JP2005126337A - Cranial nerve cell activator - Google Patents

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Hideyoshi Azuma
秀好 東
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new cranial nerve cell activator which reduces side effects. <P>SOLUTION: The cranial nerve cell activator contains a sugar compound having GalNAc (N-acetyl-D-galactosamine) which exists in a mammal living body and is in a free state at the nonreducing end as an active ingredient. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規な脳神経細胞活性化剤に関する。   The present invention relates to a novel cerebral nerve cell activator.

細胞表面糖鎖は、細胞内の情報伝達系を活性化し、細胞間情報伝達を介在すると考えられている(非特許文献1参照)。糖脂質であるGM2ガングリオシド(以下、これを「GM2」と略称することがある)も、そのような生物学的活性を有する細胞表面糖鎖のひとつである。GM2は、種々の動物において正常な樹状突起伸展部位に特徴的に発現されるとともに、GM2が病的に蓄積する疾患であるGM2ガングリオシドーシス等において病的な樹状突起成長と関連しているとの報告がなされている(非特許文献2、3参照)。このような多数の報告から、GM2は、正常あるいは病的な樹状突起成長に関与していると考えられる。   Cell surface sugar chains are thought to activate intracellular information transmission systems and mediate intercellular information transmission (see Non-Patent Document 1). The glycolipid GM2 ganglioside (hereinafter sometimes abbreviated as “GM2”) is also one of the cell surface sugar chains having such biological activity. GM2 is characteristically expressed in normal dendritic extension sites in various animals and is associated with pathological dendritic growth in GM2 gangliosidosis, a disease in which GM2 accumulates pathologically (See Non-Patent Documents 2 and 3). A number of such reports suggest that GM2 is involved in normal or pathological dendritic growth.

しかしながら、このGM2がどのように樹状突起成長を来すかという分子機構は不明であった。そこで、この機構におけるGM2の機能や樹状突起伸長のメカニズムの解明が強く求められていた。もしこの機構が解明され、樹状突起の伸展を制御すること等が可能になれば、神経疾患、神経障害等の治療に有益な情報を与えると強く期待されていた。
一方、GM2と同じ糖脂質であるGM1ガングリオシド(以下、これを「GM1」と略称することがある)については、脳障害モデルやパーキンソン病モデルへの投与実験が多数報告されている(非特許文献4参照)。例えば、機械的に大脳灰白質に損傷を与えたモデルや、人工的に虚血性障害を起こしたモデルにGM1を投与すると、神経細胞の萎縮軽減や、神経伝達物質量の改善等が観察されることが報告されている。また、パーキンソン病モデルにGM1を投与すると、線条体ドーパミン量の回復等が観察されることが報告されている。しかし、これらの報告においても、神経細胞等におけるGM1の機能やそのメカニズムは未だ解明されておらず、また、これらの機能が前記GM2の機能やそのメカニズムと同一であるかどうかについても不明であった。
However, the molecular mechanism of how GM2 causes dendritic growth was unknown. Therefore, the clarification of the function of GM2 in this mechanism and the mechanism of dendritic extension has been strongly demanded. If this mechanism was elucidated and it became possible to control the extension of dendrites, it was strongly expected to provide useful information for the treatment of neurological diseases, neurological disorders and the like.
On the other hand, regarding GM1 ganglioside, which is the same glycolipid as GM2 (hereinafter sometimes abbreviated as “GM1”), many administration experiments to brain disorder models and Parkinson's disease models have been reported (non-patent literature). 4). For example, when GM1 is administered to a model that has mechanically damaged the cerebral gray matter or a model that has artificially caused ischemic damage, reduction of neuronal atrophy and improvement of the amount of neurotransmitters are observed. It has been reported. In addition, it has been reported that when GM1 is administered to a Parkinson's disease model, recovery of the striatal dopamine amount is observed. However, in these reports, the function of GM1 in nerve cells and the mechanism thereof have not yet been elucidated, and it is not clear whether these functions are the same as the function of GM2 or the mechanism thereof. It was.

本発明者らは、先に、GM2の機能を解明するために、培養神経細胞にGM2を添加する実験を行っている。そしてその結果、数分以内というごく短時間のうちに糸状突起が形成されることを報告している(非特許文献5参照)。しかし、一般に、糸状突起が形成されたからと言ってそれに引き続いて樹状突起の形成が起こるとは言えず、GM2による樹状突起伸長のメカニズムの解明には到らなかった。   The present inventors have previously conducted an experiment in which GM2 is added to cultured neurons in order to elucidate the function of GM2. As a result, it has been reported that thread-like projections are formed within a very short time of several minutes (see Non-Patent Document 5). In general, however, the formation of dendrites does not occur just because the formation of filamentous protrusions, and the mechanism of dendritic extension by GM2 has not been elucidated.

そこで、本発明者らは、さらに、培養神経細胞にN-アセチルガラクトサミン(以下、これを「GalNAc」と略称することがある)が10個連結された合成糖鎖GalNAc10(以下同様に、糖鎖の連結数を下付き数字で表す)を培養神経細胞に添加する実験を行った。そしてその結果、2〜数日のうちに樹状突起の伸長が観察されたことを報告した(非特許文献6参照)。しかし、この合成糖鎖による樹状突起伸長のメカニズムの解明は不十分であった。また、GM2以外の糖脂質や他の糖化合物、特に、ヒト生体内にもともと存在するような糖化合物を用いてこれらの効果が得られるか否か等の検討もなされておらず、さらに詳細な解析が望まれていた。
Hakomori and Igarashi, J.Biochem., 118, 1091-1103 (1995) Purpura and Suzuki, Brain Res., 116, 1-21 (1976) Goodman and Walkley, Dev.Brain Res., 93, 162-171 (1996) 安藤進著、「脳機能とガングリオシド−新たに登場したニューロンの活性物質」、共同出版株式会社刊、142-155ページ(1997) 東秀好ら、第21回日本糖質学会年会要旨集、73ページ(2000) 東秀好ら、第22回日本糖質学会年会要旨集、10ページ(2001)
Therefore, the present inventors further have a synthetic sugar chain GalNAc 10 (hereinafter, similarly, a saccharide) in which ten N-acetylgalactosamines (hereinafter sometimes abbreviated as “GalNAc”) are linked to cultured neurons. An experiment was conducted in which the number of chain linkages (represented by a subscript number) was added to cultured neurons. As a result, it was reported that dendritic elongation was observed within 2 to several days (see Non-Patent Document 6). However, elucidation of the mechanism of dendritic extension by this synthetic sugar chain has been insufficient. In addition, it has not been studied whether or not these effects can be obtained by using glycolipids other than GM2 and other sugar compounds, in particular, sugar compounds that are originally present in the human body. Analysis was desired.
Hakomori and Igarashi, J. Biochem., 118, 1091-1103 (1995) Purpura and Suzuki, Brain Res., 116, 1-21 (1976) Goodman and Walkley, Dev.Brain Res., 93, 162-171 (1996) Susumu Ando, “Brain function and gangliosides – New active substances in neurons”, published by Kyodo Publishing Co., Ltd., pages 142-155 (1997) Hidehide Higashi et al., 21st Annual Meeting of the Japanese Society of Carbohydrates, 73 pages (2000) Higashi Hideyoshi et al., 22nd Annual Meeting of the Japanese Society of Carbohydrates, 10 pages (2001)

本発明は、新規で副作用の少ない脳神経細胞活性化剤を提供するためになされたものである。   The present invention has been made to provide a novel brain nerve cell activator with few side effects.

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討を進めた結果、哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有する糖化合物を用いれば、神経細胞に樹状突起の伸長及び/又は分岐を促すことができることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。
すなわち本発明によれば、
(1)哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有する糖化合物を有効成分として含む、脳神経細胞活性化剤、
(2)糖化合物が、GM2ガングリオシド又はアシアロGM2ガングリオシドの糖鎖部分である上記(1)に記載の脳神経細胞活性化剤、
(3)脳神経細胞活性化が、脳神経細胞の樹状突起の伸長及び/又は分岐を生じるものである上記(1)又は(2)に記載の脳神経細胞活性化剤、
(4)樹状突起の伸長及び/又は分岐が、プロテインキナーゼAの活性化に基づくものである上記(3)に記載の脳神経細胞活性化剤、及び、
(5)脳神経細胞活性化剤が、脳神経障害治療剤である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の脳神経細胞活性化剤
が提供される。
As a result of diligent studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that if a saccharide compound having GalNAc that is present in a mammal and is in a free state at the non-reducing end is used, the nerve cell has a dendritic shape. It has been found that extension and / or branching of the protrusion can be promoted. The present invention has been accomplished based on these findings.
That is, according to the present invention,
(1) a cranial nerve cell activator comprising, as an active ingredient, a sugar compound that is present in a mammal and has GalNAc in a free state at a non-reducing end,
(2) The cerebral nerve cell activator according to (1), wherein the sugar compound is a sugar chain part of GM2 ganglioside or asialo GM2 ganglioside,
(3) The cerebral nerve cell activator according to (1) or (2) above, wherein the activation of cerebral nerve cells causes elongation and / or branching of dendrites of the cerebral nerve cells,
(4) Dendritic extension and / or branching is based on the activation of protein kinase A, the brain nerve cell activator according to (3) above, and
(5) The cranial nerve cell activator according to any one of (1) to (4), wherein the cranial nerve cell activator is a therapeutic agent for cranial nerve disorders.

本発明によれば、新規で副作用の少ない脳神経細胞活性化剤が提供される。該脳神経細胞活性化剤は、ヒト等の哺乳動物において脳神経障害等の治療に有用である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brain nerve cell activator which is novel and has few side effects is provided. The cranial nerve cell activator is useful for treating cranial nerve disorders and the like in mammals such as humans.

以下、本発明を更に詳細に説明する。
なお、本明細書において、いくつかの糖化合物について略称することがあるが、それらの化学構造式は、次のとおりである。また、本明細書において、「Gal」はガラクトース、「Glc」はグルコース、「Man」はマンノース、「Fru」はフルクトース、「GalNAc」はN-アセチルガラクトサミン、「GlcNAc」はN-アセチルグルコサミン、「Neu5Ac」はシアル酸(5-アセチルノイラミン酸)をそれぞれ示す。これらの糖が化合物中に組み込まれて存在する場合には、それらの糖の残基を示す。また、「Cer」はセラミドを示す。

略称 化学構造式
(1) GalNAcn (GalNAc(α1-4))n-1GalNAc (nは1〜100の整数である)
(2) Gb4 GalNAc(β1-3)Gal(α1-4)Gal(β1-4)GlcCer
(3) Gb5 GalNAc(α1-3)GalNAc(β1-3)Gal(α1-4)Gal(β1-4)GlcCer
(4) GD1a Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-3)GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(5) GD1b Gal(β1-3)GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(6) GD2 GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(7) GD3 Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-4)GlcCer
(8) Gg3 GalNAc(β1-4)Gal(β1-4)GlcCer
(9) GM1 Gal(β1-3)GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(10) GM2 GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(11) GM3 Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-4)GlcCer
(12) GQ1b Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-3)GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
(13) GT1b Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-3)GalNAc(β1-4) (Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac(α2-3))Gal(β1-4)GlcCer
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In this specification, some sugar compounds may be abbreviated, and their chemical structural formulas are as follows. In the present specification, `` Gal '' is galactose, `` Glc '' is glucose, `` Man '' is mannose, `` Fru '' is fructose, `` GalNAc '' is N-acetylgalactosamine, `` GlcNAc '' is N-acetylglucosamine, “Neu5Ac” represents sialic acid (5-acetylneuraminic acid), respectively. If these sugars are present in the compound, they indicate the residue of those sugars. “Cer” represents ceramide.

Abbreviation Chemical structural formula
(1) GalNAc n (GalNAc (α1-4)) n-1 GalNAc (n is an integer from 1 to 100)
(2) Gb 4 GalNAc (β1-3) Gal (α1-4) Gal (β1-4) GlcCer
(3) Gb 5 GalNAc (α1-3) GalNAc (β1-3) Gal (α1-4) Gal (β1-4) GlcCer
(4) GD1a Neu5Ac (α2-3) Gal (β1-3) GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(5) GD1b Gal (β1-3) GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(6) GD2 GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(7) GD3 Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3) Gal (β1-4) GlcCer
(8) Gg 3 GalNAc (β1-4) Gal (β1-4) GlcCer
(9) GM1 Gal (β1-3) GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(10) GM2 GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(11) GM3 Neu5Ac (α2-3) Gal (β1-4) GlcCer
(12) GQ1b Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3) Gal (β1-3) GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer
(13) GT1b Neu5Ac (α2-3) Gal (β1-3) GalNAc (β1-4) (Neu5Ac (α2-8) Neu5Ac (α2-3)) Gal (β1-4) GlcCer

1.本発明の脳神経細胞活性化剤に有効成分として含まれる糖化合物
本発明の脳神経細胞活性化剤は、哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAc(N-アセチルガラクトサミン)を有する糖化合物を有効成分として含むことを特徴としている。
哺乳動物とは、例えば、ヒト、サル、ウシ、ブタ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、マウス等が挙げられるが、特に好ましくはヒトである。本発明の脳神経細胞活性化剤は、このような哺乳動物生体内に存在し得る糖化合物を有効成分として用いることにより、該薬剤がヒト又は他の哺乳動物に用いられた際の副作用が小さい等の優れた効果を有している。
糖化合物としては、例えば、糖鎖、糖脂質、糖アミノ酸、糖蛋白質、糖ヌクレオチド、プロテオグリカン等が挙げられる。本発明においては、これらのうち、哺乳動物生体内に存在し、かつ、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するものが用いられる。
1. Sugar compound contained as an active ingredient in the brain nerve cell activator of the present invention The brain nerve cell activator of the present invention comprises GalNAc (N-acetylgalactosamine) which is present in a mammal and in a free state at the non-reducing end. It is characterized by containing a sugar compound having an active ingredient.
Mammals include, for example, humans, monkeys, cows, pigs, dogs, cats, rabbits, rats, mice and the like, with humans being particularly preferred. The cerebral nerve cell activator of the present invention uses such a saccharide compound that can be present in the living body of mammals as an active ingredient, so that the side effects when the drug is used in humans or other mammals are small. It has an excellent effect.
Examples of the sugar compound include sugar chains, glycolipids, sugar amino acids, glycoproteins, sugar nucleotides, proteoglycans and the like. In the present invention, among these, those having GalNAc existing in a mammal and having a free state at the non-reducing end are used.

