JP2002020285A

JP2002020285A - 脳浮腫の治療または予防のための医薬または食品組成物

Info

Publication number: JP2002020285A
Application number: JP2001122869A
Authority: JP
Inventors: Hitoo Nishino; 仁雄西野; Kunio Torii; 邦夫鳥居; Toshiyuki Uneyama; 寿之畝山
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-01-23
Also published as: DE60107900T2; DE60107900D1; US20070098777A1; EP1161948B1; EP1161948A2; EP1161948A3; US20020119191A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】脳浮腫を治療し又は予防するための医薬又は
食品組成物の提供。【解決手段】脳血管の透過性を制御する血液脳関門、
特にアストログリアを薬物や虚血による損傷から優先的
に保護する作用を有するメラトニン（Ｎ−［２−（５−
ｍｅｔｈｏｘｙ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−３−ｙｌ）ｅｔｈ
ｙｌ］ａｃｅｔａｍｉｄｅ）を有効成分として含有する
医薬又は食品組成物及びそれらの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、脳浮腫を治療ま
たは予防するための組成物に関する。より詳しくは、メ
ラトニンを有効成分として含有する脳浮腫を治療または
予防するための食品または医薬組成物に関する。またこ
の発明は、上記組成物を製造するためのメラトニンの使
用にも関する。

【０００２】

【従来の技術】脳浮腫は、脳実質内の細胞間隙または細
胞内に水分が異常に貯留された状態を言い、その結果脳
組織は膨化する。頭蓋内での脳組織の膨化は、頭蓋内圧
を増加させる。従って一般的に脳浮腫により頭蓋内圧が
亢進する。脳浮腫は、その発症機序により、vasogenic
brain edemaとcytotoxic brain edemaとに大別されてい
る（Klatzo I., J Neuropatho. Exp. Neurol.,25; 1-1
4, 1967）。

【０００３】Vasogenic edema は、脳血管の損傷、そ
れによる血管透過性の変化が発症原因であり、脳腫瘍、
脳内出血等において多く見られる。血管透過性が変化し
た結果、水分が細胞間隙に移動し、細胞間隙において水
分が増加する。Cytotoxic edemaは、細胞の損傷、それ
による細胞膜透過性の変化が発症原因であり、低酸素
症、中毒（砒素中毒、一酸化炭素中毒等）、代謝障害
（糖尿病性昏睡、尿毒症等）において多く見られる。細
胞膜透過性が変化した結果、水分が細胞内に移動し、細
胞内において水分が増加する。

【０００４】さらに、上記の二つの浮腫とは別の観点か
ら、脳虚血や脳血流の低下によって生じる脳浮腫をisch
emic brain edemaと言い、脳虚血や脳血流の低下後、脳
血流が再開したときに見られる脳浮腫をpost-ischemic
brain edemaと言う。この分類による脳浮腫において
も、血管透過性の変化あるいは細胞膜透過性の変化がそ
の発症にかかわっているであろう。

【０００５】発症原因が血管透過性の変化であっても、
細胞膜透過性の変化であっても、一旦脳浮腫を患うと、
その脳浮腫自体が、頭蓋内圧の増加により、血流障害、
虚血、低酸素、脳ヘルニア等の二次障害をもたらし、こ
れら二次障害は、血管透過性や細胞膜透過性をさらに変
化させ、浮腫を拡大する。この脳浮腫自身による脳浮腫
の拡大は、他の樹木に火を移して拡大する山火事に似て
いる（Klatzo I & Seitelberger (eds): Brain Edema,
Springer-Verlag, New York, 1967）。この脳浮腫の
「山火事の如き拡大」は、脳がほかの組織とは異なり、
頭蓋内という限られた容積内に存在することによる、脳
浮腫の特性である。そして「山火事の如き拡大」は、脳
浮腫が生命を脅かす重篤な疾患にしている。

【０００６】脳浮腫の治療は、高張溶液、ステロイド、
利尿薬などの投与ならびに血栓溶解薬および末梢血流改
善薬等の補助薬を投与することによりなされている。高
張溶液は、グリセロールまたはマンニトールを主成分と
し（例えば、グリセロール１０％、フルクトース５％お
よび塩化ナトリウム0.9%）、血清浸透圧を上昇させるこ
とにより脳組織内の水分を血管内に移行させる作用を有
する。ステロイド薬は、細胞膜の強化等により抗脳浮腫
効果を発揮すると考えられている。

【０００７】高齢者の比率が高まると共に、脳塞栓症、
脳血栓症、脳梗塞症等の脳組織を傷める疾患を患う人の
数も高まり、脳浮腫を被る人の数も高まるであろう。し
たがって、脳浮腫の治療および予防は緊急の課題であ
る。

【０００８】メラトニン（N-[2-(5-methoxy-1H-indol-3
-yl)ethyl]acetamide）は、神経内分泌器官の一つの松
果体より分泌され、日内リズム形成に影響を与えている
（例えば、Chem. & Eng. News 45: 40, 1967）。この生
理作用のゆえに、メラトニンは、時差ボケとか深夜労働
により生じた睡眠障害、感情障害、機能等の症状を呈す
る日内リズム異常の治療に用いられている（例えば、Ba
rchas J. et al., Nature, 214: 919, 1967、およびMil
es A. et al., CRC Crit. Rev. in Clin. Lab. Sci., 2
5: 231-253, 1987）。

