JP2005097137A - Prophylactic or therapeutic agent for diabetic retinopathy - Google Patents

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Kiyomitsu Koyanagi
清光 小柳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a medicinal composition for prophylaxis or treatment of diabetic retinopathy. <P>SOLUTION: The medicinal composition comprises a CNTF (ciliary neurotrophic factor). The resultant composition as an eye drop can be used for the prophylaxis or treatment of diabetic retinopathy such as injury or degeneration of retinas, glaucoma, ophthalmic nerve disease or retinal nerve injury. The base sequence of human CNTF gene is made clear and the human CNTF is a protein of 200 amino acids and about 22 kD molecular weight. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、毛様体神経栄養因子(CNTF)を有効成分として含有する医薬組成物、特に糖尿病性網膜症の予防又は治療剤に関する。   The present invention relates to a pharmaceutical composition containing ciliary neurotrophic factor (CNTF) as an active ingredient, particularly to a prophylactic or therapeutic agent for diabetic retinopathy.

糖尿病性網膜症は、高血糖値が長期間持続して網膜毛細血管が損傷あるいはその透過性が亢進することにより発症する疾患であり、ヒトに失明を起こす、現在最も頻度の高い病気である。糖尿病性網膜症はその経過から、単純網膜症、増殖前網膜症及び増殖網膜症の三期に分類される。増殖網膜症は、上記病期のうち最も重症の期に属し、網膜や虹彩における血管新生に起因する硝子体出血、牽引性網膜剥離又は血管新生緑内障を誘発する。その結果、重篤な視力障害を引き起こす。上記増殖網膜症の治療法として、異常増殖した血管を除去するためにレーザー光凝固法又は硝子体手術などが採用される。しかしながら、これらの治療法は対症療法的な外科的処置にすぎず、糖尿病性網膜症の根本的治療法ではない。   Diabetic retinopathy is a disease that develops when hyperglycemia persists for a long period of time and damages or increases the permeability of retinal capillaries, and is the most common disease that currently causes blindness in humans. From its course, diabetic retinopathy is classified into three stages: simple retinopathy, preproliferative retinopathy and proliferative retinopathy. Proliferative retinopathy belongs to the most severe of the above stages and induces vitreous hemorrhage, traction retinal detachment or neovascular glaucoma due to angiogenesis in the retina and iris. As a result, it causes severe visual impairment. As a method for treating proliferative retinopathy, laser photocoagulation or vitrectomy is employed to remove abnormally proliferated blood vessels. However, these therapies are only symptomatic surgical procedures and not a fundamental cure for diabetic retinopathy.

一方、網膜の神経細胞やその突起には、様々な神経栄養因子とその受容体が存在しており(非特許文献1、2、3)、その中でも、毛様体神経栄養因子(Ciliary Neurotrophic Factor:以下「CNTF」という)は網膜内に多量に存在することが知られている(非特許文献4、5)。また、眼球内への栄養因子の注射が網膜変性を阻止する報告例もある(非特許文献6、7)。   On the other hand, various neurotrophic factors and their receptors exist in retinal neurons and their processes (Non-patent Documents 1, 2, and 3). Among them, ciliary neurotrophic factor (Ciliary Neurotrophic Factor) : Hereinafter referred to as “CNTF”) is known to exist in large amounts in the retina (Non-patent Documents 4 and 5). In addition, there is a report example in which injection of a nutrition factor into the eyeball prevents retinal degeneration (Non-Patent Documents 6 and 7).

CNTFは、ニワトリ胚の毛様体神経節副交感神経細胞の生存を促進する因子として単離同定されたタンパク質であり、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、ニワトリ等において、CNTF遺伝子の塩基配列が明らかとなっている。例えば、ヒトCNTF遺伝子についてはGenBank Accession number X60542を参照のこと。そして、神経成長因子(Nerve Growth Factor:NGF)の遺伝子ファミリーとは相同性をもたないことが分かっている。   CNTF is a protein isolated and identified as a factor that promotes the survival of ciliary ganglion parasympathetic neurons in chicken embryos. The nucleotide sequence of CNTF gene has been revealed in humans, mice, rats, rabbits, chickens, etc. It has become. For example, see GenBank Accession number X60542 for the human CNTF gene. And it is known that there is no homology with the gene family of nerve growth factor (NGF).

