JP2020510633A - 過敏性腸症候群の治療に用いられる8−フェニルイソキノリンおよびその医薬組成物 - Google Patents

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Abstract

一連の8−フェニルイソキノリン誘導体(I)は5−HT7受容体(5−HT7R)に高い結合親和性を示し、過敏性腸症候群(IBS)の動物モデル2種において、腹腔内投与(i.p.)または経口投与(p.o.)によって強力な抗侵害受容作用を示した。これらの5−HT7受容体アンタゴニストは、IBSの治療に対する新規クラスの治療薬である。【選択図】図1

Description

本発明は、過敏性腸症候群(IBS)の治療に用いられる一連の8−フェニルイソキノリン誘導体に関する。
5−HT受容体(5−HTR)は、5−HT受容体ファミリーにおける14種類のサブタイプのうち最も新しく発見された受容体である。中枢神経系(CNS)(最も多く認められるのが視床下部、視床、海馬、および大脳皮質)と末梢器官(例えば脾臓、腎臓、腸、心臓、および冠動脈)の両方に幅広く分布しており、さまざまな生理機能や病理課程における役割が示されている。5−HTRはアデニル酸シクラーゼと積極的に結合し、他の5−HT受容体サブタイプとの配列相同性が低い(40%未満)。選択的5−HTRリガンドとノックアウトマウスモデルを用いて実施された試験から、5−HTRが概日リズム調整、体温調節、睡眠障害、気分障害、疼痛、学習、記憶に関与していることが示されている。そのため5−HTRリガンドは、さまざまな5−HTR関連疾患および障害の治療における治療薬となる可能性がある。5−HTRアンタゴニストは、抑うつ症、不安症、統合失調症、認知症の効果的な治療法となり得るのに対し、5−HTRアゴニストは疼痛および疼痛症状(特に神経因性疼痛および炎症性疼痛)の治療法となる可能性がある。
また5−HTRは、中枢血管および末梢血管、ならびに腸、結腸、および膀胱の組織の平滑筋をそれぞれ効果的に弛緩させることにより、片頭痛(特許文献1)、高血圧症、過敏性腸症候群などのさまざまな粘膜炎(特許文献2)、および尿失禁の潜在的な薬剤標的でもある。三環系抗うつ薬、定型および非定型抗精神病薬、ならびに一部の5−HT受容体アンタゴニストといったいくつかの治療薬が、5−HTRに対する中度から高度の親和性を示すことがわかっている。
5−HTRリガンドの多岐にわたる治療可能性に鑑みて、選択的5−HTRアゴニストおよびアンタゴニストの発見と開発に向けた数々の努力が行われている。AS−19、LP−44、LP−12、LP−211、およびE−55888などの5−HTRアゴニスト、ならびにSB−258719、SB−269970、SB−656104、DR−4004、およびJNJ−18038683などの5−HTRアンタゴニストを含む、5−HTRリガンドのさまざまな構造分類が報告されている。数々の努力にもかかわらず、臨床で用いられている5−HTRリガンドはなく、5−HTR関連疾患および障害の治療における潜在的な治療薬として望ましい物理化学的特性と薬物動態特性を有する新規5−HTRリガンドの発見と開発がなおも必要とされている。
過敏性腸症候群(IBS)は、同定可能な器質的原因または肉眼的病変が存在しない、排便習慣の変化を伴う反復性の腹痛を主に特徴とする。IBSは、アジアおよび西側諸国の消化器内科外来患者の10〜40%を占める重要な臨床上の問題である。激しい腹痛はIBSの臨床的な特徴であり、このために医療機関の受診に至る例が非常に多い。IBSのサブタイプには下痢型のIBS−D、便秘型のIBS−C、交代型のIBS−Aがある。IBS障害の発症は、脳腸軸の障害に関連していると考えられているものの、病因はいまだによくわかっていない。
患者の腸のセロトニン(5−HT)濃度における変化は、IBSの有効なバイオマーカーである。しかしながら、5−HT受容体を標的とするIBS治療用の臨床薬は現在わずかしかなく、緊急時にのみ被験薬プロトコルが処方されている。IBS−D治療用の5−HTRアンタゴニストであるアロセトロンは、いくつかの副作用(例えば、虚血性大腸炎、脳血管虚血、または心血管虚血)のためにFDAが撤回し、のちに症状の重い女性に対してのみ再導入された。その他に利用できる症状緩和薬(例えば、鎮痙薬、止痢薬、浸透圧剤、鎮静剤、抗うつ薬など)は、全世界の患者が利用できるわけではない。IBS病因の医学研究は、患者の生検標本の分析に大きく依存している。内臓過敏症を有する動物モデルは、それぞれIBSに対する翻訳値について長所と短所があるものの、確立されている。このように、IBSの治療法開発における進歩は遅れている。現在、IBSの臨床管理のための標的薬は非常に必要とされている。
心理的ストレス、腸管感染症、免疫反応、炎症反応、遺伝的素因、および腸内細菌叢の変化といったさまざまなリスク因子が、IBS症状発現の一因となっていることがわかっている。幼少期または成人期における過去のトラウマ的出来事を報告しているIBS患者の割合は高い。IBS症状は、感染後(PI)−IBSと呼ばれる感染性胃腸炎の発作の後に始まり得る。ノルウェーでの水系感染によるジアルジア症大流行の追跡調査では、患者の40%以上で、急性ランブル鞭毛虫感染症の後、IBS様症状が3年間続いていたことが報告された。感染後の症状増悪は、身体的または心理的ストレスの経験と相関関係があった。病原体感染のクリアランス後、および化学的に誘導した腸炎の消散後の実験モデルは、腸の痛覚過敏を示した。さらに、心理的ストレスにさらされた動物も、結腸直腸の膨張に至る内臓過敏症を示した。ジアルジア感染後に心理的ストレスを組み合わせた二重負荷、およびトリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)誘導大腸炎の消散後という、IBS様内臓過敏症を有する2種類のマウスモデルを用いて、新規5−HTRリガンドの鎮痛効果を試験した。
以下の文献の内容はすべて、参照により全体として本明細書に援用される。
国際公開第2009/029439号明細書 国際公開第2012/058769号明細書
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受容体サブタイプの中で、5−HTRは最も新しく発見された1種で、病態生理学的役割がわかっていない。5−HTRの刺激は、無効なガス推進や腹部膨満にかかわる輪状平滑筋の過度の弛緩を誘発する。5−HTRの発現は、腸ニューロン(すなわち、筋層間求心性ニューロンおよび粘膜神経線維)、平滑筋、および結腸の樹状細胞、ならびに腰部後根神経節および脳で同定されている。本発明は、2種類のIBS動物モデルにおける腸管痛の緩和に関して、一連の8−フェニルイソキノリン誘導体を提供する。
本発明は、次の一般式で表される新規化合物、または医薬的に許容されるその塩に関する。
上式で、Rは水素、C1−10直鎖アルキル基、C1−10分枝鎖アルキル基、(CH(Hete)R101112、および(CHArR101112からなる群から選択され、このとき、nは0〜6の整数であり、Heteは複素環式芳香族基であり、Arは芳香族基であり、ならびにR10、R11、およびR12は水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、およびC1−6直鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択され;Rは水素またはC1−6直鎖飽和アルキル基であり;ならびにX、X、X、X、およびXは水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6分枝鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、C1−6分枝鎖飽和アルコキシ基、C1−6直鎖飽和アルキルチオ基、C1−6分枝鎖飽和アルキルチオ基、C1−6直鎖飽和ハロアルキル基、およびC1−6分枝鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択される。
