JP2008266161A - Potassium channel-opening drug - Google Patents

Potassium channel-opening drug Download PDF

Info

Publication number
JP2008266161A
JP2008266161A JP2007108474A JP2007108474A JP2008266161A JP 2008266161 A JP2008266161 A JP 2008266161A JP 2007108474 A JP2007108474 A JP 2007108474A JP 2007108474 A JP2007108474 A JP 2007108474A JP 2008266161 A JP2008266161 A JP 2008266161A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dibac
current
administration
potassium channel
hydrocarbon group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007108474A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Imaizumi
祐治 今泉
Susumu Oya
進 大矢
Takeshi Morimoto
岳 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANNELOSEARCH TECHNOLOGY KK
Original Assignee
CHANNELOSEARCH TECHNOLOGY KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANNELOSEARCH TECHNOLOGY KK filed Critical CHANNELOSEARCH TECHNOLOGY KK
Priority to JP2007108474A priority Critical patent/JP2008266161A/en
Publication of JP2008266161A publication Critical patent/JP2008266161A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a BK channel-opening drug for opening a BK channel by selectively acting on a β-subunit. <P>SOLUTION: The potassium channel-opening drug contains a compound constituting the most stable three-dimensional structure in which an oligomethylene chain including an oxo-oxo anion part is present nearly on the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxo anion part are present at the same side based on the oligomethylene chain, or a pharmacologically acceptable salt thereof as an active ingredient. The distance between oxygen atoms in the oxo-oxo anion part in the most stable three-dimensional structure is ≥0.3 nm and ≤1 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、大コンダクタンスCa2+活性化K+チャネルの開口薬に関する。 The present invention relates to large conductance Ca 2+ activated K + channel openers .

大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルは細胞内Ca2+濃度上昇や細胞膜の脱分極により活性化される(非特許文献1)。BKチャネルは興奮性の高い細胞に広く機能発現し、細胞内Ca2+濃度を調節する負帰還機構を担っている。 The large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel is activated by an increase in intracellular Ca 2+ concentration or depolarization of the cell membrane (Non-patent Document 1). BK channels are widely expressed in highly excitable cells and play a negative feedback mechanism for regulating intracellular Ca 2+ concentration.

BKチャネルはチャネル孔を形成するαサブユニット(BKα)と補助的な役割を担うβサブユニット(BKβ)が4量体を組み構成されている(非特許文献2)。αサブユニットはβサブユニットとのカップリングに必要な特徴的な領域を備えている(非特許文献3、4)。チャネル孔を形成するαサブユニットはDrosophila において最初に同定されたsloファミリーに属するK+チャネル(KCNMA1)であった(非特許文献5)。BKαはいくつかスプライスバリアントはあるものの一種類のみの遺伝子によりコードされ、心臓を除き幅広い組織に普遍的に発現している(非特許文献6、非特許文献7)。 In the BK channel, an α subunit (BKα) that forms a channel hole and a β subunit (BKβ) that plays an auxiliary role are combined to form a tetramer (Non-patent Document 2). The α subunit has a characteristic region necessary for coupling with the β subunit (Non-patent Documents 3 and 4). The α subunit forming the channel pore was a K + channel (KCNMA1) belonging to the slo family first identified in Drosophila (Non-patent Document 5). BKα is encoded by only one kind of gene with some splice variants, and is ubiquitously expressed in a wide range of tissues except the heart (Non-patent Documents 6 and 7).

これに対して、βサブユニットは4種類のサブタイプが同定されており、それぞれ異なる組織特異的な発現分布を示すことがしられている(非特許文献8、8,9,11)。β1サブユニット、β4サブユニットはそれぞれ平滑筋、神経に主に発現している(非特許文献12〜14)。βサブユニットはαサブユニットと共発現させると、αサブユニットからなるBKチャネルの生物物理学的・薬理学的性質(見かけのCa2+感受性、電位感受性、ゲーティング速度、薬物感受性)を劇的に変化させ、BKチャネル機能の多様性を生み出している(非特許文献12、13、15〜18)。 On the other hand, four types of β subunits have been identified, and each has a different tissue-specific expression distribution (Non-Patent Documents 8, 8, 9, and 11). β1 subunit and β4 subunit are mainly expressed in smooth muscle and nerve, respectively (Non-Patent Documents 12 to 14). When the β subunit is co-expressed with the α subunit, the biophysical and pharmacological properties (apparent Ca 2+ sensitivity, potential sensitivity, gating rate, drug sensitivity) of the BK channel consisting of the α subunit play a dramatic role. The BK channel function is diversified (Non-Patent Documents 12, 13, 15-18).

ここで、αサブユニット(KCNMA1)のノックアウトマウスでは高血圧、過敏性膀胱、尿失禁、勃起不全などの平滑筋機能不全に関連した疾患だけでなく、小脳性運動失調、難聴、高アルドステロン症を併発している(非特許文献20〜23)。一方、平滑筋特異的なβ1サブユニット(KCNMB1)はBKチャネルの見かけのCa2+/電位感受性を増大させるが、そのノックアウトマウスでは、Ca2+スパークとBKチャネル活性化のカップリング機能が低下し、血管のトーンを増大させ、膀胱の一過性収縮を増大させる(非特許文献24、25)。それゆえに、β1サブユニットを選択的なBKチャネル開口薬はより少ない副作用で平滑筋過興奮を伴う疾患を効率的に治療する可能性がある。これは閉経後の女性の冠血管疾患の発症率がβ1サブユニットを共発現したBKチャネルのみを選択的に活性化するβ−エストラジオールにより低下することからも支持される(非特許文献26、27)。 Here, α subunit (KCNMA1) knockout mice not only suffer from diseases related to smooth muscle dysfunction such as hypertension, hypersensitivity bladder, urinary incontinence, erectile dysfunction, but also cerebellar ataxia, hearing loss, and hyperaldosteronism (Non-Patent Documents 20 to 23). On the other hand, the smooth muscle-specific β1 subunit (KCNMB1) increases the apparent Ca 2+ / potential sensitivity of the BK channel, but in the knockout mouse, the coupling function between Ca 2+ spark and BK channel activation is reduced. And increase the tone of the blood vessels and increase the transient contraction of the bladder (Non-patent Documents 24 and 25). Therefore, BK channel openers that are selective for the β1 subunit may effectively treat diseases with smooth muscle hyperexcitation with fewer side effects. This is also supported by the decrease in the incidence of coronary vascular disease in postmenopausal women due to β-estradiol that selectively activates only the BK channel co-expressing the β1 subunit (Non-patent Documents 26 and 27). ).

現状では、BKβが潜在的な創薬ターゲットであるにもかかわらず、BKβに選択的に作用する化合物についてはあまり知られていない。開発されたBKチャネル開口薬はαサブユニットに作用するものが大部分であり(非特許文献28、29)、βサブユニット選択的なBKチャネル開口薬はβ-エストラジオール
(非特許文献26)、タモキシフェン (非特許文献30)、デヒドロソヤサポニン-I (DHS-I) (非特許文献31、32)のみしか報告されていない。
At present, little is known about compounds that selectively act on BKβ, even though BKβ is a potential drug discovery target. Most of the developed BK channel openers act on the α subunit (Non-patent Documents 28 and 29), and the β subunit selective BK channel opener is β-estradiol.
Only Non-patent Document 26, Tamoxifen (Non-patent Document 30), Dehydrosoyasaponin-I (DHS-I) (Non-patent Documents 31 and 32) have been reported.

Vergara C, LatorreR, Marrion NV and Adelman JP (1998) Calcium-activated potassium channels. CurrOpin Neurobiol 8:321-329VVergara C, LatorreR, Marrion NV and Adelman JP (1998) Calcium-activated potassium channels. CurrOpin Neurobiol 8: 321-329V Wallner M, Meera Pand Toro L (1996) Proc Natl Acad Sci U S A 93:14922-14927.Wallner M, Meera Pand Toro L (1996) Proc Natl Acad Sci U S A 93: 14922-14927. Schreiber M andSalkoff L (1997) A novel calcium-sensing domain in the BK channel. Biophys J73:1355-1363.Schreiber M and Salkoff L (1997) A novel calcium-sensing domain in the BK channel.Biophys J73: 1355-1363. Quirk JC andReinhart PH (2001) Identification of a novel tetramerization domain in largeconductance K(ca) channels. Neuron 32:13-23.Quirk JC and Reinhart PH (2001) Identification of a novel tetramerization domain in largeconductance K (ca) channels. Neuron 32: 13-23. Elkins T, GanetzkyB and Wu CF (1986) A Drosophila mutation that eliminates a calcium-dependentpotassium current. Proc Natl Acad Sci U S A 83:8415-8419.Elkins T, GanetzkyB and Wu CF (1986) A Drosophila mutation that eliminates a calcium-dependentpotassium current.Proc Natl Acad Sci U S 83: 8415-8419. Xie J and McCobbDP (1998) Control of alternative splicing of potassium channels by stresshormones. Science 280:443-446.Xie J and McCobbDP (1998) Control of alternative splicing of potassium channels by stresshormones.Science 280: 443-446. Zarei MM, Zhu N,Alioua A, Eghbali M, Stefani E and Toro L (2001) A novel MaxiK splice variantexhibits dominant-negative properties for surface expression. J Biol Chem 276:16232-16239.Zarei MM, Zhu N, Alioua A, Eghbali M, Stefani E and Toro L (2001) A novel MaxiK splice variantexhibits dominant-negative properties for surface expression.J Biol Chem 276: 16232-16239. Knaus HG, Folaner K,Garcia-Calvo M, Garcia ML, Kaczorowski GJ, Smith M and Swanson R (1994). JBiol Chem 269:17274-17278.Knaus HG, Folaner K, Garcia-Calvo M, Garcia ML, Kaczorowski GJ, Smith M and Swanson R (1994). JBiol Chem 269: 17274-17278. Wallner M, Meera Pand Toro L (1999). Proc Natl Acad Sci U S A 96:4137-4142.Wallner M, Meera Pand Toro L (1999) .Proc Natl Acad Sci U S A 96: 4137-4142. Uebele VN, LagruttaA, Wade T, Figueroa DJ, Liu Y, McKenna E, Austin CP, Bennett PB and Swanson R(2000) J Biol Chem 275:23211-23218.Uebele VN, LagruttaA, Wade T, Figueroa DJ, Liu Y, McKenna E, Austin CP, Bennett PB and Swanson R (2000) J Biol Chem 275: 23211-23218. Brenner R, JeglaTJ, Wickenden A, Liu Y and Aldrich RW (2000a) J Biol Chem 275:6453-6461.Brenner R, JeglaTJ, Wickenden A, Liu Y and Aldrich RW (2000a) J Biol Chem 275: 6453-6461. Meera P, Wallner Mand Toro L (2000) Proc Natl Acad Sci U S A 97:5562-5567.Meera P, Wallner Mand Toro L (2000) Proc Natl Acad Sci U S A 97: 5562-5567. Weiger TM, HolmqvistMH, Levitan IB, Clark FT, Sprague S, Huang WJ, Ge P, Wang C, Lawson D, JurmanME, Glucksmann MA, Silos-Santiago I, DiStefano PS and Curtis R (2000) JNeurosci 20:3563-3570.Weiger TM, HolmqvistMH, Levitan IB, Clark FT, Sprague S, Huang WJ, Ge P, Wang C, Lawson D, JurmanME, Glucksmann MA, Silos-Santiago I, DiStefano PS and Curtis R (2000) JNeurosci 20: 3563-3570 . Petkov GV, Bonev AD,Heppner TJ, Brenner R, Aldrich RW and Nelson MT (2001). J Physiol (Lond) 537:443-452.Petkov GV, Bonev AD, Heppner TJ, Brenner R, Aldrich RW and Nelson MT (2001). J Physiol (Lond) 537: 443-452. McManus OB, Helms LM,Pallanck L, Ganetzky B, Swanson R and Leonard RJ (1995). Neuron 14:645-650.McManus OB, Helms LM, Pallanck L, Ganetzky B, Swanson R and Leonard RJ (1995). Neuron 14: 645-650. Xia XM, Ding JPand Lingle CJ (1999) J Neurosci 19:5255-5264.Xia XM, Ding JPand Lingle CJ (1999) J Neurosci 19: 5255-5264. Xia XM, Ding JP,Zeng XH, Duan KL and Lingle CJ (2000) J Neurosci 20:4890-4903.Xia XM, Ding JP, Zeng XH, Duan KL and Lingle CJ (2000) J Neurosci 20: 4890-4903. Orio P, Rojas P,Ferreira G and Latorre R (2002) New disguises for an old channel: MaxiK channelbeta-subunits. News Physiol Sci 17:156-161.Orio P, Rojas P, Ferreira G and Latorre R (2002) New disguises for an old channel: MaxiK channelbeta-subunits.News Physiol Sci 17: 156-161. Zeng XH, Xia XMand Lingle CJ (2003). Nat Struct Biol 10:448-454.Zeng XH, Xia XMand Lingle CJ (2003). Nat Struct Biol 10: 448-454. Meredith AL, Thorneloe KS,Werner ME, Nelson MT and Aldrich RW (2004). J Biol Chem 279:36746-36752.Meredith AL, Thorneloe KS, Werner ME, Nelson MT and Aldrich RW (2004) .J Biol Chem 279: 36746-36752. Ruttiger L, Sausbier M,Zimmermann U, Winter H, Braig C, Engel J, Knirsch M, Arntz C, Langer P, Hirt B,Muller M, Kopschall I, Pfister M, Munkner S, Rohbock K, Pfaff I, Rusch A, RuthP and Knipper M (2004). Proc Natl Acad Sci U S A 101:12922-12927.Ruttiger L, Sausbier M, Zimmermann U, Winter H, Braig C, Engel J, Knirsch M, Arntz C, Langer P, Hirt B, Muller M, Kopschall I, Pfister M, Munkner S, Rohbock K, Pfaff I, Rusch A , RuthP and Knipper M (2004) .Proc Natl Acad Sci USA 101: 12922-12927. Sausbier M, Hu H, Arntz C,Feil S, Kamm S, Adelsberger H, Sausbier U, Sailer CA, Feil R, Hofmann F, KorthM, Shipston MJ, Knaus HG, Wolfer DP, Pedroarena CM, Storm JF and Ruth P (2004) ProcNatl Acad Sci U S A 101:9474-9478.Sausbier M, Hu H, Arntz C, Feil S, Kamm S, Adelsberger H, Sausbier U, Sailer CA, Feil R, Hofmann F, KorthM, Shipston MJ, Knaus HG, Wolfer DP, Pedroarena CM, Storm JF and Ruth P ( 2004) ProcNatl Acad Sci USA 101: 9474-9478. Sausbier M, Arntz C,Bucurenciu I, Zhao H, Zhou XB, Sausbier U, Feil S, Kamm S, Essin K, Sailer CA,Abdullah U, Krippeit-Drews P, Feil R, Hofmann F, Knaus HG, Kenyon C, ShipstonMJ, Storm JF, Neuhuber W, Korth M, Schubert R, Gollasch M and Ruth P (2005). Circulation112:60-68.Sausbier M, Arntz C, Bucurenciu I, Zhao H, Zhou XB, Sausbier U, Feil S, Kamm S, Essin K, Sailer CA, Abdullah U, Krippeit-Drews P, Feil R, Hofmann F, Knaus HG, Kenyon C, ShipstonMJ, Storm JF, Neuhuber W, Korth M, Schubert R, Gollasch M and Ruth P (2005). Circulation 112: 60-68. Brenner R, Perez GJ, Bonev AD,Eckman DM, Kosek JC, Wiler SW, Patterson AJ, Nelson MT and Aldrich RW (2000b) Nature407:870-876.Brenner R, Perez GJ, Bonev AD, Eckman DM, Kosek JC, Wiler SW, Patterson AJ, Nelson MT and Aldrich RW (2000b) Nature407: 870-876. Petkov GV, Bonev AD, HeppnerTJ, Brenner R, Aldrich RW and Nelson MT (2001) J Physiol (Lond) 537:443-452.Petkov GV, Bonev AD, HeppnerTJ, Brenner R, Aldrich RW and Nelson MT (2001) J Physiol (Lond) 537: 443-452. Valverde MA, Rojas P, Amigo J,Cosmelli D, Orio P, Bahamonde MI, Mann GE, Vergara C and Latorre R (1999) Science285:1929-1931.Valverde MA, Rojas P, Amigo J, Cosmelli D, Orio P, Bahamonde MI, Mann GE, Vergara C and Latorre R (1999) Science 285: 1929-1931. Ohya S, Kuwata Y, Sakamoto K,Muraki K and Imaizumi Y (2005). Am J Physiol Heart Circ Physiol 289:H1635-H1642.Ohya S, Kuwata Y, Sakamoto K, Muraki K and Imaizumi Y (2005). Am J Physiol Heart Circ Physiol 289: H1635-H1642. Imaizumi Y, Sakamoto K, YamadaA, Hotta A, Ohya S, Muraki K, Uchiyama M and Ohwada T (2002) Mol Pharmacol 62:836-846.Imaizumi Y, Sakamoto K, YamadaA, Hotta A, Ohya S, Muraki K, Uchiyama M and Ohwada T (2002) Mol Pharmacol 62: 836-846. Nardi A, Calderone V,Chericoni S and Morelli I (2003) Planta Med 69:885-892.Nardi A, Calderone V, Chericoni S and Morelli I (2003) Planta Med 69: 885-892. Dick GM, Rossow CF, SmirnovS, Horowitz B and Sanders KM (20001) J Biol Chem 276:34594-34599.Dick GM, Rossow CF, SmirnovS, Horowitz B and Sanders KM (20001) J Biol Chem 276: 34594-34599. McManus OB, Helms LM,Pallanck L, Ganetzky B, Swanson R and Leonard RJ (1995) Neuron 14:645-650.McManus OB, Helms LM, Pallanck L, Ganetzky B, Swanson R and Leonard RJ (1995) Neuron 14: 645-650. Giangiacomo KM, Kamassah A,Harris G and McManus OB (1998). J Gen Physiol 112:485-501.Giangiacomo KM, Kamassah A, Harris G and McManus OB (1998) .J Gen Physiol 112: 485-501.

そこで、本発明では、βサブユニットに選択的に作用してBKチャネルを開口するBKチャネル開口薬及βサブユニット選択的なBKチャネル開口薬のスクリーニング方法を提供することを一つの目的とする。   Thus, one object of the present invention is to provide a screening method for a BK channel opener that selectively acts on the β subunit to open the BK channel and a β subunit selective BK channel opener.

本発明者らは、電位感受性蛍光色素であるDiBAC4(3)(ビス(1,3−ジブチルバルビツール酸)トリメチンオキソノール)と関連オキソノール誘導体が、BKチャネルの開口薬であることを見出し、本発明を完成した。DiBAC4(3)及び関連オキソノール誘導体は、一般的にFLIPRによるKATPチャネル作用薬のスクリーニング(Gonzalez et al., 1999; Whiteaker
et al., 2001)やフローサイトメトリーによるバクテリア生存率の評価に使用されている(Jepras et al., 1997)。以前に本発明者らは、低濃度のDiBAC4(3)をBKチャネル開口薬のスクリーニングに使用し(Yamada et al., 2001)、ピマル酸及び関連ピマル化合物がαサブユニットに作用してBKチャネルを活性化させることを明らかにした(Imaizumi et al., 2002)。この際、50nMのDiBAC4(3)を電位の指標としていたので、BKチャネルに対して開口作用を示すことは発見できなかった。その後、本発明者らは、1μM以上の濃度のDiBAC4(3)ではピマル酸やNS−1619のBKαβ1チャネルの開口作用を検出できないことがわかり、DiBAC4(3)が強力にBKチャネルを活性化するという知見を得た。また、当該知見にもとづき、DiBAC4(3)等の薬理作用等について検討することにより、DiBAC4(3)等がβサブユニット依存的にBKチャネルを活性化する知見を得た。本発明はこれらの知見に基づき提供される。
We have found that DiBAC 4 (3) (bis (1,3-dibutylbarbituric acid) trimethine oxonol) and related oxonol derivatives, which are voltage sensitive fluorescent dyes, are openers of the BK channel. The present invention has been completed. DiBAC 4 (3) and related oxonol derivatives are generally screened for KATP channel agonists by FLIPR (Gonzalez et al., 1999; Whiteaker
et al., 2001) and evaluation of bacterial viability by flow cytometry (Jepras et al., 1997). Previously, we used a low concentration of DiBAC 4 (3) for screening of BK channel openers (Yamada et al., 2001), and pimaric acid and related pimar compounds act on the α subunit to produce BK. Revealed to activate the channel (Imaizumi et al., 2002). At this time, since 50 nM DiBAC 4 (3) was used as an indicator of potential, it could not be found that the BK channel exhibited an opening action. Subsequently, the inventors found that DiBAC 4 (3) at a concentration of 1 μM or more cannot detect the opening action of BKαβ1 channel of pimaric acid or NS-1619, and DiBAC 4 (3) strongly activates the BK channel. I got the knowledge that Further, based on the findings by reviewing the DiBAC 4 (3) pharmacological effects such as such, DiBAC 4 (3) or the like to obtain a knowledge that activate BK channels dependently β subunit. The present invention is provided based on these findings.

本発明によれば、カリウムチャネル開口薬であって、以下の式(1)で表され、
[式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表し、環状の炭化水素基及び複素環基にあっては、オリゴメチン鎖を構成する炭素原子と結合して環状構造を形成していてもよく、lは0、1又は2を表す。]
前記オキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成する化合物又はその生理学的に許容される塩を有効成分として含有する、カリウムチャネル開口薬が提供される。本カリウムチャネル開口薬は、βサブユニット選択的とすることができる。本発明の化合物は、前記最安定立体構造における前記オキソ−オキソアニオン部の酸素原子間距離が0.3nm以上1nm以下とすることができる。
According to the present invention, a potassium channel opener represented by the following formula (1):
[Wherein, R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon group which may be substituted or a substituted group. Represents a heterocyclic group, and in the case of a cyclic hydrocarbon group and a heterocyclic group, it may be bonded to a carbon atom constituting an oligomethine chain to form a cyclic structure, and l represents 0, 1 or 2 . ]
The most stable three-dimensional structure in which the oligomethine chain including the oxo-oxoanion part is present on substantially the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion part are present on the same side with respect to the oligomethine chain. A potassium channel opener is provided that contains a constituent compound or a physiologically acceptable salt thereof as an active ingredient. The potassium channel opener may be β subunit selective. In the compound of the present invention, the distance between oxygen atoms of the oxo-oxoanion moiety in the most stable steric structure can be 0.3 nm or more and 1 nm or less.

