JP2013533852A - トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体、その製造方法及びそれを有効成分として含む新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物 - Google Patents

トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体、その製造方法及びそれを有効成分として含む新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体、その製造方法及びそれを有効成分として含む新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物に関するもので、本発明のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体は、腫瘍によって誘導される新生血管作用で活性化したビトロネクチン受容体とも呼ばれるαβインテグリンにサブナノモル単位の高い親和度を有し、癌細胞が移植された動物でトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の初期摂取後、高い腫瘍映像を反映して肝臓と腸での摂取率が、既存に知られた放射性同位元素標識サイクリックRGD誘導体に比べて顕著に低く、選択的にαβインテグリンが活性化した癌細胞にのみ作用することが分かり、このような結果を基に、テクネシウム−99m標識に使用した同一な前駆体を用いた治療核種であるレニウム−188標識誘導体の場合、生理食塩水のみ注入した腫瘍動物モデルとは異なり、尾静脈注入時に効果的な腫瘍の成長阻害と治療効能を示すので、新生血管関連疾患の診断または治療用医薬品として有用に用いることができる。

Description

本発明は、トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体、その製造方法及びそれを有効成分として含む新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物に関するものである。
癌の完全治癒が現代医学の重要課題になった時点で、標的分子と特異的に反応する放射性追跡子を用いて、非浸湿的に癌の早期診断及び治療のために疾病の分子水準変化観察が可能な核医学的診断及び治療技術の重要性は広く知られている。
既存の陽電子放出断層撮影(PET)用放射性医薬品である[18F]−FDG(2−フルオロ−2−デオキシ−D−グルコース)は、広く体内癌診断で広く使用されてはいるが、脳腫瘍の診断や、炎症と腫瘍との区別ができないというなどの短所があり、また癌の新生血管生成及び転移症侯に対する情報を提供するには限界性がある。
癌の新生血管作用は、原発性または転移性腫瘍において必須であり、癌組織は新生血管による営養分と酸素供給がなければ、1−2mm以上成長することができない。このように新生血管作用が起きる間、原発性癌細胞が血管内に流入して他の場所に移動して転移癌を形成するようになる。したがって、新生血管映像ターゲットはすべての固形性腫瘍で共通的に使用することができるという可能性を有している。治療面では既存の抗癌化学療法は、癌の細胞が早く成長する特徴を用いた治療であるので、細胞周期が早い骨髄細胞、胃腸関係細胞など正常細胞に毒性を示す一方、新生血管作用ターゲット治療は、長期投与でも比較的少ない副作用と血管細胞が治療の対象という点で耐性を示す可能性が少ない。
癌の成長メカニズム過程としての新生血管は、癌組織近くの血管内αβインテグリン(integrin)の過多分布を始めとして進行することが知られている。インテグリンは、細胞の付着や移動などに関与するα及びβサブユニットで構成されたヘテロダイマー細胞膜タンパク質であり、細胞によって多くの種類が存在する。その中で新生血管には、ビトロネクチン受容体とも呼ばれるαβ種が重要で、平常の血管内皮細胞には発現せず、癌による新生血管作用が活性化になった場合にのみ発現する。このインテグリンと相互作用するタンパク質には、共通的にアルギニン−グリシン−アスパラギン酸(Arg−Gly−Asp,RGD)ペプチドシーケンスが存在して結合部位の役割をする。このような化合物を基にαβインテグリン正常機能を防ぐより高い結合親和度を有する拮抗物質として、環形ペプチド構造であるサイクリックRGD(cyclic Arg−Gly−Asp,cRGD)ペプチド化合物があり、今まで多くの国内外の研究機関を通じてこの化合物に多様な放射性同位元素を導入して、癌の新生血管映像化研究が進められてきた。
多様なサイクリックRGD誘導体に用いた放射性同位元素は、PET用フルオリン−18、ガリウム−68と銅−64等と、SPECT用でテクネシウム−99m、ヨード−123、インジウム−111等が標識核種に使用され、肝組織での排出を早く誘導するために単糖類を付着させることで放射性追跡子の薬物動態を良くしたり、より高い結合親和度を有するようにしたりするために2個または4個のサイクリックRGDを付着した放射性追跡子が研究された(参照論文: 非特許文献1〜7)。しかし、多様な放射性同位元素標識サイクリックRGD誘導体が開発されたが、高い肝摂取及び腸での排出速度が遅い短所を有していて、腫瘍組織対正常組織間の蓄積の割合が低くくて映像の限界性を有していて、治療用放射性同位元素標識放射性追跡子の場合、正常組織にも損傷を及ぼすため、いまだに臨床適用研究が活発ではないのが現状である。
さまざまな放射性同位元素の中で、テクネシウム−99mとレニウム−188は、すべての病院で単光子放射型コンピュータ断層撮影法(Single Photon Emission Computed Tomography;SPECT)スキャナと発生器さえあれば、簡単な標識方法と分離工程を通じてSPECT映像を通じた診断を行なうことができて活用的、実用的な面で優れた放射性同位元素であり、同じ前駆体を用いて治療目的にレニウムを選択して標識することができる長所を有している。
しかし、既存のテクネシウム−99mとレニウム−188標識方法では、標識ポケットのサイズが大きくて体内安定性が低く前駆体合成が容易でないため、効果的な放射性追跡子を開発するのに多くの制約を有している。それとは異なりトリカルボニルテクネシウム−99mとトリカルボニルレニウム−188は、前駆体合成が容易で、標識ポケットが小さくて安定していて、簡単な製造工程の変化で放射性追跡子の電荷を変化させることができる。それとともに体内で安定し、標識された放射性追跡子が体内代謝時に甲状腺に集まらないで早く体外に排出されることによって、相対的に良い映像を提供するなど、効率性が高い同位元素追跡子として重要視されている。このようなトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188の利用は、まだ微々であるが、新しい放射性医薬品開発のために国内外で研究が進行されている。
そこで、本発明者らは癌の新生血管作用の有力バイオマーカーであるαβインテグリンターゲット映像及び治療用医薬品として、新しいトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体を合成して、多様な生物学的評価結果を通じて、それらトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識RGD誘導体が優れた新生血管関連疾患の診断及び治療が可能な物質であることを確認して本発明を完成した。
Haubner, R., Wester, H-J., Weber, W.A., Mang, C., Ziegler, S. I., Goodman, S. L., Senekowitsch-Schmidtke, R., Kessler, H., Schwaiger, M., Cancer Res., 2001年,第61巻,p.1781-1785 Jeong, J.M., Hong, M.K., Chang, Y.S., Lee, Y.S., Kim, Y.J., Cheon, G.J., Lee, D.S., Chung, J.K., Lee, M.C., J. Nucl. Med., 2008年,第49巻,p.830-836 Chen, W., Park, R., Tohme, M., Shahinian, A.H., Bading, J.R., Conti, P.S. Bioconjugate Chem., 2004, 15:41-49 Liu, S., Hsieh, W.Y., Kim, Y.S., Mohammel, S. I., Bioconjugate Chem., 2005 年,第16巻,p.1580-1588 Haubner, R., Wester, H-J., Reuning, U., Senekowitsch-Schmidtke, R., Diefenbach, B., Kessler, H., Stocklin G., Schwaiger, M., J. Nucl. Med., 1999 年,第40巻,p.1061-1071 Janssen, M., Oyen, W.J.G., Dijkgraaf, I., Massuger, L.F.A.G., Frielink, C., Edwards, D.S., Rajopadyhe, M., Boonstra, H., Corsten, F.H.M., Boerman, O.C., Cancer Res., 2002 年,第62巻,p.6146-6151 Wu, Y., Zhang, X., Xiong, Z., Cheng, Z., Fisher, D.R., Liu, S., Gambhir, S.S., Chen, X., J. Nucl. Med., 2005 年,第46巻,p.1707-1718
本発明の目的は、新生血管関連疾患の診断または治療に有用に用いることができるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の製造方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の前駆体を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記トリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含む、新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、下記化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
Figure 2013533852
(前記式中1、M、R、X 及びYは本明細書で定義したとおりである)
また、本発明は、トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の製造方法を提供する。
さらに、本発明は、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の前駆体を提供する。
また、本発明は、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含む新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物を提供する。
本発明のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体は、腫瘍によって誘導される新生血管作用で活性化になったビトロネクチン受容体とも呼ばれるαβインテグリンにサブナノモル単位の高い親和度を有し、癌細胞が移植された動物でトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の初期摂取後、高い腫瘍映像を反映して肝臓と腸での摂取率が、既存に知られた放射性同位元素標識サイクリックRGD誘導体に比べて顕著に低くて選択的にαβインテグリンが活性化した癌細胞にのみ作用することが分かり、このような結果を基に、テクネシウム−99m標識に使用した同一な前駆体を用いた治療核種であるレニウム−188標識誘導体の場合、生理食塩水のみ注入した腫瘍動物モデルとは異なり、尾静脈注入時に効果的な腫瘍の成長阻害と治療効能を示すことから、あつらえ形新生血管関連疾患の診断または治療用医薬品として有用に用いることができる。
