JP2008542192A - 増殖の障害の治療用のホノキオール誘導体 - Google Patents

増殖の障害の治療用のホノキオール誘導体 Download PDF

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Abstract

【課題】
【解決手段】新規なホノキオール誘導体、並びにホノキオール誘導体を含んでなる医薬剤組成物。これらの化合物及び医薬剤組成物を、癌の予防及び/又は治療に使用できる。特に、ホノキオール誘導体、誘導体を含んでなる医薬剤組成物及び骨髄腫の治療へのそれらの使用方法が提供される。
【選択図】なし

Description

(関連出願)
本特許出願は2005年2月23日に出願の米国特許仮出願第60/655,346号の優先権を主張、その開示内容は参照により本明細書に援用される。
(技術分野)
本発明は、例えば骨髄腫の治療における、血管形成、細胞増殖、腫瘍成長及び腫瘍形成を伴う障害の治療用のホノキオール関連の化合物及び組成物に関する。
癌とは細胞の異常な増殖をいう。癌細胞は、空間的制限、他の細胞との栄養分共有又は、生体からの再生停止のためのシグナル伝達などの制限にもかかわらず、急速に複製する。癌細胞はしばしば正常な細胞とは異なり異常な形態を示し、適切に機能せず、生体中の広範囲に拡散しうる。異常組織(腫瘍と呼ばれる)の増殖は、途方もなく成長し、部列できる細胞クラスターである。腫瘍は、良好(非ガン)の場合も悪性(ガン)の場合もありうる。良性腫瘍は徐々に増殖する傾向があり、拡散しない。悪性腫瘍は急速に増殖でき、付近の正常組織に侵入し、破壊し、生体全体に拡散する。
悪性癌は局所的に侵襲性であり、転移もしうる。局所的浸潤癌は、正常組織に癌細胞の「指」を突き出し、周囲の組織に侵入できる。転移癌は細胞を生体中の他の組織へもたらし、それは最初の腫瘍の位置から隔離している場合もありうる。
癌はその由来する体液又は組織に従って、又はそれが最初に生じた生体内の部位に従って分類される。更に、若干の癌は混合型である。癌は5つの幅広いカテゴリ(癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病及び骨髄腫)に分類でき、それは癌の組織及び血液分類を表す。癌腫とは、器官、腺又は生体構造の表面をカバーする若しくは沿った形態で存在する上皮組織として公知の、身体組織に生じる癌である。例えば胃の内壁ガンは癌腫と呼ばれる。多くの癌腫は分泌(例えば乳を生産する胸部)に関与する器官又は腺に影響を及ぼす。癌腫は全ての癌ケースのほぼ80〜90%を占める。肉腫とは結合組織(例えば軟骨、脂肪、筋肉、腱及び骨)から増殖する悪性腫瘍である。最も一般的な肉腫(骨腫瘍)は通常若年成人で生じる。肉腫の例としては骨肉腫(骨)及び軟骨肉腫(軟骨)が挙げられる。リンパ腫とはリンパ節又は腺(白血球を生産し、体液を浄化する)又は器官(例えば脳及び胸部)から生じる癌を指す。リンパ腫は2つのカテゴリ(ホジキンリンパ腫及び非ホジキンリンパ腫)に分類される。白血病(別名血液癌)とは、骨髄が通常通り赤血球、白血球及び小板状体を生産しなくなる特徴を有する、骨髄の癌である。白血球は感染防御に必要である。赤血球は貧血症予防に必要である。小板状体は生体への創傷、生体液漏出を防止する。白血病の例としては、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病及び慢性リンパ球性白血病が挙げられる。骨髄性及びリンパ球性という用語は、関連する細胞のタイプを示す。最後に、骨髄腫は骨髄形質細胞において増殖する。場合によって、骨髄腫細胞は一つの骨中に集中し、形質細胞腫と呼ばれる単一の腫瘍を形成する。しかしながら、他の場合には骨髄腫細胞は多くの骨中で集中し、多くの骨腫瘍を形成する。これは、多発性骨髄腫と呼ばれる。
現在行われる癌及び関連疾患の治療は効果が限定的であり、また多くの予想外の深刻な副作用をもたらす。癌療法は、以下の5つの専門療法に大別される。(1)手術、(2)放射線療法、(3)化学療法、(4)免疫療法及び(5)血管新生阻害治療。癌の起源を発見し、癌及び関連疾患の治療法の改良を開発するためにこれまで30年以上にわたり研究がなされたが、これらの治療は結局逐次進歩するに留まった。現在の研究ストラテジーでは、より少ない危険性を有する有効な治療方式の探索に力点が置かれ、例えば天然物及び生物学的薬剤の使用が挙げられる。この力点の変化は、従来の癌治療法の結果、患者及びその子孫において、多くの遺伝物質に対してそれらの影響が及ぶという事実により、更に拍車がかけられている。癌遺伝子の起源を発見し、並びに新規な治療方法を開発するための努力が続けられている。
ホノキオール
中国医学において伝統的に、モクレン属の根及び茎樹皮が、血栓症、胃腸の不調及び不安の治療に用いられていた。ホノキオール(HNK)(置換ビフェニルであり、有効成分がモクレン属から単離、精製される)は、抗酸化、抗血せん症、抗菌、神経組織への栄養効果、キサンチンオキシダーゼ抑制及び、抗不安作用を有する(非特許文献1から6)。
1990年代初期において、HNKの抗癌効果が報告された。1994年、平野らは、28の天然の及び合成フラボノイド、並びに11の天然のリガンドのヒト前骨髄性白血病細胞株HL−60における抗白血病細胞の有効性を検討し、またこれらの化合物の細胞毒性に関し、4つの臨床抗癌剤との比較を行っている(非特許文献7)。このスクリーニングで、HNKは100ng/ml未満のIC50値を示し、最も強力な化合物の一つとして同定した。1998年、Hibasamiらは、HNKがヒトリンパ性白血病由来のMolt 4B細胞(非特許文献8)のアポトーシスを誘発することを示した。
HNKがヒト鱗状細胞肺癌CH27細胞(非特許文献9)及びヒト結腸直腸RKO細胞(非特許文献10)のアポトーシスを誘発することも公知である。2004年、Chengら(非特許文献11)は、HNKが腫瘍増殖を阻害し、腫瘍を有するマウスの寿命を延長することから、それがヒト大腸癌のインビボ動物モデルにおいて効果的であると報告している。
ホノキオールは、生体内で血管新生及び抗腫瘍活性の阻害剤である。HNKは腫瘍細胞のアポトーシスを生じさせ、また血管内皮増殖因子受容体2(VEGFR2)(主要な有糸分裂促進性及び化学誘引性の内皮細胞性増殖因子(非特許文献12)のリン酸化のブロックにより血管新生を阻害する機能を有する。ホノキオールはまた、腫瘍壊死因子のアポトーシス誘発リガンド(TRAIL/Apo2L)シグナリングによるアポトーシス誘導を通じて直接的な抗腫瘍活性を示し、またin vivoでヌードマウスの血管肉腫に対して非常に効果的であることが明らかとなっている(非特許文献13)。
EsumiらはHNKの合成方法を開示している(非特許文献14)。この報告ではまた、HNKのOメチル化及び/又はその水素化類似体を用いて、in vivo神経栄養アッセイによる構造−活性の相関関係の評価を行っている。Esumiらは、5−アリル及び4’−ヒドロキシル基がHNKの神経栄養活性にとって重要であると結論づけている。
エモリー大学による特許文献1及び特許文献2では、ホノキオール型及び/又はマグノロール型化合物(図1−4に示す)の投与により、血管新生、腫瘍性及び癌に関連する症状及び皮膚症状などの諸症状を治療するための医薬品組成物、並びに方法を開示している。例えば、かかる組成物は、式A1の少なくとも1つの化合物を含んでなる。
Figure 2008542192
式中、R、R、R、R、R、R’、R’、R’、R’及びR’は独立に水素、ヒドロキシ基、アミド、アミン、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、環状炭化水素、環状ヘテロカーボン、ハロゲン化環状ヘテロカーボン、ベンジル、ハロゲン化ベンジル、有機金属セレン化合物、硫化物、カルボニル、チオール、エーテル、二窒素環化合物、チオフェン、ピリジン、ピロール、イミダゾール及びピリミジンを含むが、これに限定されない群から選択できる。ホノキオール型及びマグノロール型化合物は、SVR細胞増殖の阻害を示す。
2004年11月、Arbiserらは、ホノキオールがG1増殖停止、更に48時間の時点で、5〜10μg/mLでIC50値のアポトーシスを開始させることにより、多くの骨髄腫細胞株の増殖を阻害することを報告している。また、ホノキオールがドキソルビン(Dox)耐性細胞(RPMI−Dox40)、メファラン耐性細胞(RPMI−LR)及びデキサメサゾン(Dex)耐性細胞(MM.1R)の増殖を阻害することも報告している。すなわち、ホノキオールがトリガーとなる細胞障害機構が、ホノキオールにより誘導されるBax及びBadの発現増加、並びにMc−1タンパク質発現の負の制御、更にそれに続くcaspase−8/9/3裂開であることを示唆されている(Arbiser,J.ら、American Society of Hematology Annual Meeting,2004におけるポスター発表。アブストラクトは2004年11月4日にオンラインで公表)。
2005年7月、Battleらは、ホノキオールがB細胞慢性リンパ球性白血病(B−CLL)細胞のカスパーゼに依存性アポトーシスを誘発することを報告している(非特許文献15)。すなわち全てのB−CLL細胞(B−CLL患者に由来する原発腫瘍細胞)における、ホノキオールにより誘導されるカスパーゼ依存性の細胞死を試験し、通常の単核細胞によりB−CLL細胞に対して毒性が強かった。またホノキオール誘導アポトーシスは、カスパーゼ−3、−8及び9の活性化、並びにポリ(アデノシン二リン酸塩−リボース)重合酵素(PARP)の裂開を特徴とする。更に、ホノキオールがフルダラビン、クラドリビン又はクロランブシルにより誘発される細胞毒性を強化するとも報告されている。
2005年9月、Ishitsukaらは、ホノキオールによるカスパーゼ依存性及びカスパーゼ非依存性アポトーシスの誘導により、ヒト多発性骨髄腫の従来の薬剤耐性を克服すると報告している(非特許文献16)。HNKは、カスパーゼ依存性、及びカスパーゼ非依存性経路の両方を介したアポトーシスの誘導により、再発性不応性MM(多発性骨髄腫)患者からのヒトMM細胞株及び腫瘍細胞における細胞毒性を誘発した。HNKはまた、ボルテゾミブにより誘発されるMM細胞毒性及びアポトーシスを強化した。
国際公開第02/076393号パンフレット 米国特許出願公開第2004/0105906号公報 Tairaら、Free Radic Res Commun.1993;19 Suppl l:S71−77; Tengら、Thromb Res.1988;50:757−765; Clarkら、J.Pharm.Sci.1981;70:951−952; Changら、Anticancer Res.1994;14:501−506; Kuribaraら、J.Pharm Pharmacol.1998;50:819−826; Esumiら、Bioorg&Medicinal Chem Let 2004,14:2621−25 Life Sci.1994;55(13):1061−9 Hibasamiら、Int.J.MoI.Med.1998 Yang SE,ら、Biochem Pharmacol.2002;63:1641−1651 Wangら、World J Gastroenterol.2004;10:2205−2208 World J Gastroenterol.2004;10:00 3459−3463 Baiら、(2003)J.Biol.Chem.278(35501−35507) Baiら、(2003)J.Biol.Chem.278(35501−35507) Biorganic&Medicinal Chemistry Letters(2004)14:2621−2625 Blood.July 2005;106:690−697 Blood,1 September 2005,Vol.106,No.5,pp.1794−1800
本発明の目的は、血管新生、細胞増殖、腫瘍増殖、腫瘍形成及び骨髄腫を伴う疾患の治療のための新規化合物、組成物、方法及び使用方法を提供することである。
本発明は、ホノキオール誘導体、ホノキオール誘導体を含んでなる医薬品組成物、並びにその使用方法を提供する。該化合物及び組成物は、血管新生、細胞増殖及び腫瘍形成及び腫瘍増殖の阻害に使用できる。これらの化合物及び医薬品組成物は、癌(例えば多発性骨髄腫を含む骨髄腫)の予防及び/又は治療に使用できる。
具体的な実施態様では、骨髄腫の治療、特に多発性の骨髄腫の治療に非常に有用なホノキオール及びホノキオール誘導体を提供する。他の具体的な実施態様では、これらの化合物は白血病(例えば慢性リンパ球性白血病)の治療に使用できる。特に、本明細書に記載の化合物は、慢性リンパ球性白血病細胞(CLL)(変異体p53を有するそれらを含むがこれに限定されない)の治療に使用できる。
本発明の一態様は、ホノキオールがカスパーゼから独立した機構で癌細胞のアポトーシスを誘発することができるという発見に基づく。本発明はまた、非ガン腫瘍及び他の増殖的な症状の治療をカバーする。
低濃度の特定のカスパーゼ(例えばカスパーゼ−3及びカスパーゼ−8)を有する癌細胞株は、抗癌剤耐性を伴いうる。本明細書に開示のホノキオール及びホノキオール誘導体は、本明細書に開示の癌及び薬剤の実施態様を含む、1つ以上の薬剤に対する耐性を示す癌の治療に使用できる。一実施態様では、本明細書に開示するホノキオール又はその誘導体を、ドキソルビシン、As、メルファラン、デキサメサゾン、ボルテゾミブ及びレブリミドなどに対する薬剤抵抗性の腫瘍(例えば多剤耐性の腫瘍)を有する患者の治療における有効量で投与する。具体的な一実施態様では、ホノキオール又はその誘導体はドキソルビシン耐性多発性骨髄腫の治療に使用できる。
該ホノキオール又は誘導体はそれ単独で投与してもよく、又は付加的な治療用若しくは化学療法用の薬剤と組み合わせて投与してもよい。具体的な実施態様では、ホノキオール又は誘導体は、薬剤抵抗性の多発性骨髄腫の治療における有効量で投与できる。一実施態様では、付加的な化学療法剤は、P−糖タンパク質阻害剤(例えばベラパミル)、サイクロスポリン(例えばサイクロスポリンA)、タモキシフェン、カルモジュリンアンタゴニスト、デキスベラパミル、デキスニグルジピン、バルスポダール(PSC833)、ビリコダール(VX−710)、タリキダール(XR9576)、ゾスキダール(LY335979)、ラニキダール(R101933)及び/又はONT−093)であってもよい。他の実施態様では、付加的な化学療法剤はヒストンデアセチラーゼ阻害剤であってもよい。具体的な実施態様では、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤は、スベロイラアニリドヒドロキサム酸(SAHA)であってもよい。
一実施態様では、本明細書に開示する有効量のホノキオール誘導体を宿主に投与することを含む、宿主の癌の治療方法を提供する。癌は、例えば癌、肉腫、リンパ腫、白血病又は骨髄腫であってもよい。
具体的な実施態様では、宿主の骨髄腫の治療方法であって、宿主に有効量のホノキオールを投与すること、又は宿主に本明細書に開示のホノキオール誘導体化合物を投与することを含んでなる方法を提供する。骨髄腫は、例えば多発性骨髄腫、マクログロブリン血症、単離された骨の形質細胞腫、延髄外の形質細胞腫、ワルデンストレームのマクログロブリン血症、単クローン性の免疫グロブリン血症又は抵抗性の形質細胞腫瘍であってもよい。
他の実施態様では、化合物は癌(骨髄腫を含む)の治療用の少なくとも1つの付加的な治療薬との組合せ又は交互使用において投与される。具体的な実施態様では、宿主の血管新生、腫瘍形成、腫瘍増殖、腫瘍性の症状、癌又は皮膚疾患を特徴とする症状の治療方法であって、任意に薬理学的に許容できる担体と組み合わせて本明細書に開示の化合物の有効量を宿主に投与することを含んでなる方法を提供する。
更なる実施態様では、任意に薬理学的に許容できる担体と組み合わせて有効量の本明細書に開示の化合物を宿主に投与することによる、炎症を特徴とする症状の治療方法を提供する。具体的な実施態様では、有効量の本明細書に開示の化合物を投与することによる、関節炎の治療方法も提供する。
他の実施態様では、任意に薬理学的に許容できる担体と組み合わせて本明細書に開示の化合物の有効量を宿主に投与することによる、骨粗鬆症をはじめとする骨疾患の治療方法を提供する。
更なる本発明の目的は、本明細書に記載のホノキオール及び/又は関連化合物の毒性作用に特に感受性の高い腫瘍及び癌を確認する方法を提供することである。本発明の一態様は、ホスホリパーゼD(PLD)、核因子−κB(NFKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を発現する腫瘍が特にホノキオール又はその誘導体の毒性作用に感受性であるという発見に基づく。一実施態様では、以下の手順を含む、哺乳類(特にヒト)の腫瘍の治療方法を提供する。
(i) 腫瘍から生体試料を調製し、
(ii) 腫瘍がホスホリパーゼD(PLD)、核因子−κB(NFKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を発現又は過剰発現するか否かを決定し、
(iii) ホスホリパーゼD(PLD)、核因子−κB(NKKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を発現又は過剰発現する腫瘍を本明細書に記載のホノキオール又は関連化合物で活性化させる。一実施態様では、NFKB及び/又はAMPK発現のレベルは、例えばリン酸化された形態を検出できる抗体を用いて、腫瘍又は癌におけるリン酸化NFKB及び/又はAMPKの存在をアッセイすることにより測定できる。他の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPK発現のレベルは、患者から得られる腫瘍又は癌細胞をアッセイして、コントロールの組織のレベルと比較することにより測定できる。ある実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKは、癌サンプルではコントロールと比較して少なくとも2、2.5、3又は5倍過剰発現しうる。
典型的な化合物としては図1から4の化合物及び本明細書に開示の化合物が挙げられ、例えば以下の化合物Ia又はその塩、エステル若しくはプロドラッグが含まれる。
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例:メチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
式中、R及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル器)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRはアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。
式Iaの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素又はC1−5アルキル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)であり、
及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)であり、
少なくとも1つのR及びRはC1−5アルキル基(例えばメチル、エチル、プロピル又はブチル基)である。
他の実施態様では、該化合物は式Ibの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグである。
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRは水素でない。
式Ibの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素、アルキル基(例えばC1−5アルキル、アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基))であり、
及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)であり、
少なくとも1つのR及びRは水素でない。
更に式Ic、Id、Ie若しくはIfの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグを提供する。
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
式中、R及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRはアルキル基(例えばC1−5アルキル基)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRは水素でない。
式Ic、Id、Ie又はIfの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素又はC1−5アルキル基(アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)であり、
及びRは独立にアルキル基(例えばC1−5アルキル、アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)である。
他の実施態様では、該化合物は式D2で表される。
Figure 2008542192
式中、アリル基は酸化又は還元された形態である。
他の実施態様では、化合物は式D3で表される。
Figure 2008542192
式中、OR置換基はエーテル又はエステル結合を表し、例えば、各Rは独立にアルキル基(例えばC1−10アルキル基)又はアシル基(例えばC1−10アシル基)である。
他の実施態様では、該化合物は、以下の式中の1つの化合物である。
Figure 2008542192
式中、各Rは独立にアルキル、アルケニル、アリール又はビニル基であって、任意に直鎖状、分岐状又は環状であってもよく、任意に置換されてもよい。任意に、各Rは独立にC1−10アルキル、C1−10アルケニル又はC1−10アルキニル基である。例えば、各Rは以下の群から独立に選択できる。
Figure 2008542192
式D5において、各Xは独立に、例えばハロゲン(例えばF)、N(R、SH又はSRであって、各Rが独立に、例えばH又はアルキル基である。
式D6、D6−A及びD6−Bでは、各Xは独立に水素、アルキル基(例えばメチル又はC1−10アルキル基)又はハロゲン(例えばF)である。式D6では、D6−A及びD6−Bに示すように、点線は、5員環又は6員環を形成するCH基の有無を示す。
式D9では、nが1〜8であるとき、ZはO、S、SO、CO又は(CHである。
式D10及びD11では、各Yは独立に水素、OH又はアルキル基であり、各aは独立にO、NR又はSであって、各Rは独立に、例えば水素又はアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。D10では、点線は二重又は一重結合を示す。
具体的な実施態様では、上記で開示される化合物は、骨髄腫の治療における有効量において投与されうる。
一実施態様では、血管新生、腫瘍形成、腫瘍性の症状、癌又は皮膚疾患を特徴とする症状の治療における有効量で、それを必要とする宿主に本明細書に開示の化合物又は化合物を含んでなる医薬品組成物の有効量を投与することを含んでなる方法を提供する。
一実施態様では、それを必要とする個人に本明細書に開示の化合物又はその塩、異性体、プロドラッグ若しくはエステルの有効量を投与することを含んでなる、癌(例えば癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病又は骨髄腫)の治療方法を提供する。任意に該化合物又はその塩、異性体、プロドラッグ若しくはエステル、並びに適当な担体(例えば水)を含む薬理学的に許容できる組成物であって、それを必要とする個人に所望の投与経路で処方されるものを提供する。任意に、該化合物は、癌又は、特定の骨髄腫の治療用の少なくとも1つの付加的な治療薬との組合せ又は交互使用において投与される。
また、任意に薬理学的に許容できる担体に、本明細書に開示の化合物又はその塩、プロドラッグ又はエステルの癌、特に骨髄腫の治療にける使用は、本発明の範囲内であり、また、本明細書に開示の化合物又は塩、プロドラッグ若しくはエステルの、癌(特に骨髄腫)の治療用の薬剤(任意に薬理学的に許容できる担体中に含まれる)の製造における使用を開示する。
一実施態様では、本発明の化合物は、癌、肉腫、リンパ腫、白血病及び/又は骨髄腫の治療及び/又は予防に使用できる。本発明の他の実施態様では、本明細書に開示の化合物は固形腫瘍の治療に使用できる。更なる実施態様では、本明細書に開示の化合物及び組成物は、例えば、以下の器官又は組織の癌(それらに限定されない)の治療に使用できる。胸部、前立腺、骨、肺、結腸(結腸直腸など)、尿道、膀胱、非ホジキンリンパ腫、黒色腫、腎臓、腎臓、膵臓、咽頭、甲状腺、胃、脳及び/又は多発性骨髄腫。本発明の更なる実施態様では、本明細書に開示の化合物は血管新生関連の疾患の治療に使用できる。
特定の本発明の実施態様では、本明細書に記載の化合物を骨髄腫の治療に使用できる。一実施態様では、ホノキオールを骨髄腫の治療に使用できる。本発明の他の一実施態様では、ホノキオール又は本明細書に記載の化合物又は組成物のいずれかを、例えば、形質細胞腫瘍(骨髄腫、多発性骨髄腫、マクログロブリン血症、骨の単離形質細胞腫、延髄外の形質細胞腫、ワルデンストレームマクログロブリン血症又はリンパ形質細胞性白血病、単クローン性γグロブリン血症、及び/又は不応性形質細胞腫瘍など)の治療に使用できる。
1つの態様では、該化合物及び組成物は、少なくとも1つの付加的な化学療法剤との組合せ又は交互使用において投与できる。外薬剤は同じ組成物の一部を構成してもよく、又は同時若しくは別の時間にそれぞれの組成物として投与するように調剤してもよい。一実施態様では、本発明の組成物は抗血管新生薬剤と組み合わせてもよい。本発明の他の実施態様では、本明細書に開示の化合物及び組成物は、以下のタイプの薬剤(それらに限定されない)との組合せ又は交互使用において使用できる。抗増殖剤、有糸分裂阻害剤、抗代謝剤、アルキル化剤又はナイトロジェンマスタード、トポイソメラーゼを標的とする薬剤、腫瘍細胞のシグナル伝達を標的とする薬剤、遺伝子治療及びアンチセンス薬剤、抗体医薬、ステロイド、ステロイド類似体、抗嘔吐薬及び/又は非ステロイド性薬剤。
定義
特に明記しない限り、本明細書で用いる用語「アルキル」には、飽和した直鎖状、分岐状、又は環状の、第一級、第二級又は第三級の炭化水素(C1−22又はC1−10のものを含む)、特にメチル、エチル、CFCFCF、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソブチル、secブチル、t−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、ヘプチル、シクロヘプチル、オクチル、シクロ−オクチル、ドデシル、トリデシル、ペンタデシル、イコシル、ヘミコシル及びデコシル基が含まれる。例えば、アルキル基はハロゲン(フルオロ、クロロ、ブロモ又はヨード)、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、硫酸塩、ホスホン酸、リン酸塩又はホスホン酸塩により任意に置換されてもよく、非保護でもよく、又は当業者に公知の方法で必要に応じて保護してもよい(Greeneら、Protective Groups in Organic Synthesis,John Wiley and Sons,Second Edition, 1991,参照により本明細書に援用)。
本明細書では特に明記しない限り、用語「低級アルキル」とは、C−Cの飽和の直鎖、分岐、又は適当な場合は環状(例えばシクロプロピル)アルキル基(任意に置換されてもよい)である。
用語「アミノ」とは、「−N(R)2」基(第一級、第二級及び第三級アミンを含む)を指し、アルキル、アリール、ヘテロ環、又はスルホニル基などで任意に置換されてもよい。ここで、(R)には2つの水素、水素及びアルキル、水素及びアリール、水素及びアルケニル、2つのアルキル、2つのアリール、2つのアルケニル、1つのアルキル及び1つのアルケニル、1つのアルキル及び1つのアリール又は、1つのアリール及び1つのアルケニル基が含まれるが、これに限定されるものではない。
炭素原子の範囲が指されるときは、独立に及び別にあらゆる範囲のメンバーが含まれる。非限定的な例として、用語「C−C10アルキル」には、独立に、グループの各メンバーを含むと考慮されること、例えば、C−C10アルキルは、直鎖状、分岐状及び適切であれば環状のC、C、C、C、C、C、C、C、C及びC10アルキル官能性が含まれる。
用語「アミド」とは、「−C(O)N(R)」の構造で表される部分を含んでなる(Rが任意に置換されてもよいアルキル、アルケニル及びアリール基を含んでもよい)ものを指す。
本明細書「保護される」の用語には、特に明記しない限り、酸素、窒素又はリン原子又は他のなど原子に付加される、更なる反応を防止するための基が含まれる。多種多様な酸素及び窒素への保護基は、有機合成の当業者に公知である。
本明細書では、特に明記しない限り、「アリール」とは最高8つのメンバーを各環に有する安定な単環、二環又は三環の炭素環であって、少なくとも1つの環は芳香族であるものを指す。例えばベンジル、フェニル、ビフェニル又はナフチル基が含まれるが、これに限定されない。アリール基は、ハロゲン(フルオロ、クロロ、ブロモ又はヨード)、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、硫酸、ホスホン酸、リン酸又はホスホン酸塩などの1つ以上の部分により置換されされてもよく、保護されていても、又は必要に応じて当業者に公知の方法(Greeneら、Protective Groups in Organic Synthesis,John Wiley and Sons, Second Edition,1991)で保護してもよい。
本明細書で用いる用語「ハロ」とは、特にクロロ、ブロモ、ヨード及びフルオロを指す。
用語「アルケニル」とは、1つの少なくとも1つの二重結合を有する、C2−22の直鎖状、分岐状、又は環状不飽和炭化水素を指す。例えば、ビニル、アリル及びメチル−ビニル基などが挙げられる。アルケニル基は上記アルキル基と同様に任意に置換されてもよい。
「アルキニル」とは、少なくとも1つの三重結合を有する、1つのC2−22を含む直鎖又は分岐炭化水素を指す。アルキニル基は上記のアルキル基と同様に任意に置換されてもよい。
用語「アルコキシ」は、構造の部分が含まれる−O−アルキル。
用語「複素環」又は「ヘテロ環」とは、飽和、不飽和、又は芳香族単環(例えば安定5〜7つの幾つかの部分から成る単環)又は二環式複素環(例えば8〜11の幾つかの部分から成る二環式)であって、炭素原子及び1〜3のヘテロ原子(O、S、N及びPなど)からなり、窒素及び硫黄ヘテロ原子は任意に酸化でき、及び/又は窒素原子は四級化されてもよく、並びに上記の定義された任意の複素環がベンゼン環と融合したいかなる二環基も含まれる。複素環は、安定建造の形成をもたらすいかなるヘテロ原子又は炭素原子と結合してもよい。非限定的な複素環基の例には、ピロリル、ピリミジル、ピリジニル、イミダゾリル、ピリジル、フラニル、ピラゾール、オキサゾリル、オキシラン、イソオキサゾリル、インドリル、イソインドリル、チアゾリル、イソチアゾリル、キノリル、テトラゾリル、ベンゾフラニル、チオフェン、ピペラジン及びピロリジン基が含まれる。
用語「アシル」とは、式R’C(O)(式中、R’基が直鎖、分岐又は環状の置換又は非置換のアルキル又はアリール基)を指す。
本明細書で用いる「宿主」には特に明記しない限り、治療を必要とする哺乳類(例えばネコ、イヌ、ウマ、マウス、その他)、ヒト又は他の生物体が包含される。癌関連の症状のような「素因」的症状を有する宿主は、これらの症状の1つ以上の明白な徴候を呈しないが、遺伝的に、生理的に又は別の理由から、これらの症状の1つ以上を発展させる危険を有する宿主として定義できる。すなわち、本発明の組成物はこれらの症状に対する化学的な予防薬として使用できる。更に、本明細書に記載の「組成物」には1つ以上の化学物質が含まれてもよい。
本明細書で用いる用語「有効量による治療」には、例えば血管新生の疾患又は症状の1つ以上の治療、予防若しくは好転(腫瘍増殖を抑制、腫瘍体積を減少させる、あるいは腫瘍転移を減速若しくはブロックする)に充分な量を投与すること、また、疾患又は症状の1つ以上の改善及び好転をもたらす量が含まれる。
本明細書で用いる用語「薬理学的に許容できる塩」には、特に明記しない限り、堅実な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー応答などのない宿主組織との接触的使用に適し、適切な利点/危険率を特徴とし、それらの使用目的において効果的であるそれらの塩が含まれる。塩は、組成物の1つ以上の化合物の最終的な単離及び精製の間、又は別個に遊離塩基と適切な有機酸とを反応させることによりin situで調製できる。目的化合物の合成及び/又は精製において、例えば薬理学的に許容できない酸及び塩基も、本発明で使用できる。かかる塩の非限定的な例としては、
(a)無機塩(例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸、など)から形成される酸付加塩、並びに有機塩(例えば酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、アスコルビン酸、安息香酸、タンニン酸、など)から形成される塩、
(b)金属カチオン(例えば亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、銅、ニッケルなど)から形成される塩基付加塩、
(c)(a)及び(b)の組合せが挙げられる。
代表的な酸性付加塩は、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、二硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、樟脳酸塩、樟脳硫酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸、グリセロリン酸、ヘミ硫酸塩、ヘプトン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、酪酸塩、ラウレート、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸、マロン酸、メタンスルホン酸塩、2−ナフタレン硫酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクラート、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸エステル、トルエンスルホン酸塩、ウンデカノン酸塩、吉草酸塩などが含まれるが、これに限定されない。
薬理学的に許容できる塩として使用できる代表的なアルカリ又はアルカリ土類金属塩には、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、並びに無毒性アンモニウム、四級アンモニウム及びアミンカチオン(アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなど)などが含まれるが、こられに限定されない。
本明細書で用いる用語「薬理学的に許容できるエステル」には、特に明記しない限り、組成物の1つ以上の化合物のエステルが含まれ、堅実な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー応答などのない宿主組織との接触的使用に適し、適切な利点/危険率を特徴とし、それらの使用目的において効果的であるものである。
本明細書で用いる「薬理学的に許容できるプロドラッグ」には、特に明記しない限り、堅実な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー応答などのない宿主組織との接触的使用に適し、適切な利点/危険率を特徴とし、それらの使用目的において効果的である組成物の1つ以上の化合物のプロドラッグが包含される。
