JP2023533452A - 動脈瘤を処置するための求電子化合物および求電子プロドラッグ - Google Patents
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Abstract
治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)電子求引基を含むジカルボン酸化合物、または(i)~(iv)のうちの少なくとも2つの混合物から選択される化合物を、動脈瘤を有する、動脈瘤を有する疑いがある、または動脈瘤を発症するリスクがある対象に投与することを含む方法。
Description
関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書に組み込まれる、2020年6月23日に出願された米国仮特許出願第63/042,707号の利益を主張する。
本願は、参照により本明細書に組み込まれる、2020年6月23日に出願された米国仮特許出願第63/042,707号の利益を主張する。
政府支援の認定
本発明は、国立衛生研究所によって与えられた助成金番号HL068878;HL138139;HL064937;DK112854;GM125944;HL132550;およびHL103455の下で政府支援を受けてなされた。政府は、本発明における一定の権利を有する。
本発明は、国立衛生研究所によって与えられた助成金番号HL068878;HL138139;HL064937;DK112854;GM125944;HL132550;およびHL103455の下で政府支援を受けてなされた。政府は、本発明における一定の権利を有する。
背景
腹部大動脈瘤(AAA)は、その標準的なサイズを超える(≧30mmまたは1.5倍)腹部大動脈の拡大を特徴としており、その広範な有病率、高い死亡率、および有効な処置の欠如のために、主要な医学的懸念事項である。65歳~75歳の間の高リスク男性において予防的スクリーニングを通してAAA関連死亡率を低下させることに成功したにもかかわらず、開腹手術および血管内手術が依然として利用可能な唯一の処置であり、外科的修復に適格なAAA患者の割合はごくわずかである。さらに、いずれかの手術を受けている患者のリスクがないわけではない。開腹手術は周術期死亡率の比較的高いリスクを伴うが、今日広く使用されている血管内修復もまた、術後漏出の可能性を高めており、代替治療戦略の緊急の必要性を残している。血管炎症、マクロファージ浸潤、酸化ストレス、および細胞外マトリックス分解がAAAの病理学的特徴として広く受け入れられているが、それらの直接的な原因的役割および進行と後期疾患転帰の両方への寄与は明確に定義されていない。AAAのある特定の個々のファセットを標的とするいくつかの薬理学的薬剤は前臨床研究において有望であるように見えたが、おそらくAAAの複雑な病態生理学的性質のために、AAAの臨床状況における有益な転帰への効力は現在のところ明らかではない。
腹部大動脈瘤(AAA)は、その標準的なサイズを超える(≧30mmまたは1.5倍)腹部大動脈の拡大を特徴としており、その広範な有病率、高い死亡率、および有効な処置の欠如のために、主要な医学的懸念事項である。65歳~75歳の間の高リスク男性において予防的スクリーニングを通してAAA関連死亡率を低下させることに成功したにもかかわらず、開腹手術および血管内手術が依然として利用可能な唯一の処置であり、外科的修復に適格なAAA患者の割合はごくわずかである。さらに、いずれかの手術を受けている患者のリスクがないわけではない。開腹手術は周術期死亡率の比較的高いリスクを伴うが、今日広く使用されている血管内修復もまた、術後漏出の可能性を高めており、代替治療戦略の緊急の必要性を残している。血管炎症、マクロファージ浸潤、酸化ストレス、および細胞外マトリックス分解がAAAの病理学的特徴として広く受け入れられているが、それらの直接的な原因的役割および進行と後期疾患転帰の両方への寄与は明確に定義されていない。AAAのある特定の個々のファセットを標的とするいくつかの薬理学的薬剤は前臨床研究において有望であるように見えたが、おそらくAAAの複雑な病態生理学的性質のために、AAAの臨床状況における有益な転帰への効力は現在のところ明らかではない。
概要
治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)求電子性を誘導する二重結合上の電子求引基を含むジカルボン酸化合物、または(i)~(iv)のうちの少なくとも2つの混合物から選択される化合物を、動脈瘤を有する、動脈瘤を有する疑いがある、または動脈瘤を発症するリスクがある対象に投与することを含む方法が本明細書に開示される。
治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)求電子性を誘導する二重結合上の電子求引基を含むジカルボン酸化合物、または(i)~(iv)のうちの少なくとも2つの混合物から選択される化合物を、動脈瘤を有する、動脈瘤を有する疑いがある、または動脈瘤を発症するリスクがある対象に投与することを含む方法が本明細書に開示される。
上記のことは、添付の図面を参照して進行する以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
詳細な説明
用語
用語および方法の以下の説明は、本化合物、組成物および方法をより良く説明するため、ならびに本開示の実施において当業者を導くために提供される。本開示で使用される用語は、特定の実施形態および例を説明するためのものにすぎず、限定することを意図するものではないことも理解すべきである。
用語
用語および方法の以下の説明は、本化合物、組成物および方法をより良く説明するため、ならびに本開示の実施において当業者を導くために提供される。本開示で使用される用語は、特定の実施形態および例を説明するためのものにすぎず、限定することを意図するものではないことも理解すべきである。
本明細書で使用される「投与」は、対象への別の人による投与または対象による自己投与を含む。
「アルケニル」は、炭素および水素のみを含有し、共役していてもしていなくてもよい1またはそれを超える二重結合を含有する環状、分岐または直鎖基を指す。アルケニル基は、非置換であっても置換されていてもよい。「低級アルケニル」基は、1~6個の炭素原子を含有する。
「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、t-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコシル、テトラコシルなどの分岐または非分岐飽和炭化水素基を指す。アルキル基は、1またはそれを超える水素原子がハロゲン、シクロアルキル、アルコキシ、アミノ、ヒドロキシル、アリール、アルケニル、またはカルボキシルなどの置換基で置換されている「置換アルキル」であり得る。例えば、低級アルキルすなわち(C1~C6)アルキルは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソ-ブチル、sec-ブチル、ペンチル、3-ペンチル、またはヘキシルであり得;(C3~C6)シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、またはシクロヘキシルであり得;(C3~C6)シクロアルキル(C1~C6)アルキルは、シクロプロピルメチル、シクロブチルメチル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、2-シクロプロピルエチル、2-シクロブチルエチル、2-シクロペンチルエチル、または2-シクロヘキシルエチルであり得;(C1~C6)アルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソ-ブトキシ、sec-ブトキシ、ペントキシ、3-ペントキシ、またはヘキシルオキシであり得;(C2~C6)アルケニルは、ビニル、アリル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルであり得;(C2~C6)アルキニルは、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-ペンチニル、2-ペンチニル、3-ペンチニル、4-ペンチニル、1-ヘキシニル、2-ヘキシニル、3-ヘキシニル、4-ヘキシニル、または5-ヘキシニルであり得;(C1~C6)アルカノイルは、アセチル、プロパノイルまたはブタノイルであり得;ハロ(C1~C6)アルキルは、ヨードメチル、ブロモメチル、クロロメチル、フルオロメチル、トリフルオロメチル、2-クロロエチル、2-フルオロエチル、2,2,2-トリフルオロエチル、またはペンタフルオロエチルであり得;ヒドロキシ(C1~C6)アルキルは、ヒドロキシメチル、1-ヒドロキシエチル、2-ヒドロキシエチル、1-ヒドロキシプロピル、2-ヒドロキシプロピル、3-ヒドロキシプロピル、1-ヒドロキシブチル、4-ヒドロキシブチル、1-ヒドロキシペンチル、5-ヒドロキシペンチル、1-ヒドロキシヘキシル、または6-ヒドロキシヘキシルであり得;(C1~C6)アルコキシカルボニルは、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、またはヘキシルオキシカルボニルであり得;(C1~C6)アルキルチオは、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、ペンチルチオ、またはヘキシルチオであり得;(C2~C6)アルカノイルオキシは、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、イソブタノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、またはヘキサノイルオキシであり得る。
「アルキニル」は、炭素および水素のみ、ならびに1またはそれを超える三重結合を含有する環状、分岐または直鎖基を指す。アルキニル基は、非置換であっても置換されていてもよい。
「アミン」または「アミノ」という用語は、式-NRR’(式中、RおよびR’は、独立して、水素またはアルキル、アルケニル、アルキニル、アシル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、ハロゲン化アルキルもしくはヘテロシクロアルキル基であり得る)の基を指す。例えば、「アルキルアミノ」または「アルキル化アミノ」は、RまたはR’のうちの少なくとも1つがアルキルである-NRR’を指す。適切なアミン基またはアミノ基はアセトアミドである。
「動物」は、生きている多細胞脊椎生物、例えば哺乳動物および鳥類を含むカテゴリーを指す。哺乳動物という用語は、ヒトと非ヒト哺乳動物の両方を含む。同様に、「対象」という用語は、鳥類および非ヒト哺乳動物、例えば非ヒト霊長類、コンパニオンアニマル(イヌおよびネコなど)、家畜(ブタ、ヒツジ、ウシなど)、ならびに大型の猫科動物などの非飼育動物を含む、ヒト対象と非ヒト対象の両方を含む。対象という用語は、生物のライフサイクルの段階にかかわらず適用される。よって、対象という用語は、生物(すなわち、生物が哺乳動物であるか鳥類、例えば飼い慣らされた鳥または野鳥であるか)に応じて、子宮内または卵内の生物に適用される。
本明細書で使用される場合、「アリール」は、単環式または多環式芳香族基、好ましくは単環式または二環式芳香族基、例えばフェニルまたはナフチルを指す。特に指示しない限り、アリール基は、非置換であっても、例えばハロ、アルキル、アルケニル、OCF3、NO2、CN、OH、アルコキシ、アミノ、CO2H、CO2アルキル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される1またはそれを超える、特に1~4つの基で置換されていてもよい。例示的なアリール基には、それだけに限らないが、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、クロロフェニル、メチルフェニル、メトキシフェニル、トリフルオロメチルフェニル、ニトロフェニル、および2,4-メトキシクロロフェニルが含まれる。
「生物学的試料」という用語は、組織、細胞、細胞抽出物、またはホモジナイズされた組織抽出物を指す。
「同時投与」または「同時投与する」という用語は、同じ一般的な期間内での本明細書に開示される化合物と少なくとも1つの他の治療剤または治療の投与を指し、全く同じ瞬間での投与を必要としない(同時投与は全く同じ瞬間での投与を含むが)。よって、同時投与は、同じ日もしくは異なる日に、または同じ週もしくは異なる週に行われ得る。いくつかの実施形態では、2またはそれを超える薬剤または治療の同時投与が同時発生的である。他の実施形態では、第1の薬剤/治療が、第2の薬剤/治療の前に投与される。当業者であれば、使用される様々な薬剤または治療の製剤および/または投与経路が異なり得ることを理解する。同時投与のための適切な投与量は、当業者によって容易に決定され得る。いくつかの実施形態では、薬剤または治療が同時投与される場合、それぞれの薬剤または治療が、それらの単独投与に適切であるよりも低い投与量で投与される。よって、薬剤または治療の同時投与が潜在的に有害な(例えば、毒性)薬剤の必要投与量を低下させる、および/または潜在的に有害な(例えば、毒性)薬剤の投与頻度を低下させる実施形態では、同時投与が特に望ましい。「同時投与」または「同時投与する」は、2またはそれを超える活性薬剤を、両活性薬剤および/またはそれらの代謝産物が同時に対象に存在するように、対象に投与することを包含する。同時投与には、別々の組成物での同時投与、別々の組成物での異なる時間での投与、または2もしくはそれを超える活性薬剤が存在する組成物での投与が含まれる。同時投与はまた、第1の投与経路を介した第1の薬剤の送達および第2の投与経路を介した第2の薬剤の送達を包含し、第1の投与経路および第2の投与経路は同じである(例えば、共に経口)か、または異なる(例えば、第1は経口、第2は局所)。
「誘導体」という用語は、類似の化合物に由来する化合物、または1もしくはそれを超える原子が別の原子もしくは原子群で置き換えられている場合には別の化合物から生じると推測され得る化合物を指す。
「ハロアルキル」という用語は、C1~C8アルキル基中の1またはそれを超える水素原子が、同じであっても異なっていてもよいハロゲン原子で置き換えられている、C1~C8アルキル基を指す。ハロアルキル基の例としては、それだけに限らないが、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル、4-クロロブチル、3-ブロモプロピル、ペンタクロロエチル、および1,1,1-トリフルオロ-2-ブロモ-2-クロロエチルが挙げられる。
「ハロゲン」および「ハロ」という用語は、-F、-Cl、-Brまたは-Iを指す。
「ヘテロ原子」という用語は、酸素(O)、窒素(N)、および硫黄(S)を含むことを意図している。
「ヘテロアリール」という用語は、ここでは、1つまたは2つの芳香環を含有し、芳香環内に少なくとも1つの窒素、酸素、または硫黄原子を含有する単環式または二環式環系を指すために使用される。特に指示しない限り、ヘテロアリール基は、非置換であっても、例えばハロ、アルキル、アルケニル、OCF3、NO2、CN、NC、OH、アルコキシ、アミノ、CO2H、CO2アルキル、アリール、およびヘテロアリールから選択される1またはそれを超える、好ましくは1~4つの置換基で置換されていてもよい。ヘテロアリール基の例としては、それだけに限らないが、チエニル、フリル、ピリジル、オキサゾリル、キノリル、チオフェニル、イソキノリル、インドリル、トリアジニル、トリアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、イミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、チアゾリル、およびチアジアゾリルが挙げられる。
「複素環」という用語は、不飽和または芳香族のいずれかであり、窒素、酸素および硫黄から独立して選択される1~4個のヘテロ原子を含有する単環式、二環式、三環式または多環式系を指し、窒素および硫黄ヘテロ原子は必要に応じて酸化されており、窒素ヘテロ原子は必要に応じて四級化されており、二環式および三環式環系を含む。複素環は、いずれのヘテロ原子または炭素原子を介して結合していてもよい。複素環には、上に定義されるヘテロアリールが含まれる。複素環の代表的な例としては、それだけに限らないが、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、イソインドリル、インダゾリル、ベンゾジアゾリル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、プリニル、インドリル、イソキノリニル、キノリニルおよびキナゾリニルが挙げられる。複素環基は、非置換であっても、必要に応じて1またはそれを超える置換基で置換されていてもよい。
「ヘテロシクロアルキル」は、1つまたは2つの飽和または不飽和環を含有し、環内に少なくとも1つの窒素、酸素、または硫黄原子を含有する単環式または二環式環系を示す。「シクロアルキル」という用語は、1つまたは2つの飽和または不飽和環を含有する単環式または二環式環系を指す。
「ヒドロキシアルキル」という用語は、アルキル基の水素原子のうちの1またはそれより多くが-OH基で置き換えられている、示される数の炭素原子を有するアルキル基を指す。ヒドロキシアルキル基の例としては、それだけに限らないが、-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、およびそれらの分岐バージョンが挙げられる。
「オキソ」という用語は、飽和もしくは不飽和(C3~C8)環状部分または(C1~C8)非環状部分に結合した=O原子を指す。=O原子は、環状部分または非環状部分の一部である炭素、硫黄、および窒素原子に結合することができる。
「対象」という用語は、鳥類および非ヒト哺乳動物、例えば非ヒト霊長類、コンパニオンアニマル(イヌおよびネコなど)、家畜(ブタ、ヒツジ、ウシなど)、ならびに大型の猫科動物などの非飼育動物を含む、ヒト対象と非ヒト対象の両方を含む。対象という用語は、生物のライフサイクルの段階にかかわらず適用される。よって、対象という用語は、生物(すなわち、生物が哺乳動物であるか鳥類、例えば飼い慣らされた鳥または野鳥であるか)に応じて、子宮内または卵内の生物に適用される。
「治療有効量」は、特定の薬剤で処置されている対象において所望の効果を達成するのに十分なその薬剤の量を指す。理想的には、薬剤の治療有効量は、対象において実質的な細胞傷害効果を引き起こすことなく疾患または症状を阻害または処置するのに十分な量である。薬剤の治療有効量は、処置される対象、苦痛の重症度、および治療用組成物の投与様式に依存する。
「処置」は、疾患または病理学的症状が発症し始めた後にその徴候または症候を改善する治療的介入を指す。本明細書で使用される場合、疾患または病理学的症状に関する「改善する」という用語は、処置の任意の観察可能な有益な効果を指す。有益な効果は、例えば、感受性対象における疾患の臨床症候の発症の遅延、疾患の一部もしくは全部の臨床症候の重症度の低下、疾患の進行の遅延、対象の全体的な健康もしくは幸福の改善、または特定の疾患に特異的な当技術分野で周知の他のパラメータによって証明することができる。「疾患を処置する」という句は、例えば、疾患のリスクがある対象において、疾患の完全な発症を阻害することを指す。疾患または症状を「予防する」は、病状もしくは症状を発症するリスクを低下させるため、または病状もしくは症状の重症度を低下させるために、疾患の徴候を示さない、または初期の徴候のみを示す対象に組成物を予防的に投与することを指す。
「医薬組成物」は、ある量(例えば、単位投与量)の1またはそれを超える開示される化合物を、1またはそれを超える非毒性の薬学的に許容され得る添加剤(担体、希釈剤、および/またはアジュバントを含む)、および必要に応じて他の生物学的有効成分と共に含む組成物である。このような医薬組成物は、標準的な医薬製剤技術、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences、Mack Publishing Co.、イーストン、PA(第19版)に開示されるものによって調製することができる。
