【実施例】
【0026】
実施例1:エダラボンとボルネオールとの組成物の、筋萎縮性側索硬化症遺伝子改変マウスに対する治療作用の研究
1材料と方法
1.1 試験動物
ヒト銅/亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ(SOD1)(G93A突然変異体)を持つ遺伝子改変マウス(B6SJL−TgN[SOD1−G93A]1Gur)及び野生型B6SJL F1マウスは南京大学から購入された。マウスの保存及び繁殖方法は、一匹の野生型雌マウスを一匹の遺伝子改変雄マウスと交配させ、その子世代の若いマウスの尻尾から抽出されたDNAを、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により同定した。
【0027】
1.2 薬品と試薬
エダラボンとボルネオールとの組成物であり、質量比が4:1である(前記ボルネオールは2−ボルネオールである);
エダラボン(化学名:3−メチル−1−フェニル−2−ピラゾリン−5−オン);
ボルネオール(化学名:2−ボルネオール)。
【0028】
1.3 試験方法
1.3.1 B6SJL−TgN(SOD1−G93A)1Gurマウスの繁殖、スクリーニング:
B6SJL−TgN(SOD1−G93A)1Gur雄マウス5匹について、日齢60日の時からB6SJLF1健常雌マウスと、1匹の雄対3匹の雌で交配し始めた。子世代のマウスについて、尻尾をカットしてDNAを抽出し(キットの要求に従い)、SOD1プライマーである5′−CATCAGCCCTAATCCATCTGA−3′及び5′−CGCGACTAACAATCAAAGTGA−3′を加えて30サイクルのPCRにより増幅させ、200〜300bpの間のSOD1遺伝子バンドを確定した。SOD1突然変異遺伝子のないマウスを淘汰した。
【0029】
1.3.2 行動学的測定:
文献に記載の方法により、マウスをロータロッドデバイス(60Hz/min,Φ90mm)に置き、マウスをロータロッドに置いてから落下するまでの時間を記録した。各マウスを各時点で3回測定し、マウスがロータロッドに滞留する時間が最も長い1回を取ってマウスの運動機能を示し、時間が180sよりも長いと測定を停止し、180sで計算した。SOD1遺伝子突然変異マウスを日齢60日からロータロッドデバイスで運動機能を測定した。以後、死亡まで、10日間ごとに1回観察測定した。
【0030】
1.3.3 治療過程
1.3.3.1 実験用量設定及びグループ分け:
文献に記載のエダラボン(SOD1−G93Aマウス15mg/kg,SOD1−H46Rラット3−6mg/kg)及びその脳虚血動物モデルにおける有効用量(SDラット6mg/kg)の換算によれば、エダラボンの用量は12mg/kgに設定され、エダラボンとボルネオールとの組成物が15mg/kg(エダラボンの用量が12mg/kg、ボルネオールが3mg/kg)に設定され、ボルネオールが3mg/kgに設定された。
【0031】
SOD1遺伝子突然変異マウスは日齢70日の時に運動機能の様子によって、マウスをランダムに4群に分けた。それぞれ、SOD1遺伝子突然変異対照群、エダラボンとボルネオールとの組成物15mg/kg治療群、エダラボン12mg/kg治療群、ボルネオール3mg/kg治療群とし、また、SOD1突然変異遺伝子を有さないB6SJL健常マウス対照群を設定した。各群は1群当たり14匹であり、雌雄は半分ずつである。
【0032】
1.3.3.2 投与実験:
グループ分けた日から、各群の動物に、1日1回で、死亡まで腹腔内注射投与した。健常対照及びSOD1遺伝子突然変異対照群動物に同体積の生理食塩水を与えた。
【0033】
1.3.4 発症時間及び生存時間:
マウスはロータロッド上に滞留する時間がその前回の測定時間より30%以上低下した場合、筋力低下と確定した。該運動機能の変化及びマウスの前肢振戦の有無によってマウスの発症時間を確定した。マウスが滑らかな平面に30s仰臥して立ち直り反射をすることができない場合、又は単眼、両眼に重大な感染が発生した場合、マウスが死亡すると確定して殺した。マウスの誕生から死亡までの時間は、マウスの生存時間とする。
【0034】
1.4 統計処理:SPSS統計ソフトウェアを利用して分散分析を行った(多群比較)。
【0035】
2 試験結果
2.1 SOD1−G93Aマウス生存時間に対する影響
SOD1−G93A対照群マウスは日齢約113dの時に発症し始め、平均生存時間は(138.4±4.6)日である。組成物群、エダラボン群はマウス70日の時に投与し始め、マウス発症時間に影響がないが、マウスの生存時間を著しく延長することができ、組成物群の平均生存時間は(151.1±7.0)日であり、エダラボンは(144.6±3.7)日であり、ボルネオールの生存時間に対する影響はモデル群と比べて有意差がなく、(141.3±3.6)日である。組成物の生存時間はエダラボン及びボルネオール単剤より著しく長く、組成物の薬効か2つの単剤より著しく良好であることを示し、表1に示される。B6SJL健常マウスは臨床症状がなく、生存時間が1年以上である。
【0036】
金氏公式q=E(a+b)/(Ea+Eb−Ea×Eb)によって組成物においてエダラボンとボルネオールとが相乗作用があるかどうかを評価した。式において、E(a+b)は併用薬物の有効率であり、Ea、EbはそれぞれA薬、B薬単独投与の有効率である。q値は0.85〜1.15の範囲内であると、両薬併用の簡単な加算であり、q値>1.15の時、増強を示し、q値<0.85の時、両薬併用が拮抗作用を有することを示す。上記の式で計算したところ、q=1.37であり、組成物の成分同士が相乗作用を有し、併用投与が単独投与より良好であることを示している。
【0037】
【表1】
【0038】
2.2 SOD1−G93Aマウス運動機能に対する影響
図1から分かるように、組成物、エダラボンは全てSOD1−G93Aマウスの筋力低下を著しく軽減し、動物運動機能を改善することができ、110、120、130日齢の時にロータロッド時間に対する影響はモデル対照群と比べて、有意差がある(p<0.05);ボルネオールも病気の進行をある程度遅らせる傾向があるが、130日齢の時だけ、ロータロッド時間に対する影響はモデル群と比べて、有意差がある(p<0.05)。そして、110、120、130日齢の時、組成物の作用は、エダラボン及びボルネオールより有意に良好である(p<0.05)。
【0039】
実施例2:エダラボンとボルネオールとの組成物の、筋萎縮性側索硬化遺伝子改変マウスの学習・記憶に対する影響
1 材料と方法
【0040】
1.1 試験動物
ヒト銅/亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ(SOD1)(G93A突然変異体)を持つ遺伝子改変マウス(B6SJL−TgN[SOD1−G93A]1Gur)及び野生型B6SJL F1マウスは南京大学から購入された。マウスの保存及び繁殖方法は、一匹の野生型雌マウスを一匹の遺伝子改変雄マウスと交配させ、その子世代の若いマウスの尻尾から抽出されたDNAを、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により同定した。
【0041】
1.2 薬品と試薬
エダラボンとボルネオールとの組成物(前記ボルネオールは2−ボルネオールである);
エダラボン(化学名:3−メチル−1−フェニル−2−ピラゾリン−5−オン);
ボルネオール(化学名:2−ボルネオール)。
【0042】
1.3 試験方法
1.3.1 B6SJL−TgN(SOD1−G93A)1Gurマウスの繁殖、スクリーニング:
B6SJL−TgN(SOD1−G93A)1Gur雄マウス5匹について、日齢60日の時からB6SJLF1健常雌マウスと、1匹の雄対3匹の雌で交配し始めた。子世代のマウスについて、尻尾をカットしてDNAを抽出し(キットの要求に従い)、SOD1プライマーである5′−CATCAGCCCTAATCCATCTGA−3′及び5′−CGCGACTAACAATCAAAGTGA−3′を加えて30サイクルのPCRにより増幅させ、200〜300bpの間のSOD1遺伝子バンドを確定した。SOD1突然変異遺伝子のないマウスを淘汰した。
【0043】
1.3.2 実験過程
1.3.2.1実験用量設定及グループ分け:
文献に記載のエダラボン(SOD1−G93Aマウス15mg/kg,SOD1−H46Rラット3−6mg/kg)及びその脳虚血動物モデルにおける有効用量(SDラット6mg/kg)の換算によれば、エダラボンの用量は12mg/kgに設定され、エダラボンとボルネオールとの組成物が15mg/kg(エダラボンの用量が12mg/kg、ボルネオールが3mg/kg)に設定され、ボルネオールが3mg/kgに設定された。
【0044】
SOD1遺伝子突然変異マウスは日齢70日の時に運動機能の様子によって、マウスをランダムに4群に分けた。それぞれ、SOD1遺伝子突然変異対照群、エダラボンとボルネオールとの組成物15mg/kg治療群、エダラボン12mg/kg治療群、ボルネオール3mg/kg治療群とし、また、SOD1突然変異遺伝子を有さないB6SJL健常マウス対照群を設定した。各群は1群当たり14匹であり、雌雄は半分ずつである。
【0045】
1.3.2.2 実験投与:
グループ分けの日から、各群の動物に、1日1回で、行動学的検出が完成するまで腹腔内注射投与した。健常対照及びSOD1遺伝子突然変異対照群動物に同体積の生理食塩水を与えた。
【0046】
1.3.2.3 行動学的検出
動物は約90日齢の時に受動的回避実験を行って、学習・記憶能力を測定した。実験装置は明室と暗室に分けられ、明室は5W LEDランプで照明し、両室の間に小さなドアがある。実験は3日間に分けて行った。1日目に、動物に適応的な訓練を与え、マウスの顔を入り口に背向して明室に入れ、明室、暗室で自由活動させ、両室ではいずれも電気刺激を与えなく、持続時間は5minである。2日目に学習実験を行い、検出する時にマウスの顔を入り口に背向して明室に入れ、同時にタイマーを起動し、動物は入り口を通って暗室に入って電撃(0.19mA)を受けた時点で、記録した時間は潜伏期間であり、同時に5min以内での、マウスが暗室に入る暗所回避(エラー)回数を記録した。3日目に記憶実験を行い、各マウスを明室に入れてから暗室に入るまでの時間を記録し、5minでまだ暗室に入っていない場合、潜伏期間を300sとして記録し、同時に5min以内での、マウスが暗室に入る暗所回避(エラー)回数を記録した。
【0047】
1.4 統計処理:SPSS統計ソフトウェアを利用して分散分析を行った(多群比較)。
【0048】
2 試験結果
2.1 受動的回避実験における暗室に入る潜伏期間に対する影響
受動的回避実験における暗室に入る潜伏期間に対する影響を
図2(ヒストグラムデータは平均±標準誤差を表す。***P<0.001、生理対照群との比較であり;#P<0.05,##P<0.01、モデル群との比較である。)に示す。学習実験において、単一因子分散分析を経て、各群の間に有意差はなかった。記憶実験において、SOD1−G93Aモデル群は生理対照群と比較し、暗室に入る潜伏期間が著しく短縮された(p<0.05)。組成物及びエダラボン群はモデル群と比較し、暗室に入る潜伏期間は著しく延長され(p<0.05)、ボルネオールの作用は明らかではなかった。実験の結果から、SOD1−G93A動物は病気の進行過程において学習記憶能力が著しく低下し、エダラボンとボルネオールとの組成物及びエダラボンは記憶機能障害を顕著に改善することができ、且つ組成物の薬効は単剤より良好であることが示された。
【0049】
