JP4463510B2 - Glia scar formation inhibitor - Google Patents
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Description
本発明は、ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有する、アストロサイトの形態変化促進作用を有する物質の該作用抑制剤に関する。 The present invention relates to an action inhibitor of a substance having an action of promoting morphological change of astrocytes, which contains heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
また、本発明は、ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有するアストロサイト活性化抑制剤に関する。 The present invention also relates to an astrocyte activation inhibitor containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
更に、本発明は、ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有するグリア瘢痕形成抑制剤に関する。 Furthermore, the present invention relates to a glial scar formation inhibitor containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
成熟哺乳動物の中枢神経軸索が損傷した場合、その損傷部位を越えて中枢神経軸索は再生・伸長しない。これは、中枢神経疾患の一因ともなっており、その改善方法を見い出すことは臨床的価値が高い。中枢神経軸索が再生・伸長しない原因としては、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリアなどからなるグリア細胞(中枢神経系を構成する非神経系の支持細胞の総称)が自己分泌する塩基性線維芽細胞増殖因子(以下、FGF-2という)の作用などによりグリア細胞が活性化、増殖、遊走して損傷部位に集まり、形態変化を起こして細くなったグリア細胞同士が細胞間架橋により接着し、集合体を形成する(以下、グリア瘢痕という)ためと考えられている。 When the central nerve axon of a mature mammal is damaged, the central nerve axon does not regenerate / extend beyond the damaged site. This also contributes to central nervous system diseases, and finding an improvement method has high clinical value. The cause of the central nerve axon not regenerating or elongating is that basic fibroblasts that are self-secreted by glial cells composed of astrocytes, oligodendrocytes, microglia, etc. (a general term for non-neural support cells that make up the central nervous system) Glial cells are activated, proliferated, migrated by the action of cell growth factor (hereinafter referred to as FGF-2), gathered at the damaged site, and the glia cells that became thin due to morphological change adhere to each other by intercellular crosslinking, It is considered to form an aggregate (hereinafter referred to as glial scar).
また、グリア瘢痕は神経軸索伸長に対して物理的バリアーとなるだけでなく、グリア瘢痕を形成するグリア細胞が分泌するコンドロイチン硫酸プロテオグリカンなどの阻害因子が神経軸索伸長を阻害することが知られている(非特許文献1)。現在、神経軸索伸長を阻害する阻害因子の制御とグリア瘢痕形成抑制の2方向から動物実験並びに臨床試験が実施されており(非特許文献2-4)、阻害因子の制御については、阻害因子であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンに対し、コンドロイチナーゼを作用させることで、軸索の伸長が促進されるとの報告がある(非特許文献5-6)が、グリア細胞が分泌する他の物質や物理的バリアーの問題は依然として残っており、有効な手段が見い出されていなかった。グリア瘢痕の形成は、FGF-2などの増殖因子が受容体に結合することにより細胞外からのシグナルが細胞内へと入りアストロサイト細胞の細胞核へと伝達され、次いで、核内の転写因子の調節によりタンパク質の発現変化が起こるという一連のカスケードにより引き起こされると考えられている。特に、FGF-2がグリア細胞活性化に重要な役割を果たしていることが、培養グリア細胞(非特許文献7)並びに損傷脳部位への注入実験(非特許文献8-9)から明らかになっている。 In addition, glial scars are not only a physical barrier to nerve axon elongation, but inhibitors such as chondroitin sulfate proteoglycan secreted by glial cells that form glial scars are known to inhibit nerve axon elongation. (Non-Patent Document 1). At present, animal experiments and clinical trials are being carried out from two directions of inhibition of nerve axon elongation and control of glial scar formation (Non-patent Documents 2-4). It has been reported that chondroitinase acts on chondroitin sulfate proteoglycan (Non-Patent Documents 5-6), but other substances and physics secreted by glial cells are reported. The problem of static barriers remained and no effective means were found. The formation of glial scars occurs when growth factors such as FGF-2 bind to the receptor, and signals from outside the cell enter the cell and are transmitted to the nucleus of astrocyte cells. It is thought to be caused by a series of cascades in which regulation causes changes in protein expression. In particular, it has become clear from cultured glial cells (Non-patent Document 7) and injection experiments into damaged brain sites (Non-patent Documents 8-9) that FGF-2 plays an important role in glial cell activation. Yes.
FGF-2が作用するには、ヘパラン硫酸あるいはヘパリンなどのポリマーと結合しFGF-2が二量体を形成することが必要とされている(非特許文献10)のに対し、ヘパリンオリゴマーは、二量体形成を阻害し、FGF-2の効果も阻害することがいくつかの培養細胞を用いた実験で確認されている(非特許文献11-13)。さらに、ヘパリンの硫酸化も重要であることが知られている(非特許文献14)。 In order for FGF-2 to act, it is required that FGF-2 binds to a polymer such as heparan sulfate or heparin to form a dimer (Non-patent Document 10), whereas heparin oligomers It has been confirmed in experiments using several cultured cells that it inhibits dimer formation and also inhibits the effects of FGF-2 (Non-patent Documents 11-13). Furthermore, it is known that sulfation of heparin is also important (Non-Patent Document 14).
