JP2004508279A - 薬剤を異常脳領域及び/又は悪性腫瘍にデリバリーするためにカリウムチャンネル活性化を用いる方法 - Google Patents
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Abstract
ヒトを含む哺乳動物において異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーする方法が開示される。薬剤は、カルシウム依存性カリウムチャンネル又はATP依存性カリウムチャンネル[KCa又はKATP]活性化物質(ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外)、例えば、直接カリウムチャンネルアゴニスト又は間接カリウムチャンネル活性化物質、例えば、可溶性グアニリルシクラーゼ(例えば、一酸化窒素又は一酸化窒素供与体)又はサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼと同時に又は実質的に同時に投与され、よって薬剤が正常組織と比べて異常脳領域の細胞及び/又は腫瘍に選択的にデリバリーされる。従って、ヒトにおける悪性腫瘍を治療する方法が開示される。また、薬剤と共にカリウムチャンネル活性化物質と組合わせた医薬組成物、及び異常脳領域及び/又は悪性腫瘍への薬剤のデリバリーを高めるためのキットが開示される。
Description
【0001】
発明の背景
本願明細書全体に種々の文献が括弧に引用されている。本発明が関係している技術水準を詳細に記載するために、これらの文献の開示内容は全体で本願明細書に含まれるものとする。
【0002】
1. 発明の分野
本発明は、医療技術に関する。特に、異常な微小血管系を横切って治療を必要としている組織への薬剤のデリバリーを高める方法に関する。
【0003】
2. 関連技術の説明
病的血管新生、即ち、新しい血管の増殖又は発生は、原発性、続発性又は転移性悪性腫瘍の成長と拡散に不可欠なものである。固形腫瘍において新生微小血管系を構成している新しい毛細血管と細動脈のある種の性質は正常な微小血管系と異なっている(J. Denekampら, 血管系と微小周囲勾配: がん治療の新規な方法におけるミッシングリンク, Adv. Enzyme Regul. 38− 99 [1998])。悪性腫瘍細胞からの血管形成によって誘導された新生微小血管系は、腫瘍形成性細胞によって誘導されなかった新生微小血管系に比べて一部の血管収縮剤に対して薬理学的反応性が変化することが報告された(S.P. Andrade & W.T. Beraldo, 血管収縮剤に対する新生物又は非新生物関連新生血管系の薬理的反応性, Int. J. Exp. Pathol. 79(6):425−32 [1998])。
多くのがん治療の提案は、新生微小血管系と正常微小血管系間の差異に基づくものであった。例えば、コンブレタスタチンA−4は、正常血管と比べて悪性腫瘍の血管に選択的に血管損傷及び閉塞を引き起こすことがわかった(G.G. Darkら, コンブレタスタチンA−4, 腫瘍血管系に対して強力で選択的な毒性を示す薬剤, Cancer Res. 57(10):1829−34 [1997]; D.J. Chaplin et al, 固形腫瘍治療の抗血管アプローチ: コンブレタスタチンA4リン酸塩の評価, Anticancer Res. 19(IA):189−95 [1999])。
【0004】
モノクローナル抗体は、新生血管系において血栓症を選択的に誘導するために、血管細胞接着分子(VCAM)−I、ホスファチジルセリン(PS)、糖タンパク質エンドシアリン、又は前立腺特異的膜抗原(PSMA)のような病的新生血管系の内皮細胞に特異的な抗原又は抗原の組合わせに向けられていた(E.g., S. Ranら, 腫瘍血管系の組織要素の抗体特定ターゲッティングによるマウスにおける固形ホジキン腫瘍の梗塞, Cancer Res. 58(20):4646−53 [1998]; I. Ohizumiら, 腫瘍血管内皮細胞を標的にする抗体に基づく治療はラットにおける固形腫瘍成長を抑制する, Biochem. Biophys. Res. Commun. 236(2):493−96 [1997]; S.S. Changら, 5種類の異なる抗前立腺特異的膜抗原(PSMA)抗体は腫瘍関連新生血管系においてPSAM発現を確認する, Cancer Res. 59(13):3192−98 [1999]; W.J. Rettigら, ヒトがんにおける血管内皮細胞の細胞表面糖タンパク質、エンドシアリンの同定, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89(22):10832−36 [1992])。しかし、単独で用いられると、新生微小血管系を通る悪性腫瘍への血流を閉鎖することにより、必ずしも腫瘍成長が停止しないことがある。固形腫瘍の周辺の腫瘍形成性物細胞の活発に増殖する集団が正常微小血管系によって供給された血液に接近できるからである(E. g., D. J. Chaplinら [1999])。
【0005】
その結果、他の従来の及び新規な治療様式が固形悪性腫瘍の治療に依然として価値がある。しかしながら、細胞障害性化学療法剤、モノクローナル抗体、サイトカイン、エフェクター細胞、又はウイルス粒子を含む新規な治療剤の効力は、適量で生体内の標的に到達する能力が制限されているため、この新規な治療剤の効果が限定されたものになっている(例えば、R.K Jain, 腫瘍に治療剤をデリバリーするための血管間質関門, Cancer Metastasis Rev. 9(3):253−66 [1990])。重要な制限要因は、腫瘍に供給される新生微小血管系の巨大分子やウイルス粒子に対する透過性が低いことである。
この微小血管透過性の問題は、中枢神経系の悪性腫瘍については特に深刻である。これらの悪性度は、神経外科的手法、化学療法及び放射線療法の領域における最近の進歩にもかかわらず、普通は致命的である。特に、脳、頭蓋、及び脊髄の悪性腫瘍をもつ患者の予後を実質的に変え得る標準治療様式はない。例えば、脳全体に浸潤の腫瘍細胞が特徴である、悪性髄芽腫、悪性髄膜腫、悪性神経線維肉腫及び悪性グリオーマと診断された患者に高死亡率が持続している。頭蓋内腫瘍塊は、手術で塊を除去し得るが、一時的な放射線療法や化学療法で治療した頭蓋内腫瘍、例えば、グリア芽細胞腫に伴う生存は、典型的には数ヶ月と測定されている。固形脳腫瘍に対する新しい治療様式の開発は、主に潜在的治療剤の経血管デリバリーに左右される。
【0006】
化学療法剤やウイルス粒子の腫瘍細胞又は他の異常脳組織への経血管デリバリーは、血液脳関門、特に脳腫瘍に見られる血液腫瘍関門によって妨害される。血液脳関門は、正常脳組織と異常脳組織双方の脳毛細血管と細動脈の脳血管性内皮細胞によって形成された内皮間密着結合から生じると考えられる経血管透過性関門である。血液脳関門の維持は、おそらく内在性一酸化窒素の生産及びサイクリックGMP依存性機序が関与している(Liu, S.M. & Sundqvist, T., 一酸化窒素やcGMPは過酸化水素処理内皮細胞において内皮透過性とF−アクチン分布を調節する, Exp. Cell. Res. 235(l) 238−44 [1997])。血液脳関門は、全身系血液供給の組成の変化(例えば、電解質として)又は血液から生じた巨大分子、例えば、免疫グロブリン又は他のポリぺプチドから脳を保護し、多くの外因性供給薬剤の脳組織への経血管デリバリーを妨げる。
脳組織異常、例えば、腫瘍の治療は、それ自体の毒性が著しい薬剤の使用がしばしば必要であり、その薬剤を異常組織又は悪性組織に優先的に向けることができることが非常に望ましい。一方、薬剤を脳に運搬することができる血液脳関門を開くことができる技術を開発することに多くの関心があった。これらの方法のいくつかは、無傷の正常脳組織において血液脳関門を残しつつ異常脳組織においてのみ血液脳関門を選択的に開くことができるものである。
【0007】
例えば、Neuweltらは、血液脳関門を浸透圧で破壊するために高張マンニトールの頚動脈内注射を用いた。頚動脈内大量注射により直後に投与された不活性化HSV−1粒子の脳組織による吸収を高めたことが報告された(E.A. Neuweltら, 浸透圧修飾血液脳関門を横切る紫外線不活性化ヘルペスウイルスのデリバリー, J. Neurosurg. 74(3):475−79 [1991]; また、S.E. Doranら, 血液脳関門破壊後の中枢神経系における組換えウイルスベクターからの遺伝子発現, Neurosurgery 36(5):965−70 [1995]; G. Nilaverら, 浸透圧血液脳関門破壊後のヌードマウス脳内腫瘍へのヘルペスウイルスやアデノウイルスのデリバリー, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92(21):9829−33 [1995])。
ロイコトリエンC.sub.4 (LTC.sub.4)を頚動脈内インフュージョンすると、正常脳毛細血管の透過性に影響せずに脳腫瘍毛細血管の透過性が選択的に高められる。しかしながら、脳腫瘍毛細血管に対するLTC.sub.4の作用は、小分子に限られ、正常脳組織に相対して異常脳組織における小分子の透過性をわずかしか高めることができない。従って、LTC.sub.4は大きな水溶性分子の脳腫瘍又は他の異常へのデリバリーをほとんど増加させない。
【0008】
血管作動性ナノぺプチドブラジキニンやそのアゴニスト又はその類似体(例えば、受容体仲介透過化処理剤[RNTs])は、同時投与神経薬剤又は診断剤に対する血液脳関門透過性を高めるために静脈内に注射された(B. Malftoy−Camine, 血液脳関門透過性のブラジキニンアゴニストを投与することにより血液脳関門を高める方法, 米国特許第5,112,596号; J.W. Kozarichら, 透過化処理剤ぺプチドによる血液脳関門透過性を高める, 米国特許第5,268,164号)。ブラジキニンを頚動脈内インフュージョンすると、分子量が100〜70,000ダルトンの範囲内にある分子に対して脳腫瘍及び虚血脳毛細血管の透過性が2〜12倍選択的に高められる(Inamura, T.ら, ブラジキニンは実験脳腫瘍において血液腫瘍関門を選択的に開放する, J. Cereb. Blood Flow Metab. 14(5):862−70 [1994])。ブラジキニンは、非常に多量の投与の場合を除いて正常血液脳関門の透過性を高めない(Wirth, K.ら, DesArg9−D−Arg[Hyp3,Thi5,D−Tic7,Oic8]ブラジキニン(desArg [Hoe.140])は強力なブラジキニンB1受容体アンタゴニストである, Eur. J. Pharmacol.205 (2): 217−18[1991])。ブラジキニンによる血液腫瘍関門の開放は、一時的なものであり、l5〜2O分間続く(Inamuraら [1994])。ブラジキニンで異常脳毛細血管を開けた後、それらの毛細血管は60分間までブラジキニン作用に無反応性になる(Inamura et al [1994])。
【0009】
神経薬剤(例えば、5−フルオロウラシル、シスプラチン、メトトレキセート、又はモノクローナル抗体)又は診断剤(例えば、テクニシウム−99グルコヘプトネート、ガリウム−EDTA、又は鉄(II)磁気物質又はヨウ素化造影剤)を異常脳組織に選択的にデリバリーする方法は、ブラジキニン、又はブラジキニン類似体、例えば、RMP−7の頚動脈内インフュージョンを用い、該ブラジキニン又はブラジキニン類似体は該薬剤とほぼ同時に投与された(K.L. Black, 異常脳組織毛細血管の選択的開放方法, 米国特許第5,527,778号及び同第5,434,137号)。HSV由来ウイルス粒子のラットの脳における悪性腫瘍細胞への増強された経血管デリバリーは、血管脳関門をブラジキニン又はRMPで破壊することにより達成された(N.G. Rainov, 実験脳新生物に動脈内デリバリーしたウイルス粒子又はモノクリスタリン粒子の選択的吸収, Hum. Gene. Ther. 6(12):1543−52 [1995]; N.G. Rainovら, 治療的単純ヘルペスウイルスベクターのブラジキニン増強動脈内デリバリーによるげっ歯類脳腫瘍モデルの長期生存, Cancer Gene Ther. 5(3):158−62 [1998]; F.H. Barnettら, RMP−7を用いた実験脳腫瘍へのヘルペスウイルスベクターの選択的デリバリー, Cancer Gene Ther. 6(l):14−20 [1999])。
【0010】
カルシウム活性化カリウムチャンネル(KCa)は血管張力の重要な調整剤である (Nelson MT, Quayle JM. 動脈平滑筋のカリウムチャンネルの生理的役割と性質, Am. J. Physiol. 268(4 Pt 1): C799−822[1995]; Bang, L.ら, ニトログリセリン仲介血管弛緩は内皮カルシウム活性化カリウムチャンネルによりモジュレートされる, Cardiovasc. Res. 43(3):772−78 [1999])。KCaチャンネルは、組織とサブユニットに遍在的に配分される。その活性は、脱分極が引き金になり、サイトゾルカルシウムジカチオン(Ca2+)の増加により高められる。Ca2+の局所的増加は、KCaの非常に感受性のある脳サブユニットが感じ、細胞内の細胞質に対して向けられ、これらのチャンネルを通るかなりのカリウムカチオン流量を可能にする。細胞内サイクリック3’,5’アデノシン一リン酸濃度(cAMP)が血管内皮で上昇する条件 (例えば、低酸素)下で、ATP感受性カリウムチャンネル(KATP)は役割を果たすことができる(J.E. Brianら, 脳循環調節の最近の洞察, Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 23(6−7): 449−57 [1996])。ミノキシジル硫酸塩やクロマカリムは、KATPの活性化物質であることが報告されている(A.D. Wickendenら, 血管平滑筋に対するK(+)−チャンネル開放物質クロマカリムとミノキシジル硫酸塩の作用の比較, Br. J. Pharmacol, 103(l): 1148−52 [1991])。
【0011】
サイクリックGMP (cGMP)として一般に既知のグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸はカリウムチャンネルの調節と深く関係があり、重要なシグナル導入分子は3種類の主要なエフェクタータンパク質: (1) タンパク質リン酸化を仲介するcGMP−依存性プロテインキナーゼ; (2) 形質膜を横切るカチオン流入を仲介するcGMP−ゲートイオンチャンネルプロテインキナーゼ及び(3) サイクリックヌクレオチド異化作用を仲介するホスホジエステラーゼの調節を仲介する(Lohse, MJ.ら, NO:cGMPシグナル導入の薬理学, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 358:111−12 [1998]; Smolenski, A.ら, NO/cGMP作用の伝達物質としてのcGMP依存性プロテインキナーゼI及びHの機能分析, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol.358:134−39 [1998]; He, P.ら, cGMPは [Ca2+]iの基礎的活性化微小血管透過性を独立してモジュレートする, Am. J. Physiol. 274(6 Pt 2):HI865−74 [1998]; Holschermann, H.ら, 大動脈内皮細胞の巨大分子のモジュレーションにおけるcGMPの2つの役割, Am. J. Physiol. 272(l Pt 2):H91−98 [1997])。
cGMPのGTPからの生産は、可溶性グアニリルシクラーゼ、一酸化窒素活性化酵素によって触媒される(Patel, A.I. & Diamond, J., ニトログリセリンやニトロプルシドナトリウムによるグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸(cGMP)依存性プロテインキナーゼの活性化, J. Pharmacol. Exp. Ther. 283(2):885−93 [1997]; Patel, A.I.ら, ラット精管や遠位結腸におけるグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸(cGMP)依存性プロテインキナーゼの活性化は収縮阻害を付随しない, J. Pharmacol. Exp. Ther. 283(2):894−900 [1997])。
【0012】
一酸化窒素が微小血管張力の調節に関与することも証明されている(Joo, F.ら, 脳微小血管における巨大分子輸送の調節: サイクリックGMPの役割, Brain Res. 278(1−2):165−74 1983])。例えば、グリア腫瘍や虚血組織は正常脳に対してnNOSやeNOSに免疫陽性である(Cai, Z.ら , 出生前低酸素虚血は若年ラット脳において一酸化窒素シンターゼの発現と活性を変化させ、学習欠損を引き起こす, Brain Res. Bull. 49(5):359−65 [1999]; Nakano, S.ら, 頚動脈内ブラジキニンインフュージョン後の高脳腫瘍微小血管透過性は一酸化窒素により仲介される, Cancer Research, 5 6:4027−4031 [1996]; Faraci, F.M.ら, 脳微小循環の拡張応答における可溶性グアニル酸シクラーゼの役割, Brain Res. 821(2):368−73 [1999])。更に、グリオーマをもつラットをNOS阻害剤、L−NAMEで前処理すると、ブラジキニン誘導透過性が著しく低下する(Moncada, S.ら, 内在一酸化窒素: 生理的、病理的及び臨床的関連, Eur. J. Clin. Invest. 21(4)361−74 [1991]; Sugita, M.ら, 一酸化窒素やサイクリックGMPはブラジキニンに対する腫瘍関門の感受性を減弱させる, Neurological Research 20: 559−563 [1998])。
【0013】
cGMP(及びcAMP)によって活性化される種類の酵素は、cGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG又はcGK)であり、酵素ATP依存性リン酸化によって直接又は間接にカルシウム依存性カリウムチャンネルを活性化する(Robertson, B.E.ら, cGMP依存性プロテインキナーゼは脳動脈平滑筋細胞においてCa活性化Kチャンネルを活性化する, Am. J. Physiol. 265[Cell Physiol. 34]: C299−C303 [1993]; Fukao, M.ら, サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼはセリン1072の直接リン酸化により哺乳動物細胞内で発現したクローン化BKCaチャンネルを活性化する, J. Biol. Chem. 274(16):10927−3 5 [1999]; Becker, E.M.ら, 血管拡張剤刺激リンタンパク質(VASP): ヒト又はラット血小板におけるYC−1及び一酸化窒素作用の標的, J. Cardiovasc. Pharmacol. 35(3):390−97[2000])。一酸化窒素は、cGMP依存性機序とcGMP非依存性機序双方によってKCaを活性化し得ることも証明されている(Chen, C.H.ら, 一酸化窒素は培養したウシ副腎クロマフィン細胞においてCa2+ 活性化K+ チャンネルを活性化する, Neurosci. Lett. 248(2):127−29 [1998]; Vaali, K.ら, 試験管内モルモット気管NO供与体の弛緩作用はカルシウム感受性カリウムチャンネルによって仲介される, J. Pharmacol. Exp, Ther. 286(l):110−14 [1998]; Sobey, C.G. & Faraci, F.M., 一酸化窒素に対する基底動脈の応答に対する4−アミノピリジンの阻害作用, Br. J. Pharmacol. 126(6):1437−43 [1999]; Kurtz, A.ら, 腎血管系に対する一酸化窒素作用機序, Acta Physiol. Scand. 168(l):41−45 [2000])。
【0014】
カリウムチャンネル活性化物質又はアゴニストの使用に対する治療は、高血圧、心臓虚血又は脳虚血、ニコチン嗜癖、気管支狭窄、又は神経変性疾患について教示しているが、特に悪性腫瘍の治療については教示していない(Erhardtら, カリウムチャンネル活性化物質/開放物質, 米国特許第5,416,097号; Schohe−Loopら, 4,4’−架橋ビス−2,4−ジアミノキナゾリン, 米国特許第5,760,230号; Sitら, 鉄チャンネルモジュレーターとしての4−アリール−3−ヒドロキシキノリン−2−オン誘導体, 米国特許第5,922,735号; Garciaら, 生物活性化合物, 米国特許第5,399,587号; Cherksey, カリウムチャンネル活性化化合物とその使用方法, 米国特許第5,234,947号)。
【0015】
ブラジキニンは[Ca2+]iを高めると考えられるので、KCaチャンネルを活性化することができる。他の既知のKCa活性化物質は、血管拡張剤、例えば、1,3−ジヒドロ−1−[2−ヒドロキシ−5−(トリフルオロメチル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)−2H−ベンズイミダゾール−2−オン(NS−1619; M. Hollandら, ラット動脈平滑筋に対するBKCaチャンネル活性化物質、NS1619の作用, Br. J. Pharmacol., 117(l):119−29 [1996])として作用しないが、 KCaがブラジキニン、一酸化窒素供与体、サイクリックグアノシン一リン酸(cGMP)、又はグアニリルシクラーゼ活性化物質のような血管拡張剤によって仲介される血管拡張に重要な役割を果たすことができる証拠が蓄積している(Berg T., Koteng O., 正常血圧ラットにおけるブラジキニン誘導又は一酸化窒素誘導低血圧のシグナリング経路; K+ チャンネルの役割, Br. J. Pharmacol. 121(6):1113−20 [1997]; Bolotina, V.M.ら, 一酸化窒素は血管平滑筋においてカルシウム依存性カリウムチャンネルを直接活性化する, Nature 368(6474):850−3 [1994]; Robertson, B.E., et at, cGMP依存性プロテインキナーゼは脳動脈平滑菌細胞においてCa活性化Kチャンネルを活性化する, Am. J. Physiol. 265(l Pt 1):C299−303 [1993]; Sobey, C.G.ら, ラットにおけるブラジキニン誘導脳血管拡張の機序. 反応性酸素化学種がK+ チャンネルを活性化する証拠, Stroke 28(11):2290−4; discussion 2295 [1997]; C.G. Sobey & F.M. Faraci, 基底動脈直径に対する一酸化窒素及びカリウムチャンネルアゴニスト及び阻害剤の影響, Am. J. Physiol. 272(l Pt 2):H256−62 [1997]; Hardy, P. et at, 子ブタにおける一酸化窒素誘導眼血管弛緩におけるプロスタサイクリンの主な役割, Circ. Res. 83 (7):721−29 [1998]; Bychkov R.ら, ヒト冠状動脈におけるカルシウム活性化カリウムチャンネルと硝酸塩誘導血管拡張, J. Pharmacol. Exp. Ther. 285(l):293−98 [1998]; Armstead, W.M., 低酸素脳血管拡張に対するKCaチャンネル活性化の寄与はNOを必要としない, Brain Res. 799(l):44−48 [1998])。
【0016】
強力な血管拡張剤としてのブラジキニンの作用は、抗がん治療剤に対して血液脳関門を開くためにブラジキニンを用いる場合に不利である。ブラジキニン又はその類似体は逆に血圧を低くすることがあり、脳血流を減少させることもあり、一部の患者においては脳浮腫の原因となることがある(例えば、A.M. Butt, 麻酔したラットの軟膜微小血管における血液脳関門を横切る電気抵抗に対する炎症性物質の作用, Brain Res. 696(1−2):145−50[1995])。更に、ブラジキニンは、平滑筋を収縮させ、疼痛受容体を刺激する。
その結果、中枢神経系、及び/又は他の異常脳領域を含む悪性腫瘍への選択的経血管デリバリー増強によって種々の治療剤の有効性を最大にすることがなお明らかに求められている。本発明のこれらの及び他の利点は、本明細書に記載される通りである。
【0017】
発明の概要
本発明は、ヒトを含む哺乳動物において異常脳領域に薬剤をデリバリーする方法に関する。本方法は、該哺乳動物にカリウムチャンネル活性化物質(即ち、カルシウム依存性カリウムチャンネル又はATP依存性カリウムチャンネル[KCa又はKATP])を投与する段階を含んでいる。カリウムチャンネル活性化物質としては、直接アゴニスト(ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の)、例えば、NS−1619又はミノキシジルが含まれる。カリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを間接に活性化する化合物、例えば、一酸化窒素、一酸化窒素供与体、又はグアニリルシクラーゼの他の活性化物質も含まれる。カルシウム依存性カリウムチャンネルを活性化するサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼの活性化物質も含まれる。カリウムチャンネル活性化物質は、哺乳動物における異常脳領域の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で哺乳動物に投与される。カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に薬剤が投与され、異常脳領域を与える毛細血管や細動脈の透過性が増大する結果、薬剤は正常脳領域に比べて異常領域の細胞に選択的にデリバリーされる。本方法は、生存率が悪いことが周知の外傷、感染症、卒中、虚血、又は特に悪性脳腫瘍による物理的又は性化学的脳損傷の治療に特に有効である。
【0018】
本発明は、本発明の脳又は身体のどこかの悪性腫瘍に薬剤をデリバリーする方法に関する。本方法は、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外のカリウムチャンネルアゴニストのようなカリウムチャンネル活性化物質を哺乳動物において悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で哺乳動物に投与する段階を含んでいる。カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に薬剤を哺乳動物に投与し、カリウムチャンネル活性化物質によって非悪性腫瘍細胞と比べて悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーされる。本発明の方法は、新生物組織への薬剤デリバリーの選択性を高め、よって細胞障害性化学療法剤を含む薬剤から非悪性腫瘍組織に対する損傷をできるだけ少なくし、該薬剤の治療作用又は診断作用を集中させることによりあらゆる種類の悪性腫瘍を治療することに有効である。従って、ヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法に関する本発明は、がん患者に対する生存の見込みが高く、有害な副作用が少ない。本方法の選択性は、種々の薬剤、巨大分子、又はウイルス粒子に対する微小血管系の透過性を仲介する際のカルシウム依存性カリウム輸送体やATP依存性カリウム輸送体(チャンネル)の役割と、正常微小血管経と比べて異常脳血管系又は腫瘍新生微小血管系に存在する多くのカルシウム依存性カリウムチャンネルやATP依存性カリウムチャンネルとの組合わせに基づくものである。