ここで、GalNAcが「遊離状態にある」とは、種々の障害等なく生体反応にあずかることができ、生理活性を有する状態にあることを意味する。具体的には、例えば、GalNAcが化学的又は物理的な修飾等を受けていない状態、立体的に障害を受けていない状態等を意味するが、生理活性を有するものであれば修飾や立体的な影響を受けていてもよい。より具体的には、GalNAcの2位のアセチルアミノ(-NHAc)基、3、4、6位の水酸(-OH)基が遊離状態にあることが好ましい。   Here, the expression “in a free state” of GalNAc means that it can participate in a biological reaction without various obstacles and has a physiological activity. Specifically, for example, it means a state where GalNAc is not chemically or physically modified, a state where it is not sterically hindered, etc. You may be affected. More specifically, it is preferable that the acetylamino (—NHAc) group at position 2 and the hydroxyl (—OH) group at positions 3, 4, and 6 of GalNAc are in a free state.

ここで、生理活性を有する状態とは、生体に何らかの反応を生じさせる活性であって、例えば、受容体との反応活性等を有する状態を意味する。受容体との反応活性を有する程度に遊離の状態とは、例えば、非還元末端のGalNAcが水溶性を損なわれるような修飾等を受けておらず、また、受容体との結合にあずかれる程度に空間的に自由な状態等を意味する。例えば、非還元末端のGalNAcに硫酸基等の小さな官能基が結合していても、GalNAcの水溶性が維持され、立体的にも大きな障害とならず、生理活性が損なわれない場合には、これを用いることができる。しかし、例えば、非還元末端のGalNAcにGal(ガラクトース)等の糖やその他の大きな官能基等が結合した場合には、GalNAcの水溶性が低下したり、立体的に大きな障害となって、GalNAcの反応性を低下させ、生理活性が損なわれることがある。このような糖化合物は、本発明の糖化合物として用いることができない。   Here, the state having physiological activity is an activity that causes some reaction in the living body, and means a state having, for example, a reaction activity with a receptor. The state that is free to the extent that it has a reaction activity with the receptor is, for example, that the non-reducing terminal GalNAc has not been modified so as to impair the water solubility, and that it is involved in binding to the receptor. This means a spatially free state. For example, even if a small functional group such as a sulfate group is bonded to GalNAc at the non-reducing end, the water solubility of GalNAc is maintained, and there is no significant steric hindrance and physiological activity is not impaired. This can be used. However, for example, when a sugar such as Gal (galactose) or other large functional group is bound to GalNAc at the non-reducing end, the water solubility of GalNAc is reduced or the steric hindrance is caused. The reactivity may be reduced, and the physiological activity may be impaired. Such a sugar compound cannot be used as the sugar compound of the present invention.

前記したような立体的な障害は、GalNAcの還元末端に結合した分子(糖、アミノ酸、脂質、ヌクレオチド等)に大きな分子量を有する分子が側鎖として結合している場合や、電荷を有する分子が結合している場合等にも生じ得る。大きな分子量を有する分子とは、例えば、分子量500以上の分子等が挙げられる。2以上の分子が結合している場合には、その総分子量で判断することができるが、一般に1分子の場合よりも結合距離が長く、分子の自由度が高くなるため、立体障害を生じやすくなる傾向がある。電荷を有する分子としては、例えば、糖としては、シアル酸、ウロン酸、硫酸化糖等が挙げられる。   The steric hindrance as described above may be caused when a molecule having a large molecular weight is bound as a side chain to a molecule (sugar, amino acid, lipid, nucleotide, etc.) bound to the reducing end of GalNAc, or a charged molecule is It can also occur when they are connected. The molecule having a large molecular weight includes, for example, a molecule having a molecular weight of 500 or more. When two or more molecules are bonded, it can be determined by the total molecular weight. Generally, however, the bond distance is longer and the degree of freedom of the molecule is higher than that of a single molecule, and steric hindrance is likely to occur. Tend to be. Examples of the molecule having a charge include sialic acid, uronic acid, and sulfated sugar as sugars.

このような性質を有する、本発明の脳神経細胞活性化剤に含まれる糖化合物は、脳神経細胞を活性化し、樹状突起の伸長及び/又は分岐を促進する。この作用は、該糖化合物の有する非還元末端の遊離状態にあるGalNAcにより、カルシウム非依存性アデニレートサイクラーゼが活性化され、続いて細胞内プロテインキナーゼA(以下、これを「PKA」と称することがある)が活性化されることに基づいている。細胞内PKAは、さらに低分子量でGTPaseであるcdc42を活性化し、このcdc42が糸状突起の形成を促進し、続いて樹状突起の伸長及び/又は分岐を促進する。本発明において用いられる糖化合物は、すなわち、哺乳動物の生体内に存在する糖化合物のうち、このようなシグナルカスケードを活性化する能力を有する糖化合物である。   The sugar compound contained in the cerebral nerve cell activator of the present invention having such properties activates cerebral nerve cells and promotes dendrite extension and / or branching. This action is caused by activation of calcium-independent adenylate cyclase by GalNAc in the free state of the non-reducing end of the sugar compound, followed by intracellular protein kinase A (hereinafter referred to as “PKA”). Is based on being activated. Intracellular PKA further activates cdc42, which is a GTPase with a low molecular weight, and this cdc42 promotes the formation of filamentous processes, and subsequently promotes the extension and / or branching of dendrites. That is, the saccharide compound used in the present invention is a saccharide compound having the ability to activate such a signal cascade among saccharide compounds existing in the living body of mammals.

従って、本発明の脳神経細胞活性化剤に用いるために、上記のような特徴を有するとして選択されたある糖化合物について、以下に示すような手法により本発明の糖化合物として用い得るかどうかをより確実に確認することができる。その方法としては、例えば、培養神経細胞を用いて、これに対象とする糖化合物を添加して培養し、該培養神経細胞の反応や変化を解析することにより該糖化合物の生理活性を確認する方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、PKAの活性化、糸状突起や樹状突起の伸長及び/又は分岐、cdc42のGTP化等を指標にする方法が挙げられる。   Therefore, for use in the brain nerve cell activator of the present invention, whether or not a certain sugar compound selected as having the above-mentioned characteristics can be used as the sugar compound of the present invention by the following method is more determined. It can be confirmed reliably. As a method for this, for example, using cultured nerve cells, the target sugar compound is added and cultured, and the physiological activity of the sugar compound is confirmed by analyzing reactions and changes of the cultured nerve cells. Methods and the like. More specifically, for example, methods using PKA activation, elongation and / or branching of filamentous and dendritic processes, and Gdcation of cdc42 as an index can be mentioned.

例えば、PKAの活性化を指標として用いる場合には、培養液中に糖化合物を添加することにより培養神経細胞を処理し、糖化合物による刺激を受けた細胞の変化を解析する。ここで用いられる培養神経細胞としては、例えば、初代培養神経細胞、神経芽細胞腫(neuroblastoma)と神経膠腫(glioma)のハイブリドーマ、神経芽細胞腫等が挙げられる。初代培養神経細胞としては、例えば、海馬、小脳、大脳皮質等の初代培養神経細胞等が挙げられる。神経芽細胞腫と神経膠腫のハイブリドーマとしては、例えば、マウス神経芽細胞腫N18TG2とラット神経膠腫C6-BU-1のハイブリドーマであるNG108-15細胞(Hamprecht B. et al., Methods Enzymol., 109, 316-341(1985);Amano T. et al., Exp.Cell Res., 85, 399-408(1974))等が挙げられる。解析方法としては、例えば、直接的にPKAを解析する方法として、イメージング法(Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997))等が挙げられ、間接的に解析する方法としては、例えば、cAMPを測定する方法等が挙げられる。cAMP測定法としては、イメージング法、酵素免疫測定法、放射免疫測定法等が挙げられ、いずれも市販のキット(例えば、酵素免疫測定法の場合、The Biotrak cAMP EIA System(アマシャム社製))等を用いて行うことができる。これらの中でも、PKAを直接イメージング法により解析する方法が好ましく用いられる。解析の結果、PKAの活性化が観察された場合に、該糖化合物が本発明の糖化合物として用い得ることを確認することができる。   For example, when PKA activation is used as an index, cultured nerve cells are treated by adding a sugar compound to the culture solution, and changes in cells stimulated by the sugar compound are analyzed. Examples of cultured neuronal cells used here include primary cultured neuronal cells, neuroblastoma and glioma hybridomas, neuroblastoma, and the like. Examples of primary cultured neurons include primary cultured neurons such as hippocampus, cerebellum, and cerebral cortex. As a hybridoma of neuroblastoma and glioma, for example, mouse neuroblastoma N18TG2 and rat glioma C6-BU-1 hybridoma NG108-15 cells (Hamprecht B. et al., Methods Enzymol. 109, 316-341 (1985); Amano T. et al., Exp. Cell Res., 85, 399-408 (1974)). As an analysis method, for example, as a method for directly analyzing PKA, an imaging method (Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997)) and the like can be mentioned. Examples thereof include a method for measuring cAMP. Examples of cAMP measurement methods include imaging methods, enzyme immunoassays, radioimmunoassays, etc., all of which are commercially available kits (for example, The Biotrak cAMP EIA System (Amersham) in the case of enzyme immunoassays), etc. Can be used. Among these, a method of directly analyzing PKA by an imaging method is preferably used. As a result of the analysis, when activation of PKA is observed, it can be confirmed that the sugar compound can be used as the sugar compound of the present invention.

また、糸状突起や樹状突起の伸長及び/又は分岐を指標として確認する場合には、上記したPKAの活性化を指標として用いる場合と同様に、培養神経細胞を対象とする糖化合物で刺激し、その結果生じる突起の伸長及び/又は分岐を観察すればよい。一般に、糸状突起の伸長は刺激後ごく短時間で生じるが、さらに培養を行い、樹状突起の伸長及び/又は分岐を観察することが好ましい。また、樹状突起は伸長が観察されればよいが、伸長及び分岐の両方が観察されることが特に好ましい。ここで用いられる培養神経細胞としては、例えば、前記PKAの解析を行う場合と同様に、初代培養神経細胞、神経芽細胞腫(neuroblastoma)と神経膠腫(glioma)のハイブリドーマ、神経芽細胞腫等が挙げられるが、樹状突起の伸長及び/又は分岐の観察を行う場合には、特に初代培養神経細胞が好ましく用いられる。糸状突起の観察は、例えば、蛍光標識ファロイジンによる染色法等により行うことができる。ファロイジン染色法はアクチン重合体を染色するのに好適な手法であり、標識として用いる蛍光物質は、ローダミン、フルオレセイン、オレゴングリーン等から目的に適ったものを選択すればよい。樹状突起の観察は、好ましくは3日間以上、より好ましくは5日間以上の培養後に行われる。観察は、アクチン重合体を染色する蛍光標識ファロイジン、神経細胞を特異的に染色する抗MAP2抗体等による免疫染色法等により行うことができる。小脳プルキンエ細胞の場合には、抗カルビンジン抗体等による免疫染色法等の方法も用いることができる。用いた培養神経細胞に応じて、これらの手法の中から適宜選択すればよい。   In addition, when confirming the extension and / or branching of filamentous processes and dendrites as an index, as in the case of using the above-mentioned PKA activation as an index, the cultured nerve cells are stimulated with a target sugar compound. The resulting protrusion extension and / or branching may be observed. In general, the elongation of filamentous protrusions occurs in a very short time after stimulation, but it is preferable to further culture and observe the elongation and / or branching of dendrites. Further, dendrites may be observed to be elongated, but it is particularly preferable that both elongation and branching are observed. Examples of cultured neuronal cells used here include primary cultured neuronal cells, neuroblastoma and glioma hybridomas, neuroblastoma, and the like, as in the case of analysis of PKA. However, when observing dendritic extension and / or branching, primary cultured neurons are particularly preferably used. The observation of the filamentous protrusion can be performed by, for example, a staining method using a fluorescently labeled phalloidin. The phalloidin staining method is a suitable method for staining an actin polymer, and a fluorescent material used as a label may be selected from rhodamine, fluorescein, oregon green, and the like according to the purpose. The observation of dendrites is preferably performed after culturing for 3 days or more, more preferably 5 days or more. The observation can be performed by immunostaining with a fluorescently labeled phalloidin that stains an actin polymer, an anti-MAP2 antibody that specifically stains nerve cells, and the like. In the case of cerebellar Purkinje cells, methods such as immunostaining with an anti-calbindin antibody can also be used. What is necessary is just to select suitably from these methods according to the cultured nerve cell used.

さらに、PKAにより活性化されるcdc42のGTP(guanosine 5'-triphosphate)化を指標とすることもできる。細胞内で活性を有する状態のcdc42はGTPと結合している(GTP結合型)ことから、細胞内cdc42がGTPと結合しているか否かを解析することにより活性化されているか否かを判定することができる。好ましくは、対象とする糖化合物を添加した細胞と、添加していない細胞との両方についてGTP結合型cdc42量を解析し、結果を比較する。cdc42のGTP化は、例えば、市販のキット(cdc42 Activation Assay Kit:Upstate Biotechnology社製)等により解析することができる。   Furthermore, the GTP (guanosine 5′-triphosphate) conversion of cdc42 activated by PKA can also be used as an index. Since cdc42 in an active state in cells is bound to GTP (GTP binding type), it is determined whether or not it is activated by analyzing whether intracellular cdc42 is bound to GTP. can do. Preferably, the amount of GTP-linked cdc42 is analyzed for both the cells to which the target sugar compound is added and the cells to which the sugar compound is not added, and the results are compared. The Gdc42 can be analyzed for GTP using, for example, a commercially available kit (cdc42 Activation Assay Kit: manufactured by Upstate Biotechnology).

以下に、かくして選択される糖化合物について、さらに具体的に詳述する。
本発明の脳神経細胞活性化剤に含まれる糖化合物として用いられる糖鎖としては、例えば、糖が2個以上結合したものが挙げられるが、好ましくは3個以上である。上限は、糖鎖が水溶性を有する限りいかなる長さでもよいが、好ましくは100個以下、より好ましくは50個以下、特に好ましくは10個以下である。また、水溶性を有し、かつ前記立体障害を生じない限り、構造に分岐を有していてもよいし、構成糖に修飾等があってもよい。
Hereinafter, the sugar compound thus selected will be described in more detail.
Examples of the sugar chain used as the sugar compound contained in the cerebral nerve cell activator of the present invention include those in which two or more sugars are bonded, and preferably three or more. The upper limit may be any length as long as the sugar chain has water solubility, but is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and particularly preferably 10 or less. Moreover, as long as it has water solubility and does not cause the steric hindrance, the structure may have a branch, and the constituent sugars may be modified.

生体内に含まれる糖としては、例えば、ガラクトース(Gal)、グルコース(Glc)、マンノース(Man)、フルクトース(Fru)、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)、シアル酸(Neu5Ac)等が挙げられる。本発明において用いられる糖鎖は、哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するものであれば、これらの糖がいかなる順序で連結されたものでもよい。   Examples of sugars contained in the living body include galactose (Gal), glucose (Glc), mannose (Man), fructose (Fru), N-acetylgalactosamine (GalNAc), N-acetylglucosamine (GlcNAc), sialic acid ( Neu5Ac) and the like. The sugar chains used in the present invention may be those in which these sugars are linked in any order as long as they are present in a mammal and have GalNAc in a free state at the non-reducing end.

