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JPH05500356A - 創傷の治癒 - Google Patents

創傷の治癒

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JPH05500356A
JPH05500356A JP2507475A JP50747590A JPH05500356A JP H05500356 A JPH05500356 A JP H05500356A JP 2507475 A JP2507475 A JP 2507475A JP 50747590 A JP50747590 A JP 50747590A JP H05500356 A JPH05500356 A JP H05500356A
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リンチ,サミュエル・イー
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インスティチュート・オブ・モレキュラー・バイオロジー・インコーポレーテッド
プレジデント・アンド・フェローズ・オブ・ハーバード・カレッジ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 創傷の治癒 光咀Ω背旦 本出願は、1988年8月18日に出願された米国特許出願第234,196号 の一部継続出願であり、後者は1987年11月16日に出願された米国特許出 願第120,606号の一部継続出願であり、後者は1986年11月14日に 出願された米国特許出願第930,762号の一部継続出願であり、上記米国出 願の内容は、参照により本明細書に含まれる。
本発明は創傷の治療に関する。
成長因子は、標的細胞の定義された母集団を刺激するポリペプチドホルモンであ る。成長因子の例は血小板由来成長因子(PDGF) 、インシュリン様成長因 子(IGF−IおよびII)、形質転換成長因子ベータ(TGF−β)、表皮成 長因子(EGF) 、そして繊維芽細胞成長因子を含む。PDGFは陽イオン性 の熱安定な蛋白質で、循環性血小板の顆粒中に見出され、インビトロでの繊維芽 細胞による蛋白質合成とコラーゲン生成を刺激することが知られている。PDG Fはまた、繊維芽細胞、平滑筋細胞および神経膠細胞に対してインビトロでの有 糸分裂促進物質(マイト−ジエン)として、および化学走性剤として働くことも 知られている。
PDGFをインビボでの傷の治療を促進させるために使用することは提唱されて いる。例えば、グロテンドースト(Grotendorst)、J、Traum a、24;549−52 (1984)は、コラーゲンゲルをしみ込ませたハン ト−シリング(Hunt−6chi I l ing)網チャンバーにPDGF が加えられ、ラットの背中に移植されたと記載している; PDGFは新しく合 成されるコラーゲンの量を増加させることが見出された。しかしながら、レイチ ェル(Leitzel) ら、J、Dermatol、Surg、0nco!、 、11. :617−22 (1985)は:ハムスターでPDGFのみを用い るか又はFGFやEGFとの組合せで用いて、傷の正常治癒を促進することは出 来なかった。
ミカエリ(Michaeli)らは、ソフト・アンド・ハード・ティシュ−・リ ペア(ハント(Hunt)、T、に、ら編)、ブリーガー・パブリシャーズ(P raeger Publishers)、=ニーヨーク、380−394頁(1 984)で高血小板血漿から得た部分精製調製されたPDGFの適用は、ウサギ 角膜に移植されたとき脈管形成(angi ogenes i s)を促進した と報告している。PDGFは脈管形成性成長因子ではないので、この研究者らは 彼らの部分精製PDGF調製物質中の未知の因子か脈管形成効果の原因であると 示唆している。