【０００９】またメラトニンは抗酸化作用を有する。例
えば、メラトニンは種々の生体成分が遊離酸素ラジカル
により酸化的劣化を受けることを防止する（in vitro）
（Reiter R. J. et al., Life Sci., 60(25): 2255-227
1 1997）。ライターは、脳内での酸素代謝により生じる
遊離酸素ラジカルが老化に伴う脳機能の低下に関与して
いる可能性があり、この脳機能の低下をメラトニンの抗
酸化活性により低減できる可能性があると述べている
（Reiter R. J., FASEB J., 9:526-533, 1995）。投与
されたメラトニンが、一過性虚血−再開通後の脳内NOの
生成を抑制し、遊離ラジカルによる脳の損傷を軽減する
ことが知られている（Guerrero J. M. et al., J. Pine
al Res., 23: 24-31, 1997）。

【００１０】また、特に脳虚血前または再開通間にメラ
トニンを腹腔内投与すると、メラトニンは虚血による海
馬CA1神経細胞を損傷から保護することが報告されてい
る(Sunghee Cho et al., Brain Res., 755 (2): 335-33
8, 1997)。加えて、松果体を除去して血中メラトニンが
検出されなくなったラットは、中大脳動脈結紮による脳
虚血モデルにおいて、組織の顕微鏡観察によって脳壊死
が正常ラットに比べて著しいことが報告されている（Ha
ri Manev et al., FASEB J.,10 (13): 1546-1551, 199
6）。

【００１１】WO97/20555には、虚血による軽度の運動機
能障害（フート・フォルト・レート0.01）を、メラトニ
ンおよびキヌレイン等を含む「レスキュウ溶液」を脳虚
血ラットに与えることにより、フート・フォルト・レー
ト0.002に低下できることが、開示されている（対照の
「レスキュウ溶液」を与えなかった群でのフート・フォ
ルト・レートは0.005）。フート・フォルト・テスト（H
ernandez-Schallert foot-fault test）とは直径３ない
し６cmの棒上をラットに強制的に歩かせ、ミスした歩数
の割合を測定する。

【００１２】一方、経口的に投与されたメラトニンが血
中に移行することも知られている（Elizabeth A. L. et
al., J. Clin. Endocrinol. Metab., 61: 1214-1216
(1985),Vakkuri O. et al., Life Sci., 37: 489-495
(1985), Aldhous M. et al., Br. J. Clin. Pharmaco
l., 19: 517-521 (1985)、およびWaldhauser F. et a
l., Neuroendocrinology, 39: 307-313 (1984)）。ま
た、静脈内投与されたメラトニンが脳内に移行すること
も知られている。（Vitte P. A. et al., J. Pineal Re
s., 5: 437-453 (1988)、およびBaris D. L. et al., I
nt. J. Rds. Appl. Instrum., [B] 18: 357-362 (199
1)）。

【００１３】脳以外の組織にかかわる浮腫について、バ
ーツグリアは、メラトニン投与がハムスター頬袋の末梢
血管における、虚血-再開通による浮腫を軽減すること
を報告している。この文献によれば、メラトニンは、頬
袋に局所投与されたヒポキサンチン−キサンチンオキシ
ダーゼにより生じた遊離ラジカルによる末梢血管の透過
性増大を軽減し、浮腫を軽減する（Bertuglia S. et a
l., Cardiovascular Research, 31: 947-952 (199
6)）。また、クルゾクリーは、カラギーナンにより誘発
されたラットの炎症性の足腫張を抑制することを報告し
ている。この抑制は、誘導性NO合成酵素の発現制御およ
び遊離ラジカルペルオキシナイトライトのスカベンジ作
用が関与していることを示唆している（Cruzzocrea S.
et al., J. Pineal Res., 23； 106-116 (1997)）。

【００１４】オヤナギは、デキサメタゾンによる虚血性
またはヒスタミン誘発による足の浮腫の抑制を、メラト
ニン等の種々の抗酸化剤が、強化または延長することを
報告している（Oyanagui Y., Inflammation, 21； 643-
654 (1997)）。さらに、クイは、ラットでセルラインに
より誘発された急性膵臓炎に伴う膵臓浮腫を抑制するこ
とを報告している（Qi W. et al., Dig. Dis. Sci., 4
4: 2257-2262 (1999)）。これら抑制には、メラトニン
のラジカルスカベンジ作用が関与していると推測され
る。これらの局所的な炎症性浮腫においても、炎症によ
る血管透過性の変化や遊離ラジカルによる細胞膜透過性
の変化が、その発症の原因であろう。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、脳血管の透過
性は、他の組織の血管とは異なり、他の組織の血管には
見られない血液脳関門により制御されている。とりわ
け、血液脳関門には、他の組織の血管には見られないア
ストログリアが関わっている。これらの脳血管の透過性
について、その特性の観点から、脳浮腫の研究は十分成
されているとは言えない。また、脳浮腫の特性である、
脳浮腫の「山火事の如き拡大」の観点からの研究も十分
なされてはいない。そして、この脳浮腫に特徴的な「山
火事の如き拡大」にも、脳血管にのみ見られる血液脳関
門が、すなわちアストログリアが関わっているのであ
る。このように、脳浮腫のより有効な治療および予防に
は、更なる研究が必要であり、そのような研究は、これ
までの研究とは異なる新たな観点からの研究になろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明の
目的は、より有効な脳浮腫を治療しまたは予防するため
に、より有効な手段を提供しようとするものである。こ
の発明の第一の態様は、脳浮腫を治療しまたは予防する
のに有効な量のメラトニンを含有する、脳浮腫を治療し
または予防するための医薬または食品組成物である。こ
の発明の他の態様は、脳浮腫を治療しまたは予防するの
に有効な量のメラトニンを含有する、脳浮腫を治療しま
たは予防するための医薬または食品組成物の製造におけ
るメラトニンの使用である。

