JP2023086478A - Cancer cell proliferation inhibitory composition - Google Patents

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繁織 竹中
Shigeori Takenaka
ティンティン ゾウ
Tingting Zou
しのぶ 佐藤
Shinobu Sato
聡 藤井
Satoshi Fujii
弘 竹内
Hiroshi Takeuchi
和宏 冨永
Kazuhiro Tominaga
晃 福田
Akira Fukuda
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Abstract

To provide a cancer cell proliferation inhibitory composition that contains a specific cyclic anthraquinone derivative.SOLUTION: A cancer cell proliferation inhibitory composition contains a cyclic anthraquinone derivative represented by the following structural formula.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、環状アントラキノン誘導体を含み、がん細胞の増殖を抑える組成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition containing a cyclic anthraquinone derivative and suppressing the growth of cancer cells.

近年、がんの治療法として、分子標的治療薬を用いた治療(分子標的治療)が広く行われるようになってきている。従来の化学療法が、主にがんの部位(例えば、肺癌)ごとに有効な抗がん剤を組み合わせて投与するのに対して、分子標的治療は、患者のがん細胞に特徴的な分子レベルの異常を標的として攻撃する薬剤を投与するものである。 In recent years, as a method of treating cancer, treatment using a molecularly targeted therapeutic drug (molecularly targeted treatment) has been widely performed. In contrast to conventional chemotherapy, which combines and administers effective anticancer drugs mainly for each cancer site (e.g., lung cancer), molecular targeted therapy uses molecules specific to the patient's cancer cells. It administers drugs that target and attack abnormal levels.

この分子標的治療は、がん細胞を狙った治療であるため、正常な細胞への悪影響が比較的小さく、副作用も少ないと考えられている。また、分子標的治療には、その薬剤が有効かどうかを投与前にある程度予測できるというメリットもある。 Since this molecular-targeted therapy targets cancer cells, it is believed that it has relatively little adverse effect on normal cells and causes few side effects. Molecular-targeted therapy also has the advantage of being able to predict to some extent whether the drug will be effective or not before administration.

がんの分子標的治療おいては、よく知られている変異キナーゼまたは特定の癌微小環境を標的とするものを除いて、細胞増殖の増加を促進するc-myc腫瘍遺伝子、テロメアの伸長におけるテロメラーゼ作用を加速するhTERTなどの特定の遺伝子の発現異常DNAが、がん発生と高度に相関していることが報告されており(例えば、非特許文献1参照)、この特定の遺伝子の発現異常DNAが、がんの分子標的治療における有望な標的となることが期待されている。 In targeted cancer therapy, except for the well-known mutated kinases or those targeting specific cancer microenvironments, the c-myc oncogene that promotes increased cell proliferation, telomerase in telomere elongation It has been reported that abnormally expressed DNA of a specific gene such as hTERT, which accelerates the action, is highly correlated with cancer development (see, for example, Non-Patent Document 1). is expected to be a promising target for molecularly targeted cancer therapy.

このように、がんの分子標的治療に関する様々な研究がなされており、がんの分子標的治療に有用な新たな治療薬が求められている。 As described above, various studies have been conducted on molecular target cancer therapy, and new therapeutic agents useful for molecular target cancer therapy are desired.

一方、DNA縫い込み型インターカレーターとして知られるアントラキノンは、GC塩基対に優先的に結合し、DNAの複製や転写を阻害する。その誘導体であるドキソルビシンやノガラマイシンは、古典的な化学癌治療薬として採用されたが、心筋症などの副作用が生じることが知られている(例えば、非特許文献2及び3参照)。 On the other hand, anthraquinone, known as a DNA threading intercalator, preferentially binds to GC base pairs and inhibits DNA replication and transcription. Its derivatives, doxorubicin and nogaramycin, have been used as classical chemical cancer therapeutic agents, but are known to cause side effects such as cardiomyopathy (see, for example, Non-Patent Documents 2 and 3).

また、アントラキノンは、グアニン四重鎖(G-quadruplex;G4)への結合剤としても働き、G4構造を認識して安定化させることにより、効果的にテロメラーゼを阻害することが知られている(例えば、非特許文献4~5参照)。このように、G4へ強く結合し、テロメラーゼ阻害効果を有する小分子は、がんの治療薬として期待されている。 Anthraquinone is also known to act as a binding agent to a guanine quadruplex (G-quadruplex; G4) and effectively inhibit telomerase by recognizing and stabilizing the G4 structure ( For example, see Non-Patent Documents 4 and 5). Thus, a small molecule that strongly binds to G4 and has a telomerase inhibitory effect is expected as a therapeutic agent for cancer.

Fumi Nagatsugi, Kazumitsu Onizuka, Functional G-Quadruplex Binding Molecules, Chem. Lett. 2020, Vol.49, No.7,771-780Fumi Nagatsugi, Kazumitsu Onizuka, Functional G-Quadruplex Binding Molecules, Chem. Lett. 2020, Vol.49, No.7,771-780 Suhail A. Islam, S.N., Bijukumar M. Gandecha, Malcolm Partridge, Laurence H.Patterson, & Brown, a.J.R. Comparative Computer Graphics and Solution Studies of the DNA Interaction of Substituted Anthraquinones Based on Doxorubicin and Mitoxantrone. Journal of Medicinal Chemistry 28, 857-864 (1985)Suhail A. Islam, S.N., Bijukumar M. Gandecha, Malcolm Partridge, Laurence H.Patterson, & Brown, a.J.R. Comparative Computer Graphics and Solution Studies of the DNA Interaction of Substituted Anthraquinones Based on Doxorubicin and Mitoxantrone. Journal of Medicinal Chemistry 28, 857 -864 (1985) Singal, P.K. & Iliskovic, N. Doxorubicin-induced cardiomyopathy. N Engl J Med 339, 900-905 (1998).Singal, P.K. & Iliskovic, N. Doxorubicin-induced cardiomyopathy. N Engl J Med 339, 900-905 (1998). Giuseppe Zagotto, C.S., Lorena Lucatello, Claudia Pivetta, Sergio A. Cadamuro, Keith R. Fox, Stephen Neidle, and Manlio Palumbo Aminoacyl-Anthraquinone Conjugates as Telomerase Inhibitors: Synthesis, Biophysical and Biological Evaluation. J. Med. Chem. 51, 5566-5574 (2008).Giuseppe Zagotto, C.S., Lorena Lucatello, Claudia Pivetta, Sergio A. Cadamuro, Keith R. Fox, Stephen Neidle, and Manlio Palumbo Aminoacyl-Anthraquinone Conjugates as Telomerase Inhibitors: Synthesis, Biophysical and Biological Evaluation. J. Med. Chem. 51, 5566-5574 (2008). Collie, G. et al. Selectivity in small molecule binding to human telomeric RNA and DNA quadruplexes. Chem Commun (Camb), 7482-7484 (2009).Collie, G. et al. Selectivity in small molecule binding to human telomeric RNA and DNA quadruplexes. Chem Commun (Camb), 7482-7484 (2009). Zambre, V.P., Murumkar, P.R., Giridhar, R. & Yadav, M.R. Development of highly predictive 3D-QSAR CoMSIA models for anthraquinone and acridone derivatives as telomerase inhibitors targeting G-quadruplex DNA telomere. J Mol Graph Model 29, 229-239 (2010).Zambre, V.P., Murumkar, P.R., Giridhar, R. & Yadav, M.R. Development of highly predictive 3D-QSAR CoMSIA models for anthraquinone and acridone derivatives as telomerase inhibitors targeting G-quadruplex DNA telomere. J Mol Graph Model 29, 229-239 ( 2010).

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、特定の環状アントラキノン誘導体を含み、がん細胞の増殖を抑制する組成物を提供することにある。また、分子標的がん治療に有用な組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a composition that contains a specific cyclic anthraquinone derivative and suppresses the growth of cancer cells. Another object of the present invention is to provide a composition useful for molecularly targeted cancer therapy.

