JPH09504811A - 光力学的治療のためのフタロシアニン光増感剤およびその合成および使用方法 - Google Patents

光力学的治療のためのフタロシアニン光増感剤およびその合成および使用方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、光力学的治療のための光増感剤としての使用に適した、一連の新規フタロシアニン組成物(または化合物)に関する。具体的には、本発明は、中心の金属に結合した置換アミンまたは第四級アンモニウムアキシアルリガンドを有する一連の新たなアルミニウム(Al)および/または珪素(Si)フタロシアニンに関し、そして光感作によるガンの処置のためのこれら新しいフタロシアニン組成物の使用に関する。さらに、本発明は、光力学的治療における使用のためのこれら組成物の調製方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 光力学的治療のためのフタロシアニン光増感剤 およびその合成および使用方法 関連出願の引用 本発明は、1992年11月23日に出願された米国特許出願第07/980,494号の一部継 続出願であり、またこの米国特許出願第07/980,494号は、1990年7月17日出願の 米国特許出願第554,290号の継続出願であって、この米国特許出願第554,290号は 、1992年11月24日に米国特許第5,166,197号として発行された。 発明の背景 本発明は、光力学的治療のための光増感剤としての使用に適した、一連の新規 なフタロシアニンに関する。さらに詳細には、本発明は、置換アミンまたは第4 級アンモニウムアキシアルリガンド(axial ligand)を有する新たなアルミニウム (Al)フタロシアニンおよび珪素(Si)フタロシアニンに関し、そしてガンの治療的 処置のためのこれら新たなフタロシアニン組成物の使用に関する。さらに、本発 明はこれらの新たな組成物の合成方法に関する。 光力学的治療(以後、「PDT」ともいう)は、ガンを処理するための比較的新し いプロセスである。このプロセスでは、可視光を用いて色素または薬物のような 物質を活性化し、次いで、1またはそれ以上の光化学反応によって腫瘍組織を攻 撃し、それによって細胞の殺傷効果、すなわち細胞毒性効果を引き起こす。血清 および/またはその成分から抽出されるある種の非毒性の光力学的増感剤(例えば 、 物の身体に静脈内的、局所的、皮内的などで適用される場合には、それらはガン 組織には選択的に保持される一方、健康な組織には排除される。その結果、光力 学的物質の投与、および利用する光増感剤のタイプに依存する特定期間の待機後 (すなわち、HpD処置2〜3日後)に、実質的により高いレベルの光増感剤がガン 組織内に保持される。 次に、光増感剤を含有する腫瘍またはガン組織は、適切な波長で活性化のため の特定の強度の治療光に暴され得る。この光は、皮膚を通して直接ガンの領域に 従来の光源(例えば、レーザー、太陽灯、適切なフィルターを有する白色光源な ど)から適用され得、またはガン組織が身体内のより深部に位置する場合におい ては、外科的進入または非外科的進入(例えば、フレキシブルファイバーオプテ ィックカテーテル、内視鏡装置などを備えたファイバーオプティックイルミネー ションシステムの使用による)により適用され得る。光エネルギーおよび光増感 剤は、光化学反応を引き起こし、光増感剤が存在する細胞を殺傷する。 その結果、光増感剤を動物または人の身体に適用すること、光増感剤が体全体 に浸透する一方、ガン組織からよりも速く正常組織から消失するに十分な時間待 つこと、およびガン領域を、感受性な期間の間、充分な強度の適切な光に曝すこ とによって、ガン組織の優先的な破壊が生じる。 光増感剤が適切な光源による照明で宿主細胞に対する殺傷効果を引き起こすメ カニズムは、正確には定義されておらず、そして引き続き研究の課題である。し かし、光増感剤が照明で化学的に変化する、少なくとも2つの一般的なメカニズ ムがあると考えられる。第1の一般的な反応メカニズムは、励起された光増感剤 からガン組織に存在する酸素へのエネルギー移動を含有する。励起された光増感 剤は、その付加エネルギーを酸素に移動し、一重項分子の酸素(SMOまたは1O2)を 生成し、これが結果として本質的な細胞成分を変える。 さらに詳細には、第1の一般的反応メカニズムにおいて、光エネルギーにより 光増感剤が基底状態(S0)から励起されて第1励起一重項状態(S1)となると考えら れている。次に、この光増感剤の励起一重項状態(S1)は、分子内カップリングに より最下位の三重項状態(T1)へ変換される。米国特許第4,576,173号;同第4,592 ,361号;および同第4,827,938号においてJohn Hopkins University,(Baltimore ,Maryland)のJohn G.Parkerによりさらに詳細に考察された直接分子内プロセ スにより、光増感剤はこのエネルギーを組織内に存在する酸素分子に移動し、そ してそれらを基底三重項から電子の第1励起一重項状態(1O2)へ引き上げる。一 重項分子の酸素(1O2)は、細胞膜などのような生命の維持に必要な細胞成分を破 壊し、または変化させ、最終的に壊死を誘導し、そしてガン組織を破壊する。 生物学的損傷を酸素の存在下で光増感剤の光励起の結果として生じさせるプロ セスは、一般に「光力学的作用」と呼ばれる。ガンの処置における光力学的作用 の使用に関するさらに詳細な考察には、一連の特許、すなわち米国特許第4,649, 151号;同第4,866,168号;同第4,889,129号;および同第4,932,934号においてHe alth Research,Inc.(Buffalo,New York)のThomas J.Dougherty、William R .Potter、およびKenneth R.Weishauptによって議論されている。これらの特許 は、光力学治療のために改良されたヘマトポルフィリンおよびポルフィリン誘導 体(ジヘマトポルフィリンエーテル(DHE)、精製形態のHpDを含む)、ならびに同物 質を利用する方法に関する。 特定の光増感剤によって生じる殺傷効果に関与すると考えられる第2の一般的 メカニズムは、フリーラジカルの生成を包含する。ラジカルの有機分子および/ または酸素とのその後の反応により、罹病組織の生化学的破壊が生じる。 ガン細胞の死を引き起こす光化学反応の正確な有効メカニズムについては明確 に理解されておらず、そして使用する光増感剤のタイプに依存して変化するが、 明らかなことは、光力学的治療がガン組織の優先的破壊に有効なことである。さ らに、光力学治療は、利用する光増感剤が一般に非毒性で、ガン細胞に集中し、 または優先的に残留し、PDTは、他の化学物質またはプロセスなどとは干渉しな いので他の処置形態と共に利用し得るという点において、化学療法、放射線照射 、外科的手順などのようなガンを処置するための従来の方法よりいくつかの興味 を引く特徴を有する。 その結果、光力学的治療は、現在ヒトおよび動物において悪性疾患の治療のた めに実験的に使用されている。例えば、光力学的治療は、転移性胸部腫瘍、子宮 内膜ガン、膀胱腫瘍、悪性黒色腫、カポジ肉腫、基底細胞ガン、軟骨肉腫、扁平 上皮ガン、前立腺ガン、喉頭乳頭腫、菌状息肉腫、気管気管支樹の表在性ガン、 皮膚/粘膜乳頭腫、胃ガン、腸ガンなどを含む幅広いガンの処置のために好結果 で使用されている。現在、臨床上使用されている薬物は、ヘマトポルフィリン誘 らの活性化合物を同定するための多くの研究の課題である。さらに、他のポルフ ィリン、およびクロリン(米国特許第4,656,186号;同第4,693,885号;および同 第4,861,876号を参照)、および拡張ポルフィリン(enlarged porphyrin)、ナフタ ロシアニン、フタロシアニン、プラチリン(platyrin)、ポルフィセン(porphycen e)(米国特許第4,649,151号および同4,913,907号を参照)、プルプリン、テキサフ ィリン(texaphyrin)、およびバーディン(verdin)のようなポルフィリン様化合物 が光増感剤として検討されている。「メロシアニン540」、キサンテン(ローダミ ン123 6 G&B)カチオンシアン色素、カルコゲナピリリウム(chalcogenapyryllium )色素、フェノチアジニウム(phenothiazinium)誘導体、テトラサイクリン、硫酸 ベルビン(berbine sulphate)、アクリジンオレンジ、およびフルオレセインもま た、光増感剤として使用されているが、ポルフィリン誘導体が一般に好ましい。 なぜならば、これらは、可視スペクトルの長波長領域(赤色領域)で吸収するから である。 励起光への暴露でガン細胞において殺傷効果を引き起こすために多くの上記物 質によって用いられる特定の反応は、ほとんどの場合、知られていないか、また はよく理解されていない。上記の通り、種々の光増感剤によって引き起こされる 細胞毒性効果をさらに十分に理解するために、この領域での研究が継続している 。 上記にもかかわらず、同定された上記物質の多くは、光力学的治療において増 強された効果を示しているが、これらの物質はまた、種々の副作用も引き起こし 、光力学的治療のためのそれらの使用を制限している。現在利用されている物質 の多くにより示される最も多い副作用は、光増感剤の全身投与および患者の通常 の太陽光への暴露後の、患者における制御されない光感受性反応の発生である。 この点に関して、太陽に対する暴露により、光力学的治療の患者は、全身に広が った皮膚の光感作が発生し得る。結果として、光増感物質の全身注入を受けた後 の患者は、約4〜8週間の期間は明るい光、特に太陽光を避ける必要がある。 さらに、上記光増感剤の多くは他の非ガン細胞に結合することから、いくつか の健康な細胞の破壊も起こり得る。同様に、多くの光増感剤は水溶性であるが、 細胞の取り込みおよび/または処置のために大量投与が必要である。従って、上 に示された多くの光増感剤の使用は、普通、重篤なガン腫患者に限定され、そし て継続中の研究は、これらの副反応を避け、そして増強された光増感効果を生じ る光増感物質および/またはそのような物質を投与する方法を生み出すために行 われている。 最近、フタロシアニン環系を有する化合物がかなり注目されている。これらの 化合物は、フタロシアニン(以後「Pc」と略しもする)と呼ばれ、ポルフィリンフ ァミリーに構造的に若干類似する(すなわち、窒素を含有する環構造を有する)光 活性色素である。フタロシアニンは、アザポルフィリン(azaporphyrin)であって 、中心の金属原子の回りに炭素原子と窒素原子が交互に配列した16員環において 窒素架橋により結合された4個のベンゾインドール核からなり(すなわち、C32H1 6 N8M)、金属カチオンと安定なキレートを形成する。これらの化合物では、環の 中心は、イオンに依存して、1個または2個の簡単なリガンドを有し得る金属イ オン(例えば、反磁性イオンまたは常磁性イオン)によって占められる。さらに、 環の周辺は、未置換または置換のいずれでもあり得る。 E.Ben-HurおよびI.Rosenthalが、1985年に光増感剤としてのフタロシアニン の潜在的使用について開示した(E.Ben-HurおよびI.Rosenthal、フタロシアニ ン:ガン光治療の可能性を有する新しいクラスの哺乳動物細胞光増感剤、Int.J .Radiat.Biol. 47,145-147、1985)ことから、多くの研究が追従し、光力学的 治療のための多くのフタロシアニンを生成している。フタロシアニンを用いた以 前の研究は、主に基本環の溶解性が低いという特徴のために一般に期待に反する ものであるが、これらの化合物のいくつかは興味を引く特徴を有している。 例えば、いくつかのポルフィリン化合物とは異なり、フタロシアニンは、臨床 的に有用な赤色光を強く吸収し、吸収のピークは約600nmと810nmとの間にある。 (Abernathy,Chad D.、Anderson,Robert E.、Kooistra、Kimberly L.、およびL aws,Edward R.、インビトロにおけるヒト神経膠芽細胞腫に対するフタロシアニ ン光増感剤の活性、Neurosurgery、第21巻4号、468〜473頁、1987)。ポルフィ リンはこの波長領域においてあまり光を吸収しないが、より長い波長で生物学的 組織の透過性は増加するので、光力学的治療には、赤色光が普通用いられる。従 って、ポルフィリンよりもフタロシアニンによる赤色光の吸収がより大きいこと は、光力学的処置プロセスにおけるフタロシアニンを用いるより深い浸透の可能 性を示す。 さらに、特定の金属カチオン(すなわち、アルミニウムのような反磁性金属カ チオン)をフタロシアニン環に付加すると、いくつかの場合において、増強され た光増感性腫瘍殺傷活性を有するかなり安定なキレートが生成されることが見出 された。光反応を引き起こすメカニズムは明らかではない(すなわち、一重項酸 素またはヒドロキシルラジカルなどが生成されるかどうかは不明)が、金属カチ オンの選択は、特定の金属(すなわち、常磁性金属)が、得られる化合物の光毒性 特性を実際に阻害し得るという点において、明らかに重要である。Abernathyら 、470〜471頁。 さらに、フタロシアニンは、しばしば調製が困難であるポルフィリンとは対照 的に合成、精製、および特徴付けが比較的容易であるという点において、フタロ シアニンは、光増感剤としてポルフィリン成分より多くの利益を提供する。