JP2003149236A - 緑内障治療薬のスクリーニング方法 - Google Patents

緑内障治療薬のスクリーニング方法

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JP2003149236A
JP2003149236A JP2002252303A JP2002252303A JP2003149236A JP 2003149236 A JP2003149236 A JP 2003149236A JP 2002252303 A JP2002252303 A JP 2002252303A JP 2002252303 A JP2002252303 A JP 2002252303A JP 2003149236 A JP2003149236 A JP 2003149236A
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polymer
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intraocular pressure
crosslinked
glaucoma
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JP2002252303A
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Takashi Ota
貴史 太田
Yukiko Sugihara
由起子 杉原
Fumio Nakazawa
文雄 中澤
Mitsuaki Kuwano
光明 桑野
Hideaki Hara
英彰 原
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Santen Pharmaceutical Co Ltd
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Santen Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 架橋ポリマー含有液を前房内に注入する
ことによって高眼圧および視神経損傷を誘発させた実験
動物を用いる、緑内障治療薬の薬理学的スクリーニング
方法である。架橋ポリマーは好ましくは架橋カルボキシ
ビニルポリマーまたは架橋ポリビニルアルコールであ
る。 【効果】 本発明によれば、房水を置換することなく、
房水量の10%程度の架橋ポリマー含有液を実験動物の
前房内に注入すると高眼圧を誘発することができる。従
って、実験動物作製の手技が簡便になり且つ動物への刺
激を低減することができ、このモデル動物を用いた緑内
障治療薬のスクリーニング法は、緑内障治療薬の開発に
おける有用な手段となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高眼圧および視神
経障害を誘発させた動物を用いる緑内障治療薬のスクリ
ーニング法ならびにその実験動物の作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】緑内障は、健常眼圧を越えた高眼圧によ
り視神経が障害を受け、視野欠損や視力低下などの視機
能障害を起こし、失明に至る危険性のある難治性の眼疾
患である。
【0003】緑内障患者には慢性的な高眼圧症状がみら
れ、その慢性的な高眼圧が神経節細胞死の原因の一つで
あると考えられている。そこで、慢性化した高眼圧モデ
ル動物を用いて薬物のスクリーニングを行うことは緑内
障治療薬の研究開発を行う上で極めて重要である。
【0004】眼の前房は房水で満たされており、房水産
生量および房水流出抵抗が眼圧を決定する一因となる。
毛様突起で産生された房水は虹彩・水晶体間を通り、瞳
孔を経由して前房に至る。前房内の房水の大部分は線維
柱帯から上強膜静脈へと流出していく。
【0005】高眼圧を誘発する動物モデルとして、前房
内にポリマー溶液を注入したモデルが知られている。Au
st.New Zealand J.Ophthalmol.,20,225-234(1992)に
は、コンドロイチン硫酸、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロースまたはメチルセ
ルロースをウサギの前房内に注入したモデルが報告され
ている。このモデルは房水の流出路である線維柱帯の網
の目をポリマーで目詰まりさせることによって房水の流
出量を減少させ、眼圧を上昇させるものである。これら
のポリマーは直鎖状であるため維柱帯の網の目を抜けて
いってしまう。従って直鎖ポリマーで高眼圧を持続させ
るには多量のポリマー溶液を注入する必要がある。その
ため、房水を全部抜いてからポリマー溶液を注入しなけ
ればならなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような房水をポリ
マー溶液に置換する方法では、房水を全部抜いてしまう
ため新たに房水が産生され、その際同時に産生されるプ
ロスタグランジン類によって炎症が起こるという問題が
ある。さらに、全置換法では房水を抜きその後ポリマー
を注入するという2段階の操作を行わなければならない
