JP2021143171A - 破骨細胞活性抑制剤、破骨細胞遺伝子発現抑制剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】破骨細胞活性を抑制する成分及び破骨細胞機能遺伝子発現を抑制する成分を提供する。【解決手段】キヌレン酸又はその塩を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤及び破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤、また、キヌレン酸又はその塩を含む真珠層抽出物を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤。【選択図】なし

Description

本発明は、破骨細胞活性抑制剤及び破骨細胞遺伝子発現抑制剤に関する。
破骨細胞とは、骨再構築(骨リモデリング)過程において、骨を破壊(骨吸収)する役割を担っている細胞で、5個から20個(あるいはそれ以上)の核をもつ多核巨細胞である(ただし、単核の破骨細胞も確認されている)。
破骨細胞は大型かつ樹枝状の運動性細胞であり、骨吸収を専門に行う。骨髄由来の単球マクロファージ系の前駆細胞が分化・融合して破骨細胞になることが知られており、数個から数十個の核を有して細胞質は好酸性を示し、酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ(Tartrate-Resistant Acid Phosphatase:TRAP)活性を有する。
破骨細胞は骨基質を溶かして吸収する。具体的には周りにコラゲナーゼや水素イオン、そのほかのサイトカインを放出し、コラーゲンの分解やカルシウム塩結晶の融解を引き起こす。
破骨細胞の分化は、以下のとおり明らかになっている。
1.骨芽細胞が分泌するマクロファージコロニー刺激因子 M-CSF (macrophage colony-stimulating factor) の作用により、骨髄系前駆細胞は未熟貪食細胞に分化する。
2.骨芽細胞との相互作用の中で未熟貪食細胞が表出する。特に重要な分子として、骨芽細胞が表出するRANK-L (receptor activator of NF-κB ligand) と未熟貪食細胞が表出するRANKが関係している。
3.成熟した破骨細胞は骨基質に結合し、基質を吸収する。
関連疾患として、以下のものが例示される。
1.骨ページェット病では、破骨細胞による骨融解が異常に亢進する。これを直そうと骨芽細胞が未熟な骨(線維骨)を作ることから、骨がもろくなる。
2.副甲状腺機能亢進症では、副甲状腺ホルモンが増えすぎることによって破骨細胞が増え、活動が亢進することによって骨がもろくなる。
3.骨粗鬆症では、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨融解のバランスが崩れ、骨量の低下が出現する。破骨細胞を抑制する薬剤には、ビスフォスフォネートや抗RANKL抗体などがある。
キヌレン酸又はその塩、及びその誘導体について、各種の生理活性を検討することは古くから行われてきた。(特許文献1及び2)。
しかしながら本成分が破骨細胞に影響を与えることについては知られていなかった。
特開昭55-151511号公報 特表2008-508250号公報
本発明の課題は、破骨細胞活性抑制作用及び破骨細胞遺伝子発現抑制作用を有し、骨ページェット病、副甲状腺機能亢進症及び骨粗鬆症の予防及び改善に有用な成分を提供することにある。
本発明者らは、破骨細胞活性を抑制する成分及び破骨細胞遺伝子発現を抑制する成分を得ることで上記疾患に適用できると考えた。
破骨細胞活性を抑制する成分及び破骨細胞遺伝子発現を抑制する成分を探索したところ、キヌレン酸がその効果を有することを見出した。また、破骨細胞活性を抑制する成分として、真珠層抽出物がその効果を有することを見出した。
本発明はキヌレン酸又はその塩を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤及び破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤であり、また、キヌレン酸又はその塩を含む真珠層抽出物を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤である。
