JPH0776523A - 異所性骨化症予防・治療薬 - Google Patents

異所性骨化症予防・治療薬

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JPH0776523A
JPH0776523A JP5179669A JP17966993A JPH0776523A JP H0776523 A JPH0776523 A JP H0776523A JP 5179669 A JP5179669 A JP 5179669A JP 17966993 A JP17966993 A JP 17966993A JP H0776523 A JPH0776523 A JP H0776523A
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JP
Japan
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ossification
ectopic
preventive
ligament
cells
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Pending
Application number
JP5179669A
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English (en)
Inventor
Katsuyoshi Miyama
勝義 深山
Toshiyuki Sato
佐藤  利之
Emu Shiyooru Ana
アナ・エム・ショール
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Daiichi Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Daiichi Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 後縦靭帯骨化症等の異所性骨化症に有効な
予防・治療薬を提供する。 【構成】 非骨原性細胞を長期組織培養による骨芽細
胞への変化という実験系を用いて、細胞内アルカリフォ
スファターゼの陽性化を指標に、異所性骨化の予防・治
療剤を探索した結果、硫酸化多糖体に強い阻害作用を見
いだした。 【効果】 上記の試験方法により、見いだした硫酸化
多糖体の1種は、骨芽細胞への分化及び石灰化において
強い阻害作用を示したことから、本物質は異所性骨化症
の予防・治療薬となり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異所性骨化症の予防・
治療薬に関する。
【0002】
【従来の技術】異所性骨化症は、軟部組織中で正常では
認められない部位に骨化がおこる症状である。このよう
な疾患としては、異所性骨化が筋、筋膜にみられる骨化
性筋炎、全身の筋肉内におこる進行性骨化性筋炎、脳卒
中や脊髄損傷の麻痺肢におこる骨化、脊柱管狭窄をきた
す頚椎後縦靭帯骨症が知られている。靭帯骨化症は、異
所性骨化症の一つの態様とみることができるが、靭帯骨
化症等の異所性骨化症の発生機序については、現状で
は、十分に解明にされているとは言えない。
【0003】靭帯骨化症の中で臨床上頻度高く見られる
ものは、後縦靱帯部位に起こる骨化であり、特に、頚椎
の後縦靭帯に起こる骨化症を頚椎後縦靭帯骨化症とい
い、脊柱管狭窄をきたし脊髄麻痺症候の臨床症状を示す
近年注目されつつある成人男子に多い疾患である(日本
整形外科学雑誌、62:679−696,1988:Cl
inical Orthopaedics and Related Research 184
71−84,1984)。前述のごとく靭帯骨化症の発
生機序については不明な点が多いが、近年、前記異所性
骨化症と同様に、骨形成蛋白質(BMP)の関与が報告
されている(日本骨代謝学会雑誌 :105頁、19
91)。ここで、骨形成蛋白質(BMP)とは、未分化
な細胞に作用して骨芽細胞への分化を決定する因子であ
る。以上のことから、靱帯骨化症は非骨原性細胞である
靱帯を構成する細胞の一部が骨形成蛋白質(BMP)に
よって骨様組織(おそらく、骨芽細胞)へ変化したもの
と考えられている。
【0004】異所性骨化症の中で、比較的頻度の高い疾
患である頚椎後縦靱帯骨化症の治療については、軽度の
場合は、保存的療法として牽引療法あるいは短期間のス
テロイド投与が行われているが、それ以外の場合つま
り、日常生活動作(ADL)障害の自覚・神経学的に明
瞭な脊髄症候が現われた場合、保存的療法が十分に奏功
しない場合、症状進行が早い場合には、手術による治療
が行われている。また、この疾患(異所性骨化症)の治
療に有用な薬物は、前記対症療法としてのステロイド以
外に使用されておらず、疾患の発生機序に基づいた異所
