【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体、及び、それを含有してなる医薬組成物に関する。本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体はインスリン様作用を有し、糖尿病又は高血圧症などの治療剤として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
飛躍的な医療技術の進歩にも関わらず、我が国ではアルツハイマー病、虚血性心疾患、糖尿病など様々な成人病が大きな間題となっている。なかでもとりわけ糖尿病は潜在患者の多い病気であり、その数は年ごとに増加し続けている。現在、糖尿病はインスリンの絶対的または相対的不足のために糖代謝やタンパク質代謝、脂質代謝に異常を生じ、さらに、慢性的な高血糖の結果、腎症、網膜症、神経症などの特有の糖尿病合併症をもたらす病気として定義されている。そして、さらに、世界保健機構（ＷＨＯ）により糖尿病はインスリン依存型糖尿病（Insulin dependent diabetic mellitus，ＩＤＤＭ）とインスリン非依存型糖尿病（Non−insulin dependent diabetic mellitus，ＮＩＤＤＭ）に大きく分類されている。ＩＤＤＭの病態はインスリンの絶対的不足によるものであり、自己免疫性膵島炎によって膵臓のB細胞が破壊され、インスリンが全く合成、分泌されない。そのため、インスリン注射に頼るしかないのが現状であり、インスリンに代わり得る治療薬が望まれている。
【０００３】
一方、ＮＩＤＤＭの病態はインスリンの相対的不足によるものであり、インスリンの分泌障害と作用障害が原因である。発病に関する因子としては、肥満、ストレス、運動不足などが知られている。
我が国の糖尿病患者の９５〜９７％はＮＩＤＤＭ患者であり、ＩＤＤＭ患者は１〜３％を占めるにすぎない。欧米ではＩＤＤＭの患者は全体の１０〜２０％を占めるといわれている。ＮＩＤＤＭの治療には、既に合成薬剤が多数開発されていて、例えば、グルコースの消化と吸収を促進するα−グルコシダーゼの阻害剤としてのアカルボース、インスリンの分泌を促進するトルブタミドをはじめとするスルホニル尿素系薬物、ブフォルミンなどのビグアナイド系薬物などを挙げることができる。しかし、これらの薬物はその効力が充分でなく、また副作用があるなどの問題を有しており、インスリンに代わりうる経口投与ができるインスリン様作用を有する薬剤の開発が望まれている。
【０００４】
一方、生体微量元素の一つとして知られているバナジウム（Ｖ）のうち、５価Ｖ（バナデイト）にウワバインと同様にＮａ＋−Ｋ＋ＡＴＰａｓｅを強く阻害することが１９７７年に偶然発見された。ウワバインはグルコースの輸送や代謝に関与するインスリンと類似の作用を示すことが知られており、５価バナジウム（Ｖ）はどうであろうかと疑問が出された。この疑問をもとに研究された結果、５価バナジウム（Ｖ）はインスリンと同様にグルコースの細胞内への取り込みを促進することが見いだされた。１９８５年、続いて１９８７年、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）誘導糖尿病ラットに５価Ｖを経口的に与えると、血中インスリン濃度が低いままであるにもかかわらず、血糖値が正常化されると報告された。また、その後、ラットにおいては５価Ｖより４価Ｖ（バナジル）の方が１０倍以上毒性が低いこと、５価バナジウム（Ｖ）を投与すると体内ではそのほとんどが４価バナジウム（Ｖ）として存在することが明らかにされてきた。
【０００５】
糖尿病ではインスリンの作用不足により組織の糖利用障害がエネルギーの産生を引き起こすので、これを代償しようとして脂肪細胞における中性脂肪の分解が促進され、エネルギー源としての脂肪酸（ＦＦＡ）の遊離が促進する。中性脂肪の分解はホルモン感受性リパーゼの活性化により促進されるが、カテコールアミン、グルカゴン、ＡＣＴＨなどは本酵素を活性化し、逆にインスリンは抑制する。糖尿病ではインスリンの欠乏に加え、グルカゴンの分泌増大が生じるので脂肪組織からのＦＦＡの遊離が促進される。また、これまでの研究より、血糖値を正常化する４価バナジウム（Ｖ）錯体のＳＴＺ誘導糖尿病ラットヘの投与によって、血中インスリン濃度は正常値に回復しないことが見いだされている、このことは、バナジウム（Ｖ）は膵臓のＢ細胞に直接作用してインスリンの合成や分泌を促進するのではなく、全身的に作用することを示している。
【０００６】
インスリン様作用を有する薬剤として、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）が知られ、既にアメリカなどで臨床試験に用いられている。しかしながら、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）は無機塩である為、生体膜の透過が難しく、生体内に取り込まれにくい。また、４価バナジウム錯体のいくつかの化合物がインスリン依存性糖尿病の治療に有効であることが知られている。例えば、システインメチルエステルを配位子として有するバナジウム（ＩＶ）（H. Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 8, 193 (1990)）、ジヒドロキシジカルボン酸塩又はヒドロキシピラノン誘導体を配位子として有するバナジウム（ＩＶ）（J. H. McNeill, et al., J. Med. Chem., 35, 1489 (1992)）、Ｎ−置換ジチオカルバミン塩を配位子として有するバナジウム（ＩＶ）（H. Watanabe, et al., J. Med. Chem., 37, 876 (1994)）などが知られている。
しかしながら、これらのバナジウム（ＩＶ）化合物は作用や副作用などの点において実用的な段階には至ってはいなかった。
【０００７】
また、バナジウム（Ｖ）系薬物の投与で発生する毒性は主に腎毒性であるが、毒性の間題に関しては解決されていないのが現状である。腎毒性を改善するために、本発明者らは、錯体の脂溶性を高めることによりバナジウムの体内への吸収率を増加させ、錯体の投与量を減らすことによって毒性が軽減できるのではないかと考え、リガンドにピリジン骨格を持つ２−メルカプトピリジン−Ｎ−オキサイドやその互変異性体である１−ヒドロキシ−２−ピリジンチオンを用いて錯体を合成し、これらのオキソバナジウム（ＩＶ）錯体についての作用を報告してきた（特願平１１−８９１８５号）。
