JP6748551B2 - コンドロイチン硫酸誘導体及び膀胱疾患処置剤 - Google Patents
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Description
これに関連して、コンドロイチン硫酸(例えば、米国特許第6,083,933号明細書、又はインターナショナル ジャーナル オブ ファーマシューティクス(大西ら、456巻、113頁−120、2013年)参照)、ステロイド(例えば、間質性膀胱炎診察ガイドライン(日本間質性膀胱炎研究会・ガイドライン作成委員会編、2007年1月10日)又はAmerican Urological Association (AUA) Guideline, DIAGNOSIS AND TREATMENT OF INTERSTITIAL CYSTITIS/BLADDER PAIN SYNDROME (2014年9月)参照)が、膀胱疾患である間質性膀胱炎の治療剤として使用できるとの報告がある。しかしながら、コンドロイチン硫酸については、欠損したグリコサミノグリカン層の修復効果が期待できるものの、有効性の証拠は低く、ガイドライン上では行わないように勧められている。また、ステロイドについては、問題となる副作用が少なくなく、有効性の証拠も低いとして、行うように勧めるだけの根拠がないとされている(例えば、間質性膀胱炎診察ガイドライン(日本間質性膀胱炎研究会・ガイドライン作成委員会編、2007年1月10日)参照)。
一方、コンドロイチン硫酸に由来する基にステロイドの一種であるプレドニゾロンに由来する基がグリシン残基を介して結合した化合物(コンドロイチン硫酸−グリシル−プレドニゾロン)が、抗関節炎活性を有することが知られている(例えば、インターナショナル ジャーナル オブ ファーマシューティクス(大西ら、456巻、113頁−120、2013年)参照)。
本発明は、ステロイド単剤の有する全身性の副作用を低減でき、またコンドロイチン硫酸やステロイド単剤よりも高い効果を発揮する、コンドロイチン硫酸誘導体並びに当該化合物を含有する医薬組成物及び膀胱疾患処置剤を提供することを課題とする。
<1> CSに由来する基とステロイドに由来する基とが下記一般式(I)で表されるスペーサーを介して共有結合した化合物である。
−HN−(CH2)m−CHR1−CO− (I)
(式中、mは0又は1の整数を示す。ここで、m=0の場合、R1は電子供与基及び立体障害性基からなる群から選ばれる基を示し、m=1の場合、R1は水素原子、電子供与基及び立体障害性基からなる群から選ばれる基を示す)
<2> R1における電子供与基及び立体障害性基が、炭素数1〜12の直鎖アルキル基、炭素数3〜12の分岐鎖アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基及び炭素数7〜12のアラルキル基からなる群から選ばれる基である<1>に記載の化合物である。
<3> 一般式(I)において、m=1且つR1が水素原子であるか、又はm=0且つR1がメチル基、炭素数3〜4の分岐鎖アルキル基若しくはベンジル基である<1>又は<2>に記載の化合物である。
<4> 一般式(I)において、m=1且つR1が水素原子であるか、又はm=0且つR1がsec-ブチル基である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の化合物である。
<5> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の化合物を含有する医薬組成物である。
<6> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の化合物を含有する膀胱疾患処置剤である。
<7> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の化合物の膀胱疾患の処置における使用である。
<8> <6>に記載の膀胱疾患処置剤を対象に投与することを含有する膀胱疾患の処置方法である。
<9> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の化合物を含有する排尿機能改善剤である。
<10> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の化合物の排尿機能改善における使用である。
<11> <9>に記載の排尿機能改善剤を対象に投与することを含む排尿機能の改善方法である。
<12> CSに由来する基とステロイドに由来する基とがスペーサーを介して共有結合した化合物であって、該スペーサーは、この化合物においてグリシン残基をスペーサーとして用いた場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が小さいものである、化合物である。
