JP6557684B2 - 線維性疾患の治療に用いられるppar化合物 - Google Patents

線維性疾患の治療に用いられるppar化合物 Download PDF

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Description

本発明は、線維性疾患の治療のためのPPARパンアゴニスト又は上記アゴニストを含む医薬組成物の使用に関する。
肝線維症は、様々な細胞型の複雑な相互作用の結果である。その特徴は、慢性損傷に応答した炎症細胞の動員及び肝星状細胞(HSC)の活性化であり、その結果、細胞外基質の蓄積が生じる。脂肪肝は、一般的に肝臓炎症及び肝細胞損傷を併発している。全ての慢性肝臓病において、その病因に関わらず、酸化ストレスの増加が線維症を発症させる共通因子である。損傷した肝細胞、HSC及び浸潤性炎症細胞は活性酸素種(ROS)の主要供給源である。実際、酸化ストレスによって炎症細胞の動員及びHSCの活性化が誘導される。したがって、慢性肝損傷に関しては、肝細胞損傷、ROS産生、HSC活性化及び炎症細胞動員という悪循環が起こり、損傷に対する線維形成応答が増幅されることとなる。
非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)及び非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)等の肝線維性疾患に対する有効な治療手段は未だ不充分である。NASHを患う患者に対する治療は確立されておらず、いくつかの治療選択肢が臨床試験で試験されている(非特許文献1及び2)。これらの研究では、多くの様々な化合物クラス(フィブラート、チアゾリジンジオン、ビグアニド、スタチン、カンナビノイド)及び治療標的(核受容体、アンジオテンシン受容体、カンナビノイド受容体、HMG−CoA還元酵素)が使用されている。近年、チアゾリジンジオン(ロシグリタゾン及びピオグリタゾン)を用いる研究から、これらの薬剤は肝臓の状態を改善する可能性があるものの、これら薬剤による治療は、鬱血性心不全及び骨粗鬆症のリスクが高まったり、患者への心理的影響に伴い体重増加が起こったりなど、望ましくない影響が見られないものではないことが示されている(非特許文献2、3及び4)。カンナビノイド投与を行う臨床試験から精神神経疾患の懸念が高まっている(非特許文献1)。現在進行中の他の治療法は、NASH薬における抗酸化剤として評価しようとするものであるが、これら治療法ではいずれも未だ説得力のある結果が示されていない(非特許文献5)。肝臓病の治療のための候補物質が特許文献1及び2に開示されている。しかしながら、肝臓病の治療に好適な化合物、特に、脂肪肝、炎症及びコラーゲン沈着等の線維化過程のいくつかの要素を標的とし、かつ、現在評価中の薬剤に見られる副作用がない化合物が依然として求められている。
慢性の腎臓疾患として知られる慢性腎臓病(CKD)は、何ヶ月あるいは何年にもわたって腎機能の低下が進行する。CKDは当該分野において広義で用いられ、それにより腎実質の破壊、機能的ネフロン若しくは糸球体の欠損及び腎臓に影響を及ぼす各種疾患が分類される。また、CKDは様々な原因から引き起こされ得るが、最終経路は腎線維症のままであることに留意されたい。CKDの病因としては、例えば心臓血管疾患、高血圧症、糖尿病、糸球体腎炎、多発性嚢胞腎及び腎移植拒絶反応が挙げられるが、これらに限定されない。腎線維症は、糸球体硬化及び尿細管間質性線維症により特徴づけられ、広範な慢性腎臓病に共通して見られる症状である。腎線維症の病態形成は、本質的には、細胞外基質(ECM)成分の過剰蓄積及び沈着に特徴づけられる単調な過程である。腎線維症は、透析又は腎移植を必要とする破壊的な疾患である末期腎不全へと最終的に至る進行性過程である。しかしながら、慢性腎臓病の悪化を遅らせることがはっきりと示された特定の治療法は存在しない。腎臓損傷は、損傷細胞又は浸潤性細胞によるサイトカイン/成長因子(TGF−β、上皮成長因子(EGF)及び血小板由来成長因子(PDGF)等)の放出と関連している。TGF−β産生の増加は、腎線維化の病態形成で最も重要な機構の1つである。TGF−β1は、線維芽細胞活性化を促進し、TGF−β受容体との相互作用によって基質発現を誘導する。TGF−β受容体は、主に2つのタンパク質群、すなわちI型(ΤβRI)受容体及びII型(ΤβRII)受容体からなる。TGF−β1がΤβRIIと結合することにより、TβRI動員が起こり、TGF−β受容体異種複合体が形成される。この複合体は、線維化促進イベントを媒介する2種類の主要SmadであるSmad2及びSmad3をリン酸化して活性化する。また、他の信号伝達経路(例えば細胞外調節キナーゼ1/2(ERK1/2))がTGF−β受容体活性化に応答して活性化され得る。活性化されたERK1/2は、閉塞性腎臓での尿細管細胞アポトーシスに寄与する。TGF−β信号伝達の活性化は、線維芽細胞の活性化及び線維症の進行を直接的に促進する主要な機構であると考えられるため、この経路への治療的介入は腎線維症を停止又は予防するための方策と見なすことができる。CKDの治療のための候補物質が特許文献3及び4に開示されている。しかしながら、CKDの治療に好適な化合物が依然として求められている。
急性呼吸困難症候群、慢性閉塞性肺疾患及び喘息等の肺疾患では肺の線維化リモデリングが起こる。肺線維症は、間質での細胞外基質の過剰な沈着を特徴とし、呼吸不全を引き起こす。肺線維症は、サルコイドーシス、過敏性肺炎、コラーゲン血管病及び吸入抗原暴露を含む多くの異なる条件により引き起こされる。かなりの数の患者では肺線維症の根本原因が見つからない。病因が不明なこれらの疾患は、特発性間質性肺炎と呼ばれている。特発性間質性肺炎の最も一般的なものは、特発性肺線維症(IPF)である。IPFの主要な病理組織学的所見は、通常の間質性肺炎の所見に加え、線維芽細胞の病巣(すなわち新しい線維症)、炎症、蜂巣状変化(すなわち古い線維症)及び正常な肺構造(すなわち線維症エビデンスなし)を有する各間質性線維症領域が交互に現れるという一時的な不均一性を伴うものである。IPF治療のための候補物質は特許文献5に開示されている。肺線維性疾患の治療のための候補物質は特許文献6に開示されている。近年、ロシグリタゾン等のチアゾリジンジオンを用いた研究から、これらの薬剤は肺線維症を改善する可能性があるものの、これらの薬剤による治療は、鬱血性心不全のリスクが高まる等、望ましくない影響が見られないものではないことが示されている(非特許文献6)。ピルフェニドン(5−メチル−1−フェニル−2−(1H)−ピリドン)は抗線維化特性を示し、欧州及び日本ではIPFの治療に承認されている。しかしながら、肺線維性疾患の治療に好適な代替化合物が依然として求められている。
線維性疾患は、様々な組織でのコラーゲン及び他の細胞外基質(ECM)成分の異常かつ過剰な沈着により特徴づけられる。その病因論は非常に多様であるが、線維性疾患に典型的なのは、患部組織において活性化された表現型を示すECM産生線維芽細胞が存在することである。線維芽細胞の活性化の特徴は、I型、III型コラーゲン及びフィブロネクチンをコードする遺伝子の転写活性の顕著な増加、α平滑筋アクチン(α−SMA)の発現開始並びにECM分解活性の低下である。最も頻繁に見られる全身性線維性疾患は全身性線維症であるが、この疾患は原因が分からない希少な慢性疾患である。皮膚、内臓及び血管壁の結合組織に影響を及ぼす臨床的に異種の全身性疾患である。微小血管系の変化、免疫系の妨害並びに結合組織でのコラーゲン及び他の基質物質の大量沈着により特徴づけられる。様々な細胞型(内皮細胞、Tリンパ球、単球、線維芽細胞、肥満細胞)の基本的機能に加え、サイトカイン、成長因子及び接着分子の産生及び効果がこの疾患の発症に関与していることが知られている。全身性線維症は強皮症と呼ばれることが多い。強皮性疾患のスペクトラムには、モルフェア(パッチ状、線状及び全身性)、偽性強皮症、及び、類似の皮膚徴候及び病理組織学的徴候を有する重複症候群等の広範囲の臨床単位が含まれる。また、遺伝因子、環境因子、血管及び免疫系の機能に加え、線維芽細胞及び基質物質や複雑な内臓合併症が関与する全身性線維症の複雑な病態生理によって、自己免疫疾患又は結合組織病として研究されることが多い強皮性疾患が引き起こされる。したがって、全身性線維症は、診断手順及び治療計画の点で臨床医の課題となっている。全身性線維症の臨床診断は、複数の学問分野(皮膚科医、リウマチ専門医、呼吸器科医、腎臓専門医及び胃腸科専門医等)からの注意を要することが多く、確認のための線維化組織及び/又は皮膚の生検など、侵襲的手技が用いられることがある。全身性線維症の治療のための候補物質は、特許文献7及び8に開示されている。しかしながら、全身性線維症の治療に好適な代替化合物が依然として求められている。
ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)は、遺伝子発現を調節する転写因子として機能する核受容体タンパク質群である。PPARは、細胞分化、発生及び代謝(炭水化物、脂質、タンパク質)の調節に重要な役割を果たしている。以下の3つのPPAR亜型が同定されている。
・PPARα:主に肝臓、腎臓、心臓、筋肉、脂肪組織及び肺で発現する。
・PPARγ:実質的に全ての組織で発現する。
・PPARδ:特に心臓血管系、泌尿器系、呼吸器系、消化器系及び筋骨格系において様々な組織/細胞で観察される。
PPARアゴニストはPPARに作用する薬剤である。代謝疾患の症状の治療、主にトリグリセリド及び血糖を下げるために用いられる。PPARαアゴニストは本質的にフィブラート群(フェノフィブラート等)からなる。PPARγアゴニストは本質的にチアゾリジンジオン(ロシグリタゾン及びピオグリタゾン等)からなる。PPARδアゴニストとしてはGW501516が挙げられるが、この候補化合物は安全性の問題により結局打ち切りになった。
線維性疾患ではPPAR受容体発現が変化している。例えば、皮膚生検や、全身性強皮症患者から外植した皮膚線維芽細胞ではPPARγの発現低下が再現性よく示されている(非特許文献7)。また、強皮症患者由来の肺線維芽細胞でもPPARγの発現低下が報告された(非特許文献8)。PPARγアゴニストであるロシグリタゾン及びピオグリタゾンは、インビボでブレオマイシン誘導皮膚線維症及び肺線維症から齧歯類を保護し、線維芽細胞株及び初代線維芽細胞においてインビトロで線維化促進経路及び過程の活性化を防止する(非特許文献9及び10)。PPARα受容体はまた、各種刺激に対する線維化促進反応を変調させる。肺では、特定のPPARαアゴニストであるフェノフィブラートによってブレオマイシン誘導線維症が予防された(非特許文献10)。さらに、PPARδアゴニストであるGW0742によって、マウスにおいてブレオマイシン点滴で誘導された肺炎症が抑制されることが示された(非特許文献11)。
国際公開第2011/064350号 米国特許出願公開第2013/108573号明細書 国際公開第2012/159107号 国際公開第2014/013005号 国際公開第2004/103296号 国際公開第2009/149188号 米国特許出願公開第2013/0287794号明細書 米国特許出願公開第2014/0038956号明細書
Vuppalanchi R and Chalasani N,Hepatology 2009,49(1):306−317 Dowman J.K et al.,Q.J.Med.2010,103(2):71−83 Shiri−Sverdlov R et al.,J.Hepatol.2006,44:732−41 Neuschwander−Tetri et al.,Hepatology 2003,38:1008−1017 Nelson A et al.,J.Clin.Gastroenterol.2009,43:990−994 Kung J et al.,Expert Opin.Drug Saf.2012,11(4):565−579 Lakota et al,Arthritis Res.Ther.2012 May 1;14(3) Bogatkevich et al,Pulm.Med.Vol 2012;2012 Aoki et al,Respiration.2009;77(3):311−9 Samah et al,Eur J Pharmacol.2012 Aug 15;689(1−3) Galuppo et al,Int J Immunopathol Pharmacol.2010 Oct−Dec;23(4):1033−46
