JP2005060303A

JP2005060303A - 不動性骨粗鬆の治療または予防剤

Info

Publication number: JP2005060303A
Application number: JP2003292537A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Kamatani; 直之鎌谷; Yuki Minamiya; 由紀南家; Shigeru Kotake; 茂小竹
Original assignee: SUTAAGEN KK; StaGen Co Ltd
Current assignee: SUTAAGEN KK; StaGen Co Ltd
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】副作用の少ない安全、安価かつ治療又は予防効果の高い不動性骨粗鬆症の治療または予防剤の提供。
【解決手段】ゲラニルゲラニルアセトンまたはその類似体を有効成分とする不動性骨粗鬆症の治療または予防剤がゲラニルゲラニル基を有するメナテトレノンと同様の破骨細胞形成抑制能を薬理濃度で有するかを調べ、in vivo，in vitroにおいて不動性骨粗鬆症への治療または予防剤として効果がある。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゲラニルアセトンまたはその類似体を有効成分とする不動性骨粗鬆症の治療または予防剤に関するものである。

骨粗鬆症は骨を形成する骨芽細胞と骨を吸収、破壊する破骨細胞の代謝バランスが崩れ、骨形成の抑制や骨破壊、吸収の進行により骨密度が減少することで起こる。その原因としては加齢や閉経などに伴うホルモン（エストロゲン）の変化や、寝たきりなどの運動不足状態、また、ダイエットなどによるカルシウム不足などが挙げられる。

エストロゲン欠乏に由来する骨粗鬆症の詳細な発症機序は不明であるが、エストロゲン低下により破骨細胞の活性化が起こり、骨代謝が活発化し、骨形成を上回る骨吸収の亢進が起こる結果、骨量が低下することが報告されている。この状態に対して、エストロゲン等の女性ホルモンを投与すると、骨吸収が抑制され、それに伴い骨形成も抑制されることにより、平常の骨代謝を示すようになる。

一方で、寝たきりやギプス固定などによる骨粗鬆症は不動性骨粗鬆症と呼ばれ、荷重の低下や関節の固定によって骨に加えられるメカニカルストレスが低下することによる。
骨組織は骨に加えられたメカニカルストレスを受容し、骨代謝を行う。従って骨に加えられるメカニカルストレスが低下すると骨代謝は骨形成が低下し、骨吸収が亢進されるように進み、骨の退化が起こる。
これは関節リウマチや神経疾患、また長期間無重力状態におかれ、メカニカルストレスが低下する宇宙飛行士の骨量減少にも関連している。

現在、日本における骨粗鬆症の患者は、800万人〜1000万人と推定され、大腿骨頸部骨折は年間約9万人と急速に増加しており、様々な治療方法や予防剤が開発されている。
骨粗鬆症の予防剤としては、血液中のカルシウム量を維持し、骨吸収作用を抑制するカルシウム製剤やカルシウムの吸収を促進し、血液中のカルシウム量を保つビタミンＤ製剤、骨吸収を抑制し、カルシウムを骨に運ぶカルシトニンの分泌とカルシウムの吸収、ビタミンＤの活性化を促進するエストロゲン製剤、骨吸収を直接抑制し、カルシトニンの分泌を促進して骨吸収を抑制し、また破骨細胞の形成を阻害するイソフラボン誘導体、骨芽細胞に直接作用して、骨量を増加させ、また骨吸収抑制作用も有するビタミンK₂、破骨細胞を減少させて骨吸収を抑制し、骨芽細胞の骨形成を促進するカルシトニン製剤、破骨細胞の増殖を抑え、さらにその働きを抑えるビスホスホネ−ト系骨代謝改善剤等がある。

これらの予防剤を用いた薬物療法は骨粗鬆症の治療の中心的な治療方法として用いられている。一方で服用の仕方によっては、カルシウムとキレートをつくり、かえって吸収を抑制してしまう場合や、高カルシウム血症を起こす場合もある。また、長期の服用で尿路結石が生じたり、悪心、嘔吐、食欲不振、皮膚の発疹、嚥下困難、嚥下痛、下痢、軟便などの様々な副作用が生じたりするなど、服用には注意が必要とされ、管理が難しい場合もある。従って、副作用等の心配がなく、安全で効果的な予防剤が求められる。