<13> 前記スペーサーが、前記化合物においてβ−アラニン残基をスペーサーとして用いた場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が同じ又は小さいものである、<12>に記載の化合物である。
<14> 少なくとも以下のステップ1及び2を含む、CSに由来する基とステロイドに由来する基とがスペーサーを介して共有結合した化合物の製造方法である;
ステップ1:前記化合物におけるスペーサーとしてグリシン残基を選択した場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が小さくなるスペーサーを選択すること、及び
ステップ2:ステップ1で選択したスペーサーを介して、CSに由来する基とステロイドに由来する基とを共有結合させること。
<15> 前記ステップ1において選択されるスペーサーが、前記化合物におけるスペーサーとしてβ−アラニン残基を選択した場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が同じ又は小さくなるものである、<14>に記載の方法である。
以下、本発明を発明の実施形態により詳説する。
本発明に係る化合物であるコンドロイチン硫酸誘導体は、CSに由来する基とステロイドに由来する基とが下記一般式(I)で表されるスペーサーを介して共有結合している。
−HN−(CH2)m−CHR1−CO− (I)
式中、mは0又は1の整数を示す。ここで、m=0の場合、R1は電子供与基及び立体障害性基からなる群から選ばれる基を示し、m=1の場合、R1は水素原子、電子供与基及び立体障害性基からなる群から選ばれる基を示す。
コンドロイチン硫酸誘導体を構成するCSは、D−グルクロン酸(又はD−イズロン酸)とN−アセチル−D−ガラクトサミンの2糖が、2糖単位で反復して形成される糖鎖骨格に硫酸基が保持された構造を有する限りにおいて特に限定されない。また、CSが有するカルボキシ基及び硫酸基を含む酸性官能基は、塩を形成していない遊離状態であっても、薬学的に許容されうる塩を形成している状態であっても構わない。
ステロイドは1種単独でも2種以上を組合せて用いてもよい。
また、上記スペーサー形成分子として、上記以外の置換基を有するその他のアミノ酸を利用することもできる。その他のアミノ酸としては、アルギニン、アスパラギン、セリン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、プロリン、チロシン、トリプトファン、リシン、メチオニン、トレオニン、ヒスチジン等を利用することができる。
スペーサー形成分子は、1種単独でも2種以上を組合せて用いてもよい。
したがって、遊離速度が測定期間中に一定値を維持する場合には、グラフは単調増加の直線となる。この場合には、例えば、pH7.4、36℃の10mMリン酸緩衝液中、10日間で、コンドロイチン硫酸誘導体が含むすべてのステロイドが遊離した場合、遊離速度は10%/日と表現される。
一方、遊離速度が一定値を取らずに経時的に低下する場合(グラフは上に凸で単調増加する緩やかなカーブを示す)は、初期の立ち上がり期間(例えば、3日間)の遊離率変化を直線近似して遊離速度を算出する。
なお、ステロイドの遊離量(遊離したステロイドの量)はステロイドの種類に応じて適宜選択される方法によって測定される。
コンドロイチン硫酸誘導体は、CS分子が有する官能基(例えば、カルボキシ基)と、ステロイドが有する官能基(例えば、ヒドロキシ基)とを特定の構造を有するスペーサーを介して共有結合させることで得ることができる。
以下、コンドロイチン硫酸誘導体の製造方法の一例について説明するが、以下の方法に限定されるものではない。
(A)ステロイドが有するヒドロキシ基をスペーサー形成分子のカルボキシ基と縮合して共有結合(エステル結合)させることと、
(B)CSが有するカルボキシ基をスペーサー形成分子のアミノ基と縮合して共有結合(アミド結合)させることと、を含む製造方法。
(B)のステップでは、CSが有するカルボキシ基とスペーサー形成分子のアミノ基とを縮合して共有結合させる。このときスペーサー形成分子のステロイドと反応する予定のカルボキシ基は、必要に応じて通常用いられる方法で保護しておいてもよい。
コンドロイチン硫酸誘導体の製造方法は(A)のステップと(B)のステップとを含んでいればよく、各ステップが実行される順番は限定されない。
医薬組成物は、コンドロイチン硫酸誘導体の少なくとも1種を含み、必要に応じて、薬学的に許容される賦形剤等その他の成分を更に含んでいてもよい。その他の成分としては、薬学的に許容される賦形剤の他、界面活性剤、生理活性物質、安定化剤、液状媒体等を挙げることができる。生理活性物質はコンドロイチン硫酸誘導体から遊離するステロイドと同一であっても、異なっていてもよい。
医薬組成物の用途は特に制限されず、例えば、膀胱疾患処置に用いられることが好ましい。
膀胱疾患処置剤は、コンドロイチン硫酸誘導体の少なくとも1種を含有する医薬組成物であって、膀胱疾患の処置に用いられる。
本明細書において用いられる「処置」とは、疾患について施される何らかの処置であればよく、例えば、疾患の治療、改善及び進行の抑制(悪化の防止)が挙げられる。
