JPWO2008133198A1 - 神経突起形成促進剤 - Google Patents
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Abstract
Description
PRKおよびLASIK後の角膜知覚の低下が涙腺応答低下、涙液減少の原因であることが示唆されている(非特許文献3)。この角膜知覚機能低下のため、角膜手術後の患者では瞬目回数が減少し、ドライアイ症状が認められることが問題となっている。一方、ドライアイ患者では涙液分泌の減少が角膜上皮の病理学的変化と角膜知覚の低下を導くことが示唆されている(非特許文献4)。すなわち、角膜知覚の低下が涙液分泌を減少させ、角膜表面の症状を重篤化させることが問題となっている。また、PRKおよびLASIKにより引き起こされたドライアイによって角膜創傷治癒が障害されたり(非特許文献3)、LASIKの術後に再発性の角膜糜爛が認められたりしたとの報告もある(非特許文献5)。
網膜神経節細胞は網膜の出力細胞であり、その神経突起は視神経線維とも呼ばれ、網膜内層、神経線維層(最も硝子体に近い側)を走行し、視神経乳頭に集合の後、眼球を出て視神経を形成し視覚情報を大脳皮質に伝達する役割を担っている。様々な網膜疾患や眼圧上昇(緑内障)等が視神経を萎縮、変性を引き起こし、視覚機能障害を招くことが知られている。これらの視覚機能障害には、網膜内の視覚情報伝達経路の機能を回復することができる薬剤、特に網膜神経細胞の神経突起の新生や伸長促進が可能な薬剤が有用と考えられる。
〔2〕N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を含有する角膜神経突起形成促進剤。
〔3〕角膜知覚の改善、ドライアイの治療または角膜上皮障害の治療に用いられるものである前記〔2〕記載の剤。
〔4〕N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を含有する網膜神経突起形成促進剤。
〔5〕視覚機能障害の改善に用いられるものである前記〔4〕記載の剤。
〔6〕眼組織神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
〔7〕角膜神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
〔8〕角膜神経突起形成促進剤が角膜知覚の改善、ドライアイの治療または角膜上皮障害の治療に用いられるものである前記〔7〕記載の使用。
〔9〕網膜神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
〔10〕網膜神経突起形成促進剤が視覚機能障害の改善に用いられるものである前記〔9〕記載の使用。
〔11〕眼組織神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、眼組織神経突起の形成を促進させる方法。
〔12〕角膜神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、角膜神経突起の形成を促進させる方法。
〔13〕角膜知覚の改善、ドライアイまたは角膜上皮障害の治療に用いられるものである前記〔12〕記載の方法。
〔14〕網膜神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、網膜神経突起の形成を促進させる方法。
〔15〕視覚機能障害の改善に用いられるものである前記〔14〕記載の方法。
本発明における「角膜神経」とは、知覚神経である三叉神経の支配を受け角膜周囲に形成される輪状神経叢、角膜実質に網目状に分布する実質内神経叢、ボーマン膜直下で形成される上皮下神経叢、ボーマン膜を貫通したところで形成される基底細胞神経叢および神経線維をいう。本発明における「網膜神経」とは、神経節細胞から形成される神経線維(視神経)および神経伝達に関与する視細胞、双極細胞、水平細胞、アマクリン細胞から形成される神経線維をいう。本発明における「神経突起」とは、ニューロン(神経細胞)の細胞体から出る突起(樹状突起および軸索)をいい、「形成」とは、細胞体から前記神経突起が生成および/または伸長することをいう。本発明における「形成促進」とは、下記有効成分によって細胞体から前記神経突起が生成および/または伸長することをいう。