同様 に、金属フタロシアニンは、ポルフィリンまたはポルフィリン様化合物と比較し て例外的に安定な化合物である。結果として、特定の金属フタロシアニン(例え ば、アルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(AlPcS)およびクロロアル ミニウムフタロシアニン(AlPcCl))は、光力学的治療のための治療薬剤としてポ ルフィリンより多くの利点を提供する。 しかし、上に示されたいくつかの利点にもかかわらず、このグループに属する 環置換フタロシアニンの多くの可能なタイプのうちわずかに数種のみが試験され ている。スルホン化フタロシアニン、ヒドロキシ置換基、アルコキシ置換基、お よびアミノ置換基を有する周辺置換基を伴うフタロシアニンに最大の注意が向け られている。複雑な金属リガンドを有するフタロシアニンにはほとんど注意が向 けられていない。 試験されている限られた種類のフタロシアニンは、光増感活性が大きく変化す る。金属を有さないフタロシアニンは、乏しい光力学活性を示し(Abernathy,C. D.、R.E.Anderson、K.L.Kooistra、およびE.R.Laws,Jr.、「インビトロにお けるヒト神経膠芽細胞腫に対するフタロシアニン光増感剤の活性、Neurosurgery 、21、468〜473頁、1987;Chan,W.S.、J.F.Marshall、G.Y.F.Lam、およびI.R .Hart、「移植可能な腫瘍を有するマウスにおける光活性化可能な色素のクロロ アルミニウムスルホン化フタロシアニンの組織の取り込み、分布、および有効性 」、Cancer Res.)48、3040〜3044頁、1988;Sonoda,M.、C.M.Krishna、および P.Riesz、「フタロシアニンスルホン酸によって感作された赤血球の光溶血にお け る一重項酸素の役割」、Photochem.Photobiol.46、625〜632頁、1987)、常磁 性金属を含むフタロシアニンも同様である。対照的に、Al、Sn、およびZnのよう な反磁性金属を含有するフタロシアニンは、三重項状態の長い半減期の結果とし て活性である(Chan,W.S.、J.F.Marshall、G.Y.F.Lam、およびI.R.Hart、「 移植可能な腫瘍を有するマウスにおける光活性化可能な色素のクロロアルミニウ ムスルホン化フタロシアニンの組織の取り込み、分布、および有効性」、Cancer Res. )48、3040〜3044頁、1988;Sonoda,M.、C.M.Krishna、およびP.Riesz、 「フタロシアニンスルホン酸によって感作された赤血球の光溶血における一重項 酸素の役割」、Photochem.Photobiol. 46、625〜632頁、1987)。一般に親油性 を有する光増感能の増加が存在するようである(Berg,K.、J.C.Bommer、および J.Moan、「光化学療法における使用のためのスルホン化アルミニウムフタロシ アニン。細胞取り込みの研究」、Cancer Letters 44、7〜15、1989)が、テトラ ネオペントキシ誘導体のようないくつかの親油性の高い誘導体は、貧弱な光増感 剤である(Rosenthal,I.、E.Ben-Hur、S.Greenberg、A.Concepcion-Lam、D.M .Drew、およびC.C.Leznoff、「フタロシアニン光毒性に対する置換基の効果」 、Photochem.Photobiol. 46、959〜963頁、1987)。 最近、Leznoffら(Leznoff,C.C.、Vigh,S.、Svirskaya,P.I.、Greenberg,S .、Drew,D.M.、Ben-Hur,E.およびRosenthal,I.、「いくつかの新しい置換さ れたフタロシアニンの合成および光毒性」、Phtochem.Photobiol. 49、279〜28 4頁、1989)は、一連の環が置換されたフタロシアニンを合成した。置換基は、ヒ ドロキシまたはアルコキシ基ならびに置換アミンであった。このシリーズのうち 、4個のジエチルアミノプロピル基を有するZnフタロシアニンは、培養中のチャ イニーズハムスター線維芽細胞V79細胞に対して多少の光増感活性を有すること が報告された。しかし、アミン基は、4個のジエチルアミノプロピル基を含有す るZnフタロシアニン化合物中に存在するが、このアミン基は環置換基であり、そ して単純なアキシアルリガンドは明確に述べられなかった。しばらくの間、本出 願者らは、より優れた光増感能を有するフタロシアニンを検索している。この検 索において、本出願者らは、複雑な金属リガンドを有する化合物を重要視してい る。はじめは、出願者らは、本出願者らの研究所のコレクションから入手された 21種 のフタロシアニンの、チャイニーズハムスター線維芽細胞(すなわち、V79細胞) に対する光細胞毒性を試験した。これらのフタロシアニンの1つは、HOSiPcOSi( CH3)2(CH2)3OCH2-CHOHCH2N(CH5)2であり、ヒドロキシルアミン官能基を有するフ タロシアニン組成物であった。これは、チャイニーズハムスター線維芽細胞V79 細胞により効率的に取り込まれ、そして、優れた光細胞毒性を有することが見出 された。しかし、この組成物のジメチルホルムアミド溶液は、比較的急速に分解 することが見出された。さらに、この組成物は、その-OCHOHCH2NR2官能基のため に、インビボで暗毒性を有し得る(すなわち、光非存在下で組織に対して毒性で ある)ようである。 この予備研究の結果を念頭に置いて、本出願者らはNR2またはNR3+官能基を有 する比較的単純なリガンドを持つ一連の新しいアルミニウムおよび珪素フタロシ アニンを調製および研究した。本発明は、これらの化合物に関する出願者らの研 究の結果であり、そして光力学的治療のためのこの物質の使用である。 発明の要旨 1つの局面において、本発明は、アルミニウム(Al)またはケイ素(Si)のいずれ かである中心金属に結合される修飾部分を有する、一連のフタロシアニン化合物 (または組成物)に関する。特に、本発明は、アミンまたは4級アンモニウム官 能基を有する(または末端に有する)、1つまたは複数のアキシアル基(axial g roup)を有する一連のアルミニウムまたはケイ素フタロシアニンに関する。本発 明の特定の実施態様は、一般に、以下の式Iにより特徴付けられ得る: ここで、Mは、(G)aY[(OSi(CH3)2(CH2)bNc(R')d(R")e)fXg]pであり、 ここで: Yは、Si、Al、Ga、Ge、およびSnからなる群より選択され; R'は、H、C、CH2、CH3、C2H5、C4H9、C4H8NH、C4H8N、C4H8NCH3、C4H8S、C4 H8O、C4H8Se、CH2CH3、(CH2)3(CH3)2、OC(O)CH3、OC(O)、(CH3)2(CH2)11、CS、 CO、CSe、OH、C4H8N(CH2)3CH3、(CH2)3N(CH3)2、C(O)C27H30N2O、(CH2)nN((CH)o (CH3))2、および1個〜12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より選択 され; R"は、H、SO2CH3、(CH2)2N(CH3)2、(CH2)11CH3、C(S)NHC6H11O5、(CH2)nN((C H)o(CH3))2、および1個〜12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より選 択され; Gは、OH、CH3、および(CH3)3C(CH3)2からなる群より選択され; Xは、I;F;Cl;およびBrからなる群より選択され; YがAlである場合、a=0、またはYがSiである場合、a=1; b=2から12までの整数; c=0、1; d=0、1、2、または3; e=0、1、または2; f=1または2; g=0、1; n=1から12までの整数; o=1から11までの整数; p=1または2; あるいは、好ましくは、M= 別の局面において、本発明は、新規なフタロシアニン組成物を合成する種々の 方法に関する。本発明により生成される新規なフタロシアニンは、単独でまたは 薬学的キャリアーと組み合わせて用いられる場合には、光力学的治療に十分に適 するように高められた特性を示す。本発明のフタロシアニンはまた、免疫抑制剤 として、そして血液からウイルス成分を取り除くのに有用である。 さらなる局面において、本発明は、ガン組織を破壊するための種々の方法に関 する。この方法は、アミンまたは4級アンモニウム官能基を有するか、または末 端に有する1つまたは複数のアキシアル基を有する効果的な量のフタロシアニン 組成物をガン組織に投与する工程、ならびに組成物を活性化するに充分な波長お よび強度の光をあてて、それにより、細胞を殺す、または細胞毒性の効果をガン 組織に及ぼす工程を包含する。 図面の簡単な説明 以下の図面の簡単な説明は、本発明を説明する目的で示されており、本発明を 限定する目的で示されていない。 図1は、AlPcClと比較した本発明の種々の組成物の光力学的な効果を示すグラ フである。本発明のフタロシアニン組成物化合物を、コロニー形成により、チャ イニーズハムスター線維芽細胞V79細胞に対するこれら化合物の光力学的な効果 について試験した。単層培養物は、示されたフタロシアニン組成物を用いて18時 間処理され、種々のフルエンスの赤色光が照射され、直ちにトリプシン処理され 、そして適切なアリコートで3つに再プレート(replate)された。少なくとも50 個の細胞のコロニーが、7〜10日後にカウントされた。未処理の細胞の平板効率 は、約90%であった。 図2は、細胞内フタロシアニン(nmol/107細胞)および光のフルエンス(kJ/m2 )に関連して、AlPcClと比較した本発明の組成物の生存のパーセントを示すグ ラフである。これに関して、図2において図1のデータを細胞と会合したフタロ シアニンの量の生成物と光のフルエンスとの関数として再プロットした。 図3は、種々の光線量で、光力学療法を受け、そしてPcIV(白丸で表す);Pc XII(黒丸で表す);PcX(白四角で表す);およびPcXVIII(黒四角で表す)で 処理したL5178Y株R細胞の生存のパーセントを比較するグラフである。 図4は、PcIVを用いる光力学的治療に対する、SENCARマウスにおける化学的に 誘導した良性皮膚乳頭種の腫瘍体積応答を示す。 発明の詳細な説明 本発明は、光力学的療法のための光増感剤として使用するのに適切な一連の新 規なフタロシアニン組成物(または化合物)に関する。特に、本発明は、中心金 属に付与した置換アミンまたは4級アンモニウムアキシアルリガンドを有する一 連の新規なアルミニウム(Al)および/またはケイ素(Si)フタロシアニン、ならび に光増感を通してガンを治療するためのこれらの新規なフタロシアニン組成物の 使用に関する。さらに、本発明は、光力学的療法に使用するための、これらの組 成物を調製する方法に関する。 最近、光力学的療法のために、種々のフタロシアニンを使用する研究が行われ ているが、この動きは、主に周辺置換基を有するフタロシアニンに向けられてお り、そしてたとえあるとしても、複雑な(complex)金属リガンドを有するフタロ シアニンについてはほとんど注目されていない。この方針に沿った先行技術に記 載されたフタロシアニン組成物では、ClまたはOHリガンドのような単純なリガン ドのみが、中心金属に付与される。しかし、本発明の新規な組成物では、アミン 官能基または4級アンモニウム官能基を有するか、または末端に有するアキシア ルリガンドが中心金属に付与される。その結果として、本出願人らは、これらの さらに複雑なアキシアルリガンドが、組成物を標的細胞におよび標的細胞から輸 送することを助け、そしてこれらの特異的な標的細胞と結合するためにフタロシ アニンに対するポテンシャルを増強する、様々な種と結合するポテンシャルを新 規なフタロシアニン組成物に提供することを考えた。 このことは、中心金属としてアルミニウムまたはケイ素のいずれかと結合した 置換アミンまたは4級アンモニウムアキシアルリガンドを有する本発明の新規な フタロシアニンが、クロロアルミニウムフタロシアニン(AlPcCl)と比較した場合 に、光力学活性を生じるのに非常により効果的であることで示される。生じる増 強した細胞毒性効果は、フタロシアニンの濃度と赤色光のフルエンスとの両方の 関数として、細胞の組成物の取り込みの増加および/またはクローン原性の喪失 の増加に起因する。 さらに詳細には、複雑な金属リガンドを有する多くのフタロシアニン組成物の 合成および評価を通じて、高められた光増感能を示すフタロシアニンについての 本出願人らの研究において、本出願人らは、置換アミンまたは4級アンモニウム アキシアルリガンドを有する一連の新規なアルミニウムおよびケイ素フタロシア ニンを生成した。