薬理学的に許容できるプロドラッグには、可能なときは、組成物の1つ以上の化合物の双性イオン形が含まれる。用語「プロドラッグ」には、例えば血液中での加水分解により、生体内で急速に変化し親化合物を産生する化合物が含まれる。本明細書で用いる「薬理学的に許容できる担体及び/又は賦形剤」とは特に明記しない限り、溶媒、希釈剤又は他の液状担体、分散剤又は懸濁剤、界面活性剤、等張剤、増粘剤又は乳化剤、防腐剤、固体結合剤、潤滑剤、アジュバント、担体、輸送システム、崩壊剤、吸収剤、表面活性剤、着色剤、風味剤又は甘味料など、要求される特定の剤形に適するいかなる担体も含まれる。
I.化合物
本明細書に開示の化合物は、一実施態様では、例えば癌(特に多発性骨髄腫)に対して有用な活性を有する方法及び組成物において使用できる。用語「ホノキオール誘導体」には、ホノキオール型及びマグノロール型化合物、又は本明細書に記載の所望のホノキオール性の活性を有する他の化合物が含まれると解され。
一実施態様では、該化合物は式Iaの化合物又はその塩、エステル若しくはプロドラッグである。
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例:メチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
式中、R及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル器)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRはアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。
式Iaの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素又はC1−5アルキル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)であり、
及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)であり、
少なくとも1つのR及びRはC1−5アルキル基(例えばメチル、エチル、プロピル又はブチル基)である。
他の実施態様では、該化合物は式Ibの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグである。
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRは水素でない。
式Ibの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素、アルキル基(例えばC1−5アルキル、アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基))であり、
及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)であり、
少なくとも1つのR及びRは水素でない。
更に式Ic、Id、Ie若しくはIfの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグを提供する。
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル、アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)で置換されてもよい)であり、
式中、R及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基(任意に、独立に、例えばC1−10アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)で置換されてもよい)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRはアルキル基(例えばC1−5アルキル基)であり、
式中、任意に少なくとも1つのR及びRは水素でない。
式Ic、Id、Ie又はIfの他の一実施態様では、
及びRは独立に水素又はC1−5アルキル基(アルケニル又はアルキニル基(例えばメチル、エチル又はプロピル基)であり、
及びRは独立にアルキル基(例えばC1−5アルキル、アルキル又はアルケニル基(例えばビニル又はアリル基)である。
一実施態様では、該化合物はホノキオール又はマグノロールである。
Figure 2008542192
他の典型的なホノキオール誘導体は米国特許出願公開第2004/0105906号公報にて説明したように、図1、2、3及び4の化合物が含まれる(2004年6月3日に公開、開示は本明細書に援用される)。誘導体は、例えばホノキオール、ホノキオール型化合物又はマグノロール型合成、並びにその他本明細書に開示の所望のホノキオール活性を有する多様な誘導体であってもよい。
ホノキオール型化合物には、図1記載の構造式A1が含まれるが、これに限定されない。特に、ホノキオール型化合物には図1に例示される構造式A2が含まれてもよい。ホノキオール型化合物の官能基はR、R、R、R、R、R’、R’、R’、R’及びR’で表される。これらの官能基は独立に水素、ヒドロキシ基、アミド、アミン、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、環状炭化水素、環状ヘテロカーボン、ハロゲン化環状ヘテロカーボン、ベンジル、ハロゲン化ベンジル、有機金属セレン化合物、硫化物、カルボニル、チオール、エーテル、二窒素環化合物、チオフェン、ピリジン、ピロール、イミダゾール及びピリミジンを含むが、これに限定されない群から選択できる。図2では独立に選択できるR、R、R、R、R、R’、R’、R’、R’及びR’を含んでなる典型的な官能基を例示する。
更に、ホノキオール型化合物には、上記で記載又は指した化合物の薬理学的に許容できる塩、エステル及びプロドラッグが含まれる。
マグノロール型化合物には、図1に示す構造式B1が含まれるが、これに限定されない。特に、マグノロール型化合物には図1において例示される構造B2を含んでもよい。マグノロール型化合物の官能基は、R、R、R、R、R、R’、R’、R’、R’及びR’として示される。該官能基は独立に水素、ヒドロキシ基、アミド、アミン、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、環状炭化水素、環状ヘテロカーボン、ハロゲン化環状ヘテロカーボン、ベンジル、ハロゲン化ベンジル、有機金属セレン化合物、硫化物、カルボニル、チオール、エーテル、二窒素環化合物、チオフェン、ピリジン、ピロール、イミダゾール及びピリミジンを含むが、これに限定されない群から選択できる。図2では独立に選択できるR、R、R、R、R、R’、R’、R’、R’及びR’を含んでなる典型的な官能基を例示する。
ホノキオール型化合物の類似体、同族体、異性体又は誘導体もまた、宿主の血管新生、腫瘍形成及び腫瘍性の症状の治療、及び/又は予防的な化学組成物として機能し、並びに本明細書に記載の化合物の薬理学的に許容できる塩、エステル及びプロドラッグとして使用できる。
図3及び4は、他の有用な化合物の例である更なる構造式C1から7を例示する。これらの化合物は、上記のホノキオール型及び/又はマグノロール型化合物の代わりに、又はそれらに追加して使用できる。その場合、官能基R’及びR’は独立に、記載する官能基のいずれか、又は図2に関して上記したものを指す。
他の有用な化合物として、式D2の化合物が挙げられる。
Figure 2008542192
式中、アリル基は酸化又は還元された形態である。
他の実施態様では、化合物は式D3で表される。
Figure 2008542192
式中、OR置換基はエーテル又はエステル結合を表し、例えば、各Rは独立にアルキル基(例えばC1−10アルキル基)又はアシル基(例えばC1−10アシル基)である。
他の実施態様では、該化合物は、以下の式中の1つの化合物である。
Figure 2008542192
式中、各Rは独立にアルキル、アルケニル、アリール又はビニル基であって、任意に直鎖状、分岐状又は環状であってもよく、任意に置換されてもよい。任意に、各Rは独立にC1−10アルキル、C1−10アルケニル又はC1−10アルキニル基である。例えば、各Rは以下の群から独立に選択できる:
Figure 2008542192
式D5において、各Xは独立に、例えばハロゲン(例えばF)、N(R、SH又はSRであって、各Rが独立に、例えばH又はアルキル基である。
式D6、D6−A及びD6−Bでは、各Xは独立に水素、アルキル基(例えばメチル又はC1−10アルキル基)又はハロゲン(例えばF)である。式D6では、D6−A及びD6−Bに示すように、点線は、5員環又は6員環を形成するCH基の有無を示す。
式D9では、nが1〜8であるとき、ZはO、S、SO、CO又は(CHである。
式D10及びD11では、各Yは独立に水素、OH又はアルキル基であり、各aは独立にO、NR又はSであって、各Rは独立に、例えば水素又はアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。D10では、点線は二重又は一重結合を示す。
一実施態様では、該化合物は以下の化合物の1つである。
Figure 2008542192
他の実施態様では、該化合物化合物は以下の式で表される。
Figure 2008542192
式中、OR置換基はエーテル又はエステル結合を意味し、例えば各Rは独立にアルキル基(例えばC1−10アルキル基)又はアシル基(例えばC1−10アシル基)である。
他の実施態様では、該化合物は以下の式の1つである。
Figure 2008542192
各Rは独立に、アルキル、アルケニル、アリール又はビニル基であって、任意に直鎖状、分岐状又は環状であってもよく、任意に置換されてもよい。例えば、各Rは独立にC1−10アルキル基、C1−10アルケニル基又はC1−10アルキニル基であってもよい。例えば、各Rは以下の群から独立に選択できる。
Figure 2008542192
式D5−1では、各Xは独立に、例えばハロゲン(例えばF)、N(R、SH又はSRで、各Rは独立に、例えば水素又はアルキル基である。
式D6−1では、各Xは独立に水素、アルキル基(例えばメチル基)又はハロゲン(例えばF)である。
式D9−1では、ZはO、S、SO、CO又は(CHであって、nは例えば1〜8である。式D10−1、D10−2及びD11−1では、各Yは独立に水素、OH又はアルキル基であり、各aは独立にO、NR又はSであって、各Rは独立に、例えば水素又はアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。
D10では、点線は二重又は一重結合を示す。
他の実施態様では、該化合物は以下の式で表される。
Figure 2008542192
式中、各R、R’R’’及びR’’’は独立に水素、OH、F、Cl、I、Br、CH、−(CHCH(例えばn=1〜10)、
Figure 2008542192
であって、式中、R、R、R、R及びRは各々独立に水素、OH、Oアルキル、アルキル(C1−8アルキルを含む)、アルケニル基又はハロゲンである。
他の実施態様では、該化合物はバルプロン酸(Depakote、Depakene)、又はその薬理学的に許容できる塩、エステル若しくはプロドラッグである。バルプロン酸は抗てんかん薬であって、肝臓のグルクロニダーゼ及びエポキシドヒドロラーゼを阻害することが公知である。
他の有用な化合物は以下の式(反応式1A)で示される化合物、並びにその塩、エステル、異性体及びプロドラッグである。
反応式1A
Figure 2008542192
有用な化合物の更なる実施態様では、表1に列挙する化合物、並びにその塩、異性体、エステル及びプロドラッグが挙げられる。
Figure 2008542192
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Figure 2008542192
本明細書に開示の化合物がキラル中心を含んでもよいことを理解すべきである。かかるキラル中心は(R)又は(S)いずれかの立体配座でもよく、又はその混合物でもよい。
すなわち、本明細書の化合物は、鏡像異性的に純粋でもく、又は立体異性体若しくはジアステレオマー混合物でもよい。本明細書に開示の化合物には、いかなるラセミ体、光学活性体、多形、立体異性体、又はそれらの混合物も含まれるものと理解される。それは好ましくは、本明細書に記載の有用な特性を有し、また光学活性体の調製方法、及び本明細書に記載の標準的な試験方法若しくは公知の他の類似の試験を使用して活性を測定できる。化合物の光学異性体を得るために使用できる方法の例としては、以下が挙げられる。
i)「結晶の物理的分離」:手作業で個々のエナンチオマーの肉眼で確認できる結晶を分離する方法。別々のエナンチオマーの結晶が存在する場合、この技術が使用できる。すなわち、材料が集合体であり、かつ結晶が視覚的に明瞭である場合である。
ii)「同時結晶化」:個々のエナンチオマーをラセミ化合物の溶液から別々に結晶化させる方法。但しそれが固体状物の集合体である場合のみ可能である。
iii)「酵素的分離」:酵素とエナンチオマーとの異なる反応速度を利用した、ラセミ化合物の部分的又は完全な分離方法。
iv)「酵素的不斉合成」:少なくとも1つの処理において酵素反応を使用して、所望のエナンチオマーの鏡像異性的に純粋又は強化された合成前駆体を得る合成方法。
v)「化学的不斉合成」:所望のエナンチオマーが、アシンメトリ(すなわち鏡像異性)の生成物(キラル触媒又はキラル補助剤を使用して提供できる)を生じる条件の下でアキラル前駆体から合成される合成方法。
vi)「ジアステレオマー分離」:ラセミ化合物が鏡像異性的に純粋な試薬(補助キラル)と反応し、個々のエナンチオマーをジアステレオマーに変換する方法。得られるジアステレオマーを、個々の構造の違いにより更にクロマトグラフィ又は結晶化により分離し、その後キラル助剤を除去して所望のエナンチオマーを得る方法である。
vii)「一次元及び二次元アシンメトリ変換」ラセミ化合物からのジアステレオマーを平衡化させ、ジアステレオマーの溶液中で所望のエナンチオマーから優勢を得る方法、あるいは、所望のエナンチオマーからのジアステレオマーの優先結晶化が平衡を混乱させ、結局原則として全ての材料が所望のエナンチオマーから結晶ジアステレオマーに変変換される方法。
所望のエナンチオマーが更にジアステレオマーから遊離する。
viii)「動力学的分離」:この方法は、動力学的条件下でキラル、非ラセミ試薬又は触媒とエナンチオマーとの異なる反応速度を利用した、ラセミ化合物の部分的又は完全な分離(又は部分的に分離された化合物の更なる分離)を指す。
ix)「非ラセミ前駆体からのエナンチオ特異的合成」:所望のエナンチオマーを非キラル開始材料から得る方法であって、立体化学的な完全性が合成過程を通じて全く又はほとんど損なわれない合成方法。
x)「キラル液体クロマトグラフィ」:ラセミ化合物のエナンチオマーが、静止相との異なる相互作用を利用して、液体移動相において分離される方法。静止相はキラル材料で作製されてもよく、又は移動相に更にキラル材料を添加して異なる相互作用を引き起こしてもよい。
xi)「キラルガスクロマトグラフィ」:ラセミ化合物を揮発させ、エナンチオマーを、固定された非ラセミキラル吸着剤を含むカラムでガス状の移動相におけるそれらの異なる相互作用により分離する方法。
xii)「キラル溶媒を有する抽出」:特定のキラル溶媒への1つのエナンチオマーの優先的溶解によりエナンチオマーを分離する方法。
xiii)「キラル膜輸送」ラセミ化合物を薄膜バリアと接触させて配置する方法。バリアは通常は2つの混和性の流体(1つはラセミ化合物を含む)を分離しているが、濃度又は圧力差のような駆動力により膜バリアを透過する優先的な輸送が生じる。ラセミ化合物中の1つのエナンチオマーだけを通過させる膜の非ラセミキラル特性を利用して分離が行われる。
II.治療方法
本発明の化合物及び医薬品組成物は、血管新生、腫瘍形成、腫瘍性の症状、癌、皮膚疾患、炎症性障害及び/又は骨疾患(例えば骨粗鬆症)を特徴とする症状の治療に使用できる。

一実施態様では、本発明の化合物は癌、肉腫、リンパ腫、白血病及び/又は骨髄腫の治療に使用できる。本発明の他の実施態様では、本明細書に開示の化合物は固形腫瘍の治療に使用できる。
例えば、本発明発明の化合物が以下の器官又は組織における癌の治療に使用できるが、以下に限定されない。胸部、前立腺、肺、気管支、大腸、尿中、膀胱、非ホジキンリンパ腫、黒色腫、腎臓、腎臓、膵臓、咽頭、甲状腺、胃、脳、多発性骨髄腫、食道、肝臓、肝内胆管、頸部、喉頭、急性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、軟組織、例えば心臓、ホジキンリンパ腫、精巣、小腸、慢性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病、肛門、肛門管、甲状腺で、肛門直腸外陰部、胆嚢、胸膜、目、鼻鼻腔、中耳、咽頭鼻部、尿管、腹膜、網、隔膜及び胃腸、高等膠腫、神経グリア芽細胞腫、大腸、直腸、膵臓、胃癌、肝癌、頭頚部癌、癌腫、腎細胞癌、腺癌、肉腫、血管内皮腫、リンパ腫、白血病、菌状息肉腫。更なる実施態様では、本発明の化合物は悪性腫瘍疾患血管肉腫、血管内皮腫、基底細胞癌、扁平上皮癌、悪性黒色腫及びカポシ肉腫、並びに非悪性の疾患又は症状(例えば乾癬、リンパ管起源、幼年期の血管腫、Sturge−Weber症候群、尋常性疣贅、神経線維腫症、結節硬化症、化膿性肉芽腫、劣性ジストロフィの表皮水疱症、静脈潰瘍、ざ瘡、酒さ、湿疹、接触感染性の軟属腫、脂漏性角化症及び日光性角化症)などの治療に使用できるが、これらに限定されない。
本発明の組成物は、癌の発見から進行期までのいかなる段階でもこれらの癌及び他の癌の治療に使用できる。更に、本発明の組成物は原発癌及びその転移の治療において使用できる。本発明の他の実施態様では、本明細書に記載の化合物は下記の表2に列記する癌をはじめとする癌の治療に使用できる。
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
骨髄腫
本発明の特定の実施態様では、本明細書に記載の化合物は骨髄腫の治療に使用できる。一実施態様では、ホノキオールが骨髄腫の治療に使用できる。本発明の他の一実施態様では、ホノキオール又は本明細書に記載の化合物又は組成物のいずれかを用いて、例えば多発性骨髄腫、マクログロブリン血症、骨、延髄外の形質細胞腫、ワルデンストレームのマクログロブリン血症又はリンパ形質細胞性白血病、単クローン性形質細胞腫、単クローン性γグロブリン血症、くすぶり型骨髄腫、形質細胞腫瘍、ステージI多発性骨髄腫、ステージII多発性骨髄腫、及び/又は不応性の形質細胞腫瘍などの治療に使用できる。
骨髄腫又は形質細胞腫瘍とは、血液(形質細胞と呼ばれる)の特定の細胞が癌になる疾患である。形質細胞はリンパ球と呼ばれている白血球により作られる。形質細胞は生体への感染源及び他の有害物質と戦う抗体を産生する。これらの細胞が癌になると、非常に多くの抗体、並びにM−タンパク質と呼ばれる、血液及び尿で検出される物質を産生する。数種類の形質細胞腫瘍が知られている。最も一般的なタイプは多発性骨髄腫と呼ばれている。多発性骨髄腫の場合、ガン形質細胞は骨髄に存在する。骨髄とは生体の大きな骨内部の海綿状組織である。骨髄は赤血球(酸素及び他の材料を生体の全ての組織へ輸送する)、白血球(感染と戦う)及び小板状体(血餅を作る)を産生する。癌細胞は通常の血液細胞を減少させ、貧血症(数赤血球減少)を引き起こす。形質細胞はまた、骨の破壊を引き起こしうる。プラズマ細胞は骨中で集合し、形質細胞腫と呼ばれる小さい腫瘍を形成する。形質細胞腫瘍はまた、骨及び軟組織の形質細胞(形質細胞腫)の腫瘍、骨髄又は血液中の非癌細胞としてのみ出現することもある。マクログロブリン血症は、M−タンパク質を作るリンパ球が血液中に蓄積するタイプの形質細胞腫瘍である。それによりリンパ節、肝臓及び脾臓が膨張する。
多発性骨髄腫(MM)とは骨髄の単クローン性の形質細胞の激増を特徴とする悪性B細胞である。サリドマイド、レブリミド及びボルテゾミブなどの新薬、並びに大量療法の臨床有効性にもかかわらず、再発性及び不応性MM患者の場合は効果に持続性がなく、また治癒する患者はほとんどいない。従って、新規な治療ストラテジーが患者の症状の改善に必要である。
本発明の1つの態様は、HNKが多発性骨髄腫に対して効果的であるという意外な発見に基づく。HNKは増殖を阻害することができ、カスパーゼ依存性の及び独立した経路の両方を介してMM細胞のアポトーシスを誘導でき、従来の薬剤耐性を克服し、BM環境で血管新生を阻害し、及び/又はボルテゾミブのMM細胞毒性を強化する。
HNKは、再発性・不応性MM患者からのヒト多発性骨髄腫(MM)細胞株及び腫瘍細胞に対する細胞毒性を著しく誘導する。骨髄間質細胞との共培養、又はサイトカイン(インターロイキン6及びインスリン様増殖因子1)との共培養を行っても、HNKで誘導される細胞毒性からは防護されない。カスパーゼ3、7、8及び9の活性化はHNKにより活性化されるものの、カスパーゼ阻害剤z−VAD−fmkはHNKで誘導されるアポトーシスを阻害しない。重要なことは、カスパーゼから独立したアポトーシスAIFのミトコンドリアからの遊離が、HNK治療により誘導されることである。HNKは、従来の薬剤及び新規な薬剤への耐性に関連したカスパーゼ−3及び−8を低濃度で有するSU−DHL4細胞株におけるアポトーシスを誘導する。いかなる理論にも束縛されないが、これらの結果は、HNKがカスパーゼ依存性の経路及び他の独立の経路の両方を介してアポトーシスを誘導することを示唆する。更に、HNKは他の薬剤(例えばボルテゾミブ)により誘発されるMM細胞毒性及びアポトーシスを強化できる。MM細胞に対するその直接の細胞毒性に加えて、HNKはまた内皮細胞付近での管形成を抑制し、それはHNKが骨髄微細環境中で血管新生を阻害することを示唆する。このように、HNK及びその誘導体はMMの患者の治療に使用できる。
薬剤抵抗性癌
本発明の一態様は、ホノキオールがカスパーゼから独立した機構により癌細胞のアポトーシスを誘導できるという発見に基づく。低濃度の特定のカスパーゼ(例えばカスパーゼ−3及びカスパーゼ−8)を有する癌細胞株は抗癌剤耐性を伴いうる。薬剤耐性は癌における深刻な問題である。本発明は薬剤抵抗性癌の治療に使用できるホノキオール及びホノキオール誘導体を提供し、また本明細書に開示の癌及び薬の実施態様が含まれる。一実施態様では、ホノキオール又は誘導体は第2の薬剤と共に投与される。
多種薬剤耐性(MDR)はヒト癌で生じ、化学療法の成功に対する重要な障害でありうる。多種薬剤耐性は、1つの細胞毒性薬剤にさらされた腫瘍細胞が、構造的に及び機能的に無関係な化合物に関する、インヴィトロでの交差耐性を獲得する現象である。更にMDRは、化学療法薬剤に本質的に過去に曝露されたことのない若干の癌でも起こりうる。すなわち、本発明は一実施態様では、ホノキオール又はその誘導体の投与により、薬剤抵抗性の癌(例えば多種薬剤耐性癌)患者の治療方法を提供する。
一実施態様では、ホノキオール又はその誘導体が、従来技術において公知の、又は本明細書に記載の、大腸、骨、腎臓、副腎、膵臓、肝臓及び/又は他の器官におけるいかなる薬剤抵抗性の癌の治療に使用できる。具体的態様では、ホノキオール又はその誘導体(本明細書に記載の誘導体が含まれる)は、薬剤抵抗性多発性骨髄腫の治療における有効量で投与できる。一実施態様では、ホノキオール又はその誘導体は、ドキソルビシン、As、メルファラン、デキサメサゾン、ボルテゾミブ及び/又はレブリミドに抵抗性の多発性骨髄腫の治療において有効量で投与できる。
血管新生関連の疾患
本発明の更なる実施態様では、本明細書に開示の化合物は血管新生関連の疾患の治療に使用できる。
Folkman氏は、全ての増殖性の腫瘍が血管を伴い、また複数の動物モデルによる実験結果から、腫瘍増殖は血管新生依存的であることを明らかにした(オライリーその他(1994),Cell79(315−328))。腫瘍血管新生の発見により、血管新生の腫瘍増殖因子(例えば塩基性線維芽細胞増殖因子及び血管内皮増殖因子(VEGF))の発見をもたらした。更に、腫瘍細胞及び腫瘍から派生した炎症細胞は、前血管新生サイトカイン(例えばインターロイキン6、8及びコルチコトロピン放出ホルモン(CRH))を遊離させることができる(Ezekowitz、R.A.ら,(1992)N.Engl.J.Med.326,1456−1463、Luその他,Proc.Natl.Acad.Sci.USA89、9215−9219、Arbiserその他(1999)J.Invest Dermatol.113(838−842))。高度な悪性腫瘍の発現は、腫瘍が、内因性の血管新生阻害因子(トロンボスポンジン、インターフェロン及びマトリックスメタロプロテイナーゼの組織阻害剤)と刺激因子(VEGF、FGF、CRH及びマトリックスメタロプロテイナーゼ)との均衡状態から血管新生の刺激による不均衡状態へ行こうすることによる、公知の血管新生のスイッチにより開始する。また優位なオンコジーンの活性化及び癌抑制遺伝子の損失も血管新生のスイッチを入れる役割を果たす(Arbiserその他(1997)Proc.Natl.Acad.Sci.USA94(861−866)、Hanahan(D.&Folkman)J.(1996),Cell86(353−364))。血管新生スイッチの解析により、癌の治療に役立ちうる2つのストラテジーの発見につながった。第1に、内皮の増殖因子及びそれらの受容体の特異的な相互作用をブロックする血管新生の直接の阻害剤は、動物モデル及びヒトにおいて有効性を示した(Arbiser、J.L.(1996)J.Am.Acad.Dermatol.34、486−497;Arbiserその他(1998)Mol.Med.4(376−383))。直接の血管新生阻害剤といsてはアンジオスタチン、エンドスタチン及びVEGF阻害剤が挙げられる(O‘Reillyその他(1997)Cell88(277−285)、Wenその他(1999)Cancer Res.59(6052−6056))。血管新生の間接的な阻害剤は腫瘍細胞が前血管新生の因子の産生を防止し、おそらく血管新生阻害剤の産生を増加させる。間接的な血管新生阻害剤の例としては、シグナル伝達アンタゴニスト(例えばチロシンキナーゼ阻害剤)、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、MAPキナーゼ、ホスホイノシトール−3キナーゼのようなシグナル伝達経路の及び阻害剤、反応性酸素及び核因子κβ(NFKB)が挙げられる(Arbiserその他(1997)Proc.Natl.Acad.Sci.USA94,861−866、LaMontagneその他(2000)Am.J.Pathol.157,1937−1945、Arbiser,J.L.(2003)Nat.Med.9,1103、Arbiser、J.L.ら(2002)Proc.Natl.Acad.Sci.USA99,715−720、Huang,S.ら,(2000)Clin.Cancer Res.6、2573−2581)。ホノキオール(小分子量化合物)は、両方の直接の血管新生を阻害する特性を有する。すなわち、VEGFR(異常な血管新生を媒介している主要な受容体)のリン酸化を阻害し、アポトーシスを誘発する腫瘍壊死因子関連のアポトーシス誘導リガンド(TRAILを介した直接の抗腫瘍活性によりアポトーシスが媒介される(Baiその他(2003)J.Biol.Chem.278(35501−35507))。
血管新生阻害剤は多種多様な機構により内皮の増殖及び血管新生を阻害する。インターフェロンα/β(最初に発見された天然の血管新生阻害剤)は、細胞周期の阻害剤p21(Brouty−Boye、D.&Zetter,B.R.(1980)Science 208,516−518、Chin,Y.E.ら(1996)Science272、719−722)の合成を活性化させる。アンジオスタチン及びエンドスタチンは内皮細胞面への結合を介して作用し、インテグリン介した内皮生存シグナルを妨害することによりアポトーシスを活性化させる(Rehn,M.ら(2001)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98,1024−1029、Karumanchi,S.A.ら(2001)Molecular Cell7,811−822)。トロンボスポンジン−1は内皮細胞(CD36)に存在する細胞レセプタと結合し、内皮のアポトーシスをもたらす。マトリックスメタロプロテイナーゼ(TIMPs)の組織阻害剤はマトリックスメタロプロテイナーゼの酵素活性を、1/1化学量にて阻害(基底膜のへの侵入を防止)し、また最近では、血管新生を阻害する24アミノ酸の断片がTIMP2(フェルナンデス、その他(2003)Journal of Biological Chemistry 278(40989−40995))から単離した。従来発見されている血管新生阻害小分子にはサリドマイドがあり、それはNFKB、2−メトキシエストラジオールを阻害することにより、部分的に作用する。それは微小管活性化及び低酸素誘導因子(HIFIa)の活性化、シクロ−オキシゲナーゼ2(COX2)阻害剤、及び従来の化学療法剤(シクロホスファミド、タキサン及びビンカアルカロイド(ビンクリスチン、ビンブラスチン))の低用量に影響する(D‘Amart,R.J.ら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA91、3964−3968、D‘Amart、R.J.ら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA91、4082−4085)。更に、特定のチロシンキナーゼ阻害剤は、腫瘍及び間質細胞によりVEGF及び他の前血管新生の因子の産生を減少させることにより、間接的に血管新生を減少させる。これらの薬剤には、ヘルセプチン、イマチニブ(グリベック)及びイレッサ(Bergers、G.ら(2003)Journal of Clinical Investigation 111,1287−1295、Ciardiello,F.ら(2001)Clinical Cancer Research 7,1459−1465、Plum、S.M.ら(2003)Clinical Cancer Research 9、4619−4626)が含まれる。近年では、血管新生阻害剤は動物モデルからヒト患者へ移行した。血管新生阻害剤は様々な癌に対する有望な治療薬となりうる。
近年では、アバスチン(血管内皮増殖因子(VEGF)に対する高親和性抗体)が、高度な腎細胞癌の単剤として延命効果があり、また高度な大腸癌の化学療法との組み合わせで延命効果を発揮することが報告されている(Yang、J.C.ら(2003)New England Journal of Medicine349、427−434、Kabbinavar、F.ら(2003)Journal Clinical Oncology 21、60−65)。
血管新生関連の疾患としては、限定されないが、炎症性、自己免疫性及び感染性疾患、血管新生依存性の癌(固形腫瘍、血液由来の腫瘍(例えば白血病)及び腫瘍転移など)、良性腫瘍(血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ及び化膿性肉芽腫など)、慢性関節リウマチ、乾癬、湿疹、眼性の血管新生性疾患(糖尿病性網膜症、未熟児網膜症、黄斑部変性、角膜移植片拒絶、血管新生緑内障、水晶体後方線維増殖症、ルベオーシスなど)、Osier−Webber症候群、心筋の血管新生、斑新血管新生、末梢血管拡張症、血友病者の関節症、血管線維腫、肉芽損傷が挙げられる。更に、本発明の組成物は、腸癒着、アテローム性動脈硬化、強皮症、疣及び肥厚性瘢痕(すなわちケロイド)などの疾患の治療に使用できる。本発明の組成物はまた、異常な結果として血管新生を有する疾患(例えば猫ひっかき病(Rochele minalia quintosa)、潰瘍(ヘリコプタ桿菌幽門)結核及びライ病)の治療にも使用できる。
図5にて図示するように、ホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物は、SVR細胞の激増の減少に効果的であることを示した。すなわち、形質転換SVR内皮細胞の抑制を使用したバイオアッセイにより、ホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物がSVR抑制を強化することが示した。従来、形質転換SVR内皮細胞のバイオアッセイを行い、正確に周知の血管新生阻害剤へのインビボ反応を予測した報告が存在する(Arbiserその他、Proc.Natl.Acad.Sci.94:861−866、及びArbiserら,J.Am.Acad of Dermatol.(40:959−929)、本発明に援用される)。従って、Baiその他がJ Biol Chetn(2003);9月12日,278(37):35501−7(本明細書に援用される)で述たように、ホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物は血管新生の阻害に使用できる。
ウイルス感染
一実施態様では、本明細書に開示の化合物は例えば、HIV、B型肝炎ウイルス(HBV)又はC型肝炎ウイルス(HCV)などのウィルス感染の治療において、それ単独でも、また第2の抗ウイルス剤との組合せで有効量で宿主に投与できる。
炎症性疾患
本発明の更なる実施態様では、本明細書に開示の化合物は炎症性疾患の治療に使用できる。
炎症性疾患の例としては、関節炎、喘息、皮膚炎、乾癬、嚢胞性線維症、遅く移植後及び慢性実質性器官拒否、多発性硬化症、全身紅はん性エリテマトーシス、炎症性腸疾患、胃腸疾患(例えば胃炎、過敏性腸症候群、潰瘍性大腸炎)、クローン病、頭痛、喘息、気管支炎、結核、慢性胆嚢炎、橋本甲状腺炎、月経不順、腱炎、滑液嚢炎、鼻炎、局所貧血−再かん流損傷、ポスト血管新生術再狭窄、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、乾癬、糸球体腎炎、眼球突出性甲状腺腫、消化器アレルギー、多臓器肉芽腫性疾患、播種性血管内凝固、脈管炎症候群、アテローム性動脈硬化、冠状動脈疾患、アンギナ、小動脈疾患、結膜炎などが挙げられるが、これらに限定されない。更に、当業者に自明のように、炎症関連の症状が様々な症状(例えば血管疾患、結節性動脈周囲炎、甲状腺炎、再生不良性貧血、ホジキン病、鞏膜ドマ、リウマチ熱)、タイプI糖尿病、重症筋無力症、結直腸癌、多臓器肉芽腫性疾患、ネフローゼ症候群、ベーチェット症候群、多発性筋炎、歯肉炎、過敏性、結膜炎、損傷後に生じる膨張、心筋虚血症、など)を伴うこともあり、本発明の化合物により治療できる。
具体的な実施態様では、本明細書の化合物は関節炎又は関節炎条件の治療に使用できる。関節炎及び関節炎関連症状の例としては、慢性関節リウマチ(例えば軟組織リウマチ及び関節外リウマチ)、線維症、結合組織炎、筋肉リウマチ、筋筋膜痛症、上腕骨上顆炎、四十肩、ティーツェの症候群、筋肉疾患、腱炎、腱鞘炎、滑液嚢炎、急性痛風、慢性痛風及び全身性エリテマトーデスを伴う若年性慢性病患者、脊椎関節炎(強直性脊椎炎)、変形関節炎、高尿酸血症及び関節炎が含まれるが、これらに限定されない。
骨関連の疾患
本発明の他の実施態様では、本明細書に開示の化合物は骨粗鬆症をはじめとする骨関連疾患の治療に使用できる。
具体的な実施態様では、本発明の化合物が、骨粗鬆症又は関連症状の治療に使用できる。付加的な実施態様では、本明細書に開示の化合物は、骨腫瘍、頭蓋骨早期癒合症、enchrondroma、線維性骨異形成症、Klippel−Feil症候群、硬化性腸骨炎、離断性骨軟骨炎(OCD)、骨髄炎(Cleveland Clinic Foundation)、骨壊死、骨粗鬆症、腎性骨異栄養症、孤立性(単発性)骨嚢腫及び/又は骨軟化症の治療に使用できる。
複合治療
本発明の一実施態様では、本明細書に開示の化合物及び組成物は、少なくとも1つの付加的な化学療法剤と組み合わせてもよい。付加的な薬剤は、本明細書に開示の化合物との組合せ又は交互使用において投与できる。該薬剤は、同じ組成物の一部を形成してもよく、又は同時若しくは異なる時間で別々の組成物として投与してもよい。