【００１７】〔発明の詳細な説明〕我々は、脳浮腫の治療および予防
の研究において、脳浮腫の「山火事の如き拡大」に深く
関わり、かつ脳血管に特異的な血液脳関門に、とりわ
け、血液脳関門に特異的なアストログリアに着目し、血
液脳関門、特にアストログリアの損傷、保護、および損
傷されたアストログリアの治療について研究した。そし
て、上記新たな着眼からの研究において、我々は、次の
二つの新しい知見を得た。この発明は、これら二つの知
見に基づいて、さらに研究した結果完成されたものであ
る。

【００１８】第一の知見は、脳虚血は、神経細胞を損傷
させる前に、先ずアストログリアを損傷させることであ
る（図１）。これらアストロブリアの損傷は血液脳関門
の損傷、すなわち脳血管の透過性の変化に直接つなが
る。したがって、アストログリアの最初の損傷は脳浮腫
を引き起こし、その脳浮腫は2次的脳血流の低下をもた
らす。脳浮腫による二次的脳血流の低下もまた、先ずア
ストログリアの損傷を引き起こそう。第二の知見は、メ
ラトニンが、アストログリアを薬物や虚血による損傷か
ら優先的に保護し、およびアストログリアの損傷を優先
的に治療することである（図２）。このメラトニンによ
るアストログリアの保護作用および治療効果は脳血管を
損傷から護るとともに脳血管の損傷を治癒する。

【００１９】この二つの知見に基づいて、さらなる研究
の結果、我々は、メラトニンがそのアストログリアの保
護および治癒作用を介して、脳浮腫を治療し、脳浮腫を
予防し、あるいは脳浮腫の「山火事の如き拡大」を抑制
することを、見い出すに至った。このようなメラトニン
のアストログリアに対する特異的作用は、前記局所炎症
性浮腫について種々の文献に述べられているような、メ
ラトニンの抗酸化作用だけでは説明できないものであ
る。

【００２０】この発明のメラトニンを含有する医薬また
は食品組成物を与える対象の第一の群は、脳浮腫を患っ
ている患者である。これら患者においては、メラトニン
は、我々の研究によれば、虚血、浮腫または他の原因に
より損傷を被っているアストログリアを治し、血液脳関
門を治し、浮腫を治癒に導く。また、メラトニンは、脳
浮腫によるアストログリアの二次的損傷による血液脳関
門の二次的損傷を予防または低減して、脳浮腫の「山火
事の如き拡大」を抑制する。すなわち、対象の第一群に
おいては、この発明の組成物は、脳浮腫の治療のために
用いられる。

【００２１】この発明のメラトニンを含有する医薬また
は食品組成物を投与する対象の第二の群は、医師が脳虚
血のリスクを有すると判断した者であるが、本発明者ら
の知見によれば、アストログリアの損傷のリスクおよび
血液脳関門の損傷のリスクを有する者である。この第二
の群においては、メラトニンは、脳虚血によるアストロ
グリアおよび血液脳関門の損傷を抑え、脳浮腫の発症を
防ぐ。すなわち、対象の第ニ群に投与される本発明の組
成物は、脳浮腫の予防のために用いられる。

【００２２】以下の例示に限定されるものではないが、
脳虚血のリスクを有する者を例示すると、脳血栓症、脳
塞栓症、脳梗塞症、脳出血症、くも膜下出血症、一過性
脳虚血症、高脂血症、高血圧症、心停止、または脳挫傷
を有する者が含まれる。脳浮腫の診断やモニターは、頭
蓋内圧亢進等の症状推移、CTスキャンおよびMRI等の一
つまたは二以上に基づいて医師により判断される。すな
わち、この発明における「脳浮腫」は、上記診断または
モニターにおける医師による判断の結果に依存してい
る。

【００２３】ここにおいて使用する「メラトニン」に
は、封入マトリクスあるいはリボソームなどに封入され
た形態のものも含む。封入マトリクス中に封入されたメ
ラトニンは、血中にて徐々にマトリクスから放出され、
メラトニンの血中滞留時問が見かけ上高まる。このよう
な封入マトリクスには、シクロデキストリン、または薬
学的に許容されるポリ乳酸、乳酸一グリコール共重合体
およびポリβヒドロキシ酪酸等の生分解性合成ポリマー
が含まれる。ここにおいては、薬学的に許容される合成
ポリマー上に複数のシクロデキストリンが結合している
ものも、「シクロデキストリン」の定義に含まれる。

