JP6919850B2 - 抗がん活性を有する新規な分子 - Google Patents
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Description
a)ケトモルファ・カンナビナ(Chaetomorpha Cannabina)(CC)海藻由来のバイオマスを第1の溶媒と混合して、バイオマス:溶媒混合物を得るステップ、
b)SPEカラム内で種々の濃度の第2の溶媒を用いて前記混合物を溶離し、溶媒画分を回収するステップ、
c)Combiflashカラムで種々の濃度の第3の溶媒を用いてステップb)由来の前記メタノール画分を分画し、式(I)の化合物を含有する画分を回収し、任意選択で、前記画分から前記化合物を濃縮または精製するステップ
を含む、本明細書に定義される化合物を単離する方法を提供する。
略語
ビス−AAF−R110:ビス−アラニル−アラニル−フェニルアラニル−ローダミン110、CIMA:代謝活性の比色表示、GF−AFC:Gly−Phe−7−アミノ−4−トリフルオロメチルクマリン、HILIC:親水性相互作用液体クロマトグラフィー。C−18SPE:C−18カラムでの固相抽出。
本明細書で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「および(and)」、および「その(the)」は、文脈上、明らかに他の意味が示されていない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「1つの細胞(a cell)」と言えば、そのような細胞の複数を含み、「その培養物(the culture)」と言えば、1つまたは複数の培養物および当業者に公知のその均等物などヘの言及を含む。本明細書で使用するすべての技術用語および科学用語は、明らかに他の意味が示されていない限り、本発明が属する技術分野の当業者に広く理解されているのと同じ意味を有する。
抗がん分子の代替源を提供するという目的で、ケトモルファ・カンナビナ(Chaetomorpha Cannabina)(CC)の溶媒抽出物から抽出され、単離された抗がん化合物が提供される。
本発明の特定の実施形態によれば、本明細書に定義される化合物を、生理学的に許容される添加剤との混合で含む組成物が提供される。
別の実施形態によれば、本発明は、がん細胞の増殖を阻害するための、本明細書に定義される化合物の使用を提供する。特に、哺乳動物のがんを処置するための組成物を製造するための、本明細書に定義される抽出物の使用が提供される。
より特定すると、哺乳動物のがんを処置する方法であって、増殖を阻害する濃度の本明細書に定義される組成物を前記哺乳動物に投与するステップを含む方法が提供される。最も特定すると、哺乳動物は愛玩動物またはヒトである。
特定の実施形態によれば、
a)ケトモルファ・カンナビナ(Chaetomorpha Cannabina)(CC)海藻由来のバイオマスを第1の溶媒と混合して、バイオマス:第1の溶媒混合物を得るステップ、
b)SPEカラム内で種々の濃度の第2の溶媒を用いて前記混合物を溶離し、第2の溶媒画分を回収するステップ、
c)Combiflashカラムで種々の濃度の第3の溶媒混合物を用いてステップb)由来の前記メタノール画分を分画し、主要成分を含有する画分を回収するステップ
を含む、本明細書に定義される化合物を抽出する方法が提供される。
特に、分子は第1の溶媒で抽出される。より特定すると、抽出物の第1の溶媒は水またはアルコールであり、より一層特定すると、エタノール水溶液である。
実施例1−海藻採取および同定
海藻の採取プログラムを、Newfoundland、LabradorおよびQuebecの様々な地理的地域について、数回にわたる期間をかけて確立した。
2.1 凍結乾燥
