JP5696266B2

JP5696266B2 - ジスルフィド化学療法剤およびその使用方法

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Publication number: JP5696266B2
Application number: JP2010535036A
Authority: JP
Inventors: アエネ、イライモウディ、エス．; プレンダーガスト、ジョージ、シー．
Original assignee: ランケナーインスティテュートフォーメディカルリサーチ
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: US9522164B2; WO2009067489A1; CN101917976B; US8586636B2; AU2008326461A1; US20100298412A1; CA2706378C; EP2219619A4; EP2219619A1; JP2011503236A; EP2219619B1; CA2706378A1; CN101917976A; US20140079812A1; AU2008326461B2

Description

本願は、２００７年１１月２０日に出願された米国仮出願第６０／９８９，３８３号に対する米国特許法１１９条（ｅ）の下における優先権を主張するものである。前記出願はこの参照によって本願明細書に組み込まれるものである。

米国特許法２０２条（ｃ）に準じて、その一部は米国国立衛生研究所からの助成金である助成金番号ＣＡ１０９６０４によって成され、ここに記述する本発明における、一定の権利を米国政府が有することを承認する。

本発明は、ジスルフィド化学療法剤およびその使用方法に関する。

本発明が関連する最新技術を記述するために、本願明細書を通して幾つかの刊行物および特許文書を引用する。それら引用のそれぞれは、参照によって完全に説明したのと同様に本願明細書に取り込まれるものである。

放射線および化学療法剤はヒトの癌、特に固形腫瘍の治療において有効である。しかし、初期治療で生き残った癌細胞はそれに続く治療に対して耐性となる。この後続の治療に対する耐性は、それら患者の全体の生存率低下の主因である。低酸素もまた、癌治療の結果において主要な役割を果たすことが知られている。ヒト固形腫瘍の大部分は低酸素を示す。残念なことに、低酸素の腫瘍細胞は、放射線治療および化学療法に対して正常酸素圧の腫瘍細胞よりも耐性が高く、それら低酸素の細胞は疾患再発の重要な要因と考えられている（例えば、Ｔｅｉｃｈｅｒｅｔａｌ．（１９９０）ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，５０：３３３９〜３３４４；ＧｒａｕａｎｄＯｖｅｒｇａａｒｄ（１９８８）Ｒａｄｉｏｔｈｅｒ．Ｏｎｃｏｌ．１３：３０１〜３０９を参照）。幾つかの研究では、低酸素の固形腫瘍細胞はグルコースもまた欠乏していることが示されている。
低酸素および正常酸素圧の両方から成るグルコース欠乏癌細胞は、化学療法剤に対してさらに耐性がある（Ｃｕｉｅｔａｌ．（２００７）ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，６７：３３４５〜５５）。高い代謝活性および、乱れた血管系による灌流の欠如のため、多くの固形腫瘍ではグルコース枯渇が良く見られる。それはまた、ストレス耐性を誘導するとも考えられている。グルコースの全体の定常状態レベルは固形腫瘍、特に低酸素の腫瘍において低いと考えられるため、グルコース欠乏の癌細胞に対する影響の理解について複数の研究室の興味が近年急増している（Ａｒｏｎｅｎｅｔａｌ．（２０００）Ｃｌｉｎ．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，６：２１８９〜２００；Ｒａｊｅｎｄｒａｎｅｔａｌ．（２００４）Ｃｌｉｎ．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，１０：２２４５〜５２；Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒｅｔａｌ．（２００５）ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，６５：５１６３〜７１）。グルコース量の減少は癌細胞の高い代謝活性によるものであろうと提唱されている（Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒｅｔａｌ．（２００５）ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，６５：５１６３〜７１）。乱れた血管系によって引き起こされる虚血状態もまた、固形腫瘍における低レベルのグルコースに関与している可能性がある（Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒｅｔａｌ．（２００５）ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．，６５：５１６３〜７１）。最近の幾つかの研究では、癌細胞に対するグルコース欠乏の影響をインビトロで検証している（Ｙｕｎｅｔａｌ．（２００５）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２８０：９９６３〜９９７２；Ｋａｔｏｌｅｔａｌ．（２００２）Ｏｎｃｏｇｅｎｅ，２１：６０８２〜６０９０；Ｒｙｏｏｅｔａｌ．（２００６）Ｂｉｏｌ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｕｌｌ．２９：８１７〜８２０）。それらの研究は、グルコース欠乏腫瘍細胞の生存における複数の分子機構の関与を示している。グルコース欠乏にも関わらずに、癌細胞の生存および治療に対する反応性の低下を可能にする生存分子（ｓｕｒｖｉｖａｌｍｏｌｅｃｕｌｅ）を誘導することから、グルコース枯渇癌細胞を標的とする重要性を、それらの研究は示した。
グルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）は、酸化的ペントースリン酸回路（ｏｘｉｄａｔｉｖｅｐｅｎｔｏｓｅｐｈｏｓｐｈａｔｅｃｙｃｌｅ：ＯＰＰＣ）の１番目のおよび律速段階の酵素である。ＯＰＰＣの基質であるグルコースは、ＯＰＰＣを介した酸化体／ジスルフィドの解毒に必要である。グルコースは、還元体を生成するために酸化的ペントースリン酸回路によって基質として利用される。それら還元体は、酸化体／ジスルフィドに曝露された場合に、哺乳類細胞中で還元型グルタチオンの恒常性を維持するために利用される。グルタチオンは、グリシン、システイン、およびグルタミン酸から成るトリペプチドである。通常状態の哺乳類細胞中では、還元型ＧＳＨは酸化型ＧＳＨ（ＧＳＳＧ）の１００倍まで多くなる。しかし、酸化体／ジスルフィドによって生産される酸化型ＧＳＨは癌細胞にとって有害である。
【先行技術文献】
【特許文献】