【0019】
本発明は、また、ヒトのような哺乳動物へ血管内インフュージョン又はボーラス注射によりデリバリーするための薬剤と共に薬学的に許容しうる溶液中に処方されたブラジキニン又はブラジキニン類似物以外のカリウムチャンネル活性化物質の組合わせを含む医薬組成物に関する。本医薬組成物は、本発明の方法を行うのに有効である。
本発明は、また、異常脳領域及び/又は悪性腫瘍への薬剤のデリバリーを高めるキットに関する
本発明のこれらの及び他の利点及び特徴は、下記の好適実施態様の詳細な説明において詳細に記載される。
【0020】
好適実施態様の詳細な説明
本発明の方法は、哺乳動物において異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。本方法は、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外のカリウムチャンネル活性化物質を哺乳動物に、哺乳動物に存在する異常脳領域の細胞及び/又は悪性腫瘍の悪性腫瘍細胞へ血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で投与する段階を含んでいる。透過性の増強は、カリウムチャンネル活性化物質を投与しない対照に比べて少なくとも2〜6倍の範囲にある。透過性の相対的増強は、低分子量物質(例えば、約50−200ダルトン)より高分子量物質(例えば、約10,000−250,000ダルトン)に対して著しい傾向がある。
【0021】
異常脳領域には、物理的又は生化学的損傷、例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、外傷、感染、卒中、脳虚血、又は脳内の新生物成長領域、例えば、良性又は悪性脳腫瘍組織により生理的に直接影響された脳組織領域が含まれる。
本発明は、また、脳における悪性腫瘍又は哺乳動物の身体のどこかの腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。本発明の技術は、グリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫を含む固形悪性腫瘍の全種類の治療に有効である。治療すべき腫瘍は、頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、皮膚、又は哺乳動物の他の器官又は組織に含まれ得る。
【0022】
本発明の方法は、ヒトを含む哺乳動物、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジの哺乳動物、又はマウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギのような小哺乳動物を治療するのに有効である。
カリウムチャンネル活性化物質は、コンダクタンスが大きくても中間でも小さくてもあらゆるコンダクタンスレベルのカルシウム活性化カリウムチャンネル(KCa)か又はATP感受性カリウムチャンネル(KATP)の活性化物質である。KCaの直接アゴニスト、例えば、1,3−ジヒドロ−l−[2−ヒドロキシ−5−(トリフルオロメチル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)−2H−ベンズイミダゾール−2−オン(NS−1619)又は1−エチル−2−ベンズイミダゾリノン(1−EBIO)が含まれる。
【0023】
また、有効なカリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを間接に活性化する化合物、例えば、一酸化窒素、一酸化窒素供与体、メタロポルフィリン(例えば、亜鉛プロトポルフィリン又はスズプロトポルフィリンIX)、YC−1(ベンジルインダゾール誘導体)、又はグアニリルシクラーゼ活性化タンパク質(GCAP)のような可溶性グアニリル(即ち、グアニル酸)シクラーゼの活性化物質が含まれる(例えば、Koesling, D., 可溶性グアニリルシクラーゼモジュレーター, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol.358:123−126 [1998]を参照されたい。)。
KATPアゴニストである有効なカリウムチャンネル活性化物質の例としては、ミノキシジル(2,4−ジアミノ−6−ピペリジノピラミジン−3−オキシド; 水に不溶、エタノールに可溶 29 mg/ml)、ピナシジル((+/−)−N−シアノ−N’−4−ピリジニル−N”−(1,2,2−トリメチルプロピル)グアニジン; 水に不溶、エタノールに可溶 14 mg/ml])、(+)−クロマカリム、(−)−クロマカリム又はレブクロマカリム、(+/−)−クロマカリム、又はジアゾキシドが含まれる。
【0024】
好ましいカリウムチャンネル活性化物質は一酸化窒素ガスであり、生体膜を横切って完全に透過できる。吸入可能な一酸化窒素ガスは、当該技術において既知である制御されたガス混合物のマスクにより哺乳動物に投与され得る(例えば、 Kieler−Jensen, N. ら, 肺血管抵抗性が上昇した心臓移植候補物質の評価における吸入一酸化窒素, J Heart Lung Transplant. 13(3):366−75 [1994]; Rajek, A.ら, 吸入一酸化窒素は心臓移植中にプロスタグランジンE(1)より肺血管抵抗性を低下させる, Anesth Analg. 90(3):523−30 [2000]; Solina, A.ら, 成人心臓手術患者において肺高血圧症を治療する吸入一酸化窒素とミルリノンの比較, J Cardiothorac Vasc. Anesth. 14(l):12−17 [2000]; Fullerton, D.A.ら, 心臓手術後の吸入一酸化窒素による肺血管抵抗性の有効な制御, J Thorac Cardiovasc Surg 111(4):753−62, discussion 762−3 [1996])。一酸化窒素(NO)のガス混合物の濃度は、好ましくは約1〜100 ppm NO、更に好ましくは約4〜80 ppm NO、最も好ましくは約20〜40 ppm NOである。ガス混合物は、適切な濃度の酸素及び窒素及び/又は他の不活性ガス、例えば、二酸化炭素、ヘリウム又はアルゴンを含有する。任意により、全身麻酔が必要であるときのガス混合物には、亜酸化窒素(N20)、キセノン、又はハロゲン化揮発性麻酔(HVA)、例えば、ハロタン、セボフルラン、又はイソフルランのようなガス状麻酔が含まれる。全身麻酔は、例えば、カリウムチャンネル活性化物質(及び/又は薬剤又は化学療法剤)の投与が頚動脈内インフュージョンによる場合に必要であり、全身麻酔は、典型的には静脈内又は他のデリバリー経路を用いることを必要としない。当業者は、HVAが可溶性グアニリルシクラーゼ活性を阻害し得るという証拠を承知している(Masaki, E., ハロゲン化揮発性麻酔剤はラット脳において一酸化炭素刺激可溶性グアニリルシクラーゼ活性を阻害する, Acta Anaesthesiol. Scand. 44(3):3 21−25 [2000]; Masaki E. & Kondo I, メチレンブルー、可溶性グアニリルシクラーゼ阻害剤はラットにおいて、セボフルラン肺胞麻酔剤最低濃度を低下させ、脳サイクリックグアノシン一リン酸含有量を減少させる, Anesth. Analg. 89(2):484−89 [1999])。その結果、HVAは本方法に従ってグアニリルシクラーゼ活性化物質と用いられる吸入麻酔の好ましい選択ではない。
【0025】
一酸化窒素供与体は、生物系に適用した場合にNO関連生理活性を与える化合物である。従って、NO供与体は、内在NO関連応答を模倣(mimic)することができ、あるいは内在NO不足を置き換えることができる。当業者は、生物系において種々のNO供与体によって遊離され得るNOの少なくとも3つの酸化還元状態があることを承知している(NO+、NO0、又はNO−)。これらはすべて本発明においては『一酸化窒素』又は『NO』という用語に含まれる。NOの酸化還元状態は、他の生体分子、副生成物のプロファイル、及び生体応答に対してNO供与体反応性がかなり相違する(Feelisch, M., 薬理実験における一酸化窒素供与体の使用, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol,358:113−22 [1998])。一部の種類のNO供与体には酵素触媒が必要であるが、他の種類は非酵素的にNOを生じる。NOを遊離するために、一部のNO供与体には、例えば、チオールによる還元が必要であり、一部のNO供与体には酸化が必要である。
【0026】
一酸化窒素供与体の好ましい例は、1価又は多価アルコールの硝酸エステルである有機硝酸塩化合物を含んでいる。典型的には、これらは水に対する溶解度が低く、原液はエタノール又はジメチルスルホキシド(DMSO)中で調製される。例は、三硝酸グリセリン(GTN)又はニトログリセリン(NTG)、ペンタエリスリチル四硝酸塩(PETN)、イソソルビド二硝酸塩(ISDN)、又はイソソルビド5−一硝酸塩(IS−5−N)である。有機硝酸塩の投与は、静脈内、腹腔内、筋肉内、経皮、又はPETN、ISDN、NTG、又はIS−5−Nの場合には経口で行われ得る。
【0027】
他の好ましい例は、S−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン(SNAP)、S−ニトロソグルタチオン(SNOG)、S−ニトロソアルブミン、S−ニトロソシステインを含むS−ニトロソチオール化合物である。S−ニトロソチオールは、特に光感受性であるが、氷上と暗所で保持された原液は数時間安定であり、EDTAのようなキレート化剤が安定性を高めるために添加され得る。投与は、好ましくは静脈内又は動脈内デリバリー経路による。
一酸化窒素供与体の他の好ましい例としては、モルシドミン(N−エトキシカルボニルモルホリノシドノンイミン)、リンシドミン(SIN−1; 3−モルホリノシドノンイミン 又は3−モルホリニルシドノンイミン又は5−アミノ−3−モルホリニル−1,2,3−オキサジアゾリウム、例えば、塩化物塩)、又はピルシドミン(CAS 936)のようなシドノンイミン化合物が含まれる。原液は、典型的にはDMSO又はDMF中で調製され、光から保護される場合には4℃〜室温で安定である。リンシドミンは、易水溶性であり、まる1日約pH 5に調整された脱酸素蒸留水中の酸性溶液に安定である。生理的pHにおいて、SIN−1は開鎖形、SIN−IA、好ましい一酸化窒素供与体に急速な非酵素加水分解され、これは暗所でpH 7.4において安定である。投与は、好ましくは静脈内又は動脈内デリバリー経路による。
【0028】
ニトロプルシドナトリウム(SNP; ペンタシアノニトロシル鉄酸(Il)ナトリウム)のような鉄ニトロシル化合物も一酸化窒素供与体として有効である。水性原液は、好ましくは、使用前に脱酸素水中で新たに作られ、暗所で保持される。原液の安定性は、pH 3−5で高められる。グルタチオンのような生理的に適合するチオールがデリバリー緩衝液中に含まれると、NOの遊離が増大され得る。SNPは静脈内インフュージョンで投与され、当業者はNOが遊離するにつれて5当量の毒性CN/モルSNPの遊離により長期使用が阻まれることを承知している。
【0029】
最も好ましい一酸化窒素供与体は、いわゆるNONOate化合物の中から選ばれる。 NONOateは、NOと求核残基(X−)、例えば、アミン基又はスルファイト基との付加物であり、NO二量体は窒素原子を介して求核残基に結合して構造X[−N(O)NO]−の官能基を形成する。NONOateは、典型的には、生物学的反応成分によってほとんど影響されない予想できる割合でNOを遊離し、NOの遊離はX− とNOの再生による酸触媒解離によるものであると考えられる。この性質は、薬剤を選択的にデリバリーする本発明の方法によれば特に有効である。異常脳領域と悪性腫瘍が、典型的には比較的低酸素であり、周囲pHが比較的低く(例えば、pH 6.5−7.0)、異常脳領域又は悪性腫瘍の微小血管形では選択的にNOの遊離を集中させるからである。
【0030】
NONOateとしては、最も好ましいジエチルアミン−NONOate (DEA/NO; N−エチルエタンアミン: 1,1−ジエチルヒドロキシ−2−ニトロソヒドラジン(1:1)又は1−[N,N−ジエチルアミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート)が含まれる。他の好ましいNONOateとしては、ジエチレントリアミン−NONOate(DETA/NO; 2,2’−ヒドロキシニトロソヒドラジノ]ビスエタンアミン)、スペルミン−NONOate (SPERINO; N−(4−[−1−(3−アミノプロピル)−2−ヒドロキシ−2−ニトロソヒドラジノ]ブチル)−1, 3−プロパンジアミン)、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate (PAPA/NO; 3−(2−ヒドロキシ−2−ニトロソ−1−プロピルヒドラジノ)−l−プロパンアミン又は(Z)−1−[N−(3−アミノプロピル)−N−(n−プロピル)アミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート)、MAHMA−NONOate (MAHMA/NO; 6−(2−ヒドロキシ−l−メチル−2−ニトロソヒドラジノ)−N−メチル−l−ヘキサンアミン)、ジプロピレントリアミン−NONOate (DPTA/NO; 3,3’−(ヒドロキシニトロソヒドラジノ)ビス−l−プロパンアミン)、PIPERAZI/NO、プロリ−NONOate (PROLI/NO; 1−([2−カルボキシラート]ピロリジン−1−イル)ジアゼン−1−イウム−1,2−ジオレート−メタノール、例えば、二ナトリウム塩)、SULFO−NONOate(SULFO/NO、ヒドロキシジアゼンスルホン酸1−オキシド例えば、二ナトリウム塩)、亜硫酸NONOate(SLTLFI/NO)、又はアンゲリス塩(OXI/NO)が含まれる。
【0031】
ほとんどすべてのNONOate化合物は、水に易溶性であり、水性原液は、使用直前に冷却脱酸素した1〜10 mM NaOH(好ましくは約pH 12)中で調製される。アルカリ性原液は、暗所で氷上に保持されるならば数時間安定である。NONOateの特徴的なUV吸光度は水性溶液におけるNONOateの分光学的定量化に使用し得る。NONOateは、好ましくは静脈内又は動脈内投与される。
一酸化窒素供与体は、種々の能力を有する(Ferraro, R.ら, ウシクロマフィン細胞における細胞内サイクリックGMPレベルに対する数種の一酸化炭素供与体の比較的作用: 一酸化窒素生産との相関, Br. J. Pharmacol. 127(3):779−87 [1999])。例えば、DEA/NOは半減期が約2〜4分間の最も強力な一酸化窒素供与体であり、PAPA/NO (t1/2約15分間)、SPER/NO(t1/2約34−40分間)は効力が劣り、DETA/N0(t1/2約20時間)及びSNAP(t1/2約33〜41時間、グルタチオンのような生理的還元剤の存在下で短縮され得る)は更に効力が劣る。SNPは、また、強力なNO供与体である(Ferreroら [1999]; Salom, J.B.ら, ウサギ基底動脈におけるニトロプルシドナトリウムとNONOateの弛緩作用, Pharmacol. 57(2):79−87 [1998]; Salom, J.B.ら, ウサギ頚動脈におけるNO供与体ニトロプルシドナトリウム、DEAINOとSPER/NOの弛緩作用の比較, Gen. Pharmacol. 32(l):75−79 [1999]; Salom, J. B.ら, ヤギ中脳動脈におけるニトロプルシドとNONOateの弛緩作用: 全体的虚血−再潅流による遅延障害, Nitric Oxide 3(l):85−93 [1999]; Kimura, M.ら, 新規な一酸化窒素供与体に対するヒト基底動脈又は他の分離した動脈の応答, J. Cardiovac. Pharmacol. 32(5):695−701 [1998])。その結果、NONOate又は他のNO供与体の有効濃度又は投与量は、本明細書に記載されるカリウムチャンネル活性化物質に好ましい投与量範囲にわたって変動するであろう。
【0032】
NO供与体のストック溶液は、好ましくは、使用前に新たに調製され(各具体的なNO供与体に適したpHで)、氷で冷却され、遮光(例えば、アルミニウムホイルに包まれた暗色ガラスバイアルの使用による)されるが、バイアルが適切に密閉される場合には有機硝酸塩は数ヵ月から数年まで貯蔵され得る。好ましくは、哺乳動物に投与する直前に、薬学的に許容しうる緩衝液中で最終希釈液が調製され、特に強酸性(例えば、塩酸塩)又はアルカリ性(例えば、NONOate)ストック溶液が用いられるときにはNO供与体含有緩衝液の最終pHについて生理的適合性が調べられる。
主としてNO暴露時間の生成物とNO濃度は外因的に供給したNOに対する生体応答の質と程度を決定する。DEA/N0のような短寿命のNO供与体は、最も好ましくは、短時間の群発的NOデリバリーを避けるためにボーラスインフュージョンよりむしろ連続インフュージョンで投与される。
カリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを直接に(例えば、KCaを直接リン酸化することにより)又は間接に(例えば、KCa活性を直接モジュレートする他の調節タンパク質をリン酸化することにより)活性化する内在サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG又はcGK)種の活性化物質である。cGMP依存性プロテインキナーゼの他のイソ型の活性化物質が含まれる(例えば、Smolenski, A.ら [1998])。PKG活性化物質の有効な例としては、オクトブロモサイクリックGMP (8Br−cGMP)又はジブチリルサイクリックGMPが挙げられるがこれらに限定されない。
【0033】
有効なカリウムチャンネル活性化物質には本明細書に定義されるカリウムチャンネル活性化物質としての活性をなお有する薬学的に許容しうる分子結合体又は塩の形態が含まれる。例は、ミノキシジル硫酸塩であるが、他の薬学的に許容しうる塩は、塩化物、炭酸塩、重炭酸塩、硝酸塩等の硫酸塩以外のアニオンを含んでいる。薬学的に許容しうる塩の他の実施態様は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アンモニウム等のカチオンを含んでいる。有効なカリウムチャンネル活性化物質の他の実施態様は、塩酸塩である。
しかしながら、本発明の方法に用いられるカリウムチャンネル活性化物質は、血管拡張因子ブラジキニン(Arg−Pro−Pro−Gly−Phe−Ser−Pro−Phe−Arg)又はポリぺプチドブラジキニン類似体、例えば、受容体仲介透過化処理剤(RMP)−7又はA7(例えば、Kozarich et al, 米国特許第5,268,164号及びPCT国際出願第92/18529号)以外のものである。他のブラジキニン類似体としては、ブラジキニンと同じ性質を示すが修飾アミノ酸又はぺプチドの両末端のぺプチド伸長を有する関連ぺプチド構造が含まれる。ブラジキニン類似体の例としては、[phe.sup.8 (CH.sub.2 NH) Arg.sup.9 ]ブラジキニン、N−アセチル[phe. sup. 8 (CH. sub. 2 −−NH−−Arg. sup. 9 ]ブラジキニン又はdesArg9ブラジキニンが挙げられる。
【0034】
本発明の方法によれば、カリウムチャンネル活性化物質は、静脈内又は動脈内注射又はインフュージョンによって投与される。頭蓋内腫瘍のような異常脳領域を治療するために、カリウムチャンネル活性化物質は好ましくは頚動脈内インフュージョンにより投与される。特にことわらない限り、哺乳動物に投与すべきカリウムチャンネル活性化物質の量は、0.075〜1500μg/kg体重の範囲にある。ヒトの場合、0.075〜150μg/kg体重の範囲が好ましい。当業者が承知しているように、具体的なカリウムチャンネル活性化物質に対する個々の患者の生理的応答は異なる。例えば、ヒトに対するYC−1の有効量は一般的には約15〜約45μg/kg体重であり、 一酸化窒素供与体については一般的には約15〜約45μg/kg体重である。しかしながら、具体的なカリウムチャンネル活性化物質の各個体に最適な量は、デリバリー期間にわたる綿密な生理的監視を含む通常の手段によって求め得る。
投与量は、ボーラス注射で投与し得るが、好ましくは1〜30分間、最も好ましくは1〜15分間インフュージョンにより投与される。例えば、ラットにおいては、約0.75〜100μg kg−1 min−1の投与速度が最も適している。約100μg kg−1 min−1より速い投与速度では、随伴する血圧の低下がしばしば観察される。ヒトにおいては、有効投与速度は、約0.075〜約15μg kg−1 min−1であり、血圧の注意深い監視が勧められる。当業者は、全インフュージョン量、液体インフュージョン速度、及びこれらに関連する生理的悪影響を避ける電解質平衡を調節するのにも注意深い。一部のカリウムチャンネル活性化物質、例えば、NS−1619、ミノキシジル、ミノキシジル硫酸塩、ピナシジル、又はジアゾキシドは、水に易溶性でなく、これらの物質を投与するために調製する際には、インフュージョン緩衝液で希釈する前にエタノールのような適切で薬学的に許容しうる溶媒がカリウムチャンネル活性化物質を溶解するために使用し得る。当業者は、溶媒関連毒性を避けるためにインフュージョン溶液中の溶媒の最終濃度を調節するのに慎重である。例えば、インフュージョン溶液中の5−10% (v/v)までの最終エタノール濃度がたいていの哺乳動物によって許容され、その毒性が無視できる。
【0035】
本発明の方法は、薬剤に対する微小血管透過性増大が達成される具体的な機序に左右されないが、カリウムチャンネル活性化物質を投与すると異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に血液を送る毛細血管や細動脈の内皮細胞膜においてカリウムチャンネルを通るカリウム流量が増加すると考えられる。これにより、微小血管上皮の密着結合のゆるみ及び/又は飲作用活性の増大が生じ、血管からの薬剤の吸収を増大する。本発明を行うに当たり、カリウムチャンネル活性(即ち、カリウムカチオン流量)を測定することは必要としない。しかし、当業者は、カリウム流量が、例えば、パッチ・クランプ又は微小電極デバイスを用いた42K−又は201Tl+の細胞吸収又はチャンネルコンダクタンスを測定することによる適切な方法で測定し得ることを承知している(例えば、T. Brismar el al., タリウム−201の吸収はヒトグリオーマ細胞において膜電位とカリウム透過性に関係する, Brain Res. 500(1−2):30−36 [1989]; T. Brismarら, 培養したヒトグリオーマ細胞におけるK+ 及びT1+ 高吸収の機序, Cell Mol. Neurobiol. 15(3):351−60 [1995]; S. Caiら, ウシ大動脈内皮細胞における中間コンダクタンスのK(Ca2+)チャンネルの薬理学的性質, J. Membr. Biol. 163(2)− 58 [1998])。
【0036】
薬剤は、カリウムチャンネル活性化物質と同時に又はほぼ同時に当業者され、薬剤は、正常脳組織又は非悪性腫瘍細胞に比べて選択的に異常脳領域及び/又は悪性腫瘍細胞に血流によって送られる。『同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質と同時期又は同時に投与されることを意味する。『実質的に同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質を最後に投与した後、約1時間以内に投与され、好ましくは約30分以内に投与され、最も好ましくはカリウムチャンネル活性化物質と同時に投与されることを意味する。あるいは、『実質的に同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質を最初に投与される前、約30分以内、好ましくは約15分以内に投与されることを意味する。
哺乳動物において異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に薬剤をデリバリーする方法は、異常脳領域及び/又は悪性腫瘍の微小血管を横切って薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。薬剤は、医薬品、即ち、化学療法剤である。化学療法剤の例としては、細胞障害性治療剤(例えば、シスプラチン、カルボプラチン、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホレリシン)、裸のDNA発現ベクター、治療タンパク質、治療オリゴヌクレオチド又はヌクレオチド類似体、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、アドレナリン作動性剤、抗痙攣剤、抗外傷剤、脳の損傷又は障害を治療又は予防するために用いられる神経医薬剤が挙げられる。化学療法剤としては、 N−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト; 抗生物質のような抗菌剤; イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体又は特異抗原結合抗体フラグメント(例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、又はF(v)フラグメント)、又はインターフェロンのようなサイトカイン、インターロイキン(例えば、インターロイキン[IL]−2)、腫瘍壊死因子(TNF)−α、又はトランスフォーミング成長因子(例えば、TGF−β)が含まれる。
【0037】
薬剤には、抗がん化学療法剤も含まれる。典型的には、抗がん化学療法剤は、細胞障害性剤、例えば、5−フルオロウラシル、シスプラチン、カルボプラチン、メトトレキセート、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ブンブラスチン、又は細胞障害性アルキル化剤、例えば、ブスルファン(1,4−ブタンジオールジメタンスルホネート; マイレラン、グラクソウェルカム(Myleran, Glaxo Wellcome))、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸が挙げられるがこれらに限定されない。
抗がん化学療法剤は、脳又は身体の他の組織において悪性腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーする方法を行うのに、又はヒトの悪性腫瘍を治療する方法に特に有効である。
