JP2006089395A - Prophylactic and/or curative agent for disease caused by production increase of genetic product of collagen gene - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はコラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患の予防および/または治療剤に関するものである。 The present invention relates to a preventive and / or therapeutic agent for diseases caused by increased production of collagen gene products.
コラーゲンは、結合組織の適切な形成に不可欠なものである。それゆえ、コラーゲンの過剰もしくは過小生産、または(誤ってプロセシングされたコラーゲンを含めて)異常なコラーゲンの生産は多くの結合組織疾病および障害の原因となる。現在、20種類程度のコラーゲンが同定されており、I、II、III型の線維状コラーゲンを含めたこれらのコラーゲンは、アミノおよびカルボキシ末端のペプチド延長部を含有するプロコラーゲン前駆物質として合成される。「プロ領域」と呼ばれるこうしたペプチド延長部はそれぞれN−およびC−プロペプチドと称される。典型的には、細胞からのプロコラーゲン三重らせん前駆分子の分泌の際にプロ領域が切断されて成熟三重らせんコラーゲン分子を生成する。切断されると、「成熟」コラーゲン分子は、例えば高度に構造化されたコラーゲン線維へと会合する能力を有する(非特許文献1〜5)。 Collagen is essential for the proper formation of connective tissue. Therefore, excessive or underproduction of collagen, or abnormal production of collagen (including misprocessed collagen) causes many connective tissue diseases and disorders. Currently, as many as 20 types of collagen have been identified, and these collagens, including type I, II, and type III fibrillar collagens, are synthesized as procollagen precursors containing amino and carboxy terminal peptide extensions. . These peptide extensions, termed “proregions”, are referred to as N- and C-propeptides, respectively. Typically, upon secretion of procollagen triple helix precursor molecules from cells, the pro region is cleaved to produce mature triple helix collagen molecules. When cleaved, “mature” collagen molecules have the ability to associate into, for example, highly structured collagen fibers (Non-Patent Documents 1-5).
コラーゲンの不適切な生産または制御されない生産と関連した重大な疾病が数多く存在する。こうした疾病には、例えば、心内膜硬化症、特発性間質線維症、間質性肺線維症、動脈の中膜外膜に起こる線維症(perimuscular fibrosis)、シンマーズ線維症、中心周囲線維症(pericentral fibrosis)、肝炎、皮膚線維腫、胆汁性肝硬変、アルコール性肝硬変、急性肺線維症、突発性肺線維症、急性呼吸窮迫症候群、腎線維症/糸球体腎炎、腎線維症/糖尿病性腎症、強皮症/全身、強皮症/局所、ケロイド、過形成瘢痕、重症の関節癒着/関節炎、骨髄線維症、角膜瘢痕形成、嚢胞性線維症、筋ジストロフィー(デュシェーヌジストロフィー)、心臓線維症、筋線維症/網膜剥離、食道狭窄症、ペーロニー病などの病的線維症または瘢痕形成が含まれる。さらに、線維症性疾患は外科手術により誘発または発症されることがあり、こうした疾患としては、例えば、瘢痕修復/形成手術、緑内障、白内障線維症、角膜瘢痕形成、関節癒着、移植片対宿主病、腱手術、神経エントラップメント(nerveentrapment)、デュピュイトラン拘縮、OB/GYN癒着/線維症、骨盤癒着、硬膜外線維症(peridural fibrosis)、再狭窄などがある。これらの疾病を治療するために有効な方法の一つは、コラーゲンの病的過剰生産を抑制することである。かくして、コラーゲンの生産を制御し、抑制し、かつ/または調節する分子の同定・単離が医学的見地から重要である。 There are a number of serious diseases associated with inadequate or uncontrolled production of collagen. These diseases include, for example, endocardial sclerosis, idiopathic interstitial fibrosis, interstitial pulmonary fibrosis, perimuscular fibrosis of arteries, simmers fibrosis, pericentral fibrosis (Pericentral fibrosis), hepatitis, dermal fibroma, biliary cirrhosis, alcoholic cirrhosis, acute pulmonary fibrosis, idiopathic pulmonary fibrosis, acute respiratory distress syndrome, renal fibrosis / glomerulonephritis, renal fibrosis / diabetic kidney , Scleroderma / systemic, scleroderma / local, keloid, hyperplastic scar, severe joint adhesion / arthritis, myelofibrosis, corneal scar formation, cystic fibrosis, muscular dystrophy (Duchene dystrophy), cardiac fibrosis, Pathological fibrosis such as myofibrosis / retinal detachment, esophageal stenosis, Peyronie's disease or scar formation is included. In addition, fibrotic diseases may be induced or developed by surgery, such as scar repair / plastic surgery, glaucoma, cataract fibrosis, corneal scar formation, joint adhesion, graft-versus-host disease. , Tendon surgery, nerve entrapment, dupuytren contracture, OB / GYN adhesion / fibrosis, pelvic adhesion, peridural fibrosis, restenosis. One effective method for treating these diseases is to suppress pathological overproduction of collagen. Thus, identification and isolation of molecules that control, inhibit and / or regulate collagen production is important from a medical point of view.
骨、象牙質及びセメント質は、細胞外マトリックスにリン酸カルシウムが沈着し、石灰化したものである。該細胞外マトリックスは、主にコラーゲンであるが、非コラーゲン性マトリックスも含まれ、非コラーゲン性マトリックスの殆どは酸性リン酸化蛋白質である。該コラーゲンの線維はハイドロキシアパタイト結晶の沈着する足場として機能し、酸性リン酸化蛋白質は細胞外マトリックスの石灰化に関与すると信じられてきた。組換えDNA技術で同定された該酸性リン酸化蛋白質は、最初AG1と名づけられ(非特許文献6)、後にDMP1(Dentinmatrix protein 1)と変更された(非特許文献7)。DMP1のcDNAクローンは、ラットの歯のcDNAライブラリーから同定され、歯の象牙質に特異的であると考えられてきたが(非特許文献8)、後に、その発現は他の石灰化組織でも存在することが示された。 Bone, dentin, and cementum are calcified with calcium phosphate deposited in the extracellular matrix. The extracellular matrix is mainly collagen, but also includes a non-collagenous matrix, and most of the non-collagenous matrix is an acidic phosphorylated protein. It has been believed that the collagen fibers function as a scaffold on which hydroxyapatite crystals are deposited, and that acidic phosphorylated proteins are involved in calcification of the extracellular matrix. The acidic phosphorylated protein identified by recombinant DNA technology was first named AG1 (Non-patent document 6) and later changed to DMP1 (Dentinmatrix protein 1) (Non-patent document 7). The cDNA clone of DMP1 has been identified from a rat tooth cDNA library and has been considered to be specific for tooth dentin (Non-patent Document 8), but its expression was later expressed in other calcified tissues. It was shown to exist.
