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概要
目的
オートタキシンは、リゾホスファチジルコリン(LPC)から生物活性脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸(LPA)への変換を仲介する分泌型リゾホスホリパーゼです。血漿および滑液中のオートタキシンレベルは変形性膝関節症(OA)患者の疾患重症度と相関する 本研究の目的は、in vivoでLPA産生を阻害し、筋骨格痛の動物モデルにおけるその有効性を決定するためのオートタキシンの新規小分子阻害剤を開発し、特徴付けることであった。
設計
オートタキシンの作用によってLPCから放出されたコリンの量を測定するLPC共役酵素アッセイを用いて化合物ライブラリーをスクリーニングした。このアッセイからのヒットを血漿アッセイで試験して内因性血漿オートタキシンの阻害を評価し、続いてラットに経口投与したときに血漿LPAレベルを低下させるそれらの能力について試験した。次いで、最良の化合物を筋骨格痛の動物モデルにおいて試験した。
結果
化合物スクリーニングは、オートタキシン活性の阻害についてナノモルの効力を有する化合物の同定をもたらした。ラットでの研究は、化合物曝露レベルと血漿中のLPAレベルの減少との間の良好な相関関係を実証した。主要分子(化合物-1)は、ラットのヨード酢酸モノナトリウム(MIA)および半月板涙液モデルにおける関節痛の用量依存的減少、および骨切り術モデルにおける骨折痛の減少をもたらした。
結論
本発明者らは、オートタキシンの新規小分子阻害剤を同定および特徴付けし、そして筋骨格痛の動物モデルにおけるその有効性を実証した。阻害剤は、ヒトのOAおよび骨折に対する鎮痛剤として役立つ可能性を有する。
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キーワード
LPAオートタキシンモノ酢酸ナトリウムヨードアセテート(MIA)半月板の涙NSAID疼痛
前書き
が、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)が及びシクロオキシゲナーゼ-2 (COX-2)阻害剤である、最も一般的に使用される薬のための変形性関節症(OA)の痛み、その副作用の懸念と満足の欠如痛みの軽減、患者の大部分で他の痛みのメカニズム標的とする薬剤の必要性示唆1、 2を。オートタキシンの阻害は、OA疼痛を治療するための潜在的な新規機序を表す。
オートタキシンは、リゾホスホリパーゼ D活性を有する細胞外酵素であり、その主な基質は脂質リゾホスファチジルコリン(LPC)である。生成するLPCからオートタキシンを切断コリン、リゾホスファチジン酸(LPA)を、生理活性脂質メディエーター6の活性化を介して信号Gタンパク質共役受容体(GPCRは)(LPA受容体1-6) 3、 4、 5 。その受容体を介したLPAシグナル伝達は、細胞増殖、遊走、血管新生、細胞増殖の増加を含む様々な効果をもたらすいくつかの下流のシグナル伝達経路の誘導をもたらす。サイトカインシグナル伝達およびイオンチャネル活性化 6、7、8。オートタキシンノックアウトマウスは血管形成 9の欠陥による胚致死表現型を持っています。しかし、ヘテロ接合マウスは生存可能であり、オートタキシン活性および循環LPAレベルの50%の減少を示し、オートタキシンが血漿中のLPAの産生の原因である主な酵素であることを示唆している 9。オートタキシンヘテロ接合マウスは、坐骨神経の部分結紮を受けた動物において、機械的または熱的刺激を介して誘発される疼痛に対する感受性の低下を示す 10。髄腔内LPC誘発性機械的異痛(足圧力試験において評価)および熱痛覚過敏(熱足引っ込めテストで評価)が有意オートタキシンのに低減されるヘテロ接合体動物、LPAに対するLPCの減少変換を示唆 11と直接髄腔内投与LPAのを誘導する能力を有していますげっ歯類における慢性疼痛反応12。