JP2016106113A - 免疫寛容の誘導促進剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存の免疫抑制剤を使用せずに、拒絶反応を抑制することができる単離された免疫細胞を含む免疫寛容の誘導促進剤を提供すること。【解決手段】臓器移植前のドナー、並びに、臓器移植前及び/又は臓器移植後のレシピエントに、5−アミノレブリン酸(ALA)若しくはその誘導体又はその塩、及び鉄化合物を有効成分とする移植臓器生着促進剤を投与する。次いで、当該レシピエントに由来する免疫細胞を単離し、この単離した免疫細胞を免疫寛容の誘導促進剤とする。上記ALA誘導体としては、ALAメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル等の各種エステル類を好適に例示することができ、鉄化合物としては、クエン酸第一鉄ナトリウムを好適に例示することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、5−アミノレブリン酸(以下「ALA」ともいう)若しくはその誘導体又はそれらの塩と鉄化合物とを含有する移植臓器生着促進剤が投与された、当該レシピエントに由来する単離された免疫細胞を含む免疫寛容の誘導促進剤に関する。
臓器移植においては、本来は細菌やウイルスなどから生体を防御する免疫機構が、移植臓器を「異物」と認識することにより拒絶反応が起きる。移植医療は、拒絶反応をどれだけコントロールできるかにその成否がかかっているといっても過言ではない。拒絶反応を制御する方法としては、移植臓器の拒絶反応を局所でコントロールする方法と全身の拒絶応答そのものを制御する方法があるとされ、現在、主に行われている方法は後者で、シクロスポリン、タクロリムス等のカルシニューリン阻害剤やステロイド系の薬剤の投与が、移植後の拒絶反応を抑制するために広く行われているが、副作用も多いことが知られている。
近年、投与薬剤量の減量を目的に、人工的に免疫寛容を誘導する方法として、ドナーやレシピエントよりT細胞を抽出し、特殊な抗体と混合培養し体内に戻す方法が開発されている。例えば、腎移植を受けるレシピエントから採取したT細胞を、抗CD80抗体又はその抗原結合性断片と抗CD86抗体又はその抗原結合性断片の存在下で、腎臓のドナーの同種抗原で刺激することにより得られる、前記レシピエント由来のT細胞を有効成分として含有する、腎移植拒絶反応抑制剤(例えば、特許文献1参照)や、CD4+CD25+制御性T細胞を含む末梢血単核球を含む試料を、ヒトドナーから抽出する工程と、前記試料中の前記CD4+CD25+制御性T細胞を濃縮することによって、濃縮CD4+CD25+制御性T細胞を生成する工程と、前記濃縮されたCD4+CD25+制御性T細胞の集団を増殖させる工程と、前記増殖させたCD4+CD25+制御性T細胞の一部をヒトに投与して移植片対宿主病を治療する工程とを含む、移植片対宿主病の影響を低減させるための方法(例えば、特許文献2参照)や、a)レシピエント及びドナーから末梢単核血液細胞を単離すること、b)ドナー及びレシピエントの細胞を体外で混合すること、c)調節組成物で該細胞を処理すること、d)該細胞を増やすこと、e)該細胞を該レシピエントに導入すること、を含む移植拒絶反応を低下させるようにレシピエント細胞を誘導する方法(例えば、特許文献3参照)などが提案されている。
また、フラボノイド配糖体を含む臓器保存液(例えば、特許文献4参照)、1,5−アンヒドロフルクトースまたはその誘導体を含有する臓器保存剤(例えば、特許文献5参照)、フラーレン類を含有する臓器保存剤(例えば、特許文献6参照)、肝細胞増殖因子(HGF)を含有する臓器保存液(例えば、特許文献7参照)、レシチン化スーパーオキシドジスムターゼを含有する臓器保存液(例えば、特許文献8参照)、グルコシル−L−アスコルビン酸又はその塩を含んでなる臓器保存剤(例えば、特許文献9参照)等が知られている。
他方、ALAは、動物や植物や菌類に広く存在するテトラピロール生合成経路の中間体として知られており、通常5−アミノレブリン酸合成酵素により、スクシニルCoAとグリシンとから生合成される。ALAを用いた光線力学的療法又は光動力学的治療(以下「ALA−PDT」ともいう)も開発され、侵襲性が低くQOLが保たれる治療法として注目されており、ALA等を用いた腫瘍診断・治療剤等が報告されている。また、ALAは、成人病、がん、男性不妊の予防改善剤や治療剤として有用であることも知られている(例えば、特許文献10〜12参照)。
特開2007−131598号公報 特表2011−505378号公報 特表2003−530101号公報 特開2009−221128号公報 特開2008−115089号公報 特開2006−316000号公報 特開2005−306749号公報 特開2002−60301公報 特開2000−191401号公報 国際公開WO2010/050179 特開2011−16753号公報 国際公開WO2009/139156
移植後の移植臓器の機能廃絶の最も大きな原因である拒絶反応を防止するためには、免疫抑制剤を長期服用する必要があるとされる。しかしながら、免疫抑制剤の長期投与により感染症や腎障害、糖尿病、リンパ組織増殖症、悪性腫瘍、心血管系合併症など重篤な副作用を引き起こすという懸念があり、厳密な管理が求められている。他にも実験的には種々の寛容誘導システムが開発されているものの、実際に臨床応用がなされているものはほとんどない。
本発明の課題は、安全かつ従来の薬剤とは作用メカニズムの異なる、臓器移植における移植臓器の生着を促進することができる免疫寛容の誘導促進剤を提供することにある。
本発明者等は、ALAの医療への応用に関して様々な検討を続けてきたが、臓器移植の拒絶反応の抑制を検討するに際し、ALAが移植臓器の生着促進作用を有することを見いだした。また、従来の臓器移植の免疫抑制剤がレシピエントのみに投与されていたのに対し、ALA単独又はALA類と鉄化合物とを含有する組成物を、移植手術に先立ちドナーに投与し、かかるドナーから摘出した臓器を移植したレシピエントにもまた投与することで、移植臓器の生着率が著しく上昇することを偶然見いだした。さらに、かかる臓器移植後のレシピエントの脾臓細胞を別のレシピエントに投与すると同時にドナーから摘出した臓器を移植した場合、ALAを投与しなくとも移植臓器の生着が促進されるという二次免疫寛容誘導作用が生起することを見いだした。そしてまた、ALAがドナーから摘出後の臓器の保存剤として有効であることを見いだした。
