JP2005538060A - 抗炎症性組成物および使用の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
防衛高等研究企画庁(DARPA)グラントNo.N65236−99−1−5420。
本発明は、CCR1受容体への各種ケモカイン、たとえばMIP−1αおよびRANTESの結合を阻害する活性化合物およびそれらの薬剤的に受容できる塩を含む医薬組成物に関する。また、それはこれらの医薬組成物を使用して炎症性および免疫調節性障害および疾患を治療するための方法に関する。
一態様では、本発明は薬剤的に受容できるキャリアおよび、たとえばMIP−1αおよびRANTESを含む各種ケモカインのCCR1受容体への結合を阻害する活性化合物を含む組成物を提供する。
発明の詳細な説明
本発明は薬剤的に受容できるキャリアおよび各種ケモカイン(たとえば主要リガンドMIP−1α、MIP−1β、MIP−1δ、骨髄前駆細胞阻害因子−1(MPIF−1)、血液濾液C−C−1(HCC−1)、ロイコタクチンおよびRANTESを含む)のCCR1受容体への結合を阻害する活性化合物を含む組成物を提供する。
定義
“アルキル”は直鎖アルキル基、分枝鎖アルキル基、またはシクロアルキル基を含む、飽和脂肪族基を表す。好ましい態様では、直鎖または分枝鎖アルキルは骨格に10以下、より好ましくは6以下、そして最も好ましくは4以下の炭素原子を有する。同様に、好ましいシクロアルキルはそれらの環状構造に3〜10炭素原子、そしてより好ましくは環状構造に3〜6炭素を有する。代表的なアルキル基にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、シクロブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシルなどが挙げられるが、それらに限定されない。メチルおよびエチルが好ましい。
“ヘテロシクリル”は5〜10、好ましくは5または6の環原子を含む安定な、飽和、部分不飽和、または芳香基を表す。環は置換基により1回またはそれより多く置換されてよい。環は単環−、二環−または多環であってよい。ヘテロシクリル基は炭素原子ならびに窒素、酸素、および硫黄からなる群から独立して選択される1〜3までのヘテロ原子からなる。ヘテロシクリル基の例としては、アクリジン、ベンザチアゾリン、ベンズイミダゾール、ベンゾフラン、ベンゾピラン、ベンズオキサゾリン、ベンゾチアペン、ベンズチアゾール、ベンゾチオフェニル、カルバゾール、シンノリン、フラン、イミダゾール、1H−インダゾール、インドール、イソインドール、イソキノリン、イソチアゾール、モルホリン、オキサゾール(すなわち、1,2,3−オキサジアゾール)、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、フタラジン、ピペリジン、ピペラジン、プテリジン、プリン、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、ピリジン、ピリミジン、ピロール、キナゾリン、キノリン、キノキサリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロキノリニル、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロチエニルならびにそのスルホキシドおよびスルホン誘導体、チアモルホリン、チアゾール、1,3,4−チアジアゾール、チエン、チオフェン、1,3,5−トリアジン、トリアゾール(すなわち、1,2,3−トリアゾール)などが挙げられる。
一態様において、本発明の活性化合物は式(1):
Yは酸素または硫黄であり;
R1、R2、およびR3はそれぞれ独立して水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ハロアルキルまたはニトロである)の化合物である。
Yは酸素または硫黄であり;そして
R1、R2、およびR3はそれぞれ独立して水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ハロアルキルまたはニトロである)。
本発明において有用な化合物は市販されているか、または公知の手順により作製することができる(たとえば、FR 1,441,071およびJP 63041907を参照されたい)。
本発明の化合物がCCR1受容体のアンタゴニストであることを証明するために、それらがケモカイン、MIP−1αおよびRANTESを阻害するかどうかを確認することができる。好ましくは、そのような化合物は以下の特性を有する:
(1)ケモカインであるMIP−1αまたはRANTESのCCR1受容体への結合を強力に阻害する;
(2)CCR1に対するCa2+応答の有意な阻害;および
(3)限定された非特異的Ca2+応答。
