JP2022516414A - ミトコンドリアを標的化し癌幹細胞を死滅させるための三剤併用療法 - Google Patents

Abstract

癌幹細胞（ＣＳＣ）は、いくつかの実施形態において、ＦＤＡ承認抗生物質および栄養補助食品を含む新規な治療戦略により根絶することができる。本アプローチは、ミトコンドリア酸化ストレス誘導中に、正常細胞を阻害することなくＣＳＣにおけるミトコンドリア生合成を阻害することによりＣＳＣの相乗的根絶を効果的にもたらす。複数の実施形態は、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする治療薬、および酸化促進剤として挙動するまたはミトコンドリア酸化ストレスを誘導する治療薬を含み得る。本アプローチによる組成物は、予備試験においてＭＣＦ７ ＥＲ（＋）細胞株のＣＳＣ増殖を約９０％阻害し、ミトコンドリア量酸素消費およびＡＴＰ生産の確実な低下を伴っていた。いくつかの実施形態は、抗菌性を示さない抗生物質濃度を含み、抗生物質耐性の懸念を最小とする。いくつかの実施形態では、１以上の治療薬は標的化シグナルと複合体を形成している。

Description

本開示は、癌、腫瘍再発、転移、および癌細胞における薬剤耐性を治療および／または予防するための組成物および方法、とりわけ、有益な治療的使用に関する。

研究者は新たな抗癌治療の開発に苦戦してきた。細胞成長およびＤＮＡ複製に関与する細胞機構に干渉することにより成長の速い癌細胞を選択的に検知し根絶するために、従来の癌治療（例えば、放射線照射、シクロホスファミドなどのアルキル化剤、および５－フルオロウラシルなどの代謝拮抗剤）が試みられてきた。他の癌治療は、成長の速い癌細胞上の変異型腫瘍抗原と選択的に結合する免疫療法（例えば、モノクローナル抗体）を使用してきた。残念ながら、腫瘍はこれらの療法の後にしばしば同じまたは異なる部位に再発し、全ての癌細胞が根絶されたわけではないことを示す。癌幹細胞は、特に、様々な理由で生き残り、治療の不成功をもたらす。再発は、不十分な化学療法薬の投与および／または療法に耐性のある癌クローンの出現によるものであり得る。ゆえに、従来の療法の欠点を克服する新規な癌治療戦略が必要とされる。

突然変異分析の進展は、癌発生中に起こる遺伝子の突然変異の綿密な研究を可能とした。ゲノムランドスケープの知見があるにも関わらず、現代の腫瘍学は、癌サブタイプ間で主要なドライバー突然変異を同定することに苦慮してきた。厳しい現実は、各患者の腫瘍が独特であり、また、単一の腫瘍が複数の異なるクローン細胞を含有し得ることであると思われる。よって、必要とされるのは、異なる癌タイプ間の共通性を強調する新たなアプローチである。腫瘍細胞と正常細胞の間の代謝の違いを標的とすることが新規な癌治療戦略として期待できる。ヒト乳癌サンプルからの転写プロファイリングデータの分析は、ミトコンドリア生合成および／またはミトコンドリア翻訳に関連する９５を超えるｍＲＮＡ転写産物の上昇を明らかにした。Ｓｏｔｇｉａ ｅｔ ａｌ．， Ｃｅｌｌ Ｃｙｃｌｅ， １１（２３）：４３９０－４４０１ （２０１２年）（非特許文献１）。加えて、上方調節されていた９５のｍＲＮＡのうち３５を超えるものがミトコンドリアリボゾームタンパク質（ＭＲＰ）をコードしている。同様に、ヒト乳癌幹細胞のプロテオミクス分析は、いくつかのミトリボゾームタンパク質ならびにミトコンドリア生合成に関連する他のタンパク質の有意な過剰発現を明らかにした。Ｌａｍｂ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ５（２２）：１１０２９－１１０３７ （２０１４年）（非特許文献２）。

ある種の静菌性抗生物質またはＯＸＰＨＯＳ阻害剤の標的外効果を用いるミトコンドリア生合成の機能的阻害は、機能的ミトコンドリアが癌幹細胞の増殖に必要とされるというさらなる証拠を提供する。本発明者らは最近、ミトコンドリア蛍光色素（ＭｉｔｏＴｒａｃｋｅｒ）がヘテロな生細胞集団から癌幹様細胞の濃縮および精製に有効に使用可能であったことを示した。Ｆａｒｎｉｅ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ６：３０２７２－３０４８６ （２０１５年）（非特許文献３）。最も高いミトコンドリア質量を有する癌細胞は、転移能に通常関連する特徴である足場非依存性成長を受ける最も強い機能的能力を有していた。「ミトハイ（Ｍｉｔｏ－ｈｉｇｈ）」細胞亜集団はまた、前臨床モデルを用いて示されるように、ｉｎ ｖｉｖｏにおいて最も高い腫瘍誘発活性を有していた。本発明者らはまた、数種類の非毒性抗生物質が癌幹細胞（ＣＳＣ）の増殖を停止させるために使用可能であったことを実証した。Ｌａｍｂ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ６：４５６９－４５８４ （２０１５年）（非特許文献４）。好気性細菌とミトコンドリアの間で保存されている進化的類似性のために、ある種の抗生物質または抗生物活性を有する化合物は、標的外副作用としてミトコンドリアタンパク質の翻訳を阻害し得る。現代医学は一般に、抗ミトコンドリア副作用を望ましくないと見て、しばしばこのような標的外結果は、異なる薬物の使用に至る。

国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３３４６６ 国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２１７４ 国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２９５６ 米国仮特許出願第６２／６８６，８８１号 米国仮特許出願第６２／７３１，５６１号 米国特許第４，７６１，２８８号 国際特許出願ＰＣＴ／ＮＶ９８／００１７２ 国際特許出願公開ＷＯ９９／２６５８２ 国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３１４５５ 国際特許出願公開ＷＯ２０１０／１４１１７７

Ｓｏｔｇｉａ ｅｔ ａｌ．， Ｃｅｌｌ Ｃｙｃｌｅ， １１（２３）：４３９０－４４０１ （２０１２年） Ｌａｍｂ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ５（２２）：１１０２９－１１０３７ （２０１４年） Ｆａｒｎｉｅ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ６：３０２７２－３０４８６ （２０１５年） Ｌａｍｂ ｅｔ ａｌ．， Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ， ６：４５６９－４５８４ （２０１５年） Ｂａｒｄｅｎ， Ｔｉｍｏｔｈｙ Ｃ． ｅｔ ａｌ． "Ｇｌｙｃｙｌｃｙｃｌｉｎｅｓ"． ３． ９－Ａｍｉｎｏｄｏｘｙｃｙｃｌｉｎｅｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅｓ． Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ． １９９４， ３７， ３２０５－３２１１ Ｖｕｊａｓｉｎｏｖｉｃ， Ｉｎｅｓ ｅｔ ａｌ． Ｎｏｖｅｌ ｔａｎｄｅｍ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｎ’－Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ２－Ｉｍｉｎｏ－１，３－ｏｘａｚｏｌｉｄｉｎｅｓ ｆｒｏｍ Ｖｉｃｉｎａｌ （ｓｅｃ－ｏｒ ｔｅｒｔ－）Ａｍｉｎｏ Ａｌｃｏｈｏｌ ｏｆ Ｄｅｓｏｓａｍｉｎｅ． Ｅｕｒ． Ｊ． Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ． ２０１１， ２５０７－２５１８

以上の背景を鑑みて、本アプローチの目的は、ミトコンドリア酸化ストレス誘導中にミトコンドリア生合成を阻害することによりＣＳＣを根絶するための組成物および方法を提供することである。本アプローチの実施形態は、以下に記載するように、ＣＳＣにおけるミトコンドリアの崩壊を誘導する。本アプローチのいくつかの実施形態によれば、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質は、酸化促進剤またはミトコンドリア酸化ストレスを誘導する薬剤とともに投与され得る。いくつかの実施形態では、１以上のＦＤＡ承認抗生物質は、１以上の一般的な栄養補助食品に関連して使用され得る。酸化促進剤は、いくつかの実施形態では、酸化促進効果を有する治療薬であり得る。例えば、酸化促進剤は、治療薬を還元剤として作用させる濃度では治療薬となり得る。いくつかの実施形態では、１以上の治療薬は、標的化シグナルと複合体を形成させ得る。本アプローチの実施形態は、癌、腫瘍再発、転移、化学療法または薬剤耐性、放射線療法耐性、および癌またはその他の原因による悪液質の治療および／または予防のうち１以上、とりわけ、有益な療法のために使用され得る。

例証となる実施形態において、ドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびビタミンＣの組合せは、ミトコンドリアを効果的に標的とし、ＣＳＣ増殖を強力に阻害する。癌幹細胞は、少なくとも一部には、癌幹細胞におけるミトコンドリアの量の増加によって正常細胞よりも代謝的に活動亢進状態にあり、従って、このアプローチはＣＳＣ集団を選択的に標的とする。アジスロマイシンは、標的外副作用として大ミトコンドリアリボソームを阻害する。加えて、ドキシサイクリンは、標的外副作用として小ミトコンドリアリボソームを阻害する。ビタミンＣは弱い酸化促進剤として働き、フリーラジカルを生成することができ、結果として、ミトコンドリア生合成を誘導する。注目すべきは、本アプローチの一実施形態によるドキシサイクリン（１μＭ）、アジスロマイシン（１μＭ）およびビタミンＣ（２５０μＭ）の組合せによる治療は、モデル系としてＭＣＦ７ ＥＲ（＋）乳癌細胞株を用い、ＣＳＣ増殖を約９０％と、極めて強力に阻害した。ミトコンドリア酸素消費およびＡＴＰ生産に対するこの三剤併用療法の強力な阻害効果は、代謝フラックス分析を用いて直接バリデートされた。従って、ミトコンドリア生合成の阻害を伴う軽度のミトコンドリア酸化ストレスの誘導は、有効な治療的抗癌戦略となる。これらの主張と一致して、ビタミンＣは、ナトリウム依存性様式で特定の輸送体、すなわち、ＳＣＶＣＴ２により、ミトコンドリア内に高度に濃縮されることが知られている。

本アプローチの一実施形態による組成物は、予備試験でＭＣＦ７ ＥＲ（＋）細胞株においてＣＳＣ増殖を約９０％阻害し、ミトコンドリア酸素消費およびＡＴＰ生産の確実な低下を伴っていた。さらに、いくつかの実施形態は、抗菌性を示さない抗生物質濃度を使用してもよく、それにより、抗生物質耐性の懸念を最小化または回避し、それは医学界にとって大きな利益である。

本アプローチは、いくつかの実施形態では、（ｉ）エリスロマイシン系メンバー、（ｉｉ）テトラサイクリン系メンバー、および（ｉｉｉ）酸化促進剤を備えた組成物の形態を採り得る。以下に述べられる実施形態のいくつかにおいて、組成物は、治療薬としてアジスロマイシン、ドキシサイクリン、およびビタミンＣを含んだ。アジスロマイシンは広く使用されている抗生物質であり、大ミトコンドリアリボソームを阻害するという多くの場合望まれない副作用を有する。ドキシサイクリンは、小ミトコンドリアリボソームを阻害し、これもまた望まれない副作用である。これらの標的外効果はしばしば、医師に種々の適応のために他の薬物を選択させる。しかしながら、本アプローチは、ＣＳＣを選択的に標的化および根絶するために、このような標的外ミトコンドリア阻害効果を有利に利用する。ビタミンＣは、特定の状況で軽度の酸化促進剤として作用し、酸化促進剤は、フリーラジカルおよび反応性酸素種の生成によってＣＳＣにおいてミトコンドリア酸化ストレスを誘導する。（他のアスコルビン酸誘導体は、特に低濃度では類似の酸化促進効果を有し得ることに留意されたい。）ＣＳＣは、ミトコンドリア生合成によってミトコンドリア酸化ストレスに応答する。しかしながら、アジスロマイシンおよびドキシサイクリンなどのミトコンドリア生合成阻害剤の存在下では、ＣＳＣは、誘導されたミトコンドリア酸化ストレスに適応できず、生き残ることができない。本アプローチは、正常な健康細胞に対して、あるとしても小さな影響で、選択的にＣＳＣを標的化する。

ある実施形態例において、ドキシサイクリン（１μＭ）、アジスロマイシン（１μＭ）、およびビタミンＣ（２５０μＭ）の組合せによる治療は、ＭＣＦ７ ＥＲ（＋）乳癌細胞におけるＣＳＣ増殖を約９０％阻害した。ミトコンドリア酸素消費およびＡＴＰ生産に対するこの三剤併用療法の強力な阻害効果は、代謝フラックス分析を用いて直接バリデートされた。本明細書に記載されるように、ミトコンドリア生合成の阻害と組み合わせた軽度なミトコンドリア酸化ストレスの誘導は、有力な抗癌療法に当たる。また、本明細書に述べられる例において使用される抗菌性を示さない抗生物質濃度は、抗生物質耐性の発生に関連する懸念が生じることが、あるとしても少ないと思われる。よって、いくつかの実施形態において、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および／または小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質は、抗菌性を示さない濃度で投与され得る。例えば、ドキシサイクリンの一般的な抗菌性を示さない用量は２０ｍｇであり、これは本アプローチのいくつかの実施形態において好適なものであり得る。別の例としては、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいて約１μＭというピークドキシサイクリン濃度を生じるために十分なドキシサイクリンの量が、いくつかの実施形態において十分なものであり得る。別の例として、アジスロマイシンの一般的な経口で抗菌性を示さない用量は２５０ｍｇであり、これは本アプローチのいくつかの実施形態において好適なものであり得る。さらに別の例として、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいて約１μＭというピークアジスロマイシン濃度を生じるために十分なアジスロマイシンの量は、いくつかの実施形態において十分なものであり得る。当然のことながら、最適化には特定の実施形態ごとにさらなる微調整を必要とする場合があるが、このような微調整は当業者の水準の範囲内にある。

ＦＤＡ承認を受けている抗生物質、および特に、ドキシサイクリンなどのテトラサイクリン系メンバー、およびアジスロマイシンなどのエリスロマイシン系メンバーは、ミトコンドリア生合成を阻害する標的外効果を有する。このような抗ミトコンドリア特性などのしばしば懸念される副作用は、当技術分野において望ましくないと見られ、現代医学において特定の薬物の使用を避ける根拠となり得る。それに関わらず、これらの化合物はＣＳＣの根絶に関して有効性を持つ。しかしながら、抗ミトコンドリア特性を有する抗生物質を単独で使用する場合には、全てのＣＳＣの根絶を保証できるわけではない。大ミトコンドリアリボソームを標的とする１以上の治療薬と小ミトコンドリアリボソームを標的とする１以上の治療薬の組合せは、本明細書で実証されるように、より有効である。しかしながら、ミトコンドリア生合成阻害剤への曝露の後に生き残っているＣＳＣ亜集団において酸化的代謝から解糖代謝への代謝の移行が起こり、代謝の柔軟性がなくなることがある。他方、酸化促進化合物は、ＣＳＣをミトコンドリア生合成へと移行するミトコンドリア酸化ストレスを誘導する。ミトコンドリア生合成を阻害しつつミトコンドリア酸化ストレスを誘導する二重のアプローチはＣＳＣを選択的生存機構が無い状態にする。結果として、大ミトコンドリアリボソームを標的とする治療薬と、小ミトコンドリアリボソームを標的とする治療薬、および酸化促進剤との三剤組合せは、極めて有力な抗癌戦略を可能とする。いくつかの好ましい実施形態において、この三剤組合せは、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質、および酸化促進剤を含む。いくつかの好ましい実施形態において、三剤組合せは、テトラサイクリン系からの少なくとも１つの抗生物質、エリスロマイシン系からの少なくとも１つの抗生物質、およびビタミンＣを含む。有利には、本アプローチのいくつかの実施形態は、抗菌性を示さない用量の抗生物質濃度を要する。例えば、ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンは、ドキシサイクリンが経口で２０ｍｇ、およびアジスロマイシンが経口で２５０ｍｇなど、所与の剤形に関して当技術分野で公知のような抗菌性を示さない用量で投与され得る。別の例として、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいて、いくつかの実施形態では約０．０５μＭ～約５μＭ、およびいくつかの実施形態では０．５μＭ～約２．５μＭ、およびいくつかの実施形態では約１μＭのピークドキシサイクリン濃度を生じるために十分なドキシサイクリンおよびアジスロマイシンが投与され得る。種々の実施形態に関して好適な投与のさらなる評価が進行中であり、当然のことながら、他の量および濃度も本アプローチから逸脱することなく使用され得る。