また、鉄化合物はALAと協働して、移植臓器の生着促進作用や、二次免疫寛容誘導作用や、ドナーから摘出後の臓器の鮮度保持作用を増強することも見いだした。鉄化合物が十分存在する場合や、鉄化合物を別途摂取する場合は、ALA単独の投与で問題がない場合がある。ミネラルの中でも鉄は赤身の肉の摂取量が諸外国に比べて少ない日本人では不足がちである。このため日本人での実施例の一部は同時に添加しているが、貯蔵鉄が十分な人を対象とする場合は必要ない。また、ALAはポルフィリンに代謝され光照射でPDT、PDD活性を示すことが広く知られているが、本発明の移植臓器生着促進剤には光を必要としない。
本発明者らは、さらに投与方法や投与量に関して鋭意検討を重ね、ALA類と鉄化合物とを有効成分とする移植臓器生着促進剤を確立した。かかる移植臓器生着促進剤を、臓器移植前及び/又は臓器移植後のレシピエントに、あるいは、臓器移植前のドナー、並びに臓器移植前及び/又は臓器移植後のレシピエントに投与した、当該一次移植後のレシピエントマウス由来の脾臓細胞を単離し、この脾臓細胞を別のレシピエント系統マウスに投与すると、個体レベルで免疫寛容が誘導促進されること(二次免疫寛容の誘導促進)を見いだした。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、下記式(I)で示される化合物又はその塩と、鉄化合物とを含有する移植臓器生着促進剤が投与された、当該レシピエントに由来する単離された免疫細胞を含むことを特徴とする免疫寛容の誘導促進剤。

(式中、Rは、水素原子又はアシル基を表し、Rは、水素原子、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す)
(2)臓器移植前のドナー、並びに、臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、上記式(I)で示される化合物又はその塩と、鉄化合物とを含有する移植臓器生着促進剤が投与された、当該レシピエントに由来する単離された免疫細胞を含むことを特徴とする免疫寛容の誘導促進剤。
(3)免疫細胞が制御性T細胞であることを特徴とする上記(1)又は(2)記載の免疫寛容の誘導促進剤。
(4)式(I)で示される化合物が、5−アミノレブリン酸であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
(5)鉄化合物が、塩化第二鉄、三二酸化鉄、硫酸鉄、ピロリン酸第一鉄、クエン酸第一鉄、クエン酸鉄ナトリウム、クエン酸第一鉄ナトリウム、クエン酸鉄アンモニウム、ピロリン酸第二鉄、乳酸鉄、グルコン酸第一鉄、ジエチレントリアミン五酢酸鉄ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸鉄アンモニウム、エチレンジアミン四酢酸鉄ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸鉄アンモニウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄ナトリウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄アンモニウム、フマル酸第一鉄、酢酸鉄、シュウ酸鉄、コハク酸第一鉄、コハク酸クエン酸鉄ナトリウム、ヘム鉄、デキストラン鉄、トリエチレンテトラアミン鉄、ラクトフェリン鉄、トランスフェリン鉄、鉄クロロフィリンナトリウム、フェリチン鉄、含糖酸化鉄、及び硫化グリシン鉄から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
(6)鉄化合物が、クエン酸第一鉄ナトリウムであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
本発明に用いられる移植臓器生着促進剤は、移植臓器をストレスから防御し、その鮮度を維持し、臓器移植に伴う拒絶反応を抑制し、移植臓器の生着率を高めることができ、既存の免疫抑制剤や、T細胞を抽出して特殊な抗体と混合培養し体内に戻す方法等の人工的な免疫寛容誘導方法とは全くメカニズムが異なり、副作用がほとんど無く、薬剤を長期間服用する必要もなく、臓器移植における移植臓器の生着促進剤としてきわめて有効である。また、従来の免疫抑制剤等と作用メカニズムが異なるため、既存薬と併用することでより効果を高めることも期待される。かかる移植臓器生着促進剤を投与した一次移植後のレシピエントマウス由来の免疫細胞を別のレシピエント系統マウスに投与すると、個体レベルで免疫寛容を誘導促進することができる(二次免疫寛容の誘導促進)。
異系統マウス心臓移植実験のダイアグラムの例を示す。 本発明の移植臓器生着促進剤を用いた、異系統マウス心臓移植及び移植後の経過の概要を示す図である。縦軸は心臓拍動率を示す。 本発明の移植臓器生着促進剤を用いた、他の態様の異系統マウス心臓移植及び移植後の経過の概要を示す図である。縦軸は心臓拍動率を示す。 臓器移植前のドナーマウス及びレシピエントマウスと、臓器移植後のレシピエントマウスに、本発明の移植臓器生着促進剤が投与された、レシピエントに由来する脾臓細胞が移植された同一系統レシピエントマウスに異系統マウス心臓移植を行ったときの移植心臓の生着率の結果を示す図である。 臓器移植前のドナーマウス及びレシピエントマウスと、臓器移植後のレシピエントマウスに、本発明の移植臓器生着促進剤が投与された、レシピエントに由来する脾臓細胞が移植された同一系統レシピエントマウスに異系統マウス皮膚移植を行ったときの写真を示す図である。 臓器移植前のドナーマウス及びレシピエントマウスと、臓器移植後のレシピエントマウスに、本発明の移植臓器生着促進剤が投与された、レシピエントに由来する脾臓細胞中の制御性T細胞数の測定結果を示す図である。 ドナーから摘出後の臓器のALA含有保存剤の有効性を、保存中に拍動が停止していた心臓が移植により再び拍動を開始するまでの時間(second)により調べた結果を示す図である。
