JP5559173B2 - マクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物 - Google Patents

マクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物 Download PDF

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Description

本発明は、マクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物に関するものである。
マクロファージ細胞は貪食能を有し、このマクロファージ貪食能が、病原菌などの異物を呑み込んで分解し排除するなどの自然免疫を可能にしたり、マクロファージ細胞表面に抗原情報を提示してTリンパ球に伝達して特異抗体の産生に導くなどの獲得免疫を可能にしたりすることが知られている。また、マクロファージは各種のサイトカインを産生し、産生されたサイトカインは炎症反応や免疫応答を調節し、アポトーシスを誘導し、あるいは造血因子や成長因子として作用するなど、種々の作用を奏することが知られている。したがって、マクロファージの貪食能やマクロファージにおけるサイトカイン産生を活性化することは、動物の免疫の亢進などにつながり、これに有効な物質は、新たな免疫賦活剤、免疫調節剤、抗癌剤、抗アレルギー剤、抗体産生用アジュバンドなどの有効成分として有用である。特に自然免疫や細胞性免疫が関与する免疫賦活剤、免疫調整剤、抗癌剤、抗アレルギー剤として有用である。
マクロファージ貪食能の活性化に有効な物質については、例えば下記特許文献1乃至2に、分子量1,500から150,000のPLGAを含むPLGA(ポリ(乳酸/グリコール酸)共重合体)によってマクロファージの貪食活性を亢進することが記載されている。また、サイトカインの産生を促進する物質については、例えば下記特許文献3に、アルギン酸ナトリウムから調製したアルギン酸オリゴマーがサイトカインの産生を促進することが記載されている。
特開2007−63287号公報 特許第3947999号公報 国際公開WO2007/069468号パンフレット
しかしながら、従来、マクロファージ貪食能活性化組成物やマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物として、天然物由来の有効成分を利用することはほとんど行われていなかった。
本発明の目的は、天然物由来の有効成分を利用するマクロファージ貪食能活性化組成物やマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物であって、優れた効果を有するものを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物を培養して得られる培養物を有効成分として含有することを特徴とするマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物。
[2]さらに、下記化合物(1)または化合物(2)を有効成分として含有する上記[1]記載のマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物。
Figure 0005559173
Figure 0005559173
[3]前記アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物は、アウレオバシジウム プルランスM−1(Aureobasidium pullulans M−1)(FERM BP−08615)またはアウレオバシジウム プルランスM−2(Aureobasidium pullulans M−2)(FERM BP−10014)である上記[1]または[2]記載のマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物。
[4]マクロファージ貪食能活性化組成物である場合において下記(1)または(2)の細胞の貪食のために適用される、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物;
(1)癌細胞、
(2)抗がん剤により損傷を受けまたは死滅した細胞。
[5]前記抗がん剤が5−フルオロウラシル(5−FU)である上記[4]に記載のマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物。
本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物によれば、有効成分として用いられるアウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物を培養して得られる培養物が、マクロファージ貪食能を活性化することができ、また、マクロファージにおけるサイトカインの産生を促進することができる。特に、マクロファージ貪食能活性化組成物である場合においては、癌細胞や、抗がん剤により損傷を受けまたは死滅した細胞に対する貪食能を活性化することができる。