薬剤としては、治療ウイルス粒子、例えば、生体内の細胞標的に遺伝物質をデリバリーするアデノウイルス由来又は単純ヘルペスウイルス(HSV)由来ウイルスベクターも含まれる。薬剤としては、診断剤、例えば、画像診断剤又は造影剤、例えば、放射能標識物質(例えば、[99Tc]−グルコヘプトネート)、ガリウム標識画像診断剤(例えば、ガリウム−EDTA)、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、又はヨウ素化造影剤も含まれる。適切な場合には、抗がん活性を有する上記薬剤のいずれも、薬剤を悪性腫瘍に選択的にデリバリーする方法又はヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法を行うのに使用することができる。
【0038】
従って、薬剤は、分子量が50ダルトン〜約250 kDの分子物質であり得る。又は直径が約50〜250ナノメートルのウイルス粒子のような粒子であり得る。
これは、決して本発明の方法を行うのに使用し得る薬剤の種類の余すところのないリストであることを意図したものではない。薬剤は、そうでないことが好ましいが、高脂溶性で細胞膜を本質的に浸透し得る物質、例えば、ニトロソウレアであってもよい。
薬剤の使用量は、各薬剤の慣用の投与量範囲内であるが、本発明の方法を行うことにより、得られた高経血管透過性は投与量当たりの選択的治療効果を大きくすることができ、所望される場合には、例えば、具体的な哺乳動物において抗がん剤からの全身性毒性作用を少なくするために使用すべき有効投与量を少なくすることができる。
薬剤は、血流に送り得る適切な方法によって投与される。典型的には、これは、静脈内、筋肉内、又は動脈内(頚動脈内を含む)注射又はインフュージョンによる。しかしながら、一部の適用については、薬剤の投与量がカリウムチャンネル活性化物質とほぼ同時に血流に入る限り他の許容しうるデリバリー経路を使用することができる。例としては、摂取(例えば、粉末、懸濁液、溶液、エマルジョン、錠剤、カプセル又はカプレット); 皮下注射; 定位注射; 又は接着貼付剤による経皮又は経粘膜デリバリー、舌下を含む口腔の皮膚、粘膜又は上皮、直腸、又は膣上皮を介してデリバリーする坐剤又はゲルが挙げられる。
【0039】
あるいは、薬剤は、哺乳動物の医薬組成物においてカリウムチャンネル活性化物質と共に投与される。本発明の医薬組成物は、ヒトのような哺乳動物に静脈内インフュージョン又はボーラス注射によってデリバリーするための上記薬剤と共に薬学的に許容しうる溶液中に処方されたブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の上記カリウムチャンネル活性化物質の組合わせを含んでいる。従って、該溶液は浸透圧(例えば、約0.15 M生理食塩水)とpH、典型的にはpH 7.2〜7.5に関して適切に釣り合っている。該溶液は、更に、緩衝液、例えば、リン酸塩緩衝液(例えば、リン酸塩緩衝生理食塩水)を含んでいる。該溶液は、約0.075〜1500μg/kg体重のカリウムチャンネル活性化物質投与速度を薬学的に許容しうる液量で最長約30分間デリバリーするために処方される。ヒト患者については、該溶液は、好ましくは約0.075〜150μg/kg体重のカリウムチャンネル活性化物質の投与速度を薬学的に許容しうる液量で約30分間までデリバリーするために処方される。
【0040】
本発明は、また、薬剤の異常脳領域及び/又は悪性腫瘍へのデリバリーを高めるキットに関する。本キットは、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の上記カリウムチャンネル活性化物質を含む物質又は成分の組み合わせである。更に、本キットは、一般の薬剤、又は特定の薬剤に対する新生微小血管系を含む異常微小血管の透過性を高めるためにカリウムチャンネル活性化物質の使用説明書を含んでいる。場合により、本キットは、薬学的に許容しうる製剤、又は特定の薬剤が含まれた又は含まれていないカリウムチャンネル活性化物質の薬学的に許容しうるインフュージョン製剤を含有し得る注射又はインフュージョン用備品一式、例えば、注射器、インフュージョンライン、クランプ、及び/又はインフュージョンバッグ/ビン中に特定の薬剤のような他の成分を含有している。キットに集合された物質又は成分は、作用可能性や効用を保存する便利で適切な方法で貯蔵される医師に供給され得る。例えば、成分は溶解した、脱水した、又は凍結乾燥した形であり得る。室温、冷蔵温度又は凍結温度で供給され得る。
本発明の方法及びキットの上記説明は、例示であり、網羅的なものではない。ここで、次の非限定的実施例について本発明を更に詳細に記載する。
【0041】
実施例
実施例1: 方法
悪性腫瘍細胞系及び腫瘍移植 雌ウィスターラットにおいて実験脳腫瘍の移植にラットグリオーマ細胞株、RG2を用いた。組織培養におけるRG2細胞増殖と維持の手法は記載されている(Sugita, M. & Black, K.L., サイクリックGMP特異的ホスホジエステラーゼ阻害及び頚動脈内ブラジキニンインフュージョンは脳腫瘍への透過性を高める, Cancer Res. 58(5):914−20 [1998]; Inamuraら [1994]; Nakano, S.ら, 頚動脈内ブラジキニンインフュージョン後の脳腫瘍微小血管透過性増強は一酸化窒素を仲介する, Cancer Res. 56(17):4027−31 [1996])。簡単に言えば、ラットグリオーマ由来のRG2細胞は、使用まで凍結保持され、次に解凍され、lO% 子ウシ血清を含むF12培地の単層培養に維持される。一部の実験においては、C6グリオーマ細胞を用いた。
ウィスターラット(体重約140−160 g)に腹腔内ケタミン(50 mg/kg)で麻酔し、グリア細胞(1×105)を右半球に5μl F12培地(1−2% メチルセルロース)に懸濁した脳内注射によりハミルトン注射器で移植し、対側半球には移植しなかった。移植座標は、前頂に対して3 mm外側及び硬膜面に対して4.5 mmの深さであった。
【0042】
カリウムチャンネル活性化物質の頚動脈内インフュージョン RG2細胞の移植の7日後にラットを上記のように麻酔し、透過性実験の準備をした。ラットにNS−1619 (選択的なコンダクタンスの大きいCa2+活性化K+チャンネル活性化物質; RBI、ナティック、マサチューセッツ州)か又はミノキシジル硫酸塩(KATPチャンネル活性化物質)を右頚動脈に5.3μg kg−1 min−1 (53.3μl/minで)の投与速度で15分間、PBS、pH 7.4; 5% (v/v)エタノールのインフュージョンビヒクル中でインフュージョンした。PBSで希釈する前にカリウムチャンネル活性化物質を溶解するためにエタノール(25% [v/v])を用いた。血液量実験については、カリウムチャンネル活性化物質化合物の頚動脈内インフュージョン開始の5分後と14分後に[14C]デキストラン(100μCi/kg; デュポンニューイングランドヌクレア社、ボストン、マサチューセッツ州)を静脈内ボーラスとして注射し、1分間と10分間維持して2つの異なる時点を得た。領域透過性実験については、血管作用化合物の頚動脈内インフュージョン開始の5分後に100μCi/kgの[14C]α−アミノイソ酪酸(デュポンニューイングランドヌクレア社、ボストン、マサチューセッツ州)を右大腿静脈に静脈内ボーラスとして注射した。血清放射能を求めるためにトレーサーの注射直後にペリスタ吸引ポンプを用いて0.083 ml/minの一定速度で大腿動脈血を抜いた。頚動脈インフュージョンの15分後に、ラットを断頭し、脳を迅速に取り出し、定量的オートラジオグラフィのために凍結した。
【0043】
一酸化窒素(NO)供与体の透過性実験においては、NO供与体の頚動脈内インフュージョンを上記のように2.66μg min−1 kg−1の投与速度で15分間行った。一酸化窒素供与体には、ナトリウム2−(N,N−ジエチルアミノ)ジアゼノテートオキシド(DEA/NO)、半減期が2.1分の一酸化窒素供与体又はPAPA/NO ([Z]−I−[N−[3−アミノプロピオ]−N−[N−プロピオアミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート(アレクシス社(Alexis Corp.))、半減期が15分の一酸化窒素供与体を含めた。DEA/NO又は PAPA/NOをPBSに溶解し、RG2グリオーマをもつラットに投与して生理的パラメーターに影響することなく[14C]−AIBの透過性(Ki)を求めた。[14C]−AIBをボーラスとして静脈内に投与し、Kiを求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。
【0044】
一方向輸送定数 (K i ) 正常組織と腫瘍組織において血液腫瘍関門及び血液脳関門を横切る透過性の指標として[14C]α−アミノイソ酪酸(AIB)の一方向移動定数Kiを測定した。定量的オートラジオグラフィを用いてKi値(μl g−1 min−1)を得た。血液から脳への移動の初速度を以前に記載された式を用いて計算した(Ohno, K,ら, 意識のあるラットにおいて非電解質に対する脳血管透過性の下限, Am. J. Physiol. 235(3):H299−307, [1978]; Inamura, T.,ら, ブラジキニンは実験脳腫瘍において血液腫瘍関門を選択的に開放する, J. Cereb. Flow Metab. 14(5):862−70 [1994])。定量的データを2群t検定を用いて分析し、同じ割合又は同じ手段(同じ数)の2群フィッシャーズ精密検定には統計的有意性を得るために各群に最低6匹の動物を必要とする。多数の処理グループをANOVAによる対照グループと比較し、P値をこの後のボンフェローニ検定により求めた。
【0045】
用量依存性実験 NS−1619を25% エタノールに溶解し、PBSで希釈して種々のインフュージョン用濃度を得た。NS−1619を頚動脈内インフュージョン(投与速度: 0、13、26.5、53、80、100及び110μl kg−1 min−1; すべて53.3μl/minで)によりRG2グリオーマをもつラットに投与して静脈内に投与される[14C]−AIBの高透過性(Ki)を生じる投与量を求めた。Kiを上記のように求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。
【0046】
阻害実験 NS−1619が透過性を高めたので、その作用の特異性を特異的KCaチャンネルインヒビター、イベリオトキシン(RBI、ナティック、マサチューセッツ州; ([IEBTX]を最終原液濃度100μg/mlまで生理食塩水に希釈した)。IBTX (2.3μg kg−1 min−1)をNS−1619 (26.5μg kg−1 min−1)と同時インフュージョンしてRG2グリオーマラットモデルにおける異常毛細血管のKCaチャンネル誘導透過性を遮断した。17匹のラットをこれらの実験に用いた(3匹はビヒクルのみの対照[即ち、PBS + 5% (v/v) エタノール]; 3匹はIBTX; 8匹はNS−1619; 3匹はNS−1619 + IBTX)。
他の実験においては、IBTX (0.2μg kg−1 min−1 15分間)を一酸化窒素供与体DEA/N0 (2.66μg kg−1 min−1 15分間)と同時インフュージョンしてRG2グリオーマラットモデルにおける異常毛細血管のKCaチャンネル誘導透過性を遮断した。13匹のラットをこれらの実験に用いた(4匹はビイクルのみの対照; 3匹はDEA/NO、3匹はPAPA/NO、及び3匹はDEA/NO+IBTX)。
頭蓋内RG2腫瘍をもつウィスターラットを用いた他の生体内透過性実験においては、上記のように、腫瘍中央部と腫瘍周囲組織に対する[14C]−AIBの一方向輸送定数(Ki)を、ブラジキニン(10μg kg−1 min−1 15分間)又はミノキシジル硫酸塩(26.6μg kg−1 min−1 15分間)の頚動脈内インフュージョン又はブラジキニンとミノキシジル硫酸塩を15分間同時インフュージョン後に求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。選択的KATP阻害剤、グリベンクラミド(13.3μg kg−1 min−1 15分間)を用いて KATPチャンネルの阻害が血液腫瘍関門透過性のブラジキン誘導増強又はミノキシジル硫酸塩誘導増強を阻害するかを求めた。
【0047】
他の実験においては、RG2グリオーマ細胞を上記ラット脳の右半球に移植した。移植の7日後に、オクトブロモサイクリックGMP (8Br−cGMP、16.7μg kg−1 min−1)、サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)の活性化物質の頚動脈内インフュージョンによりPKG阻害剤(KT5823、6.77μg kg−1 min−1; 又はRp−pCPT−cGMP、60μg kg−1 min−1)を含まずに又は含めて行った。対照グループにおいては、生理食塩水又は2% DMSOをラットにインフュージョンした。実験の終了時に、ラットを麻酔下で犠牲にし、[14C]−AIB (μl g−1 min−1)のKiを測定するために脳を取り出した。正常脳と腫瘍組織においてPKG発現を比較するためにウェスタンブロット分析を用いた。
定量的オートラジオグラフィと[14C]−AIB (μl g−1 min−1)のKiの計算をOhno et al (1978)に従って上記のように行った。
【0048】
K Ca チャンネルと K ATP チャンネルの免疫組織化学分析 透過性実験から得られた脳切片(厚さ12μm)を、1:100希釈液のアフィニティー精製KCaチャンネル抗体(アロモンラボス(Alonione Labs)、エルサレム、イスラエル)と1時間、ビオチニル化ウマ抗マウスイムノグロビン(ベクターラボラトリーズ(Vector Laboratories)、バーリンガム、カリフォルニア州)と30分間インキュベートした。PBSで3回洗浄した後、ペルオキシダーゼ部位をアビジン:ビオチニル化酵素複合体(ABC)キット(KCa)を用いて可視化した。KATPの免疫局在化については、上記組織切片をウサギ抗マウスKir 6.2抗血清(1:200希釈液; 抗血清はDr. Susumu Seinoから恵与された)と4℃で一晩インキュベートした。その抗血清は、ヒトKir 6.2と交差反応性であり、以前に記載されたように調製した(Suzuki, M.ら, ラット膵臓におけるスルホニルウレア受容体Iの結合局在性決定, Diabetologia 42(10): 1204−11 [1999])。Kir 6.2は、哺乳動物KATPのカリウム内向き調整(Kir)タンパク質成分である。結合ウサギ抗マウスKir 6.2抗体の可視化は、 製造業者が指示したようにPBSで3回洗浄し二次抗体(ローダミン標識抗ウサギIgG [1:200希釈液]; サンタクルーズバイオテクノロジー社(Santa Cruz Biotechnology, Inc.)、サンタクルーズ、カリフォルニア州)と結合させ、共焦点蛍光顕微鏡で調べた後に行った。
【0049】
透過電子顕微鏡 (TEM) ラット脳組織を次の手順によってTEM分析のために準備した。カリウムチャンネル活性化物質、阻害剤、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(BRP)、及び/又はビヒクル対照緩衝液の頚動脈内インフュージョンを含む実験後、 ラットをまずPBS (50−100 ml)、次に1.0% グルタルアルデヒド(250 mL)で心臓からのインフュージョン固定をした。脳組織を冠状に切断して腫瘍領域を露出させ、問題の領域を選択し、約1mmの厚さの小切片にし、1.0% グルタルアルデヒドに4℃で2時間浸漬固定した。試料を5% スクロース/0.1 M PBSで4℃で一晩連続振盪し溶液を変えながらすすいだ。次に、試料を1% OsO4で4℃において2時間連続振盪しながら浸漬固定した。次に、試料を増加濃度(50−100%)のエタノールで4℃において15分間絶えず振盪ししばしば溶液を変えながら脱水した。試料をプロピレンオキシド、次にエポンで室温において振盪しながら浸潤させた。包埋を60℃で48時間行った。ダイヤモンドエッジブレードを備えたミクロトームで半薄切片(約30−50μm厚)をつくった。最後に、超薄切片(約1−10 nm厚)をミクロトームでつくり、酢酸ウラニルで45−60分間、クエン酸鉛で15分間染色し、TEM分析のために処理した。各処理グループにおいて10本の毛細血管を選び、低倍率の写真を撮った(合計90本の毛細血管)。毛細血管の基本的な形態を、毛細血管の基本的プロファイル: 分離管腔周囲、管腔周囲、毛細血管の全領域(核と空胞を除く)、及び毛細血管の平均厚さを表すパラメーターを測定及び計算することによって調べた。
【0050】
別の実験においては、小胞の密度について、各ラット(各治療グループは5−6匹のラットを有する)から選ばれた3本の血管を高倍率のテストゾーンとして4枚の電子顕微鏡写真を撮ることにより求めた。テストゾーンは、EMスクリーン上の3、6、9、及び12時のようにランダムに選んだ。テストゾーンの領域を測定し、小胞の数を顕微鏡写真の背景を知らない人間によって計数させた。小胞密度は、細胞質のμm2当たりの小胞の数として示した。全小胞領域と細胞質領域の割合は、同じ顕微鏡写真を用いても求められる。全小胞領域を測定し、小胞に含まれる細胞質に対する割合を計算し、%として示した。小胞の平均直径も計算された。
処理から生じる形態学的変化を、各ラットから6つの密着結合(tight junction)を選ぶことにより調べた(5匹のラットが各処理グループであり、密着結合は合計270であった)。密着結合を高倍率で写真を撮った。密着結合の分析は、各密着結合について『裂指数(cleft index)』や『裂領域指数(cleft area index)』を比べることによった。裂指数は、次式: (融合していないセグメントの長さ)÷(結合の長さ)によって表される(Stewart, 1987)。裂領域指数は、式: (融合していないセグメントの領域)−(結合の長さ)によって示した。
【0051】
一時的中脳動脈 (MCA) 閉鎖 わずかに変更したLiu, Y.ら, 中脳動脈閉鎖−再潅流モデルを用いたラット脳虚血におけるグルコース代謝の時間経過とMK−80の作用, Neurological Research 18 (6): 505−508 (1996)に記載されているようにMCA閉鎖を行った。 概要としては、同側の共通の頚動脈と外部頚動脈を結紮した後に頚動脈内の分岐から挿入したシリコーンゴムシリンダーで右MCAを一時的に閉鎖した。シリンダーは硬化剤と混合したシリコーンで被覆された4−0ナイロンの17 mm長の手術用糸からつくられており、末端の直径が5 mmから0.25−0.30 mmまで類別されている。糸を分岐近くの外部頚動脈を通って頚動脈内動脈に挿入し、挿入点で結紮した。シリコーンゴムシリンダーは、前脳動脈の隣接部分に達した。右MCAと後交通動脈の原点を糸で閉鎖した。手術後、動物をゆるく適合したパスツールキャストによって固定した。虚血組織の血液による再潅流を可能にするために虚血の約1時間又は2時間後に頚動脈内動脈から糸を抜いた。15分間再潅流した45分後に頚動脈インフュージョンによりカリウムチャンネル活性化物質及び/又は阻害剤を注射した。
一部の実験においては、再潅流の50分後に(カリウムチャンネル活性化物質及び/又は阻害剤の投与を開始した5分後に)静脈内にエバンスブルー染料を注射した。エバンスブルー染料の注射の10分後、脳微小血管から過剰のエバンスブルー染料を流し出すために心臓を通って200 mlのPBSをラットに潅流した。
【0052】
実施例2: 結果
カリウムチャンネル活性化物質は血液腫瘍関門を横切る輸送を選択的に増加させる
移植したグリオーマ細胞をもつウィスターラットにNS−1619か又はミノキシジル硫酸塩を7.5μg kg−1 min−1で15分間インフュージョンしたとき、血液腫瘍関門を形成する新生血管系を横切る輸送についてNS−1619やミノキシジル硫酸塩により[14C]α−アミノイソ酪酸(AIB)の一方向輸送定数Kiが著しく増大したが、正常脳微小血管系を横切る輸送については増大しなかった(図12A及び図12B)。これらの結果から、カリウムカルシウムチャンネルの活性化が正常脳組織を与える毛細血管に比べて固形悪性腫瘍の毛細血管を横切る分子の透過性を選択的に高めることが証明された。
NS−1619の投与量を増加することにより、RG2グリオーマ毛細血管における[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiが用量依存方式で増大した(図13)。多量の投与量では(100μg/kg/min及び110μg/kg/min)、ラットの動脈血圧の著しい降下が観察された。各グループに用いられるラットの数は、図13の括弧に示されている。
【0053】
[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiを増大させるNS−1619の能力がKCaチャンネル特異的阻害剤イベリオトキシン(IBTX; 図14)により阻害されたことから、この作用の特異性が証明された。RG2腫瘍をもつラットにおいてIBTX (2.3μg kg−1 min−1; n=3)を含む又は含まないNS−1619 (26.5μg kg−1 min−1)と共に[14C]−AIBを15分間用いてKiを求めた。NS−1619インフュージョンに対する応答のKiの増大(n=8; * * P<0.001 5% エタノールを含む又は含まないPBSと比較)は、IBTX同時処理により減弱した。調べた投与量のIBTX単独は、異常毛細血管の脳腫瘍関門透過性に影響しなかった。しかしながら、IBTXは、NS−1619−誘導透過性(Ki)の増強を著しく下げ(n=3, * * P<O. 001 NS処理グループと比較)、カリウムチャンネル特異的作用を示した。PBS+5% エタノールを投与した対照は、PBS−エタノールを投与した対照と区別できなかった。
可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質 YC−1を投与した場合に血液腫瘍関門透過性の匹敵しうる増強が得られた(図1)。IBTX及び可溶性グアニリルシクラーゼの選択的阻害剤、1H−[1,2,4]オキサジアゾロ[4,3−a]キノザリン−l−オン(ODQ)は、YC−1によるKiの増大を減弱させ、KCa仲介であることを示した。
【0054】
ミノキシジル硫酸塩をインフュージョンすると、ビヒクル対照グループに比べてKiの著しい増大が得られた(28.3±6.0μl/g/min; P<0.001) (図7)。血液腫瘍透過性のこの増強は、ミノキシジル硫酸塩の作用を著しく減弱させる(Ki = 12.7±2.0μl/g/min)、KATPチャンネルインヒビターグリベンクラミドによって減弱した。従って、ミノキシジル硫酸塩によるKi増大は、血液腫瘍関門透過性を選択的に高めるKATPチャンネルの活性化によるものであった。ミノキシジル硫酸塩による処理から得られた透過性の増大は、KCa活性化物質ブラジキニン(Ki = 34±8.0μl/g/min)によるものと匹敵し、個々の処理グループと比べて透過性に対する著しい付加作用(Ki = 42±6μl/g/min; P<0.05)がブラジキニンとミノキシジル硫酸塩による組合わせ処理で得られた(図7)。
グリベンクラミドの同時インフュージョンがブラジキニン誘導Ki増大(図8)を阻害できなかったことは、ブラジキニンがKATPチャンネルを調節しないことを示す他の研究と一致している。しかしながら、KCaチャンネルアンタゴニスト、IBTXはブラジキニン作用を著しく減弱させ(Ki = 17.7±6μl/g/min; P<O.01)、Ki増大がKCaの活性化によるものであり、ブラジキニンによるKATPチャンネルでないことが示された(図8)。
【0055】
ミノキシジル硫酸塩による作用は、グリベンクラミド(Ki = 12.7±2μl/g/min; P<O.001; 図9)によって著しく減弱した。しかしながら、この作用は、IBTXにより阻害されず、KATPチャンネルがミノキシジル硫酸塩による透過性を仲介することが示された。これらの結果は、血液腫瘍関門透過性に関する独立した経路を意味し、脳腫瘍の微小毛細血管において一方はKCaによって調節され、もう一方はKATPチャンネルによって調節されることを示唆する。
一酸化窒素供与体も血液腫瘍関門の透過性を高めた。図2から、RG2グリオーマ組織がPBS処理対照(図2A)と比べてDEA/NO処理ウィスターラット(図2B)がエバンスブルー染色(MW 960.82)により生体内染色されることがわかる。これらの結果は、NS−1619又はYC−1を用いてエバンスブルーにより生体内染色により得られる結果に匹敵した(データは示されていない)。
図3から、対照(生理食塩水)と比べてDEA/NOやPAPA/NO(それぞれKi = 32±9.0μl g−1 min−1及び32±9.0μl g−1 min−1)に対して応答してKiが著しく増大したことがわかる。しかしながら、IBTXで同時処理すると、DEANO(Ki = 15.3±2.3μl g−1 min−1; P<0.001)又はPAPA/NO(Ki = 15.3±1.7μl g−1 min−1; P<0.001)のインフュージョンの効果が減弱し、効果がKCa媒介性であったことがわかる。調べた投与量でのIBTX単独は、異常毛細血管の脳腫瘍関門透過性を影響しなかった。
ウェスタンブロットから、正常脳も腫瘍脳も共にPKG発現がわかった。PKG活性化物質8Br−cGMPは、ビヒクルのみの対照と比べてKi値を増大させた(Ki = 22.1±6.6μl g−1 min−1と14.2±5.1μl g−1 min−1; P<0.05)。これらの結果は、PKGを活性化するcGMPの内在生産が、おそらくKCaのPKG仲介活性化により血液腫瘍関門透過性を選択的に高めることを意味している。
【0056】
免疫組織化学分析によりカリウムチャンネルが正常組織に比べて新生血管系や悪性腫瘍細胞に多く存在することがわかる
KCaチャンネルタンパク質を上記のように特異抗体を用いて免疫的に局在決定した。免疫組織化学分析から、KCaチャンネルが正常対側組織の切片と比べて、RG2をもつラット脳切片の腫瘍組織や腫瘍毛細血管においてKCaチャンネルが選択的に増加したことがわかった(図15)。同様に、KATP特異抗体を用いたKATPの免疫局在化から、KATPチャンネルがRG2腫瘍をもつラット脳切片やC6腫瘍をもつラット脳ウイルス切片の腫瘍組織や腫瘍毛細血管において選択的に増加したことがわかった(図16)。これらの免疫組織化学結果は、KCaチャンネルのNS−1619による活性化、又はKATPのミノキシジルによる活性化が血管腫瘍関門を選択的に開放した透過性データと一致している。
まとめると、透過性及び免疫組織化学データから、カリウムチャンネルを活性化する化合物が抗腫瘍化合物の悪性腫瘍組織へのデリバリーを選択的に高めるために使用し得ることが証明される。
【0057】
