JP6619849B2 - Ｈｍｗ ｐｅｇによる骨粗鬆症の管理 - Google Patents

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関連出願への相互参照
この出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮出願第６１／７９８，４８１号（この内容は、参考として本明細書に援用される）の利益を主張する。

本発明は、高分子量ポリエチレングリコール（ＨＭＷ ＰＥＧ）組成物の投与によって、骨減少症または骨粗鬆症などの骨量減少障害（ｂｏｎｅ ｌｏｓｓ ｄｉｓｏｒｄｅｒ）を含む胃腸の健康における変化に関連する障害を防止するまたは処置する材料および方法に関する。

高齢者人口のかなりの割合の人々が低骨量に関連する骨折を患うであろう。［Ｃｈ．４． Ｔｈｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ Ｂｏｎｅ Ｄｉｓｅａｓｅ．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ．Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，ＭＤ：Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）］。５０才以上の１０００万人のアメリカ人が既に骨粗鬆症を、また別の３３００万人が骨減少症を患い、低骨量を患う全人口は２０２０年までには６１００万人に達すると見積もられている［Ｋｈｏｓｌａら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｎｅ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２６：２５６５（２０１１）］。２００５年には、ほぼ２００万の骨粗鬆層関連の骨折が報告された。このような骨折の数は２０２５年までには３００万を超えると予想される［Ｋｈｏｓｌａら、（２０１１）］。

骨減少症および骨粗鬆症は閉経後の女性に共通に関連する問題ではあるが、これらはまた、高齢男性および低テストステロンを患う男性でも起こる［Ｒｉｇｇｓら、Ｅｎｄｏｃｒ．Ｒｅｖ．２３：２７９（２００２）］。低骨量はまた、クローン病、潰瘍性大腸炎、回腸嚢炎および顕微鏡的大腸炎を含む、炎症性腸疾患（ＩＢＤ）などの胃腸管の疾患を患う人々においても重大な問題である［Ａｌｉら、Ａｍ．Ｊ．Ｍｅｄ．１２２：５９９（２００９）で検討されている］。加えて、胃切除または小腸切除を受けた人々、およびコルチコステロイド治療を受けている患者は、骨減少症または骨粗鬆症となるリスクが高い［Ｃｏａｔｅｓら、Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．Ｍｅｔａｂ．８９：１０６１（２００４）；Ａｌｉら、（２００９）］。

骨再形成の通常の生理的プロセスは、骨吸収および骨合成の平衡している速度を含む。骨吸収は破骨細胞が介在し、一方骨合成は主として骨芽細胞によって実行される。典型的には、破骨細胞と骨芽細胞との同調作用によって、骨は維持され損傷した骨は修復される。第１の細胞タイプが損傷した骨の吸収を促し、第２のタイプが新生骨を合成する。骨減少症および骨粗鬆症は、骨吸収速度の加速および新生骨の合成速度の低下により、骨の塩量、密度および構造が変化するときに生じる［Ｃｈ．２．Ｔｈｅ Ｂａｓｉｃｓ ｏｆ Ｂｏｎｅ ｉｎ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）］。

閉経後誘発骨粗鬆症のためのマウスモデルが利用可能である。このモデルは、若い（約８〜１２週齢）マウスの卵巣を除去してエストロゲン欠乏を引き起こすことを含む。卵巣切除（ｏｖｅｒｉｅｃｔｏｍｙ）後２〜３週間以内にマウスは骨量が有意に減少し、また低度の外傷性骨折の発生数が大きく増大することを含む、骨粗鬆症のすべての形態学的骨特性を示す［Ｓｅｉｄｌｏｖａ−Ｗｕｔｔｋｅら、Ｃｏｍｐ．Ｍｅｄ．６２：８（２０１２）］。ＩＢＤの誘発を仕向けた別のマウスモデルもまた、骨減少症および骨粗鬆症を引き起こすことが分かった。この系では、マウスをデキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）で、通常は、２〜３日または２〜３週間の間２〜３パーセントのＤＳＳを加えた飲料水を与えることによって処置した［Ｈａｍｄａｎｉら、Ｂｏｎｅ４３：９４５（２００８）；Ｈａｒｒｉｓら、Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔ．Ｌｉｖｅｒ Ｐｈｙｓｉｏｌ．２９６：Ｇ１０２０（２００９）］。飲料水中のＤＳＳにさらされたマウスは結腸の炎症を発症し、下痢、直腸出血、体重減少などの症状を示すことになる。２〜３日だけＤＳＳにさらすことを１サイクル行うことで急性大腸炎を誘発することができる。もっと長くさらすかまたは多サイクル行えば、慢性大腸炎となり得る。

これら２つのマウスモデルによって、２つの異なる生理学的条件の下で、骨量減少および骨障害の発生および処置を調べる機会が提供される。卵巣切除マウスモデルは、ＩＢＤに関連する慢性炎症がない系での骨減少症および骨粗鬆症の調査を可能とし、一方、ＤＳＳ系は、ＩＢＤの典型である腸の慢性炎症が骨量減少の遠位ではあるが直接の原因である骨減少症および骨粗鬆症の調査を可能とする。これら動物モデルの両方が、低骨密度関連の疾患の生物学的因果関係を理解するために、ならびに治療および予防処置の開発において有用なツールであることが分かっている。

ホルモン補充療法（ＨＲＴ）は、骨吸収と新生骨合成とを効果的に再度平衡させるため、かつて閉経後女性の骨減少症および骨粗鬆症の主要な処置法であった。リセドロン酸（Ａｃｔｏｎｅｌ（登録商標））、アレンドロン酸（Ｆｏｓａｍａｘ（登録商標））およびパミドロン酸（Ａｒｅｄｉａ（登録商標））などのビスホスホネート化合物は、ＨＲＴが癌のリスクを高め得るとの懸念によりＨＲＴに大きく置き換わっている。ビスホスホネートは、骨吸収の速度を遅くすることによって骨塩密度を維持し骨折のリスクを減らす。しかし、これらは新生骨合成を刺激しない。ビスホスホネートを長期に使用すると、通常の骨再形成プロセスが阻止され、損傷した骨が効果的に修復されないため、骨の健康全般にとって有害となり得る。ビスホスホネートのリスクと利点の一般的な議論については、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ Ｓｏｃｉｅｔｙの「Ｄｒｕｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」を参照のこと［Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ．”Ｄｒｕｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ” Ｃａｍｅｒｔｏｎ，Ｂａｔｈ ＢＡ２ ０ＰＪ
Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ，ｒｅｖｉｓｅｄ Ｊｕｎｅ ２０１２（２０１２）；Ｃｈ．９．Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｔｈｏｓｅ Ｗｈｏ Ｈａｖｅ Ｂｏｎｅ Ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）］。

ＩＢＤの処置はしばしば免疫抑制剤グルココルチコイドの使用を含む。これは、骨密度に悪影響を与えることが知られている［Ｌｏｎｇら、Ｄｉｇ．Ｄｉｓ．Ｓｃｉ．５５：２２６３（２０１０）］。しかし、未処置のＩＢＤ患者において重度の骨量減少が明白であり、よって、これらの患者ではこれはグルココルチコイド処置の結果ではない［Ｂｊａｒｎａｓｏｎ、Ｒｈｅｕｍａｔｏｌｏｇｙ ３８：８０１（１９９９）］。様々な種類のＩＢＤが骨量減少をもたらし、２つの病理の間の関係は、ＩＢＤ一般に共通のものであり、クローン病、潰瘍性大腸炎、または他の一般にＩＢＤとして類別される特定の状態の何れにとっても特別なものではないことを示している。

興味深いことに、ＤＳＳ処置したマウスは、骨吸収の増加に対立するものとして、骨形成の減少によって骨減少症を発症するように見える［Ｈａｒｒｉｓら、（２００９）］。ＤＳＳ誘発ＩＢＤは、骨芽細胞活性を減らすだけではなく、同時に破骨細胞の数を増やし、それらのほとんどは非活性であるように見えると報告されている［Ｈａｒｒｉｓら、（２００９）］。これらの所見は、ＤＳＳを伴わない慢性全身性炎症に関連する状態を評価する別のアプローチによって支持される。この場合、抗炎症性ＩＬ−１０を欠くノックアウトマウスもまた、骨減少症および骨粗鬆症を示すことが観察され、ＤＳＳ処置マウスにおける骨量減少が慢性炎症に一般的であり、よって何らかの他の生理学的ルートを介してＤＳＳにさらされた特別な結果である可能性は低いことが確認された［Ｄｒｅｓｎｅｒ−Ｐｏｌｌａｋら、Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ １２７：７９２（２００９）］。

破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成との間の平衡は、骨芽細胞により生成されるいくつかのタンパク質によって調節される［ＧｈｉｓｈａｎおよびＫｉｅｌａ，Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔ．Ｌｉｖｅｒ Ｐｈｙｓｉｏｌ．３００：Ｇ１９１（２０１０）；またＣｈ．２．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）において概説、特に図２〜６を参照］。マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）および受容体活性化核因子カッパＢリガンド（ＲＡＮＫＬ）の骨芽細胞による生成は、破骨細胞の発生および活性を刺激する。骨芽細胞はまたオステオプロテゲリン（ＯＰＧ）を生成する。これはＲＡＮＫＬのための可溶性デコイ受容体として機能し、ＲＡＮＫＬ対ＯＰＧの局所比率が恐らく新生骨合成部位で破骨細胞活性を調整する。ＲＡＮＫＬの生成は、ＩＬ−１、ＩＬ−６およびＴＮＦ−αなどの炎症促進性サイトカイン（ｐｒｏ ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ ｃｙｔｏｋｉｎｅ）を含む多数の因子によって刺激され、またＲＡＮＫＬはＩＢＤを患う患者において活性化されると知られている［Ｆｒａｎｃｈｉｍｏｎｔら、Ｃｌｉｎ．Ｅｘｐ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１３８：４９１（２００４）；Ｍｏｓｃｈｅｎら、Ｇｕｔ５４：４７９（２００５）］。他の因子も、既知のものでも未知のものでも、間違いなく破骨細胞および骨芽細胞の活性の平衡化に重要な役割を果たし、開示発明はいかなる特定の調節モデルによって限定されることはない。ここに開示した組成物および処置の有益な効果は、基礎となる理論上の分子機構に関係なく骨状態を経験的に改善させる。

