JPH07501340A - 哺乳類の神経の増殖を促進する薬物 - Google Patents

哺乳類の神経の増殖を促進する薬物

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JPH07501340A JP5510115A JP51011593A JPH07501340A JP H07501340 A JPH07501340 A JP H07501340A JP 5510115 A JP5510115 A JP 5510115A JP 51011593 A JP51011593 A JP 51011593A JP H07501340 A JPH07501340 A JP H07501340A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 呻乳類の神経の増殖を促進する薬物 発明の背景 本出願は、増殖因子を投与することによる神経の再生に関する。
増殖因子は標的細胞の一定の集団を刺激するポリペプチドホルモンである。増殖 因子の例には、血小板由来増殖因子(PDGF) 、インスリン様増殖因子(I Gl”s)、hランスフォーミング増殖因子ベータ(TGF−β)、及びアルフ ァ(TGF−α)、表皮増殖因子(EGF) 、酸性線維芽細胞増殖因子(aF GF)、塩基性FGF (bFGF) 、及び神経増殖因子がある。
PDGFとIGF−1またはPDGF(!:IGF−11の組み合わせの創傷治 癒への応用は既に報告されている(Lynch at al、 1987. P roc、 Nat王^cad、 Set。
tlsA 84ニア696−7700; Lynch at at、 19g9 . J、 Cl1n、 Invest、 84+640−6S6. Lynch et al、 1989. J、 ClIn、 periodontol、 1 6:545−588; Lynch at al、 199P. J、 pe rlodontol、 82:458−467 米国特許第4,861,757 号及び第5,019゜559号、本発明の参考文献に取り入れられている)。
IGF −s、またはソマトメジンは、ヒトプロインスリンと強い相同性を有す る約7.5KDのポリペプチドである(lIug+bel、 1984 /yl lormonal ProLelns and Peptides 12:pp 57−79 )。rGF−1とIGI−11は、62%の相同性を示す。これら の作用は2つの異なる受容体により達成される。IGF−1受容体はl型受容体 (IGF−IR)と呼ばれ、IGF−11受容体は!■l型受容体■GF−11 R)と呼ばれている。IGF−IRは、構造的にインスリン受容体に関連してい る膜貫通蛋白質である(Ulmch at al、 1986 EMBOJ、  5:2503−2512 )。これには、2つα−サブユニットからなる細胞外 結合領域と、2つのβ−サブユニットからなる細胞内チロシンキナーゼ領域が含 まれる。l型受容体はIGF−1に対して高い親和性を示し、IGF−11及び インスリンには低い親和性を示す。Itl型受容体IGF−1及びインスリン受 容体とは異なる(Morgan et相性を示し、IGF−1に対して低い親和 性を示し、インスリンには結合しない。
この受容体は大きな細胞外結合領域を有する膜貫通蛋白質であり、チロシンキナ ーゼ活性は示さないものと思われる。その−次配列は、陽イオン非依存性マンノ ース−6−リン酸受容体の一次配列と同一である(Morgan et al、  191171bld、)。
IGF−1及びIGF−11に加えて、IGF−1の短縮型受容体が脳から取得 アミノ酸残基が欠失したものであるが、IGF−[と類似した機能的性質を保持 している。1jyilt−θでは、IGFは多様な代謝活性を示し、間葉起源の 細胞を含む多くの細胞に対して増殖因子として作用する(ProeseJ+ e t at、 1985 Ann、 Ray、 Physiol、 47:443 −467; Van Wyk、 (1984) l1orvonal prot eins and@peptides; 12:81−125; Daugheday and RoLwein、End ocrlne Rev、19119; 10:6g−91;@Baxter et al (1985)Comp、B!oches、Physiol、91β :229−235; Ba5kln et al (198■■| だ新生児ラットアストログリア細胞に対するマイトジェン(Ilan eL a l、 J、 Neuroscl、 19g7; 7:501−506 )にもな ることも示されている。