透過型電子顕微鏡実験 透過型電子顕微鏡(TEM)実験から、PBS対照と比べて、KCa活性化物質NS−1619とブラジキニンの頚動脈内インフュージョン後、毛細血管内皮、及び腫瘍細胞の管腔−分離管腔軸に沿った飲作用胞の形成及び移動促進がわかった。(図4)。定量的分析から、ブラジキニンとNS−1619が共にPBS対照と比べて核を含まない細胞質の単位表面積当たりの小胞数を著しく増加させることがわかった。 飲作用胞の平均直径は75−80 mmであった。 腫瘍毛細血管内皮細胞の管腔膜の陥入は、飲作用胞の配列を生じ、内皮細胞質(E)の管腔−分離管腔軸に沿って移動する。これらの小胞は、基底膜とドッキング及び融合し、内皮細胞膜の分離管腔側面に内容物を遊離させる。処理グループからの細胞は、無傷基底膜(BM)と内皮密着結合を有すると思われる。輸送飲作用胞(PV)は、管腔(L)と分離管腔(Ab)領域近くに存在する(図4)。ブラジキニン又はNS−1619のインフュージョン後のグリオーマからの細胞は、無傷基底膜と内皮密着結合(TJ)を有する(例えば、図5)。追加のTEM実験から、脳腫瘍毛細血管の内皮細胞の飲作用胞の配列内に電子密度の高いホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP; 分子量が約40,000のタンパク質マーカー)の存在がわかり、KCa活性化物質ブラジキニンをRG2腫瘍をもつラットにHRPと同時インフュージョンした後にHRPが内皮の管腔−分離管腔領域から腫瘍細胞に輸送されていることがわかった(図5及び図6)。このHRPを装荷した輸送小胞の証拠は、経内皮小胞輸送が腫瘍細胞への薬剤デリバリーの重要な細胞機序であることを意味する。
【0058】
カリウムチャンネル活性化物質ブラジキニンをインフュージョンした腫瘍をもつラット、及びトレーサーホースラディシュ(HRP)を静脈注射した腫瘍をもつラットによる追加のTEM実験から、脳腫瘍毛細血管の内皮細胞の飲作用胞の配列内に電子密度の高いHRPが存在することがわかった(図5; P = 形質膜)。ブラジキニンインフュージョン後、HRPを積んだ小胞の数が増加し(PBS処理腫瘍細胞と比べて腫瘍細胞に認められた図6; 矢印)、薬剤分子が毛細血管内皮を脳腫瘍塊へ向かって通過したならば、小胞輸送が腫瘍細胞への薬剤デリバリーの主要な細胞機序であることを意味している。
ビヒクル対照とブラジキニン(BK)インフュージョングループ間の調べた形態学的パラメーターのいずれにもほとんど差が見られなかったが、種々の種類の調べた組織と比較するとこれらのパタメーターに著しい差があった。分離管腔と管腔周囲、毛細血管の面積、及びRG2腫瘍とC6腫瘍の毛細血管の平均厚さは、正常脳基底核より著しく大きかった。しかしながら、基底核における小胞領域の密度と割合の著しい増加は、未処理ラットと比べた場合、RG2及びC6腫瘍領域におけるブラジキニン処理ラットに認められた(表1)。
【0059】
【表1】
表1 内皮細胞質の小胞の密度と面積の割合
a BG = 基底核
aa PBS = リン酸塩緩衝生理食塩水ビヒクル対照; BK PBS + ブラジキニン
b 数値は平均 SD; n=ラットの数
c 数値は平均 SD; n=毛細血管の数
d 生理食塩水対照グループとの有意差、p < 0.01
【0060】
カリウムチャンネル活性化物質は虚血脳領域の異常脳毛細血管の透過性を高める
予備的MCA閉鎖/再潅流実験においては、KCa活性化物質ブラジキニンが一過性虚血後の梗塞組織の透過性を高めることがわかった。NOS活性は、一過性虚血再潅流ラットモデルにおいて著しく上昇し(データは示されていない)、このことは虚血毛細血管の透過性を高めるブラジキニンの能力と一致する(図10B)。図10Bに示されるように、虚血脳領域の微小血管経の透過性により、正常脳微小血管系(即ち、対側組織)と比べて、MCA閉鎖の2時間後のカリウムチャンネル活性化物質に対する応答性が高められた。対照的に、図10Aは、脳微小血管系の透過性は、MCA閉鎖のわずか1時間後にもカリウムチャンネル活性化物質に対して応答しなかったことを示している。これは、組織が次第に異常になるので長時間の虚血により微小血管系の性質が変化することを意味している。
虚血−再潅流ラットモデルを用いて、虚血脳領域におけるカリウムチャンネルによりエバンスブルー染料に対する高透過性が調節されたことが直接観察された。図11においては、冠状脳切片が腫瘍組織内のエバンスブルー(EB)を示している。エバンスブルー染料の吸収は、血液脳関門/血液腫瘍関門透過性の既知の定性的尺度である。2時間のMCA閉鎖後に1時間の再潅流に供したラットは、PBSビヒクルインフュージョン後の虚血領域において透過性の増強を示さなかった(図11)。対照的に、同様の虚血状態に続いてKCaチャンネルの活性化物質、例えば、ブラジキニン又はNS−1619(図11)又は一酸化窒素供与体(データは示されていない)の動脈内インフュージョン に供したラットは染料に対する透過性を高めた。カリウムチャンネル活性化物質によって生じた染料に対する高透過性は、KCa特異的阻害剤IBTXとの同時インフュージョンにより低下し、KCaの特異的関係を意味している(図11)。
【図面の簡単な説明】
【図1】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織において[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiでの可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質YC−1(2.66μg min−1 kg−1; n = 6)に対する応答を、DMSO + 生理食塩水対照(n = 6)、YC−1 + イベリオトキシン(IBTX; 0.2μg IBTX min−1 kg−1; n = 3)、又はYC−1 + 可溶性グアニリルシクラーゼの選択的阻害剤、1H−[1,2,4]オキサジアゾロ[4,3−a]キノザリン−1−オン(ODQ)(2.66μg min−1 kg−1; n = 4)の各15分間処理との比較を示すグラフである。腫瘍コア(灰色の棒)、腫瘍コアから約3 mmの腫瘍隣接組織(白色の棒)、及び正常対側脳組織(黒色の棒)のKi(μl/g/min)が示されている。
【図2】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織におけるエバンスブルー染色の血液腫瘍関門透過性に対する一酸化窒素供与体ジエチルアミン−NONOate (DEA/NO)の増強作用を示す写真である。図2Aはリン酸塩緩衝化生理食塩水(PBSのみの対照)で処理したラットからの脳切片を示す写真である。図2BはDEA/NO処理ラットからの脳切片を示す写真である。
【図3】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織において[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数KiでのDEA/NO(2.66μg min−1 kg−1; n = 3)に対する応答を、PBS対照、DEA/NO + イベリオトキシン(IBTX; 0.2μg IBTX min−1 kg−1; n = 3)、又はPAPA/NO(2.66μg min−1 kg−1; n = 3)の各15分間処理との比較を示すグラフである。腫瘍中央部(黒色の棒)、腫瘍コアから約3 mmの腫瘍隣接組織(白色の棒)、及び正常対側脳組織(網状の棒)のKi(μl/g/min)が示されている。
【図4】
RG2腫瘍毛細血管における経内皮小胞輸送を示す写真である。ウィスターラットからのRG2腫瘍をもつ脳切片を、PBS (0.8 ml)(図4A; 54,000×倍率); ブラジキニン(10μg min−1 kg−1)(図4B; 87,000×倍率); 又はNS−1619 (5.3μg min−1 kg−1; 図4C; 87,000×倍率)で15分間頚動脈内にインフュージョンした後に作製した。腫瘍中央部の切片のTEM分析により、KCa活性化物質ブラジキニンとNS−1619が内皮細胞質の輸送飲作用胞を増加させることが示される。
【図5】
カリウムチャンネル活性化物質(ブラジキニン)が、内皮飲作用胞によって腫瘍毛細血管内腔からのホースラディッシュペルオキシダーゼ(BRP)の輸送を増加させることを示す写真である。図5A (8,700×倍率)及び図5B (21,000×倍率)は、 PBS対照グループのラットからの血管組織と腫瘍組織を示す写真である。図5C (8,700×倍率)及び図5D (21,000×倍率)はカリウムチャンネル活性化物質ブラジキニンで処理したラットからの血管組織と腫瘍組織を示す写真である。
【図6】
カリウムチャンネル活性化物質(ブラジキニン)が、RG2腫瘍細胞においてBRPの小胞輸送を誘導することを示す写真である。図6A (8,700×倍率)は、PBS対照のラットからの腫瘍組織を示す写真であり、図6B (10,800×倍率)及び図6C (21,000×倍率)はブラジキニン処理ラットからの腫瘍組織を示す写真である。
【図7】
KATP活性化物質ミノキシジル硫酸塩及びKCa活性化物質ブラジキニンによる一方向輸送定数の増大を示すグラフである。
【図8】
ブラジキニンによるKiの増大はグリベンクラミドにより減弱されず、IBTXがブラジキニンによる作用を著しく減弱したことを示すグラフである。
【図9】
ミノキシジル硫酸塩によるKiの増大はグリベンクラミドにより減弱されず、IBTXが作用を阻止しなかったことを示すグラフである。
【図10】
カリウムチャンネル活性化物質による処理の結果として虚血脳領域の微小透過性増大を示すグラフである。Kiは、ブラジキニン処理動物(黒色の棒)及び対象動物(灰色の棒)について対の柱状図表で示され、組織は(左から右へ)、尾状被殻; 皮質; 尾状被殻対側; 及び皮質対側を試験した。図10Aから、虚血の1時間後の血液脳関門透過性がビヒクル処理グループと比べてブラジキニン処理によって影響されなかった(1時間のMCA閉鎖に続いて1時間の再潅流; 挿入図: オートラジオグラフ)ことが示される。図10Bから、ブラジキニンが2時間のMCA閉鎖に続いて1時間の再潅流後に虚血性梗塞周辺部(ischemic infarct penumbra)において透過性を著しく増大したことが示される(挿入図: オートラジオグラフ)。
【図11】
カリウム活性化物質が虚血脳組織において微小血管系の透過性を高めることを示す写真である。梗塞脳組織(エバンスブルーの吸収が著しく少ない)の血液脳関門透過性の変化は、一過性虚血にかかったラットには観察されなかった(2時間のMCA閉鎖及び1時間の再潅流; 上と下の左側パネル)。PBSビヒクル処理(上と下の左側パネル)と比べてブラジキニン処理(10μg min−l kg−1 15分間; 上中央パネル)又はNS処理(1.5μg min−1 kg−1 15分間、下の中央パネル)ラットの虚血脳組織にエバンスブルー吸収のかなりの増大が見られた。しかしながら、IBTX (0.2μg min−1 kg−1 15分間)との同時インフュージョンにより、ブラジキニン(上右側パネル)又はNS−1619(下右側パネル)によって誘導されたエバンスブルーの吸収増大を減弱した。
【図12A】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織の正常脳組織の隣接部(中央部)と対側(右側)の血液脳関門透過性に対する作用と[14C]−アミノイソ酪酸(AIB)トレーサー(左)の血液腫瘍関門透過性に対するNS−1619の増強作用との比較を示すグラフである。
【図12B】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織の正常脳組織の隣接部(中央部)と対側(右側)の血液脳関門透過性に対する作用と[14C]AIBトレーサー(左)の血液腫瘍関門透過性に対するミノキシジル硫酸塩の増強作用との比較を示すグラフである。
【図13】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織における[14C]−アミノイソ酪酸の一方向移動定数KiでのNS−1619に対する用量応答を示すグラフである。Ki = l/g/min。
【図14】
NS−1619(26.5μg kg−1 min−1)の透過性増強作用のイベリオトキシン(IBTX; 2.3μg kg−1 min−1)よる特異的阻害を示すグラフである。Kiは、RG2腫瘍をもつウィスターラットにおいて15分間、[14C]AIBとIIBTX (2.3μg kg−1 min−1)を含む又は含まないNS−1619(26.5μg kg−1 min−1)とを用いて求めた。結果が 5% エタノールを含む又は含まないPBS、pH 7.4と比較されている。
【図15】
グリオーマ組織(図15B)の抗KCa免疫学的染色によって示されるKCaの強い過剰発現と、正常対側脳組織(図15A)との比較を示す写真である。倍率は100×である。
【図16】
腫瘍中央部からのRG2(図16C)又はC6(図16D)グリオーマ組織の抗KCa免疫学的染色によって示されるKCaの強い過剰発現と、正常対側脳組織(図16A)及びRG2腫瘍周辺(図16B)との比較を示す写真である。倍率は100×である。
発明の背景
本願明細書全体に種々の文献が括弧に引用されている。本発明が関係している技術水準を詳細に記載するために、これらの文献の開示内容は全体で本願明細書に含まれるものとする。
【0002】
1. 発明の分野
本発明は、医療技術に関する。特に、異常な微小血管系を横切って治療を必要としている組織への薬剤のデリバリーを高める方法に関する。
【0003】
2. 関連技術の説明
病的血管新生、即ち、新しい血管の増殖又は発生は、原発性、続発性又は転移性悪性腫瘍の成長と拡散に不可欠なものである。固形腫瘍において新生微小血管系を構成している新しい毛細血管と細動脈のある種の性質は正常な微小血管系と異なっている(J. Denekampら, 血管系と微小周囲勾配: がん治療の新規な方法におけるミッシングリンク, Adv. Enzyme Regul. 38− 99 [1998])。悪性腫瘍細胞からの血管形成によって誘導された新生微小血管系は、腫瘍形成性細胞によって誘導されなかった新生微小血管系に比べて一部の血管収縮剤に対して薬理学的反応性が変化することが報告された(S.P. Andrade & W.T. Beraldo, 血管収縮剤に対する新生物又は非新生物関連新生血管系の薬理的反応性, Int. J. Exp. Pathol. 79(6):425−32 [1998])。
多くのがん治療の提案は、新生微小血管系と正常微小血管系間の差異に基づくものであった。例えば、コンブレタスタチンA−4は、正常血管と比べて悪性腫瘍の血管に選択的に血管損傷及び閉塞を引き起こすことがわかった(G.G. Darkら, コンブレタスタチンA−4, 腫瘍血管系に対して強力で選択的な毒性を示す薬剤, Cancer Res. 57(10):1829−34 [1997]; D.J. Chaplin et al, 固形腫瘍治療の抗血管アプローチ: コンブレタスタチンA4リン酸塩の評価, Anticancer Res. 19(IA):189−95 [1999])。
【0004】
モノクローナル抗体は、新生血管系において血栓症を選択的に誘導するために、血管細胞接着分子(VCAM)−I、ホスファチジルセリン(PS)、糖タンパク質エンドシアリン、又は前立腺特異的膜抗原(PSMA)のような病的新生血管系の内皮細胞に特異的な抗原又は抗原の組合わせに向けられていた(E.g., S. Ranら, 腫瘍血管系の組織要素の抗体特定ターゲッティングによるマウスにおける固形ホジキン腫瘍の梗塞, Cancer Res. 58(20):4646−53 [1998]; I. Ohizumiら, 腫瘍血管内皮細胞を標的にする抗体に基づく治療はラットにおける固形腫瘍成長を抑制する, Biochem. Biophys. Res. Commun. 236(2):493−96 [1997]; S.S. Changら, 5種類の異なる抗前立腺特異的膜抗原(PSMA)抗体は腫瘍関連新生血管系においてPSAM発現を確認する, Cancer Res. 59(13):3192−98 [1999]; W.J. Rettigら, ヒトがんにおける血管内皮細胞の細胞表面糖タンパク質、エンドシアリンの同定, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89(22):10832−36 [1992])。しかし、単独で用いられると、新生微小血管系を通る悪性腫瘍への血流を閉鎖することにより、必ずしも腫瘍成長が停止しないことがある。固形腫瘍の周辺の腫瘍形成性物細胞の活発に増殖する集団が正常微小血管系によって供給された血液に接近できるからである(E. g., D. J. Chaplinら [1999])。
【0005】
その結果、他の従来の及び新規な治療様式が固形悪性腫瘍の治療に依然として価値がある。しかしながら、細胞障害性化学療法剤、モノクローナル抗体、サイトカイン、エフェクター細胞、又はウイルス粒子を含む新規な治療剤の効力は、適量で生体内の標的に到達する能力が制限されているため、この新規な治療剤の効果が限定されたものになっている(例えば、R.K Jain, 腫瘍に治療剤をデリバリーするための血管間質関門, Cancer Metastasis Rev. 9(3):253−66 [1990])。重要な制限要因は、腫瘍に供給される新生微小血管系の巨大分子やウイルス粒子に対する透過性が低いことである。
この微小血管透過性の問題は、中枢神経系の悪性腫瘍については特に深刻である。これらの悪性度は、神経外科的手法、化学療法及び放射線療法の領域における最近の進歩にもかかわらず、普通は致命的である。特に、脳、頭蓋、及び脊髄の悪性腫瘍をもつ患者の予後を実質的に変え得る標準治療様式はない。例えば、脳全体に浸潤の腫瘍細胞が特徴である、悪性髄芽腫、悪性髄膜腫、悪性神経線維肉腫及び悪性グリオーマと診断された患者に高死亡率が持続している。頭蓋内腫瘍塊は、手術で塊を除去し得るが、一時的な放射線療法や化学療法で治療した頭蓋内腫瘍、例えば、グリア芽細胞腫に伴う生存は、典型的には数ヶ月と測定されている。固形脳腫瘍に対する新しい治療様式の開発は、主に潜在的治療剤の経血管デリバリーに左右される。
【0006】
化学療法剤やウイルス粒子の腫瘍細胞又は他の異常脳組織への経血管デリバリーは、血液脳関門、特に脳腫瘍に見られる血液腫瘍関門によって妨害される。血液脳関門は、正常脳組織と異常脳組織双方の脳毛細血管と細動脈の脳血管性内皮細胞によって形成された内皮間密着結合から生じると考えられる経血管透過性関門である。血液脳関門の維持は、おそらく内在性一酸化窒素の生産及びサイクリックGMP依存性機序が関与している(Liu, S.M. & Sundqvist, T., 一酸化窒素やcGMPは過酸化水素処理内皮細胞において内皮透過性とF−アクチン分布を調節する, Exp. Cell. Res. 235(l) 238−44 [1997])。血液脳関門は、全身系血液供給の組成の変化(例えば、電解質として)又は血液から生じた巨大分子、例えば、免疫グロブリン又は他のポリぺプチドから脳を保護し、多くの外因性供給薬剤の脳組織への経血管デリバリーを妨げる。
脳組織異常、例えば、腫瘍の治療は、それ自体の毒性が著しい薬剤の使用がしばしば必要であり、その薬剤を異常組織又は悪性組織に優先的に向けることができることが非常に望ましい。一方、薬剤を脳に運搬することができる血液脳関門を開くことができる技術を開発することに多くの関心があった。これらの方法のいくつかは、無傷の正常脳組織において血液脳関門を残しつつ異常脳組織においてのみ血液脳関門を選択的に開くことができるものである。
【0007】
例えば、Neuweltらは、血液脳関門を浸透圧で破壊するために高張マンニトールの頚動脈内注射を用いた。頚動脈内大量注射により直後に投与された不活性化HSV−1粒子の脳組織による吸収を高めたことが報告された(E.A. Neuweltら, 浸透圧修飾血液脳関門を横切る紫外線不活性化ヘルペスウイルスのデリバリー, J. Neurosurg. 74(3):475−79 [1991]; また、S.E. Doranら, 血液脳関門破壊後の中枢神経系における組換えウイルスベクターからの遺伝子発現, Neurosurgery 36(5):965−70 [1995]; G. Nilaverら, 浸透圧血液脳関門破壊後のヌードマウス脳内腫瘍へのヘルペスウイルスやアデノウイルスのデリバリー, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92(21):9829−33 [1995])。
ロイコトリエンC.sub.4 (LTC.sub.4)を頚動脈内インフュージョンすると、正常脳毛細血管の透過性に影響せずに脳腫瘍毛細血管の透過性が選択的に高められる。しかしながら、脳腫瘍毛細血管に対するLTC.sub.4の作用は、小分子に限られ、正常脳組織に相対して異常脳組織における小分子の透過性をわずかしか高めることができない。従って、LTC.sub.4は大きな水溶性分子の脳腫瘍又は他の異常へのデリバリーをほとんど増加させない。
【0008】
血管作動性ナノぺプチドブラジキニンやそのアゴニスト又はその類似体(例えば、受容体仲介透過化処理剤[RNTs])は、同時投与神経薬剤又は診断剤に対する血液脳関門透過性を高めるために静脈内に注射された(B. Malftoy−Camine, 血液脳関門透過性のブラジキニンアゴニストを投与することにより血液脳関門を高める方法, 米国特許第5,112,596号; J.W. Kozarichら, 透過化処理剤ぺプチドによる血液脳関門透過性を高める, 米国特許第5,268,164号)。ブラジキニンを頚動脈内インフュージョンすると、分子量が100〜70,000ダルトンの範囲内にある分子に対して脳腫瘍及び虚血脳毛細血管の透過性が2〜12倍選択的に高められる(Inamura, T.ら, ブラジキニンは実験脳腫瘍において血液腫瘍関門を選択的に開放する, J. Cereb. Blood Flow Metab. 14(5):862−70 [1994])。ブラジキニンは、非常に多量の投与の場合を除いて正常血液脳関門の透過性を高めない(Wirth, K.ら, DesArg9−D−Arg[Hyp3,Thi5,D−Tic7,Oic8]ブラジキニン(desArg [Hoe.140])は強力なブラジキニンB1受容体アンタゴニストである, Eur. J. Pharmacol.205 (2): 217−18[1991])。ブラジキニンによる血液腫瘍関門の開放は、一時的なものであり、l5〜2O分間続く(Inamuraら [1994])。ブラジキニンで異常脳毛細血管を開けた後、それらの毛細血管は60分間までブラジキニン作用に無反応性になる(Inamura et al [1994])。
【0009】
神経薬剤(例えば、5−フルオロウラシル、シスプラチン、メトトレキセート、又はモノクローナル抗体)又は診断剤(例えば、テクニシウム−99グルコヘプトネート、ガリウム−EDTA、又は鉄(II)磁気物質又はヨウ素化造影剤)を異常脳組織に選択的にデリバリーする方法は、ブラジキニン、又はブラジキニン類似体、例えば、RMP−7の頚動脈内インフュージョンを用い、該ブラジキニン又はブラジキニン類似体は該薬剤とほぼ同時に投与された(K.L. Black, 異常脳組織毛細血管の選択的開放方法, 米国特許第5,527,778号及び同第5,434,137号)。HSV由来ウイルス粒子のラットの脳における悪性腫瘍細胞への増強された経血管デリバリーは、血管脳関門をブラジキニン又はRMPで破壊することにより達成された(N.G. Rainov, 実験脳新生物に動脈内デリバリーしたウイルス粒子又はモノクリスタリン粒子の選択的吸収, Hum. Gene. Ther. 6(12):1543−52 [1995]; N.G. Rainovら, 治療的単純ヘルペスウイルスベクターのブラジキニン増強動脈内デリバリーによるげっ歯類脳腫瘍モデルの長期生存, Cancer Gene Ther. 5(3):158−62 [1998]; F.H. Barnettら, RMP−7を用いた実験脳腫瘍へのヘルペスウイルスベクターの選択的デリバリー, Cancer Gene Ther. 6(l):14−20 [1999])。
【0010】
カルシウム活性化カリウムチャンネル(KCa)は血管張力の重要な調整剤である (Nelson MT, Quayle JM. 動脈平滑筋のカリウムチャンネルの生理的役割と性質, Am. J. Physiol. 268(4 Pt 1): C799−822[1995]; Bang, L.ら, ニトログリセリン仲介血管弛緩は内皮カルシウム活性化カリウムチャンネルによりモジュレートされる, Cardiovasc. Res. 43(3):772−78 [1999])。KCaチャンネルは、組織とサブユニットに遍在的に配分される。その活性は、脱分極が引き金になり、サイトゾルカルシウムジカチオン(Ca2+)の増加により高められる。Ca2+の局所的増加は、KCaの非常に感受性のある脳サブユニットが感じ、細胞内の細胞質に対して向けられ、これらのチャンネルを通るかなりのカリウムカチオン流量を可能にする。細胞内サイクリック3’,5’アデノシン一リン酸濃度(cAMP)が血管内皮で上昇する条件 (例えば、低酸素)下で、ATP感受性カリウムチャンネル(KATP)は役割を果たすことができる(J.E. Brianら, 脳循環調節の最近の洞察, Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 23(6−7): 449−57 [1996])。ミノキシジル硫酸塩やクロマカリムは、KATPの活性化物質であることが報告されている(A.D. Wickendenら, 血管平滑筋に対するK(+)−チャンネル開放物質クロマカリムとミノキシジル硫酸塩の作用の比較, Br. J. Pharmacol, 103(l): 1148−52 [1991])。
【0011】
サイクリックGMP (cGMP)として一般に既知のグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸はカリウムチャンネルの調節と深く関係があり、重要なシグナル導入分子は3種類の主要なエフェクタータンパク質: (1) タンパク質リン酸化を仲介するcGMP−依存性プロテインキナーゼ; (2) 形質膜を横切るカチオン流入を仲介するcGMP−ゲートイオンチャンネルプロテインキナーゼ及び(3) サイクリックヌクレオチド異化作用を仲介するホスホジエステラーゼの調節を仲介する(Lohse, MJ.ら, NO:cGMPシグナル導入の薬理学, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 358:111−12 [1998]; Smolenski, A.ら, NO/cGMP作用の伝達物質としてのcGMP依存性プロテインキナーゼI及びHの機能分析, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol.358:134−39 [1998]; He, P.ら, cGMPは [Ca2+]iの基礎的活性化微小血管透過性を独立してモジュレートする, Am. J. Physiol. 274(6 Pt 2):HI865−74 [1998]; Holschermann, H.ら, 大動脈内皮細胞の巨大分子のモジュレーションにおけるcGMPの2つの役割, Am. J. Physiol. 272(l Pt 2):H91−98 [1997])。
cGMPのGTPからの生産は、可溶性グアニリルシクラーゼ、一酸化窒素活性化酵素によって触媒される(Patel, A.I. & Diamond, J., ニトログリセリンやニトロプルシドナトリウムによるグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸(cGMP)依存性プロテインキナーゼの活性化, J. Pharmacol. Exp. Ther. 283(2):885−93 [1997]; Patel, A.I.ら, ラット精管や遠位結腸におけるグアノシン3’,5’−サイクリック一リン酸(cGMP)依存性プロテインキナーゼの活性化は収縮阻害を付随しない, J. Pharmacol. Exp. Ther. 283(2):894−900 [1997])。
【0012】