本発明の移植臓器生着促進剤としては、上記式(I)で示される化合物又はその塩(以下、これらを総称して「ALA類」ということもある)と鉄化合物とを有効成分として含むものが好ましい。上記本発明のALA類と鉄化合物を含有する移植臓器生着促進剤を、ヒトの他、家畜・家禽類やペットなどの対象に投与することにより、臓器移植における移植臓器生着促進を行うことができる。また、本発明において移植臓器の生着促進とは、臓器移植(組織移植を含む)における拒絶反応を抑制し、移植された臓器(組織)が生体において機能し続ける割合である生着率を高めることをいう。
本発明の移植臓器生着促進キットとしては、ALA類と鉄化合物とを有効成分として個別の薬剤として含むキットであれば特に制限されず、かかる移植臓器生着促進キットを用いると、ヒトの他、家畜・家禽類やペットなどの対象における臓器移植における移植臓器生着促進を行うことができる。上記移植臓器生着促進キットには、取扱説明書等の添付文書を含めることができる。
上記移植される臓器としては、移植を行うことができる臓器であれば特に制限されず、ドナーから摘出した臓器のみならず、in vitroで作製した移植片や細胞、再生医療技術により人工的に構築した組織・臓器の他、万能細胞から作製された臓器等でもよい。また、臓器の種類としては、腎臓、肝臓、心臓、膵臓、肺、小腸、眼球、角膜、毛髪、皮膚等を例示することができるが、中でも、腎臓、肝臓、心臓、膵臓、肺、小腸を好適に例示することができる。
本発明の移植臓器生着促進剤の組合せとしては、上記本発明の移植臓器生着促進剤と、臓器移植免疫抑制薬の組合せや、ALA類と鉄化合物と臓器移植免疫抑制薬との組合せであれば特に制限されず、これらの組合せを投与することにより、移植臓器の生着促進を行うことができる。上記臓器移植免疫抑制薬としては、アザチオプリン、メルカプトプリン、メトトレキサート、ミコフェノール酸、レフルノミド等の代謝拮抗剤や、シクロフォスファミド等のアルキル化剤や、シクロスポリン、タクロリムス等のカルシニューリン阻害剤や、ステロイド剤などの医薬品を挙げることができる。本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットは、既存の臓器移植免疫抑制薬とは作用メカニズムが異なるため、本発明の移植臓器生着促進剤の組合せを用いると、相加的な、場合によっては相乗的な効果が期待できる。
本発明の移植臓器生着促進剤の有効成分として用いられる化合物としては、式(I)で示される化合物又はその塩(以下、これらを総称して「ALA類」ということもある)として例示することができる。δ−アミノレブリン酸とも呼ばれるALAは、式(I)のR及びRが共に水素原子の場合であり、アミノ酸の1種である。ALA誘導体としては、式(I)のRが水素原子又はアシル基であり、式(I)のRが水素原子、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である、ALA以外の化合物を挙げることができる。
上記ALA類の中でも式(I)のR及びRが共に水素原子の場合であるALA又はその塩を好適に例示することができる。ALAは、δ−アミノレブリン酸とも呼ばれるアミノ酸の1種である。また、ALA誘導体としては、式(I)のRが水素原子又はアシル基であり、式(I)のRが水素原子、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である、ALA以外の化合物を挙げることができる。
式(I)におけるアシル基としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ベンジルカルボニル基等の直鎖又は分岐状の炭素数1〜8のアルカノイル基や、ベンゾイル、1−ナフトイル、2−ナフトイル基等の炭素数7〜14のアロイル基を挙げることができる。
式(I)におけるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル基等の直鎖又は分岐状の炭素数1〜8のアルキル基を挙げることができる。
式(I)におけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロドデシル、1−シクロヘキセニル基等の飽和、又は一部不飽和結合が存在してもよい、炭素数3〜8のシクロアルキル基を挙げることができる。
式(I)におけるアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル基等の炭素数6〜14のアリール基を挙げることができる。
式(I)におけるアラルキル基としては、アリール部分は上記アリール基と同じ例示ができ、アルキル部分は上記アルキル基と同じ例示ができ、具体的には、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、フェニルブチル、ベンズヒドリル、トリチル、ナフチルメチル、ナフチルエチル基等の炭素数7〜15のアラルキル基を挙げることができる。
上記ALA誘導体としては、Rが、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル基等である化合物や、上記Rが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル基等である化合物が好ましく、上記RとRの組合せが、ホルミルとメチル、アセチルとメチル、プロピオニルとメチル、ブチリルとメチル、ホルミルとエチル、アセチルとエチル、プロピオニルとエチル、ブチリルとエチルの組合せなどを好適に例示することができる。