本発明の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、腫瘍摂取及び臓器別排出結果を示すグラフである。 本発明の他の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、腫瘍摂取及び臓器別排出結果を示すグラフである。 本発明のまた他の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、腫瘍摂取及び臓器別排出結果を示すグラフである。 本発明の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、SPECT映像を撮影した写真である。 本発明の他の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、SPECT映像を撮影した写真である。 本発明のまた他の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、SPECT映像を撮影した写真である。 本発明の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、臓器摂取率グラフ及び時間帯別に腫瘍対肝臓、腫瘍対腎臓そして腫瘍対正常細胞の摂取率グラフである。 本発明の一実施例によるトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の体内腫瘍モデルマウスでの、サイクリックRGD誘導体(cRGDyV)注入後のSPECT映像を撮影した写真である。 本発明の一実施例によるトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体のモデルマウスの腫瘍の大きさ及び体重に及ぼす影響を示すグラフである。 本発明の一実施例によるトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体のモデルマウスの腫瘍の大きさ及び体重に及ぼす影響を示すSPECT映像及び関心領域別臓器の摂取率グラフである。 本発明の一実施例によるトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体注入後、モデルマウスの腫瘍の大きさ及びトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD SPECT映像摂取率に及ぼす影響を示し、腫瘍組織スライスをCD−31染色とQ−dot−二個のRGD誘導体を利用した共焦点顕微鏡写真である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、下記化学式1で表されるトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
Figure 2013533852
(前記化学式1で、Mは99mTc、188Reまたは185,187Reで、
は、N,N(CHCHO)CHCHCONHまたはN(CHCONH)CHCHCONHで、Xは直接結合、
Figure 2013533852
または、
Figure 2013533852
で、ここで、AおよびAは、各々アスパラギン酸、リジン、グルタミン酸、チロシン、システイン、スレオニンおよびセリンからなる群から選択されるアミノ酸で、RはNHまたはNH(Z)CHCHCONHで、Zは−CHCHO−または−CHCONH−で、nは0ないし8の整数で、Yは、
Figure 2013533852
で、ここでRはHまたはOHで、Rは−(CH−または−(CH−COO−で、mは1ないし8の整数で、前記YはRに直接結合するか、Xの中でRに結合する)
好ましくは、前記トリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体は、下記化学式1Aないし化学式1Cで表される化合物の群から選択することができる。
Figure 2013533852
Figure 2013533852
Figure 2013533852
(前記化学式1Aないし1Cにおいて、前記M、R、R、R、R、AおよびAは、前記化学式1で定義したのと同様である)
本発明による前記化学式1で表されるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の好ましい例は、下記に示すとおりである。
1)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
2)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
3)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
4)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
5)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
6)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
7)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
8)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
9)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
10)(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
11)(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
12)(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
13){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
14){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
15){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
16){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
17){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
18){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
19)(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
20)(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
21)(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
22){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
23){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
24){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
25){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
26){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、及び
27){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)。
本発明による化学式1のサイクリックRGD誘導体は、RGDサイクリックを1個ないし4個含むことができる。
本発明による化学式1で表されるサイクリックRGD誘導体は、薬学的に許容可能な塩の形態で使用することができる。前記塩では、薬学的かつ生理学的に許容される多様な有機酸または無機酸によって形成された酸付与塩が有用である。相応しい有機酸では、例えばカルボキシル酸、ホスホン酸、スルホン酸、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、デカン酸、グリコール酸、乳酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グルタミン酸、アスパラギン酸、マレイン酸、安息香酸、サリチル酸、フタル酸、フェニル酢酸ン、ベンゼンスルホン酸、2−ナフタリンスルホン酸、メチル硫酸、エチル硫酸、ドデシル硫酸などを使用することができ、相応しい無機酸としては、例えば塩酸、硫酸またはリン酸などを使用することができる。
本発明による前記化学式1で表されるサイクリックRGD誘導体は、薬学的に許容可能な塩だけではなく、通常の方法によって製造され得るすべての塩、水和物及び溶媒化物をすべて含むことができる。
また、本発明は、前記化学式1のサイクリックRGD誘導体を製造する方法を提供する。
具体的に、本発明によるサイクリックRGD誘導体は、下記スキーム1及びスキーム2に示された方法でに製造することができる。
製法1
本発明において、放射性同位元素であるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体は、下記スキーム1に示したように、
化学式2の前駆体化合物にトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188を反応させて、化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体を製造する工程を含む方法で製造することができる。
Figure 2013533852
(前記スキーム1で、Mは99mTcまたは188Reで、R、X及びYは前記化学式1で定義したのと同様である)
具体的に、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188を化合物(99mTc(CO)(H0) または188Re(CO)(H0) )を蒸留水溶媒0.5〜5mlに希釈して、化学式2の前駆体が入っている反応容器に入れて、70〜80℃で30〜60分間加熱して反応させることで、化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体を製造することができる。
本発明による前記製法1において、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188化合物は、従来から知られた方法にしたがって合成することができ、好ましくは下記文献による方法を用いることができる。
参照論文:Alberto, R., Schibli, R., Egli, A., Schubiger, A.P., Abram, U., Kaden, T.A., J. Am. Chem. Soc. 1998年,第120巻,p.7987-7988; Alberto, R., Schibli, R., Schubiger, A.P., Abram, U., Pietzsch, H-P., Johannsen, B., J. Am. Chem. Soc. 1999 年,第121巻,p.6076-6077; Schibli, R., Netter, M., Scapozza, L., Birringer, M., Schelling, P., Dumas, C., Schoch, J., Schubiger, P.A., J. Organomet. Chem. 2003年,第668巻,p.67-74; Schibli, R., Schwarzbach, R., Alberto, R., Ortner, K., Schmalle, H., Dumas, C., Egli, A., Schubiger, P.A. Bioconjuate Chem. 2002年,第13巻,p.750-756。
製造されたトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体は、さらに、常温に冷却して、tC18 Sep−Pakカートリッジまたは高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)を行なって分離/精製することができる。
