JP2014152175A - カテプシンk抑制剤としてミリセチンの用途 - Google Patents

カテプシンk抑制剤としてミリセチンの用途 Download PDF

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Abstract

【課題】
本発明は、ヒトのカテプシンK(Cathepsin K)上昇によるコラーゲン分解を抑制する新規抑制剤に関し、特に前記抑制剤はミリセチン (myricetin)およびその誘導体である。また、本発明は前記新規抑制剤のヒトのカテプシンK(Cathepsin K)上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療に用いる薬剤、食品、健康食品または化粧品の製造用途にも関する。
【解決手段】
前記病理症状と疾病に関節炎、椎間板損傷、骨粗しょう症、心筋炎、代謝異常による脂質沈着、肥満症、高脂血症、動脈硬化症、高血圧症を含むが、特に限定されていない。発明者のミリセチンおよびその誘導体の新機序と新機能の発見により、科学的投与、的ありの矢放ち、治療効果顕著かつ人類の健康に役立つことができる。
【選択図】図9

Description

本発明は、ヒトのカテプシンK(Cathepsin K)上昇によるコラーゲン分解を抑制する新規な薬剤(抑制剤)に関するものであり、特にこの薬剤は、ミリセチン(myricetin)またはその誘導体を含む。また、本発明は、この新規な抑制剤のヒトのカテプシンK(Cathepsin K)上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療に用いる薬剤、食品、健康食品または化粧品の製造用途にも関する。あるいは、本発明は、この新規な抑制剤のヒトのカテプシンK(Cathepsin K)上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療に用いる薬剤を、食品、健康食品または化粧品に添加してもよい。また、本発明の技術分野は、薬学や薬理学分野に属する。
カテプシンKは、システインプロテアーゼ類に属する一つであって、多くの組織細胞内に存在しており、結合組織の分解代謝に関与する。カテプシンKは、システインプロテアーゼ類に属する他のものに比ベ、コラゲナーゼ活性が最も強く、コラーゲンの三次元構造を複数のサイトで解離することによってコラーゲンを分解してしまう(非特許文献1)。
しかし、コラーゲンは主に哺乳類の結合組織に分布し、動物とヒトの皮膚、血管、骨格、筋腱、歯および軟骨の形成にも非常に重要なものであり、これら結合組織の主な物質的な基礎でもあるため、コラーゲンは動物の生命の柱であるといえる。
Barry ZT, Platt MO. Cathepsin S cannibalism of cathepsin K as a mechanism to reduce type I collagen degradation. J Biol Chem. 2012 Jun 22.
よって、本発明の目的は、カテプシンK(Cathepsin K)活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病を有効的に予防または治療することのできる新規な薬剤を提供することである。
本発明では、上記課題を、以下の形態のいずれかによって、解決する。
(1)ミリセチンまたはその誘導体を含む、カテプシンK(Cathepsin K)の活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療のための薬剤。
(2)食品、健康食品または化粧品に添加してなる、(1)の薬剤。
(3)前記疾病が、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種である、または、前記病理症状が、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種の疾病により引き起こされる、(1)に記載の薬剤。
(4)前記病理症状が関節炎もしくはリウマチ性脊椎炎である、または前記病理症状が関節炎もしくはリウマチ性脊椎炎により引き起こされる、(3)に記載の薬剤。
(5)前記ミリセチンまたはその誘導体は、それぞれ、下記式(I)、式(II)で示される化合物、あるいは、前記式(I)または式(II)で示される化合物の、単独、異性体のラセミ体もしくは非ラセミ体混合物、酸化物、または製薬上許容できる塩もしくは水和物、であり、
ただし、
Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XおよびXは、それぞれ独立して、酸素原子(O)または硫素原子(S)であり;Ra、Rb、Rc、Rd、ReおよびRfは、それぞれ独立して、水素原子(H)、1〜5つのRyで置換された炭素数1〜10のアルキル基、または、炭素数2〜20のジアルキルエーテル基((C−C10アルキレン)−O−(C−C10アルキレン))であり、ただし、該ジアルキルエーテル基の各炭素数1〜10のアルキル基は、それぞれ独立して、1〜5つのRyで置換されており、各Ryは、Rq、あるいは、炭素数2〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基または炭素数14の芳香族基であり、ただし、これらは少なくとも1つのRzによって置換されてもよく、この際、各Rzは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜8のシクロアルケニル基、フェニル基、3〜5員のヘテロ環基、トリハロメチル基またはジハロメチル基であり;R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子(H)、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基、炭素数14の芳香族基であり、この際、R、R、RおよびRは、非置換でも、あるいは、少なくとも1つのRzおよび少なくとも1つのRqの少なくとも一方で置換されてもよく、Rqは、CN、OH、ハロゲン原子、N、NO、N(Rz)、=NRz、CH=NRz、NRzOH、ORz、CORz、C(O)ORz、OC(O)Rz、OC(O)ORz、SRz、S(O)RzまたはS(O)である、(1)〜(4)のいずれか1つに記載の薬剤。
(6)前記薬剤が、経口剤、外用製剤、吸入製剤、経鼻製剤、経直腸製剤、経皮製剤または注射剤である、(1)〜(5)のいずれか1つに記載の薬剤。
(7)経口剤である、(6)に記載の薬剤。
(8)有効量のミリセチンまたはその誘導体を含む、(1)〜(7)のいずれか1つに記載の薬剤。
(9)前記有効量が、ヒトに対して、1日当たり0.1〜10000mg/kg体重である、(8)に記載の薬剤。
(10)製薬上許容される、稀釈剤または担体をさらに含み、前記ミリセチンおよびその誘導体が、薬剤全質量に対して、10〜80質量%含まれる、(1)〜(9)のいずれか1つに記載の薬剤。
発明者らは、天然物を用いて初めて、カテプシンKの活性上昇を抑制する、完全に毒性と副作用のないミリセチンまたはその誘導体をスクリーニングした。そのことで、カテプシンK(Cathepsin K)活性上昇によるコラーゲン分解に関連する骨粗しょう症、関節炎、リウマチ性脊椎炎、椎間板損傷、心筋炎、代謝異常による脂質沈着、肥満症、高脂血症、動脈硬化症、高血圧などの病理症状または疾病を有効的に予防または治療することのできる薬剤を提供することができる。
また、本発明では、ミリセチンまたはその誘導体の、カテプシンK活性上昇を抑制する作用機序を究明した。
本発明では、科学的な貢献をもたらし、的があって矢を放つことができ、さらには、ミリセチンまたはその誘導体のこのような効能性を発見したのも初めてであって、漢方薬分野で、国内および国際における近代化の空白を埋め、患者の健康にも利益をもたらすことができた。
