JPH08169843A - ヒト腫瘍壊死因子 - Google Patents

ヒト腫瘍壊死因子

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JPH08169843A
JPH08169843A JP3185940A JP18594091A JPH08169843A JP H08169843 A JPH08169843 A JP H08169843A JP 3185940 A JP3185940 A JP 3185940A JP 18594091 A JP18594091 A JP 18594091A JP H08169843 A JPH08169843 A JP H08169843A
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tnf
axons
tumor necrosis
nerve
necrosis factor
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JP3185940A
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Michal Schwartz
シュワルツ ミシャル
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Yeda Research and Development Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】障害部位に投与したとき、哺乳動物の中枢神経
系の障害された軸索の再生を誘導/促進するのに有効な
量の腫瘍壊死因子を含む薬剤組成物。 【効果】哺乳動物の中枢神経系の軸索の障害部位への腫
瘍壊死因子の投与は、障害部位での軸索の再生を誘導及
び促進する。組換え腫瘍壊死因子アルファはその目的の
ための好適な物質である。本方法により治療される病気
は多岐にわたるが、例えば圧迫又は虚血により惹起され
た急性若しくは亜急性の中枢神経系軸索に対する障害
(緑内障、脊髄障害、視神経又は聴神経への障害など)
が挙げられ、又障害後の両側麻痺、四肢麻痺、失明など
の緩解にも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の分野】
【0001】本発明は、哺乳動物の中枢神経系(CN
S)の障害された神経軸索の再生を促進及び増強するた
めの腫瘍壊死因子(TNF)の利用に関する
【0002】
【発明の背景】哺乳動物の中枢神経系のニューロン(神
経単位)は、障害後の再生能力がほとんどない。これに
対して、下等脊椎動物の中枢神経系と哺乳動物の抹消神
経系のニューロンは障害後の再生能力がきわめて高い。
金魚の視覚系では、網膜の神経節(ganglion)
細胞がいくつかの軸索を再生し、それらの適切な標的と
機能的に連結させる。この再生された軸索がミエリン化
され、これらの通常のパターンである、標的とのシナプ
ス接触を形成する。しかし哺乳動物では視神経の障害
は、ほとんどの軸索を切断したニューロンは死滅し、生
存している細胞も軸索を再成長させることができなくな
る。
【0003】この再生能力の差は、それぞれの細胞環境
の構成が異なることや、非ニューロン細胞の示す障害に
対する応答の差(再生に対して支持的及び許容的から非
支持的及び害的まで)が原因であるとされている。細胞
の成熟状態や分化状態によって、同じ型の細胞が再生を
支持したり阻害したりする。 星状細胞(astroc
yte)や寡突起神経膠細胞(oligodendro
cyte)は、そのような2面性が現れる細胞の例であ
る。成長している神経や自発的に再生している神経で
は、これらの細胞は成長を支持(星状細胞)したり許容
(寡突起神経膠細胞)したりする。しかし哺乳動物の成
体の再生していない細胞では、星状細胞は非支持性の傷
組織となり、成熟寡突起神経膠細胞は軸索の成長を阻害
する。これらの細胞は成長中は、障害後とは異なる方法
で制御されているかも知れない。
【0004】シュネルとシュワブ(Schnell,
L.and Schwab,M.E.)(ネーチャー
(Nature)第343巻、269−272頁(19
90年)は、中枢神経系の白質、培養した寡突起神経膠
細胞(中枢神経系のミエリン産生細胞))、そして中枢
神経系のミエリン自身は、培養液中のニューロンの強い
インヒビターであり、これはミエリンと寡突起神経膠細
胞上の規定された膜結合表面蛋白に関連する性質であ
る。これらの蛋白の阻害効果を中和するモノクローナル
抗体をラットの脳の中に移植した。推体路(corti
co−spinaltract)を横に切断すると、病
変部位に多量の出芽が観察され、障害部位から7−11
mmまでに細い軸索と小束(fasicle) が観察
された。
【0005】軸索切除した哺乳動物の中枢ニューロン
は、抹消の自己神経の一部により視神経を置換するとい
う特別な条件が与えられる場合は、長い距離にわたって
軸索を再生することが知られている。
【0006】本発明者や他人の研究により、下等脊椎動
物の中枢神経系(具体的には再生している魚の視神経)
は、哺乳動物の成体の障害された視神経に適切な時期に
適切な量が与えられた場合軸索の再生成長を支持する因
子の入手源であることが証明されている。シュワルツら
(Schwartz et al.)、 サイエンス
(Science)第228巻、600−603頁(1
985年);ハダニら(Hadani et a
l.)、プロシーディングズオブナショナルアカデミー
オブサイエンシーズオブユーエスエー(Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA)第81巻、7965
−69頁(1984年);ラビエら(Lavieet
al)、ブレインリサーチ(Brain Res.)第
419巻、166−173頁(1987年);ソロモン
ら(Solomon et al.)(メタボ・ペディ
アトル・シスト・オフタルモル(Metab.Pedi
atr.Syst.Ophthalmol.) 第11
巻、1−2頁、31−2頁(1988年);及びコーエ
ンら(Cohen et al.)、ニューロサイエン
スリサーチ(Neurosci.Res.)第22巻、
269−273頁(1989年)を参照。
【0007】腫瘍壊死因子(主に活性化マクロファージ
により産生され、もともと抗腫瘍活性があることで特徴
づけられた)は、多くの活性を有するサイトカインであ
ることがわかっている。TNFはインビトロ及びインビ
ボで遺伝子の多面発現性を示す(総説はボイトラーとセ
ラミ(Beutler,B.and Cerami,
A.)、ニューイングランドジャーナルオブメディシン
(New Engl.J.Med.) 第316巻 3
79−385頁(1987年);オールド(O1d,
L.J.)、サイエンティフィックアメリカン(Sc
i.Am.)第258巻、59−75頁(1988年)
を参照):例えば化学的に形質転換した腫瘍細胞に対す
る細胞障害作用(カーズウェルら(Carswell,
E.A.etal.)、 プロシーディングズオブナシ
ョナルアカデミーオブサイエンシーズオブユーエスエー
(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)第
72巻、3666−3670頁(1975年);シュガ
ーマンら (Sugarman,B.J.et a
l.)、サイエンス(Science)第230巻、9
43−945頁(1985年))、 IL−1分泌の刺
激(バックウィチら(Bachwich,P.R.et
al.)、ビオケム・ビオフィズ・レス・コム(Bi
ochem.Biophys.Res.Commu
n.)第136巻、94−101頁(1986年))、
プロスタグランジンEの刺激とコラゲナーゼ産生(デイ
ヤーら(Dayer,J.M.et al.)、ジャー
ナルオブエクスペリメンタルメディシン(J.Exp.
