JP2019182750A - 活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物、抗腫瘍剤および新規なクルクミン誘導体 - Google Patents
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- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
Description
〔1〕下記一般式AおよびBからなる群より選択される1種類以上の化合物またはその塩を含んでいる、活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物:
式B中、R5〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5の炭化水素基、ハロゲン原子、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、シアノ基、シリル基およびアリール基から選択される(このうち、水素原子およびハロゲン原子を除く官能基は、さらなる置換を有していてもよい)。
〔2〕下記式hs−047、hs−054、hs−055、hs−056、hs−057、hs−062、hs−064、hs−073またはhs−089で表される、化合物。
[1−1.クルクミン誘導体]
本発明者らは、クルクミン誘導体に関して鋭意検討を進めた結果、特定の構造を有するクルクミン誘導体が、活性酸素種のレベルを上昇させることを見出した。すなわち、本発明の一態様に係る活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物は、上記一般式AおよびBからなる群より選択される1種類以上の化合物またはその塩を含むものである。
本発明の一実施形態に係る組成物は、活性酸素種のレベルを上昇させる効果を奏する。「活性酸素種のレベルを上昇させる効果」とは、生体または生体に由来する系(組織片、培養細胞、細胞抽出液など)において、活性酸素種の産生を促進する効果を意図する。より具体的には、以下に例示される効果を意図する。
(1)上記組成物を投与(添加)した対象が、当該組成物を投与(添加)しなかった対象よりも、多くの活性酸素種を産生する。
(2)上記組成物を投与(添加)した対象が、当該組成物を投与(添加)しなかった対象よりも、活性酸素種の減少の程度が軽減される。
本発明の一実施形態に係る組成物に含まれているクルクミン誘導体は、クルクミンに対する利点を有している場合がある。以下に、このような利点の例を列挙して説明する。
本発明の一実施形態に係るクルクミン誘導体は、クルクミンよりも水溶性が高い。クルクミンの水に対する溶解度が小さいことは従前知られており、製薬上の課題となっていた(CLogP値:2.9394)。水溶性が高いクルクミン誘導体を組成物に用いることによって、例えば、当該組成物を経口製剤や食品の態様で投与した場合の吸収率が高まることが期待される。水溶性は、クルクミン誘導体に極性の官能基(ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基など)を導入することによって向上させることができ、好ましくはヒドロキシ基の導入によって向上させることができる。
本発明の一実施形態に係るクルクミン誘導体は、クルクミンよりも抗腫瘍効果が高い。一例において、上記クルクミン誘導体は、クルクミンよりも腫瘍細胞の増殖を抑制する。他の例において、上記クルクミン誘導体は、当該クルクミン誘導体による処置を停止した後でも、腫瘍細胞の増殖の抑制が持続する。さらに他の例において、上記クルクミン誘導体は、クルクミンよりも多様な腫瘍細胞に対して抗腫瘍効果を示す。抗腫瘍効果が高いクルクミン誘導体は、例えば、より強力または多用途な抗腫瘍剤に利用できることが期待される。あるいは、例えば、投薬停止後の腫瘍の再発を抑制できることも期待される。
本発明の一実施形態に係るクルクミン誘導体は、クルクミンよりも顕著に細胞老化を誘導する。細胞老化を強力に促進するクルクミン誘導体は、例えば、腫瘍細胞の増殖をより強力かつ速やかに抑制でき、また腫瘍の再発をより効果的に防止できることが期待される。
本発明の一実施形態に係るクルクミン誘導体は、クルクミンよりも顕著に活性酸素種の産生を誘導する。活性酸素種産生を強力に促進するクルクミン誘導体は、例えば、より強力な抗腫瘍剤に利用できることが期待される。
本発明の一実施形態は、〔1〕で説明した組成物を有効成分として含んでいる、抗腫瘍剤である。上記抗腫瘍剤は、例えば、以下の類型に含まれる抗腫瘍効果を奏するものである。
(1)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の発症を防止する、またはリスクを低減する。
(2)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の再発を防止する、またはリスクを低減する。
(3)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の徴候の発生を防止する、またはリスクを低減する。
(4)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の重篤度を低減する。
(5)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の重篤度の増加、または進行を防止する。
(6)抗腫瘍剤を投与しなかった場合と比較して、腫瘍に係る1つ以上の症状の重篤度の増加速度、または進行速度を低減する。
[3−1.製剤]
本発明の一実施形態に係る活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物または抗腫瘍剤は、常法に則り製剤されうる。より具体的には、一般式AおよびBで表される化合物またはその塩の1種類以上と、医薬品添加物を調合することによって製剤されうる。