【０００８】
さらに、ピコリン酸（２−ピリジンカルボン酸）やピコリン酸に電子供与体となる置換基を有する６−メチルピコリン酸を配位子とするオキソバナジウム（ＩＶ）錯体が有効であることが報告されているが（H.Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 23, 113-129 (1997)）、その作用は必ずしも十分なものではなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
インスリン依存型糖尿病は、インスリンの皮下注射に頼るしか治療方法がないのが現状であり、本発明はＩＤＤＭを対象とする経口糖尿病治療薬の開発を目指し、インスリン様作用を有する新規なオキソバナジウム（ＩＶ）錯体を提供することを目的としている。
本発明者らは、インスリンに代わりうるＩＤＤＭを対象とする経口治療薬の開発とその作用機序を明らかにするために、各種の置換ピコリン酸をリガンドとするオキソバナジウム（IV）錯体を用い、より強いインスリン様作用を有するものを検討してきた。ピコリン酸をリガンドとするオキソバナジウム（IV）錯体においては、そのピリジン環にメチル基などの電子供与体が置換することによりインスリン様作用が強くなるとされてきたが（H.Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 23, 113-129 (1997)）、意外にも電子吸引性の基であるヨウ素などのハロゲンで置換されたピコリン酸誘導体にも優れたインスリン様作用があることを見出した。
【００１０】
本発明は、新規なビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体、及び、それを含有してなる医薬組成物を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、新規なビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体、好ましくはビス（５−ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体に関する。
また、本発明は、前記したオキソバナジウム錯体を含有してなる医薬組成物、より詳細には、糖尿病治療薬に関する。
本発明の医薬組成物は、前記したオキソバナジウム（ＩＶ）錯体のほかに、さらに製薬上許容される担体を含有してなる医薬組成物が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体は、ピリジン環に電子吸引性の置換基としてのハロゲン原子を有するオキソバナジウム錯体である。ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、好ましいハロゲン原子としてはヨウ素が挙げられる。置換されるハロゲン原子は、１個のものが好ましいが、活性に影響が無い限り２個以上であってもよい。
ピリジン環におけるハロゲン原子の置換する位置としては、活性に影響がなければどの位置であってもよいが、ピリジン環の５位が好ましい。
【００１３】
本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体の具体的な化合物としては、ビス（５−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体、ビス（４−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体、ビス（５−ブロモピコリネート）オキソバナジウム錯体、ビス（４−ブロモピコリネート）オキソバナジウム錯体、ビス（５−クロロピコリネート）オキソバナジウム錯体、ビス（４−クロロピコリネート）オキソバナジウム錯体などが挙げられる。
【００１４】
本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体を製造する方法としては、ハロゲンピコリン酸の溶液に、酸化硫酸バナジウム溶液を加えることによってオキソバナジウム（ＩＶ）錯体を形成させ、これを単離することによって製造することができる。
配位子となるハロゲンピコリン酸は、文献（Biochem.J.131.625-635.(1973)）に記載の方法に準じて、α−ピコリン（２−メチルピリジン）より製造することができる。即ち、α−ピコリンをハロゲン化剤を用いてハロゲン化して、次いで過マンガン酸カリウムなどの酸化剤を用いて酸化することにより、目的のハロゲンピコリン酸を得ることができる。
より具体的には、後述の実施例を参照することができる。
【００１５】
本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体は、後述する試験例からも明らかなようにインスリン様作用を有し、糖尿病又は高血圧症などの予防、治療剤として使用することができる。また、本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体は、耐糖能障害、糖尿病（ＩＩ型糖尿病など）、インスリン抵抗性症候群（インスリン受容体異常症など）、多嚢胞性卵巣症候群、高脂質血症、アテローム性動脈硬化症、心臓血管疾患（狭心症、心不全など）、高血糖症、もしくは高血圧症、または狭心症、高血圧、肺高血圧、うっ血性心不全、糖尿病合併症（例えば糖尿病性壊そ、糖尿病性関節症、糖尿病性糸球体硬化症、糖尿病性皮膚障害、糠尿病性神経障害、糖尿病性自内障、糖尿病性網膜症など）などの予防・治療剤として用いられる医薬として有用である。
したがって、本発明は、前記した本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体及び製薬上許容される担体とからなる医薬組成物を提供するものである。
【００１６】
治療のためには、本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体を有効成分として、経口投与、非経口投与または外用（局所）投与に適した有機または無機の固体または液体の賦形剤などの医薬として許容される担体と共に含有する医薬製剤の形で用いることができる。前記医薬製剤は、カプセル剤、錠剤、糖剤、顆粒、吸入剤、坐剤、液剤、ローション剤、懸濁液、乳剤、軟膏、ゲル剤などであってもよい。必要ならば、上記製剤に、補助剤、安定化剤、湿潤剤または乳化剤、緩衝剤およぴ他の通常使用される添加剤を含有させてもよい。
【００１７】