処置剤の形態は、ヒトの尿道・膀胱に投与可能な製剤ないし医薬の形態である限りにおいて特に限定されないが、投与時における形態が液体であることが好ましく、例えば溶液や懸濁液等の形態が挙げられる。溶液や懸濁液は、コンドロイチン硫酸誘導体の粉体を用時溶解して調製することにより、投与することもできる。膀胱疾患処置剤は、膀胱内投与に用いられることが好ましい。
膀胱疾患処置剤の投与量としては、膀胱内の粘膜全体を被覆するのに足る量であればよく、例えばヒトにおいては、5mL〜200mL程度が例示できる。
液体として投与する場合の膀胱疾患処置剤中のコンドロイチン硫酸誘導体の濃度は、例えば尿道カテーテルを用いて投与する場合には、このカテーテル内を通過可能な濃度であればよく、当業者が適宜調整できる。
膀胱内に注入された膀胱疾患処置剤は、CSとステロイドとがスペーサーを介して共有結合したままで膀胱壁に到達、付着し、その後、スペーサーとステロイドとの間の共有結合が徐々に分解することで、長時間(例えば1週間以上)に渡って、ステロイドが徐放されると考えられる。
膀胱疾患処置剤は、膀胱内においてステロイドを徐々に遊離することができる。ステロイドが膀胱内において遊離し続ける時間(効果の持続性)は、168時間(7日間)以上が好ましく、336時間(14日間)以上がさらに好ましい。
膀胱疾患処置剤の膀胱内投与頻度は、コンドロイチン硫酸誘導体及びコンドロイチン硫酸誘導体から遊離したステロイドの動態から定めることができる。例えば、1回/1週間投与から1回/1か月投与を挙げることができるが、限定されるものではない。
膀胱疾患の処置方法は、膀胱疾患処置剤を膀胱内投与するステップを含む。膀胱疾患の処置方法は必要に応じてその他のステップを更に含んでいてもよい。膀胱疾患処置方法は、前記「(4)膀胱疾患処置剤」の説明に従って同様に実施でき、好ましい処置剤の条件・投与頻度等は、前記と同様である。
本明細書において用いられる「排尿機能改善」とは、頻尿その他の排尿機能に関する何らかの異常を改善することをいう。すなわち排尿機能改善剤とは、前記医薬組成物を膀胱内投与することによる排尿機能の改善剤であり、頻尿改善剤の概念を含む。後述する実施例からわかるとおり、前記医薬組成物は排尿機能の改善ができ、例えば排尿間隔を有意な延長や一回排尿量を増加させることができることから、たとえば、間質性膀胱炎に特徴的な慢性的な頻尿を改善するために用いることもできる。排尿機能改善剤は、前述の膀胱疾患の処置方法等の説明に従って同様に実施でき、また、好ましい改善剤の条件・投与頻度等は、前記と同様である。
排尿機能の改善方法は、排尿機能改善剤を膀胱内投与するステップを含む。排尿機能改善方法は必要に応じてその他のステップを更に含んでいてもよい。排尿機能改善方法は、前記「(6)排尿機能改善剤」の説明に従って同様に実施でき、好ましい排尿機能改善剤の条件・投与頻度等は、前記と同様である。
本発明の別の態様のコンドロイチン硫酸誘導体は、CSに由来する基とステロイドに由来する基とがスペーサーを介して共有結合した化合物であって、該スペーサーは、この化合物においてグリシン残基をスペーサーとして用いた場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が小さいものである。なかでも、前記化合物においてβ−アラニン残基をスペーサーとして用いた場合に比して、前記化合物からの前記ステロイドの遊離速度が同じ又は小さくなるスペーサーを採用することが好ましい。
ここで、コンドロイチン硫酸誘導体の別態様におけるスペーサー分子は、CSに由来する基とステロイドに由来する基の双方を連結する2価の連結基であればよく、かつ、この化合物においてグリシン残基、好ましくはβ−アラニン残基をスペーサーとして採用した場合と比べて、この化合物からの該ステロイドの遊離速度が小さくなるようなものであれば特に限定されない。具体的なスペーサーとしては、上述の(1)コンドロイチン硫酸誘導体に記載した一般式(I)で表される2価連結基などが例示できる。
また、前述の所定の特性をもつスペーサーを選択するためには、pH7.4、36℃の10mMリン酸緩衝液中に特定の構造の化合物を溶解し、1週間後のステロイド遊離率(%)を7で割った値の大きさで比較することにより、特定のアミノ残基スペーサーに比して、この化合物からステロイドの遊離速度が小さい化合物を選択することにより決定することができる。
このように決定した遊離速度を比較することにより、スペーサーがグリシン残基、好ましくはβ−アラニン残基である場合と比べて、ステロイドの遊離速度が小さくなるスペーサーを選択することができる。
本発明は、以下に示すコンドロイチン硫酸誘導体の製造方法の別態様を包含する。コンドロイチン硫酸誘導体の製造方法の別態様は、CSに由来する基とステロイドに由来する基とがスペーサーを介して共有結合した化合物の製造方法であって、(C)この化合物におけるスペーサーとしてグリシン残基を選択した場合と比べて、この化合物からの該ステロイドの遊離速度が小さくなるようなスペーサーを選択するステップを含んでいる。
