JPH0676339B2 - 制癌剤 - Google Patents

制癌剤

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JPH0676339B2
JPH0676339B2 JP60201607A JP20160785A JPH0676339B2 JP H0676339 B2 JPH0676339 B2 JP H0676339B2 JP 60201607 A JP60201607 A JP 60201607A JP 20160785 A JP20160785 A JP 20160785A JP H0676339 B2 JPH0676339 B2 JP H0676339B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物由来のプロテアーゼを有効成分とする
制癌剤に関する。更に詳細には、本発明は、セラチア属
菌由来の中性プロテアーゼを有効成分とする制癌剤に関
する。
本発明者らは、永年にわたる制癌剤の研究の経験にもと
ずき、より副作用の少ない有効なる制癌剤を目指して研
究を行ない、従来の制癌剤とは分子の性状ならびに作用
機構において全く異なる範畴の物質である微生物由来の
プロテアーゼが極めて有効な制癌作用を有することを始
めて見い出した。
本発明の制癌剤の有効成分である微生物由来のプロテア
ーゼの作用は蛋白質の分解と、それに伴う細胞破壊であ
り、従来の制癌剤の作用とは全く異なつた範畴の作用を
もつ制癌剤である。
〔従来技術〕
本発明者らは、以前より腫瘍組織においては、血管とリ
ンパ管の構築が、正常組織とは大きく異なることを見い
出していた。即ち腫瘍組織局所に高分子制癌剤を投与し
たときの挙動は低分子のそれとは全く異なり、高分子物
質は血行性にもリンパ行性にも回収排泄されることがな
く、長期にわたりその腫瘍局所に停滞する現象が見られ
るのである。
これは、分子量の大きいことが、その薬剤の拡散速度を
低下させ、また血管内皮に対する通過を低くするため、
血管への浸透と、それにつづく回収能率を低下させると
考えられる。さらに、本発明者らは、腫瘍局所には、リ
ンパ管が欠如していることも既に見い出していた。正常
組織では、このリンパ系こそが、このような組織内の高
分子ならびに油滴の回収の主たる経路であるが、腫瘍組
織ではこれを欠如しているために、酵素等の高分子は、
腫瘍局所に長期に残存するのである{イワイ、ケイ(Iw
ai,K.)らキャンサー・リサーチ(Cancer Res.)44巻21
15頁〜2121頁 1984年、マエダ、エッチ(Maeda,H.)ら
ジャーナル・オブ・プロテイン・ケミストリー(J.Pro
t.Chem.)3巻 181頁〜193頁 1984年及び前田浩、今
野俊光、「癌と化学療法」12巻 773頁〜782頁 1985
年}。
本発明者らは、これらの知見に着目し、その局所に高分
子物質である微生物由来のプロテアーゼを注入すると、
そのいくつかは癌細胞に強力にかつ長期間にわたり毒性
を発揮し、顕著な制癌効果が認められるのではないかと
の推考に至ったのである。
従来においては、このような考えにもとずく制癌剤はな
かったが、最近になって、本発明者らの意図する制癌剤
に類するものとして、ヒト尿中に由来する酸性プロテア
ーゼを有効成分とする抗癌剤が開示された(特開昭58-1
3523号)。
〔解決すべき問題点〕
これまで開発された制癌剤は主として低分子のものであ
り、せっかく優れた薬効を有していても薬剤が拡散し易
く、そのため薬効を持続出来ないという欠点があり、一
方特開昭58-13523号に開示された制癌剤は、ヒト尿中に
微量に存在する酸性プロテアーゼを有効成分とするもの
であるが、該酸性プロテアーゼを大量に製造するのはき
わめて困難なことである。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者らは、優れた制癌作用を有し、しかも
薬効が持続し、かつ正常細胞に対する毒性の低いものを
見い出すべく鋭意検討した。
そして、微生物由来の数種のプロテアーゼがマウスの実
験腫瘍のすべてに対して顕著な制癌作用を有することを
見出した。投与したプロテアーゼは癌局所において長期
間作用を持続し、かつ又正常細胞に対する細胞毒性は癌