本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体の治療有効用量は、患者の年齢および症状により変動するが、本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体の平均一回量が、約０．１ｍｇ／人ないし約１０００ｍｇ／人となるような用量を１日当たり１回ないし数回投与すればよい。
【００１８】
糖尿病では慢性的なエネルギー不足の状態にあり、それを補うために脂肪細胞から脂肪酸が血中に遊離するため、血中の遊離脂肪酸（ＦＦＡ）濃度が上昇する。インスリンは脂肪酸の遊離を抑制する作用をもつことから、バナジウム錯体による脂肪細胞からの脂肪酸遊離抑制効果を、バナジウム錯体のインスリン様作用の評価系とすることができる。この方法により本発明のバナジウム錯体のインスリン様作用をつぎのように評価した。
試験化合物として、ビス（５−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体（以下、ＶＯ−ＩＰＡという。）を用いた。この化合物の化学構造を次に示す。
【００１９】
【化１】
【００２０】
ポジティブコントロールとしてオキソ硫酸バナジウム（ＶＯＳ０４）、過去に強力なインスリン様作用を示す錯体として発表されたビス（ピコリネート）オキソバナジウム錯体（以下、ＶＯ−ＰＡという。）、ビス（６−メチルピコリネート）オキソバナジウム錯体（以下、ＶＯ−ＭＰＡという。）を用いた。
【００２１】
７週令ウィスター系雄性ラットの副睾丸周辺の脂肪細胞を用いてインビトロ試験を行った。
各細胞溶液にそれぞれ最終濃度が１０−４Ｍ、５×１０−４Ｍ、１０−３Ｍとなるように試験化合物を添加した後、最終濃度１０−５Ｍとなるようエピネフィリンを加えて、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）の放出を刺激した。なお、ブランクはエピネフィリンによる刺激を行わなかった。コントロールはエピネフィリンによる刺激を行ったが、試験化合物を添加しなかった。結果をＮＥＦＡ Ｃ−テスト ワコー（ＮＥＦＡ Ｃ−ｔｅｓｔ Ｗａｋｏ）を用いて定量した。
なお、この実験系では２％ＤＭＳＯが細胞からのＦＦＡ遊離に対して影響しないことを確認している。
測定結果を図１に示す。
【００２２】
図１の（１）のブランクに対して、エピネフィリンによる刺激がなされたコントロールの（２）では、脂肪酸の遊離が促進されている。一方、ＶＯＳ０４、ＶＯ−ＰＡ、ＶＯ−ＭＰＡ、ＶＯ−ＩＰＡの試験化合物が添加された（３）〜（１４）では、それぞれ濃度依存的に脂肪酸の遊離が抑制された。
コントロールに対する５０％脂肪酸遊離抑制効果をＩＣ５０で表すと、それぞれ０．９１ｍＭ、０．５９ｍＭ、０．４９ｍＭ、０．４３ｍＭとなり（表２参照）、本発明のＶＯ−ＩＰＡが、コントロール及び他のポジティブコントロールの化合物に比べて優れた抑制効果を有していることがわかる。
【００２３】
次に、ＩＤＤＭ型モデル動物として、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）投与により特異的にインスリン分泌細胞である膵島β細胞を破壊し、糖尿病状態にしたラットを用いて、インビボ試験を行った。
ＶＯ−ＩＰＡは、５％Ａｃａｃｉａ溶液に懸濁させて、バナジウムとして初回投与量５ｍｇ／ｋｇ体重の割合で腹腔内投与した。投与期間中は、毎日決まった時間に尾静脈より採血し、血糖値を測定した。
血糖値の変化を図２に示し、体重の変化を図３に示す。図２及び図３とも、投与数５匹の平均値±標準偏差を示している。ＶＯ−ＩＰＡの投与開始日を０日としている。
【００２４】
ＳＴＺ投与により血糖値を約５００ｍｇ／ｄｌとしたラツトにＶＯ−ＩＰＡを初回投与量５ｍｇＶ／ｋｇで投与したところ、３日目に血糖値がほぼ正常域（２００ｍｇ／ｄｌ）に達したため、投与量を２．５、１ｍｇＶ／ｋｇと下げて、１４日間連続投与した。投与終了後、１４日間血糖値を測定したが血糖値の上昇はみられず、正常域を維持し続けた。５ｍｇＶ／ｋｇの初回投与により若干の体重減少がみられたが、その後投与量を減少させると体重は増加し続けた。
腹腔内投与の結果から、本発明のバナジウム錯体は投与中止後においても長期間持続的な血糖正常化作用がみられ、インビボにおいても優れたインスリン様作用を有していることがわかった。
【００２５】
【実施例】
以下の製造例および実施例は、この発明を説明するために示したものであり、本発明はこれらの実施例や試験例に限定されるものではない。
【００２６】
実施例１（５−ヨードピコリン酸の製造）
配位子の５−ヨードピコリン酸は、文献（Biochem.J.131.625-635.(1973)）に従って、α−ピコリン（２−メチルピリジン）より、次に示す反応式に基づいて製造した。
【００２７】
【化２】
【００２８】
実施例２（ビス（５−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体の製造）
実施例１で製造した５−ヨードピコリン酸を、水酸化カリウム水溶液に溶解し、塩酸でｐＨ９に調整した後、その配位子の水溶液にＶＯＳＯ４を加え、１時間撹拌後、析出した錯体を濾過し、精製水とエーテルで洗浄した後、真空乾燥して、目的のビス（５−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＩＰＡ）を得た。錯体の同定には、元素分析、ＵＶ、ＩＲ、ＥＳＲを用いた。
【００２９】
【００３０】
ＵＶ： λ１（ε１） ７２８．０ｎｍ（２．７２×１０−２ ｍＭ−１ｃｍ−１）
λ２（ε２） ５４７．６ｎｍ（２．５８×１０−２ ｍＭ−１ｃｍ−１）
得られたＵＶのチャートを図４に示す。
【００３１】
ＩＲ：
ＩＲのチャートを図５に示す。
ＥＳＲ：
ＥＳＲのパラメーターを次の表１に示し、室温でのスペクトルチャートを図６の（１）に、液体窒素下（７７Ｋ）でのスペクトルチャートを図６の（２）に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
薬理試験例１（インビトロ試験）