THP−1細胞(A)およびTHP−1細胞が分化したマクロファージ様細胞(B)の顕微鏡写真である。 5−FUによるJurkat細胞の障害測定を示す図表である。 初期アポトーシス細胞と後期アポトーシス細胞のAnnexin Vおよびヨウ化プロピジウム(PI)の関係を示す図表である。 5−FU作用Jurkat細胞におけるホスファチジルセリン(PS)の露出を示す図表であり、(A)は図の見方の説明図、(B)は正常なJurkat細胞を示す図、(C)は250μMの5−FUを24時間作用させアポトーシス誘導したJurkat細胞を示す図、(D)は500μMの5−FUを24時間作用させアポトーシス誘導したJurkat細胞を示す図、(E)は(A−C)のAnnexin V(+)、ヨウ化プロピジウム(PI)(−)をフローサイトメーターで解析し定量化した図である。 マクロファージ様細胞のアポトーシス性Jurkat細胞に対する貪食能を示す図表であり、(A)は何も添加せずに初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(B)は500倍希釈したアウレオバシジウム培養液を7時間作用させ、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(C)は(A−B)のCD14とTAMRAのダブルポジティブの領域をフローサイトメーターで解析し定量化した図、(D)はFACS解析図の見方を示す図である。 マクロファージ様細胞のポリスチレンビーズに対する貪食能を示す図表である。 マクロファージ様細胞からのTNF−α分泌を示す図表である。 アウレオバシジウム培養液、化合物1、もしくはアウレオバシジウム培養液および化合物1を添加したマクロファージ様細胞におけるTNF−α、IL−6、IL−12BおよびIL−18のmRNAの発現量を、RT−PCRにより測定した結果を示す図である。 マクロファージ様細胞のアポトーシス性Jurkat細胞に対する貪食能を示す図表であり、(A)は無添加のマクロファージに初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(B)はアウレオバシジウム培養液の1000倍希釈を合計7時間作用させたマクロファージに、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(C)は化合物1の1μMを合計7時間作用させたマクロファージに、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(D)はアウレオバシジウム培養液の1000倍希釈に化合物1の1μMを添加し、合計7時間作用させたマクロファージに、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間貪食させた図、(E)はA−Dを定量化した図である。
本発明において用いられるアウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物を培養して得られる培養物(以下、「アウレオバシジウム培養物」という。)としては、アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物(以下、「アウレオバシジウム微生物」という。)を培養した培養液そのもの、その培養液の濃縮液、その培養液の希釈液、あるいはその培養液から水分を除いた固形物などを用いることができるが、好ましくは培養液そのもの、またはその培養液の濃縮液もしくは希釈液が用いられる。
本発明において用いられる上記アウレオバシジウム培養物には、上記アウレオバシジウム微生物を培養することにより生産されるβ−グルカンをそのまま含有させることができる。その場合のβ−グルカンの含有量は、培養液そのものの質量100gに対する含有量に換算して、50〜2000mg含有するものであることが好ましく、100〜2000mg含有するものであることがより好ましく、100〜800mg含有するものであることが最も好ましい。
なお、上述のβ−グルカンの含有量の決定は、例えば次のような方法で行うことができる。すなわち、培養液にアミラーゼ、アミログルコシダーゼ、プロテアーゼなどを用いて酵素処理を施し、蛋白質や、プルランなどのα−グルカンを除き、エタノール沈殿を行う。さらに、ガラスフィルターでろ過し、高分子試料を得る。このとき、単糖を含む低分子物質を除くため、80%エタノールで充分に洗浄する。洗浄した高分子試料はアセトンでさらに洗浄し、硫酸を加え、加水分解を行う。加水分解後、中和し、そのろ液を採取して、グルコースオキシダーゼ法によりブドウ糖を定量し、下記数式1に基づいて計算した値をβ−グルカン量とする。
数式1:β−グルカン(g/100g)=ブドウ糖(g/100g)×0.9
また、β−グルカンの含有量の決定は、いわゆる糖鎖含有高分子物質(多糖)量として決定することもできる。この場合は、培養液にアミラーゼ、アミログルコシダーゼ、プロテアーゼなどを用いて酵素処理を施し、蛋白質や、プルランなどのα−グルカンを除き、エタノール沈殿を行う。さらに、ガラスフィルターでろ過し、高分子試料を得る。このとき、単糖を含む低分子物質を除くため、80%エタノールで充分に洗浄する。洗浄した高分子試料はアセトンでさらに洗浄したものの重量を測定することで糖鎖含有高分子物質(多糖)量とする。
なお、このようにして定量されるβ−グルカンは、硫酸基、リン酸基などの官能基を有するものとして定量される。したがって、このように広義の糖鎖含有高分子物質(多糖)としてβ−グルカンを定量した場合には、上記アウレオバシジウム微生物を培養することにより生産されるβ−グルカンのアウレオバシジウム培養物における含有量は、培養液そのものの質量100gに対する含有量に換算して、70〜3000mg含有するものであることが好ましく、140〜3000mg含有するものであることがより好ましく、140〜1100mg含有するものであることが最も好ましい。
