WO2002004471A1 - Fractions oligosaccharidiques d'acide hyaluronique et medicament les contenant - Google Patents

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WO2002004471A1
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oligosaccharide
fraction
tetrasaccharide
hyaluronic acid
oligosaccharides
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PCT/JP2001/005918
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English (en)
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Akira Asari
Hitoshi Kurihara
Tomomi Ito
Yuka Miyazaki
Hiroko Yamanokuchi
Akira Tawada
Takahiro Masa
Yuji Matsuzaki
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Seikagaku Corporation
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    • C07H7/02Acyclic radicals
    • C07H7/033Uronic acids

Definitions

  • the present invention relates to a hyaluronic acid oligosaccharide (hereinafter, also referred to as “HA oligosaccharide”) and a novel fraction thereof.
  • HA oligosaccharide hyaluronic acid oligosaccharide
  • the present invention relates to a medicament containing the HA oligosaccharide as an active ingredient (particularly, a heat shock protein expression enhancer, a cell death inhibitor, a cytotoxicity inhibitor, or a cell / tissue protective agent (particularly, an organ preservative, an ulcer)
  • Therapeutic agent a therapeutic agent for hepatic disorder, an agent for use in the production of IL-10 production or an inhibitor of IL-18 production
  • Background Art Hyaluronic acid (hereinafter also referred to as "HA") It is known that the activity or function changes depending on the size, for example, HA with a molecular weight of 120,000 has NF- ⁇ B inactivation and angiogenesis inhibitory effects.
  • Hyaluronan fragments activate an NF- kappaB / I-kappaB alpha autoregulatory loop in murine macrophages.J Exp Med 183: 2373-2378, 1996 .; West DC, Shaw DM. Tumour hyaluronan in relation to angiogenesis and metastasis. chemistry, biology and medical applications of hyaluronan and its derivatives. London: Port land Press, 1998: 227.
  • HA oligosaccharides consisting of HA oligosaccharides of substantially a single size and substantially free of other sizes of HA oligosaccharides and other impurities A fraction was required.
  • heat shock proteins are also referred to as stress proteins and are proteins that protect against disorders caused by various stress reactions, and various families are known.
  • the heat shock protein of the Hsp70 family is a factor that causes environmental stress such as heat shock, hydrogen peroxide, heavy metals, amino acid analogs, glucose starvation, fever, inflammation, ischemia, Suppresses viral infection, metabolic disease, cardiac hypertrophy, oxidative stress, cell tissue damage, protein structural changes caused by stress factors such as oncogenes and carcinogens, and abnormal protein production. It is thought to prevent cell damage and cell death by working to regenerate protein functions.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-227386 discloses a stress protein expression enhancer containing HA as an active ingredient.
  • the publication states that HA of about 2 to 20 sugars is preferable as the active ingredient (page 3), and that HA of 10 or less sugars is involved in enhancing or inducing the expression of stress proteins. It is indicated (p. 6).
  • HA-unsaturated disaccharide enhances stress protein expression and suppresses cell death
  • the stress protein is also involved in protection of cells and tissues.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-246301 discloses an organ preservation solution for transplantation containing HA and / or a physiologically acceptable salt thereof. ing.
  • the publication states that the average molecular weight of HA is preferably 100,000 or more, there is no description or suggestion about HA oligosaccharides and the excellent effects exerted by them. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to an HA oligosaccharide having a size of about 4 to 60 sugars, in particular, an HA oligosaccharide having substantially a single size, and substantially eliminating an HA oligosaccharide of another size and other impurities.
  • the purpose of the present invention is to provide a fraction which does not contain a target.
  • Another object of the present invention is to provide a useful medicine containing such an HA oligosaccharide as an active ingredient, and in particular, a more effective Hsp expression enhancer, cell death inhibitor and cell damage inhibitor. Further, the present invention provides an excellent cell and tissue protective agent, and provides an organ preservative, an ulcer treating agent, a liver disease treating agent, an IL-10 production promoting agent and an IL-18 production inhibitor using the same.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by separating and fractionating a HA oligosaccharide selected from tetrasaccharide to 60 sugar, and a mixture of these oligosaccharides by a specific method, A novel fraction consisting essentially of oligosaccharides of the desired size and substantially free of oligosaccharides and other impurities of other sizes has been obtained. That is, the present invention provides an HA oligosaccharide having a size selected from 4 bran to 60 saccharides (hereinafter, also referred to as “the oligosaccharide of the present invention”).
  • the present invention also provides a fraction containing the oligosaccharide of the present invention and having the physicochemical properties shown in the following (1) to (6) (hereinafter, also referred to as “fraction of the present invention”). I will provide a.
  • the relative area of the substantially single peak relative to the sum of the peak areas of all HA oligosaccharides in the fraction is 85% or more.
  • the relative area of the substantially single peak relative to the sum of the peak areas of all the HA oligosaccharides in the fraction is 98% or more.
  • the fraction of the present invention preferably further has the physicochemical properties shown in the following (7).
  • n is an integer of 1 to 29, M represents a proton or a monovalent cation, and Ac represents an acetyl group.
  • the size of the HA oligosaccharide contained in the fraction of the present invention is preferably selected from tetrasaccharides to 20 saccharides, more preferably selected from tetrasaccharides to 16 saccharides, and more preferably selected from tetrasaccharides to 14 saccharides. It is more preferred that it be selected, and it is particularly preferred that it is a tetrasaccharide.
  • the present inventors have also investigated the possibility of the oligosaccharide of the present invention as a medicament, and found that the HA oligosaccharide of a predetermined size has a remarkable effect of enhancing the expression of Hsp, suppressing cell death and suppressing cell damage.
  • the present inventors have found that they have an effect, and thereby have provided an Hsp expression enhancer, a cell death inhibitor and a cytotoxicity inhibitor which can solve the above problems.
  • the present inventors have found that the oligosaccharide of the present invention exerts an excellent cell / tissue protecting action, and have provided a cell / tissue protecting agent.
  • the present invention provides an organ preserving agent, an ulcer treating agent using the same. Thus, an agent for treating liver damage, an agent for promoting IL-10 production, and an agent for suppressing IL-18 production have been provided.
  • the present invention provides a drug (pharmaceutical composition, hereinafter also referred to as “the drug of the present invention”) containing the oligo bran of the present invention as an active ingredient.
  • This medicament is preferably an Hsp expression enhancer, a cell death inhibitor, a cell damage inhibitor, or a cell / tissue protectant.
  • the cell / tissue protective agent is preferably used for use as an organ preservative, an agent for treating ulcer, an agent for treating liver injury, an IL-10 production promoter, or an IL-18 production inhibitor.
  • the medicament of the present invention and these agents preferably contain an HA oligosaccharide selected from the size of tetrasaccharide to 20 sugar as an active ingredient, and an HA oligosaccharide selected from the size of tetrasaccharide to 16 sugar.
  • the active ingredient is more preferably selected, more preferably selected from the sizes of tetrasaccharide to tetrasaccharide, and the HA tetrasaccharide is particularly preferable as the active ingredient.
  • HA oligosaccharides that are guaranteed from various perspectives such as molecular size, molecular structure, purity (degree of contamination with other molecular sizes, degree of contamination with other components such as proteins and DNA, and endotoxin content) has not been recognized so far, that is, in the reports of the physiological activity of HA oligosaccharides, the effects of contaminants have not been ruled out.
  • an HA oligosaccharide substantially free of other components such as protein and DNA and furthermore, such an HA oligosaccharide having substantially another molecular size. A specific size of an HA oligosaccharide fraction not containing the protein was obtained, and their biological activities and functions were clarified.
  • the oligosaccharide of the present invention is a HA oligosaccharide having a size selected from tetrasaccharide to 60 sugar.
  • the “HA oligosaccharide” is an oligosaccharide having the same composition as the disaccharide composition of HA. More specifically, it refers to an oligosaccharide in which daruconic acid (GlcA), which is a constituent monosaccharide of HA, and N-acetyldarcosamine (GlcNAc) are alternately glycoside-linked. That is, in addition to oligosaccharides having a non-reducing end represented by the structure represented by the above formula (1), the oligosaccharides having a non-reducing end of N-acetylethyldarcosamine are also HA oligosaccharides. Is included.
  • the sugar located at the non-reducing end is a saturated sugar (a double bond ) Or unsaturated sugars (those containing a double bond in the carbon-carbon bond in a monosaccharide).
  • GlcA indicates saturated glucuronic acid
  • a GlcA indicates unsaturated dalconic acid.
  • HA oligosaccharide represented by the following formula (2) is preferred.
  • GlcA represents a darctic acid residue
  • GlcNAc represents an N-acetylglycosamine residue
  • represents a glycosidic bond
  • n represents an integer of 1 to 29.
  • glycoside bond in GlcA-GlcNAc of the above formula (2) is preferably a ⁇ 1 ⁇ 3 bond, and the glycoside bond in GlcNAc-GlcA is preferably a ⁇ 1 ⁇ 4 bond.
  • oligosaccharides represented by the following formula (1) are particularly preferred.
  • is an integer of 1 to 29, ⁇ represents a proton or a monovalent cation, and Ac represents an acetyl group.
  • HA oligosaccharide represented by the following formula.
  • the HA oligosaccharide having an unsaturated bran at the non-reducing end represented by the above formula corresponds to ⁇ 4 used in Examples described later.
  • the oligosaccharide of the present invention may be in the form of a salt or in an ionized state.
  • the salt include a salt with an inorganic base such as an alkali metal salt (sodium salt, lithium salt, lithium salt, etc.), an alkaline earth metal salt, an ammonium salt, or a diethanolamine salt, cyclooctane salt.
  • examples thereof include salts with organic bases such as xylamine salts, amino acid salts, galactosamine salts, and dalcosamine salts. Of these, alkali metal salts are preferred, and sodium salts are particularly preferred.
  • the origin of the oligosaccharide of the present invention is not particularly limited.
  • degradation of HA separated and purified from cockscomb, umbilical cord, pig skin, cow skin, skin of fish and other animals, aorta, and microorganisms that produce HA may be manufactured through the following steps. Further, it may be produced through a synthesis (for example, ligomic synthesis / enzyme synthesis) step.
  • Enzymatic degradation methods include hyaluronidase (from testis), hyaluronidase (from Streptomyces), hyaluronidase SD, chondroitinase ACI, chondroitinase ACIII, chondroitinase ABC, and HA such as endoglucuronidase (from leech).
  • a degrading enzyme is allowed to act on HA (see Shinsei Kagaku Kenkyusho, “Saccharide II, Mouth Theodalican and Glycosaminoglycan”), p.
  • a hydrolase as an enzyme that degrades HA.
  • the chemical decomposition method include an alkaline decomposition method and a dimethyl sulfoxide method (DMSO, method).
  • DMSO dimethyl sulfoxide method
  • a base such as sodium hydroxide of about 1 N is added to a solution of HA, and the mixture is heated for several hours to reduce the molecular weight, and then neutralized by adding an acid such as hydrochloric acid.
  • the DMSO method includes the method of Nagasawa et al. (Carbohyd. Res., 141, p99-110, 1985). It can also be hydrolyzed with acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • the sonication method include the method described in Biochem., 33, p6503-6507 (1994).
  • Examples of the production method by synthesis include those described in Glycoconjugate J., p453-439 (1993), International Publication W093 / 20827, and the like.
  • the oligosaccharide of the present invention thus produced can be purified to a desired purity.
  • the oligo bran of the present invention having substantially a single size can be used, and can be purified to the extent that it does not substantially contain other sizes of HA oligosaccharide and other impurities.
  • the fraction of the present invention is a fraction containing the oligosaccharide of the present invention, and has a specific characteristic described below.
  • the oligosaccharide of the present invention (a fraction containing the oligosaccharide of the present invention, which is different from the “fraction of the present invention”) can be obtained by the method described in 1) above, but the obtained fraction has a plurality of sizes.
  • HA oligosaccharide is mixed.
  • the fraction of the present invention is a fraction consisting essentially of HA oligosaccharides of a single size and substantially free of other sizes of HA oligosaccharides and other impurities.
  • the fraction of the present invention can be produced by the following method.
  • the fractions (fractions in which oligosaccharides of various sizes are mixed) obtained by the method described in 1> above are applied to a column of a strongly basic anion exchanger.
  • Strongly basic anion exchangers include trimethylammonium group, trimethylammonium-methyl group, —hydroxyxethyldimethylammonium group, 2-hydroxypropynoleamino group, and getyl (2-hydrogen).
  • Anion exchangers having a (roxypropyl) aminoethyl group, a dimethylethanolamine group or the like are exemplified, but anion exchangers having a trimethylammo-ometinole group are preferred.
  • the size of the column can be appropriately set according to the amount to be applied.
  • the column diameter is preferably about 1 to 5 cm and the column length is about 50 to 150 cm. It is preferable to combine two or more such columns.
  • the bound HA oligosaccharide can be eluted by a salt concentration gradient.
  • the salt used for elution is not particularly limited, and NaCl, KCl, LiCl and the like can be used, but NaCl is preferred.
  • the salt concentration gradient is preferably started from a salt concentration of about 0 to 0.1 M and increased to about 0.5 M. Further, the salt concentration gradient is preferably a straight line, and preferably the salt concentration is increased at about 0.1 MZ for 40 to 50 hours, more preferably about 0.1 ⁇ / 45 to 50 hours. '
  • the flow rate is preferably 80 to 100 ml Z hour, more preferably about 85 to 95 ml / hour.
  • the HA oligosaccharide ion-bound to the strongly basic anion exchanger is eluted in ascending order of size. This suggests that the binding strength of HA oligosaccharides to strongly basic anion exchangers is almost proportional to the size of HA oligosaccharides. As a result, the binding strength is increased by applying a salt concentration gradient. It is considered that weak oligosaccharides (oligosaccharides of small size) are eluted in order.
  • the fraction of the present invention has been provided for the first time by utilizing the binding / elution characteristics of such a strongly basic anion exchanger and an HA oligosaccharide.
  • HA oligosaccharides of various sizes can be easily separated by a single column operation with a high resolution, and consist essentially of a single-sized HA oligosaccharide.
  • a high-purity HA oligosaccharide fraction (fraction of the present invention) substantially free of other sizes of HA oligosaccharide and other impurities can be efficiently produced.
  • the HA oligosaccharide contained in the fraction of the present invention is preferably selected from the sizes of tetrasaccharide to 20 sugars, more preferably selected from the size of tetrasaccharide to 16 sugars, and the size of tetrasaccharide to 14 sugars And more preferably a tetrasaccharide.
  • the fraction of the present invention thus obtained may be subjected to the above-mentioned chromatography step again. It may be subjected to concentration, desalination, or other treatment.
  • the storage and distribution form of the fraction of the present invention is not particularly limited, and may be a solution state, a frozen state, a freeze-dried state, or a shifted state.
  • the HA oligosaccharide in the fraction of the present invention may be in the form of a salt or in an ionized state.
  • the salt include a salt with an inorganic base such as an alkali metal salt (sodium salt, lithium salt, potassium salt, etc.), an alkaline earth metal salt, an ammonium salt, or a diethanolamine salt, a cyclohexylamine salt, an amino acid salt, Examples thereof include salts with organic bases such as galactosamine salts and darcosamine salts. Of these, alkali metal salts are preferred, and sodium salts are particularly preferred.
  • a pharmaceutically acceptable salt among these salts can be used. Also in this case, a sodium salt is particularly preferable.
  • the fraction of the present invention thus obtained is characterized by satisfying all the physicochemical properties shown in the following (1) to (6).
  • the numerical values and the like shown in the following physicochemical properties may vary slightly depending on the conditions of tests and experiments, the environment, the equipment used, the skill of the tester, and other factors. Therefore, the numerical value is not strictly limited to the numerical value, and a slight difference in the measurement result due to experimental conditions and the like (a numerical difference within a range common to a person skilled in the art; It should be interpreted in consideration of the fact that there are differences that are recognizable as
  • the area of the substantially single peak relative to the sum of the peak areas of all HA oligosaccharides in the fraction is 85% or more.
  • the relative area is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
  • the relative area of the substantially single peak relative to the sum of the peak areas of all HA oligosaccharides in the fraction is: 98% or more.
  • This physicochemical property indicates that this fraction is essentially a single size HA oligosaccharide molecule. It is shown that it is comprised from these. It also indicates that it does not substantially contain other impurities.
  • substantially single does not mean “completely single” but means “recognized as single by those skilled in the art”. For example, it is generally difficult for a large-sized oligosaccharide to have a fraction containing no other-sized oligosaccharide at all, which can be said to be common knowledge in the art. Therefore, in a chromatographic analysis or mass spectrometry of a large-sized oligosaccharide fraction, even if a small peak derived from an oligosaccharide of another size exists in addition to the main peak derived from the oligosaccharide concerned. However, in consideration of the size of the oligosaccharide, it is usually recognized that the peak is practically a single peak. Therefore, in such a case, it can be said that it is a “substantially single peak”.
  • the relative area of the substantially single peak relative to the sum of the peak areas of the acid oligosaccharide is 90% or more.
  • the relative area is preferably 95% or more.
  • this fraction is composed of a substantially single-charged HA oligosaccharide molecule, that is, that it is composed of a homogeneous HA oligosaccharide. is there. It also indicates that it does not substantially contain other impurities.
  • a carboxyl group is regularly present in the HA oligosaccharide molecule, and this group is ionized in a solution to become -C00- ion. Therefore, it can be said that the number of -C00- ions contained in a HA oligosaccharide molecule of a certain size is constant. Therefore, the fact that the HA oligosaccharide constituting the fraction has substantially a single charge also indicates that the HA oligosaccharide is composed of a substantially single size HA oligosaccharide.
  • the measured value of the fraction by mass spectrometry is 0.997-; I.003 (relative value).
  • the relative value is preferably in the range of 0.998 to 1.002, and more preferably in the range of 0.999 to 0.001.
  • oligosaccharides constituting the fraction are substantially single in molecular weight (mass) and substantially free of other impurities.
  • Natoriumu salt is preferably more sodium (N a) for ⁇ similarly 1 (wt 0/0).
  • the HA oligosaccharide constituting the fraction is substantially single in elemental composition and substantially free of other impurities.
  • the content of the protein in the fraction of the present invention can be measured by a conventional protein measurement method well known to those skilled in the art, but the Lowry method is preferable. If the protein cannot be detected by this method (below the detection limit), it is determined that the protein is not substantially contained.
  • the content of DNA in the fraction of the present invention can be measured using a method for measuring DNA for poor use which is well known to those skilled in the art, but the threshold method is preferable. If DNA cannot be detected by this method (below the detection limit), DNA is substantially contained. It is determined not to have.
  • the content of endotoxin in the fraction of the present invention can be measured by a commonly used method for measuring endotoxin, which is well known to those skilled in the art, but a Limulus test using a captogani / amebosite / lysate component is preferred. If endotoxin cannot be detected by this method (below the detection limit), it is determined that endotoxin is not substantially contained.
  • substantially not contained does not mean that an impurity or the like is not contained in one molecule, but to a degree that a person skilled in the art recognizes that the impurity is not contained ( To the extent that it cannot be detected by the above detection method). Even if analysis technology advances in the future and detection in molecular units becomes possible, this “substantially not contained” should be interpreted based on the content of the present application.
  • the substantially single-size HA oligosaccharide contained has a saturated dalcuronic acid at the non-reducing end, and in this case, the fraction of the present invention further comprises It has the following property (7).
  • n is an integer of 1 to 29, M represents a proton or a monovalent cation, and Ac represents an acetyl group.
  • the HA oligosaccharide constituting the fraction is the HA oligosaccharide represented by the above formula.
  • the molecular structure is substantially single and that it does not substantially contain other impurities.
  • the drug of the present invention is a drug containing the oligosaccharide of the present invention as an active ingredient.
  • oligosaccharide of the present invention used as an active ingredient of the medicament of the present invention, preferred embodiments thereof, and the like are as described in ⁇ 1> above.
  • the oligosaccharide of the present invention preferably has a size selected from tetrasaccharide to 20 sugars (HA tetrasaccharide to HA20 sugar), and n in the above formula (2) is an integer of 1 to 9. It is more preferable to use one selected from the following, and particularly preferable to use one in which n in the above formula (1) is selected from an integer of 1 to 9.
  • oligosaccharide of the present invention (HA tetrasaccharide to HA16 saccharide) having a size selected from tetrasaccharide to 16 saccharide is preferably used.
  • n is an integer of 1 to 7 It is more preferable to use one selected from the above, and it is particularly preferable to use one selected from the integers of n forces S 1 to 7 in the above formula (1).
  • the oligosaccharide of the present invention (HA tetrasaccharide to HA14 sugar) having a size selected from tetrasaccharide to tetrasaccharide is used, and in the above formula (2), n is an integer of 1 to 6. It is more preferable to use one selected from the above, and it is particularly preferable to use one in which n in the above formula (1) is selected from integers of 1 to 6.
  • tetrasaccharides are preferably used as the oligosaccharide of the present invention, and those in which n in the above formula (2) is 1 are more preferable, and n in the above formula (1) is more preferable. It is particularly preferred to use one. By using HA 4 bran, various excellent pharmacological actions can be exhibited.
  • the above formulas (1) and (2) indicate the oligosaccharide of the present invention having a saturated glucuronic acid at the non-reducing end.
  • the oligosaccharide having an unsaturated glucuronic acid at the non-reducing end may be used.
  • the oligosaccharide of the present invention may be used, and the preferred size in that case is also the same as described above.
  • the fraction of the present invention is used as an active ingredient of the medicament of the present invention.
  • the preferred embodiment of the fraction of the present invention used for formulation is as described in 2) above. You.
  • the preferred size of the HA oligosaccharide contained in the fraction of the present invention is also the same as described above.
  • the content of the HA oligosaccharide in the medicament of the present invention can be increased, and the medicament of the present invention containing substantially no substance that is not allowed to be mixed as a medicament can be produced. it can.
  • the medicament of the present invention can be formulated by a known method.
  • other pharmaceutically active ingredients such as agents, osmotic agents, pH adjusters, buffers, tonicity agents, preservatives, soothing agents, coloring agents, excipients, binders, lubricants, disintegrants, etc.
  • agents, osmotic agents, pH adjusters, buffers, tonicity agents, preservatives, soothing agents, coloring agents, excipients, binders, lubricants, disintegrants, etc. can be used.
  • the medicament of the present invention contains the fraction of the present invention as an active ingredient.
  • the HA oligosaccharide having a size selected from tetrasaccharide to 60 sugar is used as an active ingredient, at least such a medicament is required. It is sufficient that the HA oligosaccharide is contained in an effective amount, and as long as it does not affect the effect of the medicament of the present invention, it contains HA oligosaccharide of another molecular size or HA of a size exceeding the oligosaccharide range. No problem.