胎児及び新生児の組織(脳を含む)における[GF−[及びIGI’−11の高 発現が報告されている(Ilan at al、 J、 ClIn、 Endo crlnol Metab、 1988;66:422−17.8; Reci o−pinto eL at、〕、Neurosc1 19118;6:121 1−1219; 5beeer at@al、J、− Blol Chew、 +9117;202ニア693−71399 )及び/ /7 yhv (llansson at al、^eta@Physl。
1、 5cand、1986;126:609−614+ Andcrson  et al、^eta Physlol、5cand、19W8;13 2:167−173; Kanje et al、Brain Res、198 11;475:254−258; Sjoberg and@Kanje、 Brain Res、 1989;4115:102−108: Nachcm son et al、 Growth Factors 1X90;3:309 − 3I4)において神経栄養因子として作用することが示唆されており、また、未 開02二1949−1954)。IGF−1またはIGF−TI単独、またはN GFとの組み合わせを添加することにより、/+17 wtrθにおいてニュー ロン細胞の生存性が増大すると思われる(European Patent A ppHcavlon No、63196524 ) o負傷したラットの坐骨神 経にIGF−[を局所的に投与することにより神経の再生が促進されることが報 告されている(Ilansson eL al、 1986; Sjoberg  and Kanje、 1989; Nachcmson et at、 1 990 ) o特異的な抗原特異的抗血清を用いた免疫組織化学的研究から、/ ’/7 yhvにおいて、負傷したラットの坐骨神経の神経内及びシュヴアン細 胞内の内在性IGF−1の発現が増大することが示された(Hansson a t al+これまで、外来の血小板由来増殖因子(PDGF)単独または他の生 物活性薬物との組み合わせが//7 J//Jυにおいて神経再生に影響を与え るという報告はない。
in 5ituハイブリダイゼーシヨン及び抗原特異的抗血清を用いた組織の免 疫染色により、胚及び成体ラットのニューロン中でPDGF−A鎖のmRNA及 び免疫反応性を存するPDGF−Aが高発現していることが示された(Yeh  et at、 Ce111991;64:209−216 )。同一の研究にお いて、著しく微弱なPDGF−A鎖のシグナルがダリア細胞中に検出された。j ty V/II’0 でシュヴアン細胞を短期間及び長期間培養すると、PDG F細胞受容体が生産され、PDGFに応答してDNAが合成される。受容体の大 部分はβ型てあり、PDGF−BBホモダイマー(すなわちPDGF−2)はP DGF−AAホモダイマーよりも有効なマイトジェンであることが判明した。P DGF−BBは1當な発達の間、自己分泌的にシュヴアン細胞の増殖を刺激する 可能性があることが示唆された(Eccleston et al、 Eur、  J、 Neuroscl、 1990;2:985−992 ) 。PDGF −β型受容体は、/’/7 y/voにおいても/’t7 yilrθにおいて も新生児ラットの脳ニューロン上に存在することが報告されている。l′jI/ /lfθにおいて、ラット脳細胞の一次培養物にPDGF−BBを連続的に作用 させることにより神経突起が伸張し、生存期間が延長された(Salts et 、 al、、Proc、 Na11. Acad、 Sc1. USA 199 1;811:8159−8163 ) A培養さ れたI型星状神経細胞及び周産期ラットの脳においてPDGF−AのmRNAが 9−1056)。PDGFは、ラット視神経0−2A前駆細胞の増殖及び分化に も関連している(RafT et al、 Nature 1988;333: 560−562; Noble et al、 Nature; P9g8 :333:560−582)。PDGFは中枢神経系においてダリア細胞の増殖 及び発達に関わっているものと思われる(RafT M、 5cience 1 9119;243:1450−1455に概説されている)。
末梢神経の修復 末梢神経が負傷すると、神経細胞体、その作用及びその環境において大きな変化 が誘発される(Seckel、 1990; Muscle k Nerve  13ニア115−1t00に概説されている)。負傷に引き続いて、中枢神経細 胞体が増大し、ニンスル物質が散布され、核は末梢部に押しやられる。中枢細胞 体は新たなmRNA″a、脂肪、及び細胞の骨される。GAPは増殖を開始する とは考えられていないが、これらの蛋白質は再生応答に必須の成分である。増殖 しやすい、より可塑的(plastic )または狂的法曹への分化を示す電気 生理学的変化が細胞体中で起こる(Poehrtng et al、 (1神経 の負傷に引き続いて、近位の軸索部分は変化可能な度合いの外傷性破壊を起こす 。