ミリセチンのカテプシンKのコラーゲン分解機能に対する抑制作用を示すものである。 異なる濃度のミリセチンによるカテプシンKの活性に与える影響を示すグラフである。 ウシII型コラーゲン誘導による関節炎マウスの右後脚の爪の厚み変化に対するミリセチンの治療効果を示すグラフである。マウスに免疫後24〜48日間、投与治療(25mg/kg/日)し、右後脚の爪の厚み変化を測定している。 ウシII型コラーゲン誘導による関節炎マウスの体重変動から見るミリセチンの治療効果を示すグラフである。 ウシII型コラーゲン誘導による関節炎マウスのミリセチンによる治療評価を示すグラフである。1〜48日間の関節炎の変化をモデル対象群と比較している。**p<0.01。 マウス血清の尿中デオキシピリジノリン測定(Urinary deoxypyridinoline,Urinary DPD)を示すグラフである。A、正常対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導もせず、薬剤治療も施していない対照群;B、治療対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、ミリセチンを投与した治療対照群;C、モデル対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、治療を施していない対照群。モデル対照群と比較し、****p<0.001。 マウス血清のI型コラーゲンのC末端ペプチド(CTX−1:1型コラゲンC末端テロペプチド)のELISAの結果である。A、正常対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導もせず、薬剤治療も施していない対照群;B、治療対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、ミリセチンを投与した治療対照群;C、モデル対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、治療を施していない対照群。モデル対照群と比較し、****p<0.001。 マウス血清軟骨オリゴマー基質タンパク質(COMP)の測定結果である。A、正常対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、何の治療も施されてない対照群;B、治療対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導後、ミリセチンを投与した治療対照群;C、モデル対照群、ウシII型コラーゲン免疫誘導もせず、薬剤治療も施していない対照群;正常対照群またはモデル対照群と比較し、***p<0.005である。 ウシII型コラーゲン誘導のマウス関節炎に対するミリセチン治療の組織切片の観察。A、ウシII型コラーゲン免疫誘導後の、ミリセチン治療を施していないマウスの脚;B、正常マウス対照群、未処理のマウスの脚;C、ウシII型コラーゲン免疫誘導関節炎に対してミリセチン治療を施したマウスの脚;D、ウシII型コラーゲン免疫マウスにミリセチンによる治療を施していない脚の組織切片;E、正常マウス対照群、未処理マウスの脚の組織切片;F、ウシII型コラーゲン免疫マウスの誘導された関節炎に対してミリセチン治療を施したマウス脚の組織切片。 関節腔の大きさの組織病理学的評価である。治療研究の最後に、マウスを致死させ、脚を集めてパラフィン切片を作成し、HE染色した後、組織学パラメータと軟骨破壊程度評価を行った。各パラメータのスコアは、両脚関節腔の大きさによって0〜3点と標準設定した。治療群と免疫群は、各10匹マウス(n=10)。マン・ホイットニーのU検定(Mann−Whitney U test)を用いて、免疫群(黒四角)とミリセチン治療群(○)を比較した。全てのデータは平均値±標準偏差値にて表記した。*p<0.05。 滑膜炎と滑膜液の組織病理学検査の評価スコアを示す。組織病理学切片の観察により滑膜炎と滑膜液の検査を行った。各パラメータのスコアは、滑膜炎と滑膜液によって0〜3点と標準設定した。治療群と免疫群は各10匹マウス(n=10)。全てのデータは平均値±標準偏差値にて表記した。*p<0.05。
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」および「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で測定する。
本発明は、ミリセチンまたはその誘導体を含む、カテプシンK(Cathepsin K)の活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療のための薬剤である。また、かかる薬剤は、食品、健康食品または化粧品に添加して用いてもよい。この場合の添加量は、下記で説明する投与量等を適宜参照しながら、調整することができる。なお、本明細書中、ミリセチンまたはその誘導体を単に化合物と称したり、薬剤と称したりする。
ここで、ミリセチンの英名は、Myricetin、化学名は、(3,5,7-トリヒドロキシ-2-(3,4,5-トリヒドロキシフェニル)-4H-1-ベンゾピラン-4-オン、CAS No:529−44−2,化学式は:C1510,分子量は318.24である。天然ミリセチンは、多くの果物、野菜、果実や植物に含まれているフラボノイドである。
ミリセチンは、主にヤマモモ科(Mycicacae)ヤマモモ属(Myrica)植物の葉、木の皮、根から抽出することができる。ヤマモモの原産地は亜熱帯であり、野生生長は7000年以上、人工栽培でも2000年以上の歴史を有し、世界に約50種以上の品種があり、中国においては主に4種ある。すなわち、ヤマモモ(Myrica rubra (Lour.) Zucc))、毛ヤマモモ(Myrica esculenta Bch.-Ham)、青ヤマモモ(コウシュウヤマモモ)および低いヤマモモ(Myrica nana Cheval)であって、主に中国の西南部から東部に分布する。当面はヤマモモ栽培が主となっている。
ミリセチンは、藤茶およびブドウ科のノブドウ属植物、例えば広東ノブドウ、大葉ノブドウ、無刺根、東北ノブドウからも抽出できる。例えば、中国特許出願公開第102040576号明細書においてはヤマモモの枝葉からミリセチンを抽出する方法が詳細に記述されている。また、中国特許出願公開第102584766号明細書においては藤茶およびその他ブドウ科のノブドウ属植物からミリセチンを抽出する方法が詳細に記述されている。
ヤマモモ属植物やブドウ属植物より抽出・精製されたミリセチンは、黄色い針状結晶粉末であり、融点324.0〜325.5℃、メタノール、エタノール、アセトン、酢酸エチルに溶解するが、水には微溶解で、クロロホロム、石油エ−テルには溶解せず、また、空気中にて簡単に酸化して緑色になる性質を持つ。
<ミリセチンまたはその誘導体>
一実施形態において、下記の式(I):
で示されるミリセチンを製造する。
また、別の実施形態においては、下記の式(II)で示されるミリセチン誘導体を製造する。
ただし、
Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XおよびXは、それぞれ独立して、酸素原子(O)または硫素原子(S)であり;Ra、Rb、Rc、Rd、ReおよびRfは、それぞれ独立して、水素原子(H)、1〜5つのRyで置換された炭素数1〜10のアルキル基、または、炭素数2〜20のジアルキルエーテル基(−(C−C10アルキレン)−O−(C−C10アルキレン))であり、ただし、該ジアルキルエーテル基の各炭素数1〜10のアルキレン基((C−C10アルキレン))は、それぞれ独立して、1〜5つのRyで置換されており、各Ryは、Rq、あるいは、炭素数2〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基または炭素数14の芳香族基であり、ただし、これらは少なくとも1つのRzによって置換されてもよく、この際、各Rzは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜8のシクロアルケニル基、フェニル基、3〜5員のヘテロ環基、トリハロメチル基またはジハロメチル基であり;R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子(H)、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基、炭素数14の芳香族基であり、この際、R、R、RおよびRは、非置換でも、あるいは、少なくとも1つのRzおよび少なくとも1つのRqの少なくとも一方で置換されてもよく、Rqは、CN、OH、ハロゲン原子、N、NO、N(Rz)、=NRz、CH=NRz、NRzOH、ORz、CORz、C(O)ORz、OC(O)Rz、OC(O)ORz、SRz、S(O)RzまたはS(O)であってもよい。
炭素数1〜10のアルキル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが好適である。
炭素数4〜10のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロネオペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基などが好適である。
炭素数4〜10のシクロアルキル基アルキル基としては、特に制限されないが、例えば、メチルシクロプロピル基、ジメチルシクロプロピル基、エチルシクロプロピル基、メチルシクロブチル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルシクロネオペンチル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基が好適である。
炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基としては、特に制限されないが、例えば、メチルジシクロプロピル基、ジメチルジシクロプロピル基、エチルジシクロプロピル基、メチルジシクロブチル基、メチルジシクロペンチル基、エチルジシクロペンチル基、ジメチルジシクロペンチル基、メチルジシクロネオペンチル基、メチルジシクロヘキシル基、ジメチルジシクロヘキシル基、エチルジシクロヘキシル基が好適である。
炭素数5〜10のシクロアルキル基アルキル基としては、特に制限されないが、例えば、ジメチルシクロプロピル基、エチルシクロプロピル基、メチルシクロブチル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルペンチル基、メチルシクロネオペンチル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基が好適である。
炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基としては、特に制限されないが、例えば、メチルトリシクロプロピル基、ジメチルトリシクロプロピル基、エチルトリシクロプロピル基、ジエチルトリシクロプロピル基、メチルトリシクロブチル基、エチルトリシクロペンチル基、ジメチルジシクロペンチル基が好適である。
炭素数14の芳香族基としては、炭素数を14個有する芳香族から誘導される一価のものであれば特に制限はなく、例えば、アントラセニル基などが好適である。
炭素数1、2〜6〜10のアルケニル基としては、上記したアルキル基における一つの結合が二重結合になっているものであれば特に制限されないが、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−メチル−2−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−メチル−2−ブテニル基、2−メチル−2−ブテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基などが好適である。
炭素数6〜8のシクロアルケニル基としては、特に制限されないが、例えば、前記したシクロアルキル基に1個以上の二重結合等の不飽和結合を有するものが挙げられ、具体的には、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
3〜5員のヘテロ環基(いわゆる複素環)における、ヘテロ原子としては例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子などであり、具体的には、ピロール基、ピロリン基、ピラゾール基、ピラゾリン基、イミダゾール基、トリアゾール基、ピリジン基、ピリダジン基、ピリミジン基、ピラジン基、トリアジン基、インドル基、ベンズイミダゾール基、プリン基、キノリン基、イソキノリン基、シノリン基、キノキサリン基、ベンゾキノリン基、フルオレノン基、ジシアノフルオレノン基、カルバゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、チアゾール基、チアジアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾトリアゾール基、ビスベンゾオキサゾール基、ビスベンゾチアゾール基、ビスベンゾイミダゾール基等がある。
炭素数2〜10のアルキニル基としては、特に制限されないが、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−メチル−2−プロピニル基、3−メチル−1−ブチニル基、3,3−ジメチル−1−ブチニル基、2−シクロペンチルエチニル基、2−シクロヘキシルエチニル基等を挙げることができる。
一つの好ましい形態では、Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XとXは、それぞれ独立して、酸素原子(O)であり、Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子(H)または炭素数1〜3のアルキル基である。Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、R、R、RおよびRが、炭素数1〜3のアルキル基であっても、効率的に本発明の所期の効果を奏することができる。
一つの好ましい形態では、Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XとXは、それぞれ独立して、酸素原子(O)であり、Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子(H)である。
なお、本発明の化合物に、キラル中心または他の形態の異性体中心が存在する際には、鏡像異性体及びジアステレオ異性体等の、すべての形態のこのような一つの異性体または複数の異性体は、本発明に包含される。また、キラル中心を含む本発明の化合物はラセミ混合物、鏡像異性体が多く含まれる混合物として使用されてもよい、またはラセミ混合物を既知の技術を用いて分離して、個々の鏡像異性体を単独で使用してもよい。
よって、本発明においては、ミリセチンまたはその誘導体は、それぞれ、前記式(I)または式(II)で示される化合物の、単独(単独異性体)だけでなく、異性体のラセミ体もしくは非ラセミ体混合物、酸化物、または製薬上許容できる塩もしくは水和物であってもよい。
ここで、製薬上許容できる塩としても、生理学的に許容できる無毒な酸付加塩(acid addition salt)に関するものであれば特に制限されないが、例えば、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸、メタンスルホン酸、酢酸、酒石酸、乳酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マレイン酸、ソルビン酸、アコニット酸、サリチル酸、フタル酸、エンボニックアシッド(embonic acid)、エナント酸などの、有機及び無機酸から誘導されるものが挙げられる。
また、本発明の一つの具体的な実施形態においては、ミリセチン化合物の官能基を、アミノ化、カルボキシル化、ヒドロホルミル化、ベンジル化など、化学基の修飾を経て、活性のあるまたは異なる理化特性を有するミリセチン化合物誘導体を合成することができる。
本発明のさらなる具体的な実施形態においては、本発明に用いるミリセチンまたはその誘導体は、天然または化学合成または性質変換した、式(I)または式(II)に示される化合物であってもよい。また、本発明で使用できる、ミリセチン化合物は、従来公知の方法にて、あるいは従来公知の方法を適宜組み合わせることで合成してもよい。この際、当業者は、溶媒、温度、圧力およびその他の反応条件を容易に選択できる。また基本原料は、市販のものを購入することで準備してもよいし、あるいは、当業者が従来公知の方法にて、または従来公知の方法を適宜組み合わせることで合成して準備してもよい。
なお、本実施例に用いたミリセチンは天然植物から抽出精製されたものを使って、その抽出方法と精製方法は既存技術である。本明細書に記載の通りに、中国特許出願公開第102040576号明細書と中国特許出願公開第102584766号明細書においては天然植物からミリセチンを抽出精製された方法を開示している。
本明細書で開示されたミリセチン及びその誘導体という化合物は、有機合成分野における当業者に周知の多数の方法において準備され得る。例えば、現代有機化学合成方法(W. Carruthers ain Coldham,Modern Methods of Organic Synthesis,4th Edition, Cambridge University Press, 2004)を参考して、中国1678372号明細書などに開示された方法に従って、合成できる。これらの参考文献に記載される合成方法において、すべての提案される(溶媒の選択、反応気圧、反応温度、実験期間及び試案手順が挙げあれる)は、そうでないと示されない限り、その反応に対しての標準の条件であるとして選択され得ることが理解されるべきである。分子の種々の部分において存在する機能性は、提案される試薬及び反応と適合性があるべきであることが、有機合成分野における当業者により理解される。その反応条件と適合しない置換基は当業者に明らかであり、従って、方法を交替することが意図される。実施例のための開始材料は、市販されているか、または標準方法により公知の材料から容易に調整される。また、剤型について、全ては既存技術によって、製造できる。
一つの好ましい実施形態では、本発明に用いる天然ミリセチンは、ヤマモモ属植物や、ブドウ属植物から抽出、精製されたものである。
