JP6632116B2 - Agent for suppressing osteoclast formation and / or function, agent for promoting osteoclast formation and / or function, and method for screening for agent for suppressing or promoting osteoclast formation and / or function - Google Patents

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本発明は、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤、破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤、並びに骨リモデリングの新規制御機構に基づく薬剤のスクリーニング法を提供する。   The present invention relates to a method for screening an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor, an osteoclast formation promoter and / or an osteoclast function promoter, and a drug based on a novel control mechanism of bone remodeling. I will provide a.

骨を構成する細胞である、破骨細胞、骨芽細胞および骨細胞は、細胞間情報伝達によって骨リモデリングを制御する。骨リモデリングのバランスが崩れると、関節リウマチ、骨粗鬆症などの骨代謝異常や、骨硬化症、骨大理石病などをひき起こす。したがって、骨リモデリングの制御機構の解明は、様々な骨疾患を理解する上で重要な鍵となる。これまでに、骨芽細胞および骨細胞に発現するRANKL(receptor activation of nuclear factor−κB(RANK)ligand)が、破骨細胞前駆細胞上の受容体RANKと結合し破骨細胞分化を促進することや(非特許文献1参照)、骨芽細胞から産生されるオステオプロテゲリンがRANKLの可溶性デコイ受容体として破骨細胞の分化を負に制御することが報告されている(非特許文献2参照)。また、破骨細胞が産生するセマフォリン4Dが骨芽細胞に発現する受容体であるプレキシンB1に結合し、骨芽細胞の分化に必要なIGF−1シグナルを阻害することで分化を抑制することが報告されている(非特許文献3参照)。しかしながら、骨リモデリングの制御機構の全容は未だ明らかにされていない。
基質小胞は、骨芽細胞や軟骨細胞などから出芽的に分泌される細胞外小胞である。基質小胞は主に硬組織や軟骨基質に分泌され、石灰化の開始を促す。そのため小胞にはALP(alkaline phosphatase)やアネキシン等の、ヒドロキシアパタイトの結晶成長のための調節分子が豊富に含まれる。また、IGF−1やTGF−β1は基質小胞に取り込まれて分泌され、不活性型として骨基質中に蓄積されるが、破骨細胞による骨吸収の際に放出され活性化される。活性化されたIGF−1は、間葉幹細胞や骨芽細胞前駆細胞の遊走を促進し、TGF−β1のコントロール下でリクルートされた前駆体を骨芽細胞へと分化させる(非特許文献4、5参照)。このように、基質小胞は石灰化だけでなく骨芽細胞形成においても重要な働きを果たしている。
マイクロRNAは、20〜25ヌクレオチドからなる小分子非翻訳RNAであり、標的mRNAに結合してそのタンパク質への翻訳を阻害する。マイクロRNAは、様々な細胞に発現しており、種々の疾患や病態に関与することが知られている。骨においては、例えば、miR−34aの強制発現が破骨細胞の形成を抑制することが報告されている(非特許文献6参照)。また、miR−125bを間質細胞株ST2に強制発現させると細胞増殖が抑制され、その結果、BMP−4(bone morphogenetic protein 4)依存性の骨芽細胞分化が抑制されると報告されている(非特許文献7参照)。一方で、miR−125bは骨芽細胞分化には何ら影響しないという報告もある(非特許文献8参照)。マイクロRNAは、発現した細胞内で機能するのみならずエキソソーム等の細胞外小胞によって細胞外に分泌され、他の細胞に取り込まれて標的遺伝子に作用することが多数報告されている(例:非特許文献9参照)。細胞外小胞の一種である基質小胞については、血管石灰化病態の重要なプロセスと考えられている血管平滑筋細胞の骨芽細胞様細胞への分化転換において、骨芽細胞様細胞が産生する基質小胞にマイクロRNAが含まれている可能性が推測されている(非特許文献10参照)。
Osteoclasts, osteoblasts, and osteocytes, the cells that make up bone, control bone remodeling by intercellular communication. An imbalance in bone remodeling causes abnormal bone metabolism such as rheumatoid arthritis and osteoporosis, bone sclerosis, and osteopetrosis. Therefore, elucidation of the control mechanism of bone remodeling is an important key in understanding various bone diseases. To date, RANKL (receptor activation of nuclear factor-κB (RANK) ligand) expressed in osteoblasts and osteocytes binds to the receptor RANK on osteoclast precursor cells to promote osteoclast differentiation. It has been reported that osteoprotegerin produced from osteoblasts negatively regulates osteoclast differentiation as a soluble decoy receptor for RANKL (see Non-Patent Document 1). . Further, semaphorin 4D produced by osteoclasts binds to plexin B1, a receptor expressed in osteoblasts, and inhibits differentiation by inhibiting IGF-1 signal required for osteoblast differentiation. Has been reported (see Non-Patent Document 3). However, the full control mechanism of bone remodeling has not yet been elucidated.
Substrate vesicles are extracellular vesicles secreted budding from osteoblasts and chondrocytes. Matrix vesicles are mainly secreted into hard tissue and cartilage matrix, and promote the onset of calcification. Therefore, vesicles are rich in regulatory molecules for crystal growth of hydroxyapatite, such as ALP (alkaline phosphatase) and annexin. Furthermore, IGF-1 and TGF-beta 1 is secreted been incorporated into matrix vesicles, but are accumulated in bone matrix in the inactive form, it is activated is released during bone resorption by osteoclasts. IGF-1 that is activated to promote the migration of mesenchymal stem cells and osteoblasts progenitor cells, the precursors recruited under control of TGF-beta 1 to differentiate into osteoblasts (Non-patent Document 4 5). Thus, matrix vesicles play an important role not only in calcification but also in osteoblast formation.
MicroRNAs are small, untranslated RNAs of 20-25 nucleotides that bind to the target mRNA and inhibit its translation into protein. MicroRNAs are expressed in various cells and are known to be involved in various diseases and conditions. In bone, for example, it has been reported that forced expression of miR-34a suppresses osteoclast formation (see Non-Patent Document 6). In addition, it has been reported that forcibly expressing miR-125b in the stromal cell line ST2 suppresses cell growth, and as a result, suppresses BMP-4 (bone morphogenetic protein 4) -dependent osteoblast differentiation. (See Non-Patent Document 7). On the other hand, there is a report that miR-125b has no effect on osteoblast differentiation (see Non-Patent Document 8). It has been reported that microRNAs not only function in expressed cells but also are secreted extracellularly by extracellular vesicles such as exosomes, are taken up by other cells, and act on target genes (eg: Non-Patent Document 9). Substrate vesicles, a type of extracellular vesicles, are produced by osteoblast-like cells during transdifferentiation of vascular smooth muscle cells to osteoblast-like cells, which is considered to be an important process in vascular calcification pathology. It has been speculated that microRNAs may be contained in the substrate vesicles that generate (see Non-Patent Document 10).

ネイチャー・メディシン(Nature Medicine)、2011年、17巻、10号、1231−1234頁Nature Medicine, 2011, Vol. 17, No. 10, 1231-1234. セル(Cell)、1998年、93巻、2号、165−176頁Cell, 1998, Vol. 93, No. 2, pp. 165-176. ネイチャー・メディシン(Nature Medicine)、2011年、17巻、11号、1473−1480頁Nature Medicine, 2011, Vol. 17, No. 11, pp. 1473-1480. ネイチャー・メディシン(Nature Medicine)、2009年、15巻、7号、757−765頁Nature Medicine, 2009, Vol. 15, No. 7, pp. 757-765. ネイチャー・メディシン(Nature Medicine)、2012年、18巻、7号、1095−1101頁Nature Medicine, 2012, 18, 7, 7, 955-1101. ネイチャー(Nature)、2014年、512巻、431−435頁Nature, 2014, 512, 431-435 バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーションズ(Biochemical and Biophysical Research Communications)、2008年、368巻、267−272頁Biochemical and Biophysical Research Communications, 2008, 368, 267-272. ブラジリアン・ジャーナル・オブ・メディカル・アンド・バイオロジカル・リサーチ(Brazilian Journal Of Medical and Biological Research)、2013年、46巻、8号、676−680頁Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 2013, Vol. 46, No. 8, pp. 676-680. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. ネイチャーセルバイオロジー(Nature Cell Biology)、2007年、9巻、6号、654−659頁Nature Cell Biology, 2007, Vol. 9, No. 6, pp. 654-659. セルズ(Cells)、2014年、3巻、963−980頁Cells, 2014, 3: 963-980.

本発明の目的は、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤、並びに破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤を提供することである。また、本発明の別の目的は、骨リモデリングを制御する薬剤のスクリーニング法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor, and an osteoclast formation promoter and / or an osteoclast function promoter. Another object of the present invention is to provide a method for screening a drug that controls bone remodeling.

本発明者らは、miR−125bが、基質小胞内に高濃度に存在しており、基質小胞によって骨芽細胞から骨基質に輸送された後、あるいは直接破骨細胞前駆細胞または破骨細胞へと運ばれ、破骨細胞の形成や機能を抑制することを見出した。これまで、骨芽細胞から分泌された基質小胞が破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に取り込まれ、分化や機能を抑制することは知られていない。また、miR−125bの破骨細胞に関する報告はなく、ましてやmiR−125bが基質小胞内に高濃度に存在し、基質小胞を介して破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に取り込まれて作用を発揮することは全く知られていない。   We believe that miR-125b is present in high concentrations in matrix vesicles and is transported from osteoblasts to bone matrix by matrix vesicles or directly into osteoclast precursor cells or osteoclasts. It was found to be transported to cells and suppress the formation and function of osteoclasts. Until now, it has not been known that matrix vesicles secreted from osteoblasts are taken up by osteoclast precursor cells or osteoclasts and suppress differentiation and function. In addition, there is no report on osteoclasts of miR-125b, much less miR-125b is present in a high concentration in matrix vesicles, and is taken into osteoclast precursor cells or osteoclasts via matrix vesicles to act. It is not known at all.

本発明は上記知見に基づきなされたものであり、以下を提供する。
〔1〕骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。
〔2〕miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。
〔3〕miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体によりトランスフェクトされ、miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体がトランスフェクト前よりも多量に包含している骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。
〔4〕miR−125bアンチセンス阻害剤を含む、破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤。
〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤、若しくは破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤を含む、骨疾患の予防および/または治療をするための医薬組成物。
〔6〕前記〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤を含む、骨量の低下によって特徴付けられる障害を予防および/または治療するための医薬組成物。
〔7〕前記〔4〕に記載の破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤を含む、破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療するための医薬組成物。
〔8〕骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、および両条件下における前記細胞のmiR−125b量を測定することを含み、前記miR−125bの量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制若しくは促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。
〔9〕骨芽細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、および両条件下における基質小胞へのmiR−125bの取り込み量を測定することを含み、前記miR−125bの取り込み量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制若しくは促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。
〔10〕破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を基質小胞で処理すること、および両条件下における前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量を測定することを含み、前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制または促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。
〔11〕骨芽細胞にmiR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体をトランスフェクトし、前記骨芽細胞から基質小胞を単離することを含む、前記基質小胞を含む破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造方法。
〔12〕miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体を人工基質小胞内に挿入することを含む、前記人工基質小胞を含む破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造方法。
〔13〕破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造のための、(i)骨芽細胞由来の基質小胞、または(ii)miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体、の使用。
〔14〕破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能促進剤の製造のための、miR−125bアンチセンス阻害剤の使用。
The present invention has been made based on the above findings, and provides the following.
[1] An osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor containing osteoblast-derived matrix vesicles.
[2] An osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor comprising miR-125b, a precursor thereof, or a mutant thereof.
[3] Osteoblasts transfected with miR-125b, or a precursor thereof, or a mutant thereof, and containing miR-125b, a precursor thereof, or a mutant thereof in a larger amount than before transfection. An osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor containing a cell-derived matrix vesicle.
[4] An osteoclast formation promoter and / or an osteoclast function promoter comprising a miR-125b antisense inhibitor.
[5] The agent for suppressing osteoclast formation and / or the agent for suppressing osteoclast function, or the agent for promoting osteoclast formation and / or promoting osteoclast function according to any one of [1] to [4]. A pharmaceutical composition for preventing and / or treating a bone disease, comprising an agent.
[6] preventing and / or preventing a disorder characterized by a decrease in bone mass, comprising the osteoclast formation inhibitor and / or the osteoclast function inhibitor according to any one of [1] to [3]. Or a pharmaceutical composition for treating.
[7] A pharmaceutical composition for preventing and / or treating a disease caused by a decrease in osteoclast function, comprising the osteoclast formation promoter and / or the osteoclast function promoter according to [4]. .
[8] culturing osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts in the presence and absence of a test substance, and measuring the miR-125b amount of the cells under both conditions The formation or formation of osteoclasts, wherein the increase or decrease in the amount of miR-125b is used as an indicator of the effect of the test substance on suppressing or promoting osteoclast formation and / or the effect of suppressing or promoting osteoclast function. And / or a method for screening a substance that suppresses or promotes a function.
[9] culturing osteoblasts in the presence and absence of a test substance, and measuring the amount of miR-125b incorporated into matrix vesicles under both conditions, wherein the miR-125b The formation and / or function of osteoclasts, wherein the increase or decrease in the amount of uptake is used as an indicator of the action of the test substance to suppress or promote osteoclast formation and / or the action to suppress or promote osteoclast function, A method for screening a substance to be suppressed or promoted.
[10] culturing osteoclast precursor cells or osteoclasts in the presence and absence of a test substance, treating the osteoclast precursor cells or osteoclasts with matrix vesicles, and both conditions Measuring the incorporation of matrix vesicles into the osteoclast precursor cells or osteoclasts underneath to increase or decrease the uptake of matrix vesicles into the osteoclast precursor cells or osteoclasts. A substance that suppresses or promotes the formation and / or function of osteoclasts, which is used as an indicator of the effect of the test substance on suppressing or promoting osteoclast formation and / or the effect of suppressing or promoting osteoclast function. Screening method.
[11] Osteoclasts containing the matrix vesicles, comprising transfecting osteoblasts with miR-125b, or a precursor thereof, or a mutant thereof, and isolating matrix vesicles from the osteoblasts A method for producing a cell formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor.
[12] an osteoclast formation inhibitor and / or osteoclast function containing the artificial matrix vesicle, which comprises inserting miR-125b, a precursor thereof, or a mutant thereof into the artificial matrix vesicle Method for producing inhibitors.
[13] (i) an osteoblast-derived matrix vesicle, or (ii) miR-125b, or a precursor thereof, for the production of an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor. Use of those mutants.
[14] Use of a miR-125b antisense inhibitor for the production of an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function promoter.

