JP7170875B2 - アミロイド性脳神経疾患の治療用組成物および治療方法 - Google Patents

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Description

本開示は、アミロイド性脳神経疾患の治療用組成物および治療方法に関する。
神経変性脳疾患は、中枢神経系の神経細胞に退行性変化が現れ、運動や感覚機能の損傷、および記憶、学習、演算、推理などの高次元の機能が阻害されるなどの様々な症状が誘発される疾患である。 代表的な疾患としては、アルツハイマー疾患(Alzheimer’s disease)、パーキンソン疾患(Parkinson’s disease)、および記憶障害などがある。 神経変性脳疾患は、進行が急激な、あるいは遅い壊死(necrosis)やアポトーシス(apoptosis)による神経細胞の死滅が現れる。 したがって、神経細胞の死滅機序は、中枢神経系疾患の予防、調節、および治療法の開発のために理解されるべきである。
一方、代表的な神経変性脳疾患であるアルツハイマー疾患の重要な病理学的特徴は、老人斑(senile plaque)と呼ばれるペプチド凝集体の形成であり、これにより、シナプスの機能障害や神経細胞の死滅が誘発される。 これらの老人斑の主成分は、40-42アミノ酸の長さを有するアミロイド-ベータ(amyloid-beta)である。 アミロイド-ベータ単量体は、オリゴマー、プロトフィブリル(protofibril)、およびベータ-シートが豊富なフィブリルであり、自己組織化(self-assemble)されやすく、神経毒性の発症に関連する。
アミロイド-ベータプラークと神経毒性との間の相関関係は、まだ明確にわかっていないが、アミロイド-ベータのオリゴマー中間体または凝集体への自己組織化は、アルツハイマー疾患などの脳神経疾患の発症と関連すると考えられている。
また、タウ(Tau)タンパク質は、N-末端突出部分と、プロリン(proline)凝集ドメインと、微細小器官結合ドメインと、C-末端との4つの部分からなっており(Mandelkow et al., Acta. Neuropathol.、103、26-35、1996)、中枢神経系の神経細胞の中でタウが異常に過剰リン酸化されたり変形されている場合、パーキンソン疾患、タウオパチー(tauopathy)などの神経変性脳疾患が誘発されることが知られている。
したがって、アミロイド-ベータ凝集抑制または凝集体を分解するか、異常に過剰リン酸化されているタウタンパク質を減少させることは、アルツハイマー疾患やパーキンソン疾患などの神経変性脳疾患の治療のための良い方法として提案されている。
一例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解用薬学的組成物を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制用薬学的組成物を提供する。
他の例において、アミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、アミロイド-ベータ凝集抑制および/または分解を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、タウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、タウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む神経変性脳疾患(neurodegenerative brain disease)の予防および/または治療用薬学的組成物を提供する。
他の例において、神経変性脳疾患の予防および/または治療を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含む神経変性脳疾患の予防および/または治療方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、神経変性脳疾患の予防および/または治療を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む脳神経保護用薬学的組成物を提供する。
他の例において、脳神経細胞の保護を必要とする対象にリファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含む脳神経細胞の保護方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、脳神経細胞の保護を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善用薬学的組成物を提供する。
他の例において、認知障害の予防または改善、または記憶力改善を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、認知障害の予防または改善、または記憶力改善を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む神経変性脳疾患の予防および/または改善用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む脳神経細胞保護用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善用健康機能性食品を提供する。
本明細書において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上によるアミロイド-ベータの凝集抑制、アミロイド-ベータの分解活性、タウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)活性および/または過剰リン酸化されているタウタンパク質の抑制効果を確認することで、上記の化合物の神経変性脳疾患(neurodegenerative brain disease)に対する治療効果を確認し、上記の化合物のアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解活性、および/またはタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制、および/または神経変性脳疾患の予防および/または治療のための新規な用途を提案する。 上記のリファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上は、血液脳関門(BBB(Blood-Brain Barrier))透過性に優れ、脳でアミロイド-ベータの凝集抑制および/またはタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制、および/または神経変性脳疾患の予防および/または治療活性に効果を奏することができる。
したがって、一例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解用薬学的組成物を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制用薬学的組成物を提供する。
他の例において、アミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、アミロイド-ベータ凝集抑制および/または分解を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、タウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、タウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む神経変性脳疾患の予防および/または治療用薬学的組成物を提供する。
他の例において、神経変性脳疾患の予防および/または治療を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含む神経変性脳疾患の予防および/または治療方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、神経変性脳疾患の予防および/または治療を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善用薬学的組成物を提供する。
