JP2000511516A - 光加齢(photoaging)予防におけるテンポルの使用 - Google Patents

光加齢(photoaging)予防におけるテンポルの使用

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Abstract

(57)【要約】 光加齢およびその他の種類の日光損傷を、テンポルを含む組成物を局所的に適用することにより防ぐ方法が提供される。光加齢およびその他の種類の日光損傷を防ぐための、テンポルを含む薬剤組成物もまた、提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 光加齢(photoaging)予防におけるテンポルの使用 発明の背景 ヒトの皮膚が日光に曝露され紫外線照射を受けることによる影響は、今日の、 より長寿になった集団にとってますます大きな懸念要因となりつつある。加齢し た外見に関連した変化の大部分は、日光による慢性的な損傷に起因している(Wa rrenら,J.Am.Acad.Dermatol.1991,25:751-760;Frances,C.およびRober t,L.,Int.J.Dermatol.1984,23:166−179.)。表層真皮が劇的に変質する 場合、光加齢皮膚によく見られる深い皺およびたるみが伴う。光加齢皮膚の主な 組織学的変質は、ルーチンの組織学的検査でエラスチンの染色特性を有するよう な物質が集積することであり、そしてしたがって日光エラスチン化(solar elas tosis)と呼ばれている。免疫組織化学染色により、エラスチン(Chenら.,J.I nvest.Dermatol.1986,87:334−337;Meraら,Br.J.Dermatol.1987,117:21 -27)、フィブリリン(Chenら.,J.Invest.Dermatol.1986,87:334−337;Dah lbackら,J.Invest.Dermatol.1990,94:284-291;Bernsteinら,J.Invest.De rmatol.1994,103:182−186)および弾力のある繊維の正常な構成要素であるバ ーシカン(Zimmermanら,J.Cell.Biol.1994,124:817-825)からなる日光エ ラスチン化を含む不完全に形成された繊維が示されている。光損傷を受けた皮膚 由来の繊維芽細胞で、エラスチン、フィブリリンおよびバーシカンmRNAが同等に 増加していることが、同一人物から得られた正常皮膚由来の繊維芽細胞と比較し て実証されている(Bernsteinら,J.Invest.Dermatol.1994,103:182−186) 。クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ(CAT)レポーター遺伝 子に連結したヒトエラスチン・プロモーターを含むDNA構築物によって繊維芽細 胞を一過的に形質転換させることにより、日光損傷を受けた皮膚のエラスチンmR NAレベルの上昇は、エラスチンプロモーター活性の上昇に起因していることが示 されている(Bernsteinら,J.Invest.Dermatol.1994,103:182−186)。 皮膚の紫外線照射曝露後、遊離基(free radical)が生成されることは、当業 者に周知である。遊離基機構は、紫外線照射に起因する発赤および紅斑の原因で あることが示されている。多くの抗酸化剤が光保護剤として試験されているが、 これらの研究の結果から、これらの剤が保護を提供する能力は変化しやすいこと が指摘されている。 Miyachi Y.,J.Dermatol.Sci.1995,9:76-86は光酸化の観点から光加齢の 総論を提供しており、そして、光加齢の制御剤として抗酸化剤を使用することを 示唆している。特にスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を用いた研究が記載 されている。しかし、日焼け止め剤がより優れた紫外線照射からの保護を提供す ると結論づけている。 