JP5759000B2 - 肝疾患治療の薬物の製造におけるジインドリルメタン及びその前駆体並びにその誘導体の応用 - Google Patents

肝疾患治療の薬物の製造におけるジインドリルメタン及びその前駆体並びにその誘導体の応用 Download PDF

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Description

一、技術分野
本発明は生物医学技術分野に属し、具体的には、ウイルス性肝炎、アルコール性肝炎、薬物誘発性肝炎、脂肪肝、肝線維化又は肝硬変を治療する薬物の製造における、3,3’−ジインドリルメタン及びインドール−3−メタノール及びその誘導化合物の応用に関する。
二、背景技術
肝線維化は、肝臓内にびまん性細胞外マトリックス(特にコラーゲン)が過剰に沈着することである。それは単独の疾患ではなく、多くの慢性肝疾患は肝線維化を引き起こす。その病因は大体、感染性(慢性B型肝炎、C型肝炎、D型ウイルス性肝炎、住血吸虫症など)、先天性代謝異常(肝変性、ヘモクロマトーシス、α1−アンチトリプシン欠乏症)、化学代謝障害(慢性アルコール性肝疾患、慢性薬物誘発性肝疾患)、自己免疫性肝炎、原発性胆汁性肝多発性硬化症及び原発性硬化性胆管炎に分けることができる。その臨床症状は主に疲労、脱力感、食欲不振、消化不良、出血などを含む。そして、治癒期間が遅れると、更に発がんに至る可能性がある。肝線維化治療について、以前は主にグルココルチコイドステロイド、コルヒチン、インターフェロンなどに集中していた。しかし、伝統的な治療の目標は非特異的であり、副作用が大きく、薬物投与停止後に再発し易く、コストが高いなど欠点がある。
近年来の研究により、肝線維化の発生は主に肝星細胞(Hepatic Stellate cell,HSC)の活性化に起因することが明らかになった。活性化したHSCは、肌線維細胞(myofibroblast)に転化することができる。その重要なシグナルの一つは、平滑筋α−アクチン(α−SMA)を表現し始め、大量にI型コラーゲンを分泌し、細胞外マトリックス(extracellular matrix,ECM)の合成や分解不均衡を引き起こし、大量のコラーゲンが細胞外に沈着することである。フリーラジカルは主にスーパーオキシドアニオンフリーラジカル(O )、ヒドロキシルラジカル(OH)及び過酸化水素(H)などを含む。肝線維化発生プロセスにおいて、肝臓のマクロファージは大量のフリーラジカルを分泌する。フリーラジカルの危害は、様々な信号分子に直接に作用し、HSCの増殖活性化を促進し、肝線維化の発生を誘導することができるだけでなく、肝細胞の様々な膜相構造を攻撃し、脂質過酸化の連鎖反応を引き起こし、一連の脂質過酸化物を形成することができる。脂質過酸化物は、コラーゲン代謝に影響を及ぼすことにより、肝線維化の形成を引き起こすことができる。3,3’−ジインドリルメタン(DIM)及びその母体化合物インドール−3−メタノール(I3C)は、抗癌作用を持つことが一番早く報道されている。インドール−3−メタノール(I3C)は体内の酸性環境に不安定で、縮合反応を発生させ、オリゴマー3,3’−ジインドリルメタンを形成することができる。3,3’−ジインドリルメタンが人体を保護してフリーラジカルの損傷を防ぐことが文献に報道されたが、肝線維化の治療に用いられる関連研究結果の報道は未だされていない。
三、発明内容
本発明で解決する必要がある問題は、人体を有効に保護し、フリーラジカルの損傷を防ぎ、肝線維化発作を防止することができる小分子薬を公開することである。具体的に、インドール−3−-メタノールとジインドリルメタン及び誘導化合物や水溶液注射剤の肝線維化治療効果に関わる。
本発明は、次の構造の化合物を提供する:
この化合物のR、R、R、R、R、Rは、それぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。
I3C誘導体として好ましくは、R、R、R、R、Rが水素原子であり、Rが塩素、臭素及びフッ素から選択されるハロゲンである。従って、好ましいI3C誘導体は、5−クロロ−インドール−3−メタノール、5−ブロモ−インドール−3−メタノール、5−フルオロ−インドール−3−メタノールを含む。その他の好ましいI3C誘導体は、R、R、R、R、Rが水素原子であり、Rが1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物である。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):5−メチル−インドール−3−メタノール、5−エチル−インドール−3−メタノール、5−プロピル−インドール−3−メタノール、5−ブチル−インドール−3−メタノール、5−アミル−インドール−3−メタノール。また、これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):5−メトキシ−インドール−3−メタノール、5−エトキシ−インドール−3−メタノール、5−プロポキシ−インドール−3−メタノール、5−ブトキシ−インドール−3−メタノール、5−ペンチルオキシ−インドール−3−メタノール。