本発明により、新たな破骨細胞形成および/または機能抑制剤、並びに破骨細胞形成および/または機能促進剤が提供される。また、本発明により、miR−125b量、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量、または破骨細胞前駆細胞若しくは破骨細胞への基質小胞の取り込み量を指標とした、骨リモデリングを制御する薬剤のスクリーニング法が提供される。   According to the present invention, a novel agent for inhibiting osteoclast formation and / or function and an agent for promoting osteoclast formation and / or function are provided. Further, according to the present invention, bone remodeling using the amount of miR-125b, the amount of miR-125b incorporated into matrix vesicles, or the amount of matrix vesicle incorporated into osteoclast precursor cells or osteoclasts as an index is performed. Methods for screening for agents to control are provided.

マウス骨髄由来マクロファージ(BMMs)の破骨細胞形成に及ぼす基質小胞の作用を示す。図中、縦軸は破骨細胞と判定された各ウェルの細胞数を示し、MVsは基質小胞を示す。基質小胞の濃度は0.8μg/mlタンパク質である。RANKL/M−CSF処理グループ(−)はコントロール(−)に対し、1%水準で有意であった。RANKL/M−CSF処理グループにおいて、MVs+はMVs−に対し5%水準で有意であった。なお有意差検定は分散分析とTurkeyの多重比較検定により行った(以下同じ)。3 shows the effect of matrix vesicles on osteoclast formation of mouse bone marrow-derived macrophages (BMMs). In the figure, the vertical axis indicates the number of cells in each well determined to be osteoclasts, and MVs indicates matrix vesicles. Substrate vesicle concentration is 0.8 μg / ml protein. The RANKL / M-CSF treatment group (-) was significant at the 1% level relative to the control (-). In the RANKL / M-CSF treatment group, MVs + was significant at the 5% level relative to MVs-. The significance test was performed by analysis of variance and Turkey's multiple comparison test (the same applies hereinafter). RAW−D細胞の破骨細胞形成に及ぼす基質小胞の作用を示す。図中、縦軸は破骨細胞と判定された各ウェルの細胞数を示し、MVsは基質小胞を示す。また、横軸の数値は基質小胞の濃度を示し、単位はμg/mlタンパク質である。RANKL処理グループ(−)は、コントロール(−)に対し、1%水準で有意であった。RANKL処理グループにおいて、MVs−に対し、MVs0.4は5%水準で、またMVs0.8、MVs1.6はそれぞれ1%水準で有意差があった。Fig. 3 shows the effect of matrix vesicles on osteoclastic formation of RAW-D cells. In the figure, the vertical axis indicates the number of cells in each well determined to be osteoclasts, and MVs indicates matrix vesicles. The numerical value on the horizontal axis indicates the concentration of the substrate vesicle, and the unit is μg / ml protein. The RANKL-treated group (-) was significant at the 1% level relative to the control (-). In the RANKL-treated group, MVs0.4 was significantly different from MVs- at the 5% level, and MVs0.8 and MVs1.6 were significantly different at the 1% level. 骨吸収に及ぼす基質小胞の作用を示す。図中、縦軸は骨吸収窩(ピット)の面積を示し、MVsは基質小胞を示す。基質小胞の濃度は0.8μg/mlタンパク質である。RANKL/M−CSF処理グループ(−)はコントロール(−)に対し1%水準で有意であった。RANKL/M−CSF処理グループにおいて、MVs+はMVs−に対し5%水準で有意であった。4 shows the effect of matrix vesicles on bone resorption. In the figure, the vertical axis indicates the area of the bone resorption pit (pit), and MVs indicates the matrix vesicle. Substrate vesicle concentration is 0.8 μg / ml protein. The RANKL / M-CSF treatment group (-) was significant at the 1% level relative to the control (-). In the RANKL / M-CSF treatment group, MVs + was significant at the 5% level relative to MVs-. 破骨細胞前駆細胞および破骨細胞における基質小胞の取り込みを示す。図4Aは、タイムラプスイメージングにより取得した画像データである。上図は破骨細胞前駆細胞における結果を示す。RAW−D細胞を播種し、翌日に標識した基質小胞を0.8μg/mlの濃度で添加し、タイムラプスイメージングにより基質小胞の取り込みを評価した。また、下図は破骨細胞における結果を示す。RAW−Dを播種し、RANKLを添加して3〜4日後、破骨細胞(多核)を認めた後、上記同様標識した基質小胞を添加し、タイムラプスイメージングにより基質小胞の取り込みを評価した。図4Bは、上記試験を2回繰り返したそれぞれの結果であり、横軸においてRANKL(−)で表される、RAW−D細胞を使用した試験では24時間後の全細胞に対する標識された細胞数の割合を示し、RANKL(+)で表される、RANKL添加により破骨細胞へと分化したRAW−D細胞を使用した試験では24時間後の多核細胞の総数に対する標識された多核細胞の割合を示す。Figure 4 shows the uptake of matrix vesicles in osteoclast precursor cells and osteoclasts. FIG. 4A is image data obtained by time-lapse imaging. The upper panel shows the results for osteoclast precursor cells. RAW-D cells were inoculated, the next day, labeled substrate vesicles were added at a concentration of 0.8 μg / ml, and the uptake of the substrate vesicles was evaluated by time-lapse imaging. The lower figure shows the results for osteoclasts. 3 to 4 days after RAW-D was seeded and RANKL was added, and after osteoclasts (multinucleated) were recognized, matrix vesicles labeled in the same manner as above were added, and the uptake of matrix vesicles was evaluated by time-lapse imaging. . FIG. 4B shows the results obtained by repeating the above test twice. The number of labeled cells relative to the total cells after 24 hours in the test using RAW-D cells, represented by RANKL (−) on the horizontal axis. In a test using RAW-D cells differentiated into osteoclasts by the addition of RANKL, and expressed as RANKL (+), the ratio of labeled multinucleated cells to the total number of multinucleated cells after 24 hours was calculated. Show. MC3T3−E1細胞における各miRNAの細胞と基質小胞中の相対量を示す。図中、縦軸は各miRNAの相対量を示し、横軸の21はmiR−21を、125bはmiR−125bを、199aはmiR−199aを示す。また、Cellsは細胞全体を、MVsは基質小胞を示す。125bおよびLet7−cでは、MVsはCellsに対し5%水準で有意差があった。The relative amounts of each miRNA in MC3T3-E1 cells in cells and substrate vesicles are shown. In the figure, the vertical axis indicates the relative amount of each miRNA, 21 on the horizontal axis indicates miR-21, 125b indicates miR-125b, and 199a indicates miR-199a. Cells represent whole cells, and MVs represent substrate vesicles. For 125b and Let7-c, MVs was significantly different from Cells at the 5% level. miR−125bをトランスフェクションしたRAW−D細胞におけるRANKL誘導性の破骨細胞形成の結果を示す。図中、縦軸は破骨細胞と判定された各ウェルの細胞数を示し、125bはmiR−125bをトランスフェクションした細胞を示す。RANKL処理グループ(−)はコントロール(−)に対し、0.1%水準で有意であった。RANKL処理グループにおいて、125b+は125b−に対し1%水準で有意であった。FIG. 9 shows the results of RANKL-induced osteoclast formation in RAW-D cells transfected with miR-125b. In the figure, the vertical axis indicates the number of cells in each well determined to be osteoclasts, and 125b indicates cells transfected with miR-125b. The RANKL-treated group (-) was significant at the 0.1% level relative to the control (-). In the RANKL-treated group, 125b + was significant at the 1% level relative to 125b-. miR−125bインヒビターの組換えレンチウイルスを感染させたMC3T3−E1細胞から採取した基質小胞のRAW−D細胞におけるRANKL誘導性の破骨細胞形成に対する影響を示す。図中、縦軸は破骨細胞と判定された各ウェルの細胞数を示す。また、横軸のNCはコントロール、inhibitorはmiR−125bの機能を抑制した細胞から得られた基質小胞を示し、MVsは基質小胞を示す。RANKL処理NCはNCに対し、1%水準で有意であった。RANKL処理グループにおいて、inhibitorはNCに対し5%水準で有意差があった。FIG. 4 shows the effect of miR-125b inhibitor on RANKL-induced osteoclastogenesis in RAW-D cells of matrix vesicles collected from MC3T3-E1 cells infected with recombinant lentivirus. In the figure, the vertical axis indicates the number of cells in each well determined to be osteoclasts. In addition, NC on the horizontal axis indicates a control, inhibitor indicates a substrate vesicle obtained from a cell in which miR-125b function was suppressed, and MVs indicates a substrate vesicle. RANKL-treated NCs were significant at the 1% level relative to NCs. In the RANKL-treated group, the inhibitor was significantly different from NC at the 5% level. マウスLPS惹起骨融解モデルにおけるmiR−125bの破骨細胞形成抑制作用を示す。図中、縦軸はTRAP陽性細胞を示す。また、横軸の125bはmiR−125bを示す。LPSはコントロール(−)に対し、1%水準で有意であった。LPS処理グループにおいて、125b+は125b−に対し5%水準で有意であった。3 shows the inhibitory effect of miR-125b on osteoclast formation in a mouse LPS-induced osteolysis model. In the figure, the vertical axis indicates TRAP-positive cells. 125b on the horizontal axis indicates miR-125b. LPS was significant at the 1% level relative to the control (-). In the LPS treated group, 125b + was significant at the 5% level relative to 125b-.

以下、本発明を詳細に説明する。
1.骨芽細胞由来の基質小胞を含む破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤
本発明の第1の態様は、骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成および/または機能抑制剤である。
本明細書において、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤を、破骨細胞形成および/または機能抑制剤とも記載する。
骨芽細胞「由来」の基質小胞とは、骨芽細胞から分泌または産生される基質小胞を意味する。基質小胞は、骨芽細胞から出芽的に分泌される細胞外小胞で、骨基質石灰化の起点となることを特徴とする。骨芽細胞は哺乳類のものが好ましく、更にヒトまたはマウスのものが好ましい。スクリーニング方法に関して後述する骨芽細胞も使用することができる。
基質小胞を破骨細胞形成および/または機能抑制剤において用いる場合には、特にmiR−125bを含む基質小胞が好ましい。
天然由来の基質小胞は、例えば骨芽細胞の培養物から抽出して得ることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. Osteoclast formation inhibitor and / or osteoclast function inhibitor containing osteoblast-derived matrix vesicles The first aspect of the present invention provides osteoclast formation and osteoblast-derived matrix vesicle-derived And / or function inhibitors.
In this specification, the osteoclast formation inhibitor and / or the osteoclast function inhibitor will also be described as an osteoclast formation and / or function inhibitor.
An osteoblast “derived” matrix vesicle means a matrix vesicle secreted or produced by osteoblasts. Substrate vesicles are extracellular vesicles secreted budding from osteoblasts and are characterized as starting points for bone matrix calcification. Osteoblasts are preferably mammalian, and more preferably human or mouse. Osteoblasts described below for the screening method can also be used.
When a substrate vesicle is used in an agent for inhibiting osteoclast formation and / or function, a substrate vesicle containing miR-125b is particularly preferred.
The naturally occurring matrix vesicles can be obtained by, for example, extracting from a culture of osteoblasts.

2.miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体を含む、破骨細胞形成および/または機能抑制剤
本発明の第2の態様は、miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体を含む、破骨細胞形成および/または機能抑制剤である。
マイクロRNA(miRNAとも記載する)は、miRNA前駆体に転写されるゲノム上に存在する遺伝子から生成される。まず、遺伝子から一次転写産物であるpri−miRNAが転写され、次いで、pri−miRNAが核内でDroshaと呼ばれるRNase IIIによりプロセシングされ、約70塩基程度のヘアピン構造を有するpre−miRNAが生成される。その後、pre−miRNAは細胞質に輸送され、Dicerと呼ばれるRNase IIIによりプロセシングされて、約20−25塩基の成熟型miRNAが生成される。
2. Osteoclast formation and / or function inhibitor comprising miR-125b, or a precursor thereof, or a mutant thereof. The second aspect of the present invention relates to miR-125b, a precursor thereof, or a mutant thereof. And an inhibitor of osteoclast formation and / or function.
MicroRNAs (also referred to as miRNAs) are generated from genes present on the genome that are transcribed into miRNA precursors. First, the primary transcript pri-miRNA is transcribed from the gene, and then the pri-miRNA is processed in the nucleus by RNase III called Drosha to produce a pre-miRNA having a hairpin structure of about 70 bases. . Thereafter, the pre-miRNA is transported to the cytoplasm and processed by RNase III called Dicer to produce a mature miRNA of about 20 to 25 bases.

本明細書において、miRNAの「前駆体」は、前記pri−miRNAとpre−miRNAの両方を意味する。したがって、「miR−125bの前駆体」はpri−miR−125bおよびpre−miR−125bの両方を意味し、mir−125bとも記載される。miR−125bの前駆体は、生体に投与されると、上記のとおり生体内でプロセシングされてmiR−125bを生じ、miR−125bと同じ機能を発揮する。   In the present specification, the “precursor” of the miRNA means both the pri-miRNA and the pre-miRNA. Thus, "precursor of miR-125b" refers to both pri-miR-125b and pre-miR-125b, and is also described as mir-125b. When administered to a living body, the precursor of miR-125b is processed in vivo as described above to produce miR-125b, and exerts the same function as miR-125b.

miR−125bおよびmiR−125bの前駆体の配列の例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。また、pre−miR−125bはmiR−125bを含んだ配列であればよく、pri−miR−125bはpre−miR−125bを含んだ配列であればよい。   Examples of the sequences of miR-125b and precursors of miR-125b are shown below, but are not limited thereto. In addition, pre-miR-125b may be a sequence containing miR-125b, and pri-miR-125b may be a sequence containing pre-miR-125b.

