JP4199012B2

JP4199012B2 - 創傷治癒促進剤

Info

Publication number: JP4199012B2
Application number: JP2003008130A
Authority: JP
Inventors: 大輔澤村; 宏清水
Original assignee: 宏清水; 大輔澤村
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004217587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、哺乳動物適用の創傷・褥創治療剤等として有用な医薬組成物ならびに哺乳動物適用の皮膚外用剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来創傷治療においては、一般的に抗生物質により患部の細菌の増殖を抑制し自然治癒を待つ方法、天然物抽出物により肉芽、表皮形成促進剤を投与する方法、コラーゲン、キチン、キトサンなどの細胞外マトリックスを生着する方法および人工皮膚を生着する方法などが用いられてきた。皮膚のモデルである人工皮膚を例に挙げると、例えば、表皮角化細胞を多層上のシート状に培養したもの（Gallico,G.G.,etal., Eng.J.Med., 311, p448, 1984）、繊維芽細胞をコラーゲンゲル内で培養し、ゲルが収縮した後に、そのゲルの上に表皮角化細胞を播種、培養したもの（米国特許第4,485,096 号明細書）、やナイロンメッシュに繊維芽細胞を播種、培養してメッシュ空孔が繊維芽細胞の分泌物により埋まった時点でその上に表皮角化細胞を播種、培養したもの（Slivka,S.R.,et al. J.Invest.Dermatol. 96:544A,1991 ）、あるいはコラーゲンスポンジに繊維芽細胞を播種、培養した後、フィルム状のコラーゲンスポンジを重ね、さらに表皮角化細胞を播種、培養したもの（特開平6-292568号公報）などがある。
【０００３】
表皮の細胞が産生している細胞増殖因子や、サイトカインなどが創傷治癒に有効であることから、創傷治癒に使用することが報告されている。例えば線維芽細胞増殖因子ファミリーは、軟組織の増殖および再生に関与する増殖因子の大きなファミリーとして知られ、様々な程度の相同性をタンパク質があり、それらはヘパリンおよび硫酸ヘパリンプロテオグリカン並びにグリコサミノグリカンに結合して、細胞外マトリックス中に強く集中する。これら増殖因子ファミリーの様々なメンバーの発現パターンと組み合わせは、幾つかの発生段階から様々な組織および器官における発現にまで及び、非常に複雑である。
【０００４】
特に表皮がすべて欠損した創傷治癒は、治療が困難で、離開、吻合破壊、および未治癒の創傷といったような合併症を生じ得る。他方、正常な個体においては、創傷治癒は、問題なく完了する。対照的に、損なわれた治癒は、糖尿病、感染、免疫反応、肥満、および栄養失調といったような幾つかの状態と関連している(Cruse，P．J．およびFoord，R．，Arch．Surg．１０７：２０６(１９７３)；Schrock，T．R．ら，Ann．Surg．１７７：５１３（１９７３）；Poole，G．U.，Jr.，Surgery ９７：６３１（１９８５）；Irvin，G．L．ら，Am Surg．５１：４１８（１９８５）)と言われている。
【０００５】
創傷修復は、複雑な細胞間相互作用および生物学的プロセスの結果である。正常な創傷治癒においては、３つの段階が記載されている；急性炎症段階、細胞外マトリックスおよびコラーゲン合成段階、並びに再形成段階(Peacock，E．E.，Jr.，Wound Repair，第２版，WB Saunders，Philadelphia（１９８４）)である。そのプロセスは、創傷部位でのケラチノサイト、線維芽細胞、および炎症細胞の相互作用を伴う。
【０００６】
細胞外マトリックスには、コンドロイチン４−硫酸及びケラタン硫酸が含まれ、特に真皮−表皮接合部には、コンドロイチン６−硫酸及びヘパラン硫酸が含まれ、これらの物質が真皮と表皮との間の結合に非常に重要であることが知られている。ヒアルロン酸は、主に基底層に存在し、より少量が有棘層（spinous layer）に存在する（Age-dependent changes of hyaluronan in human skin, L.J.M. Meyer and R. Stern, J. Invest. Dermatol.(1994), 102, 385-389）といわれている。さらに根本的には基底膜の構造が重要でありVII型コラーゲンが基底膜の正常な発達に不可欠である。
【０００７】
組織再生は、修復プロセスに関与する細胞の遊走および増殖を調節する、特異的なペプチド因子により制御されるらしい(Barrett，T．B．ら，Proc．Natl．Acad．Sci．ＵＳＡ８１：６７７２−６７７４（１９８５）；Collins，Ｔ．ら，Nature ３１６；７４８−７５０（１９８５）)。従って、増殖因子は、創傷、熱傷、および他の皮膚障害の処置における有望な療法であり得る(Rifkin，D．B．およびMoscatelli，J．Cell．Biol．１０９：１−６（１９８９）；Sporn，M．B．ら，J．Ce1ll．Biol．１０５：１０３９−１０４５（１９８７）；Pierce，G．F．ら，J．Cell．Biochem．４５：３１９−３２６（１９９１）)と言われている。
【０００８】
創傷治癒のプロセスは、仮組織の沈着と共に、急性炎症段階の間に開始される。この後、再上皮形成、コラーゲン合成および沈着、線維芽細胞増殖、並びに血管新生が起こり、これらは全て、最終的には、再形成段階を定義する(Clark，R．A．F.，J．Am．Acad．Dermatol １３：７０１（１９８５）)。これらの事象は、炎症細胞により分泌される増殖因子およびサイトカインによって、または創傷の縁にある細胞によって影響される(Assoian，R．K．ら，Nature(Lond.)３０９；８０４（１９８４）；Nemeth，G．G．ら，"Growth Factors and Their Role in Wound and Fracture Healing"，Growth Factors and Other Aspects of Wound Healing in Biological and Clinical Implications，New York（１９８８），１−１７頁)。ケラチノサイト増殖因子(ＫＧＦ)(Antioniades，H．