環状ホスファチジン酸(cPA)およびその安定な類似体であるカルバ環ホスファチジン酸(ccPA)はオートタキシンの阻害剤であり、それらは動物モデルにおいて急性および慢性疼痛を阻害することが示されています13。オートタキシンの小分子阻害剤は、LPAの局所的産生を阻害しそしてそれを阻害することが示されている。発声応答、ラットアジュバント誘発性関節炎モデル14 の炎症性疼痛の代理尺度。LPA受容体(LPA1、LPA3とLPA5)の一部を欠いているマウスはまたに対して耐性であることが実証されている神経因性疼痛の後に末梢神経損傷12、 15、 16。これらのデータは、炎症性および神経因性疼痛におけるオートタキシンおよびLPAの役割についての証拠を提供しています。
最近、オートタキシンの血漿および滑液レベルが膝OAの重症度と相関することが報告されています17。滑膜線維芽細胞OA患者から分離されたがオートタキシン、かなりの量の表現のmRNAを、そしてオートタキシン発現におけるこの増加は、LPAの産生の増加につながる可能性がある18 そのオートタキシン阻害はOAおよび他の炎症状態の治療上の利点を持っている可能性が示唆され、。オートタキシン阻害が筋骨格痛のモデルにおいて有効であるかどうかは現在知られていない化学的および外科的に誘発されたOAまたは骨折に起因するものなど。この研究の目的は、改良された薬物動態プロファイルを有する、新規で非常に強力で経口的に利用可能なオートタキシンの阻害剤を開発し、筋骨格痛の動物モデルにおける有効性を決定することであった。本稿では、ラットにおける血漿LPAレベルの用量依存的阻害および筋骨格疼痛の様々なモデルにおける疼痛反応の同時阻害を示す、オートタキシンの強力な阻害剤としての化合物-1の開発と特徴付けについて述べる。関節痛のヨード酢酸ナトリウム(MIA)と半月板涙液モデルおよび骨折痛の骨切り術モデル。
方法
オートタキシン活性測定法(コリン放出測定法)
試薬:Hisタグ付きヒトおよびラットオートタキシンを293E細胞で発現させ、Lillyのニッケル親和性およびサイズ排除カラムを使用して精製した。コリン放出アッセイのプロトコルは、以前の報告から適応された 19、20。オートタキシン(1nM)を、様々な濃度の化合物の存在下で、LPC16:0(Avanti Polar Lipids、855675P、最終30μM)と共に37℃で1時間インキュベートした。アッセイ緩衝液は、50mMのから成っトリス pH8.0の、140のNaCl、5mMのKCl、1mMののCaCl2、1mMのMgCl2、0.01%トリトンX-100及び0.02%の脂肪酸を含まないウシ血清アルブミン (BSA)(Sigma A 8806)。この反応へのコリンオキシダーゼ(Sigma、C5896)、西洋ワサビペルオキシダーゼ(Sigma、P8125)およびamplexウルトラレッド(Invitrogen、A36006)の添加は、オートタキシンによって遊離されたコリンの測定を可能にする。放出されたコリンはコリンオキシダーゼによって酸化され、ベタインと過酸化水素を生じる。水素過酸化物は、西洋ワサビ過酸化物およびアンプレックスと反応して蛍光分子を形成するためにultrared レゾルフィンを。プレートをSoftMax Pro 4.8ソフトウェアを使用して530〜590nmの励起 – 発​​光波長でSpectraMax Gemini EM蛍光光度計で測定した。IC 50は、OLOと呼ばれる内部Lilly曲線適合ソフトウェアを用いた4パラメーター曲線適合を使用して計算した。
蛍光シグナルを非特異的に阻害する化合物を、塩化コリン(Sigma、C7017)(最終1.33μM)を使用し、かつオートタキシンを添加せずに、アッセイの改変型でスクリーニングした。
血漿オートタキシン活性アッセイ