ヒトおよびマウスmiR−125b−5p:ucccugagacccuaacuuguga(配列番号1)
ヒトmiR−125b−1−3p:acggguuaggcucuugggagcu(配列番号2)
ヒトmiR−125b−2−3p:ucacaagucaggcucuugggac(配列番号3)
マウスmiR−125b−1−3p:acggguuaggcucuugggagcu(配列番号4)
マウスmiR−125b−2−3p:acaagucagguucuugggaccu(配列番号5)
マウスmir−125b−1;ugcgcuccccucagucccugagacccuaacuugugauguuuaccguuuaaauccacggguuaggcucuugggagcug(配列番号:6)
マウスmir−125b−2;gccuagucccugagacccuaacuugugagguauuuuaguaacaucacaagucagguucuugggaccuaggc(配列番号:7)
ヒトmir−125b−1;ugcgcuccucucagucccugagacccuaacuugugauguuuaccguuuaaauccacggguuaggcucuugggagcugcgagucgugcu(配列番号:8)
ヒトmir−125b−2;accagacuuuuccuagucccugagacccuaacuugugagguauuuuaguaacaucacaagucaggcucuugggaccuaggcggagggga(配列番号:9)
Human and mouse miR-125b-5p: ucccugagacccuaacuuguga (SEQ ID NO: 1)
Human miR-125b-1-3p: acggguuaggcucuugggagcu (SEQ ID NO: 2)
Human miR-125b-2-3p: ucacaagucaggcucuugggac (SEQ ID NO: 3)
Mouse miR-125b-1-3p: acggguuaggcucuugggagcu (SEQ ID NO: 4)
Mouse miR-125b-2-3p: acaagucagguucuugggaccu (SEQ ID NO: 5)
Mouse mir-125b-1; ugcgcuccccucagucccugagacccuaacuugugauguuuaccguuuaaauccacggguuaggcucuugggagcug (SEQ ID NO: 6)
Mouse mir-125b-2; gccuagucccugagacccuaacuugugagguauuuuaguaacaucacaagucagguucuugggaccuaggc (SEQ ID NO: 7)
Human mir-125b-1; ugcgcuccucucagagucccugagacccuaacuugugauguuuaccguuuaaauccacggguuaggcucuugggagcugcgagucgugcu (SEQ ID NO: 8)
Human mir-125b-2; accagacuuuuccuagucccugagacccuaacuugugagguauuuuaguaacaucacaagucaggcucuugggaccuaggcggagggga (SEQ ID NO: 9)

本明細書において、miR−125bまたはその前駆体の「変異体」には、miR−125bまたはその前駆体の配列と80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらにより好ましくは95%以上の配列同一性を有し、miR−125bの機能を保持するRNA分子が含まれる。また、miR−125bまたはその前駆体を模倣するように合成された、それらの類似物質も含まれる。例えば、前記miR−125b類似物質は、Ambion社などから入手可能である。
「配列同一性」は、比較対象の配列の全領域にわたって、最適な状態にアラインメントされた2つの配列を比較することにより決定される。ここで、比較対象の配列は、2つの配列の最適なアラインメントにおいて、付加または欠失(例えばギャップ等)を有していてもよい。配列同一性は、公共のデータベース(例えば、DDBJ(http://www.ddbj.nig.ac.jp))で提供されるFASTA、BLAST、CLUSTAL W等のプログラムを用いて算出することができる。または、市販の配列解析ソフトウェア(例えば、Vector NTI(登録商標)ソフトウェア、GENETYX(登録商標) ver. 12)を用いて求めることもできる。また、miR−125bまたはその前駆体の「変異体」には、miR−125b、pri−miR−125b、またはpre−miR−125bの配列において、1個から数個、好ましくは1〜3個の塩基が欠失、置換、挿入または付加された配列を有し、miR−125bの機能を保持するRNA分子が含まれる。
In the present specification, the “mutant” of miR-125b or a precursor thereof includes 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably the sequence of miR-125b or a precursor thereof. Include RNA molecules having 95% or more sequence identity and retaining the function of miR-125b. Also included are those analogs synthesized to mimic miR-125b or a precursor thereof. For example, the miR-125b analog can be obtained from Ambion.
"Sequence identity" is determined by comparing two optimally aligned sequences over the entire region of the sequence to be compared. Here, the sequence to be compared may have an addition or deletion (for example, a gap or the like) in the optimal alignment of the two sequences. Sequence identity can be calculated using a program such as FASTA, BLAST, CLUSTAL W, etc. provided in a public database (for example, DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp)). Alternatively, it can be determined using commercially available sequence analysis software (for example, Vector NTI (registered trademark) software, GENETYX (registered trademark) ver. 12). In addition, the “mutant” of miR-125b or a precursor thereof includes one to several, preferably one to three in the miR-125b, pri-miR-125b, or pre-miR-125b sequence. An RNA molecule having a sequence in which a base is deleted, substituted, inserted or added and which retains the function of miR-125b is included.

本明細書において、「miR−125b若しくはその前駆体、またはそれらの変異体」を「本発明のmiRNA」とも記載する。
本発明のmiRNAは、公知の方法を用いて合成することができる。本発明のmiRNAを構成する核酸は、天然の核酸であっても、安定性の向上した核酸誘導体などの非天然の核酸であってもよい。核酸誘導体としては、例えばメチルホスホネート、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホラミデート、ホスホトリエステル、スルホン、シロキサン、カルボネート、カルボキシメチルエステル、アセトアミデート、カルバメート、チオエーテル、架橋型ホスホラミデート、架橋型メチレンホスホネート、架橋型ホスホロチオエート、ジメチレン−スルフィド、ジメチレン−スルホキシド、ジメチレン−スルホン、2’−O−アルキル、または2’−デオキシ−2’−フルオロホスホロチオエートのヌクレオシド間結合を含む核酸、LNA(Locked Nucleic Acid)、ENA(2’−O,4’−C−Ethylene−bridged Nucleic Acid)などが挙げられる。また、核酸誘導体には、2’または3’糖修飾を含む核酸、例えば2’−O−メチル(2’−O−Me)化ヌクレオチドまたは2’−デオキシヌクレオチド、または2’−フルオロ、ジフルオロトルイル、5−Me−2’−ピリミジン、5−アリルアミノ−ピリミジン、2’−O−メトキシエチル(2’−O−MOE)、2’−O−アミノプロピル(2’−O−AP)、2’−O−N−メチルアセタミド(2’−O−NMA)、2’−O−ジメチルアミノエチルオキシエチル(2’−DMAEOE)、2’−O−ジメチルアミノエチル(2’−O−DMAOE)、2’−O−ジメチルアミノプロピル(2’−O−AP)、2’−ヒドロキシヌクレオチド、ホスホロチオエート、4’−チオヌクレオチド、2’−O−トリフルオロメチルヌクレオチド、2’−O−エチル−トリフルオロメトキシヌクレオチド、2’−O−ジフルオロメトキシ−エトキシヌクレオチド、または2’−アラ−フルオロヌクレオチドなどを含む核酸が含まれる。
In the present specification, “miR-125b or a precursor thereof, or a mutant thereof” is also described as “miRNA of the present invention”.
The miRNA of the present invention can be synthesized using a known method. The nucleic acid constituting the miRNA of the present invention may be a natural nucleic acid or a non-natural nucleic acid such as a nucleic acid derivative with improved stability. Examples of the nucleic acid derivative include methylphosphonate, phosphorothioate, phosphorodithioate, phosphoramidate, phosphotriester, sulfone, siloxane, carbonate, carboxymethylester, acetamidodate, carbamate, thioether, cross-linked phosphoramidate, and cross-linked Nucleic acids containing internucleoside linkages of methylene phosphonate, bridged phosphorothioate, dimethylene-sulfide, dimethylene-sulfoxide, dimethylene-sulfone, 2′-O-alkyl, or 2′-deoxy-2′-fluorophosphorothioate, LNA (Locked Nucleic Acid) ), ENA (2′-O, 4′-C-Ethylene-bridged Nucleic Acid) and the like. In addition, the nucleic acid derivative includes a nucleic acid containing a 2 ′ or 3 ′ sugar modification, for example, a 2′-O-methyl (2′-O-Me) -modified nucleotide or 2′-deoxynucleotide, or 2′-fluoro, difluorotoluyl , 5-Me-2'-pyrimidine, 5-allylamino-pyrimidine, 2'-O-methoxyethyl (2'-O-MOE), 2'-O-aminopropyl (2'-O-AP), 2 ' —ON-methylacetamide (2′-O-NMA), 2′-O-dimethylaminoethyloxyethyl (2′-DMAEOE), 2′-O-dimethylaminoethyl (2′-O-DMAOE), '-O-dimethylaminopropyl (2'-O-AP), 2'-hydroxy nucleotide, phosphorothioate, 4'-thio nucleotide, 2'-O-trifluoromethyl nucleotide, 2'-O-ethyl-tri Le Oro methoxy nucleotides, 2'-O-difluoromethoxy - include nucleic acids, including fluoro nucleotides - ethoxy nucleotide or 2'-Ara.

本発明のmiRNAは、無機塩基、有機塩基、無機酸、有機酸等と塩を形成してもよく、それら塩形態は本発明のmiRNAの好ましい態様の1つである。塩としては、薬理学的に許容される塩が好ましい。上記無機塩基との塩の例としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩;並びにアルミニウム塩、アンモニウム塩などが挙げられる。上記有機塩基との塩の例としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミンとの塩が挙げられる。上記無機酸との塩の例としては、例えば塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸との塩が挙げられる。上記有機酸との塩の例としては、例えばギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸との塩が挙げられる。   The miRNA of the present invention may form a salt with an inorganic base, an organic base, an inorganic acid, an organic acid, or the like, and the salt form is one of the preferable embodiments of the miRNA of the present invention. As the salt, a pharmacologically acceptable salt is preferable. Examples of the salt with the inorganic base include, for example, alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt; alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt; and aluminum salt and ammonium salt. Examples of the salt with the organic base include, for example, salts with trimethylamine, triethylamine, pyridine, picoline, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dicyclohexylamine, N, N'-dibenzylethylenediamine. Examples of salts with the above-mentioned inorganic acids include salts with hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid. Examples of salts with the above organic acids include, for example, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, fumaric acid, oxalic acid, tartaric acid, maleic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p- And salts with toluenesulfonic acid.

また、上記本発明のmiRNAを発現する発現ベクター(以下では、「本発明の発現ベクター」とも記載する)も、本発明のmiRNAの好ましい態様の1つである。本発明の発現ベクターは、ウイルスベクターであっても、非ウイルスベクターであってもよい。ウイルスベクターとしては、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、レトロウイルス、センダイウイルス、レンチウイルス、ワクシニアウイルス、ニワトリポックスウイルス、SV40を代表とするパポバウイルス等に由来するベクターが例示される。好ましくは、ベクターはアデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスに由来するウイルスである。非ウイルスベクターとしては、Pol Iプロモーター、Pol IIプロモーター、Pol IIIプロモーター、バクテリオファージ(T4ファージやT7ファージのRNAポリメラーゼ認識配列)のプロモーター等を有するベクターが挙げられる。Pol IIプロモーターとしては、CMVプロモーターやβ−グロブリンプロモーターなどを、Pol IIIプロモーターとしては、U6プロモーター、H1プロモーター、tRNAプロモーター、7SKプロモーター、7SLプロモーター、Y3プロモーター、5S rRNAプロモーター、Ad2 VAIおよびVAIIプロモーターなどが例示される。これらのプロモーターを有するベクターは市販されており、容易に入手可能である。   Further, the expression vector that expresses the miRNA of the present invention (hereinafter, also referred to as “expression vector of the present invention”) is also one of the preferable embodiments of the miRNA of the present invention. The expression vector of the present invention may be a viral vector or a non-viral vector. Examples of the virus vector include vectors derived from adenovirus, adeno-associated virus (AAV), retrovirus, Sendai virus, lentivirus, vaccinia virus, chicken pox virus, Papova virus represented by SV40, and the like. Preferably, the vector is a virus derived from an adenovirus or an adeno-associated virus. Examples of the non-viral vector include a vector having a Pol I promoter, a Pol II promoter, a Pol III promoter, a bacteriophage (T4 phage or T7 phage RNA polymerase recognition sequence) promoter, or the like. Examples of the Pol II promoter include a CMV promoter and a β-globulin promoter, and examples of the Pol III promoter include a U6 promoter, an H1 promoter, a tRNA promoter, a 7SK promoter, a 7SL promoter, a Y3 promoter, a 5S rRNA promoter, an Ad2 VAI and a VAII promoter. Is exemplified. Vectors having these promoters are commercially available and readily available.

本発明のmiRNAは、患者にそのまま投与してもよく、リポソーム、アテロコラーゲン、自己組織化ペプチド、ナノパーティクル、カチオンポリマーおよびデンドリマーなどを担体として投与してもよい。また、基質小胞に含有されて投与されてもよい。基質小胞は天然由来でもよいし、合成品でもよい。合成された人工基質小胞は、例えばリポソーム、ブロックコポリマーミセル等から構成される。人工基質小胞のサイズとしては直径100nmから300nmのものが好ましい。リポソームとしては、N−[2,3−(ジオレイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロリド(DOTMA)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)などが例示される。   The miRNA of the present invention may be administered to a patient as it is, or may be administered as a carrier using liposomes, atelocollagen, self-assembling peptides, nanoparticles, cationic polymers, dendrimers, and the like. Further, it may be administered while being contained in a substrate vesicle. Substrate vesicles may be of natural origin or synthetic. The synthesized artificial substrate vesicles are composed of, for example, liposomes, block copolymer micelles, and the like. The size of the artificial substrate vesicle is preferably 100 nm to 300 nm in diameter. Examples of the liposome include N- [2,3- (dioleyloxy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium chloride (DOTMA) and dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE).

3.miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体によりトランスフェクトされ、miR−125b、若しくはその前駆体、またはそれらの変異体をトランスフェクト前よりも多量に包含している骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成および/または機能抑制剤、並びにその製造方法
本発明の第3の態様は、本発明のmiRNAをトランスフェクトした骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成および/または機能抑制剤である。前記基質小胞は、本発明のmiRNAを、トランスフェクト前よりも多量に包含していることを特徴とする。
また、本発明の第4の態様は、骨芽細胞に本発明のmiRNAをトランスフェクトし、前記骨芽細胞から基質小胞を単離することを含む、前記基質小胞を含む破骨細胞形成および/または機能抑制剤の製造方法を含む。
トランスフェクション方法としては、従来公知の方法、例えばリポフェクション法、リポソーム法、ポリアミン法、エレクトロポレーション法、ビーズ法等を用いることができる。トランスフェクション試薬としては、TransFectin(バイオラッド社)、Lipofectamine RNAiMAX(ライフテクノロジーズ)、HiPerFect Transfection Kit(キアゲン社)、DharmaFECT試薬キット(Thermo Fisher Scientific社)等を用いることができる。本発明のmiRNAをトランスフェクトした骨芽細胞から、基質小胞を単離することにより、本発明のmiRNAをトランスフェクト前よりも多量に包含する基質小胞を得ることができる。この基質小胞を用いて破骨細胞形成および/または機能抑制剤を製造することができる。
3. An osteoblast derived from osteoblasts transfected with miR-125b, or a precursor thereof, or a mutant thereof, and containing miR-125b, a precursor thereof, or a mutant thereof in a greater amount than before transfection. Osteoclastogenesis and / or function inhibitor comprising matrix vesicles and method for producing the same A third aspect of the present invention provides a method for disrupting osteoclasts derived from osteoblasts transfected with the miRNA of the present invention. It is a bone cell formation and / or function inhibitor. The substrate vesicle contains the miRNA of the present invention in a larger amount than before transfection.
Further, a fourth aspect of the present invention provides a method of forming osteoclasts containing the matrix vesicles, which comprises transfecting the miRNA of the present invention into osteoblasts and isolating matrix vesicles from the osteoblasts. And / or a method for producing a function inhibitor.
As the transfection method, a conventionally known method, for example, a lipofection method, a liposome method, a polyamine method, an electroporation method, a bead method, or the like can be used. Examples of transfection reagents include TransFectin (Bio-Rad), Lipofectamine RNAiMAX (Life Technologies), HiPerFect Transfection Kit (Qiagen), and DharmaFECT reagent kit (Thermo Fisher Scientific, etc.). By isolating the substrate vesicles from the osteoblasts transfected with the miRNA of the present invention, substrate vesicles containing the miRNA of the present invention in a larger amount than before transfection can be obtained. Using this matrix vesicle, an agent for inhibiting osteoclast formation and / or function can be produced.

