JP2620413B2 - 酸化的損傷に伴う疾患の阻止方法および組成物 - Google Patents
酸化的損傷に伴う疾患の阻止方法および組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、卒中、および加齢に関連した機能障害、お
よび酸化的損傷から起こる他の症状の治療用の、スピン
トラッピング剤を含んだ、方法および組成物に関する。
よび酸化的損傷から起こる他の症状の治療用の、スピン
トラッピング剤を含んだ、方法および組成物に関する。
酸化された組織は損傷を被り、それが虚血性となり次
いで再灌流性となった時には、多くの場合永久的な損傷
となる。酸素のフリーラジカルが、この損傷と密接な関
係にある。脳は特に虚血／再灌流の損傷に対して感受性
であり、神経細胞はグリア細胞よりも一層感受性であ
る。脳のある領域、例えば海馬および脊髄は脳の他の領
域よりも一層感受性である。適切な機能を有するには、
全ての領域の完全な統合性が必要であるという理由か
ら、結果として、脳の虚血性／再灌流性の損傷は、複合
的な影響を有し得る。
いで再灌流性となった時には、多くの場合永久的な損傷
となる。酸素のフリーラジカルが、この損傷と密接な関
係にある。脳は特に虚血／再灌流の損傷に対して感受性
であり、神経細胞はグリア細胞よりも一層感受性であ
る。脳のある領域、例えば海馬および脊髄は脳の他の領
域よりも一層感受性である。適切な機能を有するには、
全ての領域の完全な統合性が必要であるという理由か
ら、結果として、脳の虚血性／再灌流性の損傷は、複合
的な影響を有し得る。
幾つかのカメニズムが、虚血性の脳損傷を起こし得
る。例えば、選択的な神経細胞損傷に対応するメカニズ
ムは、グリア細胞の膨潤および広範な脳水腫、および急
発作の様な全体的な機能異常の原因となり得る第３の組
の症状のメカニズムとは異なり得る。Siesjoは、Critic
al Care Med.16,954-963（1988）で、脳損傷に関する多
くの観察結果を４つの可能なメカニズムに分類した。こ
れらには、Ａ）カルシウムが介在する細胞の死、Ｂ）毒
性促進性損傷（グルタミン酸の蓄積）、Ｃ）フリーラジ
カル症例、およびＤ）アシドーシスが含まれる。４つの
基本的なメカニズムの全てが、観察された損傷で相互関
係にある、あるいはまとまって寄与している様である。
脳損傷のフリーラジカルメカニズムに関して、Siesjo
は、フリーラジカルメカニズムの関与を支持する証拠は
決定的ではないと結論している。
る。例えば、選択的な神経細胞損傷に対応するメカニズ
ムは、グリア細胞の膨潤および広範な脳水腫、および急
発作の様な全体的な機能異常の原因となり得る第３の組
の症状のメカニズムとは異なり得る。Siesjoは、Critic
al Care Med.16,954-963（1988）で、脳損傷に関する多
くの観察結果を４つの可能なメカニズムに分類した。こ
れらには、Ａ）カルシウムが介在する細胞の死、Ｂ）毒
性促進性損傷（グルタミン酸の蓄積）、Ｃ）フリーラジ
カル症例、およびＤ）アシドーシスが含まれる。４つの
基本的なメカニズムの全てが、観察された損傷で相互関
係にある、あるいはまとまって寄与している様である。
脳損傷のフリーラジカルメカニズムに関して、Siesjo
は、フリーラジカルメカニズムの関与を支持する証拠は
決定的ではないと結論している。
フリーラジカルは、再灌流損傷の媒介物であるとされ
てきた。スーパーオキサイド（O-2）およびヒドロキシ
ル（OH-）種の様なラジカルの主な産生部位は、ミトコ
ンドリアの呼吸鎖、および、シクロオキシゲナーゼおよ
びリポキシゲナーゼに触媒される配列である。しかしま
た、ラジカルは多くの化合物（例えば、カテコールアミ
ン類）の自動酸化中にも形成される。幾つかの虚血性症
例では、例えば、ポリエン性の遊離脂肪酸の酸化、カテ
コールアミン類の放出および再吸収、およびキサンチン
オキシダーゼによるヒポキサンチンの酸化、を引き起こ
す、フリーラジカル形成が急激に起こる。これらの症例
は全て再循環の間に起こるが、O2の供給が回復すると、
アゴニスト−レセプター相互作用、エネルギー損失、お
よび／あるいは傷害期間中のカルシウム流入、により引
き起こされる代謝的なカスケード反応を示す。フリーラ
ジカル形成は、虚血性損傷の原因と考えられるが、この
様な形成が起こること、および／あるいは、Curranら
の、Mol.Cell.Biol.5,167-172（1985）に記載されてい
るような組織の抗酸化防御を圧倒するのに充分であると
結論し得ること、を直接証明するのは困難であった。し
かし最近、虚血が共役ジエンを形成し得ること、および
マロンジアルデヒドが組織中に蓄積されることの証拠が
得られた。それにもかかわらず、リン脂質中の不飽和ア
シル鎖、タンパク質、あるいは核酸に対するフリーラジ
カル損傷が、虚血性壊死に重要な役割を果たしているこ
とは決定的に示されていない。現時点では、フリーラジ
カルメカニズムが、血管損傷に関与している証拠は比較
的強く、神経およびグリア細胞に影響する損傷に関与し
ている証拠は比較的弱い。
てきた。スーパーオキサイド（O-2）およびヒドロキシ
ル（OH-）種の様なラジカルの主な産生部位は、ミトコ
ンドリアの呼吸鎖、および、シクロオキシゲナーゼおよ
びリポキシゲナーゼに触媒される配列である。しかしま
た、ラジカルは多くの化合物（例えば、カテコールアミ
ン類）の自動酸化中にも形成される。幾つかの虚血性症
例では、例えば、ポリエン性の遊離脂肪酸の酸化、カテ
コールアミン類の放出および再吸収、およびキサンチン
オキシダーゼによるヒポキサンチンの酸化、を引き起こ
す、フリーラジカル形成が急激に起こる。これらの症例
は全て再循環の間に起こるが、O2の供給が回復すると、
アゴニスト−レセプター相互作用、エネルギー損失、お
よび／あるいは傷害期間中のカルシウム流入、により引
き起こされる代謝的なカスケード反応を示す。フリーラ
ジカル形成は、虚血性損傷の原因と考えられるが、この
様な形成が起こること、および／あるいは、Curranら
の、Mol.Cell.Biol.5,167-172（1985）に記載されてい
るような組織の抗酸化防御を圧倒するのに充分であると
結論し得ること、を直接証明するのは困難であった。し
かし最近、虚血が共役ジエンを形成し得ること、および
マロンジアルデヒドが組織中に蓄積されることの証拠が
得られた。それにもかかわらず、リン脂質中の不飽和ア
シル鎖、タンパク質、あるいは核酸に対するフリーラジ
カル損傷が、虚血性壊死に重要な役割を果たしているこ
とは決定的に示されていない。現時点では、フリーラジ
カルメカニズムが、血管損傷に関与している証拠は比較
的強く、神経およびグリア細胞に影響する損傷に関与し
ている証拠は比較的弱い。
HallおよびBraughlerの、Free Radical Biol.Med.6,3
03-313（1989）、Kontosの、Taylor、MatalonおよびWar
d編集、Physiology of Oxygen Radicals,pp.207-216（A
m.Physiol.Soc.Bethesda,MD 1986）、および、Ernster
の、Critical Care Med.16,947-953（1988）、等の総説
は、頭部の酸化損傷および脊髄の障害、および、出血性
卒中および虚血性卒中に関係した膨大な量の証拠を示し
ている。頭部の虚血性／再灌流性損傷での酸化的損傷の
主な役割に深く関係した研究の殆どは、２つのタイプの
研究のいずれかに分類される：即ち、酸化的症例を防止
する試薬の添加による保護を示した研究、あるいは、フ
リーラジカルを観察する様に設計された研究である。
03-313（1989）、Kontosの、Taylor、MatalonおよびWar
d編集、Physiology of Oxygen Radicals,pp.207-216（A
m.Physiol.Soc.Bethesda,MD 1986）、および、Ernster
の、Critical Care Med.16,947-953（1988）、等の総説
は、頭部の酸化損傷および脊髄の障害、および、出血性
卒中および虚血性卒中に関係した膨大な量の証拠を示し
ている。頭部の虚血性／再灌流性損傷での酸化的損傷の
主な役割に深く関係した研究の殆どは、２つのタイプの
研究のいずれかに分類される：即ち、酸化的症例を防止
する試薬の添加による保護を示した研究、あるいは、フ
リーラジカルを観察する様に設計された研究である。
虚血による組織損傷を治療するための臨床的使用に現
在認可されている薬剤は無いが、数種の化合物が潜在的
に有効であると提案されている。移植用の組織への損傷
を抑制させるために酸素スカベンジャーであるマンニト
ールを再灌流溶媒に添加した。スーパーオキサイドジス
ムターゼ（SOD）は、インビボでの酸化的損傷を抑制す
る手段として示唆されている。過酸化剤発生を妨害する
最も有望な化合物は、J.M.McCallの、Acta Anesthesia
Belgica,First Antwerp Int.Trauma Symp.,に記載され
ている改変されたプレドニソン（prednisones）である
ラザロイド（lazaroides）であり、虚血の間あるいは後
に投与すると有効であると報告されている。例えば、Br
aughlerらの、J.Biol.Chem.262,10438-10440（1987）に
記載された、脳ホモジネートの過酸化を阻止することが
知られている、21−アミノ酸ステロイド（474006F）
が、アレチネズミを３時間の一側性頸動脈閉塞で誘起し
た脳損傷から保護したことを、Hallらは、Stroke 19,99
7-1002（1988）に示した。WhiteおよびAustおよび協同
研究者の、Adv.Free Radical Biol.Med.1,1-17（198
5）、および、Babbsの、Resuscitation 13,165-173（19
86）は、鉄のキレート剤は動物を、虚血／再灌流損傷か
ら守ることを示した。
在認可されている薬剤は無いが、数種の化合物が潜在的
に有効であると提案されている。移植用の組織への損傷
を抑制させるために酸素スカベンジャーであるマンニト
ールを再灌流溶媒に添加した。スーパーオキサイドジス
ムターゼ（SOD）は、インビボでの酸化的損傷を抑制す
る手段として示唆されている。過酸化剤発生を妨害する
最も有望な化合物は、J.M.McCallの、Acta Anesthesia
Belgica,First Antwerp Int.Trauma Symp.,に記載され
ている改変されたプレドニソン（prednisones）である
ラザロイド（lazaroides）であり、虚血の間あるいは後
に投与すると有効であると報告されている。例えば、Br
aughlerらの、J.Biol.Chem.262,10438-10440（1987）に
記載された、脳ホモジネートの過酸化を阻止することが
知られている、21−アミノ酸ステロイド（474006F）
が、アレチネズミを３時間の一側性頸動脈閉塞で誘起し
た脳損傷から保護したことを、Hallらは、Stroke 19,99
7-1002（1988）に示した。WhiteおよびAustおよび協同
研究者の、Adv.Free Radical Biol.Med.1,1-17（198
5）、および、Babbsの、Resuscitation 13,165-173（19
86）は、鉄のキレート剤は動物を、虚血／再灌流損傷か
ら守ることを示した。
脳の虚血性／再灌流性損傷の期間中の酸化事象の直接
証明に関しては、スピントラッピング法、サリチル酸の
水酸化、タンパク質の酸化、および核酸の酸化損傷を用
いた適切な観察がある。虚血／再灌流損傷の期間中のフ
リーラジカルの産生と密接な関係にある明白な証拠をス
ピントラッピングが提示した。Imaizumiらは、Neurolog
ical Res.8,214-220（1986）に記載されているように、
非常に低い酸素圧に５分間曝されたラットの脳のホモジ
ネートと共にインキュベートすると、スピントラップで
あるPBNが、明かに脂質タイプのラジカルをトラップす
ることが可能であることを示した。Kirschらは、Pediat
ric Res.21,202A（1987）の序文で、スピントラップで
前処理された動物からの虚血後の脳中のフリーラジカル
を、PBNがトラップしたことを述べている。McCayのグル
ープは、Arch.Biochem.Biophys.244,156-160（1986）に
記載されているように、マウスの脳中でフリーラジカル
をスピントラップし、そして、J.Clin.Invest.82,476-4
85（1988）の記載にあるように、「昏倒させた（stunne
d）」心筋から回収した無傷のイヌ心臓からの血液中
に、PBNによりスピントラップされたフリーラジカルが
存在することを示した。記載されている様に、スピント
ラップされたフリーラジカルは、明かに脂質タイプのフ
リーラジカルであり、閉塞の解除後の１分以内に出現
し、そして再灌流の開始の約５分後に強度がピークに達
する。PBNは、「昏倒させた」心臓の虚血後の機能回復
を促進する。
証明に関しては、スピントラッピング法、サリチル酸の
水酸化、タンパク質の酸化、および核酸の酸化損傷を用
いた適切な観察がある。虚血／再灌流損傷の期間中のフ
リーラジカルの産生と密接な関係にある明白な証拠をス
ピントラッピングが提示した。Imaizumiらは、Neurolog
ical Res.8,214-220（1986）に記載されているように、
非常に低い酸素圧に５分間曝されたラットの脳のホモジ
ネートと共にインキュベートすると、スピントラップで
あるPBNが、明かに脂質タイプのラジカルをトラップす
ることが可能であることを示した。Kirschらは、Pediat
ric Res.21,202A（1987）の序文で、スピントラップで
前処理された動物からの虚血後の脳中のフリーラジカル
を、PBNがトラップしたことを述べている。McCayのグル
ープは、Arch.Biochem.Biophys.244,156-160（1986）に
記載されているように、マウスの脳中でフリーラジカル
をスピントラップし、そして、J.Clin.Invest.82,476-4
85（1988）の記載にあるように、「昏倒させた（stunne
d）」心筋から回収した無傷のイヌ心臓からの血液中
に、PBNによりスピントラップされたフリーラジカルが
存在することを示した。記載されている様に、スピント
ラップされたフリーラジカルは、明かに脂質タイプのフ
リーラジカルであり、閉塞の解除後の１分以内に出現
し、そして再灌流の開始の約５分後に強度がピークに達
する。PBNは、「昏倒させた」心臓の虚血後の機能回復
を促進する。
PBNは多くの調査研究で用いられてきたが、PBNあるい
は任意の他のスピントラッピング剤がインビボで、特に
中枢神経系中の組織損傷の治療に関して、有用で有り得
ることを支持し得るデータは無い。インビボではこの薬
剤は、（１）血液脳関門を通過する、（２）虚血期間中
あるいは期間後の組織損傷を減少させる様に作用する、
ことが可能でなければならない。
は任意の他のスピントラッピング剤がインビボで、特に
中枢神経系中の組織損傷の治療に関して、有用で有り得
ることを支持し得るデータは無い。インビボではこの薬
剤は、（１）血液脳関門を通過する、（２）虚血期間中
あるいは期間後の組織損傷を減少させる様に作用する、
ことが可能でなければならない。
中枢神経系機能の加齢に関連した変化は、一般的に
は、細胞の喪失、脳側室の拡張、および短期記憶の欠損
を伴う。加齢あるいは他の加齢に関連した疾患の結果と
して起こる機能的変化の正確なメカニズムとして一般的
に認められたものは無い。幾つかの脳中の酸化物質の生
成に関するメカニズムが提案されている。特に遷移金属
では、とりわけ鉄および銅が、この酸化の媒介物質であ
ると示唆されている。タンパク質の酸化の増加に伴い、
ある種の神経伝達物質のレセプターシステムの顕著な減
少が起こる。例えば、ムスカリン様レセプターおよび他
のアセチルコリンシステムの減少は、アルツハイマー病
における機能変化に関連しているとして特徴付けられ
る。加齢は、その期間にわたって酸化タンパク質の産生
を生じ得る、多発性の短期的な虚血（複数の梗塞状態あ
るいは一過性の虚血発作）に関係しているという仮説も
ある。
は、細胞の喪失、脳側室の拡張、および短期記憶の欠損
を伴う。加齢あるいは他の加齢に関連した疾患の結果と
して起こる機能的変化の正確なメカニズムとして一般的
に認められたものは無い。幾つかの脳中の酸化物質の生
成に関するメカニズムが提案されている。特に遷移金属
では、とりわけ鉄および銅が、この酸化の媒介物質であ
ると示唆されている。タンパク質の酸化の増加に伴い、
ある種の神経伝達物質のレセプターシステムの顕著な減
少が起こる。例えば、ムスカリン様レセプターおよび他
のアセチルコリンシステムの減少は、アルツハイマー病
における機能変化に関連しているとして特徴付けられ
る。加齢は、その期間にわたって酸化タンパク質の産生
を生じ得る、多発性の短期的な虚血（複数の梗塞状態あ
るいは一過性の虚血発作）に関係しているという仮説も
ある。
虚血性脳疾患に関連した変化は、カルシウム分布の変
化、刺激毒性の神経伝達物質の放出の増加、フリーラジ
カルの産生、および酸素のフリーラジカルの発生を触媒
する、細胞中で弱く結合した金属の増加により当然起こ
るアシドーシス、の結果であるとも提案されている。こ
れらの変化は、主に神経細胞に制限されている。しか
し、反応性のグリア細胞は主に、神経細胞の損傷後に出
現することが示されている。
化、刺激毒性の神経伝達物質の放出の増加、フリーラジ
カルの産生、および酸素のフリーラジカルの発生を触媒
する、細胞中で弱く結合した金属の増加により当然起こ
るアシドーシス、の結果であるとも提案されている。こ
れらの変化は、主に神経細胞に制限されている。しか
し、反応性のグリア細胞は主に、神経細胞の損傷後に出
現することが示されている。
老人性痴呆症の治療は、この状態の研究用の適切なモ
デルの開発が困難なために大きく制限されてきた。これ
は、加齢が、特にヒト老人性痴呆症に伴う機能的および
生化学的な基礎に関連する特定の情報の欠如によりモデ
ルを作成するのが難しい、非常に複雑な状態であるとい
う事実に起因している。動物モデルの使用は、脳が本当
に老化していない場合、あるいは老化の起源に関する知
識が殆ど無いにもかかわらず、老化した動物を使用した
場合、あるいは幾つかの例では、本当に機能的な老化を
証明することが不可能な場合など、脳観察に用いるモデ
ルシステムに大きく依存している。
デルの開発が困難なために大きく制限されてきた。これ
は、加齢が、特にヒト老人性痴呆症に伴う機能的および
生化学的な基礎に関連する特定の情報の欠如によりモデ
ルを作成するのが難しい、非常に複雑な状態であるとい
う事実に起因している。動物モデルの使用は、脳が本当
に老化していない場合、あるいは老化の起源に関する知
識が殆ど無いにもかかわらず、老化した動物を使用した
場合、あるいは幾つかの例では、本当に機能的な老化を
証明することが不可能な場合など、脳観察に用いるモデ
ルシステムに大きく依存している。
加齢に関連して、組織中での酸化されたタンパク質の
レベルの亢進が、神経系あるいは非神経系の両方の種々
のシステム中に示されたことは、中枢神経系での加齢に
関連した機能障害は、酸化されたタンパク質、および、
中枢神経系全体の神経細胞中の酸化された巨大分子の蓄
積に関連し得るという可能性を示している。この仮説