Bissettら,Photodermatol.Photoimmunol.Photomed.1990,7:56-62は、紫 外線B(UVB)照射曝露前にマウスをアルファートコフェロール、アスコルビン酸 、没食子酸プロピル、およびトロロクスなどのスーパーオキシド捕捉抗酸化剤溶 液で局所的に処置すると、未処置のマウスより有意に低い損傷が示されることを 実証した。しかし、グルタチオン、ベータカロテン、BHT、マンニトール、ジビ ニルグリコール、パンテテイン、尿素およびヒスチジンを含むさらに別の試験さ れた抗酸化剤または遊離基スカベンジャー(scavenger)は、UVB照射に対しいか なる有意な保護も提供しなかった。さらに、UVA照射により誘発されたマウス皮 膚損傷の重症度は、これらの研究において、これらの抗酸化剤を局所的に使用し ても減少することはなかった。したがって、光加齢の累積効果を防ぐのに使用さ れる現在の方法は、不適切であることが明らかである。 歴史的には、放射線腫瘍学の領域でより多くの研究がなされてきた。電離性放 射線による損傷および紫外線照射により誘発された損傷の一部が、ラジカル酸素 種が形成されるためであることが示されている。スルフヒドリル化合物は最初の 放射保護剤として同定されたうちの一つである。これらの保護機構は、放射によ り誘発された遊離基を捕捉し、およびまたは酸化分子に還元等価物を与える能力 によるらしい。造血サイトカインもまた、放射保護剤として研究されてきた。放 射曝露後の造血機能をより速く回復することで保護を行うと考えられている。 最近、新しい種類の放射保護剤、ニトロキシド(nitroxides)が記載されてい る。種全体として、ニトロキシドは安定した遊離基構成要素であり、その他の遊 離基を含むさまざまな生物学的相当化合物と反応する(Nilssonら,J.Biol.Ch em.1989,264:11131-11135)。いくつかのニトロキシド自体が遊離基、特に酸 素ラジカルと反応するという観察により、これら化合物の放射保護剤としての研 究が始まった(Samuniら,Free Radical Biol.Med.1989,6:141-148)。 テンポル[4-ヒドロキシ-2,2,6,6,-テトラメチル-ピペリジニロキシ,遊離基 ]はピペリジニル-n-オキシルで、n-オキシドが立体的に対称的な隣接した対の メチル基により安定化されたものである。この化合物はAldrich Chemical Co., ウィスコンシン州ミルウォーキーより商業的に入手可能である。NADPなどの生物 学的分子をスピン標識する際、最もよく用いられる。 テンポルはスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)擬似体として機能すること が実証されており、哺乳類細胞をヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼおよ び過酸化水素が仲介する細胞毒性により生成されたスーパーオキシドから保護す る(Mitchellら,Biochem.1990,29:2802-2807;Samuniら,J.Biol.Chem.198 8,263:17921−17924)。テンポルはまた、電離性放射線に対し、in vitro、in vivo双方で保護を提供することが実証されている(Mitchellら.Arch.Biochem .Biophys.1991,289:62-70)。最近、テンポルはひどく放射線に当てられた皮 膚領域内で体毛の生長回復を早めることにより、放射線が脱毛症を誘発するのを 防ぐことが示された(Goffmanら,Int.J.Rad.Onc.Biol.Phys.1992,22:803 -806)。Goffmanらはこの保護が、毛包幹細胞に対する直接的な保護および他の ニトロキシドの発達によるのではないかと示唆している。重要なことに、この研 究はまた、テンポルが使用後、血中に検出できないことも実証している。局所的 放射保護剤には、全身性吸収に向かう傾向が共通しており、腫瘍放射保護という 潜在的な問題が生じることから、これは問題である。 現在ではテンポルの局所使用により、光加齢および紫外線照射曝露に起因する その他の皮膚損傷を防げることがわかっている。 