2里「す(捉 一般に本発明は、その−観点において、哺乳類例えばヒト患者の創傷に精製PD GFおよび精製IGF−11を含む組成物の有効量を適用することにより、該患 者の外部創傷を冶癒することに関する。本発明の組成物は、少なくとも一部は表 皮と結合組織の成長および総蛋白質とコラーゲンの合成を促進することにより、 傷の治癒を助ける。本発明の組成物を用いた外傷の治療は、治療無しく即ち外部 からの薬剤の適用無し)または精製PDGF単独であるいは精製IGF−II単 独で治療して得られる治癒よりも効果的である。
他の観点において、本発明は哺乳類例えばヒト患者の骨の再生にも関し、該患者 の、好ましくは外傷部または骨消耗部に、精製PDGFおよび精製IGF−II を含む組成物の有効量を適用する。本発明の組成物が再生を促進する理由の少な くとも一部は、結合組織、骨およびセメント質の生長の促進および蛋白質やコラ ーゲンの合成の刺激である。本発明の組成物を用いた再生は、治療無しく即ち外 部からの薬剤の適用無し)または精製PDGF単独であるいは精製xGF−o単 独で治療して得られる治癒よりも効果的である。
本発明の両方の観点における好ましい態様においては、組成物は、薬学的に許容 される担体物質、例えば合成ポリマーもしくは市販の不活性ゲルもしくは液体( 例えば、メチルセルロース)内で、精製PDGFおよびIGF−II(両方とも 市販されている)を混合して調製される。最も好ましくは、精製PD、GFおよ びIGF−IIは1;25と25=1の間の重量比、好ましくは1:10と10 :1の間の重量比で、そして更に好ましくは1:2と2:1の間の重量比で混合 される。精製PDGFはヒト血小板から、または固相ペプチド合成により、また は組換えDNA技術で得ることができる。IGF−11は組換えDNA技術でま たは固相ペプチド合成により得ることができる。従って、PDGFおよびIGF −IIの用語は、哺乳類、好ましくは霊長類の血小板または遺伝子組換え材料ま たは合成材料から由来したものを意味し、最も好ましくは、霊長類は人類である がチンパンジーまたは他の霊長類であってもよい。組換えPDGFは、培養原核 または真核細胞に成長因子の両サブユニットをコードするDNA配列を挿入し、 次いで翻訳されたサブユニットを細胞で処理して形成された組換えヘテロダイマ ーでもよく、あるいは、サブユニットの一方のみ(好ましくはベータもしくは「 2」チェーン)をコードするDNAを細胞に挿入し、これを培養してホモダイマ ーのPDGF (PDGF(もしくはPDGF−2ホモダイマー)を製造しても よい。
本発明において精製という用語は、他の成分と混合する前に重量で95%以上が PDGFまたはTGF−ITであり、即ち天然に付随する他の蛋白質、脂質およ び炭水化物が実質的に存在しないことを意味する。
精製蛋白質調製物は、一般にポリアクリルアミドゲル上で一本のみの主要バンド を与える。最も好ましくは、本発明の組成物中に用られる精製PDGFまたはI GF−IIはアミノ末端アミノ酸配列分析で判定したとき純粋なものである。
本発明の組成物は、哺乳類の外傷、例えばとこずれ、裂傷および火傷の治癒のた めの、迅速且つ有効な方法を提供する。この組成物は、自然治癒(即ち外がら薬 剤を与えないとき)または純粋PDGFまたはIGF−IIのみに比較して結合 組織の形成を増強する。純粋PDGFのみと異なり、この組成物は新たな結合組 織および上皮組織の増殖をそれぞれ約90%および約50%増大させる。得られ る上皮層は自然治癒に比べて厚いだけでなく、それを新たな結合組織と結合する ための上皮突起(epithelial projection)をより多く含 み、従って一層しっかり結合し、創傷の防護効果も大きい。さらに痘痕の形成も 最小限である。
本発明の組成物はさらに、歯周病(peridontal disease)の 病歴をもつ哺乳類、例えばヒトの結合組織および骨の再生のための迅速で有効な 方法を提供する。本組成物は自然治癒(即ち外から薬剤を与えないとき)または 純粋PDGFまたはIGF−IIのみに比較して、結合組織や骨の形成を促進す る。
本発明の他の態様および利点は、好ましい態様に基づく以下の記載および請求の 範囲から明らかにされる。
好束旦兄悪様Ω記菫 好ましい態様について、説明する。