本発明の第5の態様は、本発明のmiRNAを、人工基質小胞内に挿入することを含む、人工基質小胞を含む破骨細胞形成および/または機能抑制剤の製造方法である。
例えば、リポソーム、ブロックコポリマーミセル等から構成される人工基質小胞内へ、本発明のmiRNAを挿入することにより製造することができる。
A fifth aspect of the present invention is a method for producing an inhibitor of osteoclast formation and / or function comprising artificial matrix vesicles, comprising inserting the miRNA of the present invention into artificial matrix vesicles.
For example, it can be produced by inserting the miRNA of the present invention into artificial substrate vesicles composed of liposomes, block copolymer micelles and the like.

4.miR−125bアンチセンス阻害剤を含む、破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤
本発明の第6の態様は、miR−125bアンチセンス阻害剤を含む、破骨細胞形成および/または機能促進剤である。
本明細書において、破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤を破骨細胞形成および/または機能促進剤とも記載する。
本発明において、miR−125bアンチセンス阻害剤とは、miR−125bと相補的な配列をもち、miR−125bの活性および/または発現を阻害する作用を有する阻害剤である。例えば、LNATM microRNA Inhibitor(タカラバイオ)、Tough Decoy RNA(Lenti miRNA inhibitor(シグマアルドリッチ))などが挙げられる。例えば、miR−125bアンチセンス阻害剤は、前記骨芽細胞でのmiR−125bの機能または発現を減少させることにより、基質小胞に含まれるmiR−125bの減少または機能不全を引き起こし、破骨細胞の形成および/または機能を促進する。
4. Osteoclastogenesis Promoter and / or Osteoclast Function Promoter Containing miR-125b Antisense Inhibitor A sixth aspect of the present invention provides a method for promoting osteoclastogenesis and / or osteoclast formation comprising a miR-125b antisense inhibitor. Or a function promoter.
In the present specification, the osteoclast formation promoting agent and / or the osteoclast function promoting agent is also referred to as an osteoclast formation and / or function promoting agent.
In the present invention, the miR-125b antisense inhibitor is an inhibitor having a sequence complementary to miR-125b and having an action of inhibiting the activity and / or expression of miR-125b. For example, LNA microRNA Inhibitor (Takara Bio), Tough Decay RNA (Lenti miRNA inhibitor (Sigma-Aldrich)) and the like can be mentioned. For example, the miR-125b antisense inhibitor reduces the function or expression of miR-125b in the osteoblast, thereby causing a decrease or dysfunction of miR-125b contained in the matrix vesicle, and causing osteoclasts. Promotes the formation and / or function of

5.破骨細胞形成および/または機能抑制剤、若しくは破骨細胞形成および/または機能促進剤を含む、骨疾患の予防および/または治療するための医薬組成物
本発明の第7の態様は、上述した破骨細胞形成および/または機能抑制剤、若しくは破骨細胞形成および/または機能促進剤を含む、骨疾患の予防および/または治療するための医薬組成物(本発明の医薬組成物とも記載する)である。
本発明の医薬組成物は、本発明のmiRNAに加えて、医薬上許容される担体(例えば、滅菌水、生理食塩水など)、安定剤(例えば、ヌクレアーゼ阻害剤など)、キレート剤(例えば、EDTAなど)、およびその他の助剤を含んでもよい。
本発明の医薬組成物の投与方法としては、経口投与および非経口投与が挙げられるが、非経口投与が好ましい。非経口投与としては、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、皮内投与、粘膜投与などが例示される。
5. Pharmaceutical composition for preventing and / or treating bone disease, comprising an agent for suppressing osteoclast formation and / or function, or an agent for promoting osteoclast formation and / or function, The seventh aspect of the present invention is described above. A pharmaceutical composition for preventing and / or treating a bone disease, comprising an agent for suppressing osteoclast formation and / or function, or an agent for promoting osteoclast formation and / or function (also referred to as the pharmaceutical composition of the present invention) It is.
The pharmaceutical composition of the present invention comprises, in addition to the miRNA of the present invention, a pharmaceutically acceptable carrier (eg, sterilized water, physiological saline and the like), a stabilizer (eg, a nuclease inhibitor and the like), a chelating agent (eg, EDTA, etc.), and other auxiliaries.
The administration method of the pharmaceutical composition of the present invention includes oral administration and parenteral administration, but parenteral administration is preferred. Examples of parenteral administration include intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, and mucosal administration.

本発明の医薬組成物の投与量および投与頻度は、使用目的、患者の年齢、体重、性別、既往歴、疾患の重篤度、有効成分の種類などを考慮して、適宜決定することができる。投与量は、例えば、miRNAの場合、成人1回あたり1.0μg/kg〜1.0g/kg、好ましくは10μg/kg〜100mg/kgであり、ウイルスベクターの場合、ウイルスの最終的な力価として107〜1013pfu/mL、好ましくは109〜1012pfu/mLである。投与頻度は、例えば、1日1回〜数ヶ月に1回である。 The dose and frequency of administration of the pharmaceutical composition of the present invention can be appropriately determined in consideration of the purpose of use, the age, weight, sex, history of the patient, the severity of the disease, the type of active ingredient, and the like of the patient. . The dose is, for example, 1.0 μg / kg to 1.0 g / kg, preferably 10 μg / kg to 100 mg / kg per adult for miRNA, and the final titer of virus for viral vectors. 10 7 to 10 13 pfu / mL, and preferably 10 9 to 10 12 pfu / mL. The administration frequency is, for example, once a day to once every several months.

本発明において、骨疾患とは、破骨細胞の分化および/または成熟異常に起因する骨代謝異常であり、骨量の低下によって特徴付けられる障害(例えば、骨粗鬆症(閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、骨形成不全症等)および破骨細胞の機能低下に起因する疾患(例えば、骨大理石病、骨硬化症、異所性骨化、骨化性筋炎等)を含む。
本発明の破骨細胞形成および/または機能抑制剤を含有する医薬は、骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬として用いることができる。すなわち、本発明は、上述の破骨細胞形成および/または機能抑制剤を含む、骨量の低下によって特徴付けられる障害を予防および/または治療するための医薬組成物を提供する。
本発明の破骨細胞形成および/または機能促進剤を含有する医薬は、破骨細胞の機能低下に起因する疾患に対する予防および/または治療薬として用いることができる。すなわち、本発明は、上述の破骨細胞形成および/または機能促進剤を含む、破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療するための医薬組成物を提供する。
本発明において、分化と形成は同義である。例えば、破骨細胞分化と破骨細胞形成は同じ意味で用いられる。
In the present invention, a bone disease is an abnormal bone metabolism caused by abnormal differentiation and / or maturation of osteoclasts, and a disorder characterized by a decrease in bone mass (for example, osteoporosis (postmenopausal osteoporosis, senile osteoporosis, Osteoporosis due to the use of therapeutic drugs such as steroids and immunosuppressants, osteoporosis associated with rheumatoid arthritis), bone destruction associated with rheumatoid arthritis, cancerous hypercalcemia, bone associated with multiple myeloma and cancer bone metastasis Destruction, giant cell tumor, osteopenia, tooth loss due to periodontitis, osteolysis around artificial joints, bone destruction in chronic osteomyelitis, Paget disease of bone, renal osteodystrophy, osteogenesis imperfecta, etc.) And diseases caused by reduced osteoclast function (eg, osteopetrosis, sclerosis, ectopic ossification, ossifying myositis, etc.).
The medicament containing the osteoclast formation and / or function inhibitor of the present invention can be used as a preventive and / or therapeutic agent for a disorder characterized by bone loss. That is, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing and / or treating a disorder characterized by bone loss, comprising the above-mentioned inhibitor of osteoclast formation and / or function.
The medicament containing the agent for promoting osteoclast formation and / or function of the present invention can be used as a prophylactic and / or therapeutic agent for diseases caused by a decrease in osteoclast function. That is, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising the above-mentioned agent for promoting osteoclast formation and / or function, for preventing and / or treating a disease caused by reduced osteoclast function.
In the present invention, differentiation and formation are synonymous. For example, osteoclast differentiation and osteoclastogenesis are used interchangeably.

本発明の破骨細胞形成および/または機能抑制剤若しくは促進剤を含む、骨疾患の予防および/または治療薬は、投与対象となる個体に対して医薬として使用できる。具体的な投与対象となる個体としては、上述した骨疾患を伴う個体、骨疾患を発症する可能性がある個体等が好適な対象となる。また、個体としては哺乳動物(ヒト、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ、サル等)が好ましく、その中でもヒトが好ましく、特に骨疾患を伴う患者(ヒト)が好ましい。   The preventive and / or therapeutic agent for a bone disease containing the agent for suppressing or promoting osteoclast formation and / or function of the present invention can be used as a medicine for an individual to be administered. Specific individuals to be administered are preferably individuals with the above-mentioned bone disease, individuals who may develop the bone disease, and the like. In addition, mammals (humans, mice, rats, rabbits, dogs, cats, cows, horses, pigs, monkeys, and the like) are preferred as individuals, and humans are preferred among them, and patients with bone diseases (humans) are particularly preferred.

本発明の医薬組成物は治療および/または予防に有効な量の少なくとも一つの骨疾患治療薬と併用することができる。例えば、本発明の破骨細胞形成および/または機能抑制剤を含む医薬組成物と併用され得る骨疾患治療薬としては、ビスホスホネート(例えば、alendronate、etidronate、ibandronate、incadronate、pamidronate、risedronate、またはzoledronate)、活性型ビタミンD3、カルシトニンおよびその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK2(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤(例えば、celecoxibまたはrofecoxib)、可溶性TNFレセプター(例えば、etanercept)、抗TNFα抗体または該抗体の抗原結合断片(例えば、infliximab)、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体または該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト(例えばanakinra)、抗IL−6レセプター抗体または該抗体の抗原結合断片(例えば、tocilizumab)、抗RANKL抗体または該抗体の抗原結合断片(例えば、denosumab)、およびOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)等を挙げることができるがこれらに限定されない。本発明の医薬組成物と他の骨疾患治療薬とは、単一の製剤に含まれていても、別の製剤に含まれていてもよい。   The pharmaceutical composition of the present invention can be used in combination with a therapeutically and / or prophylactically effective amount of at least one therapeutic agent for bone disease. For example, bisphosphonates (eg, alendronate, etidronate, ibandronate, incadronate, pamidronate, risedronate, or zoledronate) include bisphosphonates (eg, alendronate, etidronate, ibandronate, indronate, pamidronate, risedronate) as therapeutic agents for bone diseases that can be used in combination with the pharmaceutical composition containing the osteoclast formation and / or function inhibitor of the present invention. Activated vitamin D3, calcitonin and derivatives thereof, hormones such as estradiol, SERMs (selective estrogen receptor modulators), ipriflavone, vitamin K2 (menatetrenone), calcium preparations, PTH (parathyroid hormones), non-steroidal agents, celecoxib or rofecoxib), Soluble TNF receptor (eg, etanercept), anti-TNFα antibody or antigen-binding fragment of the antibody (eg, infliximab), anti-PTHrP (parathyroid hormone-related protein) antibody or antigen-binding fragment of the antibody, IL-1 receptor antagonist (eg, anakinra), an anti-IL-6 receptor antibody or an antigen-binding fragment of the antibody (e.g., tocilizumab), an anti-RANKL antibody or an antigen-binding fragment of the antibody (e.g., denosumab), and OCIF (osteoblastogenesis inhibitory factor). It is possible, but not limited to these. The pharmaceutical composition of the present invention and another therapeutic agent for bone disease may be contained in a single preparation or may be contained in separate preparations.

6.スクリーニング方法
本発明において、本発明者らは以下(1)〜(3)からなる骨リモデリングの新規制御機構を見出した。
(1)骨芽細胞においてmiR−125bは基質小胞中に選択的に取り込まれる。
(2)miR−125bを含む基質小胞は骨芽細胞から分泌され、選択的に破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に取り込まれる。
(3)基質小胞内分子として破骨細胞前駆細胞または破骨細胞内に取り込まれたmiR−125bは分化(破骨細胞形成)および/または機能を抑制する。
本制御機構に基づいて新規のスクリーニング方法が提供される。
6. Screening method In the present invention, the present inventors have found a novel control mechanism of bone remodeling consisting of the following (1) to (3).
(1) In osteoblasts, miR-125b is selectively incorporated into matrix vesicles.
(2) Substrate vesicles containing miR-125b are secreted from osteoblasts and selectively taken up by osteoclast precursor cells or osteoclasts.
(3) miR-125b incorporated into osteoclast precursor cells or osteoclasts as a substrate vesicle molecule suppresses differentiation (osteoclast formation) and / or function.
A novel screening method is provided based on the present control mechanism.

6−1.第1のスクリーニング方法
本発明の1つの態様として、骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の変化を指標とする、破骨細胞形成および/または機能を調節(抑制または促進)する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法が提供される。
より具体的には、本発明は、骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養し、両条件下における細胞中のmiR−125b量を測定、比較することを特徴とする、破骨細胞形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法を提供する。また、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を使用する場合は、好ましくは、上記条件に加え、さらに基質小胞を培地中に添加する。すなわち、本発明は、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下または非存在下にて培養した破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に基質小胞を処置し、両条件下における細胞中のmiR−125b量を測定、比較することを特徴とする、破骨細胞形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法を提供する。比較した結果、前記骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の増加または減少があった場合には、これを指標として、前記被験物質が、破骨細胞形成および/または機能を抑制、若しくは促進する作用を有すると判断することができる。
6-1. First Screening Method As one embodiment of the present invention, the regulation of osteoclast formation and / or function using the change in the amount of miR-125b in osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts as an index ( The present invention provides a method for screening a substance that suppresses or promotes) or a preventive and / or therapeutic agent for a bone disease.
More specifically, the present invention provides a method of culturing osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts in the presence and absence of a test substance, and measuring the amount of miR-125b in the cells under both conditions. A method for screening a substance that regulates osteoclast formation and / or function or a preventive and / or therapeutic agent for a bone disease, characterized by measuring and comparing. When using osteoclast precursor cells or osteoclasts, preferably, in addition to the above conditions, substrate vesicles are further added to the medium. That is, the present invention treats substrate vesicles on osteoclast precursor cells or osteoclasts cultured in the presence or absence of a test substance with osteoclast precursor cells or osteoclasts, under both conditions. Provided is a method for screening a substance that regulates osteoclast formation and / or function, or a preventive and / or therapeutic agent for a bone disease, which comprises measuring and comparing the amount of miR-125b in a cell. As a result of the comparison, when the amount of miR-125b in the osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts is increased or decreased, the test substance is used as an indicator for the formation of osteoclasts and It can be determined that the compound has an effect of suppressing or promoting a function.