抽出用の試料を調製するため、海藻をまず凍結乾燥した。細断した海藻を含有するエルレンマイヤーフラスコ(−60℃で凍結しておいた)を凍結乾燥器に入れ、69×10−3mbarで72〜96時間凍結乾燥した。次いで、乾燥バイオマスの重量(g)を植物乾燥重量(g)として記録した。このステップは、海藻間の水の含量の差を説明するものであり、そうしない場合、生理活性成分の溶解度に影響を及ぼすことがある。第二に、植物代謝産物は乾燥形態で保管した場合に安定性が高いということもある。さらに、乾燥植物バイオマスを大規模に抽出する方が、新鮮なバイオマスを抽出するより、引き起こす問題を少なくすることができる。熱不安定性の化合物を保存するために、抽出のプロセス全体を通して低温条件が使用される。
海藻の脂質画分は、藻類乾燥物の1から5%までの変動があることが知られており、多価不飽和脂肪酸がその多くを占めている可能性がある。褐藻類および紅藻類は、特にエイコサペンタエン酸などの長鎖多価不飽和脂肪酸を豊富に含み(n3、C20:5)、緑藻類はあるレベルのαリノール酸を有し得る(n3、C18:3)。これらの多価不飽和脂肪酸はきわめて酸化しやすいため、分析中に脂質酸化生成物になる恐れがある。結果に影響を及ぼし得る上記の酸化プロセスを排除するため、化合物を抽出する前に試料を脱脂した。
化合物の抽出には様々な溶媒または溶媒系を使用することができる。一般に、エタノールは、その毒性が他の溶媒と比較して低いため、広く使用される。さらに、エタノール抽出物は、多くの研究で、抗酸化活性が最も高いことが立証されている。
3.1 バイオアッセイ誘導分画による精製
最初にCIMAアッセイによって、海藻抽出物を、in−vitroモデルにおけるその抗がん活性について評価した。その結果から、抗がんの可能性が最も高い抽出物を、バイオアッセイ誘導分画による精製のために選択した。
抽出物の原液を、ジメチルスルホキシド(DMSO)中に10mg/mLで調製し、200μlずつに等分して、分析するまで−20℃で保管した。この調製により、培養中細胞に送達されるDMSOは決して1%を超えないことが確実になった。
調製した抽出物を、長期曝露条件(細胞を2×103細胞/ウェル(96ウェルプレート)で播種し、試験化合物とともに72時間インキュベートした)に従って査定した。各化合物を、0、10、25、50または100μg/mlの濃度範囲にわたって評価した。最初に細胞増殖を標準的な代謝活性の比色指標(CIMA)アッセイを使用して査定した。このアッセイでは、培養物中の細胞増殖の程度を判定するために、ミトコンドリアの活性を評価する代謝機能の測定値として、テトラゾールの還元を評価した。このアッセイは、生細胞中のミトコンドリアのレダクターゼ酵素によって黄色テトラゾリウム塩が紫色ホルマザンに還元されると、吸光度の変化を付与する変色が起こることに基づいている。6種のヒト細胞株を一次評価用に選択した:U373(膠芽腫−星細胞腫)、A549(肺癌)、THP−1(急性単球性白血病)、MCF7(乳腺癌)、SKOV3(卵巣腺癌)およびCCD1079SK(線維芽細胞、非がん性であるが増殖する)(図2および表2を参照)。表3は各抽出物のIC50を表す。
粗製抽出物#1を、C−18SPEカラム分離により、各15mlの、5%メタノール(画分1)、25%メタノール(画分2)、50%メタノール(画分3)、100%メタノール(画分4)およびメタノール:ジクロロメタン(1:1)(画分5)を使用して、5つの画分に分画した。抽出物を分画し、得られた画分を、CIMAアッセイを使用して評価した。バイオアッセイ誘導分画により、特定の生理活性に関与している化合物に関する詳細情報が得られた。
得られた画分を、CIMAアッセイを使用して評価した。バイオアッセイ誘導分画により、特定の生理活性に関与している化合物に関する詳細情報が得られた(表5)。表6は各画分のIC50を示す。
バイオアッセイの結果(表5)に基づいて、さらなる細分画をするために画分4を選択した。したがって、第2の段階では、NC77−F4をジクロロメタン/メタノールに溶解し、セライトと混合し、回転蒸発によって乾燥した。試料を24g Teledyne ISCO High Performance GOLDシリカゲルカラムに充填し、CombiFlash(登録商標)Rf、Teledyne ISCOにてジクロロメタン/メタノールで溶離した。細分画を、溶媒A(CH2Cl2)と溶媒B(1:1メタノール:水)との以下のような勾配、すなわち、2CV(カラム体積)で0%B、次いで17CVで40%Bへ、4CVで100%Bへの、全溶離として23CVで行った。