本明細書には、他の多くの有益な治療的使用の中でも癌を治療するための化合物および方法の例が記載される。本アプローチは抗癌治療として使用され得、化学療法および／または放射線療法などの他の抗癌治療と併用可能である。例えば、本アプローチは、外科的な腫瘍摘出の前、最中、および／またはその後に、転移の予防またはその可能性の低減のために使用され得る。別の例として、本アプローチは、化学療法の前、最中、またはその後に、成功の可能性を引き上げるために使用され得る。別の例として、本アプローチは、再発および／または転移の予防および／またはその可能性の低減のために定期的に（例えば、毎年）使用され得る。多くの現代医学とは異なり、本アプローチの実施形態は （Ｕｎｌｉｋｅ ｍａｎｙ ｍｏｄｅｒｎ Ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｐｐｒｏａｃｈ）、癌幹細胞を標的とし、それにより、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、および／または放射線療法耐性の可能性に直接取り組むために使用され得る。例えば、標的癌細胞表現型は、ＣＳＣ、活動的癌幹細胞（ｅＣＳＣ）、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）、および治療耐性癌細胞（ＴＲＣＣ）のうち少なくとも１つであり得る。

さらに、抗生物質の抗ミトコンドリア特性は、抗生物質を１以上の膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルで化学的に修飾することによって増強され得る。例えば、脂肪酸標的化シグナルが抗生物質との複合体とされ、本アプローチ下で有効性が改善された化合物が得られる。治療薬は、ＴＰＰ部分などの親油性陽イオンとの複合体としてもよく、ミトコンドリア取り込みおよびＣＳＣ阻害活性が改善されている。例えば、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体の実施形態は、ドキシサイクリンよりも良好なＣＳＣ阻害特性および低い毒性を示す。同様の結果が脂肪酸と複合体を形成した他のテトラサイクリンおよびエリスロマイシン系メンバーでも、また、ＴＰＰと複合体を形成したものでも見られた。例証となる例を以下に述べる。さらなる例としては、２０１８年５月１８日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３３４６６（特許文献１）、２０１８年１１月２１日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２１７４（特許文献２）、および２０１９年１１月２９日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２９５６（特許文献３）に開示されているアプローチを参照。これらはそれぞれその全内容が本明細書の一部として援用される。治療薬に１以上の標的化シグナルを付加すると、場合によっては、標的オルガネラでその薬剤の有効性が１００倍を超えるまでに有意に増強し得る。よって、本アプローチのいくつかの実施形態は、標的化シグナルで化学的に修飾された１以上の治療薬を含み得る。このような修飾はより低い濃度または用量を可能とする場合があり、これは本アプローチのもう１つの有利な利点である。

膜標的化シグナルの例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、短鎖脂肪酸（すなわち、化学構造中に５個以下の炭素原子を有する）、中鎖脂肪酸（化学構造中に６～１２個の炭素原子を有する）、およびその他の長鎖脂肪酸（すなわち、化学構造中に１３～２１個の炭素原子を有する）などの脂肪酸が含まれる。この開示は、塩またはエステル形態（例えば、ミリスチン酸、ミリスタート、テトラデカノアート）としてのこれらの標的化シグナルを互換的に指し得、および当然のことながら、脂肪酸のカルボアシルはアミド結合によって治療薬に付着させ得る。例えば、本アプローチに従って治療薬を形成するために、ミリストイル化タンパク質の形成に関して当技術分野で公知のミリストイル化プロセスが使用され得る。ミトコンドリア標的化シグナルの例としては、トリ－フェニル－ホスホニウム（ＴＰＰ）、ＴＰＰ－誘導体、グアニジニウム、グアニジニウム誘導体、および１０－Ｎ－ノニルアクリジンオレンジなどの親油性陽イオンが含まれる。ミトコンドリア標的化シグナルを治療薬に連結するために、炭素スペーサーアームおよび／または架橋基が使用され得る。当然のことながら、これらの例は網羅的であることを意図するものではない。

本開示は、１以上の医薬組成物の形態を採り得る。組成物は、癌、癌細胞における薬剤耐性、癌細胞における化学療法耐性、腫瘍再発、転移、および放射線療法耐性のうち１以上を治療および／または予防するためのものであり得る。本アプローチの実施形態は、癌の治療、癌の予防、癌における薬剤耐性または治療耐性の克服、ならびに腫瘍再発および／または転移の予防および／またはその可能性の低減のうち１以上のための医薬組成物の製造のために使用され得る。いくつかの実施形態は、抗ウイルス活性、抗菌活性、抗微生物活性、光増感活性、および放射線増感活性のうち１以上を有し得る。いくつかの実施形態は、癌細胞を化学療法薬に対して増感させ得る、癌細胞を天然物質に対して増感させ得る、および／または癌細胞をカロリー制限に対して増感させ得る。

本アプローチはまた、加齢の影響を治療および／または軽減するために使用され得る。実施形態は、一例として、健康寿命および寿命を改善するために使用され得る。アジスロマイシンは、老化した線維芽細胞を選択的に死滅させ除去する、老化細胞除去薬として挙動する抗加齢薬である。いくつかの実施形態は、正常な健康細胞よりも老化細胞を有利に標的化し死滅させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、この組成物は、老化関連分泌表現型の獲得を妨げる。いくつかの実施形態では、この組成物は、組織修復および再生を促進する。いくつかの実施形態では、この組成物は生物の寿命および健康寿命のうち少なくとも１つを延長する。

いくつかの実施形態では、本開示は、必要とする患者に薬学上有効な量の１以上の医薬組成物および薬学上許容される担体を投与することを含む治療方法に関する。いくつかの実施形態では、第３の薬剤は、反応性酸素種の生成および／またはミトコンドリア酸化ストレスを駆動する化学療法薬または放射線療法に置き換えてもよい。このような実施形態において、例えば、ミトコンドリア阻害剤は、ミトコンドリア生合成を阻害しＣＳＣ増殖を妨げる能力によって腫瘍再発、転移および治療の不奏効の発生率を低減するために、化学療法または放射線治療と併用可能である。いくつかの実施形態では、例えば、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質と小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質の組合せは、再発および／または転移を低減または予防するために従来の化学療法とともに投与してもよい。さらなる例として、本アプローチは、ＣＳＣの全集団を根絶し、それにより、元のＣＳＣ集団からの転移および再発の可能性をなくすために使用され得る。

図１Ａは、ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンの種々の濃度および組合せの腫瘍様塊形成データをまとめたものである。 図１Ｂは、ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンの種々の濃度および組合せの腫瘍様塊形成データをまとめたものである。 図１Ｃは、ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンの種々の濃度および組合せの腫瘍様塊形成データをまとめたものである。 図２Ａは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータをまとめたものである。 図２Ｂは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータをまとめたものである。 図２Ｃは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータをまとめたものである。 図２Ｄは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータをまとめたものである。 図３Ａは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞に関する、それぞれ細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）、解糖、解糖予備、および解糖予備能データをまとめたものである。 図３Ｂは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞に関する、それぞれ細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）、解糖、解糖予備、および解糖予備能データをまとめたものである。 図３Ｃは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞に関する、それぞれ細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）、解糖、解糖予備、および解糖予備能データをまとめたものである。 図３Ｄは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞に関する、それぞれ細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）、解糖、解糖予備、および解糖予備能データをまとめたものである。 図４Ａは、１μＭドキシサイクリンと１μＭアジスロマイシンの組合せのＥＣＡＲデータを対照と比較したものである。 図４Ｂは、前記組合せのＯＣＲおよびＥＣＡＲ速度を対照と比較したものである。 図５は、ドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで処理した正常細胞の毒性データをまとめたものである。 図６Ａは、本アプローチの種々の実施形態による同時治療後の腫瘍様塊形成をまとめたものである。 図６Ｂは、本アプローチの種々の実施形態による同時治療後の腫瘍様塊形成をまとめたものである。 図７Ａは、本アプローチの実施形態による酸化ミトコンドリア代謝（図７Ａ）の阻害を示すＳｅａｈｏｒｓｅプロファイルである。 図７Ｂは、本アプローチの実施形態による解糖機能（図７Ｂ）の阻害を示すＳｅａｈｏｒｓｅプロファイルである。 図８Ａは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図８Ｂは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図８Ｃは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図８Ｄは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図８Ｅは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図８Ｆは、本アプローチの一実施形態に従って前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図９Ａは、２５０μＭのビタミンＣ単独で処理したＭＣＦ７細胞のＳｅａｈｏｒｓｅプロファイル（それぞれＯＣＲデータおよびＥＣＡＲデータ）を対照と比較したものをまとめたものである。 図９Ｂは、２５０μＭのビタミンＣ単独で処理したＭＣＦ７細胞のＳｅａｈｏｒｓｅプロファイル（それぞれＯＣＲデータおよびＥＣＡＲデータ）を対照と比較したものをまとめたものである。 図１０Ａは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１０Ｂは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１０Ｃは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１０Ｄは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１０Ｅは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１０Ｆは、２５０μＭのビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。 図１１Ａは、低用量ビタミンＣおよび本アプローチの実施形態による治療薬の三剤組合せのＳｅａｈｏｒｓｅプロファイル（それぞれＯＣＲデータおよびＥＣＡＲデータ）を示す。 図１１Ｂは、低用量ビタミンＣおよび本アプローチの実施形態による治療薬の三剤組合せのＳｅａｈｏｒｓｅプロファイル（それぞれＯＣＲデータおよびＥＣＡＲデータ）を示す。 図１２Ａは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１２Ｂは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１２Ｃは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１２Ｄは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１２Ｅは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１２Ｆは、低用量ビタミンＣと本アプローチによる三剤組合せの実施形態を比較した代謝プロファイルデータを並べて示す。 図１３は、本アプローチの実施形態による治療機序を示す。 図１４は、ドキシサイクリンおよびドキシサイクリン－脂肪酸複合体に関して、ＭＣＦ７細胞に対する腫瘍様塊アッセイから得られた結果を比較した棒グラフである。 図１５は、ドキシサイクリンおよびドキシサイクリン－脂肪酸複合体に関して、ある濃度範囲にわたる腫瘍様塊アッセイ結果を示す線グラフである。 図１６Ａは、治療薬と標的化シグナルの複合体の細胞保持を非複合体治療薬と比較した画像である。 図１６Ｂは、治療薬と標的化シグナルの複合体の細胞保持を非複合体治療薬と比較した画像である。 図１６Ｃは、治療薬と標的化シグナルの複合体の細胞保持を非複合体治療薬と比較した画像である。 図１７Ａは、ＭＣＦ７およびＢＪ細胞それぞれにおいて、治療薬と標的化シグナルの複合体の細胞生存率データを非複合体治療薬と比較したものである。 図１７Ｂは、ＭＣＦ７およびＢＪ細胞それぞれにおいて、治療薬と標的化シグナルの複合体の細胞生存率データを非複合体治療薬と比較したものである。 図１８は、本アプローチの実施形態による抗加齢キットを示す。

以下の説明は、本アプローチの実施を可能とするために本アプローチの実施形態を十分詳細に示す。本アプローチをこれらの特定の実施形態に関して説明するが、当然のことながら、本アプローチは種々の形態で具現化することができ、この説明は、添付のいずれの特許請求の範囲も本明細書に示される特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密かつ完全なものとなり、本アプローチの範囲を当業者に十分に伝えるために示される。

本明細書では、当業者に理解されるはずの種々の用語を使用する。疑念を避けるために以下の明確化を行う。本明細書で使用する場合、誘導体という用語は、参照される化学部分から誘導または合成された化学部分である。本明細書で使用する場合、複合体は、２つ以上の化学化合物の連結によって形成される化合物である。例えば、ドキシサイクリンと脂肪酸の複合体は、ドキシサイクリン部分と脂肪酸から誘導された部分を有する化合物を生じる。本明細書で使用する場合、脂肪酸は、飽和または不飽和の、脂肪鎖を有するカルボン酸である。脂肪酸の例としては、短鎖脂肪酸（すなわち、化学構造中に５個以下の炭素原子を有する）、中鎖脂肪酸（化学構造中に６～１２個の炭素原子を有する）、およびその他の長鎖脂肪酸（すなわち、化学構造中に１３～２１個の炭素原子を有する）が含まれる。飽和脂肪酸の例としては、ラウリン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₀ＣＯＯＨ）、パルミチン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＣＯＯＨ）、ステアリン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆ＣＯＯＨ）、およびミリスチン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂ＣＯＯＨ）が含まれる。オレイン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₇ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₇ＣＯＯＨ）は、天然不飽和脂肪酸の一例である。また、脂肪酸の塩またはエステル、ならびにその脂肪アミド部分も挙げられる。例えば、ミリスチン酸は、ミリスタートと呼ばれることがあり、オレイン酸はオレアートと呼ばれることがある。脂肪酸部分はまた脂肪酸のカルボアシル、すなわち、カルボン酸の水酸基の損失によって生じる基であり得る。いくつかの実施形態では、脂肪酸部分は、アミド結合により治療薬に結合させることができる。一例として、ミリスチン酸複合体は脂肪酸部分ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₂ＣＯ－ＮＨ－を有してよく、ここで、第三級窒素が治療薬：

に結合され、ｎは１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。これはミリスチン酸部分がミリストイル化によって複合体を形成してテトラデカンアミド（またはミリスタミド）基となる場合に生じ得る。

化学分野においては、多くの化学スペーサーアームおよび架橋基が知られ、利用可能である。本明細書で使用する場合、「スペーサーアーム」は、治療薬と架橋基および標的化シグナル部分の一方を接続する直鎖、分岐鎖、および／または環状部分を指す。当技術分野で公知の多くのスペーサーアームが存在し、本開示におけるこの用語の使用は好ましくは、そうではないことが明示されない限り、フレキシブルである。スペーサーアームとしては、置換または非置換Ｃ₁－Ｃ₂₀アルキルおよびアルケニルを含み得る。例証となるスペーサーアームとしては、－（ＣＨ₂）_m－、－（ＣＨ₂）_m－Ｏ－（ＣＨ₂）_m－、－（ＣＨ₂）_m－（ＮＲ_aＲ_b）－（ＣＨ₂）_m－、およびそれらの組合せからなる群から選択される部分が含まれる。所与のスペーサーアームのＲ_aおよびＲ_bは、独立に、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、複素環、ヘテロアリール、もしくはそれらの組合せ；または窒素保護基であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ_aおよびＲ_bのうち少なくとも１つは存在しなくてもよい。いくつかの変形において、スペーサーアームは、（－（ＣＨ₂）₂－Ｏ）_m－（ＣＨ₂）₂－などの部分を含み得る。所与のスペーサーアームにおける下付き文字「ｍ」は、１～２０の正の整数である。

本明細書で使用する場合、用語「架橋基」は、治療薬、スペーサーアーム、および標的化シグナル部分を含む別の部分上の官能基と共有結合的に反応し得る（または反応した）官能基を含む部分を指す。架橋基の例としては、置換または非置換Ｃ₁－Ｃ₄アルケン、－Ｏ－、－ＮＲ_c－、－ＯＣ（Ｏ）－、－Ｓ－、－Ｓ（Ｏ）₂－、－Ｓ（Ｏ）－、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ_c－、および－Ｓ（０）₂ＮＲ_c－が含まれ、ここで、ｃは１～３の整数である。

ミトコンドリアは、癌から細菌および真菌感染、加齢に及ぶ多くの苦悩を治療するための未開発の領域である。癌幹細胞の増殖には機能的ミトコンドリアが必要とされる。癌細胞におけるミトコンドリア生合成および代謝の阻害は、これらの細胞の増殖を妨げる。よって、ミトコンドリア阻害剤は、新たな種類の抗癌治療薬となる。

