JP2005528441A - 運動性能及び／又は持久力を増強するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、デスメチル・トコフェロールを含む組成物を投与することにより、筋肉の性能及び／又は持久力を増強するための方法を提供する。運動競技性能及びスポーツ医学一般が、本発明により恩典を受ける。さらに、本発明は、ニトロ化ストレス及び／又は炎症を含む筋障害のための治療的利用可能性を提供する。

Description

発明の背景
本願は、2002年5月30日出願の米国仮出願第60/384,270号に基づく優先権を主張する。上記参照の出願の全内容が、参照として、放棄なしに本明細書に組み込まれる。政府は、国立衛生研究所（NIH）からの助成金番号AG18945-01に準ずる本発明における権利を所有している。

1．発明の分野
本発明は、一般に、抗酸化療法及び筋肉生理学の領域に関する。より具体的には、ガンマ・トコフェロール（γT）（これに制限はされない）のようなデスメチル・トコフェロールを含む組成物により、運動性能及び筋肉持久力を増強する方法に関係がある。

2．関連技術分野の説明
アルファ・トコフェロール（αT）としても知られているビタミンEは、トコフェロールと呼ばれる分子のクラスに属しており、その抗酸化特性に関して周知である。αTは、体内の主要なトコフェロールであるため、抗酸化特性に関する現在進行中の研究の大部分が、この分子に主に焦点を当てている。しかしながら、デスメチル・トコフェロールのような、その他のトコフェロールもいくつか存在しており、その一例が、γ-トコフェロール（γT）である。γTは、植物起源の天然生成物であり、ヒト血漿γT濃度は、αTの5〜30％と様々に報告されている（Handelmanら、1985）。

ニトロ化（nitrative）ストレスを縮小させる／阻害する、反応性窒素種（reactive nitrogen species）（RNS）が生成させたフリーラジカルを除去する能力は、抗酸化剤の所望の特性のうちの一つである。RNSの除去に関して、αTは、γTと比較して極わずかに効率的であるらしい。例えば、γTのNO2ガスとのインビトロの反応は、αTの対応する反応より6倍迅速であることが報告されている（Cooneyら、1993）。さらに、αTをNO2に曝すことにより、標的化合物モルホリンをニトロ化し得る二次的なニトロ化種の形成が引き起こされた（が、γTではそれが引き起こされなかった）（Cooneyら、1993）。Cooneyらは、ニトロ化ストレスを含んでいると考えられている過程である、メチルコラントレンで処理されたC3H/10T1/2繊維芽細胞の悪性形質転換を阻害するγTの効率が、αTより4倍高いことも示した（Cooneyら、1993）。

リポソーム性のαT又はγTを合成ペルオキシナイトライト（peroxynitrite）（ONOO^-）に曝す、もう一つの研究において、γTは、脂質ヒドロペルオキシド形成を阻害する効率がαTより2倍高いことが見出された（Christenら、1997）。さらに、γTニトロ化速度は、αTの存在によって影響を受けなかった。この後者の所見は、両方のトコフェロールがニトロ化種に同時に曝された場合、γTのニトロ化がαTとの反応より優先的に起こり得ることを示唆している。しかしながら、矛盾する研究において、Gossらは、スーパーオキシド及びその他のNO生成化合物に曝されたリポソームにおいて、αTが、γTの反応を抑制することを報告している（Gossら、1999）。

心血管ストレスのインビボ・モデルを使用して、フリーラジカルによる傷害を縮小させるαT及びγTの効力が、オキシラジカル（oxyradical）ストレスの誘導剤である鉄−デキストランへの慢性曝露の後、2週間、αT又はγTのいずれかを給餌されたトコフェロール枯渇ラットにおいて比較された（Dillardら、1983）。αT及びγTの両方が、動物における全身的な脂質酸化を阻害したが、γTの効率はαTのおよそ35％であった（Dillardら、1983）。しかしながら、脂質ニトロ化は、この研究において分析されなかった。さらにもう一つの研究において、γTは、鉄により誘導される脂質過酸化及び閉塞性血栓形成を阻害する効力が、αTより20〜30倍高いことが示された（Saldeenら、1999年10月）。

米国特許第6,346,544号において、本発明者らは、γTのようなデスメチル・トコフェロールが、ニトロ化ストレスから心血管組織を防御することを示した。γTがインビボの血栓症において反応性窒素種（RNS）を除去すること；γTがニトロ化ストレスからミトコンドリア酵素α-KGDHを防御すること；並びに、γTが喫煙者及び高血圧個体においてRNSを除去すること、を証明するため、動物モデルが使用された。

RNSによるタンパク質ニトロ化は、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、及びパーキンソン病のようなヒト神経変性性疾患においても起こることが知られている（Hensleyら、1998；Smithら、1997；Tohgiら、1999；Liberatoreら、1999）。しかしながら、αTのみが、ある大規模臨床試験においてアルツハイマー病の進行を遅らせる能力に関して評価されており（Sanoら、1997）、αTを使用した将来の試験が計画されている（Grundman、2000）。参照として本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国特許出願第09/794,293号において、本発明者らは、デスメチル・トコフェロールが、神経変性を縮小させ予防することができることを示した。

