JP2004307356A - 新規なデンドリマーおよび造影剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】糖が導入されたデンドリマー型化合物、および該デンドリマー化合物に金属を導入させたデンドリマー型化合物を提供する。また、優れた安定性、造影効果およびターゲッティング効果を有する造影剤を提供する。
【解決手段】糖がスペーサー化合物を介してキレート化剤に導入されたデンドリマー型化合物。また、キレート化剤のキレート化により、金属イオンが導入されたデンドリマー型化合物および該化合物からなる造影剤。
【選択図】 なし
【解決手段】糖がスペーサー化合物を介してキレート化剤に導入されたデンドリマー型化合物。また、キレート化剤のキレート化により、金属イオンが導入されたデンドリマー型化合物および該化合物からなる造影剤。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デンドリマー型化合物に関する。また、本発明は、デンドリマー型化合物からなる造影剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を基本とし、生体内の水や脂肪のプロトンの磁気的挙動を画像化する撮影技術であり、安全な診断方法として注目されるものである。
【０００３】
従来、ＭＲＩの造影剤としては、金属イオンを含有するキレートが用いられており、主にガドリニウム−ジエチレントリアミン五酢酸（Ｇｄ−ＤＴＰＡ）が用いられている。しかし、Ｇｄ−ＤＴＰＡは、安定性、造影効果、ターゲッティング効果の面で必ずしも満足できるものではなく、低分子量化合物であるために、血流中から急速に排除される、また、特定の臓器へのターゲッティング効果がないという問題を有している。
【０００４】
そこで、現在、ＭＲＩを一層有効な診断方法とするために、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて安定で、造影効果および特定の臓器へのターゲッティング効果の高い造影剤が求められており、デンドリマー型の化合物を、造影剤として用いることが検討されている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、得られる造影剤は、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて安定性および造影効果が向上するものの、特定の臓器に対するターゲッティング効果については、まだ不充分なものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特表２０００−５０７９６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物、および該デンドリマー化合物に金属を導入させたデンドリマー型化合物を提供することを目的とする。また、本発明は、優れた安定性、造影効果およびターゲッティング効果を有する造影剤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に関する。
【０００８】
糖は、ガラクトースとの親和性をもつ糖であることが好ましい。
【０００９】
キレート化剤は、ジエチレントリアミン五酢酸であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物に関する。
【００１１】
導入させる金属イオンは、ガドリニウムイオンであることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物からなる造影剤に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のデンドリマー型化合物は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物である。
【００１４】
キレート化剤としては、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン−１，４，８，１１−テトラ酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などを使用することができる。この中では、ガドリニウムなどランタノイド系の金属イオンとの安定性や錯体生成定数が大きいことなどの点で、とくに、ジエチレントリアミン五酢酸を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明において、キレート化剤に導入される糖としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、アロース、アルトロース、グロース、イドース、タロースなどのすべての六炭糖のアルドヘキソース；フルクトースなどのケトヘキソース；リボース、アラビノース、キシロース、リキソースなどのすべての五炭糖のアルドペントース；スクロース、トレハロース、マルトース、ラクトース、ラフィノースなどのオリゴ糖類；キトサン、ヘパリンなどの多糖類などがあげられる。これらの糖はすべて、肝臓表面に存在するガラクトースと親和性を有している。したがって、これらの糖を導入したデンドリマー型化合物は、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤として、好ましく用いることができる。