ALA類は、生体内で式(I)のALA又はその誘導体の状態で有効成分として作用すればよく、投与する形態に応じて、溶解性を上げるための各種の塩、エステル、または生体内の酵素で分解されるプロドラッグ(前駆体)として投与することができる。例えば、ALA及びその誘導体の塩としては、薬理学的に許容される酸付加塩、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン付加塩等を挙げることができる。酸付加塩としては、例えば塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、リン酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の各無機酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、トルエンスルホン酸塩、コハク酸塩、シュウ酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、グリコール酸塩、メタンスルホン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、リンゴ酸塩等の各有機酸付加塩を例示することができる。金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の各アルカリ金属塩、マグネシウム、カルシウム塩等の各アルカリ土類金属塩、アルミニウム、亜鉛等の各金属塩を例示することができる。アンモニウム塩としては、アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩等のアルキルアンモニウム塩等を例示することができる。有機アミン塩としては、トリエチルアミン塩、ピペリジン塩、モルホリン塩、トルイジン塩等の各塩を例示することができる。なお、これらの塩は使用時において溶液としても用いることができる。
以上のALA類のうち、望ましいものは、ALA、及びALAメチルエステル、ALAエチルエステル、ALAプロピルエステル、ALAブチルエステル、ALAペンチルエステル等の各種エステル類、並びに、これらの塩酸塩、リン酸塩、硫酸塩であり、ALA塩酸塩やALAリン酸塩を特に好適に例示することができる。
上記ALA類は、化学合成、微生物による生産、酵素による生産のいずれの公知の方法によって製造することができる。また、上記ALA類は、水和物又は溶媒和物を形成していてもよく、またいずれかを単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
上記鉄化合物としては、有機塩でも無機塩でもよく、無機塩としては、塩化第二鉄、三二酸化鉄、硫酸鉄、ピロリン酸第一鉄を挙げることができ、有機塩としては、カルボン酸塩、例えばヒドロキシカルボン酸塩である、クエン酸第一鉄、クエン酸鉄ナトリウム、クエン酸第一鉄ナトリウム、クエン酸鉄アンモニウム等のクエン酸塩や、ピロリン酸第二鉄、乳酸鉄、グルコン酸第一鉄、ジエチレントリアミン五酢酸鉄ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸鉄アンモニウム、エチレンジアミン四酢酸鉄ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸鉄アンモニウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄ナトリウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄アンモニウム、フマル酸第一鉄、酢酸鉄、シュウ酸鉄、コハク酸第一鉄、コハク酸クエン酸鉄ナトリウム等の有機酸塩や、ヘム鉄、デキストラン鉄、トリエチレンテトラアミン鉄、ラクトフェリン鉄、トランスフェリン鉄、鉄クロロフィリンナトリウム、フェリチン鉄、含糖酸化鉄、硫化グリシン鉄を挙げることができるが、中でもクエン酸第一鉄ナトリウムやクエン酸鉄ナトリウムが好ましい。
上記鉄化合物は、それぞれ単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。鉄化合物の投与量としては、ALA類の投与量(ALA換算)に対してモル比で0.01〜100倍であればよく、0.05倍〜10倍が望ましく、0.1倍〜8倍がより望ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤は、過剰症を生じない範囲で、鉄化合物に代えて、あるいは、鉄化合物に加えて、さらに他の金属化合物を含有するものとすることができる。かかる金属化合物としては、マグネシウム化合物、亜鉛化合物、ニッケル化合物、バナジウム化合物、コバルト化合物、銅化合物、クロム化合物、モリブデン化合物等を挙げることができる。
本発明の移植臓器生着促進方法においては、ALA類及び鉄化合物を併用投与することが好ましい。この場合、ALA類と鉄化合物とを含む組成物として、あるいは、それぞれ単独で同時又は前後して投与することができる。それぞれ単独で投与する場合は同時に投与することが好ましいが、それぞれ単独で前後して投与する場合は、ALA類と鉄化合物との投与が相加的効果、好ましくは相乗的効果を奏することができるように投与することが好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤は、ドナーから摘出した臓器や、ドナーから摘出した臓器を一旦保存液に保管した後の臓器や、再生医療技術を用いて自家移植用に作製した臓器や、これらの臓器をALA類に浸漬した後の臓器等を移植した後のレシピエントにのみ投与することもできるが、臓器を摘出する前のドナーにも合わせて投与することが生着率を向上させる点で好ましい。このように、臓器移植前のドナー及び臓器移植後又は移植前後のレシピエントに、本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットを投与することで生着率が向上する点は、本発明の大きな特徴である。
臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットが投与された、レシピエントに由来する単離された免疫細胞や、臓器移植前のドナー及び臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットが投与された、レシピエントに由来する単離された免疫細胞を、必要に応じて増殖させて、該免疫細胞を採取した同一及び/又は別のレシピエントに投与することにより、該免疫細胞が投与されたレシピエントは、本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットを投与しなくても、個体レベルで免疫寛容が誘導促進される(二次免疫寛容の誘導促進)。この二次免疫寛容の誘導促進は、移植臓器生着促進が免疫寛容誘導によるものであることを示し、養子免疫療法に適用することができる。例えば、一旦、免疫寛容が誘導されたヒトから、免疫細胞を取り出して保管しておけば、免疫寛容が解除された際に(例えば、移植臓器を受け入れなくなったとき等)、本発明の移植臓器生着促進剤を投与しなくても、その細胞を移植することにより、免疫寛容の状態を回復させることができる。この二次免疫寛容の誘導促進は本発明の特に大きな特徴である。
