JP4733266B2

JP4733266B2 - シクロオキシゲナーゼ−２を阻害する方法および腫瘍壊死因子アルファ

Info

Publication number: JP4733266B2
Application number: JP2000538702A
Authority: JP
Inventors: アミン，アショク; アブラムソン，スチーブン
Original assignee: ニューヨークユニバーシティ
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: WO1999030720A9; EP1041991B1; DE69839649D1; PT1041991E; AU2001599A; JP2002508327A; WO1999030720A8; EP1041991A1; CA2316972A1; DK1041991T3; ES2310018T3; ATE399013T1; US6319910B1; WO1999030720A1; EP1041991A4; CA2316972C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシクロオキシゲナーゼ−2（COX-2）および腫瘍壊死因子アルファ（TNFα）活性を阻害し、高レベルのCOX-2およびTNFα活性と関連する障害および病気を治療する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シクロオキシゲナーゼの２つのイソフォームは、シクロオキシゲナーゼ１および2（COX-１および-２）、またプロスタグランジンエンドパーオキシダーゼシンターゼ１および２と呼ばれ、プロスタグランジン、トロンボキサンおよび他のエイコサノイドにアラキドン酸を変換する鍵となる酵素である。COX-1およびCOX-2はそれらの組織発現および調節における著しい差異により異なる生理学的機能をもつと信じられている。COX-1は構造性の酵素であり、常に体内に存在し、恒常性機能に重要な細胞保護のプロスタグランジンの生成に対応し、例えば胃の粘膜の統合性を維持し、正常の血小板機能を媒介し、腎の血液流を制御する。対照的に、COX-2はシクロオキシゲナーゼを迅速に誘導できる形態であり、前炎症性プロスタグランジンの生成に導く。COX-2発現は基礎の条件下では大いに制限されるが、炎症中に劇的にアップ制御される。
【０００３】
プロスタグランジンはリウマトイド滑膜を含む炎症組織において高レベルで生成される。プロスタグランジンPGE₁およびPGE₂は、局部の血液流を増加し、血管透過性を起こすブラジキニンおよびIL-1βのような媒介の影響を増すことによって滑液の炎症に寄与する。PGE₂はまた溶骨細胞骨吸収を誘因することが示され、この分子がリウマトイド関節炎における関節侵食の病理生理学に寄与することを示唆している。COX-2を巻き添えにすることおよびプロスタグランジンの高生産は、脳虚血および癌のような種々の病気や障害、ならびに高レベルの酸化窒素が存在する病気や障害と関連する。
【０００４】
酸化窒素（NO）、種々の細胞により生成され作用する最近認められた多官能媒介物は、COX-2の活性を調節し（Salvemini ら、1993）炎症性および自己免疫媒介組織の破壊に関係することが研究で示された。NOおよびCOX-2の効果は投与量に依存する。低レベルのNOはCOX-2を活性化する。対照的に、誘発性酸化窒素シンターゼ（iNOS）によって生成された大量のNOはCOX-2の誘導を阻害し、COX-2代謝産物の形成を抑制する。サルベミニおよび共同研究者は、種々の動物モデルの炎症においてNO生成の調節による炎症性応答の阻害を最近示した。酸化窒素生成は自己免疫病（リウマトイド関節炎、全身系紅斑性狼瘡、潰瘍化大腸炎、クローン病）において増加することが見出され、いくつかの古典的炎症性症状（紅斑、血管漏洩）はNOSインヒビターによって一変される。しかし、N^G−モノメチル−L−アルギニンアセテート（L-NMMA）のようなNOSインヒビターがNOの生成を阻害し、それらはまた、PGE₂生成のNO誘発ダウン調節を弱めることにより、増加するPGE₂生成の性質もつことを明らかにする。したがって、大抵のNOSインヒビターはNO依存の方法でCOX-2およびPGE₂生成をアップ調節する。
【０００５】
腫瘍壊死因子α（TNFα）、多面発現性サイトカインは、広範囲の有害な結果を生じ、また治療上の干渉で重要なターゲットをなす。TNFαは関節炎、エイズ、癌、自己免疫病（免疫コンプレックス病）、肺繊維症、多発性硬化症、皮膚DTL反応、および細菌性および寄生物の感染症の病態整理学に含まれる。ヒトTNFαに対する遺伝子はプロホルモンを符号化し、これは26ｋDのMWをもつポリペプチドとして細胞膜に挿入される。この膜結合形態のTNFαは細胞毒性によってアッセイされるように生体に作用し、組織内のTNFαのparacrine活性に影響を与えた。リポ多糖類（LPS）及び他の刺激に反応して、26ｋD形態のプロTNFαは可溶性の17ｋDポリペプチドに（TNFαコンバーターゼと呼ばれる金属プロテアーゼによって）蛋白質分解により分解する。TNFαは生体に影響する三量体としてその同種の受容体（p55およびp75）に結合し、細胞内に信号を送る。
【０００６】