ア)少なくとも以下のステップ1及び2を含む、CSに由来する基とステロイドに由来する基とがスペーサーを介して共有結合した化合物の製造方法;
ステップ1:前記化合物におけるスペーサーとしてグリシン残基(より好ましくはβ−アラニン残基)を選択した場合に比して、この化合物からの前記ステロイドの遊離速度が小さくなるスペーサーを選択すること、及び
ステップ2:ステップ1で選択したスペーサーを介して、CSに由来する基とステロイドに由来する基とを共有結合させること。
ステップ1:スペーサーとしてグリシン残基(より好ましくはβ−アラニン残基)を選択した場合と比べて、この化合物における該ステロイドの遊離速度が小さくなるスペーサーを選択すること、
ステップ2:ステップ1で選択したスペーサーとステロイドとを共有結合(例えば、エステル結合)させ、中間体を得ること、及び
ステップ3:ステップ2で得られた中間体とCSとを共有結合(例えば、アミド結合)させること。
(1−1) 21−(Boc−β−アラニル)−プレドニゾロンの調製
Boc−β−アラニン(渡辺化学工業株式会社製) 1.58gをジクロロメタン 60mL、及びジメチルホルムアミド 20mLに溶解し、プレドニゾロン(和光純薬工業株式会社製;以下、「PRED」とも略記する) 3.00g、及び4−ジメチルアミノピリジン(和光純薬工業株式会社製) 305mgを加え、溶解した。その後、氷冷下で水溶性カルボジイミド(東京化成工業株式会社製)4.00gを加えて室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、氷冷下で飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。ジクロロメタン、トルエン及び水を用いて分液抽出し、集めた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで脱水、ろ過した後、溶媒を減圧下留去した。濃縮物をクロロホルムで溶解した後、再度減圧下留去した。本操作を3回繰り返し、目的とする21−(Boc−β−アラニル)−プレドニゾロン(化合物1)を4.73g得た(収率107%)。
(1−1)で得た化合物1 4.73gをジクロロメタン 90mLに溶解し、氷冷下で4M 塩酸/酢酸エチル(渡辺化学工業株式会社製) 45mLを加えて3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーで原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去した。濃縮物をジエチルエーテルで洗浄した後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−β−アラニル−プレドニゾロン塩酸塩(化合物2)を3.42g得た(収率88%)。
CS(ナトリウム塩、生化学工業株式会社製、重量平均分子量約2万:光散乱法) 524mgを蒸留水 10mLに溶解し、アセトン 10mLを加えて撹拌した。(1−2)で得た化合物2 395mg 及び4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロライド含水和物(以下、DMT−MM)(株式会社トクヤマ製) 838mgを50%アセトン/蒸留水 計3mLで共洗いしながら加え、終夜撹拌した。その後、塩化ナトリウム 0.1g及び共洗いの50%アセトン/蒸留水を加え、塩化ナトリウムを溶解した反応液を90%エタノール/蒸留水 300mLに順次加えて沈殿形成し、遠心分離後に上清を捨てた。その後、沈殿を90%エタノール/蒸留水、95%エタノール/蒸留水で順次洗浄した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥することで、目的とする21−β−アラニル−プレドニゾロン導入CSが787mg得られた。248nmでの吸光度測定より、CSに導入されたプレドニゾロン含量(w/w%)を求めた結果、35w/w%であった。
(2−1) 21−(Boc−β−アラニル)−ベタメタゾンの調製
Boc−β−アラニン 2.0gをジクロロメタン 50mL、及びジメチルホルムアミド 50mLに溶解し、ベタメタゾン(和光純薬工業株式会社製;以下、「BTM」とも略記する) 4.15gを加えた。その後、氷冷下で4−ジメチルアミノピリジン 389mg、及び水溶性カルボジイミド 2.64gを加え、室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出し、集めた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで脱水、ろ過した後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−(Boc−β−アラニル)−ベタメタゾン(化合物3)を5.84g得た(収率98%)。