本発明者らは、環状部に平面構造のベンゼン環を有する環状アントラキノン誘導体が、がん細胞の増殖を効果的かつ選択的に抑制することを見いだし、本発明を完成するに至った。 The present inventors have found that a cyclic anthraquinone derivative having a planar benzene ring in the cyclic portion effectively and selectively inhibits cancer cell growth, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
[1]下記式(I)で示される環状アントラキノン誘導体を含むことを特徴とするがん細胞増殖抑制用組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1] A composition for inhibiting cancer cell growth, comprising a cyclic anthraquinone derivative represented by the following formula (I).

Figure 2023086478000002
[式(I)中、Rは、下記式(a-1)~(a-5)で示されるいずれかの連結基(※は結合位置を表し、NH-※が、Rに連結される。)であり、Rが、下記式(b-1)~(b-5)で示されるいずれかの連結基(※は結合位置を表す。)である。]
Figure 2023086478000002
[In the formula (I), R 1 is any of the linking groups represented by the following formulas (a-1) to (a-5) (* represents the bonding position, and NH-* is linked to R 2 ), and R 2 is any linking group represented by the following formulas (b-1) to (b-5) (* represents a bonding position). ]

Figure 2023086478000003
Figure 2023086478000003

Figure 2023086478000004
Figure 2023086478000004

[2]前記環状アントラキノン誘導体が下記構造式で示されることを特徴とする上記[1]記載のがん細胞増殖抑制用組成物。 [2] The composition for suppressing cancer cell growth according to [1] above, wherein the cyclic anthraquinone derivative is represented by the following structural formula.

Figure 2023086478000005
Figure 2023086478000005

[3]がん細胞の染色体が有するテロメラーゼ活性を阻害し、がん細胞の増殖を抑えることを特徴とする上記[1]又は[2]記載のがん細胞増殖抑制用組成物。
[4]がん細胞のアポトーシスを誘導し、がん細胞の増殖を抑えることを特徴とする上記[1]~[3]のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。
[5]化学がん治療薬と比べて、がん細胞以外の正常細胞に影響が小さいことを特徴とする上記[1]~[4]のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。
[6]分子標的がん治療薬であることを特徴とする上記[1]~[5]のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。
[3] The composition for inhibiting cancer cell growth according to the above [1] or [2], which inhibits telomerase activity possessed by chromosomes of cancer cells to suppress cancer cell proliferation.
[4] The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of [1] to [3] above, which induces apoptosis of cancer cells and suppresses proliferation of cancer cells.
[5] The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of [1] to [4] above, which has less effect on normal cells other than cancer cells compared to chemical cancer therapeutic agents.
[6] The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of [1] to [5] above, which is a molecularly targeted cancer therapeutic drug.

本発明の環状アントラキノン誘導体を含む組成物は、がん細胞の増殖を効果的かつ選択的に抑制し、がんの分子標的治療に用いることができる。 The composition containing the cyclic anthraquinone derivative of the present invention effectively and selectively suppresses the growth of cancer cells, and can be used for molecular target therapy of cancer.

本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenの評価の概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overview of the evaluation of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenのTRAPアッセイの電気泳動画像を示す図である。FIG. 3 shows an electrophoresis image of the TRAP assay of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenのテロメアラーゼ阻害活性(IC50値)の測定結果を示す図である。FIG. 2 shows the measurement results of the telomerase inhibitory activity (IC 50 value) of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenで処理した癌細胞株(Ca9-22, 3T3-E1)及び正常細胞株(NHEK,BMC)におけるTERTmRNAの発現レベルの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of TERT mRNA expression levels in cancer cell lines (Ca9-22, 3T3-E1) and normal cell lines (NHEK, BMC) treated with the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenで処理した癌細胞株(Ca9-22)及び正常細胞株(NHEK,BMC)の細胞生存率の測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing measurement results of cell viability of cancer cell lines (Ca9-22) and normal cell lines (NHEK, BMC) treated with the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenで処理したヒト癌細胞株(Ca9-22, Hela,HEK293,HSC-2)におけるhTERTmRNAの発現レベルの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of hTERT mRNA expression levels in human cancer cell lines (Ca9-22, Hela, HEK293, HSC-2) treated with the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenで処理したヒト癌細胞株(Ca9-22, Hela,HEK293,HSC-2)の細胞生存率の測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the measurement results of cell viability of human cancer cell lines (Ca9-22, Hela, HEK293, HSC-2) treated with the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenのアネキシンV/PI染色アッセイの結果を示す図である。FIG. 3 shows the results of an annexin V/PI staining assay for the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenのウェスタンブロット分析の結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of Western blot analysis of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. マウスを用いた動物試験における、本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenの投与に伴う経時的な腫瘍体積の変化を示す図である。FIG. 2 shows changes in tumor volume over time associated with administration of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention in animal tests using mice. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenを5回(10日間)投与した後(最終投与から2日後)にマウスから採取した腫瘍細胞の写真である。Fig. 3 is a photograph of tumor cells collected from mice after 5 administrations (10 days) of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention (2 days after the last administration). 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBen投与に伴う経時的なマウスの体重変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing changes in body weight over time in mice following administration of the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenを投与したマウスから採取した肝臓及び腎臓のヘマトキシリン・エオジン染色の画像である。Fig. 3 shows hematoxylin and eosin-stained images of livers and kidneys collected from mice to which the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention was administered. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenを投与したマウスから採取した肝臓及び腎臓の糸球体の大きさを示すグラフである。1 is a graph showing the sizes of glomeruli in livers and kidneys collected from mice to which the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention was administered. 本発明の環状アントラキノン誘導体cAQ-mBenを投与したマウスから採取した血清の生化学分析における生理指標(BUN、UA、AST、ALT)の測定結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of measuring physiological indices (BUN, UA, AST, ALT) in biochemical analysis of serum collected from mice to which the cyclic anthraquinone derivative cAQ-mBen of the present invention was administered.

[本発明の組成物に含まれる環状アントラキノン誘導体]
本発明の組成物に含まれる環状アントラキノン誘導体は、下記式(I)で示される化合物である。なお、環状アントラキノン誘導体の形態としては、遊離体であっても、薬理学的に許容される塩の形態であってもよい。また、本発明の効果を奏する範囲で、アントラキノン構造上に、置換基を有していてもよい。
[Cyclic anthraquinone derivative contained in the composition of the present invention]
The cyclic anthraquinone derivative contained in the composition of the present invention is a compound represented by the following formula (I). The form of the cyclic anthraquinone derivative may be a free form or a pharmacologically acceptable salt form. Further, the anthraquinone structure may have a substituent as long as the effects of the present invention are exhibited.

Figure 2023086478000006
Figure 2023086478000006

式(I)中、Rは、下記式(a-1)~(a-5)で表される二価の有機連結基であり、式(a-1)で表される連結基が特に好ましい。なお、式(a-1)~(a-5)において、※は結合位置を表し、NH-※が、Rに連結される。 In formula (I), R 1 is a divalent organic linking group represented by formulas (a-1) to (a-5) below, and the linking group represented by formula (a-1) is particularly preferable. In formulas (a-1) to (a-5), * represents a bonding position, and NH-* is linked to R2 .

Figure 2023086478000007
Figure 2023086478000007

また、Rは、下記式(b-1)~(b-5)で表される有機連結基であり、式(b-1)で表される連結基が特に好ましい。式(b-1)~(b-5)中、※は結合位置を表す。 R 2 is an organic linking group represented by the following formulas (b-1) to (b-5), and the linking group represented by formula (b-1) is particularly preferable. In formulas (b-1) to (b-5), * represents a bonding position.

Figure 2023086478000008
Figure 2023086478000008

すなわち、特に好ましい環状アントラキノン誘導体(I)として、以下のものを例示することができる。 That is, the following can be exemplified as particularly preferred cyclic anthraquinone derivatives (I).