本発明者らは、広範囲の癌種を標的とし得るＣＳＣの表現型の特性を分析し、ＣＳＣのクローン増殖および生存に関して、ミトコンドリア生合成へのＣＳＣの厳格な依存を確認した。本発明者らによる従前の研究は、種々のクラスのＦＤＡ承認抗生物質、特に、ドキシサイクリンなどのテトラサイクリン、およびエリスロマイシンが、ミトコンドリア生合成を阻害する標的外効果を有することを示した。結果として、このような化合物は、ＣＳＣを根絶するための有効性を有した。しかしながら、これらの一般的な抗生物質はミトコンドリアを標的とするように設計されておらず、それらの抗癌有効性の改善に対して大きな余地が残されている。同様に、現代医学はこれらの標的外効果を望ましくないと考えてきた。本アプローチ下で、固有の抗ミトコンドリア特性を有する既存の抗生物質は、ミトコンドリア酸化ストレス下、ＣＳＣにおけるミトコンドリア生合成および代謝を阻害するために、１以上の酸化促進剤と併用することができる。いくつかの実施形態では、１以上の治療薬は、ＣＳＣのミトコンドリアにおける治療薬の取り込みをさらに増大させるために膜標的化シグナルまたはミトコンドリア標的化シグナルで化学的に修飾してもよい。ミトコンドリア標的化シグナルは、この標的化された取り込み、多くの場合、少なくとも数１００倍、有意に増大させ得る。

ドキシサイクリンは、２～１０μＭのＩＣ－５０でＣＳＣ増殖の阻害を介して癌成長に影響を及ぼす。Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｆｏｒ Ｂｒｅａｓｔ Ｃａｎｃｅｒ（ＡＢＣ）治験をピサ大学病院で行った。ＡＢＣ治験は、初期乳癌患者におけるドキシサイクリンの抗増殖性および抗ＣＳＣ機械論的作用を評価することをねらいとした。ＡＢＣ治験の主要評価項目は、病期Ｉ～ＩＩＩの初期乳癌患者の経口ドキシサイクリンによる短期（例えば２週間）術前治療が、ベースライン（治療前）から外科的切除時における治療後への腫瘍Ｋｉ６７の低下により決定されるような腫瘍増殖マーカーの阻害をもたらしたかどうかを判定することであった。副次的評価項目は、同じ乳癌患者におけるドキシサイクリンによる術前治療がＣＳＣ増殖の阻害およびミトコンドリアマーカーの減少をもたらしたかどうかを判定するために使用した。

ＡＢＣ治験の予備試験で、ドキシサイクリン治療が乳癌腫瘍サンプルにおけるＣＳＣマーカーの発現を首尾良く低下させることが確認された。ドキシサイクリン後腫瘍サンプルは、ドキシサイクリン前の腫瘍サンプルに比べて幹細胞性マーカーＣＤ４４に統計的に有意な４０％の低下を示した。ＣＤ４４レベルは、ドキシサイクリンで処置した９人のうち８人の患者で１７．６５％～６６．６７％低下した。これに対して、一人の患者だけがＣＤ４４に１５％の上昇を示した。これは９０％の陽性応答率に相当する。同様の結果が、特にＨＥＲ２（＋）患者において、幹細胞性の別のマーカーであるＡＬＤＨ１でも得られた。これに対して、ミトコンドリア、増殖、アポトーシスおよび新血管新生のマーカーは全て、これらの２群間で同等であった。これらの結果は、ドキシサイクリンがｉｎ ｖｉｖｏで乳癌患者において、ＣＳＣを選択的に根絶し得ることを示唆する。

本アプローチは、ドキシサイクリンの影響を、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の抗ミトコンドリア生合成治療薬、およびＣＳＣにおいてミトコンドリア酸化ストレスを誘導する酸化促進剤で増幅することにより、ＡＢＣ治験に拡大する。本アプローチの実施形態は、大ミトコンドリアリボソームを阻害する少なくとも１つの抗生物質、小ミトコンドリアリボソームを阻害する少なくとも１つの抗生物質、および少なくとも１つの酸化促進剤を有する三剤併用療法によって、ドキシサイクリンなどのミトコンドリア生合成を阻害する抗生物質のＣＳＣ増殖阻害効果を有意に増強する。以下に述べられる例証となる実施形態において、治療薬としては、アジスロマイシン、ドキシサイクリン、およびビタミンＣが含まれる。当然のことながら、他のミトコンドリア生合成阻害剤およびミトコンドリア酸化ストレス源も使用され得る。

以下の段落に本アプローチの選択実施形態の実験データおよび分析について述べる。ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンは、腫瘍様塊形成に対して生じた阻害効果を評価するために、低濃度で単独でおよび組み合わせて試験した。図１Ａ～１Ｃは、種々の濃度および組合せについての腫瘍様塊形成データをまとめたものである。図１Ａは、０．１μＭ～１００μＭ濃度のアジスロマイシンの腫瘍様塊形成アッセイ結果を示す。図１Ｂは、匹敵する濃度のアジスロマイシン（「ａｚｉ」）およびドキシサイクリン（「ｄｏｘ」）の腫瘍様塊形成アッセイ結果を比較したものである。図１Ｃは、腫瘍様塊形成アッセイにおけるアジスロマイシンおよびドキシサイクリンの組合せ効果を示す。見て取れるように、低濃度（０．１μＭおよび１μＭ）のドキシサイクリンおよびアジスロマイシン単独は、腫瘍様塊形成の阻害にほとんどまたは全く効果がなかった。しかしながら、図１Ｃは、１μＭドキシサイクリンと１μＭアジスロマイシンの組合せが腫瘍様塊形成に対して極めて有意な阻害効果を発揮したことを示す。

ドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せは、腫瘍様塊形成の阻害において、これらの薬物が単独で使用される場合に比べて顕著に高い有効性を有する。例えば、この組合せのＩＣ－５０は、アジスロマイシン単独の約５０倍未満、ドキシサイクリン単独の２～５倍未満である。これらの結果は、ドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せは、単独で使用されるいずれかの治療薬よりも高い治療効力を有することを示す。

腫瘍様塊形成に対するこの組合せの阻害効果は、ミトコンドリア機能に関するものである。この関係を確認するために、１μＭドキシサイクリンと１μＭアジスロマイシンの組合せまたは同じ薬物単独で前処理したＭＣＦ７細胞単層の、３日間の代謝プロファイルを調べた。図２Ａ～２Ｄは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータをまとめたものである。図２Ａは、酸素消費速度推移を示し、図２Ｂ～２Ｄは、それぞれ基礎呼吸、最大呼吸、およびＡＴＰ生産を示す。興味深いことに、酸化ミトコンドリア代謝および解糖の両方の速度は、Ｓｅａｈｏｒｓｅ ＸＦｅ９６アナライザーを用いて評価した場合、この組合せ前処理によって有意に低下した。これは呼吸（基礎および最大）の有意な低下ならびにＡＴＰレベルの低下をもたらした。図３Ａ～３Ｄは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せで前処理したＭＣＦ７細胞の、それぞれ細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）、解糖、解糖予備、および解糖予備能データをまとめたものである。解糖および解糖予備は両方ともドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せにより低下した。この低下は、ミトコンドリア生合成阻害剤による処理の急性効果であると理解される。時間が経つととともに、生存しているＣＳＣ集団は解糖代謝プロファイルを有すると思われた。図４Ａは、この組合せのＥＣＡＲを対照と比較したものであり、図４Ｂは、この組合せのＯＣＲ速度およびＥＣＡＲ速度を対照と比較したものである。図４Ａおよび４Ｂのデータは、ＭＣＦ７癌細胞が組合せ処理の後に活性の高いプロファイルから代謝休止状態へ移行したことを示す。

毒性に関して、本アプローチの実施形態は、正常な健康細胞に対しては非毒性である。図５は、例証となる毒性データを、１μＭのドキシサイクリン、１μＭのアジスロマイシン、および１μＭのドキシサイクリンと１μＭのアジスロマイシンの組合せで処理したサンプルにおいて、足場非依存性成長条件下で残っている生細胞のパーセンテージの形でまとめたものである。ドキシサイクリン単独、アジスロマイシン単独、または組合せのいずれかで４８時間単層処理した後、ＣＳＣ集団を低接着プレートに播種することによって濃縮した。これらの条件下で、非ＣＳＣ集団はアノイキス（細胞－基質接着の欠如によって誘導されるアポトーシスの一形態）を受け、ＣＳＣは生存すると考えられる。次に、生存しているＣＳＣ画分をＦＡＣＳ分析によって決定した。簡単に述べれば、１×１０⁴個のＭＣＦ７単層細胞を６ウェルプレートにて４８時間抗生物質またはビヒクル単独で処理した。次に、細胞をトリプシンで処理し、低接着プレートの腫瘍様塊培地に播種した。１２時間後、ＭＣＦ７細胞を回転沈降させた。細胞を２回すすぎ、ＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ色素（Ｆｉｘａｂｌｅ Ｄｅａｄ Ｖｉｏｌｅｔ反応性色素；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）とともに１０分間インキュベートした。次に、サンプルをＦＡＣＳ（Ｆｏｒｔｅｓｓａ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｅｎｃｅ）により分析した。その後、生存集団を当技術分野で公知のようにＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ色素染色アッセイを用いることによって同定した。ＦｌｏｗＪｏソフトウエアを用いてデータを分析した。図５は、供試した治療薬の最小の細胞死を示す。見て取れるように、１μＭドキシサイクリンと１μＭアジスロマイシンの組合せは、足場非依存性成長条件下で非毒性である。考え合わせると、これらの実験結果は、特に低用量のドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せは、ＣＳＣ根絶に関してドキシサイクリン単独よりも有効であることを示す。

この組合せへの酸化促進剤の導入は、ドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せよりもはるかに強い抗癌効果をもたらす。様々な試験結果から、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質、および酸化促進剤の三剤組合せは有力な抗癌特性を有することが確認される。３種類の治療薬の組合せは、抗癌活性に関して、それらの個々または二剤のいずれよりも有意に有効である。例証となる例において、ドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびビタミンＣの組合せを有する実施形態は、ＣＳＣ増殖を効果的に阻害することが確認された。図６Ａは、１μＭドキシサイクリン、１μＭアジスロマイシン、および２５０μＭビタミンＣを有する組成物で同時に処理した後のＭＣＦ７細胞の腫瘍様塊形成をまとめたものである。図６Ｂは、あるデータセットでは、５μＭドキシサイクリン、５μＭアジスロマイシン、および２５０μＭビタミンＣを有する第１の組成物、また、別のデータセットでは、１０μＭドキシサイクリン、１０μＭアジスロマイシン、および２５０μＭビタミンＣを有する第２の組成物で同時に処理した後のＭＤＡ－ＭＢ－４６８細胞（トリプルネガティブヒト乳癌細胞株）における腫瘍様塊形成を比較したものである。このデータは、本アプローチの三剤組合せ実施形態は、対照に比べてＣＳＣ増殖を約９０％も阻害したことを示す。よって、極めて低い治療薬濃度で３次元腫瘍スフェア形成力のほぼ完全な除去が達成され、ＣＳＣは本アプローチの実施形態の影響を受けやすいことを示す。当然のことながら、本明細書に記載の治療薬濃度は例示であり、治療薬の他の濃度も薬学上有効であり得る。本アプローチの実施形態は、微生物に影響を及ぼさない抗生物質濃度であってもなお有効であることが有利である。

さらなるデータから、ＣＳＣミトコンドリア機能に対する、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質、および酸化促進剤の三剤組合せの阻害効果が確認される。図７Ａ～７Ｂおよび８Ａ～８Ｆは、１μＭドキシサイクリン、１μＭアジスロマイシン、および２５０μＭビタミンＣの組合せで３日間前処理したＭＣＦ７細胞単層の、酸素消費速度推移、基礎呼吸、最大呼吸、ＡＴＰ生産、および予備呼吸能それぞれを含む代謝プロファイルを示す。図７Ａおよび７Ｂは、本アプローチの実施形態による酸化ミトコンドリア代謝の阻害（図７Ａ）および解糖機能の阻害（図７Ｂ）を示すＳｅａｈｏｒｓｅプロファイルである。見て取れるように、三剤組合せは、酸化ミトコンドリア代謝（ＯＣＲにより測定）および誘導解糖機能（ＥＣＡＲにより測定）を阻害した。図８Ａ～８Ｆは、１μＭ濃度のドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せ、および２５０μＭビタミンＣで前処理したＭＣＦ７細胞の代謝データをまとめたものである。酸化ミトコンドリア代謝および解糖の両方の速度は、Ｓｅａｈｏｒｓｅ ＸＦｅ９６アナライザーを用いて評価した場合、この組合せ前処理によって有意に低下した。注目すべきは、酸化ミトコンドリア代謝速度には５０％を超える低下があり、ＡＴＰレベルは、Ｓｅａｈｏｒｓｅ ＸＦｅ９６アナライザーを用いて評価した場合、劇的に低下していた。全体的に見れば、これは基礎呼吸および最大呼吸の両方に有意な低下をもたらした。これに対し、供試した三剤組合せ実施形態で前処理した細胞単層において、解糖は増加したが、解糖予備は低下した。

酸化促進剤の包含は、本アプローチの実施形態に有用な効果を有する。図９Ａおよび９Ｂは、２５０μＭビタミンＣ単独で処理したＭＣＦ７細胞のＯＣＲおよびＥＣＡＲデータを対照と比較してまとめたものである。このデータに見られるように、２５０μＭビタミンＣ（単独）による処理は、ＭＣＦ７癌細胞においてミトコンドリア代謝および解糖の両方を有意に増大させた。図１０Ａ～１０Ｆは、２５０μＭビタミンＣで３日間前処理したＭＣＦ７細胞の代謝プロファイルデータを示す。２５０μＭビタミンＣによる処理は、基礎呼吸、ＡＴＰ生産および最大呼吸を有意に増大させた。２５０μＭビタミンＣによる処理は、解糖予備能を低下させつつ解糖および解糖予備を有意に増大させた。これらの所見は、ビタミンＣ単独は軽度の酸化促進剤として作用し、ミトコンドリア酸化ストレスを介して、治療薬は癌細胞のミトコンドリア生合成を刺激してミトコンドリア代謝を増大させる（例えば、ミトコンドリアタンパク質合成およびＡＴＰ生産を増大させる）ことを示す。その細胞では核ミトコンドリアタンパク質およびｍｔ－ＤＮＡによりコードされるタンパク質生産が増大する。この解釈は、大ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質および小ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質、および酸化促進剤を有する実施形態が癌細胞を効果的に根絶することを直接示す試験データと一致している。特に、ミトコンドリア生合成阻害剤は、ビタミンＣにより誘導されるミトコンドリア代謝の増大を妨げる。この組合せは、ミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔ－ＤＮＡ）によりコードされるタンパク質の合成を阻害して、ＣＳＣにおけるＯＸＰＨＯＳに不可欠な必須タンパク質成分の枯渇をもたらす。これらのタンパク質が無ければ、ＣＳＣは異常なミトコンドリア生合成および深刻なＡＴＰ枯渇を受ける。

図１１Ａおよび１１Ｂは、低用量ビタミンＣおよび本アプローチの実施形態による三剤組合せのＳｅａｈｏｒｓｅプロファイル（それぞれＯＣＲデータおよびＥＣＡＲデータ）を示す。これらの並列代謝比較は、低用量（例えば、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおけるピークビタミンＣ濃度を達成するために十分な約５００μＭ以下）のビタミンＣは酸化ミトコンドリア代謝を増大させ、一方、三剤組合せは深刻なＡＴＰ枯渇をもたらしたことを示す。低用量ビタミンＣおよび三剤組合せは両方とも解糖を増大させた。図１２Ａ～１２Ｆは、図１１Ａおよび１１Ｂにおける比較のための代謝データを示す。低用量ビタミンＣは、基礎呼吸、ＡＴＰ生産および最大呼吸を増大させたが、三剤組合せはこれらのパラメーターの３つ全てを低下させた。また、低用量ビタミンＣおよび三剤組合せは両方とも、解糖予備能を低下させつつ解糖を増大させた。これらの結果は、一方は大ミトコンドリアリボソームを阻害し、他方は小ミトコンドリアリボソームを阻害する２種類のミトコンドリア生合成阻害剤をビタミンＣとともに包含させると、ビタミンＣにより誘導されるミトコンドリアの酸化的代謝の増大が遮断および逆転されることを示す。３種類の治療薬全ての組合せは、抗癌活性の著しい向上をもたらす。本アプローチのいくつかの実施形態では、ビタミンＣ（還元剤として挙動するアスコルビン酸誘導体を含む）は、特定の化学療法薬および放射線治療などの、ミトコンドリア酸化ストレスを誘導する別の薬剤に置き換えてもよい。

