JP2019536743A - クルクミン誘導体、その製造方法、及びそれを含むベータ−アミロイドプラーク検出用光音響イメージング剤 - Google Patents

クルクミン誘導体、その製造方法、及びそれを含むベータ−アミロイドプラーク検出用光音響イメージング剤 Download PDF

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Abstract

本発明は、クルクミン誘導体、その製造方法、及びそれを含むベータ−アミロイドプラーク検出用光音響イメージング剤に関し、本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体は、ベータ−アミロイドに選択的な結合力に優れるため、光学−イメージング法または光音響−イメージング法によってベータ−アミロイドを検出することができ、特に、特定の波長帯の光照射に反応してノイズが殆どなく高い効率で光音響信号を検出することができるので、ベータ−アミロイドの検出及びベータ−アミロイドの生成過剰による疾患の診断のための組成物として有用であり得る。

Description

本発明は、クルクミン誘導体、その製造方法、及びそれを含むベータ−アミロイドプラーク検出用光音響イメージング剤に関する。
現代医学の発展で全世界の老人の人口が増加しており、これに伴い、老年性疾患である認知症患者の数も急激に増加している。アルツハイマー病は認知症の最も一般的な形態であって、記憶喪失、認識及び挙動安定性によって表される進行性神経変性の疾患である。その発病の原因は未だ明確に知られてはいないが、患者達の死後の脳組織を分析した結果、神経細胞の間にベータ−アミロイドペプチド（Ａβ）でなるアミロイドプラーク（ａｍｙｌｏｉｄ ｐｌａｑｕｅｓ）と、神経細胞内の過リン酸化タウタンパク質フィラメントによって形成された神経原線維のもつれ（ｎｅｕｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｒｙ ｔａｎｇｌｅｓ）との蓄積が報告された［参考文献：Ｇｉｎｓｂｅｒｇ ＳＤ ｅｔ ａｌ．、Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ／Ｐｌｅｎｕｍ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９９：ｐｐ ６０３−６５４；Ｌｅｅ ＶＭ ｅｔ ａｌ．、Ｎｅｕｒｏｎ １９９９；２４：５０７−５１０；Ｓｅｌｋｏｅ ＤＪ．ＪＡＭＡ ２０００；２８３：１６１５−１６１７］。Ａβペプチドを含む３９から４３個のアミノ酸は、さらに大きいアミロイド前駆体タンパク質（ＡＰＰ）から由来される。アミロイドの生成経路で、Ａβペプチドは、β−及びγ−セクレターゼの順次タンパク質分解によってＡＰＰから切断される。Ａβペプチドは可溶性タンパク質として遊離され、正常の老化した脳では脳脊髄液（ＣＳＦ）中で低い水準で検出され得る。アルツハイマーの進行中、Ａβペプチドが凝集し、脳または血管でアミロイド沈着物を形成することが知られている［参考文献：Ｂｌｅｎｎｏｗ ｅｔ ａｌ．、Ｌａｎｃｅｔ．２００６ Ｊｕｌ ２９；３６８（９５３３）：３８７−４０３］。さらに、アミロイド沈着物は、アミロイドタンパク質が相違する器官及び／または組織で異常に沈着されて疾患を引き起こすアミロイド症で所定の役割を担うものとも知られている［参考文献：Ｃｈｉｔｉ ｅｔ ａｌ．、Ａｎｎｕ Ｒｅｖ Ｂｉｏｃｈｅｍ．２００６；７５：３３３−６６］。
これに伴い、アルツハイマー病をはじめ、アミロイド凝集物を定量的に検出することによって診断することができる疾病等の診断のため、ベータアミロイド凝集物によく結合してその存在を現わしやすい蛍光を有する化合物等が多く研究されてきた。このような化合物の中で代表的なものがコンゴーレッド（Ｃｏｎｇｏ ｒｅｄ、ＣＲ）であり、アルツハイマー病の確かな診断は、解剖をして脳をコンゴーレッドで染色することで可能である。しかし、コンゴーレッドは水溶性が強くて脳血管障壁（ｂｒａｉｎ ｂｌｏｏｄ ｂａｒｒｉｅｒ、ＢＢＢ）を通過することができないので、生きている人に投与しても脳の中に入ることができないため、生きている人にはこのような方法を用いることができないという欠点を有している。コンゴーレッドの他に、最も先に開発された化合物中の一つとしてクリサミンＧ（Ｃｈｒｙｓａｍｉｎｅ−Ｇ）の誘導体等が挙げられるが、これもまた脳血管障壁を通過する水準が低すぎて実際に用いることはできなかった［参考文献：Ｋｌｕｎｋ ＷＥ、ｅｔ ａｌ．、Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ Ａｇｉｎｇ １９９４；１５：６９１−８．Ｋｌｕｎｋ ＷＥ、ｅｔ ａｌ．、Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ Ａｇｉｎｇ １９９５；１６：５４１−８．］。以後、６−ジアルキルアミノ−２−ナフチルエチリデン（ＦＤＤＮＰ） 誘導体とチオフラビン−Ｔ（Ｔｈｉｏｆｌａｖｉｎ Ｔ、ＴｈＴ）系の誘導体等が開発された［参考文献：Ａｇｄｅｐｐａ ＥＤ、ｅｔ ａｌ．、Ｊ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ２００１；２１：１−５；Ｍａｔｈｉｓ ＣＡ、ｅｔ ａｌ．、Ｂｉｏｏｒｇ Ｍｅｄ Ｃｈｅｍ Ｌｅｔｔ ２００２；１２：２９５−２９８．］。さらに、各種のベンゾチアゾール誘導体とスチルベン誘導体が、ベータアミロイドをイメージングすることができる放射性同位元素標識化合物として特許出願されたことがある［参考文献：ＵＳ ２００２／０１３３０１９ Ａ１、ＵＳ ２００３／０１４９２５０ Ａ１］。
しかし、従来に開発されたベータアミロイド検出蛍光リガンドは、製造過程が複雑で分子量が大きく、ベータアミロイド凝集物と結合した後に蛍光特性の大きな変化を見せることができなかった。さらに、選択的にベータアミロイドとだけ特異的に結合するのではなく、リン酸化されたタウ（ｔａｕ）タンパク質繊維にも結合するため、検出選択性が高くなかっただけでなく、動物実験で吸収率が低くて、リガンドを脳から取り除くのが容易でないという欠点があるため、実際の使用には困難があった。これに伴い、前記従来に開発されたベータアミロイド検出用リガンド等の問題点を克服し、アミロイド凝集物のみを特異的に検出してイメージングするために有用な試薬の開発に対する要求が続いている実情である。