は、酸化されたタンパク質が蓄積された細胞は、機能が
低下し、そしてその細胞が存在する中枢神経系の特定の
場所でその細胞の特異的な役割を維持する能力が低下す
る、というものである。この仮説は何人かの研究者によ
り示唆されたが、中枢神経系に酸化されたタンパク質を
与えて変化させ、そして動物の器官の機能変化と関連付
けた実際的な研究は無い。もし脳の機能不全に本当に関
連しているのならば、この様なアプローチは、加齢に関
連した、生存能力はあるが、神経細胞の機能を欠損した
細胞を、回復させる基礎を提供し得る。この様なアプロ
ーチは、機能が低下し、しかも生存能力は有する細胞を
対象として行われる。
レベルの亢進が、神経系あるいは非神経系の両方の種々
のシステム中に示されたことは、中枢神経系での加齢に
関連した機能障害は、酸化されたタンパク質、および、
中枢神経系全体の神経細胞中の酸化された巨大分子の蓄
積に関連し得るという可能性を示している。この仮説
は、酸化されたタンパク質が蓄積された細胞は、機能が
低下し、そしてその細胞が存在する中枢神経系の特定の
場所でその細胞の特異的な役割を維持する能力が低下す
る、というものである。この仮説は何人かの研究者によ
り示唆されたが、中枢神経系に酸化されたタンパク質を
与えて変化させ、そして動物の器官の機能変化と関連付
けた実際的な研究は無い。もし脳の機能不全に本当に関
連しているのならば、この様なアプローチは、加齢に関
連した、生存能力はあるが、神経細胞の機能を欠損した
細胞を、回復させる基礎を提供し得る。この様なアプロ
ーチは、機能が低下し、しかも生存能力は有する細胞を
対象として行われる。
従って、本発明の目的の一つは、インビボで、特にCN
S、脊髄および眼で、虚血性損傷を阻止あるいは回復す
るのに有用な組織物およびその使用方法を提供すること
である。
S、脊髄および眼で、虚血性損傷を阻止あるいは回復す
るのに有用な組織物およびその使用方法を提供すること
である。
本発明のさらなる目的は、インビボで、感染および炎
症に由来する、フリーラジカル損傷を阻止あるいは回復
するのに有用な組成物およびその使用方法を提供するこ
とである。
症に由来する、フリーラジカル損傷を阻止あるいは回復
するのに有用な組成物およびその使用方法を提供するこ
とである。
本発明のさらにさらなる目的は、虚血期間中の細胞の
エネルギー減少を阻止するのに用いる組成物およびその
使用方法を提供することである。
エネルギー減少を阻止するのに用いる組成物およびその
使用方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、虚血に由来する機能障害
に加えて、疾患あるいは薬剤およびアルコール濫用に由
来する進行性の神経細胞損失、光酸化および高圧あるい
は濃い酸素への被曝に由来する機能障害を含む、種々の
機能障害を治療するのに有用な組成物およびその使用方
法を提供することである。
に加えて、疾患あるいは薬剤およびアルコール濫用に由
来する進行性の神経細胞損失、光酸化および高圧あるい
は濃い酸素への被曝に由来する機能障害を含む、種々の
機能障害を治療するのに有用な組成物およびその使用方
法を提供することである。
本発明の別の目的は、加齢に関連した機能的欠損を阻
止あるいは回復するのに有用な組成物およびその使用方
法を提供することである。
止あるいは回復するのに有用な組成物およびその使用方
法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、感染あるいは炎症に関係し
た認識力欠損を阻止あるいは回復するのに有用な組成物
およびその使用方法を提供することである。
た認識力欠損を阻止あるいは回復するのに有用な組成物
およびその使用方法を提供することである。
本発明のさらにさらなる目的は、外傷後の認識力の機
能不全を減少させる、組成物およびその使用方法を提供
することである。
能不全を減少させる、組成物およびその使用方法を提供
することである。
発明の要旨 有効成分としてスピントラッピング剤、好ましくはα
−フェニル−ｔ−ブチルニトロン（PBN）、あるいはそ
のスピントラッピング誘導体を、患者に投与するための
薬学的に許容可能なキャリアー中に含んだ組成物が、卒
中、あるいは他の虚血性損傷、加齢あるいは他の酸化的
組織損傷に関連した症候を、治療あるいは阻止するため
に開示されている。好適なPBN組成物は以下の一般式を
有している： ここで、Ｘはフェニルあるいは、 であり、 ここで、Ｒは、−Ｈ あるいは−Ｚである；あるいは、 であり、そして、ｎは、１から５の整数である； あるいは、 であり； Ｙは、１箇所あるいはそれ以上の部位を水酸基化ある
いはアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；あるい
は、 であり ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分枝のアルキル基；であ
る。5,5−ジメチルピロリン−Ｎ−オキシド（DMPO）、
あるいはα‐（４−ピリジル−１−オキシド）−Ｎ−ｔ
−ブチルニトロン（POBN）；および、それらのスピント
ラッピング誘導体の様な他のスピントラッピング剤もま
た使用し得る。
−フェニル−ｔ−ブチルニトロン（PBN）、あるいはそ
のスピントラッピング誘導体を、患者に投与するための
薬学的に許容可能なキャリアー中に含んだ組成物が、卒
中、あるいは他の虚血性損傷、加齢あるいは他の酸化的
組織損傷に関連した症候を、治療あるいは阻止するため
に開示されている。好適なPBN組成物は以下の一般式を
有している： ここで、Ｘはフェニルあるいは、 であり、 ここで、Ｒは、−Ｈ あるいは−Ｚである；あるいは、 であり、そして、ｎは、１から５の整数である； あるいは、 であり； Ｙは、１箇所あるいはそれ以上の部位を水酸基化ある
いはアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；あるい
は、 であり ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分枝のアルキル基；であ
る。5,5−ジメチルピロリン−Ｎ−オキシド（DMPO）、
あるいはα‐（４−ピリジル−１−オキシド）−Ｎ−ｔ
−ブチルニトロン（POBN）；および、それらのスピント
ラッピング誘導体の様な他のスピントラッピング剤もま
た使用し得る。
虚血に由来する損傷の阻止あるいは治療の目的には、
虚血の前にあるいは期間中に、ATPの減少（インビボNMR
で示された様に）に由来する、および再灌流後のフリー
ラジカル生成に由来する、細胞の損傷の素因を阻止する
あるいは回復するのに有効な投与量で、この組成物を投
与する。動物実験に基づいて、卒中による損傷を治療す
るための投与量は、10から300mg/kgの範囲である。卒中
の治療のための好ましい投与方法は、ヒトでは静脈投与
である。炎症の治療のための好ましい投与方法は、炎症
部位への直接送達である。
虚血の前にあるいは期間中に、ATPの減少（インビボNMR
で示された様に）に由来する、および再灌流後のフリー
ラジカル生成に由来する、細胞の損傷の素因を阻止する
あるいは回復するのに有効な投与量で、この組成物を投
与する。動物実験に基づいて、卒中による損傷を治療す
るための投与量は、10から300mg/kgの範囲である。卒中
の治療のための好ましい投与方法は、ヒトでは静脈投与
である。炎症の治療のための好ましい投与方法は、炎症
部位への直接送達である。
治療し得る疾患の例には、卒中、随膜炎、パーキンソ
ン病による進行性の神経細胞損失、老人性痴呆症、およ
び薬物の濫用、高圧酸素あるいは酸素に富んだ環境への
被曝から起こる機能障害、および外傷の結果として起こ
る神経組織への出血が含まれる。
ン病による進行性の神経細胞損失、老人性痴呆症、およ
び薬物の濫用、高圧酸素あるいは酸素に富んだ環境への
被曝から起こる機能障害、および外傷の結果として起こ
る神経組織への出血が含まれる。
老化の治療用には、この組成物を経口投与により一日
に１回あるいは２回、１から10mg PBN/70kgのヒト体重
の間に相当する投与量で、投与するのが好ましい。２週
間の期間この化合物を投与すると、酸化された脳の酵素
のレベルが正常レベルに減少し、そして若いコントロー
ル動物で得られたのと同じレベルまで記憶が回復するこ
とが、動物実験で示された。酸化されたタンパク質の顕
著な減少、および記憶の回復が、治療の開始後の７日目
に既に観察された；治療の中止の１日から３日後でも、
若いコントロールに匹敵するレベルであり、治療の中止
の７日後に部分的に減少した。
に１回あるいは２回、１から10mg PBN/70kgのヒト体重
の間に相当する投与量で、投与するのが好ましい。２週
間の期間この化合物を投与すると、酸化された脳の酵素
のレベルが正常レベルに減少し、そして若いコントロー
ル動物で得られたのと同じレベルまで記憶が回復するこ
とが、動物実験で示された。酸化されたタンパク質の顕
著な減少、および記憶の回復が、治療の開始後の７日目
に既に観察された；治療の中止の１日から３日後でも、
若いコントロールに匹敵するレベルであり、治療の中止
の７日後に部分的に減少した。
これらの組成物および方法は、加齢に関連した機能障
害の治療、手術前の準備および／あるいは麻酔前の準
備、あるいは化学療法剤投与、および脳、心臓血管シス
テム、リンパ管システムの機能障害あるいは外傷の治療
に有用であり、そして、ウイルスに感染された細胞中の
宿主タンパク質の酸化によって特徴付けられるある種の
ウイルス性機能障害の治療にも潜在的に有用である。
害の治療、手術前の準備および／あるいは麻酔前の準
備、あるいは化学療法剤投与、および脳、心臓血管シス
テム、リンパ管システムの機能障害あるいは外傷の治療
に有用であり、そして、ウイルスに感染された細胞中の
宿主タンパク質の酸化によって特徴付けられるある種の
ウイルス性機能障害の治療にも潜在的に有用である。
図面の簡単な説明 図１は、移動活性対PBNmg/kgで表した投与量をプロッ
トした、一過性の虚血で誘起した活動亢進に対するPBN
の有益な効果に関する投与量−効果曲線のグラフであ
る。若い成体のアレチネズミに５分間の両側頸動脈閉塞
を行う１時間前にPBNを単回投与した。24時間後に、自
主的な活動活性の変化を測定した。コントロール値（CO
N）は、正常な知識の無いアレチネズミの群の探索活性
のレベルを表している。生理食塩水値（SAL）は、虚血
の１時間前に生理食塩水を注射したアレチネズミで測定
された。データは、処置グループ当り６匹の平均値（±
S.E.）で表した。
トした、一過性の虚血で誘起した活動亢進に対するPBN
の有益な効果に関する投与量−効果曲線のグラフであ
る。若い成体のアレチネズミに５分間の両側頸動脈閉塞
を行う１時間前にPBNを単回投与した。24時間後に、自
主的な活動活性の変化を測定した。コントロール値（CO
N）は、正常な知識の無いアレチネズミの群の探索活性
のレベルを表している。生理食塩水値（SAL）は、虚血
の１時間前に生理食塩水を注射したアレチネズミで測定
された。データは、処置グループ当り６匹の平均値（±
S.E.）で表した。
図２は、図１に示したテストでの、連続した10分間の
期間間隔の活動活性のレベルに対するPBNの効果のグラ
フである。データは、処置グループ当り６匹の平均値
（±S.E.）で表し：コントロール（●−●）;32mg PBN/
kg（▲−▲）;100mg PBN/kg（■−■）；および、300mg
PBN/kg（◆−◆）である。
期間間隔の活動活性のレベルに対するPBNの効果のグラ
フである。データは、処置グループ当り６匹の平均値
（±S.E.）で表し：コントロール（●−●）;32mg PBN/
kg（▲−▲）;100mg PBN/kg（■−■）；および、300mg
PBN/kg（◆−◆）である。
図３は、図１に記載したのと同様の、２分間の間隔の
虚血後24時間テストした老齢のアレチネズミ（20月齢以
上）の虚血後の活動活性に対するPBNの効果のグラフで
ある。コントロール（◆−◆）；生理食塩水（●−
●）；および、300mg PBN/kg（▲−▲）である。
虚血後24時間テストした老齢のアレチネズミ（20月齢以
上）の虚血後の活動活性に対するPBNの効果のグラフで
ある。コントロール（◆−◆）；生理食塩水（●−
●）；および、300mg PBN/kg（▲−▲）である。
図４は、15分間の虚血で誘起したアレチネズミの自主
的行動活性の変化に対する300mg PBN/kgのPBNの効果の
グラフである。活動活性を時間（分）に対してプロット
している。生理食塩水処理群（●−●）は、10匹のテス
トしたコントロールのアレチネズミ（◆−◆）の内の５
匹を表している。PBNのデータ（▲−▲）はテストした1
0匹のアレチネズミ全てを表している。全てのデータ
は、平均値（±SE）で表した。S.E.が示されていない場
合、S.E.は記号の大きさよりも小さい。
的行動活性の変化に対する300mg PBN/kgのPBNの効果の
グラフである。活動活性を時間（分）に対してプロット
している。生理食塩水処理群（●−●）は、10匹のテス
トしたコントロールのアレチネズミ（◆−◆）の内の５
匹を表している。PBNのデータ（▲−▲）はテストした1
0匹のアレチネズミ全てを表している。全てのデータ
は、平均値（±SE）で表した。S.E.が示されていない場
合、S.E.は記号の大きさよりも小さい。
図５は、連続した10分間の期間間隔の積算した行動活
性計数値の比較である。生理食塩水を投与した非虚血動
物（■−■）;32mg PBN/kg（▲−▲）;100mg PBN/kg
（●−●）;300mg PBN/kg（▼−▼）;500mg PBN/kg（◆
−◆）;1000mg PBN/kg（○−○）；および2000mg PBN/k
g（▽−▽）である。
性計数値の比較である。生理食塩水を投与した非虚血動
物（■−■）;32mg PBN/kg（▲−▲）;100mg PBN/kg
（●−●）;300mg PBN/kg（▼−▼）;500mg PBN/kg（◆
−◆）;1000mg PBN/kg（○−○）；および2000mg PBN/k
g（▽−▽）である。
図６は、生理食塩水あるいは300mg PBN/kgで処理した
アレチネズミを、頸動脈の致死閉塞を行った後の生存率
を比較した棒グラフである。
アレチネズミを、頸動脈の致死閉塞を行った後の生存率
を比較した棒グラフである。
図７は、虚血、虚血の後15分間再灌流、虚血の後60分
間再灌流、および300mg PBN/kgの虚血前投与を行い虚血
の後60分間再灌流、のアレチネズミ中のカルボニルタン
パク質のコントロールに対する％を比較したグラフであ
る。
間再灌流、および300mg PBN/kgの虚血前投与を行い虚血
の後60分間再灌流、のアレチネズミ中のカルボニルタン
パク質のコントロールに対する％を比較したグラフであ
る。
図８は、虚血、虚血の後15分間再灌流、虚血の後60分
間再灌流、および300mg PBN/kgの虚血前投与を行い虚血
の後60分間再灌流、のアレチネズミ中のグルタミンシン
セターゼのコントロールに対する％を比較したグラフで
ある。
間再灌流、および300mg PBN/kgの虚血前投与を行い虚血
の後60分間再灌流、のアレチネズミ中のグルタミンシン
セターゼのコントロールに対する％を比較したグラフで
ある。
図９は、カルボニル/mlタンパク質対グルタミンシン
セターゼ特異活性を相関させたグラフである。コントロ
ール（□）;10分間の虚血、再灌流無し（□）10分間虚
血、15分間再灌流（□）、10分間虚血、60分間再灌流
（□）および、10分間虚血、60分間再灌流およびPBN
（■）、である。
セターゼ特異活性を相関させたグラフである。コントロ
ール（□）;10分間の虚血、再灌流無し（□）10分間虚
血、15分間再灌流（□）、10分間虚血、60分間再灌流
（□）および、10分間虚血、60分間再灌流およびPBN
（■）、である。
図10は、アレチネズミ（３から４月齢の若齢のアレチ
ネズミの皮質に対する％）の皮質からのアルカリプロテ
アーゼ活性に対する、若齢のアレチネズミ（３から４月
齢）、老齢のアレチネズミ（元繁殖用の12から15月
齢）、0.1ml生理食塩水/kg体重の注射を一日に２回され
た老齢のアレチネズミ、および、生理食塩水中の10mg P
BN/kg体重を一日に２回、２週間受けた老齢のアレチネ
ズミのアルカリプロテアーゼ活性である。プロテアーゼ
活性は、若齢のアレチネズミの大脳皮質から抽出した酸
化されたタンパク質を用いて測定した。
ネズミの皮質に対する％）の皮質からのアルカリプロテ
アーゼ活性に対する、若齢のアレチネズミ（３から４月
齢）、老齢のアレチネズミ（元繁殖用の12から15月
齢）、0.1ml生理食塩水/kg体重の注射を一日に２回され
た老齢のアレチネズミ、および、生理食塩水中の10mg P
BN/kg体重を一日に２回、２週間受けた老齢のアレチネ
ズミのアルカリプロテアーゼ活性である。プロテアーゼ
活性は、若齢のアレチネズミの大脳皮質から抽出した酸
化されたタンパク質を用いて測定した。
図11Aおよび図11Bは、タンパク質のカルボニル活性
（pmol/mgタンパク質）（図11A）、および、グルタミン
シンセターゼ活性（図11B）を、一日に２回、32mg PBN/
kgを投与した若い成体および老齢のアレチネズミの大脳
皮質（新皮質）で、投与の１日目、３日目、７日目ある
いは14日目に比較したグラフである。示した各日の終わ
りに、動物を断頭し、そして大脳皮質を取り出し、そし
て液体窒素中で急速に冷凍した。タンパク質のカルボニ
ル含量は、DNPH法を用いて測定した。この結果は、アレ
チネズミの大脳皮質中のタンパク質に対する酸化的損傷
の減少、および酵素活性の損失が、一日に２回の32mg P
BN/kg（i.p.）の結果として起こることを示している。
各ヒストグラムは、３匹の検体の平均値である。
（pmol/mgタンパク質）（図11A）、および、グルタミン
シンセターゼ活性（図11B）を、一日に２回、32mg PBN/
kgを投与した若い成体および老齢のアレチネズミの大脳
皮質（新皮質）で、投与の１日目、３日目、７日目ある
いは14日目に比較したグラフである。示した各日の終わ
りに、動物を断頭し、そして大脳皮質を取り出し、そし
て液体窒素中で急速に冷凍した。タンパク質のカルボニ
ル含量は、DNPH法を用いて測定した。この結果は、アレ
チネズミの大脳皮質中のタンパク質に対する酸化的損傷
の減少、および酵素活性の損失が、一日に２回の32mg P
BN/kg（i.p.）の結果として起こることを示している。
各ヒストグラムは、３匹の検体の平均値である。
図12A、図12Bおよび図12Cは、一日に２回、10mg PBN/
kg体重の投与の停止後の、タンパク質カルボニル（pmol
/mgタンパク質）（図12A）、グルタミンシンセターゼ
（図12B）、およびプロテアーゼ活性（コントロールに
対する％）（図12C）の経日変化を比較したグラフであ
る。図12Aは、14日間治療したアレチネズミから、投与
後１日目、３日目、７日目、および14日目に得られた可
溶性タンパク質中のカルボニルのレベルを表している。
図12Bは、一日に２回のPBNの注射を停止した後の皮質グ
ルタミンシンセターゼ（GS）活性の減少の時間との関連
を示したものである。図12Cは、一日に２回のPBNの注射
を停止した後のアルカリプロテアーゼ活性の減少の時間
との関連を示したものである。各ヒストグラムは、各々
示された時間における３検体の平均値±標準誤差（S.