具体的には、例えば、非還元末端のGalNAcの次(還元末端側)には、Gal、GalNAc、GlcNAc、又はManが連結されたものが好ましく、その中でもGal又はGalNAcが連結されたものがより好ましい。ここで、例えば、2番目の糖としてGalが結合した場合には、3番目の糖としてはGlc又はGlcNAcが好ましい。2番目のGalには、側鎖としてシアル酸が結合されていてもよいが、シアル酸が2分子になると前記したような立体障害を生じやすい。また、例えば、2番目の糖としてGalNAcが結合した場合には、3番目の糖としてはGal又はGalNAcが好ましい。   Specifically, for example, Gal, GalNAc, GlcNAc, or Man linked to the non-reducing terminal GalNAc (on the reducing terminal side) is preferred, and among them, Gal or GalNAc linked is more preferable. preferable. Here, for example, when Gal is bound as the second sugar, Glc or GlcNAc is preferred as the third sugar. The second Gal may be bound with sialic acid as a side chain, but when sialic acid becomes two molecules, steric hindrance as described above is likely to occur. Further, for example, when GalNAc is bound as the second sugar, Gal or GalNAc is preferable as the third sugar.

このような糖鎖の具体例として、例えば、GM2ガングリオシド(以下、これを「GM2」と略称することがある)の糖鎖部分、又は、アシアロGM2ガングリオシド(以下、これを「アシアロGM2」又は「Gg3」と略称することがある)の糖鎖部分が好ましく用いられる。なお、ここで「アシアロGM2ガングリオシド」とは、GM2ガングリオシドからシアル酸が脱離したものを意味する。 Specific examples of such a sugar chain include, for example, a sugar chain portion of GM2 ganglioside (hereinafter sometimes abbreviated as “GM2”), or asialo GM2 ganglioside (hereinafter referred to as “Asialo GM2” or “ The sugar chain part of Gg 3 ”(sometimes abbreviated as“ Gg 3 ”) is preferably used. As used herein, “asialo GM2 ganglioside” means sialic acid eliminated from GM2 ganglioside.

本発明の脳神経細胞活性化剤に含まれる糖化合物として用いられる糖脂質としては、哺乳動物生体内に存在する糖脂質であって、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するものであればいかなるものでも用い得る。糖脂質とは、分子内に糖と脂質とを有する両親媒性物質であって、これに含まれる糖又は糖鎖としては、例えば、前記したようなもの等が挙げられる。脂質としては、セラミド、アシルグリセロール、アルキルグリセロール等が挙げられる。これらの組み合わせより成る糖脂質の中でも、本発明においては、例えば、GM2、アシアロGM2(Gg3)等が好ましく用いられる。 The glycolipid used as the sugar compound contained in the cerebral nerve cell activator of the present invention is any glycolipid that exists in the living body of mammals and has GalNAc in a free state at the non-reducing end. Even things can be used. The glycolipid is an amphiphilic substance having a sugar and a lipid in the molecule, and examples of the sugar or sugar chain contained therein include those described above. Examples of lipids include ceramide, acylglycerol, and alkylglycerol. Among the glycolipids composed of these combinations, for example, GM2, Asialo GM2 (Gg 3 ) and the like are preferably used in the present invention.

また、糖アミノ酸としては、哺乳動物生体内に存在する糖アミノ酸であって、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するものであればいかなるものでも用い得るが、例えば、セリン、スレオニン、又はアスパラギン等にo-グリコシド結合により糖又は糖鎖が結合したものが好ましく用いられる。ここで用いられる糖又は糖鎖としては、例えば、前記したようなもの等が挙げられる。   Any sugar amino acid may be used as long as it is a sugar amino acid present in a mammal and has GalNAc in a free state at the non-reducing end. For example, serine, threonine, or asparagine. For example, those in which a sugar or a sugar chain is bonded by an o-glycoside bond are preferably used. Examples of the sugar or sugar chain used here include those described above.

糖蛋白質としては、哺乳動物生体内に存在する糖蛋白質であって、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するものであればいかなるものでも用い得るが、具体的には、例えば、構成アミノ酸として前記したような糖アミノ酸を含む任意の蛋白質又はペプチド等が挙げられる。
糖ヌクレオチドとしては、例えば、UDP-GalNAc等が挙げられる(UDP:uridine 5'-diphosphate)。
As the glycoprotein, any glycoprotein that exists in the living body of mammals and has a GalNAc in a free state at the non-reducing end can be used. Specifically, for example, as a constituent amino acid, Any protein or peptide containing a sugar amino acid as described above may be mentioned.
Examples of the sugar nucleotide include UDP-GalNAc (UDP: uridine 5′-diphosphate).

プロテオグリカンとしては、哺乳動物生体内に存在するものであって、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有するプロテオグリカンが用いられる。プロテオグリカンとは、グリコサミノグリカンと蛋白質との共有結合化合物の総称であって、特異な繰り返し構造を有する生体高分子である。プロテオグリカンは、繰り返し構造を有するために、合成がどの状態で停止するかにより非還元末端に露出する糖の種類が異なることがある。本発明においては、例えば、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸等のプロテオグリカンのうち、非還元末端にGalNAcを有するものが好ましく用いられる。   As the proteoglycan, a proteoglycan that exists in a mammalian body and has GalNAc in a free state at a non-reducing end is used. Proteoglycan is a general term for a covalently bonded compound of glycosaminoglycan and protein, and is a biopolymer having a unique repeating structure. Since proteoglycan has a repeating structure, the type of sugar exposed at the non-reducing end may differ depending on the state in which synthesis stops. In the present invention, among proteoglycans such as chondroitin sulfate and dermatan sulfate, those having GalNAc at the non-reducing end are preferably used.

このような糖化合物の中でも、本発明の脳神経細胞活性化剤に用いられる糖化合物としては、糖鎖又は糖脂質が好ましく、糖鎖が特に好ましい。糖鎖は、脂質や蛋白質等と比べて免疫原性が低い、水溶性が高いために凝集しにくい、取り扱いやすい等の利点を有しており、ヒト又は他の哺乳動物に投与されて用いられる場合に特に効果が高く副作用が小さいこと等が期待できる。また、反応部位からこれを取り除いた際に、反応が可逆的であり、その反応速度が速いことから、薬物治療において制御しやすいという利点をも有している。   Among such sugar compounds, the sugar compound used in the brain nerve cell activator of the present invention is preferably a sugar chain or a glycolipid, and particularly preferably a sugar chain. Sugar chains have advantages such as low immunogenicity compared to lipids, proteins, etc., high water solubility, difficulty in aggregation, and ease of handling, and administration to humans or other mammals. In particular, it can be expected to have particularly high effects and small side effects. Moreover, when this is removed from the reaction site, the reaction is reversible, and the reaction rate is fast, so that it has an advantage that it is easy to control in drug treatment.

さらに、上記したような種々の糖化合物は、神経細胞の膜付近において局所的に効果を有する。このことは、該糖化合物が、細胞内の遊離のPKAは活性化せず、膜付近に結合したPKAのみを限定的に活性化することに基づいている。本発明の脳神経細胞活性化剤の効果は、このような局所的な作用に基づいていることから、ごく低濃度で効果を発揮し、また、細胞内の他のシグナルカスケードに対する影響が小さいために副作用が小さいという利点を有する。本発明において用いられる糖化合物の有効濃度は、具体的には、例えば、GM2又はアシアロGM2の糖鎖部分を用いる場合、0.5〜200nM、好ましくは1〜100nM程度である。また、GM2の場合も同様である。   Furthermore, various sugar compounds as described above have local effects in the vicinity of nerve cell membranes. This is based on the fact that the sugar compound does not activate intracellular free PKA, but only activates PKA bound in the vicinity of the membrane. Since the effect of the cerebral nerve cell activator of the present invention is based on such a local action, the effect is exerted at a very low concentration and the influence on other signal cascades in the cell is small. It has the advantage that side effects are small. Specifically, the effective concentration of the sugar compound used in the present invention is, for example, about 0.5 to 200 nM, preferably about 1 to 100 nM when the sugar chain portion of GM2 or Asialo GM2 is used. The same applies to GM2.

上記糖化合物は、いずれも、合成又は哺乳動物からの抽出・精製等の手段により取得することができる。合成方法としては、それ自体公知の通常用いられる方法の中から任意に選んで行うことができる。哺乳動物からの抽出・精製についても、それ自体公知の通常用いられる方法の中から任意に選択して行うことができるが、例えば、GM2の場合には、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ウサギ等の主に脳からガングリオシドの混合物を抽出・精製し、これをシアリダーゼ、β-ガラクトシダーゼ等で限定酵素消化することにより取得することができる。特異的なシアリダーゼを用いることにより、同様にしてアシアロGM2も取得可能である。また、例えば、GM2又はアシアロGM2の糖鎖部分は、かくして取得したGM2又はアシアロGM2を、エンドグリコセラミダーゼ等を用いて酵素消化することにより調製することができる。   Any of the above sugar compounds can be obtained by means of synthesis or extraction / purification from mammals. As a synthesis method, it can be arbitrarily selected from commonly used methods known per se. Extraction and purification from mammals can also be carried out by arbitrarily selecting from commonly used methods known per se. For example, in the case of GM2, cows, pigs, horses, sheep, rabbits, etc. It can be obtained by extracting and purifying a mixture of gangliosides mainly from the brain and digesting it with sialidase, β-galactosidase or the like. By using a specific sialidase, asialo GM2 can be obtained in the same manner. Further, for example, the sugar chain portion of GM2 or asialo GM2 can be prepared by enzymatic digestion of GM2 or asialo GM2 thus obtained using endoglycoceramidase or the like.

また、これらの糖化合物は、その生理活性が維持されている限り、誘導体として調製してもよい。誘導体の調製方法としては、それ自体公知の通常用いられる方法の中から任意に選択して行うことができる。誘導化は、例えば、用いる糖化合物の安定化、水溶性の改善等を目的としたものが好ましく行われる。また、該糖化合物をヒト又は他の哺乳動物に投与した際の有効性を向上させたり、副作用を軽減させるための誘導化も好ましく行われる。例えば、経口投与、静脈注射、筋肉注射、腹腔投与等の方法により投与された該糖化合物が血中に取り込まれた後、血液−脳関門を通過して患部に到達し得るための誘導化等が挙げられる。このような誘導化の具体例としては、例えば、エステル化、アルキル化等が挙げられる。   These sugar compounds may be prepared as derivatives as long as their physiological activity is maintained. The method for preparing the derivative can be carried out by arbitrarily selecting from commonly used methods known per se. The derivatization is preferably performed for the purpose of stabilizing the sugar compound used, improving water solubility, and the like. In addition, derivatization for improving the effectiveness when the sugar compound is administered to humans or other mammals or reducing side effects is also preferably performed. For example, derivatization for allowing the sugar compound administered by a method such as oral administration, intravenous injection, intramuscular injection, and intraperitoneal administration to reach the affected area through the blood-brain barrier after being taken into the blood Is mentioned. Specific examples of such derivatization include esterification and alkylation.

2.本発明の脳神経細胞活性化剤の利用
かくして調製される糖化合物を含む本発明の脳神経細胞活性化剤は、これをヒト又は他の哺乳動物に投与したときに、該ヒト又は他の哺乳動物の脳において脳神経細胞を活性化し、樹状突起の伸長及び/又は分岐を促進するという顕著な効果を有する。その結果、神経細胞の分化、成熟を促進させることができる。
2. Utilization of the Brain Nerve Cell Activator of the Present Invention The brain nerve cell activator of the present invention containing the saccharide compound thus prepared is administered to the human or other mammal when the human or other mammal is administered. It has a prominent effect of activating cranial neurons in the brain and promoting dendritic extension and / or branching. As a result, differentiation and maturation of nerve cells can be promoted.

すなわち、本発明の脳神経細胞活性化剤は、脳神経障害治療剤として用いることができる。脳神経障害としては、例えば、事故等による損傷、脳梗塞、脳血管性痴呆等による虚血性損傷等が挙げられるが、その他に、脳神経細胞の変性をきたすような種々の疾患にも用い得る。そのような疾患の例としては、例えば、パーキンソン病、アルツハイマー病、癲癇、鬱病、統合失調症等が挙げられる。本明細書において脳神経障害という場合には、このような神経細胞変性をも含む。   That is, the cranial nerve cell activator of the present invention can be used as a therapeutic agent for cranial nerve disorders. Examples of cranial nerve disorders include damage due to accidents, cerebral infarction, ischemic damage due to cerebrovascular dementia, and the like, but can also be used for various diseases that cause degeneration of cranial nerve cells. Examples of such diseases include Parkinson's disease, Alzheimer's disease, epilepsy, depression, schizophrenia and the like. In the present specification, the term “brain neuropathy” includes such neuronal degeneration.

本発明の脳神経細胞活性化剤を脳神経障害治療剤として用いる場合には、例えば、比較的低容量を長期にわたって投与する方法等が好ましく用いられる。このような手法を用いることにより、着実に樹状突起の伸長及び/又は分岐を促し、神経ネットワークの再構成を促して、脳神経障害を改善させることが期待される。上記した各種の糖化合物のうち、ごく低濃度で高い効果を発揮し、副作用が小さく、また反応が可逆的であるものを選択すれば、このような長期投与に特に好適である。   When the cranial nerve cell activator of the present invention is used as a therapeutic agent for cranial nerve disorders, for example, a method of administering a relatively low volume over a long period of time is preferably used. By using such a technique, it is expected to steadily promote dendrite extension and / or branching, promote reconfiguration of the neural network, and improve cranial nerve damage. Of the various sugar compounds described above, it is particularly suitable for such long-term administration if a compound that exhibits a high effect at a very low concentration, has small side effects, and has a reversible reaction is selected.

