JPH07504160A - 骨の再生 - Google Patents

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】 骨の再生 発明の背景 本発明は骨及び歯周組織の再生に関する。

哺乳類において、骨の欠失を引き起こす臨床的症状及び疾患、例えば外傷や歯周 病が存在する。このため、医学的及び歯学的分野では、哺乳類、例えばヒト患者 中で骨の再生を刺激する組成物が必要とされることが多い。

この目的に使用される組成物として既知のものの一つに、米国特許第４，８６１ ．７５７号に記載されている、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）とインスリン様 増殖因子−１（ＩＧＦ−１）の組み合わせがある。増殖因子は標的細胞の特定の 集団を刺激するポリペプチドホルモンである。多機能ホルモン様分子のように、 これらは標的細胞の分化の状態や他のシグナルペプチドとの組み合わせに基づい て、細胞機能に影響を与えるのと同様に、細胞増殖を刺激または阻害する。増殖 因子の例として、ＰＤＧＦ、ＩＧＦ−ｓ、　トランスフォーミング増殖因子ベー タ（ＴＧＦ−β）、トランスフォーミング増殖因子アルファ（ＴＧＦ−α）、表 皮増殖因子（Ｅ　Ｇ　Ｆ）及び酸性または塩基性繊維芽細胞増殖因子（ａＦＧＦ またはｂＦＧＦ）などがある。

骨の再生におけるＩＧＦ−１単独の効果も研究されてきた。ｉｎ　ｖｉｖｏにお いて、ＩＧＦ−１を入れたチタンチャンバーを成体ウサギ脛骨中に埋め込み局所 的に■ＧＦ−１を投与しても、骨の再生に顕著な変化はなかった（＾ｓｐｅｎｂ ｅｒｇ、　ｅＬ　ａｆｔすることはできな力じた（Ｘｌｒｋｅｂｙ　ａｎｄ　Ｅ ｋｅｌａｎｄ、、　Ａｃｔａ　０ｒｔｈｏｐ、　５ｃａｎｄ、　１９９０；６１ ：３３５−３８　）。少数のラットを用いた予備実験から、１本の後脚に動脈を 通してＩＧＦ−１を１４日間注入すると、年をとったラット中では注入した脚の 皮質性骨の形成が増大することが示唆された。この現象は若いラット中では見ら れなかった。この作用は骨芽細胞の増加と破骨細胞の減少の結果であると思われ る（Ｓｐｅｎｃｅｒ、ｅｔ　ａｌ、　Ｂｏｎｅ　１９９１；　１２＋２ｌ−２６ ）　ｏ下垂体切除した若いラットの増殖板（ｇｒｏｖｔｈ　ｐｌａｔｅ）にＩＧ Ｆ−１を局所的に投与すると、小さいが顕著な片側性縦方向の骨の増殖が見られ た（Ｉｓｇａａｒｄ、　ｅｔ　ａｌ、＾、Ｍ、Ｊ、　Ｐｈｙｓｌｏｌ、　１９８ ８；　２５０−Ｅ３６７−３７２）。自然発生の歯周病を患うイヌに、ＩＧＦ− １を血小板由来増殖因子ＢＢ　（ＰＤＧＦ−ＢＢ）を組み合わせて一回投与する と、歯の周りの骨形成が顕著に刺激されることが報告されている（Ｌｙｎｃｈ　 ｅｔ　ａｌ、　Ｊ、　ＣｌＩｎ、　Ｐｅｒｌｏｄｏｎｔｏｌ、　１９ｇ９；　１ ８：５４５−５９Ｌ　Ｊ、　Ｐｅｒｌｏｄｏｎｔｏｌ、　６２：　４５８−６７ 　）　。Ｉ　Ｇ　Ｆ　−１及びＰＤＧＦは骨マトリクスからも単離されている（ Ｈａｕｓｃｈｋａ　ｅｔ　ａｌ　Ｊ、　Ｂｉｏｌ、　Ｃｈｅ＋＋、　１９８８； 　２［ｉｌ：１２Ｂ６５−７４及びＣａｎａｌｌｓ　ｅｔ　ａｌ、　Ｃａｔ、　 Ｔｉ５ｓ、　Ｉｎｔｅｒｎａｔｌ、　１９Ｈ；　４３：３４８−５１）。