本発明は、医薬的に許容される担体、および治療有効量のこの新規化合物または医薬的に許容されるその塩を含む医薬組成物にも関する。さらに本発明は、過敏性腸症候群の治療において前述の医薬組成物を用いる方法に関する。
8−フェニルイソキノリンの新規誘導体の合成模式図1を示す。 8−フェニルイソキノリンの新規誘導体の合成模式図2を示す。 8−フェニルイソキノリンの新規誘導体の合成模式図3を示す。 8−フェニルイソキノリンの新規誘導体の合成模式図4を示す。 ジアルジアとストレスを組み合わせた二重負荷によるIBS様マウスモデルで観察された内臓過敏症を示す。結腸直腸の膨張に対する内臓運動反応(VMR)を曲線下面積(AUC)として表し、各マウスで腸管痛の指標として決定した。 ジアルジアとストレスを組み合わせた二重負荷によるIBS様マウスモデルで観察された内臓過敏症を示す。PNマウスおよびGWマウスの代表的な結腸組織像。 ジアルジアとストレスを組み合わせた二重負荷によるIBS様マウスモデルで観察された内臓過敏症を示す。PNマウスおよびGWマウスの結腸組織における免疫染色した5−HTRの代表的な画像(a)、ならびに筋肉/神経および粘膜層における5−HTR免疫反応性の定量化(bおよびc)。 ジアルジアとストレスを組み合わせた二重負荷によるIBS様マウスモデルで観察された内臓過敏症を示す。GWマウスにおける5−HTRタンパク質レベルの上昇を示すウエスタンブロット法の結果。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。結腸直腸の膨張に対する内臓運動反応(VMR)を曲線下面積(AUC)として表し、各マウスで腸管痛の指標として決定した。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。炎症性白血球活性化の指標として調べた腸内ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。マウスにおける結腸組織の病理組織学的スコア。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。シャムマウスおよびTNBSマウスにおける代表的な結腸組織像。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。シャムマウスおよびTNBS−d24マウスの結腸組織における5−HTRの免疫染色。5−HTR染色の代表的な画像(a)、ならびに筋肉/神経および粘膜層における5−HTR免疫反応性の定量化(bおよびc)。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。マウス結腸における5−HTRタンパク質レベル。 TNBS誘導大腸炎の消散後のIBS様マウスモデルで認められた内臓過敏症を示す。マウス結腸における5−HTRの転写レベル。 IBS様マウスモデルにおける5HTRアンタゴニストSB269970(SB7)の抗侵害受容効果を示す。 GWマウスにおける新規8−フェニルイソキノリン誘導体の経口投与による鎮痛効果を示す。 GWマウスの腸管痛における化合物8の投与量と時間応答を示す。化合物8をさまざまな用量で腹腔内(i.p.)投与し、90分後に疼痛分析を行った。 GWマウスの腸管痛における化合物8の投与量と時間応答を示す。化合物8をさまざまな用量で経口(p.o.)投与し、90分後に疼痛分析を行った。 GWマウスの腸管痛における化合物8の投与量と時間応答を示す。化合物8(5mg/kg)を経口投与し、1.5、4、または12時間後に疼痛分析を行った。 GWマウスの腸管痛における化合物8の投与量と時間応答を示す。化合物8(3mg/kg)を複数回投与(m.d.)として10日間にわたって反復経口投与したのち、疼痛分析を行った。 TNBSマウスにおける8−フェニルイソキノリン誘導体の抗侵害受容効果を示す。 TNBSマウスにおける8−フェニルイソキノリン誘導体の抗侵害受容効果を示す。 GWマウスおよびTNBSマウスにおける化合物8と標準品の鎮痛効果および有害反応の比較を示す。GWマウスにおける腸管痛レベル。 GWマウスおよびTNBSマウスにおける化合物8と標準品の鎮痛効果および有害反応の比較を示す。TNBSマウスにおける腸管痛レベル。 GWマウスおよびTNBSマウスにおける化合物8と標準品の鎮痛効果および有害反応の比較を示す。各治療群の代表的な結腸組織画像。充血(*)と顆粒球浸潤(矢じり形)がALN群に認められるが、他の群では見られない。
本発明は、次の一般式で表される新規化合物、または医薬的に許容されるその塩を提供する。
上式で、Rは水素、C1−10直鎖アルキル基、C1−10分枝鎖アルキル基、(CH(Hete)R101112、および(CHArR101112からなる群から選択され、このとき、nは0〜6の整数であり、Heteは複素環式芳香族基であり、Arは芳香族基であり、ならびにR10、R11、およびR12は水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、およびC1−6直鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択され;Rは水素またはC1−6直鎖飽和アルキル基であり;ならびにX、X、X、X、およびXは水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6分枝鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、C1−6分枝鎖飽和アルコキシ基、C1−6直鎖飽和アルキルチオ基、C1−6分枝鎖飽和アルキルチオ基、C1−6直鎖飽和ハロアルキル基、およびC1−6分枝鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択される。
本発明の一実施形態では、新規化合物のハロ基は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択される。本発明の別の実施形態では、新規化合物の複素環式芳香族基は、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、チアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、およびベンゾチアゾリル基からなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態では、新規化合物は、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(4−ニトロフェニル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物7)、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物8)、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−3−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物9)、および6,7−ジメトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン(化合物10)、または医薬的に許容される塩から選択される1種である。本発明のさらに好ましい実施形態では、新規化合物は、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物8)、または医薬的に許容される塩である。
さらに本発明は、医薬的に許容される担体、および次の一般式で表される治療有効量の新規化合物を含む医薬組成物を提供する。