Med.)第162巻、2163−2168頁(198
5年))、含脂肪細胞中の脂質生成性遺伝子発現の阻害
(トルチら(Torti,F.M.et al.)、サ
イエンス(Science)第229巻、867−86
9頁(1985年))、そして種々の免疫エフェクター
細胞の刺激(シャラビーら(Shalaby,M.R.
et al.)、ジャーナルオブイムノロジー(J.I
mmunol.) 第135巻、2069−2073頁
(1985年))。 多くの研究にもかかわらず、一般
的にはTNFの生理学的役割(具体的には非腫瘍状態で
の役割)についてはほとんどわかっていない。
【0008】免疫系におけるTNFの広範な活動にもか
かわらず脳内のTNFの役割についてはほとんどわかっ
ていない。免疫系においてはTNF−αはマクロファー
ジの生成物であるが、脳の中ではTNFは小神経膠細胞
(microglia)(サワダら(Sawada,
M.et al.)、ブレインリサーチ(BrainR
es.)第491巻、394−397頁(1989
年))や星状細胞(ロビンスら(Robins,D.
S.et al.)、ジャーナルオブイムノロジー
(J.Immunol.) 第139巻、2593−2
597頁(1987年))により産生されるという事実
がある。以前、多発性硬化症(MS)の免疫介在脱ミエ
リン化におけるTNF−αの役割について主に実験事実
に基づいて仮説が出された(ブロスナンら(Brosn
an,C.F.et al.)、ジャーナルオブニュー
ロイムノル(J.Neuroimmunol.)第18
巻、87−94頁(1988年))。ロビンズら(Ro
bins,D.S.et al)(前述)はインビトロ
における星状細胞の刺激により、機能的にTNFに類似
の細胞障害性因子が産生され、組換えヒトTNF(rh
TNF)はラットの寡突起神経膠細胞に対する細胞障害
活性を有していると報告している。セルマジら(Sel
maj,K.W.et al.)、アン・ニューロル
(Ann.Neurol.)第23巻、339−346
頁(1988年)は、マウスの脊髄組織のミエリン化培
養物に対するrhTNFの効果について試験し、これが
開始遅延の寡突起神経膠細胞壊死とあるタイプのミエリ
ン膨張を誘導したと報告した。これらの文献のいずれ
も、インビボでの神経組織におけるTNFの具体的な活
性については記載していないようである。
【0009】世界中での多くの研究努力にもかかわら
ず、哺乳動物(特にヒト)の中枢神経系の再生を引き起
こす安全で有効な手段はまだ開発されていない。このよ
うな手段(特に再生が好ましい部位に注入できる薬剤)
は、障害後の両側痺痲又は四肢の痺痲、失明、手術に関
連した軸索切断などを緩和するのに非常に好ましいであ
ろう。
【0010】
【発明の要約】本発明において腫瘍壊死因子は軸索の再
生を促進することがわかった。従って本発明は、哺乳動
物(特にヒト)における中枢神経系の障害された軸索の
再生の誘導と促進のための薬剤組成物の調製への腫瘍壊
死因子の利用を与える。
【0011】本発明の別の目的は、障害部位に投与した
時哺乳動物の中枢神経系の障害された軸索の再生を誘導
及び促進するのに有効な量の、単回服用型の腫瘍壊死因
子と薬剤として許容される担体又は賦形剤を含むことよ
りなる薬剤組成物を与える。
【0012】本発明のさらに別の目的は、障害部位に有
効量の腫瘍壊死因子を与えることよりなる、哺乳動物の
中枢神経系の障害された神経の軸索の再生を誘導及び促
進するための方法を与えることである。
【0013】図1A−1Dは障害の部位から2mm以内
の領域からの実験的TNF処理神経の断面の電子顕微鏡
写真であり、新たに増殖している軸索の特徴を示してい
る。図1Aは星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミ
エリン化軸索を示す;図1Bは星状細胞突起中に埋め込
まれた成長円錐に類似の構造を示す;図1Cは寡突起神
経膠細胞の黒っぽい細胞質による再ミエリン化の初期過
程中の非ミエリン化軸索を示す;図1Dは障害されたが
治療されていない神経(対照)であり、完全に変性して
おり、星状細胞突起と変性軸索を含む。同定された部分
は軸索(Ax)、星状細胞突起(Ap)、成長円錐(g
c)そしてグリアの傷(gs)である。
【0014】図2は手術後6週間目のTNF処理した神
経の3次元の再構築を示す。成体ラットの視神経の一部
を切り、グリッドに載せ、×140で写真をとり、各レ
ベルでモンタージュを作成した。各断面図で同定された
画分は、新たに成長している軸索(Ax)、ミエリン軸
索(mAx);ニトロセルロース(NC);そしてグリ
アの傷と変性している軸索(GLS+dAx)である。
【0015】
【好適な態様の詳細な説明】中枢神経系の障害部位の軸
索の再生は、障害部位への腫瘍壊死因子(TNF)の投
与により誘導及び促進される。腫瘍壊死因子は障害軸索
の成長に直接影響しないようであるが、細胞環境に影響
を与えて神経再生につながる軸索成長に対して許容的に
なるようである。
【0016】このTNFは治療される動物と同じ種であ
ることが好ましいが、決定的に重要ではない。ムテイン
(muteins)、即ち本来のヒトのTNFに比較し
てアミノ酸残基が付加、欠失又は置換されている修飾T
NF分子、及び薬剤組成物としての利用のためにその物
理的性質を改良するために分子の一部又は他のペプチド
配列を付加したTNF誘導体も、中枢神経系軸索の再生
を促進するという本発明に一致している限りは、本発明
中に含まれる。このようなTNF変種は過度の実験をす
ることなく、選択的寡突起神経膠細胞細胞障害のインビ
トロ試験(シブロンら(Sivron,T.et a
l.)、グリア(Glia)第3巻、267−276頁
(1990年)に記載されている)により試験すること
ができる。
【0017】即ち本発明の明細書及び請求項において
「腫瘍壊死因子」という用語が使用されている場合は、
インビボで障害された哺乳動物の軸索の再生を誘導及び
促進する性質(これが寡突起神経膠細胞に対する選択的
細胞障害のインビトロの試験で予測することができる)
を有する、任意の種の天然のTNF、任意の種の組換え
TNF、そして修飾されたTNFを含むものと理解する
べきである。本発明の好適な態様においてヒト組換えT
NF−αが使用される。
【0018】TNFは任意の便利な方法で得られる。例
えばマシューら(Mathewset al.)の方法
(ブリティッシュジャーナルオブキキャンサー(Br.
