JP5130591B2 - 薬物および用途 - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、炎症、代謝障害、および本明細書中に記載の他の状態を調節するための方法およびアンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオールなどの化合物に関する。炎症を調節する化合物を使用して、2型糖尿病、高血糖、肺炎状態(例えば、嚢胞性線維症、急性または慢性喘息、急性呼吸急迫症候群(ARDS)または慢性閉塞性肺疾患(COPD))、および自己免疫疾患(多発性硬化症、関節炎、またはエリテマトーデスなど)などの状態を処置するか、改善するか、防止するか、進行を遅延することができる。
発明の背景
多数の因子が、多数の慢性自己免疫および炎症性障害の確立および維持に寄与する。しばしば、かかる障害の原因は、十分に理解されていない。腫瘍壊死因子−α(TNFα)は、主に、多数の免疫賦活剤に応答した単核食細胞によって放出されるサイトカインである。動物またはヒトに投与した場合、炎症、発熱、心血管への影響、出血、凝固、ならびに急性感染症およびショック状態で認められる応答に類似する急性期反応を引き起こす。したがって、過剰または調整されていないTNFα産生は、多数の病状に関与する。これらには、内毒素血症および/または中毒性ショック症候群(例えば、非特許文献1および非特許文献2)、悪液質(例えば、非特許文献3)、およびARDS(ARDS患者由来の肺吸引液中に高濃度のTNFαが検出された場合)(例えば、非特許文献4)が含まれる。
TNFαはまた、骨吸収病(関節炎が含まれる)に関与するようである。活性化された場合、白血球は、骨吸収(TNFαが寄与し得る活性)を行うことができる(例えば、Bertoliniら、Nature 319:516−518(1986)およびJohnsonら、Endocrinology 124(3):1424−1427(1989))。TNFαはまた、骨吸収を刺激し、破骨細胞形成の刺激および骨芽細胞機能の阻害と組み合わせた活性化によってインビトロおよびインビボで骨形成を阻害することが示されている。モノクローナル抗TNFα抗体でのTNFαのブロッキングは、関節リウマチ(Elliotら、Int.J.Pharmac.17(2):141−145 1995)およびクローン病(von Dullemenら、Gastroenterology,109(1):129−135 2005)で有利であることが示されている。
核因子κB(NF−κB)分子は、多数の病態における炎症メディエータである。デキサメタゾン、プレドニゾン、またはヒドロコルチゾールなどの炎症を処置するために使用されるいくつかの治療薬は、糖質コルチコイド受容体(GR)アゴニストであり、これらは、GR活性の増加によってNF−κBを間接的に阻害する(例えば、H.Harkonarsonら、Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.25:761−771,2001)。しかし、天然GRアゴニスト濃度の上昇および薬理学的レベルの合成GRアゴニストは、通常、望ましくない毒性(重大な免疫抑制および骨量低下または骨減少症が含まれる)を示す(例えば、T.L.Popperら、Anti−inflammatory agents:Anti−inflammatory steroids,RA.Scherer & M.W.Whitehouse,editors,Academic Press,New York,Chapter 9,volume 1,pages 245−294,1974)。糖質コルチコイドに関連する多数の望ましくない毒性は、GRの活性化によって生じる。したがって、GRの活性化によってこれらの毒性を引き起こすことなくNF−κB活性を阻害することができる化合物の同定により、炎症および関連症状(疼痛、発熱、または倦怠など)を処置するために使用することができる薬剤クラスを示す。
望ましくないか有害な炎症は、多数の慢性または急性状態(例えば、ARDS、COPD、および敗血症)で起こる。活性化された単球および好中球は、炎症関連病変の媒介で役割を果たす。活性化好中球が特に重要であり、これは、NFκ−B転写調節因子の核内への蓄積を増大させ、炎症誘発性サイトカインの産生を増大させる。好中球は、毒性酸素種の供給源でもあり、その生成は、少なくとも部分的に、敗血症で認められる器官の損傷および不全に必要であり得る活性化マクロファージによる腫瘍壊死因子−α(TNF−α)分泌を媒介する。
炎症に関連するシグナル伝達は、異なる経路を介して起こり、これは、罹患細胞中のNF−κB活性を増加させることができる。腫瘍壊死因子−α(TNF−α)によるNF−κB活性化は、細胞膜でのTNF−αのTNF−α受容体への結合から開始され、その後に一連のシグナル伝達因子(MAPキナーゼが含まれる)が活性化される。細胞質中でのNF−κBの活性化により、核に転位置し、そのプロモーター中にNF−κB応答エレメントを含む遺伝子を活性化する。細菌リポ多糖(LPS)による細胞質NF−κBの活性化によって細胞表面上でのLPSのToll様受容体4への結合が開始され、その後に細胞内シグナル伝達因子(ホスファチジルイノシトール−3−キナーゼが含まれる)が活性化される。TNF−αおよびLPSは共にインビボおよびインビトロにおける細胞での強い炎症反応を誘導することが知られている。かかる炎症誘発性シグナルに応答する細胞には、マクロファージ、単球、および他の免疫細胞型が含まれる。
種々のT細胞サブユニットは、一定の病状の進展で役割を持つようである。免疫の種々の局面の媒介における個別のT細胞集団(調節T細胞および/または抑制T細胞が含まれる)の重要な役割が示唆されている(例えば、E.Suri−Payerら、J.Immunol.,160(3):1212−1218,1998;J.Shimizuら、J.Immunol.,163(10):5211−5218,1999;M.Itohら、J.Immunol.,162(9):5317−5326,1999;A.M.Millerら、J.Immunol.,177:7398−7405,2006)。CD4CD25T細胞は、いくつかの免疫応答の抑制で役割を果たすことができる。
動物モデルにおけるこれらのT細胞サブユニットのうちのいくつかの研究は、例えば、特許文献1に記載されている。例えば、ヒト自己免疫状態の研究のための役割を、scid/scid CD4CD45Rbhiモデルで試験した。この動物モデルを使用して、炎症状態などの無調節な免疫応答を研究し、実験薬物および治療プロトコールを評価している(例えば、K.Hongら、J.Immunol.,162:7480−7491,1999;Powrieら、J.Exp.Med.,183(6):2669−2674,1996)。
胸腺上皮によって誘導されるFoxpro3遺伝子は、T細胞によるCD4CD25またはCD4CD25high(Tregまたは調節T細胞)表現型の発生の誘導で役割を果たし得る。CD25表面抗原は、IL−2受容体α鎖である。自己免疫疾患のいくつかの動物モデルでは、Foxpro3遺伝子の欠損は、自己免疫疾患の発症に関連する(例えば、特許文献2)。この遺伝子の修復により、自己免疫異常が軽減するようである。CD4CD25細胞の種々の試薬またはアッセイプロトコールは、例えば、H.Yagiら、International Immunol.,16(11):1643−1656,2004;W.R.Godfreyら、Blood,105(2)750−758,2005)に記載されている。
耐糖能障害被験体におけるインスリン抵抗性は、長い間認識されている。Reavenら(American Journal of Medicine,60(1):80−88,1976)は、グルコースおよびインスリンの連続注入(インスリン/グルコースクランプ技術)および耐糖能試験を使用して、インスリン抵抗性が多様な非肥満性非ケトン性被験体群に存在することを証明した。これらの被験体は、境界性から顕性の空腹時高血糖までの範囲の耐糖能を示した。これらの研究における糖尿病群は、インスリン依存性(IDDM)被験体およびインスリン非依存性(NIDDM)被験体を含んでいた。
持続性インスリン抵抗性は、より容易に決定される高インスリン血症と一致し、被験体の血漿中の循環血漿インスリン濃度の正確な決定によって測定することができる。高インスリン血症は、インスリン抵抗性の結果として生じるか(肥満および/または糖尿病(NIDDM)被験体および/または耐糖能障害被験体など)、膵臓内分泌部によるホルモンの通常の生理学的放出と比較したインスリンの過剰注入の結果としてIDDM被験体で生じる。
高インスリン血症の肥満および大血管の虚血性疾患(例えば、アテローム性動脈硬化症)との関連は、実験的研究、臨床研究、および疫学研究によって説明されている(Stout,Metabolism,34:7,1985;Pyoralaら、Diabetes/Metabolism Reviews,3:463,1987)。経口グルコース負荷の1および2時間後の統計的に有意な血漿インスリンの上昇は、冠状動脈性心臓病のリスクの増大と相関する。
1つのヒト糖尿病モデルは、db/dbマウスである。db/dbマウスモデルは、例えば、D.Koyaら、The FASEB Journal,14:439−447,2000;K.Kobayashiら、Metabolism,49(1):22−31,2000;J.Bergerら、J.Biol.Chem.,274(10):6718−6725,1999)に記載されている。db/dbマウスは、特に、C57BL/Ks遺伝的背景の動物が長期にわたってその機能的膵臓β細胞集団が破壊されるにつれて、レプチン受容体をコードする遺伝子が変異し、この変異により、過食、肥満、インスリン抵抗性、および糖尿病に特徴づけられる表現型が付与される。db/dbマウスは、典型的には、約3〜4週齢で肥満を同定できるようになり、10〜14日目で血漿インスリンが上昇し始める。血糖の上昇は、4〜8週齢で認められ、血糖が無制御に上昇し、膵島のインスリン産生β細胞が重篤に枯渇し、約10月齢で死亡する。このモデルを使用して、薬物候補が糖尿病の進展および維持に関連するパラメータ(例えば、高血糖および体重増加)の発生または進行速度に影響を与える能力が特徴づけられている。
PPAR−γアゴニストでの糖尿病の治療は、心臓肥大または心臓重量の増加に関連している。マレイン酸ロシグリタゾン(PPAR−γアゴニスト)での治療は、患者が液体貯留および体積関連事象(浮腫および鬱血性心不全など)を経験し得ることを示す。PPAR−γアゴニスト治療に関連する心臓肥大を、典型的には、治療の中断によって処置する。
コルチゾールの生理学的影響は、インスリンに対するその拮抗作用である。肝臓中の高濃度のコルチゾールにより、その器官でのインスリン感受性を減少させることができ、それにより、糖新生を増加し、血糖値を上昇させる傾向がある(M.F.Dallmanら、Front Neuroendocrinol.,14:303−347,1993)。この影響により、耐糖能異常または真性糖尿病が悪化する。過剰な循環濃度のコルチゾールによって引き起こされるクッシング症候群では、インスリンの拮抗作用によって感受性個体で真性糖尿病を引き起こし得る(E.J.Rossら、Lancet,2:646−649,1982)。
11b−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ酵素の11b−デヒドロゲナーゼ活性によって、体内でコルチゾールをコルチゾンに変換することができる。逆反応(不活性コルチゾンの活性コルチゾールへの変換)を、一定の器官中で、これらの酵素の11b−レダクターゼ活性によって行う。この活性は、コルチコステロイド11b−レダクターゼ活性としても公知である。11b−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼには、少なくとも2つの個別のアイソザイムが存在する。一定範囲の細胞株における11β−HSD1型の発現により、双方向性酵素または支配的11β−レダクターゼのいずれかを生成し、それにより、別の不活性な親11−ケトステロイドから11β−ヒドロキシステロイドを再生することができる。
ミトコンドリアホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK−ミトコンドリア、PEPCK−M、PCK2、およびmtPEPCKとしても公知)は、種々のヒト組織、主に、肝臓、腎臓、膵臓、腸、および線維芽細胞中に発現する(Modaressiら、Biochem.J.,333:359−366,1998)。PEPCK−ミトコンドリア欠損は、十分に報告されていないが、発育不全、低血糖、および肝臓異常に関連している。細胞質型(PEPCK−C)と異なり、ミトコンドリア形態(PEPCK−ミトコンドリア)は、構造的に発現し、ホルモン刺激によって調節されない(Hanson and Patel,Adv.Enzymol.Relat.Areas Mol.Biol.,69:203−281,1994)。2つの形態は、個別の染色体上に存在し、染色体14q11および染色体20q11上のPEPCK−C残基に局在している(Stoffelら、Hum.Mol.Genet,2:1−4,1993)。
多発性硬化症(MS)は、中枢神経系の炎症性疾患である自己免疫疾患である(Bar−Or,A.,J.Neuroimmunol.100:252−259,1999)。最近、免疫調節−免疫抑制化合物(インターフェロン(IFN)−β、コポリマー、シクロホスファミド、およびミトキサントロンなど)での治療によって疾患の自然経過が改善されたが(Hafler,D.A.and Weiner,H.L.,Immunological Reviews 144:75,1995;Goodkin,D.E.,Lancet 352:1486,1998)、これらの薬物は疾患の進行を遮断することができず、これらのいくつかは副作用が重篤であり、その長期使用は制限される。さらに、再発性弛張性MSおよび二次進行性MSの両方を罹患した相当数の患者は、IFN−βに対する応答が不十分である。したがって、単独または治療法との組み合わせが、例えば、その進行の遅延によって一連のMSを改善する新規の化合物が必要である。
米国特許第6,593,511号明細書 米国特許出願公開第2006/0111316号明細書 Traceyら、Nature 330:662−664(1987) Hinshawら、Circ.Shock 30:279−292(1990) Dezubeら、Lancet,335(8690):662(1990) Millarら、Lancet 2(8665):712−714(1989)
現在、上記状態の治療でより有効な費用効果のある医薬品または治療方法が必要である。本発明は、1つ以上のこれらの状態を処置するための治療薬および治療方法を提供する。したがって、薬剤および方法は、本明細書中に記載の状態に関連する1つ以上の症状の軽減に有用である。また、本発明の薬剤および方法の使用を、これらの障害のための1つ以上の従来の治療と組み合わせることができる。
発明の説明
発明の実施形態の概要。本発明は、その必要がある哺乳動物において、望ましくない炎症状態、自己免疫疾患、または代謝障害、またはその症状を処置するか、防止するか、進行を遅延するか、改善するための化合物または組成物であって、必要に応じて、哺乳動物はヒトまたは非ヒト霊長類であり、組成物は、式1の化合物:
Figure 0005130591
式中、一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のRは、−H、−OH、エステル、またはエーテルであるか、両方のRが一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシム、エステル、またはエーテルであり;一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のRは、−H、−OH、エステル、またはエーテルであるか、両方のRが一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムであり;一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のRは、−H、−OH、エステル、エーテル、必要に応じて置換されたアルキルであるか、両方のRが一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムであり;一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のRは、−OH、エステル、またはエーテルであるか、両方のRが一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムであり;Rは、−CH、−C、および−CHOHから必要に応じて選択された必要に応じて置換されたアルキルであり;Rは、−Hまたは−CH、−C、および−CHOHから必要に応じて選択された必要に応じて置換されたアルキルであり;一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のRは、−H、−OH、エステル、またはエーテルであるか、4位に二重結合が存在する場合、両方のRが一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムであり;Rは、−O−または−C(R12)(R12)−であり、式中、一方のR12は、−H、−F、−Br、または必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のR12は、−H、−OH、エステル、エーテル、必要に応じて置換されたアルキルであるか、両方のR12が一緒になって=Oまたは=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムであり;R10は、−Hまたは−Fまたは−Clなどのハロゲンであり;そして、一方のR11は、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキルであり、他方のR11は、−H、−OH、エステル、エーテル、必要に応じて置換されたアルキルであるか、両方のR11が一緒になって=O、または=NOHもしくは=NOCHなどのオキシムである)を含む、化合物または組成物を提供する。これらの化合物の実施形態には、化合物:式中、(i)R、R、R11、およびR12のうちの1つ、2つ、または3つが独立して−OH、C2−8エステル,C1−8エーテル、または=Oであり、(ii)R、R、R11、およびR12のうちの1つまたは2つが、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり、(iii)R、R、R、R11、およびR12のうちの1つまたは2つが=Oまたは=NOHであり、他のうちの1つ、2つ、または3つが、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルである;を含む。5位の水素原子は、存在する場合、αまたはβ配置であり得る。4位に二重結合が存在する場合、一方のR部分は存在しない。
本発明はまた、哺乳動物において代謝障害を治療または改善する可能性のある化合物の生物活性を同定する、または特徴づける方法であって、(i)インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中のPPAR−α、PPAR−γ、およびPPAR−δの1つ、2つ、または3つを、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約30%を超えて活性化させず、(ii)インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合にインビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞においてNF−κBの転写活性またはレベルを約20〜80%阻害または減少し、(iii)適切な陰性対照または正常対照と比較した場合、高血糖を減少させるか、高血糖の進行を遅延させるかその発症を遅延させるか、インスリン感受性を増大させるか、耐糖能障害を減少させるか、β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力の進行または喪失速度を遅延させるか、膵臓β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力を増加させるか、食事誘導性または食事関連肥満に罹患したdb/dbマウスまたは被験体の体重増加速度を遅延させるか、上昇したトリグリセリドレベルを減少させるか、上昇した総血中コレステロールレベルまたは血清コレステロールレベルを減少させるか、血中または血清中の正常または上昇したLDL、VLDL、アポB−100、またはアポB−48レベルを減少させるか、血中または血清中の正常または低レベルのHDLまたはアポA1を増加させるか、血中または血清中の上昇したフィブリノゲンレベルを減少させ、そして(iv)必要に応じて、インビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上の糖質コルチコイド受容体、ミネラルコルチコイド受容体、プロゲステロン受容体、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、またはこれらの任意の生体分子の生物学的に活性な変異型を、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較して、約30%を超えて活性化しない化合物を選択する工程を含む方法を提供する。本方法により、ヒトまたは別の哺乳動物の代謝障害を治療または改善する可能性のある化合物を同定または特徴づけることを可能にする。
実施形態には、自己免疫状態、望ましくない炎症状態、または代謝障害、あるいはこれらの任意の状態の症状の予防または処置のための式1の化合物を含む組成物も含まれる。
本発明は例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
2型糖尿病、高血糖、関節リウマチ、変形性関節症、多発性硬化症、または骨喪失状態の予防または処置のための組成物であって、該組成物が1つ以上の賦形剤および以下の構造:
Figure 0005130591
(式中、
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR は、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR は、−H、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであるか、両方のR が一緒になって=NOHであり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR は、−H、−OH、C 2−8 エステル、C 1−8 エーテル、または必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであるか、両方のR が一緒になって=NOHであり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR は、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであり;
は、−CH 、−C 、または−CH OHであり;
は、−H、−CH 、−C 、または−CH OHであり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR は、−H、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであり;
は、−O−または−C(R 12 )(R 12 )−であり、式中、一方のR 12 は、−H、−F、−Br、または必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR 12 は、−H、−OH、C 2−20 エステル、C 1−20 エーテル、または必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであるか、両方のR 12 が一緒になって=O、=NOH、または=NOCH であり;
10 は、−Hまたは−Fであり;
一方のR 11 は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、他方のR 11 は、−H、−OH、C 2−8 エステル、C 1−8 エーテル、または必要に応じて置換されたC 1−8 アルキルであり、ここで、(1)少なくとも一方のR は、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであり、R 、R 11 、およびR 12 のうちの1つは、独立して、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであるか、(2)一方のR は、C 1−8 置換アルキルまたは必要に応じて置換されたC 2−8 アルキニルであり、R 、R 、R 、R 11 、およびR 12 のうちの少なくとも1つは、独立して、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルであるか、(3)R 、R 、R 、R 11 、およびR 12 のうちの少なくとも2つは、独立して、−OH、C 2−8 エステル、またはC 1−8 エーテルである)
を有する化合物を含む、組成物。
(項目2)
前記化合物が、構造:
Figure 0005130591
(式中、
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−4 アルキルであり、他方のR は、−OH、−OC(O)CH 、−OC(O)CH CH 、または−OCH であり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−4 アルキルであり、他方のR は、−OH、−OC(O)CH 、−OC(O)CH CH 、または−OCH であり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−4 アルキルであり、他方のR は、−OH、−OC(O)CH 、−OC(O)CH CH 、または−OCH であり;
一方のR は、−Hまたは必要に応じて置換されたC 1−4 アルキルであり、他方のR は、−OH、−OC(O)CH 、または−OC(O)CH CH である)
を有する、項目1に記載の組成物。
(項目3)
2型糖尿病の予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目4)
前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16α,17β−テトラオール、3β,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC 2−4 モノエステルまたはC 2−4 ジエステルアナログであり、必要に応じて、該モノエステルが3位または17位でアセテートであるか、該ジエステルが3位および17位でアセテートである、項目3に記載の組成物。
(項目5)
多発性硬化症の予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目6)
前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16α,17β−テトラオール、3β,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC 2−4 モノエステルまたはC 2−4 ジエステルアナログであり、必要に応じて、該モノエステルが3位または17位でアセテートであるか、該ジエステルが3位および17位でアセテートである、項目5に記載の組成物。
(項目7)
高血糖の予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目8)
前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16α,17β−テトラオール、3β,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC 2−4 モノエステルまたはC 2−4 ジエステルアナログであり、必要に応じて、該モノエステルが3位または17位でアセテートであるか、該ジエステルが3位および17位でアセテートである、項目7に記載の組成物。
(項目9)
変形性関節症の予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目10)
関節リウマチの予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目11)
前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC 2−4 モノエステルまたはC 2−4 ジエステルアナログであり、必要に応じて、(a)該C 2−4 モノエステルが3位または17位でアセテートであるか、(b)該C 2−4 ジエステルが3位および17位でアセテートである、項目10に記載の組成物。
(項目12)
骨喪失状態の予防または処置のための、項目1に記載の組成物。
(項目13)
前記骨喪失状態が、骨粗鬆症、骨折、熱傷、放射線熱傷、化学熱傷、または高い天然糖質コルチコイドレベルの存在、もしくは合成糖質コルチコイド、必要に応じて、デキサメタゾンの存在である、項目12に記載の組成物。
(項目14)
前記骨喪失状態が骨粗鬆症であり、前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC 2−4 モノエステルまたはC 2−4 ジエステルアナログであり、必要に応じて、(a)該C 2−4 モノエステルが3位または17位でアセテートであるか、(b)該C 2−4 ジエステルが3位および17位でアセテートである、項目13に記載の組成物。
他の実施形態は、他の箇所(本明細書中に記載の実施形態が含まれる)に記載の通りである。
定義。本明細書中で使用され、他で記載または暗示しない限り、本明細書中で使用される用語は、ここに定義の意味を有する。記載の実施形態および実施例の記載は本発明を例示し、これらは本発明を制限することを決して意図しない。他で禁止または暗示しない限り(例えば、互いに矛盾する要素または選択対象が含まれる)、これらの定義および本明細書全体で、用語「a」および「an」は、1つ以上を意味し、用語「または」は、および/または、を意味する。
「処方物」などは、被験体(例えば、ヒトまたは動物)に投与することができる組成物を意味する。処方物は、ヒトまたは動物への適用に適切であり、典型的には、処方物は、期待される特性を有する(例えば、ヒト用の非経口処方物は、通常、滅菌された溶液または懸濁液である)。
「賦形剤」「担体」、「薬学的に許容可能な担体」、または類似の用語は、本発明の組成物または処方物の他の成分と適合し、処方物が投与される患者、動物、組織、または細胞に過度に有毒でないという意味で許容可能な1つ以上の構成要素または成分を意味する。
「被験体」は、ヒトまたは動物を意味する。通常、動物は、哺乳動物(すなわち、非ヒト霊長類、げっ歯類、ウサギ目、家畜、または狩猟動物など)である。霊長類には、チンパンジー、カニクイザル、クモザル、およびマカクザル(例えば、アカゲザルまたはパン属)が含まれる。げっ歯類およびウサギ目には、マウス、ラット、ウッドチャック、フェレット、ウサギ、およびハムスターが含まれる。
「アルキル」は、本明細書中で使用される場合、結合した直鎖、第二級、第三級、または環状の炭素原子(すなわち、直鎖、分岐、環状、またはこれらの任意の組み合わせ)を意味する。アルキル部分は、本明細書中で使用する場合、飽和であっても不飽和であっても良い(すなわち、この部分は、1つ、2つ、またはそれを超える独立して選択された二重結合または三重結合を含むことができる)。不飽和アルキル部分には、下記のアルケニル部分およびアルキニル部分について記載の部分が含まれる。アルキル基またはアルキル部分中の炭素原子数は、他で特定しない限り、1〜約50個(例えば、約1〜30個または約1〜20個)である(例えば、C1−8アルキルは、1、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含むアルキル部分を意味する)。アルキル基を特定する場合、種には、メチル、エチル、1−プロピル(n−プロピル)、2−プロピル(i−プロピル、−CH(CH)、1−ブチル(n−ブチル)、2−メチル−1−プロピル(i−ブチル、−CHCH(CH)、2−ブチル(s−ブチル、−CH(CH)CHCH)、2−メチル−2−プロピル(t−ブチル、−C(CH)、1−ペンチル(n−ペンチル)、2−ペンチル(−CH(CH)CHCHCH)、3−ペンチル(−CH(CHCH)、2−メチル−2−ブチル(−C(CHCHCH)、3−メチル−2−ブチル(−CH(CH)CH(CH)、3−メチル−1−ブチル(−CHCHCH(CH)、2−メチル−1−ブチル(−CHCH(CH)CHCH)、1−ヘキシル、2−ヘキシル(−CH(CH)CHCHCHCH)、3−ヘキシル(−CH(CHCH)(CHCHCH))、2−メチル−2−ペンチル(−C(CHCHCHCH)、3−メチル−2−ペンチル(−CH(CH)CH(CH)CHCH)、4−メチル−2−ペンチル(−CH(CH)CHCH(CH)、3−メチル−3−ペンチル(−C(CH)(CHCH)、2−メチル−3−ペンチル(−CH(CHCH)CH(CH)、2,3−ジメチル−2−ブチル(−C(CHCH(CH)、3,3−ジメチル−2−ブチル(−CH(CH)C(CH)、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、−(CH−(CHCH−(CH)o−CH、および−(CH−(CHC−(CH)o−CH(式中、n、m、およびoは、独立して、0、1、2、3、4、5、6、7、または8である)が含まれ得る。
「アルケニル」は、本明細書中で使用される場合、1つ以上の二重結合(例えば、−CH=CH−)(例えば、1、2、3、4、5、6個、またはそれを超える、典型的には、1個または2個)を含む結合した直鎖、第二級、第三級、または環状の炭素原子(すなわち、直鎖、分岐、環状、またはこれらの任意の組み合わせ)を含む部分を意味する。アルケニル基またはアルケニル部分中の炭素原子数は、他で指定しない限り、2〜約50個(例えば、約2〜30個または約2〜20個である(例えば、C2−8アルケニルまたはC2−8アルケニルは、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含むアルケニル部分を意味する)。アルケニル基を指定する場合、種には、ビニル、アリル、−(CH−(CH=CH)−(CH−CH、−(CH−(CCH=CH)−(CH−CH、−(CH−(CH=CCH)−(CH−CH、および−(CH−(CH=CH)0−1−(CH−CHCH=CH(式中、nおよびmは、独立して、0、1、2、3、4、5、6、7、または8である)が含まれ得る。
「アルキニル」は、本明細書中で使用される場合、1つ以上の三重結合(例えば、−C≡C−)(例えば、1、2、3、4、5、6個、またはそれを超える、典型的には、1個または2個の三重結合)を含み、必要に応じて、1、2、3、4、5、6、またはそれを超える二重結合を含み、残りの結合が単結合である、結合した直鎖、第二級、第三級、または環状の炭素原子(すなわち、直鎖、分岐、環状、またはこれらの任意の組み合わせ)を含む部分を意味する。アルケニル基またはアルケニル部分中の炭素原子数は、他で指定しない限り、2〜約50個(例えば、約2〜30個または約2〜20個である(例えば、C2−8アルキニルまたはC2−8アルキニルは、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含むアルキニル部分を意味する)。アルキニル基を指定する場合、基および種には、−CCH、−CCCH、−CCCHCH、−CCC、−CCCH、−(CH−(C≡C)−(CH−CH、および−(CH−(C≡C)0−1−(CH−CHC≡CH(式中、nおよびmは、独立して、0、1、2、3、4、5、6、7、または8である)が含まれ得る。
「置換アルキル」、「置換アルケニル」、および「置換アルキニル」などは、置換基を有するか、水素原子と置換されて炭素原子に結合する置換基または炭素原子鎖に割り込む置換基を含む、本明細書中に定義のアルキル、アルケニル、アルキニル、または別の基もしくは部分を意味する。置換基には、1、2、3、4、5、6個、またはそれを超える独立して選択された−F、−Cl、−Br、−I、−OH、−ORPR、−SH、−SCH、−O−、−S−、−NH−、−C(O)−、−C(O)ORPR、−CHO、−CHSH、−C=N−、−C(O)ORPR、−C(O)CH(式中、RPRは、独立して、水素、保護基であるか、RPRは両方とも水素であるか、合わさって保護基である)が含まれる。
「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を意味する。