さらに、本発明者は、鳥類や哺乳類の骨組織では、その動物種に関係なく共通して、DMP1 遺伝子は骨マトリックスを分泌する骨芽細胞には発現せず、石灰化した骨マトリックスの中に存在する骨細胞に特異的に発現し、その蛋白は骨細胞周囲の骨マトリックスにのみ分布する事を発見した(非特許文献4)。DMP1の特徴的様相は、酸性アミノ酸含有量が非常に高いこと、また、組織中で高度にリン酸化されることから、組織中では高度に負に荷電する事である。さらに、本発明者により骨形成部位におけるマイナスイオン状態と骨の石灰化の速度との関係が見出され、DMP1の新規な用途として骨の石灰化促進因子についての特許出願が提出されている(特許文献1)。
本発明は、コラーゲンの産生の増加に起因する疾患の予防および/または治療剤の提供を課題とし、特にDMP1の新規な用途を見出すことにある。 An object of the present invention is to provide a preventive and / or therapeutic agent for a disease caused by increased production of collagen, and particularly to find a new use of DMP1.
本発明者は、上記課題を解決するため、DMP1を特異的に骨組織で発現させる手段を確立し、その機能の検討から、DMP1の産生がコラーゲン遺伝子の発現を抑制し、ひいてはコラーゲンの産生を抑制するものであることを見出し、本発明を完成した。 In order to solve the above problems, the present inventor has established means for specifically expressing DMP1 in bone tissue, and from the examination of its function, the production of DMP1 suppresses the expression of the collagen gene, and consequently the production of collagen. As a result, the present invention was completed.
本発明は以下よりなる。
1.DMP1を有効量含むことを特徴とするコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生阻害剤。
2.DMP1遺伝子担持ベクターを含むことを特徴とするコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生阻害剤。
3.コラーゲンがI型コラーゲンである前項1または2に記載の阻害剤。
4.DMP1を有効量含むことを特徴とするコラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生阻害方法。
5.DMP1の存在が充填によるものである前項4に記載の方法。
6.DMP1遺伝子担持ベクターを用いることを特徴とする前項4または5に記載の方法。
7.コラーゲンがI型コラーゲンである前項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
8.前項1〜3に記載の阻害剤を用いることを特徴とする、コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患の予防方法および/または治療方法。
9.コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患が線維症である前項8に記載の方法。
10.前項1〜3に記載の阻害剤を有効量含んでなる医薬組成物。
11.前項1〜3に記載の阻害剤を用いることを特徴とするコラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患の予防剤および/または治療剤。
12.前項1〜3に記載の阻害剤を有効量含んでなるコラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患の予防剤および/または治療剤。
13.コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患が線維症である前項11または12に記載の予防剤および/または治療剤。
The present invention comprises the following.
1. A gene product production inhibitor of a collagen gene comprising an effective amount of DMP1.
2. A collagen gene gene product production inhibitor comprising a DMP1 gene carrying vector.
3. 3. The inhibitor according to 1 or 2 above, wherein the collagen is type I collagen.
4). A method for inhibiting production of a gene product of a collagen gene, comprising an effective amount of DMP1.
5. 5. The method according to
6). 6. The method according to 4 or 5 above, wherein a DMP1 gene carrying vector is used.
7). 7. The method according to any one of
8). A method for preventing and / or treating a disease caused by increased production of a gene product of a collagen gene, comprising using the inhibitor according to any one of the preceding
9. 9. The method according to
10. A pharmaceutical composition comprising an effective amount of the inhibitor according to any one of 1 to 3 above.
11. A preventive and / or therapeutic agent for a disease caused by increased production of a gene product of a collagen gene, which comprises using the inhibitor according to any one of
12 An agent for preventing and / or treating a disease caused by an increase in production of a gene product of a collagen gene comprising an effective amount of the inhibitor according to any one of 1 to 3 above.
13. 13. The prophylactic and / or therapeutic agent according to the
本発明において、DMP1を骨組織で特異的に発現させることによりコラーゲン遺伝子の発現が抑制されることを見出した。したがって、DMP1によるコラーゲン産生阻害が可能となり、ひいてはコラーゲンの産生の増加に起因する疾患、より具体的には線維症などの予防および/または治療が可能である。このように本発明はコラーゲンの産生の増加に起因する疾患の予防および/または治療のために非常に有用である。 In the present invention, it was found that the expression of the collagen gene is suppressed by specifically expressing DMP1 in bone tissue. Therefore, it is possible to inhibit collagen production by DMP1, and thus it is possible to prevent and / or treat diseases caused by increased production of collagen, more specifically fibrosis. Thus, the present invention is very useful for the prevention and / or treatment of diseases caused by increased production of collagen.
本明細書中で使用されている技術的および科学的用語は、別途定義されていない限り、当業者により普通に理解される意味を持つ。以下、本発明について、発明の実施の態様をさらに詳しく説明する。以下の詳細な説明は例示であり、説明のためのものに過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。 Technical and scientific terms used herein have meanings commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail. The following detailed description is exemplary and illustrative only and is not intended to limit the invention in any way.
DMP1は、アミノ酸数400〜550個の細胞外マトリックス蛋白質である酸性蛋白質である。そのアミノ酸配列及び遺伝子配列は、豊澤等により開示されている(JMol Evol 1999;48:160-166, Gene 1999; 234: 307- 314, JMol Evol 2000; 50:31-38など)。DMP1遺伝子は公知の遺伝子であり、ヒトを含む10種の動物からDMP1の配列が報告されている。アミノ酸配列の比較から、全ての種のDMP1は16-21個のアミノ酸を含む疎水性リーダー配列で始まることが知られている。細胞接着性のペプチドRGDモチーフはDMP1分子特異的ではないが、多くの他の酸性リン酸化蛋白質、例えばオステオポンチン、骨シアロ蛋白質、及び象牙質シアロリン酸化蛋白質に存在することが確認されている。Arg-Gly-Asp配列は厳格に哺乳動物のDMP1配列で保存され、その重要な生物学的機能を有することが考えられる。また、DMP1は酸性を示すアミノ酸を非常に多く含有し、また、Serを含む多数のモチーフ配列がリン酸化を受ける事から、組織中で高度にマイナスにチャージしていると判断される。このことから、DMP1はカルシウムイオンと強固な結合能を有し、細胞外マトリックスの石灰化に必要であると考えられる。 DMP1 is an acidic protein that is an extracellular matrix protein having 400 to 550 amino acids. The amino acid sequence and gene sequence are disclosed by Toyozawa et al. (JMol Evol 1999; 48: 160-166, Gene 1999; 234: 307-314, JMol Evol 2000; 50: 31-38, etc.). The DMP1 gene is a known gene, and the sequence of DMP1 has been reported from 10 kinds of animals including humans. From amino acid sequence comparisons, it is known that all species of DMP1 begin with a hydrophobic leader sequence containing 16-21 amino acids. The cell-adhesive peptide RGD motif is not specific to the DMP1 molecule, but has been confirmed to be present in many other acidic phosphorylated proteins such as osteopontin, bone sialoprotein, and dentin sialophosphoprotein. The Arg-Gly-Asp sequence is strictly conserved with the mammalian DMP1 sequence and may have its important biological function. In addition, DMP1 contains a very large amount of amino acids that show acidity, and since many motif sequences including Ser are phosphorylated, it is judged to be highly negatively charged in tissues. This suggests that DMP1 has a strong binding ability with calcium ions and is necessary for calcification of the extracellular matrix.