本アプローチの有効性に対する前処理の時間的な効果を、ＣＳＣ増殖を指標として用いて前臨床現場で評価した。これらの評価は、一部に、３次元腫瘍様塊幹細胞アッセイを開始する前の前処理アッセイによる３種類の治療薬（例えば、大ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質、および本実施形態ではビタミンＣ）の同時投与の有効性を考慮した。ＭＣＦ７細胞は単層培養物として成長させ、まず、ビタミンＣ単独（「Ｖｉｔ Ｃ」、２５０μＭ）、またはドキシサイクリンおよびアジスロマイシン（「Ｄ＋Ａ」、各１μＭ）のいずれかで７日間前処理した。次に、ＭＣＦ７細胞を、トリプシンを用いて採取し、ビタミンＣ、ドキシサイクリンおよびアジスロマイシンの種々の組合せが存在する足場非依存性成長条件下に再播種した。以下の表１は、ビタミンＣ単独またはドキシサイクリンとアジスロマイシンの組合せ（Ｄ＋Ａ）のいずれかによる７日間の前処理は、その後の三剤組合せの投与を著しく低い効果とすることを示す。機構的には、この前処理はドキシサイクリン、アジスロマイシン、およびビタミンＣの三剤組合せの効果に対してＭＣＦ７細胞を効果的に予め馴化したと思われる。これはＭＣＦ７細胞の、酸化ストレスを誘導して抗酸化応答を駆動する能力によるものであり得る。これらの臨床結果を考えれば、３種類の治療薬の全てを同時に投与する本アプローチの実施形態はＣＳＣ集団に最も大きな影響を有すると思われ、好ましい。例えば、一実施形態では、ドキシサイクリン（１μＭ）、アジスロマイシン（１μＭ）およびビタミンＣ（２５０μＭ）の同時投与は、これらの成分を逐次投与するよりも有効であろう。しかしながら、いくつかの実施形態は、複数日（例えば、いくつかの実施形態では３～７日、いくつかの実施形態では４～１４日）にわたって、１～３時間などの狭い枠内で複数の治療薬を投与するこが求められる場合もある。いくつかの実施形態では、これらの抗生物質は経口剤形（例えば、丸剤または錠剤）で投与され得、ビタミンＣは静脈内に投与される。他の場合では、３種類の治療薬は全て、個別の丸剤もしくは錠剤として、または各治療薬を含有する単一の調合剤として経口投与され得る。

これらの結果は、ＣＳＣ集団に対するドキシサイクリンの阻害効果が別のＦＤＡ承認抗生物質、すなわち、アジスロマイシン、および機能性食品、ビタミンＣ（軽度の酸化促進剤）との組合せにより増強され得ることを示す。よって、本アプローチは、大ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質、小ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質、および１以上の酸化促進剤を有する医薬組成物を提供する。実施形態には、例えば、アジスロマイシン、ドキシサイクリン、およびビタミンＣが含まれ得る。本明細書に開示および示唆される実施形態に対してさらなるデータを得るためのさらなる臨床試験およびさらなる評価が計画されている。

いくつかの実施形態は、薬学上有効な量の各治療薬を有する組成物、例えば、医薬組成物の形態を採り得る。この組成物は、例えば、活動的癌幹細胞、循環腫瘍細胞、および治療耐性癌細胞を含む癌幹細胞の根絶によって癌を治療するためのものであり得る。この組成物は、癌幹細胞を放射線療法、光線療法、および／または化学療法に対して増感させるためのものであり得る。この組成物は、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、放射線療法耐性、および悪液質を治療および／または予防するためのものであり得る。この組成物の実施形態は、有効成分として、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬、およびミトコンドリア酸化ストレスを誘導する第３の治療薬を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の治療薬はアジスロマイシンであり、第２の治療薬はドキシサイクリンであり、第３の治療薬はビタミンＣ（またはアスコルビン酸誘導体）である。第１および第２の治療薬のうち少なくとも一方、いくつかの実施形態では両方の濃度は抗菌性を示さないものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、アジスロマイシンおよびドキシサイクリンの両方の濃度は抗菌性を示さないものであり得る。いくつかの実施形態では、第３の治療薬は、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分な濃度のビタミンＣである。

本アプローチの下、大ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質および小ミトコンドリアリボソームを阻害する１以上の抗生物質が使用され得る。エリスロマイシン、アジスロマイシン、ロキシスロマイシン、テリスロマイシン、およびクラリスロマイシンを含むエリスロマイシン（またはマクロライド）系の抗生物質は、大ミトコンドリアリボソームを阻害する。大ミトコンドリアリボソームを阻害するその他の治療薬としては、マクロライド系の他のメンバー、ケトライド系のメンバー、アンフェニコール系のメンバー、リンコサミド系のメンバー、プレウロムチリン系のメンバー、ならびにこれらの化合物の誘導体が含まれる。当然のことながら、誘導体としては、本明細書に述べられるように、１以上の膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルを含み得る。テトラサイクリン、ドキシサイクリン、チゲサイクリン、エラバサイクリン、およびミノサイクリンを含むテトラサイクリン系の抗生物質は、小ミトコンドリアリボソームを阻害する。小ミトコンドリアリボソームを阻害する他の治療薬としては、テトラサイクリン系の他のメンバー、グリシルサイクリン系のメンバー、フルオロサイクリン系のメンバー、アミノグリコシド系のメンバー、オキサゾリジノン系のメンバー、ならびにこれらの化合物の誘導体が含まれる。当然のことながら、誘導体には、１以上の膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルを含み得る。本アプローチの好ましい実施形態としては、当然のことながら、他の抗生物質も使用され得るとしても、アジスロマイシンおよびドキシサイクリンが含まれる。さらに、いくつかの実施形態において、これらの抗生物質のうち１以上は、以下に述べられるように、少なくとも１つの膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルで化学的に修飾され得る。

上記で述べたように、本アプローチの実施形態は、１以上の酸化促進剤を含み得る。酸化促進剤は、抗酸化系の阻害および／または反応性酸素種の生成によって生物に酸化ストレスを誘導する化合物である。ミトコンドリア酸化ストレスは細胞を損傷することがあり、ＣＳＣにおいては、ミトコンドリア生合成へと移行させる。いくつかのビタミンは、それらが還元剤として機能する場合には酸化促進剤となる。ビタミンＣは、例えば、脂質および他の高分子に酸化損傷を防止する有力な抗酸化剤であり、様々な条件で酸化促進剤として挙動する。例えば、低濃度のビタミンＣ（例えば、経口投与用医薬組成物では、ビタミンＣは、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいて約５００μＭ～約１００μＭ、いくつかの実施形態では約４００μＭ～約１５０μＭ、いくつかの実施形態では約３００μＭ～約２００μＭ、いくつかの実施形態では約２５０μＭというピークビタミンＣ濃度を達成するための十分な量または濃度で投与され得る）は、金属イオンの存在下でミトコンドリア酸化ストレスを誘導する。経口投与からの血液／血清／血漿におけるピークビタミンＣ濃度は約２５０μＭであるが、このピーク濃度は静脈内投与によれば有意に高くなり得ると理解される。よって、本アプローチの別の例として、ビタミンＣが経口投与されるいくつかの実施形態は、血液、血清、および／または血漿において約１００μＭ～約２５０μＭというビタミンＣ濃度を達成するために十分なビタミンＣを使用することができる。この文脈において、用語「約」は、±１０μＭの近似と理解されるべきであるが、血液、血清、および／または血漿濃度を測定するために使用される方法の精度および正確性によって異なり得る。いくつかの実施形態は、血液、血清、および／または血漿において１００μＭ～２５０μＭというビタミンＣ濃度を達成するために十分なビタミンＣを含み得る。当然のことながら、ビタミンＣの好適な用量は、本アプローチにおいて使用される他の成分によって異なる場合があり、従って、当業者は当技術分野で公知の方法を用いて所与の実施形態に関して適当な用量を評価することができる。ビタミンＣの他、いくつかのアスコルビン酸誘導体も特定の条件で酸化促進剤挙動を示し得る。例えば、アスコルビン酸塩は、金属イオンを低減し、フェントン反応によってフリーラジカルを生成することができる。アスコルビン酸ラジカルは通常、極めて安定であるが、特に鉄（Ｆｅ）を含む金属イオンの存在下で反応性が高くなり、アスコルビン酸ラジカルをいっそうより強力な酸化促進剤とすることを可能とする。ミトコンドリアはイオンが特に豊富であるので、ビタミンＣの酸化促進効果の重要な標的となり得る。ビタミンＣはミトコンドリア内に著しく濃縮される。例えば、Ｕ９３７細胞（ヒト白血病細胞株）を、３μＭビタミンＣを含有する培地でわずか１５分インキュベートしただけで、ミトコンドリアへ効率的に輸送されて、５ｍＭのレベルに達した（その用量に対しておよそ１，７００倍の増大に相当する）。ビタミンＣのミトコンドリア輸送は、他の新規なミトコンドリア輸送体も示唆されているが、ＳＬＣ２３Ａ２としても知られるナトリウム依存性ビタミンＣ輸送体２（ＳＣＶＣＴ２）により達成される。

ビタミンＣとともにまたはその代わりに他の酸化促進治療薬も使用され得る。現行の多くの化学療法薬ならびに標的化放射線は全て、それらの酸化促進作用によって癌細胞を死滅させるので、ミトコンドリア生合成阻害の組合せは従来療法への追加として使用可能であり、それらの有効性を向上させると予想される。癌細胞において酸化促進剤として挙動して反応性酸素種を生成することが知られる他の治療薬も存在する。酸化ストレスに関連する９種類の化学療法薬が存在する：アントラサイクリン、プラチナ／パラジウム錯体、アルキル化剤、エピポドフィロトキシン、カンプトテシン、プリン／ピリミジン類似体、代謝拮抗剤、タキサン、およびビンカアルカロイド。例えば、抗癌治療薬アドリアマイシン（およびその他のアントラサイクリン類）、ブレオマイシン、およびシスプラチンは、癌細胞に対する特異的毒性が実証されている。よって、いくつかの実施形態では、薬剤は、大ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質および小ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質と組み合わせてミトコンドリア酸化ストレスを誘導するために使用される。酸化促進効果を有するさらなる治療薬、ならびにミトコンドリア酸化ストレスを誘導する選択的薬剤を投与する時機を特定するためのさらなる検討が計画されている。しかしながら、ビタミンＣは明らかに副作用が少なく、一般に化学療法薬よりも良好な安全性プロファイルを有する。当然のことながら、酸化促進剤は、本アプローチから逸脱することなく使用され得る。

ＣＳＣは、有意に増大したミトコンドリア質量を有し、これが足場非依存性成長を受けるそれらの能力に寄与する。従って、ミトコンドリア生合成の阻害剤をビタミンＣとともに使用すると、最終的に、ＣＳＣミトコンドリアがビタミンＣの酸化促進剤の作用から完全に回復することを妨げ、それはこれらの標的細胞が新たなミトコンドリアを再合成することができないからである。代謝が制限された条件下で、癌細胞は「十分でない」または「不完全な」ミトコンドリア生合成を受ける。この主張は、ｉ）ミトコンドリア代謝の低下、ｉｉ）補償的解糖機能の増大、およびｉｉｉ）深刻なＡＴＰ枯渇を明らかにする図１１Ａ、１１Ｂ、および１２Ａ～１２Ｆに示されるＳｅａｈｏｒｓｅフラックス分析データにより直接裏付けられる。従前の研究は、低酸素条件下のラット心臓においてビタミンＣ単独がミトコンドリアＡＴＰ生産を最大１．５倍増大させたことを示した。加えて、ビタミンＣは、ミトコンドリアβ酸化に必要とされる必須微量栄養素である内因性Ｌ－カルニチン生合成の正のレギュレーターである。従って、これらの所見は、ＭＣＦ７細胞においてミトコンドリアＡＴＰ生産を最大２倍増大させるためにはビタミンＣだけで実際に十分であることを示す今回の結果と一致している。

図１３は、本アプローチの実施形態による治療機序を示す。このプロセスは、例として、サンプルまたは生物においてＣＳＣを根絶するため、抗癌治療のため、再発および転移を予防および／または排除するため、老化を治療するため、ならびにサンプルまたは生物において老化細胞を根絶するために使用され得る。この機序の下、ビタミンＣは、酸化促進剤挙動を促進するＳ１３０１条件下に存在する。投与されるビタミンＣの濃度は比較的低濃度であると考えることができる。例えば、１００μＭ～２５０μＭの血液／血漿／血清レベルを達成するために十分な経口ビタミンＣが適当であり得る。ミトコンドリアは鉄が豊富であり、ＣＳＣは高いミトコンドリア濃度を有する。高い鉄含量のために、酸化促進剤としてのビタミンＣは、ＣＳＣにおいてミトコンドリア酸化ストレスを誘導し１３０３、反応性アスコルビン酸ラジカルを生成する。このミトコンドリア酸化ストレスに応答して、ＣＳＣは、ミトコンドリア生合成へと移行する１３０５。しかしながら、大ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質および小ミトコンドリアリボソームを阻害する抗生物質、例えば、アジスロマイシンおよびドキシサイクリンの存在１３０７は、ＣＳＣがミトコンドリア酸化ストレスから回復するために十分なミトコンドリア生合成を行わないようにする。これがＣＳＣにおけるミトコンドリア破綻１３０９をもたらす。その後、ＣＳＣはＡＴＰ枯渇１３１１を受け、やがて死滅する（例えば、アポトーシスによる）１３１３。

本アプローチの実施形態における治療薬は、１以上の既知の方法を用いて調製され得る通常の医薬組成物の形態で使用され得る。例えば、医薬組成物は、当技術分野で知られているような、例えば、１以上の増量剤、充填剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤、滑沢剤などの希釈剤または賦形剤を使用することにより調製され得る。治療目的によって種々のタイプの単位剤形を選択することができる。医薬組成物の形態の例としては、限定されるものではないが、錠剤、丸剤、散剤、液体、懸濁液、エマルション、顆粒剤、カプセル剤、坐剤、注射製剤（溶液および懸濁液）、局所用クリーム、ナノ粒子、リポソーム製剤、および当技術分野で知ることのできるような他の形態が含まれる。いくつかの実施形態では、治療薬は、一緒に封入されてよい。さらなる例として、脂肪酸、コレステロール、リン脂質（例えば、ホスファチジル（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｌｙ）－セリン、ホスファチジル－コリン）、メゾポーラスシリカ、およびヘリセン－スクアレンナノアセンブリを含有するリポソームなど、ナノ粒子またはナノ担体の形態中の用量が本アプローチ下で使用され得る。医薬組成物を錠剤の形態に成形する目的で、例えば、ラクトース、グラニュー糖、塩化ナトリウム、グルコース、尿素、デンプン、炭酸カルシウム、カオリン、シクロデキストリン、結晶セルロース、ケイ酸などの担体；水、エタノール、プロパノール、単シロップ、グルコース溶液、デンプン溶液、ゼラチン溶液、カルボキシメチルセルロース、セラック、メチルセルロース、リン酸カリウム、ポリビニルピロリドンなど結合剤など、知られているいずれの賦形剤も使用され得る。加えて、乾燥デンプン、アルギン酸ナトリウム、寒天粉末、コンブ粉末、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、ポリオキシエチレンソルビタンの脂肪酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸のモノグリセリド、デンプン、ラクトースなどの崩壊剤も使用され得る。グラニュー糖、ステアリン、カカオ脂、硬化油などの崩壊阻害剤；四級アンモニウム塩基、ラウリル硫酸ナトリウムなどの吸収促進剤も使用され得る。グリセリン、デンプン、および当技術分野で知られている他のものなどの湿潤剤も使用され得る。例えば、デンプン、ラクトース、カオリン、ベントナイト、コロイドケイ酸などの吸着剤も使用され得る。精製タルク、ステアリン酸塩、ホウ酸粉末、ポリエチレングリコールなどの滑沢剤も使用され得る。錠剤が望まれる場合には、それらは、錠剤を糖衣錠、ゼラチンフィルムコーティング錠、腸溶コーティング錠、フィルムコーティング錠、二層錠、および多層錠として作製するための通常のコーティング材料でさらにコーティングすることができる。局所投与に適合した医薬組成物は、軟膏、クリーム、懸濁液、ローション、散剤、溶液、ペースト、ゲル、フォーム、スプレー、エアロゾルまたはオイルとして調剤され得る。このような医薬組成物は従来の添加剤を含んでもよく、添加剤としては、限定されるものではないが、保存剤、薬物の浸透を助けるための溶媒、補助溶媒、皮膚軟化剤、噴射剤、粘度調整剤（ゲル化剤）、界面活性剤、および担体が含まれる。当然のことながら、ビタミンＣ、または別のアスコルビン酸化合物は、当技術分野で公知のように、シリンジまたは静脈内カテーテルを介して静脈循環へ直接投与される溶液によって投与され得る。