CNTFは、ヒト、ラットでは200アミノ酸、マウス、ウサギでは199アミノ酸からなり、分子量は約22kDである。そして、in vitroでは種々の神経細胞やある種のグリア細胞の生存又は分化を促進し、in vivoでは運動ニューロンの生存維持を促進する機能を有する(非特許文献8、9)。また、CNTFは、(i)網膜のニューロンの生存維持、(ii)光刺激による網膜の損傷の抑制、あるいは(iii)遺伝的に網膜ニューロンが変性するマウスにおけるその変性遅延及び視細胞突起の調節など、網膜の生存に関する重要な役割を果たしている。一方、CNTFの医療用途については、例えば、網膜の損傷及び変性の防止、緑内障の治療、眼神経疾患又は脳疾患の処置方、網膜神経損傷治療などがある。しかし、これらは網膜の生存に関する報告ではあるが、糖尿病による網膜の変性抑制に関するものではない。
Gupta, S.K. et. al. Biochem. Cell Biol. 75: 119-125, 1997 King, G.L. and Suzuma, K. N. Engl. J. Med. 342: 349-351, 2000 Beltran, W.A. et. al. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44: 3642-3649, 2003 Kirsch, M. et. al. J. Neurochem. 68: 979-990, 1997 Walsh, N. et. al. Exp. Eye. Res. 72: 495-501, 2001 LaVail, M. et. al. Invest. Ophthalmol. 39: 592-602, 1998, Cayouette, M. et. al. J. Neurosci. 18: 9282-9293, 1998 Ishiyama, T. et. al. Exp. Neurol. 148: 247-255, 1997 Ikeda, K. et. al. Ann. Neurol. 37: 47-54, 1995
CNTF consists of 200 amino acids in humans and rats, and 199 amino acids in mice and rabbits, and has a molecular weight of about 22 kD. And, it has a function of promoting the survival or differentiation of various nerve cells and certain types of glial cells in vitro and promoting the survival maintenance of motor neurons in vivo (Non-patent Documents 8 and 9). CNTF also (i) keeps retinal neurons alive, (ii) suppresses retinal damage by light stimulation, or (iii) regulates degeneration delay and photoreceptor processes in mice with genetically altered retinal neurons. And plays an important role in the survival of the retina. On the other hand, the medical use of CNTF includes, for example, prevention of retinal damage and degeneration, treatment of glaucoma, treatment of optic nerve disease or brain disease, and treatment of retinal nerve damage. However, these are reports on the survival of the retina, but not on the suppression of retinal degeneration due to diabetes.
Gupta, SK et. Al. Biochem. Cell Biol. 75: 119-125, 1997 King, GL and Suzuma, KN Engl. J. Med. 342: 349-351, 2000 Beltran, WA et. Al. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44: 3642-3649, 2003 Kirsch, M. et. Al. J. Neurochem. 68: 979-990, 1997 Walsh, N. et. Al. Exp. Eye. Res. 72: 495-501, 2001 LaVail, M. et.al.Invest. Ophthalmol. 39: 592-602, 1998, Cayouette, M. et. Al. J. Neurosci. 18: 9282-9293, 1998 Ishiyama, T. et. Al. Exp. Neurol. 148: 247-255, 1997 Ikeda, K. et. Al. Ann. Neurol. 37: 47-54, 1995

本発明は、CNTFを含有する医薬組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition containing CNTF.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、CNTFを点眼することにより糖尿病性網膜症を予防又は治療し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that diabetic retinopathy can be prevented or treated by instilling CNTF, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、毛様体神経栄養因子を含有する医薬組成物である。本発明の医薬組成物は、糖尿病性網膜症を予防又は治療するために使用することができる。この場合、上記医薬組成物の剤形は、患者への侵襲が少なく、手軽に投薬できると言う点から点眼剤であることが好ましい。   That is, the present invention is a pharmaceutical composition containing ciliary neurotrophic factor. The pharmaceutical composition of the present invention can be used for preventing or treating diabetic retinopathy. In this case, the dosage form of the pharmaceutical composition is preferably an eye drop from the viewpoint that it is less invasive to the patient and can be easily administered.

本発明によりCNTFを含有する医薬組成物が提供される。本発明の医薬組成物は、糖尿病性網膜症を予防又は治療するために有用である。特に、CNTFの点眼により糖尿病性網膜症の網膜の変性を抑制する予防薬又は治療薬として有用である。   The present invention provides a pharmaceutical composition containing CNTF. The pharmaceutical composition of the present invention is useful for preventing or treating diabetic retinopathy. In particular, it is useful as a prophylactic or therapeutic agent for suppressing retinal degeneration in diabetic retinopathy by instilling CNTF.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、糖尿病性網膜症を予防し、又は根本的に治療し、しかも侵襲が少なく簡便な予防又は治療法の開発を目的として完成されたものであり、CNTFを有効成分として含む医薬組成物に関する。   The present invention was completed for the purpose of developing a simple preventive or therapeutic method that prevents or fundamentally treats diabetic retinopathy and is less invasive, and contains CNTF as an active ingredient About.