本発明者らは、これらの予防剤のうち、骨芽細胞に直接作用しかつ骨吸収抑制作用を有するとともに、比較的副作用の少ないビタミンK₂に着目した。ビタミンK₂（以下、メナテトレノンという）は、その化学構造のうち側鎖であるゲラニルゲラニル基により、骨吸収抑制作用を示すことが報告されている（非特許文献１）。従ってこれと同様の構造を有するゲラニルゲラニルアセトン（テプレノン、以下、GGAという）やその類似体も骨吸収抑制作用を有し、骨粗鬆症の予防剤として利用できる可能性があると考えた。

GGAはエーザイ株式会社によって開発され、胃粘液増加作用、胃粘膜の保護・修復を促進し、安全性の高い胃粘膜保護剤として、胃潰瘍の治療などに広く臨床で使用されている。また、皮膚などにおけるメラニン生成を抑制し、シミ、ソバカス等を改善する美白剤や美白用組成物として有用である（特許文献1）。
骨粗鬆症の予防剤として有用であれば、薬価も安く、副作用によりビスホスホネート系骨代謝改善剤が服用困難な症例や食道粘膜に問題のある膠原病患者、高齢者や小児にも安心して処方が可能となる。

本発明者らはGGA及びその類似体についてエストロゲン欠乏由来の骨粗鬆症の治療又は予防効果を調べたところ骨粗鬆症の予防剤としての作用がみられた。そこで、エストロゲン欠乏による骨粗鬆症とは、その発症機序が異なる不動性骨粗鬆症についても同様の治療又は予防効果があるのではないかと着想し、実験を繰り返したところ、GGAは不動性骨粗
鬆症においても治療又は予防能力を有することを見出し、本発明を完成するに至った。

GGAは分子式C₂₃H₃₈O、分子量330.55で末端にメチル基を有する。無色から微黄色透明の油状の液体で、わずかに特異なにおいがあり、味はない。水には溶けず、メタノール、エタノール、アセトン、クロロホルム又はヘキサンに混和する。沸点は160〜185℃である。効能効果は急性胃炎、慢性胃炎、胃潰瘍の胃粘膜病変（びらん、出血、発赤、浮腫）の改善がよく知られている。
GGAおよびメナテトレノンの化学構造式を図１に示した。
Hara K, Akiyama Y, Nakamura T, Murota S, Morita I. 1995. Bone 16:179-84 特許第2578394号

本発明は、不動性骨粗鬆症において副作用の少ない安全、安価かつ治療又は予防効果の高い不動性骨粗鬆症の治療または予防剤の提供を課題とする。特に副作用のため他の骨粗鬆症予防剤が服用困難な症例や食道粘膜に問題のある膠原病患者、高齢者や小児にも安心して投与が可能で、不動性骨粗鬆症に有用な治療または予防剤のひとつになる可能性が大である。

本発明はGGAおよびその類似体がゲラニルゲラニル基を有するメナテトレノンと同様の破骨細胞形成抑制能を薬理濃度で有するかを調べ、in vivo，in vitroにおいて不動性骨粗鬆症への治療または予防剤としての用途を見出した。

すなわち、本発明は、次のとおり不動性骨粗鬆の治療または予防剤に関する。
1. GGAまたはその類似体を有効成分とする不動性骨粗鬆の治療または予防剤
2．経口製剤である前記１に記載の不動性骨粗鬆の治療または予防剤
3．GGAを30〜200mg含有する１または２に記載の不動性骨粗鬆の治療または予防剤
4. ゲラニルゲラニルアセトンまたはその類似体を有効成分とするメバロチン代謝経路においてゲラニルゲラニルピロリン酸と拮抗作用を示す拮抗剤

本発明におけるGGAの類似体にはGGAの１位のメチル基を低級アルキル基、例えばエチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s‐ブチル基、t-ブチル基等によって置換したものがある。これらの化合物は、通常のアルキル置換によって得ることができる。
本発明の不動性骨粗鬆の治療または予防剤は経口製剤として用いることが望ましい。経口製剤としては、薬理学上許容される担体、賦形剤、希釈剤、増量剤、崩壊剤、安定剤、その他の添加物と混合し、錠剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤、トローチ剤等とするとよい。また、乳剤やシロップ剤のような形態によるとよい。また従来知られているゲラニルゲラニルアセトンの胃粘膜保護剤胃潰瘍治療剤を本発明の目的のために転用してもよい。
投与量は疾患の種類、程度、患者の年齢、性別、体重によって変わるが通常成人一人あたり100〜200mg、好ましくは150mgを1日数回に分けて服用することが好ましい。この点から製剤としてはGGAまたはその類似体を一錠（あるいは１カプセル）中に30〜200mg含有することが好ましい。