Ｉｎ　ｖｉｔｒｏにおいては、骨細胞に対するＩＧＦ−１の影響に関して明らか に相反するデータがある。Ｐｒｅｌｌｓｃｈｌｆｔｅｒ　ｅｔ　ａｌ　（Ｅｎｄ ｏｃｒｌｎｏｌｏｇｙ　１９９０；　１２７：６９−７５　）は、ＩＧＦ−Ｉ単 独では、ラット頭蓋冠の培養細胞中の骨マトリクスの付加に対して若干の効果が あるのみであると報告している。骨マトリ、クスに対する顕著な効果は、ＩＧＦ −１を、ＰＤＧＦ−ＢＢ％ＴＧＦ−Ｂ、または、ＰＤＧＦ−ＢＢとＴＧＦ−Ｂの 両方、と組み合わせた場合に見られた。これに対して、ＭｃＣａｒｔｈｙ芽細胞 前駆体の視細胞前駆体段階で刺激し、細胞複製においてコラーゲンと骨マトリク スの合成が別々に刺激されることを発見した。Ｃａｎａｌ’ｓ　ｅｔ　ａｌ　（ Ｊ、　Ｃｅ１ｌ。

Ｐｈｙｓｉｏｌ、　１９８９；　１４０：５３０−５３７　）は、ＰＤＧＦ−Ｂ Ｂがコラーゲン合成におけるｒＧＦ−Ｉの刺激効果を妨害し、ＩＧＦ−１がコラ ーゲン破壊におけるＰＤＧＦの効果を阻害し、ＰＤＧＦ−ＢＢ及びＩＧＦ−１が 頭蓋冠ＤＮＡ合成において相加的効果を有することを報告した。Ｐｉｃｈｅ’　 ａｎｄ　Ｇｒａｖｅｓ　（Ｂｏｎｅ　１９８９；　１０；１３１−８　）も、Ｉ ｎ　ｖｆｔｒｏにおいてＩＧＦ−１は骨由来細胞への３Ｈ−チミジンの顕著な取 り込みを刺激せず、この範鴫においてＰＤＧＦ活性を高めることもないことを報 告した。ｌ０Ｆ−１をＰＤＧＦ、ＥＧＦあるいはＴＧＦ−Ｂと組み合わせると、 １０％ウシ胎児血清とほぼ同程度に骨細胞に取り込まれる。ＩＧＦ−１及びＩＧ Ｆ−１１のレセプターは、骨芽細胞に富むラット胎児骨の培養物中に見っがって いる（Ｊ、　Ｃｅ１ｌ　Ｂｌｏｌ、（アブストラクト）　１９８８．１０７：６ ２ａ）　、骨の代謝における■ＧＦ−１の役割に関する最新のレビューはＣａｎ ａｌｌｓ　ｅｔ　ａｌ　（Ｊ、　Ｅｎｄｏｃｒｌｎｏｌ、　Ｉｎｖｅｓｔ　１９ ８９；　１２：５７７−８４　）に発表されている。

骨の増殖に対する効果が研究されているその他の増殖因子として、繊維芽細胞増 殖因子（ＦＧＦ）がある。ｉｎ　ｖｉｖｏにおいて、骨折部位にａＦＧＦ、ｂＦ ＧＦ及びそれぞれのｍＲＮＡが検出されている（Ｊｏｙｃｅ　ｅｔ　ａｌ　１９ ９１；　Ｉｎ　Ｃｌ１ｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｆｇｅｎｔａｌ　Ａｐｐ ｒｏａｃｈｅｓ　ｔｏ　Ｄｅｒａａｌ　ａｎｄ　Ｅｐｌｄｅｒａａｌ　Ｆｌｅｐ ａｌｒ：　Ｎｏｒｍ≠戟@ａｎｄ　Ｃｈｒ ｏｎｉｃ　ｗｏｕｎｄｓ、　Ａ、　Ｂａｒｂｕｌ　ｅｔ　ａｌ　ｅｄ、　ｐｐ３ ９１−４１６）　。ａ　Ｆ　Ｇ　ＦとｂＦＧＦの両方が骨マトリクスから単離さ れている（Ｈａｕｓｃｈｋａ　ｅｔ　ａｌ　１９８Ｂ　）　、　ｂ　Ｆ　Ｇ　Ｆ とＩＧＦ−Ｉを組み合わせて、皮膚の創傷治癒の促進に使用されている（Ｌｙｎ ｃｈ　ｅｔ　ａｌ、　Ｊく変化させることはなかった（Ｊｏｙｃｅ　ｅｔ　ａｌ 　１９９１）。ｂＦＧＦは胎児頭蓋冠骨培養物中の有糸分裂誘発を高めるが、骨 芽細胞の分化機能を直接的に刺激することはないことが報告されている（Ｃａｎ ａｌｌｓ　ｅｔ　ａｔ　Ｊ、　Ｃｌ１ｎ、　Ｉｎｖｅｓｔ、　１９８８；　８に １５７２）。ａＦＧＦも骨に対してｂＦＧＦと同様の生物学的効果を有すること が報告されているが、一般的に、より高濃度が必要とされる（Ｃａｎａｌｌｓ　 ｅｔ　ａｌ　Ｊ、　Ｃｌ１ｎ、　１ｎｖｅｓｔ、　１９１１７；　７９：５２− ５８　）　。ａ　ＦＧＦとｂＦＧＦは共に、ラット胎児頭蓋冠モデルにおいてマ トリクス合成を減少させる傾向がある（ＣａｎｇＨｓ　ａｔ　ａｌ　１９８９） 。培養ウシ骨細胞は、ｂＦＧＦとａＦＧＦの両方を合成し、それらを細胞外マト リクスに貯蔵する（Ｇｌｏｂｕｓ　ｅｔ　ａｌ　Ｅｎｄｏｃｒｌｎｏｌｏｇｙ　 １９８９；　１２４：１５３９　）。