このことに関して、アミン官能基を末端に有するアキシアル基 を有する、2つのケイ素フタロシアニンおよび1つのアルミニウムフタロシアニ ンを調製した: さらに、4級アンモニウム官能基を末端に有するアキシアル基を有する、2つ のケイ素フタロシアニンおよび1つのアルミニウムフタロシアニンを調製した: 新規なフタロシアニン組成物は、一般に、下式により特徴付けられ得る: ここで、Mは、(G)aY[(OSi(CH3)2(CH2)bNc(R')d(R")e)fXg]pであり、 ここで: Yは、Si、Al、Ga、Ge、およびSnからなる群より選択され; R'は、H、C、CH2、CH3、C2H5、C4H9、C4H8NH、C4H8N、C4H8NCH3、C4H8S、C4 H8O、C4H8Se、CH2CH3、(CH2)3(CH3)2、OC(O)CH3、OC(O)、(CH3)2(CH2)11、CS、 CO、CSe、OH、C4H8N(CH2)3CH3、(CH2)3N(CH3)2、C(O)C27H30N2O、(CH2)nN((CH)o (CH3))2、および1個〜12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より選択 され; R"は、H、SO2CH3、(CH2)2N(CH3)2、(CH2)11CH3、C(S)NHC6H11O5、(CH2)nN((C H)o(CH 3 ))2、および1個〜12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より選択され ; Gは、OH、CH3、および(CH3)3C(CH3)2からなる群より選択され; Xは、I;F;Cl;およびBrからなる群より選択され; YがAlである場合、a=0、またはYがSiである場合、a=1; b=2から12までの整数; c=0、1; d=0、1、2、または3; e=0、1、または2; f=1または2; g=0、1; n=1から12までの整数; o=1から11までの整数; p=1または2; あるいは、好ましくは、M= 置換アミンまたは4級アンモニウムアキシアルリガンドを有する新規なフタロ シアニン組成物を、インビトロでチャイニーズハムスター線維芽細胞V79細胞に 対するこれら光力学的な効果について評価した。クロロアルミニウムフタロシア ニン(AlPcCl)を参照化合物として用いた。この方法によれば、化合物SiPc(CH3 )(OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2およびSiPc((OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-)2は、効果 的な細胞取り込みはほとんど示さず、そしてあまり好ましくない。取り込み、成 長遅延(growth delay)、および光細胞毒性により評価すると、最も効果的な光増 感剤は、SiPc(OH)(OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2であった。関連する4級アンモニウ ム化合物SiPc(OH)OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-は、より悪い取り込みを示したが 、顕著な光細胞毒性を誘発した。細胞内フタロシアニンの生成物、および10%ま で細胞の生存のパーセントを減少させるフルエンスの関数として表した場合、こ の4級アンモニウム化合物は、最も効果的な光増感剤であった。 本発明のアルミニウムおよびケイ素フタロシアニン化合物を合成するために用 いられる特定の方法、ならびに光力学的療法のためのこれらの新規化合物の使用 を通じて生じる増強した結果を、以下の実施例により詳細に記載する。 実施例 フタロシアニンの合成 CH3OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2-アルゴンガス下、CH3MgClテトラヒドロフラン溶 液(3.0M、45mL)を(CH3O)3Si(CH2)3N(CH3)2(11mL)テトラヒドロフラン(100mL)冷 却溶液(氷浴)へ滴下し、そして得られた懸濁液を約5℃に保冷したまま2時間撹 拌した。次に、メタノール(20mL)を懸濁液に加え、そして生成した混合物をろ過 した。固体をエーテル(50mL)で洗浄し、そして洗液とろ液とを合わせ、そしてロ ータリーエバポレーター(45℃)を用いて濃縮した。濃縮物を真空下(45torr)で部 分蒸留し、そして選択留分(86-88℃,5.0g)を保持した(55%):NMR(CDCl3),δ3. 42(s、CH3O)、2.24(m、γ-CH2)、2.20(s、NCH3)、1.49(m、β-CH2)、0.57(m、α -CH2)、0.10(s、CH3Si)。化合物は無色の液体。 ALPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2‐化合物I.上記で生成したCH3OSi(CH3)2(CH2)3N (CH3)2(203mg)とAlPcOh xH2O(56mg)および2-エチルピリジン(15mL)(蒸留によっ て乾燥(3mLの蒸留物))の懸濁液との混合物を45分間還流し、そしてろ過した。 ろ液をロータリーエバポレーター(約40℃)を用いて、乾燥するまでエバポレート し、そして固体をCH2Cl2(2mL)に溶解した。ヘキサン(3mL)をその溶液に加え、 そして得られた懸濁液をろ過した。固体を洗浄(ベンゼンおよびヘキサン)し、真 空乾燥(65℃)し、そして秤量した(AlPcOH 3H2Oとして63mg、98%);NMR(C5D5N、7 0℃)δ9.65(m、1,4-PcH)、8.28(m、2,3-PcH)、1.63(s,NCH3)、0.99(m、γ-CH2) 、-0.50(m、β-CH2)、-1.80(m、α-CH2)、-2.33(s、SiCH3)。 化合物は青色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可溶。 AlPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-‐化合物II.AlPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2(30 mg)、ベンゼン(10mL)、およびCH3I(15μL)の混合物を1.5時間還流し、冷却し、 そしてろ過した。固体を真空乾燥(60℃)し、そして秤量した(31mg、86%):NMR(C5 D5N,70℃),δ9.75(m、1,4-PcH)、8.34(m、2,3-PcH)、2.90(s、NCH3)、2.02(m 、γ-CH2)、-0.53(m、β-CH2)、-1.87(m、α-CH2)、-2.40(s、SiCH3)。 化合物は青色固体、そしてCH2Cl2およびCH3OHに可溶であるが、トルエンおよ びH2Oには不溶。 ドを降ろす)で行ったこの合成の手順をシンボル1で識別する。CH3OSi(CH3)2(CH2 )3N(CH3)2(224mg)と、CH3SiPcOH(117mg)およびピリジン(25mL)(蒸留(1)によっ て乾燥)の懸濁液との混合物を3時間ゆっくりと蒸留し(1)(10mLの蒸留物)、次 にろ過した(1、固形物なし)。ろ液をロータリーエバポレーター(1、75℃)を用 いて乾燥するまでエバポレートし、そして固体をCH2Cl2(1、2mL)に溶解した。 ヘキサン(30mL)を溶液(1)へ加え、そして得られた懸濁液をろ過した(1)。固体 を洗浄(ヘキサン)し、真空乾燥(65℃)し、そして秤量した(11mg、76%):mp>260 ℃;NMR(CDCl3),δ9.63(m、1,4-PcH)、8.33(m、2,3-PcH)、1.74(s、NCH3)、1.01 (m、γ-CH2)、-1.18(m、β-CH2)、-2.25(m、α-CH2)、-2.96(s、Si(CH3)2)-6.35 (s、SiCH3)。 化合物は暗緑色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可溶。その溶液は、白色光に よって急速に光分解される。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2‐化合物IV.CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2( 35mg)、H2Oで飽和したN(C2H5)3(0.2mL)、およびトルエン(70mL)の混合物を白色 光(300W35mmスライドプロジェクター)を用いて15分間照射した。得られた懸濁 液をロータリーエバポレーター(約45℃)を用いて濃縮し、そしてその濃縮物(約 5mL)をヘキサン(1mL)で希釈した。生成した懸濁液をろ過し、そして固体を洗 浄(ヘキサン)し、真空乾燥(65℃)し、そして秤量した(33mg、96%):mp>260℃;N MR(ジメチルホルムアミド-d7、70℃),δ9.68(m、1,4-PcH)、8.47(m、2,3-PcH)、 1.52(s、NCH3)、0.74(m、γ-CH2)、-1.11(m、β-CH2)、-2.27(m、α-CH2)、-2.8 9(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質量分析(exact mass)m/z C39H35N9O2Si2M+ 7.17.24 52についての計算値。測定値 717.2422。 化合物は青色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可溶。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-‐化合物V.HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2 (24mg)、CH3I(25μL)、およびベンゼン(10mL)の混合物を1.5時間還流し、冷却し 、そしてろ過した。固体を洗浄(ベンゼン)し、真空乾燥(65℃)し、そして秤量し た(23mg、81%):NMR(ジメチルホルムアミド-d7、70℃),δ9.66(m、1,4-PcH)、8. 45(m、2,3-PcH)、2.87(s、NCH3)、2.06(m、γ-CH2)、-0.97(m、β-CH2)、2.25(m 、α-CH2)、-2.83(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質量分析m/z C40H38N9O2Si2(M-I)+7 32. 2687についての計算値。測定値 732.2668。 化合物は青色。それはCH2Cl2およびCH3OHに可溶であるが、トルエンおよびH2O には不溶。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2]2 .CH3OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2(239mg)と、SiP c(OH)2(232mg)および2-エチルピリジン(30mL)(蒸留によって乾燥(約2mLの蒸留 物))の懸濁液との混合液を、ゆっくりと2時間蒸留した(約5mLの蒸留物)。得 られた溶液をろ過し、ろ液をロータリーエバポレーター(約60℃)を用いて乾燥す るまでエバポレートし、そして固体をCH2Cl2(3.5mL)に溶解した。CH2Cl2溶液を ヘキサン(約40mL)で希釈し、生成した懸濁液をろ過し、そして固体を洗浄(ヘキ サン)し、空気乾燥し、そして秤量した(263mg、76%);NMR(CDCl3),δ9.63(m、1, 4-PcH)、8.34(m、2,3-PcH)、1.65(s、NCH3)、0.90(m、γ-CH2)、-1.10(m、β-CH2 )、-2.26(m、α-CH2)、-2.87(s、SiCH3)。 化合物は青色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可溶。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-]2‐化合物VI.上記で生成したSiPc[OSi(CH3 )2(CH2)3N(CH3)2]2(30mg)、CH3I(36μL)、およびベンゼン(5mL)の混合物を1.5 時間還流し、冷却し、そしてろ過した。固体を洗浄(ベンゼン、ヘキサン)し、真 空乾燥(60℃)し、そして秤量した(32mg、79%):NMR(CD3OD),δ9.63(m、1,4-PcH) 、8.41(m、2,3-PcH)、1.65(s、NCH3)、0.90(m、γ-CH2)、-1.10(m、β-CH2)、-2 .21(m、α-CH2)、-2.90(m、SiCH3)。 化合物は青色、そしてCH2Cl2およびCH3OHに可溶であるがトルエンには不溶。 それはH2Oには、分散するが不溶。 別のフタロシアニン化合物SiPc[OSi(CH3)2(CH2)4NH2]2 化合物VII CH3OSi(CH3)2(CH2)4NH2(100μL、0.53mmol)、SiPc(OH)2(65mg、0.11mmol)、お よびピリジン(15mL)の混合物を30分間蒸留し(約5mLの蒸留物)、そしてろ過した 。ろ液をロータリーエバポレーター(約70℃)用いて乾燥するまでエバポレートし た。固体をエタノール(4mL)に溶解し、溶液から水(3mL)で沈殿させ、ろ過によ り回収し、洗浄(エタノール-水溶液、2:1)し、真空乾燥(約60℃)し、そして秤 量した(81mg、0.097mmol、88%):UV-Vis(トルエン)λmax669nm;NMR(CDCl3),δ9 .67 (m、1,4-PcH)、8.36(m、2,3-PcH)、1.71(t、δ-CH2)、-0.10(m、γ-CH2)、-1.33 (m、β-CH2)、-2.20(m、α-CH2)、-2.87(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質量分析m/z C44H48N10O2Si3(M)+、832.3270についての計算値。