JP2002504932A - ソマトトロピンによる動物の蹄の成長促進 - Google Patents

ソマトトロピンによる動物の蹄の成長促進

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Abstract

(57)【要約】 動物の蹄の成長が、ソマトトロピン様活性を有する化合物または動物においてソマトトロピンを分泌させる化合物を投与することによって促進される。本発明の方法は、蹄の成長を増大させることが望まれる任意の状況に適用することができる。本発明の方法の特に重要な適用は、ひび割れた蹄の処置に関し、この場合、ひび割れた蹄を有する動物は、傷害からの回復時間を短くするためにソマトトロピンで処置される。

Description

【発明の詳細な説明】 ソマトトロピンによる動物の蹄の成長促進 ウマその他の有蹄動物は、蹄の傷に伴う数多くの傷害および病気にかかりやす い。例えば、蹄のひび割れは、ウマにおいては珍しいことではなく、動物を、完 全な蹄が再成長するために十分な時間が得られるまでの長期間、典型的にはひび 割れの大きさが中程度または大きな場合、6ヶ月〜1年間にわたって使用不能に し得る。 ウマの蹄は、動物の足の角質化した非血管性の表皮であり、蹄壁、蹄底および 蹄叉からなる。蹄壁は、無数の無機質に加えて、水を含有する感受性の層板状表 皮組織に重なる角質化した上皮細胞から作られる。蹄の接地面は、蹄尖部、側壁 部および蹄踵部の3つの領域に分けることができ、これらはすべてひび割れが生 じやすい。 ウマでの蹄のひび割れは、本質的に、蹄の弾性を損なうか、蹄を弱くするか、 あるいは過大な負荷をもたらすすべての原因によって生じ得る。蹄のひび割れを もたらす最も多い原因には、物理的な衝撃/外傷、蹄および脚の良くない形態、 蹄の不釣り 合い、不適切な削蹄および蹄鉄装着、ならびに細菌、真菌またはカビによる白質 層への侵入が含まれる。遺伝的素因、栄養の偏り、乾燥した蹄または脆い蹄、あ るいは異常に薄い蹄壁の蹄は、蹄のひび割れをもたらす素因であり得る。ひび割 れが一旦生じると、蹄壁は、荷重をかける際および荷重をおろす際の蹄の伸長お よび収縮のために、蹄被膜内に存在する薄層を締めつけて刺激することが多い。 不自由な足および/または長期間使用できないことは、多くの蹄のひび割れによ る好ましくない費用のかかる結果である。 様々な取り組みが、蹄のひび割れに伴う難題を最小限にするために行われてい る。典型的には、そのような処置には、ひび割れの固定されていない先端から圧 力を取り除いて、その端を固定化する試みが含まれる。従来の修復方法には、蹄 の適切なバランス調整、矯正的な蹄鉄装着、蹄壁への溝形成、釘、バチェット( Vachette)クランプまたは機械的な留め具を用いるひび割れの固定、な らびにひも状のテープまたはワイヤ、シート状金属ねじあるいは他の合成材料と 組み合わせたアクリル樹脂、ガラス繊維またはエポキシ樹脂など様々な補綴用修 復材料の使用が含まれる(例えば、Nickels,F.A.、 「蹄のひび割れ」、Current Therapy in Equine M edicine、第2巻、Robinson,N.E.(編)、W.B.Sau nders,Phil,PA(発行)、1997を参照のこと)。 しかし、先行技術においては、蹄の傷害処置に関して効果的で生物学に基づく 方法が欠けている。蹄の成長速度を促進させるための方法は、そのような方法に よって、動物を、ひび割れた蹄、またはそうでなければ、他の傷害を有する蹄か ら回復させるために必要とされる期間を著しく減少させることができるために望 ましい。 成長ホルモンとしても知られているソマトトロピン類は、下垂体細胞により産 生され分泌されるポリペプチドである。このようなタンパク質は、組換えDNA 技術によって大量に信頼的かつ安価に生産することができ、成体前の骨格の成長 促進、および肉用のウシおよびブタの食肉生産に効果的であることが知られてい る。さらに、ソマトトロピン類は、乳汁分泌の刺激、飼料の肉または乳汁への変 換効率の改善、および脂質可動化作用を含む様々な代謝過程に影響を及ぼすこと が知られている。 本発明は、その最も広い意味において、有蹄動物における蹄 の成長を操作するための生物学に基づく方法を提供する。従って、蹄の成長を促 進させることが望まれる任意の適用において、そのような結果を得るために、本 発明の方法を使用することができる。 