JPH0987198A - 神経細胞伸長剤 - Google Patents

神経細胞伸長剤

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JPH0987198A
JPH0987198A JP7263616A JP26361695A JPH0987198A JP H0987198 A JPH0987198 A JP H0987198A JP 7263616 A JP7263616 A JP 7263616A JP 26361695 A JP26361695 A JP 26361695A JP H0987198 A JPH0987198 A JP H0987198A
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JP
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nerve
neurocyte
mouse
nerve cell
receptor
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JP7263616A
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English (en)
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Tetsuya Taga
哲也 田賀
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、非常に困難であった神経細胞の伸長を
比較的容易に実施する方法及びその目的で使用する神経
細胞伸長剤を提供する。 【構成】 神経細胞膜表面に存在するgp130蛋白質
を刺激することを特徴とする神経細胞伸長方法及び神経
細胞膜表面に存在するgp130を刺激し得る物質を含
む、神経細胞伸長剤により前記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、神経細胞膜表面に存在
するgp130蛋白質(以下、単にgp130と略す
る)を刺激することを特徴とする神経細胞伸長方法及び
神経細胞膜表面に存在するgp130を刺激し得る物質
を含む神経細胞伸長剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】NGF(nerve growth f
actor)は、古くから知られている神経伸長因子で
ある。従って、リコンビナントNGFなどを投与するこ
とによりNGFの刺激を過剰に与えることを特徴とする
神経伸長剤が期待されてきたが、ビトロでの効果に比べ
何らかの原因でビボでの効果が弱いために現時点では新
しい薬剤として開発されるに至っていない。
【0003】gp130は、細胞膜上の分子量約13万
の糖蛋白質で、標的細胞により多様なシグナルを伝える
分子であることが知られている。実際に、gp130を
シグナル伝達物質として用いるLIF(leukemi
a inhibitoryfactor)やCNTF
(ciliary neurotrophic fac
tor)は神経細胞にシグナルを伝えることが知られて
いる(Ipら、Cell、69巻、p1121、199
2年及びStahlら、Cell、74巻、p587、
1993年参照)。またインタ−ロイキン−6(IL−
6)も神経細胞にシグナルを伝えることが知られている
(Schobitzら、Eur.J.Neurosc
i.、5巻、p1426、1993年参照)。
【0004】しかしながら、これらのサイトカインは種
々の作用を持つために、インビトロでの実験で上記効果
が確認されても、不均一な細胞が混在し、さらに分解な
どによる不活性化が起こり得るビボで同じ効果が再現で
きるかどうかは不明である。実際に動物にこれらのサイ
トカインを投与して神経を伸長させた例は報告されてお
らず、gp130を刺激することによる神経伸長剤の開
発が可能か否かは全く不明であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、gp
130を刺激することにより神経細胞を伸長する方法及
び神経細胞の伸長剤を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、gp130
の神経細胞に対する作用について研究を行うなかで、神
経の伸長や傷害を受けた神経の再生においてgp130
を刺激することが極めて重要な意味を持つことを見出だ
し、本発明を完成するに至った。
【0007】即ち本発明は、神経細胞膜表面に存在する
gp130を刺激することを特徴とする神経細胞伸長方
法である。また更に本発明は、神経細胞膜表面に存在す
るgp130を刺激し得る物質を含む、神経細胞伸長剤
である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】gp130は、細胞膜上に存在する分子量
約13万の糖蛋白質で、標的細胞により多様なシグナルを
伝えることが明らかになっている(Tagaら、Cel
l、58、p573、1989年参照)。現在までの知
見では、gp130がシグナル伝達物質として関与する
サイトカインとしてIL−6、(インタ−ロイキン