上式で、Rは水素、C1−10直鎖アルキル基、C1−10分枝鎖アルキル基、(CH(Hete)R101112、および(CHArR101112からなる群から選択され、このとき、nは0〜6の整数であり、Heteは複素環式芳香族基であり、Arは芳香族基であり、ならびにR10、R11、およびR12は水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、およびC1−6直鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択され;Rは水素またはC1−6直鎖飽和アルキル基であり;ならびにX、X、X、X、およびXは水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6分枝鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、C1−6分枝鎖飽和アルコキシ基、C1−6直鎖飽和アルキルチオ基、C1−6分枝鎖飽和アルキルチオ基、C1−6直鎖飽和ハロアルキル基、およびC1−6分枝鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択される。
本発明の一実施形態では、医薬組成物の新規化合物のハロ基は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択される。本発明の別の実施形態では、医薬組成物である新規化合物の複素環式芳香族基は、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、チアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、およびベンゾチアゾリル基からなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態では、医薬的に許容される担体、および治療有効量の6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物8)、または医薬的に許容されるその塩を含む。
「医薬的に許容される担体」または「賦形剤」または「医薬的に許容される担体もしくは賦形剤」または「生物利用可能な担体」または「生物利用可能な担体もしくは賦形剤」は、溶剤、分散剤、コーティング、保存のための抗菌剤、抗真菌剤、または吸収遅延剤など、製剤を調製するための既知の化合物を含むがこれに限定されない。一般に、これらの担体または賦形剤それ自体は、疾患を治療する活性を有していない。医薬的に許容される担体または賦形剤と組み合わせ、本発明で開示される新規化合物またはその誘導体を用いて調製される医薬組成物または製剤は、動物またはヒトにおいて、有害作用、アレルギー、またはその他の不適切な反応を引き起こさない。そのため、医薬的に許容される担体または賦形剤と組み合わせた、本発明で開示される新規化合物またはその誘導体は、ヒトに臨床的に適用できる。本発明の新規化合物またはその誘導体を含む医薬組成物または製剤は、静脈注射、経口投与、吸入によって、または鼻、直腸、膣、もしくは舌下からの局所投与によって治療効果を達成できる。一実施形態では、さまざまな疾患を有する患者に、1日当たり化合物の有効成分0.1〜100mgが投与される。
使用する担体は、調製する医薬組成物または製剤によって異なる。滅菌注射の組成は、滅菌静脈注射希釈液または溶剤、例えば1,3−ブタンジオールに懸濁させることができる。さらに、固定油または合成モノグリセリド/ジグリセリド懸濁媒体が一般に用いられる溶剤となる。オレイン酸、オリーブ油、ヒマシ油、グリセリド誘導体、特にポリオキシエチレン化形態などの脂肪酸は、注射および医薬的に許容される天然油用に調製できよう。これらの油剤または懸濁液には、長鎖アルコール希釈剤、分散剤、カルボキシメチルセルロース、または同様の分散剤がある。一般に使用されるその他の界面活性剤には、Tween、Spans、その他同様の乳化剤、製薬業界向けの医薬的に許容される固体、液体、またはその他製剤開発用の生物利用可能なエンハンサーなどがある。
経口投与用の組成は、口腔に許容可能な組成物または製剤に合わせられ、カプセル、ロゼンジ、トローチ、乳化剤、液体懸濁液、分散剤、および溶剤などの種類がある。例えばロゼンジなど経口投与に用いられる一般的な担体は、ラクトース、コーンスターチ、潤滑剤、塩基性添加剤としてのステアリン酸マグネシウムであり得る。カプセルに用いられる希釈剤には、ラクトース、ドライコーンスターチがある。液体懸濁液または乳化剤の調製は、有効成分を結合性の乳化剤、または懸濁化剤の油界面で懸濁または溶解させることである。甘味料、香味料、着色料も含むことができる。
経口用途または吸入組成物用のエアゾールスプレーは、既知の製剤技術で調製する。例えば、組成物を生理食塩水に溶解し、ベンジルアルコール、その他適切な防腐剤または吸収剤を添加し、生物利用可能な特性を増強する。本発明によって提供される化合物の組成は、直腸または膣から投与される座剤として調製することもできる。
注射には、皮下注射、腹腔内注射、静脈注射、筋肉内注射、関節腔内注射、頭蓋内注射、滑液内注射、髄腔内注射、大動脈注射、胸部内注射、病変内注射、またはその他適切な投与技術がある。
さらに本発明は、必要とする被験者に、前述の医薬組成物の有効量を投与するステップを含む、過敏性腸症候群を治療する方法を提供する。本発明の一実施形態では、医薬組成物のハロ基は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択される。本発明の別の実施形態では、医薬組成物の複素環式芳香族基は、5−HT受容体に拮抗するピロリル基、フラニル基、チオフェニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、チアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、およびベンゾチアゾリル基からなる群から選択される。
本発明の別の実施形態では、5−HT受容体に拮抗することによって過敏性腸症候群を治療する。本発明のさらに別の実施形態では、過敏性腸症候群は、感染後のストレスによって誘発された疼痛、および化学的に誘導した炎症によって誘発された疼痛を含む。
本発明のさらに別の実施形態では、感染後のストレスによって誘発された疼痛を抑制することで過敏性腸症候群を治療する。本発明の別の実施形態では、化学的に誘導した炎症によって誘発された疼痛を抑制することで過敏性腸症候群を治療する。
詳細な説明と添付の図面により、当業者には上記の態様および本発明の利点が明らかとなろう。
以下の実施例に従って、本発明をより具体的に説明していく。本発明の以下の説明は、例示および説明のみを目的として本明細書に提示されていることに留意すべきである。網羅的であること、または開示される正確な形態に限定されることは意図していない。
本発明は、8−フェニルイソキノリンの新規誘導体のライブラリを提供する。合成は以下の4つのスキームを含む。
スキーム1(図1に示す):図1に図示するように、市販の7−ヒドロキシ−6−メトキシ−3,4−ジヒドロイソキノリン(化合物20)から始め、N−フェニルエチル−置換8−フェニル−テトラヒドロイソキノリン−7−オール誘導体を合成した。フェニルエチルブロミドを用いた化合物20のN−アルキル化に続いてNaBH還元を行い、アミン21を得た。フェネチルアミン21をPb(OAc)で処理し、続いてHBrで芳香族置換を行い、8−ブロモ−テトラヒドロイソキノリン22を得た。次いで、所望の標的化合物29〜45を、さまざまな置換アリールボランを用いて、鈴木カップリング反応条件で、適度な収量で22から合成した。
スキーム2(図に示す2):スキーム2に示すように、市販の化合物20から始め、N−置換8−(2,4−ジメトキシフェニル)−テトラヒドロイソキノリン−7−オールも調製した。さまざまなハロゲン化物で化合物20を処理し、続いてNaBH還元を行い、N−置換テトラヒドロイソキノリン−7−オール11、および61〜75を得た。化合物11、および61〜75をPb(OAc)を用いて酢酸で酸化し、続いて1,3−ジメトキシベンゼンでTFA触媒芳香族置換を行い、それぞれ対応するN−置換8−(2,4−ジメトキシフェニル)−6−メトキシ−テトラヒドロイソキノリン−7−オール6、および101〜125を生成した。