本発明の第1の態様により、有蹄動物における蹄の成長を促進させる方法が提 供される。この方法は、ソマトトロピン様活性を有する化合物または動物におい てソマトトロピンを分泌させる化合物を、典型的には、非経目的に投与すること を含む。本明細書中において開示される方法による使用に適する好ましい化合物 は、ウマ、ウシまたはブタのソマトトロピン、あるいは天然に存在するウマのソ マトトロピンタンパク質に対して少なくとも80%の相同性を有するそれらから 誘導される変種である。 本発明の第2の態様により、ウマのひび割れた蹄を処置する方法が提供される 。この方法において、ソマトトロピン様活性を有する化合物またはウシにおいて ソマトトロピンを分泌させる化合物が、蹄の成長を促進させるために効果的な量 で投与される。この方法は、単独形態の処置として使用することができ、あるい は従来の蹄のひび割れ修復技術と組み合わせて使用して もよい。ひび割れた蹄の処置においてそのような化合物を使用することにより、 動物がそのような傷害から回復するために要する時間を、蹄が再成長するために 典型的に必要とされる時間を短くすることによって著しく短くすることができる 。 下記の図面は本明細書の一部を構成し、本発明の特定の態様をさらに明らかに するために添付される。本発明は、本明細書中に示されている特定の実施形態の 詳細な説明と組み合わせて図面を参照することによって、より十分に理解するこ とができる。 図1は、10mg/動物/日のソマトトロピンによる処置を行ったウマ(n= 6)および賦形剤のみが投与された対照のウシ(n=6)に関する24週間にわ たる蹄の成長を比較する。24週間の研究において、ソマトトロピン処置群にお ける蹄の長さは26.2%増大した(p<0.0001)。 下記の用語は、本明細書中において使用される場合、下記の意味を有する。 「ソマトトロピン」は、動物の下垂体において生産されるソマトトロピンの生 物学的活性および化学的構造に類似する生物学的活性および化学的構造を有する 任意のポリペプチドをいう。 そのようなソマトトロピンには、下垂体のソマトトロピン性細胞により生産され る天然のソマトトロピン、あるいはソマトトロピンまたはそれから誘導される変 種を、遺伝子的に形質転換された原核生物細胞または真核生物細胞により、例え ば、細菌(E.coliなど)、酵母または藻類により発現させる組換えDNA 技術によって生産されるソマトトロピンが含まれる。 「ソマトトロピン様活性を有する化合物」は、哺乳動物のソマトトロピンに構 造的および/または機能的に関連する化合物をいう。本発明の開示のために、そ のような化合物は、天然に存在するウマのソマトトロピンタンパク質に対して少 なくとも80%の相同性を有し、および/または天然に存在するソマトトロピン に伴う種類の生物学的活性を示す。すなわち、成長、乳汁分泌、飼料効率および /または動物の健康状態の改善をもたらすために十分な親和性でソマトトロピン レセプターに結合する。 「ソマトトロピンを分泌させる化合物」は、処置されている動物において、内 因性ソマトトロピンの生産および/または分泌を増大させる任意の化合物、例え ば、成長ホルモン放出因子/ペプチド/模倣物をいう。 「非経口的」投与は、局所投与または経口投与とは対照的に、注射または埋め 込みによって、生物活性物質を動物に直接投与することをいう。固体組成物の埋 め込みによる非経口投与は、筋肉内、皮下または腹腔内であってもよく、そして シリンジ、注射ガンまたはそのような目的のために考案された他の器具を使用し てソマトトロピンの固体、懸濁物または溶液を注射することによって行うことが できる。 ソマトトロピンは、有蹄動物に投与されたときに蹄の成長を促進させ得ること が見出された。この発見により、特に重要な適用は、蹄の傷害の処置において、 特に、ひび割れた蹄の処置において行われる。さらに、この方法は、動物におけ る迅速な蹄成長が所望される任意の状況に適用することができる。 本発明の第1の実施形態において、有蹄動物において蹄の成長を促進させる方 法が提供される。この方法は、ソマトトロピン様活性を有する化合物または動物 の蹄の成長速度を増大させるようにソマトトロピンを分泌させる化合物を、効果 的な量で動物を処置することを含む。 ソマトトロピン様活性を有する任意のタンパク質または化合物は、本発明を実 施するために適する。