3.本発明の脳神経細胞活性化剤の調製方法
上記1に詳述したような糖化合物を有効成分として含む本発明の脳神経細胞活性化剤は、それ自体公知の通常用いられる方法により調製することができる。
本発明の脳神経細胞活性化剤に含まれる糖化合物は、生理学的に許容されるそれらの塩、水和物並びに溶媒和物等であってもよい。該糖化合物の塩としては、例えば、無機塩基との塩、有機塩基との塩、無機酸との塩、有機酸との塩、塩基性または酸性アミノ酸との塩などの薬学的に許容し得る塩などがあげられる。無機塩基との塩の好適な例としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ならびにアルミニウム塩、アンモニウム塩などがあげられる。有機塩基との塩の好適な例としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、2,6-ルチジン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N'-ジベンジルエチレンジアミンなどとの塩あげられる。無機酸との塩の好適な例としては、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸などとの塩があげられる。有機酸との塩の好適な例としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸などとの塩があげられる。塩基性アミノ酸との塩の好適な例としては、例えばアルギニン、リジン、オルチニンなどとの塩があげられ、酸性アミノ酸との好適な例としては、例えばアスパラギン酸、グルタミン酸などとの塩があげられる。
3. Method for preparing brain nerve cell activator of the present invention The brain nerve cell activator of the present invention containing a sugar compound as described in detail in 1 above as an active ingredient can be prepared by a commonly used method known per se. .
The sugar compound contained in the brain nerve cell activator of the present invention may be physiologically acceptable salts, hydrates, solvates and the like. Examples of the salt of the sugar compound include pharmaceutically acceptable salts such as salts with inorganic bases, salts with organic bases, salts with inorganic acids, salts with organic acids, and salts with basic or acidic amino acids. Examples include salt. Preferable examples of the salt with an inorganic base include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt, aluminum salt and ammonium salt. Preferable examples of the salt with an organic base include, for example, trimethylamine, triethylamine, pyridine, picoline, 2,6-lutidine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, N, N′-dibenzylethylenediamine. And salt. Preferable examples of the salt with inorganic acid include salts with hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like. Preferable examples of the salt with organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, oxalic acid, tartaric acid, maleic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, benzoic acid. And salt. Preferable examples of the salt with basic amino acid include salts with arginine, lysine, ortinine and the like, and preferable examples with acidic amino acid include salts with aspartic acid, glutamic acid and the like.

該糖化合物は、それ自体単独で脳神経障害等の患者に投与することもできるが、これらの有効成分の1種又は2種以上を含むこともできる。また、薬理学的に許容される製剤用添加物等を用いて医薬品組成物として調製し、これを投与するのが好ましい。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、丸剤、マイクロカプセル剤、リポソーム製剤、トローチ、舌下剤、液剤、エリキシル剤、乳剤、懸濁剤等として経口的に、あるいは無菌の水性液もしくは油性液として製造した注射剤や、座剤、軟膏、貼付剤等として非経口的に使用できる。これらは例えば、該化合物を生理学的に認められる担体、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し、充填又は打錠等の当業界で周知の方法を用いて製造することができる。これらの医薬品組成物における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。   The sugar compound can be administered by itself to patients with cranial nerve disorders or the like, but can also contain one or more of these active ingredients. Moreover, it is preferable to prepare and administer a pharmaceutical composition using a pharmacologically acceptable additive for pharmaceutical preparation. For example, tablets, capsules, granules, fine granules, powders, pills, microcapsules, liposome preparations, troches, sublinguals, liquids, elixirs, emulsions, suspensions, etc. As an injection, a suppository, an ointment, a patch or the like manufactured orally as a sterile aqueous liquid or oily liquid. These include, for example, the compound in admixture in a unit dosage form required for accepted pharmaceutical practice, along with physiologically recognized carriers, flavoring agents, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, and the like, It can be produced using methods well known in the art such as filling or tableting. The amount of active ingredient in these pharmaceutical compositions is such that an appropriate volume within the indicated range is obtained.

例えば、錠剤、カプセル剤等に混和することができる添加剤としては、ゼラチン、コーンスターチ、トラガント、アラビアゴム等の結合剤、結晶性セルロース等の賦形剤、セルロース、マンニトール、又はラクトース等の充填剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸等の膨化剤、澱粉、ポリビニルポリピロリドン、澱粉誘導体、又はナトリウム澱粉グリコラート等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤、ラウリル硫酸ナトリウム等の湿潤剤、ショ糖、乳糖又はサッカリン等の甘味剤、ペパーミント、アカモノ油又はチェリー等の香味剤等が用いられる。また、錠剤は必要に応じて腸溶性コーティング剤等を用いてコーティングを施すこともできる。カプセルについては、前記の添加剤にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。   For example, additives that can be mixed into tablets, capsules and the like include binders such as gelatin, corn starch, tragacanth and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, fillers such as cellulose, mannitol, and lactose. , Starch, polyvinylpolypyrrolidone, starch derivatives, disintegrating agents such as sodium starch glycolate, lubricants such as magnesium stearate, wetting agents such as sodium lauryl sulfate, sucrose, lactose Alternatively, a sweetening agent such as saccharin, a flavoring agent such as peppermint, red mono oil or cherry is used. In addition, tablets can be coated with an enteric coating agent or the like as necessary. As for the capsule, a liquid carrier such as fats and oils can be further contained in the additive.

また例えば、注射剤として用いる無菌医薬品組成物は、注射用水のようなベヒクル中の活性物質、胡麻油、椰子油等の天然産出植物油等を溶解又は懸濁させるなどの通常の製剤実施に従って処方することができる。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液(D-ソルビトール、D-マンニトール、塩化ナトリウム等)等が用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(エタノール等)、ポリアルコール(プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)、非イオン性界面活性剤(ポリソルベート80TM、HCO-50等)等と併用することができる。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油等が用いられ、溶解補助剤である安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等と併用することができる。また、上記の医薬品組成物には、例えば、緩衝剤(リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液等)、無痛化剤(塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカイン等)、安定剤(ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコール等)、保存剤(ベンジルアルコール、フェノール等)、及び酸化防止剤等を配合してもよい。かくして調製される注射用の水性液は、通常、該化合物を上記のような媒体に溶解させて濾過滅菌してから、適当な滅菌済みバイアル又はアンプルに充填して製造される。安定性を高めるために、該医薬品組成物を凍結させた後にバイアル中の水を真空下で除去してもよい。油性液についても水性液の場合と実質的に同様に製造できるが、該化合物を上記媒体に懸濁させた後にエチレンオキシド等により滅菌することによって好適に製造できる。   In addition, for example, sterile pharmaceutical compositions used as injections should be formulated in accordance with normal pharmaceutical practice such as dissolving or suspending active substances in vehicles such as water for injection, naturally produced vegetable oils such as sesame oil and coconut oil, etc. Can do. As an aqueous solution for injection, for example, an isotonic solution (D-sorbitol, D-mannitol, sodium chloride, etc.) containing physiological saline, glucose and other adjuvants, etc. are used. , Alcohol (ethanol etc.), polyalcohol (propylene glycol, polyethylene glycol etc.), nonionic surfactant (polysorbate 80TM, HCO-50 etc.) etc. can be used together. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil and the like are used, and can be used in combination with solubilizing agents such as benzyl benzoate and benzyl alcohol. The above pharmaceutical composition includes, for example, a buffer (phosphate buffer, sodium acetate buffer, etc.), a soothing agent (benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.), a stabilizer (human serum albumin, polyethylene, etc.). Glycol, etc.), preservatives (benzyl alcohol, phenol, etc.), antioxidants and the like may be incorporated. The aqueous liquid for injection thus prepared is usually produced by dissolving the compound in a medium as described above and sterilizing by filtration, and then filling it into a suitable sterilized vial or ampoule. To enhance stability, the water in the vial may be removed under vacuum after the pharmaceutical composition has been frozen. An oily liquid can be produced in substantially the same manner as in the case of an aqueous liquid, but can be preferably produced by suspending the compound in the medium and then sterilizing with ethylene oxide or the like.

かくして得られる医薬品組成物は安全で低毒性であるので、例えば、ヒトや、ヒト以外の哺乳動物に対して脳神経障害等の予防又は治療薬として投与することができる。該組成物に含まれる前記化合物の投与量は、対象疾患、症状、対象臓器、投与対象、投与方法等により差異はあるが、例えば、脳神経障害治療の目的で該化合物を経口投与する場合は、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき約0.01〜10mg、好ましくは約0.1〜5mg、より好ましくは約0.1〜2mgである。また、非経口的に投与する場合、例えば、注射剤の形で通常成人(60kgとして)に投与する場合は、一日につき約0.01〜3mg程度、好ましくは約0.01〜2mg程度、より好ましくは約0.01〜1mg程度を静脈注射により投与するのが好ましい。 また、一日の投与量を一〜数回に分けて投与するのが望ましい。他の動物の場合も、60kg当たりに換算した量を同様に投与することができる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
Since the pharmaceutical composition thus obtained is safe and has low toxicity, it can be administered, for example, as a preventive or therapeutic agent for cranial nerve disorders and the like to humans and mammals other than humans. The dose of the compound contained in the composition varies depending on the target disease, symptom, target organ, administration target, administration method, etc., for example, when the compound is orally administered for the purpose of treating cranial nerve disorders, In general, for an adult (with a body weight of 60 kg), the dose is about 0.01 to 10 mg, preferably about 0.1 to 5 mg, more preferably about 0.1 to 2 mg per day. In addition, when administered parenterally, for example, when administered to an ordinary adult (as 60 kg) in the form of an injection, about 0.01 to 3 mg per day, preferably about 0.01 to 2 mg, more preferably about It is preferable to administer about 0.01 to 1 mg by intravenous injection. Moreover, it is desirable to administer the daily dose in one to several times. In the case of other animals, an amount converted per 60 kg can be similarly administered.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by these Examples.

培養細胞にある種の糖化合物を添加した場合に引き起こされる現象を解明するために、まず、細胞内PKAの変化を解析した。
(1)培養細胞
培養細胞の調製は次のとおり行った。
ラット海馬初代培養神経細胞は、Kudo and Ogura, Br.J.Pharmacol., 89, 191-198 (1986)の記載に従って培養し、調製した。マウス神経芽細胞腫N18TG2とラット神経膠腫C6-BU-1のハイブリドーマであるNG108-15細胞は、Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997)に記載の方法に従って培養し、調製した。
In order to elucidate the phenomenon caused by the addition of certain sugar compounds to cultured cells, we first analyzed changes in intracellular PKA.
(1) Cultured cells Cultured cells were prepared as follows.
Rat hippocampal primary cultured neurons were cultured and prepared as described in Kudo and Ogura, Br. J. Pharmacol., 89, 191-198 (1986). NG108-15 cells, which are hybridomas of mouse neuroblastoma N18TG2 and rat glioma C6-BU-1, were cultured according to the method described in Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997). Prepared.

(2)糖化合物
糖化合物の調製は、次のとおり行った。
i)糖及び糖質
GM2は、ヤトロン社製 (GSL-102A, >99 % pure)、または、シグマ社製(G8397, approx. 95% pure)のものを購入して用いた。アシアロGM2(Gg3)は、理化学研究所の平林義雄博士から供与された。その他の糖脂質(GM1、GD1a、GD1b、GT1b)は、既報と同様に入手、調製した(Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997)、Higashi et al., Biochem.Biophys.Acta, 963, 333-339 (1988))。
(2) Sugar compound The sugar compound was prepared as follows.
i) Sugars and carbohydrates
GM2 manufactured by Yatron (GSL-102A,> 99% pure) or Sigma (G8397, approx. 95% pure) was purchased and used. Asialo GM2 (Gg 3 ) was provided by Dr. Yoshio Hirabayashi of RIKEN. Other glycolipids (GM1, GD1a, GD1b, GT1b) were obtained and prepared in the same manner as previously reported (Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997), Higashi et al., Biochem. Biophys. Acta, 963, 333-339 (1988)).

GM2の糖鎖部分は、エンドグリコセラミダーゼを用いて調製した (Higashi et al., Anal.Biochem., 186, 355-362 (1990))。GalNAc(α1-4) oligomers (GalNAc(α1-4)GalNAc、GalNAc5、又はGalNAc10)は、カビpaecilomyces sp.I-1の産生多糖より調製されたものをフナコシより購入した(ヒゲタ醤油社製:Takagi H. et al., Agric.Biol.Chem., 49, 3159-3164(1985))。GlcNAcがβ1-4結合で5個連結したGlcNAc(β1-4) pentamer(GlcNAc5)は、和光純薬より購入した。 The sugar chain part of GM2 was prepared using endoglycoceramidase (Higashi et al., Anal. Biochem., 186, 355-362 (1990)). GalNAc (α1-4) oligomers (GalNAc (α1-4) GalNAc, GalNAc 5 , or GalNAc 10 ) were purchased from Funakoshi, which was prepared from the polysaccharide produced by the mold paecilomyces sp.I-1 (manufactured by Higeta Shoyu Co., Ltd.) : Takagi H. et al., Agric. Biol. Chem., 49, 3159-3164 (1985)). GlcNAc (β1-4) pentamer (GlcNAc 5 ) in which five GlcNAc were linked by β1-4 bonds was purchased from Wako Pure Chemical Industries.

Gb5(フォルスマン抗原)は、ヒツジ赤血球を用いて、Naiki M. et al., Jpn.J.Exp.Med., 42, 205-19(1972)に記載の方法に従って調製した。Gb4は、ヒト赤血球を用いて、Gb5と同様にして調製した。GD2は、ウシ脳から、Hirabayashi Y. et al., J.Chromatogr., 445, 377-84(1988)に記載の方法に従って調製した。
なお、糖脂質はセラミド部が不均一であるため、それぞれ濃度のnM表示は概数である。
Gb 5 (Forssman antigen) was prepared using sheep erythrocytes according to the method described in Naiki M. et al., Jpn. J. Exp. Med., 42, 205-19 (1972). Gb 4 was prepared in the same manner as Gb 5 using human erythrocytes. GD2 was prepared from bovine brain according to the method described in Hirabayashi Y. et al., J. Chromatogr., 445, 377-84 (1988).
In addition, since the ceramide part is not uniform in glycolipid, the nM display of each concentration is an approximate number.

ii)ネオ糖蛋白質
オリゴ糖含有ネオ糖蛋白質として、約200分子のGalNAc5を有する多価のネオ糖蛋白質、Maltopentaose又はisomaltopentaoseで作製したネオ糖蛋白質、シアリルネオラクトテトラオースで合成したネオ糖蛋白質を用いた。Maltopentaoseとisomaltopentaoseは、生化学工業製を用いた。シアリルネオラクトテトラオースはSigma社製のもの(A4814)を用いた。これらは、既報に従って調製した(Hashimoto et al., J.Biochem., 123, 468-478 (1998))。
ii) Neoglycoprotein As an oligosaccharide-containing neoglycoprotein, a polyglycoglycoprotein having about 200 molecules of GalNAc 5 , a neoglycoprotein prepared with maltopentaose or isomaltopentaose, and a neoglycoprotein synthesized with sialylneolactotetraose Using. Maltopentaose and isomaltopentaose were manufactured by Seikagaku Corporation. The sialyl neolactotetraose manufactured by Sigma (A4814) was used. These were prepared according to previous reports (Hashimoto et al., J. Biochem., 123, 468-478 (1998)).

(3)その他の試薬
DRIIは、(株)同仁化学研究所製のものを用いた。
P32-Bは、DAPP32のPKAリン酸化部位のペプチド(配列番号:1)を合成し、これをBODIPY FL C1-IA(Molecular Probes社製)で蛍光標識して調製した(特開2001-19700号公報)。
(3) Other reagents
DRII manufactured by Dojindo Laboratories Co., Ltd. was used.
P32-B was prepared by synthesizing a peptide (SEQ ID NO: 1) at the PKA phosphorylation site of DAPP32 and fluorescently labeling it with BODIPY FL C1-IA (Molecular Probes) (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-19700). Publication).