上記骨芽細胞としては、骨芽細胞に分化可能な細胞であれば、種や細胞株を問わず利用できる。また、骨芽細胞を含む組織(骨組織等)も利用可能である。例えば、個体より調製した初代培養細胞や樹立された細胞株が利用できる。具体的には、初代培養骨芽細胞(好ましくは、ヒト(例えばロンザジャパン、カタログ番号CC−2538、DV Biologics社、カタログ番号AM005−f)、サル、イヌ、ウサギ、ラット、マウス等の組織から調製)、MC3T3−E1細胞、ROS 17/2.8、UMR−106、RCJ3.1、C3H10T1/2、ROB−C26、C2C12、ST−2、SV−HFO、hFOBs、MG−63、Saos−2、U2−OS、HOS TE85、HBDC(Trabecular Human bone derived cell)、hMS(OB)、SaM−1等が挙げられる。また、骨芽細胞様細胞へと形質転換可能な細胞(例えば、血管平滑筋細胞)や基質小胞を分泌する軟骨細胞も利用可能である。   As the osteoblast, any cell that can be differentiated into an osteoblast can be used regardless of species or cell line. In addition, tissues containing osteoblasts (such as bone tissues) can be used. For example, primary cultured cells prepared from an individual or established cell lines can be used. Specifically, primary cultured osteoblasts (preferably, from tissues of humans (for example, Lonza Japan, catalog number CC-2538, DV Biologics, catalog number AM005-f), monkeys, dogs, rabbits, rats, mice, etc.) Preparation), MC3T3-E1 cells, ROS 17 / 2.8, UMR-106, RCJ3.1, C3H10T1 / 2, ROB-C26, C2C12, ST-2, SV-HFO, hFOBs, MG-63, Saos-2 , U2-OS, HOS TE85, HBDC (Trabecular Human Bone Derived Cell), hMS (OB), SaM-1 and the like. Cells that can be transformed into osteoblast-like cells (eg, vascular smooth muscle cells) and chondrocytes that secrete matrix vesicles can also be used.

上記破骨細胞前駆細胞としては、破骨細胞に分化し得る単球・マクロファージ系細胞を含み、破骨細胞への分化が可能な破骨細胞前駆細胞であれば種や細胞株を問わず利用できる。また、破骨細胞前駆細胞を含む組織(骨組織等)も利用可能である。例えば、個体より調製した初代培養細胞や樹立された細胞株が利用できる。より具体的には、初代培養細胞(好ましくは、ヒト(例えばロンザジャパン、カタログ番号2T−110)、サル、イヌ、ウサギ、ラット、マウス等の組織から調製)、RAW264.7細胞またはRAW264.7細胞より樹立されたマクロファージ様細胞(RAW−D細胞等)、MOCP−5細胞等が挙げられる。
上記破骨細胞としては、上記破骨細胞前駆細胞より分化誘導によって得られた細胞、または組織から単離した破骨細胞等が挙げられる。
被験物質としては、例えばタンパク質、ペプチド、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液などが挙げられ、これらの物質は新規なものであってもよいし、公知のものであってもよい。また、コンビナトリアルケミストリー技術を用いて作製された化合物ライブラリー、固相合成やファージディスプレイ法により作製されたランダムペプチドライブラリー等も被験物質として挙げられる。
The above-mentioned osteoclast precursor cells include monocyte / macrophage cells that can be differentiated into osteoclasts, and any kind of osteoclast precursor cells that can be differentiated into osteoclasts can be used regardless of species or cell line. it can. In addition, tissues containing osteoclast precursor cells (eg, bone tissue) can also be used. For example, primary cultured cells prepared from an individual or established cell lines can be used. More specifically, primary culture cells (preferably, prepared from tissues of humans (for example, Lonza Japan, Catalog No. 2T-110), monkeys, dogs, rabbits, rats, mice, etc.), RAW 264.7 cells or RAW 264.7 Macrophage-like cells (RAW-D cells and the like) established from cells, MOCP-5 cells, and the like.
Examples of the osteoclast include cells obtained by inducing differentiation from the osteoclast precursor cells, osteoclasts isolated from tissues, and the like.
Test substances include, for example, proteins, peptides, non-peptide compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and the like. Or a known one. In addition, a compound library prepared using a combinatorial chemistry technique, a random peptide library prepared by a solid phase synthesis or a phage display method, and the like are also examples of the test substance.

骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞のmiR−125b量の測定は、例えば以下のようにして行うことができる。
骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を常法に従ってインビトロで培養する際に被験物質を培地中に添加し、一定時間培養後該細胞のmiR−125b量を、公知の方法、例えば、RT−PCR、核酸アレイ、ノーザンブロット解析等の手法を用いて定量、解析する。
破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を使用する際は、被験物質に加えて基質小胞を培地中に添加してもよい。被験物質と基質小胞の添加タイミングは同じでも異なっていてもよい。
The measurement of the miR-125b amount of osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts can be performed, for example, as follows.
When osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts are cultured in vitro according to a conventional method, a test substance is added to a medium, and after culturing for a certain time, the amount of miR-125b of the cells is determined by a known method, for example, , RT-PCR, nucleic acid array, Northern blot analysis and the like.
When using osteoclast precursor cells or osteoclasts, matrix vesicles may be added to the medium in addition to the test substance. The timing of adding the test substance and the substrate vesicle may be the same or different.

・破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬の選択
骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の測定の結果、被験物質によるmiR−125b量の増加の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する作用、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞においてmiR−125b量を増加させた前記被験物質を、破骨細胞形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の増加を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
-Selection of a substance that inhibits osteoclast formation and / or function, or a prophylactic and / or therapeutic agent for disorders characterized by reduced bone mass. MiR in osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts As a result of measuring the amount of -125b, the increase in the amount of miR-125b caused by the test substance and the effect of suppressing the formation and / or function of osteoclasts, or preventing and / or preventing a disorder characterized by a decrease in bone mass. The activity to be treated is correlated. Then, the test substance having an increased miR-125b level in osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts is characterized by a substance that suppresses osteoclast formation and / or function or a decrease in bone mass. As a prophylactic and / or therapeutic agent (or candidate thereof) for the disorder to be treated. That is, as one embodiment of the present invention, a substance that suppresses osteoclast formation and / or function, using an increase in the amount of miR-125b in osteoblasts, osteoclast precursor cells, or osteoclasts as an index, Alternatively, a method for screening for a prophylactic and / or therapeutic agent (or a candidate thereof) for a disorder characterized by bone loss is provided.

・破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬の選択
骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の測定の結果、被験物質によるmiR−125b量の減少の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を促進する作用、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、miR−125b量を減少させた前記被験物質を、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞中のmiR−125b量の減少を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
-Selection of a substance that promotes the formation and / or function of osteoclasts, or the selection of a preventive and / or therapeutic agent for a disease caused by a decrease in the function of osteoclasts. As a result of the measurement of the amount of miR-125b, a change in the decrease of the amount of miR-125b by the test substance and an effect of promoting the formation and / or function of osteoclasts, or preventing a disease caused by a decrease in the function of osteoclasts, And / or correlate with the activity to be treated. Then, the test substance having a reduced miR-125b amount is replaced with a substance that promotes osteoclast formation and / or function, or a preventive and / or therapeutic agent for a disease caused by a decrease in osteoclast function (or a therapeutic agent thereof). Candidate substance). That is, as one embodiment of the present invention, a substance that promotes osteoclast formation and / or function, which is based on a decrease in the amount of miR-125b in osteoblasts, osteoclast precursor cells, or osteoclasts, Alternatively, there is provided a method for screening for a preventive and / or therapeutic agent (or a candidate thereof) for a disease caused by reduced osteoclast function.

6−2.第2のスクリーニング方法
本発明の1つの態様として、基質小胞へのmiR−125bの取り込み(輸送)の変化を指標とする、破骨細胞形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法が提供される。
より具体的には、本発明は、骨芽細胞を被験物質の存在下または非存在下にて培養し、両条件下における基質小胞へのmiR−125bの取り込み量を測定、比較することを特徴とする、破骨細胞の形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法を提供する。比較した結果、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の増加または減少があった場合には、これを指標として、前記被験物質が、破骨細胞形成および/または機能を抑制若しくは促進する作用を有すると判断することができる。
6-2. Second Screening Method As one embodiment of the present invention, a substance that regulates osteoclast formation and / or function, based on a change in miR-125b uptake (transport) into matrix vesicles, or a bone disease Methods for screening for prophylactic and / or therapeutic agents are provided.
More specifically, the present invention relates to culturing osteoblasts in the presence or absence of a test substance, and measuring and comparing the uptake of miR-125b into matrix vesicles under both conditions. Disclosed is a method for screening a substance that regulates formation and / or function of osteoclasts, or a preventive and / or therapeutic agent for a bone disease. As a result of the comparison, when there is an increase or decrease in the amount of miR-125b incorporated into the substrate vesicles, the test substance is used as an index to suppress or promote the formation and / or function of osteoclasts. Can be determined.

上記骨芽細胞としては、骨芽細胞に分化可能な細胞であれば、種や細胞株を問わず利用できる。また、骨芽細胞を含む組織(骨組織等)も利用可能である。例えば、個体より調製した初代培養細胞や樹立された細胞株が利用できる。具体的には、初代培養骨芽細胞(好ましくは、ヒト(例えばロンザジャパン、カタログ番号CC−2538、DV Biologics社、カタログ番号AM005−f)、サル、イヌ、ウサギ、ラット、マウス等の組織から調製)、MC3T3−E1細胞、ROS 17/2.8、UMR−106、RCJ3.1、C3H10T1/2、ROB−C26、C2C12、ST−2、SV−HFO、hFOBs、MG−63、Saos−2、U2−OS、HOS TE85、HBDC(Trabecular Human bone derived cell)、hMS(OB)、SaM−1等が挙げられる。また、骨芽細胞様細胞へと形質転換可能な細胞(例えば、血管平滑筋細胞)や基質小胞を分泌する軟骨細胞も利用可能である。   As the osteoblast, any cell that can be differentiated into an osteoblast can be used regardless of species or cell line. In addition, tissues containing osteoblasts (such as bone tissues) can also be used. For example, primary cultured cells prepared from an individual or established cell lines can be used. Specifically, primary cultured osteoblasts (preferably, from tissues of humans (for example, Lonza Japan, catalog number CC-2538, DV Biologics, catalog number AM005-f), monkeys, dogs, rabbits, rats, mice, etc.) Preparation), MC3T3-E1 cells, ROS 17 / 2.8, UMR-106, RCJ3.1, C3H10T1 / 2, ROB-C26, C2C12, ST-2, SV-HFO, hFOBs, MG-63, Saos-2 , U2-OS, HOS TE85, HBDC (Trabecular Human Bone Derived Cell), hMS (OB), SaM-1 and the like. Cells that can be transformed into osteoblast-like cells (eg, vascular smooth muscle cells) and chondrocytes that secrete matrix vesicles can also be used.

被験物質としては、例えばタンパク質、ペプチド、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液などが挙げられ、これらの物質は新規なものであってもよいし、公知のものであってもよい。また、コンビナトリアルケミストリー技術を用いて作製された化合物ライブラリー、固相合成やファージディスプレイ法により作製されたランダムペプチドライブラリー等も被験物質として挙げられる。
基質小胞へのmiR−125bの取り込み(輸送)の測定は、例えば以下のようにして行うことができる。
骨芽細胞を常法に従ってインビトロで培養する際に被験物質を培地中に添加し、一定時間培養後該細胞の基質小胞を公知の方法により単離する(実施例またはMethods Mol Biol、1053巻、115−124頁参照)。単離した基質小胞中のmiR−125b量を、RT−PCR、核酸アレイ、ノーザンブロット解析等の手法を用いて定量、解析する。
Test substances include, for example, proteins, peptides, non-peptide compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and the like. Or a known one. In addition, a compound library prepared using a combinatorial chemistry technique, a random peptide library prepared by a solid phase synthesis or a phage display method, and the like are also examples of the test substance.
Measurement of uptake (transport) of miR-125b into substrate vesicles can be performed, for example, as follows.
When osteoblasts are cultured in vitro according to a conventional method, a test substance is added to a medium, and after culturing for a certain period of time, matrix vesicles of the cells are isolated by a known method (Examples or Methods Mol Biol, vol. 1053). , 115-124). The amount of miR-125b in the isolated substrate vesicles is quantified and analyzed using techniques such as RT-PCR, nucleic acid array, and Northern blot analysis.

・破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬の選択
基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の測定の結果、被験物質による基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の増加の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する作用、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量を増加させた前記被検物質(miR−125bの基質小胞への輸送を促進する作用を有する物質)を、破骨細胞形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の増加を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
-Selection of a substance that inhibits osteoclast formation and / or function, or a prophylactic and / or therapeutic agent for a disorder characterized by a decrease in bone mass. As a result of measuring the amount of miR-125b incorporated into matrix vesicles, Prevention and / or treatment of disorders characterized by altered uptake of miR-125b into matrix vesicles by test substances, and inhibitory effects on osteoclast formation and / or function, or bone loss Activity is correlated. Then, the test substance (a substance having an action of promoting the transport of miR-125b to the substrate vesicles) having an increased amount of miR-125b incorporated into the substrate vesicles is subjected to osteoclast formation and / or function. Or a preventive and / or therapeutic agent (or a candidate thereof) for a disorder characterized by bone loss. That is, one embodiment of the present invention is characterized by a substance that suppresses osteoclast formation and / or function, or a decrease in bone mass, based on an increase in the uptake of miR-125b into matrix vesicles. A method for screening for a prophylactic and / or therapeutic agent (or a candidate thereof) for a given disorder is provided.

・破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬の選択
基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の測定の結果、被験物質による基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の減少の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を促進する作用、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量を減少させた前記被検物質(miR−125bの基質小胞への輸送を抑制する作用を有する物質)を、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、基質小胞へのmiR−125bの取り込み量の減少を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
-Selection of a substance that promotes osteoclast formation and / or function, or a prophylactic and / or therapeutic agent for a disease caused by a decrease in osteoclast function Result of measurement of miR-125b uptake into matrix vesicles Changes in the uptake of miR-125b into matrix vesicles by test substances, and effects of promoting the formation and / or function of osteoclasts, or preventing diseases caused by reduced osteoclast function and / or Alternatively, it is correlated with the activity to be treated. Then, the test substance (a substance having an action of suppressing the transport of miR-125b to the substrate vesicles) in which the amount of miR-125b incorporated into the substrate vesicles is reduced is converted into osteoclast formation and / or It can be selected as a substance that promotes function or as a preventive and / or therapeutic agent (or a candidate substance thereof) for a disease caused by reduced osteoclast function. That is, as one embodiment of the present invention, a substance that promotes osteoclast formation and / or function, or a decrease in osteoclast function, which is based on a decrease in the uptake of miR-125b into matrix vesicles, is used as an index. A method for screening a preventive and / or therapeutic agent (or a candidate substance thereof) for a disease caused by the disease is provided.

