JP5728576B2 - 新規なフサリセチン化合物およびその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、抗癌活性を有する土壌から分離したカビ、前記カビから産生された癌細胞増殖阻害および癌細胞転移阻害の活性を有する化合物、前記化合物を有効成分として含有する抗癌用組成物、および前記化合物の分離方法に関するものである。
癌は、現代社会において死亡率の1位を占める主要な疾病であり、現在まで多くの研究にもかかわらず画期的な治療法がないのが実情である。現代医学の代表的癌治療法には、外科的手術療法、生物療法、放射線療法、抗癌物質投与による化学療法などがある。化学療法は、抗癌剤を経口や注射で投与して癌細胞の増殖を抑制する方法であり、転移した癌を治療することができるということから、現在、化学療法は転移性癌の治療における標準療法として使用されている。もちろん、転移した癌を化学療法で完治させることはできないが、症状を緩和させて寿命延長において重要な役割をする。
天然物由来の抗癌剤の中で最も広く使用されている抗癌剤は、タキソール(taxol)で、乳癌、卵巣癌の治療に使用されている。しかし、このような化学療法剤は、副作用および抗癌剤に対する耐性の発現などの問題点を有しており、今まで癌に対する多くの研究が進められているが、癌自体の多様性および多様な発病機序のため、より少ない副作用と耐性を克服することができる新しい抗癌剤の開発が求められている。
天然物の探索と利用に関する研究は、有機体の生合成能力を探索して利用することであり、今まで主に植物と微生物がその主な対象となってきた。特に微生物は、種の多様性と共に独特で興味深い生理活性物質を産生する例が多く、世代交代期間が短くて大量生産が容易で産業的利用の可能性が高くて魅力ある生理活性物質の探索源となってきた。微生物から探索された多くの生理活性物質は、放線菌、カビ、細菌から起因し、その中でも約25%がカビから発見されており、抗癌物質を含めた生理活性物質の産生菌として、産業的または医学的な側面から非常に重要な微生物資源として知られている。
そこで、本発明者らは、抗癌活性に優れた物質に対して土壌微生物の代謝産物から探索中、土壌サンプルから抗癌活性が優れた物質を産生するカビ菌株フサリウム属(Fusarium sp.)FN080326を選別し、それから新しい構造のフサリセチン(fusarisetin)化合物を純粋に分離および精製し、前記フサリセチン化合物が乳癌細胞、肝癌細胞、骨髄白血病細胞のような癌細胞に対して、癌細胞増殖阻害および癌細胞の転移阻害活性を示すことを確認して本発明を完成した。
本発明の目的は、抗癌活性を有する土壌から分離したフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326カビ、前記カビから産生された癌細胞増殖阻害および癌細胞転移阻害活性を有する新規フサリセチン(fusarisetin)化合物を提供することである。
本発明の他の目的は、本発明によるフサリセチン化合物を生産する方法を提供することである。
本発明のまた他の目的は、本発明によるフサリセチン化合物を生産する新規菌株を提供することである。
本発明のまた他の目的は、本発明によるフサリセチン化合物を含有する抗癌用組成物を提供することである。
本発明のまた他の目的は、本発明によるフサリセチン化合物を用いた癌の予防または治療方法を提供することである。
前記課題を解決するため、本発明は、下記化学式で表される化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
ここで、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、アセチル、ベンジル、ハロゲン原子、水酸基またはカルボキシル基を有することができ、すべての非対称炭素での異性体を含有する。
また、本発明は前記化合物を有効成分として含有する癌の予防および治療用薬学的組成物を提供する。
また、本発明は前記化合物を有効成分として含有する癌の予防および改善用健康食品を提供する。
また、本発明は前記化合物を生産する方法を提供する。
また、本発明は受託番号KCTC11985BPで寄託された、前記化合物を生産するフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株を提供する。
また、本発明は薬学的に有効な量の前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を癌にかかった個体に投与する工程を含む、癌の治療方法を提供する。
また、本発明は薬学的に有効な量の前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を個体に投与する工程を含む、癌の予防方法を提供する。
また、本発明は癌の予防および治療用薬学的組成物に使用するための、前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
また、本発明は癌の予防および改善用健康食品に使用するための、前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、下記の化学式で表される化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
ここで、R1、R2、R3、R4、R5およびR6はそれぞれ水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、アセチル、ベンジル、ハロゲン原子、水酸基またはカルボキシル基を有することができ、すべての非対称炭素での異性体を含有する。
前記の化学式で表される化合物は、下記の化学式2で表されるフサリセチンA化合物であることが好ましいが、それに限定されない。
前記の化学式で表される化合物は、下記の化学式で表されるフサリセチンB化合物であることが好ましいが、それに限定されない。