本発明の一の特徴はDMP1を骨組織で特異的に発現させることによりコラーゲン遺伝子の発現が抑制されることを見出したことである。本発明者は、DMP1遺伝子を骨組織で選択的に発現させ、その蛋白質を骨基質に蓄積させた。実施例の結果を示す図1から、DMP1の産生量の増加させたトランスジェニックマウスにおいては頭蓋骨の厚さが減少し、長管骨の海綿骨量が減少し、骨幹端部の皮質骨の厚さが減少している。さらに図4から、該トランスジェニックマウスにおいてI型コラーゲン遺伝子の発現レベルが低下している。I型コラーゲンはこれらの結合組織を構成する主要蛋白質であることから、DMP1によりI型コラーゲン遺伝子の転写が制御され、I型コラーゲン遺伝子産物の産生が阻害されることにより、これらの結合組織形成が阻害されていると考えられる。 One feature of the present invention is that it has been found that expression of a collagen gene is suppressed by specifically expressing DMP1 in bone tissue. The inventor selectively expressed the DMP1 gene in bone tissue and accumulated the protein in the bone matrix. From FIG. 1 showing the results of the Examples, in transgenic mice with increased production of DMP1, the thickness of the skull decreased, the amount of cancellous bone in the long canal bone decreased, and the thickness of the cortical bone at the metaphysis. Is decreasing. Furthermore, from FIG. 4, the expression level of the type I collagen gene is reduced in the transgenic mouse. Since type I collagen is a major protein that constitutes these connective tissues, DMP1 regulates transcription of type I collagen genes and inhibits production of type I collagen gene products, thereby forming these connective tissues. It is thought that it is inhibited.
上記知見により達成した本発明の実施の一態様は、DMP1を有効量含むことを特徴とするコラーゲン遺伝子の産物産生阻害剤および阻害方法である。コラーゲンとして、I型コラーゲンが好適に挙げられる。DMP1は、既に遺伝子工学的に産生できることが確認されており、既知の汎用される大腸菌宿主プロモーター系を使った系で大量生産した組み換えDMP1の使用が可能である。特に、糖鎖構造などの翻訳後修飾は必要でなく、大腸菌が生産するDMP1で十分である。本発明において、DMP1は、DMP1のコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生阻害機能を維持した、特に哺乳類で確認された保存配列を維持したアミノ酸の1個から数個の置換・欠失・付加または挿入等の配列変異、及びDMP1のアミノ酸配列を部分的に模した数十個のアミノ酸からなる合成ポリペプチドをも対象とする。置換・欠失・付加または挿入などの変異を導入する手段は自体公知であり、例えばウルマーの技術(Ulmer,K. M. Science1983, 219: 666-671)を利用できる。また、DMP1は生分解性合成樹脂等との混合物であってもよい。 One embodiment of the present invention achieved by the above findings is a collagen gene product production inhibitor and inhibition method characterized by containing an effective amount of DMP1. A preferred example of collagen is type I collagen. It has already been confirmed that DMP1 can be produced by genetic engineering, and it is possible to use recombinant DMP1 that has been mass-produced in a system using a known general-purpose E. coli host promoter system. In particular, post-translational modifications such as sugar chain structure are not necessary, and DMP1 produced by Escherichia coli is sufficient. In the present invention, DMP1 is a substitution, deletion, addition, or insertion of one to several amino acids that maintain the gene product production inhibitory function of the collagen gene of DMP1, in particular, a conserved sequence confirmed in mammals. Synthetic polypeptides consisting of several tens of amino acids that partially mimic the sequence variation and the amino acid sequence of DMP1 are also targeted. Means for introducing mutations such as substitution, deletion, addition or insertion are known per se, and for example, Ulmer's technique (Ulmer, K. M. Science 1983, 219: 666-671) can be used. DMP1 may be a mixture with a biodegradable synthetic resin or the like.
DMP1を例えば、標的部位に充填するためには、既知組成物との配合による汎用手段によってペースト状に調製されていることが好ましい。例えば、ポリ乳酸誘導体等との配合組成物が利用可能である。DMP1遺伝子を担持するベクターは、標的組織への特異的遺伝子導入手段により、本発明のコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生阻害機能を発揮することができる。自己増殖ベクターに遺伝子を担持する手段によっても本発明の目的は達成可能である。つまり、DMP1遺伝子を担持したベクターも本発明の実施態様に含めることができる。 For example, in order to fill DMP1 into a target site, it is preferably prepared in a paste form by general-purpose means by blending with a known composition. For example, a blended composition with a polylactic acid derivative or the like can be used. The vector carrying the DMP1 gene can exert the gene product production inhibitory function of the collagen gene of the present invention by means of specific gene introduction into the target tissue. The object of the present invention can also be achieved by means for carrying a gene in a self-propagating vector. That is, a vector carrying the DMP1 gene can also be included in the embodiment of the present invention.
遺伝子の導入手段は、望ましくはインテグレーションさせる方法、例えばリポソーム法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法等によるのが好ましい。しかし一過性に発現させるリポソーム法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、ウイルスベクター法、アテロコラーゲン法等の方法であってもよい。用いるベクターは特に限定されず、公知のプラスミド、ファージ、コスミド、BAC、YAC、組換えウイルス、トランスポゾン等、通常の組み換え実験によって挿入DNA断片を導入することが可能な全ての組換えベクターに適用することができる。ベクターは、当然に自体公知の組合せが好適であるプロモーター、エンハンサーと共に構築することができる。例えば、通常宿主に適したプロモーターが挿入されている市販の蛋白質発現ベクターを用いることができる。具体的には、ZAPExpress(ストラタジーン社製)、pSVK3(アマシャムファルマシアバイオテク社製)、pEGFP-C1(クロンテック社製)、アテロコラーゲン等が挙げられる。プロモーターは、本発明の実施例では、マウスのpro-α1(I)collagenプロモーターを使ったが、その他オステオカルシンプロモーター等でもよい。このプロモーターは、骨形成細胞が特異的に分泌する蛋白質のプロモーターであることから、DMP1を骨組織で特異的に発現させるために有力な手段を提供するものである。 Desirably, the gene introduction means is based on an integration method, for example, a liposome method, a calcium phosphate method, an electroporation method, or the like. However, a transient expression method such as a liposome method, a calcium phosphate method, an electroporation method, a viral vector method, an atelocollagen method, or the like may be used. The vector to be used is not particularly limited, and applies to all recombinant vectors capable of introducing an inserted DNA fragment by a usual recombination experiment, such as a known plasmid, phage, cosmid, BAC, YAC, recombinant virus, transposon, etc. be able to. The vector can be constructed together with a promoter and an enhancer which are naturally suitable for a combination known per se. For example, a commercially available protein expression vector in which a promoter suitable for a normal host is inserted can be used. Specific examples include ZAPExpress (manufactured by Stratagene), pSVK3 (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech), pEGFP-C1 (manufactured by Clontech), and atelocollagen. In the examples of the present invention, the mouse pro-α1 (I) collagen promoter was used in the examples of the present invention, but other promoters such as osteocalcin promoter may be used. Since this promoter is a promoter of a protein that is specifically secreted by osteogenic cells, it provides a powerful means for specifically expressing DMP1 in bone tissue.
