JP6785367B2 - 抗がん薬治療に関連する副作用である疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少を予防する又は寛解させるための、ナフトキノン系化合物を有効成分として含む組成物 - Google Patents

Description

1.発明の分野
本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための、ナフトキノン系化合物、そのプロドラッグ、溶媒和物又は異性体を有効成分として含む医薬組成物に関する。

2.関連技術の説明
がんは、増え続ける傾向にある、ヒトの健康及び生命を脅かす重大な疾患の1つである。がんの治療法は、外科手術、放射線療法、生物療法及び化学療法を含む。これらの方法の中でも、化学療法は、抗がん剤を用いて実施され、これは、DNAと直接的に相互作用し、DNAの複製、転写及び翻訳を的確にブロックし、核酸前駆体の合成を中断し、又は細胞分裂を阻害する、がん細胞の代謝経路に関与し、細胞毒性を引き起こす。がん患者において、炎症性サイトカインは、がん組織自体から分泌され、結果として、代謝率が増大し、故にエネルギー需要が増大する。その一方で、がん患者は、食欲不振により栄養摂取量を減らし、体重減及び栄養状態の悪化につながる(Van Cutsemら、2005)。主要ながん治療法である抗がん化学療法は、炎症性サイトカインの産生を増大させ、これは様々な副作用を引き起こす。サイトカインの過産生及び過剰な分泌は、既報によれば、抗がん薬治療によって引き起こされる副作用、例えば、疲労、悪液質、疼痛及び認知低下と密接に関連している(Woodら、2006; Meriggi F. 2014; Madedduら、2015; Cheungら、2013; Cheungら、2015)。したがって、サイトカインの調節は、化学療法によって引き起こされる疲労、悪液質、疼痛及び認知低下を最小限に抑えながら、抗がん化学療法の有効性を増大させるための手法であり得る。炎症反応条件下で、造血幹細胞分化は加速され、これが自己複製能力を減少させ、最終的に造血幹細胞を枯渇させる(Kingら、2011)。したがって、サイトカインの調節は、抗がん薬治療によって引き起こされる造血幹細胞の減少を最小限に抑えながら、抗がん薬の副作用を予防する又は改善させるための方法であり得る。これらのサイトカインは、細胞機能に影響を及ぼし、免疫、炎症性又は造血応答に関与する細胞間の相互作用を調節するポリペプチドであり、モノカイン(単核細胞、例えば、マクロファージ及び単球によって産生及び分泌される)及びリンパ球(リンパ球によって産生及び分泌される)を含む。インターロイキン-1(IL-1)、インターロイキン-6(IL-6)、インターロイキン-17(IL-17)及び腫瘍壊死因子(TNF-アルファ及びTNF-ベータを含むTNF)は、サイトカインの例である。サイトカインは、詳細には免疫システムにおける種々の反応及び炎症応答に関与することが確認されている(Starkら、2015; Kimら、2016; Lopez Gonzalez Iら、2016)。しかしながら、サイトカインの過剰な又は制御されていない産生及び分泌は、免疫調節機能の欠損を引き起こし、これにより、種々の疾患及び症状を媒介する又は悪化させる(Contiら、2016; Leitnerら、2016; Ridker PM. 2016; Starkら、2015)。サイトカインは、種々の種類の細胞において産生され、宿主免疫応答を制御する上で重要な役割を果たし、様々な病理にも関与する(Fangら、2015; Ezeokeら、2015; Inacio Pintoら、2015)。

がん関連疲労(CRF)におけるサイトカインの役割
がんの治療の最中又は後に最も頻繁に観察される副作用の1つは、がん関連疲労である。全米総合がん情報ネットワーク(NCCN)によれば、がん関連疲労は、「疼痛を伴い持続性であるが、最近の活動には関連せず、普通の機能を中断する、がん及び抗がん治療による疲労感及び不快感の主観的感覚」によって定義される(National Comprehensive Cancer Network. 2016)。がん関連疲労(CRF)は、休息によって軽減されず、元来身体活動に端を発するものではないという点で、全身疲労とは区別することができる。がん患者のCRFは、非常に深刻な、慢性で疼痛を伴うものであり、これは、休息によって軽減されない。多くの研究が、多くのがん関連副作用の中でもCRFは、日常生活が制限されるがん患者の生活の質に最も悪影響であることを示している(Cleelandら、2003; Curtら、2000; Tsaiら、2006)。CRFの正確な原因はあまり周知されていないが、がん自体又はがん治療のプロセスがCRFの発症に関係していることは公知である。特に、ほぼすべての抗がん剤に基づく化学療法は、CRFの発生を増大させることが公知である。がん治療の過程におけるがん関連疲労(CRF)の発生は、治療法及び治療期間により異なるが、ほとんどすべてのがん患者がCRFを経験する(Weis J. 2011)。すなわち、化学療法を受けていないがん患者におけるがん関連疲労(CRF)の発生率は約70〜80%であり、化学療法を受けているがん患者におけるCRFの発生率は、それよりも高い(Hofmanら、2007)。骨髄移植及び化学療法を行ったがん患者は、骨髄移植なしにアジュバント化学療法で治療された患者よりもCRFをよりひどく感じる。アジュバント化学療法で治療されたがん患者は、放射線療法で治療されたがん患者よりもCRFを頻繁に且つ深刻に経験する(Manirら、2012)。説明した通り、がん関連疲労(CRF)は、過剰な休息を必要とし、故に、筋衰弱、筋萎縮、筋衰弱及び心肺機能不全を引き起こし、がん患者の基本的な日常生活をより荒廃したものにする(Glaus A. 1998; Winninghamら、1994)。

がん関連疲労(CRF)のための薬物療法は、大部分が原因を標的とする代わりに症状を治療するためのものであり、体力の減退並びにがん治療の過程において観察される筋肉量及び筋機能の低下の問題を解決することはできない。

現在、モダフィニルは、ドセタキセルベースの化学療法と併せて、転移性乳がん及び前立腺がんを持つ患者のがん関連疲労(CRF)のための治療剤として臨床試験を受けている(Hoveyら、2014)。モダフィニルの主な薬理活性は、認識を高めることである。がん関連疲労動物モデルにおいて、モダフィニルは認識を加速させることが確認された(Touretら、1995; Edgar及びSeidel, 1997; Sheltonら、1995; Hernantら、1991; Panckeriら、1996; Sheltonら、1995)。

一方で、がん治療の過程における適切な運動療法によってCRFを軽減するための試みが為されてきた(Tianら、2015; Dashら、2016)。

化学療法を受けているがん患者において観察されるがん関連疲労(CRF)の原因は、筋肉内のグリコーゲン合成の低減に伴う炎症促進性サイトカインの活性増大及びオレキシンの活性低減であり得ることが強く示唆される。したがって、CRF誘導の機序に基づく新規薬物を開発することが求められる(Ryanら、2007; Barsevickら、2010; Weymannら、2014)。

炎症性サイトカイン、例えば、IL-1β、IL-6及びTNF-αは、悪性腫瘍中又はその治療の過程において有意に増大する。既報によれば、疲労を引き起こすことに関与する炎症性サイトカインの機序は、視交叉上核(SCN)の機能不良と密接に関連している(Neefjesら、2013)。視交叉上核(SCN)は、脳の視床下部の真向かい、視神経の交差点の真上に位置する。生理学的サイクルを調節するために、ニューロンを介して神経及びホルモンの活性を制御して、人間の24時間サイクルにおける種々の機能を誘導し調節する。特に、ホルモンコルチゾール及びセロトニンは、それぞれグルココルチコイド受容体及びHT-1a受容体を活性化し、生理学的サイクルの調節等のような視交叉上核(SCN)の機能の調節をもたらす。その一方で、悪性腫瘍中又はその治療の過程において生成された炎症性サイトカインIL-1β、IL-6及びTNF-αは、正常なホルモンの合成又は機能を中断することにより、視交叉上核(SCN)の機能不良を引き起こし、疲労状態をもたらす。

オレキシンは、視床下部におけるオレキシンニューロンによって分泌される神経ホルモンである。オレキシンは、意識を目覚めさせ注意を高めるホルモンとして公知である。視床下部における炎症応答は、視床下部におけるオレキシンニューロンの活性を減少させ、それにより、オレキシン産生/放出の低減が、化学療法によるがん治療の過程において観察されるがん関連疲労を引き起こすことが最近報告されている(Weymannら、2014)。

したがって、炎症性サイトカインの産生若しくは活性を阻害する又はオレキシンの産生を増大させることができる薬物の開発は、悪性腫瘍のための抗がん薬治療によって引き起こされる副作用の1つである疲労を予防する又は寛解させるための薬物を使用することの十分な可能性を提供する。

悪液質における炎症性サイトカインの役割
疲労とともに、悪液質は、進行型のがんを持つがん患者の一般的な症状である。この症状は、がんが進行するにつれて悪化し得る。進行型のがんを持つ患者の約50〜80%は、悪液質を経験する。悪液質の発生率は、がんの種類により異なる。特に、全胃腸がん患者の80%は、がんと診断された際に悪液質を経験しており、一方、該率は、リンパ腫又は乳がん患者においては比較的低い(Bruera E. 1997)。悪液質は、がん自体によって引き起こされ得、化学療法のようながん治療の過程においても起こり得る(Aoyagiら、2015; Braunら、2014)。

単純な絶食又は食欲不振とは異なり、がん患者において観察されるこの症状は、重度の体重減及び骨格筋萎縮を有する。体重減は、生活の質を低減させるだけでなく、平均余命を短くもする。以前の研究は、体重減により媒介される悪液質が、全がん患者の10〜20%における直接死因であることを示した(Bruera E. 1997)。悪液質は、疲労、筋力の喪失並びに神経ホルモン及び生化学的異常に関係する。悪液質の病態生理学的特徴は、食物摂取量の減少及び異常な代謝の種々の組合せによって誘導される陰性タンパク質及びエネルギーの不均衡である。固形腫瘍、大腸がん(CRC)及び非小細胞肺がん(NSCLC)を持つ患者は、それぞれおよそ28%及び34%の悪液質の比較的高い発生を呈する(Kernら、1988; Lahdevirtaら、1988)。悪液質を経験しているがん患者は、抗がん化学療法に対して低応答を示し、より重度の副作用を経験する(Slavieroら、2003)。