色素上皮細胞には血液-網膜関門が存在するため、従来、正常状態では高分子の治療薬は網膜内に入り込まないと言われていた。しかし、糖尿病患者では毛細血管の透過性亢進によって網膜に血清タンパク質が沈着していることから、網膜の変性を抑制する活性をもつ種々の因子は血管内から網膜へ入り込んでいると考えられる。そこで本発明者は、当該因子のうちCNTFに注目し、高分子物質であるCNTFも血液から網膜内へ進入していると考えた。そして、CNTFの点眼によって網膜症を抑制できるかを検討した。すなわち、ラットにストレプトゾトシンを静脈注射することによって膵臓のβ細胞を破壊し、作製した糖尿病モデルラットにCNTFを点眼投与した。その結果、網膜の変性が抑制されていることを見出した。
1.CNTF
本発明の医薬組成物に含有されるCNTFとして、例えばラット、マウス、ウサギ、ニワトリ等の動物又はヒトからCNTF遺伝子を単離し、これを適当な発現系を用いて発現させたタンパク質を用いることができる。本発明の医薬組成物は、大量のCNTFを必要とするため、適当な発現系から得られた組換えタンパク質、特にヒト由来の組換え型CNTFを使用することが好ましい。なお、ラット、マウス、ウサギ、ニワトリ等の動物からCNTFを直接単離精製してもよい。
Since pigment epithelial cells have a blood-retinal barrier, it has been conventionally said that a polymer therapeutic agent does not enter the retina under normal conditions. However, in diabetic patients, since serum proteins are deposited in the retina due to increased permeability of capillaries, it is considered that various factors having an activity of suppressing retinal degeneration enter the retina from within the blood vessel. Therefore, the present inventor paid attention to CNTF among the factors, and thought that CNTF, which is a polymer substance, also entered the retina from the blood. We examined whether retinopathy can be suppressed by instillation of CNTF. Specifically, pancreatic β-cells were destroyed by intravenous injection of streptozotocin into rats, and CNTF was administered by eye drop to the prepared diabetes model rats. As a result, it was found that degeneration of the retina was suppressed.
1. CNTF
As the CNTF contained in the pharmaceutical composition of the present invention, for example, a protein obtained by isolating the CNTF gene from an animal such as a rat, mouse, rabbit, chicken or human or expressed using an appropriate expression system may be used. it can. Since the pharmaceutical composition of the present invention requires a large amount of CNTF, it is preferable to use a recombinant protein obtained from an appropriate expression system, particularly a human-derived recombinant CNTF. CNTF may be directly isolated and purified from animals such as rats, mice, rabbits and chickens.

本発明で用いられるCNTFを発現させるために、例えば細菌、酵母、昆虫若しくは昆虫細胞、又は動物若しくは動物細胞を宿主として用いることができる。これらの宿主は、本発明で用いられるCNTF遺伝子を有する発現ベクターで形質転換され、CNTFを産生することができる。
(1) 組換えベクターの作製
本発明において、組換えベクターは、適当なベクターにCNTF遺伝子を連結(挿入)することにより得ることができる。CNTF遺伝子を挿入するためのベクターは、宿主中で複製可能なものであれば特に限定されず、例えば、プラスミド DNA、ファージ DNA等が挙げられる。
In order to express CNTF used in the present invention, for example, bacteria, yeast, insects or insect cells, or animals or animal cells can be used as a host. These hosts can be transformed with an expression vector having the CNTF gene used in the present invention to produce CNTF.
(1) Production of recombinant vector In the present invention, a recombinant vector can be obtained by linking (inserting) a CNTF gene into an appropriate vector. The vector for inserting the CNTF gene is not particularly limited as long as it can replicate in the host, and examples thereof include plasmid DNA and phage DNA.

プラスミド DNAとしては、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミド、酵母由来のプラスミドなど、任意に選択することができる。また、ファージDNA、ウイルスベクターなどを用いることもできる。   As plasmid DNA, plasmids derived from Escherichia coli, plasmids derived from Bacillus subtilis, plasmids derived from yeast and the like can be arbitrarily selected. Moreover, phage DNA, a viral vector, etc. can also be used.

ベクターへのCNTF遺伝子の挿入は、当分野で周知である。
(2) 形質転換体の作製
上記組換えベクターを、CNTF遺伝子が発現し得るように宿主中に導入することにより、形質転換体を得る。宿主としては、例えば、エッシェリヒア属、バチルス属等の細菌、サッカロミセス、シゾサッカロミセス等の酵母、昆虫若しくは昆虫細胞、又は動物若しくは動物細胞が挙げられる。
The insertion of CNTF genes into vectors is well known in the art.
(2) Preparation of transformant A transformant is obtained by introducing the above recombinant vector into a host so that the CNTF gene can be expressed. Examples of the host include bacteria such as Escherichia and Bacillus, yeasts such as Saccharomyces and Schizosaccharomyces, insects or insect cells, or animals or animal cells.

大腸菌等の細菌を宿主とする場合は、組換えベクターが該細菌中で自律複製可能であると同時に、プロモーター、リボゾーム結合配列、CNTF遺伝子、転写終結配列により構成されていることが好ましい。また、プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。   When a bacterium such as Escherichia coli is used as a host, it is preferable that the recombinant vector is capable of autonomous replication in the bacterium, and at the same time is composed of a promoter, a ribosome binding sequence, a CNTF gene, and a transcription termination sequence. Moreover, the gene which controls a promoter may be contained.