「エステル」は、−C(O)−O−構造を含む部分を意味する。典型的には、エステルは、本明細書中で使用される場合、約1〜50個の炭素原子(例えば、約2〜20個の炭素原子)および独立して選択された0〜約10個のヘテロ原子(例えば、O、S、N、P、Si)を含む有機部分を含み、有機部分は、例えば、RまたはRで−C(O)−O−構造を介して式1のステロイド核に結合する(例えば、有機部分−C(O)−O−ステロイドまたは有機部分−O−C(O)−ステロイド)。有機部分は、通常、1つ以上の上記の有機基のいずれかを含む(例えば、C1−20アルキル部分、C2−20アルケニル部分、C2−20アルキニル部分、アリール部分、C2−9複素環、またはこれらのいずれかの置換誘導体(例えば、1、2、3、4個、またはそれを超える置換基を含む)(式中、各置換基は、独立して選択される)。エステルには、コハク酸、ジカルボン酸、およびアミノ酸のエステル(−O−C(O)−(CH−C(O)−ORPR、−O−C(O)−(CH−NHRPR、および−NH−(CH−C(O)−ORPR(式中、nは、1、2、3、4、5、6、7、または8であり、RPRは、−HまたはC1−4アルキルなどの保護基である)など)が含まれる。エステルには、−O−C(O)−O−(CH−Hおよび−O−C(O)−NH−(CH−Hなどの構造も含まれる。
これらの有機基中の水素原子または炭素原子についての例示的置換基は、置換アルキル部分について上記の通りであり、1、2、3、4、5、6個、またはそれを超える、通常、1、2、または3個の−O−、−S−、−NRPR−(−NH−が含まれる)、−C(O)−、−CHO、−CHS、−C=NH、−C(S)、=O、=S、−N(RPR(−NHが含まれる)、−C(O)ORPR(−C(O)OHが含まれる)、−OC(O)RPR(−O−C(O)−Hが含まれる)、−ORPR(−OHが含まれる)、−SRPR(−SHが含まれる)、−NO、−CN、−SCN、−C、−CH、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)−、−C(O)O−、−O−A8、−S−A8、−C(O)−A8、−OC(O)−A8、−C(O)O−A8、=N−、−N=、=N−OH、−OPO(RPR、−OSO、またはハロゲン部分または原子(式中、各RPRは、−H、独立して選択される保護基であるか、両方のRPRが一緒になって保護基を含み、A8は、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C1−4アルキル−アリール(例えば、ベンジル)、アリール(例えば、フェニル)、またはC0−4アルキル−C2−9複素環である)が含まれる。置換基は、独立して選択される。有機部分には、R変数(variable)によって定義された化合物が含まれる。有機部分は、不安定な部分が本明細書中に記載の1つ以上の用途(式1または他の化合物の合成が含まれる)で化学的に十分に安定である化合物を作製するために使用することができる過渡種(transient specie)である場合を除き、明らかに不安定な部分(例えば、−O−O−)を排除する。上記列挙の置換は、典型的には、1つ以上の炭素原子(例えば、−O−または−C(O)−)または1つ以上のハロゲン原子(例えば、ハロゲン、−NH、または−OH)に置換するために使用することができる置換基である。例示的エステルには、1つ以上の、独立して選択されたアセテート、エナンテート、プロピオネート、イソプロピオネート、シクロプロピオネート、イソブチレート、n−ブチレート、バレレート、カプロエート、イソカプロエート、ヘキサノエート、ヘプタノエート、オクタノエート、ノナノエート、デカノエート、ウンデカノエート、フェニルアセテート、またはベンゾエートが含まれ、典型的には、ヒドロキシルエステルである。エステルには、アミノ酸、カーボネート、またはカルバメート(−O−C(O)−CH−NHRPR、−O−C(O)−CHCH−NHRPR、−O−C(O)−CH(CH)−NHRPR、−O−C(O)−CHCH(CH)−NHRPR、−O−C(O)−CH(NHRPR)−CH(ORPR)−CH、−O−C(O)−O−(CH−H、および−O−C(O)−NH−(CH−H(式中、RPRは、−H、C1−4アルキル(−CH、−C、−Cなど)または−C(O)−CHもしくは−CHCH−O−CHなどの保護基であり、mは、0、1、2、3、4、5、または6である)が含まれる)も含まれる。エステルには、−O−C(O)−(CF−CF、−O−C(O)−(CH−CH、−O−C(O)−CH(CH)−(CH−CH、および−O−C(O)−C(CH−(CH−CH(式中、nは、0、1、2、3、4、5、または6である)も含まれる。
「エーテル」は、1、2、3、4個、またはそれを超える−O−部分(通常1または2個)を含む、エステルについて記載の有機基を意味する。いくつかの実施形態では、−O−基は、種々の基(R、R、R、R、またはR11など)でステロイド核に結合する(例えば、有機部分−O−ステロイド)。有機部分は、上記のエステルについて記載の通りである。エーテルには、−O−(CH−CH、−O−CH(CH−O−CH、−O−CH(CH−S−CH、および−O−CH(CH)−(CH−CH(式中、0、1、2、3、4、5、または6)が含まれる。
式1の化合物。いくつかの実施形態では、式1の化合物は、3、4、または5個のヒドロキシル基を有し、必要に応じて、1、2、またはそれを超えて、同一または異なるエステル基とエステル化される。これらの実施形態のいくつかでは、ヒドロキシル基またはエステルは、3、4、16、および17位に存在し、ここで、3、4、および16位のヒドロキシル基またはエステルは、それぞれ、β,β,α、β,β,β、α,β,α、α,β,β、β,α,α、β,α,β、α,α,α、またはα,α,β配置である。17位のヒドロキシルまたはエステルは、典型的には、β配置であるが、α配置であってもよい。これらの化合物中のR10は、典型的には、−Hまたはハロゲン(−Fなど)であり、Rは、必要に応じて、−CHまたは−Cであり、Rは、必要に応じて、−Hまたは−CHである。これらの化合物のいくつかについて、β配置またはα配置中の7位または11位にさらなるヒドロキシルまたはエステルが存在することができる。
式1の化合物について、置換されたC1−8アルキル部分には、−CHF、−CF、−CHOH、および−Cが含まれる。必要に応じて置換されたC2−8アルキニル部分には、−CCH、−CCCH、−CCCHOH、−CCCHCl、および−CCCHBrが含まれる。
例示的な式1の化合物には、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,7β,16α,17β−ペンタオールおよび1つまたは2つのヒドロキシル基がエピマー化されたこの化合物のエピマー(例えば、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,7β,16α,17β−ペンタオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4α,7α,16α,17β−ペンタオール、およびアンドロスタ−5−エン−3β,4β,7α,16β,17β−ペンタオール)。他の式1の化合物には、独立して選択された5つの−OH、エステル、またはエーテル部分が存在する化合物(例えば、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,11β,16α,17β−ペンタオール)および1つまたは2つのヒドロキシル基がエピマー化されたこの化合物のエピマー(例えば、アンドロスタ−5−エン−3α,4β、11β,16α,17β−ペンタオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,11β,16α,17α−ペンタオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,11α,16α,17β−ペンタオール、およびアンドロスタ−5−エン−3β,4α,11β,16β,17β−ペンタオール)が含まれる。かかる化合物について、5つのヒドロキシル基のうちの1つ、2つ、またはそれを超えるヒドロキシル基を、例えば、エステルまたはエーテルに誘導体化することができる(メトキシ、エトキシ、アセトキシ、プロピオノオキシ、−O−C(O)−(CH−H、−O−C(O)−(CH−H、または−O−C(O)−(CH−H誘導体など)。他のエステルには、−O−C(O)−CH−C(O)OH、−O−C(O)−(CH−C(O)OH、−O−C(O)−(CH−C(O)OH、−O−C(O)−(CH−C(O)OH、−O−C(O)−(CH−C(O)OH、および−O−C(O)−(CH−C(O)OHが含まれる。
これらの実施形態のいくつかでは、独立して選択された4つのヒドロキシル、エステル、またはエーテルは、式1の化合物中の2、3、4、7、11、16、および17位に存在する。かかる置換基を、例えば、2、3、16、および17位、2、3、7、および17位、2、3、11、および17位、3、4、7、および17位、3、4、11、および17位、3、7、16、および17位、3、4、16、および17位、または3、11、16、および17位に結合することができる。ヒドロキシル、エステル、またはエーテルは、4位に二重結合が存在しない場合、それぞれ、2−および/または3−β,β,β,β−17、2−および/または3−β,β,β,α−17、2−および/または3−β,β,α,β−17、2−および/または3−β,α,β,β−17、2−および/または3−α,β,β,β−17、2−および/または3−β,β,α,α−17、2−および/または3−β,α,β,α−17、または2−および/または3−α,β,β,α−17配置であり得る。用語「2−および/または3−β,β,β,β−17」は、2位が必要に応じて置換され、3および17位がヒドロキシル、エステル、またはエーテルと置換されていることを意味する。ヒドロキシル、エステル、またはエーテルは、4位に二重結合が存在しない場合、それぞれ、2−および/または3−β,α,α,β−17、2−および/または3−α,β,α,β−17、2−および/または3−α,α,β,β−17、2−および/または3−β,α,α,α−17、2−および/または3−α,β,α,α−17、2−および/または3−α,α,β,α−17、2−および/または3−α,α,α,β−17、2−および/または3−β,α,α,α−17配置であり得る。これらの化合物中のR10は、典型的には、−Hまたは−Fであり、Rは、必要に応じて、−CHまたは−Cであり、Rは、必要に応じて、−H、−CH、−CHOH、−CCH、または−CCCHである。これらの化合物に関して、2、3、4、7、11、16、および17位のうち1つ、2つ、またはそれより多くが、−Hまたは必要に応じて置換されたアルキル(−CH、−C、−CH=CH、−CCH、−CF、または−C)と置換されている。
式1の化合物のいくつかの実施形態では、5つの、独立して選択されたヒドロキシル、エスエル、および/またはエーテル部分が存在し得る。これらの化合物について、ヒドロキシル、エステル、および/またはエーテル部分は、通常、3および17位および3つの他の位置に存在する。これらの置換基は、2、3、7、11、および17位、2、3、7、16、および17位、または2、3、11、16、および17位に存在し得る。独立して選択されたヒドロキシル、エステル、および/またはエーテル部分は、3、4、7、11、および17位、3、4、11、16、および17位、3、4、7、16、および17位、または3、7、11、16、17位に存在し得る。これらの化合物について、各部分は、4位に二重結合が存在しない場合、α配置またはβ配置であり得る。したがって、これらの化合物中の置換基は、それぞれ、2−および/または3−β,β,β,β,β−17、2−および/または3−β,β,β,β,α−17、2−および/または3−β,β,β,α,β−17、2−および/または3−β,β,α,β,β−17、2−および/または3−β,α,β,β,β−17、2−および/または3−α,β,β,β,β−17、2−および/または3−β,β,β,α,α−17、2−および/または3−β,β,α,β,α−17、2−および/または3−β,α,β,β,α−17、2−および/または3−α,β,β,β,α−17、2−および/または3−β,β,α,α,β−17、2−および/または3−β,α,β,α,β−17、2−および/または3−α,β,β,α,β−17、2−および/または3−β,α,α,β,β−17、2−および/または3−α,β,α,β,β−17,2−および/または3−α,α,β,β,β−17、または2−および/または3−β,β,α,α,α−17配置であり得る。これらの化合物中の置換基はまた、それぞれ、2−および/または3−β,α,β,α,α−17、2−および/または3−β,α,α,β,α−17、2−および/または3−β,α,α,α,β−17、2−および/または3−α,β,β,α,α−17、2−および/または3−α,β,α,β,α−17、2−および/または3−α,β,α,α,β−17、2−および/または3−α,α,β,β,α−17、2−および/または3−α,α,β,α,β−17、2−および/または3−α,α,α,β,β−17、2−および/または3−β,α,α,α,α−17、2−および/または3−α,β,α,α,α−17、2−および/または3−α,α,β,α,α−17、2−および/または3−α,α,α,β,α−17、2−および/または3−α,α,α,α,β−17、または2−および/または3−α,α,α,α,α−17配置であり得る。
本明細書中に記載の式1の化合物について、16位は、非置換であり得る(すなわち、一方または両方のRは−Hであり、第2のRは、17位に二重結合が存在しない場合、17位にα配置またはβ配置で存在し得る。かかる第2のR部分には、必要に応じて置換されたC1−8アルキル(−CH、−C、−CF、−C、−C=CH、−CCH、−CCCH、または−CCCHOHなど)が含まれる。
これらの化合物のうちのいずれかについて、2位は、非置換であり得る(すなわち、Rは−CH−である)。いくつかの実施形態では、Rは置換されている(例えば、−O−、−CH(OH)−、−CH(エステル)−、または−CH(エーテル)−(式中、ヒドロキシル、エステル、またはエーテル部分は、α配置またはβ配置である)。例示的R部分は、−CH(α−OH)−、−CH(β−OH)−、−C(β−CH)(α−OH)−、−C(α−CH)(β−OH)−、−CH(α−OCH)−、−CH(β−OCH)−、−CH(α−OC(O)CH)−、および−CH(β−OC(O)CH)−である。他のR部分は、−CH(α−OC(O)CHCH)−、−CH(β−OC(O)CHCH)−、−CH(α−OCHCH)−、−CH(β−OCHCH)−、−C(β−CH)(α−OC(O)CH)−、および−C(α−CH)(β−OC(O)CH)−である。
生物力学化合物。上記のように、生物力学化合物を同定するか特徴づける方法を行うことができる。本方法は、必要に応じて、試験化合物がインビトロでのアッセイにおいて、急性生物学的応答のメディエータの活性またはレベルを約20%または約25%〜約70%または約75%調節するかどうかを決定するためのプロトコールを行なう工程をさらに含み、必要に応じて、試験化合物は、糖質コルチコイド受容体(例えば、デキサメタゾンまたはコルチゾール)の適切な参照の活性化因子またはアンタゴニストと比較した場合に約10%、約20%、または約30%を超えて糖質コルチコイド受容体を活性化または拮抗しない。これらの実施形態では、急性の刺激または生物学的損傷は、十分量の電離放射線または炎症誘発性シグナル、化合物、または組成物への被験体の曝露であり得、必要に応じて、炎症誘発性シグナル、化合物、または組成物は、細菌LPSまたはTNFαであり、そして/または、必要に応じて、急性生物学的応答のメディエータは、NF−κBまたはIκBである。
急性刺激または生物学的損傷は、十分な数の薬物処置マウスおよび十分な数のビヒクル対照マウスへの十分な細菌LPSの投与、および(i)腹腔内注射による細菌LPSの投与から必要に応じて約1.5時間後(例えば、約70〜110分後または75〜105分後)に急性応答が最大または最大付近である場合、および(ii)十分な細菌LPSの投与前および/または投与後の1つまたは2つの他の時点(必要に応じて、十分な細菌LPSの投与前の一方の時点および急性応答が最大または最大付近となった後の時点、必要に応じて、腹腔内注射による細菌LPSの投与から約2.0時間後または2.5時間後)での急性生物学的応答のメディエータに及ぼす試験化合物の影響の測定であり得る。ここで、必要に応じて、急性生物学的応答のメディエータがNF−κBまたはIκBである。
十分な細菌LPSの投与を、必要に応じて、本明細書中に記載の方法またはその適切な変形例に本質的に従って行なうことができ、必要に応じて、化合物が急性生物学的応答のメディエータのレベルまたは活性を部分的に調節する能力を、本明細書中に記載の方法またはその適切な変形例に本質的に従って達成する。
分析することができる他の刺激または生物学的損傷には、虚血および1つ以上の虚血組織の再潅流、比較的低いか、中程度か、高い重症度の熱傷または化学熱傷、または他の毒素もしくは毒物への曝露が含まれる。生物学的損傷の影響を、種々の組織または器官(例えば、脾臓、血液、骨髄、肺、脳、肝臓、腸、結腸、または心臓)で評価することができる。
評価することができる変数には、典型的には、被験体が所与の生物学的損傷に対して最大に応答する時間または期間が含まれるであろう。一般に、急性生物学的損傷は、被験体の損傷への曝露の最初の30分〜48時間以内に最大の生物学的応答を誘発するであろう。所与の生体分子による急性生物学的損傷に対する最大応答は、一般に、約15分〜約2時間持続するが、いくつかの応答は、所与の期間で開始され、数日またはそれを超えた期間にわたって構築されるであろう。最大生物学的応答期間は、その時点で薬物候補の有効性または作用機構を評価するのに都合のよい期間である。
17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールが一過性であるが非常に強力な効果を発揮し、次第に弱まって通常の機能に戻る能力を、本明細書中で、生物力学応答という(実施例9を参照のこと)。「生物力学因子」(17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールなど)によって誘発された生物力学応答は、「生物静力学(biostatic)応答」に対比する。生物静力学応答は、デキサメタゾンなどの化合物が糖質コルチコイド受容体またはNF−κBなどのそのエフェクター生体分子に対して誘発され、この化合物が糖質コルチコイド受容体の活性化を介して間接的に阻害する応答である。生物静力学応答は、本質的に、「四六時中」の応答であり、デキサメタゾンなどの「生物静力学因子」の生物学的効力は、標的細胞または組織において所与の濃度では変形例を相対的にほとんど有さない。
したがって、生物静力学因子の薬力学的効果は、主に、その濃度または薬物動態学的性質によって変化する。対して、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールなどの生物力学因子は、標的細胞または組織でのその濃度と基本となる生物学的刺激の性質および強度との組み合わせによって影響を受ける薬力学的効果によって特徴づけられる。したがって、生物学的刺激は、例えば、潜在的致死量の電離放射線(γ線またはX線)への曝露または細菌LPS、TNFα、または炎症のメディエータを活性化または阻害することができる別の薬剤(NF−κB、IκB、IL−6、C反応性タンパク質など)への曝露によって誘発される。これに関して、生物力学薬は、薬物動態学的効果と薬力学的効果との間の相関が、生物静力学薬で一般に観察される相関と比較して、より低いか有意でない相関を示し得る。
生物力学薬の1つの態様は、少なくとも一部が同一または類似の標的生体分子の調節によって作用することができる生物静力学薬に関連する全身毒性を減少させるその潜在能力である。デキサメタゾンなどの生物静力学薬を臨床的に使用して、広範な炎症状態を処置することができるが、「四六時中の」生物活性によって有毒になり得る。NF−κB阻害の場合、その活性の一定且つ比較的完全な阻害(例えば、長期間(例えば、1、2、または4時間〜約1、2、3日間またはそれを超える期間にわたるほとんどまたは全ての組織における約75%、80%、85%、90%、95%、または本質的に100%の阻害)により、観察可能な望ましくない副作用をもたらす可能性があり、このことは、ほとんどの組織における正常な生物学的機能にいくらかの基本レベルのNF−κB活性が必要であるからである。デキサメタゾンなどの糖質コルチコイドの使用に関連する公知の毒性は、少なくとも一部が、NF−κBなどの罹患生体分子の比較的完全な遮断から生じる可能性が高い。対して、生物力学薬はより一過性の応答を発揮することができ、それにより、観察可能な有毒な副作用を改善または減少させることができる。
生物力学薬の別の態様は、組織特異的様式で治療効果を潜在的に発揮するその能力である。したがって、潜在的致死量の細菌LPSまたは一過性虚血後の罹患組織の再潅流などの生物学的損傷への曝露などの攻撃誘発に対する動物の応答を、種々の組織中の種々の程度のNF−κB活性化によって明らかにすることができる。生物力学薬は、動物の応答が比較的大きい組織(例えば、マウスの脾臓または心臓組織)で作用することができる一方で、他の組織(例えば、脳)ではNF−κB機能に比較的影響を及ぼさないままであり、生物学的損傷に対する応答は、生物学的損傷に対する応答を少なくとも部分的に媒介する標的生体分子に対して比較的低い。
生物力学薬は、標的生体分子を部分的に阻害する能力によって部分的に作用することができる。実施例7に記載のように、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールおよび本明細書中に記載のいくつかの他の化合物は、インビトロで細胞中のNF−κBの活性化を部分的に阻害したが、いかなる濃度においても完全な阻害は決して観察されなかった。これは、十分に高い濃度でNF−κB活性を完全に阻害した生物静力学薬デキサメタゾンの活性と対照的であった。インビトロでのNF−κB活性のこの部分的阻害は、本実施例に記載の活性を部分的に反映するようである。したがって、少なくともいくつかの場合、生物力学薬は、実施例7に記載のインビトロアッセイなどの系で標的生体分子を部分的に阻害または活性化する能力を有することによって特徴づけられる。NF−κBの阻害は、間接的なようである。何故なら、現在、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールおよび本明細書中に記載の他の化合物が細胞質または核内でNF−κBに直接結合すると考えられないからである。
本実施例に記載のプロトコールまたはその適切な変形例を使用して、インビボでのNF−κBなどの分子の調節(検出可能な活性化または検出可能な拮抗もしくは阻害)によって生物力学因子または生物静力学因子として作用する能力について他の化合物を特徴づけることができる。化合物を、実施例7に記載のアッセイなどのインビトロアッセイで分析して、その作用機構をさらに特徴づけることもできる。本実施例に記載のインビボプロトコールの適切な変形例には、試験化合物の種々の投薬量および種々の投与経路(例えば、約0.1mg/kg〜約350mg/kgの用量範囲の経口、口腔内、舌下、または非経口への投与(皮内、皮下、静脈内、または筋肉内への注射など)または鼻道、鼻鋤骨器官、肺胞、肺胞に至る気道(例えば、気管支または細気管支)への鼻腔内または吸入による)への投与が含まれる。適切な試験投薬量は、典型的には、約1〜150mg/kgであろう。IκB、キナーゼ(srcキナーゼ、mapキナーゼなど)、または本明細書中に記載の他のシグナルメディエータなどのインビボで測定することができる生体分子。かかる特徴づけ方法を、1つ以上の一定範囲の被験体(げっ歯類(例えば、ラット)、イヌ、非ヒト霊長類(アカゲザルまたはカニクイザル)など)で行なうことができる。約3〜12匹/群(例えば、4〜8匹/群)からなる動物群を、適切なビヒクルまたは偽薬対照、潜在的な生物力学薬である試験化合物、生物力学薬の陽性対照(17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールなど)、生物静力学薬の陽性対照(デキサメタゾンなど)と共に使用することができ、これらの群について、異なる細胞集団または組織中での試験化合物の応答を、1つ以上の対照群(例えば、ビヒクル対照、生物力学薬の陽性または陰性対照または生物静力学薬の陽性または陰性対照)と比較する。
かかる分析をヒトに適用する場合、実験オプションの範囲は、他の動物と比較して必然的に減少するであろう。血液、骨髄、または肺洗浄液などのヒトの組織またはサンプルは、侵襲的技術によって得る必要がある脾臓または肝臓などの他の組織型よりも容易に分析に利用可能であろう。したがって、一般に、ヒト応答の評価前または評価と同時に動物研究を行なうであろう。
炎症の治療。式1の化合物の活性の1つの態様は、NF−κB、IL−6、またはTNFαなどの炎症のメディエータに影響を及ぼすことによって炎症を軽減することができるということである。NF−κB分子は、しばしば、炎症の重要なメディエータである。NF−κB活性の増加は、一定範囲の炎症性疾患および自己免疫状態に関連する。
式1の化合物を使用して、炎症に関連する症状(疼痛、発熱、疲労など)、子宮内膜癌;発熱;線維筋痛;糸球体腎炎;移植片対宿主疾患、臓器または組織の移植片拒絶(例えば、腎臓、肺、骨髄、または肝臓の移植);出血性ショック;線維筋痛;痛覚過敏;炎症性腸疾患;胃炎;過敏性腸症候群;潰瘍性大腸炎;消化性潰瘍;ストレス潰瘍;出血性潰瘍;胃酸過多症;消化不良;胃不全麻痺;胃食道逆流疾患;関節の炎症状態(変形性関節症、乾癬性関節炎、および関節リウマチが含まれる);例えば、角膜移植に関連し得る炎症性眼疾患;虚血(脳虚血(例えば、外傷、癲癇、出血、または卒中(それぞれ、神経変性を引き起こし得る)の結果としての脳損傷が含まれる));川崎病;学習障害;肺疾患(例えば、ARDS);多発性硬化症;筋障害(例えば、特に敗血症における筋タンパク質代謝);神経毒性(例えば、HIVによって誘導);骨粗鬆症;疼痛(癌関連疼痛);パーキンソン病;アルツハイマー病;歯周疾患;早期陣痛;乾癬;再灌流障害;敗血症性ショック;放射線療法由来の副作用;一過性顎関節疾患;アルコール誘導性肝外傷(アルコール肝硬変が含まれる);リウマチ熱;サルコイドーシス;強皮症;慢性疲労症候群;冠状動脈の状態および適応症(鬱血性心不全、冠状動脈再狭窄、心筋梗塞、心筋機能障害(例えば、敗血症関連性)、および冠状動脈バイパス移植が含まれる);睡眠障害;ブドウ膜炎;血清反応陰性多発性関節炎;強直性脊椎炎;ライター症候群および反応性関節炎;スティル病;乾癬性関節炎;腸疾患に基づく関節炎;多発性筋炎;皮膚筋炎;強皮症;全身性硬化症;脈管炎(例えば、川崎病);例えば、挫傷、捻挫、または軟骨損傷に起因する炎症;創傷治癒;菲薄皮膚または脆弱な皮膚;点状出血または斑状出血;紅斑;および外傷など)を治療または改善することができる。外傷には、創傷、化学熱傷、熱傷、放射線熱傷、および整形外科手術または腹部外科手術などの手術に関連する組織または器官の損傷が含まれる。
炎症状態には、再灌流障害、血管形成術後の再狭窄、心筋梗塞、または脳硬塞が含まれ得る。望ましくない炎症状態または症状には、肺炎状態(例えば、嚢胞性線維症、急性喘息、慢性喘息、ステロイド抵抗性喘息、急性気管支炎、慢性気管支炎、気腫、乾癬、湿疹、成人呼吸急迫症候群(ARDS)、または慢性閉塞性肺疾患(COPD))が含まれる。
自己免疫状態。本明細書中に記載の式1の化合物(F1C)および組成物を使用して、1型糖尿病、クローン病、関節炎、接触皮膚炎、狼瘡、および多発性硬化症(MS)状態などの自己免疫状態を処置するか、防止するか、または進行を遅延させることができる。MS状態には、再発寛解型MSおよび二次進行型MSが含まれる。狼瘡状態には、全身性エリテマトーデス、エリテマトーデス関連関節炎、エリテマトーデス関連皮膚変化、エリテマトーデス関連血液異常、エリテマトーデス関連腎臓障害、エリテマトーデス関連心臓疾患または肺疾患、エリテマトーデス関連神経精神変化、エリテマトーデス関連組織炎症、円板状エリテマトーデス、亜急性皮膚エリテマトーデス、および薬剤誘発性エリテマトーデスが含まれる。関節炎および関連状態には、関節リウマチ、変形性関節症、線維筋痛、原発性変形性関節症、続発性変形性関節症、乾癬性関節炎、エリテマトーデス関連関節炎、急性または慢性の炎症性腸疾患または大腸炎に関連する関節炎、強直性脊椎炎に関連する関節炎、関節炎関連組織炎症、関節痛、関節硬直、関節運動障害、関節腫脹、関節の炎症、および滑膜の炎症が含まれる。
F1CまたはF1Cおよび1つ以上の賦形剤を含む組成物を使用して、強直性脊椎炎、乾癬、湿疹、大腸炎、クローン病、急性または慢性の炎症性腸疾患、自己免疫性腎損傷、および肝外傷などの状態を処置するか、防止するか、発症を遅延するか、または進行を遅延することができる。F1Cを、肺および気道の状態(喘息状態(ステロイド非依存性喘息、重症喘息、アトピー性喘息、急性喘息、慢性喘息など)、アレルギー性鼻炎、慢性気管支炎、急性気管支炎、嚢胞性線維症、気腫、肺線維症、肺気道過敏症、慢性閉塞性肺疾患、肺水腫、および急性呼吸急迫症候群が含まれる)の治療で使用することができる。
実験的自己免疫性能脊髄炎(EAE)は、ヒトMSに類似の臨床的、組織病理学的、および免疫学的特長を有する動物における実験条件であり、MSと同様に、T細胞および単球のCNSへの浸潤を示す。EAEを、感受性マウスにおいて、適切なアジュバント中のプロテオリピドリポタンパク質(PLP)での免疫化によって誘導することができる。EAE動物モデルは、MSの病理学的機構を研究し、新規のMS治療薬を特徴づけるために使用されるインビボヒトMSモデルである。
代謝障害の治療。式1の化合物を使用して、代謝障害(1型糖尿病、2型糖尿病、X症候群、高コレステロール血症、高血糖、インスリン抵抗性(例えば、肥満関連)、耐糖能障害、高トリグリセリド血症、高リポタンパク質血症、脂肪異栄養症状態、X症候群、動脈硬化、アテローム性動脈硬化症、および肥満など)を処置するか、防止するか、進行を遅延することができる。X症候群(代謝症候群が含まれる)を、異常症(高インスリン血症(hyperinsulemia)、肥満、トリグリセリド、尿酸、フィブリノゲン、高密度小LDL粒子(small dense LDL particle)、および高レベルのプラスミノゲン活性化因子阻害剤1(PAI−I)、ならびにHDL−cレベルの低下が含まれる)2つ以上の集合と定義する。インスリン抵抗性を示すが2型糖尿病を発症していない多数の患者は、X症候群とも呼ばれる代謝症候群、インスリン抵抗性症候群、または多代謝症候群(plurimetabolic syndrome)の発症リスクもある。X症候群は、典型的には、患者が、高脂血症、高インスリン血症、肥満、インスリン抵抗性、2型糖尿病およびその糖尿病性合併症を引き起こすインスリン抵抗性(すなわち、インスリン抵抗性が病態生理学の一部である疾患)の2つ以上を有する場合に起こる。
非依存性危険因子は、F1Cで処置することができる代謝障害に関連する心血管疾患に関連している。これらの危険因子には、高血圧症、フィブリノゲンレベルの上昇、高レベルのトリグリセリド、LDLコレステロールの上昇、総コレステロールの上昇、および低レベルのHDLコレステロールが含まれる。治療により、膵臓β細胞が刺激されてより多くのインスリンを分泌し、そして/または糖尿病患者または肥満患者で長期にわたって起こり得る膵臓β細胞の喪失速度を遅くすることができる。
式1の化合物での代謝障害の治療を、他の治療と組み合わせることができる。糖尿病を、式1の化合物および1つ以上の種々の治療薬(インスリン抵抗性改善薬(グリタゾンなどのPPAR−γアゴニストなど);ビグアニド;タンパク質チロシンホスファターゼ−1B阻害剤;ジペプチジルペプチダーゼIV阻害剤;インスリン;インスリン模倣物;スルホニル尿素;メグリチニド;α−グルコシドヒドロラーゼ阻害剤;およびα−アミラーゼ阻害剤が含まれる)で処置することができる。メルホルミン、フェンホルミン、アカルボース、およびロシグリタゾンは、いくつかの糖尿病型を処置するために使用されている薬剤である。
上記のように、F1Cを含む組成物を使用して、インスリン抵抗性またはその症状を処置するか、防止するか、進行を遅延させることができる。インスリン抵抗性は、インスリンが広範な濃度でその生物学的作用を発揮する能力を低下させ、予想されるよりも生物学的効果が低くなる。インスリン抵抗性の人は、グルコースを適切に代謝する能力が低下し、インスリン療法を行なっても不十分に応答する。インスリン抵抗性の症状には、筋肉におけるグルコースの取り込み、酸化、および貯蔵の不十分なインスリン活性化、脂肪組織における脂肪分解ならびに細胞におけるグルコースの産生および分泌の不適切なインスリン抑制が含まれる。インスリン抵抗性は、多嚢胞性卵巣症候群(polycystic ovarian syndrome)、耐糖能異常、妊娠糖尿病、高血圧症、肥満、およびアテローム性動脈硬化症を生じるかこれらに寄与し得る。F1C組成物を使用して、インスリン抵抗性患者におけるトリグリセリドレベルを低下させることができる。
上記のように、本発明の実施形態は、ヒトまたは別の哺乳動物における代謝障害またはその症状を処置するか、進行を遅延させるか、発症を遅延させるか、改善する可能性を有する化合物(または「試験化合物」)を同定する方法を含む。典型的にはインビボ所見から得られる1つ以上の記載の活性(例えば、高血糖発症の遅延または既存の糖尿病状態の進行の遅延)を有する本方法によって同定された化合物は、一般に、インビトロでのPPARの非活性化因子およびインビトロでの不完全なNF−κB阻害剤と説明されている。これらの特徴を有する化合物は、これらの障害を処置するための薬剤として評価することができる新規の化合物クラスである。
これらの実施形態では、本方法は、(i)インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中のPPAR−α、PPAR−γ、およびPPAR−δの1つ、2つ、または3つを、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約10%、約20%、約30%、または約40%を超えて活性化せず、(ii)インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合にインビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞においてNF−κBの転写活性またはレベルを約20〜80%、約25〜75%、約30〜70%、または約35〜65%阻害するか減少させ、(iii)適切な陰性対照または正常対照と比較した場合、高血糖を減少させるか、高血糖の進行を遅延させるかその発症を遅延させるか、インスリン感受性を増大させるか、耐糖能障害を減少させるか、β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力の進行または喪失速度を遅延させるか、膵臓β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力を増加させるか、db/dbマウスまたは食事誘導性肥満を罹患したマウスの体重増加速度を遅延させるか、上昇したトリグリセリドレベルを減少させるか、上昇した総血中コレステロールレベルまたは血清コレステロールレベルを減少させるか、血中または血清中の正常または上昇したLDL、VLDL、アポB−100、またはアポB−48レベルを減少させるか、血中または血清中の正常または低レベルのHDLまたはアポA1を増加させるか、血中または血清中の上昇したフィブリノゲンレベルを減少させ、そして(iv)必要に応じて、インビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上の糖質コルチコイド受容体、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、ミネラルコルチコイド受容体、プロゲステロン受容体、あるいはこれらの任意の生体分子の生物学的に活性な変異型またはイソ型を、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較して、約5%、約10%、約20%、または約30%を超えて活性化しない試験化合物を選択する工程を含む。これにより、哺乳動物の代謝障害を治療または改善する可能性のある化合物を同定するか部分的に特徴づけることが可能である。
いくつかの実施形態では、試験化合物の活性を、式1の化合物などの適切な参照化合物と比較することができる。式1の化合物を、本方法で得られる特徴に適合する陽性対照または正の参照基準として本方法で使用することができる。かかる化合物には、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールおよびアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールが含まれる。他の式1の化合物を、3つの必要な特徴を示さないか、そのうちの1つまたは2つを示し得る陰性対照または参照基準として使用することができる。かかる化合物には、16α−ブロモエピアンドロステロン,16α−ブロモ−3β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン、および16α−ヒドロキシエピアンドロステロンが含まれる。
本発明の実施形態は、代謝障害または代謝性疾患に関連する1つ以上の状態または症状に及ぼす試験化合物の影響の決定を含む。典型的には、かかる決定を、適切な陰性対照、正常対照、または適切な陽性対照と比較し、インビボにてヒトまたは動物で決定するが、時折、細胞全体または細胞溶解物においてインビトロで決定することができる。