クルクミン（ｃｕｒｃｕｍｉｎ）はインド人の主食であるカレーの主成分であって、７０〜７９歳の間の老人中のアルツハイマー病の発病率は、インド人がアメリカ人に比べて４．４倍低いものと知られている［参考文献：Ａｒｃｈ．Ｎｅｕｒｏｌ．２０００；５７：８２４−８３０］。これは、クルクミンのアルツハイマー病への予防及び治療の効果に対する可能性を示唆する。実際に、最近の文献によれば、クルクミンをアミロイドが蓄積された遺伝子導入（ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ）マウスに頸動脈注射すると、クルクミンは血液脳関門を通過してプラークに結合し、遺伝子導入マウスにクルクミンを食べさせた時にアミロイド水準とプラークの量を減少させた［参考文献：Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２００５；１８：５８９２−５９０１］。さらに、クルクミンの低い毒性による安全性も報告されている［参考文献：Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．２００１；２１：８３７０−８３７７；Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．２００１；２１：２８９５−２９００］。クルクミンまたはその誘導体及びウコン抽出物を用いてマウスで受動回避試験またはＹ−迷路試験を行うことにより、これらの認知症予防及び治療の効果を予測するための研究が行われたことがある［参考文献：特許出願第２００１−００１３７２６号及び第２００１−００２３０６５号］。さらに、ヒドラジノクルクミンなどの新規のクルクミン誘導体を抗血管新生活性の研究に用いたことがある［参考文献：特許出願第２００５−００１００５８号］。
一方、光音響効果に基づいた光音響イメージングは、メラニン及びヘモグロビンなどの内在的生物学的分子を可視化することによって生物学的情報を提供する生物医学的イメージング様式（ｍｏｄａｌｉｔｙ）として多くの関心を受けている。生物医学的イメージングとしての光音響イメージングの高い潜在力は、高い敏感性、多重モードイメージング及び画像誘導（ｉｍａｇｅ−ｇｕｉｄｅｄ）治療法を有するリアルタイム及び標的とされたイメージングを網羅する診断及び治療の観点で、ナノ物質の光音響反応に基づいた外因性造影剤（ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ）の開発によって一層加速化されている。
これと関連し、光音響効果を奏するに適したナノプローブの開発は、光音響イメージングの効率性を向上させ、多様な生物医学的適用を最適化するためのナノ技法において重要な技術的イシューである。その上、光音響効果を奏するナノプローブの開発及び人工的操作は、ナノ物質に基づいた光音響イメージングの基本的な理解に対する他の重要な洞察力を提供することができる。原則的に、光音響効果は、標的を局所的に加熱して結果として熱膨張を誘発する短いパルス放射（ｓｈｏｒｔ−ｐｕｌｓｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）の吸収による音波の生成に起因する。吸光係数と、吸収された光子を熱に切り換える転換効率とは、分子レベル吸収体などのナノ物質に基づいた光音響イメージングにおいて光音響信号を生成する主な因子であるにもかかわらず、ナノ物質の表面環境は光音響効果の効率を決める他の変数を提供する。熱的膨張を伴う光音響効果は、ナノ物質から周囲媒質への熱的変換によって局所的に加熱された周囲媒質から生成されるので、熱的伝達及び発散ダイナミックスと係わる表面環境は、ナノ物質に基づいた光音響効果を生成する敏感な因子である。
したがって、新しい光音響診断剤に基づいた光音響反応に対する基本的な理解のための、新しい形態の光音響診断剤の開発及び操作は、光音響イメージングを引き起こす造影剤を考案して最適化することに対する重要な手がかりを提供することができる。
よって、本発明者達は、ベータ−アミロイドに選択的な結合力に優れ、光学−イメージング法または光音響−イメージング法によって検出することができ、特に、特定の波長帯の光照射に反応して高い光音響信号を検出することができる化合物の研究中、本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体が、ベータ−アミロイドの検出及びベータ−アミロイドの生成過剰による疾患の診断のための組成物として有用であり得ることを確認し、本発明の完成に至った。
本発明の目的は、クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記クルクミン誘導体の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含むベータ−アミロイドプラーク検出用組成物を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含む、ベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患の診断用組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を利用するベータ−アミロイドプラークの光学イメージング検出方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を利用するベータ−アミロイドプラークの光音響イメージング検出方法を提供することにある。
前記目的を達成すべく、
本発明は、下記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
［化学式１］
Figure 2019536743
 前記化学式１中、
Ｒは、水素、ヒドロキシ、−Ｂ（ＯＨ）２、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルキル、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルコキシである。
さらに、本発明は、下記反応式１に示したところのように、
化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物とを塩基とともに有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式４で表される化合物を得るステップ（ステップ１）；及び、前記ステップ１で得た化学式４で表される化合物を、化学式５で表される化合物と塩基とともに有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式１で表される化合物を得るステップ（ステップ２）；を含む、化学式１で表されるクルクミン誘導体の製造方法を提供する。
［反応式１］
Figure 2019536743
 前記反応式１中、
Ｒは、前記で定義した通りである。
さらに、本発明は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含むベータ−アミロイドプラーク検出用組成物を提供する。
また、本発明は、前記クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含む、認知症、アルツハイマー病、ダウン症候群、アミロイド血管症、大脳アミロイド血管症、全身性アミロイドーシス、オランダ（Ｄｕｔｃｈ）型アミロイドーシス、封入体筋炎、地中海熱、マックル・ウェルズ症候群、特発性骨髄腫、アミロイド多発ニューロパシー、アミロイド心筋症、全身性老人性アミロイドーシス、アミロイドーシス性遺伝性脳出血、スクレイピー、クロイツフェルトヤコブ病、クールー病、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群、甲状腺髄様癌、筋萎縮症及びランゲルハンス島ＩＩ型糖尿病でなる群より選択されるベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患の診断用組成物を提供する。