炎症促進性サイトカインによる骨芽細胞および破骨細胞活性の制御、ならびに骨障害のＩＢＤとの関連性は、宿主免疫系と腸内微生物相との間の相互作用が骨代謝において重大な役割を果たし得ることを示唆する。実際において、Ｓｊｏｇｒｅｎと同僚たちは、無菌マウスは、類似の条件下で飼育した従来のマウスに比べて、破骨細胞の数が減少し骨量が著しく高いことを見出した［Ｓｊｏｇｒｅｎら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｎｅ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２７：１３５７（２０１２）］。さらに、彼らは、無菌マウスに正常な腸内微生物相を移植すると、骨量および破骨細胞数が正常化したことも見出した。従って、腸内微生物相と宿主免疫系との相互作用が骨の健康に直接影響を与え得るように見える。

腸内微生物相と免疫系との間の相互作用は、傍細胞経路に大きく依存し、傍細胞経路は上皮細胞間の頂端間結合部によって調節される。いかなる病理的状態もないとき、これら結合部は完全には塞がれず、水および溶質の輸送を可能にする。これら結合部はまた、免疫原性の恒常性を維持するのに必要な微生物サンプリングのための主要なルートである。これら結合部の調節が喪失すると、微生物抗原のレベルの増加に反応して、水流量の変化、同調的溶質輸送の喪失、および免疫系の過剰刺激をもたらし得る。このような調節の喪失の要因はいくらでもあり得る。例えば、腸管上皮の外傷または潰瘍は、関連する頂端結合部への損傷をもたらし得る。また、雌被験体におけるあるホルモンの変化が、発情（ｅｓｔｅｒｏｕｓ）周期の過程でのエストロゲンおよびプロゲステロンなどの性ホルモンに反応した短期間の周期においてだけではなく、このような周期の閉経後停止にも反応して、頂端結合部の調節を変更することができるという証拠も増えている［Ｂｒａｎｉｓｔｅら、Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ ５８７：３３１７（２００９）］。類似の長期の変化はまた、芳香族化に利用可能なテストステロン量の減少の結果として循環エストロゲンレベルが低下するため、高齢男性にも起こり得る。理論に縛られることなく、腸バリア機能を回復または維持する方法は、腸内微生物相と宿主免疫系との相互作用を和らげることによって骨の健康を向上させ得る。このような効果は、破骨細胞活性の不要な刺激を最小限にし且つ骨形成を促進するのに役立ち得る。

破骨細胞を調整することに加えて、骨芽細胞は新生骨の形成に積極的に従事する。この骨形成プロセスでは、骨芽細胞は、タイプＩコラーゲンと非コラーゲン性タンパク質、オステオカルシンとのタンパク質マトリックスを新生骨合成の部位に置く。次にこのタンパク質マトリックス（類骨）をヒドロキシアパタイトで鉱化して、硬質の新生骨を形成する［Ｃｈ．２．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）］。オステオカルシンは、類骨に大きく局所化されるが、血液または尿試料中で定量化することができ、活性な同化性骨形成のためのマーカーとして役立つ［ＬｉａｎおよびＧｕｎｄｅｂｅｒｇ、Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｐ．Ｒｅｌａｔ．Ｒｅｓ．Ｊａｎ（２２６）：２６７（１９８８）］。

現在では、新生骨形成を刺激することができる唯一のＦＤＡ認可化合物は副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）である。これはＦｏｒｔｅｏ（登録商標）（テリパラチド（ｔｅｒａｐｅｒａｔｉｄｅ））として市販されており、比較的高価な組み換えタンパク質である［Ｃｈ．９．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）、２２６頁］。効果的であるためには、ＰＴＨは、骨芽細胞分化におけるホルモンの通常の脈動作用を模倣するように厳格なスケジュールで皮下注射によって投与する必要がある［ＤｏｂｎｉｇおよびＴｕｒｎｅｒ、Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌｏｇｙ １３８：４６０７（１９９７）］。ＰＴＨは、ビスホスホネート処置とは適合しない恐れがあり、よってビスホスホネート処置により骨吸収を遅くする一方で同時にＰＴＨにより新生骨合成を増大させることは問題がある［Ｇａｓｓｅｒら、Ｊ．Ｍｕｓｃｕｌｏｓｋｅｌｅｔａｌ Ｎｅｕｒｏｎａｌ Ｉｎｔｅｒａｃｔ．１：５３（２０００）］。加えて、ＰＴＨは、腎臓結石、不安、および鬱病などの深刻な副作用を潜在的に生み出し得、また処置期間は癌リスクにより通常２年以下に制限される。従って、明らかに、単純で強固な新生骨同化剤、特に新生骨合成を促進する一方で骨吸収を遅くすることができる薬剤が必要とされている。

骨の健康に加えて、腸内微生物相と免疫系との相互作用は、動物福祉の他の多くの局面にも関係している。現代の農作業は、家畜の成長、生産、生殖、および罹病性に影響を与える相当量のストレスを誘発する［検討のためＪ．Ｃ．Ｓｗａｎｓｏｎ，Ｊ．Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉ．７３：２７４４（１９９５）参照］。家畜の増殖収率および生産を増やす際の抗生物質処置の有益な効果は長く認められてきたが、これは、これら薬物の医学的効能を損なうことにもなる抗生物質耐性細菌の蓄積を生成し得るため、非常に問題となっている。家畜の成長および生産を促進する抗生物質に代わるものに対する必要性は十分に認識され且つ差し迫っている。

Ｋｈｏｓｌａら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｎｅ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（２０１１）２６：２５６５ Ｒｉｇｇｓら、Ｅｎｄｏｃｒ．Ｒｅｖ．（２００２）２３：２７９ Ａｌｉら、Ａｍ．Ｊ．Ｍｅｄ．（２００９）１２２：５９９

腸上皮、内因性細菌、および動物免疫系間の相互作用は、動物生理学の多数の局面に影響を与える。ＨＭＷ ＰＥＧは、骨吸収を下げる一方で同時に同化性骨合成を高める単純で強固な方法を提供する。ＨＭＷ ＰＥＧ処置の他の利点としては、感染、ホルモンの変化、損傷、環境ストレス、または急速成長による代謝前駆体の消耗のいずれかによる、慢性の免疫的刺激に関連する様々な障害を防止、低減、または改善することを含む。ＨＭＧ−ＰＥＧは、慢性疾患（骨粗鬆症または過敏性腸疾患など）の長期的な処置を必要とする状況、治癒の遅いプロセス（外傷性骨折後の骨形成）、および畜産（家畜の一般的な健康および収量を向上させる）において簡単で安全且つ効果的な治療および予防を提供する。

本発明は、骨量減少障害に対して効果的に防護する高分子量ポリエチレングリコール（ＨＭＷ ＰＥＧ）組成物を提供することによって、当該分野における少なくとも１つの必要を満たす。本発明はまた、現存の低骨量を逆転させ、且つ骨塩量、骨塩密度、骨体積率、骨梁数、骨梁幅、骨梁間隔、ならびに皮質面積および髄質領域などの骨状態の様々なパラメータを向上させるＨＭＷ ＰＥＧの使用を提供する。また、骨形成を向上させ且つ骨吸収を減少させるＨＭＷ ＰＥＧの使用を提供する。ＨＭＷ ＰＥＧは、未知のメカニズムによって腸上皮バリア機能を向上させ、この結果、骨形成を増大させる一方で同時に腸管の炎症に関連する付随の骨量減少を減少させる。骨状態の向上は、炎症が、クローン病または大腸炎などの腸の病理の直接の結果であるか、または間接的に腸の免疫完全性を損なうかもしれないホルモンレベルの変化の結果であるかを問わず生じる。本方法では、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物は、少なくとも３，５００ダルトン、少なくとも５，０００ダルトン、少なくとも８，０００ダルトン、少なくとも１２，０００ダルトン、および少なくとも１５，０００ダルトンからなる群より選択される平均分子量を有し得る。また、１５，０００〜２０，０００ダルトンの間の平均分子量を有するＭＤＹ−１００１などのＨＭＷ ＰＥＧ誘導体も好適である。上記に示された最小平均分子量基準を満たす様々な構造のＨＭＷ ＰＥＧが考慮される。これには、疎水性コアに付着した少なくとも２本の炭化水素鎖を備えたＨＭＷ ＰＥＧ化合物が含まれる。ここで、各炭化水素鎖は、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物の少なくとも４０パーセントの平均分子量を持ち、また疎水性コアは環構造を備えている。

類似のＨＭＷ ＰＥＧ組成物が、米国特許出願第１３／２５９，３１３号に微生物介在、照射誘発性の上皮障害を防止または処置するのに有効な薬剤として、また米国特許出願第１１／５７８，３８８号に様々な上皮障害の処置のための治療用送達システムとして記載されている。これら両出願は本明細書において参考のため援用されている。

ＨＭＷ ＰＥＧの治療上有効量は、患者または動物被験体の年齢、体重、一般的な健康などの既知の変数に依存して変動するであろうし、また当該分野では既知であるように、治療上有効量は慣例的な手順を用いて容易に決定可能である。本方法は、上記に定義した最小平均分子量を有するＨＭＷ ＰＥＧの投与を包含し、また上述のように、少なくとも２本の炭化水素鎖および疎水性コアを有するＨＭＷ ＰＥＧが投与される実施形態を包含する。本方法は特に、骨量減少障害のリスクのある被験体の処置を包含する。

本開示によるさらに別の局面は、予防上有効量の高分子量ＨＭＷ ＰＥＧ化合物を骨量減少障害を発症するリスクのある動物に投与することを包含する、動物を骨量減少から防護する方法である。この場合も、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物は、少なくとも３，５００ダルトン、少なくとも５，０００ダルトン、少なくとも８，０００ダルトン、少なくとも１２，０００ダルトン、および少なくとも１５，０００ダルトンからなる群より選択される平均分子量を有し得る。また、１５，０００〜２０，０００ダルトンの間の平均分子量を有するＭＤＹ−１００１などのＨＭＷ ＰＥＧ誘導体も好適である。

さらに別の局面は、治療上有効量の高分子量ＨＭＷ ＰＥＧ化合物を現在骨量減少障害を患っている動物に投与することを包含する、動物を骨量減少から防護する方法である。ＨＭＷ ＰＥＧ化合物は、少なくとも３，５００ダルトン、少なくとも５，０００ダルトン、少なくとも８，０００ダルトン、少なくとも１２，０００ダルトン、および少なくとも１５，０００ダルトンからなる群より選択される平均分子量を有し得る。また、１５，０００〜２０，０００ダルトンの間の平均分子量を有するＭＤＹ−１００１などのＨＭＷ
ＰＥＧ誘導体も好適である。

