JPH1029950A - Accelerator of osteogenesis - Google Patents

Accelerator of osteogenesis

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JPH1029950A
JPH1029950A JP8185741A JP18574196A JPH1029950A JP H1029950 A JPH1029950 A JP H1029950A JP 8185741 A JP8185741 A JP 8185741A JP 18574196 A JP18574196 A JP 18574196A JP H1029950 A JPH1029950 A JP H1029950A
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JP
Japan
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bone
cells
midkine
osteogenesis
accelerator
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Application number
JP8185741A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Ota
進 太田
Toshiko Muramatsu
寿子 村松
Hisashi Iwata
久 岩田
Takashi Muramatsu
喬 村松
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Meiji Dairies Corp
Original Assignee
Meiji Milk Products Co Ltd
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Publication of JPH1029950A publication Critical patent/JPH1029950A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an accelerator of osteogenesis useful for treatment for osteoporosis or other bone disease by including midkine. SOLUTION: This accelerator of osteogenesis includes midkine, being a growth factor bondable to heparin reactive to retinoic acid and having activities such as survival acceleration of neurocyte and sthenia of a fibrinogenolysis system in a vascular endothelial cell, as an active ingredient. Further, the midkine combined with at least one factor concerning osteogenesis, e.g. growth simulator derived from blood platelet, enhances a growth promoting effect and is used for a treatment or prevention for a disease accompanying lowering of a bone strength or a fracture. The accelerator is administered in a daily dose of 0.1-1,000mg in one or several divided portions and preferably by an intravenous, hypodermic or intramuscular injection in a form of an aqueous solution or mixed with pharmaceutically permissible carrier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ミッドカイン(mi
dkine:以下「MK」と略称する)を有効成分とする骨形
成促進剤、およびMKを有効成分とする骨強度の低下を伴
う疾患または骨折の治療及び/又は予防剤に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a midkine (mi
dkine: hereinafter referred to as “MK”) as an active ingredient, and an agent for treating and / or preventing a disease or fracture accompanied by a decrease in bone strength, comprising MK as an active ingredient.

【0002】[0002]

【従来の技術】骨は、生体の支柱となり内臓を保護して
いるばかりではなく、血球を作ったり、カルシウム、リ
ンなどのミネラルの代謝を行い、生体内のミネラルの恒
常性を維持する役割を担っている。
2. Description of the Related Art Bone not only serves as a pillar of a living body and protects internal organs, but also forms blood cells, metabolizes minerals such as calcium and phosphorus, and maintains the homeostasis of minerals in the living body. I am carrying it.

【0003】骨組織は、成長を終えた後も絶えず代謝回
転を続けており、既存骨の一部は骨吸収細胞である破骨
細胞により吸収され、一方では、造骨系細胞である骨芽
細胞により新生骨が形成されている。この骨リモデリン
グ(骨改変)の過程により、全体として骨の形態、骨量
を維持している。
[0003] Bone tissue is constantly turning over even after its growth, and a part of the existing bone is absorbed by osteoclasts, which are bone resorbing cells. Cells form new bone. Through the process of bone remodeling (bone modification), bone morphology and bone mass are maintained as a whole.

【0004】この骨リモデリングの機能的単位は「basi
c multicellular unit(BMU)」として知られており(P
arfitt A. M., Calif. Tissue Int. 36, 37-45, 198
4)、その各段階は、多くの調節因子が作る複雑なネッ
トワークの中で調節制御されている。
The functional unit of this bone remodeling is "basi
c multicellular unit (BMU) "(P
arfitt AM, Calif. Tissue Int. 36, 37-45, 198
4) Each stage is regulated and controlled in a complex network created by many regulatory factors.

【0005】骨リモデリングに関与する調節因子として
は、全身的調節因子として、副甲状腺ホルモン(PT
H)、ビタミンD代謝物、カルシトニン、性ホルモン、な
どのホルモンが挙げられ、局所的調節因子として、イン
スリン様成長因子IGF、形質転換増殖因子−β(TGF-
β)、血小板由来増殖因子(PDGF)、β2-ミクログロブ
リン、線維芽細胞増殖因子(FGF)などの各種成長因
子、骨誘導タンパク(BMP)、プロスタグランジンE2(P
GE2)、インターロイキン(IL-1、4、6)などが挙げら
れる。
[0005] Regulators involved in bone remodeling include systemic regulators such as parathyroid hormone (PT).
H), vitamin D metabolites, calcitonin, sex hormones, and other hormones. Local regulatory factors include insulin-like growth factor IGF, transforming growth factor-β (TGF-
β), platelet-derived growth factor (PDGF), β 2 -microglobulin, various growth factors such as fibroblast growth factor (FGF), osteoinductive protein (BMP), prostaglandin E 2 (P
GE 2 ), interleukins (IL-1, 4, 6) and the like.