製法2
本発明において、非放射性同位元素であるトリカルボニル185,187Reを導入したサイクリックRGD誘導体は、下記スキーム2に示したように、
化学式2の前駆体に(NEtRe(CO)Brを入れて反応させて、化学式1Aのトリカルボニル185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体を製造する工程を含む方法で製造することができる。
Figure 2013533852
(前記スキーム2で、R、X及びYは前記化学式1で定義したのと同様で、化学式1Aは化学式1に含まれる)
具体的に、前記試薬(NEtRe(CO)Brを蒸留水溶媒0.5〜5mlに希釈して化学式2の前駆体が入っている反応容器に入れて、70〜80℃で55〜65分間加熱して反応させることで、化学式1Aのトリカルボニル185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体を製造することができる。
前記化学式1Aのトリカルボニル185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体は、スキーム1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体の基準物質で、トリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体とは同一物質なので高性能液体クロマトグラフィーで同じ保持値を有し、トリカルボニルテクネシウム−99m標識化合物が標識されたサイクリックRGD誘導体とは、1−2分程度の保持値の差を示す。
製造された185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体は、追加的に、常温に冷却して、tC18 Sep−Pakカートリッジまたは高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)を行なって分離/精製することができる。
さらに、本発明は、前記化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含む、新生血管関連疾患の診断または治療用薬学的組成物を提供する。
また、本発明は、対象に前記化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を診断学的に有効な量で投与する工程を含む、対象内の新生血管関連疾患の診断方法を提供する。
また、本発明は、対象に前記化学式1のトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を治療学的に有効な量で投与する工程を含む、対象内の新生血管関連疾患の治療方法を提供する。
本発明による化学式1のサイクリックRGD誘導体は、アミンと2個のヒドロキシカルボニルメチル基からなる標識ポケットにトリカルボニルテクネシウム−99m、トリカルボニルレニウム−188またはトリカルボニルレニウム反応物が結合して、テクネシウム−99mを中心に3個のカルボニル、アミン、2個のヒドロキシ基が八面体構造に形成された化合物である。
前記化学式1のサイクリックRGD誘導体は、1個、2個または4個のサイクリックRGDを構成することができ、その中で2個のサイクリックRGDを構成する場合、腫瘍によって誘発された新生血管作用バイオマーカーであるαβインテグリンにより高い結合親和度を有して、サイクリックRGDと標識グループ間のリンカーであるアスパラギン酸に多様なポリエチレングリコール鎖を導入して、2個のサイクリックRGDが同時に2個のαβインテグリンに結合可能な構造(bivalent)を形成することで、より高い腫瘍映像を反映することができ、それを通じた治療効果も増進することができる。このように2個のサイクリックRGDを構成する化合物は、腫瘍が移植されたネズミでの体内分布実験で血管内皮細胞でトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188サイクリックRGD誘導体に含まれるポケットグループが有する(−)イオンによって肝臓と大腸で早く排出されることによって、腫瘍対比正常臓器の割合が高い結果を得た。
また、本発明による化学式1のサイクリックRGD誘導体は、4個のサイクリックRGDを構成して腫瘍によって誘発された新生血管作用バイオマーカーであるαβインテグリンにより高い結合親和度を有することができ、サイクリックRGDと標識グループ間のリンカーであるアスパラギン酸に多様なポリエチレングリコール鎖を導入して4個のサイクリックRGDが同時にいくつかのαβインテグリンに結合可能な構造を形成して高い腫瘍映像を反映することができ、それを通じた治療効果も増進することができる。
さらに、4個のサイクリックRGDを構成するサイクリックRGD誘導体も、高いαβインテグリン結合親和度と、血管内皮細胞でトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188サイクリックRGD誘導体に含まれるポケットグループが有する(−)イオンによって、肝臓と大腸で早く排出され得る。
したがって、本発明による化学式1のサイクリックRGD誘導体は、腫瘍によって誘導される新生血管作用で活性化になったビトロネクチン受容体とも呼ばれるαβインテグリンにサブナノモル単位の高い親和度を有し、癌細胞が移植された動物で、トリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体初期摂取後、高い腫瘍映像を反映して肝臓と腸での摂取率が既存の知られた放射性同位元素標識サイクリックRGD誘導体に比べて、顕著に低くてより良い映像を提供しながら選択的にαβインテグリンが活性化した癌細胞にのみ作用することが分かり、テクネシウム−99m標識に使用された同一前駆体を使用した治療核種であるレニウム−188標識誘導体の場合、生理食塩水だけを注入した腫瘍動物モデルとは異なり、尾静脈注入時に効果的な腫瘍の成長阻害と治療効能を示すことから、あつらえ形新生血管関連疾患の診断または治療用医薬品として有用に用いることができる。
ここで、診断は前記トリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を対象に、静脈注射で投与して単光子放射型コンピュータ断層撮影法で新生血管関連疾患の診断をすることが好ましく、診断を通じて癌の新生血管映像を取得した場合、同一前駆体が使用されたトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体を用いてあつらえ形治療を行うことができる。
本発明において、新生血管関連疾患は、血栓症、心筋虚血、固形化腫瘍または転移癌等、αβインテグリンが過多に分布する疾患が好ましい。
本発明の前記化学式1のサイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩は、臨床投与時に静脈注射で投与し、人体に対する投与量は、患者の年齢、体重、性別、投与形態、健康状態及び疾患の程度によって調節することができ、体重が70Kgである成人患者を基準にする時、一般的診断の場合1〜20mCi/doseで、好ましくは3〜7mCi/doseで、また医師または薬剤師の判断によって一定時間間隔で1日1回ないし数回にで分けて投与することもできる。併せて、治療の場合は1〜1000mCi/doseで、好ましくは1〜500mCi/doseで、また医師または薬剤師の判断によって一定時間間隔で1日1回ないし数回に分けて投与することもできる。
また、本発明は、下記化学式2で表されるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識のためのサイクリックRGD誘導体前駆体を提供する。
Figure 2013533852
(前記化学式2において、R、X及びYは前記化学式1で定義したのと同様である)
好ましくは、前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識のためのサイクリックRGD誘導体の前駆体は、下記化学式2Aないし化学式2Cで表される化合物の群から選択することができる。
Figure 2013533852
Figure 2013533852
Figure 2013533852
(前記化学式2Aないし2Cにおいて、前記M、R、R、R、R、AおよびAは前記化学式1で定義したのと同様である)
前記トリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識のためのサイクリックRGD誘導体の前駆体は、下記で説明する実施例を通じて製造することができるが、これに制限されない。
以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。但し、下記の実施例は、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるのではない。
<製造例1>本発明によるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の前駆体の出発物質(3)の製造
Figure 2013533852
本発明によるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の前駆体の出発物質に用いる前記化学式3の化合物は、文献(Haubner, R., Wester, H-J., Reuning, U., Senekowitsch-Schmidtke, R., Diefenbach, B., Kessler, H., Stocklin G., Schwaiger, M., J. Nucl. Med., 1999年,第40巻,p.1061-1071)によって合成した。
<製造例2>ベンジル 1−アミノ−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−オエート(7)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
1−(N−(t−ブチルオキシカルボニル)−アミノ)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカノン酸(1−(Boc−amino)−3,6,9,12−tetraoxapentadecanoic acid,224mg,0.61mmol,5)をアルゴンガス下でアセトニトリル(5ml)に溶解してセシウムカーボネート(CsCO,596mg,1.83mmol)とベンジルクロライド(211μl,1.83mmol)を加えた後、80℃下で30分間撹拌させた。反応容器を常温で冷却させて減圧下で溶媒を除去した後、カラムクロマトグラフィーを通じて分離して目的化合物(6)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.38-7.30 (m, 5H), 5.14 (s, 2H), 3.77 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.64-3.59 (m, 12H), 3.53 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.30 (m, 2H), 2.65 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.44 (s, 9H)。
(工程2)
工程1で得た化学式6の化合物(260mg,0.57mmol)をメチレンクロライド(10ml)で溶解して、0℃下でトリフルオロ酢酸(TFA,1ml)を加えた後、室温で1時間撹拌した後、飽和ナトリウムバイカーボネート(saturated NaHCO,25ml)を加えてメチレンクロライド(100ml×3)溶液で抽出した後、有機溶媒層を減圧下で除去して、目的化合物であるベンジル 1−アミノ−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−オエート(7)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.53 (s, 5H), 5.14 (s, 2H), 3.78 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.65-3.62 (m, 12H), 3.58 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 2.93 (brs, 2H), 2.66 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.51 (brs, 2H)。