さらに、本発明は、ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）；及び、ベータ−アミロイドプラークに対する蛍光信号を測定するステップ（ステップ２）；を含むベータ−アミロイドプラークの光学イメージング検出方法を提供する。
また、本発明は、ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）；及び、ベータ−アミロイドプラークに対する光音響信号を測定するステップ（ステップ２）；を含むベータ−アミロイドプラークの光音響イメージング検出方法を提供する。
本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体は、ベータ−アミロイドに選択的な結合力に優れるため、光学−イメージング法または光音響−イメージング法によってベータ−アミロイドを検出することができ、特に、特定の波長帯の光照射に反応してノイズが殆どなく高い効率で光音響信号を検出することができるので、ベータ−アミロイドの検出及びベータ−アミロイドの生成過剰による疾患の診断のための組成物として有用であり得る。
［図１ａ］実施例１及び２の化合物（１ａ、１ｂ）の吸収スペクトルである。 ［図１ｂ］実施例１及び２の化合物（１ａ、１ｂ）の吸収波長の変化による光音響信号の変化を測定したグラフである。 ［図１ｃ］実施例１及び２の化合物（１ａ、１ｂ）を吸収波長６８０、７００、７２０ｎｍでそれぞれ得た光音響画像イメージである。 ［図２ａ］実施例１及び２の化合物（１ａ、１ｂ）のベータ−アミロイド凝集物の結合前と結合後の光音響信号の変化を測定したグラフである。 ［図２ｂ］実施例１及び２の化合物（１ａ、１ｂ）のベータ−アミロイド凝集物の結合前と結合後の光音響画像イメージである。 実施例１の化合物（１ａ）を野生型マウス（ｗｉｌｄ−ｔｙｐｅ ｍｏｕｓｅ）及び認知症誘発マウス（５ＸＦＡＤ ｍｏｕｓｅ）に投与した後に得たベータ−アミロイド検出光音響イメージングイメージである。 ［図４ａ］実施例１の化合物（１ａ）を認知症誘発マウス（５ＸＦＡＤ ｍｏｕｓｅ）に投与した後に得たベータ−アミロイド検出光学イメージである。 ［図４ｂ］実施例１の化合物（１ａ）を野生型マウス（ＷＴ ｍｏｕｓｅ）に投与した後に得たベータ−アミロイド検出光学イメージである。 ［図５ａ］実施例１の化合物（１ａ）を認知症誘発マウス（５ＸＦＡＤ ｍｏｕｓｅ）に投与した後、脳を摘出して得たベータ−アミロイド検出光学イメージである。 ［図５ｂ］実施例１の化合物（１ａ）を野生型マウス（ＷＴ ｍｏｕｓｅ）に投与した後、脳を摘出して得たベータ−アミロイド検出光学イメージである。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、下記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
［化学式１］
Figure 2019536743
 前記化学式１中、
Ｒは、水素、ヒドロキシ、−Ｂ（ＯＨ）２、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルキル、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルコキシである。
好ましく、前記Ｒは、ヒドロキシまたは−Ｂ（ＯＨ）２である。
さらに好ましく、前記Ｒは、３−ヒドロキシまたは４−ヒドロキシである。
本発明に係る前記化学式１で表されるクルクミン誘導体の好ましい例として挙げられる化合物等の化学構造式を、下記表１にまとめて示した。
Figure 2019536743
本発明の前記化学式１で表されるクルクミン誘導体は、薬学的に許容可能な塩の形態で用いることができ、塩には、薬学的に許容可能な遊離酸（ｆｒｅｅ ａｃｉｄ）によって形成された酸付加塩が有用である。酸付加塩は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、亜硝酸、亜リン酸などのような無機酸類、脂肪族モノ及びジカルボキシレート、フェニル−置換されたアルカノエート、ヒドロキシアルカノエート及びアルカンジオエート、芳香族酸類、脂肪族及び芳香族スルホン酸類などのような無毒性有機酸、酢酸、安息香酸、クエン酸、乳酸、マレイン酸、グルコン酸、メタンスルホン酸、４−トルエンスルホン酸、酒石酸、フマル酸などのような有機酸から得る。このような薬学的に無毒の塩の種類には、スルフェート、ピロスルフェート、バイスルフェート、スルファイト、バイスルファイト、ナイトレート、ホスフェート、モノヒドロゲンホスフェート、ジヒドロゲンホスフェート、メタホスフェート、ピロホスフェートクロリド、ブロミド、ヨージド、フルオリド、アセテート、プロピオネート、デカノエート、カプリレート、アクリレート、ホルメート、イソブチレート、カプレート、ヘプタノエート、プロピオレート、オキサレート、マロネート、スクシネート、スベレート、セバケート、フマレート、マレエート、ブチン−１，４−ジオエート、ヘキサン−１，６−ジオエート、ベンゾエート、クロロベンゾエート、メチルベンゾエート、ジニトロベンゾエート、ヒドロキシベンゾエート、メトキシベンゾエート、フタレート、テレフタレート、ベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、クロロベンゼンスルホネート、キシレンスルホネート、フェニルアセテート、フェニルプロピオネート、フェニルブチレート、シトレート、ラクテート、β−ヒドロキシブチレート、グリコレート、マレート、タータレート、メタンスルホネート、プロパンスルホネート、ナフタレン−１−スルホネート、ナフタレン−２−スルホネート、マンデレートなどを含む。
本発明に係る酸付加塩は、通常の方法で製造してよく、例えば、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体を、メタノール、エタノール、アセトン、ジクロロメタン、アセトニトリルなどのような有機溶媒に溶かし、有機酸または無機酸を加えて生成された沈殿物をろ過、乾燥させて製造するか、溶媒と過量の酸を減圧蒸留した後に乾燥させ、有機溶媒下で結晶化させて製造してよい。
また、塩基を用いて薬学的に許容可能な金属塩を作製してよい。アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩は、例えば、化合物を過量のアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物溶液の中に溶解し、非溶解化合物塩をろ過し、ろ液を蒸発、乾燥させて得る。このとき、金属塩にはナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩を製造することが薬学上適する。また、これに対応する塩は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩を適した銀塩（例、硝酸銀）と反応させて得る。
さらに、本発明は、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、及びその薬学的に許容可能な塩だけでなく、それから製造可能な溶媒和物、水和物などを全て含む。
また、本発明は、下記反応式１に示したところのように、