【0006】骨のリモデリングにおける骨の成長、維持
および修復は、骨形成速度と骨吸収速度との間のバラン
スに依存している。このバランスが崩れ、骨吸収が骨形
成を上回ると骨量が減少し、骨粗鬆症やその他の骨疾患
がもたらされる。
[0006] Bone growth, maintenance and repair in bone remodeling relies on a balance between the rate of bone formation and the rate of bone resorption. When this balance is lost and bone resorption exceeds bone formation, bone mass is reduced, resulting in osteoporosis and other bone disorders.

【0007】このようなことから、骨形成を活性化する
か骨吸収を抑制することによって、骨粗鬆症およびその
他の骨疾患を治療または予防することができると考えら
れる。骨粗鬆症に用いられている薬剤は、骨芽細胞活性
を盛んにし、骨形成を促進させるもの(骨形成促進
剤)、破骨細胞による骨吸収を抑制するもの(骨吸収抑
制剤)、骨代謝回転を活性化させるもの(骨代謝活性化
剤)、に分けることができる。現在我が国で使用されて
いる主な薬剤のうち、カルシトニン、イプリフラボン、
エストロゲンは、骨吸収抑制剤であり、活性型ビタミン
Dは骨代謝活性化剤であると共に、骨形成促進剤である
と考えられている。
[0007] Accordingly, it is considered that osteoporosis and other bone diseases can be treated or prevented by activating bone formation or suppressing bone resorption. Drugs used for osteoporosis are those that promote osteoblast activity and promote bone formation (bone formation promoting agent), those that suppress bone resorption by osteoclasts (bone resorption inhibitor), and bone turnover. Activating (bone metabolism activating agent). Among the main drugs currently used in Japan, calcitonin, ipriflavone,
Estrogen is a bone resorption inhibitor, an active vitamin
D is considered to be both a bone metabolism activator and a bone formation promoter.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した既存の骨粗鬆
症治療剤は、何れも、骨量を増量させる確実な効果は疑
わしいとされている。また、破骨細胞と骨芽細胞は互い
に局所因子を分泌し、それぞれの分化や活性化に影響を
及ぼしていることから、骨吸収抑制剤による破骨細胞活
性抑制は、骨芽細胞の不活性化を引き起こし、骨代謝回
転を鈍化させる可能性が高いと考えられる。このような
ことから、有効性の高い新規な骨粗鬆症治療剤の開発が
望まれていた。
All of the above-mentioned existing osteoporosis treatment agents are suspected to have a certain effect of increasing bone mass. In addition, since osteoclasts and osteoblasts secrete local factors to each other and affect their respective differentiation and activation, suppression of osteoclast activity by bone resorption inhibitors will result in inactivation of osteoblasts. It is highly likely that they cause bone turnover and slow down bone turnover. For these reasons, development of a novel highly effective therapeutic agent for osteoporosis has been desired.

【0009】本発明は、骨粗鬆症やその他の骨疾患に有
用な新規な骨形成促進剤を提供することを目的とする。
さらにまた本発明は、骨形成に関与する少なくとも一つ
の因子と組み合わせて使用した場合に、相乗的または相
加的に骨形成を促進する新規な骨形成促進剤を提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to provide a novel bone formation promoting agent useful for osteoporosis and other bone diseases.
Still another object of the present invention is to provide a novel bone formation promoting agent that, when used in combination with at least one factor involved in bone formation, synergistically or additively promotes bone formation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】MKは、レチノイン酸反応
性ヘパリン結合性成長因子であり(Kadomatsu, K. eta
l., Biochem. Biophys. Res. Commun., 151, 1312-131
8, 1988)、神経細胞生存促進、血管内皮細胞での線溶
系亢進、などの活性を有する。また、マウス胚において
MKが軟骨、歯芽で発現していることが報告されている。
本発明者らは、このようなMKの生物活性に着目し、哺乳
類の骨芽細胞をMK存在下で培養したところ、骨芽細胞の
増殖が促進され、更にMKとPDGFとを組み合わせた場合に
は、増殖促進効果がさらに増強されることを見出し、本
発明を完成した。すなわち、本発明は具体的には、特許
請求の範囲の各項に記載されている発明からなる。
SUMMARY OF THE INVENTION MK is a retinoic acid-reactive heparin-binding growth factor (Kadomatsu, K. eta).
l., Biochem. Biophys. Res.Commun., 151, 1312-131
8, 1988), promoting the survival of nerve cells and enhancing the fibrinolytic system in vascular endothelial cells. In mouse embryos,
It has been reported that MK is expressed in cartilage and tooth buds.
The present inventors have focused on such biological activity of MK, and cultured mammalian osteoblasts in the presence of MK, promoted the growth of osteoblasts, when combined with MK and PDGF Found that the growth promoting effect was further enhanced, and completed the present invention. That is, the present invention specifically includes the inventions described in the respective claims.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】骨組織は、高度に分化した骨芽細
胞、破骨細胞、骨細胞から成り立っている複雑な組織で
ある。骨代謝を総合的に評価できる骨組織の器官培養系
は、組織培養の領域で最も進歩している分野であるが、
各骨細胞の機能活性、さらにその相互間の作用機構を解
明することは難しい。また、骨形成に関与する因子を調
べようとしても、どの因子がどの細胞に作用するかを明
らかにすることはできない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Bone tissue is a complex tissue made up of highly differentiated osteoblasts, osteoclasts, and osteocytes. The bone tissue organ culture system that can comprehensively evaluate bone metabolism is the most advanced field in the area of tissue culture,
It is difficult to elucidate the functional activity of each bone cell and the mechanism of action between them. Further, even if an attempt is made to examine factors involved in bone formation, it is impossible to clarify which factors act on which cells.