現在、PPARパンアゴニスト、すなわち3つのPPAR受容体(PPARα、PPARγ及びPPARδ)全てを活性化する化合物が様々な線維性疾患の治療で有益な効果を発揮することが分かっている。したがって、本発明は、線維性疾患の治療法に用いられるPPARパンアゴニストを提供する。本発明はまた、線維性疾患を治療するための組成物及び方法を提供する。
一実施形態では、上記線維性疾患は、線維症を発症する可能性がある臓器、例えば心臓、肺、肝臓、腎臓、胃腸管、皮膚等に影響を及ぼす疾患である。
他の実施形態では、上記線維性疾患は、肝線維症、脂肪肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎、慢性腎臓病、肺線維性疾患(特発性肺線維症等)及び全身性強皮症から選択される。
上記実施形態と組み合わせてもよい他の実施形態では、上記PPARパンアゴニストは経口投与用である。
媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスの血漿トリグリセリド濃度を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのコラーゲン沈着量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのTGFβ−1発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのCol1a発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのα−SMA発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのMCP−1発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したCCl暴露マウスのフィブロネクチン発現量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスの血清尿素濃度を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスの尿量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスの尿アルブミン量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスのオステオポンチン量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスのMCP−1量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスのTGFβR1発現量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスのCol1a発現量を示す。 媒体、カプトプリル、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスのCol3a発現量を示す。 媒体及び化合物Aで処置した抗GBM暴露マウスの病的糸球体数を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのコラーゲン沈着量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのTIMP−1量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのMCP−1量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのオステオポンチン量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのTGFβR1発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのCol1a発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのCol3a発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのTIMP−1発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのMCP−1発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのオステオポンチン発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのフィブロネクチン発現量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスの真皮の厚さを示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのヒドロキシプロリン量を示す。 媒体、化合物A及びロシグリタゾンで処置したブレオマイシン暴露マウスのコラーゲン量を示す。 化合物AによるヒトPPARα、γ及びδ受容体の活性化を上記化合物の濃度の関数として示す。 化合物AによるマウスPPARα、γ及びδ受容体の活性化を上記化合物の濃度の関数として示す。 初代ヒト肺線維芽細胞のPDGF誘導性増殖に及ぼす化合物A、フェノフィブリン酸及びロシグリタゾンの効果を示す 初代ヒト皮膚線維芽細胞のPDGF誘導性増殖に及ぼす化合物A、フェノフィブリン酸及びロシグリタゾンの効果を示す。 初代ヒト肺線維芽細胞のTGFβ誘導性FMTに及ぼす化合物A、フェノフィブリン酸及びロシグリタゾンの効果を示す。 初代ヒト皮膚線維芽細胞のTGFβ誘導性FMTに及ぼす化合物A、フェノフィブリン酸及びロシグリタゾンの効果を示す。
図1〜図7の凡例:オイル群では、バーは左から右に媒体、化合物A(100mg/kg)及びロシグリタゾンを表す。CCl群では、バーは左から右に媒体、化合物A(30mg/kg)、化合物A(100mg/kg)及びロシグリタゾンを表す。
図8〜図15の凡例:バーは左から右に対照マウス、媒体で処置した抗GBM暴露マウス、カプトプリルで処置した抗GBM暴露マウス、ロシグリタゾンで処置した抗GBM暴露マウス、ピオグリタゾンで処置した抗GBM暴露マウス、化合物A(30mg/kg)で処置した抗GBM暴露マウス及び化合物A(100mg/kg)で処置した抗GBM暴露マウスを表す。
図16の凡例:バーは左から右に媒体で処置した抗GBM暴露マウス及び化合物A(100mg/kg)で処置した抗GBM暴露マウスを表す。
図17〜図27の凡例:生理食塩水群では、バーは左から右に媒体、化合物A(100mg/kg)及びロシグリタゾンを表す。ブレオマイシン群では、バーは左から右に媒体、化合物A(30mg/kg)、化合物A(100mg/kg)及びロシグリタゾンを表す。
図28〜図30の凡例:Bleo=ブレオマイシン;IVA30=化合物A(30mg/kg);IVA100=化合物A(100mg/kg);Ros=ロシグリタゾン。
図33〜図36の凡例:Rosi=ロシグリタゾン;Feno=フェノフィブリン酸。
図1〜図36において、化合物Aは5−クロロ−1−[(6−ベンゾチアゾリル)スルホニル]−1H−インドール−2−ブタン酸である。
脂肪、アルコール、ウイルス又は化学物質によって引き起こされる慢性肝損傷は、肝星状細胞の活性化を誘導して多量の細胞外基質(コラーゲン等)を分泌させ得るため、細胞外基質の過剰沈着の結果として肝線維症が発症し得る。
慢性腎臓病(CKD)は、腎臓への様々な侵襲の結果であり、正常集団の約10%に影響を及ぼす。該疾患は間質性線維症を特徴とする進行性過程である。CKD患者の治療の主要な目的は、CKDの進行を防止する又は少なくとも遅らせることである。
特発性肺線維症(IPF)、びまん性間質性肺線維症、炎症性肺線維症又は線維性肺胞炎とも呼ばれる肺線維症は、炎症性肺疾患であり、肺胞炎によって引き起こされる肺胞間の線維組織の異常形成を特徴とする異種疾患群であり、肺胞中隔への炎症性細胞の浸潤が起こり、その結果、線維症が発症する。IPFの影響は、慢性かつ進行性で、多くの場合は致死的である。肺線維症に関する多くの研究から、肺でのいくつかのサイトカインの発現の持続及び増加が、炎症細胞の動員及び細胞外基質成分の蓄積と、その後の肺構造のリモデリングに関与していることが示されている。特に、炎症促進性サイトカイン(TNF−α及びインターロイキンIL−lβ等)が肺臓炎及び肺線維症の形成に大きな役割を果たすことが明らかとなった。また、線維化促進性サイトカイン(TGF−α及びCTGF等)も肺線維症の病態形成に重要な役割を果たす。
強皮症は、小血管障害及び免疫媒介性線維症の結果、皮膚が厚くなり、様々な度合いの臓器機能障害が引き起こされる疾患である。この疾患の臨床的徴候は極めて不均一であり、内臓合併症の存在及び度合いに依存する。患者は、限局性皮膚線維症のみ(限局性強皮症)から皮膚及び内臓合併症の両方を伴う全身性疾患までにわたる疾患スペクトラムを示し得る。限局性強皮症には、内臓合併症を伴わない様々な皮膚硬化が含まれる。これらの形態の強皮症は、外観を損なう可能性はあるものの、疾患活性を制御するために全身性治療が必要となることは極めてまれである。全身性強皮症は、皮膚及び内臓合併症の度合いに応じてさらに2つの疾患亜型に分けられる。びまん性全身性硬化症の存在は、四肢近位部、躯幹及び顔にわたって広範な皮膚硬化が見られることを示す。限局性全身性硬化症の患者は、手、前腕、足、脚及び顔に限定された線維症を有する。びまん性及び限局性全身性硬化症はいずれも内臓合併症を伴うが、びまん性全身性硬化症患者の方が、臨床的に有意な主要臓器機能不全のリスクが高い。限局性全身性硬化症患者の一部は、さらに、石灰沈着症、レイノー現象、食道運動障害、強指症及び皮膚毛細血管拡張症を伴うCREST症候群を有するものとして分類される。硬化を伴わない強皮症は希少疾患であって、患者は皮膚硬化の非存在下で内臓に血管損傷及び線維性損傷を発症する。全身性硬化症の病態生理は血管損傷及び線維芽細胞の活性化を含み、様々な組織でコラーゲン及び他の細胞外タンパク質が過剰産生される。強皮症は、免疫系の活性化、内皮機能不全及び線維芽細胞活性の増加により特徴づけられる。全身性硬化症の発症につながる正確な誘導イベントは現在のところ不明である。インターロイキン−4及びトランスフォーミング増殖因子−β(TGF−β)を含むいくつかのサイトカインが、強皮症患者の線維芽細胞の活性化に関わっている。これらのサイトカインは、活性化された免疫細胞、線維芽細胞及び内皮細胞から放出される。活性化された線維芽細胞は、皮膚及び各種内臓で構造的に正常なコラーゲン及び他の細胞外基質タンパク質を産生する。
本発明は、PPARパンアゴニストが上述したような線維性疾患の治療に有益な効果を発揮するという知見に基づいている。本発明では、「PPARパンアゴニスト」とは、PPARα受容体、PPARγ受容体及びPPARδ受容体のそれぞれを有意に活性化する化合物、すなわちそれぞれのEC50値に基づいて個々にPPARαアゴニスト、PPARγアゴニスト及びPPARδアゴニストと見なされる化合物を意味するものである。本発明によれば、PPARα受容体、PPARγ受容体及びPPARδ受容体の有意な活性化が達成されるのは、各受容体のEC50が10−6M以下の場合である。3つの受容体亜型のEC50の差は、2桁未満(すなわち、2つの受容体亜型のEC50の比率が100未満又は0.01超のいずれか)であることが好ましい。一実施形態では、上記PPARパンアゴニストはベザフィブラートではない。
したがって、一態様では本発明は、線維性疾患の治療に用いられるPPARパンアゴニストを提供する。
一実施形態では、上記線維性疾患は、心臓、肺、肝臓、腎臓、胃腸管、皮膚など、線維症を発症する可能性がある臓器に影響を及ぼす疾患である。
さらなる実施形態では、上記線維性疾患は、肝線維症、脂肪肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎、慢性腎臓病、肺線維性疾患、全身性強皮症から選択される。