J.Cancer)第42巻、416−422頁(19
80年))、又はグリーンら(Green et a
l.)の方法(ジャーナルオブナショナルキャンサーイ
ンスティテュート(J.Natl.Cancer In
st.)第59巻、5号、1519−1522頁(19
77年))で得られる。TNFは好ましくは組換えDN
A技術で得られる。(ペニカら(Pennica et
al.)、ネーチャー(Nature)第312巻、
724−729頁(1984年);シライら(Shir
ai et al.)、ネーチャー(Nature)第
313巻、803−806頁(1985年);ヨーロッ
パ特許出願第155,549号、ヨーロッパ特許第15
8,286号、ヨーロッパ特許168,214号な
ど)。組換えヒト腫瘍壊死因子(rhTNF)は現在市
販されている。
【0019】TNFは障害された哺乳動物(特にヒト)
の軸索の再生を促進するのに充分な量と純度で使用され
る。TNFは、再生されるべき障害された軸索の近辺に
移動させるのに、適当な任意の方法で投与される。好ま
しくはTNFは薬剤として許容される液体担体中で直接
部位に注入される。あるいはTNFを有する移植物を外
科的に挿入することもできる。このような移植物は、ス
ポンジのようにTNFを吸収し、移植部位でこれを徐々
に放出する任意の物買(例えばニトロセルロース)でよ
い。他の投与方法は当業者には明らかであり、それらも
本発明の範囲に含まれる。
【0020】ある患者に対して投与されるTNFの量
は、種々の因子により異なる(例えば治療すべき障害、
再生が好ましい軸索の障害部位、そして患者の状態な
ど)。しかし典型的にはTNFは一回の注射として投与
されるか、又はニトロセルロースや他の吸収性の担体中
にしみこませて投与される。正確な投与量は経験的に決
められる。
【0021】TNFは治療すべき障害の発生後すぐ投与
することが好ましい。即ちTNFは慢性の障害よりも急
性の障害に使用することが好ましい。変性の時間が長い
と本発明の方法により再生を促進することはやや困難か
もしれないと現在は考えられるが、本発明により慢性の
状態が治療されるかもしれないことを否定することはで
きない。
【0022】TNFの投与だけでも良好な結果が得られ
るが、その効果を増強するような任意の組合せ療法を使
用することもできる。例えば、障害された軸索の再生を
誘導し促進するような他の因子との組台せ(例えば哺乳
動物の障害後の神経の変性過程を遅らせるか又は防止す
る、インターロイキン−2、又は障害部位への低エネル
ギー(好ましくはHe−Neレーザー照射(632.8
nm35mw))の放射線照射(アッシアら(Assi
a,E.et al.)、ブレインリサーチ(Brai
n Res.)第476巻、205−212頁(198
9年))により、軸索の成長と再生を促進するTNFの
効果を促進する。
【0023】本発明により治療される種々の病気は多岐
にわたり当業者には明らかである。例えば神経障害、圧
迫又は虚血により引き起こされた急性又は亜急性の中枢
神経系軸索に対する障害、例えば緑内障、前虚血性視神
経病、脊髄障害、視神経又は聴覚神経への障害などがあ
るが、これらに限定されるものではない。神経手術中又
は腫瘍により引き起こされた中枢神経系ニューロンへの
障害も本発明の方法により治療できる。
【0024】本発明の目的のためにTNFは薬剤として
許容される担体又は希釈剤とともに製剤化される。TN
Fは水溶液(例えば無菌水溶液)でもよい。TNFを含
有する溶液又は粉末は安定剤により安定化することがで
きる。TNFは好ましくは基本的に非毒性で非治療性の
薬剤として許容される担体媒体中で、単回投与の注射型
(溶液、懸濁液、乳液)として製剤化することもでき
る。このような媒体の例としては食塩水、リンゲル液、
デキストロース液、マンニトール及び正常血清アルブミ
ンなどがある。非水性の媒体(例えば固定油やオレイン
酸エチル)を使用することもできる。担体媒体は少量の
添加剤(例えば等張性、溶解性及び/又は化学的安定性
を増強するような物質、例えば緩衝液、洗浄液そして保
存剤)を含有していてもよい。TNFの種々の製剤は他
の適用症で公知である。TNFの所期の機能が影響を受
けない限り、このような製剤を本発明の目的に使用する
こともできる。
【0025】本発明を以下の非制限的な例で例示する: 例1 大人のウサギ(アルビノ、ワイズマン研究所アニマルハ
ウス(Weizmann Institute Ani
mal House)をキシラジン(xylazin
e)(5mg/kg)とケタミン(ketamine)
(35mg/kg)で深く麻酔した。前述(ソロモンら
(Solomon et al.)、ジェイ・ニューロ
サイ・メソ(J.Neurosci.Meth.)第1
2巻、259−262頁(1985年))のように左の
視神経を漏出させ、先のとがった針を用いて眼球から5
−6mmの距離で髄膜を除いて切開した。すべての神経
でニトロセルロース片(長さ3mm、幅1mm)を障害
部位に挿入した。実験群のウサギには、挿入の前に1時
間ニトロセルロースをrhTNF(100U/神経;6
×10U/mg)に浸した。対照群にはニトロセルロ
ースを、活性物質を含まない、TNFを希釈するのに使
用した媒体(DMEM)に浸した。手術の30分以内に
始め、実験動物に10日間毎日、1日あたり5分間、低
エネルギーHe−Neレーザー照射(632.8nm、
35mw)を行った。
【0026】手術後6週間目に透過型電子顕微鏡で、実
験的障害神経と対照障害神経を定性的及び定量的に観察
した。このような分析により、新たに成長している軸索
と障害を免れた軸索の差が明らかになる。定量的分析は
以下のように行った:系統的に選択した薄片を低倍率
(×140)で電子顕微鏡写真をとり、これにより新た
に成長している軸索(ミエリン化軸索と非ミエリン化軸
索を含む)の同定が可能であった。
【0027】図1は、障害部位から2mm以内の領域
の、実験的TNF処理神経の断面の写真である。これら