【0013】そこで、骨組織より、それぞれの細胞群を
分離・培養する様々な試みがなされてきた。Lubenら
は、骨片をコラゲナーゼで逐次的に消化し、各段階の骨
片より遊離した細胞群を別々に培養することにより、そ
れぞれ破骨細胞、骨芽細胞様細胞を多く含む細胞群の培
養方法を確立した(R. A. Luben, Endocrinology, 99,5
26, 1996)。しかし、この初代培養系は、正常なそれぞ
れの細胞の機能をある程度保持しているが、各細胞の均
一性などに問題がある。そこで、骨細胞の特性を保持し
た株細胞が求められた結果、現在、いくつかの細胞株が
樹立されている。その代表的なものとして、ラット骨肉
腫由来のROS 17/2とUMR106、ヒト肉腫由来のSaos-2、マ
ウス頭蓋冠由来のMC3T3-E1などが挙げられる。
[0013] Various attempts have been made to separate and culture each cell group from bone tissue. Luben et al. Sequentially digested bone fragments with collagenase and separately cultured the cells released from the bone fragments at each stage, thereby culturing a group of cells that were rich in osteoclasts and osteoblast-like cells, respectively. Method was established (RA Luben, Endocrinology, 99,5
26, 1996). However, this primary culture system retains the function of each normal cell to some extent, but has a problem in the uniformity of each cell. Therefore, as a result of a demand for a cell line that retains the characteristics of bone cells, several cell lines have been established at present. Representative examples include ROS 17/2 and UMR106 derived from rat osteosarcoma, Saos-2 derived from human sarcoma, and MC3T3-E1 derived from mouse calvaria.

【0014】骨芽細胞は、間葉系幹細胞由来の単核細胞
で、前骨芽細胞、骨芽細胞、そして骨基質中に包埋され
た骨細胞や骨表面を覆う休止状態にある骨内膜細胞へと
分化する。増殖・分化した骨芽細胞は骨基質(類骨)を
産生し骨吸収窩を埋める。さらに骨芽細胞の調節のも
と、類骨は成熟、石灰化し骨となる。前骨芽細胞や骨芽
細胞は、このような骨基質の産生のみならず、インスリ
ン様成長因子(IGF-I、-II)、β2-ミクログロブリン、
骨誘導タンパク(BMP)、トランスフォーミング増殖因
子−β(TGF-β)、IL-1、TNF-α、プロスタグランジン
E2(PGE2)などの様々な局所因子を分泌し、オートクリ
ン/パラクリン機構で、骨形成を制御しているものと考
えられる。さらに骨芽細胞は、副甲状腺ホルモン(PT
H)、上皮細胞増殖因子(EGF)、活性型ビタミン[1α,2
5(OH)2D3]、エストロゲン、TNF-α、PGE2、IL-1などの
受容体を有することから、これらを介して骨芽細胞自身
の増殖・分化の制御や破骨細胞の分化・活性化の制御を
行っているものと考えられる。現在までに骨芽細胞機構
を調節する局所因子は少なくとも10数種類同定されてお
り、その多くは骨基質より抽出されたものである。
Osteoblasts are mononuclear cells derived from mesenchymal stem cells, preosteoblasts, osteoblasts, and osteocytes embedded in bone matrix and intraosseous bone that covers the bone surface. Differentiates into membrane cells. The proliferated and differentiated osteoblasts produce bone matrix (osteoid) and fill the bone resorption fossa. Under the control of osteoblasts, the osteoid matures, calcifies and becomes bone. Preosteoblasts and osteoblasts not only produce such bone matrix, but also insulin-like growth factors (IGF-I, -II), β 2 -microglobulin,
Osteoinductive protein (BMP), transforming growth factor-β (TGF-β), IL-1, TNF-α, prostaglandin
It secretes various local factors such as E 2 (PGE 2 ) and is thought to regulate bone formation by an autocrine / paracrine mechanism. In addition, osteoblasts are parathyroid hormone (PT
H), epidermal growth factor (EGF), activated vitamin [1α, 2
5 (OH) 2 D 3 ], estrogen, TNF-α, PGE 2 , IL-1 and other receptors that control the proliferation and differentiation of osteoblasts themselves and differentiate osteoclasts・ It is considered that activation is controlled. To date, at least a dozen or so local factors have been identified that regulate the osteoblast mechanism, many of which have been extracted from bone matrix.