前記フサリセチン化合物は、カビフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326から分離することが好ましいが、それに限定されない。
前記フサリセチン化合物は、乳癌細胞、肝癌細胞または骨髄性白血病細胞のような癌細胞に対して、増殖阻害および転移阻害の活性を有することが好ましいが、それに限定されない。
前記癌は、乳癌、肝癌または骨髄性白血病であることが好ましく、乳癌であることがさらに好ましいが、それに限定されない。
本発明は、前記の化学式で表されるフサリセチン化合物またはその薬学的に許容される塩だけではなく、それから製造され得る可能な溶媒化物、水和物をすべて含有する。
本発明の化学式のフサリセチン化合物は、薬学的に許容可能な塩の形態で使用することができ、塩としては薬学的に許容可能な遊離酸(free acid)によって形成された酸付加塩が有用である。酸付加塩は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ブロム化水素酸、ヨード化水素酸、亜硝酸または亜リン酸のような無機酸類と脂肪族モノおよびジカルボキシレート、フェニル置換されたアルカノエート、ヒドロキシアルカノエートおよびアルカンジオエート、芳香族酸類、脂肪族および芳香族スルホン酸類のような無毒性有機酸から得られる。このような薬学的に無毒な塩類では、スルファート、ピロスルファート、バイスルファート、サルファイト、バイサルファイト、ニトラート、ホスファート、モノヒドロゲンホスファート、ジヒドロゲンホスファート、メタホスファート、ピロホスファートクロライド、ブロマイド、アイオダイド、フルオライド、アセタート、プロピオネート、デカノエート、カプリレート、アクリレート、ホルマート、イソブチレート、カプレート、ヘプタノエート、プロピオネート、オキサレート、マロネート、サクシネート、スベラート、セバケート、フマレート、マリエート、ブチン−1,4−ジオエート、ヘキサン−1,6−ジオエート、ベンゾエート、クロロベンゾエート、メチルベンゾエート、ジニトロベンゾエート、ヒドロキシベンゾエート、メトキシベンゾエート、フタレート、テレフタレート、ベンゼンスルホナート、トルエンスルホナート、クロロベンゼンスルホナート、キシレンスルホナート、フェニルアセテート、フェニルプロピオネート、フェニルブチレート、シトラート、ラクタート、β−ヒドロキシブチレート、グリコラート、マレート、タートレート、メタンスルホナート、プロパンスルホナート、ナフタリン−1−スルホナート、ナフタリン−2−スルホナートまたはマンデレートを含有する。
本発明による酸付加塩は、通常の方法、例えば、化学式1のフサリセチン化合物を過量の酸水溶液中に溶解させて、その塩を水混和性有機溶媒、例えばメタノール、エチルアルコール、アセトンまたはアセトニトリルを使用して沈澱させて製造することができる。
同量の化学式のフサリセチン化合物および水中の酸またはアルコールを加熱して、続いて、その混合物を蒸発させて乾燥させるか、または析出した塩を吸入ろ過して製造することもできる。
また、塩基を使用して薬学的に許容可能な金属塩を作ることができる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩は、例えば化合物を過量のアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の溶液中に溶解して、非溶解化合物塩をろ過して、余液を蒸発、乾燥させて得る。ここで、金属塩としては、ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩を製造することが製薬上相応しい。また、それに対応する銀塩は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩を適当な銀塩(例、硝酸銀)と反応させて得る。
本発明では、土壌試料から菌株を分離した後、前記菌株の配列分析を行なって得られた塩基配列をGenBank検索した結果、フサリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)(DQ916150)に99%、フサリウム・インカルナツム(Fusarium incarnatum)(EU111657)に99%の相同性を示した。それで、本菌株をフサリウム属と同定し、それをフサリウム属(Fusarium sp.)FN080362と名付けて、2011年7月18日韓国生命工学研究院微生物資源センター(Korean Collection for Type Culture,KCTC)に寄託した(受託番号:KCTC11985BP)。
本発明では、フサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株の培養液を同量のエチルアセテートで抽出して抽出液を得た後、前記抽出液を減圧蒸発方法で濃縮して濃縮液を得た後、カラムクロマトグラフィーを用いて活性分画を溶出した後、前記活性分画を減圧濃縮した後、高速液体クロマトグラフィーを用いて本発明の化合物1および2をそれぞれ分離した(図1参照)。
本発明では、前記のカビFusarium sp.FN080326の培養液から分離した化合物1および2を、ESI質量分析機(Electrospray Ionization mass spectrometer)を使用して分子量および分子式を決定した。また、核磁気共鳴(NMR)分析を通じてH NMR、13C NMR、COSY(Correlation Spectroscopy)、HMQC(1H−Detected heteronuclear Multiple−Quantum Coherence)、HMBC(Heteronuclear Multiple−Bond Coherence)、DEPT(Distortionless Enhancement by Polarization)、NOESY(Nuclear Overhauser effect spectroscopy)スペクトルを得て、化合物1および2の分子構造を決定した結果、前記化合物1および2は下記化学式のような6−6−5−5−5員環が順に連続した新規な骨格の化合物と同定した(図2、図3、図4および図5)。そこで、前記化合物1および2をそれぞれフサリセチン(Fusarisetin)AおよびBと名付けた。フサリセチンAおよびBは、HRESIMS分析とNMR分析を通じて、分子量389、分子式C2231NOであることを確認し、同一な分子量と分子式を有する化合物であり、H NMRの結合定数値およびNOESY結果から、化合物1および2は5番の炭素の立体配位が異なる異性体であることを確認した。