【００２４】また、メラトニンをリポソームに封入して
も、メラトニンの血中滞留時間を高めることができる。
リポソームの調製法は、ボルテックス法（Bangham AD e
t al.,Methods Membr. Biol.,1: 1-20，1974）、超音波
処理法（Johnson SM et a1.,Biochem．Biophys. Acta,
233：820-826，1971）、エタノール注入法（Kremer JMH
et al．，Biochemistry, 16：3932-3941, 1980）、フ
レンチプレス法（Hamilton et a1., J．Lipid Res., 2
1: 981-992, 1980）、コール酸除去法（Enoch HGet a
l., Proc． Natl. Acad. Sci., 76: 145-149, 1979）、
エ一テル注入法（Deamer DN, Ann. N.Y. Acad. Sci., 3
08：250-258，1987）、凍結融解法（Papahadjopoulos e
t a1., Biochem. Biophys. Acta, 394: 483-491, 197
5）、および逆相蒸発法（Szoka F et al.,Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 75: 4191-4198, 1978）等が知られて
いる。これらリポソームの調製法についての文献の記載
をこの文献を引用することにより本明細書の記載に組み
入れる。

【００２５】この発明の組成物は、投与もしくは供され
る医薬または食品組成物であってもよく、脳浮腫の治療
または予防に有効な量のメラトニンを含有していなくて
はならない。この発明の組成物は、医薬組成物であって
も、食品組成物であっても、脳虚血があったときは、で
きるだけ早く対象に与えるのが望ましい。遅れれば遅れ
るほど脳浮腫は拡大するからであり、また早く処置する
ことにより脳浮腫の発症を防げる可能性があるからであ
る。また脳浮腫の予防または治療のために、その症状や
状態により、毎日または一定の間隔をおいて、この発明
の組成物が与えられる。

【００２６】この発明の組成物の投与は、脳浮腫発症の
リスクが低下するまで、あるいは脳浮腫が望ましいレベ
ルにまで軽減されるまで続けられる。これも医師による
判断に基づいている。既に脳浮腫を患っている患者に対
しても、この発明の組成物の投与は、脳浮腫が治癒する
か望ましいレベルにまで軽減されるまで続けられる。こ
れも医師による判断に基づいている。メラトニンの投与
量は、対象者の性別、年齢、体重、食餌、投与の形態、
脳浮腫の症状、脳虚血を誘発するリスクの程度、脳血栓
や脳塞栓等の症状、循環器系の状態等に依存し、臨床医
師の総合的な判断事項である。

【００２７】通常、この本発明の組成物が、脳浮腫の予
防のために投与される場合、一日あたりメラトニン血中
濃度が1n g／m 1から100マイクログラム／m lの範囲に
なるように、一日用量が定められる。この発明の組成物
が、脳浮腫を治療するために投与される場合には、一日
あたりメラトニン血中濃度が10ng/m lから300マイクロ
グラム/mlの範囲になるように、一日用量が定められ
る。メラトニンの利用率は、例えば、経口投与か静脈投
与かで、メラトニンが封入形態か非封入形態かで、ある
いは特に経口投与の剤形によって異なるので、ー日用量
も当然異なる。「一日当たり血中濃度」は一日に投与さ
れたメラトニンの合計血中濃度である。例えば、第一回
投与により血中濃度が最高50マイクログラム／mlとな
り、第一回投与と同じ日の第二回投与により血中濃度が
最高30マイクログラム/mlとなるときは、一日当たり血
中濃度は80マイクログラム/mlである。一日当たり血中
濃度は、血液中メラトニン濃度を実際に測定する必要は
なく、事前に与えられている情報に基づいて、医師また
は専門象によって推測され、一日当たり投与量が医師ま
たは専門家により判断される。

【００２８】メラトニンを経口（医薬組成物としてまた
は食品組成物として）投与する場合、血中濃度100ng/ml
とするためには、約40mg/人（0.8mg/kg）のメラトニン
を投与する必要があろう。この経口投与メラトニンの血
中移行率に基づいて、経口投与量を好ましくは定める。
上記血中メラトニン濃度は遊離メラトニンについて述べ
たものてあるが、メラトニンが封入マトリクスまたはリ
ポソーム内に封入されている場合、このような封入形態
のメラトニンは血液中に徐々に放出されるので見かけの
血中滞留時間が長い。したがって、遊離メラトニンに比
べ封入形態メラトニンは、メラトニン血中濃度が低くと
もよい。

【００２９】この発明の組成物が医薬組成物である場
合、医薬組成物は、例えば、経粘膜投与（舌下投与、鼻
孔投与、口腔内粘膜投与など）、経口投与、経腸投与、
経皮投与、静脈内投与、吸引投与、座薬による投与、ま
たば点滴投与等により投与される。これらの投与方法
は、投与されるべきメラトニン量、および患者または対
象者の状態等に依存し、医師の判断事項である。

【００３０】この発明の医薬組成物は、メラトニンの他
に、その剤形に依存して医薬担体を含有する。ここで用
いる「医薬担体」は、言うまでもなく、薬学的に許容さ
れるものであって、主として投与剤型によって決められ
る。この発明の医薬組成物が経口投与されるものである
場合、医薬担体として、トラガカントゴム、アラビアゴ
ム、コーンスターチ、ゼラチン等の結合剤；リン酸二カ
ルシウム等の賦形剤；コーンスターチ、馬鈴薯澱粉、ア
ルギン酸等の崩壊剤；ステアリン酸マグネシウム等の滑
剤；シユクロース等の甘味剤；色素；およびオレンジフ
レーバー等の香料；水、エタノール、グリセロール等の
溶剤等が適宜使用される。さらに、経口投与される本発
明の医薬組成物が、医薬担体として、システイン、グル
タチオン、アスコルビン酸、メタ亜硫酸ナトリウム、重
亜硫酸ナトリウム等の薬学的に許容される抗酸化剤を含
有すると、好ましい結果が得られることがある。