ｂＦＧＦは、Ｉｎ　ｖｌｔｒｏにおいて骨髄細胞が骨様小節を形成する能力を高 めることも報告されている（ＮｏｆＴ　ｅｔ　ａｌ　Ｆ、Ｅ、Ｂ、Ｓ、　Ｌｅｔ ｔｅｒｓ　１９８９；　２５０：８１９−２１）　、　ａ　ＦＧＦ、！：ｂＦＧ Ｆは共に、頭頂骨由来の細胞培養物中のＤＮＡ合成を増加させるが、アルファ１ タイプ１プロコラーゲンｍＲＮＡの刺激薬としてはｂＦＧＦの方がより効果的で ある（ＭｃＣａｒｔｈｙ　ｅｔ　ａｌ　Ｅｎｄｏｃｒｌｎｏｌｏｇｙ　１９８９ ；　１２５：２１１ｇ−２８）。

ｉｎ　ｖｉｔｒｏにおいて、酸性及び塩基性ＦＧＦは、歯周靭帯由来の細胞に対 して細胞分裂促進性および走化性であること、及び、予め処理した象牙質の断片 （ｓｔａｂ）に結合することが示されている（Ｔｅｒｒａｎｏｖａ　ｅｔ　ａｌ 　Ｊ、　Ｐｅｒｌｏｄｏｎｔｏｌ、　１９８９；　６０：２９３−３０１；　Ｔ ｅｒｒａｎｏｖａ　ｅｔ　ａｌ　Ｊ、　Ｐｅｒｌｏｄｏｎｔｏｌ、　１９８７； 　５８：２４７−２５７；　Ｔｅｒｒａ獅盾魔＝@／／７Ｔ ｈｅ　Ｂｌｏｆｏｇｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｌｎｓｓ　ｏｆ　Ｔｏｏｔｈ　Ｅｘ ｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｏｏｔ　Ｒｅ５ｏｒｐｔｌｏ氏A　Ｄａｖｉｄ。

ｖｌｔｃｈ　Ｚ、　ｅｄ、　１９８９；　ｐｐ、２３−３４　）。

発明の要旨 本発明は、骨及び歯周組織の再生を刺激し高めるための新たな方法を提供する。

本発明の方法には、ＩＧＦ、好ましくはＩＧＦ−１，及び酸性または塩基性（そ れぞれａまたはｂ）ＦＧＦが使用される。本発明は、蛋白質とコラーゲンの合成 を刺激することにより、骨、セメント質、及び靭帯の増殖を促進し、少なくとも 部分的には、再生を助ける。本発明を使用した骨再生は、処置を行なわない場合 （すなわち外来の薬物を投与しない場合）、または精製されたＩＧＦ−Ｉまたは 精製されたＦＧＦを単独で同様のレベルで投与する場合と比較して、より効果的 である。

本発明によれば、哺乳類、例えばヒト患者の骨を再生する方法において、患者に 対し、好ましくは負傷した又は欠失した骨の領域に、精製された酸性または塩基 性ＦＧＦ及び精製されたＩＧＦ−１を含む混成物を効果的な量投与する。その他 の方法として、骨再生に対して相乗効果を示すことができるくらい短い間隔で２ つの因子を１つずつ投与することもできる。

本発明の好適な実施例において組成物は、精製された酸性または塩基性ＦＧＦと ＩＧＦ（例えばＩＧＦ−１（購入可能なもの））を、薬理学的に許容可能な担体 物質、例えば購入可能な不活性ゲル、ポリマーまたは液体（例えば、アルブミン またはメチルセルロースを含む生理食塩水）と組み合わせて調製する。精製され た酸性または塩基性ＦＧＦ及び精製されたＩＧＦ−１は、１００　；　１〜１： ２５０の重量比で結合することが好ましい。さらに好ましくは、精製されたＦＧ Ｆ及びＩＧＦ−ｒは、５０：１〜１　：　１００の重量比で結合する。最も好ま しくは、ＦＧＦ及び１ＧＦ−１は、１０：１〜１：５０の重量比で組み合わせる 。