測定値、832.3261、832.3274 。化合物は青色、そしてCH2Cl2、ジメチルホルムアミド、ピリジンおよびエタノ ールに可溶。HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2化合物X CH3OSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2を調製するために、CH3OSi(CH3)2 (CH2)3Cl(5.06g、30mmol)、CH3CH2NH(CH2)2N(CH3)2(5.0mL、61mmol)、およびCH3 OH(5.0ml)の溶液を6時間還流し、そして次に、徐々に減圧しながら(最終で20to rr)蒸留した。残留物をエーテル(20ml)で希釈し、そしてろ過した。固体を洗浄( エーテル)し、洗液とろ液を合わせ、そしてロータリーエバポレーター(約25℃) を用いて濃縮した。濃縮物を真空下(7mtorr)で部分蒸留し、そして選別留分(30 -35℃)を保持した(432mg、1.8mmol、6%):NMR(CDCl3),δ3.40(s、CH3O)、2.53(m 、NCH2CH3およびCH2CH2NCH3)、2.37(m、γ-CH2およびCH2CH2NCH3)、2.21(s、NCH3 )、1.46(m、β-CH2)、0.97(t、NCH2CH3)、0.52(m、α-CH2)、0.07(s、SiCH3)。 化合物は無色油状物質。 この手順の最終的な乾燥工程を除く全ての工程を、低強度の光の下で行った。 CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2を調製するために、CH3OSi(CH3 )2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2(432mg、1.8mmol)と、CH3SiPcOH(291mg、0.51m mol)およびピリジン(120mL)(蒸留によって乾燥(約23mLの蒸留物))の懸濁液との 混合物を、3時間ゆっくりと蒸留し(約5mLの蒸留物)、そして次にろ過した。 ろ液をロータリーエバポレーター(約80℃)を用いて乾燥するまでエバポレートし た。固体をCH2Cl2(1mL)に溶解し、その溶液からヘキサン(20mL)で沈殿させ、ろ 過により回収し、洗浄(CH3OHおよびヘキサン)し、真空乾燥(約90℃)し、そして 秤量した(306mg、0.39mmol、76%):NMR(CD2Cl2),δ9.68(m、1,4-PcH)、8.40(m、 2,3-PcH)、2.01(s、NCH3)、1.85(s、NCH2CH2N)、1.83(q、NCH2CH3)、0.98(m、γ -CH2)、0.61(t、NCH2CH3)、-1.18(m、β-CH2)、-2.39(m、α-CH2)、-2.94(s、Si (CH3)2)、-6.33(s、SiPcCH3)。化合物は緑色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可 溶。その溶液は、白色光により急速に光分解する。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2を調製するために、CH3SiPcOS i(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2(300mg、0.38mmol)、トルエン(600mL)お よびH2Oで飽和した(C2H5)3N(2.2ml)の混合物を、白色光(300Wプロジェクターラ ンプ)を用いて40分間照射し、そして次に、ロータリーエバポレーター(約70℃) を用いて濃縮した。濃縮物(約5ml)をヘキサン(2.5ml)で希釈し、そしてろ過し た。固体を洗浄(トルエン)し、CH2Cl2(2ml)に溶解し、その溶液からヘキサン(2 0ml)で沈殿させ、ろ過により回収し、洗浄(ヘキサン)し、真空乾燥(約90℃)し、 そして秤量した(136mg、0.17mmol、45%):UV-vis(トルエン)λmax670nm;NMR(CD2 Cl2、7.6mM),δ9.28(m、1,4-PcH)、8.30(m、2,3-Pc H)、1.93(s、NCH3)、1.77 (s、NCH2CH2N)、1.71(q、NCH2CH3)、0.85(m、γ-CH2)、0.49(t、NCH2CH3)、-1.2 4(m、β-CH2)、-2.43(m、α-CH2)、-3.02(s、SiCH3)。元素分析 C43H44N10O2Si2 の計算値:C,65.45;H,5.62;N,17.75。測定値:C,65.18;H,5.51;N,17. 74。化合物は青色。それは、トルエン、CH2Cl2、ジメチルホルムアミドおよびエ タノールに可溶。SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2]2 化合物XII CH3OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2(201mg、1.1mmol)と、SiPc(OH)2(232mg、0.40mmol )および2-エチルピリジン(30ml)(蒸留により乾燥(約1mlの蒸留物))の懸濁液と の混合物を、ゆっくりと1.5時間蒸留した(約11mLの蒸留物)。得られた溶液をろ 過し、そしてろ液をロータリーエバポレーター(約40℃)を用いて、乾燥するまで エバポレートした。生成した固体を抽出し(CH2Cl2-ヘキサン溶液、1:4、15ml) 、ロータリーエバポレーター(約40℃)を用いて抽出物から回収し、CH2Cl2(1.5ml )に溶解し、その溶液からヘキサン(18ml)で沈殿させ、ろ過により回収し、洗浄( ヘキサン)し、真空乾燥(約70℃)し、そして秤量した(110mg、0.13mmol、33%):U V-vis(トルエン)λmax669nm;NMR(CDCl3),δ9.61(m、1,4-Pc H)、8.31(m、2,3-P c H)、1.55(s、NCH3)、0.80(m、γ-CH2)、-1.14(m、β-CH2)、-2.29(m、α-CH2) 、-2.89(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質量分析m/z C46H53N10O2Si3(M+H)+、861.366 1についての計算値;測定値861.3627、861.3638。化合物は青色、そしてCH2Cl2 、ジメチルホルムアミドおよびトルエンに可溶。SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2]2 化合物XVIII CH3OSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2(191mg、0.77mmol)と、SiPc(OH)2 (144mg、0.25mmol)およびピリジン(45mL)(蒸留によって乾燥(約9mLの蒸留物)) の懸濁液との混合物をゆっくりと1時間蒸留し(約3mLの蒸留物)、そして次にろ 過した。ろ液を、ロータリーエバポレーター(約80℃)を用いて乾燥するまでエバ ポレートし、そして固体を抽出(CH2Cl2、10ml)し、ロータリーエバポレーター( 約40℃)により抽出物から回収し、二回洗浄(エタノール-水溶液、1:4)し、真空 乾燥(約90℃)し、そして秤量した(123mg、0.12mmol、48%):UV-vis(トルエン)λmax 668nm;NMR(CDCl3),δ9.64(m、1,4-Pc H)、8.33(m、2,3-Pc H)、2.03(s、NCH3 )、1.91(s、NCH2CH2N)、1.84(q、NCH2CH3)、1.04(m、γ-CH2)、0.64(t、NCH2CH3 )、-1.14(m、γ-CH2)、-2.39(m、α-CH2)、-2.89(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質 量分析m/z C54H70N12O2Si3(M+H)+、1003.5131についての計算値;測定値、1003. 5085、1003.5100。化合物は青色、そしてCH2Cl2、ジメチルホルムアミドおよび トルエンに可溶。 CH3OSi(CH3)2(CH2)3N[(CH2)3N(CH3)2]2を調製するために、CH3OSi(CH3)2(CH2)3 Cl(3.05g、18mmol)、NH[(CH2)3N(CH3)2]2(8.0mL、36mmol)、K2CO3(0.488g、3.5 mmol)、およびCH3OH(1.0ml)の混合物を油浴で48時間加熱(約110℃)し、そしてろ 過した。ろ液を真空下(5mtorr)で部分蒸留(99-102℃)し、保持した(543mg):NM R(CDCl3),δ3.40(s、CH3O)、2.33(m、CH2CH2CH2NCH3)、2.19(s、NCH3)、1.61( クインテット、CH2CH2CH2NCH3)、1.43(m、β-CH2)、0.55(m、α-CH2)、0.07(s、 SiCH3)。化合物は、黄色油状物質。 この手順の最終的な乾燥工程を除く全ての工程を、低強度の光照射下で行った 。CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3N[(CH2)3N(CH3)2]2を調製するために、粗生成物CH3OS i(CH3)2(CH2)3N[(CH2)3N(CH3)2]2(322mg)と、CH3SiPcOH(302mg、0.53mmol)およ びピリジン(170ml)(蒸留によって乾燥(約23mlの蒸留物))の懸濁液との混合物を ゆっくりと3時間蒸留し(約20mlの蒸留物)、そして次に、ろ過した。ろ液は、ロ ータリーエバポレーター(約80℃)を用いて乾燥するまでエバポレートした。固体 を洗浄(エタノール-水溶液、1:2)し、そしてクロマトグラフ分離(Al2O3 V、3.5 ×15cm,エチルアセテート−CH3OH溶液、9:1)し、そして得られた固体を真空乾 燥 (約60℃)し、そして秤量した(194mg、0.23mmol、43%):NMR(CDCl3),δ9.60(m、1 ,4-P c H)、8.29(m、2,3-Pc H)、2.08(s、NCH3)、1.96(t、CH2CH2CH2NCH3)、1.7 3(t、CH2CH2CH2NCH3)、1.11(クインテット、CH2CH2CH2NCH3)、0.96(m、γ-CH2) 、-1.18(m、β-CH2)、-2.46(m、α-CH2)、-2.98(s、Si(CH3)2)、-6.39(s、SiPcC H3)。化合物は、緑色、そしてCH2Cl2およびトルエンに可溶。その溶液は、白色 光により急速に光分解される。 (Pc 27)。CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3N[(CH2)3N(CH3)2]2(180mg、0.21mmol)、ト ルエン(360ml)、(C2H5)3N(18ml)、およびH2O(1.5ml)の混合物に、白色光(300W プロジェクターランプ)を用いて25分間照射し、そして次に、ロータリーエバポ レーター(約35℃)を用いて乾燥するまでエバポレートした。固体を、クロマトグ ラフ分離(Al2O3 V、3×14cm,エチルアセテート−CH3OH溶液、9:1)し、そして 得られた固体をCH2Cl2(2ml)に溶解し、その溶液からペンタン(12ml)で沈殿させ 、ろ過により生成物を回収し、洗浄(CH2Cl2-ペンタン溶液、1:6;ペンタン)し 、真空乾燥(約60℃)し、そして秤量した(74.3mg、0.086mmol、41%):UV-vis(ジ メチルホルムアミド)λmax668nm;NMR(CD2Cl2、6.7mM),δ9.14(m、1,4-Pc H)、8 .12(m、2,3-Pc H)、1.84(s、NCH3)、1.71(t、NCH2CH2CH2NCH3)、1.47(t、CH2CH2 CH2NCH3)、0.83(クインテット、CH2CH2NCH3)、0.64(m、γ-CH2)、-1.41(m、β-C H2)、-2.61(m、α-CH2)、-3.17(s、SiCH3)。MS-HRFAB精密質量分析m/z C47H53N1 1 O2Si2(M+H)+、860.4001についての計算値;測定値、860.4020、860.4011。化合 物は、青色、そしてCH2Cl2、ジメチルホルムアミドおよびトルエンに可溶。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3 化合物XXVIII CH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3を調製するために、CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl(3.09 g、19mmol)、HNC4H8N(CH3)(4.0mL、36mmol)、およびCH3OH(1.0ml)の溶液を22時 間油浴で加熱(約110℃)し、そして8時間放置した。その結果得られた物をデカン トし、そしてその上層を保持した(2.40g):NMR(CDCl3),δ3.40(s、CH3O)、2.45( m、NCH2CH2N)、2.32(m、γ-CH2)、2.26(s、NCH3)、1.51(m、β-CH2)、0.55(m、 α-CH2)、0.08(s,SiCH3)。生成物は黄色油状物質。 この手順の最終的な乾燥工程を除く全ての工程を、低強度の光照射下で行った 。 