この破壊的工程の範囲は最低、次のランヴイエ絞偏に戻り、最大では細胞死に 至る。細胞死に至らない場合、創傷に近接した第一のランヴイエ絞輪領域:19 gg )。再生中の神経線維の先端では、移動のだめの特別な細胞構造である増 殖錐状体が必要である。この構造は、組織のマトリクスを劣化させる蛋白質を放 出することにより、組織中を神経フィラメントが通る経路を作る(Krysto sek etal、 (19111) 5cience 213:1532−1 534 ) 、増殖錐状体は、1lIl/1I−0において例えばNGFのよう な走化性分子に応答することができる(Gundeson et at、 (1 980) J、 Ce11. Blol、 87:546−554) 、軸索は 、神経支配の経路及び標的を明確がっ特異的に選択することができ、軸索の増殖 はランダムな工程ではないと思われる(Dodd et al、 (19811 ) 5cience 242:629−699) 、しかし、従来の神経修復に おいては、軸木の破片やシュヴアン細胞基底板の欠損といった特性を有する負傷 領域に妨害されて、増殖錐状体は遠位の神経断端に到達することができない。シ ュヴアン細胞基底板は、神経線維の再生を誘導するのに必要である。その結果、 機能シュヴアン細胞は末梢神経の再生に決定的な役割を果たす。負傷後の軸索の 初期破壊産物はシュヴアン細胞の増殖を刺激し、ファゴサイトーシスの準備を行 なう。シュヴアン細胞及びその基底板も、軸索の再生を促進する微小環境の整備 を助ける。次いで、再生中の軸索は、ンコヴアン細胞の分化及びシュヴアン細胞 による軸索の再軸輪形成のためのミニリンの生産に必要となる。このように、シ ュヴアン細胞と神経因子が力゛いに協調して再増殖及び分化することが、末梢神 経のtS造及び機能の最適な回復に必要とされている。
NGF、フィブロネクチン、フィブリン、ラミニン、酸性及び塩基性線維芽細胞 増殖因子(それぞれaFGF及びbFGF)及びIGF−1など、//7 y/ lr。
及び/jt4rtyにおいて神経の再生を増大させる多くの薬物が報告されてい る(表1)。//7 y/yoで評価されたこれらの因子の効果のみが真の神経 再生効果とされるべきである(再生とは、障害を受けた組織が元の構造及び機能 を回復することを指す)。
/’jy#τにおける神経再生の増大 再生チャンバーモデル(すなわちentubulatlon)は、潜在的な神経 再生薬物をにおいては、障害を受けた神経の2つの末端をpscudomeso tt+cl Ial l Ined tube(例えば、シリコン製)(ステン レスの糸で開けである)に挿入し、縫合する:チューブは神経の2つの末端の増 殖の“ガイド”として作用する。この技術は単独で、従来の神経再生及び神経移 植技術に対しである種の治療的利点を有する(Sackel at at、 ( 198G) Plast、 Reconstr、 Surg、 78ニア93− 800) oこの技術の■ も大きな利点の一つは、適切な神経のガイドが、障害を受けた神経に作用し再生 を増大させる部位に増殖促進因子を導入することができることであろう。5ck e11990、前出によれば: ゛・・・治療法において、ガイド内腔中の再生微小環境中に増殖促進薬物が導入 されるというコンセットが最も説得力のある点である0このように、このモデル において、a F G F %ラミニン、フィブリンマトリクス、ラミニン混合 物、テストステロン、ガングリオシドGM−1及びカタラーゼ、及び[GFlを 用いた更なるデータが報告されている。
aFGFの添加により、ガイドを横断して増殖する軸索の数が顕著に増加し、ま た、原始の感覚ニューロン及び運動ニューロンの数が増大する(Cordelr o etat、 (1989) Plast、 Reconstr、Surg、  83:1O13−1020) 、ラミニンは、2週間はガイド中での増殖を増 大させるが、6週間の時点では神経11f生を阻害することが報告されている側 adlson et al、 (1985) Exp、 Neurol、 88 ニア6アー772 ) o無細胞フィブリンマトリクスの修正により、再生され る軸索の大きさ、再生工程の速度、O)。ラミニン、テストステロン、GM−1 及びカタラーゼの混合物は16週間神経の再生を増大させた(Miller e t al、 Brain Res、 1987;413:320−328 )  、rGF−1をチャンバー内腔に連続的に注入すると、31%ウシ血清アルブミ ンを添加した生理食塩水を注入した場合と比較して再生された軸索の長さが長く なった本発明は、神経を精製されたPDGFに接触させることにより哺乳類の神 経の増殖を促進させる方法に関する。PDGFは、末梢神経の神経突起に接触さ せることが好ましい。ここでは、“増殖°とは、最も好ましくは機能的神経突起 、例えば軸索、の長さを増加させることをいう。増殖には、神経細胞またはシュ ヴアン細胞の増殖の誘導も含まれる。PDGFは投与前、または目的の神経増殖 部位において、他の因子、最も好ましくはIGF−1、と混合されることが好ま しい。