発明の概要 本発明では、化合物テンポル(4-ヒドロキシ-TEMPO,遊離基;4-ヒドロキシ-2 ,2,6,6,-テトラメチルピペリジニロキシ、遊離基)の新たな使用法が提供される 。現在、テンポルが光加齢を防ぎ、そしてUVBを遮断し、それによって日焼けや 皮膚癌などのその他の日光損傷を防ぐことがわかっている。さらに、テンポルは 今や、in vitroでUVAから保護することが示された。この化合物は遊離基スカベ ンジャーとして機能するばかりでなく、日光遮断能も有している。紫外線照射が 誘発する損傷を遮断する能力が実証されている。日焼け止め剤として使用される 、テンポルを含む組成物もまた、提供される。 発明の詳細な説明 慢性日光曝露の結果、表層真皮に激しい変化が起こる。主要な変性は異常な弾 性物質の大量蓄積で、日光エラスチン化と呼ばれる。日光エラスチン化はエラス チンおよびフィブリリンmRNAおよびエラスチンプロモーター活性の上昇を伴うこ とが示されている。 皮膚を冒す光損傷を阻害する可能性がある化合物を試験するため、クロラムフ ェニコール・アセチルトランスフェラーゼ(CAT)レポーター遺伝子に連結した ヒトエラスチンプロモーターを含むトランスジェニックマウスモデルが開発され てきた。これらのマウスは組織特異的および発生学的に制御された方法でヒトエ ラスチンプロモーター活性を示す。プロモーター活性はこのモデルを用い、紫外 線照射のわずかな増加の結果として調べることも可能であり、これにより検定の 感度が実証される。さらに定量的データも、ただ一度の紫外線照射曝露後でも得 ることが可能である。試験化合物をヒトエラスチンプロモーターを発現できるト ランスジェニックマウスの皮膚に適用する。当該トランスジェニックマウスはそ の後、紫外線照射に曝露され、そして当該マウスのヒトエラスチンプロモーター 活性が測定される。その後、当該ヒトエラスチンプロモーター活性を、等量の紫 外線照射に曝露されたが、試験化合物で処置されなかったトランスジェニックマ ウスのものと比較し、試験化合物が紫外線照射からの保護を提供したかどうかを 決定する。エラスチンプロモーター活性化は、皮膚加齢における主要な出来事で あるから、これらマウスはヒト光加齢のマウスモデルとなる。 このトランスジェニックマウス系統を使用して、紫外線照射がヒトエラスチン プロモーターに及ぼす影響をテンポルが阻害する能力が決定された。これらの実 験では、4−5日齢のマウスが、未処置、0.4Mテンポル、245mJ/cm2UVBまたは245m J/cm2UVBおよび0.4Mテンポルのいずれかの処置を受けた。テンポルはエタノール で希釈され、そしてこれらのマウスの背に局所的に適用された。光処置後、当該 マウスの背は70%イソプロピルアルコール綿で2度リンスし、残ったテンポルを 全て拭き取った。光処置の24時間後、マウスを屠殺し、そして皮膚を回収してCA T活性を測定した。テンポルのみの場合、有意な差は生じず、CAT活性は1.7倍に 上昇した(標準偏差(s.d.)=0.48)。UVB処置により、CAT活性は7.2倍に上昇 し(s.d.=0.72)、そしてUVB処置マウスにテンポルを加えると、上昇は未処置 対照マウスの3.3倍(s.d.=0.68)に減少した。 UVBがプロモーター活性化を誘発するのを防ぐ能力がテンポルにあることを実 証する実験が、トランスジェニックマウスの皮膚から樹立した繊維芽細胞培養物 でも行われている。細胞は、テンポルなしUVBなし(対照実験)、UVB照射を受け ず50mMテンポルのみ、5.5mJ/cm2UVBのみ、25mMテンポルで前処置そして続いて5 .5mJ/cm2UVBに曝露、または50mMテンポルで前処置そして続いて5.5mJ/cm2UVBに 曝露のいずれかの処置を受けた。テンポルは培養プレートにUVB曝露の10分前に 加えられ、そしてUVB曝露後4分間、細胞上に残された。テンポルのみの場合、こ れらの細胞におけるCAT活性には有意に到るほどの変化が起きなかった。UVBのみ の場合、CAT活性は照射を受けていない細胞の9.5倍(s.d.=0.47)に増加した 。