<製造例3>トリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188化合物[99mTc(CO)(HO) または188Re(CO)(HO) ]の製造
標識されるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188化合物は、文献(Alberto, R., Schibli, R., Egli, A., Schubiger, A.P., Abram, U., Kaden, T.A., J. Am. Chem. Soc. 1998年,第120巻,p.7987-7988; Alberto, R., Schibli, R., Schubiger, A.P., Abram, U., Pietzsch, H-P., Johannsen, B., J. Am. Chem. Soc. 1999年,第121巻,p.6076-6077; Schibli, R., Netter, M., Scapozza, L., Birringer, M., Schelling, P., Dumas, C., Schoch, J., Schubiger, P.A., J. Organomet. Chem. 2003年,第668巻,p.67-74; Schibli, R., Schwarzbach, R., Alberto, R., Ortner, K., Schmalle, H., Dumas, C., Egli, A., Schubiger, P.A. Bioconjuate Chem. 2002年,第13巻,p.750-756)に記載された方法を行なって製造した。
<実施例1〜5>本発明によるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の前駆体の製造
<実施例1>サイクリック{(トリカルボニル−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}(2a)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
前記製造例1で製造された化学式3の化合物(240mg,0.26mmol)とt−ブチルブロモアセテート(115μl,0.77mmol)をアセトニトリル(CHCN,5ml)とN,N’−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA,130μl,0.77mmol)に溶解して50℃下で12時間撹拌させた。反応後、溶媒を減圧下で除去して得られた化合物は、有機溶媒であるメタノールとジクロロメタン(10:90=MeOH:CHCl)溶液でカラムクロマトグラフィーを通じて分離して化学式4の化合物を得た。
MALDI−TOF MS(M+Na)=1163.4
(工程2)
前記工程1で製造された化学式4の化合物を、TFA:EtSiH:HO(95:2.5:2.5,10ml)に溶解して常温で12時間反応させた後、すべての溶液を減圧下でほとんど蒸発させた後に、ジエチルエーテルを添加して得られた固体をロ過した。このようにして得られた白色固体を充分にエーテルで洗浄した後、乾燥して化学式2Aの化合物を製造した。
MALDI−TOF MS(M+Na)=720.8
<実施例2>サイクリック{(トリカルボニル−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}(2b)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
出発物質として化学式3の化合物の代わりに化学式8のグリシン−メチルエステル−ヒドロクロライドを使用することを除き、前記実施例1の工程1と同一な方法で行なって化学式9の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.71 (s, 3H), 3.64 (s, 2H), 3.53 (s, 4H), 1.44 (s, 18H)。
(工程2)
前記工程1で製造された化学式9の化合物(550mg,1.73mmol)をメタノール(MeOH,10ml)に溶解した後、1M水酸化リチウム(1M LiOH,3.4ml,3.4mmol)を加えて50℃下で1時間の間撹拌させた後、1N塩酸(1N HCl,3.8ml,2.2mmol)を加えて中和させて有機溶媒層を減圧下で除去して化学式10の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.48 (s, 2H), 3.47 (s, 4H), 1.48 (s, 18H)。
(工程3)
前記工程2で製造された化学式10の化合物(60mg,0.19mmol)をN−ヒドロキシベンゾトリアゾール(51mg,0.38mmol)、O−ベンゾトリアゾール−N,N,N’,N’−テトラメチル−ウロニウム−ヘキサフルオロホスファート(144mg,0.38mmol)とともにアルゴン下で、N,N’−ジメチルホルムアミド(5ml)に溶解して30分間撹拌させた後、前記製造例2で製造された化学式7の化合物(47mg,0.13mmol)とN,N’−ジイソプロピルエチルアミン(133μl,0.762mmol)を入れて常温で16時間撹拌させた。減圧下でN,N’−ジメチルホルムアミドを除去した後、カラムクロマトグラフィーを通じて分離して目的化合物(11)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.09 (brs), 7.34 (brs, 5H), 5.13 (s, 2H), 3.76-3.36 (m, 22H), 2.65-2.64 (m, 2H), 1.45 (s, 18H)。
(工程4)
反応容器に10%パラジウムチャコール(10%Pd/C,34mg,0.032mmol)を窒素充填下に入れて前記工程3で製造された化学式11の化合物(70mg,0.11mmol)をメタノール(5ml)に溶解して反応容器に加えた後、反応容器内を水素ガスに転換して常温で水素ガス下で16時間の間撹拌させた。セライト(celite)フィルターを通じてパラジウムを除去した後、減圧下でメタノールを除去して目的化合物(12)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.02 (brs), 8.20 (brs), 3.75-3.70 (m, 2H), 3.63-3.56 (m, 14H), 3.52-3.47 (m, 2H), 3.38-3.36 (m, 2H), 2.57 (t, J = 6.0 Hz), 1.44 (s, 18H).
(工程5)
反応物質として前記工程4で製造された化学式12の化合物と前記製造例1で製造された化学式3の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって目的化合物(13)を得た。
ESI MS(M+H)=1444.7
(工程6)
出発物質として前記工程5で製造された化学式13の化合物の化合物を使用することを除き、前記実施例1の工程2と同一な方法で行なって目的化合物(2b)を得た。
ESI MS(M+H)=1024.5.
<実施例3>(トリカルボニル−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)](2c)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
出発物質としてO,O’−ダイベンジルアスパラギン酸ヒドロクロライドを使用することを除き、前記実施例1の工程1と同一な方法で行なって目的化合物(15)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.26 (m, 10 H), 5.14-5.06 (m, 4H), 3.99 (dd, J = 9.2, 5.2 Hz, 1H), 3.61-3.50 (m 4H), 2.94 (dd, J = 16.8, 9.6 Hz, 1H), 2.82 (dd, J = 16.4, 5.6 Hz, 1H), 1.42 (s, 18H).
(工程2)
出発物質として前記工程1で製造された化学式15の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程2と同一な方法で行なって目的化合物(16)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.60 (brs, 2H), 3.90 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 3.55-3.40 (m, 4H), 2.98 (dd, J = 16.4, 5.2 Hz, 1H), 2.66 (dd, J = 16.8, 7.6 Hz, 1H), 1.46 (s, 18H).
(工程3)
出発物質として前記工程2で製造された化学式16の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって目的化合物(17)を得た。
MALDI−TOF MS(M+Na)=2171.06
(工程4)
出発物質として前記工程3で製造された化学式17の化合物を使用することを除き、前記実施例1の工程2と同一な方法で行なって目的化合物(2c)を得た。
ESI MS(M+H)=1420.5
<実施例4>{トリカルボニル−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)4−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}(2d)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
出発物質として化学式3の化合物の代わりに化学式16の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって化学式18の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.46 (brt, 1H), 7.38-7.30 (m, 10H), 6.84 (brs, 1H), 5.13 (s, 4H), 3.87 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 3.77 (t, J = 6.4 Hz, 4H), 3.63-3.61 (m, 24H), 3.57-3.53 (m 4H), 3.51-3.42 (m 6H), 3.31-3.27 (m, 2H), 2.81 (dd, J = 10.8, 6.4 Hz, 1H), 2.65 (t, J = 6.6 Hz, 4H), 2.38 (dd, J = 14.8, 6.4 Hz, 1H), 1.44 (s, 18H)。
(工程2)
出発物質として前記工程1で製造された化学式18の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程6と同一な方法で行なって化学式19の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.57 (brt, 1H), 7.82 (brs, 1H), 5.13 (s, 4H), 3.92 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 3.77-3.70 (m, 4H), 3.64-3.55 (m, 31H), 3.47-3.30 (m 2H), 3.34-3.29 (m 3H), 2.81 (dd, J = 22, 7.2 Hz, 1H), 2.59 (t, J = 12 Hz, 4H), 2.46 (dd, J = 20.4, 5.2 Hz, 1H), 1.45 (s, 18H).