さらなる実施形態では、上記線維性疾患は、肝臓病、好ましくは肝線維症、脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎である。
さらなる実施形態では、上記線維性疾患は慢性腎臓病である。この疾患は、とりわけ、腎症(膜性腎症、糖尿病性腎症及び高血圧性腎症等)、糸球体腎炎(膜性糸球体腎炎及び膜性増殖性糸球体腎炎(例えば急速進行性糸球体腎炎)等)、間質性腎炎、ループス腎炎、特発性ネフローゼ症候群(微小変化型ネフローゼ症候群及び巣状分節状糸球体硬化等)、閉塞性尿路障害、多発性嚢胞腎(常染色体優性多発性嚢胞腎及び常染色体劣性多発性嚢胞腎等)及び腎移植拒絶反応(急性及び慢性腎拒絶反応等)から選択される。
さらなる実施形態では、上記線維性疾患は、肺線維性疾患、好ましくは特発性肺線維症である。
さらなる実施形態では、上記線維性疾患は、全身性強皮症等の皮膚線維症である。
上記実施形態のいずれかと組み合わせてもよいさらなる実施形態では、上記PPARパンアゴニストは経口投与用である。
上記PPARパンアゴニストは、投与用医薬組成物に製剤化することができる。
したがって、別の態様では本発明は、本発明の第1の態様の様々な実施形態で上述した線維性疾患の治療に用いられる、薬学的に許容される賦形剤と共にPPARパンアゴニストを含む医薬組成物を提供する。一実施形態では、上記組成物は、治療上有効量のPPARパンアゴニストを含む。本発明では、「治療上有効量」とは、所望の効果をもたらすのに充分な量のPPARパンアゴニストを意味する。最終的には、主治医が適切な量及び投薬計画を決定する。
さらに他の態様では本発明は、本発明の第1の態様の様々な実施形態で上述した線維性疾患の治療のための薬剤の製造でのPPARパンアゴニストの使用を提供する。
さらに他の態様では本発明は、本発明の第1の態様の様々な実施形態で上述した線維性疾患を治療する方法を提供する。上記方法は、必要とする対象に治療上有効量のPPARパンアゴニストを投与することを含む。上記対象は、典型的には哺乳類、好ましくはヒトである。「治療上有効量」とは上記と同じ意味である。
上記PPARパンアゴニストは、通常、1種以上の薬学的に許容される賦形剤と関連させて製剤として投与される。本明細書で「賦形剤」とは、上記PPARパンアゴニスト以外の任意の成分を表すのに用いられる。賦形剤の選択は、大体において、具体的な投与方法、賦形剤の溶解度及び安定性に及ぼす効果、投与形態の特性等の各要因に依存する。
上記PPARパンアゴニストの送達に好適な医薬組成物及びその製造方法は、当業者であればすぐに分かるであろう。そのような組成物及びその製造方法は、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences,19th Edition(Mack Publishing Company,1995)(参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。
経口投与
上記PPARパンアゴニストは経口投与してもよい。経口投与では、化合物が胃腸管に入るよう飲み込んでもよく、及び/又は、化合物が口から直接血流に入るよう口腔投与、経舌投与又は舌下投与してもよい。経口投与に好適な製剤としては、固形、半固形及び液状システムが挙げられ、例えば錠剤;多粒子、ナノ粒子、液体若しくは粉末を含むソフト若しくはハードカプセル;トローチ剤(液体充填物を含む);咀嚼錠;ゲル;高速分散投与形態;フィルム;腟坐薬;スプレー;及び口腔/粘膜付着性パッチ等が挙げられる。
液体製剤としては、懸濁液、溶液、シロップ及びエリキシル剤が挙げられる。そのような製剤は、ソフト又はハードカプセル(ゼラチン又はヒドロキシプロピルメチルセルロース製など)の充填剤として使用してもよく、通常、担体(水、エタノール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセルロース又は好適なオイル等)と、1種以上の乳化剤及び/又は懸濁剤を含む。また、液体製剤は、小袋等に入った固体を再構成して調製してもよい。
錠剤又はカプセル投与形態では、投与量により異なるものの、上記薬剤は、投与形態の1重量%〜80重量%、より典型的には投与形態の5重量%〜60重量%を占めていてもよい。上記薬剤に加えて、錠剤は通常は崩壊剤を含む。崩壊剤としては、例えばデンプングリコール酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、クロスカルメロースナトリウム、クロスポビドン、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、微結晶性セルロース、低級アルキル置換ヒドロキシプロピルセルロース、澱粉、アルファ化澱粉及びアルギン酸ナトリウムが挙げられる。崩壊剤は、通常、投与形態の1重量%〜25重量%、好ましくは5重量%〜20重量%である。
通常はバインダを用いて錠剤製剤に凝集性を付与する。好適なバインダとしては、微結晶性セルロース、ゼラチン、糖、ポリエチレングリコール、天然ゴム及び合成ゴム、ポリビニルピロリドン、アルファ化澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロースが挙げられる。また、錠剤は希釈剤を含んでいてもよく、例えばラクトース(一水和物、噴霧乾燥一水和物、無水物等)、マンニトール、キシリトール、ブドウ糖、ショ糖、ソルビトール、微結晶性セルロース、澱粉及び二塩基性リン酸カルシウム二水和物が挙げられる。
また、錠剤又はカプセルは、必要に応じて界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム、ポリソルベート80等)及び流動促進剤(二酸化ケイ素、タルク等)を含んでいてもよい。含まれる場合、界面活性剤は錠剤の0.2重量%〜5重量%であってもよく、流動促進剤は錠剤の0.2重量%〜1重量%であってもよい。
また、錠剤は通常は潤滑剤を含み、例えばステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリルフマル酸ナトリウム及びステアリン酸マグネシウムとラウリル硫酸ナトリウムとの混合物が挙げられる。潤滑剤は、通常、錠剤の0.25重量%〜10重量%、好ましくは0.5重量%〜3重量%である。
その他の考えられる成分としては、抗酸化剤、着色剤、フレーバー剤、保管料及び矯味剤が挙げられる。
例えば、錠剤は、約80重量%以下の薬剤、約10重量%〜約90重量%のバインダ、約0重量%〜約85重量%の希釈剤、約2重量%〜約10重量%の崩壊剤及び約0.25重量%〜約10重量%の潤滑剤を含む。
錠剤ブレンドを直接又はローラーを用いて圧縮して錠剤を形成してもよい。あるいは、錠剤ブレンド又はブレンドの一部に湿式造粒、乾式造粒、溶融造粒、溶融凝固又は押し出し成形を行ってから打錠してもよい。最終製剤は、1つ以上の層を含んでいてもよく、コーティングされていてもいなくてもよく、さらには、カプセルに封入されていてもよい。
非経口投与
上記PPARパンアゴニストはまた、血流、筋肉又は内臓に直接投与してもよい。好適な非経口投与手段としては、静脈内投与、動脈内投与、腹腔内投与、くも膜下腔内投与、脳室内投与、尿道内投与、胸骨内投与、頭蓋内投与、筋肉内投与、滑液嚢内投与及び皮下投与が挙げられる。非経口投与に好適な装置としては、針(マイクロニードルを含む)付き注入器、針なし注入器及び輸液技術が挙げられる。
非経口製剤は、典型的には、賦形剤(塩、炭水化物及び緩衝液等)を(好ましくはpH3〜9まで)含んでいてもよい水溶液であるが、いくつかの用途では、滅菌した非水溶液、又は、好適な媒体(発熱物質を含まない滅菌水等)と共に用いられる乾燥剤形としてより好適に製剤化できる。
凍結乾燥等の滅菌条件での非経口製剤の調製は、当業者に周知の標準的医薬品技術を用いて容易に行うことができる。
非経口溶液の調製で使用されるPPARパンアゴニストの溶解度は、溶解度向上剤の配合やSMEDDS(自己微小乳化型薬物送達システム)等の技術など、適切な製剤化方法を用いて高めることができる。
非経口投与用製剤は、即時放出型及び/又は放出調節型として製剤化してもよい。放出調節型製剤には、遅延放出型、徐放型、パルス放出型、制御放出型、標的放出型及びプログラム放出型が含まれる。上記PPARパンアゴニストは、活性化合物の放出調節を行う移植デポー剤として投与される懸濁剤、固体、半固体又は揺変性液体として製剤化してもよい。そのような製剤としては、例えば、薬剤でコーティングしたステントや、薬剤を充填したポリ(dl−乳酸−coグリコール)酸(PGLA)マイクロスフェアを含む半固体及び懸濁剤が挙げられる。
吸入/鼻腔内投与
PPARパンアゴニストはまた、鼻腔内投与すなわち吸入により投与してもよく、典型的には、乾燥粉末吸入器から乾燥粉末(単独又は混合物(ラクトースとの乾燥ブレンド又はリン脂質(例えばホスファチジルコリン)等と混合した混合成分粒子等))の形態で、好適な噴霧剤(1,1,1,2−テトラフルオロエタン又は1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン等)を使用した又は使用しない加圧容器、ポンプ、スプレー、アトマイザー(好ましくは電気流体力学を用いて微細な霧を形成するアトマイザー)又はネブライザーからのエアロゾルスプレーとして、あるいは点鼻薬として投与してもよい。鼻腔内投与で使用する場合、上記粉末は、生体接着剤(キトサン又はシクロデキストリン等)を含んでいてもよい。
加圧容器、ポンプ、スプレー、アトマイザー又はネブライザーは、例えばエタノール、エタノール水溶液、又は、活性剤を分散、可溶化又は持続放出させるのに好適な別の物質、溶媒としての噴霧剤及び必要に応じて界面活性剤(三オレイン酸ソルビタン、オレイン酸又はオリゴ乳酸等)を含むPPARパンアゴニストの溶液又は懸濁剤を含む。
乾燥粉末又は懸濁剤製剤で使用する前に、上記薬剤物質は、吸入による送達に好適なサイズ(典型的には5μm未満)まで微粉末化される。これは、らせんジェットミル法、流動層ジェットミル法、ナノ粒子を形成する超臨界流体処理法、高圧均質化法又はスプレー乾燥法等の適切な粉砕方法により達成できる。
吸入器又は吹き付け器に用いるカプセル(ゼラチン又はヒドロキシプロピルメチルセルロース製など)、ブリスター及びカートリッジは、PPARパンアゴニスト、好適な粉末基剤(ラクトース、澱粉等)及び特性調節剤(l−ロイシン、マンニトール又はステアリン酸マグネシウム等)の粉末ミックスを含むように製剤化してもよい。ラクトースは、無水物又は一水和物の形態であってもよく、後者が好ましい。その他の好適な賦形剤としては、デキストラン、グルコース、マルトース、ソルビトール、キシリトール、フルクトース、スクロース及びトレハロースが挙げられる。
電気流体力学を用いて微細な霧を形成するアトマイザーに使用される好適な溶液製剤は、作動1回につき1μg〜20mgのPPARパンアゴニストを含んでいてもよく、作動体積は1μl〜100μlの範囲で変化してもよい。典型的な製剤は、PPARパンアゴニスト、プロピレングリコール、滅菌水、エタノール及び塩化ナトリウムを含んでいてもよい。プロピレングリコールの代わりに使用してもよい別の溶媒としては、グリセリン及びポリエチレングリコールが挙げられる。
吸入/鼻腔内投与用の本発明の製剤には好適なフレーバー剤(メントール、レボメントール等)又は甘味料(サッカリン、サッカリンナトリウム等)を添加してもよい。
吸入/鼻腔内投与用製剤は、PGLA等を用いて即時放出型及び/又は放出調節型として製剤化してもよい。放出調節型製剤には、遅延放出型、徐放型、パルス放出型、制御放出型、標的放出型及びプログラム放出型が含まれる。
乾燥粉末吸入器及び噴霧器の場合、投与単位は定量を送達するバルブによって決定される。本発明において単位は、典型的には1μg〜10mgのPPARパンアゴニストを含む定量又は「パフ」を投与するように設定される。1日の全投与量は、典型的には1μg〜200mgの範囲であり、単回投与してもよいが、より典型的には複数回に分けて1日を通して投与する。
局所投与
上記PPARパンアゴニストはまた、皮膚又は粘膜へ局所投与、皮膚(内)投与又は経皮投与してもよい。この目的のための典型的な製剤としては、ゲル、ヒドロゲル、ローション、溶液、クリーム、軟膏、散布剤、被覆材、発泡体、フィルム、皮膚パッチ、ウエハー、インプラント、スポンジ、線維、包帯及びマイクロエマルションが挙げられる。リポソームを使用してもよい。典型的な担体としては、アルコール、水、鉱油、流動ワセリン、白色ワセリン、グリセリン、ポリエチレングリコール及びプロピレングリコールが挙げられる。浸透促進剤を配合してもよい。