ナトリウム – ヘパリン血液チューブに集めたヒト、イヌおよびラットの血漿は、Lampire Biologicals(Pipersville、PA)から購入した。血漿を様々な濃度の化合物と共に37℃で3時間インキュベートした。3時間のインキュベーション後、内因性オートタキシンをキレート化するためにEDTAを添加した。プレートを密封し、そして-80℃で貯蔵した。LPAレベルを測定するために、プレートを氷上で解凍し、200μlの抽出緩衝液(メタノール、LPA内部標準を含む)を添加することによって抽出し、質量分析による全LPA分析にかけた。IC 50値は、OLO曲線当てはめソフトウェアを用いた4パラメータ曲線当てはめを用いて計算した。
LPA質量分析
サンプル中のLPA濃度はLC / ESI / MS / MS法14を用いて測定した。LPAレベルは、分析物と内部標準との比、およびリゾホスファチジン酸の混合物(LPA C 16:0、C 18:0、C 18:1、C 18:2およびC 20:4)の連続希釈によって得られた検量線によって定量した。
動物研究
MIA試験および半月板裂傷試験については、それぞれ約8週および15週の雄のルイスラット(ハーラン、インディアナポリス、IN)を使用した。ラット骨切り術モデルでは、8週間前に卵巣摘出した33〜34週齢の雌ラットを使用した。ラットをケージ当たり2または3匹の群に収容し、そして一定の温度で、そして12時間の明/ 12時間の暗のサイクルで維持した。データ収集中を除いて、動物は常に食料と水に自由にアクセスできた。すべての実験は、Eli Lillyの施設内動物管理使用委員会によって承認されたプロトコルに従って実施した。疼痛測定は、無力試験を用いて盲検法で行った。これは後足の体重負荷の違いを測定します MIAと食塩水を注入した膝との間、または外科的膝と非外科的膝との間(半月板裂傷モデルおよび骨切り術モデル)。各値は、ラット1匹あたり1秒間に得られた3つの別々の測定値の平均を表す。各ラットについて投与を10分ずらして投与後2時間目に疼痛を測定した(化合物-1の T max)。投与量は5ml / kgであり、動物は体重に基づいてブロックランダム化割当ツール(BRAT)を用いて実験群に無作為化された。
関節痛のMIAモデル
標準MIAモデルでは、各ラットの右膝に50μlの生理食塩水中の0.3mg(低用量)のMIAを注射し、左膝に50μlの生理食塩水を注射した。9日後、それらにビヒクル(水中40%2−ヒドロキシプロピルベータシクロデキストリン −HPBCD)または化合物−1のいずれかを0.1、0.3、1、3および10mg / kgの用量で経口投与した(n = 5)。そして痛みが測定された。疼痛測定を行った直後に、循環LPAレベルの測定のためにエチレンジアミン四酢酸(EDTA)血漿を集めた。
化合物−1の作用期間を試験するために、MIA注射後36日目にラットにヒドロキシエチルセルロース(HEC)ビヒクル(1%HEC + 0.25%Tween80 + 0.05%消泡剤)または30mg / kgを経口投与した。化合物−1(n = 4)および疼痛を投与後2、4、6および24時間に測定した。
歴史的に、我々は、この低用量MIAモデルにおいて、9日目までに、MIAによって生じた急性炎症反応が消散し、痛みがプラトーに達したより慢性的な段階に至ることを知っていた。したがって、疼痛反応は、9日目および36日目のビヒクル動物についても同様であろう。
化合物1とNSAIDジクロフェナクの併用研究
ラットに0.3mgのMIAを注射し、そして9日後にビヒクル(HEC)、化合物−1(1mg / kg)、ジクロフェナク(0.3mg / kg)、または2つの薬物の組み合わせ(同一のもの)のいずれかを経口投与した。投与溶液)および疼痛を測定した(n = 6)。
NSAID耐性MIAモデル
NSAID耐性MIAモデルでは、0日目に1mg(高用量)のMIAをラットの右膝に、生理食塩水を左膝に注射した。56日後、それらにビヒクル(HEC)を経口投与した。 1(30 mg / kg)、ジクロフェナク(5 mg / kg)、または2つの薬の組み合わせ(同じ投与溶液中)(n = 5)。NSAIDが反応しなくなるためには、高用量MIAの少なくとも35日後に動物を放す必要がありました。これを確実にするために、我々は56日目に痛みを測定した。
