【実施例】
【0038】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例に記載された態様に限定されるものではない。
【0039】
[実施例1]
マウスの尿道から過酸化水素を投与して、慢性膀胱炎モデルマウスを作製し、その性質を確認した。
【0040】
(1)慢性膀胱炎モデルマウスの作製方法
過酸化水素を注入するマウスとして、5〜6週齢の雌性C57BL/6Jマウス(日本エスエルシー株式会社)を使用した。マウスの生育は、20〜26℃、35%〜75%の相対湿度および12時間の明暗周期に維持した飼育ケージを使用し、明期は、午前8時から自動的に開始させ、飼育ケージ1つあたり4〜6匹のグループとした。マウスには、食料および水を自由に与えた。
【0041】
そして、前記マウスへのH
2O
2の投与は、以下のようにして行った。まず、カテーテルを通じて尿が観察されるまで、イソフルラン麻酔下、24−Gポリプロピレンカテーテルを膀胱に挿入し、尿が排出されるまで、下腹部をわずかに圧迫した。ついで、生理食塩水(大塚製薬株式会社)にH
2O
2(三徳化学工業株式会社)を溶解させて、所定濃度(1.5v/v%)のH
2O
2溶液を調製し、前記H
2O
2溶液50μLを、カテーテルを通じて膀胱に注入した。30分後に、前記H
2O
2溶液を膀胱に再度注入した。このようにして、実施例の慢性膀胱炎モデルマウスを得た。
【0042】
比較例は、薬剤として、前記H
2O
2に代えてシクロホスファミド(和光純薬工業株式会社)を使用した。具体的には、生理食塩水(大塚製薬株式会社)にシクロホスファミド(和光純薬工業株式会社)を溶解させて、15mg/mLのシクロホスファミド溶液を調製し、これを体重1kgあたりシクロホスファミド300mgとなるように、前記マウスに腹腔内投与した。また、コントロールは、薬剤は未添加とし、前記にH
2O
2に代えて、生理食塩水(大塚製薬株式会社)50μLを、前記マウスに腹腔内投与した。このようにして、比較例のモデルマウスおよびコントロールのモデルマウスを得た。
【0043】
前記実施例、比較例およびコントロールのモデルマウスについて、以下に示す各特性を確認した。なお、各特性の結果は、SASプログラム(Ver.8.2、SAS Institute社)を用いて、統計的に分析し、平均±S.E.Mとして示した。また、各特性の結果は、一元配置ANOVAまたは一元配置反復測定ANOVAを行った後に、事後ダネット比較検定を行うことによって、統計的に分析し、すべての結果について、P値が0.05未満の場合に、統計的に有意であると判断した。
【0044】
(2)排尿回数および膀胱重量の測定
前記(1)の作製方法において、前記H
2O
2投与(1.5v/v%)または前記シクロホスファミド投与後3時間、1日目および7日目のマウス(それぞれn=6)について、排尿回数および膀胱重量を測定した。また、コントロールとして、生理食塩水を投与したマウス(n=6)についても、排尿回数および膀胱重量を測定した。排尿回数は、以下のように測定した。まず、前記モデルマウスを、濾紙(アドバンテッククロマトグラフィー用濾紙No.50、東洋濾紙株式会社)を敷いた透明なプラスチックケージ(20cm×25cm×14cm:幅×長さ×高さ)内で、前記生育条件下に30分間適応させた。つぎに、濾紙を新しいものに交換し、前記マウスを15分間自由に行動させ、前記マウスの行動を録画した。その後、録画内容を確認して、前記濾紙上の排尿スポット(染み)の数を数えることによって、15分間における排尿回数を測定した。また、膀胱重量は、前記マウスから膀胱を取り出し、その湿重量として測定した。なお、排尿回数および膀胱重量は、同条件で処理したマウス群から任意に6匹を選択して測定した。
【0045】
これらの結果を
図1に示す。
図1は、モデルマウスにおける15分あたりの排尿回数および膀胱重量を示すグラフである。
図1において、左の上下のグラフが、排尿回数、右の上下のグラフが、膀胱重量の結果であり、上の2つのグラフが、シクロホスファミドを投与した比較例のモデルマウス、下の2つのグラフが、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスの結果である。また、
図1において、「Control」は、薬剤未投与の結果であり、「3h、1dおよび7d」は、それぞれ、薬剤投与後3時間、1日目および7日目の結果である。
【0046】