第二の因子は、例えば、NGF、フィブロネクチン、フィブリン、ラミニン、酸 性または塩基性FGF、EGF、TGFまたは他のIGF、すなわちIGF−1 1またはIGF−111でもよい(適切な受容体に特異的に結合する活性分子の 活性を有する断片またはアナログも本発明に含まれる)。
特に、PDGFとIGF−[の相乗作用は、負傷した末梢神経のltp y/l toにおける再生を刺激することが判明している。PDGFとIGF−1の組み 合わせが%/7 yetυにおける神経の再生に及ぼす効果は、精製されたPD GFのみ、または精製されたIGF−1のみを添加した場合よりも優れているこ とが知られている。
以下に記載するとおり、PDGFとIGF−1の相乗作用により、再生された軸 輪形成軸索の長さは7.0倍になる。PDGFとIGFの組み合わせは、軸輪形 成された軸索の方向性のある再生とシュヴアン細胞の増殖の両方により、障害を 受けた神経の再生を、少なくとも部分的には援護する。シュヴアン細胞の増殖は 、軸索の軸輪形成的増殖を支えるにあたり、非常に重要である。このように、P DGFと[GF−1の相乗作用は、軸索の増殖、シュヴアン細胞の増殖、および ミニリン鞘の形成を誘発し、軸輪形成された神経の増殖に寄与する。以下に記載 するとおり、PDGFとIGF−1の相乗作用により再生が誘導された神経は、 //7y/yoにおいて機能的な活性を保持している。これは、軽く麻酔した動 物に鋭利なビンセットで疼痛を与え、その反射を見る試験により判定する。本発 明の混成物を使用して再生を行なうと、治療を行なわない場合(すなわち、外来 物質を投与しない)、または精製されたPDGFのみ、もしくは精製されたIG F−1のみを投与する場合よりも効果的である。
好適な実施例において、神経突起再生用混成物は、PDGFおよび他のいずれか の活性成分を薬理学的に許容可能な担体物質、例えば、アルブミンまたはメチル セルロースゲルを添加した生理食塩水、と混合することにより調製する。最も好 マしくは、精製さt’したPDGFとIGF−1を1 : 500〜100 :  1(7)間のf[ll比、好ましくは1 : 250〜50:1の間、さらに 好ましくは1:100〜25:1の間で混合する。精製されたPDGFはヒト血 小板から取得することができ、精製されたIGF−1はヒト血液から取得するこ とができる。これらは共に組み換えDNA技術によっても取得することができる 。このように、ここでは“PDGF”と“IGF”という用語は共に、哺乳類、 好ましくは霊長類起源の血小板及び血液由来と組み換え物質の両方を指す;霊長 類はヒトであることが最も好ましいが、チンパンジーまたは他の霊長類でもよい 。“PDGF”及び“夏GF”という用語には、それぞれPDGFまたはIGF 受容体に結合することにより生物活性を示すアナログも含まれる。組み換えPD GFは組み換えへテロダイマーでもよい。このヘテロダイマーは、A及びBサブ ユニットの両方をコードするDNA配列を原核生物または真核生物の培養細胞に 挿入し、次いで翻訳されたサブユニットを細胞により加工(プロセス)させるこ とによりヘテロダイマーを形成させたものである。その他の方法として、1つの サブユニットのみをコードするDNAを細胞に挿入し、その細胞を培養してホモ ダイマーPDGF (PDGF−1(AA)またはPDGF−2(BB)ホモダ イマー)を作製する。
ここで使用する“精製された°という用語はPDGF、fGF−1または他の因 子が(使用前または他の物質との組み合わせにおいて)、重量で90%またはそ れ以上含有されている、すなわちその成分が天然では結合している他の蛋白質、 脂肪、及び炭水化物を実質的に含まないことを指す。
精製された蛋白質は一般的にポリアクリルアミドゲル上で単一な主要バンドとし て検出される。本発明の混成物において使用される精製された因子は、アミノ末 端配列解析により純度を検定していることが最も好ましい。
本発明の混成物は、負傷した神経を/’77 t4yθにおいて迅速かつ効果的 に再生する方法を提供する。特にPDGF/[GF−1の組み合わせは、自然治 I!5(すなわち、外来薬物を投与しない)または精製されたPDGFもしくは ICF−1単独を投与する場合よりも、神経の増殖を増大させる。混成物の相乗 効果により、新たな機能的神経の再生は約7. 0倍促進される。
本発明の他の特徴及び利点は、以下に記載する好適な実施例及び請求の範囲から 明白である。
まず始めに図面の簡単な説明する。
