JPH07309777A - 骨折の予防および治療剤 - Google Patents

骨折の予防および治療剤

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JPH07309777A
JPH07309777A JP6106737A JP10673794A JPH07309777A JP H07309777 A JPH07309777 A JP H07309777A JP 6106737 A JP6106737 A JP 6106737A JP 10673794 A JP10673794 A JP 10673794A JP H07309777 A JPH07309777 A JP H07309777A
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JP
Japan
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ribonuclease
bone
amino acid
acid sequence
arg
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JP6106737A
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English (en)
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Masayoshi Koyama
政義 小山
Mikiko Takahashi
美樹子 高橋
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Sanofi Aventis KK
Original Assignee
Hoechst Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 リボヌクレアーゼBL4、リボヌクレアーゼ
PL3またはリボヌクレアーゼHT−29を有効成分と
する骨折の予防および治療剤。 【効果】 本剤は骨芽細胞の分化を促進するので骨折な
どの骨の分化増殖の促進を必要とする疾患の予防および
治療に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、骨形成の関わる疾患、
特に骨折の予防および治療剤に関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】骨は局所で骨吸収と骨
形成を繰り返し、古い骨を新しい骨に置換することで内
骨格としての支持機能を維持し、また種々のメカニカル
ストレスやミネラルバランスの変化に対し、迅速に反応
する準備を整えている。この骨再造形は破骨細胞等の骨
吸収系細胞、骨芽細胞等の骨形成系細胞が主体となり、
両者のカップリングに基づいて遂行される。近年、骨芽
細胞の機能は、単に骨形成にどどまらず、破骨細胞の分
化・活性化に密接に関連し、細胞連鎖的な骨改造現象に
おけるコントロールセンターとしてその役割を果たして
いる可能性が強くなってきている(Inoue, T., Mebio
(1990), Special Version p2-7)。
【0003】リボヌクレアーゼはRNA中のホスホジエ
ステル結合を加水分解する酵素である。リボヌクレアー
ゼは動物細胞のほとんどの組織・体液にあり、環状ヌク
レオチドを経て最終的にはヌクレオシド3−リン酸を遊
離するか、あるいはそれを末端にもつヌクレオチドを形
成する。ヒト尿中リボヌクレアーゼは、リンパ球や赤血
球の増殖を阻害することが知られている(Rabin. E.
Z., et al., Proc Eur Dial Transplant Assoc (197
7) vol 14, p528-534 )。また、ウシの精液から精製
されたASリボヌクレアーゼは、2倍体非悪性細胞株の
ヒト肺胚細胞であるLEP細胞の増殖を阻害することが
知られている(Cinatl. J., et al., FoliaBiol(197
7) vol.23,p235-2442)。さらにASリボヌクレアーゼ
は白血病細胞のEL−4腫瘍およびBP−8腫瘍と共に
マウスに投与するとその腫瘍細胞数を減少させることが
知られている(Matousek, R. et al., Folia Biol(197
7) vol.23, p56-65)。
【0004】リボヌクレアーゼはスーパーファミリーを
形作ることが知られており、モリタらはウシから少なく
とも7種類のリボヌクレアーゼを分離した(Morita,T.,
etal., Agric. Biol. Chem. (1987), vol.51, p2751-2
761)。スーパーファミリー中でリボヌクレアーゼBL4
およびリボヌクレアーゼPL3はそれぞれ119個のア
ミノ酸から構成されるポリペプチドであり、そのアミノ
酸配列は119個のアミノ酸のうち、7個が異なるだけ
で相同性はかなり高く、また、リボヌクレアーゼHT−
29もアミノ酸構成が類似しておりよく類似した遺伝子
産生物であると推測できる(Hofsteenge, J., et al.,