さらに別の局面は、治療上有効量のＨＭＷ ＰＥＧを動物の腸に投与することを包含する、動物における骨量減少を防ぐ方法に関する。いくつかの実施形態では、ＨＭＷ ＰＥＧは実際の骨量減少前に投与される。他の実施形態では、ＨＭＷ ＰＥＧは骨量減少の検出後に投与される。いくつかの実施形態では、ＨＭＷ ＰＥＧは連続してまたは複数のバッチで投与される。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、一回のまたは限定数の投与よりなるか、または数日、数週、数月または数年にわたって行われる多くの個別投与の過程を含み得る。

本発明の別の局面は、動物の成長能力を増大させる方法に関する。成長能力とは、成長速度の増加、徐脂肪筋肉量の減少、または乳牛の場合は牛乳、鶏（産卵鶏）の場合は卵、または肉牛、ブタ、ヒツジ、鶏（ブロイラーおよびフライ用若鶏を含むがこれらに限定されない）、シチメンチョウ、アヒル、および他の食肉用家畜の場合は食肉、などの所望の畜産物の生産の増加を意味し得る。

さらに別の局面は、ヒトおよび他の動物の下痢性疾患の頻度および重篤性を下げる方法に関する。このような下痢性疾患は、炎症性腸疾患、食中毒、感染、または環境ストレスによって生じるものなどの炎症性および非炎症性の下痢の両方を含む。感染は、細菌の、または寄生生物の浸潤によって生じ得る。環境ストレス要因は、動物の免疫状態に直接または間接的に影響を与える、動物の密集、閉じ込め、または物理的な取扱いなどいかなる条件も含む。

本開示による上記の局面の各々において、ＨＭＷ ＰＥＧは腸内投与または非経口（ｐａｒｅｎｔｅｒｉｃ）投与などの、当該分野で既知のいかなるルートによって投与してもよい。詳しくは、上記の方法のいずれも、経口による、経胃栄養チューブによる、十二指腸栄養チューブによる、胃瘻造設による、浣腸による、胃洗浄による、結腸洗浄による、胃腸管への直接注入による、または外科的注入によるＨＭＷ ＰＥＧ投与を含み得る。また、本開示による上記の局面の各々において、ＨＭＷ ＰＥＧは、少なくとも２本の炭化水素鎖を有し、ここで各鎖は、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物の少なくとも４０パーセントの平均分子量、および疎水性コアを有し、疎水性コアは１つ以上の芳香族環または非芳香族環を含み得る。

本発明の追加の局面は、包装材料、有効量のＨＭＷ ＰＥＧ、および送達手段を備えるキットを提供する。ここで包装材料は、ＨＭＷ ＰＥＧが骨量減少障害であると特徴付けられる状態を処置、改善、または防止するために用いることができることを示すラベルまたは添付挿入物を備える。

本発明の他の特徴および利点は、図面および実施例を含む以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるであろう。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
骨障害を発症するリスクのある動物を処置するための方法であって、有効用量のポリエチレングリコールを、処置を必要とする動物に投与することを包含する、方法。
（項目２）
胃腸障害を発症するリスクのある動物を処置するための方法であって、有効用量のポリエチレングリコールを、処置を必要とする動物に投与することを包含する、方法。
（項目３）
前記動物が、イヌ、ネコ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ウシ、ブタ、鶏、シチメンチョウ、およびヒトからなる群より選択される、項目１または２に記載の方法。
（項目４）
異常状態は、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、閉経期、男性更年期、性腺機能低下症、骨減少症、骨粗鬆症、慢性感染症、および免疫学的ストレスからなる群より選択される、項目１または２に記載の方法。
（項目５）
前記有効用量は経口投与される、項目１または２に記載の方法。
（項目６）
前記有効用量は直腸投与される、項目１または２に記載の方法。
（項目７）
前記有効用量は注入により腸に直接投与される、項目１または２に記載の方法。
（項目８）
前記有効用量は外科的灌注により腸に直接投与される、項目１または２に記載の方法。（項目９）
前記有効用量は骨形成を増大させるのに十分である、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記有効用量は骨吸収を減少させるのに十分である、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記有効用量は骨形成を増大させ且つ骨吸収を減少させるのに十分である、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記有効用量は成長能力を増大させるのに十分である、項目２に記載の方法。
（項目１３）
前記有効用量は細菌負荷を減少させるのに十分である、項目２に記載の方法。
（項目１４）
前記有効用量は成長能力を増大させ且つ細菌負荷を減少させるのに十分である、項目２に記載の方法。
（項目１５）
前記ポリエチレンは少なくとも３，５００ダルトンの平均分子量を有する、項目１または２に記載の方法。
（項目１６）
前記ポリエチレングリコールは少なくとも８，０００ダルトンの平均分子量を有する、項目１または２に記載の方法。
（項目１７）
前記ポリエチレングリコールは少なくとも１５，０００ダルトンの平均分子量を有する、項目１または２に記載の方法。
（項目１８）
前記ポリエチレングリコールはＭＤＹ−１００１である、項目１または２に記載の方法。
（項目１９）
骨障害を発症するリスクのある動物を処置するための有効用量のポリエチレングリコールを備えたキット。
（項目２０）
胃腸障害を発症するリスクのある動物を処置するための有効用量のポリエチレングリコールを備えたキット。
（項目２１）
前記ポリエチレングリコールは少なくとも３，５００ダルトンの平均分子量を有する、項目１９または２０に記載のキット。
（項目２２）
前記ポリエチレングリコールは少なくとも８，０００ダルトンの平均分子量を有する、項目１９または２０に記載のキット。
（項目２３）
前記ポリエチレングリコールは少なくとも１５，０００ダルトンの平均分子量を有する、項目１９または２０に記載のキット。
（項目２４）
前記ポリエチレングリコールはＭＤＹ−１００１である、項目１９または２０に記載のキット。
（項目２５）
前記用量を、必要とする動物に送達するための手段を備える、項目１９または２０に記載のキット。

