JPWO2009057578A1 - 新規アミロイド親和性化合物の使用及び製造方法 - Google Patents

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Abstract

アミロイドへの親和性を有し、かつ、変異原性等の毒性がおさえられた化合物を用いて、インビトロ(in vitro)及びインビボ(in vivo)でアミロイドを高感度に検出し得る、生体組織中のアミロイドの検出試薬を提供する。下記式(1)で表される化合物またはその塩を含有してなる、生体組織に沈着したアミロイドの検出試薬。(式中、A1、A2、A3及びA4はそれぞれ独立に炭素又は窒素、R1は放射性ハロゲン置換基、R2は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、mは0〜2の整数である。ただし、A1、A2、A3及びA4のうちの少なくとも一つは炭素であって、R1は、炭素であるA1、A2、A3及びA4に結合する。)

Description

本発明は、新規アミロイド親和性化合物の使用及び製造方法、特に、全身性アミロイドーシスを初めとするアミロイドが蓄積する疾患の診断において、病巣部位におけるアミロイドの検出に有用な、生体組織中のアミロイド検査試薬に関する。
アミロイドと呼ばれる繊維状蛋白質が体内の種々の器官あるいは組織に沈着することにより発症する疾患は、アミロイドーシスと総称されている。アミロイドーシスに共通しているのはアミロイドと呼ばれるβシート構造に富んだ繊維状蛋白質が全身の諸臓器あるいは局所に沈着し、その臓器や組織における機能異常を生じる点である。アミロイドとは、アミロイドβや変異トランスサイレチン、β2ミクログロブリンなど種々のアミロイド前駆体蛋白が生体内において凝集することにより形成される蛋白質凝集体の総称をいう。アミロイドは、いずれのアミロイド前駆体蛋白から形成されても、βシートに富んだ特徴的な構造を有している。そのため、βシートとの結合性を有するコンゴーレッドやチオフラビンTなどの化合物はアミロイドとの親和性を有するという特徴がある。
アミロイドーシスは、アミロイドの沈着様式により、全身性アミロイドーシスと限局性アミロイドーシスに分類される。
全身性アミロイドーシスは全身の様々な部分にアミロイド沈着が起こる疾患である。全身性アミロイドーシスとしては、例えば、肝臓でアミロイドを作り出し、それが全身の器官に沈着して障害を起こす家族性アミロイドーシス、心臓及び手関節等の大関節にアミロイドが沈着する老人性TTRアミロイドーシス、長期透析患者の骨、関節等に発症する透析アミロイドーシス、慢性関節リウマチ等の慢性の炎症性疾患に続発する急性期蛋白であるserum amyloid A由来のアミロイドが沈着して発症する反応性AAアミロイドーシス(続発性アミロイドーシス)、免疫グロブリン由来のアミロイドが全身諸臓器に沈着する免疫細胞性アミロイドーシスなどがある。
限局性アミロイドーシスは、一部の臓器のみにアミロイド沈着が起こる疾患である。限局性アミロイドーシスとしては、例えば、アミロイドが脳に蓄積するアルツハイマー病、脳血管アミロイドーシス、クロイツフェルト・ヤコブ病などの脳アミロイドーシスの他、II型糖尿病に伴う膵島やインスリノーマにアミロイドが沈着したり、心房にアミロイドが沈着する内分泌アミロイドーシス、皮膚にアミロイドが沈着する皮膚アミロイドーシス、皮膚や肺に結節状のアミロイド沈着が生じる限局性結節性アミロイドーシスなどが挙げられる。
アミロイドーシスの診断は、全身性アミロイドーシスの場合、まず、皮膚、腎臓、胃腸等の生検可能な部位から組織を採取し、コンゴーレッド染色又はチオフラビンT染色することにより行われている。コンゴーレッドは、アミロイドのβシート構造部分に親和性が高い蛍光性の化合物であり、その配向性により偏光顕微鏡下で複屈折を示すため、組織内のアミロイド沈着を選択的に染色することができる。同様に、チオフラビンTも、アミロイドに親和性を有する蛍光性の化合物であり、コンゴーレッドと同様に使用されている。そして、この組織染色により陽性の所見が得られた後、抗体を用いた免疫染色等を組合せ、確定診断が行われる。しかしながら、コンゴーレッドやチオフラビンTによる染色では、偏光顕微鏡下で観察しても陽性の判定が難しい場合がある。
一方、近年、PET、SPECT、MRI等の画像診断装置が著しく普及したことに伴い、全身性アミロイドーシスを画像診断することも検討されている。
しかし、コンゴーレッドやチオフラビンTは、標識して画像診断プローブとして使用した場合、アミロイドに対する結合特異性が劣り、良好な検出感度が得られないという欠点があった。
さらに、コンゴーレッドは発癌性を有することから、人体の診断用途には使用することができない。
そこで、全身性アミロイドに親和性及び検出感度が高く、インビボ(in vivo)の検出にも使用できるアミロイド検出用蛍光試薬として、コンゴーレッド誘導体である bis-(3-hydroxycarbonyl-4-hydroxy) styrylbenzene (BSB)やその誘導体が提案されている(非特許文献14、特許文献7)。BSBは、脳アミロイドーシス及び全身アミロイドーシスによるアミロイドに対する親和性が高く、その構造にベンジジン構造を持たないため、発癌性の問題性が少なく、放射性標識して画像診断プローブとして使用することもできることが報告されている。
一方、脳アミロイドーシスの代表例であるアルツハイマー病(以下、ADという)については、生検を採取することが不可能であることから、アミロイドに高い親和性を有する化合物をマーカーとして用い、ADをインビボ(in vivo)で検出する試みが既になされている。
このような脳内アミロイド画像診断用プローブの多くは、アミロイドに対する親和性が高く、かつ脳移行性の高い疎水性の低分子化合物を、種々の放射性核種、例えば11C、18F及び123I等で標識した化合物である。具体例として、6−ヨード−2−[4’−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ベンゾチアゾール(以下、TZDMという)や6−ヒドロキシ−2−[4’−(N−メチルアミノ)フェニル]ベンゾチアゾール(以下、6−OH−BTA−1という)を初めとする種々のチオフラビン誘導体(特許文献1、非特許文献3)、(E)−4−メチルアミノ−4’―ヒドロキシスチルベン(以下、SB−13という)や(E)−4−ジメチルアミノ−4’―ヨードスチルベン(以下、m−I−SBという)を初めとするスチルベン化合物(特許文献2、非特許文献4、非特許文献5)、6−ヨード−2−[4’−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ベンゾオキサゾール(以下、IBOXという)、6−[2−(フルオロ)エトキシ]−2−[2−(2−ジメチルアミノチアゾール−5−イル)エテニル]ベンゾオキサゾールを初めとするベンゾオキサゾール誘導体(非特許文献6,非特許文献7)、2−(1−{6−[(2−フルオロエチル)(メチル)アミノ]−2−ナフチル}エチリデン)マロノニトリル(以下、FDDNPという)を初めとするDDNP誘導体(特許文献4、非特許文献8)及び6−ヨード−2−[4’−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン(以下、IMPYという)を初めとするイミダゾピリジン誘導体(特許文献3、非特許文献9)等を11Cや放射性ハロゲンで標識した化合物が報告されている。さらに、これらの画像診断用プローブの一部については、ヒトイメージング研究が実施され、AD患者において健常例とは明らかに異なる脳への放射能集積を示すことが報告されている(非特許文献10、非特許文献11、非特許文献12、非特許文献13)。
また、国際公開第2007/002540号パンフレットには、アミロイド親和性基に、エチレングリコール又はポリエチレングリコールを介して、放射性同位体を標識部位に結合させた一連の化合物が、開示されている(特許文献5)。
さらに、国際公開第2007/063946号パンフレットには、脳内での代謝を抑える目的で、5員の芳香族複素環式基を結合させた一連の化合物が、開示されている(特許文献6)。
特表2004−506723号公報 特表2005−504055号公報 特表2005−512945号公報 特表2002−523383号公報 国際公開第2007/002540号パンフレット 国際公開第2007/063946号パンフレット 国際公開第2005/016888号パンフレット J. A. Hardy &G. A. Higgins, "Alzheimer’s Disease: The Amyloid Cascade Hypohesis.", Science, 1992, 256, p.184-185 G. McKhann et al., "Clinical diagnosis of Alzheimer’s disease: Report of the NINCDS-ADRDA Work Group under the auspices of Department of Health and Human Services Task Force on Alzheimer’s Disease.", Neurology, 1984, 34, p.939-944 Z.-P. Zhuang et al., "Radioiodinated Styrylbenzenes and Thioflavins as Probes for Amyloid Aggregates.", J. Med. Chem., 2001, 44, p.1905-1914 Masahiro Ono et al., "11C-labeled stilbene derivatives as Aβ-aggregate-specific PET imaging agents for Alzheimer’s disease.", Nuclear Medicine and Biology, 2003, 30, p.565-571 H. F. Kung et al., "Novel Stilbenes as Probes for amyloid plaques .", J. American Chemical Society, 2001, 123, p.12740-12741 Zhi-Ping Zhuang et al., "IBOX(2-(4’-dimethylaminophenyl)-6- iodobensoxazole): a ligand for imaging amyloid plaques in the brain.", Nuclear Medicine and Biology, 2001, 28, p.887-894 Furumoto Y et al., "[11C]BF-227: A New 11C-Labeled 2-Ethenylbenzoxazole Derivative for Amyloid-β Plaques Imaging.", European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 2005, 32, Sup.1, P759 Eric D. Agdeppa et al., "2-Dialkylamino-6-Acylmalononitrile Substituted Naphthalenes (DDNP Analogs): Novel Diagnostic and Therapeutic Tools in Alzheimer’s Disease.",Molecular Imaging and Biology, 2003, 5, p.404-417 Zhi-Ping Zhuang et al., "Structure-Activity Relationship of Imidazo[1,2-a]pyridines as Ligands for Detectingβ-Amyloid Plaques in the Brain.", J. Med. Chem, 2003, 46,p.237-243 W. E. Klunk et al., "Imaging brain amyloid in Alzheumer’s disease with Pittsburgh Compound-B.", Ann. Neurol., 2004, 55, p.306-319 Nicolaas P. L. G. Verhoeff et al., "In-Vivo Imaging of Alzheimer Disease β-Amyloid With [11C]SB-13 PET.", American Journal of Geriatric Psychiatry, 2004, 12, p.584-595 Hiroyuki Arai et al., "[11C]-BF-227 AND PET to Visualize Amyloid in Alzheimer's Disease Patients", Alzheimer's &Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association, 2006, 2, Sup.1, S312 Christopher M. Clark et al., "Imaging Amyloid with I123 IMPY SPECT", Alzheimer's &Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association, 2006, 2, Sup.1, S342 D. M. Skovronsky et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 2000, 97, 7609