ので、作業が煩雑である。また、注入するポリマーに刺
激性がある場合は、なるべくポリマーの注入量を少なく
することが望ましい。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決できる高分子を鋭意研究した結果、架橋ポリマー
含有液(たとえば架橋ポリマー溶液、架橋ポリマー分散
液)を動物の前房内に注入すると、房水の全置換を必要
とせず、少量の架橋ポリマー含有液で高眼圧を誘発でき
ることを見出した。
【0008】本発明は架橋ポリマー含有液を前房内に注
入することによって高眼圧および視神経損傷を誘発させ
た実験動物を用いる、緑内障治療薬の薬理学的スクリー
ニング方法に関する。
【0009】本発明はまた、架橋ポリマー含有液を前房
内に注入することによって高眼圧および視神経損傷を誘
発させた実験動物の作製方法に関する。
【0010】上記スクリーニング方法および実験動物作
製方法において、架橋ポリマーは好ましくは架橋カルボ
キシビニルポリマーまたは架橋ポリビニルアルコールで
ある。
【0011】本発明の架橋ポリマーを用いると、ポリマ
ーが架橋されて3次元構造をとっているため、直鎖ポリ
マーよりも線維柱帯の網の目を抜けにくくなり、目詰ま
りを起こす効果が高くなる。従って、ポリマーの注入量
が少量で済み、ポリマー溶液の注入に先立って房水を抜
く操作を必要としない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明で使用する動物としては、
通常実験動物として用いられているものであれば特に制
限は無く、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、イ
ヌ、ネコ、サル、ブタ等が挙げられるが、取り扱い等の
面からウサギおよびサルが好ましい。
【0013】本発明で使用する架橋ポリマーとは、直鎖
のポリマーを架橋剤や放射線照射等によって架橋させた
ポリマーのことを指す。これらの架橋ポリマーは公知の
方法で作製することができる。直鎖のポリマーの例とし
てはカルボキシビニルポリマー(以下CVPと略記す
る)、ポリメタクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリビニ
ルアルコール(以下PVAと略記する)、ヒアルロン
酸、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、コラーゲ
ンおよびポリビニルピリジン等のポリマーが挙げられ
る。これらの直鎖ポリマーを架橋させる方法としては、
架橋剤を用いる方法、光を照射する方法、放射線を照射
する方法等があり、それぞれポリマーに適した方法を選
べばよい。架橋剤の例としてはエチレングリコール、グ
リセリン、エチレンジアミン、ポリアリルペンタエリス
リトール、ジビニルグリコール、グルタルアルデヒド、
グルタル酸およびジブロモヘキサン等が挙げられ、ポリ
マーの有する官能基によって架橋剤を選べばよい。
【0014】一部の架橋ポリマーは市販されており、グ
ッドリッチケミカル社よりカルボポールの商品名で販売
されている、ポリアリルペンタエリスリトールで架橋さ
れたCVP、和光純薬工業(株)よりハイビスワコーの
商品名で販売されている、ジビニルグリコールで架橋さ
れたCVP等が入手可能である。
【0015】架橋ポリマーとしては架橋CVPおよび架
橋PVAが好ましい。架橋CVPは上述のように市販品
を入手することが可能である。架橋PVAは、実施例の
項に詳しく記載するが、市販のPVAを放射線照射によ
って架橋させて得ることができる。
【0016】本発明で使用する架橋ポリマー含有液中の
架橋ポリマーの濃度は適宜増減できるが、0.01〜5
%が好ましい。
【0017】架橋ポリマーは、これを生体に投与可能な
基剤に溶解ないしは分散し、架橋ポリマー含有液の形で
注入することができる。基剤としては精製水が好まし
い。この架橋ポリマー含有液には、架橋ポリマー含有液
の注入に付随する炎症の発生や感染を防ぐため抗炎症剤
や抗菌剤を加えておくこともできる。また、注入後の前
房内の環境を整えるため、リン酸水素二ナトリウム等の
緩衝剤、塩化ナトリウム、グリセリン等の等張化剤、塩
酸、水酸化ナトリウム等のpH調製剤等を加えることが
できる。
【0018】架橋ポリマー含有液は、房水を抜かずに前
房内に注入することができることを特徴とする。架橋ポ
リマー含有液の注入方法は、前房内に注入する公知の方
法を用いればよく、例えば注射針を用いて角膜輪部より
前房内に注入すればよい。架橋ポリマー含有液の注入回
数は、特に制限されないが、眼圧や眼部の炎症の状態な
どを考慮して、1〜数回注入することができる。
【0019】架橋ポリマー含有液の注入量は、注入する
動物の房水量の5〜15%が好ましく、特に10%が好
ましい。注入量は注入する動物により異なり、例えばウ
サギの場合は房水量が200μLであるので10〜30
μLが好ましく、特に約20μLが好ましい。またサル
の場合は房水量が100μLであるので5〜15μLが
好ましく、特に10μLが好ましい。
【0020】本発明に使用するモデル動物は、架橋ポリ
マー含有液の注入前の飼育条件と同じ通常の飼育条件で
飼育することができる。
【0021】本発明のモデル動物を用いた緑内障治療剤
