JP2002535356A - 4−h−1−ベンゾピラン−4−オン誘導体の平滑筋細胞増殖インヒビターとしての使用 - Google Patents
4−h−1−ベンゾピラン−4−オン誘導体の平滑筋細胞増殖インヒビターとしての使用Info
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Abstract
Description
ンゾピラン−4−オン誘導体の使用に関する。
of Health からの援助を受けた。
遊走−はヒトの動脈硬化症の処置のためのバルーン血管形成およびステント置換
後に起こる再狭窄のような臨床的事象に終わる(1)。平滑筋細胞(SMC)の増
殖は血管損傷モデルの共通な、多分画一化する特徴であり、SMCは新たな内膜
損傷の主要な成分である(2.3)。SMC増殖の阻害に再び興味がもたれるように
なったのは、冠状動脈疾患の処置に対するステントの使用の増加に伴うものであ
る。インステント再狭窄はほとんど完全に新内膜形成およびSMCの過形成に依
存する(4)からである。インステント再狭窄患者の100,000例もが1997
年だけで処置を必要としている(5)。したがって、投与が容易で効果的なSMC
過形成のインヒビターは重要な臨床的および経済的問題である(6)。
のいずれかによる、血管損傷モデルにおけるSMC増殖を阻害する努力は内膜形
成に重要な洞察を与えてきた。細胞周期の進行はサイクリン依存性キナーゼ(C
dk)およびそれらのサイクリン調節サブユニット(7)によりポジティブになら
びにCdkインヒビターおよび腫瘍サプレッサー遺伝子たとえば網膜芽腫タンパ
ク質(Rb)およびp53(8)によってネガティブに調節される厳密に制御された
現象である。内因性Cdkインヒビターp21およびp27kip1またはRbの構成的
活性型のアデノウイルス−仲介過剰発現は、ラット頚動脈損傷モデルにおける新
内膜形成を遮断する(9-11)。同様に、同種のDNA結合部位の競合的過剰発現に
よる転写因子E2Fの活性の阻害もSMCの増殖および新内膜形成を阻害する(1 2) 。このような研究は、細胞周期の阻害が血管損傷の形成における介入に魅力的
な標的であるとの一般的仮説を支持している。
おける血管疾患の処置には、現在では臨床的に適当でない欠点が明らかになって
いる。特異的な細胞周期調節作用とくに経口的に活性な作用を有する水溶性の低
分子量化合物が、実験的にもまた多分臨床的にも広い適用性を有するものと考え
られる。最近同定されたフラボンであるフラボピリドールはCdk2,Ddc2お
よびCdk4の活性を強力に遮断するCdkインヒビターである(13-16)。Cdk
の他の薬理学的インヒビターとは異なりフラボピリドールはそのキナーゼ特異性
、その経口的利用性およびその効力において顕著であり、ナノモルの濃度で有効
である(16)。これらのユニークな特徴は好ましい副作用プロファイルを生じ、不
応性新生物の処置におけるフラボピリドールのフェーズI臨床試験におけるテス
トが行われるようになった(17)。これらの性質に鑑み、本発明者らはインビトロ
およびラット頚動脈に対するバルーン損傷後におけるフラボピリドールのSMC
増殖阻害能を検討した。本発明者らは、フラボピリドールが細胞周期の進行の強
力な選択的インヒビターであり、それはインビボおよびインビトロの両者でSM
Cの増殖を停止させることを証明した。しかも、ヒトにおいて毒性作用を有する
ことが知られている用量よりも低いフラボピリドールの経口用量によって、新内
膜形成が効果的に遮断される。
殖のインヒビターとして適当であることが見いだされた。4−H−1−ベンゾピ
ラン−4−オン誘導体は腫瘍の制御に適当であることが知られている。しかしな
がら驚くべきことに、本発明による4−H−1−ベンゾピラン−4−オン誘導体
は、腫瘍の増殖の制御に使用されねばならない投与量レベルよりも低い投与量で
SMC増殖インヒビターとして有効に作用する。
増殖のインヒビターとしての使用である。
す。 1A:休止HASMCをbFGF(10ng/ml)の不存在下(−)または存在
下(+)に、指示した濃度のフラボピリドール(nmol/L)で24時間処置した
。増殖の指標としてBrdUの取り込みを、ELISAベースのアッセイにより測
定し、bFGF処置の不存在下における取り込みの百分率として表示した。*p
<0.05,非処置細胞との比較。+p<0.05,フラボピリドールの不存在に
おけるbFGF処置との比較; 1B:HASMCはフラボピリドール(75nmol/ml)の不存在の存在下にb
FGF(10ng/ml)、トロンビン(2U/ml)またはビヒクルにより処置し、
BrdUの取り込みを測定した。*p<0.05,非処置細胞との比較。**p<0.
