JP2008520681A - 細胞におけるグルタチオンの送達およびａｔｐレベルを増強することによって低酸素症を処置するためのリボース−システインの使用 - Google Patents

Abstract

治療方法が提供され、この方法は、低酸素症に供している哺乳動物を一定量の２（Ｒ，Ｓ）−Ｄ−リボ−（１’，２’，３’，４’−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４（Ｒ）−カルボン酸（ＲｉｂＣｙｓ）またはその薬学的に受容可能な塩で処置して、その組織におけるＡＴＰレベルおよびグルタチオン（ＧＳＨ）レベルの両方を維持し、かつ回復または増加させる工程を包含する。本発明は、低酸素状態（低酸素症）に脅かされているか、または低酸素状態（低酸素症）に苦しむ哺乳動物を処置するための方法を提供する。

Description

（発明の背景）
有害なフリーラジカルを発生させる外因性ストレッサーおよび内因性ストレッサーに対する哺乳動物細胞の保護機構は、抗酸化補酵素のグルタチオン（ＧＳＨ）を利用する。ＧＳＨは、細胞および細胞小器官の膜の構造的完全性を維持すること、ならびに微小管および高分子の合成において重要である。非特許文献１を参照のこと。ラット腎上皮細胞および胃細胞におけるＧＳＨ合成の刺激は、それぞれ、細胞をシクロホスファミドおよびセロトニンの毒性効果から保護することが見出されている。逆に、グルタチオン合成およびグルタチオン枯渇の阻害は、以下の効果を有することが見出されている：（ａ）細胞生存度の減少、（ｂ）効果および照射に対する細胞の感受性の増加、（ｃ）過酸化物細胞溶解に対する腫瘍細胞の感受性の増加、（ｄ）プロスタグランジンＥおよびロイコトリエンＣの合成の減少、ならびに（ｅ）マウスにおけるトリパノソーマ類の選択的破壊。

グルタチオン（ＧＳＨ）の生合成は、２つの逐次反応を含み、この反応は、図１に示されるように、ＡＴＰを利用し、酵素であるγ−グルタミルシステインシンテターゼおよびグルタチオンシンテターゼ（ＧＳＨシンテターゼ）（３つの前駆アミノ酸（Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−システイン、およびグリシン）を用いる）によって触媒される。

すべての基質レベルの反応物は、その細胞レベルが非常に低いＬ−システインを除いて、インビボにおいて酵素飽和濃度付近で生じる。したがって、Ｌ−システインが必要とされる第一の反応（すなわち、γ−グルタミル−Ｌ−システインの合成）は、グルタチオン生合成の律速段階である。それゆえ、細胞内Ｌ−システインのアベイラビリティは、ＧＳＨの全体的な生合成において重要な要素である。

ヌクレオチドサルベージ経路を介するＡＴＰの生合成において、組織に存在し得るヌクレオチド前駆物質はＡＭＰに変換され、さらにＡＴＰにリン酸化される。アデノシンは、ＡＭＰに直接リン酸化され、一方でキサンチンおよびイノシンは５−ホスホリボシル−１−ピロホスフェート（ＰＲＰＰ）によってまずリボシル化され、次いでＡＭＰに変換される。

リボースは、通常の食物に非常に少量でのみ見出され、ペントースリン酸経路によって体内で合成される。デノボ合成経路において、リボースは、ＰＲＰＰにリン酸化され、アデニンと縮合して中間体アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）を形成する。ＡＭＰは、高エネルギー結合を介してさらにリン酸化されて、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）およびＡＴＰを形成する。

エネルギー消費の間、ＡＴＰは、１つの高エネルギー結合を失って、ＡＤＰを形成し、このＡＤＰは、ＡＭＰに加水分解され得る。ＡＭＰおよびその代謝産物であるアデニン、イノシンおよびヒポキサンチンは、筋細胞から自由に拡散し得、サルベージ経路を介するＡＴＰへの再合成には利用可能できない可能性がある。