ベクターへのDMP1ポリヌクレオチドの挿入は、該ポリヌクレオチド又はこれを含むDNA断片をベクター中のプロモーターの下流にプロモーターの制御下におかれるように連結して行う。また、プロモーターとDMP1との間にコザック配列(Kozak, M., Gene, 234, 187, (1999))を挿入したり、DMP1の下流にタグとなるポリペプチドをコードするDNAを挿入した構造を有するベクターも好ましく用いられる。タグとなるポリペプチドとしては特に制限はないが、例えば、FLAGタグ(BioTechniques, 7, 580, (1989))等が挙げられる。プロモーターを連結したDMP1ポリヌクレオチドを標的細胞の染色体中に直接挿入する相同組換え技術(A.A.Vertes et al., Biosci. Biotechnol. Biochem.,57,2036(1993))、あるいはトランスポゾンや挿入配列(A. A. Vertes et al.,Molecular Microbiol., 11,739(1994))等を用いて発現させることができる。かくして調製されたDMP1は、コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の阻害を所望する標的部位に直接充填することができる。また、DMP1遺伝子を担持するベクターを、直接注入、遺伝子銃、注射などによって投与することができる。 The DMP1 polynucleotide is inserted into the vector by ligating the polynucleotide or a DNA fragment containing the polynucleotide so as to be placed under the control of the promoter downstream of the promoter in the vector. In addition, a structure in which a Kozak sequence (Kozak, M., Gene, 234, 187, (1999)) is inserted between the promoter and DMP1, or a DNA encoding a tag polypeptide is inserted downstream of DMP1. A vector having the same is also preferably used. The polypeptide that serves as a tag is not particularly limited, and examples thereof include a FLAG tag (BioTechniques, 7, 580, (1989)). A homologous recombination technique (AAVertes et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 57, 2036 (1993)) that directly inserts a promoter-linked DMP1 polynucleotide into the target cell chromosome, or a transposon or insertion sequence (AA Vertes et al., Molecular Microbiol., 11,739 (1994)) and the like. DMP1 thus prepared can be directly loaded into the target site where inhibition of production of the gene product of the collagen gene is desired. Moreover, the vector carrying the DMP1 gene can be administered by direct injection, gene gun, injection or the like.
本発明のまた別の実施の一態様はコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生の増加に起因する疾患の予防剤および/または治療剤、予防方法および/または治療方法に関する。当該疾患の予防剤および/または治療剤は上記阻害剤を含んでいる。当該疾患の予防方法および/または治療方法は上記阻害方法を使用することにより達成できる。 Another embodiment of the present invention relates to a prophylactic and / or therapeutic agent, a prophylactic method and / or a therapeutic method for a disease caused by increased production of a gene product of a collagen gene. The preventive and / or therapeutic agent for the disease contains the inhibitor. The prevention method and / or treatment method of the disease can be achieved by using the inhibition method.
コラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生の増加に起因する疾患として具体的には線維症が挙げられ、より具体的には、これらに限定されないが、心内膜硬化症、特発性間質線維症、間質性肺線維症、動脈の中膜外膜に起こる線維症(perimuscular fibrosis)、シンマーズ線維症、中心周囲線維症(pericentral fibrosis)、肝炎、皮膚線維腫、胆汁性肝硬変、アルコール性肝硬変、急性肺線維症、突発性肺線維症、急性呼吸窮迫症候群、腎線維症/糸球体腎炎、腎線維症/糖尿病性腎症、強皮症/全身、強皮症/局所、ケロイド、過形成瘢痕、重症の関節癒着/関節炎、骨髄線維症、角膜瘢痕形成、嚢胞性線維症、筋ジストロフィー(デュシェーヌジストロフィー)、心臓線維症、筋線維症/網膜剥離、食道狭窄症、ペーロニー病などの病的線維症または瘢痕形成が含まれる。さらに、線維症性疾患は外科手術により誘発または発症されることがあり、こうした疾患としては、例えば、瘢痕修復/形成手術、緑内障、白内障線維症、角膜瘢痕形成、関節癒着、移植片対宿主病、腱手術、神経エントラップメント(nerve entrapment)、デュピュイトラン拘縮、OB/GYN癒着/線維症、骨盤癒着、硬膜外線維症(peridural fibrosis)、再狭窄が挙げられる。 Specific examples of diseases caused by increased production of collagen gene products include fibrosis, and more specifically, but not limited to, endocardial sclerosis, idiopathic interstitial fibrosis, stroma. Pulmonary fibrosis, perimuscular fibrosis of arteries, perimuscular fibrosis, pericentral fibrosis, hepatitis, dermal fibroma, biliary cirrhosis, alcoholic cirrhosis, acute lung fibrosis Disease, idiopathic pulmonary fibrosis, acute respiratory distress syndrome, renal fibrosis / glomerulonephritis, renal fibrosis / diabetic nephropathy, scleroderma / systemic, scleroderma / local, keloid, hyperplastic scar, severe Pathologic fibrosis or scarring such as joint adhesion / arthritis, myelofibrosis, corneal scar formation, cystic fibrosis, muscular dystrophy (Duchenu dystrophy), cardiac fibrosis, myofibrosis / retinal detachment, esophageal stenosis, Peyronie's disease Formation is included. In addition, fibrotic diseases may be induced or developed by surgery, such as scar repair / plastic surgery, glaucoma, cataract fibrosis, corneal scar formation, joint adhesion, graft-versus-host disease. , Tendon surgery, nerve entrapment, Dupuytren contracture, OB / GYN adhesion / fibrosis, pelvic adhesion, peridural fibrosis, restenosis.
上記コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生阻害剤は、生物学的有用性と毒性のバランスを考慮して選別することにより、医薬組成物として調製可能である。本発明に係る医薬組成物は、通常は1種または2種以上の医薬用担体を用いて製造することが好ましい。医薬用担体としては、製剤の使用形態に応じて通常使用される、充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、崩壊剤、滑沢剤などの希釈剤や賦形剤などを例示でき、これらは得られる製剤の投与形態に応じて適宜選択使用される。例えば水、医薬的に許容される有機溶剤、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、アルギン酸ナトリウム、水溶性デキストラン、カルボキシメチルスターチナトリウム、ペクチン、キサンタンガム、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン、寒天、グリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ワセリン、パラフィン、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン、マンニトール、ソルビトール、ラクトースなどが挙げられる。これらは、本発明に係る剤形に応じて適宜1種類または2種類以上を組合せて使用される。所望により、通常の蛋白質製剤に使用され得る各種の成分、例えば安定化剤、殺菌剤、緩衝剤、等張化剤、キレート剤、pH調整剤、界面活性剤などを適宜使用して調製することもできる。 The collagen gene product production inhibitor can be prepared as a pharmaceutical composition by selecting in consideration of the balance between biological usefulness and toxicity. The pharmaceutical composition according to the present invention is usually preferably produced using one or more pharmaceutical carriers. Examples of pharmaceutical carriers include diluents and excipients such as fillers, extenders, binders, moisturizers, disintegrants, lubricants and the like that are usually used according to the form of use of the formulation. These are appropriately selected and used depending on the administration form of the resulting preparation. For example, water, pharmaceutically acceptable organic solvent, collagen, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, carboxyvinyl polymer, sodium alginate, water-soluble dextran, sodium carboxymethyl starch, pectin, xanthan gum, gum arabic, casein, gelatin, agar, glycerin , Propylene glycol, polyethylene glycol, petrolatum, paraffin, stearyl alcohol, stearic acid, human serum albumin, mannitol, sorbitol, lactose and the like. These may be used alone or in combination of two or more according to the dosage form according to the present invention. If necessary, various ingredients that can be used in normal protein preparations, for example, stabilizers, bactericides, buffers, isotonic agents, chelating agents, pH adjusters, surfactants, etc. are used as appropriate. You can also.