本発明の化合物は、立体配置異性体、幾何異性体、および配座異性体を含む様々な異性体形態で存在することができ、同様に様々な互変異性体形態、特に水素原子の結合点が異なるもので存在することができる。「異性体」という用語は、本発明の化合物の互変異性体形態を含む、化合物の全ての異性体形態を包含することを意図している。
本開示の化合物の特定の例は、1またはそれを超える不斉中心を含み得る;よって、これらの化合物は異なる立体異性体形態で存在することができる。したがって、化合物および組成物は、個々の純粋なエナンチオマーとして、またはラセミ混合物を含む立体異性体混合物として提供され得る。ある特定の実施形態では、本明細書に開示される化合物が、実質的にエナンチオピュアな形態で、例えば、エナンチオマー過剰率90%、エナンチオマー過剰率95%、エナンチオマー過剰率97%、またはさらにはエナンチオマー過剰率99%超で、例えばエナンチオピュアな形態で、合成されるか、またはそうなるように精製される。
本開示の化合物は、少なくとも1つの不斉中心または幾何学的中心、シス-トランス中心(C=C、C=N)を有することができる。特に明記しない限り、構造の全てのキラル異性体、ジアステレオマー異性体、ラセミ異性体、メソ異性体、回転異性体および幾何異性体が意図される。化合物は、単一異性体として、または異性体の混合物として単離することができる。化合物の全ての互変異性体も本開示の一部とみなされる。本開示の化合物はまた、化合物中に存在する原子の全ての同位体を含み、これらには、それだけに限らないが、重水素、トリチウム、18F等が含まれ得る。
「プロドラッグ」という用語は、生物学的条件下、インビトロまたはインビボで加水分解、酸化、または他の方法で反応して活性化合物、特に本発明の化合物を提供することができる化合物の誘導体を示す。プロドラッグの例としては、それだけに限らないが、生加水分解性(biohydrolyzable)アミド、生加水分解性エステル、生加水分解性カルバメート、生加水分解性カーボネート、生加水分解性ウレイド、および生加水分解性ホスフェート類似体(例えば、モノホスフェート、ジホスフェートまたはトリホスフェート)などの生加水分解性基を含む本発明の化合物の誘導体および代謝産物が挙げられる。例えば、カルボキシル官能基を有する化合物のプロドラッグは、カルボン酸の低級アルキルエステルである。カルボン酸エステルは、分子上に存在するカルボン酸部分のいずれかをエステル化することによって好都合に形成される。プロドラッグは、典型的には、周知の方法、例えばBURGER’S MEDICINAL CHEMISTRY AND DRUG DISCOVERY 第6版(Wiley、2001)およびDESIGN AND APPLICATION OF PRODRUGS(Harwood Academic Publishers Gmbh、1985)によって記載されているものを使用して調製することができる。
概要
本明細書に開示される一実施形態では、対象の動脈瘤を処置する方法であって、治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)求電子性を誘導する二重結合上の電子求引基を含むジカルボン酸化合物、またはこれらの混合物から選択される化合物を対象に投与することを含む方法が提供される。動脈瘤は、大動脈瘤または血管瘤(vascular aneurysm)(動脈瘤など)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が腹部大動脈瘤(AAA)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が胸部大動脈瘤(TAA)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が胸腹部大動脈瘤(TAAA)であり得る。他の例示的な動脈瘤には、頭蓋内動脈瘤、腹腔動脈瘤、腸間膜動脈瘤、腎動脈瘤、脾動脈瘤、肝動脈瘤、腸骨動脈瘤、大腿動脈瘤、膝窩動脈瘤および大動脈の任意の分岐部の動脈瘤が含まれる。
本明細書に開示される一実施形態では、対象の動脈瘤を処置する方法であって、治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)求電子性を誘導する二重結合上の電子求引基を含むジカルボン酸化合物、またはこれらの混合物から選択される化合物を対象に投与することを含む方法が提供される。動脈瘤は、大動脈瘤または血管瘤(vascular aneurysm)(動脈瘤など)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が腹部大動脈瘤(AAA)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が胸部大動脈瘤(TAA)であり得る。ある特定の実施形態では、大動脈瘤が胸腹部大動脈瘤(TAAA)であり得る。他の例示的な動脈瘤には、頭蓋内動脈瘤、腹腔動脈瘤、腸間膜動脈瘤、腎動脈瘤、脾動脈瘤、肝動脈瘤、腸骨動脈瘤、大腿動脈瘤、膝窩動脈瘤および大動脈の任意の分岐部の動脈瘤が含まれる。
ニトロ脂肪酸は、モデル系およびヒトにおける炎症性および代謝調節因子として多面的機序を介して作用する、不飽和脂肪酸、窒素酸化物および求電子試薬媒介シグナル伝達の間の収束を表す。ナノモル濃度のニトロ脂肪酸は、局所炎症反応および酸化反応を介して生成された一酸化窒素および亜硝酸塩由来の二酸化窒素に応答して、ならびに低いpHが脂肪酸ニトロ化を促進する消化管において内因的に形成することができる。ニトロ脂肪酸は、細胞求核試薬との可逆的マイケル付加反応に参加するが、ほとんどの生物学的活性は、調節タンパク質に見られる重要なシステインの翻訳後修飾によって媒介される。例えば、ニトロ脂肪酸はPPARγを活性化し、p65依存性核因子カッパB(NF-kB)活性化を阻害し、熱ショック応答を誘導し、核因子赤血球2関連因子2(Nrf2)依存性抗酸化効果を促進する。さらに、CXA-10(本明細書でNO2-OAとも呼ばれる10-ニトロ-オレイン酸)の第1相ヒト試験の薬力学特性および薬物動態特性は、CXA-10が治療域(25~450mg/日)内で安全であり、ヒトボランティアにおける全身性炎症を軽減することを示した。これは、循環単球走化性タンパク質1(MCP1)およびインターロイキン6(IL6)レベルの低下によって反映された。並行して、様々な動物モデルにおいて経口経路または非経口経路のいずれかを介してニトロ脂肪酸を投与するインビボ試験は、アテローム性動脈硬化症、高血圧、血管炎症、心虚血/再灌流傷害、腎臓腎症および非アルコール性脂肪性肝疾患を含む複数の疾患モデルにおけるニトロ脂肪酸の保護効果を実証した。
ニトロ脂肪酸の輸送機序は、細胞および器官に明確かつ特異的な分布を提供し、標的組織および細胞シグナル伝達事象を定義する。例えば、全身循環中のニトロ脂肪酸はトリグリセリド(TG)にエステル化される。これらは、加水分解後、循環単球、血管内皮およびマクロファージによって(例えば、CD36、FABPを通して)取り込まれて、細胞内シグナル伝達活性を発揮することができる。これに関して、単球-血管-マクロファージ軸は、ニトロ脂肪酸によって媒介される有益な血管効果において支配的な役割を果たし得る。これは、ヒトにおけるCXA-10の投与が、末梢血単核細胞においてNrf2調節遺伝子および熱ショック応答を誘導するという所見によって裏付けられる。ニトロ脂肪酸が、コロニー刺激因子によって誘導される単球からマクロファージへの分化を減少させ、LPSによって誘導される白血球の血管内皮への接着を阻害し、炎症誘発性マクロファージの分極化を防止するという事実は、単球/マクロファージ生物学の調節におけるニトロ脂肪酸の重要性をさらに指摘する。
AAAの有効な医薬管理の緊急の満たされていない必要性にもかかわらず、血圧、血漿コレステロールレベル、血管炎症およびECM分解などの個々の因子を標的とする小分子薬物候補を使用したAAA治療の最近の臨床試験は、満足のいく転帰を提供することができなかった。同時に、複数の研究および臨床試験が、免疫細胞の動員、炎症誘発/抗炎症反応の活性化および大動脈壁の分解を媒介する異なる機序を伴う、AAA発症の全ての段階への単球/マクロファージの関与および能動的寄与を実証した。多様な炎症性および代謝性の細胞シグナル伝達および遺伝子発現応答の内因性メディエーターであるニトロ脂肪酸は、血管疾患および単球/マクロファージ活性化において様々な有益な効果を示している。CXA-10は、NO2-OAの1つの特定の位置異性体の合成ホモログであり、現在、慢性炎症関連腎障害(巣状分節性糸球体硬化症)および肺動脈高血圧症(NCT04053543、NCT03422510)を処置するために第II相臨床試験で研究されている。
アンジオテンシンII(AngII)および高コレステロール血症によって誘発され、血管壁への白血球浸潤の有意な減少が特定されたAAAのマウスモデルにおけるNO2-OAの保護効果が本明細書に開示される。酸化低密度リポタンパク質(oxLDL)およびAngIIを使用して、本発明者らは、NO2-OAの抗炎症機能を再現し、これが培養RAW264.7細胞および初代骨髄由来マクロファージ(BMDM)においてPPARγガンマシグナル伝達の増強およびp65依存性NFkB活性の低下によって部分的に説明できることを示した。さらに、本発明者らは、以前にヒト動脈瘤発症に関連付けられた経路である、マクロファージプロスタグランジンE2(PGE2)によって誘導されるプロスタグランジンE2受容体4(EP4)の活性化に対するNO2-OAの偏った調節を報告する。
AngII/PCSK9誘発AAAマウスモデルにおけるNO2-OAがAAA形成を減弱させることが本明細書に開示される。病理学的評価により、腎上動脈瘤拡大が有意に抑制され、エラスチン分解が少ないことが明らかになり(図1)、AAA発症におけるNO2-OAおよび他の求電子脂肪酸の保護的役割が強調された。
必須の特徴であり、AAA発症の寄与因子である、白血球およびマクロファージによる血管浸潤は、NO2-OAによって有意に下方調節された。この効果は、おそらく接着分子発現と化学誘引物質分泌の同時下方調節に起因する(図2)。さらに、生物学的に関連する刺激を使用したインビトロ試験は、AngII誘発性内皮刺激時のマクロファージの遊走の減少を含む、NO2-OAの保護的役割を実証した。さらに、NO2-OA処置によるoxLDL誘導NFkB活性化およびp65転写因子の核移行の強力な阻害が観察された。この効果は、PPARγの活性化によって少なくとも部分的に媒介され、不可逆的PPARγ阻害剤GW9662によって阻害された(図3)。
親油性および求電子性化学構造の収束を表すNO2-FAは、細胞内核受容体上で機能するだけでなく、Toll様受容体などの膜関連タンパク質も調節する。本明細書では、本発明者らはまた、NO2-OAによるPGE2誘導EP4活性化の阻害を明らかにする(図4)。マクロファージCOX2-PGE2-EP4軸がヒトAAA疾患の病因に関与することが広く受け入れられている。異なるEP4特異的アンタゴニストを使用した研究により、AngII/ApoE-/-、ならびにマウスにおけるCaCl2誘発AAA形成に対する保護が実証されており、共通の特徴としてMMP産生および活性の低下を有する。しかしながら、骨髄由来細胞におけるEP4欠損は、炎症およびAAA発生率を増加させることが見出された。G共役EP4はcAMP動員を促進するだけでなく、EPRAP/p105複合体の形成を通してNFkB活性化を打ち消すので、これらの矛盾する所見は、下流シグナル伝達経路に対する差次的効果の結果であり得る。これに関して、本発明者らは、NO2-OAが、EPRAP/p105相互作用に干渉することなく炎症刺激によって誘導されたPGE2のEP4依存性抗炎症効果を増加させることによって、EP4シグナル伝達応答の偏った調節因子として機能することを実証した。
マクロファージ活性化およびAAA発症に対する求電子NO2-FAの保護効果の実証が本明細書で明らかにされる(図5)。本発明者らの結果は、AAAの処置におけるニトロ脂肪酸、例えば本明細書で使用されるオレイン酸のニトロアルケン誘導体の潜在的な新しい臨床治療の機会を強調している。さらに、本発明者らの知見は、この病原的に多様で複雑な疾患を処置するために、多重標的化された多面的求電子化合物を使用する理論的根拠を提供する。
化合物(i)-ニトロアルケン脂肪酸
ある特定の実施形態では、(i)ニトロアルケン脂肪酸が、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合および少なくとも1つのニトロ基を含む化合物である。ある特定のニトロアルケン脂肪酸は、例えば、米国特許第7,776,916号に記載されている。
ある特定の実施形態では、(i)ニトロアルケン脂肪酸が、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合および少なくとも1つのニトロ基を含む化合物である。ある特定のニトロアルケン脂肪酸は、例えば、米国特許第7,776,916号に記載されている。
ニトロアルケンの1つの例示的な実施形態は、式Iの構造:
(式中、R1は、水素、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、またはC1~C24アルキニルであり;
R2、R3、R7、およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、またはOOHであり;
R4は末端COOR6基(式中、R6は水素、またはC1~C24アルキルである)であり;
R5は水素、C1~C24アルキルであるか、またはR4およびR5は合わせて=C(R9)(R10)(式中、R9は、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、もしくはC1~C24アルキニルを含むか、またはR9は末端COOR6基であり、R10は水素、NO2、OH、またはOOHである)を形成し;
nは1~24であり;
ニトロアルケン脂肪酸は少なくとも1つのNO2基を含む)
である。
R2、R3、R7、およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、またはOOHであり;
R4は末端COOR6基(式中、R6は水素、またはC1~C24アルキルである)であり;
R5は水素、C1~C24アルキルであるか、またはR4およびR5は合わせて=C(R9)(R10)(式中、R9は、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、もしくはC1~C24アルキニルを含むか、またはR9は末端COOR6基であり、R10は水素、NO2、OH、またはOOHである)を形成し;
nは1~24であり;
ニトロアルケン脂肪酸は少なくとも1つのNO2基を含む)
である。
式Iのある特定の実施形態では、R1がC1~C24アルキル、より詳細にはC3~C20アルキルである。
式Iのある特定の実施形態では、R2が水素である。
式Iのある特定の実施形態では、R3またはR8の一方がNO2であり、R3またはR8の他方が水素である。
式Iのある特定の実施形態では、nが3~20である。
式Iのある特定の実施形態では、R4が-COOHである。
式Iのある特定の実施形態では、R5が水素である。
式Iのある特定の実施形態では、R7が水素である。
式Iのある特定の実施形態では、R4が-COOHであり;R5がメチルであり;R7がメチルである。
式Iのある特定の実施形態では、R1がC1~C24アルキル、より詳細にはC3~C20アルキルであり;R2が水素であり;R3またはR8の一方がNO2であり、R3またはR8の他方が水素であり;R4が-COOHであり;R5が水素であり;R7が水素である。
ニトロアルケンの別の例示的な実施形態は、式IIの構造:
(式中、R1は、水素、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、またはC1~C24アルキニルであり;
R2、R4、R5およびR6はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR9基(式中、R9は水素またはC1~C24アルキルである)であり;
R3およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR8の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR8の他方は水素、ONOまたはONO2である)
である。
R2、R4、R5およびR6はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR9基(式中、R9は水素またはC1~C24アルキルである)であり;
R3およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR8の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR8の他方は水素、ONOまたはONO2である)
である。
式IIのある特定の実施形態では、R1がC1~C24アルキル、より詳細にはC3~C20アルキルであり;R9が水素であり;R3がNO2であり、R8がONO2であるか、またはR8がNO2であり、R3がONO2である。
別のニトロ基含有化合物の追加の例示的な実施形態は、式IIIの構造:
(式中、R1は、水素、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、またはC1~C24アルキニルであり;
R2およびR5はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR6基(式中、R6は水素またはC1~C24アルキルである)であり;
R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR4の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR4の他方は水素、ONOまたはONO2である)
である。
R2およびR5はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR6基(式中、R6は水素またはC1~C24アルキルである)であり;
R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR4の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR4の他方は水素、ONOまたはONO2である)
である。
式IIIのある特定の実施形態では、R1がC1~C24アルキル、より詳細にはC3~C20アルキルであり;R6が水素であり;R3がNO2であり、R4がONO2であるか、またはR4がNO2であり、R3がONO2である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、10-ニトロ-オクタデカ-9-エン酸(本明細書では「NO2-OA」と呼ばれる)である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、9-ニトロ-オクタデカ-9-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、8-ニトロ-ノナデカ-9-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、7-NO2-ノナデカ-7-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、5-NO2-エイコサ-5-エン酸または6-NO2-エイコサ-5-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が9-ニトロオクタデカ-9,11-ジエン酸である。ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が12-ニトロオクタデカ-9,11-ジエン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、9-ニトロ-12-(ニトロオキシ)オクタデカ-10-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸が、12-ニトロ-9-(ニトロオキシ)オクタデカ-10-エン酸である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケンが実質的に純粋である。この態様では、炭素-炭素二重結合の周りの立体化学が、実質的にシス(もしくはZ)または実質的にトランス(もしくはE)である。