上記の様に、アミロイドを対象とした画像診断プローブとして、種々の化合物が開示され、臨床応用に向けて検討が進められている。
TZDM、IBOX及びm−I−SBのヨードを[125I]で標識した化合物は、正常マウスを用いた実験の結果、投与後2分点において、いずれも脳内への移行が認められている。しかしこれらの化合物は、正常組織からのクリアランスが十分ではなく、投与後の時間経過に伴い、徐々に脳内に集積する傾向を示している(特表2005−512945号公報、Zhi-Ping Zhuang et al.,Nuclear Medicine and Biology, 2001, 28, p.887-894、H. F. Kung et al.,J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, p.12740-12741)。正常組織からのクリアランスが十分でないと、アミロイド集積部位において十分なコントラストが得られないといった問題がある。SB−13を[11C]で標識した化合物については、ラットを用いた実験により正常組織からのクリアランスを有することが示されているが、そのクリアランス速度は十分に速いとはいえない(Masahiro Ono et al., Nuclear Medicine and Biology, 2003, 30, p.565-571)。
一方、IMPYを初めとするイミダゾピリジン骨格を有する化合物は、投与後脳内へ移行してアミロイドに集積するといった性質を有すると共に、上述した化合物とは異なり正常組織からのクリアランスが早いといった優れた性質を有することが、[125I]標識化合物を用いた実験の結果明らかとされている。しかし、IMPYは、復帰突然変異試験にて陽性を示す化合物であり、この化合物を画像診断プローブとして用いるには、その投与量や投与形態につき十分な注意が必要となる。(国際公開第03/106439号パンフレット)
FDDNPについても、復帰突然変異試験にて陽性を示すことが、報告されている。(国際公開第03/106439号パンフレット)
アミロイドを標的とした画像診断プローブとしては、アミロイドへの親和性を有し、正常組織からのクリアランスが十分に早いといったIMPYの優れた性能を維持しつつ、変異原性等の毒性がおさえられた化合物を用いることが好ましいが、現在のところそのような性能を備えた化合物は開示されていない。
また、IMPYにおいて、アミロイドが沈着していない白質等への非特異的な集積が見られることが、我々の検討の結果、確認されている(後述する比較例6参照)。AD診断剤として用いるためには、アミロイド沈着部位以外における非特異的な集積が抑えられた化合物を用いる必要があるが、そのような化合物はこれまで開示されていない。
本発明は、アミロイドを標的としたプローブとして種々の化合物が開示されているものの、臨床使用に耐え得る性能を有することが確認された化合物は未だ存在していないという上記事情に鑑みてなされたものであり、アミロイド親和性を有する新規化合物を提供することによって、インビトロ(in vitro)及びインビボ(in vivo)でアミロイドを高感度に検出できるようにすることを目的とした。
発明者はイミダゾピリジン−フェニル骨格又はそれに類似した骨格を有する化合物であって、そのフェニル基の炭素に酸素を結合させた特定の新規化合物がアミロイドに対する親和性を備え、かつ、変異原性等の毒性が低いこと、及び、該化合物群をプローブとして使用することにより、インビトロ(in vitro)及びインビボ(in vivo)でアミロイドを高感度に検出し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、一側面によれば、下記式(1):
Figure 2009057578
で表される化合物又はその塩を含有してなる、生体組織に沈着したアミロイドの検出試薬を提供する。特に、前記式(1)で表される化合物又はその塩によると、アミロイドに特異性の高いアミロイド検出試薬が提供される。ここで、特異性の高いアミロイド検出試薬とは、アミロイドへの集積性を有し、その他の部位への集積がほとんどないか、ある場合でもそこから速やかにクリアランスされる性質を有するため、投与後一定時間経過後の画像における、アミロイド描出の特異性が高い検出試薬をいうものとする。
生体組織としては、アミロイドーシスにおいてアミロイドが沈着することが知られている種々の組織とすることができる。このような生体組織の代表例としては、脳、心臓、肺、膵臓、骨、関節等が挙げられ、最も代表的な生体組織としては、脳が挙げられる。脳を対象とした場合における、代表的なアミロイドーシスは、アルツハイマー病及びレビー小体型痴呆である。
式(1)において、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素であるが、少なくとも一つは炭素である必要がある。A、A、A及びAのうちの3以上を炭素とすることが好ましく、全てを炭素とすることがより好ましい。なお、式(1)において、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。また、Rの結合部位は、炭素であるA、すなわち、6位の炭素であることが好ましい。
式(1)中、Rは放射性ハロゲン置換基である。Rとしては種々の放射性ハロゲンを用いることができ、好ましくは18F、75Br、76Br、123I、124I、125I及び131Iからなる群より選択される放射性ハロゲンを用いることができ、より好ましくは18F又は123Iを用いることができる。
は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、及びシアノ基からなる群より選ばれる基である。Rは、好ましくは水素、水酸基、カルボキシル基又はアミノ基であり、より好ましくは水素又は水酸基であり、特に好ましくは水酸基である。
また、mは0〜2の整数である。
特に好ましい態様において、本発明に係る式(1)の化合物は、2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−(4’−エトキシフェニル)−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−(4’−エトキシフェニル)−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−(3’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−(3’−エトキシフェニル)−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−(3’−エトキシフェニル)−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[3’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、2−[3’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[125I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン、及び、2−[3’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[131I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンからなる群より選択され、本発明に係る好ましいアミロイド検出試薬は、これらの化合物又はその塩を含有してなるアミロイド検出試薬である。
上記式(1)の化合物は新規化合物であり、本発明は、別の一側面によると、下記式(2):
Figure 2009057578
(式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
は非放射性ハロゲン置換基、ニトロ置換基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル基からなる群より選ばれる基、
は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
mは0〜2の整数である。
ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される化合物又はその塩と、放射性ハロゲンイオンとを含む反応溶液を調製する工程と、
前記反応溶液に反応条件を与えることによって、下記式(1):
Figure 2009057578
(式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
は放射性ハロゲン置換基、
は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
mは0〜2の整数である。
ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される化合物又はその塩を合成する工程と、
を含むことを特徴とする、放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法を提供する。
式(2)において、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素であるが、少なくとも一つは炭素である必要がある。A、A、A及びAのうちの3つ以上が炭素であることが好ましく、全てが炭素であることがより好ましい。なお、式(2)において、Rは炭素であるA、A、A又はAのいずれかに結合する。また、Rの結合部位は、炭素であるA、すなわち、6位の炭素であることが好ましい。
上記式(2)で示される前駆体化合物又はその塩と放射性ハロゲンイオンとを含む反応溶液を調製する工程は、例えば、該前駆体化合物又はその塩を不活性有機溶媒に溶解し、これに公知の方法にて得られた放射性ハロゲンイオン含有溶液を加えることにより行うことができる。
不活性有機溶媒は、該前駆体化合物又はその塩及び放射性ハロゲンイオンとの間で反応性を有さない種々の溶媒を用いることができ、例えば、用いる放射性ハロゲンが放射性ヨウ素の場合は、メタノールを好ましく用いることができ、用いる放射性ハロゲンが放射性フッ素の場合はアセトニトリルを好ましく用いることができる。
上記式(1)で表される化合物又はその塩を合成する工程において反応溶液に与える反応条件は、式(2)の化合物のRを、反応溶液に添加された放射性ハロゲンイオンで置換する反応を進行させる条件であれば特に限定はされず、放射性ハロゲンイオンの種類に応じた公知の反応条件を使用することができる。
本発明の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法において、放射性ハロゲンイオンとしては、例えば、18F、75Br、76Br、123I、124I、125I又は131Iを用いることができる。