Figure 2023086478000009
Figure 2023086478000009

[本発明の組成物に含まれる環状アントラキノン誘導体の製造方法]
本発明の組成物に含まれる環状アントラキノン誘導体は、下記構造式で示される1,5-ジハロアントラキノンを出発原料として製造することができる。1,5-ジハロアントラキノンのハロゲン原子(X)としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。すなわち、1,5-ジクロロアントラキノンが好ましい。
[Method for producing a cyclic anthraquinone derivative contained in the composition of the present invention]
The cyclic anthraquinone derivative contained in the composition of the present invention can be produced using a 1,5-dihaloanthraquinone represented by the following structural formula as a starting material. The halogen atom (X) of 1,5-dihaloanthraquinone includes a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, with a chlorine atom being preferred. That is, 1,5-dichloroanthraquinone is preferred.

Figure 2023086478000010
Figure 2023086478000010

出発原料である1,5-ジハロアントラキノンに対して、下記式(a’-1)~(a’-5)で示されるアミン化合物を反応させる。 Amine compounds represented by the following formulas (a'-1) to (a'-5) are reacted with 1,5-dihaloanthraquinone as a starting material.

Figure 2023086478000011
Figure 2023086478000011

これにより、例えば、式(a’-1)で示されるアミン化合物を反応させた場合、下記化合物が得られる(具体的には、実施例の化合物1の製造参照)。 As a result, for example, when the amine compound represented by formula (a'-1) is reacted, the following compound is obtained (specifically, see production of compound 1 in Examples).

Figure 2023086478000012
Figure 2023086478000012

続いて、上記化合物に対して、下記式(b’-1)~(b’-5)で示されるジカルボン酸を反応させる。 Subsequently, the compounds are reacted with dicarboxylic acids represented by the following formulas (b'-1) to (b'-5).

Figure 2023086478000013
Figure 2023086478000013

これにより、式(b’-1)で示されるアミン化合物を反応させた場合、下記構造式で示される本発明の環状アントラキノン誘導体(化合物cAQ-mBen)が得られる(具体的には、実施例の化合物cAQ-mBenの製造参照)。 As a result, when the amine compound represented by formula (b'-1) is reacted, the cyclic anthraquinone derivative of the present invention (compound cAQ-mBen) represented by the following structural formula can be obtained (specifically, Examples preparation of the compound cAQ-mBen).

Figure 2023086478000014
Figure 2023086478000014

上記各反応は、一般的な反応条件で行うことができる。例えば、溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等を用いることができる。また、反応温度としては、0~100℃程度を挙げることができ、30~80℃程度が好ましい。 Each of the above reactions can be carried out under general reaction conditions. For example, N,N-dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO) and the like can be used as solvents. The reaction temperature may be about 0 to 100°C, preferably about 30 to 80°C.

[本発明の組成物]
本発明の組成物は、上記一般式(I)で示される環状アントラキノン誘導体を含み、がん細胞の増殖を抑えることを特徴とする。本発明の組成物は、一般式(I)で示される環状アントラキノン誘導体の他、溶剤、賦形剤等の薬学的に許容される他の成分を含んでいてもよい。
[Composition of the present invention]
The composition of the present invention is characterized by containing the cyclic anthraquinone derivative represented by the general formula (I) and suppressing the proliferation of cancer cells. The composition of the present invention may contain, in addition to the cyclic anthraquinone derivative represented by general formula (I), other pharmaceutically acceptable ingredients such as solvents and excipients.

本発明の組成物は、上記一般式(I)で示される環状アントラキノン誘導体を含むことから、がん細胞の染色体の一部であるテロメアを構成するグアニン四重鎖(G-quadruplex)を安定化することができ、がん細胞の染色体が有するテロメラーゼ活性を阻害する。さらに、がん細胞のアポトーシスを選択的に誘導することができる。したがって、本発明の組成物は、分子標的がん治療薬として有用である。 Since the composition of the present invention contains the cyclic anthraquinone derivative represented by the above general formula (I), it stabilizes the guanine quadruplex (G-quadruplex) that constitutes the telomere, which is a part of the chromosome of cancer cells. and inhibits the telomerase activity of cancer cell chromosomes. Furthermore, it can selectively induce apoptosis of cancer cells. Therefore, the composition of the present invention is useful as a molecularly targeted cancer therapeutic agent.

本発明の組成物は、経口剤、非経口剤として用いることができる。経口剤の形態としては、例えば、錠状、カプセル状、粉末状、顆粒状、棒状、板状、ブロック状、固体状、丸状、カプレット状、チュアブル状、液状、ペースト状、クリーム状、ゲル状等を挙げることができる。非経口剤としては、例えば、静脈内投与剤、筋肉内投与剤、皮下投与剤、経皮投与剤等を挙げることができる。 The composition of the present invention can be used as an oral agent and a parenteral agent. Forms of oral preparations include tablets, capsules, powders, granules, rods, plates, blocks, solids, rounds, caplets, chewables, liquids, pastes, creams, and gels. and the like. Parenteral agents include, for example, intravenous administration agents, intramuscular administration agents, subcutaneous administration agents, transdermal administration agents and the like.

本発明の組成物は、例えば、医薬組成物として用いることができ、その他、機能性表示食品組成物、特定保健用食品組成物等の食品組成物等として用いることもできる。 The composition of the present invention can be used, for example, as a pharmaceutical composition, and can also be used as food compositions such as food compositions with function claims and food compositions for specified health uses.

以下、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの例に制限されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

本発明の環状アントラキノン誘導体(cAQ-mBen)の製造を行った。比較例として、非環状アントラキノン誘導体である化合物AQ-Ac、並びに環状部にベンゼン環を有しない環状アントラキノン誘導体である化合物cAQ-C2及び化合物cAQ-chの製造を行った。なお、以下、環状アントラキノン誘導体をcAQ誘導体といい、非環状アントラキノン誘導体をAQ誘導体ということがある。
製造工程の概要を以下に示す。
The cyclic anthraquinone derivative (cAQ-mBen) of the present invention was produced. As comparative examples, the compound AQ-Ac, which is an acyclic anthraquinone derivative, and the compounds cAQ-C2 and cAQ-ch, which are cyclic anthraquinone derivatives having no benzene ring in the cyclic portion, were produced. Hereinafter, the cyclic anthraquinone derivative is sometimes referred to as cAQ derivative, and the non-cyclic anthraquinone derivative is sometimes referred to as AQ derivative.
An outline of the manufacturing process is shown below.

Figure 2023086478000015
Figure 2023086478000015

<本発明の環状アントラキノン誘導体(cAQ-mBen)の製造>
(化合物1の製造)
まず、下記構造式で示される化合物1を製造した。
<Production of cyclic anthraquinone derivative (cAQ-mBen) of the present invention>
(Production of compound 1)
First, compound 1 represented by the following structural formula was produced.

Figure 2023086478000016
Figure 2023086478000016

具体的には、7.22g(50.7mmol)のN,N-ビス(3-アミノプロピルメチルアミン)を1.4g(5.05mmol)の1,5-ジクロロアントラキノンに加え、混合物を140℃の油浴中で4時間還流させた後、室温まで冷却した。反応液を500mLの2mol/L水酸化ナトリウムに注ぎ、20分間撹拌した後、吸引濾過と真空乾燥で沈殿物を回収した。得られた粘稠な黒赤色の固体を最少量のメタノールで溶解し、300mLの2mol/L水酸化ナトリウムに再沈殿させた。その後、沈殿物を吸引濾過して回収し、再度真空乾燥して、粘稠な黒赤色の固体として化合物1(収率30%,0.76g)を得た。 Specifically, 7.22 g (50.7 mmol) of N,N-bis(3-aminopropylmethylamine) was added to 1.4 g (5.05 mmol) of 1,5-dichloroanthraquinone, and the mixture was placed in an oil bath at 140°C. After refluxing for 4 hours, the mixture was cooled to room temperature. After the reaction solution was poured into 500 mL of 2 mol/L sodium hydroxide and stirred for 20 minutes, the precipitate was collected by suction filtration and vacuum drying. The resulting sticky black-red solid was dissolved in a minimum amount of methanol and reprecipitated in 300 mL of 2 mol/L sodium hydroxide. After that, the precipitate was collected by suction filtration and vacuum-dried again to obtain compound 1 (yield 30%, 0.76 g) as a viscous black-red solid.