本発明の一実施形態に係る活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物または抗腫瘍剤は、任意の剤型を取り得る。一例において、上記剤型は、錠剤、カプセル剤、内用剤、外用剤、坐剤、注射剤、吸入剤でありうる。
本発明の一実施形態に係る活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物または抗腫瘍剤は、医師または医療従事者の判断により、適宜処方されうる。
本発明の一実施形態に係る活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物または抗腫瘍剤は、医薬品以外にも、食品(健康食品、菓子、サプリメントなど)として製造することができる。この場合の製造方法、食品の形態、適切な摂取量・摂取間隔は、上記の説明に準じて、あるいは食品加工分野における技術常識に則って、決定することができる。
一態様において、本発明は、一般式AおよびBからなる群より選択される1種類以上の化合物またはその塩を投与する工程を含む、被験体における活性酸素種のレベルを上昇させる方法である。好ましくは、上記方法は、被験体の細胞内における活性酸素種のレベルを上昇させる方法である。
本発明は、以下の構成を包含している。
<1> 一般式AおよびBからなる群より選択される1種類以上の化合物またはその塩を含んでいる、活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物;式A中、R1〜R4は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5の炭化水素基、ハロゲン原子、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、シアノ基、シリル基およびアリール基から選択され(このうち、ハロゲン原子を除く官能基は、さらなる置換を有していてもよい);式B中、R5〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5の炭化水素基、ハロゲン原子、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、シアノ基、シリル基およびアリール基から選択される(このうち、水素原子およびハロゲン原子を除く官能基は、さらなる置換を有していてもよい)。
<2> <1>に記載の組成物を有効成分として含んでいる、抗腫瘍剤。
<3> 慢性骨髄性白血病、膵臓癌、子宮頸癌、膠芽腫、子宮癌、乳癌または腎臓癌用である、<2>に記載の抗腫瘍剤。
<4> 式hs−047、hs−054、hs−055、hs−056、hs−057、hs−062、hs−064、hs−073またはhs−089で表される、化合物。
[合成例1]
hs−031およびhs−037は、既報[Shang YJ et al. (2010) "Antioxidant capacity of curcumin-directed analogues: Structure-activity relationship and influence of microenvironment," Food Chemistry, Vol.119(Issue 4), pp.1435-1442(文献A)]および[Hitoshi E et al. (2014) "Structure activity relationship study of curcumin analogues toward the amyloid-beta aggregation inhibitor," Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Vol.24(Issue 24), pp.5621-5626(文献B)]に記載の方法に準拠して合成した。
hs−047、hs−055およびhs−057は、文献Cに記載の反応において、反応温度を室温から0℃に変更して合成した。
hs−054は、(i)文献Bに記載の反応において、反応温度を−78℃から「−78℃下で三臭化ホウ素を添加後、室温に昇温」に変更し、さらに(ii)文献Cに記載の反応において、反応温度を室温から0℃に変更して合成した。
合成例1で合成したクルクミン誘導体の、抗腫瘍活性を検討した。具体的な手法は、非特許文献1に記載の実験方法に準拠した。概要は以下の通りである。
1.慢性骨髄性白血病細胞株であるK562細胞を、実験に用いた。上記細胞は、RPMI-1640培地にグルタミン:2mM、ペニシリン:100U/mL、ストレプトマイシン:100μg/mLおよびFBS:10%を添加した培地で維持されていたものである。
2.K562細胞を、3×105の細胞密度で35mmディッシュに播種した。
3.K562細胞を、クルクミン誘導体またはクルクミンで処置した。すなわち、クルクミン誘導体またはクルクミンを培地に加えて(濃度:50μM)、4日間培養した。ネガティブコントロールとしては、培地にDMSOを加えて4日間培養した。
4.実験中1日ごとに、トリパンブルー染色によって生存している細胞数を計測した。
図1に実施例1−1の結果を示す。同図から判るように、いずれのクルクミン誘導体も、クルクミンと同等またはそれ以上にK562細胞の増殖を抑制していた。つまり、いずれのクルクミン誘導体も、クルクミンと同等以上の抗腫瘍活性を示した。特に、hs−031、hs−037およびhs−055は、クルクミン以上の抗腫瘍活性を示した。
合成例1で合成したクルクミン誘導体の抗腫瘍活性が、どの程度持続するのかを検討した。具体的な手法は、非特許文献1に記載の実験方法に準拠した。概要は以下の通りである。