ある特定の実施形態では、ニトロアルケン脂肪酸がZ配置を有する。
化合物(ii)-電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸
ある特定の実施形態では、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸が、例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2018/0282528号に記載されている。いくつかの実施形態では、不飽和脂肪酸が、電子求引基がニトロ(-NO2)である活性化脂肪酸の窒素酸化物であり得、特定の実施形態では、不飽和脂肪酸が、電子求引基がニトロ基(-NO2)であり、脱離基が窒素酸化物、例えばニトレート(-ONO2)またはニトリト(-ONO)であり得るニトロアルケンの窒素酸化物であり得る。ある特定の実施形態では、化合物(a)(ii)が、ニトリトまたはニトレート置換基が切断され、オレフィンが移動して活性化ニトロアルケン生成物を生じるプロドラッグである。本明細書で使用される場合、「活性化脂肪酸」は、脂肪酸の飽和または不飽和脂肪族鎖に共有結合した少なくとも1つの電子求引基を有する脂肪酸を指す。このような活性化脂肪酸は、任意の数の位置で任意の数の電子求引基によって置換された脂肪族鎖を含んでもよく、このような電子求引基は、炭素-炭素二重結合と関連していてもしていなくてもよい。同様に、ニトロアルケンの窒素酸化物誘導体は、電子求引基と関連していてもしていなくてもよい、任意の数の二重結合を有する脂肪族鎖を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、脱離基が、不飽和脂肪族鎖のベータ(β)炭素、ガンマ(γ)炭素、またはデルタ(δ)炭素に位置していてもよく、電子求引基がアルファ(α)炭素に結合している。
ある特定の実施形態では、(ii)電子求引基、脱離基、および電子求引基と脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸が、例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2018/0282528号に記載されている。いくつかの実施形態では、不飽和脂肪酸が、電子求引基がニトロ(-NO2)である活性化脂肪酸の窒素酸化物であり得、特定の実施形態では、不飽和脂肪酸が、電子求引基がニトロ基(-NO2)であり、脱離基が窒素酸化物、例えばニトレート(-ONO2)またはニトリト(-ONO)であり得るニトロアルケンの窒素酸化物であり得る。ある特定の実施形態では、化合物(a)(ii)が、ニトリトまたはニトレート置換基が切断され、オレフィンが移動して活性化ニトロアルケン生成物を生じるプロドラッグである。本明細書で使用される場合、「活性化脂肪酸」は、脂肪酸の飽和または不飽和脂肪族鎖に共有結合した少なくとも1つの電子求引基を有する脂肪酸を指す。このような活性化脂肪酸は、任意の数の位置で任意の数の電子求引基によって置換された脂肪族鎖を含んでもよく、このような電子求引基は、炭素-炭素二重結合と関連していてもしていなくてもよい。同様に、ニトロアルケンの窒素酸化物誘導体は、電子求引基と関連していてもしていなくてもよい、任意の数の二重結合を有する脂肪族鎖を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、脱離基が、不飽和脂肪族鎖のベータ(β)炭素、ガンマ(γ)炭素、またはデルタ(δ)炭素に位置していてもよく、電子求引基がアルファ(α)炭素に結合している。
例えば、いくつかの実施形態の化合物は、一般式IV:
(式中、R1は、それだけに限らないが、-COH、-COR、-COOH、-COOR、-Cl、-F、-Br、-I、-CF3、-CN、-SO3-、-SO2R、-SO3H、-NH3
+、-NH2R+、-NHR2
+、-NR3
+および-NO2を含む任意の電子求引基であり;R2は、それだけに限らないが、-OC(O)(C1~4)、-ONO2、-OPO(OH)2、-OSO3、および他の無機エステルを含む脱離基であり;X1およびX2は、-H、-COH、-COR、-COOH、-COOR、-COCF3、および-CF2Rであり;mおよびnは、独立して、1~10の整数である)
のものおよびこれを含有する組成物であり得る。
のものおよびこれを含有する組成物であり得る。
さらに他の実施形態の化合物は、一般式V:
(式中、R1は、-H、またはそれだけに限らないが、-COH、-COR、-COOH、-COOR、-Cl、-F、-Br、-I、-CF3、-CN、-SO3-、-SO2R、-SO3H、-NH3
+、-NH2R+、-NHR2
+、-NR3
+および-NO2を含む任意の電子求引基であり;R2は、それだけに限らないが、-OC(O)(C1~4)、-ONO2、-OPO(OH)2、-OSO3、および他の無機エステルを含む脱離基であり;X1およびX2は、-H、-COH、-COR、-COOH、-COOR、-COCF3、および-CF2Rであり;mおよびnは、独立して、1~10の整数である)
のものおよびこれを含有する組成物であり得る。
のものおよびこれを含有する組成物であり得る。
ある特定の実施形態では、式VIのニトロアルケンの窒素酸化物が、(E)-9-ニトロ-12-(ニトロオキシ)オクタデカ-10-エン酸、共役リノール酸の窒素酸化物、またはNO2-NO3-CLAである。
このような実施形態では、電子求引基が、元の二重結合のEもしくはZ配置のいずれか、またはsp3キラル/ステレオジェン中心(stereogenic center)のRもしくはS絶対立体化学のいずれかに位置し得る。例えば、一実施形態では、ニトロアルケンのニトロキシド誘導体が、1つの電子求引基を有していてもよいが、別の実施形態では、ニトロアルケンのニトロキシド誘導体が、炭化水素鎖に沿った複数の位置で複数の電子求引基で置換されていてもよい。ニトロアルケンの可逆的ニトロキシド誘導体は、カルボキシ末端炭素と末端メチル(ω位)との間の脂肪族炭化水素鎖に沿った任意の炭素に位置する電子求引基を有していてもよく、いくつかの実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの約3個の炭素内に位置していてもよく、他の実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの5個の炭素内に位置していてもよい。さらに他の実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの7個の炭素内に位置していてもよく、さらなる実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの9個の炭素内に位置していてもよい。
ある特定の実施形態では、電子求引基が活性化脂肪酸の二重結合に由来する炭素上に位置して、「電子求引ビニル」基を形成してもよい。このようなビニル基の電子求引基は、二重結合のどちらの側にあってもよい。脂肪酸は、脂肪族炭化水素鎖上の任意の炭素に1または1を超える電子求引ビニル基を有していてもよく、不飽和脂肪酸が1つの電子求引基を有することができるいくつかの方法がある。一実施形態では、9番目の(9h)(C-9)炭素と10番目の(C-10)炭素との間に1つの二重結合を有する18炭素,ω-9脂肪酸(「18:1」と示される)に由来するオレイン酸(オクタデカ-9-エン酸、OA)の可逆的窒素酸化物が、C-9またはC-10のいずれかに電子求引基、および他方の位置に脱離基を有し得る。別の例示的な実施形態では、ω-6(C-13)と-7(C-12)炭素の間およびω-9(C-10)と10(C-9)炭素の間に2つの二重結合を有する18炭素,ω-6脂肪酸(「18:2」と示される)に由来するリノール酸(オクタデカ-9,12,-ジエン酸)の窒素酸化物が、C-9もしくはC-10、またはC-12もしくはC-13に電子求引基、対応する他方の隣接する位置に脱離基、および電子求引基と脱離基との間に位置する少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有し得る。別の実施形態では、リノール酸の可逆的窒素酸化物が、C-9もしくはC-10、またはC-12もしくはC-13に電子求引基、対応する他方の隣接する位置に脱離基、および脱離基に隣接する少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有し得る。同様に、元々3つ、4つ、5つ、6つまたはそれを超える二重結合を有する他の多価不飽和脂肪酸は、元の二重結合炭素のいずれかの上のいずれかの位置に1つの電子求引基、および対応する他方の位置に脱離基を有することができ、電子求引基と脱離基との間の炭素-炭素単結合は、位置および電子求引基の全ての可能な順列を含む。
「電子求引基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が隣接原子から価電子を誘引する傾向、すなわち、置換基が隣接原子に対して電気陰性であることを示す。「求核試薬」または「電子供与基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が隣接原子から過剰な価電子を供与する傾向、すなわち、置換基が隣接原子に対して電気陽性であることを示す。電子求引能力レベルの定量化は、ハメットシグマ(σ)定数によって与えられる(例えば、J.March、Advanced Organic Chemistry、McGraw Hill Book Company、ニューヨーク、(1977年編)251-259頁参照)。ハメット定数値は、一般に、電子供与基については負であり、電子求引基については正である。例えば、パラ置換NH2のハメット定数(σ[P])は約-0.7であり、ニトロ基のσ[P]は約+0.8である。
実施形態は、任意の公知の電子求引基を包含する。例えば、電子求引基には、それだけに限らないが、アルデヒド(-COH)、アシル(-COR)、カルボン酸(-COOH)、エステル(-COOR)、ハライド(-Cl、F、-Br等)、フルオロメチル(-CF3)、フルオロアルキル(-CFnH2-nR)、シアノ(-CN)、スルホキシド(-SOR)、スルホニル(-SO2R)、スルホネート(SO3R)、第一級、第二級および第三級アンモニウム(-NR3
+)、ならびにニトロ(-NO2)(式中、各Rは、独立して、水素、メチル、またはC2~C6のアルキル、アルケニル、もしくはアルキニルであり得る)が含まれ得る。いくつかの実施形態では、電子求引基が、少なくとも約0.2のσを有する強電子求引基であり得、ある特定の実施形態では、電子求引基が双極子を形成し得る。例えば、特定の実施形態では、電子求引基が、ニトロ、アンモニウムまたはスルホニルであり得る。
「脱離基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が不均一結合開裂中に一対の電子を親分子に残す傾向を示す。包含される脱離基には、例えば、-OC(O)(C1~4)、-ONO2、-OPO(OH)2、-OSO3、他の無機エステルなどが含まれる。
実施形態の脂肪酸は、当技術分野で公知の任意の不飽和および多価不飽和脂肪酸であり得る。「脂肪酸」という用語は、脂肪族モノカルボン酸を記載する。様々な実施形態は、特定された天然に存在する脂肪酸と同一または類似の脂肪族炭化水素鎖を有する活性化脂肪酸を含む。例えば、既知の天然に存在する脂肪酸の脂肪族炭化水素鎖は、一般に非分岐であり、約4~約24個の偶数個の炭素を含有し、他のものには、脂肪族炭化水素鎖中に12~18個の炭素を有する脂肪酸が含まれる。さらに他の実施形態では、脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖に24個を超える炭素を有し得る。実施形態は、このような天然に存在する脂肪酸ならびに奇数個の炭素および/またはヘテロ原子を含む天然に存在しないリンカーを含有し得る天然に存在しない脂肪酸を包含する。よって、いくつかの実施形態は、奇数個の炭素、例えば5~23個の炭素、他の実施形態では11~17個の炭素を有する脂肪酸を含む。さらに他の実施形態では、実施形態の脂肪酸が、23個を超える炭素を有し得る。天然に存在するおよび天然に存在しない脂肪酸はまた、炭化水素鎖に沿った1またはそれを超える位置で分岐していてもよく、様々な実施形態では、各分岐が、1~24個の炭素、2~20個の炭素または4~18個の炭素の脂肪族炭化水素鎖を含んでいてもよく、各分岐が偶数個の炭素を有していても奇数個の炭素を有していてもよい。
様々な実施形態の脂肪酸の脂肪族炭化水素鎖は、不飽和または多価不飽和であり得る。「不飽和」という用語は、少なくとも1つの二重結合および/または置換基を含む脂肪族炭化水素鎖を有する脂肪酸を指す。対照的に、「飽和」炭化水素鎖は、二重結合も置換基も含まない。よって、炭化水素鎖の各炭素は「飽和」であり、最大数の水素を有する。「多価不飽和」は、一般に、1つを超える二重結合を有する炭化水素鎖を有する脂肪酸を指す。様々な実施形態の不飽和または多価不飽和脂肪酸の二重結合は、脂肪族炭化水素鎖に沿ったいずれの位置にあってもよく、シス配置またはトランス配置のいずれであってもよい。「シス」という用語は、二重結合に隣接する炭素が同じ側にある二重結合を指し、「トランス」という用語は、二重結合に隣接する炭素が反対側にある二重結合を指す。典型的には、「シス」はZと同じであり、「トランス」はEと同じであるが、化合物を命名するためのIUPAC規則が、ニトロアルケンの典型的な場合である非炭素置換基に対してこれとは反対のことを与えることがある。例えば、ニトロアルケンは2つの炭素基を「シス」で有することができるが、化合物の命名に関して優先する2つの基(アルケンの一方の炭素上のニトロ基およびアルケンの他方の炭素上の炭素基)が反対側にあり、よって、Eである。したがって、「シス」二重結合のニトロアルケン類似体は、Eニトロアルケンと呼ばれる。同様に、「トランス」二重結合のニトロアルケン類似体は、Zニトロアルケンと呼ばれる。理論に拘束されることを望むものではないが、炭素鎖に沿ったシス配置の二重結合(シス炭素鎖であるがEニトロアルケン)は、炭化水素鎖の屈曲を誘導し得る。炭素鎖に沿った「トランス」配置の二重結合(トランス炭素鎖であるがZニトロアルケン)は、炭化水素鎖を屈曲させないかもしれない。実施形態は、E配置またはZ配置のいずれかの二重結合を有するニトロアルケンの可逆的ニトロキシド誘導体を含むことができ、ニトロアルケンのシスおよびトランス含有ニトロキシド誘導体と、ニトロアルケンのニトロキシド誘導体の位置異性体の組み合わせを含む組成物を包含し得る。
多くの不飽和および多価不飽和脂肪酸が同定されており、天然に存在することが知られている。このような不飽和または多価不飽和の天然に存在する脂肪酸は、一般に、それらの脂肪族炭化水素鎖に偶数個の炭素を含む。例えば、天然に存在する不飽和または多価不飽和脂肪酸は、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22個などの炭素を有し得、オメガ(ω)-3、ω-5、ω-6、ω-7、ω-9炭素-炭素二重結合を含み得る。いずれのこのような脂肪酸も、化合物において有用であり得る。「ω」という記号は、脂肪族炭化水素鎖の末端メチル炭素を指すために使用される。ω-X脂肪酸の二重結合の配置は、ω炭素からX番目の炭素の炭素-炭素結合である。例えば、ω-6脂肪酸は、ω-炭素から数えて6番目と7番目の炭素の間に二重結合を有し、ω-3脂肪酸は、ω-炭素から数えて3番目と4番目の炭素の間に二重結合を有する。様々な実施形態は、それだけに限らないが、リノレン酸、アルファリノレン酸、エイコサペンタン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサン酸およびステアリドン酸を含むニトロ化ω-3脂肪酸;それだけに限らないが、ミリストレイン酸を含むニトロ化ω-5脂肪酸;それだけに限らないが、リノール酸、ガンマ-リノール酸、ジホモ-ガンマ-リノール酸およびアラキドン酸を含むニトロ化ω-6脂肪酸;それだけに限らないが、共役リノール酸およびパルミトレイン酸を含むニトロ化ω-7脂肪酸;ならびにそれだけに限らないが、オレイン酸およびエルカ酸を含むニトロ化ω-9脂肪酸を含む。当然、脂肪酸は、二重結合の配置がカルボン酸の炭素から数えることによって決定されるIUPAC命名法を使用して呼ばれてもよく、「C-X」は、IUPAC命名法を使用した脂肪族炭化水素中の炭素を表し、Xはカルボン酸から数えた炭素の数(カルボニル炭素自体を含む)である。実施形態はまた、天然に存在する脂肪酸およびその誘導体の合成等価物を含む。
他の実施形態は、例えば、5、7、9、11、13、15、17、19、21個などの奇数個の炭素を有し得る不飽和または多価不飽和の天然に存在しない脂肪酸を含む。天然に存在する脂肪酸の場合と同様に、天然に存在しない脂肪酸に関連する1またはそれを超える二重結合は、脂肪族炭化水素鎖に沿った任意の位置にあってよく、二重結合はシス配置またはトランス配置のいずれであってもよい。さらに他の実施形態では、天然に存在しない脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖を中断する1またはそれを超えるリンカー基を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、活性化脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖内の任意の位置に、例えばエステル、エーテル、ビニルエーテル、チオエーテル、アミノ、イミンなどの1またはそれを超える非炭素-炭素結合を有し得る。
さらに他の実施形態では、活性化脂肪酸の窒素酸化物のカルボキシ末端が修飾されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、活性化脂肪酸の窒素酸化物が、脂肪酸のカルボキシ末端と関連してグリセロ脂質を作製しているグリセロールを含み得、このようなグリセロ脂質が、モノ-、ジ-またはトリ-グリセリドであり得、ジ-またはトリ-グリセリドの脂肪酸の少なくとも1つが活性化ニトレート脂肪酸であり得、任意の残りの脂肪酸が飽和または不飽和脂肪酸であり得る。同様に、他の実施形態では、炭水化物が、窒素酸化物活性化脂肪酸のカルボキシ末端と関連して糖脂質を形成し得る。このような実施形態では、当技術分野で公知の任意の炭水化物が糖脂質の炭水化物部分であり得、それだけに限らないが、ガラクトースおよびグルコースを含む。さらに他の実施形態では、炭水化物が、活性化ニトレート脂肪酸のカルボキシ末端と関連しているグリセリドと関連してグリセロ糖脂質を形成してもよく、グリセロ糖脂質は、グリセロ糖脂質のグリセロ部分と関連した1つまたは2つの活性化脂肪酸を有していてもよく、ただ1つの活性化脂肪酸のみがグリセロ糖脂質と関連している実施形態では、グリセロール上の残りの位置が、飽和もしくは不飽和脂肪酸または水素、アルキル、または例えば、アルコール、アミン、ホスフェート、ホスホン酸、チオール、スルホン酸などの官能基を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、活性化脂肪酸のカルボキシ末端が、ホスフェートと関連してリン脂質を形成し得る。このような実施形態では、ホスフェートが、カルボキシ末端を通して脂肪酸と直接関連していてもよく、またはホスフェートが、1つもしくは2つの活性化脂肪酸がグリセロール部分に結合しているジグリセリドと関連していてもよく、ただ1つの活性化ニトレート脂肪酸のみがグリセロールに結合している実施形態では、グリセロール上の残りの位置が、飽和もしくは不飽和脂肪酸または水素、アルキル、または例えばアルコール、アミン、ホスフェート、ホスホン酸、チオール、スルホン酸などの官能基を含んでいてもよい。さらなる実施形態では、活性化脂肪酸のカルボキシ末端が、コレステロールまたは他のステロール部分と関連していてもよい。さらに他の実施形態では、カルボキシ末端が、第2の活性剤の共有結合によって修飾されていてもよい。特定の実施形態では、グリセロールを含むカルボキシ末端修飾が、ニトロ基を含まなくてもよい。理論に拘束されることを望むものではないが、活性化ニトレート脂肪酸のカルボキシ末端の修飾は、投与後の活性化脂肪酸の分配を増強し得、投与後のミトコンドリアにおけるベータ酸化を阻害することによって活性化脂肪酸のレジリエンスも改善し得る。