悪液質により媒介される体重減及び筋萎縮(筋衰弱)は、生活様式及び人間関係を破壊する。これは、がんと闘う患者の意志又は能力にも影響を及ぼすため、進行型のがんを持つ患者の回復に悪影響を有する。悪液質を緩和するために、治療的栄養及び内分泌療法を実施することができるが、期待されるほど満足なものではない。

特に、悪液質ががんによるものである場合、悪液質が進行すれば抗がん化学療法の使用を施すことができないため、治療の過程において深刻な混乱がある。とりわけ、がんが悪液質進行を引き起こした場合、抗がん化学療法を継続することができず、治療プロセスが混乱する又はさらには失敗することを示す。悪液質症状の軽減のための任意の治療効果は、がんをむしろ増悪させ、がん患者の寿命を短くし得る。悪液質は主にがんに起因するため、抗がん薬の投与によりがんを制御することができる。しかしながら、その場合、薬物の他の副作用が重複することがあり、最終的に、悪液質は、ひどくなることはあっても全く改善しない(Nelsonら、1994)。

悪液質の原因となる物質として公知であるカケクチンは、TNFと同じ因子であり、インターロイキン(IL-1)又はIL-6等のサイトカインは、該物質に対して同じ役割を果たすことが開示された。したがって、炎症性の過剰発現は、悪液質の主要な原因として記された(Argilesら、2005; Lelbachら、2007)。主としてがん患者において観察される食欲不振悪液質は、正常組織及びがん組織において産生される炎症性サイトカイン、例えば、TNF-α、IL-6及びIL-1βが、それらの受容体と共役して、POMC(プロオピオメラノコルチン)を発現しているニューロンの活性を増大させ、同時に、α-MSH(α-メラノサイト刺激ホルモン)を放出することによってMC4R(メラノコルチン-4受容体)を活性化する場合に発症する。そのような受容体の活性化は、食欲を減少させ、エネルギー消費を増大させ、除脂肪量の分解を増大させる。反対に、グレリンは、GHSR-1a受容体を刺激し、故に、食欲刺激に関係するAgRP(アグーチ関連ペプチド)及び神経ペプチド-Yの発現及び分泌を増大させる。GHSR-1a受容体又はグレリンのアゴニストを使用することによって、悪液質を予防及び治療することが最近試みられている(Mark D. DeBoer. 2011)。レプチンは、視床下部に作用して、食物摂取量を減少させ、エネルギー消費を刺激し、したがって体重減を引き起こす、最も代表的なホルモンである。既報によれば、レプチンの発現は、慢性疾患、例えば、慢性腎疾患及びうっ血性心不全等によって誘導された悪液質症例において増大する(Engineerら、2012)。特に、体重減は食欲不振単独によって引き起こされるだけでなく、慢性炎症が体重減のより重要な理由であることも報告された(Walsmithら、2002)。上記の研究と一致して、体重減だけでなく筋肉喪失も、ラットのアジュバント関節炎モデルにおいて観察され、ここで、TNF-α及びIL-1β遺伝子及びタンパク質の発現は、骨格筋において増大した。ラットモデルにおいてアジュバント関節炎によって引き起こされた体重減及び骨格筋重量減は、TNF-α単独が阻害された場合よりもTNF-α及びIL-1βが同時に抑制された場合に、より有効に予防された。したがって、TNF-α及びIL-1βの複合作用が筋肉喪失を誘導して、それにより悪液質を引き起こすことが示唆された(Walsmithら、2002)。

その一方で、炎症応答によって引き起こされた骨格筋重量減及び筋肉消耗は、ユビキチン-プロテアソームタンパク質分解経路及びオートファジー/リソソームタンパク質分解経路を活性化し、これにより、筋肉タンパク質が分解される(Zhaoら、2007)。特に、ユビキチンリガーゼ、例えば、MAFbx/Atrogin-1(筋萎縮F-Box)及びMuRF1(筋肉RINGフィンガー-1)の増大、並びにオートファジー関連遺伝子、例えば、Bnip3の上方調節は、筋肉タンパク質分解に直接的に関与する。炎症性サイトカイン発現の調節に関与する重要な転写因子であるNF-kBの阻害は、骨格筋におけるプロテアソームの下方調節を引き起こし得る(Wykeら、2004)。

したがって、炎症性サイトカインの生成又は機能を阻害することができ、それにより、ユビキチン-プロテアソームタンパク質分解経路及びオートファジー/リソソームタンパク質分解経路を阻害することができる薬物の開発は、抗がん薬治療の過程において副作用として観察される悪液質の予防又は寛解のために該薬物を使用することの大きな可能性を提供する。

がん関連疼痛における炎症性サイトカインの役割
がん患者の生活の質の改善及び治療効果のために、疼痛管理はがん治療の重要な部分である。がん関連疼痛は、がん細胞の骨転移、神経圧迫、血管浸潤、リンパ及び臓器浸潤、又はがん細胞による血管閉塞によって引き起こされる(Delaneyら、2008; Vendrellら、2015; Lairdら、2013)。既報によれば、進行型のがんを持つ患者の33〜64%が疼痛を訴え、そのうち50%超が疼痛を適切に治療されていなかった(Mantyhら、2002; Teunissenら、2007)。がん関連疼痛は、原発性がん自体によって、又はがんが広がった(転移した)体の他の部分によって引き起こされ得る。腫瘍が成長するにつれて、神経、骨又は他の臓器を押圧し得、それが疼痛を引き起こし得る。がん関連疼痛は、睡眠障害の原因の1つであり、これは、疲労を増大させ、食欲喪失のような身体症状及び不安のような情動性症状等の両方を引き起こす(Cleeland CS. 1984; McGuire DB. 1987)。疲労を訴えているがん患者の少なくとも60%は、重度の疼痛も経験しており、疲労及び疼痛が密接に関連していることを示唆している(Bleschら、1991; Haghighatら、2003; Hwangら、2003)。放射線療法の過程において骨転移が誘導されたがん患者における重度の疼痛は、睡眠障害を引き起こし、疲労の増大をもたらしたことも報告された(Miaskowskiら、1999)。

がん関連疼痛の治療に使用される2つの主要な種類の薬物は、オピオイド鎮痛薬及び非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)である。これらの薬物は、一般的には、全身的に投与される。オピオイドの全身投与は、悪心、腸機能不全、尿閉及び肺機能不全を引き起こす。

最近の研究によれば、がん関連疼痛は、体内におけるがんの身体的影響によってだけではなく、がん細胞から分泌される炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-17等)によっても誘導される(Lairdら、2011; Zhangら、2007; Sommerら、2004)。サイトカインは、炎症応答を媒介する代表的な物質であり、脊髄傷害及び神経障害性疼痛の主要な原因として公知であり、慢性疼痛の発症及び維持においてある特定の役割を果たすことも公知である(Gaultierら、2008; Choiら、2010)。がん治療のために実施される化学療法は、抗がん剤により誘導される神経疼痛等の副作用を伴う。パクリタキセルを含むタキサンベースの抗がん剤及び他の複合抗がん剤で治療されたがん患者の30〜90%は、抗がん剤により誘導される神経疼痛を経験した(Farquhar-Smith P. 2011; Polomanoら、2001; Xiaoら、2012)。抗がん剤により誘導される神経疼痛は、NF-kB及びMAPKs (ERK及びp38)の活性化が、炎症性及び神経毒性サイトカイン(TNF-α、IL-1β等)の産生を加速させた場合に誘導される(Janesら、2014)。ほとんどの抗がん剤は、血液神経関門を通過し、次いで、後根神経節及び末梢軸索と結合して、神経毒性を増大させる(Wangら、2012)。一部の抗がん剤は、チューブリン機能を阻害し、したがって栄養素の軸索輸送を中断し、感覚神経退行を引き起こし、炎症性サイトカインを放出する(Mantyhら、2002)。

血液脳関門は、毛細血管及び脳組織の間に位置する低透過性を持つ膜である。これは、脳毛細血管内皮細胞間の接着結合及び密着結合により、中枢神経系において恒常性を維持する上で重要な役割を果たす(Brownら、2002)。炎症性疼痛等の病理学的状態では、血液脳関門においてイオン恒常性の異常及び輸送機能不全が観察される(Huberら、2001)。血液炎症性サイトカインは、血液脳関門において損傷を引き起こし、それにより、流入する白血球及びマクロファージの量が増大する。そのような免疫細胞は、TNF-αの産生を増大させ、したがって、脳組織における炎症応答をひどくし、さらに脳損傷につながる(Keepら、2008)。正常状態では、TNF-αは厳密に調節されているが、炎症が脳内で起こると、マクロファージ及びミクログリアは、TNF-αの活性及び産生を増大させる(Gearingら、1994; Bethea JRら、1990)。TNF-αは、炎症応答の主要なメディエーターであり、他の炎症性サイトカイン、例えば、IL-6(インターロイキン-6)の産生を増大させる(Arvinら、1996)。

したがって、炎症性サイトカインの産生又は機能を抑制することができる薬物の開発は、悪性腫瘍を治療するための抗がん薬治療の副作用として引き起こされるがん関連疼痛の予防又は寛解のために該薬物を使用する大きな可能性を提供し得る。

認知機能障害におけるサイトカインの役割
化学療法関連認知機能障害(CRCI)は、記憶力及び集中力の減退の症状である。概して、これは「ケモブレイン」又は「ケモフォッグ」と呼ばれる(Bergerら、2013)。乳がん患者におけるCRCIの発生率は、18〜78%であると報告されている(Ahlesら、2012; Cullら、1996)。そのうちの17〜35%は、長期にわたる重度のCRCIを経験することが公知である(Ahlesら、2002; Silberfarb PM. 1983)。化学療法は、注意、実行機能、情報処理速度、言語及び視覚的記憶、並びに精神運動野の全範囲において、認知機能障害を誘導することが公知である(Boykoffら、2009; Reid-Arndtら、2010)。化学療法の終わりから、言語記憶、視覚的記憶及び精神処理速度が低下し始め、一部の症例では、認知低下及び機能障害が5年超にわたって続く(de Ruiterら、2011; Heflinら、2005; Vardyら、2008)。認知低下を経験しているがん患者は、治療法についての事前合意又は意思決定において(Nelsonら、2007)、日常生活における役割遂行において、心理萎縮により社会生活において、及び仕事復帰後の職場への適応において困難を有し、CRCIががん患者の生活の適応及び質に悪影響を有することを示唆している(Cheungら、2012; Munirら、2010; Boykoffら、2009; Reid-Arndtら、2010)。