【００１６】
糖は、キレート化剤にスペーサー化合物を介して導入される。スペーサー化合物としては、トリス｛（２−カルボキシエトキシ）メチル｝アミノメタン、トリメシン酸、クエン酸などのトリカルボン酸類、コハク酸、リンゴ酸などのジカルボン酸、乳酸などのオキシカルボン酸、グルタミン酸などのアミノ酸などが用いられる。この中では、デンドリマー構造の構成などにおける、分子サイズの制御、反応の簡便さ、外殻の糖の制御などの点から、トリカルボン酸類をスペーサー化合物として用いることが好ましい。
【００１７】
糖は、キレート化剤１分子に、好ましくは１〜３２個、より好ましくは２〜１２個導入される。２個未満では、臓器への集積効果および血管貯留性が低くなる傾向があるなど、ターゲッティングに問題があり、１２個をこえると、Ｇｄ（ＩＩＩ）イオンがＤＴＰＡと正常に配位しにくく、造影剤効果が低下する。得られるデンドリマー型化合物を、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤として使用する場合にも、糖を好ましくは１〜３２個、より好ましくは２〜１２個導入させる。
【００１８】
キレート化剤へのスペーサー化合物を介した糖の導入は、たとえば、ＤＴＰＡまたはＤＴＰＡ無水物などと、ジアミン類、トリアミン類などとのアミド結合形成、ジアルコール類やトリアルコール類とのエステル結合形成、オキシカルボン酸やアミノ酸とのエステル化やアミド化などの縮合反応、あるいはジイソシアナートへの付加反応を惹起することにより、行なわれる。また、スペーサー部分あるいはブランチ部分のカルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアナート基の数を調整し、ブランチ部分の枝の数を制御することにより、糖の導入個数を調整することができる。
【００１９】
糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物は、たとえば、糖とスペーサー化合物とを反応させたのち、析出した結晶の糖のヒドロキシル基をアセチル化させて得られる化合物と、キレート化剤とを反応させることにより合成することができる。
【００２０】
本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物は、造影剤、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）、生体内の有害微量元素の除去、金属抽出など、医療や工業などの用途に用いられる。
【００２１】
本発明のデンドリマー型化合物には、金属イオンを導入させることができる。金属イオンは、キレート化剤によってキレート化され、デンドリマー型化合物に導入される。
【００２２】
導入される金属イオンとしては、ガドリニウムイオン、セリウムイオン、サマリウムイオン、ユウピウムイオン、ジスプロシウムイオン、ツリウムイオン、イットリビウムイオンなどのランタノイド系元素のイオン；クロミウムイオン、モリブデニウムイオン、タングステンイオンなどの６族元素のイオン；マンガンなどの７族元素のイオン；鉄イオン、ルテニウムイオン、オスニウムイオンなどの８族元素のイオン；コバルトイオン、ルテニウムイオンなどの９族元素のイオン；ニッケルイオン、パラジウムイオンなどの１０族元素のイオン；銅イオンなどの１１族元素のイオン；亜鉛イオン、カドミウムイオンなどの１２族元素のイオンなどがあげられる。これらの中では、キレート化剤の原子と配位する数が最も多く、錯体の安定性が高いなどの点から、ガドリニウムイオンを用いることが好ましい。とくに、本発明のデンドリマー型化合物を、肝臓をターゲットとしたＭＲＩ用造影剤として使用する場合には、常磁性イオンの緩和促進効果が最も高く、造影剤としての効果が高いなどの点から、ガドリニウムイオンを導入させることが好ましい。
【００２３】
金属イオンは、本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、たとえば、水を溶媒として、１当量の塩化ガドリニウム六水和物を加え、９５℃で１時間攪拌することにより導入することができる。また、酸化ガドリニウムを用いる場合と同様に、ガドリニウムをデンドリマー型キレート化剤に配位することによっても、導入することができる。
【００２４】
本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に金属イオンを導入させたデンドリマー化合物は、造影剤、ドラッグデリバリーシステム、生体内の有害な微量元素の除去、金属抽出などに用いられる。
【００２５】
本発明の造影剤は、本発明の金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物からなる。
【００２６】
