JP2015028005A - プテロシン誘導体を含む軟骨欠損、軟骨変性、および/または軟骨菲薄疾患治療剤 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]式(I):
で表される化合物である、[1]に記載の治療剤。
で表される化合物である、[6]に記載の機能性食品。
[11]式(I):
で表される化合物である、[11]に記載の方法。
本発明において、治療対象となる軟骨欠損、軟骨変性、および軟骨菲薄疾患は、関節の軟骨を外傷、自己免疫または加齢等により欠損、変性および/または菲薄した病態であり、外傷性軟骨疾患(例えば、離断性骨軟骨炎)、関節リウマチおよび変形性関節症などが例示される。本発明のプテロシン誘導体の効果を考慮すると、完全に軟骨を欠損した病態は望ましくなく、一部の軟骨および軟骨基質を失った病態であることが望ましい。より好ましくは、変形性関節症であり、さらに好ましくは変形性膝関節症である。また、加齢による関節軟骨の菲薄も好ましい。
最も好ましいプテロシン誘導体は、式(II)におけるR1がメチル基であり、R2が水素であり、R9がヒドロキシ基である式(IV)
式(II)におけるR1がメチル基であり、R2がメチル基であり、R9がヒドロキシ基である式(V)
式(II)におけるR1がヒドロキシメチル基であり、R2が水素であり、R9がメトキシ基である式(VI)
式(II)におけるR1がメチル基であり、R2がメチル基であり、R9がメトキシ基である式(VII)
式(III)におけるR1がメチル基であり、R2がメチル基であり、R9がヒドロキシ基である式(VIII)
式(III)におけるR1がメチル基であり、R2がメチル基であり、R9がメトキシ基である式(IX)
式(III)におけるR1がメチル基であり、R2がメチル基であり、R9がメトキシ基である式(X)
本発明において、アルキレン基とは、1〜20の炭素原子(例:C1〜C8)を含む直鎖若しくは分岐鎖の二価炭化水素を指す。アルキレン基の例には、メチレン基及びエチレン基が含まれるが、これらに限らない。
本発明において、アルキニル基とは、2〜20の炭素原子(例:C2〜C10)及び1つ以上の三重結合を含む直鎖若しくは分岐鎖の一価または二価の炭化水素を指す。アルキニル基の例には、エチニル基、エチニレン基、1−プロピニル基、1−及び2−ブチニル基及び1−メチル−2−ブチニル基が含まれるが、これらに限らない。
本発明において、ヘテロシクロアルキル基とは、1個以上のヘテロ原子(O、N、S、またはSeなど)を有する、一価または二価の非芳香族5〜8員単環系、8〜12員二環系または11〜14員三環系を指す。ヘテロシクロアルキル基の例には、ピペラジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、モルフォニリル基、テトラヒドロフラニル基が含まれるが、これらに限らない。
本発明において、ヘテロアリール基とは、1個以上のヘテロ原子(O、N、S、またはSeなど)を有する、一価の芳香族5〜8員単環系、8〜12員二環系、または11〜14員三環系を指す。ヘテロアリール基の例には、ピリジル基、フリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ピリミジニル基、チエニル基、キノリニル基、インドリル基、チアゾリル基が含まれる。
本発明において、アルキルチオ基とは、−S−R基を指し、当該Rが、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基とすることができる。
本発明において、アルキルアミノ基とは、−N−(R)2基を指し、当該Rが、H、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基とすることができる。
本発明において、アルコキシカルボニル基とは、−C(O)−O−R基を指し、当該Rが、H、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基とすることができる。
本発明において、アシルオキシ基とは、−O−C(O)−R基を指し、当該Rが、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基とすることができる。
本発明において、グリコシルオキシ基とは、−O−グリコシル基を指し、リボシルオキシ、リキソシルオキシ、キシロシルオキシ、アラビノピラノシルオキシ、アロピラノシルオキシ、タロピラノシルオキシ、グルコピラノシルオキシ、アルトロピラノシルオキシ、マンノピラノシルオキシ、ガラクトピラノシルオキシが例示される。加えて、グリコシド結合は糖の立体化学のためαまたはβ配置を持つことができ、いずれの異性体であってもよい。
本発明において、グルコシルオキシアルキル基とは、−R−O−グリコシル基(当該−R−は、上記−Rから一つの水素原子を除去して形成される基である。)を指し、グルコピラノシルオキシメチル、グルコピラノシルオキシエチル、グルコピラノシルオキシプロピル等が例示される。グリコシド結合は糖の立体化学のためαまたはβ配置を持つことができ、D体であってもL体であってもいずれの異性体であってもよい。