  • the medicament of the present invention is preferably used for enhancing the expression of Hsp, for suppressing cell death, for suppressing cell damage, or for protecting cells and tissues.
  • the following agents are used according to these uses. be able to.
  • Hsp expression enhancer in this specification refers to “an agent that increases the expression level of heat shock protein (Hsp)” and “Hsp activity is enhanced. The meaning of "the agent that makes it happen.”
  • the medicament of the present invention When the medicament of the present invention is used as an Hsp expression enhancer, it is extremely preferable to use tetrasaccharides among the HA oligosaccharides. Thereby, an extremely excellent Hsp expression enhancing action is exhibited.
  • the administration method of the Hsp expression enhancer is not particularly limited as long as the effect of enhancing the Hsp expression by the HA oligosaccharide is exerted. For example, injection (intravenous, intramuscular, subcutaneous, intradermal, intraperitoneal, etc.) Nasal, oral, transdermal, inhalation and the like.
  • the dosage form can be appropriately selected according to such administration methods, for example, injections (solutions, suspensions, emulsions, solid solutions for dissolution before use), tablets, capsules, solutions, Granules, powders, liposomes, ointments, plasters, lotions, pastes, patches, gels, suppositories, topical powders, sprays, inhalants and the like can be used.
  • the content of the HA oligosaccharide (particularly, HA tetrasaccharide) in the Hsp expression enhancer is not particularly limited.
  • the Hsp expression enhancer is provided as an injection, 0. It is preferably about 10% (w / v).
  • the form when the Hsp expression enhancer is provided as an injection, the form may be any of a solution, a frozen product, and a lyophilized product. This can be filled and sealed in an appropriate container such as an ampoule, a vial, or a syringe for injection, and then distributed or stored as it is, and administered as an injection.
  • an appropriate container such as an ampoule, a vial, or a syringe for injection
  • the active ingredient of the Hsp expression enhancer is particularly preferably an HA tetrasaccharide, but may further contain an HA oligosaccharide having another molecular size.
  • the HA tetrasaccharide has a very remarkable Hsp expression-enhancing effect specifically, the higher the content of the HA tetrasaccharide in the Hsp expression enhancer, the higher the content. A high effect can be obtained, and the dose can be reduced while maintaining the same effect as HA oligosaccharides of other molecular sizes.
  • the HA oligosaccharide in the Hsp expression enhancer is particularly preferably substantially composed of only tetrasaccharide, and it is desirable that no HA oligosaccharide other than the HA tetrasaccharide be added.
  • Hsp expression enhancers are used for many diseases in which the protective effect of Hsp is suggested in diseases caused by cell damage or cell death, such as heart disease (myocardial infarction), renal tubular disorder, circulatory disease, Brain disease (stroke etc.), vascular stenosis such as neurological disease ⁇ ischemic disease due to ischemia, acquired immunodeficiency syndrome, immunosuppressant ⁇ thymocyte damage due to administration of antitumor agent, peripheral T cell decrease, immunodeficiency Immune-related diseases such as sickness, hepatitis, ulcer It is expected to be effective against inflammation such as colitis, trauma, bacterial infections, viral infections, Alzheimer's disease, diabetes mellitus, hypertrophy, Kawasaki disease, schizophrenia, fever, metabolic diseases, and cancer.
  • diseases caused by cell damage or cell death such as heart disease (myocardial infarction), renal tubular disorder, circulatory disease, Brain disease (stroke etc.), vascular stenosis such as neurological disease ⁇ ischemic disease due to isch
  • the Hsp expression enhancer can be applied not only to diseases caused by cell damage or cell death, but also to subjects in which Hsp is expected to protect cells and tissues. This point will be described in detail in “Cell / tissue protective agent” described later.
  • the animal to which the Hsp expression enhancer is administered is preferably a vertebrate, particularly a mammal, and particularly preferably a human.
  • the Hsp expression enhancer can be administered for the purpose of preventing, suppressing the progression (preventing deterioration), ameliorating symptoms or treating these diseases, etc., but is preferably administered as a prophylactic agent.
  • the amount of HA oligosaccharides, especially HA tetrasaccharides in the Hsp expression enhancer, the dosage per dose, the administration interval, etc. depend on the patient's specific symptoms, such as the method of administration of the enhancer, the dosage form, and the purpose of use. It should be determined individually according to age, gender, body weight, etc., but is not particularly limited, and the clinical dose of HA tetrasaccharide is, for example, 300-750 Omg per adult per dose. You.
  • the administration interval of the Hsp expression enhancer may be about once a day, or may be divided into two to three times a day.
  • the Hsp expression enhancer can also be used as a test reagent for an experiment on the stress protein expression enhancing effect.
  • the cell death inhibitor is one of applications using the effect of enhancing the expression of Hsp.
  • HA oligosaccharides particularly HA tetrasaccharides not only enhance Hsp expression but also actually exert cell death-suppressing effects. is there.
  • the disease to which this cell death inhibitor can be applied is not particularly limited as long as it is a disease in which cell death can be suppressed by enhancing Hsp effort, but the diseases exemplified in the description of the Hsp expression enhancer are preferable. .
  • the animal to which the cell death inhibitor is administered the purpose of the administration, the blending amount of HA oligosaccharide (particularly HA tetrasaccharide), the dosage, the administration interval, and the like are the same as those of the Hsp expression enhancer.
  • Cytotoxicity inhibitors are applied to the purpose of cytotoxicity suppression because HA oligosaccharides (particularly HA tetrasaccharides) not only enhance Hsp expression but also actually exert cytotoxicity suppression effects. It is.
  • the disease to which the cytotoxic inhibitor can be applied is not particularly limited as long as the cytotoxicity can be suppressed by enhancing the expression of Hs, but the diseases exemplified in the description of the Hsp expression enhancer can be used. Is preferred.
  • the animal to which the cytotoxic agent is administered the purpose of the administration, the blending amount of HA oligosaccharide (particularly HA tetrasaccharide), the dosage, the administration interval and the like are the same as those of the Hsp expression enhancer.
  • the cell-tissue protective agent is used for the purpose of protecting cell tissues, since HA oligosaccharides (particularly HA tetrasaccharide) not only enhance Hsp expression but also actually exert cell and tissue protection effects. It is applied to
  • This cell / tissue protective agent can be applied to a subject expected to have a cell / tissue protective action by Hsp.
  • it can be used for diseases requiring protection of cells and tissues, or for protection of cells and tissues removed ex vivo.
  • Diseases that require protection of cells or tissues include peptic ulcer (stomach and duodenal ulcer, etc.), gastritis, liver injury (hepatitis, etc.), ulcerative colitis, ischemic heart disease, cardiomyopathy, stroke And cerebral infarction.
  • This cell and tissue protective agent is preferably used as the following agent.
  • Agent for treating ulcers Agent for treating liver disorders
  • An agent for treating ulcer can be used as an agent for treating ulcer by using the above-mentioned cell and tissue protective agent as an agent for treating ulcer, and an agent for treating liver injury can be used as an agent for treating liver injury.
  • treatment refers to administration to an animal having the disease for the purpose of preventing, maintaining (preventing deterioration), reducing (improving symptoms) and treating the disease.
  • Agent refers to an agent used for such treatment.
  • the above-mentioned cell / tissue protective agent can also be used for treatment of a disease caused by a decrease in IL-10, a disease required to promote the production of IL-10, and the like.
  • this cell / tissue protective agent as an agent for promoting IL-10 production, it can be used as an IL-10 production promoter.
  • the cell / tissue protective agent can be used for treatment of diseases caused by an increase in IL-18 and diseases requiring suppression of IL_8 production.
  • this cell / tissue protective agent can be used as an agent for suppressing IL-18 production inhibitor.
  • the animals to which such agents are administered, the purpose of the administration, and the like are the same as those described for the Hsp expression enhancer.
  • the above-mentioned cell / tissue protective agent can also be used for the purpose of protecting cells / tissues extracted outside a living body.
  • this agent for protecting cells and tissues as an agent for preserving cells and tissues extracted outside the living body, it can be used as, for example, an organ preservative. Specifically, the organs (liver, kidney, heart, lungs, etc.) extracted for transplantation are perfused with this organ preservative, or are preserved and retained in this organ preservative, and the cells of the organ are removed. It can suppress tissue injury (edema, cell death, etc.).
  • the amount of HA oligosaccharide in the cell / group / textile protectant, the amount of administration (use) per time, the interval, etc. are individually determined according to the specific conditions such as the administration (use) method, form, purpose, etc. Can be determined.
  • a cell or tissue protective agent when administered to humans as an agent for treating ulcers, an agent for treating liver damage, an agent for promoting IL-10 production, an inhibitor for inhibiting IL-18 production, etc., the clinical application of HA oligosaccharides (particularly HA tetrasaccharides)
  • the dose is, for example, 120 to 600 mg per adult.
  • this cell / tissue protective agent When used for the purpose of protecting cells / tissues extracted outside a living body, it can be formulated as a liquid agent, an irrigation agent, a solid agent for dissolution at the time of use, and the like.
  • the distribution of HA oligosaccharides When used as an organ preservative, the distribution of HA oligosaccharides (particularly HA tetrasaccharides) depends on the specific conditions such as the size, storage time, and temperature of the organ to be stored or retained. The total amount and the like can be determined individually.
  • the concentration of HA oligosaccharide (particularly HA tetrasaccharide) in the cell and tissue protective agent is not particularly limited.
  • lng It is preferable to be about / ml to lmg / ml.
  • the cell's tissue protective agent When the cell's tissue protective agent is provided as an injection or a liquid, it may be in the form of a solution, a frozen product, or a lyophilized product. This can be filled and sealed in a suitable container such as an ampoule, vial, syringe for injection, bottle, etc., and then distributed or stored as it is, and used as an injection or liquid.
  • a suitable container such as an ampoule, vial, syringe for injection, bottle, etc.
  • the present invention further provides an HA oligosaccharide (particularly, HA tetrasaccharide) on an application target such as a cell or a biological tissue in vitro or in vivo, in addition to the above-described agent, Enhances the expression of, suppresses cell death, suppresses cell damage, or protects cells and tissues (eg, preserves organs, treats ulcers, treats hepatic injury, reduces IL-10 production) To promote or suppress the production of IL-18).
  • an HA oligosaccharide particularly, HA tetrasaccharide
  • FIG. 1 is a diagram showing an elution curve when HA 4 was subjected to gel filtration chromatography.
  • the upper vertical axis shows the absorption of 210 nm, and the lower vertical axis shows the absorption of RI.
  • the abscissa indicates the elution time, and the deviation also indicates the elution time.
  • FIG. 2 is a diagram showing an elution curve when HA 6 was subjected to gel filtration chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an elution curve when HA 8 was subjected to gel filtration chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an elution curve when HA 10 was subjected to gel filtration chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an elution curve when HA12 was applied to gel filtration mouth chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 6 shows an elution curve when HA 14 was subjected to gel filtration chromatography.
  • FIG. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an elution curve when HA4 was subjected to anion exchange chromatography.
  • the vertical axis shows the absorption at 210 nm, and the horizontal axis shows the elution time.
  • FIG. 8 is a diagram showing an elution curve when HA 6 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an elution curve when HA 8 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an elution curve when HA 10 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an elution curve when HA12 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing an elution curve when HA 14 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing an elution curve when HA48 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing an elution curve when HA50 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing an elution curve when HA52 was subjected to anion exchange chromatography. The description of the vertical and horizontal axes is the same as in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing the results of electrophoresis of fluorescently labeled oligosaccharides.
  • FIG. 17 is a diagram showing a mass spectrum of HA 4 (Lot 1).
  • FIG. 18 is a diagram showing mass spectra of HA 6 (upper), HA 8 (middle), and HA 10 (lower).
  • FIG. 19 is a diagram showing the results of Deconvolution for HA 6 (upper), HA 8 (middle), and HA 10 (lower).
  • FIG. 20 is a diagram showing the mass spectra of HA 12 (upper), HA 14 (middle), and HA 16 (lower).
  • Figure 21 shows HA 12 (upper), HA 14 (middle) and HA 16 (lower). It is a figure showing the result of all Deconvolution.
  • FIG. 22 is a diagram showing mass spectra of HA 48 (upper), HA 50 (middle) and HA 52 (lower).
  • FIG. 23 is a diagram showing the results of Deconvolution for HA 48 (upper), HA 50 (middle), and HA 52 (lower).
  • FIG. 24 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA4.
  • FIG. 25 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA4.
  • FIG. 26 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA6.
  • FIG. 27 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA6.
  • FIG. 28 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA8.
  • FIG. 29 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA8.
  • FIG. 30 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA 10.
  • FIG. 31 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA 10.
  • FIG. 32 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA12.
  • FIG. 33 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA12.
  • FIG. 34 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA 14.
  • FIG. 35 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA 14.
  • FIG. 36 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA 16.
  • FIG. 37 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of HA 16.
  • FIG. 38 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA48.
  • FIG. 39 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of HA50.
  • FIG. 40 is a chart showing 1 H-NMR spectrum of HA52.
  • FIG. 41 is a diagram showing the activation of HSF1 after heat shock with HA tetrasaccharide.
  • FIG. 42 shows the expression of Hsp72 after heat shock with HA tetrasaccharide.
  • FIG. 43 is a graph showing the degree of suppression of cell death (apoptosis) induced by serum starvation by various HA oligosaccharides.
  • FIG. 44 is a graph showing the inhibitory effect of HA tetrasaccharide on edema of an organ.
  • FIG. 45 is a graph showing the inhibitory effect of HA tetrasaccharide on chromatin concentration in cells.
  • FIG. 46 shows the decrease in the number of TUNEL-stained cells by HA tetrasaccharide.
  • FIG. 47 is a graph showing the inhibitory effect of HA tetrasaccharide on cell / tissue damage.
  • FIG. 48 is a view showing the gastric ulcer inhibitory effect of HA tetrasaccharide.
  • FIG. 49 is a graph showing the effect of HA tetrasaccharide on suppressing liver damage (GOT activity).
  • FIG. 50 is a graph showing the effect of HA tetrasaccharide on suppressing liver damage (white blood cell count).
  • FIG. 51 is a diagram showing the IL-10 production promoting effect of HA tetrasaccharide.
  • FIG. 52 is a graph showing the effect of inhibiting production of IL_8 by HA tetrasaccharide.
  • HA 4 sugar fraction is abbreviated as “HA 4”
  • HA 6 the HA 6 saccharide fraction
  • HA 8 the HA 8 saccharide fraction
  • the oligosaccharide of the present invention and the fraction of the present invention were produced using the sodium salt of HA separated and purified from the cockscomb as a raw material by the following method.
  • the sodium salt of HA used as the raw material was isolated by electrophoresis using a cellulose acetate membrane (migration buffer: pyridine monoformate buffer, current: 15 mA, electrophoresis time: 30 minutes).
  • the collected supernatant is Dowex 1x2 (100-200mesh), a strong basic anion exchanger having a trimethylammoniomethyl group as the anion exchange group (manufactured by Dow Chemical Company) Applied to an ion exchange column ( ⁇ 1.5 X 123cra), and a straight line of NaCl It was eluted by a concentration gradient (0.01M to 0.50M).
  • a concentration gradient 0.01M to 0.50M.
  • the fraction containing the HA oligosaccharide was screened. Appropriate fractions were pooled, concentrated, desalted with Sephadex G-10 (Pharmacia; ⁇ 3 ⁇ 124), and lyophilized.
  • the freeze-dried weight of the obtained fraction is shown in the following brackets.
  • HA4 (330mg), HA6 (1210mg), HA8 (305mg) ⁇ HA10 (1625mg), HA12 (685mg), HA14 (620mg), HA16 (430mg), HA18 (210mg), HA 20 (202mg) ⁇ HA22
  • the mixture was applied to a Dowex 1x2 (100-200mesh) (manufactured by Dow Chemical Company) ion exchange column ( ⁇ 3.0x78 cm) to perform chromatography. Elution was performed with a linear concentration gradient of NaCl (0.01 M to 0.50 M). The fraction containing the HA oligosaccharide was screened by detecting peronic acid in the obtained fraction by the carbazole method. Appropriate fractions were pooled, concentrated, desalted with Sephadex G-10 (Pharmacia; 3 ⁇ 124), and lyophilized.
  • Dowex 1x2 100-200mesh
  • ion exchange column ⁇ 3.0x78 cm
  • the freeze-dried weight of the obtained fraction is shown in the following kakko.
  • HA2 50 mg
  • HA4 (1100 mg)
  • HA 6 232 mg
  • HA 8 (1 015 mg
  • HA 10 1033 mg
  • HA 12 (459 mg)
  • Detection wavelength 210 nm and differential refractometer (RI) Sample application amount: 200 g / shot as HA oligosaccharide
  • the upper part of each figure shows the results detected at 21 Onm, and the lower part shows the results detected with a differential refractometer.
  • HA4, HA6, HA8, HA10, HA12, HA14 and HA16 were each treated as follows.
  • the mixture fraction of the HA oligosaccharide mixture (including the HA disaccharide; hereinafter, abbreviated as “mixture”) was similarly treated.
  • the HA oligosaccharides contained in each fraction FACE R N- linked Oligosaccharide Profiling Kit (Glyko, Inc., Novato, CA. USA) were fluorescently labeled with.
  • a fraction containing about 2 nmol as HA oligosaccharide (about 20 nmol as HA disaccharide unit for the mixture) was centrifuged in a 0.5 mL plastic tube using a centrifugal freeze vacuum dryer (SpeedVac, AS 160, SAVANT INSTRUMENTS INC. NY. US A). After drying, add 5 ⁇ L of 8-aminoaminophthalene-1,3,6-trisulfonic acid sodium salt (ANTS) solution (GLYK0, L2, Part # 50058: reconstituted 0LIG0 Labeling Dye) to each tube and stir. Then, it was left at room temperature for 15 minutes. In addition, add 5 ⁇ L each of sodium cyanoborohydride solution (GLYKO, LI, Part # 50056: Labeling Reducing Agent), seal and 36. Incubated at C for 16 hours.
  • ALS 8-aminoaminophthalene-1,3,6-trisulfonic acid sodium salt
  • the electrophoresis was performed using GLYK0-linked Oligosaccharide Profiling Gel (GLYKO, Part # 60200; polyacrylamide gel having a degree of crosslinking of 36%).
  • Cooling water was circulated through a gel box (GLYKO, GLYKO Gel Box, Part # 40026), and the running buffer that had been cooled was put in the gel box, and the gel was set. The whole gel box was put on ice and cooled.
  • Electrophoreses at a constant voltage of 1000V for 160 minutes, and irradiates 365nm light with a UV transilluminator (model NLM-20E, UVP, CA, USA) to emit fluorescent light using an instant camera (MAMIYA, Professional SD, f 127 ram) and instant film (Polaloid R Polapan T667, iso3000, Polapoid corp. MA. USA).
  • a UV transilluminator model NLM-20E, UVP, CA, USA
  • Lane 1 Mixture
  • Lane 2 HA 4
  • Lane 3 HA 6
  • Lane 4 HA 8
  • Lane 5 HA 10
  • Lane 6 HA 12
  • Lane 7 HA 14, Lane 8: HA 16
  • each of the fractionated oligosaccharide fractions formed a single band with a mobility corresponding to the size of each, and the other size of HA No oligosaccharide pand was detected.
  • the position of the oligosaccharide band (migration position) in each fraction matches well with the size of each of the ladder bands indicated by the mixture, and even for a mixture of oligosaccharides of multiple sizes. It was shown that the migration of these molecules was not affected. '
  • GLYKO 0-linked Profiling Gel is a polyacrylamide gel with a degree of crosslinking of 36%.
  • 8-Aminonaphthalene-1,3,6-trisulfonic acid disodium salt (ANTS) is a fluorescent material with a trivalent negative charge.
  • ANTS labeling could not be detected with HA 8 sugars or less, or HA 4 sugars or less overlapped with the migration front and could not be detected.
  • Mass spectrometry was performed by electrospray ionization mass spectrometry (E ⁇ IMS).
  • HA4 (lot 1), HA6, HA8, HA10, HA12, HA14, HA16, HA48, HA50 and HA52 at 2.6 mg / ml, 1.2 mg / ml, 1.4 mg / ral, 3.0 mg / HA, respectively
  • Aqueous solutions were prepared and analyzed to have concentrations of ml, 2.0 mg / ml, 6.5 mg / ml, 1.3 mg / ml, lmg / ml, lmg / ml and lmg / ml.
  • Equation (1) The theoretical molecular weight of the HA oligosaccharide was determined based on the fact that the HA tetrasaccharide to 52 saccharide had a structure represented by the following formula (1). Equation (1)
  • n is an integer of 1 to 29, M represents a proton or a monovalent cation, and Ac represents an acetinol group.
  • the methanol (Wako Pure Chemical) and distilled water (Wako Pure Chemical) used for the test were for HPLC, and the ammonium formate (Wako Pure Chemical) was of special grade.
  • Agilent 1100 Series Binary Pump, Degasser, ⁇ ⁇ (Agilent l echnologies)
  • the sample was introduced into the mass spectrometer by injecting 51 or 101 of each sample solution into the HPLC system connected to the mass spectrometer.
  • the analysis conditions for HPLC and ESIMS are shown below.
  • Ionization method electrospray ionization method
  • Sheath gas 50 psi
  • Scan range m / z 10- 2500 or 10-4000
  • Scan B gap 1.5 sec or 3 sec.
  • Deconvolution analysis for estimating molecular weight from the observed ESIMS spectrum was performed using analysis software Xcalibur Bioworks (ThermoQuest, Inc.).
  • Tables 3 and 4 summarize the results of the ESIMS spectrum measurement for HA 4 to HA 1.6, and the spectra of HA 4 to HA 16 and HA 48 to HA 52 are shown in Figs. See Figure 23.
  • HA12 is HA12 sugar
  • HA14 is HA14 sugar
  • ⁇ [16 is ⁇ [16 sugar
  • HA48 is HA48 sugar
  • HA52 is HA52 sugar
  • HA4 (Lot 1), HA6, HA8, HA10, HA12, HA14, and HA16 were each dried under reduced pressure at 80 ° C for 2 hours, and immediately measured with an elemental analyzer. Table 6 shows the results.
  • Figure 25 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • n 1 (Sodium j3-D-glucopyranosyluronate- (1 ⁇ 3) -2-acetamido-2—deoxy-j3-D_glucopyranosyl- ⁇ 4)-(Sodium ⁇ -D-glucopyranosyluronate)-(1 ⁇ 3) -2-acetamido-2_deoxy-structure of D-glucopyranose).
  • Figure 26 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 27 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 29 shows the spectrum on which the analysis was based.
  • Figure 30 shows the spectrum on which the analysis was based.