ら，Proc．Natl．Acad．Sci．ＵＳＡ８８：５６５（１９９１）)、血小板由来増殖因子(ＰＤＧＦ)(Antioniades，H．ら，Proc．Natl．Acad．Sci．ＵＳＡ８８：５６５(１９９１)；Staiano−Coico，L．ら，Jour．Exp．Med．１７８：８６５−８７８（１９９３）)、塩基性線維芽細胞増殖因子(bＦＧＦ)(Golden，M．A．ら，J．Clin．Invest．８７：４０６（１９９１）)、酸性線維芽細胞増殖因子(aＦＧＦ)(Mellin，T．N．ら，J．Invest．Dennatol．１０４：８５０−８５５（１９９５）、上皮増殖因子(ＥＧＦ)(Whitby，D．J．およびFerguson，W．J．，Dev．Biol．１４７：２０７（１９９１）)、トランスフォーミング増殖因子−α(ＴＧＦ−α)(Gartner，M．H．ら，Surg．Foruｍ４２：６４３(１９９１)；Todd，R．ら，Aｍ．J．Pathol．１３８；１３０７（１９９１）)、トランスフォーミング増殖因子−β(ＴＧＦ−β)(Wong，D．T．W．ら，Am．J．Pathol．１４３；６２２（１９８７）)、ノイ(neu)分化因子(rNDF)(Danilenko，D．M．ら，J．Clin．Invest．９５：８４２−８５１（１９９５）)、インスリン様増殖因子Ｉ(ＩＧＦ−Ｉ)、およびインスリン様増殖因子II(ＩＧＦ−II)(Cromack，D．T．ら，J．Surg．Res．４２：６２２（１９８７）)を含め、幾つかのポリペプチド増殖因子は、創傷治癒に関与するものとして同定された。皮膚におけるrKGF−１は、上皮ケラチノサイト、毛包および脂腺内のケラチノサイトを刺激することが報告された(Pierce，G．F．ら，J．Exp．Med．１７９：８３１−８４０（１９９４）)。
【０００９】
しかしながら、サイトカインや細胞増殖因子は、細胞内で複雑な相互ネットワークを形成しているため、患者の創傷治癒促進に必要なサイトカインの組み合わせと濃度は予測できない。また単独のサイトカインや細胞増殖因子を生体に投与することはネットワークのバランスを崩すため予測できない副作用の増大をもたらすため非常に危険である。
【００１０】
これに対して、サイトカインや細胞増殖因子を直接生体に投与するのではなく、これら物質を産生する細胞を利用する方法が報告されている。たとえば、特開平６−１４２１８５には、血管内細胞を増殖させる物質を産生する細胞としてヒト卵巣腫瘍樹立細胞を基材に担持した骨形成促進剤が開示されている。また、創傷治癒に有効な産生物質の一種である細胞成長因子を産生する細胞を組み込んだ形の医療材料が、特開平８−１９８７６３に開示されている。また、特開平１１−２４６４２０には、コラーゲンのマトリックスに血小板が埋入されていることを特徴とする創傷治癒促進剤が開示されている。これは血小板中に含まれる、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、上皮成長因子（ＥＧＦ）の創傷治癒促進効果によるものである。この方法は創傷治癒超早期での凝固反応には都合がよいが、一般に細毛管が新生して栄養分を運搬する時期、あるいは培養皮膚を使用するような創面では不都合なことが多い。また、創傷治癒後期に血小板の脱顆粒が生じると、過度の創傷治癒因子を含むことにより線維芽細胞の増殖が衰えず、また細胞外マトリックスの生産が分解を極端に上回ることになり、瘢痕組織を形成する結果になるという問題点がある。
【００１１】
VII型コラーゲンは基底膜と真皮とを結合させるアンカリングフィラメントの主成分である。遺伝的にVII型コラーゲンの生産が欠損している劣性栄養障害型先天性表皮水疱症では、皮膚が遙かに脆弱であることが知られ、VII型コラーゲンが基底膜の正常な発達に伴っているが重要であることが知られている（Shimizu,H、et al, Lab Invest ７６：７５３−７６３（１９９７））。また、VII型コラーゲンの合成を促進する物質を含有する化粧品組成物が開示されている（特開平１０−２０３９９２，特表２００１−５０３７５４）。しかしながら、これまで組換えヒトVII型コラーゲンを安定して発現することができる宿主細胞系は存在しなかった。
【００１２】
本発明に関連する先行技術文献情報としては以下のものがある。
【特許文献１】
特開平１０−２０３９９２
【特許文献２】
特表２００１−５０３７５４
【非特許文献１】
Shimizu,H、et al, Lab Invest ７６：７５３−７６３（１９９７）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、新規な創傷治癒促進剤を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、組換えヒトVII型コラーゲンを含有する創傷治癒促進剤を提供する。別の観点においては、本発明は、組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞を含む創傷治癒促進剤を提供する。好ましくは前記細胞はＨａＣａＴ細胞である。
【００１５】
本発明はまた、創傷治癒促進剤を製造する方法であって、組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞をマトリクス上で増殖させることを含む方法を提供する。好ましくは、前記細胞はＨａＣａＴ細胞である。
【００１６】
本発明の創傷治癒促進剤を用いて、VII型コラーゲンを直接または間接的にケラチノサイトが傍在する傷面に投与すると、基底膜形成が促進されるため、創傷治癒が促進される。本発明にしたがえば、従前の治療方法が過度の創傷治癒因子を含むことにより線維芽細胞が増殖するという限界、また細胞外マトリックスの生産が分解を極端に上回ることになり、瘢痕組織を形成する結果になるという従来治療法の問題点を克服し、治癒を容易にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ヒトVII型コラーゲンをコードする遺伝子ＣＯ７Ａ１の配列は知られている（（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｏｅｔａｌ．，１９９４Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ，２６９：２０２５６−２０２６２）。この配列に基づいて適当なヒトｃＤＮＡライブラリからヒトVII型コラーゲンをコードする遺伝子をクローニングし、これを宿主動物細胞内で作動する適当なベクターに組み込み、適当な宿主細胞に導入して、遺伝子組換え法によりヒトVII型コラーゲンを製造する。ヒトVII型コラーゲンは、骨形成を誘導する活性を有する限り、そのアミノ酸配列中の1若しくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び／又は付加されていてもよく、また同様に糖鎖が置換、欠失及び／又は付加されていてもよい。宿主細胞としては、線維芽細胞、ケラチノサイト等の細胞株を用いることができるが、特にヒトケラチノサイトＨａＣａＴ細胞が好ましい。