７週令ウィスター系雄性ラットをエーテル麻酔下放血致死させた後、副睾丸周辺の脂肪細胞を摘出し、０．４ｍｇ／ｍｌのコラゲナーゼ（collagenase）を含む２％ＢＳＡ含有ＫＲＢバッファー（１２０ｍＭ ＮａＣｌ、１．２７ｍＭ ＣａＣｌ２、１．２０ｍＭ ＭｇＳＯ４、４．７５ｍＭ ＫＣｌ、１．２０ｍＭ ＫＨ２Ｐ０４、２４．０ｍＭ ＮａＨＣ０３、ｐＨ７．４）中で３７℃、１時間反応させ、て脂肪細胞を分離した。分離した脂肪細胞は２５０μｍのメッシュフィルターに通した後、ＫＲＢバッファーで３回洗浄し、細胞数が約１．５〜１．８×１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌになるように調整、分注した。分注した細胞溶液にそれぞれ最終濃度が１０−４Ｍ、５×１０−４Ｍ、１０−３Ｍとなるように各試験化合物を添加し、３７℃で３０分プレインキュベートした。
試験化合物として、本発明のＶＯ−ＩＰＡを用いた。また、ポジティブコントロールとしてオキソ硫酸バナジウム（ＶＯＳ０４）、過去に強力なインスリン様作用を示す錯体として発表されたビス（ピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＰＡ）、ビス（６−メチルピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＭＰＡ）を用いた。試験化合物の錯体の溶媒にはＤＭＳＯを用いて、最終濃度が２％ＤＭＳＯとなるようにした。
【００３４】
次に、ブランク（Blank）以外の細胞溶液にエピネフィリン（epinephrine）を最終濃度１０−５Ｍとなるように加え、３７℃で３時間反応させた。その後、氷冷により反応を停止し、細胞からＫＲＢバッファー中に放出された遊離脂肪酸（ＦＦＡ）をＮＥＦＡ Ｃ−テスト ワコー（ＮＥＦＡ Ｃ−ｔｅｓｔ Ｗａｋｏ）を用いて定量した。なお、この実験系では２％ＤＭＳＯが細胞からのＦＦＡ遊離に対して影響しないことを確認した。
結果を図１に示す。図１の１はブランク（エピネフィリンによる刺激を行っていないもの）を、２はコントロールを、３〜５はオキソ硫酸バナジウム（ＶＯＳ０４）を、６〜８はビス（ピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＰＡ）を、９〜１１はビス（６−メチルピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＭＰＡ）を、そして１２〜１４は本発明のビス（５−ヨードピコリネート）オキソバナジウム錯体（ＶＯ−ＩＰＡ）をそれぞれ示す。これらの試験化合物の添加量は、３、６、９、１２が１０−４Ｍ、４、７、１０、１３が５×１０−４Ｍ、５、８、１１、１４が１０−３Ｍである。
また、コントロール（２）に対する５０％脂肪酸遊離抑制効果をＩＣ５０で表すと、次の表２に示されるように、それぞれ０．９１ｍＭ、０．５９ｍＭ、０．４９ｍＭ、０．４３ｍＭとなる。
【００３５】
【表２】
【００３６】
薬理試験例２（インビボ試験）
ＩＤＤＭ型モデル動物として、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）投与により特異的にインスリン分泌細胞である膵島β細胞を破壊し、糖尿病状態にしたラットを用いた。
ＶＯ−ＩＰＡを５％アカシア（Acacia）溶液に懸濁させて、バナジウムとして初回投与量５ｍｇ／ｋｇ体重の割合で腹腔内投与した。投与期間中は、毎日決まった時間に尾静脈より採血し、血糖値を測定した。
血糖値の変化を図２に示し、体重の変化を図３に示す。図２及び図３とも、投与数５匹の平均値±標準偏差を示している。ＶＯ−ＩＰＡの投与開始日を０日としている。
ＳＴＺ投与により血糖値を約５００ｍｇ／ｄｌとしたラツトにＶＯ−ＩＰＡを初回投与量５ｍｇＶ／ｋｇで投与したところ、３日目に血糖値がほぼ正常域（２００ｍｇ／ｄｌ）に達したため、投与量を２．５、１ｍｇＶ／ｋｇと下げて、１４日間連続投与した。投与終了後、１４日間血糖値を測定したが血糖値の上昇はみられず、正常域を維持し続けた。５ｍｇＶ／ｋｇの初回投与により若干の体重減少がみられたが、その後投与量を減少させると体重は増加し続けた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体は、インスリン依存性糖尿病（ＩＤＤＭ）の治療薬として優れた効果を有するものである。また、本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体は、他のバナジウム錯体と同様に経口投与可能なものであり、特に経口投与可能なＩＤＤＭ治療薬として有用である。
また、本発明のオキソバナジウム（ＩＶ）錯体は、耐糖能障害、糖尿病（ＩＩ型糖尿病など）、インスリン抵抗性症候群（インスリン受容体異常症など）、多嚢胞性卵巣症候群、高脂質血症、アテローム性動脈硬化症、心臓血管疾患（狭心症、心不全など）、高血糖症、もしくは高血圧症、または狭心症、高血圧、肺高血圧、うっ血性心不全、糖尿病合併症（例えば糖尿病性壊そ、糖尿病性関節症、糖尿病性糸球体硬化症、糖尿病性皮膚障害、糠尿病性神経障害、糖尿病性自内障、糖尿病性網膜症など）などの予防・治療剤として用いられる医薬としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体の脂肪細胞からの脂肪酸遊離に対する作用を示したものである。図１の１はブランク、２はコントロール、３〜１１はポジティブコントロール、１２〜１４は本発明の化合物を示す。
【図２】図２は、ＳＴＺ誘導糖尿病ラットにおける本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体の投与による血糖値の変化を示したものである。
【図３】図３は、ＳＴＺ誘導糖尿病ラットにおける本発明のビス（ハロゲンピコリネート）オキソバナジウム錯体の投与による体重（ｇ）の変化を示したものである。
【図４】図４は、本発明のＶＯ−ＩＰＡのＵＶスペクトルのチャートを示す。
【図５】図５は、本発明のＶＯ−ＩＰＡのＩＲスペクトルのチャートを示す。
【図６】図６は、本発明のＶＯ−ＩＰＡのＵＶスペクトルのチャートを示す。図６の（１）は室温でのものであり、（２）は液体窒素下でのものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bis (halogen picolinate) oxovanadium complex and a pharmaceutical composition containing the same. The bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention has an insulin-like action and is useful as a therapeutic agent for diabetes or hypertension.
