ゼリア新薬工業株式会社中央研究所薬理研究部（〒360 0111 埼玉県熊谷市押切字沼上 25121） e-mail: mineo-takei＠zeria.co.jp 本総説は，日本薬学会第 131 年会シンポジウム S04 で 発表したものを中心に記述したものである． ―Review―
ポラプレジンク研究の展開
武 井 峰 男The Development of Polaprezinc Research
Mineo TakeiPharmacological Research, Central Research Laboratories, Zeria Pharmaceutical Co., Ltd.; 25121 Numagami, Oshikiri, Kumagaya, Saitama 3600111, Japan.
(Received August 31, 2011)
Zinc, one of essential trace elements, functions as a structural component in more than 300 diŠerent enzymes in the human body, playing crucial roles in performing a number of functions, including protein and DNA synthesis. Also hereditary or dietary zinc deˆciency leading to pathological changes such as growth retardation, skin symptoms and taste disorders in human has been well investigated. Polaprezinc (Promac, Zeria Pharmaceutical Co., Ltd.), a chelate compound consisting of zinc andL-carnosine, is a zinc-related medicine approved for the ˆrst time in Japan, which has been clinically used to treat gastric ulcers. Its mechanism of action is believed to oxygen radical scavenging, anti-oxida-tion, and acceleration of wound healing. Further, as zinc deˆciency is known to be a primary cause of taste disorders, a clinical phase III study is in progress to determine taste disorders as a new indication of polaprezinc. The pharmacologi-cal action of polaprezinc, however, on taste disorders remains unclear. So we examined the eŠect of polaprezinc on taste disorders induced by feeding rats a zinc-deˆcient diet and clariˆed its mechanism of action in restoring the reduced zinc content in the lingual epithelium and improving delayed cell proliferation of taste bud cells due to zinc deˆciency. In this review, we primarily make reference to our own data on the pharmacological action of polaprezinc on taste disorders and introduce recent research on the eŠects of polaprezinc in treating other diseases.
Key words―polaprezinc; zinc; taste disorder; zinc deˆciency