また、低分子量ヘパリンを中枢神経系の損傷や運動ニューロン疾患の予防及び処置に用いることが知られている(特許文献1−2)が、ヘパリンやヘパリン誘導体が中枢神経軸索の損傷によりグリア細胞から自己分泌されるFGF-2の作用に起因すると目されるグリア瘢痕形成を抑制する作用については知られていなかった。 In addition, it is known that low molecular weight heparin is used for the prevention and treatment of central nervous system damage and motor neuron disease (Patent Document 1-2), but heparin and heparin derivatives are glial cells due to damage of central nerve axons. The effect of suppressing glial scar formation, which is believed to be caused by the action of FGF-2 that is autocrine from the body, has not been known.
上記の通り、グリア瘢痕形成抑制については様々な研究がなされているが、グリア細胞が分泌するコンドロイチン硫酸プロテオグリカン以外の阻害物質(阻害因子)や物理的バリアーの問題は依然として残っており、グリア瘢痕形成を抑制する有効な手段が見出されていなかった。 As described above, various studies have been made on the suppression of glial scar formation, but problems with inhibitors (inhibitors) other than chondroitin sulfate proteoglycans secreted by glial cells and physical barriers remain, and glial scar formation remains. An effective means for suppressing the above has not been found.
本発明者等は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ヘパリン又はヘパリン誘導体が、グリア細胞、特にアストロサイトが分泌し、アストロサイトの形態変化促進作用を有する物質の該作用を抑制することを見出し、また、ヘパリン又はヘパリン誘導体が、アストロサイト活性化抑制剤として有効であること、更にグリア瘢痕形成抑制剤としても有効であることを見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that heparin or a heparin derivative is secreted by glial cells, particularly astrocytes, and suppresses the action of a substance having an action for promoting morphological change of astrocytes. And heparin or a heparin derivative was found to be effective as an astrocyte activation inhibitor, and further effective as a glial scar formation inhibitor.
That is, the present invention is as follows.
ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有するアストロサイト形態変化促進作用を有する物質の該作用抑制剤。 This action inhibitor of a substance having an astrocyte shape change promoting action, containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有するアストロサイト活性化抑制剤。
ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分として含有するグリア瘢痕形成抑制剤。
An astrocyte activation inhibitor containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
A glial scar formation inhibitor containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient.
ヘパリン又はヘパリン誘導体を有効成分とする本発明の上記抑制剤を用いることにより、アストロサイトから分泌されるFGF-2等のアストロサイトの形態変化作用を有する物質の同作用を抑制し、あるいはアストロサイトの活性化を抑制することにより、形態変化を起こして細くなったグリア細胞同士が細胞間架橋により接着し、集合体を形成することによるグリア瘢痕形成を有効に抑制することができる。 By using the inhibitor of the present invention containing heparin or a heparin derivative as an active ingredient, the same action of a substance having a morphological change action of astrocytes such as FGF-2 secreted from astrocytes is suppressed, or astrocytes By suppressing the activation of glia, the formation of glial scars due to the formation of aggregates by the adhesion of the glial cells that are thinned due to morphological changes to each other by intercellular crosslinking can be effectively suppressed.
以下、発明を実施するための最良の形態により本発明を詳説する。
<ヘパリン又はヘパリン誘導体>
本発明で用いることができるヘパリンの由来は特に限定されず、ブタ、ウシ等の哺乳動物の臓器(腸、肺、肝、腎、血管等)から抽出、精製されたヘパリンを用いることができる。
また、本発明で用いられるヘパリン誘導体は、特には限定されないが、例えば、ヘパリンを低分子化したヘパリンオリゴ糖、ヘパリンの水酸基に結合した硫酸基を脱硫酸化した脱硫酸化ヘパリン、低分子化したヘパリンを同様に脱硫酸化した脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖などが挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by the best mode for carrying out the invention.
<Heparin or heparin derivative>
The origin of heparin that can be used in the present invention is not particularly limited, and heparin extracted and purified from organs of mammals such as pigs and cows (intestine, lung, liver, kidney, blood vessels, etc.) can be used.
In addition, the heparin derivative used in the present invention is not particularly limited. For example, heparin oligosaccharide obtained by reducing the molecular weight of heparin, desulfated heparin obtained by desulfating a sulfate group bonded to the hydroxyl group of heparin, and heparin reduced in molecular weight. And desulfated heparin oligosaccharides obtained by desulfating the same.
前記ヘパリンオリゴ糖としては、化学的合成により製造したもの、化学的分解により製造したもの、糖分解酵素を用いて製造したもの等、いずれの方法により得たヘパリンオリゴ糖をも用いることができ、そのサイズは、通常、4糖〜12糖であり、好ましくは6糖〜10糖、より好ましくは6糖〜8糖である。 As the heparin oligosaccharide, heparin oligosaccharides obtained by any method such as those produced by chemical synthesis, those produced by chemical degradation, those produced using glycolytic enzymes can be used, The size is usually 4 to 12 sugars, preferably 6 to 10 sugars, more preferably 6 to 8 sugars.