他の例において、認知障害の予防または改善、または記憶力改善を必要とする対象に、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および薬学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を薬学的有効量で投与するステップを含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善方法を提供する。 前記方法は、前記投与するステップの前に、認知障害の予防または改善、または記憶力改善を必要とする対象を確認するステップをさらに含んでもよい。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含むタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む神経変性脳疾患の予防および/または改善用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む脳神経細胞保護用健康機能性食品を提供する。
他の例において、リファマイシン(Rifamycin)、トリフルプロマジン(Triflupromazine)、および食品学的に許容可能なこれらの塩からなる群より選択される1種以上を有効成分として含む認知障害の予防または改善、または記憶力改善用健康機能性食品を提供する。
以下、本明細書で提供される発明をより詳細に説明する。
本発明者らは、リファマイシンまたは薬学的に許容可能なその塩がアミロイド-ベータの凝集を抑制し(実施例1および図1を参照)、アミロイド-ベータの凝集が誘導された場合、それを分解すること(実施例2および3、図3、図5、および図7を参照)を確認した。
また、本発明のリファマイシンによるアルツハイマー疾患が発症した動物モデルにおけるアミロイドプラークおよびタウのリン酸化の減少効果を確認した結果、アミロイドプラークの数および総プラークの面積が減少(実施例4、図8~図10を参照)することを確認した。
また、本発明のリファマイシンはアルツハイマー疾患が発症した動物モデルにおける認知機能および記憶力を向上(実施例6、図13および図14を参照)させることを確認した。
また、本発明者らは、トリフルプロマジンまたは薬学的に許容可能なその塩がアミロイド-ベータの凝集を抑制し(実施例1および図2を参照)、アミロイド-ベータの凝集が誘導された場合、それを分解すること(実施例2、図4および図6を参照)を確認した。
また、本発明のトリフルプロマジンによるアルツハイマー疾患が発症した動物モデルにおけるアミロイドプラークおよびタウのリン酸化の減少効果を確認した結果、アミロイドプラークの数および総プラークの面積が減少し(実施例4、図11を参照)、総タウタンパク質が分解され、タウタンパク質のリン酸化が抑制(実施例5、図12を参照)されることを確認した。
本明細書において、リファマイシンまたはトリフルプロマジンにより、アミロイド-ベータの凝集が抑制され、既に凝集した凝集体が分解されるだけでなく、タウタンパク質が分解され、タウのリン酸化が抑制されることから、アルツハイマー疾患、パーキンソン疾患などの様々な神経変性脳疾患の治療に効果を奏することを確認した。
本明細書において、「リファマイシン(Rifamycin)」という用語は、多数のリファマイシン誘導体のグループを意味し得る。 上記のリファマイシンは、リファンピシン(rifampicin)、リファブチン(rifabutin)、リファペンチン(rifapentine)、リファラジル(rifalazil)、リファキシミン(rifaximin)、リファンジン(rifamdin)、リファマイシンB、リファマイシンS、およびリファマイシンSVからなる群より選択される1つであってもよい。
リファペンチンは、3-[[(4-シクロペンチル-1-ピペラジニル)イミノ]メチル]-リファマイシン(3-[[(4-Cyclopentyl-1-piperazinyl)imino]methyl]-rifamycin)とも呼ばれ、下記の化学式1で表すことができる。
Figure 0007170875000001
リファンピシンは、5,6,9,17,19,21-ヘキサヒドロキシ-23-メトキシ-2,4,12,16,18,20,22-ヘプタメチル-8-[N-(4-メチル-1-ピペラジニル)ホルムイミドイル]-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエンイミノ)-ナフト[2,1-b]フラン-1,11(2H)-ジオン21-アセテート(5,6,9,17,19,21-hexahydroxy-23-methoxy-2,4,12,16,18,20,22-heptamethyl-8 [N-(4-methyl-1-piperazinyl)formimidoyl]-2,7-(epoxypentadeca [1,11,13]trienimino)-naphtho [2,1-b]furan-1,11(2H)-dione 21-acetate)であり、下記の化学式2で表すことができる。
Figure 0007170875000002
リファブチンは、(S,12E,14S,15R,16S,17R,18R,19R,20S,21S,22E,24Z)-6,16,18,20-テトラヒドロキシ-1’-イソブチル-14-メトキシ-7,9,15,17,19,21,25-ヘプタメチル-スピロ[9,4-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエンイミノ)-2H-フロ[2’,3’:7,8]ナフト[1,2-ジイミダゾール-2,4’-ピペリジン]-5,10,26-(3H,9H)-トリオン-16-アセテート((S,12E,14S,15R,16S,17R,18R,19R,20S,21S,22E,24Z)-6,16,18,20-tetrahydroxy-1’-isobutyl-14-methoxy-7,9,15,17,19,21,25-heptamethyl-spiro[9,4-(epoxypentadeca[1,11,13]trienimino)-2H-furo[2’,3’:7,8] naphth[1,2-diimidazole-2,4′’-piperidine]-5,10,26-(3H,9H)-trione-16-acetate)であり、下記の化学式3で表すことができる。
Figure 0007170875000003
リファラジルは、(2S,16Z,18E,20S,21S,22R,23R,24R,25S,26R,27S,28E)-5,12,21,23-テトラヒドロキシ-27-メトキシ-2,4,16,20,22,24,26-ヘプタメチル-10-[4-(2-メチルプロピル)ピペラジン-1-イル]-1,6,15-トリオキソ-1,2-ジヒドロ-6H-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエノイミノ)[1]ベンゾフロ[4,5-a]フェノキサジン-25-イルアセテート((2S,16Z,18E,20S,21S,22R,23R,24R,25S,26R,27S,28E)-5,12,21,23-tetrahydroxy-27-methoxy-2,4,16,20,22,24,26-heptamethyl-10-[4-(2-methylpropyl)piperazin-1-yl]-1,6,15-trioxo-1,2-dihydro-6H-2,7-(epoxypentadeca[1,11,13]trienoimino)[1]benzofuro[4,5-a]phenoxazin-25-yl acetate)であり、下記の化学式4で表すことができる。
Figure 0007170875000004
リファキシミンは、[2S-(2R*,16Z,18E,20R*,21R*,22S*,23S*,24S*,25R*,26S*,27R*,22E)]-25-アセチルオキシ)-5,6,21,23-テトラヒドロキシ-27-メトキシ-2,4,11,16,20,22,24,26-オクタメチル-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエンイミノ)ベンゾフロ[4,5-e]ピリド[1,2-a]ベンズイミダゾール-1,15(2H)-ジオン([2S-(2R*,16Z,18E,20R*,21R*,22S*,23S*,24S*,25R*,26S*,27R*,22E)]-25-acetyloxy)-5,6,21,23-tetrahydroxy-27-methoxy-2,4,11,16,20,22,24,26-octamethyl-2,7-(epoxypentadeca[1,11,13]trienimino)benzofuro[4,5-e]pyrido[1,2-a]benzimidazole-1,15(2H)-dione)であり、下記の化学式5で表すことができる。
Figure 0007170875000005
リファマイシンBは、{[(2S,12Z,14E,16S,17S,18R,19R,20R,21S,22R,23S,24E)-21-(アセチルオキシ)-5,6,17,19-テトラヒドロキシ-23-メトキシ-2,4,12,16,18,20,22-ヘプタメチル-1,11-ジオキソ-1,2-ジヒドロ-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエノイミノ)ナフト[2,1-b]フラン-9-イル]オキシ}酢酸({[(2S,12Z,14E,16S,17S,18R,19R,20R,21S,22R,23S,24E)-21-(acetyloxy)-5,6,17,19-tetrahydroxy-23-methoxy-2,4,12,16,18,20,22-heptamethyl-1,11-dioxo-1,2-dihydro-2,7-(epoxypentadeca[1,11,13]trienoimino)naphtho[2,1-b]furan-9-yl]oxy}acetic acid)であり、下記の化学式6で表すことができる。