上記免疫細胞としては、脾臓細胞の他、マクロファージ、樹状細胞、T細胞、B細胞、NK細胞、好中球、好酸球、ミエロイド由来抑制細胞(MDSC)等を挙げることができるが、制御性T細胞や脾臓細胞が好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤や、移植臓器生着促進キットの各成分の投与経路としては、舌下投与も含む経口投与、あるいは、点鼻投与、吸入投与、点滴を含む静脈内投与、パップ剤等による経皮投与、座薬、又は経鼻胃管、経鼻腸管、胃漏チューブ若しくは腸漏チューブを用いる強制的経腸栄養法による投与等の非経口投与などを挙げることができるが、経口投与が好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤や、移植臓器生着促進キットの各成分の剤型としては、上記投与経路に応じて適宜決定することができるが、注射剤、点鼻剤、点滴剤、錠剤、カプセル剤、細粒剤、散在、液剤、シロップ等に溶解した水剤、パップ剤、座剤等を挙げることができる。本発明の移植臓器生着促進剤や、移植臓器生着促進キットの各成分は医薬用途の他、錠剤やカプセル剤のサプリメントの形態で投与することもできる。また特に、嚥下することが困難な高齢者や乳幼児等には、口中において速やかな崩壊性を示す崩壊錠の形態や、経鼻胃管投与に適した液剤の形態が好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤、移植臓器生着促進キットを調製するために、必要に応じて、薬理学的に許容し得る担体、賦形剤、希釈剤、添加剤、崩壊剤、結合剤、被覆剤、潤滑剤、滑走剤、滑沢剤、風味剤、甘味剤、可溶化剤、溶剤、ゲル化剤、栄養剤等を添加することができ、具体的には、水、生理食塩水、動物性脂肪及び油、植物油、乳糖、デンプン、ゼラチン、結晶性セルロース、ガム、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、グリセリンを例示することができる。なお、本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットを水溶液として調製する場合には、ALA類の分解を防ぐため、水溶液がアルカリ性とならないように留意する必要があり、アルカリ性となってしまう場合は、酸素を除去することによって分解を防ぐこともできる。
本発明の移植臓器生着促進剤は、摘出されたドナーの臓器をレシピエントに移植した場合に惹起されるレシピエント側の免疫応答を抑制し、臓器移植に伴う拒絶反応を抑制し、移植臓器の生着率を高めうる点で有用であり、ドナーから摘出後の臓器の保存剤として用いることができるほか、既存の臓器保存液に添加して、臓器移植における移植臓器生着促進効果を増強することができる。前記拒絶反応としては、臓器移植後の超急性拒絶反応、急性拒絶反応、慢性拒絶反応を挙げることができる。
上記超急性拒絶反応とは、異種臓器移植に多く見られ、移植直後から移植後24時間以内におこる激しい拒絶反応とされ、血管が縫合されて血流を再開した後、数分から数時間以内に、例えば、移植臓器の動脈に血栓が形成されるかどうかを超急性拒絶反応の有無の判断基準とすることができるが、心臓移植の場合には、移植直後から移植後24時間以内の拍動の停止を判断基準とすることができる。上記急性拒絶反応とは、移植後3日から1週間前後の間に起こる拒絶反応とされ、心臓移植の場合には、移植後24時間以降の拍動の停止を急性拒絶反応の有無の判断基準とすることができる。上記慢性拒絶反応とは、移植後3ヶ月以降に起こる拒絶反応とされ、詳しいメカニズムは不明であるが、心臓移植の場合には、拍動の停止を慢性拒絶反応の有無の判断基準としてもよい。
本発明におけるドナー及び/又はレシピエントとしては、ヒト、ヒヒ、ウシ、ブタ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、マウス等の哺乳動物を挙げることができ、本発明の移植臓器生着促進剤を用いて行われる臓器移植の態様としては、ドナーからレシピエントへの臓器の移植が可能な態様であれば特に制限されないが、マウスからマウスへ、ラットからラットへ、ウサギからウサギへ、イヌからイヌへ、ネコからネコへ、ブタからブタへ、サルからサルへ、ヒヒからヒヒへ、ヒトからヒトへ等の同種臓器移植や、ブタからヒトへ、ウシからヒトへ、サルからヒトへ、ヒヒからヒトへ等の異種臓器移植を挙げることができる。
本発明の移植臓器生着促進剤を用いての臓器移植は、常法により行うことができ、ドナー等から提供された臓器をレシピエントの対応臓器を取り除いてレシピエントにおける同じ場所に移植する同所性臓器移植であっても、ドナー等から提供された臓器を、レシピエントの臓器を残したままでレシピエントの別の部位に移植する異所性臓器移植であってもよい。
本発明の移植臓器生着促進剤は、臓器が移植された後のレシピエントに投与されることが必要であり、具体的な投与時期としては、例えば、移植当日の次の日〜10日後、好ましくは移植当日の次の日〜15日後、より好ましくは移植当日の次の日〜1月後、特に好ましくは、移植当日の次の日〜移植臓器の生着が十分に確認された日を挙げることができるが、必要に応じて長期間投与を続けることも可能であり、移植当日よりも以前から投与することもできる。
前述したように、生着率を向上させるためには、本発明の移植臓器生着促進剤を、臓器を摘出するドナーにあらかじめ投与しておくことが好ましい。しかし、特に脳死移植などの際などドナーに十分量投与する時間的余裕がない場合は、ドナーから摘出した臓器に直接投与するか、又は当該臓器を本発明の移植臓器生着促進剤含有液に浸漬するか、もしくは当該臓器を保管した保管液中 に本発明の移植臓器生着促進剤を添加するなどの、摘出後の臓器への投与によっても同様の効果が得られる。再生医療技術を用いて自家移植用に作製した臓器を用いる場合も、当該臓器の保管液中に添加する手法が採用できる。このように、本発明のドナーから摘出後の臓器の保存剤は、移植臓器生着促進剤を含み、粉末、顆粒、錠剤等の固形タイプや液体タイプとして構成することができる。固形タイプの場合、必要に応じて、分散剤、溶解剤、pH調節剤を配合しておくことができる。液体タイプの場合、緩衝能を有するものが好ましい。また、液体タイプの場合、濃縮保存液とし、使用時に生理食塩水等で希釈して用いることもできる。