本発明において用いられる上記アウレオバシジウム微生物としては、アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物であればよいが、例えば、アウレオバシジウム プルランス M−1(Aureobasidium pullulans M−1、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター受託番号FERM BP−08615)や、アウレオバシジウム プルランス M−2(Aureobasidium pullulans M−2、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター受託番号FERM BP−10014)が好適に用いられる。なお、これらの菌株が産生するβ−グルカンは、NMR測定(13CNMR:Varian社UNITY INOVA500型、1HNMR:Varian社UNITY INOVA600型)による構造解析で、グルコースがβ−1,3結合した主鎖からβ−1,6結合でグルコースが分岐した構造を有するβ−1,3−1,6−グルカンであることが明らかとなっている。
上記アウレオバシジウム微生物の培養は、公知の方法(特開昭57−149301号公報など参照)に準じて行うことができる。すなわち、炭素源(ショ糖)0.5〜5.0質量%、N源0.1〜5.0質量%、その他微量物質(例えば、ビタミン類、無機質)を加えた培地(pH5.2〜6.0)に菌を接種し、温度20〜30℃で2〜14日間通気培養、好ましくは通気撹拌培養すればよい。上記アウレオバシジウム微生物を培養することにより生産されるβ−グルカンをそのまま含有させる場合、β−グルカンが生成されるにしたがって培養液の粘度が上昇し、粘性の高いジェル状になる。このようにして得られる培養液には、通常、0.6〜10質量%の固形分が含まれており、その固形分中にはβ−グルカンが5〜80質量%含まれている。また、β−グルカン以外にも、例えば、グルカンの作用を助ける成分であるリン、カリウム、マグネシウム、ビタミンCなどの他の有用成分も含まれているので、β−グルカンやリン、カリウム、マグネシウム、ビタミンCなどのアウレオバシジウム培養物の成分が調和して、本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物として、あるいは本発明に係るマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物としての効果を発揮する他、リンやカリウム、マグネシウム、ビタミンCなどの有効成分により、β−グルカンの有する生理活性効果を効率よく発揮できる。
本発明においては、上記の培養によって得られる培養液をそのまま加熱または加圧加熱殺菌して用いてもよく、遠心分離などにより菌体を分離除去した後殺菌して用いてもよい。また、必要に応じて濃縮したもの、さらには乾燥したものを用いることもできる。さらに、β−グルカンなどの成分を選択的に抽出して用いることもできる。なお、アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物の培養物は、増粘安定剤などの食品添加物として使用されているものであり安全性が高い。
本発明において、サイトカインとは、細胞が産生するタンパク質の一種であって、細胞間情報伝達を担う一群の液性因子を意味し、微量で特異的な細胞表面レセプターに作用し、細胞の増殖、分化、機能発現の調節を行う。サイトカインとしては、例えば、インターロイキン(IL)、インターフェロン(IFN)、腫瘍壊死因子(TNF)、コロニー刺激因子(CSF)、トランスフォーミング成長因子およびケモカインなどを挙げることができ、具体的には、コロニー刺激因子(CSF)としては、例えば、G−CSF、GM(glanulocyte−macrophage)−CSF、M(macrophage)−CSFなどを、ケモカインとしては、例えば、CXCケモカイン[KC(keratinocyte derived chemokine:CXCL8)など]、CCケモカイン{MCP(monocyte chemoattractant protein)−1(CCL2)、MIP−1α(CCL3)、MIP−1β(CCL4)、RANTES(CCL5)、Eotaxin(CCL11)など}、Cケモカイン、CX3Cケモカインなどを、インターロイキン(IL)としては、例えば、IL−1α、IL−1β、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12(p70)、IL−12A(p35)、IL−12B(p40)、IL−13、IL−14、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18などを、インターフェロン(IFN)としては、例えば、IFN−α、IFN−β、IFN−γなどを、腫瘍壊死因子(TNF)としては、例えば、TNF−α、TNF−βなどを挙げることができる。なお、本発明に係るマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物が産生を促進するサイトカインは特に限定されないが、特に、TNF−α、IL−1、IL−6、IFN−γ、IL−8、IL−12、IL−12A、IL−12B、IL−18などの炎症性サイトカインの産生を促進する。
本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物の製剤化には、当業者に公知の方法を用いることができる。投与形態もまた、当業者によって適宜選択することができる投与形態でよく、そのような投与形態としては、例えば、経口投与製剤として調製する場合の、錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤、コーティング剤、液剤、懸濁剤などの形態を挙げることができ、非経口投与製剤にする場合の、ジェル剤、吸入剤、注射剤、点滴剤、座薬、塗布剤、噴霧剤、貼付剤、軟膏、クリームなどの形態を挙げることができる。また、その投与量は、医薬組成物の製剤形態、投与方法、使用目的およびこれに適用される投与対象の年齢、体重、症状によって適宜設定することができる。