6)、CNTF(Ciliary Neurotrop
hic Factor)、IL−11(インタ−ロイキ
ン11)、OM(Oncostatin M)、LIF
(Leukemia Inhibitory Fact
or)等が知られている。
【0009】以上に述べた各サイトカインの活性の発現
は、細胞膜上に存在するgp130が刺激されることに
より生じるが、これらサイトカインのみでgp130を
刺激することはできず、gp130以外に各サイトカイ
ン固有のレセプタ−が必要である。
【0010】従って、本発明において神経細胞膜上のg
p130を刺激するためには、少なくとも上記サイトカ
イン等の固有のレセプタ−、即ちIL−6レセプタ−
(IL−6固有のレセプタ−、以下IL−6R)、CN
TFレセプタ−(CNTF固有のレセプタ−、以下CN
TFR)、IL−11レセプタ−(IL−11固有のレ
セプタ−、以下IL−11R)、LIFレセプタ−(L
IF固有のレセプタ−、LIFR)等を各サイトカイン
存在下で神経細胞と接触させれば良い。即ち、例えばI
L−6とIL−6Rを同時に神経細胞と接触させる、等
である。
【0011】以上に述べたサイトカインの中でも、特に
IL−6とIL−6Rは解析が最も進んだ物質で、大量
製造の容易さや後述の理由から、本発明の神経細胞を伸
長させる目的で使用する組み合わせとして好ましい。な
おIL−6Rは、本来膜貫通領域等を有する蛋白質であ
るが、gp130を刺激するのに必要な部分のみからな
る可溶性IL−6R(以下sIL−6R、アメリカ登録
特許第5171840号等参照)は分子量も小さく、可
溶性であるという特徴故に本発明で最も好ましい。
【0012】より具体的に、本発明において好適に使用
されるsIL−6レセプタ−は、IL−6Rの細胞外領
域である。IL−6Rは、膜に存在する分子量約8万の
糖蛋白質で、IL−6と結合するとさらに細胞膜上のg
p130と結合して細胞内にシグナルを伝える。IL−
6との結合及びgp130との結合に必要なのは、IL
−6Rの細胞外領域であるため、膜貫通領域や細胞内領
域を欠失したsIL−6Rでも、膜型(全長型)のIL
−6Rと同様、IL−6と結合した後、更にgp130
と結合することでシグナルを伝達することができる。
【0013】sIL−6Rとして例えば、細胞外領域の
344アミノ酸から構成されるリコンビナントヒトsI
L−6R(Yasukawa、J.Biochem.、
108、1990年)を例示することができる。
【0014】sIL−6R等のサイトカインのレセプタ
−は、リコンビナント蛋白質及び天然からの精製物のど
ちらでもよいが、均一性においてリコンビナントのもの
が好ましい。例えばリコンビナントsIL−6Rとし
て、上記の細胞外領域の344アミノ酸から構成される
ものが知られている(Yasukawa、J.Bioc
hem.、108、1990年等)が、IL−6及びg
p130との結合性を保持していれば、344以外のア
ミノ酸数から構成されるものでも良い。
【0015】本発明が適用される神経細胞は、ヒト由来
の神経細胞はもちろん、マウス神経細胞等、その細胞表
面にgp130を発現している神経細胞であれば良い。
従って、例えば前述のサイトカインが何等かの生理作用
を有する動物種の神経細胞であれば、本発明を適用し得
る。なお、gp130や各種サイトカインは、動物種間
でその構造等が類似していることから、本発明では例え
ばマウスの神経細胞の伸長を目的とする場合にマウスの
IL−6Rを使用することはもちろん、ヒトIL−6R
やヒトsIL−6R等をも使用し得る。
【0016】
【実施例】以下本発明をさらに詳細に説明するために実
施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。なおこれら実施例で用いたサイトカイン及び
そのレセプタ−は、全てヒト由来のものである。
【0017】実施例1 後根神経節からの神経細胞の伸
長に対するsIL−6Rの効果 17日目のICRマウス胎児の後根神経節を取り出し、
10%FCS(牛胎児血清)を含む0.1%コラ−ゲ
ン、DME/HAMF12培地(ギブコ社製)0.3m
l中に1個の後根神経節を加えた。
【0018】IL−6R(2μg/ml)存在下
(B)、sIL−6R(1μg/ml)存在下(C)、
IL−6R(2μg/ml)及びsIL−6R(1μg
/ml)存在下(D)、CNTF(2μg/ml)存在
下(E)、そしてこれらサイトカイン及びそのレセプタ
−非存在下(A)で4日間培養した後、後根神経節の伸
長の様子を観察した。結果を図1に示す。
【0019】図1から明らかなように、IL−6とsI
L−6R共存下又はCNTF存在下で神経細胞の伸長が
確認された。これにより、gp130の刺激が神経細胞
の伸長に重要であること及び神経細胞はgp130を発
現しているがIL−6Rの発現が不足または欠如してお
り、IL−6の刺激を十分に与えるためにはsIL−6
Rの添加が有効であることが分かる。
【0020】実施例2 ペントバルビタ−ル処理により催眠状態のマウスを仰向
けに寝かし、舌下神経を首筋の切開により露出し、舌骨
付近の神経の分岐点の中枢側のあたりを浮かせて、糸に
より結紮(けっさつ)した。1週間後、マウスの血管系
を500mlの0.1Mリン酸バッファ−(pH7.