E.）で表した。＊および破線は、各測定毎の老齢の未治
療のコントロールの値を示している。
kg体重の投与の停止後の、タンパク質カルボニル（pmol
/mgタンパク質）（図12A）、グルタミンシンセターゼ
（図12B）、およびプロテアーゼ活性（コントロールに
対する％）（図12C）の経日変化を比較したグラフであ
る。図12Aは、14日間治療したアレチネズミから、投与
後１日目、３日目、７日目、および14日目に得られた可
溶性タンパク質中のカルボニルのレベルを表している。
図12Bは、一日に２回のPBNの注射を停止した後の皮質グ
ルタミンシンセターゼ（GS）活性の減少の時間との関連
を示したものである。図12Cは、一日に２回のPBNの注射
を停止した後のアルカリプロテアーゼ活性の減少の時間
との関連を示したものである。各ヒストグラムは、各々
示された時間における３検体の平均値±標準誤差（S.
E.）で表した。＊および破線は、各測定毎の老齢の未治
療のコントロールの値を示している。
図13A、図13Bおよび図13Cは、一日に２回、32mg PBN/
kg体重の投与の停止後の、タンパク質カルボニル（pmol
/mgタンパク質）（図13A）、グルタミンシンセターゼ
（図13B）、およびプロテアーゼ活性（コントロールに
対する％）（図13C）の経日変化を比較したグラフであ
る。図13Aは、14日間治療したアレチネズミから、投与
後１日目、３日目、７日目、および14日目に得られた可
溶性タンパク質中のカルボニルのレベルを表している。
図13Bは、一日に２回のPBNの注射を停止した後の皮質グ
ルタミンシンセターゼ（GS）活性の減少の時間との関連
を示したものである。図13Cは、一日に２回のPBNの注射
を停止した後のアルカリプロテアーゼ活性の減少の時間
との関連を示したものである。各ヒストグラムは、各々
示された時間における３検体の平均値±標準誤差（S.
E.）で表した。＊および破線は、各測定毎の老齢の未治
療のコントロールの値を示している。
kg体重の投与の停止後の、タンパク質カルボニル（pmol
/mgタンパク質）（図13A）、グルタミンシンセターゼ
（図13B）、およびプロテアーゼ活性（コントロールに
対する％）（図13C）の経日変化を比較したグラフであ
る。図13Aは、14日間治療したアレチネズミから、投与
後１日目、３日目、７日目、および14日目に得られた可
溶性タンパク質中のカルボニルのレベルを表している。
図13Bは、一日に２回のPBNの注射を停止した後の皮質グ
ルタミンシンセターゼ（GS）活性の減少の時間との関連
を示したものである。図13Cは、一日に２回のPBNの注射
を停止した後のアルカリプロテアーゼ活性の減少の時間
との関連を示したものである。各ヒストグラムは、各々
示された時間における３検体の平均値±標準誤差（S.
E.）で表した。＊および破線は、各測定毎の老齢の未治
療のコントロールの値を示している。
図14は、PBNあるいは生理食塩水で処理した若齢ある
いは老齢のアレチネズミの８本腕の放射状迷路実験のグ
ラフである。探索を制限する障壁を有する迷路の中央室
にアレチネズミを入れた。障壁を除去した後、再侵入し
た腕の数、および、８本の腕全てに入る迄の経過時間を
記録した。各ヒストグラムは、18匹の平均値±S.E.を表
している。各動物は、PBNを一日に２回、７日間投与し
（10あるいは32 PBN/kg体重の何れか）、７日目の終わ
りにテストした。
いは老齢のアレチネズミの８本腕の放射状迷路実験のグ
ラフである。探索を制限する障壁を有する迷路の中央室
にアレチネズミを入れた。障壁を除去した後、再侵入し
た腕の数、および、８本の腕全てに入る迄の経過時間を
記録した。各ヒストグラムは、18匹の平均値±S.E.を表
している。各動物は、PBNを一日に２回、７日間投与し
（10あるいは32 PBN/kg体重の何れか）、７日目の終わ
りにテストした。
発明の詳細な説明 本明細書の用語、フリーラジカルスカベンジャー、あ
るいはスピントラッピング剤は、フリーラジカルと安定
な複合体を形成する分子である。フリーラジカル炭素ト
ラップは、フリーラジカルが、炭素原子上に存在する分
子である。この化学結合の形成の結果、フリーラジカル
は、細胞を損傷しないようになる。
るいはスピントラッピング剤は、フリーラジカルと安定
な複合体を形成する分子である。フリーラジカル炭素ト
ラップは、フリーラジカルが、炭素原子上に存在する分
子である。この化学結合の形成の結果、フリーラジカル
は、細胞を損傷しないようになる。
有用なスピントラッピング化合物 PBNおよびその誘導体 好ましいスピントラッピング化合物は、α−フェニル
−ｔ−ブチルニトロン（PBN）およびその誘導体であ
る。PBNは、正常なあるいは損傷されていない細胞には
測定し得るほどの影響を与えない。PBNは現時点では好
ましい化合物であるが、以下に挙げる多くの化合物もま
た有用である。特に２−、３−、あるいは４−ヒドロキ
シPBN、およびモノ−、ジ−、およびトリヒドロキシ−
ｔ−ブチルニトロン等のヒドロキシ誘導体；エステル、
特に２−,3−，あるいは４−ヒドロキシフェニル−ｔ−
ブチルニトロンを放出する２−、３−、あるいは４−カ
ルボキシルフェニル−ｔ−ブチルニトロンのようなエス
テル、エチル誘導体、あるいはアセトキシ誘導体のよう
なフェニルヒドロキシニトロン；特に２−、あるいは４
−ヒドロキシフェニル−ｔ−ブチルニトロンを放出する
アルコキシ誘導体である、メチル誘導体のようなアルコ
キシ誘導体；および２−、あるいは４−アミノフェニル
−ｔ−ブチルニトロンを放出するアセチル誘導体のよう
なアセトアミド誘導体であるアセトアミド誘導体；ジフ
ェニルニトロン（DPN）および類似のジフェニルニトロ
ン誘導体。本明細書で用いる用語「PBN」は、特に断わ
りのない限り、フェニル−ｔ−ブチルニトロンおよびそ
の誘導体の両方を指す。
−ｔ−ブチルニトロン（PBN）およびその誘導体であ
る。PBNは、正常なあるいは損傷されていない細胞には
測定し得るほどの影響を与えない。PBNは現時点では好
ましい化合物であるが、以下に挙げる多くの化合物もま
た有用である。特に２−、３−、あるいは４−ヒドロキ
シPBN、およびモノ−、ジ−、およびトリヒドロキシ−
ｔ−ブチルニトロン等のヒドロキシ誘導体；エステル、
特に２−,3−，あるいは４−ヒドロキシフェニル−ｔ−
ブチルニトロンを放出する２−、３−、あるいは４−カ
ルボキシルフェニル−ｔ−ブチルニトロンのようなエス
テル、エチル誘導体、あるいはアセトキシ誘導体のよう
なフェニルヒドロキシニトロン；特に２−、あるいは４
−ヒドロキシフェニル−ｔ−ブチルニトロンを放出する
アルコキシ誘導体である、メチル誘導体のようなアルコ
キシ誘導体；および２−、あるいは４−アミノフェニル
−ｔ−ブチルニトロンを放出するアセチル誘導体のよう
なアセトアミド誘導体であるアセトアミド誘導体；ジフ
ェニルニトロン（DPN）および類似のジフェニルニトロ
ン誘導体。本明細書で用いる用語「PBN」は、特に断わ
りのない限り、フェニル−ｔ−ブチルニトロンおよびそ
の誘導体の両方を指す。
PBNおよびその有用な誘導体の一般式は： であり、 ここで、Ｘはフェニルあるいは、 であり、 ここで、Ｒは、−Ｈ、 あるいは−Ｚである；あるいは、 であり、そして、ｎは、１から５の整数である； あるいは、 であり； Ｙは、１箇所あるいはそれ以上の部位を水酸基化あるい
はアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；あるい
は、 ； ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分岐のアルキル基；であ
る。
はアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；あるい
は、 ； ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分岐のアルキル基；であ
る。
他のスピントラッピング剤 5,5−ジメチルピロリン−Ｎ−オキシド（DMPO）ある
いはα‐（４−ピリジル−１−オキシド）−Ｎ−ｔ−ブ
チルニトロン（POBN）、およびそのスピントラッピング
誘導体のような他のスピントラッピング剤もまた使用し
得る。例えば、メチル基の置換等の標準的技術を用いて
誘導体は作成される。DMPOの一般式は： ここで、ＡおよびＢは独立して、−CH3、−CH2OH、−CH
2OWあるいは であり、 ｎは１から５の整数であり、 ここで、Ｗは、 あるいはZ;そして、−Z;は、C1からC5の直鎖あるいは分
枝のアルキル基；である。
いはα‐（４−ピリジル−１−オキシド）−Ｎ−ｔ−ブ
チルニトロン（POBN）、およびそのスピントラッピング
誘導体のような他のスピントラッピング剤もまた使用し
得る。例えば、メチル基の置換等の標準的技術を用いて
誘導体は作成される。DMPOの一般式は： ここで、ＡおよびＢは独立して、−CH3、−CH2OH、−CH
2OWあるいは であり、 ｎは１から５の整数であり、 ここで、Ｗは、 あるいはZ;そして、−Z;は、C1からC5の直鎖あるいは分
枝のアルキル基；である。
POBNの一般式は； ここで、Ｙは、１箇所あるいはそれ以上の部位を水酸基
化あるいはアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；
あるいは、 であり； ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｓは−Ｈ、−(OR)nであり、 ここでＲは、−Ｈ、 −Ｚ、あるいは であり、 ｎは１から４の整数である、あるいは である； ここで、Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分岐のアルキル
基；である。
化あるいはアセチル化され得るｔ−ブチル；フェニル；
あるいは、 であり； ここで、Ｗは、 あるいは−Ｚであり；そして、 Ｓは−Ｈ、−(OR)nであり、 ここでＲは、−Ｈ、 −Ｚ、あるいは であり、 ｎは１から４の整数である、あるいは である； ここで、Ｚは、C1からC5の直鎖あるいは分岐のアルキル
基；である。
虚血性損傷の治療および阻止 虚血の後フリーラジカル産生に顕著な増大が起こる
（酸素および炭素中心のラジカルの両方）。脳細胞の初
期の損傷は、過酸化産物によるものと考えられ、引続き
二次（炭素中心の）ラジカルによる損傷が起こる。最後
には代謝および合成経路が、細胞が死ぬ程に損傷され
る。血液脳関門を通過したPBNおよびその機能的等価物
のスピントラッピング誘導体は、虚血の間、あるいは虚
血の後に、ATP枯渇を減少あるいは阻止することによ
り、細胞損傷を阻止し、そして尚存在する酸素ラジカル
のスピントラッピング剤は、炭素中心のフリーラジカル
に結合し、改変された酵素あるいは他の構成物質による
さらなる損傷を阻止する利点を示す。
（酸素および炭素中心のラジカルの両方）。脳細胞の初
期の損傷は、過酸化産物によるものと考えられ、引続き
二次（炭素中心の）ラジカルによる損傷が起こる。最後
には代謝および合成経路が、細胞が死ぬ程に損傷され
る。血液脳関門を通過したPBNおよびその機能的等価物
のスピントラッピング誘導体は、虚血の間、あるいは虚
血の後に、ATP枯渇を減少あるいは阻止することによ
り、細胞損傷を阻止し、そして尚存在する酸素ラジカル
のスピントラッピング剤は、炭素中心のフリーラジカル
に結合し、改変された酵素あるいは他の構成物質による
さらなる損傷を阻止する利点を示す。
これらの化合物はさらに、フリーラジカルの関与する
慢性的あるいは周期的細胞毒性状態の予防的処置に非常
に有効であるに違いない。このような化合物を用いて治
療可能であると予測されるCNSの疾患状態には、卒中、
一過性虚血発作、アルツハイマー壊疽、パーキンソン症
候群での連続的細胞損失、随膜炎、心臓蘇生−誘起され
た脳損傷、および、特に周囲組織から神経組織への出血
を伴った頭部および脊髄損傷のような、外傷の結果起こ
る損傷が含まれる。これらの組成物はまた、特に極度の
未熟児を高圧酸素吸入器中に入れることによる眼の損傷
等の高圧酸素あるいは酸素に富んだ環境への被曝による
損傷、薬剤および／あるいはアルコールの濫用により誘
起されたCNSの損傷、および、イオン化性の放射への被
曝あるいは光酸化による損傷を含んだ種々の他の機能障
害の治療にも使用し得ると予測される。
慢性的あるいは周期的細胞毒性状態の予防的処置に非常
に有効であるに違いない。このような化合物を用いて治
療可能であると予測されるCNSの疾患状態には、卒中、
一過性虚血発作、アルツハイマー壊疽、パーキンソン症
候群での連続的細胞損失、随膜炎、心臓蘇生−誘起され
た脳損傷、および、特に周囲組織から神経組織への出血
を伴った頭部および脊髄損傷のような、外傷の結果起こ
る損傷が含まれる。これらの組成物はまた、特に極度の
未熟児を高圧酸素吸入器中に入れることによる眼の損傷
等の高圧酸素あるいは酸素に富んだ環境への被曝による
損傷、薬剤および／あるいはアルコールの濫用により誘
起されたCNSの損傷、および、イオン化性の放射への被
曝あるいは光酸化による損傷を含んだ種々の他の機能障
害の治療にも使用し得ると予測される。
スピントラッピング剤の有効投与量および投与方法 静脈投与に適した薬学的な溶媒中のα−フェニル−ｔ
−ブチルニトロン（PBN）は、虚血あるいは炎症後のCNS
損傷を阻止するあるいは回復するのに有用である。本明
細書で使用する用語虚血は、脊柱および眼を含む、中枢
神経系（CNS）の損傷を招く血流の遮断と定義される。P
BNは、血液脳関門を通過し得ること、および、正常ある
いは未損傷の細胞に測定し得るなどの効果を示さないこ
とを含む多くの利点を有する。この組成物はまた、組織
プラスミノーゲンアクティベーター、ストレプトキナー
ゼ、あるいは他の血栓溶解剤、マンニトールのような酸
素ラジカルスカベンジャーである他の化合物、あるいは
ラザロイドのようなペルオキシダーゼ生成を阻止する化
合物などの他の活性成分を含み得る。
−ブチルニトロン（PBN）は、虚血あるいは炎症後のCNS
損傷を阻止するあるいは回復するのに有用である。本明
細書で使用する用語虚血は、脊柱および眼を含む、中枢
神経系（CNS）の損傷を招く血流の遮断と定義される。P
BNは、血液脳関門を通過し得ること、および、正常ある
いは未損傷の細胞に測定し得るなどの効果を示さないこ
とを含む多くの利点を有する。この組成物はまた、組織
プラスミノーゲンアクティベーター、ストレプトキナー
ゼ、あるいは他の血栓溶解剤、マンニトールのような酸
素ラジカルスカベンジャーである他の化合物、あるいは
ラザロイドのようなペルオキシダーゼ生成を阻止する化
合物などの他の活性成分を含み得る。
実施例は、脳に通じる頸動脈を流れる血流の遮断後
の、動物の脳の損傷および死を阻止するための、この組
成物の有用性を示している。例えばアレチネズミでは、
PBNの投与量は、32から300mg/kg体重である。ヒトおよ
び他の動物におけるPBNの有効範囲は、約10から300mg/k
gの間である。虚血の前、虚血の間、虚血の後に、そし
て細胞損傷の程度を阻止あるいは減少させるために、こ
の組成物を効果的に投与し得る。
の、動物の脳の損傷および死を阻止するための、この組
成物の有用性を示している。例えばアレチネズミでは、
PBNの投与量は、32から300mg/kg体重である。ヒトおよ
び他の動物におけるPBNの有効範囲は、約10から300mg/k
gの間である。虚血の前、虚血の間、虚血の後に、そし
て細胞損傷の程度を阻止あるいは減少させるために、こ
の組成物を効果的に投与し得る。
内因性のフリーラジカルのトラッピングは、フリーラ
ジカルの産生が起こる条件に被曝された細胞でのみ特異
的に起こるため、このトラッピング剤は正常細胞に殆ど
あるいは全く影響しない。この有益な効果は、損傷され
た細胞でのみ起こる。さらに、この有益な効果は特異的
なレセプターあるいは特異的な酵素の存在を必要としな
いので、このスピントラッピング剤は、虚血に誘起され
た細胞の機能障害および壊疽の治療に大きな改善を与え
る。
ジカルの産生が起こる条件に被曝された細胞でのみ特異
的に起こるため、このトラッピング剤は正常細胞に殆ど
あるいは全く影響しない。この有益な効果は、損傷され
た細胞でのみ起こる。さらに、この有益な効果は特異的
なレセプターあるいは特異的な酵素の存在を必要としな
いので、このスピントラッピング剤は、虚血に誘起され
た細胞の機能障害および壊疽の治療に大きな改善を与え
る。