1. はじめに 必須微量金属の 1 つである亜鉛は，300 種類以上 の酵素の構成成分として存在し，タンパク質合成， DNA 合成を始めとした生体機能の維持に重要な役 割を果たしていることから，遺伝的要因あるいは摂 取不足による生体内亜鉛の低下あるいは欠乏は，成 長障害，皮膚障害，味覚障害など様々な生体機能異 常を引き起こすことが知られている．13) ポラプレジンク（プロマック，ゼリア新薬工業 株式会社）は亜鉛とL-カルノシンの錯体（Fig. 1） で，わが国において亜鉛製剤として初めて承認され た医薬品であり，現在，胃潰瘍治療薬として臨床に おいて広く使用されている．ポラプレジンクの抗潰 瘍作用機序として，活性酸素消去作用，抗酸化作用 及び創傷治癒促進作用などを胃潰瘍病変局所におい て発揮することにより，潰瘍の治癒を促進させると 考えられている．46) また，味覚障害は，亜鉛欠乏により発症する代表 的な疾患の 1 つとして知られていること7,8)から， これをポラプレジンクの新たな適応症として想定 し，第 III 相臨床試験が進行中である．われわれ は，味覚障害に対するポラプレジンクの薬理作用を 明らかにする目的で，亜鉛欠乏食飼育により発症す るラット味覚障害モデルに対するポラプレジンクの 効果を検討し，臨床用量とほぼ等しい用量でラット 味覚障害を改善すること，9)また，その作用機序と して，亜鉛欠乏による舌上皮亜鉛含量の低下及び味 蕾細胞の細胞増殖遅延に対する改善作用を示すこと を報告してきた．10,11)さらに，Sakagami らによる 二重盲検比較試験において，ポラプレジンクは味覚 障害患者に対して改善作用を示すことが報告されて いる．12)以上のように，味覚障害に対する基礎試験 並びに臨床試験により，味覚障害治療薬としてのポ
武井峰男 ゼリア新薬工業株式会社中央研究所薬 理研究部・部長 博士（医学）．1982 年東京薬科大学大学院薬学研究科博士 課程前期課程修了．同年ゼリア新薬工 業株式会社入社．板橋研究所，中央研 究所勤務．2000 年株式会社ジーエスプ ラッツ出向．2002 年中央研究所開発研 究部部長．2007 年薬理研究部部長．現 在に至る．
Fig. 1. Chemical Structure of Polaprezinc
Fig. 2. Changes of the Preference for Quinine Hydrochloride
(A) and Sodium Chloride (B)
(A) The preference for quinine hydrochloride, n＝1248, p＜0.05, p ＜0.01, p＜0.001: signiˆcantly diŠerent from the zinc-su‹cient diet group (t-test). (B) The preference for sodium chloride, n＝2047, p＜ 0.001: signiˆcantly diŠerent from the zinc-su‹cient diet group (t-test). ラプレジンクの有用性が明らかになりつつある． さらに，亜鉛の有する多彩な生理作用から，味覚 障害以外にも様々な疾患に対するポラプレジンクの 治療効果が期待でき，病態モデルに対する効果ある いは臨床研究結果が多数報告されている． 本稿では，現在開発中の味覚障害に対するポラプ レジンクの薬理作用及びその作用機序を中心として 報告し，併せてその他の疾患におけるポラプレジン クを用いた最近の基礎研究及び臨床研究結果につい て紹介する． 2. 亜鉛欠乏ラットの味覚障害に対するポラプレ ジンクの効果 味覚障害の動物モデルとして，ラットを亜鉛欠乏 飼料で飼育（亜鉛欠乏ラット）し，味覚の異常を評 価する方法が汎用されている．13,14)われわれは，こ の亜鉛欠乏ラット味覚障害モデルに対するポラプレ ジンクの効果について，苦味（味つき水：キニーネ 水）及び塩味（味つき水：生理食塩液）の 2 種類の 味を指標として 2 瓶選択法13)（精製水又は味つき水 を入れた 2 瓶の飲水量を測定し比較する方法）によ り検討した．ラットを亜鉛欠乏飼料（飼料 100 g 中 に亜鉛含量として 0.06 mg 以下）で飼育すると，通 常飼料（飼料 100 g 中に亜鉛含量として 7 mg）で 飼育したラットに比較して，精製水に比べ味つき水 を飲む割合が高くなったことから，味覚障害の発症 を確認することができた（Fig. 2）．9)この味覚障害 に対して，ポラプレジンク（1, 3 及び 10 mg/kg） を 1 日 1 回 28 日間経口投与した結果，苦味におい ては投与開始後 14 日目以降で，また，塩味におい ては 5 日目以降で，それぞれ有意な味覚障害改善効 果を示した（Figs. 3 and 4）．9)ポラプレジンクの改 善効果は，臨床用量（150 mg/日）とほぼ等しい用 量（3 mg/kg，体重 60 kg 換算で 180 mg/日）で認 められたことから，ヒトにおいても同様な効果を示 すことが示唆された．また，亜鉛欠乏ラットの味覚 障害モデルに対する亜鉛含有化合物の改善効果を検
Fig. 3. EŠect of Polaprezinc on the Preference for Quinine Hydrochloride of Rats Fed a Zinc-deˆcient Diet
n＝1012, p＜0.05, p＜0.01, p＜0.001: signiˆcantly diŠerent from zinc-su‹cient (Zn(＋)) diet: vehicle group (t-test),#p＜0.05,##p＜
0.01, signiˆcantly diŠerent from zinc-deˆcient (Zn(－)) diet: vehicle group (Dunnett's test).