UVB処置した細胞に25mMテンポルを加えると、上昇は対照実験の4.2倍(s.d. =0.02)にまで減少したが、50mMテンポルを投与した場合、上昇はさらに、対 照実験の2.8倍(s.d.=1.4)にまで減少した。 細胞で、UVB量を変えてさらに別の実験が行われた。これらの実験では、対照 実験細胞はUVBもテンポルも与えられなかった。UVB対照実験では0.7、1.4、2.7 または5.5mJ/cm2UVBのいずれかを照射した。テンポル対照実験では100mMテンポ ルを適用し、そしてUVBは照射しなかった。UVB処置細胞は、リン酸緩衝化 生理食塩水(PBS)または100mMテンポルでUVB照射前に12.5分プレ・インキュベ ートした。UVBおよびテンポルが細胞生存率に及ぼす影響は、トリパンブルー排 除試験キットを用いて測定した。 培養物への適用前に、組織培地を除去し、そして細胞を2度PBSですすいだ。細 胞は直径10cmのプレートで100mMテンポルまたはPBS3ml中でUVB曝露前に12.5分 インキュベートした。UVB対照実験では同量のPBS中でUVB照射前に12.5分インキ ュベートした。処置後、細胞はPBSで2度洗浄し、そして全てのプレートで組織培 地に置換した。細胞は光処置の24時間後、CAT活性を測定するため回収した。全 ての実験には、同腹のマウス由来の繊維芽細胞のみを使用し、そして2代目また は3代目の継代のものを使用した。それぞれのデータ・ポイントには、2プレート の細胞を使用し、そして実験は3回繰り返した。したがって、それぞれの実験条 件について6つの値が得られた。統計学的分析には、対t検定(pairedt-test) が行われた。これらの実験のデータは表1に示されている。 表1:UVBが誘発するCAT活性化におけるテンポルのin vitro効果 前述の実験同様、テンポルのみの場合、CAT活性に有意な程度の変化は生じな かった(未処置細胞の1.2倍)。UVBのみの場合、CAT活性はUVB量0.7、1.4、2.7 および5.5mJ/cm2に対しそれぞれ対照細胞の3.2、8.1、15.7および20.0倍に上昇 した。UVB処置細胞に100mMテンポルを加えると、この上昇がUVB量0.7、1.4、2.7 および5.5mJ/cm2に対しそれぞれ対照細胞の1.9、2.1、4.8および11.6倍に減少し た。 テンポルの遊離基捕捉能力はまた、細胞でも実証された。細胞は、未処置、5. 5mJ/cm2UVB照射、生理食塩水に覆われた細胞上に50mMテンポルを入れた水晶プ レートをつるしUVB照射、または50mMテンポルを直接細胞に加え細胞上に 生理食塩水を入れた水晶プレートをつるしてUVB照射のいずれかの処置を受けた 。細胞上につるされたテンポルはUVB遮断剤として機能する。細胞に直接加えら れたテンポルはUVB遮断剤および遊離基スカベンジャーの双方の役割を果たす。U VBのみの場合、CAT活性は14.2倍(s.d.=1.5)に上昇した。水晶プレート中に 細胞上につるされた(そしてしたがって遮断剤としてしか働かない)テンポルの 場合、未処置対照群と比較しCAT活性が2.4倍に上昇した。これはUVBのみの処置 を受けテンポルを与えられていない細胞に比べほぼ6倍の減少であり、したがっ てUVBからの有意な保護が実証された。テンポルが細胞と直接接触した場合、CAT 活性は対照群の1.5倍にまで減少した。したがって、テンポルの捕捉特性によりC AT活性がさらに38%減少したことになる。したがって、光を吸収することにより 光加齢に対して保護を提供するうえ、テンポルはまた、一度紫外線照射が皮膚に 達してからの損傷についても保護を提供することが実証された。 UVAが誘発するプロモーター活性化をテンポルが防ぐことを実証する実験もま た、トランスジェニックマウスの皮膚から樹立した繊維芽細胞培養物で行われた 。UVAのみに対する反応はin vitroでは測定不能であり、in vivo反応は比較的小 さいことから、UVAに対するプロモーター反応を高めるため、8-メトキシソラレ ン(8-MOP)が実験系に加えられた。8-MOPを加えることで、UVA照射後のCAT活性 が十分上昇し、このモデルを、UVBと同様、UVAから保護を行う可能性がある剤の 研究にさらに有用なものとした。 