PBNは、全身的に投与するのが好ましく、フリーラジ
カルの発生部位に活性化合物を差し向ける最も迅速で効
果的な方法であるため、静脈あるいは経口的に投与する
のが最も好ましい。しかし、実施例においてPBNを腹腔
内に投与したように、あるいは鼻腔内経由で肺静脈に投
与したように、他の投与方法も使用し得る。あるいはPB
Nは、筋肉内注射あるいは皮下注射、軟膏、あるいは徐
放性の移植片により局所的に投与し得る。
カルの発生部位に活性化合物を差し向ける最も迅速で効
果的な方法であるため、静脈あるいは経口的に投与する
のが最も好ましい。しかし、実施例においてPBNを腹腔
内に投与したように、あるいは鼻腔内経由で肺静脈に投
与したように、他の投与方法も使用し得る。あるいはPB
Nは、筋肉内注射あるいは皮下注射、軟膏、あるいは徐
放性の移植片により局所的に投与し得る。
静脈投与に好適な薬学的なキャリアーは、生理学的pH
の生理食塩水あるいはリン酸緩衝食塩水である。好まし
い方法ではPBNは、10mg/kg/hrの付近の投与量で静脈か
ら患者に送達され、１から3mg/kg/hrの範囲が最も好ま
しい。特定の疾患状態および／あるいは種にたいする投
与量は、以下に詳細に記載するように、測定により決定
される。一般に有効な投与量は、酵素活性損失を25％減
少させる、細胞の死を25％減少させる、および／あるい
は正常機能を25％あるいはそれ以上保持する、PBNの量
である。
の生理食塩水あるいはリン酸緩衝食塩水である。好まし
い方法ではPBNは、10mg/kg/hrの付近の投与量で静脈か
ら患者に送達され、１から3mg/kg/hrの範囲が最も好ま
しい。特定の疾患状態および／あるいは種にたいする投
与量は、以下に詳細に記載するように、測定により決定
される。一般に有効な投与量は、酵素活性損失を25％減
少させる、細胞の死を25％減少させる、および／あるい
は正常機能を25％あるいはそれ以上保持する、PBNの量
である。
本発明は、以下のこれに制限されることの無い、虚血
により起こる損傷の治療用のPBNの有効投与量を決定す
る方法を示し、そして、動物における虚血による損傷の
阻止および／あるいは回復を示した、実施例を参考とし
てより良く理解される。
により起こる損傷の治療用のPBNの有効投与量を決定す
る方法を示し、そして、動物における虚血による損傷の
阻止および／あるいは回復を示した、実施例を参考とし
てより良く理解される。
アレチネズミの卒中モデル 卒中により起こった損傷に対する化合物の効果を決定
するための、認定された動物モデルは、Chandlerらの、
J.Pharm.Methods 14,137-146（1985）に記載されてい
る。要約すると、モンゴルアレチネズミをペントバルビ
タール（40mg/kg）で麻酔する。首に腹側正中切開を行
う。総頸動脈をむき出し、そして、迷走−交感神経幹か
ら分離する。各頸動脈の周りにループ状にしたワックス
を塗っていないデンタルフロス（Johnson and Johnso
n）を巻く。フロスの両端は各々、ダブルルーメンカテ
ーテル（Dural Plastics and Engineering,Dural,NSW,A
ustralia）の１つのルーメンで貫き通す。カテーテルお
よびデンタルフロスを、背部の筋を貫き通し、そして、
首の背面で刺激する。このカテーテルを、排出部でシア
ノアクリレート接着剤を用いて、頸動脈の真上の位置に
固定する。毎日の洗浄および探索活性の試験の間、頸動
脈が閉塞されないよう確認するために、デンタルフロス
の長さをマークしておく。腹側正中切開を9mmの創傷ク
リップで閉じる。設置の48時間後に、ループ状にしたデ
ンタルフロスを頸動脈が閉塞されるまでゆっくり引き、
虚血を起こす。頸動脈の閉塞は、意識の喪失、下垂症お
よび呼吸パターンの変化を伴う。直接観察を用いた以前
の研究では、これらの条件下で血流の完全な妨害が起こ
った。閉塞を10分間維持し、そして次に完全に再灌流を
起こすために、デンタルフロスを除去した。再灌流の後
に、首の表面と同じ高さにカテーテルを刈り込んだ。
するための、認定された動物モデルは、Chandlerらの、
J.Pharm.Methods 14,137-146（1985）に記載されてい
る。要約すると、モンゴルアレチネズミをペントバルビ
タール（40mg/kg）で麻酔する。首に腹側正中切開を行
う。総頸動脈をむき出し、そして、迷走−交感神経幹か
ら分離する。各頸動脈の周りにループ状にしたワックス
を塗っていないデンタルフロス（Johnson and Johnso
n）を巻く。フロスの両端は各々、ダブルルーメンカテ
ーテル（Dural Plastics and Engineering,Dural,NSW,A
ustralia）の１つのルーメンで貫き通す。カテーテルお
よびデンタルフロスを、背部の筋を貫き通し、そして、
首の背面で刺激する。このカテーテルを、排出部でシア
ノアクリレート接着剤を用いて、頸動脈の真上の位置に
固定する。毎日の洗浄および探索活性の試験の間、頸動
脈が閉塞されないよう確認するために、デンタルフロス
の長さをマークしておく。腹側正中切開を9mmの創傷ク
リップで閉じる。設置の48時間後に、ループ状にしたデ
ンタルフロスを頸動脈が閉塞されるまでゆっくり引き、
虚血を起こす。頸動脈の閉塞は、意識の喪失、下垂症お
よび呼吸パターンの変化を伴う。直接観察を用いた以前
の研究では、これらの条件下で血流の完全な妨害が起こ
った。閉塞を10分間維持し、そして次に完全に再灌流を
起こすために、デンタルフロスを除去した。再灌流の後
に、首の表面と同じ高さにカテーテルを刈り込んだ。
動物は、雄のアレチネズミ（50-60グラム）は、Tumbl
ebrook Farm,West Brookfield,MAから購入し、手術の少
なくとも１週間前に３匹の群にして飼った。手術の後、
檻の仲間による事故的な虚血の誘起を避けるために、１
匹にして飼った。食餌および水は、ホームケージ中で不
断給餌とした。全てのアレチネズミは、12時間の照光／
遮光サイクルに置いた。
ebrook Farm,West Brookfield,MAから購入し、手術の少
なくとも１週間前に３匹の群にして飼った。手術の後、
檻の仲間による事故的な虚血の誘起を避けるために、１
匹にして飼った。食餌および水は、ホームケージ中で不
断給餌とした。全てのアレチネズミは、12時間の照光／
遮光サイクルに置いた。
実施例1:脳組織における過酸化的損傷の進展の測定 フリーラジカルの発生による組織損傷の測定 組織の損傷は、フリーラジカルの発生、タンパク質カ
ルボニル濃度の増加、およびグルタミンシンセターゼの
酵素活性の低下の関数として測定し得る。
ルボニル濃度の増加、およびグルタミンシンセターゼの
酵素活性の低下の関数として測定し得る。
フリーラジカルは、虚血／再灌流傷害のあるアレチネ
ズミの脳中に見い出される。フリーラジカルの発生を測
定するために有効な方法が、スピントラッピングおよび
サリチレートの水酸化を含めて数種ある。サリチルレー
トの水酸化は、インビボで水酸基フリーラジカルをモニ
ターするために用い得る。なぜなら、水酸化生成物（2,
5−および2,3−ジヒドロキシ安息香酸、DHBA）が、サリ
チル酸エステルで前処理されたアレチネズミの脳中に存
在するからである。Caoら、Neuroscience Lett,88,233-
238（1988）に示されているように、DHBAの量は、この
モデルにおいて観察される脳の傷害の程度と密接に関連
する。アレチネズミの脳に生じるタンパク質の酸化的損
傷は、タンパク質のカルボニル基の増加によって評価し
得る。このカルボニル基の増加は、虚血損傷されたアレ
チネズミの脳を再灌流するときに生じる。さらに、組織
全体の壊死は、虚血損傷されたアレチネズミの脳中のグ
ルタミンシンターゼ（GS）の酵素活性の低下によって示
される。この低下は、再灌流時間が増加すると進行し
て、再還流時間60分間でGS活性が正常値から約35％低下
する。GSの酵素活性は、金属に触媒される酸化的損傷に
対して感受性が高い。従って、この酵素活性の損失は、
虚血損傷のあるアレチネズミの脳の再還流期に、金属に
触媒される酸化的損傷が発生するという考えを支持す
る。GSは酵素的にグルタミン酸をグルタミンに変換し、
従って活性の低下は、興奮性毒性アミノ酸であるグルタ
ミン酸の蓄積を導き得る。
ズミの脳中に見い出される。フリーラジカルの発生を測
定するために有効な方法が、スピントラッピングおよび
サリチレートの水酸化を含めて数種ある。サリチルレー
トの水酸化は、インビボで水酸基フリーラジカルをモニ
ターするために用い得る。なぜなら、水酸化生成物（2,
5−および2,3−ジヒドロキシ安息香酸、DHBA）が、サリ
チル酸エステルで前処理されたアレチネズミの脳中に存
在するからである。Caoら、Neuroscience Lett,88,233-
238（1988）に示されているように、DHBAの量は、この
モデルにおいて観察される脳の傷害の程度と密接に関連
する。アレチネズミの脳に生じるタンパク質の酸化的損
傷は、タンパク質のカルボニル基の増加によって評価し
得る。このカルボニル基の増加は、虚血損傷されたアレ
チネズミの脳を再灌流するときに生じる。さらに、組織
全体の壊死は、虚血損傷されたアレチネズミの脳中のグ
ルタミンシンターゼ（GS）の酵素活性の低下によって示
される。この低下は、再灌流時間が増加すると進行し
て、再還流時間60分間でGS活性が正常値から約35％低下
する。GSの酵素活性は、金属に触媒される酸化的損傷に
対して感受性が高い。従って、この酵素活性の損失は、
虚血損傷のあるアレチネズミの脳の再還流期に、金属に
触媒される酸化的損傷が発生するという考えを支持す
る。GSは酵素的にグルタミン酸をグルタミンに変換し、
従って活性の低下は、興奮性毒性アミノ酸であるグルタ
ミン酸の蓄積を導き得る。
虚血／再灌流傷害されたアレチネズミの脳を用いて、
酸化的損傷が生じることが以下のような証拠とともに確
認された:1）損傷された脳中の水酸基フリーラジカル流
出に関連する、サリチレートの水酸化生成物のレベルの
増加;2）損傷された脳中でのタンパク質の酸化レベルの
増加およびグルタミンシンセターゼ活性の損失;3）損傷
された脳中でのスピントラップから形成されるフリーラ
ジカル;4）脳の虚血／再灌流傷害のスピントラップに媒
介された予防；および５）虚血発作後の再灌流期中にお
ける脳の過酸化能力の増加。
酸化的損傷が生じることが以下のような証拠とともに確
認された:1）損傷された脳中の水酸基フリーラジカル流
出に関連する、サリチレートの水酸化生成物のレベルの
増加;2）損傷された脳中でのタンパク質の酸化レベルの
増加およびグルタミンシンセターゼ活性の損失;3）損傷
された脳中でのスピントラップから形成されるフリーラ
ジカル;4）脳の虚血／再灌流傷害のスピントラップに媒
介された予防；および５）虚血発作後の再灌流期中にお
ける脳の過酸化能力の増加。
電気化学的検出を用いたスピントラッピングおよびHPLC
によるインビボでの酸素フリーラジカル流出の測定 電気化学的検出（LCED）によるスピントラッピングお
よびHPLCを、水酸基フリーラジカルの付加により部分的
に形成されるサリチレートの水酸化生成物、およびDNA
およびRNAへの水酸基フリーラジカル付加物の定量に用
いた。光学的方法より103から104倍高感度であるLCED方
法は、高酸化ストレス条件下でも僅か10-9Mにしか達し
ない、インビボでの酸素フリーラジカル流出の確認を試
みるときに際だった利点がある。OHラジカルがサリチレ
ートによってトラップされ、LCEDを用いて定量され得る
ことが、生化学系で確認された。
によるインビボでの酸素フリーラジカル流出の測定 電気化学的検出（LCED）によるスピントラッピングお
よびHPLCを、水酸基フリーラジカルの付加により部分的
に形成されるサリチレートの水酸化生成物、およびDNA
およびRNAへの水酸基フリーラジカル付加物の定量に用
いた。光学的方法より103から104倍高感度であるLCED方
法は、高酸化ストレス条件下でも僅か10-9Mにしか達し
ない、インビボでの酸素フリーラジカル流出の確認を試
みるときに際だった利点がある。OHラジカルがサリチレ
ートによってトラップされ、LCEDを用いて定量され得る
ことが、生化学系で確認された。
脳の脂質抽出物の電子スピン共鳴を以下のように測定
した。アレチネズミに、処置まえ１時間に、生理食塩水
に溶解した冷所（遮光）保存のスピントラップをI.P.投
与する。アレチネズミを虚血／再灌流処置するかあるい
はコントロールとして偽手術して、一定期間、動物用ホ
ルダーに移し、一定期間閉塞を行わない。アレチネズミ
を断頭術により殺す。脳を取り出し、２分間以下冷却し
た台に置く。脳の皮質を取り出して、抽出するまで約１
週間、８℃で冷却保存する。皮質を氷温下、0.5％NaCl
（0.5gm/ml）溶液中でホモジナイズし、次にそのホモジ
ネートをクロロホルム−メタノール2:1（V/V）の混合物
で抽出し、組織試料の体積の20倍に最終希釈する。粗抽
出物を0.5％NaCl（5:1,V/V）で十分に洗浄し、その混合
物を２時間４℃に保って二層に分離する。有機層を回収
して、N2でバブリングして必要とされる濃度を得るか、
あるいは有機層の溶媒をエバポレートして乾燥し、残渣
をクロロホルムに再溶解する。最後に、この試料をパス
ツールピペット（キャピラリー端がシールされている）
に移し、５分間N2でバブリングする。次に、ピペットを
IBM Bruker ESP300 EPRスペクトロメーターのサンプル
入れに移し、走査してスピン付加物の存在を調べる。ス
ペクトロメーターの通常のセッテングは以下の通りであ
る：マイクロウエーブ出力19.8mW;変調強度0.975G;時定
数1310.72ms;走査レンジ100G;および走査時間６分。全
てのスペクトルは室温で記録する。カップリング定数は
装置から直接得られ、装置はオンラインコンピューター
によって制御されているので、トラップされたフリーラ
ジカルに関する予測を得るために、スピントラップされ
たフリーラジカルの混合物をシュミレートしたスペクト
ルを、得た見かけのスペクトルと比較し得る。異なる系
を用いて異なる溶媒中で得たスピンカプリング定数の膨
大なデータベースを、結果を比較するために用いる。
した。アレチネズミに、処置まえ１時間に、生理食塩水
に溶解した冷所（遮光）保存のスピントラップをI.P.投
与する。アレチネズミを虚血／再灌流処置するかあるい
はコントロールとして偽手術して、一定期間、動物用ホ
ルダーに移し、一定期間閉塞を行わない。アレチネズミ
を断頭術により殺す。脳を取り出し、２分間以下冷却し
た台に置く。脳の皮質を取り出して、抽出するまで約１
週間、８℃で冷却保存する。皮質を氷温下、0.5％NaCl
（0.5gm/ml）溶液中でホモジナイズし、次にそのホモジ
ネートをクロロホルム−メタノール2:1（V/V）の混合物
で抽出し、組織試料の体積の20倍に最終希釈する。粗抽
出物を0.5％NaCl（5:1,V/V）で十分に洗浄し、その混合
物を２時間４℃に保って二層に分離する。有機層を回収
して、N2でバブリングして必要とされる濃度を得るか、
あるいは有機層の溶媒をエバポレートして乾燥し、残渣
をクロロホルムに再溶解する。最後に、この試料をパス
ツールピペット（キャピラリー端がシールされている）
に移し、５分間N2でバブリングする。次に、ピペットを
IBM Bruker ESP300 EPRスペクトロメーターのサンプル
入れに移し、走査してスピン付加物の存在を調べる。ス
ペクトロメーターの通常のセッテングは以下の通りであ
る：マイクロウエーブ出力19.8mW;変調強度0.975G;時定
数1310.72ms;走査レンジ100G;および走査時間６分。全
てのスペクトルは室温で記録する。カップリング定数は
装置から直接得られ、装置はオンラインコンピューター
によって制御されているので、トラップされたフリーラ
ジカルに関する予測を得るために、スピントラップされ
たフリーラジカルの混合物をシュミレートしたスペクト
ルを、得た見かけのスペクトルと比較し得る。異なる系
を用いて異なる溶媒中で得たスピンカプリング定数の膨
大なデータベースを、結果を比較するために用いる。
スピントラップは、フリーラジカルと反応して付加物
を形成する。電子スピン共鳴（ESR）スペクトルは、ト
ラップされたフリーラジカルの化学種を推定するための
メカニズムを提供する。インビボでのスピントラッピン
グに用いられる方法は、Laiら、Arch,Biochem.Biophys.