Figure 0007170875000006
リファマイシンSは、5,17,19,21-テトラヒドロキシ-23-メトキシ-2,4,12,16,18,20,22-ヘプタメチル-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエンイミノ)ナフト[2,1-b]フラン-1,6,9,11(2H)-テトロン21-アセテート(5,17,19,21-tetrahydroxy-23-methoxy-2,4,12,16,18,20,22-heptamethyl-2,7-(epoxypentadeca[1,11,13]trienimino)naphtho[2,1-b]furan-1,6,9,11(2H)-tetrone 21-acetate)であり、下記の化学式7で表すことができる。
Figure 0007170875000007
リファマイシンSVは、5,6,9,17,19,21-ヘキサヒドロキシ-23-メトキシ-2,4,12,16,18,20,22-ヘプタメチル-2,7-(エポキシペンタデカ[1,11,13]トリエンイミノ)ナフト[2,1-b]フラン-1,11(2H)-ジオン21-アセテート(5,6,9,17,19,21-Hexahydroxy-23-methoxy-2,4,12,16,18,20,22-heptamethyl-2,7-(epoxypentadeca[1,11,13]trienimino)naphtho[2,1-b]furan-1,11(2H)-dione 21-acetate)であり、下記の化学式8で表すことができる。
Figure 0007170875000008
リファンジンは、3-[[[4-(2-メチルプロピル)-1-ピペラジニル]イミノ]メチル]リファマイシン(3-[[[4-(2-Methylpropyl)-1-piperazinyl]imino]methyl]rifamycin)であり、下記の化学式9で表すことができる。
Figure 0007170875000009
トリフルプロマジン(Triflupromazine;dimethyl ({3-[2-(trifluoromethyl)-10H-phenothiazin-10-yl]propyl})amine;CAS No. 146-54-3;化学式10を参照)は、主に統合失調症などの精神的および感情的な障害の治療に使用される。 しかし、トリフルプロマジンのアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解活性、および/またはタウタンパク質の分解(および/または凝集抑制)および/またはタウタンパク質のリン酸化抑制、および/または神経変性脳疾患の予防および/または治療効果については、知られていない。
Figure 0007170875000010
ヒトアミロイド-ベータ(amyloid-beta)は、約36~43個のアミノ酸を含むペプチド分子であり、アルツハイマー疾患を有する患者の脳で発現されるアミロイドプラークの主な成分であり、アルツハイマー疾患の発症に関与することが知られている。 上記のアミロイド-ベータペプチド分子は、アミロイド前駆体タンパク質(amyloid precursor protein(APP);UniProtKB P05067)をベータセクレターゼ(beta secretase)およびガンマセクレターゼ(gamma secretase)によって切断して得られるものであってもよい。 アミロイド-ベータのペプチド分子は、凝集して神経細胞の毒性オリゴマーを形成し、神経変性脳疾患を誘発する。
タウ(Tau)タンパク質は、N-末端突出部分と、プロリン(proline)凝集ドメインと、微細小器官結合ドメインと、C-末端との4つの部分からなっており(Mandelkow et al., Acta. Neuropathol.、103、26-35、1996)、中枢神経系の神経細胞の中でタウが異常に過剰リン酸化されたり変形されている場合、パーキンソン疾患、タウオパチー(tauopathy)などの神経変性脳疾患が誘発されることが知られている。
本明細書で使用される「神経変性脳疾患」という用語は、脳の神経変性変化と関連するすべての疾患、特に、脳および/または脳神経細胞におけるアミロイド-ベータの凝集、タウタンパク質の凝集、およびタウタンパク質の過剰リン酸化の中から選択された1つ以上の要因によって誘発され得るすべての疾患(脳疾患)を包括的に記載するために使用される。 一例において、神経変性脳疾患は、アルツハイマー疾患(Alzheimer’s disease)、パーキンソン疾患、ハンチントン疾患、軽度認知障害(mild cognitive impairment)、大脳アミロイド血管症、ダウン症候群、アミロイド性脳卒中(stroke)、全身性アミロイドーシス、ダッチ(Dutch)型アミロイドーシス、ニーマン・ピック疾患、老人性認知症、筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis)、脊髄小脳運動失調症(Spinocerebellar Atrophy)、ツーレット症候群(Tourette`s Syndrome)、フリードライヒ運動失調症(Friedrich` s Ataxia)、マチャド・ジョセフ病(Machado-Joseph`s disease)、レビー小体型認知症(Lewy Body Dementia)、ジストニア(Dystonia)、進行性核上性麻痺(Progressive Supranuclear Palsy)、および前頭側頭型認知症(Frontotemporal Dementia)などで例示されてもよいが、これらに限定されるものではなく、アミロイド-ベータの凝集、タウタンパク質の凝集および/またはタウタンパク質のリン酸化による疾患であれば、いずれの疾患であっても対象となり得る。
本明細書で使用される「治療」という用語は、病気の症状の軽減または改善、疾患部位の減少、疾患進行の遅延または緩和、疾患状態または症状の改善、軽減、または安定化、部分的または完全な回復、生存の延長、他の有益な治療の結果などのすべてを含む意味で使用される。 「予防」という用語は、特定の病気を有していない対象に作用し、この特定の病気が発症しないようにするか、またはその発症時期を遅らせ、あるいは発症頻度を低減するすべてのメカニズムおよび/または効果を含む意味で使用される。 「脳神経細胞の保護」という用語は、脳神経細胞の損傷および/または死滅を抑制するすべてのメカニズムおよび/または効果を含む意味で使用される。
上記の薬学的または食品学的に許容可能な塩は、薬剤学の分野で一般的に使用されるすべての塩の中で、特別に制限することなく選択して使用してもよい。 一実施形態において、上記の薬学的に許容可能な塩は、塩酸、臭素酸、スルホン酸、アミド硫酸、リン酸、硝酸などの非毒性の無機酸や酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グリコール酸、ステアリン酸、乳酸、酒石酸、クエン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機酸を用いて形成された塩から選択される1種以上であってもよく、例えば、塩酸塩であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において提供される薬学的組成物は、
(1)アミロイド-ベータの凝集レベルが正常よりも高いか、または高い危険性がある対象(患者)、
(2)タウタンパク質の凝集レベルが正常よりも高いか、または高い危険性がある対象(患者)、
(3)タウタンパク質のリン酸化レベルが正常よりも高いか、または高い危険性がある対象(患者)、
(4)上記の(1)~(3)中の1つ以上に該当する対象(患者)からなる群より選択される対象(患者)に適用するためのものであってもよい。
上記のアミロイド-ベータまたはタウタンパク質の凝集レベルは、アミロイド-ベータ凝集体またはタウタンパク質の凝集体の量(濃度)、または全体アミロイド-ベータまたは全体タウタンパク質に対するアミロイド-ベータ凝集体またはタウタンパク質凝集体の割合を意味してもよい。
上記のタウタンパク質のリン酸化レベルは、リン酸化されたタウタンパク質の量(濃度)または全体タウタンパク質に対するリン酸化されたタウタンパク質の割合を意味してもよい。
上記の「正常」は、上記の薬学的組成物が適用される対象(患者)と同種の個体中、先に定義した「神経変性脳疾患」を有していない個体または上記の個体から分離および/または培養された脳組織または脳細胞(脳神経細胞)であってもよい。