細胞よりもかなり少ないことがイン・ビトロ(in vitr
o)試験で明らかとなり、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、微生物由来のプロテアーゼを有効成分
として含有する制癌剤に関する。
本発明の制癌剤の有効成分である微生物由来のプロテア
ーゼは微生物を培養し、培養物から採取することによっ
て、又は微生物由来の市販のプロテアーゼを購入するこ
とによっても調製することができる。
微生物を培養してプロテアーゼを取得する場合には、セ
ラチア・マルセッセンス(Seratia marcescens)、バチ
ルス・ズブチルス(Bacillus subtilis)、ストレプト
マイセス・グリセウス(Streptomyces griseus)、バチ
ルス・エスピー(Bacillus sp.)ストレプトマイセス、
エスピー(Streptmyces sp.)等の微生物をトリプトソ
イ培地、コンステープリカー培地、ワックスマン培地そ
の他適宜工夫をこらした培地で20〜40℃、好ましくは30
℃付近で好気的に20〜50時間培養し、菌体をろ過または
遠心などで分離すると培養上清中にプロテアーゼ活性が
見い出される。培養上清を2〜20倍濃縮後、透析その他
の工程を適宜にはさみ、ゲル濾過、イオン交換クロマト
グラフィー、分別沈澱、塩析などの手段を経て純度95%
以上の精製プロテアーゼを調製することができる。又微
生物を培養することなく入手できる市販品の例として
は、サブチリシン及びプロナーゼ(いずれも商品名)等
がある。これら制癌作用を有するプロテアーゼはいずれ
も微生物由来の中性プロテアーゼである。しかし、アク
ロシリンドリウム・エスピー(Acrocylindrium sp.)の
産生する酸性プロテアーゼでは、腫瘍の増殖を促進する
逆の効果を示し、また、動物由来のトリプシン、キモト
リプシン及びペプシン、動物由来のパパイン等は、α1
アンチ トリプシン、α2アンチキモトリプシン、α2 -
マクログロブリン等の生体中のプロテアーゼ阻害物質
により完全にその活性が阻害され、制癌作用は全く見ら
れなかった。
以下に、本発明の製造例、試験例、実施例を示す。
製造例1 セラチア・マルセッセンス Kums 3958 FERM-P No 8436
(本菌株はヒト角膜潰瘍患者より分離され、熊本大学医
学部で保存されている菌株であり、かつ微工研に寄託番
号8436として寄託されている)をトリプトソイ液体培地
として一夜培養し、その2mlを同上培地200〜350mlを含
む1の坂口フラスコに入れ、振盪下(1〜2Hz)30℃
にて培養し、プロテアーゼ活性が最大の平衡値になる25
〜30時間後に、培養液をろ液と菌体に分離し、得られた
ろ液を減圧下に30℃以下で4倍濃縮又は90%飽和硫安を
加え沈澱物として濃縮し、ついで蒸留水に対して、常法
により透析(4℃、48〜72時間)し、凍結乾燥する。こ
のものをさらにDEAE−セルロースカラム(カラムサイ
ズ、4×40cm)にかけ0.01Mトリス塩酸緩衝液(pH8.3)
を用いNaClの濃度勾配下に溶出した。溶出パターンは第
1図に示される。
なお、プロテアーゼ活性は、カゼイン分解能及び本発明
者らが開発した蛍光偏光法マエダ、エッチ(Maede,
H.):アナリチカル・バイオケミストリー(Anal.Bioch
em.)92巻 222〜227頁 1979年 によって測定した。
溶出区分をさらに透析し、凍結乾燥し、セファデックス
G-100(登録商標)などを用い、より純度の高いプロ
テアーゼとすることができる(溶出パターンは第2図に
示される)。こうして得られたプロテアーゼは0.5〜1.0
%Naドデシル硫酸存在下、75%ポリアクリルアミドゲル
中で電気泳動させると単一のバンドを示した。そしてこ
のものを本発明者らは56Kプロテアーゼと命名した。56K
プロテアーゼの酵素化学的性質については、本発明者お
よびマツモト(Matsumoto)らによりジャーナル・オブ
・バクテリオロジイ(J.Bacteriol.)157巻(1)225頁
〜232頁 1984年に記載されている。
次に微生物由来のプロテアーゼが優れた制癌作用を示す
ことを各種プロテアーゼの培養細胞に対する細胞毒性と
その細胞毒性に対する血清の影響、制癌作用、マウス固
型腫瘍での有効性及び急性毒性試験等の試験において説