本発明の医薬は、角膜神経の損傷、切断または欠損を伴う疾患、例えば、角膜上皮障害、ドライアイ(涙液減少症;涙液蒸発亢進型ドライアイ;シェーグレン症候群;スティーブンス−ジョンソン症候群;角膜上皮糜爛、眼瞼縁炎、眼類天疱瘡、春季カタル、アレルギー性結膜炎、ビタミンA欠乏症などに伴うドライアイなど)、神経麻痺性角膜症、角膜潰瘍、糖尿病性角膜症、角結膜炎(流行性角結膜炎、単純ヘルペス角膜炎)、円錐角膜、角膜変性症等に伴う角膜知覚の低下を改善する治療薬として有用である。ここで言う角膜上皮障害とは、角膜潰瘍、角膜上皮剥離、乾性角結膜炎、慢性表層角膜炎、角膜糜爛、遷延性角膜上皮欠損などの内因性疾患、薬剤性、外傷、コンタクトレンズ装着等による外因性疾患、または物理的もしくは化学的障害によって、角膜上皮が損傷を受けることを意味する。また、本発明の医薬は、白内障手術、硝子体手術やPRK、LASIK、LASEKまたは角膜移植手術などの角膜手術に伴う角膜知覚の低下を改善する治療薬として有用である。
角膜知覚の低下およびその改善は、コシュ・ボネ(Cochet-Bonnet aesthesiometer)角膜知覚計等の知覚計を用いて常法により測定することができる。
本発明の医薬は、視神経炎、視神経乳頭毛細血管腫、虚血性視神経症、網膜神経線維層欠損、網膜性視神経萎縮、視神経断裂、外傷性視神経症、うっ血乳頭、視神経乳頭欠損、視神経低形成、中毒性視神経萎縮、緑内障等に伴う視覚機能障害を改善する治療薬として有用である。
1.使用動物
オリエンタル酵母工業株式会社より購入した日本白色種ウサギ(生後4日目、オス)を使用した。
2.被験物質
N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミド(以下、化合物Aと称する)を使用した。
3.試験方法
A)細胞培養
ウサギ三叉神経細胞の単離はChanらの報告にしたがって行った(Kwan Y. Chan and Richard H. Haschke. Exp. Eye Res. 41: 687-699, 1985)。すなわち、ウサギに、ペントバルビタールナトリウム注射液(大日本住友製薬)麻酔下で、生理食塩水で心臓灌流を施した後、その三叉神経節を切り出した。切り出した三叉神経節をHanks’ balanced salt solution(HBSS、Invitrogen)で洗浄後、300μg/mLのコラゲナーゼ・ディスパーゼ(Roche)で37℃、40分間処理し、120×gで5分間遠心分離して細胞を回収した。最終濃度0.1%EDTAを添加したNeurobasal(登録商標、Invitrogen)で酵素反応を停止させ、培養液で懸濁後、120×gで5分間遠心分離し、三叉神経細胞を調製した。
培養液は、NeurobasalにB27サプリメント(Invitrogen)(最終濃度2%(v/v))およびL−グルタミン(Invitrogen)(最終濃度1mM)およびシトシン−1−β−D(+)アラビノフラノシド(最終濃度10μM)を含むものを用いた。培養条件は、二酸化炭素濃度5%、空気濃度95%、湿度100%、温度37℃とした。
添加48時間培養後のウサギ三叉神経細胞を、10%中性緩衝ホルムアルデヒド液に、室温にて20分浸して固定した。神経細胞体および神経突起を構成するニューロフィラメントを特異的に認識する抗ニューロフィラメント200抗体(シグマアルドリッチ)を用いて固定した標本を蛍光染色し、染色された細胞を蛍光顕微鏡(オリンパス)下で観察した。染色された細胞像は蛍光顕微鏡からコンピュータに画像として取り込んだ。
培養ウサギ三叉神経細胞の神経突起形成の程度を評価するために、コンピュータに取り込んだ染色細胞の画像において、細胞体直径および神経突起長を画像解析ソフト(Image−Pro Plus Ver.4.5.1, メディアサイバネティクス)を用いて計測した。細胞体直径の2倍以上長さの神経突起を有する細胞を神経突起形成細胞として、その細胞数の全細胞数に占める比率(%)を算出した(Otori Y, Wei JY, Barnstable CJ. Invest. Ophthalmol Vis Sci (1998) 39, 972-981)。