の写真は新たに成長している軸索の特徴を示している。
即ち典型的な星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミ
エリン化軸索(図1A)、星状細胞突起中に埋め込まれ
た成長円錐に類似の構造(図1B)、そして寡突起神経
膠細胞の黒っぽい細胞質によるミエリン化の初期段階の
軸索(図1C)。非ミエリン化軸索を神経に沿って4つ
の領域で数を数えた:障害部位の前1mm、ニトロセル
ロースの末端、そこから2mm遠いところ、そして末端
に近い部分。表1に得られた結果を示す。
【0028】
【表1】 この結果はこのサンプリング法による1つの神経の分折
である。これらの結果は3つの追加の神経で定性的に再
現性があった。 * ニトロセルロースが観察される最後の領域。 ** 眼球から6mmから7mm離れている領域の間に
ある障害部位。 ***対照動物では、実験動物と同じ距離でとった部分
で非ミエリン化軸索は観察されなかったる。
【0029】最も多い数の非ミエリン化軸索は、障害部
位から2番目の距離に見られる(8466)。対照の非
処理動物では、病変から同じ距離に非ミエリン化又はミ
エリン化軸索は観察されない。障害部位からの距離が大
きくなると、非ミエリン化軸索の数は減少する。病変か
ら2mmの距離に比較して4mm離れた領域のミエリン
化軸索の数が一見増加しているのは、成長している軸索
の一部がミエリン化しているか、又は障害されたがその
変性が観察した領域(障害より4mmから先)に達して
いなかったためかも知れない。神経の3次元の再構築で
(図2)では、生きている非ミエリン化及びミエリン化
軸索により占められる面積及びその総数は、障害部位か
らの距離の増加に伴い減少し、これは観察された非ミエ
リン化軸索は確かに、ミエリン鞘をなくした障害を免れ
た軸索ではなく、新たに成長している軸索であることを
強調している。
【0030】例2 S.P.D.ラット(3月齢、体重300g)を15m
gケタミン(ketamine)と4mgキシラジン
(xylazine)2%で麻酔した。T12レベルで
椎弓切除の後、左の半索(hemicord)をウェッ
クマイクロクリップ(Weck MICRO−CLIP
TMm×1)(カタログ番号、065145)で30病
間破砕した。破砕後に解剖学的に大きな破壊は認められ
なかった。
【0031】破砕後10μl(100U)のTNFを障
害部位で索中に注入し、次に傷を閉じた。
【0032】8週間後再びラットを麻酔して、Tレベ
ルで部分的に椎弓切除の後、索中に10μlの西洋ワサ
ビペルオキシダーゼ(HRP)30%を注射し、注射部
位をシリコンクリームで閉じた。HRP注射の24時間
後にラットを殺してパラホルムアルデヒドで灌流した。
索を除去し、縦方向の切片(75ミクロン)を切り出し
た。切片をメスラム(M.M.Mesulam)の方法
(トレーシングニューラルコネクションズウイズホース
ラディッシュベルオキシダーゼ(Tracing Ne
rural connections with Ho
rseradish Peroxidase)、IBR
Oハンドブックシリーズ、メソッズインユーロサイエン
ス(Methods in Neuroscienc
e)、ジョンウィリーアンドサンズ社(John Wi
ley and Sons)、1982年)でコバルト
増強により発色させた。対照の障害させたがTNF処理
のしていない神経では完全な変性が観察された。TNF
処理脊髄では、障害部位を横断しているHRP染色神経
繊維が観察された。
【0033】前述の説明は具体的な態様を一般的に示し
たものであり、この知識を応用することにより、本発明
の範囲から逸脱することなく容易に種々の修飾及び/又
は応用が可能であり、それらの応用や修飾は、開示した
態様と同等の意昧と範囲内にあると理解される。本明細
書中で使用した用語は説明のためであり、決して本発明
を眼定するものではない。
【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1A−1Dは障害の部位から2mm以内の領
域からの実験的TNF処理神経の断面の電子顕微鏡写真
であり、新たに増殖している軸索の特徴を示している。
図1Aは星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミエリ
ン化軸索を示す;図1Bは星状細胞突起中に埋め込まれ
た成長円錐に類似の構造を示す;図1Cは寡突起神経膠
細胞の黒っぽい細胞質による再ミエリン化の初期過程中
の非ミエリン化軸索を示す;図1Dは障害されたが治療
されていない神経(対照)であり、完全に変性してお
り、星状細胞突起と変性軸索を含む。同定された部分は
軸索(Ax)、星状細胞突起(Ap)、成長円錐(g
c)そしてグリアの傷(gs)である。
【図2】図2は手術後6週間目のTNF処理した神経の
3次元の再構築を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成3年5月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ヒト腫瘍壊死因子
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、哺乳動物の中枢神経系(CN
S)の障害された神経軸索の再生を促進及び増強するた
めの腫瘍壊死因子(TNF)の利用に関する
【0002】
【発明の背景】哺乳動物の中枢神経系のニューロン(神
経単位)は、障害後の再生能力がほとんどない。これに
対して、下等脊椎動物の中枢神経系と哺乳動物の抹梢神
経系のニューロンは障害後の再生能力がきわめて高い。
金魚の視覚系では、網膜の神経節(ganglion)
細胞がいくつかの軸索を再生し、それらの適切な標的と
機能的に連結させる。この再生された軸索がミエリン化
され、これらの通常のパターンである、標的とのシナプ
ス接触を形成する。しかし哺乳動物では視神経の障害