【0015】このようなことから、哺乳類の前骨芽細
胞、骨芽細胞の増殖を促進する物質は、骨形成を促進す
るものと考えられ、骨強度の低下を伴う疾患、特に骨粗
鬆症、腎性骨異栄養症、骨軟化症、ペーゼット病、副甲
状腺機能亢進症、歯周疾患などの予防および治療に有効
性が期待され、更に、正常の治癒が起こらない骨折の治
癒促進に対しても有効性が期待できる。また、骨芽細胞
の表現形質として最も重要なアルカリホスファターゼ活
性(ALPase活性)を高める物質は、骨芽細胞の分化を促
進することから、骨折等の骨の分化増殖の促進を必要と
する疾患の治療に有効であると考えられる。ALPase活性
測定のために用いることができる骨細胞として、例え
ば、上記した樹立細胞株を用いることができる。
[0015] Based on the above, it is considered that a substance that promotes the proliferation of preosteoblasts and osteoblasts in mammals promotes bone formation, and is a disease accompanied by a decrease in bone strength, particularly osteoporosis and renal dystrophy. It is expected to be effective in the prevention and treatment of osteodystrophy, osteomalacia, Pasette's disease, hyperparathyroidism, periodontal disease, etc., and is also effective in promoting the healing of fractures where normal healing does not occur Sex can be expected. In addition, a substance that enhances alkaline phosphatase activity (ALPase activity), which is the most important phenotypic trait of osteoblasts, promotes osteoblast differentiation. It is considered to be effective for treatment. As the bone cells that can be used for ALPase activity measurement, for example, the established cell lines described above can be used.

【0016】本発明のMKは、例えば20ng/mlの濃度でラ
ット由来の骨芽細胞の増殖を促進し、更に、特定の骨形
成に関与する因子、例えばPDGFと組み合わせると、骨芽
細胞の増殖を相乗的に促進することができる。PDGFは、
コラーゲン合成能などの骨芽細胞機能には影響を与えな
いが、骨芽細胞の増殖促進作用(Graves D. T. et al.,
Centrella M. et al., Endocrinology 125, 13, 198
6)および骨吸収促進作用を示すとされている。
The MK of the present invention promotes the growth of osteoblasts derived from rats at a concentration of, for example, 20 ng / ml, and furthermore, when combined with a specific factor involved in bone formation, for example, PDGF, increases the proliferation of osteoblasts. Can be synergistically promoted. PDGF is
It does not affect osteoblast functions such as collagen synthesis ability, but promotes osteoblast proliferation (Graves DT et al.,
Centrella M. et al., Endocrinology 125, 13, 198
6) and has a bone resorption promoting effect.