本発明の造影剤を体内に投与する場合には、デンドリマー型化合物を、水、食塩水またはアルコール−水系の混合溶媒などに溶解させた溶液として、投与する。たとえば、生理的食塩水を用いて、本発明の造影剤を体内に投与する場合には、デンドリマー型化合物を生理的食塩水などに溶解させた溶液として静脈内投与する。溶液中のデンドリマー型化合物の濃度は、好ましくは０．５〜５．０重量％、より好ましくは４．０〜５．０重量％である。０．５重量％未満では投与時の容積負荷が循環に与える影響が懸念され、５．０重量％をこえると、造影剤溶液の浸透圧が血管および循環血液へ与える影響が懸念される。
【００２７】
本発明の造影剤の溶液は、静脈から注射することにより、体内に投与される。投与量は、体重１ｋｇあたり、０．０２５ｍｍｏｌ〜０．２ｍｍｏｌが好ましく、０．０５〜０．１ｍｍｏｌがより好ましい。体重１ｋｇあたり０．０２５ｍｍｏｌ未満では造影剤が劣化する可能性があり、０．２ｍｍｏｌをこえると毒性を示す可能性がある。
【００２８】
本発明の造影剤は、安定性に優れており、クラスター効果によって、特定の臓器に対する優れたターゲッティング効果および造影効果を有する。本発明の造影剤は、とくに、肝臓、血液（血管）および腎臓をターゲットとしたＭＲＩ用造影剤として有用である。
【００２９】
【実施例】
実施例１
＜緩和時間の測定＞
水酸基をアセチル化したガラクトースをＤＴＰＡに導入して得られた、アセチル基を導入したＤＴＰＡのガラクトース誘導体０．１５０ｇと、塩化ガドリニウム六水和物０．０２５ｇとを水３ｍｌに加え、９５℃で１時間攪拌することにより、アセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体を調製した。調製したアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体０．１０ｇを水に溶解させたのち、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２ｍｌを室温下で加え、１日攪拌した。反応終了後、Ｈ＋型イオン交換樹脂ＤＩＡＩＯＮ ＰＫ２１６ＨあるいはＣｈｅｌｅｘなどのキレート剤で、遊離のガドリニウムイオンを除去処理することにより、水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体が得られた。得られた水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体について、下記の方法で緩和時間の測定を２回行なった。結果を図１および図２に示す。
【００３０】
緩和時間の測定
１．５Ｔ超伝導ＮＭＲ撮影装置、Ｍａｇｎｅｔｏｍ ＳＰ（Ｓｉｅｍｅｎｓ社製、ドイツ）に送受信ｋｎｅｅ−ｃｏｉｌを併用してスピン−格子緩和時間（Ｔ１）を計測した。撮像条件は、ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ系列ＴＲ１（ｍｓ）＝３０００、ＴＲ２（ｍｓ）＝６０、ＴＥ（ｍｓ）＝１５、ｍａｔｒｉｘ＝２５６×１９２、ＦＯＶ（ｃｍ）＝１６、ＮＥＸ＝２である。
【００３１】
比較のために、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡ、前記の反応の中間物質であるアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体、および糖を１２個有するアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡ（Ｄ２）についても、同様に緩和時間の測定を行なった。結果を図１および図２に示す。Ｇｄ−ＤＴＰＡは、次のように調製した。
【００３２】
Ｇｄ−ＤＴＰＡの調製
ＤＴＰＡ０．５００ｇに蒸留水１０ｍｌを加え、塩化ガドリニウム六水和物（ＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）０．４８２ｇを加えたのち、９５℃で１時間攪拌することにより、Ｇｄ−ＤＴＰＡを調製した。
【００３３】
図１および図２より、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡやガラクトースの水酸基がアセチル化された化合物に比べて、本発明の水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体は、濃度の増大にしたがって、Ｔ１値がより高率に短縮することがわかった。Ｔ１短縮効果が大きいことは、造影剤として信号増強効果が強いことを示しており、造影剤として有用であるということを意味している。
【００３４】
実施例２
＜糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物の合成＞
糖であるＤ−（＋）−グルコノ−１，５−ラクトン０．７０４ｇおよびスペーサー化合物であるジエチレントリアミン０．２０４ｇをＤＭＦ中、６時間攪拌させたのち、析出した結晶を無水酢酸と塩基により処理して、糖のヒドロキシル基をアセチル化した化合物を合成した。得られた化合物およびＤＴＰＡの無水物０．４３２ｇを、ＤＭＦ中、室温下で２４時間攪拌することにより、糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物を合成した。得られたデンドリマー化合物は、１分子に糖を４個有していた。
【００３５】
実施例３