本発明によれば、精製PDGFおよびIGF−IIの組合せで製造されたPDG F/IGF−II混合物を用いて、外傷、例えば褥癒および火傷が治療され、そ して骨および結合組織が再生される。IGF−IIはマルチブリケーションー刺 激活性によっても知られており、ICN Biomedica1社(クリーブラ ンド、オハイオ)から市販されている。精製組換えPDGFおよびヒト血小板由 来の精製PDGFは、PDGF社(ボストン、マサチュセソツ) 、Co I  1aborative Re5earch社(ウオルサム、マサチュセツツ)お よびAmgen社(サウザンド オースク、カリホルニア)から市販されている 。精製PDGFは次のようにして調製することも可能である:洗浄したヒト血小 板ペレット500ないし1000単位をLM NaC! (血小板単位あたり2 M1)に懸濁し、100℃で15分間加熱する。上滑を遠心分離で分離し、沈澱 をIMNaClで2回抽出する。
抽出物を合わせ、0.08M NaC1−0,01Mリン酸ナトリウムバッファ ー(pH7,4)に対して透析し、このバッファーで平衡化したCM−セファデ ックス C−50と4℃で一夜混合する。次いでこの混合物をカラム(5xlO Ocm)に注入し、0.08M NaC!−0,01Mリン酸ナトリウムバッフ ァー (pH7,4)で充分に洗浄し、LM NaC!で溶出しそして10−フ ラクションずつに回収する。
活性フラクションをプールし、0.3M ’NaC1−0.OIMリン酸ナトリ ウムバッファー(pH7,4)に対して透析し、遠心分離し、0.3M NNa C1−00OIリン酸ナトリウムバツフアー(pH7,4)で平衡化した2、5 X25−のブルーセファロース(Pharmacia社)に4℃で通過させる。
このカラムを同バッファーで洗浄し、部分精製されたPDGFをLM NaC+ およびエチレングリコールの1:1溶液で溶出する。
この部分精製PDGFフラクションをLM NaC+で1:1希釈し、1M酢酸 で透析し、そして凍結乾燥する。凍結乾燥サンプルは0.8M NaC1−0, 01Mリン酸ナトリウムバッファー(pH7,4)に溶解しそして同バッファー で平衡化した1、2X40cmのCM−セファデックス C−50カラムに通過 させる。次いでPDGFをNaC1勾配(0,08ないしLM)で溶出する。
活性フラクションを合わせ、1M酢酸に対して透析し、凍結乾燥し、そして少量 の1M酢酸に溶解する。その0. 51111分を1M酢酸で平衡化した1、2 X100cmのバイオゲル P−150(100ないし200メツシユ)のカラ ムにのせる。次いでPDGFを1M酢酸で溶出し、2−ずつのフラクションにし て回収する。
100ないし200mgの蛋白質を含む各活性フラクションを凍結乾燥し、10 0dの0. 4%トリフルオロ酢酸に溶解し、フェニルボンダパックカラム(W aters社)による逆相高性能液体クロマトグラフィーに付する。アセトニト リルの直線勾配(0ないし60%)により精製PDGFが得られる。
組換えDNA技術でのPDGFは、次のようにして調製される:ヒト血小板から 得られる血小板由来増殖因子(PDGF)は二種のポリペプチド配列(PDGF −1およびPDGF−2ポリペプチド)を含む(Antoniades、 H, N、およびHunkapf I ler、M、(1983)Science、2 20 : 963−965)、PDGF−1はクロモシーム7中に存在する遺伝 子によりコードされ(Be t sho l t z、C,ら、Nature、 320:695−699) 、そしてPDGF−2はクロモシーム22(Dal la−Favera、 R,(1982) 5cience、 218:686 −688)中に存在する互土!オンコジーン(Doo l i t t le、 R,ら(1983)Scfence221 : 275−277)によってコー ドされる。1土!遺伝子はサル肉腫ウィルス(Simian Sarcoma  Virus:以下SSVという)の形質転換蛋白質をコードしており、この蛋白 質はPDGF−2ポリペプチドに密接に関係している。ヒト細胞c−s土王もま たPDGF−2鎖をコードする(Rao、 C,D、ら(1986)Proc、 Natl、Acad、Sci。