化合物1の純度は、RP-HPLC(Shimazu、日本)、MALDI-TOF-MS(Bruker、米国マサチューセッツ州ビレリカ)、1H-NMR(BrukerDRX500、米国)によって確認した。MALDI-TOFMS(ポジティブモード、DHBA)m/z=496.688(C28H42N6O2+H+の計算値=495.680) The purity of compound 1 was confirmed by RP-HPLC (Shimazu, Japan), MALDI-TOF-MS (Bruker, Billerica, MA, USA), and 1 H-NMR (Bruker DRX500, USA). MALDI-TOFMS (positive mode, DHBA) m/z=496.688 (calculated for C28H42N6O2+H+=495.680)

(化合物cAQ-mBenの製造)
続いて、上記化合物1を用いて、下記構造式で示される化合物cAQ-mBenを製造した。
(Production of compound cAQ-mBen)
Subsequently, using compound 1 above, a compound cAQ-mBen represented by the following structural formula was produced.

Figure 2023086478000017
Figure 2023086478000017

具体的に、0.39gの化合物1(0.78mmol)を120mLのDMFに加え、室温で撹拌した。次に、0.14gのイソフタル酸(0.78mmol)、0.89gのHATU(0.22mmol)を100mLのDMFに溶解し、次に混合物を1.5時間で化合物1に滴下した。すべての混合物を化合物1に加えた後、1日間(24時間)攪拌した。蒸発及び真空乾燥後、生成物をアセトンと酢酸エチルの混合溶媒を用いて3回再結晶し、濾過により分離した。
その後、濾液を蒸発させ、シリカクロマトグラフ(CHCl3:MeOH:DEA=1:0.05:0.03)で精製し、Rf値が0.2の画分を収集した。蒸発及び真空乾燥後、紫色の固体として化合物cAQ-mBen(収率3%,12mg)を得た。
Specifically, 0.39 g of compound 1 (0.78 mmol) was added to 120 mL of DMF and stirred at room temperature. Then 0.14 g isophthalic acid (0.78 mmol), 0.89 g HATU (0.22 mmol) were dissolved in 100 mL DMF, then the mixture was added dropwise to compound 1 for 1.5 hours. All mixture was added to Compound 1 and then stirred for 1 day (24 hours). After evaporation and vacuum drying, the product was recrystallized three times using a mixed solvent of acetone and ethyl acetate and isolated by filtration.
The filtrate was then evaporated and purified by silica chromatography (CHCl3:MeOH:DEA=1:0.05:0.03), collecting fractions with an Rf value of 0.2. After evaporation and vacuum drying, compound cAQ-mBen (3% yield, 12 mg) was obtained as a purple solid.

化合物cAQ-mBenの純度は、RP-HPLC、MALDI-TOF-MS、1H-NMRによって確認した。
MALDI-TOF-MS(ポジティブモード、DHBA)m/z=626.939(C36H44N6O4+H+の計算値=625.781);1H-NMR (400 MHz, CDCl3, δ ppm): 1.80 (quin, 4H, J = 6.1 Hz), 1.90 (quin, 4H, J = 5.9 Hz), 2.31 (s, 6H), 2.52 (t, 4H, J = 6.1 Hz), 2.60 (t, 4H, J = 6.4 Hz), 3.40 (quin, 4H, J = 6.1 Hz), 3.46 (quin, 4H, J = 5.9 Hz), 6.83 (dd, 2H), 7.04 (s, 2H), 7.40 (m, 4H), 7.55 (m, 1H), 7.86 (s, 1H), 9.76 (s, 2H).
The purity of compound cAQ-mBen was confirmed by RP-HPLC, MALDI-TOF-MS and 1 H-NMR.
MALDI-TOF-MS (positive mode, DHBA) m/z=626.939 (calcd for C36H44N6O4+H+=625.781); 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ ppm): 1.80 (quin, 4H, J = 6.1Hz), 1.90 (quin, 4H, J = 5.9Hz), 2.31 (s, 6H), 2.52 (t, 4H, J = 6.1Hz), 2.60 (t, 4H, J = 6.4Hz), 3.40 (quin , 4H, J = 6.1 Hz), 3.46 (quin, 4H, J = 5.9 Hz), 6.83 (dd, 2H), 7.04 (s, 2H), 7.40 (m, 4H), 7.55 (m, 1H), 7.86 (s, 1H), 9.76 (s, 2H).

<比較例としての化合物AQ-Acの製造>
上記化合物1を用いて、下記構造式で示される化合物AQ-Acを製造した。
<Production of compound AQ-Ac as a comparative example>
Compound AQ-Ac represented by the following structural formula was produced using Compound 1 above.

Figure 2023086478000018
Figure 2023086478000018

具体的に、0.49gの化合物1(9.9mmol)を20mLのピリジンと1mLの酢酸に加え、混合物を140℃の油浴中で4時間還流した。還流後、溶媒を蒸発により除去し、5mLのトルエンを添加して共沸混合を4回実施した。目的化合物をシリカクロマトグラフ(CHCl3:MeOH:DEA=1:0.1:0.1)で精製し、Rf値が0.2のフラクション(画分)を回収した。蒸発及び真空乾燥後、光沢のある赤色の結晶として化合物AQ-Ac(収率22%,122mg)を得た。 Specifically, 0.49 g of compound 1 (9.9 mmol) was added to 20 mL of pyridine and 1 mL of acetic acid, and the mixture was refluxed in an oil bath at 140° C. for 4 hours. After refluxing, the solvent was removed by evaporation and azeotroping was carried out four times by adding 5 mL of toluene. The target compound was purified by silica chromatography (CHCl3:MeOH:DEA=1:0.1:0.1), and fractions with an Rf value of 0.2 were collected. After evaporation and vacuum drying, compound AQ-Ac (22% yield, 122 mg) was obtained as shiny red crystals.

化合物AQ-Acの純度は、RP-HPLC、MALDI-TOF-MS、1H-NMRによって確認した。
MALDI-TOF-MS(ポジティブモード、DHBA)m/z=579.556(C32H46N6O4+H+の計算値=579.754)
The purity of compound AQ-Ac was confirmed by RP-HPLC, MALDI-TOF-MS and 1 H-NMR.
MALDI-TOF-MS (positive mode, DHBA) m/z=579.556 (calculated for C32H46N6O4+H+=579.754)

<比較例としての化合物cAQ-C2の製造>
上記化合物1を用いて、下記構造式で示される化合物cAQ-C2を製造した。
<Production of compound cAQ-C2 as a comparative example>
Compound cAQ-C2 represented by the following structural formula was produced using compound 1 above.

Figure 2023086478000019
Figure 2023086478000019

具体的に、0.25gの化合物1(0.51mmol)を70mLのDMFに加え、室温で撹拌した。0.072gのコハク酸(0.61 mmol)及び0.57gのHATU(1.5 mmol)を80mLのDMFに溶解し、次に混合物を1.5時間で化合物1に滴下した。すべての混合物を化合物1に加えた後、17時間攪拌した。その後、溶媒を蒸発させて除去した。目的化合物をRP-HPLC(Shimazu、日本)で精製した(カラム:InertsilODS-4;流量、2.7mL/min;波長、210nm;カラム温度、40°C)。17分の保持時間のピークを収集し、凍結乾燥によって乾燥させた。赤色の固体として化合物cAQ-C2(収率9%,28mg)を得た。 Specifically, 0.25 g of compound 1 (0.51 mmol) was added to 70 mL of DMF and stirred at room temperature. 0.072 g of succinic acid (0.61 mmol) and 0.57 g of HATU (1.5 mmol) were dissolved in 80 mL of DMF, then the mixture was added dropwise to compound 1 in 1.5 hours. After all the mixture was added to compound 1, it was stirred for 17 hours. The solvent was then removed by evaporation. The target compound was purified by RP-HPLC (Shimazu, Japan) (column: InertsilODS-4; flow rate, 2.7 mL/min; wavelength, 210 nm; column temperature, 40°C). The 17 minute retention time peak was collected and dried by lyophilization. Compound cAQ-C2 (9% yield, 28 mg) was obtained as a red solid.