一例において、上記の薬学的組成物は、上記の有効成分(リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)に加え、薬学的に許容可能な担体、賦形剤、希釈剤、充填剤、増量剤、湿潤剤、崩壊剤、乳化剤(界面活性剤)、潤滑剤、甘味料、香味剤、懸濁剤、保存剤などからなる群より選択される1種以上の補助剤をさらに含んでもよい。 上記の補助剤は、上記の薬学的組成物が適用される製剤に応じて適切に調整されてもよく、薬剤学分野で一般的に使用され得るすべての補助剤中の1つ以上を選択して使用してもよい。 一実施形態において、上記の薬学的に許容可能な担体は、薬物の製剤化に通常的に利用されるものとして、ラクトース、デキストロース、スクロース、トレハロース、アルギニン、ヒスチジン、ソルビトール、マンニトール、でんぷん、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルギン酸塩、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シロップ、メチルセルロース、メチルヒドロキシ安息香酸、プロピルヒドロキシ安息香酸、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ミネラルオイルなどからなる群より選択される1種以上を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
上記の有効成分(リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)の有効量、または上記の薬学的組成物は、経口投与または非経口投与してもよい。 非経口投与の場合、静脈内注入、皮下注入、筋肉注入、腹腔注入、内皮投与、鼻内投与、肺内投与、直腸内投与、または病変部位の局所投与などによって投与してもよい。 経口投与の時、上記の薬学的組成物は、活性成分が胃内で分解されないようにするために、活性成分をコーティングするか、または胃の分解作用から保護可能な製剤に製剤化されてもよい。
また、本明細書に記載の「有効成分」は、本明細書に記載した物質(例えば、リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)が、本明細書に記載した薬理学的な活性(例えば、神経変性脳疾患の治療)を達成するために使用される生理活性物質を意味してもよい。これは、本明細書に記載した病気を治療するためにリファマイシンまたはトリフルプロマジンの公知の活性(例えば、それぞれ抗生物質活性、統合失調症の治療)を目的として、リファマイシンまたはトリフルプロマジンのみを投与するか、または他の物質と一緒に併用投与、あるいは付加的に投与することとは区別される。 すなわち、リファマイシンまたはトリフルプロマジンは、神経変性脳疾患の直接的な治療効果のために、トリフルプロマジンのみを有効成分として投与されてもよい。
本明細書に記載の「薬学的有効量」は、所望の薬理的な効果を示すことができる有効成分(リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)の薬学的組成物内の含有量または投与量を意味してもよい。 上記の薬学的有効量または有効成分は、製剤化方法、投与方式、患者の年齢、体重、性、病的状態、食品、投与時間、投与間隔、投与経路、排泄速度、および反応感受性などの要因によって適切に決定されてもよい。 例えば、上記の有効成分の1日または1回投与量は、0.0001~1000mg/kg(体重)、0.001~500mg/kg、0.01~100mg/kg、0.1~50mg/kg、または0.5~20mg/kgの範囲であってもよいが、これらに限定されるものではない。 上記の1日または1回投与量は、単位容量形態で一つの製剤として製剤化されるか、適切な量に分けて製剤化されるか、または多容量容器内に組み込まれて製造されてもよい。
上記の薬学的組成物内の有効成分(すなわち、リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)の含有量は、薬学的組成物の使用形態、患者の状態、所望の効果などに応じて適切に調整することができ、例えば、0.0001~99.9重量%、0.001~99.9重量%、0.01~99.9重量%、0.1~99.9重量%、0.5~99.9重量%、1~99.9重量%、5~99.9重量%、10~99.9重量%、15~99.9重量%、20~99.9重量%、25~99.9重量%、30~99.9重量%、35~99.9重量%、40~99.9重量%、45~99.9重量%、50~99.9重量%、55~99.9重量%、0.0001~90重量%、0.001~90重量%、0.01~90重量%、0.1~90重量%、0.5~90重量%、1~90重量%、5~90重量%、10~90重量%、15~90重量%、20~90重量%、25~90重量%、30~90重量%、35~90重量%、40~90重量%、45~90重量%、50~90重量% 、55~90重量%、0.0001~70重量%、0.001~70重量%、0.01~70重量%、0.1~70重量%、0.5~70重量%、1~70重量%、5~70重量%、10~70重量%、15~70重量%、20~70重量%、25~70重量%、30~70重量%、35~70重量%、40~70重量%、45~70重量%、50~70重量%、55~70重量%、0.0001~50重量%、0.001~50重量%、0.01~50重量%、0.1~50重量%、0.5~50重量%、1~50重量%、5~50重量%、10~50重量%、15~50重量%、20~50重量%、25~50重量%、30~50重量%、35~50重量%、40~50重量%、45~50重量%、0.0001~40重量%、0.001~40重量%、0.01~40重量%、0.1~40重量%、0.5~40重量%、1~40重量%、5~40重量%、10~40重量%、15~40重量%、20~40重量%、25~40重量%、30~40重量%、または35~40重量%であってもよいが、これらに限定されない。
上記の薬学的組成物は、水性または油性媒体中の溶液、懸濁液、シロップ剤またはエマルジョンの形態であるか、または散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤またはカプセル剤などの形態で製剤化されてもよく、製剤化のために分散剤または安定化剤をさらに含んでもよい。
上記の薬学的組成物を投与する対象は、ヒト、猿などを含む霊長類、マウス、ラットなどを含むげっ歯類、犬、猫、牛、豚、羊、ヤギ、馬などを含む哺乳類、または上記の哺乳類から分離された細胞、組織、またはこれらの培養物であってもよい。
上記の健康機能性食品は、毎日の食事で不足しやすい栄養素や人体に有用な機能を有する原料や成分(以下、「機能性原料」)を使用して製造した食品であり、健康を維持したり、所定の病気や症状を予防および/または改善するために役立つすべての食品を意味し、最終製品形態は、特に限定されない。 例えば、上記の健康機能性食品は、各種の食品、飲料組成物、食品添加物などからなる群より選択されるものであってもよいが、これらに限定されない。
上記の健康機能性食品に含有される有効成分(すなわち、リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩)の含有量は、食品の形態、所望の用途などに応じて適切に調整することができ、特に限定されなく、例えば、全体食品の重量に対して、0.0001~99重量%、0.0001~95重量%、0.0001~90重量%、0.0001~80重量%、0.0001~50重量%、0.001~99重量%、0.001~95重量%、0.001~90重量%、0.001~80重量%、0.001~50重量%、0.01~99重量%、0.01~95重量%、0.01~90重量%、0.01~80重量%、0.01~50重量%、0.1~99重量%、0.1~95重量%、0.1~90重量%、0.1~80重量%、0.1~50重量%、0.1~30重量%、0.1~10重量%、1~99重量%、1~95重量%、1~90重量%、1~80重量%、1~50重量%、1~30重量%、1~10重量%、10~99重量%、10~95重量%、10~90重量%、10~80重量%、10~50重量%、10~30重量%、25~99重量%、25~95重量%、25~90重量%、25~80重量%、25~50重量%、25~30重量%、40~99重量%、40~95重量%、40~90重量%、40~80重量%、40~50重量%、50~99重量%、50~95重量%、50~90重量%、50~80重量%、60~99重量%、60~95重量%、60~90重量%、または60~80重量%であってもよいが、これらに限定されない。