本発明により、破骨細胞活性抑制剤及び破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤を提供することができる。
キヌレン酸の破骨細胞活性抑制作用(確認試験−1)を示す図である。
キヌレン酸の破骨細胞機能遺伝子発現抑制作用(確認試験−2)を示す図である。
真珠層抽出物の破骨細胞活性抑制作用(確認試験−3)を示す図である。
本発明は、キヌレン酸又はその塩を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤及び破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤に関する。また、キヌレン酸又はその塩を含む真珠層抽出物を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤に関する。
キヌレン酸又はその塩は、市販されている試薬が利用でき、また、化学合成や動植物からの抽出によっても得ることができる。例えば、アコヤガイ、シロチョウガイ、クロチョウガイ等貝類の真珠層から得ることもできる。本発明のキヌレン酸又はその塩には、その水和物も含まれる。
キヌレン酸又はその塩をアコヤガイ等の貝類から抽出する場合、真珠の真珠層、貝殻の真珠層等のいずれの真珠層も用いることができる。
真珠はそのまま用いることも、或いは核を取り除いて用いることもできるが、核を取り除いて用いることが望ましい。
真珠層を有する貝殻を利用する場合は、貝殻に付着した触手動物、軟体動物、節足動物、環形動物、脊索動物、海藻類等々多種多様の生物や海泥等の無機物を、水、ブラシ、ヘラ等で取り除いて用いることが望ましい。また、貝殻の殻皮層、稜柱層はブラシ、ヘラ、グラインダー等を用いて取り除くことが望ましい。さらに、抽出をスムーズに行うために破砕・粉砕工程を行うことが望ましい。
抽出溶媒としては特に限定されないが、例えば水;メチルアルコール、エチルアルコール等の低級1価アルコール;グリセリン、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール等の液状多価アルコール等の一種又は二種以上を用いることができる。
本発明はキヌレン酸又はその塩をそのまま用いる他に、医薬品、食品、化粧品に利用できる原料とともに製剤を作成することも、既存の医薬品、食品、化粧品にキヌレン酸又はその塩を加えて利用することもできる。製剤の形態の例としては、カプセル、粉末、顆粒、固形、液体、ゲル、乳液、クリーム、シート等が挙げられる。
キヌレン酸又はその塩の配合量は、剤型その他の要因で大きく変わるが、キヌレン酸として、好ましくは製剤中0.00000001質量%以上、より好ましくは0.0000002〜0.000005質量%とする。また、真珠層抽出物は、好ましくは製剤中0.000005質量%以上、より好ましくは0.00001〜0.0001質量%とする。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
確認試験−1
キヌレン酸の破骨細胞活性抑制作用を確認した。キヌレン酸は市販品を用いた。
〔in vitroの破骨細胞アッセイ系〕
本発明では、再生3週間後の鱗における細胞群を実験に用いた。細胞群はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗った後に、Leibovitz’s L-15培地(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)に浸した。そこに溶媒のみ、あるいはキヌレン酸を2 ng/mL, 10 ng/mL, 50 ng/mLとなるように添加し、15℃でインキュベーションした。6時間後に鱗を回収し、TRAP活性測定用に、96wellプレートに1枚ずつ分け入れ、150 μLの20 mM酒石酸-0.1 M酢酸バッファ(pH 5.3)に浸して-80℃で保存した。
〔TRAP活性の測定〕
測定前にサンプルを解凍し、40 mMのp-Nitrophenyl phosphate(pNPP; 富士フィルム和光純薬株式会社)を溶かした酒石酸-酢酸バッファを50 μLずつ添加し、25℃で20分間反応させた。50 μLの50 mM EDTA, 3 N NaOHを加えることで反応を停止し、新しいプレートに上清を100 μLずつ移した。プレートリーダー(Wallac 1420 ARVO Sx; パーキンエルマー)で405 nmの吸光度を測定し、p-Nitrophenol(pNP)の検量線を元にpNP生成量を算出した。鱗の面積を測定するため、反応後に残った鱗をメチレンブルー溶液中で一晩かけて着色し、スキャナーを用いて鱗の画像を取り込んで、フリーソフトであるImage Jで面積を測定した。TRAP活性は一定時間における鱗面積当たりのpNP生成量(nmol/ hr/ mm2)として算出した。