また、脱硫酸化した脱硫酸化ヘパリンとしては、具体的にはヘパリン中のグルコサミン残基の6位ヒドロキシル基に結合した硫酸基が脱硫酸化された6−O−脱硫酸化ヘパリン(以下、6DSHという)、ヘパリン中ウロン酸残基の2位のヒドロキシル基に結合した硫酸基が脱硫酸化された2−O−脱硫酸化ヘパリン(以下、2DSHという)、グルコサミン残基の2位アミノ基に結合した硫酸基が脱硫酸化されたN−脱硫酸化ヘパリン(以下、NDSHという)などが挙げられ、その中でも2DSH、6DSHが好ましい。 Further, as the desulfated desulfated heparin, specifically, 6-O-desulfated heparin (hereinafter referred to as 6DSH) in which a sulfate group bonded to the 6-position hydroxyl group of the glucosamine residue in heparin is desulfated, 2-O-desulfated heparin (hereinafter referred to as 2DSH) in which the sulfate group bonded to the hydroxyl group at the 2-position of the uronic acid residue in heparin is desulfated, and the sulfate group bonded to the 2-position amino group of the glucosamine residue are Examples include desulfated N-desulfated heparin (hereinafter referred to as NDSH), among which 2DSH and 6DSH are preferable.
更に、脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖としては、具体的にはヘパリンオリゴ糖中のグルコサミン残基の6位のヒドロキシル基に結合した硫酸基が脱硫酸化された6−O−脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖(以下、6DSHオリゴという)、ヘパリンオリゴ糖中のウロン酸残基の2位のヒドロキシル基に結合した硫酸基が脱硫酸化された2−O−脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖(以下、2DSHオリゴという)等が挙げられ、その中でも特に6DSHオリゴが好ましい。 Furthermore, as the desulfated heparin oligosaccharide, specifically, a 6-O-desulfated heparin oligosaccharide (hereinafter, referred to as a sulfated heparin oligosaccharide in which the sulfate group bonded to the 6-position hydroxyl group of the glucosamine residue in the heparin oligosaccharide is desulfated). 6DSH oligo), 2-O-desulfated heparin oligosaccharide (hereinafter referred to as 2DSH oligo) in which the sulfate group bonded to the hydroxyl group at the 2-position of the uronic acid residue in heparin oligosaccharide is desulfated. Of these, 6DSH oligo is particularly preferable.
ヘパリン又はヘパリンオリゴ糖のグルコサミン残基の6位のヒドロキシル基に結合した硫酸基の脱硫酸化方法としては、グルコサミン残基の6位のヒドロキシル基に結合した硫酸基を選択的又は特異的に除去する脱硫酸化方法であれば特に限定されない。 As a method for desulfating a sulfate group bonded to the 6-position hydroxyl group of heparin or heparin oligosaccharide, the sulfate group bonded to the 6-position hydroxyl group of the glucosamine residue is selectively or specifically removed. If it is a desulfation method, it will not specifically limit.
このような方法としては、例えば、ソルボリシスを用いる方法(特表平9−512822号公報)、シリル化剤を用いる方法(WO96/01278号公報)などが挙げられる。
また、ヘパリン又はヘパリンオリゴ糖のウロン酸残基の2位のヒドロキシル基に結合した硫酸基の脱硫酸化方法としては、ウロン酸残基の2位のヒドロキシル基に結合した硫酸基を選択的又は特異的に脱硫酸化することができる方法であれば、特に限定されない。
Examples of such a method include a method using solvolysis (Japanese Patent Publication No. 9-512822), a method using a silylating agent (WO96 / 01278), and the like.
In addition, as a method for desulfating a sulfate group bonded to the hydroxyl group at the 2-position of the uronic acid residue of heparin or heparin oligosaccharide, the sulfate group bonded to the hydroxyl group at the 2-position of the uronic acid residue is selectively or specific. The method is not particularly limited as long as it can be desulfated.
例えば、ウロン酸残基の2位のヒドロキシル基に結合している硫酸基を選択的に脱硫酸化する方法としては、Jasejaらの方法(Jaseja et al., Can. J. Chem., 67, 1449(1989))などが挙げられる。 For example, as a method for selectively desulfating a sulfate group bonded to the hydroxyl group at the 2-position of a uronic acid residue, the method of Jaseja et al. (Jaseja et al., Can. J. Chem., 67, 1449 (1989)).
更に、ヘパリン又はヘパリンオリゴ糖のグルコサミン残基の2位アミノ基に結合した硫酸基の脱硫酸化方法としては、グルコサミン残基の2位のアミノ基に結合した硫酸基を選択的又は特異的に除去する脱硫酸化方法であれば特に限定されない。 Furthermore, as a method for desulfating the sulfate group bonded to the 2-position amino group of the glucosamine residue of heparin or heparin oligosaccharide, the sulfate group bonded to the 2-position amino group of the glucosamine residue is selectively or specifically removed. There is no particular limitation as long as it is a desulfation method.
このような方法としては、例えば、Nagasawa, k. et al., (1979)J.Biochem.,86,1323-1329、Nagasawa, k. and Inoue, Y.(1980)Methods Carbohydr.Chem.,8,287-289、Ayotte, L. and Perlin, A.S.(1986)Carbohydr.Res.,145,267-277.などが挙げられる。 Examples of such methods include Nagasawa, k. Et al., (1979) J. Biochem., 86, 1323-1329, Nagasawa, k. And Inoue, Y. (1980) Methods Carbohydr. Chem., 8, 287. -289, Ayotte, L. and Perlin, AS (1986) Carbohydr. Res., 145, 267-277.