CH3SiPCOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3を調製するために、粗生成物CH3OSi(CH3)2(CH2 )3NC4H8NCH3(162mg)と、CH3SiPcOH(201mg、0.35mmol)およびピリジン(90mL)(蒸 留によって乾燥(約9mLの蒸留物))の懸濁液との混合物を、3時間ゆっくりと蒸 留し(約10mLの蒸留物)、そして次に、ろ過した。ろ液は、ロータリーエバポレー ター(約80℃)を用いて乾燥するまでエバポレートした。固体を洗浄(エタノール- 水溶液、1:4)し、真空乾燥(約60℃)し、そして秤量した(252mg、0.33mmol、94% ):NMR(7.3mM、CDCl3),δ9.61(m、1,4-Pc H)、8.31(m、2,3-Pc H)、2.25(s、NCH3 )、1.65(m、NCH2CH2N)、0.90(m、γ-CH2)、-1.25(m、β-CH2)、-2.38(m、α-CH2 )、-2.98(s、Si(CH3)2)、-6.38(s、SiPcCH3)。化合物は緑色、そしてCH2Cl2お よびトルエンに可溶。その溶液は、白色光により急速に光分解される。 CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3(200mg、0.26mmol)、トルエン(400mL)、(C2 H5)3N(4.0ml)、およびH2O(1.0ml)の混合物を白色光(300Wプロジェクターランプ) を用いて20分間照射し、そしてその次に、ロータリーエバポレーター(約70℃)を 用いて濃縮した。濃縮物(約5ml)をヘキサン(3.0ml)で希釈し、そしてろ過した。 固体を洗浄(トルエン)し、CH2Cl2(6ml)に溶解し、その溶液からヘキサン(12ml) で沈殿させ、ろ過により回収し、洗浄(ヘキサン)し、真空乾燥(約60℃)し、そし て秤量した(82.9mg、0.11mmol、42%):UV-vis(ジメチルホルムアミド)λmax668n m;NMR(CDCl3、7.8mM),δ9.15(m、1,4-Pc H)、8.18(m、2,3-Pc H)、2.16(s、NCH3 )、1.61(m、NCH2CH2N)、0.76(m、γ-CH2)、-1.37(m、β-CH2)、-2.49(m、α-CH2 )、-3.10(s、SiCH3)。C42H40N10O2Si2(M+H)+、773.2953について算出したMS-HR FABbunn m/z;測定値、773.2944、773.2950。化合物は青色、そしてCH2Cl2、ジ メチルホルムアミド、およびトルエンに可溶。 以下の化合物を、上記化合物に用いた方法と同様の様式で生成させた。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)4NHSO2CH3]2 化合物VIII CH3SO2Cl、SiPc[OSi(CH3)2(C H2)4NH2]2、(C2H5)3N、およびCH2Cl2の溶液を撹拌し、生成物を単離し、クロマ トグラフ分離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C46H52N10O6S2S i2(M)+、988.2821についての計算値;測定値、988.2817、988.2777。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)4NHSO2CH3 化合物IX CH3OSi(CH3)2(CH2)4NH2、CH3SiP cOH、およびピリジンの混合物を部分蒸留し、そして得られたCH3SiPcOSi(CH3)2( CH2)4NH 2 を単離し、そして再結晶した。この化合物、CH3SO2Cl、(C2H5)3N、およびCH2Cl2 の溶液を撹拌し、そして生成したCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)4NHSO2CH3を単離し、 そしてクロマトグラフ分離した。最終的に、この中間生成物、CH2Cl2、H2O、お よび(C2H5)3Nの混合物へ光照射し、そしてその生成物を単離し、クロマトグラフ 分離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析C39H35N9O4SSi2(M)+、781.20 71についての計算値m/z;測定値、781.2049、781.2074。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)4NHCSNHC6H11O5]2化合物XI 2,3,4,6-テトラ-O-アセチル -β-D-グルコピラノシルイソチオシアネート、SiPc[OSi(CH3)2(CH2)4NH2]2、お よびベンゼンの混合物を還流し、そして得られたSiPc[OSi(CH3)2(CH2)4NHCSNHC1 4 H19O9]2を単離した。この化合物とCH3OHとの溶液をNH3ガスで処理し、生成物を 単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C58H70N12O12S2Si3(M)+ 、1274.3986についての計算値;測定値、1274.3988、1274.4024。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3OCOCH3化合物XIII ClSi(CH3)2(CH2)3OCOCH3、CH3SiPcO H、およびピリジンの混合物を還流し、そして得られたCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3O COCH3を単離した。この化合物およびトルエンの溶液に光照射し、そして生成物 を単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C39H32N8O4Si2(M)+、7 32.2085についての計算値;測定値:732.2100、732.2084。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N+(CH3)2(CH2)11CH3]22I- 化合物XIV CH3(CH2)11I、S iPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2、およびテトラヒドロフランの溶液を還流し、そし てその生成物を単離し、そして再結晶した。元素分析C70H102I2N10O2Si3の計算 値:C,57.84;H,7.07;I,17.46;N,9.64。測定値:C,58.19;H,6.52;I, 17.40;N,9.04、9.63,9.63。 (CH3)3C(CH3)2SiOSiPcOSi(CH3)2(CH2)4NCOC27H30N2O 化合物XV CH3OSi(CH3)2 (CH2)4NH2、(CH3)3C(CH3)2SiOSiPcOH、およびピリジンを部分蒸留し、得られた (CH3)3C(CH3)2SiOSiPcOSi(CH3)2(CH2)4NH2を単離した。ローダミンB塩、(COCl)2 、および部分蒸留したベンゼンの混合物とこの化合物およびCH2Cl2の溶液とを混 合し、そしてその生成物を単離し、そしてクロマトグラフ分離した:MS-HRFAB精 密質量分析m/z C72H75N11O4Si3(M)+、1241.5311についての計算値;測定値、124 1.5295、1241.5265。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)2OH 化合物XVII CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3OCOCH3、CH3OH 、K2CO3、およびCH2Cl2の溶液を撹拌し、反応生成物を処理し、そして得られたC H3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3OHを単離した。この化合物およびトルエンの溶液に光照 射し、生成物を単離し、そしてクロマトグラフ分離した:MS-HRFAB精密質量分析 m/z C37H30N8O3Si2(M)+、690.1979についての計算値;測定値、690.1982、690.1 966。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8O 化合物XIX CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl、モルホリ ン、およびCH3OHの溶液を還流し、そして得られたCH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8Oを 単離し、そして蒸留した。この化合物、CH3SiPcOH、およびピリジンの懸濁液を 部分蒸留し、そしてCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8Oを単離し、そして再結晶した 。最終的に、この中間生成物、トルエン、(C2H5)3NおよびH2Oの混合物に光を照 射し、そしてその生成物を単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/ z C41H37N9O3Si2(M+H)+、760.2636についての計算値;測定値、760.2620、760.2 610。 AlPcOSi(CH3)2(CH2)3N+(CH3)2(CH2)11CH3I- 化合物XXI CH3(CH2)11IおよびA lPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2の混合物を加温し、そしてその生成物を単離し、そ して再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C51H59AlIN9OSi(M)+、995.3472につ いての計算値;測定値、995.3444、995.3428。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)8N(CH3)2 化合物XXII CH2=CH(CH2)6Br、(CH3)2NNH2、 およびエーテルの溶液を撹拌し、反応混合物をHCl、NaNO3、およびNaOHで処理し 、得られたCH2=CH(CH2)6N(CH3)2を単離し、そして蒸留した。この化合物、(CH3)2 SiHCl、CHCl3、H2PtCl6・xH2O、およびイソプロパノールの溶液を加温し、そし て生成したCH3OSi(CH3)2(CH2)8N(CH3)2・HClを単離した。次に、この中間生成物 、CH3SiPcOH、およびピリジンの懸濁液を部分蒸留し、そして得られたCH3SiPcOS i(CH3)2(CH2)8N(CH3)2を単離し、そして再結晶した。最終的に、この化合物およ びCH2Cl2の溶液に光照射し、そして生成物を単離し、クロマトグラフ分離し、そ して再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C44H45N9O2Si2(M+H)+、778.3313に ついての計算値;測定値、788.3300、788.3290。 SiPC[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8O]2 化合物XXIII CH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4HiO、 SiPc(OH)2、およびピリジンの懸濁液を部分蒸留し、そして生成物を単離し、そ して再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析m/z C50H56N10O4Si3(M)+、944.3794につ いて の計算値;測定値、944.3750、944.3780。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8S 化合物XXIV CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl、チオモ ルホリン、およびCH3OHの溶液を還流し、そして得られたCH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4 H8Sを単離し、そして蒸留した。この化合物、CH3SiPcOH、およびピリジンの懸濁 液を部分蒸留し、生成したCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8Sを単離し、そして再結 晶した。最終的に、この中間生成物、トルエン、(C2H5)3N、およびH2Oの混合物 に光照射し、そして生成物を単離し、クロマトグラフ分離し、そして再結晶した :MS-HRFAB精密質量分析 m/z C41H37N9O2SSi2(M)+、775.2330についての計算値 ;測定値、775.2308、775 2310。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2)3(CH3)2 化合物XXV CH3OSi(CH3)2Cl、(CH3(CH2 )3)2NH、およびCH3OHの溶液を還流し、そして得られたCH3OSi(CH3)2(CH2)3N((C H2)3CH3)2を単離した。