本アプローチは、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、悪液質、および／または放射線療法耐性を治療および／または予防するために使用され得る。抗癌治療は、特に手術後に腫瘍が再発または転移するので不奏効であることが多い。また、薬剤耐性および放射線療法耐性も癌治療の不奏効の一般的な理由である。ＣＳＣのミトコンドリア活性は、少なくとも一部には、これらの治療の不奏効の原因を担うと考えられる。本アプローチの実施形態は、従来の癌治療が不奏効である場合に、および／または腫瘍再発、転移、化学療法耐性、薬剤耐性、および／または放射線療法耐性による不奏効を防ぐために抗癌治療とともに使用することができる。

述べたように、本アプローチの実施形態はまた、癌細胞における薬剤耐性を予防、治療および／または逆転するためにも使用され得る。薬剤耐性は、少なくとも一部には、癌細胞においてミトコンドリア機能の増大に基づくと思われる。特に、タモキシフェンなどの内分泌療法に耐性を示す癌細胞は、ミトコンドリア機能が増大していると予想される。本アプローチの実施形態はミトコンドリア機能を阻害するので、癌細胞における薬剤耐性を軽減、場合によっては、逆転させるのに有用である。よって、薬剤耐性が適応となる場合には、本アプローチの実施形態が投与可能である。本明細書に述べられるような医薬組成物は、従来の化学療法処置の前、および／または前記処置とともに、および／または前記処置の後に投与され得る。加えて、ミトコンドリアリボソームを標的とするミトコンドリア機能阻害剤はまた、細菌および病原性酵母を標的とし、老化細胞を標的とし（従って、抗加齢利益を提供し）、放射線増感剤および／または光増感剤として機能し、塊状癌細胞および癌幹細胞を化学療法薬、医薬、および／またはその他の天然物質、例えば、栄養補助食品およびカロリー制限に対して増感させ得る。

抗加齢利益に関して、老化細胞は、身体の正常、健康なエコシステムに有毒である。本アプローチは、いくつかの実施形態において、正常な組織細胞を温存しつつ老化細胞を選択的に死滅させ得る。老化細胞の選択的死滅は、１）老化関連分泌表現型（ＳＡＳＰ）の獲得（これは老化線維芽細胞を、腫瘍進行促進能を有する炎症誘発細胞に変える）を妨げることによって加齢に関連する炎症を防ぎ；２）組織修復および再生を促進し；かつ／または３）生物の寿命および健康寿命を延長し得る。複数の実施形態はまた、発癌ストレスの誘導のために癌遺伝子により誘発される老化を受ける老化癌細胞を選択的に死滅させるためにも使用され得る。

いくつかの実施形態は、抗癌キットの形態を採り得る。抗癌キットは本アプローチによる１以上の成分を含み得る。例えば、抗癌キットは、大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質、および酸化促進剤またはミトコンドリア酸化ストレスを有する薬剤を含有し得る。抗癌キットは、特定の治療期間または所定の期間、例えば、１週間もしくは１か月間の十分な用量の各成分を含有し得る。図１８は、一実施形態による抗癌キット例１４０１を示す。この実施形態では、抗癌キット１８０１は、１週間の用量、すなわち、２個のアジスロマイシン錠剤（「Ａｚｉｔｈ」）、１４個のドキシサイクリン錠剤（「Ｄｏｘｙ」）、および７個のビタミンＣ錠剤（「Ｖｉｔ Ｃ」）を含む。各成分の量は本明細書に記載の通りであり得る。抗癌キット１４０１は、各成分が服用されるべき時を確認するための日時または日のインジケーター、ならびに適当であり得る他の備忘を含み得る。当然のことながら、抗癌キットは、２週間治療または１か月治療などの短期間または長期間に十分な用量を含み得る。

本アプローチは有利には、正常な健康細胞のＣＳＣ表現型を標的とする。標的癌細胞は、ＣＳＣ、活動的癌幹細胞（ｅ－ＣＳＣ）、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ、その後に、癌関連死の大部分を担う機序である、遠位器官におけるさらなる腫瘍の成長をもたらすシード細胞）、および治療耐性癌細胞（ＴＲＣＣ、化学療法、放射性療法、および他の一般的な癌治療のうち１以上に対して耐性を発達させた細胞）のうち少なくとも１つであり得る。全内容が本明細書の一部として援用される出願者の２０１８年６月１９日出願の同時係属米国仮特許出願第６２／６８６，８８１号（特許文献４）、および２０１８年９月１４日出願の同第６２／７３１，５６１号（特許文献５）に記載されるように、ｅ－ＣＳＣは増殖に関連するＣＳＣ表現型を表す。当然のことながら、本アプローチは、塊状癌細胞およびＣＳＣに加えて、本発明者らがｅ－ＣＳＣと呼称する、幹細胞性マーカー（ＡＬＤＨ活性および腫瘍様塊形成活性）の段階的増大、極めて高いミトコンドリア質量、および解糖活性およびミトコンドリア活性の増大を示す超増殖性細胞亜集団を標的とするために使用され得る。大ミトコンドリアリボソームを阻害する第１の抗生物質、および小ミトコンドリアリボソームを阻害する第２の抗生物質を有する組成物は、このような癌細胞表現型を標的とし、有益には、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、放射線療法耐性、および／または悪液質を予防、治療および／または軽減するために、酸化促進剤とともに投与され得る。このような治療薬のうち１以上を膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルで化学的に修飾すると、ミトコンドリアにおける修飾された治療薬の取り込み、結果として、その薬剤の効力が増強される。

よって、本アプローチのいくつかの実施形態は、膜標的化シグナルおよび／またはミトコンドリア標的化シグナルで化学的に修飾された１以上の治療薬を含み得る。膜標的化シグナルは、脂肪酸、好ましい実施形態では、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸のうち１つであり得る。ミトコンドリア標的化シグナルの例としては、ＴＰＰおよびＴＰＰ誘導体などの親油性陽イオンが含まれる。２０１８年１１月２１日出願の出願者の同時係属国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２１７４号（特許文献２）は、その全内容が本明細書の一部として援用される。トリ－フェニル－ホスホニウムおよびその誘導体は、正常な健康細胞を死滅させずに「塊状」癌細胞、癌幹細胞および「正常」老化細胞（線維芽細胞）を標的とするために有効なミトコンドリア標的化シグナルである。ＴＰＰ誘導体の例としては、（１）２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰ；（２）２－クロロベンジル－ＴＰＰ；（３）３－メチルベンジル－ＴＰＰ；（４）２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰ；（５）１－ナフチルメチル－ＴＰＰが含まれる。また、ＴＰＰ誘導体は誘導体も有し得ることにも留意されたい。例えば、ミトコンドリア標的化化合物は、ＴＰＰ誘導体、すなわち、２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰ；２－クロロベンジル－ＴＰＰ；３－メチルベンジル－ＴＰＰ；２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰ；１－ナフチルメチル－ＴＰＰ；ｐ－キシリレンビス－ＴＰＰ；２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰの誘導体；２－クロロベンジル－ＴＰＰの誘導体；３－メチルベンジル－ＴＰＰの誘導体；２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰの誘導体；１－ナフチルメチル－ＴＰＰの誘導体；およびｐ－キシリレンビス－ＴＰＰの誘導体のうち少なくとも１つであり得る。いくつかの実施形態では、親油性陽イオン１０－Ｎ－ノニルアクリジンオレンジもまた、ミトコンドリア標的化シグナルとして使用され得る。当然のことながら、これらの標的化シグナル例は非網羅的なものである。

以下の段落は、膜標的化シグナルと複合体を形成した治療薬に関する。膜標的化シグナルの例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、およびオレイン酸などの脂肪酸が含まれる、短鎖脂肪酸、すなわち、６個未満の炭素原子を有する脂肪酸もまた、膜標的化シグナルとして使用され得る。短鎖脂肪酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、およびイソ吉草酸が含まれる。膜標的化シグナルはまた、６～１２個の炭素原子を有する１以上の中鎖脂肪酸でもあってもよい。複合体を形成した治療薬の好ましい実施形態は、少なくとも１１個の炭素、最大２１個の炭素を有する脂肪酸部分を有する。

いくつかの実施形態では、複合体化合物の脂肪酸部分は、一般式

を含んでよく、ここで、Ｘは、脂肪酸部分が結合されている治療薬の置換場所を表し、「ｎ」は１～２０、好ましくは１０～２０の整数である。本明細書に記載されるように、用語「脂肪酸部分」の本出願の使用が示されれば、本アプローチのいくつかの実施形態は、一般式

を有する脂肪酸部分を含む複合体化合物を含み得、ここで、Ｘは、脂肪酸部分が結合されている治療薬の置換場所を表し、「ｎ」は１～２０、好ましくは１０～２０の整数である。

脂肪酸部分を有する複合体は、当技術分野で利用可能な技術を用いて合成され得る。例えば、ドキシサイクリンとミリスチン酸の複合体は、ミリストイル化により合成され得る。当技術分野で公知のような複合体を合成するための他の技術も使用され得る。当然のことながら、これは膜標的化シグナルの総覧ではなく、挙げられていない膜標的化シグナルも本アプローチから逸脱することなく使用され得る。脂肪酸標的化シグナルは、薬物送達に関して付加的利益を提供する。脂肪酸は、複合体形成化合物の、脂質に基づくナノ粒子または１以上の同心のリン脂質二重層から構成される小胞への組み込みを促進する。例えば、１９８８年８月２日発行の米国特許第４，７６１，２８８号（特許文献６）は、いくつかの実施形態において使用され得るリポソーム薬物送達システムを記載し、その全内容が本明細書の一部として援用される。これらのリポソーム薬物送達の実施形態は送達中および初期代謝中に消費する有効成分が少ないので、より有効な薬物を提供する。

脂肪酸部分などの膜標的化シグナルと複合体を形成した１以上の治療薬は、本アプローチの実施形態において使用され得る。短鎖および中鎖脂肪酸は標的化シグナルとして使用され得るが、少なくとも１１個の炭素、最大２１個の炭素を有する脂肪酸は、治療薬のＣＳＣ阻害に最も良い改善をもたらす。ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、およびステアリン酸との複合体は、治療薬の阻害および有利な保持特性の著しい改善を示す。例証となる例として、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体の実施形態は、ドキシサイクリン単独よりも高い効力を示した。図１４は、ドキシサイクリン（「Ｄｏｘ」）および以下化合物［１］として示されるドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体（「Ｄｏｘ－Ｍ」）（本開示は化合物［１］をドキシサイクリンおよびミリスチン酸の複合体としても表すことに留意されたい）についての、ＭＣＦ７細胞に対する腫瘍様塊アッセイからの結果を比較したものである。このデータは、化合物に曝した後の腫瘍様塊数を対照に対するパーセンテージとして表す。これらの化合物は１．５μＭ、３μＭ、６μＭ、および１２μＭの濃度で試験した。各濃度で、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体は複合体を形成していないドキシサイクリンよりも有力であったことが見て取れる。この効力は３μＭを超える濃度で有意に著明であった。同様の挙動が、脂肪酸、特に、１１～２１個の総炭素を有する脂肪酸部分と複合体を形成したその他のテトラサイクリン系メンバー、およびエリスロマイシン系メンバーでも見られる。

図１５は、ドキシサイクリンおよび化合物［１］として示されるドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体の、広範囲の化合物濃度にわたる腫瘍様塊アッセイ結果を示す線グラフである。上の曲線は、ドキシサイクリンに曝したＭＣＦ７細胞の腫瘍様塊数（対照と比較したパーセンテージとして）を表す。下の曲線は、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体に曝したＭＣＦ７細胞の腫瘍様塊数を表す。２．５μＭで、ドキシサイクリン単独は、ＭＣＦ７細胞に対する腫瘍様塊アッセイにおいてほとんどまたは全く効果を示さなかった。これに対して、２．５μＭのドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体は、対照に対して４０～６０％ＭＣＦ７腫瘍様塊形成を阻害した。これらのデータに基づくと、ドキシサイクリンの５０％阻害濃度（ＩＣ₅₀）は１８．１μＭであり、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体のＩＣ５０は３．４６μＭである。ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体はＣＳＣ増殖の阻害に関してドキシサイクリンの５倍有効である。

図１６Ａ～１６Ｃは、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体と複合体を形成していないドキシサイクリンの細胞保持を比較した画像である。ＭＣＦ７細胞を、組織培養培地中、１０μＭ濃度のいずれかの治療薬（すなわち、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体または複合体を形成していないドキシサイクリン）の存在下で７２時間培養した。次に、これらの細胞をＰＢＳで洗浄し、細胞内に保持されている治療薬をテトラサイクリン環構造の励起からの緑色自家蛍光によって可視化した。対照細胞はビヒクル単独とともにインキュベートした。図１６Ａは非処理対照であり、図１６Ｂはドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体化合物［１］の保持を示し、図１６Ｃはドキシサイクリンの保持を示す。これらの画像において元の色は再現性をよくするために反転してあり、図１６Ｂのより濃い領域は、複合体を形成した治療薬の細胞保持の増大を示す。図１６Ａ～１６Ｃの比較から見て取れるように、図１６Ｂの暗さと強度は、ドキシサイクリン単独に比べてドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体の細胞保持が有意に向上していることを示す。他の標的化シグナルと複合体を形成した他の治療薬でも匹敵する結果が予想される。

標的化シグナルと複合体を形成した治療薬の実施形態は、複合体を形成していない治療薬に比べて、塊状癌細胞および正常な線維芽細胞において低い毒性を示した。例えば、図１７Ａおよび１７Ｂは、それぞれ塊状ＭＣＦ７細胞および塊状ＢＪ細胞に関する、ドキシサイクリンおよび化合物［１］として示されるドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体の細胞生存率データを示す。このデータは、対照に対するパーセンテージとして表した細胞生存率を表す。図１７Ａおよび１７Ｂの両方に見て取れるように、ドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体は、供試した濃度範囲では、２０μＭ濃度であっても、ドキシサイクリンよりも毒性が低い。標的化シグナルと複合体を形成した他の治療薬でも同様の挙動が見られた。

当然のことながら、化合物［１］のドキシサイクリン－ミリスチン酸複合体は、本アプローチによる複合体を形成した治療薬の一例であり、他の多くの複合体を形成した化合物も企図される。以下に示す化合物［２］は、脂肪酸部分と複合体を形成したドキシサイクリンの一般構造を表す。「ｎ」は１～２０の整数、好ましくは１０～２０である。例えば、「ｎ」が１２であれば、ミリスチン酸部分を有する複合体となる。この例ではドキシサイクリンが使用されるが、当然のことながら、例えば、限定されるものではないが、チゲサイクリン、ミノサイクリンを含め、テトラサイクリン系（すなわち、小ミトコンドリアリボソームを標的とするナフタセンコアを有する抗生物質）の他のメンバーも治療薬として使用され得る。化合物［３］は、テトラサイクリン誘導体の一般化学構造であり、本明細書で使用するためのナフタセンコア環に表示が付いている。テトラサイクリン誘導体はナフタセンコアと結合した種々の官能基を有し、化合物［３］は、主として置換場所を示し、表示体系を提供するために使用されると理解されるべきである。化合物［３］に示される表示を使用すると、化合物［２］に示される脂肪酸部分は、ナフタセンコアのＤ環上のＲ₉位と呼ばれる位置で置換される。当然のことながら、他の置換場所も同様に使用され得る。化合物［３］の一般構造に示されるように、例えば、Ｄ環のＲ₇およびＲ₈位がさらなる置換位置である。しかしながら、一般に、Ａ環のジメチルアミノ基およびアミド（ａｍｉｄ）基は抗生物活性に重要であり、これはまたＢ環およびＣ環の立体化学配置によっても決まり得る。