【0017】なお、当業者であれば、MKと骨形成に関与
する全身性および局所性因子または成長因子(以上まと
めて骨形成に関与する因子)の少なくとも一つ以上との
組み合わせのうち、前骨芽細胞、骨芽細胞の増殖活性の
増強を促進し、骨形成に最適の組み合わせを、通常の実
験によって容易に選択することが可能である。例えば、
骨細胞の樹立細胞株を用いてALPase活性を測定し、骨形
成促進に最適のMKと骨形成に関与する因子との組み合わ
せを選択することもできる。従って、そのような組み合
わせも本発明に包含される。ここで、本発明においてMK
と組み合わせて試験すべき対象の因子は、1)全身性ホル
モンと、2)増殖因子・サイトカインとに分けられる。全
身性ホルモンとしては、PTH、1α,25(OH)2D3、カルシト
ニン、性ホルモン、糖質コルチコイド、甲状腺ホルモ
ン、インスリン等が挙げられ、増殖因子・サイトカイン
としては、IL-1(α、β)、IL-3、IL-6、IL-4、GM-CS
F、M-CSF、IFN-α、TGF-β、BMP、TGF-α、EGF、IGF-
I、IGF-II、PGE2、TNF-α、β2-ミクログロブリン、FGF
(acidic、basic)、PDGF等が挙げられる。
[0017] It should be noted that those skilled in the art are aware of the combination of MK with at least one of systemic and local factors involved in bone formation or at least one of growth factors (collectively, factors involved in bone formation). It is possible to promote the enhancement of osteoblasts and osteoblast proliferative activity, and easily select an optimal combination for bone formation by ordinary experiments. For example,
The ALPase activity can be measured using an established cell line of bone cells, and the optimal combination of MK for promoting bone formation and a factor involved in bone formation can also be selected. Therefore, such combinations are also included in the present invention. Here, in the present invention, MK
Factors to be tested in combination with are divided into 1) systemic hormones and 2) growth factors and cytokines. Systemic hormones include PTH, 1α, 25 (OH) 2 D 3 , calcitonin, sex hormones, glucocorticoids, thyroid hormones, insulin, and the like. Growth factors and cytokines include IL-1 (α, β ), IL-3, IL-6, IL-4, GM-CS
F, M-CSF, IFN-α, TGF-β, BMP, TGF-α, EGF, IGF-
I, IGF-II, PGE 2 , TNF-α, β 2 -microglobulin, FGF
(Acidic, basic), PDGF and the like.

【0018】本発明のMKは、ヒト由来(特開平6-21777
8)、マウス由来(Kadomatsu, K. etal., Biochem. Bio
phys. Res. Commun., 151, 1312-1318, 1988)、または
ラット由来など哺乳動物由来のものであれば何れでも良
い。また、本発明のMKは、MKもしくはMKの生物活性を発
現するMKの部分ペプチドの一部のアミノ酸が置換、欠失
した誘導体または類縁体をも包含する。さらにまた、本
発明のMKは、グルコシル化MKおよび非グルコシル化MKを
包含する。
The MK of the present invention is derived from humans (JP-A-6-21777).
8), mouse-derived (Kadomatsu, K. etal., Biochem. Bio
phys. Res. Commun., 151, 1312-1318, 1988), or any of mammals such as rats. The MK of the present invention also includes derivatives or analogs in which some amino acids of MK or partial peptides of MK that express biological activity of MK are substituted or deleted. Furthermore, the MK of the present invention includes glucosylated MK and non-glycosylated MK.

【0019】本発明の骨形成促進剤の有効成分であるMK
を骨粗鬆症または他の骨疾患の罹患者に投与する場合の
投与量は、患者の性別、体重、症状等にもよるが、一般
に、1日当たり0.1〜1000mgであり、1乃至数回に分け
て投与することができる。投与形態は水溶液として、ま
たは、製剤学上許容される担体と混合して、静脈内、皮
下、もしくは筋肉注射により投与することが好ましい。
MK which is an active ingredient of the bone formation promoting agent of the present invention
When administered to patients suffering from osteoporosis or other bone diseases, the dosage is generally 0.1 to 1000 mg per day, depending on the patient's sex, weight, symptoms, etc., and is administered in one or several doses can do. The dosage form is preferably administered as an aqueous solution or as a mixture with a pharmaceutically acceptable carrier by intravenous, subcutaneous, or intramuscular injection.

【0020】[0020]

【実施例】以下に本発明の実施例を記載する。実施例1
〜3に用いたMKは、特願平7-255354号の配列番号:3に
記載のアミノ酸配列を有するヒトMKを使用した。
Examples of the present invention will be described below. Example 1
Human MK having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 of Japanese Patent Application No. 7-255354 was used as MK used in Nos. 3 to 3.