医薬組成物の用量範囲は特に限定されず、含有される成分の有効性、投与形態、投与経路、疾患の種類、対象の性質(体重、年齢、病状および他の医薬の使用の有無など)、および担当医師の判断などに応じて適宜選択される。一般的には適当な用量は、例えば対象の体重1kgあたり約0.01μg乃至100mg程度、好ましくは約0.1μg〜1mg程度の範囲であることが好ましい。しかしながら、当該分野においてよく知られた最適化のための一般的な常套的実験を用いて用量を変更することができる。上記投与量は1日1〜数回に分けて投与することができ、数日または数週間に1回の割合で間欠的に投与してもよい。 The dose range of the pharmaceutical composition is not particularly limited, and the effectiveness of the contained components, the dosage form, the administration route, the type of disease, the nature of the subject (weight, age, medical condition and use of other medicines, etc.), It is appropriately selected according to the judgment of the doctor in charge. In general, an appropriate dose is, for example, in the range of about 0.01 μg to 100 mg, preferably about 0.1 μg to 1 mg, per kg of the subject's body weight. However, dosages can be varied using general routine experimentation for optimization well known in the art. The above dose can be divided into 1 to several times a day, and may be administered intermittently at a rate of once every several days or weeks.
本発明に係る医薬組成物を投与するときには、該医薬組成物を単独で使用してもよく、あるいは治療に必要な他の化合物または医薬と共に使用してもよい。投与経路は、全身投与または局所投与のいずれも選択することができる。この場合、疾患、症状などに応じた適当な投与経路を選択する。例えば、非経口経路として、通常の静脈内投与、動脈内投与のほか、皮下、皮内、筋肉内などへの投与を挙げることができる。あるいは経口による投与も可能である。さらに、経粘膜投与または経皮投与も可能である。投与形態としては、各種の形態が治療目的に応じて選択でき、その代表的なものとしては、錠剤、丸剤、散剤、粉末剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤などの固体投与形態や、水溶液製剤、エタノール溶液製剤、懸濁剤、脂肪乳剤、リポソーム製剤、シクロデキストリンなどの包接体、シロップ、エリキシルなどの液剤投与形態が含まれる。これらは更に投与経路に応じて経口剤、非経口剤(点滴剤、注射剤)、経鼻剤、吸入剤、経膣剤、坐剤、舌下剤、点眼剤、点耳剤、軟膏剤、クリーム剤、経皮吸収剤、経粘膜吸収剤などに分類され、それぞれ通常の方法に従い、調合、成形、調製することができる。 When administering a pharmaceutical composition according to the present invention, the pharmaceutical composition may be used alone or in combination with other compounds or medicaments required for treatment. As the administration route, either systemic administration or local administration can be selected. In this case, an appropriate administration route is selected according to the disease, symptoms and the like. For example, the parenteral route includes normal intravenous administration and intraarterial administration, as well as subcutaneous, intradermal and intramuscular administration. Or oral administration is also possible. Furthermore, transmucosal administration or transdermal administration is also possible. As the dosage form, various forms can be selected according to the therapeutic purpose, and representative examples include solid dosage forms such as tablets, pills, powders, powders, fine granules, granules, capsules and the like. , Aqueous preparations, ethanol solution preparations, suspensions, fat emulsions, liposome preparations, inclusions such as cyclodextrins, liquid dosage forms such as syrups and elixirs. Depending on the route of administration, these can be further administered orally, parenterally (instillation, injection), nasal, inhalation, vaginal, suppository, sublingual, eye drops, ear drops, ointments, creams And can be prepared, molded and prepared according to ordinary methods.
散剤、丸剤、カプセル剤および錠剤は、ラクトース、グルコース、シュークロース、マンニトールなどの賦形剤、澱粉、アルギン酸ソーダなどの崩壊剤、マグネシウムステアレート、タルクなどの滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチンなどの結合剤、脂肪酸エステルなどの界面活性剤、グリセリンなどの可塑剤などを用いて製造できる。錠剤やカプセルを製造するには、固体の製薬担体が用いられる。懸濁剤は、水、シュークロース、ソルビトール、フラクトースなどの糖類、PEGなどのグリコール類、油類を使用して製造できる。注射用の溶液は、塩溶液、グルコース溶液、または塩水とグルコース溶液の混合物からなる担体を用いて調製可能である。 Powders, pills, capsules and tablets are excipients such as lactose, glucose, sucrose, mannitol, disintegrants such as starch and sodium alginate, lubricants such as magnesium stearate and talc, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl It can be produced using a binder such as cellulose and gelatin, a surfactant such as fatty acid ester, and a plasticizer such as glycerin. For the production of tablets and capsules, solid pharmaceutical carriers are used. The suspension can be produced using water, sugars such as sucrose, sorbitol, and fructose, glycols such as PEG, and oils. Injectable solutions can be prepared using a carrier consisting of a salt solution, a glucose solution, or a mixture of saline and glucose solution.
リポソーム化は、例えばリン脂質を有機溶媒(クロロホルムなど)に溶解した溶液に、当該物質を溶媒(エタノールなど)に溶解した溶液を加えた後、溶媒を留去し、これにリン酸緩衝液を加え、振とう、超音波処理および遠心処理した後、上清をろ過処理して回収することにより行い得る。脂肪乳剤化は、例えば当該物質、油成分(大豆油、ゴマ油、オリーブ油などの植物油、MCTなど)、乳化剤(リン脂質など)などを混合、加熱して溶液とした後に、必要量の水を加え、乳化機(ホモジナイザー、例えば高圧噴射型や超音波型など)を用いて、乳化・均質化処理して行い得る。また、これを凍結乾燥化することも可能である。なお、脂肪乳剤化するとき、乳化助剤を添加してもよく、乳化助剤としては、例えばグリセリンや糖類(例えばブドウ糖、ソルビトール、果糖など)が例示される。シクロデキストリン包接化は、例えば当該物質を溶媒(エタノールなど)に溶解した溶液に、シクロデキストリンを水などに加温溶解した溶液を加えた後、冷却して析出した沈殿をろ過し、滅菌乾燥することにより行い得る。このとき、使用されるシクロデキストリンは、当該物質の大きさに応じて、空隙直径の異なるシクロデキストリン(α、β、またはγ型)を適宜選択すればよい。 Liposomeization involves, for example, adding a solution obtained by dissolving the substance in a solvent (such as ethanol) to a solution obtained by dissolving phospholipid in an organic solvent (such as chloroform), and then distilling off the solvent. Additionally, after shaking, sonication and centrifugation, the supernatant can be filtered and collected. For fat emulsification, for example, the substance, oil components (vegetable oil such as soybean oil, sesame oil, olive oil, MCT, etc.), emulsifier (phospholipid, etc.), etc. are mixed and heated to form a solution, and then the required amount of water is added. It can be carried out by emulsification and homogenization using an emulsifier (homogenizer such as a high-pressure jet type or ultrasonic type). It can also be lyophilized. When emulsifying a fat, an emulsification aid may be added. Examples of the emulsification aid include glycerin and saccharides (for example, glucose, sorbitol, fructose, etc.). For cyclodextrin inclusion, for example, a solution in which cyclodextrin is heated and dissolved in water or the like is added to a solution in which the substance is dissolved in a solvent (such as ethanol), and then cooled and the deposited precipitate is filtered and sterilized and dried. It can be done by doing. At this time, the cyclodextrin to be used may be appropriately selected from cyclodextrins (α, β, or γ type) having different pore diameters according to the size of the substance.
