で［１４Ｃ］グルコース−１−ホスフェートからグリコーゲンへの［１４Ｃ］グルコースの組込みを測定することによって定量した。
【０１４３】
生化学的特性決定は、先の報告（Del Monte, F., et al., Circulation. 2001;104:1424-9）と一致して、心不全心臓ではＳＥＲＣＡ２ａレベルが有意に低下することを明らかにし、これらのレベルは対照（Ａｄ．ＧＦＰ）又は活性阻害剤１遺伝子導入時も低いままであった。ホスホランバン又はリアノジン受容体のレベルは差がなかった（図８Ａ）。ｃＡＭＰ依存性部位である第１６位のセリンでのホスホランバンのリン酸化は、心不全心臓において有意に低かったが、活性阻害剤１のアデノウイルス遺伝子導入は第１６位のセリンのリン酸化の実質的な上昇に結びついた（図８Ｂ）。興味深いことに、対照又は活性阻害剤１ウイルスに感染させた心不全グループはどちらも、ホスホランバンのＴｈｒ−１７リン酸化の上昇を示した（図８Ｂ）。
【０１４４】
更なる検討では、これらの心臓においてＣＡＭキナーゼ活性が有意に高いことを明らかにした（図１０及び以下に示す表１）。
【０１４５】
【表１】
【０１４６】
表１：疑似手術又は大動脈絞扼後の心エコー検査測定
ＰＷ：心臓拡張期の後部壁厚、ＬＶＤＤ：心臓拡張期の左心室径、ＬＶＳＤ：心臓収縮期の左心室収縮径、ＦＳ：短縮率、＊ｐ＜０．０５（同様な期間の疑似手術と比較して）、†ｐ＜０．０５（１２週間での値と比較して）
【０１４７】
ＣａＭキナーゼの活性は、非心不全（ＮＦ）対照グループと比較して、心不全（Ｆ）ラット心臓及びＡｄ．Ｉ−１＊又はＡｄ．ＧＦＰに感染させた心不全ラット心臓において高い。興味深いことに、リアノジン受容体の第２８０９位のセリンのリン酸化レベルは全ての心不全グループで高かった。活性阻害剤１による感染は、リアノジン受容体リン酸化に効果を及ぼさなかった（図８Ｂ）。
ＭＡＰキナーゼ活性化への活性阻害剤１遺伝子導入の効果の検討は、ＥＲＫ又はＪＮＫの活性化の変化を伴わない、活性化ｐ３８−ＭＡＰキナーゼの実質的低下を示した（図８Ｃ）。
【実施例８】
【０１４８】
心臓における阻害剤１作用のメカニズム
上記所見は、阻害剤１の発現がホスホランバンリン酸化上昇に結びつくことを示唆した。従って、阻害剤１は、インビボでプロテインホスファターゼ１基質に選択的に作用することができる。この所見をさらに実証するため、プロテインホスファターゼ１（ａアイソフォーム）触媒サブユニットに対する抗体を用いて免疫沈降反応実験を実施した。阻害剤１競合結合アッセイのために、先に述べたように免疫沈降反応を実施した。非結合心臓ホモジネートの除去後、ビーズを洗浄し（ＰＢＳプラス０．１％のＴｗｅｅｎ２０で、５回）、次に５００μｌの様々な最終濃度（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）の精製リン酸化阻害剤１と共にインキュベートした。その後ビーズを洗浄し（３回）、結合タンパク質を０．１Ｍのクエン酸（ｐＨ２．８）で溶出した。注目すべき点として、阻害剤１、プロテインホスファターゼ１のＳＲ／グリコーゲン標的サブユニット（ＲＧＬ）（Tang, P.M., et al., J. Biol Chem 1991;266:15782-9）及びホスホランバンは、プロテインホスファターゼ１と共免疫沈降した（図９Ａ）。濃度を変化させた精製リン酸化阻害剤１（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）とこの複合体とのインキュベーションでは、用量依存的にホスホランバンの結合が低下することを明らかにした（図９Ｂ）。
【０１４９】
その他の実施形態は以下の特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
以下の詳細な説明は、例として示すものであり、本発明を特定の態様の記述に限定することを意図することではなく、参照により本明細書に組み込まれる付属の図面と連結して理解される。本発明の様々な好ましい特徴及び態様を、ここでは、非限定的な例として及び添付の図面を参照しながら説明する。
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）のリン酸化が心不全のヒト心臓では有意に低いことを示唆する結果を示す：（図１Ａ）９名の非心不全ドナー（Ｄ）と１０名の心不全者（Ｆ）の心臓ホモジネートにおけるＩ−１のタンパク質レベル（上段）及びリン酸化（中段）の代表的免疫ブロット法。カルセケストリンレベル（ＣＳＱ、下段）を同じブロット法において評価し、内部対照として使用した。（図１Ｂ）ヒト心臓におけるＩ−１タンパク質レベルの定量では、変化は示されなかった。しかし、Ｉ−１リン酸化は心不全のヒト心臓において有意に低かった。「＊」は、非心不全ドナーの心臓に対して、Ｐ＜０．０５を表わす。
【図２】図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ及び２Ｈは、心不全のヒト心臓からの心筋細胞において、構成的に活性なＩ−１タンパク質を発現するという結果を示す：（図２Ａ〜Ｄ）（上段）β−ガラクトシダーゼ−ＧＦＰ（対照）又は（下段）Ｉ−１Ｔ３５Ｄ−ＧＦＰの何れかを発現する単離した心不全のヒト筋細胞を、直接光（左側パネル）又は蛍光（右側パネル）で視覚化した。感染した細胞は、成功裏に緑色に見える（右側パネル）。（図２Ｅ〜Ｈ）最大濃度のイソプロテレノールに応答したＡｄ．ＧＦＰ（図２Ｅ）及びＡｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ(図２Ｆ）感染細胞における心筋細胞収縮の代表的トレースを示す。１００ｎＭのイソプロテレノール下でのＡｄ．ＧＦＰ及びＡｄ．Ｉ−１Ｔ３５Ｄ感染細胞における細胞収縮（図２Ｇ）及び再伸長の速度（図２Ｈ）の定量を示す。「＊」は、Ｐ＜０．０５を表わす。数値は、３〜５ヒト心臓からの少なくとも８〜１２細胞の平均値である。
【図３】図３Ａは、活性阻害剤１タンパク質が、内在性阻害剤１よりも約２５倍高いレベルで発現し、１型ホスファターゼ活性の１５％の低下となることを描画した免疫ブロット法を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝６（グループ当り）。図３Ｂは、棒グラフの形態で、３ヶ月齢のＩ−１＊及び野生型（ＷＴ）における心臓収縮性のランゲンドルフ・エキソビボ評価の圧測定を示し、阻害剤１の心臓が、圧発生の有意に高い速度（±ｄＰ／ｄｔ）を示すことを表わす。図３Ｃは、棒グラフの形態で、筋細胞短縮速度の測定を示す。図３Ｄは、棒グラフの形態で、カルシウム濃度変化の大きさの測定を示す。ＷＴに対して、＊Ｐ＜０．０５、及びＷＴ＋ＩＳＯに対して、＃Ｐ＜０．０５、ｎ＞３０（グループ当り６〜８心臓からの心筋細胞数）。