上記に示す化合物［４］は、本アプローチによる、ドキシサイクリンと脂肪酸部分を有する複合体形成治療薬のもう１つの例である。この実施形態では、脂肪酸部分はＤ環のＲ₈位において置換されている。「ｎ」は１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。以下に示す化合物［５Ａ］は、本アプローチの別の実施形態によるテトラサイクリン－脂肪酸複合体の例を示す。この例において、脂肪酸部分は、Ｄ環のＲ₉位において置換されるが、すでに記載したように、脂肪酸部分は他の場所において置換されてもよいと理解されるべきである。以下の化合物［５Ｂ］は、膜標的化シグナルと複合体を形成したテトラサイクリン系メンバーのもう１つの実施形態を示す。化合物［５Ｂ］において、ミノサイクリン構造は、Ｄ環のＲ₉位において置換された脂肪酸部分を有する。当然、脂肪酸部分は、上記で述べたように他所で置換されてもよい。［５Ａ］および［５Ｂ］の両化合物に関して、「ｎ」は１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。

治療薬複合体の従前の例は、テトラサイクリン系メンバーに関与するものであった。当然のことながら、エリスロマイシン系メンバーと膜標的化シグナルの複合体も本アプローチにより企図される。以下の化合物［６］、［７］、および［８］は、当技術分野で公知のエリスロマイシン系のＦＤＡ承認抗生物質の例としてのアジスロマイシン、ロキシスロマイシン、およびテリスロマイシンの構造を示す。

マクロライド構造はいくつかの潜在的置換場所を提供する。本明細書は、エリスロマイシン系複合体の２系列の式に取り組む。以下の化合物［９Ａ］、［９Ｂ］、［１０Ａ］、［１０Ｂ］、［１１Ａ］および［１１Ｂ］はそれぞれ、アジスロマイシン複合体、ロキシスロマイシン複合体、およびテリスロマイシン複合体の一般構造を示す。各一般構造は、潜在的置換場所を表す複数のＲ基とともに示される。本アプローチのいくつかの実施形態では、１つのＲ基は膜標的化シグナルまたはミトコンドリア標的化シグナルなどの標的化シグナルであってよく、残りのＲ基はその構造中に本来存在する部分である（例えば、化合物［６］～［８］に示されるとおり）。いくつかの場合では、ＮＨ－Ｒ基は、以下に述べるようにＮ（ＣＨ₃）₂であり得る。

エリスロマイシン系複合体の第１系列の一般式は、化合物［９Ａ］、［１０Ａ］、および［１１Ａ］により表される。化合物［９Ａ］で始まり、アジスロマイシン複合体である化合物［９Ａ］のＲ₂は脂肪酸部分であり得、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₄、およびＲ₅のそれぞれは化合物［６］に示されるように、アジスロマイシンに本来存在する部分であり得、すなわち、それぞれＨ、Ｈ、デオキシ糖（デソサミン）、およびデオキシ糖（クラジノース）であり得る。当然のことながら、標的化シグナル部分は、この例で用いられているようなＲ₂の代わりに別の場所において置換されていてもよい。化合物［１０Ａ］は、ロキシスロマイシン複合体の第１の一般式を示す。化合物［１０Ａ］のＲ₁は脂肪酸部分であり得、Ｒ₂～Ｒ₆のそれぞれは、化合物［７］に示されるように、ロキシスロマイシンに本来存在する部分であり得る。別の例として、化合物［１１Ａ］のテリスロマイシン複合体では、Ｒ₃は標的化シグナルを含んでよく、Ｒ₁およびＲ₂は、化合物［８］に示されるように、ロキシスロマイシンに本来存在する部分であり得る（例えば、Ｒ₁は、カルバミン酸環のアリール－アルキル部分であり、－ＮＨＲ₂は－Ｎ（ＣＨ₃）₂、すなわち、デソサミン糖環となる）。

上記に示される第２系列の一般式は、本アプローチのさらなる実施形態による複合体を示す。化合物［９Ｂ］は、いくつかの実施形態によるアジスロマイシン複合体の第２の一般式を示し、ここで、官能基Ｒ₁およびＲ₂は同じであっても異なっていてもよく、一方または両方が標的化シグナルである。例えば、Ｒ₁および／またはＲ₂が標的化シグナルであり得、同じでは無い場合、他方のＲは化合物［６］に示されるものと同じままである。例えば、Ｒ₁はメチルであり得、Ｒ₂は脂肪酸部分などの標的化シグナルであり得る。別の例として、Ｒ₁は標的化シグナルであり得、ＮＨ－Ｒ₂は－Ｎ（ＣＨ₃）₂であり得る。

化合物［１０Ｂ］は、いくつかの実施形態によるロキシスロマイシン複合体の第２の一般式を示し、ここで、官能基Ｒ₁およびＲ₂は同じであっても異なっていてもよく、一方または両方が標的化シグナルであり得る。例えば、Ｒ₁および／またはＲ₂は上記で述べたように脂肪酸部分であり得、他方は化合物［７］に示されるものと同じであり得る。化合物［１０Ｂ］を使用する別の例として、Ｒ₁はロキシスロマイシンに存在するＯ－ＣＨ₂－Ｏ－（ＣＨ₂）₂－ＯＣＨ₃などのメトキシであり得、Ｒ₂は脂肪酸部分などの標的化シグナルであり得る。別の例として、Ｒ₁は標的化シグナルであり得、ＮＨ－Ｒ₂はＮ（ＣＨ₃）₂であり得る。

化合物［１１Ｂ］は、テリスロマイシン複合体の第２の一般式を示し、官能基Ｒ₁およびＲ₂は同じであっても異なっていてもよく、一方または両方が標的化シグナルであり得る。例えば、Ｒ₁および／またはＲ₂は、上記で述べたように、膜標的化シグナルまたはミトコンドリア標的化シグナルであり得る。例えば、Ｒ₁はアルキル－アリール基、例えば、テリスロマイシンカルバミン酸環に存在する

であり得、Ｒ₂は標的化シグナルであり得る。別の例として、Ｒ₁は標的化シグナルであり得、－ＮＨ－Ｒ₂は－Ｎ（ＣＨ₃）₂であり得る。

以下の化合物［１２Ａ］、［１３Ａ］、および［１４Ａ］は、上記の複合体に第１系列の一般構造を用いる、本アプローチによるエリスロマイシン系メンバー複合体の特定の例を示す。化合物［１２］において、Ｒ₅は、脂肪酸部分の一般構造で置換されており、他の置換場所は、アジスロマイシン構造に見られる通常の構成要素を有する。化合物［１３］において、Ｒ₅は脂肪酸部分の一般構造で置換されており、他の置換場所はロキシスロマイシン構造に見られる通常の構成要素を有する。化合物［１４］において、Ｒ₃は脂肪酸部分の一般構造で置換されており、他の置換場所は、テリスロマイシン構造に見られる通常の構成要素を有する。これらの例において、「ｎ」は１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。例えば、脂肪酸部分がミリスチン酸である化合物［１２Ａ］、［１３Ａ］、および［１４Ａ］の実施形態は、ＣＳＣ阻害活性および細胞保持に、複合体を形成していない抗生物質よりも改善を示していた。当然のことながら、このアプローチは、エリスロマイシン系メンバーと標的化シグナル部分の多くの複合体を形成するために使用され得る。

以下の化合物［１２Ｂ］、［１３Ｂ］、および［１４Ｂ］は、本アプローチによる、上記に示される第２系列の一般構造を用いたエリスロマイシン系メンバー複合体の特定の例を示す。化合物［１２Ｂ］において、Ｒ₁は脂肪酸部分の一般構造

で置換されており、ここで、「ｎ」は１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０であり、他の置換場所はアジスロマイシン構造に見られる通常の構成要素を有する。化合物［１３Ｂ］において、Ｒ₂は化合物［１２Ｂ］と同じ脂肪酸部分の一般構造で置換されており、他の置換場所Ｒ₁はロキシスロマイシン構造に見られる通常の構成要素を有する。第２のテリスロマイシン複合体の一般式に基づく例として、化合物［１４Ｂ］は、Ｒ₁において同じ脂肪酸の一般構造を有し、ＮＨ－Ｒ₂がテリスロマイシン構造に見られるようなＮ（ＣＨ₃）₂に代わる。これらの例において、「ｎ」は１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。例えば、脂肪酸部分がミリスチン酸である、化合物［１２Ａ］、［１２Ｂ］、［１３Ａ］、［１３Ｂ］、［１４Ａ］、および［１４Ｂ］に示されるものなどのエリスロマイシンと脂肪酸の複合体の実施形態は、ＣＳＣ阻害活性および細胞保持に、複合体を形成していない抗生物質よりも改善を示していた。当然のことながら、このアプローチは、エリスロマイシン系メンバーと標的化シグナル部分の多くの複合体を形成するために使用され得る。

以下は、上記に式［１１Ｂ］として示される一般構造を用いた、テリスロマイシンと脂肪酸部分の複合体の特定の例の実施形態である。式［１４Ｃ］として示されるこの例では、Ｒ₁は複合体を形成していないテリスロマイシンと同じままであり、脂肪酸部分はＲ₂にあり、ここで、ｎは１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。式［１４Ｃ］の好ましい実施形態では、ｎは１２であり、得られた複合体は、ＣＳＣ阻害活性および細胞保持に複合体を形成していない抗生物質よりも有意な改善を示していた。

以下に示される化合物［１５］は、ミリスチン酸と複合体を形成したエリスロマイシン系メンバーのアジスロマイシンの一実施形態を示す。脂肪酸部分は化合物［９Ｂ］のＲ₂位において置換され、Ｒ₁はメチル基のままである。化合物［１５］として示される複合体は、ＣＳＣに対して、アジスロマイシン単独に比べて改善された効力および選択性を示しており、本アプローチの実施形態において治療薬として使用され得る。

親油性陽イオンとの複合体を見ていく前に、アスコルビン酸（ビタミンＣ）の脂肪酸との複合体の簡単な考察を続ける。いくつかの実施形態は、膜標的化シグナルと複合体を形成した酸化促進剤治療薬を使用し得る。他の治療薬も同様に膜標的化シグナルと複合体を形成させ得る。特に、ビタミンＣの誘導体（例えば、アスコルビン酸）を脂肪酸部分と複合体を形成させ得る。例えば、パルミチン酸アスコルビルは、脂肪可溶性ビタミンＣ源および抗酸化剤食品添加物として大用量で慣用されるアスコルビン酸とパルミチン酸のエステルである。本アプローチの実施形態は、酸化促進剤としてパルミチン酸アスコルビルを使用し得る。本アプローチのいくつかの実施形態は、標的化シグナルと複合体を形成したビタミンＣの誘導体を、標的化シグナル部分も有する治療薬とともにまたは伴わずに使用し得る。治療用化合物がリポソーム薬物送達のために脂肪酸と複合体を形成している実施形態は、この実施形態における各治療薬のパッケージングおよび送達における総体的改善のために、パルミチン酸アスコルビル、または脂肪酸とのその他の複合体を含み得る。以下の化合物［Ｓ］は、脂肪酸と複合体を形成したビタミンＣ誘導体の一般構造であり、ここで、ｎは１～２０の整数であり、好ましくは、１０～２０である。

上記で述べたように、１以上の治療用化合物は、ミトコンドリア標的化シグナルと複合体を形成した抗生物質の形態を採り得る。以下の段落は、治療薬が、多くの場合、スペーサーアームおよび／または架橋基の使用によってミトコンドリア標的化シグナルと複合体を形成している実施形態を記載する。ミトコンドリア標的化シグナルの例としては、ＴＰＰ、ＴＰＰ誘導体、グアニジニウムに基づく部分、キノリニウムに基づく部分、および１０－Ｎ－ノニルアクリジンオレンジなどの親油性陽イオンが含まれる。いくつかの実施形態では、コリンエステル、ローダミン誘導体、ピリジニウム、（Ｅ）－４－（１Ｈ－インドール－３－イルビニル）－Ｎ－メチルピリジニウムヨージド（Ｆ１６）、およびスルホニル－尿素誘導体、例えば、ジアゾキシドもミトコンドリア標的化シグナルとして使用され得る。ＴＰＰ誘導体の例としては、例えば、２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰ；２－クロロベンジル－ＴＰＰ；３－メチルベンジル－ＴＰＰ；２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰ；１－ナフチルメチル－ＴＰＰ；またはｐ－キシリレンビス－ＴＰＰが含まれる。いくつかの優先的実施形態では、ＴＰＰ誘導体化合物２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰが使用され得る。当然のことながら、これはミトコンドリア標的化シグナルの総覧ではなく、挙げられていないミトコンドリア標的化シグナルも本アプローチから逸脱することなく使用され得る。

以下の例は、テトラサイクリン化合物とミトコンドリア標的化シグナルの複合体を示すために使用される。潜在的置換場所の従前の説明（例えば、化合物［３］および［９Ａ］～［１１Ｂ］に関する）は、ミトコンドリア標的化シグナルとの複合体に当てはまる。いくつかの実施形態では、治療薬は、上記のように架橋基および／または化学的スペーサーアームを用いてＴＰＰと複合体を形成させ得る。加えて、当然のことながら、多くの架橋基が当技術分野で知られ、本明細書に記載されるように、ミトコンドリア標的化シグナルと複合体を形成させるために使用され得る。例えば、全内容が本明細書の一部として援用される１９９８年１１月２５日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＮＶ９８／００１７２（特許文献７）に当たる国際特許出願公開ＷＯ９９／２６５８２（特許文献８）は、式ＴＰＰ－Ｘ－Ｒ Ｚ^--の使用を記載し、ここで、Ｚは陰イオンであり、Ｘは架橋基であり、Ｒは治療薬である。いくつかの実施形態では、ＸはＣ_1-6アルキルであり得る。別の例として、全内容が本明細書の一部として援用される２０１０年４月１６日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３１４５５（特許文献９）に当たる国際特許出願公開ＷＯ２０１０／１４１１７７（特許文献１０）は、本アプローチにおいて使用され得る様々な「架橋部分」例を記載している。

化合物［１６Ａ］は、Ｄ環のＲ₉位と呼ばれる位置の架橋基－ＮＨＣ（Ｏ）－、およびスペーサーアーム（ＣＨ₂）_n（ここで、「ｎ」は１～２０の整数である）を介してミトコンドリア標的化シグナル（この場合、ＴＰＰ）と複合体を形成したテトラサイクリン誘導体（この場合、テトラサイクリン）の一般式を示す。以下の化合物［１６Ａ］は、Ｒ₉位において例証となる５－炭素スペーサーアームおよびアミド架橋基を介して連結されたＴＰＰ陽イオンと複合体を形成したドキシサイクリンの例を示す。

エリスロマイシン系メンバーとミトコンドリア標的化シグナルの複合体も同様に、化合物［９Ａ］～［１１Ｂ］に示される置換場所を用いて形成され得る。簡略化のために、それらの構造は繰り返さず、１つの例証となる実施形態のみを示す。以下に示す化合物［１７］は、例証となる４－炭素スペーサーアームおよびアミド架橋基を介してＴＰＰと複合体を形成したエリスロマイシン系メンバー、アジスロマイシンを示す。当然のことながら、エリスロマイシン系メンバーとミトコンドリア標的化シグナルの他の多くの複合体も上記のように形成され得る。