本発明の化合物は、下記式(2)で表すことができる。
[式中、A1及びA2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表す。]
The compound of the present invention can be represented by the following formula (2).
[Wherein, A 1 and A 2 may be the same or different and each represents an optionally substituted cyclic hydrocarbon group or an optionally substituted heterocyclic group. ]

式(2)で表される化合物は、下記式(3)で表すことができる。
[式中、R及びRは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基又は置換されていてもよい環状の炭化水素基を表し、X及びXはそれぞれ同一又は異なっていてもよく、イオウ原子又は酸素原子を表す。]
The compound represented by the formula (2) can be represented by the following formula (3).
[Wherein, R 3 and R 4 may be the same or different and each represents an optionally substituted acyclic hydrocarbon group or an optionally substituted cyclic hydrocarbon group, and X 1 and X 2 may be the same or different and each represents a sulfur atom or an oxygen atom. ]

式(3)においては、前記X1はいずれも酸素原子であり、lは1又は2とすることができ、前記X1間距離は、0.40nm以上0.67nm以下とすることができる。さらに式(3)で表される化合物は、下記式(4)から選択されるいずれかであってもよい。
In the formula (3), X 1 is an oxygen atom, l can be 1 or 2, and the distance between X 1 can be 0.40 nm or more and 0.67 nm or less. Furthermore, the compound represented by Formula (3) may be any selected from the following Formula (4).

式(2)で表される化合物は、下記式(5)で表される化合物とすることができる。
[式中、Rは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表す。]
The compound represented by the formula (2) can be a compound represented by the following formula (5).
[Wherein R 5 may be the same or different and each may be a non-cyclic hydrocarbon group that may be substituted, a cyclic hydrocarbon group that may be substituted, or a heterocyclic ring that may be substituted; Represents a group. ]

この態様の化合物は、下記式(6)から選択されるいずれかとすることができる。
The compound of this embodiment can be any one selected from the following formula (6).

本発明によれば、カリウムチャネル開口薬のスクリーニング方法であって、
以下の式(1)で表され、
[式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表し、環状の炭化水素基及び複素環基にあっては、オリゴメチン鎖を構成する炭素原子と結合して環状構造を形成していてもよく、lは0、1又は2を表す。]
前記オキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成する化合物又はその生理学的に許容される塩を被験成分として用いて、前記被験成分のカリウムチャネル開口率を評価する評価工程を備える、スクリーニング方法が提供される。
According to the present invention, a method for screening a potassium channel opener, comprising:
It is represented by the following formula (1),
[Wherein, R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon group which may be substituted or a substituted group. Represents a heterocyclic group, and in the case of a cyclic hydrocarbon group and a heterocyclic group, it may be bonded to a carbon atom constituting an oligomethine chain to form a cyclic structure, and l represents 0, 1 or 2 . ]
The most stable three-dimensional structure in which the oligomethine chain including the oxo-oxoanion part is present on substantially the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion part are present on the same side with respect to the oligomethine chain. There is provided a screening method comprising an evaluation step of evaluating a potassium channel opening ratio of the test component using a constituent compound or a physiologically acceptable salt thereof as the test component.

本発明の方法において、前記評価工程は、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニット又はβ4サブユニットへの作用に基づくカリウムチャネル開口率を評価する工程とすることができる。 In the method of the present invention, the evaluation step can be a step of evaluating a potassium channel opening ratio based on an action of a large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel on β1 subunit or β4 subunit. .

本発明によれば、カリウムチャネル開口薬のスクリーニング方法であって、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニットにおける配列番号1に記載のアミノ酸配列(LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV)からなる部位と被験成分との相互作用を評価する工程を備える、スクリーニング方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for screening a potassium channel opener, comprising a site consisting of the amino acid sequence (LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV) described in SEQ ID NO: 1 in the β1 subunit of a large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel; There is provided a screening method comprising the step of evaluating an interaction with a test component.

本発明のカリウムチャネル開口薬は、上記式(1)で表され、上記式(1)のオキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成する化合物又はその生理学的に許容される塩を有効成分として含有することができる。   The potassium channel opener of the present invention is represented by the above formula (1), the oligomethine chain containing the oxo-oxoanion portion of the above formula (1) is present on substantially the same plane, and the oxo-oxoanion portion is A compound constituting a most stable steric structure in which two constituting oxygen atoms are present on the same side of the oligomethine chain or a physiologically acceptable salt thereof can be contained as an active ingredient.

本発明のBKチャネル開口薬は、BKチャネルの開口を促進するため、BKチャネルの開口に関連する試薬のほか、BKチャネルの開口に関連する疾患の予防又は治療薬として用いることができる。また、本発明のBKチャネル開口薬は、BKチャネルのβ1サブユニット及びβ4サブユニットに選択的に作用してBKαβ1及びBKαβ4に対して選択的に作用するため、これらのβサブユニットの発現する組織におけるBKチャネルの開口を促進し、こうした組織におけるBKチャネルの開口薬に関連する疾患の予防又は治療薬として用いることができる。さらに本発明のBKチャネル開口薬は、BKチャネルの開口薬に関連する疾患の予防又は治療薬としての最適化のために有用なシード化合物及びリード化合物としても用いることができる。   Since the BK channel opening agent of the present invention promotes the opening of the BK channel, it can be used as a preventive or therapeutic agent for a disease related to the opening of the BK channel in addition to the reagent related to the opening of the BK channel. Further, since the BK channel opener of the present invention selectively acts on BKαβ1 and BKαβ4 by selectively acting on the β1 subunit and β4 subunit of the BK channel, the tissues in which these β subunits are expressed. Can be used as a prophylactic or therapeutic agent for diseases associated with BK channel openers in such tissues. Furthermore, the BK channel opener of the present invention can also be used as a seed compound and a lead compound useful for optimization as a preventive or therapeutic agent for a disease associated with a BK channel opener.

以下、本発明の実施の形態であるBKチャネル開口薬及び当該BKチャネル開口薬についての新たな知見に基づくBKチャネル開口薬のスクリーニング方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the BK channel opener which is an embodiment of the present invention and a screening method for the BK channel opener based on new knowledge about the BK channel opener will be described in detail.

(BKチャネル開口薬)
本発明のBKチャネル開口薬は、下記式(1)で表される化合物又は生理学的に許容されるその塩を有効成分として含有することができる。式(1)で表される化合物(以下、単に本化合物というものとする。)は、オキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成することが好ましい。
(BK channel opener)
The BK channel opener of the present invention can contain a compound represented by the following formula (1) or a physiologically acceptable salt thereof as an active ingredient. In the compound represented by the formula (1) (hereinafter simply referred to as the present compound), the oligomethine chain containing an oxo-oxoanion part is present on substantially the same plane, and constitutes the oxo-oxoanion part. It is preferable to constitute the most stable steric structure in which two oxygen atoms are present on the same side of the oligomethine chain.

ここで、最安定立体構造とは、density-functional theory (DFT)法を用いた計算により決定することができる。DFT法による最安定立体構造の決定にあたり、スパルタン’04ソフトウェアfor Windows version 1.0.3.(Wavefunction,
Inc., Irvine, CA, U.S.A.)(Windowsは商標である。)を使用することができる。酸素−酸素原子間距離はその最安定構造から測定することができる。さらに、その表示にあたっては、UCSF Chimeraソフトウェアを用いることができる。式(1)で表される化合物は、最安定立体構造における前記オキソ−オキソアニオン部の酸素原子間距離が0.3nm以上1nm以下であることが好ましい。
Here, the most stable three-dimensional structure can be determined by calculation using a density-functional theory (DFT) method. In determining the most stable solid structure by the DFT method, Spartan '04 Software for Windows version 1.0.3. (Wavefunction,
Inc., Irvine, CA, USA) (Windows is a trademark) can be used. The distance between oxygen and oxygen atoms can be measured from the most stable structure. Furthermore, UCSF Chimera software can be used for the display. In the compound represented by the formula (1), the distance between oxygen atoms of the oxo-oxoanion part in the most stable steric structure is preferably 0.3 nm or more and 1 nm or less.

以下の式(7)に、式(1)で表される化合物におけるオキソ−オキソアニオン部における電子伝達カップリング状態を示す。この式に示すように、式(1)で表される化合物は、オリゴメチン鎖を介して酸素原子間を電子が伝達されると考えられる。
The following formula (7) shows an electron transfer coupling state in the oxo-oxoanion moiety in the compound represented by formula (1). As shown in this formula, the compound represented by formula (1) is considered to transfer electrons between oxygen atoms via an oligomethine chain.

式(1)で表される化合物にあっては、上記最安定立体構造が得られる限り、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、また、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基、又は置換されていてもよい複素環基で表される。 In the compound represented by the formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different as long as the most stable steric structure is obtained, and may be an acyclic ring that may be substituted. It is represented by a hydrocarbon group, an optionally substituted cyclic hydrocarbon group, or an optionally substituted heterocyclic group.

非環状の炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状又はこれらを組み合わせた炭化水素基が挙げられる。こうした炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基が挙げられる。ここで、「アルキル」としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、1−メチルプロピル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル等のC1-6アルキル等が挙げられる。 Examples of the non-cyclic hydrocarbon group include straight chain, branched chain, or a combination thereof. Such hydrocarbon groups include alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups. Here, as the “alkyl”, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, 1-methylpropyl, n-hexyl, isohexyl, Examples thereof include C 1-6 alkyl such as 1,1-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, and 3,3-dimethylbutyl.

「アルケニル」としては、例えば、ビニル、アリル、イソプロペニル、2−メチルアリル、1−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−エチル−1−ブテニル、2−メチル−2−ブテニル、3−メチル−2−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、4−メチル−3−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、5−ヘキセニル等のC2-6アルケニル等が挙げられる。 Examples of “alkenyl” include vinyl, allyl, isopropenyl, 2-methylallyl, 1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl and 2-ethyl-1-butenyl. 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 4-methyl-3-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3 And C 2-6 alkenyl such as -hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl and the like.

「アルキニル」としては、例えば、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−ペンチニル、2−ペンチニル、3−ペンチニル、4−ペンチニル、1−ヘキシニル、2−ヘキシニル、3−ヘキシニル、4−ヘキシニル、5−ヘキシニル等のC2-6アルキニルが挙げられる。 Examples of “alkynyl” include ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 1-pentynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 4-pentynyl, 1-hexynyl, C 2-6 alkynyl such as 2-hexynyl, 3-hexynyl, 4-hexynyl, 5-hexynyl and the like can be mentioned.

環状の炭化水素基としては、環状の炭化水素基のほか、直鎖状及び/又は分岐鎖状の炭化水素基を組み合わせた炭化水素基又は複素環基が挙げられる。こうした環状の炭化水素基としては、脂環式炭化水素基、アリール基、アラルキル基、アリールアルケニル基等が挙げられる。ここで、「脂環式炭化水素基」としては、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基等の飽和又は不飽和炭化水素基が挙げられる。ここで、「シクロアルキル基」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル等のC3−C9シクロアルキルが挙げられる。   Examples of the cyclic hydrocarbon group include a hydrocarbon group or a heterocyclic group in which a linear hydrocarbon group and / or a branched hydrocarbon group are combined in addition to the cyclic hydrocarbon group. Examples of such cyclic hydrocarbon groups include alicyclic hydrocarbon groups, aryl groups, aralkyl groups, and arylalkenyl groups. Here, examples of the “alicyclic hydrocarbon group” include saturated or unsaturated hydrocarbon groups such as a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and a cycloalkadienyl group. Here, examples of the “cycloalkyl group” include C3-C9 cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl and the like.

「シクロアルケニル基」としては、例えば、2−シクロペンテン−1−イル、3−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル、3−シクロヘキセン−1−イル、1−シクロブテン−1−イル、1−シクロペンテン−1−イル、1−シクロヘキセン−1−イル、1−シクロヘプテン−1−イル等のC3-9シクロアルケニル基等が挙げられる。 Examples of the “cycloalkenyl group” include 2-cyclopenten-1-yl, 3-cyclopenten-1-yl, 2-cyclohexen-1-yl, 3-cyclohexen-1-yl, 1-cyclobuten-1-yl, C 3-9 cycloalkenyl groups such as 1-cyclopenten-1-yl, 1-cyclohexen-1-yl, 1-cyclohepten-1-yl and the like can be mentioned.

「シクロアルカジエニル基」としては、例えば、2,4−シクロペンタジエン−1−イル、2,4−シクロヘキサジエン−1−イル、2,5−シクロヘキサジエン−1−イル等のC4-6シクロアルカジエニル基等が挙げられる。 Examples of the “cycloalkadienyl group” include C 4-6 such as 2,4-cyclopentadien-1-yl, 2,4-cyclohexadien-1-yl, 2,5-cyclohexadien-1-yl and the like. And cycloalkadienyl group.

環状の炭化水素基の例としての「アリール基」としては、単環式又は縮合多環式芳香族炭化水素基が挙げられ、例えば、フェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、アセナフチレニル等のC6-14アリール基等が好ましく、中でもフェニル等が特に好ましい。 Examples of the “aryl group” as an example of the cyclic hydrocarbon group include monocyclic or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon groups, and examples thereof include C 6-14 such as phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, acenaphthylenyl and the like. An aryl group and the like are preferable, and phenyl and the like are particularly preferable.

「アラルキル基」としては、例えば、ベンジル、フェネチル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチルなどのフェニル−C1-6アルキル基等が挙げられる。 Examples of the “aralkyl group” include phenyl-C 1-6 alkyl groups such as benzyl, phenethyl, 3-phenylpropyl and 4-phenylbutyl.

「アリールアルケニル基」としては、例えば、シンナミル等のC8-10アリールアルケニル、好ましくはフェニル−C2-4アルケニル等が挙げられる。 Examples of the “arylalkenyl group” include C 8-10 arylalkenyl such as cinnamyl, preferably phenyl-C 2-4 alkenyl and the like.

また、環状の炭化水素基の例としては、上記した脂環式炭化水素基および芳香族炭化水素基を構成する環から選ばれる同一または異なった2〜3個の環(好ましくは2種以上の環)の縮合から誘導される二環式または三環式炭化水素基などが挙げられる。   Examples of the cyclic hydrocarbon group include the same or different 2 to 3 rings (preferably 2 or more kinds) selected from the rings constituting the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group. Bicyclic or tricyclic hydrocarbon groups derived from the condensation of (ring).

置換されていてもよい複素環基としては、置換されていてもよい単環式複素環基が挙げられる。置換されていてもよい単環式複素環基における「単環式複素環基」としては、例えば、環系を構成する原子(環原子)として、酸素原子、硫黄原子および窒素原子等から選ばれたヘテロ原子1種ないし3種(好ましくは1ないし2種)を少なくとも1個(好ましくは1個ないし4個、さらに好ましくは1個ないし2個)含む芳香族複素環基、飽和あるいは不飽和の非芳香族複素環基(脂肪族複素環基)等が挙げられる。   Examples of the optionally substituted heterocyclic group include an optionally substituted monocyclic heterocyclic group. The “monocyclic heterocyclic group” in the optionally substituted monocyclic heterocyclic group is selected from, for example, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, etc. as an atom (ring atom) constituting the ring system. An aromatic heterocyclic group containing at least one (preferably one to four, more preferably one to two) heteroatoms of 1 to 3 (preferably 1 to 2) heteroatoms, saturated or unsaturated Non-aromatic heterocyclic group (aliphatic heterocyclic group) etc. are mentioned.

「芳香族複素環基」としては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、1,2,3−オキサジアゾリル、1,2,4−オキサジアゾリル、1,3,4−オキサジアゾリル、フラザニル、1,2,3−チアジアゾリル、1,2,4−チアジアゾリル、1,3,4−チアジアゾリル、1,2,3−トリアゾリル、1,2,4−トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、トリアジニル等の5ないし6員の芳香族単環式複素環基、および、例えば、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ〔b〕チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、1,2−ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾピラニル、1,2−ベンゾイソチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、ブテリジニル、カルバゾリル、α−カルボリニル、β−カルボリニル、γ−カルボリニル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、フェナトリジニル、フェナトロリニル、インドリジニル、ピロロ〔1,2−b〕ピリダジニル、ピラゾロ〔1,5−a〕ピリジル、イミダゾ〔1,2−a〕ピリジル、イミダゾ〔1,5−a〕ピリジル、イミダゾ〔1,2−b〕ピリダジニル、イミダゾ〔1,2−a〕ピリミジニル、1,2,4−トリアゾロ〔4,3−a〕ピリジル、1,2,4−トリアゾロ〔4,3−b〕ピリダジニル等の8〜16員(好ましくは、8〜12員)の芳香族縮合複素環基が挙げられる。   Examples of the “aromatic heterocyclic group” include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, 1,2,3-oxadiazolyl, 1,2,4-oxadiazolyl, 1,3, 4-oxadiazolyl, furazanyl, 1,2,3-thiadiazolyl, 1,2,4-thiadiazolyl, 1,3,4-thiadiazolyl, 1,2,3-triazolyl, 1,2,4-triazolyl, 1,2,4-triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, 5- to 6-membered aromatic monocyclic heterocyclic groups such as pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, triazinyl and the like, and, for example, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo [b] thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl , Benzoxazolyl, 1,2-benzisooxy Zolyl, benzothiazolyl, benzopyranyl, 1,2-benzisothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, buteridinyl, carbazolyl, α-carbolinyl, β-carbolinyl, γ-carbolinyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthenyl, phenathidinyl, phenatrolinyl, indolizinyl, pyrrolo [1,2-b] pyridazinyl, pyrazolo [1,5-a] pyridyl, imidazo [1, 2-a] pyridyl, imidazo [1,5-a] pyridyl, imidazo [1,2-b] pyridazinyl, imidazo [1,2-a] pyrimidinyl, 1,2,4-triazolo [4,3-a] Pil Le, 1,2,4-triazolo [4,3-b] 8-16 membered like pyridazinyl (preferably, 8-12 membered) an aromatic fused heterocyclic group.

「非芳香族複素環基」としては、例えば、オキシラニル、アゼチジニル、オキセタニル、チエタニル、ピロリジニル、テトラヒドロフリル、チオラニル、ピペリジル、テトラヒドロピラニル、モルホリニル、チオモルホリニル、ピペラジニル等の3〜8員(好ましくは5〜6員)の飽和あるいは不飽和(好ましくは飽和)の非芳香族単環式複素環基(脂肪族単環式複素環基)、1,3−ジヒドロイソインドリル等のように上記した非芳香族単環式複素環基1〜2個(好ましくは、1個)がベンゼン環1〜2個(好ましくは、1個)と縮合した複素環基が挙げられる。   Examples of the “non-aromatic heterocyclic group” include 3 to 8 members (preferably 5 to 5) such as oxiranyl, azetidinyl, oxetanyl, thietanyl, pyrrolidinyl, tetrahydrofuryl, thiolanyl, piperidyl, tetrahydropyranyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, piperazinyl and the like. 6-membered) saturated or unsaturated (preferably saturated) non-aromatic monocyclic heterocyclic group (aliphatic monocyclic heterocyclic group), 1,3-dihydroisoindolyl, etc. And heterocyclic groups in which 1 to 2 (preferably 1) group monocyclic heterocyclic groups are condensed with 1 to 2 (preferably 1) benzene rings.

置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基における「置換基」としては、特に限定しないが、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等、好ましくは塩素、臭素等)、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アラルキル基、アリールアルケニル基、複素環基、水酸基、アミノ基、チオール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アシル基、シアノ基等が挙げられる。また、これらの炭化水素基又は複素環基は、オキソ基又はチオキソ基を有していてもよい。炭化水素基及び複素環基は、こうした置換基を置換可能な位置に有することができる。   The “substituent” in the acyclic hydrocarbon group which may be substituted, the cyclic hydrocarbon group which may be substituted or the heterocyclic group which may be substituted is not particularly limited, but a halogen atom ( Fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc., preferably chlorine, bromine, etc.), alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, cycloalkyl group, cycloalkenyl group, aralkyl group, arylalkenyl group, heterocyclic group, hydroxyl group, Amino group, thiol group, carbonyl group, carboxyl group, carbamoyl group, acyl group, cyano group and the like can be mentioned. These hydrocarbon groups or heterocyclic groups may have an oxo group or a thioxo group. The hydrocarbon group and the heterocyclic group can have such a substituent at a substitutable position.

ここで、「アルキル」としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、1−メチルプロピル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル等のC1-6アルキル等が挙げられる。 Here, as the “alkyl”, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, 1-methylpropyl, n-hexyl, isohexyl, Examples thereof include C 1-6 alkyl such as 1,1-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, and 3,3-dimethylbutyl.

「アルケニル」としては、例えば、ビニル、アリル、イソプロペニル、2−メチルアリル、1−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−エチル−1−ブテニル、2−メチル−2−ブテニル、3−メチル−2−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、4−メチル−3−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、5−ヘキセニル等のC2-6アルケニル等が挙げられる。 Examples of “alkenyl” include vinyl, allyl, isopropenyl, 2-methylallyl, 1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl and 2-ethyl-1-butenyl. 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 4-methyl-3-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3 And C 2-6 alkenyl such as -hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl and the like.

「アルキニル」としては、例えば、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−ペンチニル、2−ペンチニル、3−ペンチニル、4−ペンチニル、1−ヘキシニル、2−ヘキシニル、3−ヘキシニル、4−ヘキシニル、5−ヘキシニル等のC2-6アルキニルが挙げられる。 Examples of “alkynyl” include ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 1-pentynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 4-pentynyl, 1-hexynyl, C 2-6 alkynyl such as 2-hexynyl, 3-hexynyl, 4-hexynyl, 5-hexynyl and the like can be mentioned.

「アリール」としては、例えば、フェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、アセナフチレニル等のC6-14アリール等が挙げられる。 Examples of “aryl” include C 6-14 aryl such as phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, acenaphthylenyl and the like.

「シクロアルキル」としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等のC3-7シクロアルキル等が挙げられる。 Examples of “cycloalkyl” include C 3-7 cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and the like.

「シクロアルケニル」としては、例えば、シクロプロぺニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル等のC3-6シクロアルケニル等が挙げられる。 Examples of “cycloalkenyl” include C 3-6 cycloalkenyl such as cyclopropenyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl and the like.

「アラルキル基」としては、例えば、ベンジル、フェネチル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチルなどのフェニル−C1-6アルキル基等が挙げられる。 Examples of the “aralkyl group” include phenyl-C 1-6 alkyl groups such as benzyl, phenethyl, 3-phenylpropyl and 4-phenylbutyl.