一酸化窒素が微小血管張力の調節に関与することも証明されている(Joo, F.ら, 脳微小血管における巨大分子輸送の調節: サイクリックGMPの役割, Brain Res. 278(1−2):165−74 1983])。例えば、グリア腫瘍や虚血組織は正常脳に対してnNOSやeNOSに免疫陽性である(Cai, Z.ら , 出生前低酸素虚血は若年ラット脳において一酸化窒素シンターゼの発現と活性を変化させ、学習欠損を引き起こす, Brain Res. Bull. 49(5):359−65 [1999]; Nakano, S.ら, 頚動脈内ブラジキニンインフュージョン後の高脳腫瘍微小血管透過性は一酸化窒素により仲介される, Cancer Research, 5 6:4027−4031 [1996]; Faraci, F.M.ら, 脳微小循環の拡張応答における可溶性グアニル酸シクラーゼの役割, Brain Res. 821(2):368−73 [1999])。更に、グリオーマをもつラットをNOS阻害剤、L−NAMEで前処理すると、ブラジキニン誘導透過性が著しく低下する(Moncada, S.ら, 内在一酸化窒素: 生理的、病理的及び臨床的関連, Eur. J. Clin. Invest. 21(4)361−74 [1991]; Sugita, M.ら, 一酸化窒素やサイクリックGMPはブラジキニンに対する腫瘍関門の感受性を減弱させる, Neurological Research 20: 559−563 [1998])。
【0013】
cGMP(及びcAMP)によって活性化される種類の酵素は、cGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG又はcGK)であり、酵素ATP依存性リン酸化によって直接又は間接にカルシウム依存性カリウムチャンネルを活性化する(Robertson, B.E.ら, cGMP依存性プロテインキナーゼは脳動脈平滑筋細胞においてCa活性化Kチャンネルを活性化する, Am. J. Physiol. 265[Cell Physiol. 34]: C299−C303 [1993]; Fukao, M.ら, サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼはセリン1072の直接リン酸化により哺乳動物細胞内で発現したクローン化BKCaチャンネルを活性化する, J. Biol. Chem. 274(16):10927−3 5 [1999]; Becker, E.M.ら, 血管拡張剤刺激リンタンパク質(VASP): ヒト又はラット血小板におけるYC−1及び一酸化窒素作用の標的, J. Cardiovasc. Pharmacol. 35(3):390−97[2000])。一酸化窒素は、cGMP依存性機序とcGMP非依存性機序双方によってKCaを活性化し得ることも証明されている(Chen, C.H.ら, 一酸化窒素は培養したウシ副腎クロマフィン細胞においてCa2+ 活性化K+ チャンネルを活性化する, Neurosci. Lett. 248(2):127−29 [1998]; Vaali, K.ら, 試験管内モルモット気管NO供与体の弛緩作用はカルシウム感受性カリウムチャンネルによって仲介される, J. Pharmacol. Exp, Ther. 286(l):110−14 [1998]; Sobey, C.G. & Faraci, F.M., 一酸化窒素に対する基底動脈の応答に対する4−アミノピリジンの阻害作用, Br. J. Pharmacol. 126(6):1437−43 [1999]; Kurtz, A.ら, 腎血管系に対する一酸化窒素作用機序, Acta Physiol. Scand. 168(l):41−45 [2000])。
【0014】
カリウムチャンネル活性化物質又はアゴニストの使用に対する治療は、高血圧、心臓虚血又は脳虚血、ニコチン嗜癖、気管支狭窄、又は神経変性疾患について教示しているが、特に悪性腫瘍の治療については教示していない(Erhardtら, カリウムチャンネル活性化物質/開放物質, 米国特許第5,416,097号; Schohe−Loopら, 4,4’−架橋ビス−2,4−ジアミノキナゾリン, 米国特許第5,760,230号; Sitら, 鉄チャンネルモジュレーターとしての4−アリール−3−ヒドロキシキノリン−2−オン誘導体, 米国特許第5,922,735号; Garciaら, 生物活性化合物, 米国特許第5,399,587号; Cherksey, カリウムチャンネル活性化化合物とその使用方法, 米国特許第5,234,947号)。
【0015】
ブラジキニンは[Ca2+]iを高めると考えられるので、KCaチャンネルを活性化することができる。他の既知のKCa活性化物質は、血管拡張剤、例えば、1,3−ジヒドロ−1−[2−ヒドロキシ−5−(トリフルオロメチル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)−2H−ベンズイミダゾール−2−オン(NS−1619; M. Hollandら, ラット動脈平滑筋に対するBKCaチャンネル活性化物質、NS1619の作用, Br. J. Pharmacol., 117(l):119−29 [1996])として作用しないが、 KCaがブラジキニン、一酸化窒素供与体、サイクリックグアノシン一リン酸(cGMP)、又はグアニリルシクラーゼ活性化物質のような血管拡張剤によって仲介される血管拡張に重要な役割を果たすことができる証拠が蓄積している(Berg T., Koteng O., 正常血圧ラットにおけるブラジキニン誘導又は一酸化窒素誘導低血圧のシグナリング経路; K+ チャンネルの役割, Br. J. Pharmacol. 121(6):1113−20 [1997]; Bolotina, V.M.ら, 一酸化窒素は血管平滑筋においてカルシウム依存性カリウムチャンネルを直接活性化する, Nature 368(6474):850−3 [1994]; Robertson, B.E., et at, cGMP依存性プロテインキナーゼは脳動脈平滑菌細胞においてCa活性化Kチャンネルを活性化する, Am. J. Physiol. 265(l Pt 1):C299−303 [1993]; Sobey, C.G.ら, ラットにおけるブラジキニン誘導脳血管拡張の機序. 反応性酸素化学種がK+ チャンネルを活性化する証拠, Stroke 28(11):2290−4; discussion 2295 [1997]; C.G. Sobey & F.M. Faraci, 基底動脈直径に対する一酸化窒素及びカリウムチャンネルアゴニスト及び阻害剤の影響, Am. J. Physiol. 272(l Pt 2):H256−62 [1997]; Hardy, P. et at, 子ブタにおける一酸化窒素誘導眼血管弛緩におけるプロスタサイクリンの主な役割, Circ. Res. 83 (7):721−29 [1998]; Bychkov R.ら, ヒト冠状動脈におけるカルシウム活性化カリウムチャンネルと硝酸塩誘導血管拡張, J. Pharmacol. Exp. Ther. 285(l):293−98 [1998]; Armstead, W.M., 低酸素脳血管拡張に対するKCaチャンネル活性化の寄与はNOを必要としない, Brain Res. 799(l):44−48 [1998])。
【0016】
強力な血管拡張剤としてのブラジキニンの作用は、抗がん治療剤に対して血液脳関門を開くためにブラジキニンを用いる場合に不利である。ブラジキニン又はその類似体は逆に血圧を低くすることがあり、脳血流を減少させることもあり、一部の患者においては脳浮腫の原因となることがある(例えば、A.M. Butt, 麻酔したラットの軟膜微小血管における血液脳関門を横切る電気抵抗に対する炎症性物質の作用, Brain Res. 696(1−2):145−50[1995])。更に、ブラジキニンは、平滑筋を収縮させ、疼痛受容体を刺激する。
その結果、中枢神経系、及び/又は他の異常脳領域を含む悪性腫瘍への選択的経血管デリバリー増強によって種々の治療剤の有効性を最大にすることがなお明らかに求められている。本発明のこれらの及び他の利点は、本明細書に記載される通りである。
【0017】
発明の概要
本発明は、ヒトを含む哺乳動物において異常脳領域に薬剤をデリバリーする方法に関する。本方法は、該哺乳動物にカリウムチャンネル活性化物質(即ち、カルシウム依存性カリウムチャンネル又はATP依存性カリウムチャンネル[KCa又はKATP])を投与する段階を含んでいる。カリウムチャンネル活性化物質としては、直接アゴニスト(ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の)、例えば、NS−1619又はミノキシジルが含まれる。カリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを間接に活性化する化合物、例えば、一酸化窒素、一酸化窒素供与体、又はグアニリルシクラーゼの他の活性化物質も含まれる。カルシウム依存性カリウムチャンネルを活性化するサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼの活性化物質も含まれる。カリウムチャンネル活性化物質は、哺乳動物における異常脳領域の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で哺乳動物に投与される。カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に薬剤が投与され、異常脳領域を与える毛細血管や細動脈の透過性が増大する結果、薬剤は正常脳領域に比べて異常領域の細胞に選択的にデリバリーされる。本方法は、生存率が悪いことが周知の外傷、感染症、卒中、虚血、又は特に悪性脳腫瘍による物理的又は性化学的脳損傷の治療に特に有効である。
【0018】
本発明は、本発明の脳又は身体のどこかの悪性腫瘍に薬剤をデリバリーする方法に関する。本方法は、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外のカリウムチャンネルアゴニストのようなカリウムチャンネル活性化物質を哺乳動物において悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で哺乳動物に投与する段階を含んでいる。カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に薬剤を哺乳動物に投与し、カリウムチャンネル活性化物質によって非悪性腫瘍細胞と比べて悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーされる。本発明の方法は、新生物組織への薬剤デリバリーの選択性を高め、よって細胞障害性化学療法剤を含む薬剤から非悪性腫瘍組織に対する損傷をできるだけ少なくし、該薬剤の治療作用又は診断作用を集中させることによりあらゆる種類の悪性腫瘍を治療することに有効である。従って、ヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法に関する本発明は、がん患者に対する生存の見込みが高く、有害な副作用が少ない。本方法の選択性は、種々の薬剤、巨大分子、又はウイルス粒子に対する微小血管系の透過性を仲介する際のカルシウム依存性カリウム輸送体やATP依存性カリウム輸送体(チャンネル)の役割と、正常微小血管経と比べて異常脳血管系又は腫瘍新生微小血管系に存在する多くのカルシウム依存性カリウムチャンネルやATP依存性カリウムチャンネルとの組合わせに基づくものである。
【0019】
本発明は、また、ヒトのような哺乳動物へ血管内インフュージョン又はボーラス注射によりデリバリーするための薬剤と共に薬学的に許容しうる溶液中に処方されたブラジキニン又はブラジキニン類似物以外のカリウムチャンネル活性化物質の組合わせを含む医薬組成物に関する。本医薬組成物は、本発明の方法を行うのに有効である。
本発明は、また、異常脳領域及び/又は悪性腫瘍への薬剤のデリバリーを高めるキットに関する
本発明のこれらの及び他の利点及び特徴は、下記の好適実施態様の詳細な説明において詳細に記載される。
【0020】
好適実施態様の詳細な説明
本発明の方法は、哺乳動物において異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。本方法は、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外のカリウムチャンネル活性化物質を哺乳動物に、哺乳動物に存在する異常脳領域の細胞及び/又は悪性腫瘍の悪性腫瘍細胞へ血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で投与する段階を含んでいる。透過性の増強は、カリウムチャンネル活性化物質を投与しない対照に比べて少なくとも2〜6倍の範囲にある。透過性の相対的増強は、低分子量物質(例えば、約50−200ダルトン)より高分子量物質(例えば、約10,000−250,000ダルトン)に対して著しい傾向がある。
【0021】
異常脳領域には、物理的又は生化学的損傷、例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、外傷、感染、卒中、脳虚血、又は脳内の新生物成長領域、例えば、良性又は悪性脳腫瘍組織により生理的に直接影響された脳組織領域が含まれる。
本発明は、また、脳における悪性腫瘍又は哺乳動物の身体のどこかの腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。本発明の技術は、グリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫を含む固形悪性腫瘍の全種類の治療に有効である。治療すべき腫瘍は、頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、皮膚、又は哺乳動物の他の器官又は組織に含まれ得る。
【0022】
本発明の方法は、ヒトを含む哺乳動物、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジの哺乳動物、又はマウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギのような小哺乳動物を治療するのに有効である。
カリウムチャンネル活性化物質は、コンダクタンスが大きくても中間でも小さくてもあらゆるコンダクタンスレベルのカルシウム活性化カリウムチャンネル(KCa)か又はATP感受性カリウムチャンネル(KATP)の活性化物質である。KCaの直接アゴニスト、例えば、1,3−ジヒドロ−l−[2−ヒドロキシ−5−(トリフルオロメチル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)−2H−ベンズイミダゾール−2−オン(NS−1619)又は1−エチル−2−ベンズイミダゾリノン(1−EBIO)が含まれる。
【0023】
また、有効なカリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを間接に活性化する化合物、例えば、一酸化窒素、一酸化窒素供与体、メタロポルフィリン(例えば、亜鉛プロトポルフィリン又はスズプロトポルフィリンIX)、YC−1(ベンジルインダゾール誘導体)、又はグアニリルシクラーゼ活性化タンパク質(GCAP)のような可溶性グアニリル(即ち、グアニル酸)シクラーゼの活性化物質が含まれる(例えば、Koesling, D., 可溶性グアニリルシクラーゼモジュレーター, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol.358:123−126 [1998]を参照されたい。)。
KATPアゴニストである有効なカリウムチャンネル活性化物質の例としては、ミノキシジル(2,4−ジアミノ−6−ピペリジノピラミジン−3−オキシド; 水に不溶、エタノールに可溶 29 mg/ml)、ピナシジル((+/−)−N−シアノ−N’−4−ピリジニル−N”−(1,2,2−トリメチルプロピル)グアニジン; 水に不溶、エタノールに可溶 14 mg/ml])、(+)−クロマカリム、(−)−クロマカリム又はレブクロマカリム、(+/−)−クロマカリム、又はジアゾキシドが含まれる。
【0024】
好ましいカリウムチャンネル活性化物質は一酸化窒素ガスであり、生体膜を横切って完全に透過できる。吸入可能な一酸化窒素ガスは、当該技術において既知である制御されたガス混合物のマスクにより哺乳動物に投与され得る(例えば、 Kieler−Jensen, N. ら, 肺血管抵抗性が上昇した心臓移植候補物質の評価における吸入一酸化窒素, J Heart Lung Transplant. 13(3):366−75 [1994]; Rajek, A.ら, 吸入一酸化窒素は心臓移植中にプロスタグランジンE(1)より肺血管抵抗性を低下させる, Anesth Analg. 90(3):523−30 [2000]; Solina, A.ら, 成人心臓手術患者において肺高血圧症を治療する吸入一酸化窒素とミルリノンの比較, J Cardiothorac Vasc. Anesth. 14(l):12−17 [2000]; Fullerton, D.A.ら, 心臓手術後の吸入一酸化窒素による肺血管抵抗性の有効な制御, J Thorac Cardiovasc Surg 111(4):753−62, discussion 762−3 [1996])。一酸化窒素(NO)のガス混合物の濃度は、好ましくは約1〜100 ppm NO、更に好ましくは約4〜80 ppm NO、最も好ましくは約20〜40 ppm NOである。ガス混合物は、適切な濃度の酸素及び窒素及び/又は他の不活性ガス、例えば、二酸化炭素、ヘリウム又はアルゴンを含有する。任意により、全身麻酔が必要であるときのガス混合物には、亜酸化窒素(N20)、キセノン、又はハロゲン化揮発性麻酔(HVA)、例えば、ハロタン、セボフルラン、又はイソフルランのようなガス状麻酔が含まれる。全身麻酔は、例えば、カリウムチャンネル活性化物質(及び/又は薬剤又は化学療法剤)の投与が頚動脈内インフュージョンによる場合に必要であり、全身麻酔は、典型的には静脈内又は他のデリバリー経路を用いることを必要としない。当業者は、HVAが可溶性グアニリルシクラーゼ活性を阻害し得るという証拠を承知している(Masaki, E., ハロゲン化揮発性麻酔剤はラット脳において一酸化炭素刺激可溶性グアニリルシクラーゼ活性を阻害する, Acta Anaesthesiol. Scand. 44(3):3 21−25 [2000]; Masaki E. & Kondo I, メチレンブルー、可溶性グアニリルシクラーゼ阻害剤はラットにおいて、セボフルラン肺胞麻酔剤最低濃度を低下させ、脳サイクリックグアノシン一リン酸含有量を減少させる, Anesth. Analg. 89(2):484−89 [1999])。その結果、HVAは本方法に従ってグアニリルシクラーゼ活性化物質と用いられる吸入麻酔の好ましい選択ではない。
【0025】
一酸化窒素供与体は、生物系に適用した場合にNO関連生理活性を与える化合物である。従って、NO供与体は、内在NO関連応答を模倣(mimic)することができ、あるいは内在NO不足を置き換えることができる。当業者は、生物系において種々のNO供与体によって遊離され得るNOの少なくとも3つの酸化還元状態があることを承知している(NO+、NO0、又はNO−)。これらはすべて本発明においては『一酸化窒素』又は『NO』という用語に含まれる。NOの酸化還元状態は、他の生体分子、副生成物のプロファイル、及び生体応答に対してNO供与体反応性がかなり相違する(Feelisch, M., 薬理実験における一酸化窒素供与体の使用, Naunyn−Schmiedebergs Arch. Pharmacol,358:113−22 [1998])。一部の種類のNO供与体には酵素触媒が必要であるが、他の種類は非酵素的にNOを生じる。NOを遊離するために、一部のNO供与体には、例えば、チオールによる還元が必要であり、一部のNO供与体には酸化が必要である。
【0026】
一酸化窒素供与体の好ましい例は、1価又は多価アルコールの硝酸エステルである有機硝酸塩化合物を含んでいる。典型的には、これらは水に対する溶解度が低く、原液はエタノール又はジメチルスルホキシド(DMSO)中で調製される。例は、三硝酸グリセリン(GTN)又はニトログリセリン(NTG)、ペンタエリスリチル四硝酸塩(PETN)、イソソルビド二硝酸塩(ISDN)、又はイソソルビド5−一硝酸塩(IS−5−N)である。有機硝酸塩の投与は、静脈内、腹腔内、筋肉内、経皮、又はPETN、ISDN、NTG、又はIS−5−Nの場合には経口で行われ得る。
【0027】
他の好ましい例は、S−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン(SNAP)、S−ニトロソグルタチオン(SNOG)、S−ニトロソアルブミン、S−ニトロソシステインを含むS−ニトロソチオール化合物である。S−ニトロソチオールは、特に光感受性であるが、氷上と暗所で保持された原液は数時間安定であり、EDTAのようなキレート化剤が安定性を高めるために添加され得る。投与は、好ましくは静脈内又は動脈内デリバリー経路による。
一酸化窒素供与体の他の好ましい例としては、モルシドミン(N−エトキシカルボニルモルホリノシドノンイミン)、リンシドミン(SIN−1; 3−モルホリノシドノンイミン 又は3−モルホリニルシドノンイミン又は5−アミノ−3−モルホリニル−1,2,3−オキサジアゾリウム、例えば、塩化物塩)、又はピルシドミン(CAS 936)のようなシドノンイミン化合物が含まれる。原液は、典型的にはDMSO又はDMF中で調製され、光から保護される場合には4℃〜室温で安定である。リンシドミンは、易水溶性であり、まる1日約pH 5に調整された脱酸素蒸留水中の酸性溶液に安定である。生理的pHにおいて、SIN−1は開鎖形、SIN−IA、好ましい一酸化窒素供与体に急速な非酵素加水分解され、これは暗所でpH 7.4において安定である。投与は、好ましくは静脈内又は動脈内デリバリー経路による。
【0028】
ニトロプルシドナトリウム(SNP; ペンタシアノニトロシル鉄酸(Il)ナトリウム)のような鉄ニトロシル化合物も一酸化窒素供与体として有効である。水性原液は、好ましくは、使用前に脱酸素水中で新たに作られ、暗所で保持される。原液の安定性は、pH 3−5で高められる。グルタチオンのような生理的に適合するチオールがデリバリー緩衝液中に含まれると、NOの遊離が増大され得る。SNPは静脈内インフュージョンで投与され、当業者はNOが遊離するにつれて5当量の毒性CN/モルSNPの遊離により長期使用が阻まれることを承知している。
【0029】
最も好ましい一酸化窒素供与体は、いわゆるNONOate化合物の中から選ばれる。 NONOateは、NOと求核残基(X−)、例えば、アミン基又はスルファイト基との付加物であり、NO二量体は窒素原子を介して求核残基に結合して構造X[−N(O)NO]−の官能基を形成する。NONOateは、典型的には、生物学的反応成分によってほとんど影響されない予想できる割合でNOを遊離し、NOの遊離はX− とNOの再生による酸触媒解離によるものであると考えられる。この性質は、薬剤を選択的にデリバリーする本発明の方法によれば特に有効である。異常脳領域と悪性腫瘍が、典型的には比較的低酸素であり、周囲pHが比較的低く(例えば、pH 6.5−7.0)、異常脳領域又は悪性腫瘍の微小血管形では選択的にNOの遊離を集中させるからである。
【0030】
NONOateとしては、最も好ましいジエチルアミン−NONOate (DEA/NO; N−エチルエタンアミン: 1,1−ジエチルヒドロキシ−2−ニトロソヒドラジン(1:1)又は1−[N,N−ジエチルアミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート)が含まれる。他の好ましいNONOateとしては、ジエチレントリアミン−NONOate(DETA/NO; 2,2’−ヒドロキシニトロソヒドラジノ]ビスエタンアミン)、スペルミン−NONOate (SPERINO; N−(4−[−1−(3−アミノプロピル)−2−ヒドロキシ−2−ニトロソヒドラジノ]ブチル)−1, 3−プロパンジアミン)、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate (PAPA/NO; 3−(2−ヒドロキシ−2−ニトロソ−1−プロピルヒドラジノ)−l−プロパンアミン又は(Z)−1−[N−(3−アミノプロピル)−N−(n−プロピル)アミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート)、MAHMA−NONOate (MAHMA/NO; 6−(2−ヒドロキシ−l−メチル−2−ニトロソヒドラジノ)−N−メチル−l−ヘキサンアミン)、ジプロピレントリアミン−NONOate (DPTA/NO; 3,3’−(ヒドロキシニトロソヒドラジノ)ビス−l−プロパンアミン)、PIPERAZI/NO、プロリ−NONOate (PROLI/NO; 1−([2−カルボキシラート]ピロリジン−1−イル)ジアゼン−1−イウム−1,2−ジオレート−メタノール、例えば、二ナトリウム塩)、SULFO−NONOate(SULFO/NO、ヒドロキシジアゼンスルホン酸1−オキシド例えば、二ナトリウム塩)、亜硫酸NONOate(SLTLFI/NO)、又はアンゲリス塩(OXI/NO)が含まれる。
【0031】
ほとんどすべてのNONOate化合物は、水に易溶性であり、水性原液は、使用直前に冷却脱酸素した1〜10 mM NaOH(好ましくは約pH 12)中で調製される。アルカリ性原液は、暗所で氷上に保持されるならば数時間安定である。NONOateの特徴的なUV吸光度は水性溶液におけるNONOateの分光学的定量化に使用し得る。NONOateは、好ましくは静脈内又は動脈内投与される。
一酸化窒素供与体は、種々の能力を有する(Ferraro, R.ら, ウシクロマフィン細胞における細胞内サイクリックGMPレベルに対する数種の一酸化炭素供与体の比較的作用: 一酸化窒素生産との相関, Br. J. Pharmacol. 127(3):779−87 [1999])。例えば、DEA/NOは半減期が約2〜4分間の最も強力な一酸化窒素供与体であり、PAPA/NO (t1/2約15分間)、SPER/NO(t1/2約34−40分間)は効力が劣り、DETA/N0(t1/2約20時間)及びSNAP(t1/2約33〜41時間、グルタチオンのような生理的還元剤の存在下で短縮され得る)は更に効力が劣る。SNPは、また、強力なNO供与体である(Ferreroら [1999]; Salom, J.B.ら, ウサギ基底動脈におけるニトロプルシドナトリウムとNONOateの弛緩作用, Pharmacol. 57(2):79−87 [1998]; Salom, J.B.ら, ウサギ頚動脈におけるNO供与体ニトロプルシドナトリウム、DEAINOとSPER/NOの弛緩作用の比較, Gen. Pharmacol. 32(l):75−79 [1999]; Salom, J. B.ら, ヤギ中脳動脈におけるニトロプルシドとNONOateの弛緩作用: 全体的虚血−再潅流による遅延障害, Nitric Oxide 3(l):85−93 [1999]; Kimura, M.ら, 新規な一酸化窒素供与体に対するヒト基底動脈又は他の分離した動脈の応答, J. Cardiovac. Pharmacol. 32(5):695−701 [1998])。その結果、NONOate又は他のNO供与体の有効濃度又は投与量は、本明細書に記載されるカリウムチャンネル活性化物質に好ましい投与量範囲にわたって変動するであろう。
【0032】