Fig. 4. EŠect of Polaprezinc on the Preference for Sodium
Chloride of Rats Fed a Zinc-deˆcient Diet
n＝910, p＜0.05, p＜0.01, p＜0.001: signiˆcantly diŠerent from zinc-su‹cient (Zn(＋)) diet: vehicle group (t-test),#p＜0.05,##p＜0.01,###p
＜0.001: signiˆcantly diŠerent from zinc-deˆcient (Zn(－)) diet: vehicle group (Dunnett's test).
Fig. 5. Serum and Lingual Radioactivity Following Repeated
Oral Administration of 65Zn-radiolabeled Polaprezinc to
Zinc-su‹cient (Zn(＋)) and Zinc-deˆcient (Zn(－)) Rats
Following oral administration of [65Zn] polaprezinc to rats for 14 days,
serum (A) and lingual (B) radioactivity were measured by gamma counting. Values are represented as the mean±standard error (n＝45).
討した報告は少なく，本研究で得られたポラプレジ ンクの改善効果は，味覚障害に対する亜鉛補充の重 要性を裏付ける結果と考えられる． 3. ポラプレジンク（亜鉛）のラット舌への移行 性 次に，ポラプレジンクの味覚障害改善作用におけ る作用機序について，まず，65Zn で放射ラベルし たポラプレジンク（65Zn-ポラプレジンク）を用い て，ラット舌へのポラプレジンクに由来する亜鉛の 移行性を検討した．亜鉛欠乏ラットの作製は上記 2. と同様に行い，65Zn-ポラプレジンク（10 mg/kg） を 1 日 1 回 14 日間経口投与した．最終投与後 0.5, 1, 2, 4, 8, 12 及び 24 時間目に血液を，また，最終投 与後 2, 4, 8, 12 及び 24 時間目に舌を採取し，それ ぞれ65Zn 放射活性をg カウンターで測定し経時的 変化を検討した．また，舌における65Zn の分布を ミクロオートラジオグラフィーにより検討した．そ の結果，血中65Zn 放射活性は，亜鉛欠乏ラットに おいて約 3 倍高い値を示し，亜鉛欠乏状態における 亜鉛の吸収促進が示唆された（Fig. 5）．10)また，舌 における65Zn 放射活性も亜鉛欠乏ラットにおいて 高い値で推移した（Fig. 5）．10)さらに，ミクロオー トラジオグラフィーの結果では，亜鉛欠乏ラットに おいて，ポラプレジンクに由来する65Zn が舌上皮 組織に高濃度に分布し，上皮組織，筋肉組織に一様 に分布する正常ラットとは大きく異なることが明ら かになった（Fig. 6）．10)この結果は，次に述べる舌
Fig. 6. Microautoradiography of the Tongue Following
Re-peated Oral Administration of 65Zn-radiolabeled
Pola-prezinc to Zn-su‹cient (Zn(＋)) (A) and Zn-deˆcient (Zn (－)) (B) Rats
Tongues were prepared after administration of [65Zn] polaprezinc for
14 days. 上皮亜鉛含量の結果ともよく一致しており，ポラプ レジンクの作用機序として，経口投与されたポラプ レジンクに由来する亜鉛が舌に移行し，亜鉛低下状 態にある上皮組織に，より多く分布することを示し ている． 4. 亜鉛欠乏ラットにおける舌上皮亜鉛含量の低 下に対するポラプレジンクの効果 次に，亜鉛欠乏ラットにおける舌上皮亜鉛含量に 対するポラプレジンクの効果を検討した．ポラプレ ジンク（1, 3 及び 10 mg/kg）は，亜鉛欠乏飼料飼 育後 28 日目から 28 日間，1 日 1 回経口投与した． 最終投与翌日に舌を採取し上皮を分離後，高周波誘 導プラズマ質量分析装置（ICP-MS）により亜鉛含 量を測定した．