確認試験−1より、キヌレン酸により、破骨細胞活性が統計学的に有意に(p<0.05)抑制された。結果を図1に示した。
確認試験−2
キヌレン酸の破骨細胞機能遺伝子発現抑制作用を確認した。キヌレン酸は市販品を用いた。
〔in vitroの破骨細胞アッセイ系〕
本発明では、再生3週間後の鱗における細胞群を実験に用いた。細胞群はPBSで洗った後に、Leibovitz’s L-15培地(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)に浸した。そこに溶媒のみ、あるいはキヌレン酸を2 ng/mL, 10 ng/mL, 50 ng/mLとなるように添加し、15℃でインキュベーションした。6時間後に鱗を回収し、遺伝子発現解析用にはエッペンドルフチューブに8枚ずつ採取し、800 μLのISOGEN(株式会社ニッポンジーン)に浸して-80℃で保存した。
〔遺伝子発現の解析〕
ISOGENに漬けた鱗を解凍し、ボルテックスで2分間攪拌した。クロロホルム160 μLを添加し、再び2分攪拌後、4℃, 20,000 Gで15分の遠心を行って上清を採取した。この上清に等量のイソプロパノールを加え、軽く攪拌して5分間氷上で静置し、4℃, 20,000 Gで20分間遠心分離した。上清をデカンテーションで取り除き、80%エタノールを1 mL加え、軽く攪拌した後、4℃, 20,000 Gで10分間遠心分離した。上清をデカンテーションで取り除き、遠沈管の蓋をあけたまま15分間静置してアルコールを蒸発除去した後、20 μLの蒸留水を加えて沈殿していたRNAを溶解した。RNAの濃度は卓上分光光度計(Gene Quant 100; GEヘルスケア)で測定した。RNAの逆転写は市販のキット(PrimeScript RT Reagent kit; タカラバイオ株式会社)を用いて、手順どおりに行いcDNAを得た。リアルタイムPCR用のプレミックス試薬として、TB Green Premix Ex Taq(タカラバイオ株式会社)を用いた。破骨細胞の機能遺伝子としてCathepsin K(Fw: TGGGAGGGCTGGAAACTCAC, Rv: CATGAGCCGCATGAACCTTG)とvATPase(Fw: ACACCGCTTGCTGCTTTCTTTC, Rv: ACCAGTGTGGAGCAGAACTTG)を選び、それぞれのプライマーでcDNAの増幅を行った。各発現量はβ-actin(Fw: CGAGCGTGGCTACAGCTTCA, Rv: GCCCGTCAGGGAGCTCATAG)のcDNA発現量で補正を行った。PCRはMX3000P(アジレント・テクノロジー株式会社)を用いて、60℃45秒90℃10秒の反応を40回行った。データの解析はMX3000P付属のソフトウェアを用いて行った。
確認試験−2より、キヌレン酸により、破骨細胞の機能遺伝子の一つであるvATPase遺伝子の発現が統計学的に有意に(p<0.05)抑制された。結果を図2に示した。
確認試験−3
真珠層抽出物の破骨細胞活性抑制作用を確認した。真珠層抽出物は以下の操作により得た。また、真珠層抽出物の組成を確認した。
〔真珠層抽出物の製法〕
アコヤガイ貝殻の付着物を取り除き、稜柱層をグラインダー等により削り除去したのち、粉砕した。このアコヤガイ貝殻粉砕物を篩にかけ、35メッシュ通過物を真珠層粉末とした。真珠層粉末10gに、50容量%エタノール水溶液を加え30mLとした。
室温にて48時間、回転振とうを行った。これを遠心分離し、上清を得た。これを減圧蒸留し、次いで凍結乾燥を行い、残分を真珠層抽出物とした。
〔真珠層抽出物の組成〕
真珠層抽出物の組成を液体クロマトグラフ−タンデム質量分析計(LC/MS/MS)にて測定した。試料調製方法及び測定条件は次に示すものを用いた。
〔試料調製方法〕
真珠層抽出物に蒸留水1mL加えてよく攪拌して再溶解した。これを遠心分離し、上清を回収した後、孔径0.22μmのフィルターろ過した液をLC/MS/MSによって測定した。
〔LC/MS/MS測定条件〕