OAの半月板モデル
内側副側副靭帯および内側半月板の切断によりラットの右後肢膝関節に半月板裂傷手術を行った21。。左膝関節は無傷のままであった。手術後13日目に、ラットを体重およびBRATを用いて無作為に5つの群に分けた。偽手術ラットは、13日目までに偽脚と対照脚との間に体重負荷に差がないことを観察したので、対照として含めなかった(未発表データ)。次にラットにビヒクル、10または30 mg / kgの化合物-1、または5 mg / kgのNSAIDジクロフェナクを経口投与した。MIAモデルについて記載したように、疼痛を投与2時間後に測定した。ラットに疼痛測定後の夕方に再び投与し、次いでさらに3日間1日2回投与し、手術後17日目にさらに1回投与した後に疼痛測定を行った。
骨痛のラット骨切り術モデル
老齢の雌性ラットを卵巣摘出し、そして骨減少症になるようにした。次に、ラットの右後大腿骨に片側骨切り術を施し、骨を固定具とねじで固定した。手術後4日目に、ベースライン疼痛を無力試験により測定した。骨切り術の39日後、体重を用いてラットを無作為に2つの6つのグループに分けた。次にラットにビヒクル(HEC)または6mg / kgの化合物−1を経口投与し、疼痛を測定した。このモデルでは、疼痛は骨切り術後4日目に測定されたベースラインの疼痛測定値と比較した減少率として計算されることに注意してください。
統計分析
データは一元配置分散分析(ANOVA)によって評価した。特に明記しない限り、グループは、JMP(バージョン8)またはSAS(9.2および9.3)統計分析プログラム(SAS Institute Inc.、ノースカロライナ州)を用いたDunnett検定によって比較した。P値が0.05未満の場合、差異は有意であると見なされました。
結果
オートタキシン酵素活性の強力な阻害剤の同定
オートタキシン活性の 小分子阻害剤を同定するために、本発明者らは、基質リゾホスファチジルコリン(LPC、16:0)のLPAおよびコリンへのオートタキシン開裂に依存するコリン放出アッセイを用いて化合物ライブラリーをスクリーニングした。生成したコリンの量は、方法の節に記載されているように測定した。このアッセイを用いて、我々は、化合物-1と命名されたオートタキシンの強力な阻害剤で識別される22、23。化合物−1のオートタキシン阻害活性を図1(a)に示す。それは組換えヒトおよびラットオートタキシンのIC50による強力な阻害を示す。それぞれ1.7 nMおよび1.8 nMの値。さらに、それは関連酵素ENPP1およびENPP7(エクトヌクレオチドピロホスファターゼ/ホスホジエステラーゼファミリーメンバー1および7)に対して選択性を示し、100μMでこれら2つの酵素を本質的に阻害しなかった(データは示さず)。
図1
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図1。化合物−1による(a)組換えヒトオートタキシン、および(b)内因性ヒト血漿オートタキシンの濃度依存的阻害。
化合物1は内因性血漿オートタキシン活性の強力な阻害剤である
オートタキシンは循環で見つかった分泌型酵素であり、血漿中のLPAの世代のために責任を負う主要な酵素であるので9、24 、我々はオートタキシン阻害剤は、血漿中の内因性オートタキシンの活性を阻害し得るかどうかを試験しました。ナトリウム – ヘパリン血液チューブに集めたヒトおよびラットの血漿は、Lampire Biologicalsから購入した。血漿を様々な濃度の阻害剤と共に37℃で3時間インキュベートした。3時間のインキュベーション中に、血漿中に存在するレシチンコレステロールアシルトランスフェラーゼはホスファチジルコリンを切断する。LPCを生成する(オートタキシン基質LPCのより高い血漿レベルをもたらす)。内因性LPCの増加は血漿中に存在するオートタキシンによって切断され、その結果LPAが増加する。オートタキシン阻害剤(化合物−1)の添加は、血漿中のLPA産生の用量依存的阻害をもたらした。化合物−1の阻害活性の代表例を図1(b)に示す。阻害剤は、ヒトおよびラットの血漿中で内因性オートタキシンの強力な阻害を示した(それぞれIC 50:2.2および3.2nM)。血漿中の化合物のナノモル活性(アッセイ緩​​衝液中のその活性と同様)は、オートタキシンを阻害する化合物の能力が血漿タンパク質によって有意に影響されないことを示唆する。さらに、ラット血漿中の化合物の阻害活性は、ラットにおける化合物のインビボ試験を進めるための自信を与えた。