(2−1)で得た化合物3 5.84gをテトラヒドロフラン 120mLに溶解し、氷冷下で4M 塩酸/酢酸エチル 100mLを加えて、室温で3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去した。得られた濃縮物をジエチルエーテルで洗浄し、ろ過後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−β−アラニル−ベタメタゾン塩酸塩(化合物4)を4.60g得た(収率96%)。
CS(ナトリウム塩、重量平均分子量:約2万) 524mgに蒸留水 10mLを加え溶解し、アセトン 10mLを加えて撹拌した。(2−2)で得た化合物4 422mg 及びDMT−MM 839mgを50%アセトン/蒸留水 計3mLで共洗いしながら加え、終夜撹拌した。その後、塩化ナトリウム 0.1g及び共洗いの50%アセトン/蒸留水を加え、塩化ナトリウムを溶解した反応液を90%エタノール/蒸留水 300mLに順次加えて沈殿形成し、遠心分離後に上清を捨てた。その後、沈殿を90%エタノール/蒸留水、95%エタノール/蒸留水で順次洗浄した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥して、目的とする21−β−アラニル−ベタメタゾン導入CSが770mg得られた。242nmでの吸光度測定より、CSに導入されたベタメタゾン含量(w/w%)を算出した結果、40w/w%であった。
(3−1) 21−(Boc−β−アラニル)−トリアムシノロンアセトニドの調製
Boc−β−アラニン 2.63gをジクロロメタン 40mL、及びジメチルホルムアミド 10mLに溶解し、トリアムシノロンアセトニド(和光純薬工業株式会社製;以下、「TA」とも略記する) 5.01gを加えた。その後、氷冷下で4−ジメチルアミノピリジン 426mg、水溶性カルボジイミド 3.32gを加えて室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出をし、集めた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過した後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−(Boc−β−アラニル)−トリアムシノロンアセトニド(化合物5)を6.66g得た(収率96%)。
(3−1)で得た化合物5 6.66gをテトラヒドロフラン 90mLに溶解し、氷冷下で4M 塩酸/酢酸エチル 90mLを加え、室温にて3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーで原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去した。濃縮物をジエチルエーテルで洗浄し、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−β−アラニル−トリアムシノロンアセトニド塩酸塩(化合物6)を5.78g得た(収率97%)。
CS(ナトリウム塩、重量平均分子量:約2万) 524mgを蒸留水 10mLに溶解し、アセトン 10mLを加えて撹拌した。(3−2)で得た化合物6 458mg 及びDMT−MM 839mgを50%アセトン/蒸留水 計3mLで共洗いしながら加え、終夜撹拌した。その後、塩化ナトリウム 0.1g及び共洗いの50%アセトン/蒸留水を加え、塩化ナトリウムを溶解した反応液を90%エタノール/蒸留水 300mLに順次加えて沈殿形成し、遠心分離後に上清を捨てた。その後、沈殿を90%エタノール/蒸留水、95%エタノール/蒸留水で順次洗浄した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥することで、目的とする21−β−アラニル−トリアムシノロンアセトニド導入CSが819mg得られた。242nmでの吸光度測定より、CSに導入されたトリアムシノロンアセトニド含量(w/w%)を求めた結果、38w/w%であった。
(4−1) 21−(Boc−グリシル)−トリアムシノロンアセトニドの調製
Boc−グリシン(渡辺化学工業株式会社製) 1.71gをジクロロメタン 30mL、及びジメチルホルムアミド 10mLに溶解し、トリアムシノロンアセトニド 4.01gを加えた。その後、氷冷下で4−ジメチルアミノピリジン 338mg、水溶性カルボジイミド 2.65gを加えて室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出をし、集めた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで脱水、ろ過した後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−(Boc−グリシル)−トリアムシノロンアセトニド(化合物7)を5.21g得た(収率96%)。