層面 図は、PDGF単独またはPDGFとIGF−1の混成物の神経再生効果を示し た棒グラフである。
PDGF及びICF−1 精製されたPDGF及びIGFを混合して調製したPDGF/IGF混合物を用 いて、障害を受けた、または負傷した神経を処理し、再生させる。組み換えヒト IGF−1はIn5titute of Mo1ecular Biology 、 Inc、 (Boston、 HA)がら入手可能であり、また、Rand  D Systems Inc、、(に1nneapolls、 MN、) 、 UBI(Lake Placid、 NY)、及びKabl (Sweden) から購入することもできる。精製されたヒトPDGFはIn5titute o f Mo1ecular Biology、 Inc、 (Boston、 H A)から入手可能であり、また、Rand D Systems Inc、、( Mlnncapolls、 MN、) 、UBI(Lake Placid、  NY)A及 びGenzywe Corporation(Boston、 HA)から購入 することもできる。
PDGFは組み換えDNA技術を用いて以下の通りに作製することができる。
ヒト血小板由来の、血小板由来増殖因子(PDGF)は2つのポリペプチド配列 を含む(PDGF−1(A)及びPDGF−2(B)ポリペプチド; Anto nlad86−6118)上に位置するPDGF−2はsts腫瘍遺伝子により コードされている(Doollttle、 R,et al、 (1983)  5cience 221:275−277: WaLer41eld at ≠ 戟A (19 83) Nature 304:35−39) 、 s t s遺伝子は、PD GF−2ポリペプチドと深く関わっているシミアン肉腫ウィルス(SSV)のト ランスフォーミング蛋白質をコードしている。ヒト細胞c−sisもPDGF− 2鎖をコードしている(Johnsson eL at、 (1984) EM BOJ 3:2963: Rao、 CD et al、 (1986) Pr oc、 Na11D Acad。
Sc[、US^83:2392−2396)。PDGFの2つのペプチド鎖が別 個の染色体上に位置する2つの異なる遺伝子によりコートされているため、ヒト PDGFはPDGF−1とPDGF−2がジスルフィド結合したヘテロダイマー であるが、2つのホモダイマー(PDGF−1ホモダイマー及びPDGF−2ホ モダイマー)の混合物であるか、またはヘテロダイマーと2つのホモダイマーの 混合物である可能性がある。生物活性を有するPDGF−1、PDGF−2及び PDGF−1/PDGF−2ダイマー、及びこれらのアナログの組み換え体は、 c−sis/PDGF−2、PDGF−1をコードするcDNAクローンまたは PDGF−1及びPDGF−2遺伝子を適切な発現系を用いて真核生物細胞に導 入することにより調製する(Institute of Mo1ecular  Biology、 Inc、 Boston、 MA ) ;米国特許第99:  C1arke et al、 (1984) Nature 308:464 ; Gazlt at al、 Ca1l 39:8X−97 )。
ssvに感染したNRK細胞中での、生物活性を有するv−sisダイマー蛋白 質産物の発現はすでに報告されている(Oven et al、 (19g4)  5cience 225:54−56)。原核生物中で発現させると生物活性 を示さない一本鎖産物が生産された(Devare et at、 (1984 ) Ce1l 36:43−49: Wang and Wllllass ( 1984) J、 Blo戟A Chew。
259:10645−106411 ’)。原核生物中で生産された一本鎖をダ イマー型に折りたたむPDGF−2鎖をコードする遺伝子を有するシミアン肉腫 ウィルスに感染しだ哺乳類細胞培養物は、PDGF−2ポリペプチドを合成し、 これを分子量約35゜000と24,000のジスルフィド結合したホモダイマ ーへとプロセスした(Robbins、 K、 et at、 (19113)  Nature 305:605−608) 、さらに、PDGF−2ホモダイ マーは、ヒトPDGFに対する抗血清と反応する。また、分泌されたPDGF− 2ホモダイマーの機能的性質は、血小板由来のPDGFのものと類似している。
すなわち、線維芽細胞培養中のDNA合成を刺激し、185Kdの細胞膜蛋白質 のチロシン残基のリン酸化を誘導し、特異的な細胞表面PDGF受容体への結合 においてヒト(1251)PDGFと競合することができる(Oven、^、e tal、 (1984) 5cience 225:54−56)。sis/P DGF−2遺伝子を発現する正常なヒト細胞培養物(例えば、ヒト動脈内皮細胞 )またはヒト悪性細胞由来のsts / P D G F −2遺伝子産物も同 様の性質を示した(^ntonlades、 Il、 et al、 (198 5) Cancer Ce1ls 3:145−151 )。