スキーム3(図に示す3):スキーム3に図示するように、さまざまな3−アリールプロピルブロミドで化合物20を処理し、続いてNaBH還元を行い、対応するN−3−アリールプロピル−置換テトラヒドロイソキノリン−7−オール誘導体12〜14および78を得た。化合物12〜14および78をそれぞれPb(OAc)を用いて処理し、続いてHBrを用いて芳香族置換を行い、ブロミド15〜17および98を得た。NaH存在下でヨウ化メチルを用いたフェノール16のO−メチル化により、6,7−ジメトキシ−テトラヒドロイソキノリン18を得た。鈴木反応条件下でさまざまな置換アリールボランを用いた化合物15〜18および98のアリールカップリング反応により、それぞれ適度な収量でN−3−アリールプロピル−置換6−メトキシ−8−フェニル−テトラヒドロイソキノリン−7−オール7〜10および142を生成した。
スキーム4(図に示す4):スキーム4に図示するように、N−フェニルエチル−置換8−ブロモ−6−メトキシ−テトラヒドロイソキノリン−7−オール60〜96を用いて、N−フェニルエチル−置換6,7−ジメトキシ−8−フェニル−テトラヒドロイソキノリン誘導体157〜173を調製した。NaH存在下でヨウ化メチルを用いたフェノール60〜96のO−メチル化により、それぞれ6,7−ジメトキシ−テトラヒドロイソキノリン150〜154を得た。鈴木反応条件下でさまざまな置換アリールボランを用いた化合物150〜154のアリールカップリング反応により、それぞれ6,7−ジメトキシ−8−フェニル−テトラヒドロイソキノリン157〜173を生成した。
上記スキーム1〜4に図示したこれらの化合物の特定の合成ステップは以下の通りである。
化合物21:化合物20(100mg、0.56mmol)、2−フェニルエチルブロミド(311mg、1.68mmol)、および2−プロパノール(3.5mL)の混合物を15時間還流した。得られた溶液を濃縮し、MeOH(5mL)を添加して、残渣を溶解した。溶液を氷浴で冷却し、次いでN下でNaBH(49mg、1.29mmol)をゆっくり添加した。混合物をさらに10分間撹拌し、次いで濃縮した。残渣をHO(20mL)およびCHCl(20mL)、で処理し、次いで有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣はクロマトグラフ分析し(シリカゲル、MeOH/CHCl=1/100)、化合物21を白色の固体として得た(146mg、0.52mmol、92%)。
化合物30:10mLの厚壁パイレックス反応器内で、2−プロパノール(2.0mL)中のC1820BrNO(50mg、0.14mmol)溶液に、4−メトキシフェニルボロン酸(26mg、0.19mmol)を添加した。30分間撹拌した後、Pd(OAc)(1.3mg、0.006mmol)、PPh(4.7mg、0.02mmol)、2M NaCO(aq)(0.09mL、0.17mmol)、およびHO(0.1mL)を添加した。次いで、混合物をマイクロ波シンセサイザーで、140℃で10分間加熱し、HO(0.35mL)を添加したのち、室温に冷却した。得られた溶液をHO(5mL)で希釈し、EtOAc(5mL)で抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)とブラインで洗浄した。有機溶液をDarco G−60(100mg)で処理し、室温で30分間撹拌し、次いでMgSOで乾燥させ、ろ過し(焼結ガラス漏斗に深さ1cmまでセライトを入れ、セライトの上にフロリジルを均等に広げた)、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=2/1)、オレンジ色の油(40mg、0.10mmol、73%)を得た。
化合物29および31〜40:表1、2はパラメーター表である。「パラメーター1」を反応器に入れてマイクロ波で加熱し、「パラメーター2」mLの2−プロパノールで溶解した。溶液の外観は「パラメーター3」であり、これに試薬「パラメーター4」を添加し、「パラメーター5」分間撹拌した。得られた溶液の外観は「パラメーター6」であった。Pd(OAc)「パラメーター7」、PPh「パラメーター8」、2M NaCO(aq)「パラメーター9」、および「パラメーター10」mLのHOを添加し、「パラメーター11」の条件下で加熱した。溶液の温度が下がる前に、「パラメーター12」mLのHOを添加し、室温に達するまで空気中で撹拌し、「パラメーター13」mLのEtOAcで希釈し、「パラメーター14」mLのHOで抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)で洗浄し、ブラインで洗浄し、「パラメーター15」mgのDarco G−60に添加し、「パラメーター16」分間撹拌し、MgSOに添加して乾燥させ、「パラメーター17」分間撹拌し、約1cmのセライトとフロリジルの薄層で覆った焼結ガラス漏斗でろ過し、濃縮して乾燥させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター18」)で精製して、「パラメーター19」を得た。
化合物44:10mLの厚壁パイレックス反応器内で、2−プロパノール(1.5mL)中のC1820BrNO(100mg、0.28mmol)溶液に、3,5−ジメトキシベンゼンボロン酸(62mg、0.34mmol)を添加した。30分間撹拌した後、Pd(OAc)(2.2mg、0.01mmol)、PPh(8.0mg、0.03mmol)、2M NaCO(aq)(0.17mL、0.34mmol)、およびHO(0.7mL)を添加した。次いで、混合物をマイクロ波シンセサイザーで、140℃で10分間加熱し、HO(0.35mL)を添加したのち、室温に冷却した。得られた溶液をHO(10mL)で希釈し、EtOAc(10mL)で抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)(10mL)とブラインで洗浄した。有機溶液をDarco G−60(100mg)で処理し、室温で30分間撹拌し、次いでMgSOで乾燥させ、ろ過し(焼結ガラス漏斗に深さ1cmまでセライトを入れ、セライトの上にフロリジルを均等に広げた)、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/1)、黄色の油(76mg、0.18mmol、65%)を得た。
化合物45:10mLの厚壁パイレックス反応器内で、2−プロパノール(2.0mL)中のC1820BrNO(100mg、0.28mmol)溶液に、2,3−ジメトキシフェニルボロン酸(62mg、0.34mmol)を添加した。30分間撹拌した後、Pd(OAc)(2.0mg , 0.009mmol)、PPh(3.7mg、0.014mmol)、2M NaCO(aq)(0.18mL、0.36mmol)、およびHO(0.2mL)を添加した。次いで、混合物をマイクロ波シンセサイザーで、120℃で10分間加熱し、HO(0.7mL)を添加したのち、室温に冷却した。得られた溶液をHO(5mL)で希釈し、EtOAc(5mL)で抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)(5mL)とブラインで洗浄した。有機溶液をDarco G−60(100mg)で処理し、室温で30分間撹拌し、次いでMgSOで乾燥させ、ろ過し(焼結ガラス漏斗に深さ1cmまでセライトを入れ、セライトの上にフロリジルを均等に広げた)、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/1)、黄色の油(82mg、0.20mmol、71%)を得た。