【特許文献１】米国特許第６,５５２,０６０号
【特許文献２】米国特許第７,１６９,４１２号
【非特許文献】

【非特許文献１】ＢＩＡＧＬＯＷ，Ｊ．Ｅ．，ｅｔａｌ．"ａｄｉａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｃｅＩＩｓｄｕｒｉｎｇａｌｔｅｒｅｄｐｒｏｔｅｉｎｔｈｉｏｌｒｅｄｏｘ．" ＲａｄｉａｔＲｅｓ．２００３Ａｐｒ；１５９（４）：４８４−９４．
【非特許文献２】ＢＩＡＧＬＯＷ，Ｊ．Ｅ．，ｅｔａｌ．"Ｒｏｌｅｏｆｖｉｃｉｎａｌｐｒｏｔｅｉｎｔｈｉｏｌｓｉｎｒａｄｉａｔｉｏｎａｎｄｃｙｔｏｔｏｘｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓ．" ＲａｄｉａｔＲｅｓ．２００６Ｍａｒ；１６５（３）：３０７−１７．
【非特許文献３】ＡＹＥＮＥ，ＩＳ．，ｅｔａｌ．"ＭｕｔａｔｉｏｎｉｎＧ６ＰＤｇｅｎｅｌｅａｄｓｔｏｌｏｓｓｏｆｃｅｌｌｕｌａｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｒｏｔｅｉｎｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｙｌａｔｉｏｎ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ．" ＪＣｅｌｌＢｉｏｃｈｅｍ．２００８Ｊａｎ１；１０３（１）：１２３−３５．
【非特許文献４】ＡＹＥＮＥ，ＩＳ．，ｅｔａｌ．"ＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌａｒｔｈｉｏｌｓｂｙｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｄｉｓｕｌｐｈｉｄｅｉｎｈｉｂｉｔｓＤＮＡｄｏｕｂｌｅ−ｓｔｒａｎｄ−ｂｒｅａｋｒｅｊｏｉｎｉｎｇｉｎＧ６ＰＤｄｅｆｉｃｉｅｎｔｍａｍｍａｌｉａｎｃｅｌｌｓ．" ＩｎｔＪＲａｄｉａｔＢｉｏｌ．２０００Ｎｏｖ；７６（１１）：１５２３−３１．
【非特許文献５】ＴＯＷＮＳＥＮＤ，Ｄ．Ｍ．，ｅｔａｌ．"ＮＯＶ−００２，ａｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅｄｉｓｕｌｆｉｄｅｍｉｍｅｔｉｃ，ａｓａｍｏｄｕｌａｔｏｒｏｆｃｅｌｌｕｌａｒｒｅｄｏｘｂａｌａｎｃｅ．" ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．２００８Ａｐｒ１５；６８（８）：２８７０−７．

本発明の１態様に従って、治療を必要とする患者での癌治療方法を提供する。１実施形態では、方法は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物および医薬的に許容可能な担体を含む組成物の投与の工程を有する。ジスルフィド含有化合物は、ヒドロキシエチルジスルフィド（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｄｉｓｕｌｆｉｄｅ：ＨＥＤＳ）、メルカプトプロピオニルグリシン（ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ：ＭＰＧ）のジスルフィド（グリシンプロピオニルジスルフィド）、ＭＰＧおよびＭＥのジスルフィド、２−スルファニルエタンスルホン酸（２−ｓｕｌｆａｎｙｌｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ：ｍｅｓｎａ）のジスルフィド、ＭＰＧおよびｍｅｓｎａのジスルフィド、およびＭＥおよびｍｅｓｎａのジスルフィドから成る群から選択されることができる。他の１実施形態では、癌細胞は、低酸素、正常酸素圧、グルコース欠乏、正常グルコース、および／または放射線および／または化学療法剤に対して耐性である。

他の１実施形態に従って、癌が低酸素癌細胞を含む場合における、治療を必要とする患者における癌を治療する方法を提供する。１実施形態において、前記方法は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物を投与する工程、および選択的に、少なくとも１つの化学療法剤、低酸素毒、および／または放射線を投与する工程を有する。特定の実施形態では、化学療法剤は、トポイソメラーゼＩＩ阻害剤および白金錯体から成る群から選択される。他の１実施形態では、低酸素毒は、チラパザミン、ＡＱ４Ｎ、５−ニトロイミダゾール、ニモラゾール、エタニダゾール、ミトマイシンＣ類似体Ｅ０９、２−ニトロイミダゾールＣＩ−１０１０、および他の低酸素特異的な生体還元性薬剤から成る群から選択される。さらに他の１実施形態では、ジスルフィド含有化合物は、少なくとも１つの化学療法剤、低酸素剤、および／または放射線と続けて、および／または同時に投与される。

他の１態様に従って、癌がグルコース欠乏正常酸素圧の癌細胞を含む場合における、治療を必要とする患者における癌を治療する方法を提供する。１実施形態では、前記方法は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物を投与する工程、および選択的に、少なくとも１つの化学療法剤および／または放射線を投与する工程を有する。特定の実施形態では、化学療法剤は、トポイソメラーゼＩＩ阻害剤および白金錯体から成る群から選択される。さらに他の１実施形態では、ジスルフィド含有化合物は、少なくとも１つの化学療法剤および／または放射線と続けて、および／または同時に投与される。

癌が正常グルコースを有する正常酸素圧の癌細胞を含む場合における、治療を必要とする患者における癌を治療する方法もまた提供する。１実施形態では、前記方法は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物を投与する工程、および選択的に、少なくとも１つのグルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）の阻害剤および／または少なくとも１つの化学療法剤、低酸素毒、および／または放射線を投与する工程を有する。Ｇ６ＰＤの阻害剤は、デヒドロエピアンドロステロン（ｄｅｈｙｄｒｏｅｐｉａｎｄｒｏｓｔｅｒｏｎｅ：ＤＨＥＡ）、ＤＨＥＡ硫酸、２−デオキシグルコース、ハロゲン化ＤＨＥＡ、エピアンドロステロン、イソフルラン、セボフルラン、ジアゼパム、およびＧ６ＰＤを標的としたｓｉＲＮＡ／ｓｈＲＮＡ分子から成る群から選択されることができる。

本発明の他の１実施形態に従って、癌治療のための組成物を提供する。特定の実施形態において、この組成物は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物および少なくとも１つの医薬的に許容可能な担体を含む。特定の実施形態では、前記組成物は、さらに、少なくとも１つの化学療法剤を含む。他の１実施形態では、組成物は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物、少なくとも１つの低酸素毒、および少なくとも１つの医薬的に許容可能な担体を含む。前記組成物は、さらに、少なくとも１つのグルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）の阻害剤を含む。特定の実施形態では、前記組成物は、ＭＰＧのジスルフィド、少なくとも１つの医薬的に許容可能な担体、および、選択的に、少なくとも１つの他のジスルフィド含有化合物を含む。

