JP4954373B2 - 神経中毒を治療するためのキセノンの使用 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、神経中毒を治療するためのキセノンの使用に関する。詳細には、本発明は、神経中毒が神経伝達物質過剰によって引き起こされる場合のキセノンの使用に関する。
【０００２】
神経伝達物質（特に、グルタミン酸、ノルアドレナリンおよびドーパミン）の制御されない放出は、脳の多くの急性中毒および慢性中毒、いわゆる、神経中毒（ｎｅｕｒｏｉｎｔｏｘｉｃａｔｉｏｎまたはｎｅｕｒｏｐｏｉｓｏｎｉｎｇ）の原因となる。これらの神経伝達物質は、影響を受けたニューロンを、アポトーシス（制御された細胞死）の誘導、および／またはその後で毒性作用を有する酸素ラジカルを生成することによる二次的なそれらの代謝物のいずれかによって殺傷する。影響を受けた組織における神経毒の濃度を強く増大させる神経伝達物質の制御されない放出は、様々な内因性または外因性の原因のためであり得る。例えば、グルタミン酸またはドーパミンの増大した放出は、急性の頭蓋脳外傷を生じさせることがある。神経伝達物質放出の増大はまた、例えば、卒中（虚血）の場合に、あるいは特に出産時における他の低酸素症の場合に、脳内の酸素欠乏に対する応答としても認められている。薬物乱用は、損なわれた神経伝達物質放出の別の原因である。統合失調症のある種の形態において、ストレスにより誘導される統合失調症の再発（急性の症状発現）もまた、増大した神経伝達物質放出を伴っている。最後に、神経伝達物質バランス（特に、ドーパミンバランス）の慢性的なずれもまた、パーキンソン病の場合には脳の様々な領域で認められている。この場合、増大したドーパミン放出およびその後のフリーラジカル生成もまた生ずる。細胞培養物および実験動物を用いて行われた様々な研究により、神経伝達物質が、特に酸素欠乏の結果として放出されることが証明されている。
【０００３】
例えば、ドーパミンの神経毒である６−ヒドロキシドーパミンが黒質内に片側に注入され、これにより同側の線条体におけるドーパミンの片側性涸渇を生じさせたラットでは、ドーパミン涸渇領域において実験的に誘導された虚血が、脳の他の領域における損傷よりも少ない損傷をもたらしたことが明らかにされ得た。これらの結果は、ドーパミンが、虚血により誘導される線条体の細胞死において一定の役割を果たしていることを示唆している（ＣｌｅｍｅｎｓとＰｈｅｂｕｓ、Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ、第４２巻、７０７頁以降、１９８８年）。
【０００４】
ドーパミンが脳虚血のときに線条体から大量に放出されることもまた明らかにされ得た（Ｋａｈｎ他、Ａｎｅｓｔ．−Ａｎａｌｇ．、第８０巻、１１１６頁以降、１９９５年）。
【０００５】
脳虚血時における神経伝達物質の放出が詳しく調べられ、そしてその放出は興奮毒性の神経死に重要な役割を果たしていると考えられる。例えば、コンドウ（Ｋｏｎｄｏｈ）他（Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ、第３５巻、２７８頁以降、１９９４年）は、神経伝達物質の放出および代謝化における変化は虚血時の細胞代謝の変化を反映し得ることを明らかにした。実験的な卒中が誘導された実験動物の線条体における細胞外ドーパミン濃度の増大が詳しく報告されている。
【０００６】