その適用の方法としては、経口投与剤として調製されたものは、例えば、これを経口的に摂取して体内からその生理活性効果を発揮させることができる。また、皮膚外用剤として調製されたものは、例えば、これを患部に塗布してその生理活性効果を発揮させることができる。
投与すべき量は、治療目的または予防目的のちがい、投与形態、症状の強弱、患者の年齢・投与方法・投与回数・投与時期などによって適宜決定することができる。一般的な有効投与量を例示すれば、例えば、経口的に摂取する場合には、β−グルカン量換算で1日およそ0.06〜60mg/kg(体重)の量で摂取する。
食品添加物として用いられる場合は、その形態は適宜選択することができ、例えば、本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物をそのまま食品として調製したもの、他の食品に添加したもの、あるいは、カプセル、錠剤等、食品または健康食品に通常用いられる任意の形態を挙げることができる。また、食品中に配合して摂取あるいは投与する場合には、適宜、賦形剤、増量剤、結合剤、増粘剤、乳化剤、着色料、香料、食品添加物、調味料などと混合し、用途に応じて、粉末、顆粒、錠剤等の形に成形することができる。さらには、食品原料中に混合して食品を調製し、機能性食品として製品化することによって摂取することができる。
本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物は、上記アウレオバシジウム培養物以外の有効成分として、さらに、下記化合物(1)(4−Amino−2−(ethoxymethyl)−a,a−dimethyl−1H−imidazo[4,5−c]quinoline−1−ethanol)、または下記化合物(2)(イミキモド;1−(2−Methylpropyl)−1H−imidazo[4,5−c]quinolin−4−amine)を有効成分として含有するものであってもよい。
また、下記化合物はいずれも、自然免疫受容体の一つであるTLR7を受容体とすることがわかっており、NF−κBを介して炎症性サイトカインの産生を促している(Hiroaki H.ら、Nature Immunology、第3巻、第2号、第196−200頁、2002年)が、本発明に係るアウレオバシジウム培養物は、後述の実施例で示すように、下記化合物とは異なる機構でマクロファージ貪食能を活性化し、また、下記化合物とは異なる機構でマクロファージにおけるサイトカインの産生を促進する。このことから、本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物および/またはマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物がアウレオバシジウム培養物と下記化合物とを含有する場合は、マクロファージ貪食能活性化作用やサイトカイン産生促進作用において相乗的な効果を得ることができる。
Figure 0005559173
Figure 0005559173
上記化合物(1)または化合物(2)としては、市販のものを入手して用いることができる(例えば和光純薬工業株式会社製など)。投与すべき量は、治療目的または予防目的のちがい、症状の強弱、患者の年齢・投与方法・投与回数・投与時期などによって適宜決定することができる。一般的な有効投与量を例示すれば、例えば、経口的に摂取する場合には、1日およそ1〜5mg/kg(体重)の量で摂取する。
本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物の一形態においては、癌細胞や、抗がん剤により損傷を受けまたは死滅した細胞の貪食のために適用される。具体的には、本発明に係るマクロファージ貪食能活性化組成物を抗がん剤治療中もしくは治療後の患者に投与する。これにより、自然免疫系におけるTLRなどのレセプターが刺激され、その結果、マクロファージが活性化される。活性化されたマクロファージでは、癌細胞が有する表面糖鎖やタンパク質に結合するレセプターの発現が上昇する。このことで、癌細胞に対する貧食能が上がり、癌細胞減少の効果を得ることができる。
癌細胞としては、肺癌、乳癌、前立腺癌、膀胱癌、卵巣癌、子宮癌、大腸癌、直腸癌、結腸癌、小腸癌、胃癌、食道癌、胆道系癌、膵臓癌、甲状腺癌、腎臓癌、皮膚癌、白血病、悪性リンパ腫、脳腫瘍、骨肉種、頭頸部癌、神経芽細胞種などを起こす癌細胞が挙げられる。
抗がん剤としては、5−フルオロウラシル(5−FU)、イホスファミド(イホマイド)、塩酸ニムスチン(ニドラン、シクロホスファミド(エンドキサン)、ダカルバジン(ダカルバジン)、メルファラン(アルケラン)、ラニムスチン(サイメリン)、塩酸ゲムシタビン(ジェムザール)、エノシタビン(サンラビン)、シタラビン オクホスファート(スタラシド)、シタラビン製剤(キロサイド)、テガフール・ウラシル(UFT)、テガフール・ギネスタット・オタスタットカリウム配合(ティーエスワン)、ドキシフルリジン(フルツロン)、ヒドロキシカルバミド(ハイドレア)、メトトレキサート(メソトレキセート)、メルカプトプリン(ロイケリン)、塩酸イダルビシン(イダマイシン)、塩酸エピルビシン(ファルモルビシン)、塩酸ダウノルビシン(ダウノマイシン)、塩酸ドキソルビシン(アドリアシン)、塩酸ピラルビシン(テラルビシン)、塩酸ブレオマイシン(ブレオ)、硫酸ペプロマイシン(ペプレオ)、塩酸ミトキサントロン(ノバントロン) 、マイトマイシンC(マイトマイシンS)、エトポシド(ベプシド、ラステット)、塩酸イリノテカン(カンプト)、酒石酸ビノレルビン(ナベルビン)、ドセタキセル 水和物(タキソテ−ル)、パクリタキセル(タキソール)、硫酸ビンクリスチン(オンコビン)、硫酸ビンデシン(フィルデシン)、硫酸ビンブラスチン(エクザール)、オキサリプラチン(エルプラット)、ベバシズマブ(アバスチン)、トラツズマブ(ハーセプチン)などを例示できる。特に5−フルオロウラシル(5−FU)であることが好ましい。