図１は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下における放射線感受性ヒト結腸癌細胞の生存を描いたグラフである。図２は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下において４Ｇｙのガンマ線照射に曝露した放射線感受性ヒト結腸癌細胞の生存を描いたグラフである。図３は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下における放射線耐性ヒト結腸癌細胞の生存を描いたグラフである。図４は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下において４Ｇｙのガンマ線照射に曝露した放射線耐性ヒト結腸癌細胞の生存を描いたグラフである。図５は、グルコース存在下または非存在下における放射線感受性ヒト結腸癌細胞でのＨＥＤＳ濃度に対する関数としてメルカプトエタノール量を提供するグラフである。図６は、グルコース存在下または非存在下における放射線耐性ヒト結腸癌細胞でのＨＥＤＳ濃度に対する関数としてメルカプトエタノール量を提供するグラフである。図７は、グルコース存在下または非存在下における放射線感受性ヒト結腸癌細胞でのＨＥＤＳ濃度に対する関数として細胞内チオール量を描いたグラフである。図８は、グルコース存在下または非存在下における放射線耐性ヒト結腸癌細胞でのＨＥＤＳ濃度に対する関数として細胞内チオール量を描いたグラフである図９は、コントロールのラットおよび、ＨＥＤＳ、エトポシド、またはＨＥＤＳおよびエトポシドで処理したラットにおける長期間にわたる乳癌異種移植片の体積のグラフである。図１０は、グルコース濃度に対する関数としての、ヒト結腸癌細胞中のＨＥＤＳの解毒（メルカプトエタノール濃度に基づく）のグラフである。図１１は、異なるグルコース濃度における、ヒト結腸癌細胞中のチオールの細胞内濃度を描いたグラフである。図１２は、ＨＥＤＳおよび異なる濃度のグルコースで処理したヒト結腸癌細胞中のチオールの細胞内濃度を示すグラフである。図１３は、乳癌異種移植ラットモデルでの長期にわたる腫瘍体積の増加倍率のグラフである。小さな腫瘍（約１３９ｍｍ^３）を有するラットに対して、未処理（コントロール）または４０ｍｇ／Ｋｇ／日でのＭＰＧジスルフィドの投与のいずれかを施した。図１４は、乳癌異種移植ラットモデルでの長期にわたる腫瘍体積の増加倍率のグラフである。大きな腫瘍（約２８３７ｍｍ^３）を有するラットに対して、未処理（コントロール）または４０ｍｇ／Ｋｇ／日でのＭＰＧジスルフィドの投与のいずれかを施した。図１５は、乳癌異種移植ラットモデルでの長期にわたる腫瘍体積の変化倍率のグラフである。大きな腫瘍（約２８３７ｍｍ^３）を有するラットを、４０ｍｇ／Ｋｇ／日でのＭＰＧジスルフィドと共にまたは無しで、シスプラチン（２ｍｇ／Ｋｇ体重）にて処理した。図１６は、グルコース存在下または非存在下における様々な癌細胞中でのＨＥＤＳの解毒（メルカプトエタノール濃度に基づく）のグラフである。図１７は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下において４Ｇｙのガンマ線照射に曝露したヒト前立腺癌細胞の生存を描いたグラフである。図１８は、グルコースおよび様々な量のＨＥＤＳの存在下または非存在下において４Ｇｙのガンマ線照射に曝露したヒト乳癌細胞の生存を描いたグラフである。

以下に記述するとおり、放射線耐性ｐ５３変異体ＨＴ２９結腸癌細胞は、グルコース欠乏時には、より放射線に耐性となることが示された。このことは、グルコース欠乏癌細胞を標的とすることが可能な薬剤同定の重要性を提起する。本発明に従って、酸化的ペントースリン酸回路が異常な細胞に特異的な酸化体／ジスルフィドは、低酸素癌細胞、グルコース欠乏癌細胞、正常酸素圧の癌細胞、およびグルコース含有癌細胞等の固形腫瘍中の様々な種類の癌細胞を標的とするために利用可能であることが決定された。このアプローチは、低酸素および非低酸素の両方の癌細胞を含む全てのグルコース欠乏癌細胞を標的とすることから、放射線および化学療法剤の効率を高める。本発明に従って、グルコースを欠乏した低酸素および非低酸素細胞および酸化的ペントースリン酸回路異常癌細胞に特異的な新規の酸化体もまた提供する。実際、グルコースを介する細胞内代謝活性の欠如は、そうした酸化体／ジスルフィド等が細胞内に蓄積する結果となり、それは細胞死へと導くＧＳＨ枯渇を介した酸化ストレス、および放射線および化学療法剤へのヒト癌細胞の応答促進を引き起こす。

本発明に従って、癌を治療する方法を提供する。この方法は、少なくとも１つのジスルフィド含有化合物を、それを必要とする患者に投与する工程を有する。１実施形態では、ジスルフィド含有化合物は、選択的に、少なくとも１つの化学療法剤、低酸素毒、および／または放射線（例えば、電離放射線）と併用して、低酸素癌細胞および／またはグルコース欠乏癌細胞へと投与される。特定の実施形態では、化学療法剤は少なくとも１つのトポイソメラーゼＩＩ阻害剤および／または白金錯体を含む。他の１実施形態では、低酸素毒は、チラパザミン、ＡＱ４Ｎ、５−ニトロイミダゾール、ニモラゾール、エタニダゾール、ミトマイシンＣ類似体Ｅ０９、２−ニトロイミダゾールＣＩ−１０１０、および他の低酸素特異的な生体還元性薬剤から成る群の少なくとも１つを含む。ジスルフィド含有化合物は、少なくとも１つの化学療法剤、低酸素毒、薬剤および／または放射線と続けて（例えば、その前に、または後に）および／または同時に投与可能である。

他の１実施形態では、少なくとも１つのグルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）阻害剤および少なくとも１つのジスルフィド含有化合物の投与によって、少なくとも１つの化学療法剤および／または放射線に対して正常酸素圧の癌細胞の感受性を高めることが可能である。従って、本発明は、治療を必要とする患者における癌治療方法を包含し、ここで、癌は正常酸素圧の細胞を含み、方法は少なくとも１つのＧ６ＰＤ阻害剤および少なくとも１つのジスルフィド含有化合物の、選択的に、少なくとも１つの化学療法剤および／または放射線の前、および／または同時での投与を含む。特定の実施形態では、化学療法剤は少なくとも１つのトポイソメラーゼＩＩ阻害剤および／または白金錯体を含む。

ジスルフィド含有化合物は容易に入手可能である（例えば、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ２００６〜２００７ｃａｔａｌｏｇを参照）。１実施形態では、ジスルフィド含有化合物は、ジアルキルジスルフィド（例えば、少なくとも１つの硫黄原子を含む低級アルキルのジスルフィド）またはジアリールジスルフィドであり、ここでジスルフィドの構成要素は同じ（対称ジスルフィド）または異なる（非対称ジスルフィド）。他の１実施形態では、ジスルフィド含有化合物は、限定するわけではないが、チアミンジスルフィド、チアミンプロピルジスルフィド、およびチアミンテトラヒドロフリルジスルフィド等、チアミンを含むジスルフィドである。他の１実施形態では、例となるジスルフィド含有化合物は、限定するわけではないが、ヒドロキシエチルジスルフィド（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｄｉｓｕｌｆｉｄｅ：ＨＥＤＳ；メルカプトエタノール（ｍｅｒｃａｐｔｏｅｔｈａｎｏｌ：ＭＥ）のジスルフィド）、メルカプトプロピオニルグリシン（ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ：ＭＰＧ）のジスルフィド、ＭＰＧおよび低級アルキルのジスルフィド、ＭＰＧおよびＭＥのジスルフィド、ｍｅｓｎａ（２−ｓｕｌｆａｎｙｌｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（２−スルファニルエタンスルホン酸））のジスルフィド、ＭＰＧおよびｍｅｓｎａのジスルフィド、およびＭＥおよびｍｅｓｎａのジスルフィドを含む。特定の実施形態では、ジスルフィド含有化合物はＭＰＧのジスルフィドである。