【００３１】この発明の注射用医薬組成物は、医薬担体
に関連して、減菌水に溶解するだけで使用できる滅菌粉
末組成物および凍結乾燥粉末組成物等であってもよい。
注射用医薬組成物に使用される医薬担体としての希釈剤
または溶剤として、滅菌水、等張塩水、p H緩衡液等が
用いられよう。また、エタノール水溶液等を溶剤として
用いても良い。また、この発明の注射用医薬組成物は、
医薬担体として、グルコース、マンニトールおよびデキ
ストラン等の糖類、グリセロール等の多価アルコール、
ナトリウム塩およびマグネシウム塩等の無機塩類を含ん
でいてもよく、またシステイン、グルタチ才ン、アスコ
ルビン酸、メタ亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム
等の薬学的に許容される抗酸化剤を含んでいてもよい。

【００３２】他の投与形態、例えば鼻孔投与、吸引投
与、経皮投与などの剤形に添加される医薬担体は、当業
者によりよく知られているものを用いればよい。上に述
べた剤形や医薬担体は、当業者によく知られたものであ
り、例えば、Reimington's Pharmaceutical Science, e
d. 16（1980）, Mack Publishing Companyに記載されて
いる。この記載を引用することにより、本明細書の記載
としてここに取り込む。

【００３３】この発明の医薬組成物は、メラトニンの他
に、別の薬剤を含んでいてもよい。例えば、この発明の
医薬組成物が経口投与または経腸投与される場合、アミ
ノ酸、ビタミン、脂質、グルコース等の栄養索を適宜含
んでいてもよい。点滴投与される場合、点滴投与組成物
は、例えばグルコース、ビタミン、アミノ酸、およぴ脂
質等の栄養素を含んでいてもよい。さらに、この発明の
医薬組成物は、従来脳浮腫の治療に用いられてきた薬
剤、すなわちグリセロール、マンニトールなどを含む高
張溶液：dexamethasone等のステロイド薬；フロセミ
ド、アセタゾール等の利尿薬；および補助薬として用い
られる血栓溶解薬、末梢血流改善薬、細胞膜を安定化さ
せるウリナスタチンやメシル酸ガバキサート等から選ば
れる薬剤の一つまたは二つ以上を含んでいても良い。

【００３４】さらに、本発明の医薬組成物は、脳血検
症、脳塞栓症、高血圧脳症等の治療薬を含んでいてもよ
い。このような治療薬としては、脳塞栓症については、
例えば、抗浮腫薬、抗凝固薬、血栓溶解薬、およびカル
シウム拮抗薬が知られている。また、脳血栓症について
は、例えば、抗浮腫薬、抗血小板薬、およびカルシウム
拮抗薬が知られている。この発明の医薬組成物の剤形と
して、経口投与組成物の場合は、薬物徐放形態であるも
のが好ましい。徐放形態としては、ゲル被覆製剤、多重
被覆製剤などの通常の徐放剤のほか、幽門部破裂製剤、
十二指腸発泡剤等の定位放出剤がよく知られている。経
口投与組成物は、例えば、錠剤、丸剤、カプセル剤、ア
ンプル剤、分包剤、エリキシル剤、懸濁剤、シロツプ剤
等がある。この発明の医薬組成物が、例えば座薬等であ
る場合の剤形も、一般的によく知られている座薬の剤形
と同じもので良い。

【００３５】この発明の組成物が食品組成物である場
合、食品としては、メラトニンが無味であり、かつ調理
条件下における加熱や酵素に対して安定であるので、い
かなる食品であってもよい。例えばハンバーグやスープ
などの加熱食品、果汁等の非加熱食品が含まれる。ま
た、アイスクリームなどの低温食品、マヨネーズなどの
乳化食品、スプレッド、プリンやゼリーなどのゲル化食
品およびヨーグルトのような発酵食品も含まれる。

【００３６】さらに、例えばトマトソース、ブイヨン、
醤油などの調味料のような食品素材もこの発明の食品組
成物の食品に含まれる。純粋なメラトニンあるいは1ま
たは2以上の食品添加物とメラトニンの混合物として食
品に加えることができる。混合物の形態として錠剤、顆
粒、粉末、押出し造粒物、乳化物、ゲルなどがある。食
品添加物として澱粉のような崩壊剤、澱粉、蛋白加水分
解物、カゼイン、グルコースなどの増量剤、食用油脂、
エタノール、水などの溶媒、W／OまたはO／W乳化物のた
めの乳化剤が例として上げられる。

【００３７】食品へメラトニンを添加する場合、例えば
挽肉などの加熱前の生もの、例えばブイヤベースおよび
シチュウなどの加熱後の食品に加えてもよいし、ヨーグ
ルトを作る前の牛乳に加えてもよい。さらに低温または
冷凍保存の前に食品に加えてもよい。食品へのメラトニ
ンの添加量は、前述のメラトニンの1日当たり投与量を
満足する量である。本発明の食品組成物を1日1回から6
回、本発明の医薬組成物の投与下または無投与下で供す
ることができる。

【００３８】上に説明した本発明の組成物は、上の説明
からわかるように、当業者には明らかな、いくつかの変
更があり得る。このような本発明の趣旨を逸脱しない変
更も、本発明の範囲に含まれる。