経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤等が挙げられる。一方、非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤等が用いられ、注射剤は関節腔内注射剤等の剤形を包含しても良い。これらの製剤は、賦形剤(例えば、乳糖、白糖、葡萄糖、マンニトール、ソルビトールのような糖誘導体;トウモロコシデンプン、バレイショデンプン、α澱粉、デキストリンのような澱粉誘導体;結晶セルロースのようなセルロース誘導体;アラビアゴム;デキストラン;プルランのような有機系賦形剤;及び、軽質無水珪酸、合成珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、メタ珪酸アルミン酸マグネシウムのような珪酸塩誘導体;燐酸水素カルシウムのような燐酸塩;炭酸カルシウムのような炭酸塩;硫酸カルシウムのような硫酸塩等の無機系賦形剤である)、滑沢剤(例えば、ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムのようなステアリン酸金属塩;タルク;コロイドシリカ;ビーズワックス、ゲイ蝋のようなワックス類;硼酸;アジピン酸;硫酸ナトリウムのような硫酸塩;グリコール;フマル酸;安息香酸ナトリウム;DLロイシン;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸マグネシウムのようなラウリル硫酸塩;無水珪酸、珪酸水和物のような珪酸類;及び、上記澱粉誘導体である)、結合剤(例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、マクロゴール、及び、前記賦形剤と同様の化合物である)、崩壊剤(例えば、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルシウム、内部架橋カルボキシメチルセルロースナトリウムのようなセルロース誘導体;カルボキシメチルスターチ、カルボキシメチルスターチナトリウム、架橋ポリビニルピロリドンのような化学修飾されたデンプンおよび/または化学修飾されたセルロース類である)、乳化剤(例えば、ベントナイト、ビーガムのようなコロイド性粘土;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのような金属水酸化物;ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウムのような陰イオン界面活性剤;塩化ベンザルコニウムのような陽イオン界面活性剤;及び、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルのような非イオン界面活性剤である)、安定剤(メチルパラベン、プロピルパラベンのようなパラオキシ安息香酸エステル類;クロロブタノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコールのようなアルコール類;塩化ベンザルコニウム;フェノール、クレゾールのようなフェノール類;チメロサール;デヒドロ酢酸;及び、ソルビン酸である)、矯味矯臭剤(例えば、通常使用される、甘味料、酸味料、香料等である)、希釈剤等の添加剤を用いて周知の方法で製造される。
<Pterosin B>
Pterosin Bは、ワラビより抽出したPterosin(プテロシン) B(以下、抽出Pterosin Bと称す)(医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センターより入手可能)、および合成されたPterosin B(以下、合成Pterosin Bと称す)(株式会社インテリムより入手可能)を用いた。
生後1−5日目のマウスの大腿骨遠位骨端軟骨および脛骨近位骨端軟骨より得られた初代軟骨細胞を遠心機を用いてペレット状とし、10%ウシ胎児血清を含むDMEM中へ抽出Pterosin Bを各濃度(0μM(基剤のDMSOのみ)、100μM、200μMおよび300μM)添加した。抽出Pterosin Bの添加後28日目に、細胞ペレットを回収し、サフラニンO染色を行ったところ、抽出Pterosin Bの濃度依存的に染色が強くなることが確認された(図1A)。さらに、細胞ペレットを定量RT-PCRを用いてCol2a1、Col10a1およびSik3のGapdhに対する相対的mRNA量を測定したところ、Col2a1のmRNA量は、抽出Pterosin Bの濃度依存的に多くなり、Col10a1は、抽出Pterosin Bの濃度依存的に少なくなった(図1B)。なお、Col2a1は骨芽細胞(骨組織において骨形成を行う細胞)関連遺伝子であり、Col10a1は軟骨細胞が肥大軟骨細胞へ変化したことを示唆する遺伝子である。