CRCIの正確な機序がすべて開示されているわけではないが、抗がん薬治療によって損傷された細胞から分泌される炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6、IL-1β等)は、CRCIの主要な原因であると推定されている。最近の研究によれば、炎症性サイトカインは、化学療法によって誘導される認知低下の主要なメディエーターとして作用する(Keslerら、2013; Ganzら、2013; Janelsinsら、2011)。多くの臨床研究において、炎症性サイトカイン、例えば、TNF-α及びIL-6の上方調節は、がん患者において、標準的な投薬量の抗がん剤とともに投与した場合に観察された。そのようなサイトカインの上方調節は、認知低下を経験している患者においてより有意であり、炎症性サイトカイン発現パターンが認知機能と密接に関連していることを示唆していた(Tsavarisら、2002; Janelsinsら、2012; Meyersら、2005)。

サイトカインは、神経内分泌及び免疫システム調節のメディエーターとして公知であり、神経伝達物質の代謝、神経細胞及びグリア細胞の機能、並びにニューロンの修復及び再生を調節することができる(Ahlesら、2007; Wilsonら、2002; Raisonら、2003)。化学療法で治療されたがん患者の血液中の上方調節されたサイトカインは、血液脳関門を通過し、次いで、脳内のマクロファージ及びミクログリア細胞を活性化し、サイトカインの産生が脳組織において増大して、炎症応答を引き起こすことを示す。サイトカインにより誘導される炎症応答は、身体的又は精神的ストレスに応答してサイトカインの産生及びコルチゾール分泌の調節を司る視床下部-下垂体軸(HPA)を刺激し、したがって、脳組織における酸化ストレスを増大させることにより、認知低下を誘導する(Wangら、2015)。

したがって、炎症性サイトカインの産生又は機能を抑制することができる薬物の開発は、悪性腫瘍を治療するための抗がん薬治療の副作用として引き起こされる認知低下の予防又は寛解のために該薬物を使用する大きな可能性を提供し得、なぜなら、そのような薬物は、脳を炎症及び損傷から保護することができるためである。

造血幹細胞を維持する上でのサイトカインの役割
造血幹細胞は、自動複製可能である。それらは、種々の骨髄及びリンパ球前駆細胞に分化することができ、造血システムをインビボで維持するように機能することができる(Summersら、2004)。骨髄は、造血幹細胞が自己複製し種々の細胞に分化するのを補助する特異的な微小環境(ニッチ)を有する。そのような微小環境において、造血幹細胞の自己複製、間期及び分化が制御され、造血幹細胞の運命又はサイズが決定される(Schofieldら、1978)。

骨髄損傷は、抗がん剤を使用するがん治療の過程において最も頻繁に観察される副作用の1つであり、これが抗がん剤の投薬量を限定し、がん治療の非効率性につながる。抗がん剤を使用する化学療法は、がん細胞だけでなく正常な細胞、とりわけ造血幹細胞も破壊し、体内における造血機能及び免疫機能の機能不良の深刻な問題を引き起こす。がんの治療のために一般に使用される抗がん剤は、造血細胞及び造血幹細胞のアポトーシス、造血幹細胞の分化及び老化、並びに骨髄間質及び造血幹細胞ニッチへの損傷を誘導し、急性又は慢性骨髄損傷をもたらす(Shaoら、2010; Lotemら、1993; Wlodarskiら、1998; Yuら、2010; Testaら、1985)。造血幹細胞は、骨髄の微小環境内で間期にあり、必要ならば、分化段階に入る。間期中のそれらの造血幹細胞は、抗がん治療によって簡単には損傷されない(Corazzaら、2004)。しかしながら、抗がん剤によって引き起こされた炎症状態において、造血幹細胞の分化は加速され、そのような活性化細胞は抗がん剤によって標的とされるため、骨髄中の造血幹細胞は最終的に枯渇する(Kingら、2011)。正常な造血幹細胞は、炎症性サイトカイン、例えば、TNF-α、IL-1β及びIFN-ガンマを減少させることにより、並びに抗炎症性サイトカイン、例えば、IL-10を増大させることにより、免疫恒常性を維持する上で重要な役割を果たすことが公知である(Siniscalcoら、2013)。しかしながら、炎症性サイトカインとして公知であるTNFの過産生は、造血幹細胞の休眠を中断し(Bryderら、2001; Dybedalら、2001)、造血幹細胞の数及び機能の維持が、抗がん剤によって引き起こされる副作用を予防する又は改善させるために重要であることを示している。

したがって、炎症性サイトカインの制御を介して造血幹細胞の静止状態を維持することにより、造血幹細胞の数及び機能を維持する及び改善させることができる薬物の開発は、抗がん薬治療に関連する種々の副作用の予防又は寛解のために該薬物を使用する大きな可能性を提供する。

ナフトキノン系化合物は、一部の医薬組成物のための有効成分として公知である。それらの中でも、デュニオン(dunnione)は、2つの構造、アルファ-デュニオン(2,3-ジヒドロ-2,3,3-トリメチルナフト[1,2-b]フラン-4,9-ジオン)及びデュニオン(2,3-ジヒドロ-2,3,3-トリメチルナフト[1,2-b]フラン-4,5-ジオン)に分類され、これは、南米において分布しているストレプトカーパス・ダニー(Streptocarpus dunnii)の葉から又はキンチャクソウ(Calceolaria)のいくつかの種から取得することができる。その一方で、β-ラパコン(3,4-ジヒドロ-2,2-ジメチル-2H-ナフト(1,2-b)ピラン-5,6-ジオン)は、南米において分布しているラパチョ(laphacho)の木(タベブイア・アベラネダエ(Tabebuia avellanedae))から取得される。

これまでに出願又は登録された薬物動態について記述している特許書類を参照すると、β-ラパコン又はその誘導体を、がん治療のための放射線療法の過程において観察される白血球減少症、単核球症及びリンパ球減少症の予防のために使用することができる(米国特許第7,649,013号)。ベータ-ラパコンは、NQO-1(NAD(P)Hキノンオキシドレダクターゼ-1)依存性の無益な酸化還元サイクルによって活性酸素種、例えば、H₂O₂を生成し、この活性酸素種は、DNA損傷、例えば、PARP-1(ポリ-ADPリボースポリメラーゼ-1)の過剰活性化につながるがん細胞DNAにおける単鎖切断を引き起こし、これにより、NAD+及びATPが最終的に枯渇して、がん細胞が死滅に向かうことも報告されている(Pinkら、2000; Beyら、2013)。Queiroz MLらは、β-ラパコン及びタベブイア・アベラネダエ抽出物が、抗がん化学療法なしでエールリッヒ腹水腫瘍保有マウスにおいて引き起こされる骨髄抑制を寛解させる上で有効であることを開示した(Queirozら、2008)。KT & G Life Scienceは、β-ラパコン及びデュニオンが、肥満、糖尿病、メタボリックシンドローム、神経変性疾患及びミトコンドリア機能不全に関連する疾患を予防する及び治療する上で効率的であることを報告した(米国特許第9,066,922号)。Lee JSらは、β-ラパコンが、NAD代謝を調節することによって高齢者の健康及び認知能力を改善させることができると報告した(Leeら、2012)。Jose Angelらは、β-ラパコン抽出物を起源とするタベブイア・アベラネダエの抽出物が、パーキンソン病の症状を改善させる上で効率的であることを開示した(米国特許第7,553,503号)。

本発明者ら及びPark Dらは、β-ラパコン及びデュニオンが、抗がん薬治療の副作用として引き起こされる腎臓及び種々の他の臓器における損傷の回復を改善させる上で効率的であることを報告している(Ohら、2014; Kimら、2014; Parkら、2015)。特に、本発明者らの以前の研究において、β-ラパコンは、細胞内NAD+NQO-1を用量依存的に増大させ、それにより、β-ラパコンは、がん関連DNA損傷及びPARP-1の超活性化を阻害し、結果として腎臓及び内耳が損傷されるのを保護するという効果を示すことが確認された。Tzengらは、β-ラパコンが、エンドトキシン治療によって引き起こされる肺傷害動物モデルにおける肺傷害を予防できることも報告した(Tzengら、2003)。デューク大学は、ナフトキノン系化合物、例えば、β-ラパコンが、肺疾患及び気管支疾患を治療する及び改善させる上で効率的であることも報告した(米国特許出願公開第20140155361号)。加えて、Kwak THらは、ナフトキノン系化合物、例えば、β-ラパコンが、心臓疾患を改善させる及び治療する上で効率的であることを報告した(米国特許出願公開第2014/0154319号)。

しかしながら、抗がん薬治療の過程において引き起こされた疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少を予防する又は寛解させる上での、ナフトキノン系化合物、例えば、β-ラパコンの効果又は役割については、未だ報告が為されていない。

したがって、本発明者らは、がん関連疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少を予防する又は改善させる上で効率的な物質をスクリーニングする研究をしてきた。結果として、本発明者らは、デュニオン及びβ-ラパコン、ナフトキノン系化合物が、抗がん薬治療によって増大する炎症性サイトカインの分泌及び産生を減少させるため、疲労を緩和するため、悪液質を寛解させるため、疼痛を減少させるため、認知能力を改善させるため、並びに造血幹細胞減少を予防するための活性を有することを確認した。その後、本発明者らは、ナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、プロドラッグ、溶媒和物又は異性体が、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物として有効に使用され得、本発明の完成につながることを確認した。
先行技術文献
特許文献
非特許文献

本発明の目的は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための、ナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を有効成分として含む、医薬組成物を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための、以下の式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を有効成分として含む医薬組成物:

を提供する。

本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための方法であって、式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を、哺乳動物に投与するステップを含む、方法も提供する。

加えて、本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための薬物の調製のための、式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体の使用を提供する。