更に、ヘパリン又はヘパリン誘導体は、適当な溶媒を用いた溶媒沈殿、限外濾過、カラムクロマトグラフィー、透析、凍結乾燥等、又は、これらの組み合わせによって容易に濃縮・精製することが出来る。 Furthermore, heparin or a heparin derivative can be easily concentrated and purified by solvent precipitation using an appropriate solvent, ultrafiltration, column chromatography, dialysis, lyophilization, or a combination thereof.
本発明の抑制剤の有効成分であるヘパリン又はヘパリン誘導体は、遊離型であっても、その塩の形でも使用することが可能であり、アルカリ塩としては、例えば、ナトリウム塩、カルシウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、トリブチルアミン塩等が挙げられるが、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。 The heparin or heparin derivative, which is an active ingredient of the inhibitor of the present invention, can be used in a free form or a salt form thereof. Examples of the alkali salt include sodium salt, calcium salt, and potassium. Examples include alkali metal salts such as salts, alkaline earth metal salts such as magnesium salts and calcium salts, ammonium salts, and tributylamine salts. Alkali metal salts are preferable, and sodium salts are particularly preferable.
<アストロサイトの形態変化作用を有する物質の該作用抑制剤>
本発明のアストロサイトの形態変化作用を有する物質の該作用抑制剤(以下、「本発明抑制剤1」という)について説明する。
<The action inhibitor of a substance having a shape change action of astrocytes>
The action inhibitor (hereinafter referred to as “the present invention inhibitor 1”) of the substance having the shape-changing action of astrocytes of the present invention will be described.
ここで、「アストロサイトの形態変化作用を有する物質」とは、グリア細胞により自己分泌され、アストロサイトに作用して同細胞の形態変化(トランスフォーム)を促進する作用を有する物質であり、具体的にはFGF-2等の成長因子が挙げられるが、同様の作用を有する物質であれば、これには限定されない。 Here, the “substance having an astrocyte morphological change action” is a substance that is self-secreted by glial cells and acts on the astrocytes to promote the morphological change (transformation) of the cells. Specific examples include growth factors such as FGF-2, but the substance is not limited to this as long as it has a similar action.
本発明抑制剤1の有効成分であるヘパリン又はヘパリン誘導体としては、アストロサイトの形態変化作用を有する物質の該作用を抑制できるものであれば限定されないが、6〜10糖のヘパリンオリゴ糖、2DSH、6DSH、2DSHオリゴ及び6DSHオリゴが好ましく、6〜8糖のヘパリンオリゴ糖及び6DSHオリゴがより好ましい。 The heparin or heparin derivative, which is an active ingredient of the inhibitor 1 of the present invention, is not limited as long as it can suppress the action of a substance having an astrocyte shape-changing action, but 6-10 sugar heparin oligosaccharides, 2DSH 6DSH, 2DSH oligo and 6DSH oligo are preferable, and 6-8 sugar heparin oligosaccharide and 6DSH oligo are more preferable.
本発明抑制剤1としての効果の確認は、目的とする各種ヘパリン及びその誘導体を培地に添加し、FGF-2存在下においてアストロサイトを培養し、細胞面積に及ぼす影響を調べることによって行うことができる。この方法によって確認した結果、ヘパリンオリゴ糖に関しては、例えば6〜10糖ではFGF-2単独投与よりもアストロサイトの細胞面積の減少が抑えられ、6糖ではアストロサイトの細胞面積を増大させた。また、脱硫酸化ヘパリンに関しては、2DSH、18糖の6DSHオリゴ及び2DSHオリゴがアストロサイトの細胞面積の減少を抑制したのに対し、NDSHはアストロサイトの細胞面積の減少を抑制しなかった。尚、本発明におけるアストロサイトの細胞面積の減少とは、アストロサイトの形態変化を意味するものである。 The effect of the inhibitor 1 of the present invention can be confirmed by adding various target heparins and derivatives thereof to the medium, culturing astrocytes in the presence of FGF-2, and examining the influence on the cell area. it can. As a result of confirmation by this method, for heparin oligosaccharides, for example, 6 to 10 sugars suppressed the decrease of the cell area of astrocytes more than administration of FGF-2 alone, and 6 sugars increased the cell area of astrocytes. Regarding desulfated heparin, 2DSH, 18-saccharide 6DSH oligo and 2DSH oligo suppressed the reduction of the cell area of astrocytes, whereas NDSH did not suppress the decrease of the cell area of astrocytes. In the present invention, the reduction in the cell area of astrocytes means a change in the morphology of astrocytes.
<アストロサイト活性化抑制剤>
本発明のアストロサイト活性化抑制剤(以下、「本発明抑制剤2」という)について説明する。
ここで、アストロサイト活性化とは、FGF-2等の成長因子に代表される、グリア細胞により自己分泌されたアストロサイト形態変化作用物質により、アストロサイトが活性化して形態変化(トランスフォーム)を起こすこと意味するものである。
<Astrocyte activation inhibitor>
The astrocyte activation inhibitor of the present invention (hereinafter referred to as “the present invention inhibitor 2”) will be described.
As used herein, astrocyte activation refers to an astrocyte shape-changing agent that is self-secreted by glial cells, typified by growth factors such as FGF-2. It means to wake up.