Biochemistry (1989) vol.28, p9806-9813))。
【0005】一方、骨の形成過程において種々の骨形成
因子が関与していることが知られている(Noda, M., BI
Omedica (1993), vol.8, p28-33)。特に、エストロゲ
ン(estrogen)、PTH、蛋白同化ホルモンは骨形成を
促進することが知られている。しかし、リボヌクレアー
ゼBL4、リボヌクレアーゼPL3およびリボヌクレアー
ゼHT−29が骨形成に効果があることを示唆する報告
はこれまでなされていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、骨形成に対して、優れた効果を有し、かつ副作
用の少ない新たな骨折の予防および治療薬として用いる
ことのできるペプチドを提供することである。より詳し
くは、従来骨形成促進効果が示唆されていたエストロゲ
ン、PTH、蛋白同化ホルモンの如く副作用が強く、経
過観察を十分必要とされる薬剤より、より安全な骨形成
促進効果を有するペプチドを提供することを目的とす
る。
【0007】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、種々検討
の結果、リボヌクレアーゼBL4が骨形成を促進するこ
と、さらに、リボヌクレアーゼBL4と非常によく似た
構造を有するリボヌクレアーゼPL3およびリボヌクレ
アーゼHT−29も同様の効果を有することを見出し、
本発明を完成した。
【0008】ヒトを含む哺乳類動物の胎児及び新生児の
血液中には、成長の激しい胎児及び新生児の各細胞組織
の成長を刺激する種々の成長因子が含有されることが考
えられる。量的に入手しやすいウシ新生児血清を出発原
料として、新たな骨肉腫由来骨芽細胞様細胞株において
アルカリ性フォスファターゼ(Alkaline phosphatase:
ALPase)活性を上げる蛋白因子の精製分離を試みた。
【0009】ALPase活性測定のために用いる骨肉腫由来
骨芽細胞様細胞株としては、例えば、ROS 17/2.8細胞株
が使用できる。骨肉腫由来骨芽細胞様細胞株ROS 17/2.8
細胞でALPase活性をあげることは、例えば、トランスフ
ォーミンググロースファクターベータ(Transforming g
rowth factor-β:TGF-β)を用いてALPase活性をあげ
ることは、骨形成の指標とみなされている(Pfeilschif
ter, J., et al., Endocrinology (1987), vol.121, p2
12-218; Rodan, G. A., et al., Calcium regulating h
ormones and bone metabolism, Elsevier Science Publ
ishers B. V.,(1992), p183-196)。
【0010】種々の成長因子は、ヘパリンに結合しやす
いことが知られていたので、まず、ヘパリンアフィニテ
ィカラムクロマトグラフィでカラムに結合する画分を分
離し、ついで、逆相液体クロマトグラフにより、さらに
細かい画分に分けることができる。これらの、各画分に
ついてALPase活性を測定した。その結果、ROS 17/2.8細
胞のALPase活性を上昇される画分が見つかった。その画
分について、部分アミノ酸配列を決定し、蛋白質データ
ーベースと参照して、公知の蛋白質であるかどうか調べ
た。その結果、公知のリボヌクレアーゼBL4のアミノ
酸配列に一致したことから、得られた活性画分がリボヌ
クレアーゼBL4であることが同定された(配列番号:
1)。
【0011】リボヌクレアーゼBL4、リボヌクレアー
ゼPL3およびリボヌクレアーゼHT−29は天然原料
の肝臓あるいは血清からの精製により、また知られてい
るアミノ酸を基にしてリボヌクレアーゼBL4、リボヌ
クレアーゼPL3およびリボヌクレアーゼHT−29を
コードするDNAをそれぞれ合成することにより、又
は、それぞれの遺伝子をクローン化することにより、当
業者によく知られた遺伝子工学を利用して産生できる。
これらのペプチドは骨芽細胞に関連のある疾患の治療・
予防剤として使用できる。特に、骨芽細胞の分化を促進
することから骨折等の骨の分化増殖の促進を必要とする
疾患の治療に有効である。
【0012】骨折治療には適当なゲル状の基剤と混合し
て局所的に直接患部に塗布する投与法が最もふさわし
い。また、その他にもリボヌクレアーゼBL4、リボヌ
クレアーゼPL3およびリボヌクレアーゼHT−29は
水溶性が高く水溶性注射液として全身性投与でき、また
微粒子のエアロゾル剤として経鼻または経肺的に投与す
ることができる。投与量は、局所投与では、1〜100
μg/投与部位/人/日、また全身性投与では0.1〜1
0mg/kg/日を投与する。以下に実施例により本発明を
詳述する。
【0013】
【実施例】
実施例1 ウシの新生児血清よりのリボヌクレアーゼB
4の精製 1)ヘパリンアフィニティクロマトグラフィー法による
粗精製 ウシ新生児血清(GIBCO Laboratories社より購入)1リ
ットルに塩化ナトリウムを20.5g加える。この加塩