[0002]
[Prior art]
Despite dramatic advances in medical technology, various adult diseases such as Alzheimer's disease, ischemic heart disease and diabetes have become a major issue in Japan. In particular, diabetes is a disease with many potential patients, and the number continues to increase year by year. Currently, diabetes causes abnormalities in glucose metabolism, protein metabolism, and lipid metabolism due to absolute or relative shortage of insulin, and is also characterized by chronic hyperglycemia, nephropathy, retinopathy, neurosis, etc. It is defined as a disease that causes diabetic complications. Further, diabetes is broadly classified into insulin dependent diabetes mellitus (IDDM) and non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM) by the World Health Organization (WHO). The pathological condition of IDDM is due to an absolute deficiency of insulin. B cells in the pancreas are destroyed by autoimmune isletitis, and insulin is not synthesized or secreted at all. Therefore, the current situation is to rely on insulin injection, and a therapeutic agent that can replace insulin is desired.
[0003]
On the other hand, the pathological condition of NIDDM is due to a relative deficiency of insulin, and is caused by impaired insulin secretion and impaired action. As factors related to the onset of disease, obesity, stress, lack of exercise, and the like are known.
95-97% of diabetic patients in Japan are NIDDM patients, and IDDM patients account for only 1-3%. In Europe and the United States, IDDM patients are said to account for 10 to 20% of the total. Numerous synthetic drugs have already been developed for the treatment of NIDDM. For example, acarbose as an inhibitor of α-glucosidase that promotes the digestion and absorption of glucose, and sulfonylureas such as tolbutamide that promotes the secretion of insulin Examples include drugs and biguanide drugs such as buformin. However, these drugs have problems such as insufficient efficacy and side effects, and it is desired to develop a drug having an insulin-like action that can be orally administered instead of insulin.
[0004]
On the other hand, among vanadium (V), which is known as one of biological trace elements, it was discovered by chance in 1977 that pentavalent V (vanadate) strongly inhibits Na + -K + ATPase as well as ouabain. . Uwabaine is known to exhibit an action similar to that of insulin involved in glucose transport and metabolism, and the question was raised about pentavalent vanadium (V). As a result of research based on this question, it was found that pentavalent vanadium (V) promotes glucose uptake into cells like insulin. In 1985, followed by 1987, it was reported that when streptozotocin (STZ) -induced diabetic rats were given pentavalent V orally, blood glucose levels were normalized despite the low blood insulin concentration. It was. In rats, tetravalent V (vanadyl) is more than 10 times less toxic than pentavalent V, and when pentavalent vanadium (V) is administered, most of it exists as tetravalent vanadium (V) in the body. It has been clarified that
[0005]
In diabetes, impaired glucose utilization in tissues causes the production of energy due to insufficient insulin action, and in order to compensate for this, the breakdown of neutral fat in fat cells is promoted, and the release of fatty acid (FFA) as an energy source is promoted. . Neutral fat degradation is promoted by activation of hormone-sensitive lipase, but catecholamine, glucagon, ACTH, etc. activate this enzyme, and insulin suppresses it. Diabetes promotes the release of FFA from adipose tissue because of increased secretion of glucagon in addition to insulin deficiency. From previous studies, it has been found that blood insulin levels do not recover to normal levels by administration of tetravalent vanadium (V) complexes that normalize blood glucose levels to STZ-induced diabetic rats. Vanadium (V) has been shown to act systemically, not directly on pancreatic B cells to promote insulin synthesis and secretion.
[0006]
As a drug having an insulin-like action, vanadium oxide (IV) sulfate is known and has already been used in clinical trials in the United States and the like. However, since vanadium oxide (IV) oxide is an inorganic salt, it is difficult to permeate the biological membrane and is difficult to be taken into the living body. In addition, some compounds of tetravalent vanadium complexes are known to be effective in the treatment of insulin-dependent diabetes. For example, vanadium (IV) having cysteine methyl ester as a ligand (H. Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 8, 193 (1990)), dihydroxydicarboxylate or hydroxypyranone derivative (VH) having a ligand as a ligand (JH McNeill, et al., J. Med. Chem., 35, 1489 (1992)), vanadium (IV) having an N-substituted dithiocarbamine salt as a ligand (H Watanabe, et al., J. Med. Chem., 37, 876 (1994)) are known.