本発明抑制剤2の有効成分であるヘパリン又はヘパリン誘導体としては、アストロサイト活性化を抑制できるものであれば限定されないが、<アストロサイトの形態変化作用を有する物質の該作用抑制剤>に記載されたヘパリン又はヘパリン誘導体が好ましい。 The heparin or heparin derivative, which is an active ingredient of the inhibitor 2 of the present invention, is not limited as long as it can suppress astrocyte activation, but it is described in <Inhibitor of action of a substance having an astrocyte shape-changing action>. Preferred are heparin or heparin derivatives.
<グリア瘢痕形成抑制剤>
本発明のグリア瘢痕形成抑制剤(以下、「本発明抑制剤3」という)について説明する。
ここで、グリア瘢痕形成とは、FGF-2等のグリア細胞により自己分泌されたアストロサイト形態変化作用物質により、アストロサイトが活性化して形態変化を起こし、細胞面積が減少して細くなったアストロサイト同士が、細胞間架橋により接着して集合体を形成することを意味する。
<Glia scar formation inhibitor>
The glial scar formation inhibitor of the present invention (hereinafter referred to as “the present invention inhibitor 3”) will be described.
Here, glial scar formation refers to an astrocyte shape-changing agent that is secreted by glial cells such as FGF-2, which activates astrocytes to cause morphological changes and reduces the cell area to make them thinner. It means that the sites adhere to each other by intercellular crosslinking to form an aggregate.
本発明抑制剤3の有効成分であるヘパリン又はヘパリン誘導体としては、グリア瘢痕形成を抑制できるものであれば限定されないが、<アストロサイトの形態変化作用を有する物質の該作用抑制剤>に記載されたヘパリン又はヘパリン誘導体が好ましい。 The heparin or heparin derivative that is an active ingredient of the inhibitor 3 of the present invention is not limited as long as it can suppress glial scar formation, but is described in <Suppressor of action of substance having astrocytic shape change action>. Heparin or heparin derivatives are preferred.
<剤型、投与経路>
また、以上の本発明抑制剤を生体に投与して、投与された生体の中枢神経疾患において、アストロサイトが成長因子等によって形態変化することを防いだり、アストロサイトが活性化することを防いだり、グリア瘢痕の形成を抑制することにより、同疾患の治療、予防、進展抑制を行うための医療用の薬剤として使用することができる。投与する際の剤型および投与経路は、対象となる疾患の性質や重篤度に応じて適宜選択することができる。例えば、それらをそのまま、または他の薬理学的に許容され得る担体、賦形剤、崩壊剤、結合剤、滑沢剤、希釈剤等と共に製剤化し、例えば、散剤、顆粒剤、細粒剤、ドライシロップ剤、液剤、錠剤、カプセル剤、注射剤、座剤、膣剤、軟膏剤、ゲル剤、スプレー剤等経口的または非経口的に安全に投与することができる。特に、座剤、膣剤、軟膏剤、ゲル剤、スプレー剤として非経口的に投与することが好ましい。
<Dosage form, administration route>
In addition, the above-described inhibitor of the present invention is administered to a living body to prevent astrocytes from undergoing morphological changes due to growth factors or the like in the administered central nervous disease, or to prevent astrocytes from being activated. By inhibiting the formation of glial scars, it can be used as a medical drug for treating, preventing, and suppressing the progression of the disease. The dosage form and route of administration can be appropriately selected according to the nature and severity of the target disease. For example, they can be formulated as such or with other pharmacologically acceptable carriers, excipients, disintegrants, binders, lubricants, diluents, etc., for example, powders, granules, fine granules, It can be safely administered orally or parenterally, such as dry syrup, liquid, tablet, capsule, injection, suppository, vaginal, ointment, gel, and spray. In particular, it is preferable to administer parenterally as a suppository, a vaginal agent, an ointment, a gel, or a spray.
更に、本発明抑制剤の有効成分であるヘパリン又はヘパリン誘導体の製剤への配合量並びに投与量は、その製剤の投与方法、投与形態、使用目的、患者の具体的症状、患者の体重など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、臨床投与量として1日当たり概ね0.1mg/Kg〜300mg/Kg程度を例示することができる。また、上記製剤の投与間隔は1日1回程度でも可能であり、1日1〜数回 またはそれ以上の回数に分けて投与することもできる。 Further, the amount and dosage of heparin or heparin derivative, which is the active ingredient of the inhibitor of the present invention, in the preparation depends on the administration method, dosage form, purpose of use, specific patient symptoms, patient weight, etc. Although it is a matter which should be determined individually, it is not specifically limited, About 0.1 mg / Kg-about 300 mg / Kg per day as a clinical dosage can be illustrated. Moreover, the administration interval of the above preparation can be about once a day, and can be administered once to several times a day or more.
また、本発明抑制剤はアストロサイトを生体外で培養する際にアストロサイトの形態変化を抑制するために使用することができる。
すなわち、本発明抑制剤は、生体に投与する薬剤としてだけでなく、再生医療、神経科学の研究等、各種の用途に使用することができる。
In addition, the inhibitor of the present invention can be used to suppress morphological changes of astrocytes when culturing astrocytes in vitro.