本発明のGGAおよびその類似体は副作用の少ない安全、安価かつ効果的な不動性骨粗鬆症の治療または予防剤として利用できる。特に副作用により他の骨粗鬆症予防剤が服用困難な症例や食道粘膜に問題のある膠原病患者、高齢者や小児にも安心して処方が可能で、不動性骨粗鬆症に有用な治療または予防剤として利用できる。

骨粗鬆症は骨代謝において破骨細胞の活性化が進み、骨吸収が亢進することにより起こる。従って、GGAが破骨細胞の活性化を薬理濃度で抑制できれば、骨粗鬆症の治療または予防剤として有用であるといえる。
そこで本発明者らは、GGAおよびその類似体を用い、ゲラニルゲラニル基を有するメナテトレノンと同様の破骨細胞形成抑制能を薬理濃度で有するかを調べた。

ヒト末梢血より取り出した破骨前駆細胞を用い、破骨細胞形成を誘導する系においてGGAの破骨細胞形成抑制作用を検討した。また、ヒト成熟破骨細胞に対する骨吸収抑制作用を検討した。
また、本発明者らはGGAの骨吸収抑制作用は破骨細胞の機能発現に関わるメバロン酸代謝経路において、GGAがGGPP(ゲラニルゲラニルピロリン酸）と拮抗することによるのではないかと考え、成熟破骨細胞に対するGGAとGGPPの拮抗的作用を検討した。さらに不動性骨粗鬆症モデル動物に対し、GGAを投与し骨密度の改善を検討した。
以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、何らこれらに限定されるものではない。

1. ヒト破骨細胞の形成と同定
健常者末梢血より単各球を分離しM-CSF(マクロファージコロニー刺激因子、100ng/ml)存在下で72時間培養し、非付着培養を除き、実施例で用いるヒト前駆破骨細胞を得た。これに、破骨細胞形成を誘導するヒト可溶化RANKL(receptor activator of NF-κBLigand：NF-κB活性化受容体リガンド、100ng/ml)とM-CSF（100ng/ml）とともにメナトレン（0、10^-8、10^-7、10^-6M）とGGA（0、100、250、500、1000ng/ml）をそれぞれ各濃度加え、培養を行った。

培養10日後に形成された多核細胞に抗ビトロネクチンレセプター及び抗CD51抗体または抗CD11b抗体を加え、免疫染色を行った。また蛍光micro-beadsの貪食能を検討した。また骨吸収活性はdentine slice上の破骨細胞を48時間培養し、ヘマトキシン染色により吸収窩を測定した。
図２に示すように、ヒト可溶化RANKLのみを添加した培地で形成された多核細胞はCD51陽性、CD11b陰性で貪食能がなく、dentine sliceに吸収窩を形成し、osteoprotegerinの添加により形成は完全に抑制され、破骨細胞としての形質と機能を示した。
一方でメナトレンを添加した培地では可溶性RANKLの存在下で10^-7〜10^-6Mの薬理濃度にて濃度依存的に破骨細胞形成抑制を示した。
また図３に示すように、GGAも同様に500〜1000ng/ml(1.5〜3.3×10^-6M)の薬理的濃度にて濃度依存的にヒトの骨細胞形成を抑制した。よってGGAは破骨細胞の分化抑制作用を有するといえる。

2. GGAのヒト成熟破骨細胞に対する効果
ヒト末梢血単球にヒト可溶化RANKL(100ng/ml）とGGA（0、100、250、500、1000ng/ml）を添加しヒト成熟破骨細胞の形成を誘導した。破骨細胞はin vitroの系において成熟化により細胞辺縁にactin ringを形成する。
rhodamine phalloidin染色によりactin ringの変化を観察したところ、GGA無添加で培養した破骨細胞にはactin ringが観察された（図４A）が、GGAを添加した破骨細胞では変形したactin ringが観察された（図４B）。よってGGAはヒト成熟破骨細胞の形成抑制効果を有するといえる。