6−3.第3のスクリーニング方法
本発明の1つの態様として、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞による基質小胞の取り込みの変化を指標とする、破骨細胞形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法が提供される。
より具体的には、本発明は、被験物質の存在下または非存在下にて培養した破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を基質小胞により処置し、両条件下における破骨細胞前駆細胞または破骨細胞による基質小胞の取り込み量を測定、比較することを特徴とする、破骨細胞の形成および/または機能を調節する物質、若しくは骨疾患の予防および/または治療薬のスクリーニング方法を提供する。比較した結果、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の増加または減少があった場合には、これを指標として、前記被験物質が、破骨細胞の形成および/または機能を抑制若しくは促進する作用を有すると判断することができる。
6-3. Third Screening Method As one embodiment of the present invention, a substance that regulates osteoclast formation and / or function, based on changes in the uptake of matrix vesicles by osteoclast precursor cells or osteoclasts, or bone A method for screening for a prophylactic and / or therapeutic agent for a disease is provided.
More specifically, the present invention treats osteoclast precursor cells or osteoclasts cultured in the presence or absence of a test substance with matrix vesicles, A method for screening a substance that regulates osteoclast formation and / or function, or a method for preventing and / or treating a bone disease, comprising measuring and comparing the uptake of matrix vesicles by osteoclasts. I do. As a result of the comparison, when there is an increase or decrease in the uptake of matrix vesicles into osteoclast precursor cells or osteoclasts, the test substance is used as an indicator to form osteoclasts and / or It can be determined that the compound has an effect of suppressing or promoting the function.

上記破骨細胞前駆細胞としては、破骨細胞に分化し得る単球・マクロファージ系細胞を含み、破骨細胞への分化が可能な破骨細胞前駆細胞であれば種や細胞株を問わず利用できる。また、破骨細胞前駆細胞を含む組織(骨組織等)も利用可能である。例えば、個体より調製した初代培養細胞や樹立された細胞株が利用できる。より具体的には、初代培養細胞(好ましくは、ヒト(例えばロンザジャパン、カタログ番号2T−110)、サル、イヌ、ウサギ、ラット、マウス等の組織から調製)、RAW264.7細胞またはRAW264.7細胞より樹立されたマクロファージ様細胞(RAW−D細胞等)、MOCP−5細胞等が挙げられる。
上記破骨細胞としては、上記破骨細胞前駆細胞より分化誘導によって得られた細胞、または組織から単離した破骨細胞等が挙げられる。
The above-mentioned osteoclast precursor cells include monocyte / macrophage cells that can be differentiated into osteoclasts, and any kind of osteoclast precursor cells that can be differentiated into osteoclasts can be used regardless of species or cell line. it can. In addition, tissues containing osteoclast precursor cells (eg, bone tissue) can also be used. For example, primary cultured cells prepared from an individual or established cell lines can be used. More specifically, primary culture cells (preferably, prepared from tissues of humans (for example, Lonza Japan, Catalog No. 2T-110), monkeys, dogs, rabbits, rats, mice, etc.), RAW 264.7 cells or RAW 264.7 Macrophage-like cells (RAW-D cells and the like) established from cells, MOCP-5 cells, and the like.
Examples of the osteoclast include cells obtained by inducing differentiation from the osteoclast precursor cells, osteoclasts isolated from tissues, and the like.

被験物質としては、例えばタンパク質、ペプチド、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液などが挙げられ、これらの物質は新規なものであってもよいし、公知のものであってもよい。また、コンビナトリアルケミストリー技術を用いて作製された化合物ライブラリー、固相合成やファージディスプレイ法により作製されたランダムペプチドライブラリー等も被験物質として挙げられる。   Test substances include, for example, proteins, peptides, non-peptide compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and the like. Or a known one. In addition, a compound library prepared using a combinatorial chemistry technique, a random peptide library prepared by solid phase synthesis or a phage display method, and the like are also examples of the test substance.

破骨細胞前駆細胞または破骨細胞による基質小胞の取り込みの測定は、例えば、以下のようにして行うことができる。
破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を常法に従ってインビトロで培養する際に被験物質および標識された基質小胞を培地中に添加し、基質小胞の動態(取り込み)をリアルタイムイメージングによる手法を用いて定量、解析する。被験物質と基質小胞の添加タイミングは同じでも異なっていてもよい。
Measurement of the uptake of matrix vesicles by osteoclast precursor cells or osteoclasts can be performed, for example, as follows.
When culturing osteoclast precursor cells or osteoclasts in vitro according to a conventional method, a test substance and labeled substrate vesicles are added to the medium, and the dynamics (uptake) of the substrate vesicles are measured by a method using real-time imaging. Quantitative analysis. The timing of adding the test substance and the substrate vesicle may be the same or different.

・破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬の選択
破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の測定の結果、被験物質による破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の増加の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する作用、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量を増加させた前記被検物質を、破骨細胞形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の増加を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質、若しくは骨量の低下によって特徴付けられる障害に対する予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
・ Selection of a substance that inhibits osteoclast formation and / or function, or a prophylactic and / or therapeutic agent for a disorder characterized by a decrease in bone mass. Incorporation of matrix vesicles into osteoclast precursor cells or osteoclasts. As a result of the measurement of the amount, a change in the increase in the uptake of matrix vesicles into osteoclast precursor cells or osteoclasts by the test substance and an effect of suppressing the formation and / or function of osteoclasts, or Correlates with prophylactic and / or therapeutic activity against a disorder characterized by reduction. The test substance having an increased uptake of matrix vesicles into osteoclast precursor cells or osteoclasts is characterized by a substance that suppresses osteoclast formation and / or function, or a decrease in bone mass. As a prophylactic and / or therapeutic agent (or candidate thereof) for the disorder to be treated. That is, as one embodiment of the present invention, a substance which suppresses the formation and / or function of osteoclasts, which is based on an increase in the amount of matrix vesicles taken up into osteoclast precursor cells or osteoclasts, or Methods are provided for screening for prophylactic and / or therapeutic agents (or their candidates) for disorders characterized by reduced amounts.

・破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬の選択
破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の測定の結果、被験物質による破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の減少の変化と、破骨細胞の形成および/または機能を促進する作用、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療する活性とが相関付けられる。そして、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量を減少させた前記被検物質を、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)として選択することができる。すなわち、本発明の1つの態様として、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の減少を指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を促進する物質、若しくは破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防および/または治療薬(またはそれらの候補物質)のスクリーニング方法が提供される。
本発明のスクリーニング方法において、miR−125bのかわりにその前駆体またはmiR−125b若しくはmiR−125bの前駆体の変異体の発現量を測定することでも、miR−125bの発現変化は評価可能である。したがって、miR−125bの発現のかわりにmiR−125bの前駆体またはmiR−125b若しくはmiR−125bの前駆体の変異体の発現を評価するスクリーニング方法も本発明には含まれる。
・ Selection of a substance that promotes osteoclast formation and / or function, or a prophylactic and / or therapeutic agent for a disease caused by reduced osteoclast function. As a result of the measurement of the uptake, a change in decrease in the uptake of matrix vesicles into the osteoclast precursor cells or osteoclasts by the test substance and an effect of promoting the formation and / or function of osteoclasts, or osteoclasts It is correlated with the activity of preventing and / or treating a disease caused by reduced cell function. Then, the test substance, which has reduced the amount of matrix vesicles taken into osteoclast precursor cells or osteoclasts, is replaced with a substance that promotes osteoclast formation and / or function, or a decrease in osteoclast function. Can be selected as preventive and / or therapeutic agents (or candidate substances thereof) for diseases caused by That is, as one embodiment of the present invention, a substance or a substance which promotes osteoclast formation and / or function, based on a decrease in the amount of matrix vesicles taken up into osteoclast precursor cells or osteoclasts, is used as an index. A method for screening for a preventive and / or therapeutic agent (or a candidate thereof) for a disease caused by reduced bone cell function is provided.
In the screening method of the present invention, the change in the expression of miR-125b can also be evaluated by measuring the expression level of miR-125b instead of miR-125b or its precursor or a mutant of miR-125b. . Therefore, a screening method for evaluating the expression of miR-125b precursor or miR-125b or a mutant of miR-125b instead of miR-125b expression is also included in the present invention.

本発明のスクリーニング方法における骨疾患とは、破骨細胞の分化および/または成熟異常に起因する骨代謝異常であり、骨量の低下によって特徴付けられる障害および破骨細胞の機能低下に起因する疾患を含む。
本発明のスクリーニング方法における骨量の低下によって特徴付けられる障害とは、例えば骨粗鬆症(閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、骨形成不全症等である。
本発明のスクリーニング方法における、破骨細胞の機能低下に起因する疾患とは、例えば、骨大理石病、骨硬化症、異所性骨化、骨化性筋炎等である。
本発明のスクリーニング方法により選択された物質は、前記した本発明の医薬組成物と同様にして製剤化することができる。このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、例えば、哺乳動物(例えば、ヒト、ラット、マウス、ハムスター、ウサギ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジー)に対して投与することができる。
The bone disease in the screening method of the present invention is an abnormality in bone metabolism caused by abnormal differentiation and / or maturation of osteoclasts, a disorder characterized by a decrease in bone mass, and a disease caused by decreased osteoclast function. including.
Disorders characterized by a decrease in bone mass in the screening method of the present invention include, for example, osteoporosis (postmenopausal osteoporosis, senile osteoporosis, secondary osteoporosis due to use of therapeutic agents such as steroids and immunosuppressants, and rheumatoid arthritis) Osteoporosis), bone destruction associated with rheumatoid arthritis, cancerous hypercalcemia, bone destruction associated with multiple myeloma or cancer bone metastasis, giant cell tumor, osteopenia, tooth loss due to periodontitis, periprosthetic joint Osteolysis, bone destruction in chronic osteomyelitis, Paget's disease, renal osteodystrophy, osteogenesis imperfecta and the like.
In the screening method of the present invention, the disease caused by a decrease in the function of osteoclasts is, for example, osteopetrosis, sclerosis, ectopic ossification, ossifying myositis and the like.
The substance selected by the screening method of the present invention can be formulated as in the aforementioned pharmaceutical composition of the present invention. The preparations obtained in this way are safe and low toxic, and therefore, for example, mammals (eg, human, rat, mouse, hamster, rabbit, sheep, goat, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, chimpanzee) ) Can be administered.

以下、実施例によって本発明を詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<細胞培養>
マウス骨芽細胞株MC3T3−E1は理研細胞バンクより、ヒト骨芽細胞(海綿骨由来)はDV Biologics社より入手した。マウスマクロファージ細胞株RAW−D(細胞株RAW264.7より樹立)は九州大学久木田教授より提供された。本発明で使用される細胞および組織(ヒト骨芽細胞以外)は、特に本明細書中に限定する主旨の記載がない限り、10%fetal bovine serum(FBS)と抗生物質を添加したα−Minimum Essential Medium(αMEM)を用いて、37℃、5%CO2加湿インキュベーターで維持された。ヒト骨芽細胞の培養には、骨芽細胞用培地(DV Biologics社)が使用された。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
<Cell culture>
The mouse osteoblast cell line MC3T3-E1 was obtained from RIKEN cell bank, and human osteoblasts (derived from cancellous bone) were obtained from DV Biologics. Mouse macrophage cell line RAW-D (established from cell line RAW264.7) was provided by Professor Hisagida Kyushu University. Cells and tissues (other than human osteoblasts) used in the present invention are α-Mininum supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and antibiotics unless otherwise specified. Maintained at 37 ° C. in a 5% CO 2 humidified incubator using Essential Medium (αMEM). For culturing human osteoblasts, a medium for osteoblasts (DV Biologics) was used.

<基質小胞の単離>
MC3T3−E1細胞を50μg/mlアスコルビン酸存在下(分化誘導培地とも記載する)で3,000細胞/cm2の密度で播種した。類骨様結節が形成されたら(2〜3週間)、細胞をPBS(リン酸緩衝生理食塩水)で洗浄し、500units/mlコラゲナーゼ(2型、シグマアルドリッチ)で37℃、1時間処置した。酵素処理後の消化物を回収し、20,000gで20分間遠心分離し、遠心後細胞と細胞破片を除去した。その後、上清を100,000gで60分間超遠心分離した。100mMマンニトール入り10mM HEPES(pH7.5)で沈殿物を再懸濁し、350,000×gで30分間超遠心分離した。基質小胞を含む沈殿物はPBSで再懸濁され、使用に供されるまで−80℃で保存された。
<Isolation of substrate vesicles>
MC3T3-E1 cells were seeded at a density of 3,000 cells / cm 2 in the presence of 50 μg / ml ascorbic acid (also referred to as differentiation induction medium). Once osteoid nodules had formed (2-3 weeks), cells were washed with PBS (phosphate buffered saline) and treated with 500 units / ml collagenase (type 2, Sigma-Aldrich) for 1 hour at 37 ° C. The digest after the enzyme treatment was collected and centrifuged at 20,000 g for 20 minutes to remove cells and cell debris after centrifugation. Thereafter, the supernatant was ultracentrifuged at 100,000 g for 60 minutes. The precipitate was resuspended in 10 mM HEPES (pH 7.5) containing 100 mM mannitol and ultracentrifuged at 350,000 × g for 30 minutes. The precipitate containing the substrate vesicles was resuspended in PBS and stored at -80 <0> C until use.