本発明におけるドナーに本発明の移植臓器生着促進剤を投与する場合は、臓器を摘出する前の所定期間投与されることが必要であり、具体的な投与時期としては、臓器の摘出手術の当日の1週間前〜摘出当日、好ましくは5日前〜摘出当日、より好ましくは3日前〜摘出当日、さらに好ましくは2日前〜摘出当日を挙げることができ、臓器の摘出手術後に、臓器を輸送等する必要がある場合は、本発明の移植臓器生着促進剤を保存液に保管する等の措置をとることが好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤や移植臓器生着促進キットは、前記のように、ヒトの他、家畜・家禽類やペットなど獣医分野でも使用することができる。かかる移植臓器生着促進剤等の投与の量・頻度・期間としては、対象がヒトの場合、年齢、体重、症状等により異なるが、ALA類の投与量としては、ALAモル換算で、成人一人あたり、0.1〜12mmol/日、好ましくは0.2〜9mmol/日、より好ましくは0.3〜6mmol/日、さらに好ましくは、0.35mmol/日〜4mmol/日 を挙げることができ、投与頻度としては、一日単回〜複数回の投与又は点滴等による連続的投与を例示することができる。投与期間は、当該技術分野の薬理学者や臨床医が既知の方法により決定することもできる。
本発明の移植臓器生着促進剤を臓器保存液として使用する場合のALA類の濃度としては、0.1μM〜100mMを挙げることができ、1μM〜10mMが好ましく、5μM〜5mMがより好ましく、10μM〜1mMが最も好ましい。
本発明の移植臓器生着促進剤は、他の既存の臓器移植免疫抑制方法と組み合わせて使用することもできる。既存の臓器移植免疫抑制方法としては、CD2、CD3、CD4、CD7、CD25、CD28、CD45、B7等の抗体の免疫抑制性モノクローナル抗体を利用した免疫寛容誘導方法を挙げることができる。これらの薬剤や方法とALAの臓器移植免疫抑制効果に関するメカニズムはそれぞれ根本的に異なると考えられるため、相加的な、場合によっては相乗的な効果が期待できる。また、既存の臓器移植免疫抑制剤の投与量を減ずることで副作用を減らす効果も期待される。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
[異所性同種心臓移植モデルマウスの作製]
移植する心臓を提供するドナーマウスとして、B10マウス(雄、平均10週齢、体重20〜25g)を用いた。ドナーから取り出した心臓を移植するレシピエントマウスとして、CBAマウス(雄、平均10週齢、体重20〜25g)を用いた。マウス異所性同種心臓移植の手順は、臓器移植実験マニュアル(秀潤社)、第1章第2部2−1−5「マウス異所性心移植」の記載にしたがった。以下に概要を示す。
ドナーマウスを麻酔後開胸し、冷ヘパリン添加生理食塩水1mLを用いて十分灌流した後心臓を摘出し、摘出した心臓を冷ヘパリン添加生理食塩水に保存した。レシピエントマウスを麻酔後開腹し、ドナーマウスから摘出された心臓を腹部大静脈に移植し、異所性心臓移植モデルマウスを作製した。
[マウス同種移植心臓の生着効率(1)]
上記の異所性心臓移植モデルマウスを、以下の表1の(1)〜(4)に示される各群の投与パターンに分けて本発明の移植臓器生着促進剤の経口投与実験を行った。被検マウスは、投与組成物の摂取のほか、麻酔処置前及び麻酔が覚めた後は自由に食餌や水を取ることができた。実験の概要を図1に示す。
グループ(1)〜(4)の投与結果を以下に示す。また、経過日数と心臓拍動率の関係を図2に示す。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方に滅菌水を投与したグループ(1)では、9日目までに全ての個体について、移植心臓が停止し、長期拍動個体はなかった。より詳細には、移植後6日目に1匹、7日目に2匹、8日目に2匹、9日目に1匹の移植心臓が拍動停止した。
ドナーマウスのみALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したグループ(2)では、8日目までに全ての個体について、移植心臓の停止又は個体の死亡があり、長期拍動個体はなかった。7日目に4匹、8日目に2匹の移植心臓が拍動停止した。
レシピエントマウスのみALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したグループ(3)では、長期拍動個体がみいだされた。より詳細には、12日目に2匹の移植心臓が拍動停止した。66日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が1匹、70日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が1匹あった。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方にALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したグループ(4)では、長期拍動継続個体の数が顕著に多かった。より詳細には、8日目に1匹の移植心臓が拍動停止した。66、76日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が各2匹あり、96、106日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が各1匹あった。
本実験モデルは、侵襲性の大きい手術を施すため、ALA類と鉄化合物の投与の有無とは無関係にストレスによる個体死亡が起こるのはある程度予想されることではあった。しかしながら、移植前のドナーに、また、移植後のレシピエントにALA類と鉄化合物を経口投与した場合に長期拍動継続個体の数は多く、ALA類と鉄化合物を投与することにより、臓器の生着率が顕著に上がることが確認された。グループ(3)のマウスも長期拍動個体があり、移植後のレシピエントに投与するのみでも本発明の移植臓器生着促進剤は、効果があることが確認された。