本発明において、天然ミリセチンは、ヤマモモ属植物やブドウ属植物から抽出、精製されたものであることが好適である。前記ヤマモモ属植物は、ヤマモモ、毛ヤマモモ、青ヤマモモおよび低いヤマモモからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましいが、これらに特に限定されない。また、前記ブドウ属植物は、広東ノブドウ、大葉ノブドウ、無刺根、東北ノブドウからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましいが、特に限定されない。本明細書に用いた技術用語の定義について、特別的なに説明がない限り、本明細書に用いた技術用語と科学用語は当業者に一般的に理解される意味と同様の意味を有する。
<ミリセチンまたはその誘導体の予防用途と治療用途>
本発明の一つの実施形態においては、潜在的な候補化合物を用いて触媒動力学実験を行い、カテプシンKの活性上昇によるコラーゲン分解抑制剤をスクリーニングした。特に、候補化合物の触媒動力学的実験にてスクリーニングし、ミリセチンまたはその誘導体は、カテプシンKの活性上昇によるコラーゲン分解を完全に抑制できることを確定した。
カテプシンKによるコラーゲン完全分解の具体的な実施形態において、重量計算では、カテプシンKとコラーゲンの割合は1:1〜10000であってもよいが、通常、1:50〜1000、1:50〜500、あるいは1:20〜100である。
カテプシンKとコラーゲンの重量割合が1:1〜10000である場合、重量計算でのカテプシンKと、ミリセチンまたはその誘導体(候補化合物)との割合は、1:1〜10000であってもよいが、好ましくは1:1〜1000、更に好ましくは1:1〜200、最も好ましく好適は1:1〜100であれば、カテプシンKによるコラーゲン分解が完全に抑制される。
本発明のもう一つの実施形態においては、ミリセチンまたはその誘導体を用いて、ヒトのカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解にて生じる病理症状または疾病を予防または治療した。
本発明において、かかる疾病は、好ましくは、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種であると本発明の薬剤は有効に使用することができる。中でも、前記病理症状が関節炎またはリウマチ性脊椎炎であると本発明の薬剤は有効に使用することができる。
または、本発明において、かかる病理症状が、好ましくは、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種の疾病であると本発明の薬剤は有効に使用することができる。中でも、関節炎もしくはリウマチ性脊椎炎により引き起こされる。
関節炎には、一般的意義の関節炎の他、関節周囲軟組織、筋肉、骨関節痛、腫脹、変形、運動障害、病状反復発作および慢性疼痛を含む。
本発明のミリセチンまたはその誘導体を含む、抑制剤を応用すれば、ヒトのカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解にて生じる関節炎、リウマチ性脊椎炎、リウマチ性関節炎、関節リウマチ、骨関節炎、骨関節痛、大腿骨頭壊死腰椎間板ヘルニア、骨化過剰症、肥大性脊椎炎、強直性脊椎炎、痛風性関節炎、頚椎症、肩疼痛、椎間板ヘルニア、肩関節周囲炎、急慢性滑膜炎、滑嚢炎、腱鞘炎、骨粗しょう症、肩関節周囲炎、骨折後遺症、テニス肘、半月板損傷症、繊維筋痛、繊維結合組織炎、産後リウマチ、反応性関節炎、感染性関節炎、外傷性関節炎、乾癬性関節炎、アミロイドシス関節炎、先端巨大症、腸関節炎、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、強皮症および腫瘍の自己免疫性疾病合併の非糜爛性関節炎からなる群から選択される少なくとも一種の疾病の治療に有効であるが、無論、これらの疾病に特に限定されない。
なお、明細書中に使用される「治療」という用語は、治療処置措置、予防措置または防止措置を意味し、その中で、患者の病理症状または失調を防止または緩和することを意味する。本明細書に記載の方法のミリセチンまたはその誘導体の治療における用量にて治療を受けた場合、患者の症状は改善され、つまり「治療」に成功し、患者から、症状の少なくとも一種の形跡と症状が、緩和または消失されることが、観察および/または測定、あるいは期待される。
また、本明細書中に記載される治療または医療状況防止の各種モデルを、「顕著」と理解してもよく、完治または予防および完治または予防より小さい意味も含まれ、ある生物学相関または医学相関の結果にも達する。つまりは、「治療する(treating)」という語は、感染症を持つ、または感染症の症状(symptom)を持つ、または感染症になりやすい体質(predisposition)を治癒する(cure)、治療する(heal)、軽減する(alleviate)、緩和する(relieve)、変化させる(alter)、治療する(remedy)、改善する(ameliorate)、改善する(improve)または影響を与える(affect)ことを目的として、その感染症、感染症の症状、または感染症になりやすい体質を持つ、患者に有効量の活性な薬剤を投与することと規定される。
各種の実施形態において、適切な体外測定法(in vitro)または体内測定法(in vivo)を用いて、特定のミリセチンまたはその誘導体の治療薬(薬剤)の効果および投与が治療に適するか否かを測定する。各種実施形態において、患者の病状に関する代表的な細胞に対して体外測定を行い、特定のミリセチンまたはその誘導体の治療薬が、前記類型の細胞に期待効果を果たすか否かを測定できる。本明細書中に方法の治療用量のミリセチンまたはその誘導体の治療を受けた場合、患者の症状が完治できる。また、患者より、前記症状の少なくとも一種の形跡と症状が、減少または消失されたことが、観察および/または測定、あるいは推測できる。
本発明の一つの具体的な実施形態においては、ミリセチンまたはその誘導体を含有する薬剤の予防および/または治療有効量を患者に投与する。つまり、本発明の好ましい形態は、有効量のミリセチンまたはその誘導体を含む、薬剤である。
人間の被験者に試験する前に、適切な動物モデルシステムのなかで、治療用候補化合物のテストを行ってもよい。前記動物被験者モデルシステムに人間ではない霊長類(例えば、ヒヒ、チンパンジー、ゴリラ、オラウータン、サル)、猫、犬、蛇などのペット用動物、豚、馬、ウシ、ヤギなどの牧場の動物、ラット、マウス、モルモット、サル、ウサギなどの実験用動物のいずれかを含むが、特に限定されない。
一つの実施形態において、上記病理症状または疾病の患者、またはその病理症状または疾病の危険にさらされている(この症状にかかりやすい状態)患者に、本発明のミリセチンまたはその誘導体を投与することによって、このような病理症状または疾病を引き起こしている少なくとも一つの要因の改善をさせることができる。
本明細書中に使用される「有効量」という用語は、十分な治療および/または予防効果が得られる、例えば病理症状または疾病の症状を予防または軽減できる量を示す。病気の種類と重症度および個々の性質、例えば普段の健康状態、年齢、性別、体重および薬剤耐性などによって、患者に用いる投与量が決められる。また、上記投与量は、病気の度合い、重症度と種類により決められる。当業者は、これら要因と他の要因に基づき、適当の投与量を確定することができる。本発明のミリセチンまたはその誘導体を含む薬剤は、少なくとも一種の他の治療化合物と組み合わせて投与することも可能である。本明細書中に記載の方法では本発明の化合物を、少なくとも1つの病状症候または病理症状を有する患者に投与も可能である。例えば、「有効治療量」とは、症状の生理的役割の平均レベルを最小限に緩和することを指す。また、有効量は、当業者には認識されているように、投与経路、賦形剤量、および他の治療療法との併用の可能性に左右されて変動する。最終的には、医師または獣医師によって決定される。
通常、前記投与量は治療状況または重症度の指標または拡大を予防または軽減できる。正確な投与量は以下の環境に依存する。例えば治療状況、投与スケジュール、本発明の薬剤が、単剤投与かまたは他の治療剤との組み合わせ投与か、前記化合物の血漿半減期と患者の全体健康状況などによるものである。
患者に経口、外用、吸入、経鼻、経直腸、経皮または注射の投与方法による投薬が可能である。つまりは、経口剤、外用製剤、吸入製剤、経鼻製剤、経直腸製剤、経皮製剤または注射剤での投与が好ましく、この中でも、投与の容易性等に鑑みると、経口剤での投与が好適である。
本発明の一つの実施形態において、本明細書に記載の化合物含有製剤の1日投与量は、特には制限されないが、通常、約0.1〜約10000mg/kg体重、好ましくは約1〜約1000mg/kg体重、より好ましくは約5〜500mg/kg、好適には約10〜約200mg/kg体重である。上記投与量は、好ましくはヒトに対して適用される。
また、本発明の薬剤は、投与回数にも特に制限はないが、通常、1日1回〜6回、好ましくは1日、1回、2回または3回投与する。