で示される放射性ハロゲン置換基が123I、124I、125I又は131Iである式(1)の化合物を製造する場合、放射性ハロゲンイオンとして123Iイオン、124Iイオン、125Iイオン又は131Iイオンがそれぞれ使用され、式(2)の化合物としては、Rがヨウ素、シュウ素、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基又はトリフェニルスタニル置換基である化合物を使用することが好ましく、Rがヨウ素、トリメチルスタニル置換基、トリブチルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル置換基である化合物を使用することがより好ましい。
で示される放射性ハロゲン置換基が18Fである式(1)の化合物を製造する場合、放射性ハロゲンイオンとして18Fイオンが使用され、式(2)の化合物としては、Rがニトロ置換基又はアルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム置換基である化合物を使用することが好ましい。
で示される放射性ハロゲン置換基が75Br又は76Brである式(1)の化合物を製造する場合、放射性ハロゲンイオンとして75Brイオン又は76Brイオンがそれぞれ使用され、式(2)の化合物としては、Rがシュウ素である化合物を使用することが好ましい。
また、本発明は、更に別の一側面によると、下記式(2):
Figure 2009057578
で表される、放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物又はその塩を提供する。
式(2)において、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素であるが、少なくとも一つは炭素である必要がある。A、A、A及びAのうちの3以上を炭素とすることが好ましく、全てを炭素とすることがより好ましい。なお、式(2)において、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。また、Rの結合部位は、炭素であるA、すなわち、6位の炭素であることが好ましい。
式(2)中、Rは非放射性ハロゲン置換基、ニトロ基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル基からなる群より選ばれる基である。非放射性ハロゲン置換基としては、放射性フッ素を用いた求核置換反応における標的となりうるハロゲン又は放射性ヨウ素との間の同位体交換反応の標的となりうるハロゲンを用いることができ、好ましくは塩素、ヨウ素又は臭素を用いることができる。トリアルキルスタニル置換基としては種々の置換基を用いることができ、トリメチルスタニル置換基及びトリブチルスタニル置換基を好ましく用いることができる。
は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、及びシアノ基からなる群より選ばれる基である。Rは、好ましくは水素、水酸基、カルボキシル基又はアミノ基であり、より好ましくは水素又は水酸基であり、特に好ましくは水酸基である。
また、mは0〜2の整数である。
本発明により、アミロイドへの親和性を有し、かつ、変異原性等の毒性がおさえられているため広範囲のアミロイドーシスに関連するアミロイドのインビトロ(in vitro)及びインビボ(in vivo)での検出に使用可能なアミロイド検出試薬並びにその製造方法及び製造用中間体を得ることが可能となる。
(放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物の合成方法)
以下、6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンを例にとり、本発明の一つの側面に係る、放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物の合成方法を説明する。
6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成にあたっては、まず、4’−ヒドロキシアセトフェノンと臭化第二銅とを反応させ、2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを合成する(図1、工程1)。このときの反応は定法、例えば文献(King L. Carroll &Ostrum G. Kenneth, Journal of Organic Chemistry, 1964, 29(12), p.3459-3461)記載の方法に従って行うことができる。
次に、上記で合成した2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを2−アミノ−5−ヨードピリジンと反応させ、2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを合成する(図1、工程2)。この工程は、下記の要領にて行うことができる。
まず、2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノンと2−アミノ−5−ヨードピリジンとをアセトニトリル等の不活性溶媒に溶解し、還流温度にて2〜6時間反応させると、2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンの臭化水素酸塩が生成し、白色沈殿を生じる。このときの溶媒としては、アセトニトリルの他、メタノールやアセトンといった、同様の反応にて通常用いられる溶媒を用いることができる。また、反応温度は還流することができる温度であればよく、例えばアセトニトリルを溶媒とした場合は110℃とすることができる。なお、用いる溶媒の量は、反応に十分な量であればよいが、多過ぎると反応物の沈殿を得ることができないため、注意が必要である。例えば、10mmol相当の2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを用いて反応させる場合は、約40〜80mLの溶媒を用いればよい。
次に、反応液をろ過して沈殿物をろ別後、この白色沈殿をメタノール/水混液(1:1)に懸濁し、これに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を沈殿物に対して大過剰となるように加えると、2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンが遊離して沈殿が生ずる。この新たに生じた沈殿をろ取することによって、本工程の目的物である2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを得ることができる(図1、工程2)。メタノール/水混液の量は、反応させるために十分な量であれば特に限定する必要はないが、多すぎると生成物の析出の妨げとなるため注意が必要である。例えば、10mmol相当の2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを用いた場合であれば、40〜100mL程度のメタノール/水混液を用いればよい。また、炭酸水素ナトリウムの量は、反応基質である前記沈殿物に対して大過剰であれば特に限定する必要はなく、例えば、前記条件にて反応させる場合であれば、50mL程度の飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を反応液に添加すればよい。
ここで別途、2−ブロモエタノールとt−ブチルジフェニルクロロシラン(TBDPSCl)とを反応させ、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタンを合成する(図1、工程3)。このときの反応は定法、例えば文献(Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.170 (2004); Vol. 79, p.59 (2002))記載の方法に従って行うことができる。
次いで、合成した2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを十分に乾燥させた後、N,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、炭酸カリウム及び1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタンを添加する。この混合物を約90℃で約2時間攪拌後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出し、酢酸エチル層を濃縮してクロマトグラム精製を行うことにより、2−[4’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを得る(図1、工程4)。炭酸カリウムの量は、反応中に1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタンから発生する臭化水素酸を中和できる量であれば良く、典型的には副原料である1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタンに対してモル比にして2〜3倍程度用いればよい。また、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタンの量は、反応基質に対して過剰量であれば良く、典型的には反応基質である2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンに対してモル比にして1.5倍程度用いればよい。
次いで、得られた2−[4’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンのt−ブチルジフェニルシリル基を、テトラブチルアンモニウムフルオリドを用いて脱保護することにより、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを得ることができる(図1、工程5)。このときの反応は定法、例えば文献(Organic Syntheses, Coll. Vol. 9, p.417 (1998); Vol. 74, p.248 (1997))記載の方法に従って行うことができる。
得られた2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンをジオキサンに溶解し、トリエチルアミンを加えた後、ビストリブチルスズ及び触媒量のテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムを添加する。この反応液を約90℃に加熱して約24時間反応させた後、溶媒を留去し、クロマトグラム精製を行って、目的物である6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンを得ることができる(図2、工程1)。このとき、ビストリブチルスズの量は、反応基質に対して過剰量となる条件を満たす量であればよく、具体的には反応基質である2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンに対してモル比にして1.5倍程度であれば良い。
なお、イミダゾピリジン環における6位の置換基をトリブチルスタニル置換基以外のトリアルキルスタニル置換基とした化合物を得る場合は、図2の工程1でビストリブチルスズを用いる代わりに、目的に応じた種々のビストリアルキルスズを用いればよい。例えば、6位の置換基をトリメチルスタニル置換基とした化合物を合成する場合は、図2の工程1においてビストリメチルスズを用いて上記と同様の反応を行えばよい。
イミダゾピリジン環における官能基の結合部位を、6位の炭素以外の炭素とした化合物は、図1の工程2で用いた2−アミノ−5−ヨードピリジンの代わりに、ピリジン環におけるヨウ素の結合部位が種々異なる化合物を用いることによって得ることができる。例えば、官能基の結合部位をイミダゾピリジン環の8位の炭素とする場合は、図1の工程2において、2−アミノ−5−ヨードピリジンの代わりに、2−アミノ−3−ヨードピリジンを用いればよい。
(放射性ハロゲン標識有機化合物の合成方法)
次に、放射性ヨード標識体化合物を例にとり、本発明の別の一側面に係る、放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法について説明する。
放射性ヨード標識体化合物の合成は、上記の要領にて合成した標識前駆体化合物を不活性有機溶媒に溶解し、これに公知の方法にて得られた[123I]ヨウ化ナトリウム溶液等を加え、酸及び酸化剤を加えて反応させることによって行うことができる。標識前駆体化合物を溶解させる不活性有機溶媒としては標識前駆体及び[123I]ヨウ化ナトリウム等との間で反応性を有さない種々の溶媒を用いることができ、好ましくはメタノールを用いることができる。