【００１８】
ヒトVII型コラーゲンは、上述の形質転換細胞の培養上清から得ることができる。ヒトVII型コラーゲンの精製は当該技術分野においてよく知られる各種の蛋白質精製方法にしたがって行うことができる。例えば、硫安沈澱、限外濾過、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、電気泳動法、またはこれらの組み合わせを用いて、目的とする蛋白質を精製することができる。ヒトVII型コラーゲンのアッセイは、モノクロ−ナル抗体（LH7.2等）を用いて、ＥＬＩＳＡ法、ウエスタンブロッティング、免疫沈澱法などにより行うことができる。
【００１９】
このようにして得られた精製ヒトVII型コラーゲンを適当な担体と組み合わせて製剤することにより、本発明の創傷治療剤を製造することができる。本発明の創傷治療剤の剤形としては、特に制限はなく、非経口あるいは局所投与用の剤形とすることができるが、創傷治療という目的から局所投与に適した剤形が望ましい。局所投与に好ましい剤形として外用剤、注射剤等が挙げられ、このうち外用剤としては、軟膏、ゲル、クリーム、乳液、液剤などの塗布剤、テープ剤、パッチ剤などの貼付剤、あるいはスプレー剤、粉剤などの噴霧剤から選択される。また、患部周辺に投与する形態として注射剤が挙げられる。
【００２０】
本発明の創傷治療剤には、さらに医薬的に許容しうる添加物を加えてもよい。そのような医薬添加物の例としては、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、水溶性デキストラン、カルボキシメチルスターチナトリウム、ペクチン、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレングリコール、ジグリセリン、グリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ワセリン、パラフィン、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）、キサンタンガム、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン、寒天など医薬添加物として許容され得る界面活性剤などがあげられる。
【００２１】
さらに好ましい態様においては、本発明の創傷治療剤は組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞がマトリクス上に培養された培養皮膚の形態で提供される。マトリクスとは、表皮細胞が増殖して培養皮膚を形成するための支持体であり、生体適合性および生分解性を有する各種の材料を用いることができる。例としては、コラーゲン、アテロコラーゲン、ゼラチン、ヒアルロン酸、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、キチン、キトサン等が挙げられる。マトリクスはシート状でもゲル状でもよく、好ましくは多孔質シート状である。
【００２２】
このマトリクス上に上述の組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞を増殖させる。増殖には表皮細胞を培養するのに適した任意の培地を用いることができ、例えば１０％の牛胎児血清を補充したダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）、ＫＧＭ培地等を用いることができる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２４】
実施例１ヒト VII 型コラーゲンを発現する細胞の培養
表皮細胞のcDNAライブラリー（Clontech）からヒトVII型コラーゲンをコードする遺伝子をクローニングした。不足部分は、5'-cccaagcttaggatgacgctgcggcttct-3'および5'-ccctctagacaacactgaaccctgcccag-3を用いて、表皮細胞のcDNAから増幅した。それらを結合して、全長のcDNAを作成した。次に、Flp-in system（Invitrogen）にて、VII型コラーゲンの全長のcDNAをＨａＣａＴ細胞(表皮細胞株)のゲノムに組み込んだ。ＨａＣａＴ細胞は、正常表皮細胞の培養から自然発生した表皮細胞株である（Boukamp, P., et al., (1988) J. Cel. Biol., 106, 761-771.）。VII型コラーゲンをコードする遺伝子を導入したヒトケラチノサイト（ＨａＣａＴ）を、１０％の牛胎児血清、ペニシリンＧ、ストレプトマイシン、アンフォテリシンＢを含むダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）で３７℃、湿度９８％及び５％ＣＯ2濃度で培養した。
【００２５】
実施例２ヒト VII 型コラーゲンフラグメントについてのウエスタンブロットアッセイ
VII型コラーゲン遺伝子導入ＨａＣａＴ細胞の培養上清をセントリプラス（アミコン社）にて１０倍に濃縮した。そのサンプルに５倍のサンプルバッファーを加え、SDS６％ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。セミドライ型のブロッティング機器（integrated Separation System社）にて泳動を行い、蛋白をニトロセルロース膜に転写した。転写した膜をスキムミルクにてブロッキングを行い、１００倍希釈のVII型コラーゲン抗体（LH7.2)で処理を行った。次に、アルカリフォスファターゼ標識抗マウスヒツジ抗体、発色液にて処理して、２９０kDのVII型コラーゲンのバンドを確認した。
【００２６】
実施例３ラット創傷の治癒
ラットを抱水クロラールにて麻酔し、メスにて１cmの潰瘍を作成した。３日おきに、VII型コラーゲンを含む細胞培養液（１０倍濃縮）を外用し、潰瘍の大きさの面積（ｍｍ²）を記録した。結果を図１および表１に示す。
【表１】