244,156-160（1986）に報告されているように、Dr.P.B.
McCayおよびDr.Ed Janzenによって開発された。フリー
ラジカルがラットの虚血／再灌流傷害の心臓中でスピン
トラップされたことがBolliおよびMcCay,J.Clin.Inves
t.82,476-485（1988）に記載されている。
を形成する。電子スピン共鳴（ESR）スペクトルは、ト
ラップされたフリーラジカルの化学種を推定するための
メカニズムを提供する。インビボでのスピントラッピン
グに用いられる方法は、Laiら、Arch,Biochem.Biophys.
244,156-160（1986）に報告されているように、Dr.P.B.
McCayおよびDr.Ed Janzenによって開発された。フリー
ラジカルがラットの虚血／再灌流傷害の心臓中でスピン
トラップされたことがBolliおよびMcCay,J.Clin.Inves
t.82,476-485（1988）に記載されている。
アレチネズミの脳に虚血／再灌流を誘導する傷害期間
中のフリーラジカルの生成を、スピントラッピングでテ
ストした。処置された動物およびコントロールの動物の
両方に、実験処置の前にスピントラップPBN（α−フェ
ニル−ｔ−ブチルニトロン）を投与した。偽手術したコ
ントロール動物からの非常に小さいシグナルと対照的
な、虚血／再灌流処置されたアレチネズミの脳抽出物か
らフリーラジカルの大きなシグナルが得られたことをデ
ータが示している。驚くことには、これらのラジカル
は、スピントラップがフリーラジカルと反応してスピン
付加物を生成するときに予期されるものではない。６重
線のスペクトルが、PBNのフリーラジカルのスピン付加
物からは予期される。この６重線のスペクトルは、プロ
トンのスピン1/2の核磁気モーメントおよびＮ−オキシ
ド基の窒素からのスピン１と相互作用したフリーの電子
によるものである。これに対して、得られたスペクトル
は３重線のみであって、従って、このスペクトルはニト
ロキシル基の窒素とのみ相互作用したフリーの電子によ
る。このことは、近くのプロトンがフリーの電子に影響
をおよぼさない距離に移っていることを意味している。
中のフリーラジカルの生成を、スピントラッピングでテ
ストした。処置された動物およびコントロールの動物の
両方に、実験処置の前にスピントラップPBN（α−フェ
ニル−ｔ−ブチルニトロン）を投与した。偽手術したコ
ントロール動物からの非常に小さいシグナルと対照的
な、虚血／再灌流処置されたアレチネズミの脳抽出物か
らフリーラジカルの大きなシグナルが得られたことをデ
ータが示している。驚くことには、これらのラジカル
は、スピントラップがフリーラジカルと反応してスピン
付加物を生成するときに予期されるものではない。６重
線のスペクトルが、PBNのフリーラジカルのスピン付加
物からは予期される。この６重線のスペクトルは、プロ
トンのスピン1/2の核磁気モーメントおよびＮ−オキシ
ド基の窒素からのスピン１と相互作用したフリーの電子
によるものである。これに対して、得られたスペクトル
は３重線のみであって、従って、このスペクトルはニト
ロキシル基の窒素とのみ相互作用したフリーの電子によ
る。このことは、近くのプロトンがフリーの電子に影響
をおよぼさない距離に移っていることを意味している。
この結果に対しては、PBNはまずフリーラジカル、お
そらく脂質炭素のフリーラジカルをトラップし、その後
スピン付加物が酸化されて他のフリーラジカルをトラッ
プするニトロンになり、観察されたスペクトルを生じる
性質を有するニトロキシドが得られるという、説明が最
も可能性がある。あるいは、PBNは代謝されてメチルニ
トロソプロパン（MNP）になり、ｔ−ブチルラジカルが
トラップされてｔ−ブチルニトロキシドが生成される、
と説明され得る。
そらく脂質炭素のフリーラジカルをトラップし、その後
スピン付加物が酸化されて他のフリーラジカルをトラッ
プするニトロンになり、観察されたスペクトルを生じる
性質を有するニトロキシドが得られるという、説明が最
も可能性がある。あるいは、PBNは代謝されてメチルニ
トロソプロパン（MNP）になり、ｔ−ブチルラジカルが
トラップされてｔ−ブチルニトロキシドが生成される、
と説明され得る。
他の２つのスピントラップ、DMPO（5,5−ジメチルピ
ロリン−Ｎ−オキシド）およびPOBN（α−ピリジル−１
−オキシド−Ｎ−ｔ−ブチルニトロン）は、両方ともPB
Nとは化学構造が異なるが、虚血／再灌流処置したアレ
チネズミ中のPBNで得られるのと同じ、ニトロオキシド
のスペクトル（ごく僅かに異なる窒素のカプリング定数
および異なった強度を有する、非常に類似したな３重
線）を与える。PBNで前処理した動物の脳のクロロホル
ム／メタノール抽出物を24時間室温で放置すると、その
３ラインのシグナルは消える。しかし、この抽出物にさ
らにPBNを添加し、そして24時間インキュベートする
と、トラップされたラジカルシグナルが虚血／再灌流動
物の抽出物中に観察されるが、偽手術されたコントロー
ルにはシグナルは見られない。シグナルの発展のコンピ
ューターシュミレーションは、３つのラジカルの存在を
示している。１つは、以前に観察した３重線のニトロオ
キシドと等しいパラメーターを有し、他の２つは、スピ
ントラップされた炭素フリーラジカル、おそらく脂質ラ
ジカルである。これらの観察は、酸化は虚血の脳で開始
されるが、偽手術したコントロールでは開始されず、こ
れらの事象は少なくとも一部、脂質抽出物に持ち越され
ることを示している。
ロリン−Ｎ−オキシド）およびPOBN（α−ピリジル−１
−オキシド−Ｎ−ｔ−ブチルニトロン）は、両方ともPB
Nとは化学構造が異なるが、虚血／再灌流処置したアレ
チネズミ中のPBNで得られるのと同じ、ニトロオキシド
のスペクトル（ごく僅かに異なる窒素のカプリング定数
および異なった強度を有する、非常に類似したな３重
線）を与える。PBNで前処理した動物の脳のクロロホル
ム／メタノール抽出物を24時間室温で放置すると、その
３ラインのシグナルは消える。しかし、この抽出物にさ
らにPBNを添加し、そして24時間インキュベートする
と、トラップされたラジカルシグナルが虚血／再灌流動
物の抽出物中に観察されるが、偽手術されたコントロー
ルにはシグナルは見られない。シグナルの発展のコンピ
ューターシュミレーションは、３つのラジカルの存在を
示している。１つは、以前に観察した３重線のニトロオ
キシドと等しいパラメーターを有し、他の２つは、スピ
ントラップされた炭素フリーラジカル、おそらく脂質ラ
ジカルである。これらの観察は、酸化は虚血の脳で開始
されるが、偽手術したコントロールでは開始されず、こ
れらの事象は少なくとも一部、脂質抽出物に持ち越され
ることを示している。
虚血／再灌流誘導された増大した脳の過酸化能力の実証 脳のホモジネートは、氷温では自然過酸化はしない
が、温度を37℃に上昇すると、他のほとんどの組織のホ
モジネートと対照的に、自然過酸化する。過酸化の速度
は脳の区分によって変化し、その脳の区分の総鉄含有量
に強く相関する。アレチネズミのホモジネートは、ラッ
トの脳よりも速く過酸化する。虚血／再灌流傷害を受け
た後の脳のホモジネートの過酸化の受け易さ、および再
灌流時間の影響を測定した。データは176匹のアレチネ
ズミから得た。各時点で、偽手術した動物をコントロー
ルとして用いた。データは、虚血10分後、再灌流を起こ
さなければ、過酸化速度の減少があることを示す。虚血
後再灌流を起こすと、過酸化速度は時間に依存した様式
で、偽手術したコントロールの動物を有意に上回って増
加する。増加は最初の60分間が最も速く、その後遅くな
り、虚血の７日目に最高に達し、その後、減少するが、
その値は14日目でもまだコントロールより高い。
が、温度を37℃に上昇すると、他のほとんどの組織のホ
モジネートと対照的に、自然過酸化する。過酸化の速度
は脳の区分によって変化し、その脳の区分の総鉄含有量
に強く相関する。アレチネズミのホモジネートは、ラッ
トの脳よりも速く過酸化する。虚血／再灌流傷害を受け
た後の脳のホモジネートの過酸化の受け易さ、および再
灌流時間の影響を測定した。データは176匹のアレチネ
ズミから得た。各時点で、偽手術した動物をコントロー
ルとして用いた。データは、虚血10分後、再灌流を起こ
さなければ、過酸化速度の減少があることを示す。虚血
後再灌流を起こすと、過酸化速度は時間に依存した様式
で、偽手術したコントロールの動物を有意に上回って増
加する。増加は最初の60分間が最も速く、その後遅くな
り、虚血の７日目に最高に達し、その後、減少するが、
その値は14日目でもまだコントロールより高い。
ペントバルビタールで前処理し、次に15分間虚血し、
その後15分間再灌流したアレチネズミの脳は、偽手術し
たコントロールを上回る自然過酸化量の増加はない。従
って、ペントバルビタールは虚血／再灌流傷害によって
もたらされる損傷からアレチネズミを保護するのみなら
ず、処置しない動物に比較して、ペントバルビタール処
置の動物からの脳のホモジネートには過酸化の増大はな
い。15分間虚血/15分間再灌流の傷害で前処理した動物
は、脳のホモジネートの自然過酸化は、偽手術のコント
ロールより約15％上回り、増大した脳のホモジネートの
過酸化と直接相関することを示している。
その後15分間再灌流したアレチネズミの脳は、偽手術し
たコントロールを上回る自然過酸化量の増加はない。従
って、ペントバルビタールは虚血／再灌流傷害によって
もたらされる損傷からアレチネズミを保護するのみなら
ず、処置しない動物に比較して、ペントバルビタール処
置の動物からの脳のホモジネートには過酸化の増大はな
い。15分間虚血/15分間再灌流の傷害で前処理した動物
は、脳のホモジネートの自然過酸化は、偽手術のコント
ロールより約15％上回り、増大した脳のホモジネートの
過酸化と直接相関することを示している。
実施例2:虚血／再灌流が誘導されたアレチネズミの脳で
のスピントラップの保護効果の証明 スピントラップPBNは、虚血／再灌流の傷害によりも
たらされる脳の損傷からアレチネズミをかなり保護し、
さらに脳の損傷にしばしば伴う死を妨げるのを助ける。
これらの記述を証明する測定データは、図１、２、３お
よび表１に示されている。表１は、15分間虚血の60分前
に、生理食塩水に溶解したPBNを、投与量300mg/kgでI.
P.投与し、その後、24時間再灌流した動物群を示し、投
与によりこの動物群は死から保護され、死亡が見積られ
た７日より以上に生存した動物の数を示している。生理
食塩水を投与したコントロールの動物群の若齢アレチネ
ズミの50％および老齢アレチネズミの100％がその７日
目までに死亡した。
のスピントラップの保護効果の証明 スピントラップPBNは、虚血／再灌流の傷害によりも
たらされる脳の損傷からアレチネズミをかなり保護し、
さらに脳の損傷にしばしば伴う死を妨げるのを助ける。
これらの記述を証明する測定データは、図１、２、３お
よび表１に示されている。表１は、15分間虚血の60分前
に、生理食塩水に溶解したPBNを、投与量300mg/kgでI.
P.投与し、その後、24時間再灌流した動物群を示し、投
与によりこの動物群は死から保護され、死亡が見積られ
た７日より以上に生存した動物の数を示している。生理
食塩水を投与したコントロールの動物群の若齢アレチネ
ズミの50％および老齢アレチネズミの100％がその７日
目までに死亡した。
脳の虚血傷害を受けて永久的な損傷になったアレチネ
ズミは、まず嗜眠性反応を示し、次に虚血後４時間でコ
ントロール群を上回る自発的な歩行活性の特徴的な増加
を示した。この傷害に誘導された多動性は、数日間続
く。動物を虚血／再灌流傷害から保護する薬剤は、自発
的な活性のこの特徴的な出現を妨げる。PBNは、表１お
よび図１に示されているように、多動性を誘導する虚血
／再灌流に対する保護に、種々の投与量において有効で
あった。５分間虚血傷害を与えた生理食塩水処置の動物
は、虚血後24時間に、偽手術したコントロールを有意に
上回る多動性を有することが理解され得る。しかし、PB
Nの32あるいは100mg/kgを虚血前１時間に受けた動物
は、多動性の上昇はなかった。300mg/kgのPBNは、コン
トロールよりも活動を減少させた。生理食塩水あるいは
300mg/kgのPBNのいずれかを受けた、２分間虚血、５分
間虚血および15分間虚血の傷害をうけた動物と、偽手術
のコントロールとを、24時間の再灌流時間での活性を比
較したデータを、図２、３および４に示す。PBNの高投
与は、虚血が誘導する多動性をコントロールのレベルあ
るいはそれ以下に減退させることを明かに示している。
ズミは、まず嗜眠性反応を示し、次に虚血後４時間でコ
ントロール群を上回る自発的な歩行活性の特徴的な増加
を示した。この傷害に誘導された多動性は、数日間続
く。動物を虚血／再灌流傷害から保護する薬剤は、自発
的な活性のこの特徴的な出現を妨げる。PBNは、表１お
よび図１に示されているように、多動性を誘導する虚血
／再灌流に対する保護に、種々の投与量において有効で
あった。５分間虚血傷害を与えた生理食塩水処置の動物
は、虚血後24時間に、偽手術したコントロールを有意に
上回る多動性を有することが理解され得る。しかし、PB
Nの32あるいは100mg/kgを虚血前１時間に受けた動物
は、多動性の上昇はなかった。300mg/kgのPBNは、コン
トロールよりも活動を減少させた。生理食塩水あるいは
300mg/kgのPBNのいずれかを受けた、２分間虚血、５分
間虚血および15分間虚血の傷害をうけた動物と、偽手術
のコントロールとを、24時間の再灌流時間での活性を比
較したデータを、図２、３および４に示す。PBNの高投
与は、虚血が誘導する多動性をコントロールのレベルあ
るいはそれ以下に減退させることを明かに示している。
PBNの急性の毒性に関するパラメーターを得るため
に、正常なアレチネズミの総累積活動を、広範囲の濃度
において調べた。データを図５に示す。1000mg/kgおよ
びそれ以上の濃度のPBNにおいてのみ注目すべき活動の
変化があった。2000mg/kgのPBNは致死量ではなかった。
高濃度PBNの唯一の記録された効果は、24時間後に消失
する嗜眠応答である。
に、正常なアレチネズミの総累積活動を、広範囲の濃度
において調べた。データを図５に示す。1000mg/kgおよ
びそれ以上の濃度のPBNにおいてのみ注目すべき活動の
変化があった。2000mg/kgのPBNは致死量ではなかった。
高濃度PBNの唯一の記録された効果は、24時間後に消失
する嗜眠応答である。
致死卒中（15分間の虚血）を与えられた動物の生存率
に関するPBN投与効果を図６に示す。15分間虚血を与え
られた動物の50％は死亡した。PBNによる虚血前処置に
より、動物の100％が生き残った。虚血／再灌流は、脳
タンパク質に酸化的損傷を誘発した。
に関するPBN投与効果を図６に示す。15分間虚血を与え
られた動物の50％は死亡した。PBNによる虚血前処置に
より、動物の100％が生き残った。虚血／再灌流は、脳
タンパク質に酸化的損傷を誘発した。
種々の処置を受けたアレチネズミの脳を、タンパク質
の酸化的損傷の指標であるタンパク質のカルボニル基、
およびグルタミンシンセターゼ活性について分析した。
その結果を図７および８に示し、そして図９で比較し
た。
の酸化的損傷の指標であるタンパク質のカルボニル基、
およびグルタミンシンセターゼ活性について分析した。
その結果を図７および８に示し、そして図９で比較し
た。
図７は、表示の時間の再灌流におけるカルボニル含有
量を10分間虚血を与えたコントロールのアレチネズミの
脳のカルボニル含有量に対するパーセントとして測定し
た、タンパク質に対するの酸化的損傷を示す。300mg PB