本発明では、フサリセチンAおよびBが癌細胞増殖阻害活性を有するかどうかを調べるため、ヒト乳癌細胞株(MDA−MB−231細胞)、ラット線維芽細胞株(3Y1細胞)、ヒト肝癌細胞株(Hep3B)、ヒト慢性骨髄性白血病細胞株(K562細胞)およびヒト前骨髄性白血病細胞株(HL−60細胞)をフサリセチンAおよびBを多様な濃度で添加した培地に培養した後、前記細胞の生存率を測定した。その結果、本発明のフサリセチンAおよびBは、それぞれMDA−MB−231細胞、3Y1細胞、Hep3B細胞、K562細胞、およびHL−60細胞株すべてに対して50%増殖阻害濃度であるIC50値を濃度依存的に減少させた(図7および図8参照)。したがって、本発明のフサリセチンAおよびBは、優れた癌細胞増殖阻害活性を有することが分かる。
本発明では、フサリセチンAおよびBが癌細胞転移阻害活性を有するかどうかを調べるため、ヒト乳癌細胞(MDA−MB−231細胞)をフサリセチンAおよびBを多様な濃度で添加した培地に培養した後、トランスウェルチャンバーを用いて前記細胞の転移程度を測定した。その結果、本発明のフサリセチンAおよびBはそれぞれMDA−MB−231細胞に対して、100%転移阻害濃度を示すED100を顕著に減少させた。したがって、本発明のフサリセチンAおよびBは、癌細胞に対する癌転移抑制活性を有することが理解される。かかる結果を通じて、フサリセチンAおよびBは、10%濃度の牛胎児血清(FBS)に誘導された細胞の転移を阻害することからみて、癌細胞転移に関与する因子群、例えばインテグリン(Integrin)、マトリックスメタロプロテアーゼ(Metrix metalloproteinases;MNPs)、ヘパラナーゼ(Heparanase)、線維芽細胞増殖因子(Fibroblast Growth Factor;FGF)などを阻害するものであることが分かる。
また、本発明は、受託番号KCTC11985BPで寄託された、前記フサリセチンAまたはBの化合物を生産するフサリウム属FN080326菌株を提供する。
また、本発明は、本発明のフサリウム属FN080326菌株からフサリセチンAまたはBの化合物を分離する方法を提供する。
具体的に、
1)フサリウム属FN080326菌株を培養する工程、および
2)前記1)工程で得られた菌株培養物からフサリセチン化合物を分離する工程を含む、本発明によるフサリセチン化合物の分離方法を提供する。
本発明の実施例では、
1)フサリウム属FN080326菌株を培養する工程、
2)前記1)工程で得られた菌株培養物をエチルアセテートで抽出する工程、および
3)前記2)工程で得られたエチルアセテート抽出物をカラムクロマトグラフィーで分離する工程を含む、分離方法を行なった。
前記方法において、工程1)は、カビフサリウム属FN080326菌株を培養する工程であって、前記菌株は受託番号KCTC11985BPに寄託されたフサリウム属FN080326菌株であることが好ましい。
菌株培養は、通常の微生物に使用することができる栄養源を含有した培地で培養することができる。栄養源では、従来カビの培養に用いられている公知の栄養源を使用することができる。例えば、炭素源ではグルコース、水飴、デキストリン、澱粉、糖蜜、動物油、植物油などを使用することができ、窒素源では、ふすま、大豆粕、小麦、麦芽、綿実粕、魚粕、コーン・スティープ・リカー、肉汁、酵母抽出物、硫酸アンモニウム、硝酸ソーダ、尿素などを使用することができる。必要によって、食塩、カリウム、マグネシウム、コバルト、塩素、リン酸、硫酸およびその他イオン生成を促進する無機塩類を添加すると非常に効果的である。培養方法では好気的条件では振盪培養または定置培養が好ましいがそれに限定されない。
培養温度は、前記の各条件で培養する場合、条件によって少しずつ相異してはいるが、普通20〜37℃で培養することが好ましく、25〜30℃で培養するのがさらに好ましいが、それに限定されない。
前記方法において、工程2)は前記工程1)で得られた菌株培養物をエチルアセテートで抽出する工程であり、本発明のフサリセチンAまたはBの化合物は菌株の培養液だけではなく菌糸体部分にも存在し得る。したがって、菌株の培養液および菌糸体にエチルアセテートなどの有機溶媒を加えて、培養液および菌糸体から有効成分を抽出した後、得られた抽出液を減圧蒸発方法で濃縮することが好ましいが、それに限定されない。
前記方法において、工程3)は本発明のフサリセチンAまたはBの化合物を分離する工程であり、前記工程2)で得たエチルアセテート濃縮液をメタノール:水混合溶媒を用いてフラッシュカラムクロマトグラフィーを実施した後、高速液体クロマトグラフィーで精製して分離することができる。
また、本発明は、本発明のフサリセチンAまたはBの化合物を有効成分として含有する癌予防および治療用薬学的組成物を提供する。
本発明のフサリセチンAまたはBの化合物は、乳癌細胞、肝癌細胞または骨髄性白血病細胞のような癌細胞に対して増殖阻害および転移阻害活性を有しているので、前記フサリセチンAまたはBの化合物を抗癌剤の有効成分として有用に使用することができることが理解される。
本発明によるフサリセチンAまたはB、またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含有する組成物は、一般的な医薬品製剤の形態で使用することができる。