ニューロン損傷に対する過剰なドーパミンの寄与が、虚血モデルにおいてニューロンの保護をもたらすドーパミンアンタゴニストの能力から導かれ得る（Ｗｅｒｌｉｎｇ他、Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、第６０６巻、９９頁以降、１９９３年）。細胞培養において、ドーパミンは、酸化的リン酸化に対する負の作用によって細胞を傷つけることなく、線条体ニューロンのアポトーシスを主として引き起こす（ＡＴＰ／ＡＤＰ比は変化しないままであった）。しかし、その作用がミトコンドリア機能の最小限の阻害と一緒になった場合、ドーパミンの神経毒性作用は著しく増大するであろう（ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ他、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第７０巻、２４０６頁以降、１９９８年）。
【０００７】
ニューロンに対する直接的な低酸素毒性に加えて、酸素欠乏によって誘導されるストレスは、特に出産時において、ドーパミン作動性調節に対する脳の負の調節をもたらす増大したドーパミン放出をもたらす。このことは、低酸素の出産期を無傷で生存したと考えられる小児でさえ、年を取ったときには、むしろ、麻痺およびてんかん状態になりやすい傾向を有していることを意味している。
【０００８】
乱れた神経伝達物質放出の別の原因が薬物乱用によって示されている。特に、デザイナードラッグ（例えば、エクスタシーなど）などの薬物またはヘロインが摂取され、またアンフェタミン類が過剰に投与された場合、その人は中毒の徴候を示し、増大した神経伝達物質放出に基づく痙攣性を示すことが多い。
【０００９】
統合失調症の原因はまた、神経伝達物質の調節の複雑な機能低下のためである。統合失調症患者は、長期間にわたり無症候性であることが多いが、小さなストレス状況においてさえ、ストレス誘導のドーパミン放出によって明らかに引金が引かれる自発的な統合失調症発作を起こしやすい傾向を有している。この場合、緊張型統合失調症という言葉が使用される。増大した神経伝達物質放出に基づくさらなる神経精神医学的疾患は、鬱病およびジル・ド・ラ・トゥレット症候群（「チック病（ｍａｌａｄｉｅ ｄｅ ｔｉｃｓ）」、「Ｔｉｃｓ ｉｍｐｕｌｓｉｆ」）である。
【００１０】
最後に、パーキンソン病の１つの原因が、今日、ドーパミン調節およびドーパミン代謝において認められている。パーキンソン病の場合、線条体におけるドーパミン作動性ニューロンが特に損傷を受けている。パーキンソン病は、後側部の視床下部および黒質の罹患領域におけるドーパミン過剰によって引き起こされるという内容の参考文献が存在する。その機能性が失われているが、生存性が失われていない多くのニューロンがこの領域に見出されている。「オーファンニューロン」と呼ばれるこれらのニューロンは、病的作用を有する量の神経伝達物質を連続的に放出する。
【００１１】
ドーパ前駆体が製剤として使用されるパーキンソン病と、基本的には統合失調症とを除いて、危険に瀕した細胞の環境におけるドーパミン濃度の低下に注目した治療方法はこれまで存在していない。
【００１２】
従って、ニューロンからの制御されない神経伝達物質放出の損傷作用、例えば、ドーパミン、グルタミン酸またはノルアドレナリンの損傷作用を低減させ、または防止する製剤が求められている。本発明の目的は、上記の適用分野およびさらなる適用分野において有用であり得るそのような製剤を提供することである。
【００１３】
この目的は、独立請求項１、１５および１７において規定される主題によって達成される。本発明のさらなる好都合な実施形態および局面が、従属請求項、明細書および添付された図面から理解される。
【００１４】
希ガスのキセノンが、驚くべきことに、神経伝達物質（特に、ドーパミンおよびグルタミン酸）の放出を可逆的に抑制することが見出された。この予想外の発見は、増大した神経伝達物質放出によって、特にドーパミン放出またはグルタミン酸放出によって引き起こされる細胞損傷および疾患をそれぞれ治療するための製剤を製造する可能性を開拓した。
【００１５】