05,bFGF単独処置との比較。+p<0.05,トロンビン単独処置との比較
。
bFGF(10ng/ml)単独(□)、bFGFとフラボピリドール(75nmol/
L)(□)またはビヒクル(□)で指示した時間処置し、処置後の細胞数を測定
した。結果は、ウエルあたりの細胞数(×103)で表す。
リドールの作用。休止HASMCを、bFGF(10ng/ml)、トロンビン(2
U/ml)またはビヒクルによってフラボピリドール(75nmol/L)の存在下ま
たは不存在下に処置し、ヒストンH1のリン酸化をCdk活性の指標として定量
し、bFGF処置を行わなかった場合のCdk活性の百分率として表す。*p<
0.05,非処置細胞との比較。**p<0.05,bFGF単独処置との比較。+
p<0.05,トロンビン単独処置との比較。
MCを、bFGF(10ng/ml)、トロンビン(2U/ml)および/またはフラ
ボピリドール(75nmol/L)の存在下(+)または不存在下(−)に、24時
間処置した。細胞溶解物のイムノブロッティングをサイクリンD1(最上段のパ
ネル)、PCNA(中段のパネル)、ならびにリン酸化(pRb)および過リン
酸化(ppRb)Rb(最下段のパネル)を認識する特異的抗体を用いて実施し
た。
作用。休止HASMCをbFGF(10ng/ml)、トロンビン(2U/ml)、P
D98059(30μmol/L)および/またはフラボピリドール(75nmol/L)の
存在下(+)または不存在下(−)に30分間処置した。リン酸化Erk1(pE
rk1)およびErk2(pErk2)のレベルを、両タンパク質を認識するリン酸化
特異的抗体でのイムノブロッティングにより測定した(上方のパネル)。MAP
キナーゼ活性はミエリン塩基性タンパク質を基質として用いてインゲルキナーゼ
アッセイにより測定した(下方のパネル)。
ラボピリドール(75nmol/L)、TNF−□(50ng/ml)またはビヒクルで
指示時間処置した。細胞の生存能はトリパンブルー排除によって評価した。結果
は計数された総細胞に対する生存細胞の百分率として表す。
阻害。新内膜/中膜比は組織切片、または損傷後5日間フラボピリドール(5mg
/kg)で処置したもしくは処置しなかったラット頚動脈で測定した。動脈は損傷
後7日目(n=12)および14日目(n=12)に調べた。各時点および各処
置群からの動脈の新内膜におけるPCNA陽性核の百分率(±SEM,カウント
された核の百分率で表す)も示す。*p<0.05,ビヒクル処置との比較。
)および14日後(パネルCおよびD)の動脈からのものである。パネルAおよび
Cに示す動脈は胃チューブによるフラボピリドール(5mg/kg)処置ラットから
、パネルBおよびDの動脈は、ビヒクル単独処置ラットからのものである。元の
倍率,×100。
7日(パネルAおよびB)および14日後(パネルCおよびD)の動脈からのも
のである。パネルAおよびCに示す動脈は胃チューブによるフラボピリドール(
5mg/kg)処置ラットから、パネルBおよびDの動脈はビヒクル単独処置ラット
からのものである。新内膜に優勢に局在するCdk2−陽性核は、アルカリホスフ
ァターゼ法によってベクターブルーで染色した。元の倍率,×100。
アルキル;ハロゲン、ヒドロキシもしくはカルボキシにより置換されたC1〜C6 −アルキル;C3〜C6−シクロアルキル;ピリジル;チエニル;C3〜C6−シク
ロアルキル−C1〜C4−アルキル;C2〜C6−アルケニル;C2〜C6−アルキニ
ル;フェニル;ハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシ、ヒドロ
キシル、カルボキシル、COO−アルキル、CONH2、CONH−アルキル、
CON(アルキル)2、ニトロ、トリフルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキ
ルアミノ、ジ−C1〜C4−アルキルアミノもしくはフェニルによってモノもしく
はポリ置換されたフェニル;ナフチル、カルボキシル、−CHO、COO−C1
〜C4−アルキル、一級アミノ、アルキルアミノ、アラルキルアミノ、ジアルキ
ルアミノ、アミド、アリールアミノ、ジアリールアミノまたは−CH2O−C1〜
C4−アルキルであり、
ミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;ハロゲン;ヒドロキシル;アルコキシ;
−COOH;−COO−C1〜C4−アルキル;−CHO;−CH2OHまたは−
CH2O−C1〜C4−アルキルであり、 R3は水素;C1〜C4−アルキル;ハロゲン、ヒドロキシもしくはカルボキシ
によって置換されたC1〜C4−アルキル;ヒドロキシル;カルボキシル;ニトロ
;アミノ;C1〜C4−アルキルアミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;ハロゲ
ン;−O−アルキル−C(O)−アルキル;−CHO;−CH2OH;−CH2O−
C1〜C4−アルキル;R2N−C(O)−O−(式中、RはH、C1〜C6−アルキ
ル;シクロアルキルである)、または −O−アルキル−C(O)−アルキルもし
くはアリールであり、
ルオキシ、C1〜C4−アルコキシカルボニル;アリールオキシ;アミノ;C1〜
C4−アルキルアミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;またはR′2−N−C(
O)−O−(式中、R′はH、C1〜C6−アルキル、シクロアルキルまたはアリ
ールである)であり、 R5は、水素、C1〜C6−アルキル;アリール−C1〜C4−アルキル;C3〜C 6 −シクロアルキル;C3〜C6−シクロアルキル−C1〜C4−アルキル;アルキ
ルアミノ;C1〜C4−アルカノイル;−C(O)−O−C1〜C4−アルキルまたは
アロイルであり、
はハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシ、ヒドロキシル、カル
ボキシル、COO−アルキル、CONH2、CONH−アルキル、CON(アル
キル)2、ニトロ、トリフルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキルアミノ、ジ
−C1〜C4−アルキルアミノまたはフェニルによってモノまたはポリ置換された