「アリールアルケニル基」としては、例えば、シンナミル等のC8-10アリールアルケニル、好ましくはフェニル−C2-4アルケニル等が挙げられる。 Examples of the “arylalkenyl group” include C 8-10 arylalkenyl such as cinnamyl, preferably phenyl-C 2-4 alkenyl and the like.

「複素環基」としては、すでに説明した「置換されていてもよい複素環基」における複素環基と同様の基などが挙げられる。   Examples of the “heterocyclic group” include the same groups as the heterocyclic group in the “optionally substituted heterocyclic group” already described.

置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基及び置換されていてもよい複素環基における置換基は、さらに、低級アルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ等のC1-6アルコキシ等)、ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等)、低級アルキル(例、メチル、エチル、プロピル等のC1-6アルキル等)、低級アルケニル(例、ビニル、アリル等のC2-6アルケニル等)、低級アルキニル(例、エチニル、プロパルギル等のC2-6アルキニル等)、置換されていてもよいアミノ、置換されていてもよい水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。 The substituent in the acyclic hydrocarbon group which may be substituted, the cyclic hydrocarbon group which may be substituted, and the heterocyclic group which may be substituted is further a lower alkoxy group (eg, methoxy, ethoxy C 1-6 alkoxy such as propoxy), halogen atom (eg, fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.), lower alkyl (eg, C 1-6 alkyl such as methyl, ethyl, propyl etc.), lower alkenyl ( Examples, C 2-6 alkenyl such as vinyl and allyl), lower alkynyl (eg C 2-6 alkynyl such as ethynyl, propargyl, etc.), optionally substituted amino, optionally substituted hydroxyl, cyano It may be substituted with a group or the like.

環状の炭化水素基又は複素環基は、以下の式(2)で示されるように、オリゴメチン鎖の一部の炭素原子と結合して環状構造を形成していることが好ましい。A1及びA2は、同一であっても異なっていてもよく、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は複素環基を表す。A1及びA2は、式(2)に適合する範囲ですでに説明した置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基とすることができる。
The cyclic hydrocarbon group or heterocyclic group is preferably bonded to a part of the carbon atoms of the oligomethine chain to form a cyclic structure as represented by the following formula (2). A 1 and A 2 may be the same or different and each represents an optionally substituted cyclic hydrocarbon group or heterocyclic group. A 1 and A 2 can be an optionally substituted cyclic hydrocarbon group or an optionally substituted heterocyclic group which has already been described within a range compatible with the formula (2).

式(2)で表される化合物は、好ましくは、以下の式(3)で表される化合物である。式(3)において、R3及びR4は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい非環状の炭化水素基又は置換されていてもよい環状の炭化水素基を表す。
The compound represented by the formula (2) is preferably a compound represented by the following formula (3). In the formula (3), R 3 and R 4 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an optionally substituted acyclic hydrocarbon group or an optionally substituted cyclic hydrocarbon group. To express.

3及びR4としての置換されていてもよい非環状の炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状又はこれらを組み合わせた炭化水素基が挙げられ、R1及びR2としての非環状の炭化水素基と同様の炭化水素基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基であり、より好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル等であり、より好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、n−ペンチル基が挙げられる。さらに好ましくはエチル基、n−プロピル基、n−ブチル基である。なお、これらの炭化水素基も適宜置換基を有することができる。 Examples of the acyclic hydrocarbon group which may be substituted as R 3 and R 4 include linear, branched or a combination thereof, and acyclic as R 1 and R 2 And hydrocarbon groups similar to the hydrocarbon group of. Preferably, it is an alkyl group, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, etc., more preferably methyl, ethyl, n-propyl. , Isopropyl, n-butyl, n-pentyl group. More preferably, they are an ethyl group, n-propyl group, and n-butyl group. In addition, these hydrocarbon groups can also have a substituent suitably.

及びRとしての置換されていてもよい環状の炭化水素基としては、R1及びR2としての環状の炭化水素基と同様の炭化水素基等が挙げられる。なお、これらの炭化水素基も適宜置換基を有することができる。 Examples of the optionally substituted cyclic hydrocarbon group as R 3 and R 4 include the same hydrocarbon groups as the cyclic hydrocarbon groups as R 1 and R 2 . In addition, these hydrocarbon groups can also have a substituent suitably.

及びXは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、イオウ原子又は酸素原子を表す。すなわち、環骨格の炭素原子とチオキソ基又はオキソ基を構成する。Xは、好ましくは酸素原子であり、2つのXがいずれも酸素原子であることが好ましい。2つのXがいずれも酸素原子であると、本発明の化合物は、これらのX1−X1にによりオキソ−オキソアニオン構造をさらに追加的に備えることになる。 X 1 and X 2 may be the same or different and each represents a sulfur atom or an oxygen atom. That is, it constitutes a carbon atom of the ring skeleton and a thioxo group or oxo group. X 1 is preferably an oxygen atom, it is preferred that two X 1 are both oxygen atoms. When both of X 1 are oxygen atoms, the compound of the present invention further comprises an oxo-oxo anion structure at X 1 -X 1 .

式(3)で表される化合物においては、lは1又は2であることが好ましい。lが1又は2であると、オキソ−オキソアニオン構造を構成する酸素原子が適切な距離を保持しやすくなるからである。たとえば、lが1又は2であると、X1−X1距離が、0.40nm以上0.67nm以下の範囲となり、優れたカリウムチャネル開口作用を発揮しやすくなる。 In the compound represented by the formula (3), l is preferably 1 or 2. This is because when l is 1 or 2, the oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion structure can easily maintain an appropriate distance. For example, when l is 1 or 2, the X 1 -X 1 distance is in the range of 0.40 nm or more and 0.67 nm or less, and an excellent potassium channel opening action is easily exhibited.

式(3)で表される化合物としては、好ましくは、式(4)で表される化合物を挙げることができる。これらの化合物は、いずれも、2つのオキソ−オキソアニオン部を含むオリゴメチン鎖が略同一平面上にあり、各オキソ−オキソアニオン部をそれぞれ構成する二つの酸素原子がオリゴメチン鎖の同一側に配置されている。これらのなかでは、l=1の化合物である4a〜4cにより高いカリウムチャネル開口作用が見出される傾向がある。   As a compound represented by Formula (3), Preferably, the compound represented by Formula (4) can be mentioned. In any of these compounds, the oligomethine chain containing two oxo-oxoanion parts is on the same plane, and two oxygen atoms constituting each oxo-oxoanion part are arranged on the same side of the oligomethine chain. ing. Among these, a high potassium channel opening action tends to be found by 4a to 4c which are compounds of l = 1.

また、式(2)で表される化合物は、好ましくは、式(5)で表される化合物である。式(5)において、R5は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表す。
Moreover, the compound represented by Formula (2) is preferably a compound represented by Formula (5). In the formula (5), R 5 s may be the same or different and each may be an acyclic hydrocarbon group that may be substituted, a cyclic hydrocarbon group that may be substituted, or a substituent. Represents a heterocyclic group.

5における置換されていてもよい非環状の炭化水素基における非環状の炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状又はこれらの組み合わせであってもよい。こうした炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基が挙げられる。ここで「アルキル」、「アルケニル」及び「アルキニル」としては、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基における「置換基」として既に挙げたアルキル基、アルケニル基、アルキニル基についての「アルキル」、「アルケニル」及び「アルキニル」が挙げられる。これらのアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基は、いずれも置換されていてもよい。好ましくは、アルキル基である。 The acyclic hydrocarbon group in the acyclic hydrocarbon group which may be substituted in R 5 may be linear, branched or a combination thereof. Such hydrocarbon groups include linear or branched alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups. Here, as "alkyl", "alkenyl" and "alkynyl", an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon group which may be substituted or a heterocyclic group which may be substituted Examples of the “substituent” in the above include “alkyl”, “alkenyl” and “alkynyl” for the alkyl, alkenyl and alkynyl groups already mentioned. Any of these alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups may be substituted. Preferably, it is an alkyl group.

また、置換されていてもよい環状の炭化水素基における環状の炭化水素基としては、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アラルキル基及びアリールアルケニル基が挙げられる。ここで「アリール」、「シクロアルキル」、「シクロアルケニル」、「アラルキル」及び「アリールアルケニル」としては、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基における「置換基」として既に挙げたアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アラルキル基及びアリールアルキル基についての「アリール」、「シクロアルキル」、「シクロアルケニル」、「アラルキル」及び「アリールアルケニル」が挙げられる。これらのアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アラルキル基及びアリールアルケニル基は、いずれも置換されていてもよい。好ましくは、アリール基である。   Examples of the cyclic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group that may be substituted include an aryl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aralkyl group, and an arylalkenyl group. As used herein, “aryl”, “cycloalkyl”, “cycloalkenyl”, “aralkyl” and “arylalkenyl” include an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon which may be substituted The aryl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aralkyl and arylalkyl groups already mentioned as the “substituent” in the group or the optionally substituted heterocyclic group, “aryl”, “cycloalkyl”, “cyclo Examples include “alkenyl”, “aralkyl” and “arylalkenyl”. Any of these aryl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, aralkyl groups, and arylalkenyl groups may be substituted. Preferably, it is an aryl group.

式(5)で表される一つの化合物としては、式(6)で表される化合物を挙げることができる。これらの化合物は、オキソ−オキソアニオン部を含むオリゴメチン鎖が略同一平面上にあり、オキソ−オキソアニオン部を構成する二つの酸素原子がオリゴメチン鎖の片側に配置されている。   As one compound represented by Formula (5), the compound represented by Formula (6) can be mentioned. In these compounds, the oligomethine chain containing the oxo-oxoanion part is on the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion part are arranged on one side of the oligomethine chain.

上記式(1)で表される化合物は、当業者に周知の官能基変換を行うことにより製造することができる。式(4)及び式(6)において例示した化合物は、いずれも商業的に入手することができる。   The compound represented by the above formula (1) can be produced by performing functional group transformation well known to those skilled in the art. Any of the compounds exemplified in Formula (4) and Formula (6) can be obtained commercially.

さらに1個又は2個以上の置換基を有していてもよい。置換基の種類、置換位置、及び個数は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。 Furthermore, you may have 1 or 2 or more substituents. The type, position and number of substituents are not particularly limited, and when having two or more substituents, they may be the same or different.

本開口薬の有効成分としては、本化合物の他、置換基の種類に応じて生理学的に許容されるその塩を用いることができる。塩の種類は生理学的に許容されるものであれば特に限定されず、酸付加塩、塩基付加塩のいずれであってもよい。酸付加塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの鉱酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、シュウ酸塩、マレイン酸塩、酒石酸塩などの有機酸塩を挙げることができ、塩基付加塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などの金属塩、アンモニウム塩、トリエチルアミン塩、エチルアミン塩などの有機アミン塩を挙げることができる。グリシンなどのアミノ酸との塩を用いてもよい。   As an active ingredient of the present opener, in addition to the present compound, a physiologically acceptable salt thereof can be used depending on the type of substituent. The kind of the salt is not particularly limited as long as it is physiologically acceptable, and may be either an acid addition salt or a base addition salt. Examples of the acid addition salt include mineral acid salts such as hydrochloride, sulfate, and nitrate, and organic acid salts such as p-toluenesulfonate, methanesulfonate, oxalate, maleate, and tartrate. Examples of the base addition salt include metal salts such as sodium salt, potassium salt and calcium salt, and organic amine salts such as ammonium salt, triethylamine salt and ethylamine salt. A salt with an amino acid such as glycine may be used.

また、本開口薬の有効成分としては、遊離形態の化合物又は生理学的に許容されるその塩のほか、それらの任意の水和物又は溶媒和物を用いることもできる。溶媒和物を形成する溶媒の種類は特に限定されないが、例えば、アセトン、エタノール、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。また、本化合物は、置換基の種類に応じて1個以上の不斉炭素を有する場合がある。従って、このような不斉炭素の存在に基づいて光学活性体又はジアステレオ異性体などの立体異性体が存在する場合があるが、純粋な形態の立体異性体、立体異性体の任意の混合物、ラセミ体などを本開口薬の有効成分として用いることもできる。 Moreover, as an active ingredient of the present opener, in addition to a free form compound or a physiologically acceptable salt thereof, any hydrate or solvate thereof can also be used. Although the kind of solvent which forms a solvate is not specifically limited, For example, acetone, ethanol, tetrahydrofuran, etc. can be mentioned. In addition, the present compound may have one or more asymmetric carbons depending on the type of substituent. Thus, stereoisomers such as optically active or diastereoisomers may exist based on the presence of such asymmetric carbon, but pure forms of stereoisomers, any mixture of stereoisomers, Racemates and the like can also be used as the active ingredient of this opener.

本発明の開口薬は、本化合物、生理学的に許容されるその塩並びにこれらの水和物及び溶媒和物からなる群から選択される1種又は2種以上を含むこともできる。   The opener of the present invention can also contain one or more selected from the group consisting of the present compound, physiologically acceptable salts thereof, and hydrates and solvates thereof.

本開口薬は、平滑筋や中枢・抹消神経におけるBKチャネルが関連する疾患、特に、平滑筋を弛緩させることによって予防及び/又は治療が可能な各種の疾患や神経細胞を保護することによって予防及び/又は治療が可能な各種の疾患に対して適用することができる。   This opener is used to prevent and / or protect various diseases and nerve cells that can be prevented and / or treated by relaxing smooth muscles, particularly in diseases involving BK channels in smooth muscle and central / peripheral nerves. It can be applied to various diseases that can be treated.

本開口薬は、例えば、血管、膀胱、気管支、消化管など各種臓器の構成要素である平滑筋に存在するBKαβ1チャネル及び中枢・末梢神経に存在するBKαβ4チャネルに作用し、単位時間あたりに個々のカルシウム依存性カリウムチャネルの開口している確率(開口確率)を増大させ、細胞膜のカリウム透過性の上昇をもたらす。この結果として、平滑筋細胞を過分極させ、電位依存性カルシウムチャネルの活性を低下させる。そして、細胞外液からカルシウム流入を抑制することにより平滑筋を弛緩させ、神経細胞をカルシウム過負荷による障害から保護する。   The opener acts on BKαβ1 channels that exist in smooth muscle, which are components of various organs such as blood vessels, bladder, bronchi, and gastrointestinal tract, and BKαβ4 channels that exist in central and peripheral nerves. Increases the probability of opening calcium-dependent potassium channels (opening probability), leading to increased potassium permeability of the cell membrane. This results in hyperpolarizing smooth muscle cells and reduces the activity of voltage-dependent calcium channels. And smooth muscle is relaxed by suppressing calcium inflow from an extracellular fluid, and a nerve cell is protected from the damage by calcium overload.

したがって、本発明の開口薬は、本態性高血圧症を含む高血圧症、緊張性膀胱、末梢循環障害、気道過敏症、知覚神経過敏症、中枢性痙攣などの疾患において定常的に収縮気味(過緊張)の平滑筋組織を弛緩させることができ、これらの疾患の予防及び/又は治療のための医薬として有用である。また、中枢及び末梢神経細胞、特に中枢神経細胞を保護するための医薬としても有用である。   Therefore, the opener of the present invention is constantly contracted (hypertensive) in diseases such as hypertension including essential hypertension, tension bladder, peripheral circulation disorder, airway hypersensitivity, sensory nerve hypersensitivity, and central convulsions. ) Is useful as a medicament for the prevention and / or treatment of these diseases. It is also useful as a medicament for protecting central and peripheral nerve cells, particularly central nerve cells.

本開口薬としては、本化合物等を投与してもよいが、好ましくは、当業者に周知の方法によって製造可能な経口用あるいは非経口用の医薬組成物として投与することができる。経口投与に適する医薬用組成物としては、例えば、錠剤、カプセル剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、液剤、及びシロップ剤等を挙げることができ、非経口投与に適する医薬組成物としては、例えば、注射剤、点滴剤、坐剤、吸入剤、点眼剤、点鼻剤、点耳剤、軟膏剤、クリーム剤、経皮吸収剤、経粘膜吸収剤、及び貼付剤等を挙げることができる。   As the present opener, the present compound or the like may be administered, but preferably, it can be administered as an oral or parenteral pharmaceutical composition that can be produced by methods well known to those skilled in the art. Examples of the pharmaceutical composition suitable for oral administration include tablets, capsules, powders, fine granules, granules, liquids, and syrups. The pharmaceutical composition suitable for parenteral administration includes Examples include injections, drops, suppositories, inhalants, eye drops, nasal drops, ear drops, ointments, creams, transdermal absorbents, transmucosal absorbents, patches, and the like. .

上記の医薬組成物は1種又は2種以上の製剤用添加物を加えて製造することができる。製剤用添加物としては、例えば、賦形剤、崩壊剤ないし崩壊補助剤、結合剤、滑沢剤、コーティング剤、色素、希釈剤、基剤、溶解剤ないし溶解補助剤、等張化剤、pH調節剤、安定化剤、噴射剤、及び粘着剤等を挙げることができるが、これらは医薬用組成物の形態に応じて当業者が適宜選択可能である。   Said pharmaceutical composition can be manufactured by adding one or more pharmaceutical additives. Examples of the additives for preparation include excipients, disintegrants or disintegration aids, binders, lubricants, coating agents, dyes, diluents, bases, solubilizers or solubilizers, isotonic agents, Examples thereof include a pH adjuster, a stabilizer, a propellant, and a pressure-sensitive adhesive, and these can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the form of the pharmaceutical composition.

本発明のカリウムチャネル開口薬
の投与量は特に限定されず、その作用の種類や作用の強弱などに応じて適宜選択することができ、さらに患者の体重や年齢、疾患の種類や症状、投与経路など通常考慮すべき種々の要因に応じて、適宜増減することができる。一般的には、経口投与の場合には成人一日あたり0.01〜1,000mg程度の範囲で用いることができる。
The dose of the potassium channel opener of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of action and the intensity of action, and further, the weight and age of the patient, the type and symptoms of the disease, the administration route It can be appropriately increased or decreased depending on various factors that should normally be considered. Generally, in the case of oral administration, it can be used in the range of about 0.01 to 1,000 mg per adult day.

本発明のカリウムチャネル開口薬は、さらに、より適切なカリウムチャネル開口薬のためのシード化合物及びリード化合物として用いることができる。   The potassium channel opener of the present invention can further be used as a seed compound and lead compound for a more appropriate potassium channel opener.

(スクリーニング方法)
本発明のスクリーニング方法は、本化合物又はその生理学的に許容される塩を被験成分として用いて、前記被験成分のカリウムチャネル開口率を評価する評価工程を備えることができる。こうした評価工程においてカリウムチャネル開口率に優れた化合物を選択することで、よりカリウムチャネル開口薬として適切な化合物を得ることができる。カリウムチャネル開口率は、BKαともにBKβ1又はβ4を発現する細胞を作製し、この細胞を用いてホールセルパッチクランプ法及びインサイドアウトパッチクランプ法等による電気生理学実験を行うことにより測定することがでできる。これらの方法は、Imaizumi et al., 2002(Imaizumi Y, Sakamoto K, Yamada A, Hotta A, Ohya S, Muraki K,
Uchiyama M and Ohwada T (2002) Mol Pharmacol 62:836-846.)に基づいて行った。すなわち、ホールセルパッチクランプ法は、細胞膜上に多数発現したイオンチャネルが総和としてどのような機能を示すかを検討するために頻用され、充分に確立された方法である(Hamil,O.P.,et al.,Pflgers Archiv.,391,pp.85−100,1981)。また、インサイド−パッチクランプ法は、チャネルを含む細胞膜の断片を単離して細胞膜内側の環境を人為的に調節しながら、単一チャネルの開閉を直接観察することができる方法である。この方法は、チャネル機能解析法としてだけでなく、チャネル作用薬の定量的な効力検定を行うためにも、充分に確立された方法である(Hamill,O.P.上掲書)。なお、実験には細胞内液を充填したときの電極抵抗が全細胞膜電流記録時(ホールセル法)は2〜4 MΩ,単一チャネル電流記録時(インサイドアウト法)は15〜30 MΩ,マクロ電流記録時は(インサイドアウト法)は2〜4 MΩの電極を使用した。倒立顕微鏡のステージ上に設置したチャンバーに単離細胞および培養細胞を定着させたガラス片を固定し,HEPES緩衝生理食塩水で灌流し,各種電位固定法による電流の記録を行った。
(Screening method)
The screening method of the present invention may comprise an evaluation step of evaluating the potassium channel opening ratio of the test component using the present compound or a physiologically acceptable salt thereof as the test component. By selecting a compound having an excellent potassium channel opening ratio in such an evaluation step, a compound more suitable as a potassium channel opening agent can be obtained. The potassium channel opening ratio can be measured by preparing cells that express BKβ1 or β4 together with BKα, and conducting electrophysiological experiments such as whole cell patch clamp method and inside-out patch clamp method using this cell. . These methods are described in Imaizumi et al., 2002 (Imaizumi Y, Sakamoto K, Yamada A, Hotta A, Ohya S, Muraki K,
Uchiyama M and Ohwada T (2002) Mol Pharmacol 62: 836-846.). That is, the whole cell patch clamp method is a well-established and well-established method for examining what functions ion channels expressed on a cell membrane show as a sum (Hamil, OP. , Et al., Pflgers Archiv., 391, pp. 85-100, 1981). The inside-patch clamp method is a method in which a single channel opening and closing can be directly observed while artificially adjusting the environment inside the cell membrane by isolating a cell membrane fragment containing the channel. This method is a well-established method not only as a method for analyzing channel function but also for conducting quantitative efficacy tests of channel agonists (Hamill, OP, supra). In the experiment, the electrode resistance when filled with intracellular fluid is 2 to 4 MΩ during whole cell membrane current recording (hole cell method), 15 to 30 MΩ during single channel current recording (inside out method), macro During current recording (inside-out method), electrodes of 2 to 4 MΩ were used. A piece of glass with isolated and cultured cells fixed in a chamber placed on the stage of an inverted microscope was fixed, perfused with HEPES buffered saline, and currents were recorded by various potential fixation methods.

なお、本スクリーニング方法に用いる細胞は、マウス、ラット、ウサギのほか、ヒトを含む高等霊長類に由来する細胞を適宜用いることができる。細胞としてはHEK細胞(Human Embryo Kidney Cell)等を用いることができる。   In addition, the cell used for this screening method can use suitably the mouse | mouth, rat, rabbit, and the cell derived from higher primates including a human. As the cells, HEK cells (Human Embryo Kidney Cells) and the like can be used.