化合物cAQ-C2の純度は、RP-HPLC、MALDI-TOF-MS、1H-NMRによって確認した。
MALDI-TOF-MS(ポジティブモード、DHBA)m/z=579.077(C32H44N6O4+H+の計算値=577.738)
The purity of compound cAQ-C2 was confirmed by RP-HPLC, MALDI-TOF-MS, 1 H-NMR.
MALDI-TOF-MS (positive mode, DHBA) m/z=579.077 (calculated for C32H44N6O4+H+=577.738)

<比較例としての化合物cAQ-chの製造>
上記化合物1を用いて、下記構造式で示される化合物cAQ-chを製造した。
<Production of compound cAQ-ch as a comparative example>
Compound cAQ-ch represented by the following structural formula was produced using compound 1 above.

Figure 2023086478000020
Figure 2023086478000020

具体的に、0.25gの化合物1(1.5mmol)を350mLのDMFに加え、室温で撹拌した。次に、0.32gの1,1-シクロヘキサン-二酢酸(1.6mmol)、1.7gのHATU(4.5mmol)を、撹拌しながら化合物1に加えた。2日後、溶媒を蒸発により除去し、目的化合物をシリカクロマトグラフ(CHCl3:DEA=1:0.07)で精製し、Rf値が0.3の画分を収集した。蒸発及び真空乾燥後、赤色の固体として化合物cAQ-ch(収率9%,86mg)を得た。 Specifically, 0.25 g of compound 1 (1.5 mmol) was added to 350 mL of DMF and stirred at room temperature. Then 0.32 g of 1,1-cyclohexane-diacetic acid (1.6 mmol), 1.7 g of HATU (4.5 mmol) were added to compound 1 with stirring. After 2 days, the solvent was removed by evaporation and the desired compound was purified by silica chromatography (CHCl3:DEA=1:0.07), collecting fractions with an Rf value of 0.3. After evaporation and vacuum drying, compound cAQ-ch (9% yield, 86 mg) was obtained as a red solid.

化合物cAQ-chの純度は、RP-HPLC、MALDI-TOF-MS、1H-NMRによって確認した。
MALDI-TOF-MS(ポジティブモード、DHBA)m/z=661.270(C38H54N6O4+H+の計算値=659.881)
The purity of compound cAQ-ch was confirmed by RP-HPLC, MALDI-TOF-MS and 1 H-NMR.
MALDI-TOF-MS (positive mode, DHBA) m/z=661.270 (calculated for C38H54N6O4+H+=659.881)

本発明の環状アントラキノン誘導体である化合物cAQ-mBenが、がん細胞に及ぼす影響を評価した。その概要を図1に示す。 The effects of the compound cAQ-mBen, which is a cyclic anthraquinone derivative of the present invention, on cancer cells were evaluated. The outline is shown in FIG.

[TRAPアッセイ]
TRAPアッセイ(アッセイテロメア反復増幅プロトコルアッセイ)により、化合物cAQ-mBenのテロメラーゼ阻害能力を確認した。
[TRAP assay]
The TRAP assay (Assay Telomere Repeat Amplification Protocol Assay) confirmed the ability of compound cAQ-mBen to inhibit telomerase.

TRAPアッセイには、TRAPeze テロメラーゼ検出キット(EMDMillipore、ビレリカ、マサチューセッツ州)を用いた。 The TRAP assay used the TRAPeze Telomerase Detection Kit (EMDMillipore, Billerica, MA).

TSフォワードプライマーは、TRAP反応バッファー中のテロメラーゼ(HeLa細胞からの1000ngタンパク質抽出物)によって伸長された。新たに調製した様々な濃度のリガンド溶液(cAQ誘導体0~150μM)をTRAP反応系に添加し、リガンドを含まない処理をポジティブコントロールとして採用し、テロメラーゼを含まない処理と不活性化したテロメラーゼ(95℃で12時間加熱)をネガティブコントロールとして用いた。 The TS forward primer was extended by telomerase (1000ng protein extract from HeLa cells) in TRAP reaction buffer. Freshly prepared ligand solutions (0-150 μM cAQ derivatives) of various concentrations were added to the TRAP reaction system, treatment without ligand was taken as a positive control, treatment without telomerase and inactivated telomerase (95 °C for 12 hours) was used as a negative control.

具体的な手順としては、まず、30℃で60分間の伸長ステップを行い、続いて95℃で5分間のインキュベーションを行った。次に、PCRを35サイクル行った(94℃、1分;62℃、1分;72℃、1分)。 The specific procedure involved first an extension step at 30°C for 60 minutes, followed by incubation at 95°C for 5 minutes. PCR was then performed for 35 cycles (94°C, 1 min; 62°C, 1 min; 72°C, 1 min).

得られたテロメラーゼ伸長産物を12.5%ポリアクリルアミドゲルで分析した。電気泳動後、ゲルは0.7xTBE緩衝液中の1x GelStar Nucleic Acid Stain(タカラバイオ、日本)で30分間染色し、写真を撮影した。また、IC50値を算出した。 The resulting telomerase extension products were analyzed on a 12.5% polyacrylamide gel. After electrophoresis, the gel was stained with 1x GelStar Nucleic Acid Stain (Takara Bio, Japan) in 0.7x TBE buffer for 30 minutes and photographed. In addition, IC 50 values were calculated.

図2に電気泳動画像を示し、図3にIC50値の結果を示す。
図2に示すように、化合物cAQ-mBenは、濃度が高くなるにつれて、シフトバンドが明らかに減少し、テロメアDNAの伸長が阻害された。また、図3に示すように、本発明の化合物cAQ-mBenは、他の比較例に係るcAQ誘導体と比較して、IC50が約4.3μmと最も強い阻害能力を示した。
これらの結果から、本発明の化合物cAQ-mBenは、テロメラーゼの機能を阻害し、テロメアDNA長を短くすると考えられる。
FIG. 2 shows the electrophoresis image, and FIG. 3 shows the IC 50 value results.
As shown in FIG. 2, compound cAQ-mBen clearly decreased the shift band and inhibited elongation of telomeric DNA as the concentration increased. In addition, as shown in FIG. 3, the compound cAQ-mBen of the present invention exhibited the strongest inhibitory ability with an IC 50 of about 4.3 μm compared with other cAQ derivatives according to comparative examples.
These results suggest that the compound cAQ-mBen of the present invention inhibits the function of telomerase and shortens telomere DNA length.

[細胞増殖アッセイ]
本発明の化合物cAQ-mBenが、腫瘍細胞増殖を選択的に抑制するかどうかを明らかにするために、いくつかの細胞株で細胞増殖アッセイを実施した。
[Cell Proliferation Assay]
To determine whether the compound cAQ-mBen of the present invention selectively inhibits tumor cell proliferation, cell proliferation assays were performed on several cell lines.