MIAモデルにおける化合物1による疼痛反応の用量依存的阻害
ラットの膝関節へのMIAの注射は痛みを引き起こします。注射された膝には急性の炎症反応があり、それが関節組織の慢性変性に発展し、そしてこれはヒトOAの痛みをモデル化するために使用される。関節損傷に起因する疼痛は、無力容量テスターを用いて後肢の体重差荷重を介して測定することができる。MIAモデルは、機構との化合物の様々な疼痛に対する有効性を実証するために使用されている 25、26、27。効力は、体重分布を部分的に正規化する化合物の能力によって日常的に測定される。
MIAモデルにおける化合物−1の経口投与は、ビヒクル群と比較して疼痛反応の用量依存的な阻害をもたらした[図2(a)]。疼痛減少は、0.3、1、3および10mg / kg用量で観察され、試験した最高用量で化合物投与後2時間で疼痛応答の42%の阻害があった。試験したすべての用量で、化合物-1による治療は、ビヒクルと比較して血漿LPAレベルも有意に低下させた[ 図2 (b)]。血漿LPAの阻害は関節で観察された疼痛阻害を反映しているが、局所組織LPAの阻害は観察された局所鎮痛効果に役割を果たすと思われる14。
図2
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図2。化合物投与後2時間の9日目に測定された疼痛反応を示すMIAモデル(0.3mg MIA)における化合物−1の用量依存的効果(a)。血漿中で測定されたLPAレベルに対する化合物-1の用量依存的効果(b)。個々の動物についてのデータが示されており、群の推定値およびそれらのそれぞれの精度は95%CI(n = 5 /群)として報告されている。各処置群をビヒクルと比較する仮説の検定をダネット検定を用いて行い、そしてP値をグラフの下部に示す。
MIAモデルにおける化合物-1の単回投与後の有効期間
化合物-1を用いた用量反応試験において、疼痛測定は、血漿中の化合物曝露のピーク(T max )である投与2時間後に行われた。化合物の単回投与後に疼痛効力が持続する期間を評価するために、我々は投与後の複数の時点で疼痛反応を評価した。化合物-1は、投与後2、4および6時間でビヒクルと比較して有意に痛みを軽減したが、24時間では軽減しなかった[ 図3(a)]。化合物−1の曝露レベルは予想されるように経時的に減少し(2時間:1287ng / ml、6時間:311ng / mlおよび24時間:6ng / ml)そして疼痛有効性データに従うように見えた。LPAレベルは投与後2および6時間でも抑制されたが、24時間ではビヒクル対照レベルに戻った(図3)。その時までに、化合物は実質的に透明になった。
図3
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図3。示された時間に測定された疼痛反応(a)および血漿中のLPAレベル(b)を示す、MIAモデル(0.3mg MIA)における化合物−1を用いた作用時間試験。個々の動物についてのデータが示されており、群の推定値およびそれらのそれぞれの精度は95%CI(n = 4 /群)として報告されている。各処置群をビヒクルと経時的に比較する仮説の検定を反復測定ANOVAを用いて行い、 P値をグラフの下部に示す。
MIAモデルにおいて化合物1とNSAIDジクロフェナクを組み合わせて投与した場合の疼痛に対する有効性の増加
