JP3538616B2 - 間質性肺炎治療薬および当該疾病の動物モデルの作成方法並びにそれを用いるスクリーニング方法 - Google Patents
間質性肺炎治療薬および当該疾病の動物モデルの作成方法並びにそれを用いるスクリーニング方法Info
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Description
インターロイキン2阻害剤の少なくとも1種または2種以
上を有効成分とすることを特徴とする間質性肺炎治療薬
に関する。 また、本発明は、間質性肺炎治療薬の動物モデルの作
成方法および当該動物モデルを用いる間質性肺炎治療薬
のスクリーニング方法に関する。 背景技術 間質性肺炎は、乾性咳嗽と息切れを主症状とし、とき
に発熱や関節痛などを伴う疾患であるが、全身性疾患に
合併する場合には、他の全身症状が認められる。 間質性肺炎には急性型と慢性型があり、急性型には、
ハンマン・リッチ症候群(Hamman-Rich syndrome)が知ら
れる。間質性肺炎の治療には、主としてステロイド剤が
用いられるが、一般に予後は不良で肺線維症へと移行す
るものが多く、肺線維症へ移行すれば重篤な経過を辿る
ため、間質性肺炎の治療ひいては肺線維症の予防・治療
のための新たな治療薬が求められている。 従来、ブレオマイシンやシリカをマウスに投与するこ
とによって肺線維症が誘導されることは知られていた
が、間質性肺炎の適当な動物モデルは知られていなかっ
た。 インターロイキン18(IL−18)は、マクロファー
ジの産性するインターフェロンγ(IFN−γ)誘導因
子として1995年に発見された最も新しいサイトカインで
ある[Nature 378,88-91(1995)]。IL−18は、前駆体
(pro IL−18)として合成された後、インターロイ
キン 1β変換酵素[カスパーゼ1(caspase-1)]等により
切断されて活性型(mature IL−18)となる。マウ
スIL−18の前駆体は192個のアミノ酸よりなり、
その活性型は157個のアミノ酸よりなる。 また、ヒトIL−18の前駆体は193個のアミノ酸
よりなり、その活性型は157個のアミノ酸よりなる。 IL−18の受容体は、IL−1受容体ファミリーに
属し、IL−18RαとIL−18Rβとが知られてい
る。 IL−18は、1型ヘルパーT細胞(Th1)やナチ
ュラルキラー細胞(NK細胞)に作用してIFN−γの
産性を誘導するほか、細胞傷害性T細胞活性を増強させ
ることにより細胞傷害活性を増強することが知られてお
り、Th1応答をもたらす炎症性サイトカインと考えら
れている。 これらのことからTh1過剰反応が原因であるインシ
ュリン依存性糖尿病や多発性硬化症およびクローン病等
とIL−18との関連が注目されてきた。 しかしながら、これまで間質性肺炎とIL−18の関
連については全く知られていなかった。 インターロイキン2(IL−2)は、主としてT細胞
(CD4+、CD8+)が分泌するサイトカインで、1
33個のアミノ酸よりなる。IL−2はT細胞増殖因子
(TCGF)とも呼ばれ、T細胞を増殖させるが、IL
−2はT細胞ばかりでなく、B細胞、NK細胞、マクロ
ファージ、好中球等にも作用を及ぼすことが知られてい
る。そして、これら細胞の細胞表面にはIL−2受容体
が発現している。IL−2受容体は、α鎖、β鎖および
γ鎖のサブユニットからなる複合体であり、α鎖はTac
抗原とも呼ばれ、251個のアミノ酸よりなる。また、
γ鎖はIL−4受容体、IL−7受容体およびIL−9
受容体の第二のサブユニットであり、β鎖とγ鎖のサブ
ユニットはIL-15受容体の第二および第三のサブユニ
ットである。 国際出願WO99/51580号公報には、IL−2
の産生を阻害するピラゾール誘導体が、免疫が介在する
疾患の治療に用いられることが開示されており、当該疾
患として、多数例示されている疾患のなかに肺線維症お
よび特発性間質性肺炎の記載も挙げられている。 しかしながら、例示されているいずれの疾患において