＜金属イオンの導入＞
実施例２で得られたデンドリマー型化合物１．３７ｇ、塩化ガドリニウム六水和物０．２４１ｇおよび水１０ｍｌを９５℃で１時間攪拌し、そののち、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１ｍｌを加え、室温で２４時間攪拌した。イオン交換樹脂を用いて中和することにより、ガドリニウムイオンを導入したデンドリマー化合物を合成した。得られたデンドリマー化合物の構造を、図３に示す。分子量は１４４８．４５、分子式はＣ４６Ｈ８４ＧｄＮ９Ｏ３３ ３−（Ｃ：３８．１４％、Ｈ：５．８５％、Ｇｄ：１０．８６％、Ｎ：８．７０％、Ｏ：３６．４５％）であった。
【００３６】
実施例４
＜造影効果＞
実施例３で得られたデンドリマー化合物６５．２ｍｇを９ｍｌの生理的食塩水に溶解させることにより、体重３０ｇのマウス一匹あたり０．３ｍｌで０．０５ｍｍｏｌ／ｋｇの投与量となるＭＲＩ用造影剤を調製し、調製した造影剤の組織内分布を評価した。得られた造影剤０．３ｍｌをｄｄｙマウスの尾静脈より投与することにより、マウスの肝臓、腎臓、筋肉、血液、膵臓および脾臓に造影剤を投与した。投入後、５分、３０分、２時間、２４時間の肝臓、腎臓、筋肉、血液、膵臓および脾臓内のガドリニウムの濃度を、誘導結合プラズマ発光分析装置（セイコーインスツルメンツ社製 ＳＰＳ３０００）にて測定した。検体数を１９として得られた結果を図４に示す。
【００３７】
比較例１
＜Ｇｄ−ＤＴＰＡの組織内分布＞
市販のＧｄ−ＤＴＰＡ製剤（日本シェ−リング社製、マグネビスト）を希釈して、０．１ｍｍｏｌ／ｋｇ／０．３ｍｌに調整した造影剤を得た。Ｃ３Ｈ／Ｈｅマウス（体重３０ｇ）１１匹に、造影剤０．３ｍｌを尾静脈より投与し、肝臓、腎臓、筋肉および血液内におけるガドリニウムの濃度を、実施例４と同様にして測定した。得られた結果を、図５に示す（検体数１１）。
【００３８】
実施例４（図４）および比較例１（図５）の結果より、実施例４で得られた本発明の造影剤は、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡ造影剤に比べて、臓器内における滞留時間が長く、また、とくに、肝臓へのターゲッティング効果に優れていることがわかる。
【００３９】
実施例５
＜造影効果＞
実施例３で得られたデンドリマー化合物８６．９ｍｇを２ｍｌの生理的食塩水に溶解して得られた溶液を、ＳＤラット（体重３００ｇ）の尾静脈より０．５ｍｌ（０．０５ｍｍｏｌ／ｋｇに相当）投与し、Ｓｉｅｍｅｎｓ社製３Ｔ超伝導ＭＲ装置（Ｍａｇｎｅｔｏｍ Ａｌｌｅｇｒａ）に２ｉｎｃｈ送受信コイルを併用して撮影を行なった。使用したパルス系列は脂肪抑制併用３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｒｅｃａｌｌｅｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ、撮像条件は、ＴＲ（ｍｓ）／ＴＥ（ｍｓ）／ＦＡ＝１．９２／０．７６／２０、ＦＯＶ＝２５ｃｍ、ｍａｔｒｉｘ＝９１×２５６、６４ｐａｒｔｉｔｉｏｎ、ｓｌｉｃｅ−ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ＝１．２５ｍｍである。
【００４０】
まず、造影剤の投与前を撮像し、投与後は１時間後まで撮像を繰り返した。ラットの背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面を図６および７に示す。また、投与後２０分後の撮影画像の３次元投影図（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍにて再構成）を、図８に示す。図７より、実施例３で得られたデンドリマー化合物からなる造影剤は、造影剤投与後１時間でも、血液（血管）、肝臓、腎臓などに優れた造影効果を有していることがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物、および該デンドリマー化合物に金属を導入させたデンドリマー型化合物を得ることができる。また、本発明によれば、優れた安定性、造影効果およびターゲッティング効果を有する造影剤、とくに、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｇｄ−ＤＴＰＡおよびその誘導体の濃度と、スピン−格子緩和時間の逆数の関係を示す図である。
【図２】Ｇｄ−ＤＴＰＡおよびその誘導体の濃度と、スピン−格子緩和時間の逆数の関係を示す図である。
【図３】実施例３で得られたデンドリマー型化合物の構造を示す図である。
【図４】本発明の造影剤投与後の各臓器における造影剤の濃度変化を示す図である。
【図５】従来の造影剤投与後の各臓器における造影剤の濃度変化を示す図である。
【図６】本発明の造影剤をラットに投与する前のＭＲＩ画像（背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面）である。
【図７】本発明の造影剤をラットに投与後１時間のＭＲＩ画像（背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面）である。