化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物とを第１有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式４で表される化合物を得るステップ（ステップ１）；及び、前記ステップ１で得た化学式４で表される化合物を、化学式５で表される化合物と第２有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式１で表される化合物を得るステップ（ステップ２）；を含む、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体の製造方法を提供する。
［反応式１］
Figure 2019536743
 前記反応式１中、
Ｒは、前記化学式１で定義した通りである。
以下、本発明に係るクルクミン誘導体の製造方法を、ステップ別に詳しく説明する。
本発明に係る製造方法において、前記ステップ１は、化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物とを塩基とともに有機溶媒で反応させることで、化学式４で表される化合物を得るステップである。
ここで、前記ステップ１で用いる有機溶媒には、エチルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリルなどを単独でまたは混合して用いてよく、エチルアセテートを用いることが好ましいが、これに制限しない。
また、前記ステップ１で用いる塩基には、ｎ−ブチルアミン、ピペリジン、水素化カリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム、水酸化カルシウムなどを用いてよく、ｎ−ブチルアミンを用いることが好ましいが、これに制限しない。
さらに、前記ステップ１の反応温度は０〜５０℃で行ってよく、好ましくは２０〜３０℃で行ってよいが、これに制限しない。
また、前記ステップ１の反応時間は１〜２４時間行ってよく、好ましくは６〜１０時間行ってよいが、出発物質が全て消えるまでであれば制限しない。
本発明に係る製造方法において、前記ステップ２は、化学式４で表される化合物と化学式５で表される化合物とを塩基とともに有機溶媒で反応させることで、化学式１で表されるクルクミン誘導体を得るステップである。
ここで、前記ステップ２で用いる有機溶媒には、エチルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリルなどを単独でまたは混合して用いてよく、エチルアセテートを混合して用いることが好ましいが、これに制限しない。
また、前記ステップ２で用いる塩基には、ｎ−ブチルアミン、ピペリジン、水素化カリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム、水酸化カルシウムなどを用いてよく、ピペリジンを用いることが好ましいが、これに制限しない。
さらに、前記ステップ２の反応温度は３０〜１２０℃で行ってよく、好ましくは６０〜１００℃で行ってよいが、これに制限しない。
また、前記ステップ２の反応時間は１〜２４時間行ってよく、好ましくは６〜１０時間行ってよいが、出発物質が全て消えるまでであれば制限しない。
さらに、本発明は、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含むベータ−アミロイドプラーク検出用組成物を提供する。
また、本発明は、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含む、ベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患の診断用組成物を提供する。
本発明に係る前記『検出用組成物』及び『診断用組成物』は、単一光子放射断層撮影（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｎｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＳＰＥＣＴ）や陽電子放射断層撮影（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＰＥＴ）などの光学−イメージング法または光音響−イメージング（ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ）法に利用してよく、好ましくは、検出効率の高い光音響（ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ）−イメージング法に利用してよい。
本発明で用いる用語『光音響（ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ）』とは、物質が光を吸収して局所的に温度が上昇し、これが圧力として物質の中を伝播する現象を意味するものであって、微小な光の吸収を高感度で測定することができ、かつ、一般の光学的方法では測定し難い試料の測定も可能であるため、精密分光法に利用される。
本発明で用いる用語『光音響イメージング法』は、光音響効果を奏する物質として本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体を用いることで、その光音響信号を測定してイメージングすることができる検出または診断方法を意味するものであって、光音響効果に基づいて開発された混成生物医学的イメージング様態（ｈｙｂｒｉｄ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄａｌｉｔｙ）である。前記光音響イメージングは、非イオン化レーザパルス（ｎｏｎ−ｉｏｎｉｚｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ）を照射し、前記レーザによって伝えられたエネルギーは、組織または造影剤によって吸収され、熱に切り換えられて一時的な熱弾性膨張（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍｏｅｌａｓｔｉｃ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）を誘発し、ひいては広帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ；例えば、ＭＨｚ）の超音波の放出を誘導する。このときに生成される超音波は、超音波変換器により検出されて画像を形成する。放出される超音波の放出、すなわち、光音響信号の強度は、局所エネルギー蓄積（ｌｏｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）に比例する。前記光音響イメージングは照射された光を吸収して発生する現象であるので、光学的吸収（ｏｐｔｉｃａｌ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）は前記光音響イメージングのための重要な要素である。生物学的組織における光学的吸収は、ヘモグロビンまたはメラニンなどの内在的分子によるか、または外部から導入された造影剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ）による。