高血糖の減少を、血中または血清中のグルコースレベルの正常な空腹時範囲への減少として観察することができる。正常な空腹時範囲は、少なくとも2歳のヒトでは、約70mg/dL〜105mg/dLまたは115mg/dLであり、約135mg/dLまたは約140mg/dL〜200mg/dL、300mg/dLまたは350mg/dLの空腹時血糖値で高血糖である。約400mg/dLを超える血糖値は、生命にかかわる。食後の血中または血清中のグルコースを、典型的には、炭水化物摂取(ヒトで少なくとも75g)から2時間後に測定し、その後に採血してグルコースを測定する。食後の血中または血清中の140mg/dL〜200mg/dLのヒト血糖値は、高血糖状態を示し、200mg/dLを超える血糖値でヒト真性糖尿病と同定される。ヒトについて、典型的には、70〜115mg/dLの正常aN空腹時血糖値の患者では、血液を使用した経口耐糖能試験(OGTT)を行なうことができる。ヒトについてのOGTTでは、ピーク血糖値(典型的には、摂取後30分または1時間)および2時間後の炭水化物値が2回またはそれを超えて200mg/dLを超える場合、患者は真性糖尿病を罹患していることを示す。
ヒト血糖の代替物は、例えば、糖尿病治療をモニタリングするために使用されるグリコシル化ヘモグロビンまたはHbA1cの測定である。HbA1cの測定により、試験前に100〜120日間にわたって血糖または糖値を評価することが可能であり、この測定は、少し前の食事または空腹状態などの短期間の変動に感受性を示す。成人で2.2〜48%のHbA1cレベルが正常である一方で、2.5〜5.9%のレベルが良好な糖尿病制御を示し、6〜8%のレベルがかなりの糖尿病制御を示し、8%を超えるHbA1cレベルは糖尿病状態の不十分な制御を示す。これらおよび関連するプロトコールを実施および解釈する手順は、例えば、K.D.Pagana and T.J.Pagana,Mosby’s Diagnostic and Laboratory Test Reference,5th edition,2001,Mosby Inc.,pages 441−448,451−458,507−509に記載されている。式1の化合物での治療を使用してHbA1cを減少させ、この減少は、糖尿病の制御または治療の改善と相関する。
本明細書中に記載の方法の使用により、グルコース、グルコース代替物のレベルまたは他の値(相反応性タンパク質または脂質成分(総コレステロールなど)のレベルなど)を標準化する(例えば、正常限度もしくは正常範囲または正常限度付近もしくは正常範囲付近に戻す)ことができる。グルコースまたは代替物の値の標準化は、典型的には、上昇したグルコースまたは代替物レベルの正常な血糖値の約1%、約2%、約3%、または約5%以内または正常なグルコース代替物の値の約5%または約8%以内への減少として認められる。他の種の血糖値が説明されており、これらの種についての類似の測定またはアッセイを、本発明の方法で使用することができる。他の値の標準化は、典型的には、異常に高いか低いレベルの被験体種の正常範囲の値の上限または下限の約2%または約4%〜約6%、約10%、または約12%以内への回復として認められる。
本発明の方法によって同定された化合物を使用して、高血糖の進行を遅延させるか発症を遅延させるか、インスリン抵抗性におけるインスリン感受性を増大させることができる(これらの疾患が存在するか発症すると妥当に予想される場合)。化合物の他の影響には、耐糖能障害の軽減、膵島b−細胞数もしくはそのインスリンを分泌する能力の進行もしくは喪失速度の遅延、または膵島b−細胞数もしくはそのインスリンを分泌する能力の増加が含まれる。
いくつかの実施形態では、本方法を、肥満被験体で行なうことができる。ヒトの肥満または「過体重」は、本明細書中で使用される場合、一般に、(1)体型指数が約26kg/m、27kg/m、28kg/m、29kg/m、30kg/m、31kg/m、32kg/m、またはそれを超えるヒト成人男性および体型指数が少なくとも約26kg/m、27kg/m、28kg/m、29kg/m、30kg/m、31kg/m、32kg/m、またはそれを超えるヒト成人女性、または(2)医師または看護師などの医療提供者(health care provider)によって評価された肥満または過体重をいう。例えば、ヒトの肥満の決定には、体脂肪の含有量および分布を考慮することができる。これは、体型指数の高い者には、脂肪または脂肪組織の代わりの筋肉組織量が高いか、腹部以外の身体の領域(例えば、臀部または骨盤)の体脂肪または脂肪がかなり高いために技術的に肥満とすることができない者もいるからである。肥満および体型指数については、例えば、G.A.Colditz,Med.Sci.Sports Exerc,31(11),Suppl.,pp.S663−S667,1999,F.J.Nieto−Garciaら、Epidemiology,1(2):146−152,1990,R.H.Eckel,Circulation,96:3248−3250,1999に記載されている。
いくつかの実施形態では、本発明の方法によって同定された化合物は、インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上のミネラルコルチコイド受容体,プロゲステロン受容体、糖質コルチコイド受容体、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、またはこれらの生体分子のいずれかの生物学的に活性な変異型を、典型的には、アッセイおよびインビトロアッセイで決定したところ、適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約10%、約20%、または約30%を超えて有意に活性化しない。これらの活性の測定方法は、例えば、米国特許第5,298,429号に記載されている。1つの例示的法表では、試験化合物がホルモン受容体タンパク質またはその機能的に操作もしくは修飾された形態のための機能的リガンドであるかどうかを評価するためのアッセイは、(a)ホルモン受容体タンパク質またはその機能的に操作もしくは修飾された形態を発現する非内因性DNAおよびレポーター遺伝子に連結した操作ホルモン応答エレメントをコードするDNAを含む細胞を培養する工程であって、ホルモン受容体タンパク質またはその機能的に操作もしくは修飾された形態のリガンドまたはモジュレータとして機能する能力の決定を追求すべき少なくとも1つの試験化合物の存在下で培養を行なう、培養工程、および(b)細胞中のレポーター遺伝子の転写の証拠をアッセイする工程を含む。このアッセイを、典型的には、哺乳動物細胞(例えば、CV−1細胞またはCOS細胞)を使用して行なうであろう。レポーター遺伝子は、非内因性DNAがホルモン受容体タンパク質を発現するレポータープラスミド中に含まれ得るか、その機能的な修飾形態が発現プラスミドに含まれ、前記レポータープラスミドおよび発現プラスミドはSV−40の複製起点も含む。また、レポーター遺伝子をレポータープラスミドに含めることができ、ホルモン受容体タンパク質またはその機能的な修飾形態を発現する非内因性DNAを発現プラスミドに含めて、前記レポータープラスミドおよび発現プラスミドは選択マーカーも含む。例えば、エストロゲン受容体−β(ERβ−UAS−bla GripTite(商標)細胞ベースアッセイ、カタログ番号K1091、Invitrogen Corp.)、エストロゲン受容体−α(ERα−UAS−bla GripTite(商標)293細胞ベースアッセイ、カタログ番号K1090、Invitrogen Corp.)、アンドロゲン受容体(AR−UAS−bla GripTite(商標)293MSR細胞ベースアッセイ、カタログ番号K1082、Invitrogen Corp.)、またはプロゲステロン受容体(プロゲステロン受容体−UAS−bla HEK293Tアッセイ、カタログ番号K1103、Invitrogen Corp.)について記載のように、関連アッセイは、検出可能なレポーター遺伝子で安定にトランスフェクトされた細胞を使用することができる。
本発明の実施形態は、(i)インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中のPPAR−α、PPAR−γ、およびPPAR−δの1つ、2つ、または3つを、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約30%を超えて活性化せず、(ii)インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合にインビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞においてNF−κBの転写活性またはレベルを約20〜80%阻害するか減少させ、(iii)適切な陰性対照または正常対照と比較した場合、高血糖を減少させるか、高血糖の進行を遅延させるかその発症を遅延させるか、インスリン感受性を増大させるか、耐糖能障害を減少させるか、β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力の進行または喪失速度を遅延させるか、膵臓β−島細胞の数またはそのインスリン分泌能力を増加させるか、食事誘導性または食事関連肥満を罹患したdb/dbマウスまたは被験体の体重増加速度を遅延させるか、上昇したトリグリセリドレベルを減少させるか、上昇した総血中コレステロールレベルまたは血清コレステロールレベルを減少させるか、血中または血清中の正常または上昇したLDL、VLDL、アポB−100、またはアポB−48レベルを減少させるか、血中または血清中の正常または低レベルのHDLまたはアポA1を増加させるか、血中または血清中の上昇したフィブリノゲンレベルを減少させ、そして(iv)必要に応じて、インビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上の糖質コルチコイド受容体、ミネラルコルチコイド受容体、プロゲステロン受容体、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、またはこれらの任意の生体分子の生物学的に活性な変異型を、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較して、約30%を超えて活性化せず、そして(v)インビトロで肝細胞または肝臓由来細胞中またはインビボで肝臓の細胞または組織から得た肝臓の細胞または組織中でホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)または11β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(11β−HSD)、必要に応じて、11β−HSD1型または11β−HSD2型のレベルまたは活性またはPEPCKまたは11β−HSDをコードするmRNAレベルを必要に応じて阻害する化合物を選択する工程を含む、哺乳動物の代謝障害を治療または改善する可能性のある化合物の生物活性を同定するか特徴づける方法を含む。本方法により、ヒトまたは別の哺乳動物の代謝障害を治療または改善する可能性のある化合物を同定または特徴づけることが可能である。PEPCK酵素は、細胞質ゾルまたはミトコンドリア起源であり得る。
骨喪失状態(bone loss condition)。F1Cおよび1つ以上の賦形剤を含む組成物を使用して、本明細書中に記載の骨喪失または骨減少障害(例えば、骨粗鬆症の状態(原発性骨粗鬆症、閉経後または1型骨粗鬆症、退行期または2型骨粗鬆症、特発性骨粗鬆症、続発性骨粗鬆症(糖質コルチコイド関連骨喪失状態および外傷(1度、2度、または3度の熱傷、化学熱傷、または放射線熱傷など)に関連する骨喪失など)など)を処置するか、防止するか、発症を遅延させるか、進行を遅延させることができる。F1C治療により、骨喪失、骨密度、骨密度、および/または骨強度を改善することができる。
製剤(drug product)。いくつかの実施形態では、本発明は、炎症状態の治療用製剤を提供する。製剤は、典型的には、(a)例えば、経口投与または非経口投与に適切な固体または液体の処方物などの投薬形態の薬物を含む。薬物および/または添付文書のための包装またはラベルは、薬物の有効性、作用機構、意図する患者集団、投薬量、投薬計画、投与経路、薬物を使用して処置することができる生物学的損傷の毒性または損傷の重症度(これが知られている場合)に関する情報を有する。生物学的損傷が放射線被曝である場合、添付文書またはラベルは、製剤を使用することができるか承認されている線量または用量範囲に関する情報を含むことができる。製剤は、必要に応じて、患者が薬物の使用日時および使用方法または薬物の使用中または使用後に薬物使用者がどのような症状または薬物効果を経験したかを記録するためのダイアリーまたは使用説明書を含むことができる。これを使用して、薬物の有効性または副作用の第IV相分析または市販後分析に役立てることができる。製剤の他の実施形態は、本明細書中に記載の他の実施形態に記載の通りである。
製剤は、本明細書中で使用される場合、販売または医学的使用についての申請を調査または承認するための規制機関または規制当局(例えば、米国食品医薬品局、欧州医薬品庁、または欧州医薬品審査庁)によって市場取引または販売について調査および承認された製品を意味する。製剤の使用には、その市場取引または販売および販売または購入の検討の申し入れが含まれる。これらの活動は、典型的には、市場取引、販売、購入、または製品の取り扱いに影響を及ぼすか規定することができる規制認可規約を順守するであろう。製剤中の薬物は、新薬、後発薬、これらのいずれかの使用のための生物学的、医学的デバイスまたはプロトコールであり得る。製剤は、通常、米国食品医薬品局または欧州医薬品審査庁による米国または非米国新薬申請(新薬申請、生物学的製剤承認申請、または医療機器販売申請と略す)の市場取引許可に由来する。製剤の使用には、米国国防総省、米国エネルギー省、米国保健社会福祉省などの公的もしくは私的な購入者または私的な薬物購入者または販売業者への販売が含まれる。他の使用には、表示または承認された病状を処置するための薬物の使用、医師が承認した使用、または承認適応症外使用が含まれる。承認前製剤は、本発明の他の態様であり、本明細書中に記載の製剤と本質的に同一であるが、市場取引または市場取引承認前の法的調査のための薬物を調製するために使用することができる。
製剤によって同定された意図する患者集団は、排除集団を特定することもできる(存在する場合、患児または高齢患者などに適用することができる)。投薬量に関する情報は、典型的には、薬物の1日量を特定する一方で、投与計画は薬物の投与または摂取の頻度および期間を記載する。投与経路は、薬物使用に適切な1つ以上の経路を特定するが、典型的には、所与の処方物は、1つの投与経路のみについて承認されるであろう。包装またはラベルによって識別することができる投薬量、投与計画、および投与経路を、本明細書中の他の場所に記載している。
1つの実施形態では、製剤は、本明細書中に記載の炎症状態または別の状態の治療、防止、または改善のためであり、疾患または状態が診断されたか、そうでなければ認められた後に開始される連続した1、2、3、4、5、6、7、8、9、10日間またはそれを超えた日数の1日量が0.5mg、1mg、4mg、5mg、10mg、20mg、25mg、50mg、100mg、150mg、175mg、200mg、225mg、250mg、300mg、350mg、400mg、450mg、または500mgである式1の化合物の投与を記載した添付文書またはラベルと共に経口投与または非経口投与(例えば、筋肉内、皮下、または皮下への注射)のための1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれを超える賦形剤を用いて処方した式1の化合物などの化合物を含む処方物を含む。添付文書またはラベルが含むことができる情報には、薬物または治療計画に対する生物学的応答に関する情報が含まれる。情報には、1つ以上の(a)ヒトまたは哺乳動物(非ヒト霊長類など)における薬物の使用に関連する1つ以上の副作用または毒性、(b)炎症または他の状態に及ぼすその影響、(c)デキサメタゾンまたは他の糖質コルチコイドなどのさらなる治療薬の薬物との使用のためのプロトコールまたは説明、および(d)最良または公知の治療上の利点を得るために薬物投与を開始すべき時間または期間の説明が含まれ得る。
いくつかの態様では、本発明は、(i)インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上の糖質コルチコイド受容体,アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、またはこれらの生体分子のいずれかの生物学的に活性な変異型を、インビトロでの適切な対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約30%を超えて活性化または阻害せず、(ii)分子量が約100〜1000ダルトン、必要に応じては、分子量が約250〜850ダルトンであり、(iii)適切な陰性対照または正常対照と比較した場合、CD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を適切なアッセイにおいて20%を超えて増加または減少させ、そして(iv)必要に応じて、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に、インビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞においてNF−κBの転写活性またはレベルを約20〜80%阻害するか減少させる化合物を選択する工程を含む、哺乳動物においてCD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を検出可能に調節する可能性のある化合物を同定する方法を提供する。本質的に以下の実施例20または21に記載のように、式1の化合物および他の化合物を、これらの実施形態で使用することができる。
CD4CD25T細胞およびCD4CD25highT細胞などの一定のT細胞小集団の活性または数を増加または減少させるインビトロまたはインビボ化合物は、自己免疫状態、癌、神経学的外傷、または虚血などの外傷後のニューロン喪失などの障害、I型糖尿病などの代謝性疾患、アテローム性動脈硬化症、自家移植における細胞、臓器、または組織の拒絶および移植片対宿主疾患をこれらの状態が存在するか起こり得る状況で処置するか発症または進行を遅延させるための候補である。治療を、創傷治癒の改善,再灌流障害、狭窄症、血管形成術後の再狭窄、心筋梗塞、または脳梗塞の治療のために使用することができる。実施形態は、分子量が約2,000ダルトン未満、約1,000ダルトン未満、または約500ダルトン未満の化合物を含む。1つの化合物群の分子量は、約285または290〜約500または650ダルトンである。Treg細胞応答は、適切な陰性対照と比較して、化合物で処置した被験体またはインビトロアッセイにおけるTreg細胞、典型的には、CD4CD25T細胞またはCD4CD25highT細胞の数の約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約60%、約70%、約80%、約100%、約200%、約400%、約600%、約1000%、約2000%、約5000%、約10000%またはそれを超える増加または減少として認められる。これらの変化は、循環血液中またはインビトロもしくはインビボでの細胞中のTreg細胞の数またはその活性の増加または減少として観察され得る。
T細胞プロフィールなどの小集団細胞プロフィールの分析方法を、種々の方法(フローサイトメトリー(FACS)が含まれる)のうちのいずれかによって得ることができる(例えば、Levyら、Clin.Immunol.Immunopathol.35:328,1985)。FACS分析では、種々の小集団細胞に対するモノクローナル抗体は、細胞上に存在する表現型表面抗原に結合して識別する。これらのマーカーの存在を検出することができる市販の抗体が存在し、それにより、一般に、抗体を調製する必要はない。同一または密接に関連した抗原マーカーを識別する抗体は、類似の診断結果が得られると予想されるであろう。したがって、マーカー抗原を、これが結合する特定のモノクローナル抗体(例えば、CD4またはCD25)を参照して本明細書中または特許請求の範囲で指定する場合、かかる指定には、同定で異なるモノクローナル抗体を使用する場合でさえ、このマーカーが含まれる。目的の表現型マーカーには、種々の小集団細胞型の一般的マーカー(総T細胞についてはCD3、Tヘルパー細胞/インデューサー細胞についてはCD4、Tサプレッサー細胞/細胞傷害性細胞についてはCD8、NK細胞についてはCD16/56)、CD8発現小集団マーカー(Tサプレッサー細胞についてはCD11b、活性化Tサプレッサー細胞/細胞傷害性細胞についてはCD38、活性化Tサプレッサー細胞/細胞傷害性細胞についてはHLA−DR、およびCD57など)、およびCD4発現マーカー(Tヘルパー細胞/インデューサー細胞(Treg細胞が含まれる)についてはCD25およびHLA−DRなど)が含まれる。
投与プロトコールまたは投与方法。本明細書中に開示の状態または症状のいずれかの治療では、式1の化合物を、状態または症状を罹患しているか感受性を示す被験体に連続的(毎日)または断続的に投与することができる。式1の化合物での本明細書中に開示の炎症状態または別の状態などの状態の治療では、断続的投与により、通常は不連続の投与に関連する望ましくない態様のいくつかを回避または改善することができる。かかる望ましくない態様には、患者または被験体の毎日行なう投与計画の順守の失敗、糖質コルチコイドなどの他の治療薬の投薬量の減少、および/または骨喪失または吸収などのその関連する望ましくない副作用または毒性が含まれる。
いくつかの実施形態では、典型的には、慢性状態のために、疾患または症状が明らかである限り、毎日投与し続けるであろう。他の実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10日間連続して毎日投与し、その後に、再度投与が必要になるまで投与しない。これらの実施形態は、典型的には、時折再発するかわからない急性状態の治療を含むであろう。慢性状態の治療は、典型的には、長期間にわたる連続した毎日の投与を含むであろう。
任意の連続的(毎日)または断続的投与計画または本明細書中に記載の疾患、状態、もしくは症状の治療では、式1の化合物を、1つ以上の適切な経路(例えば、経口、口腔内、舌下、局所、筋肉内、皮下、皮下、静脈内、皮内、またはエアゾール)によって投与することができる。
1日量は、通常、約0.05mg/kg/日〜約200mg/kg/日である。典型的な用量範囲は、約0.1〜約100mg/kg/日(約0.2mg/kg/日、0.5mg/kg/日、約1mg/kg/日、約2mg/kg/日、約4mg/kg/日、約5mg/kg/日、約6mg/kg/日、約8mg/kg/日、約10mg/kg/日、約20mg/kg/日、約40mg/kg/日、または約100mg/kg/日が含まれる)である。より高い投薬量(例えば、約250mg/kg/日、約300mg/kg/日、または約350mg/kg/日)を、例えば、動物への適用で利用することもできる。式1の化合物を、約2〜約50mg/kg/日または約2〜40mg/kg/日を使用して、経口または非経口投与によって投与することができる。かかる投与により、典型的には、式1の化合物の血清レベルが、約4ng/mLまたは約8ng/mL〜約125ng/mLまたは約250ng/mL(例えば、約15ng/mL〜約120ng/mLまたは約20ng/mL〜約100ng/mL)になるであろう。かかる血清レベルは一過性であり得(例えば、約30分または約60分〜約2時間または約8時間持続する)、血清レベルは化合物を投与した日またはデポー処方物についてはより後の時点で生じ得るであろう。
連続的な毎日の投与を通常使用して、本明細書中に記載の慢性状態を処置する。1日量を通常は単回用量で投与するが、1日量を2回または3回にさらに分割することができる。断続的投与プロトコールは、式1の化合物の1日おきまたは3日おきの適切な期間の投与を含む。血球欠損症を処置する場合、通常、被験体が放射線被曝などの短寿命骨髄機能廃絶事象を経験した日に投与を開始するであろう。より長い持続事象(例えば、癌化学療法)のために、式1の化合物の投与を、被験体への化学療法薬の投与から約12時間後、約1日後、約2日後、または約3日後に開始することができる。毎日の投与を、所定の期間継続することができ、その後、固定した期間または種々の期間投与しない。これらの実施形態では、多発性硬化症、関節炎、喘息、大腸炎、またはクローン病の再燃などの疾患の再燃を、3〜14日間または5〜10日間の連続投与およびその後の別の再燃が生じるか開始されるまでさらに処置しないことによって処置することができる。
病態および臨床症状。本明細書中に記載の化合物および方法は、本明細書中に記載の状態および/または1つ以上のその症状を処置するか、改善するか、防止するか、進行を遅延させるのに有用である。かかる用途には、骨吸収の阻害、化学療法(例えば、抗炎症性糖質コルチコイド)に関連するかこれに起因する望ましくない副作用の減少、骨粗鬆症および骨折の治療、防止、または遅延、血管再狭窄の阻害、ならびに糖尿病性網膜症、黄斑変性、炎症、**1**、望ましくない炎症状態または症状(肺炎状態(例えば、嚢胞性線維症、急性または慢性の喘息、気管支喘息、アトピー性喘息、ARDS、またはCOPD)、または自己免疫疾患(変形性関節症、関節リウマチなど)、膵炎(自己免疫性膵炎など)、全身性エリテマトーデス、エリテマトーデス関連組織炎症、エリテマトーデス関連関節炎、エリテマトーデス関連皮膚変化、エリテマトーデス関連血液異常、エリテマトーデス関連腎臓障害、エリテマトーデス関連心臓疾患または肺疾患、および望ましくないエリテマトーデス関連神経精神変化または神経変化など)の治療が含まれる。
処置することができる状態の症状には、発熱、関節痛(関節痛)、関節炎、および漿膜炎(胸膜炎または心包炎)が含まれる。他の薬剤の投与を、本発明で使用することもできる。したがって、疼痛を、非ステロイド性抗炎症薬(アスピリン、サリシレート(salisylate)、イブプロフェン、ナプロキセン、クリノリル、オキサプロジン、およびトルメチンなど)を使用して処置することができる。全身性狼瘡(systemic lupus)の皮膚の特徴を、抗マラリア薬(ヒドロキシクロロキン、クロロキン、およびキナクリンなど)で処置することができる。トレチノインおよびエトレチネートなどのレチノイドを本明細書中に記載の化合物と組み合わせて使用して、皮膚症状を処置することもできる。臓器傷害を、通常、経口または静脈内に投与されるコルチコステロイドで処置することができる。使用することができるコルチコステロイドには、ヒドロコルチゾン(コルチゾール)、コルチコステロン、アルドステロン、ACTH、トリアムシノロンおよび誘導体(トリアムシノロンジアセテート、トリアムシノロンヘキサアセトニド、およびトリアムシノロンアセトニドなど)、ベタメタゾンおよび誘導体(ベタメタゾンジプロピオネート、ベタメタゾンベンゾエート、リン酸ベタメタゾンナトリウム、ベタメタゾンアセテート、およびベタメタゾンバレレートなど)、フルニソリド、プレドニゾンおよびその誘導体、フルオシノロンおよび誘導体(フルオシノロンアセトニドなど)、ジフロラゾンおよび誘導体(ジフロラゾンジアセテートなど)、ハルシノニド、デキサメタゾンおよび誘導体(デキサメタゾンジプロピオネートおよびデキサメタゾンバレレートなど)、デスオキシメタゾン(desoximetasone)(デスオキシメタゾン(desoxymethason))、ジフルコルトロンおよび誘導体(ジフルコルトロンバレレートなど)、フルクロロンアセトニド、フルオシノニド、フルオコルトロン、フルプレドニデン、フルランドレノリド、クロベタゾール、クロベタゾンおよび誘導体(クロベタゾンブチレートなど)、アルクロメタゾン、フルメタゾン、およびフルオコルトロンが含まれる。
コルチコステロイドの経口投与が不十分である場合、静脈内メチルプレドニゾロンおよび療法(高用量)を使用して、ループス腎炎および他の重篤な非腎臓発症(溶血性貧血、中枢神経系の炎症(脳炎)、低血小板数、および重症心胸膜炎など)を処置することができる。
式1の化合物を使用して、骨粗鬆症または骨折を処置するか、防止するか、進行を遅延させることができる。被験体の治療により、骨が強化されそして/または骨量または骨無機質の喪失が軽減し、それにより、骨折耐性を増加することができる。本明細書中で使用される場合、「治療」条件(本明細書中に記載の条件など)は、治療により、状態を改善するか、防止するか、または進行を遅延させ、そして/またはかかる状態の1つ以上の症状を改善するか、防止するか、進行を遅延させることができることを意味する。
式1の化合物を使用して、代謝性疾患(I型糖尿病、II型糖尿病、高血糖、インスリン抵抗性、耐糖能障害、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症、高リポタンパク質血症、脂肪異栄養症、X症候群、およびアテローム性動脈硬化症など)を処置するか、防止するか、進行を遅延するか、発症を遅延することができる。
処方物および処方物調製のための組成物。本発明の実施形態は、本明細書中または本開示の他の場所に記載の処方物を含む。式1の化合物を単独で投与することが可能であるが、通常は処方物にする。動物およびヒトの両方で使用するための処方物は、1つ以上の賦形剤および必要に応じて1つ以上のさらなる治療成分と共に少なくとも1つの式1の化合物を含む。
処方物は、1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれを超える薬学的に許容可能な賦形剤または担体を含む組成物を含む。組成物を使用して、ヒトまたは動物への使用に適切な処方物を調製する。処方物に適切な投与経路には、経口、直腸、鼻腔内、局所(口腔内および舌下が含まれる)、膣内、直腸、および非経口(皮下、筋肉内、静脈内、皮内、髄腔内、眼内、および硬膜外が含まれる)が含まれる。一般に、水溶液および非水性溶液またはクリームの処方物を、非経口、経口、または局所経路によって送達する。他の実施形態(本発明の断続的投与方法など)では、式1の化合物は、本明細書中に開示の任意の経路(例えば、経口、局所、口腔内、舌下、非経口、吸入エアゾール、またはデポー(皮下デポー、腹腔内デポー、または筋肉内デポーなど))による投与に適切な水性または非水性液体処方物または固体処方物として提供することができる。好ましい経路は、例えば、被験体の病的状態または体重、式1の化合物を使用した療法または使用されるか環境に適切な他の療法に対する被験体の応答によって変化し得ると認識されるであろう。
処方物には、上記投与経路に適切な処方物が含まれる。処方物は、単位投薬形態で都合よく提供することができ、薬学分野で公知の任意の方法によって調製することができる。技術、賦形剤、および処方物は、一般に、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,PA 1985,17th edition,Nemaら、PDA J.Pharm.Sci.Tech.1997 51:166−171,G.Cole,ら、editors,Pharmaceutical Coating Technology,1995,Taylor & Francis,ISBN 0 136628915,H.A.Lieberman,ら、editors,Pharmaceutical Dosage Forms,1992 2nd revised edition,volumes 1 and 2,Marcel Dekker,ISBN 0824793870,J.T.Carstensen.Pharmaceutical Preformulation,1998,pages 1−306,Technomic Publishing Co.ISBN 1566766907に見出される。処方物のための例示的賦形剤には、乳化蝋、没食子酸プロピル、クエン酸、乳酸、ポリソルベート80、塩化ナトリウム、パルミチン酸イソプロピル、グリセリン、白色ワセリン、および本明細書中に開示の他の賦形剤が含まれる。
本明細書中に開示の経路による投与に適切な処方物または処方物を作製するために使用される本明細書中に開示の組成物の平均粒子サイズは、必要に応じて、約0.01〜約500ミクロン、約0.1〜約100ミクロン、または約0.5〜約75ミクロンの範囲である。平均粒子サイズには、0.01ミクロンと500ミクロンとの間の範囲、0.05ミクロン、0.1ミクロン、または他の増加量(increments)(例えば、約0.05、0.1、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、50、60、75、85、100、120ミクロンなどの平均粒子サイズ)が含まれる。式1の化合物または式1の化合物を含む組成物を、処方物を作製するための中間体として使用する場合、これらは、1つ、2つ、3つ、またはそれを超えるこれらの平均粒子サイズまたはサイズ範囲を含むことができる。本明細書中に開示され、式1の化合物(および必要に応じて1つ以上の賦形剤)を含む組成物または処方物のいずれかの調製では、必要に応じて化合物または組成物を磨砕するか、篩にかけるか、そうでなければ粒状にして、所望の粒子サイズを得ることができる。
いくつかの実施形態では、使用される式1の化合物を、明らかな男性化の欠如によって特徴づける。これらの実施形態では、式1の化合物を、適切な陽性対照および/または陰性対照を使用した適切なアッセイで測定したところ、アンドロゲン(テストステロン、テストステロンプロプリオネート、ジヒドロテストステロン、またはジヒドロテストステロンプロプリオネートなど)の男性化の約30%以下、約20%以下、約10%以下、または約5%以下であることによって特徴づける。種々の化合物の男性化に適切なアッセイは、例えば、J.R.Brooks,ら、Prostate 1991,18:215−227,M.Gerrityら、Int.J.Androl.1981 4:494−504,S.S.Raoら、Indian J.Exp.Biol.1969 7:20−22,O.Sunamiら、J.Toxicol.Sci.2000 25:403−415,G.H.Deckersら、J.Steroid Biochem.Mol.Biol.2000 74:83−92に記載されている。式1の化合物の男性化を、必要に応じて、1つ以上のこれらのアッセイまたは任意の他のアッセイに記載または本質的に記載のように決定する。
したがって、1つのかかる実施形態は、有効量の式1の化合物を必要とする被験体に投与するか、有効量の式1の化合物を被験体の組織に送達させる工程を含み、例えば、上記引例に記載の適切なアッセイで測定したところ、式1の化合物が、アンドロゲン(テストステロン、テストステロンプロプリオネート、ジヒドロテストステロン、またはジヒドロテストステロンプロプリオネートなど)の男性化の約30%以下、約20%以下、約10%以下、または約5%以下である、本明細書中に記載の状態を処置する方法を含む。かかる方法の実施では、被験体または哺乳動物(例えば、げっ歯類、ヒト、または霊長類)を、必要に応じて、疾患、状態、または症状の改善、防止、または重症度の軽減についてモニタリングする。かかるモニタリングは、必要に応じて、例えば、本明細書中または引用文献に記載の1つ以上のサイトカイン(例えば、TNFα、IL−13、IL−1β)、WBC、血小板、顆粒球、好中球、RBC、NK細胞、マクロファージ、または他の免疫細胞型の適切な時間(例えば、治療開始前のベースラインおよび式1の化合物での治療後の種々の時点(式1の化合物の治療終了後から約2〜45日)での循環中での測定を含むことができる。
上記のように、いくつかの実施形態では、式1の化合物での治療を、コルチコステロイドまたは糖質コルチコイドと組み合わせる。コルチコステロイドを多数の臨床的症状で使用して、例えば、急性または慢性の関節リウマチ、急性または慢性の変形性関節症、大腸炎状態(潰瘍性大腸炎など)、急性または慢性の喘息、気管支喘息、乾癬、全身性エリテマトーデス、肝炎、肺線維症、I型糖尿病、II型糖尿病、または悪液質などの状態の炎症または免疫反応の再燃またはエピソードの強度または頻度を減少させる。しかしながら、多数のコルチコステロイドは、重大な副作用または毒性を有し、その使用または有効性が制限され得る。式1の化合物は、コルチコステロイドの全ての所望の治療能力を無効にすることなくかかる副作用または毒性を中和するのに有用である。これにより、副作用または毒性を強化するかコルチコステロイドの投薬量を減少させることなく、コルチコステロイドを連続的に使用することが可能であるか、投薬量を改変することが可能である(例えば、投薬量を増加する)。治療、防止、改善、または減少させることができる副作用または毒性には、1つ以上の骨喪失、骨成長の減少,骨吸収の増強、骨粗鬆症、免疫抑制、完成に対する感受性の増加、気分または人格の変化、鬱病、頭痛、めまい、高血圧または高血圧症、筋力低下、疲労、嘔気、倦怠、消化性潰瘍、膵炎、菲薄皮膚または脆弱な皮膚、幼児または前成人期の被験体の成長抑制、血栓塞栓症、白内障、および浮腫が含まれる。式1の化合物の投薬量、投与経路、および投与プロトコールは、本質的に本明細書中に記載の通りであろう。約0.5〜約20mg/kg/日の例示的用量の式1の化合物を期間中に投与し、その間にコルチコステロイドを、必要に応じて、コルチコステロイド投与終了から約1週間〜約6ヶ月以上の期間にわたって投与する。コルチコステロイドを、本質的に、公知の投薬量、投与経路、および投与プロトコールを使用して投与する(例えば、Physicians Desk Reference 54th edition,2000,pages 323−2781,ISBN 1−56363−330−2,Medical Economics Co.,Inc.,Montvale,NJを参照のこと)。しかし、コルチコステロイドの投薬量を、必要に応じて、調整することができる(例えば、コルチコステロイドに関連する対応する全ての副作用または毒性が増加しない通常の投薬量の約10%〜約300%超の増加)。かかる増加を、十分な期間にわたって被験体の臨床症状に応じて漸増させるであろう(例えば、コルチコステロイドの1日量を、約2週間から1年間にわたって約10%〜約20%から最大約300%まで増加させる)。