以下、本発明を実施例で説明するが、実施例は本発明の一例を示すものであって、その技術的範囲を限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, an Example shows an example of this invention and does not limit the technical scope.
実施例1
microfocus X線写真によるDMP1遺伝子導入マウスの骨格の評価
Example 1
Evaluation of DMP1 transgenic mouse skeleton by microfocus X-ray photography
ラットDMP1遺伝子の翻訳領域の開始コドンからストップコドンまでをpro-α1(I) collagenプロモーター(文献: J CellBiol.1995; 129:1421-1432)で骨組織に選択的に発現させるようpNASSβ(CLONTECHLab., Inc.)に制限酵素を使って組み込み、トランスジェニックマウス作製用のコンストラクトを構築した。このコンストラクトを使い、C57B/Lの受精卵に遺伝子導入し、DMP1トランスジェニックマウスを作製した。骨組織におけるDMP1の発現はノーザンブロッティングでその発現量を検討し、insituハイブリダイゼーションでその発現部位を再度確認し、DMP1を正常値の約5倍強制発現したものをDMP1トランスジェニックマウスとして用い、正常マウスと比較した。DMP1トランスジェニックマウスを麻酔薬にて屠殺後、軟組織を除去し、70%アルコール中に保存後、microfocusX線写真を撮影した。 From the start codon to the stop codon of the translational region of the rat DMP1 gene, pNASSβ (CLONTECHLab.) Is selectively expressed in bone tissue with the pro-α1 (I) collagen promoter (Reference: J CellBiol.1995; 129: 1421-1432). , Inc.) using a restriction enzyme to construct a construct for producing a transgenic mouse. Using this construct, a gene was introduced into a C57B / L fertilized egg to produce a DMP1 transgenic mouse. The expression level of DMP1 in bone tissue was examined by Northern blotting, the expression site was confirmed again by in situ hybridization, and DMP1 that was forcibly expressed about 5 times the normal value was used as a DMP1 transgenic mouse. Compared to mice. After killing the DMP1 transgenic mouse with an anesthetic, the soft tissue was removed, stored in 70% alcohol, and a microfocus X-ray photograph was taken.
その結果、図1Aに示すように、生後3ヶ月のDMP1トランスジェニックマウス(Tg)は野生型に比べて、大きな異常はみられないが、やや小型であることがわかった。図1Bに示すように、生後2ヶ月のDMP1トランスジェニックマウス(Tg)の頭蓋骨は正常マウス(WT)に比べてX線透過性がやや強かった(図1B上)。頭頂骨の中心部を打ち抜いた骨片の強拡大した結果、DMP1トランスジェニックマウス(Tg)の頭頂骨は、正常マウス(WT)に比べてX線透過性が強いことがわかった(図1B下)。 As a result, as shown in FIG. 1A, it was found that the 3 month old DMP1 transgenic mouse (Tg) did not show a large abnormality but was slightly smaller than the wild type. As shown in FIG. 1B, the skull of the 2 month old DMP1 transgenic mouse (Tg) was slightly stronger in X-ray permeability than the normal mouse (WT) (upper part of FIG. 1B). As a result of strong enlargement of the bone fragment punched out from the center of the parietal bone, it was found that the parietal bone of the DMP1 transgenic mouse (Tg) was stronger in X-ray permeability than the normal mouse (WT) (bottom of FIG. 1B) ).
また、図1C〜Eに示すように生後1ヶ月、3ヶ月および6ヶ月のDMP1トランスジェニックマウス(Tg)の大腿骨は全体的に正常マウス(WT)と比べてX線透過性が強かった。図1DおよびEに示すように生後3ヶ月および6ケ月のDMP1トランスジェニックマウス(Tg)の大腿骨は正常マウス(WT)と比べて遠心側骨幹端部の海綿骨の減少が見られた。さらに図1Eに示すように生後6ヶ月のDMP1トランスジェニックマウス(Tg)の大腿骨は正常マウス(WT)と比べて短くなっていた。これらの結果から、DMP1トランスジェニックマウスにおいては正常マウスと比べて骨形成が阻害されており、特に大腿骨の海綿骨の形成が阻害されていることがわかった。 Further, as shown in FIGS. 1C to 1E, the femurs of DMP1 transgenic mice (Tg) at 1 month, 3 months and 6 months were generally stronger in X-ray permeability than normal mice (WT). As shown in FIGS. 1D and E, the femurs of 3 and 6 month old DMP1 transgenic mice (Tg) showed a decrease in cancellous bone at the distal end of the distal diaphysis compared to normal mice (WT). Further, as shown in FIG. 1E, the femur of the 6 month old DMP1 transgenic mouse (Tg) was shorter than that of the normal mouse (WT). From these results, it was found that bone formation was inhibited in the DMP1 transgenic mice as compared with normal mice, and in particular, formation of cancellous bones in the femur was inhibited.
実施例2
pQCTによる大腿骨遠心側骨幹端部の評価
Example 2
Evaluation of the distal metaphysis of the femur by pQCT
実施例1と同様の方法で調製したDMP1トランスジェニックマウスを麻酔薬にて屠殺後、軟組織を除去し、70%アルコール中に保存後、peripheralquantitative computed tomography (pQCT)により骨幹端部の海綿骨面積(mm2)、皮質骨の厚さ(mm)及び骨密度(mg/cm3)を測定した。横軸は、遠位側から0.5mm刻みでスライスし、スライス番号1−15のスライスについて各値を測定した。 DMP1 transgenic mice prepared by the same method as in Example 1 were sacrificed with anesthetics, soft tissues were removed, stored in 70% alcohol, and cancellous bone area (pQCT) at the metaphyseal part (perpendicular quantitative computed tomography (pQCT)). mm 2 ), cortical bone thickness (mm) and bone density (mg / cm 3 ) were measured. The horizontal axis was sliced in 0.5 mm increments from the distal side, and each value was measured for slices with slice numbers 1-15.