具体的な一実施態様では、本発明の化合物を、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤との組合せ及び/又は交互使用において投与できる。一実施態様では、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤は、スベロイラアニリドヒドロキサム酸(SAHA)(例えばButler,L.M.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA99,11700−11705,2002を参照)であってもよい。他の実施態様では、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤はリンベースのSAHA類似体(例えばアピシヂン)であってもよい(Mai、A.ら、J.Med.Chem.、45、1778−1784(2002)参照)。他の実施態様では、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤は、限定されないが以下から選択でき。ナトリウム酪酸塩;(−)−デプデリン(例えばKwon,ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,95,3356,1998を参照);Scriptaid(例えばSu,G,ら、Cancer Res.,60,3137−3142,2000を参照);サーチノール(2−[(2−ヒドロキシナフタレン−1−イルメチレン)アミノ]−N−91−フェネチル)ベンズアミド;及び/又はトリコスタチンA(例えばYoshida,M.ら、Bioessays,17,423−430,1995を参照)。
一実施態様では、本明細書に開示の化合物は、それらの効果を強化するために血管新生阻害薬剤と組み合わせても良く、又は更に他の細胞毒性剤を伴わせて投与してもよい。他の実施態様では、固形腫瘍の治療に用いるときは、該化合物及び組成物は以下から選択される薬剤と共に投与してもよい。例えばIL−12、レチノイド、インターフェロン、アンジオスタチン、エンドスタチン、サリドマイド、トロンボスポンジン−1、トロンボスポンジン−2、カプトプリル、抗悪性腫瘍薬(例えばαインターフェロン)、COMP(シクロホスファミド、ビンクリスチン、メトトレキサート及びプレドニゾン)、エトポシド、mBACOD(メトルトレキセート、ブレオマイシン、ドキソルビシン、シクロホスファミド、ビンクリスチン及びデキサメサゾン)、PRO−MACE/MOPP(プレドニゾン、メトトレキサート(w/ロイコビンレスキュー)、ドキソルビシン、シクロホスファミド、タキソール、エトポシド/メクロレタム、ビンクリスチン、プレドニゾン及びプロカルバジン)、ビンクリスチン、ビンブラスチン、アンジオインヒビン、TNP−470、ペントサンポリ硫酸塩、血小板第4因子、アンジオスタチン、LM−609、SU−101、CM−101、テクガラン、サリドマイド、SP−PG及び放射線などが挙げられる。他の具体的態様では、本発明の化合物はトリコスタチンA(TSA)との組合せ又は交互使用において投与できる。更なる実施態様では、本明細書に開示の化合物及び組成物は、例えば以下の薬剤とのとの組合せ又は交互使用において投与してもよい。抗有糸分裂の効果を有する(例えば細胞骨格要素を標的とする)薬:(微小管調節物質(例えばタキサン薬(例えばタキソール、パクリタキセル、タキソテール、ドセタキセル)、ポドフィロトキシン又はビンカアルカロイド(ビンクリスチン、ビンブラスチン))、抗代謝剤薬:(例えば5−フルオロウラシル、シタラビン、ゲムシタビン、プリン類似体(例えばペントスタチン)メトトレキサート)、アルキル化剤又は窒素マスタード:(例えばニトロソ尿素、シクロホスファミド又はイフォスファミド)、DNAを標的とする薬剤:(例えばアントラサイクリン薬剤、アドリアマイシン、ドキソルビシン、ファーモルビシン又はエピルビシン)、トポイソメラーゼを標的とする薬剤:(例えばエトポシド)、ホルモン類及びホルモンアゴニスト又はアンタゴニスト:(エストロゲン、抗エストロゲン(タモキシフェン及び関連化合物)及びアンドロゲン、フルタミド、ロイプロレリン、ゴセレリン、サイプロトロン又はオクトレオチド、抗体誘導体(例えばヘルセプチン)を含んでなる腫瘍細胞のシグナル伝達を標的とする薬、アルキル化薬:(例えば白金薬(シスプラチン、カーボンプラチン、オキサリプラチン、パラプラチン)又はニトロソ尿素)、腫瘍の転移に潜在的影響を及ぼす薬剤:(例えばマトリックスメタロプロテイナーゼ阻害剤)、遺伝子治療及びアンチセンス用薬剤、抗体薬剤、他の海洋起源の生理活性化合物(特にジデムニン(例えばアプリジン))、ステロイド類似体(特にデキサメサゾン)、抗炎症薬(非ステロイド性薬剤(例えばアセトアミノフェン又はイブプロフェン)又はステロイド、並びにそれらの誘導体(特にデキサメサゾン))、抗嘔吐薬(5HT−3阻害剤(例えばグラミセトロン又はオンダセトロン)、並びにそれらの誘導体(特にデキサメサゾン))。更なる実施態様では、該化合物及び組成物は、下記の表3で開示する化学療法剤と組み合わせて、又は交互使用により使用してもよい。
表3:化学療法剤
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特殊な実施態様では、本明細書に記載の化合物及び組成物は、多発性骨髄腫の治療に用いる治療薬との組み合わせで使用できる。一実施態様では、ホノキオールは、多発性骨髄腫の治療に用いる薬剤との組み合わせで使用できる。多発性骨髄腫の治療において使用する薬には、エリトロポエチン、ゲナセンス、パンゼム、PI−88、レブリミド、サリドマイド、トリセノックス、ヴェルケード、ザーネストラ、ゾレドロン酸、ゾメタ、2ME2、アレディア、三酸化ヒ素、Bcl−2アンチセンス、ビスフォスフォネート及びコロニー刺激因子が含まれるが、これらに限定されない。具体的な実施態様では、ホノキオール又はその誘導体は、多発性骨髄腫の治療用のボルテゾミブとの組み合わせで投与できる。
一実施態様では、ホノキオール又はその誘導体は、本明細書に記載のような、又は表3に記載の付加的な化学療法剤との組合せ又は交互使用において、薬剤抵抗性癌(例えば多剤耐性癌)の治療に使用できる。薬剤抵抗性の癌には、従来公知の、又は本明細書に記載の大腸、骨、腎臓、副腎、膵臓、肝臓における癌及び/又は他のいかなる癌も含まれうる。一実施態様では、付加的な化学療法剤はP糖蛋白質阻害剤であってもよい。特定の非限定的な実施態様では、P糖蛋白質阻害剤は以下の薬から選択できる:ベラパミル、サイクロスポリン(例えばサイクロスポリンA)、タモキシフェン、カルモジュリンアンタゴニスト、デキスベラパミル、デキスニグルジピン、バルスポダール(PSC833)、ビリコダール(VX−710)、タリキダール(XR9576)、ゾスキダール(LY335979)ラニキダール(R101933)及び/又はONT−093。他の実施態様では、ホノキオール又はその誘導体(本明細書に記載の誘導体を含む)はそれのみで投与してもよく、又は多発性骨髄腫の他の治療薬との組合せ又は交互使用により投与してもよい。具体的な実施態様では、ホノキオール又はその誘導体は薬剤抵抗性癌(薬剤抵抗性骨髄腫を含む)の治療用のボルテゾミブとの組み合わせで投与できる。
患者集団のスクリーニング
更なる本発明の目的は、本明細書に記載のホノキオール及び/又は関連化合物の細胞毒性作用に対して特に感受性の腫瘍及び癌を確認する方法を提供する。本発明の一態様は、ホスホリパーゼD(PLD)、核因子−κB(NKKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼで活性化されたプロテインキナーゼ(AMPK)を発現する腫瘍が、特にホノキオール又はその誘導体の毒作用に感受性であるという発見に基づく。一実施態様では、該方法は哺乳類(特にヒト)の腫瘍の治療方法であって、以下の手順を含む方法を提供する。
(i)腫瘍から生体試料を調製し、
(ii)該腫瘍がホスホリパーゼD(PLD)、核因子−κB(NKKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を発現又は過剰発現するか否かを解析し、
(iii)ホスホリパーゼD(PLD)核因子−κB(NKKB)及び/又はアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を発現又は過剰発現する腫瘍を、本明細書に記載のホノキオール又は関連化合物で処理する。一実施態様では、NFKB及び/又はAMPK発現のレベルは、例えばリン酸化形態を検出できる抗体を用いて腫瘍又は癌中におけるリン酸化されたNFKB及び/又はAMPKの存在をアッセイすることにより解析できる。他の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPK発現のレベルは、患者から得られる腫瘍又は癌細胞をアッセイして、レベルをコントロール組織と比較することにより解析できる。一実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKは、コントロールと比較して癌サンプル中では少なくとも2、2.5、3又は5倍過剰発現されうる。一実施態様では、生体試料は生検であってもよい。他の実施態様では、生体試料は腫瘍又は癌から得られる流体、細胞及び/又は吸引液であってもよい。一実施態様では、腫瘍又は癌をホスホリパーゼD(PLD)の発現又は過剰発現に関してアッセイしてもよい。他の実施態様では、腫瘍又は癌を核因子−κB(NKKB)の発現又は過剰発現に関してアッセイしてもよい。更なる実施態様では、腫瘍又は癌をアデノシン一リン酸キナーゼ活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の発現又は過剰発現に関してアッセイしてもよい。
生体試料は、当業者に公知のいかなる技術に従って調製してもよい。一実施態様では、生検により生物学的試料を得てもよい。生検とは、検査のために生体から組織又は細胞を採取する手順のことである。幾つかの生検は医師の診療室で実施できが、その他の場合は病院の施設においてなされる必要がある。更に、幾つかの生検では麻酔薬を使用して一定の部位を麻痺させる必要があるが、その他の場合はいかなる鎮静も必要ない。一実施態様では、内視鏡生検を実施してもよい。かかる生検は、自然の生体開口部(すなわち直腸)又は小さい切開(すなわち関節鏡検査法)を通じた光ファイバ内視鏡(観察用の端部に近焦点テレスコープを備える細長いチューブ)で実施される。内視鏡は、試験用の少量の組織を得る目的で、異常又は疑わしい領域における問題の器官を観察するために用いる。内視鏡法とは、器官又は生体領域を視覚化及び/又は治療するために名づけられた。医師は、消化管(消化管内視法)、膀胱(膀胱鏡検査法)、腹くう内(腹腔鏡検査法)、関節腔(関節鏡検査法)、胸部の中央部(縦隔鏡)又は気管及び気管支系(喉頭鏡検査法及び気管支鏡検査法)に内視鏡を挿入できる。
他の実施態様では、骨髄生検を実施してもよい。かかる生検は、胸骨(胸骨)又は腸骨稜腰骨(背下部領域上の骨盤の両側の骨領域)から実施できる。皮膚を洗浄し、局所麻酔薬により領域を麻痺させる。長い堅い針を髄に挿入し、細胞を吸引し試験し供する。この操作はしばしば不快感を催す。コア生検(髄から小型骨『チップ』を取り出す)を吸引後に行ってもよい。
更なる実施態様では、哺乳類における摘出又は切開生検を実施してもよい。皮膚のより広い若しくは深い部分が必要な場合、かかる生検法がしばしば用いられる。外科用メス(外科ナイフ)を使用した場合は、皮膚の完全な厚みは更なる検査のために取り出され、損傷は縫合される(外科的スレッドにより縫合される)。全ての腫瘍が取り出される場合は切採生検法と呼ばれる。一部の腫瘍のみが取り出される場合は切開生検法と呼ばれる。切採生検は通常好まれる方法であり、例えば黒色腫(皮膚癌のタイプ)が疑われる場合に行われる。
なお更なる実施態様では、微細針穿刺吸引(FNA)生検法を使用してもよい。かかる生検は、腫瘍から非常に小さい部分を取り除くために細い針を使用することが必要である。領域を麻痺させるために局所麻酔薬を時々用いるが、試験による多くの不快が生じず、また瘢痕を残さない。例えば、FNAは疑わしいホクロの診断には使用しないが、例えば、黒色腫の近くの大きいリンパ節を生検して黒色腫が転移(拡散)したか否かを観察するときには使用する。コンピュータ断層撮影(CT又はX線体軸断層写真)を用いて、内部臓器(例えば肺又は肝臓)の腫瘍に針を導くことができる。
他の実施態様では、パンチシェーブ及び/又は皮膚生検を実施してもよい。パンチバイオプシは、組織の短いシリンダ又は「リンゴの芯」を取り除く生検器具により、皮膚のより深い位置のサンプルを伴う。局所麻酔薬を投与した後、器具を皮膚表面で回転させ、全ての層(真皮、表皮及び皮下組織(脂肪の)の最浅部を含む)を切除する。薄片生検は、シェービングにより皮膚の最上層の採取を伴う。シェービング生検は局所麻酔薬を伴って実施される。皮膚生検は、例えば黒色腫が存在するか否かを顕微鏡観察により検査するための、皮膚検体の採取が必要である。生検は局所麻酔下で実施される。
特定の実施態様では、該方法は腫瘍がPLD、NFKB及び/又はAMPKを発現又は過剰発現するかどうかを解析するために行う。一実施態様では、腫瘍生検をコントロール組織と比較してもよい。コントロール組織は、生検を得る哺乳類からの正常組織又は健康な哺乳類からの正常組織であってもよい。PLD、NFKB及び/又はAMPKの発現又は過剰発現は、腫瘍生検内に含まれるPLD、NFKB及び/又はAMPK量が、コントロール組織に含まれるPLD、NFKB及び/又はAMPKの量よりも最低約1.5、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、4、4.25、4.5、4.75、5、5.5、6、7、8、9又は10倍多く含まれるか否かで解析できる。
一実施態様では、本発明は、患者又は前記患者からの生体試料における、異常なPLD、NFKB及び/又はAMPK発現を検出する方法を提供する。該方法は、細胞、細胞抽出物、血清又は他の患者若しくは前記生体試料からのサンプルと、PLD、NFKB及び/若しくはAMPK又はそれらの抗原性部分に特異的な免疫相互作用分子を接触させ、免疫相互作用分子の複合体形成レベルをスクリーニングする手順を含み、異常性を表す細胞における、正常細胞と比較して高レベルでの該複合体の存在が、PLD、NFKB及び/又はAMPKの発現又は過剰発現の指標となる。一実施態様では、細胞又は細胞抽出物は高いレベルでのPLD、NFKB及び/又はAMPK含量を利用して免疫学的に選別できる。
他の実施例では、細胞中でのPLD、NFKB及び/又はAMPKの異常な発現は、PLD、NFKB及び/又はAMPKをコードする遺伝子の発現レベルのスクリーニングにより検出でき、正常細胞と比較して高いレベルでの遺伝子転写発現産物(すなわちmRNA)レベルが異常な細胞であることの指標となる。ある種の実施態様では、他のPCR方法と同様にリアルタイムPCRを用いて転写活性を解析できる。一実施態様では、mRNAは患者の細胞から、又は患者からの生体試料、及び任意に得られるcDNAから調製できる。mRNA又はcDNAは更に、PLD、NFKB及び/又はAMPKをコードする核酸配列の全部若しくは一部、又はその相補的なヌクレオチド配列とハイブリダイズ及び/又は増幅できる遺伝子プローブと接触させ、更にmRNA又はcDNAのレベルを検出し、それにより通常のコントロールと比較したmRNAまたはcDNAの高レベルでの存在を評価できる。
本発明の更にもう1つの実施態様は、患者からの疑わしい癌細胞のPLD、NFKB及び/又はAMPKの相対的レベルを解析する定量的又は半定量的な診断キットにおける、PLD、NFKB及び/又はAMPKに対する抗体(モノクローナル又はポリクローナル)の使用に関し、そこにはアッセイを実施するのに必要な全ての試薬が含まれていてもよい。一実施態様では、ELISAアッセイを実施するのに必要な試薬及び材料を利用しているキットを提供する。試薬には、例えば洗浄バッファー、抗体希釈バッファー、ブロッキングバッファー、細胞染色溶液、現像液、停止液、抗リン酸化タンパク質特異抗体、抗Panタンパク質特異抗体、二次抗体及び蒸留水を含めてもよい。キットには使用説明書を含めてもよく、任意に自動化又は半自動化してもよく、又は自動化機械若しくはソフトウェアと互換性を持たせてもよい。
診断検査法
免疫学的アッセイ
一実施態様では、本発明は、哺乳動物細胞又はその哺乳動物からの生体試料における、異常なPLD、NFKB及び/又はAMPK発現を検出する方法を提供する。該方法は、細胞、細胞抽出物、血清又は他の哺乳動物細胞又はその哺乳動物からの生体試料からのサンプルと、PLD、NFKB及び/若しくはAMPK又はそれらの抗原性部分に特異的な免疫相互作用分子を接触させ、免疫相互作用分子−PLD、NFKB及び/又はAMPKの複合体形成レベルをスクリーニングし、正常細胞と比較して高レベルでの該複合体が存在するか否かを解析する方法である。
該免疫相互作用分子は、PLD、NFKB及び/又はAMPKとの特異性及び結合能を有する分子、又はその抗原性部分、そのホモログ若しくは誘導体であってもよい。一実施態様では、免疫相互作用分子は免疫グロブリン分子であってもよい。他の実施態様では、該免疫相互作用分子には抗体断片、単鎖抗体及び/又は非免疫化分子(ヒト化抗体及びT細胞関連抗原結合性分子(TABMs)が含まれる)であってもよい。ある具体的な実施態様では、抗体は単クローン抗体であってもよい。他の具体的な態様では、抗体はポリクローナル抗体であってもよい。免疫と相互作用する分子は、PLD、NFKB及び/又はAMPKとの特異性又は特に抗原性決定要素又はPLD、NFKB及び/又はAMPK上の抗原決定基を表してもよい。PLD、NFKB及び/又はAMPK上の抗原決定要素又は抗原決定基には、免疫応答が標的とする分子の一部が含まれる。抗原決定要素又は抗原決定基は、B細胞抗原決定基又は必要に応じてT細胞抗原決定基であってもよい。
本発明の一実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKが存在する哺乳類の癌又は癌様の増殖の存在を診断するために提供する。該方法は、患者から細胞又は哺乳類又は生体試料からの細胞抽出物と、PLD、NFKB及び/又はAMPKとの結合有効量を有するPLD、NFKB及び/又はAMPKに対する特異性又は抗原決定基を有する抗体又は抗原決定基とを接触させて、PLD、NFKB及び/又はAMPK−複合体のレベルを量的又は質的に測定し、正常細胞と比較した前記複合体のレベルの上昇を解析する方法である。
抗体は、当業者に公知の多くの手段のいずれかにより調製できる。例えば、ヒトPLD、NFKB及び/又はAMPKの検出用抗体は通常、人間以外の動物(例えば霊長類、家畜動物(ヒツジ、ウシ、ブタ、ヤギ、ウマ)、実験動物(マウス、ラット、モルモット、ウサギ)及び/又はペット(イヌ、ネコなど))に由来してもよい。抗体は、原核生物又は真核生物宿主細胞において、リコンビナント的に産生させてもよい。通常、抗体に基づくアッセイは、細胞又は組織生検上でインビトロで行ってもよい。しかしながら、抗体が最適に脱免疫されるか、又はヒト使用においてヒト化される場合、例えば抗体を放射性タグでラベルし、患者に投与し、放射線技術により放射性ラベルの蓄積部位を解析してもよい。PLD、NFKB及び/又はAMPK抗体は、癌を標的とする薬剤であってもよい。したがって、本発明の他の実施態様は、ヒト及び人間以外の患者の癌イメージング用の脱免疫形態の抗体を提供する。
一般に、PLDに対する抗体、NFKB及び/又はAMPKの産生において、組換え手段でおこなう場合、ヒトなどの動物組織から、又は細胞培養から産生させる場合も。酵素を生体試料から除去する必要がある。PLD、NFKB及び/又はAMPKはいかなる適当手段で生体試料から分離してもよい。例えば、PLD、NFKB及び/又はAMPKの表面電荷特性、サイズ、密度、生物学的活性度及び他の物質(例えば結合又は相互作用させようとする他のタンパク質又は化学物質)との親和性などの1つ以上を利用して分離を行ってもよい。すなわち、例えば体液からのPLD、NFKB及び/又はAMPKの分離は、超遠心分離、イオン交換クロマトグラフィ(陰イオン交換クロマトグラフィ、陽イオン交換クロマトグラフィ)、泳動(例:ポリアクリルアミドゲル泳動、分画電気泳動)、限外分離(例:ゲル濾過、限外濾過)及び親和性による分離(イムノアフィニティ分離など、例:磁気ビーズ分離(例えばDynabead(商標))、免疫クロマトグラフィ、免疫沈降)などの1つ以上の方法により実施できる。体液からのPLD、NFKB及び/又はAMPKの分離は、タンパク質に存在する抗原決定基の立体配座を維持する、すなわちタンパク質の変性が生じない技術が好適である。更なる実施態様では、該タンパク質は、親和性分離、ゲル濾過及び/又は限外濾過などの1つ以上の任意の方法を使用して体液から分離できる。
免疫及びそれに続く単クローン抗体の産生は従来技術で公知の標準的プロトコルを使用して実施できる(Kohler及びMilstein,Nature 256:495−499,1975、Kohler及びMilstein,Eur.J.Immunol.6(7):511−519,1976)、Coliganら(”Current Protocols in Immunology, John Wiley&Sons,Inc.,1991−1997)又はToyamaら(Monoclonal Antibody,Experiment Manual”,published by Kodansha Scientific,1987)。基本的に、動物をPLD、NFKB及び/又はAMPKを含む体液若しくはそのフラクション、又は組換えPLDにより免疫し、NFKB及び/又は抗体を産生する標準的方法によりAMPK細胞(特に抗体産生性体細胞(例:Bリンパ球))を得る。更にこれらの細胞は免疫した動物から摘出し、不死化させる。特定の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKの断片を使用して抗体を産生させる。断片を担体と結合させてもよい。担体とは、通常は免疫源性がないか又は十分でない物質(例:ハプテン)の免疫原性を強化するために天然に又は人工的に結合させるいかなる高分子量物質であってもよい。
抗体産生細胞の不死化は、従来技術において周知の方法を使用して実施できる。例えば、不死化はEBウィルス(EBV)による形質転換を使用して実施できる(Kozborその他、Enzymology Methods121:140,1986)。他の実施態様では、抗体産生細胞は細胞融合法(Coliganら、1991−1997、上記)などの記載されている方法により不死化でき、単クローン抗体の産生に広く使用される。この方法では、抗体産生能を有する体性抗体産生細胞(特にB細胞)を骨髄腫細胞株と融合させる。これらの体細胞は、初回抗原刺激を受けた動物、好ましくはマウス及びラットのような齧歯目の動物のリンパ節、脾臓及び末しょう血液から調製できる。具体的な実施態様では、マウスひ細胞が使用できる。他の実施態様では、ラット、ウサギ、ヒツジ又はヤギ細胞を用いてもよい。特殊な骨髄腫細胞株は、ハイブリドーマ産生のための融合方法用にリンパ球性腫瘍から開発された(Kohler及びMilstein,1976,上記、Shulmanら、Nature 276:269−270,1978;VoIkら、J.Virol.42(1):220−227,1982)。多くの骨髄腫細胞株が融合細胞ハイブリッドの産生のために使われることもできる(例えばP3.times.63−Ag8、P3.times.63−AG8.653、P3/NS1−Ag4−1(NS−1)Sp2/0−Ag14及びS194/5.XXO.Bu.1.)。P3×63−Ag8及びNS−1細胞株はKohler及びMilstein(1976、上記)に記載されている。シャルマンその他(1978、上記)はSp2/0−Ag14骨髄腫株を開発した。S194/5.XXO.Bu.1株は、トローブリッジにより報告された(J.Exp.Med.148(1):313−323,1978)。抗体を産生する脾臓若しくはリンパ節細胞及び骨髄腫細胞のハイブリッドを生成する方法は通常、体細胞に骨髄腫細胞を、細胞膜の融合を促進する薬剤又は薬剤(化学物質、ウィルス又は電気)の存在下でそれぞれ10:1の割合(但し割合を20:1〜1:1まで変化できる)で混合することを含む。融合方法は公知である(Kohler及びMilstein,1975,上記、Kohler及びMilstein,1976,上記、Gefterら、Somatic Cell Genet.3:231−236,1977、VoIkら、1982,上記)。当業者が従来使用している融合促進剤は、センダイウイルス及びポリエチレングリコール(PEG)である。一実施態様では、融合細胞ハイブリッドを、残留している非融合細胞(特に非融合骨髄腫細胞)から選抜する手段が存在する。通常、融合細胞ハイブリッドの選択は、そのハイブリドーマの増殖を支持し、一方非融合骨髄腫細胞(通常無期限に分裂する)の増殖を防止する培地で細胞を培養することによりなされる。融合に使用する体細胞は、インビトロ培養で長期間生存できず、ゆえに問題が生じない。融合細胞ハイブリッドを選択的に数週間培養することが必要である。この期間の初期に、所望の抗体を生産するハイブリッドを確認する必要があり、更にそれらをクローニング、増殖に供する。通常、得られたハイブリッドの約10%は所望の抗体を生産するが、約1〜約30%までの範囲で変動しうる。抗体生成ハイブリッドの検出は、酵素結合免疫学的アッセイ及びラジオイムノアッセイ法などの幾つかの標準的アッセイ方法のいずれか1つにより実施できる(Monoclonal Antibodies and Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses,pp376−384,Plenum Press,New York,1980)及びFACS解析(O’Reillyら、Biotechniques 25:824−830,1998)。
一旦所望の融合細胞ハイブリッドが選抜されて、個々の抗体産生細胞株としてクローニングした後、各細胞株を2つの標準方法のいずれでも増殖させることができる。ハイブリドーマ細胞の懸濁液を組織適合性を有する動物に注入してもよい。注入された動物では更に、融合細胞ハイブリッドにより作られる特異的な単クローン抗体を分泌する腫瘍が形成される。動物の体液(例えば血清又は腹水液)を採取し、高濃度の単クローン抗体を得ることができる。あるいは、個々の細胞株を実験室の培養容器でインビトロで増殖させてもよい。単一の特異的な単クローン抗体を高濃度で含んでなる培地を、デカンテーション、濾過又は遠心沈降により回収でき、その後精製してもよい。
細胞株を更に、任意の適切な免疫検出手段により、目的のPLD、NFKB及び/又はAMPKを検出する特異性に関して試験してもよい。例えば、細胞株を多くのウェルに等分し、インキュベートし、更に各々の上澄みは酵素結合免疫吸着アッセイ法(ELISA)、間接蛍光抗体法等により詳細に解析してもよい。標的タンパク質を認識できる(目的外の抗原決定基を確認しない)単クローン抗体を産生する細胞株を単離し、更にインビトロで直接培養又は組織適合性を有する動物に注入して腫瘍を形成させ、必要な抗体を産生させ、回収及び精製する。
したがって本発明は、サンプルにおいてPLD、NFKB及び/又はAMPK又はその断片、変異体又は誘導体を検出する方法を提供する。該方法は、サンプルをその抗体又は断片又は誘導体と接触させ、抗体とPLD、NFKB及び/又はAMPK又はその断片、変異体又は誘導体を含んでなる複合体のレベルを解析し、通常のコントロールと比較して高いレベルのPLD、NFKB及び/又はAMPKを検出することからなる。複合体の形成を測定するいかなる適切な技術を使用してもよい。例えば、本発明の抗体レポーター分子と結合させ、免疫学的アッセイに使用できる。かかる免疫学的アッセイにはラジオイムノアッセイ(RIAs)、酵素結合免疫吸着アッセイ法(ELISA)、免疫クロマトグラフィ技術(ICTs)などが含まれるが、これらに限定されない。免疫学的アッセイ技術の当業者に公知であるウエスタンブロッティングには競合アッセイが含まれうる。本発明には定性的及び定量的免疫学的アッセイが含まれる。
適切な免疫学的アッセイ方法は例えば米国特許第4016043号、4424279号及び4018653号に記載されている。これらには、従来の競合結合アッセイ以外にも、非競争的タイプの1サイト及び2サイトアッセイが含まれる。これらのアッセイにはまた、標的抗原に対する、ラベルした抗原結合性分子の直接の結合方式が含まれる。
本発明は更に、動物(例えば癌が疑われるヒト癌患者など)から得られる細胞又は組織サンプルにおけるPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質発現及び活性化レベルを定量化する方法を提供する。一実施態様では、本発明は、結像システムを使用してPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質発現又は活性化レベルを量的に定量化する方法を提供する。かかる結像システムを使用して、細胞又は組織サンプル(PLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質特異的に染色された)の画像を受光し、画質を向上させ、処理し、かかる動物由来の細胞又は組織サンプルにおいて発現するPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質の量又は活性化濃度を測定することができる。本発明の方法の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質発現の較正曲線を、PLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質の異なる量を発現している少なくとも2つの細胞株用に作成してもよい。較正曲線を用いて、細胞又は組織サンプルで発現するPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質量を量的に測定できる。活性化状態特異的な試薬を使用した同様の較正曲線を、活性PLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質用に作成してもよい。癌治療臨床法の前後における、PLD、NFKB及び/又はAMPKの量及び活性化状態の変化の測定に用いてもよい。
本発明の方法の1つの具体的態様では、細胞又は組織サンプル中のPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質発現は、酵素結合免疫アッセイ(ELISA)を使用したPLD、NFKB及び/又はAMPKタンパク質量の測定により定量化できる。かかる方法は、例えば、米国特許集t癌公開第2002/0015974号に記載されている。
他の実施態様では、エンザイムイムノアッセイは、PLD、NFKB及び/又はAMPKの検出に使用できる。かかるアッセイでは通常、グルタルアルデヒド又は過ヨウ素酸により酵素を第二抗体とコンジュゲートする。特異的な酵素により使用される基質は通常、その酵素による加水分解による検出可能な色変化に応じて選択される。蛍光原基質を使用してもよく、それは化学発色基質よりも多くの蛍光生成物を与える。酵素標識抗体を第1の抗原抗体複合体に添加し、結合させ、更に過剰な試薬を洗浄除去してもよい。更に適当な基質を含んでなる溶液を抗体−抗原−抗体複合体に添加してもよい。基質を第二抗体(定性的な視覚的シグナル(更に数量化できる)を提供する)に結合した酵素と反応させ、通常分光光度計で定量化し、サンプルに存在する抗原量に関する指標を与える。あるいは、抗体の結合能力を変えない程度に、蛍光化合物(例えばフルオレセイン、ローダミン及びランタニド(ユーロピウム:EU))と化学的に結合させてもよい。特定波長の光で照射して活性化すると、蛍光色素標識抗体はその光エネルギーを吸収し、その分子において励起状態が誘発され、続いて光学顕微鏡を用いて目視で検出可能な特徴的な色の光が放射される。蛍光ラベルされた抗体は第1の抗体−抗原複合体と結合する。未結合の試薬を洗浄除去した後、残留している三分子の複合体を更に適当な波長の光で曝露させる。観察される蛍光は目的の抗原の存在を示す。免疫蛍光定量的アッセイ(IFMA)は、従来技術において確立されており、特に本発明の方法に有用である。あるいは、他の化学発光、放射性同位元素などのレポーター分子、又は生物学的発光分子を使用してもよい。
具体的な実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKに対する抗体を用いて、特に血清中又は他の循環性の体液中のPLD、NFKB及び/又はAMPKをELISAにより検出できる。これは、担体に抗PLD、NFKB及び/又はAMPK抗体を固定して、血清、血液、リンパ又は他の身体由来の液体(細胞抽出物又は細胞生検)のような生物学的抽出物と接触させることにより実施できる。ラベルされた抗PLD、NFKB及び/又はAMPK抗体は更に、固定されたPLD、NFKB及び/又はAMPKの検出にも使用できる。このアッセイはいかなる組み合わせにも変形でき、全てのバリエーションは本発明に含まれ、また当業者に公知である。この方法はPLD、NFKB及び/又はAMPKレベルの、例えば血清ベースでの迅速な検出及び定量化アッセイを可能にする。
一実施態様では、本発明ではPLD、NFKB及び/又はAMPKELISAアッセイキットが使用できる。該ELISAアッセイキットは、抗PLD、NFKB及び/又はAMPK抗体、並びに付加的な以下の試薬(洗浄バッファー、抗体希釈剤バッファー、ブロッキングバッファー、細胞染色溶液、現像液、停止液、二次抗体及び蒸留水など)を含んでなる。
ヌクレオチド検出
他の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKを検出する方法であって、細胞中のPLD、NFKB及び/又はAMPKをコードするポリヌクレオチドの発現レベルを検出する方法を提供する。ポリヌクレオチドの発現は、当業者に公知の任意の適切な方法を使用して解析できる。一実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKをコードするラベルされたポリヌクレオチドを、細胞から得られるリボゾームRNA抽出物のノーザンブロットのプローブとして利用できる。
他の実施態様では、核酸増幅反応(例えばRT−PCR)において、動物からの核酸抽出物を、キナーゼをコードするポリヌクレオチド又はその隣接配列のセンス及びアンチセンス配列に対応するオリゴヌクレオチドプライマーと共同して利用できる。例えば、様々な自動化固相検出技術を利用してもよい(Fodorら、Science 251:767−777,1991)、Kazalら、Nature Medicine2:753−759,1996)。
他の実施態様では、RNA転写物をコードするPLD、NFKB及び/又はAMPKの検出方法を提供する。RNAは、PLD、NFKB及び/又はAMPKのRNAが含まれると疑われる細胞サンプルから単離でき、例えば全RNAをヒト癌組織から単離する。リボゾームRNAは、公知技術の方法(例:TRIZOL試薬(GIBCO−BRL/Life Technologies、Gaithersburg、メリーランド)を使用)により単離できる。オリゴdT又はランダム配列オリゴヌクレオチド(配列特異的オリゴヌクレオチド)は単離されたRNAから第1のcDNA鎖を調製する逆転写酵素反応のプライマーとして使用できる。得られる第1の鎖cDNAを更に、PCR反応において配列特異的オリゴヌクレオチドにより増幅し、増幅産物を得る。