明する。
試験例1 各種プロテアーゼの培養細胞に対する細胞毒性とその細
胞毒性に対する血清の影響: 制癌剤として有望と考えられるプロテアーゼは生体内に
多量に存在する各種のプロテアーゼ阻害剤により阻害さ
れないことが必要である。
本発明者らは、各種培養細胞に各種プロテアーゼを加え
殺細胞効果を調べるとともに、同時に血清を加えその影
響をも調べた。
10%ウシ胎児血清を含むRPMI-1640培地またはEagleのME
M培地0.5mlをLab Teckプラスチックチェンバー(8穴
型)に入れ、それに約1×104個の各種癌細胞浮遊液
(0.5ml中)を加え37℃、5%CO2(95%空気の気組成)
中でインキュベータにて培養する。2日目に一群は、そ
のままで0.1mlの各種プロテアーゼ液を加え、他の1群
はその培地に対して血清を含まない培地におきかえて各
種プロテアーゼを同様に添加し、1時間培養及び24時間
培養後における細胞数と形態学的検討により、制癌効果
を判定した。
その結果は表1及び表2に示される。表1より明らかの
ように無血清培地での各種プロテアーゼの細胞毒性は、
主として癌細胞に強く出現し、正常細胞にはほとんど出
現しないことがわかる。又表2より明らかなように血清
の影響により各種プロテアーゼの癌細胞毒性の経時的効
果の増強が異なることがわかった。即ち56Kプロテアー
ゼ、サブチリシン、プロナーゼでは1時間処理の場合の
殺細胞効果に比較して24時間処理の場合の殺細胞効果が
著明に増大しており、一方、トリプシン、パパインでは
ほとんど増強しなかった。
試験例2 各種プロテアーゼの制癌作用: マウス固型腫瘍での有効性(即ちメチルコランスレン誘
発癌(Meth A腫瘍)での効果): Balb/CマウスにMeth A腫瘍約106個を皮内に注射器で0.0
5ml接種し、約7〜9日後に腫瘍の直径が8〜10mmにな
るのをまって、各腫瘍に対し、所定の濃度に溶解した各
プロテアーゼを0.1mlづつ腫瘍内に注入した。投与2回
(連日各1回)後の腫瘍の直径をみたものが第3図に示
される。
第3図より明らかのように、各種プロテアーゼのうち56
Kプロテアーゼ、中性プロテアーゼ、プロナーゼ、サブ
チリシンの4種に関しては、腫瘍の消失がみられたが、
酸性プロテアーゼ、トリプシン、パパインでは腫瘍増殖
抑制作用がほとんどないことがわかる。
試験例3 56Kプロテアーゼの制癌作用: (1)S-180での制癌効果: 試験例2と同様にしてddYマウスにて作成したS-180固型
腫瘍に対して、種々の量の56Kプロテアーゼを静注にて
合計7回2〜3日目毎に投与し制癌効果を測定した。そ
の結果は第4図に示される。即ち第4図より明らかのよ
うに30μg/kg以上の投与で有効であることがわかり、30
0μg/kgを5回投与することにより腫瘍はほぼ完全に消
失し、かつプロテアーゼ投与による副作用は何ら認めら
れなかった。
(2)Meth A腫瘍(腹水型)接種マウスに対する延命効
果: Meth A腹水腹癌腫瘍細胞5×105個をマウスに接種後、2
4時間目より56Kプロテアーゼによる治療を開始し、合計
10回連日投与した。その結果は第5図に示される。即ち
第5図より明らかのように対照に比して1mg/kg及び3mg/
kg投与のいずれも顕著な延命効果を示すことがわかる。
(3)Meth A固型腫瘍に対する経口投与での増殖抑制効
果: Meth A腫瘍細胞2×106個をマウスの側腹部に皮内注射
し、24時間後より一群(10匹)に対し56Kプロテアーゼ2
0mg入りのエサを与え、対照群(10匹)にはエサのみを
与え、腫瘍の発育を比較検討した。エサを与えて10日後
の腫瘍サイズの平均値を比較したところ、56Kプロテア
ーゼ投与群は、その直径が7.7cmであり、対照群の直径
は、8.9cmで明らかに有意差がみられた(F検定、有意
水準2.5%)。
試験例4 各種プロテアーゼの急性毒性試験: 体重20〜25のddYマウスを1群10匹とし、生理食塩水に
溶解した各種プロテアーゼ(56Kプロテアーゼ、サブチ
リシン、プロナーゼ)を静脈内又は腹腔内にそれぞれ投
与した後、1週間にわたって症状を観察したが、いずれ
のプロテアーゼ投与の場合も、何ら異常は認められなか
った。
以上で明らかのように、56Kプロテアーゼ、サブチリシ
ン、プロナーゼ、放線菌の産生する中性プロテアーゼの