化合物(iii)-チオール付加ニトロ脂肪酸(「チオール化脂肪酸」)
薬物候補としてのニトロ-オレイン酸の使用に対する潜在的な障壁は、肝初回通過におけるベータ酸化反応およびプロスタグランジンレダクターゼ1によるニトロアルケンの還元ならびにグルタチオンとの可逆的付加および排出の結果としての急速な代謝である。有効性を高めるために、薬物は初回通過代謝に耐えなければならない。活性薬物は腸マイクロバイオームおよび肝臓内で代謝されるので、有効量の活性薬物を循環中に適切に送達するために保護されなければならない。
薬物候補としてのニトロ-オレイン酸の使用に対する潜在的な障壁は、肝初回通過におけるベータ酸化反応およびプロスタグランジンレダクターゼ1によるニトロアルケンの還元ならびにグルタチオンとの可逆的付加および排出の結果としての急速な代謝である。有効性を高めるために、薬物は初回通過代謝に耐えなければならない。活性薬物は腸マイクロバイオームおよび肝臓内で代謝されるので、有効量の活性薬物を循環中に適切に送達するために保護されなければならない。
ニトロアルケンの可逆的チオール化によるニトロアルケン脂肪酸の修飾は、その代謝不活性化を防止し、よって、ニトロアルケン脂肪酸の潜在的な求電子性を維持する。チオールまたはポリチオール置換基が解離すると、「活性化」ニトロアルケン生成物は、RAD51または他のDNA修復タンパク質中の機能的に重要な求核性残基を標的とする能力を有するようになる。
チオール化脂肪酸の例は、例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0282527号に記載されている。
実施形態は、一般に、チオール化求電子不飽和活性化脂肪酸、特にチオール化不飽和ニトロ化脂肪酸に関する。本明細書で使用される場合、「活性化脂肪酸」は、脂肪酸の飽和または不飽和脂肪族鎖の不飽和炭素に共有結合した少なくとも1つの電子求引基を有する脂肪酸を指す。このような活性化脂肪酸は、炭化水素鎖上の任意の数の位置で任意の数の電子求引基によって置換された脂肪族鎖を含んでもよく、このような電子求引基は、炭素-炭素二重結合と関連していてもしていなくてもよい。同様に、本明細書に記載されるチオール化活性化脂肪酸は、電子求引基、および硫黄含有基、すなわちチオール基と関連していてもしていなくてもよい、任意の数の二重結合を有する脂肪族鎖を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、硫黄含有基が、不飽和脂肪族鎖のベータ(□)炭素、ガンマ(□)炭素、またはデルタ(□)炭素に位置していてもよく、電子求引基がアルファ(□)炭素に結合している。
ニトロアルケンの求電子二重結合は、H(S)xRによって可逆的に保護されて、チオール化活性化脂肪酸を形成する。このチオール化活性化脂肪酸はここではプロドラッグであり、初回通過中の代謝過程を回避する。求電子二重結合は、以下に示されるように、保護基の喪失後に再生される:
例えば、いくつかの実施形態のチオール化活性化脂肪酸は、一般式VIII:
(式中、Rは、水素(-H)、メチル、またはC2~C6のアルキル、アルケニル、もしくはアルキニルであるか、または(S)xRは、スルフィノ(-SOOH)、スルホ(-SOOOH)、もしくはチオシアネート(-SCN)などの硫黄含有官能基であってもよく、xは1~5の整数であり、qおよびmは、それぞれ独立して、1~10の整数である)
のものであり得る。式VIIIの化合物は、□炭素に硫黄含有基を含む。
のものであり得る。式VIIIの化合物は、□炭素に硫黄含有基を含む。
他のチオール化活性化脂肪酸は、一般式IXの化合物:
(式中、Rは、水素(-H)、メチル、またはC2~C6のアルキル、アルケニル、もしくはアルキニルであるか、または(S)xRは、スルフィノ(-SOOH)、スルホ(-SOOOH)、もしくはチオシアネート(-SCN)などの硫黄含有官能基であってもよく、xは1~5の整数であり、qおよびmは、それぞれ独立して、1~10の整数である)
を含む。式IXの化合物は、□炭素に硫黄含有基を含む。
を含む。式IXの化合物は、□炭素に硫黄含有基を含む。
いくつかの実施形態では、式VIIIまたはIXのRが、活性化脂肪酸のカルボキシルに結合した二官能性アルキル、アルケニル、またはアルキニルであり得、架橋構造または環状構造を形成し得る。このような実施形態では、硫黄含有部分が、□、□または□炭素のいずれかに位置し得る。例えば、□炭素に環化二官能性硫黄含有部分を含む、一般式XaおよびXbの化合物:
(式中、各Yは、独立して、酸素(O)または窒素(N)であり、各xは、独立して、1~5の整数であり、q、m、p、およびtは、それぞれ独立して、1~10の整数である)。
いくつかの実施形態では、硫黄含有基が、2つの活性化脂肪酸を結合し得る。例えば、本発明の様々な実施形態は、一般式XIの化合物:
(式中、R1およびR2は、-H、ならびにそれだけに限らないが、-COH、-COR、-COOH、-COOR、-Cl、-F、-Br、-I、-CF3、-CN、-SO3-、-SO2R、-SO3H、-NH3
+、-NH2R+、-NHR2
+、-NR3
+および-NO2を含む任意の電子求引基から独立して選択され;R1およびR2の少なくとも1つは、電子求引基であり;Y1およびY2は、-H、-COH、-COR、-COOH、および-COORから独立して選択され;R1およびR2の少なくとも1つは、電子求引基であり;xは1~5の整数であり、q、m、p、およびtは、独立して、1~10の整数である)
および同化合物を含有する組成物に関する。
および同化合物を含有する組成物に関する。
本発明の様々な実施形態は、一般式XIIa、XIIb、およびXIIcの化合物:
(式中、xは1~5の整数であり、q、m、p、およびtは、独立して、1~10の整数である)
および同化合物を含有する組成物に関する。
および同化合物を含有する組成物に関する。
電子求引基は、元の二重結合のシスもしくはトランス配置のいずれか、またはsp3キラル/ステレオジェン中心のRもしくはS絶対立体化学のいずれかに位置し得る。例えば、一実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、1つの電子求引基を有していてもよいが、別の実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、炭化水素鎖に沿った複数の位置で複数の電子求引基で置換されてもよい。チオール化活性化脂肪酸は、カルボキシ末端炭素と末端メチル(ω位)との間の脂肪族炭化水素鎖に沿った任意の炭素に位置する電子求引基を有していてもよく、いくつかの実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの約3個の炭素内に位置していてもよく、他の実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの5個の炭素内に位置していてもよい。さらに他の実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの7個の炭素内に位置していてもよく、さらなる実施形態では、電子求引基が、カルボキシ末端炭素および/またはメチル末端炭素のいずれかの9個の炭素内に位置していてもよい。
ある特定の実施形態では、電子求引基が活性化脂肪酸の二重結合に由来する炭素上に位置して、「電子求引ビニル」基を形成してもよい。このようなビニル基の電子求引基は、二重結合のどちらの側にあってもよい。脂肪酸は、脂肪族炭化水素鎖上の任意の炭素に1または1を超える電子求引ビニル基を有していてもよく、不飽和脂肪酸が1つの電子求引基を有することができるいくつかの方法がある。一実施形態では、9番目の(9h)(C-9)炭素と10番目の(C-10)炭素との間に1つの二重結合を有する18炭素,ω-9脂肪酸(「18:1」と示される)に由来するチオール化活性化オレイン酸(オクタデカ-9-エン酸)が、C-9またはC-10のいずれかに電子求引基、および他方の位置にチオール(-SR)を有し得る。別の例示的な実施形態では、ω-6(C-13)と-7(C-12)炭素の間およびω-9(C-10)と10(C-9)炭素の間に2つの二重結合を有する18炭素,ω-6脂肪酸(「18:2」と示される)に由来するチオール化活性化リノール酸(オクタデカ-9,12,-ジエン酸)が、C-9もしくはC-10、またはC-12もしくはC-13に電子求引基、および対応する他方の隣接する位置にチオール(-SR)を有し得る。同様に、元々3つ、4つ、5つ、6つまたはそれを超える二重結合を有する他の多価不飽和脂肪酸は、元の二重結合炭素のいずれかの上のいずれかの位置に1つの電子求引基、および対応する他方の隣接する位置にチオール(-SR)を有することができ、位置および電子求引基の全ての可能な順列を含む。
他の実施形態では、モノまたは多価不飽和脂肪酸が、2つの電子求引基を有していてもよく、不飽和脂肪酸が2つの電子求引基を有することができるいくつかの方法がある。例えば、一実施形態では、ω-6(C-13)と-7(C-12)炭素の間およびω-9(C-10)と10(C-9)炭素の間に2つの二重結合を有する18炭素,ω-6脂肪酸(「18:2」と示される)に由来するチオール化活性化リノール酸(オクタデカ-9,12,-ジエン酸)が、以下の可能な順列:C-9およびC-12、C-9およびC-13、C-10およびC-12、またはC-10およびC-13で、C-9、C-10、C-12またはC-13位のいずれか2つに電子求引基、および対応する他方の隣接する位置に1またはそれを超えるチオール(-SR)を有し得る。
1つの電子求引基または2つの電子求引基を有する化合物の前記説明と同様に、3つ、4つ、5つまたはそれを超える電子求引基を有することも可能である。上記と同じ論理に従って、1つの電子求引基または2つの電子求引基を有する化合物の前記説明では、共役または非共役の、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれを超える二重結合を有する多価不飽和脂肪酸は、位置、求核置換基、および電子求引基の全ての可能な順列を含む、二重結合炭素のいずれかの上の任意の位置に複数の電子求引基(3つ、4つ、5つまたはそれを超える置換可能な位置)を有することができる。さらに、上記のような任意の実施形態では、任意の数の非電子求引基が活性化脂肪酸の脂肪族鎖の炭素に共有結合していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、チオール化活性化脂肪酸の脂肪族鎖の1またはそれを超える炭素に共有結合した1またはそれを超えるメチル、C2~C6アルキル、アルケニル、もしくはアルキニルまたはアミノを含み得る。
「電子求引基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が隣接原子から価電子を誘引する傾向、すなわち、置換基が隣接原子に対して電気陰性であることを示す。「求核試薬」または「電子供与基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が隣接原子から過剰な価電子を供与する傾向、すなわち、置換基が隣接原子に対して電気陽性であることを示す。電子求引能力レベルの定量化は、ハメットシグマ(σ)定数によって与えられる(例えば、J.March、Advanced Organic Chemistry、McGraw Hill Book Company、ニューヨーク、(1977年編)251-259頁参照)。ハメット定数値は、一般に、電子供与基については負であり、電子求引基については正である。例えば、パラ置換NH2のハメット定数(σ[P])は約-0.7であり、ニトロ基のσ[P]は約+0.8である。
実施形態は、任意の公知の電子求引基を包含する。例えば、電子求引基には、それだけに限らないが、アルデヒド(-COH)、アシル(-COR)、カルボン酸(-COOH)、エステル(-COOR)、ハライド(-Cl、F、-Br等)、フルオロメチル(-CF3)、フルオロアルキル(-CFnH2-nR)、シアノ(-CN)、スルホキシド(-SOR)、スルホニル(-SO2R)、スルホネート(SO3R)、第一級、第二級および第三級アンモニウム(-NR3
+)、ならびにニトロ(-NO2)(式中、各Rは、独立して、水素、メチル、またはC2~C6のアルキル、アルケニル、もしくはアルキニルであり得る)が含まれ得る。いくつかの実施形態では、電子求引基が、少なくとも約0.2のσを有する強電子求引基であり得、ある特定の実施形態では、電子求引基が双極子を形成し得る。例えば、特定の実施形態では、電子求引基が、ニトロ、アンモニウムまたはスルホニルであり得る。他の実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、例えば、チオール(-SR)、アルコール(-OH)、逆エステル(-OOCR)、アルキル、アルケニル、アルキニル、第一級および第二級アミン(-NR2)、N含有複素環(-N=、-NR-)、ニトレート(-ONO2)、ニトリト(-ONO)などを含む非電子求引基または電子供与基によってさらに置換されていてもよい。
実施形態の脂肪酸は、当技術分野で公知の任意の不飽和および多価不飽和脂肪酸であり得る。「脂肪酸」という用語は、脂肪族モノカルボン酸を記載する。様々な実施形態は、特定された天然に存在する脂肪酸と同一または類似の脂肪族炭化水素鎖を有する活性化脂肪酸を含む。例えば、既知の天然に存在する脂肪酸の脂肪族炭化水素鎖は、一般に非分岐であり、約4~約24個の偶数個の炭素を含有し、他のものには、脂肪族炭化水素鎖中に12~18個の炭素を有する脂肪酸が含まれる。さらに他の実施形態では、脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖に24個を超える炭素を有し得る。実施形態は、このような天然に存在する脂肪酸ならびに奇数個の炭素および/またはヘテロ原子を含む天然に存在しないリンカーを含有し得る天然に存在しない脂肪酸を包含する。よって、いくつかの実施形態は、奇数個の炭素、例えば5~23個の炭素、他の実施形態では11~17個の炭素を有する脂肪酸を含む。さらに他の実施形態では、実施形態の脂肪酸が、23個を超える炭素を有し得る。天然に存在するおよび天然に存在しない脂肪酸はまた、炭化水素鎖に沿った1またはそれを超える位置で分岐していてもよく、様々な実施形態では、各分岐が、1~24個の炭素、2~20個の炭素または4~18個の炭素の脂肪族炭化水素鎖を含んでいてもよく、各分岐が偶数個の炭素を有していても奇数個の炭素を有していてもよい。
様々な実施形態の脂肪酸の脂肪族炭化水素鎖は、不飽和または多価不飽和であり得る。「不飽和」という用語は、少なくとも1つの二重結合および/または置換基を含む脂肪族炭化水素鎖を有する脂肪酸を指す。対照的に、「飽和」炭化水素鎖は、二重結合も置換基も含まない。よって、炭化水素鎖の各炭素は「飽和」であり、最大数の水素を有する。「多価不飽和」は、一般に、1つを超える二重結合を有する炭化水素鎖を有する脂肪酸を指す。様々な実施形態の不飽和または多価不飽和脂肪酸の二重結合は、脂肪族炭化水素鎖に沿ったいずれの位置にあってもよく、シス配置またはトランス配置のいずれであってもよい。「シス」という用語は、二重結合に隣接する炭素が同じ側にある二重結合を指し、「トランス」という用語は、二重結合に隣接する炭素が反対側にある二重結合を指す。典型的には、「シス」はZと同じであり、「トランス」はEと同じであるが、化合物を命名するためのIUPAC規則が、ニトロアルケンの典型的な場合である非炭素置換基に対してこれとは反対のことを与えることがある。例えば、ニトロアルケンは2つの炭素基を「シス」で有することができるが、化合物の命名に関して優先する2つの基(アルケンの一方の炭素上のニトロ基およびアルケンの他方の炭素上の炭素基)が反対側にあり、よって、Eである。したがって、「シス」二重結合のニトロアルケン類似体は、Eニトロアルケンと呼ばれる。同様に、「トランス」二重結合のニトロアルケン類似体は、Zニトロアルケンと呼ばれる。理論に拘束されることを望むものではないが、炭素鎖に沿ったシス配置の二重結合(シス炭素鎖であるがEニトロアルケン)は、炭化水素鎖の屈曲を誘導し得る。炭素鎖に沿った「トランス」配置の二重結合(トランス炭素鎖であるがZニトロアルケン)は、炭化水素鎖を屈曲させないかもしれない。実施形態は、シスまたはトランス配置のいずれかの二重結合を有するチオレート活性化脂肪酸を含み、シスおよびトランス含有チオール化活性化脂肪酸とチオール化活性化脂肪酸の位置異性体の組み合わせを含み得る組成物を包含する。
多くの不飽和および多価不飽和脂肪酸が同定されており、天然に存在することが知られている。このような不飽和または多価不飽和の天然に存在する脂肪酸は、一般に、それらの脂肪族炭化水素鎖に偶数個の炭素を含む。例えば、天然に存在する不飽和または多価不飽和脂肪酸は、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22個などの炭素を有し得、オメガ(ω)-3、ω-5、ω-6、ω-7、ω-9炭素-炭素二重結合を含み得る。いずれのこのような脂肪酸も、有用であり得る。「ω」という記号は、脂肪族炭化水素鎖の末端メチル炭素を指すために使用される。ω-X脂肪酸の二重結合の配置は、ω炭素からX番目の炭素の炭素-炭素結合である。例えば、ω-6脂肪酸は、ω-炭素から数えて6番目と7番目の炭素の間に二重結合を有し、ω-3脂肪酸は、ω-炭素から数えて3番目と4番目の炭素の間に二重結合を有する。様々な実施形態は、それだけに限らないが、リノレン酸、アルファリノレン酸、エイコサペンタン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸およびステアリドン酸を含むニトロ化ω-3脂肪酸;それだけに限らないが、ミリストレイン酸を含むニトロ化ω-5脂肪酸;それだけに限らないが、リノール酸、ガンマ-リノール酸、ジホモ-ガンマ-リノール酸およびアラキドン酸を含むニトロ化ω-6脂肪酸;それだけに限らないが、共役リノール酸およびパルミトレイン酸を含むニトロ化ω-7脂肪酸;ならびにそれだけに限らないが、オレイン酸およびエルカ酸を含むニトロ化ω-9脂肪酸を含む。当然、脂肪酸は、二重結合の配置がカルボン酸の炭素から数えることによって決定されるIUPAC命名法を使用して呼ばれてもよく、「C-X」は、IUPAC命名法を使用した脂肪族炭化水素中の炭素を表し、Xはカルボン酸から数えた炭素の数(カルボニル炭素自体を含む)である。実施形態はまた、天然に存在する脂肪酸およびその誘導体の合成等価物を含む。
他の実施形態は、例えば、5、7、9、11、13、15、17、19、20、21個などの奇数個の炭素を有し得る不飽和または多価不飽和の天然に存在しない脂肪酸を含む。天然に存在する脂肪酸の場合と同様に、天然に存在しない脂肪酸に関連する1またはそれを超える二重結合は、脂肪族炭化水素鎖に沿った任意の位置にあってよく、二重結合はシス配置またはトランス配置のいずれであってもよい。さらに他の実施形態では、天然に存在しない脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖を中断する1またはそれを超えるリンカー基を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、活性化脂肪酸が、脂肪族炭化水素鎖内の任意の位置に、例えばエステル、エーテル、ビニルエーテル、チオエーテル、アミノ、イミンなどの1またはそれを超える非炭素-炭素結合を有し得る。