は、ほとんどの軸索を切断したニューロンは死滅し、生
存している細胞も軸索を再成長させることができなくな
る。
【0003】この再生能力の差は、それぞれの細胞環境
の構成が異なることや、非ニューロン細胞の示す障害に
対する応答の差(再生に対して支持的及び許容的から非
支持的及び害的まで)が原因であるとされている。細胞
の成熟状態や分化状態によって、同じ型の細胞が再生を
支持したり阻害したりする。星状細胞(astrocy
te)や寡突起神経膠細胞(oligodendroc
yte)は、そのような2面性が現れる細胞の例であ
る。成長している神経や自発的に再生している神経で
は、これらの細胞は成長を支持(星状細胞)したり許容
(寡突起神経膠細胞)したりする。しかし哺乳動物の成
体の再生していない細胞では、星状細胞は非支持性の傷
組織となり、成熟寡突起神経膠細胞は軸索の成長を阻害
する。これらの細胞は成長中は、障害後とは異なる方法
で制御されているかも知れない。
【0004】シュネルとシュワブ(Schnell
L.and Schwab,M.E.)(ネーチャー
(Nature)第343巻、269−272頁(19
90年)は、中枢神経系の白質、培養した寡突起神経膠
細胞(中枢神経系のミエリン産生細胞))、そして中枢
神経系のミエリン自身は、培養液中のニューロンの強い
インヒビターであり、これはミエリンと寡突起神経膠細
胞上の規定された膜結合表面蛋白に関連する性質であ
る。これらの蛋白の阻害効果を中和するモノクローナル
抗体をラットの脳の中に移植した。推体路(corti
co−spinaltract)を横に切断すると、病
変部位に多量の出芽が観察され、障害部位から7−11
mmまでに細い軸索と小束(fasicle)が観察さ
れた。
【0005】軸索切除した哺乳動物の中枢ニューロン
は、抹梢の自己神経の一部により視神経を置換するとい
う特別な条件が与えられる場合は、長い距離にわたって
軸索を再生することが知られている。
【0006】本発明者や他人の研究により、下等脊推動
物の中枢神経系(具体的には再生している魚の視神経)
は、哺乳動物の成体の障害された視神経に適切な時期に
適切な量が与えられた場合軸索の再生成長を支持する因
子の入手源であることが証明されている。シュワルツら
(Schwartz et al.)、サイエンス(S
cience)第228巻、600−603頁(198
5年);ハダニら(Hadani et al.)、プ
ロシーディングズオブナショナルアカデミーオブサイエ
ンシーズオブユーエスエー(Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA)第81巻、7965−69頁
(1984年);ラビエら(Lavieet a
l.)、ブレインリサーチ(Brain Res.)第
419巻、166−173頁(1987年);ソコモン
ら(Solomon et al.)(メタボ・ペディ
アトル・シスト・オフタルモル(Metab.Pedi
atr.Syst.Ophthalmol.)第11
巻、1−2頁、31−2頁(1988年);及びコーエ
ンら(Cohen et al.)、ニューロサイエン
スリサーチ(Neurosci.Res.)第22巻、
269−273頁(1989年)を参照。
【0007】腫瘍壊死因子(主に活性化マクロファージ
により産生され、もともと抗腫瘍活性があることで特徴
づけられた)は、多くの活性を有するサイトカインであ
ることがわかっている。TNFはインビトロ及びインビ
ボで遺伝子の多面発現性を示す(総説はボイトラーとセ
ラミ(Beutler,B.and Cerami,
A.)、ニューイングランドジャーナルオブメディシン
(New Engl.J.Med.)第316巻、37
9−385頁(1987年);オールド(Old,L.
J.)、サイエンティフィックアメリカン(Sci.A
m.)第258巻、59−75頁(1988年)を参
照):例えば化学的に形質転換した腫瘍細胞に対する細
胞障害作用(カーズウェルら(Carswell,E.
A.et al.)、プロシーディングオブナショナル
アカデミーオブサイエンシーズオブユーエスエー(Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA)第72
巻、3666−3670頁(1975年);シュガーマ
ンら(Sugarman,B.J.et al.)、サ
イエンス(Science)第230巻、943−94
5頁(1985年))、IL−1分泌の刺激(バックウ
ィチら(Bachwich,P.R.et al.)、
ビオケム・ビオフィズ・レス・コム(Biochem.
Biophys.Res.Commun.)第136
巻、94−101頁(1986年))、プロスタグラン
ジンEの刺激とコラゲナーゼ産生(デイヤーら(Day
er,J,M.et al.)、ジャーナルオブエクス
ペリメンタルメディシン(J.Exp.Med.)第1
62巻、2163−2168頁(1985年))、含脂
肪細胞中の脂質生成性遺伝子発現の阻害(トルチら(T
orti,F.M.et al.)、サイエンス(Sc
ience)第229巻、867−869頁(1985
年))、そして種々の免疫エフェクター細胞の刺激(シ
ャラビーら(Shalaby,M.R.et a
l.)、ジャーナルオブイムノロジー(J.Immun
ol.)第135巻、2069−2073頁(1985
年))。多くの研究にもかかわらず、一般的にはTNF
の生理学的役割(具体的には非腫瘍状態での役割)につ
いてはほとんどわかっていない。
【0008】免疫系におけるTNFの広範な活動にもか
かわらず脳内のTNFの役割についてはほとんどわかっ
ていない。免疫系においてはTNF−αはマクロファー
ジの生成物であるが、脳の中ではTNFは小神経膠細胞
(microglia)(サワダら(Sawada,
M.et al.)、ブレインリサーチ(BrainR
es.)第491巻、394−397頁(1989
年))や星状細胞(ロビンスら(Robins,D.