細菌への組換えベクターの導入方法としては、細菌にDNAを導入する方法であれば特に限定されるものではない。例えばカルシウムイオンを用いる方法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。   The method for introducing a recombinant vector into bacteria is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into bacteria. Examples thereof include a method using calcium ions and an electroporation method.

酵母を宿主とする場合は、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)などが用いられる。   When yeast is used as a host, for example, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Pichia pastoris and the like are used.

酵母への組換えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であれば特に限定されず、例えばエレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等が挙げられる。   The method for introducing a recombinant vector into yeast is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into yeast, and examples thereof include an electroporation method, a spheroplast method, and a lithium acetate method.

昆虫細胞を宿主とする場合は、Sf9細胞、Sf21細胞などが用いられる。   When insect cells are used as hosts, Sf9 cells, Sf21 cells and the like are used.

昆虫細胞への組換えベクターの導入方法としては、例えばリン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法などが用いられる。   As a method for introducing a recombinant vector into insect cells, for example, calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method and the like are used.

昆虫を宿主とする場合は、カイコが用いられる。昆虫への組換えベクターの導入方法としては、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポソーム法などが用いられる。   Silkworms are used when insects are used as hosts. As a method for introducing a recombinant vector into an insect, a calcium phosphate method, an electroporation method, a liposome method, or the like is used.

動物細胞を宿主とする場合は、COS細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)、マウスL細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞などが用いられる。   When animal cells are used as hosts, COS cells, Chinese hamster ovary cells (CHO cells), mouse L cells, rat GH3, human FL cells and the like are used.

動物細胞への組換えベクターの導入方法としては、例えばエレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等が挙げられる。   Examples of methods for introducing a recombinant vector into animal cells include an electroporation method, a calcium phosphate method, and a lipofection method.

動物を宿主とする場合は、ヤギ、マウス、ラットなどが用いられる。動物への組換えベクターの導入方法としては、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポソーム法などが用いられる。
(3)CNTFの精製
上記CNTFは、前記形質転換体を培養又は飼育し、その培養物又は動物体から採取することにより得ることができる。
When animals are used as hosts, goats, mice, rats and the like are used. As a method for introducing a recombinant vector into an animal, a calcium phosphate method, an electroporation method, a liposome method, or the like is used.
(3) Purification of CNTF The CNTF can be obtained by culturing or raising the transformant and collecting it from the culture or the animal body.

本発明の形質転換体を培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行われる。培養後、CNTFが菌体内又は細胞内に生産される場合には、菌体又は細胞を破砕することによりCNTFを抽出する。   The method for culturing the transformant of the present invention is carried out according to a usual method used for culturing a host. When CNTF is produced in cells or cells after culture, CNTF is extracted by disrupting the cells or cells.

また、CNTFが菌体外又は細胞外に生産される場合には、培養液をそのまま使用するか、遠心分離等により菌体又は細胞を除去する。昆虫又は動物を用いた場合は、例えばカイコについては噴出される生糸から、ヤギについては乳汁を採取する。   When CNTF is produced outside the cells or cells, the culture solution is used as it is, or the cells or cells are removed by centrifugation or the like. When insects or animals are used, for example, silkworms are collected from spouted raw silk, and goats are collected with milk.

その後、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等を単独で又は適宜組み合わせて用いることにより、前記培養物中又は採取物中からCNTFを単離精製することができる。   Thereafter, by using general biochemical methods used for protein isolation and purification, such as ammonium sulfate precipitation, gel chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, etc. alone or in appropriate combination, Alternatively, CNTF can be isolated and purified from the collected material.

大腸菌を宿主としてCNTFを発現させる場合、(i) CNTFをネイティブな形で発現させるか、(ii)タグのついた融合タンパク質として発現させるかを選択することができる。後者の場合、アフィニティークロマトグラフィーにより容易に精製できることから、融合タンパク質として発現させることが望ましい。   When expressing CNTF using Escherichia coli as a host, it is possible to select whether (i) CNTF is expressed in a native form or (ii) expressed as a fusion protein with a tag. In the latter case, since it can be easily purified by affinity chromatography, it is desirable to express it as a fusion protein.

CNTFに融合させるタグとしては、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、マルトース結合タンパク質(MBP)、ヒスチジン−タグ(His-Tag)等が挙げられる。本発明においては、タグとしての長さが短く、融合タンパクの精製がし易いという点でGSTが好ましい。   Examples of tags to be fused to CNTF include glutathione-S-transferase (GST), maltose binding protein (MBP), histidine-tag (His-Tag) and the like. In the present invention, GST is preferable in that the length as a tag is short and the fusion protein can be easily purified.