間隔は不規則でもよい。当業者であれば、ミリセチンまたはその製薬上許容できる塩の最適投与量と、毎回投与の間隔については、治療状況の性質と程度、投与方法、ルートと位置および治療中の患者の具体的な情況によって適宜設定することができる。かつ、従来公知の技術によって、あるいは適宜組み合わせることで、好適な形態を選択することができる。
当業者は、治療の最善プロセスすなわち、定めた期日内に、毎日、ミリセチンまたはその製薬上許容できる塩の規定投与量を、従来の治療測定方法によって確定することを理解しなければならない。
治療においては、比較的に短い期間の中で、疾患プロセスの緩和または症状が終わるまでは、比較的、多い投与量が必要である場合もあり、また、好ましくは、患者の上記疾病または病理症状が部分的にまたは完全に改善するまで治療を行うことができる。
よって、患者に対しては、予防的投与を行ってもよい。
当業者は、いくつかの要因がある患者に対しては、有効的治療できる投与量と、時間を適宜調節することができ、また、疾病または失調の重症度、前治療、健康状態、患者の年齢、その他持病の少なくとも一つを考慮することができる。無論、考慮は、これだけに限定しなくてもよい。しかも、本明細書に記載の有効治療量は、治療対照組成物によって、患者に対する治療としては、単回の治療であってもよいし、一連の治療であってもよい。
本発明のミリセチンまたはその誘導体は、少なくとも一つの他の化合物と一緒に投与してもよい。例えば、関節炎治療の常用化合物に、サリチル酸製剤、イブプロフェン、フェンビッド、インドメシン、グルコサミンインドメタシン、スリンダク、アセメタシン、ナプロキセン、セレコックス、ロフェコキシブ、ヒアルロン酸ナトリウム、ニメスリド、インドメタシン、アスピリン、ピロキシカム、フルフェナミン酸、ゴールドソルト、ペニシラミン、クロロキンおよびその誘導体、レバミゾル、副腎皮質ホルモン系薬剤(プレドニゾロン等)、シクロスポリン、スルファサラジン、シクロホスファミド、アザチオプリン、メトトレキサート、γインターフェロン、特異的抗体(McAb)、カプトプリル、塩化カルシウム、炭酸カルシウムの無機塩製剤または有機カルシウム製剤、硫酸亜鉛の亜鉛製剤、二クロム酸二ナトリウム、ヒドロキシエチル二燐酸ナトリウム、イソプロポキフラボン、D−グルコサミン塩酸塩、硫酸コンドロイチン、大豆イソフラボンと一緒に施用できる。
当業者は、本発明の化合物と一緒に投与できる上記化合物を異なる疾患または病理症状に応じて選択してもよいことを想到できる。
本発明のミリセチンまたはその誘導体は、少なくとも一つの他の漢方薬と一緒に投与してもよい。漢方製剤は、ボケ(パパイヤ)丸、大活絡丹、小活絡丹、柴胡、当帰、丹参、桂枝、白勺、陳皮、清半夏、透骨草、羌活、生地黄、桔梗、香附、白芥子、草烏、黒附片、忍冬藤、ジンギョウ、桑枝、茯苓を選択してもよい。
当業者は、本発明のミリセチンまたはその誘導体と一緒に投与できる上記化合物を異なる疾患または病理症状に応じて、適宜選択することができる。
上記化合物または漢方薬は、単独の製剤または単位製剤に組み合わせて同時に投与してもよく、または順次投与してもよい。いずれの場合でも、複数の治療剤は、任意的順序あるいは同時に投与してもよい。もし同時であれば、上記複数の治療剤は単一、統一形式または複数形式(例えば、単一の錠剤または各々単独の錠剤またはカプセルの2種類の異なる製剤)で提供される。上記治療剤での一つの治療剤は複数の投与量により提供できる。またはその中の2種類は、複数の投与量により提供できる。もし同時に投与しない場合は、複数投与量の投与間隔時間は、0週〜1週以内、2週以内、4週以内、2ヶ月以内、4ヶ月以内および半年以内までの範囲内で変更してもよい。
本明細書に使用される「単位製剤」という用語は、ヒトと動物の患者に投与する単位投与量の物理上分離された単位を指す。本発明の薬剤は、各々所定量の活性成分(ミリスチンまたはその誘導体)を含むカプセル、カシェ剤若しくは錠剤等の離散単位(投与剤形)として提示されてもよい。
各単位には単独の予定投与量の化合物または他の試薬との組成物、その量は計算上、薬学に接受できる稀釈剤、担体または媒体と組合せることによって、想到できない効果を奏する。つまりは、本発明の好ましい形態においては、製薬上許容される、稀釈剤または担体をさらに含む。
本発明の具体的な実施形態において、ミリセチンまたはその誘導体含有組成物(薬剤)を製造し、その組成物のヒトカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解を抑制することにより、関連する病理症状または疾病の改善に使用する。このような薬剤は、経口、外用、吸入法などの方法にて患者に投与し、役割を果たす。
よって、本発明の薬剤(医薬組成物)は様々な剤形に調製することができる。例えば、経口薬組成物はカプセル、錠剤、粉剤、顆粒剤、トローチ、発砲錠剤、シロップ、乳化物、徐放製剤、快速溶解製剤、経口液体製剤等であってもよい;外用組成物は、塗布剤、クリーム剤、塗り薬、軟膏、外用液、液体スプレーとガススプレー等であってもよい。吸入法投与の医薬組成物は、溶液、分散液、ドライ等であってもよい。
ヤマモモ属の植物とブドウ属の植物より高純度のミリセチン化合物を精製抽出し、リポソームナノミリセチンを調製し、注射製剤および徐放製剤を製造してもよい。上記医薬組成物の中、ミリセチンおよびその誘導体の量は、重量計算で、製剤の総重量の0.0%〜99.0%、好ましくは0.0%〜90%、より好ましくは10%〜80%、好適は25〜70%である。
上記を鑑みると、製薬上許容される、稀釈剤または担体をさらに含み、前記ミリセチンおよびその誘導体が、薬剤全重量に対して、10〜80重量%含まれる、と好適である。
本発明の医薬製剤の中から、経口剤を例に、製薬上許容できるものとしては、潤滑剤としてステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、ベヘン酸グリセリル、フマル酸1−ナトリウム4−ステアリル、滑石、シリコン;崩壊剤として、澱粉、シクロデキストリン、カルボキシメチルセルロース、クロスカルメロースナトリウム、ポリビニルポリピロリドン;稀釈剤または圧縮剤に乳糖、蔗糖、マンニトール、キシリトール、エリトリトール、ソルビトール、微結晶セルロース;調味料または他の成分として、イチゴ、ミカン、バナナ、薄荷および蜂蜜などが含まれるが、またこれに限らない。
担体顆粒としては、(乳糖)ラクトースまたは蔗糖(スクロース)の結晶体もしくは球体、または、例えば、デンプンを粘着剤として蔗糖を粒状にさせてなる糖の球体、デンプンを粘着剤として形成された炭酸カルシウム球体またはマルトデキストリンのような複合球体もしくは顆粒が挙げられる。
担体顆粒は、他のいずれかの医薬に認められる賦形剤の顆粒でもよく、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース顆粒、グアーガム顆粒、キサンタンガム顆粒などが挙げられる。担体は、色々な形式があってもよく、これらの選択と量の調整はいずれも当業者が適宜調節可能である。
経口投与の場合は、本発明のミリセチンおよびその誘導体を含む薬剤は、食品または健康食品の液体に溶解したものも含まれ、調味用水性液体または水−アルコール系溶液に選択的に溶解してもよい。
それはまた、飲み込める固体賦形剤、例えば、顆粒形式、丸剤、錠剤、腸溶錠剤に含まれることが望ましい。
あるいは、食品または健康食品は、液体の中に含ませることもで、飲み込み用カプセルなどを使用すればよい。
飲み込みの形態としては、複数の経口組成物、特に、食品添加物の経口組成物であってもよく、腸溶錠剤、ゲルカプセル、ゲル、乳化剤、錠剤、カプセルまたは溶液は従来の方法にて製剤することができる。
また、本発明で使用できる活性剤は、食品補充剤または強化食品または健康食品のいずれの形式で含まれる。例えば、食品または健康食品スティック、または圧縮または非圧縮粉末剤の中に含まれる。この粉末剤は、水で希釈でも良く、またはソーダ、チーズ製品または大豆由来食品の中で、水で希釈でもよいし、また、食品または健康食品の中に添加してもよい。
本発明のもう一つの実施形態では、ミリセチンおよびその誘導体の化合物を化粧品に添加して使用してもよい。化粧品としては、塗布剤型の薬剤、クリーム剤、外用軟膏または硬膏、外用溶液、分散液、ドライ、乾いた液体スプレー、ガススプレーまたは注射に適する各種製剤等の形態にしてもよい。
注射、外用の方法にて投与することによって、ヒトカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療目的を達成することができる。
下記実施例の記載によって、本発明を更に分かりやすく説明するが、またこれらの実施例に限定されない。
実施例1.ミリセチンのヒトのカテプシンKの上昇によるコラーゲン分解を抑制する作用