S.et al.)、ジャーナルオブイムノロジー
(J.Imunol.)第139巻、2593−259
7頁(1987年))により産生されるという事実があ
る。以前、多発性硬化症(MS)の免疫介在脱ミエリン
化におけるTNF−αの役割について主に実験事実に基
づいて仮説が出された(ブロスナンら(Brosna
n,C.F.et al.)、ジャーナルオブニューロ
イムノル(J.Neuroimmunol.)第18
巻、87−94頁(1988年))。ロビンスら(Ro
bins,D.S.et al.)(前述)はインビト
ロにおける星状細胞の刺激により、機能的にTNFに類
似の細胞障害性因子が産生され、組換えヒトTNF(r
hTNF)はラットの寡突起神経膠細胞に対する細胞障
害活性を有していると報告している。セルマジら(Se
lmaj,K.W.et al.)、アン・ニューロル
(Ann.Neurol.)第23巻、339−346
頁(1988年)は、マウスの脊髄組織のミエリン化培
養物に対するrhTNFの効果について試験し、これが
開始遅延の寡突起神経膠細胞壊死とあるタイプのミエリ
ン膨張を誘導したと報告した。これらの文献のいずれ
も、インビボでの神経組織におけるTNFの具体的な活
性については記載していないようである。
【0009】世界中での多くの研究努力にもかかわら
ず、哺乳動物(特にヒト)の中枢神経系の再生を引き起
こす安全で有効な手段はまだ開発されていない。このよ
うな手段(特に再生が好ましい部位に注入できる薬剤)
は、障害後の両側麻痺又は四肢の麻痺、失明、つんぼ、
手術に関連した軸索切断などを緩和するのに非常に好ま
しいであろう。
【0010】
【発明の要約】本発明において腫瘍壊死因子は軸索の再
生を促進することがわかった。従って本発明は、哺乳動
物(特にヒト)における中枢神経系の障害された軸索の
再生の誘導と促進のための薬剤組成物の調整への腫瘍壊
死因子の利用を与える。
【0011】本発明の別の目的は、障害部位に投与した
時哺乳動物の中枢神経系の障害された軸索の再生を誘導
及び促進するのに有効な量の、単回服用型の腫瘍壊死因
子と薬剤として許容される担体又は賦形剤を含むことよ
りなる薬剤組成物を与える。
【0012】本発明のさらに別の目的は、障害部位に有
効量の腫瘍壊死因子を与えることよりなる、哺乳動物の
中枢神経系の障害された神経の軸索の再生を誘導及び促
進するための方法を与えることである。
【0013】図1A−1Dは障害の部位から2mm以内
の領域からの実験的TNF処理神経の断面の電子顕微鏡
写真であり、新たに増殖している軸索の特徴を示してい
る。図1Aは星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミ
エリン化軸索を示す;図1Bは星状細胞突起中に埋め込
まれた成長円錐に類似の構造を示す;図1Cは寡突起神
経膠細胞の黒っぽい細胞質による再ミエリン化の初期過
程中の非ミエリン化軸索を示す;図1Dは障害されたが
治療されていない神経(対照)であり、完全に変性して
おり、星状細胞突起と変性軸索を含む。同定された部分
は軸索(Ax)、星状細胞突起(Ap)、成長円錐(g
c)そしてグリアの傷(gs)である。
【0014】図2は手術後6週間目のTNF処理した神
経の3次元の再構築を示す。成体ラットの視神経の一部
を切り、グリッドに載せ、×140で写真をとり、各レ
ベルでモンタージュを作成した。各断面図で同定された
画分は、新たに成長している軸索(Ax)、ミエリン軸
索(mAx);ニトロセルロース(NC);そしてグリ
アの傷と変性している軸索(GLS+dAx)である。
【0015】
【好適な態様の詳細な説明】中枢神経系の障害部位の軸
索の再生は、障害部位への腫瘍壊死因子(TNF)の投
与により誘導及び促進される。腫瘍壊死因子は障害軸索
の成長に直接影響しないようであるが、細胞環境に影響
を与えて神経再生につながる軸索成長に対して許容的に
なるようである。
【0016】このTNFは治療される動物と同じ種であ
ることが好ましいが、決定的に重要ではない。ムテイン
(muteins)、即ち本来のヒトのTNFに比較し
てアミノ酸残基が付加、欠失又は置換されている修飾T
NF分子、及び薬剤組成物としての利用のためにその物
理的性質を改良するために分子の一部又は他のペプチド
配列を付加したTNF誘導体も、中枢神経系軸索の再生
を促進するという本発明に一致している限りは、本発明
中に含まれる。このようなTNF変種は過度の実験をす
ることなく、選択的寡突起神経膠細胞細胞障害のインビ
トロ試験(シブロンら(Sivron,T.et a
l.)、グリア(Glia)第3巻、267−276頁
(1990年)に記載されている)により試験すること
ができる。
【0017】即ち本発明の明細書及び請求項において
「腫瘍壊死因子」という用語が使用されている場合は、
インビボで障害された哺乳動物の軸索の再生を誘導及び
促進する性質(これが寡突起神経膠細胞に対する選択的
細胞障害のインビトロの試験で予測することができる)
を有する、任意の種の天然のTNF、任意の種の組換え
TNF、そして修飾されたTNFを含むものと理解する
べきである。本発明の好適な態様においてヒト組換えT
NF−αが使用される。
【0018】TNFは任意の便利な方法で得られる。例
えばマシューら(Mathewset al.)の方法
(ブリティッシュジャーナルオブキャンサー(Br.