E15.5のマウス胎児より中足骨を単離し、10%ウシ胎児血清を含むDMEM中で組織培養を行った。この培養液中へ300μMの抽出Pterosin Bまたは合成Pterosin Bを添加して培養し、7日後、中足骨を回収して組織切片を作製した。回収する8時間前にBrdUを培養液に添加した。得られた中足骨の組織切片をサフラニンO染色および抗BrdU抗体を用いた免疫染色を行ったところ、抽出Pterosin Bまたは合成Pterosin Bを添加した場合において、広範囲にサフラニンOで染色され、BrdU陽性の細胞数が増加したことが確認された(図2および図3)。また、抽出Pterosin Bまたは合成Pterosin Bを添加した場合において、肥大軟骨細胞の細胞数が減少していた(図4)。以上より、抽出Pterosin Bまたは合成Pterosin Bは同等の効果を有し、軟骨細胞の増殖効果および軟骨細胞の肥大化を抑制する効果を有することが確認された。
内側型特発性骨壊死の68歳女性より同意のもと採取された軟骨細胞を7日間、10%ウシ胎児血清を含むDMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium、ダルベッコ改変イーグル培地)で培養した後(3日後の写真を図5Aに示す)、遠心機を用いてペレット状とした(図5A)。得られたヒト軟骨細胞ペレットを10%ウシ胎児血清および300μM抽出Pterosin Bを含むDMEMで14日間または28日間培養後、細胞ペレットを回収し、サフラニンO染色を行ったところ、抽出Pterosin Bを添加した場合において、14日後から染色が強くなることが確認された(図5B)。さらに、細胞ペレットを定量RT-PCRを用いてCOL2A1、COL11A2、ACAN、SOX9、COL10A1およびCOL1A1のGAPDHに対する相対的mRNA量を測定したところ、COL2A1、COL11A2、ACANおよびSOX9のmRNA量は、合成Pterosin Bの添加により多くなり、COL10A1およびCOL1A1は、抽出Pterosin Bの添加により少なくなった(図6)。以上より、Pterosin Bによりヒト軟骨細胞よりCOL2A1などの軟骨基質が増加し、軟骨細胞の肥大化が減少することが示された。従って、ヒトにおいても硝子軟骨を増加させる効果を有することが示唆された。
8週齢の雄C57BL/6マウスへ表4に示した例にて、300μMまたは900μMの抽出Pterosin Bもしくは基剤(PBSおよびDMSOの混合溶液)を左側の膝関節腔の外側面に3回/週にて投与した。
<Pterosin誘導体>
Onitin(オニチン)(1)、14-O-Methylonitin(14-O-メチルオニチン)(2)、14-deoxy-14-chloroonitin(14-デオキシ-14-クロロオニチン、Pterosin R)(3)、14-O-Methylpterosin(14-O-メチルプテロシン) G(4)、Pterosin Z、Pterosin I(5)は、ワラビより抽出した(医薬基盤研 薬用植物資源研究センターより入手可能)。各化合物の構造式は以下に示す。
SIK3シグナルに対する阻害作用を、SIK3が抑制する転写共役因子CRTC2(転写因子CREBの共役因子で、TORC2とも称す)活性誘導で相関検討をPCT/JP2012/063709の方法に従って行った。Pterosin Bが僅かにSIK3を抑制できる濃度150μMにおいてPterosin Bよりも活性の高い類似体(Onitin、14-O-Methl-Onitin、14-Chloro-Onitin、14-O-Methl-Pterosin G、Pterosin ZおよびPterosin I)が見出された(図8)。
以上の結果より、Onitin、14-O-Methl-Onitin、14-Chloro-Onitin、14-O-Methl-Pterosin G、Pterosin ZおよびPterosin Iも、Pterosin Bと同様に軟骨の増殖効果を有する可能性が高いことが示唆された。
実施例1と同様に、生後1−5日目のマウスより得られた初代軟骨細胞のペレットを10%ウシ胎児血清を含むDMEM中へ各Pterosin誘導体(合成Pterosin BおよびPterosin Z)を300μMを添加した。添加後2週目および4週目に、細胞ペレットを回収し、定量RT-PCRを用いてCol10a1のGapdhに対する相対的mRNA量を測定したところ、Col10a1が、合成Pterosin BおよびPterosin Zの添加により減少することが確認された(図9)。
以上の結果より、Pterosin Zも、Pterosin Bと同様に軟骨細胞の肥大化を抑制する効果を有することが示された。
Claims (5)
- 式(I):
で表されるプテロシン誘導体またはその薬学的に許容し得る塩を含有することを特徴とする、軟骨欠損、軟骨変性、および/または軟骨菲薄疾患の治療剤。 - 前記プテロシン誘導体が、式(II)又は式(III):
で表される化合物である、請求項1に記載の治療剤。 - 前記プテロシン誘導体が、式(II)または式(III)で表される化合物であって、式中、R1およびR2が、それぞれ独立して、水素、メチル基またはヒドロキシメチル基であり、R9が、ヒドロキシ基、メトキシ基または塩素である、請求項1または2に記載の治療剤。
- 前記プテロシン誘導体が、式(IV):
- 前記軟骨欠損、軟骨変性、および/または軟骨菲薄疾患が、変形関節症である、請求項1から4のいずれか一項に記載の治療剤。
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