【図４】図４Ａは、ＳＥＲＣＡ２、ホスホランバン（ＰＬＮ）、カルセケストリン（ＣＳＱ）、ジヒドロピリジン受容体（ＤＨＰＲ）、トロポニンＩ（ＴｎＩ）及びリアノジン受容体（ＲＹＲ２）のレベルを描画した免疫ブロット法（及びその棒グラフによる数量化）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝少なくとも５（ＷＴ及びＴＧについての各々の心臓数）。図４Ｂは、活性阻害剤１心臓におけるＳｅｒ１６及びＴｈｒ１７の両方でのホスホランバンのリン酸化、並びにリアノジン受容体及びトロポニンＩのリン酸化（ｍｏｌＰｉ／ｍｏｌＲｙＲ）を描画した免疫ブロット法（及びその棒グラフによる数量化）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝少なくとも５（ＷＴ及びＴＧについての各々の心臓数）。図４Ｃは、上側のパネルで、ＷＴ対活性阻害剤１心筋細胞の電流−電圧関係をグラフで示す。図４Ｃは、下側のパネルで、Ｉ−１＊ＯＥ心筋細胞におけるＬ型Ｃａ２＋チャネルのカルシウム依存性の不活性化の動態（野生型に対して）をグラフで表わす。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝５（グループ当りの心臓数）及びｎ＝少なくとも２５（グループ当りの心筋細胞数）。
【図５】図５Ａは、棒グラフの形態で、大動脈絞扼後６週間目の野生型対トランスジェニックマウスの心エコー検査評価の結果を示す（Ｖｃｆｃ、左心室収縮末期及び拡張末期径、及びｈ／ｒ比）。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝５（グループ当りのマウス数）。図５Ｂは、棒グラフの形態で、野生型対トランスジェニックマウスの重量分析の結果を示す。擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．０５、ＷＴ絞扼とＩ−１＊絞扼心臓の間で、†Ｐ＜０．０５；ｎ＝４〜５（グループ当り）。図５Ｃは、顕微鏡レベルでの野生型対トランスジェニックマウスの心臓を示すヒストグラムを示す。
【図６】図６Ａは、左側パネルで、ＷＴ絞扼及びＩ−１＊絞扼心臓からの心臓横断面の代表的画像を示す（１００倍及び４０倍）。図６Ａは、右側パネルでは棒グラフの形態で、絞扼ＷＴ及びＩ−１＊心筋細胞の横断面面積を示す。擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．００１、ＷＴ絞扼とＩ−１＊絞扼心臓の間で、†Ｐ＜０．０５；ｎ＞１２０（グループ当りの心筋細胞数）。図６Ｂは、棒グラフの形態で、ＭＡＰキナーゼタンパク質の定量的免疫ブロット法の結果を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝４（グループ当りのマウス数）。図６Ｃは、棒グラフの形態で、筋小胞体タンパク質（ＳＥＲＣＡ、カルセケストリン（ＣＳＱ）及びホスホランバン（ＰＬＮ））のレベル並びにホスホランバン及びリアノジン受容体のリン酸化のレベルを描画した定量的免疫ブロット法の結果を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝４（グループ当りのマウス数）。
【図７】図７Ａは、棒グラフの形態で、擬似手術の非心不全心臓、ＧＦＰに感染させた心不全心臓（Ａｄ．ＧＦＰ）、及び活性阻害剤１に感染させた心不全心臓（Ａｄ．Ｉ−１＊）グループにおける心室内圧の測定を示す。非心不全の擬似手術グループに対して、＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｂは、棒グラフの形態で、等容性弛緩係数（τ）の測定を示す。非心不全グループに対して、ｇＰ＜０．１０、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｃは、非心不全心臓、心不全＋ＧＦＰ心臓、及び心不全＋活性阻害剤１心臓において圧電性結晶によって測定した、左心室圧対左心室径ループ（Ｐ−Ｖループ）を示す。ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。図７Ｄは、棒グラフの形態で、収縮末期圧−径の関係から誘導した、最大エラスタンス（Ｅｍａｘ）を示す。＊Ｐ＜０．０５、ｎ＝７〜９（グループ当りのラット数）。
【図８】図８Ａは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＳＥＲＣＡ２、ホスホランバン（ＰＬＮ）及び心臓リアノジン受容体（ＲＹＲ２）のレベルについての定量的免疫ブロット法の結果を示す。図８Ｂは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＳｅｒ１６及びＴｈｒ１７でのホスホランバン及びＳｅｒ２８０９でのリアノジン受容体のリン酸化のレベルを示す。図８Ｃは、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＭＡＰキナーゼ活性化（ｐ３８、ＥＲＫ及びＪＮＫ）のレベルを示す。ＮＦに対して、＊Ｐ＜０．０５、及びＦ＋ＧＦＰに対して、＃Ｐ＜０．０５；ｎ＝４（グループ当りの心臓数）。
【図９】図９Ａは、阻害剤１、ホスホランバン及びＲＧＬのＰＰ１共免疫沈降反応の結果を表わすブロットを示す。図９Ｂは、タンパク質ホスファターゼ１からのホスホランバンの解離に関して測定した、ＰＰ１免疫沈降複合体に外因性ＰＫＡリン酸化阻害剤１（１０ｎＭ〜１０００ｎＭ）を添加した結果を表わすブロットを示す（ｎ＝３）。
【図１０】図１０は、棒グラフの形態で、心不全対非心不全の心臓グループにおけるＣａＭキナーゼ活性を示す。
【図１１−１】図１１Ａ及び１１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）タンパク質（配列番号２）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＰ＿００６７３２．２をコードする、核酸配列（配列番号１）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＭ＿００６７４１を示す。