That is, the inhibitor of the present invention can be used not only as a drug administered to a living body but also for various uses such as regenerative medicine and neuroscience research.
以下の実施例で用いたヘパリン又はヘパリン誘導体は全てナトリウム塩である。
〈試験例1〉
DMEMハイグルコース培地の調製
DMEMハイグルコース培地は以下のように調製した。
All heparin or heparin derivatives used in the following examples are sodium salts.
<Test Example 1>
Preparation of DMEM high glucose medium
The DMEM high glucose medium was prepared as follows.
DMEM培地(ニッスイ製,商品番号:302059157) 1g、Penicillin-streptomycin-glutamine(Gibco社製,商品番号:10378-016) 1ml、NaHCO3 120 mg、ウマ血清(Horse serum;HS)(Gibco社製,商品番号:16050-130) 5 ml、ウシ胎仔血清(Fetal bovine serum) 5 ml、Glucose 350 mg に対し、滅菌蒸留水を100 ml添加しスターラーで撹拌後ミリポアフィルターを用いて濾過した。 DMEM medium (Nissui, product number: 302059157) 1 g, Penicillin-streptomycin-glutamine (Gibco, product number: 10378-016) 1 ml, NaHCO 3 120 mg, Horse serum (HS) (Gibco, (Product No. 16050-130) 5 ml, fetal bovine serum 5 ml, and Glucose 350 mg were added with 100 ml of sterilized distilled water, stirred with a stirrer, and filtered using a Millipore filter.
〈試験例2〉
アストロサイトの細胞培養
生後1〜2日のラットより脳を取り出し、冷却滅菌PBS中で小脳、中脳、髄膜を取り除き大脳皮質を得た。10匹分の大脳皮質を60 mmのデッシュ上で外科用メスで縦横に細切し、10 mlリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を二回加えて大脳皮質切片を50 mlのファルコンチューブに回収した。500 rpmで1分の遠心分離をしてPBS上清を除いた。細胞沈差に対し12 unit/ml パパイン(Papain)溶液を5〜6 ml添加した後、37℃にて10 min保温し酵素消化した。このパパイン消化処理を再度繰り返した後、パパイン溶液を除去した。次いで、DMEMハイグルコース培地を添加・細胞自然沈降・上清除去の工程を3回繰り返して細胞を精製した。さらに、レンズペーパーを敷いた漏斗で細胞懸濁液を濾過し、新しいDMEMハイグルコース培地を5〜6 ml添加することによりレンズペーパーに残存する細胞をも洗い出した。こうして得た濾液を500 rpmにて80〜90分遠心分離し、上清を除去した。この工程を3回繰り返した。この後、DMEMハイグルコース培地を3 ml添加し、やさしくピペッティングすることにより培地中の細胞を均一とした。細胞濃度を設定する前提として、トリパンブルー染色した後、血球計測版を用いて細胞数を計測した。この計測値を基に、細胞濃度を1 x 105 cells/ml2に設定し、3日間, 37℃, 5 %CO2で培養した。この際、コンフルエントに到達した場合には継代することとし、2回継代を行った細胞をアッセイに用いた。
<Test Example 2>
Brains were removed from rats a day after birth of cell cultures of astrocytes , and the cerebellum, midbrain and meninges were removed in cold sterilized PBS to obtain cerebral cortex. Ten cerebral cortices are sliced vertically and horizontally with a scalpel on a 60 mm dish, and 10 ml phosphate buffered saline (PBS) is added twice to the cerebral cortex sections into 50 ml falcon tubes. It was collected. The PBS supernatant was removed by centrifugation at 500 rpm for 1 minute. After 5-6 ml of 12 unit / ml Papain solution was added to the cell sedimentation, the mixture was incubated at 37 ° C. for 10 min for enzyme digestion. After the papain digestion process was repeated again, the papain solution was removed. Subsequently, the DMEM high glucose medium was added, the cells were naturally precipitated, and the supernatant was removed three times to purify the cells. Furthermore, the cell suspension was filtered through a funnel with lens paper, and 5-6 ml of fresh DMEM high glucose medium was added to wash out cells remaining on the lens paper. The filtrate thus obtained was centrifuged at 500 rpm for 80 to 90 minutes, and the supernatant was removed. This process was repeated three times. Thereafter, 3 ml of DMEM high glucose medium was added, and the cells in the medium were made uniform by gently pipetting. As a premise for setting the cell concentration, the cells were counted using a hemocytometer after staining with trypan blue. Based on this measured value, the cell concentration was set to 1 × 10 5 cells / ml 2 and cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 for 3 days. At this time, when confluence was reached, the cells were passaged, and the cells that had been passaged twice were used for the assay.
〈試験例3〉
後述の実施例に使用したヘパリンオリゴ糖(4、6、8、10糖)は、以下の方法により調製した。
100 mgのヘパリンに対し、公知の方法(Guo, Y. and Conrad, H. E. (1989)Anal. Biochem., 176, 96-104)により調整した10 mLの亜硝酸溶液(pH 1.5)を添加・撹拌した。反応混液を室温にて3分間加温して亜硝酸分解反応を部分的に進行させた。反応は、1 N Na2CO3を添加することにより停止させ、反応混液を濃縮した。ヘパリンオリゴ糖を含むこの反応混液をCellulofine GCL-25カラム(φ3.3 x 30 cm;生化学工業(株)販売)にアプライして脱塩した後、オリゴ糖画分につき BioGel P-6カラム(φ2.0 x 100 cm)にアプライしてサイズフラクショネーションした。こうしてヘパリンオリゴ糖(4, 6, 8, 10糖)をそれぞれ 10〜20 mg 調製した。
<Test Example 3>
The heparin oligosaccharides (4, 6, 8, 10 sugars) used in the examples described later were prepared by the following method.