この発明において、ナフトキノン系化合物、例えば、デュニオン及びβ-ラパコンは、抗がん薬治療によって増大する炎症性サイトカインの分泌及び産生を減少させ、抗がん薬治療に関連する副作用である疲労、悪液質、認知低下及び造血幹細胞減少を予防することが確認されている。したがって、ナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、プロドラッグ、溶媒和物又は異性体は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物として、有効に使用され得る。

本発明の好ましい実施形態の適用は、付随する図面を参照して最もよく理解される。

アドリアマイシンによって誘導される血漿中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17)に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、ADR:アドリアマイシン(4mg/kg×3)処置群、ADR+Dun:アドリアマイシン及びデュニオン(20mg/kg)共処置群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及びアドリアマイシン処置群の比較、#p<0.05:アドリアマイシン処置群及びデュニオン処置群の比較。 ゲムシタビンによって誘導される血漿中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17)に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、GEM:ゲムシタビン(500mg/kg)処置群、GEM+Dun:ゲムシタビン及びデュニオン(20mg/kg)共処置群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及びゲムシタビン処置群の比較、#p<0.05:ゲムシタビン処置群及びデュニオン処置群の比較。 2つの異なる濃度(3倍、6倍ACP)でのシクロホスファミド、アドリアマイシン及びパクリタキセル(ACP)の共処置によって誘導される血漿中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17)に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、3倍ACP:アドリアマイシン(4.62mg/kg)、シクロホスファミド(46.2mg/kg)及びパクリタキセル(6.18mg/kg)共処置群、6倍ACP:アドリアマイシン(9.24mg/kg)、シクロホスファミド(92.4mg/kg)及びパクリタキセル(12.36mg/kg)処置群、3倍ACP+Dun:3倍ACP及びデュニオン(20mg/kg)共処置群、6倍ACP+Dun:6倍ACP及びデュニオン(20mg/kg)共処置群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:3倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較、#p<0.05:6倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(4倍ACP)の共処置によって誘導されるマウスの視床下部におけるオレキシンタンパク質の産生に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、4倍ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、4倍ACP+Dun:ACP処置の前に、80mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(80mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及び4倍ACP処置群の比較。#p<0.05:4倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される脳の炎症応答に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、4倍ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、4倍ACP+Dun:ACP処置の前に、80mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(80mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及び4倍ACP処置群の比較、#p<0.05:4倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(3倍ACP)の共処置によって誘導される筋肉喪失モデルに対するデュニオンの効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、3倍ACP 2D:アドリアマイシン(4.62mg/kg)、シクロホスファミド(46.2mg/kg)及びパクリタキセル(6.18mg/kg)で2日間にわたって共処置した群、3倍ACP 2D+Dun:デュニオン(20mg/kg)で3日間にわたって、次いで3倍ACPで2日間にわたって毎日共処置した群、3倍ACP 4D:アドリアマイシン(4.62mg/kg)、シクロホスファミド(46.2mg/kg)及びパクリタキセル(6.18mg/kg)で4日間にわたって共処置した群、3倍ACP 2D+Dun:デュニオン(20mg/kg)で3日間にわたって処置し、次いで3倍ACPで4日間にわたって処置した群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及び3倍ACP処置群の比較、#p<0.05:3倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較。 シクロホスファミドによって誘導される筋肉喪失モデルに対するデュニオンの効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、CYP:シクロホスファミド(150mg/kg+200mg/kg)処置群、CYP+Dun:シクロホスファミド処置の前に、デュニオン(20mg/kg)で3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及びCYP処置群の比較、#p<0.05:CYP処置群及びデュニオン処置群の比較。 シクロホスファミドによって誘導される筋肉喪失モデルにおける筋肉喪失関連遺伝子に対するデュニオンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、CYP:シクロホスファミド(150mg/kg+200mg/kg)処置群、CYP+Dun:シクロホスファミド処置の前に、デュニオン(20mg/kg)で3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及びCYP処置群の比較、#p<0.05:CYP処置群及びデュニオン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される骨髄細胞及び造血幹/前駆細胞の減少に対するデュニオンの効果を調査するために実施されたフローサイトメトリーの結果を例証する図表であり、ここで、総細胞中のLin細胞を調査し、Lin細胞中のLSK(Lin-Sca-1+Kit+)細胞を調査した。この実験は図9bにおいて連続的に示されている。 上記のLSK(Lin-Sca-1+Kit+)における多能性前駆体-4(MPP4)及び造血幹/前駆細胞(HSPC)の調査、並びにHSC^LT(長期造血幹細胞)、HSC^ST(短期造血幹細胞)及び多能性前駆体-2、-3(MPP2及びMPP3)のさらなる調査を例証する図表である。対照:PBS処置群、3倍ACP:アドリアマイシン(4.62mg/kg)、シクロホスファミド(46.2mg/kg)及びパクリタキセル(6.18mg/kg)共処置群、3倍ACP+Dun:3倍ACP処置の前に、20mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群。MPP2:最後に巨核球及び赤血球に分化する前駆細胞、MPP3:最後に多核細胞及び単核細胞に分化する前駆細胞、MPP4:最後にリンパ球に分化する前駆細胞。 絶対細胞数を比較することによって確認された、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される骨髄細胞及び造血幹/前駆細胞の減少に対するデュニオンの保護効果の調査を例証する図表である。総細胞カウント:骨髄から取得された細胞の総数、LSK細胞カウント、分化前のSca-1及びc-Kit陽性細胞、HSC^LT:Lin^-Sca-1⁺c-Kit⁺Flk2^-CD150⁺CD48^-長期造血幹細胞、HSC^ST:Lin^-Sca-1⁺c-Kit⁺Flk2^-CD150^-CD48^-短期造血幹細胞。対照:PBS処置群、3倍ACP:アドリアマイシン(4.62mg/kg)、シクロホスファミド(46.2mg/kg)及びパクリタキセル(6.18mg/kg)共処置群、3倍ACP+Dun:3倍ACP処置前に、20mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群。*p<0.05:対照群及び3倍ACP処置群の比較、**p<0.05:3倍ACP処置群及びデュニオン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される大腿におけるTNF-αの発現に対するデュニオンの効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、ACP+Dun:ACP処置の前に、80mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(80mg/kg)処置群。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される大腿へのマクロファージの流入に対するデュニオンの効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、ACP+Dun:ACP処置の前に、80mg/kgのデュニオンで3日間毎日処置した群、Dun:デュニオン(80mg/kg)処置群。 アドリアマイシンによって誘導される血漿中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17)に対するβ-ラパコンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、アドリアマイシン:アドリアマイシン(4mg/kg×3)処置群、アドリアマイシン+β-ラパコン:アドリアマイシン及びβ-ラパコン(20mg/kg)共処置群、β-ラパコン:β-ラパコン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及びアドリアマイシン処置群の比較、#p<0.05:アドリアマイシン処置群及びβ-ラパコン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(4倍ACP)の共処置によって誘導されるマウスの視床下部におけるオレキシンタンパク質の産生に対するβ-ラパコンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、4倍ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、4倍ACP+β-ラパコン:ACP処置前に、20mg/kgのβ-ラパコンで3日間毎日処置した群、β-ラパコン:β-ラパコン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及び4倍ACP処置群の比較、#p<0.05:4倍ACP処置群及びβ-ラパコン処置群の比較。 アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(ACP)の共処置によって誘導される脳の炎症応答に対するβ-ラパコンの調節効果を例証する図表である。対照:PBS処置群、4倍ACP:1倍ACPアドリアマイシン(1.54mg/kg)、シクロホスファミド(15.4mg/kg)及びパクリタキセル(2.06mg/kg)共処置群(4つの処置を2日に1回)、4倍ACP+β-ラパコン:ACP処置前に、20mg/kgのβ-ラパコンで3日間毎日処置した群、β-ラパコン:β-ラパコン(20mg/kg)処置群。*p<0.05:対照群及び4倍ACP処置群の比較、#p<0.05:4倍ACP処置群及びβ-ラパコン処置群の比較。

以後、本発明において使用される用語を記述する。

用語「薬学的に許容される塩」は、化合物が投与される生物に深刻な刺激を引き起こさず、化合物の生物活性及び特性を損なわない、化合物の製剤を示す。薬学的塩は、薬学的に許容されるアニオン、例えば無機酸、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、臭化水素酸及びヨウ化水素酸、有機カルボン酸、例えば、酒石酸、ギ酸、クエン酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、グルコン酸、安息香酸、乳酸、フマル酸、マレイン酸及びサリチル酸、並びにスルホン酸、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びp-トルエンスルホン酸を含有する非毒性酸付加塩を形成する酸によって形成された酸付加塩を含む。薬学的に許容されるカルボン酸塩は、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムと形成された金属塩又はアルカリ土類金属塩、アミノ酸塩、例えば、リシン、アルギニン及びグアニジン、並びに有機塩、例えば、ジシクロヘキシルアミン、N-メチル-D-グルカミン、トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミン、ジエタノールアミン、コリン及びトリエチルアミンを含む。本発明の式1及び式2によって表される化合物は、従来の方法によって塩に変換することができる。

用語「プロドラッグ」は、その親薬物にインビボで転換される物質を示す。プロドラッグは、多くの場合、それらの親薬物よりも投与が簡単であることから使用される。例えば、プロドラッグの経口投与は、生物活性を確保するのに対し、親薬物はそうでない場合がある。プロドラッグの医薬組成物への溶解度は、親薬物のものよりも高い。例えば、可動性のためにはプロドラッグの水溶性が有益でないとしても、プロドラッグは、代謝を介して活性カルボン酸に加水分解されることができ、細胞内で簡単に細胞膜を通過することができるエステル(プロドラッグ)として投与され得る化合物であってよく、それにより、水溶性は有益である。プロドラッグの別の例は、ペプチドが活性部位を示すように変換され得る酸基と結合している短鎖ペプチド(ポリアミノ酸)である。

用語「溶媒和物」は、非共有結合分子間力によって結合している化学量論又は非化学量論量の溶媒を含有する本発明の化合物又はその塩を示す。好ましい溶媒は、揮発性溶媒、非毒性溶媒及び/又はヒトへの投与に好適な溶媒であり、溶媒が水である場合、これは水和物である。

用語「異性体」は、同じ化学又は分子式を有するが異なる光学又は立体構造を有する本発明の化合物又はその塩を示す。

別段の指示がない限り、用語「式1又は式2によって表される化合物」は、化合物自体、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物及びその異性体のすべてを含有する概念を示す。