(細胞培養)
用いた細胞株は以下のとおりである。
ヒト細胞株Ca9-22, SAS, HEK293, HeLa, HSC-2は、理研セルバンク(茨城県)から入手した。これらの細胞は、10%ウシ胎児血清、100U/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシンを添加したダルベッコ修正イーグル培地(DMEM)で維持した。
正常なヒト表皮ケラチノサイト(NHEK;ASF-4-4L2)は、Cell Applications, Inc. (カリフォルニア州サンディエゴ)から入手し,ケラチノサイト増殖培地 (Cell Applications, Inc.)で維持した。
(cell culture)
The cell lines used are as follows.
Human cell lines Ca9-22, SAS, HEK293, HeLa, HSC-2 were obtained from RIKEN Cell Bank (Ibaraki Prefecture). These cells were maintained in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) supplemented with 10% fetal bovine serum, 100 U/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin.
Normal human epidermal keratinocytes (NHEK; ASF-4-4L2) were obtained from Cell Applications, Inc. (San Diego, Calif.) and maintained in Keratinocyte Growth Medium (Cell Applications, Inc.).

(骨髄細胞の調製)
骨髄細胞の調製を以下のとおり行った。
骨髄細胞(BMC)は、8~10週齢の雄マウス(ddY系統:Deutschland、Denken、Yoken)の大腿骨及び脛骨から採取した。このBMCを、10%ウシ胎児血清、100 U/mlペニシリン、1100μg/mlストレプトマイシン、10,000 U/mlマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)を添加したイーグル最小必須培地α改変型(協和キリン、東京)に懸濁した。
(Preparation of bone marrow cells)
Bone marrow cell preparation was performed as follows.
Bone marrow cells (BMC) were harvested from femurs and tibias of 8-10 week old male mice (ddY strains: Deutschland, Denken, Yoken). The BMCs were added to Eagle's minimum essential medium α-modified (Kyowa Kirin, Tokyo) supplemented with 10% fetal bovine serum, 100 U/ml penicillin, 1100 µg/ml streptomycin, and 10,000 U/ml macrophage colony-stimulating factor (M-CSF). suspended in

(細胞増殖アッセイ)
これらの細胞懸濁液を96ウェル組織培養プレートにプレーティングし、細胞増殖アッセイを行った。
細胞の増殖は、Cell Counting Kit-8(CCK-8;同仁化学研究所、熊本県)を用いて評価した。具体的には、96ウェルプレートにプレーティングした細胞を24時間培養して安定させた後、化合物cAQ-mBenで48時間処理し、その後、CCK-8アッセイを行った。なお、比較として、化合物cAQ-mBenに代えて、化合物AQ-Ac、化合物cAQ-C2、化合物cAQ-ch、及び代表的ながん治療薬の一つであるシスプラチン(CDDP)を用いた。
(cell proliferation assay)
These cell suspensions were plated in 96-well tissue culture plates and cell proliferation assays were performed.
Cell proliferation was evaluated using Cell Counting Kit-8 (CCK-8; Dojindo Laboratories, Kumamoto). Specifically, cells plated in 96-well plates were cultured for 24 hours and stabilized, then treated with compound cAQ-mBen for 48 hours, followed by CCK-8 assay. For comparison, instead of compound cAQ-mBen, compound AQ-Ac, compound cAQ-C2, compound cAQ-ch, and cisplatin (CDDP), which is one of the typical anticancer drugs, were used.

(IC50値の測定)
細胞増殖アッセイの結果から、IC50値を算出した。その結果を表1に示す。
(Measurement of IC50 value)
IC50 values were calculated from the results of cell proliferation assays. Table 1 shows the results.

Figure 2023086478000021
Figure 2023086478000021

表1に示すように、化合物cAQ-mBenは、IC50値が概ね1μm以下と、がん細胞の増殖を抑制する能力が高い一方で、正常細胞株に対する毒性はIC50値が6μm以上と低かった。特にHelaのIC50値は0.3μmと、マウスの骨髄細胞などの正常細胞株に比べて20倍近く低い値を示した。
これに対して、比較例の化合物cAQ-C2、化合物cAQ-ch、及びシスプラチン(CDDP)は、がん細胞株よりも正常細胞に対して、同等以上の強い増殖抑制効果を示した。
As shown in Table 1, the compound cAQ-mBen has an IC50 value of approximately 1 μm or less, indicating a high ability to suppress the proliferation of cancer cells. rice field. In particular, the IC 50 value of Hela was 0.3 μm, which is nearly 20 times lower than that of normal cell lines such as mouse bone marrow cells.
In contrast, the compound cAQ-C2, compound cAQ-ch, and cisplatin (CDDP) of the comparative examples showed an equivalent or stronger growth inhibitory effect on normal cells than on cancer cell lines.

[TERTmRNAの発現レベルの調査]
化合物cAQ-mBenの細胞増殖の抑制がテロメラーゼの阻害と相関しているかどうかを調べるために、テロメラーゼ活性を制御する律速的な決定因子であるTERT mRNAの発現レベルを、異なる癌細胞株及び正常細胞株で調べた。
[Investigation of TERT mRNA expression level]
To investigate whether the suppression of cell proliferation of the compound cAQ-mBen correlates with the inhibition of telomerase, the expression level of TERT mRNA, the rate-limiting determinant controlling telomerase activity, was examined in different cancer cell lines and normal cells. I checked the stock.

その結果を図4及び図5に示す。
図4に示すように、NHEKとBMCを用いた正常細胞株では、ヒトがん細胞株Ca9-22やマウス細胞株3T3-E1と比較して、TERT mRNAの発現はほとんど検出されず、図5に示すように、Ca9-22においては、他の2つの正常細胞株(NHEK,BMC)よりも明らかに強い細胞増殖抑制が観察された。
The results are shown in FIGS. 4 and 5. FIG.
As shown in FIG. 4, in normal cell lines using NHEK and BMC, almost no TERT mRNA expression was detected compared to human cancer cell line Ca9-22 and mouse cell line 3T3-E1. As shown in , in Ca9-22, clearly stronger cell growth suppression was observed than in the other two normal cell lines (NHEK, BMC).

次に、4つの異なるヒト癌細胞株におけるhTERTの発現レベルと、化合物cAQ-mBenの効果の関係を調査した。 Next, we investigated the relationship between hTERT expression levels and the effects of the compound cAQ-mBen in four different human cancer cell lines.

その結果を図6及び図7に示す。
図6に示すように、Ca9-22とHeLaにおけるTERTのmRNA発現レベルは、HEK293やHSC-2のmRNA発現レベルよりも約2倍高かった。また、図7に示すように、すべての細胞の増殖は、化合物cAQ-mBenによって用量依存的に阻害されていたが、Ca9-22とHeLaの阻害曲線はHEK293とHSC-2の阻害曲線よりもシフトしており、その阻害様式はこれらの細胞のTERT発現レベルと正の相関を示した。このことから、化合物cAQ-mBenはテロメラーゼ活性の高い細胞株に対して、より敏感に抑制効果を発揮する傾向があると考えられる。
The results are shown in FIGS. 6 and 7. FIG.
As shown in FIG. 6, the TERT mRNA expression levels in Ca9-22 and HeLa were about 2-fold higher than those of HEK293 and HSC-2. Also, as shown in FIG. 7, the proliferation of all cells was dose-dependently inhibited by the compound cAQ-mBen, but the inhibition curves for Ca9-22 and HeLa were higher than those for HEK293 and HSC-2. The inhibition pattern was positively correlated with the TERT expression level in these cells. From this, it is considered that the compound cAQ-mBen tends to exert its inhibitory effect more sensitively on cell lines with high telomerase activity.

[アポトーシスの検出]
化合物cAQ-mBenの細胞増殖阻害効果が細胞死の誘導によって媒介されるかどうかを調査するために、腫瘍細胞株SASを化合物cAQ-mBenまたはポジティブコントロールとしてのCDDPとインキュベートした後、Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit (ナカライテスク,京都府,日本)を用いるか、procaspase 3とPARPの消化をモニターするウェスタンブロッティングにより、アポトーシスを検出した。
[Detection of apoptosis]
To investigate whether the cell growth inhibitory effect of compound cAQ-mBen is mediated by the induction of cell death, the tumor cell line SAS was incubated with compound cAQ-mBen or CDDP as a positive control, followed by Annexin V-FITC Apoptosis was detected using the Apoptosis Detection Kit (Nacalai Tesque, Kyoto, Japan) or Western blotting that monitors the digestion of procasese 3 and PARP.

