JPH11511126A - グルタメートにより誘発される細胞毒性の防止のためのp▲下2▼プリノセプターの作動薬または拮抗薬の使用 - Google Patents

グルタメートにより誘発される細胞毒性の防止のためのp▲下2▼プリノセプターの作動薬または拮抗薬の使用

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JPH11511126A
JPH11511126A JP9507214A JP50721497A JPH11511126A JP H11511126 A JPH11511126 A JP H11511126A JP 9507214 A JP9507214 A JP 9507214A JP 50721497 A JP50721497 A JP 50721497A JP H11511126 A JPH11511126 A JP H11511126A
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Abstract

(57)【要約】 グルタメートによって誘発される細胞毒性の予防のためのP2プリノセプターの作動薬または拮抗薬の使用、特にBasilen Blue E-3G(Reactive Blue 2)、Cibacron Blue 3GA および5−アデニリルイミドジホスフェート(AMPPNP)の使用。細胞毒性濃度のグルタメートの存在下では、これらの化合物は、例えば生後のラット小脳顆粒ニューロンのような中枢神経系(CNS)ニューロンの細胞生存を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】 グルタメートにより誘発される細胞毒性の防止のための P2プリノセプターの作動薬または拮抗薬の使用 発明の背景 本発明は、グルタメート(glutamate)によって誘発される細胞毒性の防止のた めの特定の種類の化合物の使用に関する。 技術の状態 グルタメートは、中枢神経系の主要な興奮性神経伝達物質を構成し(Hollmann M.,Heinemann S.,Annu.Rev.Neurosci.,17,31-108,1994)、CNS中でのグルタメ ートレセプターの遍在分布はグルタメートが広範囲の生理学並びに病理学的事象 に中心的役割を果たしていることを示している(Watkins J.C.,Collingridge G, L.,NMDAレセプター(The NMDA Receptor),IRL Oxford,1989年)。 極めて論理的な理論と幾つかの実験的知見とにより、学習、パターン認識およ び記憶などの機能におけるグルタメート依存性の神経伝達に対する中心的役割が 示唆されている(Bliss T.V.P.,Collingridge G.L.,Nature,361,31-39,1993)。 また、グルタメートはイン・ビボおよび培養中にニューロンに対して毒性を有 し、グルタメートレセプターの機能は多くの脳疾患および傷害に重要であること も以前から知られている(Appel S.H.,Trends Neurosci.,16,3-5,1993)。発作(st roke)または癲癇発作(seizure)などの多くの神経学的疾患は、グルタメートによ る過剰刺激により実際に脳傷害を生じ、退行性疾患、特にアルツハイマー病、ハ ンティングトン病、パーキンソン病および筋萎縮性側索硬化症(ALS)はグル タメートレセプターの過剰活性化によって引き起こされるニューロン細胞死を伴 う。 発明の目的 本発明の目的は、グルタメートによって引き起こされる神経伝達および神経毒 性の調節のための特定の種類の化合物であって、急性および慢性の神経退行性疾 患の可能な治療に用いることができるものを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、グルタメートが関係した生理学的機能、特に痛み 、ホルモンバランス、血圧、体温調節、呼吸、学習、パターン認識および記憶を 調節を可能にする特定の種類の化合物を提供することである。 更にもう一つの本発明の目的は、グルタメートによって誘発される細胞毒性を 防止するための薬理学的手段として用いることができる特定の種類の化合物を提 供することである。 もう一つのの本発明の目的は、以前に報告された化合物、例えば競合的および 非競合的グルタメート拮抗薬、ガングリオシドおよび成長因子の有効な薬理学的 代替物であって急性および慢性のグルタメートに関連した神経学的疾患の治療の ための特定の種類の化合物を提供することである。 発明の説明 これらおよび下記の説明によって更に明確に強調されるさらなる他の目的およ び関連の利点は、グルタメートによって誘発される細胞毒性の予防のためのP2 プリノセプター(purinoceptors)の作動薬または拮抗薬である化合物の使用によ って達成される。 