加えて、用語「治療有効量」は、標的疾患の1つ以上の症状を効率的に減少させる若しくは軽減する、又は予防のために標的疾患の症状又は臨床マーカーの発症を効率的に遅延させる、投与される有効成分の量を示す。したがって、治療有効量は、(1)疾患の進行速度を逆転させる効果、(2)疾患のいかなるさらなる進行も阻害する効果、及び/又は(3)疾患に伴う1つ以上の症状を軽減する(好ましくは排除する)効果を示すことができる有効成分の量を示す。化合物の治療有効量は、情報が確かなインビボ及びインビトロ疾患モデルシステムにおいて化合物を試験することによって決定され得る。

経口投与のための製剤は、錠剤、丸剤、硬/軟カプセル剤、液剤、懸濁剤、乳剤、シロップ剤、顆粒剤及びエリキシル剤等によって例示される。これらの製剤は、有効成分に加えて、希釈剤(例えば、ラクトース、デキストロース、スクロース、マンニトール、ソルビトール、セルロース及び/又はグリシン)及び滑沢剤(例えば、シリカ、タルク、ステアレート及びそのマグネシウム若しくはカルシウム塩、及び/又はポリエチレングリコール)を含み得る。錠剤は、結合剤、例えば、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、デンプン糊、ゼラチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム及び/又はポリビニルピロリドンを含むことができ、必要ならば、崩壊剤、例えば、デンプン、アガロース、アルギン酸又はそのナトリウム塩若しくは共沸混合物及び/又は吸収剤、着色剤、香味剤、並びに甘味剤を追加でそれに含めることができる。

本発明のナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体は、非経口的に投与することができ、非経口投与は、皮下注射、静脈注射、筋肉内注射及び胸腔内注射を含む。本発明のナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を非経口投与のための製剤として調製するために、本発明のナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を、安定剤又は緩衝剤と混合して、液剤又は懸濁剤を生成し、次いで、これを、アンプル又はバイアルとして製剤化する。本発明の組成物は、滅菌され得、保存料、安定剤、水和剤又は乳化剤、浸透圧の調節のための塩及び/又は緩衝剤、並びに他の治療的に有用な物質を追加で含有し、組成物は、従来の混合、造粒又はコーティング法によって製剤化され得る。

本発明の組成物の有効投薬量は、年齢、体重、ジェンダー、投与形態、健康状態、及び疾患の重症度に従って決定され得る。組成物の投薬量は、1日当たり0.001〜2,000mg/60kg、好ましくは1日当たり0.01〜1,000mg/60kgであり、投与頻度は、医師又は薬剤師の判断に従って、1日1回又は好ましくは1日数回である。本発明の医薬組成物は、0.01〜100重量%のナフトキノン系化合物を含有し得る。

本発明の好ましい実施形態では、非晶質構造は、活性物質を微粒子に生成する過程において形成され得る。微粒子は、活性物質の噴霧乾燥法、ポリマー及び溶融物を形成するための溶融法、溶媒に溶解することによってポリマーと共沈物を形成するための共沈法、クラスレート形成法、並びに溶媒揮発法によって調製することができる。好ましくは、本発明においては噴霧乾燥法が使用され得る。その一方で、機械的粉砕法を介する活性物質の微細噴霧化は、構造が非晶質構造ではない、すなわち、結晶性結晶構造又は半結晶性結晶構造であるとしても、大きい比表面積により溶解度を改善させるために寄与し、結果として、体内における溶解率及び吸収率の改善を補助することができる。

噴霧乾燥法は、活性物質を適切な溶媒に溶解し、次いで、噴霧しながらそれを乾燥させることにより、微粒子を調製する方法である。噴霧乾燥を実施する過程において、ナフトキノン系化合物自体の結晶度はかなり失われ、非晶質形態をもたらす。結果として、微粒子の噴霧乾燥生成物が取得される。

機械的粉砕法は、強力な物理力で活性物質を押圧することによって活性物質を微粒子に粉砕する方法であり、これには、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、ハンマーミル等の粉砕プロセスが使用され得る。好ましくは、空気圧を使用して、40℃以下の条件下で粉砕を実施することができる、ジェットミルが使用され得る。

結晶構造にかかわらず、微粒子型の活性物質の粒子サイズが低減するにつれて、比表面積の増大により溶解率及び溶解度は増大する。しかしながら、粒子サイズが小さすぎる場合、そのようなサイズの微粒子を生成することは簡単ではなく、溶解度は、粒子の集塊又は凝集によりさらに低減する。本発明の好ましい実施形態では、活性物質の好ましい粒子サイズは、5nmから500μmの範囲内であってよい。その範囲内で、凝集現象は最大に抑制され、比表面積の増大により溶解率及び溶解度は最大化される。

以後、本発明を詳細に記述する。

本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための、以下の式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を有効成分として含む医薬組成物:

を提供する。

上記の組成物は、炎症性サイトカインの発現を特徴的に減少させる、特に、視床下部、血液及び骨髄における炎症性サイトカインの発現を減少させる。本発明において、サイトカインは、TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17からなる群から選択される。

上記の組成物は、筋肉内遺伝子、例えば、MAFbx、MuRF1及びBnip3の発現を特徴的に抑制し、造血幹細胞を静止状態で停止させ、造血幹細胞減少を予防する又は改善させる。上記の造血幹細胞は、特徴的に、長期造血幹細胞(HSC^LT)又は短期造血幹細胞(HSC^ST)のいずれかである。

がんは、好ましくは、肝臓がん、胃がん、結腸がん、乳がん、肺がん、非小細胞肺がん、骨がん、膵臓がん、皮膚がん、頭頸部がん、皮膚又は眼内黒色腫、子宮頸がん、卵巣がん、大腸がん、小腸(small intestine)がん、直腸がん、肛門がん、卵管がん、子宮内膜癌、子宮頸癌、膣癌、外陰癌、ホジキン病、食道がん、小腸(small bowel)がん、リンパ腫、膀胱がん、胆嚢がん、内分泌がん、甲状腺がん、乳頭がん、副腎がん、軟部組織肉腫、尿道がん、陰茎がん、前立腺がん、慢性又は急性白血病、リンパ球性リンパ腫、膀胱がん、腎臓又は尿管がん、腎細胞癌、腎臓骨盤癌、中枢神経系(CNS)腫瘍、原発性CNSリンパ腫、脊髄腫瘍、脳幹グリオーマ及び下垂体腺腫からなる群から選択される。

上記の抗がん薬治療のために、抗がん薬を単独で又は2つ以上の抗がん薬と組み合わせて投与することが好ましい。共処置の場合、それらの抗がん薬のうち少なくとも2つを互いに異なる時間に投与することができる。

上記の抗がん薬は、従来の抗がん薬、又はがん特異的分子標的(がん増殖及び発癌に関与する特異的分子によるがんの増殖及び転移)によって標的がん細胞のみを攻撃する標的化抗がん薬であってよいが、常にそれに限定されるとは限らない。

上記の従来の抗がん薬は、アドリアマイシン(ADR)、シクロホスファミド(CYP)、パクリタキセル(PTX)、ドセタキセル、ゲムシタビン(GEM)、シスプラチン、マイトマイシン-C、ダウノマイシン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシン、エトポシド、テニポシド、ビンカアルカロイド、ビンクリスチン、ビンブラスチン及び5-フルオロウラシルからなる群から選択される1つ以上の薬物である。

上記の標的化抗がん薬は、シグナル伝達経路阻害剤、例えば、チロシンキナーゼアンタゴニスト、イマチニブ/グリベック、トラスツズマブ/ハーセプチン、セツキシマブ/アービタックス、ゲフィチニブ/イレッサ及びエルロチニブ/タルセバ;並びに血管新生阻害剤及びVEGF(血管内皮成長因子阻害剤、例えば、ベバシズマブ/アバスチン、スニチニブ/スーテント及びソラフェニブ/ネクサバールによって例示される(National Cancer Information Center、2015)。

抗がん標的療法は、がん細胞のみを特異的に治療するという利点を有するが、発生率は化学療法より低いとしても、薬物に伴う副作用(骨髄機能不全、疲労、不全症、悪心及び嘔吐、口内炎及び下痢、出血性膀胱炎、脱毛、神経系副作用、並びに肝機能不全)の問題を依然として有する。チロシンキナーゼ阻害剤の1つ、グリベックは、全患者の約10%において、悪心、嘔吐、浮腫、筋けいれん、下痢、胃腸及び中枢神経系出血、筋骨格痛、吹き出物、頭痛、疲労、関節痛、体重増加、発熱並びに腹痛等の副作用を引き起こし、ハーセプチンは、患者の約22%において、心不全を引き起こす。アービタックスは、顔、胸、背中及び頭皮の座瘡発疹、発熱、寒気、悪心、下痢、緊急気道閉塞、じんましん、低血圧の症状、結膜炎、呼吸困難、白血球減少症及び脱毛のような副作用を伴う。イレッサは、患者の約5%において、下痢、発赤、座瘡、皮膚の乾燥、悪心、嘔吐、そう痒、食欲不振及び無力症を引き起こす。タルセバは、患者の約10%において、発赤、下痢、食欲不振、疲労、悪心、嘔吐、感染症、口内炎、そう痒、乾燥皮膚、結膜炎及び腹痛を伴う。その一方で、血管新生阻害剤の1つであるアバスチンは、胃腸穿孔、出血、血栓症、高血圧症及びタンパク尿症を引き起こす。スーテントは、特徴的な手症候群及び皮膚発疹のような副作用を引き起こす(National Cancer Institute、2016; National Cancer Information Center、2015; Babarら、2014; Liu及びKurzrock. 2014)。

本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための方法であって、式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体を、哺乳動物に投与するステップを含む、方法も提供する。

加えて、本発明は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための薬物の調製のための、式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体の使用を提供する。