5.1.試料の調製および分析:
FAMEの調製およびGC−MS分析
抽出物#1(NC77)およびその画分−4(NC77−Fr.4)をGC−MSで分析した。試料にナトリウムメトキシド溶液1mLおよびヘキサン1mLを添加して蓋を閉めた。反応バイアルを加熱ブロック(80℃)に15分間置き、バイアルを手作業にて5分間隔で振盪した。室温まで冷却してから飽和NaCl溶液1mLを添加し、手作業で数回振盪した。次いで、反応バイアルを20分間2,000rpmで遠心分離した。上部の溶液をGCバイアルに移した。GC−MS分析では、Agilentの5973質量選択検出器を備えた6890を使用した。カラムはAgilent DB−23(59m×0.25mm、0.15μm)、注入量1μLとした。オーブンプログラム:50℃で1分、25℃/分で170℃へ、2.75℃/分で215℃へ(12分保持)、40℃/分で230℃へ(3.11分保持)。全分析時間は37.65分とした。FID温度は280℃、水素流は40mL/分、空気流は400mL/分、メイクアップ流N2は20mL/分とした。分割比は2:1とした。キャリアガスはヘリウムとし、定圧(30psi)に保持した。MSDイオン化モードはEIとした。界面温度250℃、MS源230℃、MS Quad 150℃。質量範囲は50〜600m/zとした。
Agilent Zorbax SB−C18(2.1×30mm 3.5μm)カラムで、Agilent HPLC 1100を使用して分離を行った。溶媒Aは10mMギ酸アンモニウム(pH3.2)とし、溶媒Bは90%アセトニトリルおよび10% 100mMギ酸アンモニウム(pH3.2)とした。勾配は12分で30%Bから100%Bへとし、0.1%ギ酸を含むアセトニトリルで2分間洗浄した。カラム温度は55℃とした。流速は0.5mL/分とした。
Agilent 1200システムにて、YMCカロテノイドカラム、0.5μm(250×2mm)を32℃で使用して分析を行った。移動相:溶媒A 50mM AmAc/MeOH、溶媒B MTBE、勾配は40分で5から65%Bへ。流速は0.2mL/分とし、DAD検出器を450nmでモニターした。クロマトグラムのピークの同定を既知の標準物質(フコキサンチン、アスタキサンチン、ルテイン、ゼアキサンチン、カンタキサンチン、α−カロテンおよびβ−カロテン)とのRT比較に基づいて行った。標準物質はすべてChromadexから購入した。
以下の機器を、LC−UV−ELSD−HRMSデータの取得のために使用した:Accela 1250ポンプ(Thermo Fisher Scientific);過熱したエレクトロスプレーイオン化プローブを備えたExactive卓上Orbitrap質量分析計(Thermo Fisher);Utimate 3000 DAD(Thermo Scientific Dionex)およびELSD 3300(Alltech)。分離は、Hypersil C18カラム(50×2.1mm、Thermo)にて行い、(A)0.1%ギ酸および(B)0.1%ギ酸のアセトニトリル溶液からなる移動相を使用して、4.2分で5%Bから100%Bへの直線勾配で、3.2分保持し、流速は400μL/分とした。
試料を100μLのCDCl3中に再構成し、各試料を60μLずつ1.7mmのNMR管に移した。スペクトルはすべて、16Kで作動する1.7mm極低温プローブを備えたBruker Avance III 700MHz分光計で実施した。
事前に実施した予備プロファイリング作業では、脂質がNC77−Fr.4の主成分であることが示されていた。このため、この抽出物およびその生理活性画分中の脂肪酸組成物を突き止めるためにGC−MS分析を行った。