活性化合物投与のための医薬組成物は好都合には投与量単位で提示されてよく、そして製剤技術分野で周知の方法のいずれかにより調製することができる。すべての方法は、1以上の補助的な成分を構成するキャリアと活性化合物を混合する工程を含む。一般に、医薬組成物は液体キャリアもしくは微細に分割された固体キャリアまたは両方と活性化合物を均一に、そして十分に混合し、そして必要な場合、産物を所望する製剤に形作ることにより調製する。医薬組成物では、活性化合物は疾患の過程または状態に対して所望する効果を及ぼすために十分な量が含められる。
ケモカイン受容体調節を必要とする状態の治療または予防において、適切な投与量は一般に1日につき約0.01〜500mg/kg患者体重であり、それは単一または複数の投与量として投与することができる。好ましくは、投与量は1日につき約0.1〜約250mg/kg;より好ましくは1日につき約0.5〜約100mg/kgであろう。適切な投与量は1日につき約0.01〜250mg/kg、1日につき約0.05〜100mg/kg、または1日につき約0.1〜50mg/kgであってよい。この範囲内で投与量は1日につき0.05〜0.5、0.5〜5または5〜50mg/kgであってよい。経口投与では、好ましくは治療される患者の症状により投与量を調節するために、組成物は活性成分を1.0〜1000ミリグラム、とりわけ活性成分を1.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、50.0、75.0、100.0、150.0、200.0、250.0、300.0、400.0、500.0、600.0、750.0、800.0、900.0および1000.0ミリグラム含む錠剤の形状で提供される。化合物は1日につき1〜4回、好ましくは1日につき1回または2回の投与計画で投与してよい。
本発明はさらに、CCR1受容体へのケモカインの結合を阻害するために適した条件下で、CCR1受容体を発現する細胞と上記の組成物を接触させることにより、CCR1受容体へのMIP−1αまたはRANTESの結合を阻害する方法を提供する。
本発明はさらに、上記組成物の治療的有効量を、それを必要とする患者に、炎症性疾患の治療に十分な時間投与することにより、炎症性疾患を治療する方法を提供する。“治療する”とは、障害またはその症状を予防する、阻害するまたは緩和することを表す。
先に記載のように、ケモカイン受容体活性を調節して、炎症性および免疫調節性障害および疾患を予防および治療する組み合わせ療法は、本発明の化合物とそのような用途に対して公知の別の化合物の組み合わせにより説明される。
実施例1:材料および方法
A.化合物コレクション
本明細書で使用する化合物コレクションは、市販の小分子からなる。ソースプレートはジメチルスルホキシド(DMSO)中に個々の化合物を1または5mg/mlで含有した。これらのCLIP(プール中の化合物ライブラリー(compound library in pools))からプレートを作製し、そこではウェルごとに10化合物が添加され、20% DMSOで5〜50μg/mlの濃度に希釈した。それぞれの混合物20μlのアリコートを試験プレートに入れ、それらは使用まで−20℃で保存した。
CCR1トランスフェクタント
CCR1−NSO細胞
CCR1を発現している安定なトランスフェクタント細胞株(CCR1−NSO)は、4.5g/L グルコース、5% ウシ胎児血清(FBS)、10mM HCl、250μg/L キサンチン(1N NaOH中のキサンチン 100Xストック由来)、15μg/L ヒポキサンチン(0.1N NaOH中のヒポキサンチン 100Xストック由来)、10mg/L チミジン(H2O中のチミジン 100Xストック由来)、50μM β−メルカプトエタノール(BME)(H2O中のBME 1000Xストック由来)、および1.5mg/L ミコフェノール酸(エタノール中の2.5mg/ml ミコフェノール酸ストック由来)を含むイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)中で培養した。細胞は5% CO2/95% 空気、100% 湿度、37℃で培養し、濃度が0.5〜1.0x106細胞/mlの間のときに採取した。細胞は週に2回、1:4で継代培養した。
ヒト胎児腎臓アデノウイルス−形質転換細胞株293(American Type Culture Collection(ATCC);Manassas,VA)はヒトCCR1で安定にトランスフェクションした。pIRESpuroベクター(Clontech;Palo Alto,CA)はEcoRV−NotI制限部位にクローニングしたプロラクチンシグナル配列およびFLAGエピトープを含むように操作した。ヒトCCR1 cDNAクローンはNotI部位にサブクローニングし、挿入物は強力なpCMVプロモーターに機能可能に連結した。細胞は、5% CO2/95% 空気下、100% 湿度、37℃において、2mM L−グルタミン、1.5g/L 炭酸水素ナトリウム、0.1mM 非必須アミノ酸、1.0mM ピルビン酸ナトリウム、10% ウシ胎児血清を補足したダルベッコ改変イーグル培地中、2μg/ml ピューロマイシンによる選抜下で培養した。細胞は週に2回、1:5で継代培養し、1x106細胞/mlにおいて採取した。