1.実施例1−1の手順1〜3に従って、クルクミン誘導体またはクルクミンを含有する培地でK562細胞の培養を開始した。
2.培養開始から2日後に、K562細胞をPBSで洗浄し、クルクミン誘導体またはクルクミンを除去した(図2の(a)を参照)。
3.クルクミン誘導体またはクルクミンを含まない培地にK562細胞を播種し、さらに4日間培養した。
4.実験中1日ごとに、トリパンブルー染色によって生存している細胞数を計測した。
図2の(b)に実施例1−2の結果を示す。同図から判るように、いずれのクルクミン誘導体も、培地から除去された後にも抗腫瘍活性を示した。特に、hs−031およびhs−054はクルクミンと同程度に、hs−037およびhs−055はクルクミンよりも顕著に、培地からの除去後も抗腫瘍活性が持続していた。この事実は、これらのクルクミン誘導体が、腫瘍の再発を防止しうることを示唆している。
合成例1で合成したクルクミン誘導体について、細胞老化の誘導能を検討した。細胞老化の程度はSA−β−galアッセイ(senescence associated-b-galactosidase assay)によって定量化し、具体的な手法は非特許文献1に記載の実験方法に準拠した。概要は以下の通りである。
1.実施例1−1の手順1〜3に従って、クルクミン誘導体またはクルクミンを含有する培地でK562細胞を4日間培養した。
2.培養後のK562細胞を、X−Gal溶液(X−Gal:0.2%、MgCl2:2mM、K4Fe(CN)6:5mM、K3Fe(CN)6:5mM)中で16〜24時間インキュベートした。その後、位相差顕微鏡で細胞を観察した。
図3に実施例1−3の結果を示す。同図から判るように、いずれのクルクミン誘導体も、細胞老化を誘導していた。特に、hs−047は、クルクミンよりも顕著に高い細胞老化の誘導能を有してしていた。
合成例1で合成したクルクミン誘導体について、活性酸素種産生の誘導能を検討した。具体的な手法は、非特許文献1に記載の実験方法に準拠した。概要は以下の通りである。
1.実施例1−1の手順1〜3に従って、クルクミン誘導体またはクルクミンを含有する培地でK562細胞の培養を開始した。
2.培養開始から0時間後、18時間後、21時間後、24時間後、27時間後および30時間後において、細胞を染色して活性酸素種のレベルを測定した。測定にはCellular Reactive Oxygen Species Detection Assay Kit(Deep Red Fluorescence, Abcam)および、FACSCaliburフローサイトメーター(Becton Dickinson製)を使用した。
図4に実施例1−4の結果を示す。同図から判るように、いずれのクルクミン誘導体も、活性酸素種の産生を誘導していた。特に、hs−037は、クルクミンよりも顕著に高い活性酸素種産生の誘導能を有してしていた。
[合成例2]
hs−056、hs−062、hs−064、hs−073、hs−089は、合成例1に記載の文献A〜Dに記載の方法に準拠して合成した。
hs−056およびhs−064は、文献Cに記載の反応において、反応温度を室温から0℃に変更して合成した。
hs−062およびhs−073は(i)文献Bに記載の反応において、反応温度を−78℃から「−78℃下で三臭化ホウ素を添加後、室温に昇温」に変更し、さらに(ii)文献Cに記載の反応において、反応温度を室温から0℃に変更して合成した。
hs−089は既報の方法に準拠して合成した(なお、反応温度などの合成条件は既報と同じであるが、合成に使用した物質が異なるため、hs−089自体は新規化合物である)。
合成例2で合成したクルクミン誘導体について、実施例1−1〜1〜4と同様の手順で、抗腫瘍活性、抗腫瘍活性の持続、細胞老化の誘導能、および活性酸素種産生の誘導能を検討した。なお、実施例2−4においては、活性酸素種のレベルは培養開始から24時間後のみに測定した。
図5に抗腫瘍活性、図6に抗腫瘍活性の持続、図7に細胞老化の誘導能、図8に活性酸素種産生の誘導能の測定結果を示す。これらの図から判るように、合成例2で合成したクルクミン誘導体のいずれについても、抗腫瘍活性、抗腫瘍活性の持続、細胞老化の誘導能、および活性酸素種産生の誘導能は、クルクミンと同等かそれ以上であった。
K562細胞株以外の腫瘍由来細胞株(またはそれに類する細胞株)に対する、クルクミン誘導体の抗腫瘍活性を検討した。
・慢性骨髄性白血病細胞株(MEG−01、MOLM−7、KCL−22、MOLM−1)
・子宮頸癌細胞株(HeLa)
・膠芽腫細胞株(U−87 MG)
・子宮癌細胞株(AN3 CA)
・乳癌細胞株(MCF−7)
・膵癌細胞株(MIA PaCa−2、PANC−1)
・ヒト胎児腎臓由来細胞株(293T)。
いずれのクルクミン誘導体も、全ての細胞に対して、抗腫瘍活性を示した。この結果から、本発明の一実施形態に係る抗腫瘍剤が、広範な腫瘍に対して適用できることが示唆される。
Claims (4)
- 下記一般式AおよびBからなる群より選択される1種類以上の化合物またはその塩を含む、活性酸素種のレベルを上昇させるための組成物:
式B中、R5〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5の炭化水素基、ハロゲン原子、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、シアノ基、シリル基およびアリール基から選択される(このうち、水素原子およびハロゲン原子を除く官能基は、さらなる置換を有していてもよい)。 - 請求項1に記載の組成物を有効成分として含む、抗腫瘍剤。
- 慢性骨髄性白血病、膵臓癌、子宮頸癌、膠芽腫、子宮癌、乳癌または腎臓癌用である、請求項2に記載の抗腫瘍剤。
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