これらには、天然に存 在するソマトトロピンと同一のアミノ酸配列を有するポリペプチドが含まれ得る が、内因性であってもよく、あるいは天然に存在するソマトトロピンタンパク質 と比較して、実質的に同じ活性または増強された活性を有する実験的に作製され た天然配列の変種であってもよい。そのような変種は、例えば、天然に存在する 物質のアミノ酸配列に付加されたアミノ酸、そのような配列から欠失されたアミ ノ酸、またはそのような配列と置換されたアミノ酸を含み得る。本発明による使 用に適する数多くのソマトトロピンの変種がこの分野において知られている。例 えば、組換えDNAを使用して生産される多くのソマトトロピンは、本来存在し ないメチオニン部分をそのアミノ末端に有する。他のソマトトロピン変種は、米 国特許第5,130,422号に記載されているように、95位〜101位のア ミノ酸領域に位置するアスパラギン残基がグルタミンによって置換されている。 動物においてソマトトロピンを分泌させることができる化合物もまた本発明に おける使用に適する。多くのそのような化合物がこの分野においてよく知られて おり、これには、例えば、天然に存在する哺乳動物の成長ホルモン放出ホルモン (GHR H)またはその類似体(例えば、J.Anim.Sci.66(6)1386〜 92、1988を参照のこと)あるいはGHRHアゴニスト(例えば、Int. J.Pept.Prot.Res.39(3)211〜17、1992を参照の こと)が含まれる。合成成長ホルモン放出ペプチド(GHRP)(例えば、Ho rm.Res.46(4〜5)155〜9、1996を参照のこ)もまた本発明 における使用に適する。当業者は、内因性ソマトトロピンの分泌を刺激するため に開発された非常に多くの方法が本発明の範囲に含まれることを認識している。 哺乳動物のソマトトロピンはいずれも、特定の動物におけるソマトトロピンの 実質的な相同性および種間の活性に基づいて本発明の実施に適する。例えば、B uonomo他(J.Anim.Sci.74:886〜894、1996)は 、ブタのソマトトロピン(pST)およびウシのソマトトロピン(bST)は、 ウマ種において生物学的に活性であり、そして外部から投与されたソマトトロピ ンに対する代謝応答を、他の哺乳動物種において認められた応答と類似する様式 で誘発し得ることを報告した。既知のソマトトロピンのアミノ酸配列の例に関し ては下記を参照のこと:欧州特許出願第192,629号(1986年 8月27日出願)、Seeberg他、DNA 第2巻、第1号、37頁〜45 頁、1983、およびAbdel−Meguid他、Proc.Natl.Ac ad.Sci.,USA、第84巻、6434頁〜6437頁、9月、1987 )。ウマのソマトトロピン(eST)、ウシのソマトトロピンおよびブタのソマ トトロピンのアミノ酸配列を、それぞれ、配列番号1、配列番号2および配列番 号3に示す。eSTは、pSTに対して98.4%の相同性を有し、bSTに対 して89.5%の相同性を有する。 アニオンまたはカチオンを伴うソマトトロピン、特に、金属イオンとの塩、複 合体または他の組合せもまた本発明における使用に適する。適切な一価金属イオ ンの例には、ナトリウムおよびカリウムが含まれ、一方、適切な多価金属イオン の例には、亜鉛、鉄、カルシウム、ビスマス、バリウム、マグネシウム、マンガ ン、アルミニウム、銅、コバルト、ニッケルおよびカドミウムが含まれる。適切 なアニオンには、重炭酸塩、酢酸塩、グリシンおよびホウ酸塩が含まれる。組換 えDNA技術によって調製されるウシまたはブタのソマトトロピン、およびその 金属複合体は、例えば、米国特許第4,863,736号に記載 されている。 本発明のソマトトロピンは、化学合成によって調製することができる。しかし 、ソマトトロピン分子の大きさが大きいために、組換えDNA技術によってソマ トトロピンを調製することが好ましい。これは、所望のソマトトロピンまたはそ の変種をコードする遺伝子を構築することによる従来の手段によって行うことが できる。変種のソマトトロピン遺伝子を構築する好都合な方法は、従来のオリゴ ヌクレオチドによる天然遺伝子の部位特異的変異誘発法による。次いで、変異遺 伝子を適切なベクターにクローニングし、続いてこれを使用して、細菌(例えば 、E.coliまたはシュードモナス)、酵母(例えば、S.cervisea e)、または哺乳動物細胞(例えば、C127またはCHO)などの適切な発現 宿主を形質転換する。