図1は、全細胞数中に占める神経突起形成細胞の比率(%)を示すグラフである。神経突起形成細胞の比率は、コントロール群で29.5±8.7%、0.1nM 化合物A添加群で63.3±5.2%、NGF添加群で70.0±17.6%であった。統計学的解析の結果、0.1nM 化合物A、NGF添加群はいずれもコントロール群に対して有意な突起形成促進作用が認められた(N=6、5、5(順同)、平均値±標準偏差、*:p<0.005;Dunnettの多重比較検定)。
以上の結果より、化合物Aは培養ウサギ三叉神経細胞の神経突起形成促進作用を有することが明らかにされた。さらに、化合物Aは、一般的にポジティブコントロールとして用いられるNGF(1μg/mL)よりも低濃度で三叉神経細胞の神経突起形成促進作用を示した。
1.使用動物
オリエンタル酵母工業株式会社より購入した日本白色種ウサギ(生後4日目、オス)を使用した。
2.被験物質
化合物Aを使用した。
3.試験方法
1)細胞培養
ペントバルビタールナトリウム注射液(大日本住友製薬)麻酔下で、生理食塩水で心臓灌流を施した後、ウサギから眼球を摘出し網膜を単離した。Hanks’ balanced salt solution(HBSS、Invitrogen)に懸濁させたパパイン溶液(1mg/mL、シグマアルドリッチジャパン株式会社)に単離した網膜を入れ、37℃で30分間酵素消化を行った。以後、試薬の調製にLeibovitz’s L−15 Medium(L−15、Invitrogen)を用いた。静置後、上清を捨て、3mLのトリプシンインヒビター溶液(2mg/mLトリプシンインヒビター、0.004%DNase、1mg/mL Bovine Serum AlbuminをL−15に溶解、pH7.4)を加えピペッティングした。静置した後、上清を捨て、さらに3mLのトリプシンインヒビター溶液を加えピペッティングし、この操作をさらにもう1回繰り返し、120×gで5分間遠心分離し上清を除いた。高濃度のトリプシンインヒビター溶液(10mg/mLトリプシンインヒビター、10mg/mL Bovine Serum AlbuminをL−15に溶解、pH7.4)を2mL加えてピペッティングし、120×gで5分間遠心分離し上清を捨てた。細胞は0.05% Bovine Serum Albumin(BSA)を含むL−15溶液(Invitrogen)10mLに懸濁し、抗マクロファージ抗体を添加した(最終濃度1μg/mL)。室温で20分間インキュベートした後、120×gで5分間遠心分離して上清を捨て、20mLの0.05%BSA/L−15に懸濁し、あらかじめ二次抗体(抗マウスIgG抗体、日本ケミコン)でコートしておいたディッシュに播種した。37℃で40分間インキュベートした後、浮遊している細胞溶液を120×gで5分間遠心分離することにより細胞を回収した。その細胞をポリリジン/ラミニンコーティング済みの8ウェルチャンバースライド(ファルコン)上に約3×103細胞/ウェルとなるよう播種し、播種後24時間培養した。24時間後、培養液中に、化合物A(最終濃度0.1nM(0.026ng/mL))、陽性対照としてNGF(最終濃度1μg/mL)、またはコントロールとしてPBSをそれぞれ添加した。添加後、さらに48時間培養した。培養液は、NeurobasalにB27サプリメント(Invitrogen)(最終濃度 2%(v/v))およびL−グルタミン(Invitrogen)(最終濃度1mM)およびシトシン−1−β−D(+)アラビノフラノシド(最終濃度10μM)を含むものを用いた。培養条件は、二酸化炭素濃度5%、空気濃度95%、湿度100%、温度37℃とした。
2)染色
細胞の染色は試験例1と同様の方法で行った。
4.試験結果
結果を図2に示す。図2は、抗ニューロフィラメント抗体で染色された網膜神経細胞の写真である。化合物Aを添加した細胞で顕著な神経突起の形成が確認された。
化合物A 0.026μg
ポリソルベート80 0.1g
リン酸二水素ナトリウム 0.1g
塩化ナトリウム 0.9g
塩化ベンザルコニウム 0.005g
水酸化ナトリウム 適量
滅菌精製水 適量
全量 100mL(pH7.0)
以上を混和して点眼剤とする。
化合物A 1μg
精製ラノリン 10g
白色ワセリン 100g
以上を混和して眼軟膏剤とする。
1.使用動物
オリエンタル酵母工業株式会社より購入した日本白色種ウサギ(生後4日目、オス)を使用した。
2.被験物質
化合物Aを使用した。
3.試験方法