化合物15、60、85、95〜96、および98:表3はパラメーター表である。出発原料「パラメーター1」を室温、N下で反応フラスコに入れ、これに「パラメーター2」mLのHOAcを添加した。Pb(OAc)「パラメーター3」を添加すると、溶液は「パラメーター4」になった。これを三角フラスコに注ぎ入れ、「パラメーター5」mLのNaCO(sat)をゆっくり添加した。水層のpHはアルカリ性(pH=「パラメーター6」)であった。中和で生成した固体をろ過した。ろ過ケークをCHClで洗浄した。ろ液は「パラメーター7」mLのCHClで抽出した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOを添加して乾燥させ、5分間撹拌し、焼結ガラス漏斗でろ過し、濃縮して乾燥させ、「パラメーター8」の生成物を得た。粗生成物はこれ以上精製せずに、次の反応で用いた。
溶液は室温空気中でHBr「パラメーター9」に添加し、溶液の外観は「パラメーター10」であった。「パラメーター11」時間撹拌後、「パラメーター12」mLのNaCO(sat)および「パラメーター13」mLのCHClを溶液にゆっくり添加した。水層のpHはアルカリ性(pH=「パラメーター14」)であった。次いで、「パラメーター15」mLのCHClおよび「パラメーター16」mLのHOを添加し、抽出した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOを添加して乾燥させ、5分間撹拌し、焼結ガラス漏斗でろ過し、濃縮して乾燥させ、粗生成物「パラメーター17」mgを得た。フラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター18」)後に、「パラメーター19」を得た。
化合物11〜12、63〜67、67〜70、74〜75、および78:表3はパラメーター表である。出発原料「パラメーター1」を室温、N下でフラスコに入れ、これに「パラメーター2」mLのIPAおよび「パラメーター3」を添加した。出発原料は「パラメーター4」℃で溶解した。反応液の外観は「パラメーター5」であり、約「パラメーター6」分後に「パラメーター7」になった。次いで、溶液を110〜120℃で「パラメーター8」時間加熱し、室温で濃縮した。「パラメーター9」mLのMeOHを添加し、得られた混合物を「パラメーター10」分間撹拌した。氷浴で「パラメーター11」である溶液に、N下でNaBH(s)「パラメーター12」をゆっくり添加し、「パラメーター13」分間撹拌した。「パラメーター14」である溶液に「パラメーター15」mLのHOを添加し、「パラメーター16」mLのCHClで抽出した。有機層にMgSOを添加して乾燥させ、「パラメーター17」分間撹拌し、ろ過し、濃縮して「パラメーター18」を得た。フラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター19」)後に、「パラメーター20」を得た。
化合物68:C1011NO(300mg、1.69mmol)、CBr(1.00g、3.79mmol)、および2−プロパノール(10mL)の混合物を加熱し、23時間還流した。得られた溶液を室温に冷却し、蒸発させた。粗生成物をMeOH(15mL)に溶解し、氷浴で0℃に冷却し、次いでN下でNaBH(420mg、11.1mmol)を分割して添加した。混合物をさらに20分間撹拌したのち、濃縮した。残渣をCHCl(30mL)およびHO(30mL)で処理し、次いで有機層をMgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。沈殿法で精製を行った。粗生成物は5mLのEtOAcで溶解し、次いで生成物を10mLのn−ヘキサンで沈殿させ、ベージュ色の固体(620mg、1.71mmol)を得た。
化合物121:HOAc(4.2mL)中のC1923NO(250mg、0.84mmol)溶液にPb(OAc)(579mg、1.31mmol)を添加し、混合物を室温、N下で15分間撹拌した。反応混合物をCHClで希釈し、NaCO(sat)(20mL)をゆっくり添加した。中和で生成した固体をろ過で除去し、CHClで洗浄した。混合ろ液をCHCl(35mL)、で抽出し、次いで有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、蒸発させて、褐色の油(480mg、1.35mmol)を得た。これはこれ以上精製せずに、次の反応で用いた。CHCl(17mL)中の粗製油の溶液に、1,3−ジメトキシベンゼン(0.17mL、1.3mmol)およびトリフルオロ酢酸(0.84mL)を添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、次いでNaCO(sat)(20mL)をゆっくり添加した。得られた溶液をCHCl(18mL)で抽出したのち、有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、MeOH/CHCl=1/10)、赤褐色の油(214mg、0.49mmol、59%)を得た。
化合物6、105〜110、114〜115、120、122、123、および125:表6、7、8はパラメーター表である。出発原料「パラメーター1」を室温、N下でフラスコに入れ、「パラメーター2」mLのHOAcで溶解した。「パラメーター3」の溶液にPb(OAc)「パラメーター4」を添加し、次いで「パラメーター5」の得られた溶液を「パラメーター6」分間撹拌し、125mLの三角フラスコに注ぎ入れ、撹拌し、「パラメーター7」mLのNaCO(sat)をゆっくり添加した。水層のpHはアルカリ性(pH=8〜9)であった。中和で生成した固体をろ過し、CHClで洗浄した。ろ液は「パラメーター8」mLのCHClで抽出した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOを添加して乾燥させ、5分間撹拌し、ろ過し、濃縮して「パラメーター9」を得た。粗生成物はこれ以上精製せずに、次の反応で用いた。
粗生成物は室温、N下で「パラメーター10」mLのCHClに溶解した。「パラメーター11」の溶液に1,3−ジメトキシベンゼン「パラメーター12」およびトリフルオロ酢酸「パラメーター13」を添加した。溶液の色は「パラメーター14」に変化した。溶液を「パラメーター15」分間撹拌した後、「パラメーター16」mLのNaCO(sat)をゆっくり添加した。水層のpHはアルカリ性(pH=8〜9)で、「パラメーター17」mLのCHClを添加し、抽出した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOを添加して乾燥させ、5分間撹拌し、ろ過し、濃縮して「パラメーター18」mgの粗生成物を得た。フラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター19」)後に、「パラメーター20」を得た。
化合物7および142:表9はパラメーター表である。「パラメーター1」および2−メトキシフェニルボロン酸(46mg、0.30mmol)を反応器に入れてマイクロ波で加熱し、2−プロパノール(2mL)で溶解し、30分間撹拌した。Pd(OAc)「パラメーター2」、PPh「パラメーター3」、2M NaCO(aq)(0.14mL、0.28mmol)、およびHO(0.2mL)を添加し、マイクロ波シンセサイザーを用いて混合物を120℃で20分間加熱した。溶液の温度が下がる前に、溶液にHO(0.7mL)を添加し、室温に達するまで空気中で撹拌し、10mLのEtOAcで希釈し、10mLのHOで抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)で洗浄し、ブラインで洗浄し、「パラメーター4」mgのDarco G−60に添加し、10分間撹拌し、MgSOで乾燥させ、10分間撹拌し、約1cmのセライトとフロリジルの薄層で覆った焼結ガラス漏斗でろ過し、濃縮した。粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター5」)で精製して、黄色の油「パラメーター6」を得た。遊離塩基「パラメーター7」をCHClに溶解し、次いでCHCl中のHCl溶液をpH=1になるまで添加した。得られた混合物を濃縮し、塩酸塩「パラメーター8」を得た。