次いで、任意の適切な方法論、例えば、従来の方法論を使 用して、ソマトトロピンを発現させ、その生物学的に活性な形態への折り畳みを 行い、精製して回収する。 効力は、動物の大きさおよび成熟度、ソマトトロピンの投与量、および用いら れる送達システムの種類に依存して変化する。一般に、動物に投与されるソマト トロピンの量が多いほど、蹄 成長の大きな促進が得られる。典型的には、動物には、1ug/kg/目よりも 多い量のソマトトロピンが投与される。投与量の上限は、約50ug/kg/日 〜250ug/kg/日の間であり得るが、ウマの大きさに依存する。この上限 は、高用量のソマトトロピンを長期間投与することによる既知の糖尿病誘発作用 によって決定される。好ましくは、投与用量は、平均的な大きさのウマ(例えば 、300kg〜600kg)について、約10ug/kg/日〜100ug/k g/日の間である。そのような用量は、動物の健康状態に有害な合併症を伴うこ となく、長期間(例えば、4ヶ月〜6ヶ月またはそれ以上)維持することができ る。 他の物質は、そのような物質が所望の効力が許容され得ないほど阻害されない 場合に、動物に投与されるソマトトロピン組成物に存在させることができる。例 えば、生理食塩水、オイル(好ましくは、植物性)、グリセロールまたはトコフ ェロール様化合物などのビヒクル、抗炎症剤、または他の添加物を、異物(非ア レルギー性)反応の作用を防止するか、または中和するために存在させることが できる。そのような添加物には、ステロイド性および/または非ステロイド性の 抗炎症剤を含むこ とができる。このような抗炎症剤は、何らかの全身性作用を避けるためには十分 に低い量であるが、局所的な炎症を軽減させるためには十分に効果的な量で、組 成物に存在させることが好ましい。 ペレット化されたソマトトロピン組成物を、標準的な錠剤化技術を使用する乾 式圧縮により作製することができる。所望する場合には、結合剤、滑剤、充填剤 などを、錠剤化処理を容易にするために組成物に存在させることができ、そして 、静菌剤、抗酸化剤、抗炎症剤、抗生物質などをその治療的効果のために存在さ せることができる。埋め込みによる非経口投与を行うために適合化されたソマト トロピンの適切な固体ペレットが、例えば、米国特許第4,863,736号に 記載されている。 ソマトトロピン組成物は、処置される動物への望ましい用量の送達に関して効 果的な既知の技術によって投与することができる。これには、例えば、筋肉内注 射、腹腔内注射または皮下注射が含まれ、あるいはこの分野で知られている任意 の制御放出インプラントまたは他の持続放出組成物を使用することが含まれる。 例えば、持続放出ソマトトロピン組成物は、米国特許第5,086,041号に 開示されているように、生体適合性 オイルの存在下でソマトトロピンポリペプチドを含むことができる。あるいは、 ソマトトロピンは、米国特許第5,232,708号に開示されているように、 ポリビニルアルコールでコーティングされたペレットインプラントの形態で投与 することができる。生物活性分子を投与する非常に多くの他の方法が当分野では 知られており、蹄の成長を促進させる目的のために本発明に従ってソマトトロピ ンの投与に適用することができる。 本発明のさらなる実施形態において、ウマの蹄のひび割れを処置する方法が提 供される。この方法は、本発明の第1の実施形態において記載されているように 、ソマトトロピン様活性を有する化合物またはソマトトロピンを分泌させる化合 物の効果的な量を投与することを含む。蹄のひび割れは、ウマにおいては珍しい ことではなく、動物を弱らせ、そして所有者に多額の費用をかけ得る。外部から 投与されたソマトトロピンはウマの蹄の成長速度を著しく増大させることが、本 明細書中において明らかにされている。従って、ひび割れた蹄が再成長するため に通常必要とされる時間を著しく短くすることができる。 ソマトトロピンに基づくウマのひび割れた蹄の処置は、そのような傷害からの 動物の回復時間をさらにできる限り短くする ために、ウマの蹄修復の多くの従来の方法と組み合わせて使用することができる 。ソマトトロピンとの組合せにおける使用に適する従来の方法には下記が含まれ 得る:(1)蹄の適切なバランス調整;(2)矯正的な蹄鉄装着;(3)蹄壁の 溝形成;(4)釘、バチェットクランプまたは機械的な留め具を用いるひび割れ の固定;あるいは(5)ひも状のテープもしくはワイヤ、シート状金属ねじ、ま たは他の合成材料と組み合わせたアクリル樹脂、ガラス繊維またはエポキシ樹脂 などの様々な補綴用蹄修復材料の使用。 