発明の概要
本発明は、デスメチル・トコフェロールが、個体における運動性能及び／又は筋肉持久力の増強に関してα-トコフェロール（ビタミンE）より優れていることを証明する。

動かされているか又は炎症性ストレスに曝されている筋組織における反応性窒素種のスカベンジャーとしての、γ-トコフェロールのようなデスメチル・トコフェロールの使用が、開示される。そのような反応は、運動競技トレーニング中のエクササイズのような激しい筋肉活動中に筋組織において見られる。そのような反応は、運動競技活動中の筋損傷、筋ジストロフィー、神経筋疾患、重症筋無力症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、加齢に伴う筋肉減少症等のような筋疾患においても起こる。従って、本発明は、筋障害の処置に加え、スポーツ医学及び運動競技性能の一般的な分野にも利点を提供する。

従って、有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物を対象に投与することを含む、運動性能及び／又は筋肉持久力を増強する方法が、提供される。「有効量」とは、本明細書において、筋肉持久力及び／もしくは筋肉性能を増強するか、改善するか、もしくは強化することができるデスメチル・トコフェロールの量；並びに／又は激しいエクササイズ／トレーニングによる筋組織傷害を縮小させるか、減少させるか、阻害するか、もしくは抑止することができるデスメチル・トコフェロールの量；並びに／又は筋組織における過剰なフリーラジカル生成を縮小させるか、減少させるか、阻害するか、もしくは抑止することができるデスメチル・トコフェロールの量と定義される。

いくつかの態様において、デスメチル・トコフェロールは、一般構造：

［式中、セットR1、R2、及びR3のうちの少なくとも一つは、H原子であり、かつR1は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）であり得；R2は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）であり得；かつR3は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）であり得る］を有しているか、又はそのような構造の異性体である。薬学的製剤も、企図される。

さらに、分子のアルキル・テールは、飽和バリアント又は不飽和バリアントのいずれかから構成され得る（不飽和バリアントは、トコトリエノール・トコフェロールの化学的サブクラスを含む）。従って、トコトリエノール・トコフェロールの使用も、本発明において企図される。上記構造の主な生理活性官能基は頭部フェノール基であるため、トコフェロールの任意の立体異性体が使用され得る。さらに、上記構造の主な生理活性官能基は頭部フェノール基であるため、上記構造において2-4と表記された炭素中心から任意の炭素が排除され得る。さらに、-OH基は、インビボで-OH基を再生させるであろう、エステルのようなプロドラッグ又はより水溶性の誘導体を形成させるためにエステル化又はその他の修飾を施され得る。これら及びその他のトコフェロールのホモログは、当業者に既知の方法によって、化学的に合成されてもよいし、又は天然生成物から単離されてもよい。

いくつかの面において、デスメチル・トコフェロールは、脂質環境へと移行し、フェノール環系上の一つ以上のメチル置換基を欠くフェノール構造因子によって、反応性窒素種（RNS）を除去する。RNSをディファレンシャルに分配しかつ／又は除去する能力は、運動／筋肉性能増強剤としてのデスメチル・トコフェロールの優れた有効性を付与する。-OH基の近くのH原子を欠くフェノール環の構造を保持している、γ-トコフェロール（又はその他のデスメチル・トコフェロール）の誘導体も、筋肉状態におけるニトロ化ストレスに対する防御剤として有用であろう。

本発明のいくつかの態様において、デスメチル・トコフェロールは、ガンマ・トコフェロールである。デスメチル・トコフェロールのその他の非制限的な例には、デスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-メチル-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル）-2H-1-ベンゾピラン-6-オール］；ジデスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル-2H-l-ベンゾピラン-6-オール］のようなデスメチル・トコトリエノール；並びに、β-トコフェロール；δ-トコフェロール、又はトコールのようなその他のデスメチル・トコフェロールが含まれる。

いくつかの面において、デスメチル・トコフェロールは、他のトコフェロールの混合物の中に含まれていてもよい。さらに他の面において、デスメチル・トコフェロールは、異性体の混合物である。

デスメチル・トコフェロール成分は、天然起源から単離され得る。γTのようなデスメチル・トコフェロールに富んだ天然起源の例には、ダイズ、ナッツ、一不飽和植物油、全粒穀物、及び小麦麦芽が含まれる。又は、デスメチル・トコフェロールは、当技術分野において周知の方法によって化学的又は生化学的に合成され得る。

いくつかの態様において、デスメチル・トコフェロールは、薬学的組成物において使用するため、実質的に純粋な形態で提供され得る。「実質的に純粋な」とは、デスメチル・トコフェロールを含む組成物が、少なくとも50％のデスメチル・トコフェロール、より好適には少なくとも75％のデスメチル・トコフェロール、好ましくは少なくとも約95％のデスメチル・トコフェロール、さらに好ましくは少なくとも約98〜99％又はそれ以上のデスメチル・トコフェロールを含み得ることを意味する。

その他の態様において、デスメチル・トコフェロールは、水溶性エステルである。さらに他の態様において、デスメチル・トコフェロールは、プロドラッグとして投与される。

いくつかの態様において、組成物は、もう一つの薬剤をさらに含む。そのような薬剤は、α-トコフェロール、β-カロテン、ビタミンB12、葉酸のような抗酸化剤であり得る。又は、その薬剤は、抗炎症剤のような薬物であり得る。