ＰＲＰＰのアベイラビリティは、サルベージ経路およびデノボ経路の両方、ならびにＡＴＰへのアデノシンの直接変換の活性を制御するようである。ペントースリン酸経路を介するグルコースからの ＰＲＰＰの生成は、酵素のグルコース−６−リン酸デヒドロゲナーゼ（Ｇ６ＰＤＨ）によって制限されるようである。グルコースは、Ｇ６ＰＤＨのような酵素によってリボース−５−リン酸に変換され、ＰＲＰＰにさらにリン酸化され、このｐＲＰＰはデノボ経路およびサルベージ経路、ならびにアデノシンの利用を増強する。

多くの状態が低酸素症を生じる。そのような状態は、動脈がアテローム硬化性プラークによって部分的に遮断される冠動脈疾患または末梢血管疾患に起因して組織への血流が減少された場合に、急性または慢性の虚血を含む。特許文献１において、虚血の間に心筋においてＡＴＰがＡＭＰに加水分解されるとき、ＡＭＰがさらにアデノシン、イノシンおよびヒポキサンチンに代謝され、これらは再灌流の際に細胞から失われることが開示されている。ＡＭＰの非存在下では、ＡＤＰおよびＡＴＰへの再リン酸化は起こり得ない。前駆物質は細胞から洗浄されるので、ヌクレオチドサルベージ経路はＡＴＰレベルを補充するのに利用可能ではない。リボースが静脈内灌流を介して虚血から回復している心臓に投与された場合、ＡＴＰレベルの回復が増強されることが開示されている。

一過性低酸素症頻発（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｈｙｐｏｘｉａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、麻酔および／または外科的手順を受けており組織への血流が一時的に遮断されている個体において生じる。末梢血管疾患は、間欠跛行において模倣され得、一時的な動脈痙縮が類似の症状を引き起こす。最後に、激しい身体的運動行っているかまたは高高度に直面している人は低酸素症になり得る。特許文献２は、低酸素症に対する耐性は、低酸素事象の前のリボース投与によって増大され得ることを開示する。

低酸素症または虚血はまた、ＧＳＨを枯渇し得る。例えば、激しい有酸素運動もまた、骨格筋から、そして時折他の器官からも抗酸化物を枯渇し得る。運動は、組織によりエネルギーを発生させるように要求することによって、身体の酸化的負荷を増す。よりＡＴＰを作製することはより酸素を使用することを必要とし、これは順に、酸素フリーラジカルのさらなる生成を生じる。ヒトおよび動物における研究は、ＧＳＨが運動によって枯渇され、習慣的運動者に対するＧＳＨ前駆物質の補充がパフォーマンスレベルを維持することにおいて有効であり得ることを示す。非特許文献２を参照のこと。

熱傷に由来するような組織損傷、虚血および再灌流、外科手術、敗血症性ショック、または外傷もまた、組織ＧＳＨを枯渇し得る。例えば、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８および非特許文献９を参照のこと。

哺乳動物細胞へのＬ−システインの送達が、その細胞にこの生化学的ＧＳＨ前駆物質を供給することによってＧＳＨレベルを上昇し得ると仮定されている。しかし、システイン自体は、哺乳動物に投与された場合、神経毒であり、迅速に分解される。以前の研究において、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｌ−２−オキソチアゾリジン−４−カルボキシレート、ならびに２（Ｒ，Ｓ）−ｎ−プロピル−，２（Ｒ，Ｓ）−ｎ−ペンチルおよび２（Ｒ，Ｓ）−メチル−チアゾリジン−４Ｒ−カルボキシレートが、肝毒性用量のアセトアミノフェンからマウスを保護し得ることが示された。非特許文献１０およびＡ，Ｍｅｉｓｔｅｒら、特許文献３を参照のこと。Ｌ−２−オキソチアゾリジン−４−カルボキシレートは、酵素の５−オキソ−Ｌ−プロリナーゼによってＬ−システインに変換される。図２に示されるように、式１の化合物（例えば、式中Ｒ＝ＣＨ_３）は、Ｌ−システイン（２）のプロドラッグ形態として機能し、非酵素的開環および加水分解によってこのスルフヒドリルアミノ酸を遊離する。しかし、Ｌ−システインを得るための解離は、必ず等モル量のアルデヒド（３）（ＲＣＨＯ）を放出する。Ｒが芳香族残基またはアルキル残基である場合のプロドラッグにおいて、毒性効果の可能性が存在する。