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
[製造例1](アウレオバシジウム培養液の調製)
下記のようにしてアウレオバシジウム プルランスM−1(Aureobasidium pullulans M−1)(FERM BP−08615)の培養液を調製した。
アウレオバシジウム プルランスM−1の前培養液を、ショ糖1%、アスコルビン酸0.1%、米糠0.1%を含む液体培地(pH5.3)に適量接種して、25℃、72〜96時間(製造バッチによって異なる)、通気撹拌培養を行った。培養終了後、この培養液を121℃、15分間殺菌した。得られた殺菌後の培養液は、固形分およそ1.2質量%を含み、該固形分100g中のβ−グルカン含量は16.7gであった。また、培養液そのものの質量100g中に含まれる含有量に換算して、0.2g/100g含有するものであった。この培養液を0.22μmのフィルター(Minisart R,Sartorius Biotech,Germany)で濾過滅菌し以下の試験に用いた。
[試験例1](ヒト単球白血病細胞株THP−1のマクロファージ様細胞への分化方法) 以下の試験例では、ヒト単球白血病細胞株THP−1およびヒト白血病T細胞株Jurkat細胞は、RPMI1640 培地(10%牛胎児血清(FBS)、75mg/Lカナマイシン、3.5μL/L2―メルカプトエタノール入り)で培養し、37℃、5%、COの下でインキュベートを行った。
24穴プレート(Becton Dickinson Labware、Franklin Lakes、NJ)にTHP−1細胞(図1(A)参照)を2×10cells/mLずつ播種し、終濃度を160nMとなるように各穴にホルボール12−ミリスチン酸13−酢酸塩(PMA)(Wako)を添加し、37℃、5%、COの下で72時間インキュベートすることでマクロファージ様細胞を得た(図1(B)参照)。インキュベーション後、未分化なTHP−1細胞を取り除くために滅菌PBSで2回洗浄し、新鮮な培地を加えて実験に供した。
[試験例2](5−FUによる細胞障害試験)
5−FUによるJurkat細胞への細胞傷害を検討するため、5−FUをMTT法で検討した。2.0×10cells/mLに調製したJurkat細胞を96穴プレート(Corning)に入れた。そこに、5−FUを終濃度0、10、100、1000μMになるように添加し、37℃のCOインキュベーターで24時間作用させた。23時間作用させた時点で、3−[4,5−dimethylthiazol−2−yl]−2,5−diphenyltet−razolium bromide(MTT溶液) (Wako)を10μLずつ各穴に添加し、37℃で1時間作用させた。作用後、1200rpmで5分間遠心し、上清を捨て、DMSOを100μLずつ加え、マイクロプレートリーダーを用いて、570nmの吸光度で測定した。テトラゾリウム塩であるMTTは、細胞に取り込まれると、ミトコンドリアにある脱水素酵素の反応によって、MTTとNADHの間に酸化還元反応が起こり、NADHはNADに酸化され、MTTはホルマザンに還元される。このホルマザンは非水溶性であり、生成後は沈殿する。そのため、DMSOを加えホルマザン沈殿物を溶解し、この溶液における吸光度である570nmで測定した。細胞が生きていれば、ホルマザンが生成されるので、570nmで測定される。その結果、図2に示すグラフが得られ、そのIC50は450μMであった。
[試験例3](アポトーシス性Jurkat細胞のホスファチジルセリンの露出)
5−FUによるJurkat細胞の細胞傷害がアポトーシスによるものかどうかを検討した。初期アポトーシスでは、細胞膜の内側に局在していたホスファチジルセリン(PS)が外側に露出してくる。PSは、マクロファージによるアポトーシス細胞の認識と貪食にも関係する分子である。このPS露出を測定することで、初期アポトーシスの誘導を確認することができる。また、アポトーシス後期では、細胞膜が壊れ、内部成分が外部に漏出する。そこで、膜不透過化性の蛍光色素、ヨウ化プロピジウム(PI)と合わせて細胞を標識することで、後期アポトーシス細胞と初期アポトーシス細胞を明確に分離することができる(図3参照)。5−FUの作用濃度を250μMと500μMで24時間作用させた結果、250μM作用の際に多くのPS露出を起こすこと、すなわち初期アポトーシスを誘導することが確認された(図4参照)。
[試験例4](マクロファージ様細胞の初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞に対する貪食能 その1)
試験例1の方法でマクロファージ様細胞に分化させたTHP−1細胞を24穴プレートに用意した。そこに、アウレオバシジウム培養液を500倍希釈になるように添加し、合計7時間インキュベーションした。