治療方法を使用して、急性外傷(心筋梗塞など)、出血(脳出血または卒中)、骨折、骨粗鬆症、または過剰または望ましくない骨吸収または骨喪失を治療、防止、または改善することができる。治療を使用して、損傷が存在する条件下で(例えば、化学熱傷もしくは熱傷、変形性関節症、関節リウマチ、肝硬変、骨粗鬆症、骨折、心筋梗塞、卒中、または頭部外傷)、皮膚、粘膜、軟骨、肝臓、心臓の組織、骨、またはCNSもしくは神経の組織の損傷または傷害の修復を容易にすることができる。治療を使用して、療法(例えば、狼瘡状態または炎症性腸疾患、クローン病、急性または慢性の大腸炎、腎臓障害(急性または慢性の腎不全など)、または自己免疫性腎損傷を罹患した患者における糖質コルチコイド療法)に起因する骨喪失を軽減することもできる。
以下の実施形態は、本発明の1つ以上の態様を記載する。
1.生物力学化合物を同定する、または特徴づける方法であって、急性刺激または生物学的損傷に対する検出可能な応答を誘発する急性刺激または生物学的損傷への被験体の曝露後に被験体における試験化合物の生物学的応答をインビボで測定する工程を含み、該試験化合物は、(i)急性応答が最大または最大付近であるか、(ii)急性応答が長期間の急性生物学的応答で増加する時間または期間で刺激または生物学的損傷に対する急性生物学的応答のメディエータの好ましい治療応答を誘発し、時間(i)または(ii)での好ましい治療応答は、1つ、2つ、3つ、またはそれを超えるより早いかより遅い時間または期間での急性生物学的応答のメディエータに及ぼす影響が異なり、より早いかより遅い時間または期間でのかかる影響は、同一または本質的に同一のより早いかより遅い時間または期間での適切なビヒクルまたは偽薬対照と比較した場合の急性生物学的応答のメディエータのレベルまたは活性の約50%未満の増加または減少であり、それにより、急性生物学的応答のメディエータに対する好ましい治療応答および1つ、2つ、3つ、またはそれを超えるより早いかより遅い時間または期間での急性生物学的応答のメディエータに及ぼす影響が時間(i)または(ii)で異なる好ましい治療応答を誘発する化合物を、生体力学化合物と同定する方法。
2.インビトロアッセイで、試験化合物が急性生物学的応答のメディエータの活性またはレベルを約25%〜約75%調整するかどうかを決定するためのプロトコールを実施する工程をさらに含み、必要に応じて、糖質コルチコイド受容体の適切な参照の活性化因子またはアンタゴニストと比較した場合、試験化合物が糖質コルチコイド受容体を、約20%を超えて活性化または拮抗しない、実施形態1の方法。
3.急性刺激または生物学的損傷が、十分な量の電離放射線または炎症誘発性シグナル、化合物、または組成物への被験体の曝露であり、必要に応じて、炎症誘発性シグナル、化合物、または組成物が細菌LPSまたはTNFαであり、そして/または必要に応じて、急性生物学的応答のメディエータがNF−κBまたはIκBである、実施形態1または2の方法。
4.急性刺激または生物学的損傷が、十分な数の薬物処置マウスおよび十分な数のビヒクル対照マウスへの十分な細菌LPSの投与、ならびに、(i)腹腔内注射による細菌LPSの投与から必要に応じて約1.5時間後に急性応答が最大または最大付近である場合、および(ii)十分な細菌LPSの投与前および/または投与後の1つまたは2つの他の時点(必要に応じて、十分な細菌LPSの投与前の一方の時点および急性応答が最大または最大付近となった後の時点、必要に応じて、腹腔内注射による細菌LPSの投与から約2.0時間後または2.5時間後)の急性生物学的応答のメディエータに及ぼす試験化合物の影響の測定であり、ここで、必要に応じて、急性生物学的応答のメディエータがNF−κBまたはIκBである、実施形態1、2、または3の方法。
5.十分な細菌LPSの投与を、実施例9に記載の方法またはその適切な変形形態に本質的に従って行い、必要に応じて、化合物が急性生物学的応答のメディエータのレベルまたは活性を部分的に調節する能力を、実施例7に記載の方法またはその適切な変形形態に本質的に従って達成する、実施形態4の方法。
6.試験化合物の相対的効力または有効性を評価するために生物力学薬の陽性対照、必要に応じて17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを含める工程、必要に応じて、試験化合物の相対的効力または有効性を評価するために生物静力学薬対照を含める工程を含む、実施形態1、2、3、4、または5の方法。
7.有効性、作用機構、または臨床用途の情報の少なくとも一部を、実施形態1、2、3、4、または5の方法を含む特徴づけ方法から得た、薬物の有効性、作用機構、または臨床用途についての情報を含む添付文書またはラベルと共に投薬形態の薬物および薬物のための包装を含む製剤または承認前製剤。
8.有効性、作用機構、または臨床用途の情報の少なくとも一部を、(a)細胞を十分な量のNF−κB活性の活性化因子とインビトロで十分な時間接触させる工程であって、細胞は、細胞中のNF−κBのレベルまたは活性の検出可能な増加によってNF−κBの活性化因子に応答することができる、接触工程、(b)細胞を十分な量の薬物とインビトロで十分な時間接触させる工程であって、薬物は、適切な対照と比較してNF−κB活性の活性化を検出可能に阻害する、接触工程、および(c)必要に応じて、薬物のNF−κB活性化を阻害する能力を参照化合物と比較する工程であって、参照化合物は、特徴づけ方法においてNF−κBの活性化を約25%〜約75%検出可能に阻害する能力を有する本明細書中に記載の式1の化合物であり、薬物は、特徴づけ方法においてNF−κB活性化を約25%〜約75%阻害し、必要に応じて、参照化合物または薬物は、糖質コルチコイド受容体に検出可能または有意に直接結合しないか、必要に応じて、参照化合物または薬物は、糖質コルチコイド受容体を検出可能または有意に刺激せず、必要に応じて、薬物は、適切なアゴニスト対照と比較して、糖質コルチコイド受容体を、約20%を超えて刺激しない、比較工程を含む特徴づけ方法から得た、薬物の有効性、作用機構、または臨床用途についての情報を含む添付文書またはラベルと共に投薬形態の薬物および薬物のための包装を含む製剤または承認前製剤。
9.投薬形態が、経口、非経口、局所、または吸入のための処方物を含む、実施形態7または8の製剤。
10.参照化合物または薬物が、特徴づけ方法において、NF−κBの活性化を約35%〜約70%または約40%〜約65%阻害する、実施形態8または9の製剤。
11.細胞中のNF−κBが、1つ、2つ、3つ、またはそれを超えるTNF−α、TNF−β、TGF−β、IL−1、上皮成長因子、細菌LPS、細菌ペプチドグリカン、酵母ザイモサン、細菌リポタンパク質、細菌またはウイルスの抗原または遺伝子産物、紫外線照射、加熱または温度増加、リンホカインまたはオキシダントフリーラジカル、またはHによって活性化される、実施形態8、9、または10の製剤。
12.参照化合物または薬物が、適切な結合アッセイにおいて、10μM超のkdで糖質コルチコイド受容体に直接結合するか、参照化合物または薬物が、糖質コルチコイド受容体媒介遺伝子発現の活性化または増加を検出するのに適切なアッセイにおいて、約10μM以上の濃度で糖質コルチコイド受容体を検出可能に刺激しない、実施形態8、9、10、または11の製剤。
13.インビトロでの細胞が、ヒトTHP−1細胞、ラットRAW細胞、マクロファージ、単球、T−リンパ球、B−リンパ球、樹状細胞、グリア細胞、Kupfer細胞、肝細胞、好中球、白血球、および全血由来の細胞からなる群から必要に応じて選択される哺乳動物、げっ歯類、またはヒトの細胞である、実施形態8、9、10、11、または12の製剤。
14.薬物の有効性、作用機構、または臨床用途についての情報が、製剤の商業的利用または市場取引を調査または承認する権限を有する規制機関または調査団体への提出物中に含まれる、実施形態7または8の製剤。
15.哺乳動物の炎症状態または自己免疫疾患を処置する方法であって、実施形態1、2、3、4、5、または6の方法によって同定した有効量の生物力学化合物を被験体に投与するか被験体の組織に送達させる工程を含み、正の生物力学化合物を標準試料として使用するか、生物力学化合物が、インビトロでの適切なアッセイにおいて急性生物学的応答のメディエータを部分的に阻害し、適切なインビトロアッセイは、実施例7の方法またはその適切な変形形態に本質的に従う方法。
16.以下の構造:
Figure 0005130591
(式中、
一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−H、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−OH、C2−8エステル、C1−8エーテル、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり;
一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
は、−CH、−C、または−CHOHであり;
は、−H、−CH、−C、または−CHOHであり;
一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−H、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
10は、−Hまたはハロゲンであり、
一方のR11は、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のR11は、−H、−OH、C2−8エステル、C1−8エーテル、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルである)を有する精製化合物。
17.1つ、2つ、または3つのR、R、またはR11は−OH、C2−8エステル、C1−8エーテル、=O、または=NOHである、実施形態16に記載の精製化合物。
18.17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16α,17β−テトラオール、3β,11β,16β,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,11β,16β,17β−テトラオール、あるいはこれらの化合物のいずれかのC2−4モノエステルまたはC2−4ジエステルアナログから選択され、必要に応じて、(1)C2−4モノエステルが3位または17位でアセテートまたはプロピオネートであるか、(2)C2−4ジエステルが3位および17位でアセテートまたはプロピオネートである、実施形態17に記載の精製化合物。
19.化合物が、(a)少なくとも純度80%、少なくとも純度95%、または少なくとも純度98%の粉末または顆粒、または(b)少なくとも純度80%、少なくとも純度95%、または少なくとも純度98%の溶液または懸濁液である、実施形態17または18に記載の精製化合物。これらの化合物には、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールおよびこれらの化合物のエピマーが含まれ、1つまたは2つのヒドロキシルの配置が、α−からβ−またはβ−からα−に変化する(例えば、17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17α−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3α,7β,17β−トリオール、またはアンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール)。
20.化合物の純度が、約80%、約85%、約90%、約95%、約97%、約98%〜約99.5%、または約99.9%であり、必要に応じて、化合物は、粉末または顆粒の形態であり、必要に応じて、粉末の平均粒子サイズは、光散乱などの適切なアッセイで測定したところ、約50nmまたは約100nm〜約5μm、約10μm、または約25μmである、実施形態17、18、または19に記載の精製化合物。
21.哺乳動物においてCD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を検出可能に調節する可能性のある化合物を同定する方法であって、(i)インビトロでヒト細胞または哺乳動物細胞中の1つ以上の糖質コルチコイド受容体,アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、エストロゲン受容体−β、またはこれらの生体分子のいずれかの生物学的に活性な変異型を、インビトロでの適切な対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に約30%を超えて活性化または阻害せず、(ii)分子量が約100〜1000ダルトン、必要に応じては、分子量が約250〜850ダルトンであり、(iii)適切な陰性対照または正常対照と比較した場合、CD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を適切なアッセイにおいて20%を超えて増加または減少させ、そして(iv)必要に応じて、インビトロでの適切な陰性対照ヒト細胞または哺乳動物細胞と比較した場合に、インビトロでのヒト細胞または哺乳動物細胞においてNF−κBの転写活性またはレベルを約20〜80%阻害するか減少させる化合物を選択し、それにより、化合物が同定される工程を含む方法。
22.哺乳動物がげっ歯類またはヒトである、実施形態21の方法。
23.CD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を、1つ、2つ、または3つの(a)実施例20の方法またはその適切な変形形態、(b)実施例21の方法またはその適切な変形形態、または(c)本明細書中に引用した参考文献中の方法またはその適切な変形形態を含むプロトコールによって決定し、適切な変形形態により、CD4CD25調節T細胞、CD4CD25CD103調節T細胞、CD4CD25highCD103調節T細胞、またはCD4CD25high調節T細胞の数または活性を評価することを可能にする、実施形態21または22の方法。
24.化合物が、必要に応じて、関節炎状態(変形性関節症(原発性または続発性変形性関節症)、関節リウマチ,脊椎炎(強直性脊椎炎)に関連する関節炎など)、多発性硬化症、アルツハイマー病、腱滑膜炎、狼瘡状態(全身性エリテマトーデスまたは円板状エリテマトーデスなど)、腱炎、滑液包炎,肺炎状態(喘息、気腫、慢性閉塞性肺疾患、肺線維症、嚢胞性線維症、急性成人呼吸急迫症候群、慢性気管支炎、急性気管支炎、細気管支炎、線維閉塞性細気管支炎、器質化肺炎を伴う閉塞性細気管支炎など)である自己免疫疾患または望ましくない炎症状態の治療または予防のためのものである、実施形態21、22、23の方法。化合物は、本明細書中に記載の式1の化合物であり得る。
これらの実施形態の変形形態および改変ならびにこの開示の他の部分は、本明細書の読後に当業者に明らかであろう。かかる変形形態および改変は、本発明の範囲内である。本明細書中に引用した全ての引例または参考文献は、ここでまたはこの段落に続くさらなる段落でその全体が本明細書中に参考により組み込まれる。
以下の実施例は、本発明をさらに例証し、決して本発明を制限することを意図しない。
(実施例1)
実施例1.肺炎の治療。(D.Auciら、Ann.New York Acad.Sci.1051:730−742 2005、新規に引用)に本質的に記載のように、3つの化合物3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン、3α,16β,17β−トリヒドロキシアンドロスタン、および3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンを使用して、マウスの炎症を処置した。5〜8週齢のCD1雄マウス(Charles River,Calco,Italy)を、研究に使用した。動物を、制御環境下に収容し、標準的なげっ歯類用固形飼料および水を与えた。動物のケアは、適用可能な動物愛護に関する規則を順守した。マウスを、以下の群の1つに割り当てた:(1)2%カラギーナン−λを含む生理食塩水で処置したマウス(カラギーナン−λ処置対照群),(2)カラギーナン−λ投与の24時間前および1時間前に皮下(s.c.)注射によって0.1mg、0.01mg、または0.001mgの3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンで処置したマウス、(3)カラギーナンの24時間および1時間前にs.c.注射によって0.1mg、0.01mg、または0.001mgの3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンで処置したマウス、(4)カラギーナン−λ投与の24時間前および1時間前にs.c.注射によって0.1mg、0.01mg、または0.001mgの3α,16β,17β−トリヒドロキシアンドロスタンで処置したマウス、(5)カラギーナン−λ投与の24時間前および1時間前にs.c.にてビヒクル(0.1%カルボキシメチルセルロース、0.9%生理食塩水、2%tween80、0.05%フェノール)で処置したマウス、(6)カラギーナン−λ投与の24時間前および1時間前に腹腔内ボーラスとしてウサギ抗マウスポリクローナル抗TNF−α抗体(200μg)で処置したマウス(陽性対照群)、および(7)カラギーナン−λで処置しなかった偽操作マウス。各群は、10匹のマウスからなる。全処置を、最終体積100μLで与えた。肺(胸膜腔)炎を以下のように誘導した。マウスをイソフルランで麻酔し、左第6肋間隙の高さで皮膚を切開した。下層にある筋肉を切り裂き、0.1mL生理食塩水(対照)または2%λ−カラギーナンを含む0.1mL生理食塩水のいずれかを胸膜腔に注射した。カラギーナン−λは、炎症の強力な誘発因子であり、本プロトコールにおいて胸膜腔中の流動物および好中球の蓄積によって炎症が現れる。縫合糸で切開部を閉じ、動物を回復させた。
カラギーナン−λ注射から4時間後、動物を、COへの曝露によって安楽死させた。胸部を慎重に開き、胸膜腔を、ヘパリン(5U/mL)およびインドメタシン(10μg/mL)を含む1mLの生理食塩水でリンスした。吸引によって滲出液および洗浄液を取り出し、総体積を測定した。血液で汚染した滲出液を破棄した。滲出液の量を、回収した総胸膜腔体積から注射した1mLを引くことによって計算した。滲出液中の好中球を、リン酸緩衝化生理食塩水に懸濁し、トリパンブルー染色後にBurkerチャンバにて光学顕微鏡を使用して計数した。結果を、一元ANOVAおよびその後の多重比較のためのボンフェローニの事後検定によって分析した。0.05未満のp値を有意と見なした。統計分析のために、各群を、カラギーナン−λで攻撃し、他の未処置の対照マウス群と比較した。
カラギーナン−λで攻撃し、未処置で放置した全てのマウスが急性胸膜炎を発症し、混濁滲出液を産生し、胸膜の好中球数が増加した。ビヒクルで処置したマウスの胸膜中の滲出液の体積および白血球数の増加は、カラギーナン−λで攻撃した、未処置の対照マウスと類似していた。これら2つの対照マウス群と比較して、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンで処置した動物は、0.1mg、0.01mgの用量で胸膜中の好中球数および胸膜滲出液の体積が有意に減少した一方で、より低い0.001mgの用量では不活性であった。0.1mgの用量の3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンでの処置における胸膜滲出液の体積は有意に減少したが、より低い用量の0.01mgおよび0.001mgでは有意に減少しなかった。3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンで処置した動物は、0.1mgおよび0.01mgの用量で、胸膜中の好中球数が有意に減少した。3α,16β,17β−トリヒドロキシアンドロスタンでの処置も、0.1mgおよび0.01mgの用量で胸膜中の好中球数が有意に減少した。3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンおよび3α,16β,17α−トリヒドロキシアンドロスタンの効力は、ポリクローナル抗TNF−α抗体対照で観察された効力と類似していた一方で、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンはより強度が低かった。
以下の表は、カラギーナン−λに曝露したが、他に処置を行なわなかった非処置対照動物(陰性対照群)と比較した処置動物群由来の好中球数を記載している。陰性対照群の好中球数を100%とし、他の群をこれと比較した。抗TNF−α抗体で処置した動物群(陽性対照群)は、陰性対照群が有する好中球数の29%を有し、これは、抗体がカラギーナン−λ曝露に対して抗炎症効果を有することを示す。ビヒクル対照群は、陰性対照群と比較して好中球数が有意には減少せず(91%)、ビヒクルのみでは有意な抗炎症効果がないことを示す。
Figure 0005130591
このモデルで統計的に有意な抗炎症活性を有した他の化合物は、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール(経口強制飼養によって投与した1mgおよび0.1mg)および17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール(経口強制飼養によって投与した40mg/kg、約0.5mg/マウス)であった。これらの化合物は、ビヒクル対照として使用したマウス群と比較して活性であった。
本明細書中に記載の他の式1の化合物をこの様式で使用して、その相対的な炎症を治療または改善する能力を特徴づけることができる。これらの化合物には、3β,16β,17β−トリヒドロキシアンドロスタン、3β,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタン、3β,16β,17α−トリヒドロキシアンドロスタン、3β,16β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン−17−オキシム、3β,16α−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン−17−オキシム、3α,16α−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン−17−オキシム、3β,16α−ジヒドロキシアンドロスタン−17−オキシム、ならびに(1)α配置またはβ配置の7位にヒドロキシル基および/または(2)5位または4位に二重結合を含むこれらのアナログ、および/または(3)これらのいずれかのエステル、エーテル、アミノ酸、カルバメート、またはオキシム(=NOH)誘導体、接合体、またはアナログが含まれる。
(実施例2)
実施例2.免疫応答の分析。化合物3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンは、化合物を喘息などの炎症状態を処置するための薬剤としてより優れさせる生物学的性質を有することが見出された。具体的には、化合物の使用は、デキサメタゾンなどの抗炎症性糖質コルチコイド化合物の公知の副作用であるIL−13の回復を伴わなかった。糖質コルチコイド後に回復したIL−13により、喘息患者がその後に急性に再発する傾向がより高くなるので、これを伴わない抗炎症薬は有利であろう。このIL−13回復の欠如は予想外であった。
3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンが好酸球負荷を制限し、重要な炎症メディエータ(IL−5、IL−13、システイニルロイコトリエン)を減少させる能力が、オボアルブミン(OVA)感作マウス喘息モデルで認められた。BALB/cマウスを、1日目および12日目のOVA(ミョウバンアジュバント中)での腹腔内注射によって感作した。OVAまたは生理食塩水の肺への送達によって、28日目および30日目に、気道をOVAで攻撃した。31日目に、6匹のマウスに生理食塩水を与え、OVAで攻撃した6匹のマウスを屠殺し、肺組織を分析した。残りの動物を、6つの群に分けた(6匹/群)。マウス群を、以下のように皮下注射によって1日1回処置した。第1群:ビヒクル対照(0.1%カルボキシメチルセルロース、0.9%生理食塩水、2% tween80、0.05%フェノール)。第2群:デキサメタゾン(5mg/kg)。第3群:3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタン(1mg/マウス)。第1群〜第3群中の3匹の動物を35日目に最終処置から1時間後に屠殺し、第1群〜第3群中の残りの3匹を38日目に屠殺した。
以下の表に示すように、3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンは、デキサメタゾンで処置した動物で認められたIL−13の増加は認められなかった。
Figure 0005130591
攻撃後に回復したIL−13の38日目の減少に加えて、3α,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタンで処置した動物は、デキサメタゾン処置群(145pg/mL)と比較して、肺組織中のIL−5レベルが減少した(90pg/mL)。ビヒクル対照群中のIL−5レベルは、38日目で75pg/mLであった。本明細書中に記載の他の式1の化合物をこの様式で使用して、IL−13および/またはIL−5回復効果を発揮することなく炎症を治療または改善する能力を同定した(3β,16β,17β−トリヒドロキシアンドロスタン、3β,16α,17α−トリヒドロキシアンドロスタン、3β,16β,17α−トリヒドロキシアンドロスタン、アンドロスタ−5−エン−2α,3β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、および17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールが含まれる)。これらの結果は、F1Cを使用して肺炎または喘息をインビボで処置することができることを示す。
別のプロトコールでは、以下のように、肥満細胞集団をマウス骨髄から培養した。簡潔に述べれば、Balb/Cマウス由来の骨髄を、PBSおよび27gの針を使用して、大腿骨から洗い流した。細胞を、19%FBSを含む2/3 RPMI−1640とIL−3を分泌した細胞との混合物中で培養した。実験で使用する前に、骨髄細胞を、IL−3含有混合物中で18〜25日間分化させた。この様式で培養した骨髄細胞は、粘膜肥満細胞と類似の表現型を有し、これを、骨髄由来肥満細胞(BMMC)と呼ぶ。
インビトロ増殖肥満細胞の均一性を、従来のフローサイトメトリー技術および細胞型特異的マーカーの染色によってチェックした。増殖14〜21日目に、成熟肥満細胞を採取し、試験培養のために調製した。肥満細胞刺激関連分解に及ぼすデヒドロエピアンドロステロンなどの化合物の影響を評価することを目的とした。調製した肥満細胞を、1×10細胞/mLの密度で試験培養ウェルに分注した。対照培養では、肥満細胞を、IgE受容体のIgE抗原−抗体複合体との架橋後に脱顆粒するように誘導した。並行培養群では、肥満細胞を、種々の用量のデヒドロエピアンドロステロンとプレインキュベートし、抗lgE抗体を使用して活性化した。刺激の不在下での細胞の細胞質貯蔵顆粒からのβ−グルクロニダーゼの放出によって測定したところ、肥満細胞は検出可能に脱顆粒されなかった。培養物への抗lg−E受容体抗体の導入により、β−グルクロニダーゼが有意に放出された。肥満細胞をデヒドロエピアンドロステロンのみに曝露した場合、測定可能な脱顆粒は認められなかった。しかし、抗IgE抗原−抗体複合体での活性化前に5〜10分間100μMのデヒドロエピアンドロステロンに予め曝露した肥満細胞は、脱顆粒の約70%阻害を示した。より低いレベルのデヒドロエピアンドロステロンでは、脱顆粒を阻害する能力が比例して低かった。類似のプロトコールでは、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、またはアンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオールなどのF1Cは、デヒドロエピアンドロステロンより10〜1000倍強力であった。
(実施例3)
実施例3.致死性炎症/ショックの治療。2つの化合物16α−ブロモエピアンドロステロン(3β−ヒドロキシ−16α−ブロモアンドロスタン−17−オン)および3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンを、致死性ショックプロトコールで使用した。1つのプロトコールでは、3mgの16α−ブロモエピアンドロステロンを経口強制飼養によって1つの動物群に投与した一方で、別の群に皮下注射によって3mgの16α−ブロモエピアンドロステロンを投与した。対照動物群に、偽薬対照を投与した。このプロトコールでは、致死量の細菌リポ多糖(LPS)の投与の24時間前および1時間後に、マウスに16α−ブロモエピアンドロステロンを投与した。観察期間の終了までに(LPS投与の72時間後)、ビヒクル処置偽薬対照動物は生存しなかったが、経口投与によって16α−ブロモエピアンドロステロンを投与した動物の65%が生存した。皮下注射によって16α−ブロモエピアンドロステロンを投与した動物の50%が生存した。72時間生存した全動物を、LPS曝露から回復させた。
第2のアッセイでは、致死量のLPSの投与の24時間前および1時間後に、16α−ブロモエピアンドロステロンまたは3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンを、経口強制飼養によってマウスに投与した。ビヒクル処置動物群を、偽薬対照として使用した。72時間後、偽薬対照マウスの25%が生存し、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンで処置したマウスの50%および16α−ブロモエピアンドロステロンで処置したマウスの80%が生存した。
別のアッセイでは、16α−ブロモエピアンドロステロンおよび3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンがマウスにおいて亜致死量のLPSへの曝露によって誘導された肺損傷から防御する能力を示した。このアッセイでは、軽度の麻酔下の動物の器官および肺への100μgのLPSの投与の24時間前および1時間後に、化合物、滅菌生理食塩水(陰性対照)、またはビヒクル(ビヒクル対照)を、5匹のマウス群に経口強制飼養によって投与した。48時間後、動物を屠殺し、細気管支肺胞洗浄液(BAL)によって動物の肺からサンプルを得た。BAL液中の細胞数を計数し、高い細胞数は、肺の炎症および損傷を示す。このアッセイでは、炎症および肺損傷を媒介する細胞は、LPSの存在に応答して肺に浸潤する。陰性対照群およびビヒクル対照群では、BAL液は、約6×10細胞/mLを含んでいた。16α−ブロモエピアンドロステロン(p=0.02)または3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン(p=0.04)で処置した動物群における細胞数は、BAL液中の細胞数を有意に減少させた(約4.4×10細胞/mL)。この結果は、化合物が、肺傷害または損傷が制御されないまたは過剰な炎症に関連する喘息またはCOPDなどの臨床症状で活性を有することを示す。他の化合物(例えば、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールまたは17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール)を、類似の様式で特徴づけることができる。
(実施例4)
実施例4.肺組織からの細菌の排除。16α−ブロモエピアンドロステロンが肺組織から緑膿菌感染を排除する能力を、以前に公開されたプロトコールを使用して示した(A.van Heeckerenら、J.Clin.Invest.,100(11):2810−2815 1977;A.van Heeckerenら、Am.J.Respir.Crit.Care Med.,161:271−279 2000)。ヒト嚢胞性線維症の動物モデルとして使用されるCFTRマウスにおいてプロトコールを行なった(S.D.Freedmanら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,96(24):13995−14000 1999;W.Zengら、Am.J.Physiol.Cell.Physiol.273:C442−C455 1997)。細菌(約6.1×10CFU/動物を含む50μL)を含むアガロースビーズを使用した慢性力膿菌感染の確立は、以前に公開されていた(J.R.Starkeら、Pediatr.Res.,22:698−702 1987)。2つのマウス群(各群あたりn=9)を、40mg/kgの16α−ブロモエピアンドロステロンまたはビヒクル(対照)で処置し、動物の肺への細菌負荷を、肺へのアガロースビーズの導入から10日後に決定した。10日後に、ビヒクル対照動物の肺への細菌負荷は、6×10CFU/動物である一方で、16α−ブロモエピアンドロステロンで処置した動物は細菌負荷が減少した(p=<0.04)。この結果は、16α−ブロモエピアンドロステロンが抗炎症性を示すだけでなく、これを使用して、肺感染を治療または軽減することができることを示す。これは、炎症および感染が共存し得る嚢胞性線維症などの状態を処置するために使用される薬剤の望ましい特性である。
(実施例5)
実施例5.インビトロでのヒト細胞における抗炎症活性。16α−ブロモエピアンドロステロンおよび3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンがインビトロでのヒト細胞の炎症を軽減する能力を、LPSに曝露したヒト全血を使用して証明した。LPSのみ(陽性対照)または化合物を含まないビヒクル(ジメチルスルホキシド)(ビヒクル対照)に曝露した細胞と比較して、16α−ブロモエピアンドロステロン(100ng/mL)および3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタンの存在下では、細胞によるγ−インターフェロン産生の減少が認められた。LPSの存在下で細胞を24時間インキュベートした成長媒体中のγ−インターフェロン量を測定した。
(実施例6)
実施例6.自己免疫性神経変性の治療。3つの化合物17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール、17β−ジメチルアミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール、および17β−メチルアミノアンドロスタ−5−エン−3β−オールを、マウスにおける実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)を改善する能力について特徴づけた。この脱髄状態は、ヒトの多発性硬化症および多発性硬化症の治療のための新規の療法の試験のためのモデルとして広く使用されている(例えば、B.F.Bebo Jr.ら、J.Neurosci.Res.52:420−426 1998;R.R.Voskuhlら、Neuroscientist,7:258−270 2001;H.Offnerら、J.Neuroimmunol.,130:128−139 2002)。このモデルの活性は、試験化合物がEAE疾患の進行に関連するニューロンの死滅を防止するか死滅速度を遅延する能力を示す。
このプロトコールでは、化合物を、病徴の発生時に経口強制飼養によって雌SJL/Jマウスに投与した。抗原を使用して、マウスのEAE状態を開始させた。能動免疫化のために使用した抗原は、マウスプロテオリピドタンパク質(PLP)139−151(HCLGKWLGHPDKF)であった。このペプチド抗原での免疫化により、中枢神経系の自己免疫Th1媒介脱髄疾患が発症される。抗原を、固相合成によって調製し、高速液体クロマトグラフィによって精製した。200μgの結核菌を含むフロイント不完全アジュバント中の150μgのPLP139−151ペプチドでの免疫化によって、雌SJL/JマウスにEAE状態を起こさせた。免疫化プロトコールは、0日目の後部側腹部の4つの部位への皮下注射であった。免疫化後、マウスを、以下のスケールを使用して、EAEの臨床徴候について毎日評価した:0=臨床徴候または臨床症状なし;1=びっこ引き(limp tail);2=軽度の後肢の脆弱およびびっこ引き;3=中等度の後肢の脆弱およびびっこ引きまたは軽度の運動失調;4=重篤な後肢の脆弱および中等度の運動失調を伴う軽度の前腕の脆弱;5=中等度の前肢脆弱しか伴わない対麻痺;6=重篤な前肢の脆弱、重篤な運動失調、または瀕死状態を伴う対麻痺。