特許文献４は、哺乳動物細胞を式（Ｉ）の化合物の有効量と接触させることによってその細胞におけるグルタチオンの生合成を刺激する工程を包含する方法を開示し、

ここで、Ｒは、（ＣＨＯＨ）_ｎＣＨ_２ＯＨであり、ｎは１〜５である。ｎが３である化合物は、２（Ｒ，Ｓ）−Ｄ−リボ−（１’，２’，３’，４’−テトラヒドロキシブチル）チアゾリドン−４（Ｒ）−カルボン酸（リボース−システイン、ＲｉｂＣｙｓ）である。インビボ投与後、ＲｉｂＣｙｓは、非酵素的加水分解によってシステインを放出する。ＲｉｂＣｙｓは、アセトアミノフェン誘発性肝毒性および腎毒性から保護するのに有効であることが示されている。非特許文献１１。ＲｉｂＣｙｓはまた、放射線傷害から大腸および小腸を保護し得る。非特許文献１２。これらの保護効果は、ＧＳＨ生合成の刺激に起因し、これが細胞内ＧＳＨを上昇させると考えられている。しかし、ＧＳＨの生合成を駆動するために必要なＡＴＰの貯蔵およびその前駆物質が枯渇した低酸素状態に供された哺乳動物組織において細胞内ＧＳＨ貯蔵を回復または維持するための方法に対する必要性が存在する。
米国特許第４，７１９，２０１号明細書 米国特許第６，２１８，３６６号明細書 米国特許第４，３３５，２１０号明細書 米国特許第４，８６８，１１４号明細書 Ｃ．Ｄ．Ｋｌａｓｓｅｎら、Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，５，８０６（１９８５） Ｌ．Ｌ．Ｊｉ，Ｆｒｅｅ Ｒａｄ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，１８，１０７９（１９９５） Ｋ．Ｙａｇｉ，Ｌｉｐｉｄ Ｐｅｒｏｘｉｄｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎ．Ｙ．（１９８２），２２３〜２４２頁 Ａ．Ｂｌａｕｓｔｅｉｎら、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，８０，１４４９（１９８９） Ｈ．Ｂ．Ｄｅｍｏｐｏｕｌｏｓ，Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ，Ａ．Ｐ．Ａｕｔｏｒ編，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎ．Ｙ．（１９８２）１２７〜１２８頁 Ｊ．Ｖｉｎａら、Ｂｒｉｔ．Ｊ．Ｎｕｔｒ．，６８，４２１（１９９２） Ｃ．Ｄ．Ｓｐｉｅｓら、Ｃｒｉｔ．Ｃａｒｅ Ｍｅｄ．，２２，１７３８（１９９４） Ｂ．Ｍ．Ｌｏｍａｅｓｔｒｏら、Ａｎｎａｌｓ．Ｐｈａｒｍａｃｏｔｈｅｒ．，２９，１２６３（１９９５） Ｐ．Ｍ．Ｋｉｄｄ，Ａｌｔ．Ｍｅｄ．Ｒｅｓ．，２，１５５（１９９２） Ｈ．Ｔ．Ｎａｇａｓａｗａら、Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，２７，５９１（１９８４） Ａ．Ｍ．Ｌｕｃｕｓ，Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｐａｔｈｏｌ．，２８，６９７（２０００） Ｍ．Ｐ．Ｃａｒｏｌｌら、Ｄｉｓ．Ｃｏｌｏｎ Ｒｅｃｔｕｍ，３８，７１６（１９９５）

（発明の要旨）
本発明は、低酸素状態（低酸素症）に脅かされているか、または低酸素状態（低酸素症）に苦しむ哺乳動物を処置するための方法を提供し、この方法は、その哺乳動物の組織における低酸素症に対抗するのに有効な、式Ｉａ：

の化合物（ＲｉｂＣｙｓ）またはその薬学的に受容可能な塩の有効量を投与する工程を包含する。本発明はまた、低酸素状態（低酸素症）に脅かされているか、または低酸素状態（低酸素症）に苦しむ哺乳動物（例えば、ヒト）を処置するために有用な医薬を調製するための、式Ｉ（ａ）の化合物またはその塩の使用を提供する。