(アネキシンV/PI染色アッセイ)
24時間培養したSAS細胞を5μMの化合物cAQ-mBenまたは50μMのCDDPで24時間処理した。
薬剤で処理した細胞を溶解してウェスタンブロッティングを行うか、トリプシン処理で細胞を回収し、アネキシンV-FITCとヨウ化プロピジウム(PI)で染色した。
アネキシンV-FITC及びPIで染色した細胞の画像を、デジタルカメラを搭載した蛍光顕微鏡(BZ9000、キーエンス、大阪、日本)を用いて撮影した。
(Annexin V/PI staining assay)
SAS cells cultured for 24 hours were treated with compound cAQ-mBen at 5 μM or CDDP at 50 μM for 24 hours.
Drug-treated cells were lysed for Western blotting or harvested by trypsinization and stained with annexin V-FITC and propidium iodide (PI).
Images of cells stained with annexin V-FITC and PI were taken using a fluorescence microscope (BZ9000, Keyence, Osaka, Japan) equipped with a digital camera.

(ウェスタンブロット分析)
薬剤で処理した細胞を氷冷したリン酸緩衝生理食塩水で洗浄した後、溶解バッファー(50mM Tris-HCl, 150mM NaCl, 1% Sodium dodecyl sulfate, 10% Glycerol, 1% β-mercaptoethanol)で溶解して全タンパク質を抽出し、ウェスタンブロッティングを行った。
(Western blot analysis)
Drug-treated cells were washed with ice-cold phosphate-buffered saline and lysed with lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 1% sodium dodecyl sulfate, 10% glycerol, 1% β-mercaptoethanol). Total protein was extracted using a cytoplasmic hemocytometer and subjected to Western blotting.

ホースラディッシュペルオキシダーゼを結合した二次抗体でブロットを展開し、強化化学発光基質試薬ImmunoStar LD(富士フイルム和光)またはImmobilon(Merck-Millipore, Billerica, MA, USA)を用いて可視化した。画像は、LAS-3000mini(富士フイルム、東京、日本)を使用して取得した。カスパーゼ-3とポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)に対する抗体(Abcam、ケンブリッジ、英国),β-アクチンに対する抗体,馬兎ペルオキシダーゼ標識抗マウスまたは抗ウサギ抗体を使用した。 Blots were developed with a secondary antibody conjugated with horseradish peroxidase and visualized using the enhanced chemiluminescent substrate reagent ImmunoStar LD (Fujifilm Wako) or Immobilon (Merck-Millipore, Billerica, Mass., USA). Images were acquired using a LAS-3000mini (Fujifilm, Tokyo, Japan). Antibodies to caspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) (Abcam, Cambridge, UK), antibodies to β-actin, horse rabbit peroxidase labeled anti-mouse or anti-rabbit antibodies were used.

図8にアネキシンV/PI染色アッセイの結果を示し、図9にウェスタンブロット分析の結果示す。
図8に示すように、5μMの化合物cAQ-mBenの存在下で24時間培養したところ、約30%の細胞がAnnexinV(アポトーシス初期の細胞を示す)に、約10%の細胞がPIシグナル(壊死細胞を示す)に陽性となり、いずれも50μMのCDDPで培養したSASと同程度のレベルであった。また、図9に示すように、5μMのcAQ-mBenと50μMのCDDPによる同様のアポトーシス誘導効果は、ウェスタンブロッティングでPARPとCaspase-3の明確な消化を検出することで確認された。
FIG. 8 shows the results of annexin V/PI staining assay, and FIG. 9 shows the results of Western blot analysis.
As shown in FIG. 8, when cultured for 24 hours in the presence of 5 μM of the compound cAQ-mBen, about 30% of the cells responded to AnnexinV (indicating early apoptotic cells), and about 10% of the cells responded to PI signals (necrosis). cells) were positive, both at levels comparable to SAS cultured with 50 μM CDDP. Moreover, as shown in FIG. 9, similar apoptosis-inducing effects of 5 μM cAQ-mBen and 50 μM CDDP were confirmed by detecting clear digestion of PARP and Caspase-3 by Western blotting.

これらの結果から、化合物cAQ-mBenは腫瘍細胞に顕著なアポトーシスを誘導することが示唆された。 These results suggested that compound cAQ-mBen induces significant apoptosis in tumor cells.

[動物試験]
化合物cAQ-mBenが腫瘍の成長や副作用に及ぼす影響を動物レベルで検討を行った。化学療法の対照としてCDDPを用いた。
[Animal test]
We investigated the effects of the compound cAQ-mBen on tumor growth and side effects at the animal level. CDDP was used as a chemotherapy control.

評価は、SAS細胞を注射して作製したマウスを用いて行った。
具体的には、まず、日本SLC株式会社(静岡、日本)から購入した4週齢の雄のKSN/Slcヌードマウスを、12時間の明暗サイクルで一定の室温で飼育し、標準的なげっ歯類用の餌と水を自由に与えた。この条件でマウスを1週間以上飼育した後、実験を開始した。
Evaluation was performed using mice generated by injecting SAS cells.
Specifically, first, 4-week-old male KSN/Slc nude mice purchased from Japan SLC Co., Ltd. (Shizuoka, Japan) were housed at a constant room temperature with a 12-h light-dark cycle, and then fed with standard rodents. Chow and water were provided ad libitum. After breeding the mice under these conditions for more than one week, the experiment was started.

SAS細胞は、サブコンフルエントな培養物からトリプシン処理によって採取され、無血清DMEMに懸濁した。この細胞懸濁液(5.0×106個、0.2ml/マウス)をヌードマウスの背中に皮下注射した。細胞接種後7日目に、約50mm3の異種移植腫瘍を有する27匹のマウスを無作為に3群に分けた。 SAS cells were harvested from subconfluent cultures by trypsinization and suspended in serum-free DMEM. This cell suspension (5.0×10 6 cells, 0.2 ml/mouse) was injected subcutaneously into the back of nude mice. Seven days after cell inoculation, 27 mice with xenograft tumors of approximately 50 mm 3 were randomly divided into 3 groups.

なお、腫瘍の体積は、長さと幅をノギスを用いて測定し、以下の式で求めた。 The volume of the tumor was obtained by measuring the length and width using vernier calipers and using the following formula.

腫瘍体積(mm3)=長さ(mm)×幅(mm) Tumor volume ( mm3 ) = length (mm) x width (mm)

各グループの9匹のマウスに、化合物cAQ-mBenを0.003mμmol/kg、CDDPを0.030μmmol/kg、またコントロールとして生理食塩水を、2日ごとに腹腔内投与した。 Nine mice in each group were intraperitoneally injected every 2 days with compound cAQ-mBen at 0.003 mmol/kg, CDDP at 0.030 μmol/kg, and saline as a control.

(腫瘍組織分析)
図10に、本発明の化合物cAQ-mBen投与に伴う経時的な腫瘍体積の変化を示す。なお、図10中、10日後における腫瘍体積は、上からコントロール、本発明の化合物cAQ-mBen、CDDPを示す。また、図11に、本発明の化合物cAQ-mBenを5回(10日間)投与した後(最終投与から2日後)にマウスから採取した腫瘍細胞の写真を示す。また、図12に、本発明の化合物cAQ-mBen投与に伴う経時的なマウスの体重変化を示す。
(tumor tissue analysis)
FIG. 10 shows changes in tumor volume over time following administration of the compound cAQ-mBen of the present invention. In addition, in FIG. 10, the tumor volume after 10 days shows the control, the compound cAQ-mBen of the present invention, and CDDP from the top. In addition, FIG. 11 shows photographs of tumor cells collected from mice after 5 administrations (10 days) of the compound cAQ-mBen of the present invention (2 days after the last administration). Moreover, FIG. 12 shows changes in body weight of mice over time associated with the administration of the compound cAQ-mBen of the present invention.