ポリメラーゼ鎖連鎖反応又は「PCR」とは、予め選択された核酸、RNA及び/又はDNA断片の一定量を、例えば米国特許第4,683,195号に記載したように増幅できる方法である。通常、オリゴヌクレオチドプライマーを設計するため、目的の領域の両端部、又はそれ以上を含む配列情報が使用される。これらのプライマーは、増幅される鋳型鎖若しくはその逆の鎖と、配列が同一若しくは同様である。PCRは、全RNAから転写される特異的なRNA配列及びcDNAを増幅するために使用できる。一般的方法は、Mullisら(Quant.Biol.51:263,1987;Erlich,eds.,PCR Technology,Stockton Press,NY,1989)の方法を参照。このように、PCRによる特異的な核酸配列の増幅は、保存された核酸配列を有するオリゴヌクレオチド又は「プライマー」に依存する。このとき、保存配列は関連遺伝子又はタンパク質の配列から推定される(例えば哺乳類のPLD、NFKB及び/又はAMPK遺伝子の配列比較)。例えば、アンチセンス鎖とアニーリングすると予測される1つのプライマーを調製し、PLD、NFKB及び/又はAMPKをコードするcDNA分子のセンス鎖にアニーリングすると予測される他のプライマーを調製する。増幅生成物を検出するため、反応混合物を通常アガロースゲル泳動又は他の便利な分離技術に供し、PLD、NFKB及び/又はAMPK特異的なDNA増幅物を検出する。例えば、PLD、NFKB及び/又はAMPKの増幅DNAを、特異的なオリゴヌクレオチドプローブによるサザンブロット法を使用して検出してもよく、又はその電気泳動移動度を周知の分子量のDNA標準と比較して検出してもよい。PLD、NFKB及び/又はAMPKの増幅DNAの単離、精製及び同定は、ゲルから断片を切り出すか又は溶出させ(例えばLawnら、Nucleic Acid Res.2:6103,1981、Goeddelら、Nucleic cids Res.8:4057−1980)、適切なベクター(例えばpCRIIベクター(Invitrogen社製))中のクローニング部位へ増幅生成物をクローニングし、クローニングした挿入物の塩基配列を決定し、そのDNA塩基配列をPLD、NFKB及び/又はAMPKの周知の配列と比較することにより行う。更にPLD、NFKB及び/又はAMPKのmRNA及びcDNAの相対量を解析してもよい。
一実施態様では、リアルタイムPCRを用い、PLD、NFKB及び/又はAMPKヌクレオチドの転写レベルを解析できる。転写活性の決定には、利用できるmRNA転写物に基づいたポテンシャル翻訳活性の測定が含まれる。他のPCR方法と同様に、リアルタイムPCRはPCR生成物の検出のために、DNA結合フルオロフォア、5’エンドヌクレアーゼ、隣接する直鎖及びヘアピンオリゴプローブ、及び自動蛍光を発している単位複製配列などの多くの化学物質が含まれる。これらの化学物質及びリアルタイムPCR一般については、マッカイその他、Nucleic acid Res30(6),1292−1305,2002、ウォーカー、J.Biochem.Mol.Toxicology 15(3):121−127,2001、ルイスその他、J.Pathol.195:66−71,2001に記載されている。
代替の実施態様では、PLD、NFKB及び/又はAMPKの発現を、PLD、NFKB及び/又はAMPK配列と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドプローブと生体試料から単離したヌクレオチド配列とを接触させることにより確認できる。生体試料に対するプローブのハイブリダイゼーションは、いかなる検出可能な薬剤を使用してプローブにラベルを付与することにより検出できる。プローブには例えば、放射性同位元素ラベル、ビオチン、蛍光染料、高電子密度試薬、酵素、ハプテン又は抗体が利用できるタンパク質を結合させてもよい。検出可能なラベルは任意の手段でアッセイしてもよく、例えば分光学的、光化学的、生化学的、免疫化学的、放射性同位体又は化学的な手段が挙げられる。プローブはオリゴマー制限技術、ドットブロットアッセイ、逆ドットブロットアッセイ、ラインプローブアッセイ及び5’ヌクレアーゼアッセイなどの技術を用いて検出してもよい。あるいは、プローブは一般に適用できるDNA配列技術のいずれかを使用して検出してもよく、例えばマクロアレイ、マイクロアレイ及びDNAマイクロチップ技術が挙げられる。オリゴヌクレオチドプローブは通常は少なくとも約14、15、16、18、20、25又は28ヌクレオチド長であり、ヌクレオチドにハイブリダイズする。通常、約25又は28のヌクレオチド長より大きいプローブの使用は好適でない。オリゴヌクレオチドプローブは、PLD、NFKB及び/又はAMPKの核酸配列を認識するように設計される。
作用様式
本発明の特定の実施態様では、本明細書に開示の疾患及び/又は障害のいずれかの治療方法であって、本明細書に開示の化合物を投与することにより標的の生物学的経路を調節し、その経路の障害の治療にする方法を提供する。本発明は、ホノキオール及び/又はその誘導体が細胞に以下の影響を及ぼすという発見に基づく。VEGFRのリン酸化の阻害、TRAILが媒介するアポトーシスの刺激、AMPK活性化の刺激、ホスホリパーゼD活性の抑制及び/又はNFKB活性化の抑制。すなわち、本発明の特定の実施態様では、ホノキオール又はその誘導体の投与により、VEGFRリン酸化の阻害、TRAILで媒介されるアポトーシスの刺激、AMPK活性化の刺激、ホスホリパーゼD活性の阻害及び/又はNFKB活性化の阻害を行い、本明細書に開示の疾患及び/又は障害を治療する方法を提供する。
更なる実施態様では、本発明は、患者にホノキオール又はその誘導体を投与することにより、細胞中のカスパーゼ−3及び/又はカスパーゼ−8濃度が低い癌を治療する方法を提供する。なお更なる実施態様では、本発明は薬剤耐性の癌を有する個人の治療方法を提供し、該方法は、
(i)患者から癌細胞の塊を調製し、
(ii)癌細胞のカスパーゼ−3及び/又はカスパーゼ−8の濃度を測定し、
(iii)カスパーゼ−3及び/又はカスパーゼ−8の濃度が低いか否かを解析し、
(iv)カスパーゼ−3及び/又はカスパーゼ−8の低濃度を確認した場合、患者にホノキオール又はその誘導体を投与することを含んでなる。
III.生物学的アッセイ
生物学的活性化合物及び組成物は、インヴビトロ又はインビボバイオアッセイにおいてスクリーニングできる。かかるアッセイの例としては以下が挙げられるが、これらに限定されない。細胞増殖アッセイ、VEGF受容体機能(例えばVEGF受容体−2リン酸化)の抑制評価、MAPキナーゼキナーゼアッセイ、アポトーシスアッセイ(TRAILの媒介によるアポトーシスのアッセイなど)、代表的なヒト腫瘍(例えば初期ヒト検体及び細胞株)を使用た細胞生存率アッセイ、AMPキナーゼ(AMPK)アッセイ、ホスホリパーゼD(PLD)アッセイ、NFKBアッセイ及び動物(例えば免疫不全マウス)の異種移植に対するインビボアッセイ。
公知技術の細胞増殖アッセイが競争アッセイとして使用できる。このアッセイは、血管新生を阻害する及び/又は抗腫瘍薬剤として役立つ候補化合物の直接的な方法として使用できる。一実施態様では、例えば約10μMのIC50以下の化合物を更なる試験に選択できる。この最初のアッセイで活性を有する細胞は更に、主要なヒト内皮細胞及び繊維芽細胞を使用した、繊維芽細胞の増殖よりも内皮細胞の増殖を優先して阻害する能力を試験に供することができる。
VEGF受容体リン酸化抑制アッセイは、ヒト真皮微小血管内皮細胞を使用してできる。これらの細胞は、一定時間(例えば1時間)、試験化合物の有無において、組換えヒトVEGF(例えば10ng/mL)で刺激してもよい。タンパク質を更に抗ホスホチロシン抗体で回収し、免疫沈降させることができる。ウエスタンブロット分析により、更に受容体リン酸化を確認できる。
アポトーシスアッセイは当業者に公知である。本発明の化合物は、TRAIL(腫瘍壊死因子アポトーシス誘発リガンド)アポトーシスアッセイにおいてそれらの活性を試験できる。このアッセイは、化合物がTRAILによるアポトーシスを誘発できるか否かの解析に用いることができる。この方法は、TRAIL中和抗体を用いて、に潜在的に化合物の効果(腫瘍壊死因子関連のアポトーシス誘導リガンド(TRAIL)が媒介するアポトーシス)をブロックさせるものである。
TRAIL/Apo2Lは、多くの腫瘍株のアポトーシスを誘導するが、その一方で正常細胞には毒性を呈しないペプチドである(Ravi,R.&Bedi,A.(2002)Cancer Res.62,4180−4185)。TRAILは、2つのシグナル伝達受容体、TRAILR/DR及びTRAILR/DRを有する(Ravi,R.&Bedi,A.(2002)Cancer Res.62,4180−4185、Schneider,P.ら、(1997)FEBS Lett.416,329−334、Bodmer,J.L.ら、(2000)Nat.Cell Biol.2,241−243)。悪性細胞で観察される1つのポテンシャルメカニズムは、良性の相対物と比較したこれらのTRAIL受容体の高い発現である(Ghoshら、(2002)Blood)。TRAILは、TRAIL受容体の活性化及び三量体形成を通じて膜受容体で誘導されるアポトーシスによるカスパーゼ8の活性化、並びにApaf−1/カスパーゼ9/シトクロームcによるミトコンドリアが媒介するアポトーシスの活性化を伴い、それによりアポトーシスを生じさせることが示されている。(Bodmer,J.L.ら、(2000)Nat.Cell Biol.2,241−243、Li,J.(2003)Journal of Immunology 171,1526−1533)。これらの2つの経路の連関を伴うポテンシャルメカニズムは、カスパーゼ8が媒介するプロアポトーシスタンパク質Bid(更にミトコンドリア内に移行し、ミトコンドリアベースのアポトーシスをもたらす)の裂開/活性化により生じる。TRAILペプチド自体は症状発現前のモデルにおいて抗腫瘍活性を有することが示されており、またTRAIL又はTRAILシグナル伝達を刺激する化合物と、従来の化学療法剤との組合せによる相乗効果が観察されている(Mitsiades、C.S.ら(2001)Blood98、795−804)。
本発明の化合物は、アデノシン一リン酸キナーゼ(AMPK)アッセイにおいてそれらの活性を試験できる。このアッセイは、該化合物がAMPK活性化を誘導又は阻害できるか否かを決定するために使用できる。公知技術のいかなるリン酸化アッセイも、AMPKの活性化の検出に使用できる。更に、ウエスタンブロッティングによりAMPK活性化の刺激を試験できる。
AMP経路はATPに対するAMPの高い比率により活性化され、低いエネルギー状態を示す。栄養の剥奪に加えて、AMPキナーゼは低酸素状態及びホノキオールにより活性化し、増殖停止及びアポトーシスをもたらす。近年、AMPキナーゼ活性化が腫瘍細胞の強力な抗増殖効果を発揮することが示されている。AMPKは、akt(腫瘍増殖及びアポトーシスに関するホスホイノシトール−3キナーゼの主要な下流側エフェクタであるセリントレオニンキナーゼ)に対する生理学的アンタゴニストであることが示されている。更に、AMPKはaktによりチュベリン(tsc2)の失活をアンタゴナイズすることが示され、すなわち抗腫瘍活性に関する更なる機構を提供した。この活性の結果、AMPK活性化が哺乳類におけるラパマイシン(mTOR)の標的の負の制御をもたらし、腫瘍細胞におけるタンパク質合成減少をもたらしうる。AMPKの上流はLKB(AMPキナーゼキナーゼ)であり、それは腫瘍を起こしやすいPeutz Jeghers症候群において変異を有する。最近のインビボ試験では、アミノイミダゾールカルボキサミドリボシド(AICAR)の腹腔内注射によりラットのC6膠腫増加の顕著な抑制をもたらしている。この抑制は、癌抑制遺伝子p53、p21及びp27の上方制御を部分的に伴うものであった。更に、AICARはPI3K/aktシグナル伝達の活性化を阻害した。プリンストンのアーノルドレビンの研究室では、p53は、化学療法のような細胞ストレスにより活性化したとき、ser15にてリン酸化を受け、AMPKの正の制御、及びそれに続くmTORの負の制御を行う。AMPKの薬理学的な抑制により、化学療法に対する細胞の感度が減少する(Feng,Z.Hら、(2005)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102,8204−8209)。すなわちAMPKの活性化は、p53に依存性の、及び独立した経路による腫瘍の治療に有益でありうる。
本発明の化合物はまた、ホスホリパーゼD活性(PLD)に対する影響を試験して化合物がPLDを誘導するか又は阻害するかを解析できる。PLDを高発現するとして公知の細胞は、PLD活性のアッセイに使用できる。細胞は化合物により一定期間処理でき、更に脂質を細胞から抽出し、PLD活性に対する効果を確認できる。PLD(例えばmTOR、S6キナーゼ及び/又はS6)の下流の標的に対する化合物の効果を試験してもよい。
ホスホリパーゼD(PLD)は、ホスファチジルコリンをホスファチド酸及びコリンに切断するリパーゼである。
ホスファチジン酸は他の生理活性を有する脂質(ホスファチジン酸など)に変換され、それはプロテインキナーゼDを活性化させ、一方でリゾホスファチジン酸自体がプロテインキナーゼCのアイソフォームを活性化できる。これらの活性の全ての結果は細胞増殖の増加及びアポトーシスの減少であり、aktで観察されたのと同様である。研究された実質的に全てのチロシンキナーゼ受容体は、適当なリガンドへの曝露によりPLD活性化を刺激できる。PLDはこのように、aktとは交差しないが、平行的にシグナル伝達経路として機能する。ヒトの2つの主なPLD遺伝子は単離されている(PLD1及びPLD2)。これらの遺伝子の両方ともプレックストリン相同領域(PH)を有し、それはホスファチジルイノシトール(Ptdlns)PtdIns(4,5)P2とPtdIns(3,4)P2のリン酸エステルのペアと結合する。PLD1は小さいGTP結合蛋白質(Rho、rac、cdc42)により活性化し、一方でPLD2がPtdIns4−P−5キナーゼIaと結合し、細胞形態の変化及び腫瘍化に密接に関わることが示されている(Joseph,Tら、(2001)Biochemical and Biophysical Research Communications 289,1019−1024、Chen,Y.Hら、(2005)Oncogene 24,672−679)。
周知のキナーゼの活性化に加えて、PLD活性化は、腫瘍形成のc−mycタンパク質を安定させることが示されている。興味深いことに、乳癌では、PLD活性化及びakt活性化は逆の関係であることが示唆される。aktレベルが上昇した乳癌細胞は、ラパマイシンに最も感受性であることが示唆され、一方で、PLD乳癌細胞(未分化)はラパマイシン非感受性であることが示唆される。これは、mTORに対するラパマイシン及びホスファチジン酸の競争的結合に起因すると考えられる。ホノキオールによるPLDの抑制によるホスファチジン酸の産生減少は、腫瘍細胞のラパマイシンに対する感受性を増加させると考えられる(Chen,Y.Hら、(2005)Oncogene 24,672−679、Rodrik,Vら、(2005)Molecular and Cellular Biology 25,7917−7925、Chen,Y.Hら、(2003)Oncogene 22,3937−3942)。
本発明の化合物は、該化合物がNFKBを誘導する場合も、又は阻害する場合も、核因子κβ(NFKB)に対するそれらの効果を試験できる。NFKB活性のアッセイに、公知技術のいかなるアッセイ方法も使用できる。
核因子κβ(NFKB)は、多数の腫瘍の生存に不可欠である転写制御因子のファミリーである。構成的なNFKBの過剰発現は、多発性骨髄腫、実質的に全ての種類の白血病、黒色腫、神経グリア芽細胞腫、上皮の悪性腫瘍及び肉腫において観察されている。NFKBは、多くのアポトーシス防止方法において重要であり、固有の及び外部のアポトーシス経路に影響を与えうる。NFKB抑制は、リガンド(例えばTRAIL、FAS及びTNFa)によるアポトーシスと同様に、化学療法においても腫瘍細胞の感受性を高める(Mitsiadesら、(2001)Blood 98(795−804)、Bernardら、(2001)Journal of Biological Chemistry 276(27322−27328))。多発性骨髄腫のためのプロテアソーム阻害剤(例えばヴェルケード)を用いることにより、ヒトにおけるNFKBの抑制が臨床的になされている。サリドマイド及びプレドニゾンなどの骨髄腫に対する他の薬剤はまたNFKB活性を抑制し、おそらく多発性骨髄腫に対する臨床活性の原因と考えられる。
NFKBは多くのレベルで制御される。p50及びp65を含む幾つかのファミリーが、最も一般的に観察されるメンバーとして存在する。これらのタンパク質はホモ又はヘテロ二量体化する能力を有し、またこれらの二量体は転写を媒介する。更に、NFKBの核移行は活性化のために必要である。NFKBの細胞局在はIKX(NFKBと結合する)により制御され、核移行を防止し、更にユビキチン結合及びプロテアソームが媒介する分解を生じさせる。NFKB活性は、p300との相互作用により調節されうる(Arany,Z.ら(1996)PNAS 93,12969−12973、Gerritsen,M.E.ら(1997)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 94,2927−2932、Ravi,R.ら(1998)Cancer Research 58,4531−4536)。
代表的なヒト腫瘍(例えば多発性骨髄腫)に対する活性を試験するアッセイは、初期ヒト検体及び細胞株を使用して行ってもよい。かかるサンプル及び細胞株は特定の化学療法剤に抵抗性であることもあり、例えばドキソルビシンに抵抗性である骨髄腫細胞が使用できる。
癌増殖のインビボモデルには、動物(例えばマウス、特に免疫不全マウス)へのヒト腫瘍細胞の注入による異種移植が含まれる。化合物の毒性はまた、動物の日々のモニタリングを行いつつ、動物に毎日化合物を投与するこれらのアッセイにおいても評価できる。動物を2週が重量の減少、並びに他の公知の毒性(例えば異常な身繕い、マウスの運動の減少及び震え)をモニターしてもよい。化合物の、動物における腫瘍増殖阻害能を試験してもよい。例えば、SVR血管肉腫細胞を動物(例えば免疫不全マウス)に注入してもよい。マウスに約100万のSVR細胞を皮下注入し、腫瘍が明白になった時、1日1回の投与(例えば腹膜内に120mg/kg)を行うことができる。120mg/kgで活性である薬剤を、更に80mg/kg、40mg/kgなどの低用量で再試験してもよい。腫瘍体積は、(w2×L)0.52の式を使用して算出できる(w(幅)は腫瘍の最小の寸法を表す)。マウスを約30日、又は腫瘍の増殖が1cmになるまで処理してもよい。
V.医薬組成物
本明細書に記載のいずれかの化合物の有効量は、本明細書に記載のいずれかの疾患の治療に使用できる。
本発明の化合物の投与に適する薬剤担体には、特定の投与様式に応じた、当業者に公知のいかなる種類の担体も含まれる。化合物は、組成物の唯一の薬理学的な活性成分として処方してもよく、又は他の成分と組み合わせてもよい。
本明細書に開示の化合物を含んでなる組成物は、経口的、直腸、鼻、局所的(頬側及び舌下腺が含まれる)、膣、腸管外(皮下、筋肉内、静脈内、皮内、眼内、気管内、大槽内、腹腔内及び硬膜外投与に適する形としてもよい。
組成物は、簡便な単位用量形態とすることができ、従来の製薬技術により調製できる。かかる技術には、1つ以上の本発明の組成物及び1つ以上の製薬用の担体又は賦形剤との混合が含まれる。
化合物は溶液、懸濁液、錠剤、分散可能な錠剤、ピル、カプセル、粉、徐放性製剤又はエリキシルのような内服用、又は非経口投与(経皮パッチ調製及び乾燥粉末吸入器と同様に)用の無菌液又は懸濁液などの適切な製剤に処方できる。一実施態様では、上記の化合物は公知の技術及び方法を使用して医薬剤組成物に処方される(Ansel Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms,Fourth Edition 1985,126参照)。
組成物において、1つ以上の化合物又はその薬理学的に許容できる誘導体の有効濃度を、1つ以上の適切な薬剤担体と混合してもよい。化合物は、製剤化前にその対応する塩、エステル、エノールエーテル若しくはエステル、アセタール、ケタール、オルソエステル、ヘミアセタール、ヘミケタール、酸、塩基、溶媒和物、水和物又はプロドラッグとして誘導体化できる。組成物中の化合物濃度は、その投与により標的の疾患又は症状の1つ以上を治療、予防又は改善する量の送達のために効果的な量とする。一実施態様では、組成物は単回投与用に処方される。組成物を処方するために、治療される症状が緩和され、予防され、又は1つ以上の症状が改善されるだけの化合物の重量部分を溶解、懸濁、分散させ、又はさもなければ有効濃度で適切な担体に添加する。
経口投与用の組成物は、限定されないが錠剤、カプレット、ピル若しくはドラゼーカプセル、又はカシェ剤のような別々の単位(各々が1つ以上の組成物の予め定められた量を含む)、粉又は顆粒、水溶液又は非水溶液としての溶液又は懸濁液、又は水中油型エマルジョン又は油中水型エマルジョン、又はボーラス投与などの形態としてもよい。
薬理学的に投与可能な液状組成物は、例えば、上記の定義済みの活性化合物、及び任意の製薬アジュバントを、担体(例えば水、生理食塩水、ブドウ糖水溶液、グリセロール、グリコール、エタノールなど)に溶解、分散又はさもなければ混合し、溶液又は懸濁液の状態を形成することにより調製できる。必要に応じて、投与される医薬剤組成物は、無毒の補助剤(例えば湿潤剤、乳化剤、可溶化剤、pH緩衝剤、防腐剤、香料、例、アセテート、クエン酸ナトリウム、シクロデキストリン誘導体、ソルビタンモノラウレート、トリエタノールアミンナトリウムアセテート、オレイン酸トリエタノールアミン、並びに他の薬剤)を微量で含めてもよい。かかる剤形を調製する方法は公知であるか、又は当業者であれば自明であり、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Company,Easton,Pa.,15th Edition,1975を参照されたい。
口内の局所投与に適している本発明の組成物には、ロゼンジ(風味ベース(通常スクロース及びアカシア又はトラガカント)中に有効成分を含む)、パステル(不活性ベース(例えばゼラチン及びグリセリン、又はスクロース及びアカシア)中に本発明の組成物の1つ以上を含む)、及びマウスウォッシュ(適切な液体担体中に投与される本発明の組成物の1つ以上を含む)。
錠剤、ピル、カプセル、トローチなどは、以下の成分の1つ以上又は類似の性質の化合物を含んでもよい。結合剤、潤滑油、希釈剤、滑走剤、崩壊剤、着色剤、甘味剤、香料、湿潤剤、吐剤コーティング、及びフィルムコーティング。結合剤の例としては、微結晶性セルロース、ゴムトラガカント、グルコース溶液、アカシア粘液、ゼラチン溶液、モラセス、ポリビニルピロリジン、ポビドン、クロスポビドン、スクロース及びデンプンが挙げられる。潤滑剤としては、タルク、澱粉、マグネシウム又はカルシウムステアリン酸塩、リコポジウム及びステアリン酸が挙げられる。希釈剤としては、例えば乳糖、スクロース、澱粉、カオリン、塩、マンニトール及び二カルシウムリン酸塩が挙げられる。滑走剤としては、コロイド状シリカが挙げられるが、これに限定されない。崩壊剤としては、クロスカルメロースナトリウム、ナトリウム澱粉グリコール酸塩、アルギン酸、コーンスターチ、ジャガイモ澱粉、ベントナイト、メチルセルロース、寒天及びカルボキシメチルセルロースが挙げられる。着色剤としては、例えば滅菌済の水溶性FD及びC染料及びそれらの混合物のいずれか、並びにアルミナ水和物に懸濁した水不溶性FD及びC染料が挙げられる。甘味剤としては、スクロース、乳糖、マンニトール及び人工甘味料(例えばサッカリン及び他の任意の噴霧乾燥済甘味料)が挙げられる。香料としては、良い感じの感覚をもたらす天然の植物(例えば果物)由来の抽出物、及び化合物の合成混合物などが挙げられ、ペパーミント及びサリチル酸メチルなどが例示できるがそれらに限定されない。湿潤剤としては、プロピレングリコールモノステアリン酸、ソルビタンモノオレイン酸、ジエチレングリコールモノラウレート及びポリオキシエチレンラウラルエーテルが挙げられる。吐剤コーティングとしては、脂肪酸、脂肪、ワックス、セラック、アンモニア処理したセラック及びセルロースアセテートフタル酸が挙げられる。フィルムコーティングとしては、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリエチレングリコール4000及びフタル酸セルロースアセテートなどが挙げられる。
皮膚に対する局所投与に適する組成物は、軟膏、クリーム、ゲル及びペーストとするのが好適であり、製薬において許容できる担体中に投与される組成物の1つ以上が含まれる。
直腸投与用の組成物は、例えばカカオ脂又はサリシレートなどの適切なベースを有する坐薬とするのが好適である。
担体が固体であるとき、例えば、鼻噴投与に適している組成物としては20〜500ミクロンの範囲の粒径を有する粗末が挙げられ、スナッフ(すなわち、粉に占拠された上に向かって閉じたパイプを有するコンテナから鼻へ迅速に吸入させる)により投与される。担体が液体(例えば鼻内噴霧又は点鼻剤)であるとき、組成物の1つ以上を水性又は油性の溶液中に混合し、吸い込むか又は鼻腔内に霧散する。
膣内投与に適する組成物は、組成物及び適当な担体の1つ以上を含んでなる膣座薬、タンポン、クリーム、ゲル、ペースト、フォーム又はスプレー製剤としてもよい。
非経口投与に適する組成物としては、滅菌済の水溶性及び非水溶注入液であって、抗酸化剤、バッファー、抗菌剤、及び意図された受容者の血液と等張になるように製剤を調整するための溶質を含んでもよい液体が挙げられ、滅菌済の水溶性及び非水溶には懸濁剤及び増粘剤を含めてもよい。該組成物は単位投与用又は多数回投与用の容器(例えば密封アンプル及び同バイアル)としてもよく、また使用直前に無菌液体担体(例えば食塩水、注射用水)の添加だけを必要とする凍結乾燥状態で貯蔵してもよい。即座に使用できる注入溶液及び懸濁液は、上記の滅菌済の粉末、顆粒及び錠剤から調製できる。
経腸又は腸管外投与に適する製薬用の有機若しくは無機の固体若しくは液体担体媒体を用いて組成物を製造してもよい。ゼラチン、乳糖、澱粉、マグネシウムステアリン酸塩、タルク、植物性及び動物性油脂、ゴム、ポリアルキレングリコール、水又は他の周知の担体の全てが担体として適切でありうる。
組成物を、1つ以上の薬理学的に許容できる担体媒体及び/又は賦形剤との組み合わせにおける有効成分として使用してもよい。本発明の「薬理学的に許容できる担体媒体」とは、全ての担体、溶媒、希釈剤又は他の液状担体、分散又は懸濁助剤、表面活性剤、等張剤、増粘剤又は乳化剤、防腐剤、固体結合剤、潤滑剤、アジュバント、担体、輸送剤、崩壊剤、吸収剤、防腐剤、界面活性剤、着色剤、フレーバー又は甘味料など、特定の投与形態に適する任意の形態であってもよい。
更に、治療組成物を形成する際、組成物を薬理学的に許容できる賦形剤、及び、任意に徐放性マトリックス(例えば生物分解可能なポリマー)と組み合わせてもよい。「薬理学的に許容できる賦形剤」には、いかなるタイプの無毒性固体、半固体若しくは液体充填材、希釈剤、封入材又は製造助剤が含まれる。しかしながら、組成物の毎日における全体的な使用法が、確固とした医学判断の範囲内において主治医により決定されることを理解すべきである。特定の宿主における特異的な治療的に有効な服用レベルは、以下の様々な因子に依存する。すなわち、例えば治療対象の疾病及び疾病の重篤度など、使用する具体的な組成物の活性、使用する具体的な組成物の種類、患者の年齢、体重、健康状態、性及び食事、投与時間、投与経路、使用する具体的な化合物の排出速度、治療期間、共に使用する、又は使用する具体的な組成物と適合する薬剤、並びに医学的に公知の諸要因など。例えば、所望の治療的な効果を得るのに必要となる量よりも低量で組成物の投与量を開始し、及び所望の効果が得られるまでに段階的に投与量を増加させることは、当業者の技量の範囲内である。
組成物は好ましくは、投与の容易さ及び投与量の均一性のための投与単位の形態で製剤化される。本明細書で使用される「投与単位の形態」とは、治療対象の宿主にとり適当な、組成物の物理的に別々の単位を指す。各投与形態は、それらのみ、又は選択された医薬的な担体媒体との組み合わせにおいて、所望の治療効果を得るために算出された組成物量を含む必要がある。
好ましい単位投与量製剤には、投与される成分の一日量又は単位、1日のサブ投与量又はその適当なフラクションが含まれる。例えば、約1〜5mg/日のホノキオール型化合物でマウスの固形腫瘍の量を減少させることができる。特に、毎日のホノキオール型化合物3mgの投与により、腫瘍を50%超減少させる(Baiら、J Biol Chem.(2003)Sep.12;278(37):35501−7)。これらの結果は、化合物のヒトへの投与量の推定に使用できる。
投与量は、体重、年齢、表面積、代謝、組織分布、吸収速度及び排出速度などの宿主に関する要因に依存する。一実施態様では、1日あたり0.5〜7gの本明細書に開示した化合物をヒトに投与するのが好適である。任意に、1日あたり1〜4gの化合物をヒトに投与してもよい。特定の実施態様では、0.001〜5mg/日でヒトに投与される。治療的に有効な投与レベルは、上記の多くの要因に依存する。例えば、比較的低量で組成物の投与量を開始し、所望の効果が得られるまで投与量を増加させることは、当業者の技量の範囲内である。
本明細書に開示の化合物を含んでなる組成物を、通常ポリマー製の支持放出マトリックス(酵素又は酸ベースの加水分解、又は溶解により分解可能)と共に使用してもよい。一旦生体に挿入されると、マトリックスは酵素及び体液による作用を受ける。徐放性マトリックスは、例えば生体適合性の材料(例えばリポソーム、ポリ乳酸、ポリグリコリド(グリコール酸のポリマー)、ポリ乳酸コグリコリド(乳酸とグリコール酸の共重合体)、ポリ無水塩、ポリ(オルト)エステル、ポリペプチド、ヒアルロン酸、コラーゲン、コンドロイチン硫酸塩、カルボン酸、脂肪酸、リン脂質、多糖、核酸、ポリアミノ酸、アミノ酸(例えばフェニルアラニン、チロシン、イソロイシン)、ポリヌクレオチド、ポリビニルプロピレン、ポリビニルピロリドン及びシリコーン)から選択される。好ましい生分解性マトリックスは、ポリ乳酸、ポリグリコリド又はポリ乳酸コグリコリド(乳酸とグリコール酸のコポリマー)のいずれか1つのマトリックスである。
化合物をリポソームの形で投与してもよい。周知のように、リポソームは通常、リン脂質又は他の脂質に由来する。リポソームは水性溶媒中で分散する、単一又はマルチラメラ状の水和液晶により形成される。リポソームを形成できるいかなる無毒な、生理的に許容できる代謝性脂質も使用できる。リポソームには、本発明の1つ以上の組成物以外にも安定化剤、防腐剤、賦形剤などを含めてもよい。脂質の例としては、リン脂質及びホスファチジルコリン(レシチン)(天然な及び合成)が挙げられる。リポソームの形成方法は公知である。化合物をエアゾールとして処方し、例えば吸入により投与してもよい。これらの気道投与用の製剤は、ネブライザ用のエアゾール若しくは溶液の形態で、又は吹送用の微粉末として、それ単独で、又は不活性担体(例えば乳糖)との組み合わせで調製してもよい。かかる場合、製剤中の粒子は、一実施態様では50ミクロン未満の直径を有し、一実施態様では10ミクロン未満である。
本明細書に開示の化合物を含んでなる組成物は、上記の症状の治療用の他の組成物及び/又は方法との組み合わせで使用できる。例えば、腫瘍を、本発明の1つ以上の組成物との組み合わせで従来の手術、放射線療法又は化学療法で治療してもよく、更に、本発明の1つ以上の組成物をその後患者に投与して、微小転移巣の活性停止を長期化させ、いかなる残余の原発腫瘍の増殖も抑止、阻害又は減少させることができる。
IV.合成
本明細書に開示の化合物は、公知技術の方法を使用して合成できる。例えば、ホノキオール類似体の5つの種類は反応式1Aに記載のように合成できる。
ホノキオール及びその誘導体の合成に利用可能な方法は、本明細書に開示の化合物の合成用に適宜変更してもよい。例えば、Esumi,T.,ら(2004),Bioorg.Med.Chem.Lett.14,2621−2625の方法が使用できる。一実施態様では、スズキジアゾカップリングをビフェニル足場の構築に用いる。この反応により、Miyaura,N.及びSuzuki,A.(1995),Chem.Rev.95,2457−2483、並びにSuzuki,A.(1999),J.Organometal.Chem.576,147−168に記載のように生成物収率を良好にできる。この反応では、適当な中間体を用いてアリールフェノール又はビフェニル基にアリル部分を導入できる。任意に、ヨード及びブロモ官能基の異なる反応性に基づいて、アリル基をビスフェノールの形成前に導入してもよい。例えばToyota,S.,Woods,C.R.,Benaglia,M.,Siegel,J.S.(1998),Tetrahedron Lett.39,2697−2700、及びBahl,A.,Grahn,W.,Stadler,S.,Feiner,F.,Bourhill,G,Brauchle,C,Reisner,A.,Jones,P.G.(1995),Angew.Chem.Int.Ed.Engl.34,1485−1488を参照されたい。
一実施態様では、ホノキオールの合成中間体は、3−アリル−4−ヒドロキシベンゼンボロナート(5)及び4−アリル−2−ブロムフェノール(9)である。ボロナート(5)は、2−ヨードフェノール1のブロム化、更にスズキカップリング反応を行いアリル基を導入し、スズキ条件下でホウ素化することにより調製できる。化合物9は、ブロム化及びアリル化(スズキカップリング)により4−ヨードフェノール(6)から調製できる。C=C二重結合が存在する場合にはスズキカップリングが成功することが明らかとなっているため、スズキ条件下での5及び9の組み合わせにより、スズキカップリングによるホノキオール産生がなされ、ヘック反応からの他のアリル配向性生成物が生じない(Miyaura,N.;Suzuki,A.(1995),Chem.Rev.95,2457−2483、及びSuzuki,A.(1999),J.Organometal.Chem.576,147−168およびこれらの文献中の引用例を参照)。
すなわち、ホノキオール及び誘導体は、市販の開始材料を用いて6つの処理を行い合成できる(反応式1)。
反応式1
Figure 2008542192
試薬及び条件:
(a)Br、CS、0℃、
(b)Pd(PPh、aq.NaCO、tol、2−アリル4,4,5,5−テトラメチル−2,3,2−ジオキサボロラン、
(c)PdCl(dppf)、dppf、KOAc、ジオキサン、ビス(ピナコラート)ジボロン、80℃、
(d)PdCl(dppf)、dppf、KPO、ジオキサン、還流。
メタノール中のTMS−ジアゾメタンによるホノキオールの処理はモノ−及びジ−メチル化化合物I〜IIIを生じさせ、ウィルキンソン触媒によるホノキオールの水素化はジ−及びテトラヒドロホノキオールVI〜VIIIを生じさせる(Esumi,T.ら(2004),Bioorg.Med.Chern.Lett.14,2621−2625)。アミノ及びフルオロ類似体(IV及びV)は、スズキカップリング条件下でヨードアセトアニリドから調製できる。2−ヨードアセトアニリド(10)のブロム化、アリル化及びホウ素化により、ホウ素化中間体(13)を調製できる。他のブロモ中間体16は、4−ヨードアセトアニリド(14)のブロム化及びアリル化を経て調製できる。ホウ素化物(13)と臭素化物(16)のスズキ条件下での結合により、脱保護後に、化合物IVが得られる。ジアゾ化及びそれに続くSchiemann反応により、アミノ類似体IVをフルオロ類似体Vに変換できる(反応式2)。
反応式2
Figure 2008542192
試薬及び条件:
(a)TMS−ジアゾメタン、MeOH、
(b)ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、CHCl、EtN、
(c)Br、CS、0℃、
(d)Pd(PPh、aq.NaCO、tol、2−アリル4,4,5,5−テトラメチル−2,3,2−ジオキサボロラン、
(e)PdCl(dppf)、dppf、KOAc、ジオキサン、ビス(ピナコラート)ジボロン、80℃、
(f)PdCl(dppf)、dppf、KPO、ジオキサン、還流
(g)NaOH、HO、
(h)i)NaNO、ii)NaBF