性骨化症の予防・治療薬は見いだされていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように靱帯骨化
症の治療の現状は外科的手法によるものであり、患者に
苦痛を与えるため、患者にとって肉体的な面での負担が
非常に大きいことから、薬物による根本的な治療が望ま
れている。このような現状に鑑み、本発明は靱帯骨化症
等の異所性骨化症の予防・治療薬を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題に鑑みて本発
明者らは、靭帯骨化症等の異所性骨化症の予防・治療薬
を見い出すべく鋭意検討した結果、DS−4152等の
硫酸化多糖体を有効成分として含む薬剤、製剤及び組成
物等が、非骨原性細胞から骨芽細胞又は骨様組織への変
化を抑制し、靭帯骨化症等の異所性骨化症の予防・治療
薬となり得ることを見いだした。
【0007】本発明は、硫酸化多糖体を有効成分とす
る、異所性骨化症の予防・治療薬を提供するものであ
る。また、本発明は、硫酸化多糖体を有効成分とする、
靭帯骨化症の予防・治療薬を提供するものである。ま
た、本発明は、硫酸化多糖体を有効成分とする、血管周
皮細胞の骨化阻害剤を提供するものである.また、本発
明は、硫酸化多糖体を有効成分とする、幼若未分化細胞
から成熟骨芽細胞への分化過程の阻害剤を提供するもの
である。更に、本発明は、硫酸化多糖体がDS−415
2である、請求項1から4のいずれか1項に記載の予防
・治療剤又は阻害剤を提供するものである。
【0008】A. 本発明の有効成分である硫酸化多糖
体について説明する。 本発明で述べる硫酸化多糖体としては、例えば、ヘパリ
ン、低分子ヘパリン、ペントサンポリ硫酸及び井上らに
よって製造されたDS−4152等が挙げられる(特開
昭63−119500)。この中で好ましい硫酸化多糖
体としては、DS−4152を挙げることができる。硫
酸化多糖体DS−4152は、アルスロバクター(Arth
robacter)sp.AT−25(工業技術院微生物工業技術研
究所に、微工研条寄第1357号として、また、同所に
Micrococcus sp.AT-25なる名称で、微工研菌寄第525
5号として、寄託されている)の培養物から分離される
DS−4639(特開昭56−67301号参照)か
ら、その中に含まれる分子量約150,000以上の発
熱性を示す画分を適当な分子量分画法により除去して得
ることができる(特開昭63−313733号第5頁参
照)。
【0009】B.異所性骨化症の予防・治療薬としての
有効性について説明する。 前述のごとく、異所性骨化とは、軟部組織中であって、
正常では骨化が起こらない部位に骨化が生じることをい
い、ここで、骨化とは単に組織に石灰が沈着するだけで
なく、骨という特殊な顕微形態をそなえた組織が形成さ
れることをいう。
【0010】異所性骨化には、その骨化がおこる部位に
より、骨化性筋炎、進行性骨化性筋炎、麻痺肢における
骨化、靭帯における骨化等、種々の骨化症に大別するこ
とができる。しかし、それらの発生機序の多くは不明で
あり、一部の靭帯骨化症についてのみ若干検討が進んで
いるにすぎない。本発明者らは、異所性骨化の試験管内
で培養された血管周皮細胞の骨化に着目し、これを異所
性骨化症の一つの実験モデル系として用いることができ
る。しかし、その実験モデルに用いる実験材料としての
血管周皮細胞は、生体内で筋肉細胞、歯芽細胞、骨芽細
胞等に分化することが知られていたが、その純粋な分離
/培養は、間質細胞等の他の細胞の混入等のため、困難
であった。そこで、本発明者らによる間質細胞等の他の
細胞の混入を厳密に防ぐ方法の確立により、試験管内(i
n vitro)で、血管周皮細胞を培養することを技術的に可
能にし、その細胞を長期(2週間程度)培養すると、小
結節が形成され、更に培養を続けると石灰沈着した小結
節、すなわち、骨様組織を形成することを見いだした。
【0011】この小結節に沈着した石灰成分の(カルシ
ウム/リン)比は2.3〜2.5であり、骨における比
率とほぼ等しいこと、更に、血管周皮細胞の長期培養に
よる上記小結節を形成する細胞は、骨芽細胞の主要な膜
酵素であるアルカリホスファターゼも陽性化し、骨様組
織の形態に変化することが報告されている(ショール
(A.M. Schor)ら、J. Cell Science, 97: 449-461, 198
6)。また、血管周皮細胞の石灰化の過程において,骨
形成蛋白質(BMP)のmRNAが発現すること(ボス
トローム、(K. Bostrom)ら、J. Clin. Invest., 91:180
0-1809, 1993)も知られている。
【0012】本発明者らは上記の事実より、長期間組織
インビトロで培養された血管周皮細胞が単なる石灰の沈
着ではなく細胞外基質に石灰化が進むこと、小結節を形
成して骨様組織を形成すること等を考慮すると、異所性
骨化(症)の実験モデルとして利用できると判断した。