これらの実験において、対照細胞にはUVAも8-MOPも与えられなかった。UVA対 照細胞群には8-MOPで事前にインキュベーションを行うことなく、UVAを0.5、0.7 5または1.0mJ/cm2照射した。8-MOP対照細胞には、1μg/mlの8-MOPを与えたが、U VAは照射しなかった。テンポル対照細胞には、100mMテンポルを加えたが、UVA も8-MOPも与えなかった。PUVA処置細胞は、PBS中の1.0μg/ml 18-MOPでプレイン キュベーションを行い、そしてその後0.5、0.75または1.0mJ/cm2に曝露した。テ ンポル処置細胞は、UVA曝露前、12.5分100mMテンポルで前処置を行った。8-MOP もまた、テンポルと同時にこれらの細胞に加えた。 繊維芽細胞培養物において、1μg/ml8-MOPおよび0.5、0.75または1.0J/cm2 UVAの組み合わせで、CAT活性はそれぞれ対照細胞の2.7、9.0および21.4 倍に上昇することがわかった。UVAのみおよび8-MOPのみの場合、有意なCAT活性 が生じなかった。培養物にテンポルを加えると、PUVAが誘発するCAT活性上昇は 、それぞれ対照細胞の1.5、1.2または2.0倍にまで減少した。したがって、PUVA が誘発するCAT活性上昇をほぼ完全に抑えた。テンポルの吸収スペクトルはUVA領 域に吸収がほとんどなく、PUVAが誘導するエラスチン遺伝子誘発をテンポルが防 ぐのは、ほとんど全て、テンポルの遊離基捕捉能力によることになる。さらに、 細胞上につるしたテンポルはPUVAが誘導するCAT活性上昇を保護できなかった。 したがってUVAが誘導する光損傷をテンポルが防ぐのは、ほぼ完全にその遊離基 捕捉特性によるものであることをさらに実証する。 したがって、テンポルを含む組成物を皮膚に局所的に適用することにより、光 加齢、および日焼けおよび皮膚癌などその他の日光損傷に対する保護が提供され る。テンポルを含む組成物の例には、限定されるわけではないが、クリーム、ロ ーションおよびスプレーを含む。テンポルを処方に用いられる薬剤添加物ととも にクリーム、ローションおよびスプレーに処方する方法は当業者に周知である。 当業者には明白であろうが、本開示に基づき、こうした組成物はさらに、限定さ れるわけではないが、ビタミンCおよびビタミンEおよびそれらの類似物(analog )などの二次的なまたは付加的な日焼け止め剤または遊離基スカベンジャーを含 んでもよい。より好ましい態様においては、テンポルを含む組成物は日光に曝露 される前に適用される。しかし、曝露後にこれら組成物を使用してもやはり、皮 膚に対する本曝露によるいかなる損傷も軽減されうる。本発明のこれら組成物は 、限定されるわけではないが、癌、乾癖およびその他の皮膚病に対しソラレン療 法を受けている個人;皮膚癌、乾癖およびその他の皮膚病に対し光力学療法を受 けている個人;色素性乾皮症、白皮症または内因性メラニン色素減少に起因する その他の疾患などの遺伝的修復欠損を患う個人などの、日光に感受性が高まった 個人を保護するのに特に有用であろうと考えられている。 以下の、限定されない実施例は、本発明をさらに例証するため提供される。 実施例 実施例1:ヒトエラスチンプロモーターを発現するトランスジェニックマウス CATレポーター遺伝子に連結された5.2kbのヒトエラスチンプロモーターを発 現するトランスジェニックマウスのホモ接合体系統が使用された(Hsu-Wongら, J.Biol.Chem.1994,269:18072-18075)。これらマウスはヒトエラスチンプロ モーターを組織特異的および発生学的に制御された方法で発現する。明らかな体 毛生長がまだ見られないため、4または5日齢のマウスが用いられた。 実施例2:繊維芽細胞培養物 繊維芽細胞培養物は、トランスジェニックマウスの皮膚から、組織標本をプラ スチック組織培養プレートで体外培養し、そして細胞を周辺領域に移動させるこ とにより樹立した。初代培養は10%ウシ胎児血清、2mM L−グルタミンおよび 抗生物質を補ったダルベッコの修飾イーグル培地(Dulbecco's mnodified Eagl e'smedlum)中で37℃で維持した。