本発明の好ましい実施形態では、本発明者らは、1種類の抗がん薬をマウスに1回以上腹腔内に注射することによって、又は数種類の抗がん薬を1回以上で若しくは異なる濃度で腹腔内に注射することによって、動物モデルを確立した。デュニオン及びβ-ラパコンを、抗がん薬投与の3日前から毎日、経口的に投与した。抗がん薬の最終投与の2〜4日後、FACSを実施して、各抗がん薬試験動物において、骨髄細胞及び造血幹細胞/前駆細胞内の血液、サイトカイン、オレキシン-A、体重、腓腹筋重量における変化、定量的及び定性的変化を調査した。結果として、デュニオン及びβ-ラパコンは、抗がん薬治療に関連する副作用である、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少に対して効果を有することが確認された。

抗がん薬の各実験動物モデルにおいて、血漿中の炎症性サイトカインの変化を調査した。結果として、抗がん薬処置群(アドリアマイシン若しくはゲムシタビンで処置したもの、又はアドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルで共処置したもの)の血漿中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17)のレベルは、正常群と比較して有意に増大した。その一方で、デュニオン又はβ-ラパコンで処置した群の血漿中の炎症性サイトカインのレベルは、有意に減少した(図1、3及び13を参照)。

オレキシン(視床下部で産生/分泌される神経ホルモン)の減少が抗がん薬治療の過程におけるがん関連疲労に関連することを述べた既報を考慮して、本発明者らは、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルで共処置したマウスの視床下部におけるオレキシンタンパク質の定量的変化を調査した。結果として、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置は、正常群と比較して、視床下部におけるオレキシンの発現を有意に減少させることが確認された。デュニオン又はβ-ラパコンの共処置は、オレキシンの発現を有意に上昇させ、故に、正常レベルに戻すことができることも確認された(図4及び14を参照)。

視床下部における炎症性サイトカインの増大は、視床下部におけるオレキシンニューロン活動の低減を引き起こし、化学療法の過程においてがん関連疲労を引き起こすことが公知である。そのため、本発明者らは、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルで共処置したマウス視床下部における炎症性サイトカインTNF-α及びIL-1βの発現パターンを調査した。結果として、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置は、正常群と比較して、マウス視床下部におけるTNF-α及びIL-1βの発現をRNAレベル及びタンパク質レベルの両方で有意に増大させることが確認された。デュニオン又はβ-ラパコンの共処置は、TNF-α及びIL-1βの低下を、正常レベルに維持するように、RNAレベル及びタンパク質レベルの両方で有意に抑制することも確認された(図5及び15を参照)。

抗がん薬治療の過程において引き起こされる悪液質に対するデュニオンの効果を調査するために、本発明者らは、乳がん動物モデル及び他の抗がん薬動物モデルにおける筋肉喪失に対するデュニオンの効果を検査した。結果として、デュニオンの共処置は、抗がん薬治療によって引き起こされる腓腹筋の体重減を有意に修復することが確認された。筋肉喪失に対するデュニオンの阻害効果は、筋肉タンパク質分解に直接的に関与するユビキチンリガーゼ(MAFbx及びMuRF1)及びオートファジー遺伝子(Binp3)の発現の調節に関連することが確認された(図6〜8を参照)。

本発明者らは、抗がん薬治療によって誘導される骨髄造血幹細胞の減少に対するデュニオンの効果を調査した。結果として、全骨髄細胞の数は、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって有意に減少した。しかしながら、デュニオンを共処置した場合、全骨髄細胞の数は有意に増大した。造血幹/前駆細胞の数も、抗がん薬治療によって有意に減少したが、デュニオンをそれらの抗がん薬と共処置した場合、正常レベルに回復した(図9及び10を参照)。

骨髄造血幹細胞の減少は、マクロファージによって分泌される炎症性サイトカインとして公知のTNF-αの増大によって引き起こされることが公知である。そこで、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルで共処置した動物モデルから取得した大腿骨組織におけるTNF-α及びF4/80(マクロファージマーカー)の発現を、免疫組織化学的染色によって調査した。結果として、TNF-α及びF4/80の発現は、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置により、骨の全体において、正常群と比較して有意に増大した。しかしながら、デュニオンで処置した群において、上記の発現は、有意に減少した(図11及び12を参照)。

したがって、本発明のナフトキノン系化合物、デュニオン及びβ-ラパコンは、抗がん薬治療によって上方調節された炎症性サイトカインの生成を減少させ、オレキシン減少を阻害し、認知低下及び造血幹細胞減少を予防することができると確認された。そのため、本発明のナフトキノン系化合物、薬学的に許容されるその塩、そのプロドラッグ、その溶媒和物又はその異性体は、疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物の有効成分として、有効に使用され得る。

本発明の実用的で現在好ましい実施形態は、下記の実施例に示す通り例証である。

しかしながら、当業者ならば、本開示を考慮して、本発明の趣旨及び範囲内で修正及び改善を為し得ることが分かるであろう。

[実施例1]
β-ラパコンの合成
β-ラパコンは、ラパチョの木から比較的少量で取得されるが、β-ラパコン合成の原材料であるラパコールは、ラパチョの木からかなり大量に取得される。そのため、ラパコールを使用してβ-ラパコンを合成するための方法がずっと以前に開発された。すなわち、ラパコール及び硫酸を一緒に混合し、室温で激しく撹拌すると、β-ラパコンを比較的高収率で取得することができる。

本発明の好ましい実施形態では、ラパコールを取得するために、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン(17.4g、0.10M)をDMSO(120ml)に溶解し、これに、LiH(0.88g、0.11M)をゆっくりと添加した。このとき、水素が発生するため、注意が必要である。反応溶液を撹拌した。水素がそれ以上発生しないことを確認した後、反応溶液を30分間にわたってさらに撹拌した。次いで、プレニルブロミド(1-ブロモ-3-メチル-2-ブテン、15.9g、0.10M)及びLiI(3.35g、0.025M)をそれにゆっくりと添加した。温度が45℃に到達するまで反応溶液を加熱し、続いて、12時間にわたって激しく撹拌した。反応溶液を10℃未満まで冷却した。次いで、氷(76g)をそれに添加し、水(250ml)を次に添加した。濃塩酸(25ml)を添加することにより、溶液のpHを1に維持した。EtOAc(200ml)を反応溶液に添加し、続いて、激しく撹拌した。結果として、EtOAcに不溶性の白色固体が形成された。固体を濾過し、EtOAc層を分離した。EtOAc(100ml)を使用することによって水層をもう一度抽出し、次いで、これを、既に抽出してあった有機層と混合した。有機層を5%NaHCO₃(150ml)で洗浄し、次いで、濃縮した。濃縮物をCH₂Cl₂(200ml)に溶解し、これに、2N NaOH水溶液(70ml)を添加し、激しく振とうすることによって層を分離した。CH₂Cl₂層を2N NaOH水溶液(70ml×2)で処理し、続いて、もう2回分離した。分離した溶液を合わせた。濃塩酸を使用して、酸度を少なくともpH2に調節した。生成された固体を濾過によって分離して、ラパコールを得た。取得したラパコールを、75%EtOHを使用することによって再結晶させた。硫酸(80ml)をそれに添加し、混合物を室温で10分間にわたって激しく撹拌した。氷(200g)を添加することによって反応を終了させた。

上記のプロセスは、次の通りの一般構造式で表現される。

次に、CH₂Cl₂(60ml)を反応物質に添加し、これを激しく撹拌して、CH₂Cl₂層の分離に至った。分離した層を5%NaHCO₃で洗浄した。CH₂Cl₂(30ml)を使用することによって水層をもう一度抽出した。抽出した水層を5%NaHCO₃で洗浄し、抽出してあった有機層と合わせた。有機層をMgSO₄で乾燥させ、続いて、濃縮した。結果として、粗製のβ-ラパコンを取得した。取得した粗製のβ-ラパコンを、イソプロパノールを使用することによって再結晶させた。結果として、精製されたβ-ラパコン(8.37g)を取得した。
1H-NMR (CDCl3, δ): 8.05 (1H, dd, J=1, 8Hz), 7.82 (1H, dd, J=1, 8 Hz), 7.64 (1H, dt, J=1, 8 Hz), 7.50 (1H, dt, J=1, 8 Hz), 2.57 (2H, t, J=6.5 Hz), 1.86 (2H, t, J=6.5 Hz) 1.47 (6H, s).

[実施例2]
デュニオンの合成
実施例1のラパコールを取得するプロセスにおいてEtOAcに溶解しなかった、分離した固体は、C-アリル化ラパコールとは異なり、O-アリル化2-プレニルオキシ-1,4-ナフトキノンであった。この固体を、精製のためにEtOAcを使用することによってもう一度再結晶させた。次いで、精製された固体(3.65g、0.015M)をトルエンに溶解し、続いて、クライゼン転位を誘導するために5時間にわたって還流させた。トルエンを、減圧下での蒸留によって濃縮し、結果として生じた混合物を、さらに精製することなく硫酸(15ml)と混合しながら室温で10分間にわたって激しく撹拌し、次いで、氷(100g)を添加することによって反応を終了させた。

CH₂Cl₂(50ml)を反応物質に添加し、これを激しく撹拌して、CH₂Cl₂層の分離に至った。分離した層を5%NaHCO₃で洗浄した。CH₂Cl₂(20ml)を使用することによって水層をもう一度抽出した。抽出した水層を5%NaHCO₃で洗浄し、抽出してあった有機層と合わせた。有機層をMgSO₄で乾燥させ、続いて、濃縮した。次いで、シリカゲルクロマトグラフィーによって純粋なデュニオンを取得した(2.32g)。
1H-NMR(CDCl3, δ): 8.05(1H, d, J=8Hz), 7.64(2H, d, J=8Hz), 7.56(1H, m), 4.67(1H, q, J=7Hz), 1.47(3H, d, J=7Hz), 1.45(3H, s) 1.27(3H, s).

[実施例3]
α-デュニオンの合成
実施例2において精製した2-プレニルオキシ-1,4-ナフトキノン(4.8g、0.020M)を、キシレンに溶解し、続いて、実施例1の条件よりも高い温度で長時間にわたってクライゼン転位を誘導するために、15時間にわたって還流させた。プロセスの過程において、環化反応に進行する状態のα-デュニオンが、2つのメチル基のうちの1つが転位されたラパコール誘導体とともに取得された。次いで、キシレンを、減圧下での蒸留によって濃縮し、続いて、シリカゲルクロマトグラフィーを行った。結果として、純粋なα-デュニオンを取得した(1.65g)。
1H-NMR(CDCl3, δ): 8.06(1H, d, J=8Hz), 7.64(2H, m), 7.57(1H, m), 3.21(1H, q, J=7Hz), 1.53(3H, s), 1.51(3H, s) 1.28(3H, d, J=7Hz).