可溶性組み替えTNFαへの組織的露出は、（感染中に宿主によって内発的に生成できる量で）、ショックの急性症候群および腐敗性ショック症候群から事実上区別がつかない組織損傷を引き起こす。この影響は毛管漏洩症候群、酸素不足症、肺水腫、および多臓器機能不全が次に起る。このような観察は、種々の病態生理学の条件に重要な治療上の標的としてTNFαの重要性を強調させる。
動物モデルの関節炎とヒトのリウマトイド関節炎の研究は、TNFαがこれらの病気の過程に含まれる中枢のサイトカインであることを示している。抗−TNFα抗体および／または可溶性TNFα受容体の注射は、コントロールされた研究における臨床上のサインおよび症状を減らすのに大いに効果があることが証明された。段階IIおよびIIIの臨床上の試みにおける（リウマトイド関節炎における）これらの研究の拡大は非常に励まされる結果をもたらし、またTNFαの影響を中和することが、関節炎を含めて、種々の炎症性疾患での病気の進行に絶大な影響をもたらすことも示している。
【０００７】
マトリックスメタロプロテアーゼ（MMPs）はリウマトイド関節炎（RA）および骨関節炎（OA）の両方において軟骨退化に重要な役を演じていることが長く認められてきた。滑膜および軟骨はOAおよびRAの病態生理学に寄与する退化酵素の最も重要な源である。これらの酵素はメタロプロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、プロテオグリカナーゼおよびチオールプロテアーゼを含む。軟骨退化に応答できると信じられているMMPsの二つの主な族はコラゲナーゼとプロテオグリカナーゼである。
３つの独立したグループによる初期の研究は、リウマトイド関節炎滑液細胞培養基を含めて、マトリックスメタロプロテアーゼの広域スペクトルのインヒビターが特異的に膜プロTNFα（しかしIL−1βまたはIL−６ではない）の放出を阻害できることを示した。このプロTNFα処理のインヒビターは投与したエンドトキシンの致死量に対してマウスを保護することができた。「TNFαコンバーターゼ」活性はこれらのインヒビターをリガンドとして用いて、アフィニテイ精製により単離し、これはプロTNFαの Gln-Ala-↓-Val-Arg (SEQ ID NO:1)配列を開裂する能力をもつ80ｋDプロテインの同定となった。
【０００８】
ドキシサイクリンおよびミノサイクリンは広域スペクトルの抗生物質のテトラサイクリン族のメンバーである。最近数年間、迅速に吸収し延期した半減期をもつテトラサイクリンがそれらの抗菌性の活性と無関係の生物学的効果を与えることが確率された（Golubら,1991; Golubら,1992; Uittoら,1994）。このような効果はマトリックスメタロプロテアーゼの阻害を含み、コラゲナーゼ（MMP−１）、ゼラチナーゼ（MMP−2）およびストロメリシン（MMP−3）活性の阻害、および病原性の組織破壊の防止（Golubら,1991）を含む。リウマチ様関節炎のような炎症性関節炎では、これらマトリックスのメタロプロテアーゼはリウマチ様滑膜のホモジェネートおよび培養基中で同定され、炎症性滑液で検出され、免疫学的にそして増殖性パンヌスおよび滑膜中のインシトゥ雑種形成によって検出された（Brinckerhoff, 1991）。これらのメタロプロテアーゼはＯＡ影響関節においてアップ調節されることが知られている（Greenwald, 1994; Mohtaiら,1993）。面白いことに、ユら（1992）は犬モデルでＯＡの苛酷を著しく減らすドキシサイクリンの予防投与も示した。関節炎の治療においてミノサイクリン（半合成のテトラサイクリン）の安全および効力を評価するために二重盲検の無作為化した複数の医療機関の試験はこの薬剤が軽い穏やかな関節炎に安全で有効であることを示した（Tilleyら,1995）。さらに、最近の研究はまたテトラサイクリンおよびメタロプロテアーゼのインヒビターは腫瘍進行（DeClerckら,1994）、骨吸収（Rifkinら,1994)および血管形成（Maragoudakisら,1994)を阻害し、抗炎症性（Ramamurthyら,1994)をもつことができることを示唆している。
【０００９】
本発明者らの研究室は最近テトラサイクリンと化学的に修飾したテトラサイクリンはマクロファージ、およびＮＯＳのポスト転写変更のレベルでＮＯＳ発現が阻害されるＯＡ作用カートリッジ（Aminら,1995b,1997b）で、酸化窒素生成を阻害することが観察した。また最近は本発明者らの研究室は、生体外の条件で（サイトカイン＋エンドトキシンの不在または存在で）ヒト関節炎作用カートリッジがかなりの量のＮＯおよびPGE₂を放出し、NO生成の特異的阻害がNO依存の仕方でPGE₂生成を増加する（Aminら,1997a）ことを認めた。
テトラサイクリンはまた歯周病および糖尿病におけるコラゲナーゼ活性を治療するため（米国特許第4,666,897号および4,704,383号）、過度のホスホリパーゼＡ₂活性を阻害するため（米国特許第5,523,297号）、およびエラスターゼ活性を阻害するため（米国特許第5,773,430号）に有効であることを見出した。