従って、この実験モデルを用いて異所性骨化症の治療薬
を探索・評価する方法を確立することができた。
【0013】本発明において、上記実験モデルを用いて
各種物質を探索した結果、硫酸化多糖体等に阻害活性を
見いだした。本発明における実施例では、硫酸化多糖体
DS−4152に石灰化阻止効果が認められる。従っ
て、この物質DS−4152は異所性骨化症に有効であ
ると考えられる。また、DS−4152以外の他の硫酸
化多糖体も同様に異所性骨化症の予防・治療に有用であ
ると言うことができる。本発明において見いだされたD
S−4152等の硫酸化多糖体が有効性を示す異所性骨
化症の具体例としては、骨化性筋炎、進行性骨化性
筋炎、脳卒中や脊髄損傷の麻痺肢におこる異所性骨
化、各種の靭帯骨化症、等を挙げることができる。
【0014】C.靱帯骨化症に対する予防・治療薬とし
ての有効性について説明する。 靱帯骨化症とは、異所性骨化が靭帯におこり、そのため
に種々の症状をきたす疾患をいうが、異所性骨化症の中
では比較的頻度の高い疾患である。また、靭帯骨化症の
中の頻度の高い一例として、頚椎後靭帯骨化症を挙げる
ことができ、その頚椎後靭帯症骨化症の臨床症状は頸部
症状、神経症状、反射異常が現れると報告されている
(日本整形外科学会雑誌、62:679−696,19
88,Clinical Orthopaedics and Rlated Research,
84:71−84、1984) 。
【0015】靭帯骨化症の発生機序については、他の異
所性骨化と同様に不明な点が多いものの、骨形成蛋白質
(BMP)の関与が、頚椎後靭帯骨化症における靭帯細
胞の骨化において、近年報告されている(日本骨代謝学
会雑誌、:105頁、1991)。このことからも、
靭帯骨化症と他の異所性骨化である血管周皮細胞の石灰
化の間には、骨形成蛋白質(BMP)の関与という共通
性が認められる。
【0016】未分化細胞から骨芽細胞へと成熟する過程
の実験モデルとして、未分化間葉系細胞であって非骨原
性細胞であるマウス由来のC3H10T1/2細胞株を
用いたin vitro細胞培養系により試験することができ
る。筋肉細胞、脂肪細胞、軟骨細胞等に分化することで
知られている同細胞(C3H10T1/2)を、レチノ
イン酸あるいは骨形成蛋白質(BMP)で処理すると、
未処理の同細胞では認められなかった骨芽細胞の指標で
あるアルカリホスファターゼ産生、副甲状腺ホルモンに
依存したサイクリックAMP産生及びオステオカルシン
産生が陽性化して、骨芽細胞様細胞に分化することが知
られている(Biochem. Biophys. Res.Commun.,172
295−299、1990)。ここで、オステオカルシ
ンは骨芽細胞が特異的に産生する蛋白質であり、また、
アルカリフォスファターゼは、骨芽細胞の分化、成熟に
ともない活性が増加する酵素で石灰化に関与していると
考えられている最適な指標である。従って、同細胞の試
験管内( in vitro) 培養系が、靭帯骨化等の異所性骨化
症のモデルとして用いることができる。
【0017】この細胞培養系を本発明の靭帯骨化症の実
験モデルとして使うことができ、阻害剤のスクリ−ニン
グや阻害剤の試験管内評価にモデルとして採用できる。
この細胞培養系をモデルとして各種物質を探索した結
果、DS−4152、ヘパリン等の硫酸化多糖体に阻害
活性を見いだし、これらの硫酸化多糖体の中では、DS
−4152に強い阻害活性が認められた。本発明で見い
だされた硫酸化多糖体は、後縦靭帯骨化症、前縦靭帯骨
化症、黄色靭帯骨化症等の脊柱靭帯骨化症、仙朿・仙結
節・腸腰靭帯骨化症等に対して有効であると考えられ
る。また、他の異所性骨化である骨化性筋炎、進行性骨
化性筋炎等にも、同様な有効性が期待できる。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る硫酸化多糖体を有効成分と
する薬剤又は組成物は、血管周皮細胞の骨化を防止し、
また、幼若未分化細胞(C3H10T1/2)の成熟骨
芽細胞へ分化する過程を抑制することから、靭帯骨化症
等の異所性骨化症に対する予防・治療薬として有用であ
る。本発明における硫酸化多糖体が有効性を示すと考え
られる異所性骨化(症)には、異所性骨化が筋膜にみ
られる骨化性筋炎、異所性骨化が全身の筋肉内におこ
る進行性骨化性筋炎、脳卒中や脊髄損傷の麻痺肢にお
こる異所性骨化、靭帯の骨化による靭帯骨化症等を挙
げることができる。本発明にかかる硫酸化多糖体が有効
性を示すと考えられる靭帯骨化症には、後縦靭帯骨化
症、前縦靭帯骨化症、黄色靭帯骨化症等の脊柱靭帯
骨化症、仙朿・仙結節・腸腰靭帯骨化症等を挙げるこ
とができる。本発明における硫酸化多糖が有効性を示す
後縦靭帯骨化症には、頚椎部の後縦靭帯が骨化し、脊柱
管狭窄をきたす頚椎後縦靭帯骨化症を挙げることができ
る。
【0019】
【実施例】 実施例1 非骨原性細胞として、牛胎児動脈より、ショール(A.M.S