J.Cancer)第42巻、416−422頁(19
80年))、又はグリーンら(Green et a
l.)の方法(ジャーナルオブナショナルキャンサーイ
ンスティテュート(J.Natl.Cancer In
st.)第59巻、5号、1519−1522頁(19
77年))で得られる。TNFは好ましくは組換えDN
A技術で得られる。(ペニカら(Pennica et
al.)、ネーチャー(Nature)第312巻、
724−729頁(1984年);シライら(Shir
ai et al.)、ネーチャー(Nature)第
313巻、803−806頁(1985年);ヨーロッ
パ特許出願第155,549号、ヨーロッパ特許第15
8,286号、ヨーロッパ特許168,214号な
ど)。組換えヒト腫瘍壊死因子(rhTNF)は現在市
販されている。
【0019】TNFは障害された哺乳動物(特にヒト)
の軸索の再生を促進するのに充分な量と純度で使用され
る。TNFは、再生されるべき障害された軸索の近辺に
移動させるのに、適当な任意の方法で投与される。好ま
しくはTNFは薬剤として許容される液体担体中で直接
部位に注入される。あるいはTNFを有する移植物を外
科的に挿入することもできる。このような移植物は、ス
ポンジのようにTNFを吸収し、移植部位でこれを徐々
に放出する任意の物質(例えばニトロセルロース)でよ
い。他の投与方法は当業者には明らかであり、それらも
本発明の範囲に含まれる。
【0020】ある患者に対して投与されるTNFの量
は、種々の因子により異なる(例えば治療すべき障害、
再生が好ましい軸索の障害部位、そして患者の状態な
ど)。しかし典型的にはTNFは一回の注射として投与
されるか、又はニトロセルロースや他の吸収性の担体中
にしみこませて投与される。正確な投与量は経験的に決
められる。
【0021】TNFは治療すべき障害の発生後すぐ投与
することが好ましい。即ちTNFは慢性の障害よりも急
性の障害に使用することが好ましい。変性の時間が長い
と本発明の方法により再生を促進することはやや困難か
もしれないと現在は考えられるが、本発明により慢性の
状態が治療されるかもしれないことを否定することはで
きない。
【0022】TNFの投与だけでも良好な結果が得られ
るが、その効果を増強するような任意の組合せ療法を使
用することもできる。例えば、障害された軸索の再生を
誘導し促進するような他の因子との組合せ(例えば哺乳
動物の障害後の神経の変性過程を遅らせるか又は防止す
る、インターロイキン−2、又は障害部位への低エネル
ギー(好ましくはHe−Neレーザー照射(632.8
nm35mW))の放射線照射(アッシアら(Assi
a,E.et al.)、ブレインリサーチ(Brai
n Res.)第476巻、205−212頁(198
9年))により、軸索の成長と再生を促進するTNFの
効果を促進する。
【0023】本発明により治療される種々の病気は多岐
にわたり当業者には明らかである。例えば神経障害、圧
迫又は虚血により引き起こされた急性又は亜急性の中枢
神経系軸索に対する障害、例えば緑内障、前虚血性視神
経病、脊髄障害、視神経又は聴覚神経への障害などがあ
るが、これらに限定されるものではない。神経手術中又
は腫瘍により引き起こされた中枢神経系ニューロンへの
障害も本発明の方法により治療できる。
【0024】本発明の目的ためにTNFは薬剤として許
容される担体又は希釈剤とともに製剤化される。TNF
は水溶液(例えば無菌水溶液)でもよい。TNFを含有
する溶液又は粉末は安定剤により安定化することができ
る。TNFは好ましくは基本的に非毒性で非治療性の薬
剤として許容される担体媒体中で、単回投与の注射型
(溶液、懸濁液、乳液)として製剤化することもでき
る。このような媒体の例としては食塩水、リンゲル液、
デキストロース液、マンニトール及び正常血清アルブミ
ンなどがある。非水性の媒体(例えば固定油やオレイン
酸エチル)を使用することもできる。担体媒体は少量の
添加剤(例えば等張性、溶解性及び/又は化学的安定性
を増強するような物質、例えば緩衝液、洗浄液そして保
存剤)を含有していてもよい。TNFの種々の製剤は他
の適用症で公知である。TNFの所期の機能が影響を受
けない限り、このような製剤を本発明の目的に使用する
こともできる。
【0025】本発明を以下の非制限的な例で例示する: 例1 大人のウサギ(アルビノ、ワイズマン研究所アニマルハ
ウス(Weizmann Institute Ani
mal House)をキシラジン(xylazin
e)(5mg/kg)とケタミン(ketamine)
(35mg/kg)で深く麻酔した。前述(ソロモンら
(Solomon et al.)、ジェイ・ニューロ
サイ・メソ(J.Neurosci.Meth.)第1
2巻、259−262頁(1985年))のように左の
視神経を漏出させ、先のとがった針を用いて眼球から5
−6mmの距離で髄膜を除いて切開した。すべての神経
でニトロセルロース片(長さ3mm、幅1mm)を障害
部位に挿入した。実験群のウサギには、挿入の前に1時
間ニトロセルロースをrhTNF(100U/神経;6
×10U/mg)に浸した。対照群にはニトロセルロ
ースを、活性物質を含まない、TNFを希釈するのに使
用した媒体(DMEM)に浸した。手術の30分以内に
始め、実験動物に10日間毎日、1日あたり5分間、低
エネルギーHe−Neレーザー照射(632.8nm、
35mW)を行った。
【0026】手術後6週間目に透過型電子顕微鏡で、実
験的障害神経と対照障害神経を定性的及び定量的に観察
した。このような分析により、新たに成長している軸索
と障害を免れた軸索の差が明らかになる。定量的分折は
以下のように行った:系統的に選択した薄片を低倍率
(×140)で電子顕微鏡写真をとり、これにより新た
に成長している軸索(ミエリン化軸索と非ミエリン化軸
索を含む)の同定が可能であった。
【0027】図1は、障害部位から2mm以内の領域
の、実験的TNF処理神経の断面の写真である。これら
の写真は新たに成長している軸索の特徴を示している。
即ち典型的な星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミ
エリン化軸索(図1A)、星状細胞突起中に埋め込まれ
た成長円錐に類似の構造(図1B)、そして寡突起神経
膠細胞の黒っぽい細胞質によるミエリン化の初期段階の
軸索(図1C)。非ミエリン化軸索を神経に沿って4つ
の領域で数を数えた:障害部位の前1mm、ニトロセル
ロースの末端、そこから2mm遠いところ、そして末端
に近い部分。表1に得られた結果を示す。
【0028】 この結果はこのサンプリング法による1つの神経の分折
である。これらの結果は3つの追加の神経で定性的に再
現性があった。 * ニトロセルロースが観察される最後の領域。 ** 眼球から6mmから7mm離れている領域の間に
ある障害部位。 *** 対照動物では、実験動物と同じ距離でとった部
分で非ミエリン化軸索は観察されなかった。
【0029】最も多い数の非ミエリン化軸索は、障害部
位から2番目の距離に見られる(8466)。対照の非
処理動物では、病変から同じ距離に非ミエリン化又はミ