PDGF−1鎖をコードする遺伝子を同定及びクローニングした結果(口ets h。
It、 et al、 (198B) Nature 320:695−699 ) 、生物活性を有するホモダイマーが発現し、このホモダイマーの機能的活性 はヒトPDGFのものと類似していることが示された。受容体結合実験から、P DGF−2ホモダイマーは高い親和性で、また、ヒトPDGFへテロダイマーは それよりも低い親和性でPDGF受容体べPDGF−RβはPDGF−1ホモダ イマーを認識しなかった:後者は第二の受容体、PDGF受容体アルファ(PD GF−Ra)に結合する。この受容体は、他の2つのアイソフオーム(ヒトPD GF及びPDGF−2ホモダイマー)にも高い親和性で結合した(lleldl n et al、 1988.1bld) 。PDGF−Raは、胞外結合領域 及び細胞内キナーゼ領域を有するなどβ受容体と構造的に類似し、末梢神経のi n vivo再生の促進におけるPDGF及びIGF−1の有効性を決定するた めに以下の実験を行なった。
これらの実験に用いた手法は、1lanssonと共同研究者により記載された 系に修正を加えたものである(Nachesson et al、 (1990 ) Growth Factors 3:309−314)。
雄のSprague−Day l eyクラット200〜230 g)を、生理 食塩水、ベントパルビタールナトリウム(60mg/ml)及びジアゼパム(5 mg/ml)を1:1:2の容量比で含有する溶液を腹腔内注射することにより 麻酔した。
実験的モデル 内径1.5mmの”T”uシリコンチューブコミュニケーテイングシステムを用 意した。“T“の左側の突出部の長さは通常15mmとしたが、実験によっては 30〜90mmの範囲で変化させた。“T”の右側の突出部の長さは約15mm とし、開いたままにした。T′の垂直部分(40mm)はm L n−06m□ tic Alzet2002ポンプ(Alza、 Pa1o Alto、C^) に接続し、最大213μlの容量を毎時15μ】でラットの背に皮下注入するよ うにした。
外科手術法 麻酔したラットの坐骨神経を、大腿部中央で切開した。近位断端をチャネットの 1つに2mm導入し、2本の9−0工チロン縫合糸で縫合した。以下の処置は、 5群について行なった。
実験1・無処置 この群は、坐骨神経の近位断端を“T”型チャネルの左突出部に導入しただけの 対照群である。他の2つのチャネルは空のままにした。
実験2:担体供給 この対照群においては坐骨神経の近位断端を“T°型チャンノく−の左突出部( こ導入し、“T“チャンバーの垂直部分をA1zet2002ポンプに接続した 。
3番目のチャネルは空のままにした。ポンプとチャネルを1%ウシ血清アルブミ ン(B SA) (Sigma Ches、 Co、、 St、 Louts、  No>を含有する生理食塩水で満たした。ポンプにより、担体を毎時0. 5 μlの速度で2週間供給した。
実験3・IGF−Iのみの供給 この実験は、Alzetポンプに、1μlにつき100ナノグラムのIGF−■ を含有する生理食塩水/1%BSAを満たす以外は実験2と同様の方法で行なっ た。ポンプにより、毎時0.5μm又は50ナノグラムのIGF−1を2週間供 給した。
実験4 : PDGFのみの供給 この実験は、Alzetポンプに、1μlにつき2.0ナノグラムのPDGF− 2(B)を含有する生理食塩水/1%BSAを満たす以外は実験2と同様の方法 で行なった一ポンプにより、毎時0.5μm又は1.0ナノグラムのPDGFを 2週間供給した。
実験5 : PDGFとIGF−1の組み合わせの供給この実験は、Alzet ポンプに1μlにつき2.0ナノグラムのPDGF−2(B)及び1μlにつき 100ナノグラムのIGF−1を含有する生理食塩水/1%BSAを満たす以外 は実験2と同様の方法で行なった。ポンプにより、毎時0.5μlすなわち1. 0ナノグラムのPDGF、及び毎時50ナノグラムのIGF、Iを2週間供給し た。
精製されたヒト組み換えIGF−I及び精製されたヒト組み換えPDGF−2( B)ホモダイマーはIn5titute of Mo1ecular Blol ogF、 Inc、 Boston、 M^から入手した。
神経再生の機能的評価 各実験開始から2週間後及び4週間後(後者は試験物質の供給を終了してから2 週間後)に、ラットを軽く麻酔した。再生された神経の機能状態は、チューブに 沿って鋭利なビンセントで軽くつまむ試験により評価した。麻酔したラットにお ける疼痛反射から機能している軸索の位置を判定した。