上記の健康機能性食品は、様々な栄養剤、ビタミン、鉱物(電解質)、合成フレーバー又は天然フレーバーなどのフレーバー、着色剤、増進剤(チーズ、チョコレートなど)、ペクチン酸またはその塩、アルギン酸またはその塩、有機酸、保護性コロイド増粘剤、pH調整剤、安定化剤、防腐剤、グリセリン、アルコール、炭酸飲料に使用される炭酸化剤などからなる群より選択される1種以上をさらに含有してもよい。 これらの添加剤の割合は、全体の健康機能性食品の100重量部当たり、0.001~約20重量部の範囲内で選択されるのが一般的であるが、これに制限されない。
本明細書で提供される技術は、リファマイシン、トリフルプロマジン、または薬学的に許容可能なこれらの塩を有効成分として使用することにより、優れたアミロイド-ベータの凝集抑制および/または分解効果を達成することができるだけでなく、タウタンパク質を分解(および/または凝集抑制)し、タウタンパク質の過剰リン酸化を抑制し、血液脳関門透過性に優れているため、脳組織に成功的に作用可能にすることで、アミロイド-ベータ凝集、タウタンパク質の凝集、および/または過剰リン酸化されたタウタンパク質と関連する様々な神経変性脳疾患の予防および/または治療に有用に適用することができる。
図1は、アミロイド-ベータ凝集抑制(Inhibition of Aβ aggregation)をチオフラビン-T分析により確認した結果を示すグラフであり、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集抑制効果(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群;2:Aβ1-42 50μM+リファペンチン 2μM 処理群)を示す。 図2は、アミロイド-ベータ凝集抑制(Inhibition of Aβ aggregation)をチオフラビン-T分析により確認した結果を示すグラフであり、トリフルプロマジン塩酸塩のアミロイド-ベータの凝集抑制効果(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群;2:Aβ1-42 50μM+トリフルプロマジン塩酸塩 2μM 処理群)を示す。 図3は、アミロイド-ベータ凝集分解(Aβ disaggregation)をチオフラビン-T分析により確認した結果を示すグラフであり、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果(対照群:Aβ1-42 25μM 処理群;50:Aβ1-42 25μM+リファペンチン 50μM 処理群;500:Aβ1-42 25μM+リファペンチン 500μM 処理群)を示す。 図4は、アミロイド-ベータ凝集分解(Aβ disaggregation)をチオフラビン-T分析により確認した結果を示すグラフであり、トリフルプロマジン塩酸塩のアミロイド-ベータの凝集分解効果(対照群:Aβ1-42 25μM 処理群;50:Aβ1-42 25μM+トリフルプロマジン塩酸塩 50μM 処理群;500:Aβ1-42 25μM+トリフルプロマジン塩酸塩 500μM 処理群)を示す。 図5は、アミロイド-ベータ凝集分解(Aβ disaggregation)をPICUPベースのSDS-PAGEにより確認した結果を示す電気泳動画像を用いて、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示す。 図6は、アミロイド-ベータ凝集分解(Aβ disaggregation)をPICUPベースのSDS-PAGEにより確認した結果を示す電気泳動画像を用いて、トリフルプロマジン塩酸塩のアミロイド-ベータの凝集分解効果を示す。 図7は、アミロイド-ベータ凝集分解(Aβ disaggregation)をチオフラビン-T分析により確認した結果を示すグラフであり、リファペンチンを含めてリファマイシン系誘導体(リファンピシン、リファブチン、リファマイシンSV、リファンジン、リファマイシンS、リファキシミン、リファマイシンB)のアミロイド-ベータの凝集分解効果(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群でそれぞれ3日間または5日間に凝集;処理群:Aβ1-42 50μMを3日に間凝集+リファマイシン系誘導体をそれぞれ50μM処理して2日間反応)を示す。 図8は、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、アミロイド-ベータプラークの分解に対して6E10抗体を用いて確認した結果を示す染色された組織の画像であり、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示す。 図9は、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、アミロイド-ベータプラークの分解に対して6E10抗体を用いて確認した結果を示すグラフであり、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示し、脳半球の全体のアミロイド-ベータプラークの数、脳半球中の海馬(hippocampus)のアミロイド-ベータプラークの数、および脳半球中の大脳皮質(cortex)部位のアミロイド-ベータプラークの数を求めた値から、ビークルを投与したTG mouseに比べ、リファペンチン投与群において、上記の値が有意に減少することを示す。 図10は、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、アミロイド-ベータプラークの分解に対して6E10抗体を用いて確認した結果を示すグラフであり、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示し、脳半球の全体のアミロイド-ベータプラークの総面積、脳半球中の海馬(hippocampus)のアミロイド-ベータプラークの総面積、および脳半球中の大脳皮質(cortex)部位のアミロイド-ベータプラークの総面積を求めた値から、ビークルを投与したTG mouseに比べ、リファペンチン投与群において、上記の値が有意に減少することを示す。 図11は、遺伝子組み換えのアルツハイマー疾患が発症した動物モデル(5X FAD)において、チオフラビン-S分析によりアミロイド-ベータプラークの分解を確認した結果を示す染色された組織の画像を用いて、トリフルプロマジン塩酸塩のアミロイド-ベータの凝集分解効果を示す。 図12は、遺伝子組み換えのアルツハイマー疾患が発症した動物モデル(5X FAD)において、リン酸化されたタウタンパク質をSDS-PAGEにより確認した結果を示す電気泳動画像を用いて、トリフルプロマジン塩酸塩のタウタンパク質のリン酸化抑制効果を示す。 図13は、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、リファペンチンを投与した後、8週目にY字迷路評価(Y-maze test)を実施した結果であり、実験動物が周りの手がかりを把握し、順に迷路へ入る相対頻度を測定して得た自発的交替行動変動率(%)を示した値であり、陰性対照群であるTG-Vehグループに比べて陽性対照群であるWT-Vehに近く記憶力の数値が向上したことを示している。 図14は、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、リファペンチンを投与した後、8週目に新規物体認知試験(Novel Object Recognition)を実施した結果であり、実験動物が新しい物体を探索する頻度を測定して得た選好指標値(Preference Index)から、陰性対照群であるTG-Vehグループに比べて陽性対照群であるWT-Vehに近く記憶力の数値が向上したことを示している。
以下では、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、これは例示的なものにすぎず、本発明の範囲は、限定されない。 下記に記載の実施例は、発明の本質的な要旨を逸脱しない範囲で変形できることは当業者にとって自明であろう。
実施例1:アミロイド-ベータの凝集抑制試験(Aβ aggregation inhibition test)
1.1. 試料の用意
リファペンチンを5mMの濃度になるようにDMSOに溶解した。 その後、上記の化合物を、6%のDMSO(in DW)を利用して希釈し、使用した。
トリフルプロマジン塩酸塩(以下、すべての実施例で使用されたトリフルプロマジンは、トリフルプロマジン塩酸塩である)を、5mMの濃度になるようにDMSO(dimethylsulfoxide)に溶解した。 その後、上記の化合物を、6%のDMSO(in DW)を利用して希釈し、使用した。
アミロイド-ベータ(Aβ)溶液は、ヒトAβ1~42モノマー(UniProtKB-P05067、a.a. 672~713)を10mMの濃度になるようにDMSOに溶解して用意した。 その後、DWを利用し、100uMになるように希釈し、氷の上に保管した。
一方、チオフラビン-T(Sigma-Aldrich)を5mMの濃度になるように、50mMのグリシン緩衝液(pH8.5)に溶解した。 その後、50mMのグリシン緩衝液(pH8.5)を使用し、5μMになるように希釈し、光を遮断した状態に暗室で保管した。