本発明の方法において、トコフェロールは、安全で、かつ筋肉性能を増強するために有効な量で投与される。いくつかの態様において、投与されるデスメチル・トコフェロールの投薬量は、約100mg/日〜約1000mg/日である。従って、約100mg/日、150mg/日、200mg/日、250mg/日、300mg/日、350mg/日、400mg/日、450mg/日、500mg/日、550mg/日、600mg/日、650mg/日、700mg/日、750mg/日、800mg/日、850mg/日、900mg/日、950mg/日〜約1000mg/日の範囲が使用され得ることが企図される。中間の範囲も企図され、例えば、110mg/日、又は270mg/日、又は365mg/日又は576mg/日等が使用され得る。正確な投与の方法及び投与の投薬量は、投与時に、個々の対象の必要に依って、年齢、疾患、性別、性能状態等の要因を考慮に入れ、決定され調整されるであろうこと、及び、そのような調整が、訓練された医師によってなされるであろうことが理解されよう。従って、本発明は、決して、記述された用量に制限されない。

組成物の投与のためのいくつかの経路が企図され、これらには、経口、筋肉内、非経口、又は鞘内が含まれる。

有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、反応性窒素種に起因する筋組織傷害を縮小させるか又は阻害するための方法も、本発明によって提供される。

さらに、有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、ニトロ化ストレスに曝された筋組織におけるミトコンドリア機能を保護する方法が、提供される。

本発明は、有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、運動性能及び／又は筋肉持久力が相殺されている状態を処置又は予防する方法も提供する。そのような状態の例には、筋ジストロフィー、筋損傷、重症筋無力症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、加齢に伴う筋肉減少症等のような神経筋障害が含まれる。

本発明の治療法において、トコフェロールは、安全で、かつ、動かされているか又は障害に罹患している筋組織において反応性窒素種を除去し、ニトロ化ストレスの進行を遅らせるために有効な量で、投与される。さらに、治療法において、「有効量」とは、反応性窒素種（RNS）による筋組織傷害を縮小させるか、減少させるか、阻害するか、もしくは抑止することができ、RNSに曝された筋組織におけるミトコンドリア機能を保護することができ；かつ／又はそのような機能が相殺されている生理学的状態において運動性能及び／もしくは筋肉持久力を改善するか、予防するか、もしくは矯正することができるデスメチル・トコフェロールの量と定義される。

本明細書において使用されるように、「一つの（a）」又は「一つの（an）」は、一つ又はそれ以上を意味し得る。特許請求の範囲において使用されるように、「を含む」という単語と共に使用された場合、「一つの（a）」又は「一つの（an）」という単語は、一つ又は複数を意味し得る。本明細書において使用されるように、「もう一つの」は、少なくとも第二又はそれ以上を意味し得る。

本発明のその他の目的、特色、及び利点は、以下の詳細な説明より明白になるであろう。しかしながら、本発明の本旨及び範囲に含まれる様々な変化及び修飾が、この詳細な説明から、当業者に明らかとなるであろうため、詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい態様を示すものであり、例示のためだけに与えられることを理解されたい。

例示的な態様の説明
本発明は、筋組織におけるニトロ化傷害に対する防御剤としての、γ-トコフェロールのようなデスメチル・トコフェロールの優秀さを証明する。本明細書に記載された結果は、いくつかの点で新規である。特に、結果は、ニトロ化ストレスが関連性のある現象である系において、ガンマ・トコフェロール（本明細書において、γ-トコフェロール又はγTとも呼ばれる）が、α-トコフェロール（即ち、ビタミンE、完全にアルキル化されたトコフェロール）より優れていることを証明している。このデスメチル・トコフェロールの利用可能性は、抗酸化療法の分野の最も熟練した実務者にも明白ではない。この主張は、現在、運動競技選手における筋肉性能を改善するための、そして筋肉疲労の処置における、抗酸化補助剤として提唱され使用されているトコフェロールが、α-トコフェロールのみであるという事実によって証明される。さらに、ヒトへのα-トコフェロールの経口補充が、実際、ヒト体内からγ-トコフェロールを枯渇させることが既知となっても（Handelmanら、1985；及び個人的観察）、α-トコフェロールを過剰産生する穀類植物を作出する努力が進められている。