A)細胞培養
ウサギ三叉神経細胞の単離は、Chanらの報告にしたがって行った(Kwan Y. Chan and Richard H. Haschke. Exp. Eye Res. 41: 687-699, 1985)。すなわち、ウサギに、ペントバルビタールナトリウム注射液(大日本住友製薬)麻酔下で、生理食塩水で心臓灌流を施した後、三叉神経節を切り出した。切り出した三叉神経節をHanks’balanced salt solution(HBSS、Invitrogen)で洗浄後、300μg/mLのコラゲナーゼ・ディスパーゼ(Roche)で37℃、40分間処理し、120×gで5分間遠心分離して細胞を回収した。最終濃度0.1%EDTAを添加したNeurobasal(登録商標、Invitrogen)で酵素反応を停止させ、培養液で懸濁後、120×gで5分間遠心分離し、三叉神経細胞を調製した。
培養液は、NeurobasalにB27サプリメント(Invitrogen)(最終濃度2%(v/v))およびL−グルタミン(Invitrogen)(最終濃度1mM)およびシトシン−1−β−D(+)アラビノフラノシド(最終濃度10μM)を含むものを用いた。培養条件は、二酸化炭素濃度5%、空気濃度95%、湿度100%、温度37℃とした。
48時間培養後のウサギ三叉神経細胞を、10%中性緩衝ホルムアルデヒド液に、室温にて20分浸して固定した。神経細胞体および神経突起を構成するニューロフィラメントを特異的に認識する抗ニューロフィラメント200抗体(シグマアルドリッチ)を用いて固定した標本を蛍光染色し、染色された細胞を蛍光顕微鏡(オリンパス)下で観察した。染色された細胞像は蛍光顕微鏡からコンピュータに画像として取り込んだ。
培養ウサギ三叉神経細胞の神経突起形成の程度を評価するために、コンピュータに取り込んだ染色細胞の画像において、細胞体直径および神経突起長を画像解析ソフト(Image-Pro Plus Ver.4.5.1、メディアサイバネティクス)を用いて計測した。細胞体直径の2倍以上長さの神経突起を有する細胞を神経突起形成細胞として、その細胞数の全細胞数に占める比率(%)を算出した(Otori Y, Wei JY, Barnstable CJ. Invest. Ophthalmol Vis Sci (1998) 39, 972-981)。
表1に細胞数中に占める神経突起形成細胞の比率(%)を示す。0.001nM、0.1nM、10nM、1000nMの化合物A添加群の神経突起形成細胞の比率(%)は、いずれもコントロールに対して高かった。また、統計学的解析の結果、0.1nM化合物A、NGF添加群はいずれもコントロール群に対して有意な突起形成促進作用が認められた(平均値±標準偏差、*:p<0.05;Dunnettの多重比較検定)。
以上の結果より、化合物Aは0.1nMを至適濃度とし、一般的にポジティブコントロールとして用いられるNGF(1μg/mL)よりも低濃度で三叉神経細胞の神経突起形成促進作用を示した。
1.使用動物
北山ラベスより購入した体重2.5〜3.0kgの日本白色種ウサギを使用した。動物は、入荷後から試験終了日まで、室温23±3℃、湿度55±10%、12時間照明(8:00点灯、20:00消灯)に設定された飼育室内で1ケージあたり1匹収容して飼育した。動物には固型飼料(ラボRストック、日本農産工業)を1日100〜120g制限給餌し、水道水を自由に摂取させた。
2.被験物質
被験物質として化合物Aを用いた。被験物質は以下に示す基剤に1nM(0.00000026%)となるように溶解し点眼液を調製した。対照群には被験物質を含まない下記基剤を点眼投与した。
基剤処方:
リン酸二水素ナトリウムニ水和物 0.1g
塩化ナトリウム 0.9g
水酸化ナトリウム 適量
精製水 適量
100mL(pH7.0)
1)群分け
フラップ作製の前日に動物の前眼部肉眼観察とフルオレセインによる角膜染色斑の観察を行ない、それらに異常が認められないウサギを選定し、コシュ・ボネ角膜知覚計(Luneau社製)を用いて角膜知覚の初期値を測定した。角膜知覚の初期値が均一になるようにSAS前臨床パッケージ(Version 5.0、SASインスティテュートジャパン)を用いて単変数完全無作為化割付け手法により群分けした。
2)角膜フラップの作製