N/kgを虚血を起こす１時間前に投与した。10分間虚血処
置し、再灌流しなかった脳においては、カルボニルタン
パク質の含有量はコントロールレベルを上回って上昇し
た。15分間の再灌流は、カルボニルタンパク質を虚血の
みの値よりも上回らせなかった。60分間の再灌流の後で
は、カルボニルタンパク質の有意な増加があった。PBN
の前処理は、この上昇を防ぐ。
量を10分間虚血を与えたコントロールのアレチネズミの
脳のカルボニル含有量に対するパーセントとして測定し
た、タンパク質に対するの酸化的損傷を示す。300mg PB
N/kgを虚血を起こす１時間前に投与した。10分間虚血処
置し、再灌流しなかった脳においては、カルボニルタン
パク質の含有量はコントロールレベルを上回って上昇し
た。15分間の再灌流は、カルボニルタンパク質を虚血の
みの値よりも上回らせなかった。60分間の再灌流の後で
は、カルボニルタンパク質の有意な増加があった。PBN
の前処理は、この上昇を防ぐ。
図８は、10分間虚血を与えたコントロールのアレチネ
ズミに対するパーセントとして、表示の時間の再灌流に
おけるグルタミンシンセターゼ活性に対する酸化的損傷
を示す。300mg PBN/kgを虚血を起こす１時間前に投与し
た。グルタミンシンセターゼ（GS）活性は、虚血後再灌
流なしではコントロールより僅かに低かった。再灌流時
間が増すに従って、GS活性は劇的に減少し、60分間の再
灌流の後では活性の65％のみが残った。動物のPBN前処
置は、GS活性のこの減少を防いだ。この酵素はグリア細
胞マーカーと考えられているので、このデータは、グリ
ア細胞にも起こる虚血後の損傷を示している。
ズミに対するパーセントとして、表示の時間の再灌流に
おけるグルタミンシンセターゼ活性に対する酸化的損傷
を示す。300mg PBN/kgを虚血を起こす１時間前に投与し
た。グルタミンシンセターゼ（GS）活性は、虚血後再灌
流なしではコントロールより僅かに低かった。再灌流時
間が増すに従って、GS活性は劇的に減少し、60分間の再
灌流の後では活性の65％のみが残った。動物のPBN前処
置は、GS活性のこの減少を防いだ。この酵素はグリア細
胞マーカーと考えられているので、このデータは、グリ
ア細胞にも起こる虚血後の損傷を示している。
図９は、分析した全試料を比較して、GS活性の損失と
カルボニルタンパク質の累積との間にはよい相関性があ
ることを示している。
カルボニルタンパク質の累積との間にはよい相関性があ
ることを示している。
虚血／再灌流誘発の遺伝子発現 虚血／再灌流後のアレチネズミの脳皮質において、c-
fosおよびc-junのmRNAレベルを調べた。10分間の虚血後
60分の再灌流で調べた結果では、c-fosおよびc-junの両
方のmRNAレベルは損傷後60分以内に上昇する。コントロ
ールの動物および手術を施した動物で、低かったc-fos
のmRNAレベルが、著しく増大した。動物を虚血／再灌流
損傷から保護するペントバルビタール前処置は、c-fos
遺伝子の誘発される発現を阻み、一方、前処置をしなけ
ればc-fosのmRNAは大きく増加する。PBN前処置は虚血／
再灌流損傷でのc-fosの誘発レベルを抑制する。
fosおよびc-junのmRNAレベルを調べた。10分間の虚血後
60分の再灌流で調べた結果では、c-fosおよびc-junの両
方のmRNAレベルは損傷後60分以内に上昇する。コントロ
ールの動物および手術を施した動物で、低かったc-fos
のmRNAレベルが、著しく増大した。動物を虚血／再灌流
損傷から保護するペントバルビタール前処置は、c-fos
遺伝子の誘発される発現を阻み、一方、前処置をしなけ
ればc-fosのmRNAは大きく増加する。PBN前処置は虚血／
再灌流損傷でのc-fosの誘発レベルを抑制する。
表２に示すように、老齢のアレチネズミは若齢の動物
よりも脳の虚血／再灌流損傷に鋭敏である。データは、
生存数／全テスト数で示されている。
よりも脳の虚血／再灌流損傷に鋭敏である。データは、
生存数／全テスト数で示されている。
実施例3:PBN以外のスピントラッピング剤の有効性 他の２つのスピントラップ、DMPOおよびPOBNの、脳に
対する虚血損傷の急性の影響を阻む有効性をテストし
た。この結果は、DMPOは、PBNより効果が少ないPOBNよ
りもさらに効果が少ないが、DMPOおよびPOBNは両方とも
なんらかの防御を現することを示している。
対する虚血損傷の急性の影響を阻む有効性をテストし
た。この結果は、DMPOは、PBNより効果が少ないPOBNよ
りもさらに効果が少ないが、DMPOおよびPOBNは両方とも
なんらかの防御を現することを示している。
老化の治療 スピントラッピング剤はさらに、特に脳の、老化、外
傷、薬剤投与および手術に関連する症状の予防あるいは
治療に有用であることが発見された。患者への投与に、
薬剤用の賦形剤と組み合わせて、好ましくは経口投与
で、これらのスピントラッピング化合物は、老化に関連
する症状、例えば、酸化タンパク質レベルの増加、酵素
活性の低下、および、空間的および短期記憶を、予防あ
るいは回復するために有用である。現在まで、老化に対
して非毒性処置であって効果的であるものはない。有効
性は、僅か７日間の投与後の動物で示される。有効性
は、投与後少なくとも１週間持続する。値は、２週間後
に処置前のレベルに戻る。
傷、薬剤投与および手術に関連する症状の予防あるいは
治療に有用であることが発見された。患者への投与に、
薬剤用の賦形剤と組み合わせて、好ましくは経口投与
で、これらのスピントラッピング化合物は、老化に関連
する症状、例えば、酸化タンパク質レベルの増加、酵素
活性の低下、および、空間的および短期記憶を、予防あ
るいは回復するために有用である。現在まで、老化に対
して非毒性処置であって効果的であるものはない。有効
性は、僅か７日間の投与後の動物で示される。有効性
は、投与後少なくとも１週間持続する。値は、２週間後
に処置前のレベルに戻る。
１つの実施態様において、スピントラッピング剤は、
老化の関数として生じる損傷を回復するために患者に投
与される。前段階的な結果として、脳中で、タンパク質
の酸化の実質的な増加および酸化物質の蓄積があること
が示される。さらに、老齢の患者に老人斑の発生が日常
的に観察される。
老化の関数として生じる損傷を回復するために患者に投
与される。前段階的な結果として、脳中で、タンパク質
の酸化の実質的な増加および酸化物質の蓄積があること
が示される。さらに、老齢の患者に老人斑の発生が日常
的に観察される。
他の異常には、頭部打撲のような外傷、あるいは麻酔
剤の投与あるいは薬剤の乱用などの薬剤処置、あるいは
あるタイプのウイルス感染の結果による異常がある。
剤の投与あるいは薬剤の乱用などの薬剤処置、あるいは
あるタイプのウイルス感染の結果による異常がある。
脳の酸化タンパク質レベルは、短期記憶機能の能力に
逆比例し、卒中に誘導される損傷および挙動の変化に関
するリスクに直接比例することが確かめられた。細胞酸
化の増加は、以下の１つあるいはそれ以上の結果起こり
得る：（ａ）イオンチャネルの調節の変化を生じ得る細
胞タンパク質の酸化的損傷；（ｂ）シグナル翻訳および
膜の脱分極の速度および効率の変化；（ｃ）選択的機能
を損い得るエネルギー流出の有意な変化；（ｄ）DNAの
酸化的損傷によるRNA転写の変化；（ｅ）RNA翻訳がRNA
あるいは調節高分子のいずれかの酸化によって影響され
得る；あるいは（ｆ）タンパク質の分解速度が変化し得
る。
逆比例し、卒中に誘導される損傷および挙動の変化に関
するリスクに直接比例することが確かめられた。細胞酸
化の増加は、以下の１つあるいはそれ以上の結果起こり
得る：（ａ）イオンチャネルの調節の変化を生じ得る細
胞タンパク質の酸化的損傷；（ｂ）シグナル翻訳および
膜の脱分極の速度および効率の変化；（ｃ）選択的機能
を損い得るエネルギー流出の有意な変化；（ｄ）DNAの
酸化的損傷によるRNA転写の変化；（ｅ）RNA翻訳がRNA
あるいは調節高分子のいずれかの酸化によって影響され
得る；あるいは（ｆ）タンパク質の分解速度が変化し得
る。
これらの変化のいずれもが、学習および記憶工程の内
の１工程の妨害ですら、情報の習得時の整理統合および
検索に負の影響をもたらし得る。特定の脳領域中の細胞
酸化は、習得の欠損をもたらし得、他の領域の酸化はア
ウトプットの欠陥をもたらし得る。アルツハイマー症を
含む多くの破壊的な神経変質疾患を考慮すると、本発明
の処置は、これらの機能障害のある患者に多大の援助を
与え得る。
の１工程の妨害ですら、情報の習得時の整理統合および
検索に負の影響をもたらし得る。特定の脳領域中の細胞
酸化は、習得の欠損をもたらし得、他の領域の酸化はア
ウトプットの欠陥をもたらし得る。アルツハイマー症を
含む多くの破壊的な神経変質疾患を考慮すると、本発明
の処置は、これらの機能障害のある患者に多大の援助を
与え得る。
本発明の組成物で処置され得る他の機能障害の例に
は、糖尿病の末梢神経疾患、運動に誘発された筋肉損傷
および痛み、および細胞のホルモンシグナルへの応答の
促進が含まれる。
は、糖尿病の末梢神経疾患、運動に誘発された筋肉損傷
および痛み、および細胞のホルモンシグナルへの応答の
促進が含まれる。
神経変質機能障害の治療 いくつかの神経変質状態は、タンパク質の酸化を妨害
する化合物によって最も適切に治療される。アルツハイ
マー病は、酸化タンパク質の異常な蓄積、あるいは病的
に影響をうけた領域での異常タンパク質の生産に関係し
ている。さらに、加齢が関与するタンパク質の酸化の促
進は、老齢の個体の全細胞において生じる。PBNおよび
その誘導体は、老齢動物の脳内の、タンパク質酸化の減
少および重要な酵素の活性の増大に有用であることが示
された。これは酸化状態の基本的な変化であるので、PB
Nおよび他の関連の化合物は、アルツハイマー病の初期
の個体に、あるいは末期の個体にも恐らく長期間与える
場合に有用である。さらに、多くの梗塞性痴呆症もこれ
らの化合物によって治療され得る。なぜなら、これらの
痴呆症も虚血再灌流酸化物によるためである。
する化合物によって最も適切に治療される。アルツハイ
マー病は、酸化タンパク質の異常な蓄積、あるいは病的
に影響をうけた領域での異常タンパク質の生産に関係し
ている。さらに、加齢が関与するタンパク質の酸化の促
進は、老齢の個体の全細胞において生じる。PBNおよび
その誘導体は、老齢動物の脳内の、タンパク質酸化の減
少および重要な酵素の活性の増大に有用であることが示
された。これは酸化状態の基本的な変化であるので、PB
Nおよび他の関連の化合物は、アルツハイマー病の初期
の個体に、あるいは末期の個体にも恐らく長期間与える
場合に有用である。さらに、多くの梗塞性痴呆症もこれ
らの化合物によって治療され得る。なぜなら、これらの
痴呆症も虚血再灌流酸化物によるためである。
老人性痴呆症は、虚血再灌流の病因あるいはタンパク
質酸化として直接評価されてはいないが、しかし、老人
性痴呆症もまたこれらの化合物によって治療され得る。
これは、加齢は酸化タンパク質の生産の増加を伴うとい
う仮説に基づいている。老化が加速される独得の状態で
ある早老では、StadtmanらNIHの研究者は、早老患者で
は若年の成体でさえも、酸化タンパク質の基本レベルに
顕著な増加があることを示した。このことは、Oliver
ら、J.Biol.Chem.262,5488-5491（1987）およびStarke-
ReedおよびOliver,Arch.Biochem.Biophys.275,559-567
（1989）に報告されている。これはまれな症状である
が、これもまた本発明の組成物によって治療され得る。
質酸化として直接評価されてはいないが、しかし、老人
性痴呆症もまたこれらの化合物によって治療され得る。
これは、加齢は酸化タンパク質の生産の増加を伴うとい
う仮説に基づいている。老化が加速される独得の状態で
ある早老では、StadtmanらNIHの研究者は、早老患者で
は若年の成体でさえも、酸化タンパク質の基本レベルに
顕著な増加があることを示した。このことは、Oliver
ら、J.Biol.Chem.262,5488-5491（1987）およびStarke-
ReedおよびOliver,Arch.Biochem.Biophys.275,559-567
（1989）に報告されている。これはまれな症状である
が、これもまた本発明の組成物によって治療され得る。
微小循環の困難から生じる酸化的損傷に関連すると思
われるもう１つの症状は、糖尿病の末梢神経疾患および
血管変形である。これらは結局は患者を助けるために切
断術が必要とされる悲惨な症状である。これらの化合物
は血管の流れを改善はしないようだが、酸化および末梢
神経の損傷をもたらし、さらに、運動誘導性の跛行ある
いは間欠性の跛行と呼ばれる症状をしばしば伴う骨格筋
の損傷をもたらす、血管流の一過性の変形の衝撃を軽減
するようである。糖尿病に関連する網膜症が、微小循環
の虚血再灌流の問題であるならば、スピンピントラッピ
ング化合物が、糖尿病患者で非常に頻繁に起こる網膜損
傷の治療に有用である。
われるもう１つの症状は、糖尿病の末梢神経疾患および
血管変形である。これらは結局は患者を助けるために切
断術が必要とされる悲惨な症状である。これらの化合物
は血管の流れを改善はしないようだが、酸化および末梢
神経の損傷をもたらし、さらに、運動誘導性の跛行ある
いは間欠性の跛行と呼ばれる症状をしばしば伴う骨格筋
の損傷をもたらす、血管流の一過性の変形の衝撃を軽減
するようである。糖尿病に関連する網膜症が、微小循環
の虚血再灌流の問題であるならば、スピンピントラッピ
ング化合物が、糖尿病患者で非常に頻繁に起こる網膜損
傷の治療に有用である。
手術前の準備処置 低酸素あるいは無酸素環境での細胞状態および生存能
力は、過酸化とは対照的に、細胞の金属を区画する能力
および有用な方法で酸素を処理する能力に依存するの
で、これらの化合物は、カルボニル負荷を軽減し、選択
的手術の前の患者の酵素状態を改良する、手術前の準備
医療処置として有用であると期待される。さらにこれら
の化合物は、体細胞がより高いレベルの酵素機能、回復
期間の短縮を達成するのを助け、さらに微小循環の変化
に関連する手術中のあらゆる困難の可能性を減少させ
る。
力は、過酸化とは対照的に、細胞の金属を区画する能力
および有用な方法で酸素を処理する能力に依存するの
で、これらの化合物は、カルボニル負荷を軽減し、選択
的手術の前の患者の酵素状態を改良する、手術前の準備
医療処置として有用であると期待される。さらにこれら
の化合物は、体細胞がより高いレベルの酵素機能、回復
期間の短縮を達成するのを助け、さらに微小循環の変化
に関連する手術中のあらゆる困難の可能性を減少させ
る。
ウイルス感染症および炎症性の異常の治療 レトロウイルスは選択的に、リンパ球などの特定の種
の細胞に感染する。多くの研究活動の対象となったレト
ロウイルスの一例は、免疫不全症候群（AIDS）を起こす
ヒト免疫不全ウイルス（HIV）である。治療法を発見す
る試みも数多く行われているが、感染の予防法はいまだ
に発見されていない。リンパ球の活性化はタンパク質の
酸化に関係していて、そして新たに形成されたウイルス
の放出の前にはリンパ球の活性化が必要なので、これら
の化合物の投与はウイルスによる感染およびリンパ球の
複製を阻害すると期待される。Ｔ−４リンパ球の活性化
は、生化学的な細胞内変化のカスケード、その１つは酸
化タンパク質の生産、に関係している。PBN関連の化合
物は、タンパク質の酸化を変則的な方法でブロックし得
るのであれば、PBNあるいは他のスピントラッピング化
合物は、ウイルスの複製および／または宿主細胞（Ｔ−
４リンパ球）からのウイルスの分散のプロセスを妨害す
ることことでき、Ｔ−４リンパ球が新たに形成されたウ