ビヒクル対照群のマウスは、PLP抗原での免疫化から約10〜11日後に観察可能なEAEの症状(EAE疾患モデルに典型的)を示し始めた。17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール、17β−ジメチルアミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール、または17β−メチルアミノアンドロスタ−5−エン−3β−オールを、1日目(免疫化の1日後)から開始する経口強制飼養によって動物に毎日投与した。3つの全化合物は、5mg/kgの用量で活性であり、化合物は、観察終了時に26日間を通して認められた症状の臨床的重症度を軽減した。化合物の治療活性は、マウスにおいて約10ng/mLの血中レベルで認められた。これらの結果は、化合物がこの慢性自己免疫性神経変性疾患の治療で生物学的に活性であることを示した。
(実施例7)
実施例7.インビトロでのNF−κBの阻害。多数の化合物を使用して、インビトロでのヒト細胞におけるTNF−αまたはLPSによるNF−κBの活性化を阻害した。NF−κBの活性化により、炎症を媒介する多数の遺伝子の発現が増加する。このプロトコールは、ヒトTHP−1細胞(単球表現型を有するヒト単核血球)を使用した。NF−κB−bla THP−1と呼ばれる細胞株は、NF−kB応答エレメント(Invitrogen,CellSensor(商標),製品番号K1176)の制御下でβ−ラクタマーゼレポーター遺伝子を含んでいた。この細胞株では、β−ラクタマーゼレポーター遺伝子をTHP−1細胞に安定に組み込む。この細胞株を使用して、NF−κBシグナル伝達のアゴニストまたはアンタゴニストを検出した。これらのNF−κB−bla THP−1細胞は、β−ラクタマーゼレポーター遺伝子発現の増加によって、腫瘍壊死因子α(TNFα)または細菌リポ多糖(LPS)の存在に応答する。β−ラクタマーゼ酵素活性レベルを、蛍光共鳴エネルギー転移のレシオメトリック検出によって測定した。TNFαおよびLPSの両方は、THP1細胞中でNF−κBを活性化する強力な炎症誘導因子である。このアッセイでは、TNFαまたはLPSの存在下でNF−κB活性を減少させる化合物(従って、β−ラクタマーゼ)は、抗炎症活性を発揮する。
NF−κB−bla THP−1細胞を、必要に応じた継代または栄養補給によって維持した。懸濁液中で成長する細胞を、2×10細胞/mLと2×10細胞/mLとの間の密度で維持した。NF−κBを活性化させるための10ng/mLのTNFαまたは0.2ng/mLのLPSのいずれかを添加する24時間前に、細胞を、壁が黒色で底が透明な384ウェルのアッセイプレート(Costar# 3712−TC低蛍光バックグラウンドプレート)に20,000細胞/ウェルの密度でプレートした。NF−κBの活性化についての陽性対照アッセイでは、β−ラクタマーゼ基質インキュベーションから1時間後のTNFαのEC50濃度は0.20ng/mLであった。LPSのEC50は、0.15ng/mLであった。このアッセイにおけるTNF−αまたはLPSのEC50濃度は、NF−κBの最大活性化を引き起こすTNF−αまたはLPSの濃度の50%をいう。合成糖質コルチコイドであるデキサメタゾン(強力な抗炎症薬)により、このアッセイにおいて0.47nMのEC50(5アッセイの平均)でTNFαの影響を減少させる。デキサメタゾンの類似の生物活性は、他のインビトロ細胞アッセイで報告されており、NF−κB活性化の完全な阻害は、約1nMのIC50で認められた(M.K.A.Bauerら、Eur.J.Biochem.243:726−731,1977)。
このアッセイを使用して、LPS刺激後のNF−κB−bla THP−1細胞におけるNF−κB活性化を阻害するための化合物のIC50を以下に示す。このアッセイで使用した化合物のIC50濃度は、化合物が誘導することができるNF−κB活性化の最大阻害の50%を引き起こす化合物の濃度をいう。アッセイを、通常、各化合物について2〜4回行ない、以下に示した値は、各化合物の平均である。以下の表1中のデータは、これらの多数の化合物が非常に低いレベルでこれらのヒトマクロファージ細胞中でNF−κBを阻害することができることを示す。
Figure 0005130591
このプロトコールで抗炎症活性を示した他の化合物は、3α−ペンタフルオロエチルアンドロスタ−4−エン−3β,17β−ジオール(IC50 3.1nM)、3α−ペンタフルオロエチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール(IC50 17nM;最大NF−κB阻害は50%であった)、3α/β,17α−エチニルアンドロスタン−3α/β,17β−ジオール(IC50 200pM)、17α−トリフルオロメチルアンドロスタン−3α,17β−ジオール(IC50 190nM),17β−グリシルアンドロスタン−3β−オール(IC50 0.42pM)、3β−グリシルアンドロスタン−17β−オール(IC50 1nM)、アンドロスタン−3β,16β−ジオール−17−オキシム(IC50 1.9fM)、17α−エチニルアンドロスタ−4−エン−3−オン−17β−オール(IC50 2.9fM;最大NF−κB阻害は80%であった)、16α−フルオロアンドロスタ−5−エン−17−オン(IC50 30pM)、16β−フルオロアンドロスタ−5−エン−7β−オール−17−オン(IC50 1.5nM)、アンドロスタン−3α,16α,17β−トリオール(IC50 6.9fM)、アンドロスタン−3α,16β,17β−トリオール(IC50 19fM)、アンドロスタ−5−エン−3β−オール−17β−スクシニルエステル(IC50 0.2nM)、3β−アセトキシ−7β,17β−ジヒドロキシ−11−オキソアンドロスタ−5−エン(IC50 1fM;最大NF−κB阻害は65%であった)であった。これらの化合物によるNF−κBの最大阻害は、約25%〜80%であった。これは、このプロトコールにおいて合成糖質コルチコイドであるデキサメタゾンによるNF−κB活性化の100%阻害と異なった。
2つの化合物は、このプロトコールにおいてNF−κB活性を増加させた(アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α−トリオール−17−オン(IC50 1.3nM;対照細胞と比較して140%NF−κB活性)および3β,17α−ジメチルアンドロスタン−3α,17β−ジオール(IC50 40M)。
このプロトコールで抗炎症活性を示さなかった化合物は、3α,17α−メチルアンドロスタン−3β,17β−ジオール、3β−アセトキシアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール、17α−メチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール−7−オン、16α−フルオロアンドロスタ−5−エン−7β−オール−17−オン、16α−フルオロアンドロスタ−5−エン−7α−オール−17−オン、17α−メチルアンドロスタン−3β,7α,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,17β−トリオール、16α−フルオロアンドロスタン−17−オン、アンドロスタ−5−エン−3α,17β−ジオール、アンドロスタン−2β,3α,16α,17β−テトラオール、およびアンドロスタン−3α,16α,17α−トリオール(全て、IC50>10μM)であった。
化合物が低レベルでNF−κB活性を減少させる能力は、化合物を使用して、特に、NF−κBによって媒介される過剰なレベルまたは核転写活性が疾患または状態の病理学で有意な役割を果たす状況で炎症を処置することができることを示す。
上記のアッセイでは、デキサメタゾン、16α−ブロモエピアンドロステロン、および16β−ブロモエピアンドロステロンによるNF−κBの最大阻害は100%であり、これらの化合物のIC50を超えるこれらの化合物の濃度で検出可能なNF−κB活性化は認められなかった。対して、他の化合物(例えば、3β,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン、3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン、または3β,7β,17β−トリヒドロキシ−17α−メチルアンドロスタ−5−エン)によるNF−κBの最大阻害は、約80%未満であり、そのIC50レベルを超える漸増量の化合物によってNK−κB活性化に対するさらなる有意な阻害活性は得られなかった。これらの化合物のほとんどについて、このアッセイにおけるNF−κBの最大阻害は約25〜80%、主に約30〜65%または約30〜70%であった。これらの結果は、3β,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エンなどの化合物がその生物活性を完全に防止することができない機構によってNF−κB活性化を阻害することを示した。
表1中のいくつかの化合物は、インビトロ細胞アッセイで抗炎症活性を発揮する検出可能な能力は認められなかった。試験し、アッセイで活性が認められなかった(IC50>10μM)他の化合物には、3β,17α−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン、デヒドロエピアンドロステロン(3β−ヒドロキシアンドロスタ−5−エン−17−オン)、3β−ヒドロキシアンドロスタン−7,17−ジオン、16α−ブロモ−3β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エン、および16β−ブロモ−3β−ヒドロキシアンドロスタ−5−エン−17−オンが含まれた。それにもかかわらず、このインビトロ細胞アッセイで不活性であったいくつかの化合物(例えば、16α−ヒドロキシエピアンドロステロン)は、インビボにて動物で抗炎症性を示すことが見出された。この結果は、化合物が異なる機構を介して作用することができることか、その活性が1つを超える細胞株由来の細胞を必要とすることを示す。インビボでのかかる化合物由来の抗炎症活性は、例えば、プロスタグランジン合成および肝臓における他の活性の誘発から生じ、それにより、全身抗炎症反応を引き起こすことができる。あるいは、かかる化合物の抗炎症活性は、化合物がLPS以外の供給源から生じるNF−κB活性の刺激を阻害する能力から生じる。多数の異なる材料は、NF−κBを活性化することができ、この材料には、LPS、TNF−α、IL−1、一定のウイルスまたは細菌の遺伝子産物の存在、B細胞またはT細胞の活性化、細胞の紫外線への曝露が含まれる。全ての細胞がこれらの各刺激に応答に必要があるシグナル伝達機構を発現するわけではないので、全て細胞型がこれらの全ての刺激に応答することができるわけではない。ほとんどの細胞型は、1つまたは少数のこれらのシグナルに応答することができるが、所与の細胞型が全てに応答することができるのは稀である。本明細書中で使用したアッセイでは、NF−κBの活性化は、細菌LPS誘導性刺激から生じるので、LPSシグナル伝達経路を阻害する能力が制限された化合物は、このアッセイにおいてNF−κB活性を減少させる能力が制限されると予想されるであろう。
本発明に記載されており、本発明の実施に組み込むか使用することができるNF−κBの調節方法には、以下の刊行物に記載の方法が含まれる:米国特許第5,989,835号明細書、同第6,410,516号明細書、同第6,545,027号明細書、同第6,831,065号明細書、および同第6,998,383号明細書。NF−κB活性の他の態様は説明されており、本発明の方法に組み込むこともできる(例えば、A.S.Baldwin,Annual Rev.Immunol.14:649−683 1996;M.Mullerら、Mol.Cell.Biol.22((4)1060−1072 2002;P.A.Baeuerle,Cell 95:729−731 1998.)。
(実施例8)
実施例8.選択された化合物がマウスにおけるLPS誘導性ショック/炎症を処置する能力を、上記プロトコールに類似のプロトコールによって実験した。約30gの3匹のICRマウスからなる5つの群を、それぞれ、腹腔内注射によって120μLビヒクル(30%スルホブチルエーテル−シクロデキストリン水溶液)、アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオールを含むビヒクル、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオールを含むビヒクル、または4β−アセトキシアンドロスタ−5−エン−3β,16α,17β−トリオールを含むビヒクルで処置した。全ての薬物およびビヒクル処方物は、溶液であり、懸濁液ではなかった。スルホブチルエーテル−シクロデキストリンを購入した(Captisol(商標)、www.cydexinc.com)。2つのビヒクル対照が存在し、一方の群はビヒクルのみを投与し、他方の群はビヒクルおよびLPSを投与した。ビヒクルまたは薬物を、LPS(約LD50/24の用量、すなわち、LPS投与の24時間後に50%死亡)投与の24時間前および1時間後に腹腔内注射によってマウスに投与した。薬物を、約40mg/kg(各薬物投与について1.2mg薬物/動物)で投与した。LPS注射の1.5時間後に動物から脾臓を採取し、脾臓を溶解し、脾臓細胞から核を単離し、溶解した核由来のNF−κBを測定することによって活性化NF−κBについてアッセイした。結果は、3つ全ての化合物がLPS+ビヒクル対照群と比較してNF−κB活性化レベルを約50%減少させることを示した。LPSを使用せずビヒクルで処置した動物由来の脾臓細胞中の活性化NF−κBレベルは、薬物処置動物由来の脾臓細胞中の活性化NF−κBと本質的に同一であった。対照動物と比較した薬物処置動物での活性化NF−κBの減少によって示されるように、これらの結果は、動物における強力な抗炎症効果を示した。
LPS攻撃から1.5時間後のNF−κBまたはTNFαの分析と類似のプロトコールで使用した他の化合物は、アンドロスタン−3α,16α,17β−トリオール、アンドロスタン−3α,17β−ジオール−16−オン、17α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール、アンドロスタ−5−エン−3α,17β−ジオール、アンドロスタ−5−エン−3α,16α,17β−トリオール、3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール、アンドロスタン−3α,17β−ジオール−16−オキシム、およびアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール−7−オンであった。これらの化合物の全てを、化合物のスルホブチルエーテル−シクロデキストリン水溶液との溶液として投与した。これらの化合物を、LPS(PLS)攻撃の24時間前およびLPS攻撃と同時に(上記のLPS攻撃の1時間後の代わり)動物に投与し、LPS攻撃の1.5時間後に脾臓中のNF−κBまたは血液中のTNFαを分析した。化合物を40mg/kgで投与し、3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールについては4mg/kg、0.1mg/kg、および0.05mg/kgで投与した。NF−κBおよびTNFαの阻害は、ビヒクル対照と比較してこれらの化合物の全てについて認められた。3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールについて、NF−κBおよびTNFαの最大阻害は、0.1mg/kgの用量レベルで処置した動物で認められた。
(実施例9)
実施例9.インビボでのNF−κB阻害の動態解析。マウスにおける細菌LPS注射後のNF−κB阻害の動態を試験して、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール(実施例7に記載のように、インビトロでの免疫細胞(マクロファージまたは単球)におけるLPSまたはTNFαによって誘導されるNF−κBの活性化の一部しか阻害しない)などの化合物の作用機構をさらに探索した。この研究では、マウスを、化合物を含む実施例8に記載のビヒクル溶液(懸濁液ではない)の腹腔内注射によって、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール(約40mg/kg、約1.2mg/動物)で処置した。細菌LPS(約LD50/24)の腹腔内注射の24時間前に、薬物を注射した。研究では、12匹の動物からなる2つの群を使用し、LPS攻撃の24時間前にビヒクル対照または薬物を投与した。LPS攻撃の直前およびLPS投与の1.5、2.0、および2.5時間後に、両群由来の3匹の動物から脾臓を採取した。脾臓細胞を採取し、活性化NF−κBレベルを、実施例8に記載のように、本質的には核内のNF−κBアッセイによって測定した。
LPS投与後の最大NF−κB活性化は、ビヒクル対照で1.5時間後に起こり、活性化NF−κBのプレLPSレベルの4倍であった。結果を以下に示す。ビヒクル対照および薬物処置動物についての値は、脾臓細胞由来の核内のNF−κBのELISA測定による相対光学密度単位である。
Figure 0005130591
1.5時間の時点でのNF−κBが著しく阻害され、他の時点でNF−κBが相対的に正常レベルであることは、化合物がLPS曝露後の臨界期(critical period)でLPS誘導外傷に一過性であるが強力な阻害を発揮することを示した。他の研究における類似のアッセイは、ビヒクル対照マウスにおけるLPS注射の30分後および60分後の活性化NF−κBレベルが本研究のプレLPS時点に類似することを示した。この結果は、このモデルにおいて、脾臓細胞中のNF−κB活性化に及ぼすLPSの影響がLPS攻撃の約1.5時間後に最大であることを示す。この時点は、抗炎症薬候補の活性を、インビボで評価することができる都合のよい時間または枠(すなわち、LPS攻撃の約75分〜約105分後)を示す。枠は、生物学的損傷の投与経路に応じて変化し得る(例えば、腹腔内注射によって投与したLPSまたはTNFαと皮下注射もしくは筋肉内注射によって投与したLPSまたはTNFαとで異なる)。同様に、生物学的損傷は、他の事項であり得る(例えば、約50〜60cGy/分での電離放射線への被験体の曝露と約500〜1000cGy/分または約5〜10cGy/分での電離放射線への被験体の曝露とで異なる)。
マウスにおけるLPS誘導性TNFα発現の分析により、LPS攻撃(腹腔内注射によって投与された500μgのLPS)の1.5時間後にTNFαレベルがピークになることが示され、LPS攻撃の1〜2時間後で最も高いレベルのTNFαが認められた。LPSから30分後および2.5時間後のTNFαレベルはより低かった。
生物力学薬として作用する能力について分析することができる他の化合物には、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7α,17β−トリオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−トリオール−7−オン、およびこれらの化合物のいずれかの薬学的に許容可能なアナログ(例えば、1つ、2つ、またはそれを超えるヒドロキシル基でのヒドロキシルエステルまたはエーテル誘導体であるアナログ)が含まれる。適切なエステルおよびエーテルには、アセテート、n−プロピオネート、i−プロピオネート、スクシネート、−O−C(O)−(CH−CHR、−O−C(O)−O−(CH−CHR、−O−C(O)−NH−(CH−CHR、グリシンおよびアラニンなどのアミノ酸(−O−C(O)−CHCH−COOH)、ヒドロキシエステル、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル−O−(CH−CHR、−O−(CH−O−CHR(例えば、−O−CHCH−O−CH)エーテル,(式中、nは、1、2、3、4、5、または6であり、Rは、−H、−F、−Cl、−Br、−I、−OH、−C(O)OH(または許容可能な塩(例えば、ナトリウム塩またはカリウム塩))、−C(O)OCH、−C(O)OCが含まれる。
(実施例10)
実施例10.式1の化合物が受動的(passive)コラーゲン誘導性関節炎モデルにおける一連の関節炎に影響を及ぼす能力を、本質的に以前に記載のように試験した(E.Simelyteら、Arthritis & Rheumatism,52(6):1876−1884,2005;Z.Hanら、Arthritis & Rheumatism 46(3):818−823.2002:H.Miyaharaら、Clin.Immunol Immunopathol.,69(1):69−76.1993)。このプロトコールでは、抗II型コラーゲン抗体の投与によって、DBA/1マウスに受動的コラーゲン誘導性関節炎を誘導した。これにより、動物の関節組織に対して免疫応答が誘導される。この関節炎モデルにおける有効性は、主に炎症に対する有効性を示し、関節炎を操作する細胞の影響から隔離して評価される。関節炎の重症度を、半定量的臨床スコアリングシステムを使用して評価した。群あたり8匹からなる群を、経口強制飼養によって、40mg/kg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで14日間またはビヒクルで14日間処置した。ビヒクルは、30%シクロデキストリン−スルホブチルエーテル水溶液であり、薬物溶液は、20mg/mLの薬物を含むビヒクルであった。
動物を、足関節の厚さの測定および関節炎スコア(脚あたり4箇所)によって試験した。この試験は、スコアが高いほど関節炎がより重篤であることを示す。約14日後に試験を終了し、組織学および遺伝子発現の測定を行なった。組織学について、左後足を採取し、10%ホルマリンで24時間固定し、脱灰し、パラフィンに包埋した。組織切片を、サフラニンO−ファーストグリーンのためにヘマトキシリンおよびエオシンで染色して、プロテオグリカン含有量を決定した。半定量的スコアリングシステムを使用して、滑膜炎,関節外炎症、びらん、およびプロテオグリカン喪失を評価した。
抗体の投与後に化合物での処置を開始した。プロトコールにより、関節炎進行に及ぼす処置の影響を観察した。結果は、7〜14日目に第4群の動物と比較して第1群の動物のコラーゲン誘導性関節炎が減少することを示した。ビヒクル処置動物における最大臨床スコアは、7日目の第1群の動物における最大臨床スコア5.1と比較して8日目で10.2であった。14日目のプロトコール終了後、4.1であった対照群のスコアと比較して、ビヒクル処置群の臨床スコアは7.8であった。7〜14日目の臨床スコアの相違は処置動物で明白であり、このことは、ビヒクル対照動物群と比較して、処置動物に存在する炎症レベルが減少したことを示した。17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールでの処置効果は、デキサメタゾンでの処置と類似し、この動物モデルにおける関節炎の炎症を阻害し、重症度を低下させる。17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールが関節炎の重症度を低下させる能力は、この関節炎モデルでほとんど有効性を示さないメトトレキサートまたは抗TNFα薬などの細胞媒介免疫のサプレッサーと対照的である。
(実施例11)
実施例11.式1の化合物がマウスのLPS誘導性肺損傷に影響を及ぼす能力を調査した。LPS誘導性肺損傷モデルは、急性肺損傷(ALI)、急性成人呼吸急迫症候群(ARDS)、および内毒素性ショックまたは敗血症に対する治療を評価するために以前より使用されている(Metzら、C.,Chest 100(4):1110−9,1991;Windsor,A.C.ら、Ann.J.Med.Sci.306(2):111−6,1993;Brigham K.L.ら、Am.Rev.Respir.Dis.133(5):913−27,1986)。
プロトコールを、本質的にSu,X.ら、Intenstive Care Med.30:133−140,2004に記載のように行なった。Jackson Laboratory(Bar Harbor,ME)から入手した6〜8週齢のC57/BL6雌マウス(平均体重25g)を、7つの群に無作為に分類し、標準的なハウジングおよび飼料で維持した。群は、(1)生理食塩水およびLPSで処置したマウス、(2)ビヒクルおよびLPSで処置したマウス、(3)125μgデキサメタゾンで処置したマウス、(4)40mg/Kgアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールおよびLPSで処置したマウス、(5)40mg/Kg 5α−アンドロスタン−3β,16α−ジオール−17−オンおよびLPSで処置したマウス、(6)40mg/Kg 5α−アンドロスタン−3β,17β−ジヒドロキシ−16−オキシムで処置したマウス、および(7)40mg/Kg アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオールで処置したマウスであった。
−1日目に、マウスを化合物またはビヒクルで前処置した。0日目に、マウスを、第2の用量の化合物またはビヒクルで処置した。0日目+60分で、マウスを、直接観察しながら軽い麻酔下で気管を100μgの大腸菌LPS(Sigma)で攻撃した。2日目に(すなわち、LPS攻撃の48時間後)、マウスを屠殺し、BALを得た(細胞数およびTNFα/IL6レベルを測定した)。肺を採取し、細かく刻み、ミエロペルオキシダーゼ(MPO)研究のために使用した。50mg LPS(大腸菌 0111:B4,Sigma−Aldrich)を含む100mL PBSを直接観察しながら軽度に麻酔した(イソフルラン)気管に点滴注入することによってLPS誘導性急性肺炎を予め形成させた。48時間後、マウスを屠殺した。この後、下頸部の気管の曝露後に気管切開を行なった。先端の丸い(blunt ended)20ゲージの針を、露呈した気管に挿入し、次いで、結紮し、これを使用して気管支肺胞洗浄(BAL)を行なった。気道の出血および外傷を最小にするために、0.5mLの滅菌PBS×3を使用してBALを行う。典型的には、全部で1300mLをこの過程から回収する。血球計を使用して、BAL液(BALF)中の白血球分画を決定する。80〜100個の細胞に対して分画を実施する。BALを得た後、胸腔を切開し、心臓/肺を、右心室穿刺によって3mLの滅菌生理食塩水で潅流した。次いで、全肺組織を採取し、MPOアッセイのために調製した。このアッセイのために、肺を、リン酸カリウム緩衝液(pH6.0、0.5%ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドを含む)中に個別に均質化する。遠心分離後(14,000×g、10分、4℃)、50μLの上清を、0.2mg/mL o−ジアニシジン二塩酸塩(Sigma−Aldrich)および0.00002%過酸化水素を含む950μLリン酸カリウム緩衝液に添加した。460nmの吸光度の変化を測定する。ELISAによって、BALF無細胞上清(200×g、10分、4℃)中のサイトカインレベル(市販のELISAを使用したTNFα、IL−6(R&D Systems))を決定する。アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールについての結果が特に際立っており、ビヒクル処置動物と比較して、この化合物で経口処置した動物は、BAL中のMPO、TNFα、およびIL−6レベルが減少することが見出された。MPO(肺内の好中球負荷の基準)および炎症誘発性サイトカインTNFαに及ぼす影響が特に顕著であった。これにより、化合物が炎症誘発性細胞の炎症組織への移動を遮断する能力および炎症誘発性サイトカインのシグナル伝達を減少させる能力が示唆される。このモデルでは、急性炎は、恐らく、先天免疫成分のLPS刺激によって駆動される。これらの同一のメディエータの多くが増加し、いくつかの障害(嚢胞性線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性および慢性の気管支炎が含まれる)および結核のようなさらなる一定の感染症に関連する肺炎に関与すると考えられる。アンドロソスタ(andrsost)−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールでの処置によって48時間でBALF中のMPOおよび炎症誘発性サイトカインレベルが劇的に減少したという所見は、慢性炎症の疾患特異的モデル(EAEが含まれる)におけるアンドロソスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールについて本明細書中に報告した抗炎症活性と一致している。
(実施例12)
実施例12.ヒト混合リンパ球反応(MLR)。3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン、3β,17β−ジヒドロキシ−16−オキソアンドロスタン、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、および17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オールが抗原特異的刺激に影響を及ぼし、ヒトTリンパ球が特定の外来抗原(主要組織適合性複合体)に応答する能力。MLRを、遅延型過敏応答のインビトロモデルとして使用し、化合物がインビボでのヒト抗原特異的T細胞応答に及ぼす化合物が有することができる影響を示す。化合物によるMLRの阻害は、リンパ球に及ぼす化合物の免疫抑制効果を示す。MLRを阻害しない化合物は、応答するリンパ球の抗原特異的活性化に免疫抑制性を示さない。
23〜31歳の3人(男性2人、女性1人)の絶食した健康なヒトボランティアから血液サンプルを得た。被験体は、免疫調節薬、抗アレルギー薬、または抗生物質を研究3ヶ月前から使用していなかった。リンパ球のインビトロ応答に影響を及ぼし得るホルモンまたはサイトカインの循環レベルが変動する可能性を制限するために、午前9時と午前10時との間に被験体から採血した。末梢血単核球(PBMC)を、Ficoll−Hypaque(密度1.077、Biochrom AG,Berlin,Germany)勾配での遠心分離によって単離し、培養媒体(2mM L−グルタミン、ペニシリン(100U/mL)、およびストレプトマイシン(100mg/mL)を捕捉したRPMI1640(Invitrogen s.rl.,Milan,Italy))に再懸濁した。自己(レスポンダー)不活性化血漿を、10%で使用した。500,000個のレスポンダーPBMC(PBMCr)および500,000個の同種照射(30Gy)刺激因子PBMC(PBMC)を、200μL媒体中で1:1の比率で混合し、4つの各化合物について300nMまたは30nMの濃度にて平底96ウェルプレート(Nunc,Roskilde,Denmark)中で6日間培養した。化合物をエタノールに溶解し、培養培地で所望の濃度に希釈して、0.01%のエタノールを含む最終溶液を得た。このビヒクルを、対照として使用した。対照は、個別に培養したPBMCrおよびPBMCも含んでいた。培養期間の最後の8時間に、PBMCを1μCi/ウェルの[H]チミジン(Amersham,Milan,Italy)でパルスした。次いで、細胞を採取し、βセルカウンタを使用して放射能取り込みを測定した。四連のウェルの平均cpmを計算した。T細胞の増殖を、刺激指数:SI=cpm(PMBCs×PBMCr)/cpm(PBMCr)+cpm(PBMC)として示した。スチューデントt検定を使用して、統計分析を行なった。四連の各試験サンプルから得たcpmを、ビヒクルの存在下で培養した対照PBMCrおよびPBMCで得た増殖応答と比較した。相違は、p<0.05で有意と見なした。
結果は、300nMの17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オールを除いて、4つの化合物のいずれによってもMLRの阻害は認められなかった。これは、対照反応と比較して、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン、3β,17β−ジヒドロキシ−16−オキソアンドロスタン、および17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールはこのアッセイにて300nMまたは30nMであまり免疫抑制性を示さず(p>0.05)、17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オールは300nMで中程度の免疫抑制性を示す(p<0.05)ことを示した。これらの結果は、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン、3β,17β−ジヒドロキシ−16−オキソアンドロスタン、および17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールは、おそらくインビボのヒトでリンパ球に免疫抑制性を示さないことを示す。これらの結果は、化合物が免疫抑制性を示さない抗炎症薬となる能力と一致する(例えば、実施例7を参照のこと)。
(実施例13)
実施例13.免疫抑制の分析。糖質コルチコイドステロイド(デキサメタゾンまたはヒドロコルチゾンなど)は、典型的には免疫抑制性を示し、その使用に関して有意な毒性を有する。以前に記載のように、本質的には、マウスにおけるレポーター抗原膝窩リンパ節アッセイで免疫抑制を試験した(C.Goebelら、Inflamm.Res.,45(Suppl.2):S85−S90,1996;R.Pietersら、Environmental Health Perspectives 107(Suppl.5):673−677,1999)。このプロトコールを使用して、膝窩リンパ節(PLN)アッセイで17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールの活性を分析して、化合物がインビボで免疫抑制性をあまり示さないことを示した。このプロトコールでは、ビヒクルは、0.1%カルボキシメチルセルロース、0.9%生理食塩水、2% tween80、および0.05%フェノールであり、薬物処置動物においては懸濁液中に17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを含めた。活性の評価は、(1)膝窩リンパ節細胞中のリンパ球、抗原特異的IgM、IgG1、およびIgG2a抗体分泌細胞(ASC)の総数の測定(ELISPOTアッセイ);(2)懸濁液中の生細胞のフローサイトメトリーによる細胞表面マーカー(CD4、CD8、CD19、F480、CD80、CD86)発現の分析、および(3)インビトロでのリンパ球によるIL−4、TNFα、およびIFNγの産生(ELISA)を含んでいた。
特定の病原体を含まないBALB/Cマウス群(n=5/群)を使用した。陽性対照群を、ビヒクル(経口強制飼養)で処置し、免疫抑制を誘導するために皮下注射によって5μg/日のデキサメタゾンで処置した。ビヒクル対照動物(陰性対照)を、ビヒクルのみで処置した(経口強制飼養)。一つの動物群を、経口強制飼養によって0.1mg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した。別の群を、経口強制飼養で動物に投与することによって1mg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した。結果を、等分散を使用した両側スチューデントt検定によって分析した。動物の右後足の足蹠に50μLの新たに調製した感作用量のTNP−OVAを注射した。デキサメタゾン(リン酸デカドロン注射;リン酸デキサメタゾンナトリウム)を、皮下注射によって首筋に毎日投与し、その直後にTNP−OVAで感作した。その直後に17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを、強制飼養によって投与した。TNP−OVA注射の5日後に、眼窩穿刺によって採血し、マウスを、頸部脱臼によって安楽死させ、膝窩リンパ節を取り出し、癒着性の脂肪組織から分離した。単一細胞懸濁液を調製し、1mL PBS−BSA(1%)に再懸濁し、計数した。細胞数、IL−4、IL−5、およびIFNγを測定した。
ビヒクル対照群由来のPLN中の平均リンパ球数は、デキサメタゾン処置動物群の2.9×10/リンパ節と比較して、7.8×10/リンパ節であった。このリンパ球数の減少は、デキサメタゾンまたは他の糖質コルチコイド化合物を使用して典型的に認められる顕著な免疫抑制を明確に示した。対して、1mg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した群は、8.2×10リンパ球/リンパ節であり、0.1mg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した群は、11.1×10リンパ球/リンパ節であった。結果は、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールは免疫抑制性ではなく免疫増強性を示した。1.0mg/日および0.1mg/日での17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール処置により、ビヒクル対照群と比較して、IFNγ、IL−4、およびIL−5レベルを増加させ、免疫増強も示した。0.1mg/日の17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールのIFNγ、IL−4、およびIL−5レベルに及ぼす影響は、1.0mg/日で処置した群よりも高かった。対して、IFNγ、IL−4、およびIL−5レベルは、ビヒクル対照群またはいずれかの薬物で処置した群と比較して、デキサメタゾン処置群で減少した。