すなわち、本発明のフサリセチンAまたはBは、実際の臨床投与時に経口および非経口のさまざまな剤形で投与することができる。また、製剤化する場合には有効成分であるフサリセチンAまたはB以外に追加で薬剤学的で許容可能な担体を1種以上含んで製造することができる。薬剤学的に許容可能な担体は、食塩水、滅菌水、リンゲル液、緩衝食塩水、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール、エチルアルコールおよびそれら成分の中で1成分以上を混合して使用することができ、必要によって抗酸化剤、緩衝液、静菌剤など他の通常の添加剤を添加することができる。
経口投与のための固形製剤では、錠剤、丸薬、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが挙げられ、このような固形製剤はフサリセチンAまたはBに少なくとも一つ以上の賦形剤、例えば、澱粉、炭酸カルシウム、スクロースまたはラクトース、ゼラチンなどを混合し調剤される。また、単純な賦形剤以外にステアリン酸マグネシウムタルクのような滑剤も使用できる。
また、経口投与のための液状製剤では、懸濁剤、内用液剤、乳剤、シロップ剤などが該当し、よく使用される単純希釈剤である水、流動パラフィン以外にさまざまな賦形剤、例えば湿潤剤、甘味料、芳香剤、保存剤などを含むことができる。非経口投与のための製剤では、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁剤、乳剤、凍結乾燥製剤、坐剤が含まれる。非水性溶剤および懸濁剤としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブオイルのような植物性油、オレイン酸エチルのような注射可能なエステルなどを使用することができる。坐剤の基材には、ハードファット(witepsol)、マクロゴ−ル、ツイーン61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロゼラチンなどを使用することができる。
さらに、本発明の薬学的組成物は、非経口で投与することができ、非経口投与は、皮下注射、静脈注射または筋肉内注射による。非経口投与用剤形に製剤化するためには、前記フサリセチンAまたはBを安定剤または緩衝剤とともに水で混合して溶液または懸濁液に製造し、それをアンプルまたはバイアルの単位投与型に製剤する。
本発明によるフサリセチンAまたはBは、組成物総重量に対して0.1〜50重量%で含むことが好ましい。しかし、前記のような組成は必ずそれに限定されるのではなく、患者の状態、疾患の種類および進行程度によって変わり得る。
本発明によるフサリセチンAまたはBの好ましい投与量は、患者の状態および体重、疾病の程度、薬物形態、投与経路および期間によって異なるが、当業者によって適切に選択され得る。しかし、好ましい効果のためには、1日に0.01mg/kgないし10g/kgで、好ましくは1mg/kgないし1g/kgで投与した方が良い。投与は、一日に一度投与することもでき、数回に分けて投与することもできる。したがって、前記投与量はどのような面においても本発明の範囲を限定するものではない。
また、本発明は本発明のフサリセチンAまたはBの化合物を有効成分として含有する癌の予防および改善用健康食品を提供する。
本発明のフサリセチンAまたはBの化合物は、乳癌細胞、肝癌細胞または骨髄性白血病細胞のような癌細胞に対して増殖阻害および転移阻害活性を有しているので、前記フサリセチンAまたはBの化合物を抗癌用健康食品の有効成分として有用に使用できる。
前記食品の種類には特別な制限はない。前記物質を添加することができる食品の例では、飲料、ガム、ビタミン複合剤または健康補助食品などがあり、通常的な意味での健康食品をすべて含有する。
本発明の飲料組成物は、通常の飲料のようにさまざまな香味剤または天然炭水化物などを追加成分として含有することができる。上述した天然炭水化物は、ブドウ糖、果糖のようなモノサッカライド、マルトース、スクロースのようなジサッカライド、およびデキストリン、シクロデキストリンのようなポリサッカライド、キシリトール、ソルビトール、エリスリトールなどの糖アルコールである。甘味料としては、タウマチン、ステビア抽出物のような天然甘味料や、サッカリン、アスパルテームのような合成甘味料などを使用することができる。前記天然炭水化物の割合は、本発明の健康食品100ml当たり0.01〜0.04g、好ましくは約0.02〜0.03gである。
その他、本発明の組成物は様々な営養剤、ビタミン、電解質、風味剤、着色剤、ペクチン酸およびその塩、アルギン酸およびその塩、有機酸、保護性コロイド増粘剤、pH調節剤、安定化剤、防腐剤、グリセリン、アルコール、炭酸飲料に使用される炭酸化剤などを含むことができる。その他に本発明の組成物は、天然果物ジュース、果物ジュース飲料および野菜飲料製造のための果肉を含むことができる。このような成分は独立的にまたは組み合わせて使用することができる。このような添加剤の割合はそれほど重要ではないが、本発明の組成物100重量部当り0.01〜 0.1重量部の範囲で選択することが一般的である。
また、本発明は、薬学的に有効な量の前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を癌にかかった個体に投与する工程を含む癌の治療方法を提供する。
また、本発明は、薬学的に有効な量の前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を個体に投与する工程を含む癌の予防方法を提供する。
本発明のフサリセチンAまたはBの化合物は、乳癌細胞、肝癌細胞または骨髄性白血病細胞のような癌細胞に対して増殖阻害および転移阻害活性を有しているので、前記フサリセチンAまたはBの化合物は癌の予防または治療に有用に使用できる。
また、本発明は、癌の予防および治療用薬学的組成物に使用するための、前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
また、本発明は、癌の予防および改善用健康食品に使用するための、前記化合物またはその薬学的に許容可能な塩を提供する。