(4)PKA活性の解析方法
PKA活性の解析は、Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997)に詳述されているイメージング法を用いて行った。上記(1)で調製したNG108-15細胞とラット海馬初代培養神経細胞に、上記(2)で調製した各種の糖化合物を添加して、PKA活性の変化を調べた。
イメージング法は、DRII及びP32-Bの2種の蛍光ペプチド基質を用いて行った。これらはいずれもそのアミノ酸配列中にPKA特異的なリン酸化部位を有するペプチドである。DRIIは、PKAの調節ドメイン内の一部の配列(RII)を改変して脂溶性を高めたペプチド(配列番号:2)に、DACM(dimethylaminocoumarin maleimide)を結合させた蛍光ペプチド基質である。P32-Bは、PKAでリン酸化される公知の蛋白質DAPP32のPKAリン酸化部位の配列を有する蛍光ペプチド基質である。
(4) PKA activity analysis method
Analysis of PKA activity was performed using the imaging method detailed in Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997). Various saccharide compounds prepared in (2) above were added to NG108-15 cells prepared in (1) and rat hippocampal primary cultured neurons, and changes in PKA activity were examined.
The imaging method was performed using two types of fluorescent peptide substrates, DRII and P32-B. These are all peptides having a PKA-specific phosphorylation site in the amino acid sequence. DRII is a fluorescent peptide substrate in which DACM (dimethylaminocoumarin maleimide) is bound to a peptide (SEQ ID NO: 2) whose lipid solubility is enhanced by modifying a part of the sequence (RII) in the regulatory domain of PKA. P32-B is a fluorescent peptide substrate having a sequence of the PKA phosphorylation site of a known protein DAPP32 that is phosphorylated by PKA.

上記(1)で調製した各種の糖化合物は、1000倍濃度の水溶液の原液から調製して用いた。各糖化合物の添加濃度は、GM2は72nM、GM2の糖鎖部分は24nM、Gg3は9nM、GM1は65nM、GD1aは54nM、GD1bは54nM、GT1bは47nM、Gb5は6.5nM、GalNAc10は49nM、GalNAc5は97nMとした。Maltopentaose又はisomaltopentaoseで作製したネオ糖蛋白質は200pM、GalNAc5で作製したネオ糖蛋白質は20又は200pM、シアリルネオラクトテトラオースで作製したネオ糖蛋白質は200pMとした。Gb4は75nM、GD2は60nM、GalNAc(α1-4)GalNAcは240nM、GlcNAc5は97nMとした。 The various sugar compounds prepared in (1) above were prepared from a stock solution of an aqueous solution having a 1000-fold concentration. Addition concentration of each sugar compounds, GM2 is 72 nM, the carbohydrate moiety GM2 is 24 nM, Gg 3 is 9 nM, GM1 is 65 nM, GD1a is 54 nM, GD1b is 54 nM, GT1b is 47 nM, Gb 5 is 6.5 nM, GalNAc 10 is 49 nM and GalNAc 5 were 97 nM. The neoglycoprotein produced with Maltopentaose or isomaltopentaose was 200 pM, the neoglycoprotein produced with GalNAc 5 was 20 or 200 pM, and the neoglycoprotein produced with sialylneolactotetraose was 200 pM. Gb 4 was 75 nM, GD2 was 60 nM, GalNAc (α1-4) GalNAc was 240 nM, and GlcNAc 5 was 97 nM.

まず、各細胞を、25μg/mlのDRIIまたは6μg/mlのP32-Bを含む等張緩衝液(BSS:pH 7.3, 130mM NaCl, 5.4mM KCl, 20mM HEPES, 5.5mM glucose, 0.8mM MgSO4, 1.8mM CaCl2)中で、25℃、30分間保持して、基質を取り込ませた。その細胞を、30℃のBSS(1.4ml/minで循環)中で安定化した後、糖化合物をそれぞれBSSに加えて各細胞を刺激した。細胞の蛍光は、DRIIは400nm、P32-Bは480nmで励起し、画像解析(Argus100又は50:浜松ホトニクス社製)した。2分間の刺激後、糖化合物を含まないBSSに戻した。計測用のシャーレの液量は1mlに保持した。 First, each cell was mixed with an isotonic buffer solution containing 25 μg / ml DRII or 6 μg / ml P32-B (BSS: pH 7.3, 130 mM NaCl, 5.4 mM KCl, 20 mM HEPES, 5.5 mM glucose, 0.8 mM MgSO 4 , The substrate was incorporated by holding at 25 ° C. for 30 minutes in 1.8 mM CaCl 2 ). The cells were stabilized in BSS at 30 ° C. (circulated at 1.4 ml / min), and each sugar compound was added to BSS to stimulate each cell. The fluorescence of cells was excited at 400 nm for DRII and 480 nm for P32-B, and image analysis (Argus100 or 50: manufactured by Hamamatsu Photonics) was performed. After stimulation for 2 minutes, BSS containing no sugar compound was returned. The liquid volume of the petri dish for measurement was kept at 1 ml.

さらに、細胞に取り込まれた基質がリン酸化されているか否かを確認するために、各細胞の50%酢酸抽出物を調製し、これをHPLCによって分析した(Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997))。各細胞の50%酢酸抽出物は、細胞外液を除去した後、0.4mlの50%酢酸を加え、抽出物中の不溶物を遠心分離し、沈殿を除去した。これを100μl分取してそれぞれHPLCに供した。分析の結果得られたピークを、糖化合物を加えた細胞と加えていない細胞との間で比較し、ピークにリン酸化特異的なシフト(移動)が見られた場合に、細胞に取り込まれた蛍光ペプチド基質がリン酸化されたと判断した。   Furthermore, in order to confirm whether the substrate taken up by the cells was phosphorylated, a 50% acetic acid extract of each cell was prepared and analyzed by HPLC (Higashi et al., FEBS Lett., 414, 55-60 (1997)). For the 50% acetic acid extract of each cell, after removing the extracellular fluid, 0.4 ml of 50% acetic acid was added, the insoluble matter in the extract was centrifuged, and the precipitate was removed. 100 μl of this was collected and subjected to HPLC. The peak obtained as a result of the analysis was compared between cells with and without the addition of a sugar compound, and when the peak showed a phosphorylation-specific shift (migration), it was taken up by the cell It was determined that the fluorescent peptide substrate was phosphorylated.

(5)解析結果
まず、PKA特異的なリン酸化部位を持つ2種類の異なる蛍光ペプチド基質を用いた解析の結果、各種の糖化合物による刺激によっていずれを用いても同じ結果が観察されたことから、活性化されたキナーゼがPKAであることが確認された。また、HPLCによる分析によって、いずれの基質においても細胞内に取り込まれたペプチドはリン酸化されていることが確認された。さらに、NG108-15細胞とラット海馬初代培養神経細胞との間に、各種の糖化合物に対する反応の差はないことがわかった。PKAの活性化はいずれも細胞膜近傍で起こっており、糖化合物の添加から数秒以内でPKAの活性化が確認され、糖鎖を除去することにより元のレベルに戻った。
(5) Analysis results First, as a result of analysis using two different types of fluorescent peptide substrates having PKA-specific phosphorylation sites, the same results were observed regardless of which was stimulated by various sugar compounds. The activated kinase was confirmed to be PKA. Moreover, it was confirmed by the analysis by HPLC that the peptide taken up into the cell was phosphorylated in any substrate. Furthermore, it was found that there was no difference in response to various sugar compounds between NG108-15 cells and rat hippocampal primary cultured neurons. PKA activation occurred in the vicinity of the cell membrane, and PKA activation was confirmed within a few seconds after the addition of the sugar compound, and it returned to the original level by removing the sugar chain.

添加実験に用いた各種の糖化合物の中には、細胞内PKAを活性化するものと、活性化しないものがあることがわかった。まず、β-GalNAcを非還元末端に有するGM2、GM2の糖鎖部分、アシアロGM2(Gg3)は、いずれも顕著にPKAを活性化した。これらは、7-70nMという非常に低い濃度でも効果を示した。一方、非還元末端にGalNAcを有していないGM1、GD1a、GD1b、GT1bのガングリオシドは、PKAを活性化する効果がなかった。これらのことから、非還元末端にGalNAcを有する糖化合物が顕著な効果を有することが確認された。また、GM1にPKAを活性化する効果が見られなかったことから、非還元末端のGalNAcの3位の-OH基がGalにより置換されると、活性が阻害されることがわかった。 Among the various sugar compounds used in the addition experiment, it was found that some activated intracellular PKA and some did not. First, GM2 having β-GalNAc at the non-reducing end, the sugar chain portion of GM2, and asialo GM2 (Gg 3 ) all significantly activated PKA. These were effective even at very low concentrations of 7-70 nM. On the other hand, gangliosides of GM1, GD1a, GD1b, and GT1b that do not have GalNAc at the non-reducing end had no effect of activating PKA. From these results, it was confirmed that the sugar compound having GalNAc at the non-reducing end has a remarkable effect. Further, since no effect of activating PKA was found in GM1, it was found that the activity was inhibited when the -OH group at the 3-position of GalNAc at the non-reducing end was substituted with Gal.

さらに、α-GalNAcを非還元末端に有するGb5や、GalNAcがα1-4結合で10個又は5個連結された合成糖鎖であるGalNAcα1-4デカマー(GalNAc10)及びGalNAcα1-4ペンタマー(GalNAc5)も、前記GM2等と同じレベルの濃度でPKAを活性化した。これらのことから、非還元末端にGalNAcを有してさえいれば、α又はβの構造の違いは区別されないことが確認された。 Furthermore, Gb 5 having α-GalNAc at the non-reducing end, GalNAc α1-4 decamer (GalNAc 10 ) and GalNAc α1-4 pentamer (GalNAc 10 ) which are synthetic sugar chains in which 10 or 5 GalNAc are linked by α1-4 bond 5 ) also activated PKA at the same concentration as GM2 and the like. From these, it was confirmed that the difference in the structure of α or β could not be distinguished as long as GalNAc was present at the non-reducing end.

一方、Gb4や、GD2では、非還元末端にGalNAcを有しているにも関わらず、PKAを活性化する効果が見られなかった。これらの糖鎖では、GalNAcが非還元末端に存在してはいても、近傍の糖によって空間的に隠ぺいされ、反応が阻害されていると考えられる。すなわち、Gb4では、GalNAcがβ1-3結合によりGalに結合しているため、Galによる立体障害を受けやすくなり、非還元末端のGalNAcが自由に反応にあずかれない状態にあると考えられる。また、GD2の場合には、GalNAcが結合しているGalにシアル酸が2分子連続して結合しており、これらの大きさ及び電荷の影響により障害を受けているため、同様の阻害が生じていると考えられる。これらのことから、非還元末端にGalNAcを有していても、それが遊離の状態になければ効果を得られないことがわかる。 On the other hand, Gb 4 and on the GD2, the non-reducing end despite having a GalNAc, showed no effect of activating PKA. In these sugar chains, even though GalNAc is present at the non-reducing end, it is thought that the reaction is inhibited by spatial concealment by nearby sugars. That is, in the Gb 4, because the GalNAc is attached to Gal by coupling [beta] 1-3, susceptible to steric hindrance by Gal, the non-reducing terminal GalNAc is considered to be in a state not Azukare freely reaction. In addition, in the case of GD2, the same inhibition occurs because two molecules of sialic acid are continuously bound to Gal to which GalNAc is bound, and are affected by the influence of their size and charge. It is thought that. From these, it can be seen that even if GalNAc is present at the non-reducing end, the effect cannot be obtained unless it is in a free state.

また、2糖から成るGalNAc(α1-4)GalNAcも、PKAを活性化する効果を有していなかった。このような2糖から成る糖化合物では効果が見られず、GM2又はアシアロGM2の糖鎖部分のように3又は4糖から成る糖化合物で顕著な効果が見られたことから、PKAを活性化するためには、糖鎖の場合、3糖以上であることが好ましいことがわかった。
約200分子のGalNAc5を有する多価のネオ糖蛋白質も、PKAを活性化した。その一方で、Glcのペンタマーであるmaltopentaoseやisomaltopentaoseで作製したネオ糖蛋白質、シアリルネオラクトテトラオースで合成したネオ糖蛋白質、GlcNAcがβ1-4結合で5個連結したGlcNAcβ1-4ペンタマー (GlcNAc5)は、PKAを活性化しなかった。以上の結果から、糖蛋白質の場合でも、非還元末端にGalNAcを有するものだけがPKAを活性化しうることが示された。
In addition, GalNAc (α1-4) GalNAc consisting of disaccharides did not have an effect of activating PKA. Such a disaccharide sugar compound showed no effect, but a saccharide compound consisting of 3 or 4 sugars such as GM2 or Asialo GM2 sugar chain showed a remarkable effect, thus activating PKA In order to do this, it was found that in the case of sugar chains, it is preferable that the number of sugar chains be 3 or more.
Multivalent neoglycoprotein with about 200 molecules of GalNAc 5 also activated PKA. On the other hand, neoglycoprotein produced by maltopentaose and isomaltopentaose, which are Glc pentamers, neoglycoprotein synthesized by sialylneolactotetraose, GlcNAcβ1-4 pentamer (GlcNAc 5 ) in which five GlcNAc are linked by β1-4 bonds Did not activate PKA. From the above results, it was shown that, even in the case of glycoproteins, only those having GalNAc at the non-reducing end can activate PKA.

以上のことから、非還元末端に遊離状態のGalNAcを有する糖化合物が、効果的にPKAを活性化することが示された。特に、GM2の糖鎖部分がGM2と同様の効果を示したことから、従来重要視されてきた脂質部分は本反応には不要であることがわかり、糖が関与するシグナルカスケードの重要性が確認された。   From the above, it was shown that a sugar compound having free GalNAc at the non-reducing end effectively activates PKA. In particular, since the sugar chain part of GM2 showed the same effect as GM2, it was found that the lipid part, which had been regarded as important in the past, is unnecessary for this reaction, confirming the importance of the signal cascade involving sugar. It was done.

上記実施例1において、ある種の糖化合物によって細胞内PKAが活性化されることが確認されたことから、次に、このPKAをメンバーとするシグナルカスケードを解析するため、阻害剤を用いた実験を行った。
(1)阻害剤を用いた実験
まず、活性化されたのがPKAであることをより確かにするため、PKA選択的な阻害剤を用いた実験を行った。実験は、上記実施例1と同様にして、培養細胞系を用いた添加実験とし、イメージング法により解析した。糖化合物としては上記実施例1でPKAを活性化する効果が確認された72nM GM2及び49nM GalNAc10を用い、阻害剤としては、2つの異なるPKA特異的阻害剤であるH-89(1μM:生化学工業社製)及びRpcAMPS(100μM:Research Biochemicals International社製)を用いた。
In Example 1 above, it was confirmed that intracellular PKA was activated by certain sugar compounds. Next, in order to analyze a signal cascade having PKA as a member, an experiment using an inhibitor was performed. Went.
(1) Experiment using inhibitor First, in order to confirm that it was PKA that was activated, an experiment using a PKA selective inhibitor was performed. The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 above, and was an addition experiment using a cultured cell system and analyzed by the imaging method. As the sugar compound, 72 nM GM2 and 49 nM GalNAc 10 confirmed to activate PKA in Example 1 above were used, and as inhibitors, two different PKA-specific inhibitors H-89 (1 μM: raw Chemical Industry) and RpcAMPS (100 μM: Research Biochemicals International) were used.