【0021】実施例1 骨芽細胞に及ぼすMKの影響 ラット胎児頭蓋冠由来骨芽細胞の初代培養細胞(Rat ca
lvaria derived osteoblast-rich cells)を用いて行っ
た。ラット新生児(生後1〜2日)頭蓋冠より実体顕微鏡
下、ピンセットにて結合組織をはぎ取り、骨だけにし
た。細胞処理液(0.1%コラーゲネース(シグマ:0.15U
/mg)、0.05%トリプシン(GIBCO BRL)、4mM EDTA)で
の処理を計12回繰り返した。まず、前半の6回として、
細胞処理液で20分間処理した後、遠心し、上清を廃棄し
た。この操作では沈渣が必要となる。沈渣に新しい細胞
処理液を加えた。この細胞処理液での操作を6回繰り返
した(この操作では常に沈渣は残し、廃棄はしない。こ
こまでは主に線維芽細胞(fibroblast)が消化されてくる
ので、上清は捨てた)。さらに20分間処理後、遠心し
た。ここでは上清を集めた(ここでの上清中には骨芽細
胞が豊富であると経験的に知られている)。沈渣には新
しい細胞処理液を加えた。沈渣を残しつつ、上清を集め
ながら、この操作を6回繰り返した。遠心分離して集め
た細胞(6回分)を全部集めた。集めた6回分の細胞を培
養液10%FCS/MEM(改変イーグル培地)に懸濁した。再
度遠心分離して細胞を集めた。適当量の10%FCS/MEMに
懸濁して細胞数をカウントした。2種類の細胞濃度で培
養皿に細胞を播種した。1)5×104/mlの細胞濃度で24穴
培養皿に1mlずつまいた。2)1×105/mlの細胞濃度で24穴
培養皿に1mlずつまいた。双方とも、37℃、5%二酸化炭
素濃度、100%湿潤状態下で培養した。翌日、培養液(1
0%FCS/MEM)を交換した。3〜4日後に無血清の培養液
(F12/DMEM、ITS)に交換してMKを添加した。8時間後、
3H-チミジンを2mCi/ウェルで添加した。3H-チミジンを
添加して14〜16時間後、3H-チミジンの細胞への取り込
みを測定した。結果を図1にグラフとしてまとめた。骨
芽細胞の初代培養細胞にMKを20ng/mlの濃度で添加し、
さらに約24時間培養を続けると、5×104個または1×105
個のどちらの初代培養細胞数で培養を開始しても、細胞
の増殖が約2.5倍促進されることが明らかとなった。
Example 1 Effect of MK on osteoblasts Primary cultured cells of rat fetal calvaria-derived osteoblasts (Rat ca
lvaria derived osteoblast-rich cells). Under a stereoscopic microscope, the connective tissue was peeled off from the calvaria of the newborn rat (1 to 2 days after birth) with tweezers, leaving only bone. Cell treatment solution (0.1% collagenase (Sigma: 0.15U
/ mg), 0.05% trypsin (GIBCO BRL), 4 mM EDTA) was repeated 12 times in total. First, in the first six times,
After treatment with the cell treatment solution for 20 minutes, the mixture was centrifuged and the supernatant was discarded. This operation requires sediment. New cell treatment solution was added to the sediment. This operation with the cell treatment solution was repeated 6 times (in this operation, the sediment was always left and not discarded. Up to this point, the supernatant was discarded because fibroblasts were mainly digested). After further treatment for 20 minutes, the mixture was centrifuged. The supernatant was collected here (the supernatant is empirically known to be rich in osteoblasts). A fresh cell treatment solution was added to the sediment. This operation was repeated six times while collecting the supernatant while leaving the sediment. All cells (six times) collected by centrifugation were collected. The collected cells for 6 times were suspended in a culture solution 10% FCS / MEM (modified Eagle's medium). The cells were collected by centrifugation again. The cells were suspended in an appropriate amount of 10% FCS / MEM and counted. Cells were seeded on culture dishes at two different cell concentrations. 1) 1 ml was spread on a 24-well culture dish at a cell concentration of 5 × 10 4 / ml. 2) 1 ml was spread on a 24-well culture dish at a cell concentration of 1 × 10 5 / ml. Both were cultured at 37 ° C., 5% carbon dioxide concentration and 100% wet condition. The next day, the culture solution (1
0% FCS / MEM) was replaced. After 3 to 4 days, the medium was replaced with a serum-free culture solution (F12 / DMEM, ITS) and MK was added. 8 hours later,
3 H-thymidine was added at 2 mCi / well. 3 H- thymidine 14-16 hours after the addition was measured 3 H- thymidine incorporation into the cells. The results are summarized in a graph in FIG. MK was added to primary osteoblast cells at a concentration of 20 ng / ml,
When culturing is continued for about 24 hours, 5 × 10 4 cells or 1 × 10 5
Initiation of culture with either of the primary culture cell numbers promoted cell proliferation by about 2.5 times.

