JP2009067700A - Bone-forming agent and bone-forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定のペプチドを含む骨形成剤および骨形成方法に関する。 The present invention relates to a bone forming agent containing a specific peptide and a bone forming method.
従来、骨形成をもたらす物質としては、組換えヒト骨形成タンパク質(rhBMP)が報告されている(非特許文献1および2参照)。また間接的に骨形成を助ける物質としては、多血小板血漿(PRP)、血小板由来増殖因子(PDGF)などが報告されている(非特許文献2参照)。しかしながら、軟組織中で骨形成をもたらす物質としては、rhBMPが知られているのみであり、効果的な骨形成をもたらす候補物質の開発がさらに望まれている。
Conventionally, recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP) has been reported as a substance causing bone formation (see
また、歯周組織は、歯根膜を挟んでセメント質と歯槽骨が存在するという特殊な環境にあるため、骨の形成のみならず、セメント質および歯根膜の再生が重要であると考えられている。 In addition, periodontal tissue is in a special environment with cementum and alveolar bone across the periodontal ligament, so it is thought that not only bone formation but also regeneration of cementum and periodontal ligament is important. Yes.
一方、ブタの歯胚から抽出された物質であるエムドゲイン(登録商標)(BIORA社製、スウェーデン)は、その成分は公表されていないが、主成分はエナメルマトリックスデリバティブであり、歯周病などのため、傷害を受けた歯周組織(歯肉、歯根膜、歯槽骨、セメント質)のうち特にセメント質の再生をもたらし、失われた歯周組織をある程度、回復することができる(非特許文献3〜6参照)。しかしながら、エムドゲイン(登録商標)は生物試料であるので、未知のリスクファクター、たとえばウイルス等の存在があるかもしれないという危険性を有している。 On the other hand, although Emdogain (registered trademark) (manufactured by BIORA, Sweden), a substance extracted from porcine tooth germ, has not been disclosed, its main component is an enamel matrix derivative, such as periodontal disease. Therefore, regeneration of cementum can be brought about especially among damaged periodontal tissues (gingiva, periodontal ligament, alveolar bone, cementum), and lost periodontal tissue can be recovered to some extent (Non-Patent Document 3). To 6). However, since Emdogain (registered trademark) is a biological sample, there is a risk that there may be unknown risk factors such as viruses.
本発明は、既存の骨がほとんど残っていない状態の歯周組織において新たに骨を形成することができる骨形成剤を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an osteogenic agent capable of newly forming bone in periodontal tissue in which almost no existing bone remains.
前記課題を解決すべく検討した結果、エムドゲインによりインビボで誘発されるタンパク質の部分配列であるa)配列番号1記載のアミノ酸配列WYQNMIR、またはb)配列番号2記載のアミノ酸配列WYQNMLRで示されるペプチドが、軟組織中において骨形成を効果的に促すことを見出し、本発明を完成した。 As a result of studying to solve the above-mentioned problems, a) a partial sequence of a protein induced in vivo by emdogain, a) an amino acid sequence WYQNMIR described in SEQ ID NO: 1, or b) a peptide represented by amino acid sequence WYQNMLR described in SEQ ID NO: 2 The present invention has been completed by finding that bone formation is effectively promoted in soft tissues.
よって、本発明は、少なくともa)配列番号1記載のアミノ酸配列、またはb)配列番号2記載のアミノ酸配列を含むペプチドまたはその薬学的に許容し得る塩を含有する骨形成剤に関する。 Therefore, the present invention relates to an osteogenic agent containing at least a) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or b) a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
本発明の骨形成剤において、ペプチドの含有量は、7.5〜30mg/mLであることが好ましい。 In the osteogenic agent of the present invention, the peptide content is preferably 7.5 to 30 mg / mL.
本発明はまた、骨形成剤を有効成分に換算して10〜60mg/kgを局所的に投与することによる、ヒトを除く動物における骨の形成方法にも関する。 The present invention also relates to a method for forming bone in animals other than humans by locally administering 10-60 mg / kg of an osteogenic agent in terms of an active ingredient.
