JP6644990B2 - グアイアズレン誘導体、がん細胞阻害薬及び前立腺がん細胞阻害薬 - Google Patents
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Description
特に、前立腺がんは、近年、発症頻度の高いがんで、少なくともアメリカ、日本ともに、人口の高齢化に伴って、羅患率、死亡率ともに増加傾向にある。
前立腺がんの有効な予防法、又は、治療法はなく、がんの早期でホルモン依存性であれば、通常、睾丸の摘出か、化学的去勢としてアンドロゲンフルタミドが投与される場合もある。一方、後期でホルモン非依存性の場合は、前立腺がんは、骨格から始まり、放置すると広範囲に転移してしまう。このように疾患が進行してしまった場合には、放射線治療等で転移を遅らすことも可能であるが、一般的に、一度、患者がホルモン非依存性になってしまった場合、治療困難であるといわれている。化学療法は、内分泌療法(ホルモン療法)が効かなくなり、がんが再発した場合に、延命することを目的にして使用される。
しかし、このような化学療法は骨髄抑制などの副作用を伴い、治療を重ねるにつれて徐々に副作用が強くなるため、治療可能な期間には限りがある。
一方、アズレン誘導体は、古くから知られた化合物であるが、消炎、抗アレルギー、組織再生作用として薬理効果があるとういう報告例が知られている(非特許文献2)。また、特定の構造でがん阻害作用に関する報告例がいくつか知られているのみである(非特許文献3−4、特許文献2)。
上記の背景のもと、がん細胞阻害効果の高いグアイアズレン誘導体、がん細胞阻害薬及び前立腺がん細胞阻害薬の開発が望まれている。
(1)下記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とするグアイアズレン誘導体である。
(2) 前記(1)に記載のグアイアズレン誘導体を含有することを特徴とするがん細胞阻害薬、特に前立腺がん細胞阻害薬である。
本発明のグアイアズレン誘導体は、がん細胞阻害薬、特に、前立腺がん阻害薬として有効である。
<がん阻害薬>
本発明のグアイアズレン誘導体は、一般式(1)で表される。
前記一般式(1)におけるパーフルオロアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基等を挙げることができ、好ましくは炭素数が1〜4のパーフルオロアルキル基である。
一般式(1)において、特に、R1及びR2が、水素原子及びヒドロキシ基の組合せの場合が、副作用が少なく、がん細胞阻害効果が高く、がん細胞阻害薬として有用であり好ましい。
本発明のグアイアズレン誘導体は水和物又は、溶媒和等の形態をとっていてもよい。
本発明における一般式(1)で表されるグアイアズレン誘導体は、入手可能である市販品のグアイアズレンを原料にして、公知の方法、例えばJournal.of Organic.Chemistry.Vol. 30,p.p.131−138,1965)、Organic Letter,11(23),p.p.5363−5365(2009)等の文献に記載された方法を参考にして容易に合成することができる。
カップリング方法としては、特に制限はないが、例えば、下記に示す方法が一態様として挙げられる。
カップリング工程は無溶媒で行うことも可能であるが、溶媒の存在下で行うことが好ましい。溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、メシチレン等の芳香族系溶媒、ジイソプロピルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、及び水、酢酸、並びにジクロロメタン等のハロゲン系溶媒等があげられる。好ましくは、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコール等のアルコール系溶媒、水、酢酸等であり、より好ましくはエタノール、iso−プロピルアルコール、ジエチレングリコール、酢酸、ジクロロメタン等である。また、2種以上の溶媒を混合して用いることができ、混合使用の際の混合比は任意に定めることができる。
カップリング工程における反応温度は、−80〜250℃の範囲で行われ、好ましくは−20〜200℃、より好ましくは−5〜150℃である。通常、反応は24時間以内に完結する。
前記還元工程で用いる溶媒は、反応に関与しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコール等のアルコール系溶媒が挙げられる。好ましくは、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコールであり、より好ましくは、メタノール、エタノールである。また、2種以上の溶媒を混合して用いることができ、混合使用の際の混合比は任意に定めることができる。