【００３９】

【実施例】以下に実施例によりさらに説明するが、この
実施例は、本発明を説明するためのものであって、この
発明を限定するために用いられてはならない。

【００４０】（実施例１）その1：脳虚血は、アストログリアを優先的に傷つけ
る。体重250-300gのウィスター系雄性ラット（週齢8な
いし10）を使用した。ハロセン麻酔下で24G塞栓子を各
ラットの右の外頚動脈から挿入し、内頚動脈を経てWill
is環の中大動脈起始部に達するようにした。次いで、直
ちに麻酔を切り、覚醒させた。１時間後、再度ハロセン
麻酔下に塞栓子を抜去し、血流を再開した。虚血11日
後、脳を、4％パラホルムアルデヒド水溶液で固定し、
脳切片を作成した。次いで抗GFAP抗体による通常のABC
法により脳切片を染色した。このGFAP染色法は、アスト
ログリアを染色する。

【００４１】図lの写真Aおよび写真B（写真Aの四角で囲
った部分の拡大写真）からわかるように、虚血中心部位
（Ischemic core area）でアストログリアが壊死し、そ
の周辺部の線状体外側部と大脳皮質の外層部でアストロ
グリアの異常増殖したものであるグリオーシス（g1iosi
s）が見られた。写真C（写真Bの四角で囲った部分の拡
大写真）は、大脳皮質虚血中心部においてアストログリ
アは死滅しているが、ニユーロンは生存していることを
示している。写真D（写貞Aの四角で囲った部分の拡大写
真）は、大脳皮質の虚血周辺部においてアストログリア
は死滅しているが、ニューロンは生存していることを示
している。写真Eおよび写真Fは大脳皮質を示し、写真E
のように、アストログリアは死滅しているが二ューロン
は生存している場合と、写真Fのように、アストログリ
アとニューロンの両方か生存している場合が見られた。
ここで、写真Eおよび写真Fにおいて、（→）はニューロ
ンを（→→）はニューロンとアストログリアを示す。こ
れらの結果は、脳虚血が、アストログリアをニューロン
より先に傷つけること、すなわち、この虚血によりニュ
ーロンが直接損傷を受けないことを示している。

【００４２】したがって、これらの結果は、脳虚血によ
る脳浮腫の発症が、アストログリアの損傷による脳血管
の透過性の変化によるものであることおよび、最初の浮
腫に起因する脳内血流の二次的低下により生じたアスト
ログリアの二次的損傷の結果から生じた脳血管の透過性
の二次的変化が脳浮腫の「山火事の如き拡大」に関与し
ていることを、それぞれ強く示唆している。

【００４３】その2：メラトニンはアストログリアを虚
血による損傷から保護する（in vivo）。実施例1の虚血
ラットを二群に分け、第一の群（メラトニン非投与群）
には生理食塩水を、第二の群（メラトニシ投与群）には
メラトニンを含む生理食塩水を（メラトニン投与量6m g
／k g一ラット）、初日（血流再開後24時間）より10日
間、ゾンデで胃に注入投与した。メラトニン非投与群の
脳（写真A、BおよびC）の、およびメラトニン投与群の
脳（写真D,EおよびF）の切片を、実施例１に示したよう
に作成し、これら脳切片をGFAP染色（写真A、B、Dおよ
びE）、またはMAP-2染色（写真CおよびF）した。ここで
MAP-2染色とは抗MAP-2抗体による染色であり、ニューロ
ンを染色する。写真Bは写真Aの枠内を拡大したものであ
り、写真Eは写真Dを拡大したものである。

【００４４】GFAP染色の結果は、メラトニン非投与群に
おいて、アストログリアの虚血中心部おける壊死と虚血
周辺部におけるグリオーシスの生成を示し、一方、メラ
トニン投与群において、上記アストログリアの壊死とグ
リオ一シスの生成がメラトニン投与により軽減されてい
ることを示している。MAP-2染色の結果は、メラトニン
非投与群（写真C）およびメラトニン投与群（写真F）の
両者において、ニューロンが残存していることを示てい
る。メラトニン投与群の方が、メラトニン非投与群より
ニューロンの残存率か高かった。

【００４５】その3：メラトニンは血液脳関門を脳虚血
による損傷から保護する。その2のメラトニン非投与群
およびメラトニン投与群のそれぞれについて、NIH Imag
ing systemにより血管からのIg G漏出範囲（抗Ig G抗体
で染色される部分）を大脳皮質および線状体に分けて観
察した。結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】表1は、脳虚血によりIg Gが大脳皮質および線状体に漏
出するとともに（メラトニン非投与群）脳虚血が血液脳
関門を破壊することを示している。また、この虚血によ
る血液脳関門の破壊は、メラトニン投与により（メラト
ニン投与群）抑制されることも示している。その３とそ
の２の結果を総合すると、脳虚血は、特異的にアストロ
グリアに損傷を与えることにより、先ず血液脳関門を破
壊することを、およびこのアストログリア損傷（すなわ
ち血液脳関門の破壊）はメラトニンにより抑制されるこ
とを、それぞれ示している。