本発明で用いられた用語『ベータ−アミロイドプラーク（ｐｌａｑｕｅ）』は、多様な不溶性繊維状タンパク質が患者の組織に沈着された凝集状態を称するものである。ベータ−アミロイドプラークは、アミロイドタンパク質が凝集して形成された凝集体（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）、及び／またはアミロイドタンパク質の更なる組み合わせによって形成されるアミロイド沈着物（ｄｅｐｏｓｉｔ）を含む。
本発明において『ベータ−アミロイドプラークの検出』または『ベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患の診断』は、本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩とアミロイドプラークとの間の『結合』によって行われ、ここで前記『結合』は、共有結合、イオン結合、親水性−親水性相互作用、疎水性−疎水性相互作用及び錯化合物結合などのような化学的相互作用を意味する。
本発明において『ベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患』は、認知症、アルツハイマー病、ダウン症候群、アミロイド血管症、大脳アミロイド血管症、全身性アミロイドーシス、オランダ（Ｄｕｔｃｈ）型アミロイドーシス、封入体筋炎、地中海熱、マックル・ウェルズ症候群、特発性骨髄腫、アミロイド多発ニューロパシー、アミロイド心筋症、全身性老人性アミロイドーシス、アミロイドーシス性遺伝性脳出血、スクレイピー、クロイツフェルトヤコブ病、クールー病、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群、甲状腺髄様癌、筋萎縮症、ランゲルハンス島ＩＩ型糖尿病などが挙げられる。
本発明に係る診断用組成物は、臨床投与時に経口または非経口での投与が可能であり、一般的な医薬品製剤の形態で用いられてよい。前記組成物は、薬学的に許容される担体または添加剤をさらに含んでよく、剤形化する場合、一般に用いる充填剤、充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤などの希釈剤または賦形剤などを用いて調剤されてよい。
したがって、本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体は、ベータ−アミロイドに選択的な結合力に優れ、光学−イメージング法または光音響−イメージング法によってベータ−アミロイドを検出することができ、特に、特定の波長帯の光照射に反応してノイズが殆どなく高い効率で光音響信号を検出することができるので、ベータ−アミロイドの検出及びベータ−アミロイドの生成過剰による疾患の診断のための組成物として有用であり得る。
本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体は２種の化学構造的特徴を有するところ、これを検討してみれば、第一の特徴は、両末端にある２個の芳香族環がコンジュゲートされており、第二の特徴は、前記２個の芳香族環のうち、１個の芳香族環には窒素置換基が置換されており、他の１個の芳香族環にはヒドロキシ置換基が置換されているということである。本発明者達は、前記２種の化学構造的特徴を有しない化合物の場合、ベータ−アミロイドに対する選択的結合力が著しく低くなることを見付けた。
具体的に、本発明に係る化合物等と、前記２種の化学構造的特徴を有しない比較化合物等とを利用して光学−画像及び光音響−画像を撮影してみた結果、本発明に係る化合物の投与濃度が比較化合物に比べて著しく低いにもかかわらず、画像の結果はさらに鮮明であることが分かった。
したがって、本発明者達は、前記２種の化学構造的特徴が、ベータ−アミロイドに対する選択的結合力を著しく向上させるものと予想している。
本発明の他の態様として、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を利用するベータ−アミロイドの検出方法を提供することができる。
本発明は、ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）；及び、ベータ−アミロイドプラークに対する蛍光信号を測定するステップ（ステップ２）；を含むベータ−アミロイドプラークの光学イメージング検出方法を提供する。
また、本発明は、ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、前記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）；及び、ベータ−アミロイドプラークに対する光音響信号を測定するステップ（ステップ２）；を含むベータ−アミロイドプラークの光音響イメージング検出方法を提供する。
ここで、本発明に係る化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩は、ベータ−アミロイドプラークに対して高い結合親和性を示して特異的結合を形成する。
前記組成物を対象体に投与するステップは、本発明に係るクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容される塩を含む組成物の検出可能な量を組織または対象体内に導入することで行われてよい。前記組織または対象体内への導入は、当業者に公知の方法で組織または対象体に投与される。
用語『組織』は、対象体の身体の一部を意味する。組織の例には、脳、心臓、肝臓、血管及び動脈が挙げられる。『検出可能な量』は、選択された検出方法によって検出されるために必要な組成物の量である。検出されるために患者内に導入される組成物の量は、当業者によって容易に決まり得る。例えば、組成物中の有効成分が選択された検出方法によって検出されるまで、組成物の量を増加させながら対象体に投与してよい。用語『対象体』は、人間またはその他の動物を意味する。当業者は、本発明に係るクルクミン誘導体がアミロイド凝集物と結合するために必要な時間を、前記組成物を検出可能な量で対象体に導入した後、投与後の多様な時点に標識物を検出することで容易に決めることができる。
本発明の組成物の対象体内の投与は、全身または局所の投与経路によって行われてよい。例えば、組成物は、経口的、直腸内、非経口的（静脈内、筋肉内または皮下）、嚢内、膣内、腹腔内、膀胱内、局所（粉末、軟膏または点滴）、もしくは頬内または鼻腔内スプレーで投与されてよい。組成物は、体内を通って移動できるよう対象体に投与されてよい。また、組成物は、関心のある特定の臓器または組織に投与されてよい。
本発明のベータアミロイド凝集物の検出方法において、クルクミン誘導体、またはその薬学的に許容される塩を含む組成物を、検出可能な量で対象体内に導入し、化合物がアミロイド凝集物と結合されるために十分な時間が経った後、蛍光標識物を対象体内で非侵襲的に検出することができる。別法としては、組織サンプルを対象体から分離して前記組成物を組織サンプル内に導入し、組成物中のクルクミン誘導体などがアミロイド凝集物と結合されるために十分な時間が経った後、蛍光標識物を検出することができる。前記蛍光標識物を検出するステップは、生体内核医学的分析方法である単一光子放射断層撮影（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＳＰＥＣＴ）や陽電子放射断層撮影（ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＰＥＴ）などの光学−イメージング法または光音響−イメージング（ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ）法を利用して行われてよく、特に、検出効率が非常に高い光音響−イメージング法で行われてよい。