一方、試験例2乃至3により初期アポトーシスを誘導することが明らかとなった濃度250μMで、5−FUをJurkat細胞に24時間作用させ、この初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞をPBSで二回遠心洗浄した。その後49.5μLのPBSを加え、さらに0.5μLの0.5mg/mL 5−(and−6)−carboxytetramethylrhodamine(TAMRA) (Invitrogen)を加え、20分間暗室で反応させた。なお、このTAMRAは、細胞膜と結合することによりJurkat細胞を標識することができる。
反応後、PBSで2回遠心洗浄を行い、新鮮なRPMI1640培地を0.5mL加え懸濁した。その250μLずつを、上記に用意した、アウレオバシジウム培養液を4時間作用させたマクロファージ様細胞を調製した穴に加え、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間インキュベートさせた。作用後、貪食されていないJurkat細胞を取り除くために、各穴を滅菌PBSで3回洗浄した。その後、接着しているマクロファージ様細胞を剥がすため、Trypsin処理液(PBS−0.5mM EDTA+0.05% Trypsin)を0.5mL加えて、スクレーパーを用いて剥がした。Trypsinの作用をとめるために、新鮮なRPMI1640培地を0.5mL加えた。その後、PBSで2回遠心洗浄し、97μLのPBSを加え懸濁し、3μLの抗CD14抗体−FITC(BD Pharmingen)を加え、60分暗室で反応させた。なお、この抗CD14抗体−FITCは、マクロファージ様細胞の細胞表面に発現する膜蛋白であるCD14に結合することにより、マクロファージ様細胞を特異的に標識することができる。
反応後、PBSで2回洗浄した後、0.5mLのPBSを加え懸濁し、フローサイトメーターを用いて解析した。すなわち、500倍希釈アウレオバシジウム培養液を合計7時間作用させ活性化させたマクロファージ様細胞と、何も加えていないマクロファージ様細胞とで比較した。その結果、500倍希釈アウレオバシジウム培養液を加え活性化させたマクロファージ様細胞では、コントロールに比べ、約6倍の貪食能を示した。この結果から、500倍希釈アウレオバシジウム培養液を加えマクロファージ様細胞を活性化させることにより、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞に対する貪食能が向上することが示された(図5参照)。
[試験例5](マクロファージ様細胞のポリスチレンビーズに対する貪食能)
アウレオバシジウム培養液のマクロファージ活性化能を相乗的に増強させる化合物を探索した。ここでは、マクロファージに存在する糖鎖認識受容体TLR−7(Toll様受容体)に結合する、イミダゾキノリン誘導体である下記化合物(4−Amino−2−(ethoxymethyl)−a,a−dimethyl−1H−imidazo[4,5−c]quinoline−1−ethanol)(和光純薬工業株式会社製)(以下、「化合物1」という。)を検討した。
Figure 0005559173
試験例1の方法でマクロファージ様細胞に分化させたTHP−1細胞を24穴プレートに用意した。そこに、終濃度500倍希釈、1000倍希釈したアウレオバシジウム培養液をそれぞれ添加し、4時間インキュベーションした。また、化合物1を、1mMになるようにDMSOで調製し、終濃度1μM、10μMでそれぞれ添加し、4時間インキュベーションした。
その後、各穴に終濃度2μL/mLの直径10μmビーズ(商品名「Polybeads dyed violet」、Polysciences社製)を添加し、3時間インキュベーションを行い、細胞にビーズを貪食させた。インキュベーション後、貪食されなかったビーズを除くために、各穴を滅菌PBSで3回洗浄し、2.5%p−formaldehydeを各穴に500μLずつ添加して4 ℃上で30min放置し、細胞を固定した。マクロファージ様細胞に貪食されたビーズの数は位相差顕微鏡で測定した。結果は Phagocytic Index(PI:細胞100個あたりで貪食したビーズの数、貪食したビーズ/マクロファージ数)で表した。
図6に示すように、アウレオバシジウム培養液を500、1000倍希釈にして添加したものと、化合物1を終濃度1μM、10μMで添加したもので、ポリスチレンビーズの貪食能を測定した。その結果、500倍希釈アウレオバシジウム培養液では、Phagocytic Index(PI)が無添加のものと比べて、2.5倍の貪食能を示した。また、1μMの化合物1でも、500倍希釈アウレオバシジウム培養液と同様の貪食能を示した。作用濃度では、アウレオバシジウム培養液添加では、500倍希釈について貪食能が高く、化合物1添加では1μMについて貪食能が高くなった。
[試験例6](マクロファージ様細胞からのTNF−α分泌)
アウレオバシジウム培養液または化合物1によるマクロファージ様細胞貪食能の向上は、マクロファージ様細胞が活性誘導を受けた結果であると推察されたので、これを確認した。具体的には、活性誘導を受けたときに放出されるサイトカインの一種のTNF−αに関し、これがアウレオバシジウム培養液、化合物1、もしくはアウレオバシジウム培養液および化合物1を添加したマクロファージ様細胞の培養液中にどの程度分泌されるかを、常法に従いELISAで測定した。
その結果、図7に示すように、アウレオバシジウム培養液または化合物1をそれぞれ単独で添加した場合、およびアウレオバシジウム培養液ならびに化合物1を併用して添加した場合、何も添加しない場合と比較して多量のTNF−αが分泌され、マクロファージ様細胞が活性化されることが示された。特に、500倍希釈アウレオバシジウム培養液と10μMの化合物1とを併用して添加した場合、および1000倍希釈アウレオバシジウム培養液と10μMの化合物1とを併用して添加した場合は、顕著に多量のTNF−αが分泌されることが示された。