新生児血清を、あらかじめ、トリス緩衝液A(20mM T
ris−HCl pH7.5, 0.5M NaCl)で平衡化し
ておいたヘパリン−トヨパールカラム(直径5cm×長さ
5.5cm,東ソー社)に流速3ml/分で展開する。その
後、トリス緩衝液Aで同カラムを充分に洗浄する。洗浄
後、ヘパリン−トヨパールカラムに吸着したペプチド又
は蛋白質をトリス緩衝液B(20mM Tris−HCl, pH
7.5, 1.0M NaCl)で溶出する。溶出液は、吸
光度光度計を用い、280nmの吸光度によりモニター
し、吸収度の高い画分、約300mlを採取した。
【0014】2)逆相液体クロマトグラフィー法による
精製 操作1)で得た溶出液を、あらかじめ0.1%のトリフ
ルオロ酢酸(TFA)を含有する水で平衡化しておいた
コスモシール5C18-300カラム(直径4.6mm×長さ25
0mm、ナカライテスク社)に展開し、0.1%TFAを
含む水で十分に洗浄した。その後、吸着したペプチド又
は蛋白質をアセトニトリル濃度にして0〜80%のリニ
アグラジェントにより溶出した。溶出液は、214nmの
吸光度によりモニターし、ピークごとに採取した。溶出
パターンを図1に示す。
【0015】実施例2 各ピークについての ALPase活
性の測定 骨肉腫由来骨芽細胞様細胞株のROS 17/2.8細胞を24ウ
エル培養プレートに1ウエル当たり2×104個ずつ、
1mlの5%牛胎児血清添加F12培地(Flow Laborator
y USAより購入)中に播種し、CO2培養器中で3日間、
37℃で培養した。その後、培養液を除き、細胞をF1
2培地で1回洗浄後、操作2)の各ピーク画分を含む無
血清培地(0.2%ウシ血清アルブミン添加F12培
地)1mlを加え、更に2日間培養した。その後、培養液
を除き、細胞をダルベッコ改変PBS(GIBCO Laboraotr
ies社より購入)で3回洗浄後、0.2%ノニデット(Non
idet)P−40と0.9%塩化ナトリウムを含む溶液を
200μl加え、室温で1時間放置し細胞を溶解し、つ
いでエッペンドルフ遠心機で5分間遠心後、上清を集め
た。その上清20μlに10mM p−ニトロフェニルフ
ォスフェート(p−nitrophenyl phosphate)を含む溶
液(0.1Mグリシン、1mM ZnCl2、1mM MgCl
2, pH 10.4)を加えて、撹拌した後、20分、37
℃で反応させ、反応混合物の420 nmの吸光度を測定
した。図1のピーク1のROS 17/2.8細胞におけるALPase
活性への効果の測定結果を表1に示す。用量はピーク画
分中のタンパク濃度を示し、ALPase活性の各数値は各群
の平均と標準偏差を示す。
【0016】
【表1】
【0017】実施例3 図1のピーク1のペプチドの物
理化学的性質の測定 1) アミノ酸配列分析による同定 実施例2で活性が確認された画分のペプチドの、N末端
配列をアミノ酸シークエンサー、モデル476A(アプ
ライトバイオシステムズ社)により通常の分析を行った
ところ、配列は決定できなかった。この理由としてはN
末端がブロックされていることが考えられた。次にこの
活性ペプチドを断片化しその部分アミノ酸配列の決定を
行った。活性ピーク蛋白質約1nmol(アミノ酸分析によ
り決定)をスピードバックコンセントレーター(SAVANT
社)にて乾固し、6Mグアニジン塩酸、0.2M Tris−
HCl、2mM EDTA, pH8.0溶液200μlに溶か
し、ジチオスレイトール(ナカライテスク社)20nmol
を加え、37℃、1.5時間保温し反応させた。これ
に、4−ビニルピリジン(アルドリッチ社)100nmol
を加え、さらに37℃、1.5時間保温し反応させた。
この反応液を、あらかじめ0.1%TFAを含有する水
で平衡化しておいたコスモシール5C18-300カラム(直径
4.6mm×長さ250mm、ナカライテスク社)に展開
し、0.1%TFAを含む水で十分に洗浄した。その
後、吸着したペプチド又は蛋白質をアセトニトリル濃度
にして0〜80%のリニアグラジェントにより溶出し
た。溶出液は、214nmの吸光度によりモニターし、ピ
ークごとに採取し、ピリジルエチル化プロテインを得
た。
【0018】これをスピードバックコンセントレーター
にて乾固し、20mMトリス−塩酸緩衝液、0.1M Na
Cl、pH8.5 500μlに溶解した。20mMトリス
緩衝液、0.1M NaCl、pH8.5に溶かしたTLC
K−トリプシン(EC3.4.21.4)(ワシントンバイオケミカ
ル社)を酵素/基質(モル化)で1/200をなるよう
にを加え、37℃、16時間反応させ消化した。得られ
た断片ペプチドを含む溶液をコスモシール5C18-300カラ
ム(直径4.6mm×長さ250mm, ナカライテスク社)
にて分離し、ピークごとの画分を採取した。このうちの
3画分につき、アミノ酸配列を、アミノ酸シークエンサ
ー、モデル476Aにより決定した。得られたアミノ酸
配列を蛋白質データベースにより、一致するものがある
か否かを調べたところ、リボヌクレアーゼBL4である
ことが確認された(Hofsteenge. J., et al. 上述)。
得られたアミノ酸配列を配列表、配列番号1に示す。