まず、Linnevers等の方法(Linnevers CJ, McGrath ME, Armstrong R, Mistry FR, Barnes MG, Klaus JL, Palmer JT, Katz BA, Bromme D. Expression of human cathepsin K in Pichia pastoris and preliminary crystallographic studies of an inhibitor complex. Protein Sci. 1997 Apr;6(4):919−21.)に従って、遺伝子工学技術を用いて、コーディング(コージング)されたヒトのカテプシンKの無活性前駆体タンパク質を酵母細胞にて発現させた。
精製後、胃ペプシンにて消化処理して、前駆体カテプシンK上の一つの抑制ペプチド断片を除去し、活性化カテプシンKを調製し、抑制剤としての化合物(Linnevers等、 Protein Sci. 1997 Apr;6(4):919−21)のスクリーニングに用いた。
業者より、単体ミリセチンを購入して(上海経科化学科技有限公司、商品番号A0145、英文名:Myricetin;3,5,7,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシフラボン、CAS No:529−44−2、天然抽出、NMRにて構造確認、HPLCによる精度測定、純度98.5%以上、分子量:318.24)、それを抑制剤候補化合物とした。
また、Sigma社からI型(商品番号SU2087)とII型コラーゲン(商品番号SU2088)を購入し、カテプシンKの基質とした。スクリーニングの際、50mMのリン酸緩衝液(pH6.0)に100μgのコラーゲンI型又はII型、1μgのカテプシンKを添加し、それに、20%のエタノールに溶解したミリセチン化合物(抑制剤候補化合物)をそれぞれ添加し、最終濃度が100μM、200μM、500μM、1000μMになるようにした。最後に、50mMのリン酸緩衝液にて総体積を500μLに調製した反応液を陽性対照とし、37℃の恒温槽にて15時間反応させた。なお、1μgのカテプシンKに対して、ミリセチン添加量=0.5ml*100μM*318.24=15.907μgである。
同時に、陽性対照と陰性対照を設けた。陽性対照は100μgのコラーゲンに1μgのカテプシンKのみを添加し、抑制剤候補化合物(単体ミリセチン)は一切混入せず、同様に50mMのリン酸緩衝液にて総体積を500μLに調製した。
陰性対照は、反応系に100μgのコラーゲン、1000μMの抑制剤候補化合物(単体ミリセチン)を含んでいるが、カテプシンKを含まない。反応終了後に、10%のSDS−PAGEゲルにて電気泳動、クマシーブリリアントブルー(Coomassie Brilliant Blue、略称CBB)による染色と脱色後、タンパク質のバンドの染色強度分析を行った。本試験は、5回繰り返してから、試験結果を確定した。スクリーニング試験後、ミリセチンは、有効なカテプシンKのカテプシンK抑制剤であることが分かる。また、ミセチリンは、100μM濃度でもカテプシンKの活性を完全に抑制できることが分かった(図1)。
なお、本実験において、コラーゲン」I型(商品番号SU2087)とII型コラーゲン(商品番号SU2088)をそれぞれ添加し、各実験を行ったが、ミリセチン化合物がカテプシンKによる両方のコラーゲンの分解に対する抑制作用を示し、コラーゲンI型の定量とIC50分析結果を示した。なお、II型コラーゲンについては結果を示してはいない。
実施例2.ミリセチンのカテプシンK活性の抑制作用
ミリセチンのカテプシンKの活性抑制を検証するため、カテプシンKの特異蛍光基質H−D−Ala−Leu−Lys−AMC(GL Biochem(上海)、商品番号104881−72−3)を用い、Cary Eclipse蛍光分光光度計Cary Eclipse型蛍光分光光度計(Agilent Inc.)にて定量分析を行った。
測定時、50mMのリン酸緩衝液(pH6.0)に1μgカテプシンK特異蛍光基質H−D−Ala−Leu−Lys−AMC、1μgカテプシンKを加え、さらに、20%のエタノールに溶解した単体ミリセチンをそれぞれ添加し、終濃度が100μM、200μM、500μM、600μM、800μM、1000μM、2000μMになるように、最後に50mMのリン酸緩衝液にて総体積が500μLに調製した反応液を37℃の恒温槽にて15時間反応させた。
同時に、陽性対照と陰性対照を設けた。100μgのコラーゲンに1μgのカテプシンKのみを添加し、候補化合物は一切混入せず、50mMのリン酸緩衝液にて総体積が500μLとした反応液を陽性対照とした。
1μgのカテプシンKの特異蛍光基質H−D−Ala−Leu−Lys−AMCに、異なる濃度のミリセチンを添加した反応液を陰性対照とした。反応終了後、サンプルを390nmの励起波長と、460nmの蛍光波長にて蛍光強度の変化を読み取り、カテプシンK活性値を計算した。図2に示した通り、ミリセチンはカテプシンKの活性を顕著に抑制し、なおかつ、ミリセチンの濃度の増加に伴い、その抑制作用も増強することを示した(図2参考)。明らかに、ミリセチンはカテプシンKの活性を顕著に抑制する作用を有し、カテプシンKの活性によるコラーゲンの分解を抑制することにより、ミリセチンはカテプシンK上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病を予防または防止することを想到できる。
実施例3 ミリセチンの動物による安全性評価
3.1実験動物の品種と特徴
BALB/cマウス、中国農業科学院ハルビン獣医研究所実験動物センター繁殖、実験動物品質許可証番号黒龍江−SYXK 2006−032。
9週齢〜10週齢、体重約20g、雌雄は各半数である。
3.2 飼育条件
動物実験室は、定時換気、照明良好、室温保持、5匹/ケージ、マウス専用フィード飼料、自由飲水という条件を満たしていた。実験開始前に1週間予備飼育し、マウスの摂食状況、活動状況および糞便等を1週間、観察し、健康なマウスのみを選んで次の実験に用いた。
ミリセチンの応用に根拠を提供するため、まず急性毒性試験により安全性評価を実施した。本試験は急性毒性試験の最大耐量法を用い、まず、体重20gあたりの健康なBALB/cマウス20匹、そのうち雌雄は各半数である。臨床上は口服投与(経口投与)であることが好ましいため、本試験では胃管による投与(administration by gavage)を採用した。
ミリセチンは(上海経科化学科技有限公司、商品番号A0145、英文名:Myricetin;3,5,7,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシフラボン、CAS No:529−44−2、天然抽出、NMRにて構造確認、HPLCによる精度測定、純度98.5%以上)であり、それを蒸留水で糊状にし、10g/kg投与量で、マウスに1回強制経口投与(投与量:200mgミリセチン/匹/回)した。なお、投与前夜には絶食させてはいたが、自由飲水とさせていた。投薬後、正常の飲食を与え、中毒症状、死亡状況を観察し、週に1回体重測定、2週間観察した。同じ条件で、ミリセチン未添加の正常給餌マウスを対照群とし、観察した。試験結果、すべてのマウスに中毒症状は一切見られなかったため、ミリセチンは毒性のない物質であることが証明された。
実施例4 ミリセチンのII型コラーゲン誘導マウスの関節炎に対する治療効果
ミリセチンまたはその誘導体のカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解に関連する関節炎、骨粗しょう症、椎間板損傷、心筋炎、および代謝異常による脂質沈着、肥満症、高脂血症、動脈硬化症、高血圧症の予防または治療に用いる薬剤として有用であることを証明するために、またそれを含有する、食品、健康食品または化粧品としても有用であることを実証するために、経皮的II型コラーゲン免疫マウスを用いて、ミリセチンのII型コラーゲン誘導マウスの関節炎に対する治療効果を検証し、ミリセチンのカテプシンK活性抑制を通じて臨床疾患治療と予防効果を検討した。
4.1 II型コラーゲン誘導マウスの関節炎のモデルマウスの構築
先ず、実施例3における動物品種、ソースおよび飼育条件と完全に一致する9週齢のBALB/cマウス105匹を選択した。そのうち、完全フロイントアジュバント乳化のウシII型コラーゲン200μg/匹を70匹に皮下注射し、初回免疫15日後、不完全フロイントアジュバント乳化のウシII型コラーゲン200μg/匹を皮下注射し免疫強化を実施した。
最初の免疫強化後から24日目に、70匹のマウスを2群に分け、1群の35匹を治療対照群とし、毎日1回25mg/Kg体重の単体ミリセチンを経口投与し、もう1群の35匹をモデル対照群とし、正常給餌、ただし単体ミリセチンを投与しない。残りの35匹は正常対照群として免疫誘導せず、正常給餌、コントロールの正常対照群とした。
4.2観察評価と測定
4.2.1 観察評価