酸は種々のものを用いることができ、好ましくは塩酸を用いることができる。
酸化剤は、反応液中のヨウ素を酸化させることができるものであれば特に限定する必要はなく、好ましくは過酸化水素又は過酢酸を用いることができる。酸化剤の添加量は、反応溶液中のヨウ素を酸化させるのに十分な量であれば良い。
ヨウ素以外の放射性ハロゲン標識体は、合成目的に応じた標識前駆体を、目的に応じた放射性ハロゲンで標識することによって合成することができる。例えば、6−[18F]フルオロ−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンを合成する場合は、標識前駆体である2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ニトロイミダゾ[1,2−a]ピリジンを、相間移動触媒と炭酸カリウムの存在下で[18F]フッ化物イオンと反応させれば良い。
(本発明に係る検出試薬の使用方法及び調製方法)
アミロイドは前駆蛋白の種類により多くの異なる構造を有するが、βシート構造を有する点で共通している。チオフラビンTやコンゴーレッドを初めとする、アミロイドを対象とした多くの染色試薬は、このβシート構造を認識ターゲットとしており、アミロイドの種類によらず、同様の染色能を有していることが知られている。
本発明に係る式(1)の化合物は、アミロイドβ蛋白質(以下、Aβという)を前駆体とするアミロイドに親和性を有し、しかも、広範囲のアミロイドに結合することが知られているチオフラビンTのアミロイドに対する結合阻害作用を有する。
したがって、本発明に係る式(1)の化合物は、チオフラビンTと同様に、アミロイド蛋白質のβシート構造に親和性を有していると考えられる。このことは、本発明に係る式(1)の化合物が、多種のアミロイドに対して、同様の親和性を有していることを示唆している。
すなわち、本発明のアミロイド検出試薬は、チオフラビンTやコンゴーレッドと同様に、全身性アミロイドーシス及び限局性アミロイドーシスの診断に使用することができる。ここにおいて、全身性アミロイドーシスとしては、免疫グロブリン性アミロイドーシス、反応性AAアミロイドーシス、家族性アミロイドーシス、透析アミロイドーシス、老人性アミロイドーシスなどが挙げられる。限局性アミロイドーシスとしては、脳アミロイドーシス、内分泌アミロイドーシス、皮膚アミロイドーシス、限局性結節性アミロイドーシスなどが挙げられる。
本発明のアミロイド検出試薬は、生検を対象としたインビトロ(in vitro)で使用する試薬として使用できるだけでなく、かつ、変異原性等の毒性がおさえられた化合物を用いているので、放射性診断剤としてインビボ(in vivo)で使用する試薬として使用することができる。
本発明に係るアミロイド検出試薬は、他の一般に知られている放射性診断剤と同様、上記式(1)で示される放射性ハロゲン標識化合物を所望により適当なpHに調整された水又は生理食塩水、あるいはリンゲル液等に配合させた液として調製することができる。この場合における本化合物の濃度は、配合された本化合物の安定性が得られる濃度以下とする必要がある。本化合物の投与量は、投与された薬剤の分布を画像化するために十分な濃度であれば特に限定する必要はない。例えば、ヨウ素−123(123I)標識化合物及びフッ素−18(18F)標識化合物の場合は、体重60kgの成人一人当り50〜600MBq程度、静脈投与又は局所投与して使用することができる。投与された薬剤の分布は、公知の方法にて画像化することができ、例えばヨウ素−123(123I)標識化合物の場合はSPECT装置、フッ素−18(18F)標識化合物の場合はPET装置を用いて画像化することができる。
本発明のアミロイド検出試薬を生体に投与することにより、脳、心臓、肺、消化管、血管、肝臓、膵臓、腎臓、関節、骨等の生体組織に沈着したアミロイドを画像化することができ、生検の採取が困難な生体組織、例えば、脳、心臓、肺、膵臓、骨及び関節におけるアミロイド沈着を画像化するために有用である。
以下、実施例、比較例及び参考例を記載して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
下記実施例において、実験に供する各化合物の名称を、表1の様に定義した。
Figure 2009057578
(実施例1)2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成
臭化第二銅28.17g(126mmol相当)に酢酸エチル50mLを加えて懸濁させ、これに4’−ヒドロキシアセトフェノン8.18g(60.0mmol相当)を酢酸エチル50mL−クロロホルム50mL混液に溶解した液を加え、加熱還流した。5時間後、反応液を室温まで冷却してろ過を行い、ろ液を減圧濃縮した。残渣を酢酸エチルに溶解し、活性炭を加えて脱色操作を行った後、溶液をろ過、濃縮した。得られた粗生成物を、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/メタノール=20/1)で精製し、さらに酢酸エチル−石油エーテルから再結晶を行い、2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン7.25g(33.7mmol相当)を得た(図1、工程1)。
2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン441mg(2.0mmol相当)と2−アミノ−5−ヨードピリジン449mg(2.0mmol相当)をアセトニトリル15mLに溶解し、110℃の油浴にて5時間加熱還流した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をろ別したのち、アセトニトリルで洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた粗結晶は、水10mL−メタノール10mL混液に懸濁させた後、これに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を約10mL加え、超音波洗浄器で5分間振とうした。得られた混合物から、沈殿物をろ別して水でよく洗浄し、減圧下乾燥して、2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン526mg(1.56mmol相当)を得た(図1、工程2)。
別途、2−ブロモエタノール2.50g(20.0mmol相当)とイミダゾール(Imidazole)2.72g(40.0mmol相当)をジメチルホルムアミド(DMF)10mLに溶解し、0℃に冷却した後、t−ブチルジフェニルクロロシラン(TBDPSCl)5.50g(20.0mmol相当)を加えた。反応混合物を室温で18時間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで3回抽出を行った。合わせた酢酸エチル層を、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=10/1)にて精製を行い、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタン7.04g(19.4mmol相当)を得た(図1、工程3)。
2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン200mg(0.595mmol相当)をジメチルホルムアミド3.0mLに溶解し,炭酸カリウム247mg(1.79mmol相当)を加えた後、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタン259mg(0.714mmol相当)を加えた。反応混合物を90℃で2時間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで3回抽出を行った。合わせた酢酸エチル層を、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=2/1)にて精製を行い、2−[4’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン368mg(0.595mmol相当)を得た(図1、工程4)。
2−[4’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン368mg(0.595mmol相当)をテトラヒドロフラン(THF)1.0mLに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)の1.0mol/Lテトラヒドロフラン溶液0.70mLを加えた。室温で2時間攪拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加え、続いて水5.0mLとアセトニトリル2.0mLを加えて析出した沈殿物をろ別した。ろ別した沈殿物を水、アセトニトリルの順で洗浄し、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン226mg(0.595mmol相当)を得た(図1、工程5)。
得られた2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重ジメチルスルホキシド、共鳴周波数:500MHz):δ8.95 ( s, 1H ), 8.27 ( s, 1H ), 7.87 ( d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.54-7.46 ( m, 2H ), 7.04 (d, J = 8.7 Hz, 2H ), 4.04 ( t, J = 4.6 Hz, 2H ), 3.73 ( t, J = 4.6 Hz, 2H )。
13C−NMR(溶媒:重ジメチルスルホキシド、共鳴周波数125MHz):δ158.9, 143.0, 142.4, 133.5, 131.5, 127.1, 124.4, 116.7, 114.8, 108.1, 76.7, 69.5, 59.4。
(実施例2)6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
実施例1で得られた、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン100mg(0.263mmol相当)をジオキサン(dioxane)4.0mLに溶解し、トリエチルアミン2.0mLを加えた後、ビストリブチルスズ0.20mL(0.39mmol相当)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム20.1mg(触媒量)を加えた。反応混合物を90℃で21時間攪拌した後、溶媒を減圧下留去し、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=1/2)にて精製を行い、6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン75.3mg(0.139mmol相当)を得た(図2、工程1)。
得られた6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数:500MHz):δ7.98 ( s, 1H ), 7.89 ( d, J = 8.7 Hz, 1H ), 7.75 ( s, 1H ), 7.56 ( d, J = 8.7 Hz, 1H ), 7.15 (d, J = 8.7 Hz, 1H ), 6.98 ( d, J = 8.7 Hz, 1H ), 4.13 ( t, J = 4.6 Hz, 2H ), 3.99 ( t, J = 4.6 Hz, 2H ), 2.63 ( s, 3H ), 1.64-1.51( m, 6H ), 1.36 ( sextet, J = 7.3 Hz, 6H ), 1.19-1.06 ( m, 6H ), 0.92 ( t, J =7.3 Hz, 9H )。
13C−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数125MHz):δ158.6, 145.7, 145.0, 131.2, 130.0, 127.4, 127.2, 121.9, 116.9, 114.8, 106.4, 69.3, 61.4, 29.0, 27.3, 13.7, 9.8。