その他の好ましいI3C誘導体は、R、R、R、R、Rが水素原子であり、Rが1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物である。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):N−メチル−インドール−3−メタノール、N−エチル−インドール−3−メタノール、N−プロピル−インドール−3−メタノール、N−ブチル−インドール−3−メタノール、N−アミル−インドール−3−メタノール。また、別のI3C誘導体として、R、R、R、Rが水素原子であり、Rが1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物が挙げられる。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):2−メチル−インドール−3−メタノール、2−エチル−インドール−3−メタノール、2−プロピル−インドール−3−メタノール、2−ブチル−インドール−3−メタノール、2−アミル−インドール−3−メタノール。別の構造として、R、R、R、R、Rが水素原子であり、Rがニトロ基である化合物が挙げられる。
また、本発明は次の構造の化合物を提供する:
この化合物のR、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R5’、R6’及びR7’はそれぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。ハロゲンは塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択される。この化合物は、DIM誘導体又はDIM類似物と呼ばれる。
DIM誘導体として好ましくは、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R6’及びR7’は水素原子であり、R及びR5’は、塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択されるハロゲンである化合物である。従って、好ましいDIM誘導体は、5,5’−ジクロロ−ジインドリルメタン、5,5’−ジブロモ−ジインドリルメタン、5,5’−ジフルオロ−ジインドリルメタンを含む。その他の好ましいDIM誘導体に、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R6’及びR7’が水素原子であり、R及びR5’が1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物である。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):5,5’−ジメチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジエチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジプロピル−ジインドリルメタン、5,5’−ジブチルスズ−ジインドリルメタン、5,5’−ジペンチル−ジインドリルメタン。その他の好ましいDIM誘導体に、R、R、R、R、R、R2’、R4’、R5’、R6’及びR7’が水素原子であり、R及びR1’が1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物である。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):N,N’−ジメチル−ジインドリルメタン、N,N’−ジエチル−ジインドリルメタン、N,N’−ジプロピル−ジインドリルメタン、N,N’−ジブチルスズ−ジインドリルメタン、N,N’−ジペンチル−ジインドリルメタン。別の好ましいDIM誘導体に、R、R、R、R、R、R1’、R4’、R5’、R6’及びR7’が水素原子であり、R及びR2’が1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子のアルキル又はアルコキシ基である化合物である。これらの化合物は次のものを含む(ただし、限定されない):2,2’−ジメチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジエチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジプロピル−ジインドリルメタン、2,2’−ジブチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジペンチル−ジインドリルメタン。別の構造に、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R6’及びR7’が水素原子であり、R及びR5’がニトロ基である化合物が挙げられる。