フェニルであり、 mは0〜3の整数であり、nは1である] の化合物またはそれらの医薬的に許容される塩である。
ベンゾピラン部分に融合する位置(C−4′)であり、他方はR4で置換された
炭素原子(C−3′)であり、これは2対の光学的異性体が可能であることを意
味する。本発明による化合物の定義には、すべての可能な立体異性体およびそれ
らの混合物を包含する。とくにラセミ型および特異的な活性を有する単離された
光学異性体が包含される。2つのラセミ体は物理的な方法たとえば分別結晶によ
って分割することができる。個々の光学異性体はラセミ化合物から慣用方法たと
えば光学的に活性な酸との塩の形成ついで結晶化によって得られる。
原子を有する直鎖状または分岐状の基であり、たとえばメチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチルまたはイソペンチル基である。
オロメチル、ヒドロキシアルキルたとえばヒドロキシエチル、またはカルボキシ
アルキルたとえばカルボキシエチルである。
は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルまたはシクロヘキシルであ
る。シクロプロピルメチルはシクロアルキルアルキルの例である。
ェニル基は非置換であるかまたはハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−ア
ルコキシまたはニトロのような置換基またはトリフルオロメチル基、アミノ基お
よび置換アミノ基によってモノまたはポリ置換されている。
ル基は非置換であるか、またはハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アル
コキシ、ヒドロキシル、カルボキシル、COO−アルキル、CONH2、CON
H−アルキル、CON(アルキル)2、ニトロもしくはトリフルオロメチル、アミ
ノ、C1〜C4−アルキルアミノ、ジ−C1〜C4−アルキルアミノのような置換基
によってモノまたはポリ置換されている)、芳香族ヘテロ環基たとえばピリジル
基、および多環式芳香族基たとえばナフチル基である。
R5の場合に上記で定義した通りであり、さらにR6およびR7両者はそれらが結
合する窒素原子とともに1個または2個以上のヘテロ原子を有するヘテロシクロ
環であることができる)である。R6およびR7によりそれらが結合する窒素とと
もに形成するヘテロシクロ環の適当な例は、ピペリジン、ピロリジン、モルホリ
ン、ピペラジンまたはイミダゾールであり、これらはすべて非置換であるか、ま
たは1個もしくは2個以上の位置でC1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシ
もしくはアリールまたはヒドロキシルもしくはアミノ基により置換されていても
よい。
酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、マレイ
ン酸塩またはフマル酸塩である。
アルキル、CONH2、CONH−アルキル、CON(アルキル)2、ニトロ、トリ
フルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキルアミノ、ジ−C1〜C4−アルキル
アミノもしくはフェニルによってモノもしくはポリ置換されたフェニル;ピリジ
ル;またはチエニルであり、 R2は、水素またはC1〜C3−アルキルであり、 R5は、C1〜C3−アルキル;C3〜C5−シクロアルキル;またはC3〜C5−
シクロアルキル−C1〜C4−アルキルである] の化合物が好ましい。
ジクロロフェニル、メチルフェニル、アミノフェニル、ブロモフェニル、ヒドロ
キシフェニルまたはナフチルであり、 R2は水素であり、 R5はメチルである化合物がとくに好ましい。
ロフェニル)−8−[4−(3−ヒドロキシ−1−メチル)ピペリジニル]−4
H−ベンゾピラン−4−オン(フラボピリドール)、とくにその塩酸塩型である
。
の開示に従い調製することができる。これらの開示は引用により本明細書に導入
される。上記米国特許の実施例も本出願に関連する。
主題はまた、上に定義した式Iの化合物少なくとも1種またはその医薬的に許容
される酸付加塩少なくとも1種を含有する平滑筋細胞の増殖を阻害する医薬であ
り、平滑筋細胞の増殖阻害作用を有する医薬の製造のための上に定義した式Iの
化合物の使用である。本発明の化合物の典型的な適用範囲は、平滑筋細胞に富ん
だ血管の損傷に伴う疾患/障害/傷害である。したがって、きわめて重要な例は
バルーン傷害後の損傷である。他の重要な適用範囲はステント植え込み後の再狭
窄の予防である。
よく知られた一般に既知の様式で使用される。医薬には、上述の活性物質の有効
量がそのままでまたは好ましくは適当な医薬補助剤と配合して錠剤、コート錠、
カプセル、坐剤、乳化液、懸濁液または溶液の形態で使用され、活性化合物の含
量は約95%まで、好ましくは10〜75%である。
より明らかである。錠剤用補助剤、溶媒、ゲル形成剤、坐剤基剤および活性物質
用の他の賦形剤のほかに、たとえば抗酸化剤、分散剤、乳化剤、消泡剤、矯味剤
、防腐剤、可溶化剤または着色剤を使用することが可能である。
とができる。経口投与が好ましい。経口投与の剤形のためには、活性物質を、こ
の目的に適当な添加物たとえば賦形剤、安定剤または不活性希釈剤とともに他の
化合物と混合して、これを適当な投与剤形、たとえば錠剤、コート錠、硬質ゼラ
チンカプセルおよび含水アルコール性または油性懸濁液または溶液の形態にする
ため慣用方法が使用できる。使用できる不活性賦形剤の例には、アラビアゴム、
マグネシア、ラクトース、グルコースまたはデンプン、とくにトウモロコシデン
プンがある。この関係では、製剤は、乾燥顆粒または湿潤顆粒として調製するこ
とができる。適当な油性賦形剤または溶媒の例には、植物油または動物油たとえ
ばヒマワリ油または鱈肝油がある。
目的に慣用される物質、たとえば可溶化剤、乳化剤または他の補助剤を使用して
形成させる。適当な溶媒の例は、水、生理的食塩溶液またはアルコールたとえば
エタノール、プロパノールもしくはグリセロールおよび糖溶液たとえばグルコー
ス溶液もしくはマンニトール溶液、または上述の各種溶媒の混合物である。
効果に適するように選択される。4−H−1−ベンゾピラン−4−オン誘導体は
それぞれの哺乳動物において腫瘍の増殖の制御に使用される投与量の70%より