(実施例3)2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンをメタノール/ジメチルスルホキシド混合溶液(混合割合9:1)に溶解した液(濃度:1mg/mL)60μLに、1mol/L塩酸 150μL、1mmol/mLヨウ化ナトリウム15μL、274MBqの[123I]ヨウ化ナトリウム250μL、10%(W/V)過酸化水素15μLを添加した。当該混合液を50℃にて10分間静置した後、下記の条件のHPLCに付して2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン画分を分取した。
HPLC条件:
カラム:Phenomenex Luna C18(商品名、Phenomenex社製、サイズ:4.6×150mm)
移動相:0.1%トリフルオロ酢酸を含む水/0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル=80/20→0/100(17分)
流速:1.0 mL/分
検出器:紫外可視吸光光度計(検出波長:282nm)及び放射線検出器(raytest社 STEFFI型)
当該画分に水10mLを添加した液を逆相カラム(商品名:Sep−Pak(登録商標)Light C8 Cartridges、Waters社製、充填剤の充填量145mg)に通液し、2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを当該カラムに吸着捕集した。このカラムを水1mLで洗浄した後、ジエチルエーテル1mLを通液して2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを溶出させた。得られた放射能量は合成直後において22MBqであった。また、下記の条件によるTLC分析を行ったところ、その放射化学的純度は97%であった。
TLC分析条件:
TLCプレート:Silica Gel 60 F254(製品名、メルク社製)
展開相:クロロホルム/メタノール/トリエチルアミン=100/1/2
検出器:Rita Star(製品名、raytest社製)
(実施例4)2−(4’−エトキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成
臭化第二銅2.72g(12.2mmol相当)に酢酸エチル30mLを加えて懸濁させ、これに4’−エトキシアセトフェノン1.00g(6.09mmol相当)を加え、加熱還流した。3時間後、反応混合物を室温まで冷却してろ過を行い、ろ液を減圧濃縮した。残渣を酢酸エチルに溶解し、濃縮した。得られた粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=10/1)で精製し、2−ブロモ−4’−エトキシアセトフェノン1.20g(4.94mmol相当)を得た(図3、工程1)。
2−ブロモ−4’−エトキシアセトフェノン1.20g(4.94mmol相当)と2−アミノ−5−ヨードピリジン1.09g(4.95mmol相当)をアセトニトリル20mLに溶解し、110℃の油浴にて1.5時間加熱還流した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をろ別したのち、アセトニトリルで洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた粗結晶は、水10mL−メタノール5mL混液に懸濁させた後、これに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を約20mL加え、超音波洗浄器で10分間振とうした。得られた混合物から、沈殿物をろ別して水でよく洗浄し、減圧下乾燥して、2−(4’−エトキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン1.64g(4.50mmol相当)を得た(図3、工程2)。
得られた2−(4’−エトキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重ジメチルスルホキシド、共鳴周波数:500MHz):δ9.06 ( s, 1H ), 8.38 ( s, 1H ), 7.86 ( d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.77-7.57 ( m, 2H ), 7.06 (d, J = 8.7 Hz, 2H ), 4.10 ( q, J = 6.9 Hz, 2H ), 1.36 ( t, J = 6.9 Hz, 3H )。
13C−NMR(溶媒:重ジメチルスルホキシド、共鳴周波数:125MHz):δ159.3, 141.1, 140.3, 135.9, 132.0, 127.3, 122.1, 115.3, 114.9, 108.5, 78.6, 63.2, 14.5。
(実施例5)6−トリブチルスタニル−2−(4’−エトキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
実施例4で得られた、2−(4’−エトキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン364mg(1.00mmol相当)をジオキサン4.0mLに溶解し、トリエチルアミン2mLを加えた後、ビストリブチルスズ0.76mL(1.5mmol相当)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム76.3mg(触媒量)を加えた。反応混合物を90℃で23時間攪拌した後、溶媒を減圧下留去し、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=5/1)にて精製を行い,6−トリブチルスタニル−2−(4’−エトキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジン331mg(0.628mmol相当)を得た(図4、工程1)。
得られた6−トリブチルスタニル−2−(4’−エトキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数:500MHz):δ7.96 ( s, 1H ), 7.88 ( d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.74 ( s, 1H), 7.58 ( d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.14 ( d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.96 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 4.07 ( q, J = 6.9 Hz, 2H), 1.63-1.49 ( m, 6H), 1.43 ( t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.39-1.31 ( m, 6H), 1.18-1.04 ( m, 6H ), 0.90( t, J = 7.3 Hz, 9H )。
13C−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数:125MHz):δ159.0, 145.7, 145.2, 131.2, 130.1, 127.4, 126.7, 121.9, 117.0, 114.8, 106.4, 63.6, 29.1, 27.4, 15.0, 13.8. 9.9。
(実施例6)2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
6−トリブチルスタニル−2−(4’−エトキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジンのメタノール/ジメチルスルホキシド=9/1混合溶液(濃度:1mg/mL)60μLに、2mol/L塩酸 90μL、1mmol/mLヨウ化ナトリウム15μL、436MBqの[123I]ヨウ化ナトリウム100μL、10%(W/V)過酸化水素15μLを添加した。当該混合液を50℃にて10分間静置した後、下記の条件のHPLCに付して2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン画分を分取した。
HPLC条件:
カラム:Phenomenex Luna C18(商品名、Phenomenex社製、サイズ:4.6×150mm)
移動相:0.1%トリフルオロ酢酸を含む水/0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル=80/20→0/100(17分)
流速:1.0 mL/分
検出器:紫外可視吸光光度計(検出波長:282nm)及び放射線検出器 (raytest社 STEFFI型)
当該画分に水10mLを添加した液を逆相カラム(商品名:Sep−Pak(登録商標)Light C8 Cartridges、Waters社製、充填剤の充填量145mg)に通液し、2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを当該カラムに吸着捕集した。このカラムを水1mLで洗浄した後、ジエチルエーテル1mLを通液して2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを溶出させた。得られた放射能量は合成直後において88MBqであった。また、下記の条件によるTLC分析を行ったところ、その放射化学的純度は98%であった。
TLC分析条件:
TLCプレート:Silica Gel 60 F254(製品名、メルク社製)
展開相:クロロホルム/メタノール/トリエチルアミン=100/1/2
検出器:Rita Star(製品名、raytest社製)
(参考例1)[123I]−IMPYの合成
logPoctanolの測定並びに脳集積性に関する検討における比較例に用いるため、下記の工程に従い、[123I]−IMPYを合成した。
文献(Zhi-Ping Zhuang et al., J. Med. Chem, 2003, 46, p.237-243)記載の方法に従い、6−トリブチルスタニル−2−[4’−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンを合成し、メタノールに溶解した(濃度:1mg/mL)。当該溶液53μLに、1mol/L塩酸 75μL、224〜253MBqの[123I]ヨウ化ナトリウム60〜70μL、1mmol/Lヨウ化ナトリウム溶液 10μL、10%(W/V)過酸化水素15μLを添加した。当該混合液を50℃にて10分間静置した後、実施例3と同様の条件によるHPLCに付して[123I]−IMPY画分を分取した。
当該画分に水10mLを添加した液を逆相カラム(商品名:Sep−Pak(登録商標)Light C8 Cartridges、Waters社製、充填剤の充填量:145mg)に通液し、[123I]−IMPYを当該カラムに吸着捕集した。このカラムを水1mLで洗浄した後、ジエチルエーテル1mLを通液して[123I]−IMPYを溶出させた。得られた放射能量は合成直後において41〜57MBqであった。また、実施例3と同様の条件にてTLC分析を行ったところ、その放射化学的純度は93%であった。
(実施例7、比較例1〜3)アミロイド親和性の測定
本発明化合物のアミロイド親和性を、以下のin vitro結合試験により評価した。
(1)Aβ1−42(和光純薬工業)をリン酸緩衝液(pH 7.4)で溶解して37℃で72時間振盪することで、1mg/mLの凝集した Aβ(以下本実施例において、アミロイドとする)懸濁液(以下、本実施例において、アミロイド懸濁液という)を得た。
(2)上記アミロイド懸濁液につき、文献(Naiki, H.ら、Laboratory Investigation.74、p.374-383(1996))記載の方法に従ってチオフラビンT(Fluka社製)を用いた蛍光光度測定による定性実験を行い、(1)で得た凝集化Aβがアミロイドであることを確認した(測定条件:励起波長446nm、蛍光波長490nm)。