(4−1)で得た化合物7 5.21gをテトラヒドロフラン 90mLに溶解し、氷冷下で4 M 塩酸/酢酸エチル 90mLを加えて3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーで原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去した。濃縮物をジエチルエーテルで洗浄し、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−グリシル−トリアムシノロンアセトニド塩酸塩(化合物8)を4.16g得た(収率88%)。
CS(ナトリウム塩、重量平均分子量:約2万) 1.04gを蒸留水 20mLに溶解し、アセトン 20mLを加えて撹拌した。(4−2)で得た化合物8 806mg 及びDMT−MM 1.46gを50%アセトン/蒸留水 計20mLで共洗いしながら加え、終夜撹拌した。その後、塩化ナトリウム 4g 及び共洗いの50%アセトン/蒸留水を加え、塩化ナトリウムを溶解した反応液をエタノール 420mLに加えて沈殿形成し、遠心分離後に上清を捨てた。その後、沈殿を80%エタノール/蒸留水、90%エタノール/蒸留水、95%エタノール/蒸留水、エタノールで順次洗浄した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥することで、目的とする21−グリシル−トリアムシノロンアセトニド導入CSが1.34g得られた。241nmでの吸光度測定より、CSに導入されたトリアムシノロンアセトニド含量(w/w%)を求めた結果、37w/w%であった。
(5−1)21−(Boc−イソロイシル)−トリアムシノロンアセトニドの調製
Boc−イソロイシン(渡辺化学工業株式会社製) 2.24gをジクロロメタン 30mL、及びジメチルホルムアミド 10mLに溶解し、トリアムシノロンアセトニド 4.00gを加えた。その後、氷冷下で4−ジメチルアミノピリジン 338mg、水溶性カルボジイミド 2.65gを加えて室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出をし、集めた有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで脱水、ろ過した後、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−(Boc−イソロイシル)−トリアムシノロンアセトニド(化合物9)を5.65g得た(収率95%)。
(5−1)で得た化合物9 5.65gをテトラヒドロフラン 90mLに溶解し、氷冷下で4M 塩酸/酢酸エチル 90mLを加えて室温にて3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーで原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去した。濃縮物をジエチルエーテルで洗浄し、溶媒を減圧下留去し、目的とする21−イソロイシル−トリアムシノロンアセトニド塩酸塩(化合物10)を3.05g得た(収率60%)。
CS(ナトリウム塩、重量平均分子量:約2万) 1.04gを蒸留水 20mLに溶解し、アセトン 20mLを加えて撹拌した。(5−2)で得た化合物10 881mg、及びDMT−MM 1.46gを50%アセトン/蒸留水 計34mLで共洗いしながら加え、終夜撹拌した。その後、塩化ナトリウム 5g及び共洗いの50%アセトン/蒸留水を加え、塩化ナトリウムを溶解した反応液をエタノール 444mLに順次加えて沈殿形成し、上清を捨てた。80%エタノール/蒸留水で洗浄し、上清を捨てた。95%エタノール/蒸留水を加え、フィルターでろ過した。フィルター上の沈殿を95%エタノール/蒸留水、エタノールで順次洗浄し、得られた沈殿を終夜減圧乾燥することで、目的とする21−イソロイシル−トリアムシノロンアセトニド導入CSが1.59g得られた。241nmでの吸光度測定より、CSに導入されたトリアムシノロンアセトニド含量(w/w%)を求めた結果、35w/w%であった。
上記で得られた各化合物について、吸光度が直線性を有する範囲内で、蒸留水を用いて適切に溶解、希釈した。紫外線可視分光光度計(島津製作所)にて蒸留水を対象とし、測定対象の最大吸収波長付近の吸光度を測定した。
各化合物に導入されたステロイド含量(w/w%)は、以下の計算式により算出した。
Abs:吸光度
WT:試料秤量値(mg)
WD:試料の乾燥減量(%)
ε:モル吸光係数
MwST:ステロイド分子量
V:溶解液量(mL)
Mc:希釈倍率
薬物遊離試験にかかる実施例では、以下のようにしてコンドロイチン硫酸誘導体からの薬物(ステロイド)遊離率を評価した。
(1)リン酸緩衝液の調製
リン酸二水素ナトリウム・二水和物 780mg(5.0mmol)を蒸留水 500mLに溶解し、A液とした。別途、リン酸水素二ナトリウム・12水和物 1.79g(5.0mmol)を蒸留水 500mLに溶解し、B液とした。A液とB液を3:7の比率で混合し、pH7.4のリン酸緩衝液を調製した。