従って、本発明は、一般には、神経中毒を治療するためのキセノンの使用に、そして神経中毒を治療するためのキセノン含有製剤の製造にそれぞれ注目している。本発明はまた、製剤そのものおよびそのような製剤の製造方法に関する。そのような神経中毒は、特に神経伝達物質過剰に関連する。本発明は、キセノンがドーパミンおよび／またはグルタミン酸の放出を低減させるという洞察に特に基づいている。
【００１６】
本発明により、神経中毒は、影響を受けた領域の重篤な欠乏性症徴候が大部分の場合にもたらされるＣＮＳ（特に、脳）の急性または慢性の「中毒状態」を意味することが理解される。このような中毒状態は、様々な原因のためであると考えられうる神経伝達物質、特にグルタミン酸、ノルアドレナリンおよび／またはドーパミンの過剰から生じる。卒中、低酸素症、出産時の酸素欠乏、パーキンソン病、頭蓋脳外傷、薬物乱用、統合失調症、鬱病およびジル・ド・ラ・トゥレット症候群などの上記疾患をここで言及しなければならない。本発明者らはまた、心肺バイパス装置に接続しなければならない患者は、多くの場合、低酸素によって引き起こされる神経伝達物質過剰のために脳の欠乏性兆候をこうむることも見出した。例えば、心肺バイパス装置の使用は、多くの場合、患者の回復を著しく遅らせる原因不明の神経中毒を生じさせることがある。何らの長期間の人工呼吸は、副作用として望ましくない神経中毒を生じさせ得ることも見出された。本発明者らが行った近年の研究では、聴力損失（例えば、騒音、老人性難聴、耳鳴り、突然の難聴による）もまた神経中毒によって引き起こされ得るという驚くべき洞察が得られた。過剰な神経伝達物質放出、特に、例えば、身体の障害、聴覚外傷または虚血によって引き起こされ得る過度なグルタミン酸およびドーパミンの放出は、神経末端の激しい破壊をもたらし、続いて聴覚器官における対応する神経の死を生じさせる。片頭痛は、損なわれたドーパミンバランス、従って神経中毒のためであることが最も確からしい別の疾患であると見なされるに違いない。
【００１７】
神経伝達物質放出がキセノンによって影響され得るという発見は、これまでは麻酔分野における吸入麻酔剤としてますます使用されているこの希ガスに関する完全に新しい分野の適用を可能にする。脳の種々の上記および他の神経伝達物質過剰疾患の治療を、本発明に基づいて、簡便な吸入治療により行うことができる。呼吸系を介したキセノンの摂取および脳への輸送は、麻酔剤としての使用によって既に証明されている。キセノンの使用が人体に対する損傷作用を有しないこともまた、多くの対応する実験が麻酔剤としてのその使用により既になされうるので推定することができる。キセノンは、使用場所に依存して選ぶことができる様々な技術によって適用することができる。例えば、吸入による麻酔のためにも使用される吸入装置を診療所で使用することができる。心肺バイパス装置または他の人工呼吸装置が使用される場合、キセノンをその装置に直接加えることができ、さらなる装置を必要としない。この場合、標準的なキセノン添加により、モデル事例（予防）における神経中毒の生成を防止することができ、あるいは少なくとも欠乏性兆候（symptoms）を低減させることができる。外来診療所においては、例えば、事故の犠牲者の一次処置において、吸入処置を行っているときにキセノンが周囲の空気と混合される、より簡便な吸入器を使用することが可能である。これに関連して、キセノン濃度およびキセノン使用の時期を簡便な方法で治療条件に合わせることもまた可能である。例えば、キセノンと他のガスとの混合物を使用することは好都合である。キセノンを、酸素、窒素、空気またはヒトに無害な他のガスと混合することが可能である。
【００１８】
重篤な頭蓋脳外傷を受けている患者では、麻酔の際に同様に使用されているように、キセノン−酸素の混合物を用いた呼吸により、ドーパミンの放出、従って、この外傷に伴う二次的な神経毒性作用を防止することができ、あるいは少なくとも低減させることができる。そのような場合には、さらなる麻酔性副次的作用が所望される。患者はこれによって痛みから開放され得るからである。