【００４７】その4：メラトニンはアストログリアを薬
物による損傷から保護する（In vitro〉。アストログリ
アの単離および培養は、Neuroscience, 87: 497-507（1
998）に記載の方法にしたがって行った。すなわち、胎
児ラットの大脳皮質を取り出し、トリプシン処理（37
℃、20分）によって細胞を分離し、24 Well culture di
sh上で培養した（DMEM 培地 + 10% FBS, 5%のCO2を含む
空気下, 37℃）。培養アストログリアの損傷は、血清を
取り除いたDMEMに置換するか（無血清群）、代謝阻害剤
である3-ニトロプロピオン酸6mM（3-NPA群）を培地に添
加することにより、誘発した。無血清群および3-NPA群
をそれぞれ二つにわけ、二つに分けたそれぞれの一方に
メラトニンを培地に添加した（10マイクログラム／m
l）。アストログリアの生存数を、3-NPA群は培養3日後
にneutral red assayにより、無血清群は血清除去後10
日後にMTT（3-(4,5-dimethyl-thiozolyl)-2,5-diphenyl
-tetrazolium bromide) assayにより、測定した。有意
差検定はANOVAによりおこなった。結果を表2に示す。

【００４８】

【表２】表２から明らかなように、メラトニンは、アストログリ
アを3-NPAによる損傷または無血清置換による損傷から
保護した。

【００４９】（実施例２）メラトニンによる脳浮腫の治
療／予防（１）ラット（SD系ラット、雄、8から10週齢）の内頚動脈よ
り塞栓子を中大脳動脈分枝部まで挿入し、60分間中大動
脈を閉塞させる。この脳虚血により脳毛細血管周辺部の
アストログリアが損傷を受け、また虚血性の代謝障害に
よりその他のグリアやニューロンが傷害を受け、主にcy
totoxic edemaを引き起こす。その後、塞栓子を取り除
き再開通することで、虚血領域に一気に血液が流れこ
み、損傷を受けた血液脳関門から脳実質への水分移行が
起こり、主にvasogenic edemaをひき起こす。再開通を
した後、その6時間後、およびその12時間後、メラトニ
ンをそれぞれラット体重当り0.1から1mg/kg静脈投与す
る。脳浮腫の程度を再開通後24時間後に調べる。

【００５０】脳浮腫の程度は、脳内水分量変化をMRIを
用いて、2種の解析方法（T2強調画像（主としてvasogen
ic edemaを捉える）および拡散強調画像（主としてcyto
toxic edema）を捉える）により測定することができ
る。また、脳切片を顕微鏡観察することでも知ることが
できる。さらに、メラトニンを1週間、6m g／k g／日の
量を経口投与し、1週間後の運動機能および脳梗塞面積
も調べる。

【００５１】（実施例３）メラトニンによる脳浮腫の治
療／予防（２）方法虚血：20匹雄性ウィスターラット（体重250-300g）を無
作為にメラトニン処置群、生理食塩水処置群（各群N=1
0）にわけた。その２群につき中大脳動脈閉塞の後、再
開通手術を施した。虚血手技はBorlongan CV, et al.,
FASEB J., 14： 1307-1317 (2000)とNishino et al., N
eurobiology, 2： 223-234 (1994)（実施例１，２も参
照のこと）に記載されている方法と同じものを用いた。
即ち、ハロセン麻酔下のラットに塞栓子（4-0エスコー
ンナイロンフィラメントの一端を26ゲージ注射針の太さ
にふくらませたもの）を外頚動脈から内頚動脈経由で挿
入し、左或いは右側中大脳動脈に留置することで血流を
止めた。虚血中は麻酔から回復させて一時間放置した。
片側性虚血が成功したかどうかは下記の行動試験により
判断した。虚血一時間後、ラットはハロセンで再度麻酔
し、塞栓子を取り除き血流を再開通させ、縫合した。

【００５２】行動試験：前足アキネシアテスト（akines
ia test)と自発回転運動試験を中大脳動脈閉塞中（例え
ば1時間閉塞中）に行動試験として行った。虚血の成否
を判断する各試験の詳細な記述と基準は上述のBorlonga
n CV, et al.とNishino H., etal.の論文に報告されて
いる。即ち、前足アキネシアテストは尻尾をつまんで持
ち上げた時の前足の位置を観察する。中大脳動脈を閉塞
したラットは特徴的な姿勢を示す。例えば、虚血側の前
足は伸展するが、その反対側の前足は胸筋沿いに固縮す
る。自発回転運動試験では、ラットをPlexiglass製の箱
に入れラットの回転数を5分間観察した。

【００５３】処置：メラトニンを生理食塩水に溶かし中
大脳動脈閉塞一時間前および一日後に経口投与（6.0mg/
kg）した。メラトニン非投与群には生理食塩水を同様に
投与した。 MRI：アクティブシールド傾斜コイル（60mT/m, 26cm
i.d.）を備えた4.7テスラ/400水平型超伝導磁石MRIシス
テム（SMIS社製, UK）を虚血ラットの脳画像を得るため
に用いた。浮腫容積を求めるために、T2強調マルチスラ
イススピンエコー法を用いて連続３０枚の輪状脳画像を
得た（反復時間=15,000ms,エコー時間=80ms, 撮像領域=
19.2mm x 19.2 mm, 画素数=64 x 64,スライス厚み=0.6m
m,スライス数=30,スライス間隔=0mm,実験数=2)。浮腫容
積は（浮腫領域のピクセル数）ｘ（ボクセル量：0.054m
m3）で算出した。浮腫領域のピクセルを決定する基準は
反対側の脳の平均信号強度と比べ、その信号値が１２０
％以上のピクセルと定義した。脳室に対応するピクセル
は注意深く除外した。統計処理はANOVA Scheffe'st-tes
tにより行い、危険率P<0.05を有意と判定した。