【図８】本発明の造影剤をラットに投与後２０分のＭＲＩ画像を３次元投影画像として表現したもの（ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍにて）である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、デンドリマー型化合物に関する。また、本発明は、デンドリマー型化合物からなる造影剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を基本とし、生体内の水や脂肪のプロトンの磁気的挙動を画像化する撮影技術であり、安全な診断方法として注目されるものである。
【０００３】
従来、ＭＲＩの造影剤としては、金属イオンを含有するキレートが用いられており、主にガドリニウム−ジエチレントリアミン五酢酸（Ｇｄ−ＤＴＰＡ）が用いられている。しかし、Ｇｄ−ＤＴＰＡは、安定性、造影効果、ターゲッティング効果の面で必ずしも満足できるものではなく、低分子量化合物であるために、血流中から急速に排除される、また、特定の臓器へのターゲッティング効果がないという問題を有している。
【０００４】
そこで、現在、ＭＲＩを一層有効な診断方法とするために、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて安定で、造影効果および特定の臓器へのターゲッティング効果の高い造影剤が求められており、デンドリマー型の化合物を、造影剤として用いることが検討されている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、得られる造影剤は、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて安定性および造影効果が向上するものの、特定の臓器に対するターゲッティング効果については、まだ不充分なものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特表２０００−５０７９６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物、および該デンドリマー化合物に金属を導入させたデンドリマー型化合物を提供することを目的とする。また、本発明は、優れた安定性、造影効果およびターゲッティング効果を有する造影剤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に関する。
【０００８】
糖は、ガラクトースとの親和性をもつ糖であることが好ましい。
【０００９】
キレート化剤は、ジエチレントリアミン五酢酸であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物に関する。
【００１１】
導入させる金属イオンは、ガドリニウムイオンであることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物からなる造影剤に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のデンドリマー型化合物は、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物である。
【００１４】
キレート化剤としては、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン−１，４，８，１１−テトラ酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などを使用することができる。この中では、ガドリニウムなどランタノイド系の金属イオンとの安定性や錯体生成定数が大きいことなどの点で、とくに、ジエチレントリアミン五酢酸を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明において、キレート化剤に導入される糖としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、アロース、アルトロース、グロース、イドース、タロースなどのすべての六炭糖のアルドヘキソース；フルクトースなどのケトヘキソース；リボース、アラビノース、キシロース、リキソースなどのすべての五炭糖のアルドペントース；スクロース、トレハロース、マルトース、ラクトース、ラフィノースなどのオリゴ糖類；キトサン、ヘパリンなどの多糖類などがあげられる。これらの糖はすべて、肝臓表面に存在するガラクトースと親和性を有している。したがって、これらの糖を導入したデンドリマー型化合物は、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤として、好ましく用いることができる。
【００１６】
糖は、キレート化剤にスペーサー化合物を介して導入される。スペーサー化合物としては、トリス｛（２−カルボキシエトキシ）メチル｝アミノメタン、トリメシン酸、クエン酸などのトリカルボン酸類、コハク酸、リンゴ酸などのジカルボン酸、乳酸などのオキシカルボン酸、グルタミン酸などのアミノ酸などが用いられる。この中では、デンドリマー構造の構成などにおける、分子サイズの制御、反応の簡便さ、外殻の糖の制御などの点から、トリカルボン酸類をスペーサー化合物として用いることが好ましい。