USA、83:2392−2396)。これら二種のPDGFのポリペプチド鎖 は、別のクロモシームに存在する異なる遺伝子によりコードされるので、ヒトP DGFはPDGF−1およびPDGF−2のジスルフィド結合したヘテロダイマ ーからなるか、または二種のホモダイマー(PDGF−1のホモダイマーおよび PDGF−2のホモダイマー)の混合物からなるか、または上記へテロダイマー と二種のホモダイマーの混合物よりなる可能性がある。
PDGF−2鎖をコードする遺伝子を含むSSvで感染した培養中の哺乳類細胞 は、PDGF−2ポリペプチドを合成しそしてそれをジスルフィド結合したホモ ダイマーに加工することか知られている(Robbins、に、ら(1983) Nature、305:605−608)。さらに、PDGF−2ホモダイマー は、ヒトPDGFに対して調製した抗血清と反応する。さらにまた、分泌された PDGF−ホモダイマーの機能的性質は、培養中の繊維芽細胞のDNA合成を刺 激する点、185kdの細胞膜蛋白質のチロシン残基でのホスホリル化を誘発す る点および特異的細胞表面PDGFリセプターとの結合に関してヒト(1zsl )−PDGFと競合する能力を有する点で、血小板由来PDGFのそれと類似し ている(Owen、 A、ら(1984) 5cience、 225:54− 56)。同様な性質は、培養正常ヒト細胞(例えばヒト動脈内皮細胞)からの土 工s / P DGF−2遺伝子生成物について、または11s / P D  G F −2遺伝子発現ヒト悪性細胞からの生成物についても示されている(A ntoniades、H,ら(1985)、Cancer Ce1ls、3:1 45−151)。
組換えPDGF−2ホモダイマーは、c−s±s / P D G F −2遺 伝子のcDNAクローンを発現ベクターを用いてマウス細胞に導入して得ること ができる。
この発現に用いるC−S±s / P D G F −2クローンは、正常ヒト 培養上皮細胞から得られた(Co I 1 ins、 T、ら(1985)、N ature、216:748−750)。
IGF−IIも組換えDNA技術または固相ペプチド合成で製造できる。そのか わりに、IGF−IIはヒトプラズマまたは培養細胞の培養上清(cond i  t 1oned culture media)から精製することもできる。
リンデルクネヒト(R4nderknecht)ら、Proc、Nat 1.A cad、Sci、USA、73:2365 (1976);モーゼズ(Mose s)ら、Eur、J、Biochem、JO3:387 (1980)を参照。
簡単に述べると、ヒトプラズマからの改変コーンフラクション(沈澱B)のアセ トン末がら、酸/エタノール抽出物を調製する。次に、この酸/エタノール抽出 物を、酢酸で再抽出し、そして、セファデックスG−75およびG−50クロマ トグラフイー、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(p H8、6)およ びSE−セファデックスクロマトグラフィーに付し、そして最後にpH4,3の ポリアクリルアミドゲル電気泳動に付す。
創傷Ω塗置 創傷の治癒を促進するための、PDGF/IGF−II混合物の有効性を調べる ため、次の実験を行った。
体重10ないし15kgの幼若白色ヨークシャ一種の豚(P a r s o  n’ s Farm、ハトレイ、マサチュセッッ)を手術前に少なくとも6時間 絶食させ、次いで麻酔した。清潔な条件で背中および首の部分を刈り、剃り、そ して穏やかな石鹸および水で洗浄した。次いで、外傷を付する部分を70%アル コールで消毒した。
1cmX2anの大きさの傷を深さ0. 5mmに作るため、改良カストロビー ヨエレグトロケラトーム(Castroviejo electrokerat ome) (S t o r z製、セントルイス、ミズーリをBrownel ls、Inc、で改良したもの)を用いた。この創傷は上皮の完全な除去および その下層の真皮の部分的除去をもたらした(第2度の火傷に相当する)。各創傷 は少なくとも15mmの健全皮膚により隔てた。同一の治療を受ける創傷はグル ープにまとめ、他のグループから少なくとも3aT+隔てた。増殖因子での治療 を受けない創傷は、治療を受けるグループから少なくとも10cm隔てた。