  • Figure 31 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • n 4 (Sodium ⁇ D-glucopyranosyluronate-[(l ⁇ 3) -2-acetami do-2-deoxy-j3_D-glucopyranosy ⁇ -(1 ⁇ 4) - (Sodium ⁇ -D- glucopyranosyluronate)] 4 _ (1 ⁇ 3) _2 - acetamido- 2- deoxy - are those consistent with the structure) of D-glucopyranose.
  • Figure 32 shows the spectrum on which the analysis was based.
  • Figure 33 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 34 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 36 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 37 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 38 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 39 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • Figure 40 shows the spectrum used as the basis for the analysis.
  • the protein content was measured with a BioRad Protein Assay kit (manufactured by BioRad) using serum albumin as a standard substance.
  • DNA was measured by a threshold method (DNA measuring apparatus: threshold (manufactured by Molecular Devices, Inc., USA)).
  • Table 7 shows the measurement results of the contents of the protein, DNA and endotoxin in each fraction.
  • test substances and the like used in this example will be described.
  • Test substance (The abbreviations used in the following are used in Kakko.
  • GlcA is a dalcuronic acid residue
  • GlcNAc is an N-acetyldarcosamine residue
  • Gal is a galactose residue
  • represents an unsaturated sugar.
  • the HA-saturated oligosaccharide As the HA-saturated oligosaccharide, the HA oligosaccharide fraction produced in Production Example 1 was used.
  • the HA-unsaturated oligosaccharide is obtained by treating a degradation product obtained by treating HA with chondroitin AC-1 lyase (Condo mouth itinase AC I flavo; manufactured by Seikagaku Corporation) in the same manner as in Production Example 1. (See Production Example 2).
  • L4 and L4 L4 were prepared by the method described in International Publication W096 / 16973.
  • the test substance was used by dissolving it in physiological saline to a predetermined concentration according to the following pharmacological tests.
  • the endotoxin concentration after dissolution in physiological saline was 0.3 EUZmL or less, and the iron content was 2 ° ppm or less in all cases.
  • K562 cells were cultured in RPMI 1640 medium containing 10% fetal calf serum (FBS).
  • FBS fetal calf serum
  • PC _ 12 cells were prepared using a DMEM medium (D-glucose (1,000 mg / l), L-glutamine (4 mM), 10% serum and 5% neonatal serum (FCS).
  • DMEM medium D-glucose (1,000 mg / l), L-glutamine (4 mM), 10% serum and 5% neonatal serum (FCS).
  • FCS neonatal serum
  • the cells were cultured in a medium in which 10 ml of a 20% glucose aqueous solution was added to 5 ml. ⁇ 1> Effect of HSF 1 on phosphorylation
  • HSF1 heat shock factor 1
  • Hsp70 J. Biol. Chem., 271, 3355-3358 (19%)
  • HSF 1 protein is activated by phosphorylation, and this phosphorylation is caused by a shift of the band on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) (apparent molecular weight is about
  • HA oligosaccharides of various sizes are allowed to act on stressed K562 cells, and the shift of the above band is detected to determine the degree of phosphorylation (activation) of HSF1. Examined.
  • Ch Chondroitin
  • GlcNAc tosamine residue
  • Ch-saturated oligosaccharides were obtained by treating Ch with dimethylsulfoxide (DMS0) containing HCl according to the method of Nagasawa et al. (Carbohyd. Res., 141, P99-110, 1985). Degradation products were obtained by fractionation by size on anion exchange chromatography.
  • DMS0 dimethylsulfoxide
  • Ch-oligosaccharides do not have the activity to enhance or enhance the expression of HS F1 as observed in HA oligosaccharides. It indicates that it is specific to the sugar chain skeleton structure of the sugar.
  • Hsp70 expression HSF1
  • Hsp72 is one of the members of the Hsp70 family, the most representative of which is known to be induced and enhanced by stress.
  • FIG. 42a The results are shown in FIG.
  • the leftmost lane in Fig. 42a shows the same detection of Hsp72 without heat shock (37 ° C) and without the addition of the test substance, and the rightmost lane shows the standard.
  • Hsp72 bacteria-derived Hsp72; bHsp72
  • “B” in FIG. 42 is the result of similarly detecting the expression of Hsp72 when ⁇ 4 was added to cells not subjected to heat shock.
  • heat shock 43 ° C
  • Hsp expression was enhanced as compared to ().
  • the expression of Hsp was further enhanced in the presence of each HA oligosaccharide, and the expression of Hsp was particularly strongly enhanced in the presence of ⁇ ⁇ ⁇ 4 (the third to fifth lanes from the left).
  • Hs72 In cells not subjected to heat shock, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4 did not enhance the expression of Hs72. This suggests that HA tetrasaccharide has little effect on the expression of Hsp under stress-free conditions, but once stress is applied. It was found that the expression of H s P increased very rapidly and significantly.
  • PC-12 cells are known to undergo apoptosis in serum-free culture media.
  • ⁇ 2, ⁇ 4, ⁇ 4, ⁇ 6, ⁇ 6, ⁇ 8, ⁇ 10, ⁇ 12, ⁇ 84, L4, L4L4 should be adjusted to a concentration of 10 Ong / ml in the culture medium containing PC-12 cells (without serum). After 24 hours, the cells were stained with trypan blue, and the ratio of the number of viable cells (cells not stained with trypan blue) to the total number of cells was calculated.
  • the results are shown in FIG. As can be seen from the results in FIG. 43, the HA4 saccharide, particularly HA4, significantly suppressed cell death as compared with other sizes of HA oligosaccharides ⁇ other types of oligosaccharides.
  • a test solution (hereinafter also referred to as “HA4 (+) J”) containing 100 ng / ml of an HA-tetrasaccharide containing Eurocollins solution (Euro-Collins solution; Am. J. Surg., 179, pi 54-160 (2000))
  • HA4 (—) Eurocollins solution
  • One method for assessing the degree of cell death is to perform image analysis (Image-Pro PLUSTM Version 3.0.1; Media Cybernetics) of cell chromatin enrichment using HE-stained # and tissue sections and compare image densities did.
  • image analysis image-Pro PLUSTM Version 3.0.1; Media Cybernetics
  • the concentration of chromatin is increased as the number of cells in which the chromatin is concentrated increases, the concentration of the entire microscope image is increased.
  • * in FIG. 45 indicates that there is a significant difference between p and 0.05 (Williams multiple range test).
  • the degree of fragmentation of DNA using the TUNEL method was analyzed by angle. It is known that DNA becomes fragmented when cells undergo apoptosis.
  • the TUNEL method is a method for staining the ends of DNA, and the degree of TUNEL staining increases as the number of cells in which DNA is fragmented increases, and can be used as an indicator of the degree of cell death (apoptosis). .
  • HA oligosaccharide (HA4 sugar) has an excellent cell / tissue protective effect in organ preservation.
  • test substance was dissolved in carboxymethylcellulose (CMC) to obtain a test solution for administration.
  • concentration was determined according to the dose described below, and such that the dose was 10 ml / kg .
  • a solution prepared by dissolving an existing agent for treating gastritis and gastric ulcer ( teprenone , geranylgeranylacetone; trade name: Senolevex; Eisai) into CMC was used.
  • the concentration was determined so that the dose was 1 mg / kg (clinical dose) and the dose was 10 mL / kg. 0.5% CMC was used as a negative control solution.
  • the rats in each group were fasted from 16:00 on the day before the first administration, and the above-mentioned solutions were orally administered at 8:00 on the following day, followed by water immersion restraint. Water immersion restraint was performed until 8:00 the following day (24 hours). On the way, each solution was administered at 16:00 and 24:00 in the same manner as the first administration.
  • each rat was dissected and the stomach was removed.
  • the removed stomach was inflated by injecting 10% buffered formalin and the folds were stretched and fixed. Thereafter, the blood adhering to the stomach wall was washed away with water and removed.
  • the area ratio (ulcer area, Z-gland stomach area) of the ulcer part degenerating to blackish brown was measured with an image analyzer (Image-Pro PLUSTM Version 3.0.1; manufactured by Media Cybernetics). The results are shown in FIG. Note that * and ** in FIG. 48 indicate that there are significant differences in p * 0.05 and p * 0.01 (Williams multiple range test), respectively.
  • the area ratio of the ulcer site was significantly reduced in all the groups to which HA 4 was administered compared to the group to which the negative control solution was administered.
  • the lOOmg / kg group had a lower ulcer area ratio than the positive control solution group.
  • the HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) has an excellent cell / tissue protective effect in terms of the effect on ulcer. It has also been clarified that the above-mentioned excellent effects can be obtained by oral administration of HA oligosaccharide. Furthermore, in this experiment, the HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) was previously immersed in water immersion after administration, and it took some time after the start of water immersion before ulcers occurred. It can be said that HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) has a preventive effect.
  • test substance was dissolved in physiological saline to prepare a test solution for administration.
  • concentration was determined so that the volume of the liquid to be administered was 5 ml / kg in accordance with the dose to be described later.
  • Fasted rats of each group 16:00 the day before the first round of administration, the next day 8:00 carbon tetrachloride (CC1 4) before and 100 mg / kg orally. Then, at 8:00, the above solutions were intraperitoneally administered. Bred leave then fasted state, 16:00 and 24: 00 in the same manner as the first round dose was administered each solution. Feed at 24:00 and feed each day at 8:00 the following day. Was killed. (3) Evaluation
  • GOT activity was measured using an automatic clinical chemistry analyzer (COBAS MIRAS; Roche Japan), and leukocyte count was measured using an automatic blood cell analyzer (Sysmex K-2000; manufactured by Sysmex).
  • FIG. 49 The former result is shown in Fig. 49, and the latter result is shown in Fig. 50.
  • FIG. 49 and FIG. 50 indicates that there is a significant difference in p ⁇ 0.05 (Williams multiple range test).
  • a significant decrease in GOT activity was observed in the HA450 50 rag / ml administration group as compared to the negative control solution administration group.
  • a significant decrease in peripheral white blood cell count was observed as compared to the negative control solution administration group, and the white blood cell count was also reduced as compared to FAD. . From this, it became clear that HA tetrasaccharide also has a cell / tissue protective effect in terms of an effect on liver damage.
  • HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) was administered after carbon tetrachloride was administered beforehand, but it took some time after carbon tetrachloride administration before liver damage was caused by carbon tetrachloride.
  • the results of this experiment may indicate that HA oligosaccharides (HA tetrasaccharides) have a preventive effect.
  • IL-10 has been reported to be related to Hsp70, a kind of stress protein (a protein that is expressed when cells are stressed and has a cell-protecting action) (J. Immunol. 164 (5), ⁇ 2711-2717 (2000)), and there is a report that IL-10 suppressed hepatitis induced by concanapalin ((Autoimmunity, 31 (2), p75-83 1999).
  • IL_10 in peripheral blood was measured by IL-10 Rat ELISA (manufactured by END0GEN).
  • IL-8 was measured using Panatest A series rat CINC-1 (IL-8) (Panafirm Laboratories).
  • the measurement results of IL-10 are shown in Fig. 51, and the measurement results of IL-18 are shown in Fig. 52.
  • ** in FIGS. 51 and 52 indicates that a significant difference S was obtained at p ⁇ 0.01 (Williams multiple range test).