本発明は、少なくとも１つの上述の薬剤（例えば、ジスルフィド含有化合物、Ｇ６ＰＤ阻害剤、化学療法剤、低酸素毒、等）および少なくとも１つの医薬的に許容可能な担体を含む組成物もまた包含する。特定の実施形態では、本発明の組成物は、癌の治療または予防のために、それを必要とする患者へ投与可能である。

本プロトコルを用いて治療できる癌は、限定するわけではないが、前立腺癌、結腸直腸、結腸、膵臓、頸部、胃、子宮内膜、脳、肝臓、膀胱、卵巣、精巣、頭部、首、皮膚（メラノーマおよび基底細胞癌を含む）、中皮ライニング、白血球（リンパ腫および白血病を含む）、食道、胸部、筋肉、結合組織、肺（小細胞肺癌および非小細胞肺癌を含む）、副腎、甲状腺、腎臓、または骨；膠芽腫、中皮腫、腎細胞癌、胃癌、肉腫、絨毛癌、皮膚基底細胞癌、および精巣セミノーマを含む。特定の実施形態では、癌は固形腫瘍である。

グルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）の阻害剤は、限定するわけではないが、デヒドロエピアンドロステロン（ｄｅｈｙｄｒｏｅｐｉａｎｄｒｏｓｔｅｒｏｎｅ：ＤＨＥＡ）、ＤＨＥＡ硫酸、２−デオキシグルコース、ハロゲン化ＤＨＥＡ、エピアンドロステロン、イソフルラン、セボフルラン、ジアゼパム、およびｓｉＲＮＡ／ｓｈＲＮＡ分子（例えば（Ｐａｒｋｅｔａｌ．（２００５）Ｍｏｌ．ＣｅｌｌＢｉｏｌ．，２５：５１４６〜５７；Ｈｏｅｔａｌ．（２００６）ＣｙｔｏｍｅｔｒｙＰａｒｔＡ，６９Ａ：１０５４〜１０６１；ＷＯ／２００６／１１７０４８；Ｌａｍｂｅｒｔｏｎｅｔａｌ．（２００３）Ｍｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．２４：１１１〜１１９；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（カリフォルニア州Ｃａｒｌｓｂａｄ）；ＳａｎｔａＣｒｕｚＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（カリフォルニア州ＳａｎｔａＣｒｕｚ）；およびＯｒｉＧｅｎｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（メリーランド州Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ）を参照）。

定義
本願明細書で用いる場合、「アルキル」という用語は、約１〜２０の炭素、特に約１〜１０の炭素、およびさらに特に約１〜５の炭素を含む（すなわち、低級アルキル）、直鎖、分岐、および環状鎖の炭化水素を含む。アルキル基の炭化水素鎖は、１若しくはそれ以上の酸素、窒素、または硫黄原子（特に１〜約３個のヘテロ原子、より特に１ヘテロ原子）が間に入ることができ、不飽和（１若しくはそれ以上の２重結合または３重結合を含む）とすることができる。アルキル基は選択的に置換することができる（例えば、ハロゲン、アルキル、ハロアルキル、アルコキシル、アルキルチオ、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、オキソ、エポキシ、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アミノ基、カルバモイル、尿素、アルキル尿素、アリール基、エーテル、エステル、チオエステル、ニトリル、ニトロ基、アミド、カルボニル、カルボン酸、スルホン酸、およびチオールによって）。好ましい実施形態では、本発明のアルキルは少なくとも１つの硫黄原子を含む。

本願明細書で用いる場合、「アリール」という用語は、環状部分に約６〜１０の炭素を含む単環および２環の芳香族基に言及するものである。アリール基は選択的に有効炭素原子を介して置換することができる。芳香族基はヘテロアリール（少なくとも１つの硫黄、酸素、または窒素のヘテロ原子環構成員を含む環系）とすることができる。

「医薬的に許容可能」とは、連邦政府または州政府の規制当局による承認を示す。「医薬的に許容可能」な薬剤は、米国薬局方、または動物、およびより詳しくはヒトでの使用についての他の一般的に認知されている薬局方に記載されているであろう。

「担体」は、例えば、希釈剤、アジュバント、賦形剤、助剤、または本発明の活性薬剤と共に投与する媒体に言及する。そうした医薬的担体は無菌の液体、例えば水、および石油、動物、野菜または合成起源のものを含む油、例えばピーナッツ油、大豆油、鉱油、ゴマ油、およびそれらに類するものとすることが可能である。水または水性食塩水および水性Ｄ型グルコースおよびグリセロール溶液は、特に注射可能な溶液に、担体として好ましく用いる。適切な医薬的担体は、Ｅ．Ｗ．Ｍａｒｔｉｎ著の「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ‘ｓＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ」に記述されている。

本願明細書で用いる場合、「低酸素（の）」という用語は、正常細胞または組織と比較して低レベルの細胞または組織内の酸素または酸素圧に言及する。それら特定の細胞または組織中の正常な酸素量よりもＯ_２濃度が低い場合に、細胞または組織は低酸素である。「低酸素腫瘍細胞」または「低酸素癌細胞」という用語は、それらに対応する正常細胞または組織よりも低い酸素量または酸素圧を有する腫瘍細胞または組織に言及する。本願明細書で用いる場合、「正常酸素圧（の）」という用語は、目的の細胞および／または組織に対して正常な酸素濃度に言及する。

本願明細書で用いる場合、「グルコース欠乏」という用語は、正常細胞または組織と比較して低い細胞または組織中のグルコース量に言及する。それら特定の細胞または組織中でのグルコースの正常量よりもグルコース濃度が低い場合、細胞または組織はグルコース欠乏である。「グルコース欠乏癌細胞」という用語は、対応する正常細胞または組織よりも低レベルのグルコースを有する腫瘍細胞または組織に言及する。本願明細書で用いる場合、「正常グルコース」という用語は目的の細胞および／または組織について通常のグルコース濃度に言及する。

