JP2017524709A - 肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製におけるアルカロイドの応用 - Google Patents
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Abstract
Description
R1は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基、α又はβのメチル基−γ−ブチロラクトン基から選択される;
R2は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基から選択される;
R3は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基から選択される;
或いはR2、R3は、下記の式のような環状のα又はβ構造である:
式中:R8は、α又はβアルキル基から選択される;
R4は、α又はβアルキル基から選択される;
R5は、α又はβ水素から選択される;
R6は、α又はβ水素、α又はβ−ヒドロキシ基から選択される;
R7は、α又はβ水素から選択される。
式中:
R1は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基、α又はβのメチル基−γ−ブチロラクトン基から選択される;
R2は、α又はβ水素から選択される;
R3は、α又はβ水素から選択される;
R4は、α又はβアルキル基から選択される;
R5は、α又はβ水素から選択される;
R6は、α又はβ水素、α又はβヒドロキシ基から選択される;
R7は、α又はβ水素から選択される;
R8は、α又はβアルキル基から選択される。
1.生薬と試薬
生薬はタマビャクブ(Stemona tuberosa Lour.)の乾燥根であり、河北安国薬材市場にて購入。エタノール、塩化メチレン、メタノールなどの試薬はすべて分析級試薬とする。
タマビャクブ生薬に90%エタノールを使用し、パーコレーション法による抽出し、浸透液を濃縮した後にTLC検出法でヨウ化ビスマスカリウム(BISMUTH POTASSIUM IODIDE)の反応が基本的に無い状態になるまで続ける。浸透濃縮液に希塩酸5%を添加してpHを1−2に調整し、濾過し、ろ液を濃アンモニア水でpHを10に調整し、クロロホルムで抽出し、クロロホルムを回収して総アルカロイド分画を得る。総アルカロイドをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、ジクロロメタン−メタノール勾配(100:0〜1:5)で溶出し、TLCの結果に基づき同じ成分を混同して、再びシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、ジクロロメタン−メタノール(100:0)で溶出した画分から分離して化合物I及び化合物VIIを得て、残りの部分は分取高速液体クロマトグラフィーを用いて、アセトニトリル−水(42:58)で溶出し、分離して化合物IIを得る。ジクロロメタン−メタノール(100:2)の溶出画分から分離して化合物IV及び化合物IIIを得て、残りの部分は分取高速液体クロマトグラフィーを用いて、アセトニトリル−水(23:77)で溶出し、分離して化合物V及び化合物VIを得る。ジクロロメタン−メタノール(100:4)の溶出画分から分離して化合物VIIIを得る。上記の化合物をHPLCで分析して、純度はすべて98%以上であった。
化合物I(Tuberostemonine、ツベロステモニン):無色針状結晶(メタノール)、氷酢酸を加入したヨウ化ビスマスカリウム(BISMUTH POTASSIUM IODIDE)の反応は陽性であり、ESI−MS(m/z:376[M+H]+)。1HNMR(CDCl3,300MHz)δ:1.80(1H,m,H−1),2.18(1H,m,H−2α),1.10(1H,m,H−2β),3.43(1H,m,H−3),3.47(1H,m,H−5α),2.67(1H,m,H−5β),1.57(1H,m,H−8),1.82(1H,m,H−9),3.07(1H,dd,J=3.5,4.0Hz,H−9a),1.55(1H,m,H−10),4.44(1H,dd,J=3.0,3.5Hz,H−11),2.00(1H,m,H−12),2.41(1H,dq,J=6.5,7.5Hz,H−13),1.28(3H,d,J=7.0Hz,H−15),1.52(1H,m,H−16),0.96(3H,t,J=7.5Hz,H−17),4.31(1H,m,H−18),2.38(1H,ddd,J=5.5,13.5,15.5Hz,H−19),2.60(1H,ddq,J=7.0,5.5,12.0Hz,H−20),1.26(3H,d,J=7.0Hz,H−22)。13C NMR(CDCl3,75MHz)δ:41.6(C−1),32.1(C−2),65.0(C−3),48.1(C−5),28.1(C−6),29.9(C−7),30.4(C−8),40.7(C−9),63.6(C−9a),45.0(C−10),80.3(C−11),47.3(C−12),40.9(C−13),179.2(C−14),14.7(C−15),24.3(C−16),11.2(C−17),81.4(C−18),34.6(C−19),34.8(C−20),179.4(C−21),14.9(C−22)。