その他の局所投与手段としては、電気穿孔法、イオン泳動、フォノフォレシス、ソノフォレーシス及びマイクロニードルを使用した又は使用しない(Powderject(TM)、Bioject(TM)等)注入による送達が挙げられる。
局所投与用製剤は、即時放出型及び/又は放出調節型として製剤化してもよい。放出調節型製剤には、遅延放出型、徐放型、パルス放出型、制御放出型、標的放出型及びプログラム放出型が含まれる。
経口及び非経口投与は、線維性疾患の種類に関わらず好適である。上記線維性疾患が例えば全身性強皮症である場合、局所投与が好適である。上記線維性疾患が例えば肺線維症又は全身性強皮症である場合、吸入/鼻腔内投与が好適である。
経口投与の場合、上記PPARパンアゴニストを1日あたり約100mg〜約3,000mg、好ましくは1日あたり約500mg〜約3,000mgの範囲の投与量で患者に投与することができる。1日の総投与量は、単回投与又は複数回に分けて投与してもよい。本発明に係る医薬組成物は、典型的にはPPARパンアゴニストを約100〜約1000mg、例えば100mg、200mg、500mg、750mg又は1000mg含んでいてもよい。
典型的には、1%メチルセルロース溶液中のPPARパンアゴニストの懸濁液及び1%メチルセルロース+0.5%ポロキサマー中のPPARパンアゴニストの懸濁液を調製した。また、PPARパンアゴニストを25mg、50mg又は200mg含むカプセルも調製した。また、PPARパンアゴニストを30%/70%(w/w)PEG400/0.05Mリン酸バッファー緩衝液(pH8、25〜100μg/ml)に溶解させたIV製剤も調製した。
本発明の態様のいずれかの上記実施形態のいずれかと組み合わせてもよいさらなる実施形態では、上記PPARパンアゴニストは5−クロロ−1−[(6−ベンゾチアゾリル)スルホニル]−1H−インドール−2−ブタン酸(「化合物A」とも言う)である。化合物A及びその製造方法はWO2007/026097に記載されている。化合物Aは、PPARα受容体、PPARγ受容体及びPPARδ受容体のそれぞれを活性化することが分かっている。本発明では化合物Aは、その薬学的に許容される塩又は溶媒和物のいずれかの形態で用いることができる。本明細書で「溶媒和物」とは、化合物Aと1種以上の薬学的に許容される溶媒分子(エタノール等)とを含む分子錯体を表すのに用いられる。「水和物」とは、上記溶媒が水である場合に用いられる。化合物Aの薬学的に許容される塩としては、その酸付加塩及び塩基塩が挙げられる。
好適な酸付加塩は、非毒性塩を形成する酸から形成される。例としては、酢酸塩、アジピン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベシル酸塩、重炭酸塩/炭酸塩、重硫酸塩/硫酸塩、ホウ酸塩、カンシル酸塩、クエン酸塩、シクラミン酸塩、エジシル酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルセプト酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、ヒベンズ酸塩、塩酸塩/塩化物、臭化水素酸塩/臭化物、ヨウ化水素酸塩/ヨウ化物、イセチオン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メシル酸塩、メチル硫酸塩、ナフチル酸塩、2−ナプシル酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オロチン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、リン酸塩/リン酸水素塩/リン酸二水素塩、ピログルタミン酸塩、サッカリン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、タンニン酸塩、酒石酸塩、トシル酸塩、トリフルオロ酢酸塩及びキシナホ酸塩が挙げられる。
好適な塩基塩は、非毒性塩を形成する塩基から形成される。例としては、アルミニウム塩、アルギニン塩、ベンザチン塩、カルシウム塩、コリン塩、ジエチルアミン塩、ジオールアミン塩、グリシン塩、リシン塩、マグネシウム塩、メグルミン塩、オラミン塩、カリウム塩、ナトリウム塩、トロメタミン塩及び亜鉛塩が挙げられる。
また、酸及び塩基のヘミ塩、例えばヘミ硫酸塩及びヘミカルシウム塩等を形成してもよい。
化合物Aの薬学的に許容される塩は、以下の3つの方法のうち1つ以上により調製してもよい。
(i)上記化合物を所望の酸又は塩基と反応させる。
(ii)上記化合物の好適な前駆体から酸又は塩基に不安定な保護基を除去する、あるいは、所望の酸又は塩基を使用して好適な環状前駆体(ラクトン、ラクタム等)を開環させる。
(iii)適切な酸又は塩基と反応させるか、あるいは好適なイオン交換カラムを用いることにより、上記化合物の塩を別の塩に変換する。
3つ反応はいずれも、典型的には溶液中で行われる。得られた塩を析出させてろ過により回収してもよく、あるいは溶媒を蒸発させて回収してもよい。得られる塩の電離度は、完全電離からほとんど非電離まで様々であってもよい。
本発明を以下の実施例により例示する。
実施例1:マウスでの四塩化炭素誘導肝線維症の発症に及ぼす化合物Aの効果及び公知PPARγアゴニストとの比較
四塩化炭素(CCl)が、マウスモデルにおいて肝細胞ミトコンドリア機能不全及び酸化ストレスを誘導して、コラーゲン沈着及び肝線維症を引き起こすことが報告されている(Yao T et al.,Am J Physiol.1994 Sep;267(3 Pt 1):G476−84)。したがって、化合物A及び公知PPARγアゴニストであるロシグリタゾンの効果をCCl誘導肝線維症のマウスモデルで評価した。
2つの異なる投与量(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)の化合物A又は5mg/kg/日のPPARγ基準化合物ロシグリタゾンを22日間毎日マウスに経口投与した。この処置の終了時にマウスを屠殺し、血漿試料及び肝臓を採取した。肝炎及び線維症に関与していることが知られている遺伝子の発現及びコラーゲン沈着を定量化し、いくつかの関連する血漿バイオマーカーを測定した。
22日間媒体を経口投与したCCl暴露マウスは、肝臓組織のコラーゲン量の統計的に有意な増加に示されるように肝線維症を呈した。化合物Aでの処置では、肝線維症が80%(30mg/kg/日)、89%(100mg/kg/日)有意に低下し、関連するマーカーの多くが改善した。ロシグリタゾンでの処置では、肝線維症が54%しか低下せず、ほとんどのマーカーが変化しなかったか、あるいは悪化さえした。
材料及び方法
実験は、56匹の雄性C57BL/6Jマウス(JANVIER LABS社(フランス国サン=ベルトヴァンC.S.4105))を用いて行った。実験開始時のマウス体重は21〜24gであった。マウスを3〜10匹からなる各群に分けてポリプロピレン製ケージ(床面積=1032cm)で標準的な条件下、すなわち室温(22±2℃)、湿度(55±10%)、明暗サイクル(12時間/12時間)、換気(15〜20体積/時)、水及び餌(SDS、RM1)の自由摂取で飼育した。実験前の少なくとも5日間はマウスを馴化した。消えない標識を尾に付けてマウスに番号を付けた。
化合物A(3mg/mL及び10mg/mL)及びロシグリタゾン(0.5mg/mL)の調製済懸濁液を5±3℃で保管した。媒体(メチルセルロース(400cP)1%+0.1%ポロキサマー188)の調製済製剤も5±3℃で保管した。四塩化炭素(CCl)(Sigma Chemical社(フランス国サン=カンタン=ファラヴィエ))は、ヒマワリ油(v/v=1/11)を用いて各投与日に新しく調製した。
投与
マウスを以下の群に割り当てた。
1.ヒマワリ油(3週間週2回腹腔内投与)/媒体(22日間1日1回経口投与)、n=7
2.ヒマワリ油(3週間週2回腹腔内投与)/化合物A(100mg/kg/日を22日間1日1回経口投与)、n=8
3.ヒマワリ油(3週間週2回腹腔内投与)/ロシグリタゾン(5mg/kg/日を22日間1日1回経口投与)、n=8
4.CCl(3.5mL/kgを3週間週2回腹腔内投与)/媒体(22日間1日1回経口投与)、n=8
5.CCl(3.5mL/kgを3週間週2回腹腔内投与)/化合物A(30mg/kg/日を22日間1日1回経口投与)、n=8
6.CCl(3.5mL/kgを3週間週2回腹腔内投与)/化合物A(100mg/kg/日を22日間1日1回経口投与)、n=7
7.CCl(3.5mL/kgを3週間週2回腹腔内投与)/ロシグリタゾン(5mg/kg/日を22日間1日1回経口投与)、n=8
3週間の間、週に2日午前中に100μLのCCl(ヒマワリ油中3.5mL/kg(v/v=1/11))又は100μLのヒマワリ油をマウスに腹腔内投与した。並行して、22日間の間(0日目〜21日目)、1日1回マウスに媒体、化合物A又はロシグリタゾンを経口投与した。媒体、化合物A又はロシグリタゾンとCClを共に投与する日は、ヒマワリ油又はCClを投与する6時間前に媒体、化合物A又はロシグリタゾンを投与した。試験化合物の投与容量は、経口投与で10mL/kg(体重)であった。
最終採血
21日目の投与2時間後に、ペントバルビタール(60mg/kg、腹腔内投与)で動物に麻酔をかけ、心穿刺により採血した。動物毎に正確な投与時間及び試料採取時間を記した。血液試料(全血0.9mL)を予め冷却しておいた2mL容リチウム−ヘパリン採血管に入れた。この血液試料を穏やかに混合し、砕いた氷上に置き、採血30分以内に約+4℃、約1500×gで10分間遠心分離した。血液試料毎に、得られた血漿を2等分(それぞれ少なくとも100μL)し、使い捨てプラスチック材料を用いてポリプロピレン管に移した。試料を直立させた状態ですぐに冷凍庫に移して−20℃に保った。
最終採血後、肝臓組織を摘出した。
・第1の組織試料(約50mg)を採取し、パラホルムアルデヒドで固定し、5±3℃とした。
・第2の組織試料(200mg)を液体窒素中で冷凍し、−20℃に保った。
測定パラメータ
コラーゲン
コラーゲンの定量は、切片をピクロシリウスレッドで染色し、マイヤーヘマトキシリンで対比染色した。全てのスライドをデジタル化し、image Jソフトウェア(バージョン1.42、米国国立衛生研究所)により3つの異なる切片の5つの重なっていない視野を無作為に分析した。全てのスライドは、厳密に同じ条件で一人の実験者により分析した。
遺伝子発現
少量の凍結肝臓試料(50〜100mg)のmRNA抽出を行った。簡単に説明すると、乳鉢と乳棒を用いて試料を低温ですり潰した。次いで、Retsch MM300装置で大理石(2×5mn)と1mlのQIAzol溶解試薬(Qiagen製、参照番号79306)を用いて試料を均質化した。Qiagen Rneasy lipid Kit(参照番号74804)を用いて製造者の指示に従って肝臓ホモジネートのRNA抽出を完了した。Nanodrop(ND2000、Thermo Scientific社)でRNA量を測定し、RNA特性をBioanalyzer(2100、Agilent Technology社)で確認した。
Iscriptキット(Biorad社、参照番号170−8891)を用いて製造者の指示に従って全RNA100ngについてランダムプライマーによるcDNA合成を行った。ABI Prism7900配列検出システム(APPLIED BIOSYSTEMS社)でIq ITaq SYBR Green Universal Rox(参照番号1725124、Biorad社)と専用QPCRプライマーを用いて7.5ngRNA当量のリアルタイムPCRを行った。いくつかのmRNA転写物には、蛍光色素FAMで標識したTaqManプローブとUniversal PCR MasterMix No AmpErase UNG(APPLIED BIOSYSTEMS社、参照番号4324020)を用いて定量を行った。アッセイに用いたプライマーを以下の表に示す。
Figure 0006557684