様々な実施形態は、脂肪酸の脂肪族鎖のいずれか2つの炭素間に炭素-炭素二重結合を有し得る不飽和または多価不飽和脂肪酸を含み、任意の数の炭素-炭素二重結合がこのような多価不飽和脂肪酸中に存在し得る。例えば、いくつかの実施形態では、多価不飽和脂肪酸が、2つ、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれを超える炭素-炭素二重結合を有し得る。このような実施形態では、1つを超える炭素-炭素二重結合の各々が、個々にシス配置またはトランス配置のいずれであってもよい。いくつかの実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、関連した電子求引基を有する多価不飽和脂肪酸の炭素-炭素二重結合の少なくとも1つとの反応から誘導され、他の実施形態では、このような多価不飽和脂肪酸の1つを超える炭素-炭素二重結合が、関連した電子求引基を有し得る。さらに、このような実施形態では、電子求引基が、元の炭素-炭素二重結合の炭素または炭素-炭素二重結合のいずれかの炭素に直接隣接する炭素のいずれと関連していてもよく、チオールが、元の炭素-炭素二重結合の他方の炭素または炭素-炭素二重結合のいずれかの炭素に直接隣接する炭素と関連していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、電子求引基が、前者の炭素-炭素二重結合のアルファ(α)炭素に結合していてもよく、他の実施形態では、電子求引基が、前者の炭素-炭素二重結合のベータ(β)炭素と関連していてもよい。これらの実施形態では、チオールが、前者の炭素-炭素二重結合のベータ(β)炭素にそれぞれ結合し、他の実施形態では、電子求引基が、前者の炭素-炭素二重結合のアルファ(α)炭素と関連していてもよい。
特定の実施形態では、少なくとも1つの電子求引基を有する不飽和脂肪酸が、共役脂肪酸であり得る。このような実施形態では、脂肪族鎖中の2つの炭素-炭素二重結合が、それらの間にメチレン基が存在しないように互いに隣接している。このような共役化合物は、一般に1,3-ジエンまたは共役脂肪酸と呼ばれる。このような1,3-ジエンは、1,3-ジエンの6つの位置、すなわち1、2、3、および/または4位、ならびにジエンに隣接する2つの炭素(1,3-ジエン中の炭素を特定する1,2,3,4法に関連して、0および5位)のいずれかに、1またはそれを超える電子求引基を含み得る。例えば、1つの関連した電子求引基は、上記で特定された6つの位置のいずれか、すなわちジエン上の1、2、3もしくは4位のいずれか、または1,3-ジエンに隣接する炭素のいずれか(0または5位置、上記)に結合していてよい。追加の実施形態では、2つの関連した電子求引基が6つの可能な位置のうちのいずれか2つに結合することができ、3つの関連した電子求引基が6つの可能な位置のうちのいずれか2つに結合することができ、4つの関連した電子求引基が6つの可能な位置のうちのいずれか2つに結合することができ、5つの関連した電子求引基が6つの可能な位置のうちのいずれか2つに結合することができ、6つの関連した電子求引基が6つの可能な位置のうちのいずれか2つに結合することができる。要約すると、1,3-ジエンの上記の6つの位置のいずれかに結合した電子求引基のいずれの配置も、化合物の実施形態に包含される。
ある特定の実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、調製後に異性化を受け得、二重結合のシス/トランス配置、炭素鎖中の二重結合の位置、またはその両方が変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、炭素-炭素二重結合のガンマ炭素に結合した電子求引基を有する炭素-炭素二重結合から調製され得る。調製後、炭素-炭素二重結合は異性化を受け得、電子求引基がここで異性化後に炭素-炭素二重結合と共役し得る。このような異性化は、調製後いつでも自発的に起こり得、単一種のチオール化活性化脂肪酸を含むものとして最初には調製されたかもしれないが、その後、初めに生成された最初に調製された活性化脂肪酸の異性体の組み合わせを含む組成物をもたらし得る。
さらに他の実施形態では、チオール化活性化脂肪酸のカルボキシ末端が修飾されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、チオール化活性化脂肪酸が、脂肪酸のカルボキシ末端と関連してグリセロ脂質を作製しているグリセロールを含み得、このようなグリセロ脂質が、モノ-、ジ-またはトリ-グリセリドであり得、ジ-またはトリ-グリセリドの脂肪酸の少なくとも1つがチオール化活性化脂肪酸であり得、任意の残りの脂肪酸が飽和または不飽和脂肪酸であり得る。同様に、他の実施形態では、炭水化物が、チオール化活性化脂肪酸のカルボキシ末端と関連して糖脂質を形成し得る。このような実施形態では、当技術分野で公知の任意の炭水化物が糖脂質の炭水化物部分であり得、それだけに限らないが、ガラクトースおよびグルコースを含む。さらに他の実施形態では、炭水化物が、チオール化活性化脂肪酸のカルボキシ末端と関連しているグリセリドと関連してグリセロ糖脂質を形成してもよく、グリセロ糖脂質は、グリセロ糖脂質のグリセロ部分と関連した1つまたは2つの活性化脂肪酸を有していてもよく、ただ1つの活性化脂肪酸のみがグリセロ糖脂質と関連している実施形態では、グリセロール上の残りの位置が、飽和もしくは不飽和脂肪酸または水素、アルキル、または例えば、アルコール、アミン、ホスフェート、ホスホン酸、チオール、スルホン酸などの官能基を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、活性化脂肪酸のカルボキシ末端が、ホスフェートと関連してリン脂質を形成し得る。このような実施形態では、ホスフェートが、カルボキシ末端を通して脂肪酸と直接関連していてもよく、またはホスフェートが、1つもしくは2つの活性化脂肪酸がグリセロール部分に結合しているジグリセリドと関連していてもよく、ただ1つのチオール化活性化脂肪酸のみがグリセロールに結合している実施形態では、グリセロール上の残りの位置が、飽和もしくは不飽和脂肪酸または水素、アルキル、または例えばアルコール、アミン、ホスフェート、ホスホン酸、チオール、スルホン酸などの官能基を含んでいてもよい。さらなる実施形態では、活性化脂肪酸のカルボキシ末端が、コレステロールまたは他のステロール部分と関連していてもよい。さらに他の実施形態では、カルボキシ末端が、第2の活性剤の共有結合によって修飾されていてもよい。特定の実施形態では、グリセロールを含むカルボキシ末端修飾が、ニトロ基を含まなくてもよい。理論に拘束されることを望むものではないが、チオール化活性化脂肪酸のカルボキシ末端の修飾は、投与後の活性化脂肪酸の分配を増強し得、投与後のミトコンドリアにおけるベータ酸化を阻害することによって活性化脂肪酸のレジリエンスも改善し得る。
化合物は、チオール化分子内の二量体として存在する活性化脂肪酸のバイオアベイラビリティを増加させる。求電子アルケンのチオール化は、腸管および肝臓の初回通過代謝を通して分子を保護する。この保護は、プロスタグランジンレダクターゼ1によるアルケンの還元を防止すること、およびグルタチオンとの付加を遅延させることによって起こる。さらに、ポリスルフィド鎖が長いほど分子の安定性が高くなり、循環中の活性化脂肪酸の持続放出がもたらされる。チオール化ニトロ脂肪酸がニトロ脂肪酸および硫化水素を放出する場合、追加の保護手段が提供される。
化合物(iv)-電子求引基を含むジカルボン酸化合物
化合物(iv)は、電子求引基を含むジカルボン酸化合物であり、いくつかの実施形態では、このような化合物が、電子求引基と関連したアルケンをさらに含有し得る。様々な実施形態は、電子求引基を含むジカルボン酸化合物のアルキルエステルに関し、いくつかの実施形態では、このような化合物が、電子求引基と関連したアルケンをさらに含有し得る。本発明の様々な実施形態は、式XV~XXIVの化合物に関する。このような化合物は、例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0091186号に記載されている。これらの求電子ジカルボキシレートは、機能的に重要なチオールをアルキル化し、RAD51または他のDNA修復タンパク質を不活性化する能力を有する。
化合物(iv)は、電子求引基を含むジカルボン酸化合物であり、いくつかの実施形態では、このような化合物が、電子求引基と関連したアルケンをさらに含有し得る。様々な実施形態は、電子求引基を含むジカルボン酸化合物のアルキルエステルに関し、いくつかの実施形態では、このような化合物が、電子求引基と関連したアルケンをさらに含有し得る。本発明の様々な実施形態は、式XV~XXIVの化合物に関する。このような化合物は、例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0091186号に記載されている。これらの求電子ジカルボキシレートは、機能的に重要なチオールをアルキル化し、RAD51または他のDNA修復タンパク質を不活性化する能力を有する。
化合物は、一般式XVまたはXVI:
(式中、Xは電子求引基であり、各
は、個別に、単結合または二重結合であることができ、各mおよびnは、独立して、1~10の整数である)
のものであり得る。特定の実施形態では、式XVおよびXVIに示される少なくとも1つの
が二重結合である。いくつかの実施形態では、式XVおよびXVIに示される両
が単結合であり得、他の実施形態では、式XVおよびXVIに示される両
が二重結合であり得る。他の実施形態では、化合物が、一般式XVIIおよびXVIII:
(式中、Xは電子求引基であり、各mおよびnは、独立して、1~10の整数である)
のものであり得る。
のものであり得る。特定の実施形態では、式XVおよびXVIに示される少なくとも1つの
のものであり得る。
さらなる実施形態は、例えば、一般式XIXおよびXXの化合物:
(式中、Xは電子求引基であり、各YおよびZは、個別に、水素またはC1~C10アルキルであり、各
は、個別に、単結合または二重結合であり、各mおよびnは、独立して、存在しないか、または1~10の整数である)
などの、電子求引基を含むジカルボン酸化合物のアルキルエステルに関する。特定の実施形態では、式XIXおよびXXに示される少なくとも1つの
が二重結合である。いくつかの実施形態では、式XIXおよびXXに示される両
が単結合であり得、他の実施形態では、式XIXおよびXXに示される両
が二重結合であり得る。いくつかの実施形態では、電子求引基を含むジカルボン酸化合物のアルキルエステルが、式XXIおよびXXIIの化合物:
(式中、Xは電子求引基であり、各YおよびZは、個別に、水素またはC1~C10アルキルであり、各mおよびnは、独立して、1~10の整数である)
であり得る。ある特定の実施形態では、上に例示される式XIX、XX、XXI、およびXXIIの化合物の各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
などの、電子求引基を含むジカルボン酸化合物のアルキルエステルに関する。特定の実施形態では、式XIXおよびXXに示される少なくとも1つの
であり得る。ある特定の実施形態では、上に例示される式XIX、XX、XXI、およびXXIIの化合物の各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
上に例示される式XV~XXIIの化合物の各々においてmおよびnによって生成されるアルキレンは、式XVII、XVIII、XXI、およびXXIIに示される二重結合に加えて、または必要に応じて、式XV、XVI、XIX、およびXXの
によって示されるように存在する炭素-炭素二重結合を含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態の化合物は、式XXIIIおよびXXIV:
(式中、Xは電子求引基であり、各YおよびZは、個別に、水素またはC1~C10アルキルであり、各pおよびtは、独立して、1~10の整数であり、各sは存在しないか、または1~10の整数であり、各rは1~5の整数である)
のものであり得る。ある特定の実施形態では、上に例示される式XXIIIおよびXXIVの化合物の各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
のものであり得る。ある特定の実施形態では、上に例示される式XXIIIおよびXXIVの化合物の各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
追加の実施形態は、式XV、XVII、XIX、XXIおよびXXIIIの電子求引基と関連した少なくとも1つのアルケンをさらに含有する電子求引基を含むジカルボン酸化合物に関し、電子求引基と関連した少なくとも1つのアルケンは、マイケル付加反応によって求核試薬「A」の導入によって還元されて、式XVA、XVIIA、XIXA、XIXB、XXIAおよびXXIIIAの化合物
(式中、Xは電子求引基であり、Aは求核試薬であり、各YおよびZは、個別に、水素またはC1~C10アルキルであり、各m、n、pおよびtは、独立して、1~10の整数であり、各sは存在しないか、または1~10の整数であり、各rは1~5の整数である)
をもたらす。ある特定の実施形態では、各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
をもたらす。ある特定の実施形態では、各YおよびZが、メチル(C1アルキル)またはエチル(C2アルキル)であり得る。
式XVA、XVIIA、XIXA、XIXB、XXIAおよびXXIIIAの化合物は、式XV、XVII、XIX、XXIおよびXXIIIの化合物のいずれかのプロドラッグとして、または活性治療剤自体として有用であり得ることが想定される。プロドラッグとして使用される場合、式XVA、XVIIA、XIXA、XIXB、XXIAおよびXXIIIAの化合物は、それを必要とする患者への投与後にインビボで代謝して、治療有効量の式XV、XVII、XIX、XXIおよびXXIIIによる活性剤を提供することが想定される。
「求核試薬」という用語は、当技術分野で認識されており、電子対を求電子試薬に供与して反応に関連する化学結合を形成する化学種を示す。自由電子対または少なくとも1つのπ結合を有する全ての分子またはイオンが求電子試薬として作用することができる。求核試薬、すなわち、Aには、それだけに限らないが、エノール、水酸化物アニオン、アルコール、アルコキシドアニオン、過酸化水素、炭酸アニオン、硫化水素、チオール、チオレートアニオン、チオカルボン酸のアニオン、ジチオ炭酸のアニオン、アンモニア、アジド、アミンおよびニトリルが含まれ得る。
「電子求引基」という用語は当技術分野において認識されており、置換基が隣接原子から価電子を誘引する傾向、すなわち、置換基が隣接原子に対して電気陰性であることを示す。電子求引能力レベルの定量化は、ハメットシグマ(σ)定数によって与えられる(例えば、J.March、Advanced Organic Chemistry、McGraw Hill Book Company、ニューヨーク、(1977年編)251-259頁参照)。ハメット定数値は、一般に、電子供与基については負であり、電子求引基については正である。例えば、パラ置換NH2のハメット定数(σ[P])は約-0.7であり、ニトロ基のσ[P]は約0.8である。電子求引基には、それだけに限らないが、アルデヒド(-COH) アシル(-COR)、カルボニル(-CO)、カルボン酸(-COOH)、エステル(-COOR)、ハライド(-Cl、-F、-Br等)、フルオロメチル(-CFn)、シアノ(-CN)、スルホニル(-SOn)、スルホン(-SO2R)、スルホン酸(-SO3H)、第一級、第二級、および第三級アンモニウム(-NR3+)、ならびにニトロ(-NO2)が含まれ得る。いくつかの実施形態では、電子求引基が、少なくとも約0.2のσを有する強電子求引基であり得、ある特定の実施形態では、電子求引基が双極子を形成し得る。例えば、特定の実施形態では、電子求引基が、ニトロ、アンモニウム、またはスルホニルであり得る。
ある特定の実施形態では、ジカルボン酸化合物が、構造:
(式中、mは1~10であり;
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
を有する。
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
を有する。
ある特定の実施形態では、Xが-NO2である。
ある特定の実施形態では、化合物が、
(式中、mは1~10であり;
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
YおよびZは、それぞれ独立して、C1~C10アルキル、アルケニルまたはアルキニルであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
の構造を有するジカルボン酸のアルキルエステルである。
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
YおよびZは、それぞれ独立して、C1~C10アルキル、アルケニルまたはアルキニルであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
の構造を有するジカルボン酸のアルキルエステルである。
ある特定の実施形態では、mが2であり、nが2である。
ある特定の実施形態では、YおよびZが、それぞれ独立して、C1~C6アルキル、より詳細にはメチルまたはエチルである。
ある特定の実施形態では、Xが-NO2である。
ある特定の実施形態では、化合物が、
(式中、mは1~10であり;
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
YおよびZは、それぞれ独立して、C1~C10アルキル、アルケニルまたはアルキニルであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
の構造を有するジカルボン酸のアルキルエステルである。
nは1~10であり;
二重結合はシス~トランスであり;
YおよびZは、それぞれ独立して、C1~C10アルキル、アルケニルまたはアルキニルであり;
Xは、-NO2、-CN、ハライド、CxF2x+1(式中、xは1~5である)、SOR(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、SO2R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)、またはSO3R(式中、RはHまたはC1~C6アルキルである)から選択される電子求引基である)
の構造を有するジカルボン酸のアルキルエステルである。
ある特定の実施形態では、mが2であり、nが2である。
ある特定の実施形態では、YおよびZが、それぞれ独立して、C1~C6アルキル、より詳細にはメチルまたはエチルである。
ある特定の実施形態では、Xが-NO2である。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法が、医薬組成物、例えば、薬学的に許容され得る担体および治療有効量の1またはそれを超える本明細書に開示される化合物を含む組成物を、処置を必要とする対象に投与することを含む。化合物は、経口、非経口(皮下注射(SCもしくはデポーSC)、静脈内(IV)、筋肉内(IMもしくはデポーIM)、胸骨内注射または注入技術を含む)、舌下、鼻腔内(吸入)、髄腔内、局所、眼、または直腸投与され得る。医薬組成物は、慣用的な非毒性の薬学的に許容され得る担体、アジュバント、および/またはビヒクルを含有する投与単位製剤で投与され得る。化合物は、好ましくは、経口投与用の錠剤、カプセル剤もしくはエリキシル剤、または非経口もしくは局所投与もしくは吸入用の無菌溶液、エマルジョンもしくは懸濁液などの、適切な医薬製剤に製剤化される。典型的には、上記の化合物は、当技術分野で周知の技術および手順を使用して医薬組成物に製剤化される。
いくつかの実施形態では、1またはそれを超える開示される化合物(検出可能な標識またはカーゴ部分に連結された化合物を含む)を適切な薬学的に許容され得る担体と混合するか、または合わせて医薬組成物を調製する。本明細書で提供される化合物の投与に適した医薬担体またはビヒクルは、特定の投与様式に適していることが知られている任意のこのような担体を含む。Remington:The Science and Practice of Pharmacy、The University of the Sciences in Philadelphia、編者、Lippincott、Williams、およびWilkins、フィラデルフィア、PA、第21版(2005)には、本明細書に開示される化合物の医薬送達に適した例示的な組成物および製剤が記載されている。さらに、化合物は、組成物中の唯一の医薬品有効成分として製剤化されてもよく、または他の有効成分と組み合わされてもよい。