生後3ヶ月および6ヶ月における骨幹端部の海綿骨面積を解析した結果、図2BおよびCに示すように、骨端軟骨のごく近傍(スライス番号:2-4)では、海綿骨面積は正常マウスに比べてDMP1トランスジェニックマウスの方が有意に増加したが、骨幹端部の大部分(スライス番号:8-15)では、海綿骨面積はDMP1トランスジェニックマウスで有意に減少した。また、生後3ヶ月および6ヶ月における骨幹端部の皮質骨の厚さを解析した結果、図2DおよびEに示すように骨端軟骨付近(スライス番号:1-4)では、皮質骨の厚さは正常マウスに比べてDMP1トランスジェニックマウスの方が有意に減少した。さらに、骨幹端部の皮質骨の骨密度を解析した結果、図2FおよびGに示すように、生後3ヶ月の大腿骨骨幹端部では、皮質骨の骨密度は正常マウスに比べてDMP1トランスジェニックマウスの方が有意に増加したが、生後6ヶ月ではその変化が小さくなることがわかった。これらの結果から、DMP1トランスジェニックマウスは正常マウスと比べて海綿骨面積、皮質骨の厚さが減少することがわかった。 As a result of analysis of the cancellous bone area at the metaphysis at 3 months and 6 months after birth, as shown in FIGS. 2B and C, the cancellous bone area is normal in the vicinity of the epiphyseal cartilage (slice number: 2-4). DMP1 transgenic mice showed a significant increase compared to, but canopy bone area was significantly reduced in DMP1 transgenic mice in the majority of the metaphysis (slice numbers: 8-15). As a result of analyzing the thickness of the cortical bone at the metaphysis at 3 months and 6 months after birth, as shown in FIGS. 2D and E, the thickness of the cortical bone is near the epiphyseal cartilage (slice number: 1-4). Was significantly decreased in DMP1 transgenic mice compared to normal mice. Furthermore, as a result of analyzing the bone mineral density of the cortical bone at the metaphysis, as shown in FIGS. 2F and G, the bone density of the cortical bone at the end of the femoral metaphysis at the age of 3 months is DMP1 transgenic compared to that of the normal mouse. Although the number of mice increased significantly, it was found that the change was smaller at 6 months of age. From these results, it was found that the DMP1 transgenic mice had a reduced cancellous bone area and cortical bone thickness compared to normal mice.
実施例3
大腿骨遠心側骨幹端部の病理組織学的評価
Example 3
Histopathological evaluation of the distal metaphysis of the distal femur
実施例1と同様の方法で調製したDMP1トランスジェニックマウスを麻酔薬にて麻酔後、4%パラホルムアルデヒドにより15分間灌流固定し、EDTAにて脱灰後、パラフィン包埋した。サンプルを5μmに薄切後、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、光学顕微鏡で大腿骨遠心側骨幹端部を観察した。 DMP1 transgenic mice prepared by the same method as in Example 1 were anesthetized with anesthetics, fixed with perfusion with 4% paraformaldehyde for 15 minutes, decalcified with EDTA, and embedded in paraffin. The sample was sliced into 5 μm, stained with hematoxylin and eosin, and the distal end of the femur distal side was observed with an optical microscope.
その結果、生後1ヶ月の大腿骨遠心側骨幹端部においては、図3AおよびEに示すように、正常マウス(図3A)とDMP1トランスジェニックマウス(図3E)の間の顕著な変化は観察されなかった。しかしながら、生後3ヶ月の大腿骨遠心側骨幹端部においては、図3B、C、FおよびGに示すように側面及び正面像から、正常マウス(図3BおよびC)に比べてDMP1トランスジェニックマウス(図3FおよびG)の骨幹端部の海綿骨の明らかな減少が観察された(図3CおよびGの強拡大挿入図参照)。また、生後6ヶ月の大腿骨遠心側骨幹端部においては、図3DおよびHに示すように、正常マウス(図3D)に比べてDMP1トランスジェニックマウス(図3H)の骨幹端部の海綿骨が減少していたが、生後3ヶ月に比べ著しい減少ではなかった。これらの結果から、特に生後3ヵ月におけるDMP1トランスジェニックマウスの大腿骨遠心側骨幹端部においては、正常マウスと比べて海綿骨が減少していることがわかった。 As a result, as shown in FIGS. 3A and 3E, a remarkable change between normal mice (FIG. 3A) and DMP1 transgenic mice (FIG. 3E) was observed at the distal metaphysis of the femur at 1 month after birth. There wasn't. However, in the femoral distal metaphysis at 3 months after birth, as shown in FIGS. 3B, C, F and G, from the side and front images, the DMP1 transgenic mouse (FIG. 3B and C) compared to the normal mouse (FIG. 3B and C). A clear decrease in cancellous bone at the metaphysis of FIGS. 3F and G) was observed (see strong inset in FIGS. 3C and G). In addition, at the distal end of the femoral distal side of the femur at 6 months of age, as shown in FIGS. Although it decreased, it was not a significant decrease compared to 3 months after birth. From these results, it was found that the cancellous bone decreased especially in the distal extremity of the distal femur of DMP1 transgenic mice at 3 months of age compared to normal mice.
実施例4
大腿骨のノーザンブロットとin situ ハイブリダイゼーションによる各骨基質遺伝子発現の評価
Example 4
Evaluation of bone matrix gene expression by Northern blot and in situ hybridization of femur
実験4.1 大腿骨における各骨基質遺伝子のノーザンブロット
実施例1と同様の方法で調製したトランスジェニックマウス(生後1ヶ月)の大腿骨から、グアニジン・塩化セシウム抽出法によりtotal RNAを抽出し、変性ゲル(1%アガロースゲル、1xMOPS、20%ホルムアルデヒド)で泳動後、Hybond-N+膜(Amersham社)にUVによるクロスリンク(150J)で固定した。次に、マルチラベリングキット(Amersham社)により32Pラベルした、I型コラーゲン遺伝子、オステオポンチン遺伝子、オステオカルシン遺伝子、アルカリホスファターゼ遺伝子、およびグリセルアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)遺伝子のプローブにて前記膜を42℃で一晩ハイブリダイズさせた後、洗浄し、X線フィルムに感光させた。
Experiment 4.1 Northern blot of each bone matrix gene in the femur Total RNA was extracted from the femur of a transgenic mouse (1 month old) prepared by the same method as in Example 1, using the guanidine / cesium chloride extraction method. After electrophoresis on a denaturing gel (1% agarose gel, 1 × MOPS, 20% formaldehyde), the gel was immobilized on Hybond-N + membrane (Amersham) with UV cross-linking (150 J). Was then 32 P labeled by the multi-labeling kit (Amersham Corp.), I-type collagen gene, osteopontin gene, osteocalcin gene, alkaline phosphatase gene, and the film at the probe glyceraldehyde phosphate dehydrogenase (GAPDH) gene 42 After hybridizing overnight at 0 ° C., it was washed and exposed to an X-ray film.
その結果、図4に示すように正常マウス(WT)に比べて、DMP1トランスジェニックマウス(Tg)のI型コラーゲン遺伝子の遺伝子発現レベルが有意に減少した。その他の各骨基質蛋白質の遺伝子発現に有意な差は見られなかった。 As a result, as shown in FIG. 4, the gene expression level of the type I collagen gene in the DMP1 transgenic mouse (Tg) was significantly decreased as compared with the normal mouse (WT). There was no significant difference in gene expression of other bone matrix proteins.