神経再生の組織学的評価 再生神経の機能的活性の評価に引き続いてラットを層殺し、mint−osmo ticポンプが接続しているシリコンチューブを取り外し、写真撮影した。mi ni−osmoticポンプ及びチャネルの上部を切り取った。0.1Mカコジ ル酸塩緩衝液(pH7,15)中に2.5%の精製グルタルアルデヒドを含有す る溶液に、チャンバーを少なくとも24時間浸漬した。1%四酸化オスミウム中 でポスト固定し、脱水した後、チャネル内の組織を小さな切片に分割し、寒天樹 脂100中に包埋した。チャネル内の特定の高さく部分)の横断切片(厚さ1μ m)を調製した。メチレンブルー及びアズールIIを用いて切片を染色し、光学 顕l!&鏡下で観察した。再生された神経の長さ及び方向は、各高さにおける軸 輪形成された軸木の存在により決定した。この実験においては、軸輪形成されて いない軸索またはシュヴアン細胞は再生の評価の対象としなかった。電子顕微鏡 用に選択した試料をLKB Ultratome V上で調製し、ウラニル酢酸 及びクエン酸鉛によりコントラストをつけた後ジエオール1.00 CX電子顕 微鏡で観察した。
結果は表中に記載されている。
1、対照群1−無処置(n = 18)この対照群ではいずれの試料においても 顕著な増殖は認められなかったが、障害を受けた神経の大部分が約1 mm1J l化していた。これらのラット中では機能の回復は見られなかった。神経フィラ メントの存在を確認するために行なった、ホルマリン固定した坐骨神経の免疫組 織化学的解析から、軸索は神経中に神杆腫様構造を形成したがシリコンチューブ 内にはほとんど入っていないことが判明した。
シュヴアン細胞マーカー蛋白質S−100の存在を確認するような実験を行なっ た場合、ンユヴアン細胞はシリコンチューブ内にほとんど入らず、チューブはフ ィブリンと炎症細胞及び液体で充満していた。
2、対照群2−担体による処理(n t 22)切断した坐骨神経に担体のみを 与えても顕著な増殖は認められなかったが、種々の程度の退化が見られた。これ らのラット中では機能の回復は見られなかった。
神経フィラメントの存在を確認するために行なった、坐骨神経の免疫組織化学的 解析から、軸索はシリコンチューブ内にほとんど入っておらず、チューブ内には シュヴアングリア細胞がわずかに見られるだけであった。
3、対照群’:3− IGF−1のみによる処理(n−17)ミニオスモチック ポンプ(miniosmotic pomp)を用いてIGF−1を供給するこ とにより、2週間測定期間中、再生坐骨神経は1[コあたり0゜6±0.3mm 増殖した。ピンチ試験の結果、軸索の長さは神経に増殖にほぼ対応していること が判明した。4週間後、上述の増殖速度に見合った距離の部分に多くの軸輪形成 された軸索が観察された。軸索に沿って多くのシュヴアン細胞の存在が確認され た。
4、群4−PDGFのみによる処理(n−7;4匹は上記に記載した体重のもの 、3匹は体重450〜490gのもの) ミニオスモチックポンプ(miniosmotic pomp)を用いてPDG Fのみを供給することにより、再生坐骨神経は1日あたり0.2〜0. 7mm 増殖した。最低10本の軸索が観察されたが、これらにより形成された明確な微 小神経束は同定されなかった。しかし、わずかにS−100陽性を示すンユヴア ン細胞が多く見られたことから、これらの細胞の増殖がPDGFにより刺激され たものであることが示された。機能回復は確認できなかった。
5、群5−PDGFとICF−1の組み合わせによる処理(n −7)この群に おいては、機能を有する神経線維の顕著な増殖が認められた。2週間測定期間中 の平均増殖速度は1日あたり4.2±0.7mmであった。
44間後、この群においては、大きな、軸輪形成された軸索が、上述の他のいず れの処理を施した群よりも大量に認められた。多(のシュヴアン細胞が軸索に付 随していた。チューブシステムに沿ってビンセットで軽くつまむピンチ試験(軽 く麻酔したラットの足を゛つねる°ことによる疼痛反射及び疼痛伝達反射を見る 試験)を行なった結果、軸索東の長さに対応して機能の回復が確認された。
このように、神経再生におけるPDGF/IGF−1の組み合わせの効果は相加 的ではなく相乗的なものである。なぜなら、PDGFのみでは軸索増殖に顕著な 効果はなく、また、IGF−1による増殖の刺激も小さなものであったがらであ る。PDGF/IGF−1による誘導にょν軸輪形成された神経の増殖は、1C F−1のみに誘導された場合の約7倍であった。PDGFがシュヴアン細胞の増 殖を刺激することが強く示唆され、これによりMSのような脱髄疾患の治療に特 に有効である可能性が示された。
医療的使用法 これらの実験結果から本発明の化合物により、多発性硬化症(MS) 、筋萎縮 性側索硬化症(ALS)、または神経突起の損傷または萎縮症に起因する他の神 経変性疾患のような疾患を治療することができることが示唆された。さらに、本 発明に記載した化合物により、外傷により障害を受けた神経を治療することもで きる。