も、IL−2の産生を阻害することに基く治療効果につ
いては、何ら具体的な記載がない。 発明の開示 本発明の目的は、間質性肺炎の治療に用いられる新規
な間質性肺炎治療薬を提供することである。 また、本発明の目的は、間質性肺炎治療薬の動物モデ
ルの作成方法および当該動物モデルを用いた間質性肺炎
治療薬のスクリーニング方法を提供することである。 本発明者は、IL−18の生体内での役割を明らかに
するために、マウスにIL−2を投与してリンパ球を活
性化させた状態で、IL−18を投与した際の変化を観
察した。 その結果、IL−18の投与により間質性肺炎が惹起
されることを見い出し、間質性肺炎の病態形成にIL−
18が深く係っていることを見い出した。 本発明者は、IL−18の過剰な作用発現を抑えるこ
とによって間質性肺炎の発症が抑えられると考え、この
仮説を実証するためにIL−18受容体(IL−18R
α)ノックアウト・マウスを用いて検討した結果、IL
−18の働きを抑えることによって間質性肺炎の発症が
抑えられることを確かめて本発明を完成させた。 また、上記において、間質性肺炎はリンパ球を活性化
させた状態、即ち、IL−2の共存下でのみ発症するこ
とからIL−2の作用を抑制することによっても間質性
肺炎の発症が抑制されることを見い出した。 本発明は、IL−18阻害剤および/またはIL−2
阻害剤の少なくとも1種または2種以上を有効成分とする
ことを特徴とする間質性肺炎治療薬に関する。 さらに、上記においてIL−18およびIL−2をげ
っ歯類に投与することによって間質性肺炎の動物モデル
を作成し得ることが見い出されたことから、当該動物モ
デルを用いる間質性肺炎治療薬のスクリーニングが可能
となった。従って、本発明は、間質性肺炎治療薬の動物
モデルの作成方法および当該動物モデルを用いた間質性
肺炎治療薬のスクリーニング方法に関する。 以下、本発明を詳細に説明する。 図面の簡単な説明 図1は正常C57BL/6マウス(陰性対照群)の顕微鏡写
真を示す図である。 図2は正常C57BL/6マウス(ブレオマイシン投与群)
の顕微鏡写真を示す図である。 図3はIL−18ノックアウト・マウス(ブレオマイ
シン投与群)の顕微鏡写真を示す図である。 図4はIL−18受容体αノックアウト・マウス(ブ
レオマイシン投与群)の顕微鏡写真を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明に用いられるIL−18阻害剤としては、過剰
に発現したIL−18の働きを抑える物質であれば特に
限定されない。 本発明に用いられるIL−18阻害剤としては、例え
ば、pro IL−18からmature IL−18への変換を
阻害する物質が挙げられる。当該物質の具体例として
は、システインプロテアーゼの阻害剤を挙げることがで
きる。システインプロテアーゼの阻害剤としてはインタ
ーロイキン1β変換酵素阻害剤(カスパーゼ1の阻害
剤)が好適に使用できる。 また、本発明に用いられるIL−18阻害剤として
は、IL−18結合蛋白質、抗IL−18抗体等のIL
−18の活性を中和する物質およびIL−18受容体へ
のIL−18の結合を阻害する物質等が挙げられる。更
に、IL−18受容体結合後のシグナル伝達の阻害剤等
が挙げられる。 本発明に用いられるIL−18阻害剤としては、特
に、IL−18受容体へのIL−18の結合を阻害する
物質が好適に使用される。 本発明に用いられるインターロイキン1β変換酵素阻
害剤としては、種々の化合物が知られており、具体例と
して、例えば、公開特許公報平5−255218号公報
に記載のペプチド誘導体、公開特許公報平11−147
873号公報に記載のスルホンアミド誘導体、公表特許
公報平10−504285号公報に記載のペプチド誘導
体、公開特許公報平11−147895号公報に記載の
グリシン誘導体および国際出願WO97/24339号
公報に記載のテトラゾール誘導体等が挙げられる。 IL−18結合蛋白質は、文献[Immunity,10,127-136