動物にセラクタール(2%キシラジン:バイエルジャパン)とケタラール(5%ケタミン筋注用:第一三共)の混合液(0.5:1)を筋肉内注射(0.9mL/kg)することで全身麻酔を施した。眼球を十分に露出したのち、ウサギ眼用アダプターを装着したマイクロケラトーム(MK-2000、ニデック社)を用い(Arbelaez MC. et al. J. Refract Surg. 2002 May-Jun; 18(3 Suppl):S357−60)、130μm厚で直径8.5mmの角膜フラップを作製した。顕微鏡下でフラップを確実に元の位置に戻し、フラップの位置が動かないように動物を観察しながら麻酔から覚醒させた。覚醒後は0.3%ガチフロキサシン点眼液(ガチフロ点眼液、千寿製薬)を投与した。
3)投与
フラップ作製翌日にフラップの剥がれを認めない個体に被験物質点眼液または基剤を6週間点眼投与した。点眼投与は、手術眼に対して2時間間隔で1日4回、マイクロピペットを用いて1回あたり50μLずつとした。手術後6日間は被験物質点眼液または基剤の点眼の前に、0.3%ガチフロキサシン点眼液を投与した。
4)角膜知覚測定
コシュ・ボネ角膜知覚計を用いて、手術後1週、2週、4週または6週の角膜知覚を測定した。なお、測定者には測定するウサギがいずれの投与群に属するか分からないよう、ブラインドで測定した。
図3は角膜フラップ作製後の角膜知覚の経時的推移を示した。基剤点眼群は、角膜フラップ作製1週後で全個体が知覚を消失した後、6週後にかけて経時的に知覚が回復した。それに対し、薬液点眼群も角膜フラップ作製1週後で全個体が知覚を消失したが、4週後以降は基剤点眼群よりも知覚が回復する傾向を示した。また、角膜フラップ作製後初めて知覚が確認できた時期(知覚消失に対して知覚の測定値が5mmフィラメント長以上を示した最初の時期)を比較したところ、基剤点眼群で平均5.5週だったのに対し、薬液点眼群では平均4.1週だった。以上のことより、薬液点眼群の方がフラップ作製後の角膜知覚低下に対し、早期回復することがわかった。
Claims (15)
- N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を含有する眼組織神経突起形成促進剤。
- N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を含有する角膜神経突起形成促進剤。
- 角膜知覚の改善、ドライアイの治療または角膜上皮障害の治療に用いられるものである請求項2記載の剤。
- N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩を含有する網膜神経突起形成促進剤。
- 視覚機能障害の改善に用いられるものである請求項4記載の剤。
- 眼組織神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
- 角膜神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
- 角膜神経突起形成促進剤が角膜知覚の改善、ドライアイの治療または角膜上皮障害の治療に用いられるものである請求項7記載の使用。
- 網膜神経突起形成促進剤を製造するための、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の使用。
- 網膜神経突起形成促進剤が視覚機能障害の改善に用いられるものである請求項9記載の使用。
- 眼組織神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、眼組織神経突起の形成を促進させる方法。
- 角膜神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、角膜神経突起の形成を促進させる方法。
- 角膜知覚の改善、ドライアイまたは角膜上皮障害の治療に用いられるものである請求項12記載の方法。
- 網膜神経突起の形成の促進を必要とする対象に、N−(1−アセチルピペリジン−4−イル)−4−フルオロベンズアミドまたはその薬学的に許容される塩の有効量を投与することを含む、網膜神経突起の形成を促進させる方法。
- 視覚機能障害の改善に用いられるものである請求項14記載の方法。
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