ジクロフェナクなどの一般的なNSAIDは、典型的には関節痛を治療するために使用される。オートタキシン阻害剤(LPA阻害)およびNSAIDジクロフェナク(プロスタグランジン阻害)の明らかに異なる作用機序のために、本発明者らは、2つの分子の組み合わせが単独で試験した分子と比較してさらなる鎮痛効果をもたらすかどうか試験した。あらゆる相加的/相乗的応答について試験するために、我々は次善用量として0.3mg / kgのジクロフェナクを使用した。化合物−1およびジクロフェナクの両方(単独でまたは組み合わせて)は、ビヒクルと比較して有意に痛みを軽減した。さらに、両方の薬物との併用治療は、単独で投与されたいずれの分子と比較しても有意なさらなる利益を提供した(図4)。
図4
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図4。MIAモデルにおける化合物-1とNSAID ジクロフェナクとの併用試験(0.3 mg MIA)。投与後2時間で疼痛を測定した。個々の動物についてのデータが示されており、群の推定値およびそれらのそれぞれの精度は95%CI(n = 6 /群)として報告されている。各処置群をビヒクルと比較する仮説の検定をダネット検定を用いて行い、そしてP値をグラフの下部に示す。
NSAID無反応MIAモデルにおける化合物1の有効性
OAが進行すると、一部の患者は少ない応答またはNSAIDに用いた治療に対する非応答いくつかのケースでなることが報告されている28、29 。これの根底にあるメカニズムは不明であるが、疾患が進行するにつれて疼痛経路(例えば炎症性から神経障害性へ)の変化の結果である可能性がある。これは、通常(0.3mg)よりも高用量のMIA(1.0mg)を注射し、化合物投与前にMIA注射後35日を超えて症状を発症させることによって、MIAモデルにおいて前臨床的にモデル化されている。これらの条件下では、通常有意な疼痛効力を生じるであろうNSAIDの用量は無効になる。MIAモデルに関する同様の知見が報告されている30。
NSAID非応答型のMIAモデルにおける化合物−1での処置は、ビヒクルと比較して疼痛を有意に減少させ(図5)、そして予想通り、NSAIDは効果がなかった。化合物-1とジクロフェナクの併用投与量もビヒクルと比較して疼痛を有意に減少させた(図5)が、化合物-1単独と比較して有意差はなく、この有効性は化合物-1によるものであることを示唆した。ジクロフェナクと相乗作用しないでください。
図5
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図5。NSAID無反応MIAモデルにおける化合物−1の効果(1mg MIA)。投与後2時間で疼痛を測定した。個々の動物についてのデータが示されており、群の推定値およびそれらのそれぞれの精度は95%CI(n = 5 /群)として報告されている。各処置群をビヒクルと比較する仮説の検定をダネット検定を用いて行い、そしてP値をグラフの下部に示す。
OAのラット半月板裂傷モデルにおける化合物1の有効性
化学的に誘発された関節損傷のMIAモデルにおいて化合物-1の鎮痛活性を実証したので、我々は、その化合物が外科的に誘発されたOAのモデルにおいて有効であるかどうかを試験した。ラット半月板裂傷モデルは、関節のOA様変化を誘発するための膝関節の外科的不安定化を含み、そして構造改変剤の有効性を試験するために一般的に使用されるモデルである。加えて、インキャパシタンス試験による非外科手術手足間体重負荷における変化の評価によって測定することができ、このモデルに関連する疼痛成分がある25、31 。化合物−1を10に投与した。そして30 mg / kgを1日2回(13日目から開始)。MT手術後17日目ではビヒクルと比較して疼痛反応が有意に減少したが、13日目ではなかった。対照的に、NSAIDジクロフェナクはMT手術後13日目および17日目の両方で有効であった(図6)。
図6