本発明の骨形成剤を用いることにより、既存の骨がないような軟組織中においても新たに骨を形成することができる。また、ラットでは、一回の投与により、約2週間という速さで劇的に骨が形成されたことから、より簡便で、速効性のある骨形成剤として使用できる。 By using the osteogenic agent of the present invention, new bone can be formed even in soft tissue where there is no existing bone. Further, in rats, bone can be dramatically formed at a rate of about 2 weeks by a single administration, so that it can be used as a simpler and more effective bone formation agent.
また、本発明のペプチドは、エムドゲインより誘導したものであるため、骨形成以外にセメント質の再生をもたらし、結果として失われた歯根膜および歯槽骨を含む歯周組織の再生を図ることができると考えられ、効果的な歯周組織再生薬となり得る。 In addition, since the peptide of the present invention is derived from emdogain, it can regenerate cementum in addition to bone formation, and as a result, it can regenerate periodontal tissues including periodontal ligament and alveolar bone. It can be an effective periodontal tissue regenerative drug.
本発明の骨形成剤は、有効成分として、少なくともa)配列番号1記載のアミノ酸配列WYQNMIR、またはb)配列番号2記載のアミノ酸配列WYQNMLRを含むペプチドまたはその薬学的に許容し得る塩を含有する。つまり、配列番号1記載のアミノ酸配列または配列番号2記載のアミノ酸配列の両端にアミノ酸が数個〜数十個、具体的には1〜7個程度付加されたペプチドも本発明において使用可能である。 The osteogenic agent of the present invention contains, as an active ingredient, at least a) a peptide containing the amino acid sequence WYQNMIR described in SEQ ID NO: 1, or b) a peptide containing the amino acid sequence WYQNMLR described in SEQ ID NO: 2, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. . That is, a peptide in which several amino acids to several tens of amino acids are added to both ends of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, specifically, about 1 to 7 can be used in the present invention. .
本発明のペプチドは、通常の合成方法、たとえば液相法、固相法のいずれでも製造することができるが、Boc法、Fmoc法などの固相合成により製造することが一般的である。もちろん、本発明のペプチドをコードするDNAをベクターに組込み、宿主細胞において産生させることも可能である。 The peptide of the present invention can be produced by an ordinary synthesis method such as a liquid phase method or a solid phase method, but is generally produced by a solid phase synthesis such as a Boc method or an Fmoc method. Of course, DNA encoding the peptide of the present invention can be incorporated into a vector and produced in a host cell.
また、本発明の骨形成剤は、配列番号1記載のアミノ酸配列を含むペプチドと、配列番号2記載のアミノ酸配列を含むペプチドの双方を含有していても良い。 The osteogenic agent of the present invention may contain both a peptide containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a peptide containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
本発明のペプチドは、エムドゲインよりインビボで誘導されたものであり、通常の試用範囲においては毒性を示す反応はみられない。 The peptide of the present invention was derived in vivo from emdogain, and no toxic reaction was observed in the normal trial range.
本発明の骨形成剤は、局所適用が望ましく、開放した創面に直接塗布することが望ましい。 The osteogenic agent of the present invention is preferably applied topically and applied directly to the open wound surface.
本発明の骨形成剤の剤形としては、通常局所適用に用いられる剤形はいずれも使用可能であるが、液剤、エマルジョン、ゲル状などがあげられ、操作性がよく患部に塗布し、徐放性をもたせるためエマルジョンまたはゲル状が好ましく、シリンジに入れて用いることが望ましい。 As the dosage form of the osteogenic agent of the present invention, any dosage form usually used for topical application can be used, but examples thereof include liquids, emulsions, gels, etc. In order to give releasability, an emulsion or gel is preferable, and it is desirable to use it in a syringe.
本発明の骨形成剤は、有効成分であるペプチドを薬学的に許容可能な基材と組み合わせて製造することができる。使用可能な基材としては、ペプチドの徐放性効果を維持するという点から、プロピレングリコールが好ましいが、それらに限定されるものではない。プロピレングリコールを使用した場合、約14日間で完全に吸収される。 The osteogenic agent of the present invention can be produced by combining a peptide as an active ingredient with a pharmaceutically acceptable base material. As a usable substrate, propylene glycol is preferable from the viewpoint of maintaining the sustained release effect of the peptide, but is not limited thereto. When propylene glycol is used, it is completely absorbed in about 14 days.