本発明の基本的新規性は、グルタメートによって誘発される生物学的事象とP2 プリノセプターモジュレーター(作動薬または拮抗薬)との相関である。グル タメートレセプターおよびP2プリノセプターはいずれも、実際にレセプターの イオン向性(ionotropic)並びに代謝向性(metabotropic)の特性を共有している。 一例として、本発明者らは、P2プリノセプターの拮抗薬である化合物Basilen Blue E 3G(Reactive Blue 2 とも呼ばれる)およびCibacron Blue 3GA を選 択した。これらの化合物は、例えばSigma から購入することができ、それらの分 子構造および主要な特徴はイタリアで配布された1995年度版のSigma カタロ グに、Basilen Blue E-3G については149頁に、Cibacron Blue 3GA について は266頁にそれぞれ記載されている。本発明者らが選択した他の化合物は、P2 プリノセプターの作動薬である5−アデニリルイミドジホスフェート(5-adenyl ylimidodiphosphate)(AMPPNP)である。この化合物もSigma から購入す ることができ、その分子構造および主要な特徴は1995年にイタリアで発行さ れたSigma カタログの52頁に記載されている。 本発明によれば常に、これらの化合物は神経系細胞、特にCNSニューロンに おいてグルタメートによって誘発される細胞毒性を防止するのに用いられる。C NSニューロンについての細胞モデル系としては、本発明者らは生後ラット小脳 ニューロン(postnatal rat cerebellar neurons)を採用した。これらの細胞は特 に良く特徴決定された主要なニューロン培養物であり、生後ラット小脳から単離 すると(Lasher R.S.,and Zagon I,S.,Brain Res.,41,428-438,1972)、イン・ビ トロではその成熟表現型を介在ニューロンとして発生し、グルタメートを神経伝 達物質として用い、更にグルタメートの介在による細胞毒性の研究の優れたモデ ル系を構成する。 顆粒ニューロンを100μMグルタメートに15〜30分間暴露することによ って全細胞の80〜100%が(15〜20時間後に)死滅する。本発明者らは 、reactive blue 2 とも呼ばれるP2プリノセプター拮抗薬であるbasilen blue (アントラキノンスルホン酸誘導体)が、グルタメートの同時存在下において1 00μMで顆粒ニューロンに導入すると、細胞の生存を完全に維持し、これによ りグルタメートの細胞毒性作用をなくすることを見出だした。basilen blueの小 脳顆粒細胞形態に対する作用は、これがなければ完全な細胞死を誘発するグルタ メートに暴露されていても、細胞体が明らかに健全な形態であり、高度に分岐 したプロセスの密な網状組織を有することを示している。粘着および神経突起の 束形成(fasciculation)もbasilen bleuによって保存される。一般に顆粒ニュー ロンをグルタメートで処理して最初の5分以内に見られる細胞体の急速な膨脹お よび明るさの喪失はbasilen blueの添加によって更に防止され、この化合物がE AA−レセプター相互作用のすぐ下流の一連の事象において極めて早期に作用す ると考えられることを示唆している。 basilen blue自体は300μMの試験した最高濃度までは細胞に対して毒性を 示さず、下流ニューロンに0.5〜26時間与えると、血漿膜透過性(エチジウ ムブロミドの摂取によって測定)または細胞代謝(ミトコンドリアデヒドロゲナ ーゼ活性によってMTTのホルマザンへの転換によって測定)に影響を与えない ことを強調することは重要である。Basilen blueは10〜20μMの範囲のIC 50でグルタメートによって誘発される細胞死を防止し、この値はP2プリノセプ ター拮抗作用について報告された化合物の濃度とほぼ一致している。アントラキ ノンのスルホン酸誘導体の他の市販の異性体(cibacron blue)は、この点に関し て有効である。P1プリノセプター拮抗薬であるカフェインは、100μMまで はグルタメートの細胞毒性作用を破壊しない。 細胞毒性からの保護に対するbasilen blueの効果は経時的に直線的であり、化 合物の薬剤導入の様式に依存する。basilen blueをグルタメートの10分後に細 胞に添加した後、顆粒ニューロンと共に15分間だけインキュベーションすると 、全ニューロン数(population)の60〜70%が細胞死から保護されるが、グル タメートで細胞を処理した最後の5分間だけ薬剤導入すると、basilen blueは全 ニューロンの25〜40%の生存を維持する。代わりに、顆粒ニューロンをグル タメートに暴露してから1〜2分、または30分、または2時間後に添加すると (その後、細胞と共に更に20時間インキュベーションすると)、basilen blue は全ニューロン数のそれぞれ55〜70%、30%および10%を細胞死から保 護する。