JP2014527051A - C−9位に酸素が官能化されたラブダン誘導体 - Google Patents

C−9位に酸素が官能化されたラブダン誘導体 Download PDF

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Abstract

本発明は、Leucas stelligeraから単離された、ラブダン系に属する、一般式1
のジテルペンに関し、哺乳類における抗酸菌活性の予防、治療、抑制または成長と増殖のコントロールに有用である。本発明はさらに、それらを含む留出物を単離するためのプロセスについても開示する。
【選択図】なし

Description

本発明は、Leucas stelligeraから単離された、ラブダン系に属する、一般式1のジテ
ルペンに関し、哺乳類における抗酸菌活性の予防、治療、抑制または成長と増殖のコントロールに有用である。本発明はさらに、それらを含む留出物の単離プロセスについても開示する。
結核(TB)は、2009年には世界中で約200万の死亡、900万の感染を出している、重大であるにもかかわらずおろそかにされている死亡や病気の原因である。歴史上のどの時期よりも、今日において結核は多い。耐性菌の発生とHIVの流行とが重なり、TBは世界的に公の健康危機と化した。しかしながら、利用可能な投薬計画で患者のほとんどを治療できるものの、不十分な世界の薬剤パイプラインと相まってのMDR、SDRおよびXDR−TBの発生は、新しい作用形態や新規な構造体をもつ新薬の開発に向けた継続的な取組みの必要性を示している。従って、新しい抗結核薬の開発のための、新しいリード分子の同定が、現在急務となっている。
シソ科でジテルペン系の、特にロイカス属由来の化合物は、抗結核薬研究において、興味深い物質となっている。2011年4月−6月に出版された、International Journal of Pharm Tech Research,ISSN:0974-4304 Vol.3,No.2,pp872-880のVikrant Aryaらによる表題“A Review on Anti-Tubercular Plants”という表題の記事は、抗結核活性に関与するさまざまな植物薬を、アルカロイド、フラボノイド、タンニン、キサントン、トリテルペン、キノン等の化学成分も併せて開示している。上記記事の表2には、アユルヴェーダ由来の一般的な抗結核植物について、簡単な説明がされている。表3には、アルコールを溶剤として使用することにより、(i)シソ科のSalvia hypargeiaと(ii)シソ科のSalvia sclareaの植物からジテルペンが単離された、外来種の抗結核植物が列挙されている。
Nat.Prod.Rep.,2003,20,535-557,付与DOI:10.1039/b212154aの、Brent R. Coppに
よる‘Antimycobacterial natural products’という表題の記事は、抗TB活性を有する天然産物について開示されている。その記事はさらに、抗TB活性を有するテルペンについて開示している。(i)紅海藻Plocamium cartilagineumからもともと単離された、ハ
ロゲン化モノテルペンは、防藻活性だけでなく、結核菌H37Rvに対してMIC 32
μg/ml、及びM.avium(MIC 64μg/ml)という、強力な抗抗酸菌活性を示した。(ii)さらに、この研究で、抗結核(結核菌H37Rv)活性を示すと同定されているものは、ジュニペクセルス酸(MIC 14.4μg/ml)(205)及びスクラレ
オール(MIC 6.0μg/ml)(206)である。
Der Pharmacia Lettre,2010,2(4):284-296の、Katara Antarikshらによる“Phytochemical Investigation and Antimicrobial Activity of Leucas_cephalotes(Roth.) Spreng.
Whole Herbという表題の記事では、Leucas_cephalotes(Roth.) Spreng(シソ科)は様々な病気を治すと開示されている。その植物には解熱作用があり、また、興奮剤、去痰薬、緩下剤、発汗剤、殺虫剤及び通経剤としても考えられている。Leucas_cephalotes(Roth.)