脳でベータ−アミロイドプラークをイメージングすることには、いくつかの潜在的な利点がある。イメージング技術は、脳に過量のベータ−アミロイドプラークが蓄積された、よって、アルツハイマー病が発病する可能性の高い潜在的な患者を確認することで、診断方法を改善することができる。また、前記技術は、アルツハイマー病の進行のモニタリングに有用なはずである。抗−ベータアミロイド薬物治療が可能となれば、脳のベータ−アミロイドプラークのイメージングは、治療をモニタリングするための重要な手段を提供することができる。
ベータ−アミロイドプラークを生体内で直接イメージングすることが困難な理由は、プラークが正常の組織と同一の多くの物理的特性、例えば、密度及び水分含量などを有するためである。このような理由で、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）及びコンピューター断層撮影（ＣＡＴ）を利用してベータ−アミロイドプラークをイメージングするための試みは期待外れの結果を見せたし、ベータ−アミロイドプラークを抗体、血清アミロイドＰタンパク質または他のプローブ分子で標識するための努力は、組織周辺部に対する幾分なりともの選択性を提供したが、組織内部に対しては不良な画像のみを提供した。
しかし、本発明の化学式１で表されるクルクミン誘導体等は、放射性同位元素を用いなくとも、蛍光特性を単独でまたは光音響特性を利用してイメージングすることができ、また、ベータ−アミロイドプラークの結合前後の蛍光特性に大きな差異がある点を利用して、ベータ−アミロイドプラークを高感度で検出することが可能である。
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳しく説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示するだけのもので、本発明の内容が下記実施例によって限定されるものではない。
＜実施例１〜４＞ 化合物１ａ（Ｒ＝４−ＯＨ）、化合物１ｂ（Ｒ＝３−ＯＨ）、化合物１ｃ（Ｒ＝４−Ｂ（ＯＨ）２）及び化合物１ｄ（Ｒ＝３−Ｂ（ＯＨ）２）の製造
Figure 2019536743
 化合物２（０．５ｇ、３．２ｍｍｏｌ）及び相応する化合物３（０．５ｇ、３．２ｍｍｏｌ）をエチルアセテート（５０ｍｌ）溶液に溶解させ、０℃でｎ−ブチルアミン（０．１１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）を添加した。前記反応混合物は、出発物質等が消えるまで８時間室温で撹拌した。前記溶液は、エチルアセテートで抽出し、水でウォッシングした後、ＭｇＳＯ４上で乾燥させた。溶媒を真空で蒸発させた後、残留物をクロマトグラフィー（ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｅｄ）で分離し（ＳｉＯ２、ＥｔＯＡｃ／ｎ−ｈｅｘａｎｅ＝３／７（ｖ／ｖ））、前記化合物４を収得した（０．５５ｇ、６２％）。
次に、前記製造された前記化合物３（０．１ｇ、０．３６ｍｍｏｌ）及び相応するアルデヒド（化合物１ａ＝４−ヒドロキシベンズアルデヒド；化合物１ｂ＝３−ヒドロキシベンズアルデヒド；化合物１ｃ＝４−ホルミルフェニルボロン酸；化合物１ｄ＝３−ホルミルフェニルボロン酸）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ、ＵＳＡ））をエチルアセテート（５０ｍｌ）溶液に溶解させ、０℃でピペリジン（３０ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ）を添加した。前記反応混合物は、出発物質等が消えるまで８時間８０℃で撹拌した。前記溶液は、エチルアセテートで抽出し、水でウォッシングした後、ＭｇＳＯ４上で乾燥させた。溶媒を真空で蒸発させた後、残留物をクロマトグラフィー（ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｅｄ）で分離し（ＳｉＯ２、ＥｔＯＡｃ／ｎ−ｈｅｘａｎｅ＝１／１（ｖ／ｖ））、前記化合物１ａ及び１ｂを収得した（１ａ：３７％）、（１ｂ：３２％）、（１ｃ：４１％）、（１ｄ：３８％）。
実施例１（化合物１ａ）：
１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ， Ａｃｅｔｏｎ−ｄ６）：３．０９（６Ｈ．ｓ）、６．２４（１Ｈ， ｓ）、６．７３（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、６．７８（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ８．４Ｈｚ）、６．８２（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １６．０Ｈｚ）、６．９２（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ８．４Ｈｚ）、７．６５−７．６７（４Ｈ， ｍ）、７．８３（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １６．０Ｈｚ）、７．９４（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）；
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３， ｄ， ｐｐｍ）：３９．３、１０１．０、１１２．０、１１４．５、１１６．２、１１８．４、１２２．１、１２６．５、１３１．３、１３２．０、１４４．６、１４７．９、１５３．５、１６０．９、１７７．６、１７９．９。
実施例２（化合物１ｂ）：
１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ， Ａｃｅｔｏｎ−ｄ６）：３．０９（６Ｈ．ｓ）、６．３１（１Ｈ， ｓ）、６．７５（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、６．７９（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ９．１Ｈｚ）、６．９２−６．９５（２Ｈ， ｍ）、７．２０−７．２７（３Ｈ， ｍ）、７．６９（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ９．１Ｈｚ）、７．７７（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １６．０Ｈｚ）、７．９９（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、８．６８（１Ｈ， ＯＨ）；
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３， ｄ， ｐｐｍ）：３９．３、１０１．５、１１２．１、１１４．１、１１５．１、１１８．４、１２０．５、１２１．９、１２２．０、１３０．２、１３２．４、１３６．２、１４３．７、１４９．０、１５３．８、１５８．０、１７６．６、１８０．９。