【００５４】結果中大脳動脈閉塞ラットでは浮腫を示すT2強調MR信号は主
として線状体と大脳皮質で増加した（図３および４）。
脳全体の浮腫容積はメラトニン非処置群で446.5± 33.6
mm3、メラトニン処置群で264.2 ± 52.2 mm3となり、
危険率p<0.01で浮腫容積は40.8%減少した。すなわちメ
ラトニン経口投与で脳浮腫は顕著にしかも有意に減少し
た。（図３、４および５）。大脳皮質の浮腫容積はメラ
トニン非処置群で303.6 ± 22.5 mm3、メラトニン処置
群で151.0 ± 37.4 mm3となり、危険率p<0.01で浮腫容
積は50.3%減少した。すなわちメラトニンの浮腫保護効
果は大脳皮質でより顕著であった（図３，４および
５）。以上より、メラトニン投与は脳虚血動物の浮腫、
特に大脳皮質の浮腫を減少させることがMRIにより示さ
れた。

【００５５】

【発明の効果】本発明はメラトニンを有効成分として
含有する医薬または食品組成物を、投与または供するこ
とにより、脳浮腫を治療または予防する手段を提供す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１について説明する。写真Aは、実施例１に
おいて、脳虚血後の脳の切片を GFAP染色した、脳切片
の顕微鏡写真図である。写真Bは、写真Aの四角で囲った
部分の拡大写真であり、写真Cは写真Bの四角で囲った部
分の拡大写真であり、写真Dは写真Aの四角で囲った部分
の拡大写真である。各写真の右下に示されているスケー
ルは、写真Aで1mm、写真B,C,Dで50μmである。また、写
真Eおよび写真Fは大脳皮質のものである。写真中（→）
はニューロンを、（→→）はニューロンとアストログリ
アを示す。写真については、物件提出書を別に提出す
る。

【図２】図２は、虚血後、メラトニンを投与した群（メ
ラトニン投与群）およびメラトニンを投与しなかった群
（メラトニン非投与群）の脳切片の顕微鏡写真図であ
る。写真A,BおよびCは生理食塩水のみを投与し、メラト
ニンを投与しなかった群のものである。写真D,EおよびF
はメラトニンを投与した群のものである。写真A,B,Dお
よびEは脳切片をGFAP染色したものであり、写真Cおよび
Fは脳切片MAP-2染色したものである。写真については、
物件提出書を別に提出する。

【図３】図３は生理食塩水を投与した群（メラトニン非
投与群）の脳虚血ラットの30枚連続T2強調MRI画像を示
す。写真Aは脳スライスの各々全部位を示し、写真Bは写
真Aでの脳浮腫部位のみをそれぞれ示す。各々の画像は
吻側部から尾側部の脳切片で一致させている。スライス
厚は0.6mmで全厚は18mmであった。写真については、物
件提出書を別に提出する。

【図４】図４はメラトニンを投与した群（メラトニン投
与群）の脳虚血ラットの30枚連続T2強調MRI画像を示
す。写真Aは脳スライスの各々全部位を示し、写真Bは写
真Aでの脳浮腫部位のみをそれぞれ示す。各々の画像は
吻側部から尾側部の脳切片で一致させている。スライス
厚は0.6mmで全厚は18mmであった。写真については、物
件提出書を別に提出する。

【図５】図５は、図３および図４で得られたMRI画像を
もとに集計した脳虚血ラットの脳浮腫容積を、メラトニ
ン投与群と生理食塩水投与群で比較した結果を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０７Ｄ 209/40 Ｃ０７Ｄ 209/40 Ｆターム(参考） 4B018 MD18 ME04 ME14 4C076 AA19 BB01 EE39 FF31 4C086 AA01 AA02 BC13 MA01 MA24 MA52 NA14 ZA36 ZA42 4C204 BB01 BB09 CB03 DB13 EB02 FB01 GB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脳浮腫を治療しまたは予防するのに有効な
量のメラトニンを含有する、脳浮腫を予防しまたは治療
するための医薬または食品組成物。
【請求項２】前記組成物が医薬組成物である請求項１の
組成物。
【請求項３】メラトニンが封入マトリクスまたはリポソ
ーム内に封入されている請求項２に記載の組成物。
【請求項４】前記組成物が経口投与可能な請求項２に記
載の組成物。
【請求項５】前記組成物が食品組成物である請求項１に
記載の組成物。
【請求項６】メラトニンがメラトニンを含有する食品ま
たは食品添加物に加えられている請求項５に記載の組成
物。
【請求項７】前記対象が脳浮腫を有する者である請求項
１から６に記載の組成物。
【請求項８】前記対象が脳虚血のリスクを有する者であ
る請求項１から６に記載の組成物。
【請求項９】前記脳虚血のリスクを有するものが脳血
栓症、脳塞栓症、脳梗塞症、脳出血症、くも膜下出血
症、一過性脳虚血症、高脂血症、高血圧症、心停止、ま
たは脳挫傷を有する者である請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】脳浮腫を治療しまたは予防するのに有効
な量のメラトニンを含有する、脳浮腫を治療しまたは予
防するための医薬または食品組成物の製造におけるメラ
トニンの使用。