[試験例7](マクロファージ様細胞におけるサイトカイン遺伝子発現)
マクロファージ様細胞が活性誘導を受けたときに放出されるサイトカインであるTNF−α、IL−6、IL−12BおよびIL−18に関し、アウレオバシジウム培養液、化合物1またはアウレオバシジウム培養液および化合物1を添加したマクロファージ様細胞においてこれらのmRNAがどの程度発現するかを、常法に従いRT−PCRで測定した。
具体的には、まず、試験例1の方法でマクロファージ様細胞に分化させたTHP−1細胞をPBSで2回洗浄して未分化のTHP−1細胞を取り除いた後、9群に分けてa群、b群、c群、d群、e群、f群、g群、h群およびi群とした。続いて、各群に下記のとおりの終濃度になるようアウレオバシジウム培養液および化合物1を添加して、7時間インキュベーションした。
a群(コントロール):何も添加せず
b群:化合物1 1μM
c群:化合物1 10μM
d群:アウレオバシジウム培養液 500倍希釈
e群:アウレオバシジウム培養液 1000倍希釈
f群:アウレオバシジウム培養液 500倍希釈 + 化合物1 1μM
g群:アウレオバシジウム培養液 1000倍希釈 + 化合物1 1μM
h群:アウレオバシジウム培養液 500倍希釈 + 化合物1 10μM
i群:アウレオバシジウム培養液 1000倍希釈 + 化合物1 10μM
次に、各群をPBSで洗浄した後、それぞれに1mLのTrizol(Invitrogen)を加えてよく懸濁し、5分間室温で放置した。その後、1.5mL用エッペンドルフチューブに移し、クロロホルム(Wako)を200μL加え、20秒間激しく攪拌した。2分間室温で放置した後、12000×g、4℃で10分間遠心した。遠心終了後、上層を400μL取り、新しい1.5mL用エッペンドルフチューブに移し、2−プロパノール(Wako)を500μL加え、攪拌後、室温で5分間放置した。その後、200μLのクロロホルムを加え、20秒間激しく攪拌した。2分間室温で放置した後、12000×g、4℃で10分間遠心した。遠心終了後、上層を400μL取り、新しい1.5mL用エッペンドルフチューブに移し、2−プロパノール(Wako)を500μL加え、攪拌後、室温で5分間放置した。その後、12000×g、4℃で10分間遠心した。遠心終了後、上層を捨て、沈殿に75%エタノールを加え、12000×g、4℃で10分間遠心した。遠心終了後、上層を捨て、20μLのmilliQ水で懸濁することにより、total mRNAを回収した。
続いて、各群のtotalmRNAを鋳型として、TaKaRa RNA PCR Kit(AMV)Ver3.0(TaKaRa)を用いて、RT−PCRを行い、各サンプルの鋳型cDNAを調製した。RT−PCR反応溶液組成およびRT−PCR反応条件は下記のとおりである。
RT反応溶液組成;5mM MgCl 2μL、RT buffer 1μL、RNase Free dHO 3.75μL、1mM dNTP mixture 1μL、1U/μL RNase inhibitor 0.25μL、AMV Reverse Transcriptase XL 0.5μL、oligo dT−Adaptor primer(TaKaRa) 0.5μL、回収したtotal mRNA 1μL(0.5μg)
RT反応条件;42℃で30分の反応の後、95℃で5分、5℃で5分の各反応を、サーマルサイクラー(Bio Flux)を用いて1サイクル行った。
続いて、各群の鋳型cDNAを鋳型としてPCRを行い、TNF−α、IL−6、IL−12B、IL−18およびグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(GAPDH)のcDNAをそれぞれ増幅した。PCRに用いたプライマー、PCR反応溶液組成およびPCR反応条件は下記のとおりである。
TNF−αのcDNAの増幅に用いたプライマー:
センスプライマー;5’−TCCTTCAGACCCTCAACC−3’(配列番号1)
アンチセンスプライマー;5’−AGGCCCCAGTTTGAATTCTT−3’(配列番号2)
IL−6のcDNAの増幅に用いたプライマー:
センスプライマー;5’−TTTTCTGCCAGTGCCAGTGCCTCTTT−3’(配列番号3)
アンチセンスプライマー;5’−TACCCCCAGGAGAAGATTCC−3’(配列番号4)
IL−12BのcDNAの増幅に用いたプライマー:
センスプライマー;5’−CATGGGCCTTCATGGTATTT−3’(配列番号5)
アンチセンスプライマー;5’−TGATGTACTTGCAGCCTTGC−3’(配列番号6)
IL−18のcDNAの増幅に用いたプライマー:
センスプライマー;5’−CAGACCTTCCAGATCGCTTC−3’(配列番号7)
アンチセンスプライマー;5’−TCGGATTCCAGGTTTTCATC−3’(配列番号8)
GAPDHのcDNAの増幅に用いたプライマー:
センスプライマー;5’−ATCATCAGCAATGCCTCCTG−3’(配列番号9)
アンチセンスプライマー;5’−CTGCTTCACCACCTTCTTGA−3’(配列番号10)
PCR反応溶液組成;5×PCR buffer 10μL、milliQ 28.75μL、Ex Taq 0.25μL、センスプライマー 0.5μL、アンチセンスプライマー 0.5μL、各サンプルの鋳型cDNA 全量
PCR反応条件;94℃で2分の反応の後、94℃で30秒、60℃で30秒、72℃で1分の各反応を1サイクルとして35サイクル行った。