化合物150:DMF(2mL)中のC1820BrNO(100mg、0.28mmol)溶液にトリメチルフェニルアンモニウムクロリド((CHPhNCl、102mg、0.59mmol)およびt−BuOK(67mg、0.60mmol)を添加した。懸濁液を60℃にし、N下で3.5時間加熱し、次いで(CHPhNCl(102mg、0.59mmol)を添加し、70℃にして4.5時間加熱した。室温に冷却した後、反応混合物をCHCl(10mL)および5%NaOH(aq)(20mL)で処理した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/4)、黄色の固体(83mg、0.22mmol、79%)を得た。
化合物152:0℃に冷却し、脱気したDMF(9mL)中のC1819BrN(406mg、1.00mmol)溶液に、DMF(1mL)中のCHI(0.06mL、0.98mmol)およびNaH(40mg、1.67mmol)を添加した。10分間撹拌した後、NHCl(111mg、2.08mmol)を添加し、次いで反応混合物をジエチルエーテル(100mL)およびHO(100mL)で処理した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/2)、黄色の固体(123mg、0.29mmol、30%)を得た。
化合物153:DMF(6mL)中のC1819BrClNO(300mg、0.75mmol)溶液に(CHPhNCl(542mg、3.16mmol)およびt−BuOK(333mg、2.97mmol)を添加した。懸濁液を60℃にし、N下で16時間加熱し、次いで70℃にして1時間加熱した。室温に冷却した後、反応混合物をEtO(100mL)およびHO(100mL)で処理した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/4)、白色の固体(189mg、0.46mmol、61%)を得た。
化合物154:DMF(8mL)中のC1819BrFNO(400mg、1.05mmol)溶液に(CHPhNCl(727mg、4.23mmol)およびt−BuOK(468mg、4.17mmol)を添加した。懸濁液を70℃にし、N下で16時間加熱した。室温に冷却した後、反応混合物をEtO(100mL)およびHO(100mL)で処理した。有機層をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。粗残渣をクロマトグラフ分析し(シリカゲル、EtOAc/n−ヘキサン=1/4)、白色の固体(247mg、0.63mmol、60%)を得た。
化合物157〜159、165〜168、および171〜173:表10、11はパラメーター表である。「パラメーター1」を反応器に入れてマイクロ波で加熱し、「パラメーター2」mLの2−プロパノールで溶解した。これに「パラメーター3」を添加し、30分間撹拌した。Pd(OAc)「パラメーター4」、PPh「パラメーター5」、2M NaCO(aq)「パラメーター6」および「パラメーター7」mLのHOを添加し、マイクロ波シンセサイザーを用いて120℃で20分間加熱した。溶液の温度が下がる前に、「パラメーター8」mLのHOを添加したのち、室温に冷却し、10mLのEtOAcで希釈し、10mLのHOで抽出した。有機層を5%NaHCO(aq)で、次いでブラインで洗浄し、「パラメーター9」mgのDarco G−60に添加し、10分間撹拌し、約1cmのセライトとフロリジルの薄層で覆った焼結ガラス漏斗でろ過し、濃縮し、フラッシュカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、「パラメーター10」)で精製して、「パラメーター11」を得た。
化合物6〜10の5−ΗΤ受容体結合親和性、5−HT2A受容体結合親和性、およびlog Dデータを表8に示す。
動物
試験には、国立台湾大学のアニマルセンターから得た、特定の病原体がいない(SPF)C57BL/6マウス(4〜6週齢)を用いた。動物は温度管理された室内(20±2℃)で、12時間の明暗サイクルで飼育し、通常の固形飼料と水を自由に与えた。実験手順はすべて、国立台湾大学の動物実験委員会の承認を得た。
試薬
以下に示す手順で、新規8−フェニルイソキノリン誘導体を調製した。SB−269970塩酸塩(SB7)(5−HTRアンタゴニスト、Sigma #S7389)、アロセトロン塩酸塩(ALN)(5−HTRアンタゴニスト、Sigma #SML0346)、およびロペラミド塩酸塩(LPM)(μ−オピオイド受容体アゴニスト、Sigma #L4762)を、腹腔内(i.p.)または経口(p.o.)でマウスに単回または複数回投与し、腸管痛の分析を行った。
内臓過敏症の実験モデル2種
(1)ジアルジア感染後に水回避ストレスを組み合わせた二重負荷
感染後に水回避ストレスを組み合わせた二重負荷、および炎症後からなる、内臓過敏症を示したIBSの動物モデル2種を試験に用いた。最初のモデルでは、ジアルジア感染後と水回避ストレスの二重トリガーを受ける群(GW)、および非感染で無ストレスの正常対照として、同時飼育で生理食塩水を与え、処置なしの群(PN)の2群にマウスを分けた。菌ランブル鞭毛虫の無菌培養栄養型(GS/M株、ATCC 50581)をin vitroで培養し、Singerら(非特許文献56)およびDavidsら(非特許文献57)に記載のlog期に回収した。マウスに、0.2mLの滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)に懸濁した10ジアルジア栄養型、または同時飼育で同量のPBSを経口強制飼養した。4〜7日後に、小腸内の運動性栄養型を計数したのち、コールドショックプロトコル(非特許文献58および非特許文献59で開示)でジアルジア感染の状態を確認した。感染6週間後、小腸で栄養型が検出されなくなった時点で(後排除期)、マウスに長期にわたる心理的ストレスを与えた。WASの手順で、常温水を3cm(水深)入れた容器(56×50cm)の中央にある台(3×6cm)の上にマウスを置いた。マウスを1時間台の上に置いて、身体的危害を加えずに、心理的ストレスとして水浸を回避させた。この1時間のストレスセッションを10日間連続で実施し、長期にわたってくり返されるストレスを模倣し、また概日リズムの影響を最小限に抑えるために、9:00から12:00の間に実施した。非感染で無ストレスの未処置マウスは、正常対照としてそのままケージで飼育した。ストレスセッションの最終日に、マウスの腸管痛を測定した。
GWモデルで抗侵害受容効果を試験するために、マウスに新規5−HTRリガンドを単回投与し、90分後または240分後に腸管痛を測定した。もう1つの設定として、10日間連続で新規リガンドを反復投与し、毎回、投与30分後にストレスセッションを開始し、最後のストレスセッション直後に腸管痛を測定した。
(2)感染後モデル
第2のモデルでは、0.2mLの50%エタノール(米国ミズーリ州セントルイス、Sigma−Aldrich)中の10%2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)を22ゲージの給餌針で結腸内投与し、腸炎を誘発した。シャム対照には同量のPBSを投与した。TNBS投与後、さまざまな時点で腸炎パラメーターおよび疼痛レベルを測定した。
TNBS後モデルにおける抗侵害受容効果を試験するために、マウスに新規5−HTRリガンドを単回投与し、90分後または240分後に腸管痛を測定、または10日間連続で反復投与してから腸管痛を測定した。
結腸直腸の膨張に対する疼痛感覚の評価