【００１９】
脳における急性虚血の本質的な特徴は、神経伝達物質放出の増大によって生じ、そして虚血の周辺領域におけるニューロンの死をもたらす二次的な神経毒性作用によって表される。例えば、卒中患者の場合、初期処置を行う救急医によってなおかつ行われる即刻のキセノン処置は、虚血そのものを防止することができないが、二次的に放出される神経伝達物質による神経毒性を少なくとも低減させることができ、あるいは防止することさえできる。従って、卒中の場合に高頻度に生じる永続的な損傷を低減させることができる。同じことが、疾患の徴候が薬物乱用および聴力喪失または片頭痛発作の後に生ずる場合に取らなければならないであろう処置に類似して適用される。
【００２０】
出産時（例えば、産道への進入時）の酸素欠乏の場合、または臍帯による問題の場合、出産後できる限り早い母体および子供のそれぞれのキセノン−（酸素）呼吸により、酸素欠乏時の増大したドーパミン放出の負の作用を防止することができる。
【００２１】
統合失調症患者が周期的な統合失調症（緊張病）に患っている場合、その進行は非常に突然であり、状態の病像は、様々な病像を示し、かつ妄想および幻覚に満ちた劇的な徴候を特徴とする。多くの場合、状態は、開始したのと同じくらい早く消失する。そのような状態または発作は、ストレス状況によって自発的に引き金が引かれることがある。ストレス状態のときにおけるキセノンガス混合物を用いた迅速な呼吸は、発作の強さを少なくとも低減させることができる。このような適用のために、自己治療を可能にするキセノン吸入器を患者に装着させることは自明なことである。この場合、トリガーを押した場合に放出されるであろうキセノンが充填された（喘息スプレーに類似した）容器を使用することが考えられる。同じことが、気分がほぼ毎日変化し、かつその結果として状態に関連した治療を必要とする鬱病患者の処置に類似して適用される。
【００２２】
慢性のパーキンソン病は進行性の徴候を伴う。この場合の結果的なキセノン処置は、神経伝達物質放出を低減させ、そして疾患の進行を遅らせ、あるいは疾患の進行を停止さえさせる。この場合、患者に一定の間隔でキセノンを呼吸させる断続的な処置が行われる。同じことが、ジル・ド・ラ・トゥレット症候群を患っている患者に適用される。患者のチックもまた、疾患の進行とともにますます目立つようになる。
【００２３】
頭蓋脳外傷または虚血などの急性の差し迫った状態の場合、呼吸を、好都合には、９０：１０容量％のキセノン−酸素の混合物、好ましくは８０：２０容量％のキセノン−酸素の混合物、最も好ましくは７５〜７０：２５〜３０容量％のキセノン−酸素の混合物を用いて数時間から１日間にわたって行うことができる。これと比較されるように、あまり多くないキセノンが添加されているキセノン−空気の混合物、例えば、５％〜３０％のキセノン、好ましくは１０％〜２０％のキセノンが添加されているキセノン−空気の混合物による断続的な呼吸が、疾患の慢性的な進行において考慮され得る。
【００２４】
キセノンおよびキセノン混合物のそれぞれの吸入に関する様々な方法を使用することができるが、それらはそれぞれの意図された使用に依存している。診療所では、事前に製造されたキセノン−酸素混合物が麻酔装置の対応する入口に接続され得る麻酔装置を使用することが可能である。その後、呼吸が、そのような装置に共通した手順に従って行われる。同じことが、心肺バイパス装置に類似して適用される。
【００２５】