(実施例14)
実施例14.免疫抑制の分析。いくつかの化合物を、免疫応答に影響を及ぼす能力について特徴づけた。このプロトコールは、標準的な免疫アッセイにおいて化合物の免疫効果を試験した。オボアルブミン(OVA)特異的免疫応答アッセイは、既往性(細胞性および抗体媒介性の両方)免疫応答を測定するための十分に確立された系である。BALB/cマウスを、0日目および7日目に、ミョウバン(25mg/mL)を含む生理食塩水で沈殿させた100μg OVAでの腹腔内注射(総体積200μL)によって免疫化した。マウス(n=5/群)を、化合物で20日間毎日(経口強制飼養、40mg/kg、約1mg/動物)処置した。20日目に、採血し、OVAに対する抗体力価についてELISAで試験した。試験した化合物は、3β,16α−ジヒドロキシ−17−オキソアンドロスタン、16α−ブロモエピアンドロステロン、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、3β,16α−ジヒドロキシアンドロスタン−17−オキシム、17β−アミノアンドロスタ−5−エン−3β−オール、および3α,16α,17β−トリヒドロキシアンドロスタンであった。これらの化合物は、顕著な免疫抑制を示さず、OVA抗体力価はビヒクル対照群と類似していた。
(実施例15)
実施例15.グルコース低下およびインスリン抵抗性の改善。グルコース低下の影響およびインスリン抵抗性の改善を、ヒト糖尿病およびインスリン抵抗性の糖尿病db/dbマウスモデルで評価した。これらの研究では、約8〜10週齢のdb/db C57BL/Ksマウスを、それぞれ10匹からなる群に分け、経口強制飼養によってビヒクル対照(薬物なし)または17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した。化合物を、20mg/kg/日(10mg/kgの用量を1日2回投与する)、40mg/kg/日(20mg/kgの用量を1日2回投与する)、または80mg/kg/日(40mg/kgの用量を1日2回投与する)で1日に2回、28日目まで投与した。血糖値を、血糖計のストリップによってグルコース濃度を測定するための少量の血液(尾部の切り込みによる出血(nick tail bleed))を使用して、投与期間中に1週間に2回モニタリングした。投与期間中の特定の時期に(14日目および28日目)、標準的な経口用量である1g/kgグルコース(40mgマウスで約40mg)の投与によって経口グルコース負荷試験(OGTT)も行い、次いで、血糖値の変動を、グルコース投与から15、30、60、および120分後に迅速にモニタリングした。薬物処理群では、高血糖性の血糖値の約40%の減少がdb/dbマウスで認められた。血糖はビヒクル対照群で380mg/dLの血糖値に近づき、薬物処置群では投与から少なくとも10日後に230mg/dL未満になった。80mg/kg b.i.d.で28日間薬物での処置により、ピーク血糖可動域(peak glycemic excursion)が、ビヒクル処置動物で認められた経口グルコース投与から30分後の約400mg/dLから薬物処置群における200mg/dL未満に減少した。
(実施例16)
実施例16.食事性肥満(DIO)マウスの高血糖処置。薬物がインスリンに対する末梢感受性(peripheral sensitivity)を増強する効果を、動物に高脂肪食(総カロリー摂取の60%)を少なくとも6週間与えることによってインスリン抵抗性状態を達成したマウスモデルで研究することができる。このモデルは、例えば、J.N.Thupariら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,99(14):9498−9502,2002,H.Xuら、J.Clin.Invest,112:1821−1830,2003,H.Takahashiら、J.Biol.Chem.,278(47):46654−46660,2003に記載されている。これらの食事条件下で、マウスは体重(+35g)および耐糖能障害状態が増大し、この状態は、標準的なOGTT(経口グルコース負荷試験)中の経口投与したグルコースのクリアランス時間の有意な遅延として示される。
これらの研究のために、約4週齢の動物を、それぞれ10匹からなる群に分け、次いで、経口強制飼養によってビヒクル対照(薬物なし)または17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した。17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを、20mg/kg、40mg/kg、または80mg/kgにて1日2回、28日間にわたって投与した。投与期間中の14日目および28日目に、OGTTを行なった。このインスリン抵抗性のDIO−モデルでは、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールは、OGTT血糖可動域の有意な改善によって示されるように、ビヒクル対照動物と比較して耐糖能障害が顕著に減少した。これらの所見は、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールが末梢インスリン感受性または取り込みを増強し、これらの動物における耐糖能障害を改善することを示した。
(実施例17)
実施例17.実施例15に記載のプロトコールと類似の処置プロトコールを、実施例15に記載の動物よりも若いdb/dbマウスを使用して行なった。動物(n=8〜10匹/群)を、経口強制飼養によって17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールまたはビヒクルを、40mg/kg/日(20mg/kgの用量を1日2回投与する)および80mg/kg/日(40mg/kgの用量を1日2回投与する)で1日に2回処置した。投与開始時に、動物は6週齢であり、血糖値上昇または高血糖の発症以前であった。ビヒクルまたは薬物の投与を32日間維持して、動物の高血糖の発症および進行速度に及ぼす処置の影響を決定した。対照群では、高血糖の発症は投与から25日後に認められ、悪化し続けた(すなわち、血糖値は、32日の投与期間の終了まで正常値から完全な高血糖まで上昇した)。対して、両薬物処置群の血糖値は、32日の投与期間の終了まで正常レベルをこえて上昇しなかった。これは、薬物処置により、一連のプロトコールにわたって高血糖の発症を遅延させたことを示した。
8週齢の糖尿病db/dbマウスへの17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールの投与により、高血糖レベルの基本血糖値が顕著に抑制され、この効果は投与10日後に明白になり始め、40mg/kg用量群での1日に2回の連続処置によってさらに18日間持続された。より若い6週齢の雄db/dbマウスでは、40mg/kgの17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールでの処置により、25日間の投与後のビヒクル処置群で認められた動物の高血糖状態への進行が完全に遮断された。処置動物は、痩せたdb/+同腹仔由来の血糖値に匹敵する血糖値を維持した。さらに、処置動物モデルで実施したOGTT由来の結果は、ビヒクル対照動物と比較して、耐糖能障害の有意な改善を示した。
(実施例18)
実施例18.8週齢のdb/db糖尿病マウスのグルコース低下。高インスリン血−正常血糖クランププロトコールを実施して、インビボでのインスリン感受性を測定した。この手順では、インスリンを投与してインスリン濃度を上昇させる一方で、グルコースを注入して正常血糖または固定された正常血糖値(約180mg/dL)を維持した。正常血糖の維持に必要なグルコース注入率(glucose infusion rate)(GIR)は、これらの動物におけるインスリン作用を示した。このプロトコールの目的は、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールおよびアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールが高インスリン血−正常血糖クランプモデルにおいて全身性インスリン抵抗性を改善し、全身グルコース破棄(whole body glucose disposal)を改善する能力を調査し、特徴づけることであった。骨格筋および肝臓インスリン感受性の程度ならびに組織特異的グルコース取り込みも評価した。動物に、経口強制飼養によって14日間毎日投与した。処置10日目に、頸動脈および頸静脈にカテーテルを埋め込んだ。クランプ日(14日目)の午前7:30に化合物を投与した。
体重およびグルコース濃度を、処置の0、7、および14日目に評価した。14日目に、正常血糖高インスリン血クランプを行なった。7:30の食事を抜き、10:30に[3−H]−グルコース(0.05μCi/分)の連続注入を開始した。ベースライン血液サンプルを12:50(−10分)に採取し、1:00(0分)に、10mU/kg/分のインスリンの投与によって正常血糖高インスリン血症のクランプを開始した。グルコースを種々の速度で注入して、グルコース濃度を約180mg/dLに固定した。研究終了時に[14C]−2デオキシグルコースのボーラスを投与して、組織特異的グルコース取り込みを評価した。血漿14C2−デオキシグルコースを、122、125、130、135、145分で評価した。次いで、動物を、ペントバルビタールナトリウムの静脈内注入によって麻酔し、選択した組織を取り出し、液体窒素中で直ちに凍結し、分析するまで−70℃で保存した。
以下のように分析を行なった。血漿サンプルを、Ba(OH)(0.3N)およびZnSO(0.3N)でタンパク質除去し、乾燥させ、シンチレーションカウンタ(Packard TRICARB 2900 TR,Meriden,CT)で放射能を評価した。凍結組織サンプルを、0.5%過塩素酸中で均質化し、遠心分離し、中和した。第1の上清を直接計数して、[14C]DGおよび[14C]DGPの両方由来の放射能を決定した。第2のアリコートを、Ba(OH)およびZnSOで処置して、14C DGPを除去し、任意のトレーサーをグリコーゲンに組み込み、計数して、遊離[14C]DG(2)由来の放射能を決定した。[14C]DGPを、2つのアリコート間の相違として計算した。[14C]DGPの蓄積を、組織重量およびトレーサーボーラスに標準化した。Rg(組織特異的グルコース取り込みの指標)を、以前に記載のように計算した(E.W.Kraegenら、Am.J.Physiol.,248:E353−E362,1985)。全血グルコース代謝回転を、Hグルコース注入率(dpm/kg/分)と動脈血漿グルコース特異的活性(dpm/mg)との比率として計算した。内因性グルコース産生を、全身グルコース代謝回転と外因性グルコース注入率との間の相違として計算した(R.N.Bergmanら、Endocr.Rev.,6:45−86,1985)。処置群を、以下に示す表にまとめる。
Figure 0005130591
インスリン用量は、10mU/kg/分であった。正常な動物では、血糖値を約150mg/dlに維持するためにこのインスリン用量に約90mg/kg/分のグルコースを注入する必要があり得る。全処置群における平均グルコース必要量は、正常群の約50%であった。結果は、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールおよびアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールの両方が、ビヒクル対照と比較してグルコース注入率を増加させることを示した。これは、B、C、D、およびE群でインスリン作用が改善したことを意味する。
3−Hグルコーストレーサーを使用して、基本期間中の肝臓グルコース産生率およびインスリンがクランプ中の肝臓グルコース産生を抑制する能力を計算した。重症インスリン抵抗性動物では、内因性グルコース産生は、使用したインスリン用量で約50%減少するであろう。C、D、およびE群では、インスリンは、内因性グルコース産生を完全に抑制し(p<0.05)、肝臓インスリン作用が改善を示した。
末梢インスリン作用を評価するために、正常血糖高インスリン血症のクランプ中の組織特異的グルコース取り込みを、14C−2−デオキシグルコースを使用して評価した。120分で14C−2−デオキシグルコースのボーラスを投与した。25分後に組織を回収した。組織を、14C−2−デオキシグルコースホスフェートの全蓄積について分析した。このプロトコールでは、脳グルコース取り込みは、ほとんどの治療計画の影響を受けず、それにより、内部対照として役立つ。結果は、脳グルコース取り込みが全群間で類似していたことを示した。心臓および横隔膜では、グルコース取り込みは、ビヒクル対照群と比較して処置群でより高かった。アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールおよびロシグリタゾンの両方は、腓腹筋での筋肉グルコース取り込みの増加により有効であった(p<0.05)。非酸化性筋肉群である白色広筋(white vastus muscle)では、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールとロシグリタゾンとの間を除いて相違は検出されなかった。
(実施例19)
実施例19.0.45%wt/wtのアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを含む標準的な実験用固形飼料をラットに6日間自由に与え、その後、6日目に肝臓中のホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(「PEPCK」)および11β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(「11β−HSD」)のレベルについて肝臓組織を分析した。対照動物に通常の固形飼料を与え、6日目に肝臓をRT−PCRによる伝令RNA(mRNA)の測定によってPEPCKおよび11β−HSDレベルについて試験した。対照動物および処置動物の両方に水を自由に与えた。以下に示すように、化合物を含む固形飼料の6日間の投与により、肝臓組織中の11β−HSD 1型(「11β−HSD1」)およびPEPCKのレベルの減少が見出された。これらの動物におけるPPARα mRNAレベルは、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールの供給の影響を受けなかった。
Figure 0005130591
別の研究では、化合物17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールのマウスへの投与により、骨芽細胞中の11β−HSD1の発現が約50%減少することが見出され、これは、化合物がデキサメタゾン(インビボで骨喪失を誘導する糖質コルチコイド)で処置したマウスにおいて骨スペアリング効果(bone−sparign effect)を有するという所見と一致する。
別の研究では、20mg/kgの17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールで処置した痩せたdb/+マウスまたは糖尿病db/dbマウス由来の生殖腺周囲の(perigonadal)脂肪組織由来の総RNAを単離し、iCycler iQ多色リアルタイム検出システム(Bio−Rad)の使用による単球化学誘引タンパク質−1(MCP−1)に特異的なプライマーを使用した定量的RT/PCRのために処理した。RNA発現レベルを、ビヒクル対照に関して標準化した。化合物は、単球化学誘引物タンパク質−1(MCP−1)レベルを約50%減少させることが見出された。この研究のために、年齢をマッチングした痩せたヘテロ接合性db/+マウス(n=7)の対照群にもビヒクルを投与した。
17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7α,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール、アンドロスタ−5−エン−3α,4β,16α,17β−テトラオールなどの他の化合物あるいはこれらの化合物のモノエステルまたはジエステル(例えば、3位または17位に1つまたは2つのアセテートまたはプロピオネートを含む化合物)を、類似の様式で、肝細胞もしくは肝臓由来の細胞または他の組織もしくは細胞(腎臓、筋肉、骨の組織または細胞、脂肪の組織または細胞、またはCNSの組織または細胞(例えば、ニューロンまたは神経膠)など)中のPEPCKまたは11β−HSD(11β−HSD 1型または11β−HSD 2型など)のレベルまたは活性を減少させる能力について試験する。
(実施例20)
実施例20.CD4CD25T調節細胞の生成の阻害またはインビボでのその活性。類遺伝子B6.SJLマウス(CD45.1)由来の精製CD4CD25T細胞(5×10細胞)を、群あたり5匹の各B6マウス(CD45.2)に順応して移入した。少なくとも2回のドナー細胞の蛍光励起細胞分取器(FACS)によって、精製CD4CD25T細胞を得た。ビヒクル(0.1%カルボキシメチルセルロース、0.9%生理食塩水、2% tween80、0.05%フェノール)または16α−ブロモエピアンドロステロンを含むビヒクル(1mg/動物/日を含む100μLビヒクル)を、CD45.1ドナー動物由来の細胞の移入前に皮下注射し、注射を14日間毎日継続した。15日目に、胸腺、リンパ節、および脾臓を、動物から採取した。脾臓、リンパ節、および脾臓のサンプルを個体から得、細胞を、CD4、CD25、CD103、またはFoxp3に結合する蛍光抗体で標識した。次いで、細胞をフローサイトメトリーによって分析して、種々の細胞型を計数した。各処置群のリンパ節および脾臓由来の残りの細胞をプールし、CD4CD25細胞を予め富化し、次いで、宿主(内因性CD45.2細胞)およびドナー細胞(インビボで15日間の存在(residing)後にCD4CD25ドナー表現型をCD4CD25表現型に変換したCD45.1細胞)から生じたCD4CD25について分析した。細胞を、細胞分取器によって分析した。調節機能を試験するために、種々の数の精製した変換CD45.1または内因性CD45.2 CD4CD25細胞を、2000 CD4CD25レスポンダー細胞、抗原提示細胞としての1×10個の照射脾臓細胞、および0.5mg/mlの抗CD3抗体と同時培養した。新鮮なCD4CD25細胞を対照として使用した。培養開始から4日後のH−チミジン取り込みの測定によって、増殖を決定した。
結果は、薬物処置動物由来の脾臓中のドナーCD45.1 CD4CD25Treg細胞数がビヒクル対照動物由来の脾臓中のCD45.1 CD4CD25Treg細胞数より少なかったことを示した。平均ビヒクル対照CD45.1CD4CD25細胞数は1.97×10細胞であったのに対して、薬物処置動物由来のCD45.1CD4CD25細胞の平均は0.62×10個であった。
薬物処置動物由来の脾臓中の内因性CD45.2 CD4CD25Treg細胞数はまた、ビヒクル対照動物由来の脾臓中のCD45.1CD4CD25Treg細胞数より少なかった。平均ビヒクル対照CD45.2CD4CD25の細胞数は9.54×10個であったのに対して、薬物処置されたCD45.2CD4CD25細胞の平均数は5.49×10個であった。
ビヒクル対照動物の胸腺中の平均内因性CD45.2CD4CD25細胞は3.10×10であったのに対して、薬物処置動物では1.59×10個であった。
薬物処置動物由来の脾臓中の総ドナーCD4CD25細胞と比較したドナーCD45.1 CD4CD25CD103細胞の比率は、ビヒクル対照動物由来の脾臓中の総ドナーCD4CD25細胞と比較したCD45.1 CD4CD25CD103Treg細胞数より低かった。脾臓中の内因性CD45.2 CD4CD25CD103Treg細胞の比率は、ビヒクル対照動物(13.85%)と薬物処置動物(13.40%)と比較してほぼ同一であった。ビヒクル対照のドナーCD45.1 CD4CD25CD103細胞の平均は29.06%であったのに対して、薬物処置動物中の平均は9.63%であった。CD103表面抗原は、活性化Treg細胞によって発現される。これは、活性化CD45.1 CD4CD25細胞の相対比率が、ビヒクル対照よりも薬物処置動物で低く、これは、インビボでのドナー細胞のTreg細胞活性の阻害と一致する。
このプロトコールの適切な変形形態には、(1)より多数のドナーCD4CD25T細胞/動物(例えば、1×10/動物、1.5×10/動物、または2×10/動物)の使用、(2)薬物の異なる1日投薬量、(3)薬物の異なる投与経路、(4)薬物として異なる化合物、および(5)さらなる動物群(例えば、抗炎症性または免疫抑制性糖質コルチコイド(デキサメタゾンまたはコルチゾールなど)などの別の治療薬を投与する群)を含めることが含まれる。これらの変形形態のいくつかを、実施例3のプロトコールまたは引用した参考文献のいくつかに適用することができる。
(実施例21)
実施例21.インビボでのCD4CD25T調節細胞の増加またはその活性。以前に記載のコラーゲン誘導性関節炎動物モデルに記載のように、化合物17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールをマウスに投与した。H.Offnerら、Clin.Immunol.,110:181−190,2006。
DBA/1Lac/Jマウスを研究に使用した。マウスを、Jackson Laboratories(Bar Harbor,Harbor,MA)から入手し、適用される施設ガイドラインに従って収容した。ウシII型コラーゲン(bCII)を使用して、8週齢のマウスを200μg結核菌を含むCFA(100μL;Difco,Detroit,MI)と1:1で乳化した200μgのbCIIで免疫化することによってコラーゲン誘導性関節炎(CIA)を誘導した。抗原を、尾部の付け根に皮内注射した。動物を4〜7週間モニタリングして、疾患後免疫化の発生および進行を観察した。関節炎の重症度を、以下のスケールに従った各脚の悪性度分類システムを使用して評価した:0=潮紅または腫脹なし、1=足関節のわずかな腫脹または足の潮紅、2=進行した腫瘍および炎症ならびに足関節から足の中央までの潮紅、3=足全体の腫脹および炎症、4=つま先を含む足全体の腫瘍および炎症。
免疫化後、マウスを、経口強制飼養によって40mg/kg/日の薬物を含むビヒクルで処置した。この処置を観察可能な臨床的疾患の開始時に開始する(免疫化から約26〜27日後から開始する)。プロトコールに使用したビヒクルは、30%シクロデキストリン−スルホブチルエーテル水溶液であてた。シクロデキストリン−スルホブチルエーテルを購入した(cydexinc.comで入手可能なCaptisol(商標))。製剤は、20mg薬物/mLを含むビヒクルであった。
薬物処置動物から得た結果は、以下に示すように、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールの投与によって全脾臓細胞中のFoxp3およびCD4Foxp3発現細胞の頻度が増加することを示した。
Figure 0005130591
細胞分取器分析は、対照動物(1.0%)と比較して薬物処置動物(1.4%)中のFoxp3CD4細胞が増加することを示した。Foxp3タンパク質は、CD4CD25T細胞のCD4CD25Treg細胞への分化または変換に関連し、Foxp3を発現する細胞の数の増加は、Treg細胞のその前駆細胞からの発生の増加を示す。免疫化後、マウスを、経口強制飼養によって40mg/kg/日の薬物を含むビヒクルで処置した。この処置を観察可能な臨床的疾患の開始時に開始する(免疫化から約26〜27日後から開始する)。薬物処置動物から得た結果は、以下に示すように、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールの投与によって全脾臓細胞中のFoxp3およびCD4Foxp3発現細胞の頻度が増加することを示した。免疫化から44〜49日後にビヒクル対照と比較して薬物処置動物において統計的に改善された臨床スコアがこれと一致した。34〜39日目の間に、ビヒクル対照動物は6.8〜8の平均臨床スコアを示した一方で、薬物処置動物は、34日目に約5の最大平均臨床スコアを示し、49日目までの約3の平均スコアにゆっくり低下した。これらの結果は、ビヒクル対照動物と比較して、化合物が関節炎の進行を遅延させ、その最大重症度を低下させることを示した。
(実施例22)
実施例22.化合物の合成を以下に示す。
アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α、17β−テトラオール(7)。
Figure 0005130591
5−アンドロステン−3β,16α−ジオール−17−オンジアセテート(3)。16α−ブロモデヒドロエピアンドロステロン2を、臭化銅(II)を含むメタノール中でのDHEA(1)の還流によって調製した。15.0gの2(40.8mmol)を含むピリジン(129mL)および水(309mL)を、120mLの1N水酸化ナトリウム水溶液に添加し、混合物を大気中で15分間撹拌した。反応混合物を、塩化ナトリウムで飽和し、過剰な塩酸を含む氷水に注いだ。粗生成物を濾過し、中和するまで水で洗浄し、無水塩化カルシウムにて55〜60℃の真空下で乾燥させた。メタノールからの再結晶により、8.21gの16α−ヒドロキシ−DHEA(Mp194.4〜195.1℃)を得た。次いで、この生成物を、過剰な酢酸を含むピリジンでの処理によってジアセテート3に変換し、フラッシュクロマトグラフィによって精製した。
5−アンドロステン−3β,16α−ジオール−7,17−ジオン(5)。セライト(60g)および二クロム酸ピリジニウム(75g)を含む3(20.1g、51.7mmol)のベンゼン溶液に、22mLの70%tert−ブチル過酸化水素を添加した。室温で2日間の撹拌後、ジエチルエーテル(600mL)を添加し、沈殿物を濾過し、エーテル(2×100mL)で洗浄した。残渣を、フラッシュクロマトグラフィ(60%酢酸エチルを含むヘキサン)によって精製し、再結晶して、プリズムとして16.0g(39.8mmol、77%)の5を得た。Mp205.6〜206.2℃。
5−アンドロステン−3β,7β,16α,17β−テトラオール(7)。0℃の5(10.0g、24.8mmol)を含むジクロロメタン(75mL)およびメタノール(255mL)の溶液に、1.5gの水素化ホウ素ナトリウムを添加し、混合物を0℃で1時間撹拌した。酢酸(3.5mL)での反応停止後、反応混合物を、ジクロロメタンと水との間で分配した。有機層を、7αジアセテートテトラオールと7βジアセテートテトラオールとの混合物に濃縮した。この混合物を、フラッシュクロマトグラフィおよびHPLCによって精製して、2.90gの7β−エピマー(9.5mmol、38%)を得た。Mp216.8〜220.8℃。メタノール(100mL)中の1N水酸化ナトリウム(60mL)を用いた室温で2日間の鹸化およびHPLCによる精製により、アセトニトリル水溶液から細針として7(1.41g、4.4mmol、46%)を得た。Mp202.1〜206.4℃;[a]D+1.35(メタノール,c=1)。選択したH NMRピーク(CDOD):d0.77(s,3H),1.01(s,3H),3.39(d,1H),3.46(m,1H),3.74(t,1H),4.04(m,1H),5.55(dd,1H)。
3α,7α,17β−トリアセトキシアンドロスタ−5−エン−16α−オール(8)、アンドロスタ−5−エン−3α,7α,16α,17β−テトラオール(9)。
Figure 0005130591
16α−ブロモ−5−アンドロステン−3α−オール−17−オン(2)。5−デヒドロアンドロステロン(1)(17.8g、61.7mmol)のメタノール(1.35L)溶液を、臭化銅(II)(36.4g、163mmol)で撹拌しながら19時間還流した。冷却した反応混合物に、水(1.35L)およびジクロロメタン(1.5L)を添加した。有機層を無水硫酸ナトリウムで濾過し、生成物をメタノールから細針として結晶化した(16.7g、45.5mmol、74%)。Mp195〜207℃。
3α,16α−ジアセトキシ−5−アンドロステン−17−オン(4)。2(12.0g、32.7mmol)を含むピリジン(1.032L)および水(0.247L)の溶液に、大気中で1N水酸化ナトリウム(90mL)を添加し、混合物を室温で15分間撹拌した。反応混合物を、1.2Lの1N塩酸を含む氷水混合物に添加した。塩化ナトリウムでの溶液の飽和後、酢酸エチル(2×1L)で抽出した。合わせた有機層を、ブライン(250mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで濾過し、濃縮した。粗5−アンドロステン−3α,16α−ジオール−17−オン(3)を、過剰な無水酢酸を含むピリジンにて室温で一晩処理し、カラムによって精製して、メタノールからプリズムとして4(7.46g、19.2mmol、59%)を得た。Mp172.7〜173.7℃。
5−アンドロステン−3α,16α,17β−トリオール3,16−ジアセテート(5)。0℃のエンジオロンアセテート4(7.46g、19.2mmol)を含むジクロロメタン(45mL)およびメタノール(120mL)の溶液に、水素化ホウ素ナトリウム(950mg)を添加した。溶液を、0℃で1時間撹拌した。過剰量の酢酸の添加後、反応混合物を、ジクロロメタンと水との間で分配した。有機層を無水硫酸ナトリウムで濾過し、濃縮して、17α(副成分)エピマーと17β(主成分)エピマーとの混合物を得た。この混合物をフラッシュクロマトグラフィ(25%酢酸エチルを含むヘキサン)によって精製して、6.1g(15.6mmol、81%)の17βエピマー5を得た。Mp126.9〜128.6℃。トリアセテート6を、過剰な無水酢酸を含むピリジンにて室温で一晩処理した5から作製し、カラムによって精製して、6.0g(13.9mmol、89%)を得た。
5−アンドロステン−3α,16α,17β−トリオール−7−オントリアセテート(7)。トリアセテート6(6.0g、13.9mmol)のベンゼン(255mL)溶液を、セライト(25.5g)、二クロム酸ピリジニウム(31.5g)、および70%tert−ブチル過酸化水素(9.0mL)で処理し、室温で19時間撹拌した。無水ジエチルエーテル(255mL)を添加し、反応混合物を氷浴中で1時間冷却した。得られた固体を濾取し、エーテル(2×50mL)で洗浄した。合わせた有機部分を濃縮し、フラッシュクロマトグラフィ(29%酢酸エチルを含むヘキサン)によって精製して、3.45gの7(7.7mmol、55%)を得た。
5−アンドロステン−3α,7α,16α,17β−テトラオール(9)。0℃の7(3.45g、7.7mmol)を含むジクロロメタン(15mL)およびメタノール(30mL)の溶液に、水素化ホウ素ナトリウム(1.0g)を添加し、溶液を0℃で2時間撹拌した。過剰な酢酸(1.5mL)の添加後、反応混合物を、ジクロロメタンと水との間で分配した。有機層を無水硫酸ナトリウムで濾過し、濃縮して7α(副成分)エピマーと7β(主成分)エピマーとの混合物を得た。この混合物を、メタノール(100mL)中で1N水酸化ナトリウム(60mL)にて室温で一晩鹸化した。粗テトラオールを、鹸化混合物の酢酸エチルとブラインとの間の分配によって回収した。エピマーをHPLCによって分離して、220mgの9(0.68mmol、9%)を得た。Mp243〜248.3℃。選択した選択したH NMRピーク(CDOD):δ0.77(s,3H),1.02(s,3H),2.11(m,1H),2.57(m,1H),3.34(s,1H),3.44(d,1H),3.70(br t,1H),4.04(m,2H),5.55(dd,1H)。8のエピマーをHPLCによって分離して、精製された8およびその7β−アセテートエピマーを得た。
アンドロスタ−5−エン−3β,7β,11β,17β−テトラオール−3β−アセテート(8)、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,11β,17β−テトラオール(9)、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−テトラオール−3β−アセテート−11−オキシム(10)。
Figure 0005130591
I:1(4g)の150mlのAcO溶液に、p−TsOHの2.8gを室温で一晩添加し、700mLの氷水を徐々に添加し、固体が形成されるまで1時間撹拌し、濾取して白色固体生成物2(4.55g)を得た。
II:1.5gのNaBH4を含む35mlのEtOHおよび5mlのMeOHの溶液に、2(1.2g)を含む30mlのEtOHおよび10mlのクロロホルムの溶液を0℃でゆっくり添加した。溶液を、0℃で2時間、その後に室温で2時間撹拌し続けた。この後、4mlの酢酸を添加して、NaBHによって反応停止させ、次いで、50mlの水を添加した。生成物を、EtoAc(50ml×3)での抽出によって単離し、真空下で溶媒を除去して粗生成物を得た。カラムクロマトグラフィによって精製して、3(250mg)を得た。
III:3(200mg)の8ml MeOH溶液に、0.36g H5IO6の2ml水溶液を添加し、室温で1時間撹拌し、真空下で溶媒を除去し、水を添加し、ジクロロメタンで抽出した。カラムクロマトグラフィによって精製して、生成物4(60mg)を得た。
IV:4(0.4g)のピリジン溶液(5ml)に、0.5mlのアセテチルクロリド(acetetyl chloride)を0℃でゆっくり添加し、0℃で15分間、次いで、室温で30分間撹拌し続けた。反応物を20mlの水の添加によって反応停止させ、EtoAc(15ml×3)で抽出し、1N HClで洗浄し、NaHCO3、ブラインで飽和し、Na2SO4で乾燥させた。真空濃縮により、5(520mg)を得た。
V:5(0.5g)および0.13gのCuIの15mlアセトニトリル溶液に、3ml 70%t−BuOOHをゆっくり添加し、1時間、その後に50℃で2時間撹拌した。12mlの10%Na2S2O5溶液を添加し、EtOAcで抽出し、Na2SO4で乾燥させ、溶媒を除去し、カラム運転して、6(80mg)を得た。
VI:6(50mg)を含む1.5mlのTHFおよび3mlのMeOHの溶液に、260mgのCeCl3・7H2Oを添加し、次いで、75mgのNaBH4を0℃でゆっくり添加し、30分間撹拌し、0.5mLの1N HClおよび5ml水を添加し、EtoAc(5ml×3)で抽出し、Na2SO4で乾燥させ、溶媒を除去して、7(49mg)を得た。
VII:300mg NaBH4を含む4ml EtOHおよび1ml MeOHの溶液に、7(40mg)を含む0.5ml EtOHおよび0.5mlクロロホルムの溶液を添加し、0℃で8時間撹拌し、次いで、冷凍庫に一晩入れた。酢酸を添加して反応を停止させ、水を添加し、EtoAcで抽出して、8(30mg)を得た。mp>250℃;
Figure 0005130591
VIII:8(30mg)のMeOH溶液(1mL)に、NaOH(50mg)の0.25mL水溶液を添加した。50℃で15分間撹拌し、次いで、1mLの1N HCl、水5mLを添加し、EtoAc(5mL×3)で抽出し、溶媒を除去して、9(20mg)を得た。mp170〜172℃;
Figure 0005130591
IX:29mgのNHOH・HClおよび17mgのNaOHを含む1mLの加熱EtOH溶液に、9(50mg)の1mLの加熱EtOHを添加し、100℃で2時間還流し、塩を濾取し、EtOH/HO中で再結晶して、10(40mg)を得た。mp>250℃;
Figure 0005130591
17α−メチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール−3β−アセテート−7,11−ジオン(7)、17α−メチルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール−3β−アセテート−11−オン(8)、メチルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール−11−オン(9)。
Figure 0005130591
I:1(4g)のAc2O溶液(150ml)に、p−TsOH(2.8g)を室温で一晩添加し、700mL氷水を徐々に添加し、1時間撹拌し、固体を濾取して白色固体生成物2(4.55g)を得た。
II:1.5gのNaBHを含む35mlのEtOHおよび5mlのMeOHの溶液に、2(1.2g)を含む30mlのEtOHおよび10mLのクロロホルムの溶液を0℃でゆっくり添加し、0℃で2時間、その後に室温で2時間撹拌し、4mL酢酸を添加してNaBHによって反応停止させ、50mL水を添加し、EtoAc(50ml×3)での抽出し、溶媒を除去して粗生成物を得た。カラムによって3(250mg)を得た。
III:3(200mg)の8ml MeOH溶液に、0.36g H5IO6の2ml水溶液を添加し、室温で1時間撹拌し、真空下で溶媒を除去し、水を添加し、DCMで抽出し、次いで、カラムを運転して、生成物4(60mg)を得た。
IV:−78℃で窒素下の4(250mg)を含む1.5mLのTHFおよび3.5mLエーテルの溶液に、1mLの22%MeMgClを含むTHFをゆっくり添加し、−78℃で1.5時間、次いで、室温で1時間撹拌し、次いで、75℃で1時間還流した。4mLの1N HClおよび10mL水を0℃で添加した。EtoAcで抽出し、溶媒を除去して、粗生成物(249mg)を得た。カラム運転により、5(46mg)を得た。