腹痛は、わずかな変更を加えた前述の方法(非特許文献60;非特許文献61)に続いて、マウスの結腸直腸の膨張(CRD)に対する内臓運動反応(VMR)によって測定した。すなわち、テフロンコーティングのステンレススチール製ワイヤー(ワシントン州カールスボーグ、A−M systems)から作成した電極を、VMR実験の少なくとも15日前にマウスの外腹斜筋に装着した。電極は首の後ろの外側に出した。マウスは3日間連続で毎日30分間プレキシガラスシリンダーに入れて慣れさせてから、VMR試験を行った。シリンダーは、CRD試験の際に覚醒下マウスを部分的に拘束するために用いた。記録のために、電極を筋電図取得システム(オーストラリア、ニューサウスウェールズ州、AD instruments)に接続した。バルーンカテーテルを肛門から挿入して肛門の近位1.5cmで止め、膨らませて結腸を膨張させた。3秒間の静止間隔で10秒間の膨張(15、40、および65mmHg)を4回行った。筋電図(EMG)活動は、P511 AC増幅器(米国カリフォルニア州、Grass instruments)に接続したトランスデューサー(AD instruments)、およびChart 5ソフトウェアを備えたPowerlab装置(AD instruments)を用いて増幅した。EMG活動は整流し、CRD対ベースライン期間におけるEMG振幅の曲線下面積(AUC)の増加として反応を記録した。
病理組織学的試験
腸組織を4%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定し、陰窩−絨毛軸が適切な方向になるようにパラフィンワックスに包埋したのち、薄切した。厚さ5μmの切片をキシレンおよび等級化エタノールで脱パラフィンし、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)で染色し、光学顕微鏡下で観察した。
逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)
Trizol試薬(Invitrogen)を用い、製造者の指示に従って、組織試料から全RNAを抽出した。RNA(2μg)は反応体積20μL中で、Revert Aid(登録商標)First Strant cDNA Synthesisキット(Thermo)を用いて、オリゴ(dT)15を使って逆転写した。そこから得られた、最初のRNAの0.1μgに相当するcDNAを、次いで、1 X PCR緩衝液、1 U DreamTaq(登録商標)DNA Polymerase、0.2mM dNTP混合液、0.4μΜ上流プライマー、および0.4μΜ下流プライマーを含むマスターミックスを添加してPCRを行った。PCR法のための特定のプライマー対は、マウス5−HTR(フォワード、5’−TCTTCGGATGGGCTCAGAATGT−3’およびリバース、5’−AACTTGTGTTTGGCTGCGCT−3’)、ならびにβアクチン(フォワード、5’−GGGAAATCGTGCGTGAC−3’およびリバース、5’−CAAGAAGGAAGGCTGGAA−3’)(非特許文献62で開示)であった。DNAサーマルサイクラーをプログラムし、次のプロトコルを実施した。95℃で3分間を1サイクル;95℃で30秒間(変性)、55℃で30秒間(アニーリング)、および72℃で30秒間(伸長)を30サイクル;そして最終伸長として72℃で7分間。cDNAを持たず逆転写しない試料を用いて陰性対照を実施した。次いでRT−PCR産物を0.5μg/mLのエチジウムブロミド存在下で、1.5%アガロースゲルで電気泳動し、紫外線トランスイルミネーターで可視化し、写真を撮った。DNAバンドの強度をGel−Pro Analyzer 4.0ソフトウェアを用いて分析した。
5−HTRの免疫蛍光染色
脱パラフィンした組織スライドを、0.05%Tween−20を含有する10mMクエン酸三ナトリウム緩衝液(pH6.0)で培養し、マイクロ波で煮沸した。切片は室温に置いて冷ました。1mg/mLのNaBHを用いてPBS(pH8.0)中で、室温で15分間クエンチした後、1%ウシ血清アルブミンを用いて組織を室温で2時間ブロッキングした。組織片は一次抗体、ウサギポリクローナル抗5−HTR(1:300、Abeam)、ウサギPGP9.5抗体(1:250、GeneTex)、またはアイソタイプ対照とともに4℃で一晩培養した。切片をPBSで洗浄し、Alexa Fluor 488にコンジュゲートした二次ヤギ抗ウサギIgG(1:250、Molecular Probes)で、室温で1時間培養した。次いで、ヘキストダイ(PBS中1μg/mL)(Sigma)を用いて組織をさらに30分間培養した。スライドを蛍光顕微鏡下で観察し、画像を記録した。
ウエスタンブロット法
腸粘膜タンパク質を完全な放射性免疫沈降(RIPA)緩衝液で抽出し、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)(4〜13%ポリアクリルアミド)(非特許文献64;非特許文献65;および非特許文献66に記載)を行った。次いで、分離されたタンパク質をセミドライ式ブロッティング装置でPVDFまたはニトロセルロース膜に電気泳動で転写した。ブロットはトリス緩衝生理食塩水(TBS)中の5%(w/v)脱脂粉乳、またはTween−20を含むTBS(TBS−T;0.1%(v/v)Tween−20 in TBS)中の5%(w/v)ウシ血清アルブミンを用いて1時間ブロッキングし、TBS−Tで洗浄し、一次抗体とともに4℃で一晩培養した。膜を洗浄し、二次抗体とともに1時間培養した。洗浄後、膜を化学発光溶液で培養し、信号を検出した。使用した一次抗体は、ウサギポリクローナル抗5−HTR(1:500、Abeam)および抗−Pアクチン(1:10000、Sigma)を含んでいた。使用した二次抗体は、ホースラディッシュペルオキシダーゼにコンジュゲートしたヤギ抗ウサギIgG(1:1000、Cell Signaling)であった。
統計解析
すべての値を平均±SEMとして表し、対応のあるスチューデントのt検定で比較した。P<0.05で有意差があるとした。
2種のIBS様マウスモデルにおける結腸5−HTR発現の上方制御と相関する腸の侵害受容過敏
IBS様内臓過敏症の動物モデル2種を用いて、新規5−HTRリガンドである一連の8−フェニルイソキノリン誘導体の抗侵害受容効果を調べた。ジアルジア感染後に水回避ストレスを受ける群(GW)、および非感染で無ストレスの正常対照として、同時飼育で処置なしの群(PN)の2群にマウスを分けた。マウスの結腸直腸の膨張に対する内臓運動反応(VMR)を曲線下面積(AUC)として表し、各マウスで腸管痛の指標として決定した。
最初のモデルでは、ジアルジア感染後に心理的ストレスを組み合わせた二重負荷(GW)により、正常対照と比較して腹痛の増加が認められた(図5(A))。図5(B)は、PNマウスおよびGWマウスの代表的な結腸組織像を示す。結腸の形態はGWマウスと正常対照の間で同様だった(図5(B))。PNマウスおよびGWマウスの結腸組織の5−HTRを免疫染色した。図5(C)は5−HTR染色の代表的な画像(a)、ならびに筋肉/神経および粘膜層における5−HTR免疫反応性の定量化(bおよびc)を示す。図5(D)は、GWマウスにおける5−HTRタンパク質レベルの上昇を示すウエスタンブロット法の結果を示す。GWマウス(図5(C)および5(D))の結腸組織において、5−HTRの上方制御された発現が、平滑筋、腸神経、および粘膜領域(図5(C))で高レベルに認められた。
第2のモデルでは、0日目に腸炎惹起性の化学TNBSまたはPBSを結腸内にボーラス投与し、疼痛を調べ、さまざまな日に測定した。これらのマウスは、TNBS投与後7、14、および24日目に腹痛の増加を示した(図6(A))。しかしながら、ミエロペルオキシダーゼ活性および病理組織学的スコアといった結腸の炎症指標は、2日目にピークに達し、7日目に消散を示した(図6(B)〜(D))。そのため、TNBS後24日目を、IBS様内臓過敏症を試験する時点として用いた。TNBSマウスの結腸組織において、5−HTRの上方制御された発現が、平滑筋、腸神経、および粘膜領域で高レベルに認められた(図6(E)および(F))。
5−HTRの活性化はIBSモデルにおける内臓過敏症に関与している