図10に示すように、化学物質を投与しない場合は、腫瘍体積は継続的に増加したが、化合物cAQ-mBenとCDDPを投与したマウスでは、腫瘍体積の増加が有意に抑制された。図11に示すように、10日後の腫瘍細胞の大きさを比較するとその効果は明らかである。なお、化合物cAQ-mBenの投与量は、CDDPよりも10倍少ないにもかかわらず、CDDPと同等の腫瘍増殖抑制効果が得られた。 As shown in FIG. 10, the tumor volume continued to increase in the absence of chemical administration, whereas the increase in tumor volume was significantly suppressed in mice administered with the compounds cAQ-mBen and CDDP. As shown in FIG. 11, the effect is clear when comparing the size of tumor cells after 10 days. Although the dose of the compound cAQ-mBen was 10 times lower than that of CDDP, a tumor growth inhibitory effect equivalent to that of CDDP was obtained.

一方、図12に示すように、CDDPは明らかにマウスの体重を減少させたが、化合物cAQ-mBenは試験期間中、体重にほとんど影響を与えなかった。 On the other hand, as shown in Figure 12, CDDP clearly decreased the body weight of mice, while the compound cAQ-mBen had little effect on body weight during the test period.

(肝臓及び腎臓の組織病理学的分析)
薬剤を5回(10日間)投与した後(最終投与から2日後)にマウスから採取した肝臓と腎臓を4%パラホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、5μmで切片化した。得られた切片をヘマトキシリン・エオジン染色キット(武藤純薬株式会社、東京、日本)で染色した後、デジタルカメラを搭載した光学顕微鏡(BZ9000;キーエンス、大阪、日本)で画像を取得した。
(Histopathological analysis of liver and kidney)
Livers and kidneys harvested from mice after 5 doses (10 days) of drug (2 days after the last dose) were fixed in 4% paraformaldehyde, embedded in paraffin, and sectioned at 5 μm. After staining the obtained sections with a hematoxylin and eosin staining kit (Muto Pure Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan), images were acquired with an optical microscope (BZ9000; Keyence, Osaka, Japan) equipped with a digital camera.

図13にヘマトキシリン・エオジン染色の撮影画像を示し、図14に糸球体の大きさを示すグラフ示す。
図13及び図14に示すように、CDDPを投与したマウスでは、肝臓と腎臓に同様の病理学的変化が見られ、糸球体が著しく小さくなっていたが、化合物cAQ-mBenを投与したマウスの腎臓では、糸球体の細胞配列や大きさにも影響は見られなかった。
FIG. 13 shows a photographed image of hematoxylin-eosin staining, and FIG. 14 shows a graph showing the size of glomeruli.
As shown in Figures 13 and 14, CDDP-administered mice exhibited similar pathological changes in the liver and kidneys, with significantly smaller glomeruli, whereas cAQ-mBen-administered mice exhibited similar pathological changes. In the kidney, there was no effect on glomerular cell arrangement or size.

(血液分析)
薬剤を5回(10日間)投与した後(最終投与から2日後)にマウスから採取した採取した全血を凝固させた後、2800×g、20分間、25℃で遠心分離して血清を調製し、その血清を、オリエンタル酵母工業株式会社(志賀県)で生化学分析を行った。
(blood analysis)
Whole blood was collected from mice after 5 doses (10 days) of drug administration (2 days after the last dose), and then centrifuged at 2800 xg for 20 minutes at 25°C to prepare serum. The serum was subjected to biochemical analysis at Oriental Yeast Co., Ltd. (Shiga Prefecture).

その結果を図15に示す。グラフの左がコントロールであり、中央が本発明の化合物cAQ-mBenであり、右がCDDPである。
図15に示すように、CDDPを投与したマウスでは、各種生理指標(BUN、UA、AST、ALT)が大幅に上昇しており、肝臓や腎臓へのダメージが確認された。これに対して、化合物cAQ-mBen投与群とコントロール群の間では有意な差はなく、これらの組織に対する化合物cAQ-mBenの影響はほとんどなかった。
The results are shown in FIG. The left side of the graph is the control, the middle side is the compound cAQ-mBen of the present invention, and the right side is CDDP.
As shown in FIG. 15, in CDDP-administered mice, various physiological indices (BUN, UA, AST, ALT) were significantly elevated, confirming damage to the liver and kidneys. In contrast, there was no significant difference between the compound cAQ-mBen administration group and the control group, and compound cAQ-mBen had little effect on these tissues.

以上の腫瘍組織分析、肝臓及び腎臓の組織病理学的分析、及び血液分析の結果から、化合物cAQ-mBenが、CDDPと同程度の強い腫瘍増殖抑制効果を示すことがわかった。また、化合物cAQ-mBenが、より腫瘍組織に特異的であり、マウスの正常組織への悪影響は少ないことが示唆された。 From the results of the above tumor tissue analysis, liver and kidney histopathological analysis, and blood analysis, it was found that the compound cAQ-mBen exhibits a strong tumor growth inhibitory effect comparable to that of CDDP. It was also suggested that the compound cAQ-mBen is more specific to tumor tissue and has less adverse effects on normal tissue in mice.

本発明の新規環状アントラキノン誘導体は、がんの分子標的治療に用いることができるものであることから、産業上有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The novel cyclic anthraquinone derivative of the present invention is industrially useful because it can be used for molecularly targeted therapy of cancer.

Claims (6)

下記式(I)で示される環状アントラキノン誘導体を含むことを特徴とするがん細胞増殖抑制用組成物。
Figure 2023086478000022
[式(I)中、Rは、下記式(a-1)~(a-5)で示されるいずれかの連結基(※は結合位置を表し、NH-※が、Rに連結される。)であり、Rが、下記式(b-1)~(b-5)で示されるいずれかの連結基(※は結合位置を表す。)である。]
Figure 2023086478000023
Figure 2023086478000024
A composition for inhibiting cancer cell growth, comprising a cyclic anthraquinone derivative represented by the following formula (I).
Figure 2023086478000022
[In the formula (I), R 1 is any of the linking groups represented by the following formulas (a-1) to (a-5) (* represents the bonding position, and NH-* is linked to R 2 ), and R 2 is any linking group represented by the following formulas (b-1) to (b-5) (* represents a bonding position). ]
Figure 2023086478000023
Figure 2023086478000024
前記環状アントラキノン誘導体が下記構造式で示されることを特徴とする請求項1記載のがん細胞増殖抑制用組成物。
Figure 2023086478000025
2. The composition for inhibiting cancer cell proliferation according to claim 1, wherein the cyclic anthraquinone derivative is represented by the following structural formula.
Figure 2023086478000025
がん細胞の染色体が有するテロメラーゼ活性を阻害し、がん細胞の増殖を抑えることを特徴とする請求項1又は2記載のがん細胞増殖抑制用組成物。 3. The composition for suppressing cancer cell proliferation according to claim 1, which inhibits telomerase activity of cancer cell chromosomes and suppresses proliferation of cancer cells. がん細胞のアポトーシスを誘導し、がん細胞の増殖を抑えることを特徴とする請求項1~3のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。 4. The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of claims 1 to 3, which induces apoptosis of cancer cells and suppresses proliferation of cancer cells. 化学がん治療薬と比べて、がん細胞以外の正常細胞に影響が小さいことを特徴とする請求項1~4のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。 5. The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of claims 1 to 4, which has less effect on normal cells other than cancer cells compared to chemical cancer therapeutic agents. 分子標的がん治療薬であることを特徴とする請求項1~5のいずれか記載のがん細胞増殖抑制用組成物。

6. The composition for suppressing cancer cell proliferation according to any one of claims 1 to 5, which is a molecularly targeted cancer therapeutic drug.

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