のスクリーニングは、モデル動物に試験薬剤を投与し、
眼圧の下降が見られるか、または網膜神経節細胞の減少
が抑制されるか否かを指標に行う。
【0022】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】1.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデル作
製および効果確認試験 架橋CVP含有液を前房内に注入したウサギ高眼圧モデ
ルを作製し、高眼圧の維持および視神経の障害を観察す
るため眼圧測定および網膜神経節細胞数の測定を行っ
た。
【0024】(実験法) 1−A.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデルの作製 1)精製水10mLに架橋CVP(ハイビスワコー10
5、和光純薬工業製)を0.04g加え、ミキサーで1
5分攪拌し分散させた(分散液1)。精製水10mLに
ジクロフェナク0.02g、塩化ナトリウム0.18
g、10%水酸化ナトリウム溶液を0.24mL加え攪
拌した(溶液2)。分散液1と溶液2を混合し、ミキサ
ーで10分攪拌した後、1N塩酸でpHを7.3に調整
して注入液とした。
【0025】2)覚醒下のウサギ片眼に 0.4%塩酸
オキシブプロカイン点眼液を点眼した。 0.4%塩酸
オキシブプロカイン点眼液を投与した眼の前房内に、3
0G注射針を接続したマイクロシリンジを用いて注入液
を20μL注入した。
【0026】3)架橋CVP注入後に0.1%ジクロフ
ェナク点眼液を点眼した。さらに架橋CVP注入の翌日
より眼球摘出まで1日2回0.1%ジクロフェナク点眼
液を点眼した。
【0027】1−B.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける眼圧測定 上記のように作製したウサギ高眼圧モデルを用いて、架
橋CVP注入1日前、架橋CVP注入後6時間、1、
2、3、4、7、9、11、13、15、17、19、
22、25および28日後に眼圧測定を行った。架橋C
VPを注入していない方の眼(対側眼)についても測定
を行った。
【0028】1−C.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける網膜神経節細胞数の測定 1)上記のように作製したウサギ高眼圧モデルを用い
て、架橋CVP注入28日後に眼球を摘出し、2%パラ
ホルムアルデヒド−2.5%グルタールアルデヒド含有
PBSに浸し低温室内で1晩固定した。
【0029】2)固定した眼球より角膜、水晶体を切除
し眼球をPBS中で洗浄した後、70%および90%エ
タノール中でそれぞれ1時間ずつ脱水した。
【0030】3)自動パラフィン置換機を用いて、パラ
フィン置換を行った。
【0031】4)包埋装置を用いて眼球をパラフィン包
埋し、ミクロトームを用いて視神経乳頭を通る垂直線で
3μm厚の切片を4枚作製し、スライドガラスに貼付け
た。
【0032】5)スライドガラスを乾燥させた後、ヘマ
トキシリン−エオジン染色を行った。
【0033】6)1つの眼球(4切片)より3切片を任
意に選択し、視神経乳頭より眼球の下方向に6視野分ま
で(0〜3mm)の網膜顕微鏡写真(対物レンズ20
倍、カメラレンズ3.3倍)を撮影した。
【0034】7)写真上の網膜神経節細胞層中の細胞数
を計数し、網膜1mmあたりの細胞数を算出した。対照
として、別に用意した無処置のウサギ眼球(正常眼)を
用いて同様に処理を行い、網膜1mmあたりの細胞数を
算出した。また、眼圧測定データより曲線下面積(以下
AUCと略記する)および最高眼圧を算出し、神経節細
胞層中の細胞数とAUCとの相関を検討した。
【0035】(結果) 1−B.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデルにおける眼
圧測定結果 各測定時点における眼圧を表1に示す。架橋CVP注入
により眼圧が上昇し、その上昇は対側眼と比較して注入
後28日間持続した。注入後28日までの平均眼圧は3
5.2mmHg、最高眼圧(各個体の最高眼圧の平均
値)は65.0mmHgであった。
【0036】1−C.架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける網膜神経節細胞数の測定結果 網膜神経節細胞数を表2に示す。 神経節細胞層中の細
胞数は正常眼の41.9個/mmに対し、架橋 CVP
注入眼においては23.4個/mmに減少した。神経節
細胞層中の細胞数(以下RGCと略記する)とAUCと
の相関を図1に示す。神経節細胞の減少とAUCは良い
相関関係を示し、 神経節細胞死は持続的な眼圧上昇に
依存的であることが示された。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】2.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデル作
製および効果確認試験 架橋PVA含有液を前房内に注入したウサギ高眼圧モデ
ルを作製し、高眼圧の維持を確認するため眼圧測定を行
った。さらに、高眼圧モデルとしての有用性を評価する
ため、眼圧下降作用を有する化合物を投与し、眼圧下降
作用が認められるかどうか実験した。