概念実証として内臓過敏症における5−HTRの役割を検証するために、研究用途の推定5−HTRアンタゴニスト(SB−269970)を動物モデルの腹腔内(i.p.、0.5mg/kg)に注射し、VMRによって腸管痛を測定した。SB7の腹腔内投与によって、マウスにおける腸管痛レベルが有意に抑制された(図7)。
新規5−HTRリガンドの抗侵害受容効果
5−HTRを標的とする、高い結合親和性を有し水溶性の新規8−フェニルイソキノリン誘導体(化合物I)を合成した(表8に示す化合物6〜10)。最初の試験では、化合物6〜10(5−HTRリガンド)をGWマウスに5mg/kgで経口(p.o.)投与し、腹痛の抑制効果を評価した。5mg/kgを単回投与し、90分後にVMRを分析した。試験した化合物はすべて抗侵害受容効果を示し、中でも化合物8が、ベースライン値に対して最も強力な腸管痛抑制を示した(図8)。
抗侵害受容効果における用量反応を調べるために、化合物8をGWマウスに0.05mg/kgおよび0.5mg/kgで腹腔内(i.p.)投与、または1.5mg/kgおよび5mg/kgで経口(p.o.)投与した。GWマウスにおいて、化合物8による用量依存的な鎮痛効果が認められた(図9(A)および(B))。鎮痛効果が長期的に持続するかを検証するために、CYY1005をGWマウスに5mg/kgで経口投与し、1.5、4、または12時間後に疼痛を測定した。3つの時点で疼痛レベルの低下が見られた(図9(C))。さらに、化合物8の複数回投与も、GWマウスの腸管痛を用量依存的に低下させた(図9(D))。
TNBSマウスに溶媒または新規5−HTRリガンドを経口(p.o.)投与し、腹痛の抑制効果を評価した。5mg/kgを単回投与し、90分後にVMRを分析した。これらのTNBSマウスでは、これらの新規5−HTRリガンドは単回経口投与で腸管痛を減弱した(図10(A))。同様に化合物8の反復投与も、TNBSマウスの腸管痛を低下させた(図10(B))。
鎮痛効果および有害反応における8−フェニルイソキノリン誘導体と標準品との比較
化合物I(化合物6〜10)および標準品を2種類の動物モデルに経口投与して、その抗侵害受容能力を比較した。これらの化合物、ならびにSB7(5−HTRアンタゴニスト)、アロセトロン(ALN、5−HTRアンタゴニスト)、およびロペラミド(LPM、μ−オピオイド受容体アゴニスト)からなる標準品は5mg/kgで投与し、90分後に疼痛を分析した。ALNを経口投与したGWマウスでは腸管痛が低下したが、化合物8を投与したGWマウスと比べて効果が小さかった(図8(A))。一方、SB7およびLPMを経口投与したGWマウスでは、腸の侵害受容に効果が認められなかった(図11(A))。ALN、SP7、またはLPMを投与した第2の動物モデルでは、TNBSマウスの腸管痛に効果が認められなかった(図11(B))。
溶媒または化合物を投与したマウスはすべて、ALNを投与した群を除いて、正常な結腸組織を示した。ALNを投与したマウスでは、14匹中2匹の結腸組織に充血と顆粒球浸潤が認められた(図11(C))。
新たにFDAに承認された薬剤、eluxadoline(混合μ−オピオイド作動薬)およびrifaximin(非吸収性腸特異的抗生物質)が最近IBS−Dの治療選択肢に加わった。これらの医薬品は、5−HTR標的とは異なる分子機序または環境因子を示していた。オピオイド作動薬はいずれも、長期治療によって薬物中毒のリスクが生じかねないことが注目された。従来の鎮痛剤(例えば、非ステロイド性抗炎症薬および抗コリン薬)、または抗下痢オピオイド作動薬(例えば、ロペラミド)と比べると、この一連の8−フェニルイソキノリン誘導体、すなわち5−HTRアンタゴニストは、侵害受容過敏性の腸で末梢選択的に作用する可能性があるため、有益性が高かった。
本発明において、8−フェニルイソキノリン誘導体(I)(化合物6〜10)は、IBS動物モデルにおいて、アロセトロンと比べて有害作用がなく強力な鎮痛作用を示したことから、男女両方の患者において、IBS治療の新たな治療選択肢として用いるのに適していた。

Claims (10)

  1. 次の一般式で表される化合物または医薬的に許容されるその塩であって:
    上式で、Rは水素、C1−10直鎖アルキル基、C1−10分枝鎖アルキル基、(CH(Hete)R101112、および(CHArR101112からなる群から選択され、このとき、nは0〜6の整数であり、Heteは複素環式芳香族基であり、Arは芳香族基であり、ならびにR10、R11、およびR12は水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、およびC1−6直鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択され;
    は水素またはC1−6直鎖飽和アルキル基であり;ならびに
    、X、X、X、およびXは水素、ハロ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アセチル基、C1−6直鎖飽和アルキル基、C1−6分枝鎖飽和アルキル基、C1−6直鎖飽和アルコキシ基、C1−6分枝鎖飽和アルコキシ基、C1−6直鎖飽和アルキルチオ基、C1−6分枝鎖飽和アルキルチオ基、C1−6直鎖飽和ハロアルキル基、およびC1−6分枝鎖飽和ハロアルキル基からなる群から独立して選択される
    化合物。
  2. 前記ハロ基が、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記複素環式芳香族基が、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、チアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、およびベンゾチアゾリル基からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  4. 6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(4−ニトロフェニル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物7)、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物8)、6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−3−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物9)、および6,7−ジメトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン(化合物10)、または医薬的に許容されるその塩から選択される、請求項1に記載の化合物。
  5. 6−メトキシ−8−(2−メトキシフェニル)−2−(3−(ピリジン−4−イル)プロピル)−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−7−オール(化合物8)、または医薬的に許容されるその塩である、請求項1に記載の化合物。
  6. 医薬的に許容される担体、および請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の化合物または医薬的に許容されるその塩の治療有効量を含む医薬組成物。
  7. 必要とする被験者に、請求項6に記載の医薬組成物の有効量を投与するステップを含む、過敏性腸症候群を治療する方法。
  8. 5−HT受容体に拮抗することによって過敏性腸症候群を治療する、請求項7に記載の方法。
  9. 感染後のストレスによって誘発された疼痛を抑制することで過敏性腸症候群を治療する、請求項7に記載の方法。
  10. 化学的に誘導した炎症によって誘発された疼痛を抑制することで過敏性腸症候群を治療する、請求項7に記載の方法。
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