化学療法剤は、抗癌作用を示すおよび／または細胞に対して有害である（例えば、毒）化合物である。適切な化学療法剤は、限定するわけではないが、毒（例えば、サポリン、リシン、アブリン、臭化エチジウム、ジフテリア毒素、緑膿菌外毒素、および上に記載した他のもの）；アルキル化剤（例えば、クロラムブシル、シクロホスファミド、イソファミド、メクロレタミン、メルファラン、およびウラシルマスタード等のナイトロジェンマスタード；チオテパ等のアジリジン；ブスルファン等のメタンスルホン酸エステル；カルムスチン、ロムスチン、ストレプトゾシン等のニトロソ尿素；白金錯体；ミトマイシン、プロカルバジン、ダカルバジン、およびアルトレタミン等の生体還元性アルキル化剤）；ＤＮＡ鎖切断剤（例えば、ブレオマイシン）；トポイソメラーゼＩＩ阻害剤；ＤＮＡ副溝結合剤（例えば、プリカミジン）；代謝拮抗剤（例えば、メトトレキサートおよびトリメトリキサート等の葉酸拮抗剤；フルオロウラシル、フルオロデオキシウリジン、ＣＢ３７１７、アザシチジン、シタラビン、およびフロクスウリジン等のピリミジン拮抗剤；メルカプトプリン、６−チオグアニン、フルダラビン、ペントスタチン等のプリン拮抗剤；アスパラギナーゼ；およびヒドロキシ尿素等のリボヌクレオチド還元酵素阻害剤）；チューブリン相互作用剤（例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、およびパクリタキセル（タキソール））；ホルモン剤（例えば、エストロゲン；結合型エストロゲン；エチニルエストラジオール；ジエチルスチルベステロール；クロルトリアニセン；イデネストロール；ヒドロキシプロゲステロンカプロン酸エステル、メドロキシプロゲステロン、およびメゲストロール等のプロゲスチン；およびテストステロン、テストステロンプロピオン酸エステル、フルオキシメステロン、およびメチルテストステロン等のアンドロゲン）；副腎皮質ホルモン剤（例えば、プレドニゾン、デキサメタゾン、メチルプレドニゾロン、およびプレドニゾロン）；黄体形成ホルモン放出剤または生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン拮抗剤（例えば、酢酸リュープロリド、および酢酸ゴセレリン）；インドールアミン−２，３−ジオキシゲナーゼ阻害剤（例えば、１−メチルトリプトファン）；および抗ホルモン抗体（例えば、タモキシフェン、フルタミド等の抗アンドロゲン薬；およびミトタンおよびアミノグルテチミド等の抗副腎剤）。白金錯体は、限定するわけではないが、シスプラチン（シスジアミンジクロロプラチナム（ＩＩ））、カルボプラチン（ジアミン（１，１−シクロブタン−ジカルボキシレート）−プラチナム（ＩＩ））、テトラプラチン（オルマプラチン；テトラクロロ（１，２−シクロヘキサンジアミン−Ｎ，Ｎ’）−プラチナム（ＩＶ））、チオプラチン（ビス（Ｏ−エチルジチオカルボナート）プラチナム（ＩＩ））、サトラプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、ヘプタプラチン、イプロプラチン、トランスプラチン、ロバプラチン、シス−アミンジクロロ（２−メチルピリジン）プラチナム、ＪＭ１１８（シス−アミンジクロロ（シクロヘキシルアミン）プラチナム（ＩＩ））、ＪＭ１４９（シス−アミンジクロロ（シクロヘキシルアミン）−トランス−ジヒドロクソプラチナム（ＩＶ））、ＪＭ２１６（ビス−酢酸−シス−アミンジクロロ（シクロヘキシルアミン）プラチナム（ＩＶ））、ＪＭ３３５（トランス−アミンジクロロ（シクロヘキシルアミン）ジヒドロクソプラチナム（ＩＶ）、および（トランス、トランス、トランス）ビス−ｍｕ−(ヘキサン-１，６-ジアミン)−ｍｕ−[ジアミン−プラチナム（ＩＩ）]ビス[ジアミン（クロロ）プラチナム（ＩＩ）]テトラクロライド）。トポイソメラーゼＩＩ阻害剤は、限定するわけではないが、アムサクリン、メノガリル、アモナファイド、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルダウノマイシン、エリプチシン、ダウノマイシン、ピアゾロアクリジン、イダルビシン、ミトキサントロン、ｍ−ＡＭＳＡ、ビサントレン、ドキソルビシン（アドリアマイシン）、デオキシドキソルビシン、エトポシド（ＶＰ−１６）、リン酸エトポシド、オキサントラゾール、ルビダゾン、エピルビシン、ブレオマイシン、およびテニポシド（ＶＭ−２６）を含む。

「電離放射線」という用語は、腫瘍治療に標準的に利用される放射線に言及する。強い１回の照射または弱い繰り返しの照射のいずれによって投与する放射線も、典型的には水の電離を引き起こし、それによって反応性酸素種を形成する。電離放射線は、限定するわけではないが、Ｘ−線、電子線、ガンマ線、およびそれらに類するものを含む。本願明細書で用いる場合、「高用量放射線」という用語は、０．５Ｇｙを超えるあらゆる用量、または細胞を殺傷するために治療的に用いるあらゆる用量に言及する。

「低酸素毒」は、限定するわけではないが、チラパザミン、ＡＱ４Ｎ、５−ニトロイミダゾール、ニモラゾール、エタニダゾール、ミトマイシンＣ類似体Ｅ０９、２−ニトロイミダゾールＣＩ−１０１０、および他の低酸素特異的な生体還元性薬剤を含む。

本願明細書で用いる場合、「感受性を高める」という用語は、化学療法剤および／または放射線に対しての細胞（例えば、腫瘍細胞）の感受性を増加する薬剤の能力に言及する。放射線増感剤は放射線の毒性効果に対する癌性細胞の感受性を増加する。

治療法
本発明の方法に従って患者に投与される化合物は、適切な場合には、単一の医薬組成物に組み入れることができる。あるいは、それぞれの化合物は患者への投与のための別々の医薬組成物に組み入れて、それらをキット中に含めることができる。他の１実施形態では、医薬組成物の成分はそれぞれ異なる（例えば、ジスルフィド含有化合物は化学療法剤とは別の化合物である）。

本発明の医薬組成物は、限定するわけではないが、局所的に、経口で、直腸性等のあらゆる投与経路による、静脈内、筋肉、腹腔内への注射による、または腫瘍および／または周辺領域への直接的な投与／注射による阻害剤の輸送に適切な医薬的に許容可能な担体を含む。

薬剤の用量および投与計画は、患者の年齢、性別、体重、全般的な病状、および薬剤を投与しようとしている具体的な病状およびその重篤度を勘案して医師が決定する。医師は、薬剤の投与経路、薬剤を組み合わせる医薬的担体、および薬剤の生物活性もまた考慮する。

以下に説明する実施例は、本発明の特定の実施形態をより良く説明するために提供する。それらはいかなる意味でも、本発明を限定することを意図したものではない。

ＭＰＧジスルフィド等の本発明のジスルフィドは、Ｈｕｎｔｅｒｅｔａｌ．（２００６）Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，７１：８２６８〜８２７１；ＢａｏａｎｄＳｈｉｍｉｚｕ（２００３）Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，５９；９６５５〜９６５９；Ｓａｎｚｅｔａｌ．（２００２）Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ８５６〜８５８；およびその他に記述されている方法によって合成することができる。簡単には、対称ジスルフィドは、ジクロロジオキソモリブデン（ＶＩ）による触媒で、ジメチルスルホキシドの存在下でのモノチオールのジスルフィドへの変換によって合成することができる。非対称ジスルフィドは、１−クロロベンゾトリアゾール存在下での２つの異なるモノチオールの非対称ジスルフィドへの変換によって合成することができる。