[マウス同種移植心臓の生着効率(2)]
上記の異所性同種心臓移植モデルマウスについて、以下の表2のグループ(a)〜(e)に示される各群の投与パターンに分けて、本発明の移植臓器生着促進剤について、鉄化合物の含有量の多寡による効果の相違を検討した。被検マウスは、投与組成物の摂取のほか、麻酔処置前及び麻酔が覚めた後は自由に食餌や水を取ることができた。
グループ(a)〜(e)の投与結果を以下に示す。また、経過日数と心臓拍動率の関係を図3に示す。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方に滅菌水を投与したグループ(a)では、9日目までに全ての個体について、移植心臓が停止し、長期拍動個体はなかった。より詳細には、移植後6日目に2匹、7日目に5匹、8日目に2匹の移植心臓が拍動停止した。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方にALA(100mg/kg)を投与したグループ(b)では、8日目までに全ての個体について、移植心臓が停止し、長期拍動個体はなかった。より詳細には、7日目に2匹、8日目に3匹の移植心臓が拍動停止した。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方にALA(100mg/kg)+SFC(11.5mg/kg)を投与したグループ(c)では、長期拍動個体があった。より詳細には、移植後8日目に1匹、12日目に1匹の移植心臓が拍動停止したが、25日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が1匹、29日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が2匹あった。
ドナーマウス・レシピエントマウス双方にALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したグループ(d)では、長期拍動継続個体の数が顕著に多く、生存期間が長期にわたる個体が多かった。より詳細には、63、73日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が各2匹あった。93日、103日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が各1匹あった。
レシピエントマウスのみALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したグループ(e)では、長期拍動個体があった。より詳細には、15日目に1匹の移植心臓が拍動停止したが、29日経過時点で移植心臓が拍動を続ける個体が2匹あった。
グループ(b)とグループ(c)及び(d)との比較により、移植前のドナーと、移植後のレシピエントにALA類を投与する場合、ALA類単独で投与するよりも、ALAと鉄化合物を組み合わせて投与した方が、有意に免疫抑制効果が増大し、レシピエントの生存率が上がることが確認された。また、鉄化合物の添加量としては、クエン酸第一鉄ナトリウム115mg/kgが投与されたグループ(d)の成績がよかったことが確認された。また、グループ(e)のマウスも長期拍動個体があり、移植後のレシピエントに投与するのみでも本発明の移植臓器生着促進剤は、効果があることが確認された。
[移植臓器生着の機序は免疫寛容]
ALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を、ドナーマウス・レシピエントマウス双方に心臓移植2日前から移植日まで投与し、心臓移植後はレシピエントマウスのみに11日目まで一日一回投与し続け、長期生着(>100日)した一次移植レシピエントマウス(CBA)由来の脾臓細胞を単離し、この脾臓細胞を別のレシピエント系統マウス(CBA)に腹腔内注射すると同時に、一次移植時と同じ系統のドナーマウス(B10)の心臓を上記レシピエント系統マウス(CBA)に移植した。結果を図4に示す。その結果、ALA+SFC投与心臓移植を経験した脾臓細胞移植により心臓二次移植の生着率が促進された(二次免疫寛容の誘導)。すなわち、一次移植を行ったレシピエント系統マウス(CBA)由来の脾臓細胞をドナーマウス(B10)の心臓と同時に移植したマウス(Tolerant;n=5)は、一次移植を行っていないレシピエント系統マウス(CBA)由来の脾臓細胞をドナーマウス(B10)の心臓と同時に移植したマウス(Naive;n=5)と比較し、心臓の生着率が向上した。この結果は、移植臓器生着の機序が免疫寛容であることを示している。
[移植臓器生着マウスは個体レベルで免疫寛容]
ALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を、ドナーマウス・レシピエントマウス双方に心臓移植2日前から移植日まで投与し、心臓移植後はレシピエントマウスのみに11日目まで一日一回投与し続け、長期生着(>100日)した一次移植レシピエントマウス(CBA)由来の脾臓細胞を単離し、この脾臓細胞を別のレシピエント系統マウス(CBA)に腹腔内注射すると同時に、一次移植時と同じ系統のドナーマウス(B10)の皮膚を上記レシピエント系統マウス(CBA)に移植した。皮膚移植30日後の結果を図5に示す。その結果、ALA+SFC投与心臓移植を経験した脾臓細胞移植により皮膚移植の生着が観察された。この結果は、移植臓器生着マウスは個体レベルで免疫寛容を起こしていることを示している。
[脾臓中の制御性T細胞数]