GSTとの融合タンパク質は、グルタチオン−セファロースカラムを用いて精製することができる。また、得られた融合タンパク質は、トロンビン又はファクターXで処理することにより、GST部分と本発明で用いられるCNTFとを切断分離した後、再度、アフィニティーカラムに通し、カラムに結合せずに通過した画分をCNTFとして回収する。さらに、その回収画分をベンズアミドセファロース6Bカラムに通すことにより、トロンビン等を除去し、純品のCNTFを得ることができる。
2.医薬組成物
上記のようにして得られたCNTFは、後述する実施例で明らかなように、糖尿病モデルラットにおいて網膜の変性を抑制するため、糖尿病性網膜症の予防又は治療薬として使用することができる。CNTFが製剤学的に許容できる塩を形成できるときは、そのような塩を形成してもよい。塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸など)や塩基(例、アルカリ金属など)などとの塩が用いられ、特に生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。上記塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸など)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)との塩などが用いられる。
The fusion protein with GST can be purified using a glutathione-Sepharose column. Further, the obtained fusion protein was treated with thrombin or factor X to cleave and separate the GST part and CNTF used in the present invention, and then passed through the affinity column again without passing through the column. The fraction is collected as CNTF. Further, by passing the collected fraction through a benzamide sepharose 6B column, thrombin and the like can be removed, and pure CNTF can be obtained.
2. Pharmaceutical composition CNTF obtained as described above can be used as a prophylactic or therapeutic agent for diabetic retinopathy, as will be apparent from the examples described later, in order to suppress retinal degeneration in diabetic model rats. it can. If CNTF can form a pharmaceutically acceptable salt, such a salt may be formed. As the salt, salts with physiologically acceptable acids (eg, inorganic acids, organic acids, etc.) and bases (eg, alkali metals, etc.) are used, and physiologically acceptable acid addition salts are particularly preferred. . Examples of the salt include a salt with an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, etc.), or an organic acid (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid). , Salts with tartaric acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and the like.

上記CNTF(その塩も含む)は、水若しくはそれ以外の薬学的に許容し得る溶液との混合物、又は懸濁剤との混合物とし、非経口的に使用できる。例えば、上記CNTFを生理学的に認められる公知の担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和することによって製造することができる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な用量が得られるようにするものである。   The CNTF (including salts thereof) can be used parenterally as a mixture with water or other pharmaceutically acceptable solution, or a mixture with a suspending agent. For example, the above CNTF is mixed with known physiologically recognized carriers, flavoring agents, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, etc., in unit dosage forms required for the practice of accepted formulations. Can be manufactured by. The amount of active ingredient in these preparations is such that an appropriate dose within the indicated range can be obtained.

本発明の医薬組成物は、特に点眼剤の形態で投与されることが望ましい。   It is desirable that the pharmaceutical composition of the present invention be administered in the form of eye drops.

本発明の医薬組成物には、上記有効成分に加え、公知の賦形剤、他の有効成分等をさらに含有することができる。これらの例として、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、L-アスパラギン酸ナトリウム、アミノエチルスルホン酸、コンドロイチン硫酸ナトリウム、塩酸ナファゾリン、レチノール等が挙げられる。   In addition to the above active ingredients, the pharmaceutical composition of the present invention may further contain known excipients, other active ingredients, and the like. Examples of these include sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium L-aspartate, aminoethylsulfonic acid, sodium chondroitin sulfate, naphazoline hydrochloride, retinol and the like.

また、通常点眼剤に使用される添加剤、例えば、カンフル、ボルネオール等の清涼化剤、水酸化ナトリウム、塩酸等のpH調節剤、グリセリン、プロピレングリコール等の等張化剤、ヒドロキシエチルセルロース等の粘稠剤、エタノール、ポリソルベート80、ポリエチレングリコール等の溶解補助剤、亜硫酸水素ナトリウム等の安定化剤、クロロブタノール、塩化ベンザルコニウム等の防腐剤、及び滅菌水を通常使用する量で含有することができる。   Additives usually used in eye drops, for example, refreshing agents such as camphor and borneol, pH regulators such as sodium hydroxide and hydrochloric acid, isotonic agents such as glycerin and propylene glycol, and viscous agents such as hydroxyethyl cellulose Containing thickeners, ethanol, polysorbate 80, solubilizing agents such as polyethylene glycol, stabilizers such as sodium hydrogen sulfite, preservatives such as chlorobutanol and benzalkonium chloride, and sterilized water in the amounts normally used. it can.

本発明の医薬組成物は、通常の製造方法を用いて製造することができる。例えば、有効成分及び添加剤を滅菌水に溶解後、メンブランフィルターにて除菌濾過し、滅菌容器に充填することにより得ることができる。   The pharmaceutical composition of this invention can be manufactured using a normal manufacturing method. For example, it can be obtained by dissolving the active ingredients and additives in sterilized water, sterilizing and filtering with a membrane filter, and filling a sterilized container.

糖尿病性網膜症を治療するために上記医薬組成物をヒトに使用する場合、点眼剤1滴(およそ50μl)に含まれるCNTFの含有量は、およそ10μg、好ましくは15μg、さらに好ましくは20μgである。投与期間は、3カ月以上は必要と考えられ、好ましくは6カ月程度と考えられる。1日あたりの有効投与量は1眼当たりおよそ100μl、好ましくは200μl、さらに好ましくは300μlであり、1日の投与回数は、好ましくは3回(1回の点眼滴数: 2滴、CNTF20μg)である。   When the above pharmaceutical composition is used in humans to treat diabetic retinopathy, the content of CNTF contained in one drop (approximately 50 μl) of eye drops is approximately 10 μg, preferably 15 μg, more preferably 20 μg. . The administration period is considered to be necessary for 3 months or more, preferably about 6 months. The effective dose per day is approximately 100 μl per eye, preferably 200 μl, more preferably 300 μl, and the number of daily doses is preferably 3 times (number of drops per drop: 2 drops, CNTF 20 μg). is there.