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図6。OAの半月板裂傷モデルにおける化合物1による用量反応。投薬の1日目および5日目に、投与2時間後に疼痛を測定した。個々の動物についてのデータが示され、そして群の推定値およびそれらのそれぞれの精度が95%CIとして報告されている( 群あたりn= 4または5)。各処置群をビヒクルと比較する仮説の検定を反復測定ANOVAを用いて行い、そしてP値をグラフの下部に示す。
骨痛のラット骨切り術モデルにおける化合物1の有効性
2つのモデルのOA疼痛にオートタキシン阻害の効果が見られることから、オートタキシンの組織分布はかなり広いため、オートタキシンの阻害が筋骨格疼痛の他のモデル(骨折痛など)に何らかの役割を果たすかどうかを調べることにした32。我々は、骨折痛のラット骨切り術モデルを使用した。この方法では、方法に記載されているように、骨減少症である高齢卵巣摘出雌性ラットを片側大腿骨骨切り術にかけた。次いで動物をビヒクルまたは化合物-1で急性処置した。OA疼痛モデルにおいて見られるように、化合物-1による処置は、後肢体重負荷の差によって測定されるように、ビヒクルと比較して疼痛を有意に減少させた(図7)。
図7
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図7。骨折のラット骨切り術モデルにおける化合物1の効果 投与後2時間で疼痛を測定した。個々の動物についてのデータが示されており、群の推定値およびそれらのそれぞれの精度は95%CI(n = 6 /群)として報告されている。処置群をビヒクルと比較する仮説の検定は、ダネット検定を用いて行った(* P = 0.0002)。
討論
オートタキシン 22の非常に強力かつ経口的に生物学的に利用可能な阻害剤を同定するために、ハイスループットスクリーニングアッセイおよび血漿アッセイを使用した。これらの阻害剤のうちの1つ(化合物-1)を使用して、オートタキシン阻害が、OAおよび骨折痛を含む筋骨格痛の動物モデルにおいて鎮痛効果をもたらすことができることを本研究において実証した。
ラットMIAモデルは、様々な機構経路標的化合物の鎮痛効力を実証するために使用されている疼痛の一般的に使用されるモデルである26、27 。本発明者らは、オートタキシン阻害が、疼痛反応の代用尺度としての役割を果たす後肢体重負荷差の用量依存的阻害をもたらすことを実証した。試験した最高用量で疼痛反応の42%の阻害があった。MIAモデルで達成できる最大の効力は研究されているメカニズムに依存します、そして我々がテストした多くのメカニズムは通常体重負荷の差異の 25 %-50%の減少をもたらします。(未発表データ)。後足における疼痛抑制は、モデルにおいて観察された血漿LPAレベルの減少と相関していた[ 図3 (b)]。しかしながら、LPAレベルと疼痛抑制を相関させるために我々が経時的研究を行ったとき、我々は緩やかな相関を観察しただけであることに注意すべきである。LPA阻害はかなり同等であったが、2時間で疼痛反応の45%の阻害および6時間で23%の阻害があった(それぞれ2時間および6時間の時点で61%および50%)。これは、関節組織におけるLPAの局所的阻害がモデルにおける有効性の決定に関与している可能性があること、および血漿LPAの阻害が化合物の全身活性の容易にアクセス可能な薬力学的マーカーとして最も役立ち得ることを示唆する。
NSAIDは、OAの徴候や症状を管理するための一般的な処方薬です。しかし、すべての患者がNSAIDs2で完全な疼痛軽減を得るわけではありません。我々は、MIAモデルにおいてNSAIDジクロフェナクと組み合わせて投与した場合、化合物-1が相加的疼痛軽減をもたらし得ることを示した。これは、バックグラウンドNSAID療法を受けている患者に対するオートタキシン阻害剤の潜在的有用性を示唆する。OA患者の数はまた、ショーは、長期治療でのNSAIDに/非応答性を低下しない28、29。NSAIDジクロフェナクが効果を示さなかった状況において、NSAID無反応バージョンのMIAモデルにおいて化合物-1が疼痛反応を減少させることができることを示した。これは、化合物-1がOA患者の疼痛治療に有用であり得ることを示唆するNSAIDに応答しない人