低い用量、好ましくは60%より低い用量、とくに50%より低い用量で投与す
ることができる。一例としてヌードマウスの異種移植モデルにおいては約5mg/
kg体重の用量が1日1回経口投与される。これは同じ動物モデルにおいて腫瘍の
増殖を阻止する投与量の半量である(Dreesら, Clin.Cancer Res. 1997; 3: 273
−279)。
日に数回その化合物を投与するかまたは徐放性製剤を選択する必要がある。
平滑筋細胞の増殖および新内膜形成を阻害する。 カテーテル誘発損傷後の新内膜損傷の形成がSMCの増殖に決定的に依存する
確立されたラット頚動脈損傷モデル(Clowesら, Lab.Invest. 1983, 49: 327-33
3, Clowesら, Circ.Res. 1985, 56: 139−145)を用いて、フラボピリドールが
インビトロにおけると同様にインビボにおいてSMCの増殖停止を誘導するか否
かを調べた。フラボピリドールは、損傷の日に開始して1日1回5mg/kgの用量
で以後4日間経口的に投与した。このモデルではこの期間がCdk2の初期の誘導
およびSMC増殖の最初の波をカバーするからである(Circ.Res. 1995; 77: 44
5−465, Circ.Res. 1997; 80: 418-426)。平均内膜および中膜面積を損傷後7
および14日後に定量し、新たな内膜損傷のサイズを新内膜対中膜面積の比で表
した。それぞれ12匹の動物を処置群および非処置群とした。7日目の比はビヒ
クル処置ラットの動脈で1.00±0.05、フラボピリドール処置ラットの動脈
で0.65±0.04であり、35%の減少がみられた。14日目の新内膜/中膜
比はビヒクル処置ラット1.08±0.04、フラボピリドール処置ラット0.6
6±0.03であり、38.9%の減少がみられた。これらの効果は両時点におい
て統計的に有意であった(P<0.05)。
−2−(2−クロロフェニル)−8−[4−(3−ヒドロキシ−1−メチル)ピ
ペリジニル]−4H−ベンゾピラン−4−オン)は Hoechst Marion Roussel,In
c. により提供され、細胞培養実験では50mmol/Lの保存溶液としてジメチル
スルホキシドに溶解し、インビボでの実験には水に溶解した。塩基性線維芽細胞
増殖因子(bFGF)は、Collaborative Biochemical から、トロンビンは Sig
ma から購入した。MEK1インヒビターPD98059 は New England Biolabs か
ら入手した。
以前に記載されたようにして(18)培養した。細胞は5〜9回の継代後に使用した
。実験の実施前に、細胞は、0.2%ウシ胎児血清を含むメジウムで80%コン
フルーエントに48時間、増殖を停止させた。
より測定した。HASMCはゼラチンで覆った96−ウエルプレート中で増殖さ
せ、休止させた。細胞を10ng/mlのbFGF、2U/mlのトロンビン、または
ビヒクルで24時間処置した。フラボピリドール(75nmol/L)を増殖因子処
置の1時間前に投与した。5−ブロモ−2′−デオキシウリジン(BrdU)を処
置の最後の2時間の間10μmol/Lの最終濃度に添加した。BrdUの取り込み
を記載のように(19)測定した。結果は2回の独立した実験において各条件あたり
12例のサンプルについての平均±SEMとして表す。
殖休止HASMCをフラボピリドール(75nmol/L)またはbFGF(10ng
/ml)により処置しまたは処置せず、処置後の様々な時点で細胞をトリプシン処
理し、ヘモサイトメーターを用いて細胞数を測定した。
/またはフラボピリドールの存在下または不存在下に処置した。ウエスタンブロ
ット分析は、既報(18)のように実施した。一次抗体は、ポリクローナル抗−ヒト
サイクリンD1抗体(M−20,Santa Cruz)、モノクローナル抗−ヒト増殖細胞
核抗原(PCNA)抗体(PC10,Sigma)、リン酸化特異的p44/42(Erk1/
Erk2)MAPキナーゼモノクローナル抗体(New England Biolabs)ならびに
リン酸化(pRb)および高リン酸化(ppRb)Rb種を認識するモノクローナル
抗−Rb抗体(G3−245, Pharmigen)とした。イムノブロッティングの研究に
は、実験を少なくとも3回反復した。
置し、総細胞溶解物をウエスタンブロットについて記述したように調製した。キ
ナーゼアッセイはヒストンH1キナーゼアッセイキット(Upstate Biotechnology
)を用いて製造業者の指示に従って実施した。略述すれば、プロテインキナーゼ
C(2μmol/L)およびプロテインキナーゼA(2μmol/L)のペプチドイン
ヒビター10μl、100μgの細胞溶解物、10μlのアッセイ緩衝液、ならび
に75μmol/Lの塩化マグネシウム、500μmol/LのATPおよび1μCi
/mlの[γ−32P]ATPを含む混合物10μlを微小遠沈管中で混合した。30
℃で10分間インキュベートしたのち、そのアリコートをピペットでホスホセル
ロースペーパー上に取った。ペーパーを0.75%リン酸中で洗浄し、ついで、c
pmをシンチレーションカウンター(Beckman)中で測定した。結果は3つのサン
プルの平均±SEMで表し、3つの独立の実験の代表値とする。
総細胞溶解物をウエスタンブロットについて記述したのと同様に調製した。一部
の実験においてはHASMCを60分間、30μmol/LのPD98059、フラボピ
リドールまたはビヒクルにより前処理した。等量のタンパク質(50μg/レー
ン)を350μg/mlのミエリン塩基性タンパク質と共重合したポリアクリルア
ミドゲル上に溶解した。ゲルを[γ−32P]ATPで処理し、オートラジオグラ
フィーを以前に記載されたように(19)実施した。
に増殖させて、記載のように増殖を休止させた。細胞はフラボピリドール(75
nmol/L)または腫瘍壊死因子−□(TNF−□,50ng/ml)で指示した時間
処理した。メジウムの除去後、リン酸緩衝食塩溶液中0.4%のトリパンブルー
をディッシュに加えた。5分後、ディッシュ中の細胞を顕微鏡下に計数した。青
色の細胞を非生存細胞として数えた。
に(2)実施した。成熟雄性 Sprague-Dawley ラット(400〜500g, Zivic-M
iller)をケタミン(2mg/kg)およびキシラジン(4mg/kg)の腹腔内注射に