(工程3)
出発物質として前記工程2で製造された化学式19の化合物と前記製造例1で製造された化学式3の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって化学式20の化合物を得た。
MALDI−TOF MS(M+Na)=2665.87
(工程4)
出発物質として前記工程3で製造された化学式20の化合物を使用することを除き、前記実施例1の工程2と同一な方法で行なって目的化合物(2d)を得た。
MALDI−TOF MS(M+Na)=1914.65
<実施例5>{トリカルボニル−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)4−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)](2e)の製造
Figure 2013533852
(工程1)
出発物質として前記製造例2で製造された化学式7の化合物を使用することを除き、前記実施例1の工程1と同一な方法で行なって化学式21の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.34 (m, 5H), 5.14 (s, 4H), 3.77 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.63-3.58 (m, 14H), 3.49 (s 4H), 2.94 (t, J = 5.8 Hz 2H), 2.65 (t, J = 6.6 Hz 2H), 1.45 (s, 18H)。
(工程2)
出発物質として前記工程1で製造された化学式21の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程6と同一な方法で行なって化学式22の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.97 (brs, 1H), 3.74 (t, J = 5.8 Hz, 2H), 3.64-3.60 (m, 14H), 3.50 (s, 4H), 2.95 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.57 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 1.44 (s, 18H)。
(工程3)
出発物質として前記工程2で製造された化学式22の化合物とO,O’−ダイベンジルアスパラギン酸ヒドロクロライドを使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって化学式23の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.27 (m, 10H), 5.13 (d, J = 1.6 Hz, 2H), 5.06 (d, J = 0.8 Hz, 2H), 4.94-4.90 (m, 1H), 3.67 (t, J = 5.8 Hz, 2H), 3.64-3.55 (m, 14H), 3.47 (s, 4H), 3.06 (dd, J = 22, 4.8 Hz, 1H), 2.94-2.87 (m, 3H), 2.49 (td, J = 6.8, 2.0 Hz, 2H), 1.44 (s, 18H)。
(工程4)
出発物質として前記工程3で製造された化学式23の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程6と同一な方法で行なって化学式24の化合物を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.49 (brs, 1H), 7.61 (brd, J = 4.4 Hz, 1H), 4.69 (brs, 1H), 3.68-3.41 (m, 20H), 2.99-2.94 (m, 3H), 2.78 (dd, J = 24, 7.2 Hz, 1H), 2.52 (brs, 1H), 1.45 (s, 18H)。
(工程5)
出発物質として前記工程4で製造された化学式24の化合物と前記製造例1で製造された化学式3の化合物を使用することを除き、前記実施例2の工程5と同一な方法で行なって化学式25の化合物を得た。
MALDI−TOF MS(M+Na)=2418.70
(工程6)
出発物質として前記工程5で製造された化学式25の化合物を使用することを除き、前記実施例1の工程2と同一な方法で行なって目的化合物(2e)を得た。
MALDI−TOF MS(M+H)=1667.8
<実施例6>サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2Aの前駆体化合物(2.6mg,0.002mmol)とビス−(N−テトラエチル)−トリブロモトリカルボニルレニウム((NEtReBr(CO),1.6mg,0.0025mmol)を水:メタノール (v/v=1/1,1ml)で溶解して、1時間20分間撹拌させた後、窒素ガスを用いて溶媒を除去して水に溶解して高性能液体クロマトグラフィーを用いて目的化合物を合成し、MALDI−TOF質量分析を用いて目的化合物の質量を分析した(MALDI−TOF MS(M+H)=990.85)。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、0.1%トリフルオロ酢酸が含まれたアセトニトリル(20%)と蒸留水(80%)を移動相にして最終30分後には90:10割合に増加させる勾配条件を用いて、静止相にはC18カラム(YMC,5μm,10×250mm)を用いて分当り2mlで移動相を流して検出器(214nm,UV)で検出した結果、実施例6の目的化合物が21.8分に検出された。
<実施例7>サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2Aの前駆体化合物の代わりに前記実施例2で製造された化学式2Bの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例6と同一な方法で行なって目的化合物を合成して、MALDI−TOF質量分析を用いて目的化合物の質量を分析した(MALDI−TOF MS(M+H)=1293.4)。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(214nm,UV)を通じて実施例13の目的化合物が21.6分に検出された。
<実施例8>(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2Aの前駆体化合物の代わりに前記実施例3で製造された化学式2Cの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例6と同一な方法で行なって目的化合物を合成して、ESI質量分析を用いて目的化合物の質量を分析した(ESI MS(M+H)=1688.5)。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(214nm,UV)を通じて実施例13の目的化合物が19.2分に検出された。
<実施例9>(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例5で製造された化学式2eの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例6と同一な方法で行なって目的化合物を合成して、ESI質量分析を用いて目的化合物の質量を分析した(ESI MS(M+H)=2007.7)。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(214nm,UV)を通じて実施例9の目的化合物が20.8分に検出された。
<実施例10>サイクリック{(トリカルボニル−[188レニウム]−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
アンモニウムボラン(NH−BHcomplex,5mg)をゴム栓を有する10mlバイアルに入れて、COガスを10分間吹き入れた後、リン酸(HPO,6μl)と188ReO−(10mCi,1ml)を入れて反応中に内部圧力を緩衝するために空の20ml注射器をさして60℃で15分間撹拌した。反応が終わって室温まで冷やした後、100mM PBS(200μl)と飽和されたナトリウムバイカーボネート(50μl)で中和して、レニウムトリカルボニル化合物[188Re(HO)(CO) ]を合成し、ラジオ薄層クロマトグラフィー(Radio−TLC)を通じて反応化合物合成を確認した。
得られた[188Re(HO)(CO) ]と前記実施例1で製造された化学式2Aの前駆体化合物(0.5mg)を入れて、75℃で60分間加熱して氷水に浸して冷やした後、tC18 Sep−Pakカートリッジ分離を通じて精製し、再び高性能液体クロマトグラフィーに注入して目的化合物を精製した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例10の目的化合物が21.8分に検出された。それは、前記実施例6の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間と一致した。減衰補正された放射化学的収率は50−60%であって、放射化学的純度は97%以上である。
<実施例11>サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例2で製造された化学式2bの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例9と同一な方法で行なって目的化合物を製造した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例11の目的化合物が21.6分に検出された。それは、前記実施例7の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間と一致した。減衰補正された放射化学的収率は50−60%であっって、放射化学的純度は97%以上である。
<実施例12>(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例3で製造された化学式2cの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例10と同一な方法で行なって目的化合物を製造した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例12の目的化合物が19.2分に検出された。それは、前記実施例8の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間と一致した。減衰補正された放射化学的収率は50−60%であって、放射化学的純度は97%以上である。
前記実施例10ないし12の場合、前記実施例6ないし8の化合物に含む非放射性同元素185,187Reが放射性同位元素188Reに変わった化合物であり、分析方法では質量分析で検証された実施例6、7及び8の化合物の各々の高性能液体クロマトグラフィーでの保持時間(t)と実施例10、11及び12の化合物の保持時間が一致することを通じて、実施例10、11及び12で製造された化合物がレニウム−188のみが変わった化合物であることを証明した。