商業で取得可能なインドール置換基を使ってI3Cの置換誘導体を合成することは、これらの化合物を取得する一番便利な方法であるかもしれない。DIMの誘導体も、インドール置換基のホルムアルデヒド縮合という方法を通じて製造することができる。しかし、後者の方法は、副産物が形成することから、分離・精製で必要とするDIM誘導体の製造がより複雑になる点で不利である。本特許で提供されている化合物は、ジメチルホルムアミドを通じて、適当なインドール置換基を縮合し、代替されたインドール−3−アセトアルデヒドを作る。適当なインドール誘導体はR、R、R、R、R、Rに置換基を有する。これらのインドール誘導体は次のものを含む(ただし、限定されない):5−メトキシ、5−クロロ、5−ブロモ、5−フルオロ、5’−メチル、5−ニトロ、N−メチル、2−メチルインドール。代替されたインドール−3−アセトアルデヒド生成物は、適当なアルコール(例えば、メタノールや水素化ホウ素ナトリウム)の使用を通じて、そのアルデヒド基が還元され、I3Cの置換誘導体を取得する。DIMの置換誘導体は、インドール−3−メタノールの代替生成物の縮合を通じて合成される。これは、pH約5.5のリン酸塩緩衝液の処理などの方法を通じて実現することができる。
また、本発明は、生物活性の用量を持つ、次の構造の化合物を含む薬物製剤を提供している:
この化合物のR、R、R、R、R、Rは、それぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。ハロゲンは塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択される。
本発明の別の目的は、生物活性を持つ用量の次の化合物を与えることを通じて、肝線維化を治療する方法を提供することである:
この化合物のR、R、R、R、R、Rは、それぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。ハロゲンは塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択される。
また、本発明は、生物活性の用量を持つ、次の構造の化合物を含む薬物製剤を提供している:
この化合物のR、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R5’、R6’及びR7’は、それぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。ハロゲンは塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択される。
本発明の更なる目的は、生物活性を持つ用量の次の化合物を与えることを通じて、肝線維化を治療する方法を提供することである:
この化合物のR、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R5’、R6’及びR7’は、それぞれ水素原子、又はハロゲン、ニトロ基及び主鎖長が約1〜10炭素原子、好ましくは1〜5炭素原子の直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基から選択される置換基である。上記化合物は少なくとも一つの置換基を有する。ハロゲンは塩素、臭素及びフッ素の組み合わせから選択される。
本発明の試薬は、口腔、静脈、鼻腔、直腸、又は有効量の活性物質を運ぶことができる他の方法で投与することができる。適当な用量は、必要な最終数量を取得できる用量である。様々な病気を治療するために、用量が異なるかもしれない。この試薬の有効量は、肝線維化程度を明らかに下げる用量である。
当業者は、本発明で提供される試薬の一番有効な投与量、投与時間、投与方式、薬物代謝、及びその他の薬物代謝動力学パラメータ(薬物分布、クリアランス率など)を確定することができる。
活性の試薬は、薬物キャリア又は希釈液を通じて投与することができる。本発明で提供される試薬は、他の試薬(例えば、化学療法、免疫活性化薬、治療薬物など)と共同で投与することができる。本発明に適用される薬物キャリア又は希釈液の例は、水溶性有機キャリアを溶解した全ての生理学的緩衝液を含み、例えば、シクロデキストリンのリン酸塩緩衝液、及び適当な水溶性有機キャリアを含むpH7.0〜7.4の他の緩衝液。適当な水溶性有機キャリアは次のものを含む(ただし、限定されない):シクロデキストリン、コーン油、DMSO、カプセルなど。
本発明は、体内の肝線維化モデルを通じて例証される。ここの動物は次のものを含む(ただし、限定されない):マウス、ラット。馴養動物は次のものを含む(ただし、限定されない):猫、犬、及びその他の動物(牛、羊、豚、馬を含む。ただし、これらに限定されない)。霊長類動物はサルと人を含む(ただし、限定されない)。マウス肝線維化モデルの体内測定は、広く認められ、受け入れられる体内薬物活性測定のモデルである。一方、他の生物(人など。ただし、限定されない)の参考とする。
次の例は、本発明の詳細内容を解釈する。ただし、本発明の機能範囲の限定とみなされるべきではない。