創傷は、生物学的に適合性のゲルに分散した次の増殖因子での一回の塗布により 、直接処置した:1)500ngの純粋ヒトPDGF (高性能液体クロマトグ ラフィーで精製したもの)または組換えPDGFのみ=2)種々の量のIGF− IIと組み合わせた500ngの純粋PDGF : 3)500ngの純粋なI GF−II(組換え品、ICN Biomedica1社、クリーブランド、オ ハイオ)。
創傷の付与に続いて、7日目に生検標本を採取した。組織学的評価のための生検 標本は、深さ約3mmの楔状で採取し、10%ホルマリンに保存した。生物化学 的分析およびオートラジオグラフィーのための標本は、エレクトロケラドームを 用いて採取した。標本の最終寸法は1. 5mmx 10mmX 1. 5mm であった。生物化学的分析用には創傷当たり3つの標本を採取し、オートラジオ グラフィー用には創傷当たり2つの標本を採取した。標本は採取した後、冷却し たイーグル修正基本培地(EMEM)に10%仔牛血清を添加した培地に保存し た。生検標本は、次のように分析した。
組織学的検討 組織学的検討の標本は標準的パラフィン含浸および包埋技術を用いて調製した。
4ミクロンの切片を作り、予め濾過したハリス・ヘマトキシリンおよびアルコー ル性エオシンで染色し、その後顕微鏡で観察した。全ての標本において、2人の 観察者が切片の均一分布点で別個に点数をつけた。上皮組織層および結合組織層 の厚みを、顕微鏡の接眼レンズ内に置いたグリッドを用いて測定し、その結果を 同じ条件で観察したミクロメーターの結果と比較して、mmに換算した。
結果 組織学的評価からの結果は、精製ヒトPDGFまたは組換えPDGFとIGF− IIとの組合せで処置された創傷は、治療をうけな力じた創傷、純粋I G F  −TI単独またはまたは純粋PDGF単独による治療を受けた創傷に比べて、 結合組織および上皮層が厚く、且つより多くの上皮突起がこれらの層を結合して いることを示した。処置の後6週間まで、搬痕の形成の兆候は認められなかった 。
上記のようにして調製された組換え精製PDGF−2ホモダイマーについても、 単独もしくはIGF−11との組合せで、部分的な深さの皮膚外傷を用いて試験 した。6日目の外傷の組織学的分析により、PDGF−2またはIGF−11単 独の投与は、結合組織または上皮の形態に関して、コントロールとの差がほんの 僅かであった。しかしながら、PDGF−2をIGF−IIと組み合わせると、 手術後7日目において新たな結合組織層の厚さが顕著に90%増加し、上皮の厚 さが50%増加した。PDGF−2/IGF−II処理した傷の結合組織は、光 の偏光の明確な領域を有し、これらの傷がPDGF−2単独処理、IGF−II 単独処理または無治療の傷に比べてより成熟した結合組織を含むことが示唆され た。
したがって、組換えPDGF−2または精製ヒトPDGFは上記の創傷治癒動物 モデルに対してIGF−IIと一緒に適用したとき、同様の結果を生じた。組換 えPDGF−2およびIGF−IIの組み合わせは、無処置または組換えPDG F−2またはIGF−II単独処置のコントロール動物に比べて、新らたな繊維 芽細胞の数およびコラーゲン合成速度の劇的増加を生じ、モして真皮および上皮 の肥厚を伴った。
これらの結果は、組換えPDGF−2ホモダイマーおよび天然由来の精製ヒトP DGFは双方共、局所的に創傷に適用された時IGF−IIと相互作用して相乗 効果をもたらすことを示唆する。
量の再生 歯周組織および/または骨の増殖を促進するPDGF/IGF−118製物の有 効性を調べるため、次の実験を行うことかできる。