本発明の骨形成剤には、この分野で通常使用される、コラーゲン、アテロコラーゲンなどの生体適合性担体などを使用することもできる。 For the osteogenic agent of the present invention, biocompatible carriers such as collagen and atelocollagen, which are usually used in this field, can also be used.
本発明の骨形成剤において、有効成分であるペプチドの濃度は、7.5〜30mg/mLが好ましく、10〜20mg/mLがより好ましく、さらに約15mg/mLが最も好ましい。ペプチド濃度が7.5mg/mLより低いと、骨が形成されにくくなる傾向がある。 In the osteogenic agent of the present invention, the concentration of the active ingredient peptide is preferably 7.5 to 30 mg / mL, more preferably 10 to 20 mg / mL, and most preferably about 15 mg / mL. When the peptide concentration is lower than 7.5 mg / mL, bones tend not to be formed.
本発明の骨形成剤の投与量は、有効成分のペプチドに換算して、10〜60mg/kgが好ましく、20〜40mg/kgがより好ましい。10mg/kgより少ないと骨が形成されにくくなる傾向がある。 The dose of the osteogenic agent of the present invention is preferably 10 to 60 mg / kg, more preferably 20 to 40 mg / kg in terms of the active ingredient peptide. If it is less than 10 mg / kg, bones tend to be hardly formed.
本発明の骨形成剤は、既存の骨がないような軟組織中においても新たに骨を形成することができるため、歯周病にはもちろんのこと、その他の軟骨および骨の欠損一般に適用することができる。そのような疾患としては、外傷性骨損傷、骨粗鬆症、顎嚢胞、顎腫瘍などがあげられる。また、本発明の骨形成剤の有効成分であるペプチドは、エムドゲインより誘導したものであるため、骨形成以外にセメント質の再生をもたらし、結果として失われた歯根膜および歯槽骨を含む歯周組織の再生を図ることができると考えられ、効果的な歯周組織再生薬となり得る。 Since the osteogenic agent of the present invention can form new bone even in soft tissues where there is no existing bone, it should be applied not only to periodontal disease but also to other cartilage and bone defects in general. Can do. Such diseases include traumatic bone injury, osteoporosis, jaw cysts, jaw tumors and the like. In addition, since the peptide that is an active ingredient of the osteogenesis agent of the present invention is derived from emdogain, it causes cementum regeneration in addition to bone formation, and as a result, periodontium including periodontal ligament and alveolar bone lost. It is considered that tissue regeneration can be achieved, and can be an effective periodontal tissue regeneration agent.
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated using an Example, this invention is not limited to these.
参考例1
粉末タイプのエムドゲイン(登録商標)(BIORA社製、スウェーデン)をプロピレングリコールに30.0mg/mLになるように調整し、それを6週齢オスのSprague-Dawleyラット背部皮下に接種し7日後に形成された円形小体を切除した。すなわち、組織をホルマリン固定後、パラフィン包埋し、厚さ7μmの切片としてスライドガラスに貼付し、40℃のパラフィン乾燥機中で乾燥させた。それを実体顕微鏡下で円形小体に相当する部分を残し、他部位を外科用メス(No.11、ケイセイ医科工業、東京)によって除去した。円形小体を掻き集め、サンプルチューブ中のLaemmliサンプルバッファーに溶解し、溶解液を12.5%SDS−ポリアクリルアミドゲルで55分、40mA電気泳動後、40%メタノールと15%エタノールでゲルを固定して渡銀染色を行い、タンパク質を具視化した。具視化したタンパク質をゲルから切り取り、50mM重炭酸アンモニウムで調整した12.5μg/Lトリプシン中で37℃、一晩、ペプチドをフラグメント化した。試料は10mg/mLの2,5ジヒドロキシ安息香酸蒸留水中で結晶化した。それを直行MALDI−Qq−TOF MS/MS QSTARPulsar i(アプライドバイオシステムズ製、フォスターシティー、カリフォルニア、米国)によって解析した。
Reference example 1