薬学的に許容され得る担体に化合物(複数可)を混合または添加すると、得られる混合物は、溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり得る。リポソーム懸濁液もまた、薬学的に許容され得る担体として適し得る。これらは、当業者に公知の方法に従って調製され得る。得られる混合物の形態は、意図した投与様式および選択された担体またはビヒクルへの化合物の溶解度を含むいくつかの因子に依存する。化合物が不十分な溶解度を示す場合、可溶化方法を使用してもよい。このような方法は公知であり、それだけに限らないが、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの共溶媒の使用、Tween(登録商標)などの界面活性剤の使用、および重炭酸ナトリウム水溶液への溶解を含む。塩またはプロドラッグなどの化合物の誘導体もまた、有効な医薬組成物の製剤化に使用され得る。開示される化合物はまた、それらを身体からの急速な排出から保護する担体、例えば徐放性製剤またはコーティングを用いて調製され得る。このような担体には、それだけに限らないが、マイクロカプセル化送達系などの制御放出製剤が含まれる。製剤はまた、中鎖および長鎖天然油で溶解することによって得ることもできる。
開示される化合物および/または組成物は、複数回または単回投与容器に封入することができる。化合物および/または組成物は、例えば、使用のために組み立てることができる構成部分を含むキットで提供することもできる。例えば、1またはそれを超える開示される化合物は、凍結乾燥形態で提供されてもよく、適切な希釈剤が、使用前に合わせるための分離された成分として提供されてもよい。いくつかの例では、キットが、開示される化合物および同時投与のための第2の治療剤を含み得る。化合物および第2の治療剤は、別々の構成部分として提供され得る。キットは、各容器が1またはそれを超える単位用量の化合物を保持する、複数の容器を含み得る。容器は、好ましくは、それだけに限らないが、経口投与用の錠剤、ゲルカプセル、徐放カプセルなど;非経口投与用のデポー製品、充填済シリンジ、アンプル、バイアルなど;および局所投与用のパッチ、メディパッド(medipad)、クリームなどを含む所望の投与様式に適合される。
医薬組成物は、注射液、経口送達液(例えば、溶液もしくは懸濁液)、経鼻送達液(例えば、エアロゾルもしくは蒸気として送達するため)、半固体形態(例えば、局所クリーム)、または粉末、丸剤、錠剤、もしくはカプセル剤形態などの固体形態などの投与単位形態であり得る。
活性化合物は、処置される対象に対する望ましくない副作用の非存在下で、治療上有用な効果を発揮するのに十分な量で薬学的に許容され得る担体に含まれる。治療有効濃度は、処置される障害について既知のインビトロおよびインビボモデル系で化合物を試験することによって経験的に決定され得る。いくつかの例では、化合物の治療有効量は、化合物が投与される障害の少なくとも1つの症候を軽減または改善する量である。典型的には、組成物は単回投与量に製剤化される。薬物組成物中の活性化合物の濃度は、活性化合物の吸収、不活性化、および排出速度、投与スケジュール、および投与される量、ならびに当業者に公知の他の要因に依存する。
いくつかの例では、約1mg~2500mgの開示される化合物、このような化合物の混合物、またはその生理学的に許容され得る塩もしくはエステルが、単位剤形において、生理学的に許容され得るビヒクル、担体、賦形剤、結合剤、保存剤、安定剤、香味剤等と配合される。これらの組成物または調製物中の活性物質の量は、示される範囲の適切な投与量が得られるような量である。「単位剤形」という用語は、ヒト対象および他の哺乳動物のための単位投与量として適した物理的に別個の単位を指し、各単位は、適切な医薬賦形剤と合わせて、所望の治療効果をもたらすように計算された所定量の活性材料を含有する。いくつかの例では、組成物が単位剤形で製剤化され、各投与量が約1mg~約1000mg(例えば、約2mg~約500mg、約5mg~50mg、約10mg~100mg、または約25mg~75mg)の1またはそれを超える化合物を含有する。他の例では、単位剤形が、約0.1mg、約1mg、約5mg、約10mg、約20mg、約30mg、約40mg、約50mg、約60mg、約70mg、約80mg、約90mg、約100mg、約150mg、約200mg、約250mg、約300mg、約400mg、約500mg、約600mg、約700mg、約800mg、約900mg、約1000mg、またはそれを超える本開示の化合物(複数可)を含む。
開示される化合物または組成物は、単回用量として投与されてもよく、または時間間隔を置いて投与されるいくつかのより少ない用量に分割されてもよい。治療用組成物は、反復投与プロトコル(例えば、1日複数回、毎日、毎週、または毎月の反復投与プロトコルによる)で、長期間にわたる連続送達によって、単回用量送達で投与することができる。処置の正確な投与量、タイミング、および期間は、処置される疾患の関数であり、既知の試験プロトコルを使用して経験的に、またはインビボもしくはインビトロ試験データからの外挿によって決定され得ることが理解される。濃度および投与量の値は、緩和される症状の重症度によっても変化し得ることに留意されたい。さらに、特定の対象について、投与レジメンは、個々の必要性および組成物の投与を管理または監督する者の専門的判断に従って経時的に調整されてもよいこと、ならびに本明細書に示される濃度範囲は例示にすぎないことが理解される。
懸濁液として経口投与する場合、これらの組成物は、医薬製剤の分野で周知の技術に従って調製され得、バルクを付与するための微結晶セルロース、懸濁化剤としてのアルギン酸またはアルギン酸ナトリウム、増粘剤としてのメチルセルロース、および甘味剤/香味剤を含有し得る。即時放出錠剤として、これらの組成物は、微結晶セルロース、リン酸二カルシウム、デンプン、ステアリン酸マグネシウムおよびラクトースならびに/または他の賦形剤、結合剤、増量剤、崩壊剤、希釈剤および滑沢剤を含有し得る。経口投与が望まれる場合、化合物は、典型的には、胃の酸性環境から化合物を保護する組成物で提供される。例えば、組成物は、胃内でその完全性を維持し、腸内で活性化合物を放出する腸溶コーティング中に製剤化することができる。組成物はまた、制酸薬または他のこのような成分と合わせて製剤化され得る。
ある特定の実施形態では、本明細書に開示される活性化合物が、参照により本明細書に組み込まれる、2020年3月19日に出願された米国仮特許出願公開第62/992,036号に記載されるように、シクロデキストリンで安定化され得る。特に、水溶液中では、シクロデキストリンが、中心空洞に位置する水分子が活性化合物分子全体または活性化合物構造のある親油性部分のいずれかによって置き換えられるプロセスを通して、活性化合物と包接錯体を形成する。安定化された活性化合物/シクロデキストリン錯体を、好都合な温度(例えば、-80~30℃、より詳細には4~22℃)で所望の期間固体として貯蔵して、次いで、水を使用して再溶解して、活性化合物を投与するために使用される溶液または懸濁液を得ることができる。ある特定の実施形態では、安定化された活性化合物/シクロデキストリン錯体が粉末の形態である。ある特定の実施形態では、粉末貯蔵のための期間は、少なくとも360日間、より詳細には少なくとも90日間であり得、粉末貯蔵のための期間は、少なくとも14日間、より詳細には少なくともまたは10日間であり得る。
経口組成物は、一般に、不活性希釈剤または食用担体を含み、錠剤に圧縮されてもよく、またはゼラチンカプセルに封入されてもよい。経口治療投与の目的のために、1またはそれを超える活性化合物を賦形剤と組み込み、錠剤、カプセル剤、またはトローチの形態で使用することができる。薬学的に適合性の結合剤およびアジュバント材料を組成物の一部として含めることができる。錠剤、丸剤、カプセル剤、トローチ剤などは、以下の成分または同様の性質の化合物のいずれかを含有することができる:それだけに限らないが、トラガカントガム、アカシア、コーンスターチ、またはゼラチンなどの結合剤;微結晶セルロース、デンプン、またはラクトースなどの賦形剤;それだけに限らないが、アルギン酸およびコーンスターチなどの崩壊剤;それだけに限らないが、ステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤;それだけに限らないが、コロイド状二酸化ケイ素などの滑剤(gildant);スクロースまたはサッカリンなどの甘味剤;ならびにペパーミント、サリチル酸メチル、または果実香料などの香味剤。
投与単位形態がカプセル剤である場合、これは、上記の種類の材料に加えて、脂肪油(例えば、ゴマ油、オリーブ油、またはトリオレインなどの純油)などの液体担体を含有することができる。さらに、投与単位形態は、投与単位の物理的形態を改変する様々な他の材料、例えば糖および他の腸溶剤のコーティングを含有することができる。化合物は、エリキシル剤、懸濁液、シロップ、ウエハー、チューインガムなどの成分として投与することもできる。シロップは、活性化合物に加えて、甘味剤としてのスクロースならびにある特定の保存剤、染料および着色料、ならびに香味剤を含有し得る。
経口投与される場合、化合物は、経口投与用の通常の剤形で投与することができる。これらの剤形には、錠剤およびカプセル剤の通常の固体単位剤形、ならびに溶液、懸濁液、およびエリキシルなどの液体剤形が含まれる。固体剤形を使用する場合、化合物を1日1回または2回だけ投与する必要があるように、これらが徐放型であることが好ましい。いくつかの例では、経口剤形が、対象に1日1回、2回、3回、4回またはそれを超える回数投与される。追加の例では、化合物を、1~1000mg/kg体重の投与量範囲で、単回または分割用量でヒトに経口投与することができる。1つの例示的な投与量範囲は、単回または分割用量で経口的に0.1~40mg/kg体重(経口的に0.5~20mg/kg体重など)である。経口投与のために、組成物は、約1~2500ミリグラムの有効成分、特に1、5、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、750、800、900、1000、または2500ミリグラムの有効成分を含有する錠剤の形態で提供され得る。しかしながら、任意の特定の患者に対する特定の用量レベルおよび投与頻度は変動し得、使用される特定の化合物の活性、その化合物の代謝安定性および作用の長さ、年齢、体重、健康全般、性別、食事、投与様式および投与時間、排出速度、薬物の組み合わせ、特定の症状の重症度、ならびに治療を受けている宿主を含む様々な要因に依存することが理解されよう。
注射用溶液または懸濁液はまた、適切な非毒性の非経口的に許容され得る希釈剤または溶媒、例えばマンニトール、1,3-ブタンジオール、水、リンガー液もしくは等張塩化ナトリウム溶液、または適切な分散剤もしくは湿潤剤および懸濁化剤、例えば合成モノ-、ジ-もしくはトリグリセリドを含む無菌、無刺激、不揮発油(例えば、トリオレイン)、およびオレイン酸を含む脂肪酸を使用して製剤化され得る。非経口、皮内、皮下、または局所施用に使用される溶液または懸濁液は、以下の成分のいずれかを含むことができる:注射用水、生理食塩水、不揮発性油、天然に存在する植物油、例えばゴマ油、ヤシ油、落花生油、綿実油など、または合成脂肪ビヒクル、例えばオレイン酸エチルなど、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒などの無菌希釈剤;ベンジルアルコールおよびメチルパラベンなどの抗微生物剤;アスコルビン酸および重亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸(EDTA)などのキレート剤;酢酸塩、クエン酸塩、およびリン酸塩などの緩衝剤;ならびに塩化ナトリウムおよびデキストロースなどの張度を調整するための薬剤。非経口調製物は、ガラス、プラスチック、または他の適切な材料で作られたアンプル、使い捨てシリンジ、または複数回投与バイアルに封入することができる。緩衝剤、保存剤、抗酸化剤などを必要に応じて組み込むことができる。
静脈内投与される場合、適切な担体には、生理食塩水、リン酸緩衝食塩水(PBS)、ならびにグルコース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびそれらの混合物などの増粘剤および可溶化剤を含有する溶液が含まれる。組織標的化リポソームを含むリポソーム懸濁液もまた、薬学的に許容され得る担体として適し得る。
化合物は、非経口的に、例えば、IV、IM、デポーIM、SC、またはデポーSCによって投与することができる。非経口投与される場合、約0.1~約500mg/日(例えば、約1mg/日~約100mg/日、または約5mg/日~約50mg/日)の治療有効量が送達され得る。デポー製剤を1か月に1回または2週間に1回注射に使用する場合、用量は約0.1mg/日~約100mg/日、または約3mg~約3000mgの毎月用量であり得る。
化合物は舌下投与することもできる。舌下投与される場合、化合物は、IM投与について上に記載された量で1日1~4回投与すべきである。
化合物は鼻腔内投与することもできる。この経路によって投与される場合、適切な剤形は、鼻内噴霧薬またはドライパウダーである。鼻腔内投与のための化合物の投与量は、IM投与について上に記載された量である。経鼻エアロゾルまたは吸入によって投与される場合、これらの組成物は、医薬製剤の分野で周知の技術に従って調製され得、ベンジルアルコールもしくは他の適切な保存剤、バイオアベイラビリティを増強するための吸収促進剤、フルオロカーボン、および/または他の可溶化剤もしくは分散剤を使用して、生理食塩水中溶液として調製され得る。
化合物は髄腔内投与することができる。この経路によって投与される場合、適切な剤形は非経口剤形であり得る。髄腔内投与のための化合物の投与量は、IM投与について上に記載された量である。
化合物は局所投与することができる。この経路によって投与される場合、適切な剤形はクリーム、軟膏、またはパッチである。局所投与される場合、例示的な投与量は、約0.5mg/日~約200mg/日である。1つのパッチで送達することができる量は限られているため、2またはそれを超えるパッチが使用され得る。
化合物は、坐剤によって直腸投与することができる。坐剤によって投与される場合、例示的な治療有効量は、約0.5mg~約500mgの範囲であり得る。坐剤の形態で直腸投与される場合、これらの組成物は、薬物を、常温では固体であるが、直腸腔で液化および/または溶解して薬物を放出する、カカオ脂、ポリエチレングリコールの合成グリセリドエステルなどの適切な非刺激性賦形剤と混合することによって調製され得る。
正確な投与量および投与頻度は、投与する医師または他の臨床医に周知であるように、投与される特定の化合物、処置される特定の症状、処置される症状の重症度、特定の対象の年齢、体重、全身健康状態、および個体が服用している可能性がある他の薬物に依存することが当業者には明らかであるはずである。
材料および方法
抗体および試薬
p65(6956番)、ラミンA/C(4777番)、GAPDH(5174番)、β-アクチン(4970番、および3700番)に対する抗体は、Cell Signaling Technology(マサチューセッツ州ダンバーズのCST)から購入した。Fluor 488および594コンジュゲート二次抗体は、Jackson ImmunoResearch(ペンシルバニア州ウエストグローブ)から入手した。細胞実験のために、Ang II(17150番)、PGE2(14010番)、ONO-AE3-208(14522番)、GW9662(70785番)およびオレイン酸(90260番)を、Cayman Chemical(ミシガン州アンアーバー)から購入した。nLDL(12-16-120412-TC番)およびoxLDL(12-16120412-OX番)は、Athens Research&Technology(ジョージア州アセンズ)から入手した。siPtger4プール(M-048700-01-0005)およびsiControlプール2(D-001206-14-05)は、Dharmacon(コロラド州ラファイエット)から入手した。RNAiMAX(13778150番)およびリポフェクタミン2000(11668番)は、Invitrogen(マサチューセッツ州ウォルサム)から入手した。ヒトN-HAタグ付きFEM1A(HG21487-NY番)は、Sino Biological(中国、北京)から購入した。pCMV4-p105はAddgene(プラスミド23288番、マサチューセッツ州ウォータータウン)から入手した。NO2-OAは、以前記載されたように(Woodcock SR、Bonacci G、Gelhaus SL、Schopfer FJ.Nitrated fatty acids:synthesis and measurement.Free Radic Biol Med.2013;59:14-16)合成した。
抗体および試薬
p65(6956番)、ラミンA/C(4777番)、GAPDH(5174番)、β-アクチン(4970番、および3700番)に対する抗体は、Cell Signaling Technology(マサチューセッツ州ダンバーズのCST)から購入した。Fluor 488および594コンジュゲート二次抗体は、Jackson ImmunoResearch(ペンシルバニア州ウエストグローブ)から入手した。細胞実験のために、Ang II(17150番)、PGE2(14010番)、ONO-AE3-208(14522番)、GW9662(70785番)およびオレイン酸(90260番)を、Cayman Chemical(ミシガン州アンアーバー)から購入した。nLDL(12-16-120412-TC番)およびoxLDL(12-16120412-OX番)は、Athens Research&Technology(ジョージア州アセンズ)から入手した。siPtger4プール(M-048700-01-0005)およびsiControlプール2(D-001206-14-05)は、Dharmacon(コロラド州ラファイエット)から入手した。RNAiMAX(13778150番)およびリポフェクタミン2000(11668番)は、Invitrogen(マサチューセッツ州ウォルサム)から入手した。ヒトN-HAタグ付きFEM1A(HG21487-NY番)は、Sino Biological(中国、北京)から購入した。pCMV4-p105はAddgene(プラスミド23288番、マサチューセッツ州ウォータータウン)から入手した。NO2-OAは、以前記載されたように(Woodcock SR、Bonacci G、Gelhaus SL、Schopfer FJ.Nitrated fatty acids:synthesis and measurement.Free Radic Biol Med.2013;59:14-16)合成した。
細胞培養およびBMDMの単離
マウスRAW 264.7細胞系、293T/17細胞系および初代臍帯静脈内皮細胞(PCS-100-010、HUVEC)をATCC(バージニア州マナッサス)から購入し、10% FBS(Thermo Fisher Scientific)を含むDMEM(Gibco)またはHUVECについては20% FBSを補充したM199(Gibco)で培養した。12~16週齢のC57BL/6野生型マウスから単離したBMDMを骨髄マクロファージ分化培地中で培養した。分化培地は、L細胞馴化培地(30%)、非必須アミノ酸(11140-050番、Gibco)、ピルビン酸ナトリウム(1mM、11360-070番、Gibco)、2-メルカプトエタノール(55μM)および10% FBSをイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM、Gibco)に添加することによって調製した。
マウスRAW 264.7細胞系、293T/17細胞系および初代臍帯静脈内皮細胞(PCS-100-010、HUVEC)をATCC(バージニア州マナッサス)から購入し、10% FBS(Thermo Fisher Scientific)を含むDMEM(Gibco)またはHUVECについては20% FBSを補充したM199(Gibco)で培養した。12~16週齢のC57BL/6野生型マウスから単離したBMDMを骨髄マクロファージ分化培地中で培養した。分化培地は、L細胞馴化培地(30%)、非必須アミノ酸(11140-050番、Gibco)、ピルビン酸ナトリウム(1mM、11360-070番、Gibco)、2-メルカプトエタノール(55μM)および10% FBSをイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM、Gibco)に添加することによって調製した。