ジメトキシホノキオール誘導体(III)は例えば、カリウムカルボン酸塩、ヨードメタンによるホノキオールの処理により調製することもできる(反応式2a)。あるいは、水素化されたホノキオール類似体は、ホウ化水素ナトリウム及び塩化ニッケル(II)によるホノキオールの水素化により調製でき、テトラヒドロホノキオールVI−VIIIが得られる。
反応式2a
Figure 2008542192
ビニル類似体IXの調製は、スズキカップリングとウィッティヒ反応の組み合わせに基づく。中間体アルデヒド(18)はライマー−ティーマン反応を介して4−ヨードフェノール(17)から調製でき、その一方で、3−ブロモ−4−ヒドロキシベンゼンアルデヒド(23)はブロム化及び還元を経てパラ−ヒドロキシベンゼンエステル(21)から調製できる。これら2つのアルデヒドのウィッティヒ反応により、対応するビニル置換されたベンゼン誘導体(19)及び(24)が得られる。化合物(19)からボロナート(20)が得られ、それを(24)と結合させ、化合物IXが得られる(反応式3)。
反応式3
Figure 2008542192
試薬及び条件:
(a)CHCl、aq.NaOH、70℃、
(b)PhPCH3Br、n−BuLi、THF、
(c)PdCl(dppf)、dppf、KOAc、ジオキサン、ビス(ピナコラート)ジボロン、80℃、
(d)DIBALH、−70℃、
(e)PdCl(dppf)、dppf、KPO、ジオキサン、還流。
アリル又はヒドロキシル基の変更位置を有するホノキオール類似体の合成の際、ボロナート(5)及びブロムフェノール(4)及び(9)を中間体として使用できる。適当なハロゲン化物又はボロナートを有するこれらの中間体の1つのスズキカップリングにより、化合物X〜XVIIが得られる。化合物X〜XII及びXIV〜XVは、適当なハロゲン化物を有するボロナート(5)のスズキカップリングにより調製できる。ハロゲン化物(25)(化合物Xの調製に必要)は2−ブロモ−6−ヨードフェノール(2)のアリル化を経て調製でき、その一方で、中間体(化合物XIのための5−アリル−2−ブロムフェノール(29))は3−ヨードフェノール26のブロム化及びアリル化を経て調製できる。ハロゲン化物5−アリル−3−ブロモフェノール(33)(化合物XIVの合成の中間体)の調製は、有機タリウム試薬を必要とする。3−ブロムフェノール(30)のタリウム化、及びそれに続くイオジドによる処理により、3−ブロモ−5−ヨードフェノール(32)が得られる。アリル化の後、アリル置換された中間体(33)を調製できる。化合物XIIの合成は、2−ヨードアセトアニリド(10)から開始して、スルホン化、ニトロ化及び還元を経て中間体36を得ることによりなされる。アニリン36をジアゾ化、それに続く酸及び塩基処理することにより、2−アミノ−3−ヨードフェノール(37)が得られる。化合物37のジアゾ化、Sandmeyer反応及びアリル化によりハロゲン化物(39)が得られる。ボロナート(5)とこれらのハロゲン化物(25、29、33、及び39)とのカップリング反応により、化合物(X〜XII及びXTV)が調製できる。化合物XVはボロナート(5)とハロゲン化物4のスズキカップリングにより合成できる(反応式4)。
反応式4
Figure 2008542192
試薬及び条件:
(a)PdCl(dppf)、dppf、KPO、(5)、ジオキサン、還流
(b)Pd(PPh、aq.NaCO、tol、2−アリル4,4,5,5−テトラメチル−2,3,2−ジオキサボロラン、
(c)Br、CS、0℃、
(d)Ti(OOCCF)、CFCOOH、
(e)KI、
(f)SO、HSO
(g)HNO、HSO
(h)Zn、HCl、
(i)i)NaNO、HSO、ii)HSO、H2O、還流、iii)NaOH、H2O、
(j)i)NaNO、HBr、ii)CuBr
あるいは、化合物X、XV及びXVIIはアリル化−クライゼン経路により合成できる。ビフェノール化合物を、最初にカリウムカルボン酸塩及びアリルブロマイドと、更にそれに続くBClと反応させ、ホノキオール様の化合物(例えばX、XV及びXVII)を調製できる。(反応式4a)。ジアリル出発原料(1等量)の無水ジクロロメタン中冷却溶液(氷浴中、0℃)(溶液の濃度:0.1mol/L)に、BCl溶液(ジクロロメタン中1M、1.5等量、アリル基ごとに0.75等量ずつ)を滴下して添加した。更に反応液を、TLCにおいて出発原料が消失する(15分後である場合、反応は不十分でなく、BClを更に1等量添加)まで0℃で撹拌する。水(ジクロロメタンと同体積)による加水分解の後、2層に分離させる。有機層を水で再び洗浄し、更に真空下で蒸発させ、MgSO下で乾燥させる。最後に残余物をカラムクロマトグラフィ精製し、ジヒドロキシ誘導体を得る。
反応式4a
Figure 2008542192
ブロマイド(9)はまた、若干のボロナートとの結合のための有用な中間体でもある。例えば、ボロナート(42)(アリル化及びホウ素化を経て4−ブロモ−3−ヨードフェノール(40)から調製される)とブロマイド9のスズキカップリングにより化合物XIIIを調製できる。同様に、ブロマイド(9)とボロナート(43)とのカップリングにより化合物XVIを調製できる。化合物XVIIは、4−アリル−2−ブロムフェノール(9)から、ホウ素化及びそれに続く2−アリル−6−ブロムフェノール(25)とのスズキカップリングを経て調製できる(反応式5)。
反応式5
Figure 2008542192
試薬及び条件:
(a)Pd(PPh、aq.NaCO、tol、2−アリル4,4,5,5−テトラメチル−2,3,2−ジオキサボロラン、
(b)PdCl(dppf)、dppf、KOAc、ジオキサン、ビス(ピナコラート)ジボロン、80℃
(c)PdCl(dppf)、dppf、KPO、(9)、ジオキサン、還流、
(d)PdCl(dppf)、dppf、KPO、(25)、ジオキサン、還流、
化合物XVIII及びXIXは、市販のビスフェノール(45)及びジヒドロキシナフタレン二硫酸塩(47)から合成できる。すなわち、ビスフェノール(45)はウィリアムソン反応及びクライゼン転位で化合物XVIIに変換できる。同様に、ジヒドロキシナフタレン二硫酸塩(47)の脱スルホン化、それに続くウィリアムソン反応及びクライゼン転位により化合物XIXを産生できる(反応式6)。
反応式6
Figure 2008542192
ジオキソラン化合物は、マグノロールの2,2’−ジメトキシプロパン及びp−トルエンスルホン酸との反応により、マグノロールから調製できる(反応式7)。この合成もまた、ホノキオール及びマグノロールの混合物を分離する方法を提供する。
反応式7
Figure 2008542192
以下の実施例は例示のみを目的とし、本発明の範囲を限定するものではない。
<実施例1>
MAPKKスクリーン
図12は、ドミナントネガティブMAPKK遺伝子又は内皮細胞の形態上の化学抑制剤PD98059によるMAPKKの抑制効果を示す。MS1は、SV40大きいT抗原だけを含んでなる内皮細胞を意味し、SVRは、ras癌遺伝子により形質転換したMS1細胞を意味し、SVR+ PD98059はPD98059(5μg/mL)で処置したSVR細胞を意味し、SVRA221aは、MAPKKのドミナントネガティブA221対立遺伝子を安定発現する細胞を意味する。SVRAnd SVRbag4細胞の形態は同一である。元の拡大倍率は×40である。この図はMAPキナーゼ抑制に対するSVR細胞の特徴的な反応を例示する。これはMAPキナーゼ阻害剤及び関連した阻害剤(また、知る、LaMontagneその他(2000) Am.J.Pathol.157(1937〜1945))を検出する視覚的なハイスループットアッセイにおいて使用できる
<実施例2>
ホノキオールの細胞内の効果
図13は、ホノキオール及びマグノロールのアポトーシスに対する効果を例示する。明カラムはマグノロールで処理したSVR細胞を意味し、暗カラムはホノキオールで処理したSVR細胞を意味する。コントロールレーンは、18及び48時間の処理と比較した、処理直後の細胞を意味する。この数字は、ホノキオールがマグノロールよりアポトーシスの誘導に効果的であることを示す。
図14は様々な細胞内タンパク質のリン酸化に対するホノキオールの効果を表す。Aは、ホノキオールがAKT、p44/42 MAPK及びSrcのリン酸化を阻害することを示す。SVR細胞を1時間、20(75μM)、30(112.5μM)、40(150μM)又は45μg/mL(169μM)のホノキオールでインキュベートした。またSVR細胞を、50μM LY294002(LY)又は50μM U0126(U0)でも2時間インキュベートした。細胞を溶解させ、特異的な抗体を使用しているウエスタンブロッティングによりリン酸化された(P−AKT、P−MAPK及びP−Src)又は非リン酸化AKT及びMAPKを分析した。Bは、ホノキオールは低濃度でAktのリン酸化を阻害するが、p44/42 MAPK又はSrcは阻害しないことを示す。SVR細胞を、2、6又は24時間、2.7(10μM)、6.7(25μM)又は13.3μg/mL(50μM)のホノキオールでインキュベートした。細胞を溶解し、Akt及びMAPKのリン酸化型(P−Akt、P−MAPK及びP−Src)又は非リン酸化型に特異的な抗体を使用するウエスタンブロッティングにより分析した。これらの機構の解析により、ホノキオールの主要な作用点が、ホスホイノシトール3キナーゼ活性化又は上流の現象のレベルにあることが示された。
図15は、内皮増殖のホノキオール抑制がTRAIL依存性であることを示す。10/wellの微小血管内皮細胞を、24時間24穴プレートで培養した。その翌日、細胞をPBSで洗浄し、TRAIL又はアイソタイプコントロール抗体(30μg/ウェル)の添加前に、30分間0、1、6、又は9μg/mLホノキオールにより新しいMEC培地0.5ml/ウェルで前処理した。細胞を、試薬添加後48時間インキュベートし、クールターカウンターにより計数した。緑の棒はホノキオールのみで処理した内皮細胞を意味し、濃青色の棒はホノキオール及びTRAIL抗体で処理した細胞を意味し、及び淡青色の棒はホノキオール及びアイソタイプコントロール抗体で処理した細胞を意味する。TRAIL抗体の有無における、ホノキオール処理した内皮細胞の相違は重要である(p<0.05)。これらの所見はホノキオールがTRAILシグナル伝達の活性化によるアポトーシスを刺激することを示し、ホノキオールが他の化学療法剤及び放射線療法と協同しうることを示唆する。
<実施例3>
多発性骨髄腫細胞上のホノキオールの効果
材料及び方法
細胞:
デキサメサゾン(Dex)感受性MM.1S(野生型p53)及びDex耐性MM.1R、RPMI8226−Dox40(ドキソルビシン抵抗性)及びRPMI8226−LR(メルファラン抵抗性)のヒト多発性骨髄腫(MM)細胞株を使用した。RPMI−8226及びU266細胞は、ATCCから入手した。SU−DHL−4細胞も利用した。新しい末しょう血液単核細胞(PBMNCs)は、インフォームドコンセントの後、健常者から入手した。PBMNCは、フィコール−Hipaque密度遠心沈降によりヘパリン化末梢血から分離した。BM標本はインフォームドコンセントを得た後にMM患者から入手し、単核細胞はフィコール−Hipaque密度遠心沈降により分離した。細胞を、10%のウシ胎児血清を含んでなるRPMI1640中で、37℃で培養した(FBS;Sigma,St Louis,MO)、2μM L−グルタミン、100U/mLペニシリン及び100μg/mLストレプトマイシン(ギブコ、グランドアイランド、NY)。
BM標本中のMNCsを、長期の骨髄間質細胞(BMSC)の確立にも用いた(例えばUchiyamaら、Blood.1993;82:3712−3720、Hideshimaら、Oncogene.2001;20:4519−4527を参照)。試薬:ホノキオール(HNK;Calbiochem、サンディエゴ、CA)をエタノールに溶解し、20mg/mLの原液とした。組換えヒトインターロイキン6(IL−6)血管内皮増殖因子(VEGF)及びインスリン様増殖因子−1(IGF−1)(R&D Systems、ミネアポリス、MN)を、0.1%のFBS(IL−6及びVEGF)を含む滅菌済PBS、及び0.1%のFBS(IGF−1)を含んでなる10mMの酢酸により再構成した。Pan−カスパーゼ阻害剤のz−VAD−fmk(Bachem、Bubendorf、スイス)をメタノールに溶解した。これらの試薬を−20℃保存し、使用直前に培地で希釈した。ドキソルビシン(Sigma社、St Louis,MO)を3.45mMの濃度で無菌水に溶解した。As(PBS中5mM)はCell Therapeutics社(シアトル(WA))から入手した。ボルテゾミブ(Millennium Pharmaceuticals社、ケンブリッジ、MA)を1mMの濃度でDMSOに溶解し、−20℃保存した。
細胞増殖及びDNA合成アッセイ:
薬活性を評価するために比色アッセイを実施した。MM細胞株及びBMSCsは、100μlの培地で48時間96穴培養組織プレートで、HNKの所定の濃度で処理し、4時間各ウェルに、2−(2−メトキシ−4−ニトロフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニール)−2H−テトラゾリウム(WST−8, Cell Counting Kit−8,Dojindo,Kumamoto,Japan)10μLを添加した。WST−8は、生細胞中に豊富に存在する電子伝達体1−メトキシ−5−メチルフェナジニウム硫酸メチルの存在下、生体内還元によりWST−8−ホルマザンに変わる。450nmの波長の吸光度を分光光度計(Molecular Devices社、サニーヴェール、CA)で測定した。
DNA合成を前述のように測定した(例えばHideshimaら、Blood.2000;96:2943−2950)。96穴培養組織プレートの細胞に、培養組織の最後の8時間、[H]−チミジン(パーキンエルマー、ボストン、MA)を0.5μCi/ウェルで添加し、自動セルハーベスタ(Cambridge Technology,Cambridge,MA)でガラスフィルタ上へ回収し、LKB Betaplateシンチレーションカウンタ(Wallac、Gaithersburg、MD)を使用して計数した。全ての実験を3回実施した。
患者のMM細胞に対するHNKで誘導される細胞毒性の評価:
新しいMM細胞に対するHNKの細胞毒性を解析した(Mitsiadesら、Cancer Cell.2004;5:221−230を参照)。MM患者に由来する骨髄サンプルから分離した新しいMNCsを氷上で30分間PEコンジュゲートした抗CD138抗体及び/又はFITCコンジュゲートした抗CD38抗体(BD Biosciences、サンディエゴ、CA)でインキュベートし、洗浄し、EPICS XLフローサイトメータ分析(Beckman Coulter、Hialeah、FL)を使用して解析した。MM細胞を富化したCD38hlghフラクションを、各場合において横及び前方の散乱パネルにおいて測定した。ゲートで制御された細胞上のCD138の発現も解析した。48時間のHNK処理の後、細胞を回収し、HNK処理の有無にかかわらず、CD38hlgh細胞のパーセンテージを解析した。
細胞周期の解析:
HNKにより培養されるMM細胞を回収し、70%のエタノールで固定し、RNAse(Sigma,St Louis,MO)250μg/mLで前処理した。細胞をプロピジウムイオジド(PI;50μg/mL;Sigma,St Louis,MO)で着色し、細胞周期プロフィールをEPICS XLフローサイトメータ(Beckman Coulter,Hialeah,FL)のプロgMソフトウェアを用いて解析した。
アポトーシス及びカスパーゼ−3活性の検出:
TdTで媒介されたd−UTPのニック末端標識(TUNEL)アッセイ(MBL、名古屋、日本)及びAPO2.7染色(Immunotech,Marseille,France)を用い、アポトーシスを解析した。手短には、各細胞を4%のパラホルムアルデヒド及び70%のエタノールで浸透させ固定し、37℃で1時間FITC−dUTPの混合物及びTdTでインキュベートし、TUNELアッセイを行った。アポトーシス細胞上のミトコンドリア膜タンパク質7A6発現の検出のために、細胞を20分間のAPO2.7試薬でインキュベートした。TUNEL及びAPO2.7染色の蛍光強度を、EPICS XLフローサイトメータで解析した。細胞毒性をトリパンブルー除外アッセイにより測定した。カスパーゼ3の活性化を評価するために、FITCコンジュゲートした単クローン性の活性カスパーゼ3抗体アポトーシスキットI(BD Biosciences、サンディエゴ、CA)を使用してフローサイトメトリー解析を実施した。
ウエスタンブロッティング:
示された条件下で培養したMM細胞を回収し、氷冷PBSで二度洗浄し、溶解緩衝液中(全細胞可溶化物のイムノブロット用:50mM トリス−HCl(pH7.4)、150mM NaCl、1% NP−40、5mM EDTA、5mM NaF、2mM Na、1mM PMSF、5μg/mL ロイペプチン及び5μg/mL アプロチニン)に分散させた。HNK処理した細胞1×10から調製した細胞小器官タンパク質を、Nuclear/Cytosol分画キット(BioVision,Mountain View,CA)を使用して抽出した。細胞可溶化物又は分画されたタンパク質をSDS−PAGEに供し、ニトロセルロース膜へ移し、以下抗体によりイムノブロッティングを行った:抗カスパーゼ3、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、Bad、リン酸化(p)−Bad(Serl12)、Bax、Bak、XIAP、AIF、p−Akt、Akt、p38MAPK、p−p38MAPK、熱ショックタンパク質(Hsp)27及びp−Hsp27(Cell Signaling,Beverly,MA,USA)、抗ERK2、p−ERK、STAT3、p−STAT3、BCL−2、McI−I、gp80及びHsp70(Santa Cruz Biotechnology,Santa Cruz,CA)、抗Bid(Biosource International,Camarillo,CA)、抗EndoG(Axxora、サンディエゴ、CA)、及び抗gp130(Upstate Biotechnology,Lake Placid,NY)。抗−α−チューブリンAb(Sigma社、St Louis,MO)によるイムノブロットにより、等量のタンパク質のローディングを確認した。
ボルテゾミブとの組合せ:
MM.1S細胞を48時間HNK及びボルテゾミブにより培養した。アポトーシスの細胞増殖及び誘導を、48時間の処理後、比色アッセイ及びAPO2.7のフローサイトメトリ検出の両方により測定した。
IL−6、IGF−1及びBMSCsのHNKに対する効果による、増殖阻害の誘導
IL−6又はIGF−1の有無において、MM.1S細胞をHNKで48時間インキュベートした。更にMM細胞の激増を[H]−チミジン取り込みにより解析した。BMSCsへのMM細胞の接着による増殖促進を評価するために、HNKの有無において、MM.1S細胞を48時間BMSCコーティングされた96穴プレートで培養した。DNA合成を[3H]−チミジン取り込みで測定した。IL−6により誘導される増殖シグナル伝達又はHNK−処理した細胞のIGF−1の調節を解明するために、MM.1S細胞を3及び6時間、10μg/mLのHNKを有する2.5%FCS含有培地で培養し、更に10及び20分間のIL−6(10ng/mL)又はIGF−1(25ng/mL)の刺激を行った。ウエスタンブロッティングで記載した要領で、細胞可溶化物を調製した。
血管新生アッセイ:
HNKの抗血管新生効果を、In Vitro Angiogenesis Assay Kit(Chemicon,Temecula,CA)を使用して解析した。ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)を、HNKの有無において、37℃で重合するマトリックスゲル上で培養した。6時間後、内皮細胞による管形成を評価した。HUVECに対するHNKの直接的な毒性を比色アッセイにより測定した。
結果
HNKはMM細胞株の増殖を阻害する。
HNKの治療有効性を確認するために、MM細胞株及び通常のPBMNCsを48時間、HNKを有する所定の濃度で培養し、増殖を比色アッセイにより測定した。8〜10μg/mL、48時間における50%抑制(IC50)の結果、HNKは薬感受性RPMI8226、U266及びMM.1S細胞の増殖を阻害した。HNKはまた、親の薬感受性細胞株と類似のIC50値で、薬剤抵抗性RPMI8226−Dox40、RPMI8226−LR及びMM.IR細胞の増殖を阻害した(図6A及びB)。最高20μg/mLのHNKまで、48時間(図6C)で、通常のPBMNCsの生存率を阻害しなかった。図6A及びBは、HNKによる48時間培養後の、MM細胞株の増殖阻害を、比色アッセイにより解析した結果を示す。データは3つの独立した実験の平均値±SD(標準偏差)を表す。図6Cは、48時間培養後の、3つの健康者に由来するPBMNCsの比色アッセイにより評価した生存率を示す。データは、3回の培養組織の平均±SDを意味する。
HNKは、患者のMM細胞に対する毒性を有する。
6人の再発性・不応性MM患者から単離した腫瘍細胞に対するHNKの細胞毒性を評価した。CD38hlgh腫瘍細胞のパーセンテージを、フローサイトメトリにより測定し、コントロール培養組織(図6D)と比較した結果、CD38hlgh細胞のパーセンテージは、48時間、8μg/mLのHNKによる処理により、26.2±15.8%減少した。図6Dは、48時間(N=6、数値は平均値±SDを意味する)のHNKの有無にかかわらず、培養後、CD38hlgh細胞のパーセンテージ比較により測定された、患者のMM細胞に対するHNKの細胞毒性を例示する。
HNKは、直接MM細胞株の増殖を阻害する。
MM細胞株(メルファラン(メル)−、ドキソルビシン(Dox)−及びDex耐性細胞株が含まれる)の増殖阻害を、<10μg/mLのIC50で観察した。更に、再発性/不応性MM患者からのMM細胞は、HNK治療によりも著しく減少していた。通常のPBMNCsのHNKのIC50は40〜80μg/mL(MM細胞株及び患者のMM細胞のIC50より顕著に高い)であった。これらのデータはHNKが効果的にMM細胞株(薬剤抵抗性細胞株及び患者のMM細胞が含まれる)の細胞毒性を誘導し、通常のPBMNCsに対する毒性を有さないことを示す。
HNKは、MM細胞株のアポトーシスを誘導する。
MM細胞株に対するHNKの細胞毒性を、24時間、10μg/mLのHNKと共に培養したMM.1S及びRPMI8226細胞の細胞周期を評価することにより解析した。HNK処理は、顕著にsub−Go/Gi細胞を増加させた。更に、48時間10μg/mLのHNKによるMM.1S及びRPMI8226細胞それぞれの処理により、38.2%及び41.5%のTUNEL陽性細胞が誘導された(図7A)。24時間、10μg/mLのHNKによるそれぞれMM.1S及びRPMI8226細胞の処理により、21.7±3.4%及び32.9±0.6%のAPO2.7陽性細胞を誘発したが、48時間、15μg/mLのHNK処理によっても、通常のPBMNCs(n=3)のAPO2.7陽性細胞は誘導されなかった。(図7D)
HNKはカスパーゼ依存性の、及び独立したアポトーシスを誘導する。
HNKにより誘導されるアポトーシスの経路を解析した。MM.1S細胞を12及び24時間10μg/mLのHNKで処理した。カスパーゼ6、7、8、9及びPARPのタンパク質発現を更にWBにより解析し、活性カスパーゼ3を、フローサイトメトリアッセイで測定した。
図7は、MM細胞におけるホノキオールで誘導された(HNK)アポトーシスを表す。Aは、48時間8μg/mL HNKで処理したMM.1S及びRPMI8226細胞を示す。TUNELアッセイを使用してアポトーシスを評価した。Bでは、1.5時間z−VAD−fmk(25μM)によるプレインキュベーションの有無における、カスパーゼ及びPARPの裂開を、12及び24時間10μg/mLのHNK処理後の、MM.1S全細胞可溶化物のウエスタンブロッティングにより測定した結果をしめす。Cは、25μM z−VAD−fmkによる1.5時間の前処理の有無による、HNK又はAsで処理したMM.1S細胞を示す。カスパーゼ3の活性化をフローサイトメトリにより測定した。7Dでは、1.5時間25μM z−VAD−fmkによる前処理の有無において、MM細胞を24時間HNK又はAsで処理し、APO2.7の発現をフローサイトメトリで測定した結果を示す。数値は3回の培養組織における平均±SDを表す。Eは、トリパンブルー除外染色により解析した細胞毒性を示す。値は、3つの独立した実験における平均±SDを表す。Fでは、MM.1S細胞を、HNK(0、4、8及び12時間、10μg/mL)で処理した。全細胞可溶化物を、Bcl−2ファミリータンパク質の発現を評価するため、ウエスタンブロッティングに供した。Gは、z−VAD−fmkによる治療前の有無における、HNK(24時間、10μg/mL)で処理したMM.1S細胞を示す。サイトソルフラクションのタンパク質を、AIF及びEndoGのイムノブロットに供した。
カスパーゼ7、8、9及びPARPの裂開は、HNK(図7B)で誘導される。HNK又はAsにより誘導されるカスパーゼ3の活性化は、MM.1S細胞(図7C)の25μMのz−VAD−fmkによる前処理により、完全にブロックされた。しかしながら、z−VAD−fmkによるAsで誘導されるアポトーシスの完了するブロックとは対照的に、z−VAD−fmkによるHNKで誘導されるアポトーシスの抑制は一部分に限られた(PARP裂開及びAPO2.7アッセイ(図7B及びD)により明示される)。100μMのz−VAD−fmkによる前処理は完全にカスパーゼ7のHNKで誘導される裂開を阻害したが、HNKで誘導されるアポトーシスはまだ観察された(図7D)。更に、MM.1S細胞に対する細胞毒性は、z−VAD−fmk前処理により著しく還元しなかった。トリパンブルー除外による増殖不能細胞のパーセンテージは、コントロール培養組織(24時間、10μg/mL、HNKで処理し、1.5時間25μM、z−VAD−fmkで培養し、更に24時間、10μg/mL HNKでインキュベート)ではそれぞれ5.9±2.4%、30.7±5.5%及び27.6±6.4%であった(図7E)。BCL−2ファミリータンパク質のうち、McI−Iは切断され、XIAPは刺激に対する反応が抑制され、悪い状態は顕著に上方制御され、更にBid、p−Bad、Bak、Bax、Bcl−2及びBcl−xLはHNK治療の後、不変だった(図7F)。HNKはまた、サイトソル(図7G)へのミトコンドリアプロアポトーシスタンパク質AIFの放出を誘導した。最後に、HNKはまたSU−DHL−4細胞のアポトーシスを誘発し、それはカスパーゼ3の付随する活性化を伴わず、ドキソルビシン及びAsで誘導されるアポトーシス(図19)に抵抗性であった。
図16は、ホノキオールがカスパーゼ8/カスパーゼ9/PARP媒介されたアポトーシスによる多発性骨髄腫細胞(MM)のアポトーシスを誘導する更なるデータを提供するものである。左上のパネルは、ホノキオール(HNK)がアポトーシスのsubGlフラクションをコントロール水準よりも増加(RPMI8226の1.2%→41.5%、MM.1Sの2.9%→38.2%、TUNELアッセイにおいて)させることを示す。右パネルはウエスタン分析を表し、ホノキオールがカスパーゼ8/カスパーゼ9/PARPの活性化によるアポトーシスを誘導することを示す。
MM細胞株のHNKで誘導されるアポトーシスは、カスパーゼ3、7、8及び9の顕著な活性化を伴った。z−VAD−fmkによる前処理がほぼ完全にカスパーゼ3のHNKで誘導される活性化を阻害したにもかかわらず、HNKで誘導される細胞毒性及びアポトーシスの抑制は一部分に留まった。対照的に、z−VAD−fmkによる前処理は、完全に、Asにより誘導したMM.1S細胞のカスパーゼ3の活性化及びアポトーシスの両方を阻害した。HNKはまた、カスパーゼ3欠損MCF−7細胞のアポトーシスを誘発した。カスパーゼ7(MCF−7細胞の細胞死関連カスパーゼ)(Janicke RUら、J Biol Chem.1998;273:9357−9360、Fattmanら、Oncogene.2001;20:2918−2926、Mc Gee MMら、FEBS Lett.2002;515:66−70)は、HNK処理したMM.1S細胞においても切断された。これらの結果は、HNKが両方のカスパーゼ3依存性及び非依存性のアポトーシスを誘導することを示す。
Bad(プロアポトーシスのBcl−2ファミリータンパク質)はBaxのBcl−2及びBcl−xLへの結合を妨害し、それによりアポトーシスを促進する(Zhaその他、Cell.1996;87:619−628)。一方では、リン酸化BadはBcl−2及びBcl−xLまでBadの結合を防止し、それによりアポトーシスの誘導を阻害する、(Zhaら、J Biol Chem.1997;272:24101−24104、Yanら、J Biol Chem.2003;278:45358−45367)。この試験では、HNKは著しく適度のリン酸化によりBad発現を強化したが、Bcl−2、Bcl−xL、Bax及びBidを著しく変化させなかった。XIAPの発現が減少し。McI−IはHNKで誘導されるアポトーシスの間切断された。XIAPはそのカスパーゼ阻害機序に関してよく研究されたIAPファミリーである(Chawla−Sarkarら、Cell Death Differ.2004;11:915−923)。XIAPは核因子(NF)−κBにより負に制御され、IκBα及びp65 NF−κBのリン酸化はHNKによりMM.1S細胞において調節されなかった。McI−IはBcl−2ファミリーの抗アポトーシスのメンバーであり、カスパーゼによるMcI−Iの裂開により、残った完全McI−Iの機能に反対に作用する切断されたMcI−1が産生される(Herrantら、Oncogene.2004;23:7863−7873)。総合すると、これらの結果は、ミトコンドリアアポトーシス経路の活性化をもたらす強化されたBad発現のため、HNKがカスパーゼ8活性化により外部経路及び固有の経路を介してアポトーシスを誘導することを示唆する。そのうえ、薬剤誘導性のXIAPの負の調節は、エフェクターカスパーゼの抑制を防止、逆にいえば、カスパーゼの活性化は切断されたMc1−1により更に強化される。
他の難病と同様に、MMの治療に用いる大部分の薬はカスパーゼ及びアポトーシスの活性化による腫瘍細胞死を誘導する。しかしながら、最近の検討は、活性化が死刺激によりアポトーシスを誘発して唯一の経路でないそのカスパーゼを示唆する(Jaattelaら、Nat Immunol.2003;4:416−423、Abrahamら、Trends Cell Biol.2004;14:184−193、Lockshinら、Oncogene.2004;23:2766−2773)。カスパーゼから独立したアポトーシスは、以下の臨床的に利用できる薬により、インビトロで誘発できる。シトシンアラビノシド又はパクリタキセルで処理した急性骨髄性白血病細胞((Carterら、Blood.2003;102:4179−4186)、リツキシマブ及びアルメツズマブで処理したBリンパ球系の細胞株及び慢性リンパ球性白血病細胞(Stanglmaierら、Ann Hematol.2004)イマチニブメシル酸塩で処理したBCR−ABL陽性のヒト白血病細胞(Okadaら、Blood.2004;103:2299−2307)、並びにタキソールで処理した卵巣悪性腫瘍細胞株(Ahnら、J Cell Biochem.2004;91:1043−1052)。MMでは、Asにより誘発されるヒ素RPMI8226細胞及び患者のMM細胞のアポトーシスは、カスパーゼから独立している(McCafferty−Gradら、Mol Cancer Ther.2003;2:1155−1164)。HNKはまた、アポトーシスSU−DHL4細胞を誘導し、それはカスパーゼ−8及び3−の低濃度を表し、NKで誘導されるカスパーゼ−独立アポトーシスの経路を更に解析した。幾つかの分子はカスパーゼから独立したAIF/エンドーG経路を誘導する(Ahnら、J Cell Biochem.2004;91:1043−1052、Penningerら、Nat Cell Biol.2003;5:97−99、Jozaら、Nature.2001;410:549−554、Daugasら、Faseb J.2000;14:729−739、Cregan ら、Oncogene.2004;23:2785−2796、Candeら、Cell Death Differ.2004;11:591−595)。この経路では、死刺激はミトコンドリアからサイトソル及び核までAIF及び/又はエンドーGの発散を誘導し、それに続く染色質凝縮及び細胞死をもたらす。HNKで誘導されるアポトーシスの間、Endo GでなくAIFは、ミトコンドリアからサイトソルにおいて顕著に遊離していた。AIF/EndoG経路を介して誘発されるアポトーシスがAIFの発散を示すことによりカスパーゼに依存し、ミトコンドリアからのEndoGがz−VAD−frnkによりブロックされるという報告は存在しない(Candeら、Cell Death Differ.2004;11:591−595、Arnoultら、Embo J.2003;22:4385−4399)。AIFタンパク質の放出はカスパーゼとは独立していた。なぜなら、AIFに対するHNK効果がz−VAD−fmkによりブロックされなかったからである。結局セリンプロテアーゼインヒビター4−(2−アミノエチル)ベンゼンスルホニルフッ化物(AEBSF)による前処理がHNKで誘導されるアポトーシスを阻害しなかったため、セリンプロテアーゼ活性により誘導されるカスパーゼ依存性及び非依存性の細胞死経路はHNKで誘導されるアポトーシスを媒介するとは考えられない(Okadaら、Blood.2004;103:2299−2307、de Bruinら、Cell Death Differ.2003;10:1204−1212、Liuら、FEBS Lett.2004;569:49−53)。
これらの結果は、HNKが両方のカスパーゼ依存性及び非依存性の経路を介してMM細胞のアポトーシスを誘導することを示す。HNKはSU−DHL4細胞のアポトーシスを誘導し、それはカスパーゼ−8及び3の低濃度を表し、ドキソルビシン、As、メルファラン、デキサメサゾン、ボルテゾミブ及びレブリミドに抵抗性である(Chauhanら、Cancer Res.2003;63:6174−6177)。したがって、カスパーゼ依存的及びカスパーゼ非依存的な経路の両方を経てMM細胞を殺すHNKのような薬剤は、特に薬剤耐性の克服に有用でありうる。
HNK及びボルテゾミブの組み合わせにより、MM.1S細胞増殖抑制が強化される。
HNK及びボルテゾミブによるMM.1S細胞の複合処理により、各薬剤のみと比較して、細胞毒性及びアポトーシス誘導を強化した(図8A及びB)。図8Aでは、MM.1S細胞を48時間HNK及びボルテゾミブで処理しし、細胞増殖を比色アッセイにより測定した。値は3回の培養組織における平均±SDを表す。図8Bでは、HNK及びボルテゾミブで処理したMM.1S細胞のアポトーシス誘導を、APO2.7により測定した結果をしめす。Valuesが2つの独立の培養組織における平均±SDを意味する。HNK及びボルテゾミブの組み合わせによる強化された細胞毒性機構を説明するため、MM.1S細胞を8時間HNK単独で、及びボルテゾミブと共に処理した。
ボルテゾミブで誘導されるHsp27、p−Hsp27及びHsp70の増加機構は、HNKにより著しくブロックされた(図8C)。図8Cでは、MM.1S細胞は8時間HNK及びボルテゾミブで処理した結果を示す。全細胞可溶化物を、p38MAPK、Hsp27及びHsp70のリン酸化及びタンパク質発現を評価するためにウエスタンブロッティングに供した。