よって麻酔した。ついで、左内頚動脈に2F塞栓切除術カテーテルを挿入した。
バルーンを生理食塩水で膨張させ、動脈を横切して3回引き抜き、拡張して表面
が剥がれた損傷を作成した。右頚動脈には損傷を与えないで各動物の損傷の対照
として用いた。麻酔から回復した直後およびさらに4日後、ラットには盲検様式
で胃チューブによってフラボピリドール(水中5mg/kg)もしくは水を投与した
。ラットはすべて、手術後も生存し、使用した用量での薬物投与に関連した毒性
の明らかな兆候は示さなかった。頚動脈損傷後の特定の時間にラットを上述のよ
うに麻酔し、リン酸緩衝食塩溶液中4%パラホルムアルデヒドにより全身的に灌
流固定した。右および左頚動脈を摘出し、4%パラホルムアルデヒドの管腔内注
射によって膨張させ、ついで脱水させて70%エタノール中4℃で保存した。免
疫組織化学的検討は以前に記載されたように18、モノクローナルPCNA抗体お
よびポリクローナル抗-ヒトCdk2抗体(M2−G,Santa Cruz)を用いて実施
した。
た。各動脈から500μm離して採取した10個の中間断片(それぞれ8μm)を
分析した。スライドを固定し、以前に記載されたように18ヘマトキシリンおよび
エオシンで染色した。Nikon Diaphot 300 顕微鏡および4×対物レンズを用い、
各断片を Hamamatsu C5985 ビデオカメラおよび TCPro 2.41(Coreco, Inc.)に
よってデジタル画像として捕らえた。中膜および新内膜面積をNIHイメージソ
フトウエアを用いて測定した。中膜および新内膜の境界を一人のスライド観察者
(A.M.)により決定し、第二の観察者(C.P.)によりこれを盲検様式で確証した
。損傷のサイズは新内膜/中膜の比として表した。各グループの結果は平均±S
EMで表した。各グループで92%またはそれ以上のイメージが判断可能であっ
た。残りは固定のアーティファクトによるものと考えられ、分析しなかった。
理群に対しては、階乗ANOVAついで Fisher の最小有意差検定を適用した。
統計的有意差はp<0.05とした。
阻害するフラボピリドールの能力に基づいて、本発明者らはその使用は一次培養
ヒトSMCの増殖を遮断するという仮説を試験した。増殖静止HASMCを、フ
ラボピリドールの存在下その濃度を上昇させていって、24時間、SMCマイト
ジェンbFGF(10ng/ml)で処置し、ELISA−ベースのアッセイによっ
て増殖を測定した。非処置細胞と比べてbFGF処理細胞の増殖は5.4倍増加
した(図1A)。わずか50nmol/Lのフラボピリドールによる1時間の前処置
で、HASMCの増殖は有意に低下し(3.9倍に,p<0.05)、この効果は
75nmol/Lの濃度でほぼ最大であった。類似した結果がDNA合成の独立した
指標としてのチミジン取り込みを用いても得られた(データは示していない)。
明者らはG−タンパク質カップリング受容体を通して働くトロンビン(2U/ml
)によって誘導される有糸分裂誘発に対するその作用を、チロシンキナーゼファ
ミリー受容体のメンバーを刺激するbFGFと比較して調べた。フラボピリドー
ル(75nmol/L)は有意にかつ強力にbFGF−およびトロンビン-誘導HA
SMCの増殖の両者(それぞれ、5.4倍対1.8倍および2.4倍対0.7倍、p
<0.05,図1B)を阻害した。本発明者らは、HASMCにおける細胞周期
の進行に対するフラボピリドールの作用が真に増殖の変化を反映するものである
ことを確認するため、細胞の計数を実施した。bFGF(10ng/ml)は処置3
日後細胞数に3倍の増加を誘発した(図2)。同様の結果がELISA−ベース
のアッセイにおいてもみられ、フラボピリドール(75nmol/L)はbFGF誘
発増殖を効果的に遮断した。
子の発現を阻害する─細胞周期の機構に対するフラボピリドールの特異的な作用
を評価するため、本発明者らは増殖因子刺激HASMCからの細胞溶解物におけ
るヒストンH1キナーゼ活性を測定した。ヒストンH1のリン酸化はCdc2およ
びCdk2の活性を反映する(20)。HASMCのbFGFおよびトロンビン処置は
ヒストンH1キナーゼ活性のそれぞれ4.4倍および3.6倍の増加を生じた(図
3)。サイクリン依存性キナーゼ活性のこれらの上昇はフラボピリドール(75
nmol/L)の前処置により完全に遮断された。
周期関連タンパク質の増殖因子が誘発する調節にフラボピリドールが影響するか
否かを検討した。サイクリンD1は増殖因子刺激により上方調整されるG1相サイ
クリンであり、細胞周期からの撤退時に速やかに分解される(21)。サイクリンD 1 タンパク質のレベルは24時間のbFGFおよびトロンビン処置に応答して、
それぞれ6.3倍および3.2倍に上方調整され(図4)、その作用はフラボピリ
ドールの前処置で完全に遮断された。同様に、S期にDNAの複製とともに優先
的に合成される(22)PCNAの発現の増加もフラボピリドールの前処置で遮断さ
れた。細胞周期関連タンパク質の最終的な指標として、本発明者らは、リン酸化
Rbを認識する抗体を用いて増殖因子の発現に応答するRbのリン酸化を調べた
。Rbは、Rbがリン酸化されていない状態では転写因子E2Fに結合し、それ
を不活性化する細胞周期レギュレーターであり、インビボにおいてSMCの増殖
静止を誘導する(11)。リン酸化がRbを不活性化し、S期を経過する進行を可能
にする。RbはインビボにおいてCdk2およびCdk4の標的であることから、Rb
のリン酸化の分析はとくに有意義である。トロンビンおよびbFGFは、いずれ
もRbの過リン酸化を誘導し、その作用はフラボピリドールによって阻害された
。これらの結果を考え合わせるとフラボピリドールはその増殖阻害作用に伴いH
ASMCにおいてG1およびS期関連細胞周期コントロールエレメントに影響す
ることを指示する。
フラボピリドールが、上流キナーゼ経路に非特異的ではなく細胞周期のレベルに
おいて特異的に作用していることを保証するため、本発明者らはMAPキナーゼ
ファミリーの2つのメンバーであるErk1(p44 MAPキナーゼ)およびErk
2(p42 MAPキナーゼ)のリン酸化および活性を測定した。本発明者らはこ
れらのキナーゼを、それらが増殖刺激に応答して起こる転写現象のすぐ上流にあ
り、多くの重要なマイトジェンシグナリング経路の下流にあることから(24)選択
した。MAPキナーゼによる完全な応答は上流のマイトジェン経路も完全である