VII型コラーゲン遺伝子を含まない細胞の上清と比較して、有意に潰瘍の縮小が認められた。
【００２７】
実施例４人工表皮の作製
組換えヒトVII型コラーゲンを発現するＨａＣａＴ細胞を、３５ｍｍプラスチックシャーレ（ファルコン社製）を用い、１０％牛血清含有ダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）にて培養した。２−３日ごとに培地を交換し、細胞がコンフレントに達したところで継代した。７〜８継代目のものについて、細胞を回収し、細胞懸濁液を得た。細胞懸濁液を同様に３５ｍｍプラスチックシャーレに細胞が０．５〜２ｘ１０⁴ 個／穴になるよう播種し、３７℃、５％ＣＯ₂下で３〜５日間培養し、ＨａＣａＴ細胞シートを作製した。
【配列表】

【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ヒトVII型コラーゲンを用いる潰瘍の治療の結果を示す。

Claims

組換えヒトVII型コラーゲンを含有する創傷治癒促進剤。
組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞を含む創傷治癒促進剤。
前記細胞がＨａＣａＴ細胞である、請求項２に記載の創傷治癒促進剤。
創傷治癒促進剤を製造する方法であって、組換えヒトVII型コラーゲンを発現する細胞をマトリクス上で増殖させることを含む方法。
前記細胞がＨａＣａＴ細胞である、請求項４に記載の方法。