いずれの薬のみと比較しても、ボルテゾミブとHNKの組合せは、アポトーシスの細胞毒性及び誘導を強化した。Hsp27及びHsp70は、MM細胞においてボルテゾミブ処理後に上方制御される(Mitsiadesら、Proc Natl Acad Sci USA.2002;99:14374−14379、Hideshimaら、Blood.2003;101:1530−1534)。Hspsはアポトーシスシグナリングを幾つかのレベルで阻害するため(Creaghら、Leukemia.2000;14:1161−1173、Jollyら、J Natl Cancer Inst.2000;92:1564−1572、Xanthoudakisら、Nat Cell Biol.2000;2:E163−165.)、PS−341−処理したMM細胞のこの上方制御は、ボルテゾミブで誘導されるアポトーシスに耐性を誘導する。HNKは著しくHsp27及びHsp70のボルテゾミブで誘導される発現の刺激に対する反応を抑制し、それにより、ボルテゾミブの細胞毒性を強化した。
外因性IL−6、IGF−1及びBMSCsと培養したMM細胞におけるHNKの効果。
外因性IL−6及びIGF−1の存在下で、MM細胞に対するHNKの効果を、BMSCsと同様に評価した。IL−6もIGF−1も、HNKで誘導される増殖阻害を防護しなかった(図9A及びB)。図9は、HNKがIL−6、IGF−1及び患者BMSCsへの付着の防護効果を克服できることを示す。MM.1S細胞は、2人のMM患者(C及びDに示される)に由来するIL−6(Aに示す)、IGF(Bに示す)又はBMSCsの有無において、HNKの所定濃度により48時間処理した。DNA合成は、48時間の培養の最後の8時間、[3H]−チミジン取り込みをにより測定した。値は、3回の培養における平均±SDを表す。2人のMM患者に由来するBMSCsへのMM細胞の結合によりDNA合成が活性化し、それはHNK(図9C及びD)により阻害された。重要なことに、HNKは、同様の濃度でBMSCsの生存率(比色アッセイにより測定)に影響を及ぼさなかった。
更に増殖シグナル伝達へのHNKの効果を詳細に解析するために、MM.1S細胞を2.5%のFCSで3及び6時間、10μg/mLのHNKによる前処理に続いて、IL−6(10ng/mL)又はIGF−1(25ng/mL)により10及び20分間刺激した。HNKは著しくSTAT−3のリン酸化を減少させ、ERK及びAktがIL−6で(IGF−1により誘発されるERK及びAktと同様に)誘導される(図10A及びB)。図10Aは、2.5%FCS含有培地でHNK(10μg/mL)により3及び6時間前処理されたMM.1S細胞を示す。細胞を更に10及び20分間IL−6(10ng/mL)により刺激した。全細胞可溶化物は、リン酸化及びSTAT3、ERKl/2及びAktのタンパク質発現を評価するウエスタンブロッティングに供した。図10Bでは、MM.1S細胞を、3及び6時間、2.5%FCS含有培地で、HNK(10μg/mL)により前処理し、更に10及び20分間IGF−1(25ng/mL)により刺激した。全細胞可溶化物は、リン酸化及びERK1/2及びAktのタンパク質発現のためのウエスタンブロッティングに供した。gp130及びgp80の負の制御は、HNK処理の後にも観察された(図10C)。図10Cは、3及び6時間、2.5%FCS含有培地で、HNK(10μg/mL)により前処理されたMM.1S細胞を示す。全細胞可溶化物は、カスパーゼの裂開及びgp80及びgp130の発現を測定するために、ウエスタンブロッティングに供した。
BMの微細環境はMM細胞の薬剤耐性を与えるため(Damianoら、Blood.1999;93:00:001658−1667)BM微細環境を模倣した。外因性IL−6、IGF−1及びBMSCsとMM細胞との共培養における、HNKの細胞毒性上の効果を解析した。BMSCs、IL−6又はIGF−1への付着は、HNKで誘導されるMM細胞死を防護しなかった。HNKはIL−6により誘導されるシグナル伝達経路の調節を活性化させ、IGF−1も更に解析した。STAT−3、ERK及びAktのシグナル伝達(IL−6により誘発される)、並びにERK及びAktのシグナル伝達(IGF−1により活性化される)は、HNKによりブロックされた。MM細胞におけるボルテゾミブ処理したアポトーシスの間の、活性カスパーゼによるIL−6受容体gpl30の細胞質の領域の負の制御が報告されている(Hideshimaら、Oncogene.2003;22:8386−8393)。gp80と同様にgp130の負の制御はHNK処理した細胞においても観察され、それによりIL−6で誘導されるシグナル伝達が阻害される。
HNKは、HUVECの血管新生を阻害する。
HUVECを6時間8μg/mLのHNKで培養し、内皮細胞による管形成を解析した。HNKは著しく管形成(図11A及びB)を阻害したが、その濃度はHUVEC細胞の生存率に影響を及ぼさなかった。図11はHNKによるHUVECの血管新生の抑制を表す。HUVECを、6時間8μg/mLのHNKあり(Bで示す)、又はなし(Aで示す)による培養において、管形成を解析した。最初の倍率を×40とした。
図17Aはまた、HUVECsにおいて、VEGFで誘導されるKDR自己リン酸化に対するホノキオールの効果を示す。HUVECsを、60分間担体又はホノキオール(5及び10μg/mL)でプレインキュベートし、更に5分間20ng/mLのVEGFにより刺激した。可溶化液を抗ホスホチロシン(pTyr)抗体により免疫沈降(IP)させ、更に抗KDR抗体(トップパネル)によるイムノブロット(IB)を行った。底部パネルは、ベース(無処置の細胞の比率を1に設定)に対する倍数変化の平均値のデータを表す。値は、平均±SE(3回の独立した実験による)である。
*p<0.05 VEGFのみに対する、阻害剤がある場合の、VEGFによるリン酸化の増加。
図17Bでは、VEGFで誘導されるRac活性化上のホノキオールの効果を解析した。HUVECsを、60分間担体又はホノキオール(10μg/mL)でプレインキュベートし、更に3分間20ng/mLのVEGFにより刺激した。Rac活性は、p21活性化キナーゼ1タンパク質の結合ドメインによるアフィニティ沈殿で測定した。
上部(GTP結合Racの代表的なイムノブロット)。
底部(デンシトメーター分析(±SEを表す)、3回のイムノブロット実験、コントロールに対する倍数として表す)。
*,VEGFのみとの比較、p<0.01。
このデータは、ホノキオールがその抗腫瘍活性に加えて血管新生の直接の阻害剤として作用することを示す。
HNK(VEGFで誘導されるVEGF受容体2自己リン酸化のブロッキング及びHUVECの増殖阻害により明示される)の抗血管新生活性は報告されている(Baiら、J Biol Chem.2003;278:35501−35507)。この実験ではまた、HNKの毒性投与量以下でHUVECの管形成の抑制が誘導されることが明らかになり、HNKがBM微細環境で脈管形成を阻害することを示唆した。
<実施例4>
ホノキオールのインビボ効果
図18は、ヌードマウスのSVR血管肉腫のインビボ増殖に対するホノキオールの効果を例示する。このデータは、ホノキオールがインビボ腫瘍に対して効果的で、宿主動物に対する非毒性であることを示す。
<実施例5>
AMPK、PLD及びNFKBが含まれる生物学的標的に対するホノキオール類似体候補の機能解析
細胞増殖アッセイ
SVR(形質転換内皮細胞株)増殖アッセイが、血管新生を阻害する及び抗腫瘍活性の直接の計測として使用できる。このアッセイは、SVR細胞、対、不死化内皮細胞株の(MS1)増殖における化合物の効果を比較する、ハイスループットスクリーンとして役立つ。このアッセイで10μMのIC50を有する化合物は、活性であるとみなすことができる。以前ホノキオールで示されたように、この最初のアッセイで活性を示す化合物を優先的に用いて、初期ヒト内皮細胞及び繊維芽細胞を使用した、内皮細胞増殖、対、繊維芽細胞増殖を阻害するそれらの能力を試験できる。SVR細胞を24穴プレートに播いた。次の日、培地を阻害剤又は担体コントロールを中程度に含む培地と交換した。細胞を72時間、37℃でインキュベートし(Arbiser,J.L.,ら、1999 J.Am.Acad.Dermatol.40,925−929、LaMontagne,K.R.,ら、2000 Am.J.Pathol.157,1937−1945)、菌体数をコールターカウンターを使用して3回測定した(Hialeah、FL)。不死化及びK−Ras形質転換ラット上皮細胞(RIEpZip及びRIEpZipK−Rasl2V)、並びに繊維芽細胞(NIH3T3 pZip及びNIH3T3 pZipK−Rasl2V)を、5%のウシ胎仔血清(RIE)又は10%のウシ血清(NIH3T3)を添加したダルベッコ改良イーグル培地で37℃で(10%のCO)培養した(Oldham,S.M.,ら、1996 Proc.Natl.Acad.Set U.S.A.93,6924−6928、Pruitt,K.,ら、2000 J.Biol.Chern.275,40916−40924)。6−ウェルプレートに細胞を10/wellで播いた。ベクター及びRasで形質添加したNIH3T3及びRIE細胞を、担体(MeSOの20μl)、又はホノキオール(2mg/mLのMeSOストックから)(5、10、20、及び40μg/mL)で処理し、24時間後に形態変化を観察した。
AMPK活性化の刺激
ホノキオールはAMPK(図20)を活性化させることができ、それはp53依存性及び独立の経路による腫瘍細胞の増殖を抑制することを示した(Jones、R.G.ら、(2005)Molecular Cell 18、283−293、Bharti、A.C.ら、(2004)Blood 103、3175−3184、Arbiser、J.Lら、(1998) Mol.Med.4(376−383)、Woods,A.ら、(2003)Current Biology 13、2004〜2008、Shaw,R.J.ら、(2004)PNAS 101、3329−3335、Buzzai,M.ら、(2005)Oncogene 24、4165−4173)。図20に示すように、PC3細胞は通常酸素条件及び低酸素症条件下でホノキオール処理した。一番上のブロットは、ホノキオールによるAMPキナーゼのン酸化(活性化)の増加を示す。底部のブロットは、全AMPキナーゼタンパク質(ローディングコントロール)を示す。図20bに示すように、ホノキオールは投与量依存的に前立腺癌細胞のHIF−1aを活性化させた。PC3細胞は、酸素正常状態(左)又は低酸素(右)にてホノキオールで処理した。いずれの場合においてもHIF−1a誘導は投与量依存的であり、低酸素の場合は最少の添加物でなされた。
化合物はp53欠損PC3ヒト前立腺癌細胞株においても試験でき、処理により図20のようなAMPKの活性化をもたらすか否かを解析できる。PC3細胞を24時間化合物又は担体で処理し、タンパク質を回収し、AMPK(AMPK活性化の標識)のαサブユニットのリン酸化をウエスタンブロット分析した。更に、AMPK、アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)の基質のリン酸化をウエスタンブロットにより解析できる。化合物によりAMPK及びACCのリン酸化が生じる場合、直接AMPK活性を刺激する化合物の能力は、酵素AMPKに化合物を添加することにより評価できる(Winder及びHardie((1996)American Journal of Physiology−Endocrinology and Metabolism 33,E299−E304)。更に、ドミナントネガティブAMPK細胞をホノキオール及びホノキオール類似体の、これらの細胞の激増を阻害する能力を試験するために使用できる(Jones、R.G.ら、(2005)Molecular Cell 18、283−293)。ホノキオールは直接にインヴィトロで心臓AMPKKを活性化しない。ホノキオールはインシュリンによりグルコース取り込みを強化し、ラット乳頭筋におけるアディポネクチンと同様である。
ホスホリパーゼD活性の抑制
ホノキオール類似体は、PLD活性の抑制による腫瘍及び内皮細胞アポトーシスを刺激できる。予備データは、SVR細胞が、特に無血清条件の下で、PLDの高度を発現し、及びそれがPLD活性の優れたアッセイ方法であることを示す。(図21、22)図21は、ホノキオールが野生型チュベリンの効果をミミックできることを示す。チュベリンによる治療により、回数及び投与量依存的な(aktの負の制御と同様に)のS6キナーゼリン酸化の負の制御が生じる。このように、ホノキオールは野生型チュベリンの作用のいくつかを模倣する。図22は、0.5%及び10%のホノキオールがSVR細胞における血清中のホスホリパーゼDの活性を阻害することを示す。
細胞をホノキオール類似体で24時間し、脂質はフォスターらの方法((2001) Biochemical and Biophysical Research Communications 289,1019−1024)に従って抽出できる。PLDに対して阻害力を示す化合物は、PLD標的(例えばmTOR、S6キナーゼ及びS6(図21))の下流の活性化を阻害するそれらの能力を試験できる。
NFKB活性化の抑制
NFKBは多くの腫瘍細胞(多発性骨髄腫など)における主な生存機構である。おそらくvelcadeから独立した経路によるNFKBの抑制で、ホノキオールはvelcadeの活性を強化できる。図23及び24は、ホノキオールがNFKB活性化をブロックし、従来の化学療法剤に対して腫瘍細胞を感受性にすることを示す。NFKB上のホノキオール活性の迅速なアッセイとして、IkBaのリン酸化を行うことができる。IkBaのリン酸化は、ホノキオール治療により減少している。細胞をホノキオール類似体で処理し、24時間インキュベートした後、可溶化液を調製できる。完全及びリン酸化されたp65のウエスタンブロット分析は標準プロトコルにより実施できる(Singh,S.&Aggarwal,B.B.(1995)Journal of Biological Chemistry 270,24995−25000;Bharti,A.C,Shishodia,S.,Reuben,J.M.,Weber,D.,Alexanian,R.,Raj−Vadhan,S.,Estrov,Z.,Talpaz,M.&Aggarwal,B.B.(2004)Blood103,3175−3184)。
<実施例6>
PBM細胞における抗HIV−1活性、及びホノキオール及びホノキオール様化合物による細胞毒性アッセイ
PBM細胞のHIVアッセイ
合成された化合物及びホノキオールの抗ウイルス活性を、ヒト末しょう血液単核(PBM)細胞(表4)のHIV−Iに関して評価した。
Figure 2008542192
ヒト末しょう血液単核(PBM)細胞(アトランタ赤十字から入手)は、健常な血清陰性のドナーからフィコール−Hypaque不連続勾配遠心沈降により単離できる。細胞を、使用の2〜3日前にフィトヘムアグルチニンA(ディフコ、スパークス、メリーランド)により刺激できる。HFV−1LAIのようなHIV−1は、Centers for Disease Control and Prevention(Atlanta,Ga.)から入手でき、抗ウイルス性のアッセイのための標準的な対照ウイルスとして使用できる。分子伝染性クローンHIV−1XXBru及びHIV−1M184Vpinは、Dr.John Mellors(ピッツバーグ大学)から入手できる。感染は一時間で大量にできる(フラスコ(T25)における100TCID50/1×10細胞によるアッセイ、又は24穴プレートにおける200TCID50/6×105細胞/ウェルによるアッセイ)。細胞を、試験化合物の10倍の系列希釈を含んでなるプレート又はフラスコに添加してもよい。アッセイ培地は、熱不活性16%ウシ胎児血清、1.6mMのL−グルタミン、80IU/mLのペニシリン、80μg/mLストレプトマイシン、0.0008%のDEAE−デキストラン、0.045%のナトリウム重炭酸塩及び26IU/mLの組換えインターロイキン2(ケイロン社、Emeryville、カリフォルニア)を添加したRPMI−1640であってもよい。AZTをアッセイ用のポジティブコントロールとして使用できる。無処置の及び非感染PBM細胞をコントロールとして、均等な菌体濃度でパラレルに増殖させてもよい。細胞培養は湿潤な37℃、5%CO−空気条件に5日間維持し、上澄みを逆転写酵素(RT)活性の解析用に回収してもよい。
上澄みは、ウイルスをペレット化するために2時間、12,000回転数/分で遠心分離できる。ペレットを100μlのウイルス可溶化バッファー(VSB)(0.5%のトリトンX−100、0.8のMNaCl、0.5mMのフェニルメチルスルホニルフッ化物、20%のグリセロール及び0.05のMトリス、各サンプルのpH7.8)とのボルテックスにより可溶化できる。10μLを75μLのRT反応混合液0.06Mトリス(pH7.8)、0.012MのMgCl、0.006Mのジチオスレイトール、0.006mg/mLのポリ(rA)n、12−18オリゴ(dT)、96μg/mL dATP及び0.08mCi/mLのH−チミジン三リン酸塩(Moravek Biochemicals Brea、カリフォルニア)1μM)に添加し、2時間37℃でインキュベートしてもよい。反応は、0.05%のナトリウムリン酸塩を含んでなる100μL 10%トリクロロ酢酸の添加により停止できる。酸不溶性生成物はパッカードHarvester(Meriden、コネティカット)を使用して濾紙で回収でき、RT活性はパッカードDirect Beta Counter(Meriden、コネティカット)で解析できる。RTの結果は、mlあたりのカウント数/分(CPM)において表してもよい。抗ウイルス性の50%有効濃度(EC50)及び90%の有効濃度(EC90)は、メジアン効果法を使用して濃度−反応曲線から算出できる(Belen’kii,S.M.;Schinazi,R.S.Multiple drug effect analysis with confidence interval.Antiviral.Res.1994,25,1−11)。
細胞毒性アッセイ
ホノキオール及びその類似体の細胞毒性を、ヒトPBM、CEM及びベロー細胞(表4)において評価した。
化合物は、感染してないヒトPBM細胞、CEM(米国菌培養収集所、ロックビル、メリーランドから得られるT−リンパ芽球腫細胞株)及びVero(アフリカミドリザル腎臓)細胞におけるそれらのポテンシャル毒作用を評価できる。健常な血清陰性のドナー(HIV−1)の全血から調製できるPBM細胞は、一段階のフィコール−Hypaque不連続勾配遠心沈降により調製できる。対数期Vero、CEM及びPBM細胞を、それぞれ5×10、2.5×10及び5×10細胞/ウェルの密度で播種してもよい。全細胞を、被検薬の10倍の系列希釈を含んでなる96穴細胞培養プレートにプレーティングしてもよい。Vero、CEM及びPBM細胞の培養液を3、4及び5日間、湿潤な5%CO、37℃の条件で一晩インキュベートした。インキュベート終了時、MTTテトラゾリウム色素溶液(Cell titer 96?,Promega,Madison,Wis.)を各ウェルに添加し、一晩インキュベートした。反応は、停止可溶化溶液(プロメガ、マディソン、ウィスコンシン)により停止できる。プレートは、ホルマザンの結晶の溶解を確実にするために5時間インキュベートしてもよい。プレートは、ELISAプレートリーダー(Bio−tek instruments,Inc.,Winooski,Vt.,Model # EL312e)を使用して、570nmの波長で測定できる。50%の抑制濃度(IC50)は、メジアン効果法を使用して濃度−反応曲線から解析してもよい。
<実施例7>
ホノキオール類似体の細胞増殖アッセイ
細胞増殖アッセイ
SVR(形質転換内皮細胞株)増殖アッセイが、血管新生を阻害する及び抗腫瘍活性の直接の手段として使用できる。このアッセイは、SVR細胞、対、不死化内皮細胞株の(MS1)増殖における化合物の効果を比較する、ハイスループットスクリーンとして役立つ。このアッセイで10μMのIC50を有する化合物は、活性であるとみなすことができる。以前ホノキオールで示されたように、この最初のアッセイで活性を示す化合物を優先的に用いて、初期ヒト内皮細胞及び繊維芽細胞を使用した、内皮細胞増殖、対、繊維芽細胞増殖を阻害するそれらの能力を試験できる。幾つかの化合物のこのアッセイの結果は、表5に示す。SVR細胞を24穴プレートに播いた。次の日、培地を阻害剤又は担体コントロールを中程度に含む培地と交換した。細胞を72時間、37℃でインキュベートし(Arbiser,J.L.,ら、1999 J.Am.Acad.Dermatol.40,925−929、LaMontagne,K.R.,ら、2000 Am.J.Pathol.157,1937−1945)、菌体数をコールターカウンターを使用して3回測定した(Hialeah、FL)。不死化及びK−Ras形質転換ラット上皮細胞(RIEpZip及びRIEpZipK−Rasl2V)、並びに繊維芽細胞(NIH3T3 pZip及びNIH3T3 pZipK−Rasl2V)を、5%のウシ胎仔血清(RIE)又は10%のウシ血清(NIH3T3)を添加したダルベッコ改良イーグル培地で37℃で(10%のCO)培養した(Oldham,S.M.,ら、1996 Proc.Natl.Acad.Set U.S.A.93,6924−6928、Pruitt,K.,ら、2000 J.Biol.Chern.275,40916−40924)。6−ウェルプレートに細胞を10/wellで播いた。ベクター及びRasで形質添加したNIH3T3及びRIE細胞を、担体(MeSOの20μl)、又はホノキオール(2mg/mLのMeSOストックから)(5、10、20、及び40μg/mL)で処理し、24時間後に形態変化を観察した。
Figure 2008542192
Figure 2008542192
Figure 2008542192
<実施例8>
ホノキオールは、アポトーシスを強化し、破骨細胞形成を抑制し、IkBaキナーゼの負の制御及びNF−κBで制御された遺伝子産物による浸潤を阻害する
材料及び方法
ホノキオール及びマグノロールを単離した(Bai,X.,ら、2003 J.Biol.Chern.278:35501−35507)。ホノキオールの50mM溶液を、100%のジメチルスルフォキシド中に調製し、小アリコートとして−20℃保存し、更に細胞培養培地で必要に応じて希釈した。バクテリアから派生した組換えヒトTNF(5×10U/mgの7つの比活性を有するように均一に精製)は、ジェネンテク(サウスサンフランシスコ、CA)より贈与された。たばこ煙縮合物を、前述のように調製した(Anto,R.J.,ら、2002 Carcinogenesis.23:1511−1518)。ペニシリン、ストレプトマイシン、IMDM培地及びFBSは、Invitrogen社製(グランドアイランド、NY)のものを入手した。PMA、オカダ酸、H及び抗b−アクチン抗体は、Aldrich−Sigma(セントルイス、MO)から入手した。p65、p50、IkBa、サイクリンDl、MMP−9、PARP、IAP1、IAP2、Bcl−2、Bcl−XL‘、VEGF、c−Myc、ICAM−Iに対する抗体、及びアネキシンV染色キットは、Santa Cruz Biotechnology(Santa Cruz,CA)から入手した。抗COX−2及び抗XIAP抗体は、BD Biosciences(サンディエゴ、CA)から入手した。リン酸化特異的な抗IkBa(セリン32)、及びリン酸化特異的な抗p65(セリン529)抗体は、Cell Signaling(Beverly,MA)から入手した。抗IKK−a、抗−IKK−b及び抗FLIP抗体は、Imgenex(サンディエゴ、CA)から贈与を受けた。
細胞株
ヒト骨髄性のKBM−5細胞、マウスマクロファージRaw264.7細胞、ヒト肺腺癌H1299細胞、ヒト多発性骨髄腫U266細胞、扁平上皮癌SCC4及びヒト胚腎臓A293細胞は、ATCCから入手した。KBM−5細胞は、15%のFBSを添加したIMDM培地で培養した。RAW264.7細胞はDMEM/F−12培地で培養し、H1299細胞及びU266はRPMI 1640培地で培養し、A293細胞は10%のFBS添加DMEM培地で培養した。SCC−4細胞は、10%のFBS、必須ではないアミノ酸、ピルビン酸塩、グルタミン及びビタミンを含んでなるDMEMで培養した。全ての培地は、100のU/mLペニシリン及び100mg/mLのストレプトマイシンを添加した。
細胞毒性アッセイ
細胞毒性は改変テトラゾリウム塩3−(4−5−ジメチルチオゾル−2−イル)2−5−ジフェニル−テトラゾリウムブロマイド(MTT)アッセイにより解析した(Bharti,A.C.,ら、2004 J.Biol.Chem.279:6065−6076)。
PARP裂開アッセイ
PARPの切断産物の検出のために、ホノキオール処理した細胞を溶解緩衝液で溶解させ、全細胞抽出物を調製した(20mMのトリス、pH7.4、250mMのNaCl、2mMのEDTA、pH8.0、0.1%のTriton X−100、0.01mg/mLのアプロチニン、0.005mg/mLのロイペプチン、0.4mMのPMSF、4mMのNaVO)。可溶化液を、不溶性物質を除去するために10分間の14000回転数/分で回転し、10%のSDS PAGEにより分離させ、PARP抗体をプローブとして解析した。
生死アッセイ
生死アッセイ(Molecular Probe)(細胞内のエステラーゼ活性及びプラズマ膜統合性を解析)を用い、アポトーシスを測定した。このアッセイはカルセイン(ポリアニオン性色素)を使用する方法であり、生細胞中で保持され、緑の蛍光を発する(Bharti,A.C.,ら、2004 J.Biol.Chem.279:6065−6076)。エチジウムモノマー染料(赤い蛍光)を使用した(傷害性膜もにから細胞に入ることができ、核酸と結合できるが、生細胞の完全な形質膜の場合は除外される)。簡潔には、1つ×10の細胞を24時間、10mMのホノキオールでインキュベートし、更に37℃で16時間、1nM TNFで処理する。細胞を、生死試薬(5mMのエチジウムホモ二量体、5mMのカルセイン−AM)で着色し、更に30分間37℃でインキュベートした。細胞は、蛍光顕微鏡(Labophot−2、ニコン、東京、日本)下で分析した。
アネキシンVアッセイ
アポトーシスの早期の指標として、細胞の細胞質のインタフェースから細胞外の表面への膜リン脂質ホスファチジルセリンの急速な転座及び蓄積がある。この膜の非対称性の損失は、アネキシンVの結合特性を使用して検出できる。蛍光染料FITCとコンジュゲートさせたアネキシンV抗体をアポトーシスの検出に用いた。簡潔には、1×10の細胞を、12時間、30mMのホノキオールにより前処理し、16時間1nM TNFで処理し、更に、アネキシンV染色に供する。細胞を洗浄し、FITCコンジュゲート抗アネキシンV抗体で着色し、更にフローサイトメータ分析した(FACSCalibur;BD Biosciences)。
浸潤アッセイ
細胞外基質の浸潤が腫瘍転移の顕著なステップであるため、膜浸潤培養システムを用いて細胞浸潤を評価した。BD BioCoat Tumor Invasionシステムは、8mmの直径の孔を有する耐光性ポリエチレンテレフタラート膜を有し、再構成された基底膜ゲルでコーティングされたチャンバである(BD Biosciences)。合計2.5×10のH1299細胞を無血清培地中に懸濁し、上のウェルに播種した。一晩インキュベーションの後、細胞を、12時間10mMのホノキオールで処理し、更に1%のFBS及びホノキオールがある場合には、更なる24時間1nM TNFにより刺激した。マトリゲルにより侵入した細胞(すなわちインキュベーションの間、下部チャンバに移動した細胞)を、37℃で30分間、PBS中の4mg/mLのカルセイン−AM(Molecular Probe)で着色し、Victor 3 multi−plate reader (Perkin Elmer Life and Analytical Sciences,Boston,MA)で蛍光をスキャンした。蛍光細胞を計数した。
溶骨細胞分化アッセイ
RANKL−で誘導される破骨細胞形成上のホノキオールの効果を決定するために、RAW264.7細胞(インヴィトロでRANKLにより溶骨細胞に分化できる)を培養した。(Bharti(A.C.)ら、2004 J.Biol.Chem.279:6065−6076)。RAW264.7細胞を、1×10細胞/ウェルの密度で24穴プレートで培養し、一晩付着させた。培地を交換し、細胞を12時間、5mMのホノキオールにより前処理し、更に5nM RANKLで処理した。4及び5日目に、酸性ホスファターゼキット(シグマアルドリッチ)を使用して、上記のように、細胞を酒石酸塩耐性酸性ホスファターゼ(TRAP)発現の解析ために着色し、ウェルあたりのTRAP陽性の多核溶骨細胞(>3の核)を計数した。
NF−κB活性化
TNF(炎症において確立した役割を有する)によるNF−κB活性化を解析するために、腫瘍増殖、促進、浸潤及び転移(Aggarwal、B.B.2003.Nat.Rev.Immunol.3:745−756)、EMSA(Charurvedi(M.M.)ら、2000 Methods Enzymol.319:585−602)を解析した。簡潔には、TNF処理した細胞(1×10/mL)から調製された核抽出物を37℃で30分間、ヒト免疫不全症ウイルス末端反復配列(5’−TTGTTACAA GGGACTTTC CGCTG GGGACTTTC CAGGGAGGCGTGG−3’(下線はNF−κB−結合部位を示す))からの32P−ラベルされた45−mer二本鎖NF−κBオリゴヌクレオチド(16fmolのDNAを有する15mgのタンパク質)でインキュベートし、DNA−タンパク質複合体を形成させ、6.6%のネイティブポリアクリルアミドゲル上でフリーのオリゴヌクレオチドから分離する。二本鎖の変異オリゴヌクレオチド、5’−TTGTTACAA CTCACTTTC CGCTG CTCACTTTC CAGGGAGGCGTGG−3’を、DNAとNF−κBの結合特異性を検討するために用いた。結合特異性は、ラベルのないオリゴヌクレオチドとの競合によっても解析した。スーパーシフトアッセイのために、複合体をEMSAにより分析する前に、TNF処理した細胞から調製された核抽出物を37℃で30分間、NF−κBのp50かp65サブユニットに対する抗体とインキュベートした。免疫前血清(PIS)を、ネガティブコントロールとして含めた。乾燥ゲルをStorm820により視覚化し、放射性バンドをImagequantソフトウェア(Amersham、Piscataway、NJ)を使用して定量化した。
ウエスタンブロット分析
TNF依存性のIkBaリン酸化、IkBa分解、p65転座及びp65リン酸化に対するホノキオールの効果を解析するため、細胞質の抽出物をKBM−5細胞(2×10/mL)から調製し(Shishodia,S.ら、2003,Cancer Res.63:4375−4383)、12時間、25mMのホノキオールにより前処理し、更に0.1nM TNFで数回曝露した。細胞質のタンパク質(30mg)を、10%のSDS−PAGEゲルで分離し、ニトロセルロース膜へ転写し、5%の脱脂乳でブロッキングし、IkBa、リン酸化されたIkBa、p65及びリン酸化p65に対して特異的な抗体をプローブとして解析した。処理した細胞(培地2ml中、2×10細胞)の全細胞抽出物中のサイクリンDl、COX−2、MMP−9、cIAP−1、TRAFl、Bcl−2、BfI−1、cFLIP及びsurvivinの発現を決定するために、50mgのタンパク質をSDS−PAGEで分離させ、製造業者の推奨プロトコルに従って特異抗体によるウエスタンブロットにより解析した。ブロッティング膜を洗浄し、1時間HRPコンジュゲート二次抗体に曝露し、ECL試薬(アマシャムファルマシアBiotechnology、Piscataway、NJ)で最後に検出した。バンドを、Imagequantソフトウェア版3.3(Molecular Dynamics)を使用してPersonal Densitometer Scan vl.30において定量化した。
IKKアッセイ
TNFで誘導されるIKK活性化に対するホノキオールの効果を解析するため、上記の基本的な方法によりIKKを分析した(Shishodia,S.ら、2003,Cancer Res.63:4375−4383)。簡潔には、全細胞抽出物から複合体IKKをIKKa及びIKKbと反応する抗体で沈殿させ、更にProtein PJG−セファロースビーズ(Pierce Chemical,Rockford,IL)で処理した。2時間後、ビーズを溶解バッファーで洗浄し、更に50mMのHEPES、pH7.4、20mMのMgCl、2mMのジチオスレイトール、20mCi[g−32P]ATP、10mMのラベルのないATP及び2mgの基質GST−IkBa(aa1〜54)を含んでなるキナーゼアッセイ混合液中に再懸濁した。30分間、30℃のインキュベーション後、反応を5分間SDSサンプルバッファーで沸騰させて終了させた。最後に、タンパク質を10%のSDS−PAGEで分離し、ゲルを乾燥させ、放射性バンドをStorm820により視覚化した。各サンプルのIKKa及びIKKbの総量を測定するために、50mgの細胞全体タンパク質を7.5%のSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜へエレクトロブロットし、更に抗IKK−a又は抗−IKK−b抗体により解析した。
NF−κB p65の免疫局在性
TNFで誘導されるp65の核転座に対するホノキオールの効果を、エピフロレッセンス顕微鏡(Labophot−2;Nikon,Tokyo,Japan)Photometries Coolsnap CF color カメラ(Nikon,Lewisville,TX)を使用して免疫細胞化学的な方法により検討したPhotometries Coolsnap CF color camera(Nikon,Lewisville,TX)。
NF−κBに依存するリポータ遺伝子転写
A293細胞におけるTNF誘導NF−κB遺伝子の転写に対するホノキオールの効果を、従来公知の方法により測定した(Shishodia,S.ら、2003,Cancer Res.63:4375−4383)。
COX−2プロモータに依存するリポータ・ルシフェラーゼ遺伝子発現
COX−2プロモータ活性を解析した(Shishodia,S.ら、2003,Cancer Res.63:4375−4383)。更にCOX−2プロモータに対するホノキオールの効果を解析するため、A293細胞を6−ウェルプレートにウェルあたり1.5×10細胞の濃度で播種した。一晩培養後、製造業者のプロトコルにより、6mlのLIPOFECTAMTNE 2000を用い、各々の細胞をCOX−2プロモータ−ルシフェラーゼリポータープラスミドを含む2mgのDNAでトランスフェクションした。COX−2プロモータ(−375〜+59)を、プライマー5’−GAGTCTCTTATTTATTTTT−3’(センス)、及び5’−GCTGCTGAGGAGTTCCTGGACGTGC−5’(アンチセンス)を用いて、ヒトゲノムDNAから増幅した。トランスフェクション混合物への6時間の曝露後、細胞を12時間ホノキオールを含む培地中でインキュベートした。細胞を24時間、TNF(0.1nM)に曝露し、更に回収した。ルシフェラーゼ活性を、製造業者のプロトコルに従ってLucliteルシフェラーゼアッセイシステム(パーキン−エルマー、ボストン、MA)を用いて測定し、照度計(ビクター3、パーキン−エルマー)により検出した。全ての実験を3回実施し、それらの再現性を証明するために少なくとも二回繰り返した。
結果
この実験の目的は、転写制御因子NF−κBシグナル伝達経路における、NF−κBで制御される遺伝子産物、及びNF−κBで媒介される細胞反応に対する、ホノキオールの効果を解析することであった。このレチノイドの構造は図26Aに示される。トリパンブルー色素排除試験により決定される、使用するホノキオールの濃度及び暴露時間は、細胞の生存率にたいして最小の影響を及ぼした。ほとんどの実験において、ヒト骨髄性のKBM5細胞がTNF受容体の両方のタイプを発現させることを示したため、それを使用した。
NF−κB活性化経路に対するホノキオールの効果を検討する際、この薬剤により活性化される経路が比較的周知だったため、大部分の実験ではTNPを使用した。
ホノキオールは、TNF及び化学療法薬のアポトーシスの効果を強化する。