この化合物、CH3SiPcOH、およびピリジンの懸濁液を部分 蒸留し、そしてその生成物を単離し、そしてクロマトグラフ分離した。最終的に 、この中間生成物、トルエン、(C2H5)3N、およびH2Oの混合物に光を照射し、そ して生成物を単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析 m/z C45H47N9O2 Si2(M+H)+、802.3470についての計算値;測定値、802.3434、802.3435。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NCS 化合物XXVI CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl、KNCS、およ びジメチルホルムアミドの混合物を加温し、そして得られたCH3OSi(CH3)2(CH2)3 NCSを単離した。その化合物、CH3SiPcOH、およびピリジンの混合物を部分蒸留し 、そして生成したCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3NCSを単離し、再結晶し、そしてクロ マトグラフ分離した。最終的に、この中間生成物およびトルエンの溶液に光照射 し、そして生成物を単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析 m/z C38 H29N9O2SSi2(M)+、731.1704についての計算値;測定値、731.1696、731.1669。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3]2 化合物XXX CH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3 、SiPc(OH)2、およびピリジンの懸濁液を部分蒸留し、そして生成物を単離し、 そして再結晶した:MS-HRFAB精密質量分析 m/z C52H62N12O2Si3(M+H)+、971.450 5についての計算値;測定値、971.4460、971.4489。 HOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8N(CH2)3CH3 化合物XXXI ピペラジン、CH3(CH2)3 Br、トルエン、およびK2CO3の懸濁液を還流し、そして得られたHNC4H8N(CH2)3C H3を単 離し、そして蒸留した。この化合物、CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl、およびCH3OHの溶 液を還流し、そして生成したCH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8N(CH2)3CH3を単離した。 次に、この中間生成物、CH3SiPcOH、およびピリジンの懸濁液を部分蒸留し、そ して得られたCH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8N(CH2)3CH3を単離し、そしてクロマ トグラフ分離した。最終的に、この化合物、トルエン、(C2H5)3N、およびH2Oの 混合物に光照射し、そしてその生成物を単離し、そして再結晶した:MS-HRFAB精 密質量分析 m/z C45H46N10O2Si2(M+H)+、815.3422についての計算値;測定値、8 15.3424、815.3423。 SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NH]2 化合物XXXII CH3OSi(CH3)2(CH2)3Cl、ピペ ラジン、およびCH3OHの溶液を還流し、そして得られたCH3OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8 NHを蒸留した。この化合物、SiPc(OH)2、およびピリジンの懸濁液を部分蒸留し 、そして生成物を単離し、そして再結晶した。MS-HRFAB精密質量分析 m/z C50H5 8 N12O2Si3(M+H)+、943.4192についての計算値;測定値、943.4160、943.4213。 インビトロ評価チャイニーズハムスターV79-379細胞の培養 チャイニーズハムスターV79-379の肺繊維芽細胞を、10%の仔ウシ血清で増強し 、かつ20mM HEPES(pH7.4)で緩衝化したMcCoy 5A培地(Gibco Laboratories、Gran d Island、NY)において単一層培養で生長させた。フタロシアニンの取り込み 総取り込み量は、フタロシアニン処理した単層を掻き集め、グラスファイバー フィルター上の細胞を回収し、そしてエタノール中のフタロシアニンを抽出する ことによって決定した。これらの方法は、Ramakrishnanら、1989による以前の記 述(Ramakrishnan,N.,M.E.Clay,M.F.Horng,A.R.Antunez,および H.H.Ev ans,「クロロアルミニウムフタロシアニンにより感作された光力学的処理後の マウスリンパ種L5178Y細胞におけるDNA損傷およびDNA分解」,Photochem.Photo biol .,印刷中,1989)の通り行った。薬物の量は、674nmにおける吸収によって 決定したところ、細胞集団のアリコートについてコールター細胞カウンターで測 定した細胞数に比例して発現した。コントロールは、薬物処理していない細胞、 培地のみ、および細胞を含まない薬物含有培地を含んだ。AlPcClと比較した本発 明の様々な組成物の総取り込み量の結果を、表1に示す。薬物処理および光暴露 細胞を、1μMのAlPcCl(Eastman Kodak,Rochester,NY由来)、あるいはフタ ロシアニン組成物I〜VI(培地中の最終濃度:0.5-1.0μM)で、ジメチルホルムア ミド(DMF)中の1.0mMストック溶液から適量を培養培地に加えることによって、18 時間処理した。生長培地を、4mlのハンクス液(HBSS)に置き換え、細胞に照射し た。光源は、500Wのタングステン-ハロゲンランプで、ガラス暴露トレイの表面 より約29インチ下に施置した。細胞に与えた可視光は600nmを超える可視光スペ クトルの部分のみを通過させるように、フィルター処理した(Lee Primary red f ilter No.106,Vincent Lighting,Cleveland,Ohio)。フルエンス(fluence)の 割合は、細胞単層のレベルで約0.074kJ/m2/秒であった。生長遅延 光暴露の時間においては、25cm2フラスコ当たり約1.5×105細胞であった。光 照射後、HBSSを10mlの新鮮完全培地に置き換え、そして培養物を37℃のインキュ ベーターへ戻した。照射前後の様々な時間において、2つの同一培養物をトリプ シン処理し、そして計数した。コントロールは、未処理細胞、および光のみある いは薬剤のみで処理した細胞を含んだ。さらに、それぞれの実験において、試験 に用いられた薬物を、標準的な処理と比較した(すなわち、18時間の1μM AlPcC lに続く12kJ/m2の光)。AlPcClと比較した組成物I〜VIのそれぞれに対する生長遅 延の分析の結果を、表1に示す。クローン原性細胞生存 細胞を25cm2フラスコ当たり約2×106の密度で光照射した。照射後ただちに、 細胞単層をトリプシン処理し、適切なアリコートを3枚の10-cmのペトリ皿にそ れぞれ100〜200個のコロニーを与えるようにプレート化した。細胞の生存は、少 なくとも50細胞を含むコロニーを形成する細胞能によって決定した。1μM AlPc Clおよび光で処理した細胞の応答を、それぞれの実験について比較した。 V79-379細胞培養における試験化合物I〜VIの結果 すべての化合物を、完全培地中で、V79細胞に1μMまたはそれ以下で曝した後 、細胞の取り込みの程度について調べ、そして表1のデータは、0.723±0.172nm ol e/107細胞であった1μMのAlPcClの取り込みに対して示されている(平均±標準 偏差、測定値25個)。化合物I、IIおよびIVは、これらの条件下で、AlPcClより 効果的に細胞中に取り込まれた。特に、化合物IVの濃度が、培地中で1μMであ った場合は、細胞中への取り込みが十分に高く、いくつかの取り込みおよび光障 害性の研究を、0.5μMで繰り返した。化合物III、V、およびVIは、V79細胞中に より低い効率で取り込まれた。 V79細胞に対する光力学的作用は、成長遅延の測定およびクローン発生原性の 損失のアッセイの両方で評価した。両方のアッセイで、いずれの化合物も、18時 間までの間、1.0μMまたはそれ以下の濃度で任意の暗障害性を示さなかった。 V79培養の生長の阻害は、フタロシアニン予備処理細胞を、赤色光照射(12kJ/m2 )後3日間の期間の間測定した。活性化合物のそれぞれで、AlPcClと同様に、細 胞密度の初期の減少が起こり、死細胞は、単層から脱着した。その後、フラスコ あたりの細胞数は、生存細胞が生長し、そして分裂するにつれて増加した。細胞 密度が光曝露のときのレベルに回復する時間が、生長の遅延と考えられた。1μ MのAlPcClで18時間および12kJ/m2の光で処理した細胞を、各実験で比較目的のた めに使用し、そして約24時間の生長遅延を示した。試験した光感作剤についての 生長遅延の比率、および同じ実験で測定されたAlPcClについての生長遅延は表1 に記録される。細胞を、化合物III、V、またはVIに曝したとき、これら薬剤の乏 しい細胞取り込みから予想されるように、培養生長の阻害がより少なかった。対 照的に、化合物I、II、およびIVについては、実質的な阻害が観察された。化合 物IVについての>3の値(表1)は、細胞密度が、3日の観察期間の間に、初期レ ベルまで回復しなかったことを示す。 フタロシアニン化合物I〜VIの光細胞毒性はまた、クローン原性アッセイによ り評価された(表1、図1)。すべての実験において、1μMのAlPcClを比較目的 で含めた。生存曲線(図1)から、細胞生存を、10%まで減少させるフルエンス(F10 )を得た。AlPcClについてのF10および試験化合物についてのF10の比は表1 に記録される。化合物Iおよび11は、AlPcClとほぼ同様に効率的であるが、その 一方化合物IV(半分濃度でアッセイ)は、標準のAlPcClより約2倍効率的であった 。クローン原性アッセイは、化合物IIIおよびVIについては行われなかった。何 故 なら、取り込みおよび生長遅延に関するデータが、これら化合物が、乏しい活性 を有することを示唆したからである。しかし、細胞生長を阻害する化合物Vの低 い有効性にもかかわらず、この化合物について生存の測定は行った。何故なら、 それは化合物IIIおよびVIに比べ幾分より効率的にV79細胞に取り込まれたからで ある。 V79細胞の光感作剤としてのこれらのフタロシアニンの相対有効性の評価にお いて、細胞の取り込みにおける差異を考慮するため、生存データを、細胞内フタ ロシアニン濃度および光のフルエンスに対して再プロットした(図2)。これらの 曲線から、生存を10%まで減少させる(CF10)細胞内濃度および光のフルエンスの 結果を得た。そしてAlPcClおよび試験化合物についての数値の比較は表1に記録 される。このおよびその他の基準により、化合物IVが、最も効果的な光感作剤で あるようである。しかし、化合物Vのより低い細胞取り込みを考慮したとき、そ れは化合物IVとほぼ同様に強力な光感作剤であるようである。V79細胞培養における光細胞毒性における試験化合物I〜VIの検討 化合物IIIおよびVIの低い活性は、乏しい細胞取り込みに起因するようである 。これら化合物の両方は、フタロシアニン環の両面上に官能基を有し、そして環 の1つの面が、標的生体分子との適切な相互作用について自由でなければならな いことが可能である。1つの面上に1個のヒドロキシル基より以上を有さないSi フタロシアニン(IV)または1つの面に置換基のないAlフタロシアニン(IおよびII )は、効率的な細胞の取り込みおよび高い程度の細胞不活性化が可能である。従 って、第3級および第4級アミン類の両方が、有効な構造であるように見える。 化合物Vは例外である。それは、フタロシアニン環のいずれかの面上に、活性分 子上に見い出される特徴を有するが、この組み合せは効率的な細胞取り込みを可 能にするようには見えない。しかし、細胞中に取り込まれ、良好な光力学的活性 を有する。 これら新規なフタロシアニン化合物I〜VIのインビトロ生物学的試験の結果は 、新規クラスの光感作剤の設計のための重要な序説である。これらの結果は、第 3級および第4級アミン類が、開発されるべき重要なクラスの構造であり得るこ と を示唆する。表1に列挙された一連の化合物であるアキシアルリガンドは、プロ トタイプとして供される元のジエチルアミンの対応するリガンドより単純である 。より単純なリガンドは、溶液において安定性である利点を有するように見え、 研究するためにはそれらをより容易にする。ジエチルアミンの不安定は、照射の 時間で、活性種の濃度の精密な測定を妨げる。従って、プロトタイプ化合物の真 の光感作の活性もまた、高くあり得る。フタロシアニン化合物VII〜XV、XVII〜XIX、XXI〜XXVIII、およびXXX〜XXXIIの 評価 フタロシアニン化合物VII〜XV、XVII〜XIX、XXI〜XXVIII、およびXXX〜XXXIIのV 79細胞中への取り込み フタロシアニン化合物I〜VIに加えて、いくつかの他の新規なフタロシアニン 化合物が、ガンの処理において有効であることが証明された。