図１は、未処置（対照）マウス、ＨＭＷ ＰＥＧで処置した対照マウス（対照＋ＰＥＧ）、卵巣切除（ｏｖｅｒｉｅｃｔｏｍｉｚｅｄ）（ＯＶＸ）マウス、およびＨＭＷ ＰＥＧで処置したＯＶＸマウス（ＯＶＸ＋ＰＥＧ）からの大腿の代表的なμＣＴスキャンの画像での可視化である。対照パネルのＯＶＸパネルとの比較により、卵巣切除に起因する閉経後骨量減少障害の程度が示される。ＯＶＸパネルのＯＶＸ＋ＰＥＧパネルとの比較により、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置が閉経後骨量減少に与える改善効果が示される。対照＋ＰＥＧの対照パネルとの比較により、基礎的な骨量減少障害のない動物でもＨＭＷ ＰＥＧによる処置から骨状態にいくらかの利点を引出し得ることが示される。 図２は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的骨梁骨塩量（ｔｒａｂｅｃｕｌａｒ ｂｏｎｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ）（ｍｇ）を表す。このプロットおよび以下のすべてのプロットにおいて、各被験体群内の標準偏差が垂直エラーバーとして示される。水平バーは、被験体群間の統計的品質をスチューデントｔ−検定由来のｐ値として示す。ＮＳはｐ＞０．０５を示し、ここでは統計的に有意ではない結果とみなされる。対照とＯＶＸ試料群との比較により、閉経後骨量減少により骨塩量に統計的に有意な減少が示される。ＨＭＷ ＰＥＧ処置した試料群とそれらの非処置群との比較により、これら動物がＨＭＷ ＰＥＧ処置の結果として高レベルの骨梁骨塩量の恩恵を受けたことが示される。 図３は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的骨梁骨塩密度（ｔｒａｂｅｃｕｌａｒ ｂｏｎｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）（ｍｇ／ｃｃ）を表す。対照とＯＶＸ試料群との比較により、閉経後骨量減少による骨塩量の統計的に有意な減少が示される。ＯＶＸ動物をＨＭＷ ＰＥＧで処置すると、骨梁骨塩密度に統計的に有意な改善が得られた（ＯＶＸとＯＶＸ＋ＰＥＧとを比較）。同様に、効果はそれほど顕著ではなく統計的に確実ではないが、ＨＭＷ ＰＥＧ処置は対照動物の骨梁骨塩密度も改善したように見える。 図４は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的皮質骨塩量（ｍｇ）を表す。対照とＯＶＸ動物との間にほとんど差異はなく、皮質骨は、骨量減少に与える閉経後の影響に対して敏感ではないかもしれないということを示している。しかし、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、健常な動物および閉経後動物の両方の皮質骨塩量を増大させている。 図５は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的皮質骨密度（ｍｇ／ｃｃ）を表す。図４におけるように、対照とＯＶＸ動物との間にほとんど差異はないが、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置を行うと、健常な動物および閉経後動物の両方で明確な向上がある。 図６は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的骨体積率（ＢＶ／ＴＶ）を表す。対照とＯＶＸ試料群との比較により、閉経後骨量減少による骨体積率の統計的に有意な減少が示される。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、閉経後骨量減少を患う動物の骨体積率に大きくかつ統計的に有意な向上が提供される。それほど劇的でもなくまた確実性のレベルははるかに低いが、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した健常な動物にもまた向上が生じている。 図７は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける相対的骨梁幅（μｍ）を表す。閉経後骨量減少は、対照群動物に対するＯＶＸ動物の平均骨梁幅の減少に反映される。健常な動物および閉経後骨量減少を患う動物の両方が、ＨＭＷ ＰＥＧ処置の恩恵を受け、閉経後動物は健常な動物とほとんど同じレベルの平均骨梁幅まで回復している。 図８は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける骨梁数（Ｔｂ．Ｎ．）を表す。閉経後骨量減少はまた、対照群動物に対するＯＶＸ動物の平均骨梁数の減少にも反映される。閉経後動物のＨＭＷ ＰＥＧ処置により骨梁数は有意に向上するが、一方、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、他の点では健常な動物にいくらかの恩恵は与えるが有意ではない。 図９は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける骨梁間隔（ｍｍ）を表す。閉経後骨量減少による骨梁間隔の差異は、対照群動物をＯＶＸ群と比較することによって明らかである。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はＯＶＸ動物での骨梁間隔を健常な動物で観察されるのとほとんど同じレベルまで有意に縮める。これほど有意にではないが、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はまた健常な動物での骨梁間隔を縮めるように見える。 図１０は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける皮質髄（ｃｏｒｔｉｃａｌ ｍａｒｒｏｗ）面積（ｍｍ^２）を表す。健常な動物と閉経後動物との間には皮質髄面積において明白な差異はほとんどない。同様に、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した健常な動物には有意な変化はほとんどない。ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した閉経後動物では皮質骨髄面積に有意な減少があり、皮質髄面積を犠牲にした新生骨の蓄積を示唆している。 図１１は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ、およびＯＶＸ＋ＰＥＧマウスにおける皮質面積（ｍｍ^２）を表す。ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した健常な動物群および閉経後動物群の皮質面積プロフィールは、図１０の皮質髄面積パターンと一致する。健常な動物と閉経後動物との間には有意な差異はほとんどないが、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、僅かだとしても皮質骨面積が増大し、新生骨の蓄積を示している。 図１２は、ＯＶＸ、ＯＶＸ＋ＰＥＧ、ＯＶＸ＋ＤＳＳ，およびＯＶＸ＋ＤＳＳ＋ＰＥＧマウスにおける相対的血清オステオカルシン濃度（ｎｇ／ｍｌ）を表す。対照＋ＤＳＳ群をＯＶＸ＋ＤＳＳ動物と比較すると、ＤＳＳ誘発ＩＢＤを患う動物においても、閉経後（ＯＶＸ）骨量減少の影響が追加されることが示される。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、血清オステオカルシンのレベルを有意に上昇させ、これは骨形成のマーカーとして、ＩＢＤおよび閉経後骨量減少の両方のリスクを持つ動物において新生骨合成が増大することを示す。ＨＭＷ ＰＥＧにより処置したＩＢＤを患う動物においての向上もまた、統計的な確実性は小さいが、明らかである。意義深いことに、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、両動物群において同化性新生骨合成のこの標識を同じレベルまで増大させているように見える。 図１３は、対照、対照＋ＰＥＧ、対照＋ＤＳＳ、および対照＋ＤＳＳ＋ＰＥＧマウスにおける相対的血清オステオカルシン濃度（ｎｇ／ｍｌ）を表す。健常な動物のＩＢＤ骨量減少を患う動物との比較により（対照 対 対照＋ＤＳＳ）、ＩＢＤ動物の新生骨合成（骨形成）が低レベルであり得ることが示唆され、これは既刊のレポート［Ｈａｒｒｉｓら、（２００９）］と一致する。健常な動物およびＩＢＤ動物の両方のＨＭＷ ＰＥＧによる処置（対照＋ＰＥＧおよび対照＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ）により血清オステオカルシンレベルが増大し、このような処置が骨形成を増大させることが示唆される。健常な動物のＨＭＷ ＰＥＧ処置ＩＢＤ動物群との比較により、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置がＩＢＤ動物の骨形成を健常な動物で見出されるのと同じレベルまで回復させることが示される。 図１４は、対照、対照＋ＰＥＧ、ＯＶＸ＋ＤＳＳ、およびＯＶＸ＋ＤＳＳ＋ＰＥＧマウスにおける相対的血清オステオカルシン濃度を表す。健常な動物とＩＢＤおよび閉経後骨量減少の両方を患う動物との比較により（対照 対 ＯＶＸ＋ＤＳＳ）、ＩＢＤおよび閉経後動物の骨合成が有意に低いレベルであることが示され、これはＩＢＤによる骨量減少に加えて閉経後骨量減少が新生骨合成を減らすことと一致する。健常な動物とＩＢＤおよび閉経後骨量減少を患う動物群との比較により（対照＋ＰＥＧ 対 ＯＶＸ＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ）、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、ＩＢＤおよび閉経後骨量減少のリスクのある動物の骨形成が健常な動物で見出されるのと同じレベルまで回復することが示される。 図１５は、健常なおよび感染したブロイラー鶏の飼料転換率（ｆｅｅｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔｅ）（ＦＣＲ）を示す。本研究でのトリは、多数の檻に隔離し（１檻当たり１５羽）、４つの実験群（１群当たり８個の檻）として処置した。陰性対照群は、特別な処置を受けない健常なトリとした。０．３３％ＭＤＹ（１−２１）群は、ＨＭＷ ＰＥＧ ＭＤＹ−１００１により処置したトリを表す。ＳＥ対照群のトリは、腸炎菌に感染させたが、他の特別な処置は行わなかった。０．３３％ＭＤＹ（１−２１）＋ＳＥ群のトリは、腸炎菌に感染させ、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した。ＦＣＲは、２０日目で評価した、群内の各檻の体重増加を郡内の各檻によって消費された全飼料で割ることによって決定される。 図１６は、感染ブロイラー鶏からの細菌の回収に対するＨＭＷ ＰＥＧの効果を報告している。本研究ではすべてのトリを腸炎菌に感染させ、各トリの盲腸に現存する腸炎菌の量を処置期間の終わりに決定した。対照群のトリは特別な処置は受けなかった。０．１％−Ｔ群のトリはＨＭＷ ＰＥＧ ＭＤＹ−１００１により処置された。０．１％−Ｐ群のトリは通常の家禽予防処置を受けた。各鶏の盲腸を取り出して重さを量り、各盲腸から回収した腸炎菌のコロニー形成単位数を標準的な微生物学的方法によって決定した。

本発明は、骨量減少障害、および骨量減少に関連した状態を処置するための方法を提供する。本発明は、高分子量ポリエチレングリコール（ＨＭＷ ＰＥＧ）を含む組成物を、骨粗鬆症または骨減少症に特徴的な低骨密度および生理的骨プロフィールを有する動物に投与することが、骨梁および皮質骨プロフィールの向上に伴う骨量および骨密度の増加を引き起こすという発見に基づく。ＨＭＷ ＰＥＧの投与は、血清オステオカルシンのレベルを増大させることによって示されるように、骨吸収を減らすだけではなく骨形成を増大させる。従って、ＨＭＷ ＰＥＧを含む組成物は、骨量減少およびこれに関連する障害の処置に驚くほどに有用である。この発見は、閉経後骨粗鬆症から生じる骨健康におけるホルモン変化などの、胃腸の健康に直接には関連しない状態によって引き起こされる骨量減少障害に対する処置の効力を考えれば予想外のことである。さらに、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はまた、直接または間接的に胃腸の健康に影響を与えるいかなる障害もない健常な動物での骨健康の様々なパラメータを向上させる。

骨量減少および関連する障害の処置に加えて、ＨＭＷ ＰＥＧの投与は、破損または疲労骨折などの治癒のためには新生骨を必要とする損傷を被ったかも知れない正常な骨プロフィールを持つヒトまたは他の動物において骨の修復を向上させることができる。

ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はまた、生理学的骨形成に関連する他の形態のストレスを経験する動物における骨の完全性を向上させるであろう。例えば、鶏の軟骨病（ｓｏｆｔ ｂｏｎｅ ｄｉｓｅａｓｅ）は、ビタミンＤ、カルシウム、または卵殻形成に関与する他の要素の欠乏の結果として生産産卵鶏において生じる。同様に、家畜シチメンチョウおよび鶏（ブロイラーおよびフライ用若鶏を含むがこれらに限定されない）は、感染による大腿骨頭の細菌性壊死（骨髄炎コンプレックス）および生産系統の急速な成長速度の結果としての脛骨軟骨の骨化不具合（脛骨軟骨形成異常）などの骨疾患を頻繁に患う。またより大型の動物、特に高い生殖能力、急速な成長速度を求めて繁殖させた動物、および狭い場所で飼育した動物は、骨損傷に罹りやすい。例えば、ブタは、繁殖雌ブタに対する高い授乳要求の結果として骨軟化症を、くる病などの代謝性骨疾患を、そして高密度のブタ生産施設でのストレスおよび糞便汚染の結果として感染による非代謝性骨疾患を患う。

ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した動物の成長能力もまた向上する。成長能力とは、乳牛の場合は牛乳、または鶏（産卵鶏）の場合は卵の生産の向上、および食肉生産用に飼育する動物の場合は徐脂肪筋肉量の生産の向上を意味し得る。成長能力は個々の動物の全体的な健康の一般的な評価を提供し、骨障害はいつでも生物の全体的な健康に負の影響を与える。胃腸の健康の破壊の結果としての骨障害が明白であるかどうかに係らず、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は処置した動物の成長能力を向上させることが見出されている。

「動物」には、植物でも、原生生物でもない生物という従来の意味が与えられる。好適な動物は、哺乳類、鳥類、または魚などの脊椎動物である。好適な哺乳類としては、ヒト、およびウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、またはネコなどの家畜哺乳類を含むがこれらに限定されない。好適な鳥類としては、鶏、シチメンチョウ、およびアヒルなどの家畜家禽を含むがこれらに限定されない。好適な魚としては、鮭、テラピア、ナマズ、ハタ（ｇｒｏｕｐｅｒ）、シービーム、スズキなどの養殖可能魚を含むがこれらに限定されない。

「骨量減少障害」という用語は、Ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌによって［Ｃｈ．３．Ｉｎ：Ｂｏｎｅ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ：Ａ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｇｅｏｎ Ｇｅｎｅｒａｌ（２００４）］または世界保健機構によって［ＷＨＯ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｇｒｏｕｐ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｕｒｄｅｎ ｏｆ Ｍｕｓｃｕｌｏｓｋｅｌｅｔａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈｅ
Ｓｔａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ．Ｔｈｅ ｂｕｒｄｅｎ ｏｆ ｍｕｓｃｕｌｏｓｋｅｌｅｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ：Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｇｒｏｕｐ．Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ：Ｗｏｒｌｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｐｏｒｔ ｓｅｒｉｅｓ ９１９；２００３；２７頁］定義された骨粗鬆症または骨減少症などの状態に関連することが理解される。運営上は、骨粗鬆症は、これら当局によって、若年成人女性の平均ＢＭＤよりも２．５標準偏差未満だけ低い骨塩密度（ＢＭＤ）（ＢＭＤ Ｔ−スコア＜−２．５）として定義される。骨減少症は、運営上は、若年成人女性の平均ＢＭＤより下のＢＭＤ１から２．５標準偏差（−２．５＜ＢＭＤ Ｔ−スコア＞−１．０）として定義される。臨床的には、骨粗鬆症は通常は、手首、椎骨、および股関節部への特徴的な低度の外傷性骨折によって認識される。加えて、ここでは「骨量減少障害」はまた、ＢＭＤ以外の物理的な骨の特徴が有意な骨量減少が生じたことを示す状態のことも指す。例えば、骨塩量の減少、骨体積率の減少、骨梁幅および骨梁数の減少、骨梁間隔の増加、皮質髄面積の増加、または皮質骨面積の減少はすべて、骨減少症または骨粗鬆症への進行を示す。また、ここで用語「骨量減少障害」を用いる場合は、これら骨量減少の指標のいずれかによって骨質の低下をもたらすいかなる病理をも指すことは知られている。