実験4.2 大腿骨における各骨基質遺伝子のin situハイブリダイゼーション
実施例1と同様の方法で調製したトランスジェニックマウス(生後1ヶ月)を麻酔薬にて麻酔後、4%パラホルムアルデヒドにより15分間灌流固定し、RNase free の状態で、EDTAにて脱灰後、パラフィン包埋した。サンプルを5μmに薄切後、DIGラベリングキット(RocheDiagnostics)を用いてDIGラベルした各骨基質蛋白質遺伝子のRNAプローブにて55℃で一晩ハイブリダイズさせた後、翌日洗浄し、NBT/BCIP溶液(RocheDiagnostics)にて発色させた。
Experiment 4.2 In situ hybridization of each bone matrix gene in the femur Transfused with 4% paraformaldehyde for 15 minutes after anesthesia of a transgenic mouse (1 month old) prepared in the same manner as in Example 1 In the RNase free state, it was fixed, decalcified with EDTA, and embedded in paraffin. After slicing the sample to 5 μm, using the DIG labeling kit (RocheDiagnostics), hybridization was carried out overnight at 55 ° C. with an RNA probe of each bone matrix protein gene labeled with DIG, washed the next day, and NBT / BCIP solution ( RocheDiagnostics).
実験4.1におけるノーザンブロットの結果と同様に、in situハイブリダイゼーションにおいても、図5に示すように、正常マウス(WT)に比べてDMP1トランスジェニックマウス(Tg)のI型コラーゲン遺伝子発現レベルが減少したが、発現分布に変化は観察なかった。また、オステオポンチンやオステオカルシン遺伝子発現レベルや発現分布に変化は観察されなかった。 Similar to the results of the Northern blot in Experiment 4.1, in the in situ hybridization, as shown in FIG. 5, the expression level of the type I collagen gene in the DMP1 transgenic mouse (Tg) is higher than that in the normal mouse (WT). Although there was a decrease, no change in expression distribution was observed. In addition, no changes were observed in the expression level and expression distribution of osteopontin and osteocalcin genes.
これらの結果から、DMP1トランスジェニックマウスにおいては、I型コラーゲン遺伝子の遺伝子発現レベルが減少していることがわかった。このことから、DMP1によりI型コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生が抑制されることにより、上記の解析で観察されたDMP1トランスジェニックマウスにおける強い頭蓋骨のX線透過性、海綿骨における骨面積の低下、皮質骨の厚さの減少等の現象が生じていると推測された。また、I型コラーゲン遺伝子以外の骨基質蛋白質遺伝子(オステオポンチン遺伝子、オステオカルシン)遺伝子の発現の減少が観察されなかった。このことから、DMP1トランスジェニックマウスにおける造骨細胞の数は正常マウスに比べ減少していないと考えられる。したがって、DMP1トランスジェニックマウスにおいて造骨細胞の減少による造骨作用の低下により上記の現象が生じているという可能性は否定された。 From these results, it was found that the gene expression level of the type I collagen gene was decreased in the DMP1 transgenic mice. From this, by suppressing the production of the gene product of type I collagen gene by DMP1, strong skull X-ray permeability in the DMP1 transgenic mouse observed in the above analysis, bone area reduction in cancellous bone, It was speculated that phenomena such as a decrease in cortical bone thickness occurred. In addition, no decrease in the expression of bone matrix protein genes (osteopontin gene, osteocalcin) gene other than the type I collagen gene was observed. From this, it is considered that the number of osteoblasts in the DMP1 transgenic mouse is not decreased as compared with the normal mouse. Therefore, the possibility that the above phenomenon occurred due to a decrease in osteogenic action due to a decrease in osteoblasts in DMP1 transgenic mice was denied.
実施例5
破骨細胞による骨吸収レベルの評価
Example 5
Evaluation of bone resorption level by osteoclasts
実験5.1 デオキシ・ピリジノリン値の測定
実施例1と同様の方法で調製したトランスジェニックマウス(生後2ヶ月および3ヶ月)および正常マウスの採尿を3日間行い、デオキシ・ピリジノリン値を測定した((株)三菱ビー・シー・エルに受託)。
Experiment 5.1 Measurement of Deoxypyridinoline Levels Transgenic mice (2 months and 3 months old) prepared in the same manner as in Example 1 and normal mice were collected for 3 days to measure deoxypyridinoline levels (( (Consigned to Mitsubishi BLC).
その結果、図6に示すように、生後2ヶ月および3ヶ月の両方において、骨吸収が有意に減少していることがわかった。 As a result, as shown in FIG. 6, it was found that bone resorption was significantly reduced in both 2 months and 3 months.
実験5.2 破骨細胞数の測定
実施例1と同様の方法で調製したトランスジェニックマウス(生後2ヶ月および3ヶ月)および正常マウスの大腿骨を非脱灰で樹脂包埋し、サンプルを15μmに薄切後、トルイジンブルー染色し、破骨細胞の数を測定した。
Experiment 5.2 Measurement of the number of osteoclasts The femurs of transgenic mice (2 months and 3 months old) and normal mice prepared by the same method as in Example 1 were embedded in non-decalcified resin and the sample was 15 μm. After slicing, the cells were stained with toluidine blue, and the number of osteoclasts was measured.
その結果、図7に示すように、生後2ヶ月と3ヶ月の正常マウスとDMP1トランスジェニックマウスにおいて、大腿骨遠位の骨幹端部の海綿骨部の破骨細胞の数に有意な差は見られなかった。この結果から、DMP1トランスジェニックマウスにおいて破骨細胞の増加による破骨作用の促進により、強い頭蓋骨のX線透過性、海綿骨における骨面積の低下、皮質骨の厚さの減少等が生じているという可能性は否定された。 As a result, as shown in FIG. 7, there was no significant difference in the number of osteoclasts in the cancellous bone at the metaphysis of the distal femur between normal and DMP1 transgenic mice at 2 and 3 months of age. I couldn't. From this result, in osteoclastic cells increased in DMP1 transgenic mice, the increased osteoclast action resulted in strong skull X-ray permeability, decreased bone area in cancellous bone, decreased cortical bone thickness, etc. The possibility was denied.
上記のように、本発明において提供するDMP1によるコラーゲン遺伝子の遺伝子産物産生阻害剤および/または阻害方法により、コラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患、具体的には線維症の予防および/または治療が可能になる。このように本発明はコラーゲン遺伝子の遺伝子産物の産生の増加に起因する疾患の予防および/または治療のために非常に有用である。 As described above, by the collagen gene gene product production inhibitor and / or inhibition method provided by DMP1 provided in the present invention, diseases caused by increased production of collagen gene product, specifically, prevention of fibrosis and / Or treatment becomes possible. Thus, the present invention is very useful for the prevention and / or treatment of diseases caused by increased production of collagen gene products.
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JP2004274641A JP2006089395A (en) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | Prophylactic and/or curative agent for disease caused by production increase of genetic product of collagen gene |
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WO2012013249A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Université de Liège | Dentin matrix protein 1 (dmp1) for use in pharmaceutical compositions |
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- 2004-09-22 JP JP2004274641A patent/JP2006089395A/en not_active Withdrawn
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