Spreng. whole herbは、公知のトリテルペン、5つのステロール及び8つのフラボンと
共に、新規なラブダン、ノルラブダン及びアビエダン型ジテルペン及びプロトスタン型トリテルペンとを含む。
茎、葉及び根の横断面の異なる抽出物は、活性成分を同定するため、様々な植物化学物質検査を受け、上記記事の表2に示されている。エタノール及びメタノール抽出物は、他の抽出物と比べ、活性成分が多く含まれると分かった。糖質、プロテイン及びアミノ酸、配糖体、フラボノイド、タンニン及びフェノール及びステロイドのような植物化学物質は、ほとんどの抽出物でよく発見された(しかしながら、前記抽出物は、植物成分としてのジテルペンについては言及されていない)。
J.Nat.Prod.,2006,69(7),pp988-994及び付与DOI:10.1021/np058118mの、Samir Kumar Sadhuらによる“Diterpenes from Leucas aspera Inhibiting Prostanglandin-Induced
Contractions”という表題の記事は、公知の化合物であるアスペルフェナマート、マス
リン酸、(−)−イソロリオリド、及びリニホリオシドと共に、4つの新規なジテルペン、ロイカスペロンA(1)とB(2)とロイカスペロールA(3)とB(4)、及び3つの新規なイソピマラン配糖体、ロイカスペロシドA,B及びC(5−7)に関する。ロイカスペロンA(1)、ロイカスペロシドA(5)及びB(6)及びリニホリオシドは、プロスタグラジン誘発収縮の抑制を示した。
このような新規な分子の研究において、幅広い範囲の植物の抽出物が、その結核に対する抑制可能性を検査された。Leucas stelligeraの抽出物は、検査された抽出物の中で意
外にも最も抗結核特性の効果があると示された。Leucas stelligeraは、野菜として食さ
れる葉付きの食用植物である。この種における化学的及び薬理学的研究は報告されていない。
本発明の主な目的は、Leucas stelligeraから単離された、ヒト型結核菌の治療に有用
である一般式1の化合物を提供することである。
本発明の他の目的は、Leucas stelligeraからのジテルペン化合物の単離及び特性評価
プロセスを提供することである。
[発明の要約]
従って、本発明は、Leucas stelligeraから単離された、ラブダン系に属する、一般式
1のジテルペンを提供する。
本発明の一実施形態によると、一般式1の化合物であって、前記化合物は、以下の化合物群で表される。
本発明の他の実施形態によると、一般式1の化合物は、哺乳類における結核活性の予防、治療、抑制または成長と増殖のコントロールに有用である。
本発明の更に他の実施形態によると、請求項1に記載の一般式1の化合物は、ヒト型結核菌に対するIC50値が5.02〜9.8μg/mlの範囲内である。
本発明の更に他の実施形態によると、請求項1に記載の一般式1の化合物は、ヒト型結核菌に対するIC90値が10.7〜46.52μg/mlの範囲内である。
本発明の更に他の実施形態によると、
(i)L.stelligeraの地上部分を粉砕した後、25〜30℃の範囲内の温度にてアセトン抽出し、アセトン可溶分をろ過し、50〜100mmHgの範囲内の減圧下にて濃縮させ、緑色を帯びたアセトン抽出物を得る工程と、
(ii)petエーテル中のアセトンを極性10〜50%に高めて勾配を持たせたカラムクロマトグラフィ(CC)を用いて、ステップ(i)の抽出物を分離させ、11個の留出物(LS−1〜LS−11)を得る工程と、
(iii)ステップ(ii)の留出物LS7に、クロロホルム中のアセトニトリルを1%〜
3%まで勾配を持たせたCCを行い、18個の副留出物(LS7a〜r)を得る工程と、
(iv)ステップ(iii)の副留出物LS7iに、石油エーテル中のアセトン15%のC
Cを行い、化合物1及び4を得る工程と、
(v)ステップ(ii)の留出物LS4に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCC
を行い、10個(LS4a〜j)の副留出物を得る工程と、
(vi)ステップ(ii)の留出物LS5に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、13個(LS5a〜m)の副留出物を得る工程と、
(vii)ステップ(v)の留出物LS4f,LS4h,LS4iとステップ(vi)のL
S5j、LS5kを組み合わせ、アセトン−石油エーテル15%のCCを行い、化合物2を得る工程と、
(viii)ステップ(ii)の留出物LS11に、クロロホルム中のメタノール勾配を5〜20%としたCCを行い、8個の留出物(LS11a〜h)を得る工程と、
(ix)ステップ(viii)の副留出物LS11bに、クロロホルム中のメタノール勾配