本発明に記載されているインドール−3−メタノール、ジインドリルメタン及びその誘導化合物の肝線維化治療における応用:
1.チオアセトアミド(thioacetamide、TAA)のリン酸塩緩衝液を使用し、ICRマウスに腹腔内注射を行い、TAA型肝線維化モデルを構築する。
2.TAA型肝線維化モデルを構築しながら、インドール−3−メタノール、ジインドリルメタン及びその誘導化合物をコーン油に溶解して胃内注入し、肝線維化を治療する。
3.TAA、インドール−3−メタノール、ジインドリルメタン及びその誘導化合物を毎週2回投与する。4週間投与した後、マウスを殺して肝臓を取り出し、それぞれヒドロキシプロリンの測定及びアラニンアミノトランスフェラーゼの測定を行う。
本発明に記載されているインドール−3−メタノールとジインドリルメタン及びその誘導化合物の水溶性注射製剤の肝線維化モデル治療における応用:
1.チオアセトアミド(thioacetamide、TAA)のリン酸塩緩衝液を使用し、ICRマウスに腹腔内注射を行い、TAA型肝線維化モデルを構築する。
2.TAA型肝線維化モデルを構築しながら、調合済みのインドール−3−メタノール、ジインドリルメタン及びその誘導化合物の水溶性注射製剤を注射し、肝線維化を治療する。
3.TAA、インドール−3−メタノール、ジインドリルメタン及びその誘導化合物を毎週2回投与する。4週間投与した後、マウスを殺して肝臓を取り出し、それぞれヒドロキシプロリンの測定及びアラニンアミノトランスフェラーゼの測定を行う。
本発明の有効な成果は、肝線維化の新しい治療方法を提供し、インドール−3−メタノールとジインドリルメタン及びその誘導化合物や関連の水溶性注射製剤の投与を通じて、人体を保護してフリーラジカル損傷を防ぎ、肝線維化の発作を抑制・防止することである。一方、本発明に使用されている小分子薬物は、取得しやすく、価格が安く、性質が安定で、保存・輸送しやすい。
四、具体的な実施方式
1.インドール−3−メタノールとジインドリルメタン及びその誘導化合物の製造
インドール類誘導体(例えば、5−メトキシ、5−クロロ、5−ブロモ、5−フルオロ、5’−メチル、5−ニトロ、N−メチル、及び2−メチルインドール)は、商業購入を通じて取得することができる(南京鋭馬精細化学工業有限公司)。代替されたインドール−3−アセトアルデヒド生成物は、適当なアルコール(例えば、メタノールや水素化ホウ素ナトリウム)の使用を通じて、そのアルデヒド基を還元し、I3Cの置換誘導体を取得する。氷塩浴を通じて、2.9mlジメチルホルムアミドを0℃に冷却してから、ゆっくり(30分以上)と0.86ml塩化ホスホリルを加えた。8.6mmolインドール類誘導体を1.0mlのジメチルホルムアミドに溶解してから、冷却済みの塩化ホスホリル溶液にゆっくり(10分以上)と加えた。澄ました黄色溶液が淡黄色のり状物質になるまで、形成した懸濁液を37℃で60〜90分間加熱した。次に、のり状物質に1mlの氷水を加え、3.75gのKOHを含む水溶液10mlをゆっくり(30分以上)と加えた。この混合物を沸点まで加熱した後に冷却した。濾過して、インドール−3−アセトアルデヒド誘導体を取得し、水で洗って、空気に乾燥した。取得した生成物は13C誘導体の製造に使用される。
インドール−3−アセトアルデヒド誘導体1.0gをメタノール5.0mlに溶解し、全てのアルデヒド基が還元されるまで、持続的に固体水素化ホウ素ナトリウムを加えた。次に、反応物に50mlHOを加え、0℃まで冷却し、濾過でI3C誘導体を取得し、暗い所で真空乾燥した。
I3C誘導体1gをpH5.5リン酸塩緩衝液に加え、室温で6時間攪拌した。反応プロセス全体は、薄層クロマトグラフ法(TLC)を通じて測定された。濾過でDIM誘導体を取得し、真空乾燥し、暗所に置いた(収率80%〜90%)。ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー及び薄層クロマトグラフ法を通じて、収率を確認した。
2.I3C、DIM及びその誘導化合物の内服による、TAAのマウス肝線維化モデルに対する治療
I3C、DIM及びメトキシDIMをコーン油で溶解し、2.0mg/ml貯蔵液に調合して準備した。文献報道の方法通り、マウスTAA型肝線維化モデルを構築した。即ち、雄性ICRマウス40匹、体重16−18gを取って、マウスをランダムに4組、即ちTAAモデル群、I3C治療群、DIM治療群、5−メトキシDIM治療群に分けた。各群のマウスの腹腔にTAAのリン酸塩緩衝液(200mg/kg)を注射し、毎週二回投与した。モデル構築した週に治療を開始した。I3C治療群、DIM治療群及び5−メトキシDIM治療群では、20mg/kgで薬剤を胃内注入した。TAAモデル群は、相応の量のコーン油を与えた。毎週二回投与した。モデル構築の4週間後、マウスを殺して病変肝組織を採取し、ヒドロキシプロリンの測定及びアラニンアミノトランスフェラーゼの測定を行った。
(1)肝臓ヒドロキシプロリンの測定
病変肝組織を採取し、ホモジネートの上清を取って、アルカリ加水分解法によりヒドロキシプロリン含量を測定した。
(2)肝臓アラニンアミノトランスフェラーゼ結果