To 100 mg of heparin, add and stir 10 mL of nitrous acid solution (pH 1.5) prepared by a known method (Guo, Y. and Conrad, HE (1989) Anal. Biochem., 176, 96-104) did. The reaction mixture was warmed at room temperature for 3 minutes to partially proceed with the nitrite decomposition reaction. The reaction was stopped by adding 1 N Na 2 CO 3 and the reaction mixture was concentrated. This reaction mixture containing heparin oligosaccharide was applied to a Cellulofine GCL-25 column (φ3.3 x 30 cm; sold by Seikagaku Corporation) and desalted, and then the BioGel P-6 column ( Size fractionation was applied to φ2.0 x 100 cm). Thus, 10-20 mg of heparin oligosaccharide (4, 6, 8, 10 sugar) was prepared.
〈試験例4〉
後述の実施例に使用した脱硫酸化ヘパリン(2DSH、6DSHおよびNDSH)及び脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖(18糖の2DSHオリゴ及び6DSHオリゴ)は、以下の公知の方法により調製した。
<Test Example 4>
Desulfated heparin (2DSH, 6DSH and NDSH) and desulfated heparin oligosaccharide (18 sugar 2DSH oligo and 6DSH oligo) used in Examples described later were prepared by the following known methods.
2DSHは、Piani, S. et al.(1993)J. Carbohydr. Chem., 12, 507-521. に示された方法に従って調製した。6DSHは、Kariya, Y. et al. (2000)J. Biol. Chem.,275, 25949-25958. に示された方法に従って調製した。NDSHは、Ayotte, L. and Perlin, A. S.(1986)Carbohydr. Res., 145, 267-297. に示された方法に従って調製した。 2DSH was prepared according to the method shown in Piani, S. et al. (1993) J. Carbohydr. Chem., 12, 507-521. 6DSH was prepared according to the method shown in Kariya, Y. et al. (2000) J. Biol. Chem., 275, 25949-25958. NDSH was prepared according to the method shown in Ayotte, L. and Perlin, A. S. (1986) Carbohydr. Res., 145, 267-297.
脱硫酸化ヘパリンオリゴ糖は、基本的に前述の試験例3に従って調製した。すなわち、各100 mg の脱硫酸化ヘパリンを出発材料として用い、反応時間を1分間とした以外は同じ条件で亜硝酸分解反応を行った。Cellulofine GCL-25カラム(φ3.3 x 30 cm)で脱塩した反応産物につき、Cellulofine GCL-90カラム(φ3.0 x 96 cm)にアプライしサイズフラクショネーションを行った。こうして18糖の2DSHオリゴ及び6DSHオリゴを約20 mgづつ得た。 Desulfated heparin oligosaccharide was prepared basically according to Test Example 3 described above. That is, nitrous acid decomposition reaction was performed under the same conditions except that 100 mg of each desulfated heparin was used as a starting material and the reaction time was 1 minute. The reaction product desalted with a Cellulofine GCL-25 column (φ3.3 × 30 cm) was applied to a Cellulofine GCL-90 column (φ3.0 × 96 cm) for size fractionation. Thus, about 20 mg of 18-saccharide 2DSH oligo and 6DSH oligo were obtained.
〈実施例1〉
アストロサイトに形態変化を起こさせるFGF-2濃度の検討
FGF-2単独でアストロサイトが形態変化を起こす濃度を検討した。
アッセイの一日目には、24穴マイクロタイタープレートにカバーグラス(円形)を入れ、ポリエチレンイミンでコーティングした。次いで、トリプシン(Trypsin)で剥がした細胞をカバーグラス上に1 x 104 cells/cm2の濃度にて播種した。DMEMハイグルコース培地を適量添加して37℃, 5 %CO2で培養した。アッセイの二日目には、培地をDMEMハイグルコース培地から 血清を含まない(serum-free) DMEM培地に交換し、FGF-2及び検体のヘパリンを様々な濃度で添加した。アッセイの三日目には、4 % paraformaldehydeを用いて固定し、0.2 %エオシン溶液で細胞質を染色した後、光学顕微鏡観察を行い写真撮影した。なお、細胞の画面から観察される面積を計算するために、専用ソフト(Winroof)を用いた。その結果、アストロサイトの顕微鏡観察下の一次元的面積を指標として、アストロサイトの面積の変化を測定した。その結果、FGF-2濃度が1 ng/mlで顕著な細胞面積の減少がみられ、それ以上にFGF-2濃度を上げても、あまり変化がなかった。そこで、以下のアッセイに用いるFGF-2濃度を1 ng/mlに固定することとした。
<Example 1>
Examination of FGF-2 concentration causing morphological change in astrocytes
The concentration at which astrocytes undergo morphological changes with FGF-2 alone was examined.