NO供与体のストック溶液は、好ましくは、使用前に新たに調製され(各具体的なNO供与体に適したpHで)、氷で冷却され、遮光(例えば、アルミニウムホイルに包まれた暗色ガラスバイアルの使用による)されるが、バイアルが適切に密閉される場合には有機硝酸塩は数ヵ月から数年まで貯蔵され得る。好ましくは、哺乳動物に投与する直前に、薬学的に許容しうる緩衝液中で最終希釈液が調製され、特に強酸性(例えば、塩酸塩)又はアルカリ性(例えば、NONOate)ストック溶液が用いられるときにはNO供与体含有緩衝液の最終pHについて生理的適合性が調べられる。
主としてNO暴露時間の生成物とNO濃度は外因的に供給したNOに対する生体応答の質と程度を決定する。DEA/N0のような短寿命のNO供与体は、最も好ましくは、短時間の群発的NOデリバリーを避けるためにボーラスインフュージョンよりむしろ連続インフュージョンで投与される。
カリウムチャンネル活性化物質には、カリウムチャンネルを直接に(例えば、KCaを直接リン酸化することにより)又は間接に(例えば、KCa活性を直接モジュレートする他の調節タンパク質をリン酸化することにより)活性化する内在サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG又はcGK)種の活性化物質である。cGMP依存性プロテインキナーゼの他のイソ型の活性化物質が含まれる(例えば、Smolenski, A.ら [1998])。PKG活性化物質の有効な例としては、オクトブロモサイクリックGMP (8Br−cGMP)又はジブチリルサイクリックGMPが挙げられるがこれらに限定されない。
【0033】
有効なカリウムチャンネル活性化物質には本明細書に定義されるカリウムチャンネル活性化物質としての活性をなお有する薬学的に許容しうる分子結合体又は塩の形態が含まれる。例は、ミノキシジル硫酸塩であるが、他の薬学的に許容しうる塩は、塩化物、炭酸塩、重炭酸塩、硝酸塩等の硫酸塩以外のアニオンを含んでいる。薬学的に許容しうる塩の他の実施態様は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アンモニウム等のカチオンを含んでいる。有効なカリウムチャンネル活性化物質の他の実施態様は、塩酸塩である。
しかしながら、本発明の方法に用いられるカリウムチャンネル活性化物質は、血管拡張因子ブラジキニン(Arg−Pro−Pro−Gly−Phe−Ser−Pro−Phe−Arg)又はポリぺプチドブラジキニン類似体、例えば、受容体仲介透過化処理剤(RMP)−7又はA7(例えば、Kozarich et al, 米国特許第5,268,164号及びPCT国際出願第92/18529号)以外のものである。他のブラジキニン類似体としては、ブラジキニンと同じ性質を示すが修飾アミノ酸又はぺプチドの両末端のぺプチド伸長を有する関連ぺプチド構造が含まれる。ブラジキニン類似体の例としては、[phe.sup.8 (CH.sub.2 NH) Arg.sup.9 ]ブラジキニン、N−アセチル[phe. sup. 8 (CH. sub. 2 −−NH−−Arg. sup. 9 ]ブラジキニン又はdesArg9ブラジキニンが挙げられる。
【0034】
本発明の方法によれば、カリウムチャンネル活性化物質は、静脈内又は動脈内注射又はインフュージョンによって投与される。頭蓋内腫瘍のような異常脳領域を治療するために、カリウムチャンネル活性化物質は好ましくは頚動脈内インフュージョンにより投与される。特にことわらない限り、哺乳動物に投与すべきカリウムチャンネル活性化物質の量は、0.075〜1500μg/kg体重の範囲にある。ヒトの場合、0.075〜150μg/kg体重の範囲が好ましい。当業者が承知しているように、具体的なカリウムチャンネル活性化物質に対する個々の患者の生理的応答は異なる。例えば、ヒトに対するYC−1の有効量は一般的には約15〜約45μg/kg体重であり、 一酸化窒素供与体については一般的には約15〜約45μg/kg体重である。しかしながら、具体的なカリウムチャンネル活性化物質の各個体に最適な量は、デリバリー期間にわたる綿密な生理的監視を含む通常の手段によって求め得る。
投与量は、ボーラス注射で投与し得るが、好ましくは1〜30分間、最も好ましくは1〜15分間インフュージョンにより投与される。例えば、ラットにおいては、約0.75〜100μg kg−1 min−1の投与速度が最も適している。約100μg kg−1 min−1より速い投与速度では、随伴する血圧の低下がしばしば観察される。ヒトにおいては、有効投与速度は、約0.075〜約15μg kg−1 min−1であり、血圧の注意深い監視が勧められる。当業者は、全インフュージョン量、液体インフュージョン速度、及びこれらに関連する生理的悪影響を避ける電解質平衡を調節するのにも注意深い。一部のカリウムチャンネル活性化物質、例えば、NS−1619、ミノキシジル、ミノキシジル硫酸塩、ピナシジル、又はジアゾキシドは、水に易溶性でなく、これらの物質を投与するために調製する際には、インフュージョン緩衝液で希釈する前にエタノールのような適切で薬学的に許容しうる溶媒がカリウムチャンネル活性化物質を溶解するために使用し得る。当業者は、溶媒関連毒性を避けるためにインフュージョン溶液中の溶媒の最終濃度を調節するのに慎重である。例えば、インフュージョン溶液中の5−10% (v/v)までの最終エタノール濃度がたいていの哺乳動物によって許容され、その毒性が無視できる。
【0035】
本発明の方法は、薬剤に対する微小血管透過性増大が達成される具体的な機序に左右されないが、カリウムチャンネル活性化物質を投与すると異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に血液を送る毛細血管や細動脈の内皮細胞膜においてカリウムチャンネルを通るカリウム流量が増加すると考えられる。これにより、微小血管上皮の密着結合のゆるみ及び/又は飲作用活性の増大が生じ、血管からの薬剤の吸収を増大する。本発明を行うに当たり、カリウムチャンネル活性(即ち、カリウムカチオン流量)を測定することは必要としない。しかし、当業者は、カリウム流量が、例えば、パッチ・クランプ又は微小電極デバイスを用いた42K−又は201Tl+の細胞吸収又はチャンネルコンダクタンスを測定することによる適切な方法で測定し得ることを承知している(例えば、T. Brismar el al., タリウム−201の吸収はヒトグリオーマ細胞において膜電位とカリウム透過性に関係する, Brain Res. 500(1−2):30−36 [1989]; T. Brismarら, 培養したヒトグリオーマ細胞におけるK+ 及びT1+ 高吸収の機序, Cell Mol. Neurobiol. 15(3):351−60 [1995]; S. Caiら, ウシ大動脈内皮細胞における中間コンダクタンスのK(Ca2+)チャンネルの薬理学的性質, J. Membr. Biol. 163(2)− 58 [1998])。
【0036】
薬剤は、カリウムチャンネル活性化物質と同時に又はほぼ同時に当業者され、薬剤は、正常脳組織又は非悪性腫瘍細胞に比べて選択的に異常脳領域及び/又は悪性腫瘍細胞に血流によって送られる。『同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質と同時期又は同時に投与されることを意味する。『実質的に同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質を最後に投与した後、約1時間以内に投与され、好ましくは約30分以内に投与され、最も好ましくはカリウムチャンネル活性化物質と同時に投与されることを意味する。あるいは、『実質的に同時に』は、薬剤がカリウムチャンネル活性化物質を最初に投与される前、約30分以内、好ましくは約15分以内に投与されることを意味する。
哺乳動物において異常脳領域及び/又は悪性腫瘍に薬剤をデリバリーする方法は、異常脳領域及び/又は悪性腫瘍の微小血管を横切って薬剤を選択的にデリバリーするのに有効である。薬剤は、医薬品、即ち、化学療法剤である。化学療法剤の例としては、細胞障害性治療剤(例えば、シスプラチン、カルボプラチン、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホレリシン)、裸のDNA発現ベクター、治療タンパク質、治療オリゴヌクレオチド又はヌクレオチド類似体、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、アドレナリン作動性剤、抗痙攣剤、抗外傷剤、脳の損傷又は障害を治療又は予防するために用いられる神経医薬剤が挙げられる。化学療法剤としては、 N−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト; 抗生物質のような抗菌剤; イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体又は特異抗原結合抗体フラグメント(例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、又はF(v)フラグメント)、又はインターフェロンのようなサイトカイン、インターロイキン(例えば、インターロイキン[IL]−2)、腫瘍壊死因子(TNF)−α、又はトランスフォーミング成長因子(例えば、TGF−β)が含まれる。
【0037】
薬剤には、抗がん化学療法剤も含まれる。典型的には、抗がん化学療法剤は、細胞障害性剤、例えば、5−フルオロウラシル、シスプラチン、カルボプラチン、メトトレキセート、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ブンブラスチン、又は細胞障害性アルキル化剤、例えば、ブスルファン(1,4−ブタンジオールジメタンスルホネート; マイレラン、グラクソウェルカム(Myleran, Glaxo Wellcome))、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸が挙げられるがこれらに限定されない。
抗がん化学療法剤は、脳又は身体の他の組織において悪性腫瘍に薬剤を選択的にデリバリーする方法を行うのに、又はヒトの悪性腫瘍を治療する方法に特に有効である。
薬剤としては、治療ウイルス粒子、例えば、生体内の細胞標的に遺伝物質をデリバリーするアデノウイルス由来又は単純ヘルペスウイルス(HSV)由来ウイルスベクターも含まれる。薬剤としては、診断剤、例えば、画像診断剤又は造影剤、例えば、放射能標識物質(例えば、[99Tc]−グルコヘプトネート)、ガリウム標識画像診断剤(例えば、ガリウム−EDTA)、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、又はヨウ素化造影剤も含まれる。適切な場合には、抗がん活性を有する上記薬剤のいずれも、薬剤を悪性腫瘍に選択的にデリバリーする方法又はヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法を行うのに使用することができる。
【0038】
従って、薬剤は、分子量が50ダルトン〜約250 kDの分子物質であり得る。又は直径が約50〜250ナノメートルのウイルス粒子のような粒子であり得る。
これは、決して本発明の方法を行うのに使用し得る薬剤の種類の余すところのないリストであることを意図したものではない。薬剤は、そうでないことが好ましいが、高脂溶性で細胞膜を本質的に浸透し得る物質、例えば、ニトロソウレアであってもよい。
薬剤の使用量は、各薬剤の慣用の投与量範囲内であるが、本発明の方法を行うことにより、得られた高経血管透過性は投与量当たりの選択的治療効果を大きくすることができ、所望される場合には、例えば、具体的な哺乳動物において抗がん剤からの全身性毒性作用を少なくするために使用すべき有効投与量を少なくすることができる。
薬剤は、血流に送り得る適切な方法によって投与される。典型的には、これは、静脈内、筋肉内、又は動脈内(頚動脈内を含む)注射又はインフュージョンによる。しかしながら、一部の適用については、薬剤の投与量がカリウムチャンネル活性化物質とほぼ同時に血流に入る限り他の許容しうるデリバリー経路を使用することができる。例としては、摂取(例えば、粉末、懸濁液、溶液、エマルジョン、錠剤、カプセル又はカプレット); 皮下注射; 定位注射; 又は接着貼付剤による経皮又は経粘膜デリバリー、舌下を含む口腔の皮膚、粘膜又は上皮、直腸、又は膣上皮を介してデリバリーする坐剤又はゲルが挙げられる。
【0039】
あるいは、薬剤は、哺乳動物の医薬組成物においてカリウムチャンネル活性化物質と共に投与される。本発明の医薬組成物は、ヒトのような哺乳動物に静脈内インフュージョン又はボーラス注射によってデリバリーするための上記薬剤と共に薬学的に許容しうる溶液中に処方されたブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の上記カリウムチャンネル活性化物質の組合わせを含んでいる。従って、該溶液は浸透圧(例えば、約0.15 M生理食塩水)とpH、典型的にはpH 7.2〜7.5に関して適切に釣り合っている。該溶液は、更に、緩衝液、例えば、リン酸塩緩衝液(例えば、リン酸塩緩衝生理食塩水)を含んでいる。該溶液は、約0.075〜1500μg/kg体重のカリウムチャンネル活性化物質投与速度を薬学的に許容しうる液量で最長約30分間デリバリーするために処方される。ヒト患者については、該溶液は、好ましくは約0.075〜150μg/kg体重のカリウムチャンネル活性化物質の投与速度を薬学的に許容しうる液量で約30分間までデリバリーするために処方される。
【0040】
本発明は、また、薬剤の異常脳領域及び/又は悪性腫瘍へのデリバリーを高めるキットに関する。本キットは、ブラジキニン又はブラジキニン類似体以外の上記カリウムチャンネル活性化物質を含む物質又は成分の組み合わせである。更に、本キットは、一般の薬剤、又は特定の薬剤に対する新生微小血管系を含む異常微小血管の透過性を高めるためにカリウムチャンネル活性化物質の使用説明書を含んでいる。場合により、本キットは、薬学的に許容しうる製剤、又は特定の薬剤が含まれた又は含まれていないカリウムチャンネル活性化物質の薬学的に許容しうるインフュージョン製剤を含有し得る注射又はインフュージョン用備品一式、例えば、注射器、インフュージョンライン、クランプ、及び/又はインフュージョンバッグ/ビン中に特定の薬剤のような他の成分を含有している。キットに集合された物質又は成分は、作用可能性や効用を保存する便利で適切な方法で貯蔵される医師に供給され得る。例えば、成分は溶解した、脱水した、又は凍結乾燥した形であり得る。室温、冷蔵温度又は凍結温度で供給され得る。
本発明の方法及びキットの上記説明は、例示であり、網羅的なものではない。ここで、次の非限定的実施例について本発明を更に詳細に記載する。
【0041】
実施例
実施例1: 方法
悪性腫瘍細胞系及び腫瘍移植 雌ウィスターラットにおいて実験脳腫瘍の移植にラットグリオーマ細胞株、RG2を用いた。組織培養におけるRG2細胞増殖と維持の手法は記載されている(Sugita, M. & Black, K.L., サイクリックGMP特異的ホスホジエステラーゼ阻害及び頚動脈内ブラジキニンインフュージョンは脳腫瘍への透過性を高める, Cancer Res. 58(5):914−20 [1998]; Inamuraら [1994]; Nakano, S.ら, 頚動脈内ブラジキニンインフュージョン後の脳腫瘍微小血管透過性増強は一酸化窒素を仲介する, Cancer Res. 56(17):4027−31 [1996])。簡単に言えば、ラットグリオーマ由来のRG2細胞は、使用まで凍結保持され、次に解凍され、lO% 子ウシ血清を含むF12培地の単層培養に維持される。一部の実験においては、C6グリオーマ細胞を用いた。
ウィスターラット(体重約140−160 g)に腹腔内ケタミン(50 mg/kg)で麻酔し、グリア細胞(1×105)を右半球に5μl F12培地(1−2% メチルセルロース)に懸濁した脳内注射によりハミルトン注射器で移植し、対側半球には移植しなかった。移植座標は、前頂に対して3 mm外側及び硬膜面に対して4.5 mmの深さであった。
【0042】
カリウムチャンネル活性化物質の頚動脈内インフュージョン RG2細胞の移植の7日後にラットを上記のように麻酔し、透過性実験の準備をした。ラットにNS−1619 (選択的なコンダクタンスの大きいCa2+活性化K+チャンネル活性化物質; RBI、ナティック、マサチューセッツ州)か又はミノキシジル硫酸塩(KATPチャンネル活性化物質)を右頚動脈に5.3μg kg−1 min−1 (53.3μl/minで)の投与速度で15分間、PBS、pH 7.4; 5% (v/v)エタノールのインフュージョンビヒクル中でインフュージョンした。PBSで希釈する前にカリウムチャンネル活性化物質を溶解するためにエタノール(25% [v/v])を用いた。血液量実験については、カリウムチャンネル活性化物質化合物の頚動脈内インフュージョン開始の5分後と14分後に[14C]デキストラン(100μCi/kg; デュポンニューイングランドヌクレア社、ボストン、マサチューセッツ州)を静脈内ボーラスとして注射し、1分間と10分間維持して2つの異なる時点を得た。領域透過性実験については、血管作用化合物の頚動脈内インフュージョン開始の5分後に100μCi/kgの[14C]α−アミノイソ酪酸(デュポンニューイングランドヌクレア社、ボストン、マサチューセッツ州)を右大腿静脈に静脈内ボーラスとして注射した。血清放射能を求めるためにトレーサーの注射直後にペリスタ吸引ポンプを用いて0.083 ml/minの一定速度で大腿動脈血を抜いた。頚動脈インフュージョンの15分後に、ラットを断頭し、脳を迅速に取り出し、定量的オートラジオグラフィのために凍結した。
【0043】
一酸化窒素(NO)供与体の透過性実験においては、NO供与体の頚動脈内インフュージョンを上記のように2.66μg min−1 kg−1の投与速度で15分間行った。一酸化窒素供与体には、ナトリウム2−(N,N−ジエチルアミノ)ジアゼノテートオキシド(DEA/NO)、半減期が2.1分の一酸化窒素供与体又はPAPA/NO ([Z]−I−[N−[3−アミノプロピオ]−N−[N−プロピオアミノ]ジアゼン−l−イウム−1,2−ジオレート(アレクシス社(Alexis Corp.))、半減期が15分の一酸化窒素供与体を含めた。DEA/NO又は PAPA/NOをPBSに溶解し、RG2グリオーマをもつラットに投与して生理的パラメーターに影響することなく[14C]−AIBの透過性(Ki)を求めた。[14C]−AIBをボーラスとして静脈内に投与し、Kiを求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。
【0044】
一方向輸送定数 (K i ) 正常組織と腫瘍組織において血液腫瘍関門及び血液脳関門を横切る透過性の指標として[14C]α−アミノイソ酪酸(AIB)の一方向移動定数Kiを測定した。定量的オートラジオグラフィを用いてKi値(μl g−1 min−1)を得た。血液から脳への移動の初速度を以前に記載された式を用いて計算した(Ohno, K,ら, 意識のあるラットにおいて非電解質に対する脳血管透過性の下限, Am. J. Physiol. 235(3):H299−307, [1978]; Inamura, T.,ら, ブラジキニンは実験脳腫瘍において血液腫瘍関門を選択的に開放する, J. Cereb. Flow Metab. 14(5):862−70 [1994])。定量的データを2群t検定を用いて分析し、同じ割合又は同じ手段(同じ数)の2群フィッシャーズ精密検定には統計的有意性を得るために各群に最低6匹の動物を必要とする。多数の処理グループをANOVAによる対照グループと比較し、P値をこの後のボンフェローニ検定により求めた。
【0045】
用量依存性実験 NS−1619を25% エタノールに溶解し、PBSで希釈して種々のインフュージョン用濃度を得た。NS−1619を頚動脈内インフュージョン(投与速度: 0、13、26.5、53、80、100及び110μl kg−1 min−1; すべて53.3μl/minで)によりRG2グリオーマをもつラットに投与して静脈内に投与される[14C]−AIBの高透過性(Ki)を生じる投与量を求めた。Kiを上記のように求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。
【0046】
阻害実験 NS−1619が透過性を高めたので、その作用の特異性を特異的KCaチャンネルインヒビター、イベリオトキシン(RBI、ナティック、マサチューセッツ州; ([IEBTX]を最終原液濃度100μg/mlまで生理食塩水に希釈した)。IBTX (2.3μg kg−1 min−1)をNS−1619 (26.5μg kg−1 min−1)と同時インフュージョンしてRG2グリオーマラットモデルにおける異常毛細血管のKCaチャンネル誘導透過性を遮断した。17匹のラットをこれらの実験に用いた(3匹はビヒクルのみの対照[即ち、PBS + 5% (v/v) エタノール]; 3匹はIBTX; 8匹はNS−1619; 3匹はNS−1619 + IBTX)。
他の実験においては、IBTX (0.2μg kg−1 min−1 15分間)を一酸化窒素供与体DEA/N0 (2.66μg kg−1 min−1 15分間)と同時インフュージョンしてRG2グリオーマラットモデルにおける異常毛細血管のKCaチャンネル誘導透過性を遮断した。13匹のラットをこれらの実験に用いた(4匹はビイクルのみの対照; 3匹はDEA/NO、3匹はPAPA/NO、及び3匹はDEA/NO+IBTX)。
頭蓋内RG2腫瘍をもつウィスターラットを用いた他の生体内透過性実験においては、上記のように、腫瘍中央部と腫瘍周囲組織に対する[14C]−AIBの一方向輸送定数(Ki)を、ブラジキニン(10μg kg−1 min−1 15分間)又はミノキシジル硫酸塩(26.6μg kg−1 min−1 15分間)の頚動脈内インフュージョン又はブラジキニンとミノキシジル硫酸塩を15分間同時インフュージョン後に求めた。実験中、生理的パラメーターを監視した。選択的KATP阻害剤、グリベンクラミド(13.3μg kg−1 min−1 15分間)を用いて KATPチャンネルの阻害が血液腫瘍関門透過性のブラジキン誘導増強又はミノキシジル硫酸塩誘導増強を阻害するかを求めた。
【0047】
他の実験においては、RG2グリオーマ細胞を上記ラット脳の右半球に移植した。移植の7日後に、オクトブロモサイクリックGMP (8Br−cGMP、16.7μg kg−1 min−1)、サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)の活性化物質の頚動脈内インフュージョンによりPKG阻害剤(KT5823、6.77μg kg−1 min−1; 又はRp−pCPT−cGMP、60μg kg−1 min−1)を含まずに又は含めて行った。対照グループにおいては、生理食塩水又は2% DMSOをラットにインフュージョンした。実験の終了時に、ラットを麻酔下で犠牲にし、[14C]−AIB (μl g−1 min−1)のKiを測定するために脳を取り出した。正常脳と腫瘍組織においてPKG発現を比較するためにウェスタンブロット分析を用いた。
定量的オートラジオグラフィと[14C]−AIB (μl g−1 min−1)のKiの計算をOhno et al (1978)に従って上記のように行った。
【0048】
K Ca チャンネルと K ATP チャンネルの免疫組織化学分析 透過性実験から得られた脳切片(厚さ12μm)を、1:100希釈液のアフィニティー精製KCaチャンネル抗体(アロモンラボス(Alonione Labs)、エルサレム、イスラエル)と1時間、ビオチニル化ウマ抗マウスイムノグロビン(ベクターラボラトリーズ(Vector Laboratories)、バーリンガム、カリフォルニア州)と30分間インキュベートした。PBSで3回洗浄した後、ペルオキシダーゼ部位をアビジン:ビオチニル化酵素複合体(ABC)キット(KCa)を用いて可視化した。KATPの免疫局在化については、上記組織切片をウサギ抗マウスKir 6.2抗血清(1:200希釈液; 抗血清はDr. Susumu Seinoから恵与された)と4℃で一晩インキュベートした。その抗血清は、ヒトKir 6.2と交差反応性であり、以前に記載されたように調製した(Suzuki, M.ら, ラット膵臓におけるスルホニルウレア受容体Iの結合局在性決定, Diabetologia 42(10): 1204−11 [1999])。Kir 6.2は、哺乳動物KATPのカリウム内向き調整(Kir)タンパク質成分である。結合ウサギ抗マウスKir 6.2抗体の可視化は、 製造業者が指示したようにPBSで3回洗浄し二次抗体(ローダミン標識抗ウサギIgG [1:200希釈液]; サンタクルーズバイオテクノロジー社(Santa Cruz Biotechnology, Inc.)、サンタクルーズ、カリフォルニア州)と結合させ、共焦点蛍光顕微鏡で調べた後に行った。
【0049】
透過電子顕微鏡 (TEM) ラット脳組織を次の手順によってTEM分析のために準備した。カリウムチャンネル活性化物質、阻害剤、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(BRP)、及び/又はビヒクル対照緩衝液の頚動脈内インフュージョンを含む実験後、 ラットをまずPBS (50−100 ml)、次に1.0% グルタルアルデヒド(250 mL)で心臓からのインフュージョン固定をした。脳組織を冠状に切断して腫瘍領域を露出させ、問題の領域を選択し、約1mmの厚さの小切片にし、1.0% グルタルアルデヒドに4℃で2時間浸漬固定した。試料を5% スクロース/0.1 M PBSで4℃で一晩連続振盪し溶液を変えながらすすいだ。次に、試料を1% OsO4で4℃において2時間連続振盪しながら浸漬固定した。次に、試料を増加濃度(50−100%)のエタノールで4℃において15分間絶えず振盪ししばしば溶液を変えながら脱水した。試料をプロピレンオキシド、次にエポンで室温において振盪しながら浸潤させた。包埋を60℃で48時間行った。ダイヤモンドエッジブレードを備えたミクロトームで半薄切片(約30−50μm厚)をつくった。最後に、超薄切片(約1−10 nm厚)をミクロトームでつくり、酢酸ウラニルで45−60分間、クエン酸鉛で15分間染色し、TEM分析のために処理した。各処理グループにおいて10本の毛細血管を選び、低倍率の写真を撮った(合計90本の毛細血管)。毛細血管の基本的な形態を、毛細血管の基本的プロファイル: 分離管腔周囲、管腔周囲、毛細血管の全領域(核と空胞を除く)、及び毛細血管の平均厚さを表すパラメーターを測定及び計算することによって調べた。
【0050】
別の実験においては、小胞の密度について、各ラット(各治療グループは5−6匹のラットを有する)から選ばれた3本の血管を高倍率のテストゾーンとして4枚の電子顕微鏡写真を撮ることにより求めた。テストゾーンは、EMスクリーン上の3、6、9、及び12時のようにランダムに選んだ。テストゾーンの領域を測定し、小胞の数を顕微鏡写真の背景を知らない人間によって計数させた。小胞密度は、細胞質のμm2当たりの小胞の数として示した。全小胞領域と細胞質領域の割合は、同じ顕微鏡写真を用いても求められる。全小胞領域を測定し、小胞に含まれる細胞質に対する割合を計算し、%として示した。小胞の平均直径も計算された。