  • FIG. 51 the concentration of IL-10 in blood increased in a dose-dependent manner with HA4, and the IL-10 concentration in blood was higher in the HA4 50 mg / kg administration group than in the negative control solution administration group. It can be seen that the concentration is significantly higher.
  • FIG. 52 shows that the blood IL-8 concentration decreased in a dose-dependent manner of HA4.
  • HA oligosaccharide also has an effect of promoting the production of IL-10 and an effect of suppressing the production of IL-8. From this, it is considered that the HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) may exert the above-mentioned cell-tissue protective effect through promotion of production of IL-10 or suppression of production of IL-18.
  • HA oligosaccharides are used for the treatment of diseases caused by a decrease in IL-10 or an increase in IL-8, or diseases requiring promotion of IL-10 production or suppression of IL-18 production. It has been shown that it can also be used as an agent.
  • Experiment 2 Experiment using concanapalin A model
  • HA oligosaccharide HA tetrasaccharide power ⁇
  • the preparation, concentration, dose, and solution volume of the test solution for administration are the same as in Experiment 1.
  • Concanapalin A (ConA; Sigma) was administered at 15 mg / kg tail vein. Thereafter, each of the above solutions was administered to the tail vein. After that, they were reared for 24 hours.
  • the average value of GPT was about 560 (IU / L) in the “negative control solution” administration group.
  • the HA 4 10 mg / kgJ administration group and the HA 4 50 mg / kgj administration group were about 2200 (IU / L) and about 1200 (IU / L), respectively.
  • the control solution was significantly lower than the control group (p ⁇ 0.01; Dunnett's multiple comparison test).
  • the group to which the “positive I” raw control solution ”was administered was about 400 (I.U./L).
  • the average value of GOT was about 600 (IU / L) in the “negative control solution” administration group.
  • the ⁇ HA4 10 mg / kgJ administration group '' and ⁇ HA4 50 mg / kgJ administration group are about 200 (IU / L) and about 100 (IU / L), respectively. All were significantly lower than the “negative control solution” administration group (p 0.01; Dunnett's multiple comparison test).
  • “the positive control solution J administration group was about 4400 (I.U./L).
  • HA oligosaccharide also exerts an effect on liver damage induced by concanapalin A, and that HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) is effective against various liver damage. It was suggested to be effective.
  • this experiment As in the case of the carbon model, it can be said that HA oligosaccharide (HA tetrasaccharide) has a preventive effect.
  • the oligosaccharide of the present invention is useful as an active ingredient of the medicament of the present invention.
  • the fraction of the present invention is a HA oligosaccharide fraction containing an HA oligosaccharide of a desired size and substantially free of other sizes of oligosaccharide and other impurities, and searches for the physiological activity of the HA oligosaccharide. It is extremely useful as a reagent for analysis, a standard for analysis, a drug itself or its material.
  • a drug containing the oligosaccharide of the present invention as an active ingredient has a specific size of HA oligosaccharide found in other sizes of HA oligosaccharide. It is extremely useful because it has no significant effect. Furthermore, by selecting the HA oligosaccharide of this specific size, the dose can be reduced while maintaining the same effect as that of the HA oligosaccharide of another size, so that it is a more inexpensive and highly safe agent. It is extremely advantageous in terms of advantages.
  • a cell death inhibitor, a cell damage inhibitor, and a cell / tissue protectant containing the oligosaccharide of the present invention as an active ingredient for example, an organ preservative, an agent for treating ulcer, an agent for treating hepatic injury, an agent for promoting IL-10 production
  • Agent or IL-18 production inhibitor is extremely useful because it exerts an excellent pharmacological effect and has high safety, as is clear from the results of the above Examples.

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Description

ヒアルロン酸オリゴ糖画分およびそれを含む医薬 技術分野 本発明は、 ヒアルロン酸オリゴ糖 (以下、 「HAオリゴ糖」 ともいう) および その新規な画分に関する。
また本発明は、 この HAオリゴ糖を有効成分とする医薬 (特に、 熱ショック蛋 白質発現増強剤、 細胞死抑制剤、細胞障害抑制剤、 又は細胞 ·組織保護剤 (特に、 臓器保存剤、 潰瘍処置剤、 及び肝障害処置剤、 I L - 1 0産生促進剤、 又は I L 一 8産生抑制剤の用途に用いられるもの) に関する。 背景技術 ヒアルロン酸 (以下、 「HA」 ともいう) は、 その分子サイズに依存して活性 や機能が変化することが知られている。 例えば、 分子量 1 2 0万の HAには NF- κ Bの不活' 14化作用、血管新生抑制作用等が認められるが [High molecular weight hyaluronic acid inhibits advanced glycation endproduct - induced NF - kappaB activation and cytokine expression. Neumann A, Schinzel R, Palm D, Riederer P, Munch G. FEBS Lett 1999 Jun 25 ;453 (3) : 283-7; Feinberg RN, Beebe DC. Hyaluronate in vasculogenesis. Science 220 : 1177 - 1179, 1983. ]、 分子量 5 0 万以下の H Aは、 それらとは逆の活性があることが報告されている [Noble PW, McKee CM, し0龍317 M, Shin HS. Hyaluronan fragments activate an NF- kappaB/I-kappaB alpha autoregulatory loop in murine macrophages. J Exp Med 183 : 2373 - 2378, 1996. ; West DC, Shaw DM. Tumour hyaluronan in relation to angiogenesis and metastasis. In : Laurent TC, ed. The chemistry, biology and medical applications of hyaluronan and its derivatives. London: Port land Press, 1998 :227. ]。
このことは、 HAオリゴ糖についても多彩な活性が見出される可能性や、 HA オリゴ糖のサイズに依存して特異的な活性が見出される可能性を十分に示唆する ものといえる。 したがって、 サイズが異なる H Aオリゴ糖を組み合わせた場合、 相加的 ·相乗的効果を発揮する場合もありうるし、 逆に、 あるサイズの HAオリ ゴ糖の活性に対して、 別のサイズの HAオリゴ糖がアンタゴニストとして作用す ることも考えられる。
そうすると、 まず HAオリゴ糖の医薬開発に向けた活性探索の段階において 種々のサイズの HAオリゴ糖が混在している画分を用いていたのでは、 どのサイ ズの HAオリゴ糖が活性本体なのか見出せないばかりカ あるサイズの HAオリ ゴ糖の活性が別のサイズの H Aオリゴ糖によって打ち消されてしまう可能性もあ り、 HAオリゴ糖に秘められた重要な生理活性や機能を見逃してしまう可能性が める。
また、 ある特定のサイズの HAオリゴ糖を医薬として用いる場合にも、 その H Aオリゴ糖が発揮する機能を妨げるような他のサイズのォリゴ糖を可及的に排除 することが必要であり、 また、 医薬として望ましくない物質を実質的に含有しな い、 純度が高い画分が求められる。
以上の通り、 新規な医薬の創製や提供にあたり、 実質的に単一のサイズの H A オリゴ糖からなり、 他のサイズの HAオリゴ糖やその他の不純物を実質的に含有 しない高純度の H Aオリゴ糖画分が求められていた。
一方、熱ショック蛋白質 (以下、 H s pともいう)はストレス蛋白質とも呼ばれ、 種々のストレス反応によって生じる障害を防御する蛋白質であり、 種々のフアミ リーが知られている。 その中の 1つである H s p 7 0フアミリーの熱ショック蛋 白質は、 熱ショック、 過酸化水素、 重金属、 アミノ酸アナログ、 グルコース飢餓 などの環境ストレスを生じさせる因子や、 発熱、 炎症、 虚血、 ウィルス感染、 代 謝疾患、 心肥大症、 酸化的ストレス、 細胞組織障害、 癌遺伝子や発癌物質などの ストレス因子によって生じる蛋白質の構造変化、 異常蛋白質の産生などを抑制し たり、 蛋白質の機能を再生するなどの働きによって、 細胞障害や細胞死を防止す ると考えられている。
これに関連して、 特開平 9一 2 2 7 3 8 6号公報には、 HAを有効成分とする ス トレス蛋白質発現増強剤が開示されている。 同公報には、 その活性成分として 2〜2 0糖程度の H Aが好ましい旨(第 3頁)、 1 0糖以下の HAがス トレス蛋白 質の発現の増強あるいは誘導に関与していることが示唆される旨 (第 6頁)が記載 されている。 さらに HA不飽和二糖が、 ス トレス蛋白質の発現を増強し、 細胞死 を抑制することを示す実験も記載されている(実施例 2 )。
し力 し、 本発明のような各種オリゴ糖についての具体的な開示はなく、 また後 述する HA 4糖に特異的に見られる極めて顕著なストレス蛋白質発現増強につい ても何等開示あるいは示唆されていない。
また、 前記のストレス蛋白質の機能からすると、 ストレス蛋白質は細胞 ·組織 の保護にも関与していると考えられる。
これに関連しては、 特開平 1 1一 2 4 6 3 0 1号公報には、 H A及び/又はそ の生理学的に許容される塩を含有してなる移植向けの臓器保存溶液が記載されて いる。 同公報には、 HAの平均分子量は 1 0万以上であることが好ましい旨記載 されているが、 HAオリゴ糖、 およびこれが発揮する優れた効果については記載 もないし示唆もない。 発明の開示
本発明は、 4糖〜 6 0糖程度のサイズを有する HAオリゴ糖、 特に、 実質的に 単一のサイズの H Aオリゴ糖からなり、 他のサイズの H Aオリゴ糖やその他の不 純物を実質的に含有しない画分を提供することを目的とする。
また本発明は、 このような HAオリゴ糖を有効成分とする有用な医薬、 特に、 より効果が高い H s p発現増強剤、 細胞死抑制剤及び細胞障害抑制剤を提供する ことを目的とする。 さらに本発明は、 優れた細胞 ·組織保護剤を提供し、 これを 利用した臓器保存剤、 潰瘍処置剤、 肝疾患処置剤、 I L - 1 0産生促進剤および I L一 8産生抑制剤を提供することを目的とする。 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、 4糖〜 60糖 から選択される H Aオリゴ糖、 及びこれらオリゴ糖の混合物を特定の方法で分離 分画することにより、 実質的に目的サイズのオリゴ糖のみからなり、 他のサイズ のオリゴ糖その他の不純物を実質的に含有しない新規な画分を取得するに至った。 すなわち本発明は、 4糠〜 60糖から選択されるサイズを有する HAオリゴ糖 (以下、'「本発明オリゴ糖」 ともいう) を提供する。
また本発明は、 本発明オリゴ糖を含有し、 かつ、 下記 (1) 〜 (6) に示す理 化学的性質を有することを特徴とする画分 (以下、 「本発明画分」 ともいう) を 提供する。
(1) 当該画分を、 ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて以下の(a)および (b)に 記載した検出方法により分析すると、 レ、ずれの方法によっても実質的に単一なピ ークを示し、 かつ当該ピークの面積が以下の(a)および(b)に示す通りとなる。
(a) 210 nmの吸収で検出した場合、 画分中の全 H Aオリゴ糖のピーク面積の 和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積が 85 %以上である。
(b)示差屈折計で検出した場合、 画分中の全 HAオリゴ糖のピーク面積の和に対 する前記実質的に単一なピークの相対面積が 98 %以上である。
(2) 当該画分を、 陰イオン交換クロマトグラフィーを用いて 21 Onmの吸収 で検出して分析すると、 実質的に単一なピークを示し、 かつ、 画分中の全ヒアル 口ン酸オリゴ糖のピーク面積の和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積 が 90%以上である。
(3) 当該画分を蛍光標識した後、 これを電気泳動によって分析すると、 単一な バンドを示し、 かつ、 他のサイズの HAオリゴ糖のバンドが検出されない。
(4) 当該画分を構成する H Aオリゴ糖のモノアイソトピック分子量又は平均分 子量の理論値を 1とした場合、 当該画分の質量分析による実測値が 0. 997〜 1. 003 (相対値) である。
(5) 当該画分を構成する HAオリゴ糖における炭素 (C)、 水素 (H) および 窒素 (N) のそれぞれの含量比の理論値 (重量%) と、 当該画分を元素分析する ことによって得られるそれぞれの元素の実測値 (重量0 /。) との差が、 いずれも土 1 (重量%) である。
( 6 ) タンパク質、 D NAおよびエンドトキシンを実質的に含有しない。
本発明画分はさらに、下記(7 ) に示す理化学的性質を有することが好ましい
( 7 ) 当該画分の1 H— NMRおよび1 3 C— NMR測定の結果が、 下記式 (1 ) で示される HAオリゴ糖の構造と矛盾しない。
式 (1 )
Figure imgf000007_0001
(式中、 nは 1〜2 9の整数であり、 Mはプロトン又は 1価のカチオンを示し、 A cはァセチル基を示す。)
本発明画分に含まれる H Aオリゴ糖のサイズは 4糖〜 2 0糖から選択されるこ とが好ましく、 4糖〜 1 6糖から選択されることがより好ましく、 4糖〜 1 4糖 から選択されることがさらに好ましく、 4糖であることが特に好ましい。
また本発明者らは、 本発明オリゴ糖の医薬としての可能性を探索した結果、 所 定サイズの H Aオリゴ糖が、 極めて顕著な H s pの発現増強作用、 細胞死抑制作 用及び細胞障害抑制作用を有することを見出し、 これにより上記課題を角军決しう る H s p発現増強剤、 細胞死抑制剤及び細胞障害抑制剤を提供するに至った。 さらに本発明者らは、 本発明オリゴ糖が優れた細胞 ·組織保護作用を発揮する ことを見出して細胞 ·組織保護剤を提供するに至り、 さらにこれを用いた臓器保 存剤、 潰瘍処置剤、 肝障害処置剤、 I L一 1 0産生促進剤および I L一 8産生抑 制剤を提供するに至った。
すなわち本発明は、本発明オリゴ糠を有効成分とする医薬(医薬組成物、以下、 「本発明医薬」 ともいう) を提供する。 この医薬は、 H s p発現増強剤、 細胞死 抑制剤、 細胞障害抑制剤、 又は細胞 ·組織保護剤であることが好ましい。 また細胞 ·組織保護剤は、 臓器保存剤、 潰瘍処置剤、 肝障害処置剤、 I L— 1 0産生促進剤、 又は I L一 8産生抑制剤としての用途に使用されることが好まし い。
本発明医薬及びこれらの剤は、 4糖〜 2 0糖のサイズから選択される H Aオリ ゴ糖を有効成分とすることが好ましく、 4糖〜 1 6糖のサイズから選択される H Aオリゴ糖を有効成分とすることがより好ましく、 4糖〜 1 4糖のサイズから選 択されることがさらに好ましく、 HA 4糖を有効成分とすることが特に好ましい。 上記の通り、 HAオリゴ糖の生理活性'機能についての報告はこれまでにも存 在した。 しかし、 分子サイズ ·分子構造 ·純度 (他の分子サイズの混入度合い、 蛋白質、 D N Aなど他の成分の混入度合い、 エンドトキシン含有量) 等、 多角的 に保証された HAオリゴ糖を使用している例は、 これまでに認められておらず、 すなわち、 これまでの HAオリゴ糖の生理活性 '機能の報告においては、 混入物 の影響が否定されていなかったものである。 これに対し、 本発明においては、 蛋 白質、 DNAなど他の成分が実質的に含まれていない HAオリゴ糖、 さらにはそ のような HAオリゴ糖であってかつ実質的に他の分子サイズを含まない特定のサ ィズの H Aオリゴ糖の画分を取得し、 それらの生理活性 ·機能を明らかにしたも のである。
以下、 本発明を詳細に説明する。
く 1〉本発明オリゴ糖
本発明オリゴ糖は、 4糖〜 6 0糖から選択されるサイズを有する H Aオリゴ糖 である。
ここで 「HAオリゴ糖」 とは、 HAの構成二糖組成と同様の組成からなるオリ ゴ糖である。 具体的には H Aの構成単糖であるダルク口ン酸 (GlcA)と N—ァセチ ルダルコサミン (GlcNAc)とが交互にグリコシド結合しているオリゴ糖を意味する。 すなわち、 前記の式 '(1 ) で示される構造で代表される非還元末端がダルク口 ン酸であるオリゴ糖の他、 非還元末端が N—ァセチルダルコサミンであるオリゴ 糖も H Aオリゴ糖に包含される。
非還元末端に位置する糖は、 飽和糖 (単糖中の炭素 ·炭素間の結合に二重結合 を含まないもの)でも不飽和糖 (単糖中の炭素 ·炭素間の結合に二重結合を含むも の)でもよレ、。 なお、 以下の説明において、 GlcA は飽和グルクロン酸を、 A GlcA は不飽和ダルク口ン酸を示すものとする。
なかでも非還元末端に位置する糖が飽和糖であるものが好ましく、 具体的には 下記式 (2)で示される H Aオリゴ糖が好ましい。
GlcA (-GlcNAc-GlcA) n-GlcNAc (2)
(式中、 GlcAはダルク口ン酸残基を、 GlcNAcは N-ァセチルグルコサミン残基を、 -はグリコシド結合を、 nは 1〜 2 9の整数を示す。 )
上記式 (2)の GlcA- GlcNAcにおけるグリコシド結合は β 1→3結合であることが 好ましく、 GlcNAc- GlcAにおけるグリコシド結合は β 1→4結合であることが好ま しい。
そのなかでも、 下記式 (1 ) で示される ΗΑオリゴ糖が特に好ましい。
式 ( 1 )
Figure imgf000009_0001
(式中、 ηは 1〜2 9の整数であり、 Μはプロトン又は 1価のカチオンを示し、 A cはァセチル基を示す。)
ただし、 後述の実施例に示すように非還元末端に位置する糖が不飽和糖である ものも有意な生理活性を示すものであり、それらも本発明の好ましレ、態様である。 具体的な一例としては下記式で示される HAオリゴ糖が挙げられる。
Figure imgf000009_0002
(式中、 A cはァセチル基を示す。)
上記式で示される非還元末端に不飽和糠を有する H Aオリゴ糖は後記実施例で 使用した Δ ΗΑ 4に相当する。
また、 本発明オリゴ糖は塩の形態であってもよく、 電離した状態であってもよ い。 塩としては、 例えば、 アルカリ金属塩 (ナトリウム塩、 リチウム塩、 力リウ ム塩等)、 アルカリ土類金属塩、 アンモ-ゥム塩等の無機塩基との塩、 またはジ エタノールアミン塩、 シクロ八キシルァミン塩、アミノ酸塩、 ガラクトサミン塩、 ダルコサミン塩等の有機塩基との塩が例示される。 なかでもアルカリ金属塩が好 ましく、 特にナトリウム塩が好ましい。
本発明オリゴ糖の由来は特に限定されない。例えば、鶏冠、臍帯、豚皮、牛皮、 魚類その他の動物の皮、大動脈等や、 H Aを産生する微生物等から分離、 精製さ れた HAを分解処理 (例えば酵素分解、 化学分解、 加熱処理、 超音波処理等) す る工程を経て製造されるものであってもよい。 また、 合成 (例えばィヒ学合成ゃ酵 素合成) の工程を経て製造されるものであってもよい。
酵素分解法としては、 ヒアルロニダーゼ(睾丸由来)、 ヒアルロニダーゼ (Streptomyces 由来)、 ヒアルロニダーゼ S D、 コンドロイチナ一ゼ A C I、 コ ンドロイチナーゼ A C III、 コンドロイチナーゼ A B C、 エンドグルクロニダ一 ゼ (ヒル由来) などの HAを分解する酵素を HAに作用させる方法が挙げられる (新生化学実験講座 「糖質 IIープ口テオダリカンとグリコサミノグリカン一」 P244-248, 1991 年発行、 東京化学同人参照)。 上記式 (1 ) の HAオリゴ糖を 得るためには、 H Aを分解する酵素として加水分解酵素を用いることが好ましレ、。 化学分解法としては、アル力リ分解法やジメチルスルホキシド法(DM S O、法) 等が挙げられる。 アルカリ分解法は、 具体的には、 例えば HAの溶液に 1 N程度 の水酸化ナトリウム等の塩基を加え、 数時間加温して低分子化させた後、 塩酸等 の酸を加えて中和することにより行うことができる。 D M S O法としては Nagasawa らの方法 (Carbohyd. Res. , 141, p99- 110, 1985) が挙げられる。 ま た、 塩酸や硫酸等の酸によって加水分解することもできる。 超音波処理法としては Biochem., 33, p6503-6507 (1994)等に記載された方法 が挙げられる。
合成による製造方法としては Glycoconjugate J. , p453~439 (1993)、 国際公 開 W093/20827等に記載された方法が挙げられる。
このようにして製造された本発明オリゴ糖は、 所望の純度に精製することがで きる。 例えば以下に説明するように、 実質的に単一のサイズの本発明オリゴ糠か らなり、 他のサイズの HAオリゴ糖その他の不純物を実質的に含有しない程度に まで精製することもできる。
< 2 >本発明画分
本発明画分は、 本発明オリゴ糖を含有する画分であって、 後述する特定の理ィ匕 学的性質を有するものである。
前記く 1〉に記載の方法によって本発明オリゴ糖 (本発明オリゴ糖を含む画分。 「本発明画分」 とは異なる。) が得られるが、 得られた画分には複数のサイズの HAオリゴ糖が混在している。 一方本発明画分は、 実質的に単一のサイズの HA オリゴ糖からなり、 他のサイズの H Aオリゴ糖その他の不純物を実質的に含有し ない画分である。 本発明画分は以下の方法によって製造することができる。
前記く 1〉に記載の方法によって得られる画分 (種々のサイズのオリゴ糖が混 在する画分) を、 強塩基性陰イオン交換体のカラムにアプライする。 強塩基性陰 イオン交換体としては、 トリメチルアンモニゥム基、 トリメチルアンモ-オメチ ル基、 —ヒ ドロキシェチルジメチルアンモニゥム基、 2—ヒ ドロキシプロピノレ アミノ基、 ジェチルー ( 2—ヒ ドロキシプロピル) アミノエチル基、 ジメチルェ タノールァンモニゥム基等を有する陰ィオン交換体が例示されるが、 トリメチル アンモ-オメチノレ基を有する陰イオン交換体が好ましい。