下記の実施例は、本発明の1つの好ましい実施形態を明らかにするために含ま れる。下記の実施例において開示されている技術は、本発明の実施において十分 に機能することが本発明者らによって発見された技術を表し、従って、その実施 に関する好適な態様の例を構成していると見なすことができることを、当業者は 理解しなければならない。しかし、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱 することなく、多くの変化を、開示されている特定の実施形態において行うこと ができ、そして同様な結果または類似する結果が依然として得られることを、本 発明の開示に照らして理解しなければならない。 蹄の成長に対するソマトトロピンの作用を評価するために、6頭の軽量のウマ( 年齢が2歳〜22歳であり、体重が300kg〜550kgである雌ウマおよび 去勢ウマ)に、10mg/日のブタソマトトロピン(pST)を、容量比で65 :35のグリセロール:水、容量比で0.15%のツィーン80界面活性剤、p H6.3のリン酸緩衝液、および重量比で3%の塩化カリウムを含有する賦形剤 中の10%w/vのpSTを毎日注射することによって与えた。さらに6頭のウ マは賦形剤のみの注射を毎日受けた。注射は、合計で24週間にわたり毎日行わ れた。研究の開始時において、すべてのウマに、蹄の後ろ側において、冠状の細 かいひび割れのすぐ下の蹄に逆T字の焼き印を押した。消えないマーカーもまた 、焼き印の視認性をよくするために使用した。4週間間隔で、細かいひび割れ部 から逆T字の焼き印の横棒部分までの距離を、測定用定規を使用して測定した。 図1および下記の表に、対照群およびソマトトロピン処置群の24週間にわたっ て得られた結果をまとめる。10mg/ 日のソマトトロピンに対する応答における蹄成長(cm) 0週 4週 8週 12 16 20 24 対照 0 0.41 0.87 1.77 2.77 3.55 4.7 ソマトトロピン 0 0.57 1.18 2.1 2.93 5.27 5.7 蹄の長さにおける著しい増大が、ソマトトロピン処置群において、8週目(p =0.05)、12週目(p=0.04)、20週目(p<0.0001)、お よび24週目(p<0.0001)で認められた。24週間の全処置期間におい て、ソマトトロピンによる処置群での全体的な蹄の長さは、対照群と比較して2 6.2%増大した(p<0.0001)。上記の結果は、哺乳動物のソマトトロ ピンを投与することによってウマの蹄の成長が著しく促進し得ることを明らかに する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ソマトトロピン様活性を有する化合物または有蹄動物においてソマトトロピ ンを分泌させる化合物の効果的な量を前記動物に投与することを含む、前記動物 における蹄の成長を促進させる方法。 2.前記のソマトトロピン様活性を有する化合物は、動物のソマトトロピンであ る、請求項1に記載の方法。 3.前記化合物は、ブタ、ウマまたはウシのソマトトロピンである、請求項2に 記載の方法。 4.ソマトトロピンを分泌させる化合物は、成長ホルモン放出ホルモン、成長ホ ルモン放出ペプチド、または成長ホルモン放出ホルモンアゴニストである、請求 項1に記載の方法。 5.前記有蹄動物はウマである、請求項1に記載の方法。 6.ソマトトロピン様活性を有する化合物またはソマトトロピンを分泌させる化 合物を、蹄の成長を促進させるために効果的な量でウマに投与することを含む、 ウマのひび割れた蹄を処置する方法。 7.蹄のバランス調整、矯正的な蹄鉄装着、蹄壁の溝形成、ひ び割れの固定、および補綴用蹄修復材料から選択されるひび割れた蹄に関する従 来の処置方法の使用をさらに含む、請求項6に記載の方法。 8.前記のソマトトロピン様活性を有する化合物は、動物のソマトトロピンであ る、請求項6に記載の方法。 9.前記化合物は、ブタ、ウマまたはウシのソマトトロピンである、請求項8に 記載の方法。 10.ソマトトロピンを分泌させる化合物は、成長ホルモン放出ホルモン、成長 ホルモン放出ペプチド、または成長ホルモン放出ホルモンアゴニストである、請 求項6に記載の方法。
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