However, these vanadium (IV) compounds have not reached a practical stage in terms of action and side effects.
[0007]
In addition, the toxicity generated by the administration of vanadium (V) drugs is mainly nephrotoxicity, but the current situation is that the problem of toxicity has not been solved. In order to improve nephrotoxicity, the present inventors believe that increasing the lipid solubility of the complex increases the absorption of vanadium into the body, and reducing the dose of the complex can reduce the toxicity. , Synthesizing complexes using 2-mercaptopyridine-N-oxide having a pyridine skeleton as a ligand and 1-hydroxy-2-pyridinethione, which is a tautomer thereof, and action on these oxovanadium (IV) complexes (Japanese Patent Application No. 11-89185).
[0008]
Furthermore, it has been reported that oxovanadium (IV) complexes having 6-methylpicolinic acid as a ligand having picolinic acid (2-pyridinecarboxylic acid) or picolinic acid having a substituent serving as an electron donor are effective. (H. Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 23, 113-129 (1997)), but its action was not always sufficient.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Insulin-dependent diabetes is currently only treated by subcutaneous injection of insulin, and the present invention aims to develop a therapeutic agent for oral diabetes targeting IDDM, and a novel oxovanadium having an insulin-like action ( IV) It aims to provide complexes.
In order to clarify the development of an oral therapeutic agent targeting IDDM that can replace insulin and the mechanism of action thereof, the present inventors used oxovanadium (IV) complexes having various substituted picolinic acids as ligands, Those having a stronger insulin-like action have been investigated. In oxovanadium (IV) complexes with picolinic acid as a ligand, it has been said that insulin-like action is enhanced by substitution of an electron donor such as a methyl group on the pyridine ring (H. Sakurai, et al., J. Clin. Biochem. Nutr., 23, 113-129 (1997)). Surprisingly, picolinic acid derivatives substituted with halogens such as iodine, which is an electron-withdrawing group, also have an excellent insulin-like action. I found.
[0010]
The present invention provides a novel bis (halogen picolinate) oxovanadium complex and a pharmaceutical composition containing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to novel bis (halogen picolinate) oxovanadium complexes, preferably bis (5-halogen picolinate) oxovanadium complexes.
The present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising the above-described oxovanadium complex, and more particularly to a therapeutic agent for diabetes.
The pharmaceutical composition of the present invention is preferably a pharmaceutical composition further containing a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the oxovanadium (IV) complex described above.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The bis (halogen picolinate) oxo vanadium complex of the present invention is an oxo vanadium complex having a halogen atom as an electron-withdrawing substituent in the pyridine ring. Examples of the halogen atom include chlorine, bromine and iodine, and preferable halogen atom includes iodine. The number of substituted halogen atoms is preferably one, but may be two or more as long as the activity is not affected.
The position of the halogen atom in the pyridine ring may be any position as long as the activity is not affected, but the 5-position of the pyridine ring is preferable.
[0013]
Specific examples of the bis (halogenpicolinate) oxovanadium complex of the present invention include bis (5-iodopicolinate) oxovanadium complex, bis (4-iodopicolinate) oxovanadium complex, and bis (5-bromopicolinate). Nate) oxovanadium complex, bis (4-bromopicolinate) oxovanadium complex, bis (5-chloropicolinate) oxovanadium complex, bis (4-chloropicolinate) oxovanadium complex, and the like.
[0014]
As a method for producing the oxovanadium (IV) complex of the present invention, an oxovanadium (IV) complex is formed by adding a vanadium oxide sulfate solution to a solution of halogen picolinic acid, and this is isolated. be able to.
Halogen picolinic acid as a ligand can be produced from α-picoline (2-methylpyridine) according to the method described in the literature (Biochem. J. 131.625-635. (1973)). That is, the target halogen picolinic acid can be obtained by halogenating α-picoline using a halogenating agent and then oxidizing the α-picoline using an oxidizing agent such as potassium permanganate.
More specifically, examples described later can be referred to.
[0015]
The oxovanadium (IV) complex of the present invention has an insulin-like action as will be apparent from test examples described later, and can be used as a preventive or therapeutic agent for diabetes or hypertension. In addition, the oxovanadium (IV) complex of the present invention has impaired glucose tolerance, diabetes (such as type II diabetes), insulin resistance syndrome (such as insulin receptor abnormality), polycystic ovary syndrome, hyperlipidemia, atheroma Atherosclerosis, cardiovascular disease (angina, heart failure, etc.), hyperglycemia, or hypertension, or angina, hypertension, pulmonary hypertension, congestive heart failure, diabetic complications (eg diabetic necrosis, diabetic) Arthritis, diabetic glomerulosclerosis, diabetic skin disorder, urinary neuropathy, diabetic self-injury, diabetic retinopathy and the like.
Accordingly, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising the above-described oxovanadium (IV) complex of the present invention and a pharmaceutically acceptable carrier.
[0016]
For the treatment, the oxovanadium (IV) complex of the present invention is used as an active ingredient as a pharmaceutical agent such as an organic or inorganic solid or liquid excipient suitable for oral administration, parenteral administration or topical administration. It can be used in the form of a pharmaceutical formulation containing with an acceptable carrier. The pharmaceutical preparations may be capsules, tablets, dragees, granules, inhalants, suppositories, solutions, lotions, suspensions, emulsions, ointments, gels and the like. If necessary, the formulations may contain adjuvants, stabilizers, wetting or emulsifying agents, buffering agents and other commonly used additives.