【0022】実施例2 ラット骨芽細胞に及ぼすMK、PD
GF(血小板由来増殖因子)の影響 ラット胎児頭蓋冠由来骨芽細胞の初代培養細胞(Rat ca
lvaria derived osteoblast-rich cells)を用いて実施
例1と同様に細胞を調製した。細胞数は1×105/mlの細
胞濃度で24穴培養皿に1mlずつまいて開始した。37℃、5
%二酸化炭素濃度、100%湿潤状態下で培養した。翌
日、培養液(10%FCS/MEM)を交換した。3〜4日後に無
血清の培養液(F12/DMEM、ITS)に交換して、同時にMK
(20ng/ml)のみ、PDGF(20ng/ml)(ヒトPDGF(BTI))
のみ、MKとPDGFの両方(各20ng/ml)添加および無添加
のコントロールの4群を作製した。8時間後,3H-チミジ
ンを2mCi/ウェルで添加した。3H-チミジンを添加して14
〜16時間後、3H-チミジンの細胞への取り込みを測定し
た。結果を図2にグラフとしてまとめた。ラット骨芽細
胞に対する作用では、MKを単独で用いた場合より、PDGF
と共に使用した場合の方が作用が増強された。MKはある
種の成長因子(またはサイトカイン)と協調して細胞に
働き、その増殖を相乗的に促進する可能性が示唆され
た。
Example 2 Effects of MK and PD on rat osteoblasts
Effect of GF (platelet-derived growth factor) Primary culture of rat fetal calvaria-derived osteoblasts (Rat ca
Cells were prepared in the same manner as in Example 1 using lvaria derived osteoblast-rich cells). The number of cells was started by spreading 1 ml of the cells at a cell concentration of 1 × 10 5 / ml in a 24-well culture dish. 37 ℃, 5
The cells were cultured in a 100% humid condition with a concentration of 100% carbon dioxide. The next day, the culture solution (10% FCS / MEM) was replaced. After 3 to 4 days, replace with a serum-free culture medium (F12 / DMEM, ITS) and
(20ng / ml) only, PDGF (20ng / ml) (human PDGF (BTI))
Only four groups of controls, both with and without both MK and PDGF (20 ng / ml each), were prepared. Eight hours later, 3 H-thymidine was added at 2 mCi / well. Add 3 H-thymidine and add 14
After 1616 hours, the uptake of 3 H-thymidine into cells was measured. The results are summarized in a graph in FIG. The effect on rat osteoblasts was higher than that of MK alone when PDGF
The effect was enhanced when used together. It has been suggested that MK acts on cells in cooperation with certain growth factors (or cytokines) and may synergistically promote their proliferation.

【0023】実施例3 骨、軟骨形成におけるMKの発現 MKの骨、軟骨における機能を解明するために、a)マウス
胚四肢形成過程、およびb)マウス骨折治癒過程における
MKの発現を免疫組織学的に調べた。
Example 3 Expression of MK in Bone and Chondrogenesis In order to elucidate the function of MK in bone and cartilage, a) during mouse extremity limb formation, and b) mouse fracture healing
The expression of MK was examined immunohistologically.

【0024】a)マウス胚四肢形成過程については、まず
マウス胚(胎生10〜16日)の前肢を4%パラホルムアル
デヒドで固定し、パラフィン標本を作製した。マウスMK
に対するポリクローナル抗体を用いて免疫組織学的染色
を行った。
A) Regarding the mouse embryo limb formation process, first, the forelimbs of the mouse embryo (embryos 10 to 16 days) were fixed with 4% paraformaldehyde to prepare paraffin specimens. Mouse MK
Immunohistological staining was carried out using a polyclonal antibody against.