前記評価工程は、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニット又はβ4サブユニットへの作用に基づくカリウムチャネル開口率を評価する工程とすることができる。本化合物は、β1サブユニット及びβ4サブユニットに選択的に作用しうるため、こうしたサブユニットを備えるBKチャネルの開口率を評価することで、効率的にチャネル開口薬としてのスクリーニングが可能となる。 The evaluation step can be a step of evaluating the potassium channel opening ratio based on the action of the large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel on the β1 subunit or β4 subunit. Since the present compound can selectively act on β1 subunit and β4 subunit, the screening as a channel opener can be efficiently performed by evaluating the opening ratio of a BK channel comprising such subunit.

本発明のスクリーニング方法は、カリウムチャネル開口薬のスクリーニング方法であって、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニットにおける配列番号1に記載のアミノ酸配列(LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV)によって特徴付けられる部位と被験成分との相互作用を評価する工程を備えることができる。ここで相互作用とは、前記アミノ酸配列によって特徴付けられる部位への結合性であってもよいし、前記アミノ酸配列によって特徴付けられる部位を含むBKチャネル開口率であってもよい。 The screening method of the present invention is a screening method for a potassium channel opener, characterized by the amino acid sequence (LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV) described in SEQ ID NO: 1 in the β1 subunit of the large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel. A step of evaluating an interaction between the site to be tested and the test component. Here, the interaction may be binding to a site characterized by the amino acid sequence, or may be a BK channel opening ratio including the site characterized by the amino acid sequence.

本発明者らによれば、配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、第2番目、第3番目、第5番目、第10番目〜13番目、第16番目、第17番目及び第19番目の部位(合計10アミノ酸残基)がβ1サブユニットを含むBKチャネルの開口率の変化に関連のある部位であると考えられる。したがって、特にこれらのアミノ酸との相互作用を評価することができる。なかでも、β1サブユニットのこれらのアミノ酸残基によって特徴付けられる構造(三次元構造座標等)への結合性を評価することで、結合性を有しうる化合物をソフトウェア上で探索して化合物ライブラリを構築することができる。   According to the inventors, among the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, the second, third, fifth, tenth to thirteenth, sixteenth, seventeenth and nineteenth positions The site (10 amino acid residues in total) is considered to be a site related to the change in the opening ratio of the BK channel containing the β1 subunit. Therefore, in particular, the interaction with these amino acids can be evaluated. In particular, by evaluating the binding of the β1 subunit to the structure (three-dimensional structure coordinates, etc.) characterized by these amino acid residues, the compound library can be searched by searching for compounds that can have binding. Can be built.

次いで、これらの化合物を被験成分としてカリウムチャネル開口率を評価することで、効率的にカリウムチャネル開口薬をスクリーニングすることができる。化合物ライブラリを式(1)で表される化合物の範囲内で構築することでより効率的にカリウムチャネル開口薬のスクリーニングが可能となる。   Subsequently, potassium channel openers can be efficiently screened by evaluating the potassium channel open ratio using these compounds as test components. By constructing a compound library within the range of the compound represented by the formula (1), screening of potassium channel openers can be performed more efficiently.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されることはない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.

以下に、以下の実施例で用いた実験方法について説明する。
(細胞の単離)
マウス膀胱平滑筋細胞(mUBSMCs)は以前に記載した方法を用いて単離した(Morimura et al., 2006)。すなわち、C57BL/6雄性マウス(8−12週齡)から膀胱を取り出し、0.2%コラゲナーゼ(Amano Enzyme, Nagoya, Japan)を用いて37℃で11〜13分間インキュベートすることによりマウス膀胱平滑筋細胞を得た。
The experimental methods used in the following examples are described below.
(Isolation of cells)
Mouse bladder smooth muscle cells (mUBSMCs) were isolated using previously described methods (Morimura et al., 2006). That is, the bladder was removed from C57BL / 6 male mice (8-12 weeks old) and incubated for 11-13 minutes at 37 ° C. with 0.2% collagenase (Amano Enzyme, Nagoya, Japan) for mouse bladder smooth muscle. Cells were obtained.

(トランスフェクション及び細胞培養)
HEK293細胞は10% ウシ胎児血清(Cell Culture Technologies,
Buhnrain/Zurich, Switzerland)、100units/mlペニシリン(Wako Pure Chemical Industries, Osaka,
Japan)、100μg/mlストレプトマイシン(Meiji Seika, Tokyo, Japan)を添加したMEM培地(Invitrogen
Corp., Carlsbad, CA, U.S.A.)中で、37℃、5%CO下で培養した。rBKα、rSK2、mSK4、rKv1.1、rKv4.3を定常発現させたHEK293細胞(HEK−rBKα、HEK−rSK2、HEK−mSK4、HEK−rKv1.1、HEK−rKv4.3)は以前にrBKα、rSK2、mSK4、rKv1.1、rKv4.3を組み込んだpcDNA3.1(+) (Invitrogen)をトランスフェクションして作製した(Yamada et al., 2001; Imaizumi et al.,
2002; Hatano et al., 2004; Sakamoto et al., 2006)。同様にrBKαとrBKβ1もしくはrBKβ4を定常発現させたHEK293細胞(HEK−rBKαβ1、HEK−rBKαβ4)も以前に作製した。rBKαとrBKβ2を一過性に発現させたHEK293細胞(HEK−rBKαβ2)はrBKαを組み込んだpcDNA3.1(+)(Invitrogen)とrBKβ2を組み込んだpTracer−CMV2(Invitrogen)を同時にトランスフェクションして作製した。トランスフェクションされた細胞はトランスフェクション後24−96時間後のpTracer−CMV2由来のGFPシグナルの有無によって判定した。トランスフェクションされた細胞は培養シャーレ中の小さなガラス片上に培養し、電気生理学実験に用いた。
(Transfection and cell culture)
HEK293 cells are 10% fetal bovine serum (Cell Culture Technologies,
Buhnrain / Zurich, Switzerland), 100 units / ml penicillin (Wako Pure Chemical Industries, Osaka,
Japan), MEM medium (Invitrogen) supplemented with 100 μg / ml streptomycin (Meiji Seika, Tokyo, Japan)
Corp., Carlsbad, CA, USA) at 37 ° C., 5% CO 2 . HEK293 cells (HEK-rBKα, HEK-rSK2, HEK-mSK4, HEK-rKv1.1, HEK-rKv4.3) in which rBKα, rSK2, mSK4, rKv1.1, and rKv4.3 were expressed in a constant manner were previously used as rBKα, It was prepared by transfection of pcDNA3.1 (+) (Invitrogen) incorporating rSK2, mSK4, rKv1.1, rKv4.3 (Yamada et al., 2001; Imaizumi et al.,
2002; Hatano et al., 2004; Sakamoto et al., 2006). Similarly, HEK293 cells (HEK-rBKαβ1, HEK-rBKαβ4) in which rBKα and rBKβ1 or rBKβ4 were constantly expressed were also prepared previously. HEK293 cells (HEK-rBKαβ2) in which rBKα and rBKβ2 were transiently expressed were prepared by simultaneously transfecting pcDNA3.1 (+) (Invitrogen) incorporating rBKα and pTracer-CMV2 (Invitrogen) incorporating rBKβ2. did. Transfected cells were determined by the presence or absence of GFP signal derived from pTracer-CMV2 24-96 hours after transfection. The transfected cells were cultured on small pieces of glass in a culture dish and used for electrophysiological experiments.

(電気生理)
ホールセルパッチクランプ法及びインサイドアウトパッチクランプ法はCEZ-2200、CEZ-2300、CEZ-2400(Nihon
Kohden, Tokyo, Japan)、EPC-7(List Electronik, Darmstadt,
Germany)のアンプを用いて以前に報告した方法で行った(Imaizumi et al., 2002)。ホールセルでの電気生理学的な記録及びデータの取り込み/解析はカルガリー大学で開発された二つのプログラム(Data-Acquisition、Cell-Soft)を用いて行った。単一チャネル電流の解析はStrathclyde大学で開発されたPATV7.0Cを用いて行われた。ホールセルパッチクランプ法には電極内液をつめたときの電極抵抗が2−5MΩのものを使用し、インサイドアウトパッチクランプ法には10-15 MΩのものを使用した。
(Electrophysiology)
Whole cell patch clamp method and inside-out patch clamp method are CEZ-2200, CEZ-2300, CEZ-2400 (Nihon
Kohden, Tokyo, Japan), EPC-7 (List Electronik, Darmstadt,
(Germany) was used as previously reported (Imaizumi et al., 2002). Electrophysiological recording and data acquisition / analysis in whole cells were performed using two programs (Data-Acquisition, Cell-Soft) developed at the University of Calgary. Single channel current analysis was performed using PATV 7.0C developed at Strathclyde University. For the whole cell patch clamp method, an electrode resistance of 2-5 MΩ when the solution in the electrode was filled was used, and for the inside-out patch clamp method, a 10-15 MΩ one was used.

(溶液)
(単離したマウス膀胱平滑筋単離細胞やトランスフェクションされたHEK293細胞の全細胞電流の記録)
標準的なHEPES緩衝液[(mM): 137
NaCl, 5.9 KCl, 2.2 CaCl2, 1.2 MgCl2, 10 HEPES, 14 D-glucose
(NaOHによりpH 7.4に調製)]を灌流液として使用した。
(マウス膀胱平滑筋単離細胞の全細胞電流の記録)
300 nM Ca2+の電極内液[(mM): 140 KCl, 4.5 CaCl2, 3
MgCl2, 10 EGTA, 10 HEPES, 2 ATP (KOHによりpH 7.2に調製)]と100
μM Cd2+を含む標準的なHEPES緩衝液を使用した。
(HEK-rBKα、HEK-rBKαβ1、HEK-rBKαβ4の全細胞電流の記録)
300 nM Ca2+の電極内液[(mM): 140 KCl, 3.3 CaCl2, 1
MgCl2, 5 EGTA, 10 HEPES, 2 ATPNa2 (KOHによりpH
7.2に調製)]を使用した。
(HEK-rBKαβ2の全細胞電流の記録)
1 μM Ca2+の電極内液[(mM): 140 KCl, 4.3 CaCl2, 4 MgCl2, 5 EGTA, 10
HEPES, 2 ATPNa2 (KOHによりpH 7.2に調製)]を使用した。
(HEK-rSK2、HEK-mSK4の全細胞電流の記録)
1 μM Ca2+の電極内液[(mM): 138 K-aspartate, 8.6 CaCl2, 2 MgCl2, 10
EGTA, 10 HEPES, 1 ATPK2 (KOHによりpH 7.2に調製)]を使用した。液間電位は測定により-14 mV補正した。
(HEK-rKv1.1、HEK-rKv4.3の全細胞電流の記録)
名目上Ca2+のない(~10
nM)電極内液[(mM): 138 KCl, 0.58 CaCl2, 2 MgCl2,
10 EGTA, 10 HEPES, 1 ATPK2 (KOHによりpH 7.2に調製)]を使用した。
(インサイドアウトパッチクランプ下での単一チャネル電流の記録)
灌流液、電極内液ともにHEPES緩衝液[(mM) 140 KCl,
2.2 CaCl2, 1.2 MgCl2, 5 EGTA, 10 HEPES, 14 D-glucose (pCa
7.0, NaOHによりpH 7.2に調製)]を使用した。
遊離Ca2+濃度は(WEBMAXCプログラム(http://www.stanford.edu/~cpatton/webmaxcS.htm)を用いて算出した。
(solution)
(Record of total cell currents of isolated mouse bladder smooth muscle isolated cells and transfected HEK293 cells)
Standard HEPES buffer [(mM): 137
NaCl, 5.9 KCl, 2.2 CaCl 2 , 1.2 MgCl 2 , 10 HEPES, 14 D-glucose
(Adjusted to pH 7.4 with NaOH)] was used as the perfusate.
(Record of total cell current of mouse bladder smooth muscle isolated cells)
300 nM Ca 2+ electrode solution [(mM): 140 KCl, 4.5 CaCl 2 , 3
MgCl 2 , 10 EGTA, 10 HEPES, 2 ATP (adjusted to pH 7.2 with KOH)] and 100
Standard HEPES buffer containing μM Cd 2+ was used.
(Recording total cell current of HEK-rBKα, HEK-rBKαβ1, HEK-rBKαβ4)
300 nM Ca 2+ electrode solution [(mM): 140 KCl, 3.3 CaCl 2 , 1
MgCl 2 , 5 EGTA, 10 HEPES, 2 ATPNa 2 (pH with KOH
Prepared in 7.2)].
(Record of whole cell current of HEK-rBKαβ2)
1 μM Ca 2+ electrode solution [(mM): 140 KCl, 4.3 CaCl 2 , 4 MgCl 2 , 5 EGTA, 10
HEPES, 2 ATPNa 2 (prepared to pH 7.2 with KOH)] was used.
(Recording of total cell current of HEK-rSK2 and HEK-mSK4)
1 μM Ca 2+ solution in electrode [(mM): 138 K-aspartate, 8.6 CaCl 2 , 2 MgCl 2 , 10
EGTA, 10 HEPES, 1 ATPK 2 (prepared to pH 7.2 with KOH)] was used. The inter-liquid potential was corrected by -14 mV by measurement.
(Recording of total cell current of HEK-rKv1.1 and HEK-rKv4.3)
No nominal Ca 2+ (~ 10
nM) Electrode solution [(mM): 138 KCl, 0.58 CaCl 2 , 2 MgCl 2 ,
10 EGTA, 10 HEPES, 1 ATPK 2 (prepared to pH 7.2 with KOH)].
(Recording single channel current under inside-out patch clamp)
HEPES buffer solution for both perfusate and electrode solution [(mM) 140 KCl,
2.2 CaCl 2 , 1.2 MgCl 2 , 5 EGTA, 10 HEPES, 14 D-glucose (pCa
7.0, adjusted to pH 7.2 with NaOH)].
Free Ca 2+ concentration was calculated using (WEBMAXC program (http://www.stanford.edu/ ~ cpatton / webmaxcS.htm).

(使用した化合物)
なお、今回使用した化合物は、以下のとおりである。入手先とともに示す。
DiBAC(3):ビス(1,3−ジブチルバルビツール酸)トリメチンオキソノール(Dojindo(Kumamoto,Japan)
DiBAC(5):ビス(1,3−ジブチルバルビツール酸)ペンタメチンオキソノール、DiSBAC(3):ビス(1,3−ジエチルチオバルビツール酸)トリメチンオキソノール(Molecular
Probes,Inc.)
DiSBAC(5):ビス(1,3−ジエチルチオバルビツール酸)ペンタメチンオキソノール(AnaSpec,Inc.)
DiSBAC(1):ビス(1,3−ジエチルチオバルビツール酸メチンオキソノール(Specs,Inc.)
BA:バルビツール酸(和光純薬工業株式会社)
DiSBAC(3):ビス(1,3−ジブチルチオバルビツール酸)トリメチンオキソノール、DiSBAC(5):ビス(バルビツール酸)ペンタメチンオキソノール、Oxonol595:ビス(3−シアノ−1−エチル−4−メチル−2,6−ジオキソ−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン)トリメチンオキソノール、OxonolV:ビス(3−フェニル−5−オキソイソキサゾール−4−イル)ペンタメチンオキソノール、DMBA:1,3−ジメチルバルビツール酸、DETBA:1,3−ジエチルl−2−チオバルビツール酸、penitremA(シグマ
アルドリッチ)
OxonolVI:ビス(3−プロピル−5−オキソイソオキサゾール−4−イル)ペンタメチンオキソノール(Fluka(Buchs,Switzerland)
DiSBAC10(3):ビス(1,3−ジデシルチオバルビツール酸)トリメチンオキソノール(Cayman(Ann
Arbor,MI,U.S.A.))
(Used compounds)
The compounds used this time are as follows. Shown with the source.
DiBAC 4 (3): bis (1,3-dibutylbarbituric acid) trimethine oxonol (Dojindo (Kumamoto, Japan)
DiBAC 4 (5): bis (1,3-dibutylbarbituric acid) pentamethine oxonol, DiSBAC (3): bis (1,3-diethylthiobarbituric acid) trimethine oxonol (Molecular
Probes, Inc. )
DiSBAC 2 (5): bis (1,3-diethylthiobarbituric acid) pentamethine oxonol (AnaSpec, Inc.)
DiSBAC 2 (1): bis (1,3-diethylthiobarbituric acid methine oxonol (Specs, Inc.)
BA: Barbituric acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
DiSBAC 4 (3): bis (1,3-dibutylthiobarbituric acid) trimethine oxonol, DiSBAC 0 (5): bis (barbituric acid) pentamethine oxonol, Oxonol 595: bis (3-cyano-1- Ethyl-4-methyl-2,6-dioxo-1,2,5,6-tetrahydropyridine) trimethine oxonol, Oxonol V: bis (3-phenyl-5-oxoisoxazol-4-yl) pentamethine oxo Nord, DMBA: 1,3-dimethylbarbituric acid, DETBA: 1,3-diethyl l-2-thiobarbituric acid, penitremA (Sigma Aldrich)
Oxonol VI: bis (3-propyl-5-oxoisoxazol-4-yl) pentamethine oxonol (Fluka (Buchs, Switzerland)
DiSBAC 10 (3): bis (1,3-didecylthiobarbituric acid) trimethine oxonol (Cayman (Ann
Arbor, MI, U. S. A. ))

DiBAC(3)、DiBAC(5)、DiSBAC(3)、DiSBAC(3)、DiSBAC(5)、DiSBAC(1)、Oxonol595、OxonolV、OxonolVI、penitremAは10mMの濃度でDMSOに溶解し、BA、DMBA、DETBAは100mMの濃度でDMSOに溶解し−20℃で保存した。薬物を灌流液に溶解させるために溶解しにくい化合物は約1分間ソニケーションして実験に使用した。 DiBAC 4 (3), DiBAC 4 (5), DiSBAC 2 (3), DiSBAC 4 (3), DiSBAC 0 (5), DiSBAC 2 (1), Oxonol 595, Oxonol V, Oxonol VI, penitremA in DMSO at a concentration of 10 mM. After dissolution, BA, DMBA, and DETBA were dissolved in DMSO at a concentration of 100 mM and stored at -20 ° C. In order to dissolve the drug in the perfusate, the compound which is difficult to dissolve was sonicated for about 1 minute and used in the experiment.

(化合物の立体構造の最適化とpKa及び分子内距離の算出)
オキソノール化合物の最安定構造は構造上互変異性体をとり二価の陰イオンとして存在するDiSBAC0(5)を除いて、一価の陰イオンの状態でスパルタン’04ソフトウェアfor Windows version 1.0.3.(Wavefunction,
Inc., Irvine, CA, U.S.A.)を使用し、density-functional theory (DFT)法を用いた計算により決定し、UCSF Chimeraソフトウェアにより表示した。分子内の酸素原子-酸素原子間距離はその最安定構造から測定した。分子のイオン化の度合いを決定するpKa値はSolaris V4.76 ソフトウェア(Advanced Chemistry Development, Inc., Toronto, Ontario, Canada)を用いて計算した。
(Optimization of three-dimensional structure of compound and calculation of pKa and intramolecular distance)
The most stable structure of an oxonol compound is Spartan '04 software for Windows version 1.0.3 in the form of a monovalent anion, except for DiSBAC 0 (5), which is a tautomer in structure and exists as a divalent anion. . (Wavefunction,
Inc., Irvine, CA, USA) and determined by calculation using the density-functional theory (DFT) method and displayed by UCSF Chimera software. The distance between oxygen atoms in the molecule was measured from its most stable structure. The pKa value that determines the degree of ionization of molecules was calculated using Solaris V4.76 software (Advanced Chemistry Development, Inc., Toronto, Ontario, Canada).

(統計)
実験結果は平均値±標準誤差で表記した。二群間、多群間の検定にはFtestもしくは一元配置分散分析を行った後にStudent’s t−test、Scheffe‘
testにより評価した。図中の*、**はそれぞれ危険率5%及び1%で統計的に有意であることを意味する。
(statistics)
The experimental results are expressed as mean ± standard error. For testing between two groups or between multiple groups, after performing Ftest or one-way analysis of variance, Student's t-test, Scheffe '
Evaluated by test. * And ** in the figure mean that the risk factors are statistically significant at 5% and 1%, respectively.

本実施例では、DiBAC4(3)が単離マウス膀胱平滑筋細胞のBK電流を活性化するかどうかを確認した。まず初めに、パッチクランプ法を用いて単離マウス膀胱平滑筋細胞に脱分極刺激を与えたときに惹起される外向き電流に対するDiBAC4(3)の作用について検討した。マウス膀胱平滑筋細胞に脱分極刺激を与えたときに惹起される全細胞BK電流の測定は電位依存性Ca2+チャネル(VDCC)をブロックするために標準的なHEPES緩衝液に100 μM Cd2+を添加し、Ca2+-EGTA緩衝により電極内液のpCaを6.5に固定した条件で行った。 In this example, it was confirmed whether DiBAC 4 (3) activates BK current in isolated mouse bladder smooth muscle cells. First, we examined the effect of DiBAC 4 (3) on the outward current induced when depolarizing stimulation was applied to isolated mouse bladder smooth muscle cells using the patch clamp method. Measurement of whole-cell BK current elicited when depolarizing stimulation is applied to mouse bladder smooth muscle cells is 100 μM Cd 2 in standard HEPES buffer to block voltage-dependent Ca 2+ channels (VDCC) + Was added, and pCa of the solution in the electrode was fixed at 6.5 with Ca 2+ -EGTA buffer.