NF−κB活性化が様々な薬剤により誘発されるアポトーシスを抑制することを示したため(Van Antwerp,DJ.,ら、1996 Science.274:787−789、Wang,C.Y.,ら、1996 Science 274:784−787)、ホノキオールがKBM5細胞においてTNFで誘導される、及び化学療法の薬剤により誘発されるアポトーシスを調節するか否かを解析した。TNF及び化学療法剤で誘導されるアポトーシスに対するホノキオールの効果を、MTTアッセイにより解析した。ホノキオールが、TNF、パクリタキセル及びドキソルビシン(図26B)の細胞毒性を強化することが判明した。
カスパーゼ活性化PARP裂開を用いて、強化された細胞毒性がアポトーシスに起因することを明らかにした。TNFで誘導されるPARP裂開は、ホノキオール処理した細胞において強化された(図26C)。生死アッセイ(細胞内のエステラーゼ活性及び形質膜取り込みを測定)によっても、ホノキオールが5%〜65%までTNF誘導アポトーシスを上方制御することが示された(図26D)。同様に、アネキシンV染色でも、ホノキオールがTNF(図26E)の効果を強化する効果を有することを示した。これらの全てのアッセイの結果は、ホノキオールがTNF及び化学療法剤のアポトーシスの効果を強化することを示唆するものである。
ホノキオールはRANKLで誘導される破骨細胞形成を抑制する
RANKL(TNFスーパーファミリーのメンバー)がNF−κBの活性化による破骨細胞形成を誘導するため、(Abu−Amer,Y.,ら、1997 Nat.Med.3:1189−1190)ホノキオールがRANKLで誘導される破骨細胞形成を抑制できるか否かを評価した。TRAPの発現により示されるように、RANKLが溶骨細胞分化を誘導し、ホノキオールがそれを抑制することが発見された(図27A及び27B)。
ホノキオールは、TNFで誘導される腫瘍細胞浸潤活性を抑制する
NF−κBが腫瘍細胞浸潤を媒介する遺伝子産物(例えば、MMP−9)の発現を制御することが公知である(Liotta,L.A.,ら、1982 Cancer Metastasis Rev.1:277−288)。ホノキオールがTNFで誘導される腫瘍細胞浸潤活性を調節できるか否かをインビトロで解析した。解析の際、腫瘍細胞をホノキオールの有無において、TNFを有するマトリゲル浸潤チャンバーの上部チャンバに播種し、更に浸潤の有無を解析した。図27Cに示すように、TNFはほぼ5倍腫瘍細胞浸潤を誘発し、またホノキオールはこの活性を抑制した。ホノキオールのみでは浸潤活性を示さなかった。
ホノキオールは、様々な薬剤により誘発されるNF−κB活性化をブロックする
ホノキオールがNF−κB活性化を調節するか否かを解析するため、TNF、PMA、オカダ酸、たばこ煙縮合物及びHなどの様々な薬剤により誘発されるNF−κBの活性化に対するホノキオールの効果を解析した。DNA結合実験(EMSA)により、ホノキオールが全てのこれらの薬剤(図28A)により誘発されるNF−κB活性化を抑制することが示された。これらの結果は、ホノキオールが全てのこれらの薬剤に共通であるNF−κB活性化経路のステップに作用することを示唆する。
ホノキオールは、投与量−及び回に依存する方法のNF−κB活性化を抑制する
EMSA結果は、ホノキオールのみではNFKB活性化に影響を及ぼさないことを示している。しかしながら、用量依存的にTNF媒介NF−κB活性化を阻害した(図28B)。ホノキオールによるNF−κB活性化の抑制が、時間依存的であることも示された(図28C)。
ホノキオールによるNF−κB活性化の抑制は細胞型特異的でない
上皮細胞のNF−κB誘導経路が、リンパ球の場合と異なることが報告されている(Bonizzi,G.ら、1997 J.Immunol.159:5264−5272)。異なる細胞型におけるNF−κB活性化を阻害するホノキオールの能力を解析した。ホノキオールは完全に胚腎臓細胞(A293)及びT細胞性白血病(Jurkat)細胞(図28D)における、TNFで誘導されるNF−κB活性化を阻害し、細胞型特異性がないことを示した。
ホノキオールは構成的なNF−κB活性化を阻害する
ヒト多発性骨髄腫(U266)及び頭頸部扁平上皮癌(SCC4)腫瘍細胞におけるNF−κB活性化に対するホノキオールの効果(構成的に活性NF−κBを発現する両者を試験した)。(Bharti,A.C.ら、2003 Blood.101:1053−1062、Giri,D.K.及びAggarwal,B.B.1998.J.Biol.Chem.273:14008−14014)。U266及びSCC4細胞を、24時間ホノキオールの異なる濃度で処理し、更にNF−κB活性化を解析した。ホノキオールは、用量依存的にの両方の細胞における構成的な活性のNF−κBを阻害した(図28E)。これらの結果は、細胞型特異性がないことを示した。
ホノキオールは、NF−κBのDNAへの結合に直接影響を及ぼさない
若干のNF−κB阻害剤(TPCK(セリンプロテアーゼインヒビター)、ハービマイシンA(タンパク質チロシンキナーゼ阻害剤)及びコーヒー酸フェネチルエステルを含む)は直接NF−κBを修飾し、そのDNA結合を抑制する(Finco,T.S.,ら、1994 Proc.Natl.Acad.ScL U.S.A.91:11884−11888、Mahon,T.M.,及びO’Neill, L.A.1995 J.Biol.Chem.270:28557−28564、Natarajan, K.,ら、1996 Proc.Natl.Acad.Sd.U.S.A.93:9090−9095)。ホノキオールが類似の機構によりその効果を媒介するか否かを解析した。EMSAは、ホノキオールがTNF処理した細胞から調製したNF−κBタンパク質のDNA結合能力を変化させないことを示した(図28F)。これらの結果は、ホノキオールがTPCK、ハービマイシンA又はCAPEのそれと異なる機構によりNF−κB活性化を阻害することを示唆する。
ホノキオールは、TNFに依存するIkBa分解を阻害する。
IkBaの分解がNF−κBの活性化のために必要であるため(Miyamoto,S.,ら、1994 Proc.Natl.Acad.Sd.U.S.A.91:12740−12744)、TNFで誘導されるNF−κB活性化のホノキオールによる抑制が、IkBa分解の抑制に起因するか否かを解析した。TNFが10分という早い時期に対照細胞のIkBa分解を誘導することが判明したが、ホノキオールで前処理した細胞では、TNFはIkBa分解(図29B)に影響を及ぼさなかった。
ホノキオールは、TNFに依存するIkBaリン酸化を阻害する
IkBa分解に必要とされる、TNF誘導IkBaリン酸化に対するホノキオールの効果を解析した。ALLN(リン酸化されたIkBaの低下を防止する)を用いた。IkBaのセリンがリン酸化された形のみを検出する抗体を使用したウエスタンブロット分析により、TNFがIkBaリン酸化を誘発し及びホノキオールがそれを完全に抑制することを示した(図29C)。以上より、ホノキオールはIkBaのリン酸化及び分解を阻害することにより、TNFで誘導されるNF−κB活性化を阻害した。
ホノキオールは、IkBaのTNFに依存するユビキチン結合を阻害する。
IkBa分解をもたらす、TNFで誘導されるIkBaのユビキチン結合に対するホノキオールの効果を解析した。高分子量バンドで示されるように、IkBaを検出する抗体を使用したウエスタンブロット分析により、TNFがIkBaユビキチン結合を誘導することが示され、ホノキオールはそれを完全に抑制した(図29D)。以上より、ホノキオールはIkBaのリン酸化、ユビキチン結合及び分解を阻害することにより、TNFで誘導されるNF−κB活性化を阻害した。
ホノキオールは、TNFで誘導されるIKK活性化を阻害する
ホノキオールはIkBaのリン酸化を阻害するため、TNFで誘導されるIKK活性化(TNFで誘導されるIkBaのリン酸化に必要)に対するホノキオールの効果を試験した。図29E(上方パネル)に示すように、ホノキオールは完全にTNFで誘導されるIKKの活性化を抑制した。TNF又はホノキオールは、IKKタンパク質(底部パネル)の発現に対して直接効果を有しなかった。インビトロでIKK活性上のホノキオールの効果を試験した結果、ホノキオールがIKK活性を直接妨げないことが判明した。細胞の処理によりTNFで誘導されるIKK活性が阻害されるため、ホノキオールはIKKの活性化を抑制するはずである。
ホノキオールは、TNFで誘導されるp65の核転座を阻害する
TNFで誘導されるp65の核転座に対するホノキオールの効果を、ウエスタンブロット分析により試験した。図29Fに示すように、ホノキオールはNF−κBのp65サブユニットの核転座を抑制した。同様に、免疫細胞化学的な分析により、ホノキオールがTNFで誘導されるp65の核転座を抑制したことを示す(図29G)。
ホノキオールは、TNFで誘導されるp65のリン酸化を阻害する
TNFで誘導されるp65のリン酸化に対するホノキオールの効果も試験した。なぜなら、リン酸化はp65の転写活性のために必要であるからである(Zhong,H.,ら、1998 MoI.Cell.1:661−671)。図29Hに示すように、ホノキオールはほぼ完全にp65リン酸化を抑制した。
ホノキオールは、TNFで誘導されるNF−κB依存性のレポーター遺伝子発現を抑制する
NF−κBに依存する遺伝子転写に対するホノキオールの効果を試験するため、細胞を、NF−κB制御されるSEAPリポーターコンストラクトによりトランジェントにトランスフェクションし、更にTNFにより刺激した。TNFはコントロールベクターと比較し、約5倍のSEAP活性を示し、ドミナントネガティブIkBaにより阻害された(すなわち特異性を示した)(図30A)。細胞をホノキオールにより前処理したとき、TNFで誘導されるNF−κB依存性SEAP発現は、用量依存的に阻害された。これらの結果は、ホノキオールがTNFにより誘発されるNF−κB依存性レポーター遺伝子発現を阻害することを示した。ホノキオールが、TNFR1、TRADD、TRAF2、NIK及びTNFの一連の中のどの部分で作用するか、及びNF−κB活性化の誘導で特徴づけられるIKK補充を解析するための試験を行った。(Hsu,H.ら、1996 Cell.84:299−308)。TNFR1、TRADD、TRAF2、NIK、IKKb及びp65プラスミドによりトランスフェクトした細胞で、NF−κB依存性のレポーター遺伝子発現を誘発させた。ホノキオールは、p65でトランスフェクションしたものを除いて、全ての細胞のSEAP発現を抑制した(図30B)。
ホノキオールは、TNFで誘導されるCOX2プロモータ活性を抑制する
COX2プロモータ活性に関するホノキオールの効果は、NF−κBにより制御される(Yamamoto,K.,ら、1995 J.Biol.Chern.270:31315−31320)。図30Cに示すように、ホノキオールは用量依存的にTNFで誘導されるCOX2プロモータ活性を阻害した。
マグノロールもまた、用量依存的にNF−κB活性化を抑制する
マグノロールはホノキオールと同様の構造を有する同族体であるため、NF−κB活性化抑制に必要となるマグノロールの投与量を測定した(図30Dを参照)。EMSA結果は、マグノロールのみではNF−κB活性化に影響を及ぼさないことを示した。しかしながら、用量依存的にTNFで媒介されるNF−κB活性化を阻害した(図30E)。マグノロールによるNF−κB活性化の抑制は、ホノキオールのそれと同等だった(図30E)。
ホノキオールは、TNFで誘導されるCOX−2、MMP−9、ICAM−1及びVEGF発現を阻害する
ホノキオールのこれらの効果がCOX−2、MMP−9、ICAM−1及びVEGF遺伝子産物の抑制により媒介されるか否かを解析するため、TNFで誘導される腫瘍細胞浸潤の抑制におけるホノキオールの効果を解析した。TNF処理によりVEGF、COX−2、ICAM−1及びMMP−9遺伝子産物の発現が誘発され、ホノキオールが発現(図31A)を阻害したことが示された。
ホノキオールは、TNFで誘導されるサイクリンD1及びc−myc発現を阻害する
サイクリンD1及びc−mycは細胞増殖を制御し、NF−κBにより制御される(Aggarwal、B.B.2004,Cancer.Cell.6:203−208)。ホノキオールがこれらの遺伝子産物発現を制御するか否かを解析した。ホノキオールは、回数に依存的にサイクリンD1及びc−mycのTNFで誘導される発現を阻害することが示された(図31B)。
ホノキオールは、TNFで誘導される抗アポトーシス関連の遺伝子産物の活性化を阻害する
上記の結果は、ホノキオールがTNFにより誘発されるアポトーシスを強化することを示した。ホノキオールのこの効果が抗アポトーシス遺伝子産物の抑制によるものか否かを解析した。NF−κBは、cIAPl、cIAP−2、BCl−2、Bcl−xL、cFLIP、TRAFl及びサヴァイヴィンなどの多くの腫瘍細胞生存関連遺伝子の発現の上方制御に関与する(Aggarwal、B.B.2004 Cancer.Cell.6:203−208)。ホノキオールは、TNFで誘導されるこれら全てのタンパク質の発現を阻害した(図30C)。本実験は、NF−1IdB活性化経路に対する、及びNF−κBで制御される遺伝子産物の腫瘍細胞生存、増殖、浸潤、血管新生及び転移(図32を参照)制御に対するホノキオールの効果を解析すべく設計した。ホノキオールがTNF及び化学療法剤により誘発されるアポトーシスを強化し、TNFで誘導される浸潤及びRANKLで誘導される破骨細胞形成を阻害することが判明した。ホノキオールは、様々な細胞株における、発癌物質、発癌プロモータ及び炎症性刺激により活性化するNF−κBを抑制した。この抑制はホノキオールによるIKKの抑制によりなされ、それはリン酸化の抑制及びIkBaの分解をもたらした。ホノキオールはまた、TNFで誘導されるp65のリン酸化、核p65の転座及びNF−κB依存性のリポータ遺伝子活性を阻害した。抗アポトーシス(IAP1、IAP−2、サヴァイヴィン、Bc1−2、Bc1−x1、TRAF1及びcFLIP)、増殖(サイクリンD1及びc−Myc)及び転移(MMP−9、COX2及びVEGF)関連遺伝子産物の発現もまた、ホノキオールにより抑制された。
<実施例9>
ホノキオールはアポトーシス及び細胞周期停止を誘発し、インビトロ及びインビボの乳癌細胞増殖を阻害する
乳癌に対するホノキオールのインビトロ及びインビボ活性を解析した。
材料及び方法
化学物質、抗体及び構造物:
ホノキオール(本明細書でHNKと称される)は、75mMの原液を調製するためにエタノールに溶解させ、更に培地中に溶解し必要な濃度の使用液を調製した。ベンゾイルオキシカルボニル−Val−Ala−Asp−フルオロメチルケトン(z−VAD−fmk)(BD Pharmingen、サンディエゴ、CA)をDMSOに溶解し、50μMとした。4−ヒドロキシタモキシフェン(4HT、Sigma Chemical社、セントルイス、MO)、ドキソルビシン塩酸塩(アドリアマイシン(登録商標))、ビンクリスチン(オンコビン(登録商標))、パクリタキセル(タキソール(登録商標))、及びSAHA(メルク社、ホワイトハウス駅、NJ)を増殖培地で希釈し、所定濃度で、HNKとともに細胞に直ちに添加した。プロテアーゼインヒビター(完全)カクテルは、Roche Diagnostic,Alameda,CAから入手した。この実験において使用する抗体は、以下の通りである。抗p21(H−164)、抗p27Kipl(C−19)、抗サイクリンDl(H−295)、抗PARP−1、抗BCL−2(N−19)、抗Bad及び抗Bax(全てSanta Cruz Biotechnology,Santa Cruz, CAから入手)、抗ERK及び抗ホスホERK(BD Transduction Labs、サンノゼ、CA)、抗カスパーゼ9(9502)、抗カスパーゼ8(9746)及び抗カスパーゼ3(9668)(Cell Signaling, Danvers,MA)、抗グリセルアルデヒド−3−リン酸塩デヒドロゲナーゼ(GAPDH)(Research Diagnostic Inc.,Concord,MA)、抗アクチン、ホースラディッシュペルオキシダーゼコンジュゲート抗マウス免疫グロブリンG及び抗ウサギ免疫グロブリンG(Amersham Biosciences、Piscataway、NJ);ホースラディッシュペルオキシダーゼコンジュゲート抗ヤギ(sc−2020、Santa Cruz Biotechnology,CA)。
細胞株:
全ての細胞株をATCCから入手した。
使用する乳癌細胞系:
MCF−7及びBT−474細胞(10%のFCSを含むDMEM培地中で増殖)、MDA−MB−231、SK−BR−3、MDA−MB−436及びT47−D細胞(10%のFCSを含むRPMI培地中で増殖)。多形性神経膠芽腫細胞株(U343及びT98G)は、10%のFCSを含む修飾DMEM培地において培養した。
ウエスタンブロット分析:
細胞を回収し、プロテアーゼインヒビターカクテル(完全)と共に、バッファー(50mMのトリス−HCl(pH7.4)、150mMのNaCl及び2%のNP−40)中で溶解させ、全タンパク質を抽出した。タンパク質抽出物のほぼ50〜150μgを、15%ポリアクリルアミドゲル(Bio−Rad,Hercules,CA)電気泳動的で分離し、PVDF膜上へゲルからブロッティングした。膜を更に1時間室温で、ブロッキングバッファー(1×TBST(20mMトリス−HCl(pH7.6)、0.8%NaCl及び0.1%のTween−20)中、5%の脱脂粉ミルク)でブロッキングした。膜をブロッキングバッファー中の一次抗体でインキュベートし、続いてHRPラベルした二次抗体でインキュベーションした。免疫活性は、ホースラディッシュペルオキシダーゼコンジュゲート二次抗体で検出されて、Enhanced Chemiluminescence(Pierce,Rockford,IL)で視覚化した。結果の定量化は、Alphalmager 2000(Alpha Innotech,San Leandro,CA)を使用して実施した。
3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)増殖アッセイ:
3×10の細胞/ウェルを、10%のFCSを含む適当な培地で培養し、96穴プレートにおいて、コントロール担体又は様々な濃度のHNElで、それらのみ、又は第2の薬剤と共に処理した。全ての第2の薬剤を新鮮な培地で希釈し、HNKとともに細胞に直ちに添加した。37℃(5%のCO)の24時間のインキュベーションの後、細胞を、10%のMTT試薬で4時間培養した(5mg/mL;Sigma−Aldrich、セントルイス、MO)。培地を除去し、細胞をジメチルスルフォキシド(DMSO)で溶解させた。ホルマザン生成物の吸光度を、酵素結合免疫吸着アッセイリーダー(Macintosh)で測定した。
細胞周期アッセイ:
24時間において示されるように、5×10の細胞を、10%のFCSを含む適当な培地で培養し、コントロール担体又はHNKの様々な濃度で処理した。処理後、細胞を回収し、メタノールで固定し、プロピジウムイオジド(PI、Abeam、ケンブリッジ、MA)で着色した。フローサイトメトリは、FACScan(Bectonディキンソン、フランクリンLakes、NJ)を用いて、Cedars−Sinai MedicalセンターのFlow Cytometry Core設備で実施した。
アポトーシス分析:
5×10の細胞を、10%のFCSを含んでなる適当な培地に播き、24時間、様々な濃度のHNK又はコントロール担体で処理した。処理後、細胞を回収し、メタノールで固定し、プロピジウムイオジド(PI、Abeam、ケンブリッジ、MA)で着色した。フローサイトメトリは、FACScan(Bectonディキンソン、フランクリンLakes、NJ)を用いて、Cedars−Sinai MedicalセンターのFlow Cytometry Core設備で実施した。z−VAD−fmkを使用たカスパーゼ活性阻害の試験のために、5×10の細胞を、HNKの添加の前に、60分間50μM z−VAD−fmkでインキュベートした。
動物試験:
全ての動物を、Cedars−Sinai MedicalセンターにおいてAnimal Core Facilityのために確立したNIH及びガイドラインに従って維持し、動物実験を実施した。MDA−MB−231細胞を回収し、滅菌済PBSで二回洗浄し、計数し、マトリゲル(BD Biosciences、サンノゼ、CA)中に再懸濁した。6週間齢の雌のathymicヌードマウスに、1×10の細胞/100μlの細胞濃度で、両方の脇腹に皮下注射した。マウスを、総容積0.3mlの20%イントラリピド(バクスターHealthcare、Deerfield、IL)において懸濁したHNK(2mg/日)又は担体コントロールで毎日腹腔内注射した。5匹のマウスを各群で用いた。最高5週間、線形カリパス副木でサイズを計測し、体積を方程式V=(a×b2)×0.5236を使用して推定されたした(aは大きい寸法、bは垂直方向の直径)。
インヴィトロによる薬剤相互作用モデル:
2つの薬剤間における相互作用の解析は、付加モデルを使用して行った(Xu D.,ら、Cancer Lett.2006 Jan7;[Electronic publication;ahead of print];Sutherland,R.L.,ら、Cancer Res.1983 Sep;43(9):3998−4006)。モデルでは、その構成要素の効果の生成物に等しい組合せの効果を予測する。例えば、複合製剤がそれぞれ40%及び60%の生存率を生じさせる2つの単一薬から構成される場合、組合せは24%(0.4×0.6)の生存率に結果としてなると考えられる。原理は、付加モデルにより予測したより高い値が得られたときは相乗効果とし、低い値のときは劣加法的効果とする。観察された生存率と付加モデルで予測された生存率間の比率は、全ての組合せにおいて算出した。比率が1.2を越える場合、相互作用は劣加法的と分類され、0.8未満では相乗的、0.8及び1.2間の比率では添加的とする。
統計分析:
連続変数における結果は、平均±標準偏差として示した。分類変数における結果は、数(%)として示した。連続変数における2群での違いは、T検定により評価した。分類変数のける2群での違いは、カイ二乗検定により測定した。全ての有意性試験は、両側検定で行った。<0.05のP値は、統計学的に有意であるとみなされる。
結果
HNKは乳癌細胞増殖を阻害する。
乳癌細胞を24時間、HNKの異なる濃度で処理し、MTTアッセイを行い生存率を評価した。選択された細胞株は、エストロゲンレセプタ(ER)HeR2及びp53の異なる表現型及び異なる発現パターンを有し、すなわち乳癌の様々なサブクラスであることを表す。全5つの細胞株は、HNK(図33B−F)に応答し、生存率の用量依存的な減少を示した。50%(LC50)生存率を減少させる濃度は、ER陽性のBT−474細胞の50μMから、低分化SKBR−3細胞の29μMにわたった。同様の分析を、2つの多形性神経膠芽腫細胞株、U343及びT98Gにおいても実施した。同じ投与量範囲(10−70μM)において、両方の細胞株はFINKへの抵抗性を示した(図34A、B)。
HNKはSAHAの増殖阻害を強化する
HNKはB−CLL及び多発性骨髄腫で、毒性を強化し、細胞毒性を有する化学療法に対する耐性を克服することが報告されている。HNKは近年では、乳癌細胞系MCF−7/ADRの多種薬剤耐性(MDR)を克服することも示されている。2つの乳癌細胞系(MCF−7(ER陽性、野生型p53)及びMDA−MB−231(ER陰性、突然変異p53))に対する異なる作用機構を有する5つの薬剤の増殖抑制作用に対する、HNKの効果を解析した。コントロール担体又は付加的な薬の一定量と共に、細胞を、10〜50μMの範囲のHNKの様々な投与量で24時間処理し、生存率をMTTアッセイにより評価した。薬剤は以下からなる。細胞毒性の化学療法薬(パクリタキセル250nM及びドキソルビシン300nM)、4−ヒドロキシタモキシフェン(4−HT)100nM(エストロゲン経路の阻害剤)、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤のスベロイルアニリドビスヒドロキシアミド(SAHA、2μM)。全てのこれらの薬剤は乳癌細胞に対して周知の活性を有し、40%未満の増殖阻害が生じる投与量で使用した。付加モデルを使用して薬剤相互作用を評価した。このモデルによる分析は信頼性が高い手段であると確認されている(Xu D.,ら、Cancer Lett.2006 Jan 7;[Electronic publication;ahead of print];Sutherland,R.L.,ら、Cancer Res.1983 Sep;43(9):3998−4006)。HNKは、全てのこれらの薬の活性を強化した。しかしながら、相乗効果は、HNK及びSAHA、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤の組合せのときにのみ観察された(図35A、B)。この効果は、SK−BR−3、ZR.−75及びBT−474乳癌細胞系に対しても、この組合せにより観察された。HNK及び試験される他剤の組合せの場合も付加効果が観察された(図35CからG)。
ヒト乳癌に対するHNKのインビボ活性
MDA−MB−231細胞をヌードマウス(注入あたり1×10細胞、グループあたり5匹のマウス、各マウスあたり2つの腫瘍)の両方の横腹に注入し、腫瘍増殖を毎週モニターした。これらの細胞は、ヌードマウスにおいて腫瘍を容易に形成する能力(lacroix)及びそれらのHNKへの感度に基づいて選択した。マウスは4週間、2mgのHNK(100mg/kg)又はコントロール担体を毎日注射して処理した。腫瘍を毎週測定した。HNK処理により、腫瘍増殖が停止した(2週目から、p<0.02)(図36)。
HNKは、乳癌細胞系のアポトーシスを誘導する
HNKは、広範囲にわたる悪性の細胞タイプのアポトーシスを誘導することを示した。乳癌細胞系のアポトーシス及び細胞死を誘導するHNKの能力を解析した。MCF−7細胞をHNK(6又は24時間、60μM)で処理し、アポトーシス及び細胞死をアネキシンV及びPI染色(図5A)を使用して評価した。24時間のHNK処理後、アネキシンV陽性、Pi陰性細胞の数が著しく増加した1%±0.5%〜16%±3%(p<0.05、図37B)。ウエスタンブロット分析では、ポリ(ADPリボース)ポリメラーゼ(PARP)の分解、HNK処理に続くカスパーゼ8の濃度低下が明らかに示された(図37C)。BAXのアップレギュレーションもみられたが、BCL−2又はBADの顕著なレベル変化がは観察されなかった(デンシトメトリ分析の結果、コントロールと比較し40μMで85%増加)。アポトーシスの部分阻害のみが、z−VAD−fmkによる前処理後に認められた。
HNKは乳癌細胞系の細胞周期を減速させる。
細胞周期に対するHNKの効果を、MCF−7及びMDA−MB−231細胞において評価した(24時間、10μM又は30μMのHNK)。HNKのこれらの投与量は、両方の細胞株におけるLC50未満である。両方のHNK投与量は、著しくS期におけるMDA−MB−231細胞の数を減少させた(コントロールでは26%、15%及び10%、10μM及び30μM群、p<0.005、図38A−B)。顕著な効果が、MCF−7細胞(S期のコントロールでは26%、20%及び20%、10μM又は30μM群、図CD)では観察されなかった。G1細胞周期調節(massgue)に関係するタンパク質の発現を、ウエスタン分析を使用してMDA−MB−231細胞において解析した。HNK処理(24時間の20、40及び、60μM HNK)により、サイクリンDlのレベルが低下し、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤、p27Kip1及びp21Cip1/WAFlの発現が上方制御された(図38E)。
HNKは増殖シグナル伝達経路を阻害する。
内皮細胞では、HNKは、KDR受容体及びその下流のシグナル伝達カスケード(MAPK及びAKT経路)の活性を阻害する。乳癌では、PI3K及びMAPK経路は表皮増殖因子受容体(EGFR)により活性化す、それは乳癌の主な原因となる。EGFRで媒介されるシグナル伝達は、特にER陰性乳癌において重要であり、その抑制はER陰性細胞(例えばMDA−MB−231)の増殖を遅らせる。EGFRの発現に対するHNKの効果及びMDA−MB−231細胞のPI3K及びMAPK経路の活性を解析した。EGFRの発現及びAKT及びERK2のリン酸化(細胞外シグナル制御キナーゼ2)が、処理後に減少した。この実施例では、HNKがアポトーシスを誘発して、乳癌細胞の細胞周期を減速し、インビボ乳癌に対して系統的に活性を有することが示された。更に、治療的に有益なHNK投与量は、動物にとり寛容できるものであった。これらの結果は、HNKのみ、又は他剤との組み合わせにより、乳癌治療の有効な治療薬となりうることを示唆する。
<実施例10>
ホノキオールはアポトーシス及びミトコンドリアへ基礎キナーゼ分解を誘導する
材料及び方法
Hd HEK293細胞を、10%のウシ胎児血清を添加したDMEMで培養した。細胞を10、20又は40μg/mLで1〜24時間、ホノキオールで処理し、回収した。S6K、S6及びAKTのリン酸化を、リン酸化特異的な抗体によるウエスタンブロッティングで測定した。タンパク質レベルもまた、それぞれの抗体により測定した。全ての抗体は、Cell Signaling Inc社から購入した。
細胞培養:
SV40不死化ポリクローン性wt及びBax/Bak(Bax/Bak DKO)MEF細胞株(McClintockら、2002)と同様に、mAkt又はコントロールベクター(Kennedyら、1999))を安定発現するポリクローン性のRat Ia繊維芽細胞を、実験に用いた。細胞は、特に明記しない限り、10%のウシ胎仔血清(FCS)を添加したダルベッコの改良イーグル培地(DMEM)で日常的に維持した。
アポトーシスの誘導:
ホノキオールは、DMSOにおいて調製されて、5時間の時間の間示される濃度で、無血清DMEMの細胞に添加した。
DAPI染色:
4,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール二塩酸塩水和物(DAPI)染色のために、細胞はホルムアルデヒド解決の培地への添加により固定した。DAPI染色はKennedyら、1999の方法に従い行った。
HK活性アッセイ:
HK活性は、ゴットロープその他、2001に記載のような、標準的なG−6−Pデヒドロゲナーゼ−共役分光光度アッセイで測定した。全細胞可溶化物は、短時間超音波処理(15秒)により調製した(ホモジェネーションバッファー:45mMのトリス−HCl、50mMのKHPO、10mMのグルコース及び0.5mMのEGTA(pH8.2))。平行して、ミトコンドリア増量フラクションを、二倍量の細胞を使用して、ゴットロープその他、2001に記載の方法で、機械的な溶解及び分画遠心分離を介して、250mMのスクロース/20mMのトリス−HCl/1mMのEGTA(pH7.4)のバッファー中に再懸濁し調製した。タンパク質濃度は、市販の試薬及び標準(Bio−Rad)を使用してブラッドフォード法により、細胞全体及びミトコンドリア増量サンプルについて一様に測定した。HK活性は、全細胞可溶化物又はミトコンドリア増量画分の、全グルコースのリン酸化能として測定した。(最終的なアッセイ混合液:50mMのトリエタノールアミン塩化物、7.5mMのMgCl、0.5mMのEGTA、11mMのモノチオグリセロール、4mMのグルコース、6.6mMのATP、0.5mgのNADP/mL及びイーストG−6−Pデヒドロゲナーゼ(シグマ社)0.5U/mL、各サンプルのpH8.5)。HK活性はランバート−ベール法によるNADPH形成の共役速度として算出した。
[(A340/t)/ε]×希釈因子/[タンパク質]
(式中、ε(6.22mM−1cm−1)は340nmのNADP時間吸光係数であり、tは時間であり、[タンパク質]はタンパク質濃度である。)
mtHK活性(%)は、式[(mtHK活性ミトコンドリアタンパク質/細胞内の総タンパク質)/細胞全体HK活性]×100より算出した。
結果
増殖因子の非存在下での0〜40μg/mLホノキオール処理後の、Ratla及びRatla−mAkt繊維芽細胞(図39A)又は野生型のアポトーシス及びBax/Bak DKO MEF(図39C)細胞の反応速度論を示す。Ratla及びRatla−mAkt繊維芽細胞(図39B)又は野生型及びBax/Bak DKO MEF(図39D)細胞株は、ホノキオールの有無において、増殖因子を含めずに、ミトコンドリアと関連した全細胞ヘキソキナーゼ活性のパーセンテージを測定した。
<実施例11>
ホノキオールによる関節炎の治療
図40に示すように、メスC57B1/6マウスを、NCIから生後5〜8週間目で購入した。mCD40−LMPl導入遺伝子(CD40−/−)を発現している雌のマウスを、発明者の遺伝子導入マウス設備において生育させた。マウスをナイーブにし、100mgのTypeIIチキンコラーゲン(シグマ社)を10mM酢酸に溶解し、5mg/mLのH37 RA熱殺菌済ミコバクテリウム(ディフコ社)(CFA)を含んでなるIFA(シグマ)にてエマルジョンとし、尾部の皮下に免疫(又はCFA中でエマルジョンにした1mM酢酸を免疫)した。接種後日21に一部を死亡させた。インビボでのホノキオール処理により、C57B1/6及びLMPlトランスジェニックマウスの病理において、コラーゲン誘導関節炎(CIA)が抑制されたが、ネガティブコントロールのレベルまでは阻害しなかった(図40)。更に、処理したホノキオールからの抗原想起リンパ節培養組織)では、CII免疫マウスは、IL−10産生については変更なく、減少した増殖及びIFN−g産生を示した。メスのC57BL/6又はmCD40−LMPl Tgマウス(4e5/ウェル)からの鼠径部及び傍大動脈リンパ節を、熱変性TypeIIコラーゲン(CII)により培養し、増殖(H編入、CPM)及びサイトカイン産生(ELISA)のために評価した。マウスは、免疫後70日で、CIFCF又はCFAのみ(又はナイーブ)で評価した。何匹かのマウスを、免疫後21〜70日においてホノキオール(3mg/日)で曝露した。ホノキオール処理したマウスは、不変のIL−10産生と共に、増殖及びIFN−g産生減少を示した。CD40媒介によるIL−6及びTNFα産生も評価した。メスのC57BL/6又はmCD40−LMP1 Tgマウス(Ie5/ウェル)から負に選択した脾臓B細胞を、マウスCD154(CD40のリガンド)を発現しているバキュロウイルス(WT)で感染させたHi5昆虫細胞(2.5e4well)と共培養した。培養液上清のIL−6は、ELISAにより評価した。マウスは、免疫後70日で、CIFCF又はCFAのみ(又はナイーブ)で評価した。何匹かのマウスを、免疫後21〜70日においてホノキオール(3mg/日)で曝露した。CD40媒介によるIL−6及びTNFα産生も評価した。更に、メスのC57BL/6又は、mCD40−LMPl Tgマウス(Ie5/ウェル)から負に選択した脾臓B細胞を、マウスCD154(CD40のリガンド)を発現しているバキュロウイルス(WT)で感染させたHi5昆虫細胞(2.5e4well)と共培養した。TNF−aは、ELISAにより評価した。マウスは、免疫後70日で、CIFCF又はCFAのみ(又はナイーブ)で評価した。何匹かのマウスを、免疫後21〜70日においてホノキオール(3mg/日)で曝露した。CD40媒介によるIL−6及びTNFα産生も評価した。
LMP1 Tgマウスでは、ネガティブコントロールマウスでさえ、IL−6及びTNFαへの反応が減少していた。しかしながら、B細胞IL−10産生に対するホノキオール処理の役割を分析することにより定まるIL−10は、影響を受けなかった。更に、メスのC57BL/6又は、mCD40−LMPl Tgマウス(Ie5/ウェル)から負に選択した脾臓B細胞を、マウスCD154(CD40のリガンド)を発現しているバキュロウイルス(WT)で感染させたHi5昆虫細胞(2.5e4well)と共培養した。培養上清のIL−10は、ELISAにより評価した。マウスは、免疫後70日で、CIFCF又はCFAのみ(又はナイーブ)で評価した。何匹かのマウスを、免疫後21〜70日においてホノキオール(3mg/日)で曝露した。
マウスB細胞株実験(CH12.hCD40−LMPl及びM12.hCD40−LMP1)