上述のように、低下したグルタチオンレベルは多くの低酸素状態に関与しているが、そのような状態を防止するか、そのような状態に対抗するか、または他の方法でそのような状態を処置するためのＲｉｂＣｙｓまたはその塩の使用は報告されていない。システインのようなＧＳＨ前駆物質を単に投与することは、ＡＴＰ貯蔵の枯渇がＧＳＨの生合成に対する阻害に寄与する場合、低酸素症の多くの例に有効ではないと考えられる。システインについてのプロドラッグとして機能するのと同様に、有効量のＲｉｂＣｙｓの投与は、一定量のリボースをＡＴＰが枯渇した組織に送達し得、これがＡＴＰのインビボ合成を刺激し、またＮＡＤＰＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸、還元型）の合成を刺激し得る。この補酵素は、グルタチオンレダクターゼに電子を供給し、これは順にＧＳＳＧを介して酸化型ＧＳＨを有利のＧＳＨに再利用し、これは細胞において抗酸化酵素の補因子としてその役割を再開する。必要に応じて、化合物（Ｉａ）は、さらなる量の遊離のリボースとともに投与され得る。必要に応じて、化合物Ｉ（ａ）を含む医薬は、さらなる量の遊離のリボースを含み得る。好ましくは、投与は、経口投与（特に、予防的または前負荷状況において）によるが、注射（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）または注入（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）によるような非経口投与がいくつかの状況で必要であり得る。

（発明の詳細な説明）
本明細書で使用される場合、用語ＲｉｂＣｙｓとは、２（Ｒ，Ｓ）−Ｄ−リボ−（１’，２’，３’，４’−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４（Ｒ）−カルボン酸、ならびに（Ｉａ）の２Ｒまたは２Ｓ鏡像異性体、およびその薬学的に受容可能な塩をいう。そのような塩としては、カルボン酸部分のアルカリ金属塩、およびＮＨ部分の安定な酸付加塩（無機酸および有機酸の両方の塩（例えば、クエン酸塩、リンゴ酸塩、グルコン酸塩、グルタミン酸塩、塩酸塩、硫酸塩など）を含む）が挙げられる。

本明細書で使用される場合、用語「低酸素症」または「低酸素状態」は、哺乳動物の１以上の組織における酸素が生理学的レベルよりも下に（例えば、最適レベル未満に）下げられる状態を意味すると定義される。低酸素症はまた、ストレス（例えば、有酸素運動、身体的重量圧力、麻酔、外科手術、貧血、急性呼吸促迫症候群、慢性疾病、慢性疲労症候群、外傷、熱傷、皮膚潰瘍、がんおよび他の異化状態に起因する悪疫質など）に起因して組織において酸素レベルが下げられる状態を含む。低酸素症はまた、血管の狭窄または遮断に起因するような血流の減少に起因して組織が酸素を喪失する「虚血」または「虚血性状態」を含む。虚血および／または虚血性状態としては、冠動脈疾患、心筋症（アルコール性心筋症を含む）、血管形成、ステント留置術、心臓外科手術（例えば、バイパス手術または心臓修復手術（「心臓切開手術」））、臓器移植、組織への長期の重量圧力（褥瘡性潰瘍または褥瘡）、移植された臓器もしくは組織に損傷をもたらし得る虚血再灌流傷害などによって引き起こされるものが挙げられる。本発明は、低酸素症に起因するＧＳＨ枯渇およびＡＴＰ枯渇を処置するのに有効であり、したがって、低酸素状態の根底にある問題（例えば、ウイルス感染もしくは細菌感染、細菌毒素もしくは他の毒素への曝露、赤血球数の減少、加齢、癌または継続的な運動）に影響を及ぼさないが、被験体のエネルギーレベル強度および福利を増大するのに有効である。

用語「処置する」または「処置」は、本明細書で使用される場合、健常者および慢性疾病もしくは急性疾病に苦しむ患者の両方に対するＲｉｂＣｙｓ投与の効果、および保護効果を誘導すること、ならびに過去もしくは継続している低酸素状態の少なくとも１つの症状を減少させることを含む。