(1999)]に記載の方法に準じて調整することができる。 IL−18に特異的なモノクローナル抗体は、文献
[J.Immunol.Methods,217,97-102(1998)]に記載の方法に
準じて調製することができる。 IL−18受容体(IL−18Rα)へのIL−18
の結合を阻害する物質の具体例としては、例えば、IL
−18受容体蛋白質およびIL−18の受容体に特異的
なモノクローナル抗体等を挙げることができる。 上記IL−18の受容体に特異的なモノクローナル抗
体は、哺乳動物由来の抗体、キメラ抗体または擬人化抗
体のいずれであっても良い。 本発明に用いられるIL−18受容体蛋白質およびI
L−18の受容体に特異的なモノクローナル抗体は、例
えば、特開平11−100400号公報に記載の方法に
準じて調製することができる。 本発明に用いられるIL−2阻害剤としては、過剰に
発現したIL−2の働きを抑える物質であれば、特に限
定されない。 本発明に用いられるIL−2阻害剤としては、例え
ば、抗IL−2抗体等のIL−2の活性を中和する物
質、IL−2とジフテリア毒素の融合体(IL−2融合
蛋白)のようにIL−2のアンタゴニストとして作用す
る物質およびIL−2受容体へのIL−2の結合を阻害
する物質等が挙げられる。IL−2受容体へのIL−2
の結合を阻害する物質としては、IL−2受容体のα
鎖、β鎖および/またはγ鎖のサブユニットに結合する
抗体およびリガンドを挙げることができる。 抗IL−2抗体等のIL−2の活性を中和する物質
は、例えば、特開昭60−246322号公報に記載さ
れている。 IL−2のアンタゴニストとして作用する物質は、例
えば、特公平6−92318号公報に記載されている。
また、IL−2とジフテリア毒素の融合体製剤は、T細
胞皮膚リンパ腫、乾癬等の治療薬として、DAB389 IL-2
およびオンターク(ONTAK)(商品名)等の開発が進め
られている。ONTAKは、T細胞皮膚リンパ腫の治療薬とし
て、すでに米国においては上市されている。 IL−2受容体へのIL−2の結合を阻害する物質の
具体例としては、抗体IL−2受容体に特異的な抗体が
挙げられる。 抗IL−2受容体に特異的な抗体は、例えば、公開特
許公報昭62−56440号公報、特開平5−2449
82号公報および公開特許公報平7−165795号公
報に開示されている。 抗IL−2受容体に特異的な抗体としては、モノクロ
ーナル抗体が好ましい。抗IL−2受容体に特異的なモ
ノクローナル抗体としては、例えば、抗IL−2受容体
ヒト化モノクローナル抗体(ヒト化抗Tac抗体)が好適
に使用される。ヒト化抗Tac抗体は、米国特許5530
101号公報に開示されている。また、ヒト化抗Tac抗
体は、腎臓移植における拒絶反応抑止薬としてゼナパッ
クス(Zenapax)の商品名で既に米国等において上市さ
れている。 本発明の間質性肺炎治療薬は、適宜、経口投与用製
剤、注射剤または吸入剤等種々の製剤形態で患者に投与
することができる。 また、本発明の間質性肺炎治療薬は、適宜、ステロイ
ド剤等、間質性肺炎に用いられる他の薬剤と組み合わせ
て使用することもできる。更に、本発明に使用されるイ
ンターロイキン 1β変換酵素阻害剤、IL−18結合蛋
白質、抗IL−18抗体、IL−18の受容体に特異的
なモノクローナル抗体、抗IL−2抗体、IL−2融合
蛋白およびIL−2受容体に特異的なモノクローナル抗
体等を適宜2種以上組み合わせて使用することもでき
る。 本発明の間質性肺炎治療薬の各種製剤は、常法により
製造することができる。例えば、経口投与のための剤型
としては、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、細粒剤および散
剤等があり、これらの製剤は、本発明に用いられるIL
−18阻害剤および/またはIL−2阻害剤の少なくと
も1種または2種以上と、乳糖、コーンスターチ、結晶セ
ルロース、ステアリン酸マグネシウム、カルボキシメチ
ルセルロースカルシウム、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、タルク等の通常の医薬品添加物とを適宜混合し、常