1.2. アミロイド-ベータの凝集抑制効果の測定
先に用意したアミロイド-ベータ溶液を、1.5mLのマイクロ遠心分離管に、50μMになるようにそれぞれ入れ、1.5mLのマイクロ遠心分離管毎にリファペンチンとトリフルプロマジンとを2μMの濃度で処理した後、37℃で72時間反応させた。
反応済みの反応液の25μLを96-ウェル蛍光分析用プレートの各ウェルに入れ、先に用意したチオフラビン-T溶液を各ウェルに75μLずつ入れた。 常温の暗室状態で5分間反応させた後、マルチモードマイクロプレートリーダー(multi-mode(登録商標) microplate reader)を利用し、450nmの励起、485nmの発光で蛍光値を測定した。
アミロイド-ベータのみを処理し、72時間の間に凝集した群(対照群)の蛍光値を%値に換算して100にし、上記の測定した蛍光値をこれに対する相対値に換算し、その結果を図1および図2に示した。
図1は、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集抑制効果を示すことであり(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群;2:Aβ1-42 50μM+リファペンチン 2μM 処理群)、リファペンチン(2μM)処理時のアミロイド-ベータの凝集度が、対照群に比べて約40%以下であることがわかり、リファペンチンは、対照群に比べて約60%以上のアミロイド-ベータの凝集抑制効果を示すことを確認することができる。
図2は、トリフルプロマジンのアミロイド-ベータの凝集抑制効果を示すことであり(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群;2:Aβ1-42 50μM+トリフルプロマジン 2μM 処理群)、トリフルプロマジン(2μM)処理時のアミロイド-ベータの凝集度が、対照群に比べて約70%以下であることがわかり、トリフルプロマジンは、対照群に比べて約30%以上のアミロイド-ベータの凝集抑制効果を示すことを確認することができる。
また、50μMのアミロイド-ベータを利用し、20μMの様々な化合物について上記と同じ試験を行い、アミロイド-ベータの凝集度を測定し、その結果を対照群(100%)に対する相対値として表示して以下の表1に示した。
Figure 0007170875000011
上記の表1に示すように、他の化合物に比べ、リファペンチンおよびトリフルプロマジンのアミロイド-ベータの凝集抑制活性が有意に優れていることを確認することができる。
実施例2:アミロイド-ベータの凝集分解試験(Aβ disaggregation test)
2.1. 試料の用意
リファペンチンを5mMの濃度になるようにDMSOに溶解した。 その後、上記の化合物を、6%のDMSO(in DW)を利用して希釈し、使用した。
トリフルプロマジン塩酸塩を5mMの濃度になるようにDMSOに溶解した。 その後、上記の化合物を、6%のDMSO(in DW)を利用して希釈し、使用した。
アミロイド-ベータ(Aβ)溶液は、Aβ1~42モノマーを10mMの濃度になるようにDMSOに溶解して用意した。 その後、DWを利用して、100μMになるように希釈し、氷の上に保管した。
一方、チオフラビン-Tを5mMの濃度になるように、50mMのグリシン緩衝液(pH8.5)に溶解した。 その後、50mMのグリシン緩衝液(pH8.5)を使用し、5μMになるように希釈し、光を遮断した状態に暗室で保管した。
2.2. チオフラビン-T分析によるアミロイド-ベータ凝集分解試験
上記の実施例2.1で用意したアミロイド-ベータの溶液を、1.5mLのマイクロ遠心分離管に、25μMになるようにそれぞれ入れた後、37℃で72時間反応させた。
上記の1.5mLのマイクロ遠心分離管毎に、リファペンチンとトリフルプロマジンとをそれぞれ50μMまたは500μMの互いに異なる濃度でそれぞれ処理した後、37℃で72時間反応させた。
反応済みの反応液の25μLを96-ウェル蛍光分析用プレートの各ウェルに入れ、先に用意したチオフラビン-T溶液を各ウェルに75μLずつ入れた。 常温の暗室状態で5分間反応させた後、マルチモードマイクロプレートリーダー(multi-mode microplate reader)を利用し、450nmの励起、485nmの発光で蛍光値を測定した。
アミロイド-ベータのみを処理し、72時間の間に凝集した群(対照群)の蛍光値を%値に換算して100にし、上記の測定した蛍光値を相対値に換算し、その結果を図3および図4に示した。
図3は、リファペンチンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示すことであり(対照群:Aβ1-42 25μM 処理群;50:Aβ1-42 25μM+リファペンチン 50μM 処理群;500:Aβ1-42 25μM+リファペンチン 500μM 処理群)、リファペンチン処理時のアミロイド-ベータの凝集度が、対照群に比べて約10%以下(リファペンチン50μM処理時)または約1%以下(リファペンチン500μM処理時)であることがわかり、リファペンチンは、対照群に比べて約90%以上(リファペンチン50μM処理時)または約99%以上(リファペンチン500μM処理時)のアミロイド-ベータの凝集分解効果を示すことを確認することができる。 これは、リファペンチンが濃度依存的に凝集分解効果を示すことを意味している。
図4は、トリフルプロマジンのアミロイド-ベータの凝集分解効果を示すことであり(対照群:Aβ1-42 25μM 処理群;50:Aβ1-42 25μM+トリフルプロマジン 50μM 処理群;500:Aβ1-42 25μM+トリフルプロマジン 500μM 処理群)、トリフルプロマジン処理時のアミロイド-ベータの凝集度が、対照群に比べて約65%以下(トリフルプロマジン50μM処理時)または約25%以下(トリフルプロマジン500μM処理時)であることがわかり、トリフルプロマジンは、対照群に比べて約35%以上(トリフルプロマジン50μM処理時)または約75%以上(トリフルプロマジン500μM処理時)のアミロイド-ベータの凝集分解効果を示すことを確認することができる。 これは、トリフルプロマジンが濃度依存的に凝集分解効果を示すことを意味している。
2.3. SDS-ファージ分析によるアミロイド-ベータ凝集分解試験
上記の実施例2.1で用意した試料からのアミロイド-ベータの凝集分解を確認するために、次のようにSDS-PAGE分析を行った。
より具体的には、アンバーチューブ(Axygen、MCT-150-X)に、未修飾タンパク質の光-誘導架橋(PICUP)緩衝液(0.1Mリン酸ナトリウム(pH7.4))を用いて過硫酸アンモニウム(APS;200mM)とトリス(2,2’-ビピリジル)ジクロロルテニウム(II)六水和物(Ru;10mM)の混合物を作製した。 上記の混合物をPICUP緩衝液で10倍希釈した(APS:20mM/Ru:1mM). 0.5mLチューブ(Axygen、PCR-05-C)の底部に、上記の実施例2.1で用意した10μLの試料をそれぞれ分注した。 1μLのAPS(20mM)はチューブの壁面に分注し、1μLのRu(1mM)はチューブの蓋に分注した。 このとき、反応が進まないようにするために、試料と、APSおよびRuとが混合されないようにした。 チューブの蓋を閉め、遠心分離機を使用してスピンダウンした後、遠心分離器からチューブを取り出し、白熱灯を使用して、1秒ずつ3回に光に露出させた。 各チューブに3μLの5X還元サンプル緩衝液(w/5%β-メルカプトエタノール)を入れた。 試料を、95℃~100℃で5分間加熱した後、氷で冷やした。
その後、4%~20%(w/v)トリス/グリシンゲルに、上記のPICUP処理した試料をロードし、100Vで1時間30分間に電気泳動を行った。 電気泳動が終わったゲルを分離して銀染色し、確認した。
上記のように得られた電気泳動の結果を図5および図6に示した。 図5および図6で最も左のサイズマーカーレーンを除き、第1レーン(Aβ凝集物(-)+化合物(-))は、Aβ42の0日のみの試料(アミロイド-ベータ25μM処理後0日目、アミロイド凝集が起こらない)の結果、第2レーン(Aβ凝集物(+)+化合物(-))は、Aβ42の3+3日のみの試料(アミロイド-ベータ25μM処理して3日間培養し、アミロイド-ベータ凝集を誘導し、3日間さらに培養)の結果、第3レーン(Aβ凝集物(+)+化合物50μM)と第4レーン(Aβ凝集物(+)+化合物500μM)は、それぞれAβ42+化合物(50μMまたは500μM)3+3日の試料(アミロイド-ベータ25μM処理し、3日間培養し、アミロイド-ベータ凝集を誘導し、リファペンチンまたはトリフルプロマジンを50μMまたは500μMの濃度で処理し、3日間さらに培養)のアミロイド-ベータ凝集分解効果をそれぞれ示す。 図5および図6に示すように、リファペンチンまたはトリフルプロマジン処理時、これらの処理濃度が高くなるほど凝集したアミロイド-ベータフィブリルおよびダイマー(約10kDa)の帯がぼやけることを確認することができる。 このような結果は、リファペンチンまたはトリフルプロマジンが濃度依存的なアミロイド-ベータ凝集の分解活性を有することを示す。