高い代謝活性、および乱れた血管系による灌流の不足から、多くの固形腫瘍ではグルコース枯渇は一般的である。グルコース枯渇は、ストレスおよび治療に対する耐性を誘導すると考えられている。グルコース欠乏は、既に放射性耐性のｐ５３変異癌細胞において放射線耐性を誘導する。

放射線感受性および放射線耐性のヒト結腸癌細胞のガンマ放射線への応答増加のための、酸化体／ジスルフィドであるＨＥＤＳの利用を調べた。グルコース含有培地中で、癌細胞はＨＥＤＳ濃度依存的なＨＥＤＳのメルカプトエタノール（ｍｅｒｃａｐｔｏｅｔｈａｎｏｌ：ＭＥ）への解毒の増加を示した。培地中グルコース枯渇の結果としての細胞内グルコース枯渇は、それら癌細胞によるＨＥＤＳのＭＥへの解毒ができなくなる結果を引き起こした。さらに、ＨＥＤＳはグルコース欠乏癌細胞中のグルタチオン（ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ：ＧＳＨ）を減少させた。

図１、２、３、および４は、放射線と併用したＨＥＤＳが、放射線感受性（ＨＣＴ１１６）および放射線耐性（ＨＴ２９）のヒト結腸癌細胞の生存を著しく減少させたことを示している。クローン形成法は、ＨＥＤＳのみではグルコース存在下でのそれら細胞に対してほとんど／全く細胞毒性効果を有しないことを示している（図１および３）。グルコース非存在下では、高濃度のＨＥＤＳのみでＨＣＴ１１６の生存を７５％減少させたものの、放射線耐性ＨＴ２９細胞には有意な効果を表さなかった（図１および３）。ＨＥＤＳおよび放射線の併用処理は、グルコース非存在下での放射線感受性（図２）および耐性（図４）癌細胞の両方でＨＥＤＳを介した感受性増強を示した。

図１では、放射線感受性ヒト結腸癌細胞ＨＣＴ１１６を４時間のあいだグルコース欠乏とし、その後に様々な濃度のＨＥＤＳで３時間処理をした。細胞は洗浄して新鮮な成長培地を再び注いだ。２００コロニー以上にならない濃度で細胞を播種してコロニーアッセイ法を行った。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。

図２では、ＨＣＴ１１６細胞を４時間のあいだグルコース欠乏とし、様々な濃度のＨＥＤＳで１時間処理した後、４Ｇｙの放射線に曝露した。放射線照射の２時間後、細胞を洗浄して新鮮な成長培地を再び注いだ。次に、図１について上述した通りにコロニーアッセイ法を実施した。

図３では、放射線耐性ヒト結腸癌細胞ＨＴ２９を４時間のあいだグルコース欠乏とし、次に様々な濃度のＨＥＤＳで３時間処理した。細胞を洗浄して新鮮な成長培地を再び注いだ。図４では、ＨＴ２９細胞を４時間のあいだグルコース欠乏とし、様々な濃度のＨＥＤＳで処理した後、４Ｇｙの放射線照射の前に１時間処理した。放射線照射の２時間後に細胞を洗浄して新鮮な成長培地を再び注いだ。２００コロニー以上にならない濃度で細胞を播種してコロニーアッセイ法を行った。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。細胞は洗浄して新鮮な成長培地を再び注いだ。

図２および４に示したヒト結腸癌細胞の放射線へのより良い応答は、グルコース欠乏癌細胞によるＨＥＤＳの解毒不足によるものである。

図５および６は、グルコース欠乏ヒト癌細胞中では解毒過程であるＨＥＤＳのメルカプトエタノール（ｍｅｒｃａｐｔｏｅｔｈａｎｏｌ：ＭＥ）への変換が効率的に行われないことを示している。図は、グルコースと共にインキュベートした細胞は３０００μＭまでの非毒性ＭＥを生成可能であることを示している。グルコースなしの細胞はＨＥＤＳの非毒性ＭＥへの変換が６倍非効率である。ＨＥＤＳをＭＥに変換する酸化的ペントースリン酸回路に必要な基質であるグルコースは、ＨＥＤＳの有効な解毒に必要である。この現象は放射線感受性（ＨＣＴ１１６）および耐性（ＨＴ２９）結腸癌細胞の両方で観察された。

図５および６では、それぞれヒト結腸癌細胞ＨＣＴ１１６およびＨＴ２９によるＨＥＤＳの解毒／生体内還元を、４時間の細胞グルコース欠乏によって実施した。細胞は次にＨＥＤＳで３時間処理して、０．５ｍｌのスルホサリチル酸（ｓｕｌｐｈｏｓａｌｉｃｙｃｌｉｃａｃｉｄ：ＳＳＡ）溶解緩衝液を含むマイクロチューブへ培養皿からの０．５ｍｌの細胞外培地を移す。サンプルはＦｉｓｈｅｒ５９Ａ（ペンシルバニア州Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ）ｍｉｃｒｏｆｕｇｅ中で高速遠心をかけて、ＤＴＮＢ反応性メルカプトエタノール（ｍｅｒｃａｐｔｏｅｔｈａｎｏｌ：ＭＥ）によって測定する生体内還元の定量化に上清を用いる。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。

図７および８は、グルコース非存在下でのみ、放射線感受性（ＨＣＴ１１６）および放射線耐性（ＨＴ２９）ヒト結腸癌細胞の両方でＨＥＤＳが細胞内チオールを減少させることを示している。細胞はグルコースがある場合には細胞内チオールを維持することでＨＥＤＳ処理に対処可能であることを図は示している。反対に、グルコース欠乏細胞中ではＨＥＤＳ処理後に細胞内チオールがコントロールの４０％まで減少した。この現象は放射線感受性（ＨＣＴ１１６）および耐性（ＨＴ２９）結腸癌細胞の両方で観察された。

ヒト結腸癌細胞ＨＣＴ１１６およびＨＴ２９中でのＨＥＤＳによる細胞内チオールの枯渇は、まず細胞のグルコースを４時間欠乏させることで測定した。３時間のＨＥＤＳ処理後に、付着した細胞を細胞洗浄液で洗浄して、１ｍｌのスルホサリチル酸（ｓｕｌｐｈｏｓａｌｉｃｙｃｌｉｃａｃｉｄ：ＳＳＡ）溶解緩衝液で溶解した。サンプルは次にＦｉｓｈｅｒ５９Ａｍｉｃｒｏｆｕｇｅ中で高速遠心をかけて、エルマン試薬を用いた細胞内チオールの定量化に上清を使用した。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。