以下、実施例を示すことにより、本発明を具体的に説明する。但し、実施例により、本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by showing examples. However, the present invention is not limited to the examples.

CNTFの調製
ヒトCNTFのcDNAは、採取された座骨神経からmRNAを抽出し、逆転写酵素でFirst DNAを作製、そのDNAを鋳型にしてPCRで増幅することにより調製した。このcDNAを、大腸菌の発現ベクター(pGEX-2T:Pharmacia)に組み込んだ後、これを大腸菌(JM109:TOYOBO)に導入して、IPTG(isopropyl-beta-D-thiogalactopyraanoside)で誘導することによりヒトCNTFタンパク質[glutathione S-transferase(GST)との融合タンパク質]を発現させた。この融合タンパク質をグルタチオン−セファロースカラム(Amersham Biosciences)を用いて精製し、次に得られた融合タンパク質をトロンビンで処理し、GST部分とヒトCNTF部分とを切断分離した後、再度、グルタチオン−セファロースカラムに通し、カラムに結合せずに通過した画分を集めた。続いて、その画分をベンズアミドセファロース6Bカラムに通すことにより、トロンビンを除去し、純品のヒトCNTFを得た。SDS-PAGEによりヒトCNTFを単一バンドとして確認した(図1)。
Preparation of CNTF cDNA of human CNTF was prepared by extracting mRNA from the collected sciatic nerve, preparing First DNA with reverse transcriptase, and amplifying it by PCR using the DNA as a template. This cDNA is incorporated into an E. coli expression vector (pGEX-2T: Pharmacia), then introduced into E. coli (JM109: TOYOBO), and induced with IPTG (isopropyl-beta-D-thiogalactopyraanoside) to produce human CNTF. Protein [fusion protein with glutathione S-transferase (GST)] was expressed. This fusion protein was purified using a glutathione-sepharose column (Amersham Biosciences), and then the resulting fusion protein was treated with thrombin to cleave and separate the GST part and the human CNTF part, and then again the glutathione-sepharose column. The fraction that passed through without being bound to the column was collected. Subsequently, the fraction was passed through a benzamide sepharose 6B column to remove thrombin and obtain pure human CNTF. SDS-PAGE confirmed human CNTF as a single band (FIG. 1).

糖尿病モデルラットの作出及びヒトCNTFの点眼
8週齡雄SDラットの尾静脈にストレプトゾトシン(STZ)(50 mg/Kg体重)を投与し、24時間後、血糖値が300 mg/ml以上になったラットを糖尿病モデルラットとした。糖尿病モデルラットが網膜症を発症していることの確認は、網膜電位のa波、b波の振幅(amplitude)の減少を確認することによって行った。統計処理は分散分析によって行った。STZ投与24時間後の糖尿病モデルラット(n=20)の両眼にヒトCNTF(2 μg/10 μl生理食塩水)を、朝夕2回、1ヶ月連続点眼した。コントロール群として、糖尿病モデルラット(n=20)及び健常ラット(n=20)に生理食塩水10 μlを点眼した。それぞれのラット群の1ヶ月後の体重及び血糖値を表1に示す。
Production of diabetes model rats and instillation of human CNTF
Streptozotocin (STZ) (50 mg / Kg body weight) was administered into the tail vein of 8-week-old male male SD rats, and the rats whose blood glucose level reached 300 mg / ml or more after 24 hours were regarded as diabetic model rats. Confirmation that the diabetic model rat developed retinopathy was performed by confirming a decrease in the amplitude of the a wave and the b wave of the retinal potential. Statistical processing was performed by analysis of variance. Human CNTF (2 μg / 10 μl physiological saline) was instilled twice daily in the morning and evening for one month continuously in both eyes of diabetic model rats (n = 20) 24 hours after STZ administration. As a control group, diabetic model rats (n = 20) and healthy rats (n = 20) were instilled with 10 μl of physiological saline. Table 1 shows the body weight and blood glucose level after 1 month for each group of rats.

Figure 2005097137
Figure 2005097137

網膜電位の計測
ラットを24時間、暗室で飼育後、赤色ランプ下でketamine(32 mg/kg)及びxylazine(20 mg/kg)で麻酔し、1% atropine sulfate及び1% phenylephrine hydrochlorideで散瞳させ、網膜電位(PE-2000、TOMEY)を測定した。
Measurement of retinal potential Rats were raised in the dark for 24 hours, then anesthetized with ketamine (32 mg / kg) and xylazine (20 mg / kg) under a red lamp, and mydriatic with 1% atropine sulfate and 1% phenylephrine hydrochloride. Retinal potential (PE-2000, TOMEY) was measured.