イルスを放出することを妨害することにより、ウイルス
静止剤として作用することが可能である。これは結核治
療におけるイソニアジド（INH）の使用に類似してい
る。INHは低投与量では結核の感染能および分散能を減
少し、結核を静止し、そのことによって効果的に患者の
肺の損傷を防ぐ。
の細胞に感染する。多くの研究活動の対象となったレト
ロウイルスの一例は、免疫不全症候群（AIDS）を起こす
ヒト免疫不全ウイルス（HIV）である。治療法を発見す
る試みも数多く行われているが、感染の予防法はいまだ
に発見されていない。リンパ球の活性化はタンパク質の
酸化に関係していて、そして新たに形成されたウイルス
の放出の前にはリンパ球の活性化が必要なので、これら
の化合物の投与はウイルスによる感染およびリンパ球の
複製を阻害すると期待される。Ｔ−４リンパ球の活性化
は、生化学的な細胞内変化のカスケード、その１つは酸
化タンパク質の生産、に関係している。PBN関連の化合
物は、タンパク質の酸化を変則的な方法でブロックし得
るのであれば、PBNあるいは他のスピントラッピング化
合物は、ウイルスの複製および／または宿主細胞（Ｔ−
４リンパ球）からのウイルスの分散のプロセスを妨害す
ることことでき、Ｔ−４リンパ球が新たに形成されたウ
イルスを放出することを妨害することにより、ウイルス
静止剤として作用することが可能である。これは結核治
療におけるイソニアジド（INH）の使用に類似してい
る。INHは低投与量では結核の感染能および分散能を減
少し、結核を静止し、そのことによって効果的に患者の
肺の損傷を防ぐ。
スピントラッピング化合物の効果は、翻訳後のプロセ
スに必要と思われるベースレベルのカルボニル形成を有
する動物中に生じることは注目される。老齢の動物に
は、若齢のコントロールの動物に比べて、酵素機能の減
退に関連するカルボニルタンパク質のレベルの有意な上
昇がある。若齢のコントロールの動物に全く同じ投与量
を与えると、酵素活性に有意な変化はなく、タンパク質
カルボニルにも有意な変化はない。従って、PBNおよび
関連のスピントラッピング化合物は、正常な細胞機能に
必要とされる基本的な過程は妨害しないようである。
スに必要と思われるベースレベルのカルボニル形成を有
する動物中に生じることは注目される。老齢の動物に
は、若齢のコントロールの動物に比べて、酵素機能の減
退に関連するカルボニルタンパク質のレベルの有意な上
昇がある。若齢のコントロールの動物に全く同じ投与量
を与えると、酵素活性に有意な変化はなく、タンパク質
カルボニルにも有意な変化はない。従って、PBNおよび
関連のスピントラッピング化合物は、正常な細胞機能に
必要とされる基本的な過程は妨害しないようである。
結論として、多くの臨床的症状は、基本的な原因とし
て細胞タンパク質の酸化および酵素的損傷を有するよう
である。スピントラッピング化合物は、タンパク質酸化
の減少および酵素機能の改善を行う動物モデルで効果的
である。これは、異常な酸化されたタンパク質を改変
し、そして保護し、翻訳後の正常な酸化は生じるように
した検体中で起こる。このことは、PBNが、合成後の正
常で必要なタンパク質の酸化は妨害しないことを示唆し
ている。
て細胞タンパク質の酸化および酵素的損傷を有するよう
である。スピントラッピング化合物は、タンパク質酸化
の減少および酵素機能の改善を行う動物モデルで効果的
である。これは、異常な酸化されたタンパク質を改変
し、そして保護し、翻訳後の正常な酸化は生じるように
した検体中で起こる。このことは、PBNが、合成後の正
常で必要なタンパク質の酸化は妨害しないことを示唆し
ている。
スピントラッピング剤の有効投与量および投与方法 PBNの投与量の例は、動物の体重1kg当り0.1から10mg
である。ヒトのPBNの有効量は、体重70kg当り約１から1
0mgの間と考えられている。毒性試験で、この化合物がL
D50が決定できないほどの低毒性で完全に無害であるこ
とが示された。
である。ヒトのPBNの有効量は、体重70kg当り約１から1
0mgの間と考えられている。毒性試験で、この化合物がL
D50が決定できないほどの低毒性で完全に無害であるこ
とが示された。
好ましい応用では、PBNあるいは他のスピントラッピ
ング剤は、しばしば老化に関連する記憶喪失あるいは他
の症候を有する患者に投与される。最適の結果は、一般
的に毎日あるいは日に２回の経口投与で２週間後に観察
される。この組成物は、手術前、手術中、あるいは手術
直後に効果的に投与され得、そして外傷あるいは麻酔の
いずれかからの細胞損傷の広がりを防ぐかあるいは軽減
し得る。
ング剤は、しばしば老化に関連する記憶喪失あるいは他
の症候を有する患者に投与される。最適の結果は、一般
的に毎日あるいは日に２回の経口投与で２週間後に観察
される。この組成物は、手術前、手術中、あるいは手術
直後に効果的に投与され得、そして外傷あるいは麻酔の
いずれかからの細胞損傷の広がりを防ぐかあるいは軽減
し得る。
内因性のフリーラジカルのトラッピングはフリーラジ
カルの生成を導く条件に曝された細胞のみに特異的にあ
るので、トラップは正常細胞に対しては、ほとんどある
いは全く影響がない。有益な効果は損傷細胞にのみ生
じ、特異的なレセプター、特異的な酵素、および／ある
いは特異的な細胞型の存在は要求されない。
カルの生成を導く条件に曝された細胞のみに特異的にあ
るので、トラップは正常細胞に対しては、ほとんどある
いは全く影響がない。有益な効果は損傷細胞にのみ生
じ、特異的なレセプター、特異的な酵素、および／ある
いは特異的な細胞型の存在は要求されない。
PBNあるいは他のスピントラッピング剤は、好ましく
は全身的に、最も好ましくは経口的に投与される。なぜ
なら、これが、フリーラジカル発生部位にこの活性化合
物を送達する最も迅速で効果的な方法であるためであ
る。PBNは一度に投与され得るか、あるいは小投与量に
分けて種々の時間間隔で投与され得る。皮下、静脈内、
および腹腔内投与を含む他の投与法もまた使用され得
る。薬剤組成物中の活性化合物の濃度は、薬剤の吸着、
不活性化および排出速度、ならびに当業者に公知の他の
因子に依存する。さらに有効投与量もまた、ATPの減少
（インビボNMRにより示された）による損傷およびフリ
ーラジカルの発生による損傷に対する細胞の素質を予防
あるいは回復するために要求される量に基づいて決定さ
れる。投与量の値は治療される患者の症状によって変化
することも注目される。任意の個人用に、患者の必要
性、および、組成物の投与あるいは投与指示を行う専門
的判断に従って、特定の投与法が時間とともに調節され
ることもまた理解される。従って、本明細書に記載され
ている濃度範囲は例を示すのみであって、請求の範囲に
記載の組成物の範囲あるいは実施を制限することを意図
していないことも理解される。
は全身的に、最も好ましくは経口的に投与される。なぜ
なら、これが、フリーラジカル発生部位にこの活性化合
物を送達する最も迅速で効果的な方法であるためであ
る。PBNは一度に投与され得るか、あるいは小投与量に
分けて種々の時間間隔で投与され得る。皮下、静脈内、
および腹腔内投与を含む他の投与法もまた使用され得
る。薬剤組成物中の活性化合物の濃度は、薬剤の吸着、
不活性化および排出速度、ならびに当業者に公知の他の
因子に依存する。さらに有効投与量もまた、ATPの減少
（インビボNMRにより示された）による損傷およびフリ
ーラジカルの発生による損傷に対する細胞の素質を予防
あるいは回復するために要求される量に基づいて決定さ
れる。投与量の値は治療される患者の症状によって変化
することも注目される。任意の個人用に、患者の必要
性、および、組成物の投与あるいは投与指示を行う専門
的判断に従って、特定の投与法が時間とともに調節され
ることもまた理解される。従って、本明細書に記載され
ている濃度範囲は例を示すのみであって、請求の範囲に
記載の組成物の範囲あるいは実施を制限することを意図
していないことも理解される。
活性化合物の投与の好ましい様式は、経口送達用の形
態である。経口用組成物は、一般的に不活性希釈剤ある
いは食用のキャリアーを含有する。好ましい静脈内投与
用の薬学的キャリアーは、生理食塩水あるいは生理学的
pHのリン酸緩衝生理食塩水である。PBNは、pHが約３か
ら４以下では分解するので、PBNはpH4あるいはそれより
高いpHで投与するか、あるいは食物、緩衝剤と組み合わ
せて、あるいは腸溶コートして投与するのが好ましい。
経口送達用に、PBNは単独あるいはデンプンのような固
定用基質物質あるいはimmodiumのような吸収性の低い塩
類と組み合わせて、溶液あるいは懸濁液にして、カプセ
ル内に封入、錠剤に圧縮、マイクロカプセル化、リポソ
ームに取り込み、し得る。薬学的に適した結合剤を組成
物の一部として含有し得る。錠剤あるいはカプセルは、
例えば以下の任意の成分あるいは類似の性質の化合物を
含有し得る：微細結晶セルロース、トロガカンガムある
いはゼラチンなどの結合剤；デンプンあるいはラクトー
スなどの賦形剤；アルギン酸、PrimogelR、あるいはコ
ーンスターチなどの崩壊剤；ステアリン酸マグネシウム
あるいはSterotesなどの潤滑剤；コロイド状二酸化ケイ
素などの滑剤；スクロースあるいはサッカリンなどの甘
味剤；あるいは、ペパーミント、サリチル酸メチルある
いはオレンジ芳香剤などの芳香剤。投与単位形態がカプ
セルである場合には、上記の種類の物質に加えて、液体
キャリアーも含有し得る。さらに、投与単位形態には、
投与単位の物理的形態を改変する他の種々の物質、例え
ば、砂糖のコーティング、シェラックあるいは他の腸溶
剤などの種々の物質を含有し得る。
態である。経口用組成物は、一般的に不活性希釈剤ある
いは食用のキャリアーを含有する。好ましい静脈内投与
用の薬学的キャリアーは、生理食塩水あるいは生理学的
pHのリン酸緩衝生理食塩水である。PBNは、pHが約３か
ら４以下では分解するので、PBNはpH4あるいはそれより
高いpHで投与するか、あるいは食物、緩衝剤と組み合わ
せて、あるいは腸溶コートして投与するのが好ましい。
経口送達用に、PBNは単独あるいはデンプンのような固
定用基質物質あるいはimmodiumのような吸収性の低い塩
類と組み合わせて、溶液あるいは懸濁液にして、カプセ
ル内に封入、錠剤に圧縮、マイクロカプセル化、リポソ
ームに取り込み、し得る。薬学的に適した結合剤を組成
物の一部として含有し得る。錠剤あるいはカプセルは、
例えば以下の任意の成分あるいは類似の性質の化合物を
含有し得る：微細結晶セルロース、トロガカンガムある
いはゼラチンなどの結合剤；デンプンあるいはラクトー
スなどの賦形剤；アルギン酸、PrimogelR、あるいはコ
ーンスターチなどの崩壊剤；ステアリン酸マグネシウム
あるいはSterotesなどの潤滑剤；コロイド状二酸化ケイ
素などの滑剤；スクロースあるいはサッカリンなどの甘
味剤；あるいは、ペパーミント、サリチル酸メチルある
いはオレンジ芳香剤などの芳香剤。投与単位形態がカプ
セルである場合には、上記の種類の物質に加えて、液体
キャリアーも含有し得る。さらに、投与単位形態には、
投与単位の物理的形態を改変する他の種々の物質、例え
ば、砂糖のコーティング、シェラックあるいは他の腸溶
剤などの種々の物質を含有し得る。
本発明は、老化に関連する症候群を治療、あるいは予
防および／または回復するための、PBN投与の有効性を
調べる方法を示した実施例を参照することによりさらに
理解される。しかしこの実施例に限定されない。
防および／または回復するための、PBN投与の有効性を
調べる方法を示した実施例を参照することによりさらに
理解される。しかしこの実施例に限定されない。
実施例4:PBN処理されたアレチネズミの脳中の酵素レベ
ルの老齢と若齢での測定 虚血の持続期間と自発的行動の変化あるいは脳中の酸
化タンパク質レベルの変化の両方との相関は以前にアレ
チネズミ中で示した。他の多くの精神医学的症状および
神経学的症状が酸化の結果であると提唱された。これら
の症状の内の、細胞老化は、酸素ラジカルおよびタンパ
ク質の蓄積に関連している。若齢成熟アレチネズミおよ
び生殖期を脱したアレチネズミにおいて、酸化タンパク
質のレベル、グルタミンシンセターゼ活性、脳のプロテ
アーゼ活性および放射状の腕の迷路試験を比較して、タ
ンパク質のカルボニルアッセイを用いた測定により、患
者の年齢と脳の酸化タンパク質レベルとが直接の比例関
係にあることが示された。タンパク質のカルボニルレベ
ルの増加は、グルタミンシンセターゼ活性の減少および
アルカリプロテアーゼ活性の減少に関連した。これに対
して、若齢成熟アレチネズミに比較して、生殖期を脱し
たアレチネズミの酸性プロテアーゼ活性は変化しなかっ
た。タンパク質の酸化および酵素の失活の年齢に相関し
た増加に一致して、若齢成熟アレチネズミに比べて、生
殖期を脱したアレチネズミは短期記憶試験で有意に多い
誤りをなした。これらの研究で、老化の結果として生じ
る機能の欠損は、タンパク質酸化の増加および脳の酵素
活性の減少に関連し得ることが示された。
ルの老齢と若齢での測定 虚血の持続期間と自発的行動の変化あるいは脳中の酸
化タンパク質レベルの変化の両方との相関は以前にアレ
チネズミ中で示した。他の多くの精神医学的症状および
神経学的症状が酸化の結果であると提唱された。これら
の症状の内の、細胞老化は、酸素ラジカルおよびタンパ
ク質の蓄積に関連している。若齢成熟アレチネズミおよ
び生殖期を脱したアレチネズミにおいて、酸化タンパク
質のレベル、グルタミンシンセターゼ活性、脳のプロテ
アーゼ活性および放射状の腕の迷路試験を比較して、タ
ンパク質のカルボニルアッセイを用いた測定により、患
者の年齢と脳の酸化タンパク質レベルとが直接の比例関
係にあることが示された。タンパク質のカルボニルレベ
ルの増加は、グルタミンシンセターゼ活性の減少および
アルカリプロテアーゼ活性の減少に関連した。これに対
して、若齢成熟アレチネズミに比較して、生殖期を脱し
たアレチネズミの酸性プロテアーゼ活性は変化しなかっ
た。タンパク質の酸化および酵素の失活の年齢に相関し
た増加に一致して、若齢成熟アレチネズミに比べて、生
殖期を脱したアレチネズミは短期記憶試験で有意に多い
誤りをなした。これらの研究で、老化の結果として生じ
る機能の欠損は、タンパク質酸化の増加および脳の酵素
活性の減少に関連し得ることが示された。
このシステムは、老齢動物に、若齢の脳の酵素レベル
および短期記憶を回復させるPBNの有効性を示すために
用いられた。この結果は以下の図10から14に示されてい
る。若齢のアレチネズミはTumblebrook Farms,West Bro
okfield,Mass.から入手し、これらは体重が50-60グラム
で、月齢は３から４ヶ月であった。動物は断頭して殺
し、脳を分析用に取り出した。
および短期記憶を回復させるPBNの有効性を示すために
用いられた。この結果は以下の図10から14に示されてい
る。若齢のアレチネズミはTumblebrook Farms,West Bro
okfield,Mass.から入手し、これらは体重が50-60グラム
で、月齢は３から４ヶ月であった。動物は断頭して殺
し、脳を分析用に取り出した。
図10Aは、若齢（３から４ヵ月）のアレチネズミ、老
齢（12から15ヵ月の生殖期を脱した）のアレチネズミ、
0.1mlの生理食塩水を一日２回投与（b.i.d.）した老齢
のアレチネズミ、および10mg PBN/体重kgを14日間、b.
i.d.投与した老齢のアレチネズミのアルカリプロテアー
ゼのパーセントを示したグラフである。
齢（12から15ヵ月の生殖期を脱した）のアレチネズミ、
0.1mlの生理食塩水を一日２回投与（b.i.d.）した老齢
のアレチネズミ、および10mg PBN/体重kgを14日間、b.