法により製造される。 注射剤は、常法によって製造することができ、適宜、
マンニトール、塩化ナトリウム、グルコース、ソルビッ
ト、グリセロール、キシリトール、フルクトース、マル
トース、マンノース等の等張化剤、亜硫酸ナトリウム、
アルブミン等の安定化剤、ベンジルアルコール、パラヒ
ドロキシ安息香酸メチル等の保存剤等を製剤中に添加す
ることができる。 注射剤は、用時溶解用の凍結乾燥製剤とすることもで
きる。凍結乾燥製剤は、常法によって製造することがで
き、適宜、上記、等張化剤、安定化剤、保存剤等を製剤
中に添加することができる。 吸入剤は、常法によって製造することができ、本発明
に用いられるIL−18阻害剤および/またはIL−2
阻害剤の少なくとも1種または2種を生理食塩液に溶解ま
たは懸濁させ、適宜、マンニトール、塩化ナトリウム、
グルコース、ソルビット、グリセロール、キシリトー
ル、フルクトース、マルトース、マンノース等の等張化
剤、亜硫酸ナトリウム、アルブミン等の安定化剤、ベン
ジルアルコール、パラヒドロキシ安息香酸メチル等の保
存剤等を添加して調製される。 本発明に用いられるIL−18阻害剤および/または
IL−2阻害剤の少なくとも1種または2種が、IL−1
8またはIL−2の受容体に特異的なモノクローナル抗
体である場合には、本発明の間質性肺炎治療薬は、通常
注射剤もしくは吸入剤として用いられる。当該注射剤も
しくは吸入剤の製造も常法によって行うことができる。 本発明の間質性肺炎治療薬の投与量は、本発明に用い
られる阻害剤の種類、投与経路、患者の病態、年齢、体
重などによってもそれぞれ異なるが、通常、1日当たり
0.1mgから1,000mgであり、これを1度にま
たは2〜3回に分けて適宜投与する。 本発明に包含される間質性肺炎治療薬の動物モデルに
使用されるげっ歯類としては、マウス、ラット等が挙げ
られるが、マウスが好ましい。 本発明の間質性肺炎の動物モデルは、IL−18およ
びIL−2を、例えば、後記試験例1に示すようにマウ
スに連続投与することによって容易に作成することがで
きる。 また、このようにして作成された間質性肺炎の動物モ
デルに、適宜、被検薬を投与し、被検薬の当該モデル動
物に対する効果(例えば、生存率等)を検討することに
よって、間質性肺炎治療薬のスクリーニングを行うこと
ができる。 本発明の効果は、以下の試験例1から試験例3の試験
結果から明らかである。 試験例1−(1) IL−2+IL−18投与による間質性肺炎発症の証明
(1): (1)試験方法: C57BL/6およびBALB/cの2系統のマウスについて、そ
れぞれ以下の試験を行った。両系統のマウスは全て6週
令の雌を使用した。 マウス(1群5−10匹)を群分けし、1日1回連続1
0日間、下表に示す処置を行った。全てのマウスは11
日目に回収された。 回収されたマウスを解剖し、全ての臓器をヘマトキシ
リン−エオシン(HE)染色し、検鏡した。 IL−2およびIL−18は、何れも市販の、リコン
ビナント・ヒトIL−2 およびリコンビナント・マウ
スIL−18を使用した。 (2)試験結果: C57BL/6 系統; 対照群(グループ1)、IL−2単独投与群(グルー
プ2)およびIL−18単独投与群(グループ3)では
全てのマウスが生存した。 IL−2とIL−18を同時に投与した群では、IL
−18の量が0.04μgの群(グループ4)では全てのマ
ウスが生存したが、0.1μg、0.5μg、1μg、2μgの
群(グループ5−8)ではマウスの生存率は0-10%であ
り、IL−18の量に依存してマウスの生存期間が短縮
した。 BALB/c系統; 対照群(グループ1)、IL−2単独投与群(グルー
プ2)およびIL−18単独投与群(グループ3)では
全てのマウスが生存した。 IL−2とIL−18を同時に投与した群では、IL
−18の量が0.04μgの群(グループ4)と0.1μgの
群(グループ5)でのマウスの生存率は90-100%であっ