ＲｉｂＣｙｓの有効量は、処置されるべき患者の状態、年齢および体重、処置されるべき状態ならびに投与の様式に依存して変化する。システイン（インビボで動物モデルにおいてＲｉｂＣｙｓから放出された場合）およびリボース（ヒト被験体に直接投与された場合）のいずれも、広範な投薬量範囲にわたって本質的に無毒性であることが見出されている。例えば、リボースは、成人１人あたり８〜１０ｇ／日の投薬量で経口摂取した場合に、健常なヒト被験体における運動能力を増大させることが報告されている。米国特許第６，５３３４，４８０号明細書を参照のこと。８ｍｍｏｌ／ｋｇ ｉ．ｐ．でマウスに投与されたＲｉｂＣｙｓは、多くの器官でグルタチオンレベルを増加させた（心臓（１．５倍）および筋組織（２．５倍））。Ｊ．Ｃ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｌｅｔｔ．，５９，２４５（１９９１）。同様に、８ｍｍｏｌ／ｋｇでのＲｉｂＣｙｓは、保護有効量のシステインをシクロホスファミドに曝露されたマウスに送達することが見出されている。この用量は、約７０〜８０ｇのリボースおよび約６０〜７０ｇのシステインを成人のヒトに送達し得る。Ｊ．Ｃ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，１４，３８３（１９９４）を参照のこと。２ｇ／ｋｇ ＲｉｂＣｙｓの用量は、Ａ．Ｍ．Ｌｕｃａｓら、Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｐａｔｈｏｌ．，２０，６９７（２０００）によって、アセトアミノフェン肝毒性および腎毒性からマウスを保護することが報告された。１ｇ／ｋｇ ＲｉｂＣｙｓの用量は、放射線誘発性腸傷害からマウスを保護することが報告された（Ｊ．Ｋ．Ｒｏｗｅら、Ｄｉｓ．Ｃｏｌｏｎ Ｒｅｃｔｕｍ，３６，６８１，（１９９３））。Ｊ．Ｅ．Ｆｕｈｅｒ（米国特許第４，７１９，２０１号）は、少なくとも５日間の約３ｇ／日のリボース用量が、虚血に供されたイヌ（心臓発作モデル）においてＡＴＰレベルを効果的に回復し、維持したことを報告した（送達された用量は３０ｋｇのイヌに対して約５５０〜７００ｍｇ／ｋｇである）。

臨床的実施において、これらの化合物、およびその薬学的に受容可能な塩は、薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせて活性成分を含む薬学的単位投薬形態の形態で投与され得、そのキャリアは、固体、半固体もしくは液体の希釈剤であり得る。化合物の単位投薬量はまた、キャリア物質を伴わずに投与され得る。薬学的調製物の例としては、錠剤、散剤、カプセル剤、水性液剤、濃縮物を含む懸濁剤、リポソーム、および他の徐放性処方物、ならびに経皮送達形態が挙げられるが、これらに限定されない。代表的に、単位投薬形態は、約０．００１〜９９％の活性物質を含む。

化合物は、任意の適切な手段（例えば、局所的手段、経口的手段、非経口的手段）によって送達され得る。好ましくは、送達形態は、液体または固体（例えば、摂取可能な液体に攪拌され得る粉末）である。局所組成物、経口組成物または非経口組成物のための標準的な薬学的キャリアが使用され得、それらの多くは、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｅａｓｔｏｎ，Ｐａに記載されている。

例えば、経口投与について、適切な薬学的キャリアまたは希釈剤は、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、滑石、グルコース、および炭酸マグネシウムを含み得る。経口組成物は、錠剤、カプセル剤、散剤、液剤、懸濁剤、持続放出性処方物などの形態であり得る。典型的な錠剤またはカプセル剤は、４０〜９９％のラクトース、１〜２％のステアリン酸マグネシウム、および１０〜２０％のコーンスターチを活性物質（好ましくは、約０．００１〜２０％）とともに含み得る。水性液剤は、飽和レベルまでのＲｉｂＣｙｓまたはその塩を、好ましくは早発性インビトロ解離を防止または阻害するために有効である一定量の添加されたリボースとともに含み得る。

非経口投与について、適切な薬学的キャリアとしては、水、生理食塩水、デキストロース、ハンクス溶液、リンガー溶液、グリセルロールなどが挙げられ得る。非経口組成物は、懸濁剤、液剤、乳化剤などの形態であり得る。非経口投与は、通常、注射または注入によってであり、皮下、筋内または静脈内であり得る。