【００１７】
糖は、キレート化剤１分子に、好ましくは１〜３２個、より好ましくは２〜１２個導入される。２個未満では、臓器への集積効果および血管貯留性が低くなる傾向があるなど、ターゲッティングに問題があり、１２個をこえると、Ｇｄ（ＩＩＩ）イオンがＤＴＰＡと正常に配位しにくく、造影剤効果が低下する。得られるデンドリマー型化合物を、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤として使用する場合にも、糖を好ましくは１〜３２個、より好ましくは２〜１２個導入させる。
【００１８】
キレート化剤へのスペーサー化合物を介した糖の導入は、たとえば、ＤＴＰＡまたはＤＴＰＡ無水物などと、ジアミン類、トリアミン類などとのアミド結合形成、ジアルコール類やトリアルコール類とのエステル結合形成、オキシカルボン酸やアミノ酸とのエステル化やアミド化などの縮合反応、あるいはジイソシアナートへの付加反応を惹起することにより、行なわれる。また、スペーサー部分あるいはブランチ部分のカルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアナート基の数を調整し、ブランチ部分の枝の数を制御することにより、糖の導入個数を調整することができる。
【００１９】
糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物は、たとえば、糖とスペーサー化合物とを反応させたのち、析出した結晶の糖のヒドロキシル基をアセチル化させて得られる化合物と、キレート化剤とを反応させることにより合成することができる。
【００２０】
本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物は、造影剤、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）、生体内の有害微量元素の除去、金属抽出など、医療や工業などの用途に用いられる。
【００２１】
本発明のデンドリマー型化合物には、金属イオンを導入させることができる。金属イオンは、キレート化剤によってキレート化され、デンドリマー型化合物に導入される。
【００２２】
導入される金属イオンとしては、ガドリニウムイオン、セリウムイオン、サマリウムイオン、ユウピウムイオン、ジスプロシウムイオン、ツリウムイオン、イットリビウムイオンなどのランタノイド系元素のイオン；クロミウムイオン、モリブデニウムイオン、タングステンイオンなどの６族元素のイオン；マンガンなどの７族元素のイオン；鉄イオン、ルテニウムイオン、オスニウムイオンなどの８族元素のイオン；コバルトイオン、ルテニウムイオンなどの９族元素のイオン；ニッケルイオン、パラジウムイオンなどの１０族元素のイオン；銅イオンなどの１１族元素のイオン；亜鉛イオン、カドミウムイオンなどの１２族元素のイオンなどがあげられる。これらの中では、キレート化剤の原子と配位する数が最も多く、錯体の安定性が高いなどの点から、ガドリニウムイオンを用いることが好ましい。とくに、本発明のデンドリマー型化合物を、肝臓をターゲットとしたＭＲＩ用造影剤として使用する場合には、常磁性イオンの緩和促進効果が最も高く、造影剤としての効果が高いなどの点から、ガドリニウムイオンを導入させることが好ましい。
【００２３】
金属イオンは、本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に、たとえば、水を溶媒として、１当量の塩化ガドリニウム六水和物を加え、９５℃で１時間攪拌することにより導入することができる。また、酸化ガドリニウムを用いる場合と同様に、ガドリニウムをデンドリマー型キレート化剤に配位することによっても、導入することができる。
【００２４】
本発明の糖を導入させたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物に金属イオンを導入させたデンドリマー化合物は、造影剤、ドラッグデリバリーシステム、生体内の有害な微量元素の除去、金属抽出などに用いられる。
【００２５】
本発明の造影剤は、本発明の金属イオンを導入させたデンドリマー型化合物からなる。
【００２６】
本発明の造影剤を体内に投与する場合には、デンドリマー型化合物を、水、食塩水またはアルコール−水系の混合溶媒などに溶解させた溶液として、投与する。たとえば、生理的食塩水を用いて、本発明の造影剤を体内に投与する場合には、デンドリマー型化合物を生理的食塩水などに溶解させた溶液として静脈内投与する。溶液中のデンドリマー型化合物の濃度は、好ましくは０．５〜５．０重量％、より好ましくは４．０〜５．０重量％である。０．５重量％未満では投与時の容積負荷が循環に与える影響が懸念され、５．０重量％をこえると、造影剤溶液の浸透圧が血管および循環血液へ与える影響が懸念される。
【００２７】
本発明の造影剤の溶液は、静脈から注射することにより、体内に投与される。投与量は、体重１ｋｇあたり、０．０２５ｍｍｏｌ〜０．２ｍｍｏｌが好ましく、０．０５〜０．１ｍｍｏｌがより好ましい。体重１ｋｇあたり０．０２５ｍｍｏｌ未満では造影剤が劣化する可能性があり、０．２ｍｍｏｌをこえると毒性を示す可能性がある。