第2の一連の実験では、NC77を上記のように分画し、画分4を細分画したが、わずかに異なるプロトコールを用いてより良好な化合物分離を得た。要するに、3.14gの抽出物#1(NC77)をメタノールに溶解し、セライト上で混合し、Rotavapを使用して乾燥した。次いで、試料を、事前準備して平衡化したThermo Scientific SPEカラム(HYPERSEP C18 20G)に充填した。4つの画分は、SPEカラムを5%メタノール(Fr.1)、25%メタノール(Fr.2)、50%メタノール(Fr.3)および100%メタノール(Fr.4)で溶離することによって得た。
7.1.化合物31−34−5(式(I))
UPLC−DAD/ELSD/HRMSデータ(図10)により、化合物31−34−5が純粋化合物であることが明らかになった。HRMS(図11)ピークはm/z335.21950(ポジティブモード、C18H32O4Na+の実測値、計算値は335.21983)およびm/z311.22283(ネガティブモード、C18H31O4 −の実測値、計算値は311.22223)、分子式C18H32O4と確定。
化合物(I)のin vitro抗がん活性は表12に平均細胞生存率として表し、表13は同じデータであるが、倍率変化生存率±標準誤差として表している。
Claims (18)
- そのラセミ混合物またはその立体異性体としての、請求項1に記載の化合物。
- in vitroでがん細胞の増殖を阻害するための、請求項1または2に記載の化合物の使用。
- 哺乳動物におけるがん細胞の増殖の阻害に使用するための、請求項1または2に記載の化合物。
- 哺乳動物のがんの処置または予防に使用するための、請求項1または2に記載の化合物。
- 哺乳動物のがんの処置または予防のための医薬品を製造するための、請求項1または2に記載の化合物の使用。
- 経口使用のための製剤中に組み入れられる、請求項1または2に記載の化合物。
- 前記経口製剤が、栄養機能食品製剤または栄養製剤である、請求項7に記載の化合物。
- 注射のための製剤中に組み入れられる、請求項1または2に記載の化合物。
- 請求項1または2に記載の化合物を、生理学的に許容される添加剤との混合で含む組成物。
- 前記添加剤が経口用に許容される、請求項10に記載の組成物。
- 前記添加剤が注射用に許容される、請求項10に記載の組成物。
- 哺乳動物におけるがんの処置または予防に使用するための、請求項10〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 哺乳動物のがんの処置または予防のための医薬品を製造するための、請求項10〜12のいずれか一項に記載の組成物の使用。
- 1種または複数種の他の治療剤と組み合わされる、請求項10〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記他の治療剤が抗がん剤である、請求項15に記載の組成物。
- 請求項1または2に記載の化合物の抗がん有効量を含む、経口投与のための、散剤、シロップ剤、ジェルキャップ、丸剤、カプセル剤または他のデバイス。
- 請求項1または2に記載の化合物を単離する方法であって、
a)ケトモルファ・カンナビナ(Chaetomorpha Cannabina)(C.C.)海藻由来のバイオマスを80%エタノール水溶液と混合して、バイオマス:エタノール混合物を得るステップ、
b)SPEカラム内で種々の濃度のメタノールを用いて前記混合物を溶離し、100%メタノール画分を回収するステップ、
c)Combiflashカラムで種々の濃度のMeOH:CH2Cl2を用いてステップb)由来の前記メタノール画分を分画し、主要成分を含有する画分を回収するステップ、
d)セミ分取HPLCカラムで水/アセトニトリルを用いて前記画分を細分画して、亜画分を得るステップ、及び、
e)前記化合物を前記亜画分から精製して、精製された前記化合物を得るステップ
を含む、方法。
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