図1Aに示すように、保持電位-60 mVから+40 mVへ150ミリ秒間脱分極させたときに惹起される外向き電流(図中の黒丸)は300 nM DiBAC4(3)投与により著しく増大し、さらに選択的BKチャネル阻害薬であるpenitrem Aを投与により抑制された。また、60
mVから+60 mVの範囲で10 mVステップで150ミリ秒間脱分極させたときに惹起される外向き電流(図中の白丸)から、電流密度-電圧関係を得た(図1B)。図1Bに示すように、+60 mVへ脱分極させたときのピーク外向き電流密度は、薬物投与前16.9 ± 0.4 pA/pF、300 nM DiBAC4(3)投与時28.8
± 1.3 pA/pF (薬物投与前に対してp<0.01)、penitrem A投与時6.6
± 1.6 pA/pF (DiBAC4(3)投与時に対してp<0.01、薬物投与前に対してp<0.05)であった(それぞれn = 4)。これらの結果は、αサブユニットとβ1サブユニットから構成されるマウス膀胱平滑筋細胞のBKチャネル電流に対してDiBAC4(3)は強力な活性化作用をもつことがわかった。
As shown in FIG. 1A, the outward current (black circle in the figure) elicited when depolarizing from holding potential -60 mV to +40 mV for 150 milliseconds is significantly increased by administration of 300 nM DiBAC 4 (3). Furthermore, it was suppressed by administration of peninitrem A, which is a selective BK channel inhibitor. Also 60
A current density-voltage relationship was obtained from the outward current (white circle in the figure) induced when depolarized in a 10 mV step in the range of mV to +60 mV for 150 milliseconds (FIG. 1B). As shown in FIG. 1B, the peak outward current density when depolarized to +60 mV is 16.9 ± 0.4 pA / pF before drug administration, 28.8 at 300 nM DiBAC 4 (3) administration.
± 1.3 pA / pF (p <0.01 compared to pre-drug administration), 6.6 after peninitrem A administration
± 1.6 pA / pF (p <0.01 compared to DiBAC 4 (3) administration, p <0.05 compared to drug administration) (n = 4 respectively). These results indicate that DiBAC 4 (3) has a strong activating effect on the BK channel current of mouse bladder smooth muscle cells composed of α and β1 subunits.

本実施例では、DiBAC4(3)のBKチャネル開口作用の有無について評価した。ラットBKチャネルαサブユニット(rBKα)のみを定常的に発現させたHEK293細胞(HEK-rBKα)とαサブユニットとラットBKチャネルβ1サブユニット、β2サブユニット、β4サブユニット(rBKβ1、rBKβ2、rBKβ4)のいずれかを定常的にもしくは一過性に共発現させたHEK293細胞(HEK-rBKαβ1、HEK-rBKαβ2、HEK-rBKαβ4)を用いた異種発現系により、DiBAC4(3)のBKチャネルに対する作用を検討した。 In this example, the presence or absence of DiBAC 4 (3) BK channel opening action was evaluated. HEK293 cells (HEK-rBKα) in which only rat BK channel α subunit (rBKα) is constantly expressed, α subunit and rat BK channel β1 subunit, β2 subunit, β4 subunit (rBKβ1, rBKβ2, rBKβ4) The heterologous expression system using HEK293 cells (HEK-rBKαβ1, HEK-rBKαβ2, HEK-rBKαβ4), which either or both of these are co-expressed steadily or transiently, exerts the effect of DiBAC 4 (3) on the BK channel. investigated.

(HEK-rBKαβ1に対する作用)
全細胞電流をpCa 6.5の電極内液と標準的な灌流液で測定した。電流密度-電圧関係を図2Aに示す。HEK-rBKαβ1を保持電位-60 mVから150ミリ秒間10 mVステップで脱分極させたときに惹起される外向き電流は300 nM DiBAC4(3)投与によって-40 mVより高電位において著しく増大し、さらに1 μM penitrem A投与により完全に抑制された。また、+60mVへ脱分極させたときのピーク外向き電流密度は薬物投与前142.8 ± 14.6 pA/pF、300
nM DiBAC4(3)投与時219.1 ± 35.8 pA/pF (薬物投与前に対してp<0.01)、penitrem A投与時2.4 ± 2.0 pA/pF
(薬物投与前及びDiBAC4(3)投与時に対してp<0.01)であった(それぞれn = 3)。また、図2Bに示すように、HEK-rBKαβ1を+20 mVへ脱分極させたときの外向き電流は10 nMから1 μMのDiBAC4(3)の累積投与により濃度依存的に活性化した。そしてさらに1 μM penitrem A投与によりその外向き電流はほぼ完全に抑制された。さらに、図2Cに、HEK-rBKαβ1におけるDiBAC4(3)の濃度-反応関係は、DiBAC4(3)投与時のピーク外向き電流を薬物投与前のピーク外向き電流により規格化し、相対的な増加率として示した。図2Cに示すように、+20 mVへ脱分極させたときの相対的な増加率は10
nM DiBAC4(3)(1.440 ± 0.242; 薬物投与前に対してp<0.05)及びそれ以上のDiBAC4(3)濃度で濃度依存的に増大した。なお、ホールセルパッチクランプ下、低濃度のDiBAC4(3) (100 nM以下)投与により活性化されたBK電流はwash outにより可逆的に回復したが、高濃度のDiBAC4(3)
(300 nM以上) 投与により活性化されたBK電流はwash outにより完全には回復しなかった(図示せず)。
(Action on HEK-rBKαβ1)
Total cell current was measured with pCa 6.5 electrode solution and standard perfusate. The current density-voltage relationship is shown in FIG. 2A. The outward current elicited when HEK-rBKαβ1 is depolarized from a holding potential of -60 mV to 150 mV in 10 mV steps is significantly increased at a potential higher than -40 mV by administration of 300 nM DiBAC 4 (3), Furthermore, it was completely suppressed by administration of 1 μM penitrem A. The peak outward current density when depolarized to +60 mV is 142.8 ± 14.6 pA / pF, 300 before drug administration.
nM DiBAC 4 (3) administration 219.1 ± 35.8 pA / pF (p <0.01 compared to pre-drug administration), penitem A administration 2.4 ± 2.0 pA / pF
(P <0.01 compared to the time before drug administration and DiBAC 4 (3) administration) (n = 3 respectively). As shown in FIG. 2B, the outward current when HEK-rBKαβ1 was depolarized to +20 mV was activated in a concentration-dependent manner by cumulative administration of 10 nM to 1 μM DiBAC 4 (3). Moreover, the outward current was almost completely suppressed by administration of 1 μM penitrem A. Further, in FIG. 2C, the concentration of DiBAC 4 (3) in HEK-rBKαβ1 - response relationships, normalized by DiBAC 4 (3) Peak outward current before drug administration the peak outward current during administration, relative Shown as an increase rate. As shown in FIG. 2C, the relative increase rate when depolarized to +20 mV is 10
nM DiBAC 4 (3) (1.440 ± 0.242; p <0.05 compared to before drug administration) and higher concentrations of DiBAC 4 (3) and higher. In addition, BK current activated by administration of low concentration DiBAC 4 (3) (less than 100 nM) under whole cell patch clamp was reversibly recovered by washout, but high concentration DiBAC 4 (3)
The BK current activated by administration (300 nM or more) was not completely recovered by washing out (not shown).

また、細胞内外が140 mM K+の条件下、インサイドアウトパッチクランプ法を用いてHEK-rBKαβ1の+20 mVにおける単一チャネル電流を測定した。なお、灌流液及び電極内液のpCaは7.0に固定した。DiBAC4(3)投与時のPoを薬物投与前のPoにより規格化し、相対的な開口確率(Po)として示した。結果は、図3A及び図3Bに示すように、rBKαβ1チャネルの相対的なPoは100
nMから3 μMのDiBAC4(3)の累積投与により濃度依存的に増大した。DiBAC4(3)投与によるrBKαβ1チャネルの相対的なPoの増大は全細胞rBKαβ1電流に対する作用とは異なり、wash
outによりすばやくそして完全に回復した。DiBAC4(3)濃度-相対的なPoの関係を図3Cに示す。
Further, the single channel current at +20 mV of HEK-rBKαβ1 was measured using the inside-out patch clamp method under the condition that the inside and outside of the cell were 140 mM K + . The pCa of the perfusate and the solution in the electrode was fixed at 7.0. DiBAC 4 (3) a P o upon administration normalized by P o before drug administration, indicated as a relative open probability (P o). The results show that the relative P o of rBKαβ1 channel is 100 as shown in FIGS. 3A and 3B.
It increased in a concentration-dependent manner by the cumulative administration of nM to 3 μM DiBAC 4 (3). DiBAC 4 (3) increase of the relative P o of rBKαβ1 channel by administration Unlike effect on whole cell rBKαβ1 current, wash
Recovered quickly and completely with out. DiBAC 4 (3) Concentration - shown in Figure 3C a relation relative P o.

また、図3Dに示すように、+50 mVでの単一チャネル電流量及び単一チャネルコンダクタンスは薬物投与前12.37 ± 0.07 pA、260.2 pS、300
nM DiBAC4(3)投与時12.76 ± 0.24 pA、263.4
pS (薬物投与前に対してp>0.05、それぞれn = 5)であった。Poは300
nM DiBAC4(3)投与により測定した全ての電位で増大し、開口確率-電圧曲線は以下に示すボルツマン式によく適合した。
Po = 1/1[1 + exp{ V1/2 - Vm )/S}]
V1/2、Vm、Sはそれぞれ50%活性化電位、膜電位、スロープファクターを示す。
Also, as shown in FIG. 3D, the single channel current and the single channel conductance at +50 mV were 12.37 ± 0.07 pA, 260.2 pS, 300 before drug administration.
nM DiBAC 4 (3) administration 12.76 ± 0.24 pA, 263.4
pS (p> 0.05 compared to before drug administration, n = 5 respectively). P o is 300
It increased at all potentials measured by administration of nM DiBAC 4 (3), and the probability of opening-voltage curve was well fitted to the Boltzmann equation shown below.
P o = 1/1 [1 + exp {V 1 / 2 -V m ) / S}]
V 1/2 , V m , and S represent 50% activation potential, membrane potential, and slope factor, respectively.

図3EにV1/2とSとを示す。図3Eに示すように、V1/2とSは薬物投与前96.3±2.7mV、11.4±2.2mV、300nMDiBAC(3)投与時74.8±8.4mV(薬物投与前に対してp<0.01)、17.3±4.3mV(薬物投与前に対してp>0.05)であった(それぞれn=5)。以上のことから、開口確率−電圧曲線は300nMDiBAC(3)投与により約30mV低電位側へ移動したことがわかった。 FIG. 3E shows V 1/2 and S. As shown in FIG. 3E, V 1/2 and S are 96.3 ± 2.7 mV before drug administration, 11.4 ± 2.2 mV, 300 nMDiBAC 4 (3) 74.8 ± 8.4 mV (drug administration) P <0.01) vs. 17.3 ± 4.3 mV (p> 0.05 vs. before drug administration) (n = 5 for each). From the above, it was found that the opening probability-voltage curve moved to the low potential side by about 30 mV by administration of 300 nMDiBAC 4 (3).

(HEK-rBKαに対する作用)
なお、同様にHEK-rBKαの全細胞電流及び単一チャネル電流をHEK-rBKαβ1と同じ条件下で測定した。インサイドアウトパッチクランプ下、DiBAC(3)投与時のP0を薬物投与前のP0により規格化し、相対的な開口確率(P0)として図4Aに示す。図4A及び図4Bに示すように、rBKαチャネルの相対的なP0は10 nMから3 μMのDiBAC4(3)の累積投与により著しい変化を示さなかった。また、図4CにDiBAC4(3)濃度-相対的なP0関係を示す。図4Cに示すように、DiBAC4(3)の濃度に比例したrBKαの相対的なP0は増大しなかった。また、図4Dに示す電流密度-電圧関係から明らかなよに、ホールセルパッチクランプ下、HEK-rBKαの外向き電流は300 nM
DiBAC4(3)投与により有意な変化を示さなかった。さらに1 μM penitrem A投与によりその外向き電流は抑制された。+60 mVへ脱分極させたときのピーク外向き電流密度は薬物投与前152.8 ± 70.2 pA/pF、300
nM DiBAC4(3)投与時145.5 ± 67.2 pA/pF (薬物投与前に対してp>0.05)、penitrem A投与時6.8 ± 3.3 pA/pF
(薬物投与前及びDiBAC4(3)投与時に対してp<0.01)であった(それぞれn = 3)。
(Action on HEK-rBKα)
Similarly, the whole cell current and single channel current of HEK-rBKα were measured under the same conditions as HEK-rBKαβ1. Under inside-out patch clamp, P 0 at the time of DiBAC 4 (3) administration is normalized by P 0 before drug administration, and is shown in FIG. 4A as relative opening probability (P 0 ). As shown in FIGS. 4A and 4B, the relative P 0 of the rBKα channel did not change significantly with cumulative administration of 10 nM to 3 μM DiBAC 4 (3). FIG. 4C shows the DiBAC 4 (3) concentration-relative P 0 relationship. As shown in FIG. 4C, the relative P 0 of rBKα proportional to the concentration of DiBAC 4 (3) did not increase. As is clear from the current density-voltage relationship shown in FIG. 4D, the outward current of HEK-rBKα is 300 nM under the whole cell patch clamp.
DiBAC 4 (3) administration showed no significant change. Furthermore, the outward current was suppressed by administration of 1 μM penitrem A. Peak outward current density when depolarized to +60 mV is 152.8 ± 70.2 pA / pF, 300 prior to drug administration
nM DiBAC 4 (3) administration 145.5 ± 67.2 pA / pF (p> 0.05 compared to pre-drug administration), penitrem A administration 6.8 ± 3.3 pA / pF
(P <0.01 compared to the time before drug administration and DiBAC 4 (3) administration) (n = 3 respectively).

(DiBAC4(3)のBKチャネルβサブユニットのサブタイプに対する選択性)
次にHEK-rBKαβ1に加えてHEK-rBKαβ2及びHEK-rBKαβ4を用いてDiBAC4(3)のBKチャネルβサブユニットのサブタイプに対する選択性について検討した。
(Selectivity for subtype of BK channel β subunit of DiBAC 4 (3))
Next, the selectivity of DiBAC 4 (3) to the subtype of the BK channel β subunit was examined using HEK-rBKαβ2 and HEK-rBKαβ4 in addition to HEK-rBKαβ1.

(HEK-rBKαβ2に対する作用)
HEK-rBKαβ2において十分に不活性化したBK電流を+20 mVから+80 mVの範囲で観察するため、rBKαβ2全細胞電流をpCa 6.0の電極内液と標準的な灌流液で測定した(Wallner
et al., 1999)。HEK-rBKαβ2におけるDiBAC4(3)の濃度-反応関係を図5Aに示す。図5Aに示すように、HEK-rBKαβ2を保持電位-80 mVから1000ミリ秒間20 mVステップで脱分極させたときに惹起される外向き電流は+20 mVより高電側で速い不活性化を示した。また、HEK-rBKαやHEK-rBKαβ1と異なり、HEK-rBKαβ2の不活性化を示す外向き電流はDiBAC4(3)投与により影響を受けず、3 μM DiBAC4(3)投与により有意に抑制された。さらに1 μM penitrem A投与により完全に抑制された。+80 mVへ脱分極させたときのピーク外向き電流密度は薬物投与前199.1 ± 35.6 pA/pF、300
nM DiBAC4(3)投与時135.0 ± 26.0 pA/pF (薬物投与前に対してp>0.05)、penitrem A投与時7.8 ± 2.3 pA/pF
(薬物投与前及びDiBAC4(3)投与時に対してp<0.01)であった(それぞれn = 3)。また、図5Bに示すように、+80
mVでの相対的な増加率は1 μM DiBAC4(3)投与時0.878 ± 0.090 (p>0.05)、3
μM DiBAC4(3)投与時0.627 ± 0.069 (p<0.01)であった(それぞれn = 5) 。
(Action on HEK-rBKαβ2)
In order to observe the fully inactivated BK current in HEK-rBKαβ2 in the +20 mV to +80 mV range, rBKαβ2 total cell current was measured with pCa 6.0 in-electrode solution and standard perfusate (Wallner
et al., 1999). FIG. 5A shows the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) in HEK-rBKαβ2. As shown in Fig. 5A, the outward current induced when HEK-rBKαβ2 is depolarized from the holding potential of -80 mV in a 20 mV step for 1000 milliseconds has a fast deactivation on the higher voltage side than +20 mV. Indicated. Unlike the HEK-rBKα or HEK-rBKαβ1, outward current showing inactivation of HEK-rBKαβ2 is DiBAC 4 (3) without being influenced by the administration, 3 μM DiBAC 4 (3) is significantly suppressed by administration It was. Furthermore, it was completely suppressed by administration of 1 μM penitrem A. The peak outward current density when depolarized to +80 mV is 199.1 ± 35.6 pA / pF before drug administration, 300
nM DiBAC 4 (3) 135.0 ± 26.0 pA / pF (p> 0.05 compared to pre-drug), penitrem A 7.8 ± 2.3 pA / pF
(P <0.01 compared to the time before drug administration and DiBAC 4 (3) administration) (n = 3 respectively). As shown in FIG. 5B, +80
The relative increase in mV is 0.878 ± 0.090 (p> 0.05) at 1 μM DiBAC 4 (3) administration, 3
It was 0.627 ± 0.069 (p <0.01) at the time of μM DiBAC 4 (3) administration (n = 5 for each).

(HEK-rBKαβ4に対する作用)
HEK-rBKαβ4の全細胞電流はHEK-rBKαやHEK-rBKαβ1と同じ条件下で測定した。図6Bに示すように、HEK-rBKαβ4の外向き電流は300 nM DiBAC4(3)投与により-20 mVより高電位側で著しく増大し、さらに1
μM penitrem A投与により完全に抑制された+60 mVへ脱分極させたときのピーク外向き電流密度は薬物投与前127.6 ± 17.9 pA/pF (n = 6)、300 nM DiBAC BAC4(3)投与時230.5 ± 36.1 pA/pF (薬物投与前に対してp<0.01、n = 6)、penitrem A投与時9.4
± 2.3 pA/pF (薬物投与前及びDiBAC BAC4(3)投与時に対してp<0.01、n = 4)であった。
(Action on HEK-rBKαβ4)
The total cell current of HEK-rBKαβ4 was measured under the same conditions as HEK-rBKα and HEK-rBKαβ1. As shown in FIG. 6B, the outward current of HEK-rBKαβ4 is markedly increased on the higher potential side than −20 mV by administration of 300 nM DiBAC 4 (3).
Peak outward current density when depolarized to +60 mV completely suppressed by μM penitrem A administration was 127.6 ± 17.9 pA / pF (n = 6) before drug administration, 300 nM DiBAC BAC 4 (3) administration 230.5 ± 36.1 pA / pF (p <0.01 vs n before drug administration, n = 6), penitrem A administration 9.4
± 2.3 pA / pF (p <0.01, n = 4 before drug administration and DiBAC BAC 4 (3) administration).

また、+20 mVへ脱分極させたときのHEK-rBKαβ4の外向き電流は10 nMから3 μMのDiBAC BAC4(3)の累積投与により濃度依存的に増大した。その外向き電流は1 μM penitrem A投与により完全に抑制された(図6B)。HEK-rBKαβ4におけるDiBAC BAC4(3)の濃度-反応関係は図2Cに示したHEK-rBKαβ1の濃度-反応関係と重ね合わせて図6C示した。注目すべき点は10 nM から3 μMの濃度でのrBKαβ4電流のDiBAC
BAC4(3)による活性化はrBKαβ1電流の活性化とほぼ同程度であることである。+20
mVへ脱分極させたときのrBKαβ4電流の相対的な増加率は10 nM DiBAC BAC4 (3)で1.322 ± 0.096であり、(薬物投与前に対してp<0.05) rBKαβ1電流の10
nM DiBAC BAC4(3)による相対的な増加率とは有意な差は見られなかった(1.440 ± 0.242; rBKαβ1電流に対してp>0.05)。
Moreover, the outward current of HEK-rBKαβ4 when depolarized to +20 mV increased in a concentration-dependent manner by cumulative administration of 10 nM to 3 μM DiBAC BAC 4 (3). The outward current was completely suppressed by administration of 1 μM penitrem A (FIG. 6B). The concentration-response relationship of DiBAC BAC 4 (3) in HEK-rBKαβ4 is shown in FIG. 6C superimposed with the concentration-response relationship of HEK-rBKαβ1 shown in FIG. 2C. Of note is the DiBAC of rBKαβ4 current at concentrations from 10 nM to 3 μM.
The activation by BAC 4 (3) is almost the same as the activation of rBKαβ1 current. +20
The relative increase in rBKαβ4 current when depolarized to mV is 1.322 ± 0.096 for 10 nM DiBAC BAC 4 (3) (p <0.05 vs. pre-drug administration).
There was no significant difference from the relative increase rate by nM DiBAC BAC 4 (3) (1.440 ± 0.242; p> 0.05 for rBKαβ1 current).

(DiBAC4(3)の他のK+チャネルに対する選択性)
次にDiBAC BAC4(3)の小コンダクタンスCa2+活性化K+チャネル(rSK2, mSK4)や電位依存性K+チャネル(rKv1.1, rKv4.3)などの他のK+チャネルに対する選択性をパッチクランプ法により検討するため、これらのチャネルを定常的に発現させたHEK293細胞(HEK-rSK2、HEK-mSK4、HEK-rKv1.1、HEK-rKv4.3)を作製した。
(Selectivity for other K + channels of DiBAC 4 (3))
Next, DiBAC BAC 4 (3) selectivity for other K + channels such as small conductance Ca 2+ activated K + channels (rSK2, mSK4) and voltage-dependent K + channels (rKv1.1, rKv4.3) Therefore, HEK293 cells (HEK-rSK2, HEK-mSK4, HEK-rKv1.1, HEK-rKv4.3) in which these channels are constantly expressed were prepared.

(HEK-rSK2及びHEK-mSK4に対する作用)
HEK-rSK2及びHEK-mSK4の全細胞電流はCl-をaspartate-
に置換しpCaを6.0に固定した電極内液と標準的な灌流液を使用し、-160 mVから+20 mVへ250ミリ秒間ランプパルスにより脱分極させて測定した。
(Action on HEK-rSK2 and HEK-mSK4)
HEK-rSK2 and whole-cell currents HEK-mSK4 is Cl - and aspartate -
Using a solution in the electrode with a pCa fixed at 6.0 and a standard perfusion solution, measurement was performed by depolarizing from −160 mV to +20 mV by a ramp pulse for 250 milliseconds.

図7Aに示すように、HEK-rSK2の全細胞電流は10 μM DiBAC
BAC4(3)投与によりかすかに減少し、選択的なSK1-3チャネル阻害薬である10 nM
UCL 1684投与により抑制された。また、図7Bに示すように、HEK-mSK4の全細胞電流は10 μM DiBAC
BAC4(3)投与により影響を受けず、選択的なSK4チャネル阻害薬である1 μMクロトリマゾール投与により抑制された。
As shown in FIG. 7A, the total cell current of HEK-rSK2 is 10 μM DiBAC.
10 nM which is slightly reduced by BAC 4 (3) administration and is a selective SK1-3 channel inhibitor
It was suppressed by administration of UCL 1684. As shown in FIG. 7B, the total cell current of HEK-mSK4 is 10 μM DiBAC.
It was not affected by administration of BAC 4 (3) and was suppressed by administration of 1 μM clotrimazole, a selective SK4 channel inhibitor.