1.主な試薬及び実験動物
実験に用いたブレオマイシンは日本化薬株式会社製から購入し、ロット番号は730342であた。
実験に用いたSPF級C57BL/6系マウス(雌、8週齢)は揚州大学比較医学センターから購入した。
ブレオマイシン誘発性肺線維症マウスモデルは、国際的に公認された抗線維化薬剤のスクリーニングに利用する動物モデルである。ブレオマイシン投与後に急性肺傷害を引き起こし、初期に主な症状は炎症で、10日程で線維化が生じ、大量のコラーゲンが肺部に集中して生じるが、これらの病態生理学的変化と臨床における特発性肺線維症の病態生理学的変化は極めて類似している。特発性肺線維症の発病原因及びメカニズムは明らかではないが、ブレオマイシン誘発性肺線維症及び特発性肺線維症は、どちらも肺組織が損傷を受けることで免疫及び炎症反応を引き起こして、さらに線維化の病態生理学的変化を誘発することで、ブレオマイシン誘発性肺線維症モデルは特発性肺線維症及び病態生理学的変化が類似する、様々な要因により生じる一連の肺線維症を代表することができる。
本実施例は、実施例1で得られたアルカロイドを用いてマウスにおいて抗線維化活性の研究を行い、それが抗線維化作用を有するかどうかを検定することを目的としている。これらのアルカロイドは漢方薬ビャクブの止咳有効成分であり、咳止め薬が抗線維化できるかどうかを調べるために、本実施例では臨床でよく用いられる鎮咳薬、咳清浄(pentoxyverine、ペントキシベリンクエン酸塩錠、 鎮咳薬の薬理実験でよく用いられる陽性対照薬物)を選出し、同時に抗線維化活性のスクリーニングを行う。
化合物I〜VIIIのそれぞれは実施例1に従い取得され、純度が98%以上である。ペントキシベリンは国薬集団容生製薬有限公司から購入、ロット番号13110221。実験に用いたブレオマイシンは日本化薬株式会社から購入、ロット番号730342。ピルフェニドン(prifenidone、陽性薬剤)は大連美侖生物技術有限公司から購入、純度が99%以上である。ピルフェニドンは米国のMamac社が開発した肺線維症の治療新薬であり、日本、台湾、韓国での開発権は日本の塩野義製薬株式会社がライセンスを取得、2008年10月17日に日本で先行販売されている。
実験マウスを無作為に12群に分け、モデル群とペントキシベリン群は各10匹、その他の群は全て各5匹とした。第1群は偽手術群、第2群はモデル群、第3群はペントキシベリン群、第4群は陽性薬ピルフェニドン群、第5〜12群はそれぞれ化合物I〜VIII投与群とした。第2〜12群は実施例2と同じ方法を用いて、ブレオマイシンでモデル作成した。モデル作成後1日目から、第3群に毎日30mg/kgのペントキシベリンを胃内投与し、第4群に毎日300mg/kgのピルフェニドンを胃内投与し、第5〜12群には毎日30mg/kgの化合物I〜VIIIをそれぞれに胃内投与し、偽手術群及びモデル群は等量の溶剤を投与し、21日目に終了とした。最後の投与後にマウスを殺処分、肺組織を摘出し、右側肺小葉はヒドロキシプロリンの含量測定に用い、左側肺小葉は病理組織切片に用いた。
図1−Aから分かるように、偽手術群に比べ、モデル群の肺組織中のヒドロキシプロリン含量が有意に増加しており、モデル群マウスの肺組織中のコラーゲンが明らかに増加し、線維症が重症化したことを示している。8つのステモナアルカロイドモノマーを投与した後には、モデル作成することによって増加したマウスのヒドロキシプロリン含量を有意に減少させることができ、その効果は陽性対照であるピルフェニドンより優れていた。これに対して、ペントキシベリンを投与した後に、Hyp含量にはモデル群との有意な差はなく、偽手術群に比べ、有意に増加していた。図1−B、1−Cから分かるように、モデル作成した21日間後、偽手術群のマウスの肺小葉構造は正常であり、肺胞壁も異状なく、炎症及び線維化の病態生理学的変化は見られなかった。モデル群マウスの肺臓には炎症による損傷及び組織腫瘤が生じ、正常な肺組織が消失し、肺胞が閉塞し、コラーゲンが沈着したことが明らかに見られた。8つのステモナアルカロイドモノマーを投与した後には、ブレオマイシンが引き起こしたマウスの肺部炎症が著しく軽減され、肺損傷レベルが明らかに改善されており、化合物I、II、III、VII、VIIIは基本的にモデルマウスの肺構造を正常に回復させることができた。しかし、ペントキシベリンはモデルマウスの肺組織損傷及び線維化レベルを改善できず、その組織切片はモデル群と同様、炎症による損傷が厳重で、肺胞が閉塞し、コラーゲンが沈着したことがはっきり見られた。本実験の結果は、構造式Iの母核を有するアルカロイドがブレオマイシンによるモデルマウスの肺線維症を著しく抑制及び改善する作用を有しており、咳止め薬ではモデルマウスの肺線維症を改善できないことを示している。