カラムのサイズはアプライする量等に応じて適宜設定できる 、 小スケールの 調製の際にはカラム直径 1〜5 cm、 カラム長 5 0〜 1 5 0 cm程度が好ましい。 また、 このようなカラムを 2本以上組み合わせることが好ましい。
複数のサイズの H Aオリゴ糖が混在する画分をこのようなカラムにアプライす ると、 画分中に含まれる HAオリゴ糖がカラム中の強塩基性陰イオン交換体にィ オン結合する。
結合した HAオリゴ糖は、 塩の濃度勾配によって溶出することができる。 溶出 に用いる塩は特に限定されず、 NaC l、 KC 1、 L i C 1等を用いることがで きるが、 Na C 1を用いることが好ましい。
また塩の濃度勾配は、 塩濃度 0〜0. 1M程度から開始し、 0. 5 M程度まで 上昇させることが好ましい。 また塩濃度勾配は直線であることが好ましく、 好ま しくは 0. 1MZ40〜50時間、 より好ましくは 0. 1Μ/45〜50時間程 度で塩濃度を上昇させる。 '
また流速は好ましくは 80〜 100ml Z時間、 より好ましくは 85〜 95m 1/時間程度とする。
このようなクロマトグラフィ一条件を選択することにより、 強塩基性陰ィオン 交換体にイオン結合した H Aオリゴ糖が、 そのサイズの小さいものから順番に溶 出する。 このことから、 H Aオリゴ糖の強塩基性陰イオン交換体への結合力は H Aオリゴ糖のサイズにほぼ比例していると考えられ、 その結果、 塩の濃度勾配を 負荷することによって結合力が弱いオリゴ糖 (サイズの小さいオリゴ糖) から順 番に溶出されるものと考えられる。 本発明画分は、 このような強塩基性陰イオン 交換体と HAオリゴ糖との結合 ·溶出特性を利用することによって初めて提供さ れたものである。 この方法によれば、 高い分離能で、 かつ 1回のカラム操作によ り各種サイズの H Aオリゴ糖を簡便に分離することができ、 実質的に単一のサイ ズの H Aオリゴ糖からなり、 他のサイズの H Aオリゴ糖やその他の不純物を実質 的に含有しない高純度の HAオリゴ糖画分 (本発明画分) を効率よく製造するこ とができる。
本発明画分に含まれる H Aオリゴ糖は、 4糖〜 20糖のサイズから選択される ことが好ましく、 4糖〜 16糖のサイズから選択されることがより好ましく、 4 糖〜 14糖のサイズから選択されることがさらに好ましく、 4糖であることが特 に好ましい。
このようにして得られた本発明画分は、 再度上記のクロマトグラフィーのステ ップに付してもよレ、。 また、 濃縮、 脱塩、 その他の処理に付してもよい。 本発明画分の保存 ·流通形態等は特に限定されず、 溶液状態、 凍結状態、 凍結 乾燥状態のレ、ずれの状態であってもよい。
また、 本発明画分中の HAオリゴ糖は塩の形態であってもよく、 電離した状態 であってもよい。 塩としては、 例えば、 アルカリ金属塩 (ナトリウム塩、 リチウ ム塩、 カリウム塩等)、 アルカリ土類金属塩、 アンモニゥム塩等の無機塩基との 塩、 またはジエタノールアミン塩、 シクロへキシルァミン塩、 アミノ酸塩、 ガラ クトサミン塩、 ダルコサミン塩等の有機塩基との塩が例示される。 なかでもアル 力リ金属塩が好ましく、 特にナトリゥム塩が好ましい。 本発明画分を後述の本発 明医薬に用いる場合には、 これらの塩のうち薬学的に許容される塩を用いること ができる。 この場合もナトリゥム塩であることが特に好ましい。
このようにして得られる本発明画分は、 下記 (1 ) 〜 (6 ) に示す理化学的性 質を全て満たしていることを特徴とする。 なお、 以下の理化学的性質に示された 数値等は、 試験や実験の条件、 環境、 使用機器、 試験者の熟練度、 その他の要因 等によって多少変化しうるものである。 従って当該数値は、 その数値に厳密に限 定されるものではなく、 実験条件等による多少の測定結果の違い (当業者に常識 的な範囲での数値の相違;当業者が同一の画分であると認識可能な程度の数値の 相違) が存することを考慮して解釈すべきものである。
( 1 ) ゲル濾過ク口マトグラフィーを用いて以下の(a)および (b)に記載した検出 方法により分析すると、 レ、ずれの方法によっても実質的に単一なピークを示し、 かつ当該ピークの面積が以下の( a )および( b )に示す通りとなる。
( a ) 2 1 0 n mの吸収で検出した場合、 画分中の全 H Aオリゴ糖のピーク面積の 和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積が 8 5 %以上である。 この相対 面積は、 9 0 %以上であるものが好ましく、 9 5 %以上であるものがより好まし レ、。
( b )示差屈折計 (以下、 「R I」 と略すこともある。) で検出した場合、 画分中の 全 H Aオリゴ糖のピーク面積の和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積 が 9 8 %以上である。
この理化学的性質は、 この画分が実質的に単一のサイズの H Aォリゴ糖分子か ら構成されていることを示すものである。 また、 他の不純物を実質的に含有しな いことを示唆するものである。
なお、本明細書において 「実質的に単一」 とは、 '「完全に単一」 の意ではなく、 「当業者において単一であると認識される」 ことを意味するものである。例えば、 一般に、 大きいサイズのオリゴ糖においては他のサイズのオリゴ糖を全く含まな い画分とすることは困難であり、 このことは当技術分野の常識であるといえる。 よって、 サイズの大きいオリゴ糖画分のクロマトグラフィ一分析や質量分析等に おいて、 当該オリゴ糖に由来する主要なピークの他に、 他のサイズのオリゴ糖に 由来する小さなピークが存在したとしても、 オリゴ糖のサイズを勘案すると、 実 質的に単一のピークであると認識されるのが通常である。 従って、 このような場 合には 「実質的に単一なピーク」 ということができる。
( 2 ) 当該画分を、 陰イオン交換クロマトグラフィーを用いて 2 1 O n mの吸収 で検出して分析すると、 実質的に単一なピークを示し、 力つ、 画分中の全ヒアル 口ン酸オリゴ糖のピーク面積の和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積 が 9 0 %以上である。 この相対面積は、 9 5 %以上であるものが好ましい。
この理ィ匕学的性質は、 この画分が実質的に単一の電荷を有する H Aオリゴ糖分 子から構成されていること、 すなわち均質な HAオリゴ糖から構成されているこ とを示すものである。 また、 他の不純物を実質的に含有しないことを示唆するも のである。
なお、 例えば式 (1 ) に示す通り、 H Aオリゴ糖分子中には規則的にカルボキ シル基が存在しており、 この基は溶液中で電離して- C00—イオンとなる。 従って、 一定サイズの HAオリゴ糖分子中に含まれている- C00—イオンの数は一定である といえる。 従って、 画分を構成する H Aオリゴ糖の電荷が実質的に単一であると いうことは、 実質的に単一のサイズの HAオリゴ糖から構成されていることをも 示している。
( 3 ) 当該画分を蛍光標識した後、 これを電気泳動によって分析すると、 単一な ノ ンドを示し、 かつ、 他のサイズの HAオリゴ糖のバンドが検出されない。
このことは、 クロマトグラフィ一以外の手法 (電気泳動法) による分析によつ ても、 この画分が実質的に単一のサイズの HAオリゴ糖分子から構成されている ことが明らかにされることを示すものであ 、 クロマトグラフィーによる分析の 結果を支持するものである。 また、 他の不純物を実質的に含有しないことを示唆 するものでもある。
( 4 ) 当該画分を構成する H Aオリゴ糖のモノアイソトピック分子量又は β分 子量の理論値を 1とした場合、 当該画分の質量分析による実測値がいずれも 0 . 9 9 7〜; I . 0 0 3 (相対値) である。 なお、 この相対値は、 0 . 9 9 8〜 1 . 0 0 2の範囲にあることが好ましく、 0. 9 9 9〜ュ. 0 0 1の範囲にあること がより好ましい。
このことは、 画分を構成する Η Αオリゴ糖が、 分子量 (質量) 的にも実質的に 単一であり、 かつ、 他の不純物を実質的に含有しないことを示唆するものでもあ る。
( 5 ) 当該画分を構成する HAオリゴ糖における炭素 (C )、 水素 (H) および 窒素 (N) のそれぞれの含量比の理論値 (重量%) と、 当該画分を元素分析する ことによって得られるそれぞれの元素の実測値 (重量0 /0) との差が、 いずれも士 1 (重量%) である。
また、 H Aオリゴ糖がナトリゥム塩である場合には、 さらにナトリウム (N a ) についても同様に ± 1 (重量0 /0) であることが好ましい。
このことは、 画分を構成する H Aオリゴ糖が、 元素組成的にも実質的に単一で あり、 かつ、 他の不純物を実質的に含有しないことを示唆するものでもある。
( 6 ) タンパク質、 D NAおよびエンドトキシンを実質的に含有しない。
本発明画分中のタンパク質の含有量は、 当業者に周知慣用のタンパク質の測定 法を用いて測定することができるが、 ローリー法が好ましい。 この方法によって タンパク質が検出できない場合 (検出限界以下の場合) には、 タンパク質を実質 的に含有しないと判断される。
本発明画分中の D N Aの含有量は、 当業者に周知' I貧用の D NAの測定法を用い て測定することができるが、 スレッシュホールド法が好ましい。 この方法によつ て D NAが検出できない場合 (検出限界以下の場合) には、 D NAを実質的に含 有しないと判断される。
本発明画分中のェンドトキシンの含有量は、 当業者に周知慣用のェンドトキシ ンの測定法を用いて測定することができるが、 カプトガニ ·ァメボサイト ·ライ セート成分を用いるリムルス試験法が好ましい。 この方法によってエンドトキシ ンが検出できない場合 (検出限界以下の場合) には、 エンドトキシンを実質的に 含有しないと判断される。
なお、 本明細書において 「実質的に含有しない」 とは、 不純物等が 「1分子た りとも含まれていない」 という意味ではなく、 不純物が含まれていないと当業者 に認識される程度 (上記検出方法によっても検出できない程度) を意味するもの である。仮に将来分析技術が進歩して分子単位での検出が可能となったとしても、 この 「実質的に含有しない」 は、 本願の記載内容等に基づいて解釈すべきもので ある。
さらに本発明画分の好ましい態様の一つにおいては、 含まれる実質的に単一の サイズの HAオリゴ糖が、 非還元末端に飽和ダルクロン酸を有するものであり、 その場合本発明画分はさらに下記 (7 ) の性質を有する。
( 7 ) 当該画分の1 H— NMRおよび1 3 C— NMR測定の結果が、 下記式 (1 ) で示される HAオリゴ糖の構造と矛盾しない。 式 (
Figure imgf000016_0001
(式中、 nは 1〜2 9の整数であり、 Mはプロトン又は 1価のカチオンを示し、 A cはァセチル基を示す。)
このことは、 画分を構成する H Aオリゴ糖が、 上記式で示される HAオリゴ糖 であって、 分子構造的にも実質的に単一であり、 かつ、 他の不純物を実質的に含 有しないことをも示唆するものである。
く 3〉本発明医薬
本発明医薬は、 本発明オリゴ糖を有効成分とする医薬である。
本発明医薬の有効成分として用いる本発明オリゴ糖や、その好ましい態様等は、 前記く 1 >に記載した通りである。
なかでも、本発明オリゴ糖として 4糖〜 2 0糖から選択されるサイズのもの(H A 4糖〜 HA 2 0糖) を用いることが好ましく、 前記式 (2 ) における nが 1〜 9の整数から選択されるものを用いることがより好ましく、 前記式 (1 ) におけ る nが 1〜 9の整数から選択されるものを用いることが特に好ましい
より好ましくは、 4糖〜 1 6糖から選択されるサイズの本発明オリゴ糖 (HA 4糖〜 HA 1 6糖) を用いることが好ましく、 前記式 (2 ) における nが 1〜7 の整数から選択されるものを用いることがより好ましく、 前記式 (1 ) における n力 S 1〜 7の整数から選択されるものを用いることが特に好ましい。
さらに好ましくは、 4糖〜 1 4糖から選択されるサイズの本発明オリゴ糖 (H A 4糖〜 HA 1 4糖) を用いることが好ましく、 前記式 ( 2 ) における nが 1〜 6の整数から選択されるものを用いることがより好ましく、 前記式 (1 ) におけ る nが 1〜 6の整数から選択されるものを用いることが特に好ましい。
なかでも本発明オリゴ糖として 4糖のもの (HA 4糖) を用いることが好まし く、前記式(2 )における nが 1のものを用いることがより好ましく、前記式( 1 ) における nが 1のものを用いることが特に好ましい。 HA 4糠を用いることによ り、 種々の優れた薬理作用を発揮させることができる。
なお、 前記式 (1 ) および (2 ) は、 非還元末端に飽和グルクロン酸を有する 本発明オリゴ糖を示すが、 本発明医薬の具体的用途によっては、 非還元末端に不 飽和グルクロン酸を有する本発明オリゴ糖であってもよく、 その場合の好ましい サイズも上記と同様である。
さらに好ましくは、 本発明医薬の有効成分として本発明画分を用いる。 製剤化 に用いる本発明画分おょぴその好ましい態様は、 前記く 2〉に記載した通りであ る。 また、 本発明画分に含有される HAオリゴ糖の好ましいサイズについても、 前記と同様である。
本発明画分を用いることにより、 本発明医薬中の HAオリゴ糖の含有率を高め ることができ、 また医薬として混入が許されない物質を実質的に含有しない本発 明医薬を製造することができる。
本発明医薬は公知の方法により製剤化することができる。 製剤化にあたり、 本 発明医薬の有効成分である HAオリゴ糖に悪影響を与えず、 かつ本発明医薬の効 果に影響を与えない限りにおいて、 他の医薬活性成分や、 慣用の安定化剤、 乳化 剤、 浸透圧調整剤、 pH調整剤、 緩衝剤、 等張化剤、 保存剤、 無痛化剤、 着色剤、 賦形剤、 結合剤、 滑沢剤、 崩壊剤等、 通常医薬に用いられる成分を使用できる。 なお、 本発明医薬は、 有効成分として本発明画分を含むことが好ましいが、 4 糖〜 6 0糖から選択されるサイズを有する HAオリゴ糖を有効成分とすることか ら、 少なくともこのような HAオリゴ糖が有効量含有されていればよく、 本発明 医薬の効果に影響を与えない限りにおいては、他の分子サイズの H Aオリゴ糖や、 オリゴ糖の域を超えるサイズの HAを含んでいても差し支えない。
本発明医薬は、 H s pの発現増強用途、 細胞死抑制用途、 細胞障害抑制用途、 又は細胞 ·組織保護用途の医薬であることが好ましく、 これらの用途に応じて以 下のような剤とすることができる。
[1] H s p発現増強剤
本明細書における 「発現増強」 という用語は、 「発現量の増加」 及び 「活性の 増強」 の双方の意味を包含する。 したがって、 本明細書における 「熱ショック蛋 白質発現増強剤」 (H s p発現増強剤) という用語は、 「熱ショック蛋白質 (H s p ) の発現量を増加させる剤」 及び 「H s pの活性を増強させる剤」 の双方の意 味を包含する。
(D H s 発現増強剤の投与方法 ·剤形等
本発明医薬を H s p発現増強剤とする場合、 HAオリゴ糖のうち 4糖のものを 用いることが極めて好ましい。 これによつて、 極めて優れた H s p発現増強作用 が発揮される。 H s p発現増強剤の投与方法は、 HAオリゴ糖による H s p発現増強効果が発 揮される限りにおいて特に限定されないが、例えば注射(静脈內、 筋肉内、皮下、 皮内、 腹腔内等)、 経鼻、 経口、 経皮、 吸入等が挙げられる。 また、 このような 投与方法に応じて適宜剤形を選択することができ、例えば注射剤 (溶液、懸濁液、 乳濁液、 用時溶解用固形剤等)、 錠剤、 カプセル剤、 液剤、 顆粒剤、 散剤、 リポ 化剤、 軟膏剤、 硬膏剤、 ローション剤、 パスタ剤、 貼付剤、 ゲル剤、 坐剤、 外用 散剤、 スプレー剤、 吸入散剤等を採用することができる。
H s p発現増強剤中の HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) の含量も特に限定されな いが、 例えば、 H s p発現増強剤を注射剤として提供する場合には、 0 . ;!〜 1 0 % (w/v)程度とするのが好ましい。
例えば、 H s p発現増強剤を注射剤として提供する場合、 その形態は、 溶液、 凍結物、または凍結乾燥物のいずれであってもよい。 これをアンプル、バイアル、 注射用シリンジ等の適当な容器に充填 ·密封し、 そのまま流通させあるいは保存 して、 注射剤として投与することができる。
前記の通り、 H s p発現増強剤の有効成分としては特に H A 4糖が好ましいが、 さらに他の分子サイズの H Aオリゴ糖を含んでいても差し支えない。 しかし後述 の実施例からも明らかな通り、 H A 4糖が特異的に極めて顕著な H s p発現増強 作用を示すことから、 H s p発現増強剤中の HA 4糖の含有率を上げればそれだ け高い効果を得ることができ、 また他の分子サイズの H Aオリゴ糖と同一の効果 を維持しつつ投与量を減少させることができる。 従って、 H s p発現増強剤中の HAオリゴ糖は実質的に 4糖のみからなるものが特に好ましく、 H A 4糖以外の HAオリゴ糖は添加しないことが望ましい。
(2) H s 発現増強剤の投与対象等
H s p発現増強剤は、 細胞の障害又は細胞死などに起因する疾患において、 H s pによる防御作用が示唆される多くの疾患、 例えば心臓疾患(心筋梗塞など)、 尿細管障害、 循環器疾患、 脳疾患 (脳卒中など)、 神経疾患などの血管狭窄ゃ虚血 による虚血性疾患、 後天性免疫不全症候群、 免疫抑制剤ゃ抗瘙剤の投与による胸 腺細胞の障害、 末梢 T細胞の減少、 免疫不全症等の免疫関連疾患、 肝炎、 潰瘍性 大腸炎などの炎症、 外傷、 細菌感染症、 ウィルス感染症、 アルツハイマー病、 糖 尿病、 肥大症、 川崎病、 精神分裂病、 発熱、 代謝疾患、 癌などへの効果が期待さ れる。
また細胞の障害又は細胞死などに起因する疾患のみならず、 H s pによる細 胞 ·組織保護作用が期待される対象に対しても H s p発現増強剤を適用すること ができる。 この点については、 後述する 「細胞 ·組織保護剤」 において詳述する。
H s p発現増強剤が投与される動物は、 脊椎動物、 特に哺乳動物が好ましく、 とりわけヒ トが好ましい。 H s p発現増強剤はこれら疾患の予防、 進行抑制 (悪 化防止)、 症状の改善または治療等を目的として投与することができるが、 予防 薬として投与されることが好ましい。
H s p発現増強剤における HAオリゴ糖、 特に HA 4糖の配合量、 1回あたり の投与量、 投与間隔等は、 増強剤の投与方法、 投与形態、 使用目的等、 患者の具 体的症状、 年齢、 性別、 体重等に応じて個別に決定されるべき事項であり、 特に 限定されないが、 HA 4糖の臨床投与量として成人 1人 1回当り 3 0 0〜 7 5 0 O mg が例示される。 また H s p発現増強剤の投与間隔は、 1日 1回程度でもよ く、 1日 2〜3回に分けてもよい。
H s p発現増強剤は、 ストレス蛋白発現増強作用に関する実験用の試験試薬と しても使用することができる。
[2]細胞死抑制剤
細胞死抑制剤は、 H s pの発現増強作用を利用した用途の 1つである。 すなわ ち、 HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) は、 H s pの発現増強作用に止まらず、 実際 に細胞死抑制作用をも発揮することから、 これを細胞死抑制の目的に応用したも のである。
この細胞死抑制剤を適用することができる疾患は、 H s pの努現増強によって 細胞死が抑制できる疾患である限りにおいて特に限定されないが、 H s p発現増 強剤の説明において例示した疾患が好ましい。
この細胞死抑制剤が投与される動物、 投与の目的、 HAオリゴ糖 (特に HA 4 糖) の配合量、投与量、投与間隔等については、 H s p発現増強剤と同様である。 [3]細胞障害抑制剤
細胞障害抑制剤は、 HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) が H s pの発現増強作用に 止まらず、 実際に細胞障害抑制作用をも発揮することから、 これを細胞障害抑制 の目的に応用したものである。
この細胞障害抑制剤を適用することができる疾患は、 H s の発現増強によつ て細胞障害が抑制できる疾患である限りにおいて特に限定されないが、 H s p発 現増強剤の説明において例示した疾患が好ましい。
この細胞障害抑制剤が投与される動物、 投与の目的、 HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) の配合量、 投与量、 投与間隔等については、 H s p発現増強剤と同様であ る。
[4]細胞.組織保護剤
細胞 '組織保護剤は、 HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) が H s pの発現増強作用 に止まらず、 実際に細胞,組織保護作用をも発揮することから、 これを細胞 '組 織保護の目的に応用したものである。
この細胞 ·組織保護剤は、 H s pによる細胞 ·組織保護作用が期待される対象 に適用することができる。 例えば、 細胞 ·組織の保護が求められる疾患等、 ある いは生体外に摘出された細胞 ·組織の保護等に用いることができる。
細胞あるいは組織の保護が求められる疾患としては、 消化性潰瘍 (胃 ·十二指 腸潰瘍等)、 胃炎、 肝障害 (肝炎等)、 潰瘍性大腸炎、 虚血性心疾患、 心筋症、 脳 卒中、 脳梗塞等が挙げられる。
この細胞 ·組織保護剤は、 具体的には以下の剤として使用されることが好まし い。
(1)潰瘍処置剤 .肝障害処置剤
前記の細胞 ·組織保護剤を、 潰瘍処置のための剤とすることで潰瘍処置剤とす ることができ、 肝障害処置のための剤とすることで肝障害処置剤とすることがで きる。 なお、 本発明にいう 「処置」 とは該当する疾患の予防、 維持 (悪化防止)、 軽減 (症状の改善)及ぴ治療を目的として該疾患を有する動物に投与することをい い、 「処置剤」 とはそのような処置に用いられる薬剤をいう。 (2) I L— 1 0産生促進剤 · I L一 8産生抑制剤
前記の細胞 ·組織保護剤は、 I L一 1 0の減少に起因する疾患や、 I L一 1 0 の産生促進が求められる疾患等の処置にも用いることができる。 この細胞 ·組織 保護剤を I L一 1 0の産生促進のための剤とすることにより、 I L一 1 0産生促 進剤とすることができる。
また、 この細胞 ·組織保護剤は、 I L一 8の増加に起因する疾患や、 I L _ 8 の産生抑制が求められる疾患等の処置にも用いることができる。 この細胞 ·組織 保護剤を I L一 8の産生抑制のための剤とすることにより、 I L一 8産生抑制剤 とすることができる。
このような剤の投与対象となる動物や、 投与の目的等については、 H s p発現 増強剤における説明と同様である。
(3)臓器保存剤
前記の細胞 ·組織保護剤は、 生体外に摘出された細胞 ·組織の保護の目的等に 用いることもできる。 この細胞 ·組織保護剤を、 生体外に摘出された細胞や組織 の保存のための剤とすることによって、 例えば臓器保存剤とすることができる。 具体的には、 移植用に摘出した臓器 (肝臓、 腎臓、 心臓、 肺等) をこの臓器保存 剤で灌流したり、 この臓器保存剤中で保存、 保持等することにより、 かかる臓器 の細胞 袓織傷害 (浮腫、 細胞死等) を抑制することができる。
細胞 ·組,織保護剤における HAオリゴ糖の配合量、 1回あたりの投与 (使用)の 量、 間隔等は、 投与 (使用)の方法、 形態、 目的等、 具体的な状況に応じて個別に 決定することができる。
例えば細胞 ·組織保護剤.を潰瘍処置剤、肝障害処置剤、 I L一 1 0産生促進剤、 I L一 8産生抑制剤等としてヒトに投与する場合、 HAオリゴ糖(特に H A 4糖) の臨床投与量として成人 1人 1回当り 1 2 0〜 6 0 0 O m gが例示される。
この細胞 ·組織保護剤を、 生体外に摘出された細胞 ·組織の保護を目的として 使用する場合には、 液剤、 灌注用剤、 用時溶解用固形剤等として製剤化すること ができる。臓器保存剤として用いる場合は、保存ないし保持をする臓器の大きさ、 保存時間、 温度等、 具体的な状況に応じて、 HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) の配 合量等を個別に決定することができる。
この細胞 ·組織保護剤中の H Aオリゴ糖 (特に HA 4糖) の濃度も特に限定さ れないが、 例えば、 注射剤 (溶液) あるいは臓器保存のための液剤として提供す る場合には、 lng/ml〜lmg/ml程度とするのが好ましい。
細胞 '組織保護剤を注射剤、 あるいは液剤として提供する場合、 その形態は、 溶液、 凍結物、 または凍結乾燥物のいずれであっても良い。 これをアンプル、 バ ィアル、 注射用シリンジ、 ボトル等の適当な容器に充填'密封し、 そのまま流通 させあるいは保存して、 注射剤あるいは液剤として使用できる。
本発明はさらに、 以上のような剤だけではなく、 in vitro または in vivo に おいて細胞または生体組織等の適用対象に HAオリゴ糖 (特に HA 4糖) を作用 させ、 該適用対象において H s pの発現を増強し、 細胞死を抑制し、 細胞障害を 抑制し、 又は細胞 ·組織を保護 (例えば、 臓器を保存し、 潰瘍を処置し、 肝障害 を処置し、 I L一 1 0の産生を促進し、 又は I L一 8の産生を抑制) する方法も 包含する。 図面の簡単な説明
図 1は、 HA 4をゲル濾過クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を示す 図である。 上段の縦軸は 2 1 0 n mの吸収を、 下段の縦軸は R Iの吸収を示す。 また横軸はレ、ずれも溶出時間を示す。
図 2は、 H A 6をゲル濾過クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を示す 図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 1と同様である。
図 3は、 HA 8をゲル濾過クロマトグラフィ一に付した場合の溶出曲線を示す 図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 1と同様である。
図 4は、 HA 1 0をゲル濾過クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を示 す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 1と同様である。
図 5は、 HA 1 2をゲル濾過ク口マトグラフィ一に付した場合の溶出曲線を示 す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 1と同様である。
図 6は、 HA 1 4をゲル濾過クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を示 す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 1と同様である。
図 7は、 HA 4を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を 示す図である。 縦軸は 2 1 0 n mの吸収を、 横軸は溶出時間を示す。