(HEK-rKv1.1及びHEK-rKv4.3に対する作用)
HEK-rKv1.1及びHEK-rKv4.3の全細胞電流はpCaを8.0に固定した電極内液と標準的な灌流液を使用し、保持電位-80 mVから+20 mVへ1000ミリ秒間脱分極させて測定した。図7Cに示すように、HEK-rKv1.1の全細胞電流は10 μM DiBAC4(3)投与により影響を受けず、Kv1.xチャネル阻害薬である100 nM margatoxin投与により抑制された。また、図7Dに示すように、HEK-rKv4.3の全細胞電流も10 μM DiBAC BAC4(3)投与により影響を受けなかった。
(Action on HEK-rKv1.1 and HEK-rKv4.3)
The total cell current of HEK-rKv1.1 and HEK-rKv4.3 is depolarized from the holding potential of -80 mV to +20 mV for 1000 milliseconds using the electrode solution with pCa fixed at 8.0 and the standard perfusate. And measured. As shown in FIG. 7C, the total cell current of HEK-rKv1.1 was not affected by administration of 10 μM DiBAC 4 (3), and was suppressed by administration of 100 nM margatoxin, a Kv1.x channel inhibitor. In addition, as shown in FIG. 7D, the total cell current of HEK-rKv4.3 was not affected by the administration of 10 μM DiBAC BAC 4 (3).

これらのチャネルに対する10 μM DiBAC BAC4(3)の作用について図7Eにまとめて示す。HEK-rSK2及びHEK-mSK4での相対的な増加率は、計算によりCl-の逆転電位である-50 mVにおいてDiBAC BAC4(3)投与時の電流量を薬物投与前の電流量により規格化して求めた。HEK-rKv1.1及びHEK-rKv4.3での相対的な増加率は、+20 mVへ脱分極させたときのDiBAC BAC4(3)投与時のピーク外向き電流を薬物投与前のピーク外向き電流により規格化して求めた。 The effects of 10 μM DiBAC BAC 4 (3) on these channels are summarized in FIG. 7E. The relative rate of increase in HEK-rSK2 and HEK-mSK4 is calculated by Cl - reversal DiBAC BAC 4 (3) at -50 mV which is the potential amount of current dose normalized by the amount of current prior to drug administration Asked. The relative increase rate in HEK-rKv1.1 and HEK-rKv4.3 is the peak outward current during DiBAC BAC 4 (3) administration when depolarized to +20 mV. It was obtained by standardizing with the direction current.

10 μM DiBAC BAC4(3)投与による相対的な増加率は、HEK-rSK2では0.754 ± 0.052 (薬物投与前に対してp<0.05)、HEK-mSK4では1.051 ± 0.057
(p>0.05)、HEK-rKv1.1では1.010 ± 0.013 (p>0.05)、HEK-rKv4.3では0.942
± 0.055 (p>0.05)であった(それぞれn = 4)。これらの結果より、DiBAC
BAC4(3)が本実施例で検討したCa2+活性化K+チャネルや電位依存性K+チャネルよりもBKチャネルに選択的であることがわかった。
The relative rate of increase with 10 μM DiBAC BAC 4 (3) was 0.754 ± 0.052 for HEK-rSK2 (p <0.05 compared to pre-drug administration) and 1.051 ± 0.057 for HEK-mSK4.
(p> 0.05), HEK-rKv1.1 is 1.010 ± 0.013 (p> 0.05), HEK-rKv4.3 is 0.942
± 0.055 (p> 0.05) (n = 4 for each). From these results, DiBAC
BAC 4 (3) were found to be selective for BK channels than Ca 2+ activated K + channels and voltage-gated K + channels was examined in this example.

(BKチャネル開口薬としてのDiBAC BAC4(3)と関連オキソノール化合物の構造活性相関)
DiBAC4(3)は二つの1,3-ジアルキルバルビツール酸がオリゴメチン鎖によって共役し結合した特有の構造をもつため、DiBAC BAC4(3)のBKチャネル活性化に必要な分子構造を決定するために16種類のDiBAC4(3)とその類似化合物のBKチャネル活性化に対する構造-効能関係を明らかにした。DiBAC4(3)とその類似化合物の名称と構造を図8Aに示す。
(Structure-activity relationship between DiBAC BAC 4 (3) and related oxonol compounds as BK channel openers)
DiBAC 4 (3) has a unique structure in which two 1,3-dialkylbarbituric acids are conjugated and linked by an oligomethine chain, and therefore determines the molecular structure required for activating the BK channel of DiBAC BAC 4 (3) Therefore, the structure-efficacy relationship for BK channel activation of 16 kinds of DiBAC 4 (3) and its similar compounds was elucidated. FIG. 8A shows the names and structures of DiBAC 4 (3) and its similar compounds.

HEK-rBKαβ1に保持電位-60 mVから+20
mVへ脱分極させたときに惹起される全細胞外向き電流量に対する100nM、1μM DiSBAC2(5)の作用及び1、10 μM DiSBAC2(1)の作用を図8にそれぞれ示す。図8Bに示すように、rBKαβ1電流は1 μM DiSBAC2(5)投与により明らかに活性化し、10 μM DiSBAC2(1)投与によりわずかに活性化した。図示した化合物の活性を決定するために同様の実験を行った(図示せず)。類似化合物投与時のピーク外向きBK電流を薬物投与前のピーク外向きBK電流により規格化し、相対的な増加率としてまとめて図8Cに示す。
HEK-rBKαβ1 holding potential -60 mV to +20
FIG. 8 shows the effects of 100 nM and 1 μM DiSBAC 2 (5) and 1 and 10 μM DiSBAC 2 (1) on the total amount of outward current induced when depolarized to mV. As shown in FIG. 8B, rBKαβ1 current was clearly activated by administration of 1 μM DiSBAC 2 (5) and slightly activated by administration of 10 μM DiSBAC 2 (1). Similar experiments were performed to determine the activity of the illustrated compounds (not shown). The peak outward BK current at the time of administration of similar compounds is normalized by the peak outward BK current before drug administration, and is shown in FIG. 8C as a relative increase rate.

図8Cに示すように、HEK-rBKαβ1の全細胞電流は100 nM
DiSBAC4(3)投与により約2倍に増大した(2.415 ± 0.390, n = 5)。これは100 nM DiBAC4(3)投与により活性化される度合いと同程度であり(2.262 ± 0.096, n = 7; DiSBAC4(3)に対してp>0.05)、DiBACのC=O結合をDiSBACのC=S結合に置換してもBKチャネル活性化作用に影響を与えないことがわかった。さらにHEK-rBKαβ1の全細胞電流は100 nM
DiSBAC2(3)投与により約2倍に増大した(2.044 ± 0.32, n = 4; DiBAC4(3)及びDiSBAC4(3)に対してp>0.05)。
As shown in FIG. 8C, the total cell current of HEK-rBKαβ1 is 100 nM.
DiSBAC 4 (3) administration increased about 2-fold (2.415 ± 0.390, n = 5). This is similar to the degree of activation by administration of 100 nM DiBAC 4 (3) (2.262 ± 0.096, n = 7; p> 0.05 compared to DiSBAC 4 (3)), and DiBAC C = O binding It was found that substitution of DiSBAC with C = S bond did not affect BK channel activation. Furthermore, the total cell current of HEK-rBKαβ1 is 100 nM
DiSBAC 2 (3) administration increased about 2-fold (2.044 ± 0.32, n = 4; p> 0.05 for DiBAC 4 (3) and DiSBAC 4 (3)).

同様に、図8Cに示すように、HEK-rBKαβ1の全細胞電流は1、10
μMのDiSBAC0(5)投与により影響を示さなかった(1.017
± 0.011, n = 5; 薬物投与前に対してp>0.05、1.003 ± 0.006, n
= 5; 薬物投与前に対してp>0.05)。インサイドアウトパッチクランプ下においても同様で、HEK-rBKαβ1のNPoは1
μM DiSBAC0(5)投与により影響を受けなかったが、10 μM DiSBAC0(5)投与によりで有意に低下した。1 μM、10 μM DiSBAC0(5)投与によるNPoの相対的な増加率は1.180 ± 0.217 (n = 6; 薬物投与前に対してp>0.05)、0.422 ± 0.146 (n = 4; 薬物投与前に対してp<0.05)であった。それゆえに、アルキル側鎖がなくなると効能が著しく低下するようである。これらの結果より、バルビツール酸の1,3位のアルキル側鎖はBKチャネル開口特性に有効であるが、エチル基(C2)でもブチル基(C4)でも炭素原子の長さは効能に大きく関係しないようであった。
Similarly, as shown in FIG. 8C, the total cell current of HEK-rBKαβ1 is 1, 10
No effect was shown by administration of μM DiSBAC 0 (5) (1.017
± 0.011, n = 5; p> 0.05 vs. 1.003 ± 0.006, n before drug administration
= 5; p> 0.05 compared to before drug administration). The same applies to the inside-out patch clamp, and the NP o of HEK-rBKαβ1 is 1.
μM DiSBAC 0 (5) was not affected by the administration but, 10 μM DiSBAC 0 (5) was significantly reduced in the administration. 1 μM, 10 μM DiSBAC 0 ( 5) relative increase rate 1.180 ± of NP o by administration 0.217 (n = 6; p> 0.05 for the previous drug administration), 0.422 ± 0.146 (n = 4; drug administration P <0.05). Therefore, it appears that the efficacy is significantly reduced when the alkyl side chain is gone. These results indicate that the alkyl side chain at positions 1 and 3 of barbituric acid is effective for BK channel opening characteristics, but the length of the carbon atom is greatly related to the efficacy of both ethyl (C2) and butyl (C4) groups. Did not seem to.

さらに、図8Cに示すように、臨床で使用される睡眠薬(ヘキソバルビタール、バルビタール)、ヒダントイン型抗てんかん薬(フェニトイン)、バルビツール酸/チオバルビツール酸(BA, DMBA, DETBA)は、HEK-rBKαβ1の全細胞電流に対する作用を示さなかった(いずれも10μM)(ヘキソバルビタール、バルビタール及びフェニトインについてはデータ図示せず)。10 μMのBA、TMBA、TETBAの投与によるBK電流の相対的な増加率は0.996 ± 0.039 (n = 5; 薬物投与前に対してp>0.05)、0.938 ± 0.028 (n = 4; 薬物投与前に対してp>0.05)、1.125 ± 0.096 (n = 4; 薬物投与前に対してp>0.05)であった。これらの結果より、オリゴメチン鎖により共役した二つのバルビツール環がDiBAC4(3)のBKチャネル開口特性には有効であることがわかった。 Furthermore, as shown in FIG. 8C, hypnotic drugs (hexobarbital, barbital), hydantoin-type antiepileptic drugs (phenytoin), barbituric acid / thiobarbituric acid (BA, DMBA, DETBA) used in clinical practice are -rBKαβ1 had no effect on the total cell current (all 10 μM) (data not shown for hexobarbital, barbital and phenytoin). The relative increase in BK current with administration of 10 μM BA, TMBA, and TETBA was 0.996 ± 0.039 (n = 5; p> 0.05 compared to pre-drug), 0.938 ± 0.028 (n = 4; pre-drug) P> 0.05) and 1.125 ± 0.096 (n = 4; p> 0.05 before drug administration). From these results, it was found that two Barbitur rings conjugated with oligomethine chains are effective for BK channel opening characteristics of DiBAC 4 (3).

また、トリメチン鎖のDiBAC4(3)とDiSBAC2(3)の作用とトリメチン鎖をペンタメチン鎖に伸ばしたDiBAC4(5)、DiSBAC2(5)の作用を比較した。さらに、トリメチン鎖をモノメチン鎖に縮めたDiSBAC2(1)の作用についても検討したところ、興味深いことに、100 nM、1 μM DiBAC4(5)投与による相対的な増加率は1.257 ± 0.025 (n = 5; 薬物投与前に対してp<0.01)、1.918 ± 0.287 (n = 5; 薬物投与前に対してp<0.05)であり、 100 nM、1 μM DiSBAC2(5)投与による相対的な増加率は1.293 ± 0.033 (n = 4; 薬物投与前に対してp<0.01)、2.107 ± 0.053 (n = 4; 薬物投与前に対してp<0.01)であった。BKチャネルは1 μM DiSBAC2(1)投与により活性化しなかったが (1.044 ± 0.050, n = 4; 薬物投与前に対してp>0.05)、10 μM DiSBAC2(1)投与により活性化した(1.252 ± 0.063, n = 4; 薬物投与前に対してp<0.05) (図8C)。したがって、1,3−アルキルバルビツール酸を備えるオキソノール化合物においては、トリメチン鎖がオリゴメチン鎖の好ましい長さであることがわかった。これらの結果より、共役しているオリゴメチン鎖の長さがBKチャネル開口薬としての効能を決定する重要な因子であることがわかる。 In addition, the effects of DiBAC 4 (3) and DiSBAC 2 (3) on the trimethine chain were compared with those of DiBAC 4 (5) and DiSBAC 2 (5) obtained by extending the trimethine chain to a pentamethine chain. In addition, we examined the effect of DiSBAC 2 (1) in which the trimethine chain was shortened to the monomethine chain. Interestingly, the relative rate of increase by administration of 100 nM and 1 μM DiBAC 4 (5) was 1.257 ± 0.025 (n = 5; p <0.01 before drug administration, 1.918 ± 0.287 (n = 5; p <0.05 vs drug administration), relative to 100 nM, 1 μM DiSBAC 2 (5) administration The rate of increase was 1.293 ± 0.033 (n = 4; p <0.01 compared to pre-drug administration) and 2.107 ± 0.053 (n = 4; p <0.01 compared to pre-drug administration). BK channels were not activated by 1 μM DiSBAC 2 (1) administration (1.044 ± 0.050, n = 4; p> 0.05 compared to pre-drug administration), but were activated by 10 μM DiSBAC 2 (1) administration ( 1.252 ± 0.063, n = 4; p <0.05 compared to before drug administration (FIG. 8C). Therefore, it was found that in the oxonol compound having 1,3-alkyl barbituric acid, the trimethine chain is a preferred length of the oligomethine chain. From these results, it can be seen that the length of the conjugated oligomethine chain is an important factor determining the efficacy as a BK channel opener.

さらに、効能を示す分子に必要なオキソ部の数と局在を明らかにするため、Oxonol 595、Oxonol V、Oxonol
VIの作用について検討した。Oxonol 595はピリミジン環4位のオキソ部が消失しているがDiBAC4(3)と似た構造をもつ。Oxonol V、Oxonol VIは5-イソオキサゾロン環をもつ。Oxonol 595は全く活性を示さなかった(1 μM投与時:1.002 ± 0.025,
n = 4; 薬物投与前に対してp>0.05、10 μM投与時:1.071 ± 0.078, n = 5; 薬物投与前に対してp>0.05)。これに対して、Oxonol V、Oxonol
VIともにBKチャネル開口薬として作用するが、Oxonol VはOxonol VIよりも効能が約10倍高かった(図8D)。酸性のpKaをもつオキソノール化合物はpH 7.4でほぼ完全にオキソアニオンを形成する。それにもかかわらず、10 μMの濃度においてもOxonol 595はBKチャネル開口薬としての効能を示さなかった。
In addition, Oxonol 595, Oxonol V, Oxonol were used to elucidate the number and localization of oxo moieties required for a molecule with efficacy.
The action of VI was examined. Oxonol 595 has a structure similar to DiBAC 4 (3), although the oxo moiety at the 4-position of the pyrimidine ring has disappeared. Oxonol V and Oxonol VI have a 5-isoxazolone ring. Oxonol 595 showed no activity (at 1 μM administration: 1.002 ± 0.025,
n = 4; p> 0.05 before drug administration, 10 μM administration: 1.071 ± 0.078, n = 5; p> 0.05 before drug administration). In contrast, Oxonol V, Oxonol
Both VI act as BK channel openers, but Oxonol V was about 10 times more potent than Oxonol VI (FIG. 8D). Oxonol compounds with acidic pKa form oxoanions almost completely at pH 7.4. Nevertheless, Oxonol 595 did not show efficacy as a BK channel opener even at a concentration of 10 μM.

(立体解析に基づくBKチャネル活性化に必要なDiBAC4(3)の構造)
本実施例では、
BKチャネル活性化のための立体構造及び分子内のオキソ-オキソアニオン部間のオリゴメチン鎖の最も効果的な長さを検討した。立体構造解析にあたり、スパルタンソフトウェアを使用し、DFT法を用いてオキソノール化合物の最安定立体構造を計算した。図9Aは実施例6で用いた10種類のオキソノール化合物の最安定立体構造の上面図及び側面図を示す。また表1には、オリゴメチン鎖の両側でのオキソ-オキソアニオン部間距離とHEK-rBKαβ1の全細胞電流の相対的な増加率を示す。
(Structure of DiBAC 4 (3) required for BK channel activation based on stereo analysis)
In this example,
The three-dimensional structure for BK channel activation and the most effective length of the oligomethine chain between the oxo-oxoanion moieties in the molecule were investigated. In the three-dimensional structure analysis, the most stable three-dimensional structure of the oxonol compound was calculated using the DFT method using Spartan software. FIG. 9A shows a top view and a side view of the most stable steric structure of ten oxonol compounds used in Example 6. FIG. Table 1 also shows the relative increase rate of the total cell current of HEK-rBKαβ1 and the distance between oxo-oxoanion moieties on both sides of the oligomethine chain.

図9Aの側面図から明らかなように、活性のある化合物においては、矢印で示された負電荷を帯びた酸素原子とそのオリゴメチン鎖は最安定構造において一平面上に存在する。すなわち、DiBAC/DiSBAC化合物中のオリゴメチン鎖により結合した二つのバルビツール環/チオバルビツール環も一平面上に存在している。これは二つの環が5-イソオキサゾロン環であるオキソノールVにおいても同様である。これは負電荷を帯びたオキソ基とオリゴメチン鎖が効果的に電子を伝達するために必要であると考えられる。あまり活性を示さなかったDiSBAC2(1)の分子像の二つのチオバルビツール環にねじれが観察された。また、オキソノールVよりも大幅に活性が落ちたオキソノールVIにはオリゴメチン鎖にかすかなねじれが観察された(図9A)。 As is apparent from the side view of FIG. 9A, in the active compound, the negatively charged oxygen atom indicated by the arrow and its oligomethine chain are present on one plane in the most stable structure. That is, two Barbitur rings / Thiobarbitur rings linked by an oligomethine chain in the DiBAC / DiSBAC compound also exist on one plane. The same applies to oxonol V in which the two rings are 5-isoxazolone rings. This is thought to be necessary for the negatively charged oxo group and the oligomethine chain to effectively transfer electrons. Twist was observed in the two thiobarbitur rings in the molecular image of DiSBAC 2 (1), which showed little activity. In addition, a slight twist in the oligomethine chain was observed in oxonol VI, which was significantly less active than oxonol V (FIG. 9A).

また、活性のあるDiBAC/DiSBAC化合物及びオキソノール V/VIのオキソ-オキソアニオン部はオキソノール鎖の同一側に位置するのに対して、オキソノール595のオキソ-オキソアニオン部はオリゴメチン鎖の反対側に一つずつ位置する。また、オキソノール595のオキソ-オキソアニオン部が共役したオリゴメチン鎖に対して互いに逆方向に位置している。   The active DiBAC / DiSBAC compound and the oxo-oxoanion part of oxonol V / VI are located on the same side of the oxonol chain, whereas the oxo-oxoanion part of oxonol 595 is located on the opposite side of the oligomethine chain. Position one by one. In addition, the oxo-oxoanion part of oxonol 595 is located in opposite directions with respect to the conjugated oligomethine chain.

また、表1に示すように、各種化合物の分子内のオリゴメチン鎖の両側に位置する二つのオキソ-オキソアニオン部において二つの酸素原子間の距離を計算したところ4 オングストロームと7
オングストロームであった。DiBAC/DiSBAC化合物中でトリメチン鎖と共役した距離が短い側(4 オングストローム)のオキソ-オキソアニオン部に存在する二つの酸素原子が、最も効率的な共役π電子の伝達により高い活性を与えるのであろうと考えられる。
In addition, as shown in Table 1, the distance between two oxygen atoms in the two oxo-oxoanion moieties located on both sides of the oligomethine chain in the molecule of each compound was calculated to be 4 angstroms and 7 angstroms.
It was Angstrom. In the DiBAC / DiSBAC compound, the two oxygen atoms present in the oxo-oxoanion part with a short distance (4 angstroms) conjugated with the trimethine chain give high activity due to the most efficient transmission of conjugated π electrons. It's thought to be.

以上のことから、図9Bに示すように、オリゴメチン鎖により共役した少なくとも一組のオキソ-オキソアニオン部がオリゴメチン鎖の同一側に位置し、これらが略平面構造となる最安定構造を採ることがβユニット選択的なBKチャネル開口薬としての作用に有効であることがわかった。   From the above, as shown in FIG. 9B, it is possible to adopt a most stable structure in which at least one oxo-oxoanion portion conjugated with an oligomethine chain is located on the same side of the oligomethine chain and these have a substantially planar structure. It was found to be effective in acting as a β-unit selective BK channel opener.

(βサブユニット選択的BKチャネル活性化の分子機構)
(βサブユニットのDiBAC4(3)感受領域の同定)
BKチャネルβ1サブユニットとβ2サブユニットの間には,アミノ酸レベルで約41%の相同性があり,BKチャネルβサブユニットの中で最も相同性が高い。にもかかわらず,αサブユニットにβ1サブユニットを共発現させたBK電流はDiBAC4(3)に感受性を示すのに対して,β2サブユニットを共発現させたBK電流はDiBAC4(3)に非感受性であった(実施例3及び4参照)。そこで,β1サブユニットとβ2サブユニットのキメラ変異体を作製することにより,オキソノール化合物によるβサブユニットを介したBKチャネル活性化機構を明らかにすることを目指した。
(Molecular mechanism of β subunit selective BK channel activation)
(Identification of DiBAC4 (3) sensitive region of β subunit)
Between the BK channel β1 subunit and β2 subunit, there is about 41% homology at the amino acid level, and the highest homology among BK channel β subunits. Nonetheless, the BK current co-expressed with the α1 subunit is sensitive to DiBAC 4 (3), whereas the BK current co-expressed with the β2 subunit is DiBAC 4 (3). (See Examples 3 and 4). Therefore, we aimed to elucidate the mechanism of BK channel activation via β subunit by oxonol compounds by creating chimeric mutants of β1 subunit and β2 subunit.