以下の段落は、本アプローチによる複合体を合成するための方法の例を記載する。まず、分取ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）には２つの方法が利用可能である。方法Ａは、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ ＫｉｎｅｔｅｘからのＬＣカラム ５μｍ ＥＶＯ Ｃ１８ １００ ２５０×２１．２ｍｍを含んだ。勾配溶離液：０．１％ギ酸を含有する２０～８０％アセトニトリル／水。時間：０～２５分。波長：２４６ｎｍ。方法ＢもまたＰｈｅｎｏｍｅｎｅｘ ＫｉｎｅｔｅｘからのＬＣカラム ５μｍ ＥＶＯ Ｃ１８ １００ ２５０×２１．２ｍｍを含んだ。勾配溶離液：０．０１５Ｍ ＮａＨ₂ＰＯ₄および０．０１５Ｍシュウ酸を含有する２０～８０％アセトニトリル／水（ｐＨ７）。時間：０～２５分。波長：２５４ｎｍ。分析的液体クロマトグラフィーをＬＣカラム Ｗａｔｅｒｓ Ｓｕｎｆｉｒｅ Ｃ１８ ３０×４．６ｍｍにより行った。勾配溶離液：０．０５％ギ酸を含有する３～９７％アセトニトリル／水。時間：０～６分。

実施例では以下の略語を使用する：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－Ｏ－（１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－イル）ウロニウムヘキサフルオロホスフェート（ＨＢＴＵ）、Ｎ－メチルモルホリン（ＮＭＭ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｏ－（６－クロロベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート（ＨＣＴＵ）、メタノール（ＭｅＯＨ）、アンモニア（ＮＨ₃）。

実施例１－ドキシサイクリンと脂肪酸の複合体。（４Ｓ，５Ｓ，６Ｒ，１２ａＳ）－４－（ジメチルアミノ）－３，５，１０，１２，１２ａ－ペンタヒドロキシ－６－メチル－１，１１－ジオキソ－９－（テトラデカノイルアミノ）－４ａ，５，５ａ，６－テトラヒドロ－４Ｈ－テトラセン－２－カルボキサミド（すなわち、上記および以下に化合物［１８］として示されるような、Ｒ₉においてミリスチン酸と複合体を形成したドキシサイクリン）。ＤＣＭ（１２ｍｌ）およびＤＭＦ（４ｍｌ）の混合物中、９－アミノドキシサイクリン（Ｂａｒｄｅｎ， Ｔｉｍｏｔｈｙ Ｃ． ｅｔ ａｌ． “Ｇｌｙｃｙｌｃｙｃｌｉｎｅｓ”． ３． ９－Ａｍｉｎｏｄｏｘｙｃｙｃｌｉｎｅｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅｓ． Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ． １９９４， ３７， ３２０５－３２１１（非特許文献５）に記載されるように調製）（０．７０ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、テトラデカン酸（０．３６ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、ＨＢＴＵ（０．８５ｇ、２．２５ｍｍｏｌ）およびＮＭＭ（０．３３ｍｌ、３．０ｍｍｏｌ）の溶液を、室温、窒素雰囲気下で７２時間撹拌した。溶媒を減圧下で蒸発させた。得られた残渣をアセトニトリル（４０ｍｌ）で摩砕し、沈澱を濾取し、アセトニトリル（１０ｍｌ）、ジエチルエーテル（２０ｍｌ）で洗浄し、真空下で乾燥させた。粗生成物をＤＭＳＯに溶解させ、分取ＨＰＬＣ（方法Ａ）により精製し、（４Ｓ，５Ｓ，６Ｒ，１２ａＳ）－４－（ジメチルアミノ）－３，５，１０，１２，１２ａ－ペンタヒドロキシ－６－メチル－１，１１－ジオキソ－９－（テトラデカノイルアミノ）－４ａ，５，５ａ，６－テトラヒドロ－４Ｈ－テトラセン－２－カルボキサミド（０．０８６ｇ）を得た。ＬＣ－ＭＳ ６７０．２ ［Ｍ＋Ｈ］⁺、ＲＴ ２．７８分。

実施例２－ドキシサイクリンと脂肪酸の複合体。（４Ｓ，５Ｓ，６Ｒ，１２ａＳ）－４－（ジメチルアミノ）－９－（ヘキサデカノイルアミノ）－３，５，１０，１２，１２ａ－ペンタヒドロキシ－６－メチル－１，１１－ジオキソ－４ａ，５，５ａ，６－テトラヒドロ－４Ｈ－テトラセン－２－カルボキサミド。以下に示す化合物［１９］は、実施例１の方法に従って製造した。ＬＣ－ＭＳ ６９８．２ ［Ｍ＋Ｈ］⁺、ＲＴ ３．０２分。

実施例３－ドキシサイクリンと脂肪酸の複合体。（４Ｓ，５Ｓ，６Ｒ，１２ａＳ）－４－（ジメチルアミノ）－９－（ドデカノイルアミノ）－３，５，１０，１２，１２ａ－ペンタヒドロキシ－６－メチル－１，１１－ジオキソ－４ａ，５，５ａ，６－テトラヒドロ－４Ｈ－テトラセン－２－カルボキサミド。以下に示す化合物［２０］は、実施例１の方法に従って調整した。ＬＣ－ＭＳ ６４２．１ ［Ｍ＋Ｈ］⁺、ＲＴ ２．４２分。

実施例４－ドキシサイクリンとＴＰＰの複合体（シュウ酸塩として）。［６－［［（５Ｒ，６Ｓ，７Ｓ，１０ａＳ）－９－カルバモイル－７－（ジメチルアミノ）－１，６，８，１０ａ，１１－ペンタヒドロキシ－５－メチル－１０，１２－ジオキソ－５ａ，６，６ａ，７－テトラヒドロ－５Ｈ－テトラセン－２－イル］アミノ］－６－オキソ－ヘキシル］－トリフェニル－ホスホニウムシュウ酸塩。以下に示す化合物［２１］は、分取ＨＰＬＣ（方法Ｂ）により精製したこと以外は実施例１の方法に従って製造した。ＬＣ－ＭＳ ４０９．７ ［Ｍ １／２］⁺、ＲＴ １．５３分。

実施例５－アジスロマイシン複合体の前駆体。２Ｒ，３Ｓ，４Ｒ，５Ｒ，８Ｒ，１０Ｒ，１１Ｒ、１２Ｓ，１３Ｓ，１４Ｒ）－２－エチル－３，４，１０－トリヒドロキシ－１３－［（２Ｓ，４Ｒ，５Ｓ，６Ｓ）－５－ヒドロキシ－４－メトキシ－４，６－ジメチル－テトラヒドロピラン－２－イル］オキシ－１１－［（２Ｓ，３Ｒ，４Ｓ，６Ｒ）－３－ヒドロキシ－６－メチル－４－（メチルアミノ）テトラヒドロピラン－２－イル］オキシ－３，５，６，８，１０，１２，１４－ヘプタメチル－１－オキサ－６－アザシクロペンタデカン－１５－オン。化合物［２２］は、Ｖｕｊａｓｉｎｏｖｉｃ， Ｉｎｅｓ ｅｔ ａｌ． Ｎｏｖｅｌ ｔａｎｄｅｍ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｎ’－Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ２－Ｉｍｉｎｏ－１，３－ｏｘａｚｏｌｉｄｉｎｅｓ ｆｒｏｍ Ｖｉｃｉｎａｌ （ｓｅｃ－ｏｒ ｔｅｒｔ－）Ａｍｉｎｏ Ａｌｃｏｈｏｌ ｏｆ Ｄｅｓｏｓａｍｉｎｅ． Ｅｕｒ． Ｊ． Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ． ２０１１， ２５０７－２５１８（非特許文献６）に従って調整した。ＬＣ－ＭＳ ７３５．３ ［Ｍ＋Ｈ］⁺、ＲＴ ０．９７分。

実施例６－アジスロマイシン－脂肪酸複合体。Ｎ－［（２Ｓ，３Ｒ，４Ｓ，６Ｒ）－２－［［（２Ｒ，３Ｓ，４Ｒ，５Ｒ，８Ｒ，１０Ｒ，１１Ｒ，１２Ｓ，１３Ｓ，１４Ｒ）－２－エチル－３，４，１０－トリヒドロキシ－１３－［（２Ｓ，４Ｒ，５Ｓ，６Ｓ）－５－ヒドロキシ－４－メトキシ－４，６－ジメチル－テトラヒドロピラン－２－イル］オキシ－３，５，６，８，１０，１２，１４－ヘプタメチル－１５－オキソ－１－オキサ－６－アザシクロペンタデカ－１１－イル］オキシ］－３－ヒドロキシ－６－メチル－テトラヒドロピラン－４－イル］－Ｎ－メチル－テトラデカンアミド。化合物［２３］は、２Ｒ，３Ｓ，４Ｒ，５Ｒ，８Ｒ，１０Ｒ，１１Ｒ，１２Ｓ，１３Ｓ，１４Ｒ）－２－エチル－３，４，１０－トリヒドロキシ－１３－［（２Ｓ，４Ｒ，５Ｓ，６Ｓ）－５－ヒドロキシ－４－メトキシ－４，６－ジメチル－テトラヒドロピラン－２－イル］オキシ－１１－［（２Ｓ，３Ｒ，４Ｓ，６Ｒ）－３－ヒドロキシ－６－メチル－４－（メチルアミノ）テトラヒドロピラン－２－イル］オキシ－３，５，６，８，１０，１２，１４－ヘプタメチル－１－オキサ－６－アザシクロペンタデカン－１５－オンから、ＨＢＴＵの代わりにＨＣＴＵを用い、シリカゲルで最終精製を行うこと（ＭｅＯＨ（７Ｍ）／ＤＣＭ中２．５％ＮＨ３）以外は実施例１の方法に従って調整した。ＬＣ－ＭＳ ９４６．４ ［Ｍ＋Ｈ］⁺、ＲＴ ２．４８分。

いくつかの実施形態では、これらの治療薬の１以上は、α－シクロデキストリン、β－シクロデキストリン、γ－シクロデキストリン、およびそれらの誘導体などのシクロデキストリン化合物との包接複合体の一部であり得る。いくつかの実施形態では、シクロデキストリン誘導体は、前段落に記載される標的化シグナルの１以上を含み得る。いくつかの実施形態では、シクロデキストリン包接複合体は、標的組織への治療薬の送達を増大させ得る。

当然のことながら、本アプローチの実施形態は、抗癌活性に加えて有利な利益を有し得る。いくつかの実施形態では、例えば、この組成物は、放射線増感活性および光増感活性のうち少なくとも１つを有する。いくつかの実施形態では、この組成物は、癌細胞を化学療法薬、天然物質、およびカロリー制限のうち少なくとも１つに増感させる。いくつかの実施形態では、この組成物は、老化細胞を選択的に死滅させる。加齢は多くのヒト癌タイプの発生に最も重要なリスク因子の１つであるので、本アプローチの実施形態はまた、健康寿命および寿命の向上に密接な関係を持つ。アジスロマイシンはそれ自体、筋繊維芽細胞(ｍｙｏ－ｆｉｂｒｏｂａｓｔｓ）などの老化線維芽細胞を標的とし除去する著明な老化細胞除去活性を有するＦＤＡ承認薬である。この老化細胞除去活性は、９７％に近づく著しい効率を有する。炎症誘発性老化細胞の蓄積は、例えば、心疾患、糖尿病、認知症および癌などの多くの加齢関連疾患の主要な原因であると思われる。癌関連線維芽細胞（ＣＡＦ）は、腫瘍促進活性を伴う老化筋線維芽細胞であるので、アジスロマイシンを用いた本アプローチの三剤組合せ実施形態はまた悪性および転移性癌、特に、「逆ワールブルク効果」の代謝特性を有するものの解糖腫瘍間質も効果的に標的とし得る。いくつかの実施形態では、この組成物は、老化関連分泌表現型の獲得を妨げる。いくつかの実施形態では、この組成物は、組織修復および再生を促進する。いくつかの実施形態では、この組成物は、生物の寿命および健康寿命のうち少なくとも一方を延長する。

本アプローチの実施形態はまた、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、悪液質、および放射線療法耐性のうち少なくとも１つを治療するための方法の形態も採り得る。当然のことながら、本アプローチは、腫瘍再発、転移、薬剤耐性、悪液質、および放射線療法耐性のうち少なくとも１つを治療するための薬剤の調製のための化合物を提供するために使用され得る。いくつかの実施形態では、本アプローチによる方法は、従来の癌治療に従って投与し得る。他の実施形態において、本アプローチは、例えば、再発、転移、および／または耐性を予防するまたはその可能性を低減するためなどの従来の癌治療の前に行うことができる。他の実施形態において、本アプローチは、従来の癌治療とともに使用され得る。

以下の段落は、上記に示された検査結果と分析に関して使用される方法および材料を説明する。細胞株および試薬：ＥＲ（＋）ヒト乳癌細胞株としてのＭＣＦ７細胞は、原初は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ＡＴＣＣ）からカタログ番号ＨＴＢ－２２として購入した。ドキシサイクリン、アジスロマイシンおよびアスコルビン酸（ビタミンＣ）は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｉｎｃ．から商業的に入手した。

腫瘍様塊形成アッセイ： 単細胞懸濁液は、酵素的（１×トリプシン－ＥＤＴＡ、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、＃Ｔ３９２４）、および手動解離（２５ゲージニードル）を用いて調製した。細胞を「腫瘍スフェアプレート」と呼称する、（２－ヒドロキシエチルメタクリラート）（ポリ－ＨＥＭＡ、Ｓｉｇｍａ、＃Ｐ３９３２）でプレコートした培養ディッシュの腫瘍様塊培地（ＤＭＥＭ－Ｆ１２＋Ｂ２７＋２０ｎｇ／ｍｌ ＥＧＦ＋ＰｅｎＳｔｒｅｐ）中に、非接着条件下、５００細胞／ｃｍ²の密度で播種した。ビヒクル単独（ＤＭＳＯ）対照細胞を並行して処理した。細胞を５日間増殖させ、３７℃の加湿インキュベーター内で維持した。５日の培養の後、三次元腫瘍様塊＞５０μｍを、接眼レンズ（「目盛り」）を用いて計数し、播種した細胞に対するスフェアを形成した細胞のパーセンテージを計算し、腫瘍様塊形成率％（ＭＦＥ）として表し、１に対して正規化した（１＝１００％ＭＳＦ）。

代謝フラックス分析： ＭＣＦ７細胞におけるリアルタイム酸素消費速度（ＯＣＲ）および細胞外酸性化速度（ＥＣＡＲ）を、Ｓｅａｈｏｒｓｅ細胞外フラックス（ＸＦｅ９６）アナライザー（Ｓｅａｈｏｒｓｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、ＵＳＡ）を用いて決定した。簡単に述べれば、ウェル当たり１．５×１０⁴細胞をＸＦｅ９６ウェル細胞培養プレートに播種し、一晩インキュベートして細胞を接着させた。次に、細胞を７２時間抗生物質で処理した。ビヒクル単独対照細胞を並行して処理した。７２時間のインキュベーションの後、細胞を予温したＸＦアッセイ培地（またはＯＣＲ測定の場合には、１０ｍＭグルコース、１ｍＭピルビン酸塩、２ｍＭ Ｌ－グルタミンを添加し、ｐＨ７．４に調整したＸＦアッセイ培地）で洗浄した。次に、細胞を無ＣＯ²インキュベーターにて、１７５μＬ／ウェルのＸＦアッセイ培地中、３７℃で１時間維持した。インキュベーションの期間中、本発明らは ＸＦアッセイ培地中、２５μＬの８０ｍＭグルコース、９μＭオリゴマイシン、および１Ｍ２－デオキシグルコース（ＥＣＡＲ測定の場合）または１０μＭオリゴマイシン、９μＭＦＣＣＰ、１０μＭロテノン、１０μＭアンチマイシンＡ（ＯＣＲ測定の場合）を、ＸＦｅ９６センサーカートリッジの注入口に添加した。測定値はタンパク質含量（ブラッドフォードアッセイ）により正規化した。データセットを、ＸＦｅ９６ソフトウエアおよびＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍソフトウエアを用い、一元配置ＡＮＯＶＡおよびスチューデントのｔ検定計算を用いて分析した。試験は全て、５連で独立に３回行った。