<実施例13>サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
ナトリウムカボネート(NaCO,4mg)、ナトリウムボロハイドライド(NaBH,5.5mg)及びL−酒石酸ナトリウム二水和物(5mg)を10mlのゴム栓を有するバイアルに入れて、COガスを10分間注入した。そこに発生器で得た99mTcO (10mCi,1ml)を注射器で入れて内部圧力を緩衝するために空の20ml注射器を栓に突刺した。バイアルを75℃で25分間加熱した。以後、前記バイアルを氷水に浸して冷やした後、100mM PBS(200μl)と1N塩酸(1N HCl,180μl)を用いて中性化させた。合成されたトリカルボニルテクネシウム−99m化合物[99mTc(HO)(CO) ]は、ラジオ薄層クロマトグラフィー(Radio−TLC)を通じて確認した。得られた[99mTc(HO)(CO) ]と前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物(0.5mg)を入れて、75℃で30分間加熱して氷水に浸して冷やした後、tC18 Sep−Pakカートリッジ分離を通じて精製し、再び高性能液体クロマトグラフィーに注入してトリカルボニルテクネシウム−99m化合物が標識された化合物を製造した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、0.1%トリフルオロ酢酸が含まれたアセトニトリル(20%)と蒸留水(80%)を移動相にして最終30分後には90:10の割合に増加させる勾配条件を用いて、静止相ではC18カラム(YMC,5μm,10×250mm)を用いて分当り2mlで移動相を流して検出器(gammar ray,NaI)で検出した結果、前記実施例13の目的化合物が20.6分に検出された。それは、前記実施例6の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間(21.8分)と1分の差がある。減衰補正された放射化学的収率は60−70%であって、放射化学的純度は97%以上である。
<実施例14>サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例2で製造された化学式2bの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例13と同一な方法で行なって目的化合物を製造した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例13の目的化合物が21.4分に検出された。それは、前記実施例7の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間(21.6分)と0.2分の差がある。減衰補正された放射化学的収率は60−70%であって、放射化学的純度は97%以上である。
<実施例15>(トリカルボニル99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例3で製造された化学式2cの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例13と同一な方法で行なって目的化合物を製造した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例15の目的化合物が18.4分に検出された。それは、前記実施例8の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間(19.2分)と0.8分の差がある。減衰補正された放射化学的収率は60−70%であって、放射化学的純度は97%以上である。
<実施例16>(トリカルボニル99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]の製造
Figure 2013533852
前記実施例1で製造された化学式2aの前駆体化合物の代わりに前記実施例5で製造された化学式2eの前駆体化合物を使用することを除き、前記実施例13と同一な方法で行なって目的化合物を合成した。
高性能液体クロマトグラフィー分離条件は、前記実施例6と同一な条件で分離し、検出器(gamma−ray,NaI)を通じて実施例16の目的化合物が19.9分に検出された。それは、前記実施例9の化合物の検出器(UV,214nm)での保持時間(20.8分)と0.9分の差がある。減衰補正された放射化学的収率は50−70%であって、放射化学的純度は97%以上である。
前記実施例13ないし16の化合物の場合、前記実施例6ないし8の化合物が含む非放射性同位元素185,187Reが、放射性同位元素99mTcに変わった化合物であり、分析方法では質量分析で検証された実施例6、7及び8の化合物の各々の高性能液体クロマトグラフィーでの保持時間(t)と実施例13、14及び16の保持時間が1分内外の差が出ながら前駆体の大部分が高い収率で標識されることを通じて、前記実施例13ないし16の化合物がテクネシウム−99mのみ変わった化合物であることを証明した(テクネシウムとレニウムは、周期律表上で同族の金属イオンであって前駆体と同一反応性を有している)。
<実験例1>トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の生物学的活性測定
<1−1>結合親和力(IC50)値測定
本発明によるトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体の新生血管作用の有力バイオマーカーであるαβインテグリンに対する結合活性を調べるために、次のような実験を行なった。
αβインテグリンが過多発現したことが知られたヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を牛胎児血清(FBS)、ヒドロコチソン、ヒト線維芽細胞基本成長因子(hFGF−B)、血管内皮成長因子(VEGF)、R3−IGF−1、アスコルビン酸、人体上皮成長因子(hEGF)、GA−1000、及びヘパリンが含まれた内皮細胞塩基担体−2(endothelial cell basal medium−2;EBM−2)に37℃、5%COの条件下で培養した。1×10個のHUVEC細胞をエッペンドルフチューブに分注した後、2μCiのトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体を添加して、同時に0、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、3、5nMの競争反応基準物質サイクリックRGD(cRGDyV)を各チューブ別に添加して37℃、5%COの条件下で1時間の間結合反応を誘導した。反応が終わったHUVEC細胞を100mMリン酸緩衝食塩水(PBS)で3回水洗した後、ガンマカウンターで競争反応を通じて特異的に結合したトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体の放射能を測定した。測定された放射エネルギーの値と競争反応を誘導した基準物質サイクリックRGDの濃度別値を用いて、非線形回帰曲線を完成した後、それを基にIC50値を算出した。IC50値の算出は、シグマプロットソフトウェアを用いた。
前記方法で本発明の化合物のαβインテグリンとの結合親和力(IC50)を測定して、その結果を下記表1に示した。
Figure 2013533852
表1に示したように、サイクリックRGDを1個導入した誘導体である実施例13及び実施例10の化合物はそれぞれIC50値が1.6nM、1.4nMを示し、同一前駆体に放射性同位元素のみを変えた場合に、αβインテグリンとの結合親和力に差がないことを示した。実施例14の場合もまたPEG連結基を導入した時にも実施例13と10に比べて大きな影響力がないことを確認しました。サイクリックRGDを2個導入した誘導体である実施例15及び実施例12の化合物はサブナノモルの結合数値である0.4nMと0.5nMを示して最も優れた結合親和力を示し、この場合も同様にテクネシウム−99mとレニウム−188を同じ前駆体に導入するかしないかによる結合親和力に差異がないことが示され、PEG連結基を導入した実施例16の場合にも実施例12と15と同様に結合親和力に格別な影響がありませんでした。
したがって、本発明によるサイクリックRGD誘導体は、導入するサイクリックRGDが多いほどαβインテグリンに高い結合親和力を示すことが分かる。
<1−2>体内腫瘍モデルマウスでのトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体の腫瘍摂取及び臓器別排出程度の評価
先天的胸腺欠損マウス(7週齢,BALB/c−nu Slc strain、以下ヌードマウス)を用いて本発明で得られた三種類のトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体(実施例13−15)の時間による腫瘍モデルマウスの腫瘍と臓器別摂取及び排出程度を実験した。
ヌードマウスの腫瘍形成は、ヒト膠芽腫U87−MG細胞株(1×10/100μl in PBS)を皮下注射した後、約2週間の成長期間を経て0.4〜0.5ccの大きさの腫瘍形成モデルのみを選別して実験に用いた。
以後、実施例13−15で製造された化合物を生理食塩水に溶解して各匹当たり100μl(20μCi)ずつ尾静脈を通じて注射した。体内分布時間帯は、10、30、60、120、240分に決定し、個体数は各時間帯に4〜5匹を用いた。各時間帯別にマウスを犠牲にして血液、腫瘍及び各臓器(肝臓、肺、脾臓、腎臓、小腸、大腸、甲状腺、筋肉、脳)を摘出して各臓器の重さ(g)及びガンマカウンターを用いて薬物の臓器摂取率(radioactivity)を測定した。各臓器の薬物摂取率は、%ID/g(percent injected dose per gram)単位で計算して、その結果を図1〜3に示した。%ID/g値の算出は、下記の数式1によって計算した。
[数1]
%ID/g=(薬物の摂取率/薬物の注射量×100)/各臓器の重さ(g)・・・数式1
測定結果を下記の表2〜4に示した。
Figure 2013533852
Figure 2013533852
Figure 2013533852
表2〜4と図1〜3に示したように、実施例13〜15の化合物の時間別腫瘍及び臓器の摂取及び排出程度を詳しくみると、実施例13の化合物は初期に低い腫瘍摂取と高い肝臓と小腸摂取を有し、すべての臓器で時間が経過することにしたがって早く排出されることを確認することができた。薬物注射後10分に5%ID/gを上位だった肝摂取率は時間が経つにつれて早く排出されて2時間後には0.3%ID/gの非常に低い摂取率を示した。肝臓で代謝された薬物は、大部分腸を通じて体外に排出されることが確認され、注射後2時間までも4%ID/g水準を維持することからして活発な腸排出が進行していることを確認することができる。その外、血液を含む脳、筋肉組織での特異的摂取率は示されず、甲状腺の摂取率も0.01〜0.05%ID/g水準を維持することからして、生体内で前記薬物の安定性を確認した。腫瘍の摂取率は、注射後10分に1.43%ID/gから2時間後の0.33%ID/gに早い初期摂取率を示す一方、時間が経つにつれて漸次的にその摂取率が減少する様相を確認した。