[実施例4]
アドリアマイシン動物モデルの調製
本発明では、11週齢C57BL/6マウスを使用した。本発明の実験において使用したすべてのマウスは、無菌動物室内、22〜26℃の温度、55〜60%の湿度で飼育した。マウスには、一般的な固形飼料(SAMTACO Co., Ltd.、韓国)及び水を自由に摂取させた。マウスを、実験前1週間にわたって馴化させた。すべての実験は、臨床試験管理委員会からの承認を取得した後、圓光大学校の実験動物のケア及び倫理規程に従って実施した。本発明のマウス動物モデルを、異なる抗がん薬で処置した。特に、1種類の抗がん薬を1回以上腹腔内に投与、又は数種類の抗がん薬を1回以上若しくは異なる濃度で投与して、本発明の動物モデルの確立に至った。アドリアマイシンにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの6つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、5匹のマウス)、アドリアマイシン(4mg/kg/日)を3回腹腔内に投与した群(ADR、5匹のマウス)、デュニオン又はβ-ラパコンをアドリアマイシン処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)、及びデュニオン又はβ-ラパコンを投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)。最終アドリアマイシン処置の4日後、マウスの分析を実施した。

[実施例5]
ゲムシタビン(500mg/kg)動物モデルの調製
ゲムシタビン(500mg/kg)により誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの4つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、5匹のマウス)、ゲムシタビン(500mg/kg/日)を1回腹腔内に投与した群(GEM、5匹のマウス)、デュニオンをゲムシタビン処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)、及びデュニオンを投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)。ゲムシタビン処置の2日後、マウスの分析を実施した。

[実施例6]
アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(3倍ACP)で共処置した動物モデルの調製
本発明者らは、この実験において3つの異なる抗がん薬で共処置した動物モデルを確立した。本発明において使用される抗がん薬は、アドリアマイシン(ADR)、シクロホスファミド(CYP)及びパクリタキセル(PTX)であり、これらをACP(仮称)として示した。マウスへの処置のための各抗がん薬の濃度は、がん患者に臨床的に適用された単回用量(1倍濃度として示される)に基づくものであり、用量についての基本情報は、全米総合がん情報ネットワーク(NCCN)から取得した。アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの濃度は、3倍でそれぞれ4.62mg/kg、46.2mg/kg及び6.18mg/kgであり、これらを、抗がん薬治療の過程における各薬物の完全な吸収のために1時間間隔で投与した。ACPにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの4つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、10匹のマウス)、3倍ACPを1回腹腔内に投与した群(3倍ACP、10匹のマウス)、デュニオンを3倍ACP処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、10匹のマウス)、及びデュニオンを投与した群(20mg/kg、10匹のマウス)。ACP処置の2日及び4日後、マウスの分析を実施した。

[実施例7]
アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(3倍、6倍ACP)で共処置した動物モデルの調製
本発明者らは、この実験において3つの異なる抗がん薬で共処置した動物モデルを確立した。本発明において使用される抗がん薬は、アドリアマイシン(ADR)、シクロホスファミド(CYP)及びパクリタキセル(PTX)であり、これらをACP(仮称)として示した。マウスへの処置のための各抗がん薬の濃度は、がん患者に臨床的に適用された単回用量(1倍濃度として示される)に基づくものであり、用量についての基本情報は、全米総合がん情報ネットワーク(NCCN)から取得した。アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの濃度は、3倍でそれぞれ4.62mg/kg、46.2mg/kg及び6.18mg/kgであり、6倍でそれぞれ9.24mg/kg、92.4mg/kg及び12.36mg/kgであり、これらを、抗がん薬治療の過程における各薬物の完全な吸収のために1時間間隔で投与した。ACPにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの6つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、5匹のマウス)、3倍ACPを1回腹腔内に投与した群(3倍ACP、5匹のマウス)、デュニオンを3倍ACP処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)、6倍ACPを1回腹腔内に投与した群(6倍ACP、5匹のマウス)、デュニオンを6倍ACP処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)、及びデュニオンを投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)。ACP処置の3日後、マウスの分析を実施した。

[実施例8]
アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(4倍ACP)で共処置した動物モデルの調製
本発明者らは、この実験において3つの異なる抗がん薬で共処置した動物モデルを確立した。本発明において使用される抗がん薬は、アドリアマイシン(ADR)、シクロホスファミド(CYP)及びパクリタキセル(PTX)であり、これらをACPとして示した。マウスへの処置のための各抗がん薬の濃度は、がん患者に臨床的に適用された単回用量(1倍濃度として示される)に基づくものであり、用量についての基本情報は、全米総合がん情報ネットワーク(NCCN)から取得した。アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの濃度は、1倍でそれぞれ1.54mg/kg、15.4mg/kg及び2.06mg/kgであり、これらを、2日間隔で4日間にわたって腹腔内に投与した。4倍ACPにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの6つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、5匹のマウス)、1倍ACPを毎日4日間にわたって腹腔内に投与した群(4倍ACP、5匹のマウス)、デュニオン(80mg/kg、5匹のマウス)又はβ-ラパコン(20mg/kg、5匹のマウス)を4倍ACP処置の3日前から毎日経口的に投与した群、及びデュニオン(80mg/kg、5匹のマウス)又はβ-ラパコン(20mg/kg、5匹のマウス)を投与した群。ACP処置の2日後、マウスの分析を実施した。

[実施例9]
シクロホスファミド(350mg/kg)により誘導される動物モデルの調製
シクロホスファミドにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの4つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、5匹のマウス)、150mg/kg及び200mg/kgの濃度のシクロホスファミドを3日間隔で段階的に腹腔内に投与した群(合計350mg/kg)(CYP、5匹のマウス)、デュニオン(20mg/kg、5匹のマウス)をシクロホスファミド処置の3日前から毎日経口的に投与した群、並びにデュニオンを投与した群(20mg/kg、5匹のマウス)。シクロホスファミド処置の48時間後、マウスの分析を実施した。

[実施例10]
骨髄造血幹細胞保護効果の分析のための、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(3倍ACP)で共処置した動物モデルの調製
骨髄造血幹細胞保護効果の分析のための3倍ACPにより誘導される動物モデルにおいて、マウスを次の通りの4つの群に分類した:PBSを投与した対照群(対照、4匹のマウス)、3倍ACPを1回腹腔内投与した群(3倍ACP、4匹のマウス)、デュニオンを3倍ACP処置の3日前から毎日経口的に投与した群(20mg/kg、4匹のマウス)、及びデュニオンを投与した群(20mg/kg、4匹のマウス)。ACP処置の2日後、マウスの分析を実施した。

実験例1:アドリアマイシンにより誘導される炎症性サイトカインに対するデュニオンの調節効果
サイトカインは、免疫システム及び炎症応答に関与し、故に、種々の生物学的応答を調節する。正常状態下で、サイトカインは厳密に調節されているが、炎症を含むインビボでの任意の変化が、サイトカインの過剰な産生及び分泌を引き起こし得、これが種々の疾患及び障害を媒介するか又は増悪させることができる。特に、TNF-α、IL-1β、IL-6又はIL-17の過剰な産生及び分泌は、がん自体だけでなく、がん関連疲労、悪液質、疼痛、認知低下及び造血幹細胞減少にも密接に関与することが確認されている。したがって、本発明者らは、本発明において確立された動物モデルの血漿中のサイトカインのレベルを分析した。

特に、血漿を、実施例4において記述されているのと同じ方式によって調製されたアドリアマイシン動物モデルから単離し、炎症性サイトカインTNF-α(R&D Systems、MTA00B)、IL-1β(R&D Systems、MLB00C)、IL-6(R&D Systems、M6000B)及びIL-17(R&D Systems、M1700)を、ELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ)によって分析した。

結果として、図1に示す通り、アドリアマイシン処置群の血漿中における炎症性サイトカインの量は、正常群と比較して有意に増大することが確認された。その一方で、それらのサイトカインのレベルは、デュニオンで共処置した群において、有意に減少した。

実験例2:ゲムシタビンにより誘導される炎症性サイトカインに対するデュニオンの調節効果
血漿を、実施例5において記述されているのと同じ方式によって調製されたゲムシタビン動物モデルから単離し、炎症性サイトカインTNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17を、ELISAによって分析した。

結果として、図2に示す通り、ゲムシタビン処置群の血漿中における炎症性サイトカインの量は、正常群と比較して有意に増大することが確認された。その一方で、それらのサイトカインのレベルは、デュニオンで共処置した群において有意に減少した。

実験例3:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導される炎症性サイトカインに対するデュニオンの調節効果
血漿を、実施例7において記述されているのと同じ方式によって調製された3倍及び6倍ACP動物モデルから単離し、炎症性サイトカインTNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17を、ELISAによって分析した。

結果として、図3に示す通り、ACP濃度が増大するにつれて、正常群と比較してそれらのサイトカインのレベルも増大した。その一方で、デュニオンで共処置した群において、それらのサイトカインのレベルは、3倍ACPで処置した群においてだけでなく、6倍ACPで処置した群においても有意に阻害された。

実験例4:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導されるオレキシンに対するデュニオンの調節効果
実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルにおけるオレキシンタンパク質を分析するために、マウスの視床下部を抽出し、続いて、ホモジネートを調製した。ELISAを実施して、デュニオンの濃度に従うオレキシン(MyBioSource、MBS2505504)の変化を調査した。

結果として、図4に示す通り、オレキシンは、視床下部において、4倍ACPの処置により、正常群と比較して有意に減少した。80mg/kgの濃度のデュニオンで処置した群において、オレキシン減少は、対照群とほぼ同じレベルまで有意に回復した。

実験例5:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導される脳の炎症応答に対するデュニオンの調節効果
マウスの視床下部を、実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルから抽出し、そこからRNA及びタンパク質を抽出した。次いで、RT-PCR及びELISAを実施して、脳組織における炎症性サイトカインTNF-α及びIL-1βの発現を調査した。