V:5(1.0g)の15mLピリジン溶液に、1.1mL塩化アセチルを0℃でゆっくり添加し、0℃で15分間、次いで室温で30分間撹拌し、50mL水を添加し、EtoAc(50mL×3)で抽出し、1N HClで洗浄し、NaHCO、ブラインで飽和し、NaSOで乾燥させた。溶媒を除去して、6(1.02g)を得た。
VI:6(1.0g)および0.3gのCuIを含む40mLアセトニトリル溶液に、6mLの70%t−BuOOHをゆっくり添加し、室温で1時間、次いで、50℃で2時間撹拌した。24mLの10%Na溶液を添加し、EtoAcで抽出し、NaSOで乾燥させ、溶媒を除去し、カラム運転して、7(285mg)を得た。mp>250℃;
Figure 0005130591
VII:7(45mg)を含む1.5mLのTHFおよび3mLのMeOHの溶液に、150mgのCeCl・7HOを添加し、次いで、30mgのNaBHを0℃でゆっくり添加し、10分間撹拌し、0.5mLの1N HClおよび5mL水を添加し、EtoAc(5mL×3)で抽出し、NaSOで乾燥させ、溶媒を除去して、8(41mg)を得た。mp108〜110℃;
Figure 0005130591
VIII:8(22mg)の1mLのMeOH溶液に、NaOH(23mg)の0.1mL水溶液を添加した。50℃で10分間撹拌し、次いで、1mLの1N HCl、水5mLを添加し、EtoAc(5mL×3)で抽出した。溶媒を除去して、9(10mg)を得た。mp>250℃;
Figure 0005130591
17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール(8)、17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17α−テトラオール(9)。
Figure 0005130591
I:1(1.0g)および0.56gのイミダゾールを含む15mlのDMF溶液に、TBDMS−Cl(1.24g)を室温で一晩添加し、50mlの水を徐々に添加し、固体が出現し、これを濾取して、白色固体生成物2(1.75g)を得た。
II:−78℃に冷却した2(1.64g)のTHF溶液(50ml)に、2.3mlのLDAを添加し、30分後、0.62mlのTMSClをゆっくり添加し、−78℃で30分間撹拌し、室温に加温して1時間撹拌し、ここで、TLCがRXNの完了を示し、エーテル(150ml×2)で抽出し、水およびブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥させて、黄色生成物3(1.87g)を得た。
IIIおよびIV:−20℃に冷却した3(10g)のTHF溶液(250ml)に、m−CPBAの4.2gを添加し、3時間撹拌して4を形成し、次いで、250mlのMeOHをゆっくり添加し、−20℃で30分間撹拌し、次いで、200mlのNa2SO3溶液を−20℃でゆっくり添加し、1時間撹拌した。室温に加温し、エーテル(150ml×3)で抽出し、飽和NaHCO、ブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥させて、粗11gを得て、生成物中のいくらかの過剰なm−CPBAを除去し、短いカラム(100%ヘキサン(50ml×5)、次いで50%ヘキサン/EtoAc(100ml×5))で運転して粗生成物5(8.5g)を回収した。
V:10gの90%リチウムアセチリド・エチレンジアミン複合体の乾燥THF溶液(250ml)に、5(5g)の50mL乾燥THF溶液をシリンジポンプで添加し、これに約8時間を要した。室温で一晩撹拌した。0℃で500mLの水を添加し、EtoAc(150mL×3)で抽出し、200mLの0.1N HCI、150mLの飽和NaHCO、100mLのブラインで洗浄し、NaSOで乾燥させ、溶媒を除去して粗生成物5.5gを得、カラムを運転して2つの異性体(17−β−OH(6(1.5g))および17−α−OH(7(1.2g))を回収した。
VI:6(265mg)を含む4mLのMeOHおよび3mLのTHFの溶液に、4mLの1N HClを室温で1.5時間添加した。10mLの飽和NaHCOを添加し、室温で有機溶媒を除去し、10mLの水を添加し、冷凍庫で一晩保存して水を除去し、固体にTHFを添加し、濾過し、THFを除去して、白色固体生成物8(130mg)を得た。mp214〜216℃;
Figure 0005130591
VII:7(500mg)を含む8mLのMeOHおよび6mLのTHFの溶液に、8mLの1N HClを室温で1.5時間添加した。飽和NaHCOを添加して溶液をpH8に中和した。50mlの水を添加して白色固体を得、濾過し、水、ブラインで洗浄し、真空下で乾燥させて、白色固体生成物9(225mg)を得た。mp>250℃;
Figure 0005130591
4β−アセチルアンドロスタ−5−エン−3β,16α,17β−トリオール(7)、アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール(化合物8)。
Figure 0005130591
工程1:化合物1(24.0g、0.0832mol)と臭化銅(56.0g、0.20mol)との混合物を含む無水メタノール(800mL)を16時間還流した。真空下でほとんどの溶媒を除去し、水(500mL)を添加した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄した。固体をメタノール中で2回再結晶して、淡黄色固体として化合物2を得た(19.7g)。
工程2:化合物2(22.0g、0.060mol)を含む200mLのN,N−ジメチルホルムアミドの撹拌溶液に、1N水酸化ナトリウム水溶液(66mL、0.066mol)を添加した。反応混合物を、室温で1時間撹拌した。1N塩酸水溶液(8mL)および400mLの水を添加した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄した。メタノールからの再結晶によってこの粗生成物を精製して、白色固体として化合物3(11.8g)を得た。
工程3:化合物3(11.8g、0.0387mol)のピリジン(50mL)溶液に、塩化アセチル(11.8g、0.128mol)を0℃で添加した。反応混合物を、0℃で1時間撹拌した。得られた混合物を室温に加温し、さらに1時間撹拌した。水を添加した。濾過によって沈殿物を回収し、水で洗浄した。固体を真空下で乾燥させて化合物4(12.6g)を得て、さらに精製することなく工程を続行した。
工程4:水素化アルミニウムリチウム(1.13g、0.030mol)を、化合物2(3.10g、0.00916mol)を含む80mLの無水エーテルの冷却溶液(0℃)に窒素下で添加した。氷浴を除去し、得られた混合物を室温で0.5時間撹拌し、次いで、1時間還流した。6N塩酸水溶液の添加によって反応を停止させた。減圧下でエーテルを除去した。得られた固体を濾過し、水で洗浄した。粗生成物をメタノール中で再結晶して、白色固体として化合物5(1.1g)を得た。
工程5:5(914mg、2.98mmol)を含む20mLのクロロホルム溶液に、ブロミド(303mg、3.16mmol)を添加した。反応混合物を、室温で20分間撹拌した。減圧下で溶媒を除去して化合物6を得て、さらに精製することなく工程を続行した。
工程6:4β−アセチルアンドロスタ−5−エン−3β,16α,17β−トリオール(7)の調製。
化合物6を、30mLの無水エーテルおよび10mLの無水ピリジンに溶解した。酢酸銀(1.03g、1(914mg、2.98mmol)を含む5mLの無水ピリジン溶液を添加した。反応混合物を、暗所で0.5時間撹拌した。深緑色の沈殿物が沈殿した。エーテル(50mL)を添加し、沈殿物を濾取した。濾過物を真空下で乾燥させた。残渣を、酢酸エチル:ヘキサン比が50:50で溶離するシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィによって精製して、白色固体として表題化合物7(124mg)を得た。選択した
Figure 0005130591
工程7:アンドロスタ−5−エン−3β,4β,16α,17β−テトラオール(8)の調製。化合物7(50mg、0.137mmol)を、1N水酸化ナトリウム水溶液(1mL)およびメタノール(5mL)に溶解し、得られた溶液を1時間還流した。減圧下でメタノールを除去し、残渣を酢酸エチル(3×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、および真空下で濃縮して固体を得た。粗生成物を、再結晶によってメタノールから精製して、白色固体として表題化合物8(23mg)を得た。選択した
Figure 0005130591
アンドロスタ−5−エン−3β,4β,7β,17β−テトラオール(12)(方法2)、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリアセトキシ−4β−オール(11)。
Figure 0005130591
工程1:化合物9(5.0g、0.0138mol)のピリジン(20mL)溶液に、塩化アセチル(11.8g、0.128mol)を0℃で添加した。反応混合物を0℃で5時間撹拌し、次いで、ほとんどの溶媒を真空下で除去した。残留スラッジを、酢酸エチル(80ml)と水(20ml)との間で分配した。有機層を、1N塩酸水溶液、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、次いで、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて固体にした。粗生成物を、酢酸エチルおよびヘキサンから再結晶して、白色固体として化合物10(4.8g)を得た。
工程2:化合物10(720mg、1.66mmol)を含むジオキサン(15mL)および酢酸(10mL)の溶液に、二酸化セレン(185mg、1.66mmol)を含む水(1.5mL)およびジオキサン(5mL)を添加した。反応混合物を、95℃で36時間加熱した。混合物を室温に冷却、酢酸エチルで希釈し、水、飽和重炭酸ナトリウム、およびブラインで連続的に洗浄し、次いで、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮して乾燥させた。粗生成物を、3:2のヘキサン:酢酸エチル比で溶離するシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィによって精製して、白色固体として化合物11(174mg)を得た。
工程3:化合物11(148mg、0.33mmol)を、1N水酸化ナトリウム水溶液(3mL)およびメタノール(10mL)に溶解し、得られた溶液を1時間還流した。ほとんどのメタノールを、真空下で除去した。水を添加し、混合物を超音波処理し、濾過した。回収した固体を、真空下で乾燥させて、白色固体として12(82mg)を得た。選択された
Figure 0005130591
(VI)16α−ブロモアンドロスタ−5−エン−3β−オール−11β−アセトキシ−17−オン(VII)、(VIII)、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α−トリアセトキシ−17−オン(IX)、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α−トリアセトキシ−17β−オール(X)、アンドロスタ−5−エン−3β,11β,16α,17β−テトラオール(XI)
Figure 0005130591
II.化合物I(4.0g、11.4mmol)を、100mlの無水1,4−ジオキサンに溶解した。ナトリウムメトキシド(3.0g、55.2mmol)を添加し、HPLCによってモニタリングしながら混合物を無水条件下で3時間還流した。1/3の体積まで溶媒を除去し、混合物を、2N HCl水溶液でpH=5〜6に酸性化した。混合物を、3×50ml DCMで抽出した。有機層を再度合わせ、50mlの飽和重炭酸ナトリウムおよび50mlのブラインで洗浄した。硫酸ナトリウムでの乾燥および溶媒の蒸発後、3.56gの純度95%の生成物を単離した。
III.化合物II(13.5g)およびp−トルエンスルホン酸(2.45g)を、175ml無水酢酸中で18時間撹拌した。次いで、混合物を800gの氷に注ぎ、1時間撹拌した。短いシリカゲルプラグによる濾過により、3.14gの化合物IIIを得た。
IV.化合物III(100mg)を、1.55mlのエチレングリコールに溶解し、その後にオルトギ酸トリエチル(3.77mL)およびp−トルエンスルホン酸(50mg)を添加した。次いで、混合物を、1.5時間還流し、次いで、6mlのメタノールと0.08mlのピリジンとの加熱混合物に注いだ。混合物を冷却し、15mlの水を添加した。混合物を3×30mlの酢酸エチルで抽出し、飽和重炭酸ナトリウム(20mL)およびブライン(20mL)で洗浄した。硫酸ナトリウムでの乾燥および溶媒の蒸発により、50mgの純度97%のVを得た。
V.50mgのIVのDMF溶液(2ml)に、室温で0.5mlの水に溶解した27mg水素化ホウ素ナトリウムの溶液を添加した。溶液を、強く撹拌しながら100℃に15分間加熱し、その後に室温に冷却した。反応物を、18mlの水に注ぎ、その後に0.2mlの酢酸に注いだ。混合物を酢酸エチル(2×10mL)で抽出し、飽和重炭酸ナトリウム(10ml)およびブライン(10ml)で洗浄した。硫酸ナトリウムでの乾燥および溶媒の蒸発により、39mgの化合物Vを得た。
VI.化合物V(50mg)およびp−トルエンスルホン酸(2mg)を、2mlのアセトンと0.21mlの水との混合物に懸濁し、1.5時間還流した。アセトンの蒸発後、10mlの水を添加し、溶液から生成物を沈殿させた。濾過により、純度95%の42mgの所望の生成物を得た。
VII.化合物VI(315mg)およびCuBr(611mg)を、7mlの無水メタノールに添加し、24時間還流した。次いで、反応混合物を冷却し、15mlの熱水に注ぎ、粗生成物を濾取した。次いで、粗生成物を25mlのメタノール/THF(1:1)に溶解し、次いで、200mgの活性炭を添加した。溶液を10分間ボイルし、炭素を濾取した。粗生成物をメタノールから再結晶して、純度75%の426mgの生成物を得た。
VIII.化合物VII(420mg)を、18mlのDMFと7mlの水との混合物に溶解した。撹拌しながら水酸化ナトリウム水溶液を添加した(1N、1.31ml)。10分後、溶液を、1.5mlの1M HClを含む氷/水混合物に注いだ。溶液を、NaClで飽和し、2×5mlの酢酸エチルで抽出した。硫酸ナトリウムでの乾燥および溶媒の蒸発後、粗生成物をカラムクロマトグラフィによって精製して、純度95%の300mgのVIIIを得た。
IX.化合物VIII(300mg)を、6mlのピリジンに溶解し、その後に0.34mlの塩化アセチルを添加した。反応物を18時間撹拌し、次いで、30mlの冷水に注いだ。粗生成物を濾取し、カラムによって精製して、180mgの純粋な生成物を得た。
X.化合物IX(120mg)を、5mlのメタノールに溶解し、氷浴中で冷却した。水素化ホウ素ナトリウム(11.5mg)を5分間にわたって添加し、氷浴を除去した。1時間後、反応物を0.2mlの酢酸で反応停止させ、15mlの水を添加した。混合物を、3×20mlの酢酸エチルで抽出し、飽和重炭酸ナトリウム(20mL)およびブライン(20mL)で洗浄した。硫酸ナトリウムでの乾燥およびその後のカラムクロマトグラフィにより、86mgの所望の生成物を得た。
XI.化合物X(180mg)を、5mlの乾燥エチルエーテルに溶解し、−78℃に冷却した。メチルマグネシウムブロミドを滴下し(1.2ml、1Mエチルエーテル溶液)。反応物を室温に加温し、3時間還流した。次いで、反応物を冷却し、1M HClで中和した。沈殿した生成物を濾取し、メタノール/水からの再結晶を3回行なって、36mgの純粋なXIを得た。融点=220.3〜221.6℃。選択されたNMRシフト:
Figure 0005130591
アンドロスタ−5−エン−3β,16α−ジアセトキシ−7,17−ジオン(4)、アンドロスタ−5−エン−3β,16α−ジアセトキシ−7β,17β−ジオール(HE3467).
Figure 0005130591
2の合成。1(3.44g、10mmol)およびTMS−Cl(2.15ml、16.5mmol)を含む−78℃に冷却したTHF(100ml)溶液に、2.0MのLDA(7.5ml、15mmol)を滴下した。溶液を30分間撹拌し、室温に加温した。反応混合物を、100mlの1:1のヘキサン/エーテルと100mlの水との間で分配した。有機層を、ブライン(3×30mL)で洗浄し、NaSOで乾燥させた。溶媒を除去した後に、黄色オイルを得た。粗生成物を、5〜20%EtOAc/ヘキサンを使用したシリカゲルでクロマトグラフィを行ない、白色固体として1.9gの1および2(600mg、1.54mmol)を回収した(収率31%)。
3の合成。0℃に冷却した、2(100mg、0.26mmol)のTHF(3ml)溶液に、mCPBA(77%、62.2mg、0.27mmol)を添加し、室温に加温した。0.5N HCl(3ml)を添加し、20分間撹拌し、エーテルで抽出した。抽出物を、飽和重炭酸ナトリウム、ブラインで洗浄し、NaSOで乾燥させた。溶媒除去後に生成物3を得た(90mg、0.26mmol)(収率100%)。
4の合成。0℃に冷却した、3(721mg、2.0mmol)のピリジン(10mL)溶液に、塩化アセチルを滴下し、0℃で2時間撹拌した。水(300mL)で反応を停止させ、15分間撹拌した。固体が形成され、濾過によって回収した。固体を水、1N HCl、および水で洗浄し、真空下で乾燥させて、オフホワイトの固体4(737mg)(収率90%)を得た。
HE3467の合成。−15℃に冷却した、4(300mg、0.75mmol)を含む1:1の比のMeOH/THF(15ml)溶液に、15分間にわたってNaBH(42.5mg、1.12mmol)を添加した。−15℃に冷却した、塩化セリウム(300mg、0.81mmol)のMeOH溶液を添加し、2分間撹拌した。1N HClで反応を停止させ、次いで、90mLの水を注いだ。固体が形成され、濾過によって回収した。固体を、1N HClおよび水で洗浄し、真空下で乾燥させて、HE3467(183mg、0.45mmol)(収率60%)を得た。
Figure 0005130591
5α−アンドロスタン−2β,3α,16α,17β−テトラオール(22)。
Figure 0005130591
工程1:13(50.0g、0.172mol)のピリジン(150mL)溶液に、p−トルエンスルホニルクロリド(47.0g、0.24mol)を0℃で添加した。反応混合物を0℃で2時間撹拌し、次いで、室温で一晩撹拌した。水を添加した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄した。粗生成物を、メタノールからの再結晶によって精製して、白色固体として14(75.2g)を得た。
工程2:化合物14(75g、0.169mol)を含む2,4,6コリジン(200mL)の混合物を、5時間還流した。冷却後、水(500mL)を添加し、得られた沈殿を濾過によって回収し、水で洗浄した。メタノール中で固体を再結晶して、粗生成物(42.5g)を得た。粗生成物(20.0g)をクロロホルム(113mL)および無水酢酸(37mL)に溶解した。溶液に、濃硫酸(3mL)を含むクロロホルム(37mL)および13mLの無水酢酸の溶液を0℃で添加した。反応混合物を、0℃で0.5時間撹拌し、次いで、700mLの水を添加し、室温で6時間撹拌した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄し、真空下で乾燥させて、白色固体として15(17.2g)を得た。
工程3:15(8.17g、0.030mol)および臭化銅(10.8g、0.046mol)の混合物を、無水メタノール(220mL)中で18時間還流した。冷却後、真空下でほとんどの溶媒を除去し、水(150mL)を添加した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄した。固体をメタノール中で再結晶して、白色固体として16(6.76g)を得た。
工程4:16(6.69g、0.019mol)を含むN,N−ジメチルホルムアミド(180mL)の撹拌溶液に、1N水酸化ナトリウム水溶液(22mL、0.022mol)を添加した。反応混合物を、室温で0.5時間撹拌した。1N塩酸水溶液(3mL)および100mlの水を添加した。得られた溶液を、酢酸エチル(3×250mL)で抽出した。合わせた抽出物を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮して、蝋様固体として17(4.37g)を得た。
工程5:17(3.74g、0.013mol)のピリジン(20mL)溶液に、塩化アセチル(2.18,0.028mol)を0℃で添加した。反応混合物を、0℃で1時間撹拌した。得られた混合物を室温に加温し、さらに1時間撹拌した。水を添加した。沈殿物を濾過によって回収し、水で洗浄した。固体を真空下で乾燥させて、白色固体として18(4.25g)を得た。
工程6:18(2.4g、0.0072mol)のメタノール(80mL)溶液に、水素化ホウ素ナトリウム(1.2g、0.031mol)を0℃で添加した。反応混合物を、0℃で1時間撹拌した。反応物を、酢酸(6mL)および水(15mL)の添加によって反応停止した。ほとんどのメタノールを、減圧下で除去した。残存スラッジを、酢酸エチル(80mL)と水(20mL)との間で分配した。有機層を、1N塩酸水溶液で洗浄し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で中和し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、白色固体として生成物19(1.92g)を得た。
工程7:19(1.9g、0.0057mol)のピリジン(20mL)溶液に、塩化アセチル(1mL、0.014mol)を0℃で添加した。反応混合物を、0℃で1時間撹拌した。得られた混合物を、室温に加温し、さらに1時間撹拌し、次いで、ほとんどの溶媒を真空下で除去した。残存スラッジを、酢酸エチル(80mL)と水(20mL)との間で分配した。有機層を、1N塩酸水溶液で洗浄し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で中和し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、粗生成物を得た。粗生成物を、1:10の酢酸エチル:ヘキサン比で溶離するシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィによって精製して、白色固体として化合物20(1.4g)を得た。
工程8:20(980mg、2.61mmol)のクロロホルム(25mL)溶液に、m−クロロ過安息香酸(3.6mmol)を添加した。反応混合物を、室温で2時間撹拌した。有機層を、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、水で洗浄し、次いで、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、粗生成物を得た。粗生成物を、1:10の酢酸エチル:ヘキサン比で溶離するシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィによって精製して、白色蝋様固体として化合物21(780mg)を得た。
工程9:21(625mg、1.61mmol)の酢酸(8mL)溶液を、5時間還流した。冷却後、溶媒を真空下で除去してオイルを得て、これを真空下で一晩さらに乾燥させた。得られた蝋様固体を、2N水酸化ナトリウム水溶液(8mL)およびメタノール(15mL)に溶解し、反応物を1時間還流した。真空下でメタノールを除去し、水を添加した。得られた沈殿物を濾過によって回収し、水および加熱アセトンで洗浄した。回収した固体を、真空下で乾燥させて、白色固体としてアンドロスタン−2β,3α,16α,17β−テトラオールまたは22(295mg)を得た。選択された
Figure 0005130591
明らかなように、上記の化合物を使用して、他の式1の化合物(例えば、これらの化合物の他のエステルまたはエーテル)を調製することができる。表題化合物の調製における中間体を、本明細書中に記載の方法で使用することもできる。
(実施例23)
実施例23.式1の化合物が多発性硬化症(MS)を処置する能力を、上の実施例6に本質的に記載の実験的自己免疫性能脊髄炎(EAE)で評価した。EAE動物モデルを実施するためのプロトコールは、(D.Auciら、Ann.NY.Acad.Sci.USA,1051:730−42,2005)に記載されている。Charles−Riverから入手した雌SJLマウス(6〜8週齢、平均体重25g)を、標準的な実験条件下(非特異的無菌)で飼料および水を自由に与えて維持し、実験開始前にその環境に1週間馴化させた。動物をそれぞれ7匹の動物からなる6つの群に無作為に選択し、動物は、(1)ビヒクルで処置したマウス、(2)SU5416(Z−3−[(2,4−ジメチルピロール−5−イル)メチルインデニル]−2−インドリノン)で処置したマウス、(3)17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオールで処置したマウス、(4)アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオールで処置したマウス、(5)アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールで処置したマウス、(6)3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールで処置したマウス、(7)17α−トリフルオロメチル−アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールで処置したマウス、および(8)5α−アンドロスタン−3β,17β−ジオール−16−オキシムで処置したマウスであった。EAAを、フロイント完全アジュバント(CFA)中、75μgのプロテオリピドタンパク質(PLP)および6mg/mLの結核菌H37RAの1:1乳濁液(200μL)で誘導した。200μLを、補助部位(auxillary)および鼠径部リンパ節に流れ出る4つの部位に分けて注射した。百日咳毒素を、共アジュバントとして使用し、0日目および免疫化の2日後に200ng/マウスでi.p.投与した。群を、0.1mgの化合物を含む100μLのビヒクルまたはビヒクルのみで1日1回経口で(経口強制飼養)処置した。この処置を、疾患の臨床的発症から開始し、免疫化から30日後まで継続させた。臨床的発症を、25%のマウスにおいて疾患の臨床症状が2〜3のグレードに分類される時間として定義する。以下の臨床的なグレード分類を、処置を知らされていない観察者によって行なった:0=疾患無し、1=弛緩した尾、2=中等度対不全麻痺、3=重症対不全麻痺、4=瀕死状態、5=死亡。臨床スコアの有意差についての統計分析を、対のないデータのANOVAおよびノンパラメトリックマン・ホイットニー検定によって行なった。0.05未満のP値を統計的に有意と見なした。統計分析のために、EAEで死亡したマウスを、死亡日のみについて5に割り当て、実験群から削除した。
予想通り、免疫化後19日目以内でビヒクル処置マウスの8/8(100%)でEAEの古典的徴候が現れた。平均発症日数は、15.5±3.9(SD)であった。この動物群では、疾患の持続期間は、12.3±4.3日であった。1日目〜30日目の平均累計スコアは、24.8±7.8であり、31日目〜54日目(処置後)では22.7±15.8であった。ビヒクル処置マウスで認められたEAEと非常に類似したEAEの経過は、SU5416、アンドロスタ−5−エン−3α,7β,16α,17β−テトラオール、および5α−アンドロスタン−3β,17β−ジオール−16−オキシムで処置した動物で認められ、このようにして処置されたマウスは、対照と類似の累積罹患率、疾患の持続期間、および平均累積発症を示した。対照的に、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール、または17α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールで処置したマウスは、ビヒクル処置マウスと比較した場合に有意に改善したEAEの経過を示し、1つ以上の平均累積スコアおよび持続期間の両方の有意な減少を伴った。さらに対照的に、これらの3つの化合物はいずれもEAEの累積罹患率または致死性に有意に影響を及ぼさなかった。最後に、17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオールのみが、ビヒクル処置マウスに対して累積スコアおよび持続期間が減少する傾向を示し、この効果は、生物学的に重要であると考えられた(14.9±17.6および7±7.9対24.8±7.8および12.3±4.3)。この化合物についての統計的有意性の欠如は、おそらく、観察期間を通して多数のマウスがスコア0に割り当てられ、それにより、標準偏差が高くなったためである。
30日目の治療終了時に、マウスを、さらに24日間モニタリングした。ビヒクル処置マウスで疾患が慢性になり、累積スコアが処置期間に類似することが認められた。処置期間と比較した場合に追跡期間中の累積スコアの実質的な増加が認められ、SU5416では、平均累積スコアが25.5±8.9から35.5±13.2になり、17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオールでは、平均累積スコアが14.9±17.6から18.4±20.6になり、より穏やかである。17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオールで処置したマウスでは、処置期間の終了時の57.1%から累積期間の終了時の85.7%にEAE罹患率の増加も認められた。他方では、他の化合物は、追跡期間で処置期間と類似の蓄積スコアを維持するようであった。これは、3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールで特に顕著であり、平均累積スコアは、処置期間中の11.2±4.8から追跡期間終了時の10.8±10.3になった。
これらの結果は、17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオール、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、3α−トリフルオロメチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール、および17α−トリフルオロメチル−アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールが、SJLマウスのEAEのPLP誘導モデルにおいて強力な抗炎症性を発揮したことを示す。これらの所見の臨床目的への変換では、24%のマウスがEAEの臨床徴候を既に発症している免疫化後の12日目から開始したプロトコールで投与された場合でさえ、化合物がこのEAEモデルで活性を示すという所見と特に関連する。SU5416がこの設定で無効であったという所見に特に留意されたい。SU5416がEAEに有効であることが以前に報告されている(L.Boueratら、J.Med.Chem.48:5412−5414,2005)。しかし、この結果を得るために、SU5416化合物を、動物の免疫化と同時に投与した。対して、このプロトコールでは、病徴が明らかとなるまで17β−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17α−トリオールなどの化合物を動物に投与しなかった。それにより、化合物を既存の疾患を有効に処置し、疾患の発症を防止または遅延させるために使用することができることを示す。
(実施例25)
実施例25.電離放射線曝露治療。致死的な放射線を浴びた雌B6D2F1マウスの生存に及ぼす選択されたF1Cの影響を、ビヒクルのみで処置した対照動物と比較した。動物を、137Cs源を使用して、2.5Gy/分での10Gyの全身被曝に曝露した。12匹からなる群を全部で5群使用した。群1、2、3、および5について、被験対象を、100μLの体積で、皮下注射によって最初の投与を放射線照射から2〜4時間後として3日間連続して投与した。群4について、被験対象を、50μLの体積で、筋肉内注射によって3日間連続して投与した。処方物は、0.1%w/vのカルボキシメチルセルロース、0.9%w/vの塩化ナトリウム、および0.05%v/vのフェノールを含む懸濁液であった。シリンジング前に処方物を撹拌してF1Cを均一に懸濁し、シリンジ中での沈殿を防止するために、シリンジ内への吸入から数分以内に動物に注射した。
動物群を、以下のように処置した。群1に、3日間連続した毎日の皮下注射によってビヒクルのみを投与した。群2に、0.6mgの3β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エンの懸濁液(100μL)を毎日の皮下注射によって3日間連続して投与した。群3に、3.0mgの3β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エンの懸濁液(100μL)を毎日の皮下注射によって3日間連続して投与した。群4に、0.6mgの3β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エンの懸濁液(50μL)を毎日の筋肉内注射によって3日間連続して投与した。群5に、0.6mgの3β−ヒドロキシ−17β−アミノアンドロスタ−5−エンの懸濁液(100μL)を毎日の皮下注射によって3日間連続して投与した。動物の生存を、照射後21日間モニタリングし、以下の結果を得た。6、7、12、および21日目の動物の生存数を示す。
Figure 0005130591
(実施例25)
実施例25.胃腸炎の治療。炎症性腸疾患の動物モデルを使用して、式1の化合物が炎症または炎症の症状を制限または阻害する能力を示した。2,4−ジニトロベンゼンスルホン酸(DNBS)または生理食塩水攻撃前の24時間絶食した3匹の雄Wistarラット(180±20グラム)からなる群を使用した。0.5mLのDNBSのエタノール溶液(DNBSを30mg含む0.5mLの30%エタノールを含む生理食塩水)の結腸内点滴注入によって遠位大腸炎を誘導し、その後、カニューレによって2mLの空気を注射して、確実に溶液を結腸内に留まらせた。使用した体積は、注射あたり0.1mL(2および20mg/mLの化合物(液体処方物のアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールなど)を含む)であり、これを、1日1回で6日間の皮下注射(0.2mg/動物/日または2.0mg/動物/日)によって投与した。処方物は、非水性懸濁液(例えば、2%ベンジルアルコールw/v、0.1%Brij96w/v、および同体積のPEG300およびプロピレングリコール)中に100mg/mLの化合物を含んだ。20mg/mLの処方物を、化合物を欠くビヒクルで希釈することによって2mg/mLおよび20mg/mLの濃度を得た。
DNBS攻撃から30分後に第1の投与を行なった。スルファサラジン(30mg/mLの2% Tween80を含む蒸留水)を、1日1回(10mL/kg/日)で7日間経口(PO)投与し、最初の2回の投与を、DNBS攻撃誘発の24時間前および2時間前に開始した。肛門領域の試験によって、下痢の存在を毎日記録した。動物は、屠殺に先立つ24時間絶食した。7日目または8日目に動物を屠殺し、その結腸を取り出し、秤量した。結腸除去前に、結腸と他の器官との間の接着の徴候を記録する。また、各結腸の秤量後に潰瘍形成の存在を記録した。結腸体重(BW)比の「正味の」変化を、生理食塩水で攻撃したベースライン群に対して標準化する。「正味の」結腸体重比の25〜30%減少を、有意と見なした。結果は、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールは疾患の経過に及ぼす影響が小さい一方で(正味の結腸体重比の約15〜20%減少)、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールまたはアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールでの処置は有効であった(正味の結腸体重比の約25〜35%減少)ことを示した。
このプロトコールの変形形態には、上記用量レベルおよび/または1つ以上の0.05mg/動物/日、0.1mg/動物/日、0.5mg/動物/日、および1.0mg/動物/日を使用した化合物を含む30%スルホブチルエーテル−シクロデキストリン水溶液の投与が含まれる。
(実施例26)