サイクリックRGDのリジンにPEG鎖を連結して標識ポケットが有する(−)イオンとサイクリックRGDのアルギニンが有する(+)イオン間の相殺効果を減らすために合成した実施例14の化合物の時間別腫瘍及び臓器の摂取及び排出程度は、薬物注射後10分に5.3%ID/gの摂取率を示し、肝の場合時間が経つにつれて早く代謝されて注射後4時間には0.64%ID/gの非常に低い摂取率を示し、肝臓で代謝された薬物は大部分腸を通じて体外に排出されることを確認することができた。注射後2時間からは、小腸を過ぎた薬物の大腸摂取率が急激に増加することからして、この時期が体外への排出が始まっている時間であることを確認した。少量の薬物は、腎臓でのろ過過程を通じて膀胱に集まってから小便で排出されることが分かった。血液を含む脳、筋肉組織での特異的な摂取率は示されず、甲状腺の摂取率も0.01〜0.20%ID/g水準を維持することからして生体内で前記薬物の安定性を確認した。腫瘍の摂取率は、注射後10分に5.43%ID/gで比較的高い水準を示し、時間が経って代謝が進行するにつれて徐々に減少して前記薬物の4時間目の摂取率は1.41%ID/g値を示した。
2個のサイクリックRGDを導入した実施例15の化合物での時間別腫瘍及び臓器の摂取及び排出程度は、薬物注射後10分に3.1%ID/gで非常に低い初期の肝摂取率を示し、非常に早い肝代謝速度を示して4時間後には1%ID/g水準まで急激に減少した。肝臓で代謝が進行された前記薬物は、非常に早い速度で腎臓を通じて小便で排出されていることを確認することができ、小便を通じた体外排出に起因した腎臓の最大摂取率は注射後60分に一時12%ID/gを上回った。小腸と大腸を含む前記薬物の腸を通じた排出は5%ID/g台未満で不備な水準であって、投与された大部分の薬物が小便を通じて体外に排出されることを確認した。血液を含む脳、筋肉組織での特異的が摂取率は示されず、甲状腺の摂取率も0.1%ID/g水準を持続的に維持することからして、生体内で前記薬物の安定性を確認した。初期10分の腫瘍の摂取率は12.44%ID/gで非常に高く、早い薬物の腫瘍集積能力を示し、注射後1時間までその摂取を維持した。以後、徐々に腫瘍から薬物が抜け出ることを確認することができたが、注射後4時間目にも6%ID/gを越える非常に高い腫瘍摂取率を確認した。
<1−3>体内腫瘍モデルマウスでのトリカルボニルテクネシウム−99mサイクリックRGD誘導体のSPECT映像評価
腫瘍モデルマウスの製作は、前記<1−2>と同一な方法で製作した。腫瘍形成マウスモデルを用いて本発明による実施例13〜15の化合物(0.5〜1mCi)を生理食塩水100μlに溶解して尾静脈に注射して、映像獲得時間の間動物モデルの痲酔は2%イソフルランガスを用い、注射時間から180分間マウス映像を騒動物専用単光子放射型コンピュータ断層撮影ギ(Bioscan,nanoSPECT/CT)を通じて静止画像を獲得した。映像プロトコルは次のように放射と送信を繰り返した。
[20分放射+送信]×9回
前記実施例13〜15の化合物のSPECT映像を図4〜6に示した。
実施例13の化合物の場合、薬物注射初期10分後から腫瘍に摂取され約1時間まで観察が可能だった。大部分の薬物が肝代謝を経て腸に早く排出されることを確認することができ、一部薬物だけが腎臓を通じて小便で排出されることが分かる。
実施例14の化合物の場合、薬物注射初期10分後から腫瘍の高い摂取率を示しそれは約3時間まで観察が可能だった。前記実施例13の化合物と類似に肝代謝を経て腸に早く排出されることを確認することができ、一部薬物だけが腎臓を通じて小便で排出されることが分かる。
実施例15の化合物の場合、薬物注射初期10分後から非常に高い腫瘍摂取率を示して3時間以上持続することを確認することができた。実施例13及び14の化合物とは相異して肝臓で代謝された薬物を大部分が腎臓を通じて小便で排出されることを確認することができる。図7では、腫瘍を基準で肝臓、腎臓、筋肉の相対的な摂取比率をグラフで表示し、前記結果を通じて表4の実施例15の化合物の腫瘍摂取及び臓器別排出程度評価と、図6での実施例15の化合物のSPECT映像評価実験との間の同一性を観察することができる。
<1−4>体内腫瘍モデルマウスでの競争反応基準物質サイクリックRGD誘導体(cRGDyV)注入フトリカルボニルテクネシウム−99mサイクリックRGD誘導体のSPECT映像評価
サイクリックRGD誘導体の特異的腫瘍摂取を確認するために、競争反応基準物質サイクリックRGD(cRGDyV)を投与した後、SPECT/CT映像を獲得した。基準物質には、サイクリックRGD−タイロシン−バリン誘導体を18mg/Kgの濃度で尾静脈注射した。基準物質注射後10分後にテクネシウム−99mが標識された実施例15の化合物(1mCi/200μl)を尾静脈に注射した。注射と同時にSPECT/CT映像を獲得し、その条件は下記のとおりである。
映像獲得時間の間、動物モデルの痲酔は2%イソフルランガスを用い、動物モデルの腫瘍の大きさは0.4ccだった。CT映像は、45Kv、178μAの条件下で4分30秒間撮影し、SPECT映像は、注射と同時に10分おきに総9回(注射後90分)獲得して図8に示した。
図8に示したように、αβインテグリンに特異的結合をすると知られたサイクリックRGD(cRGDyV)を注入した後、本発明による実施例15の化合物のSPECT映像が図6の実施例15の化合物の映像対比腫瘍摂取が25分で94%以上減少することを通じて、αβインテグリンに特異的結合を通じた腫瘍映像が反映されることの証拠とした。
<1−5>体内腫瘍モデルマウスでのトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の腫瘍成長阻害及び治療性能評価
トリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の腫瘍成長抑制能力を確認するため、治療効果実験を行なった。
週1回ずつ4週間総4回、レニウム−188標識サイクリックRGD誘導体である実施例5を注射した。治療効果判定モデルは、300μCiの少ない放射能注射グループと600μCiの多い放射能注射グループに分けて作り、同じ時点に滅菌生理食塩水を注射する対照群と毎日100μgのサイクリックRGD(cRGDyV)を腹腔に注射する比較群とを設定した。実施例11の化合物と滅菌生理食塩水の注射は、尾静脈を通じて投薬した。週1回、CT映像を獲得して皮下腫瘍の成長程度及び大きさを映像で測定し、週3回ノギスを用いた腫瘍の実測及び動物モデルの体重を総4週間持続的に測定してグラフに表示して、その結果を図9に示した。
図9に示したように、初期0.69、0.7ccの腫瘍の大きさを示した滅菌生理食塩水投与群とサイクリックRGD投与群は、時間が経つにつれて腫瘍の成長速度が急激に増加することを確認した。治療2週目には、それぞれ3.0、3.9ccまで成長し、3週目には2個のグループとも8.0ccまで成長し、治療最後の週にはそれぞれ13.0、12,9ccで非常に早い腫瘍の成長を示した。2個のグループ間の腫瘍成長速度は、有意的差異を有さず体重も初期23gから滅菌生理食塩水投与群が33g、サイクリックRGD投与群が30gで、非常に大きな増加幅を示した。それは、既存の動物の重さから腫瘍が急速に成長したことによる結果であると思慮される。実施例11の300μCi投与群の初期腫瘍は、0.23ccの大きさから週1回ずつ4週間にわたった治療が終わる時点で、0.66ccまで腫瘍の成長を確認した。滅菌生理食塩水投与群とサイクリックRGD投与群に比べて約50%程度の腫瘍成長抑制能力を有していることを確認した。放射エネルギーによる体重の変化は、治療前20gから4週間の治療後25gに増加したが、実際治療過程で動物の重さは減少することが観察され、約5gの重さの増加は成長した腫瘍の重さであると思慮される。より高い放射エネルギーを放出する600μCi投与群の腫瘍成長は、初期0.3ccから2週目0.3cc、3週目0.7cc、最後の治療が終わる時点では1.4ccで、非常に遅い腫瘍成長速度を示し、それは滅菌生理食塩水投与群とサイクリックRGD投与君に比べて約90%、低い放射エネルギー治療群(300μCi)に比べて約79%程度の腫瘍成長抑制能力を示した。4回にわたった投与薬物の高い放射エネルギーに起因した動物の体重変化は、治療前19.9gから漸次的に減少して治療が終わる時点の重さは17.09gで、約14%減少した。それは、生命倫理審議委員会(IRB)が提示する腫瘍の放射治療の前後体重変化が、20%を越えてはいけないという基準において、腫瘍成長抑制を示した結果である。
<1−6>体内腫瘍モデルマウスでのトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の腫瘍成長阻害及び治療性能評価2
同じ腫瘍大きさ(0.3cc)の体内腫瘍モデルマウス二匹を用いて、レニウム−188標識サイクリックRGD誘導体である実施例12の化合物(600μCi/200μl)を注射したモデルと注射しない腫瘍モデルを、3日後に実施例15の化合物を用いてSPECT映像撮影した結果を図10に示した。
注射時間から60分間マウス映像を小動物専用単光子放射型コンピュータ断層撮影機(Bioscan、nanoSPECT/CT)を通じて、静止画像を獲得した。映像プロトコルは、次のように放射と送信を繰り返した。
[10分放射+送信]×6回
実施例12の化合物投与群と正常群間の腫瘍、肝臓、腎臓、筋肉の相対的な摂取割合をグラフにして図10に示し、2個のグループ間の腫瘍を直接除去した後、腫瘍周辺の血管分布を写真に撮影して図11に示した。
図10及び図11に示したように、初期0.3ccの腫瘍大きさは、実験例6を注射したモデルでは0.35ccに育ち、投与しないモデルは0.65ccの腫瘍大きさを示し、腫瘍のSPECT映像比較のためにテクネシウム標識サイクリックRGD誘導体である実施例15の化合物を注入して、二つのグループ間の映像を比較時、腫瘍での摂取の割合が実施例12の化合物を投与した群で59%減少することを確認することができた。また二つのグループ間の腫瘍写真で、実施例12の化合物を投与したモデルの腫瘍が、投与しないモデルの腫瘍とは異なり、周辺の血管分布が確実に少なく、腫瘍を取り囲んだ血管の数も急激に減ったことを確認し、摘出した腫瘍組織スライスをCD−31血管染色した時にも、実施例12を投与した腫瘍細胞では明確に管が観察されなかった。また、腫瘍組織スライドにQ−dotが導入された二個のRGD誘導体を利用したαβインテグリン分布評価実験で、図11のように実施例12を投与した腫瘍組織で大部分のインテグリンが損傷されていることを確認できた。
したがって、本発明によるトリカルボニルレニウム−188標識されたサイクリックRGD誘導体は、腫瘍の成長阻害及び腫瘍の新生血管作用抑制力が優れているので、腫瘍の新生血管作用から誘発される疾病の治療に有用に用いることができる。
一方、本発明による前記化合物は、目的によって多くの形態製剤化が可能である。下記には、本発明による前記化合物を活性成分として含むいくつかの製剤化方法を例示するが、本発明がこれに限定されるのではない。
<製剤例>注射剤の製造
本発明の化学式1の化合物 5mCi
エタノール 100mg
生理食塩水 2000mg
本発明の化学式1の化合物をエタノールとともに蒸留水に溶解させて、滅菌フィルターを通過させて滅菌バイアルに貯蔵後、通常の方法によって注射剤を製造した。

Claims (18)

  1. 下記化学式1で表されるトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩:
    Figure 2013533852
    (前記化学式1で、Mは99mTc、188Reまたは185,187Reで、