動物手順
10週齢の雄C57BL/6JマウスをThe Jackson Laboratoryから購入した。AngII/PCSK9機能獲得型変異によって誘発されたマウスAAAモデルは、十分に確立されている。1週間の馴化後、マウスに西洋型飼料(TD.88137、Envigo)を与え、2×1011ゲノムコピーのAAV-PCSK9.D377Y(AAV血清型8、Penn Vector Core)を腹腔内注射した。2週間後、各マウスに2つの浸透圧ポンプ(モデル2004番、Alzet)を皮下移植した。一方には、1500ng/kg/分の速度で放出するAngII(H-1706番、Bachem)を充填し、他方にはPEG-400、OAまたはNO2-OAを、OAまたはNO2-OAについては5mg/kg/日の送達速度で負荷した。4週間の注入後、マウスを安楽死させ、腎上大動脈の最大外径を、処置について盲検化した第三者によってデジタルキャリパーで評価した。最大直径が標準サイズよりも50%以上大きい(1.2mm以上)腎上大動脈を腹部大動脈瘤とみなした。ポンプ埋め込みの最初の週以内に死亡したか、または血清総コレステロールレベルが250mg/dL未満であるマウスを試験から除外した。全ての動物手順は、ミシガン大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されたプロトコルに従って実施した。
10週齢の雄C57BL/6JマウスをThe Jackson Laboratoryから購入した。AngII/PCSK9機能獲得型変異によって誘発されたマウスAAAモデルは、十分に確立されている。1週間の馴化後、マウスに西洋型飼料(TD.88137、Envigo)を与え、2×1011ゲノムコピーのAAV-PCSK9.D377Y(AAV血清型8、Penn Vector Core)を腹腔内注射した。2週間後、各マウスに2つの浸透圧ポンプ(モデル2004番、Alzet)を皮下移植した。一方には、1500ng/kg/分の速度で放出するAngII(H-1706番、Bachem)を充填し、他方にはPEG-400、OAまたはNO2-OAを、OAまたはNO2-OAについては5mg/kg/日の送達速度で負荷した。4週間の注入後、マウスを安楽死させ、腎上大動脈の最大外径を、処置について盲検化した第三者によってデジタルキャリパーで評価した。最大直径が標準サイズよりも50%以上大きい(1.2mm以上)腎上大動脈を腹部大動脈瘤とみなした。ポンプ埋め込みの最初の週以内に死亡したか、または血清総コレステロールレベルが250mg/dL未満であるマウスを試験から除外した。全ての動物手順は、ミシガン大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されたプロトコルに従って実施した。
総コレステロール(TC)およびトリグリセリド測定
血清総TCおよびTGレベルを酵素反応(日本、大阪のWako Diagnostics)によって測定した。
血清総TCおよびTGレベルを酵素反応(日本、大阪のWako Diagnostics)によって測定した。
組織染色
マウス腎上腹部大動脈のパラフィン切片または凍結切片のH&EおよびVerhoeff Van Gieson染色を、ミシガン大学のインビボ動物コアによって実施した。エラスチン分解グレードを、本発明者らが以前に報告したように計算した。
マウス腎上腹部大動脈のパラフィン切片または凍結切片のH&EおよびVerhoeff Van Gieson染色を、ミシガン大学のインビボ動物コアによって実施した。エラスチン分解グレードを、本発明者らが以前に報告したように計算した。
RNA抽出および定量化
マウス腎上大動脈を、それらの直径の測定後に回収した。ヒト大動脈瘤試料を、ミシガン大学の心臓外科学科から得た。ヒトおよびマウス由来の試料を、後の処理のために液体窒素中で急速凍結した。TRIzol(15596018番、Invitrogen)を使用して組織からRNAを抽出した。RNeasy Mini Kit(74106番、QIAGEN)を用いて細胞からRNAを単離した。SuperScript(商標)III First-Strand Synthesis System(18080051番、Invitrogen)を使用して、mRNAをcDNAに逆転写した。示される遺伝子プライマーと共にIQ SYBR Green Supermix(1708882番、Bio-Rad)を使用した定量的リアルタイムPCR(qPCR)によって、遺伝子発現を3連で定量化した。
マウス腎上大動脈を、それらの直径の測定後に回収した。ヒト大動脈瘤試料を、ミシガン大学の心臓外科学科から得た。ヒトおよびマウス由来の試料を、後の処理のために液体窒素中で急速凍結した。TRIzol(15596018番、Invitrogen)を使用して組織からRNAを抽出した。RNeasy Mini Kit(74106番、QIAGEN)を用いて細胞からRNAを単離した。SuperScript(商標)III First-Strand Synthesis System(18080051番、Invitrogen)を使用して、mRNAをcDNAに逆転写した。示される遺伝子プライマーと共にIQ SYBR Green Supermix(1708882番、Bio-Rad)を使用した定量的リアルタイムPCR(qPCR)によって、遺伝子発現を3連で定量化した。
酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)
マウス血漿中のMCP1、TNFαおよびIL6レベルを、ミシガン大学の癌センター免疫学コアによって実施されたELISAによって測定した。
マウス血漿中のMCP1、TNFαおよびIL6レベルを、ミシガン大学の癌センター免疫学コアによって実施されたELISAによって測定した。
蛍光活性化セルソーティング(FACS)
安楽死させたマウスの腎上大動脈領域を、2%のヘパリンを含有するPBSで完全に灌流した。組織を、450U/mLコラゲナーゼI型(17100-017番、Gibco)、125U/mLコラゲナーゼXI型(C7657番、Sigma-Aldrich)、60U/mLヒアルロニダーゼI-s型(H3606番、Sigma-Aldrich)、および60U/mL DNase-I(10104159001番、Roche)のカクテルを使用して37℃で90分間消化した。70μmセルストレーナーを通して濾過した単一細胞を、Fcブロック(14-0161-85番、eBioscience)によって氷上で5分間ブロッキングした。ブロッキング後、細胞をCD45(48-0451番、eBioscience)、CD64(558455番、BD)、およびCD11c(47-0114番、eBioscience)に対する蛍光色素コンジュゲート抗体と氷上で30分間インキュベートし、洗浄し、2% PFAで固定し、ミシガン大学のフローサイトメトリーコアによるFACS分析に供した。FlowJo v10.6.1を使用してデータを分析した。
安楽死させたマウスの腎上大動脈領域を、2%のヘパリンを含有するPBSで完全に灌流した。組織を、450U/mLコラゲナーゼI型(17100-017番、Gibco)、125U/mLコラゲナーゼXI型(C7657番、Sigma-Aldrich)、60U/mLヒアルロニダーゼI-s型(H3606番、Sigma-Aldrich)、および60U/mL DNase-I(10104159001番、Roche)のカクテルを使用して37℃で90分間消化した。70μmセルストレーナーを通して濾過した単一細胞を、Fcブロック(14-0161-85番、eBioscience)によって氷上で5分間ブロッキングした。ブロッキング後、細胞をCD45(48-0451番、eBioscience)、CD64(558455番、BD)、およびCD11c(47-0114番、eBioscience)に対する蛍光色素コンジュゲート抗体と氷上で30分間インキュベートし、洗浄し、2% PFAで固定し、ミシガン大学のフローサイトメトリーコアによるFACS分析に供した。FlowJo v10.6.1を使用してデータを分析した。
ボイデンチャンバートランスウェル遊走アッセイ
HUVECをトランスウェル(CLS3464番、Sigma-Aldrich)の下部チャンバーに播種し、80%コンフルエンスまで培養した後、OptiMEM I還元血清培地(31985-070番、Gibco)中でAngII(100nM)を用いてまたは用いないで6時間処理した。OptiMEM Iで一晩飢餓状態にしたRAW 264.7細胞をトランスウェルの上部チャンバーに播種し(1ウェル当たり2×105個)、ビヒクル(エタノール)、OA(2.5μM)またはNO2-OA(2.5μM)でさらに12時間処理した。次いで、上部チャンバー上の細胞を綿棒で穏やかに掻き取ることによって除去し、膜を4% PFAで15分間固定し、0.1%クリスタルバイオレットにより室温で15分間染色した。画像は、AMG Evos XI Core Imaging Systemによって取得した。Image J v1.52sを使用して陽性染色領域の定量化を実施した。
HUVECをトランスウェル(CLS3464番、Sigma-Aldrich)の下部チャンバーに播種し、80%コンフルエンスまで培養した後、OptiMEM I還元血清培地(31985-070番、Gibco)中でAngII(100nM)を用いてまたは用いないで6時間処理した。OptiMEM Iで一晩飢餓状態にしたRAW 264.7細胞をトランスウェルの上部チャンバーに播種し(1ウェル当たり2×105個)、ビヒクル(エタノール)、OA(2.5μM)またはNO2-OA(2.5μM)でさらに12時間処理した。次いで、上部チャンバー上の細胞を綿棒で穏やかに掻き取ることによって除去し、膜を4% PFAで15分間固定し、0.1%クリスタルバイオレットにより室温で15分間染色した。画像は、AMG Evos XI Core Imaging Systemによって取得した。Image J v1.52sを使用して陽性染色領域の定量化を実施した。
核/細胞質タンパク質抽出、共免疫沈降および免疫ブロット
NE-PER(商標)核および細胞質抽出試薬(78835番、ThermoFisher)を核および細胞質タンパク質抽出に使用した。Co-IPのために、PMSF(8553番、CST)を補充した細胞溶解緩衝液(9803番、CST)を使用して細胞を溶解し、Protein G Magnetic Beads(7024番、CST)およびHAに対する抗体(AE008番、ABclonal)またはp50/p105に対する抗体(13586番、CST)を使用して、製造者のプロトコルに従って免疫沈降させた。免疫ブロットのために、タンパク質抽出物をSDS-PAGEゲルで分離し、ニトロセルロース膜に転写した。膜を5% BSAによってブロッキングし、一次抗体と4℃で一晩インキュベートし、引き続いて蛍光コンジュゲート二次抗体と室温で1時間インキュベートした。バンド強度をOdyssey(登録商標)CLxイメージングシステムで収集し、Image Studio(商標)Liteを使用して定量化した。
NE-PER(商標)核および細胞質抽出試薬(78835番、ThermoFisher)を核および細胞質タンパク質抽出に使用した。Co-IPのために、PMSF(8553番、CST)を補充した細胞溶解緩衝液(9803番、CST)を使用して細胞を溶解し、Protein G Magnetic Beads(7024番、CST)およびHAに対する抗体(AE008番、ABclonal)またはp50/p105に対する抗体(13586番、CST)を使用して、製造者のプロトコルに従って免疫沈降させた。免疫ブロットのために、タンパク質抽出物をSDS-PAGEゲルで分離し、ニトロセルロース膜に転写した。膜を5% BSAによってブロッキングし、一次抗体と4℃で一晩インキュベートし、引き続いて蛍光コンジュゲート二次抗体と室温で1時間インキュベートした。バンド強度をOdyssey(登録商標)CLxイメージングシステムで収集し、Image Studio(商標)Liteを使用して定量化した。
EP4受容体活性およびcAMP均一時間分解蛍光(HTRF)アッセイ
PGE2誘導EP4活性化に対するNO2-OAの効果を、293T/17細胞においてEP4受容体(ヒト)レポーターアッセイキット(601390番、Cayman)を使用して評価した。80%の密度の細胞を、ヒトEP4受容体およびcAMP応答エレメント調節分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)レポーターを含有するトランスフェクション複合体でコーティングしたプレート上でインキュベートした。輝度ベースのアルカリホスファターゼ基質を添加することによってEP4の活性化を定量化し、キットの標準と比較して化学発光プレートリーダーで読み取った。EP4阻害アッセイを、cAMP-Gs HiRangeキット(62AM6PEB番、Cisbio)を製造者のプロトコルに従って使用して実施し、Neo2プレートリーダー(BioTek、バーモント州ウィヌースキー)によって測定した。cAMP標準を使用して、HTRF比(665/620)をcAMP濃度に変換した。
PGE2誘導EP4活性化に対するNO2-OAの効果を、293T/17細胞においてEP4受容体(ヒト)レポーターアッセイキット(601390番、Cayman)を使用して評価した。80%の密度の細胞を、ヒトEP4受容体およびcAMP応答エレメント調節分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)レポーターを含有するトランスフェクション複合体でコーティングしたプレート上でインキュベートした。輝度ベースのアルカリホスファターゼ基質を添加することによってEP4の活性化を定量化し、キットの標準と比較して化学発光プレートリーダーで読み取った。EP4阻害アッセイを、cAMP-Gs HiRangeキット(62AM6PEB番、Cisbio)を製造者のプロトコルに従って使用して実施し、Neo2プレートリーダー(BioTek、バーモント州ウィヌースキー)によって測定した。cAMP標準を使用して、HTRF比(665/620)をcAMP濃度に変換した。
マトリックスメタロペプチダーゼ(MMP)ザイモグラフィ
新たに分化させたBMDMを骨髄マクロファージ分化培地中で80%コンフルエンスまで培養した。細胞を24時間飢餓状態にし、PGE2(500nM)+ビヒクル、OA(2.5μM)またはNO2-OA(2.5μM)とさらに12時間インキュベートした。次いで、上清を回収し、遠心分離して残留片を除去した。MMP2およびMMP9活性の測定は、上清を(界面活性剤を含まないローディング緩衝液を使用して)1%ゼラチンゲルで泳動し、引き続いてクマシーブルーで染色することによって実施した。
新たに分化させたBMDMを骨髄マクロファージ分化培地中で80%コンフルエンスまで培養した。細胞を24時間飢餓状態にし、PGE2(500nM)+ビヒクル、OA(2.5μM)またはNO2-OA(2.5μM)とさらに12時間インキュベートした。次いで、上清を回収し、遠心分離して残留片を除去した。MMP2およびMMP9活性の測定は、上清を(界面活性剤を含まないローディング緩衝液を使用して)1%ゼラチンゲルで泳動し、引き続いてクマシーブルーで染色することによって実施した。
インシリコリガンド-受容体ドッキングシミュレーション
3.2Å分解能でのヒトEP4受容体の改変結晶構造を決定した。NO2-OAおよびEP4のタンパク質-リガンドドッキングシミュレーションを、EADock DSSベースのオンラインインターフェース、SwissDockを使用して実施した。結合エネルギーは、CHARMMに基づく関数を使用して決定した。
3.2Å分解能でのヒトEP4受容体の改変結晶構造を決定した。NO2-OAおよびEP4のタンパク質-リガンドドッキングシミュレーションを、EADock DSSベースのオンラインインターフェース、SwissDockを使用して実施した。結合エネルギーは、CHARMMに基づく関数を使用して決定した。
統計分析
統計分析を、GraphPad Prism 8.3.0またはR-3.6.2を使用して実施した。シャピロ-ウィルク検定を使用してデータを正常性について試験し、対照に対して正規化した場合の「正規性対対数正規性」について試験した。正規性試験に合格したデータについては、残留プロットを使用して等分散性を確実にした。必要に応じて重み付けを実施した。Qを1%に設定したROUTを使用して、生データの外れ値を特定した。対応のないスチューデントt検定を使用して2つの平均間の差を比較し、一元配置ANOVAを使用して2つを超える群からの平均を比較し、非線形回帰または二元配置ANOVAを2つの独立変数を有するデータに使用した。個々の平均を比較するために、テューキーまたはシダックの事後検定を加えた。正常性試験に不合格であったデータについては、マン・ホイットニーU検定またはクラスカル・ウォリス検定、引き続いてダンの比較を代替として使用した。マンテル・コックス検定を生存アッセイに使用した。非線形回帰のために、3または4パラメータ、グローバルフィッティングまたは別個のフィッティング、および制約をPrismで比較した。発生率分析のために、事後検定後に2×3のフィッシャーの正確確率検定を、「rcompanion」パッケージを使用してRで行った。試験は、対照よりも高い処置を選択した補足図3Aを除いて、両側で実施した。特に明記しない限り、連続変数は全て平均±平均の標準誤差(SEM)として提供した。主検定と事後検定の両方についてp<0.05を有する結果を統計学的に有意とみなした。全てのインビトロ結果は、少なくとも3つの独立した実験を表す。
統計分析を、GraphPad Prism 8.3.0またはR-3.6.2を使用して実施した。シャピロ-ウィルク検定を使用してデータを正常性について試験し、対照に対して正規化した場合の「正規性対対数正規性」について試験した。正規性試験に合格したデータについては、残留プロットを使用して等分散性を確実にした。必要に応じて重み付けを実施した。Qを1%に設定したROUTを使用して、生データの外れ値を特定した。対応のないスチューデントt検定を使用して2つの平均間の差を比較し、一元配置ANOVAを使用して2つを超える群からの平均を比較し、非線形回帰または二元配置ANOVAを2つの独立変数を有するデータに使用した。個々の平均を比較するために、テューキーまたはシダックの事後検定を加えた。正常性試験に不合格であったデータについては、マン・ホイットニーU検定またはクラスカル・ウォリス検定、引き続いてダンの比較を代替として使用した。マンテル・コックス検定を生存アッセイに使用した。非線形回帰のために、3または4パラメータ、グローバルフィッティングまたは別個のフィッティング、および制約をPrismで比較した。発生率分析のために、事後検定後に2×3のフィッシャーの正確確率検定を、「rcompanion」パッケージを使用してRで行った。試験は、対照よりも高い処置を選択した補足図3Aを除いて、両側で実施した。特に明記しない限り、連続変数は全て平均±平均の標準誤差(SEM)として提供した。主検定と事後検定の両方についてp<0.05を有する結果を統計学的に有意とみなした。全てのインビトロ結果は、少なくとも3つの独立した実験を表す。
検定力(power)分析
検定力分析を使用して、α=0.05で0.8の検定力を達成するためのパイロット試験の効果量およびS/N比に基づいて、試験に必要なマウスの数を推定した(https://www.stat.ubc.ca/~rollin/stats/ssize/n2.html)。
検定力分析を使用して、α=0.05で0.8の検定力を達成するためのパイロット試験の効果量およびS/N比に基づいて、試験に必要なマウスの数を推定した(https://www.stat.ubc.ca/~rollin/stats/ssize/n2.html)。
性因子の正当性
性別の違いの影響を最小限に抑えるために、雄からの試料および雌からの試料を本発明者らの試験で使用した。しかしながら、AngIIおよび高コレステロール血症誘発AAAマウスモデルにおいて、以前の実験ではこのモデルで10%未満の雌マウスしかAAAを発症しなかったので(データは示さず)、本発明者らは雄マウスに限定された。