亜鉛欠乏ラットの舌上皮亜鉛含量 は，正常ラットのそれに比較し有意に低下してお り，この低下をポラプレジンクは用量依存的に改善 し，3 mg/kg 以上で正常値まで回復させた（Fig. クの効果 亜鉛が細胞増殖の維持に重要な微量金属であるこ とはよく知られており，細胞増殖の速い臓器におい ては，亜鉛の含量低下あるいは欠乏が機能低下を招 くことになる．舌上皮の味蕾に存在する味蕾細胞も その 1 つであり亜鉛欠乏の影響を受け易い．そこ で，亜鉛欠乏ラットにおける舌有郭乳頭部の味蕾細 胞の細胞増殖能に対するポラプレジンク（1, 3 及び 10 mg/kg，1 日 1 回 28 日間経口投与）の効果を， 5-bromo-2′[deoxyuridine］（BrdU）を 14 日間皮下 投与後，抗 BrdU 抗体による免疫染色により，味蕾 細胞への BrdU の取り込みを指標として細胞増殖能 を評価した．その結果，亜鉛欠乏ラットにおいて， 味蕾細胞への BrdU の取り込みが有意に低下した が，この低下に対し，ポラプレジンクは 3 mg/kg 以上で改善作用を示した（Table 1）．10)以上のよう に，上記 2. において味覚障害改善作用を示した用 量（3 mg/kg）で，亜鉛欠乏による細胞増殖遅延が 改善されたことから，ポラプレジンクの薬理作用 （味覚障害改善作用）と細胞増殖遅延の改善作用と の関連性が強く示唆された．Beidler らは，放射ラ ベルした BrdU を用いた取り込み試験から，ラット 舌上皮細胞の turnover は約 250 時間であると報告 している．16)この報告を参考に，今回の試験では， 有郭乳頭部の味蕾細胞がほぼ入れ替わる期間として 14 日間 BrdU を皮下投与し細胞増殖能を検討した 結果，ポラプレジンクは亜鉛欠乏による細胞増殖遅 延を正常レベルに回復させることが明らかになっ た．ポラプレジンクのような亜鉛含有化合物を投与 することにより細胞レベルにおける機能回復と味覚 障害改善作用とを関連付けた報告はこれまでにな く，本研究により，亜鉛による味覚障害改善作用の 一端を明らかにすることができた．
Fig. 7. EŠect of Polaprezinc on the Zinc Concentration in the Lingual Epithelium of Zn-deˆcient Rats
The tissue zinc concentration was measured by ICP-MS. Zinc concentration in the whole tongue and lingual epithelium of su‹cient (Zn(＋)) and Zn-deˆcient (Zn(－)) rats after 56 days of respective diet (A). The eŠect of polaprezinc on zinc concentration in the lingual epithelium on day 56 (B). At least three lingual epithelia were pooled to make one specimen and values are represented as the mean±standard error (n＝5)(A, B). p＜0.01, p＜0.001 compared with Zn-su‹cient vehicle (t-test),#p＜0.05,###p＜0.001 compared with Zn-deˆcient vehicle (Dunnett's test).
Table 1. EŠect of Polaprezinc on BrdU Incorporation into
Taste Bud Cells in Zn-deˆcient (Zn(－)) Rats
Group BrdU incorporationrate (％) n
Zn(＋) Vehicle 52.8±0.7 12
Zn(－) Vehicle 43.9±1.2 12
Zn(－) Polaprezinc (1 mg/kg) 43.8±1.3 12
Zn(－) Polaprezinc (3 mg/kg) 50.2±1.1# 12
Zn(－) Polaprezinc (10 mg/kg) 51.3±0.8# 12
Values are represented as the mean±standard error (n＝12). p＜ 0.001 compared with Zn-su‹cient (Zn(＋)) vehicle group (t-test),#p＜
0.001 compared with Zn(－) vehicle group (Dunnett's test).