処理から生じる形態学的変化を、各ラットから6つの密着結合(tight junction)を選ぶことにより調べた(5匹のラットが各処理グループであり、密着結合は合計270であった)。密着結合を高倍率で写真を撮った。密着結合の分析は、各密着結合について『裂指数(cleft index)』や『裂領域指数(cleft area index)』を比べることによった。裂指数は、次式: (融合していないセグメントの長さ)÷(結合の長さ)によって表される(Stewart, 1987)。裂領域指数は、式: (融合していないセグメントの領域)−(結合の長さ)によって示した。
【0051】
一時的中脳動脈 (MCA) 閉鎖 わずかに変更したLiu, Y.ら, 中脳動脈閉鎖−再潅流モデルを用いたラット脳虚血におけるグルコース代謝の時間経過とMK−80の作用, Neurological Research 18 (6): 505−508 (1996)に記載されているようにMCA閉鎖を行った。 概要としては、同側の共通の頚動脈と外部頚動脈を結紮した後に頚動脈内の分岐から挿入したシリコーンゴムシリンダーで右MCAを一時的に閉鎖した。シリンダーは硬化剤と混合したシリコーンで被覆された4−0ナイロンの17 mm長の手術用糸からつくられており、末端の直径が5 mmから0.25−0.30 mmまで類別されている。糸を分岐近くの外部頚動脈を通って頚動脈内動脈に挿入し、挿入点で結紮した。シリコーンゴムシリンダーは、前脳動脈の隣接部分に達した。右MCAと後交通動脈の原点を糸で閉鎖した。手術後、動物をゆるく適合したパスツールキャストによって固定した。虚血組織の血液による再潅流を可能にするために虚血の約1時間又は2時間後に頚動脈内動脈から糸を抜いた。15分間再潅流した45分後に頚動脈インフュージョンによりカリウムチャンネル活性化物質及び/又は阻害剤を注射した。
一部の実験においては、再潅流の50分後に(カリウムチャンネル活性化物質及び/又は阻害剤の投与を開始した5分後に)静脈内にエバンスブルー染料を注射した。エバンスブルー染料の注射の10分後、脳微小血管から過剰のエバンスブルー染料を流し出すために心臓を通って200 mlのPBSをラットに潅流した。
【0052】
実施例2: 結果
カリウムチャンネル活性化物質は血液腫瘍関門を横切る輸送を選択的に増加させる
移植したグリオーマ細胞をもつウィスターラットにNS−1619か又はミノキシジル硫酸塩を7.5μg kg−1 min−1で15分間インフュージョンしたとき、血液腫瘍関門を形成する新生血管系を横切る輸送についてNS−1619やミノキシジル硫酸塩により[14C]α−アミノイソ酪酸(AIB)の一方向輸送定数Kiが著しく増大したが、正常脳微小血管系を横切る輸送については増大しなかった(図12A及び図12B)。これらの結果から、カリウムカルシウムチャンネルの活性化が正常脳組織を与える毛細血管に比べて固形悪性腫瘍の毛細血管を横切る分子の透過性を選択的に高めることが証明された。
NS−1619の投与量を増加することにより、RG2グリオーマ毛細血管における[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiが用量依存方式で増大した(図13)。多量の投与量では(100μg/kg/min及び110μg/kg/min)、ラットの動脈血圧の著しい降下が観察された。各グループに用いられるラットの数は、図13の括弧に示されている。
【0053】
[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiを増大させるNS−1619の能力がKCaチャンネル特異的阻害剤イベリオトキシン(IBTX; 図14)により阻害されたことから、この作用の特異性が証明された。RG2腫瘍をもつラットにおいてIBTX (2.3μg kg−1 min−1; n=3)を含む又は含まないNS−1619 (26.5μg kg−1 min−1)と共に[14C]−AIBを15分間用いてKiを求めた。NS−1619インフュージョンに対する応答のKiの増大(n=8; * * P<0.001 5% エタノールを含む又は含まないPBSと比較)は、IBTX同時処理により減弱した。調べた投与量のIBTX単独は、異常毛細血管の脳腫瘍関門透過性に影響しなかった。しかしながら、IBTXは、NS−1619−誘導透過性(Ki)の増強を著しく下げ(n=3, * * P<O. 001 NS処理グループと比較)、カリウムチャンネル特異的作用を示した。PBS+5% エタノールを投与した対照は、PBS−エタノールを投与した対照と区別できなかった。
可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質 YC−1を投与した場合に血液腫瘍関門透過性の匹敵しうる増強が得られた(図1)。IBTX及び可溶性グアニリルシクラーゼの選択的阻害剤、1H−[1,2,4]オキサジアゾロ[4,3−a]キノザリン−l−オン(ODQ)は、YC−1によるKiの増大を減弱させ、KCa仲介であることを示した。
【0054】
ミノキシジル硫酸塩をインフュージョンすると、ビヒクル対照グループに比べてKiの著しい増大が得られた(28.3±6.0μl/g/min; P<0.001) (図7)。血液腫瘍透過性のこの増強は、ミノキシジル硫酸塩の作用を著しく減弱させる(Ki = 12.7±2.0μl/g/min)、KATPチャンネルインヒビターグリベンクラミドによって減弱した。従って、ミノキシジル硫酸塩によるKi増大は、血液腫瘍関門透過性を選択的に高めるKATPチャンネルの活性化によるものであった。ミノキシジル硫酸塩による処理から得られた透過性の増大は、KCa活性化物質ブラジキニン(Ki = 34±8.0μl/g/min)によるものと匹敵し、個々の処理グループと比べて透過性に対する著しい付加作用(Ki = 42±6μl/g/min; P<0.05)がブラジキニンとミノキシジル硫酸塩による組合わせ処理で得られた(図7)。
グリベンクラミドの同時インフュージョンがブラジキニン誘導Ki増大(図8)を阻害できなかったことは、ブラジキニンがKATPチャンネルを調節しないことを示す他の研究と一致している。しかしながら、KCaチャンネルアンタゴニスト、IBTXはブラジキニン作用を著しく減弱させ(Ki = 17.7±6μl/g/min; P<O.01)、Ki増大がKCaの活性化によるものであり、ブラジキニンによるKATPチャンネルでないことが示された(図8)。
【0055】
ミノキシジル硫酸塩による作用は、グリベンクラミド(Ki = 12.7±2μl/g/min; P<O.001; 図9)によって著しく減弱した。しかしながら、この作用は、IBTXにより阻害されず、KATPチャンネルがミノキシジル硫酸塩による透過性を仲介することが示された。これらの結果は、血液腫瘍関門透過性に関する独立した経路を意味し、脳腫瘍の微小毛細血管において一方はKCaによって調節され、もう一方はKATPチャンネルによって調節されることを示唆する。
一酸化窒素供与体も血液腫瘍関門の透過性を高めた。図2から、RG2グリオーマ組織がPBS処理対照(図2A)と比べてDEA/NO処理ウィスターラット(図2B)がエバンスブルー染色(MW 960.82)により生体内染色されることがわかる。これらの結果は、NS−1619又はYC−1を用いてエバンスブルーにより生体内染色により得られる結果に匹敵した(データは示されていない)。
図3から、対照(生理食塩水)と比べてDEA/NOやPAPA/NO(それぞれKi = 32±9.0μl g−1 min−1及び32±9.0μl g−1 min−1)に対して応答してKiが著しく増大したことがわかる。しかしながら、IBTXで同時処理すると、DEANO(Ki = 15.3±2.3μl g−1 min−1; P<0.001)又はPAPA/NO(Ki = 15.3±1.7μl g−1 min−1; P<0.001)のインフュージョンの効果が減弱し、効果がKCa媒介性であったことがわかる。調べた投与量でのIBTX単独は、異常毛細血管の脳腫瘍関門透過性を影響しなかった。
ウェスタンブロットから、正常脳も腫瘍脳も共にPKG発現がわかった。PKG活性化物質8Br−cGMPは、ビヒクルのみの対照と比べてKi値を増大させた(Ki = 22.1±6.6μl g−1 min−1と14.2±5.1μl g−1 min−1; P<0.05)。これらの結果は、PKGを活性化するcGMPの内在生産が、おそらくKCaのPKG仲介活性化により血液腫瘍関門透過性を選択的に高めることを意味している。
【0056】
免疫組織化学分析によりカリウムチャンネルが正常組織に比べて新生血管系や悪性腫瘍細胞に多く存在することがわかる
KCaチャンネルタンパク質を上記のように特異抗体を用いて免疫的に局在決定した。免疫組織化学分析から、KCaチャンネルが正常対側組織の切片と比べて、RG2をもつラット脳切片の腫瘍組織や腫瘍毛細血管においてKCaチャンネルが選択的に増加したことがわかった(図15)。同様に、KATP特異抗体を用いたKATPの免疫局在化から、KATPチャンネルがRG2腫瘍をもつラット脳切片やC6腫瘍をもつラット脳ウイルス切片の腫瘍組織や腫瘍毛細血管において選択的に増加したことがわかった(図16)。これらの免疫組織化学結果は、KCaチャンネルのNS−1619による活性化、又はKATPのミノキシジルによる活性化が血管腫瘍関門を選択的に開放した透過性データと一致している。
まとめると、透過性及び免疫組織化学データから、カリウムチャンネルを活性化する化合物が抗腫瘍化合物の悪性腫瘍組織へのデリバリーを選択的に高めるために使用し得ることが証明される。
【0057】
透過型電子顕微鏡実験 透過型電子顕微鏡(TEM)実験から、PBS対照と比べて、KCa活性化物質NS−1619とブラジキニンの頚動脈内インフュージョン後、毛細血管内皮、及び腫瘍細胞の管腔−分離管腔軸に沿った飲作用胞の形成及び移動促進がわかった。(図4)。定量的分析から、ブラジキニンとNS−1619が共にPBS対照と比べて核を含まない細胞質の単位表面積当たりの小胞数を著しく増加させることがわかった。 飲作用胞の平均直径は75−80 mmであった。 腫瘍毛細血管内皮細胞の管腔膜の陥入は、飲作用胞の配列を生じ、内皮細胞質(E)の管腔−分離管腔軸に沿って移動する。これらの小胞は、基底膜とドッキング及び融合し、内皮細胞膜の分離管腔側面に内容物を遊離させる。処理グループからの細胞は、無傷基底膜(BM)と内皮密着結合を有すると思われる。輸送飲作用胞(PV)は、管腔(L)と分離管腔(Ab)領域近くに存在する(図4)。ブラジキニン又はNS−1619のインフュージョン後のグリオーマからの細胞は、無傷基底膜と内皮密着結合(TJ)を有する(例えば、図5)。追加のTEM実験から、脳腫瘍毛細血管の内皮細胞の飲作用胞の配列内に電子密度の高いホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP; 分子量が約40,000のタンパク質マーカー)の存在がわかり、KCa活性化物質ブラジキニンをRG2腫瘍をもつラットにHRPと同時インフュージョンした後にHRPが内皮の管腔−分離管腔領域から腫瘍細胞に輸送されていることがわかった(図5及び図6)。このHRPを装荷した輸送小胞の証拠は、経内皮小胞輸送が腫瘍細胞への薬剤デリバリーの重要な細胞機序であることを意味する。
【0058】
カリウムチャンネル活性化物質ブラジキニンをインフュージョンした腫瘍をもつラット、及びトレーサーホースラディシュ(HRP)を静脈注射した腫瘍をもつラットによる追加のTEM実験から、脳腫瘍毛細血管の内皮細胞の飲作用胞の配列内に電子密度の高いHRPが存在することがわかった(図5; P = 形質膜)。ブラジキニンインフュージョン後、HRPを積んだ小胞の数が増加し(PBS処理腫瘍細胞と比べて腫瘍細胞に認められた図6; 矢印)、薬剤分子が毛細血管内皮を脳腫瘍塊へ向かって通過したならば、小胞輸送が腫瘍細胞への薬剤デリバリーの主要な細胞機序であることを意味している。
ビヒクル対照とブラジキニン(BK)インフュージョングループ間の調べた形態学的パラメーターのいずれにもほとんど差が見られなかったが、種々の種類の調べた組織と比較するとこれらのパタメーターに著しい差があった。分離管腔と管腔周囲、毛細血管の面積、及びRG2腫瘍とC6腫瘍の毛細血管の平均厚さは、正常脳基底核より著しく大きかった。しかしながら、基底核における小胞領域の密度と割合の著しい増加は、未処理ラットと比べた場合、RG2及びC6腫瘍領域におけるブラジキニン処理ラットに認められた(表1)。
【0059】
【表1】
表1 内皮細胞質の小胞の密度と面積の割合
a BG = 基底核
aa PBS = リン酸塩緩衝生理食塩水ビヒクル対照; BK PBS + ブラジキニン
b 数値は平均 SD; n=ラットの数
c 数値は平均 SD; n=毛細血管の数
d 生理食塩水対照グループとの有意差、p < 0.01
【0060】
カリウムチャンネル活性化物質は虚血脳領域の異常脳毛細血管の透過性を高める
予備的MCA閉鎖/再潅流実験においては、KCa活性化物質ブラジキニンが一過性虚血後の梗塞組織の透過性を高めることがわかった。NOS活性は、一過性虚血再潅流ラットモデルにおいて著しく上昇し(データは示されていない)、このことは虚血毛細血管の透過性を高めるブラジキニンの能力と一致する(図10B)。図10Bに示されるように、虚血脳領域の微小血管経の透過性により、正常脳微小血管系(即ち、対側組織)と比べて、MCA閉鎖の2時間後のカリウムチャンネル活性化物質に対する応答性が高められた。対照的に、図10Aは、脳微小血管系の透過性は、MCA閉鎖のわずか1時間後にもカリウムチャンネル活性化物質に対して応答しなかったことを示している。これは、組織が次第に異常になるので長時間の虚血により微小血管系の性質が変化することを意味している。
虚血−再潅流ラットモデルを用いて、虚血脳領域におけるカリウムチャンネルによりエバンスブルー染料に対する高透過性が調節されたことが直接観察された。図11においては、冠状脳切片が腫瘍組織内のエバンスブルー(EB)を示している。エバンスブルー染料の吸収は、血液脳関門/血液腫瘍関門透過性の既知の定性的尺度である。2時間のMCA閉鎖後に1時間の再潅流に供したラットは、PBSビヒクルインフュージョン後の虚血領域において透過性の増強を示さなかった(図11)。対照的に、同様の虚血状態に続いてKCaチャンネルの活性化物質、例えば、ブラジキニン又はNS−1619(図11)又は一酸化窒素供与体(データは示されていない)の動脈内インフュージョン に供したラットは染料に対する透過性を高めた。カリウムチャンネル活性化物質によって生じた染料に対する高透過性は、KCa特異的阻害剤IBTXとの同時インフュージョンにより低下し、KCaの特異的関係を意味している(図11)。
【図面の簡単な説明】
【図1】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織において[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数Kiでの可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質YC−1(2.66μg min−1 kg−1; n = 6)に対する応答を、DMSO + 生理食塩水対照(n = 6)、YC−1 + イベリオトキシン(IBTX; 0.2μg IBTX min−1 kg−1; n = 3)、又はYC−1 + 可溶性グアニリルシクラーゼの選択的阻害剤、1H−[1,2,4]オキサジアゾロ[4,3−a]キノザリン−1−オン(ODQ)(2.66μg min−1 kg−1; n = 4)の各15分間処理との比較を示すグラフである。腫瘍コア(灰色の棒)、腫瘍コアから約3 mmの腫瘍隣接組織(白色の棒)、及び正常対側脳組織(黒色の棒)のKi(μl/g/min)が示されている。
【図2】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織におけるエバンスブルー染色の血液腫瘍関門透過性に対する一酸化窒素供与体ジエチルアミン−NONOate (DEA/NO)の増強作用を示す写真である。図2Aはリン酸塩緩衝化生理食塩水(PBSのみの対照)で処理したラットからの脳切片を示す写真である。図2BはDEA/NO処理ラットからの脳切片を示す写真である。
【図3】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織において[14C]α−アミノイソ酪酸の一方向移動定数KiでのDEA/NO(2.66μg min−1 kg−1; n = 3)に対する応答を、PBS対照、DEA/NO + イベリオトキシン(IBTX; 0.2μg IBTX min−1 kg−1; n = 3)、又はPAPA/NO(2.66μg min−1 kg−1; n = 3)の各15分間処理との比較を示すグラフである。腫瘍中央部(黒色の棒)、腫瘍コアから約3 mmの腫瘍隣接組織(白色の棒)、及び正常対側脳組織(網状の棒)のKi(μl/g/min)が示されている。
【図4】
RG2腫瘍毛細血管における経内皮小胞輸送を示す写真である。ウィスターラットからのRG2腫瘍をもつ脳切片を、PBS (0.8 ml)(図4A; 54,000×倍率); ブラジキニン(10μg min−1 kg−1)(図4B; 87,000×倍率); 又はNS−1619 (5.3μg min−1 kg−1; 図4C; 87,000×倍率)で15分間頚動脈内にインフュージョンした後に作製した。腫瘍中央部の切片のTEM分析により、KCa活性化物質ブラジキニンとNS−1619が内皮細胞質の輸送飲作用胞を増加させることが示される。
【図5】
カリウムチャンネル活性化物質(ブラジキニン)が、内皮飲作用胞によって腫瘍毛細血管内腔からのホースラディッシュペルオキシダーゼ(BRP)の輸送を増加させることを示す写真である。図5A (8,700×倍率)及び図5B (21,000×倍率)は、 PBS対照グループのラットからの血管組織と腫瘍組織を示す写真である。図5C (8,700×倍率)及び図5D (21,000×倍率)はカリウムチャンネル活性化物質ブラジキニンで処理したラットからの血管組織と腫瘍組織を示す写真である。
【図6】
カリウムチャンネル活性化物質(ブラジキニン)が、RG2腫瘍細胞においてBRPの小胞輸送を誘導することを示す写真である。図6A (8,700×倍率)は、PBS対照のラットからの腫瘍組織を示す写真であり、図6B (10,800×倍率)及び図6C (21,000×倍率)はブラジキニン処理ラットからの腫瘍組織を示す写真である。
【図7】
KATP活性化物質ミノキシジル硫酸塩及びKCa活性化物質ブラジキニンによる一方向輸送定数の増大を示すグラフである。
【図8】
ブラジキニンによるKiの増大はグリベンクラミドにより減弱されず、IBTXがブラジキニンによる作用を著しく減弱したことを示すグラフである。
【図9】
ミノキシジル硫酸塩によるKiの増大はグリベンクラミドにより減弱されず、IBTXが作用を阻止しなかったことを示すグラフである。
【図10】
カリウムチャンネル活性化物質による処理の結果として虚血脳領域の微小透過性増大を示すグラフである。Kiは、ブラジキニン処理動物(黒色の棒)及び対象動物(灰色の棒)について対の柱状図表で示され、組織は(左から右へ)、尾状被殻; 皮質; 尾状被殻対側; 及び皮質対側を試験した。図10Aから、虚血の1時間後の血液脳関門透過性がビヒクル処理グループと比べてブラジキニン処理によって影響されなかった(1時間のMCA閉鎖に続いて1時間の再潅流; 挿入図: オートラジオグラフ)ことが示される。図10Bから、ブラジキニンが2時間のMCA閉鎖に続いて1時間の再潅流後に虚血性梗塞周辺部(ischemic infarct penumbra)において透過性を著しく増大したことが示される(挿入図: オートラジオグラフ)。
【図11】
カリウム活性化物質が虚血脳組織において微小血管系の透過性を高めることを示す写真である。梗塞脳組織(エバンスブルーの吸収が著しく少ない)の血液脳関門透過性の変化は、一過性虚血にかかったラットには観察されなかった(2時間のMCA閉鎖及び1時間の再潅流; 上と下の左側パネル)。PBSビヒクル処理(上と下の左側パネル)と比べてブラジキニン処理(10μg min−l kg−1 15分間; 上中央パネル)又はNS処理(1.5μg min−1 kg−1 15分間、下の中央パネル)ラットの虚血脳組織にエバンスブルー吸収のかなりの増大が見られた。しかしながら、IBTX (0.2μg min−1 kg−1 15分間)との同時インフュージョンにより、ブラジキニン(上右側パネル)又はNS−1619(下右側パネル)によって誘導されたエバンスブルーの吸収増大を減弱した。
【図12A】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織の正常脳組織の隣接部(中央部)と対側(右側)の血液脳関門透過性に対する作用と[14C]−アミノイソ酪酸(AIB)トレーサー(左)の血液腫瘍関門透過性に対するNS−1619の増強作用との比較を示すグラフである。
【図12B】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織の正常脳組織の隣接部(中央部)と対側(右側)の血液脳関門透過性に対する作用と[14C]AIBトレーサー(左)の血液腫瘍関門透過性に対するミノキシジル硫酸塩の増強作用との比較を示すグラフである。
【図13】
ウィスターラットの悪性腫瘍RG2グリオーマ組織における[14C]−アミノイソ酪酸の一方向移動定数KiでのNS−1619に対する用量応答を示すグラフである。Ki = l/g/min。
【図14】
NS−1619(26.5μg kg−1 min−1)の透過性増強作用のイベリオトキシン(IBTX; 2.3μg kg−1 min−1)よる特異的阻害を示すグラフである。Kiは、RG2腫瘍をもつウィスターラットにおいて15分間、[14C]AIBとIIBTX (2.3μg kg−1 min−1)を含む又は含まないNS−1619(26.5μg kg−1 min−1)とを用いて求めた。結果が 5% エタノールを含む又は含まないPBS、pH 7.4と比較されている。
【図15】
グリオーマ組織(図15B)の抗KCa免疫学的染色によって示されるKCaの強い過剰発現と、正常対側脳組織(図15A)との比較を示す写真である。倍率は100×である。
【図16】
腫瘍中央部からのRG2(図16C)又はC6(図16D)グリオーマ組織の抗KCa免疫学的染色によって示されるKCaの強い過剰発現と、正常対側脳組織(図16A)及びRG2腫瘍周辺(図16B)との比較を示す写真である。倍率は100×である。
Claims (161)
- 哺乳動物において異常脳領域に薬剤をデリバリーする方法であって、
異常脳領域をもつ哺乳動物に
(A) 可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質; 及び
(B) サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質
からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を、該異常脳領域の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の該薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で投与すること; 及び
該薬剤を該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該哺乳動物に投与することであって、その結果該薬剤が正常脳と比べて該異常脳領域の該細胞に選択的にデリバリーされること、
を含む、前記方法。 - 該異常脳領域が創傷、外傷、感染、卒中、又は虚血によって生理的に影響された脳組織領域である、請求項1記載の方法。
- 該異常脳が良性腫瘍組織又は悪性腫瘍組織である、請求項1記載の方法。
- 該グアニリルシクラーゼ活性化物質が一酸化窒素又は一酸化窒素供与体である、請求項1記載の方法。
- 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項4記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項5記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項5記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項5記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項5記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項5記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項1記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、マウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギである、請求項1記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項1記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項13記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項13記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項1記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項13記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内インフュージョン又は静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項1記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が頚動脈内インフュージョン又は頚動脈内注射による段階である、請求項1記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該哺乳動物に投与される、請求項1記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜1500μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項1記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項21記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約100μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項1記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約15μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項23記載の方法。
- 哺乳動物において薬剤を異常脳領域に選択的にデリバリーする方法であって、
異常脳領域をもつ哺乳動物に実質的に一酸化窒素、一酸化窒素供与体及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を、該異常脳領域の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の内皮細胞膜におけるカルシウム活性化カリウムチャンネル又はATP感受性カリウムチャンネルと通るカリウム流量を増加させるのに十分な条件と量で投与し、よって該毛細血管又は細動脈が該薬剤に対してより透過性にすること; 及び、