【００２８】
本発明の造影剤は、安定性に優れており、クラスター効果によって、特定の臓器に対する優れたターゲッティング効果および造影効果を有する。本発明の造影剤は、とくに、肝臓、血液（血管）および腎臓をターゲットとしたＭＲＩ用造影剤として有用である。
【００２９】
【実施例】
実施例１
＜緩和時間の測定＞
水酸基をアセチル化したガラクトースをＤＴＰＡに導入して得られた、アセチル基を導入したＤＴＰＡのガラクトース誘導体０．１５０ｇと、塩化ガドリニウム六水和物０．０２５ｇとを水３ｍｌに加え、９５℃で１時間攪拌することにより、アセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体を調製した。調製したアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体０．１０ｇを水に溶解させたのち、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２ｍｌを室温下で加え、１日攪拌した。反応終了後、Ｈ＋型イオン交換樹脂ＤＩＡＩＯＮ ＰＫ２１６ＨあるいはＣｈｅｌｅｘなどのキレート剤で、遊離のガドリニウムイオンを除去処理することにより、水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体が得られた。得られた水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体について、下記の方法で緩和時間の測定を２回行なった。結果を図１および図２に示す。
【００３０】
緩和時間の測定
１．５Ｔ超伝導ＮＭＲ撮影装置、Ｍａｇｎｅｔｏｍ ＳＰ（Ｓｉｅｍｅｎｓ社製、ドイツ）に送受信ｋｎｅｅ−ｃｏｉｌを併用してスピン−格子緩和時間（Ｔ１）を計測した。撮像条件は、ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ系列ＴＲ１（ｍｓ）＝３０００、ＴＲ２（ｍｓ）＝６０、ＴＥ（ｍｓ）＝１５、ｍａｔｒｉｘ＝２５６×１９２、ＦＯＶ（ｃｍ）＝１６、ＮＥＸ＝２である。
【００３１】
比較のために、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡ、前記の反応の中間物質であるアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体、および糖を１２個有するアセチル基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡ（Ｄ２）についても、同様に緩和時間の測定を行なった。結果を図１および図２に示す。Ｇｄ−ＤＴＰＡは、次のように調製した。
【００３２】
Ｇｄ−ＤＴＰＡの調製
ＤＴＰＡ０．５００ｇに蒸留水１０ｍｌを加え、塩化ガドリニウム六水和物（ＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）０．４８２ｇを加えたのち、９５℃で１時間攪拌することにより、Ｇｄ−ＤＴＰＡを調製した。
【００３３】
図１および図２より、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡやガラクトースの水酸基がアセチル化された化合物に比べて、本発明の水酸基を導入したＧｄ−ＤＴＰＡのガラクトース誘導体は、濃度の増大にしたがって、Ｔ１値がより高率に短縮することがわかった。Ｔ１短縮効果が大きいことは、造影剤として信号増強効果が強いことを示しており、造影剤として有用であるということを意味している。
【００３４】
実施例２
＜糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物の合成＞
糖であるＤ−（＋）−グルコノ−１，５−ラクトン０．７０４ｇおよびスペーサー化合物であるジエチレントリアミン０．２０４ｇをＤＭＦ中、６時間攪拌させたのち、析出した結晶を無水酢酸と塩基により処理して、糖のヒドロキシル基をアセチル化した化合物を合成した。得られた化合物およびＤＴＰＡの無水物０．４３２ｇを、ＤＭＦ中、室温下で２４時間攪拌することにより、糖を導入したキレート化剤からなるデンドリマー型化合物を合成した。得られたデンドリマー化合物は、１分子に糖を４個有していた。
【００３５】
実施例３
＜金属イオンの導入＞
実施例２で得られたデンドリマー型化合物１．３７ｇ、塩化ガドリニウム六水和物０．２４１ｇおよび水１０ｍｌを９５℃で１時間攪拌し、そののち、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１ｍｌを加え、室温で２４時間攪拌した。イオン交換樹脂を用いて中和することにより、ガドリニウムイオンを導入したデンドリマー化合物を合成した。得られたデンドリマー化合物の構造を、図３に示す。分子量は１４４８．４５、分子式はＣ４６Ｈ８４ＧｄＮ９Ｏ３３ ３−（Ｃ：３８．１４％、Ｈ：５．８５％、Ｇｄ：１０．８６％、Ｎ：８．７０％、Ｏ：３６．４５％）であった。
【００３６】
実施例４
＜造影効果＞