顆粒ニューロンをグルタメートに暴露する前(暴露中でも後でもない) にこれを添加すると、グルタメートの細胞毒性作用を70〜80%まで防止する にはbasilen blueを少なくとも20〜25時間前処理することが必要である。こ れらの同じ処理の結果として、アスパルテート(aspartate)の摂取の抑制は見ら れない。顆粒ニューロンへの薬剤投与の様式とは無関係に、basilen blueによっ て誘発される細胞毒性の防止は新たなタンパク質合成によっては変化しないので あり、これはアクチノマイシンD(10μMで使用)またはアニソマイシン(1 00μMで使用)のような阻害剤には不感受性であるからである。 Basilen blueは、約10μMのIC50で顆粒ニューロンの膜に対する[3H] ATPの結合を阻害し、これはグルタメートによって誘発される細胞毒性を防止 するIC50に相当する。[3H]ATPを用いる結合研究も、完全な(intact)細 胞を用いて直接行ない、basilen blueは有効であることが示された。 本発明者らは、既知のP2プリノセプター作動薬である100μMの5−アデ ニリルイミドジホスフェート(AMPPNP)の継続的存在下(インビトロでは 1日目からであるが2日目より後ではない)で細胞を培養した。グルタメートに よって誘発される細胞毒性は、この処理の結果として約50〜60%まで抑制さ れる。細胞を100μMのAMPPNPに急に暴露(グルタメートと同時に)す ると、これに関しては有効でない。AMPPNPの継続的存在下でのニューロン の培養により、basilen blueに急に暴露することによって引き起こされるのと同 じ効果が誘発されることは、グルタメート依存性の神経毒性においてプリノセプ ターが直接関与しているという本発明者らの仮説を支持するものであり、これは またプリノセプター脱感作の現象が小脳顆粒細胞で起こるであろうことを示唆し ている。 D−[3H]アスパルテートの放出はイン・ビトロで培養された小脳顆粒ニュ ーロンの機能状態の尺度としてしばしば用いられており、脱分極化またはグルタ メートによって誘発されるアスパルテートの放出はニューロンの成熟と共にこれ らの細胞によって次第に得られる特徴であるので、本発明者らはこのパラメータ ーを試験することに決め、細胞死の防止においてbasilen blueによって用いられ る生物学的効果および可能な機構を更に検討した。本発明者らは、basilen blue が約10μMのIC50で[3H]アスパルテートのグルタメートによって誘発さ れる放出を抑制することを見出だした。この抑制はほぼ完全であり、基礎放出に 影響せず、またこれは放出を1分間、更に長時間(3、10および25分間)で 、またはMg2+の存在下で測定するときにも生ずる。また、顆粒ニューロンの、 100μMのAMPPNPへの8日間の長期にわたる暴露でも、[3H]アスパ ルテートのグルタメートによって誘発される放出は70〜80%まで抑制される 。 グルタメート依存性の神経毒性は、小脳顆粒ニューロンでも多段階プロセスに よる細胞内Ca2+の増加を伴うことが多い。Basilen blueは、カフェインとは異 なり、約10μMのIC50でグルタメートによって誘発される(しかし基礎的で はない)Ca2+摂取をほぼ完全に破壊する。また、この値は、ATP結合、細胞 毒性およびアスパルテート放出の抑制について見られたIC50と一致している。 basilen blue依存性の抑制は、Ca2+摂取を短時間(1分)または長時間(3、 10および25分)測定する場合に生ずる。顆粒ニューロンの、100μMのA MPPNPへの8日間の長期にわたる暴露では、細胞毒性およびアスパルテート の放出の抑制と同様に、グルタメートによって誘発されるCa2+流入が50〜7 0%まで抑制される。 図面の説明 シート1/8および2/8 Basilen Blueは、小脳顆粒の主要培養物においてグルタメートによって誘発さ れる細胞毒性を防止する:投与量−応答、および添加の様式の効果。反復の小脳 顆粒培養物を8DIVで、様々な濃度のbasilen blueの同時存在下で100μM のグルタメートに25分間暴露した(第1図)。20時間後、培養物を、完全な 成育力のある核(nuclei)の直接計数によって細胞の生存を評価した。星印は、細 胞に100μMグルタメートおよび100μMカフェインを同時添加した後に得 られた核の%を示す。第2図では、反復の小脳顆粒培養物を8DIVで100μ Mグルタメートに25分間暴露した。グルタメートを撤回した後、様々な時間に basilen blue(100μM)を培地に加え、培養物を20時間後に完全な成育力 のある核の直接計数によって細胞の生存について評価した。