図 8は、 HA 6を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲線を 示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 9は、 H A 8を陰ィオン交換ク口マトグラフィ一に付した場合の溶出曲線を 示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 0は、 HA 1 0を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 1は、 HA 1 2を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 2は、 HA 1 4を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 3は、 HA 4 8を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及ぴ横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 4は、 HA 5 0を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 5は、 HA 5 2を陰イオン交換クロマトグラフィーに付した場合の溶出曲 線を示す図である。 縦軸及び横軸の説明は、 図 7と同様である。
図 1 6は、 蛍光標識オリゴ糖の電気泳動の結果を示す図である。
図 1 7は、 HA 4 (ロット 1 ) のマススペクトルを示す図である。
図 1 8は、 HA 6 (上段)、 HA 8 (中段) 及び HA 1 0 (下段) のマススぺ クトルを示す図である。
図 1 9は、 HA 6 (上段)、 HA 8 (中段) 及ぴ HA 1 0 (下段) についての Deconvolutionの結果を示す図である。
図 2 0は、 HA 1 2 (上段)、 HA 1 4 (中段) 及び HA 1 6 (下段) のマス スぺク トルを示す図である。
図 2 1は、 HA 1 2 (上段)、 HA 1 4 (中段) 及び HA 1 6 (下段) につい ての Deconvolutionの結果を示す図である。
図 2 2は、 HA 4 8 (上段)、 HA 5 0 (中段) 及ぴ HA 5 2 (下段) のマス スぺクトルを示す図である。
図 2 3は、 HA 4 8 (上段)、 HA 5 0 (中段) 及ぴ HA 5 2 (下段) につい ての Deconvolutionの結果を示す図である。
図 2 4は、 HA 4についての1 H— NMRスぺク トルを示す図である。
図 2 5は、 HA 4についての13 C— NMRスぺクトルを示す図である。
図 2 6は、 HA 6についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 2 7は、 HA 6についての13 C— NMRスぺクトルを示す図である。
図 2 8は、 HA 8についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 2 9は、 HA 8についての13 C— NMRスぺクトルを示す図である。
図 3 0は、 HA 1 0についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 3 1は、 HA 1 0についての 13C— NMRスぺクトルを示す図である。 図 3 2は、 HA 1 2についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 3 3は、 HA 1 2についての 13C— NMRスぺクトルを示す図である。 図 3 4は、 HA 1 4についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 3 5は、 HA 1 4についての 13C— NMRスぺクトルを示す図である。 図 3 6は、 HA 1 6についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 3 7は、 HA 1 6についての 13C— NMRスぺクトルを示す図である。 図 3 8は、 HA 4 8についての1 H— NMRスぺク トルを示す図である。
図 3 9は、 HA 5 0についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 4 0は、 HA 5 2についての1 H— NMRスぺクトルを示す図である。
図 4 1は、 HA 4糖による熱ショック後の H S F 1の活性ィ匕を示す図である。 図 4 2は、 HA 4糖による熱ショック後の H s p 7 2の発現を示す図である。 図 4 3は、 各種 H Aオリゴ糖による血清飢餓により誘導されるの細胞死 (アポ トーシス) の抑制の程度を示す図である。
図 4 4は、 H A 4糖による臓器の浮腫の抑制効果を示す図である。
図 4 5は、 HA 4糖による細胞のクロマチン濃縮の抑制効果を示す図である。 図 4 6は、 HA 4糖による T U N E L染色細胞数の減少を示す図である。
図 4 7は、 H A 4糖による細胞 ·組織障害の抑制効果を示す図である。
図 4 8は、 HA 4糖による胃潰瘍抑制効果を示す図である。
図 4 9は、 HA 4糖による肝障害抑制効果 (G O T活性) を示す図である。 図 5 0は、 H A 4糖による肝障害抑制効果 (白血球数) を示す図である。
図 5 1は、 HA 4糖による I L一 1 0産生促進効果を示す図である。
図 5 2は、 HA 4糖による I L _ 8産生抑制効果を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 以下に、 本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
以下、 H A 4糖画分を 「HA 4」、 HA 6糖画分を 「HA 6」、 HA 8糖画分を 「HA 8」、 という要領で略記する。
(実施例 1 ) 本発明オリゴ糖及び本発明画分の製造と理化学的性質
1 . 本発明オリゴ糖及び本発明画分の製造
鶏冠から分離 ·精製された HAのナトリゥム塩を原料として、 以下の方法によ つて本発明オリゴ糖及び本発明画分を製造した。 なお、 原料とした HAのナトリ ゥム塩は、 セルロースアセテート膜を用いた電気泳動 (泳動緩種 ί液:ピリジン一 ギ酸緩衝液、 電流: 1 5 mA、 泳動時間: 3 0分間) によって単一のバンドを示 し、 HA以外のグリコサミノダリカン (コンドロイチン、 コンドロイチン一4 _ 硫酸、 コンドロイチン _ 6 _硫酸、 コンドロイチン硫酸 E、 コンドロイチン硫酸 D、 へパリン、 へパラン硫酸、 デルマタン硫酸) は検出されなかった。
(製造例 1 ) ヒアルロニダーゼによる分解
HAのナトリウム塩 2 5 gを、 0. 15M NaCl を含有する 0. 1M リン酸緩衝液 (pH 5. 3) 1. 1 L に溶角军した。 これに、 ゥシ睾丸由来のヒアルロニダーゼ(5. 342 ュニ ット /mg;生化学工業株式会社製) 200mgを添カ卩して、 37 ° で 9時間反応させた。 反応後、 10, OOOrpmで 30分間遠心分離して上清を回収した。 回収した上清を、 陰イオン交換基としてトリメチルアンモニオメチル基を有する強塩基性陰イオン 交換体である Dowex 1x2 (100- 200mesh) (ダウケミカノレ社製) イオン交換カラム (Φ1.5 X 123cra)にアプライし、 NaCl の直線濃度勾配(0.01M〜0.50M)によって溶 出した。 得られた画分中のゥロン酸をカルパゾール法(carbazole method)で検出 することにより、 HAオリゴ糖を含む画分をスクリーニングした。 適当な画分を プールして濃縮し、 Sephadex G- 10 (フアルマシア社製; ψ 3 x 124)で脱塩した後、 凍結乾燥した。
得られた画分の凍結乾燥重量を以下の力ッコ内に示す。
HA4 (330mg)、 HA 6 (1210mg)、 HA8 (305mg)ヽ HA 1 0 (1625mg)、 HA 1 2 (685mg)、 HA 14 (620mg)、 HA 1 6 (430mg)、 HA 18 (210mg)、 HA 20 (202mg)ゝ HA22
(819mg)、 HA 24 (197mg), HA26 (187mg)、 HA28 (1 59mg)、 HA 30 (137mg)、 HA 32 (122mg)、 HA34 (10 2mg)、 HA 36 (91mg)、 HA38 (89mg)ヽ HA40 (65mg)ヽ HA42 (76mg)、 HA44 (61mg)ヽ HA46 (58mg)ゝ HA48
(46mg)、 HA 50 (48mg)、 HA 52 (2 lmg)
(製造例 2) コンドロイチナーゼ AC Iによる分解
HAのナトリゥム塩 8 gを、 0.1%ゥシ血清アルブミン (BSA)を含有する 0.1M酢 酸緩衝液 (pH 6.0) 500mlに溶解した。
これに、 コンドロイチナーゼ AC I (生化学工業株式会社製) 32 ュ-ットを添 加して、 37 '°Cで 6時間反応させた。
反応後、 10, OOOrpraで 30分間遠心分離して上清を回収した。 回収した上清を、 Dowe 1x2 (100-200mesh) (ダウケミカル社製) イオン交換カラム( φ 4.5 x 123cm) にアプライし、 NaCl の直線濃度勾配 (0.01M〜0.50M)によって溶出した。 得られ た画分中のゥ口ン酸を力ルバゾール法(carbazole method)で検出することにより、 HAオリゴ糖を含む画分をスクリーニングした。適当な画分をプールして濃縮し、 Sephadex G- 10 (フアルマシア社製; φ3 x 124)で脱塩した後、 凍結乾燥した。 得られた画分の凍結乾燥重量を以下のカツコ内に示す。 なお 「Δ」 は非還元末 端糖が不飽和糖であることを示す。
ΔΗΑ4 (133mg) ΔΗΑ6 (133mg)、 ΔΗΑ8 (84mg)、 ΔΗ A 10 (109mg)、 ΔΗΑ 12 (100mg)、 ΔΗΑ14 (101mg)、 ΔΗΑ16 (73mg)、 ΔΗΑ 18 (31mg)、 ΔΗΑ20 (9mg)
(製造例 3) DM SO法
HAのナトリゥム塩 10 gを、 0.1M HC1 を 10%含有するジメチルスルホキシ ド (DMSO) 3Lに溶解した。 105°Cで 16時間加 処理した。
処理後、 Dowex 1x2 (100- 200mesh) (ダウケミカル社製) イオン交換カラム(Φ 3.0x78cm)にアプライしてクロマトグラフィーを行った。 溶出は NaClの直線濃度 勾配(0.01M〜0.50M)により行った。 得られた画分中のゥロン酸を力ルバゾール法 (carbazole method)で検出することにより、 HAオリゴ糖を含む画分をスクリ一 ニングした。適当な画分をプールして濃縮し、 SephadexG- 10(フアルマシア社製; 3 X 124)で脱塩した後、 凍結乾燥した。
得られた画分の凍結乾燥重量を以下のカツコ内に示す。
HA2 (50mg)、 HA4 (1100mg)、 HA 6 (232mg)、 HA 8 (1 015mg)、 HA 10 (1033mg)、 HA 12 (459mg)
このようにして得られた各種サイズの HAオリゴ糖を、 以下の種々の分析に付 した。
2. 本発明画分の理化学的性質
前記製造例 1で得られた各 H Aオリゴ糖 (ナトリウム塩) 画分について、 種々 の理化学的性質を調べた。
( 1 ) ゲル濾過ク口マトグラフィ一による分析
使用カラム: TSKGel2500 + 3000+4000pwxl (東ソ一株式会社)
溶媒: 0. 05M Na C 1
流速: 0. 6mlノ分
検出波長: 210 nm、 及び示差屈折計 (R I ) 試料のアプライ量: HAオリゴ糖として 200 g/ショット
試料として HA 4 (ロット 1) 〜HA14を用いた場合の溶出曲線を、 図 1〜 図 6に示す。 各図の上段は 21 Onmで検出した結果を、 下段は示差屈折計で検 出した結果を示す。
これらの図から、 いずれの画分も実質的に単一なピークを示すことがわかる。 また、 画分中の全 HAオリゴ糖のピーク面積の和に対するメインの HAピーク の相対面積は、 表 1に示す通り、 210n mの吸収で検出した場合にはいずれも 85%以上であり、 示差屈折計 (R I) で検出した場合にはいずれも 98%以上 であった。
Ρ¾料 全ピークに対するメインピ -クの面積比 (%)
21 0 n m R I
ΗΑ4 (ロット 1) 89. 037 99. 854
ΗΑ6 98. 573 99. 815
ΗΑ8 96. 617 98. 929
HA 10 98. 594 99. 287
HA 12 100 . 000 100. 000
HA 14 98. 334 99. 796
(2) イオン交换クロマトグラフィ一による分析
カラム: YMC NH2カラム (株式会社ヮイエムシィ)
溶媒: Na H2P04を用いた 0Mから 0. 8Mまでの濃度勾配
■ '(M : 1 m 1 Z分
検出波長: 210 nm
試料のアプライ量: HAオリゴ糖として 20 μ g/ショット
試料として HA 4 (ロット 1) 〜HA 14及び HA48〜HA 52を用いた場 合の溶出曲線を、 図 7〜図 15に示す。 これらの図から、 いずれの画分も実質的 に単一なピークを示すことがわかる。 また、 画分中の全 HAオリゴ糖のピーク面 積の和に対するメインの H Aピークの相対面積は、 表 2に示す通りいずれも 90 %以上であった。 表 2
料 全ピークに対するメノ rンピ クの面積比 (%)
HA4 (ロット 1) 9 8. 5 0 0 7
HA 6 9 7. 9 1 4 0
HA8 9 8. 1 2 0 9
HA10 9 7. 4 2 3 6
HA 12 9 4. 5 4 2 5
HA 14 9 4. 7 1 8 1
HA48 9 4. 4 7 4 3
HA 50 9 3. 4 3 0 5
HA52 9 4. 2 4 9 2
(3) 蛍光標識ゲル電気泳動による分析
HA4、 HA6、 HA8、 HA10、 HA12、 HA 14および HA 16のそ れぞれを以下の通り処理した。 併せて、 HAオリゴ糖の混合物画分 (HA2糖も 含まれる;以下、 「混合物」 と略記する) についても同様に処理した。
(3-1)蛍光標識オリゴ糖の調製
それぞれの画分に含まれる HAオリゴ糖を、 FACERN- linked Oligosaccharide Profiling Kit (Glyko, Inc. , Novato, CA. U.S.A.) を用いて蛍光標識した。
HAオリゴ糖として約 2nmol (混合物については H A 2糖単位として約 20nmol) を含有する量の画分を、 0.5mL プラスチックチューブ中で遠心式凍結真 空乾燥機(SpeedVac, AS 160, SAVANT INSTRUMENTS INC. NY. U.S. A)によって乾燥 した。 乾燥後、 それぞれのチューブに 8 -ァミノナフタレン- 1, 3, 6-トリスルホン 酸ニナトリゥム塩 (ANTS)溶液(GLYK0, L2, Part # 50058: reconstituted 0LIG0 Labeling Dye)を 5 μ Lずつ加え、 攪拌後室温で 15分放置した。 さらに、 シァノ 水素化ホウ素ナトリゥム溶液(GLYKO, LI, Part # 50056: Labeling Reducing Agent) を 5μ Lずつ加え、 密封して 36。Cで 16時間ィンキュベートした。
インキュベート後、 遠心式凍結真空乾燥機に約 15分間かけ、 部分乾燥させた 後、 蒸留水を加えて 20 Lに合わせた。 (3 - 2)蛍光標識オリゴ糖の電気泳動
電気泳動は GLYK0 0- linked Oligosaccharide Profi ling Gel (GLYKO, Part # 60200;架橋度 36%のポリアクリルァミ ドゲル)を用いて行つた。
0LIG0 Gel Running Buffer (GLYKO, Part # 7000) 1包を蒸留水に溶かして 1. 5L とし、 氷中で冷却しておいた。
ゲルボックス(GLYKO, GLYKO Gel Box, Part # 40026)に冷却水を循環させ、 冷 却しておいた Running Buffer を入れ、 ゲルをセットした。 ゲルボックスごと氷 につけ、 冷やした。
蛍光標識した H Aオリゴ糖を含むそれぞれの画分溶液から 2 L をとり、 蒸留 水 と Loading Buffer (GLYKO, Part # 50064) 5 Lを混合した。 混合物溶液 は、 その 2 しを Loading Buffer 2 L と混合した。 これをそれぞれ 4 μ ΐずつ ゲルにアプライした。 それぞれの画分は、 1レーンあたり Η Αオリゴ糖として 80praolのアプライ量とした。
1000V の定電圧で 160 分間電気泳動し、 UV トランスイルミネーター(model NLM-20E, UVP, CA, U. S. A. )で 365nmの光を照射することにより発せられる蛍光 を、 インスタントカメラ(MAMIYA , Professional SD, f=127ram)およびインスタ ントフィルム(PolaloidR Polapan T667, iso3000, Polapoid corp. MA. U. S. A) を用いて記録した。 結果を図 1 6に示す。
図 1 6中のレーンと試料の関係は以下の通りである。
レーン 1 :混合物、 レーン 2 : HA 4、 レーン 3 : HA 6、 レーン 4 : HA 8、 レーン 5 : HA 1 0、 レーン 6 : HA 1 2、 レーン 7 : H A 1 4、 レーン 8 : H A 1 6
混合物は梯子状のバンドを示したが、 分画された各オリゴ糖画分は、 すべてそ れぞれのサイズに応じた泳動度で単一のバンドを形成し、 かつ、 他のサイズの H Aオリゴ糖のパンドは検出されなかった。
また、 サイズの小さいものほど大きな泳動度が得られた。 それぞれ画分におけ るオリゴ糖のパンドの位置 (泳動位置) は、 混合物が示した梯子状バンドのそれ ぞれサイズの位置とよく一致し、 複数のサイズのォリゴ糖の混合物でも、 それぞ れの分子の泳動度に影響がないことが示された。 '
GLYKO 0-linked Profiling Gel は架橋度 36%のポリアクリルアミドゲルであ る。 8 -ァミノナフタレン- 1,3,6-トリスルホン酸ニナトリウム塩 (ANTS)は 3価の 負電荷を持つ蛍光物質である。
電荷を持たない 2-Aminoacridon (AMAC)を蛍光物質とした場合、 このゲルでは どのオリゴ糖もほとんど泳動しなかった。 このことから、 この高架橋度ゲルでの 電気泳動には H Aオリゴ糖自身の負電荷だけでは不足で、 結合している ANTS の 電荷が必要であることが示唆された。 また、 糖鎖骨格と相互作用することが知ら れているホウ酸は使用していないので、 オリゴ糖のサイズとポリアクリルアミド の網目との直接の相互作用が泳動度を左右していることが示唆された。
Glyko社の他のゲル (架橋度 20% または 21%)では、 ANTS ラベルした場合、 H A 8糖以下では分離できないか、 または H A 4糖以下が泳動前線と重なってし まい、 検出できなかった。
(4) 質量分析
質量分析は、 エレク ト ロスプレーイオン化質量分析法 ( electrospray ionization mass spectrometry; E^IMS) により行った。
(4 - 1)方法
(4-ト 1)分析試料
HA4 (ロッ ト 1)、 HA6、 HA8、 HA10、 HA1 2、 HA14、 HA 1 6、 HA48、 HA 50および HA 52を、 それぞれ 2.6mg/ml、 1.2mg/ml、 1.4mg/ral、 3.0mg/ml、 2.0mg/ml、 6.5mg/ml、 1.3mg/ml、 lmg/ml、 lmg/mlおよび lmg/ml の濃度となるように水溶液を調製して分析した。
なお、 HAオリゴ糖に関する分子量の理論値については、 HA4糖〜52糖が 下記式 (1).で表される構造を有していることに基づいて求めた。 式 (1 )
Figure imgf000033_0001
(式中、 nは 1〜2 9の整数であり、 Mはプロ トン又は 1価のカチオンを示し、 A cはァセチノレ基を示す。)
(4-1- 2)試薬
試験に用いたメタノール(和光純薬) および蒸留水 (和光純薬) は HPLC用を、 ぎ酸アンモニゥム (和光純薬) は特級をそれぞれ使用した。
(4-ト 3)機器及び機材
D HPLCシステム
Agilent 1100シリーズ:バイナリポンプ、デガッサ 、 ォー (Agilent l echnologi es)
2)質量分析計
三連四重極型質量分析計: TSQ (サーモクエスト)
(4-1- 4) ESIMS分析条件
質量分析計への試料の導入は、 質量分析計に繋いだ HPLC システムに各試料溶 液を 5 1又は 10 1注入することにより行った。 HPLCおよび ESIMSの分析条件 を以下に示す。
D HPLC
移動相 lOmMぎ酸アンモニゥム水溶液/メタノール =80/20
流: ¾ 0. 2ml/ min
カラム なし 注入量: ΙΟ ,α Ι
2) ESIMS
プローブ: Off- axis
ィオンモード:陰ィオンモード
ィォン化法: ESI法 (エレクトロスプレーィォン化法)
ESIスプレー電圧: 4. 5 kV
ヒーティ ドキヤビラリ一温度: 350 °C
Auxiliaryガス : 35 units
Sheathガス : 50 psi
スキャン範囲: m/z 10- 2500又は 10-4000
スキャン Bき間: 1. 5 sec又は 3 sec.
(4 - 1 -りノ Deconvolution角军析
観測された ESIMSスぺクトルから分子量を推定するための Deconvolution解析 は、 解析ソフト Xcalibur Bioworks (サーモクエスト株式会社) を用いて行った。
(4 - 2)結果
H A 4〜H A 1.6の陰ィオン ESIMSスぺクトル測定の結果をまとめて表 3及ぴ 表 4に、 HA 4〜HA 1 6および HA 4 8〜HA 5 2のスぺク トルを図 1 7〜図 2 3に示す。
表 3
CO CO
Figure imgf000035_0001
上段: 測値
下段:ピ-クの相対強度 (¾)
表 4
Figure imgf000036_0001
以上の結果においては、 いずれも HAオリゴ糖由来と考えられる各種分子関連 イオンが観測されており、 HA4 (ロット 1) が HA4糖、 6が11八6糖、 HA8が HA8糖、 HAI Oが HAI O糖、 HA12が HA1 2糖、 HA14が HA14糖、 ^[ 16が《[ 1 6糖、 HA48がHA48糖、 HA5 C^ HA5 0糖、 および HA52が HA52糖に相当するものと解して矛盾がないものであ る。
以上の結果に基づき、 モノアイソトピック分子量の理論値を 1とした場合にお ける、 メインピークの実測値の相対値を求めた。 結果を表 5 Aに示す。 なお、 H A 4については [M-H]—についての実測値と理論値を用レヽた。 表 5 A
Figure imgf000037_0001
また、 平均分子量の理論値を 1とした場合における、 メインピークの実測値の 相対値を求めた。 結果を表 5 Bに示す。 なお、 HA4については [M- ΗΓについて の実測値と理論値を用いた。 表 5 B
Figure imgf000038_0001
これらの結果から、 本発明画分を構成する H Aオリゴ糖のモノアイソトピック 分子量又は平均分子量の理論値を 1とした場合、 当該画分の質量分析による実測 値がいずれも 0. 999〜1. 001 (相対値) の範囲内であることが示された。
(5) 元素分析
HA4 (ロット 1)、 HA6、 HA8、 HA10、 HA12、 HA14および H A 16をそれぞれ 80 °Cで 2時間減圧乾燥し、 直ちに元素分析器で測定した。 結果を表 6に示す。
試料 Ll 理論値 (%) 卖沏 1値(o/o)
HA 4 (ロッ卜 1 ) c 40.63 0.35
H . u 5.20 -0.04
N 3 41 3.34 0.07
Na d 5 fiO 5 AS 0.12
HA 6 c < 0 40.74 0.54
JL o,丄丄
NT U. ϋ
q
I , U. i 1
A R 寸 A
il Jr O π π
xn o. uO Cy r -0.13
Figure imgf000039_0001
IN O. Ό ί o, ^ 0.26
Π. r\ A 1 Q 0.12
Figure imgf000039_0002
"Γ 3.46 0.03
5.68 5 5 0.23
HA 12 c 41.59 40.96 0.63
H 5.07 5.33 - 0· 26
N 3.46 3.23 0.23
Na 5.69 5.41 0, 28
HA14 C 41.64 41.44 ρ 0.20
ο
H 5.06 5.36 -0.30
N 3.47 3.37 0.10
Na 5.69 5.20 0.49 この結果、 本発明画分を構成する HAオリゴ糖 (ナトリウム塩) における炭素 (C)、 水素 (H)、 窒素 (N) およびナトリウム (Na) のそれぞれの含量比の 理論値 (重量%) と、 当該画分を元素分析することによって得られるそれぞれの 元素の実測値 (重量0 /0) との差は、 いずれも ±1 (重量%) であることが示され た。
(6) 核磁気共鳴スぺク トル (NMR)
HAオリゴ糖画分の1 H— NMRおよび13 C— NMRを、 VARIAN Unitylnova 500型 を用いて測定した。 測定溶媒は D20 を使用した。 内部標準を t-Bu0H (XH 1.23 ppm, 13C 32.461 ppm)とし、 測定温度を 2 3°Cとして測定を行つ た。 各 HAオリゴ糖画分についての結果を以下に示す。 また、 それぞれのスぺク トルを図 2 4〜図 4 0に示す。
(6-1) HA 4 (ロット 1 ) の測定結果
500 MHz 'H-NMR δ;
2.004 (s, 3H, NAc), 2.018, 2.019 (3H, NAc), 3.292-3.326 (m, 1H, H— 2d),
3.354 (dd, 1H, Jli2=7.9Hz, J2i3=9.5Hz, H - 2b),
4.027 (dd, 0.6H, Jli2=3.5Hz, J2 3=10.6Hz, H-2a a ) , 4.453 (d, J1>2=7.9Hz, H— Id), 4. 60 (d, H-lbi3), 4.502 (d, 0.6H, H-lba), 4.555 (d, 1H, Jli2=8. Hz, H-lc), 4.705 (d, 0.4H, Jli2=8.4Hz, H - lai3), 5. 144 (d, 0.6H, H-laa) 解析の基礎としたスぺクトルを図 2 4に示す。
125 MHz 13C-腿 δ ;
24.84, 25.09, 25.36 (NHC0CH3), 55.81 (C-2a a ) , 57.09 (C一 2c), 58.44 (C-2a β ) , 63.40, 63.57 (C - 6a or C- 6c),
75.29, 75.33 (C-2b a or C-2b β ) , 75.58 (C一 2d), 93.92 (C-laa),
97.61 (C-lajS ), 103.44 (C— lc),
105.80, 105.84, 105.95 (C~lb a or C - lbjS or C— Id),
177.00, 177.04, 177.41, 177.68, 177.80, 178.33 (carbonyl)
解析の基礎としたスぺクトルを図 2 5に示す。