アノイキス耐性に関する生／死アッセイ： ドキシサイクリン単独、アジスロマイシン単独または組合せのいずれかで４８時間、単層処理した後、低接着プレートに播種することによってＣＳＣ集団を濃縮した。これらの条件下、アノイキス（細胞基質接着の欠如によって誘導されるアポトーシスの一種）を受けていたＣＳＣ集団は無く、ＣＳＣは生存していると考えられる。次に、生存しているＣＳＣ画分をＦＡＣＳ分析により決定した。簡単に述べれば、１×１０４個のＭＣＦ７単層細胞を６ウェルプレートにて抗生物質またはビヒクル単独で４８時間処理した。次に、細胞をトリプシン処理し、低接着プレートの腫瘍様塊培地中に播種した。１２時間後、ＭＣＦ７細胞を回転沈降させた。細胞を２回すすぎ、ＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ色素（Ｆｉｘａｂｌｅ Ｄｅａｄ Ｖｉｏｌｅｔ反応性色素；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）とともに１０分間インキュベートした。次に、サンプルをＦＡＣＳ（Ｆｏｒｔｅｓｓａ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｅｎｃｅ）により分析した。その後、生存集団を、ＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ色素染色アッセイを使用することにより同定した。データは、ＦｌｏｗＪｏソフトウエアを用いて分析した。

本アプローチの実施形態の記載に使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、限定を意図しない。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、単数形「１つの(a)」、「１つの(an)」および「その(the)」は、文脈が明らかにそうではないことを示さない限り、複数形も含むものとする。本アプローチは、以下の詳細な説明の考慮事項から明らかとなるような多くの代替物、改変、および等価物を包含する。

本明細書において本アプローチの種々の要素を記載するために「第１」、「第２」、「第３」、「ａ）」、「ｂ）」および「ｃ）」などの用語が使用される場合があるが、特許請求の範囲はこれらの用語によって限定されるべきではないと理解される。これらの用語は本アプローチのある要素を別の要素と区別するために用いられるにすぎない。よって、以下に述べる第１の要素は、本アプローチの教示から逸脱することなく、要素態様と呼ぶことができ、第３の要素も同様である。よって、「第１」、「第２」、「第３」、「ａ）」、「ｂ）」および「ｃ）」などの用語は、関連の要素に必ずしも順序または他の階層を示唆することを意図せず、単に特定のために使用される。操作（または工程）の順序は、特許請求の範囲に示される順序に限定されない。

特に断りのない限り、本明細書に使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、当業者により一般に理解されているものと同様の意味を有する。さらに、慣用される辞書に定義されるものなどの用語は、本願の文脈および関連分野におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書において明示的に定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されるべきではないと理解される。本明細書に記述される全ての刊行物、特許出願、特許および他の参照文献は、それらの全内容が本明細書の一部として援用される。用語に矛盾がある場合には、本明細書が優先する。

また、本明細書で使用する場合、「および／または」は、関連の列挙項目のうち１以上の、可能性のあるあらゆる組合せならびに択一的に解釈される場合の組合せの不在（「または」）を包含する。

文脈がそうではないことを示さない限り、本明細書に記載される本アプローチの種々の特徴はいずれの組合せで使用することもできることが特に意図される。さらに、本アプローチは、いくつかの実施形態において、例証となる実施形態に関して記載されるいずれかの特徴または特徴の組合せが除外または省略され得ることも企図する。

本明細書で使用する場合、移行句「から本質的になる」（および文法的変形）は、列挙された材料または工程および特許請求の範囲の「基本的および新規な特徴」に実質的に影響を及ぼさないものを包含すると解釈されるべきである。よって、本明細書で使用する場合、「から本質的になる」という用語は、「を含む」と等価として解釈されるべきではない。

「約」という用語は、例えば、量または濃度などの測定可能な値に関して本明細書で使用する場合、示された値の±２０％、±１０％、±５％、±１％、±０．５％、またはさらには±０．１％の変動を包含することを意味する。測定可能な値に関して本明細書で示される範囲は、他のいずれの範囲もおよび／またはその間の個々の値も含み得る。

このように本アプローチの特定の実施形態を記載してきたが、添付の特許請求の範囲は、それらの多くの明らかな変形形態が以下に特許請求されるようなその趣旨または範囲から逸脱することなく可能であるので、上記に示される特定の詳細によって限定されないと理解されるべきである。

Claims (57)

1. ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬、およびミトコンドリア酸化ストレスを誘導する第３の治療薬を含む組成物。
2. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンを含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンを含み、前記第３の治療薬はビタミンＣを含む、請求項１に記載の組成物。
3. 前記第１の治療薬は第１の脂肪酸と複合体を形成したエリスロマイシン系メンバーを含み、前記第２の治療薬は第２の脂肪酸と複合体を形成したテトラサイクリン系メンバーを含み、前記第３の治療薬は、ビタミンＣおよびパルミチン酸アスコルビルのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載の組成物。
4. 前記第１の脂肪酸および前記第２の脂肪酸のうち少なくとも一方はミリスチン酸を含む、請求項３に記載の組成物。
5. 少なくとも１つの治療薬は脂肪酸部分との複合体を含む、請求項１に記載の組成物。
6. 前記第２の治療薬は、
   

   

   式中、ｎは１～２０の整数である；
   

   

   式中、ｎは１～２０の整数である；
   

   

   式中、ｎは１～２０の整数である；および
   

   

   式中、ｎは１～２０の整数である、
   のうち１つを含む、請求項１に記載の組成物。
7. 前記第１の治療薬および前記第２の治療薬のうち少なくとも一方はＴＰＰ部分との複合体を含む、請求項１に記載の組成物。
8. 前記第１の治療薬は第１のＴＰＰ部分と複合体を形成したエリスロマイシン系メンバーを含み、前記第２の治療薬は第２のＴＰＰ部分と複合体を形成したテトラサイクリン系メンバーを含み、前記第３の治療薬はビタミンＣおよびパルミチン酸アスコルビルのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載の組成物。
9. アジスロマイシンおよびドキシサイクリンのうち少なくとも一方の濃度は抗菌性を示さないものである、請求項２に記載の組成物。
10. アジスロマイシンおよびドキシサイクリンの両方の濃度は抗菌性を示さないものである、請求項２に記載の組成物。
11. 前記第３の治療薬は、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分な濃度で経口投与されるビタミンＣを含む、請求項１に記載の組成物。
12. 前記第１の治療薬はエリスロマイシン系メンバーまたはエリスロマイシン系メンバーと脂肪酸の複合体である、請求項１に記載の組成物。
13. 前記第２の治療薬はテトラサイクリン系メンバーまたはドキシサイクリン系メンバーと脂肪酸の複合体である、請求項１に記載の組成物。
14. 前記第１の治療薬は、
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である；および
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である、
    のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の組成物。
15. 前記第３の治療薬は、ビタミンＣ、パルミチン酸アスコルビル、および
    

    

    式中、ｎは１～２０の整数である、
    のうち少なくとも１つである、請求項１に記載の組成物。
16. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンとミリスチン酸の複合体であり、前記第２の治療薬はドキシサイクリンとミリスチン酸の複合体であり、前記第３の治療薬はビタミンＣまたはパルミチン酸アスコルビルのいずれかである、請求項１に記載の組成物。
17. 前記第３の治療薬はパルミチン酸アスコルビルであり、前記第１の治療薬、第２の治療薬、および第３の治療薬はリポソーム薬物送達システムに封入されている、請求項１６に記載の組成物。
18. 少なくとも１つの治療薬はＴＰＰ；ＴＰＰ－誘導体；２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰ；２－クロロベンジル－ＴＰＰ；３－メチルベンジル－ＴＰＰ；２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰ；１－ナフチルメチル－ＴＰＰ；ｐ－キシリレンビス－ＴＰＰ；２－ブテン－１，４－ビス－ＴＰＰの誘導体；２－クロロベンジル－ＴＰＰの誘導体；３－メチルベンジル－ＴＰＰの誘導体；２，４－ジクロロベンジル－ＴＰＰの誘導体；１－ナフチルメチル－ＴＰＰの誘導体；ｐ－キシリレンビス－ＴＰＰの誘導体；グアニジニウム；グアニジニウム誘導体；キノリニウム；キノリニウムベース部分；コリンエステル；ローダミン；ローダミン誘導体；ピリジニウム；（Ｅ）－４－（１Ｈ－インドール－３－イルビニル）－Ｎ－メチルピリジニウムヨージド（Ｆ１６）；スルホニル尿素誘導体；ジアゾキシド；および１０－Ｎ－ノニルアクリジンオレンジのうち少なくとも１つで化学的に修飾されている、請求項１に記載の組成物。
19. 抗癌活性と放射線増感活性および光増感活性のうち少なくとも一方を有する、請求項１に記載の組成物。
20. 癌細胞を化学療法薬、天然物質、およびカロリー制限のうち少なくとも１つに増感させる、請求項１に記載の組成物。
21. 老化細胞を選択的に死滅させる、請求項１に記載の組成物。
22. 老化関連分泌表現型の獲得を妨げる、請求項１に記載の組成物。
23. 組織修復および再生を促進する、請求項１に記載の組成物。
24. 生物の寿命および健康寿命のうち少なくとも１つを延長する、請求項１に記載の組成物。
25. 癌細胞を根絶するための方法であって、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬の有効量を投与すること、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬の有効量を投与すること、および前記癌細胞においてミトコンドリア酸化ストレスを誘導することを含む、方法。
26. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンを含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンを含み、前記癌細胞においてミトコンドリア酸化ストレスを誘導することはビタミンＣを投与することを含む、請求項２５に記載の組成物。
27. 前記癌細胞におけるミトコンドリア酸化ストレスはビタミンＣおよびパルミチン酸アスコルビルのうち少なくとも一方を含む第３の治療薬により誘導され、前記第１の治療薬は第１の脂肪酸と複合体を形成したエリスロマイシン系メンバーを含み、前記第２の治療薬は第２の脂肪酸と複合体を形成したテトラサイクリン系メンバーを含む、請求項２５に記載の方法。
28. 前記第１の脂肪酸および前記第２の脂肪酸のうち少なくとも一方はミリスチン酸を含む、請求項２７に記載の組成物。
29. 少なくとも１つの治療薬は脂肪酸部分との複合体を含む、請求項２５に記載の組成物。
30. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンおよびミリスチン酸複合体を含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンおよびミリスチン酸複合体を含む、請求項２５に記載の組成物。
31. 少なくとも１つの治療薬はＴＰＰ部分との複合体を含む、請求項２５に記載の組成物。
32. 前記癌細胞におけるミトコンドリア酸化ストレスは放射線療法の１つにより誘導され、前記第３の治療薬はビタミンＣおよびパルミチン酸アスコルビルのうち少なくとも一方を含む、請求項２５に記載の組成物。
33. 前記アジスロマイシンおよびドキシサイクリンのうち少なくとも１つの濃度は抗菌性を示さないものであり、前記ビタミンＣの濃度は、血液、血清、および血漿のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分なものである、請求項２６に記載の方法。
34. 前記癌細胞は癌幹細胞、活動的癌幹細胞、循環腫瘍細胞、および治療耐性癌細胞のうち少なくとも１つを含む、請求項３３に記載の方法。
35. 癌を治療するための方法であって、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬、および酸化促進剤として挙動する第３の治療薬を備える有効量の組成物を投与することを含む、方法。
36. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンを含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンを含み、前記第３の治療薬はビタミンＣ、パルミチン酸アスコルビル、およびアスコルビン酸誘導体のうち少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 前記アジスロマイシンおよびドキシサイクリンのうち少なくとも一方の濃度は抗菌性を示さないものであり、前記ビタミンＣおよびアスコルビン酸誘導体のうち少なくとも１つの濃度は、血液、血漿、および血清のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分なものである、請求項３６に記載の方法。
38. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンと第１の脂肪酸の複合体を含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンと第２の脂肪酸の複合体を含み、前記第３の治療薬はビタミンＣ、パルミチン酸アスコルビル、およびアスコルビン酸誘導体のうち少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の方法。
39. 前記第１の脂肪酸および前記第２の脂肪酸のうち少なくとも一方はミリスチン酸である、請求項３８に記載の方法。
40. 腫瘍再発、転移、薬剤耐性、放射線療法耐性、および悪液質のうち少なくとも１つを治療するための方法であって、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬、およびミトコンドリア酸化ストレスを誘導する第３の治療薬を備えた有効量の組成物を投与することを含む、方法。
41. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンまたはアジスロマイシンと第１の脂肪酸の複合体を含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンまたはドキシサイクリンと第２の脂肪酸の複合体を含み、前記第３の治療薬はビタミンＣ、アスコルビン酸誘導体、化学療法薬、および放射線療法のうち少なくとも１つを含む、請求項４０に記載の方法。
42. 前記第１の治療薬および前記第２の治療薬のうち少なくとも一方の濃度は抗菌性を示さないものであり、前記第３の治療薬は、血液、血漿、および血清のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分な濃度のビタミンＣである、請求項４１に記載の方法。
43. 前記投与は癌治療の前、癌治療とともに、および癌治療後のうち少なくとも１つに行われる、請求項４０に記載の方法。
44. 腫瘍再発、転移、薬剤耐性、悪液質、および放射線療法耐性のうち少なくとも１つを予防するための方法あって、ミトコンドリア生合成を阻害し、大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬、ミトコンドリア生合成を阻害し、小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬、およびミトコンドリア酸化ストレスを誘導する第３の治療薬を備えた有効量の組成物を投与することを含む、方法。
45. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンまたはアジスロマイシンと第１の脂肪酸の複合体を含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンまたはドキシサイクリンと第２の脂肪酸の複合体を含み、前記第３の治療薬はビタミンＣおよびアスコルビン酸誘導体のうち少なくとも一方を含む、請求項４４に記載の方法。
46. 前記第１の治療薬および前記第２の治療薬のうち少なくとも一方の濃度は抗菌性を示さないものであり、前記第３の治療薬の濃度は、血液、血漿、および血清のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分なものである、請求項４５に記載の方法。
47. 前記投与は癌治療の前、癌治療とともに、および癌治療の後の少なくとも１つに行われる、請求項４４に記載の方法。
48. 大ミトコンドリアリボソームを標的とする第１の治療薬でミトコンドリア生合成を阻害すること、
    小ミトコンドリアリボソームを標的とする第２の治療薬でミトコンドリア生合成を阻害すること、および
    第３の治療薬で癌細胞においてミトコンドリア酸化ストレスを誘導すること
    を含む、抗癌治療方法。
49. 前記第１の治療薬、前記第２の治療薬、および前記第３の治療薬は同時に投与される、請求項４８に記載の方法。
50. 前記第１の治療薬はアジスロマイシンまたはアジスロマイシンと第１の脂肪酸の複合体を含み、前記第２の治療薬はドキシサイクリンまたはドキシサイクリンと第２の脂肪酸の複合体を含み、前記第３の治療薬はビタミンＣを含む、請求項４８に記載の方法。
51. 前記第１の治療薬および前記第２の治療薬のうち少なくとも一方の濃度は抗菌性を示さないものであり、前記ビタミンＣの濃度は、血液、血漿、および血清のうち少なくとも１つにおいてピークビタミンＣ濃度が１００μＭ～２５０μＭに達するために十分なものである、請求項５０に記載の方法。
52. 前記第３の治療薬はビタミンＣ、パルミチン酸アスコルビル、アスコルビン酸誘導体、化学療法薬、および放射線療法のうち少なくとも１つである、請求項４８に記載の方法。
53. 少なくとも１つの治療薬は膜標的化シグナルおよびミトコンドリア標的化シグナルのうち１つで化学的に修飾されている、請求項４８に記載の方法。
54. 前記投与は癌治療の前、癌治療とともに、および癌治療の後の少なくとも１つに行われる、請求項４８に記載の方法。
55. 癌幹細胞、活動的癌幹細胞、循環腫瘍細胞、および治療耐性癌細胞のうち少なくとも１つを死滅させる、請求項４８に記載の方法。
56. 化学療法、放射線療法、化学療法薬、天然物質、およびカロリー制限のうち少なくとも１つに対する癌細胞の感受性を高める、請求項４８に記載の方法。
57. 老化細胞を死滅させる、老化関連分泌表現型の獲得を妨げる、および組織修復および再生を促進する、のうち少なくとも１つである、請求項４８に記載の方法。

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