実施例３で得られたデンドリマー化合物６５．２ｍｇを９ｍｌの生理的食塩水に溶解させることにより、体重３０ｇのマウス一匹あたり０．３ｍｌで０．０５ｍｍｏｌ／ｋｇの投与量となるＭＲＩ用造影剤を調製し、調製した造影剤の組織内分布を評価した。得られた造影剤０．３ｍｌをｄｄｙマウスの尾静脈より投与することにより、マウスの肝臓、腎臓、筋肉、血液、膵臓および脾臓に造影剤を投与した。投入後、５分、３０分、２時間、２４時間の肝臓、腎臓、筋肉、血液、膵臓および脾臓内のガドリニウムの濃度を、誘導結合プラズマ発光分析装置（セイコーインスツルメンツ社製 ＳＰＳ３０００）にて測定した。検体数を１９として得られた結果を図４に示す。
【００３７】
比較例１
＜Ｇｄ−ＤＴＰＡの組織内分布＞
市販のＧｄ−ＤＴＰＡ製剤（日本シェ−リング社製、マグネビスト）を希釈して、０．１ｍｍｏｌ／ｋｇ／０．３ｍｌに調整した造影剤を得た。Ｃ３Ｈ／Ｈｅマウス（体重３０ｇ）１１匹に、造影剤０．３ｍｌを尾静脈より投与し、肝臓、腎臓、筋肉および血液内におけるガドリニウムの濃度を、実施例４と同様にして測定した。得られた結果を、図５に示す（検体数１１）。
【００３８】
実施例４（図４）および比較例１（図５）の結果より、実施例４で得られた本発明の造影剤は、従来の造影剤であるＧｄ−ＤＴＰＡ造影剤に比べて、臓器内における滞留時間が長く、また、とくに、肝臓へのターゲッティング効果に優れていることがわかる。
【００３９】
実施例５
＜造影効果＞
実施例３で得られたデンドリマー化合物８６．９ｍｇを２ｍｌの生理的食塩水に溶解して得られた溶液を、ＳＤラット（体重３００ｇ）の尾静脈より０．５ｍｌ（０．０５ｍｍｏｌ／ｋｇに相当）投与し、Ｓｉｅｍｅｎｓ社製３Ｔ超伝導ＭＲ装置（Ｍａｇｎｅｔｏｍ Ａｌｌｅｇｒａ）に２ｉｎｃｈ送受信コイルを併用して撮影を行なった。使用したパルス系列は脂肪抑制併用３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｒｅｃａｌｌｅｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ、撮像条件は、ＴＲ（ｍｓ）／ＴＥ（ｍｓ）／ＦＡ＝１．９２／０．７６／２０、ＦＯＶ＝２５ｃｍ、ｍａｔｒｉｘ＝９１×２５６、６４ｐａｒｔｉｔｉｏｎ、ｓｌｉｃｅ−ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ＝１．２５ｍｍである。
【００４０】
まず、造影剤の投与前を撮像し、投与後は１時間後まで撮像を繰り返した。ラットの背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面を図６および７に示す。また、投与後２０分後の撮影画像の３次元投影図（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍにて再構成）を、図８に示す。図７より、実施例３で得られたデンドリマー化合物からなる造影剤は、造影剤投与後１時間でも、血液（血管）、肝臓、腎臓などに優れた造影効果を有していることがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物、および該デンドリマー化合物に金属を導入させたデンドリマー型化合物を得ることができる。また、本発明によれば、優れた安定性、造影効果およびターゲッティング効果を有する造影剤、とくに、肝臓をターゲットとするＭＲＩ用造影剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｇｄ−ＤＴＰＡおよびその誘導体の濃度と、スピン−格子緩和時間の逆数の関係を示す図である。
【図２】Ｇｄ−ＤＴＰＡおよびその誘導体の濃度と、スピン−格子緩和時間の逆数の関係を示す図である。
【図３】実施例３で得られたデンドリマー型化合物の構造を示す図である。
【図４】本発明の造影剤投与後の各臓器における造影剤の濃度変化を示す図である。
【図５】従来の造影剤投与後の各臓器における造影剤の濃度変化を示す図である。
【図６】本発明の造影剤をラットに投与する前のＭＲＩ画像（背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面）である。
【図７】本発明の造影剤をラットに投与後１時間のＭＲＩ画像（背側（ａ）から腹側（ｃ）にかけての３断面）である。
【図８】本発明の造影剤をラットに投与後２０分のＭＲＩ画像を３次元投影画像として表現したもの（ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍにて）である。
Claims (6)
- 糖が導入されたキレート化剤からなるデンドリマー型化合物。
- 糖がガラクトースとの親和性をもつ糖である請求項１記載のデンドリマー型化合物
- 糖が導入されたキレート化剤が、糖が導入されたジエチレントリアミン五酢酸である請求項１または２記載のデンドリマー型化合物。
- 金属イオンが導入された請求項１、２または３記載のデンドリマー型化合物。
- 金属イオンがガドリニウムイオンである請求項４記載のデンドリマー化合物。
- 請求項４または５記載のデンドリマー型化合物からなる造影剤。
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