4、ヘパリンを含む)でかんりゅうし、さらに750m
lのリン酸バッファ−、4%パラホルムアルデヒドを含
む)でかんりゅうした。結紮により障害を受けた神経、
偽処置をした神経、及び脳幹を取り出して、2%パラホ
ルムアルデヒドと0.2%ピクリン酸を含む0.2Mリ
ン酸バッファ−で一晩固定し、さらに30%部分脱水し
た。凍結切片をあらかじめゼラチンで覆ったスライドグ
ラスにのせて乾燥させ、更に1%Triton X−1
00を含む0.1Mリン酸バッファ−(pH7)で5分
間水和した。更に切片を1%Triton X−10
0、1%牛血清アルブミンを含む0.1Mリン酸バッフ
ァ−(pH7)で3時間ブロックした。
【0021】次にウサギ抗マウスIL−6ポリクロ−ナ
ル抗体(5μg/ml)あるいはウサギ抗マウスIL−
6Rポリクロ−ナル抗体(5μg/ml)を含む上記ブ
ロッキングバッファ−でひと晩反応させ、3回洗浄し
た。抗原と結合した抗体は、ビオチン結合抗ウサギ免疫
グロブリン抗体及び市販の試薬(VECTASTAIN
ABCリエ−ジェント、商品名、Vector Lab
oratories社(USA)製)により検出した。
結果を図2、3に示す。
【0022】図2から明らかなように、結紮により障害
を受けた舌下神経の、結紮部位から500μm末梢側に
離れた箇所は、IL−6が強く発現していることが分か
る。また図3から明らかなように、脳幹に局在する舌下
神経の細胞体では、IL−6とIL−6Rの両方が強く
発現しているのが分かる。
【0023】以上の結果は、神経障害を受けた後、局部
発現したIL−6とIL−6Rが、未だに生存している
神経細胞に作用し、神経の再生を支持していることを示
唆する。
【0024】実施例3 神経修復におけるIL−6阻害
剤の効果 障害を受けた神経細胞の再生にIL−6とIL−6Rが
生体内で関与していることを調べるために、神経の切断
を行ったマウスに対して抗マウスIL−6R抗体RS1
3(Saitoら、J.Immunol.、147巻、
p168、1991年)を投与し、神経再生への影響を
調べた。
【0025】左右の舌下神経を露出させ一方の神経を
0.5mm間隔で2箇所、はさみで切断し断片を除い
た。RS13あるいはコントロ−ルのIgGを腹くう内
に毎週1回計5回投与した。手術5週後に1μlのフル
オロ金色素(Fluorochrome社(USA)
製)を舌の両側に投与し2日後マウスを屠殺した。脳を
ドライアイスで凍結し、新鮮な凍結切片を作製した。
【0026】フルオロ金色素は蛍光顕微鏡(ニコン社
製)で可視化し、フルオロ金色素を含む神経細胞体を計
数した。神経細胞の修復度の指標には、手術した側の脳
幹に観察されたフルオロ金色素陽性舌下神経細胞数を、
偽手術側のそれと比較し、割合を算出して、これを用い
た。結果を図4に示す。
【0027】図4から明らかなように、コントロ−ルの
IgGを投与したマウスでは術後5週で23%の回復が
見られたが、RS13を投与したマウスでは14.8%
の回復しか見られず、有意な差が確認された。
【0028】実施例4 組織適合性抗原H−2Ldのプロモ−タ−をもつヒトI
L−6トランスジェニックマウス(以下、IL−6TG
マウス)とβアクチンプロモ−タ−をもつヒトIL−6
RTGマウス(以下、IL−6RTGマウス)を掛け合
わせることにより、4種類のTGマウス、6+6R+T
G(IL−6及びIL−6R遺伝子を有する)、6+6
R−TG(IL−6遺伝子を有するがIL−6R遺伝子
は有していない)、6−6R+TG(IL−6R遺伝子
を有するがIL−6遺伝子は有していない)、及び6−
6R−TG(IL−6及びIL−6R遺伝子を有してい
ない)を作製し、月齢3カ月で体重約30gのTGマウ
スを用いて実施例3と同様の実験を行った(Hirot
aら、P.N.A.S.USA、92巻、p4862、
1995年参照)。結果を図5、6に示す。
【0029】図5から明らかように6+6R+TGと6
−6R−TGマウスでは、神経の再生に大きな差が見ら
れた。すなわち術後4週の時点で、後者は平均して1
4.2%の回復であったのに対し、後者は40%の回復
を示していた。
【0030】更に図6から明らかなように、経時的な観
察によれば6+6R+TGマウスの神経の回復度は他の
TGマウスより有意に早かった。このことは、インビボ
でのIL−6とIL−6Rの神経伸長に対する効果が大
きいことを示す。
【0031】
【発明の効果】本発明で提供される、例えばsIL−6
Rを主成分とする神経伸長剤は、脳神経系の研究、さら
にはそれらの成果に基づく新しい治療薬診断薬等の開発
等に大きな意義を持する。即ち、従来、神経細胞の伸長
は非常に困難な作業で、細胞培養に長期間を要していた
が、本発明によれば比較的短期間で効果的な伸長を達成
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に記載した方法で、後根神経節細胞を
(A)ファクタ−非存在下、(B)IL−6存在下、