最近、反応性窒素種（RNS）が、筋肉疲労、並びに多くの神経筋疾患及び筋疾患において重要であることが認識されるようになった。そのような反応は、運動競技のエクササイズ／トレーニング／試合のストレス中の筋組織においても起こる。RNSは、中間体である一酸化窒素フリーラジカルを介したアルギニンの酵素的酸化に由来する。酸素を中心としたフリーラジカルとは異なり、反応性窒素種は、α-トコフェロールによって効率的に除去されない。他方、本発明者らは、γ-トコフェロールが、RNSと容易に反応し得ることを示した。これは、分子のクロマノール（chromanol）頭部に空隙が存在するためである（図1）。γ-トコフェロールのRNSとの反応の主生成物は、5-ニトロ-γ-トコフェロール（5NγT、図1）である。本発明者らは、（A）γTが、αTよりはるかに効率的に心血管組織をRNSから防御すること；（B）γTが、アルツハイマー病患者の脳において重度にニトロ化されていること；及び（C）γTが、ミトコンドリアのエネルギー生産を制限する、重要ミトコンドリア酵素（α-ケトグルタル酸脱水素酵素、又はαKGDH）に対するRNSの毒性を阻害すること、を以前に示した。従って、γTは、αTとは別個の生化学的機能を保有している。本発明において、γTは、筋肉のエネルギー学及び性能を最大限にし、運動競技持久力を延長するための優れた食品補助剤であることが示された。従って、本発明は、デスメチル・トコフェロールを含む組成物を投与することにより、筋肉の性能及び持久力を増強するための方法を提供する。さらに、運動性能及び／又は筋肉持久力が縮小しているか又は相殺されている状態の処置又は予防におけるデスメチル・トコフェロールの治療的な利用可能性が、提供される。これには、筋損傷、筋ジストロフィー、重症筋無力症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、加齢に伴う筋肉減少症等のような神経筋疾患のような状態が含まれる。

A．トコフェロール及びデスメチル・トコフェロール
トコフェロールは、植物起源の親油性フェノール化合物のクラスである。哺乳動物の組織に見出される主要なトコフェロールは、アルファ・トコフェロール（α−トコフェロール、αT、又はビタミンE；図1A）であるが、脱メチル（デスメチル）型（特に、γ-トコフェロール；図1A）も、相当量、存在する。頭部フェノキシル（phenoxylic）基がフリーラジカルに遭遇した場合、α-トコフェロールは、フリーラジカル・スカベンジャー（即ち、連鎖破壊型抗酸化剤）として作用する。
Toc-OH＋・L→Toc-O・＋LH Toc-OH＝トコフェロール L・＝脂質ラジカル

フェノキシル・ラジカルToc-O・は、L・より、はるかに安定であり、反応性が低い。メチル置換基からの立体的及び電子的な影響と組み合わせられた、トコフェロール環系の芳香性によって、トコフェロキシル（tocopheroxyl）ラジカルは安定化され、それにより脂質過酸化過程が終了する。最終的には、Toc -O・は、NADPH還元酵素と共同で作用するアスコビル酸塩によって還元されToc-OHへと戻る。

α-トコフェロールが体内の主要なトコフェロールであるが、その他のトコフェロールも存在する。ヒト体内の第二に主なトコフェロールは、α-トコフェロールと同様に、植物によって作成され、食料と共にヒトの食事へ取り込まれるγ-トコフェロール（γT）である。血漿γT/αT比は、個体間で著しく変動する。γT/αTの割合は、0.2％と低い場合もあるし、30％と高い場合もある。αT及びγTは、いずれも、同等に良好に腸に吸収されるが、γTはαTほど効率的にリポタンパク質へとパッケージングされない（Traberら、1992）。従って、αT補充は、全身γT濃度の減少をもたらす（Handlemanら、1985；Traberら、1992）。

γ-トコフェロール及びその他のデスメチル・トコフェロールは、天然の食品（特に、ダイズ及びコムギ）の中に少量存在しており、一般に、ヒト対象にとって安全であると見なされている。デスメチル・トコフェロールの生物学的活性は、分子の頭部クロマノール基に関連している。これは、コレステロール生合成を阻害するトコトリエノール（その活性は、トコトリエノール分子の不飽和脂質テールに内在している）から、トコフェロールを区別するものである。ガンマ・トコフェロール（及びその他のデスメチル・トコフェロール）は、化学的に合成されてもよいし、又は天然生成物から単離されてもよく、そのような方法は、当技術分野において周知である。例えば、フィトール誘導体からトコフェロールを合成するための一般的な方法；及び、天然生成物からトコフェロールを単離するための方法は、参照として完全に本明細書に組み込まれるVandamme（1992）に概説されている。

本発明は、γTのようなデスメチル・トコフェロールが、運動性能及び筋肉持久力を増強することを提供する。これは、α-トコフェロールより効率的に反応性窒素種（RNS）を除去する能力による。

いくつかのデスメチル・トコフェロールが当技術分野において既知であり、非制限的な例には、γ-トコフェロール、β-トコフェロール、δ-トコフェロール、トコール；及びデスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-メチル-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル）-2H-1-ベンゾピラン-6-オール］；ジデスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル）-2H-l-ベンゾピラン-6-オール］のようなデスメチル・トコトリエノールが含まれ；これら及びそれらの異性型は、全て、本発明の方法において有用であると企図される。

本発明の方法のため、デスメチル・トコフェロールのアナログ又は生物学的機能的等価物が使用され得ることも、企図される。合理的薬物設計により、生物学的活性を有する化合物の構造的アナログが作製され得る。そのようなアナログを作出することにより、天然の分子より活性が高いか又は安定な薬物を創作することが可能である。一つのアプローチにおいては、デスメチル・トコフェロールの三次元構造が入手され、類似した構造を有する分子が設計されるであろう。これは、X線結晶学、コンピューター・モデリング、又は両方のアプローチの組み合わせによって達成され得る。別のアプローチは、デスメチル・トコフェロール全体の官能基をランダムに置換し、機能に対して生じた影響を決定することを含む。