ここに引用した文献は直接関係があると容認する、または本願の請求の範囲を特許性ありと考慮するものではない。文献の内容や日付に関する記事は出願時に出願人が入手できる情報に基づくものであり、その種の正確さを容認するものではない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生物学系に対し無視してよい抗菌性活性を有する化学的に修飾したテトラサイクリン（CMTs）がシクロオキシゲナーゼ−2（COX-2）および腫瘍壊死要素アルファ（TNFα）活性を阻害する非ステロイド抗炎症薬剤（NSAIDs）の新規なクラスであることを見出したものである。
従って、本発明の目的は生物学系におけるCOX-2および／またはTNFαを阻害するための方法を提供することである。
本発明の他の目的はその必要な主題においてCOX-2活性の生成物の高TNFαおよび／またはレベルと関連した病気または障害を治療するための方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、化学的に修飾したテトラサイクリンがTNFαおよびCOX-2を阻害することを見出したことに基くものである。これらの化学的に修飾したテトラサイクリンは、テトラサイクリンの環系の基本構造への変化または環系の部位１−４または10−12にて置換基の置き換えを含む。そのような化学的に修飾されたテトラサイクリンは、無視できる、または全く不足する、抗菌性の活性をもち、本発明によるCOX-2およびTNFαを阻害するための方法に用いられる。
本発明者の研究室は、生体外条件でのOA作用ヒト軟骨からのPGE₂の自然放出およびLPS刺激ハツカネズミマクロファージにおけるCOX-2につき、化学的に修飾したテトラサイクリンの作用を評価し、NOS活性を阻害することを先に示した、化学的に修飾したテトラサイクリン、６−デメチル−6−デオキシ−４−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-3）もまた、細胞内のNO濃度と無関係でCOX-2活性を阻害することを見出した。さらに、NOおよびPGE₂を自発的に放出するヒトOA作用軟骨に、化学的に修飾したテトラサイクリン、６−α−デオキシ−５−ヒドロキシ−4−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-8）を添加すると、NOおよびPGE₂の生成の両方を阻害した。理論によって結合されることなく、COX-2のこの阻害はCOX-2のグリコシル化の阻害に起因し、そのメカニスムはCOX-2発現に影響を及ぼすが、化学的に修飾したテトラサイクリンがｉNOS ｍRNA発現をブロックする（Aminら,1997b）iNOSで観察されるものから判別される。しかし、COX-2の阻害がCOX-2の先端切りまたは上記の可能性の組み合わせによることも、化学的に修飾したテトラサイクリンの存在で、COX-2の分子量の減少があるので、可能である。
【００１２】
NOSインヒビターNMMAのように、ドキシサイクリンおよびミノサイクリンのような、抗菌性の活性をもつ市販のテトラサイクリンもまた、NO生成を阻害する。抗菌性の活性をもたない化学的に修飾したテトラサイクリン、CMT-3およびCMT-8はテトラサイクリンと、ｉNOS ｍRNA発現を阻害することによってNO生成を阻害する性質を分かつことが見出された。しかし、大抵の他のNOSインヒビターのように、ドキシサイクリンおよびミノサイクリンはCOX-2発現およびPGE₂生成をNO依存の方法でアップ制御するので、CMT-3およびCMT-8がCOX-2発現およびPGE₂生成をさらに阻害することが予期せずに見出された。化学的に修飾されたテトラサイクリンのこの互いに異なる性質はまた、ウシ軟骨細胞およびネズミマクロファージのような、他の細胞タイプにも観察された。
【００１３】
非ステロイド抗炎症性薬剤（NSAIDs）はアスピリンおよびサリチル酸ナトリウムを含む薬剤の構造的に異なったクラスであり、プロスタグランジン生合成を阻害する重要な性質を分かつ。しかし、これらの作用はNASIDsの全効果を説明するには充分な手段ではない。NSAIDsのいくつかの部分はヒトを用いた疫学研究および動物を用いた実験に基く発癌性の研究に報告されたように抗発癌性の性質をもつことが明らかである。NSAIDsの抗発癌性効果のメカニズムは知られてないが、組織におけるCOX-2およびプロスタグランジンレベルの二次的減少の阻害が含まれるこたが示唆された。
【００１４】
【発明の実施の形態】
COX-2インヒビターとして、化学的に修飾されたテトラサイクリンが、本発明者により、従来のNSAIDsのように、既知のCOX-2インヒビターからは全く異なる機構によってNOS活性をブロックすることが明らかである新しいクラスのNSAIDsがあると考えられている。従来のNSAIDsの効力は一般に高い投与レベルで生じ、時には胃や腎臓の毒性と関連している。CMTsはこれらの不利な副作用を回避する。
【００１５】
NOSおよびCOX-2を阻害する化学的に修飾されたテトラサイクリンの重要な特徴は完全にNOまたはPGE₂生成を阻害する無能力である。むしろ、これらの化学的に修飾されたテトラサイクリンはNOおよびPGE₂の生産過剰を低下させることによって阻害する。これは、NOおよびPGE₂がともに細胞作用に関連して多面発現性分子であので価値のある性質であり、NOSおよびCOX-2の完全な阻害が有害であり、例えば、低レベルのPGE₂およびNOがホメオスタシスおよび正常な細胞作用に重要である。
【００１６】