実施例1:基質小胞による破骨細胞形成および機能抑制作用
実施例1.1:インビトロ破骨細胞形成アッセイ
破骨細胞前駆細胞として、マウス骨髄由来マクロファージ(BMMs)およびRAW−D細胞を使用した。
BMMsは以下の方法により調製した。4〜6週齢の雄性ddYマウスの脛骨および大腿骨をフラッシュアウトすることにより骨髄を得て、そこから密度勾配遠心分離(Ficoll−PaqueTM PREMIUM、GEヘルスケア)によって単球/マクロファージ画分を回収した。20ng/mlマクロファージコロニー刺激因子(M−CSF)(組換えマウス、ぺプロテック)の存在下で一晩培養後、浮遊細胞を回収し、BMMsとした。回収したBMMsを125,000細胞/cm2の密度で播種後、100ng/mlのRANKL(組換えヒト可溶性、ぺプロテック)および40ng/mlのM−CSFの存在下または非存在下で培養した。
RAW−D細胞は、非酵素的細胞ストリッパー溶液(メディアテック)を用いて回収し、2,200細胞/cm2の密度で播種後、50ng/mlのRANKLの存在下または非存在下で培養した。
各細胞に基質小胞を処置する場合は、上記[基質小胞の単離]で単離した基質小胞を毎日各細胞に添加した。
播種6日後の各細胞を4%パラホルムアルデヒド含有PBSで固定し、酒石酸耐性酸ホスファターゼ(TRAP)染色を行い、5核以上のTRAP陽性多核細胞を破骨細胞として判定した(破骨細胞の判定は、以下の実験においても同様に行った)。
Example 1: Osteoclast formation and function-suppressing action by matrix vesicles Example 1.1: In vitro osteoclast formation assay Mouse bone marrow-derived macrophages (BMMs) and RAW-D cells were used as osteoclast precursor cells. .
BMMs were prepared by the following method. Bone marrow was obtained by flushing out the tibia and femur of 4-6 week old male ddY mice, from which the monocyte / macrophage fraction was separated by density gradient centrifugation (Ficoll-Paque PREMIUM, GE Healthcare). Collected. After overnight culture in the presence of 20 ng / ml macrophage colony stimulating factor (M-CSF) (recombinant mouse, @Protech), the floating cells were collected and designated as BMMs. The recovered BMMs were seeded at a density of 125,000 cells / cm 2 , and then cultured in the presence or absence of 100 ng / ml RANKL (recombinant human soluble, ぺ Protech) and 40 ng / ml M-CSF. .
RAW-D cells were collected using a non-enzymatic cell stripper solution (Mediatech), seeded at a density of 2,200 cells / cm 2 , and cultured in the presence or absence of 50 ng / ml RANKL. .
When treating each cell with a substrate vesicle, the substrate vesicle isolated in the above [Isolation of substrate vesicle] was added to each cell every day.
Six days after seeding, each cell was fixed in PBS containing 4% paraformaldehyde, stained with tartaric acid-resistant acid phosphatase (TRAP), and five or more nuclei of TRAP-positive multinucleated cells were determined as osteoclasts. , And in the following experiments).

基質小胞(0.8μg/mLタンパク質)は、BMMs(図1)およびRAW−D(図2)において、RANKLおよびM−CSF(RAW−D細胞はM−CSF不要)依存的破骨細胞分化を抑制した。また、RAW−D細胞を用い、基質小胞(0.4〜1.6μg/mLタンパク質)の濃度依存性を確認した(図2)。   Substrate vesicles (0.8 μg / mL protein) are dependent on RANKL and M-CSF (RAW-D cells do not require M-CSF) -dependent osteoclast differentiation in BMMs (FIG. 1) and RAW-D (FIG. 2) Was suppressed. Using RAW-D cells, the concentration dependence of substrate vesicles (0.4 to 1.6 μg / mL protein) was confirmed (FIG. 2).

実施例1.2:骨吸収窩(ピット)形成アッセイによる破骨細胞の機能解析
BMMsを象牙片(和光純薬工業)をセットした96ウエルプレートに125,000細胞/cm2の密度で播種し、100ng/mlのRANKLおよび40ng/mlのM−CSFの存在下または非存在下で20日間培養した。基質小胞を処置する場合は、上記[基質小胞の単離]で単離した基質小胞(0.8μg/mLタンパク質)を毎日細胞に添加した。培養後、骨吸収窩(ピット)形成を評価するため、象牙片をヘマトキシリンで染色し、イメージJ1.48ソフトウェア(アメリカ国立衛生研究所)を用いて、骨吸収窩(ピット)の面積を測定した。その結果、基質小胞は、RANKLおよびM−CSF依存的骨吸収窩(ピット)形成を抑制した(図3)。
Example 1.2: Functional analysis of osteoclasts by bone resorption pit formation assay BMMs were seeded at a density of 125,000 cells / cm 2 on a 96-well plate on which ivory pieces (Wako Pure Chemical Industries) were set. For 20 days in the presence or absence of 100 ng / ml RANKL and 40 ng / ml M-CSF. When treating substrate vesicles, the substrate vesicles (0.8 μg / mL protein) isolated in the above [Isolation of substrate vesicles] were added to the cells daily. After culture, to evaluate the formation of bone resorption pits (pits), ivory pieces were stained with hematoxylin, and the area of the bone resorption pits was measured using Image J1.48 software (National Institutes of Health). . As a result, the matrix vesicles suppressed the formation of RANKL and M-CSF-dependent bone resorption pits (pits) (FIG. 3).

実施例1.3:破骨細胞前駆細胞および破骨細胞における基質小胞の取り込みアッセイ
<ラベル化基質小胞の単離>
MC3T3−E1細胞を、Vybrant(登録商標)Dil cell−labeling D−282溶液(最終濃度5μM、ライフテクノロジーズ)を加えた培地で、37℃、30分間培養した。培養後、上記[基質小胞の単離]に従い、ラベル化基質小胞を単離した。
<破骨細胞前駆細胞における基質小胞の取り込みアッセイ>
RAW−D細胞を35mmガラスボトムディッシュに2200細胞/cm2の密度で播種し、1日培養後、上記で調製したラベル化基質小胞(0.8μg/mLタンパク質)を添加した。添加後24時間、IncuCyte ZOOMシステム(エッセンバイオサイエンス)を用いてタイムラプスイメージングを行い、基質小胞の動態を観察した。
<破骨細胞における基質小胞の取り込みアッセイ>
RAW−D細胞を35mmガラスボトムディッシュに2200細胞/cm2の密度で播種後、RANKLの存在下で3〜4日間培養し、破骨細胞(多核)を認めた後、上記で調製したラベル化基質小胞(0.8μg/mLタンパク質)を添加した。添加後24時間、IncuCyte ZOOMシステム(エッセンバイオサイエンス)を用いてタイムラプスイメージングを行い、基質小胞の動態を観察した。
Example 1.3: Assay of matrix vesicle uptake in osteoclast precursor cells and osteoclasts <Isolation of labeled matrix vesicles>
MC3T3-E1 cells were cultured at 37 ° C. for 30 minutes in a medium to which Vybrant (registered trademark) Dil cell-labeling D-282 solution (final concentration: 5 μM, Life Technologies) was added. After the culture, labeled substrate vesicles were isolated according to the above [Isolation of substrate vesicles].
<Assay of substrate vesicle uptake in osteoclast precursor cells>
RAW-D cells were seeded on a 35 mm glass bottom dish at a density of 2200 cells / cm 2 , cultured for 1 day, and then the labeled substrate vesicle (0.8 μg / mL protein) prepared above was added. Twenty-four hours after the addition, time-lapse imaging was performed using an IncuCyte ZOOM system (Essen Bioscience) to observe the dynamics of the substrate vesicles.
<Assay of matrix vesicle uptake in osteoclasts>
RAW-D cells were seeded on a 35 mm glass bottom dish at a density of 2200 cells / cm 2 , cultured in the presence of RANKL for 3 to 4 days, and after observing osteoclasts (multinucleated), the labeling prepared above was performed. Substrate vesicles (0.8 μg / mL protein) were added. Twenty-four hours after the addition, time-lapse imaging was performed using an IncuCyte ZOOM system (Essen Bioscience) to observe the dynamics of the substrate vesicles.

その結果、基質小胞の時間依存的な蓄積(取り込み)がRAW−D細胞(破骨細胞前駆細胞)およびRAW−D細胞が分化した破骨細胞の両方において観察された。(それぞれの細胞の24時間後のデータを図4に示す)。一方、MC3T3−E1細胞を用いてRAW−D細胞と同様の基質小胞取り込みアッセイを実施したが、MC3T3−E1細胞では基質小胞の蓄積は観察されなかった(データは示していない)。これらの結果から、基質小胞の取り込みには細胞選択性があり、破骨細胞前駆細胞および破骨細胞が選択的に基質小胞を取り込む可能性が示唆された。
以上、実施例1から、基質小胞は破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に取り込まれ、そこで破骨細胞形成抑制作用および破骨細胞機能抑制作用を発揮することが示された。
As a result, time-dependent accumulation (uptake) of matrix vesicles was observed in both RAW-D cells (osteoclast precursor cells) and RAW-D cells in which osteoclasts were differentiated. (The data for 24 hours after each cell is shown in FIG. 4). On the other hand, a substrate vesicle uptake assay similar to that of RAW-D cells was performed using MC3T3-E1 cells, but no accumulation of substrate vesicles was observed in MC3T3-E1 cells (data not shown). These results suggest that the uptake of matrix vesicles is cell-selective, and that osteoclast precursor cells and osteoclasts may selectively take up matrix vesicles.
As described above, Example 1 shows that matrix vesicles are taken up by osteoclast precursor cells or osteoclasts, where they exhibit an osteoclast formation inhibitory action and an osteoclast function inhibitory action.

実施例2:基質小胞に含まれるmiRNAの網羅的解析
基質小胞に含まれるmiRNAのプロファイリングを行った。MC3T3−E1細胞由来の基質小胞中のmiRNAは、mirVana miRNA単離キット(アンビオン)を用いてキット添付の指示書に従い抽出された。抽出したmiRNAを、miRNA Complete Labeling and Hyb kit(アジレント・テクノロジー)およびSurePrint G3 Mouse miRNAマイクロアレイキット8×60K Rel.17.0(アジレント・テクノロジー)を用いてラベル化・ハイブリダイゼーションさせた。miRNAプロファイリングは、アジレントG2539Aマイクロアレイスキャナーおよび解析ソフトウェアGeneSpringGXにより解析された。
その結果、1800種のうち174種のmiRNAが基質小胞に存在した。このうち、基質小胞での相対量が高く、ヒトおよびマウスに共通のmiRNAとして、miR−21、miR−199a、miR−125bおよびlet−7cを選択した。
Example 2: Comprehensive analysis of miRNA contained in substrate vesicles The miRNA contained in substrate vesicles was profiled. The miRNA in the substrate vesicles derived from MC3T3-E1 cells was extracted using the mirVana miRNA isolation kit (Ambion) according to the instructions attached to the kit. The extracted miRNA was prepared using miRNA Complete Labeling and Hyb kit (Agilent Technology) and SurePrint G3 Mouse miRNA microarray kit 8 × 60K Rel. Labeling and hybridization were performed using 17.0 (Agilent Technology). miRNA profiling was analyzed with an Agilent G2539A microarray scanner and analysis software GeneSpringGX.
As a result, 174 miRNAs out of 1800 were present in the substrate vesicles. Among these, miR-21, miR-199a, miR-125b, and let-7c were selected as miRNAs having high relative amounts in substrate vesicles and common to humans and mice.

実施例3:miR−125bの基質小胞への選択的輸送
選択した4つのmiRNAについて骨芽細胞と基質小胞の相対量を比較した。
分化誘導培地で14日間培養されたMC3T3−E1細胞およびその基質小胞からトータルRNAを抽出した。標的マイクロRNAの定量には、TaqMan(登録商標)miRNAアッセイを用い、内部標準としてU6およびmiR−16−5Pを使用した。ラット骨芽細胞は、胎生21日Wistarラット頭蓋冠より調製し、分化誘導培地で14日間培養したものを使用した。ヒト骨芽細胞は分化誘導培地で21日間培養したものを使用した。その結果、MC3T3−E1細胞において、miR−125bは、基質小胞での量が細胞に比べ高かった(図5)。ラット骨芽細胞およびヒト骨芽細胞においても同様の結果が得られた。
これらの結果から、骨芽細胞においてmiR−125bは基質小胞に選択的に取り込まれ、基質小胞中に高いレベルで存在することが示された。
Example 3: Selective transport of miR-125b to substrate vesicles The relative amounts of osteoblasts and substrate vesicles were compared for the four selected miRNAs.
Total RNA was extracted from MC3T3-E1 cells and their substrate vesicles cultured for 14 days in a differentiation induction medium. TaqMan® miRNA assays were used for quantification of target microRNAs, with U6 and miR-16-5P as internal standards. Rat osteoblasts were prepared from embryonic 21-day Wistar rat calvaria and cultured for 14 days in a differentiation-inducing medium. Human osteoblasts used were cultured for 21 days in a differentiation induction medium. As a result, in MC3T3-E1 cells, the amount of miR-125b in substrate vesicles was higher than that in cells (FIG. 5). Similar results were obtained with rat osteoblasts and human osteoblasts.
These results indicated that in osteoblasts, miR-125b was selectively taken up by matrix vesicles and was present at high levels in matrix vesicles.

実施例4:基質小胞処置後の破骨細胞前駆細胞におけるmiR−125bレベル
基質小胞(0.8μg/mLタンパク質)を24時間処置したRAW−D細胞からトータルRNAを単離し、上記と同様の方法でmiR−125bの相対量を算出した。その結果、細胞中のmiR−125bレベルは、処置前に比べ約2.5倍増加した。
Example 4: miR-125b levels in osteoclast precursor cells after substrate vesicle treatment Total RNA was isolated from RAW-D cells treated with substrate vesicles (0.8 μg / mL protein) for 24 hours, and as described above. Was used to calculate the relative amount of miR-125b. As a result, the miR-125b level in the cells increased about 2.5-fold as compared to before the treatment.

実施例5:miR−125bによる破骨細胞形成抑制作用
実施例5.1:miR−125bのトランスフェクション
RAW−D細胞および器官培養した頭頂骨にmiR−125bをトランスフェクションし、破骨細胞の形成を確認した。
RAW−D細胞を2,200細胞/cm2の密度で播種し一晩培養した。その後、細胞に、RNAiマックス試薬(ライフテクノロジーズ)を用いて10nMのmiR−125b mimic(アンビオン)またはコントロールmiRNAをトランスフェクションした。8時間後、RANKL(50ng/ml)を含む培地に交換し、さらに5日間培養した。その後、TRAP染色に供した。
頭頂骨へのトランスフェクションは以下の方法により実施した。5週齢雄性ddYマウスから頭頂骨を採取し、矢状縫合から1mmの位置から2x2mm2のサイズの骨片を切り出した。ランダムに選択された4骨片をそれぞれ、24ウエルプレートの各ウェルに入れ、500ng/mlのRANKL存在下または非存在下で5日間培養した。miR−125bまたはコントロールRNA(各200pmole)と5μlのAteloGene(登録商標)(高研)との混合液を1日おきに各骨片に添加した。培養後、各骨片を4%パラホルムアルデヒド含有PBSにより4℃で1時間固定し、厚さ8μmの凍結切片を作成し、TRAP染色に供した。
Example 5: Inhibition of osteoclast formation by miR-125b Example 5.1: Transfection of miR-125b Transformation of miR-125b into RAW-D cells and parietal bone in organ culture to form osteoclasts It was confirmed.
RAW-D cells were seeded at a density of 2,200 cells / cm 2 and cultured overnight. Thereafter, the cells were transfected with 10 nM miR-125b mimic (Ambion) or control miRNA using RNAi Max reagent (Life Technologies). Eight hours later, the medium was replaced with a medium containing RANKL (50 ng / ml), and the cells were further cultured for 5 days. Then, it was subjected to TRAP staining.
Transfection to the parietal bone was performed by the following method. The parietal bone was collected from a 5-week-old male ddY mouse, and a bone fragment of 2 × 2 mm 2 was cut out at a position 1 mm from the sagittal suture. Four randomly selected bone fragments were placed in each well of a 24-well plate, and cultured in the presence or absence of 500 ng / ml RANKL for 5 days. A mixture of miR-125b or control RNA (200 pmole each) and 5 μl of AteloGene® (Koken) was added to each bone fragment every other day. After culturing, each bone fragment was fixed with 4% paraformaldehyde-containing PBS at 4 ° C. for 1 hour, and a frozen section having a thickness of 8 μm was prepared and subjected to TRAP staining.

