JP5854492B2 - 軟骨細胞分化誘導促進剤 - Google Patents
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Description
1.ハルミン又はその薬学的に許容される塩を有効成分として含む、軟骨再生促進剤。
2.軟骨の減少が原因で発症する疾患若しくは障害の、予防又は治療用であることを特徴とする、前項1に記載の軟骨再生促進剤。
3.軟骨の減少が原因で発症する疾患若しくは障害が、変形性関節症、又は関節リウマチにおける軟骨減少に伴う炎症であることを特徴とする前項2に記載の軟骨再生促進剤。
本参考例では、オーファンレセプターのリガンドと予測される84種類の物質(Screen-Well Orphan Ligand Library Cat: 2825-0500, Enzo, Japan)について、ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)でのCCN2タンパク質の発現量(レベル)を向上させることができる化合物をサンドイッチELISA法により検出した。具体的には、ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)を細胞数(2x104/96well plate)、上記各化合物(最終濃度10μM)を各々含む培地(Dulbecco's Modified Eagle Medium,ニッスイ)で6時間培養した培養上清について測定した。CCN2タンパク質測定用ELISAは、96穴プレートに、抗CCN2モノクローナル抗体(mAb 8-64)をコートし、検出用抗体として、抗CCN2モノクローナル抗体(mAb 8-86)を用いた。
本参考例では、参考例1の一次スクリーニングで選抜された5種類の化合物について、ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)を用いて、CCN2タンパク質及び遺伝子(mRNA)の発現量を向上させることができる化合物を確認した。HCS-2/8細胞株の培養は、実験例1と同手法により、24時間行った。タンパク質の発現量は、参考例1に記載のELISA法と同手法により測定した。また、遺伝子の発現量はリアルタイムRT-PCR法により測定した。PCR用試薬として、iQTMSYBR(R) Green Supermix(BioRad製)を用いた。上記の結果、CCN2タンパク質及び遺伝子の発現量はF12のハルミンの添加により最も高い値を示た(図3参照)。
本参考例では、参考例1の一次スクリーニングで選抜された5種類の化合物について、ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)で、軟骨形成に重要なアグリカンとコラーゲンタイプII遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。参考例1と同様、各化合物の濃度は10μMで24時間培養を行った。上記の結果、コラーゲンタイプII遺伝子の発現量は、F12のハルミンの添加により最も高い値を示し、アグリカン遺伝子の発現量についても、F12のハルミンの添加により最も高い値を示した(図4参照)。
本実施例では、ハルミンのヒト軟骨細胞に及ぼす影響を、細胞生存率及び細胞毒性により確認した。
1)細胞生存率
ハルミンを加えたときの細胞生存率は、MTSアッセイ(Cell Tilter 96TM、プロメガ社製)により評価した。 ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、2x104の密度で96ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用いて5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM、5μM及び10μMのハルミンで細胞を72時間刺激した。各々について、8系列培養した。
上記の結果、5μM及び10μMの濃度では細胞生存率が減少した(図5)。
ハルミンを加えたときの細胞毒性は、培養液中に放出された細胞毒性酵素LDHの酵素活性により測定した(Cytotoxicity Detection Kit (LDH), Roche Applied Science)。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、2x104の密度で96ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM、5μM及び10μMのハルミンで細胞を72時間刺激した。各濃度について、8系列培養した。
上記の結果、10μMの濃度では軟骨細胞に対し、毒性を示した(図6)。
本実施例では、ヒト軟骨細胞にハルミンを加えたときの、軟骨形成の指標となるCCN2遺伝子の発現に及ぼす影響を調べた。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM及び5μMのハルミンで細胞を24時間又は72時間刺激し、CCN2遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、加えたハルミンの濃度依存的にCCN2遺伝子の発現量増加が認められたが、刺激時間では24時間及び72時間について、ほとんど違いは認められなかった(図7)。
本実施例では、ヒト軟骨細胞にハルミンを加えたときの、軟骨形成の指標となるアグリカン遺伝子の発現に及ぼす影響を調べた。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM及び5μMのハルミンで細胞を24時間又は72時間刺激し、アグリカン遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、ハルミンによる刺激後24時間で、加えたハルミンの濃度依存的にアグリカン遺伝子の発現量増加が認められた。一方、刺激後72時間では、濃度1μMでは24時間よりも発現量が増加したが、2μM及び5μMの場合では、24時間及び72時間の間に、差はほとんど認められなかった(図8)。
本実施例では、ヒト軟骨細胞にハルミンを加えたときの、軟骨形成の指標となるコラーゲンタイプII遺伝子の発現に及ぼす影響を調べた。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM及び5μMのハルミンで細胞を24時間又は72時間刺激し、コラーゲンタイプII遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、ハルミンによる刺激後24時間で、加えたハルミンの濃度依存的にコラーゲンタイプII遺伝子の発現量増加が認められた。一方、刺激後72時間では、24時間に比べてやや発現量が減少する傾向が認められた(図9)。