星印は、細胞に10 0μMグルタメートおよび100μMbasilen blueを同時添加した後に得られた 核の%を示す。第3図では、反復の培養物を100μMのbasilen blueの存在下 で様々な時間前処理した後、100μMグルタメートの添加を25分間行なった (basilen blueの非存在下で行なう)。20時間後、培養物を細胞の生存につい て評価した。 星印は、細胞に100μMグルタメートおよび100μMのbasilen blueを同 時添加した後に得られた核の%を示す。計数値は平均±SEM(n=4)であり 、100%の細胞生存は1.75〜2×106総細胞数を表す。 方法. 顆粒細胞をグルタメートに暴露して約20時間後に、培地を除いて、界 面活性剤含有リーシス溶液(lysing solution)(0.5エチルヘキサデシルジメ チル−アンモニウムブロミド、0.25%酢酸、0.5%Triton X-100、3mM NaCl、2mM MgCl2、PBS,pH7.4で1/10に希釈)1m lで置き換えた。 1〜2分後に、細胞を数回粉砕し(triturated)、単一の完全な成育力のある核 の均一な懸濁液を得た。後者を血球計で計数することによって定量した。破壊さ れたまたは損傷を受けた核は計数しなかった。 シート3/8および4/8 Basilen BlueはATPの小脳顆粒細胞膜への結合を抑制するが、アスパルテー トの摂取は抑制しない。膜は8DIVの小脳顆粒細胞から調製し、タンパク質2 0μgを様々な濃度のbasilen blueの存在下で[3H]ATP(0.5μCi/ ml、最終濃度14nM)(第4図)と共に4℃で1時間インキュベーションし た。特異的結合を示し、計数値は平均±SEM(n=3)を表す。星印は、10 0μMカフェインの存在下で行なった結合を示す。第5図では、反復の小脳顆粒 培養物を8DIVで2回洗浄し、様々な濃度のbasilen blueの存在下にて[3H ]D−2,3−アスパラギン酸(1μCi/ml、最終濃度40nM)と共にロ ック溶液(Locke's solution)で様々な時間インキュベーションした。2回洗浄し た後、細胞を0.1M NaOHに溶解し、取り込まれた放射能を液体シンチレ ーション計数法によって計数した。値をcpm/μgとして示し、平均値±SE M(n=3)を表す。タンパク質濃度は、ヒツジ血清アルブミンを標準としてブ ラッドフォードの方法によって測定した。 方法. 反復の小脳顆粒細胞を8DIVで氷冷緩衝液A(50mMトリス、1m M EGTA、HClでpH7.4に調整、2mMフェニルメチルスルホニルフ ルオリド、200KIU/mlのアプロチニン、および1μg/mlのロイペプ チンをも含む)に回収し、35,000×gで4℃にて20分間遠心分離した。 ペレットを緩衝液Aに再懸濁してタンパク質濃度を5〜6mg/mlとし、直ち に結合研究に用いた。[3H]ATPと結合した後、試料(1ml)をWhatman G F/Bガラス繊維フィルターで真空濾過し、フィルターを直ちに50mMトリス− HCl(pH7.4)5mlで洗浄し(3×4s)、風乾し、特異的に結合した 放射能を液体シンチレーション計数法によって評価した。 シート5/8および6/8 AMPPNPの存在下における小脳顆粒細胞の培養: グルタメート依存性の細 胞死、Ca++摂取およびアスパルテート放出の調節。主要な小脳顆粒培養物を調 製し、1 DIVで開始し、それらの幾らかに毎日100μM AMPPNPを 補足した(第6図)。8DIVで2回洗浄した後、培養物の幾らかを100μM グルタメートと共に20℃で25分間インキュベーションした。翌日、それらを 細胞生存について、前記の方法で評価した。 (第7図)反復の小脳顆粒培養物を8DIVで45Ca++(1μCi/ml)の 存在下にて、100μMのグルタメートと共にまたはなしでロック溶液中で1分 間インキュベーションした後、Ca++流入について評価した(第8図)。反復の 小脳顆粒培養物を8DIVで[3H]D−2,3−アスパラギン酸(1μCi/ ml、最終濃度40nM)の存在下にて、ロック溶液で5分間インキュベーショ ンした後、100μMグルタメートの存在下または非存在下でのアスパルテート の放出について評価した。データーは平均値±SEM(n=3)で表す。 シート7/8および8/8 Bsilen Blue は、小脳顆粒細胞でのグルタメートによって誘発されるアスパルテ ートの放出およびCa++の摂取を抑制する。(第9図)反復の小脳顆粒培養物を 8DIVで[3H]D−2,3−アスパラギン酸(1μCi/ml、最終濃度4 0nM)の存在下にて、ロック溶液中で5分間インキュベーションした。2回洗 浄した後、培養物を100μMのグルタメートと共にまたはなしで、様々な濃度 のbasilen blueの存在下にてロック溶液中で1分間インキュベーションした。