あるＨＭＷ ＰＥＧ製剤のみが、成長能力を向上させるのにまたは骨量減少障害を処置するのに有効であるようである。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の組成物は一般に、胃腸管を含む大腸内視鏡検査または外科的手順に先立って腸内容物を除去するために使用される。一般に、腸洗浄に用いられるＰＥＧの形態は、分子量３．３５０キロダルトン以下（例えば、ＭｉｒａＬＡＸ（登録商標）またはＭｏｖｉＰｒｅｐ（登録商標））であり、これは本発明により提供されるＨＭＷ ＰＥＧ組成物より実質的に短い。さらに、これら低分子量ＰＥＧ製剤の強力な緩下薬効果により、これらを治療処置として長期にわたって適用することは不適切となる。加えて、Ａｌｖｅｒｄｙと同僚たちは、ＨＭＷ ＰＥＧの投与がマウスの照射誘発敗血症に対する重大な保護を提供する一方で、３．３５キロダルトンのＰＥＧはほとんどまたは全く保護を提供しないと報告した［Ｖａｌｕｃｋａｉｔｅら、Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔ．Ｌｉｖｅｒ Ｐｈｙｓｉｏｌ．２９７：Ｇ１０４１（２００９）；米国特許出願第１１／５７８，３８８号］。これらの結果は、腸上皮とＨＭＷ ＰＥＧとの間の相互作用と、腸上皮と低分子量ＰＥＧ化合物との間の相互作用との質的な差異を示している。本発明は、ＨＭＷ ＰＥＧの腸上皮との相互作用はまた、骨量減少障害のリスクのある動物において骨量減少を減らすことを開示する。

「ＨＭＷ ＰＥＧ」は、３．５キロダルトンより大きい平均分子量を持つと定義される比較的高分子量のＰＥＧを指す。好ましくは、ＨＭＷ ＰＥＧは、１キロダルトンより多い平均分子量を持ち、特定の実施形態では、ＨＭＷ ＰＥＧは、少なくとも５キロダルトン、少なくとも８キロダルトン、少なくとも１２キロダルトン、少なくとも１５キロダルトン、および１５〜２０キロダルトンの間（ＭＤＹ−１００１）の平均分子量を持つ。１つの実施形態では、ＨＭＷ ＰＥＧは少なくとも２本の炭化水素鎖を持ち、各鎖は、ＨＭＷ ＰＥＧの少なくとも４０パーセントの平均分子量、および疎水性コアを有し、該コアは、各々が５または６個の環炭素を持つ１〜４環などの環構造を持ち、また芳香族環を含むがこれに限定されない。

加えて、「ＨＭＷ ＰＥＧ」化合物はＨＭＷ ＰＥＧ誘導体を含み、ここで、各誘導体化合物は、少なくとも１つの追加の官能基が付着する部分としてＨＭＷ ＰＥＧ化合物を含有する。従って、「ＨＭＷ ＰＥＧ」化合物は、非誘導体化ＨＭＷ ＰＥＧ化合物とＨＭＷ ＰＥＧ誘導体化合物とを含む。好適なＨＭＷ ＰＥＧ誘導体はカチオン性ポリマーである。「ＨＭＷ ＰＥＧ」化合物のこの定義により、前段落で開示した好適な実施形態の分子などの分子を特徴付ける際の混乱が避けられ、少なくとも２本の炭化水素鎖および疎水性コアを備えた「ＨＭＷ ＰＥＧ」化合物は、見方によって、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物ともＨＭＷ ＰＥＧ誘導体化合物とも呼ぶことができる。ここでの定義では、このような分子は、誘導体化されていると見なされるかどうかに関係なく、ＨＭＷ ＰＥＧ化合物である。官能基の例としては、アルコキシ系のいずれか、好ましくはＣ１（メトキシ）〜Ｃ１０（カプロキシ）、アリールオキシ系のいずれか、フェニルおよび置換フェニル基を含む。このような官能基は、ＨＭＷ ＰＥＧ分子に、末端でも中間でも、いかなる地点でも付着し得、また、例えばフェニルおよびその置換基など、より小さいＰＥＧ分子またはその誘導体につながって単一のＨＭＷ ＰＥＧ様の化合物となるように働く官能基も含まれる。さらに、追加の官能基を有するＨＭＷ ＰＥＧ様の分子は１つのこのような基または１より多いこのような基を有してもよい。このような分子が疾患、障害、または状態の処置、改善または防止に、もしくは少なくとも１つの治療薬のその送達中の安定化に有用であるならば、各分子はまた追加の官能基の混合物を有してもよい。

「製剤」は、ヒト患者などの生きている動物への治療的投与に適した組成物を意味する。本発明による好適な製剤は、粘性、電解質プロフィール、および質量オスモル濃度が均衡した溶液を含み、電解質とＨＭＷ ＰＥＧとを含む。

本発明の１つの実施形態では、有効量のＨＭＷ ＰＥＧを含む組成物の投与は、骨量減少障害を処置するために、このような処置を必要とする被験体において用いられる。別の実施形態では、有効量のＨＭＷ ＰＥＧを含む組成物の投与は、動物の成長能力を増大させるために用いられる。

「投与」は、治療用物質を動物またはヒト患者の胃腸管へと導入することを意味する。治療用物質の導入は、直接注入または外科的灌注による経口、経直腸、または経腸であり得る。栄養チューブ、十二指腸チューブ、浣腸または結腸チューブなどのデバイスが、ＨＭＷ ＰＥＧを投与する手段として用いられ得る。

「有効量」または「有効用量」は、その用量を受ける生物に有益な効果を提供する物質の量であり、用量を受ける生物の大きさおよび状態、および有効用量の決定に関係すると当該分野で認められている他の変数に依存して変動し得る。有効量を決定するプロセスには、当該分野の技術範囲内である慣例的な最適化手順を含む。

本発明の１つの局面では、ＨＭＷ ＰＥＧは、骨量減少障害を発症するリスクのある異常な状態を持つ動物に投与され、骨吸収速度を遅くし骨形成速度を増大させることによって、骨量減少を改善する。

「異常な状態」とは、広義には、動物の疾患、動物の障害、および胃腸障害または骨量減少障害を発症させるリスクを特徴とする動物の健康のいかなる異常な状態をも含むと定義される。

「改善」とは、通常のおよび慣習的な意味と矛盾しない、程度または重大度を減らすことを意味する。

「骨形成」とは、同化性新生骨合成を指すと理解される。

本発明の１つの局面では、ＨＭＷ ＰＥＧは、炎症性腸疾患を患う動物に投与され、骨量減少を改善するかまたは骨健康を回復する。

「炎症性腸疾患」とは、胃腸管内のどこでも生じ得るクローン病、および主に結腸および大腸に局所化される潰瘍性大腸炎を含むある範囲の腸の病気を表す。慢性またはエピソード性の腸の炎症をもたらす他の状態もまた、特異的または特発性起源に関係なく、炎症性腸疾患を構成する。

本発明の別の局面では、ＨＭＷ ＰＥＧは、閉経期または男性更年期による骨量減少を患う動物に投与され、このような骨量減少を改善するかまたは骨健康を回復する。

ここで用いる「閉経期」とは、加齢、疾患、外傷による、またはここでは卵巣切除（ｏｖｅｒｉｅｃｔｏｍｙ）のことをいうが一般に卵巣摘出（ｏｏｐｈｏｒｅｃｔｏｍｙ）としても知られる、両卵巣の外科的除去による、循環エストロゲンおよびプロゲステロンレベルの低下を指す。

ここで用いる「男性更年期」とは、加齢、疾患、外傷、または両睾丸の外科的除去による循環テストステロンレベルの低下を指す。

「細菌負荷」とは、動物から回収可能な細菌の量を意味する。細菌負荷は、細菌をその環境へと散布しその直近にいる他の動物を潜在的に汚染する動物の能力の尺度である。密接な閉じ込め条件下では、高い細菌負荷を持つ単一の感染動物は、低い細菌負荷のものより容易に感染をうつすことができる。ＨＭＷ ＰＥＧの細菌負荷を下げる能力は、成長能力を向上させる上で重要な要因である。

本発明の関連する局面は、有効用量のＨＭＷ ＰＥＧ、その有効用量を投与するための手段、およびＨＭＷ ＰＥＧの使用および投与の仕方を説明するプロトコルを含む、ＨＭＷ ＰＥＧを投与するキットである。適切なプロトコルとしては、ここで開示する方法、またはＨＭＷ ＰＥＧの投与、送達、または適用に関する当該分野では既知の方法のいずれでも含む。本発明のこの局面のいくつかの実施形態では、キットはさらに追加の治療用化合物を含む。

本発明の好適な実施形態では、有効量のＨＭＷ ＰＥＧを含む組成物はさらに、抗炎症薬、他の免疫系調整因子、抗生物質、抗癌剤、抗潰瘍薬、成長因子、サイトカイン、ビスホスホネート、タンパク質ホルモン、およびこれらの混合物を含む。治療薬の例としては、５−アミノサリチラート、５−アミノサリチラート部分を含む化合物、コルチコステロイド、メトトレキサート、６−メルカプトプリン、シクロスポリン、バンコマイシン、メトロニダゾール、セファロスポリン、タキサン、タキサン部分を含む化合物、カンプトセシン、カンプトセシン部分を含む化合物、５−フルオロウラシル、５−フルオロウラシル部分を含む化合物、抗アンドロゲン化合物、抗エストロゲン化合物、アレンドロネート、リセドロネート、上皮成長因子、腸三葉型因子（ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｔｒｅｆｏｉｌ
ｆａｃｔｏｒ）、インスリン、ソマトスタチン、テリパラチド、インターフェロン、およびこれらの混合物を含む。いくつかの実施形態では、治療薬は、共生細菌、もしくは共生細菌由来の化合物または組成物である。

以下の実施例は本発明の実施形態を示す。実施例１は、閉経後骨粗鬆症マウスモデルにおけるＨＭＷ ＰＥＧによる骨健康の様々なパラメータの向上について述べる。実施例２は、ＩＢＤ誘発骨粗鬆症マウスモデルにおける同化性骨合成のためのマーカーのＨＭＷ ＰＥＧによる向上について述べる。実施例３は、いかなる骨量減少障害も患っていない健常な被験体群におけるＨＭＷ ＰＥＧによる処置による同化性骨合成の向上について述べる。実施例４は、ＨＭＷ ＰＥＧを用いて、腸内病原体に感染した鶏の代謝効率を向上させることについて述べる。実施例５は、ＨＭＷ ＰＥＧを用いて、感染した鶏の病原性細菌の負荷を減らすことについて述べる。実施例６は、ＨＭＷ ＰＥＧを用いて、模擬生産条件の下で飼育した仔ブタにおいて体重増加を向上させ胃腸の窮迫を減らすことを示す。