COX-2を阻害する能力のほかに、化学的に修飾されたテトラサイクリン、例えば４−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-1）、CMT-3およびCMT-8はまた、TNFαを阻害する重要な性質をもつ。プロTNFαに対してｃDNAで不変にトランスフェクションしたヒトHEK293細胞は、培養基中にTNFαを放出する。このTNFαの放出は、シクロヘキシイミドで観察されたものに似て、低レベルの化学的に修飾されたテトラサイクリンを添加してブロックされることが見出された。TNF活性をブロックするための最近の技術はTNFのためのブロッキング受容体または抗体で中和するTNF活性に向けられている。対照的に、化学的に修飾されたテトラサイクリンは細胞表面からのTNFの放出をブロックするかまたは細胞内のプロTNFの生合成をブロックすることが信じられている。
【００１７】
新しいクラスのNSAIDsとして、化学的に修飾されたテトラサイクリンは好ましくは環構造の部位４にてジメチルアミノ基が不足するものである。好ましい化学的に修飾されたテトラサイクリンは、４−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-1）、６−デメチル−６−デオキシ−４−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-3）、および６−α−デオキシ−５−ヒドロキシ−４−デジメチルアミノテトラサイクリン（CMT-8）を含む。CMTsは米国特許第4,704,383号、第4,935,411号、第4,935,412号、第5,459,153号、第5,523,297号、第5,773,430号および第5,789,395号に記載されている。
【００１８】
本発明によれば、有効量の化学的に修飾されたテトラサイクリンがCOX-2および／またはTNFαを阻害するための方法において、そして、例えばPGE₂の生産を増加させるTNFαおよび／またはCOX-2の高レベルと関連した病気又は障害を治療するための方法において用いられる。有効量の化学的に修飾されたテトラサイクリンはCOX-2および／またはTNFαの発現または活性を阻害または低下させるために有効な量であり、生物学上の系または治療される患者において、TNFαおよび／またはCOX−2生成物、例えばPGE₂のレベルを減らすために充分である。
【００１９】
1996年８月30日に出願された米国特許出願08／697,815は、文献としてここに全体が組み込まれるが、化学的に修飾されたテトラサイクリンを用いるNOSの阻害を開示する。NOS活性はまた阻害できるが、その高められたレベルと関連した病気および障害においてCOX-2および／またはTNFαの阻害に、本発明による方法が向けられることを意図している。好ましくは、本方法は病気および障害を治療し、TNFαおよび／またはCOX-2の生成物は高められるがNOのレベルは高められない。
【００２０】
本発明の方法によって治療できる高COX-2活性および高レベルのCOX-2生成物と関連した病気および障害の制限のない実施例は、脳虚血、炎症性内臓疾患、神経変性病、および癌、例えばアデノーマポリポシス、結腸癌、胸癌および前立腺癌等を含む。本発明の方法によって治療できる高レベルのTNFαと関連した病気および障害の制限のない実施例は、多発性硬化症、敗血病性ショック、歯根膜病、移植−ｖs.−宿主病、脳マラリアおよび癌またはHIV感染に関連したカヘキシーを含む。したがって、本発明の方法はそのようなCOX-2および／またはTNFα関連の状態を防ぎ、阻害し、または緩和するために用いることができる。
【００２１】
ここに用いられるように、状態の「防止または予防」の語はその必要のある対象において、病気または障害の臨床上の開始前に活性成分として化学的に修飾されたテトラサイクリンを投与することを含む。「治療」または「治療中」は病気の臨床上の開始後に好ましくは組成物において活性成分を投与することを含む。例えば、化学的に修飾されたテトラサイクリンの投与に成功するには、症状が出た後に病気または障害を「治療」することを含む。本発明はヒトの治療に特に有用であるが、さらに獣医学にも用いられる。
【００２２】
本発明に用いられる活性成分はその予定した目的を達成するいずれの手段によっても投与でき高レベルのPGE₂およびTNFαと関連した病気および障害を治療する。
例えば、種々の非経口のルート、例えば皮下、静脈注射、皮内、筋肉内、腹膜内、鼻腔内、経皮、または口内ルートによって投与できる。あるいは、または同時に、経口ルートにより投与できる。非経口投与は巨丸注入または時間をかけた逐次潅流によって可能である。経口投与は錠剤、カプセル（放出を制御したカプセルを含む）または懸濁液、シロップまたは他の液体処方によって可能である。高レベルのPGE₂および／またはTNFαと関連した状態を防ぎ、抑え、または治療するための代表的な養生法は、1週間から12ヶ月までをふくめて長期間にわたり投与した治療上有功な量の化学的に修飾されたテトラサイクリンの投与を含む。
【００２３】