これらの結果は、 前記式 (1 ) において n = 1で示される構造 (Sodium j3- D- glucopyranosyluronate- (1→ 3) -2- acetamido - 2— deoxy - j3 - D_glucopyranosyl - →4) - (Sodium β - D - glucopyranosyluronate) - (1→3) -2 - acetamido- 2_deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6- 2) HA 6の測定結果
500 MHz NMR δ ;
2.002, 2.010, 2.017 (9H, NAc), 3.291—3.368 (m, 3H, H— 2b, H— 2d and H - 2f),
4.026 (dd, 0.6H, J1 2=3.5Hz, J, 3=10.6Hz, H-2aa), 4.452, 4.459 (dX2, 2.4H, J1 2=7.8Hz, J12=7.8Hz, H- lbj3, H- Id and H - lf), 4.500 (d, 0.6H, J1 2=7.9Hz, H-lba),
4.544, 4.550 (dX 2, 2H, Jli2=8.5Hz, J12=8.5Hz, H- lc or H-le),
4.702 (d, J1>2=8.3Hz, H— laj3), 5.142 (d, 0.6H, H-la a )
解析の基礎としたスぺクトルを図 2 6に示す。
125 MHz 13C-NMR δ ;
24.84, 25.09, 25.35 (NHC0CH3), 55.81 (C一 2aひ),
57.09, 57.16 (C- 2c or C-2e) , 58.44 (C - 2a β ) ,
63.40, 63.57 (C - 6a or C - 6c or C - 6e) ,
75.28, 75.31, 75.34, 75.57 (C-2b a or C-2b β or C - 2d or C-2f),
93.92 (C-laa), 97.61 (C-la 3),
103.40, 103.45 (C-lc or C- le),
105.80, 105.85, 105.94, 106.02 (C-lba or C - lbj3 or C- Id or C - If), 176.97, 177.40, 177.68, 177.80, 178.27 (carbonyl)
解析の基礎としたスぺクトルを図 2 7に示す。
これらの結果は、 前記式 (1) において n = 2で示される構造 (Sodium 3 - D- glucopyranosyluronate- [ (1→3)— 2— acetamido— 2— deoxy— β—D— glucopyranosyl— (1 4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ] 2 - (1→ 3) - 2- acetamido - 2 - deoxy- D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6 - 3) HA 8の測定結果
500 MHz XH-NMR δ ;
2.002, 2.003, 2.008, 2.016 (12H, NAc), 3.290-3.368 (m, 4H, H- 2b, H - 2d, H— 2f and H-2h) ,
4.025 (dd, 0.6H, Jli2=3.5Hz, J2,3=10.6Hz, H-2aa),
4.450, 4.458 (dX2, 3.4H, J1 2=7.8Hz, Jli2=7.8Hz, H-lb β , H- ld, H - If and H - lh), 4.500 (d, 0.6H, Jli2=7.8Hz, H~lb a ) ,
4.539, 4.543, 4.550 (dX 3, 3H, Jli2=8.4Hz, J1 2=8.5Hz, J12=8.4Hz, H- lc or H - le or H-lg), 4.702 (d, 0.4H, Jli2=8.4Hz, U-la^ ), 5. 142 (d, 0.6H, H-la a ) 解析の基礎としたスぺクトルを図 2 8に示す。
125 MHz 1 3C-NMR δ ;
24.84, 25.09, 25.35 (NHC0CH3), 55.82 (C_2a a ),
57.10, 57. 16 (C-2c, C- 2e and C- 2g), 58.44 (C-2a j3 ),
63.40, 63.57 (C-6a, C- 6c and C- 6e),
75.28, 75.34, 75.57 (C— 2b, C_2d, C_2f and C-2h),
93.92 (C-laa), 97.61 (C-la β ) ,
103.39, 103.45 (C- lc, C_le and C- lg),
105.80, 105.85, 105.95, 106.04 (C— lb or C— Id or C— If or C— lh) ,
176.93, 177.40, 177.68, 177.80, 178.27 (carbonyl)
解析の基礎としたスぺクトルを図 2 9に示す。
これらの結果は、 前記式 (1 ) において n = 3で示される構造 (Sodium j3- D - glucopyranosyluronate-[(l→3)-2-acetamido-2-deoxy- j3 _D— g丄 ucopyranosy丄ー (1 → 4) -(Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ] 3 - (1→3) - 2- acetaraido - 2 - deoxy- D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-4) HA 1 0の測定結果
500 MHz XH-NMR δ ;
2.001, 2.007, 2.016 (15H, NAc), 4.025 (dd, 0.6H, Jli2=3.6Hz, J2i3=10.6Hz, H-2a a ) ,
4.441-4.465 (m, H-lb j3 , H - ld, H - If, H- lh and H-1 j) , 4.499 (d, J1 2=7.8Hz, H-lb a),
4.538, 4.549 (dX2, Jli2=8.4Hz, J1 2=8.4Hz, H - lc, H— le, H—lg and H - li), 4.701 (d, J1 2=8.4Hz, H-la 3), 5. 141 (d, 0.6H, H-la a)
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 0に示す。
125 MHz 13C-NMR δ ;
24.84, 25.09, 25.35 (NHC0CH3), 55.82 (C-2a ) , 57.10, 57. 16 (C - 2c, C-2e, C - 2g and C- 2i), 58.44 (C - 2aj3),
63.37, 63.57 (C— 6a, C - 6c, C一 6e, C_6g and C— 6i),
75.35, 75, 58 (C一 2b, C— 2d, C - 2f, C - 2h and C— 2 j),
93.92 (C-laa), 97.61 (C - la 3),
103.39, 103.46 (C一 lc, C— le, C一 lg and C- li),
105.80, 105.86, 105.94, 106.05 (C - lb, C-ld, C— If, C-lh and C-lj),
176.94, 176.99, 177.41, 177.68, 177.81, 178.30(carbonyl)
解析の基礎としたスぺク トルを図 3 1に示す。
これらの結果は、 前記式 (1 ) において n = 4で示される構造 (Sodium β D- glucopyranosyluronate- [ (l→3) -2-acetami do-2-deoxy- j3 _D- glucopyranosy丄- (1 →4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ] 4 _ (1 3) _2 - acetamido- 2- deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-5) H A 1 2の測定結果
500 MHz - NMR δ ;
2.002, 2.006, 2.016 (18H, NAc), 4.025 (dd, 0.6H, J1 2=3.6Hz, J2,3=10.7Hz, H-2a a ),
4.440-4.465 (ra, H-lb β , H - Id, H-lf, H- lh, H - 1 j and H— 11) , 4.498 (d, J1 2=7.8Hz, H-lb a ) ,
4.538, 4.549 (dX2, Jli2=8.4Hz, Jli2=8.4Hz, H - lc, H— le, H - lg, H - li and H-lk) , 4.701 (d, J1 2=8.5Hz, H-la β ) , 5.141 (d, 0.6H, H-la a )
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 2に示す。
125 MHz 1 3C-腿 δ ;
24.84, 25.09, 25.35 (NHC0CH3), 55.82 (C-2a a ) ,
57.09, 57. 16 (C— 2c, C_2e, C一 2g and C— 2i), 58.44 (C~2a β ) ,
63.37 (C-6a, C— 6c, C— 6e, C一 6g and C_6i) ,
75.35, 75.58 (C一 2b, C-2d, C_2f, C一 2h and C一 2 j),
93.92 (C-laa), 97.61 (C-la β ) , 103.40, 103.45 (C- lc, C-le, C-lg and C~li),
105.80, 105.86, 106.05 (C—lb, C - ld, C-lf, C-lh and C-lj),
176.95, 177.40, 177.80, 178.31 (carbonyl)
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 3に示す。
これらの結果は、 前記式 (1) において n = 5で示される構造 (Sodium j3 - D- glucopyranosyluronate- [ (1→3) - 2-acetamido - 2 - deoxy - β - D- glucopyranosyl- (1 →4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ] 5-(1→3)- 2 - acetamido_2 - deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-6) H A 1 4の測定結果
500 MHz ^-NMR δ ;
2.001, 2.006, 2.016 (21H, NAc), 4.024 (dd, 0.6H, J1 2=3.6Hz, J2,3=10.6Hz, H-2a a ) ,
4.439-4.464 (m, H_lbj3, H_ld, H- lf, H - lh, H- lj, H- 11 and H-ln) , 4.498 (d, Jli2=7.8Hz, H-lb a ) ,
4.537, 4.549 (dX2, Jli2=8.4Hz, Jli2=8.3Hz, H- lc, H— le, H - lg, H - li, H - lk and H-lm),
4.701 (d, Jli2=8.4Hz, H— la/3), 5.141 (d, 0.6H, H-la a )
解析の基礎としたスぺク トルを図 34に示す。
125 MHz 13C -羅 δ ;
24.84, 25.09, 25.34 (NHC0CH3), 55.81 (C-2a ) ,
57.09, 57.15 (C— 2c, C- 2e, C- 2g and C- 2i), 58.43 (C- 2a β ) ,
63.36, 63.57 (C一 6a, C— 6c, C一 6e, C— 6g and C-6i),
75.35, 75.58 (C- 2b, C- 2d, C - 2f, C-2h and C- 2 j),
93.91 (C-la a ) , 97.61 (C-la β ) ,
103.40(C-lc, C-le, C-lg and C-li),
105.80, 105,85, 105.94, 106.07 (C - lb, Old, C-lf, C-lh and C-lj), 176.95, 177.40, 177.67, 177.80, 178.30 (carbonyl) 解析の基礎としたスぺク トルを図 35に示す。
これらの結果は、 前記式 (1) において n = 6で示される構造 (Sodium j3 - D - glucopyranosyluronate- [ (1→3) -2 - acetamido- 2- deoxy - j3 - D- g丄 ucopyranosyl- (1 →4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate)] 6-(l→3)-2-acetaraido-2-deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-7) H A 1 6の測定結果
500 MHz XH-NMR δ ;
2.002, 2.006, 2.016 (24Η, NAc), 4.024 (dd, 0.6H, J12=3.6Hz, J2,3=10.6Hz, H-2aa),
4.434-4.464 (m, H-lb β , H- ld, H- If, H- lh, H-lj, H- 11, H-ln and H-lp), 4.498 (d, Jli2=7.8Hz, H-lb a),
4.537, 4.549 (dX2, J12=8.4Hz, J12=8.3Hz, H-lc, H— le, H - lg, H— li, H_lk, H- lm and H- lo),
4.701 (d, Jli2=8. Hz, H-laj3), 5.141 (d, 0.6H, H-laa)
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 6に示す。
125 MHz 13C-NMR δ ;
24.84, 25.09, 25.35 (NHC0CH3), 55.82 (C-2a a ) ,
57.10, 57.16 (C - 2c, C一 2e, C— 2g, C - 2i, C— 2k, C_2m and C- 2o),
58.44 (C-2a/3),
63.37, 63.57 (C— 6a, C_6c, C— 6e, C— 6g, C_6i, C一 6k, C一 6m and C— 6o), 75.35, 75.58 (C一 2b, C— 2d, C_2f, C一 2h, C— 2j, C— 21, C-6n and C-6p), 93.92 (C-laa), 97.61 (C-la β ) ,
103.40(C-lc, C-le, C- lg, C- li, C_lk, C-lm and C-lo),
105.80, 105.86, 105.95, 106.08 (C— lb, C— Id, C— If, C— lh, C-lj, C一 11, C—ln and C-lp),
176.98, 177.41, 177.68, 177.81, 178.33 (carbonyl)
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 7に示す。 これらの結果は、 前記式 (1) において n= 7で示される構造 (Sodium β-Ό~ glucopyranosyluronate- [ (l→3)-2-acetaraiao-2-deoxy- β -D-glucopyranosyl- (1 → 4) - (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ] 7 - (13) - 2 - acetamido - 2- deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-8) HA 48の測定結果
500 MHz -匪 R δ;
1.998, 2.005, 2.016 (72Η, NAc), 4.024 (dd, 0.6H, Jli2=3.6Hz, J。,=10.6Hz, H-2a a ) ,
4.395-4.470 (m, GlcA- unit),
4.498 (d, J12=8.0Hz, H-lba),
4.537, 4.610(dX2, J12=8.2Hz, J12=7.8Hz, GlcNAc- unit) ,
4.700 (d, J1>2=8.3Hz, H-laj3), 5.141 (d, 0.6H, J1>2=3.6Hz, H-laa)
解析の基礎としたスぺク トルを図 38に示す。
この結果は、 前記式 (1) において n= 2 3で示される構造 (Sodium j3 - D- glucopyranosyluronate- [ (l→3) - 2 acetamido— 2 - deoxy— β _D_glucopyranosyl - (丄 4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ]23-(l→ 3) -2-acetarai do-2-deoxy- D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-9) HA 50の測定結果
500 MHz ^-NMR δ;
2.005, 2.017 (75Η, NAc), 4.024 (dd, 0.6H, J12=3.6Hz, J2,3=10.6Hz, H-2a a ) , 4.390-4.470 (m, GlcA— unit) ,
4.498 (d, J12=7.9Hz, H-lba),
4.537, 4.610 (dX2, Jli2=8.1Hz, J1>2=8.1Hz, GlcNAc-unit) ,
4.701 (d, J12=8.4Hz, H— la/3), 5.141 (d, 0.6H, J12=3.6Hz, H—laa)
解析の基礎としたスぺクトルを図 3 9に示す。
この結果は、 前記式 (1) において n= 24で示される構造 (Sodium β-Ό- glucopyranosyluronate- [ (1→3) - 2 - acetamido - 2 deoxy - β -D-glucopyranosyl- (1 → 4) -(Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ]24- (1→ 3) - 2- acetamido - 2 - deoxy- D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(6-10) HA 52の測定結果
500 MHz 'H-NMR δ;
2.005, 2.017 (78Η, NAc), 4.024 (dd, 0.6H, Jli2=3.6Hz, J23=10.6Hz, H-2a a ) , 4.375-4.475 (m, GlcA— unit),
4.498 (d, Jh2=8.2Hz, H-lba),
4.536, 4.610(dX2, Jli2=8.1Hz, J12=8. IHz, GlcNAc - unit),
4.701 (d, Jli2=8.4Hz, H— la/3), 5.141 (d, 0.6H, Jli2=3.4Hz, H—laa)
解析の基礎としたスぺクトルを図 40に示す。
この結果は、 前記式 (1 ) において n = 2 5で示される構造 (Sodium β -D- glucopyranosyluronate- [ (1→3) -2-acetamido-2-deoxy- β -D-glucopyranosyl- (1 → 4)- (Sodium β -D-glucopyranosyluronate) ]25-(l→ 3) - 2 - acetamido- 2- deoxy - D-glucopyranoseの構造) と矛盾しないものである。
(7) HAオリゴ糖以外の不純物
それぞれの画分について、 以下の不純物の含量を測定した。
(7 - 1)タンパク質
タンパク質含量は、 ゥシ血清アルブミンを標準物質として、 BioRad Protein Assay kit (BioRad社製) で測定した。
(7-2) DN A
DNAは、 スレッシュホールド法 (DNA測定装置:スレッシュホールド (米 国モレキュラーデバイス社製)) で測定した。
(7-3)エンドトキシン エンドトキシンは、 トキシカラーシステム (商品名;生化学工業株式会社製) を用いたリムルス試験法により測定した。 .
それぞれの画分中のタンパク質、 D NA及ぴェンドトキシンの含量の測定結果 を表 7に示す。 表 7
Figure imgf000048_0001
この結果から、 本発明画分中のタンパク質および D N Aの含量はいずれも検出 限界以下であり、 またェンドトキシンの含量も実質的に影響がない程度であり、 レ、ずれも実質的に含有しないと結論された。
(実施例 2 ) H s p発現の増強作用
ぐ材料等〉
(1)被験物質等
まず、 本実施例において用いた被験物質等を説明する。
被験物質 (カツコ内は以下で用いる略号を示す。 また下記式中、 GlcAはダル クロン酸残基を、 GlcNAc は N-ァセチルダルコサミン残基を、 Gal はガラクトー ス残基を、 (6S)は 6-0-硫酸エステルを、 -はグリコシド結合を、 Δは不飽和糖で あることを表す。)
• H A飽和 2糖 (HA 2 )
GlcA β 1 - 3GlcNAc
• HA不飽和 2糖 (Δ ΗΑ 2 )
厶 GlcA j3 1 - 3GlcNAc • HA飽和 4糖 (HA 4)
GlcA β l-3GlcNAc jS 1- 4GlcA β 1- 3GlcNAc
• HA不飽和 4糖 (ΔΗΑ4)
AGlcA β l-3GlcNAc β l~4GlcA β l-3GlcNAc
• HA飽和 6糖 (HA 6)
GlcA β 1- 3GlcNAc j31- 4GlcA β 1- 3GlcNAc j3 l_4GlcA j3 l-3GlcNAc
• HA不飽和 6糖 (ΔΗΑ6)
厶 GlcA j3 l-3GlcNAc j3 l-4GlcA β 1— 3GlcNAc j3 l-4GlcA β 1一 3GlcNAc
• HA飽和 8糖 (HA 8)
GlcA j3 l-3GlcNAc j31- 4GlcA β l-3GlcNAc j3 l-4GlcA j31- 3GlcNAc β l-4GlcA β l-3GlcNAc
• HA飽和 10糖 (HA10)
GlcA j31- 3GlcNAc j3 l-4GlcA β 1- 3GlcNAc j3 l-4GlcA β l-3GlcNAc β l-4GlcA j31- 3GlcNAc j3 l-4GlcA β 1 - 3GlcNAc
• HA飽和 12糖 (HA12)
GlcA β 1- 3GlcNAc j31— 4GlcA β 1— 3GlcNAc β 1- 4GlcA β 1— 3GlcNAc j31- 4GlcA β 1 - 3GlcNAc j3 l-4GlcA β 1- 3GlcNAc β l-4GlcA β l-3GlcNAc
• HA飽和 2〜18糖の混合物 (HA2- 18)
• HA飽和 8〜: L 4糖の混合物 (HA8- 14)
• HA (重量平均分子量 84万; HA84)
• Gal (6S) j3 l-4GlcNAc (6S) (L 4)
• Gal (6S) l-4GlcNAc (6S) β 1- 3Gal (6S) β HGlcNAc (6S) (L 4 L4)
HA飽和オリゴ糖は、 前記の製造例 1で製造された H Aオリゴ糖画分を使用し た。
また HA不飽和オリゴ糖は、 HAをコンドロイチン AC- 1 リアーゼ (コンド 口イチナーゼ AC Iフラボ;生化学工業株式会社製) で処理して得られた分解産 物を、 前記製造例 1と同様の方法で分画することにより得た (製造例 2参照)。
L 4及び L 4 L 4は、 国際公開 W096/16973に記載の方法で調製した。 被験物質は、 以下の薬効薬理試験に応じて所定の濃度となるように生理食塩水 に溶解して用いた。生理食塩水に溶解した後のェンドトキシン濃度はいずれも 0. 3 EUZmL以下であり、 また鉄含量はいずれも 2◦ p pm以下であった。
(2)細胞、 培地
K562細胞(JCRB0019;ヒト白血病細胞)、 PC- 12細胞 (JCRB0733)
K 562細胞は、 10 %ゥシ胎仔血清 (FBS)を含有する RPMI 1640培地 で培養した。
また P C _ 12細胞は、 10 %ゥマ血清および 5 %ゥシ新生仔血清 (FCS)を含 有する DM EM培地 (D -グルコース(1, 000 mg/l)、 L -グルタミン(4 mM)、 ピル ビン酸ナトリウム(110 rag/1)、 炭酸水素ナトリウム(3.7 g/1)を含有する) 57
5 mlに、 20%グルコース水溶液を 10 ml添加した培地で培養した。 く 1>HSF 1のリン酸化に対する作用
HSF1 (heat shock factor 1) 蛋白質は、 Hs p 70の転写因子であるこ とが知られている (J. Biol. Chem. , 271, 3355 - 3358 (19%))。 また HSF 1蛋 白質は、 リン酸ィ匕されることによって活性ィ匕し、 このリン酸ィ匕は SDS—ポリア クリルアミドゲル電気泳動(SDS- PAGE)上でのパンドのシフト (見かけ分子量が約
66 kDaから約 81 kDaにシフトする) によって検出することができる。 こ のことを利用して、 各種サイズの H Aオリゴ糖をストレスを与えた K 562細胞 に作用させて、上記バンドのシフトを検出することにより HS F 1のリン酸化 (活 性化) の程度を調べた。
(1)実験 1
ΗΑ4、 ΔΗΑ4、 HA6、 HA8、 HA2-18および ΗΑ8- 14のそれぞれについ て、 前記細胞を含む培養液中に 1、 10または 100ng/ml となるように添加し、 そ の後直ちに 42 °Cの環境下に移すことによって熱ショックを与え、 20分間イン キュベートした。インキュベート後、細胞を遠心分離によって回収し、 SDS- PAGE (ゲ ル濃度 10 %)を行った。 次いで一次抗体として抗 H S F 1モノクローナル抗体 (Stressgene社製)を、 二次抗体としてャギ抗マウス I g Gモノクローナル抗体 (Jackson Lab社製) を用いたウェスタンプロッティングを行い、 66 kDaの パンド(リン酸化されていない HSF 1)から 81 kD aのバンド(リン酸化され た HSF 1)へのシフトを検出した。
その結果、 ΗΑ4、 ΔΗΑ4、 ΗΑ6および ΗΑ2- 18を添加した細胞において、 ΗΑオリゴ糖の添加量に依存して 81 kD aパンドへのシフトが見られた。 H A8 - 14でははっきりした変化は見られなかった。 HA8では逆にバンドシフトの 阻害が見られた。
(2)実験 2
実験 1の再現性を確認するため、 ΗΑ4、 ΔΗΑ4、 ΗΑ8 および ΗΑ84を用 いて、 培養液への Η Αの添加量を 100ng/mlのみとし、 熱ショックを 43°Cとした 以外は実験 1と同様にして、 バンドシフトを検出した。 結果を図 41に示す。 図 41中、 左から 1番目のレーンは 37。C条件下(HAオリゴ糖無添加)の細胞の抽 出物、同 2番目のレーンは 43°C条件下(HAオリゴ糖無添加) の細胞の抽出物、 最も右のレーンは標準としての HSF1 (バクテリア由来)を同様に検出したもの である。
図 41より、 HA4および ΔΗΑ4 を添加した細胞において H S F 1のバンド のシフトが見られ、 かつ 66及ぴ 81 kD aの両方の HS F 1自体の量も増加し ていた。 一方 HA8では 66 kDaの HSF 1の量の増加は見られたが、 81 k Daへのバンドのシフトは見られなかった。 また HA84では変化は見られなか つた。
(3)実験 3 (比較実験)