B．筋肉におけるニトロ化ストレス
運動競技選手の筋肉性能の世界においては、より長期間の、より高い抵抗レベルでの、試合又はトレーニングを許容する状態を作出することが望ましい。しかしながら、急激な激しい骨格筋の無酸素使用は、多くの場合、運動競技性能を損なわせ（力及び仕事の出力の減損を含む）、筋肉疲労、疼痛、及び機能障害の発症を増加させる。現在では、単一の消耗的なエクササイズ・セッションですら、又は、さらに言えば、筋損傷、抵抗負荷型のもしくは消耗的な筋肉エクササイズ、又は選択的手術のような身体に対する任意の急性外傷が、短期的にも長期的にも、筋肉性能に影響を与える代謝の攪乱によって特徴付けられることが、認識されている。筋肉の代謝／酵素活性及び遺伝子発現の両方が、影響を受ける。例えば、骨格筋窒素代謝の混乱及び代謝エネルギー源の枯渇が、激しい筋肉活動中に起こる。分岐鎖アミノ酸を含むアミノ酸が、筋肉から放出され、それに続いて、筋肉燃料源として血清アンモニア及び局所酸化を上昇させる脱アミノが起こり、それが、代謝性アシドーシスを激化させる。さらに、窒素及びエネルギーの代謝の酵素活性の改変のみならず、筋収縮イベントの触媒効率の低下も存在する。さらに、非収縮タンパク質の分解の増加と連動して、タンパク質合成速度が減少する、タンパク質異化が開始される。これらの代謝過程には、筋細胞にさらに傷害を与えるフリーラジカル生成も伴う。

親ラジカル：スーパーオキシド・アニオン（ROSカスケードの場合）及び一酸化窒素（RNSカスケードの場合）；並びに過酸化水素、ヒドロキシル・ラジカル、及びパーオキシナイトライトのようなその他のフリーラジカル・イオンを例とする反応性酸素種（ROS）及び反応性窒素種（RNS）は、一般に、細胞損傷のメディエーターとして病理学的状態と共に同定されている。疲労し酷使された筋組織も、上昇したレベルのROS及びRNSを有することが周知である（Novelliら、1990；Barclayら、1991；Russoら、1991、Novelliら、1991；Hasegawaら、1997；Clarkson 1995；Powers及びLennon 1999）。消耗的なエクササイズは、フリーラジカルを生成させることが示されており、フリーラジカルの効果は、筋細胞における脂質過酸化、グルタチオン酸化、及び酸化的タンパク質傷害の増加によって立証されている（本主題についての概説に関しては、Reid、2001；及びVinaら、2001を参照のこと）。ROS及びRNS産生筋細胞の検出は、電子スピン共鳴、蛍光アッセイ、シトクロムc還元、化学発光、サリチル酸塩の水酸化、及びフェニルアラニンもしくはアルギニンのニトロ化を測定するアッセイを含む、様々な技術によって達成され得る。

急激な拡張的なエクササイズによる疲労からの回復は、代謝的及び非代謝的な疲労因子の復帰を必要とする。乳酸塩、アンモニア、水素イオン等のような、ヒト筋肉疲労に関係している既知の因子では、疲労／回復過程を不完全かつ不十分にしか説明できず、付加的な未知の要因が関係している可能性が高い（Bakerら、1997；Bazzarreら、1992；Dohmら、1985；Edwards 1983；MacDougallら、1992；Walser 1987）。いくつかの研究は、筋肉性能の増強における栄養補助剤及びハーブ系補助剤の効果も分析した。

α-トコフェロールは、ROSを除去することができるが、RNSに対してはさほど有効でない。ヒトにおける限定された試験において、α-トコフェロールは、筋肉持久力を延長させなかった（Clarkson 1995；Powers及びLennon 1999に概説）。一般に、抗酸化剤の補充は、確実に、ヒトにおける酸化ストレスの生化学的相関現象を減少させ得るが、性能の増加は伴わない（Clarkson 1995；Powers及びLennon 1999）。Novelliら（1990）は、α-トコフェロールを含むいくつかのフリーラジカル・トラッパーが、水泳テストにおけるげっ歯動物の持久力を延長させることを示した。

α-トコフェロールは、ROSを除去することができるが、RNSに対してはさほど有効でない。本発明は、デスメチル・トコフェロールが、RNSに対して高度に有効であることを示す。従って、本発明は、デスメチル・トコフェロールの以前には未知であった驚くべき特性を記載する。これらの特性は、機能に関して、他の抗酸化剤とデスメチル・トコフェロールとを区別するものである。従って、本発明は、天然食品補助剤の使用により筋組織からRNSを除去するための安全かつ効率的な方法を提供する。