投与量は受容者の年齢、性別、健康、体重、同時治療の種類、あるいは、治療の頻度、および望まれる効果の性質に依存するであろう。以下に提供する有功量の範囲は好ましい投与量の範囲を制限し示すものではない。しかし、最も好ましい量は、当業者によって理解され決定できるように、各患者に合わせられる。例えば、Avery's Drug Treatment: Principles and Practice of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 3^rd edition, ADIS Press, LTD., Williams and Wilkins (Baltimore, MD, 1987); Ebadi, Pharmacology, Little, Brown and Co. (Boston, 1985)参照、これらは全体をここに参考文献として組み込む。
各治療に必要な全投与量は複数回の投与または1回の投与で投与される。化学的に修飾されたテトラサイクリンは単独でまたはその状態、またはその状態の他の症状により他の治療に関連して投与できる。
【００２４】
好ましくは、CMTは製薬学的に受け入れられる担体または賦形剤で投与される。「製薬学的に受け入れられる」の語は、ヒトに投与したとき、生理学上許容でき、アレルギーまたは類似の都合の悪い反応、例えば胃の不調、めまい等を一般に生じない組成物および分子存在物を意味する。好ましくは、ここで用いるとき、「製薬学的に受け入れられる」の語は、連邦政府または州政府の取締局によって承認されていること、または動物、さらに特にヒトに用いるため米国薬局方または他の一般に認められた薬局方にリストになっていることを意味する。「担体」の語は希釈液、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルを意味し、これらと一緒に化合物を投与する。このような製薬担体は水およびオイルのような殺菌液体であり、石油、動物、植物または合成品起源のもの、例えばピーナツ油、大豆油、鉱油、ゴマ油等を含む。水または水溶液、食塩水、および水性デキストローズおよびグリセロール溶液が担体として好ましく用いられ、特に注射可能な溶液のために用いられる。適当な製薬担体はF. W. MartinによってRemington's Pharmaceutical Sciencesに記載されている。
【００２５】
製薬学上有効な量の化学的に修飾されたテトラサイクリンは1日当たり体重1kg当たり約0.1ないし100mgの範囲であり、好ましくは1日当たり体重1kg当たり約1ないし18mgの範囲である。
非経口投与のための製剤は殺菌水性または非水性溶液、懸濁液、およびエマルジョンを含み、当該分野で知られている保助剤または賦形剤を含む。錠剤およびカプセルのような製薬組成物はまた慣例の方法により調製できる。直腸から投与できる組成物は座薬を含む。
【００２６】
本発明の方法により用いるための化学的に修飾されたテトラサイクリンを含む製薬組成物は、化学的に修飾されたテトラサイクリンがその意図する目的を達成するために有効な量で含まれる全ての組成物を含む。さらに、製薬組成物は、製薬学上用いることができる製剤中で活性化合物の処理を容易にする賦形剤および補助剤からなる適当な製薬学的に受け入れられる担体を含む。製薬組成物は一般に約0.01ないし99パーセント、好ましくは約20ないし75パーセントの活性成分（化学的に修飾されたテトラサイクリン）を賦形剤とともに含む。
非経口投与のための適当な処方は水溶性、例えば水溶性塩の形態で活性化合物の水溶液を含む。さらに、適当な油状注入懸濁液として活性化合物の懸濁液を投与することができる。適当な脂肪親和性溶媒またはビヒクルは脂肪油、例えば、ごま油、または合成脂肪酸エステル、例えばオレイン酸エチルまたはトリグリセリドを含む。懸濁液の粘度を増す物質を含むことができる水性注入懸濁液は、例えばソジウムカルボキシメチルセルローズ、ソルビトール、および／またはデキストランを含む。
【００２７】
【実施例】
本発明を一般的に記述してきたが、実例によって示した次の実施例を参照して本発明はさらに容易に理解されるであろうが、本発明を限定するものではない。
実施例１：亜硝酸塩およびPGE₂のCMT-3およびNMMAの効果
LPS刺激RAW 264.7細胞における製造
ハツカネズミマクロファージ（RAW 263.7細胞）を、10％ウシ胎児血清、2mMグルタミン、50U／mlペニシリンおよび50μg／mlストレプトマイシンを含むダルベッコ修飾イーグル培養基（DMEM）で成長させ、100ng／ml LPSで刺激させ16時間でNOSとCOX-2両方を誘発させた。N-モノメチルアルギニン（L-NMMA）を添加し、NOSの競合インヒビターは０時間でNO生成をブロックするが、図１に示すように16時間刺激後に調べると、PGE₂の生成を増加する。CMT-3の添加はNOおよびPGE₂の両方の生成をブロックする。（CMT-3＋L-NMMA）の添加はL-NMMAによって誘導されるPGE₂をブロックし、CMT-3がPGE₂生成を誘導したL-NMMAをブロックすることを示している（図１）。CMT-3およびL-NMMAはNO生成を阻害する性質を分かつが、PGE₂生成を調節する性質で区別される。図１に示したデーターはｎ＝３のTテストによって試験されるように平均±SDを示す。
【００２８】
RAW 264.3細胞のPGE₂およびNOの蓄積のCMTs１，２，３、５および８の効果はさらにCMT-3に対し上記のように評価した。結果は表１に示される。表１はLPSで刺激したハツカネズミマクロファージにおけるPGE₂蓄積のCMTsの効果を示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