その後、定法に従いアガロースゲル電気泳動を行ってPCR反応産物の量を確認することにより、TNF−α、IL−6、IL−12B、IL−18およびグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(GAPDH)のmRNA発現量を確認した。
その結果、図8に示すように、b群ではTNF−α、IL−12BおよびIL−18のmRNA発現量が、c群ではIL−6、IL−12BおよびIL−18のmRNA発現量が、d群ではIL−12BおよびIL−18のmRNA発現量が、ならびにe群ではTNF−αおよびIL−18のmRNA発現量が、a群(コントロール)と比較して増加することが示された。また、f群およびg群ではTNF−α、IL−12BおよびIL−18のmRNA発現が、ならびにh群およびi群ではTNF−α、IL−6、IL−12BおよびIL−18のmRNA発現が、a群(コントロール)、b群、c群、d群およびe群と比較して増加することが示された。
これらの結果から、アウレオバシジウム培養液および化合物1は、いずれもマクロファージ様細胞におけるサイトカインの産生を促進することが示された。また、アウレオバシジウム培養液および化合物1を併用した場合は、アウレオバシジウム培養液または化合物1を単独で使用した場合と比較して、より多くの種類のサイトカインの産生を促進し、また、サイトカインの産生量もより大きくなることが示された。すなわち、アウレオバシジウム培養液と化合物1とは、それぞれ異なるサイトカインの産生促進機構を有しており、併用することにより相乗効果が得られることが示された。
[試験例8](マクロファージ様細胞の初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞に対する貪食能 その2)
試験例1の方法でマクロファージ様細胞に分化させたTHP−1細胞を24穴プレートに用意した。そこに、アウレオバシジウム培養液を1000倍希釈、また化合物1を1μM、さらに、アウレオバシジウム培養液1000倍希釈および化合物1が1μMになるように、それぞれ添加し、4時間インキュベーションした。
一方、試験例2乃至3により初期アポトーシスを誘導することが明らかとなった濃度250μMで、5−FUをJurkat細胞に24時間作用させ、この初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞をPBSで2回遠心洗浄した。その後49.5μLのPBSを加え、さらに0.5μLの0.5mg/mL 5−(and−6)−carboxytetramethylrhodamine(TAMRA)(Invitrogen)を加え、20分間暗室で反応させた。なお、このTAMRAは、細胞膜と結合することによりJurkat細胞を標識することができる。
反応後、PBSで2回遠心洗浄を行い、新鮮なRPMI1640培地を0.5mL加え懸濁した。その250μLずつを、上記に用意した、アウレオバシジウム培養液を4時間作用させたマクロファージ様細胞を調製した穴に加え、初期アポトーシスを誘導したJurkat細胞を3時間インキュベートさせた。作用後、貪食されていないJurkat細胞を取り除くために、各穴を滅菌PBSで3回洗浄した。その後、接着しているマクロファージ様細胞を剥がすため、Trypsin処理液(PBS−0.5mM EDTA+0.05% Trypsin)を0.5mL加えて、スクレーパーを用いて葉がした。Trypsinの作用をとめるために、新鮮なRPMI1640培地を0.5 mL加えた。その後、PBSで2回遠心洗浄し、97μLのPBSを加え懸濁し、3μLの抗CD14抗体−FITC(BD Pharming)を加え、60分暗室で反応させた。なお、この抗CD14抗体−FITCは、マクロファージ様細胞の細胞表面に発現する膜蛋白であるCD14に結合することにより、マクロファージ様細胞を特異的に標識することができる。
反応後、PBSで2回洗浄した後、0.5mLのPBSを加え懸濁し、フローサイトメーターを用いて解析した。その結果、1000倍希釈アウレオバシジウム培養液に1μMの化合物1を添加したマクロファージ様細胞では、アウレオバシジウム培養液のみ添加したマクロファージ様細胞や化合物1のみ添加したマクロファージ様細胞よりも高い貪食能を示す結果になった(図9参照)。すなわち、アウレオバシジウム培養液と化合物1とは、それぞれ異なるマクロファージの貪食能活性化機構を有していることから、これらを併用することにより、マクロファージ貪食能活性作用において相乗的な効果が得られることが示された。

Claims (2)

  1. アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物を培養して得られる培養物と下記化合物(1)とを有効成分として含有するマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物であって、前記化合物(1)の投与量が終濃度で10μM以上である、前記サイトカイン産生促進組成物;
    Figure 0005559173
  2. 前記アウレオバシジウム属(Aureobasidium sp.)に属する微生物は、アウレオバシジウム プルランス M−1(Aureobasidium pullulans M−1)(FERM BP−08615)またはアウレオバシジウム プルランス M−2(Aureobasidium pullulans M−2)(FERM BP−10014)である請求項1に記載のマクロファージにおけるサイトカイン産生促進組成物。
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