i.d.投与した老齢のアレチネズミのアルカリプロテアー
ゼのパーセントを示したグラフである。
この結果は、老齢動物中のアルカリプロテアーゼレベ
ルを、若齢動物中に存在するレベルに回復するのにPBN
が有効であることを示している。図11Aは、若齢および
老齢のアレチネズミの脳のタンパク質酸化の変化を、PB
N処置日数に対してタンパク質カルボニルnmol/タンパク
質mgをプロットしたグラフである。アレチネズミに、１
日に２回、32mg/kgのPBNを14日間注射した。動物を、１
日目、３日目、７日目および14日目に殺し、タンパク質
カルボニルレベルを測定した。
ルを、若齢動物中に存在するレベルに回復するのにPBN
が有効であることを示している。図11Aは、若齢および
老齢のアレチネズミの脳のタンパク質酸化の変化を、PB
N処置日数に対してタンパク質カルボニルnmol/タンパク
質mgをプロットしたグラフである。アレチネズミに、１
日に２回、32mg/kgのPBNを14日間注射した。動物を、１
日目、３日目、７日目および14日目に殺し、タンパク質
カルボニルレベルを測定した。
図からわかるように、最高14日PBN処置した若齢のア
レチネズミの酸化タンパク質レベルには変化がない。こ
のことは、例えば、タンパク質の合成後にであれば、こ
のタンパク質がカルボニル酸化が関与する改変により活
性化されるという様な、酸化タンパク質のこのレベルは
正常な、かつ必要な翻訳後の影響の結果であるらしいこ
とを示している。若齢動物中のカルボニルレベルと対照
的に、コントロールの老齢動物（月齢は15ヵ月）には顕
著なカルボニル含有の増加があった。このカルボニル含
有量の増加はPBN処置に対応している。PBNの多日数処置
は、若齢動物に見られるレベルにまでタンパク質カルボ
ニルレベルを減少させた。
レチネズミの酸化タンパク質レベルには変化がない。こ
のことは、例えば、タンパク質の合成後にであれば、こ
のタンパク質がカルボニル酸化が関与する改変により活
性化されるという様な、酸化タンパク質のこのレベルは
正常な、かつ必要な翻訳後の影響の結果であるらしいこ
とを示している。若齢動物中のカルボニルレベルと対照
的に、コントロールの老齢動物（月齢は15ヵ月）には顕
著なカルボニル含有の増加があった。このカルボニル含
有量の増加はPBN処置に対応している。PBNの多日数処置
は、若齢動物に見られるレベルにまでタンパク質カルボ
ニルレベルを減少させた。
タンパク質カルボニルレベルの減少（脳中神経の酸化
タンパク質負荷）は、若齢アレチネズミの脳のレベルま
でである。若齢アレチネズミの脳中のレベルおよび老齢
アレチネズミの脳中のレベルの両方とも、このレベルを
越えては減少され得ない。この観察は、細胞が「正常機
能」を有するために必要とされる、正常動物の細胞に生
じる必要な酸化レベルがあり、コントロールの老齢動物
（月齢15ヵ月）にはカルボニル含有量の顕著な増加があ
る、という仮説を支持している。このカルボニル含量の
増加はPBN処置に対応している。PBNの細胞のタンパク質
カルボニル負荷を減少する能力は、これが通常速度ある
いは予測される速度で起こる酸化過程であり、そしても
しこの過程が妨害されると、この酸化タンパク質を除き
得る機構が脳の細胞内に存在することを示している。
タンパク質負荷）は、若齢アレチネズミの脳のレベルま
でである。若齢アレチネズミの脳中のレベルおよび老齢
アレチネズミの脳中のレベルの両方とも、このレベルを
越えては減少され得ない。この観察は、細胞が「正常機
能」を有するために必要とされる、正常動物の細胞に生
じる必要な酸化レベルがあり、コントロールの老齢動物
（月齢15ヵ月）にはカルボニル含有量の顕著な増加があ
る、という仮説を支持している。このカルボニル含量の
増加はPBN処置に対応している。PBNの細胞のタンパク質
カルボニル負荷を減少する能力は、これが通常速度ある
いは予測される速度で起こる酸化過程であり、そしても
しこの過程が妨害されると、この酸化タンパク質を除き
得る機構が脳の細胞内に存在することを示している。
図11Bは、若齢動物および老齢動物中のグルタミンシ
ンセターゼ（GS）レベルの比較、および酵素の特異的活
性に対するPBNの連日投与効果の評価を示している。こ
の特定の酵素マーカーは、酸化に高感受性のタンパク質
であること、および、金属がその結合部位から解離する
とフリーラジカルの発生に関与し得るような金属に結合
した金属タンパク質であるという理由から選択された。
グルタミンシンセターゼ活性は、Stadmanおよび共同研
究者（Oliverら、Proc.Natl.Acad.Scie.USA87,5144-514
7（July 1990））によって、タンパク質酸化後の変化用
のマーカー酵素として用いられた。
ンセターゼ（GS）レベルの比較、および酵素の特異的活
性に対するPBNの連日投与効果の評価を示している。こ
の特定の酵素マーカーは、酸化に高感受性のタンパク質
であること、および、金属がその結合部位から解離する
とフリーラジカルの発生に関与し得るような金属に結合
した金属タンパク質であるという理由から選択された。
グルタミンシンセターゼ活性は、Stadmanおよび共同研
究者（Oliverら、Proc.Natl.Acad.Scie.USA87,5144-514
7（July 1990））によって、タンパク質酸化後の変化用
のマーカー酵素として用いられた。
図11Bに示されているように、グルタミンシンセター
ゼレベルは若齢成熟アレチネズミ（2.1）よりも老齢ア
レチネズミ（1.2）において低い。このことは、カルボ
ニルタンパク質レベル（細胞中の酸化タンパク質）の増
加はグルタミンシンセターゼ活性の低下に関連するとい
う以前の研究と一致している。特に、グルタミンシンゼ
ターゼ酵素が精製され酵素のカルボニル含量が評価され
たならば、グルタミンシンセターゼ活性の低下の存在と
共に酸化タンパク質レベルの著しい増加が認められる。
さらに図11Bに示されているように、若齢アレチネズミ
へのPBNの繰り返し投与は、グルタミンシンセターゼ活
性に対しては影響がなく、このカルボニルレベルが正常
機能に関連しているさらなる証拠を提供し、PBNの長期
間投与は、カルボニルレベルおよびマーカー酵素の活性
に影響を及ぼさない。若齢のアレチネズミと対照的に、
PBNを日々注射した老齢アレチネズミは、タンパク質カ
ルボニル含量の減少に平行した、グルタミンシンセター
ゼ活性の時間に相関した増加を示している。このこと
は、細胞の酸化タンパク質負荷の減少は、若齢成熟アレ
チネズミにみられる正常レベルにまでの酵素活性の回復
に関連することを示している。
ゼレベルは若齢成熟アレチネズミ（2.1）よりも老齢ア
レチネズミ（1.2）において低い。このことは、カルボ
ニルタンパク質レベル（細胞中の酸化タンパク質）の増
加はグルタミンシンセターゼ活性の低下に関連するとい
う以前の研究と一致している。特に、グルタミンシンゼ
ターゼ酵素が精製され酵素のカルボニル含量が評価され
たならば、グルタミンシンセターゼ活性の低下の存在と
共に酸化タンパク質レベルの著しい増加が認められる。
さらに図11Bに示されているように、若齢アレチネズミ
へのPBNの繰り返し投与は、グルタミンシンセターゼ活
性に対しては影響がなく、このカルボニルレベルが正常
機能に関連しているさらなる証拠を提供し、PBNの長期
間投与は、カルボニルレベルおよびマーカー酵素の活性
に影響を及ぼさない。若齢のアレチネズミと対照的に、
PBNを日々注射した老齢アレチネズミは、タンパク質カ
ルボニル含量の減少に平行した、グルタミンシンセター
ゼ活性の時間に相関した増加を示している。このこと
は、細胞の酸化タンパク質負荷の減少は、若齢成熟アレ
チネズミにみられる正常レベルにまでの酵素活性の回復
に関連することを示している。
若齢成熟アレチネズミに見られる以上には、酵素活性
の増加はないことを記載することは重要である。従っ
て、PBN処置は、酵素活性に関する老化の影響は回復す
るが、正常値を越える酵素活性の活性化は生じない。
の増加はないことを記載することは重要である。従っ
て、PBN処置は、酵素活性に関する老化の影響は回復す
るが、正常値を越える酵素活性の活性化は生じない。
実施例5:脳中の酵素レベルの減少に対するPBNの残存効
果の測定 図12A、12Bおよび12Cに示されているように、図13A、
13Bおよび13Cと比較して、若齢の酵素レベルに回復させ
るためには、10mg PBN/kg体重の投与は32mg PBN/kg体重
の投与と同程度に効果的である。他の種の動物に対する
適切な投与量および有効投与量の全範囲は同様の方法論
によって決定し得る。
果の測定 図12A、12Bおよび12Cに示されているように、図13A、
13Bおよび13Cと比較して、若齢の酵素レベルに回復させ
るためには、10mg PBN/kg体重の投与は32mg PBN/kg体重
の投与と同程度に効果的である。他の種の動物に対する
適切な投与量および有効投与量の全範囲は同様の方法論
によって決定し得る。
10mg PBN/kg（図12A、ＢおよびＣ）あるいは32mg PBN
/kg（図13A、ＢおよびＣ）による日２回投与の停止後
の、タンパク質酸化および酵素活性の時間に関係した変
化をこれらの図によって示している。これの結果は、PB
N自身の半減期は３時間であるが、PBNの効果は、PBNで
の日２回の処置の終了後１日から３日では変化がないこ
とを示している。７日目で、酵素レベルは約50％変化し
ている。14日目では、酸化酵素がほぼ処置前のレベルに
もどっている。
/kg（図13A、ＢおよびＣ）による日２回投与の停止後
の、タンパク質酸化および酵素活性の時間に関係した変
化をこれらの図によって示している。これの結果は、PB
N自身の半減期は３時間であるが、PBNの効果は、PBNで
の日２回の処置の終了後１日から３日では変化がないこ
とを示している。７日目で、酵素レベルは約50％変化し
ている。14日目では、酸化酵素がほぼ処置前のレベルに
もどっている。
実施例6:脳中酵素に対するPBNの効果と記憶との相関関
係の証明 図14は、このような処置に対する機能的反映が存在す
ることを示している。若齢および老齢のアレチネズミを
８本腕の放射状迷路中で、空間的および短期記憶につい
てテストした。動物を８本腕の放射状迷路中央に入れ、
放射状迷路の８本の腕全てを探索させた。８本のそれぞ
れの腕を探索するテストを完了したときに、動物を迷路
から出した。動物が以前に入った腕に再度入った回数の
数をエラーとして計数した。理想的条件下では、動物は
８本腕の１本に各々１回入るが、どの腕にも再侵入はし
ない。若齢の成熟アレチネズミ（若齢）は多くの場合
に、どの腕にも再侵入しないで各々の腕に侵入した。さ
らに、全ての腕に侵入するのに要する時間を記録した
が、短期記憶機能に対する有効性は確認できない。図14
からわかるように、未処理の若齢のアレチネズミは、未
処理の老齢のアレチネズミよりもテスト中のエラーが少
なかった。
係の証明 図14は、このような処置に対する機能的反映が存在す
ることを示している。若齢および老齢のアレチネズミを
８本腕の放射状迷路中で、空間的および短期記憶につい
てテストした。動物を８本腕の放射状迷路中央に入れ、
放射状迷路の８本の腕全てを探索させた。８本のそれぞ
れの腕を探索するテストを完了したときに、動物を迷路
から出した。動物が以前に入った腕に再度入った回数の
数をエラーとして計数した。理想的条件下では、動物は
８本腕の１本に各々１回入るが、どの腕にも再侵入はし
ない。若齢の成熟アレチネズミ（若齢）は多くの場合
に、どの腕にも再侵入しないで各々の腕に侵入した。さ
らに、全ての腕に侵入するのに要する時間を記録した
が、短期記憶機能に対する有効性は確認できない。図14
からわかるように、未処理の若齢のアレチネズミは、未
処理の老齢のアレチネズミよりもテスト中のエラーが少
なかった。
ある期間一過性の虚血状態にした、これはまた酸化過
程であるが、若齢の成熟アレチネズミは、このようなテ
ストで平均15の実質的エラーを犯した。虚血期間後の期
間に、老化において見られるのと同様の顕著なカルボニ
ルタンパク質の形成およびグルタミンシンセターゼ活性
の低下がある。
程であるが、若齢の成熟アレチネズミは、このようなテ
ストで平均15の実質的エラーを犯した。虚血期間後の期
間に、老化において見られるのと同様の顕著なカルボニ
ルタンパク質の形成およびグルタミンシンセターゼ活性
の低下がある。
アレチネズミの７日間処置の結果、老齢のアレチネズ
ミに認められるエラー数が大きく変化した。PBNを７日
間与えた若齢のアレチネズミには、コントロールのアレ
チネズミとの差はなかった。一方、PBNを７日間与えた
老齢のアレチネズミは、顕著なエラーの数減少および、
コントロールの若齢アレチネズミが示す挙動の範囲への
回復を示した。従って、長期PBN処置後のタンパク質カ
ルボニルの減少およびグルタミンシンセターゼ活性の増
大に見られる生化学的変化に相当する機能的反映が存在
する。この機能的反映は、放射状の腕の迷路での空間的
短期記憶に見られるエラー数によって示される。放射状
の腕の迷路テストには、テストに伴い食物による反応強
化あるいは他の代償も必要としないことを特記してお
く。知識のない動物を放射状腕の迷路に入れて、１度テ
ストする。そしてテストでの差は再テストしても信頼性
がある。
ミに認められるエラー数が大きく変化した。PBNを７日
間与えた若齢のアレチネズミには、コントロールのアレ
チネズミとの差はなかった。一方、PBNを７日間与えた
老齢のアレチネズミは、顕著なエラーの数減少および、
コントロールの若齢アレチネズミが示す挙動の範囲への
回復を示した。従って、長期PBN処置後のタンパク質カ
ルボニルの減少およびグルタミンシンセターゼ活性の増
大に見られる生化学的変化に相当する機能的反映が存在
する。この機能的反映は、放射状の腕の迷路での空間的
短期記憶に見られるエラー数によって示される。放射状
の腕の迷路テストには、テストに伴い食物による反応強
化あるいは他の代償も必要としないことを特記してお
く。知識のない動物を放射状腕の迷路に入れて、１度テ
ストする。そしてテストでの差は再テストしても信頼性
がある。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｋ 31/44 Ａ６１Ｋ 31/44 (72)発明者 カーニイ，ジョン エム. アメリカ合衆国 ケンタッキー 50403 レキシントン，パロモア 4033 (72)発明者 フロイド，ロバート エイ. アメリカ合衆国 オクラホマ 73120 オクラホマ シティー，アロウヘッド テラス 12621 (56)参考文献 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｓ 第101巻 要約番号第34594（1984) Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｓ 第107巻 要約番号第51716（1987) Ｃｃｒｃｕｌａｔｏｒｙ Ｓｈｏｃｋ 第29巻 第329−334頁（1989) Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｒｅｓｔ．第82巻 第476−485頁（1988)
Claims (15)
- 【請求項１】虚血、あるいはバクテリア毒素と関係の無
い酸化により起こる他の機能障害に由来する中枢神経中
の組織損傷のインビボでの治療用の組織物であって： 活性成分としての化合物；および、 患者に投与するための薬学的に許容可能なキャリアー； を、含有する組成物、 ここで、該活性成分は以下の式で表される： ここで、Ｘがフェニルあるいは、 であり、 ここで、Ｒが、−Ｈ、 あるいは−Ｚである；あるいは であり、そしてｎが、１から５の整数である；あるいは であり； Ｙが１箇所あるいはそれ以上の部位が水酸基化あるいは
アセチル化され得るｔ−ブチル基；フェニル；あるいは であり； ここで、Ｗが、 あるいは−Ｚであり、そして、Ｚが、C1からC5の直鎖あ
るいは分枝のアルキル基；である、 あるいは、該活性成分は以下の式で表される： ここで、ＡおよびＢが独立して、−CH3、−CH2OH、−CH
2OWあるいは であり、 ここで、ｎが、１から５の整数であり、 Ｗが、 あるいは−Ｚであり；そして、Ｚが、C1からC5の直鎖あ
るいは分枝のアルキル基；である、 あるいは、該活性成分は以下の式で表される： ここで、Ｙが、１箇所あるいはそれ以上の部位が水酸基
化あるいはアセチル化され得るｔ−ブチル基；フェニ
ル；あるいは であり； ここで、Ｗが、 あるいは−Ｚであり；そしてＳは、−Ｈ、−(OR)nであ
り、 ここで、Ｒが、−Ｈ、 あるいは であり、 ｎが１から４の整数である；あるいは であり； ここで、Ｚが、C1からC5の直鎖あるいは分枝のアルキル
基；である。 - 【請求項２】前記活性成分が、ヒドロキシPBN類、PBNエ
ステル類、アセトキシPBN類、アルキルPBN類、アルコキ
シPBN類、およびフェニルPBN類からなる群から選択され
る、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項３】前記活性成分が、２−、３−、および４−
ヒドロキシフェニル−ｔ−ブチルニトロン、２−、３
−、および４−カルボキシフェニル−ｔ−ブチルニトロ
ン、および２−、３−、および４−アミノフェニル−ｔ
−ブチルニトロンからなる群から選択される化合物をイ
ンビボで放出する様に機能化されている、請求項１に記
載の組成物。 - 【請求項４】前記活性成分が、α−フェニル−ｔ−ブチ
ルニトロンである、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項５】前記活性成分が、5,5−ジメチルピロリン
−Ｎ−オキシドである、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項６】前記活性成分が、α−（４−ピリジル−１
−オキシド）−Ｎ−ｔ−ブチルニトロンである、請求項
１に記載の組成物。 - 【請求項７】前記活性成分が、患者に非経口投与するた
めの薬学的に許容可能なキャリアー中に、虚血あるいは
酸化により起こる他の機能障害に由来する組織損傷を阻
止するために有効な投与量を送達し得る形態で存在す
る、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項８】前記活性成分が、患者に非経口投与するた
めの薬学的に許容可能なキャリアー中に、老齢の動物の
脳内酵素レベルを、若い動物の脳内酵素レベルに回復す
るために有効な投与量を送達し得る形態で存在する、請
求項１に記載の組成物。 - 【請求項９】前記活性成分が、微粒子、リポソーム、固
定化物質、ポリマー性支持体、および緩衝剤からなる群
から選択される薬学的に許容可能なキャリアーとの組み
合わせで提供される、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項１０】前記活性成分が、患者に非経口投与する
ための薬学的に許容可能なキャリアー中に、虚血あるい
は酸化により起こる他の機能障害に由来する組織損傷を
阻止するあるいは逆行させるために有効な投与量で存在
する、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項１１】前記活性成分が、１から300mg PBN/kg体
重の投与量で提供される、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項１２】請求項10に記載の組成物であって、卒中
時あるいは直後の期間に投与される、組成物。 - 【請求項１３】請求項10に記載の組成物であって、高圧
酸素あるいは酸素に富んだ環境に曝された患者に投与さ
れる、組成物。 - 【請求項１４】老化の治療のための、請求項１に記載の
組成物であって、動物の脳内酵素レベルを、若い動物の
脳内酵素レベルに回復するために有効な投与量で動物に
投与される、組成物。 - 【請求項１５】老化の治療のための方法であって、人を
除く動物の脳内酵素レベルを、若い動物の脳内酵素レベ
ルに回復するために請求項１に記載の活性成分の有効量
を動物に投与することを包含する、方法。
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|---|---|---|---|
| US07/422,651 US5025032A (en) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Phenyl butyl nitrone compositions and methods for treatment of oxidative tissue damage |
| US58917790A | 1990-09-27 | 1990-09-27 | |
| US589,177 | 1990-09-27 | ||
| US422,651 | 1990-09-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2620413B2 true JP2620413B2 (ja) | 1997-06-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR960008230B1 (ja) |
| AT (1) | ATE110565T1 (ja) |
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| ES (1) | ES2044829T3 (ja) |
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| WO (1) | WO1991005552A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5681845A (en) * | 1989-10-17 | 1997-10-28 | Oklahoma Medical Research Foundation | DMPO spin trapping compositions and methods of use thereof |
| US20050107366A1 (en) * | 1991-06-18 | 2005-05-19 | Carney John M. | Spin trapping pharmaceutical compositions and methods for use thereof |
| ATE209908T1 (de) * | 1991-06-18 | 2001-12-15 | Oklahoma Med Res Found | RADIKALFÄNGER (ßSPIN TRAPSß) ZUR BEHANDLUNG VON MIT OXIDATION VON LIPIDEN UND PROTEINEN VERBUNDENEN ERKRANKUNGEN |
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| NZ244268A (en) * | 1991-09-12 | 1994-09-27 | Merrell Pharma Inc | N-oxide quinoline derivatives and pharmaceutical compositions |
| JPH0656669A (ja) * | 1992-06-11 | 1994-03-01 | Asahi Breweries Ltd | 活性酸素消去作用を持つプテリン誘導体製剤 |
| JPH08505406A (ja) * | 1993-10-25 | 1996-06-11 | オゥクラホゥマ、メディカル、リサーチ、ファウンデイシャン | 新規のリン含有スピン捕捉組成物 |
| US5488145A (en) * | 1993-12-23 | 1996-01-30 | Oklahoma Medical Research Foundation | 2,4-disulfonyl phenyl butyl nitrone, its salts, and their use as pharmaceutical free radical traps |
| FR2731428B1 (fr) * | 1995-03-06 | 1997-06-06 | Centre Nat Rech Scient | Derives phosphoryles de nitrones, leur procede de preparation et compositions les contenant |
| KR100512675B1 (ko) * | 1995-09-11 | 2006-08-10 | 아벤티스 파마슈티칼스 인크. | 사이클릭니트론및이를포함하는약제학적조성물 |
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| US5998469A (en) * | 1998-01-16 | 1999-12-07 | Centaur Pharmaceuticals, Inc. | Thioether furan nitrone compounds |
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