JP6644695B2 - 肺内炎症の減弱化 - Google Patents
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Description
X1−GQRETPEGAEAKPWY−X2 I
(配列番号9)のアミノ酸配列の閉環化合物であって、式中、
X1が、天然アミノ酸または非天然アミノ酸を含んでなる、特にアミノ酸(配列)C、KSP、K、オルニチン、4−アミノ酪酸、β−アラニンから選択される天然アミノ酸または非天然アミノ酸を含んでなる、1員から4員、特に1員から3員を有するアミノ酸(配列)を含んでなり、且つ、
X2が天然アミノ酸から選択される1種類のアミノ酸、特にC、D、GおよびEの群から選択される1種類のアミノ酸を含んでなり、且つ、
X1がその最初の左の位置にN末端アミノ酸を含んでなり、且つ、X2がその最後の右の位置にC末端アミノ酸を含んでなる、
炎症の治療のための前記閉環化合物を提供する。
− 天然アミノ酸の基本的構造を有するが、αアミノ酸以外のものであるアミノ酸、
− D型である天然アミノ酸、すなわち、天然のL型のアミノ酸以外の天然アミノ酸、すなわち、L配置ではなくD配置でアルキル基が存在する天然アミノ酸、
− 非天然アミノ酸であって、例えば所望により天然アミノ酸中にも存在する置換基、例えばOH、−CONH2、−NH−C(=NH2)NH2、SH、(C1〜4)アルキル−S−、フェニル、ヘテロシクリル、例えば、5環員または6環員を含んでなり、且つ、N、O、Sから選択される少なくとも1個のヘテロ原子、好ましくはN、例えば1個または2個のNを含んでなるヘテロシクリルであって、例えばプロリニル、インドリル、イミダゾリルをはじめとするフェニルなどの別の環と縮合していてもよいヘテロシクリルなどの置換基の側に2個から12個まで、例えば2個から6個までの炭素原子、少なくとも1個のアミノ基、例えば1個または2個のアミノ基、および少なくとも1個のカルボキシ基、例えば1個または2個のカルボキシ基を含んでなる前記非天然アミノ酸
を含んでなる。
− 配列番号1
シクロ(CGQRETPEGAEAKPWYC)の配列であって、両方の末端システイン残基がジスルフィド架橋を形成しているもの、
− 配列番号2
シクロ(KSPGQRETPEGAEAKPWYE)の配列であって、N末端リシン残基のε炭素原子に結合しているアミノ基とC末端グルタミン酸残基のγ炭素に結合している側鎖カルボキシル基との間でアミド結合を形成しているもの、
− 配列番号3
シクロ(KGQRETPEGAEAKPWYG)の配列であって、N末端リシン残基の側鎖のε炭素原子に結合しているアミノ基とC末端グリシン残基のカルボキシル基との間でアミド結合を形成しているもの、
− 配列番号4
シクロ(オルニチン−GQRETPEGAEAKPWYG)の配列であって、N末端オルニチン残基の側鎖のδ炭素に結合しているアミノ基とC末端グリシン残基のカルボキシル基との間でアミド結合を形成しているもの、
− 配列番号5
シクロ(4−アミノ酪酸−GQRETPEGAEAKPWYD)の配列であって、N末端4−アミノ酪酸残基のアミノ基とC末端アスパラギン酸残基のβ炭素に結合している側鎖カルボキシル基との間でアミド結合を形成しているもの、
− 配列番号6
シクロ(β−アラニン−GQRETPEGAEAKPWYE)の配列であって、N末端β−アラニン(3−アミノプロパン酸)残基のアミノ基とC末端グルタミン酸残基のγ炭素に結合している側鎖カルボキシル基との間でアミド結合を形成しているもの、
− 配列番号7
{[7−アミノヘプタン酸−GQRETPEGAEAKPWY](シクロ1〜16)}の配列であって、C末端アミノ酸チロシンからN末端アミノ酸グリシンまで前記アミノ酸がペプチド結合しており、一方で前記N末端グリシンのアミノ基の窒素と7−アミノヘプタン酸のカルボキシル基の炭素C1との間のアミド結合を介して、および他方で前記7−アミノヘプタン酸のアミノ基の窒素と前記C末端チロシンのカルボキシル基の炭素との間のアミド結合を介して前記C末端アミノ酸チロシンが前記N末端アミノ酸グリシンに結合しており、それによって前記化合物がN末端アミノ基もC末端カルボキシル基も有しないもの、および
− 配列番号8
{[6−アミノヘキサン酸−GQRETPEGAEAKPWYG](シクロ1〜17)}の配列であって、C末端アミノ酸グリシンからN末端アミノ酸グリシンまで前記アミノ酸がペプチド結合しており、一方で前記N末端グリシンのアミノ基の窒素と6−アミノヘキサン酸のカルボキシル基の炭素C1との間のアミド結合を介して、および他方で前記6−アミノヘキサン酸のアミノ基の窒素と前記C末端グリシンのカルボキシル基の炭素との間のアミド結合を介して前記C末端アミノ酸グリシンが前記N末端アミノ酸グリシンに結合しており、それによって前記化合物がN末端アミノ基もC末端カルボキシル基も有しないもの