1.実験材料及び方法
(1)主な試薬及び実験動物
実施例1に従い、化合物I、化合物VII及び化合物VIIIがそれぞれ取得され、純度が98%以上である。ピルフェニドン(prifenidone、陽性薬剤)は大連美侖生物技術有限公司から購入し、純度が99%以上である。
実験動物は実施例2に従い作成したモデルマウスであり、モデル作成当日を0日とする。
モデル動物を予防群、治療群に分けて投与を行う。本モデルの国際的に汎用されている投与方法に従い、予防群は、モデルを作成してから2日目に投与を開始し、14日目に終了させ、連続で胃内投与を行う。治療群は、モデルを作成してから8日目に投与を開始し、21日目に終了させ、連続で胃内投与を行う。組分け及び投与状況は表1に示す通りである。
予防群は、モデル作成当日、即ち0日目から14日目まで、治療群は、モデル作成後8日目から21日目まで、毎日予防群と治療群の各群の動物死亡状況を統計し、各群の動物の生存率を計算し、、結果は表2を参照する。
最後の投与後にマウスを殺処分し、マウスの肺臓を剥離して湿重量を量り、肺重量(mg)をマウスの体重(g)で割って肺湿乾重量比を得る(図2)。図1から分かるように、偽手術群と比べ、、モデル群の肺湿乾重量比は有意に増加していた。予防群であれ治療群であれ、化合物I、VII及び化合物VIIIの2つの用量群(30、60mg/kg)はどれもモデルマウスの肺湿乾重量比を著しく低下させており、そのうち予防群中の低用量の効果がより優れていた。全体的に見て、3つの化合物がモデルマウスの肺湿乾重量比を低下させる作用は陽性対照のピルフェニドンよりわずかに優れていた。
最後の投与後にマウスを殺処分し、マウスの肺組織を摘出して、左側肺小葉をホルマリン10%に浸し、固定した後にパラフィン包埋してスライスし、HE染色してその病態生理学的変化を観察した。図3から分かるように、偽手術群のマウスの肺小葉構造は正常であり、肺胞壁に異常はなく、はっきりとした炎症及び線維化の病態生理学的変化は見られなかった。モデル群のマウスの肺臓には、炎症による損傷及び組織腫瘤が生じ、正常な肺組織が消失し、肺胞が閉塞したことがはっきりと見られた。予防群であれ治療群であれ、化合物I、VII及び化合物VIIIはどれもブレオマイシンが引き起こした肺部炎症を著しく軽減させ、肺損傷を改善し、正常な肺構造に回復させることができ、3つの化合物は、すべて低用量群(30mg/kg)の効果が高用量群より明らかに優れており、肺部炎症が基本的に消失し、肺胞構造が明確であった。
Masson染色は、線維性コラーゲンに対して特異的染色を行う方法である。最後の投与後、麻酔でマウスを殺処分し、マウスの肺組織を摘出して、左側肺小葉をホルマリン10%に浸し、固定後にパラフィン包埋してスライスし、Masson染色してそのコラーゲン線維の沈着状況を観察した。予防的投与及び治療的投与の各群それぞれのMasson染色結果は図5を参照されたい。Image−Pro Plus6.0を用いて半定量分析を行い、各視野のMasson染色後のコラーゲンの集積光密度(IOD)を測定し、各群で5つの標本を解析し、それぞれの標本から無作為5つの視野を選び、平均値を各群のコラーゲンの相対含量として統計解析を行った。予防的投与及び治療的投与の各群の解析結果は図6を参照されたい。
ヒドロキシプロリンは主にコラーゲン中に存在し、エラスチン中の含有量は極めて少なく、他のタンパク質中には存在しないため、ヒドロキシプロリン含有量を測定することでコラーゲン含有量の多寡を表し、そして肺線維症レベルを評価することができる。ヒドロキシプロリンの測定は試薬キット(南京建成生物技術公司)を用い、試薬キットの説明書に従って測定したが、結果は図7を参照されたい。
TGF−β1は強力な線維化を促進する増殖因子として認知されており、細胞を刺激して、細胞外マトリックス成分を合成と分泌させ、マトリックス分解酵素成分の活性を変化させて,ECMの沈着を悪化させてしまう。肺組織中のTGF−β1含有量を減少させれば肺線維症の進行を遅らせることができる。Elisa試薬キット(上海依科賽生物製品有限公司)を用い、試薬キットの説明書に従ってマウスの肺組織中のTGF−β1含有量を測定したが、結果は図8を参照されたい。