ハツカネズミマクロファージ（RAW 264.7細胞）は、16時間、同じもの3つで、40μg／mlのミノサイクリン、10μMのヒドロコーチゾンおよび10μg／mlのCMTsの存在でLPS（100ng／ml）で刺激した。データーは3種類の決定子（ｎ−３）に蓄積したPGE₂または亜硝酸塩として示される。統計値（LPS刺激細胞と実験値間）は対になっていない研究者のｔ−テストを用いて引き出された。P=ａ≦0.4；ｂ≦0.1；ｃ≦0.01；ｄ≦0.01；ｅ≦0.00001．ＮＤ＝非実施。
【００３１】
実施例２：RAW 264.7細胞の酸化窒素およびPGE₂生成のCMT-3および
ツニカマイシンの効果
RAW263.7細胞を先に述べたように成長させた（アミンら、1995b）。100ng／ml LPSで刺激したハツカネズミマクロファージをCMT-3またはツニカマイシン（グリコシル化インヒビター）でインキュベーションした。図２に示すように、ツニカマイシンとCMT−3はNOS／COX−2発現およびNO／PGE₂生成の両方を阻害する。亜硝酸塩およびPGE₂は先に述べたように（アミンら、1995b）刺激した。ツニカマイシン阻害に似ているCOX-2の翻訳後修飾によってCOX-2およびPGE₂生成を阻害できることが全く可能である。データーはTテストによって評価された平均±SD（ｎ＝３）を示す。
【００３２】
実施例３：LPS刺激したウシクロンドロサイトの亜硝酸塩
およびPGE₂生成のCMT-3の効果
アイデロットら(1988)の標準法を少し変えてウシクロンドロサイトを単離した。簡単には、正常ウシ軟骨をRPMI−1640で洗浄し、小片にカットし酵素で消化した。軟骨片を37℃で30分間RPMI−1640（Gibco BRL, Gaithersburg, MD）でトリプシン（0.25％）を用いてインキュベーションし、洗浄し、ヒアルロニダーゼ(0.2％)およびコラゲナーゼ（0.2％）で再インキュベーションし、５％ウシ胎児血清（FBS）を含むRPMI−1640に連続攪拌しながら（100rpm）16時間37℃で溶解した。細胞を75μMナイロンメッシュに通し、2回PBSで洗浄し細胞残存物を除去した。放出した細胞はRPMI1640＋10％FBS＋抗生物質に懸濁させて培養した。48時間後、培養基を変えて、細胞をCMT-3またはN-モノメチルアルギニン（NMMA）を用いて2時間インキュベーションし、100μg／ml LPSで刺激した。DMSOはモジュレーターのための担体として用い、DMSO濃度は培養基で（＜0.01％ｖ／ｖ）に維持した。等量のＤＭＳＯをまた添加し培養基を調整した。COX−２依存PGE₂放出のレベルはラジオイムノアッセイによって72時間後にアッセイした。ハツカネズミマクロファージ細胞で観察されたように、L-NMMAはPGE₂生成を増加しNO生成を阻害する。CMT-3およびCMT-8はともにNOおよびPGE₂生成を阻害する（図３および９）。図3および９の結果はまたCMT-3およびCMT-8がウシコンドロサイトにおけるPGE2アップ制御を引き起こしたL-NMMAを阻害することを示し、またその効果もハツカネズミマクロファージで観察された。データーはｎ＝３のTテストによって評価した平均±SDで示す。
【００３３】
実施例４：CMT−３によるCOX−2の修飾
先に述べたように（アミンら、1995ｂ）ハツカネズミマクロファージ細胞を培養した。RAW267.3細胞を100ng／mlのLPSを用いCMT-3、CMT-5およびグリコシル化インヒビター、ツニカマイシンの存在で刺激した。細胞を16時間成長させ採取した。細胞を含まない抽出物を先に述べたように調製した（アミンら、1995b）。図４Aでは、50μgの蛋白質を各ウェルに装填し、SDS-PAGEゲルに走らせ、先に述べたように特異的抗COX-2抗体を用いてウェスタンブロットにプロッティングした。ポジティブコントロールは標準COX-2である。CMT-3処理細胞では、COX-2の大きさの減少がある。この大きさは標準として示したネーティブCOX-2よりも約2000D小さい（CMT-3形態）。CMT-5は顕著な効果はもたないが、ツニカマイシン処理細胞はネーティブ形態（ツニカマイシン形態）よりもはるかに小さい。これらの実験はCMT-3がCOX-2蛋白質の修飾を引き起こすことを示す。SDS PAGE分析およびCOX-2のウェスタンプロッティングは上記のように行った。
ウシコンドロサイトは実施例３のように単離した。48時間後、培養基を変えて細胞を2時間CMT-3でインキュベーションし100μg／ml LPSで刺激した。DMSOはモジュレーターのための担体として用いDMSO濃度は培養基中で維持した（＜0.01％ｖ／ｖ）。等量のDMSOもまた添加し培養基を制御した。COX−２の発現は上述のようにウェスタンブロット分析（図４B）によって試験した。
【００３４】
実施例５：OA感染軟骨によって生成したPGE₂および
酸化窒素の自発的放出のCMT-8の効果