結果として、図5に示す通り、TNF-α及びIL-1βの発現は、視床下部において、4倍ACPの処置により、対照群と比較してRNAレベル(左)及びタンパク質レベル(右)で有意に増大した。80mg/kgの濃度のデュニオンで処置した群において、4倍ACPの処置によって誘導されたRNAレベル及びタンパク質レベルでのTNF-α及びIL-1βの上方調節は、視床下部において有意に抑制された。

実験例6:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導される筋肉喪失に対するデュニオンの調節効果
実施例6において記述されているのと同じ方式によって調製された3倍ACP動物モデルにおける筋肉喪失に対するデュニオンの調節効果を調査するために、薬物処置後、体重及び腓腹筋重量の変化を測定した。

結果として、図6に示す通り、3倍ACPによって誘導される体重減は、デュニオンによって有意に修復された。3倍ACPによって引き起こされる腓腹筋重量の減少及び腓腹筋重量の変化も、デュニオンの処置によって有意に修復された。

実験例8:シクロホスファミドによって誘導される筋肉喪失に対するデュニオンの調節効果
実施例9において記述されているのと同じ方式によって調製されたシクロホスファミド(150mg/kg+200mg/kg)により誘導される動物モデルにおいて、筋肉喪失に対するデュニオンの調節効果を調査するために、薬物処置後、体重及び腓腹筋重量の変化を測定した。

結果として、図7に示す通り、シクロホスファミドによって誘導される体重減は、デュニオンによって有意に修復された。シクロホスファミドによって引き起こされる腓腹筋重量の減少及び腓腹筋重量変化も、デュニオンの処置によって有意に修復された。

実験例9:シクロホスファミドにより誘導される筋肉喪失関連遺伝子発現に対するデュニオンの調節効果
実施例9において記述されているのと同じ方式によって調製されたシクロホスファミド(350mg/kg)により誘導される動物モデルにおいて、ユビキチンリガーゼ(MAFbx及びMuRF1)及びオートファジー遺伝子(Bnip3)の発現に対するデュニオンの調節効果は、筋肉におけるタンパク質分解に直接的に関連していた。

結果として、図8に示す通り、MAFbx、MuRF1及びBnip3 mRNAの発現は、シクロホスファミドによって有意に増大したが、増大した発現は、デュニオンの処置によって有意に減少した。

実験例10:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセル(3倍ACP)の共処置によって誘導される骨髄造血幹細胞減少に対するデュニオンの阻害効果
大腿及び脛骨を、実施例10において記述されているのと同じ方式によって調製された動物モデルから抽出し、ここから、軟部組織を完全に排除することによって骨組織を取得した。骨内の細胞を分離するために、シリンジを使用することによってHEPES緩衝液を注入して、骨髄細胞を取得した。骨髄細胞、例えば、造血幹細胞(HSC)及び多能性前駆細胞(MPP)を確認するために、細胞を、各細胞マーカーに対応する抗体、系統陽性細胞(Lin+)抗体(CD3、B220、CD11b、TER-119及びLy-6G)及び系統陰性細胞(Lin-)抗体(Sca-1、c-Kit、CD150、CD48及びFlk2)と反応させ、続いて、フローサイトメトリーを行った(Pietrasら、2015; Schulteら、2015; Wognum. 2015)。

結果として、骨髄造血細胞の定量的分析についてのフローサイトメトリーの結果を提示している図9に示す通り、系統陰性細胞が分布している領域にゲートを付けた。次いで、幹細胞マーカーSca-1及びc-Kitに対して二重陽性の細胞(LSK;Lin-Sca-1+c-Kit+)をその中で確認した。次に、造血幹細胞及び多能性前駆細胞を分離及び分析し、多能性前駆細胞-4(MPP4)及び造血幹細胞/前駆細胞(HSPC)の分析に至った。造血幹細胞/前駆細胞群を用いて、長期造血幹細胞(HSC^LT)、短期造血幹細胞(HSC^ST)並びに多能性前駆細胞-2及び-3(MPP2及びMPP3)を分析した。図9において、各群について分析したフローサイトメトリーの結果を提示する。各細胞群のパーセンテージ及び各群の細胞数も提示する。

図10において、フローサイトメトリーから取得された各細胞系の数を定量的な比較のための棒グラフで提示する。抗がん薬アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの処置により、全骨髄細胞が少なくとも65%減少した。しかしながら、デュニオンをそれらと共処置した場合、総数は、抗がん薬で処置した群の数の少なくとも3倍に上昇した。造血幹細胞/前駆細胞の数は、アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの処置によって少なくとも75%減少したが、デュニオンの処置によって、以前の数の3倍に再度上昇した。その一方で、造血細胞の分布も調査した。結果として、抗がん薬アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの処置は、長期造血幹細胞(HSC^LT)及び短期造血幹細胞(HSC^ST)の数を、それぞれ対照群の数の55%及び90%減少させた。しかしながら、デュニオンを抗がん薬アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルと共処置した場合、長期造血幹細胞及び短期造血幹細胞の数は、抗がん薬で処置した群の少なくとも2倍及び8倍増大した。デュニオン単独で処置した群は、対照群と同様の細胞分布を見せた。

実験例11:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される骨におけるTNF-αの発現に対するデュニオンの効果
炎症性サイトカインの1つであるTNF-αは、造血幹細胞の維持を抑制することが公知である。そこで、骨におけるTNF-αの発現を調査するために、大腿を、実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルから単離し、続いて、TNF-α抗体(Santa Cruz、USA、sc-1348)を使用して免疫組織染色した。

結果として、図11に示す通り、TNF-α(赤褐色)の発現は、骨の全体において、4倍ACPの処置により、対照群と比較して有意に増大した。しかしながら、4倍ACPの処置によって骨において引き起こされるTNF-αの上方調節は、80mg/kgの濃度のデュニオンで処置した群において、有意に抑制された。

実験例12:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルの共処置によって誘導される大腿へのマクロファージの流入に対するデュニオンの効果
造血幹細胞の維持及び活性化を阻害することが公知であるTNF-αの発現は、主としてマクロファージにおいて分泌される。そこで、骨におけるマクロファージの変化を調査するために、大腿を、実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルから単離し、続いて、マクロファージマーカーとして公知であるF4/80抗体(Santa Cruz、USA、sc-377009)を使用して免疫組織染色した。

結果として、図12に示す通り、骨におけるF4/80陽性細胞(矢印が付けられている)の数は、4倍ACPの処置により、対照群と比較して有意に増大した。その一方で、4倍ACPの処置によって誘導される増大したF4/80陽性細胞は、80mg/kgの濃度のデュニオンで処置した群において、有意に減少した。

実験例13:アドリアマイシンにより誘導される炎症性サイトカインに対するβ-ラパコンの調節効果
アドリアマイシンにより誘導される炎症性サイトカインに対するβ-ラパコンの調節効果を調査するために、血漿を、実施例4において記述されているのと同じ方式によって調製されたアドリアマイシン動物モデルから単離し、炎症性サイトカインTNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17を、ELISAによって分析した。

結果として、図13に示す通り、アドリアマイシン処置群の血漿中における炎症性サイトカインの量は、対照群と比較して有意に増大することが確認された。その一方で、それらのサイトカインのレベルは、β-ラパコンで共処置した群において有意に減少した。

実験例14:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導されるオレキシンに対するβ-ラパコンの調節効果
実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルにおけるオレキシンタンパク質を分析するために、マウスの視床下部を抽出し、続いて、ホモジネートを調製した。オレキシン(MyBioSource、MBS2505504)をELISAによって分析して、オレキシンに対するβ-ラパコンの調節効果を調査した。

結果として、図14に示す通り、オレキシンは、視床下部において、4倍ACPの処置により、対照群と比較して有意に減少した。β-ラパコンで処置した群において、オレキシン減少は有意に修復された。

実験例15:アドリアマイシン、シクロホスファミド及びパクリタキセルによって誘導される脳の炎症応答に対するβ-ラパコンの調節効果
実施例8において記述されているのと同じ方式によって調製された4倍ACP動物モデルから抽出したマウス視床下部でホモジネートを調製した。次いで、脳組織における炎症性サイトカインTNF-α及びIL-1βの発現を、ELISAによって分析した。

結果として、図15に示す通り、TNF-α及びIL-1βの発現は、視床下部において、4倍ACPの処置により、対照群と比べて有意に増大した。β-ラパコンで処置した群において、4倍ACPの処置によって誘導されるTNF-α及びIL-1βの上方調節は、視床下部において、有意に抑制された。

上記の結果から、ナフトキノン系化合物デュニオン及びβ-ラパコンは、抗がん薬の処置によって増大した炎症性サイトカインの分泌及び生成を減少させることにより、がん関連疲労を寛解させ、悪液質を抑制し、疼痛を軽減し、認知低下を改善させ、造血幹細胞の数を維持することに優れていることが確認された。

当業者ならば、上記の記述において開示した概念及び具体的な実施形態は、本発明の同じ目的を実行するための他の実施形態を修正する又は設計するための基礎として、容易に利用され得ることが分かるであろう。当業者ならば、そのような同等の実施形態は、添付の請求項において説明される通りに、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことも分かるであろう。

Claims (5)

1. 疲労、疼痛及び認知低下からなる群から選択される抗がん薬治療に関連する任意の1つ以上の副作用を予防する又は寛解させるための、以下の式1又は式2によって表される化合物、薬学的に許容されるその塩、その溶媒和物又はその光学又は立体異性体を有効成分として含む、医薬組成物であって、該抗がん薬がシスプラチンではない、医薬組成物。
   
2. 炎症性サイトカインの発現を特徴的に減少させる、請求項1に記載の抗がん薬治療に関連する副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物。
3. 視床下部、血液及び骨髄における炎症性サイトカインの発現を特徴的に減少させる、請求項2に記載の抗がん薬治療に関連する副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物。
4. 前記サイトカインが、TNF-α、IL-1β、IL-6及びIL-17からなる群から選択される1つ以上のサイトカインである、請求項2又は3に記載の抗がん薬治療に関連する副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物。
5. 前記抗がん薬治療が、単一の抗がん薬の投与又は2つ以上の異なる抗がん薬の共投与である、請求項1〜4のいずれかに記載の抗がん薬治療に関連する副作用を予防する又は寛解させるための医薬組成物。