金氏公式q=E(a+b)/(Ea+Eb−Ea×Eb)によって組成物においてエダラボンとボルネオールとが相乗作用があるかどうかを評価した。式において、E(a+b)は併用薬物の有効率であり、Ea、EbはそれぞれA薬、B薬単独投与の有効率である。q値は0.85〜1.15の範囲内であると、両薬併用の簡単な加算であり、q値>1.15の時、増強を示し、q値<0.85の時、両薬併用が拮抗作用を有することを示す。上記の式で計算したところ、q=1.29であり、組成物の成分同士が相乗作用を有し、併用投与が単独投与より良好であることを示している。
【0050】
2.2 受動的回避実験における暗所回避(エラー)回数に対する影響
受動的回避実験におけるエラー回数に対する影響を
図3(ヒストグラムは平均±標準誤差を表す。***P<0.001、生理対照群との比較であり;#P<0.05、##P<0.01、モデル群との比較である。)に示す。学習実験において、単一因子分散分析に経て、各群の間に有意差はなかった。記憶実験において、モデル群は生理対照群と比較し、暗所回避(エラー)回数が著しく増加している(p<0.05)。組成物及びエダラボン群はモデル群と比較し、暗所回避(エラー)回数が著しく減少し(p<0.05)、ボルネオールの作用は明らかではなかった。実験の結果から、SOD1−G93A動物は病気の進行過程において学習記憶能力が著しく低下し、エダラボンとボルネオールとの組成物及びエダラボンは記憶機能障害を顕著に改善することができ、且つ組成物の薬効は単剤より良好であることを示している。
【0051】
上記の金氏公式で計算したところ、q=1.25であり、組成物の成分同士が相乗作用を有し、併用投与が単独投与より良好であることを示している。
【0052】
実施例3 エダラボンとボルネオールとの組成物の、筋萎縮性側索硬化遺伝子改変マウスに対する治療作用の研究
1 材料と方法
1.1 試験動物
筋萎縮性側索硬化遺伝子改変マウス(B6SJL−Tg(SOD1*G93A)1Gur/JNju、以下、単にSOD1−G93Aマウスと称する)及び野生型対照マウスは南京大学−南京生物医薬研究所から購入された。
【0053】
1.2 薬品と試薬
エダラボンと天然ボルネオールとの組成物(エダラボンと天然ボルネオールとの質量比は4:1である);
エダラボン;
リルゾール。
【0054】
1.3 試験方案
1.3.1 実験グループ分け
実験動物は6群に分けられ、それぞれ野生対照(Wt)群、モデル(Tg)群、陽性薬であるリルゾール(Tg−Riluzole)群、陽性薬であるエダラボン15mg/kg(Tg−E15)群、組成物5mg/kg(Tg−C5群、15mg/kg(Tg−C15)群とした。組成物において、エダラボンと天然ボルネオールとの質量比は4:1である。
【0055】
1.3.2 投与実験
動物10週齢から投与し始めて生存期間全体に渡って投与した。1日1回、各用量の組成物及び陽性薬であるエダラボン群を腹腔内注射した。陽性薬であるリルゾール群薬物を100μg/mlで飲用水に溶解させて投与した。野生対照群及びモデル群動物に対応する体積の溶媒を腹腔内注射した。
【0056】
1.3.3 実験過程
動物10週齢から、1週1回、運動機能(運動能力スコア、ロータロッド実験)をモニタリングした。動物ロータロッド実験においてロッドから連続して2回落下することを動物発症のサインとする。動物が片側に配置されている場合、30秒以内で立ち直りすることができないことを病気の終点と定義し、安楽死させた。
【0057】
1.3.4 検出指標
体重、運動能力スコア、ロータロッド実験におけるロッドから落下するまでの潜伏期間の経時的変化,発症時間,生存時間を病気の進行を観察する指標とする。
【0058】
1.3.5 試験方法
1.3.5.1 運動機能スコア
後肢:3、衰弱なし;2、一肢の麻痺(尻尾を持ち上げる時に、一肢が振戦する);1、下肢の不全麻痺(両足が衰弱するが、動くことができる);0、下半身麻痺(足が動かない)