ホウ酸 0.62g(10mmol)と塩化カリウム 0.75g(10mmol)を秤り取り、500mLの蒸留水に溶解して第1液とした。別途、0.1M水酸化ナトリウム溶液を蒸留水で10倍希釈して第2液とした。第1液 50mLと第2液 7mLを100mLのメスフラスコに加え、蒸留水で100mLにメスアップして、pH8.0のホウ酸緩衝液を調製した。
実施例で得られたコンドロイチン硫酸誘導体について、濃度が5mg/10mLとなるようそれぞれのpHを有する緩衝液に溶解したのち、36℃の恒温槽中で1週間加温し、その間の薬物の遊離率を24時間ごとに液体クロマトグラフィー(HPLC)で評価した。
評価はサイズ排除クロマトグラフィーカラム(TOSOH社製TSKgel α)を用い、コンドロイチン硫酸誘導体に残存する薬物量と、遊離した薬物量の比を測定することで行った。
液体クロマトグラフィーの条件の詳細は以下の通りである。
分析時間:40分
流速:0.5mL/min
グラジェント:isocratic
溶出液:アセトニトリル(HPLC用):生理食塩液=1:2
検出器:紫外線検出器(240nm)
温度:36℃
実施例1、2及び3の方法に準じて調製したCS−βAla−PRED、CS−βAla−BTM及びCS−βAla−TAについて、36℃、1週間における薬物遊離率(%)をHPLCで評価した。薬物遊離率の評価は、24時間ごとに実施した。結果を以下に示す。
実施例3、4及び5の方法に準じて調製したCS−βAla−TA、CS−Gly−TA及びCS−Ile−TAについて、36℃、1週間における薬物遊離率(%)をHPLCで評価した。薬物遊離率の評価は、24時間ごとに実施した。結果を以下に示す。
<試験例B1> ラット塩酸惹起頻尿モデルを用いたCS−ステロイド化合物の排尿機能評価(ステロイド比較)
目的
ステロイドの異なるコンドロイチン硫酸誘導体(CS−βAla−PRED、CS−βAla−BTM及びCS−βAla−TA)をラット塩酸惹起頻尿モデルの膀胱内に単回投与した際の排尿機能に対する作用を評価することを目的とした。
実施例1、2及び3の方法に準じて調製したコンドロイチン硫酸誘導体をリン酸緩衝食塩液に溶解し、下記の被験物質を調製した。
試験物質:
(1)Saline(Control)
(2)1.5%(w/v%)CS−βAla−PRED(PRED含量35w/w%)
(3)1.5%(w/v%)CS−βAla−BTM(BTM含量40w/w%)
(4)1.5%(w/v%)CS−βAla−TA(TA含量38w/w%)
膀胱炎惹起には0.4M塩酸を用いた。膀胱瘻作製後7日に、ラットを麻酔下でボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら正常時膀胱内圧を計測した。0.4M塩酸を膀胱内へ15分間持続注入(3mL/h)し、頻尿を惹起した。
塩酸の膀胱内注入後7日に、ラットをボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。麻酔離脱後20分から、生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら膀胱内圧変化を計測した。膀胱内圧変化が安定した時の排尿間隔及び1回排尿量を測定し、排尿機能を評価した。
結果を図1に示す。
図1において、結果は、平均排尿間隔±標準誤差(各群例数=3〜7)によって示した。また、**は、t検定において、p<0.01(vs Sham)を示す。##は、Dunnett多重比較検定において、p<0.01(vs Control)を、#は、Dunnett多重比較検定において、p<0.05(vs Control)を示す。$は、t検定において、p<0.05(vs Control)を示す。
膀胱内投与されたCS−βAla−PRED、CS−βAla−BTM及びCS−βAla−TAは、いずれも排尿機能改善作用を有することが明らかとなったことから、CSとステロイドとがスペーサーを介して共有結合された化合物は、ステロイドの種類に依らず効果があることが解った。
目的
スペーサーの異なるコンドロイチン硫酸誘導体(CS−βAla−TA、CS−Gly−TA及びCS−Ile−TA)をラット塩酸惹起頻尿モデルの膀胱内に単回投与した際の排尿機能に対する作用を評価することを目的とした。
実施例3、4及び5の方法に準じて調製したコンドロイチン硫酸誘導体をリン酸緩衝食塩液に溶解し、下記の被験物質を調製した。
試験物質:
(1)Saline(Control)
(2)1.5%(w/v%)CS−βAla−TA(TA含量37w/w%)
(3)1.5%(w/v%)CS−Gly−TA(TA含量37w/w%)
(4)1.5%(w/v%)CS−Ile−TA(TA含量35w/w%)
膀胱炎惹起には0.4M塩酸を用いた。膀胱瘻作製後7日に、ラットを麻酔下でボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら正常時膀胱内圧を計測した。0.4M塩酸を膀胱内へ15分間持続注入(3mL/h)し、頻尿を惹起した。