ABI PRISM7900装置でリアルタイムPCRを行った。ABI7900からの生データをテキスト形式で書き出した。エクセル解析を行い、標準化のためにハウスキーピング遺伝子としてRplp0を使用し、基準対照として無処置動物(媒体群)の平均データを用いて転写物の相対量を「デルタデルタCT法」(Livak et al.Methods 2001)により算出した。各RNA試料を逆転写し、3連で定量した。
肝臓バイオマーカー
肝臓タンパク質抽出プロトコル:
T−PER(R)を用いた抽出:Tissue Protein Extraction Reagent(製品番号78510(ロット:NG174004)、Thermo Scientific社)とHalt Protease Inhibitor Single−Use Cocktail(EDTAフリー(100×)、製品番号78425(ロット番号NL178051)、Thermo Fischer社)
実験中ずっと、肝臓試料及び上澄みを氷上に保った。抽出に関して、製造者は100μlのT−Per+1μlの「Halt Protease」(100×)に対して10mgの組織の使用を推奨している。
50mlのT−Per緩衝液を調製し、これに500μlの「Halt Protease」(100×)を添加し、混合物を氷上に保った。解凍したばかりの肝臓試料を50〜70mg秤取り、細かく刻み、1mlの冷PBSを添加して組織を洗浄した。この混合物を4℃で5分間500gで遠心分離し、上澄みを捨てた。100μl/10mgのT−Per+アンチプロテアーゼ(100×)を添加し、肝臓をポッター型ホモジナイザーで5、6回ねじり上下させて破砕した。この混合物を4℃で5分間10000gで遠心分離した。上澄みを取り出し、等分し、その後のバイオマーカー測定まで−20℃で保った。10μlの試料を用いて、MOS:BAP−03−062−01(Kit BCA(Pierce BCAタンパク質アッセイキット)、Pierce Thermo Scientific社、参照番号23225)に記載の手順に従ってMQ水で1/10に希釈した後、BCA法によりタンパク質を定量した。
全てのタンパク質をELISAキットで製造者の指示に従って定量した。
TIMP−1:マウスTIMP−1(R&D SYSTEMS(R)、参照番号TM100)
TGF−β1:Quantikineマウス/ラット/ブタ/イヌTGF−β1免疫アッセイ(R&D SYSTEMS(R)、参照番号MB100B)
データ処理及び統計分析
Graphpadソフトウェア(バージョン5.1)を用いて全てのパラメータを解析した。パラメータは以下のようにして解析した。
・独立した試料に対してスチューデントのt検定を用いて第1群と第4群を比較して実験(CClの効果)を確認した。
・独立した試料に対してスチューデントのt検定を用いて第1群と第2群、第1群と群3を比較して化合物A又はロシグリタゾン単独の効果を調べた。
・一元配置分散分析(処置)を用いて第4群と化合物A処置群(5、6)を比較してCCl誘導肝線維症に及ぼす化合物Aの効果を調べた。分散分析が有意であると分かれば、ダネットの検定を用いた。
・独立した試料に対してスチューデントのt検定を用いて第4群とロシグリタゾン処置群(第7群)を比較してCCl誘導肝線維症に及ぼすロシグリタゾンの効果を調べた。
図1〜図7において、*はp値<0.05、**はp値<0.01、***はp値<0.001を表す。
結果
1/血漿トリグリセリド
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって血漿トリグリセリドが媒体と比べて有意に低下した(それぞれp<0.05、p<0.01)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったものの血漿トリグリセリドが増加した(図1)。
2/コラーゲン沈着
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってコラーゲン量が媒体と比べて有意に低下し(それぞれ−80%(p<0.01)、−89%(p<0.001))、ロシグリタゾンでもコラーゲン量が有意に低下した(−54%(p<0.05))(図2)。
3/TGFβ−1発現
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってTGFβ−1発現が媒体と比べて有意に阻害された(それぞれp<0.01、p<0.001)。一方、ロシグリタゾンではTGFβ−1発現が有意に上方制御された(p<0.001)(図3)。
4/I型コラーゲンαI(Col1a)発現
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってCol1a発現が媒体と比べて有意に阻害された(それぞれp<0.05、p<0.001)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののCol1a発現が上方制御された(図4)。
5/α−SMA発現
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののα−SMA発現が媒体と比べて阻害された。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののα−SMA発現が上方制御された(図5)。
6/MCP−1発現
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってMCP−1発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.05)。一方、ロシグリタゾンでは効果が見られなかった(図6)。
7/フィブロネクチン発現
CCl暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってフィブロネクチン発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.001)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののフィブロネクチン発現が上方制御された(図7)。
これらの結果から、雄性C57BL/6Jマウスに22日間化合物A(30mg/kg/日又は100mg/kg/日)を経口投与することによって、CCl誘導肝線維症が抑制されたことが分かる。該化合物では用量依存効果が得られ、100mg/kg/日で投与した化合物Aでは最大90%のコラーゲン量の低下が見られ、関連マーカーのほとんどが有意に改善した。それに対して、ロシグリタゾンではそれほど顕著な効果は見られず、ほとんどの場合、他のマーカーにも効果が見られなかった。
実施例2:マウスでの抗GBM誘導糸球体腎炎の発症に及ぼす化合物Aの効果並びに公知PPARγアゴニスト及び公知ICEとの比較
マウスの抗GBM(糸球体基底膜)誘導糸球体腎炎は、CKDを防ぐ新規化学物質の可能性を評価するためのインビボモデルとして一般的に用いられている。したがって、化合物A、ロシグリタゾン及びピオグリタゾン(公知PPARγアゴニスト)並びにカプトプリル(公知ICE((アンジオテンシン)変換酵素阻害剤))の効果を上記モデルで評価した。
2つの異なる投与量(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)の化合物A、PPARγ基準化合物であるロシグリタゾン(3mg/kg/日)及びピオグリタゾン(30mg/kg/日)並びに10mg/kg/日の基準ICE化合物カプトプリルを7日間毎日マウスに経口投与した。この処置の終了時にマウスを屠殺し、血漿試料及び腎臓を採取した。CKDに関与していることが知られている遺伝子の発現を定量化し、腎臓パラメータの血漿濃度を測定した。
7日間媒体を経口投与した抗GBM暴露マウスは、媒体と比較した尿中尿素、アルブミン尿、腎臓オステオポンチン、腎臓MCP−1タンパク質量、Col1及びCol3mRNA発現量の統計的に有意な増加によって示されるように、糸球体腎炎及び線維症を呈した。7日間30mg/kg/日及び100mg/kg/日の化合物Aで処置することによって、尿中尿素、アルブミン尿、腎臓オステオポンチン、腎臓MCP−1量、Col1及びCol3mRNA発現量が媒体と比べて低下した(100mg/kg/日では有意)。それに対して、カプトプリルでは、尿中尿素、アルブミン尿、腎臓オステオポンチン、腎臓MCP−1タンパク質量については化合物Aと類似した効果が見られたが、Col1及びCol3発現量が有意に低下することはなかった。しかしながら、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンでは、腎臓オステオポンチン及び腎臓MCP−1量が媒体と比べて有意に増加した。
材料及び方法
実験開始時に8〜10週齢の雌性C57BL/6Jマウス(CERJ Janvier社(フランス国ルジュネスト=サン=ティスル、シェンセク通り))を用いて実験を行った。体重に基づいて3〜4匹からなる各群に分けてマウスを無作為にポリプロピレン製ボックス(床面積=1032cm)に割り当てた。マウスは個々に耳に印を付けた。実験前にマウスを標準的な条件下、すなわち室温(22±2℃)、湿度(55±10%)、明暗サイクル(12時間/12時間)、換気(15〜20体積/時)、水及び餌(SDS、RM1)の自由摂取で1週間馴化した。
媒体[1%メチルセルロース(METOLOSE SM400、400Cps)+0.1%ポロキサマー188]中の化合物A(3mg/mL及び10mg/mL、それぞれ30mg/kg及び100mg/kgの投与量に相当)の調製済懸濁液を使用するまで5℃で保管した。
媒体中のロシグリタゾン(0.3mg/mL、投与量3mg/kgに相当)の調製済懸濁液を使用するまで5℃で保管した。
媒体中のピオグリタゾン(3mg/mL、投与量30mg/kgに相当)の調製済懸濁液を使用するまで5℃で保管した。
媒体中のカプトプリル(1mg/mL、投与量10mg/kgに相当)の調製済懸濁液を使用するまで5℃で保管した。
ヒツジIgG抗体(ab37385、Abcam社)を氷上4℃で調製した。この抗体を生理学的血清中に溶解させて4mg/ml溶液を得た。別に、完全フロイントアジュバント(CFA)をボルテックスで均質化した。5mlルアーロック注射器に2.5mlのCFAを充填した。別の5mlルアーロック注射器に2.5mlのヒツジIgG溶液を充填した。両方の注射器をマイクロエマルションニードルで連結して、注意深く全ての気泡を取り除いた。ヒツジIgG溶液をCFAに注入した。顕著な抵抗の増加が観察されるまで5分間2つの注射器間で混合を繰り返した。そして、マイクロエマルションニードルをinox製メス型ルアーコネクター/メス型ルアーに付け替えた。再度、数分間2つの注射器間で混合した。そして、水中で表面張力を試験した。1mlルアーロック注射器を充填して、注意深く気泡を除去した。23G針を付けて注射器を使用するまで4℃で保管した。
ヒツジ抗ラット糸球体(GBM)血清(PTX−001S、Probetex社)を使用するまで5℃で保管した。
投与
マウスを以下の群に割り当てた。
Figure 0006557684
抗GBM抗体投与の5日前にO/イソフルラン(1L/3%)麻酔下で動物の3つの部位(各臀部で1つ、首筋で1つ)に100μlのヒツジIgG/CFA乳液(200μgのヒツジIgG/500μgの結核菌H37Ra)を皮下注射して免疫化した。
0日目にマウスの体重を測定し、約20〜30分間加熱灯傾斜台下に置いて、尾静脈を血管拡張させて注射時に見えやすいようにした。各動物を注射用円錐で拘束した。マウスに300μlの抗GBM抗体血清を静脈内注射した。そして、マウスに化合物A、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン及びカプトプリルを経口投与し、さらに7日間1日1回(午前中)処置を継続した。約1日おきにマウスの体重を測定した。
6日目にマウスの体重を測定し、利尿ボックスに移して24時間置いた。利尿前後にビブ(bib)の重さを計って水の摂取量を求めた。7日目にマウスの体重を測定し、経口投与し、最初のボックスに戻した。尿を採取し、遠心分離し、測定した。等分したもののいくつかはその後のアッセイ(尿素、クレアチニン、アルブミン...)のために−80℃で冷凍した。