その結果を図2に示した。a波は視細胞の突起に存在する光受容体、b波はミューラー細胞の働きを示す。糖尿病ラット群では健常ラット群と比較して、a、b波ともに低下した(*:p<0.05)。一方ヒトCNTF点眼糖尿病ラット群のb波は糖尿病ラット群と比較して、有意に高い振幅を示した(*:p<0.05)。   The results are shown in FIG. The a wave is the photoreceptor in the process of the photoreceptor cell, and the b wave is the Mueller cell. In the diabetic rat group, both a and b waves decreased compared to the healthy rat group (*: p <0.05). On the other hand, the b wave in the human CNTF ophthalmic diabetic rat group showed significantly higher amplitude than the diabetic rat group (*: p <0.05).

組織分析
(1)組織の処理及び薄切
ラットを2.5%グルタルアルデヒド及び1%パラホルムアルデヒドを含むカコジル緩衝液で心臓から還流させ、固定した。その後、眼組織を取り出し同固定液に1晩置き、さらに1%オスミウムで後固定し、Epon 812で包埋した。包埋後の組織を1μmに薄切し、トルイジン・ブルーで染色した。それぞれのラットの網膜の像の写真を図3に示した。糖尿病ラットでは網膜色素上皮細胞に多数の空胞(色素上皮細胞の足突起(=網膜−血管関門をなす)の陥凹部分が拡大して細胞内に食い込んだことによって生じた空胞。細胞変性所見。)が見られた(図3の矢印)。一方ヒトCNTF点眼糖尿病ラットではその空胞の数及び大きさには、対照と有意な差は無かった。
(2)網膜の各層の厚さ測定
網膜の各層の厚さはocular micrometerを用い計測した。網膜各層の区分を図4に示した。内網状層(IPL)の厚さは視神経節細胞層の中心から内顆粒層の一番内側まで、内顆粒層(INL)の厚さは内顆粒層の一番内側から外側まで、外網状層(OPL)の厚さはINLの一番外側から外顆粒層(ONL)の一番内側まで、外顆粒層(ONL)はONLの一番外側から内側まで、視細胞突起層(PSL)は外顆粒層(ONL)の一番外側から色素上皮細胞層のapical面まで、網膜層(RL)は視神経節細胞層の中心からから色素上皮細胞層のapical面までとした。それぞれの各層の領域を図4に、厚さの比較を図5に示した。分散分析によって統計処理を行ったところ、糖尿病ラット群ではIPLの厚さが有意に減少した(図5、IPL:p<0.05)。
Organizational analysis
(1) Tissue treatment and slices Rats were perfused from the heart with cacodyl buffer containing 2.5% glutaraldehyde and 1% paraformaldehyde and fixed. Thereafter, the ocular tissue was taken out and placed in the same fixing solution overnight, further fixed with 1% osmium, and embedded with Epon 812. The embedded tissue was sliced into 1 μm and stained with toluidine blue. A photograph of the retina image of each rat is shown in FIG. In diabetic rats, a large number of vacuoles (pigment epithelial cell foot processes (= the retina-blood barrier)) are engulfed in the retinal pigment epithelial cells. Observations) were observed (arrows in FIG. 3). On the other hand, in human CNTF ophthalmic diabetic rats, the number and size of vacuoles were not significantly different from controls.
(2) Measurement of thickness of each layer of retina The thickness of each layer of the retina was measured using an ocular micrometer. The division of each layer of the retina is shown in FIG. The thickness of the inner plexiform layer (IPL) is from the center of the optic ganglion cell layer to the innermost side of the inner granular layer, and the thickness of the inner granular layer (INL) is from the innermost side to the outer side of the inner granular layer. (OPL) thickness is from the outermost side of the INL to the innermost side of the outer granular layer (ONL), the outer granular layer (ONL) is from the outermost side to the inner side of the ONL, and the photoreceptor projection layer (PSL) is outside From the outermost side of the granular layer (ONL) to the apical surface of the pigment epithelial cell layer, the retinal layer (RL) extends from the center of the optic ganglion cell layer to the apical surface of the pigment epithelial cell layer. The region of each layer is shown in FIG. 4, and the thickness comparison is shown in FIG. When statistical analysis was performed by analysis of variance, the thickness of IPL was significantly reduced in the diabetic rat group (FIG. 5, IPL: p <0.05).