6. 亜鉛欠乏ラットにおける舌錯角化に対するポ ラプレジンクの効果 上述の亜鉛欠乏による舌味蕾の味蕾細胞における 細胞増殖不全及びこれに対するポラプレジンクの改 善作用と併せ，舌の病理組織学的変化―錯角化―に 対するポラプレジンクの効果を検討した．その結 果，亜鉛欠乏ラットの舌における病理組織学的変化 として錯角化が認められ，これをポラプレジンクは 正常に回復させることが明らかになった．11) 7. 亜鉛欠乏ラットの味覚障害モデルに対するポ ラプレジンクの効果―まとめ 以上の研究から，われわれは，亜鉛欠乏ラットの 味覚障害に対するポラプレジンクの効果及びその作 用機序として，1) ポラプレジンクに由来する亜鉛 が舌上皮に分布し，2) 亜鉛欠乏により低下した舌 上皮亜鉛含量を増加させ，3) 亜鉛欠乏により遅延 した味蕾細胞の細胞増殖を回復させることにより， 4) 味覚障害を改善する，ことを明らかにした．味 覚に関しては，苦味，塩味，甘味，酸味，うま味の 各味に対する受容体あるいはチャネルが明らかにな り，味覚受容体における味物質の認識から始まる味 覚感知機構が解明されている．17)しかしながら，味 覚感知機構における分子レベルでの亜鉛欠乏の影響 については不明な点も多く，興味が持たれるところ である． 8. ポラプレジンクを用いた研究の進展 味覚障害以外にも，ポラプレジンクを用いた基礎 研究並びに臨床研究が進展しており，それらについ て最近の報告から抜粋して紹介する． 胃を始めとした消化管において，ポラプレジンク の消化管粘膜保護作用は以前から知られているが， 近年，その作用機序に関する多くの報告がある． Odashima 及び Wada らは，ポラプレジンクは強力 な heat shock protein (HSP) 72 誘導剤であり，この 作用を介して消化管粘膜保護作用を発揮することを
alanine aminotransferase （ ALT ） 活 性 の 低 下 を 認 め，特に血清亜鉛値の低い患者群でその低下が顕著 であったことから，ポラプレジンクによる亜鉛補充 が C 型肝炎及び肝硬変に対して有効であると報告 している．21)また，Takuma らは，肝性脳症患者に ポラプレジンクを投与した結果，physical compo-nent score（PCS，身体的健康度）の改善，肝性脳 症スコアの低下及び血中アンモニア濃度の減少が認 められ，ポラプレジンクによる亜鉛補充が肝性脳症 患者の PCS 改善に有効であることを報告してい る．22)さらに，Takahashi らは，慢性肝炎患者の初 期肝硬変状態における肝線維化をポラプレジンクが 抑 制 し ， そ の 作 用 機 序 と し て tissue inhibitors of metalloproteinase-1（ TIMP-1） 活性 の低 下が 関与 していることを報告している．23)この臨床試験で認 められた肝線維化に対するポラプレジンクの有効性 は，マウス肝線維化モデルにおいても確認されてい ることから，ポラプレジンクの肝線維化抑制作用に TIMP-1 活性の低下が重要な役割を果たしているこ とが示唆されている．24)その他，誌面の都合上詳細 な紹介は割愛させて頂くが，放射線療法あるいは化 学療法剤による口内炎，25,26)化学療法剤による味覚 障害，27)に対するポラプレジンクの有効性が報告さ れており，その作用機序も次第に明らかになってき ている．28,29) 9. おわりに 以上，味覚障害に対するポラプレジンクの薬理作 用及びその作用機序を中心として，その他の疾患に 対するポラプレジンクの有効性に関する研究報告に ついても併せて紹介した．本稿では触れていない病 態に対しても，亜鉛含有医薬品であるポラプレジン クが治療効果を示すことが明らかになりつつある． さらに，亜鉛に関する研究に注目すると，セカンド 工業株式会社中央研究所薬理研究部並びに動態・安 全性研究室の研究員の方々により実施されたもので あり，この場を借りて感謝致します． REFERENCES 1) Hambidge M., J. Nutr., 130, 1344S1349S (2000).
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