発明の詳細な説明 ここで使用する“精製された゛という用語は、酸性または塩基性ＦＧＦまたはＩ ＧＦが、他の増殖因子と混合する前に、重量比で９０％以上含有されていること 、すなわち、ＦＧＦまたはＩＧＦ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んでないことを意味する。

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、ＩＧＦまたは酸 性または塩基性ＦＧＦの各サブユニットについて主要な単一バンドとして検出さ れる。本発明の組成物に使用される精製されたａまたはｂＦＧＦまたはＩＧＦの 純度は、アミノ末端配列解析により確認されていることが最も好ましい。゛精製 されたａまたはｂＦＧＦまたはＩＧＦは、天然素材（例えば、それぞれ脳または 血漿）から精製することにより、組み換えＤＮＡ技術により、または化学合成に より取得することができる。それゆえに、本発明においては、“ＩＧＦ”及びＦ ＧＦ’という用語は、哺乳類、好ましくは霊長類起源の、天然由来のもの、組み 換え体、及び合成物質のものを指す；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。組み換えａ及びｂＦＧＦ及びそれら のアナログの作製法は、ＥＰ８８３１１０９９．１に開示されている。

ＩＧＦは、Ａｍｇｅｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　（Ｔｈｏｕｓａｎｄ　０ａｋ ｓ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ　）及びＫａｂｌ　（Ｓｖｅｄｅｎ）から購入する ことができる。ａ及びｂＦＧＦはＲ＆　Ｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　（Ｍｉｎｎｅａｐ 。

Ｉｔｓ、　ＭＮ　）及びＡａＧｅｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｌｏｎから購入すること ができる。

ａまたはｂＦＧＦ及びＩＧＦという用語には、それぞれの受容体を通して生物活 性を媒介するそれらの活性を有する断片及びアナログも含まれる。現在のところ 、未知のアナログを作製し、この目的のために試験することもできる。これらア ナログの有効性の試験方法は日常使用されているものであり、例えば放射性受容 体アッセイのような従来法により容易に行なうことができる。適切なアナログは ＥＰ８８３１１０９９．１に開示されている。本発明においては、Ｉ　ＧＦ−１ が好ましいが、ＩＧＦ−１１またはＩＧＦ−Ｉ　１１も使用することができる。

本発明の組成物は、既知の混合法によりＩＧＦをａまたはｂＦＧＦと混合するか 、またはこれらの蛋白質をポリマーに結合させることにより調製する。本発明の 好適な実施例において、前記組成物は、２つの増殖因子を薬理学的に許容可能な 担体物質、例えば購入可能な不活性ゲル、ポリマーまたは液体（例えばアルブミ ンまたはメチルセルロースを含む生理食塩水）中で組み合わせることにより調製 する。精製された増殖因子は、１００・１〜１　：　２５０の重量比で結合する ことが好ましく、５０：１〜１：１００の重量比で結合するのが更に好ましい。

最も好ましくは、ｒＧＦに対するａまたはｂＦＧＦ　（ａまたはｂＦＧＦ　：　 ＩＧＦ）を、１０：１〜１：５０の重量比で結合する。

本発明においては、哺乳類、例えばヒト患者の骨再生は、有効な量の本発明の組 成物を、好ましくは負傷した、または欠失した骨の領域に局所的に投与すること により達成される。全身投与を行なうこともできる。好ましい用量は、負傷また は欠失した骨の領域１ｃｊあたり生物活性を有する増殖因子的０．１〜１０００ μｇ１さらに好ましくは生物活性を有する増殖因子１〜１００μｇである。

上述の記載は本発明の好適な実施例を説明している。他の変形物及び変化は本発 明及び以下に記載する請求の範囲に含まれる。

フロントページの続き （７２）発明者　ラインチ　サミュエル　イーアメリカ合衆国　マサチューセッ ツ州　ビバリー　イースト　ストリート２６ （７２）発明者　アントニアデス　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　ドライブ　２１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．哺乳類の骨再生に使用する薬物の生産における、インスリン様増殖因子及び 酸性または塩基性繊維芽細胞増殖因子の使用法。
2. ２．前記増殖因子各々が精製されていることを特徴とする請求項１に記載の使用 法。
3. ３．酸性または塩基性繊維芽細胞増殖因子のインスリン様増殖因子に対する重量 比が１００：１〜１：２５０であることを特徴とする請求項１に記載の使用法。
4. ４．前記重量比が５０：１〜１：１００であることを特徴とする請求項３に記載 の使用法。
5. ５．前記重量比が１０：１〜１：５０であることを特徴とする請求項３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１に記載の使用法。
7. ７．前記因子が薬理学的に許容可能な担体物質中で付加されることを特徴とする 請求項１に記載の使用法。
8. ８．酸性または塩基性繊維芽細胞増殖因子に付加されたインスリン様増殖因子か らなる骨再生組成物。