次に、同様にして、アデニレートサイクラーゼの阻害剤であるMDL-12,330A (1mM:Calbiochem社製)を用いた添加実験を行った。
また、さらに、細胞外液からカルシウムを除いて同様のイメージング法によるPKAの解析を行った。すなわち、細胞外液として用いるBSS中にカルシウムを添加しないこと以外は、すべて上記実施例1と同様にして解析を行った。
Next, an addition experiment using MDL-12,330A (1 mM, manufactured by Calbiochem), which is an adenylate cyclase inhibitor, was performed in the same manner.
Furthermore, PKA was analyzed by the same imaging method with calcium removed from the extracellular fluid. That is, analysis was performed in the same manner as in Example 1 except that calcium was not added to BSS used as the extracellular fluid.

なお、GalNAc10は哺乳動物生体内には存在しない合成糖鎖であるが、上記実施例1において本発明において用いられる他の糖化合物と同様の効果が確認されたので、簡便のため細胞実験に用いた。 Although GalNAc 10 is a synthetic sugar chain that does not exist in the mammalian body, the same effects as those of other sugar compounds used in the present invention were confirmed in Example 1 above. Using.

(2)結果
実験の結果、GM2及びGalNAc10によるPKAの活性化は、2種のPKA阻害剤によって阻害され、GM2及びGalNAc10が確かにPKAを活性化していることが示された。
(2) Results The results of the experiment, PKA activation by GM2 and GalNAc 10 is inhibited by the two PKA inhibitor, was shown to GM2 and GalNAc 10 is indeed activate PKA.

また、アデニレートサイクラーゼの阻害剤であるMDL-12,330A によってもPKAの活性化が阻害された。このことから、アデニレートサイクラーゼが活性化されてcAMPの濃度が上昇し、これによりcAMP依存性のPKAが活性化されていることが示唆された。このことは、cAMPの誘導体であるRpcAMPSが前記のとおりPKAの活性化を阻害していることからも、確認できる。すなわち、PKAは、このシグナルカスケードにおいてアデニレートサイクラーゼの下流に位置することが確認された。   PKA activation was also inhibited by MDL-12,330A, an adenylate cyclase inhibitor. This suggests that adenylate cyclase is activated and the cAMP concentration is increased, thereby activating cAMP-dependent PKA. This can also be confirmed from the fact that RpcAMPS, which is a derivative of cAMP, inhibits PKA activation as described above. That is, it was confirmed that PKA is located downstream of adenylate cyclase in this signal cascade.

また、さらに、前記糖化合物によってPKAの活性化を生じた神経細胞において、細胞内カルシウムイオン濃度には変化がなく、かつ、細胞外液からカルシウムイオンを除いても反応は阻害されないことがわかった。すなわち、細胞の内外において、PKAの活性化に伴うカルシウムの動きは見られなかった。アデニレートサイクラーゼには、カルシウム非依存性に機能するG蛋白質依存性アデニレートサイクラーゼ、カルシウム依存性に機能するCaM依存性アデニレートサイクラーゼ等のサブタイプがあるが、この結果から、上記シグナルカスケードでは、カルシウムイオンに非依存性のアデニレートサイクラーゼが関与していることが示された。   Furthermore, it was found that the intracellular calcium ion concentration did not change in nerve cells in which PKA activation was caused by the sugar compound, and the reaction was not inhibited even when calcium ions were removed from the extracellular fluid. . That is, calcium movement accompanying PKA activation was not observed inside or outside the cell. Adenylate cyclase has subtypes such as G protein-dependent adenylate cyclase that functions in a calcium-independent manner and CaM-dependent adenylate cyclase that functions in a calcium-dependent manner. In the signal cascade, it was shown that an adenylate cyclase independent of calcium ions is involved.

上記実施例1及び2において、非還元末端に遊離状態のGalNAcを有する糖化合物がアデニレートサイクラーゼ及び細胞内PKAを活性化することが確認された。次に、このPKA活性化のシグナルカスケードが、アクチン重合や、神経細胞の糸状突起の伸長に関係しているかどうかについて検討した。
(1)神経細胞におけるアクチン重合体の検出
細胞骨格に存在するアクチンの形態変化を解析するために、NG108-15細胞を用いてファロイジン染色法を行い、糸状突起の伸長について解析した。また、検出される変化が神経細胞でのみ生じる現象であるか否かを確認するために、海馬初代培養神経細胞を用いてファロイジンと抗MAP2抗体による二重染色を行った。さらに、NG108-15細胞の親細胞のひとつであるC6グリオーマ(神経膠腫C6-BU-1:Amano T. et al., Exp.Cell Res., 85, 399-408(1974);Hamprecht B. et al., Methods Enzymol., 109, 316-341(1985))を用いて、同様にファロイジン染色によるアクチン重合体の検出を行った。
In Examples 1 and 2 above, it was confirmed that a sugar compound having free GalNAc at the non-reducing end activates adenylate cyclase and intracellular PKA. Next, we investigated whether this signal cascade of PKA activation is related to actin polymerization and neuronal filamentous process elongation.
(1) Detection of actin polymer in nerve cell In order to analyze the morphological change of actin existing in the cytoskeleton, phalloidin staining method was performed using NG108-15 cells to analyze the elongation of filamentous processes. In addition, double staining with phalloidin and anti-MAP2 antibody was performed using hippocampal primary cultured neurons in order to confirm whether the detected change was a phenomenon occurring only in neurons. Furthermore, C6 glioma (glioma C6-BU-1: Amano T. et al., Exp. Cell Res., 85, 399-408 (1974); Hamprecht B. et al., Methods Enzymol., 109, 316-341 (1985)), actin polymers were similarly detected by phalloidin staining.

上記実施例1と同様にして調製したNG108-15細胞及び培養1、2、3、6日目の海馬初代培養神経細胞を、BSSで3回洗浄後、37℃に加温した糖化合物を含むBSSを加えて2分間刺激した。糖化合物としては、GM2、GM2の糖鎖部分、及び、GalNAc(α1-4)オリゴマー(GalNAc5又は GalNAc10)、GM1、GM3、GlcNAc5を用いた。各糖化合物の添加濃度は、下記表1に示した。C6グリオーマについては、前記論文等に記載の方法に従って調製し、49nMのGalNAc10による処理を行った。 NG108-15 cells prepared in the same manner as in Example 1 above and hippocampal primary cultured neurons on culture days 1, 2, 3, and 6 were washed 3 times with BSS and then contained a sugar compound heated to 37 ° C. BSS was added and stimulated for 2 minutes. As the sugar compound, GM2, GM2 sugar chain portion, and GalNAc (α1-4) oligomer (GalNAc 5 or GalNAc 10 ), GM1, GM3, and GlcNAc 5 were used. The addition concentration of each sugar compound is shown in Table 1 below. C6 glioma was prepared according to the method described in the above paper and treated with 49 nM GalNAc 10 .

さらに、上記実施例2で用いたPKA阻害剤H-89、及びアデニレートサイクラーゼの阻害剤であるMDL-12,330Aの阻害効果を検討するため、これらの添加実験を行った。実験はすべて上記と同様の方法で行い、糖化合物としてはGalNAc10を用いた。また、比較のために、CaM-Kの阻害剤であるKN-93(生化学工業社製)を用いて、同じ実験を行った。さらに、PKAのregulatory subunitII (RII)とA-キナーゼアンカータンパク質(AKAP)の結合を阻害する作用を有するペプチドSt-Ht31(Promega社製)についても、GalNAc10と同時に添加する実験を行った(Vijayaraghavan et al., J.Biol.Chem., 272, 4747-4752(1997)) 。St-Ht31の効果を確認するためのコントロール実験として、前記阻害作用を有さないコントロールペプチドSt-Ht31P(Promega社製)の添加実験も行った。また、同時に、細胞内cAMPを上昇させる作用を有するフォルスコリン(和光純薬社製)及びジブチルcAMP(生化学工業社製)の添加実験も行った。これらの薬剤についても、添加濃度は下記表1に示した。なお、表中に記載のないKN-93については、10μMで用いた。 Furthermore, in order to examine the inhibitory effect of the PKA inhibitor H-89 used in Example 2 and MDL-12,330A, which is an adenylate cyclase inhibitor, these addition experiments were performed. All experiments were performed in the same manner as described above, and GalNAc 10 was used as the sugar compound. For comparison, the same experiment was performed using KN-93 (Seikagaku Corporation), which is an inhibitor of CaM-K. Furthermore, an experiment was also conducted in which the peptide St-Ht31 (manufactured by Promega) having the action of inhibiting the binding of PKA regulatory subunit II (RII) and A-kinase anchor protein (AKAP) was added simultaneously with GalNAc 10 (Vijayaraghavan). et al., J. Biol. Chem., 272, 4747-4752 (1997)). As a control experiment for confirming the effect of St-Ht31, an addition experiment of the control peptide St-Ht31P (manufactured by Promega) having no inhibitory action was also conducted. At the same time, forskolin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and dibutyl cAMP (manufactured by Seikagaku Corporation) having an action of increasing intracellular cAMP were also conducted. The addition concentrations of these drugs are shown in Table 1 below. Incidentally, KN-93 not described in the table was used at 10 μM.

各糖化合物又は薬剤による処理後、細胞を直ちに100mMリン酸緩衝液中4%パラホルムアルデヒドで25℃、15分間処理し、固定した。固定した細胞を、0.1%Triton X-100を含むPBSで、5分間、3回室温で処理し、次いで、5%ヤギ血清と0.1%Triton X-100を含むPBSで20分間、室温で処理した(Ono et al., Cell Struct.Funcu., 21, 491-499 (1996))。
続いて、海馬初代培養神経細胞については、一次抗体として、抗MAP2抗体(mouse monoclonal, MAB364:Chemicon International Inc.社製(Temecula, CA, USA))をPBSで希釈して細胞に加え、4℃で16時間反応させた。反応後、PBSで5分間、3回洗浄した。次に、二次抗体としてfluorescence-labeled anti-mouse IgG:Cappel社製(Durham, NC, USA)をPBSに希釈して細胞に加え、これと同時にRhodamine-phalloidin(Molecular Probes Inc.社製)を加えて、室温で60分間反応させることにより、ファロイジンと抗MAP2抗体による二重染色を行った。NG108-15細胞については、ファロイジン染色のみを行った。
After treatment with each sugar compound or drug, the cells were immediately treated with 4% paraformaldehyde in 100 mM phosphate buffer at 25 ° C. for 15 minutes and fixed. Fixed cells were treated with PBS containing 0.1% Triton X-100 for 5 minutes, 3 times at room temperature, and then with PBS containing 5% goat serum and 0.1% Triton X-100 for 20 minutes at room temperature. (Ono et al., Cell Struct. Func., 21, 491-499 (1996)).
Subsequently, for primary cultured neurons of the hippocampus, anti-MAP2 antibody (mouse monoclonal, MAB364: manufactured by Chemicon International Inc. (Temecula, CA, USA)) was diluted with PBS and added to the cells as a primary antibody, and 4 ° C. For 16 hours. After the reaction, it was washed 3 times with PBS for 5 minutes. Next, as a secondary antibody, fluorescence-labeled anti-mouse IgG: Cappel (Durham, NC, USA) was diluted in PBS and added to the cells. At the same time, Rhodamine-phalloidin (Molecular Probes Inc.) In addition, double staining with phalloidin and anti-MAP2 antibody was performed by reacting at room temperature for 60 minutes. For NG108-15 cells, only phalloidin staining was performed.

最後に、細胞をPBSで5分間、3回洗浄して、共焦点蛍光顕微鏡(LSM5 Pascal:カールツァイス社製)で観察した。細胞の辺縁部に生じたアクチン重合体により形成されるマイクロスパイク(針状構造体)は、その形態と大きさから、Albrecht-Buehlerによって定義された糸状突起(Albrecht-Buehler, J.Cell Biol., 69, 275-286 (1976))であるかどうかを検定した。その上で、糸状突起を5本以上有する細胞を、糸状突起を持つ細胞として計測した。   Finally, the cells were washed 3 times with PBS for 5 minutes and observed with a confocal fluorescence microscope (LSM5 Pascal: manufactured by Carl Zeiss). Microspikes (needle-like structures) formed by actin polymers formed at the edge of the cell are fibrillar as defined by Albrecht-Buehler (Albrecht-Buehler, J. Cell Biol ., 69, 275-286 (1976)). Then, cells having 5 or more filamentous processes were counted as cells having filamentous processes.

一方、GalNAc10で処理された細胞における総cAMP濃度の変化を解析するため、The Biotrak cAMP EIA System(アマシャム社製)を用いてcAMP濃度の測定を行った。上記と同様にして調製したNG108-15細胞にGalNAc10を添加し、該キットに収載の方法に従って細胞抽出液を調製し、これを試料とした。GalNAc10処理を行っていない細胞についても同様に測定を行い、結果を比較して糖化合物による変化を解析した。
(2)結果
結果を、表1に示した。
On the other hand, in order to analyze changes in the total cAMP concentration in cells treated with GalNAc 10 , cAMP concentration was measured using The Biotrak cAMP EIA System (Amersham). GalNAc 10 was added to NG108-15 cells prepared as described above, and a cell extract was prepared according to the method listed in the kit, and this was used as a sample. Measurements were similarly performed on cells not treated with GalNAc 10 , and the results were compared to analyze changes due to sugar compounds.
(2) Results The results are shown in Table 1.

免疫染色による解析の結果、NG108-15細胞を非還元末端にGalNAcを有するGM2、GM2の糖鎖部分、及びGalNAcオリゴマー(GalNAc5又は GalNAc10)で刺激すると、2分以内に明らかなアクチン重合とマイクロスパイクの形成が起きた。この細胞辺縁部のマイクロスパイクは、Albrecht-Buehlerにより糸状突起として記載されているものと、大きさ、形態、動態とも一致した。複数の糸状突起を有する細胞の数も、刺激によって有意に増加した。一方、非還元末端にGalNAcを持たない糖化合物である、GM1、GM3、及びGlcNAc5は、効果を示さなかった。これらのことから、PKAを活性化する糖化合物が、糸状突起の形成を引き起こしたことが確認された。 As a result of analysis by immunostaining, when NG108-15 cells were stimulated with GM2 having GalNAc at the non-reducing end, GM2 sugar chain part, and GalNAc oligomer (GalNAc 5 or GalNAc 10 ), actin polymerization was clearly observed within 2 minutes. Microspike formation occurred. The micro-spikes at the cell edge coincided with the size, morphology, and dynamics described by Albrecht-Buehler as filamentous protrusions. The number of cells with multiple filamentous processes was also significantly increased by stimulation. On the other hand, GM1, GM3, and GlcNAc 5 , which are sugar compounds having no GalNAc at the non-reducing end, showed no effect. From these facts, it was confirmed that the sugar compound that activates PKA caused the formation of filamentous protrusions.