レシピエント系統マウス(CBA)の脾臓中の制御性T細胞数をフローサイトメーターにより測定した。1)群は滅菌水のみを投与したレシピエント系統マウス(n=6)、2)群はALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を投与したレシピエント系統マウス(n=6)、3)群はドナーマウス・レシピエントマウス双方に滅菌水を投与した一次心臓移植レシピエントマウス(CBA)由来の脾臓細胞を腹腔内注射した別のレシピエント系統マウス(n=6)、4)群はALA(100mg/kg)+SFC(115mg/kg)を、ドナーマウス・レシピエントマウス双方に心臓移植2日前から移植日まで投与し、心臓移植後はレシピエントマウスのみに11日目まで一日一回投与し続けた一次心臓移植レシピエントマウス(CBA)由来の脾臓細胞を腹腔内注射した別のレシピエント系統マウス(n=6)をそれぞれ供試した。結果を図6に示す。その結果、4)群のレシピエント系統マウスにおける制御性T細胞数は、3)群におけるそれよりも有意に多く、脾臓中の制御性T細胞の比率が増加していることがわかる。この結果は、ALA+SFC投与が免疫寛容を誘導していることを示している。
[ALA含有保存液の心臓の保存・移植効果]
ドナーから摘出後の臓器のALA含有保存剤の有効性を、臓器の鮮度保持について調べた。臓器の鮮度保持は、保存中に拍動が停止していた心臓が移植により再び拍動を開始するまでの時間(second)、すなわち再鼓動時間(Re-beating time)により調べた。保存・移植する心臓を提供するドナーマウスとして、B10マウス(雄、7〜10週齢、体重20〜25g)を用いた。
保存液としては、塩化カリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸2水素カリウム、及びグルコースを含む基本溶液に、終濃度でALAが100μM、硫酸鉄が5μMとなるように添加した保存液G6(+)、並びに、上記基本溶液に、終濃度で硫酸鉄が5μMとなるように添加した保存液G6(−)を供試した。上記ALAとしては、ALA塩酸塩を用いた。これらの供試保存液の浸透圧は326〜363Osm/kgであった。また対照として、市販の臓器保存液(アステラス製薬株式会社製「ビアスパン」;保存液UW)を用いた。これらの保存液の温度を氷冷とし、保存期間は24時間とした。
再鼓動時間の測定には、保存液G6(+)、保存液G6(−)及び保存液UWを供試した。また、再鼓動時間の測定は、臓器移植実験マニュアル(秀潤社)、第1章第2部2−1−5「マウス異所性心移植」の記載、及びEuropean Heart Journal(2011)32,509-516の記載にしたがった。以下に概要を示す。
ドナーマウスを麻酔後開胸し、供試保存液1mLを用いて十分灌流した後心臓を摘出し、摘出した心臓を供試保存液中で保存した。レシピエントマウスを麻酔後開腹し、ドナーマウスから摘出・保存された心臓を腹部大静脈に移植し、異所性心臓移植モデルマウスを作製した。その際、心臓への血液の再灌流の開始から心臓の再鼓動開始までの時間を計測し、再鼓動時間とした。
[ALA含有保存液による再鼓動時間の短縮]
移植用マウスの心臓を保存液G6(+)、保存液G6(−)及び保存液UWの中で24時間保存した後、異所性同種心臓移植を行い、再鼓動時間(second)を測定した。結果を図7に示す。その結果、ALA(100μM)+硫酸鉄(5μM)溶液からなる保存液G6(+)の再鼓動時間(秒)の平均値は108秒、硫酸鉄(5μM)溶液からなる保存液G6(−)の再鼓動時間(秒)の平均値は145秒、対照保存液UWの再鼓動時間(秒)の平均値は229秒であった。このように、保存液G6(+)を用いると、保存液UWを用いる場合に比べて、再鼓動時間を有意に(t検定;p=0.0244)短縮できることがわかった。
本発明の免疫寛容の誘導促進剤は、医薬・医療の分野で有利に使用することができる。

Claims (6)

  1. 臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、下記式(I)で示される化合物又はその塩と、鉄化合物とを含有する移植臓器生着促進剤が投与された、当該レシピエントに由来する単離された免疫細胞を含むことを特徴とする免疫寛容の誘導促進剤。

    (式中、Rは、水素原子又はアシル基を表し、Rは、水素原子、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す)
  2. 臓器移植前のドナー、並びに、臓器移植前及び/又は後のレシピエントに、下記式(I)で示される化合物又はその塩と、鉄化合物とを含有する移植臓器生着促進剤が投与された、当該レシピエントに由来する単離された免疫細胞を含むことを特徴とする免疫寛容の誘導促進剤。

    (式中、Rは、水素原子又はアシル基を表し、Rは、水素原子、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す)
  3. 免疫細胞が制御性T細胞であることを特徴とする請求項1又は2記載の免疫寛容の誘導促進剤。
  4. 式(I)で示される化合物が、5−アミノレブリン酸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
  5. 鉄化合物が、塩化第二鉄、三二酸化鉄、硫酸鉄、ピロリン酸第一鉄、クエン酸第一鉄、クエン酸鉄ナトリウム、クエン酸第一鉄ナトリウム、クエン酸鉄アンモニウム、ピロリン酸第二鉄、乳酸鉄、グルコン酸第一鉄、ジエチレントリアミン五酢酸鉄ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸鉄アンモニウム、エチレンジアミン四酢酸鉄ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸鉄アンモニウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄ナトリウム、ジカルボキシメチルグルタミン酸鉄アンモニウム、フマル酸第一鉄、酢酸鉄、シュウ酸鉄、コハク酸第一鉄、コハク酸クエン酸鉄ナトリウム、ヘム鉄、デキストラン鉄、トリエチレンテトラアミン鉄、ラクトフェリン鉄、トランスフェリン鉄、鉄クロロフィリンナトリウム、フェリチン鉄、含糖酸化鉄、及び硫化グリシン鉄から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
  6. 鉄化合物が、クエン酸第一鉄ナトリウムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の免疫寛容の誘導促進剤。
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