【0025】b)マウス骨折治癒過程での検討について
は、まずマウス(10〜12週令)の脛骨にφ0.2mmの髄内
釘を挿入した後、骨折させた。骨折後4、7、14、28日目
に目的のマウスを順次屠殺した。必要部分を4%パラホ
ルムアルデヒドで固定した。次に、10%EDTAで脱灰し
た。最後にパラフィン標本を作製した。各パラフィン標
本をマウスMKに対するポリクローナル抗体を用いて免疫
組織学的染色した。各染色の結果より、a)においては軟
骨細胞にMKの発現を認めた。b)においては4日目に増殖
した外骨膜の細胞にMKの発現を認めた。7日目以降には
軟骨細胞にMKの発現を認め、特に増殖軟骨細胞に強く、
肥大軟骨細胞にはその発現はわずかのみであった。14日
目以降の新生線維骨内の細胞にもMKの発現を認めた。以
上、発生における軟骨形成と骨折治癒における内軟骨性
骨化の両過程においてMKの発現を認めたことにより、MK
が骨、軟骨形成に関与していることが示唆された。
B) Regarding the examination during the healing process of a mouse fracture, first, a 0.2 mm intramedullary nail was inserted into the tibia of a mouse (10 to 12 weeks old), and the mouse was fractured. On days 4, 7, 14, and 28 after the fracture, the target mice were sacrificed sequentially. The required part was fixed with 4% paraformaldehyde. Next, it was decalcified with 10% EDTA. Finally, paraffin specimens were prepared. Each paraffin specimen was immunohistologically stained using a polyclonal antibody against mouse MK. From the results of each staining, in a), MK expression was observed in chondrocytes. In b), expression of MK was observed in the cells of the periosteum proliferating on the fourth day. From day 7 onward, MK expression was observed in chondrocytes, particularly strong in proliferating chondrocytes,
Hypertrophic chondrocytes had only a small expression. The expression of MK was also observed in cells in the new fibrous bone after 14 days. As described above, MK expression was observed in both the process of cartilage formation in development and endochondral ossification in fracture healing,
Was suggested to be involved in bone and cartilage formation.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によって、MKが骨芽細胞に対して
増殖活性を示し、さらにMKとPDGFのような骨形成に関与
する因子とを組み合わせると、骨芽細胞に対する増殖活
性が相乗的に高められることが明らかにされた。更にMK
は、造骨初期の増殖軟骨細胞に特に発現が認められるこ
とから、骨強度の低下を伴う疾患または骨折の治療及び
/又は予防剤として効果が期待できる。
According to the present invention, MK exhibits a proliferative activity on osteoblasts, and when MK is combined with an osteogenic factor such as PDGF, the proliferative activity on osteoblasts is synergistically increased. It was revealed that it could be enhanced. Further MK
Since is especially observed in proliferating chondrocytes in the early stage of osteoblasting, it can be expected to be effective as a therapeutic and / or preventive agent for diseases or fractures accompanied by a decrease in bone strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ラット胎児頭蓋冠由来骨芽細胞の初代培養細
胞を使用して3H-チミジンの細胞への取り込み量を測定
した結果を示す図である。
FIG. 1 shows the results of measuring the amount of 3 H-thymidine incorporated into cells using primary cultured cells of rat fetal calvaria-derived osteoblasts.

【図2】 ラット胎児頭蓋冠由来骨芽細胞の初代培養細
胞を使用して3H-チミジンの細胞への取り込み量を測定
した結果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the results of measuring the amount of 3 H-thymidine incorporated into cells using primary cultured cells of rat fetal calvaria-derived osteoblasts.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 久 愛知県名古屋市昭和区鶴舞町65番地 (72)発明者 村松 喬 愛知県名古屋市天白区大字平針字黒石2845 番地 平針住宅6街区35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hisashi Iwata 65, Tsurumai-cho, Showa-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture (72) Takashi Muramatsu 2845, Kuroiishi, Ohira-ji, Ojiro, Tenpaku-ku, Nagoya-shi, Aichi 35

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミッドカインを有効成分とする骨形成促
進剤。
1. An osteogenesis promoter comprising midkine as an active ingredient.
【請求項2】 ミッドカインと、少なくとも一つの骨形
成に関与する因子とを組み合わせたものを有効成分とす
る骨形成促進剤。
2. An osteogenesis promoter comprising, as an active ingredient, a combination of midkine and at least one factor involved in bone formation.
【請求項3】 骨形成に関与する因子が血小板由来増殖
因子(PDGF)である請求項2に記載の骨形成促進剤。
3. The bone formation promoting agent according to claim 2, wherein the factor involved in bone formation is platelet-derived growth factor (PDGF).
【請求項4】 ミッドカインを有効成分とする、骨強度
の低下を伴う疾患または骨折の治療及び/又は予防剤。
4. A therapeutic and / or prophylactic agent for a disease or fracture accompanied by a decrease in bone strength, comprising midkine as an active ingredient.
【請求項5】 少なくとも一つの骨形成に関与する因子
を更に含む、請求項4に記載の治療及び/又は予防剤。
5. The therapeutic and / or prophylactic agent according to claim 4, further comprising at least one factor involved in bone formation.
【請求項6】 骨形成に関与する因子が血小板由来増殖
因子(PDGF)である請求項5に記載の治療及び/又は予
防剤。
6. The therapeutic and / or prophylactic agent according to claim 5, wherein the factor involved in bone formation is platelet-derived growth factor (PDGF).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010135915A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 上海交通大学 Use of midkine and medical device containing midkine

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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EP2436392A4 (en) * 2009-05-27 2012-10-31 Univ Shanghai Jiaotong Use of midkine and medical device containing midkine
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