軟骨に影響を与えるヒト骨関節症は先に報告された（アミンら、1995a；1997a）ように培養基中で酸化窒素（NO）およびPGE₂を自発的に放出する。OA器官培養基は記載されたように据え付けた（アミンら、1995a；1997a）。簡単には、脛骨の平坦部および大腿部からの全膝関節軟骨はOA感染患者から採取した。軟骨を混合し、3mmの円板に切断し4−6個の円板を、先に述べたように（アミンら、1995a；1997a）、種々のモジュレーターの存在で0.2％のエンドトキシンフリーヒトアルブミン、10mMヘペスｐH7.4および抗生物質を追加した2.0mlのハムのF-12培養基中、24ウェルプレートに、3通りまたは4通り置いた。CMT-8は担体としてDMSO中製薬学的に適切な濃度（＜0.01％最終濃度）で用いた。等量のDMSOもまたコントロール培養基に添加した。
【００３５】
酸化窒素シンターゼ（NOS）インヒビターL-NMMAはNOSおよびNO生成を阻害するが、PGE₂生成を増加する（アミンら、1997a）。反対に、他のNOSインヒビターCMT-8はNOSおよびNO生成を阻害するだけでなくPGE₂を投与量依存の方法で阻害する（図５および下の表２）。PGE₂に対するコントロールおよびCMT-8処理の値の間のｐ値は≦0.1（微々たるもの）であるが、NMMA処理軟骨とCMT-8処理軟骨との間のｐ値は≦0.001（かなりのもの）であった。データーはｎ＝３のときにTテストによって試験されたように平均±SDとして示される。CMT１，２，３，５および８に対する結果は下の表２に示される。データーは研究者のｔテストｎ＝４によって決定されるように±SD値を示す。記述したｐ値はコントロール非刺激OA軟骨と比較される。データーは２つの類似した実験のうち１つを示す。PGE₂および亜硝酸塩に対するｐ値はａ≦0.5；ｂ≦0.1；ｃ≦0.05；ｄ≦0.01である。
【００３６】
【表２】

上の表2のデーターはCMT-3およびCMT-8の能力を示しOA感染ヒト軟骨によってNOおよびPGE₂の自発的な生成をかなり阻害する。データーはミノサイクリンに対するCMTsの優勢を示し、NO生成を抑制するが、PGE₂生成を刺激する。
【００３７】
実施例６：ヒトプロTNFαワイルドおよび変異体プロTNFαを用いて恒久的にトランスフェクションしたHEK293細胞によるTNFαの放出
ヒトHEK293細胞（ATCC 1573−CRL）を、アメリカンタイプカルチャーコレクション（ATCC）によって記載されたように、最小の基本培養基（Gibco−BRL）中、10％FCS、2mMグルタミン、ペニシリン（50μM／ml）およびストレプトマイシン（50μg／ml）で成長させた。HEK293細胞はプロTNFαｃDNA（ワイルド）でトランスフェクションして安定なセルラインを調製した。HEK細胞は、供給者によって記載されたリン酸カルシウム方法を用いてトランスフェクションした（Gibco BRL, Cat. No. 18306-019）。TNFαコンバターゼ開裂配列、Ala-Gln-Ala-Val-Arg-Ser (SEQ ID NO:2)は親のプロTNFα ｃDNAから除去し変異体プロTNFαを生成した。可溶性TNFαを放出するため内生的なTNFαコンバターゼ（TACE）により開裂することができないプロTNFα ｃDNAの変異体の形はまた別のヒトHEK293細胞中でトランスフェクションされた。可溶性TNFαはELISAによって、培養基からのワイルドタイプおよび変異体トランスフェクション細胞から評価される（図6）。コントロール非トランスフェクション細胞は培養基中に可溶性TNFαの検出可能な量を放出しなかった。HEK293細胞中にトランスフェクションしたプロTNFαを結合したワイルドタイプ膜はプロTNFαを可溶性TNFαに開裂し、それを培養基中に放出した。しかし、HEK293細胞中に発現したプロTNFα変異体は、内生的なTNFαコンバターゼによって認識できず、したがって培養基中で検出できる量のTNFαを見ることができなかった。これらのセルラインは、培養基中の可溶性TNFαを評価することによって内生的なTACE活性を阻害する化合物に対しスクリーンするための優れた道具である。
【００３８】
実施例７：ヒトプロTNFαで恒久的にトランスフェクションしたHEK細胞によって培養基中のTNFα放出のCMT-3の効果
HEK細胞はアメリカンタイプカルチャーコレクション（ATCC）によって記載されたように成長させた。これらの細胞はプロTNFα ｃDNAで恒久的にトランスフェクションさせてこれらの恒久的にトランスフェクションさせた細胞はELISAによって評価される培養基中にTNFαを放出した。HEK293細胞はCMT-3でインキュベーションして培養基中のTNFα放出のCMT-3の影響を調べた。図７はCMT-3が投与量依存の方法で培養基中のTNFα放出を阻害することを示す。期待されたようにシクロヘキシイミドもまた培養基中でTNFαの放出を阻害した。
【００３９】
実施例８：TNFαの放出のCMTｓ／テトラサイクリンの効果
HEK293細胞をATCCによって先に述べられた条件下に成長させた。CMT-3およびドキシサイクリン／ミノサイクリンを含む種々の化合物を、16時間培養基中でTNFαを放出するHEK293細胞をトランスフェクションしたプロTNFαを用いてインキュベーションさせた。恒久的にトランスフェクションしたプロTNFα HEK293によるTNFαの自発的放出はこの実験のコントロールとして図６に示される。可溶性TNFαは培養基からELISAによって評価した。期待されたように、シクロヘキシイミドはTNFαの放出を阻害することが示された（図8）。図８において、CMT-3、CMT-8およびCMT-1は自発的な放出の阻害を示したが、CMT-2およびCMT-5は示さなかった。同様に、ドキシサイクリンおよびミノサイクリンもまたTNFα放出を阻害した。この実験は、選択された数のCMTsがTNFα放出またはTNFαコンバターゼ酵素（TACE）の活性を阻害する性質をもつことを示す。