持久力エクササイズ中の筋肉性能の他に、フリーラジカル及び酸化ストレスのパラメータは、病態生理学的状態において影響を受ける。酸化ストレスが、病態生理学的状態における筋肉の消耗又は萎縮に寄与することは、現在、相当量のデータによって示唆されている（Clarkson 1995；Powers及びLennon 1999に概説）。例えば、筋肉の持久力及び機能の両方が相殺されている筋障害に関して、一酸化窒素（NO）の役割が関係づけられている。筋ジストロフィー、特にジストロフィン-糖タンパク質複合体（DGC）を構成するタンパク質の欠陥によるものには、NOを合成する酵素、一酸化窒素合成酵素（NOS）が関連付けられている。DGC欠陥と関係のあるジストロフィーの最近の研究によって、細胞損傷の一つのメカニズムが、細胞NOSの改変及びNOの正常な防御作用の混乱と関係がある機能性虚血であることが示唆されている。この防御作用は、収縮によって誘導される交感神経性血管収縮の増加の際の局所的虚血の防止である。Rando（2001）は、酸化的損傷が、病理学的変化に先行すること、及びDGCの欠陥を有する筋細胞が、酸化体の攻撃に対する増加した感受性を有していることを示した。過剰なフリーラジカルによる脂質過酸化は、マッカードル病のような筋疾患における因子であることも示されている（Russoら、1997）。さらに、ミトコンドリア機能障害は、加齢に伴う筋肉消耗（筋肉減少症）の周知の相関現象であり、充分には調査されていないが、フリーラジカル傷害が、その一因であることが示唆されている（Navarroら、2001に概説）。本発明の方法は、筋肉関連病理学的状態の処置においても有効であることが、企図される。

C．医用薬剤
実際、γ-トコフェロールのようなデスメチル・トコフェロールは、ヒトへの有効な量又は用量の安全な送達を可能にする様式で製剤化されるであろう。「有効量」とは、筋肉持久力及び／もしくは筋肉性能を増強するか、改善するか、もしくは強化するであろう；反応性窒素種（RNS）による筋組織傷害を縮小させるか、減少させるか、阻害するか、もしくは抑止し、RNSに曝された筋組織におけるミトコンドリア機能を保護するであろう；かつ／又はそのような機能が相殺されている生理学的状態における運動性能及び／もしくは筋肉持久力を改善するか、予防するか、もしくは矯正するであろう薬剤の量と定義される。

γ-トコフェロールのようなデスメチル・トコフェロールは比較的安定で親油性であるため、これらの化合物は、多数の可能な製剤で送達され得る。デスメチル・トコフェロールは、哺乳動物によって経口的に吸収され得、経口投与が企図される。従って、デスメチル・トコフェロールの製剤は、丸剤、錠剤、カプセル剤、トローチ剤、ロゼンジ剤、シロップ剤等へと製剤化され得る。又は、筋肉内又は非経口の方法を介してデスメチル・トコフェロールを含む組成物を投与することも可能である。デスメチル・トコフェロールは、クリーム剤もしくはゲル剤として、炎症を起こした皮膚もしくは歯肉／口組織へと局所投与されてもよいし、又はエアロゾル剤として吸入されてもよい。

有効量のデスメチル・トコフェロールを含む薬学的組成物は、治療用製剤を形成させるため、薬学的に許容される担体又は媒体に溶解又は分散させられ得、次いで、その治療用製剤が、本発明の方法に従い投与され得る。

本発明の組成物は、その必要のある対象又は患者への投与のため標準的な薬学的担体で製剤化され得る。これらには、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、及びその他の水性担体、並びにリポソーム、重合体マイクロスフェア、及び当技術分野において周知のその他の放出制御送達装置が含まれる。

「薬学的又は薬理学的に許容される」という語句は、適切に動物又はヒトに投与された場合に、有害反応、アレルギー反応、又はその他の不都合な反応を生じない分子的要素及び組成物をさす。本明細書において使用されるように、「薬学的に許容される担体」には、任意の全ての溶媒、分散体、コーティング剤、抗菌剤、抗真菌剤、等張剤、及び吸収遅延剤等が含まれる。薬学的活性物質のためのそのような媒体及び薬剤の使用は、当技術分野において周知である。活性成分と不適合性である場合を除き、任意の従来の媒体又は薬剤の治療用組成物における使用が企図される。補助的な活性成分が、組成物に組み込まれてもよい。

活性化合物は非経口投与のために製剤化され得、例えば、静脈内、関節内、鞘内、筋肉内、皮下、病巣内、又は腹腔内の経路を介した注射のために製剤化され得る。典型的には、そのような組成物は、液状の液剤又は懸濁剤のいずれかとして注射可能剤として調製され得；注射前に液体を添加することにより液剤又は懸濁剤を調製するために使用するのに適した固形の形態が調製されてもよく；そして、調製物は乳化されてもよい。

注射可能な使用に適した薬学的形態には、無菌の水性の液剤又は分散剤；ゴマ油、落花生油、もしくは水性プロピレングリコールを含む製剤；及び無菌の注射可能な液剤又は分散剤の用時調製のための無菌の散剤が含まれる。いずれの場合にも、形態は、無菌でなければならず、かつ容易な注入可能性が存在する程度に流動性でなければならない。それは、製造及び保管の条件の下で安定でなければならず、かつ細菌及び真菌のような微生物の汚染作用に対して保存されていなければならない。