以下の実施例は、本発明を例示するものであって、添付の特許請求の範囲で提示される本発明の範囲を制限するように意図されるものではない。

実施例１
２４匹の若い雌ＢＡＬＢ／ｃマウスをＪａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｔｈｅ Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂａｒ Ｈａｒｂｏｒ，ＭＥ）から入手した。マウスを２つの同等のコホートに分け、一方のコホートのマウスを１０週齢で卵巣切除した。各コホートをさらに、６匹の卵巣切除（ＯＶＸ）マウスよりなる２つの群と、６匹の繁殖可能マウスよりなる２つの群とに細分した。ＯＶＸの１つの群と繁殖可能マウスの１つの群には胃管栄養法によりＰＥＧを与えた（２ｇ／ｋｇ体重のＨＭＷ ＰＥＧを週に３ｘ）。ここで報告した作業の過程を通して、ＨＭＷ ＰＥＧ製剤はＭＤＹ−１００１であり、これは平均１５Ｋ ＭＷの１０％のＨＭＷ ＰＥＧ、および２％までのより高分子量のＰＥＧ、残りの８Ｋ ＭＷのＰＥＧよりなる。

これら動物にはまた、水中５％ブドウ糖（Ｄ５Ｗ）中の１％のＨＭＷ ＰＥＧを、胃管栄養処置の間に有効量のＨＭＷ ＰＥＧを維持するために随意に与えた。他の２群には同じスケジュールで同等量の水を胃管栄養供給し、またＤ５Ｗを与えた。この結果、４群、ＰＥＧにさらされなかった繁殖可能マウスの対照群（対照）、ＰＥＧにさらされた繁殖可能マウスの群（対照＋ＰＥＧ）、ＰＥＧにさらされなかったＯＶＸマウスの群（ＯＶＸ）、およびＰＥＧにさらされたＯＶＸマウスの群（ＯＶＸ＋ＰＥＧ）を得た。実験を通して、動物には標準的な食餌および水を随意に与え、１２時間の明／暗サイクルで保持した。すべての動物手順はＭｉｃｈｉｇａｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅによって承認された。

動物を１４週齢でハーベストした。ハーベスト時、心穿刺によって血液を無菌で採取し、室温で５分間凝固させ、次に４，０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。血清を取り出し、液体窒素で凍らせ、−８０°Ｃで保存した。大腿もまた取り出して以下に述べるように処理した。

１．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスのマイクロコンピュータ断層撮影
マイクロコンピュータ断層撮影（μＣＴ）を介して骨構造を分析した。大腿（１０％の緩衝ホルマリンに２４時間固定し次に７０％のエタノール中に保持した）を、ＧＥ Ｅｘｐｌｏｒｅ Ｌｏｃｕｓ μＣＴシステムを用いて、７２０個のビューから得られるボクセル解像度２０μｍでスキャンした。増分のビーム角は０．５、ビーム強度は８０ピークｋＶおよび４５０μＡに設定した。各スキャンの積分時間は２０００ｍｓであった。各試行は、各群からの骨および較正用ファントムより構成して、グレースケール値を標準化して一貫性を維持した。多数の骨試料の自己閾値（ａｕｔｏｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）および等密度面分析（ｉｓｏｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ）に基づいて、固定閾値（８３５）を用いて骨髄から骨を分離した。オリジナルおよびセグメント化した画像スライスの比較によって精度を検証した。骨分析は骨の状態に対して盲検的に行った。骨梁骨分析は、外部皮質骨を除く骨幹方向に１．５ｍｍ（骨長の１０％）延びる大腿近位部の成長板より〜０．１５ｍｍ（全長の〜１％）遠位で画定される骨梁骨（ｔｒａｂｅｃｕｌａｒ ｂｏｎｅ）の領域で行った。骨梁骨塩量、骨塩密度、骨体積率、厚さ、間隔、および数の値を、容積画像データの可視化および分析のためのＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＭｉｃｒｏＶｉｅｗソフトウェアアプリケーションによって計算した。皮質測定を、１４３０の閾値を用いて骨を髄質から分離して骨の長さの中間を中心として２ｘ２ｘ２ｍｍの立方体で行った。

各群からの骨梁骨の４つの代表的なμＣＴ画像を図１に示す。「対照」と印したパネルは、正常な未処置マウスの骨構造を表し、「ＯＶＸ」と印したパネルは、閉経後骨粗鬆症を経験するマウスの等価の骨構造を示す。「対照＋ＰＥＧ」と印したパネルは、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置したマウスの骨構造を示す。このパネルと対照パネルとの比較により、骨の量に相対的な増加が示される。「ＯＶＸ＋ＰＥＧ」と印したパネルは、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置された閉経後骨粗鬆症を患うマウスで生じる骨構造を示す。ＯＶＸパネルとの比較により、骨の量に非常に明瞭な増加が明らかである。これらのデータは、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置が、閉経後骨粗鬆症を患う被験体に存在する骨の量を増加させることができることを示す。

２．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨梁骨塩量
骨梁骨塩量（ＢＭＣ）は、骨梁骨のある領域にわたって存在する骨塩の量を表す。ＢＭＣは、両卵巣を除去した女性で減少することが知られており、これは図２に示すＯＶＸマウスモデルに反映されている。ＯＶＸ試料群の対照群との比較により、ＢＭＣにほぼ６２％の統計的に有意な（ｐ＝０．０２６５）平均減少が示される。これは、ＩＢＤのＤＳＳ誘発マウスモデルにおいてＨａｒｒｉｓらにより報告されたＢＭＣの低下の程度（５７％）に酷似する［Ｈａｒｒｉｓら、（２００８）、表２、欄１、１行参照］。

統計的にそれほど有意ではないが、ＰＥＧ処置群とそれぞれの未処置対照との間の差異は、一般にＢＭＣを向上させるＨＭＷ ＰＥＧ処置のパターンと一致する。繁殖可能マウスのＨＭＷ ＰＥＧ処置（対照＋ＰＥＧ）の結果、未処置の繁殖可能マウス（対照）の１２９％のＢＭＣレベルとなった。これは、ＨＭＷ ＰＥＧ未処置マウス（ＯＶＸ）に対する処置したＯＶＸマウス（ＯＶＸ＋ＰＥＧ）で見られる向上レベル１２３％に類似する。最も意義深いことに、データは、平均してＨＭＷ ＰＥＧによる処置はＯＶＸのＢＭＣを対照値の７６％まで回復させたことを示している。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は一般にＢＭＣを増大させることができるが、閉経後骨粗鬆症においてもまたＢＭＣを増大させることができる。加えて、この向上は、新生骨合成の増加とも一致する。何故なら、ＢＭＣの絶対的増加は、既存の骨の吸収を遅くすることよりむしろ、被験体動物の最初の骨の量に依存すると思われるからである。

３．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨梁骨塩密度
骨梁骨塩密度（ＢＭＤ）含量は、所定の体積の骨梁骨に存在する骨塩の量を表す。両卵巣を除去した女性はＢＭＤが低いことが知られており、これはまた図３のＯＶＸマウスモデルで示される。ＯＶＸ試料群の対照群との比較により、ちょうど６２％を超える統計的に有意な（ｐ＝０．００１２）平均減少が示される。これは、ＩＢＳのＤＳＳ誘発マウスモデルにおいてＨａｒｒｉｓらにより報告されたＢＭＤの低下の程度（５９％）と一致する［Ｈａｒｒｉｓら、（２００８）、表２、欄１、２行参照］。

対照群とＨＭＷ ＰＥＧ処置した対照群との間の差異は統計的に有意ではないが、ＨＭＷ ＰＥＧ処置がＢＭＤを向上させるという考えと一致する。ここで、平均して、ＨＭＷ
ＰＥＧによる処置の結果、未処置対照の約１１５％の骨塩密度となった。ＯＶＸマウスの向上は統計的に有意（ｐ＝０．０００５）であるだけではなく、より高くもあり、ＨＭＷ ＰＥＧ処置の結果、未処置ＯＶＸ群に対してＢＭＤで１３１％の向上であった。ＨＭＷ ＰＥＧ処置ＯＶＸマウスのＢＭＤは、平均で、未処置繁殖可能マウスの約８２％であった。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＢＭＤを有意に増大させる。

４．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの皮質骨塩量
皮質骨塩量（ＣＢＭＣ）は、皮質骨の所定の領域にわたって存在する骨塩の量の尺度である。図４は、ＣＭＢＣに関して対照群平均とＯＶＸ群平均との間に統計的なまたは明白な差異がほとんどないことを示すが、どちらの群のＨＭＷ ＰＥＧ処置の結果もＣＢＭＣが増加している。対照群および対照＋ＰＥＧ群の場合には、ＨＭＷ ＰＥＧ処置の結果、対照に対して約１１５％のＣＢＭＣをもたらした。しかしこの値は信頼性の統計的閾値をちょうど越えた値である（ｐ＝０．０５９３）。ＣＢＭＣの類似のおよび統計的にもっと堅調な向上が、ＨＭＷ ＰＥＧ処置したＯＶＸ群をＯＶＸマウスと比較すると見られる。この場合は、ＨＭＷ ＰＥＧ処置の結果、ＯＶＸ群に対して約１１８％のＣＢＭＣをもたらした（ｐ＝０．００２２）。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はＣＢＭＣを向上させる。

５．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの皮質骨塩密度
皮質骨塩密度（ＣＢＭＤ）は、皮質骨の所定の領域にわたって存在する骨塩の量の尺度である。

ＣＢＭＣと同様に、図５に示す対照群とＯＶＸ群との間にＣＭＢＣの差異はほとんどない。しかし、各群のＨＭＷ ＰＥＧによる処置の結果はＣＢＭＤの増加を示している。対照＋ＰＥＧ群では対照群の１０４％への統計的に有意な（ｐ＝０．０１１０）向上は明らかである。ＯＶＸ群に対するＯＶＸ＋ＨＭＷ ＰＥＧ群の１０５％への、統計的にはそれほど有意ではないが（ｐ＝０．０８３１）僅かに大きな向上もまた明らかである。これらは、骨梁骨で観察された変化に比して小さな差異である。しかし、皮質骨ははるかに非活動的であると知られているが、傾向はＨＭＷ ＰＥＧがＣＢＭＤを向上させることと一致している。