(3)文献(Wang, Y.ら、 J. Labelled Compounds Radiopharmaceut.44、 S239(2001))記載の方法に従い、2−(4’−アミノフェニル)ベンゾチアゾールを標識前駆体として[125I]2−(3’−ヨード−4’−アミノフェニル)ベンゾチアゾール(以下、[125I]3’−I−BTA−0という)を調製し、エタノールに溶解した。コンゴーレッド、チオフラビンT及び6−メチル−2−[4’−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ベンゾチアゾール(以下、6−Me−BTA−2という)は、市販の試薬をそのまま秤量して用いた。
(4)IMPYを、文献(Zhuang, Z.P.ら、J.Med. Chem.46,237(2003))記載の方法に従って合成した。
(5)各評価化合物又はそのエタノール溶液、上記(3)にて調製した[125I]3’−I−BTA−0のエタノール溶液及び上記(1)にて調製したアミロイド懸濁液を1%牛血清アルブミン含有リン酸緩衝液(pH 7.4)に溶解し、各評価化合物、[125I]3’−I−BTA−0及びアミロイドの最終濃度がそれぞれ表2記載の濃度となる試料を調製した。
Figure 2009057578
(6)上記(5)にて調製した各試料溶液を、96穴マイクロプレートの各ウェル(容量約0.3mL)に充填した。試料溶液を充填したマイクロプレートを、22℃で3時間、一定速度(400回転/分)で振盪した後、各試料溶液をグラスファイバーフィルター(商品名:MulutiscreenTM−FC、ミリポア社製)にて濾過することにより、アミロイドに結合した[125I]3’−I−BTA−0と結合していない[125I]3’−I−BTA−0とを分離した。
(7)各試料溶液の濾過に用いたグラスファイバーフィルターを、1%牛血清アルブミン含有リン酸緩衝液(pH 7.4)で洗浄(0.5mL×5回)し、グラスファイバーフィルターの放射能をオートウェル・ガンマシステム(Aloka社製、形式:ARC−301B)で測定した(以下、各評価化合物濃度が0の試料における放射能量をA、各評価化合物濃度が0.001nmol/L以上の試料における放射能量をBとする)。
(8)別に、6−Me−BTA−2を15μmol/L、[125I]3’−I−BTA−0を400pmol/L、アミロイドを1μmol/L配合させた液を調製し、上記(7)及び(8)と同様の操作を行って放射能量を測定した。求めた放射能量をバックグランド放射能量とし、阻害率の計算に用いた(以下、BGとする)。
(9)上記(7)及び(8)にて測定した放射能量を用い、下記式(1):
Figure 2009057578
より阻害率を求めた。得られた阻害率をプロビット変換した値を評価化合物の濃度の対数に対してプロットしたグラフを作成し、最小二乗法にて近似直線を作成した。この直線を用い、各化合物の50%阻害濃度(以下、IC50%値という)を求めた。この値を指標として用い、各評価化合物のアミロイド親和性を評価した。
各評価化合物におけるIC50%値を表3に示す。化合物3は100未満のIC50%値を示し、アミロイド親和性を有することが一般に知られているコンゴーレッド及びチオフラビンTと比較して、有意に高いアミロイド親和性を示していた。この結果より、化合物3は、IMPY同様に、良好なアミロイド親和性を有することが示された。
Figure 2009057578
(実施例8〜9、比較例4)オクタノール抽出法を用いた分配係数の測定
化合物の血液脳関門(以下、BBBという)透過性の指標として一般に知られているオクタノール抽出法を用いた分配係数(以下、logPoctanolという)を測定した。
実施例3にて調製した化合物1のジエチルエーテル溶液(実施例8)、実施例6にて調製した化合物2のジエチルエーテル溶液(実施例9)、及び参考例1にて調製した[123I]−IMPYのジエチルエーテル溶液(比較例4)を、それぞれ10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液にて希釈し、放射能濃度20〜30MBq/mLとなるように調整した。調製した試料溶液各10μLをそれぞれオクタノール2mLに添加し、さらに、10mmol/Lリン酸緩衝液(pH7.4)2mLを添加して、30秒間攪拌した。この混合液を低速遠心機で遠心分離(2000 回転/分×60分間)した後、オクタノール層及び水層を各1mL分取し、それぞれの放射能カウントをオートウェル・ガンマシステム(形式:ARC−301B、Aloka社製)にて計測した。得られた放射能カウントを用い、式(2)を用いてlogPoctanol値を算出した。
Figure 2009057578
結果を表4に示す。logPoctanolの値は、いずれの化合物においても、1〜3の間の値を示していた。BBBを透過可能な化合物においては、logPoctanol値は1〜3の間の値であることが知られている(Douglas D. Dischino et al., J.Nucl.Med., (1983), 24, p.1030-1038)。以上の結果より、両化合物は、IMPY同様にBBB透過性を有するものと示唆された。
Figure 2009057578
(実施例10〜11、比較例5)脳内移行性及びクリアランスの測定
化合物1(実施例10)及び化合物2(実施例11)を用い、雄性のWistar系ラット(7週齢)における脳への放射能集積の経時的変化を測定した。
実施例3にて調製した化合物1のジエチルエーテル溶液(実施例10)、実施例6にて調製した化合物2のジエチルエーテル溶液(実施例11)、及び参考例1にて調製した[123I]−IMPYのジエチルエーテル溶液(比較例5)を、それぞれ10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液にて希釈し、放射能濃度8〜12MBq/mLとなるように調整した。調製した試料溶液各0.05mLを、上記ラットに、チオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した。投与後2分、5分、30分、60分に腹部大動脈より脱血した上で脳を採取し、脳の質量を測定し、さらに脳の放射能をシングルチャネルアナライザー(検出器型番:SP−20、応用光研工業株式会社製)を用いて計測した(以下、本実施例にてAとする)。また、残り全身の放射能量を同様に測定した(以下、本実施例にてBとする)。これらの測定結果を用い、下記式(3)より、各解剖時間点における、脳への単位質量当たりの放射能分布率(%ID/g)を算出した。
なお、実験は、各時間点において、3匹の動物を用いて行った。
Figure 2009057578
結果を表5に示す。表5に示すように、化合物1及び化合物2は、[123I]−IMPY同様、投与後2分点において高い放射能集積が認められ、その後60分にかけて速やかに消失する傾向を示していた。この結果より、化合物1及び化合物2は、共に[123I]−IMPYと同様、高い脳移行性及び速やかな脳からのクリアランスを有することが示唆された。
Figure 2009057578
(比較例6)アミロイド注入モデルラットを用いた123I−IMPYのex vivoオートラジオグラム
(1)Aβ1−40(株式会社ペプチド研究所製)をリン酸緩衝液(pH7.4)で溶解して37℃で72時間振盪させ、1mg/mLの凝集Aβ懸濁液(以下、本実施例にてアミロイド懸濁液という)を得た。
(2)雄性Wistar系ラット(7週齢)の片側扁桃核へ上記アミロイド懸濁液を2.5μL(25μg相当)注入し、対照として、反対側の扁桃核にリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)を2.5μL注入した。アミロイド懸濁液及びリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)注入1日後のラットを、検体とした。
(3)[123I]−IMPYを10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液に溶解し、試料溶液とした(試料溶液中の放射能濃度29MBq/mL)。この溶液を、上記ラットに、チオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した(投与量:0.5mL、投与した放射能:14.5MBq相当)。
(4)投与60分後に脳を摘出して、ミクロトーム(形式:CM3050S、LEICA社製)を用いて厚さ10μmの脳切片を作製した。当該脳切片をイメージングプレート上で20時間露光させた後、バイオイメージングアナライザー(形式:BAS−2500、富士写真フィルム株式会社製)を用いて画像解析を行った。
(5)バイオイメージングアナライザーを用いた上記画像解析の終了後、チオフラビンTによる病理染色を行って蛍光顕微鏡(株式会社ニコン製、形式:TE2000−U型、励起波長:400〜440nm、検出波長:470nm)を用いたイメージングを行い、当該切片上にアミロイドが沈着していることを確認した(図5b)。
アミロイド脳内注入ラットの脳切片におけるオートラジオグラム及びチオフラビンT染色のイメージを図5に示す。この図に示すように、アミロイド懸濁液を注入した側の扁桃核において、明らかな放射能集積が認められたものの、アミロイドが注入されていない白質へも非特異的な集積が認められた。
(実施例12)脳内アミロイドの描出の確認
本発明に係る化合物が脳内アミロイドを描出し得るかを評価するため、下記の実験を行った。
(1)Aβ1−42(和光純薬工業)をリン酸緩衝液(pH7.4)で溶解して37℃で72時間振盪させ、1mg/mLの凝集Aβ懸濁液(以下、本実施例にてアミロイド懸濁液という)を得た。
(2)雄性Wistar系ラット(7週齢)の片側扁桃核へ上記アミロイド懸濁液を2.5μL(25μg相当)注入し、対照として、反対側の扁桃核にリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)を2.5μL注入した。アミロイド懸濁液及びリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)注入1日後のラットを、検体とした。
(3)化合物1を10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液に溶解し、試料溶液とした(試料溶液中の放射能濃度22MBq/mL)。この溶液を、上記ラットに、チオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した(投与量:0.5mL、投与した放射能:11〜13MBq相当)。
(4)投与60分後に脳を摘出して、ミクロトーム(形式:CM3050S、LEICA社製)を用いて厚さ10μmの脳切片を作製した。当該脳切片をイメージングプレート上で20時間露光させた後、バイオイメージングアナライザー(形式:BAS−2500、富士写真フィルム株式会社製)を用いて画像解析を行った。
(5)バイオイメージングアナライザーを用いた上記画像解析の終了後、チオフラビンTによる病理染色を行って蛍光顕微鏡(株式会社ニコン製、形式:TE2000−U型、励起波長:400〜440nm、検出波長:470nm)を用いたイメージングを行い、当該切片上にアミロイドが沈着していることを確認した(図6b)。
アミロイド脳内注入ラットの脳切片におけるオートラジオグラム及びチオフラビンT染色のイメージを図6に示す。この図に示すように、アミロイド懸濁液を注入した側の扁桃核において、明らかな放射能集積が認められた。一方、生理食塩液を注入した側の扁桃核においては、他の部位と比較した有意な放射能集積は確認されなかった。また、このオートラジオグラム上において、アミロイド注入部位以外における放射能集積はほとんど見られなかった。なお、チオフラビンT染色の結果より、放射能集積部位においてアミロイドが存在していることが確認されている(図6b)。
以上のように、化合物1ではアミロイド注入部位以外の部位においては放射能集積はほとんど認められず、[123I]−IMPYにおいて見られたような、白質への非特異的な結合もほとんど見られなかった。その結果として、化合物1は、オートラジオグラム画像全体として高いアミロイド描出能を有していた。以上の結果より、化合物1は、脳内アミロイド描出における高い特異性を有する化合物であることが示された。
(実施例13)脳内アミロイドの描出の確認
試料溶液として、化合物2を10mg/mLアスコルビン酸溶液に溶解した液(試料溶液中の放射能濃度25MBq/mL)を用いた他は、実施例12と同様の操作を行った。