遊離の塩基又は薬理学的に許容される塩としての活性化合物の液剤は、ヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤と適当に混合された水で調製され得る。分散剤も、グリセロール、液状ポリエチレングリコール、及びそれらの混合物、並びに油において調製され得る。通常の保管及び使用の条件の下では、これらの調製物は、微生物の増殖を防止するための保存剤を含有している。

中性又は塩の形態の製剤も提供される。薬学的に許容される塩には、（タンパク質の遊離アミノ基と共に形成された）酸付加塩を含み、これらは例えば塩酸もしくはリン酸のような無機酸、又は酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸等のような有機酸と共に形成される。遊離カルボキシル基と共に形成された塩も、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、又は水酸化鉄のような無機塩基、及びイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカイン等のような有機塩基に由来し得る。

担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール（例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及び液状ポリエチレングリコール等）、それらの適当な混合物、並びに植物油を含有している溶媒又は分散媒であり得る。適度の流動性は、例えば、レシチンのようなコーティング剤の使用、分散の場合には必要とされる粒子サイズの維持、及び界面活性剤の使用により、維持され得る。微生物の作用の防止は、様々な抗菌剤及び抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等によって達成され得る。多くの場合、等張剤、例えば、糖又は塩化ナトリウムを含むことが、好ましいであろう。注射可能組成物の長期にわたる吸収は、吸収遅延剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンの組成物における使用によって達成され得る。

無菌の注射可能液剤は、必要に応じて、前掲の様々な他の成分と共に、必要とされた量の活性化合物を適切な溶媒に組み込み、続いて、ろ過滅菌することにより、調製される。一般に、分散剤は、基本の分散媒及び前掲のもののうちの必要とされる他の成分を含有している無菌の媒体に、様々な滅菌された活性成分を組み込むことにより、調製される。無菌注射可能液剤の調製のための無菌散剤の場合、好ましい調製の方法は、活性成分＋任意の付加的な所望の成分の散剤を、予め滅菌ろ過されたその液剤から与える、真空乾燥及び凍結乾燥の技術である。

局所注射のための、より濃縮された又は高度に濃縮された液剤も企図される。これに関しては、DMSOを溶媒として使用することが、小面積へ高濃度の活性薬剤を送達する極めて迅速な浸透をもたらすため、好ましい。

製剤化の後、液剤は、その投薬製剤と適合性の様式で、かつ診断的又は治療的に有効であるような量で、投与されるであろう。水性液剤の非経口投与の場合、例えば、液剤は、必要であれば適当に緩衝されるべきであり、まず、液体希釈剤が、十分な生理食塩水又はグルコースによって等張化される。これらの特定の水性液剤は、静脈内、筋肉内、皮下、及び腹腔内の投与に特に適している。炎症を起こした筋肉に関しては、局所的又は局部的な投与も企図される。最後に、全身投与も実施され得る。注射器又はカテーテル法を介した送達も企図される。

これに関して、利用され得る無菌水性媒体は、本開示を考慮すれば、当業者に既知であろう。例えば、ある投薬量が、1mLの等張NaCl溶液に溶解させられ、1000mLの皮下注入液に添加されるか、又は計画された注入部位に注射される（例えば、「Remington's Pharmaceutical Sciences」第15版、1035〜1038頁及び1570〜1580頁を参照のこと）。処置又は診断を受ける対象の状態に依って、投薬量のある程度の変動は必ず起こるであろう。いかなる場合にも、投与を担う者が、個々の対象のための適切な用量を決定するであろう。

D．実施例
以下の実施例は、本発明の好ましい態様を例証するために含まれる。以下の実施例に開示された技術は、本発明の実施において良好に機能することが本発明者らによって発見された技術を表し、従って、その実施のための好ましいモードを構成するものと見なされ得ることが、当業者によって認識されるべきである。しかしながら、本開示を考慮して、開示された特定の態様に多くの変化が施され得、それでも、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく同様の又は類似した結果が入手され得ることを、当業者は認識するべきである。

実施例1
ガンマ・トコフェロール補充による増強された運動性能の証明
正常な非トランスジェニック（NonTg）C57/B6マウスを、運動性能及び／又は増強された筋肉機能に対するγTの効力に関して研究した。75mg/kgのαトコフェロール及び無視し得る程度のγ-トコフェロールを含有している基本AIN93G実験動物用飼料；又は、付加的な200mg/kgのα-トコフェロールもしくはγ-トコフェロールが補足された同飼料を、40日齢から、動物に給餌し始めた。運動機能は、標準的なロトロッド・パフォーマンス・タスク（rotorod performance task）（Klivenyiら、1999）によって測定した。1rpmで回転するよう設定された、電動のゴム・コーティングを施された金属棒の上に動物を置き、10秒毎に1rpm増加させた（Klivenyiら、1999）。マウスが落下した時点での棒回転の速度を、運動能力の尺度とする（Klivenyiら、1999）。各マウスを、10日毎に3回の試験でテストした。図2及び図3に示されるように、γ-トコフェロール補助剤を給餌された動物は、基本飼料又はα-トコフェロール補足飼料のいずれかを給餌された動物より有意に優秀に運動機能課題を実行することができた。