初代細胞培養物は、トリプシン処理により継 代し、そして3代目または4代目の継代培養物がUVB処置に使用した。UV曝露後、 細胞は、組織培地内で24時間インキュベートし、そしてその後CAT活性を測定す るため回収した。 実施例3:CAT検定 ヒトエラスチンプロモーター/CATレポーター遺伝子構築物のトランスジェニ ックマウス皮膚およびこれらの動物から樹立された繊維芽細胞培養物での発現を 測定するため、CAT活性が測定された。皮膚からCATを抽出するため、標本は0.2 5Mトリス塩酸、pH7.5中で組織ホモジェナイザー(Brinkmann Instruments,Inc .,ニューヨーク州ウエストベリー)を用いて懸濁した。ホモジェネートは10,00 0Xg、15分、4℃で遠心分離し、そして当該上清中の当該タンパク質濃度を市販 のタンパク質検定キット(Bio-Rad Laboratories、カリフォルニア州リッチモン ド)を用いて測定した。100μgのタンパク質を含む分注上清を使用し、周知の 手法の通りに[14C]クロラムフェニコールとインキュベートすることでCAT活性検 定を行った。アセチル化された、およびアセチル化されない型の放射性クロラム フェニコールは薄層クロマトグラフィーによって分離 され、そしてCAT活性はそれぞれの試料の全放射活性に対するアセチル化型の放 射活性のパーセンテージとして測定された。 実施例4:UVB源 in vitroおよびin vivo研究のためのUVB照射は、一列の近接した7つのWesti nghouse社FS-40日光ランプを用いて行われた。これは38cmの距離で一定した照射 を産出する。38cmでのエネルギー産出量を、Solar Llght Model 3DUVAおよびUVB 検出器(Solar Light Company、ペンシルバニア州フィラデルフィア)で測定し た。FS-40日光ランプのUVB産出量は、38cmで23.4ユニット/時間であり、ここ でそれぞれのユニットは21mJ/cm2または紅斑効果エネルギーに等価である。 実施例5:UVA源 UVA照射は、一列の近接した7つのSylvania社FR40T12PUVAランプを、2mm厚の窓 ガラスを通して320nm以下の波長を除き使用した。列から38cmでのエネルギー産 出量を、Solar Llght Model 3D UVAおよびUVB検出器(Solar Light Company, ペンシルバニア州フィラデルフィア)で測定した。窓ガラスを通したランプの産 出量は、2.02mW/cm2で、UVBは検出されなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AU,BA,BB ,BG,BR,CA,CN,CU,CZ,EE,GE, GH,HU,IL,IS,JP,KP,KR,LC,L K,LR,LT,LV,MG,MK,MN,MX,NO ,NZ,PL,RO,SG,SI,SK,TR,TT, UA,US,UZ,VN,YU

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1:テンポルを含む組成物を皮膚に局所的に適用することを含む、光加齢およ びその他の日光損傷を防ぐ方法。 2:前記組成物が日光への皮膚の曝露前に適用される、請求項1の方法。 3:前記組成物が日光への皮膚の曝露に続いて適用される、請求項1の方法。 4:日光を受けた結果の損傷から日光への感受性が高まった個人を日光に起因 する損傷から保護する方法で、日光への感受性が高まった個人の皮膚に、当該個 人が日光に曝露される前にテンポルを含む組成物を局所的に適用することを含む 前記方法。 5:光加齢やその他の日光損傷を防ぐための、テンポルおよび薬剤添加物を含 む薬剤組成物。 6:さらに二次的な日焼け止め剤または遊離基スカベンジャーを含む、請求項5 の薬剤組成物。
JP09540161A 1996-05-07 1997-05-06 光加齢(photoaging)予防におけるテンポルの使用 Ceased JP2000511516A (ja)

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