（実施例１）
２（Ｒ，Ｓ）−Ｄ−リボ−１’，２’，３’，４’，−テトラヒドロキシブチルチアゾリジン−４（Ｒ）−カルボン酸（ＲｉｂＣｙｓ）
この化合物を、Ｒ．Ｂｏｇｎａｒら、Ｚ．Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．，７３８，６８（１９７０）（この開示は参考として本明細書に援用される）によって記載されるように、リボース（Ｒｉｂ）を用いて合成した。生成物を回収して、４．７１ｇ（９２．２％収率）の淡黄色物質を得た（ｍｐ １４９℃〜１５１℃、ｄｅｃ．［α］_Ｄ ^２５ −１０３．１°（ｃ＝０．５２、Ｈ_２Ｏ）；ＩＲ（ＫＢｒ）ν３２２０（ｂｒ、ＯＨ、ＣＯＯ⁻）、１６１０ｃｍ^−１（ＣＯＯ⁻））。

（実施例２）
Ｌ−システインプロドラッグおよびブチオニンスルホキシイミン（ＢＳＯ）による阻害による単離されたラット肝細胞におけるグルタチオン生合成の刺激
ラット肝細胞を、Ｐ．Ｏ．Ｓｅｇｌｅｎ，Ｅｘｐｅｒ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，７４，４５０（１９７２）にしたがって単離した。最後のプレーティングの後、肝細胞を使用する前に培養物中で維持した。初代培養物のみを、研究の全体にわたって使用した。肝細胞をシステインプロドラッグのＮＡＣおよび（Ｉａ）とともに４時間インキュベートし、吸引によって培地を除去した後、細胞を冷リン酸緩衝化生理食塩水でリンスし、５％ スルホサリチル酸でタンパク質を除去した。総ＧＳＨ含量（ＧＳＨ＋ＧＳＳＧ）を、Ｆ．Ｔｉｅｔｚｅ，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，２７，５０２（１９６９）のＤＴＮＢ［５，５’−ジチオビス（２−ニトロ安息香酸）］グルタチオンレダクターゼ再利用法の改変形によって決定した。サンプル中のＧＳＨ濃度を、そのサンプルの循環率を決定すること（４１２ｎｍ／分でのΔＯＤ）によって定量した。ＢＳＯによる阻害研究のために、細胞をＬ−システインプロドラッグでの処理前にＢＳＯ（０．２０ｍＭ）に予め曝露した。

結果を以下の表１に示す：

表１から理解され得るように、ＲｉｂＣｙｓはこれらの肝細胞においてコントロールと比べてＧＳＨレベルを約１．７倍上昇させた。Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン（ＮＡＣ）（アセトアミノフェン過剰投与の臨床的処置のために現在使用される薬物）もまた、この系においてＧＳＨレベルを３０％上昇させたが、匹敵する上昇のために２．５倍のチアゾリジンプロドラッグ濃度が必要であった。（Ｌ．Ｆ．Ｐｒｅｓｃｏｔｔら、Ｂｒｉｔ．Ｍｅｄ．Ｊ．，２，１０９７（１９７９）；Ｂ．Ｊ．Ｌａｕｔｅｎｂｕｒｇら、Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．，７１，９８０（１９８３）およびＧ．Ｂ．Ｃｏｒｃｏｒａｎら、Ｊ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．Ｅｘｐ．Ｔｈｅｒ．，２３２，８６４（１９８５）を参照のこと）。

ＧＳＨ生合成がプロドラッグからの生化学的前駆物質であるＬ−システインの遊離によって刺激されたことは、０．２０ｍＭのブチオニンスルホキシイミン（ＢＳＯ）の存在下で行われた実験によって示された。Ｏ．Ｗ．Ｇｒｉｆｆｉｔｈら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２５４，７５５８（１９７９）は、ＢＳＯがγ−グルタミルシステインシンテターゼ（この酵素はＧＳＨ生合成の第一の工程を触媒することに関与する）の特異的インヒビターであることを示している。以下の表２に要約されたデータは、ＧＳＨレベルがＲｉｂＣｙｓの存在下でさえこのインヒビターによって低下したことを示し、したがって観察されたＧＳＨレベルの増加が実際にチアゾリジンプロドラッグによって提供されたＬ−システインからのデノボＧＳＨ生合成に起因する証拠を提供する。