本明細書に開示され特許請求の範囲に記載された組成物及び／又は方法は、全て、本開示を考慮すれば、過度の実験なしに作成され実施され得る。本発明の組成物及び方法を好ましい態様に関して記載してきたが、本発明の概念、本旨、及び範囲を逸脱することなく、本明細書に記載された組成物及び／又は方法、方法の工程、又は工程の順序に、変動が施され得ることは、当業者には明白であろう。より具体的には、化学的にも生理学的にも関連しているある種の薬剤を、本明細書に記載された薬剤の代わりに使用しても、同一の又は類似した結果を達成し得ることが、明白であろう。当業者にとって明白なそのような類似した代用物及び修飾は、全て、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の本旨、範囲、及び概念に含まれるものとする。

参照
以下の参照は、本明細書に記述されたものに、例示的な手法又はその他の詳細を提供する程度に、参照として特別に本明細書に組み込まれる。
米国特許第6,346,544号
米国特許出願第09/794,293号

以下の図面は、本明細書の一部を形成し、本発明のある種の面をさらに例証するために含まれている。本発明は、本明細書に提示された特定の態様の詳細な説明と併せて、これらの図面の一つ以上を参照することにより、よりよく理解され得る。
図1Aは、トコフェロール構造を示す図である。矢印は、α-トコフェロール（ビタミンE）においてはメチル化されているが、γ-トコフェロールにおいてはメチル化されていないクロマノール環系の5位を示す。この構造の違いのため、γ-トコフェロールは、α-トコフェロールには不可能な様式でRNSを除去することができる。除去反応の生成物は、5-ニトロ-γ-トコフェロールである。図1Bは、ニトロ化剤の発生経路、及びその後のチロシン又はγTのようなフェノール基質との反応を示す図である。 α-トコフェロール（ビタミンE）、γ-トコフェロールを給餌されたマウス、及びトコフェロールを欠く基本飼料を給餌された対照マウスにおける筋肉持久力及び／又は運動性能の比較を示す図である。 α-トコフェロール（ビタミンE）、γ-トコフェロールを給餌されたG93A-SOD1マウス、及びトコフェロールを欠く基本飼料を給餌された対照マウスの生存率曲線を示す図である。

Claims (23)

1. 有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物を対象に投与することを含む、運動性能及び／又は筋肉持久力を増強する方法。
2. デスメチル・トコフェロールが、構造：
   

   

   ［式中、セットR1、R2、及びR3のうちの少なくとも一つは、H原子であり、かつ
   R1は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）より選択され；
   R2は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）より選択され；かつ
   R3は、-H、-CH3、-CH2CH3、-OH、-O-Y（Yは、アルキル部分、ハロゲン、又は-NO2である）より選択される］又はそれらの異性体を有している、請求項1の方法。
3. 組成物がもう一つの薬剤をさらに含む、請求項1の方法。
4. 薬剤が抗酸化剤である、請求項2の方法。
5. 抗酸化剤がアルファ・トコフェロールである、請求項4の方法。
6. 薬剤が薬物である、請求項2の方法。
7. デスメチル・トコフェロールが、ガンマ・トコフェロール、β-トコフェロール、δ-トコフェロール、トコトリエノール、又はトコールである、請求項1の方法。
8. デスメチル・トコフェロールが、ガンマ・トコフェロールである、請求項1の方法。
9. トコトリエノールが、デスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-メチル-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル）-2H-1-ベンゾピラン-6-オール］；又はジデスメチル・トコトリエノール［3,4-ジヒドロ-2-（4,8,12-トリメチルトリデカ-3'（E）,7'（E）,11'-トリエニル）-2H-l-ベンゾピラン-6-オール］である、請求項7の方法。
10. デスメチル・トコフェロールが、他のトコフェロールの混合物の中に含まれる、請求項1の方法。
11. デスメチル・トコフェロールが、異性体の混合物である、請求項1の方法。
12. デスメチル・トコフェロールが、水溶性エステルである、請求項1の方法。
13. デスメチル・トコフェロールが、天然起源から単離されたものである、請求項1の方法。
14. デスメチル・トコフェロールが、化学的に合成されたものである、請求項1の方法。
15. デスメチル・トコフェロールが、実質的に純粋なものである、請求項1の方法。
16. デスメチル・トコフェロールが、プロドラッグとして投与される、請求項1の方法。
17. 投与されるデスメチル・トコフェロールの量が、約100〜約1000mg/日である、請求項1の方法。
18. 投与が、経口投与、筋肉内投与、非経口投与、又は鞘内投与である、請求項1の方法。
19. 有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、反応性窒素種に起因する筋組織傷害を縮小させるか又は阻害するための方法。
20. 有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、ニトロ化ストレスに曝された筋組織におけるミトコンドリア機能を保護する方法。
21. 有効量の少なくとも一つのデスメチル・トコフェロールを含む組成物の対象への投与を含む、運動性能及び／又は筋肉持久力が相殺されている状態を処置又は予防する方法。
22. 状態が、筋ジストロフィー、神経筋障害、マッカードル病、重症筋無力症、筋損傷、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、加齢に伴う筋肉減少症である、請求項21の方法。
23. デスメチル・トコフェロールが、ガンマ・トコフェロール、β-トコフェロール、δ-トコフェロール、トコトリエノール、又はトコールである、請求項21の方法。

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