が含まれる。
本発明の化合物を含んでなる炎症の治療に用いるための医薬組成物、
および
本発明の化合物の有効量をそのような治療が必要な哺乳類動物に投与することを含んでなる炎症の治療方法
を提供する。
− 約0.0001gから約1.5gまで、例えば0.001gから1.5gまで、
− 約0.001mg/kg体重から約20mg/kg体重まで、例えば0.01mg/kg体重から20mg/kg体重まで
の範囲を含み、例えば最大で一日に4回までの分割用量で投与される。
通常、子供は成人の用量の半分を受容することができる。
例えば被覆錠剤または非被覆錠剤の形態で、カプセル剤の形態で、(注射)液剤の形態で、固形液剤の形態で、懸濁剤の形態で、分散剤の形態で、固形分散剤の形態で、例えばアンプルの形態で、バイアルの形態で、クリーム剤の形態で、ゲル剤の形態で、ペースト剤の形態で、吸入粉剤の形態で、泡剤の形態で、チンキの形態で、リップスティックの形態で、ドロップの形態で、スプレー剤の形態で、または坐剤の形態で投与されてよい。
動物実験委員会の認可(ドイツ、コブレンツにあるラインラント=プファルツ州衛生検査局の認可番号23 177−07/G12−1−058)に従って18匹の若齢ブタ(体重25〜27kg)をランダム化評価者盲検化設定で調査した。
ケタミン(8mg・kg-1)とミダゾラム(0.2mg・kg-1)の筋肉内注射による鎮静状態と血管アクセスの作製の後にプロポフォールとフェンタニルの静脈内投与(8〜12mg・kg-1・h-1/0.1〜0.2mg・h-1)によって麻酔状態を誘導し、維持した。経口気管内挿管を容易にするために単回用量のアトラクリウム(0.5mg・kg-1)を投与した。炭酸正常状態を維持するために換気(人工呼吸器:AVEA(商標)、CareFusion社、米国)を8mL・kg-1の(Vt)の一回換気量、5cmH2Oの呼気終末陽圧(PEEP)、0.3〜0.4のFiO2、および可変的呼吸数の圧力制御モードで開始した。平衡塩類溶液(Sterofundin iso、B. Braun社、ドイツ)を10mL・kg-1・h-1の速度で連続注入した。セルディンガー法で超音波誘導して、且つ、無菌条件下で血管カテーテルを配置した。動脈ライン、圧波形分析式心拍出量測定法用カテーテル(PiCCO、Pulsion Medical Systems社、ドイツ)および中心静脈ラインを大腿静脈アクセスから挿入した。右内頸静脈を介して肺動脈カテーテル用の7.5フレンチのイントロデューサーを配置した。換気パラメーターおよび拡張型血行動態パラメーターを継続的に記録した(Datex S/5、GEヘルスケア社、ドイツ)。体温を直腸プローブによって測定し、正常体温を体表面暖房によって維持した。
器具の使用に従って健康な状態で基線パラメーターを評価した。図1はその実験プロトコルをまとめている。全身性炎症を1時間にわたる100μg・kg-1・h-1、続いて全実験期間にわたる10μg・kg-1・h-1の連続LPS注入(大腸菌血清型O111:B4、Sigma−Aldrich社、スイス)によって誘導した。最初の高用量注入を非保護換気設定(25mL・kg-1のVt、0のPEEP、1.0のFiO2)と組み合わせてVILIコンポーネントを付け加えた。その後、換気モードを肺にとってより保護的な設定、すなわち、8mL・kg-1のVt、5cmH2OのPEEP、0.4〜0.5のFiO2、および可変的呼吸数に切り替えて7.2を超えるpHを維持した。それらの動物を敗血症誘導後に6時間にわたってモニターした。その誘導期の間に非参加者がそれらの動物を無作為に二群に分け、盲検的気管内吸入のために以前に記載されたように(Hartmann EK et al, Acta anaesthesiologica Scandinavica 2013, 57(3):334-341)ペプチド溶液を調製した。
1mg・kg-1の配列番号5のアミノ酸配列の式Iの化合物が0時間および3時間に投与される第1群の動物、
ベヒクル溶液が0時間および3時間に投与される対照群(CTRL)としての第2群の動物
の二群を試験した。
Rapidlab 248装置(バイエル・ヘルスケア社、ドイツ)を使用して血液ガス値を得た。基線期、敗血症誘導期、および3時間後と6時間後に血液学的パラメーターを標本抽出した。血漿中乳酸レベル、白血球数および血小板数はヨハネス・グーテンベルグ大学医療センター臨床検査医学研究所によって分析された。IL−6およびTNF−αの血漿中レベルは製造業者の指示に従って酵素結合免疫吸着アッセイ(Porcine IL−6 Quantikine ELISA、Porcine TNF−a Quantikine ELISA、R&Dシステムズ社、ドイツ)を定量することによって決定された。