アミロイド脳内注入ラットの脳切片におけるオートラジオグラム及びチオフラビンT染色のイメージを図7に示す。この図に示すように、アミロイド懸濁液を注入した側の扁桃核において、明らかな放射能集積が認められた。また、放射能集積部位におけるチオフラビンT染色の結果より、当該部位においてアミロイドが存在していることが確認された。一方、生理食塩液を注入した側の扁桃核においては、他の部位と比較した有意な放射能集積は確認されなかった。
化合物2においては、アミロイド注入部位以外の部位においては、多少の放射能集積が見られるものの、その集積は123I−IMPYと比較してかなり抑えられていた。その結果、画像全体として高いアミロイド描出能を示していた。
以上の結果より、化合物2は、脳内アミロイド描出における高い特異性を有する化合物であることが示された。
(実施例14)2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成
臭化第二銅8.60g(46.0mmol相当)に酢酸エチル50mLを加えて懸濁させ、これに3’−ヒドロキシアセトフェノン2.50g(22.0mmol相当)を加え、加熱還流した。2時間後、反応液を室温まで冷却してろ過を行い、ろ液を減圧濃縮した。残渣を酢酸エチルに溶解し、活性炭を加えて脱色操作を行った後、溶液をろ過、濃縮した。得られた粗生成物を、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=2/1)で精製し、2−ブロモ−3’−ヒドロキシアセトフェノン4.42g(20.6mmol相当)を得た(図8、工程1)。
2−ブロモ−3’−ヒドロキシアセトフェノン987mg(4.55mmol相当)と2−アミノ−5−ヨードピリジン1.00g(4.55mmol相当)をアセトニトリル50mLに溶解し、110℃の油浴にて2時間加熱還流した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をろ別したのち、アセトニトリルで洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた粗結晶は、水10mL−メタノール1mL混液に懸濁させた後、これに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を約10mL加え、超音波洗浄器で5分間振とうした。得られた混合物から、沈殿物をろ別して水でよく洗浄し、減圧下乾燥して、2−(3’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン927mg(2.76mmol相当)を得た(図8、工程2)。
別途、2−ブロモエタノール2.50g(20.0mmol相当)とイミダゾール2.72g(40.0mmol相当)をジメチルホルムアミド10mLに溶解し、0℃に冷却した後、t−ブチルジフェニルクロロシラン5.50g(20.0mmol相当)を加えた。反応混合物を室温で18時間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで3回抽出を行った。合わせた酢酸エチル層を、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=10/1)にて精製を行い、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタン7.04g(19.4mmol相当)を得た(図8、工程3)。
2−(3’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン300mg(0.893mmol相当)をジメチルホルムアミド5.0mLに溶解し,炭酸カリウム370mg(2.68mmol相当)を加えた後、1−ブロモ−2−(t−ブチルジフェニルシロキシ)エタン357mg(0.982mmol相当)を加えた。反応混合物を90℃で2時間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで3回抽出を行った。合わせた酢酸エチル層を、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1)にて精製を行い、2−[3’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン477mg(0.771mmol相当)を得た(図8、工程4)。
2−[3’−(2”−t−ブチルジフェニルシロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン477mg(0.771mmol相当)をテトラヒドロフラン0.98mLに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリドの1.0mol/Lテトラヒドロフラン溶液0.93mLを加えた。室温で15分間攪拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加え、続いて水5.0mLとアセトニトリル2.0mLを加えて析出した沈殿物をろ別した。ろ別した沈殿物を水、アセトニトリルの順で洗浄し、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン120mg(0.316mmol相当)を得た(図8、工程5)。
得られた2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重ジメチルスルホキシド、共鳴周波数:500MHz):δ8.91 ( s, 1H ), 8.35 ( s, 1H ), 7.52-7.51 ( m, 2H ), 7.45 ( s, 2H ), 7.35 ( t, J = 8.2 Hz, 1H ), 6.93-6.90 ( m, 1H ), 4.06 ( t, J = 4.6 Hz, 2H ), 3.75 ( t, J = 4.6 Hz, 2H )。
(実施例15)6−トリブチルスタニル−2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
実施例14で得られた、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン70mg(0.184mmol相当)をジオキサン4.0mLに溶解し、トリエチルアミン2.0mLを加えた後、ビストリブチルスズ0.20mL(0.39mmol相当)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム14.0mg(触媒量)を加えた。反応混合物を90℃で20時間攪拌した後、溶媒を減圧下留去し、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=2/1)にて精製を行い、6−トリブチルスタニル−2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン73.0mg(0.134mmol相当)を得た(図9、工程1)。
得られた6−トリブチルスタニル−2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数:500MHz):δ7.99 ( d, J = 0.9 Hz, 1H ), 7.82 ( s, 1H ), 7.64-7.50 ( m, 3H ), 7.34-7.31 ( m, 1H ), 7.18-7.17 ( m, 1H ), 6.90-6.87 (m, 1H ), 4.20 ( t, J = 4.3 Hz, 2H ), 3.98 ( t, J = 4.3 Hz, 2H ), 1.69-1.48 ( m, 6H ), 1.39-1.32 ( m, 6H ), 1.19-1.05 ( m, 6H ), 0.91 ( t, J = 7.4 Hz, 9H )。
(実施例16)2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
6−トリブチルスタニル−2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンのメタノール/ジメチルスルホキシド=9/1混合溶液(濃度:1mg/mL)60μLに、1mol/L塩酸 150μL、1mmol/mLヨウ化ナトリウム15μL、274MBqの[123I]ヨウ化ナトリウム250μL、10%(W/V)過酸化水素15μLを添加した。当該混合液を50℃にて10分間静置した後、下記の条件のHPLCに付して2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン画分を分取した。
HPLC条件:
カラム:Phenomenex Luna C18(商品名、Phenomenex社製、サイズ:4.6×150mm)
移動相:0.1%トリフルオロ酢酸を含む水/0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル=80/20→0/100(17分)
流速:1.0 mL/分
検出器:紫外可視吸光光度計(検出波長:282nm)及び放射線検出器(raytest社 STEFFI型)
当該画分に水10mLを添加した液を逆相カラム(商品名:Sep−Pak(登録商標) Light C8 Cartridges、Waters社製、充填剤の充填量145mg)に通液し、2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを当該カラムに吸着捕集した。このカラムを水1mLで洗浄した後、ジエチルエーテル1mLを通液して2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを溶出させた。得られた放射能量は合成直後において112.9MBqであった。また、下記の条件によるTLC分析を行ったところ、その放射化学的純度は97%であった。
TLC分析条件:
TLCプレート:Silica Gel 60 F254(製品名、メルク社製)
展開相:クロロホルム/メタノール/トリエチルアミン=100/1/2
検出器:Rita Star(製品名、raytest社製)
(実施例17)2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成
臭化第二銅28.17g(126mmol相当)に酢酸エチル50mLを加えて懸濁させ、これに4’−ヒドロキシアセトフェノン8.18g(60.0mmol相当)を酢酸エチル50mL−クロロホルム50mL混液に溶解した液を加え、加熱還流した。5時間後、反応液を室温まで冷却してろ過を行い、ろ液を減圧濃縮した。残渣を酢酸エチルに溶解し、活性炭を加えて脱色操作を行った後、溶液をろ過、濃縮した。得られた粗生成物を、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/メタノール=20/1)で精製し、さらに酢酸エチル−石油エーテルから再結晶を行い、2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン7.25g(33.7mmol相当)を得た(図10、工程1)。
2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン987mg(4.55mmol相当)と2−アミノ−5−ヨードピリジン1.00g(4.55mmol相当)をアセトニトリル50mLに溶解し、110℃の油浴にて2時間加熱還流した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をろ別したのち、アセトニトリルで洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた粗結晶は、水10mL−メタノール1mL混液に懸濁させた後、これに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を約10mL加え、超音波洗浄器で5分間振とうした。得られた混合物から、沈殿物をろ別して水でよく洗浄し、減圧下乾燥して、2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン927mg(2.76mmol相当)を得た(図10、工程2)。