代替として、キセノンは、携帯的な使用において、酸素の代わりに周囲の空気と混合することができる。これは、必要とされる圧力ボトルのサイズがより小さいために装置の移動性を増大させる。例えば、キセノンが圧力ボトルから供給され、圧力ボトルと一緒に混合チャンバーに対し、支持体に収容される吸入器を使用することが可能である。一方の面に、この混合チャンバーは、キセノンを吸入するためのマウスピースを含み、そしてキセノンが混合チャンバーに供給される反対側に、混合チャンバーは、周囲空気の吸気口を作動させる少なくとも１つのさらなるチェック弁（check valve）を有する。キセノンの圧力容器には、例えば、適するバリュウー（value）に対するキセノンガスの供給量を低減させる圧力降下弁を取り付けることができる。患者が息を吸うとき、患者は空気弁から空気を吸い込む。混合チャンバーにおいて、この空気は、供給されたキセノンと所望する比率に混合され、次いで患者により吸入される。携帯使用を目的とし、かつキセノンおよびその混合物を吸入するために役立つ好都合な吸入器が、例えば、欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０ ５６０ ９２８号に示されている。
【００２６】
例えば、自己治療用のさらなる単純化された実施形態において、マウスピースがキセノンの圧力容器に直接接続される。吸入時に、患者は圧力弁を開け、そして環境からの空気と同時にキセノンを吸入する。患者が息を吐くとき、患者は弁を離すので、それ以上のキセノンはマウスピースに達しない。このようにして、少なくとも、吸入されるキセノン量の粗い調整が可能である。
【００２７】
本発明は、低酸素性ショックに曝された細胞培養物におけるドーパミン放出を示す添付された図１および図２を参照して下記にさらに詳しく説明される。
【００２８】
本発明の機能を下記の実施例によって下記に説明する。
【００２９】
実施例１
ＰＣ１２細胞を用いたインビトロ実験が行われる。このＰＣ１２細胞は、ラットのクロム親和性細胞腫の継代物である。この場合、副腎皮質のカテコールアミン産生腫瘍が関連し、この腫瘍は悪性形態での永続的なドーパミン放出を示す。ＰＣ１２細胞はインビトロで連続的に繁殖することができる。「神経増殖因子」を添加した後、ＰＣ１２細胞は分化を開始して、多くの点でインビボでのニューロンの性質（特に、神経伝達物質放出に関連する性質）を有するニューロンになる。ＰＣ１２細胞は、ニューロンのモデルとして認められている。
【００３０】
そのような方法で分化させたＰＣ１２細胞を、ＰＣ１２細胞がドーパミンを放出する低酸素状況に曝した。そのような低酸素状況は、例えば酸素供給が低下または妨げられた、細胞に対して人為的に誘導されたストレス状態である。細胞が、このような低酸素条件のもと、所定の濃度のキセノンで同じ時間にわたって処理された場合、神経伝達物質放出が低下するであろう。そのような実験の経時変化が図１に例として示されている。非ストレス状態の対照の曲線（黒四角により図示）は、一定の変動を受けやすい低いドーパミン濃度を経過時間中に示している。低酸素状況が、酸素の代わりに所定量のヘリウムによって開始された場合、ドーパミンの濃度曲線は、黒三角による曲線に示されるような結果になるであろう。この場合、最大のドーパミン濃度が約４０分後に現れる。しかしながら、キセノンが低酸素状況で与えられた場合、細胞は、黒丸により図示されるプロットによって示されているように、対照の細胞集団との差が事実上もはや見られないであろう。図１の部分Ｂに示されている相対的なドーパミン濃度との関連において、ドーパミン放出が対照細胞の値にまで低下していることを明らかに認めることができる。これに関連して、キセノンの作用が完全に可逆的であり、その結果、この方法で処置された細胞は、キセノンを洗い流した後では未処理の細胞と区別できないことが見出された。上記実験おいて、使用されたガスは、そのガスを細胞の増殖緩衝液と混合することによって細胞に与えられた。この場合、飽和したガス緩衝溶液がそれぞれ関与している。
【００３１】
実施例２
実施例１に記載された分化ＰＣ１２細胞を様々な容器に分け、種々の条件に曝した。結果を図２に示す。
【００３２】
対照 ：標準大気（周囲空気）でのインキュベーション
Ｎ₂ ：窒素（Ｎ₂ ）での３０分間のインキュベーション（＝低酸素症