V79細胞チャイニ ーズハムスター肺線繊芽細胞を、上記の細胞培養法を用いて培養した。表2に列 挙されたフタロシアニン類を、培養に、代表的には、1μM、2μM、および/ま たは4μMの濃度で添加し、そして18時間インキュベートし、その後、細胞のア リコートを、カウントし、そして他のアリコートを、ガラス繊維フィルター上に 集めた。フィルターを乾燥させたとき、フタロシアニン類を、エタノール中に抽 出し、そして、通常、668nmのピーク波長で、吸収を測定した。値を、2.93×105 の吸光係数を用いて、106細胞により取り込まれたnmoleに変換した。フタロシア ニン類の細胞取り込みを、表2に示す。 最後のカラムにおいて、可能な場合は、化合物の取り込み効率をランク付ける目 的の単一番号を有するために、複合値を計算した。大部分の化合物について、す べてのデータの平均を計算し、そして小数点以下第1位までまるめた。すべての 値が、<0.05である場合、データは、<0.05として表した。アスタリスク(*)は 、フタロシアニン投与量の平均である、平均の取り込み値が、1μMについて列 挙された値に比べより高いことを示す。 表2から、PcXVIII、PcXIX、PcXXIV、PCXXV、およびPcXXVIIIの取り込みは、 培地中のフタロシアニン濃度に直線的に依存しないようである。PcIV、PcXII、P cXXI、PcXXVIIおよびPcXXVIIIは、特にV79細胞により良好に取り込まれる。V79細胞中へのフタロシアニン化合物VII〜XV、XVII〜XIX、XXI〜XXVIII、および XXX〜XXXIIを用いるクローン発生原性研究 上記の細胞培養法を用いて、V79細胞チャイニーズハムスター肺線維芽細胞を 、表3に列挙されたフタロシアニンの0.5または1.0μMのいずれかで処理した。 その約18時間後、細胞を、600nmの高通過(high pass)フィルターを取り付けた50 0Wタングステン-ハロゲンランプからの675nmの広バンド赤色光を上昇用量で照射 し、フタロシアニン処理細胞の90%を殺傷し得る光線量を決定した。90%の細胞が 殺傷されなかった場合、殺傷された細胞の最大パーセントを測定し、(%生存とし て表し)そして関連する光線量を記録した。結果を表3に示す。 表3に示されるように、PcIV、PcVII、PcXII、およびPcXXVIIIは、最も低い光 線量でLD90を達成し、そしてそれ故、最も活性な光感作剤であり、即ち、それら は、V79細胞の殺傷において最も活性である。 比較のために、表2で示されるフタロシアニン取り込み値をまた、表3の最後 のカラムに示した。表3に示されるように、フタロシアニン間の光感作活性にお いて、すべてではないがいくらかの差異は、取り込みにおける差異により説明さ れ得る。例えば、すべてのフタロシアニン類のV79細胞を殺傷することにおいて 最も高い活性を有するPcXXVIIIはまた、高い取り込みを有する。Pc XXVIIIの1 μMにおける取り込みは、PcXIIに対する取り込みより小さいが、その一方その光 力学的殺傷効率は、0.5μMで分析されたとき、PcXIIより優れている。 しばしば、取り込みの乏しいフタロシアニン類が、光力学的治療において、比 較的より活性でないのに対して、最も活性なフタロシアニン類が、比較的高い取 り込みを示すことは驚くことではない。しかし、取り込みと活性とは、常に相関 するわけではない。例えば、PcVIIの取り込みは乏しいが、より良好な光感作剤 の1つである。PcXIXの取り込みは乏しいが、光感作剤として活性がより低いの に対して、PcXVIIIは、同様の取り込みであるが、良好な活性を示す。多くのフ ァクターが光感作剤効率の決定に寄与し、これらは細胞中の物理的状態および局 存化を含む。 L5178Y-R細胞における別のフタロシアニンの光力学的効率の評価 マウスリンパ腫L5178Y-R(以後「LY-Rとも呼ぶ」)細胞を、Ramakrishnan N.,O leinick,N.L.Clay,M.E.,Horng,M.F.,Antunez,A.R.,およびEvans H.H.,ク ロロアルミニウムフタロシアニンにより感作された光力学的処理後のマウスリン パ腫L5178Y細胞におけるDNA損傷およびDNA分解、Photochem.Photobiol.50,37 3-378,1989およびAgarwal,M.L.,Clay,M.E.,Harvey,E.J.,Evans,H.H.,A ntunez,A.R.,およびOleinick,N.L.光力学的治療はL5178Yマウスリンパ腫細胞 におけるアポトーシスによる急速細胞死を誘導する、Cancer Res.,51,5993-59 96,1991、に記載されるように、懸濁培養で生長させた。 細胞は、指数的生長の間に使用した。0.5または1mMのPcIV、PcXII、PcX、PcX VIIIのいずれかのストック溶液を、特に示されなければジメチルホルムアミド中 で調製し、そして1μl/mlの速度で10mLの培地に添加した。フタロシアニンを細 胞に18時間取り込みませた後、培養物を含むフラスコを、500-Wのタングステン- ハロゲンランプの上のガラス製の照射トレイ上に置いた。照射トレイには、600- nm高通過フィルターを取り付けた。フラスコを、種々のフルエンスの赤色光まで (30kJ/m2)に、約74W/m2の強さで露出させた。照射後、細胞を、遠心分離により 集めた。 クローン原性細胞の生存を測定するために、アリコートを、Ramakrishnan N. ,Oleinick,N.L.Clay,M.E.,Horng,M.F.,Antunez,A.R.,およびEvans H.H. ,クロロアルミニウムフタロシアニンにより感作された光力学的処理後のマウス リンパ腫L5178Y細胞におけるDNA損傷およびDNA分解、Photochem.Photobiol.50 ,373-378,1989に記載のように、軟寒天を含む培地中にプレート化した。アリ コートは、50〜200コロニーを生じるに十分な数をプレート化した。培養皿を、3 7℃で、5%CO2および95%空気の大気下、10〜14日間、インキュベーター中に保持 し、生存細胞をコロニー形成させた。コロニーを肉眼で数えた。フタロシアニン 単独で処理したコントロールは、約90%のプレート化効率を有していた。処理細 胞のプレート化効率は、各実験において、コントロール細胞のプレート化効率に 対して較正した。アポトーシスの誘導の測定には、DNAを、光力学的治療の2時 間後、処理細胞およびコントロール細胞から単離し、Agarwalらに記載されるよ うに、1.5%アガロースを用いた電気泳動に供し、エチジウムブロマイドで染色し 、そしてUVトランスイルミネーションにより観察した。結果を、表4、5および 6、ならびに図3に示す。 表4に見られるように、各フタロシアニンは0.5μMで存在し、そして較正され たプレート化効率は、試験した各フルエンスにおける平均と標準偏差として示さ れている。この結果は、4つのすべてのフタロシアニンが、光力学的治療におい て活性な光感作剤であることを示す。腫瘍細胞生存を減少させるために、種々の フルエンスの赤色光を用いた照射の際のそれらの相対能力に基づき、これらのフ タロシアニンを、最も活性な光感作剤から最小の活性:PcIV、PcXII、PcX、PcXV IIIにランク付けされる。これら4つのフタロシアニンの相対活性は、V79細胞に おけるスクリーニングから得られたのと同様である。 図3は、各Pcについてのフルエンスに対してプロットした表4からの平均プレ ート化効率を示す。 表5は、LD50およびLD90として与えられる、細胞生存をそれぞれ50%および10% まで減少させるフルエンスを示す。表5で示されるフタロシアニンの最も活性な 化合物はPcXIIである。PcXIIは、0.5μMで培養培地中に存在するとき、50%の細 胞または90%の細胞のいずれかを殺傷するのに最も少ないフルエンスよりも少な い光を必要とする。PcIVは、PcXIIの約80%の活性であり、PcXは、PcXIIの44%の 活性であり、そしてPcXVIIIは、PcXIIの22%の活性である。 表6は、列挙されたフタロシアニン化合物を用いた光力学的治療が、L5178Y細 胞に細胞死の様式としてアポトーシスを起こさせることを示す。細胞を、表に列 挙された種々の濃度の化合物および種々の光のフルエンスで処理した。DNAゲル を調製し、そしてDNAフラグメントの特徴的な「はしご状」パターンについて調 べた。各Pcについて、生成される目で見えるDNAフラグメントが記録される、最 小の総PDT用量(最小フロタシアニン濃度および最小フルエンスの産物として計算 される)を試験した。PcXXXおよびPcXXXIIは、DMF中に溶解せず、そしてこのアッ セイのためにDMF/Tween80中で部分的に可溶化した。PcIXは、濃度が上昇するに つれて、その活性が増加し、次いで減少するという点で普通でない。PcXを0.5お よび1.0μMの濃度で添加した;両方の場合で、C×F産物について同じ最小値を 得た。PcXVIIIもまた、0.5および1.0μMで添加した。C×Fの最小値は、2つの 条件に対して僅かに異なるのみであった。PcV、PcVI、PcVIII、PcXI、PcXIVおよ びPcXVは、30kJ/m2のフルエンス、1μMの濃度で評価したとき、アポトーシスを 誘導しなかった。化合物PcXVIは、2時間で4μMの濃度および20kJ/m2のフルエ ンスでアポトーシスを誘導しなかった。フタロシアニン化合物VII〜XV、XVII〜XIX、XXI〜XXVIII、およびXXX〜XXXIIの インビボ評価 所定用量の選択されたフタロシアニン化合物について、腫瘍容積を減少させる 相対有効性を、インビボで比較した。RIF-1腫瘍を、C3H/HeNマウスの背中に移 植した。マウスあたり1つの腫瘍を移植した。表7に列挙したフタロシアニン化 合物のそれぞれを、コーン油中で超音波処理およびボルテックスで攪拌し、懸濁 液を生成した。腫瘍が直径5〜7cmおよび厚さ2〜3mmに達したとき、各マウス は、フタロシアニン懸濁液を、0.1mlのコーン油中1mg/kgで投与された。比較の ために、選択マウスは、従来の光感作剤;リン酸緩衝化生理食塩水中の5mg/kg のクロロアルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(本明細書では「AlPcT かを投与された。光感作剤を投与24時間後、腫瘍に、アルゴンポンプ色素レーザ ー(argon-pumped dye laser)により送達される可視照射を用いて照射した。フタ ロシアニン光感作剤を投与されたマウスは、675nmの波長を有する光を受け、そ けた。各腫瘍は、135J/cm2の照射を受けた。腫瘍サイズを、カリパー(caliper) を用いて毎日測定した。初期の腫瘍容積は、50±10mm3であった。腫瘍容積は、 以下の式により半長円(hemiellipsoid)モデルに従って計算した: ここでlは長さ Wは幅 Hは高さである。 腫瘍の応答を表7に示す。 コントロールマウスでは、腫瘍容積が4日で2倍になったが、PcVIIIを除く各 化合物で処理した動物では、腫瘍容積の2倍化は遅延された。PcXXVIII、PcXII 、PcIV、PcXVIII、PcIXは、腫瘍容積の減少において特に有効であった。 PcIVで処理された腫瘍の組織学的検査は、腫瘍中でアポトーシス体の存在を示 した。PcIVを用いて処理された腫瘍の分析は、そのサイズが180〜200塩基対の倍 数のDNAフラグメントを示した。 表7に見られるように、Pc XXVIII、Pc XIIおよびPc IVは、腫瘍の生長を有意 に障害し、そしてフタロシアニンの設定用量における有効性の故に、ガンの処理 に対して最も好適な光感作剤である。 本発明のフタロシアニン化合物は、腫瘍容積を減少させるのみならず、特に照 射に対する複数の曝露に際し、腫瘍を完全に消滅させ得る。 PcIVを用いたPDTによる腫瘍の完全阻害 PF-11-PDTで起こったように、Pc IVで処理し次いで光へ曝露した動物で、腫瘍 周縁からの腫瘍の再生長が起こった。この再生長は、おそらく、なんらかの理由 により照射を逃れた細胞から生じる。 再生長を克服するために、RIF-I腫瘍を、C3H/HeNマウスに移植し、そしてマウ スをPcIVで処理し、次いて光に複数回曝露した。光への複数回曝露を成功させる ために、腫瘍組織で、曝露期間にわたって光感作剤を十分なレベルに保持しなけ ればならない。 薬力学的データは、Pc IVがその投与の7日後でさえ、腫瘍組織中に保持され ることを示したので、Pc IVを、コーン油中またはDPPCリポソーム中に包括して 、1mg/kg体重の用量で1回投与した。その後、腫瘍を、675nmに調整したアルゴ ンイオンポンプ色素レーザーを用い、総光線量135J/cm2(75mW/cm2)で照射した。 腫瘍を、表8に示されるように、時間を変えて、675nmのレーザー光の複数回曝 露により照射した。 Pc IVをコーン油で与えた場合、腫瘍の再生長が、光力学的治療の15日後、す べての複数回曝露プロトコールにおいて明らかであった。しかし、PcIVをDPPCリ ポソーム中に包括して投与したとき、24時間間隔で、3回、4回または5回照射 したマウスでは、完全な腫瘍治癒が明らかであった。光力学的治療の120日後に おいても腫瘍の再生長はなかった。