ことを指示する。本発明者らは、リン酸化されしたがって活性化型を特異的に認
識するモノクローナル抗体によりErk1およびErk2のリン酸化状態を測定した
。これらの実験の対照としては、MAPキナーゼ活性化の強力な選択的インヒビ
ター25であるPD98059 を使用した。HASMCのトロンビンおよびbFGFに
よる30分間処置ののちに、非処置細胞と比較して、リン酸化されたErk1および
Erk2の量の増加が検出された(図5、上方パネル)。トロンビンおよびbFG
F両者によるErk1およびErk2のリン酸化はPD98059の前処置によって遮断
されたが、フラボピリドールによっては遮断されなかった。これらの所見を確認
するために、本発明者らはインゲルキナーゼアッセイによってErk1およびErk
2の活性を測定した(図5、下方パネル)。この場合も、Erk1およびErk2の
活性はトロンビンおよびbFGFに応答して増大し、この作用はPD98059によ
り阻害されたが、フラボピリドールによっては阻害されなかった。これらの実験
を図3および4に示した結果と考え合わせるとHASMCの増殖に対するフラボ
ピリドールの作用は、上流のシグナリング現象には影響することなくCdk活性
を遮断することによって細胞周期機構の特異的な静止によることの証拠が提供さ
れる。
フラボピリドール活性の以前の報告では、細胞系に依存して、フラボピリドール
は生存能に影響することなく増殖静止を誘導するかまたはアポトーシスを生じる
ことが証明されていた(16.26-29)。したがって本発明者らは処置後の様々な時点
でトリパンブルーの排除を測定してフラボピリドールがHASMCの生存能を低
下させるか否かを評価した。休止HASMCをフラボピリドール(75nmol/L
)、ビヒクル、またはこの細胞タイプでアポトーシスを誘導することが知られて
いるサイトカイン30、TNF-□(50ng/ml)で処置した。TNF-□はHAS
MCの生存能を強力に低下させ、24時間処置した細胞の本質的にすべての死滅
を生じたが、フラボピリドールは作用を示さなかった(図6)。さらに高い濃度
およびさらに長いインキュベーションにより、フラボピリドールの存在下におい
て生存能のある程度の低下を生じることが記録された(データは示していない)
。しかしながら、試験した条件下には、フラボピリドールは主として増殖静止を
誘導し、SMCの生存能には影響しない。
滑筋細胞の増殖および新内膜形成を阻害する─本発明者らはフラボピリドールが
インビトロでみられたように、インビボでSMCの増殖静止を誘導するか否かを
調べるためにカテーテル誘発損傷後の新たな内膜傷害がSMC増殖に決定的に依
存する確立されたラット頚動脈損傷モデル(2.3)を使用した。本発明者らはフラ
ボピリドールを損傷の日に開始しその後4日間、この期間がCdk2の初期誘導お
よびこのモデルにおけるSMC増殖の第一波をカバーすること(31.32)から、1
日に5mg/kgの用量で経口的に投与した。平均内膜および中膜面積を損傷後、7
および14日目に定量し、新内膜の損傷のサイズを中膜面積に対する新内膜面積
の比として表した。それぞれ12匹の動物を処置および非処置群とした。7日目
の新内膜/中膜比は、ビヒクル処置ラットにおいて1.00±0.05、フラボピ
リドール処置ラットにおいては0.65±0.04であり、35.0%の低下がみ
られた(図7)。14日目の新内膜/中膜比はビヒクル処置ラットにおいて1.
08±0.04、フラボピリドール処置ラットにおいて0.66±0.03であり
、低下は38.9%であった。これらの作用はいずれの時点においても統計的に
有意(p<0.05)であった。代表的な動脈切片を図8に示す。
本発明者らは各動脈からの切片を、代表的領域におけるPCNAの発現のために
染色し、新内膜におけるPCNA陽性核の百分率を測定した。7日目には非処置
ラットからの損傷動脈における核の31.1±7.2%がPCNA陽性であったが
、フラボピリドール処置ラットの損傷動脈においては11.8±1.5%のみがP
CNA陽性であった(図7;p<0.05)。14日目には、PCNA陽性核は
処置ラットからの新内膜細胞の10.4±2.0%に存在したが、非処置損傷ラッ
ト動脈からの新内膜細胞には4.2±0.5%に存在したのみであった(p<0.
05)(PCNA陽性核は処置には無関係に非損傷動脈には稀にしかみられない
)。同様にCdk2−陽性細胞は、損傷後7および14日目のいずれにおいても、
非処置ラットからの動脈と比較して(パネルBおよびD)、フラボピリドール処
置ラットの新内膜においてはるかに低かった(パネルBおよびC)。
、知られている最も強力な特異的なCdkインヒビターがSMCのインビボでの
増殖とくに血管損傷のセッティングにおける阻害に適当な候補物質であるか否か
を調べた。血管疾患の処置のために細胞周期機構を治療的に標的とする以前の試
み(9-12)は本研究の合理性を提供した。しかしながら、この目的に用いられたこ
れらの方法は細胞周期の進行を阻害する遺伝子移入技術によるものであった。現
在は、手に負えない障害がこれらの方法(33)の臨床的適用を妨げている。本発明
者らの研究の過程で、わずかマイクロモルの濃度においてCdk 阻害作用を有す
る最近同定された化合物CVT-313 が新内膜の形成も阻害できることが報告さ
れた。しかしながら、CVT-313 はこの作用を産生するためには、損傷の時点
で頚動脈中に浸透していることを要求する(34)。これに反し、本発明者らは、フ
ラボピリドールが経口的に投与された場合、他の臨床的に関連する薬剤(11.35.3 6) に匹敵する程度まで、新内膜の形成を強力に阻害できることを示した。フラボ
ピリドールの経口活性は、血管損傷の動物モデルにおいて活性であることが示さ
れている薬剤中で、それを実際上ユニークなものとする。その選択性、効力およ
び投与の容易性はフラボピリドールをヒト血管傷害におけるインビボでの細胞周
期阻害の治療的利益を検討すべき優れた候補にしている。
の濃度でヌードマウス異種移植モデルに投与することを選択した(27)。本発明者
らの検討において、フラボピリドール濃度75nmol/Lがほぼ完全にSMC増殖
を阻害し、一方メジアン血清濃度425nmol/Lがヒト不応性癌の第一相の検討
における毒性閾値を下回る用量で得られたことは注目に値する(17)。本発明者ら