図1に示すように、比較例のモデルマウスの排尿回数は、投与後3時間において増加していたが、その後、急激に減少し、投与後7日目には薬剤未投与とほぼ同じ状態になった。一方、実施例のモデルマウスの排尿回数は、投与後、次第に増加し、投与後7日目においても、投与後1日目よりも、さらに増加する傾向が確認された。また、比較例のモデルマウスの膀胱重量は、投与後3時間において増加しており、投与後1日目は、その状態が維持されていたが、投与後7日目には薬剤未投与とほぼ同じ状態になった。一方、実施例のモデルマウスの膀胱重量は、投与後3時間において増加しており、投与後7日目においても、その状態が維持されていた。これらの結果は、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスでは、シクロホスファミドを投与した比較例のモデルマウスと比較して、膀胱炎の症状が持続する期間が極めて長いことを示している。
【0047】
(3)膀胱の粘膜透過性および血管透過性の測定
膀胱の粘膜透過性および血管透過性の測定を行った。具体的には、粘膜透過性を評価するために、前記(1)の作製方法において、H
2O
2未投与(n=6)、あるいは前記H
2O
2(1.5v/v%)投与後3時間、1日目および7日目のマウス(それぞれn=6、4および10)について、カテーテルを用いて、滅菌生理食塩水に溶解させた5%エバンスブルー(ナカライテスク株式会社)0.05mLを膀胱内に注射した。また、血管透過性を評価するために、H
2O
2未投与、あるいは前記H
2O
2(1.5v/v%)投与後3時間、1日目および7日目のマウス(それぞれn=6)について、滅菌生理食塩水に溶解させた5%エバンスブルー0.1mLを尾静脈に注射した。注射後30分に、前記モデルマウスから膀胱を取り出した。そして、膀胱をホルムアミド1mL中で一晩加熱(56℃)し、エバンスブルーを抽出した。得られた抽出液における色素(エバンスブルー)濃度(μg/mL)を、分光光度計(Bio−Rad)により定量することによって、膀胱の粘膜透過性および血管透過性をそれぞれ評価した。
【0048】
これらの結果を
図2に示す。
図2は、モデルマウスの膀胱における粘膜透過性および血管透過性を、色素濃度により示すグラフである。
図2において、左のグラフが、粘膜透過性、右のグラフが、血管透過性の結果であり、「Control」は、薬剤未投与の結果であり、「3h、1dおよび7d」は、それぞれ、薬剤投与後3時間、1日目および7日目の結果である。
【0049】
図2に示すように、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスの粘膜透過性は、投与後に増加し、投与後1日目においてもその状態が維持されていたが、投与後7日目においては、薬剤未投与とほぼ同じ状態になった。また、前記実施例のモデルマウスの血管透過性は、投与後に増加し、投与後7日目においてもその状態が維持されていた。これらの結果は、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスでは、膀胱粘膜層におけるバリヤー機構の障害および破綻により炎症が惹起されるが、バリヤー機構の障害および破綻が数日以内に治癒した後も、血管透過性の増加を伴った膀胱炎の症状が持続することを示している。
【0050】
(4)膀胱の組織学的検査
前記(1)の方法で作製したH
2O
2を投与した実施例のモデルマウスまたは生理食塩水を投与したコントロールのモデルマウスに対し、ペントバルビタールナトリウム麻酔下、カリウムフリーのリン酸緩衝生理食塩水を経心臓的に灌流させた。ついで、前記モデルマウスから膀胱を取り出し、縦方向に分割した膀胱組織を、一晩、4%パラホルムアルデヒドで後固定し、パラフィンに包埋した。得られたパラフィン包埋組織を5μmの切片に切断し、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。そして、染色後の前記組織を、顕微鏡システム(BZ−8100;株式会社キーエンス)により観察した。
【0051】
これらの結果を
図3および
図4に示す。
図3は、染色した膀胱組織の顕微鏡写真であり、
図4は、
図3の拡大写真である。
図3および
図4において、上段の写真が、生理食塩水を投与したコントロールのモデルマウス、下段が、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスの結果である。
【0052】
図3および
図4に示すように、実施例のモデルマウスの膀胱は、コントロールのモデルマウスと比較して、投与後3時間あるいは1日目においては、膀胱壁の欠失(例えば、
図3における3時間後の写真中の矢印部分)、薄層化および間質の肥大化が生じていた。投与後7日目においては、膀胱壁の欠失および薄層化は元の状態に戻っていたが、間質層の肥大化はその状態が維持されていた。また、実施例のモデルマウスの膀胱は、コントロールのモデルマウスと比較して、間質内において白血球等の炎症系細胞の浸潤が確認され、投与後7日目においてもその状態が維持されていた(例えば、
図4における7日目の写真中の矢印部分)。これらの結果は、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスでは、まず、膀胱壁の欠失および薄層化が生じ、膀胱炎の症状が惹起されるが、膀胱壁の欠失および薄層化が数日以内に治癒した後も、炎症系細胞の浸潤を伴った膀胱炎の症状が持続することを示している。