【図１１−２】図１１Ａ及び１１Ｂは、ホスファターゼ阻害剤１（「Ｉ−１」）タンパク質（配列番号２）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＰ＿００６７３２．２をコードする、核酸配列（配列番号１）、Ｇｅｎｂａｎｋ受託番号ＮＭ＿００６７４１を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の心臓細胞に、ホスファターゼ活性を阻害するホスファターゼ阻害剤タンパク質をコードする配列を含む核酸を、ホスファターゼ活性を低下させ、それによりβアドレナリン応答性を高めるのに有効な量で導入することを含む、心不全を有する対象を治療する方法。
【請求項２】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が１型ホスファターゼを阻害する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が完全長タンパク質である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が構成的に活性なフラグメントである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質がホスファターゼ阻害剤１又はそのフラグメントである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が、ホスファターゼ阻害剤１の構成的に活性なフラグメントである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ホスファターゼ阻害剤１タンパク質が第３５位にトレオニンを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ホスファターゼ阻害剤１タンパク質が第３５位にアスパラギン酸（Ｔ３５Ｄ）を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が、第３５位にアスパラギン酸（Ｔ３５Ｄ）を有するホスファターゼ阻害剤１の第１位〜第６５位のアミノ酸を含み、第１７１位、第９０位、第７０位、第６７位、第６６位、第６５位、第６１位又は第５４位のアミノ酸で又はその前で切断されている、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記核酸が、さらにコード配列に作動可能に結合したプロモーターを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロモーターが構成的プロモーターである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロモーターが、少なくともその１つが心筋組織である、組織のサブセットにおいて発現している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロモーターが、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）又は心特異的な心筋トロポニンＴ、ミオシン重鎖若しくはミオシン軽鎖の調節配列を含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記核酸がウイルス粒子を用いて導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記核酸がレンチウイルス粒子を用いて導入される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記核酸がアデノ随伴ウイルス粒子を用いて導入される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＡＡＶ粒子が血清型ＡＡＶ６である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記核酸が、筋細胞収縮を生じさせ、弛緩のための時間定数、タウ（τ）を低下させ、カルシウムシグナルの減衰を促すのに有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記核酸が、ホスホランバンの１６位のセリンのリン酸化を上昇させるのに有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記核酸が、収縮末期圧−径関係を改善するために有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記対象が、虚血、不整脈、心筋梗塞、心収縮異常又はＣａ２＋代謝異常を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記対象がヒトである、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
冠状血管の血流を制限し、ウイルス送達システムを冠状動脈の内腔に導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
冠状静脈流出量を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすことを可能にする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
冠状血管の血流を完全に制限する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
血流が制限される冠状血管が、左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）、左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）、大冠状静脈（ＧＣＶ）、中心静脈（ＭＣＶ）、又は前室間静脈（ＡＩＶ）を含むものである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
冠状血管の虚血プレコンディショニングの後に、ウイルス送達システムを導入する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
心臓からの大動脈血流を制限しながらベクターを注入して心臓に流入させることにより、ベクターを心臓に送達する、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