試験期間中に、マウスの関節炎の発生状況と、治療後の関節炎の状況を検測した。II型コラーゲン免疫誘導後のマウスに、従来の方法で、マウスの爪の腫れ(厚み)(図3、図5)と、体重変化(図4)をフルモニタリングし、ミリセチンの治療効果を評価した(厚みが0.5mmごとに増加すると、1桁とする)。図3と図5に示したように、第2回免疫誘導マウスは、翌日(すなわち第16日)に関節腫脹が発生した。第21日目より更に顕著となり、その後、ますます加重し、治療対照群では顕著な症状改善が得られた。本試験は48日間観察した。
48日目に、心臓採血、血清分離して全実験マウスを致死させた。マウス血清中の尿中デオキシピリジノリン(urinary deoxypyridinoline)(図6)、マウス血清中のI型コラーゲンのC末端ペプチド(CTX−1)(図7)、軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質(COMP)の測定と組織学的治療効果を評価した(図8)。
4.2.2 マウス血清中の各項目の検査
4.2.2.1マウス血清の尿中デオキシピリジノリン検査
マウス用のデオキシピリジノリン/デオキシピリジノリンキット試薬(上海滬宇生物有限公司、商品番号HY−E3170B)を用いて、キットの説明書の方法に従って、iMark−BIO−RADマイクロプレートリーダ(米国BIO−RAD)を用いて、波長450nmにてマウスの尿中デオキシピリジノリン濃度(図6)を測定した。結果として、治療対照群のマウス血清中の尿中デオキシピリジノリン濃度は、モデル対照群より著しく低かった(P<0.001)。マウス関節炎は、ミリセチン治療によりその指標が顕著に改善されることが証明された。
4.2.2.2.マウス血清中のI型コラーゲンのC末端ペプチド(CTX−1)濃度の測定
ラットI型コラーゲンのC末端ペプチド(CTX−1)のELISAキット試薬(上海勁馬生物科技有限公司、商品番号Wk30026)の説明方法により、マウス血清のI型コラーゲンのC末端ペプチドの濃度変化を測定し、ミリセチンのヒトのカテプシンK上昇によるコラーゲン分解を抑制する効果を評価した(図7)。結果、治療対照群の血清中のI型コラーゲンのC末端ペプチドの濃度はモデル対照群より明らかに低いどころか(P<0.001)、且つ、正常対照群まで近かった。したがって、ミリセチンはI型コラーゲンの分解を顕著に抑制することが証明された。
4.2.2.3 マウス血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質(COMP)の濃度測定
マウス血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質(COMP)のELISAキット試薬(上海逸▲かん▼生物科技有限公司、商品番号SU10580)の説明方法に従って、マウス血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質の濃度変化を測定し、ミリセチンのカテプシンKの上昇によるII型コラーゲン分解による血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質(COMP)の濃度変化を測定した。結果、治療対照群の血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質の濃度は、モデル対照群より明らかに低く(P<0.005)(図8)、ミリセチンは、マウス血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質の損失を顕著に抑制し、これにより、骨関節軟骨組織が保護されることが示唆された。
4.2.3 マウスの関節組織切片の観察
実験の48日目に、心臓採血、血清分離して全実験マウスを致死した。マウスの後脚を4%のホルマリンにて24時間固定後、従来の方法にてパラフィン切片作製、500mMのEDTA(pH7.4)による脱カルシウム処理、ヘマトキシリン/エオシン(HE)染色後、顕微鏡で正常対照群と比較した。結果、免疫対照群の滑膜表面病変が徐々に悪化し、セルロース様物質および滑膜細胞も次第に増加、滑膜および関節嚢が次第に肥厚、浮腫、変性、なおかつ粗繊維化した。関節滑膜表面の観察を通じて関節滑膜表面の滑膜が殆ど消えてしまい、表面凹凸、網格子状となり、大量のマクロファージが産生した。
しかし、ミリセチンで治療したマウス関節滑膜表面の病理的変化は顕著に軽減され、正常対照群の関節滑膜表面とほぼ同様となった。したがって、ミリセチン治療にてマウスの関節炎は基本的に回復するとの結論が得られた(図9)。
4.2.4. ミリセチンのマウス関節炎に対する効果の総合評価
マウスの関節組織切片を通じて、Larsson (Rheumatology (Oxford),2004, 43(4),428-434)等の方法によってミリセチンのマウスリウマチ性関節炎の治療効果を評価した。
関節炎のかかる程度について、主に、
(1)関節腔の大きさ、炎症細胞浸潤、軟骨組織の損傷およびフィブリン(fibrin)沈着状況、3人の総合的評価にて、3つのレベルに分け、0は正常、1は軽度関節炎、2は中等度関節炎、3は重症関節炎(図3、図5);
(2)体重変化状況(図4);
(3)組織学検査(図9)とスコア評価(図10、図11)
ミリセチンが関節炎の病理症状を顕著に改善し、リウマチ性関節炎に対し、治療効果があることが証明された。
上記の結果:モデル対照と比較すると、ミリセチン治療対照群の関節炎の程度が顕著に降下された(P<0.05)。よって、ミリセチンはリウマチ性関節炎の治療においては非常に効果的であることが示された。
ミリセチンの作用により、コラーゲンの流失が顕著に減少され、血清軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質(COMP)が顕著に低減され、関節炎が顕著に軽減され、かつ、効果も顕著であった。
本動物実験においては、II型コラーゲン誘導のマウス関節炎に対する治療効果を例に、ミリセチンの体内におけるカテプシンKのコラーゲン分解を抑制する効果を検証した。
よって、ミリセチンのカテプシンKの活性上昇によるコラーゲン分解に関連する骨粗しょう症、関節炎、椎間板損傷、心筋炎および代謝異常による脂質沈着、肥満症、高脂血症、動脈硬化症、高血圧に対する予防と治療の有効性を推測した。
ミリセチンは、ヒトのカテプシンK上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療に用いる薬剤、食品、健康食品および化粧品の製造に使用できる。
本発明の有益な効果:ミリセチンはカテプシンKの活性とコラーゲンの分解を抑制できる。カテプシンK上昇によるコラーゲン分解に関連する各種疾病の予防薬と治療薬の開発に利用できる。
なお、本願には、以下の態様もが開示されている。
(1)ミリセチンおよびその誘導体のヒトのカテプシンK(Cathepsin K)の活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療に用いる薬物、食品、健康食品または化粧品の製造における用途。
(2)前記病理症状と疾病は、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳、成人呼吸窮迫症候群よりなるグルプの一種または複数の疾病を含むことを特徴とする、(1)に記載の用途。
(3)前記病理症状と疾病は関節炎またはリウマチ性脊椎炎であることを特徴とする、(2)に記載の用途。
(4)権利請求2に述ベた用途、その特徴は:ミリセチンおよびその誘導体の構造式はそれぞれ下記の式(I)と式(II)に定義され、その単独、異性体のラセミ体または非ラセミ体混合物、酸化物、または製薬上許容できる塩と水和物であり、
ただし、
Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XとXはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫素原子(S)であり;Ra、Rb、Rc、Rd、ReとRfはそれぞれ独立して水素原子(H)、1−5Ry代替のアルキル基(C−C10)または(C−C10)−O−(C−C10)であり、各アルキル基(C−C10)を1−5個のRyに代替し、各RyはRq、または(C−C10)アルキル基、(C−C10)アルキル基、(C−C10)シクロアルキル基アルキル基、(C−C14)ジシクロアルキル基アルキル基、(C−C14)トリシクロアルキル基アルキル基、−(C−C10)シクロアルキル基アルキル基、(C−C10)シクロアルキル基、(C−C14)ジシクロアルキル基アルキル基、(C−C14)トリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基、(C14)芳香族基、これらはそれぞれ一つまたは複数のRzにより代替され、各Rzは(C−C)アルキル基、(C−C)エチレン基、(C−C)アセチリン基、(C−C)シクロアルキル基、(C−C)シクロエチレン基、フェニル基、3−5元のヘテロ環状体、C(ハロゲン)またはCH(ハロゲン)であり;R、R、RとRはそれぞれ独立して水素原子(H)、または(C−C10)アルキル基、(C−C10)エチレン基、(C−C10)アセチリン基、(C−C10)シクロアルキル基、(C−C14)ジシクロアルキル基アルキル基、(C−C14)トリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基、(C14)芳香族基であり、これらは非代替されたものでもあり、一つまたは複数のRzまたはRqで代替されたものでもあり、1つ以上のRzで代替された一つまたは複数のRqにより代替されたものであり、各RqはCN、OH、ハロゲン、N、NO、N(Rz)、=NRz、CH=NRz、NRzOH、ORz、CORz、C(O)ORz、OC(O)Rz、OC(O)ORz、SRz、S(O)RzおよびS(O)であることを特徴とする、(2)に記載の用途。