【００４０】
実施例９：生体内におけるCOX-2特異的活性のCMTsの効果
RAW264.3細胞をLPSで刺激し細胞を含まない抽出物は次のようにして調製した。RAW264.7細胞を14−20時間、テトラサイクリンまたはハイドロコーチゾンの存在または不在でLPS（100ng／ml）でインキュベーションした。誘発に続いて、細胞を4℃でペレットにしてトリス緩衝液：10ｍM、pH7.4、各10μg／mlのキモスタチン、アンチペイン、ロイペプチンおよびペプスタチン、１ｍＭのＤＤＴおよび１ｍＭのＰＭＳＦに再懸濁させた。細胞を３サイクルの急冷−解凍後にプロテアーゼインヒビターのカクテルを用いポリトロンＰＡ1200ホモゲナイザー（Kinematica AG, スイス）中で溶解した。溶解物を18,000回4℃でエッペンドルフ遠心分離機で遠心分離し、得られた上澄を細胞フリ−抽出物として用いた。蛋白質は標準としてBSAを用いてBCAアッセイ試薬（Pierce, Rockford, IL）によって測定した。細胞フリー酵素アッセイは、全体の分離していない細胞抽出物を用いてベーンら（1994）によって先に記載されたように行って、PGE₂の量をRIAによって評価した。特異的酵素活性は放出したPGE₂のng／蛋白質のmg／37℃20分間として規定した。
【００４１】
アスピリン（56μM）およびインドメタシン（28μM）のような、10μg／mlのCMT-3（27μM）およびCMT-8（27μM）を、細胞フリー抽出物に添加すると、COX-2の特異的活性を阻害したが、CMTs（CMT-5）の不活性類似体は有意な効果を示さなかった（表３）。これらの実験は細胞フリー抽出物におけるCOX-2の酵素活性をCMT-3およびCMT-8が干渉し、生体外でPGE₂生成を仲介したCOX-2を阻害する能力がアスピリンやインドメタシンと似ていたことを示唆する。これらの実験はまたCOX-2のCMTsの作用の新規なメカニズムを示し、それらを包括的なテトラサイクリンから分離する。COX-2に結合するこれらのCMTsの可能性は（アスピリンのように）除外することができない。これらは全体のCOX-2蛋白質の蓄積においてかなりの増加があるが、これらの実験はまたCMT処理細胞においてPGE₂蓄積の正味の減少を説明できる。
【００４２】
【表３】

【００４３】
RAW264.7細胞は16時間LPS１μg／mlで刺激し、細胞フリー抽出物を上記のように調製した。抽出物を異なるモジュレーターで20分間37℃でインキュベーションし、基質を添加し酵素反応を開始し、30分後に加熱不活性化によって終了させた。データーは2つの実験の1つを示し、各サンプルからのPGE₂分析は3通りのｎ＝３で行った。ｐ値はコントロールと実験に基くものとの比較である。
【００４４】
参考文献
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【００４５】
【配列表】

【図面の簡単な説明】
【図１】LPS刺激RAW264.7細胞における硝酸塩とPGE₂ 生成のCMT-3とNMMAの効果を示す図。
【図２】RAW264.7細胞における亜硝酸塩とPGE₂ 生成のCMT-3とツミカマイシンの効果を示す図。
【図３】リポサッカライド刺激ウシコンドロサイトにおける亜硝酸塩とPGE₂ 生成のCMT-3の効果を示す図。
【図４】図4Aと図4Bはハツカネズミマクロファージ(図４A)およびウシコンドロサイト（図４B）の細胞抽出物の抗COX-2抗体に対するウェスタンブロットを示す図。
【図５】OA感染軟骨による自発的亜硝酸塩とPGE₂ 生成のCMT-8の効果を示す図。
【図６】ヒトワイルドタイププロTNFαまたは変異体プロTNFαを用いて恒久的にトランスフェクションしたHEK293細胞からのTNFαの放出を示す図。
【図７】ヒトプロTNFαを用いて恒久的にトランスフェクションしたHEK293細胞による培養基中のTNFα放出のCMT-3の効果を示す図。
【図８】ヒトプロTNFαを用いて恒久的にトランスフェクションしたヒトHEK293からの培養基中のTNFαの放出のテトラサイクリンの効果を示す図。
【図９】ウシコンドロサイトで刺激したリポポリサッカライドにおける亜硝酸塩とPGE₂ 生成のCMT-8の効果を示す図。

Claims

多発性硬化症の治療に使用するためのＣＭＴ−１（４−デジメチルアミノテトラサイクリン）、ＣＭＴ−３（６−デメチル−６−デオキシ−４−デジメチルアミノテトラサイクリン）、およびＣＭＴ−８（６−α−デオキシ−５−ヒドロキシ−４−デジメチルアミノテトラサイクリン）からなる群から選択される化学的に修飾したテトラサイクリンを含有する医薬組成物。
化学的に修飾したテトラサイクリンがＣＭＴ−１である請求項１記載の医薬組成物。
化学的に修飾したテトラサイクリンがＣＭＴ−３である請求項１記載の医薬組成物。
化学的に修飾したテトラサイクリンがＣＭＴ−８である請求項１記載の医薬組成物。