    は、N,N(CHCHO)CHCHCONHまたはN(CHCONH)CHCHCONHで、Xは直接結合、
    Figure 2013533852
    または、
    Figure 2013533852
    で、ここで、AおよびAは、各々アスパラギン酸、リジン、グルタミン酸、チロシン、システイン、スレオニンおよびセリンからなる群から選択されるアミノ酸で、RはNHまたはNH(Z)CHCHCONHで、
    Zは−CHCHO−または−CHCONH−で、
    nは0ないし8の整数で、Yは、
    Figure 2013533852
    で、ここでRはHまたはOHで、Rは−(CH−または−(CH−COO−で、mは1ないし8の整数で、YはRに直接結合するか、Xの中でRに結合する)
  2. 前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体が、下記化学式1Aないし化学式1Cで表される化合物の群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩。
    Figure 2013533852
    Figure 2013533852
    Figure 2013533852
    (前記化学式1Aないし1Cにおいて、前記M、R、R、R、R、AおよびAは、請求項1の化学式1で定義したのと同様である)
  3. 前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体は、
    1)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    2)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    3)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    4)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    5)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    6)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−NH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    7)サイクリック{(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    8)サイクリック{(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    9)サイクリック{(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−グリシン−CONH(CHCHO)CHCHCONH−リジン)−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン}、
    10)(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    11)(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    12)(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    13){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    14){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    15){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    16){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
    17){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
    18){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]}、(n=0−8)、
    19)(トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    20)(トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    21)(トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−アスパラギン酸)−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]
    22){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    23){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    24){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    25){トリカルボニル[99mTc]テクネシウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、
    26){トリカルボニル[188Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)、及び
    27){トリカルボニル−[185,187Re]レニウム−N−α−ビス−ヒドロキシカルボニルメチル−(ポリエチレングリコール)−アスパラギン酸}−{アスパラギン酸−(ポリエチレングリコール)−[サイクリック(リジン−アルギニン−グリシン−アスパラギン酸−D−フェニルアラニン)]、(n=0−8)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩。
  4. 下記スキーム1に示したように、
    化学式2の前駆体化合物にトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188を反応させて化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体を製造する工程を含む、請求項1のトリカルボニルテクネシウムまたはレニウム標識サイクリックRGD誘導体の製造方法:
    Figure 2013533852
    (前記スキーム1で、Mは99mTcまたは188Reで、R、X及びYは請求項1の化学式1で定義したのと同様である)
  5. 第4項において、前記工程が、トリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188を蒸留水溶媒0.5〜5mlに希釈して、化学式2の前駆体が入っている反応容器に入れて、70〜80℃で30〜60分間加熱して反応させることで、化学式1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはトリカルボニルレニウム−188が標識されたサイクリックRGD誘導体を製造することを特徴とする、請求項4に記載の製造方法。
  6. 下記スキーム2に示したように、
    化学式2の前駆体化合物に(NEtRe(CO)Brを入れて反応させて、化学式1Aのトリカルボニル185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体を製造する工程を含む、請求項1のトリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体の製造方法:
    Figure 2013533852
    (前記スキーム2で、R、X及びYは請求項1の化学式1で定義したのと同様で、化学式1Aは第1項の化学式1に含まれる)
  7. 第6項において、前記工程が、試薬(NEtRe(CO)Brを蒸留水溶媒0.5〜5mlに希釈して、化学式2の前駆体が入っている反応容器に入れて、70〜80℃で55〜65分間加熱して反応させることで、化学式1aのトリカルボニル185,187Reが導入されたサイクリックRGD誘導体を製造することを特徴とする、請求項6に記載の製造方法。
  8. 請求項1のトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含む新生血管関連疾患診断用薬学的組成物。
  9. 前記組成物が、対象に静脈注射で投与され、単光子放射型コンピュータ断層撮影によって新生血管関連疾患を診断することを特徴とする、請求項8に記載の診断用薬学的組成物。
  10. 前記新生血管関連疾患が、血栓症、心筋虚血、固形化腫瘍及び転移癌からなる群から選ばれるαβインテグリンが過多に分布する疾患であることを特徴とする、請求項8に記載の診断用薬学的組成物。
  11. 請求項1のトリカルボニルレニウム−188標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含む新生血管関連疾患治療用薬学的組成物。
  12. 前記組成物が、対象に静脈注射で投与されることを特徴とする、請求項11に記載の新生血管関連疾患治療用薬学的組成物。
  13. 前記新生血管関連疾患が、血栓症、心筋虚血、固形化腫瘍及び転移癌からなる群から選ばれるαβインテグリンが過多に分布する疾患であることを特徴とする、請求項11に記載の悪性腫瘍治療用薬学的組成物。
  14. 対象に、請求項1のトリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩を、診断学的で有効な量で投与する工程を含む対象内の新生血管関連疾患の診断方法。
  15. 前記トリカルボニルテクネシウム−99m標識サイクリックRGD誘導体またはその薬学的に許容可能な塩が、対象に静脈注射で投与され、単光子放射型コンピュータ断層撮影によって新生血管関連疾患を診断することを特徴とする、請求項14に記載の新生血管関連疾患の診断方法。
  16. 前記新生血管関連疾患が、血栓症、心筋虚血、固形化腫瘍及び転移癌からなる群から選ばれるαβインテグリンが過多に分布する疾患であることを特徴とする、請求項14に記載の悪性腫瘍の診断方法。
  17. 下記化学式2で表されるテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識のためのサイクリックRGD誘導体前駆体:
    Figure 2013533852
    (前記化学式2において、R、X及びYは、請求項1の化学式1で定義したのと同様である)
  18. 前記トリカルボニルテクネシウム−99mまたはレニウム−188標識のためのサイクリックRGD誘導体の前駆体が、下記化学式2Aないし化学式2Cで表される化合物の群から選択されることを特徴とする、請求項17に記載の前駆体。
    Figure 2013533852
    Figure 2013533852
    Figure 2013533852
    (前記化学式2Aないし2Cにおいて、前記M、R、R、R、R、AおよびAは、請求項1の化学式1で定義したのと同様である)
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