chor) 等の方法(J. Cell Science, 97, 449-461, 198
6)で調製した初代培養血管周皮細胞を使用した。 血
管周皮細胞は20%牛胎児血清を含むMEM(ミニマム
エセンシャルメディウム、ギブコ社製)に50μg/m
lのアスコルビン酸および2mMグルタミンを添加した
培養液中で、37℃、5%炭酸ガスインキュベーターで
培養し、3日毎に培養液を交換した。
【0020】血管周皮細胞をシャーレに播種して、培養
をし、細胞密度がサブコンフルエントになったときに、
塩基性繊維細胞増殖因子bFGF(最終濃度が5ng/ml
となるように)及び硫酸化多糖体DS−4152(最終
濃度が0.01〜100μg/mlになるように)を添
加して、更に7日間培養した。培養終了後、小結節形成
の指標として、細胞突起を伸ばし、集落を形成しつつあ
る血管周皮細胞を計数した。
【0021】この表(表1)に示す実験結果は、血管周
皮細胞は塩基性繊維芽細胞成長因子(bFGF)の存在下では
効率良く小結節(nodule)を形成する条件で、DS−41
52は、小結節形成を用量依存的に抑制することを示し
た。
【0022】
【表1】
【0023】実施例2 非骨原性細胞として、レチノイン酸あるいは骨形成蛋白
質により骨芽細胞様細胞に分化することが知られている
マウス胎児由来の未分化間葉系細胞株C3H10T1/
2細胞を使用した(Biochem. Biophys. Res. Commun.,
172: 295-299,1990)。その細胞は24穴の培養皿に1
0,000個/ 穴(ウエル)の密度で播種し、10%牛
胎児血清を含むBME培地(Basal Medium Eagle, ギブ
コ社製)中、37℃、5%炭酸ガスインキュベーターで
24時間培養した。その後、所定の濃度の被験物質およ
び1μMのレチノイン酸及び10%牛胎児血清を含む新
しいBME培地に交換して、さらに3日間培養した。培
養終了後、細胞の骨化の程度を細胞内アルカリホスファ
ターゼ活性を指標に測定した。
【0024】まず、培養容器より培養液を除き、冷等張
リン酸緩衝液1mlで2回洗浄し、0.01%のトライ
トンXを含む冷ハンクス塩類溶液0.2mlを加え、超
音波発生装置で20秒間細胞を破砕した。破砕液のアル
カリホスファターゼ活性および蛋白質含量はそれぞれ
(パラ−ニトロフェニルリン酸法及びBAC蛋白測定キ
ット(アマシャム社製)を用いて定量した。
【0025】被験物質DS−4152及びヘパリンのC
3H10T1/2細胞に対する効果を表2に示した。ヘ
パリンは、シグマ社製のヘパリンナトリウム(Hepa
rin Na塩、Grade II, ブタ小腸粘膜由来、192.9
USP, Lot No.121H0596)を用いた。表2よりC3H10
T1/2細胞のアルカリホスファターゼ活性はレチノイ
ン酸処理により増加し、骨芽細胞様細胞に変化したこと
が確認できた。一方、被験物質DS−4152又はヘパ
リンをレチノイン酸とともに同時に加えると,レチノイ
ン酸により誘導されたC3H10T1/2細胞のアルカ
リホスファターゼ活性はいずれの被験物質(DS−41
52又はヘパリン)処理においても、被験物質の用量に
依存して減少し、骨芽細胞様細胞への変化は抑制され
た。用いた硫酸化多糖の中ではDS−4152が最も強
い抑制を示し、ヘパリンに比し約3倍以上の強い抑制効
果を示した。
【0026】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アナ・エム・ショール イギリス国、エム20 9ビーエックス、マ ンチェスター、ウイルムスロー ロウド、 クリスチイホスピタル アンド ホルトラ ジウム インスティチュート、マンチェス ターユニヴァーシティー、メディキャルオ ンコロジー、シーアールシー デパートメ ント(番地なし)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸化多糖体を有効成分とする、異所性
    骨化症の予防・治療薬。
  2. 【請求項2】 硫酸化多糖体を有効成分とする靭帯骨化
    症の予防・治療薬。
  3. 【請求項3】 硫酸化多糖体を有効成分とする、血管周
    皮細胞の骨化阻害剤。
  4. 【請求項4】 硫酸化多糖体を有効成分とする、幼若未
    分化細胞から成熟骨芽細胞への分化過程の阻害剤。
  5. 【請求項5】 硫酸化多糖体がDS−4152である、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の予防・治療剤又
    は阻害剤。
JP5179669A 1993-07-21 1993-07-21 異所性骨化症予防・治療薬 Pending JPH0776523A (ja)

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