の結果は、腫瘍形成に使用される用量よりもはるかに低用量の細胞周期阻害剤が
、耐用性を同時に高めるという利益を示しながら再狭窄のような血管疾患を発症
させるのに有効であることを示唆している。
ことなく増殖の静止を誘導すること、およびインビボにおいてフラボピリドール
処置後に新内膜の形成が低下することを証明したが、本発明者らは細胞周期静止
が頚動脈損傷における新内膜形成を減少させる唯一の因子であるかどうかは保証
できなかった。フラボピリドールは、観察された細胞タイプに依存してアポトー
シスを誘発しまたは誘発することなく増殖静止を誘導することができる(29)。興
味あることに、フラボピリドールは、最終的に分化したPC12 細胞においてア
ポトーシスを阻害するが、増殖中の未分化PC12 細胞においてはアポトーシス
を誘発する(28)。本発明者らのインビトロ実験は損傷前のSMCの表現型を模倣
する条件下に実施されたが、損傷後にはSMCがフラボピリドールに異なる応答
をしてアポトーシスさえ受ける可能性もある。血管損傷におけるアポトーシスの
役割は不明であるが、SMCにおけるFas リガンドの発現がアポトーシスを誘
発し、バルーン損傷後のウサギにおいて新内膜の形成を遮断すること(37)は、フ
ラボピリドールが、増殖中のPC12 細胞におけるように、実際にインビボでS
MCのアポトーシスを誘発することを示唆し、これは新内膜形成に関連する有益
な現象であるかもしれない。傷害形成に対するフラボピリドールの作用に他の機
構が寄与する可能性も考えられる。たとえば、アンチセンスオリゴデオキシヌク
レオチド仲介細胞周期の阻害はウサギ静脈移植において内皮機能を改善する(38) 。フラボピリドールの作用機構の解明にはインビボにおけるSMCに対する増殖
静止以外の他の研究が必要である。
考慮すれば、インビトロでのフラボピリドールの強力な作用にもかかわらず、興
味あることに、本発明者らのインビボ実験の条件下におけるその新内膜形成阻害
は(有意ではあるが)緩和すぎることは注目すべきである。この観察について、
本発明者らはいくつかの説明を考慮した。損傷後14日間もの長期間、増殖指数
の差は維持されるているので、加速されたSMCの増殖がフラボピリドールの中
止後に起こることは考えにくい(図7および9)。傷害形成の他の成分、たとえ
ばSMCの遊走および細胞外マトリックスの産生が有意なSMC増殖の不存在下
にも依然として傷害形成に寄与している、または1日1回のフラボピリドールの
送達は、このモデルにおける増殖を完全に静止させるには不十分であるかのいず
れかの方がよりもっともらしい。フラボピリドールの生物学的半減期が2.5時
間と短いことを示す最近のデータは後者の仮説が正しいことを示唆している。更
なる研究により、さらに有効な投与基準が確認できるものと考えられる(39)。
の許容された小動物モデルにおける新内膜の形成を阻害できることを指示する。
SMC増殖の阻害のヒト血管傷害における関連性については議論があり、傷害の
性質および増殖の観察を行う時点に依存して異なる可能性があることを指摘しな
ければならない。ヒト粥腫切除標本におけるSMCの増殖指数は著しく低い(40) が、これらの標本は初期の、損傷発生のより重要な段階における変化を反映して
いない。さらに、新内膜増殖に独立な動脈再形成が、ヒトにおける血管形成後の
管腔傷害の有意な割合を説明する可能性がある(41)。これに反し、SMCにおけ
る有糸分裂活性指数はインステント再狭窄でのヒト損傷からの粥腫切除標本にお
いて、著しく高く(25%PCNA−陽性)、この方法におけるSMC過形成の
確立された役割と一致したが、再形成ではこのようなことはない(4)。ステント
置換およびインステント再狭窄の臨床的な問題が増加していることからSMC過
形成および新内膜形成を停止させる有効な手段の必要性も増大している。フラボ
ピリドールは特異的なCdk−阻害活性を有する強力な、経口的に利用可能な薬剤
であることから、またヒトにおけるフラボピリドールの安全な用量は既知である
ことから、フラボピリドールはヒトにおけるインステント再狭窄の予防の薬理学
的候補と考えることができる。
Lという低い濃度で、フラボピリドールが塩基性線維芽細胞増殖因子およびトロ
ンビン誘発増殖のほぼ完全な阻害を生じることを見いだした。この用量で、フラ
ボピリドールはヒストンH1のリン酸化により測定したサイクリン依存性キナー
ゼ活性を阻害したが、MAPキナーゼの活性化には影響しなかった。細胞周期関
連タンパク質、サイクリンD1、増殖中の細胞核抗原およびリン酸化網膜芽腫タ
ンパク質の誘導もフラボピリドールによって遮断された。フラボピリドールは細
胞の生存能には影響しなかった。フラボピリドールがインビボで経口的に投与さ
れた場合にも同じ活性をもつか否かを試験するため、本発明者らはラット頚動脈
におけるバルーン損傷後の新内膜形成を調べた。胃チューブによって投与された
フラボピリドール(5mg/kg)は、損傷後7日および14日に新内膜の面積をそ
れぞれ35%および39%低下させた。
る。その経口利用性およびサイクリン依存性キナーゼに対するその選択性はそれ
をSMCに富んだ血管傷害の処置における強力な治療手段とする。
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の作用を示す。
す。
す。
てCおよびDは損傷後14日後の動脈からのものである。
びBは損傷後7日の、そしてCおよびDは損傷後14日後の動脈からのものであ
る。
筋細胞増殖のインヒビターとしての使用である。
す。 1A:休止HASMCをbFGF(10ng/ml)の不存在下(−)または存在
下(+)に、指示した濃度のフラボピリドール(nmol/L)で24時間処置した
。増殖の指標としてBrdUの取り込みを、ELISAベースのアッセイにより測
定し、bFGF処置の不存在下における取り込みの百分率として表示した。*p
<0.05,非処置細胞との比較。+p<0.05,フラボピリドールの不存在に
おけるbFGF処置との比較; 1B:HASMCはフラボピリドール(75nmol/L)の存在下または不存在
下にbFGF(10ng/ml)、トロンビン(2U/ml)またはビヒクルにより処
置し、BrdUの取り込みを測定した。*p<0.05,非処置細胞との比較。**p
<0.05,bFGF単独処置との比較。+p<0.05,トロンビン単独処置と
の比較。