実験 2で観察された作用が、 HAオリゴ糖の糖鎖骨格構造に特異的なものであ るか否かを調べるために、 以下のコンドロイチンオリゴ糖を用いた比較実験を行 つた。 コンドロイチン (以下、 Chという) は、 HAにおける GlcNAc がガラク トサミン残基 (GalNAc) に置換されている点のみが HAと異なっており、 グリコ サミノダリカンである点及び硫酸基を有していない点などは H Aと共通している。 従って、 Chは HAと構造的に極めて類似した物質であるといえ、 そのオリゴ糖 についても同様である。
- Ch飽和 4糖 (Ch 4)
GlcA β 1 - 3GalNAc jS 1 - 4GlcA β l-3GalNAc
- Ch飽禾ロ 6糖 (Ch 6)
GlcA β 1 - 3GalNAc β 1- 4GlcA β 1 - 3GalNAc β 1- 4GlcA j31 - 3GalNAc
- Ch飽和 8糖 (Ch 8)
GlcA β 1一 3GalNAc β 1- 4GlcA j31- 3GalNAc β 1- 4GlcA β l_3GalNAc β 1— 4GlcA j3 l-3GalNAc
これらの C h飽和オリゴ糖は、 Nagasawa らの方法(Carbohyd. Res., 141, P99-110, 1985)に準じて、 HCl を含有するジメチルスルホキシド (DMS0)で C hを 処理して得られた分解産物を、 陰イオン交換クロマトグラフィーでサイズごとに 分画することによって得た。
これらのオリゴ糖を用いて、 実験 2と同様の実験を行った。 その結果、 いずれ の Chオリゴ糖を添加した細胞においても、 HSF 1のバンドのシフトあるいは HS F 1自体の量の増加は観察されなかった。
この実験から、 Chオリゴ糖には、 HAオリゴ糖において見られるような HS F 1の活' I"生ィ匕や発現増強作用がないことが示された。 このことは、 かかる作用が HAオリゴ糖の糖鎖骨格構造に特異的なものであることを示すものである。
これらの実験から、 H A 4糖及びこれを含む画分(HA2- 18)は、 特に顕著に H S F 1を活十生ィ匕することが明らかとなつた。
<2>Hs の発現に対する作用
く 1〉より、 HA4糖がHs p 70の発現に必要な因子(HSF 1 )を他のサイ ズの H Aと比較してより顕著に活性ィ匕することが明らかになつたので、 ストレス を与えた K 562細胞中の Hs pの発現が実際に HA 4糖の作用によって他のサ ィズの H Aを使用した場合よりもより顕著に増加している力否かを調べるため、 以下の実験を行った。
ΗΑ2、 Δ ΗΑ4、 HA6、 HA 8 4及び L 4 L 4のそれぞれについて、 前記細 胞を含む培養液 (3 7 °C) 中に 1、 10または 100ng/ml となるように添カ卩した。 その後直ちに 4 3 °Cの環境下に移すことによって熱ショックを与え、 2 0分間ィ ンキュペートした。 その後培養液を 3 7 °Cに戻してさらに 2時間インキュベート した後、 細胞を遠心分離によって回収し、 上記く 1〉と同様に SDS- PAGE を行つ た。次いで一次抗体として抗 H s p 7 2モノクローナル抗体 (Amershara社製)を、 二次抗体としてャギ抗ゥサギ I g Gモノクローナル抗体 (Jackson Lab社製) を 用いたウェスタンブロッテイングを行い、 H s p 7 2を検出した。 H s p 7 2は、 H s p 7 0フアミ リーのメンバーの 1つで、 最も代表的なものであり、 ストレス により発現が誘導及び増強されることが知られている。
結果を図 4 2に示す。 図 4 2の aにおける最も左のレーンは熱ショックを与え ず (37°C)、 かつ被験物質を加えずに同様に H s p 7 2を検出したものであり、 最 も右のレーンはスタンダードの H s p 72 (バクテリア由来 H s p 7 2 ; b H s p 7 2 )を同様に検出したものである。 図 4 2中の bは、 熱ショックを与えない 細胞に Δ ΗΑ4を添加した際の H s p 7 2の発現を同様に検出したものである。 図 4 2の aに示した結果から明らかな通り、熱ショック(43°C)を与えた場合 (左 から 2番目のレーン)、 37°Cで被験物質無添加とした場合(最も左のレーン)と比 較して H s pの発現が増強された。 また、 各 HAオリゴ糖の存在下では H s pの 発現がさらに増強され、 Δ ΗΑ4 の存在下では H s ρの発現が特に強力に増強さ れた(左から 3〜 5番目のレーン)。
このように、 Δ ΗΑ4 を添加した細胞 (熱ショックを与えたもの) においては H s p 7 2の強い発現が見られたが、 他のサイズの HAを添加した細胞では Δ Η A4を添力!]した場合のような強い H s p 7 2の発現増強は見られなかった。
また熱ショックを与えない細胞においては、 Δ ΗΑ4 による H s 7 2の発現 の増強は見られなかった。 このことから HA 4糖は、 ストレスがない条件下では H s pの発現にほとんど影響を与えないにもかかわらず、 一旦ストレスが負荷さ れると、 極めて急速かつ顕著に H s Pの発現を増強することが明らかになった。
< 3 >細胞死の抑制作用
上記実験により、 HA4糖がストレス下で細胞中の Hs pの発現を他のサイズ の HAオリゴ糖よりも強く増強することが明らかになったことから、 HAオリゴ 糖が実際にストレスに曝された細胞の死をより強く抑制するか否かを調べるため、 以下の実験を行った。 '
PC— 12細胞は、 血清を含まない培養液中ではアポトーシスに陥ることが知 られている。
そこで ΔΗΑ2、 ΗΑ4、 ΔΗΑ4、 ΗΑ6、 ΔΗΑ6、 ΗΑ8、 ΗΑ10、 ΗΑ12、 ΗΑ84、 L4、 L4L4のそれぞれを、 PC— 12細胞を含む (血清含まない) 培養液中に 10 Ong/ml の濃度となるように添カ卩し、 24時間後に細胞をトリパ ンブルーで染色し、 全細胞数に対する生存細胞 (トリパンプル一で染色されなか つた細胞) 数の割合を算出した。
結果を図 43に示す。 図 43の結果から判る通り、 HA4糖、 特に HA4は、 他のサイズの H Aオリゴ糖ゃ他の種類のオリゴ糖に比して、 顕著に細胞死を抑制 した。
< 4〉細胞組織保護作用
1. 臓器保存の面から見た細胞 '組織保護作用
(1)臓器保存液の調製
100ng/mlの HA 4糖を含むユーロコリンズ液(Euro- Collins液; Am. J. Surg. , 179, pi 54- 160 (2000))を被験溶液(以下、 「HA4( + )J とも表記する)とした。 対照として、 ユーロコリンズ液(以下、 「HA4(—)」 とも表記する)を用いた。
(2)被験物質の投与等
11週齢の SD系雄ラットを、 「HA4(+)」 使用群 (n=5)、 「HA4(— )」 使 用群 (n=5)、 および正常群 (n= 5)に分けた。 開腹して臓器 (肝臓) を摘出後、 「HA4(+)」 使用群および 「HA4 (—)」 使用群に、 それぞれの溶液約 4 Oral を、 脱血して肝全体の色が薄くなるまで灌流した後、 37°Cで 2時間インキュべ 一トした。
(3)評価
インキュベート後、 各群の臓器の湿重量/乾重量比 (組織傷害による浮腫の程 度の指標) の算出、 HE染色した組織切片の光学顕微鏡観察 (肉眼による組織傷 害程度の観察)、 クロマチン濃縮の画像解析おょぴ TUNE L法(Terminal deoxynucleot i dy 1 transferase (TdT) -mediated nick end labeling method; J. Cell. Biol., 119, p493-501 (1992))による解析 (細胞死の程度の評価) を行つ た。
(3 - 1)臓器の湿重量 Z乾重量比の結果を図 44に示す。 なお図 44中の *は、 pく 0.05 (Williams multiple range test)で有意差があることを示す。
図 44の結果から、 「HA4(+)」 使用群は、 「HA4(—)」 使用群に比して有 意に湿重量/乾重量比が低下していた。 このことから、 HA 4糖は臓器の保存に より引き起こされる組織傷害による浮腫を有意に抑制することが示された。
(3-2) HE染色した組織切片の光学顕微鏡観察の結果、 「HA4(_)」 使用群では 浮腫、 組織融解 (細胞質の消失)、 核濃縮等が観察された。 これに対し、 「HA4 (+)」 使用群は正常群とほぼ同様の像が観察され、 「HA4 (—)」 に見られるよ うな顕著な組織傷害は観察されなかった。
(3-3)クロマチン濃縮の画像解析
細胞死の程度を評価する 1方法として、 HE染色した #且織切片を用いて、 細胞 のクロマチン濃縮の画像解析 (Image-Pro PLUSTM Version 3.0.1 ; Media Cybernetics製) を行い、 画像濃度を比較した。 細胞死が起きてクロマチンが濃 縮すると、 その部分は HEによって濃く染色される。 クロマチンが濃縮している 細胞が多いほど顕微鏡画像全体の濃度が高まるため、 これを指標に評価した。 結果を図 45に示す。 なお図 45中の *は、 pく 0.05 (Williams multiple range test)で有意差があることを示す。
図 45の結果から、 「HA4(—)」 使用群では正常群に比して有意に画像濃度 が高まったが、 「HA4(+)」 使用群は正常群に比して有意な画像濃度の上昇は 見られなかった。
(3-4) T U N E L法による解析
細胞死の程度を評価する 1方法として、 TUNE L法を用いた DN Aの断片化 の程度を角军析した。 細胞がアポトーシスを起こすと D N Aが断片化することが知 られている。 TUNE L法は DNAの末端を染色する方法であり、 DNAが断片 化されている細胞が多いと TUNE L染色の程度が高まることから、 細胞死 (ァ ポトーシス) の程度の指標とすることができる。
保存後の組織切片を TUNE L染色して光学顕微鏡で肉眼観察し、 1mm2 あた りの TUNE L染色細胞数をカウントした。 併せて、 それぞれの組織切片ごとの 組織障害の程度を、 「重度」、 「中度」、 「軽度」、 「極めて軽度」 の 4段階で評価し た。 なおこの評価は、 客観性を確保するためにブラインドで行った。 前者の結果 を図 46に、後者の結果を図 47に示す。なお図 46中の *は、 pく 0.05 (Williams multiple range test)で有意差があることを示す。
図 46の結果から、 「HA4(—)」 使用群では TUNE L染色された細胞が極 めて多く観察されたのに対し、 「HA4( + )J 使用群では TUNE L染色された 細胞は極めて少なく、 ほぼ正常群と同程度であった。 また図 47の結果から、 「H A4 (-)j 使用群では 「重度」 「中度」 の組織障害が 8割の組織切片で観察され たが、 「HA4 ( + )」 使用群では 「重度」 の組織障害は観察されず、 2割の組織 切片で 「中度」 の組織障害が観察されるに止まった。
以上の結果から、 HAオリゴ糖 (HA4糖) は、 臓器保存の面において優れた 細胞 ·組織保護効果を有することが明らかになった。
2. 潰瘍に対する効果の面から見た細胞 ·組織保護作用 (1)投与用被験溶液の調製
被験物質をカルボキシメチルセルロース (CMC) に溶解し、 投与用の被験溶 液とした。 濃度は、 後述の投与量に応じ、 かつ投与液量が 10ml/kgとなるように 決定した。
また陽性対照溶液として、 既存の胃炎 · 胃潰瘍治療剤 (teprenone、 geranylgeranylacetone;商品名 セノレベックス ;エーザィ) を CMCに溶角军した ものを用いた。 濃度は、 投与量 lmg/kg (臨床用量)、 かつ投与液量が lOml/kg と なるように決定した。 陰性対照溶液としては 0.5% CMCを用いた。
(2)被験物質の投与等
5週齢の S D系雄ラッ トを、 「陰性対照溶液」 投与群(n== 8)、 「HA4 4mg/kgJ 投与群 (n=8)、 「HA4 20mg/kg」 投与群 (n=8)、 「HA4 lOOmg/kgj 投与群 (n=8)および 「陽性対照溶液」 投与群 (n=8)に分けた。
第 1回目の投与の前日の 16:00から各群のラットを絶食させ、その翌日の 8:00 に上記各溶液を経口投与した後に水浸拘束した。 水浸拘束は翌日の 8:00まで(24 時間)行った。 途中、 16:00および 24:00 に第 1回目投与と同様に各溶液を投与 した。
その後各ラットを解剖し、 胃を摘出した。 摘出した胃は 10%緩衝ホルマリン を注入して膨張させて襞を伸ばして固定した。 その後、 胃壁に付着している血液 を水洗した除去した。
(3)評価
黒褐色に変性している潰瘍部の面積率 (潰瘍面積 Z腺胃の面積) を画像解析装 置 (Image - Pro PLUSTM Version 3.0.1; Media Cybernetics製) で測定した。 結果を図 48に示す。 なお図 48中の *および **は、 それぞれ pく 0.05 および pく 0.01 (Williams multiple range test)で有意差があることを示す。
図 48の結果から、 HA 4を投与した群はいずれも陰性対照溶液投与群に比し て有意に潰瘍部の面積率が低下していた。 特に HA4 20mg/kg投与群および同 06
lOOmg/kg投与群は、 陽性対照溶液群よりも潰瘍部面積率が低かった。
以上の結果から、 HAオリゴ糖 (HA4糖) は、 潰瘍に対する効果の面におい ても、 優れた細胞 ·組織保護効果を有することが明らかになつた。 また HAォリ ゴ糖の経口投与によっても、 上記のような優れた効果が得られることが明らかと なった。 さらに、 この実験では HAオリゴ糖 (HA4糖) を予め投与した後に水 浸拘束しており、 かつ、 潰瘍が発生するまでには水浸拘束開始後しばらく時間を 要することから、 この実験の結果は H Aオリゴ糖 (HA4糖) が予防効果を有す ることを示しているともいえる。
3. 肝障害に対する効果の面から見た細胞 ·組織保護作用
実験 1 四塩ィ匕炭素モデルを用いた実験
(1)投与用被験溶液の調製
被験物質を生理食塩液に溶解し、 投与用の被験溶液とした。 濃度は、 後述の投 与量に応じ、 力つ投与液量が 5 ml/kgとなるように決定した。
また陽性対照溶液として、 後述の四塩化炭素肝障害モデルに対する効果が報告 されている (薬物療法、 第 9卷、 特集号 p46- 53) FAD (フラビンアデ-ンジ ヌクレオチド;わかもと製薬) を、 投与量 10mg/kgで用いた。 また陰性対照溶液 としては生理食塩液を用いた。
(2)被験物質の投与等
5週齢の S D系雄ラッ トを、 「陰性対照溶液」 投与群(n= 8)、 「HA4 2rag/kgj 投与群 (η=8)、 ΓΗΑ4 lOrag/kgJ 投与群 (n=8)、 「HA4 50mg/kgj 投与群 (n= 8)および 「陽性対照溶液」 投与群 (n=8)、 「正常群」 (n=8)に分け た。
第 1回目の投与の前日の 16:00から各群のラットを絶食させ、その翌日の 8:00 前に四塩化炭素(CC14)を 100mg/kg経口投与した。 その後 8:00 に上記各溶液を 腹腔内投与した。 その後絶食状態のまま飼育し、 16:00および24: 00に第 1回目 投与と同様に各溶液を投与した。 24:00 の投与後に給餌し、 翌日 8:00 に各ラッ トを角军剖した。 (3)評価
解剖後、 血液を採取して、 GOT活性及び白血球数の測定を行った。 GOT活性の 測定は臨床化学自動分析装置 (COBAS MIRA S; 日本ロシュ)を用い、 白血球数の測 定は自動血球測定装置(Sysmex K- 2000; Sysmex社製)を用いて行った。
前者の結果を図 4 9、 後者の結果を図 5 0に示す。 なお図 4 9および図 5 0中 の *は、 pく 0. 05 (Williams multiple range test)で有意差があることを示す。 図 4 9より、 HA 4 50rag/ml 投与群において、 陰性対照溶液投与群に比して 有意な GOT活性の低下が見られた。 また図 5 0より、 いずれの H A 4投与群にお いても、 陰性対照溶液投与群に比して有意な末梢白血球数の減少が見られ、 F A Dに比しても白血球数が減少していた。 このことから、 HA 4糖は肝障害に対す る効果の面からも細胞 ·組織保護効果を有することが明らかになった。 さらに、 この実験では四塩化炭素を予め投与した後に H Aオリゴ糖 (HA 4糖) を投与し ているが、 四塩化炭素によって肝障害が発生するまでには四塩化炭素投与後しば らく時間を要することから、 この実験の結果は H Aオリゴ糖 (HA 4糖) が予防 効果を有することを示しているともいえる。
また本実験においては、 末梢血中の I L一 1 0および I L— 8の濃度も併せて 測定した。
I L一 1 0は、 ストレス蛋白質 (細胞がストレスを受けると発現し、 細胞を保 護する作用を有する蛋白質) の一種である Hsp70と関連していることが報告され ており (J. Immunol. , 164 (5) , ρ2711-2717 (2000) )、 またコンカナパリン Αに よって惹起された肝炎を I L— 1 0が抑制したとの報告もある (Autoimmunity, 31 (2) , p75-83 1999)。
また I L—8は、 力ドミゥムゃアルコールによる肝障害モデルにおいて、 発現 量が上昇していることが明らかとなっており (Toxicology and Applied Pharmacology, 163, p231-9 (2000) , Acta Gastro-Enterologica Belgica, 57 (3 - 4), P255-9 (1994) )、 さらに Hsp70の発現誘導により I L一 8の発現が抑制されたと の報告もある(Journal of Immunology, 164, p5416-23 (2000) )。
末梢血中の I L _ 1 0は、 IL - 10 Rat ELISA(END0GEN社製)で測定した。 I L —8は、 パナテスト Aシリーズ ラット CINC- 1 (IL-8) (株式会社パナファーム ラボラトリーズ) で測定した。 I L— 1 0の測定結果を図 5 1に、 I L一 8の測 定結果を図 5 2に示す。 なお図 5 1および図 5 2中の * *は、 pく 0. 01 (Williams multiple range test)で有意差力 Sめることを示す。
図 5 1より、 H A 4の投与量依存的に血中 I L一 1 0濃度が増加しており、 H A 4 50mg/kg投与群においては陰性対照溶液投与群に比して血中 I L一 1 0濃 度が有意に高いことがわかる。 また図 5 2より、 HA 4の投与量依存的に血中 I L _ 8濃度が減少していることがわかる。
この結果から HAオリゴ糖 (HA 4糖) は、 I L— 1 0の産生促進効果おょぴ I L— 8の産生抑制効果をも有していることが明らかとなった。 このことから、 HAオリゴ糖 (HA 4糖) は I L— 1 0の産生促進や I L一 8の産生抑制を介し て前記細胞 '組織保護効果を発揮する可能性も考えられる。また HAオリゴ糖 (H A 4糖) は、 I L一 1 0の減少や I L— 8の増加に起因する疾患や、 I L一 1 0 の産生促進や I L一 8の産生抑制が求められる疾患等の処置剤としても利用しう ることが示された。 実験 2 コンカナパリン Aモデルを用いた実験
HAオリゴ糖 (HA 4糖) 力 \ 四塩化炭素モデル以外の肝障害モデルにも有効 か否か確認するために、 コンカナバリン Aモデ ·/レを用いた実験を行った。
(1)投与用被験溶液の調製
投与用の被験溶液の調製、 濃度、 投与量、 および投与液量等については、 実験 1と同様である。
また陽性対照溶液として、 強力ネオミノファーゲン C (Stronger Neo - Minophagen C; ミノファーゲン製薬) を、 投与量 5 mg/kg で用いた。 この量は当 該薬剤の最高の臨床用量である。また陰性対照溶液としては生理食塩液を用いた。 (2)被験物質の投与等
8週齢の Balbんマウスを、 「陰性対照溶液」 投与群 (n= 12)、 「HA 4 2rag/kgJ 投与群(n = 12)、 「HA 4 10mg/kg」投与群 (n= 12)、 「HA 4 50mg/kg」投与群 (n = 12)および 「陽性対照溶液」 投与群 (n= 12)、 「正常群」 (n=8)に分けた。
コンカナパリン A (ConA;シグマ社)を 15mg/kg尾静脈投与した。 その後上記各 溶液を尾静脈投与した。 その後 24時間飼育した。
(3)評価
腹部大静脈より全血液を採取し、 臨床化学自動分析装置 (COBAS MIRA S; 日本 ロシュ)を用いて GPT活性及び GOT活性を測定した。 また肝臓を摘出して、 肝臓 の状態を肉眼で評価した。
その結果、 GPT の平均値は 「陰性対照溶液」 投与群で約 5 6 0 0 (I. U. /L)であ つた。 これに対し 「HA 4 10mg/kgJ 投与群及び 「HA 4 50mg/kgj 投与群では それぞれ約 2 2 0 0 (I. U. /L)及び約 1 2 0 0 (I. U. /L)であり、 いずれも 「陰性対 照溶液」 投与群に対して有意に低かった (p〈0. 01; Dunnett の多重比較検定)。 なお、 「陽' I"生対照溶液」 投与群は約 4 0 0 0 (I. U. /L)であった。
また、 GOTの平均値は 「陰性対照溶液」投与群で約 6 0 0 0 (I. U. /L)であった。 これに対し 「HA 4 10mg/kgJ 投与群及ぴ 「HA 4 50mg/kgJ 投与群ではそれぞ れ約 2 0 0 0 (I. U. /L)及ぴ約 1 0 0 0 (I. U. /L)であり、いずれも「陰性対照溶液」 投与群に対して有意に低かった (pく 0. 01; Dunnett の多重比較検定)。 なお、 「陽 性対照溶液 J 投与群は約 4 4 0 0 (I. U. /L)であった。
また肝臓の肉眼所見の結果、 「HA 4 10mg/kg」 投与群及び 「HA 4 50mg/kgJ は、 いずれも 「陰性対照溶液」 投与群および 「陽性対照溶液」 投与群に対して障 害の程度が低かった。
このことから、 HAオリゴ糖 (HA 4糖) はコンカナパリン Aによって惹起さ れる肝障害に対しても効果を発揮することが示され、 HAオリゴ糖 (HA 4糖) が種々の肝障害に対して有効であることが示唆された。 さらにこの実験も四塩ィ匕 炭素モデルと同様に、 HAオリゴ糖 (HA 4糖) が予防効果を有することを示し ているともいえる。
なお本発明の各剤は、 そもそも HAオリゴ糖自体の安全性が高いことに加え、 上記実施例の結果からも、 その安全性が推定される。 産業上の利用可能性
本発明オリゴ糖は、 本発明医薬の有効成分等として有用である。
本発明画分は、 所望のサイズの H Aオリゴ糖を含有し、 他のサイズのオリゴ糖そ の他の不純物を実質的に含有しない HAオリゴ糖画分であり、 HAオリゴ糖の生 理活性探索用の試薬、 分析用のスタンダード、 医薬品自体ないしその素材として 極めて有用である。
本発明オリゴ糖を有効成分とする医薬、 特に H s p発現増強剤は、 前記実施例 の結果からも明らかな通り、 特定サイズの H Aオリゴ糖が、 他のサイズの HAォ リゴ糖には見られない顕著な効果を発揮することから極めて有用である。さらに、 この特定サイズの H Aオリゴ糖を選択することにより、 他のサイズの H Aオリゴ 糖と同一の効果を維持しつつ投与量を減少させることもできることから、 より安 価かつ安全性の高い剤としうる点においても、 極めて有利である。
さらに、 本発明オリゴ糖を有効成分とする細胞死抑制剤、 細胞障害抑制剤、 及 び細胞 ·組織保護剤 (例えば、 臓器保存剤、 潰瘍処置剤、 肝障害処置剤、 I L一 1 0産生促進剤、 または I L一 8産生抑制剤) は、 前記実施例の結果からも明ら かな通り、 優れた薬理効果を発揮し、 かつその安全性も高いことから極めて有用 である。

Claims

請求の範囲
1. 4糖〜 60糖から選択されるサイズを有するヒアルロン酸オリゴ糖。
2. 請求項 1に記載のヒアルロン酸オリゴ糖を含有し、かつ、下記(1)〜(6) に示す理化学的性質を有することを特徴とする画分。
(1) 当該画分を、 ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて以下の(a)および (b)に 記載した検出方法により分析すると、 レ、ずれの方法によっても実質的に単一なピ ークを示し、 かつ当該ピークの面積が以下の(a)および(b)に示す通りとなる。
(a) 210 nmの吸収で検出した場合、 画分中の全 H Aオリゴ糖のピーク面積の 和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積が 85%以上である。
(b)示差屈折計で検出した場合、 画分中の全 HAオリゴ糖のピーク面積の和に対 する前記実質的に単一なピークの相対面積が 98 %以上である。
(2) 当該画分を、 陰イオン交換クロマトグラフィーを用いて 210 nmの吸収 で検出して分析すると、 実質的に単一なピークを示し、 かつ、 画分中の全ヒアル 口ン酸ォリゴ糖のピーク面積の和に対する前記実質的に単一なピークの相対面積 が 90%以上である。
(3) 当該画分を蛍光標識した後、 これを電気泳動によって分析すると、 単一な バンドを示し、 かつ、 他のサイズの HAオリゴ糖のバンドが検出されない。
(4) 当該画分を構成する H Aオリゴ糖のモノアイソトピック分子量又は平均分 子量の理論値を 1とした場合、 当該画分の質量分析による実測値が 0 · 997〜 1. 003 (相対値) である。
(5) 当該画分を構成する HAオリゴ糖における炭素 (C)、 水素 (H) および 窒素 (N) のそれぞれの含量比の理論値 (重量%) と、 当該画分を元素分析する ことによって得られるそれぞれの元素の実測値 (重量0 /0) との差が、 いずれも土 1 (重量%) である。
(6) タンパク質、 DNAおよびエンドトキシンを実質的に含有しない。
3. さらに下記 (7) の理ィヒ学的性質を有することを特徴とする請求項 2に記 載の画分。
(7) 当該画分の1 H— NMRおよび13 C— NMR測定の結果が、 下記式 (1) で示される HAオリゴ糖の構造と矛盾しない。 · 式 (1)
Figure imgf000064_0001
(式中、 nは 1〜29の整数であり、 Mはプロトン又は 1価のカチオンを示し、 Acはァセチル基を示す。)
4. ヒアルロン酸オリゴ糖が、 4糖〜 20糖のサイズから選択されることを特 徴とする、 請求項 2または 3に記載の画分。
5. ヒアルロン酸オリゴ糖が、 4糖〜 16糖のサイズから選択されることを特 徴とする、 請求項 2または 3に記載の画分。
6. ヒアルロン酸オリゴ糖が 4糖である、 請求項 2または 3に記載の画分。 7. 請求項 1に記載のヒアル口ン酸ォリゴ糖を有効成分とする医薬。
8. 請求項 1に記載のヒアルロン酸オリゴ糖として請求項 2または 3に記載の 画分を使用する請求項 7に記載の医薬。
9 . 医薬が、 熱ショック蛋白質発現増強剤、 細胞死抑制剤、 細胞障害抑制剤、 及び細胞 ·組織保護剤から選ばれるものである、請求項 7または 8に記載の医薬。
1 0 . 細胞 ·組織保護剤が、 臓器保存剤、 潰瘍処置剤、 肝障害処置剤、 I L一 1 0産生促進剤、 及び I L一 8産生抑制剤から選ばれるレ、ずれかの剤であること を特徴とする、 請求項 9に記載の医薬。
1 1 . ヒアルロン酸オリゴ糖が、 4糖〜 2 0糖のサイズから選択されることを 特徴とする、 請求項 7〜1 0のいずれか 1項に記載の医薬。
1 2 . ヒアルロン酸オリゴ糖が、 4糖〜 1 6糖のサイズから選択されることを 特徴とする、 請求項 7〜1 0のいずれか 1項に記載の医薬。
1 3 . ヒアルロン酸オリゴ糖が 4糖である、 請求項?〜 1 0のいずれか 1項に 記載の医薬。
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