【0040】(実験法) 2−A.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデルの作製 1)精製水1.5Lにポリビニルアルコール1000
(和光純薬工業製)を105g加え、オートクレーブ
(121℃・15分間)にかけて溶かした後、得られた溶
液を溶液の温度が下がるまでミキサーで攪拌した。これ
を450mLバイアル瓶に分注し、18kGyコバルト
−60ガンマ線を照射してポリビニルアルコールを架橋
させ、注入液とした。
【0041】2)覚醒下のウサギ片眼に 0.4%塩酸
オキシブプロカイン点眼液を点眼した。 0.4%塩酸
オキシブプロカイン点眼液を投与した眼の前房内に、3
0G注射針を接続したマイクロシリンジを用いて注入液
を20μL注入した。
【0042】2−B.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける眼圧測定 上記のように作製したウサギ高眼圧モデルを用いて、架
橋PVA注入直前、架橋PVA注入後2、4、6時間、
(PVA注入日を1日目として)3、5、8、および1
1日目の10:30に眼圧測定を行った。架橋PVAを
注入していない方の眼(対側眼)についても測定を行っ
た。
【0043】2−C.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける0.01 % プロスタグランジンF2α
ソプロピルエステル(PGF2α−IE)の及ぼす影響 新たに上記のように作製したウサギ高眼圧モデルを用い
て、架橋PVA注入後7日目に0.01 % PGF2α
−IEおよび生理食塩液50μLを点眼して、点眼直
前、点眼後1,2,4,6,および8時間後に眼圧測定
を行った。
【0044】(結果) 2−B.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデルにおける眼
圧測定結果 各測定時点における眼圧を表3に示す。架橋PVA注入
により眼圧が上昇し、その上昇は対側眼と比較して注入
後11日間持続した。注入後11日までの平均眼圧は4
0.9mmHg、最高眼圧(各個体の最高眼圧の平均
値)は55.0mmHgであった。
【0045】2−C.架橋PVA注入ウサギ高眼圧モデ
ルにおける0.01 % プロスタグランジンF2α
ソプロピルエステル(PGF2α−IE)の及ぼす影響 各測定時点における眼圧を表4に示す。架橋PVA注入
により上昇した眼圧は、眼圧下降作用を持つPGF2α
−IEを投与することによって下降した。
【0046】
【表3】
【0047】
【表4】
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、房水を置換することな
く、房水量の10%程度の架橋ポリマー含有液を実験動
物の前房内に注入すると高眼圧を誘発することができ
る。従って、実験動物作製の手技が簡便になり且つ動物
への刺激を低減することができ、このモデル動物を用い
た緑内障治療薬のスクリーニング法は、緑内障治療薬の
開発における有用な手段となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、架橋CVP注入ウサギ高眼圧モデルに
おけるRGCとAUCの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 文雄 奈良県生駒市高山町8916−16 参天製薬株 式会社研究所内 (72)発明者 桑野 光明 奈良県生駒市高山町8916−16 参天製薬株 式会社研究所内 (72)発明者 原 英彰 奈良県生駒市高山町8916−16 参天製薬株 式会社研究所内 Fターム(参考) 2G045 AA40

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 架橋ポリマー含有液を前房内に注入する
    ことによって高眼圧および視神経損傷を誘発させた実験
    動物を用いる、緑内障治療薬の薬理学的スクリーニング
    方法。
  2. 【請求項2】架橋ポリマーが架橋カルボキシビニルポリ
    マーまたは架橋ポリビニルアルコールである請求項1記
    載のスクリーニング方法。
  3. 【請求項3】架橋ポリマー含有液を前房内に注入するこ
    とによって高眼圧および視神経損傷を誘発させた実験動
    物の作製方法。
  4. 【請求項4】架橋ポリマーが架橋カルボキシビニルポリ
    マーまたは架橋ポリビニルアルコールである請求項3記
    載の実験動物の作製方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018527147A (ja) * 2016-04-21 2018-09-20 ウェンジョウ オプトメトリー アンド オフタルモロジー ディヴェロップメント カンパニー リミテッド 慢性高眼圧動物モデルの作製方法
JP2018531747A (ja) * 2015-10-30 2018-11-01 ドヘニー アイ インスティテュート 治療用核酸のデリバリによる眼障害の治療のためのデバイスおよび方法

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