X線検査の結果により自然に歯周病を生じたピーグル大を先ず選択する。30% ないし80%の骨消耗を呈する歯の歯石をを超音波装置で除去する。次に手術に より弁を作って根面平滑化を施し、そしてこれら試験歯を、精製PDGFとIG  F−IIを薬学的に許容される担体物質(例えば市販の不活性ゲル例えばメチ ルセルロース)中に含む組成物で処理する。残りの各4分の1の歯には、コント ロールゲルのみまたは精製PDGFのみまたはIGF−IIのみで処置した。歯 と骨の生検標本のかたまりを手術後2週間目にとりだし、標準的脱ミネラルおよ び加工技術で組織学的評価の標本に調製した。
思量 精製PDGFの適当な用量を決定するため、上記実験を繰り返したが、但し、創 傷の1 mm2あたり、生物学的に適合性のゲル30m1中に分散した2、5n g、 5、Ong、およびLongの精製PDGFと5. Ong/mm”のI GF−11の組合せで創傷を治療した。その結果、最適効果はPDGF含量が5 . Ong/mm”またはそれ以上のときに得られた。
精製PDGF+IGF−4Iの適当な用量を決定するため、PDGFとIGF− IIの重量対重量比が、1:25ないし25:1の範囲の組み合わせを上記のよ うにして評価した。最適の結果は、比率が1:2ないし2:1のときに得られた 。
他息悪様 他の態様は請求の範囲内に記載される。例えば、IGF−IIとPDGFの組み 合わせは骨の生長および/または歯周組織の生長の促進に有用である。
国際調査報告 1++mvbefialAoal□caaanNa−DI”Tl1KOI’iI nlQIA

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.精製血小板由来成長因子および精製インシュリン−様成長因子IIからなる 組成物の創傷治癒量を創傷に適用することよりなる、哺乳類の外部創傷を治療す る方法。
  2. 2.精製血小板由来成長因子および精製インシュリン−様成長因子IIからなる 組成物の創傷治癒量を哺乳類に投与することよりなる、哺乳類の骨を再生する方 法。
  3. 3.組成物中の血小板由来成長因子およびインシュリン−様成長因子IIの重量 対重量比が1:25ないし25:1である、請求項1または2記載の方法。
  4. 4.前記比率が1:10ないし10:1である、請求項3記載の方法。
  5. 5.前記比率が1:2ないし2:1である、請求項4記載の方法。
  6. 6.精製血小板由来成長因子および精製インシュリン−様成長因子IIを重量対 重量比で1:25ないし25:1の割合で含有する、創傷治癒および骨再生のた めの組成物。
  7. 7.前記比率が1:10ないし10:1である、請求項6記載の組成物。
  8. 8.前記比率が1:2ないし2:1である、請求項7記載の組成物。
  9. 9.精製血小板由来成長因子および精製インシュリン−様成長因子IIを重量対 重量比で1:25ないし25:1の割合で混合することよりなる、創傷治癒およ び骨再生のための組成物の製造方法。
  10. 10.精製血小板由来成長因子および精製インシュリン−様成長因子IIからな る組成物の増殖促進量を骨または歯周組織に投与することよりなる、骨または歯 周組織の増殖を促進する方法。
JP2507475A 1990-04-10 1990-04-10 創傷の治癒 Expired - Lifetime JPH0768139B2 (ja)

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PCT/US1990/001936 WO1991015231A1 (en) 1990-04-10 1990-04-10 Wound healing

Publications (2)

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JPH05500356A true JPH05500356A (ja) 1993-01-28
JPH0768139B2 JPH0768139B2 (ja) 1995-07-26

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ID=22220789

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