図１〜８に示した結果は、ＨＥＤＳは、グルコース欠乏癌細胞のチオールの状態変化によってヒト癌細胞のＤＮＡ傷害剤への反応性を増強することを明らかに示している。

トポイソメラーゼＩＩ阻害剤であるエトポシドへの腫瘍異種移植片の応答を増強するための、酸化体／ジスルフィドであるＨＥＤＳの利用もまた調べた。図９は、ＤＮＡ損傷誘導によって細胞殺傷もするトポイソメラーゼＩＩ阻害剤であるエトポシドへの、ラット中の腫瘍異種移植片の応答をＨＥＤＳ処理が増強（少なくとも５０％は強い応答）することを示している。エトポシド（１２ｍｇ／Ｋｇ／日）への腫瘍の応答へのＨＥＤＳ（０および１０ｍｇ／Ｋｇ／日）の効果を、約８×８ｍｍの大きさの腫瘍を有するラットで測定した。生理的食塩水中のＨＥＤＳを０および１０ｍｇ／ｋｇにてＩＰ注入で投与した。ＨＥＤＳ投与の１時間後にそれらラットへＩＰによってエトポシドを投与した。この治療を連続３日間続けた。腫瘍の成長は２週間までのあいだ週２回測定した。結果は、ＨＥＤＳおよびエトポシドで処理した場合には、エトポシドのみと比較して腫瘍は５０％高い応答をすることを示した。

ＨＥＤＳを用いた場合に見られるこの応答増加は、グルコースの生理的濃度（５ｍＭ）と比較して低いグルコース濃度（１〜３ｍＭ）ではインビトロでの癌細胞がＨＥＤＳを効果的に解毒できず、細胞内チオールが欠乏する結果となった（図１０〜１２もまた参照）ことと一貫している。それらインビトロおよびインビボでの結果は、生理的濃度（５ｍＭ）のグルコースではＨＥＤＳを容易に解毒できる（図１０および１１）一方で、３ｍＭ以下のグルコースを有する腫瘍はＨＥＤＳに影響される（図１０および１２）ことを示している。

図１０では、異なる濃度のグルコースで細胞を４時間インキュベートすることで、ヒト結腸癌細胞ＨＣＴ１１６によるグルコース濃度依存的なＨＥＤＳの解毒／生体内還元を測定した。３時間のＨＥＤＳ処理の後に、０．５ｍｌのスルホサリチル酸（ｓｕｌｐｈｏｓａｌｉｃｙｃｌｉｃａｃｉｄ：ＳＳＡ）溶解緩衝液を含有したマイクロチューブへ培養皿から０．５ｍｌの細胞外培地を移した。Ｆｉｓｈｅｒ５９Ａｍｉｃｒｏｆｕｇｅ中でサンプルを高速遠心して、ＤＴＮＢ反応性メルカプトエタノール（ｍｅｒｃａｐｔｏｅｔｈａｎｏｌ：ＭＥ）によって測定する生体内還元の定量化に上清を用いた。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。

ＨＣＴ１１６細胞中の細胞内チオールの評価のために、細胞を異なる濃度のグルコースで４時間インキュベートした。図１２では、細胞を次にＨＥＤＳで３時間処理した。処理後に、付着した細胞を細胞洗浄液で洗浄して、１ｍｌのスルホサリチル酸（ｓｕｌｐｈｏｓａｌｉｃｙｃｌｉｃａｃｉｄ：ＳＳＡ）溶解緩衝液で溶解した。Ｆｉｓｈｅｒ５９Ａｍｉｃｒｏｆｕｇｅ中でサンプルを高速遠心して、エルマン試薬を利用した細胞内チオールの定量化に上清を使用した。各実験はプロットした点よりも誤差が少なくなるまで少なくとも３回は繰り返し行った。

ＨＥＤＳに加えて、ＭＰＧジスルフィドを試験した。ＭＰＧジスルフィドの構造を以下に示す。

この化合物は、対称ジスルフィド合成方法を用いてＢｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓＩｎｃ．（テキサス州Ｌｅｗｉｓｖｉｌｌｅ）が合成したものである。質量分析によって決定した観測質量（３４８．２１）は、ＭＰＧジスルフィドの化学的構造から計算したＭＰＧジスルフィドの分子量（３２４．４０）と矛盾しない。薄層クロマトグラフィー（溶出剤：ｎ−ＢｕＯＨ：ＨＯＡｃ：Ｈ_２Ｏ４：２：１）で決定した化合物の純度は>９０％である。

ラットの乳癌異種移植片モデル中でのシスプラチンへの反応性促進におけるＭＰＧジスルフィドの有効性を試験した。２つの異なる大きさの腫瘍に対してＭＰＧジスルフィドを試験した。それら異なる腫瘍の大きさは、ラット中で腫瘍を６日まで（小さい腫瘍、図１３）または１２日まで（大きい腫瘍、図１４および１５）成長させることで得た。ＭＰＧジスルフィドは動物に対して無毒であることを確認した。

ＭＰＧジスルフィドに対する腫瘍の応答は、小さな腫瘍（約１３９ｍｍ^３）または大きな腫瘍（約２８３７ｍｍ^３）のいずれかでラット中にて測定した。生理食塩水中のＭＰＧジスルフィドを４０ｍｇ／Ｋｇ／日にてＩＰ注入によって投与した。コントロールの動物は食塩水で処理した。この処理を３日連続で続けた。この処理計画はそれら動物でのいかなる観測可能な副作用も引き起こさなかった。いずれの群（コントロールまたはＭＰＧジスルフィド）も少なくとも３匹の動物から成る。各データ点は、示した標準誤差がプロットした点よりも小さくなるように、少なくとも３匹の動物の平均とした。

ＭＰＧジスルフィドによって促進された、大きな腫瘍のシスプラチンへの応答は、腫瘍体積約２８３７ｍｍ^３の腫瘍を有するラット中で測定した。生理的食塩水中のＭＰＧジスルフィドを４０ｍｇ／ｋｇ／日にてＩＰ注入で投与した。ＭＰＧジスルフィド投与の１時間後に、シスプラチン（２ｍｇ／ｋｇ）をそれらラットへＩＰで投与した。それら動物で、シスプラチン無しのＭＰＧのみの処理をさらに２日間続けた。この処理計画はそれら動物でのいかなる観測可能な副作用も引き起こさなかった。各群（シスプラチン、またはシスプラチンおよびＭＰＧジスルフィド）は少なくとも３匹の動物から成る。各データ点は、示した標準誤差がプロットした点よりも小さくなるように、少なくとも３匹の動物の平均とした。