本発明のフサリセチンAまたはBの化合物は、乳癌細胞、肝癌細胞または骨髄性白血病細胞のような癌細胞に対して増殖阻害および転移阻害活性を有しているので、前記フサリセチンAまたはBの化合物を抗癌剤の製造に有効成分として有用に使用できる。
前記食品の種類には、特別な制限はない。前記物質を添加することができる食品の例では、飲料、ガム、ビタミン複合剤または健康補助食品などがあり、通常的な意味での健康食品をすべて含む。
本発明の新規なフサリセチン化合物は、多様な癌細胞に対する優れた増殖阻害および癌細胞の転移阻害活性を示すので、前記フサリセチン化合物を抗癌剤として有用に用いることができる。
本発明で分離した化合物1および2(フサリセチンAとB)のHPLCクロマトグラムを示した図である。 本発明で分離した化合物1(フサリセチンA)のH NMRスペクトル(400MHz、アセトン−d)を示した図である。 本発明で分離した化合物1(フサリセチンA)の13C NMRスペクトル(100MHz、アセトン−d)を示した図である。 本発明で分離した化合物2(フサリセチンB)のH NMRスペクトル(400MHz、アセトン−d)を示した図である。 本発明で分離した化合物2(フサリセチンB)の13C NMRスペクトル(100MHz、アセトン−d)を示した図である。 本発明で分離したフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326の顕微鏡写真を示した図である。 本発明で分離した化合物1(フサリセチンA)の癌細胞増殖抑制能を示した図である。 本発明で分離した化合物2(フサリセチンB)の癌細胞増殖抑制能を示した図である。 本発明で分離した化合物1および2(フサリセチンAとB)の癌細胞転移阻害能を示した図である。
以下、本発明を実施例、実験例および製造例によって詳しく説明する。
但し、下記の実施例、実験例および製造例は、本発明を例示するだけのものであって、本発明の内容が下記の実施例、実験例および製造例に限定されるのではない。
<実施例1>フサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株の分離
本菌株は、2008年3月に大田市近隣の土壌試料から分離した。採集した土壌試料は採集後直ちに滅菌したプラスチック容器に入れて、実験に使用するまで冷凍保管した。土壌試料は、滅菌した蒸留水を用いて、10倍に希釈した。希釈液1mlをポテトデキストロースアガー培地に塗抹して、28℃で5日間培養して現れた集落を純粋分離した。
<実施例2>菌株の同定および命名
本菌株の胞子に対する顕微鏡観察(図6)とrRNA配列分析を行なった。前記配列分析の結果、菌株のITS、26Sおよび18S rRNA配列は下記のように示された。
ITS(506bp)
AGGGATCATTACCGAGTTTACAACTCCCAAACCCCTGTGAACATACCTATACGTTGCCTCGGCGGATCAGCCCGCGCCCCGTAAAACGGGACGGCCCGCCCGAGGACCCTAAACTCTGTTTTTAGTGGAACTTCTGAGTAAAACAAACAAATAAATCAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTTCAACCCTCAAGCTCAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGGTAACCCGCGTTCCCCAAATCGATTGGCGGTCACGTCGAGCTTCCATAGCGTAGTAATAATACACCTCGTTACTGGTAATCGTCGCGGCCACGCCGTAAAACCCCAACTTCTGAATGTTGACCTCGGATCAGGTAGGAATACCCGCTGAACTTAA(配列番号1)
26S(563bp)
AAACCAACAGGGATTGCCCTAGTAACGGCGAGTGAAGCGGCAACAGCTCAAATTTGAAATCTGGCTCTCGGGCCCGAGTTGTAATTTGTAGAGGATGCTTTTGATGCGGTGCCTTCCGAGTTCCCTGGAACGGGACGCCATAGAGGGTGAGAGCCCCGTCTGGTTGGATACCAAATCTCTGTAAAGCTCCTTCGACGAGTCGAGTAGTTTGGGAATGCTGCTCTAAATGGGAGGTATATGTCTTCTAAAGCTAAATACTGGCCAGAGACCGATAGCGCACAAGTAGAGTGATCGAAAGATGAAAAGCACTTTGAAAAGAGAGTTAAAAAGTACGTGAAATTGTTGAAAGGGAAGCGTTTATGACCAGACTTGGGCTTGGATAATCATCTGGGGTTCTCCCCAGTGCACTTTTCCAGTCCAGGCCAGCATCAGTTTTCGCCGGGGGATAAAGGCTTCGGGAATGTGGCTCCCTCCGGGGAGTGTTATAGCCCGTTGCGTAATACCCTGGCGGGGACTGAGGTTCGCGCATCTGCAAGGATGCTGGCGTAATGGTCATCAACGAC(配列番号2)
18S(1675bp)
CATTATACCGCGAAACTGCGAATGGCTCATTATATAAGTTATCGTTTATTTGATAGTACCTTACTACTTGGATAACCGTGGTAATTCTAGAGCTAATACATGCTAAAAATCCCGACTTCGGAAGGGATGTATTTATTAGATTAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCACTGGTGATTCATGATAACTCCTCGAATCGCATGGCCTTGTGCCGGCGATGGTTCATTCAAATTTCTTCCCTATCAACTTTCGATGTTTGGGTATTGGCCAAACATGGTTGCAACGGGTAACGGAGGGTTAGGGCTCGACCCCGGAGAAGGAGCCTGAGAAACGGCTACTACATCCAAGGAAGGCAGCAGGCGCGCAAATTACCCAATCCCGACACGGGGAGGTAGTGACAATAAATACTGATACAGGGCTCTTTTGGGTCTTGTAATTGGAATGAGTACAATTTAAATCCCTTAACGAGGAACAATTGGAGGGCAAGTCTGGTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTAAAGTTGTTGTGGTTAAAAAGCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCCGTCCGGTCCGCCTCACCGCGTGTACTGGCTCGGCCGGGCCTTTCCCTCTGTGGAACCCCATGCCCTTCACTGGGCGTGGCGGGGAAACAGGACTTTTACTGTGAAAAAATTAGAGTGCTCCAGGCAGGCCTATGCTCGAATACATTAGCATGGAATAATAGAATAGGACGTGTGGTTCTATTTTGTTGGTTTCTAGGACCGCCGTAATGATTAATAGGGACAGTCGGGGGCATCAGTATTCAATTGTCAGAGGTGAAATTCTTGGATTTATTGAAGACTAACTACTGCGAAAGCATTTGCCAAGGATGTTTTCATTAATCAGGAACGAAAGTTAGGGGATCGAAGACGATCAGATACCGTCGTAGTCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGGATCGGACGGTGTTATTTTTTGACCCGTTCGGCACCTTACGAGAAATCAAAGTGCTTGGGCTCCAGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGAAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGGGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATGAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTTAACCTGCTAAATAGCCCGTATTGCTTTGGCAGTACGCTGGCTTCTTAGAGGGACTATCGGCTCAAGCCGATGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTACACTGACGGAGCCAGCGAGTACTTCCTTGTCCGAAAGGTCCGGGTAATCTTGTTAAACTCCGTCGTGCTGGGGATAGAGCATTGCAATTATTGCTCTTCAACGAGGAATCCCTAGTAAGCGCAAGTCATCAGCTTGCGTTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGCTCAGTGAGGCGTCCGGACTGGCCCAGAGAGGTGGGCAACTACCACTCAGGGCCGGAAAGCTCTCCAAACTCGGTCATTAGAGAAG(配列番号3)
前記配列分析を通じて得られた塩基配列のGenBank検索の結果、フサリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)(DQ916150)に99%、フサリウム・インカルナツム(Fusarium incarnatum)(EU111657)に99%の相同性を示した。それで本菌株をフサリウム属と同定し、それをフサリウム属(Fusarium sp.)FN080362と命名し、2011年7月18日に韓国生命工学研究院微生物資源センター(KCTC)に寄託した(受託番号:KCTC11985BP)。
<実施例3>フサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株の培養
本発明のカビ菌株を培養するために、一般的に微生物に用いる栄養源を含有する培地を準備した。カビ菌株の粗培養培地および産生培地としてポテトデキストロースアガー培地を使用した。
前記種培地150mlを入れた500ml容量の三角フラスコ二つを121℃で20分間滅菌した後、フサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株の保管プレートから白金で接種して3日間振盪培養して種培養にした。本培養のために、容量14リットルの醗酵槽二つにそれぞれ生産培地8lを入れて滅菌した後、それぞれの醗酵槽に種培養液150mlずつを接種して28℃、撹拌速度165rpm、空気注入量10l/分の条件で6日間培養した。
<実施例4>フサリウム属FN080326菌株から化合物の分離および精製
前記の実施例3で培養したフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株の培養液(16l)を同量のエチルアセテートで三度抽出して、得られた抽出液を減圧乾燥器を用いて減圧蒸発方法で濃縮した。この濃縮液をODS RP−18に吸着させてODS RP−18フラッシュカラムクロマトグラフィーを実施し、ここでメタノール/水(1:9−10/0、v/v)を混合溶媒にして段階的にメタノール濃度を増加させながら溶出した。ここで、化合物1および2を含んだ活性分画は、80%メタノールで溶出した。その活性分画を減圧濃縮した後、化合物1および2を含んだ分画を高速液体クロマトグラフィー(カラム:RS tech Optima Pak C18、長さ250mm、直径10mm)を用いて溶媒に48%アセトニトリル、溶出流速3ml/分の条件で溶出して、203および254nmのUV吸収ピークで検出された化合物1(保持時間42分)および化合物2(保持時間45分)をそれぞれ分離した(図1)。
<実施例5>フサリウム属FN080326菌株から化合物の構造分析