ラット半月板断裂モデルは、OAの十分に記載モデルである関節破壊及び痛みはの離断によって膝関節の外科的不安定化後に生じる内側側副靱帯および内側半月板31。化合物−1の疼痛効力がMIAモデルに限定されないことを確認するために、我々はそれをラット半月板涙液モデルで試験し、鎮痛効果を見るために複数日の投薬が必要であったが疼痛の減少を示した。外科的モデルは、異なるメカニズムを標的とする化合物による有効性を実証するためのはるかに厳密なモデルです。NSAIDジクロフェナクを使用しても、反復投与後の体重負荷の差は25%しか減少していないため、著しい治療効果を得るためにはいくつかの用量のオートタキシン阻害剤が必要だったのかもしれません。ヒトの膝関節におけるオートタキシンのレベルとOAの重症度との間の良好な相関関係を示す最近の報告があります17。半月板涙液モデルにおいてオートタキシン阻害が軟骨構造の保存を介して疾患修飾効果を有するかどうかを試験することは興味深いであろう。
骨折に関連した骨格痛は、新規な鎮痛薬の必要性のもう一つの分野です。NSAIDとアヘン剤は、現在骨折の痛みを管理するために使用されている2つの主要な治療法です33。しかしながら、これらの療法は両方とも、重大な望ましくない副作用をもたらす。骨折の骨切り術モデルを使用して、我々は化合物-1による鎮痛効果を示し、骨折に関連する疼痛を軽減するための代替アプローチとしてオートタキシン阻害の潜在的な有用性を示唆している。NSAIDは骨治癒反応との潜在的な干渉のために骨折痛に対して禁忌であるので34例えば、オートタキシン阻害剤は、骨折に関連する疼痛を治療するためのより安全な代替的アプローチを提供し得る。骨折に関連した疼痛の他のモデルにおけるさらなる研究は、この観察をさらに強化するのに役立つだろう。
Lpathomab(Lpath、Inc.、San Diego、CA)として知られるLPAを標的とする抗体は、糖尿病性末梢神経障害および化学療法誘発性神経障害性疼痛を含むいくつかの異なる疼痛モデルにおいて有効であることが示されている35。オートタキシン阻害剤を使用したLPA生成の阻害もこれらの疼痛状態において治療的利益をもたらすかどうかを試験することは興味深いであろう。オートタキシンが出生後にノックアウトされることができるマウスが最近発生しました、そして、これらの動物は少しの明白な異常なしで正常な表現型を持っています36。成体特異的オートタキシンノックアウトマウスを疼痛モデルに供することは病因におけるオートタキシン/ LPA経路の役割をさらに確認するのに役立つ 様々な病態における痛みの
要約すると、我々は強力で選択的で経口的に生物学的に利用可能なオートタキシンの小分子阻害剤を開発し、関節損傷および骨折に関連する疼痛のラットモデルにおけるその有効性を実証した。我々のデータは、OA患者、特にNSAIDに耐えられない患者、およびNSAID療法に部分的に反応する、または反応しない患者の対症療法のための分子の臨床試験の潜在的な機会を示唆している。
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Thirunavukkarasu博士は研究の全データに完全にアクセスでき、データの完全性とデータ分析の正確性に責任を負います。
研究の構想とデザイン:Thirunavukkaras、Swearingen、Mitchell、Chambers。
化合物の概念、設計および合成:Jones、Pfeifer、Norman。
データの取得:Swearingen、Oskins、Lin、Bui。
データの分析と解釈:すべての著者。
原稿作成と最終承認:すべての作者。
利益相反
(PGMを除く)すべての著者は、当社、インディアナポリスのイーライリリー社の従業員であり、46285. IN PGMは現在MedinCell、1アベニューシャルル・クロス、34830 Jacou、フランスの従業員です。
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