全ての未処理の小さな腫瘍は、１３日で１３６±４．３７ｍｍ^３から２７，３００ｍｍ^３へと２００倍ほど大きさを増した（図１３）。それら動物はその時点で安楽死させた。重要なことには、ＭＰＧジスルフィドそれ自体が小さな腫瘍の成長を、処理日の１３９±４．２９ｍｍ^３から１３日目の１２６±１１９ｍｍ^３へと完全に抑制した。

大きな腫瘍については、全ての未処理の腫瘍が５日間で２８３７±２０４ｍｍ^３から２５，０１５±２８５５ｍｍ^３へとほぼ１０倍大きさを増した（図１４）。それら動物はその時点で安楽死させた。ＭＰＧジスルフィド処理した腫瘍の成長は２８４８±５３８ｍｍ^３から３倍だけ増加し、これは治療後５日目で未処理の動物よりも２．５倍小さかった（図１４）。腫瘍は８日目の最大サイズである１８，０３８±１２８９ｍｍ^３まで、より遅い速度で成長を続けた。

シスプラチンのみでは、２９４８±１８０ｍｍ^３から処理の１３日後の４３５５±５７７ｍｍ^３まで腫瘍の成長を抑制した。しかし、シスプラチンおよびＭＰＧジスルフィドの併用では２４０２±２１８ｍｍ^３から治療開始後１３日目の１１２±４７ｍｍ^３へと腫瘍体積が減少しており（図１５）いずれの単独処理と比較しても、腫瘍の大きさを遙かに良く（シスプラチン群と比較して３８倍小さく）減少させた。

これら結果は、ＭＰＧジスルフィドは腫瘍に対して化学療法剤として作用し、特に小さい腫瘍（５００ｍｍ^３以下）に対しては単独で投与した場合でも化学療法剤として作用することを示した。しかし、シスプラチン等の化学療法剤と併用したＭＰＧジスルフィドは、シスプラチン単独では排除できなかった大きな腫瘍ですら完全に排除した。

ヒト結腸癌細胞（ＨＣＴ１１６およびＨＴ２９；実施例２を参照）に加えて、乳癌および前立腺癌細胞を含む他のインビトロのヒト癌細胞に対してもまた、ジスルフィド含有化合物を試験した。２つのヒト結腸癌細胞株で観察されたのと同様に、２つのヒト乳癌細胞株（ＭＣＦ７、ＳＫＢＲ３）および４つの前立腺癌細胞株（ＤＵ１４５、ＰＣ３、ＤＵ１４５、ＬｎＣａＰ）もまた、グルコース枯渇培地中では解毒プロセスであるＨＥＤＳからＭＥへの変換ができないことを示した。図１６は、６つの異なる種類のヒト癌細胞（ＨＣＴ１１６、ＨＴ２９、ＰＣ３、ＤＵ１４５、ＭＣＦ７、ＳＫＢＲ３、ＬｎＣａＰ）が、グルコース非存在下でＨＥＤＳをＭＥへと変換できないことを示している（３回の実験の平均値および標準誤差を示した）。それら結果は、ＨＥＤＳおよび／またはＭＰＧジスルフィド等のジスルフィド化合物の投与は、特に他の既存の癌治療法と併用した場合に、幅広い種類の癌の治療に利用可能であることを示している。

図１７および１８は、ＨＥＤＳの投与が化学療法剤、特にＤＮＡ傷害剤への他の種類の癌細胞の応答もまた増強することを示している。図１７および１８は、グルコース存在下および非存在下における乳癌細胞株（ＭＣＦ７）および前立腺癌細胞株（ＤＵ１４５）の放射線応答へのＨＥＤＳの影響を示す。結果は、ＭＣＦ７およびＤＵ１４５の両方の放射線への応答が、グルコース非存在下ではＨＥＤＳによって著しく増加したことを示す。それら放射線に関する結果は、ジスルフィド含有化合物は癌細胞の化学療法剤への、特にＤＮＡ傷害剤への応答の増加に全般的に利用可能であろうことを示す。

以上には本発明の特定の好ましい実施例を記述および具体的に例示したものの、本発明がそれら実施例に限定されることを意図したものではない。以下の請求項に説明するとおり、本発明の範囲および精神から逸脱すること無しに、それら実施例に対して様々な修正をすることができる。

Claims

少なくとも１つのジスルフィド含有化合物および医薬的に許容可能な担体を含み、癌の治療に使用するための組成物であって、
前記ジスルフィド含有化合物は、ヒドロキシエチルジスルフィド（ＨＥＤＳ）またはメルカプトプロピオニルグリシン（ＭＰＧ）のジスルフィドである、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＨＥＤＳである、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＭＰＧのジスルフィドである、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記癌は、低酸素癌細胞、グルコース欠乏癌細胞、および低酸素且つグルコース欠乏である癌細胞から成る群から選択される細胞を有するものである、組成物。
請求項１記載の組成物において、この組成物は、さらに、
少なくとも１つの化学療法剤を有するものである、組成物。
請求項５記載の組成物において、前記化学療法剤は、トポイソメラーゼＩＩ阻害剤および白金錯体から成る群から選択されるものである、組成物。
請求項１記載の組成物において、この組成物は、さらに、
少なくとも１つの低酸素毒を有するものである、組成物。
請求項７記載の組成物において、前記低酸素毒は、チラパザミン、ＡＱ４Ｎ、５−ニトロイミダゾール、ニモラゾール、エタニダゾール、ミトマイシンＣ類似体Ｅ０９、２−ニトロイミダゾールＣＩ−１０１０、および他の低酸素特異的な生体還元性薬剤から成る群から選択されるものである、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記癌は正常酸素圧の癌細胞を有するものである、組成物。
請求項１記載の組成物において、この組成物は、さらに、
少なくとも１つのグルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｃｏｓｅ−６−ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ：Ｇ６ＰＤ）阻害剤を有するものである、組成物。
請求項１０記載の組成物において、前記Ｇ６ＰＤ阻害剤は、デヒドロエピアンドロステロン（ｄｅｈｙｄｒｏｅｐｉａｎｄｒｏｓｔｅｒｏｎｅ：ＤＨＥＡ）、ＤＨＥＡ硫酸、２−デオキシグルコース、ハロゲン化ＤＨＥＡ、エピアンドロステロン、イソフルラン、セボフルラン、ジアゼパム、およびＧ６ＰＤのｓｉＲＮＡ分子から成る群から選択されるものである、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＨＥＤＳであり、前記癌は結腸癌である、組成物。
請求項１記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＭＰＧのジスルフィドであり、前記癌は乳癌である、組成物。
請求項５記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＨＥＤＳであり、前記癌は乳癌であり、前記化学療法剤はエトポシドである、組成物。
請求項５記載の組成物において、前記ジスルフィド含有化合物はＭＰＧのジスルフィドであり、前記癌は乳癌であり、前記化学療法剤はシスプラチンである、組成物。