Powdered Emdogain (registered trademark) (BIORA, Sweden) was adjusted to 30.0 mg / mL in propylene glycol and inoculated subcutaneously on the back of 6-week-old male Sprague-Dawley rats, 7 days later. The formed round body was excised. That is, the tissue was fixed in formalin, embedded in paraffin, pasted on a slide glass as a 7 μm-thick section, and dried in a 40 ° C. paraffin dryer. The part corresponding to the circular body was left under a stereomicroscope, and the other part was removed with a scalpel (No. 11, Keisei Medical, Tokyo). Round bodies are scraped and dissolved in the Laemmli sample buffer in the sample tube, and the lysate is electrophoresed with 12.5% SDS-polyacrylamide gel for 55 minutes, 40 mA, and then fixed with 40% methanol and 15% ethanol. The silver was stained and the protein was visualized. The visualized protein was excised from the gel and the peptide was fragmented overnight at 37 ° C. in 12.5 μg / L trypsin prepared with 50 mM ammonium bicarbonate. The sample was crystallized in 10 mg /
その結果、複数のフラグメントが得られたが、分子量1,010のところに強いイオン強度を示すピークが得られた。最長のフラグメントのアミノ酸のシークエンスは192アミノ酸であった。種々なフラグメントが、共通の7アミノ酸残基からなる配列、すなわちWYQNMLRまたはWYQNMIRを含んでいた。これらの配列はデータベースであるNCBInr(mammalian)についてデータベース検索ソフトのMASCOTを用いて検索したところ、ウシのアメロジェニンII前駆物質(WYQNMLR)、アメロジェニンロイシン優位アメロジェニンポリペプチド(LRAP(配列番号3))、およびブタのアメロジェニン前駆物質(WYQNMIR)と相同性を示すことが判明した(J. Periodontol 2005;76:1934-1941)。 As a result, a plurality of fragments were obtained, but a peak showing strong ionic strength at a molecular weight of 1,010 was obtained. The amino acid sequence of the longest fragment was 192 amino acids. Various fragments contained a common 7 amino acid residue sequence, ie WYQNMLR or WYQNMIR. These sequences were searched for the database NCBInr (mammalian) using the database search software MASCOT, bovine amelogenin II precursor (WYQNMLR), amelogenin leucine dominant amelogenin polypeptide (LRAP (SEQ ID NO: 3)), and It was found to be homologous to porcine amelogenin precursor (WYQNMIR) (J. Periodontol 2005; 76: 1934-1941).
実施例1
ペプチドWYQNMIR(配列番号1)を15.0mg/mLになるように蒸留水に溶解し、その1mLを氷水中で冷却し、後の摘出に備え、注射部位が良く分かるように、歯科用アルギン酸塩印象材(ニッシン製、アルフレックスダストフリーノーマルセット、医療用具許可番号26BZ5014、京都)40mgを加えて混和した。それを19G×1 1/2(外径1.10mm、内径0.78mm)針付きの1mL用のテルモシリンジを用いて0.3mLをSprague-Dawleyラット背部皮下に注射した。注射14日後の組織を切除し、ホルマリン固定し、パラフィン切片とし、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、赤紫に染色された骨組織1と青紫に染色された軟骨組織2、さらには軟骨組織にカルシウムの沈着が進んだ石灰化軟骨組織3が見られる、軟骨性骨化を示す組織像を確認した(図1)。
Example 1
Dissolve the peptide WYQNMIR (SEQ ID NO: 1) in distilled water to 15.0 mg / mL, cool 1 mL of it in ice water, and prepare it for later excision so that the injection site can be clearly understood. 40 mg of impression material (Nissin, Alflex dust-free normal set, medical device permission number 26BZ5014, Kyoto) was added and mixed. 0.3 mL was injected subcutaneously into the back of Sprague-Dawley rats using a 1 mL Terumo syringe with a 19 G × 1 1/2 (outer diameter 1.10 mm, inner diameter 0.78 mm) needle. 14 days after the injection, the tissue was excised, fixed in formalin, made into paraffin sections, stained with hematoxylin and eosin,
1 骨組織
2 軟骨組織
3 石灰化軟骨組織
1
Claims (3)
a)配列番号1記載のアミノ酸配列、または
b)配列番号2記載のアミノ酸配列
を含むペプチドまたはその薬学的に許容し得る塩を含有する骨形成剤。 at least,
An osteogenic agent comprising a) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or b) a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
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