こ の放出相の際に培養物から取り出した緩衝液をバイアルに集め、放射能を測定し た。星印は、100μMグルタメートおよび100μMカフェインの同時存在下 で得られたアスパルテートの放出を表す。細胞を0.1M NaOHに溶解し、 タンパク質濃度をブラッドフォードの方法によってウシ血清アルブミンを標準と して測定した。(第10図)反復の小脳顆粒培養物を8DIVで45Ca++(1 μCi/ml)の存在下にて、100μMのグルタメートと共にまたはなしで、 様々な濃度のbasilen blueの同時存在下にて、ロック溶液中で1分間インキュベ ーションした。氷冷した145mMの塩化コリン、2mM EDTAで2回洗浄 した後、細胞を0.1M NaOHで溶解し、アリクウォットを集めてCa++流 入(放射能測定による)およびタンパク質濃度を測定した。星印は、100μM グルタメートおよび100μMカフェインの同時存在下で得られたCa++流入を 表す。データーは平均±SEM(n=3)として表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI A61K 31/00 639 A61K 31/00 639A 643 643D 31/53 31/53 31/70 620 31/70 620 // C07D 251/50 C07D 251/50 D C07H 19/20 C07H 19/20 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,H U,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ ,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG, MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM ,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. グルタメートによって誘発される細胞毒性の防止のためのP2プリノセ プターの作動薬である化合物。 2. グルタメートによって誘発される細胞毒性の防止のための医薬品を製造 するためのP2プリノセプターの作動薬または拮抗薬である化合物の使用。 3. 急性および慢性の神経退行性疾患の治療のための医薬品の製造のための P2プリノセプターの作動薬または拮抗薬である化合物の使用。 4. 通常の添加剤の他にP2プリノセプターの作動薬である化合物を活性薬 剤として含んでなる薬理組成物。 5. 通常の添加剤の他にP2プリノセプターの作動薬である化合物を薬理学 的に許容可能な手段で活性薬剤として含んでなる、請求の範囲第4項に記載の薬 理組成物。 6. 前記P2プリノセプターの作動薬が5−アデニリルイミドジホスフェー ト(AMPPNP)である、請求の範囲第4項に記載の薬理組成物。 7. グルタメートによって誘発される細胞毒性の防止のための医薬品を製造 するためのP2プリノセプターの作動薬または拮抗薬である化合物を活性薬剤と して含んでなる薬理組成物の使用。 8. 前記拮抗薬がBasilen Blue E-3G(Reactive blue 2)およびCibacron B lue 3GA から選択される、請求の範囲第7項に記載の薬理組成物の使用。 9. 急性および慢性の神経退行性疾患に使用するための、請求の範囲第4項 に記載の薬理組成物。 10. グルタメートによって誘発される生理学的機能の調節に使用するため の、請求の範囲第4項に記載の薬理組成物。 11. 前記グルタメートによって誘発される生理学的機能が痛み、ホルモン バランス、血圧、体温調節、呼吸、学習、パターン認識および記憶である、請求 の範囲第10項に記載の薬理組成物。 12. グルタメートによって誘発される神経毒性の防止に用いるための、請 求の範囲第4項に記載の薬理組成物。 13. 急性および慢性の神経退行性疾患に使用される医薬品の製造のための P2プリノセプターの作動薬または拮抗薬である化合物を活性薬剤として含んで なる薬理組成物の使用。 14. グルタメートによって誘発される生理学的機能の調節に用いられる医 薬品の製造のためのP2プリノセプターの作動薬または拮抗薬である化合物を活 性薬剤として含んでなる薬理組成物の使用。 15. 前記グルタメートによって誘発される生理学的機能が痛み、ホルモン バランス、血圧、体温調節、呼吸、学習、パターン認識および記憶である、請求 の範囲第14項に記載の組成物の使用。
JP9507214A 1995-07-28 1996-07-24 グルタメートにより誘発される細胞毒性の防止のためのp▲下2▼プリノセプターの作動薬または拮抗薬の使用 Pending JPH11511126A (ja)

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