培養3日目の海馬初代培養神経細胞も、同じ処理により同様に糸状突起を形成した。培養6日目の成熟した細胞では、MAP2陽性の神経細胞の細胞体とそのほぼすべての突起にアクチン線維の形成が認められたが、MAP2陰性の非神経細胞にはそのような効果は認められなかった。このことから、この反応は神経細胞に特異的であることが確認された。培養1日目と2日目の海馬初代培養神経細胞においても、MAP2陽性の細胞の細胞体と突起にアクチンの重合が促進され、こうした幼弱な神経細胞でも、非還元末端にGalNAcを有する糖化合物に対する反応性を有することが示された。これらすべての反応は、刺激から2分以内に起こった。   The hippocampal primary cultured neurons on the third day of culture also formed filamentous processes in the same manner. In mature cells on day 6 of culture, actin fibers were formed in the cell body of MAP2-positive neurons and almost all of their processes, but such effects were observed in MAP2-negative non-neuronal cells. There wasn't. From this, it was confirmed that this reaction is specific to nerve cells. Actin polymerization is also promoted in the cell bodies and processes of MAP2-positive cells in the primary cultured hippocampal neurons on the first and second day of culture, and even these young neurons have sugars with GalNAc at the non-reducing end. It was shown to have reactivity to the compound. All these reactions occurred within 2 minutes of stimulation.

一方、NG108-15細胞の親細胞のひとつであるC6グリオーマでは上記のようなアクチン重合は観察されず、この糖化合物によるシグナルカスケードは神経細胞に特異的であることが示された。
また、PKA阻害剤H-89及びアデニレートサイクラーゼの阻害剤MDL-12,330Aを用いた阻害実験の結果、NG108-15細胞や海馬初代培養神経細胞におけるGalNAc10による糸状突起形成は、これらの阻害剤により阻害されることが確認された。一方で、CaM-Kの阻害剤であるKN-93は糸状突起の形成を阻害しなかった。このことは、上記実施例2における結果と同様に、このシグナルカスケードでは、CaM-Kは関与せず、cAMP生成によるPKAの活性化が生じることを意味している。
On the other hand, actin polymerization as described above was not observed in C6 glioma, which is one of the parent cells of NG108-15 cells, indicating that the signal cascade by this sugar compound is specific to neurons.
In addition, as a result of inhibition experiments using the PKA inhibitor H-89 and the adenylate cyclase inhibitor MDL-12, 330A, NG108-15 cells and hippocampal primary cultured neuronal cells formed fibrillar processes by GalNAc 10 . It was confirmed to be inhibited by an inhibitor. On the other hand, KN-93, an inhibitor of CaM-K, did not inhibit the formation of filamentous processes. This means that, similar to the result in Example 2 above, CaM-K is not involved in this signal cascade, and activation of PKA by cAMP generation occurs.

これらの結果から、非還元末端にGalNAcを有する糖化合物によるアクチン重合や糸状突起の形成は、前記PKA活性化のシグナルカスケードの下流にある現象であることが確認された。
一方、PKA無関係に細胞内の総cAMP濃度を有意に上昇させるフォルスコリン(Forskolin)やジブチルcAMP(DbcAMP)による処理を行うと、細胞に糸状突起形成が引き起こされることが確認された。しかし、cAMP測定を行ったところ、細胞全体のレベルではcAMPの変化の検出は困難であり、糖化合物によるcAMP生成は非常に少ないことがわかった。このことから、この反応は細胞膜付近などの限局された部位で起こっていることが予測された。
From these results, it was confirmed that actin polymerization and formation of filamentous protrusions by a sugar compound having GalNAc at the non-reducing end are phenomena downstream of the signal cascade of PKA activation.
On the other hand, when treatment with forskolin or dibutyl cAMP (DbcAMP) that significantly increases the total intracellular cAMP concentration regardless of PKA, it was confirmed that the formation of filamentous processes was caused in the cells. However, when cAMP measurement was performed, it was found that it was difficult to detect changes in cAMP at the whole cell level, and cAMP production by sugar compounds was very small. From this, it was predicted that this reaction occurred at a limited site such as near the cell membrane.

そこで、regulatory subunitII (RII)とA-キナーゼアンカータンパク質(AKAP)の結合を阻害するペプチドSt-Ht31の添加効果を検討したところ、RIIとAKAPの結合を阻害すると、糖化合物によるNG108-15細胞の糸状突起形成が阻害された。また、コントロールペプチドSt-Ht31Pでは、糸状突起形成は阻害されなかった。このことは、糖化合物により活性化されるPKAが、細胞内に広く存在している遊離のPKAではなく、AKAPによって細胞膜近傍に固定されているPKAであることを意味している。   Therefore, the effect of adding peptide St-Ht31 that inhibits the binding of regulatory subunit II (RII) and A-kinase anchor protein (AKAP) was examined. Filamentous formation was inhibited. Further, the control peptide St-Ht31P did not inhibit the formation of filamentous protrusions. This means that the PKA activated by the sugar compound is not a free PKA widely present in cells but a PKA fixed in the vicinity of the cell membrane by AKAP.

これらの結果から、非還元末端に遊離状態のGalNAcを有する糖化合物は、細胞膜近傍のごく限局された部位のアデニレートサイクラーゼを活性化し、限局された部位のPKAを活性化する作用を有することがわかった。このことは、上記実施例1において詳述したPKAのイメージング法による解析において、PKAの活性化が細胞膜近傍で観察されたこととも一致している。   From these results, a sugar compound having free GalNAc at the non-reducing end has an action of activating adenylate cyclase at a very limited site near the cell membrane and activating PKA at the limited site. I understood it. This is consistent with the fact that PKA activation was observed in the vicinity of the cell membrane in the PKA imaging method described in detail in Example 1 above.

上記実施例において、非還元末端にGalNAcを有する糖化合物によるアクチン重合や糸状突起の形成は、前記PKA活性化のシグナルカスケードの下流にある現象であることが確認された。
PKAは、マスト細胞、CHO-K1細胞、COS-7細胞等においてcdc42を活性化することが知られている(Feoktistov et al., Mol.Pharmacol., 58, 903-910(2000))。RhoファミリーのGTPaseであるcdc42、Rho、及びRacは、NG108-15細胞を含む神経細胞において発現され、それぞれ、特徴的なアクチンの再構成に関与しているとの報告がある(Wilk-Blaszczak et al., J.Neurosci., 17, 4094-4100(1997))。さらに、cdc42は、アクチンの重合による糸状突起形成に関与すると言われている(Nobes and Hall, Cell, 81, 53-62(1995))。
In the above examples, it was confirmed that actin polymerization and formation of filamentous protrusions by a sugar compound having GalNAc at the non-reducing end are phenomena downstream of the signal cascade of PKA activation.
PKA is known to activate cdc42 in mast cells, CHO-K1 cells, COS-7 cells and the like (Feoktistov et al., Mol. Pharmacol., 58, 903-910 (2000)). Rho family GTPases cdc42, Rho, and Rac are expressed in neurons including NG108-15 cells, each of which is reported to be involved in characteristic actin reconstitution (Wilk-Blaszczak et al. al., J. Neurosci., 17, 4094-4100 (1997)). Furthermore, cdc42 is said to be involved in the formation of filamentous protrusions by actin polymerization (Nobes and Hall, Cell, 81, 53-62 (1995)).

これらのことから、前記糖化合物によるPKA活性化のシグナルカスケードにcdc42が関与するかどうかについて、ウエスタンブロット法及びドミナントネガティブ変異体を用いた細胞免疫染色法により、解析を行った。なお、GTPはguanosine 5'-triphosphate、GDPはguanosine 5'-diphosphateを意味する。   Based on these findings, whether cdc42 is involved in the signal cascade of PKA activation by the sugar compound was analyzed by Western blotting and cell immunostaining using a dominant negative mutant. GTP means guanosine 5'-triphosphate and GDP means guanosine 5'-diphosphate.

(1)ウエスタンブロット法による解析
上記実施例3と同様に、NG108-15細胞を培養し、これに49nMのGalNAc10を添加して2分間刺激した。cdc42 Activation Assay Kit(Upstate Biotechnology社製)を用いて、キットに収載の方法に従って、該細胞の可溶化画分を調製し、該画分中のGTP結合型cdc42(Cdc42-GTP)及びGTP結合型rac1(Rac1-GTP)を、GTP結合型とのみ反応性を有するPAK-1 agaroseを用いて沈殿させた。GTP結合型cdc42は、活性型である。ここで得られた沈殿物を試料として、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)及びウエスタンブロット法により分離・解析した。ウエスタンブロット法では、キットに収載の抗cdc42抗体及び抗Rac1抗体を用いて発現された蛋白質の検出を行った。
(1) Analysis by Western blotting In the same manner as in Example 3, NG108-15 cells were cultured, and 49 nM GalNAc 10 was added thereto and stimulated for 2 minutes. Using the cdc42 Activation Assay Kit (manufactured by Upstate Biotechnology), a solubilized fraction of the cells is prepared according to the method included in the kit, and the GTP-binding cdc42 (Cdc42-GTP) and GTP-binding type in the fraction are prepared. rac1 (Rac1-GTP) was precipitated using PAK-1 agarose, which is only reactive with the GTP-bound form. GTP-bound cdc42 is an active form. The precipitate obtained here was used as a sample for separation and analysis by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Western blotting. In Western blotting, the expressed protein was detected using the anti-cdc42 antibody and anti-Rac1 antibody included in the kit.

また同時に、GalNAc10を添加していない細胞についても、コントロールとして、同様にキットにより試料を調製した。さらに、該細胞にGDP(cdc42又はrac1と結合して不活性型であるGDP結合型を形成する:ネガティブコントロール)を添加したもの、及び、GTPγS(cdc42又はrac1と不可逆的に結合してGTP結合型を形成する:ポジティブコントロール)を添加したものについても、同様に調製して試料とした。また、1mMジブチルcAMP(PKA非依存的に細胞内総cAMP濃度を上昇させる)による処理を2分間行った細胞についても、同様に試料として調製した。さらに、上記実施例3で使用したSt-Ht31(10μM)及びそのコントロールペプチドSt-Ht31P(50μM)については、GalNAc10(49nM)と同時に添加して細胞を処理し、試料を調製した。 At the same time, for the cells to which GalNAc 10 was not added, a sample was similarly prepared using a kit as a control. Furthermore, the cells added with GDP (binding to cdc42 or rac1 to form an inactive GDP binding type: negative control), and GTPγS (cdc42 or rac1 binding irreversibly to GTP binding) A sample was prepared in the same manner as a sample added with a mold (positive control). Similarly, cells treated with 1 mM dibutyl cAMP (increasing intracellular total cAMP concentration in a PKA-independent manner) for 2 minutes were similarly prepared as samples. Furthermore, St-Ht31 (10 μM) and its control peptide St-Ht31P (50 μM) used in Example 3 were added simultaneously with GalNAc 10 (49 nM) to treat the cells, and samples were prepared.

ここで、SDS-PAGEには、Novex NuPAGE 10% Bis-Tris pre-cast gels using MOPS SDS running buffer (Invitrogen Corporation社製)を用いた。ウエスタンブロットには、PVDF膜を用い、ゲルから膜への蛋白質の転写は、transfer buffer(48 mM Tris, 39 mM glycine, 0.037% SDS and 20% methanol)中で、160mA/80cm2で30分間、セミドライ法で行った。抗体反応後のバンドの検出は、ECL Plus (Amersham Biosciences Corporation社製)で行った。 Here, for SDS-PAGE, Novex NuPAGE 10% Bis-Tris pre-cast gels using MOPS SDS running buffer (Invitrogen Corporation) was used. For Western blot, PVDF membrane was used, and protein transfer from gel to membrane was performed at 160 mA / 80 cm 2 for 30 minutes in transfer buffer (48 mM Tris, 39 mM glycine, 0.037% SDS and 20% methanol). The semi-dry method was used. Detection of the band after the antibody reaction was performed with ECL Plus (Amersham Biosciences Corporation).

(2)ドミナントネガティブ変異体を用いた細胞免疫染色法による解析
ドミナントネガティブ変異体を用いた実験では、トランスフェクトされた変異遺伝子が発現されることによって、本来その細胞で発現している蛋白質の機能が失われ、その機能を確認することができる。
(2) Analysis by cellular immunostaining method using dominant negative mutants In the experiments using dominant negative mutants, the function of proteins originally expressed in the cells by the expression of the transfected mutant genes. Can be confirmed and its function is lost.

実験に用いたドミナントネガティブ変異体(HA-RhoAN19/pEF-BOS、 HA-Rac1N17/pEF-BOS、及びHA-cdc42N17/pEF-BOS(Katoh et al., Mol.Cell Biol., 20, 7378-7387(2000))は、京都大学の根岸学博士から供与された。これらは、cdc42と、これと同じRhoファミリーに属するrhoA及びrac1の3種の遺伝子にそれぞれ変異を入れ、GTP結合性を失わせたものである。さらに、タグ蛋白質としてHAを融合蛋白質として発現するように設計されている。この各変異遺伝子を含むプラスミド各1μgを、それぞれLipofectamine 2000 (Invitrogen Corporation社製(Carlsbad,CA, USA))を用いてNG108-15細胞にトランスフェクトした。   Dominant negative mutants used in the experiment (HA-RhoAN19 / pEF-BOS, HA-Rac1N17 / pEF-BOS, and HA-cdc42N17 / pEF-BOS (Katoh et al., Mol. Cell Biol., 20, 7378-7387 (2000)) was provided by Dr. Manabu Negishi of Kyoto University, which mutated cdc42 and the three genes of rhoA and rac1 belonging to the same Rho family, thereby losing GTP binding. Furthermore, it is designed to express HA as a fusion protein as a tag protein, and 1 μg of each plasmid containing each mutant gene was added to Lipofectamine 2000 (Invitrogen Corporation (Carlsbad, CA, USA). ) Was used to transfect NG108-15 cells.

トランスフェクト後、この細胞にGalNAc10を添加して2分間刺激し、上記実施例3と同様にファロイジン染色を行った。なお、ドミナントネガティブ変異体が発現していることを確認するため、タグ蛋白質として用いたHAに対する抗HA抗体(mouse monoclonal, 12CA5:Roche Diagnostics社製(Basel, Switzerland))による免疫染色をあわせて行った。二次抗体としては、fluorescence-labeled anti-mouse IgG(Cappel社製(Durham, NC, USA))を用いた。 After transfection, GalNAc 10 was added to the cells and stimulated for 2 minutes, and phalloidin staining was performed in the same manner as in Example 3 above. In order to confirm the expression of dominant negative mutants, immunostaining with anti-HA antibody against mouse HA (mouse monoclonal, 12CA5: Roche Diagnostics (Basel, Switzerland)) was also performed. It was. As the secondary antibody, fluorescence-labeled anti-mouse IgG (Cappel (Durham, NC, USA)) was used.