血流が再び冠状動脈へと向かうように、心臓からの大動脈血流を制限する；
ベクターが冠状動脈に流入するように、ベクターを心臓の内腔、大動脈口又は冠状動脈口に注入する；
大動脈流出量を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすことを可能にすること；及び
血流を再確立する工程を含む方法によってベクターを心臓に注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ベクターをカテーテルで心臓に注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ベクターを心筋に直接注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記対象において心機能のパラメータを評価することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記心機能のパラメータが：心拍数、心臓代謝、心収縮力、心室機能、Ｃａ２＋代謝又は筋小胞体Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ活性のうちの１つ又はそれ以上である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする配列を有する核酸を含んでなる、非ウイルス性核酸配列を心筋細胞に導入するために有効な、ウイルス送達システム。
【請求項３５】
前記タンパク質が、Ｉ−１の構成的に活性なフラグメントである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記ウイルス送達システムが、アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス又はレンチウイルス由来のものである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
ウイルスパッケージングシグナルに作動可能に結合した核酸を含む宿主細胞を、粒子形成に必要なウイルス遺伝子産物を供給することができる成分を提供する１つ又はそれ以上の試薬と接触させること、及び
宿主細胞を取巻く媒体から、核酸をパッケージするが複製可能なウイルスを含まないウイルス粒子を回収することを含む、ホスファターゼ活性を調節する核酸を含むウイルス粒子を提供する方法。
【請求項３８】
１つ又はそれ以上の前記試薬がヘルパーウイルスを含むものである、請求項３７に記載の方法。
【請求項１】
対象の心臓細胞に、ホスファターゼ活性を阻害するホスファターゼ阻害剤タンパク質をコードする配列を含む核酸を、ホスファターゼ活性を低下させ、それによりβアドレナリン応答性を高めるのに有効な量で導入することを含む、心不全を有する対象を治療する方法。
【請求項２】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が１型ホスファターゼを阻害する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が完全長タンパク質である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が構成的に活性なフラグメントである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質がホスファターゼ阻害剤１又はそのフラグメントである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が、ホスファターゼ阻害剤１の構成的に活性なフラグメントである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ホスファターゼ阻害剤１タンパク質が第３５位にトレオニンを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ホスファターゼ阻害剤１タンパク質が第３５位にアスパラギン酸（Ｔ３５Ｄ）を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ホスファターゼ阻害剤タンパク質が、第３５位にアスパラギン酸（Ｔ３５Ｄ）を有するホスファターゼ阻害剤１の第１位〜第６５位のアミノ酸を含み、第１７１位、第９０位、第７０位、第６７位、第６６位、第６５位、第６１位又は第５４位のアミノ酸で又はその前で切断されている、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記核酸が、さらにコード配列に作動可能に結合したプロモーターを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロモーターが構成的プロモーターである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロモーターが、少なくともその１つが心筋組織である、組織のサブセットにおいて発現している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロモーターが、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）又は心特異的な心筋トロポニンＴ、ミオシン重鎖若しくはミオシン軽鎖の調節配列を含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記核酸がウイルス粒子を用いて導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記核酸がレンチウイルス粒子を用いて導入される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記核酸がアデノ随伴ウイルス粒子を用いて導入される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＡＡＶ粒子が血清型ＡＡＶ６である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記核酸が、筋細胞収縮を生じさせ、弛緩のための時間定数、タウ（τ）を低下させ、カルシウムシグナルの減衰を促すのに有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記核酸が、ホスホランバンの１６位のセリンのリン酸化を上昇させるのに有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記核酸が、収縮末期圧−径関係を改善するために有効な量で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記対象が、虚血、不整脈、心筋梗塞、心収縮異常又はＣａ２＋代謝異常を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記対象がヒトである、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