）
キセノン ：キセノンでの３０分間のインキュベーション
Ｇｌｕ ：標準大気での３０分間のインキュベーションに対して１０μＭ
グルタミン酸の添加
Ｇｌｕ＋Ｎ₂ ：Ｎ₂ での３０分間のインキュベーションに対して１０μＭグル
タミン酸の添加
Ｇｌｕ＋Ｘｅ：キセノンでの３０分間のインキュベーションに対して１０μＭ
グルタミン酸の添加
【００３３】
低酸素条件およびドーパミンの増大した放出が、窒素とともにインキュベーションされた細胞に生じた（グループ：Ｎ₂ ）。ドーパミン放出は、窒素雰囲気に加えて、神経伝達物質であり、高用量で神経毒性作用を有するグルタミン酸もまた投与された場合にさらに増大し得る（グループ：Ｇｌｕ＋Ｎ₂ ）。しかし、１０μＭグルタミン酸がキセノンとの共存下で投与された場合（グループ：Ｇｌｕ＋Ｘｅ）には、わずかに増大したドーパミン放出が依然として生じるが、ドーパミン放出は、対応する（グルタミン酸＋Ｎ₂ ）実験と比較した場合、２／３だけ低下した。
【００３４】
図２に示される結果は、低酸素症などのストレス状況で、神経伝達物質のグルタミン酸およびドーパミンが大量に放出されることを明瞭に示している。これにより、ａ）主としてアポトーシスを誘導することによる付近のニューロン組織に対する直接的な損傷、およびｂ）間接的ではあるが、他の神経伝達物質のさらなる増大した放出がもたらされる。従って、細胞へのグルタミン酸の添加は、細胞が低酸素条件下に保たれた場合には特に、増大したドーパミン放出をもたらす。意図されない神経伝達物質放出を、キセノンを同時に供給することによって数分の１に（many times over）低下させることができた。
【００３５】
全体的に見れば、キセノンが、迅速に、そして他の永続的な副作用を伴うことなく、神経伝達物質放出を一時的に停止させ得ることが本発明において明らかにされ得た。従って、キセノンは、調節されない神経伝達物質放出を特徴とするすべての病理学的状態において、治療的に有用な方法で、所定濃度で使用できることが理解される。キセノンの吸入による簡便な適用およびキセノンの無害性により、この治療は特に注目される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
【図２】

Claims (10)

1. ドーパミン過剰により生ずる神経中毒を治療するための製剤の製造における、キセノンまたはキセノンガス混合物の使用であって、キセノンが、ドーパミンの放出を低減することを特徴とする、使用。
2. キセノンまたはキセノンガス混合物が、心肺バイパス装置において使用されることを特徴とする請求項１記載の使用。
3. 投与される治療用製剤が、キセノンを５〜９０体積％含むことを特徴とする請求項１または２記載の使用。
4. 製剤がキセノンを５〜３０体積％含むことを特徴とする請求項３記載の使用。
5. 投与される治療用製剤が、酸素および／または窒素および／または空気をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の使用。
6. 製剤が、８０対２０体積％のキセノン対酸素の比を有することを特徴とする請求項５記載の使用。
7. ドーパミン過剰により生ずる神経中毒を治療するための、キセノンまたはキセノンガス混合物を含む製剤であって、キセノンが、ドーパミンの放出を低減することを特徴とする、製剤。
8. キセノンおよび酸素含有ガスを含む請求項７記載の製剤。
9. キセノンをヒトに無害の他のガスと混合する工程を含む、ドーパミン過剰により生ずる神経中毒を治療するための吸入可能な製剤の製造方法であって、キセノンが、ドーパミンの放出を低減することを特徴とする、製造方法。
10. キセノンを酸素含有ガスと混合する請求項９記載の方法。

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