(3)結果
ウエスタンブロット法による解析の結果を、図1に示した。
(3) Results The results of analysis by Western blotting are shown in FIG.

解析の結果、GalNAc10で2分間処理したNG108-15細胞において、GTP結合型cdc42の増量が見られ、cdc42の活性化が確認された。一方、Rac1やRhoAの活性化は認められなかった。更に、cdc42の活性化は、St-Ht31によって阻害された。これらのことから、該細胞におけるPKAの活性化が、cdc42の活性化を引き起こすことを確認した。
さらに、cdc42のドミナントネガティブ変異体を発現させた細胞では、GalNAc10による糸状突起形成が阻害された。一方、Rac1やRhoAのドミナントネガティブ変異体を発現させた細胞では、阻害は起こらなかった。このことは、糸状突起の形成がcdc42により特異的に引き起こされることを意味している。
As a result of the analysis, an increase in GTP-bound cdc42 was observed in NG108-15 cells treated with GalNAc 10 for 2 minutes, confirming the activation of cdc42. On the other hand, activation of Rac1 and RhoA was not observed. Furthermore, cdc42 activation was inhibited by St-Ht31. From these, it was confirmed that the activation of PKA in the cells caused the activation of cdc42.
Furthermore, in cells expressing a dominant negative mutant of cdc42, the formation of filamentous processes by GalNAc 10 was inhibited. On the other hand, no inhibition occurred in cells expressing dominant negative mutants of Rac1 or RhoA. This means that the formation of filamentous protrusions is specifically caused by cdc42.

これらの結果より、PKA依存性のcdc42活性化が、GalNAc10によるNG108-15細胞の糸状突起形成に関与していることが示された。 These results indicate that PKA-dependent cdc42 activation is involved in the formation of NG108-15 cell filaments by GalNAc 10 .

上記実施例1〜4において、非還元末端にGalNAcを有する糖化合物が、アデニレートサイクラーゼ、PKA、およびcdc42を含むシグナルカスケードを活性化することがわかった。また、この機構が、アクチン重合や糸状突起の形成に関与していることも確認された。
次に、これらの糖化合物による処理を長期に行った場合に、糸状突起の形成に引き続いて樹状突起の伸長及び/又は分岐が生じるかどうかについて解析した。
In Examples 1 to 4 above, it was found that a sugar compound having GalNAc at the non-reducing end activates a signal cascade including adenylate cyclase, PKA, and cdc42. It was also confirmed that this mechanism is involved in actin polymerization and the formation of filamentous protrusions.
Next, it was analyzed whether dendrite elongation and / or branching occurred following the formation of filamentous protrusions when treatment with these sugar compounds was performed for a long period of time.

(1)樹状突起の伸長及び/又は分岐の免疫染色による観察
上記実施例1と同様にして調製した海馬初代培養神経細胞に、100nMのGM2の糖鎖部分を添加し、3日間培養した。
この細胞を、一次抗体として抗MAP2B抗体(mouse monoclonal, M41420:Transduction Laboratories社製(Lexington, KY))、二次抗体としてAlexa Fluor 488 anti-mouse IgG(Molecular Probes Inc.社製)を用いて免疫染色した。免疫染色は、上記実施例3と同様にして行った。なお、MAP2Bは、MAP2のサブタイプであり、抗MAP2B抗体は樹状突起の免疫染色に特に適していることで知られている。
(1) Observation of dendritic elongation and / or branching by immunostaining To the primary hippocampal neurons prepared in the same manner as in Example 1 above, a sugar chain portion of 100 nM GM2 was added and cultured for 3 days.
The cells were immunized with anti-MAP2B antibody (mouse monoclonal, M41420: manufactured by Transduction Laboratories (Lexington, KY)) as the primary antibody and Alexa Fluor 488 anti-mouse IgG (produced by Molecular Probes Inc.) as the secondary antibody. Stained. Immunostaining was performed in the same manner as in Example 3 above. MAP2B is a subtype of MAP2, and anti-MAP2B antibody is known to be particularly suitable for immunostaining dendrites.

(2)神経突起の分岐と長さの数値化
小脳プルキンエ細胞を含むラット小脳初代培養細胞を用いて、樹状突起の分岐及び長さの数値化を行った。
該細胞は、Furuya et al., Brain Res.Protoc., 3, 192-198 (1998)に記載の方法に従って調製した。10日間培養したこの細胞に、1、10、30、100nMのGalNAc10をそれぞれ添加し、さらに4日間培養した。
また、同様に、15日間培養した細胞にGalNAc10を加え、さらに6日間培養した細胞も調製した。さらに、GalNAc10と同時にPKA阻害剤であるH-89を1μM添加した細胞も、同様にして調製した。
(2) Digitization of neurite branching and length Using a rat cerebellar primary cultured cell containing cerebellar Purkinje cells, dendritic branching and length were digitized.
The cells were prepared according to the method described in Furuya et al., Brain Res. Protoc., 3, 192-198 (1998). To the cells cultured for 10 days, 1, 10 , 30, and 100 nM GalNAc 10 were added, respectively, and further cultured for 4 days.
Similarly, GalNAc 10 was added to cells cultured for 15 days, and cells cultured for 6 days were also prepared. Furthermore, cells added with 1 μM of PKA inhibitor H-89 simultaneously with GalNAc 10 were also prepared in the same manner.

3種類の培養を行った細胞を、それぞれ、上記実施例3と同様にして固定化し、プルキンエ細胞を抗calbindin D-28K抗体(Calbiochem-Novabiochem.Corp.製)で抗体染色した。抗カルビンジン抗体は、小脳プルキンエ細胞を特異的に染色するのに好適な抗体である。抗体染色の方法は、上記実施例3及び前記論文に記載の方法と同様にして行った。
次に、顕微鏡に取り付けたデジタルカメラを用いて、染色されたプルキンエ細胞のデジタル写真を撮影した。これを、Macintosh computer program「ColorIt! Plus R」(MicroFrontier Inc社製)に供し、樹状突起をトレースして、その分岐数と長さをMacintosh computer program「NIH Image」を用いて計測した。
Each of the three types of cultured cells was fixed in the same manner as in Example 3, and Purkinje cells were stained with an anti-calbindin D-28K antibody (Calbiochem-Novabiochem. Corp.). Anti-calbindin antibody is an antibody suitable for specifically staining cerebellar Purkinje cells. The antibody staining method was the same as the method described in Example 3 and the above paper.
Next, a digital photograph of the stained Purkinje cells was taken using a digital camera attached to a microscope. This was subjected to a Macintosh computer program “ColorIt! Plus R” (manufactured by MicroFrontier Inc), the dendrite was traced, and the number of branches and the length thereof were measured using the Macintosh computer program “NIH Image”.

(3)結果
海馬初代培養神経細胞は、GM2の糖鎖部分による刺激によって、アクチン線維に富むMAP2B陽性の樹状突起の成長が促進された。疎水性のセラミド部分を必要としないことは、この反応が、糖鎖が細胞膜に挿入されることによるものではないことを示している。
さらに、小脳プルキンエ細胞を含むラット小脳初代培養細胞を用いた樹状突起の伸長及び分岐の数値化の結果、GalNAc10は、樹状突起の伸長と分岐数の両方を増加させることがわかった(図2)。糖化合物の効果は濃度に依存性があったが、1nMにおいても明瞭な効果を認めた。この樹状突起伸長の促進効果は、培養15日目から6日間 GalNAc10を加えたものについても同様に認められた。このことは、小脳プルキンエ細胞が、幼弱なものであっても比較的成熟したものであっても、同じようにGalNAc10に反応し得ることを意味する。
(3) Results In the hippocampal primary cultured neurons, the growth of MAP2B-positive dendrites rich in actin fibers was promoted by stimulation with the sugar chain part of GM2. The absence of a hydrophobic ceramide moiety indicates that this reaction is not due to the sugar chain being inserted into the cell membrane.
Furthermore, as a result of numerical analysis of dendritic elongation and branching using primary rat cerebellar cultured cells including cerebellar Purkinje cells, GalNAc 10 was found to increase both dendritic elongation and branching number ( Figure 2). The effect of the sugar compound was dependent on the concentration, but a clear effect was observed even at 1 nM. This effect of promoting dendritic elongation was also observed in the case of adding GalNAc 10 for 6 days from the 15th day of culture. This means that cerebellar Purkinje cells can respond to GalNAc 10 in the same way, whether they are young or relatively mature.

また、この樹状突起伸長の促進効果は、PKA阻害剤H-89を加えることで阻害された。このことから、PKA活性化によるシグナルカスケードが、この樹状突起成長に関与していることが確認された。   The effect of promoting dendritic elongation was inhibited by adding the PKA inhibitor H-89. From this, it was confirmed that the signal cascade by PKA activation is involved in this dendrite growth.

本発明の脳神経細胞活性化剤は、哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有する糖化合物を有効成分として含むことを特徴としている。該糖化合物は、例えば、糖鎖のみでも顕著な効果を有しており、抗原性が低く、薬剤として調製しやすい等の利点を有する。また、該糖化合物の作用はごく低濃度でも生じ、細胞膜近傍の限局された部位において生じる反応に基づくため、脳神経細胞全体やその他の部位に大きな変化をもたらして副作用を生じる可能性が非常に低いという利点も有している。   The cerebral nerve cell activator of the present invention is characterized in that it contains a saccharide compound having GalNAc in a free state at a non-reducing end as an active ingredient, present in a mammal. The sugar compound has, for example, a remarkable effect even with a sugar chain alone, and has advantages such as low antigenicity and easy preparation as a drug. In addition, the action of the sugar compound occurs even at very low concentrations, and is based on a reaction that occurs in a limited site near the cell membrane, so it is very unlikely to cause significant changes in the entire brain nerve cells or other sites and cause side effects It also has the advantage.

このような本発明の脳神経細胞活性化剤は、脳神経細胞を活性化し、樹状突起の伸長及び/又は分岐を促進する効果を有する。従って、事故等による損傷、脳梗塞、脳血管性痴呆等による虚血性損傷、また、脳神経細胞の変性をきたすような種々の疾患に対する脳神経障害治療剤として有用である。   Such a cranial nerve cell activator of the present invention has an effect of activating cranial nerve cells and promoting the extension and / or branching of dendrites. Therefore, it is useful as a therapeutic agent for cranial nerve disorders for various diseases such as injury caused by accidents, ischemic damage caused by cerebral infarction, cerebrovascular dementia, etc., and degeneration of cranial nerve cells.

非還元末端にGalNAcを有する糖化合物のcdc42又はrac1に対する効果を、ウエスタンブロット法により解析した結果をを示す写真である。図中、写真Aは抗cdc42抗体により免疫染色を行ったウエスタンブロットの写真であり、Bは抗rac1抗体及び抗cdc42抗体により免疫染色を行った写真である。It is a photograph which shows the result of having analyzed the effect with respect to cdc42 or rac1 of the sugar compound which has GalNAc in a non-reducing terminal by Western blotting. In the figure, Photo A is a photograph of a Western blot immunostained with anti-cdc42 antibody, and B is a photo immunostained with anti-rac1 antibody and anti-cdc42 antibody. 非還元末端にGalNAcを有する糖化合物による、樹状突起の伸長及び分岐促進効果を表したグラフである。図中、グラフAはGalNAc10の添加濃度による分岐数の変化を示す。縦軸は分岐数、横軸は添加濃度である。グラフBはGalNAc10の添加濃度による突起伸長の変化を示す。縦軸は突起伸長の長さ(mm)、横軸は添加濃度である。グラフCはGalNAc10による刺激を行っていない細胞(Non)・刺激した細胞(GalNAc10)・阻害剤を加えた細胞(GalNAc10+H89)の3種の細胞間における分岐数の比較を示す。縦軸は細胞の種類、横軸は分岐数である。グラフDは、グラフCと同じ3種の細胞間における突起伸長の比較を示す。縦軸は細胞の種類、横軸は突起伸長の長さ(mm)である。図中にはtテストの結果が示され、「**」はP<0.01を、「***」はP<0.001を意味する。4 is a graph showing dendritic extension and branching promotion effects by a sugar compound having GalNAc at a non-reducing end. In the figure, graph A shows the change in the number of branches depending on the concentration of GalNAc 10 added. The vertical axis represents the number of branches, and the horizontal axis represents the addition concentration. Graph B shows the change of outgrowth by addition concentration of GalNAc 10. The vertical axis represents the length of protrusion extension (mm), and the horizontal axis represents the added concentration. Graph C shows a comparison of the number of branches among the three cells of the cells cells (Non) · stimuli without stimulation by GalNAc 10 (GalNAc 10) · inhibitors were added cells (GalNAc 10 + H89). The vertical axis is the cell type, and the horizontal axis is the number of branches. Graph D shows a comparison of process extension between the same three types of cells as Graph C. The vertical axis is the cell type, and the horizontal axis is the length of projection extension (mm). The t test results are shown in the figure, where “**” means P <0.01 and “***” means P <0.001.

Claims (5)

哺乳動物生体内に存在し、非還元末端に遊離状態にあるGalNAcを有する糖化合物を有効成分として含む、脳神経細胞活性化剤。 A brain nerve cell activator comprising, as an active ingredient, a sugar compound having GalNAc present in a mammal in vivo and in a free state at a non-reducing end. 糖化合物が、GM2ガングリオシド又はアシアロGM2ガングリオシドの糖鎖部分である請求項1に記載の脳神経細胞活性化剤。 The cerebral nerve cell activator according to claim 1, wherein the sugar compound is a sugar chain part of GM2 ganglioside or asialo GM2 ganglioside. 脳神経細胞活性化が、脳神経細胞の樹状突起の伸長及び/又は分岐を生じるものである請求項1又は2に記載の脳神経細胞活性化剤。 The cerebral nerve cell activator according to claim 1 or 2, wherein the activation of cerebral nerve cells causes elongation and / or branching of dendrites of the cerebral nerve cells. 樹状突起の伸長及び/又は分岐が、プロテインキナーゼAの活性化に基づくものである請求項3に記載の脳神経細胞活性化剤。 4. The brain nerve cell activator according to claim 3, wherein dendritic elongation and / or branching is based on activation of protein kinase A. 脳神経細胞活性化剤が、脳神経障害治療剤である請求項1〜4のいずれかに記載の脳神経細胞活性化剤。 The cranial nerve cell activator according to any one of claims 1 to 4, wherein the cranial nerve cell activator is a therapeutic agent for cranial nerve disorders.
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