前肢:3、衰弱なし;2、不全麻痺(ロッドをわずかに握ることができる);1、半身不随(ロッドを握ることができないが、胸部を支えて地面から離れることができる);0、胸部を支えて地面から離れることができない
胴体:1、ロータロッドから落下する時、胴体を捻ることができる;0、上記の動作をすることができない
全身活動性:3,走ることができる;2、歩く又は這うことができる;1、立ち直ることができる;0、30秒以内で立ち直ることができない
各部分のスコアを加算して運動機能スコアの合計スコアにする。
【0059】
1.3.5.2 ロータロッド実験
10週目に3日間連続的に訓練し、11週目に検出し始め、ロータロッドの回転数が14rpmであり、動物がロッドからの落下するまでの潜伏期間を記録し、最も長い持続時間が180sで、合計3回行い、持続時間が最も長い1回を記録した。
【0060】
1 試験結果
2.1 SOD1−G93Aマウスの生存時間に対する影響
SOD1−G93A対照群マウスは日齢約110日で発症し始め、平均生存時間は(141.4.±11.1)日である。各投与群について、マウスの70日の時に投与し始め、マウスの発症時間に影響しないが、マウスの生存時間を著しく延長することができ、表2に示されている。組成物の生存時間に対する延長作用はある用量−効果関係があり、高用量の作用は陽性薬であるエダラボン及びリルゾールより良好である。野生対照マウスは臨床症状がなかった。
【0061】
【表2】
【0062】
2.2 SOD1−G93Aマウスの体重に対する影響
図4から分かるように、SOD1−G93A対照群マウスの体重は16週から徐々に低下し、モデル群と比較し、各投与群は全てSOD1−G93Aマウス体重低下の進行を異なる程度遅くすることができ、中で、リルゾール(Tg−Riluzole)群及び組成物の高用量(Tg−C15)群動物は、体重が21週齢の時にモデル対照群より著しく高かった(p<0.05)。
【0063】
2.3 SOD1−G93Aマウス運動機能に対する影響
2.3.1 SOD1−G93Aマウス運動機能スコアに対する影響
図5から分かるように、SOD1−G93A対照群マウスの運動機能スコアは16週から徐々に低下した。モデル群と比較し、各投与群は、SOD1−G93Aマウスの運動機能劣化の進行を異なる程度遅らせることができる。リルゾール及び組成物の高用量群マウスでは、16−21週齢時のスコアがモデル群より著しく高く(p<0.05)、エダラボン群では、動物17、20、21週齢のスコアがモデル群より著しく高く(p<0.05)、組成物の低用量群では、動物21週齢のスコアがモデル群より著しく高かった(p<0.05)。組成物の薬効はある用量−効果関係があり、高用量の作用は陽性薬であるエダラボン及びリルゾールより良好である。
【0064】
2.3.2 SOD1−G93Aマウスのロータロッド実験におけるロッドからの落下するまでの時間に対する影響
図6から分かるように、SOD1−G93A対照群は、ロータロッド実験におけるロッドからの落下するまでの時間が16週から徐々に減少した。モデル群と比較し、各投与群では全てSOD1−G93Aマウスのロッドから落下するまでの時間を著しく遅らせることができ、動物運動機能を改善するリルゾール及び組成物の高用量群では、マウス16−21週齢時のロッドからの落下するまでの時間が全てモデル群より著しく高く(p<0.05)、エダラボン群では動物16、19、20、21週齢のロッドからの落下するまでの時間が全てモデル群より著しく長く(p<0.05)、組成物の低用量群では動物19、20、21週齢のロッドからの落下するまでの時間が全てモデル群より著しく長かった(p<0.05)。組成物の薬効はある用量−効果関係があり、高用量の作用は陽性薬であるエダラボン及びリルゾールより良好である。