THP−1細胞はATCCから入手し、2mM L−グルタミン、1.5g/L 炭酸水素ナトリウム、4.5g/L グルコース、10mM HEPES、1mM ピルビン酸ナトリウム、0.05% 2−メルカプトエタノールおよび10% FBSを補足したRPMI−1640培地中で懸濁液として培養し、週に2回、1:5で継代培養し、1x106細胞/mlにおいて採取した。
CCR1リガンド結合の阻害
CCR1発現細胞は遠心分離し、アッセイバッファー(20mM HEPES pH7.1、140mM NaCl、1mM CaCl2、5mM MgCl2、および0.2% ウシ血清アルブミン)に再懸濁し、濃度5.6x106細胞/ml(CCR1−NSO)または2.2x106細胞/ml(CCR10293)とした。スクリーニングアッセイは以下のように行った。初めに、化合物を含むアッセイプレートに細胞0.09ml(5x105CCR1−NSO細胞/ウェルまたは2x105CCR1−293細胞/ウェル)を添加し、それぞれの化合物の最終濃度を約2〜10μMとした。次に、125I標識MIP−1α(Amersham;Piscataway,NLより入手)をアッセイバッファーで最終濃度が〜50pMになるように希釈し、1ウェルにつき約30,000cpmとしたものを0.09ml添加し、プレートを密閉し、振とう機試料台上で、約3時間、4℃でインキュベートした。反応物は真空セルハーベスター(Packard Instruments;Meiden,CT)上で0.3% ポリエチレンイミン(PEI)溶液中に予め浸漬したGF/Bガラスフィルター上に吸引した。シンチレーション液(50μl;Microscint 20,Packard Instruments)をそれぞれのウェルに添加し、プレートを密閉して、放射能をTop Count scintillation counter(Packard Instruments)で測定した。希釈液だけ(総カウントのため)または過剰なMIP−1αまたはMIP−1β(1μg/ml、非特異的結合のため)のいずれかを含む対照ウェルを使用して、それぞれの化合物の組の総阻害割合を計算した。CLIPプレートを試験した後、40%以上の阻害を示すウェルを確認した。確認した場合、CLIPの個々の化合物について反応性を試験した(デコンボリューション工程)。IC50値は受容体への標識MIP−1αの結合を50%まで減少させるために必要な濃度である。
細胞内ストアのカルシウムの放出を検出するために、培養した細胞は3μMのINDO−1AM色素(Molecular Probes;Eugene,OR)と共に室温で45分間、細胞培地中でインキュベートし、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄した。INDO−1AM負荷後、細胞はフラックスバッファー(ハンクス平衡塩類溶液(HBSS)および1% FBS)に再懸濁した。カルシウム動員はPhoton Technology International分光光度計(Photon Technology International;New Jersey)を使用して、350nmでの励起ならびに400nmおよび490nmでの蛍光発光の二重同時記録により測定した。相対的細胞内カルシウムレベルは400nm/490nm発光比として表した。実験は、37℃で、フラックスバッファー2ml中にそれぞれ106細胞を含むキュベット中で絶えず混合しながら行った。ケモカインリガンドは1〜100nMの範囲にわたり使用してもよい。発光比は時間(一般に2〜3分)に対してプロットした。リガンド遮断化合物候補(10〜20μM)は10秒で添加し、続いてケモカイン(MIP−1α;R&D Systems;Mineapolis,MN)を60秒で、および対照ケモカイン(ブラジキニン;ICN Pharmaceutical,Costa Mesa、CA)を150秒で添加した。いくつかの実験では、リガンド遮断化合物候補および細胞は同時に添加し、MIP−1αは40秒後に添加した。
走化性アッセイは、96−ウェル走化性チャンバー(Neuroprobe;Gaithersburg,MD)中で、5μmポア ポリカーボネート、ポリビニルピロリドン−被覆フィルターを使用して行った。間質−由来因子(SDF−1)は特異性対照として使用した。下部チャンバーは29μlの0.1nM MIP−1αおよび種々の量の阻害剤を負荷し、頂上チャンバーは20μl中に100,000 THP−1細胞を含有した。チャンバーは37℃で1〜2時間インキュベートし、下部チャンバーの細胞数は、Cyquantアッセイ(Molecular Probes)、核酸含量を測定する蛍光色素法、および顕微鏡観察により定量した。
A.アッセイ
受容体CCR1とリガンドの結合を妨げる小有機分子を同定するために、細胞表面上に外来CCR1を発現する細胞への放射活性リガンド(MIP−1α)結合を検出するアッセイを使用した。化合物が結合を阻害する場合、競合的であろうとなかろうと、阻害されない対照に比較して、より少ない放射能計数が観察されることになる。