ホノキオールはCD40/LMP1媒介されたIL−6(用量依存的方法のTNF−a産生)を阻害するが、IL−10又はIL−4は阻害しなかった(図41)。図41に示すように、CH12.LX細胞(IL−6のときは1×10;TNF−aのときは4×10)をhCD40−LMPlにより安定にトランスフェクショし、±ホノキオール(1mg/mLの抗CD40又はアイソタイプコントロール(IC)又は(IL−6のときは2.5×10;TNF−aのときは1×10)CD154又はWTバキュロウイルスを発現しているHi−5昆虫細胞を有する培地(BCM))で所定時間刺激した。培養液上清のIL−6及びTNF−aレベルは、ELISAにより測定した。
CH12による次の免疫グロブリンM産生。
LX細胞も、影響を受ける(CH12.hCD40−LMPl細胞による免疫グロブリンM分泌により解析できる)。前述したように、免疫グロブリンM分泌は、溶血プラークアッセイ法で測定した(GA Bishop.1991.J.Immunol.147(4):1107−1114)。ホノキオールは、免疫グロブリンM産生を阻害した。更に、データは、NFKB及びJNKがCD40及びLMPl活性化に関与する経路のうちの2本であることを示す。NFKB活性化(ルシフェラーゼ・アッセイ)は、投与量に依存する方法(図42)のホノキオールにより阻害したが、必ずしもベースライン(特にCD40−LMPlを介して)までは到達しなかった。マウスM12.4.1細胞(1.5×10)(安定して、hCD40−LMPlキメラ分子によりトランスフェクションされた)を、20mgの4×NFKBルシフェラーゼリポータープラスミド及び1mgのRenillaルシフェラーゼベクターによりエレクトロポレーションによりトランジェントにトランスフェクションした(pRL−null;Promega,Madison,WI)。細胞(2×10細胞/mL)を15分間氷上に置き、30分間、培地(BCM)のみで処理、10mg/mL 抗TNF−a(MP6−XT3;MP6−XT22)で処理、又は100mMのホノキオールでのみ処理し、更にBCM、10mg/mLの抗−mouse又は抗ヒトCD40又はアイソタイプコントロールで更に6時間インキュベートした。刺激の後、細胞を比較的ルシフェラーゼ活性(NFKB:Renilla)のためにペレット化し、溶解し、製造業者のプロトコル(プロメガ)に従い、ターナーデザイン20/20照度計を使用して、アッセイ(2秒の遅延:10秒の測定)した。(注:抗mCD40は、内生的なCD40と反応し、抗hCD40は、トランスフェクションしたhCD40−LMP1と反応する)。更に、IkBaリン酸化はホノキオールにより完全に阻害されないが、IkBaの分解後の再蓄積の用量依存性阻害が見られた。全細胞及び細胞質フラクションでは、少ないNFKB2 p100がp52にプロセシングされ、ReIBはホノキオールがある場合には、効率的に活性化しなかった(増加及び続く減少)。存在するにもかかわらず、ホノキオール処理によっても、CD40/LMP1が媒介するp52(被治療)及びReIB(NFKB2複雑なタンパク質)の核移行(p52がRe1Bより多い)が減少した。JNKリン酸化は、ホノキオールにより投与量依存的に阻害された。hCD40−LMPlで安定にトランスフェクションしたCH12.LX細胞(1×106)を、±ホノキオールで数回、培養培地(M)、1mg/mLの抗CD40又はアイソタイプコントロール(IC)で刺激した。細胞を遠心沈降によりペレット化し、溶解し、SDS−PAGE及びウエスタンブロッティングにより分析した。ペルオキシダーゼラベルされた抗体を、JNKリン酸化のアッセイ用の化学発光検出試薬を使用してウエスタンブロットで視覚化した。
<実施例12>
癌細胞に対するTSA及びホノキオール処理の組合せ
図43では、ホノキオールとトリクロスタチンA(TSA)(ヒストンデアセチラーゼ阻害剤)との組み合わせによる処理後の、癌細胞生存率に対する効果を解析した結果を示す。
SHSY5Y及びSHEP神経芽腫細胞を、0〜1μM TSAのみ、又はホノキオールとの組み合わせで処理した。結果は、TSAのみと比較して、TSA及びホノキオールの併用療法後における生細胞の顕著な減少率(%)を示した。
本発明はその好ましい実施態様を記載している。本発明のバリエーション及び変更は、上記の発明の詳細な説明から当業者にとり自明である。これらの全てのバリエーション及び変更は本発明の範囲内に包含されると解される。
ホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物構造の実例である。 図1、3及び4に示されるホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物の構造式中の代表的な官能基を例示する線図である。 図1のホノキオール型化合物及びマグノロール型化合物構造と構造的に類似する代表的な構造を例示する。 同上。 ホノキオール型及びマグノロール型化合物によるSVR細胞増殖の抑制を例示するグラフである。 多発性骨髄腫(MM)患者からのMM細胞株及び腫瘍細胞における、ホノキオール(HNK)で誘導された細胞毒性を表す。通常の末梢血液単核細胞(PBMNCs)では毒性が示されなかった。48時間培養後の比色アッセイによる評価において、A及びBではHNKによるMM細胞株の増殖阻害が示した。 MM細胞における、ホノキオール(HNK)で誘導されたアポトーシスを表す。Aは、48時間、8μg/mlのHNKで処置されたMM.1S及びRPMI8226細胞を示す。Bでは、z−VAD−fmk(25μM)による1.5時間の前処理の有無における、10μg/mlのHNKによる12及び24時間の処理後のカスパーゼ及びPARPの裂開を、MM.1Sの全細胞可溶化物のウエスタンブロッティングにより解析した結果を示す。Cでは、z−VAD−fmk(25μM)による1.5時間の前処理の有無における、HNK又はAsによる処理後の、MM.1S細胞を示す。Dでは、z−VAD−fmk(25μM)による1.5時間の前処理の有無における、HNK又はAsによる24時間の処理後のMM細胞におけるAPO2.7の発現を、フローサイトメトリで解析した結果を示す。Eでは、トリパンブルー排他染色により細胞毒性を解析した結果を示す。Fでは、MM.1S細胞をHNK(10μg/ml、0、4、8及び12時間)で処理した結果を示す。Gでは、z−VAD−fmkによる前処理の有無における、HNK(10μg/ml、24時間)で処理したMM.1S細胞を示す。 ボルテゾミブとホノキオール(HNK)の組合せが、MM.1S細胞に対する細胞毒性を強化することを示す。Aでは、MM.1S細胞を48時間HNK及びボルテゾミブで処理し、細胞増殖を比色アッセイで解析した結果を示す。Bでは、MM.1S細胞をHNK及びボルテゾミブで処理し、アポトーシス誘導をAPO2.7で解析した結果を示す。Cでは、MM.1S細胞を8時間HNK及びボルテゾミブで処理した結果を示す。 HNKがIL−6、IGF−1の防護効果及び患者の骨髄間質細胞(BMSCs)の接着を抑制できることを示す。2人のMM患者(C及びDに示す)に由来するIL−6(Aに示す)、IGF(Bに示す)又はBMSCsの有無において、MM.1S細胞を、示すHNK濃度で48時間処理した結果を示す。 HNKがMM.1S細胞の増加及び生存シグナリング経路を調節することを示す。Aでは、MM.1S細胞を培地(FCS2.5%含有)で3及び6時間、HNK(10μg/ml)で処理し、更に10及び20分間IL−6(10ng/ml)で刺激した結果を示す。Bでは、MM.1S細胞を培地(FCS2.5%含有)で3及び6時間、HNK(10μg/ml)で処理し、更に10及び20分間IGF−1(25ng/ml)で刺激した結果を示す。Cでは、MM.1S細胞を培地(FCS2.5%含有)で3及び6時間、HNK(10μg/ml)で前処理した結果を示す。 HUVECにおける血管新生のHNKによる抑制を示す。HUVECは8μg/mlのHNKを添加して(Bで示す)又は添加せずに(Aで示す)6時間培養し、血管形成を解析した。最初の拡大倍率は×40である。 ドミナントネガティブMAPKK遺伝子、又は化学的抑制剤PD98059によるMAPKK阻害による、内皮細胞の形態に与える効果を示す。MS1はSV40ラージT抗原のみを含む内皮細胞を表し、SVRはras癌遺伝子により形質転換したMS1細胞を表し、SVR+PD98059は、PD98059(5μg/mL)で処理したSVR細胞を表し、SVRA221aは、MAPKKのドミナントネガティブA221対立遺伝子を安定発現する細胞を表す。 アポトーシスにおけるホノキオール及びマグノロールの効果を示す。明るい柱は、マグノロール処置したSVR細胞を示し、暗い柱はホノキオール処置したSVR細胞を示す。コントロールのレーンは、18及び48時間の処理との比較例としての、処理直後の細胞を示す。 様々な細胞内でのタンパク質のリン酸化に対するホノキオールの効果を示す。Aでは、ホノキオールがAKT、p44/42 MAPK及びSrc.SVR.のリン酸化を阻害することを示す。Bでは、ホノキオールが低濃度でAktのリン酸化を阻害するが、p44/42 MAPK又はSrcでは阻害しないことを示す。 内皮細胞の増殖のホノキオールによる阻害が、TRAIL依存性であることを示す。左の柱はホノキオールのみで処理した内皮細胞を表し、中央の柱はホノキオール及びTRAIL抗体で処理した細胞を表し、右側の柱はホノキオール及び副基アイソタイプのコントロール抗体で処理した細胞を表す。 ホノキオールが、カスパーゼ8/カスパーゼ9/PARPが媒介するアポトーシスにより、多発性骨髄腫細胞(MM)のアポトーシスを誘導することを示す。 VEGFのリン酸化に対するホノキオールの効果を示す。Aでは、HUVECsのVEGFで誘導されるKDR自己リン酸化に対するホノキオールの効果を示す。Bでは、VEGFで誘導されるRac活性化に対するホノキオールの効果を示す。上部:GTPと結合したRacのイムノブロットの代表的な結果。下部:イムノブロット(3回の実験)のデンシトメーター分析(平均±標準誤差)(コントロールに対する倍数として表示)。 ヌードマウスのSVR血管肉腫のインビボ増殖に対するホノキオールの効果を示す。このデータは、ホノキオールがin vivoで腫瘍に対して効果的であることを示す。 MM.1S及びSU−DHL−4細胞におけるアポトーシス誘導を示す。 ホノキオールがAMPキナーゼ(AMPK)を活性化することを示す。PC3細胞を、通常の酸素条件及び低酸素症条件下でホノキオール処理した。上部のブロットでは、ホノキオールによるAMPキナーゼのリン酸化の増加(活性化)を示す。下部のブロットでは、コントロールとしての全AMPキナーゼタンパク質を示す。 前立腺癌のHIF−1a細胞株におけるホノキオールの効果を示す。ホノキオールは、投与量依存的に前立腺癌細胞のHIF−1aを活性化させた。 ホノキオールが野生型チュベリンの効果をミミックできることを示す。チュベリン処理により回数及び投与量依存的に(aktの下方制御と同様に)S6キナーゼリン酸化の負の制御がなされ、すなわちホノキオールが野生型チュベリンの作用の幾つかをミミックできることを示す。 ホノキオールがSVR細胞において、0.5%及び10%の血清中でホスホリパーゼDの活性を阻害することを示す。 提唱されたホノキオールの作用機構を示す。ホノキオールはPLD活性を阻害でき、AMPキナーゼを活性化できる。ホノキオールはホスホリパーゼの活性を阻害でき、ホスファチジン酸の産生減少をもたらす。減少したホスファチジン酸はmTOR(哺乳動物におけるラパマイシンの標的)の活性化減少をもたらし、NFKBの負の制御をもたらしうる。ホスファチジン酸はmTOR活性化に対して直接効果を及ぼし、akt活性化と同様に、ホスファチジン酸の産生によりチュベリン(tsc2)のリン酸化及び不活性化をもたらしうる(Teeら、2003;Chenら、2005;Huiら、2004)。同様に、AMPK活性化は、チュベリン(Josephら、2001)の脱リン酸及び活性化をもたらしうる。p53の活性化は特定の系においてAMPKを活性化でき、p53欠損PC3細胞株の場合と同様に、AMPKのホノキオール誘導はp53を必要としない(Fengら、2005;Wangら、2001)。 ホノキオールがNFKB活性化をブロックでき、従来の化学療法剤への腫瘍細胞の感作が可能となることを示す。(A)では、KBM−5細胞(2×10/mL)を24時間無血清の状態に置き、更にTNFのみ、又はホノキオールとの組み合わせでインキュベートした(24時間後の結果)結果を示す。細胞死は、カルセインAMによる生死アッセイで測定した。赤色は死細胞を表し、緑色は生細胞を表す。(B)では、細胞を12時間30μMホノキオールにより前処理し、更に16時間1nM TNFでインキュベートした結果を示す。細胞を、FITCとコンジュゲートした抗アネキシンV抗体とインキュベートし、更に初期アポトーシスの効果をフローサイトメトリで分析した。(C)では、細胞を12時間30μMホノキオールにより前処理し、更に示された時間1nM TNFでインキュベートした結果を示す。全細胞抽出物を調製し、抗PARP抗体を用いたウエスタンブロット分析を行った。(D)では、KBM−5細胞(5000細胞/0.1ml)を30μMホノキオールの有無で、TNF、タキソール、5−FU又はドキソルビシンと37℃で72時間インキュベートし、生細胞をMTT試薬を使用してアッセイした。培養組織を用いた3回の実験における平均±標準偏差を結果として示す。 ホノキオールがTNFで誘導されるNF−κBに依存する、抗アポトーシス、増殖及び転移関連の遺伝子産物の発現を抑制できることを示す。(A)は増殖及び転移関連タンパク質を示し、(B)は抗アポトーシス関連タンパク質を示す。KBM−5細胞を12時間30μMホノキオールでインキュベートし、更に示された時間の1nM TNFで処理した。全細胞抽出物を調製し、関連抗体を用いたウエスタンブロット分析を行った。 ホノキオールがTNF及び化学療法薬のアポトーシスの効果を強化することを示す。(A)は、ホノキオールの構造を示す。(B)は、ホノキオールがTNF及び化学療法剤により誘発されるアポトーシスを強化することを示す棒グラフである。KBM−5細胞(5000細胞/0.1ml)を5mMのホノキオールの有無において、TNF、パクリタキセル又はドキソルビシンにより37℃で72時間インキュベートし、生細胞をMTT試薬を使用してアッセイした。培養組織を用いた3回の実験における平均±標準偏差を結果として示す。(C)ホノキオールがTNFで誘導されるPARP裂開を強化することを示す。KBM−5細胞(2×10/mL)を24時間無血清条件化に置き、TNF(1nM)のみ、又はホノキオール(25mM)との組み合わせで所定の時間インキュベートし、実施例8に記載のウエスタンブロット分析によりPARP裂開はを測定した。下の値は87kDaのバンドのデンシトメーター分析値を示す。(D)ホノキオールがTNFで誘導される細胞死を強化することを表す。KBM−5細胞(2×10/mL)を24時間無血清条件に置き、更にTNF(1nM)のみ、又はホノキオール(10mM)との組み合わせで24時間インキュベートした。実施例8のカルセインAMによる生/死アッセイにより細胞死を測定した。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果を示す。(E)は、ホノキオールがTNF誘導初期アポトーシスを上方制御したことを示す。細胞を12時間25mMのホノキオールにより前処理し、更に16時間1nM TNFでインキュベートした。細胞を、FITCコンジュゲート抗アネキシンV抗体でインキュベートし、更に初期アポトーシスの効果をフローサイトメトリにより分析した。 ホノキオールがRANKLで誘導される破骨細胞形成及びTNFで誘導される侵入活性を抑制することを示す。(A)RAW264.7細胞(1×10)を一晩プレート上でインキュベートし、12時間5mMのホノキオールにより前処理し、更に5nMのRANKLで処理した。4及び5日後に細胞をTRAP染色し、破骨細胞形成能を評価した。写真は、RANKLによるインキュベーション開始後5日に撮影したものである。(B)ウェルあたりのトラップ陽性多核溶骨細胞(>3の核)の数を計測した。(C)H1299細胞(2.5×10)を無血清条件下で、一晩マトリゲル浸潤チャンバーの上のウェルに播種し、12時間10mMのホノキオールにより前処理し、1%の血清条件下で24時間1nM TNFで処理し、更に浸潤アッセイに供した。ホノキオールなし、及びTNFなしの場合の値を1.0に設定した。 ホノキオールがNF−κBを阻害することを示す。(A)ホノキオールは、TNF、たばこ煙縮合物、PMA、オカダ酸及びHにより誘発されるNF−κBの活性化をブロックする。H1299細胞(2×10/mL)を25mMのホノキオールで37℃で12時間プレインキュベートし、更にTNF(0.1nM)、PMA(100ng/mL、1時間)、オカダ酸(500nM、4時間)、たばこ煙縮合物(10mg/mL、30分)又はH(250mM、1時間)で処理した。核抽出物を調製し、NF−κB活性化を試験した。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果を示す。(B)ホノキオールは用量依存的に、TNF依存性NF−κB活性化を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、37℃で12時間所定濃度のホノキオールによりプレインキュベートし、更に30分間0.1nM TNFで処理した。核抽出液を調製し、NF−κB活性化を試験した。(C)ホノキオールは、時間依存的に、TNF依存性NF−κB活性化を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、25mMのホノキオールで所定時間37℃でプレインキュベートし、更に37℃で30分間0.1nM TNFで処理した。核抽出液を調製し、NF−κB活性化を試験した。(D)ホノキオールによる誘導活性化の抑制は、細胞タイプ特異的でない。200万のA293細胞又はJurkat細胞を、24時間所定濃度のホノキオールにより前処理し、更に30分間0.1nM TNFで処理した。核抽出物を調製し、更にEMSAでNF−κBをアッセイした。(E)ホノキオールは、多発性骨髄腫U266及び扁平上皮癌SCC4の構成的なNF−κBの活性化を抑制する。細胞を24時間所定濃度のホノキオールでインキュベートし、更に30分間0.1nM TNFでインキュベートした。核抽出物を調製し、更にEMSAでNF−κBをアッセイした。(F)ホノキオールは、NF−κBのDNAとの結合能を調節しない。30分間0.1nM TNFで処理した又は処理しないH1299細胞(2×10/mL)からの核抽出物を、室温で2時間、所定濃度のホノキオールで処理し、更にEMSAでDNA結合アッセイを行った。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果を示す。 (A)ホノキオールがTNF誘導NF−κB活性化、IkBaリン酸化及びIkBa分解を阻害することを示す。ホノキオールは、NF−κBのTNF誘導活性化を阻害する。H1299細胞を、12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、0.1nM TNFにより所定時間処理し、EMSAでNF−κB活性化を解析した。(B)H1299細胞(2×10/mL)を、37℃で12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、次いで所定の時間37℃で0.1nM TNFで処理し、ウエスタンブロット解析によりサイトソル画分のIkBaを解析した(上パネル)。タンパク質の等量のロードを確認するため、b−アクチンの結果を示す(下パネル)。(C)ホノキオールは、IkBaby TNFのリン酸化及びユビキチン結合(D)をブロックする。細胞を、12時間25mMのホノキオールでプレインキュベートし、30分間N−アセチル−ロイシル−ロイシル−ノルロイシン(ALLN)50mg/mLでインキュベートし、次いで10分間0.1nM TNFで処理した。細胞質の抽出物を分画し、更にリン酸特異的な抗IkBa抗体を用いたウエスタンブロット分析を行った。同じ膜を、抗IkBa抗体サイドブロッティングした。(E)ホノキオールは、TNFで誘導されるIkBaキナーゼ活性を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、12時間25mMのホノキオールで処理し、更に所定の時間間隔で0.1nM TNFで処理した。全細胞抽出物を調製し、200mgの抽出物を抗IKKa及び抗IKKb抗体で免疫沈降した。更に材料及び方法にて説明する要領で免疫複合体キナーゼアッセイを実施した。IKKタンパク質の発現レベルに対するホノキオールの効果を検討するため、30mgの全細胞抽出物を10%SDS−PAGEで解析し、エレクトロブロットし、材料及び方法にて説明する要領で、所定の抗体によりイムノブロットした。(F)ホノキオールは、TNF誘導によるp65の核転座を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を無処置、又は37℃で12時間25mMのホノキオールで前処理し、更に0.1nm TNFで処理した。核抽出物を調製し、抗p65抗体を使用したウエスタンブロッティングで解析した。(G)ホノキオールは、TNF誘導によるp65の核転座を阻害する。H1299細胞(1×10/mL)を、最初に37℃で12時間25mMのホノキオールで処理し、更に0.1nM TNFに曝露した。サイトスピンの後、材料及び方法で説明する要領で免疫細胞化学的分析を実施した。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果を示す。(H)ホノキオールは、TNF誘導によるp65のリン酸化を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、更に所定時間0.1nM TNFで処理した。細胞質及び核抽出物を、抗リン酸化p65抗体を使用するウエスタンブロッティングで解析した。 (A)ホノキオールがTNFで誘導されるNF−κB依存性のレポーター遺伝子(SEAP)発現を阻害することを示す。A293細胞を、SEAP遺伝子にリンクしたNF−κB含有プラスミドで一過性にトランスフェクションし、更に所定濃度のホノキオールで処理した。0.1nM TNFで24時間培養後、細胞上澄を回収し、SEAP活性をアッセイした。結果は、ベクターコントロールの活性に対する倍数として表示する。(B)ホノキオールは、TNFR、TRADD、TRAF、NIK及びIKKbにより誘導されるNF−κB依存性のレポーター遺伝子発現を阻害する。A293細胞を、SEAP遺伝子にリンクしたNF−κB含有プラスミドで一過性にトランスフェクションし、更に0及び25mMのホノキオールで処理した。細胞上澄を、分泌されたアルカリ性ホスファターゼ活性のアッセイに供した。結果は、ベクターコントロールの活性に対する倍数として表示する。バーは標準偏差を示す。(C)ホノキオールは、TNFで誘導されるCOX2プロモータ活性を阻害する。H1299細胞を、ルシフェラーゼ遺伝子にリンクしたCOX−2プロモータプラスミドにより一過性にトランスフェクションし、更に所定濃度のホノキオールで処理した。0.1nM TNFによる24時間の培養後、細胞上澄を回収し、ルシフェラーゼ活性をアッセイした。結果は、ベクターコントロールの活性に対する倍数として表示する。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果(平均±標準偏差、エラーバーとして示す)を示す。(D)マグノロールの構造式。(E)ホノキオール類似体であるマグノロールは、TNF−で誘導されるNFKB活性化を阻害する。H1299細胞を、12時間所定濃度のマグノロールで処理し、更に30分間0.1nM TNFにより刺激した。核抽出物を調製し、EMSAによりNF−κB活性化を分析した。 ホノキオールがTNFで誘導されるNF−κBを制御された遺伝子産物を阻害することを示す。(A)ホノキオールはTNFにより誘発されるCOX−2、MMP−9、ICAM−I及びVEGF発現を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)は、無処置又は12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、更に異なる時間0.1nM TNFで処理した。全細胞抽出物を調製し、全の細胞可溶化物50mgを抗VEGF、MMP−9、COX−2抗体を用いるウエスタンブロッティングで分析した。(B)ホノキオールはTNFにより誘発されるサイクリンDl及びc−myc発現を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、無処置又は12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、異なる時間0.1nM TNFで処理した。全細胞抽出物を調製し、全の細胞可溶化物50mgを抗サイクリンDl及び抗c−myc抗体を使用するウエスタンブロッティングで分析した。データは、類似の結果を示す3つの独立した試験の代表的な結果を示す。(C)ホノキオールは、アンチアポトーシス遺伝子産物cIAP1、cIAP2 BCL−xl、BCL−2、cFLIP、TRAF2及びsurvivinの発現を阻害する。H1299細胞(2×10/mL)を、無処置又は12時間25mMのホノキオールでインキュベートし、異なる時間0.1nM TNFで処理した。全細胞抽出物を調製し、全の細胞可溶化物50mgを抗IAP1、IAP2、BCL−xl、BCL−2、cFLIP及びsurvivin抗体を使用するウエスタンブロッティングで分析した。 TNFで誘導されるNF−κB活性化及びアポトーシスに対するホノキオールの効果の概略図を示す。 (A)ホノキオール(HNK)の化学構造式を表す。 (BからF)乳癌細胞系の生存率のグラフ。HNKの所定の投与量を含む培地中で培養し、24時間処理した後、MTTアッセイを行った。結果は、HNKが乳癌細胞の増殖を阻害することを示す。 (A及びB)多形神経膠芽腫細胞株の生存率のグラフ。HNKの所定の投与量を含む培地中で培養し、24時間処理した後、MTTアッセイを行った。結果は、多形神経膠芽腫細胞株がHNK処理に抵抗性であることを示す。 (A−G)MCF−7及びMDA−MB−231細胞株の生存率を表す棒グラフ。HNKの所定の投与量及び第2の薬剤を含む(又は含まない)培地中で培養し、24時間処理した後、MTTアッセイを行った。試験に用いた第2の薬剤:A及びB:SAHA(2μM)、C:4−HT(100nM)。 (A−G)MCF−7及びMDA−MB−231細胞株の生存率を表す棒グラフ。HNKの所定の投与量及び第2の薬剤を含む(又は含まない)培地中で培養し、24時間処理した後、MTTアッセイを行った。試験に用いた第2の薬剤:D及びE:ドキソルビシン(ADR、300nM)、F及びG:パクリタキセル(PAC、250nM)。結果は、HNKがSAHAの増殖阻害活性を強化することを示す。 マウスにおける、数週間にわたり計測した腫瘍体積のグラフ。MDA−MB−231細胞をathymicヌードマウスの両側腹に注入した。マウスを4週間にわたり、担体(n=5)又はHNK(2mg/d、n=5)を毎日I.P.注入した。腫瘍体積を毎週計量した結果、試験群マウスの腫瘍は、2週目から試験終了時にかけて、顕著に小さかった(p<0.02)。 (A)所定時間HNK(60μM)で処理したMCF−7細胞の染色を示す。処理後、実施例9で説明する要領で細胞を回収し、PI及びアネキシンVで染色した。(B)3つの独立した実験(HNK60μM、24時間)の結果を示す棒グラフ。アステリクスは、p<0.05を示す。(C)MCF−7細胞をHNK(20又は40μM、24時間)で処理し、溶解し、アポトーシス関連タンパク質の発現をウエスタンブロッティングにより分析した一連の写真を示す。結果は、HNKが乳癌細胞のアポトーシスを誘導することを示す。 Aは、MDA−MB−231細胞のグラフを示す。実施例9と同様にHNK(30μM、24時間)で処理し、PI染色を使用して細胞周期を分析した。Bは、HNKの濃度に対する細胞(%)の棒グラフである。3つの独立した実験結果を示す。30μM HNKで処理したものと比較した、コントロールにおけるS期の細胞のパーセンテージはP>0.05である。Cは、HNK(30μM、24時間)で処理し、PI染色を使用して細胞周期を分析したMcf−7細胞のグラフを示す。 (D)HNKの濃度に対する細胞(%)の棒グラフを示す。3つの独立した実験結果を示す。 Eは、HNK(20、40又は、60μM(24時間))で処理したMDA−MB−231細胞を溶解させ、細胞周期関連のタンパク質の発現をウエスタンブロッティングにより分析した一連の写真を示す。Fは、HNK(20、40又は、60μM(24時間)で処理したMDA−MB−231細胞を溶解し、EGFR、並びに全ERK2及びリン酸化ERK2(並びにβ−アクチン)の発現をウエスタンブロッティングにより分析した一連の写真を示す。結果は、HNKが乳癌細胞の細胞周期を減速することを示す。 Aは、増殖因子の非存在下で0〜40μg/mLホノキオールで処理した後、Ratla及びRatla−mAkt繊維芽細胞株のアポトーシス(%)とホノキオール濃度の相関を示す棒グラフ。Bは、Ratla及びRatla−mAkt繊維芽細胞株におけるミトコンドリアHK活性とホノキオール濃度の相関を、ホノキオールの有無において増殖因子から取り出し、全細胞に対するミトコンドリアのヘキソキナーゼ活性のパーセンテージの測定結果を示す棒グラフ。Cは、増殖因子の非存在下で0〜40μg/mLホノキオール処理後の、野生型及びBax/Bak DKO MEF細胞株のアポトーシス(%)とホノキオール濃度の相関を示す棒グラフ。Dは、野生型及びBax/Bak DKO MEF細胞株におけるミトコンドリアHK活性とホノキオール濃度の相関を、ホノキオールの有無において増殖因子から取り出し、全細胞に対するミトコンドリアのヘキソキナーゼ活性のパーセンテージの測定結果を示す棒グラフ。 インビボでのホノキオール処理により、C57B1/6及びLMP1トランスジェニックマウスにおいてコラーゲン誘導関節炎(CIA)病理を沈静化したが、陰性コントロールのレベルまでは阻害しないことを示す。 CH12.hCD40−LMP1 B細胞におけるIL−6及び及びTNFアルファ産生に与える、ホノキオール処理による効果を示す。 マウスM12.4.1細胞におけるNFKB活性化が、投与量依存的にホノキオールにより阻害されることを示す。 癌細胞におけるTSA及びホノキオールの組合せによる治療効果を例示する。

Claims (25)

  1. 次式の式Iaの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグ。
    Figure 2008542192
    (式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基であって、任意に置換されてもよく、
    及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基であり、
    少なくとも1つのR及びRはアルキル基(例えばC1−5アルキル基)である。)
  2. 請求項1記載の化合物であって、式中、
    及びRは独立にH又はC1−5アルキル基であり、
    及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基であり、
    少なくとも1つのR及びRはメチル、エチル、プロピル又はブチル基である化合物。
  3. 次式の式Ibの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグ。
    Figure 2008542192
    (式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基であって、任意に置換されてもよく、
    及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基であり、
    少なくとも1つのR及びRは水素でない。)
  4. 請求項3記載の化合物であって、式中、
    及びRは独立にメチル、エチル又はプロピル基であり、
    及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基であり、
    少なくとも1つのR及びRは水素でない化合物。
  5. 以下の式Ic、Id、Ie又はIfの化合物、又はその塩、エステル若しくはプロドラッグ。
    Figure 2008542192
    (式中、R及びRは独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアリール基であり、
    及びRは独立にアルキル、アルケニル、アルキニル又はアリールである。)
  6. 請求項5記載の化合物であって、式中、
    及びRは独立に水素又はC1−5アルキル基であり、
    及びRは独立にC1−5アルキル又はアルケニル基である化合物。
  7. 以下の群から選択される化合物。
    Figure 2008542192
  8. 宿主の癌の治療方法であって、宿主に有効量の請求項1から7のいずれか1項記載の化合物を投与することを含んでなる方法。
  9. 請求項8に記載の方法であって、前記癌が腫瘍、肉腫、リンパ腫、白血病及び骨髄腫からなる群から選択されることを特徴とする方法。
  10. 前記癌がホスホリパーゼD、AMPK又はNFKBの1つ以上を、発現又は過剰発現させる、請求項8記載の方法。
  11. 宿主の骨髄腫の治療方法であって、宿主に有効量の請求項1から7のいずれか1項記載の化合物、又はホノキオール若しくはマグノロール、又はその誘導体を投与することを含んでなる方法。
  12. 宿主の薬剤抵抗性の癌の治療方法であって、宿主に有効量の請求項1から7のいずれか1項記載の化合物、又はホノキオール若しくはマグノロール、又はその誘導体を投与することを含んでなる方法。
  13. 前記骨髄腫がホスホリパーゼD、AMPK又はNFKBの1つ以上を発現又は過剰発現させる、請求項11記載の方法。
  14. 癌が骨髄腫である、請求項12記載の方法。
  15. 前記癌がホスホリパーゼD、AMPK又はNFKBの1つ以上を発現又は過剰発現させる、請求項12記載の方法。
  16. 前記骨髄腫が多発性骨髄腫、マクログロブリン血症、骨の単離された形質細胞腫、延髄外の形質細胞腫、ワルデンストレームのマクログロブリン血症、単クローン性γグロブリン血症及び不応性形質細胞腫瘍からなる群から選択される、請求項14記載の方法。
  17. 前記化合物が癌治療用の少なくとも1つの付加的な治療薬と組み合わせて、又は交互に投与される、請求項8又は12記載の方法。
  18. 前記付加的な治療薬がヒストンデアセチラーゼ阻害剤である、請求項17記載の方法。
  19. 前記化合物が請求項1から7のいずれか1項記載の化合物である、請求項11又は12記載の方法。
  20. 宿主の腫瘍又は癌を処置する方法であって、
    (i)腫瘍又は癌から生体試料を調製し、
    (ii)腫瘍又は癌がホスホリパーゼDを発現又は過剰発現するか否かを決定し、
    (iii)その腫瘍又は癌がホスホリパーゼDを発現又は過剰発現する場合、腫瘍又は癌を有効量の請求項1から7のいずれか1項記載の化合物、ホノキオール、マグノロール又はその誘導体のいずれか1つで治療することを含んでなる方法。
  21. 前記癌が腫瘍、肉腫、リンパ腫、白血病及び骨髄腫からなる群から選択される、請求項20記載の方法。
  22. 宿主の炎症性症状又は骨粗鬆症の治療方法であって、宿主に有効量の請求項1から7のいずれか1項記載の化合物、ホノキオール若しくはマグノロール、又はその誘導体を、任意に、薬理学的に許容できる担体との組み合わせで投与することを含んでなる方法。
  23. 請求項1から7のいずれか1項記載の化合物、及び薬理学的に許容できる担体を含んでなる組成物。
  24. 異常な細胞増殖を伴う疾患の治療方法のための、請求項1から7のいずれか1項記載の化合物の使用。
  25. 前記疾患が骨髄腫である、請求項24記載の使用。
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