エリン化軸索は観察されない。障害部位からの距離が大
きくなると、非ミエリン化軸索の数は減少する。病変か
ら2mmの距離に比較して4mm離れた領域のミエリン
化軸索の数が一見増加しているのは、成長している軸索
の一部がミエリン化しているか、又は障害されたがその
変性が観察した領域(障害より4mmから先)に達して
いなかったためかも知れない。神経の3次元の再構築で
(図2)では、生きている非ミエリン化及びミエリン化
軸索により占められる面積及びその総数は、障害部位か
らの距離の増加に伴い減少し、これは観察された非ミエ
リン化軸索は確かに、ミエリン鞘をなくした障害を免れ
た軸索ではなく、新たに成長している軸索であることを
強調している。
【0030】例2 S.P.D.ラット(3月齢、体重300g)を15m
gケタミン(ketamine)と4mgキシラジン
(xylazine)2%で麻酔した。T12レベルで
椎弓切除の後、左の半索(hemicord)をウェッ
クマイクロクリップ(Weck MICRO−CLIP
TMm×1)(カタログ番号、065145)で30病
間破砕した。破砕後に解剖学的に大きな破壊は認められ
なかった。
【0031】破砕後10μl(100U)のTNFを障
害部位で索中に注入し、次に傷を閉じた。
【0032】8週間後再びラットを麻酔して、Tレベ
ルで部分的に椎弓切除の後、索中に10μlの西洋ワサ
ビペルオキシターゼ(HRP)30%を注射し、注射部
位をシリコンクリームで閉じた。HRP注射の24時間
後にラットを殺してパラホルムアルデヒドで灌流した。
索を除去し、縦方向の切片(75ミクロン)を切り出し
た。切片をメスラム(M.M.Mesulam)の方法
(トレーシングニューラルコネクションズウィズホース
ラディッシュペルオキシダーゼ(Tracing Ne
rural connections with Ho
rseradish Peroxidase)、IBR
Oハンドブックシリーズ、メソッズインニューロサイエ
ンス(Methods in Neuroscienc
e)、ジョンウィリーアンドサンズ社(John Wi
ley and sons)、1982年)でコバルト
増強により発色させた。対照の障害させたがTNF処理
のしていない神経では完全な変性が観察された。TNF
処理脊髄では、障害部位を横断しているHRP染色神経
繊維が観察された。
【0033】前述の説明は具体的な態様を一般的に示し
たものであり、この知識を応用することにより、本発明
の範囲から免脱することなく容易に種々の修飾及び/又
は応用が可能であり、それらの応用や修飾は、開示した
態様と同等の意味と範囲内にあると理解される。本明細
書中で使用した用語は説明のためであり、決して本発明
を限定するものではない。
【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1A−1Dは障害の部位から2mm以内の領
域からの実験的TNF処理神経の断面の電子顕微鏡写真
であり、新たに増殖している軸索の特徴を示している。
図1Aは星状細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミエリ
ン化軸索を示す;図1Bは星状細胞突起中に埋め込まれ
た成長円錐に類似の構造を示す;図1Cは寡突起神経膠
細胞の黒っぽい細胞質による再ミエリン化の初期過程中
の非ミエリン化軸索を示す;図1Dは障害されたが治療
されていない神経(対照)であり、完全に変性してお
り、星状細胞突起と変性軸索を含む。同定された部分は
軸索(Ax)、星状細胞突起(Ap)、成長円錐(g
c)そしてグリアの傷(gs)である。
【図2】図2は手術後6週間目のTNF処理にした神経
の3次元の再構築を示す。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月8日
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図 1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】図1は生物の形態を表す写真であって、図1の
A−Dは障害の部位から2mm以内の領域からの実験的
TNF処理神経の断面の電子顕微鏡写真であり、新たに
増殖している軸索の特徴を示している。図1のAは星状
細胞環境中に埋め込まれた豊富な非ミエリン化軸索を示
す;図1のBは星状細胞突起中に埋め込まれた成長円錐
に類似の構造を示す;図1のCは寡突起神経膠細胞の黒
っぽい細胞質による 再ミエリン化の初期過程中の非ミ
エリン化軸索を示す;図1のDは障害されたが 治療さ
れていない神経(対照)であり、完全に変性しており、
星状細胞突起と変 性軸索を含む。同定された部分は軸
索(Ax)、星状細胞突起(Ap)、成長円 錐(g
c)そしてグリアの傷(gs)である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図 1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A61K 37/24 ABM

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 障害部位に投与した時、哺乳動物の中
    枢神経系の障害された軸索の再生を誘導及び促進するの
    に有効な量の、単回服用型の腫瘍壊死因子と薬剤として
    許容される担体又は賦形剤を含むことよりなる薬剤組成
    物。
  2. 【請求項2】 ヒト腫瘍壊死因子よりなる請求項1に記
    載の薬剤組成物。
  3. 【請求項3】 腫瘍壊死因子アルファよりなる請求項2
    に記載の薬剤組成物。
  4. 【請求項4】 組換えヒト腫瘍壊死因子アルファよりな
    る請求項3に記載の薬剤組成物。
  5. 【請求項5】 修飾された組換え腫瘍壊死因子よりなる
    請求項1に記載の薬剤組成物。
  6. 【請求項6】 腫瘍壊死因子のムテイン(mutei
    n)よりなる請求項5に記載の薬剤組成物。
JP3185940A 1990-04-23 1991-04-23 ヒト腫瘍壊死因子 Pending JPH08169843A (ja)

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US51128190A 1990-04-23 1990-04-23
US511281 1990-04-23

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CA2040965A1 (en) 1991-10-24
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ZA913036B (en) 1992-01-29
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IE911318A1 (en) 1991-10-23
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