本発明の結果は、構造式Iに示される母核を有する化合物、例えば化合物I〜VIIIなどの8つの化合物が肺線維症に対する著しい予防及び/又は治療作用を有することを示している(実施例3)。化合物I及びVII(R1側鎖を有する))、VIII(R1側鎖なし)など3つの化合物の活性研究では、構造式Iに示される構造が肺線維化を抑制する効果を有することが一層明らかになった。多重指標による動物実験結果では、該類化合物の肺線維症改善効果が近頃日本で発売された陽性対照のピルフェニドンより優れており、ブレオマイシン誘発性肺線維症マウスの死亡を著しく減少させ、モデルマウスの肺湿乾重量比をも著しい減少させることが見られ、モデルマウスの肺線維症レベルを改善し、肺組織中のHyp及び線維化を促進する増殖因子TGF−β1の含有量を著しく減少させており、構造式Iに示される構造を有する化合物がブレオマイシンによって誘発されたマウスの肺炎症を緩和し、肺のコラーゲン沈着を減少させることができることが示された。
Claims (6)
- 肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用であって、該化合物
は下記の構造式Iを有する:
式中:R1は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基、α又はβのメチル基−γ−ブチロラクトン基から選択される;
R2は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基から選択される;
R3は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基から選択される;
或いはR2、R3は、下記の式のような環状のα又はβ構造である:
式中:R8は、α又はβアルキル基から選択される;
R4は、α又はβアルキル基から選択される;
R5は、α又はβ水素から選択される;
R6は、α又はβ水素、α又はβ−ヒドロキシ基から選択される;
R7は、α又はβ水素から選択される、
肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。 - 前記肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用では、該化合物は下記の構造式Iaを有する:
式中:R1は、水素、α又はβヒドロキシ基、α又はβカルボキシル基、α又はβハロゲノ基、α又はβ−アルコキシ基、α又はβアルキル基、α又はβのメチル基−γ−ブチロラクトン基から選択される;
R2は、α又はβ水素から選択される;
R3は、α又はβ水素から選択される;
R4は、α又はβアルキル基から選択される;
R5は、α又はβ水素から選択される;
R6は、α又はβ水素、α又はβヒドロキシ基から選択される;
R7は、α又はβ水素から選択される;
R8は、α又はβアルキル基から選択されることを特徴とする、請求項1の肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。 - 前記の応用では、前記化合物は構造式Iに示されるアルカロイド又はその医薬用誘導体であることを特徴とする、請求項1の肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。
- 前記の応用では、前記化合物の医薬用誘導体は、構造式Iに示されるアルカロイドの塩又はエステルであることを特徴とする、請求項3の肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。
- 前記の応用では、前記医薬組成物は、構造式Iに示されるアルカロイドの一種の活性成分及び一種の薬用担体が少なくとも含まれることを特徴とする、請求項1の肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。
- 前記の応用では、前記医薬組成物は、質量パーセントが0.01%〜99%の構造式Iに示されるアルカロイド及び質量パーセントが0.01%〜99%の薬用担体が含まれることを特徴とする、請求項5の肺線維症の予防又は治療用医薬組成物の調製における化合物の応用。
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BIOMED. CHROMATOGR., vol. Vol.21, JPN6017040767, 21 June 2007 (2007-06-21), pages 1088 - 1094 * |
PHYTOCHEMICAL ANALYSIS, vol. Vol.23, JPN6017040766, 29 June 2012 (2012-06-29), pages 657 - 667 * |
PLANTA MED., vol. Vol.69, JPN6017040771, October 2003 (2003-10-01), pages 914 - 920 * |
PLANTA MED., vol. Vol.75, JPN6017040769, May 2009 (2009-05-01), pages 575 - 580 * |
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