3．GGAとGGPPの拮抗作用
図５に示すように、GGPPはメバロン酸代謝経路において破骨細胞の機能発現に関わる。従ってGGA添加によってactin ringが変形した破骨細胞にGGPPを添加し、actin ringの変形を抑制することが可能であれば、GGAとGGPPは拮抗的作用をしているといえる。
実施例２において、GGA添加によりactin ringが変形した系を用い、GGPPを各濃度(0、1、10μM)添加したところ、図６に示すように、GGPP濃度依存的にactin ring の形状の変化が抑制された。
よってGGAの破骨細胞抑制作用はGGAのメバロン酸代謝経路におけるGGPPと拮抗作用による可能性が示された。

4．GGA投与による不動性骨粗鬆症モデル動物の骨密度の変化
不動性骨粗鬆症動物に対し、GGAを薬理濃度投与し、骨密度が改善できればGGAは不動性骨粗鬆症治療及び予防剤として利用できるといえる。
不動性骨粗鬆症モデル動物として、４週目のSprague-Dawlayラット（Japan SLC株式会社）を用い、12時間ごとのlight/darkサイクルのもと餌と水と各濃度（0、100mg/kg）のGGAを毎日継続して５週間与えた。
実施後すべてのラットの大腿骨の骨密度をDXA（Dual Energy X-Ray Absoptiometry）法にて測定し、wilcoxonの順位検定を行ったところ、表１に示すように、GGAを与えたラットは与えなかったラットに比べて１〜２０の全スキャン（ｓ）でP=0.0003と有意に骨密度が高いことが確認された。よってGGAが不動性骨粗鬆症の予防剤として有用であることが示唆された。結果は図7および図８に示した。

5． GGAの骨粗鬆症予防剤
セルベックス（エーザイ株式会社）１カプセル50mgを一日３カプセル、毎食後服用し、骨粗鬆症の治療または予防剤として用いる。

GGA、メナテトレノン、ゲラニルゲラノールの化学構造式を示す。メナテトレノンの破骨細胞形成抑制を示す。それぞれの培地で培養したのちCD51及びCD11bの発現を調べた。（上：CD51、下：CD11b）（実施例１） GGAの破骨細胞形成抑制を示す。それぞれの培地で培養したのちCD51及びCD11bの発現を調べた。（上：CD51、下：CD11b）（実施例１） GGAのヒト成熟破骨細胞に対する効果を示す。それぞれの培地で培養したのちactin ringの発現を調べた。（実施例２）メバロン酸代謝経路を示す。（実施例３） GGAとGGPPの拮抗作用を示す。それぞれの培地で培養したのちactin ringの発現を調べた。（実施例３） GGA投与による不動性骨粗鬆症モデル動物の骨密度の変化を示す。それぞれ大腿骨１〜２０の全スキャン（ｓ１〜ｓ２０）の骨密度を測定した。（実施例４） GGA投与による不動性骨粗鬆症モデル動物の骨密度の変化を示す。それぞれ大腿骨ｓ１〜ｓ２０のうち、ｓ１３〜ｓ１８について示した。（実施例４）

符号の説明

[図２]
a,培養液に可溶化RANKLを100ng/ml添加
b,培養液のみ
c,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとメナテトレノン10^-8Ｍ添加
d,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとメナテトレノン10^-7Ｍ添加
e,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとメナテトレノン10^-6Ｍ添加
[図３]
a,培養液に可溶化RANKLを100ng/ml添加
b,培養液のみ
c,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとGGA 100ng/ml添加
d,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとGGA 250ng/ml添加
e,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとGGA 500ng/ml添加
f,培養液に可溶化RANKLを100ng/mlとGGA 1000ng/ml添加
[図４]
a,培養液のみ
b,培養液にGGAを100ng/ml添加
[図６]
a,培養液のみ
b,培養液にGGA 1000g/ml添加
c,培養液にGGA 1000g/mlとGGPP 1.0μM添加
d,培養液にGGA 1000g/mlとGGPP 10μM添加
[図７]
control:GGAを投与しなかったラット
G1: GGAを投与したラット
[図８]
control:GGAを投与しなかったラット
G1: GGAを投与したラット

Claims

ゲラニルゲラニルアセトンまたはその類似体を有効成分とする不動性骨粗鬆の治療または予防剤。
経口製剤である請求項１記載の不動性骨粗鬆の治療または予防剤。
ゲラニルゲラニルアセトンまたはその類似体を30〜200mg含有する請求項１または２記載の不動性骨粗鬆の治療または予防剤。
ゲラニルゲラニルアセトンまたはその類似体を有効成分とするメバロチン代謝経路においてゲラニルゲラニルピロリン酸と拮抗作用を示す拮抗剤。