実施例３（化合物１ｃ）：
１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ， Ａｃｅｔｏｎ−ｄ６）：３．１１（６Ｈ．ｓ）、６．３４（１Ｈ， ｓ）、６．７６（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、６．７９（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ８．４Ｈｚ）、７．０６（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、７．３０（２Ｈ， ｓ）、７．６９（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ８．４Ｈｚ）、７．７３（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ７．６５Ｈｚ）、７．８６（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、７．９３（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ７．６５Ｈｚ）、８．０１（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）；
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３， ｄ， ｐｐｍ）：３９．３、１０１．６、１１２．１、１１４．１、１２１．９、１２２．４、１２７．９、１３２．５、１３４．８、１３６．４、１４３．５、１４９．２、１５３．８、１７６．５、１８０．９。
実施例４（化合物１ｄ）：
１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ， Ａｃｅｔｏｎ−ｄ６）：３．１０（６Ｈ．ｓ）、６．３１（１Ｈ， ｓ）、６．７５（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、６．７９（２Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ９．２Ｈｚ）、７．０２（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、７．３４（２Ｈ， ｓ）、７．４５（１Ｈ， ｄｄ， Ｊ ＝ ７．５Ｈｚ）、７．６８（２Ｈ， ｄ， ９．２Ｈｚ）、７．８１（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ８．４Ｈｚ）、７．８７（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、７．９３（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ ７．５Ｈｚ）、７．９９（１Ｈ， ｄ， Ｊ ＝ １５．３Ｈｚ）、８．２３（１Ｈ， ｓ）；
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３， ｄ， ｐｐｍ）：３９．３、１０１．４、１１２．１、１１４．１、１２１．６、１２１．９、１２８．４、１３０．９、１３２．４、１３３．９、１３４．４、１３６．８、１４４．０、１４９．０、１５３．７、１７６．７、１８０．８。
＜実験例１＞ アミロイドプラーク検出クルクミン誘導体の光音響信号の増幅の評価
（１）Ａβ４２フィブリル（ｆｉｂｒｉｌ）の製造
Ａβペプチドは、ｐＨ７．４のＰＢＳバッファ溶液に最終の濃度１００μＭでＡβ４２（ｒＰｅｐｔｉｄｅ（Ｂｏｇａｒｔ、ＧＡ、３０６２２））を溶かした後、室温で３日間１２００ｒｐｍでマグネチックバーを用いて撹拌した。Ａβフィブリルの形成は、ＴｈＴ（Ｔｈｉｏｆｌａｖｉｎ Ｔ）アッセイ（ａｓｓａｙ）によって確認した。
（２）実施例１及び２のクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）の吸収スペクトル（図１ａ）
本発明に係る実施例１及び２のクルクミン誘導体化合物２種の最大の励起（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）波長をＳｐｅｃｔｒａＭａｘ Ｍ２（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）で測定した。ＰＢＳバッファ溶液を用いて、１００μＭの実施例１及び２のクルクミン誘導体１ａ及び１ｂ化合物を最終の濃度に用いた。その結果、２種のクルクミン誘導体のいずれも４５０〜７５０ｎｍで吸収波長を見せた（図１ａ）。
（３）実施例１及び２のクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）の光音響信号（図１ｂ、１ｃ）
１００μＭの実施例１及び２のクルクミン誘導体１ａ及び１ｂ化合物を最終の濃度に用いた。６８０〜９００ｎｍで光音響信号を測定した結果、６８０ｎｍで最も強い音響信号を見せた（図１ｂ、１ｃ）。図１ｂは、吸収波長の変化による光音響信号の変化を測定して示した図であり、図１ｃは、６８０、７００、７２０ｎｍ波長の変化による光音響画像の変化を示した図である。
（４）アミロイドプラークの検出のための実施例１及び２のクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）の光音響信号の増幅（図２ａ、２ｂ）
ベータ−アミロイド凝集物に結合した実施例１及び２のクルクミン誘導体２種の光音響変化のｉｎ−ｖｉｔｒｏ試験の結果である。１００μＭの凝集Ａβ４２ペプチドを利用して１００μＭのクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）と結合した後、音響信号の増幅を測定した。光音響信号の増幅は、これらの物理的凝集と密接に係わっている。Ａβ４２凝集物にクルクミン誘導体が結合する場合、単一分子がＡβ４２凝集物に結合するのではなく、多くのクルクミン誘導体がＡβ４２凝集物に結合することになる。これはクルクミン誘導体の物理的凝集を誘導するようになり、これは光音響信号の増幅を誘導する。本発明の実験の結果、Ａβ４２凝集物に結合していないクルクミン誘導体ではなく、Ａβ４２凝集物に結合したクルクミン誘導体の場合に光音響信号の増幅を確認した（図２ａ、２ｂ）。図２ａは、クルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）のベータ−アミロイド凝集物の結合前と結合後の光音響信号の変化を測定して示した図である。図２ｂは、ベータ−アミロイド凝集物の結合前と結合後の光音響画像を比べて示した図である。
＜実験例２＞ 実施例１及び２のクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）化合物を利用したアルツハイマー疾患モデルマウスのインビボ光音響イメージング（ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ）実験
（１）実施例１の化合物（１ａ）を利用した野生型マウスと認知症誘発マウスにおけるベータアミロイドの検出のための光音響イメージング比較実験（図３）