。

（実施例３）
ＲｉｂＣｙｓは心臓および筋肉組織においてＧＳＨを上昇させる
Ｊ．Ｃ．Ｒｏｂｅｒｔｓら、Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｌｅｔｔ．，５９，２４５（１９９１）によって報告されたように、ＲｉｂＣｙｓは、腫瘍を有するＣＤＦ１マウスの多くの器官においてグルタチオン（ＧＳＨ）レベルを首尾よく上昇させた。ＧＳＨ含量を、ＲｉｂＣｙｓ投与（８ｍｍｏｌ／ｋｇ、ｉ．ｐ．）の１時間後、２時間後、４時間後、８時間後および１６時間後にアッセイした；種々の器官は様々な時点で最大ＧＳＨ含量を達成した。肝臓中のＧＳＨは、１６時間の時点で無処理のコントロールと比べて１．５倍上昇した。腎臓ＧＳＨもまた、１６時間で最大であり、コントロール値の１．６倍を達成した。筋肉中のＧＳＨは、コントロール動物の２．５倍のレベルを達成し、一方で膀胱は、２．１倍上昇し、心臓は１．８倍であった。試験した他の組織（脾臓、膵臓、肺）は、ＧＳＨ含量において１．１倍および１．２倍の増加を示した。移植したＬ１２１０腫瘍におけるＧＳＨもまた、わずか１．２倍上昇した。

（実施例４）
全心筋虚血（ｇｌｏｂａｌ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｓｃｈｅｍｉａ）後の作動しているイヌ心臓の回復
Ｊ．Ｅ．Ｆｏｋｅｒ（米国特許第４，６０５，６４４号）の実施例１〜２に報告されるように、ノーマルな（０．９％）生理食塩水中のリボースの希釈溶液がイヌモデルにおいて心筋虚血後のＡＴＰ回復時間を減少させるのに有効であることが見出された。例えば、リボースで８０ｍＭであるノーマルな生理食塩水の約１ｍｌ／分の速度での約２４．０時間の注入により、ＡＴＰ回復時間が８分の１に減少した。この処置期間の間、約１７．０ｇのリボースを循環系に導入した；総用量は体重１ｋｇあたり約５５０〜７７０ｍｇのリボースであった。所定のヒト被験体におけるＡＴＰレベルおよび心機能の最適な回復のために適切な用量は、ＡＴＰレベル、心機能などについての公知のアッセイを含む経験的な研究によって、容易に確立され得る。

米国特許第４，６０５，６４４号の実施例の研究は、遊離のリボースを含む溶液を用いて心臓の虚血後のエネルギー回復を増強することに向けられていたが、本発明の方法は、システイン／リボースプロドラッグのＲｉｂＣｙｓもまた低酸素症（例えば、抗酸化剤増強およびＡＴＰ回復が役立つ虚血性発作）を患った任意の組織または器官に適用可能であると考えられることを利用する。これらの状況としては、心筋梗塞、脳卒中、臓器保存を伴う臓器移植、新生児サポート（ｎｅｏｎａｔａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ）、複数臓器系不全、循環不全をもたらすショックおよび外傷などが挙げられるが、これらに限定されない。多くの場合、無併発性の一般的な麻酔でさえ、ある程度の低酸素症を生じ得、付随的な浸潤性医学的手順は外傷を負った組織においてフリーラジカルの構築をもたらし得る。同様に、回復期または健常な固体における有酸素運動は、ＡＴＰ枯渇および環境の酸化剤からのフリーラジカルの構築をもたらし得る。したがって、本発明は、それにより正常なＡＴＰレベルを迅速に回復し維持するように低酸素組織が処置されて、組織の生存度が改善されかつ一般的な身体的回復を促進し得る方法を提供する。

すべての公報、特許および特許出願は、本明細書で参考として援用される。上記の明細書において本発明はその特定の好ましい実施形態に関して記載され、多くの詳細が例示目的のために示されてきたが、本発明がさらなる実施形態を許容し得ること、および本明細書で記載された特定の詳細が本発明の基本理念から逸脱することなく大幅に変更され得ることは当業者に明らかである。