実施例3:リファマイシン系誘導体のアミロイド-ベータ凝集分解試験(Aβ凝集試験)
3.1. 試料の用意
化合物(リファペンチン、リファンピシン、リファブチン、リファマイシンSV、リファマイシンB、リファマイシンS、リファキシミン、リファンジン、以上にリファマイシン系誘導体)は、5mMの濃度になるようにDMSOに溶解した。 その後、上記の化合物を、6%のDMSO(in DW)を利用して希釈し、使用した。
アミロイド-ベータ(Aβ)溶液は、Aβ1~42モノマーを10mMの濃度になるようにDMSOに溶解して用意した。 その後、DWを利用して、100μMになるように希釈し、氷の上に保管した。
一方、チオフラビン-Tを5mMの濃度になるように50mMグリシン緩衝液(pH8.5)に溶解した。 その後、50mMのグリシン緩衝液(pH8.5)を使用し、5μMになるように希釈し、光を遮断した状態に暗室で保管した。
3.2. チオフラビンT分析によるアミロイド-ベータ凝集分解試験
上記の実施例3.1で用意したアミロイド-ベータの溶液を、1.5mLのマイクロ遠心分離管に、50μMになるようにそれぞれ投入した後、37℃で72時間反応させた。
上記の1.5mLマイクロ遠心分離管毎に、リファペンチン系誘導体を50μMの濃度でそれぞれ処理した後、37℃で48時間反応させた。
反応済みの反応液の25μLを96-ウェル蛍光分析用プレートの各ウェルに入れ、先に用意したチオフラビン-T溶液を各ウェルに75μLずつ入れた。 常温の暗室状態で5分間反応させた後、マルチモードマイクロプレートリーダー(multi-mode microplate reader)を利用し、450nmの励起、485nmの発光で蛍光値を測定した。
アミロイド-ベータのみを処理し、72時間の間に凝集した群(対照群)の蛍光値を%値に換算して100にし、上記の測定した蛍光値を相対値に換算し、その結果を図7に示した。
図7は、リファペンチンを含めてリファマイシン系誘導体のアミロイド-ベータの凝集分解効果(対照群:Aβ1-42 50μM 処理群でそれぞれ3日間または5日間に凝集;処理群:Aβ1-42 50μMを3日間凝集+リファマイシン系誘導体をそれぞれ50μM処理し、2日間反応)を示しており、リファペンチン処理時のアミロイド-ベータ凝集度が対照群に比べ約10%以下であることがわかり、リファペンチンが対照群に比べ約90%以上でアミロイド-ベータの凝集分解効果を示すことが確認できる。 これはリファペンチンが、他の誘導体(リファンピシン、リファブチン、リファマイシンSV、リファンジンなどの処理時に、対照群に比べ約50%程度のアミロイド-ベータの凝集分解効果を示し、リファマイシンSの処理時に、対照群に比べて25%の凝集分解効果を示すのに対し、リファキシミンおよびリファマイシンBの処理時には、対照群に比べて有意な凝集分解が示されない)の効果に比べ、はるかに高いアミロイド-ベータの凝集分解効果が示されることを意味している。
実施例4:APP/PS1 TGマウスで経口投与されたリファペンチンによるアミロイドプラークの減少効果確認
4.1. APP/PS1 TGマウスモデルの用意
遺伝子組み換えのマウス(APP/PS1 TG;アルツハイマー疾患が発症した動物モデル;B6C3-Tg(APPswe、PSEN1dE)85Dbo/Mmjax)および野生型マウス(WT)は、Jackson Laboratory(Bar Harbor、Maine、USA)から入手した。 APP/PS1 TGマウスは、野生型マウスと交差して二重半接合体(double hemizygotes)に維持された。 すべての遺伝子型は、Jackson Laboratoryの標準PCR条件に応じて、尾のDNA(tail DNA)を用いたPCR分析によって確認された。 マウスは、動物飼育室でプラスチックケージ当たり1匹ずつ収容され、12時間の明暗サイクルが交互に21±1℃で維持され、餌と水を自由に摂取した。
4.2. マウスモデルへのリファペンチンの処理
10ヵ月齢のAPP/PS1 TGマウスに、リファペンチンを9週間200mg/kgの濃度で週1回(TG、RP 200 QW)または50mg/kgの濃度で2日に一回(TG、RP 50 QOD)経口投与した。 対照群に同量の媒体(vehicle;Veh)(DW中の0.5%MC)を投与した。 上記の投与は、経口投与用ゾンデを使用し、マウスの体重に基づいて10ml/kg(v/w)の媒体に溶解して投与した。
4.3. 脳組織のサンプルの用意
2%のアベルティン(20mg/g、i.p.)でマウスに麻酔をかけた。 上記のマウスに0.9%NaClで灌流を行い、脳を切除した。 上記のヘミブレインは、4℃で4%のパラホルムアルデヒド(pH7.4)を用いて一晩固定した。 パラホルムアルデヒドによって固定された脳は、脱水化の過程を経て、パラフィンを使用し、組織ブロックを作製した。
4.4. 免疫組織の化学染色
上記の実施例4.3で用意したパラフィンによって固定された脳組織を5~6μmの厚さの切片に作製し、免疫組織の化学染色を行った。 組織切片は、脱ワックス、再水和物、および1%過酸化水素を利用し、内因性パーオキシダーゼを除去した後、非特異的反応を抑制するために、ヤギの10%(v/v)正常血清を用いて60分間ブロッキング過程を経た後、Aβ抗体を利用し、プラークを染色(一晩、4℃)した。 翌日、PBSで洗浄した後、ABC kit(Vectastin ABC kit、Vector Laboratories)を用いて、2次抗体を染色した後、顕微鏡で観察した。 図8のアミロイド-ベータプラークの染色画像と、図9および図10のグラフとに示されたように、対照群のマウス(TG-Veh)と比較したとき、リファペンチンを投与したマウスにおいて、上記のプラーク数および総プラークの面積が減少した。
実施例5:5X FADマウスに経口投与したトリフルプロマジンによるアミロイドプラークおよびリン酸化タウの減少効果確認
5.1. 5X FADマウスモデルの用意
遺伝子組み換えのマウス(5X FAD;アルツハイマー疾患が発症した動物モデル;B6SJL-Tg(APPSwFlLon、PSEN1 * M146L * L286V)6799Vas/Mmjax))および野生型マウスをJackson Laboratory(Bar Harbor、Maine、USA)から入手した。 5X FADマウスは、野生型マウスと交差して二重半接合体(double hemizygotes)に維持した。 すべての遺伝子型は、Jackson Laboratoryの標準PCR条件に応じて、尾のDNA(tail DNA)を用いたPCR分析によって確認した。 マウスは、動物飼育室でプラスチックケージ当たり4~6匹ずつ収容され、12時間の明暗サイクルが交互に21±1℃の条件で維持され、餌と水を自由に摂取した。
5.2. マウスモデルへのトリフルプロマジンの処理
7ヵ月齢の5X FADマウスに、トリフルプロマジンを50 mg/kgの濃度で3週間二日に一回経口投与した。 対照群には、同量のビークル(vehicle)(PBS中の1%(w/v)DMSO)を投与した。 上記の投与は、経口投与用ゾンデを使用し、マウスの体重に基づいて10 ml/kg(v/w)のビークルに溶解して投与した。
5.3. 脳組織のサンプルの用意
2%(w/v)のアベルティン(20mg/g、i.p.)でマウスに麻酔をかけた。 上記のマウスに0.9%(w/v)NaClで灌流を行い、脳を切除した。 上記のヘミブレインは、4℃で4%(w/v)のパラホルムアルデヒド(pH7.4)を用いて一晩固定した。 凍結保存のために、脳を30%(w/v)のスクロースに48時間の間に浸した。 上記の他のヘミブレインを皮質と海馬領域とで解剖し、1xプロテアーゼ阻害剤カクテルを含む溶解緩衝液(10mMのTris-HCl、320mMのスクロース内の5mMのEDTA、pH7.4)の中で30分間に氷上で均質化した。 上記のサンプルは、4℃、13500rpmで30分間遠心分離した。 BCAタンパク質分析キット(thermoFisher、cat#232250)を用いて、メーカの指示に従って溶解物の濃度を測定した。 上記の吸光度は、560nmで読み取った。
5.4. 免疫組織の化学染色およびThS染色
冷凍した脳をチオフラビンS(thioflavin S(ThS))を利用して染色するためには、低温維持装置(Leica CM1800)を使用し、35umの厚さに脳を切って組織切片を作製した後、Aβプラークを染色した。 ThS染色は、エタノール(50%(v/v))を用いて500uMの濃度で7分間行った。 その後、上記の切片を100%、90%、および70%(v/v)のエタノールで順に10秒間洗い、PBSに入れた。 Leica DM2500蛍光顕微鏡を使用して画像を得た。 図11に示すように、対照群のマウス(ビークル、1%(w/v)DMSO in PBS)と、本発明のトリフルプロマジンが投与されたマウスとを比較すると、トリフルプロマジンが投与されたマウスでプラーク数および総プラーク面積が減少した。