BKチャネルβ2サブユニットはN末端領域に不活性化ボールが存在するため、β1サブユニットと異なり不活性化特性を示す。そのため、βサブユニット変異体の機能解析には,この不活性化ボールを欠損させた不活性化特性を示さないβ2サブユニット変異体(β2IRサブユニット;IR:inactivation
removed)を作製し、実験に使用した。細胞内外のK+濃度を140 mM,細胞内液のCa2+濃度は3 μMに固定した条件下インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるマクロBK電流のV0.5の300 nM DiBAC4(3)投与による変化量(ΔV0.5)をDiBAC4(3)感受性の指標とした。BKα電流、BKαβ1電流、BKαβ2IR電流に対するDiBAC4(3)の作用を図10に示す。
Unlike the β1 subunit, the BK channel β2 subunit exhibits inactivation characteristics because an inactivated ball exists in the N-terminal region. Therefore, the functional analysis of β-subunit mutants, .beta.2 subunit mutants exhibiting no deactivation characteristics deficient the inactivation ball (Beta2IR subunit; IR: i nactivation
r emoved) was made and used in the experiment. Administration of 300 nM DiBAC 4 (3) with a macro BK current of V 0.5 observed under an inside-out patch clamp with the intracellular K + concentration fixed at 140 mM and the intracellular Ca 2+ concentration fixed at 3 μM The amount of change (ΔV 0.5 ) due to was used as an index of DiBAC 4 (3) sensitivity. FIG. 10 shows the effect of DiBAC 4 (3) on the BKα current, BKαβ1 current, and BKαβ2IR current.

図10に示すように、インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるBKα電流、BKα+β2IR電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与によりに有意な変化は見られなかったが、BKαβ1電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与によりに約30 mV低電位側へ移動した。これは以前のHEK-rBKαβ2ホールセル電流に対するDiBAC4(3)の作用と同様の結果であり、不活性化ボールを欠損させてもDiBAC4(3)はBKα+β2IR電流に感受性を示さなかった。それとは対照的にslope factorは測定した全てのBK電流において有意に増大した。これは、DiBAC4(3)のβサブユニットの有無に依存しないBKαサブユニットに対する作用であると考えられる。以上の結果より、300 nM DiBAC4(3)に対してBKαβ1電流は感受性を示すが,BKα電流,BKαβ2IR電流は感受性を示さないことが確認された。 As shown in FIG. 10, V 0.5 of BKα current and BKα + β2IR current observed under the inside-out patch clamp was not significantly changed by 300 nM DiBAC 4 (3) administration, but BKαβ1 current V 0.5 moved to the low potential side by about 30 mV by administration of 300 nM DiBAC 4 (3). This is the same results as the effects of DiBAC 4 (3) for the previous HEK-rBKαβ2 whole cell currents, also be deficient inactivated ball DiBAC 4 (3) did not show sensitivity to BKα + β2IR current . In contrast, the slope factor increased significantly in all measured BK currents. This is considered to be an effect on the BKα subunit independent of the presence or absence of the β subunit of DiBAC 4 (3). From the above results, it was confirmed that BKαβ1 current was sensitive to 300 nM DiBAC 4 (3), but BKα current and BKαβ2IR current were not sensitive.

次に、β1サブユニットの細胞内NC末端領域をβ2IRサブユニットの細胞内NC末端領域に置換したキメラ変異体(β1NCβ2),β2IRサブユニットの細胞外ループをβ1サブユニットの細胞外ループに置換したキメラ変異体(β2Lβ1)、β2IRサブユニットの二つの膜貫通領域をβ1サブユニットの二つの膜貫通領域に置換したキメラ変異体(β2TMsβ1)をそれぞれ作製し、DiBAC4(3)感受性に必要なβ1サブユニットの領域について検討した。BKαβ2Lβ1電流、BKαβ1NCβ2電流、BKαβ2TMsβ1電流に対するDiBAC4(3)の作用を図11に示す。 Next, a chimeric mutant (β1NCβ2) in which the intracellular NC-terminal region of β1 subunit was replaced with the intracellular NC-terminal region of β2IR subunit, and the extracellular loop of β2IR subunit was replaced with the extracellular loop of β1 subunit Chimera mutants (β2Lβ1) and chimeric mutants (β2TMsβ1) in which the two transmembrane regions of β2IR subunit are replaced with two transmembrane regions of β1 subunit were prepared, respectively, and β1 required for DiBAC 4 (3) sensitivity. We examined the area of subunits. FIG. 11 shows the effect of DiBAC 4 (3) on the BKαβ2Lβ1 current, BKαβ1NCβ2 current, and BKαβ2TMsβ1 current.

図11に示すように、BKαβ1NCβ2電流及びBKαβ2TMsβ1電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により、それぞれ低電位側へ移動したのに対し、BKαβ2Lβ1電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により、有意な変化は見られなかった。これより、DiBAC4(3)結合領域はβ1サブユニットの二つの膜貫通領域に存在すると推測された。 As shown in FIG. 11, V 0.5 of the BKαβ1NCβ2 current and BKαβ2TMsβ1 current moved to the lower potential side by administration of 300 nM DiBAC 4 (3), whereas V 0.5 of the BKαβ2Lβ1 current was 300 nM DiBAC 4 (3). There was no significant change with administration. From this, it was speculated that the DiBAC 4 (3) binding region exists in the two transmembrane regions of the β1 subunit.

さらに、β1、β2IRサブユニットのN末端側膜貫通領域(TM1)をβ2IR,β1サブユニットのN末端側膜貫通領域にそれぞれ置換したキメラ変異体(β1TM1β2、β2TM1β1)、β1、β2IRサブユニットのC末端側膜貫通領域(TM2)をβ2IR、β1サブユニットのC末端側膜貫通領域にそれぞれ置換したキメラ変異体(β1TM2β2、β2TM2β1)を作製し、DiBAC4(3)感受性について検討した。BKαβ1-LFF/FHL電流,BKαβ1-FLLT/CMMA電流、BKαβ1-LLI/VAV電流に対するDiBAC4(3)の作用を図12に示す。 In addition, chimeric mutants (β1TM1β2, β2TM1β1), β1, and β2IR subunit Cs in which the N-terminal transmembrane region (TM1) of β1 and β2IR subunits are replaced with the N-terminal transmembrane region of β2IR and β1 subunits, respectively. Chimeric mutants (β1TM2β2, β2TM2β1) were prepared by replacing the terminal transmembrane region (TM2) with the C2 terminal transmembrane region of β2IR and β1 subunits, respectively, and DiBAC 4 (3) sensitivity was examined. FIG. 12 shows the effect of DiBAC 4 (3) on the BKαβ1-LFF / FHL current, BKαβ1-FLLT / CMMA current, and BKαβ1-LLI / VAV current.

図12に示すように、BKαβ1TM1β2電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により、低電位側へ移動したのに対し(図示せず)、BKαβ1TM2β2電流及びBKαβ2TM1β1電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により有意な変化は見られなかった。また興味深いことに、BKαβ2TM2β1電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により、低電位側へ移動した。以上より、β1サブユニットのC末端側膜貫通領域がDiBAC4(3)の薬物感受領域としてBKチャネル活性を調節することが示唆された。 As shown in FIG. 12, V 0.5 of the BKαβ1TM1β2 current was shifted to the low potential side by administration of 300 nM DiBAC 4 (3) (not shown), whereas V 0.5 of BKαβ1TM2β2 current and BKαβ2TM1β1 current was 300 nM DiBAC. 4 (3) No significant change was observed by administration. Interestingly, V 0.5 of the BKαβ2TM2β1 current shifted to the low potential side by administration of 300 nM DiBAC 4 (3). These results suggest that the C1-terminal transmembrane region of β1 subunit regulates BK channel activity as a drug-sensitive region of DiBAC 4 (3).

(βサブユニットC末端側膜貫通部位のDiBAC4(3)感受部位の同定)
β1、β2IRサブユニットキメラ変異体を用いた解析から,実験に使用したラットβ1サブユニットとラットβ2サブユニットのC末端側膜貫通領域のアミノ酸配列を比較した。図13に示すように、膜貫通領域として予測される23アミノ酸のうち12アミノ酸は保存されており,DiBAC4(3)感受部位と推測されるアミノ酸は11個あった。また、ラットβ1サブユニットの156番目(C末端側膜貫通領域1番目)のイソロイシン(I)は,マウスではバリン(V),ヒト,ウサギではアラニン(A),ウシではセリン(S),イヌではスレオニン(T)と種によって異なる(図示せず)。マウス膀胱平滑筋のホールセルBK電流は300 nM DiBAC4(3)投与により著しく活性化したことから(実施例2参照)、β1サブユニットの156番目のイソロイシン(I)はDiBAC4(3)感受部位から除外できる。そのため、現時点においてはβ1サブユニットとβ2サブユニットで異なる10個のアミノ酸がDiBAC4(3)感受部位として推定された。
(Identification of DiBAC 4 (3) sensitive site in β subunit C-terminal transmembrane site)
From the analysis using β1 and β2IR subunit chimeric mutants, we compared the amino acid sequences of the C-terminal transmembrane region of rat β1 subunit and rat β2 subunit used in the experiment. As shown in FIG. 13, 12 amino acids out of 23 amino acids predicted as the transmembrane region were conserved, and there were 11 amino acids presumed to be DiBAC 4 (3) sensitive sites. In addition, isoleucine (I) at the 156th position (1st C-terminal transmembrane region) of rat β1 subunit is valine (V) in mice, alanine (A) in humans and rabbits, serine (S) in cattle, and dogs. So it differs from threonine (T) by species (not shown). Since the whole cell BK current of mouse bladder smooth muscle was markedly activated by administration of 300 nM DiBAC 4 (3) (see Example 2), the 156th isoleucine (I) of the β1 subunit was sensitive to DiBAC 4 (3). Can be excluded from the site. Therefore, at the present time, 10 amino acids different in β1 subunit and β2 subunit were estimated as DiBAC 4 (3) sensitive sites.

次にDiBAC4(3)感受部位と推測されるβ1サブユニットのC末端側膜貫通領域をN末端部、中央部、C末端部に分け、それらをβ2サブユニットのC末端側膜貫通領域のN末端部、中央部、C末端部にそれぞれ置換した点変異体(β1LFF/FHL、 β1FLLT/CMMA, β1LLI/VAV)を作製し、DiBAC4(3)感受性について検討した。BKαβ1-LFF/FHL電流,BKαβ1-FLLT/CMMA電流,BKαβ1-LLI/VAV電流に対するDiBAC4(3)の作用を併せて図13に示す。 Next, the C-terminal transmembrane region of β1 subunit, which is presumed to be DiBAC 4 (3), is divided into an N-terminal part, a central part, and a C-terminal part. Point mutants (β1LFF / FHL, β1FLLT / CMMA, β1LLI / VAV) substituted at the N-terminal part, the central part and the C-terminal part were prepared, and DiBAC 4 (3) sensitivity was examined. FIG. 13 also shows the effect of DiBAC 4 (3) on the BKαβ1-LFF / FHL current, BKαβ1-FLLT / CMMA current, and BKαβ1-LLI / VAV current.

図13に示すように、BKαβ1LFF/FHL、 BKαβ1FLLT/CMMA、 BKαβ1LLI/VAV電流のV0.5は300 nM DiBAC4(3)投与により、全て低電位側へ移動した。以上より,β1サブユニットのC末端側膜貫通領域がDiBAC4(3)によるBKチャネル活性化に必要であるが,C末端側膜貫通領域の部分的な変異だけではDiBAC4(3)感受性は消失しないことが示された。 As shown in FIG. 13, V 0.5 of BKαβ1LFF / FHL, BKαβ1FLLT / CMMA, and BKαβ1LLI / VAV currents all moved to the low potential side by administration of 300 nM DiBAC 4 (3). From the above, .beta.1 although C-terminal transmembrane region of the subunits is necessary to BK channel activation by DiBAC 4 (3), C-terminal membrane only partial mutation of transmembrane domain DiBAC 4 (3) sensitivity It was shown not to disappear.

(DiBAC4(3)のラット腸間膜動脈に対する作用)
ラット腸間膜動脈を用いてDiBAC4(3)の薬理作用を検討した。Wister/STラットより摘出した腸間膜動脈の第一分枝血管にカニューレを挿入し,Kreb’s溶液を10 ml/minの速度でペリスタポンプを用いて還流した。測定は還流圧が安定した後に行った。図14に示すように、3μMフェニレフリンを投与することにより還流圧は42.96 ± 1.21 mmHgから218.16 ± 19.92 mmHgへ有意に増大した。100 nM DiBAC4(3)を10分間前投与した後,同様に3μMフェニレフリンを投与すると還流圧は40.14 ± 0.73 mmHgから74.86 ± 8.81 mmHgへ増大するが、100 nM DiBAC4(3)投与前後での3 μMフェニレフリンによる還流圧の増大量はそれぞれ175.20 ± 20.52 mmHg,34.72 ± 8.12 mmHgであり,その作用は著しく減弱していた。以上より,DiBAC4(3)には極めて強力な筋弛緩があることがわかった。
(Effects of DiBAC 4 (3) on rat mesenteric artery)
The pharmacological action of DiBAC 4 (3) was examined using rat mesenteric artery. A cannula was inserted into the first branch vessel of the mesenteric artery isolated from the Wister / ST rat, and Kreb's solution was refluxed using a peristaltic pump at a rate of 10 ml / min. The measurement was performed after the reflux pressure was stabilized. As shown in FIG. 14, the reflux pressure was significantly increased from 42.96 ± 1.21 mmHg to 218.16 ± 19.92 mmHg by administration of 3 μM phenylephrine. When 100 nM DiBAC 4 (3) was pre-administered for 10 minutes and 3 μM phenylephrine was administered in the same manner, the reflux pressure increased from 40.14 ± 0.73 mmHg to 74.86 ± 8.81 mmHg, but before and after 100 nM DiBAC 4 (3) administration The increase in reflux pressure by 3 μM phenylephrine was 175.20 ± 20.52 mmHg and 34.72 ± 8.12 mmHg, respectively, and the effect was remarkably attenuated. These results indicate that DiBAC 4 (3) has extremely strong muscle relaxation.