を1〜3%としたCCを行い、6個の副留出物(LS11bi〜bvi)を得る工程と、
(x)ステップ(ix)の副留出物LS11bviに、石油エーテル中のアセトン勾配を5〜50%としたCCを行い、さらに副留出物LS11bviaを含む副留出物を得る工程と、
(xi)ステップ(x)の副留出物LS11bviaに、クロロホルム中のアセトニトリル25%と、クロロホルム中のエチルアセトン35%の連続的な分取薄層クロマトグラフィ(PTLC)を行い、化合物3を得る工程と、
を含む、一般式1の化合物を抽出するためのプロセスである。
本発明の更に他の実施形態によると、一般式1の群から選択される化合物からなる医薬組成物および薬学的に許容可能なキャリアである。
図1aは、化合物1のHNMRである。図1bは、化合物1のインセット内DEPTによる13CNMRである。 図2aは、化合物2のHNMRである。図2bは、化合物2のインセット内DEPTによる13CNMRである。 図3aは、化合物3のHNMRである。図3bは、化合物3のインセット内DEPTによる13CNMRである。 図4aは、化合物4のHNMRである。図4bは、化合物4のインセット内DEPTによる13CNMRである。
[発明の詳細な説明]
Leucas stelligeraの成熟植物は、開花時、2008年1月3日にプネー,Mulshi地区
の農地で収集された。植物標本集は、プネー,Western Circleのインド植物調査局内に預けられている(voucher番号.SPJ-5)。植物原料は、付着したゴミや不要な植物原料を拭
き落とし、根を取り除き、地上部を陰干しし、切断及び粉砕した。アセトン抽出物を作成するために、粉末の植物原料はアセトンで抽出された。スキーム1に示すように、アセトン抽出物より活性化合物1〜4が単離された。
(スキーム1)
本発明の好ましい一実施形態によると、粉砕されたLeucas stelligeraの地上部に、ア
セトン抽出を行った;留出物の分離、及び、ラブダン系に属するジテルペンを副留出物から単離することについて、上記スキーム1に表す。繰り返し行われたクロマトグラフィにより、L.stelligeraの地上部のアセトン抽出物から単離された4つの化合物が得られた。そのすべては、ラブダン系に属するジテルペンである。NMRにより確認された化合物の構造(表1及び2)は、以下式1にて得られる。
前記化合物は、分離、沈殿、結晶化、順相クロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィ、サイズ排除クロマトグラフィ及びイオン交換クロマトグラフィ、またはそれらの組合せから選択される分離技術の少なくともひとつを使用することにより、留出物/抽出物から単離される。
単離された全ての化合物1〜4は、NMRにより特性評価され、その詳細を表1及び2に示す。
本発明の好ましい実施形態において、新規なラブダン系は、それらの抗結核活性を評価された。3つの化合物1,2及び3は、マイコバクテリウム(Mycobacterium)に対して
、特に活性が認められた。前記化合物は、明細書中で実証されているように、細胞毒性に対してもさらに評価され、毒性を示さないことが認められた。化合物4もまた、強力な抗結核活性が認められた。
以下実施例は、本発明の実施形態を説明するために例示されるものであり、当然のことながら、その示された詳細は実施例によるものであり、本発明の好ましい実施形態に係る事例説明を目的とするものである。
(実施例1)
粉砕されたL.stelligera(1.8kg)の地上部を25〜30℃の室温にて、アセトンで抽出(3×3L,14時間)する。 その混合物をろ過し、減圧下にて濃縮させ、57
.0gの緑色を帯びたアセトン抽出物を得る。その内の55.0gを、さらに、石油エーテル中のアセトンを極性10〜50%に高めて勾配を持たせたカラムクロマトグラフィ(CC)を用いて精製し、11個の留出物(LS1〜LS11)を生成する。
留出物LS7(4.1g)に、さらに、クロロホルム中のアセトニトリル1〜3%のCCを行い、18個の副留出物(LS7a〜r)を得る。副留出物LS7i(287.2mg)に、さらに、石油エーテル中のアセトン15%のCCを行い、化合物1(120mg)及び化合物4(35mg)を生成する。
留出物LS4(5.5g)及びLS5(2.3g)に、さらに、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、10個(LS4a〜j)の副留出物及び13個(LS5a〜m)の副留出物を生成する。留出物LS4f,LS4h,LS4i及びLS5j,LS5kを保存し、さらに、アセトン−石油エーテル15%のCCを行い、化合物2(150mg)を生成する。