何れもが、顕著な制癌作用を有することが判明した。従
って、これらのプロテアーゼを有効成分とする制癌剤の
実用化は大いに期待されるものである。
これらのプロテアーゼをヒトに投与するに際しては、直
接腫瘍内、腹腔内、あるいは経口投与によって有効に治
療されうる。
これらのプロテアーゼの投与量は、その腫瘍の大きさ、
増殖速度、その他により一定ではないが、腫瘍内には通
常10μgより1mgを1〜数ケ所注入する。また腹腔内腹
膜、その他の播種性の腹腔内腫瘍に対しては、通常希釈
した酵素溶液1〜200mlを腹腔内に注入する。
さらに経口投与の場合は、通常成人一人当り1mgから数
gを一度に又は分割して投与する。
剤型としては、粉末、水溶液、顆粒状、カプセル剤、腸
溶剤、あるいは油剤として油溶化して用いることも出
来、また合剤として、これらプロテアーゼの不活性化を
もたらす胃液中のペプシンから守るために、ペプシンの
阻害剤と併用することも可能である。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1 製造例1で製造した56Kプロテアーゼ100mgを10mlの生理
食塩水に溶解し、メンブレンフイルターを用いて無菌的
に濾過し、濾液を滅菌したガラス容器に充填して凍結乾
燥し、これを密栓して注射用凍結乾燥粉末剤とした。
実施例2 実施例1に準じて得られた56Kプロテアーゼ粉末剤100
g、乳糖97gおよびステアリン酸マグネシウム3gをそれぞ
れ秤量したのち均一に混合した後、このものをNo.2のゼ
ラチンカプセルに200mgずつ充填したのち腸溶皮膜を施
し、腸溶カプセル剤とした。
実施例3 サブチリシン(商品名)200mgを10mlの生理食塩水に溶
解し、メンブレンフイルターを用いて無菌的に濾過し濾
液を滅菌したガラス容器に10mlずつ充填して凍結乾燥
し、これを密栓して注射用凍結乾燥粉末剤とした。
実施例4 実施例3に準じて得られたサブチリシン粉末剤1g、結晶
セルロース84.5g、マニトール10g、カルボキシメチルセ
ルロースカルシウム2.0g、ステアリン酸マグネシウム1.
0g及び硬化油1.5gをそれぞれ秤量したのち、均一に混合
した粉末を押出機にて顆粒化し、内服用顆粒剤を製造し
た。
実施例5 プロナーゼ(商品名)500mgを10mlの生理食塩水に溶解
し、メンブレンフイルターを用いて無菌的に濾過し、濾
液を滅菌したガラス容器に10mlずつ充填して凍結乾燥
し、これに密栓して注射用凍結乾燥粉末剤とした。
実施例6 実施例5に準じて得られたプロナーゼ粉末剤1g、結晶セ
ルロース84.5g、乳糖10g、カルボキシメチルセルロース
カルシウム2g、ステアリン酸マグネシウム1g、ステアリ
ン酸1.5gを均一によく混合した粉末を打錠機により重量
100mgの素錠を製したのち、このものに腸溶剤皮のコー
テイング剤でコーテイングし、腸溶錠剤を製造した。
〔本発明の効果〕
本発明の微生物由来のプロテアーゼを有効成分とする制
癌剤は、薬効を持続でき、かつ正常細胞に対する毒性が
低いという特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、セラチア・マルセッセンス由来の56Kプロテ
アーゼの精製工程におけるDEAE−セルロースカラム溶出
パターンを示すものであり、第2図は、同じくセファデ
ックス G-100による溶出パターンを示すものである。 第3図は、各種プロテアーゼのMeth A腫瘍に対する制癌
作用を示しており、矢印にてプロテアーゼを腫瘍内投与
した。第4図は、56KプロテアーゼのS-180固型腫瘍に対
する制癌作用を示しており、矢印にて56Kプロテアーゼ
を投与した場合を示し、第5図は56KプロテアーゼのMet
h A腹水腹癌腫瘍細胞に対する制癌作用を示し、矢印に
て56Kプロテアーゼを投与した場合を示している。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラチア属菌由来の中性プロテアーゼを有
    効成分とする制癌剤。
  2. 【請求項2】セラチア属菌がセラチア・マルセッセンス
    である特許請求の範囲第1項記載の制癌剤。
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