四重極型質量分析機(LCMS8050; 株式会社島津製作所、京都府京都市)にNexera X2 HPLCシステム(ポンプLC30AD, オートサンプラーSIL30AC, カラムオーブンCTO-20AC, システムコントローラーCBM20A; 島津製作所)を接続して測定を行った。カラムはC18カラム(TSK-gel ODS-100Z 粒子径3μm、2.0 mm×150 mm; 東ソー株式会社、東京都港区)を用いて、カラムオーブンは25℃とした。移動相には10 mM酢酸アンモニウム(和光純薬)0.05%酢酸溶液を用い、メタノールが5%から20分後に50%になるように0.3 mL/minでグラジエントをかけた。MSはネブライザーガス流量を3 L/min, ドライングガス流量を10 L/min、ヒーティングガス流量を10 L/minとし、DL温度を250℃、ヒートブロック温度を400℃、インターフェイス温度を300℃とした。各試料を10μLインジェクションしてESI法でイオン化し、MRMモードで測定を行った。マスクロマトグラムはLC solution(島津製作所)を用いて解析した。MS測定条件は、標準物質のプロダクトイオン解析によってQ1 Pre Bias、 Collogion Energy及び Q3 Pre Biasの最適化を行った後で、最も強度の高いプロダクトイオンを定量イオン、2番目に高いプロダクトイオンを定性イオンとして選択した。
〔測定した物質と測定イオンの質量電荷比〕
Figure 2021143171
〔測定結果〕
LC/MS/MSによる測定を行い以下の結果を得た。
Figure 2021143171
〔破骨細胞活性抑制作用の確認〕
〔in vitroの破骨細胞アッセイ系〕
本発明では、再生3週間後の鱗における細胞群を実験に用いた。細胞群はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗った後に、Leibovitz’s L-15培地(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)に浸した。そこに真珠層抽出物を0.93 mg/mL, 3.73 mg/mLとなるように添加した。これらを15℃でインキュベーションした。6時間後に鱗を回収し、TRAP活性測定用に、96wellプレートに1枚ずつ分け入れ、150 μLの20 mM酒石酸-0.1 M酢酸バッファ(pH 5.3)に浸して-80℃で保存した。
〔TRAP活性の測定〕
上記、確認試験−1、〔TRAP活性の測定〕と同様に測定しTRAP活性を求めた。TRAP活性は一定時間における鱗面積当たりのpNP生成量(nmol/ hr/ mm2)として算出した。
〔破骨細胞活性抑制作用の計算方法〕
得られたpNP生成量(nmol/ hr/ mm2)を、精製水(溶媒)での生成量(対照群)を100%とし比較を行った。
確認試験−3より、真珠層抽出物により、破骨細胞活性が統計学的に有意に(p<0.05)抑制された。結果を図3に示した。
本発明はキヌレン酸又はその塩を有効成分として含有するため、破骨細胞活性抑制作用及び破骨細胞遺伝子発現抑制作用を有し、骨ページェット病、副甲状腺機能亢進症及び骨粗鬆症に有効な予防・改善剤が期待できる。

Claims (6)

  1. キヌレン酸又はその塩を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤。
  2. キヌレン酸又はその塩を有効成分とする破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤。
  3. キヌレン酸又はその塩の由来が真珠層である、請求項1に記載の破骨細胞活性抑制剤。
  4. キヌレン酸又はその塩の由来が真珠層である、請求項2に記載の破骨細胞機能遺伝子発現抑制剤。
  5. 真珠層抽出物を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤。
  6. キヌレン酸又はその塩を含む真珠層抽出物を有効成分とする破骨細胞活性抑制剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113350342A (zh) * 2021-06-01 2021-09-07 南京医科大学附属逸夫医院 犬尿喹啉酸在制备治疗骨质疏松相关疾病的药物中的用途

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