その結果、miR−125bをトランスフェクションしたRAW−D細胞において、RANKL依存的破骨細胞形成の抑制が観察された(図6)。また、同様の結果が、頭頂骨器官培養を用いた実験からも得られた。   As a result, in RAW-D cells transfected with miR-125b, suppression of RANKL-dependent osteoclast formation was observed (FIG. 6). Similar results were also obtained from experiments using parietal bone organ cultures.

実施例5.2:miR−125bインヒビター強制発現の影響
MC3T3−E1細胞を48ウエルプレートに2,000細胞/cm2の密度で播種した。50%コンフリューエントに達したとき、MISSION(登録商標) Lenti miRNA inhibitor(シグマアルドリッチ)を用いて、miR−125b阻害剤(Tough Decoy RNA)またはネガティブコントロール1を感染多重度(MOI)10〜20で一晩感染させた。2.5μg/mlピューロマイシン含有培地に交換し、miR−125bインヒビターまたはコントロールRNAを安定発現するクローンのセレクションを行った。また、定量PCR分析で陽性と判断されたクローンについては、分化誘導培地で維持し、骨様結節の形成後基質小胞を回収した。
Example 5.2: Effect of forced expression of miR-125b inhibitor MC3T3-E1 cells were seeded at a density of 2,000 cells / cm 2 in a 48 well plate. When 50% confluent is reached, the miR-125b inhibitor (Tough Decay RNA) or the negative control 1 is multiplied with a multiplicity of infection (MOI) of 10 to 20 using MISSION® Lenti miRNA inhibitor (Sigma-Aldrich). For overnight. The medium was replaced with a medium containing 2.5 μg / ml puromycin, and a clone stably expressing the miR-125b inhibitor or control RNA was selected. In addition, clones determined to be positive by the quantitative PCR analysis were maintained in a differentiation-inducing medium, and matrix vesicles were collected after formation of bone-like nodules.

両安定発現細胞間において、増殖および分化に際立った違いは見られなかった。一方、miR−125bインヒビターの強制発現は、基質小胞のALP、アネキシンVといったマーカータンパク質レベルは変化させずに、リアルタイムRT-PCRによるmiR−125bの検出レベルを約70%減少させた。両細胞由来の基質小胞を用いて、破骨細胞形成アッセイを実施した。miR−125bインヒビター強制発現細胞由来またはコントロール細胞由来の基質小胞をそれぞれRAW−D細胞にRANKL存在下または非存在下で4日間投与し、TRAP染色に供した。その結果、miR−125bインヒビター強制発現細胞由来の基質小胞を投与されたRAW−D細胞ではコントロール細胞由来の基質小胞を投与された細胞に比べて、破骨細胞数の形成が多かった(図7)。この結果から、miR−125b機能欠損は、基質小胞がもつ破骨細胞形成抑制能力を低下させること、すなわち基質小胞による破骨細胞形成抑制効果は、基質小胞中のmiR−125bを介して発揮されることが示された。   No significant differences in proliferation and differentiation were found between the two stably expressing cells. On the other hand, forced expression of the miR-125b inhibitor reduced the detection level of miR-125b by real-time RT-PCR by about 70% without changing the levels of marker proteins such as ALP and annexin V in the substrate vesicles. Osteoclast formation assays were performed using matrix vesicles from both cells. Substrate vesicles derived from miR-125b inhibitor forced expression cells or control cells were respectively administered to RAW-D cells in the presence or absence of RANKL for 4 days and subjected to TRAP staining. As a result, in RAW-D cells to which substrate vesicles derived from miR-125b inhibitor forced expression cells were administered, the number of osteoclasts was larger than in cells to which substrate vesicles derived from control cells were administered ( (FIG. 7). From these results, it can be seen that miR-125b function deficiency reduces the ability of matrix vesicles to inhibit osteoclast formation, that is, the inhibitory effect of matrix vesicles on osteoclast formation is mediated by miR-125b in matrix vesicles. It was shown that it was exerted.

実施例5.3:in vivo破骨細胞形成アッセイ
マウスLPS(リポポリサッカライド)惹起骨融解モデルを用いて、in vivoでのmiR−125bの破骨細胞形成に対する抑制効果を検証した。本モデルは、LPSをマウス頭蓋冠に投与し、破骨細胞分化・骨破壊を誘導する動物モデルである。
LPS(5mg/kg体重)を8週齢雄性ddYマウス頭蓋冠上に1日おきに皮下投与した。0日目および3日目に、miR−125bまたはコントロールRNA(各7nmole)と70μlのAteloGene(登録商標)との混合液をLPS投与箇所近傍に皮下注射した。また、1日目と5日目にカルセイン(100μg/kg体重)を腹腔内投与した。LPS投与から1週間後、頭蓋冠は、ホールマウントTRAP染色に供された。
Example 5.3: In vivo osteoclast formation assay The inhibitory effect of miR-125b on osteoclast formation in vivo was verified using a mouse LPS (lipopolysaccharide) -induced osteolysis model. This model is an animal model in which LPS is administered to the mouse calvaria to induce osteoclast differentiation and bone destruction.
LPS (5 mg / kg body weight) was administered subcutaneously every other day on the calvaria of 8-week-old male ddY mice. On days 0 and 3, a mixture of miR-125b or control RNA (7 nmole each) and 70 μl of AteloGene® was injected subcutaneously near the LPS administration site. On the first and fifth days, calcein (100 μg / kg body weight) was intraperitoneally administered. One week after LPS administration, calvariae were subjected to whole mount TRAP staining.

その結果を図8に示す。miR−125bを投与されたマウス頭蓋冠ではコントロールRNAを導入されたマウス頭蓋冠に比べてTRAP陽性破骨細胞数が減少していた。本結果から、in vivoにおいても、miR−125bの破骨細胞形成抑制作用が示された。
実施例5から、miR−125bは破骨細胞形成抑制作用を有すること、およびmiR−125bは基質小胞を介して破骨細胞前駆細胞または破骨細胞に運ばれてその作用を発揮することが示された。
FIG. 8 shows the result. The number of TRAP-positive osteoclasts was reduced in the mouse calvaria to which miR-125b was administered, compared to the mouse calvaria to which the control RNA had been introduced. From these results, the effect of miR-125b on osteoclast formation was also demonstrated in vivo.
From Example 5, it can be seen that miR-125b has an inhibitory effect on osteoclast formation, and that miR-125b is carried to osteoclast precursor cells or osteoclasts through matrix vesicles to exert its action. Indicated.

本発明によれば、破骨細胞形成および/または機能抑制剤、並びに破骨細胞形成および/または機能促進剤が提供される。また、本発明によれば、骨リモデリングを制御する薬剤のスクリーニング法が提供される。   According to the present invention, an agent for inhibiting osteoclast formation and / or function and an agent for promoting osteoclast formation and / or function are provided. Further, according to the present invention, there is provided a method for screening a drug that controls bone remodeling.

Claims (14)

骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。   An osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor containing osteoblast-derived matrix vesicles. miR-125b、若しくはその前駆体、またはmiR−125bまたはその前駆体の配列と90%以上の配列同一性を有し、かつmiR−125bの機能を保持する変異体を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。 Inhibition of osteoclastogenesis, including a mutant having 90% or more sequence identity with miR-125b or a precursor thereof , or a sequence of miR-125b or a precursor thereof and retaining the function of miR-125b And / or an inhibitor of osteoclast function. miR-125b、若しくはその前駆体、またはmiR−125bまたはその前駆体の配列と90%以上の配列同一性を有し、かつmiR−125bの機能を保持する変異体によりトランスフェクトされ、miR-125b、若しくはその前駆体、または前記変異体トランスフェクト前よりも多量に包含している骨芽細胞由来の基質小胞を含む、破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤。 transfected with miR-125b or a precursor thereof , or a mutant having 90% or more sequence identity with the sequence of miR-125b or a precursor thereof, and retaining the function of miR-125b, , or a precursor thereof, or the mutants containing a substrate vesicles derived osteoblasts was largely encompass than before transfection, osteoclastogenesis inhibitors and / or osteoclast function inhibitor. miR-125bアンチセンス阻害剤を含む、破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤。   An osteoclast formation promoting agent and / or an osteoclast function promoting agent comprising a miR-125b antisense inhibitor. 請求項1〜のいずれか一項に記載の破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤を含む、骨疾患の予防および/または治療をするための医薬組成物。 A pharmaceutical composition for preventing and / or treating a bone disease, comprising the osteoclast formation inhibitor and / or the osteoclast function inhibitor according to any one of claims 1 to 3 . 請求項1〜3のいずれか一項に記載の破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤を含む、骨量の低下によって特徴付けられる障害を予防および/または治療するための医薬組成物。   A medicament for preventing and / or treating a disorder characterized by a decrease in bone mass, comprising the osteoclast formation inhibitor and / or the osteoclast function inhibitor according to any one of claims 1 to 3. Composition. 請求項4に記載の破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤を含む、破骨細胞の機能低下に起因する疾患を予防および/または治療するための医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the osteoclast formation promoter and / or the osteoclast function promoter according to claim 4, for preventing and / or treating a disease caused by a decrease in osteoclast function. 骨芽細胞、破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、および両条件下における前記細胞のmiR-125b量を測定することを含み、前記miR-125bの量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制若しくは促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。   Culturing osteoblasts, osteoclast precursor cells or osteoclasts in the presence and absence of a test substance, and measuring the miR-125b amount of the cells under both conditions, wherein the miR Increasing or decreasing the amount of -125b as an indicator of the effect of the test substance on suppressing or promoting osteoclast formation and / or the effect of suppressing or promoting osteoclast function; and / or A method for screening a substance that suppresses or promotes a function. 骨芽細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、および両条件下における基質小胞へのmiR-125bの取り込み量を測定することを含み、前記miR-125bの取り込み量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制若しくは促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。   Culturing osteoblasts in the presence and absence of a test substance, and measuring the uptake of miR-125b into matrix vesicles under both conditions; A substance that suppresses osteoclast formation and / or function, wherein the increase or decrease is used as an indicator of the action of the test substance to suppress or promote osteoclast formation and / or the action to suppress or promote osteoclast function. Or a method of screening a substance to promote. 破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を被験物質の存在下および非存在下にて培養すること、前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞を基質小胞で処理すること、および両条件下における前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量を測定することを含み、前記破骨細胞前駆細胞または破骨細胞への基質小胞の取り込み量の増加または減少を、前記被験物質の破骨細胞形成を抑制または促進する作用および/または破骨細胞機能を抑制若しくは促進する作用の指標とする、破骨細胞の形成および/または機能を抑制する物質若しくは促進する物質のスクリーニング方法。   Culturing osteoclast precursor cells or osteoclasts in the presence and absence of a test substance, treating the osteoclast precursor cells or osteoclasts with matrix vesicles, and Measuring the uptake of matrix vesicles into osteoclast precursor cells or osteoclasts, wherein the increase or decrease in uptake of matrix vesicles into the osteoclast precursor cells or osteoclasts is determined by the test. A method for screening a substance that suppresses or promotes osteoclast formation and / or function, which is used as an indicator of the action of suppressing or promoting the formation of osteoclasts and / or the action of suppressing or promoting osteoclast function. . 骨芽細胞にmiR-125b、若しくはその前駆体、またはmiR−125bまたはその前駆体の配列と90%以上の配列同一性を有し、かつmiR−125bの機能を保持する変異体をトランスフェクトし、前記骨芽細胞から基質小胞を単離することを含む、前記基質小胞を含む破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造方法。 An osteoblast is transfected with miR-125b or a precursor thereof, or a mutant having a sequence identity of 90% or more with the sequence of miR-125b or a precursor thereof and retaining the function of miR-125b. A method for producing an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor containing the matrix vesicles, comprising isolating matrix vesicles from the osteoblasts. miR-125b、若しくはその前駆体、またはmiR−125bまたはその前駆体の配列と90%以上の配列同一性を有し、かつmiR−125bの機能を保持する変異体を人工基質小胞内に挿入することを含む、前記人工基質小胞を含む破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造方法。 Insertion of miR-125b or a precursor thereof, or a mutant having 90% or more sequence identity with the sequence of miR-125b or a precursor thereof and retaining the function of miR-125b into the artificial substrate vesicle A method for producing an osteoclast formation inhibitor and / or an osteoclast function inhibitor containing the artificial matrix vesicles. 破骨細胞形成抑制剤および/または破骨細胞機能抑制剤の製造のための、(i)骨芽細胞由来の基質小胞、または(ii)miR-125b、若しくはその前駆体、またはmiR−125bまたはその前駆体の配列と90%以上の配列同一性を有し、かつmiR−125bの機能を保持する変異体、の使用。 For the manufacture of osteoclastogenesis inhibitory agent and / or osteoclast function inhibitor, (i) osteoblast-derived matrix vesicles or (ii) miR-125b,, or its precursor or miR-125b, Alternatively , use of a mutant having 90% or more sequence identity with the sequence of its precursor and retaining the function of miR-125b . 破骨細胞形成促進剤および/または破骨細胞機能促進剤の製造のための、miR-125bアンチセンス阻害剤の使用。 Use of a miR-125b antisense inhibitor for the production of an osteoclast formation promoter and / or an osteoclast function promoter.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656450A (en) * 1994-05-27 1997-08-12 Board Of Regents, The University Of Texas System Activation of latent transforming growth factor β by matrix vesicles
JP2008184450A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Saitama Medical Univ Differentiation inhibitor and differentiation promoter for mesenchymal cell, and medical drug as well as screening method
US8685727B2 (en) * 2011-06-20 2014-04-01 California Institute Of Technology Regulation of macrophage activation using miR-125b
WO2014071131A1 (en) * 2012-11-02 2014-05-08 The Brigham And Women's Hospital, Inc. Sortilin 1 is a novel inducer of vascular calcification

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