開胸後に肺をひとまとめに取り外した。巨視的肺損傷スコアを以前(Lim CM et al, Lung 2003, 181(1):23-34)に詳しく記載された通りに評価した。肺表面の4つの腹側部分および背側部分(それぞれ右上部/下部、左上部/下部)を出血およびうっ血について調査した(50%超で2ポイント、50%未満で1ポイント、無変化または最小限の変化で0ポイント)。右肺を10%緩衝ホルマリン中で固定した。代表的な組織試料をパラフィン包埋し、ヘマトキシリンおよびエオシン染色用に切断した。上級病理学者の監督下で盲検的検査員が病理組織学評価を行った。様々な肺領域(非換気肺末梢および気管支領域、下側肺末梢および気管支領域)において形態学的変化を7つの基準(肺胞水腫、間質水腫、出血、炎症性浸潤、上皮損傷、微小無気肺および過膨張)について評価した。各パラメーターの重症度は0ポイント(不発生)から5ポイント(完備体)までの範囲であった。我々は各肺領域について4つの非重複性顕微鏡視野の平均値を使用した。全ての肺領域における局所的スコアの合計は加算されて最大で140ポイントの損傷スコア(4つの肺領域のパラメーター当たり最大5ポイント×7パラメーター)になる。さらに各パラメーターの局所的分布を下側肺領域と非換気肺領域の間で評価した。同様の採点法がこれまでに記載された(Spieth PM et al, Intensive Care Med 2007, 33(2):308-314; Wang HM et al, Eur Surg Res 2010, 45(3-4):121-133)。取り外した直後に左肺に重みをかけ、その後に60℃で72時間にわたって乾燥して乾燥重量および湿乾比(W/D)を決定した。
肺内炎症を判定するために炎症誘発性サイトカインであるインターロイキン−1β(IL−1β)、インターロイキン−6(IL−6)、TNF−α、および炎症誘発性酵素であるプロスタグランジンG/Hシンターゼ2(COX−2)および誘導型一酸化窒素シンターゼ(iNOS)のmRNAレベルを定量した。アンフィレギュリンおよびテネイシンCの発現レベルを機械的ストレスとリモデリングの代用として調査した。左肺の4つの代表的な試料(上葉/下葉、それぞれ下側肺/非換気肺)を収集し、液体窒素中で瞬間凍結し、−80℃で貯蔵した。RNA抽出およびリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(Lightcycler 480 PCRシステム、ロッシュ・アプライドサイエンス社、ドイツ)による定量法を以前に詳しく記載されたように実施した[17〜19]。mRNA発現データを対照遺伝子としてのペプチジルプロリルイソメラーゼA(PPIA)に対して正規化した。
データは中央値と各四分位範囲(IQR)ボックスプロットとして表されている。グループ間比較をマン・ホイットニーのU検定で検定した。多重検定が行われる場合にはボンフェローニの補正によってP値を調整した。それぞれ測定されたパラメーターのグループ内タイムコースをフリードマンの順位に基づく分散分析(ANOVA)およびポストホック・スチューデント=ニューマン=コイルス検定によって分析した。0.05より低いP値を有意とした。表1に示されている生理学的データ(人工呼吸器データおよび血行動態データ)は探索的に分析されるだけであった。統計ソフトウェアSigmaPlot 11.0(Systat社、米国)を使用した。
生理学的データ
表1は血行動態パラメーターおよび呼吸パラメーターのタイムチャートをまとめている。敗血症および換気時に動脈血酸素分圧とFiO2の比(PaO2/FiO2)は減少しなかった。その後、PaO2/FiO2および動肺コンプライアンス(Cdyn)が両群において3時間以内に顕著に減少し、回復せずに持続した(図2aおよび2b)。それらの二群は有意な差を示さなかった。血行動態は基線期および敗血症/VILI誘導期で安定であったが、6時間にわたって両群において同じ投与量で連続ノルアドレナリン注入が必要であった。
LPS注入により持続的および存続的全身性白血球減少症が引き起こされた。これには血小板数の減少および乳酸レベルの上昇が付随した。IL−6およびTNF−αの血漿中レベルは両群において有意に上昇し、3時間以内にピークに達した(図3a、3b、3c、3d)。肺内mRNA定量によって配列番号5のアミノ酸配列の式Iの化合物を吸入した後のCOX−2(p=0.003)、TNF−α(p=0.041)およびIL−6(p=0.043)の有意に低い全体的発現と、より小さいIL−1β発現およびiNOS発現の差異が明らかになった(図4a、4b、4c、4d、ならびに図5a、5b、5cおよび5d)。さらに、テネイシンC発現の低下(p=0.015)が検出された。妥当な局所領域的変化は検出されなかった。