%阻害=1−[(試料cpm)−(非特異的cpm)]/[(総cpm)−(非特異的cpm)]x100
により決定した。
試験化合物の第1の組では、正規化標準偏差は19%であり;したがって、有意な阻害は38%より大きいと決定し;40%阻害が選択された閾値であった。試験した数のウェル中で、58ウェルの内容物が40%以上、MIP−1α結合を阻害した。これらの58ウェルの内容物はCLIPフォーマット中で再試験し、そこでは6つが結合を40%以上阻害した。この結果は、6ウェルのそれぞれにおける10化合物の内の少なくとも1つがCCR1へのMIP−1α結合を阻害することを示した。それぞれのウェルの10化合物のうちのどれがMIP−1αとCCR1の結合を阻害するかを確定するために、アッセイでそれぞれの化合物の個々の阻害活性を試験することによりプールをデコンボリューションした。ある種の化合物は一緒に作用して結合を阻害することがあり、デコンボリューションアッセイは個々に化合物を試験するだけなので、組み合わせでは有効であるが単独では有効でない化合物はこの実験では見出されなかった。3種の化合物候補が同定された:
より高レベルでCCR1を発現するCCR1−293細胞を使用することにより、ノイズ対シグナル比が改善され、正規化標準偏差は約10%であった。第1の組の化合物のスクリーニングでは、初めのスクリーニングで46ウェルが20%以上のリガンド結合の阻害を示し、2回目のスクリーニングでCLIPフォーマット中の10ウェルがリガンド結合を阻害した。個々に化合物を試験することにより、6種の候補を同定した:
CCR1に対する候補化合物の親和性を確かめ、そのリガンド結合を阻害する能力を確認するために、1x10−8〜1x10−4Mまでの化合物の濃度範囲で阻害活性を滴定した。アッセイは、化合物の量が変化すること以外は本質的にCLIPスクリーニングと同様であり;細胞数およびリガンド濃度は一定に保った。実験時に市販されていた化合物だけを測定した。確認した22の候補のうち、以下の16種に対して用量応答実験を行った:
CCX−3343、CCX−1057、CCX−1307、CCX−1513、CCX−238、CCX−3345、CCX−3493、CCX−4425、CCX−4462,CCX−4682、CCX−469、CCX−5062、CCX−5119、CCX−541、CCX−6019およびCCX−6530.
用量依存的様式でMIP−1α結合を阻害することができない試験化合物はCCX−238、CCX−4425、およびCCX−4462であった。阻害活性を有する化合物は、表1に示すようにCCR1に対する親和性がさまざまであった。
CCR1は7回膜貫通型、G−蛋白質結合受容体である。そのような受容体の結合により誘発されるシグナリングカスケードの特徴は、細胞内ストアからのカルシウムイオンのパルス様放出である。カルシウム動員アッセイは、MIP−1α阻害化合物候補がさらにCCR1シグナリングを阻害することができるかどうかを決定するために行われた。有用であるためには、明確にリガンド結合およびシグナリングを阻害できる候補化合物が所望された。
ケモカインの主要な機能の1つは、病原体侵入部位にWBCを引き寄せる能力である。カルシウム動員により決定されるように、化合物がMIP−1α結合およびCCR1シグナリングを阻害するだけでなく、CCR1機能も阻害することを確かめるために、走化性アッセイを使用する。単球に類似するTHP−1骨髄単球性白血病細胞は、MIP−1αによる化学誘引の標的として使用する。THP−1細胞はマイクロウェル移動チャンバーのトップコンパートメントに置くが、MIP−1αおよび増大する濃度の化合物は下部チャンバーに負荷する。阻害剤の非存在下では、THP−1細胞はMIP−1αケモカインに反応して下部チャンバーに移動し;化合物がCCR1機能を阻害する場合、THP−1細胞の大部分は上部チャンバーにとどまる。
本発明の多くの変動は、上記の詳細な説明から当業者には明らかであろう。そのような明らかな変動は、添付の特許請求の範囲に完全に意図された範囲内である。
Claims (9)
- R1およびR2が水素である、請求項1に記載の組成物。
- R3がハロゲンである、請求項1に記載の化合物。
- R3が塩素またはフッ素である、請求項4に記載の化合物。
- R3が水素である、請求項1に記載の化合物。
- CCR1受容体へのMIP−1αまたはRANTESであるケモカインの結合を阻害するための方法であって、CCR1受容体へのケモカインの結合を阻害するのに十分な時間、CCR1受容体を発現する細胞と請求項1または2に記載の組成物を接触させることを含む前記方法。
- 炎症性疾患を治療するのに十分な時間、請求項1または2に記載の組成物の治療的有効量を、それを必要とする患者に投与することを含む、炎症性疾患を治療する方法。
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