[0017]
The therapeutically effective dose of the oxovanadium (IV) complex of the present invention varies depending on the age and symptoms of the patient, but the average single dose of the oxovanadium (IV) complex of the present invention is about 0.1 mg / person to about 1000 mg. / A dose that would be human may be administered once to several times per day.
[0018]
Diabetes is in a state of chronic energy deficiency, and fatty acids are released from the fat cells into the blood to make up for it, increasing the concentration of free fatty acids (FFA) in the blood. Since insulin has an action of inhibiting the release of fatty acid, the effect of inhibiting the release of fatty acid from adipocytes by the vanadium complex can be used as an evaluation system for the insulin-like action of the vanadium complex. By this method, the insulin-like action of the vanadium complex of the present invention was evaluated as follows.
As a test compound, a bis (5-iodopicolinate) oxovanadium complex (hereinafter referred to as VO-IPA) was used. The chemical structure of this compound is shown below.
[0019]
[Chemical 1]
[0020]
Oxo vanadium sulfate as a positive control (VOS0 4), it bis announced as complexes which exhibit potent insulin-mimetic action in the past (picolinate) oxovanadium complexes (hereinafter, referred to as VO-PA.), Bis (6-methyl picolinate) An oxo vanadium complex (hereinafter referred to as VO-MPA) was used.
[0021]
In vitro tests were conducted using adipocytes around the accessory testicles of 7 week old male Wistar rats.
After adding a test compound to each cell solution so that the final concentration is 10 −4 M, 5 × 10 −4 M, and 10 −3 M, epinephrine is added to a final concentration of 10 −5 M and released. Stimulated the release of fatty acids (FFA). The blank was not stimulated with epinephrine. The control was stimulated with epinephrine, but no test compound was added. The results were quantified using NEFA C-test Wako.
In this experimental system, it has been confirmed that 2% DMSO does not affect FFA release from cells.
The measurement results are shown in FIG.
[0022]
In the control (2) stimulated with epinephrine, the release of fatty acid is promoted with respect to the blank of (1) in FIG. On the other hand, VOS0 4, VO-PA, the VO-MPA, test compounds VO-IPA was added (3) to (14), the free respectively a concentration-dependent manner fatty acids is inhibited.
When the 50% fatty acid release inhibitory effect on the control is represented by IC 50, it becomes 0.91 mM, 0.59 mM, 0.49 mM, and 0.43 mM, respectively (see Table 2). It can be seen that the compound has an excellent inhibitory effect compared to the positive control compound.
[0023]
Next, as an IDDM type model animal, an in vivo test was conducted using a rat in which pancreatic islet β cells, which are insulin-secreting cells, were specifically destroyed by administration of streptozotocin (STZ) to make them diabetic.
VO-IPA was suspended in a 5% Acacia solution and administered intraperitoneally as vanadium at an initial dose of 5 mg / kg body weight. During the administration period, blood was collected from the tail vein at a fixed time every day, and the blood glucose level was measured.
The change in blood glucose level is shown in FIG. 2, and the change in body weight is shown in FIG. Both FIG. 2 and FIG. 3 show the mean value ± standard deviation of 5 animals. The administration start date of VO-IPA is 0 day.
[0024]
When VO-IPA was administered at an initial dose of 5 mg V / kg to a rat with a blood glucose level of about 500 mg / dl by STZ administration, the blood glucose level almost reached the normal range (200 mg / dl) on the third day. Was decreased to 2.5 and 1 mgV / kg and administered continuously for 14 days. After the administration, blood glucose level was measured for 14 days, but no increase in blood glucose level was observed, and the normal range was maintained. A slight weight loss was observed with the initial administration of 5 mgV / kg, but the body weight continued to increase when the dose was reduced thereafter.
From the results of intraperitoneal administration, it was found that the vanadium complex of the present invention has a long-lasting blood glucose normalizing action even after the administration is stopped, and has an excellent insulin-like action in vivo.
[0025]
【Example】
The following production examples and examples are given to illustrate the present invention, and the present invention is not limited to these examples and test examples.
[0026]
Example 1 (Production of 5-iodopicolinic acid)
The ligand 5-iodopicolinic acid was produced from α-picoline (2-methylpyridine) according to the literature (Biochem. J. 131.625-635. (1973)) based on the following reaction formula.
[0027]
[Chemical 2]
[0028]
Example 2 (Production of bis (5-iodopicolinate) oxovanadium complex)
The 5-iodopicolinic acid produced in Example 1 was dissolved in an aqueous potassium hydroxide solution, adjusted to pH 9 with hydrochloric acid, VOSO 4 was added to the aqueous ligand solution, and the resulting complex was stirred for 1 hour. After filtration, washing with purified water and ether, vacuum drying was performed to obtain the desired bis (5-iodopicolinate) oxovanadium complex (VO-IPA). Elemental analysis, UV, IR, and ESR were used to identify the complex.
[0029]
[0030]
UV: λ 1 (ε 1 ) 728.0 nm (2.72 × 10 −2 mM −1 cm −1 )
λ 2 (ε 2 ) 547.6 nm (2.58 × 10 −2 mM −1 cm −1 )
The obtained UV chart is shown in FIG.
[0031]
IR:
An IR chart is shown in FIG.
ESR:
The ESR parameters are shown in the following Table 1, the spectrum chart at room temperature is shown in FIG. 6 (1), and the spectrum chart under liquid nitrogen (77K) is shown in FIG. 6 (2).