【0019】2)電気泳動による分析 図1のピーク1のペプチドの分子量を還元条件下のSD
S電気泳動により確認したところ,見かけの分子量約1
2,000〜15,000を示した。この分子量は報告されている
リボヌクレアーゼBL4の分子量と一致する(Hofsteeng
e.J., et al. 上述)。
【0020】
【発明の効果】本発明によって提供されるリボヌクレア
ーゼBL4、リボヌクレアーゼPL3およびリボヌクレア
ーゼHT−29は、骨肉腫由来骨芽細胞様細胞のALPase
活性を上げ、骨形成促進剤として有用である。
【0021】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:119 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 起源: 生物名:ウシ(Bos taulus) 組織の種類:血清 配列の特徴: 存在位置: 他の情報:1番目のXaaは、Pyro-Gln又はGlu、50番目
のXaaは、Leu又はIleを示す。 配列: Xaa Asp Arg Met Tyr Gln Arg Phe Leu Arg Gln His Val Asp Pro Asp 1 5 10 15 Glu Thr Gly Gly Asn Asp Ser Tyr Cys Asn Leu Met Met Gln Arg Arg 20 25 30 Lys Met Thr Ser His Gln Cys Lys Arg Phe Asn Thr Phe Ile His Glu 35 40 45 Asp Xaa Trp Asn Ile Arg Ser Ile Cys Ser Thr Thr Asn Ile Gln Cys 50 55 60 Lys Asn Gly Gln Met Asn Cys Tyr Glu Gly Val Val Arg Val Thr Asp 65 70 75 80 Cys Arg Glu Thr Gly Ser Ser Arg Ala Pro Asn Cys Arg Tyr Arg Ala 85 90 95 Lys Ala Ser Thr Arg Arg Val Val Ile Ala Cys Glu Gly Asn Pro Glu 100 105 110 Val Pro Val His Phe Asp Lys 115 119
【0022】配列番号:2 配列の長さ:119 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 起源: 生物名:ブタ(Porcine) 組織の種類:血清 配列の特徴: 存在位置: 他の情報:1番目のXaaは、Pyro-Gln又はGlu、50番目
のXaaは、Leu又はIleを示す。 配列: Xaa Asp Arg Met Tyr Gln Arg Phe Leu Arg Gln His Val Asp Pro Asp 1 5 10 15 Ala Thr Gly Gly Asn Asp Ser Tyr Cys Asn Leu Met Met Gln Arg Arg 20 25 30 Lys Met Thr Ser His Gln Tyr Lys Arg Phe Asn Thr Phe Ile His Glu 35 40 45 Asp Xaa Trp Asn Ile Arg Ser Ile Cys Ser Thr Thr Asn Ile Gln Cys 50 55 60 Lys Asn Gly Gln Met Asn Cys Tyr Glu Gly Val Val Arg Val Thr Asp 65 70 75 80 Cys Arg Glu Thr Gly Ser Ser Arg Ala Pro Asn Cys Arg Tyr Arg Ala 85 90 95 Lys Ala Ser Thr Arg Arg Val Val Ile Ala Cys Glu Gly Asn Pro Glu 100 105 110 Val Pro Val His Phe Asp Lys 115 119
【図面の簡単な説明】
【図1】ウシ新生児血清をヘパリンアフィニテイカラム
クロマトグラフ処理し、溶出された画分をさらに、逆相
液体クロマトグラフィーにより展開したパターンを示
す。矢印はリボヌクレアーゼBL4を含む、活性画分
(ピーク1)である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リボヌクレアーゼBL4、PL3およびH
    T−29より成る群から選ばれたリボヌクレアーゼの1
    種又は2種以上を有効成分とする骨折の予防および治療
    剤。
  2. 【請求項2】 配列番号:1のウシのリボヌクレアーゼ
    BL4である請求項1の骨折の予防および治療剤。
  3. 【請求項3】 配列番号:2のブタのリボヌクレアーゼ
    PL3である請求項1の骨折の予防および治療剤。
JP6106737A 1994-05-20 1994-05-20 骨折の予防および治療剤 Pending JPH07309777A (ja)

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