図１は、Ｌ−グルタミン酸からのグルタチオン（ＧＳＨ）の代謝合成を示す。 図２は、システインおよびアルデヒドを得るための式Ｉの化合物のインビボ解離を示す。

Claims (27)

1. 低酸素状態に脅かされているか、または低酸素状態に苦しむ哺乳動物において低酸素症を処置するために、ＡＴＰレベルおよびグルタチオンレベルの両方を維持、回復または増加させるために有効な医薬を調製するための、ＲｉｂＣｙｓまたはその薬学的に受容可能な塩の使用。
2. 前記低酸素症が虚血性発作に起因する、請求項１に記載の使用。
3. 前記虚血性発作が、心臓外科手術、臓器移植、血管形成またはステント留置術の間に生じる、請求項２に記載の使用。
4. 前記虚血性発作が、心血管疾患、心筋症、気絶心筋、末梢血管疾患、間欠跛行、頻脈または虚血性再灌流に起因する、請求項２に記載の使用。
5. 前記低酸素症が、感受性、身体的体重圧力、敗血症、脳卒中、外科的手順、熱傷、肺機能不全、身体運動または慢性疾病に起因する、請求項１に記載の使用。
6. 低酸素症に供している哺乳動物を、その組織におけるＡＴＰレベルおよびグルタチオン（ＧＳＨ）レベルの両方を維持、回復または増加させるために有効な一定量の２（Ｒ，Ｓ）−Ｄ−リボ−（１’，２’，３’，４’−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４（Ｒ）−カルボン酸（ＲｉｂＣｙｓ）またはその薬学的に受容可能な塩で処置する工程を包含する、治療方法。
7. 前記哺乳動物がヒトである、請求項６に記載の方法。
8. 前記ＲｉｂＣｙｓが経口投与される、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ＲｉｂＣｙｓが非経口投与される、請求項６または７に記載の方法。
10. 前記ＲｉｂＣｙｓが、静脈内投与または腹腔内投与される、請求項９に記載の方法。
11. 前記哺乳動物が、虚血性発作に供されていたか、虚血性発作に供しているかまたは虚血性発作に供される、請求項６または７に記載の方法。
12. 前記組織が心血管組織である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記組織が心筋組織である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記虚血性発作が、心臓外科手術、臓器移植、血管形成またはステント留置術の間に生じる、請求項１１に記載の方法。
15. 前記ＲｉｂＣｙｓ溶液が、心臓の心室に直接注入されるか、または静脈内に注入される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記虚血が、心血管疾患、心筋症、気絶心筋、末梢血管疾患、間欠跛行、頻脈または虚血性再灌流に起因する、請求項１１に記載の方法。
17. 前記低酸素症が、感受性、身体的体重圧力、敗血症、脳卒中、外科的手順、熱傷、肺機能不全、身体運動または慢性疾病に起因する、請求項６または７に記載の方法。
18. 前記体重圧力が圧迫潰瘍を生じる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記慢性疾病がウイルス感染に起因する、請求項１７に記載の方法。
20. 前記ウイルス感染が、ＨＣＭＶ、ＨＩＶまたはＥＢＶに起因する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記慢性疾病が細菌感染に起因する、請求項１８に記載の方法。
22. 前記慢性疾病が癌である、請求項１８に記載の方法。
23. 低酸素事象の間に哺乳動物の組織においてリボースおよびシステインが上昇するように、低酸素症に対する該哺乳動物の耐性を増大させるために有効な量でＲｉｂＣｙｓを該哺乳動物に投与する工程を包含する、治療方法。
24. 前記哺乳動物がヒトである、請求項２３に記載の方法。
25. ＲｉｂＣｙｓが、約１０グラム〜１５０グラムの投薬量で投与される、請求項６、７、２３または２４に記載の方法。
26. 前記ＲｉｂＣｙｓまたはその塩が、前記低酸素事象の発生の少なくとも５分前に投与される、請求項２３に記載の方法。
27. 前記ＲｉｂＣｙｓまたはその塩が、投与前のＲｉｂＣｙｓのインビトロ解離を阻害するために有効な量の遊離リボースを含む液体ビヒクルに投与される、請求項６、７、２３または２４に記載の方法。

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