マウス血清を採取し、アラニンアミノトランスフェラーゼ含量を測定した。
肝線維化時、肝内で主に増加した成分はコラーゲン線維である。ヒドロキシプロリンはコラーゲン線維の特有物であることから、肝ヒドロキシプロリンの含量は、肝線維化の程度を表す。表1によると、I3CとDIM及びその誘導化合物の内服は、有効にマウス肝線維化発作を緩和することができる。治療群のヒドロキシプロリン値は明らかにTAAモデル群より低い。アラニンアミノトランスフェラーゼは主に肝細胞質に存在している。その細胞内濃度は血清中より1000〜3000倍高い。肝細胞が壊死した時、血清のアラニンアミノトランスフェラーゼ含量が大幅に上昇する。肝線維化が後期に発展した後、肝細胞が大量に壊死するので、肝線維化の判断指標とすることができる。表1によると、治療後、治療群のアラニンアミノトランスフェラーゼ値は明らかにTAAモデル群より低い。それにより、I3CとDIM及びその誘導化合物は、肝細胞の壊死を顕著に減少し、肝線維化発作を緩和し、疾患損害を低減することができる。
データは、平均値±標準偏差の形式で表示される。有意差はANOVA検査を通じて確定される。
P≦0.005を表す。
3.I3C、DIM及びその誘導化合物の水溶性注射製剤による、TAAのマウス肝線維化モデルに対する治療
I3C、DIMI、メトキシDIM用シクロデキストリンと生理食塩水を1.0mg/kgの貯蔵液に調合して必要に備える。マウスTAA肝線維化モデルの構築は実施例1を参照。モデル構築当日、マウスをランダムに4組、即ち、TAAモデル群、I3C治療群、DIM治療群、5−メトキシDIM治療群に分けた。モデル構築の週に治療を開始し、I3C治療群、DIM治療群、5−メトキシDIM治療群には20mg/kgで注射し、TAAモデル群には同等量の生理食塩水を投与し、毎週二回投与した。モデル構築の4週間後、マウスを殺して病変肝組織を採取し、ヒドロキシプロリン測定及びアラニンアミノトランスフェラーゼ測定を行った。ヒドロキシプロリンの測定方法及びアラニンアミノトランスフェラーゼの測定方法は実施例1を参照。
表2によると、I3C、DIM及びその誘導化合物の水溶性注射製剤を腹腔内に投与することにより、同様にマウス肝線維化発作を緩和することができる。
データは、平均値±標準偏差の形式で表示される。有意差はANOVA検査を通じて確定される。
P≦0.005を表す。
上記例は本発明の詳細内容を解釈する。ただし、本発明の機能範囲の限定とみなされるべきではない。

Claims (5)

  1. 肝線維化を治療する薬物の製造における、3,3’−ジインドリルメタン及びその誘導体の使用であり、小分子化合物3,3’−ジインドリルメタン及びその誘導体の構造は下記通り:

    式中、R、R、R、R、R、R、R1’、R2’、R4’、R5’、R6’及びR7’は、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は主鎖長が1〜10炭素原子である直鎖若しくは分岐アルキル若しくはアルコキシ基である。
  2. 直鎖又は分岐アルキル又はアルコキシ基の主鎖長が1〜5炭素原子である、請求項1記載の使用
  3. ハロゲンは塩素、臭素又はフッ素である、請求項1記載の使用
  4. 小分子化合物3,3’−ジインドリルメタン及びその誘導体は次のいずれかである、請求項1記載の使用:5,5’−ジクロロ−ジインドリルメタン、5,5’−ジブロモ−ジインドリルメタン、5,5’−ジフルオロ−ジインドリルメタン、5,5’−ジメチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジエチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジプロピル−ジインドリルメタン、5,5’−ジブチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジペンチル−ジインドリルメタン、5,5’−ジメトキシ−ジインドリルメタン、5,5’−ジエトキシ−ジインドリルメタン、5,5’−ジプロポキシ−ジインドリルメタン、5,5’−ジブトキシ−ジインドリルメタン、5,5’−ジペンチルオキシ−ジインドリルメタン、N,N’−ジメチル−ジインドリルメタン、N,N’−ジエチル−ジインドリルメタン、N,N’−ジプロピル−ジインドリルメタン、N,N’−ジブチル−ジインドリルメタン、N,N’−ジペンチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジメチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジエチル−ジインドリルメタン、2,2’−ジプロピル−ジインドリルメタン、2,2’−ジブチル−ジインドリルメタン、又は2,2’−ジペンチル−ジインドリルメタン。
  5. 適用される薬物担体は、コーン油、ジメチルスルホキシド、シクロデキストリン、又はゼラチンカプセルである、請求項1記載の使用
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