塩酸の膀胱内注入後7日に、ラットをボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。麻酔離脱後20分から、生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら膀胱内圧変化を計測した。膀胱内圧変化が安定した時の排尿間隔及び1回排尿量を測定した。
結果を図2に示す。
また、胸腺湿重量は、膀胱内圧測定(Cystometry)後に、安楽死させたラットから胸腺を採取してその重量を測定した。体重変化を下表5に、胸腺湿重量を図3に示す。
図2において、結果は、平均排尿間隔±標準誤差(各群例数=4〜9)によって示した。また、*は、t検定においてp<0.05(vs Sham)を示す。#は、t検定において、p<0.05(vs Control)を示す。また、図3において、**は、t検定において、p<0.01(vs Control)を示す。
この結果から、スペーサー形成分子としてIleを用いても薬効を示すことが解った。CS−βAla−TAも再現よく薬効を示すことが解った。
図3より、CS−βAla−TA投与群及びCS−Ile−TA投与群では、いずれもControl群に比べて胸腺湿重量の有意な低下が見られなかったが、CS−Gly−TA投与群のみ胸腺湿重量の有意な低下が認められた。
また、表5より、CS−βAla−TA投与群及びCS−Ile−TA投与群では、いずれも薬剤投与前に比べて体重減少が見られなかったが、CS−Gly−TA投与群のみ顕著な体重減少が認められた。
膀胱内投与されたCS−βAla−TA、CS−Gly−TA及びCS−Ile−TAは、いずれも排尿機能改善作用を有することが明らかとなった。しかし、薬物遊離速度の速いCS−Gly−TAにおいては、胸腺湿重量低下及び体重減少の副作用が認められ、膀胱内投与には適さないことが明らかとなった。一方、βAla、Ileなどのスペーサー形成分子を用いて薬物遊離速度をコントロールすることでステロイドに起因する全身性の副作用を軽減できることが明らかとなった。
目的
CS−βAla−BTM及びCSとベタメタゾン(以下、BTM)との混合液をラット塩酸惹起頻尿モデルの膀胱内に単回投与した際の排尿機能に対する作用を評価することを目的とした。
実施例2の方法に準じて調製したコンドロイチン硫酸誘導体をリン酸緩衝食塩液に溶解し、下記の被験物質を調製した。
試験物質:
(1)Saline(Control)
(2)3%(w/v%)CS−βAla−BTM(BTM含量34w/w%)
(3)3%CS+0.86%BTM混合液
膀胱炎惹起には0.4M塩酸を用いた。膀胱瘻作製後7日に、ラットを麻酔下でボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら正常時膀胱内圧を計測した。0.4M塩酸を膀胱内へ15分間持続注入(3mL/h)し、頻尿を惹起した。
塩酸の膀胱内注入後7日に、ラットをボールマンケージに保定し、膀胱カテーテル、圧力トランスデューサー及びシリンジポンプに設置したシリンジを並列して接続した。麻酔離脱後20分から、生理食塩液を持続注入(3mL/h)しながら膀胱内圧変化を計測した。膀胱内圧変化が安定した時の排尿間隔及び1回排尿量を測定し、排尿機能を評価した。
結果は図4に示す。また、ラットの体重変化を下表6に示す。なお、体重変化は試験例B2と同様の条件で測定した。
図4において、結果は、平均排尿間隔±標準誤差(各群例数=5〜8)によって示した。また、**は、t検定において、p<0.01(vs Sham)を示す。##は、Dunnett多重比較検定において、p<0.01(vs Control)を示す。
表6より、CS,BTM混合液投与群は、Control群と比較して顕著な体重減少を示した。一方、CS−βAla−BTM投与群は、Control群と比較して体重減少は認められなかった。
膀胱内投与されたCS−βAla−BTMは、CS,BTM混合液と比較して、高い排尿機能改善作用を示すとともにステロイドに起因する全身性の副作用を軽減できることが明らかとなった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (2)
- コンドロイチン硫酸のカルボキシル基とスペーサー形成分子のアミノ基とがアミド結合し、ステロイド薬物のヒドロキシ基と前記スペーサー形成分子のカルボキシ基とがエステル結合してなるコンドロイチン硫酸誘導体を有効成分とする、抗炎症剤であって、
前記スペーサー形成分子がβアラニンまたはイソロイシンである抗炎症剤。 - 前記コンドロイチン硫酸誘導体からの前記ステロイドの遊離速度が、pH7.4、36℃の10mMリン酸緩衝液中において0.1〜4%/日である、請求項1に記載の抗炎症剤。
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