死後の巨視的評価および組織学的評価により両群における持続的肺損傷の存在が明らかになった。第1群の動物はより少ない顕著な損傷ならびにより高い湿乾比の傾向を示している(図6a、6b、6c)。前記病理組織学的採点法の最も適切な特徴は炎症性浸潤ならびに過膨張領域の発生およびわずかな役割を果たす水腫形成を伴う無気肺の発生であった。対照第2動物群は表2に示されるようにより高い程度の出血を特徴とした。腹側から背側への分布に関しては妥当な差異は検出されなかった。
LPS誘導性肺損傷のブタモデルにおいて配列番号5のペプチドの吸入の影響を調査する本研究の重要な結果は、配列番号5のペプチドによって損傷から6時間後に肺内炎症反応が著しく減少したことである。
LPSは全身性菌血症におけるグラム陰性細菌の糖脂質として存在し、敗血症ショックおよび心循環不全の個所に対して炎症反応を引き起こし得る。ブタにおけるLPSの全身性作用には肺動脈圧の上昇および急性白血球減少症と共に血行動態の悪化が含まれ(Matute-Bello G et al, Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2008, 295(3):L379-399)、このことは本研究の発見と一致する。LPS注入に起因する肺内変化には白血球および肺胞マクロファージならびに上皮損傷の蓄積が含まれる (Wang HM et al, Eur Surg Res 2008, 40(4):305-316)。他のモデル(すなわち、気管支肺胞洗浄)と対照的に、無気肺およびガス交換障害はLPS誘導性敗血症によって生じない。ブタではコンピューター断層撮影でのLPS誘導性肺形態変化と組織病理学的肺損傷が数時間にわたって生じる (Otto CM et al, J Appl Physiol 2008, 104(5):1485-1494)。敗血症ショックおよび難治性血行動態不全によって実験モデルにおける最大LPS注入投与量が制限される。本モデルはPaO2/FiO2および呼吸力学の著しい悪化ならびに死後分析における肺損傷の兆候を示す。
LPS注入に反応してTNF−αおよびIL−1βが体循環中に放出される。初期肺損傷では肺胞マクロファージが、例えば好中球蓄積を増すことにより炎症反応を引き起こす主要な炎症性サイトカイン源である(Mittal N, Sanyal SN: Cycloxygenase inhibition enhances the effects of surfactant therapy in endotoxin-induced rat model of ARDS. Inflammation 2011, 34(2):92-98. Matthay MA, Zemans RL: The acute respiratory distress syndrome: pathogenesis and treatment. Annu Rev Pathol 2011, 6:147-163)。本検査系では敗血症誘導後3時間以内にピークを有する高循環血漿中レベルのTNF−αおよびIL−6が検出された。病態生理学的妥当性は、初期および高循環レベルのIL−6が死亡率の上昇に付随していることを示すデータによって裏付けられる。興味深いことに反復的な配列番号5のペプチド吸入によってTNF−α、IL−6、およびCOX−2のような重要な炎症マーカーの肺における発現が著しく減弱化された。TNF−αおよびIL−6の血漿中レベルはあまり影響を受けなかった。本研究では炎症マーカー遺伝子を肺組織内で直接的に検出した。発現レベルは肺内での局在に依存しなかった。これはLPS注入の全身的特性に起因し得る。
全身性炎症反応関連肺損傷のブタモデルにおいて配列番号5のペプチドの反復吸入によって炎症マーカー遺伝子の肺内発現が著しく減弱化された。
Claims (4)
- 吸入によって、肺内炎症、敗血症、全身性炎症または臓器炎症を伴う炎症マーカーの肺発現を減弱化することに用いるための医薬組成物であって、
配列番号5:
シクロ(4−アミノ酪酸GQRETPEGAEAKPWYD)のアミノ酸配列の閉環化合物であって、アミド結合が、N末端の4−アミノ酪酸残基のアミノ基と、C末端のアスパラギン酸残基のβ−炭素に結合した側鎖カルボキシル基との間で形成されている化合物、またはその塩
を含む、医薬組成物。 - 炎症マーカーが、TNF−α、IL−6、およびCOX−2からなる群から選択される、請求項1に記載の医薬組成物。
- 化合物が塩形態である、請求項1または2に記載の医薬組成物。
- 塩が、塩酸塩である、請求項3に記載の医薬組成物。
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