６．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨体積率
骨状態の変化の最も信頼できる指標は恐らく骨体積率（ＢＶ／ＴＶ）である。これは試料の単位体積当たりの鉱化した骨の量である。

図６は、ＯＶＸ群と対照群との間のＢＶ／ＴＶの有意な差異を示し、ＯＶＸの平均ＢＶ／ＴＶは対照平均のたったの約３８％まで減少した（ｐ＝０．０００８）。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、対照マウスおよびＯＶＸマウスの両方でＢＶ／ＴＶが向上している。対照マウスの場合は、ＨＭＷ ＰＥＧはＢＶ／ＴＶを未処置群の約１３０％に増加させている（ｐ＝０．０９８４）。ＯＶＸマウスの場合は、ＨＭＷ ＰＥＧはＢＶ／ＴＶを未処置群の約１８９％に増加させている（ｐ＝０．００１７）。これは著しい向上であり、ＨＭＷ ＰＥＧ処置ＯＶＸ群のＢＶ／ＴＶの全体的な増加は、対照群平均の約７１％を示す。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＢＶ／ＴＶを増大させる。

７．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨梁幅
骨梁骨内の個々の柱（ｔｒａｂ）は、比較的狭い境界内で大きさおよび長さが変動する。一般に、個々の柱が厚いほど、骨は強い。従って、平均骨梁幅（Ｔｂ．Ｔｈ．）の増加は骨状態の向上を表す。

図７は、ＯＶＸ群と対照群との間のＴｂ．Ｔｈ．の差異を示す。対照群平均に対して、ＯＶＸ群の平均Ｔｂ．Ｔｈ．は約８０％である。ここで議論される骨健康の他のマーカーと同様に、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置はＴｂ．Ｔｈ．を向上させる。対照マウスの場合は、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置の結果、対照群平均の約１１３％の平均Ｔｂ．Ｔｈ．となった。ＯＶＸマウスの場合は、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置の結果、ＯＶＸ群平均の約１２２％の平均Ｔｂ．Ｔｈ．となった。実際において、ＯＶＸマウスのＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、Ｔｂ．Ｔｈ．は対照マウスに見られるものまで完全に回復した（相対比率１．００）。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＴｂ．Ｔｈ．を増大させることができる。

８．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨梁数
骨梁骨の健康の別の尺度は骨梁数Ｔｂ．Ｎ．であり、これは所定の面積内の柱の数を反映する。個々の柱の数が多いほど、骨は強い。従って、Ｔｂ．Ｎ．の増加は骨状態の向上を表す。

図８は、ＯＶＸ群と対照群との間のＴｂ．Ｎ．の差異を示す。対照群平均に対して、ＯＶＸ群の平均Ｔｂ．Ｎ．は約４４％である。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、対照マウスのＴｂ．Ｎ．は未処置対照マウスのＴｂ．Ｎ．の１１７％に向上した。ＯＶＸマウスのＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、Ｔｂ．Ｎ．は未処置ＯＶＸ群の１６１％に増大した。ＨＭＷ ＰＥＧ処置したＯＶＸマウスのＴｂ．Ｎ．は、未処置対照マウスのＴｂ．Ｎ．の７１％を示す。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＴｂ．Ｎ．を増大させることができる。

９．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの骨梁間隔
骨梁間隔（Ｔｂ．Ｓｐ）は、骨梁骨内の空隙の尺度である。一般に、Ｔｂ．Ｓｐ．が大きいほど骨は弱い。従って、ここで議論される他の骨梁骨状態の尺度とは異なり、Ｔｐ．Ｓｐ．の減少が骨状態の向上を表す。

図９は、ＯＶＸ群と対照群との間のＴｂ．Ｓｐ．の差異を示す。ＯＶＸマウスのＴｂ．Ｓｐ．は、未処置対照マウスのそれの２倍を超える（２４２％）。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置により、対照群およびＯＶＸ群両方のＴｂ．Ｓｐ．が減少する。ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した対照群のＴｂ．Ｓｐ．は未処置群の７１％であるが、これらのデータは統計的には信頼できない（ｐ＝０．２３５６）。ＨＭＷ ＰＥＧ処置したＯＶＸ群と未処置ＯＶＸ群との間の差異はより顕著でありまた統計的に有意（ｐ＝０．００３９）である。この場合は、ＨＭＷ ＰＥＧ処置したＯＶＸマウスのＴｐ．Ｓｐ．は、未処置対照マウスの約１３９％であり、これは未処置ＯＶＸマウスよりも有意な向上を表す。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＴｂ．Ｓｐ．を減少させることができる。

１０．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの皮質髄面積
皮質髄面積（ＣＭＡ）は、髄質を含む皮質骨内の面積の尺度である。Ｔｂ．Ｓｐ．と同様に、ＣＭＡが大きいほど骨は弱い。従って、ＣＭＡの減少が骨状態の向上を表す。

図１０は、ＯＶＸ群と対照群との間のＣＭＡの差異を示す。未処置対照群と未処置ＯＶＸマウスとの間には統計的な差異はほとんどない。ＯＶＸマウスのＣＭＡは、対照群のそれの約１０７％（ｐ＝０．５８８１）である。対照群をＨＭＷ ＰＥＧにより処置することは、実際においてはＣＭＡを増大させるように見える。処置した対照群は、未処置対照に対して１１４％のＣＭＡを有する（ｐ＝０．２８４６）。しかし、これらの率のいずれも未処置対照群内の分散値が高いことを考えれば特に意味はなく、これは比較の基礎を置く貧弱な群統計量をもたらす。一方で、ＯＶＸマウスをＨＭＷ ＰＥＧで処置すると、ＣＭＡに統計的に意味のある（ｐ＝０．０４１９）減少をもたらす。この場合は、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置の結果、ＣＭＡが未処置ＯＶＸ群の８８％のＯＶＸマウスが得られる。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＣＭＡを向上させることができる。

１１．ＨＭＷ ＰＥＧ処置した繁殖可能およびＯＶＸマウスの皮質面積
皮質面積（ＣＡ）は、皮質骨の断面内の骨面積の尺度である。一般に、ＣＡが大きいほど骨は強い。従って、ＣＡの増加が骨状態の向上を表す。

図１１は、ＯＶＸと未処置対照との間の差異が９８％の比と小さく、統計的に有意ではない（ｐ＝０．８０９５）ことを示す。ＨＭＷ ＰＥＧで処置した対照マウスと未処置群との間の差異は１１１％であるが、この場合も統計的有意性（ｐ＝０．１５２９）は貧弱である。ＣＡの測定値の場合と同様、これは主に未処置対照群内の大きな偏差による。ＨＭＷ ＰＥＧにより処置したＯＶＸマウスの未処置ＯＶＸ群との比較において、より良好な統計的信頼性（ｐ＝０．００２９）が生じ、これは、処置した対照マウスと未処置対照マウスとの間に見られる向上と同様に、ＨＭＷ ＰＥＧ処置が未処置マウスに対してＣＡを１１２％へと向上させることを示す。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、閉経後骨粗鬆症を患う動物においてＣＡを増大させることができる。

まとめると、これらのデータは、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置が、閉経後骨量減少を患う被験体における皮質骨および骨梁骨両方の状態の多くの異なるパラメータを向上させることを示す。しかし、これらの測定値は、骨吸収の変化と新生骨合成の変化との間を区別しない。

実施例２
ＤＳＳおよびＯＶＸ＋ＤＳＳ処置マウスの血清オステオカルシンに対するＨＭＷ ＰＥＧの効果
ＨＭＷ ＰＥＧ処置の有益な効果が骨吸収の阻止によるものか骨形成の誘発によるものかどうかを決定するために、異なる基礎状態から生じる骨粗鬆症を患う処置および未処置マウスにおいて血清オステオカルシンのレベルを決定した。

１６匹の雌ＢＡＬＢ／ｃマウスをＪａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｔｈｅ
Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂａｒ Ｈａｒｂｏｒ，ＭＥ）から入手した。マウスを２つの同等のコホートに分け、一方のコホートのマウスを１０週齢で卵巣切除した。各コホートをさらに４匹の卵巣切除（ＯＶＸ）マウスよりなる２つの群と、４匹の繁殖可能マウスよりなる２つの群とに細分した。ＯＶＸの１つの群と繁殖可能マウスの１つの群には、胃管栄養法でＨＭＷ ＰＥＧを与えた（２ｇ／ｋｇ体重のＨＭＷ ＰＥＧを週に３ｘ）。これら動物にはまた、Ｄ５Ｗ中の１％のＨＭＷ ＰＥＧを、胃管栄養処置の間に有効量のＨＭＷ ＰＥＧを維持するために随意に与えた。他の２群には同じスケジュールで同等量の水を胃管栄養供給し、またＤ５Ｗを与えた。４群すべてに、実験の終了１５日前から開始して飲料水を介して１％のＤＳＳを与えた。この結果、４群、ＰＥＧにさらされなかった繁殖可能マウスの対照群（対照＋ＤＳＳ）、ＰＥＧにさらされた繁殖可能マウスの群（対照＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ）、ＰＥＧにさらされなかったＯＶＸマウスの群（ＯＶＸ＋ＤＳＳ）、およびＰＥＧにさらされたＯＶＸマウスの群（ＯＶＸ＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ）を得た。実験を通して、動物には標準的な食餌および水を自由に与え、１２時間の明／暗サイクルで保持した。すべての動物手順はＭｉｃｈｉｇａｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅによって承認された。

動物を１４週齢で安楽死させた。ハーベスト時心穿刺によって血液を無菌で採取し、室温で５分間凝固させ、次に４，０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。血清を取り出し、液体窒素で凍らせ、−８０°Ｃで保存した。Ｍｏｕｓｅ ＯＣアッセイキット（ＢＴ−４７０、Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．，Ｓｔｏｕｇｈｔｏｎ，ＭＡ）を用い製造業者のプロトコルに従って血清オステオカルシンのレベルを測定した。

図１２は、組み合わせたＯＶＸ＋ＤＳＳ群の血清オステオカルシンレベルは、他のいずれのＤＳＳ処置マウス群より実質的に低かったことを示し、卵巣切除による同化性骨形成の減少が、ＤＳＳのみにより生じる疾患に対して相加的であったことを示唆する。ＨＭＷ
ＰＥＧによる処置により、血清オステオカルシンはＨＭＷ ＰＥＧ処置した対照＋ＤＳＳマウスと同じレベルまで回復した。対照＋ＤＳＳ群の血清オステオカルシンレベルは、ＰＥＧ処置群より低いが、ＯＶＸ＋ＤＳＳ群より高い。血清オステオカルシンがＨＭＷ ＰＥＧ処置に応じて増大するという事実により、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した被験体がより高い同化性骨形成の能力を有することが示唆される。