7日目の午後にO/イソフルラン(1L/3%)混合物でマウスに麻酔をかけ、パスツールピペットを用いて後眼窩洞より採血した。全血400μlを乾いた微細管に移した。凝固30分後に血清を採取し、4℃で15分間6000rpmで2回遠心分離した。血清を等分し、その後のアッセイ(尿素、クレアチニン、タンパク質、アディポネクチン)のために−80℃で冷凍した。そして、マウスを頸椎脱臼により安楽死させ、腎臓を採取し、重量を測定した。マウスにつき1個の腎臓の皮質を単離した。以下で詳述するその後のRNA発現分析のために小片を保管した。残りは、その後のアッセイ(TGFβ−1、OPN、MCP−1...)のためにそのまま液体窒素中で冷凍した。残りの腎臓のうち、半分は組織学的分析のために24時間10%緩衝ホルマリン中の個別の組織学用カセットに入れた。
測定パラメータ
遺伝子発現
少量の凍結肝臓試料(50〜100mg)のmRNA抽出を行った。簡単に説明すると、乳鉢と乳棒を用いて試料を低温ですり潰した。次いで、Retsch MM300装置で大理石(2×5mn)と1mlのQIAzol溶解試薬(Qiagen製、参照番号79306)を用いて試料を均質化した。Qiagen Rneasy lipid Kit(参照番号74804)を用いて製造者の指示に従って肝臓ホモジネートのRNA抽出を完了した。Nanodrop(ND2000、Thermo Scientific社)でRNA量を測定し、RNA特性をBioanalyzer(2100、Agilent Technology社)で確認した。
Iscriptキット(Biorad社、参照番号170−8891)を用いて製造者の指示に従って全RNA100ngについてランダムプライマーによるcDNA合成を行った。ABI Prism7900配列検出システム(APPLIED BIOSYSTEMS社)でIq ITaq SYBR Green Universal Rox(参照番号1725124、Biorad社)と専用QPCRプライマーを用いて7.5ngRNA当量のリアルタイムPCRを行った。いくつかのmRNA転写物には、蛍光色素FAMで標識したTaqManプローブとUniversal PCR MasterMix No AmpErase UNG(APPLIED BIOSYSTEMS社、参照番号4324020)を用いて定量を行った。アッセイに用いたプライマーを以下の表に示す。
Figure 0006557684
ABI PRISM7900装置でリアルタイムPCRを行った。ABI7900からの生データをテキスト形式で書き出した。エクセル解析を行い、標準化のためにハウスキーピング遺伝子としてRplp0を使用し、基準対照として無処置動物(媒体群)の平均データを用いて転写物の相対量を「デルタデルタCT法」(Livak et al.Methods 2001)により算出した。各RNA試料を逆転写し、3連で定量した。
尿、血漿及び腎臓バイオマーカー
血清及び尿アッセイ(尿素、クレアチニン、アルブミン及びタンパク質)をKonelab装置及び対応する比色分析試験を用いて行った。
微量アルブミン尿を蛍光キットAlbumin Blue Fluorescent Assay(Active Motif社、参照番号15002)を用いて測定した。
全ての腎タンパク質をELISAキットで製造者の指示に従って定量した。
・オステオポンチン:Quantikineマウスオステオポンチン免疫アッセイ(R&D SYSTEMS(R)、参照番号MOST00)
・MCP−1:QuantikineマウスCCL2/JE/MCP−1ELISAキット(R&D SYSTEMS(R)、参照番号MJE00)
データ処理及び統計分析
Graphpadソフトウェア(バージョン5.1)を用いて全てのパラメータを解析した。一元配置分散分析(処置)を用いてこれらパラメータを解析して、各群(1、2、3、4、5、6及び7)を比較した。分散分析が有意であると分かれば、ダネットの検定を用いて第2群と他の全ての群とを比較した。
図8〜図16において、*はp値<0.05、**はp値<0.01、***はp値<0.001を表す。
結果
1/血清尿素
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によって尿素量が媒体と比べて有意に低下した(p<0.01)。一方、カプトプリルでは、有意水準に達することはなかったものの尿素量が低下し、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれも、有意水準に達することはなかったものの尿素量が増加した(図8)。
2/尿量
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったものの尿量が媒体と比べて低下した。一方、カプトプリルでも、有意水準に達することはなかったものの尿量が低下し、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれも、有意水準に達することはなかったものの尿アルブミンが増加した(図9)。
3/尿アルブミン
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののアルブミン量が媒体と比べて低下した。一方、カプトプリルでも、有意水準に達することはなかったもののアルブミン量が低下し、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののアルブミン量が増加し、ピオグリタゾンではアルブミン量が有意に増加した(p<0.001)(図10)。
4/腎臓オステオポンチン
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってオステオポンチン量が媒体と比べて有意に低下した(p<0.05)。一方、カプトプリルでもオステオポンチン量が有意に低下し(p<0.05)、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれもオステオポンチン量が有意に増加した(それぞれp<0.01、p<0.05)(図11)。
5/腎臓MCP−1
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってMCP−1量が媒体と比べて有意に低下した(p<0.001)。一方、カプトプリルでもMCP−1量が有意に低下し(p<0.01)、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれもMCP−1量が有意に増加した(p<0.05)(図12)。
6/TGFβR−1発現
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってTGFβR−1発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.01)。一方、カプトプリルではTGFβ−R1発現に何ら効果が見られず、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれも、有意水準に達することはなかったもののTGFβR−1発現が上方制御された(図13)。
7/I型コラーゲンαI(Col1a)発現
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってCol1a発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.01)。一方、カプトプリルではCol1a発現に何ら効果が見られず、ロシグリタゾン及びピオグリタゾンではいずれもCol1a発現が有意に上方制御された(p<0.001)(図14)。
8/III型コラーゲンαI(Col3a)発現
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってCol3a発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.001)。一方、カプトプリルではCol3a発現に何ら効果が見られず、ロシグリタゾンではCol3a発現が有意に上方制御され(p<0.05)、ピオグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののCol3a発現が上方制御された(図15)。
9/病的糸球体
抗GBM暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によって病的糸球体数が有意に低下した(p<0.001)(図16)。
実施例3:マウスでのブレオマイシン誘導肺線維症の発症に及ぼす化合物Aの効果及び公知PPARγアゴニストとの比較
マウスのブレオマイシン誘導肺線維症は、新規化学物質の抗線維化作用の可能性を評価するのに一般的に用いられるインビボモデルである(Corbel et al,2001;Manoury et al,2006)。したがって、化合物A及び公知PPARγアゴニストであるロシグリタゾンの効果を上記モデルで評価した。C57BL/6Jマウスを選択して試験化合物の効果を評価したが、これはブレオマイシン投与により胃で初期炎症反応が生じて線維化リモデリングが起こる傾向があるためである。
2つの異なる投与量(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)の化合物A及び5mg/kg/日のロシグリタゾンを15日間毎日マウスに経口投与した。この処置の終了時に動物を屠殺し、血漿試料及び肝臓を採取した。肺炎症過程に関与していることが知られている遺伝子の発現を定量化し、肺パラメータの血漿濃度を測定した。
15日間媒体を経口投与したブレオマイシン暴露マウスは、肺オステオポンチン量、肺MCP−1量及び肺TIMP−1量の統計的に有意な増加によって示されるように、肺線維症を呈した。15日間30mg/kg/日及び100mg/kg/日の化合物Aで処置することによって、肺TIMP−1量が媒体と比べて有意に低下し、肺MCP−1量及びオステオポンチン量も、統計的有意水準に達することはなかったものの媒体と比べて低下した。それに対して、ブレオマイシン暴露マウスに15日間毎日5mg/kg/日のロシグリタゾンを経口投与した場合、肺オステオポンチン量、肺MCP−1量及び肺TIMP−1量が、統計的有意水準に達することはなかったものの媒体と比べて増加した。
材料及び方法
77匹の雄性C57BL/6Jマウス(JANVIER LABS社(フランス国F−53941サン=ベルトヴァン、C.S.4105))を用いて実験を行った。実験開始時にマウスの体重は20〜25gであった。マウスを3〜10匹からなる各群に分けてポリプロピレン製ケージ(床面積=1032cm)で標準的な条件下、すなわち室温(22±2℃)、湿度(55±10%)、明暗サイクル(12時間/12時間)、換気(15〜20体積/時)、水及び餌(SDS、RM1)の自由摂取で飼育した。実験前の少なくとも5日間はマウスを馴化した。消えない標識を尾に付けてマウスに番号を付けた。
調製済懸濁液として、化合物A(3mg/mL及び10mg/mL)及びロシグリタゾン(0.5mg/mL)を1%メチルセルロース(METOLOSE SM400、400Cps)+0.1%ポロキサマー188を用いて製剤化し、試験中は5±3℃で保管した。媒体として1%メチルセルロース(METOLOSE SM400、400Cps)+0.1%ポロキサマー188を使用し、試験中は5±3℃で保管した。使用する直前にブレオマイシン(Laboratoire Bellon社)を0.9%NaCl(CDM Lavoisier社(フランス国))に溶解させた。
投与
マウスを以下の群に割り当てた。
1.0.9%NaCl+媒体(15日間1日1回経口投与)、n=11
2.0.9%NaCl+化合物A(100mg/kg/日を15日間1日1回経口投与)、n=11
3.0.9%NaCl+ロシグリタゾン(5mg/kg/日を15日間1日1回経口投与)、n=11
4.ブレオマイシン(0.3mg)+媒体(15日間1日1回経口投与)、n=10
5.ブレオマイシン(0.3mg)+化合物A(30mg/kg/日を15日間1日1回経口投与)、n=9
6.ブレオマイシン(0.3mg)+化合物A(100mg/kg/日を15日間1日1回経口投与)、n=7
7.ブレオマイシン(0.3mg)+ロシグリタゾン(5mg/kg/日を15日間1日1回経口投与)、n=6