本実施例では、ヒト軟骨細胞にハルミンを加えたときの、軟骨形成の指標となるSox-9遺伝子の発現に及ぼす影響を調べた。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM及び5μMのハルミンで細胞を24時間又は72時間刺激し、Sox-9遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、ハルミンによる刺激後24及び72時間で、加えたハルミンの濃度依存的にSox-9遺伝子の発現量増加が認められ、5μMではコントロールに比べて3倍以上の発現を認めた(図10)。
本実施例では、ヒト軟骨細胞にハルミンを加えたときの、軟骨形成の指標となるSox-9タンパク質の発現に及ぼす影響を調べた。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、濃度1μM、2μM及び5μMのハルミンで細胞を24時間刺激し、Sox-9タンパク質の発現を確認した。Sox-9タンパク質の発現は、細胞溶解質(cell lysate)について、ウェスタンブロッティングにより確認した。内部標準としてのβアクチン検出用抗体については、マウス・抗β-アクチン抗体 (Sigma社) を用い、Sox-9検出用抗体については、ウサギ・抗Sox-9 抗体(Chemicon)を用いた。
その結果、各濃度のハルミンによる刺激後24時間で、タンパク質レベルでも発現量がコントロールに比べて高いことが確認された(図11)。
本実施例では、TNFαによるCCN2遺伝子の発現抑制に対するハルミンの作用を確認した。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、ハルミン(5μM)及び/又はTNFα(10ng/mL)の存在下で細胞を24時間又は72時間刺激し、CCN2遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、TNFαのみで刺激した場合は、CCN2遺伝子発現量はコントロールに比べて減少したが、ハルミンの添加によりコントロールと同等以上のCCN2遺伝子発現量まで回復することが確認された(図12)。
MMP1は、結合組織代謝に関与するmatrix metaloproteinse (MMPs)群に属するコラゲナーゼの一種である。多くのミエロイド及び非ミエロイド細胞で産生され、特に炎症時やガンの転移時にそれらの活性が著しく増加することが知られている。本実施例では、TNFαによるMMP1遺伝子の発現に対するハルミンの効果を確認した。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、ハルミン(5μM)及び/又はTNFα(10ng/mL)の存在下で細胞を24時間又は72時間刺激し、MMP13遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、TNFαのみで刺激した場合は、MMP13遺伝子発現量は、コントロールに比べて著しく高い値を示したが、ハルミンの添加によりMMP13遺伝子発現が抑制されることが確認された(図13)。この結果より、ハルミンは、抗炎症作用をも有することが示唆された。
MMP1は、MMPs群に属するコラゲナーゼの一種である。本実施例では、TNFαによるMMP1遺伝子の発現に対するハルミンの効果を確認した。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、ハルミン(5μM)及び/又はTNFα(10ng/mL)の存在下で細胞を24時間又は72時間刺激し、MMP1遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、TNFαのみで刺激した場合は、MMP1遺伝子発現量は、コントロールに比べて著しく高い値を示したが、ハルミンの添加によりMMP1遺伝子発現が抑制されることが確認された(図14)。この結果より、ハルミンは、抗炎症作用をも有することが示唆された。
MMP3は、MMPs群に属するコラゲナーゼの一種である。本実施例では、TNFαによるMMP3遺伝子の発現に対するハルミンの効果を確認した。ヒト軟骨細胞株(HCS-2/8)は、5x105の密度で6ウェルプレートに播種し、10%FBSを含むDMEM培地を用い、5%のCO2存在下37℃で培養した。24時間後、1%FBSを含むDMEM培地に変換した。さらに24時間後、ハルミン(5μM)及び/又はTNFα(10ng/mL)の存在下で細胞を24時間又は72時間刺激し、MMP3遺伝子の発現量をリアルタイムRT-PCR法により測定した。
その結果、TNFαのみで刺激した場合は、MMP3遺伝子発現量は、コントロールに比べて著しく高い値を示したが、ハルミンの添加によりMMP3遺伝子発現が抑制されることが確認された(図15)。この結果より、ハルミンは、抗炎症作用をも有することが示唆された。
1)S29遺伝子定量用
sense:TCTCGCTCTTGTCGTGTCTGTTC(配列番号1)
anti-sense:ACACTGGCGGCACATATTGAGG(配列番号2)
2)CCN2遺伝子定量用
sense:TGCGAGGAGTGGGTGTGTGAC(配列番号3)
anti-sense:TGGACCAGGCAGTTGGCTCTAATC(配列番号4)
3)アグリカン(Aggrecan)遺伝子定量用
sense:GGCATTTCAGCGGTTCCTTCTCC(配列番号5)
anti-sense:CAGCAGTCGTCTCCTCTTCTACGG(配列番号6)
4)コラーゲンタイプII(Collagen type-II)遺伝子定量用
sense:TGGAGCAGCAAGAGCAAGGAGAA(配列番号7)
anti-sense:CCGTGGACAGCAGGCGTAGG(配列番号8)
5)Sox-9遺伝子定量用
sense:TGAAATCTGTTCTGGGAATGTT(配列番号9)
anti-sense:ACTGCTGGTGTTCTGAGA(配列番号10)
6)MMP-1遺伝子定量用
sense:AAGCGTGTGACAGTAAGC(配列番号11)
anti-sense:CGGGTAGAAGGGATTTGTG(配列番号12)
7)MMP-3遺伝子定量用
sense:AGACAGCAAGGCATAGAGA(配列番号13)
anti-sense:GCACAGCAACAGTAGGATT(配列番号14)
8)MMP-13遺伝子定量用
sense:TCCGAGACTAATAGAAGAAGACT(配列番号15)
anti-sense:GTTACTCCAGATGCTGTATTCA(配列番号16)
Claims (2)
- ハルミン又はその薬学的に許容される塩を有効成分として含む、軟骨細胞分化誘導促進剤。
- 請求項1に記載の軟骨細胞分化誘導が、軟骨細胞におけるSox9、コラーゲンタイプII、CCN2、アグリカンから選択されるいずれか1種又は複数種の遺伝子の発現量の増加を伴う、請求項1に記載の軟骨細胞分化誘導促進剤。
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