前記のカビフサリウム属FN080326の培養液から分離した化合物1および2は、ESI質量分析機(Electrospray Ionization mass spectrometer)を使用して分子量および分子式を決定した。また、核磁気共鳴(NMR)分析を通じてH NMR、13C NMR、COSY(Correlation Spectroscopy)、HMQC(1H−Detected heteronuclear Multiple−Quantum Coherence)、HMBC(Heteronuclear Multiple−Bond Coherence)、DEPT(Distortionless Enhancement by Polarization)、NOESY(Nuclear Overhauser effect spectroscopy)スペクトルを得て、化合物の分子構造を決定した(図2、図3、図4および図5)。
前記測定の結果、図2ないし図5にみられるように、前記フサリウム属FN080326菌株の培養液から分離した物質は、下記化学式のように6−6−5−5−5員環が順に連結された新規な骨格の化合物と同定し、それぞれフサリセチン(Fusarisetin)AおよびB(化合物1、2)と名付けた。
フサリセチンAおよびBは、HRESIMS分析とNMR分析を通じて、分子量389、分子式C2231NOであることを確認し、同一な分子量と分子式を有する化合物であり、H NMRの結合定数値およびNOESY結果から、化合物1および2は5番の炭素の立体配位が異なる異性体であることを確認した。
[化学式1]
フサリセチンA(Fusarisetin A)(化合物1):白粉末;
[α]+84.6(c0.2,MeOH);UV(MeOH)λmax(log ε)208(2.34),282(2.36);IR(neat)νmax3325,2925,1734,1666,1451,1402,1376,1172,1075cm−1H,13C NMRデータは下記の表1に示した;HRESIMS m/z412.2085[M+Na](calcd for C2231NONa,412.2100)。
[化学式2]
フサリセチンB(Fusarisetin B)(化合物2):白粉末;
[α]+84.9(c0.2,MeOH);UV(MeOH)λmax(log ε) 208(2.34),281(3.18);IR(neat)νmax3325,2925,1734,1666,1451,1402,1376,1172,1075cm−1H,13C NMRデータは下記の表1に示した;HRESIMS m/z412.2094[M+Na](calcd for C2231NONa,412.2100)。
100MHzで測定。400MHzで測定。
<実験例1>本発明のフサリセチン化合物の癌細胞増殖阻害活性測定
本発明で導出した化合物1および2の癌細胞増殖阻害活性を調べるため、次の実験を行なった。
ヒト乳癌細胞株(MDA−MB−231細胞、5.0×10 cells per well)、ラット線維芽細胞株(3Y1細胞、5.0×10 cells per well)、ヒト肝癌細胞株(Hep3B、5.0×10cells per well)をDMEM培地(Dulbeccos modification of Eagles medium,10%牛胎児血清含有)でそれぞれ培養した。また、ヒト慢性骨髄性白血病細胞株(K562細胞、3.0×10 cells per well)とヒト前骨髄白血病細胞株(HL−60細胞、1.0×10 cells per well)をRPMI1640(Roswell Park Memorial Institute 1640培地、10%牛胎児血清含有)でそれぞれ培養した。それぞれ培養された細胞株に化合物1および2を100μg/ml、30μg/ml、10μg/ml、3μg/ml、1μg/mlの濃度でそれぞれ添加して37℃、48時間、5%CO培養器で培養した後、高感度水溶性ホルマザンを生成するWST−8試薬(2−(2−メトキシ−4−ニトロフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム,モノナトリウム塩)を添加して24時間培養した後、450nmの吸光度で測定して細胞生存率を算出した。
その結果、図7および図8にみられるように、本発明で導出した化合物1のMDA−MB−231細胞、3Y1細胞、Hep3B細胞、K562細胞およびHL−60細胞株に対する、50%増殖阻害濃度であるIC50値は、それぞれ69.5μg/ml、67.5μg/ml、34.7μg/ml、61.3μg/mlおよび57.7μg/mlの濃度で示された。また、化合物2はそれぞれの細胞株に対して、76.5μg/ml、62.2μg/ml、27.2μg/ml、49.3μg/mlおよび29.4μg/mlの濃度を示した(図7および図8)。したがって、本発明の化合物1および2は、癌細胞増殖阻害活性を有することが理解される。
<実験例2>本発明のフサリセチン化合物の癌細胞転移阻害活性測定
癌細胞転移阻害活性実験は、トランスウェルチャンバー(BioCoat(商標) Matrigel(商標) Invasion Chamber,有功サイズ8μm,BD Biosciences,Bedford,MA)を用いて実施した。ヒト乳癌細胞(MDA−MB−231細胞)は、チャンバー上端に1.0×10 cells per wellの濃度で塗布した。使用した培地は、DMEM培地(無血清)を使用し、細胞を塗布して30分後にチャンバー上端に化合物1および2を30μg/ml、10μg/ml、3μg/mlの濃度でそれぞれ添加した。30分経過後、チャンバー下端に10%濃度で牛胎児血清(FBS)を添加して、37℃、24時間5%CO培養器で培養した。24時間経過した時点でチャンバー下端部の10%濃度牛胎児血清に誘導されて多孔膜を通じて転移した細胞を100%MeOHで固定した後、ライト染色試液で染色した。染色後、顕微鏡を用いて転移した細胞数を計算した。