1日目にエトミデート(15〜20mg/kg、腹腔内投与)でマウスに麻酔をかけてから、ブレオマイシン硫酸塩(0.9%NaCl中0.3mg(300IU)、50μL/マウス(25μL/鼻孔))又は0.9%NaCl(50μL/マウス(25μL/鼻孔))を鼻腔内投与した。マウスに媒体、化合物A又はロシグリタゾンを15日間(0日目〜14日目)1日1回経口投与した。1日目の媒体、化合物A又はロシグリタゾンの投与は、0.9%NaCl又はブレオマイシンを投与する6時間前に行った。試験化合物の投与容量は、経口投与では10mL/kg(体重)であった。
最終採血
14日目の投与2時間後に、ペントバルビタール(60mg/kg、腹腔内投与)で動物に麻酔をかけ、心穿刺により採血した。動物毎に正確な投与時間及び試料採取時間を記した。血液試料(全血0.9mL)を予め冷却しておいた2mL容リチウム−ヘパリン採血管に入れた。この血液試料を穏やかに混合し、砕いた氷上に置き、採血30分以内に約+4℃、約1500×gで10分間遠心分離した。血液試料毎に、得られた血漿を2等分(それぞれ少なくとも100μL)し、使い捨てプラスチック材料を用いてポリプロピレン管に移した。試料を直立させた状態ですぐに冷凍庫に移して−20℃に保った。
肺摘出
最終採血後、肺組織を摘出した。
・第1の組織試料(中葉)を採取し、パラホルムアルデヒドで固定し、5±3℃に保った。
・第2の組織試料(右葉)を液体窒素中で冷凍し、−20℃に保った。
測定パラメータ
コラーゲン
コラーゲンの定量は、切片をピクロシリウスレッドで染色し、マイヤーヘマトキシリンで対比染色した。全てのスライドをデジタル化し、image Jソフトウェア(バージョン1.42、米国国立衛生研究所)により3つの異なる切片の5つの重なっていない視野を無作為に分析した。全てのスライドは、厳密に同じ条件で一人の実験者により分析した。
遺伝子発現
少量の凍結肺試料(50〜100mg)のmRNA抽出を行った。簡単に説明すると、乳鉢と乳棒を用いて試料を低温ですり潰した。次いで、Retsch MM300装置で大理石(2×5mn)と1mlのQIAzol溶解試薬(Qiagen製、参照番号79306)を用いて試料を均質化した。Qiagen Rneasy lipid Kit(参照番号74804)を用いて製造者の指示に従って肺ホモジネートのRNA抽出を完了した。Nanodrop(ND2000、Thermo Scientific社)でRNA量を測定し、RNA特性をBioanalyzer(2100、Agilent Technology社)で確認した。
Iscriptキット(Biorad社、参照番号170−8891)を用いて製造者の指示に従って全RNA100ngについてランダムプライマーによるcDNA合成を行った。ABI Prism7900配列検出システム(APPLIED BIOSYSTEMS社)でIq ITaq SYBR Green Universal Rox(参照番号1725124、Biorad社)と専用QPCRプライマーを用いて7.5ngRNA当量のリアルタイムPCRを行った。いくつかのmRNA転写物には、蛍光色素FAMで標識したTaqManプローブとUniversal PCR MasterMix No AmpErase UNG(APPLIED BIOSYSTEMS社、参照番号4324020)を用いて定量を行った。アッセイに用いたプライマー及びプローブを以下の表に示す。
Figure 0006557684
Figure 0006557684
ABI PRISM7900装置でリアルタイムPCRを行った。ABI7900からの生データをテキスト形式で書き出した。エクセル解析を行い、標準化のためにハウスキーピング遺伝子としてRplp0を使用し、基準対照として無処置動物(媒体群)の平均データを用いて転写物の相対量を「デルタデルタCT法」(Livak et al.Methods 2001)により算出した。各RNA試料を逆転写し、3連で定量した。
肺タンパク質バイオマーカー
肺タンパク質抽出プロトコル:
T−PER(R)を用いた抽出:Tissue Protein Extraction Reagent(製品番号78510(ロット:NG174004)、Thermo Scientific社)とHalt Protease Inhibitor Single−Use Cocktail(EDTAフリー(100×)、製品番号78425(ロット番号NL178051)、Thermo Fischer社)
実験中ずっと、肺試料及び上澄みを氷上に保った。抽出に関して、製造者は100μlのT−Per+1μlの「Halt Protease」(100×)に対して10mgの組織の使用を推奨している。
50mlのT−Per緩衝液を調製し、これに500μlの「Halt Protease」(100×)を添加し、混合物を氷上に保った。解凍したばかりの肺試料を50〜70mg秤取り、細かく刻み、1mlの冷PBSを添加して組織を洗浄した。この混合物を4℃で5分間500gで遠心分離し、上澄みを捨てた。100μl/10mgのT−Per+アンチプロテアーゼ(100×)を添加し、肺をポッター型ホモジナイザーで5、6回ねじり上下させて破砕した。この混合物を4℃で5分間10000gで遠心分離した。上澄みを取り出し、等分し、その後のバイオマーカー測定まで−20℃で保った。10μlの試料を用いて、MOS:BAP−03−062−01(Kit BCA(Pierce BCAタンパク質アッセイキット)、Pierce Thermo Scientific社、参照番号23225)に記載の手順に従ってMQ水で1/10に希釈した後、BCA法によりタンパク質を定量した。
全てのタンパク質をELISAキットで製造者の指示に従って定量した。
・オステオポンチン:Quantikineマウスオステオポンチン免疫アッセイ(R&D SYSTEMS(R)、参照番号:MOST00)
・MCP−1:QuantikineマウスCCL2/JE/MCP−1ELISAキット(R&D SYSTEMS(R)、参照番号MJE00)
・TIMP−1:マウスTIMP−1(R&D SYSTEMS(R)、参照番号TM100)
データ処理及び統計分析
Graphpadソフトウェア(バージョン5.1)を用いて全てのパラメータを解析した。これらパラメータは以下のようにして解析した。
・一元配置分散分析(処置)を用いて各群(1、2及び3)を比較した。分散分析が有意であると分かれば、ダネットの検定を用いて第1群と第2群及び第3群とを比較した。
・一元配置分散分析(処置)を用いて各群(1、4、5、6及び7)を比較した。分散分析が有意であると分かれば、ダネットの検定を用いて第1群と第4群、第5群、第6群及び第7群とを比較した。
図17〜図27において、*はp値<0.05、**はp値<0.01、***はp値<0.001を表す。
結果
1/コラーゲン沈着
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってコラーゲン沈着量が媒体と比べて有意に低下した(p<0.05)。ロシグリタゾンでもコラーゲン量が有意に低下した(p<0.05)(図17)。
2/肺TIMP−1
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってTIMP−1量が媒体と比べて有意に低下した(p<0.05)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののTIMP−1量が増加した(図18)。
3/肺MCP−1
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののMCP−1量が媒体と比べて低下した。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののMCP−1量が増加した(図19)。
4/肺オステオポンチン
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののオステオポンチン量が媒体と比べて低下した。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののオステオポンチン量が増加した(図20)。
5/TGFβR−1発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってTGFβR−1発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.05)。ロシグリタゾンでもTGFβ−1発現が有意に阻害された(p<0.05)(図21)。
6/I型コラーゲンαI(Col1a)発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってCol1a発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.001)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののCol1a発現が上方制御された(図22)。
7/III型コラーゲンαI(Col3a)発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってCol3a発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.001)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののCol3a発現が阻害された(図23)。
8/TIMP−1発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののTIMP−1発現が媒体と比べて阻害された。一方、ロシグリタゾンではTIMP−1発現が有意に上方制御された(p<0.05)(図24)。
9/MCP−1発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によって、有意水準に達することはなかったもののMCP−1発現が媒体と比べて阻害された。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののTIMP−1発現が上方制御された(図25)。
10/オステオポンチン発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)によってオステオポンチン発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.05)。一方、ロシグリタゾンではオステオポンチンに何ら効果が見られなかった(図26)。
11/フィブロネクチン発現
ブレオマイシン暴露マウスにおいて、化合物A(100mg/kg/日)によってフィブロネクチン発現が媒体と比べて有意に阻害された(p<0.05)。一方、ロシグリタゾンでは、有意水準に達することはなかったもののフィブロネクチン発現が上方制御された(図27)。
これらの結果から、雄性C57BL/6Jマウスに化合物A(30mg/kg/日又は100mg/kg/日)を経口投与することによって、肺でのブレオマイシン点滴により誘導された炎症性/線維化バイオマーカー量の増加が抑制されたが、一方、ロシグリタゾンではこれらバイオマーカーに何ら効果が見られなかったか、あるいは悪影響さえ見られたことが分かる。まとめると、これらデータは、化合物Aがマウスのブレオマイシン誘導肺線維症を抑制したことを示している。
実施例4:マウスでのブレオマイシン誘導皮膚線維症の発症に及ぼす化合物Aの効果及び公知PPARγアゴニストとの比較
ブレオマイシン誘導皮膚線維症のマウスモデルで化合物Aを試験した。2つの異なる投与量(30mg/kg/日及び100mg/kg/日)の化合物A及び5mg/kg/日のPPARγ基準化合物ロシグリタゾンを21日間毎日マウスに経口投与した。この処置の終了時にマウスを屠殺し、皮膚試料を採取した。全身性線維症経路に関与していることが知られている遺伝子の発現を定量化し、真皮の厚さ及びコラーゲン量を測定した。
21日間媒体を経口投与したブレオマイシン暴露マウスは、真皮の厚さ及びコラーゲン量の統計的に有意な増加によって示されるように、皮膚線維症を呈した。21日間30mg/kg/日及び100mg/kg/日の化合物Aで処置することによって、真皮の厚さ及びコラーゲン量が媒体と比べて有意に減少した。21日間毎日5mg/kg/日のロシグリタゾンを経口投与したブレオマイシン暴露マウスでも同様の効果が見られたが、その効果は真皮の厚さに関してはあまり顕著なものではなかった。