[0032]
[Table 1]
[0033]
Pharmacological test example 1 (in vitro test)
After 7 weeks old male Wistar rats were exsanguinated under ether anesthesia, fat cells around the epididymis were excised and 2% BSA-containing KRB buffer (120 mM NaCl, 1 mg, containing 0.4 mg / ml collagenase) was collected. .27 mM CaCl 2 , 1.20 mM MgSO 4 , 4.75 mM KCl, 1.20 mM KH 2 P0 4 , 24.0 mM NaHC 0 3 , pH 7.4), and reacted at 37 ° C. for 1 hour to separate adipocytes. . The separated adipocytes were passed through a 250 μm mesh filter, washed 3 times with KRB buffer, and adjusted and dispensed so that the number of cells became about 1.5 to 1.8 × 10 5 cells / ml. Each test compound was added to the dispensed cell solution so that the final concentration was 10 −4 M, 5 × 10 −4 M, and 10 −3 M, respectively, and preincubated at 37 ° C. for 30 minutes.
The VO-IPA of the present invention was used as a test compound. Also, oxo vanadium sulfate (VOS0 4) as a positive control, bis announced as complexes which exhibit potent insulin-mimetic action in the past (picolinate) oxovanadium complexes (VO-PA), bis (6-methyl picolinate) oxovanadium A complex (VO-MPA) was used. DMSO was used as the solvent for the complex of the test compound so that the final concentration was 2% DMSO.
[0034]
Next, epinephrine was added to a cell solution other than the blank so as to have a final concentration of 10 −5 M, and reacted at 37 ° C. for 3 hours. Thereafter, the reaction was stopped by cooling with ice, and free fatty acids (FFA) released from the cells into the KRB buffer were quantified using NEFA C-test Wako. In this experimental system, it was confirmed that 2% DMSO had no effect on FFA release from cells.
The results are shown in FIG. 1 in Figure 1 is a blank (which without stimulation by epinephrine), 2 control, 3-5 vanadium oxo sulfate (VOS0 4), 6~8 bis (picolinate) oxovanadium complexes (VO- PA), 9-11 are bis (6-methylpicolinate) oxovanadium complexes (VO-MPA), and 12-14 are bis (5-iodopicolinate) oxovanadium complexes (VO-IPA) of the present invention. Respectively. The addition amount of these test compounds is 10 −4 M for 3, 6, 9, and 12, 5 × 10 −4 M for 4 , 7, 10, and 13, and 10 −3 M for 5, 8, 11, and 14. is there.
Moreover, when the 50% fatty acid release inhibitory effect with respect to control (2) is represented by IC 50, it is 0.91 mM, 0.59 mM, 0.49 mM, and 0.43 mM, respectively, as shown in Table 2 below.
[0035]
[Table 2]
[0036]
Pharmacological test example 2 (in vivo test)
As an IDDM type model animal, a rat in which pancreatic islet β cells, which are insulin-secreting cells, were specifically destroyed by administration of streptozotocin (STZ) to make it diabetic was used.
VO-IPA was suspended in a 5% Acacia solution and intraperitoneally administered as vanadium at an initial dose of 5 mg / kg body weight. During the administration period, blood was collected from the tail vein at a fixed time every day, and the blood glucose level was measured.
The change in blood glucose level is shown in FIG. 2, and the change in body weight is shown in FIG. Both FIG. 2 and FIG. 3 show the mean value ± standard deviation of 5 animals. The administration start date of VO-IPA is 0 day.
When VO-IPA was administered at an initial dose of 5 mg V / kg to a rat with a blood glucose level of about 500 mg / dl by STZ administration, the blood glucose level almost reached the normal range (200 mg / dl) on the third day. Was decreased to 2.5 and 1 mgV / kg and administered continuously for 14 days. After the administration, blood glucose level was measured for 14 days, but no increase in blood glucose level was observed, and the normal range was maintained. A slight decrease in body weight was observed after the initial administration of 5 mgV / kg, but the body weight continued to increase when the dose was decreased thereafter.
[0037]
【The invention's effect】
The bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention has an excellent effect as a therapeutic agent for insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM). Further, the bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention can be administered orally in the same manner as other vanadium complexes, and is particularly useful as an orally administrable IDDM therapeutic agent.
In addition, the oxovanadium (IV) complex of the present invention has impaired glucose tolerance, diabetes (such as type II diabetes), insulin resistance syndrome (such as insulin receptor abnormality), polycystic ovary syndrome, hyperlipidemia, atheroma Atherosclerosis, cardiovascular disease (angina, heart failure, etc.), hyperglycemia, or hypertension, or angina, hypertension, pulmonary hypertension, congestive heart failure, diabetic complications (eg diabetic necrosis, diabetic) It is also useful as a pharmaceutical used as a prophylactic / therapeutic agent for arthropathy, diabetic glomerulosclerosis, diabetic skin disorder, urinary neuropathy, diabetic self-injury, diabetic retinopathy and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the effect of the bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention on fatty acid release from adipocytes. In FIG. 1, 1 is a blank, 2 is a control, 3 to 11 are positive controls, and 12 to 14 are compounds of the present invention.
FIG. 2 shows changes in blood glucose level by administration of the bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention in STZ-induced diabetic rats.
FIG. 3 shows changes in body weight (g) in STZ-induced diabetic rats by administration of the bis (halogen picolinate) oxovanadium complex of the present invention.
FIG. 4 shows a UV spectrum chart of the VO-IPA of the present invention.
FIG. 5 shows an IR spectrum chart of the VO-IPA of the present invention.
FIG. 6 shows a UV spectrum chart of the VO-IPA of the present invention. (1) in FIG. 6 is at room temperature, and (2) is under liquid nitrogen.