たが、0.5μg、1μg、2μgの群(グループ6−8)
でのマウスの生存率は0-20%であり、IL−18の量に
依存してマウスの生存期間が短縮した。 解剖したマウスのHE染色では、肺のみに病変が認め
られ、肝臓、心臓、腎臓、消化器等その他の臓器には異
常は認められなかった。肺では、間質にリンパ球が湿潤
し、肺胞構造の一部が破壊される等、間質性肺炎の症状
が認められた。 なお、C57BL/6マウスに、IL−2(50,000IU)とI
L−18(0.2μg)とを0.2mlPBSに懸濁し、1日1
回、14日間腹腔内に連続投与し15日以降に回収したマウ
スでは、肺の線維化が認められた。 以上の結果から、IL−2共存下において、IL−1
8の量に依存して間質性肺炎が発症し、呼吸不全により
死亡することが判った。即ち、IL−18の作用発現を
抑えることによって間質性肺炎が治療し得ることが示唆
された。 試験例1−(2) IL−2+IL−18投与による間質性肺炎発症の証明
(2): (1)試験方法: C57BL/6マウスについて、上記試験例1−(1)に引
き続いて以下の試験を行った。マウスは全て6週令の雌
を使用した。 マウス(1群10匹)を群分けし、1日1回連続14日
間、下表に示す処置を行った。全てのマウスは14日目
に回収された。 回収されたマウスを解剖し、全ての臓器をHE染色
し、検鏡した。 IL−2およびIL−18は、何れも市販の、リコン
ビナント・ヒトIL−2およびリコンビナント・マウス
IL−18を使用した。 (2)試験結果: 対照群(グループ1)、IL−2単独投与群(グルー
プ2)では全てのマウスが生存した。 IL−2とIL−18を同時に投与した群では、IL
−2の量が100IUの群(グループ3)および1,000IUの群
(グループ4)では全てのマウスが生存したが、10,000
IUの群(グループ5)ではマウスの生存率は60%であ
り、50,000IUの群(グループ6)および100,000IUの群
(グループ7)は全例死亡した。また、IL−2の量に
依存してマウスの生存期間が短縮した。 解剖したマウスのHE染色では、IL−2とIL−1
8を同時に投与した群では、肺のみに致死的な病変が認
められ、肝臓、心臓、腎臓、消化器等その他の臓器には
致死に至るほどの病理学的変化は認められなかった。肺
では、間質にリンパ球が急激にまた著明に浸潤し、肺胞
構造の一部が破壊される等、間質性肺炎患者の肺病理像
とほぼ同一の病理学的変化が認められた。 以上の結果から、IL−18存在下においては、Il
−2の過剰発現によって間質性肺炎が発症し、呼吸不全
により死亡することが判った。即ち、IL−2の作用発
現を抑えることによって間質性肺炎が治療し得ることが
示唆された。 上記試験例1−(1)および(2)の結果から、間質性
肺炎は、IL−2およびIL−18の少なくとも何れか
一方の作用発現を抑えることによって治療し得ることが
示唆された。 試験例2 IL−18受容体ノックアウト・マウスによる間質性肺
炎発症機序の解明: (1)試験方法: 実験動物には、K.Hoshino等の方法[J.Immunol.,162,5
041-5044(1999)]で作成した129/SvJマウスのIL−18
受容体(IL−18Rα)ノックアウト・マウス(1群
5匹、7週令の雌)と対照群として129Tcrのワイルド・
タイプ(wild type)(1群5匹、15週令の雌)を使用し
た。 両群のマウスに、IL−2(50,000IU)とIL−18(1
μg)とを0.2ml PBSに懸濁し、1日1回、17日間腹腔内
に連続投与した。全てのマウスを18日目に回収し、回収
されたマウスを解剖し、全ての臓器をHE染色し、検鏡
した。 IL−2およびIL−18は、何れも市販の、リコン
ビナント・ヒトIL−2およびリコンビナント・マウス
IL−18を使用した。 (2)試験結果: 対照群の18日目における生存率が20%であったのに対
し、IL−18受容体(IL−18Rα)ノックアウト
・マウス群は、全て生存した。 解剖したすべてのワイルド・タイプマウスのHE染色