その結果、図9でヒト乳癌細胞株(MDA−MB−231細胞)の100%転移阻害濃度を示すED100は、それぞれ10μg/mlの濃度で示された(図9)。この結果を通じて、化合物1および2は、10%濃度の牛胎児血清(FBS)で誘導された細胞の転移を阻害することからして、癌細胞転移に関与する因子群、例えばインテグリン(Integrin)、マトリックスメタロプロテアーゼ(Metrix metalloproteinases;MNPs)、ヘパラナーゼ(Heparanase)、繊維芽細胞増殖因子(Fibroblast Growth Factor;FGF)などを阻害することが予測される。したがって、本発明の化合物1および2は癌細胞に対する癌転移抑制活性を有することが分かる。
<製剤例1>散剤の製造
フサリセチンA 20mg
乳糖 100mg
タルク 10mg
前記の成分を混合して気密包装に充填して散剤を製造する。
<製剤例2>錠剤の製造
フサリセチンA 10mg
とうもろこし澱粉 100mg
乳糖 100mg
ステアリン酸マグネシウム 2mg
前記の成分を混合した後、通常の錠剤の製造方法にしたがって打錠して錠剤を製造する。
<製剤例3>カプセル剤の製造
フサリセチンA 10mg
結晶性セルロース 3mg
ラクトース 14.8mg
ステアリン酸マグネシウム 0.2mg
通常のカプセル剤の製造方法によって前記の成分を混合して、ゼラチンカプセルに充填してカプセル剤を製造する。
<製剤例4>注射剤の製造
フサリセチンB 10mg
マンニトール 180mg
注射用滅菌蒸留水 2974mg
NaHPO,12HO 26mg
通常の注射剤の製造方法によって、1アンプル当り(2ml)前記の成分含量で製造する。
<製剤例5>液剤の製造
フサリセチンB 20mg
異性化糖 10g
マンニトール 5g
精製水適量
通常の液剤の製造方法によって精製水にそれぞれの成分を加えて溶解させてレモン香を適量加えた後、前記の成分を混合した後、精製水を加えて全体を100mlに調節した後、茶色ビンに充填して滅菌して液剤を製造する。
<製剤例6>健康食品の製造
フサリセチンA 1000mg
ビタミン混合物 適量
ビタミンAアセテート 70μg
ビタミンE 1.0mg
ビタミンB1 0.13mg
ビタミンB2 0.15mg
ビタミンB6 0.5mg
ビタミンB12 0.2μg
ビタミンC 10mg
ビオチン 10μg
ニコチン酸アミド 1.7mg
葉酸 50μg
パントテン酸カルシウム 0.5mg
ミネラル混合物 適量
硫酸第1鉄 1.75mg
酸化亜鉛 0.82mg
炭酸マグネシウム 25.3mg
第1リン酸カリウム 15mg
第2リン酸カルシウム 55mg
クエン酸カリウム 90mg
炭酸カルシウム 100mg
塩化マグネシウム 24.8mg
前記のビタミンおよびミネラルの混合物の組成比は、比較的健康食品に相応しい成分を好ましい実施例として混合組成したが、その配合比を任意に変形して実施しても構わず、通常の健康食品製造方法によって前記の成分を混合した後、顆粒を製造して、通常の方法によって健康食品組成物製造に使用することができる。
<製剤例7>健康飲料の製造
フサリセチンB 1000mg
クエン酸 1000mg
オリゴ糖 100g
梅濃縮液 2g
タウリン 1g
精製水 全体900ml
通常の健康飲料の製造方法によって前記の成分を混合した後、約1時間85℃で撹拌加熱した後、作られた溶液をろ過して滅菌された2lの容器に入れて密封滅菌した後、冷蔵保管した後、本発明の健康飲料組成物の製造に使用する。
前記組成比は、比較的に嗜好飲料に相応しい成分を好ましい実施例として混合組成したが、需要者層、需要国、使用用途など、地域的、民族的嗜好度によってその配合比を任意に変形して実施しても構わない。
前記のとおり、本発明を通じてフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株を用いて本発明の新規なフサリセチン化合物を大量産生することができ、本発明の新規なフサリセチン化合物を用いて、抗癌剤または抗癌用健康食品を開発するために使用することができる。

Claims (10)

  1. 下記の化学式3で表される化合物またはその薬学的に許容可能な塩:
    ここで、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、アセチル、ベンジル、ハロゲン原子、水酸基またはカルボキシル基を有することができ、すべての非対称炭素での異性体を含有する。
  2. 請求項1において、下記の化学式1で表されるフサリセチン(fusarisetin)A化合物または薬学的に許容可能な塩:
  3. 請求項1において、下記の化学式2で表されるフサリセチン(fusarisetin)B化合物または薬学的に許容可能な塩:
  4. 前記フサリセチン化合物が、受託番号KCTC11985BPで寄託されたフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326から分離されたことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  5. 請求項1に記載の化合物またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含有する癌の予防および治療用薬学的組成物。
  6. 前記癌が、乳癌、肝癌または骨髄性白血病であることを特徴とする、請求項5に記載の癌の予防および治療用薬学的組成物。
  7. 請求項1に記載の化合物またはその薬学的に許容可能な塩を有効成分として含有する、癌の予防および改善用健康食品。
  8. 前記癌が、乳癌、肝癌または骨髄性白血病であることを特徴とする、請求項7に記載の癌の予防および改善用健康食品。
  9. 1)受託番号KCTC11985BPで寄託されたフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株を培養する工程、および
    2)前記1)工程で得られた菌株培養物からフサリセチン化合物を分離する工程を含む、請求項1に記載のフサリセチン化合物の産生方法。
  10. 受託番号KCTC11985BPで寄託された、請求項1に記載の化合物を生産するフサリウム属(Fusarium sp.)FN080326菌株。
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