留出物LS11(4.9g)に、さらに、クロロホルム中のメタノール勾配を5〜20%としたCCを行い、8個の留出物(LS11a〜h)を生成する。副留出物LS11b(3g)に、さらに、クロロホルム中のメタノール1〜3%のCCを行い、6個(LS11bi〜bvi)の副留出物を生成する。
Sub副留出物LS11bvi(300mg)に、さらに、石油エーテル中のアセトン勾配を5〜50%としたCCを行い、LS11bviaを含む副留出物をさらに得る。副留出物LS11bviaに、クロロホルム中のアセトニトリル25%とクロロホルム中のエチルアセトン35%の連続的な分取薄層クロマトグラフィ(PTLC)を行い、化合物3(20mg)を生成する。
(実施例2)
化合物1、2、3及び4の抗抗酸菌活性
全ての単離された化合物及びアセトン抽出物について、試験管内(in vitro)においてヒト型結核菌H37Raに対するそれらの効果を検査した。化合物1、2、3及び4は、ヒト型結核菌H37Raに対する抑制が顕著であることが示された。同様に、IC50及びIC90値も表3に示す。
これらの化合物の選択性を確認するため、化合物1、2及び3について、室内で維持された培養物を用いてEscherichia coli及びMycobacterium smegmatisに対するIC90
も同様に検査した。その抑制割合値を表4に示す。
M.smegmatisに対する活性プロトコル:
培養3日目、封を解いて生存細胞を測定するため、マイクロプレートを取り除いた。XTTの添加前に、470nmにおける光学濃度を測定した。200μM XTTを添加し、1分間振った後、37℃で20分間培養した。20分間培養した後、60μMのメナジオンを添加し、1分間混合し、それからさらに37℃で20分間培養した。マイクロプレートリーダを用い、470nmにおける光学濃度を測定した。培養7日後の低酸素誘導XTT還元マイクロプレートアッセイ(HXRMA)のためにプレートを取り除き、封を解いた。好気的に成長したM.smegmatisに対して、上述した同様のプロトコルを繰り返した
E.coliに対する活性プロトコル:
成長の効果は、6時間培養後の、620nmにおける培養物の吸光度を測定することにより算出された。
結果:
これらの化合物において、E.coli及びM.smegmatisに対する顕著な効果は全く現れなか
った。故に、これら化合物は、病原抗酸菌に対する選択性を示している。
上記試験は、3回実施され、結果は、平均値±標準偏差(S.D.)であった。
(実施例3)
組成(i)
式1の化合物(すなわち、化合物1または化合物2または化合物3):10.0% w/w
FDA認可色:0.3 w/w
FDA認可フレーバー:0.7% w/w
ステアリン酸マグネシウム:2.0% w/w
マンニトール:適量〜100.0% w/w
手段:マンニトールを水に溶解し、それに色とフレーバーを添加する。マンニトールに色とフレーバーを吸収させるために、水を蒸発させる。活性成分とステアリン酸マグネシウムとを混合し、ポーチまたはボトルに入れる。
投与方法
水/抽出液(juice)中で粉を分散させる。
組成(ii)
コロソリン酸 5.0% w/w
FDA認可色 0.3 w/w
FDA認可フレーバー 0.7% w/w
ステアリン酸マグネシウム 2.0% w/w
マンニトール 適量〜100.0% w/w
手段:マンニトールを水に溶解し、それに色とフレーバーを添加する。マンニトールに色とフレーバーを吸収させるために、水を蒸発させる。活性成分とステアリン酸マグネシウムとを混合し、適当な大きさのカプセルに入れる。
投与方法:
前記カプセルは、水または抽出液(juice)で投与されてもよい。
[本発明の効果]
本発明の化合物1、2、3及び4の分析後、それらの抗結核特性からヒト型結核菌に対して有効であると分かった。
化合物1、2及び3は、ヒト型結核菌の選択的抑制剤であることが分かった。
本発明の植物は食用であり、同定された抗TB活性源から、結核治療に使用される見込みがある。
化合物4はcis−ラブダンと呼ばれる新規な化合物群に属する。
本発明の一実施形態によると、一般式1の化合物であって、前記化合物は、以下の化合物群で表される。
本発明の実施形態によると、
(i)L.stelligeraの地上部分を粉砕した後、25〜30℃の範囲内の室温にてアセトン抽出し、アセトン可溶分をろ過し、50〜100mmHgの範囲内の減圧下にて濃縮させ、緑色を帯びたアセトン抽出物を得る工程と、
(ii)石油エーテル中のアセトンを極性10〜50%に高めて勾配を持たせたカラムクロマトグラフィ(CC)を用いて、ステップ(i)の抽出物を分離させ、11個の留出物(LS−1〜LS−11)を得る工程と、
(iii)ステップ(ii)の留出物LS7に、クロロホルム中のアセトニトリルを1%〜
3%まで勾配を持たせたCCを行い、18個の副留出物(LS7a〜r)を生成する工程と、
(iv)ステップ(iii)の副留出物LS7iに、石油エーテル中のアセトン15%のC
Cを行い、化合物1及び4を生成する工程と、