実施例26.外傷および骨粗鬆症または骨喪失状態に関連するニューロン喪失の治療。免疫能(immune competence)は、内因性糖質コルチコイド(GC)レベルの外傷誘導性の上昇後に強く損なわれ得る複雑な機能である。化合物5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールを使用して、栄養活性または同化活性を発揮することによってこれらの免疫機能を保存した。スナネズミにおける両側頸動脈閉塞に続いて急性脳虚血性卒中を発症する動物モデルでは、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールでの処置により、卒中のみと比較した場合、認知能力が有意に改善された(p=0.03)。したがって、各群における飼料検索反応時間(food−searching latency period)の測定値は、偽性疾患(sham)については6.9±0.9秒(sec)であり、卒中のみついては46.9±13.6secであり、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールで処置した卒中については14.8±4.8秒であった。同時に、卒中誘導性のCA1海馬ニューロン数の喪失は、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールによって顕著に無効になった(偽=362,247±6,839;卒中=152,354±11,575;および卒中+5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオール=207,854±47,334)。
骨喪失状態では、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールは、主要な骨構造(すなわち、皮質層および骨小柱層ならびに成長板)に影響を及ぼした。熱損傷マウス(総体表面積の20%)を、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールで処置し、皮質(大腿骨)および骨小柱/海綿骨(脛骨)の骨量の喪失ならびに遠位脛骨の骨端成長板中の軟骨細胞増殖の抑制は全て、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオール処置によって有意に防止された(p<0.01)。大腿骨の皮質骨の組織形態計測により、骨形成速度の増加が示唆された。二重X線吸収法によって測定したところ、骨塩量の喪失の部分的防御が認められた。大腿骨灰分重量は、ビヒクル処置負荷マウスより有意に(p<0.01)高く、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールが骨塩量を保存したことを示す。脳内の慢性的に高いGCレベルの炎症誘発効果により、GCレベルの上昇が神経学的損傷の結果を悪化することが示唆される。副腎ステロイドDHEA(5−アンドロステン−3β−ヒドロキシ−17−オン)(5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールの上流代謝前駆体)は、マウスにおいてデキサメタゾン誘導性胸腺退縮を防止することが証明されている(K.L.Blauerら、Endocrinology,129:3174,1991)。まとめると、これらの所見は、5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールが熱傷後のGC誘導性の機能的神経組織の喪失を抑制し、骨構造を保存することを示した。
化合物(5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオール,17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオール、および4−エストレン−3α,17β−ジオールが含まれる)が骨成長における糖質コルチコイドの副作用を逆転する能力は、ヒトMG−63骨肉種細胞株で示された。MG−63細胞は骨芽細胞であり、この細胞は、骨成長を媒介する細胞である。この細胞株は、骨生物学を研究し、骨喪失状態の治療のための化合物の生物活性を特徴づけるために広く使用されている(例えば、B.D.Boyanら、J.Biol.Chem.,264(20):11879−11886,1989;L.C.Hofbauerら、Endocrinology,140(10):4382−4389,1999)。糖質コルチコイドレベルの上昇に関連する有毒性には、骨芽細胞(MG−63細胞株が含まれる)によるIL−6およびIL−8産生の減少ならびに11β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ1型酵素(11β−HSD)発現の増加が含まれる。11β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ1型酵素の増加により、内因性コルチゾンの活性コルチゾールへの変換によって内因性糖質コルチコイド活性レベルが増加し、これにより、骨成長が阻害される。11β−HSD酵素は、肝臓、脂肪組織、脳、および骨組織中に発現する。11β−HSD−1によって生成されたコルチゾールは、骨粗鬆症、インスリン抵抗性、2型糖尿病、異常脂質血症、肥満、中枢神経系障害(卒中など)、ニューロンの死滅、鬱病、およびパーキンソン病に寄与する。IL−6、IL−8、およびオステオプロテゲリンの減少は、骨芽細胞による骨成長の減少に関連する。パイロット研究により、デキサメタゾンによるMG−63細胞由来のIL−6阻害のIC50が10nMであり、デキサメタゾンによるMG−63細胞の成長阻害のIC50が15.3nMであることが示された。
このプロトコールでは、MG−63細胞を、30nMの濃度の合成糖質コルチコイドであるデキサメタゾンの存在下または不在下および10nMの式1の化合物の存在下または不在下で成長させた。以下の表中の化合物1は5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールであり、化合物2は17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールであり、化合物3は4−エストレン−3α,17β−ジオールであった。これらの化合物についての結果を、以下に示す。
Figure 0005130591
これらの結果は、10nMの化合物が30nMのデキサメタゾンの副作用を部分的に逆転することを示した。このことは、化合物が骨成長を媒介する細胞である骨芽細胞中の糖質コルチコイドレベルの上昇に関連する複数の毒性を逆転させることができることを示す。関連するプロトコールでは、上記表に示すように、1nMの化合物17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールも、30nMデキサメタゾンの存在下で7時間の細胞成長後のMG−63細胞によるオステオプロテゲリン合成の減少を感染に逆転させた。オステオプロテゲリンは骨成長に関連する因子であり、オステオプロテゲリン合成の減少は骨喪失に関連する。30nMのデキサメタゾンの存在下でのMG−63細胞によるオステオプロテゲリン合成の減少を完全または部分的に逆転した他の化合物は、17α−トリフルオロメチル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオール(化合物またはデキサメタゾンを使用しないビヒクル対照と比較して、1μMの化合物で正常または基本のオステオプロテゲリンレベル)、5−アンドロステン−3β,7β,16α,17β−トリオール(0.1μMで正常なオステオプロテゲリンレベル)、3β,7α,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン(10nMでほぼ正常なオステオプロテゲリンレベル)、3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン(10nMで正常なオステオプロテゲリンレベル)、17α−メチルアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール−7−オン(100nMでオステオプロテゲリンレベルが増加)、17α−メチルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−ジオール(10nMで正常なオステオプロテゲリンレベル)であった。30nMデキサメタゾンの存在下でオステオプロテゲリンの減少を部分的に逆転した他の化合物には、アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール−7−オキシムが含まれた。
類似のプロトコールでは、化合物3α,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−4−エンは、MG−63細胞によるIL−8およびIL−6のデキサメタゾン誘導性抑制の統計的に有意な逆転およびデキサメタゾン誘導性11β−HSD mRNAの統計的に有意な減少を示した。
関連する影響がインビボで得ることができることを示すために、化合物17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールを、動物のオステオプロテゲリンレベルを減少させるために23日間デキサメタゾンでも毎日処置したマウスに投与した。ビヒクルおよび10μg/日のデキサメタゾンで処置したマウス(陽性対照群)中のオステオプロテゲリンレベルは3.3pmol/Lオステオプロテゲリンであった一方で、ビヒクル、デキサメタゾン、および4mg/kg/日の17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールで処置した動物は6.4pmol/Lオステオプロテゲリンであった(p<0.05)。
マウス椎骨におけるエストロゲン欠損に応じた骨芽細胞および骨細胞のアポトーシス度を試験した。Swiss Websterマウス(4月齢)に対して卵巣摘出を行なった。28日後、動物を屠殺し、脊椎を単離し、固定し、包埋し、メタクリレート中で非脱灰した。骨芽細胞および骨細胞アポトーシスの罹病率を、CuSO増強を使用したTUNEL法によって決定し、エストロゲン欠損後に増加することが見出された。17β−エストラジオールなどの参照化合物および4−エストレン−3α,17β−ジオールおよび/または17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールなどのF1Cは、アポトーシスを軽減することが見出され、これは骨喪失の軽減と一致する。
集合的に、本実施例に記載の結果は、17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールなどの化合物が骨成長の増加および骨喪失の阻害の両方によって骨組織に影響を及ぼすことを証明する。17α−エチニル−5−アンドロステン−3β,7β,17β−トリオールおよび5−アンドロステン−3β,7β,16α,17β−テトラオールなどの化合物は、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体−α、またはエストロゲン受容体−βと相互作用せず、これは、望ましくない性ホルモン活性を発揮することなく骨喪失状態を処置する能力と一致する。
(実施例27)
実施例27.マウス耳組織を使用した熱傷モデルを使用して、温熱損傷に関連する炎症を処置する能力について化合物を特徴づけた。状態は、熱傷から24〜72時間後までに非処置マウスの曝露した耳における組織壊死に進行した最小の骨損傷であった。約9週齢のBalb/cマウス群に識別マークを付け、対照亜群および治療亜群に分けた。熱水に浸漬させる耳の厚さを記録し、次いで、麻酔したマウスの耳全体を52℃の湯に24時間浸した。プロピレングリコールビヒクル(対照)または100mgの化合物を含むプロピレングリコールのいずれかの注射後に各マウスをケージに戻した。熱傷前および熱傷後の種々の時間における各マウスの耳腫脹の変化をモニタリングした。各マウスの耳腫脹の変化を、熱傷前ならびに熱傷から1、3、6、9、12、18、24、および48時間後にモニタリングした。動物を、プロピレングリコールに溶解した100mgのデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)で処置した。対照およびDHEA処置マウスにおける浮腫形成および分離の分析により、損傷から6時間後のDHEA処置熱傷マウスおよび非処置熱傷マウスの両方で耳腫脹(浮腫の1つの指標)がピークになった。
非処置対照群では、12時間以内に腫れ範囲が減少し、その後の12時間にわたって急速に減少し続けた。熱傷から24時間後と48時間後との間に、耳組織は、元の鬱血領域の微小血管閉塞の喪失を示した。化合物アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールおよび16α−ブロモデヒドロエピアンドロステロンは、処置動物を耳への熱傷による虚血の大部分から防御した。化合物16α−ヒドロキシデヒドロエピアンドロステロンは防御がより低く(すなわち、進行性虚血範囲を減少させるが完全ではない)、16α−クロロデヒドロエピアンドロステロンは進行性虚血を僅かしか防御しなかった。
出血性ショックおよび虚血に及ぼす化合物の影響を、別のプロトコールで試験した。6〜8月齢のCF−1マウスを、メトキシフルラン(methoxyflurothane)を使用して麻酔し、腹部外科のために調製した。各マウスを、呼吸レベル、瞬き反応、および皮膚つまみ(skin pinch)に対する反応について試験して、手術に適切な麻酔レベルを確保した。腹部外科の持続時間は、約2時間であり、その間に動物の血液容量の35〜40%を30分間にわたって除去した。制御された様式での血液除去により、出血性ショックの影響を刺激する。除去された血液および2倍体積の蘇生液(resuscitation fluid)(ラクトリンゲル液)を中心静脈にゆっくり静脈内注入した。蘇生液に、2mgのデヒドロエピアンドロステロン−3β−サルフェートまたは偽薬としての賦形剤を捕捉した。腹膜および覆っている皮膚を、個別に抱合した。動物を、完全に回復するまで38℃〜39℃で維持した。これらの条件下で、ほとんどの偽薬処置動物は、24〜48時間以内に死亡した。手術から4時間後、コロニー形成単位(CFU)アッセイを行ない、従来の技術を使用して肝臓中のマロンジアルデヒドをアッセイした。腸間膜リンパ節(MLN)を取り出し、血液寒天プレート上で培養し、培養後にCFUを計数した。肝臓を取り出し、マロンジアルデヒド量を測定した。デヒドロエピアンドロステロン−3β−サルフェートでの処置により、15/15のマウスが生存し、1/15のビヒクル対照マウスが生存した。
出血性外傷のラットモデルの治療効果を試験した。24匹のラットを、総血液容量の40%を喪失させた。これは、外傷および出血を最小にするためのカテーテル留置および開腹術(軟組織損傷)からなる。出血から1時間後、晶質液および濃縮赤血球(packed red blood cell)(PRBC)を使用して動物を蘇生した。12匹の動物に、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールのメチルセルロース懸濁液を40mg/kg体重且つ100μL/kg体重の濃度で、出血開始から1時間後であるが、急速輸液前に1回皮下注射した。12匹の動物に、100μL/kg体重のメチルセルロース対照注射を皮下投与した。出血誘導から3日後、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールを投与した12匹の動物の生存率は100%であるのに対して、非処置群の死亡率は25%であった(P<0.04、2つの二項分布の相違を使用した優位のBarbard無条件検定)。
血圧低下出血性外傷プロトコールも、第2の出血性外傷モデルとして行なった。このプロトコールでは、15匹のラットを、上記のように約35〜40mmHgの平均動脈圧まで出血させ、出血発症から1時間後に晶質およびPRBCを使用して蘇生した。7匹の動物に、出血開始から1時間後であるが、急速輸液前に1匹あたり40mg/kg体重且つ100μL/kg体重の濃度のアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオールのメチルセルロース懸濁液を1回皮下注射した。8匹の動物に、100μL/kg体重のメチルセルロース対照皮下注射を行なった。出血誘導から2日後、非処置群(n=8)の死亡率は75%であった。アンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール処置動物の死亡率は43%であった。このことにより、血圧が低下した出血性外傷の場合に化合物防御性を示すことが証明された。
(実施例28)
実施例28.代謝安定性。選択された化合物の代謝安定性を、以下のプロトコールに従って肝臓細胞から得たミクロソームを使用してインビトロで試験した。このプロトコール中のミクロソームは、ステロイド分子上のヒドロキシルおよびケトンを相互転換する水素化反応および酸化還元反応を行なうことができる。ミクロソームは、接合反応(例えば、3β−ヒドロキシル基の硫酸化または3α−ヒドロキシル基のグルクロン酸抱合)を媒介しない。
プロトコールを以下のように行なった。(1)0.5mM化合物を含む35:65のアセトニトリル/水を調製する。アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールについて、0.145mg/mL、すなわち、29.0μLの1mg/mLストック+171μL溶媒で調製した。検量線について、0.5mMストックの希釈物を使用して、10μM、5μM、および1μMのアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオールを調製した。(2)サンプルを以下のように設定した。各アッセイは、アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール対照および1〜8の未知の化合物からなる。各化合物のための管は以下であった:1−0’ 2−0’ 3−0’ 4−0’ 5−0’ 6−5μM 7−1μM 8−30’ 9−30’ 10−30’(式中、は、変性ミクロソーム陰性対照反応管を示す)。さらなる化合物について、11、21、31などからナンバリングを開始した。(3)各管に315μLのPBS(pH7.3〜7.5)を添加する。10μLの適切な被験対象溶液を各管に添加する。(4)内部標準/アセトニトリル溶液。(5)NADPH再生系(NRS)は、125μL/管であった。PBSに、1.7mg/mlのNADP、7.8mg/mlのグルコース−6−ホスフェート、6単位/mLのグルコース−6−ホスフェートデヒドロゲナーゼを添加した。各実験のために新鮮なNRSを、使用するまで氷上で維持した。(6)各反応は、各管中で125μLのNRSを使用した。(7)−80℃冷凍庫から肝臓ミクロソーム調製物を取り出し、室温の水浴中で解凍した。ミクロソーム調製物の濃度は20mg/mlであった。各反応は、0.25mg/管を使用し、PBSで5mg/mlの濃度(すなわち、4倍希釈)に希釈し、氷上で維持した。(8)ゼロ時間および変性ミクロソーム対照管について、−20℃の500μLアセトニトリルを添加した。ゼロ時間に、管を氷上に移し、変性ミクロソーム対照を、37℃で5分間プレインキュベートした。(9)ミクロソーム調製物を含むアッセイ管も、37℃で5分間プレインキュベートした。(10)各インキュベーション管のために、50μLのミクロソーム調製物を添加し、ボルテックスして混合することによって反応を開始させた。(11)−20℃での500μLのアセトニトリルの添加およびボルテックスによって各反応を停止させた。(12)反応終了後、各反応管由来の100μLを新たな管に移し、200μLの水および1400μLのメチル−t−ブチルエーテルを各管に添加した。管をボルテックスし、微量遠心機(microfuge)にて13,000rpmで10分間遠心分離した。次いで、水層が凍結固体になるまで、管をドライアイス−メタノール浴上に置いた。(13)メチル−t−ブチルエーテルを各管から新鮮な管に移行し、溶媒を窒素下で蒸発させ、次いで、沈殿を35:65のアセトニトリル/水(100μL)に再懸濁し、LCMSによって分析した。以下に示すインキュベーション時間について結果を以下の表に示す。
Figure 0005130591
結果は、テトラオール化合物が酸化還元反応に耐性を示すことを示し、このことは、アンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール参照化合物と比較して代謝度が非常に減少することと一致する。4つの各ヒドロキシル基が潜在的にケトンに還元し得るが、実際は影響を受けなかったので、この所見は非常に予想外であった。試験した他の化合物には、アンドロスタ−5−エン−3β,16α,17β−トリオール,アンドロスタン−3β,16α−ジオール−17−オン、およびアンドロスタン−3α,16α,17α−トリオールが含まれ、これらは全てアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール参照化合物と類似の速度で、ミクロソームによって代謝された。
(実施例29)
実施例29.CaCo−2細胞を用いた薬物吸収の測定。このプロトコールを使用して、CaCo−2細胞単層を通過する化合物の流入を測定した。CaCo−2細胞は、分極し、高度に分化したヒト細胞であり、腸管吸収表現型が証明されている(J.Hunterら、J.Biol.Chem.,268(20):14991−14997,1993)。この細胞株を使用して、種々の化合物が細胞単層を通過する速度を研究する。典型的には、CaCo−2細胞のコンフルエントな単層を使用して腸上皮細胞をモデリングし、試験化合物の定常状態の流動から透過係数を得る。これにより、経口で生物学的に利用可能である化合物の可能性についての情報を得ることができる。
このプロトコールでは、滅菌50ml管中で100μL/ウェルの加温媒体を使用して、細胞を37℃の媒体中で維持した。ウェルあたり600μLの分化媒体を含む滅菌24ウェルプレートで細胞を成長させた。ウェルは、ウェルあたり2つの区画が可能なトランスウェルインサートを含んでいた。100μLの分化媒体を各ウェルに慎重に添加し、ピペットでウェルの上部から側面に触れた。細胞を、37℃、5%CO、飽和湿度で48時間インキュベートして、単層を形成させた。各プレートについて、側底側(basolateral)ゼロ時点(T)としての機能を果たすための側底側緩衝液について管1〜24で管をナンバリングした。管26〜49は、頂端側(apical)Tとしての機能を果たすために被験対象を含む頂端側緩衝液であった。管51〜74は、T20測定点(20分)であり、76〜99はT40測定点であり、101〜124はT80測定点であり、126〜149はT120測定点であり、151〜174はマスバランス決定のためのT120頂端側サンプルであった。管175〜179は、化合物1の5点検量線であり、管180〜184は化合物2の検量線であり、化合物12の管230〜234まで続く。管1〜49をラック1中の4列中に置き、51〜99をラック2に置き、101〜149をラック3に置き、151〜174をラック4に置き、175〜234をラック5および6に置いた。
新鮮な1000mLボトルから150mLの輸送緩衝液(1N HClでpH7.4にする)を除去することによって緩衝液を調製した。この緩衝液は、「側底側」である。残りの850mLのpHを、「頂端側」緩衝液のために1N HClを使用して、pH6.5に調整した。150mLの頂端側緩衝液を、個別の容器に入れ、残りの700mLをリンスのために使用した。緩衝液を4℃で保存したが、プロトコールのために室温で使用した。
分化媒体が室温に到達した後、約20mLをより小さなビーカーに注いだ。この媒体中でプローブを15分間平衡化した。24ウェルプレートを、インキュベータから取り出し、室温にした。各ウェルを、細胞単層に触れないウェルへのプローブの挿入よってプローブで測定し、プローブが媒体表面に近づいた時にTESTボタンを押し、0000からプローブが表面に触れた数字までを読み取る。1000Ωを超える読み取りが許容された。次いで、頂端側緩衝液をトランスウェルインサートから破棄し、プレート全体を、リンス緩衝液を含む1000mLビーカー中でリンスして、全分化緩衝液を除去した。次いで、トランスウェルをT20プレートに入れた。10μMの試験化合物および対照(カラバマザピン(carabamazapine)、MW236;ヒドロクロロチアジド、MW351)を、0.1μmol(例えば、29μlの1mg/mlアンドロスタ−5−エン−3β,17β−ジオール参照溶液)を10mLの頂端側緩衝液に添加することによって頂端側緩衝液中に添加した。次いで、0.6mLの側底側緩衝液を、全ウェルに添加した。
内部標準としての50μg/mlの3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン溶液を、150μLの化合物(1mg/mLを含むエタノール)を10mLのアセトニトリル/水(25:75)に添加することによって作製した。各化合物のために、側底側緩衝液において検量線を作製した。側底側区画に移行する場合に10μMの頂端側緩衝液を6倍に希釈するので、濃度1/6の検量線を準備した。
Figure 0005130591
600μLの側底側緩衝液を、T対照のために管1〜24に入れた。100μLの頂端側緩衝液および被験対象および500μl頂端側緩衝液(濃度が検量線範囲内になるように)を、頂端側Tとしての機能を果たすために管26〜49に添加した。100μlの頂端側緩衝液および化合物を頂端側に置いた。トランスウェルをプレート中に置いた時間を、時間ゼロ(T)とした。T=20で、トランスウェルを、T40プレートに移動し、T20プレート由来の600μlのサンプルを適切な管に添加した。T=40で、トランスウェルをT80プレートに移動し、600μLのサンプルを、T40プレートから適切なプレートに取った。T=80で、トランスウェルをT120プレートに移動した。残りの測定点について、600μlのサンプルを、ピペットにてT80プレートから適切な管などに取った。マスバランスのために、100μlの頂端側緩衝液を適切な管に添加した。サンプルを、即座に抽出し、冷凍庫に入れた。
300μLの各サンプルを、管151〜174(100μLのみを含む)以外はアッセイ管からラベルした2mL管に移し、50μlのこれらのサンプルを移し、250μLの側底側緩衝液に添加した(6倍希釈される)。20μLの3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エン内部標準を各管に添加し、1500μLのメチル−t−ブチルエーテルを各管に添加した。管をボルテックスし、微量遠心機中で10分間遠心分離し、凍結するまでメタノール/ドライアイス浴に入れた。新たな管にラベルし、メチル−t−ブチルエーテルを各凍結管から新たな管に静かに移した。次いで、メチル−t−ブチルエーテルを窒素下で蒸発させ、120μLのアセトニトリル/水(35:65)で再構成し、LCMSによって分析した。以下の表では、化合物1は3β,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エンであり、化合物2は17α−エチニルアンドロスタ−5−3β,7β,17β−トリオールであり、化合物3は3α,17β−ジヒドロキシ−17α−エチニルアンドロスタンであり、化合物4は3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エンであり、化合物5は2β,3α,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタンであり、化合物6は3β,16α−ジアセトキシ−7β,17β−ジヒドロキシアンドロスタ−5−エンであり、化合物7は3β−アセトキシ−17α−エチニルアンドロスタ−5−7β,17β−ジオールであり、化合物8は3β−アセトキシアンドロスタ−5−7β,16α,17β−トリオールであり、化合物9は17α−エチニルアンドロスタ−5−3α,7β,17β−トリオールであった。
Figure 0005130591
CaCo−2細胞株を使用した研究により、アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールなどのテトラオール化合物はあまり高度に透過しないことが示され、経口で生物学的に利用可能であると予想されないであろう。それにもかかわらず、化合物アンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオールは、糖尿病処置モデルのマウスに経口投与した場合に上記のように活性を示した。他のプロトコールにより、テトラオール化合物(3β,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エンおよび3α,7β,16α,17β−テトラヒドロキシアンドロスタ−5−エンなど)についての硫酸化度およびグルクロン酸抱合度がジオールと比較してテトラオール化合物に対して低いことを示した。この活性は、インビボでのテトラオール化合物の低い代謝から少なくとも部分的に生じ得る。

Claims (27)

  1. 炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患、自己免疫状態、外傷、代謝障害、疼痛、神経変性疾患、神経変性障害、または骨喪失状態の予防または処置のための組成物であって、該組成物が以下の構造:
    Figure 0005130591
    (式中、
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−H、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであるか、両方のRが一緒になって=NOHであり;
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−H、−OH、C2−8エステル、C1−8エーテル、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルであるか、両方のRが一緒になって=NOHであり;
    一方のRは、必要に応じて置換されたC2−8アルキニルであり、他方のRは、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
    は、−CH、−C、または−CHOHであり;
    は、−H、−CH、−C、または−CHOHであり;
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のRは、−H、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり;
    は、−O−または−C(R12)(R12)−であり、式中、一方のR12は、−H、−F、−Br、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のR12は、−H、−OH、C2−20エステル、C1−20エーテル、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルであるか、両方のR12が一緒になって=O、=NOH、または=NOCHであり;
    10は、−Hまたは−Fであり;
    一方のR11は、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、他方のR11は、−H、−OH、C2−8エステル、C1−8エーテル、または必要に応じて置換されたC1−8アルキルであり、ここで、(1)少なくとも一方のRは、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであり、R、R11、およびR12のうちの1つは、独立して、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであるか、(2)R、R、R、R11、およびR12のうちの少なくとも1つは、独立して、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルであるか、(3)R、R、R、R11、およびR12のうちの少なくとも2つは、独立して、−OH、C2−8エステル、またはC1−8エーテルである)
    を有する化合物を含み、該代謝障害が、2型糖尿病、高血糖、1型糖尿病、インスリン抵抗性、高脂血症、X症候群、または肥満である、組成物。
  2. 前記化合物が、構造:
    Figure 0005130591
    (式中、
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−4アルキルであり、他方のRは、−OH、−OC(O)CH、−OC(O)CHCH、または−OCHであり;
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−4アルキルであり、他方のRは、−OH、−OC(O)CH、−OC(O)CHCH、または−OCHであり;
    一方のRは、−Hまたは必要に応じて置換されたC1−4アルキルであり、他方のRは、−OH、−OC(O)CH、−OC(O)CHCH、または−OCHであり;
    一方のRは、必要に応じて置換されたC2−8アルキニルであり、他方のRは、−OH、−OC(O)CH、または−OC(O)CHCHである)
    を有する、請求項1に記載の組成物。
  3. 代謝障害の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記代謝障害が、2型糖尿病または高血糖である、請求項3に記載の組成物。
  5. 前記代謝障害が、1型糖尿病、またはインスリン抵抗性ある、請求項3に記載の組成物。
  6. 前記代謝障害が、高脂血症、X症候群または肥満である、請求項3に記載の組成物。
  7. 神経変性疾患または神経変性状態の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  8. 前記神経変性疾患または神経変性状態が、癲癇、アルツハイマー病またはパーキンソン病である、請求項7に記載の組成物。
  9. 炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  10. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が多発性硬化症である、請求項9に記載の組成物。
  11. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、関節炎であり、必要に応じて乾癬性関節炎、関節リウマチまたは変形性関節症である、請求項9に記載の組成物。
  12. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、肝硬変、肝炎または胃炎である、請求項9に記載の組成物。
  13. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、腸炎または炎症性腸疾患であり、必要に応じて、潰瘍性大腸炎またはクローン病である、請求項9に記載の組成物。
  14. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、肺炎状態である、請求項9に記載の組成物。
  15. 前記肺炎状態が、急性呼吸急迫症候群、慢性閉塞性肺疾患または喘息である、請求項14に記載の組成物。
  16. 前記肺炎状態が、気管支炎、肺線維症、嚢胞性線維症または気腫である、請求項14に記載の組成物。
  17. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、炎症性眼疾患、ブドウ膜炎、糖尿病性網膜症または黄斑変性である、請求項9に記載の組成物。
  18. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、接触皮膚炎、乾癬または湿疹である、請求項9に記載の組成物。
  19. 前記炎症性疾患、炎症状態、自己免疫疾患または自己免疫状態が、狼瘡状態である、請求項9に記載の組成物。
  20. 前記狼瘡状態が、全身性エリテマトーデス、エリテマトーデス関連関節炎、エリテマトーデス関連皮膚変化、エリテマトーデス関連血液異常、エリテマトーデス関連腎臓障害、エリテマトーデス関連心臓疾患または肺疾患、エリテマトーデス関連神経精神変化、エリテマトーデス関連組織炎症、円板状エリテマトーデス、亜急性皮膚エリテマトーデスまたは薬剤誘発性エリテマトーデスである、請求項19に記載の組成物。
  21. 外傷の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  22. 前記外傷が、出血、骨折、熱傷、放射線熱傷、化学熱傷、創傷、腎不全、自己免疫性腎損傷、肝損傷、脳もしくは頭部の外傷、心筋梗塞または卒中である、請求項21に記載の組成物。
  23. 疼痛の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  24. 前記疼痛が、関節痛(joint pain)または関節痛(arthralgia)、炎症関連疼痛または癌関連疼痛である、請求項23に記載の組成物。
  25. 骨喪失状態の予防または処置のための、請求項1に記載の組成物。
  26. 前記骨喪失状態が、骨粗鬆症、外傷に関連する骨喪失、高い天然糖質コルチコイドレベルの存在、もしくは合成糖質コルチコイド、必要に応じて、デキサメタゾンの存在である、請求項25に記載の組成物。
  27. 前記化合物が、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,17β−トリオール、17α−エチニルアンドロスタ−5−エン−3β,7β,16α,17β−テトラオール、あるいは、これらのC2−4モノエステルまたはC2−4ジエステル誘導体である、請求項1〜26のいずれか1項に記載の組成物。
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