【0053】
(5)既存治療薬の薬効効果の確認
前記(1)の方法で作製した、H
2O
2の投与後7日目の実施例のモデルマウスに対して、既存治療薬の腹腔内投与を行った。前記既存治療薬として、適用外使用の薬剤であり、慢性膀胱炎の治療薬として十分ではないことが報告されているものを使用した。具体的には、三環系抗うつ薬であるアミトリプチリン(AMT、1mg/kg)、非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)であるインドメタシン(IND、3mg/kg)、抗コリン薬であるオキシブチニン(OXY、3mg/kg)、オピオイド鎮痛薬であるモルヒネ(MOR、3mg/kg)を使用した。体重あたりの投与量は、それぞれ、括弧内に示す。なお、アミトリプチリン(n=7)、インドメタシン(n=7)、オキシブチニン(n=7)およびモルヒネ(n=6)は、使用直前に、5%DMSOおよび2%Tween80(ナカライテスク株式会社)を含む生理食塩水(n=7)に溶解させて使用した。また、コントロールとして、前記既存治療薬に代えて、生理食塩水(n=6)を同様に腹腔内投与した(V)。そして、前記既存治療薬の投与後30分に、前記(2)と同様の方法により、排尿回数および膀胱重量を測定した。また、前記(1)の方法で作製したコントロールのモデルマウスについて、前記既存治療薬を投与することなく、同様に排尿回数および膀胱重量を測定した。
【0054】
これらの結果を
図5に示す。
図5は、左が、モデルマウスにおける15分あたりの排尿回数を示すグラフであり、右が、膀胱重量を示すグラフである。
図5の両グラフにおいて、各バーは、左から、コントロールモデルマウス(saline)、生理食塩水投与の実施例モデルマウス(V)、AMT投与の実施例モデルマウス、IND投与の実施例モデルマウス、OXY投与の実施例モデルマウス、および、MOR投与の実施例モデルマウスの結果である。
【0055】
図5に示すように、これらの既存治療薬を投与した実施例モデルマウスの排尿回数は、前記既存治療薬を未投与の実施例モデルマウス(V)と比較して、有意に減少した。一方、これらの既存治療薬を投与した実施例モデルマウスと、前記既存治療薬を未投与の実施例モデルマウスとの間で、膀胱重量の増加に有意差は認められなかった。これらの結果は、前記既存治療薬が排尿回数を低減させたものの、膀胱炎を治療できたことを示すものではなかった。つまり、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスが、慢性膀胱炎の症状を適切に表しており、慢性膀胱炎の治療薬のスクリーニングならびに評価に使用できることを示している。
【0056】
(6)炎症性サイトカインおよび線維化マーカーの発現
前記(1)の作製方法において、前記H
2O
2投与(1.5v/v%)後、3時間、1日目および7日目の実施例モデルマウス(それぞれn=4)について、炎症性サイトカインであるインターロイキン−1β(IL−1β)、腫瘍壊死因子(Tumor Necrosis Factor(TNF))−αおよびインターロイキン−6(IL−6)、ならびに、線維化マーカーであるトランスフォーミング増殖因子(Transforming Growth Factor(TGF))-βの発現を確認した。具体的には、前記マウスから膀胱を取り出し、常法に基づいて、トータルRNAを抽出し、Real−Time RT−PCR法により、各炎症性サイトカインおよび線維化マーカーのmRNAの発現量を測定した。また、薬剤未投与のコントロールモデルマウスについても、同様に炎症性サイトカインおよび線維化マーカーのmRNAの発現量を測定した(n=3)。
【0057】
これらの結果を
図6に示す。
図6は、モデルマウスの膀胱における各炎症性サイトカイン(IL−1β、TNF−αおよびIL−6)および線維化マーカー(TGF-β)のmRNAの発現量を示すグラフである。
図6の各グラフにおいて、「Control」は、薬剤未投与のコントロールモデルマウスの結果であり、「3h、1dおよび7d」は、それぞれ、H
2O
2投与後3時間、1日目および7日目の実施例モデルマウスの結果である。
【0058】
図6に示すように、実施例モデルマウスにおいて、IL−6は、H
2O
2投与後3時間をピークに徐々に減少したが、IL−1βおよびTNF−αは、投与後3時間から発現誘導が認められ、7日目でもほぼ持続していた。また、
図6に示すように、実施例モデルマウスにおいて、線維化マーカーであるTGF−βは、徐々に発現が増加した。これらの結果は、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスでは、膀胱炎の症状が持続する期間が極めて長く、さらに、膀胱の線維化も生じていることを示している。膀胱の線維化は、症状の持続が短い急性膀胱炎で見られる所見ではなく、症状の持続が長い慢性膀胱炎で見られる所見である。このことからも、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスが、慢性膀胱炎の症状を適切に表していることがわかる。