(v)ステップ(ii)の留出物LS4に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、10個(L4a〜j)の副留出物を生成する工程と、
(vi)ステップ(ii)の留出物L5に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、13個(L5a〜m)の副留出物を生成する工程と、
(vii)ステップ(v)の留出物L4f,L4h,L4iとステップ(vi)のL5j,
L5kを組み合わせ、アセトン−石油エーテル15%のCCを行い、化合物2を生成する工程と、
(viii)ステップ(ii)の留出物LS11に、クロロホルム中のメタノール勾配を5〜20%としたCCを行い、8個の留出物(L11a〜h)を生成する工程と、
(ix)ステップ(viii)の副留出物LS11bに、クロロホルム中のメタノール勾配を1〜3%としたCCを行い、6個の副留出物(L11bi〜bvi)を生成する工程と、
(x)ステップ(ix)の副留出物LS11bviに、石油エーテル中のアセトン勾配を5〜50%としたCCを行う工程と、
(xi)ステップ(x)の留出物1に、クロロホルム中のアセトニトリル25%と、クロロホルム中のエチルアセトン35%の連続的な分取薄層クロマトグラフィ(PTLC)を行い、化合物3を生成する工程と、
を含む、一般式1の化合物を抽出するためのプロセスである。

Claims (8)

  1. 一般式1で表される化合物。
  2. 一般式1で表される化合物であり、前記化合物は、以下の化合物群で表される化合物。
  3. 前記化合物は、Leucas stelligaraから単離された式1で表される請求項1に記載の化
    合物。
  4. 一般式1で表される化合物は、哺乳類における結核活性の予防、治療、抑制または成長と増殖のコントロールに有用である。
  5. ヒト型結核菌に対するIC50値が5.02〜9.8μg/mlの範囲内である一般式1で表される請求項1に記載の化合物。
  6. ヒト型結核菌に対するIC90値が10.7〜46.52μg/mlの範囲内である一般式1で表される請求項1に記載の化合物。
  7. (i)L.stelligeraの地上部分を粉砕した後、25〜30℃の範囲内の室温にてアセトン抽出し、アセトン可溶分をろ過し、50〜100mmHgの範囲内の減圧下にて濃縮させ、緑色を帯びたアセトン抽出物を得る工程と、
    (ii)petエーテル中のアセトンを極性10〜50%に高めて勾配を持たせたカラムクロマトグラフィ(CC)を用いて、ステップ(i)の抽出物を分離させ、11個の留出物(LS−1〜LS−11)を得る工程と、
    (iii)ステップ(ii)の留出物LS7に、クロロホルム中のアセトニトリルを1%〜
    3%まで勾配を持たせたCCを行い、18個の副留出物(LS7a〜r)を得る工程と、
    (iv)ステップ(iii)の副留出物LS7iに、石油エーテル中のアセトン15%のC
    Cを行い、化合物1及び4を得る工程と、
    (v)ステップ(ii)の留出物LS4に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、10個(L4a〜j)の副留出物を得る工程と、
    (vi)ステップ(ii)の留出物LS5に、クロロホルム中のアセトニトリル6%のCCを行い、13個(LS5a〜m)の副留出物を得る工程と、
    (vii)ステップ(v)の留出物LS4f,LS4h,LS4iとステップ(vi)のL
    S5j、LS5kを組み合わせ、アセトン−石油エーテル15%のCCを行い、化合物2を得る工程と、
    (viii)ステップ(ii)の留出物LS11に、クロロホルム中のメタノール勾配を5〜20%としたCCを行い、8個の留出物(LS11a〜h)を得る工程と、
    (ix)ステップ(viii)の副留出物LS11bに、クロロホルム中のメタノール勾配
    を1〜3%としたCCを行い、6個(LS11bi〜bvi)の副留出物を得る工程と、
    (x)ステップ(ix)の副留出物LS11bviに、石油エーテル中のアセトン勾配を5〜50%としたCCを行い、さらに副留出物LS11bviaを含む副留出物を得る工程と、
    (xi)ステップ(x)の副留出物LS11bviaに、クロロホルム中のアセトニトリル25%とクロロホルム中のエチルアセトン35%の連続的な分取薄層クロマトグラフィ(PTLC)を行い、化合物3を得る工程と、
    を含む、請求項1に記載の一般式1の化合物を抽出するためのプロセス。
  8. 請求項1に記載の一般式1の群から選択される化合物からなる医薬組成物および薬学的に許容可能なキャリア。
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