(C)sIL−6R存在下、(D)IL−6及びsIL
−6R存在下、(E)CNTF存在下で培養したとき
の、細胞の状態を示す図である。
【図2】実施例2に記載した方法で、(A)結紮により
傷害を受けた、又は(B)偽手術を施した舌下神経の、
結紮部位から500μm離れた箇所あるいはそれに相当
する箇所を抗IL−6R抗体で免疫染色したときの細胞
の状態(染色状態、パタ−ン)を示す図である。
【図3】実施例2に記載した方法で、施術後、脳幹に局
剤する舌下神経を、(A)抗IL−6R抗体、(B)抗
IL−6抗体で免疫染色したときの術後1週目の細胞の
状態(染色状態、パタ−ン)を示す図である。
【図4】実施例3に記載した方法で施術後、、コントロ
−ル抗体(点刻のカラム)あるいは抗マウスIL−6R
抗体RS13(黒塗カラム)の投与を受けたマウスそれ
ぞれの脳幹における、フルオロ金色素を含む舌下神経の
数の、偽手術側の数に対する術後5週目の割合を示す図
である。
【図5】実施例4に記載した方法により、手術後4週後
の6−6R−TGマウス(A)と6+6+TGマウス
(B)の舌下神経を蛍光顕微鏡で見たときの細胞の状態
(パタ−ン)を示す図である。
【図6】実施例4に記載した方法により、舌下神経の切
除を受けた6+6R+TGマウス(n=18、黒丸)、
6+6R−TGマウス(n=15、白四角)、6−6R
+TGマウス(n=15、白丸)及び6−6R−TGマ
ウス(n=15、白三角)の、フルオロ金を含む舌下神
経の数の偽手術側の数に対する割合の経時変化を示す図
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年1月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に記載した方法で、後根神経節細胞を
(A)ファクタ−非存在下、(B)IL−6存在下、
(C)sIL−6R存在下、(D)IL−6及びsIL
−6R存在下、(E)CNTF存在下で培養したとき
の、生物の形態を示す図である。
【図2】実施例2に記載した方法で、(A)結紮により
傷害を受けた、又は(B)偽手術を施した舌下神経の、
結紮部位から500μm離れた箇所あるいはそれに相当
する箇所を抗IL−6R抗体で免疫染色したときの生物
の形態(染色状態、パタ−ン)を示す図である。
【図3】実施例2に記載した方法で、施術後、脳幹に局
剤する舌下神経を、(A)抗IL−6R抗体、(B)抗
IL−6抗体で免疫染色したときの術後1週目の生物の
形態(染色状態、パタ−ン)を示す図である。
【図4】実施例3に記載した方法で施術後、、コントロ
−ル抗体(点刻のカラム)あるいは抗マウスIL−6R
抗体RS13(黒塗カラム)の投与を受けたマウスそれ
ぞれの脳幹における、フルオロ金色素を含む舌下神経の
数の、偽手術側の数に対する術後5週目の割合を示す図
である。
【図5】実施例4に記載した方法により、手術後4週後
の6−6R−TGマウス(A)と6+6+TGマウス
(B)の舌下神経を蛍光顕微鏡で見たときの生物の形態
(パタ−ン)を示す図である。
【図6】実施例4に記載した方法により、舌下神経の切
除を受けた6+6R+TGマウス(n=18、黒丸)、
6+6R−TGマウス(n=15、白四角)、6−6R
+TGマウス(n=15、白丸)及び6−6R−TGマ
ウス(n=15、白三角)の、フルオロ金を含む舌下神
経の数の偽手術側の数に対する割合の経時変化を示す図
である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 神経細胞膜表面に存在するgp130蛋
    白質を刺激することを特徴とする神経細胞伸長方法。
  2. 【請求項2】 神経細胞膜表面に存在するgp130蛋
    白質を刺激し得る物質を含む、神経細胞伸長剤。
  3. 【請求項3】 少なくともインタ−ロイキン−6レセプ
    タ−を主成分とすることを特徴とする請求項2の神経細
    胞伸長剤。
  4. 【請求項4】 インタ−ロイキン−6レセプタ−が可溶
    性のインタ−ロイキン6レセプタ−であることを特徴と
    する請求項3の神経細胞伸長剤。
  5. 【請求項5】 更にインタ−ロイキン−6をも主成分と
    することを特徴とする請求項3又は4に記載の神経細胞
    伸長剤。
JP7263616A 1995-09-19 1995-09-19 神経細胞伸長剤 Pending JPH0987198A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005514442A (ja) * 2001-12-31 2005-05-19 イエダ リサーチ アンド ディベロップメント カンパニー リミテッド 神経細胞の再生におけるil6r/il6キメラの使用

Cited By (3)

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