冠状血管の血流を制限し、ウイルス送達システムを冠状動脈の内腔に導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
冠状静脈流出量を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすことを可能にする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
冠状血管の血流を完全に制限する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
血流が制限される冠状血管が、左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）、左冠動脈回旋枝（ＬＣＸ）、大冠状静脈（ＧＣＶ）、中心静脈（ＭＣＶ）、又は前室間静脈（ＡＩＶ）を含むものである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
冠状血管の虚血プレコンディショニングの後に、ウイルス送達システムを導入する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
心臓からの大動脈血流を制限しながらベクターを注入して心臓に流入させることにより、ベクターを心臓に送達する、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
血流が再び冠状動脈へと向かうように、心臓からの大動脈血流を制限する；
ベクターが冠状動脈に流入するように、ベクターを心臓の内腔、大動脈口又は冠状動脈口に注入する；
大動脈流出量を制限している間も心臓がポンプの役割を果たすことを可能にすること；及び
血流を再確立する工程を含む方法によってベクターを心臓に注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ベクターをカテーテルで心臓に注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ベクターを心筋に直接注入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記対象において心機能のパラメータを評価することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記心機能のパラメータが：心拍数、心臓代謝、心収縮力、心室機能、Ｃａ２＋代謝又は筋小胞体Ｃａ２＋ＡＴＰアーゼ活性のうちの１つ又はそれ以上である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ホスファターゼ活性を阻害するタンパク質をコードする配列を有する核酸を含んでなる、非ウイルス性核酸配列を心筋細胞に導入するために有効な、ウイルス送達システム。
【請求項３５】
前記タンパク質が、Ｉ−１の構成的に活性なフラグメントである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記ウイルス送達システムが、アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス又はレンチウイルス由来のものである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
ウイルスパッケージングシグナルに作動可能に結合した核酸を含む宿主細胞を、粒子形成に必要なウイルス遺伝子産物を供給することができる成分を提供する１つ又はそれ以上の試薬と接触させること、及び
宿主細胞を取巻く媒体から、核酸をパッケージするが複製可能なウイルスを含まないウイルス粒子を回収することを含む、ホスファターゼ活性を調節する核酸を含むウイルス粒子を提供する方法。
【請求項３８】
１つ又はそれ以上の前記試薬がヘルパーウイルスを含むものである、請求項３７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図９】
【公表番号】特表２００８−５１２４８４（Ｐ２００８−５１２４８４Ａ）
【公表日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３１３６４（Ｐ２００７−５３１３６４）
【出願日】平成１７年９月８日（２００５．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３２１６２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２９３１９
【国際公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（５０５１６４０２５）ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション (20)
【出願人】（５０７０７８８８７）ザ・ユニバーシティ・オブ・シンシナティ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月８日（２００５．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３２１６２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２９３１９
【国際公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（５０５１６４０２５）ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション (20)
【出願人】（５０７０７８８８７）ザ・ユニバーシティ・オブ・シンシナティ (1)
【Ｆターム（参考）】
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