bFGF(10ng/ml)単独(*)、bFGFとフラボピリドール(75nmol/
L)(*)またはビヒクル(*)で指示した時間処置し、処置後の細胞数を測定し
た。結果は、ウエルあたりの細胞数(×103)で表す。
Claims (10)
- 【請求項1】 平滑筋細胞の増殖を阻害する方法において、式I 【化1】 [式中、 R1は、水素;1〜6個の炭素原子を有するアルキル;アリール−C1〜C4−
アルキル;ハロゲン、ヒドロキシもしくはカルボキシにより置換されたC1〜C6 −アルキル;C3〜C6−シクロアルキル;ピリジル;チエニル;C3〜C6−シク
ロアルキル−C1〜C4−アルキル;C2〜C6−アルケニル;C2〜C6−アルキニ
ル;フェニル;ハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシ、ヒドロ
キシル、カルボキシル、COO−アルキル、CONH2、CONH−アルキル、
CON(アルキル)2、ニトロ、トリフルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキ
ルアミノ、ジ−C1〜C4−アルキルアミノもしくはフェニルによってモノもしく
はポリ置換されたフェニル;ナフチル、カルボキシル、−CHO、COO−C1
〜C4−アルキル、一級アミノ、アルキルアミノ、アラルキルアミノ、ジアルキ
ルアミノ、アミド、アリールアミノ、ジアリールアミノまたは−CH2O−C1〜
C4−アルキルであり、 R2は、水素;1〜6個の炭素原子を有するアルキル;アリール;ニトロ;ア
ミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;ハロゲン;ヒドロキシル;アルコキシ;
−COOH;−COO−C1〜C4−アルキル;−CHO;−CH2OHまたは−
CH2O−C1〜C4−アルキルであり、 R3は水素;C1〜C4−アルキル;ハロゲン、ヒドロキシもしくはカルボキシ
によって置換されたC1〜C4−アルキル;ヒドロキシル;カルボキシル;ニトロ
;アミノ;C1〜C4−アルキルアミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;ハロゲ
ン;−O−アルキル−C(O)−アルキル;−CHO;−CH2OH;−CH2O−
C1〜C4−アルキル;R2N−C(O)−O−(式中、RはH、C1〜C6−アルキ
ル;シクロアルキルである)または−O−アルキル−C(O)−アルキルもしくは
アリールであり、 R4は、水素;ヒドロキシル;C1〜C4−アルコキシ、C1〜C4−アルカノイ
ルオキシ、C1〜C4−アルコキシカルボニル;アリールオキシ;アミノ;C1〜
C4−アルキルアミノ;ジ−C1〜C4−アルキルアミノ;またはR′2−N−C(
O)−O−(式中、R′はH、C1〜C6−アルキル;シクロアルキルまたはアリ
ールである)であり、 R5は、水素、C1〜C6−アルキル;アリール−C1〜C4−アルキル;C3〜C 6 −シクロアルキル;C3〜C6−シクロアルキル−C1〜C4−アルキル;アルキ
ルアミノ;C1〜C4−アルカノイル;−C(O)−O−C1〜C4−アルキルまたは
アロイルであり、 R1、R2、R3、R4およびR5中のアリール基は非置換フェニルであるかまた
はハロゲン、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシ、ヒドロキシル、カル
ボキシル、COO−アルキル、CONH2、CONH−アルキル、CON(アル
キル)2、ニトロ、トリフルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキルアミノ、ジ
−C1〜C4−アルキルアミノまたはフェニルによってモノまたはポリ置換された
フェニルであり、mは0〜3の整数であり、nは1である] の化合物またはそれらの医薬的に許容される酸付加塩の有効量を患者に投与する
ことからなる方法。 - 【請求項2】 化合物は式Ia 【化2】 [式中、 R1は、水素;C1〜C3−アルキル;ナフチル;フェニル;ハロゲン、C1〜C 4 −アルキル、C1〜C4−アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシル、COO−
アルキル、CONH2、CONH−アルキル、CON(アルキル)2、ニトロ、トリ
フルオロメチル、アミノ、C1〜C4−アルキルアミノ、ジ−C1〜C4−アルキル
アミノもしくはフェニルによってモノもしくはポリ置換されたフェニル;ピリジ
ル;またはチエニルであり、 R2は、水素またはC1〜C3−アルキルであり、 R5は、C1〜C3−アルキル;C3〜C5−シクロアルキル;またはC3〜C5−
シクロアルキル−C1〜C4−アルキルである] の化合物である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 式Iaの置換基は以下の意味、すなわち R1は、フェニル、チエニル、ピリジル、クロロフェニル、ジクロロフェニル
、メチルフェニル、アミノフェニル、ブロモフェニル、ヒドロキシフェニルまた
はナフチルであり、 R2は水素であり、 R5はメチルである、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 化合物は、(−)−シス−5,7−ジヒドロキシ−2−(2−
クロロフェニル)−8−[4−(3−ヒドロキシ−1−メチル)ピペリジニル]
−4H−ベンゾピラン−4−オン(フラボピリドール)である請求項1記載の方
法。 - 【請求項5】 平滑筋細胞の増殖を阻害する医薬の製造のための請求項1〜
4のいずれかに記載の化合物の使用。 - 【請求項6】 医薬は平滑筋細胞に富んだ血管病変の処置用である請求項5
記載の使用。 - 【請求項7】 医薬はバルーン外傷後の損傷の処置用である請求項5または
6記載の使用。 - 【請求項8】 医薬はステント移植後の患者の処置用である請求項5または
6記載の使用。 - 【請求項9】 平滑筋細胞の増殖を阻害するための請求項1〜4のいずれか
に記載の化合物を含有する医薬。 - 【請求項10】 腫瘍の増殖を制御するために必要な投与量の70%未満、
好ましくは60%未満、とくに好ましくは50%未満の投与量で化合物の投与を
行う請求項9記載の医薬。
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