では、肺のみに病変が認められ、肝臓、心臓、腎臓、消
化器等その他の臓器には異常は認められなかった。肺で
は、間質にリンパ球が浸潤し、肺胞構造の一部が破壊さ
れる等、間質性肺炎の症状が認められた。一方、すべて
のIL−18受容体(IL−18Rα)ノックアウト・
マウス群では全く間質性肺炎の症状が認められなかっ
た。 上記の結果から、間質性肺炎発症の機序が、少なくと
もIL−18の過剰発現に依存することが明らかにされ
た。即ち、この過剰なIL−18の作用発現を抑えるこ
とによって間質性肺炎が治療し得ることが解明された。 試験例3: IL−18ノックアウト・マウス、IL−18受容体α
ノックアウト・マウスによるブレオマイシン肺炎の抑
制: (1)試験方法: 6週令雌の正常C57BL/6マウス(1群5匹、体重約20
g)、IL−18ノックアウト・マウス(1群5匹、体
重約20g)、IL−18受容体αノックアウト・マウス
(1群5匹、体重約20g)にブレオマイシン2mgを含む
0.2mlのPBSを尾静脈により投与した。これら正常C57BL/
6マウス、IL−18ノックアウト・マウスおよびIL
−18受容体αノックアウト・マウスを7日目に処分し
マウスの肺の組織を光学顕微鏡で観察した。なお、陰性
対照群として、正常C57BL/6マウスに溶媒(PBS 0.2ml)
のみを同様に投与した群を用いた。 (2)試験結果: 顕微鏡写真を図1から4に示した。IL−18ノック
アウト・マウスおよびIL−18受容体αノックアウト
・マウスでは正常C57BL/6マウスと比べ肺間質部、血管
部へのリンパ球浸潤が抑制された。 これらの事実よりIL−18を抑制することでブレオ
マイシンによる肺炎(肺線維症)が抑制された。 以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説
明する。 実施例1 注射剤: ヒトIL−18の受容体に特異的なモノクローナル抗
体が溶解しているPBS(1mg/ml)を濾過滅菌した後、
1アンプルに5mlずつ分注することにより、ヒトIL
−18の受容体に特異的なモノクローナル抗体を含有す
る注射剤(5mg/アンプル)が調製される。 実施例2 注射剤: 抗IL−2受容体ヒト化モノクローナル抗体(ヒト化
抗Tac抗体)が溶解しているPBS(1mg/ml)を濾過滅
菌した後、1アンプルに100mlずつ分注することに
より、ヒト化抗Tac抗体を含有する点滴用注射剤(10
0mg/アンプル)が調製される。 産業上の利用可能性 本発明の間質性肺炎治療薬は、間質性肺炎の病態形成
に深く関与するIL−18の過剰な作用発現を抑えるこ
とによって治療効果をもたらす。また、本発明の間質性
肺炎治療薬は、間質性肺炎がリンパ球を活性化させた状
態、即ち、IL−2の共存下でのみ発症することから、
当該IL−2の作用を抑制することによっても治療効果
をもたらす。 本発明の間質性肺炎治療薬によって、間質性肺炎から
肺線維症への移行が抑制されるため、本発明の間質性肺
炎治療薬は、肺線維症の予防・治療薬としても有用であ
る。 また、本発明に包含される間質性肺炎治療薬の動物モ
デルは、ヒトにおける間質性肺炎の臨床所見に非常に近
いことから、当該動物モデルを用いる間質性肺炎治療薬
のスクリーニング方法によって、臨床上の有効性が期待
し得る薬剤を的確にスクリーニングすることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 インターロイキン18およびインターロ
イキン2をげっ歯類に投与することを特徴とする間質性
肺炎の動物モデルの作成方法。 - 【請求項2】 げっ歯類がマウスである請求項2に記載
の間質性肺炎の動物モデルの作成方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の間質性肺炎の
動物モデルを用いることを特徴とする間質性肺炎治療薬
のスクリーニング方法。
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