(5)前記医薬品、食品、健康食品または化粧品は経口剤、外用製剤、吸入製剤、経鼻製剤、経直腸製剤、経皮製剤または注射剤であることを特徴とする、(1)または(2)に記載の用途。
(6)前記医薬品、食品、健康食品或いは化粧品は経口剤であることを特徴とする、(5)に記載の用途。
(7)前記用途はヒトに対して、予防と/或いは治療のため、有効量のミリセチンおよびその誘導体を含有する薬物を施用することを含むことを特徴とする、(4)に記載の用途。
(8)前記有効量はヒトに1日当たり約0.1mg/kgから約10000mg/kg体重の薬物を施用することを含むことを特徴とする、(7)に記載の用途。
(9)前記薬物は薬学上に容認された稀釈剤または担体と混合したミリセチンおよびその誘導体を含有する薬物組成物を含み、前記薬物組成物において、重量計算でミリセチンおよびその誘導体は、製剤総重量の10%−80%を占めることを特徴とする、(4)に記載の用途。
(10)食品、健康食品および化粧品に適する形式のミリセチンおよびその誘導体の組成物を製造し、ヒトのカテプシンK活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状に罹患された患者またはかかり始めた患者または疾病リスクのある人の被験者に予防と/または治療のため有効量の上記組成物を施用することを含むことを特徴とする、(4)に記載の用途。
本発明は、単独態様の単一説明としての特定の実施態様には限定されない。本発明の実施形態は、当業者によれば、本明細書の精神と範囲内から逸脱することなく、本明細書に記載の方法やシステムに様々な修正や変更を加えることは自明である。
上記記載に基づき、本明細書中に挙例した以外にも、本明細書が開示する範囲内の効能上に同等の用途は、当業者にとって、自明である。このような変更と修正の意図は、添付の特許請求の範囲に含まれている。
本明細書の開示は、特定の方法、試薬、組成物と生物システムに限定されないが、当然、前記方法、試薬、組成物と生物システムには変更可能であることも自明である。また、本明細書に記載の用語は特定の実施形態を記載するためにのみに使用したが、不当に限定されるベきではないことを理解すべきである。
また、本発明を実施するためには、分子生物学、タンパク質生物化学、細胞生物化学、免疫学、微生物学およびDNA組み換えなど多くの従来公知の技術を活用してもよいし、これらを組み合わせて活用してもよい。これら技術は周知でもあるし、なおかつ、それぞれ下記の文献中で説明を行われている。Sambrook等、 Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Ed. (Spring Harbour Laboratory Publisher, SpringHarbor,NY, 1989); Oligonucleotide Synthesis, Gait, Ed. (1984); Transcription and Translation, Hames&Higgins, Eds. (1984); Animal Cell Culture, Freshney, Ed. (1986); Immobilized Cells and Enzymes (IRL出版社, 1986)。
本明細書において参考または引用された全ての特許文献、非特許文献、出版物は、引用により全ての添付図と表を含んで全文を本明細書に取り入れたので、これらの文献を、本明細書の明確な教示と矛盾させず、特許請求の範囲において別の実施形態として認識されてもよい。

Claims (10)

  1. ミリセチンまたはその誘導体を含む、カテプシンK(Cathepsin K)の活性上昇によるコラーゲン分解に関連する病理症状または疾病の予防または治療のための薬剤。
  2. 食品、健康食品または化粧品に添加してなる、請求項1の薬剤。
  3. 前記疾病が、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種である、または、
    前記病理症状が、関節炎、リウマチ性脊椎炎、多発性骨髄腫、椎間板損傷、骨粗しょう症、心血管疾病、心筋炎、高脂血症、高血圧、代謝異常による脂質沈着、肥満症、動脈硬化症、前立腺炎、呼吸器伝染病、高齢認知症、糖尿病、加齢症、冠状動脈性心臓病、性機能不振、慢性閉塞性肺気腫、肝炎、疲労症、神経衰弱症、脳梗塞、喘息、咳および成人呼吸窮迫症候群からなる群から選択される少なくとも一種の疾病により引き起こされる、請求項1に記載の薬剤。
  4. 前記病理症状が関節炎もしくはリウマチ性脊椎炎である、または前記病理症状が関節炎もしくはリウマチ性脊椎炎により引き起こされる、請求項3に記載の薬剤。
  5. 前記ミリセチンまたはその誘導体は、それぞれ、下記式(I)、式(II)で示される化合物、あるいは、前記式(I)または式(II)で示される化合物の、単独、異性体のラセミ体もしくは非ラセミ体混合物、酸化物、または製薬上許容できる塩もしくは水和物、であり、
    ただし、
    Xa、Xb、Xc、Xd、Xe、Xf、XおよびXは、それぞれ独立して、酸素原子(O)または硫素原子(S)であり;
    Ra、Rb、Rc、Rd、ReおよびRfは、それぞれ独立して、水素原子(H)、1〜5つのRyで置換された炭素数1〜10のアルキル基、または、炭素数2〜20のジアルキルエーテル基であり、ただし、該ジアルキルエーテル基の各炭素数1〜10のアルキルは、それぞれ独立して、1〜5つのRyで置換されており、
    各Ryは、Rq、あるいは、炭素数2〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基アルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基または炭素数14の芳香族基であり、
    ただし、これらは少なくとも1つのRzによって置換されてもよく、この際、各Rzは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜8のシクロアルケニル基、フェニル基、3〜5員のヘテロ環基、トリハロメチル基またはジハロメチル基であり;
    、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子(H)、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数8〜14のジシクロアルキル基アルキル基、炭素数8〜14のトリシクロアルキル基アルキル基、フェニル基、ナフチル基、炭素数14の芳香族基であり、この際、R、R、RおよびRは、非置換でも、あるいは、少なくとも1つのRzおよび少なくとも1つのRqの少なくとも一方で置換されてもよく、
    Rqは、CN、OH、ハロゲン原子、N、NO、N(Rz)、=NRz、CH=NRz、NRzOH、ORz、CORz、C(O)ORz、OC(O)Rz、OC(O)ORz、SRz、S(O)RzまたはS(O)である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の薬剤。
  6. 前記薬剤が、経口剤、外用製剤、吸入製剤、経鼻製剤、経直腸製剤、経皮製剤または注射剤である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の薬剤。
  7. 経口剤である、請求項6に記載の薬剤。
  8. 有効量のミリセチンまたはその誘導体を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の薬剤。
  9. 前記有効量が、ヒトに対して、1日当たり0.1〜10000mg/kg体重である、請求項8に記載の薬剤。
  10. 製薬上許容される、稀釈剤または担体をさらに含み、
    前記ミリセチンおよびその誘導体が、薬剤全質量に対して、10〜80質量%含まれる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の薬剤。
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