生後１３ヶ月になった認知症誘発マウス（５ＸＦＡＤ ｍｏｕｓｅ）と野生型マウス（ｗｉｌｄ−ｔｙｐｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｕｓｅ）のしっぽ静脈に実施例１の化合物１ａ（４００μｇ／ｋｇ）を注入してから３０分後、光音響イメージング撮影を行った。図３の結果から、野生型マウスに静脈注射した後、マウスの脳で実施例１の化合物１ａの信号が検出されなかったが、認知症誘発マウスに静脈注射した後、マウスの脳で多発的に存在するベータアミロイドプラークの信号が確認可能であった（図３）。これは、実施例１の化合物（１ａ）がベータ−アミロイド凝集物に結合して高い光音響信号を示すことを確認することができる結果である。
［実験例３］ 実施例１及び２のクルクミン誘導体（１ａ、１ｂ）化合物を利用したアルツハイマー疾患モデルマウスのインビボ光学イメージング（ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ）実験
（１）実施例１の化合物（１ａ）を利用した野生型マウスと認知症誘発マウスにおけるベータアミロイドの検出のための光学イメージング比較実験（図４）。
本発明によって開発されたクルクミン誘導体は、光音響診断剤だけでなく、光学診断剤としての活用が可能である。生後１３ヶ月になった認知症誘発マウス（５ＸＦＡＤ ｍｏｕｓｅ）と野生型マウス（ＷＴ ｍｏｕｓｅ）のしっぽ静脈に実施例１の化合物１ａ（４００μｇ／ｋｇ）を注入した後、１０〜１８０分間光学イメージング撮影を行った。図４ａは、認知症誘発マウスの実験結果を示し、図４ｂは、野生型マウスの実験結果を示している。図４の実験結果から、野生型マウスに静脈注射した後、マウスの脳で実施例１の化合物（１ａ）の信号が速やかに消えることが見られ、認知症誘発マウスに静脈注射した後、マウスの脳で多発的に存在するベータ−アミロイド凝集物が確認可能であった。これは、実施例１の化合物（１ａ）がベータ−アミロイド凝集物に結合して高い光学信号を示すことを確認することができる結果である。
（２）実施例１の化合物（１ａ）を利用した野生型マウスと認知症誘発マウスの脳におけるベータアミロイドの検出のための光学イメージング比較実験（図５）。
本発明において光音響及び光学診断剤として開発されたクルクミン誘導体の、生体マウスの脳におけるベータ−アミロイドの結合活性を評価するため、生後１３ヶ月になった認知症誘発マウスと野生型マウスのしっぽ静脈に実施例１の化合物（１ａ）（４００μｇ／ｋｇ）を注入してから３０分後、マウスの脳を摘出して光学画像を測定した（図５）。図５ａは、認知症誘発マウスの実験結果を示し、図５ｂは、野生型マウスの実験結果を示している。図５に示す通り、マウスの脳で実施例１の化合物（１ａ）による強い光学信号が確認可能であり、脳の中心部位を切断して確認した時、大脳皮質で実施例１のクルクミン誘導体１ａの強い信号を確認した。これは、実施例１の化合物（１ａ）がベータ−アミロイド凝集物に結合して高い光学信号を示すことを確認することができる結果である。

Claims (11)

  1. 下記化学式１で表されるクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩：
    ［化学式１］
    Figure 2019536743
     （前記化学式１中、
    Ｒは、水素、ヒドロキシ、−Ｂ（ＯＨ）２、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルキル、Ｃ１−１０の直鎖または側鎖アルコキシである）。
  2. 前記Ｒは、ヒドロキシまたは−Ｂ（ＯＨ）２であることを特徴とする請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩。
  3. 前記Ｒは、３−ヒドロキシまたは４−ヒドロキシであることを特徴とする請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩。
  4. 下記反応式１に示したところのように、
    化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物とを塩基とともに有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式４で表される化合物を得るステップ（ステップ１）と、
    前記ステップ１で得た化学式４で表される化合物を、化学式５で表される化合物と塩基とともに有機溶媒下でカップリング反応させることで、化学式１で表される化合物を得るステップ（ステップ２）と
    を含む、化学式１で表されるクルクミン誘導体の製造方法：
    ［反応式１］
    Figure 2019536743
     （前記反応式１中、
    Ｒは、請求項１で定義した通りである）。
  5. 請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含むベータ−アミロイドプラーク検出用組成物。
  6. 前記検出用組成物は、光学−イメージング法または光音響−イメージング法に用いられることを特徴とする請求項５に記載の検出用組成物。
  7. 請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を含むベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患の診断用組成物。
  8. 前記ベータ−アミロイドプラークの生成過剰による疾患は、認知症、アルツハイマー病、ダウン症候群、アミロイド血管症、大脳アミロイド血管症、全身性アミロイドーシス、オランダ（Ｄｕｔｃｈ）型アミロイドーシス、封入体筋炎、地中海熱、マックル・ウェルズ症候群、特発性骨髄腫、アミロイド多発ニューロパシー、アミロイド心筋症、全身性老人性アミロイドーシス、アミロイドーシス性遺伝性脳出血、スクレイピー、クロイツフェルトヤコブ病、クールー病、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群、甲状腺髄様癌、筋萎縮症及びランゲルハンス島ＩＩ型糖尿病でなる群より選択される疾患であることを特徴とする請求項７に記載の診断用組成物。
  9. 前記診断用組成物は、光学−イメージング法または光音響−イメージング法に用いられることを特徴とする請求項７に記載の診断用組成物。
  10. ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）と、
    ベータ−アミロイドプラークに対する蛍光信号を測定するステップ（ステップ２）と
    を含むベータ−アミロイドプラークの光学イメージング検出方法。
  11. ベータ−アミロイドプラークを含む試料に、請求項１に記載のクルクミン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩を混合するステップ（ステップ１）と、
    ベータ−アミロイドプラークに対する光音響信号を測定するステップ（ステップ２）と
    を含むベータ−アミロイドプラークの光音響イメージング検出方法。
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