性別の違いの影響を最小限に抑えるために、雄からの試料および雌からの試料を本発明者らの試験で使用した。しかしながら、AngIIおよび高コレステロール血症誘発AAAマウスモデルにおいて、以前の実験ではこのモデルで10%未満の雌マウスしかAAAを発症しなかったので(データは示さず)、本発明者らは雄マウスに限定された。
結果
ニトロ-オレイン酸はマウスモデルにおけるAAA形成を減弱させる
本発明者らはまず、NO2-OAがC57BL/6野生型マウスにおけるAAAのAng II+高コレステロール血症モデルにおいてAAA発症から保護することができるかどうかを試験した。マウスの3つの群(1群当たりn=25~30)に、ビヒクル対照(PEG-400)、OA、またはNO2-OAのいずれかの慢性皮下注入を行った(図1A)。4週間後、ビヒクル(28.6%対68.4%、p=0.0117)またはOA(28.6%対69.6%、p=0.0078)処置群と比較すると、NO2-OA処置マウスでAAAの発生率の有意な減少が観察された(図1B、図1C)。この効果は、ビヒクル(1.16±0.09mm対1.65±0.17mm、p=0.0289)またはOA(1.16±0.09mm対1.78±0.18mm、p=0.0121)処置群と比較した場合に、NO2-OA処置群における腎上大動脈領域の最大直径の有意な減少を伴った(図1D)。ECM分解はビヒクル対照マウスおよびOA処置マウスにおいて顕著であるが、NO2-OA処置は保護的であり、血管の完全性を維持し、エラスチン線維分解を有意に減少させた(ビヒクルに対してp=0.0274およびOAに対してp=0.0304、図1E、図1F)。コレステロールの変化も体重の変化も観察されなかったので、代謝変化はNO2-OA保護効果を説明しなかった。NO2-OAは、ビヒクルと比較した場合、血清TGレベルを有意に低下させたが(p=0.0048)、この低下は、OA処置マウスのTGレベルがビヒクルよりも有意に低かったため特異的ではなく(p=0.0136)、NO2-OA群とOA群との間で血清TGレベルの有意差は観察されなかった。全体として、これらの結果は、OAによって共有されない効果である、インビボでのAAA発症に対するNO2-OAによる特異的保護を示す。
ニトロ-オレイン酸はマウスモデルにおけるAAA形成を減弱させる
本発明者らはまず、NO2-OAがC57BL/6野生型マウスにおけるAAAのAng II+高コレステロール血症モデルにおいてAAA発症から保護することができるかどうかを試験した。マウスの3つの群(1群当たりn=25~30)に、ビヒクル対照(PEG-400)、OA、またはNO2-OAのいずれかの慢性皮下注入を行った(図1A)。4週間後、ビヒクル(28.6%対68.4%、p=0.0117)またはOA(28.6%対69.6%、p=0.0078)処置群と比較すると、NO2-OA処置マウスでAAAの発生率の有意な減少が観察された(図1B、図1C)。この効果は、ビヒクル(1.16±0.09mm対1.65±0.17mm、p=0.0289)またはOA(1.16±0.09mm対1.78±0.18mm、p=0.0121)処置群と比較した場合に、NO2-OA処置群における腎上大動脈領域の最大直径の有意な減少を伴った(図1D)。ECM分解はビヒクル対照マウスおよびOA処置マウスにおいて顕著であるが、NO2-OA処置は保護的であり、血管の完全性を維持し、エラスチン線維分解を有意に減少させた(ビヒクルに対してp=0.0274およびOAに対してp=0.0304、図1E、図1F)。コレステロールの変化も体重の変化も観察されなかったので、代謝変化はNO2-OA保護効果を説明しなかった。NO2-OAは、ビヒクルと比較した場合、血清TGレベルを有意に低下させたが(p=0.0048)、この低下は、OA処置マウスのTGレベルがビヒクルよりも有意に低かったため特異的ではなく(p=0.0136)、NO2-OA群とOA群との間で血清TGレベルの有意差は観察されなかった。全体として、これらの結果は、OAによって共有されない効果である、インビボでのAAA発症に対するNO2-OAによる特異的保護を示す。
ニトロ-オレイン酸は、脈管構造への白血球/マクロファージ浸潤を防止する
AAA発症に対する脈管構造中の浸潤白血球/マクロファージの寄与が長い間実証されている。したがって、本発明者らは、単球/内皮細胞間相互作用に関連するいくつかの遺伝子の発現を評価することによって、インビボでの浸潤過程に対するNO2-OA処置の効果を試験した。NO2-OAで処置したマウスは、ビヒクル対照群と比較すると、血管細胞接着タンパク質1(Vcam1、p=0.0008)およびMCP1遺伝子(p=0.0003、図2A)の発現が有意に減少していた。しかしながら、NO2-OA群における細胞間接着分子1(Icam1)の発現は統計学的に有意ではなかった(ビヒクルに対してp=0.2698、図2A)。これらの局所応答はまた全身的に観察され、循環MCP1(p=0.0006)とIL6(p=0.0459)の両方のタンパク質レベルがNO2-OAによって有意に低下した(図2B、図2C)。炎症反応における浸潤白血球およびマクロファージの役割を評価するために、腎上大動脈を単一細胞に消化し、白血球(CD45+)およびM1様マクロファージ(CD64+、CD11c+)の数を計数した(図2D)。ビヒクル群と比較して、NO2-OA処置時に脈管構造中に出現した白血球(CD45+)は有意に少なかった(14.87±3.28%対ビヒクル対照の50.03±13.02%、p=0.0489、図2E)。注目すべきことに、炎症誘発性M1様マクロファージ(CD64+、CD11c+)の存在量もNO2-OA群で減少し(3.27±0.42%対ビヒクル対照の11.43±2.65%、p=0.0338、図2F)、これはニトロ-FAがマクロファージの分化、接着および分極化に影響を及ぼすという以前の所見と一致している。さらに、本発明者らは、HUVECをAng IIで6時間処置し、馴化培地を使用してRAW 264.7細胞の遊走を誘導した。本発明者らは、NO2-OAが、Ang IIの存在下で内皮依存性マクロファージ遊走を有意に阻害するが、基本条件下では阻害しないことを観察した。これらのデータは、NO2-OAがAAA病変領域への内皮依存性白血球/マクロファージ遊走を制限するのに有効であることを示している。
AAA発症に対する脈管構造中の浸潤白血球/マクロファージの寄与が長い間実証されている。したがって、本発明者らは、単球/内皮細胞間相互作用に関連するいくつかの遺伝子の発現を評価することによって、インビボでの浸潤過程に対するNO2-OA処置の効果を試験した。NO2-OAで処置したマウスは、ビヒクル対照群と比較すると、血管細胞接着タンパク質1(Vcam1、p=0.0008)およびMCP1遺伝子(p=0.0003、図2A)の発現が有意に減少していた。しかしながら、NO2-OA群における細胞間接着分子1(Icam1)の発現は統計学的に有意ではなかった(ビヒクルに対してp=0.2698、図2A)。これらの局所応答はまた全身的に観察され、循環MCP1(p=0.0006)とIL6(p=0.0459)の両方のタンパク質レベルがNO2-OAによって有意に低下した(図2B、図2C)。炎症反応における浸潤白血球およびマクロファージの役割を評価するために、腎上大動脈を単一細胞に消化し、白血球(CD45+)およびM1様マクロファージ(CD64+、CD11c+)の数を計数した(図2D)。ビヒクル群と比較して、NO2-OA処置時に脈管構造中に出現した白血球(CD45+)は有意に少なかった(14.87±3.28%対ビヒクル対照の50.03±13.02%、p=0.0489、図2E)。注目すべきことに、炎症誘発性M1様マクロファージ(CD64+、CD11c+)の存在量もNO2-OA群で減少し(3.27±0.42%対ビヒクル対照の11.43±2.65%、p=0.0338、図2F)、これはニトロ-FAがマクロファージの分化、接着および分極化に影響を及ぼすという以前の所見と一致している。さらに、本発明者らは、HUVECをAng IIで6時間処置し、馴化培地を使用してRAW 264.7細胞の遊走を誘導した。本発明者らは、NO2-OAが、Ang IIの存在下で内皮依存性マクロファージ遊走を有意に阻害するが、基本条件下では阻害しないことを観察した。これらのデータは、NO2-OAがAAA病変領域への内皮依存性白血球/マクロファージ遊走を制限するのに有効であることを示している。
ニトロ-オレイン酸は、部分的にPPARγの活性化を介して、ox-LDL誘導NFκB活性化および炎症誘発性応答を阻害する
アテローム性動脈硬化症の開始および発症におけるoxLDLの役割は十分に確立されているが、体系的なアプローチを利用した最近の研究は、oxLDLがまた、炎症応答の活性化を介してAAAの形成および発症に関与することを示唆した。よって、本発明者らは、NO2-OAが、oxLDLによって誘導されるマクロファージ炎症活性化の阻害を通して保護的役割を発揮すると仮定した。
アテローム性動脈硬化症の開始および発症におけるoxLDLの役割は十分に確立されているが、体系的なアプローチを利用した最近の研究は、oxLDLがまた、炎症応答の活性化を介してAAAの形成および発症に関与することを示唆した。よって、本発明者らは、NO2-OAが、oxLDLによって誘導されるマクロファージ炎症活性化の阻害を通して保護的役割を発揮すると仮定した。
ここで、BMDMをoxLDL(50μg/ml)で処理し、oxLDL誘導p65核移行を核画分および細胞質画分で評価した(図3A、図3B)。本発明者らは、NO2-OAが、対照群の27.93±1.89に対して14.10±1.92の核対細胞質比で、oxLDL誘導p65核移行を有意に阻害することを見出した(p=0.0238、図3C)。oxLDL処理細胞培地中の炎症性サイトカインのさらなる分析は、IL6レベルの有意な低下(対照に対してp=0.0327)およびMCP1レベルのわずかに有意な低下(対照に対してp=0.0664)を示した。しかしながら、対照群と比較して、TNFαレベルに有意差は観察されなかった(p=0.3290、図3D~図3F)。単球/マクロファージにおけるPPARγ発現はoxLDLによって上方調節され、これはアテローム形成およびAAA発症の素因となるような疾患条件下でその役割を増幅し得る。本発明者らは、ECM分解を担う炎症誘発性遺伝子Il1bおよびMmp9のoxLDL誘導発現がNO2-OA処理によって有意に減少すること(対照に対してp<0.0001)、およびNO2-OAの保護効果が、不可逆的PPARγアンタゴニスト、GW9662(Il1bについてはp=0.0310、Mmp9についてはp=0.0321、図3G)またはsiPPARγを与えることによって部分的に阻止されることを示し、PPARγシグナル伝達が、ox-LDL誘発炎症促進応答に対するNO2-OAの保護効果を部分的に担うことを示した。
ニトロ-オレイン酸は、PGE2依存性EP4シグナル伝達の偏った調節因子である
NO2-OA保護効果に潜在的に寄与する他の経路に対処するために、本発明者らはPGE2依存性EP4シグナル伝達を調査した。マクロファージシクロオキシゲナーゼ2(COX2)、プロスタグランジンEシンターゼ1のミクロソームアイソフォーム(mPGES1)およびEP4を伴うシグナル伝達軸がAAA発症に寄与することが報告されている。例えば、COX2、mPGES-1、およびEP4レベルは、ヒト動脈瘤病変部位で上方調節される。同様の上方調節がヒト胸部大動脈瘤病変およびAngII+高コレステロール血症誘発マウスAAAモデルの腎上大動脈領域においても見られた。EP4受容体はマクロファージにおいて高度に発現され、MMP分泌のPGE2依存上方調節を担う。293T細胞においてEP4を過剰発現させることによって、本発明者らは、NO2-OAがEP4アゴニストPGE2のある範囲の濃度にわたって用量反応曲線を有意に右方向にシフトさせ、ベストフィットEC50が対照群の109.5pMに対して1.2nMであることを実証した(p=0.0069、図4A)。さらに、NO2-OAは、PGE2によって誘導される(IC90 10nM)cAMPのEP4 G共役受容体への動員を用量依存的に減少させ、ベストフィットIC50が2.8μMであった(R2=0.9142、図4B)。分子受容体ドッキング結果は、最高スコアを有するNO2-OAの予測結合部位がPGE2のオルソステリック結合ポケットに近いことを示した(図4C)。MMP、特にMMP2/9は、ECM分解およびAAA発症において必須の役割を果たす。次いで、本発明者らは、ゼラチンザイモグラフィーを使用して、NO2-OA処置時のマクロファージMMP2/9の活性を決定した。BMDMでは、PGE2がMMP9発現を上方調節し、この効果はNO2-OA処置によって有意に減少させることができるが、MMP2活性については有意な変化は観察されなかった(図4D)。ECM分解へのその正の寄与とは別に、EP4受容体のPGE2依存活性化は、EPRAPを動員することによって抗炎症作用を発揮し、これはp105への結合を通してNFκBおよびMEKの活性化を阻害し、そのリン酸化を防止する。本明細書において、本発明者らの結果は、Tnf、Il6、およびCcl4の発現によって反映されるように、NO2-OAがLPS誘導マクロファージ活性化に対するPGE2媒介保護効果を抑制しないことを実証した。さらに、HAタグ付きEPRAP(FEM1A)およびp105を過剰発現する細胞におけるCo-IPアッセイは、最大5μMのNO2-OAがERRAP/P105相互作用に有意な効果を及ぼさないことを示した。全体として、これらの結果は、NO2-OAがEP4依存性PGE2シグナル伝達の偏った調節因子として働くことを示している。
NO2-OA保護効果に潜在的に寄与する他の経路に対処するために、本発明者らはPGE2依存性EP4シグナル伝達を調査した。マクロファージシクロオキシゲナーゼ2(COX2)、プロスタグランジンEシンターゼ1のミクロソームアイソフォーム(mPGES1)およびEP4を伴うシグナル伝達軸がAAA発症に寄与することが報告されている。例えば、COX2、mPGES-1、およびEP4レベルは、ヒト動脈瘤病変部位で上方調節される。同様の上方調節がヒト胸部大動脈瘤病変およびAngII+高コレステロール血症誘発マウスAAAモデルの腎上大動脈領域においても見られた。EP4受容体はマクロファージにおいて高度に発現され、MMP分泌のPGE2依存上方調節を担う。293T細胞においてEP4を過剰発現させることによって、本発明者らは、NO2-OAがEP4アゴニストPGE2のある範囲の濃度にわたって用量反応曲線を有意に右方向にシフトさせ、ベストフィットEC50が対照群の109.5pMに対して1.2nMであることを実証した(p=0.0069、図4A)。さらに、NO2-OAは、PGE2によって誘導される(IC90 10nM)cAMPのEP4 G共役受容体への動員を用量依存的に減少させ、ベストフィットIC50が2.8μMであった(R2=0.9142、図4B)。分子受容体ドッキング結果は、最高スコアを有するNO2-OAの予測結合部位がPGE2のオルソステリック結合ポケットに近いことを示した(図4C)。MMP、特にMMP2/9は、ECM分解およびAAA発症において必須の役割を果たす。次いで、本発明者らは、ゼラチンザイモグラフィーを使用して、NO2-OA処置時のマクロファージMMP2/9の活性を決定した。BMDMでは、PGE2がMMP9発現を上方調節し、この効果はNO2-OA処置によって有意に減少させることができるが、MMP2活性については有意な変化は観察されなかった(図4D)。ECM分解へのその正の寄与とは別に、EP4受容体のPGE2依存活性化は、EPRAPを動員することによって抗炎症作用を発揮し、これはp105への結合を通してNFκBおよびMEKの活性化を阻害し、そのリン酸化を防止する。本明細書において、本発明者らの結果は、Tnf、Il6、およびCcl4の発現によって反映されるように、NO2-OAがLPS誘導マクロファージ活性化に対するPGE2媒介保護効果を抑制しないことを実証した。さらに、HAタグ付きEPRAP(FEM1A)およびp105を過剰発現する細胞におけるCo-IPアッセイは、最大5μMのNO2-OAがERRAP/P105相互作用に有意な効果を及ぼさないことを示した。全体として、これらの結果は、NO2-OAがEP4依存性PGE2シグナル伝達の偏った調節因子として働くことを示している。
開示される発明の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例示される実施形態は好ましい例にすぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが認識されるべきである。
Claims (16)
- 治療有効量の(i)ニトロアルケン脂肪酸、(ii)電子求引基、脱離基、および前記電子求引基と前記脱離基との間に配置された炭素-炭素二重結合を有する不飽和脂肪酸、(iii)チオール化ニトロ脂肪酸、(iv)求電子性を誘導する二重結合上の電子求引基を含むジカルボン酸化合物、または(i)~(iv)のうちの少なくとも2つの混合物から選択される化合物を、動脈瘤を有する、動脈瘤を有する疑いがある、または動脈瘤を発症するリスクがある対象に投与することを含む方法。
- 前記動脈瘤が大動脈瘤である、請求項1に記載の方法。
- 前記動脈瘤が血管瘤である、請求項1に記載の方法。
- 前記大動脈瘤が腹部大動脈瘤である、請求項2に記載の方法。
- 前記大動脈瘤が胸部大動脈瘤または胸腹部大動脈瘤である、請求項2に記載の方法。
- 前記動脈瘤が頭蓋内動脈瘤である、請求項1に記載の方法。
- 前記動脈瘤が、腹腔動脈瘤、腸間膜動脈瘤、腎動脈瘤、脾動脈瘤、肝動脈瘤、腸骨動脈瘤、大腿動脈瘤、膝窩動脈瘤または大動脈の任意の分岐部の動脈瘤である、請求項1に記載の方法。
- 前記動脈瘤が処置される、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記化合物がニトロアルケン脂肪酸である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記化合物が、式Iの構造:
R2、R3、R7、およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、またはOOHであり;
R4は末端COOR6基[式中、R6は水素、またはC1~C24アルキルである]であり;
R5は水素、C1~C24アルキルであるか、またはR4およびR5は合わせて=C(R9)(R10)[式中、R9は、C1~C24アルキル、C1~C24アルケニル、もしくはC1~C24アルキニルを含むか、またはR9は末端COOR6基であり、R10は水素、NO2、OH、またはOOHである]を形成し;
nは1~24であり;
ニトロアルケン脂肪酸は少なくとも1つのNO2基を含む];あるいは
式IIの構造:
R2、R4、R5およびR6はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR9基[式中、R9は水素またはC1~C24アルキルである]であり;
R3およびR8は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR8の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR8の他方は水素、ONOまたはONO2である];あるいは
式IIIの構造:
R2およびR5はそれぞれ水素であり;
R7は末端COOR6基[式中、R6は水素またはC1~C24アルキルである]であり;
R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、酸素、C1~C24アルキル、NO2、OH、ONO2、NO、ONOまたはOOHであり、但し、R3またはR4の少なくとも1つはNO2であり、R3またはR4の他方は水素、ONOまたはONO2である]
から選択されるニトロアルケン脂肪酸である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記化合物が10-ニトロ-オクタデカ-9-エン酸である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
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