以下に、本発明の一般式(1)で表される化合物の好ましい具体例(1)〜(10)を示すが、下記の例に限定されるものではない。なお、化合物(6)〜(10)は、ラセミ体を示すが、不斉炭素が存在する(R)−光学活性体、又は、(S)−光学活性体も、本発明の範疇である。
本発明のがん細胞阻害薬、特に前立腺がん細胞阻害薬は、本発明の一般式(1)で表されるグアイアズレン誘導体をがん細胞に選択的に取り込まれることにより、がん細胞の増殖抑制、分裂抑制、転移抑制、機能阻害、殺細胞されることを特徴とする。
<被験体>
本発明のグアイアズレン誘導体により前立腺がん以外のがんを抑制する際の被験体としては、特に限定されるわけではないが、例えば、脊椎動物としては、トラフグ、クサフグ、ミドリフグ、メダカ、ゼブラフィッシュ等の硬骨魚類、アフリカツメガエル等の両性類、ニワトリ、ウズラ等の鳥類、ヒト、サル、チンパンジー、ウシ、ウマ、ブタ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ等の哺乳動物、ニワトリ、ウズラ等の鳥類、ラット、マウス、ハムスター等の小動物、ヤギ、ブタ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ等の大動物、サル、チンパンジー等が挙げられ、本発明のグアイアズレン誘導体により前立腺がんを抑制する際の被験体としては、前記哺乳動物、前記小動物、前記大動物、サル、チンパンジー等が挙げられる。好ましくは、マウス、ラット、イヌ、ネコ等である。
<移植モデル動物>
本発明では、転移性のがんに関して挙動追跡するために、特に、移植モデル動物を好適に用いることができる。
移植モデル動物として、特に限定されるわけではないが、例えば、脊椎動物としては、トラフグ、クサフグ、ミドリフグ、メダカ、ゼブラフィッシュ等の硬骨魚類、アフリカツメガエル等の両生類、ニワトリ、ウズラ等の鳥類、サル、チンパンジー、ウシ、ウマ、ブタ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ等の哺乳動物、ニワトリ、ウズラ等の鳥類、ラット、マウス、ハムスター等の小動物、ヤギ、ブタ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ等の大動物、サル、チンパンジー等が挙げられる。好ましくは、マウス、ラット、イヌ、ネコ等である。
そのため、これらの生物試料の中でも、ゼブラフィッシュを用いることがコスト面、スピード面(通常最短1週間)で特に好ましい。ゼブラフィッシュは、米国及び英国では、近年、既にマウス及びラットに続く第3のモデル動物として認知されており、人と比較して全ゲノム配列が80%の相同性を持ち、遺伝子数もほぼ同じであり、さらに主要臓器・組織の発生・構造も良く似ていることが解明されてきている。各パーツ(心臓、肝臓、腎臓、消化管等の臓器・器官)が受精卵から分化して形成されていく過程が透明な体を通して観察できるため、非侵襲的に生体内部の観察が可能なゼブラフィッシュをモデル動物としてスクリーニングに用いることは特に好ましい。
<病状再現>
この発明に係るグアイアズレン誘導体、がん細胞阻害薬、及び前立腺がん細胞阻害薬の薬理効果、特にがん細胞阻害効果は、前記移植モデル動物に限らずに、iPS(人工多能性幹細胞)を用いることにより確かめることができる。例えば患者の体細胞から得られたiPS細胞は、容易に患者の病状を再現することができる。そこで患者ごとに得られたiPSに、本発明のグアイアズレン誘導体、がん細胞阻害薬、及び前立腺がん細胞阻害薬を投与すると、個々の患者に特有のがん細胞阻害効果を確認することができる。
がん細胞、特に、前立腺がん細胞の検出方法としては、がん細胞に影響を与えなければ特に限定されるものではないが、生物試料の状態及び変化を画像として捉える方法を挙げることができる。例えば、がん細胞に可視光、近赤外光や赤外光を照射してカメラやCCD等で観察する可視光観察、近赤外光観察、赤外光観察、若しくはレーザー顕微鏡観察、蛍光内視鏡等のように生物試料に対して励起光光源から励起光を照射して発光している生物試料の蛍光を観察する蛍光観察、蛍光顕微鏡観察、蛍光内視鏡観察、共焦点蛍光顕微鏡観察、多光子励起蛍光顕微鏡観察、若しくは狭帯域光観察、共光干渉断層画像観察(OCT)、又は軟エックス線顕微鏡による観察等が挙げられる。
化合物(1)の製造
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=309.0867(M−H)+
[2]図1に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
<製造例2>
化合物(3)の製造
製造例1において、2−クロロ−2,2−ジフルオロ酢酸無水物を用いる代わりに、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピオン酸無水物に変更した以外は、製造例1と同様の方法を行い、化合物(3)7.2gを得た。
[化合物(3)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=343.1136(M−H)+