実施例３
対照、ＤＳＳ、およびＯＶＸ＋ＤＳＳ処置マウスの血清オステオカルシンに対するＨＭＷ ＰＥＧの効果
ＨＭＷ ＰＥＧ処置の血清オステオカルシンに与える有益な効果が健常なマウスにも拡張したか否かを調べるために、およびＤＳＳおよびＯＶＸ＋ＤＳＳ処置マウスにおける血清オステオカルシンのＨＭＷ ＰＥＧによる増加の程度の尺度を提供するために、実施例１および実施例２の被験体からのデータを互いに対してプロットした。

図１３は、実施例１からの健常な対照群および対照＋ＰＥＧ群の血清オステオカルシンレベルを、実施例２からの対照＋ＤＳＳ群および対照＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ群と比較する。明らかに、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した対照群は、この群内の分散により所望の統計的信頼性レベル内ではないが、血清オステオカルシンの平均レベルが増大している。同様に、対照＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ群は、健常な対照群と同じ血清オステオカルシン平均レベルまで回復したように見えるが、この場合も所望の統計的信頼性レベルではない。統計的に定量化可能ではないが、ＨＭＷ ＰＥＧ処置の血清オステオカルシンに対する恩恵は、これらのデータにおいて明らかである。意義深いことに、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、基礎病理のないマウスにおいても血清オステオカルシンを増大させる。

図１４は、実施例１からの対照群および対照＋ＰＥＧ群を、実施例２からのＯＶＸ＋ＤＳＳ群およびＯＶＸ＋ＤＳＳ＋ＰＥＧ群と比較する。ここでは、前の比較と同様、ＰＥＧによる処置は、ＯＶＸ＋ＤＳＳ群の血清オステオカルシンレベルを、健常な対照群平均と同じレベルまで回復させる。

ＤＳＳ誘発ＩＢＳ骨量減少は主に骨芽細胞の骨形成活性の低下によるという報告を鑑みると［Ｈａｒｒｉｓら、（２００９）；Ｈａｍｄａｎｉら、（２００８）］、これらのデータは、閉経後要因による骨量減少はまた骨芽細胞の骨形成の低下によることを示唆する。ＨＭＷ ＰＥＧによる処置を受けると、ＩＢＤ誘発骨粗鬆症を患う被験体（図１３に示す）において、またＩＢＤ誘発および閉経後両方の骨粗鬆症を患う被験体（図１４に示す）においても血清オステオカルシンが反発する（ｒｅｂｏｕｎｄ）ことは、骨芽細胞による同化性骨形成の増加を示す。

実施例４
健常鶏および感染鶏の飼料転換率に与えるＨＭＷ ＰＥＧの効果 典型的な生産条件の下で飼育したブロイラー鶏の成長能力に与えるＨＭＷ ＰＥＧ処置の効果を試験した。４８０羽の鶏を無作為に、各檻に１５羽で、４つの実験群に配置した。全トリを孵化の日から標準的な飼料、水、光、空気、および温度条件の下で２０日間飼育した。陰性対照群のトリには特別な処置は行わなかった。０．３３％ＭＤＹ（１−２１）群のトリには、０．３３％飼料添加物として随意にＨＭＷ ＰＥＧ ＭＤＹ−１００１を与えた。ＳＥ対照群のトリは、腸炎菌に感染し胃腸障害を引き起こしたが、他の特別な処置は行わなかった。０．３３％ＭＤＹ（１−２１）＋ＳＥ群のトリは、腸炎菌に感染し、０．３３％飼料添加物として随意にＨＭＷ ＰＥＧ（ＭＤＹ−１００１）を与えた。各群の飼料消費および体重増加を２０日目で評価した。

図１５は、いずれの群の飼料消費量にも統計的な差異はほとんどないが、腸炎菌に感染しＨＭＷ ＰＥＧにより処置された鶏の体重は、処置なしの鶏に対して有意な向上があることを示す。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、胃腸障害を経験する動物の飼料転換率を向上させる。

実施例５
感染鶏からの細菌の回収に対するＨＭＷ ＰＥＧの効果
腸炎菌が感染鶏内で持続する能力に対するＨＭＷ ＰＥＧ処置の効果を調べた。鶏を４つの群に配し、実施例４で述べた基本条件の下で飼育した鶏の成長能力の胃腸炎症の下で飼育した。しかし、この実験では、すべてのトリを最初に腸炎菌に感染させ、トリから回収した細菌の量を処置期間後に測定した。対照群のトリには特別な処置は行わなかった。０．１％−Ｔ群のトリには０．１％飼料添加物として随意にＨＭＷ ＰＥＧを与えた。０．１％―Ｐ群のトリには０．１％飼料添加物として随意に予防薬を与えた。処置期間の終わりに各鶏の盲腸から回収したコロニー形成単位数を決定した。

図１６は、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置が感染鶏の細菌負荷を非感染鶏に対して有意に減らしたことを示す。実際において、ＨＭＷ―ＰＥＧ処置は、細菌負荷の減少において市販の予防薬より効果的であったように見える。従って、ＨＭＷ ＰＥＧによる処置は、感染性細菌にさらされた動物の細菌負荷を減らす。

実施例６
非特定糞便攻撃にさらされた離乳仔ブタの累積成長能力に対するＨＭＷ ＰＥＧの効果
離乳仔ブタの成長能力に対するＨＭＷ ＰＥＧ処置の効果を、２〜４および７日目（離乳後）に、各檻で飼料皿の内側に生産型養育場（１，１００頭のブタ）から回収した糞便スラリーを塗りつけることによって非特定糞便攻撃にさらすことで、試験した。１６０頭の仔ブタを離乳時に体重を測り、各実験群で２０個の複製檻に各檻に２頭ずつ配し、２０日間実験食を与えその後再び体重を測った。陽性対照群は非特定糞便攻撃には供さなかったが、陰性対照群および２つの処置群は糞便攻撃に供した。処置群は、１つの群には３５ｇ／トンのＤｅｎａｇａｒｄ（登録商標）（１２．５％チアムリン水素フマレート抗生物質）を与え、１つの群には２％ＨＭＷ ＰＥＧを直接飼料に混合して与えた。各群での下痢（ｓｃｏｕｒｉｎｇ）（下痢）の頻度もまた下痢スコアを決定することによって評価した。下痢スコアとは、下痢事象の数を各実験群の全檻数で割りこれに１００を掛けたものである。

表１に示す結果は、仔ブタが得る絶対体重量、飼料転換率（ポンド飼料／ポンド仔ブタ）、および下痢スコアに関して非特定糞便攻撃から仔ブタを保護することにおいて、ＨＭＷ ＰＥＧはＤｅｎｏｇａｒｄ（登録商標）より僅かに良好であることを示した。対照仔ブタは約４．７ポンド／日を得たが、陰性対照仔ブタは体重を約３．７ポンド／日増やしただけであった。攻撃に供されたＤｅｎｏｇａｒｄ（登録商標）で処置された仔ブタもまた体重を約３．７ポンド／日増やしただけであったが、ＨＭＷ ＰＥＧにより処置した仔ブタは約４．３ポンド／日増やした。もっと重要なことは、ＨＭＷ―ＰＥＧによる処置は、下痢の発生率を陽性対照群レベルまで減らしたことであり、ＨＭＷ―ＰＥＧは、高密度ブタ経営において通常存在する閉じ込めおよび糞便汚染のストレスに関連する下痢に対する保護を提供することを示す。

Claims (14)

1. 患者における閉経期、男性更年期、性腺機能低下症、骨減少症、骨粗鬆症、慢性感染症または免疫学的ストレスの処置において骨形成を増大させる、かつ／または骨吸収を減少させるための組成物であって、前記組成物は、１５，０００ダルトン〜２０，０００ダルトンの間の平均分子量を有する高分子量ポリエチレングリコール（ＨＭＷ−ＰＥＧ）を含む化合物を含み、前記ＨＭＷ−ＰＥＧは、疎水性コアに付着した少なくとも２本の炭化水素鎖を備え、各炭化水素鎖は、前記ＨＭＷ−ＰＥＧ化合物の少なくとも４０パーセントの平均分子量を有し、前記疎水性コアは環構造を備える、組成物。
2. 患者において骨形成を増大させるための、請求項１に記載の組成物。
3. 患者において骨吸収を減少させるための、請求項１に記載の組成物。
4. 患者において同時に骨形成を増大させ、かつ骨吸収を減少させるための、請求項１に記載の組成物。
5. 患者において外傷性骨折の治癒を促進するための、請求項１に記載の組成物。
6. 患者において外傷性骨折の発生を予防するための、請求項１に記載の組成物。
7. 患者における閉経期、男性更年期、性腺機能低下症、骨減少症、骨粗鬆症、慢性感染症または免疫学的ストレスの処置において骨形成を増大させる、かつ／または骨吸収を減少させるための、医薬を含むキットであって、前記医薬は、治療上有効用量の１５，０００ダルトン〜２０，０００ダルトンの間の平均分子量を有するＨＭＷ−ＰＥＧを含み、前記ＨＭＷ−ＰＥＧは、疎水性コアに付着した少なくとも２本の炭化水素鎖を備え、各炭化水素鎖は、前記ＨＭＷ−ＰＥＧ化合物の少なくとも４０パーセントの平均分子量を有し、前記疎水性コアは環構造を備える、キット。
8. 患者における閉経期、男性更年期、性腺機能低下症、骨減少症、骨粗鬆症、慢性感染症または免疫学的ストレスの予防的処置のための、請求項７に記載のキット。
9. 患者において骨形成を増大させるための、請求項７に記載のキット。
10. 患者において骨吸収を減少させるための、請求項７に記載のキット。
11. 患者において同時に骨形成を増大させ、かつ骨吸収を減少させるための、請求項７に記載のキット。
12. 患者において外傷性骨折の治癒を促進するための、請求項７に記載のキット。
13. 患者において外傷性骨折の発生を予防するための、請求項７に記載のキット。
14. 治療上有効用量のＨＭＷ−ＰＥＧを含む前記医薬を提供する経口、経直腸、外科的灌注、経腸または非経口手段を含む、請求項７〜１３のいずれか１項に記載のキット。