材料及び方法
6週齢の雄性C56BL/6マウス(Janvier社(フランス国ルジュネスト=サン=ティスル))で実験を行った。マウスを3〜10匹からなる各群に分けてポリプロピレン製ケージ(床面積=1032cm)で標準的な条件下、すなわち室温(22±2℃)、湿度(55±10%)、明暗サイクル(12時間/12時間)、換気(15〜20体積/時)、水及び餌(SDS、RM1)の自由摂取で飼育した。実験前の少なくとも5日間はマウスを馴化した。消えない標識を尾に付けてマウスに番号を付けた。
調製済懸濁液として、化合物A(3mg/mL及び10mg/mL)及びロシグリタゾン(0.5mg/mL)を1%メチルセルロース(METOLOSE SM400、400Cps)+0.1%ポロキサマー188を用いて製剤化し、試験中は5±3℃で保管した。媒体として1%メチルセルロース(METOLOSE SM400、400Cps)+0.1%ポロキサマー188を使用し、試験中は5±3℃で保管した。
投与
マウスを以下の群に割り当てた。
1.0.9%NaCl+媒体(21日間1日1回経口投与)、n=7
2.0.9%NaCl+化合物A(100mg/kg/日を21日間1日1回経口投与)、n=8
3.0.9%NaCl+化合物A(30mg/kg/日を21日間1日1回経口投与)、n=8
4.ブレオマイシン(0.3mg)+ロシグリタゾン(5mg/kg/日を21日間1日1回経口投与)、n=8
5.ブレオマイシン(0.3mg)+媒体(21日間1日1回経口投与)、n=6
6.ブレオマイシン(0.3mg)+化合物A(100mg/kg/日を21日間1日1回経口投与)、n=7
7.ブレオマイシン(0.3mg)+化合物A(30mg/kg/日を21日間1日1回経口投与)、n=7
毎日ブレオマイシン注射(0.9%NaCl(CDM Lavoisier社(フランス国))にブレオマイシン(Laboratoire Bellon社(フランス国))を濃度0.5mg/mlとなるよう溶解させた溶液100μLを週に6日、背中上部の所定領域1cmに投与)して皮膚線維症を誘導した。0.9%NaClを対照として用いた(100μLを皮下注射)。
マウスに媒体、化合物A又はロシグリタゾンを21日間1日1回経口投与した。1日目の媒体、化合物A又はロシグリタゾンの投与は、0.9%NaCl又はブレオマイシンを投与する4時間前に行った。
皮膚採取
21日目にマウスを頸椎脱臼により屠殺し、皮膚試料を採取し、分析のために処理した。
測定パラメータ:
真皮及び脂肪層の厚さ
病変皮膚領域を切除し、4%ホルマリン中で固定し、パラフィン包埋した。厚さ5μmの切片をヘマトキシリンとエオシンで染色した。各マウスの病変皮膚の4つの部位において表皮真皮境界部と真皮皮下脂肪境界部の間の長さを測定して真皮の厚さを100倍の倍率で分析した。測定値に10%超の変動が生じる場合に備えて2人の独立した実験者が評価を行って意見を一致させた。
皮膚コラーゲン量
ヒドロキシプロリンアッセイ
ヒドロキシプロリンアッセイにより病変皮膚試料のコラーゲン量を調べた。パンチ生検(Φ3mm)を6M HCl中、120℃で3時間消化した後、6M NaOHで試料をpH7に調整した。その後、試料を0.06MクロラミンTと混合し、室温で20分間インキュベートした。次いで、3.15M過塩素酸及び20%p−ジメチルアミノベンズアルデヒドを添加し、試料をさらに20分間60℃でインキュベートした。Spectra MAX190マイクロプレート分光光度計(Molecular Devices社(米国カリフォルニア州サニーヴェイル))を用いて557nmで吸光度を測定した。
Sircolアッセイ
Sircolコラーゲンアッセイ(Biocolor社)を用いて細胞培地の上澄み中の全可溶性コラーゲンを定量した。簡単に説明すると、細胞培地の上澄みを室温で30分間シリウスレッド色素と混合した。遠心分離後、ペレットをアルカリ試薬に溶解させた。Spectra MAX190マイクロプレート分光光度計(Molecular Devices社)を用いて540nmの波長で測定を行った。
データ処理及び統計分析
データは、平均±平均の標準誤差として表した。統計分析にはスチューデントのt検定を用いた。0.05未満のp値は統計的に有意な結果と見なした。
図28〜図30において、*はp値≦0.05、**はp値<0.01、***はp値<0.001を表す。
結果
マウスにブレオマイシンを注射すると、NaClを投与したマウスと比べて真皮の厚さが増加した(図28を参照:NaCl+媒体群と比べてブレオマイシン+媒体群では57%増加)。ロシグリタゾン及び化合物A(30mg/kg)によって、ブレオマイシン暴露マウスの真皮の厚さが媒体と比べて有意に減少した(p≦0.05)。化合物A(100mg/kg)によって、ブレオマイシン暴露マウスの真皮の厚さが媒体と比べてさらに有意に減少した(p<0.001)。
真皮の厚さの減少と一致して、化合物A(30mg/kg及び100mg/kg)及びロシグリタゾンで処置したマウスの病変皮膚中のヒドロキシプロリン量は、媒体で処置したマウスの病変皮膚よりも有意に少なかった。化合物A(30mg/kg)はロシグリタゾンよりも効果が高かった(図29)。
また、化合物A(30mg/kg及び100mg/kg)及びロシグリタゾンによって、コラーゲン量が媒体と比べて有意に低下した(図30)。
まとめると、これらの結果から、化合物Aが皮膚線維症を予防するのに効率的であることが分かる。化合物A(100mg/kg)は、真皮の厚さに対してロシグリタゾンよりも優れた効果を発揮さえした。
実施例5:化合物Aによるヒト及びマウスPPAR受容体の活性化
3つのPPAR受容体亜型全てを活性化する化合物Aの能力を一過性トランス活性化アッセイにより測定した。この細胞アッセイは、キメラヒト又はマウスPPARα−Gal4受容体発現プラスミド(又はPPARδ−Gal4又はPPARγ−Gal4)及び5Gal4pGL3TK LucレポータープラスミドをトランスフェクトしたCos−7細胞を用いて行った。トランスフェクションは化学剤(Jet PEI)で行った。トランスフェクト細胞を384ウェルプレートに分配し、24時間置いて回収した。次いで、培地を除去し、試験対象の化合物を含む新しい培地(5μM)を添加した(最終濃度は10−4M〜3 10−10Mの範囲)。一晩インキュベート後、SteadyGlo(Promega社)を製造者の指示に従って添加してルシフェラーゼ発現を測定した。基準物質として10−5Mのフェノフィブリン酸、10−8MのGW501516及び10−6Mのロシグリタゾンを用いた。結果は、基準物質(PPARαではフェノフィブリン酸、PPARγではロシグリタゾン、PPARδではGW501516)を100%とした活性%で表した。ヒト受容体では結果は6回の実験(各回4連)の平均である。マウス受容体では結果は5回(PPARδ)又は6回(PPARα及びγ)の実験(各回4連)の平均である。Assay Explorerソフトウェア(MDL社)を用いて用量効果曲線及びEC50を算出した。結果を以下の表、図31及び図32に示す。
Figure 0006557684
これらの結果から、化合物Aが3つのPPAR受容体亜型を全て活性化し、各亜型のEC50が1μM未満であることが分かる。さらに、化合物Aが3つのPPAR受容体亜型に対してバランスよく活性を示すことが分かる。
概して実施例1〜5の結果は、汎抗線維化効果を発揮するためには、PPARαアゴニスト及びPPARγアゴニストの活性と共に良好なPPARδアゴニスト活性が必要であることを示唆している。
実施例6:肺線維芽細胞及び皮膚線維芽細胞の増殖に及ぼす化合物Aの効果並びに公知PPARγアゴニスト及びPPARαアゴニストとの比較
EdU(5−エチニル−2’−デオキシウリジン)取り込みアッセイを行ってPDGF誘導性肺及び皮膚線維芽細胞増殖を阻害する化合物Aの能力を測定した。このアッセイは初代ヒト肺線維芽細胞又は皮膚線維芽細胞(Promocell社)を用いて行った。これらの細胞を96ウェルプレート中の完全増殖培地に蒔いて24時間後、無血清培地で24時間飢餓状態とした。次いで、この培地をPDGF及び試験対象の化合物A(濃度:10−4M〜4.5 10−8Mの範囲)を含む新しい培地と交換してさらに24時間置いた。EdUを細胞に加えて該化合物処置をあと16時間行った。次いで、培地を除去し、細胞をホルムアルデヒドで固定し、蛍光Click−itアッセイ(Invitrogen社)を用いて製造者の指示に従って分裂細胞のDNAに取り込まれたEdUを定量した。基準物質として、3 10−4M〜1.4 10−7Mの範囲の各濃度のフェノフィブリン酸(PPARα)及び3 10−5M〜1.4 10−8Mの範囲の各濃度のロシグリタゾン(PPARγ)を用いた。結果は、全細胞数に対するEdU陽性細胞の%として表した。結果は生物学的反復3回の平均を表す。GraphPad Prismソフトウェアを用いて用量効果曲線及びIC50値を算出した。結果を以下の表、図33及び図34に示す。
Figure 0006557684
実施例7:肺線維芽細胞及び皮膚線維芽細胞の線維芽細胞から筋線維芽細胞への移行に及ぼす化合物Aの効果並びに公知PPARγアゴニスト及びPPARαアゴニストとの比較
筋線維芽細胞マーカーであるα平滑筋アクチン(α−SMA)について免疫細胞化学アッセイを行って、TGFβ誘導性の肺及び皮膚線維芽細胞から筋線維芽細胞への移行(FMT)を阻害する化合物Aの能力を測定した。このアッセイは初代ヒト肺又は皮膚線維芽細胞(Promocell社)を用いて行った。これらの細胞を96ウェルプレート中の完全増殖培地に蒔いて24時間後、無血清培地で24時間飢餓状態とした。次いで、この培地をTGFβ及び試験対象の化合物A(濃度:10−4M〜4.5 10−8Mの範囲)を含む新しい培地と交換してさらに48時間置いた。次いで、培地を除去し、細胞をホルムアルデヒドで固定し、マウスα−SMA一次抗体(Sigma社)及び蛍光標識ヤギ抗マウス二次抗体(Invitrogen社)で染色した。Meta Xpressソフトウェアを用いてα−SMA発現を定量化した。基準物質として、3 10−4M〜1.4 10−7Mの範囲の各濃度のフェノフィブリン酸(PPARα)及び3 10−5M〜1.4 10−8Mの範囲の各濃度のロシグリタゾン(PPARγ)を用いた。結果は、全細胞数に対するα−SMA陽性細胞の%として表した。TGFβ処置のみのものを100%としてデータを標準化した。結果は生物学的反復3回の平均を表す。GraphPad Prismソフトウェアを用いて用量効果曲線及びIC50値を算出した。結果を以下の表、図35及び図36に示す。
Figure 0006557684
まとめると、これらのインビトロ機能データから、化合物Aが、初代ヒト肺及び皮膚線維芽細胞でのPDGF誘導性増殖及びTGFβ誘導性筋線維芽細胞移行を効率的に阻害するため、インビボで見られた抗線維化効果と関連していることが明らかである。また、これらの結果は、PPARパンアゴニズムが、2つの主要線維形成経路の標的細胞における抗線維化効果について単一のPPAR活性化よりも優れていることを示唆している。

Claims (8)

  1. 5−クロロ−1−[(6−ベンゾチアゾリル)スルホニル]−1H−インドール−2−ブタン酸を含有する線維性疾患治療用医薬組成物。
  2. 上記線維性疾患が、心臓、肺、肝臓、腎臓、胃腸管、皮膚など、線維症を発症する可能性がある臓器に影響を及ぼす疾患である、請求項に記載の医薬組成物。
  3. 上記線維性疾患が、肝線維症、脂肪肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎、慢性腎臓病、肺線維性疾患、全身性強皮症から選択される、請求項又はに記載の医薬組成物。
  4. 上記線維性疾患が肺線維性疾患である、請求項に記載の医薬組成物。
  5. 上記肺線維性疾患が特発性肺線維症である、請求項に記載の医薬組成物。
  6. 上記線維性疾患が全身性強皮症である、請求項に記載の医薬組成物。
  7. 上記線維性疾患が非アルコール性脂肪性肝炎である、請求項に記載の医薬組成物。
  8. 経口投与、非経口投与、局所投与、吸入投与又は鼻腔内投与用の組成物である請求項のいずれかに記載の医薬組成物。
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