[2]図2に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
<製造例3〜4>
製造例3にあっては、製造例1において、2−クロロ−2,2−ジフルオロ酢酸無水物を用いる代わりに、2−ブロモ−2,2−ジフルオロ酢酸無水物に変更した以外は製造例1と同様の方法を行って化合物(2)を得、また製造例4にあっては、製造例1において、2−クロロ−2,2−ジフルオロ酢酸無水物を用いる代わりに、2−(トリフルオロエチル)−2,2−ジフルオロ酢酸無水物に変更した以外は、製造例1と同様の方法を行って化合物(4)を得た。
[化合物(2)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=355.0507(M+H)+
[2]図5に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
[化合物(4)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=395.1245(M+H)+
[2]図6に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
化合物(6)の製造
化合物(1)12.1g(39mmol)のエタノール100mL溶液に、水素化ホウ素ナトリウム0.74g(20mmol)を数回に分けて添加し、室温下、10時間撹拌した。反応終了後、酢酸エチル50mL、水50mLで希釈し、メチルtert−ブチルエーテル50mLで抽出した。水50mLで洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。カラムクロマトグラフィーで精製して、化合物(6)11.1g(収率91.2%)を得た。なお、本製造において得られる化合物はラセミ体である。
[化合物(6)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=311.1026(M−H)+
[2]図3に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
化合物(8)の製造
製造例5において、化合物(1)を用いる代わりに、化合物(6)に変更した以外は、製造例5と同様の方法を行い、化合物(8)10.5gを得た。
[化合物(8)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=345.1292(M−H)+
[2]図4に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
<製造例7〜8>
化合物(7)〜(8)の製造
製造例5において、化合物(1)を用いる代わりに、化合物(2)及び(4)に変更した以外は、製造例5と同様の方法を行い、対応する化合物(7)及び(9)を得た。
[化合物(7)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=357.0531(M+H)+
[2]図7に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
[化合物(9)についての分析結果]
[1]質量分析(ESI−TOF):m/z=397.1094(M+H)+
[2]図8に、1H−NMR(90MHz、CDCl3、室温)を示す。
前立腺がん細胞に対するがん細胞の阻害(増殖抑制)作用の観察を以下のようにして行った。
赤色蛍光タンパク(クサビオラオレンジ)を発現するヒト前立腺がん(DU145細胞)を、ウシ胎児血清と抗生物質(ペニシリン・ストレプトマイシン)を添加したRPMI640に懸濁し、1mL当たり25,000細胞になるように調整した。これを96穴プレートの各ウェルに200μL(約5,000細胞)播種し、一晩培養させた(培養液1)。10mMの化合物(1)のジメチルスルホキシド(DMSO)溶液を培養液1で100倍になるように希釈し、その溶液を1ウェル当たり20μL添加した。3日後、celltiter−Glo Luminescent Cell Viability Assay (Promega)をマニュアルに従い操作を行い、生細胞数を定量した。
実施例1において、化合物(1)を用いる代わりに、表1に示す化合物及び濃度に変更した以外は、実施例1と同様な操作をして、各化合物に対する細胞数を定量した。
実施例1において、化合物(1)を用いる代わりに、表1に示すように、この発明に係るグアイアズレン誘導体を用いない、又は、比較化合物(1)〜(6)に変更した以外は、実施例1と同様な操作をして、各化合物に対する細胞数を定量した。
A:F1/F0が、0.500未満(阻害効果が非常に高い)
B:F1/F0が、0.500以上0.80未満(阻害効果が高い)
C:F1/F0が、0.80以上(阻害効果が非常に高い)が低い)
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