マウス膀胱平滑筋細胞の全細胞BK電流に対するDiBAC4(3)の作用 を示す図であり、Aは、全細胞BK電流は薬物投与前、300 nM DiBAC4(3)投与時、1 μM penitrem A投与時のものを示し、Bは、マウス膀胱平滑筋細胞の全細胞BK電流に対するDiBAC4(3)の作用 を示す図であり、薬物投与前、投与時及び1 μM penitrem A投与時の電流-電圧関係を示す。FIG. 7 is a graph showing the effect of DiBAC 4 (3) on the total cell BK current of mouse bladder smooth muscle cells. A shows the total cell BK current before administration of the drug and 1 μM penitrem A when 300 nM DiBAC 4 (3) is administered. B shows the effect of DiBAC 4 (3) on the total cell BK current of mouse bladder smooth muscle cells, and shows the current before administration, during administration, and at 1 μM penitrem A administration. Indicates the voltage relationship. HEK-rBKαβ1の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、薬物投与前、投与時及び1 μM penitrem A投与時の電流-電圧関係を示し、Bは、HEK-rBKαβ1の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、10 nMから1 μMのDiBAC4(3)を累積投与しつつ脱分極させ、1 μM penitrem Aを加えたときの時間に対してピーク外向き電流量をプロットした図である。異なる濃度での電流原図を重ね合わせ差込図として示す。Cは、HEK-rBKαβ1の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、HEK-rBKαβ1の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の濃度-反応関係を示す。Is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) to the total cell current of HEK-rBKαβ1, A is prior to drug administration, and at 1 μM penitrem A administered at a current - shows the voltage relationship, B is HEK It is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) on the total cellular current of rBKαβ1, and at the time when 10 μM to 1 μM DiBAC 4 (3) was depolarized while cumulatively administered and 1 μM penitrem A was added. It is the figure which plotted the amount of peak outward currents. Current plots at different concentrations are shown as superimposed insets. C is a graph showing the effect of DiBAC 4 (3) on the total cell current of HEK-rBKαβ1, and shows the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) with respect to the total cell current of HEK-rBKαβ1. HEK-rBKαβ1の単一チャネル電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、DiBAC4(3)投与時の開口確率(Po)を薬物投与前のPoにより規格化し、相対的なPoとして示した。C、O1、O2、O3はそれぞれBKチャネルの閉口及び開口状態を示す。Bは、Aより得た薬物投与前、300 nM DiBAC4(3)投与時、3 μM DiBAC4(3)投与時, wash out後の電流原図と電流量ヒストグラムを示す図である。矢印の頭はBKチャネルの閉口状態を示す。Cは、Aの実験より得たrBKαβ1チャネルの相対的な開口確率に対するDiBAC4(3)の濃度-反応関係を示す図である。Dは、0 mVから+50 mVの電位において、300 nMDiBAC4(3)投与前と投与後でのrBKαβ1単一チャネル電流を測定したグラフ図である。単一チャネルコンダクタンスはそれぞれのデータを線形フィットすることにより得た。Eは、rBKαβ1単一チャネル電流の相対的なPo-電圧関係を示す。データはボルツマン式によりフィッティングした。Is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) for a single channel current of HEK-rBKαβ1, A is, DiBAC 4 (3) is open probability upon administration (P o) were normalized by P o before drug administration, Indicated as relative Po . C, O1, O2, and O3 indicate the closed and open states of the BK channel, respectively. B is a diagram showing an original current diagram and a current amount histogram after washing out before administration of the drug obtained from A, at the time of 300 nM DiBAC 4 (3) administration, at the time of 3 μM DiBAC 4 (3) administration. The head of the arrow indicates the closed state of the BK channel. C is a graph showing the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) with respect to the relative opening probability of the rBKαβ1 channel obtained from the experiment of A. FIG. D is a graph showing rBKαβ1 single channel current measured before and after administration of 300 nMDiBAC 4 (3) at a potential of 0 mV to +50 mV. Single channel conductance was obtained by linearly fitting each data. E shows the relative P o -voltage relationship of the rBKαβ1 single channel current. The data was fitted by Boltzmann equation. HEK-rBKαの単一チャネル電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、DiBAC4(3)投与時の開口確率(Po)を薬物投与前のPoにより規格化し、相対的なPoとして示す。C、O1、O2はそれぞれBKチャネルの閉口及び開口状態を示す。Bは、Aより得た薬物投与前、300 nM DiBAC4(3)投与時、3 μM DiBAC4(3)投与時, wash out後の電流原図と電流量ヒストグラムを示す。矢印の頭はBKチャネルの閉口状態を示し、Cは、Aの実験より得たrBKαチャネルの相対的なPoに対するDiBAC4(3)の濃度-反応関係を示す。また、図3Cで示したrBKαβ1チャネルの相対的なPoを比較のため再度プロットした。差込図に拡大したrBKαチャネルの相対的なPoに対するDiBAC4(3)の濃度-反応関係を示す。Dは、薬物投与前、300 nM DiBAC4(3)投与時、1 μM penitrem A投与時の電流-電圧関係を示す図である。Is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) for a single channel current of HEK-rBKα, A is, DiBAC 4 (3) is open probability upon administration (P o) were normalized by P o before drug administration, Shown as relative Po . C, O1, and O2 indicate the closed and open states of the BK channel, respectively. B shows a current map and a current amount histogram after washout before administration of the drug obtained from A, at the time of 300 nM DiBAC 4 (3) administration, at the time of 3 μM DiBAC 4 (3) administration. The head of the arrow indicates the closed state of the BK channel, and C indicates the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) with respect to the relative P o of the rBKα channel obtained from the experiment of A. It was also plotted again to compare the relative P o of rBKαβ1 channel shown in FIG. 3C. The inset shows the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) to the relative P o of the rBKα channel expanded. D is a diagram showing a current-voltage relationship before drug administration, at the time of 300 nM DiBAC 4 (3) administration, and at the time of 1 μM penitrem A administration. HEK-rBKαβ2の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、薬物投与前、3 μM DiBAC4(3)投与時、1 μM penitrem A投与時の電流-電圧関係を示し、Bは、HEK-rBKαβ2の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の濃度-反応関係を示す図である。DiBAC4(3)投与時のピーク外向き電流を薬物投与前のピーク外向き電流により規格化し、相対的な増加率として示す。** は薬物投与前に対して危険率1%で有意な差があることを示す。It is a figure which shows the effect | action of DiBAC 4 (3) with respect to the whole cell electric current of HEK-rBKαβ2, and A shows the current-voltage relationship at the time of 3 μM DiBAC 4 (3) administration and 1 μM penitrem A administration before drug administration. FIG. 4B shows the concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) with respect to the total cell current of HEK-rBKαβ2. The peak outward current at the time of DiBAC 4 (3) administration is normalized by the peak outward current before drug administration and is shown as a relative increase rate. ** indicates a significant difference with a 1% risk rate compared to before drug administration. HEK-rBKαβ4の全細胞電流に対するDiBAC4(3)の作用 を示す図であり、Aは、薬物投与前、300 nM DiBAC4(3)投与時、1 μM penitrem A投与時の電流-電圧関係を示し、Bは、10 nMから3 μMのDiBAC4(3)を累積投与しつつ分極させ、1 μM penitrem Aを加えたときの時間に対してピーク外向き電流量をプロットした図である。異なる濃度での電流原図を重ね合わせ差込図として示す。Cは、DiBAC4(3)投与時のピーク外向き電流を薬物投与前のピーク外向き電流により規格化し、相対的な増加率として示した図である。図2Cで示したHEK-rBKαβ1の全細胞電流のDiBAC4(3)の濃度-反応関係を比較のため再度プロットした。It is a figure which shows the effect of DiBAC 4 (3) on the whole cell current of HEK-rBKαβ4. A shows the current-voltage relationship at the time of 300 nM DiBAC 4 (3) administration and 1 μM penitrem A administration before drug administration. B is a graph in which the peak outward current amount is plotted against the time when 10 nM to 3 μM DiBAC 4 (3) is polarized while cumulatively administered and 1 μM penitrem A is added. Current plots at different concentrations are shown as superimposed insets. C is a graph in which the peak outward current at the time of DiBAC 4 (3) administration is normalized by the peak outward current before drug administration and is shown as a relative increase rate. The concentration-response relationship of DiBAC 4 (3) of the total cell current of HEK-rBKαβ1 shown in FIG. 2C was plotted again for comparison. HEK293細胞に発現させたBKチャネル以外のK+チャネルに対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、小コンダクタンスCa2+活性化K+チャネル、タイプ2(rSK2)に対する作用を示し、Bは、同タイプ4(mSK4)に対する作用を示し、Cは、電位依存性K+チャネルrKv1.1に対する作用を示し、Dは、同rKv4.3に対する作用を示し、Eは、A〜Dの実験結果をまとめて示す図であり、rSK2チャネル、mSK4チャネル、rKv1.1チャネル及びrKv4.3チャネルの10 μM DiBAC4(3)投与による相対的な増加率を示す。* は薬物投与前に対して危険率5%で有意な差があることを示す。Is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) with respect to K + channels other than BK channels were expressed HEK293 cells, A is shows the effect on small-conductance Ca 2+ activated K + channel, type 2 (rSK2) , B shows the action on the same type 4 (mSK4), C shows the action on the voltage-dependent K + channel rKv1.1, D shows the action on the same rKv4.3, and E shows A to D These experimental results are collectively shown, and show the relative increase rate of rSK2 channel, mSK4 channel, rKv1.1 channel and rKv4.3 channel by administration of 10 μM DiBAC 4 (3). * Indicates that there is a significant difference at a risk rate of 5% compared to before drug administration. DiBAC/DiSBACとその関連化合物の構造活性相関を示す図であり、 Aは、 DiBAC4(3)とバルビツール酸やその関連化合物を含む類似化合物の構造を示し、Bは、100 nM、1 μM DiSBAC2(5)を投与したとき及び1 μM、10 μM DiSBAC2(1)を投与したときのBK電流量の時間経過を示し、Cは、iBAC4(3)やその類似構造化合物投与時のピーク外向き電流を薬物投与前のピーク外向き電流により規格化し、相対的な増加率として示した図である。*、** はそれぞれ薬物投与前に対して危険率5%、1%で有意な差があることを示し、Dは、オキソノール V、オキソノール VI、オキソノール 595 の濃度とrBKαβ1電流の相対的な増加率との関係を示す。C1、C3、C5で示された点線はCの結果をもとに再度プロットしたものである。It is a figure which shows the structure activity relationship of DiBAC / DiSBAC and its related compound, A shows the structure of a similar compound containing DiBAC 4 (3) and barbituric acid and its related compound, B is 100 nM, 1 μM 2 shows the time course of BK current when DiSBAC 2 (5) was administered and when 1 μM and 10 μM DiSBAC 2 (1) was administered. C is the time when iBAC 4 (3) and its similar structural compounds were administered. It is the figure which normalized the peak outward current by the peak outward current before drug administration, and showed it as a relative increase rate. * And ** indicate significant differences at 5% and 1% risk rates, respectively, before drug administration. D is the relative increase in oxonol V, oxonol VI and oxonol 595 concentrations and rBKαβ1 current. The relationship with the rate is shown. The dotted lines indicated by C1, C3, and C5 are plotted again based on the C results. オキソノール化合物の最安定立体構造を示す図であり、オキソノール化合物の最安定立体構造はスパルタンソフトウェアを使用し、density-functional theory (DFT)法を用いて計算した。Aは、UCSF Chimeraソフトウェアによるその上面図及び側面図を示す。オキソノール化合物中の水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子は白色、灰色、濃灰色、黒色、淡灰色でそれぞれ示す。二組のオキソ-オキソアニオン部をそれぞれ空色とピンク色の矢印で示した。Bは、BKチャネル開口薬として必要な立体構造を示す。It is a figure which shows the most stable three-dimensional structure of an oxonol compound, and the most stable three-dimensional structure of the oxonol compound was calculated using the Spartan software and using the density-functional theory (DFT) method. A shows its top and side views with UCSF Chimera software. The hydrogen atom, carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, and sulfur atom in the oxonol compound are shown in white, gray, dark gray, black, and light gray, respectively. Two sets of oxo-oxoanion moieties are indicated by sky blue and pink arrows, respectively. B shows the three-dimensional structure required as a BK channel opener. BKα電流,BKαβ1電流,BKαβ2IR電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、 細胞内外のK+濃度を140 mM,細胞内液のCa2+濃度は3 μMに固定した条件下インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるマクロBK電流に300 nM DiBAC4(3)を投与したときのコンダクタンス-電位関係。得られたデータをボルツマン式によりフィッティングすることによりV0.5及びslope factorを算出した。例数はそれぞれ以下の通り(BKα電流; n = 3,BKαβ1電流; n = 7,BKαβ2IR電流; n= 7)。D, E: A-Cで得られたV0.5及びslope factorをまとめた(**; p < 0.01, *; p <0.05 vs. control)。F: 300 nM DiBAC4(3)投与前後でのV0.5の変化量をまとめた(##; p < 0.01 vs.α + β1, $$; p < 0.01 vs. α + β2IR)。It is a diagram showing the action of DiBAC 4 (3) on BKα current, BKαβ1 current, and BKαβ2IR current. Inside out and outside conditions are fixed at 140 mM K + concentration inside and outside and Ca 2+ concentration at 3 μM in the intracellular solution. Conductance-potential relationship when 300 nM DiBAC 4 (3) is administered to macro BK current observed under patch clamp. V 0.5 and slope factor were calculated by fitting the obtained data by the Boltzmann equation. The number of cases is as follows (BKα current; n = 3, BKαβ1 current; n = 7, BKαβ2IR current; n = 7). D, E: V 0.5 and slope factor obtained with AC were summarized (**; p <0.01, *; p <0.05 vs. control). F: Changes in V 0.5 before and after administration of 300 nM DiBAC 4 (3) were summarized (##; p <0.01 vs. α + β1, $$; p <0.01 vs. α + β2IR). BKαβ2Lβ1電流,BKαβ1NCβ2電流,BKαβ2TMsβ1電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、A〜Cは、 細胞内外のK+濃度を140 mM,細胞内液のCa2+濃度は3 μMに固定した条件下インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるマクロBK電流に300 nM DiBAC4(3)を投与したときのコンダクタンス-電位関係。得られたデータをボルツマン式によりフィッティングすることによりV0.5及びslope factorを算出した。例数はそれぞれ以下の通り(BKαβ2Lβ1電流; n = 4,BKαβ1NCβ2電流;n=5,BKαβ2TMsβ1電流; n= 5)。D, E: A-Cで得られたV0.5及びslope factorをまとめた(**; p < 0.01, *; p <0.05 vs. control)。F: 300 nM DiBAC4(3)投与前後でのV0.5の変化量をまとめた(##; p < 0.01 vs.α + β1, $$; p < 0.01 vs. α + β2IR)。BKαβ2Lβ1 current, BKarufabeta1NCbeta2 current is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) for BKαβ2TMsβ1 current, A through C is a K + concentration of intracellular 140 mM, Ca 2+ concentration of intracellular fluid fixed to 3 [mu] M Conductance-potential relationship when 300 nM DiBAC 4 (3) was administered to the macro BK current observed under an inside-out patch clamp under the above conditions. V 0.5 and slope factor were calculated by fitting the obtained data by the Boltzmann equation. The number of cases is as follows (BKαβ2Lβ1 current; n = 4, BKαβ1NCβ2 current; n = 5, BKαβ2TMsβ1 current; n = 5). D, E: V 0.5 and slope factor obtained with AC were summarized (**; p <0.01, *; p <0.05 vs. control). F: Changes in V 0.5 before and after administration of 300 nM DiBAC 4 (3) were summarized (##; p <0.01 vs. α + β1, $$; p <0.01 vs. α + β2IR). BKαβ2TM1β1電流,BKαβ2TM2β1電流,BKαβ1TM2β2電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、A〜Cは、細胞内外のK+濃度を140 mM,細胞内液のCa2+濃度は3 μMに固定した条件下インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるマクロBK電流に300 nM DiBAC4(3)を投与したときのコンダクタンス-電位関係。得られたデータをボルツマン式によりフィッティングすることによりV0.5及びslope factorを算出した。例数はそれぞれ以下の通り(BKαβ2TM1β1電流; n = 4,BKαβ2TM2β1電流; n = 5,BKαβ1TM2β2電流;n = 4)。D, E: A-Cで得られたV0.5及びslope factorをまとめた(**; p < 0.01, *; p <0.05 vs. control)。F: 300 nM DiBAC4(3)投与前後でのV0.5の変化量をまとめた(##; p < 0.01 vs.α + β1, $$; p < 0.01 vs. α + β2IR)。BKαβ2TM1β1 current, BKarufabeta2TM2beta1 current is a diagram showing the effect of DiBAC 4 (3) for BKαβ1TM2β2 current, A through C is a K + concentration of intracellular 140 mM, Ca 2+ concentration of intracellular fluid fixed to 3 [mu] M Conductance-potential relationship when 300 nM DiBAC 4 (3) was administered to the macro BK current observed under an inside-out patch clamp under the above conditions. V 0.5 and slope factor were calculated by fitting the obtained data by the Boltzmann equation. The number of cases is as follows (BKαβ2TM1β1 current; n = 4, BKαβ2TM2β1 current; n = 5, BKαβ1TM2β2 current; n = 4). D, E: V 0.5 and slope factor obtained with AC were summarized (**; p <0.01, *; p <0.05 vs. control). F: Changes in V 0.5 before and after administration of 300 nM DiBAC 4 (3) were summarized (##; p <0.01 vs. α + β1, $$; p <0.01 vs. α + β2IR). BKαβ1-LFF/FHL電流,BKαβ1-FLLT/CMMA電流,BKαβ1-LLI/VAV電流に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、ラットBKチャネルβ1サブユニットとβ2サブユニットのC末端側の膜貫通領域のアミノ酸配列の比較。β1サブユニットとβ2サブユニットで異なるアミノ酸を反転させて示し、B〜Dは、細胞内外のK+濃度を140 mM,細胞内液のCa2+濃度は3 μMに固定した条件下インサイドアウトパッチクランプ下において観察されるマクロBK電流に300 nM DiBAC4(3)を投与したときのコンダクタンス-電位関係。得られたデータをボルツマン式によりフィッティングすることによりV0.5及びslope factorを算出した。例数はそれぞれ以下の通り(BKαβ1-LFF/FHL電流; n = 5,BKαβ1-FLLT/CMMA電流; n = 4,BKαβ1-LLI/VAV電流; n = 4)。E及びFは、B〜Dで得られたV0.5及びslope factorをまとめた(**; p < 0.01 vs.control)。G: 300 nM DiBAC4(3)投与前後でのV0.5の変化量をまとめた($$; p < 0.01 vs.α + β2IR)。It is a figure which shows the effect | action of DiBAC 4 (3) with respect to BKαβ1-LFF / FHL current, BKαβ1-FLLT / CMMA current, and BKαβ1-LLI / VAV current, and A is the C terminal of rat BK channel β1 subunit and β2 subunit. Comparison of amino acid sequences of the transmembrane region on the side. The different amino acids in the β1 subunit and β2 subunit are inverted, and B to D are inside-out patches under the condition that the intracellular K + concentration is 140 mM and the Ca 2+ concentration in the intracellular fluid is fixed at 3 μM. Conductance-potential relationship when 300 nM DiBAC 4 (3) is administered to the macro BK current observed under the clamp. V 0.5 and slope factor were calculated by fitting the obtained data by the Boltzmann equation. The number of cases is as follows (BKαβ1-LFF / FHL current; n = 5, BKαβ1-FLLT / CMMA current; n = 4, BKαβ1-LLI / VAV current; n = 4). E and F summarized V 0.5 and slope factor obtained from B to D (**; p <0.01 vs. control). G: Changes in V 0.5 before and after administration of 300 nM DiBAC 4 (3) were summarized ($$; p <0.01 vs. α + β2IR). ラット腸間膜動脈に対するDiBAC4(3)の作用を示す図であり、Aは、100 nM DiBAC4(3)存在下・非存在下における3 μMフェニレフリンの投与による還流圧の経時変化を示し、Bは、Aより得られた結果をまとめてグラフとして示す。黒いカラム,白いカラムは3 μMフェニレフリンの投与前後での還流圧を示す(n = 4, **; p < 0.01, *; p < 0.05 vs. 3 μMフェニレフリンの投与前の還流圧)。Cは、DiBAC4(3)存在下・非存在下における3 μMフェニレフリンの投与による還流圧の変化量の比較を示す。(n = 4, *; p < 0.05 vs. DiBAC4(3)非存在下での3 μMフェニレフリンの投与による還流圧の変化量)。FIG. 2 is a graph showing the action of DiBAC 4 (3) on rat mesenteric artery, and A shows the time course of reflux pressure with administration of 3 μM phenylephrine in the presence or absence of 100 nM DiBAC 4 (3). B is a graph summarizing the results obtained from A. The black and white columns indicate the reflux pressure before and after administration of 3 μM phenylephrine (n = 4, **; p <0.01, *; p <0.05 vs. 3 μM phenylephrine before reflux). C shows a comparison of the amount of change in reflux pressure due to administration of 3 μM phenylephrine in the presence or absence of DiBAC 4 (3). (N = 4, *; p <0.05 vs. change in reflux pressure by administration of 3 μM phenylephrine in the absence of DiBAC4 (3)).

Claims (13)

カリウムチャネル開口薬であって、
以下の式(1)で表され、
[式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表し、環状の炭化水素基及び複素環基にあっては、オリゴメチン鎖を構成する炭素原子と結合して環状構造を形成していてもよく、lは0、1又は2を表す。]
前記オキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成する化合物又はその生理学的に許容される塩を有効成分として含有する、カリウムチャネル開口薬。
A potassium channel opener,
It is represented by the following formula (1),
[Wherein, R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon group which may be substituted or a substituted group. Represents a heterocyclic group, and in the case of a cyclic hydrocarbon group and a heterocyclic group, it may be bonded to a carbon atom constituting an oligomethine chain to form a cyclic structure, and l represents 0, 1 or 2 . ]
The most stable three-dimensional structure in which the oligomethine chain including the oxo-oxoanion part is present on substantially the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion part are present on the same side with respect to the oligomethine chain. A potassium channel opener comprising a constituent compound or a physiologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
前記化合物は、下記式(2)で表される、請求項1に記載のカリウムチャネル開口薬。
[式中、A1及びA2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表す。]
The potassium channel opener according to claim 1, wherein the compound is represented by the following formula (2).
[Wherein, A 1 and A 2 may be the same or different and each represents an optionally substituted cyclic hydrocarbon group or an optionally substituted heterocyclic group. ]
前記最安定立体構造における前記オキソ−オキソアニオン部の酸素原子間距離が0.3nm以上1nm以下である、請求項2に記載のカリウムチャネル開口薬。   The potassium channel opener according to claim 2, wherein a distance between oxygen atoms of the oxo-oxoanion moiety in the most stable steric structure is 0.3 nm or more and 1 nm or less. 前記化合物は、下記式(3)で表される、請求項1〜3のいずれかに記載のカリウムチャネル開口薬。
[式中、R及びRは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基又は置換されていてもよい環状の炭化水素基を表し、X及びXはそれぞれ同一又は異なっていてもよく、イオウ原子又は酸素原子を表す。]
The said compound is a potassium channel opener in any one of Claims 1-3 represented by following formula (3).
[Wherein, R 3 and R 4 may be the same or different and each represents an optionally substituted acyclic hydrocarbon group or an optionally substituted cyclic hydrocarbon group, and X 1 and X 2 may be the same or different and each represents a sulfur atom or an oxygen atom. ]
前記X1はいずれも酸素原子であり、lは1又は2である、請求項4に記載のカリウムチャネル開口薬。 5. The potassium channel opener according to claim 4, wherein X 1 is an oxygen atom, and 1 is 1 or 2. 6. 前記X1間距離は、0.40nm以上0.67nm以下である、請求項5に記載のカリウムチャネル開口薬。 Wherein X 1 between the distance is less than 0.40 nm 0.67 nm, potassium channel openers according to claim 5. 前記化合物は、下記式(4)から選択されるいずれかである、請求項4〜6のいずれかに記載のカリウムチャネル開口薬。
The potassium channel opener according to any one of claims 4 to 6, wherein the compound is any one selected from the following formula (4).
前記化合物は、下記式(5)で表される、請求項1〜3のいずれかに記載のカリウムチャネル開口薬。
[式中、Rは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表す。]
The said compound is a potassium channel opener in any one of Claims 1-3 represented by following formula (5).
[Wherein R 5 may be the same or different and each may be a non-cyclic hydrocarbon group that may be substituted, a cyclic hydrocarbon group that may be substituted, or a heterocyclic ring that may be substituted; Represents a group. ]
前記化合物は、下記式(6)から選択されるいずれかである、請求項8に記載のカリウムチャネル開口薬。
The potassium channel opener according to claim 8, wherein the compound is any one selected from the following formula (6).
βサブユニット選択的である、請求項1〜9のいずれかに記載のカリウムチャネル開口薬。   The potassium channel opener according to any one of claims 1 to 9, which is β subunit selective. カリウムチャネル開口薬のスクリーニング方法であって、
以下の式(1)で表され、
[式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、置換されていてもよい非環状の炭化水素基、置換されていてもよい環状の炭化水素基又は置換されていてもよい複素環基を表し、環状の炭化水素基及び複素環基にあっては、オリゴメチン鎖を構成する炭素原子と結合して環状構造を形成していてもよく、lは0、1又は2を表す。]
前記オキソ−オキソアニオン部を含む前記オリゴメチン鎖が略同一平面上に存在し、前記オキソ−オキソアニオン部を構成する2つの酸素原子が前記オリゴメチン鎖に対して同一側に存在する最安定立体構造を構成する化合物又はその生理学的に許容される塩を被験成分として用いて、前記被験成分のカリウムチャネル開口率を評価する評価工程を備える、スクリーニング方法。
A method for screening potassium channel openers, comprising:
It is represented by the following formula (1),
[Wherein, R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an acyclic hydrocarbon group which may be substituted, a cyclic hydrocarbon group which may be substituted or a substituted group. Represents a heterocyclic group, and in the case of a cyclic hydrocarbon group and a heterocyclic group, it may be bonded to a carbon atom constituting an oligomethine chain to form a cyclic structure, and l represents 0, 1 or 2 . ]
The most stable three-dimensional structure in which the oligomethine chain including the oxo-oxoanion part is present on substantially the same plane, and two oxygen atoms constituting the oxo-oxoanion part are present on the same side with respect to the oligomethine chain. A screening method comprising an evaluation step of evaluating a potassium channel opening ratio of the test component using a constituent compound or a physiologically acceptable salt thereof as the test component.
前記評価工程は、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニット又はβ4サブユニットへの作用に基づくカリウムチャネル開口率を評価する工程である、請求項11に記載のスクリーニング方法。 The screening method according to claim 11, wherein the evaluation step is a step of evaluating a potassium channel opening ratio based on an action of a large conductance Ca 2+ activated K + (BK) channel on a β1 subunit or a β4 subunit. . カリウムチャネル開口薬のスクリーニング方法であって、大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのβ1サブユニットにおける配列番号1に記載のアミノ酸配列(LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV)で特定される部位と被験成分との相互作用を評価する工程を備える、スクリーニング方法。 A screening method for a potassium channel opener, wherein a site identified by the amino acid sequence (LLFSFFWPTFLLTGGLLIIAMV) described in SEQ ID NO: 1 in the β1 subunit of a large conductance Ca 2+ -activated K + (BK) channel and a test component A screening method comprising a step of evaluating an interaction.
JP2007108474A 2007-04-17 2007-04-17 Potassium channel-opening drug Pending JP2008266161A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007108474A JP2008266161A (en) 2007-04-17 2007-04-17 Potassium channel-opening drug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007108474A JP2008266161A (en) 2007-04-17 2007-04-17 Potassium channel-opening drug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008266161A true JP2008266161A (en) 2008-11-06

Family

ID=40046176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007108474A Pending JP2008266161A (en) 2007-04-17 2007-04-17 Potassium channel-opening drug

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008266161A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nicoll et al. Synaptic plasticity at hippocampal mossy fibre synapses
Sailer et al. Regional differences in distribution and functional expression of small-conductance Ca2+-activated K+ channels in rat brain
Lampert et al. Sodium channelopathies and pain
Patil et al. Prolactin receptor in regulation of neuronal excitability and channels
Asakura et al. α-Eudesmol, a P/Q-type Ca2+ channel blocker, inhibits neurogenic vasodilation and extravasation following electrical stimulation of trigeminal ganglion
Viana et al. Mibefradil (Ro 40m5967) blocks multiple types of voltage-gated calcium channels in cultured rat spinal motoneurones
Hristov et al. Stimulation of β3-adrenoceptors relaxes rat urinary bladder smooth muscle via activation of the large-conductance Ca2+-activated K+ channels
Jean-Yves et al. Voltage-gated ion channels, new targets in anti-cancer research
EP1336409B1 (en) Compositions and formulations for producing analgesia and for inhibiting progression of neuropathic pain disorders
Cai et al. Morphine inhibits acid-sensing ion channel currents in rat dorsal root ganglion neurons
Dhifallah et al. Gain of function for the SCN1A/hNav1. 1-L1670W mutation responsible for familial hemiplegic migraine
WO2009003147A1 (en) Methods and compositions for the treatment of neurological disorders
US20100311767A1 (en) Method for the treatment of amyloidoses
Yuan et al. Opioid peptides reduce synaptic transmission in the nucleus accumbens
Layne et al. BK channel activation by NS11021 decreases excitability and contractility of urinary bladder smooth muscle
Chuaychoo et al. Effect of 5-hydroxytryptamine on vagal C-fiber subtypes in guinea pig lungs
Singh et al. The tachykinin NK1 receptor antagonist PD 154075 blocks cisplatin-induced delayed emesis in the ferret
Di Angelantonio et al. Modulation of neuronal nicotinic receptor function by the neuropeptides CGRP and substance P on autonomic nerve cells
Straub et al. Pharmacological inhibition of Kv1. 3 fails to modulate insulin sensitivity in diabetic mice or human insulin-sensitive tissues
Sommermeyer et al. Anxiolytic effects of the 5-HT1A receptor agonist ipsapirone in the rat: neurobiological correlates
Lee et al. Identification of T-type α1H Ca2+ channels (Cav3. 2) in major pelvic ganglion neurons
Allen et al. Inhibition of ligand-gated cation-selective channels by tamoxifen
Specker et al. Effects of dynorphin A (1–13) on opiate withdrawal in humans
JP3973561B2 (en) Potassium channel opener
Mateo et al. Inhibition of 5-hydroxytryptamine reuptake by the antidepressant citalopram in the locus coeruleus modulates the rat brain noradrenergic transmission in vivo