5.5. ウエスタンブロット分析(Western blot Assay)方法
Aβプラークと共にアルツハイマー性認知症、パーキンソン疾患の主な原因となるタンパク質であるタウ(Tau)の変化をウエスタンブロット(Western blot)分析を用いて確認した。 上記の用意した組織のサンプルをSDS-PAGEで分離し、PVDF膜に移した。 上記の膜は、1次抗体を用いて、4℃で一晩処理した。 1次抗体としては、Total Tau(T-Tau)、リン酸化されたタウ(P-Tau)を検知することができる抗体を使用しており、Horseradish Peroxidase(HRP)が結合された(conjugated)2次抗体を用いて検出した。 上記のblot展開は、メーカの指示に従って、Clarity Western ECL substrate(Bio-Rad)で行った。
上記から得られたウエスタンブロットの結果を図12に示した。 図12に示すように、対照群のマウス(Tg veh、1%(w/v)DMSO in PBS)と、トリフルプロマジンが投与された遺伝子組み換えのマウス(Tg TFP、n = 4)とを比較してみると、トリフルプロマジンが投与されたマウスでは、T-Tau(Total Tau)およびP-Tau(リン酸化されたタウ)が大脳皮質(cortex)と海馬(hippocampus)組織との両方で減少することが確認された。 このような結果は、トリフルプロマジンがアルツハイマー疾患が発症した動物モデルである遺伝子組み換えの動物(Tg)で、全体的なタウタンパク質のレベルを下げ、タウタンパク質のリン酸化を抑制する効果があることを示している。 一方、野生型マウス(Wt)は、トリフルプロマジンの投与によるTotal Tau(T-Tau)、およびリン酸化されたタウ(P-Tau)の減少は明確には観察されなかった。
実施例6:APP/PS1 TGマウスで経口投与されたリファペンチンによる認知機能の向上効果確認
6.1. APP/PS1 TGマウスモデルの用意
遺伝子組み換えのマウス(APP/PS1 TG;アルツハイマー疾患が発症した動物モデル;B6C3-Tg(APPswe、PSEN1dE)85Dbo/Mmjax)および野生型マウスは、Jackson Laboratory(Bar Harbor、Maine、USA)から入手した。 このようなAPP/PS1 TGマウスは、野生型マウスと交差して二重半接合体(double hemizygotes)に維持された。 すべての遺伝子型は、Jackson Laboratoryの標準PCR条件に応じて、尾のDNA(tail DNA)を用いたPCR分析によって確認された。 マウスは、動物飼育室でプラスチックケージ当たり1匹ずつ収容され、12時間の明暗サイクルが交互に21±1℃で維持され、餌と水を自由に摂取した。
6.2. マウスモデルへのリファペンチンの処理
10ヵ月齢のAPP/PS1 TGマウスに、リファペンチンを9週間200 mg/kgの濃度で週1回または50 mg/kgの濃度で2日に一回経口投与した。 対照群に同量の媒体(vehicle)(DW中の0.5%MC)を投与した。 上記の投与は、経口投与用ゾンデを使用し、マウスの体重に基づいて10 ml/kg(v/w)の媒体に溶解して投与した。
6.3. Y字迷路の評価(Y-maze test)
Y字迷路の評価は、40cmの長さ(15cmの壁の高さ)を有する3つの同じアームを120度の角度で配置して作製した迷路枠を利用した。 この実験は、げっ歯類の本能的な探索習性を利用した行動実験であり、新たな領域を探索する可能性が高いことに着目した方法であった。 直前に探索されたアームを記憶し、同じアームに入らないほど高い記憶力の数値を示した。 個体毎に8分の探索時間を提供し、最終的な結果は、自発的交替行動変動率(%)の値で表した。 自発的交替行動変動率(%)は、次の数式で計算した。
[数式]
自発的交替行動変動率(%)=トリプレット数/(全体アーム進入-2)
行動パターンの分析は、SMART VIDEO TRACKING Software(Panlab、USA)を用いて実施した。 実験で得られたすべてのdataはmean±Standard Error Mean(SEM)で表記し、比較対象群である薬物適用群間の比較、および薬物非適用群との比較を行い、スチューデントのt検定で群間の分析を実施した。 図13のように、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、リファペンチンを投与した後、8週目にY-maze testを実施した結果、周りの手がかりを把握し、順に迷路へ入る相対頻度を測定して得た自発的交替行動変動率(%)の値が、陰性対照群に比べて陽性対照群に近く数値が向上したことがわかる。
6.4.新規物体認識試験(Novel Object Recognition)
新規物体認識試験は、40cm×40cmのアクリルケージに、異なる2つの物体を利用して記憶力を評価した。 アクリルケージ内に慣らされた後、2つの物体を一定の位置に置いて、自由に認知させた後、各物体を探索した時間を測定した。 24時間の遅延時間を個体毎に与え、再び同じ位置であるが1つの物体のみを他の物体に変更した。 このとき、変更した物体を新規物体として認識し、探索時間が長くなるほど、記憶力が良いと判断することができる。 24時間前の物体を記憶しないと、新規物体と既存物体とを区別できず、両方の物体を均一に探索する可能性がある。 合計10分間に自由に探索するようにさせ、その結果、選好指標値(新しい個体探索時間/合計探索時間)に示した。 分析は、SMART VIDEO TRACKING Software(Panlab、USA)を用いて実施した。 実験で得られたすべてのデータは、平均±標準誤差平均(SEM)で表記し、比較対象群である薬物適用群間の比較、および薬物非適用群との比較を行い、スチューデントのt検定で群間の分析を実施した。 図14に示すように、遺伝子組み換えのアルツハイマー性認知症が発症した動物(APP/PS1 TG)において、リファペンチンを投与した後、8週目に新規物体認知試験(Novel Object Recognition)を実施した結果、実験動物が新しい物体を探索する頻度を測定して得た選好指標値(Preference Index)が大きくなることから、陰性対照群(TG-Veh)に比べて陽性対照群(WT-Veh)に近く記憶力の数値が向上したことがわかる。

Claims (5)

  1. リファペンチン(rifapentine)又は薬学的に許容可能なの塩有効成分として含む神経変性脳疾患(neurodegenerative brain disease)の予防または治療用薬学的組成物。
  2. 次の(1)~(4)から選択された対象に投与する、請求項1に記載の薬学的組成物。
    (1)ミロイド-ベータの凝集レベルが神経変性疾患を有しない正常よりも高い者、
    (2)ウタンパク質の凝集レベルが神経変性疾患を有しない正常よりも高い者、
    (3)ウタンパク質のリン酸化レベルが神経変性疾患を有しない正常よりも高い者、
    (4)前記(1)~(3)中の1つ以上に該当する患者。
  3. 前記神経変性脳疾患は、アルツハイマー疾患(Alzheimer’s disease)、パーキンソン疾患、ハンチントン疾患、軽度認知障害(mild cognitive impairment)、大脳アミロイド血管症、ダウン症候群、アミロイド性脳卒中(stroke)、全身性アミロイドーシス、ダッチ(Dutch)型アミロイドーシス、ニーマン・ピック疾患、老人性認知症、筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis)、脊髄小脳運動失調症(Spinocerebellar Atrophy)、ツーレット症候群(Tourette`s Syndrome)、フリードライヒ運動失調症(Friedrich` s Ataxia)、マチャド・ジョセフ病(Machado-Joseph`s disease)、レビー小体型認知症(Lewy Body Dementia)、ジストニア(Dystonia)、進行性核上性麻痺(Progressive Supranuclear Palsy)、および前頭側頭型認知症(Frontotemporal Dementia)からなる群より選択される、請求項1に記載の薬学的組成物。
  4. リファペンチン(rifapentine)又は食品学的に許容可能なの塩有効成分として含む神経変性脳疾患(neurodegenerative brain disease)の予防または改善用健康機能性食品。
  5. リファペンチン(rifapentine)又は食品学的に許容可能なの塩有効成分として含む、認知障害の予防または記憶力改善用健康機能性食品。
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