On the first day of the assay, a cover glass (circular) was placed in a 24-well microtiter plate and coated with polyethyleneimine. Next, the cells detached with trypsin were seeded on a cover glass at a concentration of 1 × 10 4 cells / cm 2. An appropriate amount of DMEM high glucose medium was added and cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 . On the second day of the assay, the medium was changed from DMEM high glucose medium to serum-free DMEM medium, and FGF-2 and specimen heparin were added at various concentrations. On the third day of the assay, the cells were fixed with 4% paraformaldehyde, and the cytoplasm was stained with a 0.2% eosin solution. The dedicated software (Winroof) was used to calculate the area observed from the cell screen. As a result, the change in the area of the astrocytes was measured using the one-dimensional area under the microscope observation of the astrocytes as an index. As a result, when the FGF-2 concentration was 1 ng / ml, there was a marked decrease in the cell area, and even if the FGF-2 concentration was increased further, there was no significant change. Therefore, the FGF-2 concentration used in the following assay was fixed at 1 ng / ml.
〈実施例2〉
アストロサイト形態変化に及ぼすヘパリン濃度の検討
実施例1の方法に従い、ヘパリン(SPL社製、ブタ小腸由来精製品)のFGF-2によるアストロサイト形態変化を促進する濃度について検討した。その結果、FGF-2の1 ng/mlに対してヘパリン 1 μg/mlで最も細胞面積の減少がみられた。これ以上のヘパリン濃度では、細胞が細くなりすぎて、培地を抜いた時に剥がれてしまい計測不可能であった。そこで、以下のアッセイに用いるヘパリン濃度を 1 μg/mlに固定した。すなわち、FGF-2の1 ng/mlに対して、ヘパリン1μg/mlを用いることとした。
<Example 2>
Examination of Heparin Concentration Affecting on Astrocyte Morphology According to the method of Example 1, the concentration of heparin (SPL, purified product derived from porcine small intestine) that promotes astrocyte morphological change by FGF-2 was examined. As a result, the cell area decreased most at 1 μg / ml of heparin compared to 1 ng / ml of FGF-2. At heparin concentrations higher than this, the cells became too thin and detached when the medium was removed, making measurement impossible. Therefore, the heparin concentration used in the following assay was fixed at 1 μg / ml. That is, heparin 1 μg / ml was used for 1 ng / ml of FGF-2.
〈実施例3〉
FGF-2によるアストロサイト形態変化に対するヘパリンオリゴ糖の影響
4糖から10糖の4種類ヘパリンオリゴ糖について、実施例1の方法に従い、FGF-2によるアストロサイト形態変化に及ぼす影響を検討した。FGF-2単独投与時のアストロサイトの細胞面積に対する、4、6、8、10糖のヘパリンオリゴ糖のアストロサイトの細胞面積減少の抑制率を計算した。表1に示す。
<Example 3>
Effect of Heparin Oligosaccharide on Astrocyte Shape Change by FGF-2 Four kinds of heparin oligosaccharides ranging from tetrasaccharide to 10 sugars were examined according to the method of Example 1 to examine the influence of FGF-2 on astrocyte shape change. The inhibition rate of the cell area reduction of 4, 6, 8, 10 heparin oligosaccharide astrocytes relative to the cell area of astrocytes when FGF-2 alone was administered was calculated. Table 1 shows.
6〜10糖ではFGF-2単独投与よりも細胞面積の減少を抑制し、特に6糖については、アストロサイト細胞面積を増大させた。これは、ヘパリンオリゴ糖によりFGF-2によるアストロサイト形態変化の効果が抑制されたことによるためと考えられる。 6-10 sugars suppressed cell area reduction more than FGF-2 alone administration, especially 6 sugars increased astrocyte cell area. This is considered to be because heparin oligosaccharide suppressed the effect of FGF-2 on astrocyte shape change.
〈実施例4〉
FGF-2によるアストロサイト形態変化に対する脱硫酸化ヘパリンの影響
2DSH、6DSHおよびNDSHの各種脱硫酸化ヘパリンについて、実施例1の方法に従い、FGF-2によるアストロサイト形態変化に及ぼす影響を検討した。FGF-2単独投与時のアストロサイトの細胞面積に対する、2DSH、6DSH、NDSH、18糖の2DSHオリゴ及び6DSHオリゴのアストロサイトの細胞面積減少の抑制率を計算した。表2に示す。
<Example 4>
Effect of Desulfated Heparin on FGF-2-induced Astrocyte Morphological Change According to the method of Example 1, the effect of 2DSH, 6DSH, and NDSH on astrocyte morphological change was examined for various desulfated heparins. The inhibition rate of cell area reduction of 2DSH, 6DSH, NDSH, 18 sugar 2DSH oligo and 6DSH oligo astrocytes relative to the cell area of astrocytes when FGF-2 alone was administered was calculated. It shows in Table 2.
2DSH、18糖の6DSHオリゴ及び18糖の2DSHオリゴはアストロサイトの細胞面積の減少を抑制したのに対し、NDSHはアストロサイトの細胞面積の減少を抑制することができなかった。 2DSH, 18-saccharide 6DSH oligo and 18-saccharide 2DSH oligo suppressed the reduction of astrocyte cell area, whereas NDSH failed to suppress the reduction of astrocyte cell area.
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