該薬剤を該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該哺乳動物に投与し、該薬剤を正常脳と比べて該異常脳領域の該細胞に選択的にデリバリーすること、
を含む、前記方法。 - 該異常脳領域が創傷、外傷、感染、卒中、又は虚血によって生理的に影響された脳組織領域である、請求項25記載の方法。
- 該異常脳が良性腫瘍組織又は悪性腫瘍組織である、請求項25記載の方法。
- 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項25記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項28記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項28記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項28記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項28記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項28記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項25記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、マウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギである、請求項25記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項25記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項36記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項36記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項25記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項36記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内インフュージョン又は静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項25記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が頚動脈内インフュージョン又は頚動脈内注射による段階である、請求項25記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該哺乳動物に投与される、請求項25記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜1500μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項25記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項44記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約100μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項25記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約15μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項46記載の方法。
- 哺乳動物において薬剤を悪性腫瘍にデリバリーする方法であって、
悪性腫瘍をもつ哺乳動物に
(A) 可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質; 及び
(B) サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質
からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を該悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の該薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で投与すること; 及び
該薬剤を該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該哺乳動物に投与することであって、その結果該薬剤が非悪性腫瘍細胞と比べて該悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーされること、
を含む、前記方法。 - 該可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質が一酸化窒素又は一酸化窒素供与体である、請求項48記載の方法。
- 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項49記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項50記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項50記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項50記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項50記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項50記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項48記載の方法。
- 該悪性腫瘍がグリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫である、請求項48記載の方法。
- 該悪性腫瘍が、前記哺乳動物の頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、又は皮膚に含まれている、請求項48記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、マウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギである、請求項48記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項48記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項60記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項60記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項48記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項60記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内インフュージョン又は静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項48記載の方法。
- 該腫瘍が頭蓋内腫瘍であり、該カリウムチャンネル活性化物質が頚動脈内インフュージョン又は頚動脈内注射により投与される、請求項48記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該哺乳動物に投与される、請求項48記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜1500μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項48記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項68記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約100μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項48記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約15μg kg−1 min−1の投与速度で該哺乳動物に投与される、請求項70記載の方法。
- 哺乳動物において薬剤を悪性腫瘍にデリバリーする方法であって、
悪性腫瘍をもつ哺乳動物に実質的に一酸化窒素供与体及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を該悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈においてカルシウム活性化カリウムチャンネル又はATP感受性カリウムチャンネルを通るカリウム流量を増加させるのに十分な条件と量で投与し、よって該毛細血管又は細動脈が薬剤に対してより透過性にすること; 及び
該薬剤を該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該哺乳動物に投与し、該薬剤が非悪性腫瘍細胞と比べて該悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーすること、
を含む、前記方法。 - 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項72記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項73記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項73記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項73記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項73記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項72記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項72記載の方法。
- 該悪性腫瘍がグリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫である、請求項72記載の方法。
- 該悪性腫瘍が、前記哺乳動物の頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、又は皮膚に含まれている、請求項72記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、マウス、ラット、ジャービル、ハムスター、又はウサギである、請求項72記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項72記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項83記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項83記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項72記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項83記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内インフュージョン又は静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項72記載の方法。
- 該腫瘍が頭蓋内腫瘍であり、該カリウムチャンネル活性化物質が頚動脈内インフュージョン又は頚動脈内注射により投与される、請求項72記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該哺乳動物に投与される、請求項72記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜1500μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項72記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該哺乳動物に投与される、請求項91記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約100μg kg−1 min−1の投与速度で約30分間まで該哺乳動物に投与される、請求項72記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0. 075〜約15μg kg−1 min−1の投与速度で該哺乳動物に投与される、請求項93記載の方法。
- ヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法であって、
悪性腫瘍をもつヒトに実質的に一酸化窒素、一酸化窒素供与体及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を該悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の薬剤に対する透過性を高めるのに十分な条件と量で投与すること; 及び
該ヒトに該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該薬剤を投与し、それにより該薬剤を非悪性腫瘍細胞と比べて該悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーすること、
を含む、前記方法。 - 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項95記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項96記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項96記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項73記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項96記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項96記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項95記載の方法。
- 該悪性腫瘍がグリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫である、請求項95記載の方法。
- 該悪性腫瘍が、前記ヒトの頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、又は皮膚に含まれている、請求項95記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項95記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項105記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項105記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項95記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項105記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内インフュージョン又は静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項95記載の方法。
- 該腫瘍が頭蓋内腫瘍であり、該カリウムチャンネル活性化物質が頚動脈内インフュージョンにより投与される、請求項95記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該ヒトに投与される、請求項95記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該ヒトに投与される、請求項95記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜15μg kg−1 min−1の投与速度で該ヒトに投与される、請求項95記載の方法。
- ヒトにおいて悪性腫瘍を治療する方法であって、
悪性腫瘍をもつヒトに実質的に一酸化窒素、一酸化窒素供与体及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質を該悪性腫瘍の細胞に血液を送る毛細血管又は細動脈の内皮細胞膜においてカルシウム活性化カリウムチャンネル又はATP感受性カリウムチャンネルを通るカリウム流量を増加させるのに十分な条件と量で投与し、よって該毛細血管又は細動脈が薬剤に対してより透過性にすること; 及び
該薬剤を該カリウムチャンネル活性化物質と同時に又は実質的に同時に該ヒトに投与し、該薬剤を非悪性腫瘍細胞と比べて該悪性腫瘍細胞に選択的にデリバリーすること、
を含む、前記方法。 - 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項115記載の方法。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項116記載の方法。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項116記載の方法。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項116記載の方法。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項116記載の方法。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項116記載の方法。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項115記載の方法。
- 該悪性腫瘍がグリオーマ、グリア芽細胞腫、希突起グリオーマ、星状細胞腫、上衣細胞腫、胎生神経外胚芽性腫瘍、非定型髄膜腫、悪性髄膜腫、神経芽細胞腫、肉腫、黒色腫、リンパ腫、又はがん腫である、請求項115記載の方法。
- 該悪性腫瘍が、前記ヒトの頭骨、脳、脊柱、胸郭、肺、腹膜、前立腺、卵巣、子宮、乳房、胃、肝、腸、結腸、直腸、骨、リンパ系、又は皮膚に含まれている、請求項115記載の方法。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項115記載の方法。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項125記載の方法。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項125記載の方法。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項115記載の方法。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス誘導ベクター又は単純ヘルペスウイルス誘導ベクターである、請求項125記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質を投与する段階が静脈内又は動脈内注射による段階である、請求項115記載の方法。
- 該腫瘍が頭蓋内腫瘍であり、該カリウムチャンネル活性化物質が頚動脈内インフュージョンにより投与される、請求項115記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質がボーラス注射によって該ヒトに投与される、請求項115記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜150μg/kg体重の量で該ヒトに投与される、請求項115記載の方法。
- 該カリウムチャンネル活性化物質が約0.075〜15μg kg−1 min−1の投与速度で該ヒトに投与される、請求項115記載の方法。
- 血管内インフュージョン又は血管内注射により哺乳動物にデリバリーするための薬剤と共に薬学的に許容しうる溶液中に処方された可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼの活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質の組合わせを含む医薬組成物。
- 該溶液が薬学的に許容しうる液量中約0.075〜1500μg/kg体重の該カリウムチャンネル活性化物質の投与速度を最大30分間でデリバリーするために処方されている、請求項135記載の医薬組成物。
- 該溶液が薬学的に許容しうる液量中約0.075〜150μg/kg体重の該カリウムチャンネル活性化物質の投与速度を最大30分間でデリバリーするために処方されている、請求項135記載の医薬組成物。
- 該可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質が一酸化窒素又は一酸化窒素供与体である、請求項135記載の医薬組成物。
- 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項135記載の医薬組成物。
- 該有機硝酸塩化合物が三硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項139記載の医薬組成物。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項139記載の医薬組成物。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項139記載の医薬組成物。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項139記載の医薬組成物。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項139記載の医薬組成物。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項135記載の医薬組成物。
- 該薬剤が細胞障害性治療剤、DNA発現ベクター、ウイルスベクター、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、抗菌剤、インターフェロン、サイトカイン、サイトカインアゴニスト、サイトカインアンタゴニスト、イムノトキシン、免疫抑制剤、ホウ素化合物、モノクローナル抗体、アドレナリン生産剤、抗痙攣剤、虚血保護剤、抗外傷剤、抗がん化学療法剤、又は診断剤である、請求項135記載の医薬組成物。
- 該診断剤が画像診断剤又は造影剤である、請求項146記載の医薬組成物。
- 該診断剤が放射能標識物質、ガリウム標識物質、又は鉄(II)磁気物質、蛍光物質、発光物質、及びヨウ素化造影剤からなる群より選ばれた造影剤である、請求項146記載の医薬組成物。
- 該薬剤がN−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)受容体アンタゴニスト、抗生物質、インターロイキン−2; 又はトランスフォーミング成長因子−β、シスプラチン、カルボプラチン、腫瘍壊死因子−α、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、アンホテリシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ブスルファン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファラン、又はエチルエタンスルホン酸である、請求項135記載の医薬組成物。
- 該ウイルスベクターがアデノウイルス由来ベクター又は単純ヘルペスウイルス由来ベクターである、請求項146記載の医薬組成物。
- 哺乳動物に血管内インフュージョンするために薬学的に許容しうる緩衝液を更に含んでいる、請求項135記載の医薬組成物。
- 該緩衝液がリン酸塩緩衝生理食塩水である、請求項152記載の医薬組成物。
- 異常脳領域及び/又は悪性腫瘍への薬剤のデリバリーを高めるためのキットであって、
可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質及びサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質からなる群より選ばれたカリウムチャンネル活性化物質; 及び
異常脳領域又は悪性腫瘍への薬剤のデリバリーを高める該カリウムチャンネル活性化物質を用いるための説明書
を含む、前記キット。 - 該可溶性グアニリルシクラーゼ活性化物質が一酸化窒素又は一酸化窒素供与体である、請求項153記載のキット。
- 該一酸化窒素供与体が有機硝酸塩化合物、鉄ニトロシル化合物、S−ニトロソチオール化合物、シドノンイミン化合物、及びNONOate化合物からなる群より選ばれる、請求項154記載のキット。
- 該有機硝酸塩化合物が硝酸グリセリン、ニトログリセリン、四硝酸ペンタエリスリトール、硝酸イソソルビド、又は5−硝酸イソソルビドである、請求項155記載のキット。
- 該鉄ニトロシル化合物がニトロプルシドナトリウムである、請求項155記載のキット。
- 該シドノンイミン化合物がモルシドミン、リンシドミン、又はピルシドミンである、請求項155記載のキット。
- 該S−ニトロソチオール化合物がS−ニトロソ−N−アセチル−D,L−ペニシラミン、S−ニトロソグルタチオン、S−ニトロソアルブミン、又はS−ニトロソシステインである、請求項155記載のキット。
- 該NONOate化合物がジエチルアミン−NONOate、ジエチレントリアミン−NONOate、ジプロピレントリアミン−NONOate、スペルミン−NONOate、プロピルアミノプロピルアミン−NONOate、MAHMA−NONOate、ピペラジ−NONOate、プロリ−NONOate、スルホ−NONOate、アンゲリス塩、又は亜硝酸塩NONOateである、請求項155記載のキット。
- 該サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ活性化物質がオクトブロモサイクリックGMP及びジブチリルサイクリックGMPからなる群より選ばれる、請求項153記載のキット。
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