実際、マウスを光処理の300日後に屠殺した とき、腫瘍再生長の証拠はなかった。光力学的治療の30日後、24時間または120 時間間隔のいずれかで、1回または2回だけ照射した動物のみに、腫瘍再生長が 生じた。このような異なる効果の1つの理由は、複数回の曝露を効果的にさせる 、色素(長期間組織中に保持され得る色素)の薬力学に関連し得る。あるいは、DP PCリポソームを用いたPc IVの投与は、腫瘍細胞によるPcIVの取り込みおよび保 持を増強し得る。扁平上皮細胞ガン腫 ヒト扁平上皮細胞ガンの単細胞懸濁液を、Harlen-Sprague Dawley無胸線ヌー ドマウスの背中に皮下注入した。その後15日目に、マウスに、0.1mlのコーン油 中に懸濁した5mg/kgのPc IVを注入した。比較のために、5mg/kg体重のPhotofr 表9から見られ得るように、1mg/KgのPc IVに続く、出力密度75mW/cm2で15分 間の135J/cm2の675nmの光は、100%のマウスで腫瘍を排除した。 化学的に誘導した皮膚腫瘍の処理 6週齢の雌のSENCARマウスに、腫瘍のイニシエーターとして背中皮膚上に、0. 2mlアセトン中の5μg DMBAを単回局所投与した。1週間後、この動物に、腫瘍 プロモーターとして0.2mlアセトン中の1μg TPAを週に2回の局所投与を開始し た。すべての動物で、12週後、腫瘍が生長した。動物あたり、平均して直径5〜 8mm、厚さ2〜5mmの4〜5個の腫瘍を生長させたマウスを使用した。DPPCリポ ソーム中に包括したPc IVを、0.5または1.0mg/kgのいずれかの用量で腹膜腔内に 投与し、そして24時間後、腫瘍領域を、675nmに調整した総光線量135J/cm2(75mW /cm2)のアルゴンポンプ色素レーザーからの光で照射した。すべての可能なコン トロールを含めた;動物は、非処理、レーザー光のみの処理、またはPc IV単独 処理のいずれかであった。 0.5および1.0mg/kgの用量でPc IVを用いたPDT後の動物についての曲線は、図 4中dおよびeで示される。図4で示されるように、PcIVおよび光で処理された マウスは、最後には0容積まで減少する腫瘍容積に減少した、即ち、腫瘍は測定 可能でなかった。腫瘍は、34日の研究期間に復帰しなかった。対照的に、コント ロールの腫瘍容積は、期間中一貫して増加した。 本発明を、好適な実施態様を参照して記載してきたが、明らかに、先行する詳 細な説明を読みそして理解した際には、修飾および改変が、当業者に生じる。本 発明は、すべてのそのような修飾および改変を、それらが添付の請求項の範囲ま たはその等価物の範囲内である限り含むと解釈される。 さらに、本発明は、ガン組織の破壊のための光力学的治療におけるフタロシア ニン組成物の有効性に言及して記載してきたが、本発明の組成物が、他の治療目 的に良好に適合し得ることが、当業者に良く理解され得る。この観点から、本発 明の組成物の他の可能な使用は以下を包含することが意図される: (1)自己骨髄移植のための骨髄の浄化; (2)全血または血液成分からのウイルスの浄化; (3)乾癬の処置; (4)いぼ(wart)の処理; (5)黄斑変性の処置;および (6)動脈内プラークの処置 このように、本発明の新規フタロシアニン組成物は、広汎な種類の治療使用に ついて有効で有り得る。 New York血液センター、N.Y.N.Y.,のDr.E.Ben-Hurおよび彼の協力者達は、 血液および/または血液成分からウイルスを浄化することにおいて有効な、11の その化合物VおよびVI、XIV、およびXXIを示した。さらに、フタロシアニン類は 、光力学的治療、特にガンの光力学的治療の試験および研究に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オネイニック,ナンシー エル. アメリカ合衆国 オハイオ 44118,ユニ バーシティ ハイツ,メドウブルック ブ ールバード 3727 (72)発明者 ライター,ボリス ディ. アメリカ合衆国 ウィスコンシン 53213, ウォウワトサ,ウエスト ステイト スト リート 7300,アパートメント 112 (72)発明者 リ,イン−シ アメリカ合衆国 オハイオ 44106,クリ ーブランド ハイツ,セダー ロード ナ ンバー12エイ 12497

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下式を有するフタロシアニン組成物: ここで、Mは、(G)aY[(OSi(CH3)2(CH2)bNc(R')d(R")e)fXg]pであり、 ここで: Yは、Si、Al、Ga、Ge、およびSnからなる群より選択され;そして R'は、H、C、CH2、CH3、C2H5、C4H9、C4H8NH、C4H8N、C4H8NCH3、C4H8S、C4 H8O、C4H8Se、CH2CH3、(CH2)3(CH3)2、OC(O)CH3、OC(O)、(CH3)2(CH2)11、CS、 CO、CSe、OH、C4H8N(CH2)3CH3、(CH2)3N(CH3)2、C(O)C27H30N2O、(CH2)nN((CH)o (CH3))2、および1個から12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より選 択され; R"は、H、SO2CH3、(CH2)2N(CH3)2、(CH2)11CH3、C(S)NHC6H11O5、(CH2)nN((C H)o(CH3))2、および1個から12個の炭素原子を有するアルキル基からなる群より 選択され; Gは、OH、CH3、および(CH3)3C(CH3)2からなる群より選択され; Xは、I;F;Cl;またはBrからなる群より選択され; YがAlである場合、a=0、またはYがSiである場合、a=1; b=2から12までの整数; c=0、1; d=0、1、2、または3; e=0、1、または2; f=1または2; g=0、1; n=1から12までの整数; o=1から11までの整数;そして p=1または2。 2.請求項1に記載のフタロシアニン組成物: ここで、M= 3.前記Mが、CH3SiOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2である、請求項2に記載の組成 物。 4.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-]2である、請求項2に記載の組 成物。 5.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)4NH2]2である、請求項2に記載の組成物。 6.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)4NHSO2CH3]2である、請求項2に記載の組成 物。 7.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)4NHSO2CH3である、請求項2に記載の組成 物。 8.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2CH3)(CH2)2N(CH3)2である、請求項 2に記載の組成物。 9.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)4NHCSNHC6H11O5]2である、請求項2に記載 の組成物。 10.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2]2である、請求項2に記載の組 成物。 11.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3OCOCH3である、請求項2に記載の組成 物。 12.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3N+(CH3)2(CH2)11CH3]22I-である、請求 項2に記載の組成物。 13.前記Mが、(CH3)3C(CH3)2SiOSiOSi(CH3)2(CH2)4NCOC27H30N2Oである、 請求項2に記載の組成物。 14.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3OHである、請求項2に記載の組成物。 15.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3N(C2H5)(CH2)2N(CH3)2]2である、請求項 2に記載の組成物。 16.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8Oである、請求項2に記載の組成 物。 17.前記Mが、AlOSi(CH3)2(CH2)3N+(CH3)2(CH2)11CH3I-である、請求項2 に記載の組成物。 18.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)8N(CH3)2である、請求項2に記載の組成 物。 19.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8O]2である、請求項2に記載の組成 物。 20.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8Sである、請求項2に記載の組成 物。 21.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3N(CH2)3(CH3)2である、請求項2に記載 の組成物。 22.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3NCSである、請求項2に記載の組成物。 23.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3N[(CH2)3N(CH3)2]2である、請求項2に 記載の組成物。 24.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3である、請求項2に記載の組 成物。 25.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3]2である、請求項2に記載の 組成物。 26.前記Mが、HOSiOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8N(CH2)3CH3である、請求項2に記 載の組成物。 27.前記Mが、Si[OSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NH]2である、請求項2に記載の組 成物。 28.請求項1に記載のフタロシアニンおよびその薬学的キャリアーを含む、 薬学的組成物。 29.ガンを処置する方法であって、ガンに効果的な量の請求項1に記載のフ タロシアニンを投与する工程、ならびに該フタロシアニンを活性化するに充分な 波長および強度の光をあてる工程を包含し、ここで、該活性化フタロシアニンが 該ガンに細胞毒性の効果を及ぼす、方法。 30.前記光が約600nmを超える可視スペクトルである、請求項29に記載の 方法。 31.前記光が約600nmを超える可視スペクトルである、請求項29に記載の 方法。 32.前記フタロシアニンがHOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2である、請求項2 9に記載の方法。 33.前記フタロシアニンがSiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2]2である、請求項 29に記載の方法。 34.前記フタロシアニンがHOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3OHである、請求項29に 記載の方法。 35.前記フタロシアニンがHOSiPcOSi(CH3)2(CH2)3NC4H8NCH3である、請求項 29に記載の方法。 36.以下の工程を包含する、CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2を合成する方 法: a)エーテル中にCH3MgClを含むグリニャール試薬の溶液を、(CH3O)3Si(CH2)3N (CH3)2の冷エーテル溶液に添加する工程、ここでx=Cl、Br、またはIである; b)過剰のグリニャール試薬をプロトンドナーで失活させる工程;および c)生成物を反応混合物から蒸留によって単離する工程。 37.請求項36に記載の方法により生成される合成CH3SiPcOSi(CH3)2(CH2)3 N(CH3)2。 38.以下の工程を包含する、SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 +I-]2を合成する 方法: a)SiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)2]2、CH3I、およびベンゼンの混合物を還流す る工程;ならびに b)反応混合物を濾過することにより反応生成物を回収する工程。 39.請求項38に記載の方法により合成されるSiPc[OSi(CH3)2(CH2)3N(CH3)3 + I-]2
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