本発明の組成物は、非経口投与により全身に分布させることができ、また、負傷 または障害を受けた神経の部位に局所的に投与することもできる。本発明により 提供される化合物は、薬理学的に許容可能ないかなる賦形剤または担体中で調製 することもできる。
化合物を脳または他の領域(例えば網膜)のCNSのCNS疾患(例えば、虚血 、外傷及び腫瘍)に使用する場合、こねら化合物を天然でCNS中に浸潤するこ とのできる分子と結合させ、生物活性を有する部位を保持しつつポリペプチド鎖 の全長を短くすることにより、または、化合物の脂質親和性を高める(例えば、 適切なアミノ酸置換により)ことにより、CNSまたは脳を髄液中に直接浸透さ せてCNSの組織に化合物を接触させる。
IGFに対するPDGFの効果的な分子量比は、1.:500〜10〇二〕、好 ましくは1 : 250〜50:1の間、さらに好ま(、<は1:100〜25 :1の間であるとT−illされる。効果的な用量は、負傷または障害を受けた 神経、または萎縮した神経に対l、て、1. Flあたり活性化合物0.001 μg〜1.,000μgであると予測される。
他の実施例は請求の範囲に含まれる。
表1 神経再生を増大させることが報告されている因子神経増殖因子(NGF) ne uronotrophlc factor (NTF)線毛neuronotr ophlcfactor (CNTF) NTF運動神経増殖因子(MNGF)  NTFフィブロネクチン 軸索促進因子(NPF)ラミニン NPF 神経細胞接着分子(N−CAM) (?)NPFN−カドヘリン (?)NPF フィブリン マトリクス因子(MF) フィブロネクチン MF(前駆体) ホルモンン エストロゲン 代謝性(?)蛋白質合成の増加テストステロン 代謝性(?)蛋 白質合成の増加チロイドホルモン 代謝性(?)蛋白質合成の増加コルチコトロ ピン 代謝性(?)蛋白質合成の増加Org2766 代謝性(?)蛋白質合成 の増加インスリン 代謝性(?)蛋白質合成の増加カタラーゼ 過酸化水素障害 に対する防御酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF) (?)NTF塩基性線維芽 細胞増殖因子(bFGF) (?)NTFフナルスコリン 蛋白質合成の増加 ダリア由来プロテアーゼインヒビタ(GdNPF) 、(?)NTFGMIガン グリオシド (?) インスリン様増殖因子 (?)NTF イサクソニン 軸索輸送の増加によるチューブリン重合の増加ロイペプチン 外 傷性変性の阻害 筋肉基底ラミナ (?)NPF (?)NTFビロニン ウォラー変性の促進 検査用(cond[tlonlng)外傷 初期(earlier )ウォラー 変性電気的刺激 (?) de Mcdlnacell technique 最小限の外傷性変性N、T 、−無処理 pwPDGF−8 P+1−PDGF−B+lGF−1 フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、SE)、0A (BF、BJ、CF、CG、CI、 CM、 GA、 GN、 ML、 MR, SN、 TD、 TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,CA、  CH,C3゜DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、KR,LK、  LU、 MG、 MN、 MW、 NL、 No、 PL、RO,RU、SD 、SE、UA (72)発明者 アシドニアデス バリー エヌアメリカ合衆国 マサチューセ ッツ州 ニュートン マグノリア アベニュー 21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.哺乳類の神経の増殖促進のための薬物生産における、精製されたPDGFの 使用法。
  2. 2.前記薬物がPDGF以外の第二の神経増殖促進因子を使用して生産されるこ とを特徴とする請求項1に記載の使用法。
  3. 3.前記第二の因子が増殖因子であることを特徴とする請求項2に記載の使用法 。
  4. 4.前記増殖因子がIGFであることを特徴とする請求項3に記載の使用法。
  5. 5.前記IGFがIGF−I、IGF−II、またはIGF−IIIであること を特徴とする請求項4に記載の使用法。
  6. 6.前記IGFがIGF−Iであることを特徴とする請求項5に記載の使用法。
  7. 7.前記IGF−I及びPDGFが薬理学的に許容可能な担体中で混合されてい ることを特徴とする請求項6に記載の使用法。
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