しかしヒトCNTF点眼糖尿病ラット群ではIPLの厚さは糖尿病ラット群と比較して有意に厚く、対照と差がなかった(p<0.05)。
(3)網膜の電子顕微鏡(電顕)所見
健常ラット、糖尿病ラット、CNTF点眼糖尿病ラットの網膜を電子顕微鏡で観察し、所見を解析した。糖尿病ラットで最も顕著な所見は、網膜色素上皮細胞で観察された。糖尿病ラットでは、色素上皮細胞の足突起(basal infoldings)の陥凹部分が細胞内に食い込んでできる空胞(細胞変性所見)が多数見られた(図6の星印)。これに対し、CNTF点眼糖尿病ラット群では、この空胞の数には、正常対照と差が認められなかった(図6、図7)。
(4)網膜色素上皮細胞で認められた空胞の数の検討
健常ラット群、糖尿病ラット群、CNTF点眼糖尿病ラット群の網膜色素上皮細胞で認められた、直径2.5 μm以上の空胞の、色素上皮250 μm長さ当たりで認められた数をクラスカル−ワーリスH-テストで統計処理した。その結果、糖尿病ラットの網膜色素上皮では空胞が多数生じていたが、それはCNTF点眼によって完全に抑えられていた(p<0.05)(図7)。
However, in the human CNTF ophthalmic diabetic rat group, the IPL thickness was significantly thicker than that in the diabetic rat group, and was not different from the control (p <0.05).
(3) Electron microscopic (electron microscopic) findings of the retina The retinas of healthy rats, diabetic rats, and CNTF ophthalmic diabetic rats were observed with an electron microscope and the findings were analyzed. The most prominent findings in diabetic rats were observed in retinal pigment epithelial cells. In diabetic rats, a large number of vacuoles (cytopathic findings) formed by the depressions of the basal infoldings of the pigment epithelial cells being engulfed into the cells (stars in FIG. 6) were observed. In contrast, in the CNTF ophthalmic diabetic rat group, the number of vacuoles was not different from that of normal controls (FIGS. 6 and 7).
(4) Examination of the number of vacuoles observed in the retinal pigment epithelial cells The number observed per 250 μm length of epithelium was statistically processed with Kruskal-Wallis H-test. As a result, a large number of vacuoles were formed in the retinal pigment epithelium of diabetic rats, which were completely suppressed by CNTF instillation (p <0.05) (Fig. 7).

CNTFのSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動の結果を示す写真。The photograph which shows the result of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of CNTF. 健常ラット群、糖尿病ラット群及びヒトCNTF点眼糖尿病ラット群の網膜電位a波及びb波を示した図。一方ヒトCNTF点眼糖尿病ラット群のb波は糖尿病ラット群と比較して、有意に高い振幅を示した。*:p<0.05。The figure which showed the retinal potential a wave and b wave of the healthy rat group, the diabetic rat group, and the human CNTF ophthalmic diabetic rat group. On the other hand, the b wave in the human CNTF ophthalmic diabetic rat group showed significantly higher amplitude than the diabetic rat group. *: P <0.05. 健常ラット、糖尿病ラット及びヒトCNTF点眼糖尿病ラットの網膜切片をトルイジン・ブルーで染色し解析した結果を示した写真。ヒトCNTF投与群では、網膜の厚さの減少(萎縮)と、糖尿病群でみられる色素上皮細胞の空洞(矢印)が見られない。バー:40μmThe photograph which showed the result of having dye | stained and analyzed the retinal section | slice of a healthy rat, a diabetic rat, and a human CNTF ophthalmic diabetic rat. In the human CNTF administration group, there is no decrease in the thickness of the retina (atrophy) and the pigment epithelial cell cavity (arrow) seen in the diabetic group. Bar: 40μm 網膜各層の測定範囲を示す写真。バー:40μmA photograph showing the measurement range of each layer of the retina. Bar: 40μm 健常ラット群、糖尿病ラット群及びヒトCNTF点眼糖尿病ラット群の網膜各層の厚さを示す図。ヒトCNTF投与群では、IPL(内顆粒層)の厚さの減少(萎縮)が見られない。*:p<0.05。The figure which shows the thickness of each retina of a healthy rat group, a diabetic rat group, and a human CNTF ophthalmic diabetic rat group. In the human CNTF administration group, there is no decrease in IPL (inner granule layer) thickness (atrophy). *: P <0.05. 網膜色素上皮細胞の電子顕微鏡写真。糖尿病ラットでは、多数の空胞が見られるが、CNTF点眼糖尿病ラットでは、それが完全に抑えられている。Electron micrograph of retinal pigment epithelial cells. In diabetic rats, many vacuoles are seen, but in CNTF ophthalmic diabetic rats it is completely suppressed. 網膜色素上皮細胞の空胞の数を示す図。糖尿病ラットで認められる多数の空胞は、CNTF点眼糖尿病ラットでは完全に抑えられている。The figure which shows the number of vacuoles of a retinal pigment epithelial cell. The large number of vacuoles found in diabetic rats are completely suppressed in CNTF ophthalmic diabetic rats.

Claims (3)

毛様体神経栄養因子を含有する医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising a ciliary neurotrophic factor. 糖尿病性網膜症を予防又は治療するための請求項1記載の医薬組成物。   The pharmaceutical composition according to claim 1 for preventing or treating diabetic retinopathy. 点眼剤である請求項1又は2記載の医薬組成物。

The pharmaceutical composition according to claim 1 or 2, which is an eye drop.

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