【0059】
[実施例2]
マウスの尿道から過酸化水素を投与して、慢性膀胱炎モデルマウスを作製し、膀胱痛の評価を行った。
【0060】
(1)膀胱痛の評価
膀胱痛の評価を行った。具体的には、前記実施例(1)の作製方法において、生理食塩水投与後1日目および7日目のマウス(それぞれn=7および12)、あるいはH
2O
2(1.5v/v%)投与後1日目および7日目のマウス(それぞれn=6および15)について、イソフルラン麻酔下で、カテーテルを用いて、50μLの生理食塩水を膀胱内に注入した。前記注入後、前記膀胱内に注入した生理食塩水は排出させず、前記カテーテルを抜去した。つぎに、前記マウスを麻酔から回復させ、回復後20分間の行動をビデオ撮影し、下腹部へのlicking行動(舐め行動)を行う時間を測定することによって、膀胱痛を評価した。
【0061】
これらの結果を
図7に示す。
図7は、モデルマウスの舐め行動の時間を示すグラフである。
図7において、横軸は、薬剤投与後の日数を示し、縦軸は、舐め行動の時間を示す。また、
図7において、「Saline」は、生理食塩水投与のコントロールのモデルマウスの結果であり、「1.5%H
2O
2」は、実施例のモデルマウスの結果である。
【0062】
図7に示すように、生理食塩水投与のコントロールのモデルマウスは、いずれの日数においても、舐め行動の時間は、変化しなかった。これに対して、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスの舐め行動の時間は、投与後7日目において増加し、投与後14日目(図示せず)においてもその状態が維持されていた。これらの結果は、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスでは、遅発性且つ持続性の膀胱痛が生じていることを示している。
【0063】
(2)既存治療薬の薬効効果の確認
前記実施例2(1)の方法で作製した、H
2O
2の投与後7日目の膀胱痛の評価に用いた実施例のモデルマウスに対して、膀胱内に生理食塩水を注入する30分前に、既存治療薬の腹腔内投与を行った。前記既存治療薬および前記既存治療薬の体重あたりの投与量は、前記実施例1(5)と同様とした。なお、アミトリプチリン(n=12)、インドメタシン(n=6)、オキシブチニン(n=5)およびモルヒネ(n=11)は、使用直前に、5%DMSOおよび2%Tween80(ナカライテスク株式会社)を含む生理食塩水に溶解させて使用した。また、コントロールとして、前記既存治療薬に代えて、5%DMSOおよび2%Tween80を含む生理食塩水(n=15)を同様に腹腔内投与した(Veh)。そして、前記実施例2(1)と同様にして、舐め行動の時間を測定した。また、前記実施例2(1)の方法で作製したコントロールのモデルマウスについて、前記既存治療薬を投与することなく、同様に舐め行動の時間を測定した(n=12)。
【0064】
これらの結果を
図8に示す。
図8は、モデルマウスの舐め行動の時間を示すグラフである。
図8において、各バーは、左から、コントロールのモデルマウス(saline)、生理食塩水投与の実施例のモデルマウス(Veh)、MOR投与の実施例のモデルマウス、AMT投与の実施例のモデルマウス、OXY投与の実施例のモデルマウスおよびIND投与の実施例のモデルマウスの結果である。
【0065】
図8に示すように、MORまたはAMTを投与した実施例のモデルマウスの舐め行動の時間は、未投与の実施例のモデルマウス(Veh)と比較して有意に減少した。一方、OXYまたはINDを投与した実施例のモデルマウスの舐め行動の時間は、未投与の実施例のモデルマウス(Veh)と比較して有意な差はみられなかった。ヒトの慢性膀胱炎において、MORおよびAMTは、膀胱痛の症状緩和に使用されており、他方、OXYおよびINDは、膀胱痛の症状緩和には、ほとんど効果がないことが知られている。このため、前記既存治療薬を実施例のモデルマウスに投与した結果は、ヒトの慢性膀胱炎における結果と一致する。つまり、H
2O
2を投与した実施例のモデルマウスが、慢性膀胱炎における膀胱痛の症状を適切に表しており、慢性膀胱炎の治療薬のスクリーニングならびに評価に使用できることを示している。
【0066】
以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。
【0067】
この出願は、2012年10月30日に出願された日本出願特願2012−238528を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。