別途、3−ブロモ−1−プロパノール7.0g(50.4mmol相当)とイミダゾール6.86g(101mmol相当)をジメチルホルムアミド50mLに溶解し、0℃に冷却した後、t−ブチルジメチルクロロシラン7.59g(50.4mmol相当)を加えた。反応混合物を室温で24時間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、ジエチルエーテルで3回抽出を行った。合わせたジエチルエーテル層を、無水硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物を減圧蒸留(100℃、70mmHg)にて精製を行い、1−ブロモ−3−(t−ブチルジメチルシロキシ)プロパン7.23g(30.2mmol相当)を得た(図10、工程3)。
2−(4’−ヒドロキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン2.00g(5.95mmol相当)をジメチルホルムアミド30.0mLに溶解し,炭酸カリウム2.47g(17.9mmol相当)を加えた後、1−ブロモ−3−(t−ブチルジメチルシロキシ)プロパン1.51g(5.95mmol相当)を加えた。反応混合物を室温で8日間攪拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで3回抽出を行った。合わせた酢酸エチル層を、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=1/1)にて精製を行い、2−[4’−(3”−t−ブチルジメチルシロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン1.52g(2.99mmol相当)を得た(図10、工程4)。
2−[4’−(3”−t−ブチルジメチルシロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン1.52g(2.99mmol相当)をテトラヒドロフラン5.00mLに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリドの1.0mol/Lテトラヒドロフラン溶液2.99mLを加えた。室温で30分間攪拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加え、続いて水10mLとアセトニトリル5.0mLを加えて析出した沈殿物をろ別した。ろ別した沈殿物を水、アセトニトリルの順で洗浄し、2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン1.03g(2.61mmol相当)を得た(図10、工程5)。
得られた2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重ジメチルホルムアミド、共鳴周波数:500MHz):δ8.96 ( s, 1H ), 8.33 ( s, 1H ), 7.98 ( d, J = 8.7 Hz, 2H ), 7.46 ( s, 2H ), 7.06 ( d, J = 8.7 Hz, 2H ), 4.63 (t, J = 5.0 Hz, 1H ), 4.17 ( t, J = 6.0 Hz, 2H ), 3.72 ( dt, J = 5.0, 6.0 Hz, 2H ), 1.98 ( tt, J = 6.0, 6.0 Hz, 2H )。
(実施例18)6−トリブチルスタニル−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
臭化第二銅28.17g(126mmol相当)に酢酸エチル50mLを加えて懸濁させ、これに4’−ヒドロキシアセトフェノン8.18g(60.0mmol相当)の酢酸エチル50mL−クロロホルム50mL混液を加え、加熱還流した。5時間後、反応液を室温まで冷却してろ過を行い、ろ液を減圧濃縮した。残渣を酢酸エチルに溶解し、活性炭を加えて脱色操作を行った後、溶液をろ過、濃縮した。得られた粗生成物を、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/メタノール=20/1)で精製し、さらに酢酸エチル−石油エーテルから再結晶を行い、2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン7.25g(33.7mmol相当)を得た(図11、工程1)。
2−ブロモ−4’−ヒドロキシアセトフェノン2.15g(10.0mmol相当)と2−アミノ−5−ブロモピリジン1.74g(10.0mmol相当)をアセトニトリル50mLに溶解し、105℃の油浴にて6時間加熱還流した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をろ別したのち、アセトニトリルで洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた粗結晶は、水20mL−メタノール20mL混液に懸濁させた後、これに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を約25mL加え、超音波洗浄器で5分間振とうした。得られた混合物から、沈殿物をろ別して水でよく洗浄し、減圧下乾燥して、6−ブロモ−2−(4’−ヒドロキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジン2.41g(8.32mmol相当)を得た(図11、工程2)。
十分に乾燥させ水分を取り除いた6−ブロモ−2−(4’−ヒドロキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジン1.45g(5.0mmol相当)をN,N−ジメチルホルムアミド50mLに溶解し、これに炭酸カリウム2.07g(15.0mmol相当)を加えた。これに3−ブロモ−1−プロパノール680μL(7.5mmol相当)を加え、室温下17時間攪拌した。反応終了後、反応液を水に注ぎクロロホルムで3回抽出した。合わせたクロロホルム層は飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過、濃縮した。得られた粗生成物をメタノールから再結晶して、6−ブロモ−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン1.28g(3.67mmol相当)を得た(図11、工程3)。
6−ブロモ−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン100mg(0.288mmol相当)をジオキサン4.0mLに溶解し、トリエチルアミン2.0mLを加えた後、ビストリブチルスズ0.22mL(0.43mmol相当)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム22.0mg(触媒量)を加えた。反応混合物を90℃で24時間攪拌した後、溶媒を減圧下留去し、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1)にて精製を行い、6−トリブチルスタニル−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジン68.0mg(0.122mmol相当)を得た(図11、工程4)。
得られた6−トリブチルスタニル−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンのNMR測定結果(内部標準物質:テトラメチルシラン)は、以下の通りであった。
使用NMR装置:JNM−ECP−500(日本電子株式会社製)
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、共鳴周波数:500MHz):δ7.97 ( s, 1H ), 7.88 ( d, J = 8.3 Hz, 2H ), 7.74 ( s, 1H ), 7.58 ( d, J = 8.3 Hz, 1H ), 7.14 ( d, J = 8.7 Hz, 1H ), 6.98 ( d, J = 8.7 Hz, 2H ), 4.18 ( t, J = 6.0 Hz, 2H ), 3.89 ( t, J = 6.0 Hz, 2H ), 2.08 ( tt,J = 6.0, 6.0 Hz, 2H ), 1.59-1.49 ( m, 6H ), 1.39-1.31 ( m, 6H ), 1.18-1.05 ( m, 6H ), 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 9H )。
(実施例19)2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成
6−トリブチルスタニル−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]イミダゾ[1,2−a]ピリジンのメタノール/ジメチルスルホキシド=9/1混合溶液(濃度:1mg/mL)100μLに、2mol/L塩酸 80μL、1mmol/mLヨウ化ナトリウム15μL、414MBqの[123I]ヨウ化ナトリウム120μL、10%(W/V)過酸化水素20μLを添加した。当該混合液を50℃にて10分間静置した後、下記の条件のHPLCに付して2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン画分を分取した。
HPLC条件:
カラム:Phenomenex Luna C18(商品名、Phenomenex社製、サイズ:4.6×150mm)
移動相:0.1%トリフルオロ酢酸を含む水/0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル=80/20→0/100(17分)
流速:1.0 mL/分
検出器:紫外可視吸光光度計(検出波長:282nm)及び放射線検出器(raytest社 STEFFI型)
当該画分に水10mLを添加した液を逆相カラム(商品名:Sep−Pak(登録商標)Light C8 Cartridges、Waters社製、充填剤の充填量145mg)に通液し、2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを当該カラムに吸着捕集した。このカラムを水1mLで洗浄した後、ジエチルエーテル1mLを通液して2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジンを溶出させた。得られた放射能量は合成直後において219MBqであった。また、下記の条件によるTLC分析を行ったところ、その放射化学的純度は97%であった。
TLC分析条件:
TLCプレート:Silica Gel 60 F254(製品名、メルク社製)
展開相:クロロホルム/メタノール/トリエチルアミン=100/1/2
検出器:Rita Star(製品名、raytest社製)
(実施例20〜21、比較例7)オクタノール抽出法を用いた分配係数の測定
実施例16にて調製した化合物4のジエチルエーテル溶液(実施例20)、実施例19にて調製した化合物6のジエチルエーテル溶液(実施例21)及び[123I]−IMPYのジエチルエーテル溶液(比較例7)を、それぞれ10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液にて希釈し、放射能濃度20〜30MBq/mLとなるように調整した。調製した試料溶液各10μLをそれぞれオクタノール2mLに添加し、さらに、10mmol/Lリン酸緩衝液(pH7.4)2mLを添加して、30秒間攪拌した。この混合液を低速遠心機で遠心分離(2000 回転/分×60分間)した後、オクタノール層及び水層を各1mL分取し、それぞれの放射能カウントをオートウェル・ガンマシステム(形式:ARC−301B、Aloka社製)にて計測した。得られた放射能カウントを用い、式(4)を用いてlogPoctanol値を算出した。
Figure 2009057578
結果を表6に示す。logPoctanolの値は、何れの化合物においても、1〜3の間の値を示していた。BBBを透過可能な化合物においては、logPoctanol値は1〜3の間の値の値であることが知られている(Douglas D. Dischino et al., J.Nucl.Med., (1983), 24, p.1030-1038)。以上の結果より、両化合物は、IMPY同様にBBB透過性を有するものと示唆された。
Figure 2009057578
(実施例22〜23、比較例8)脳内移行性及びクリアランスの測定
化合物4及び化合物6を用い、雄性のWistar系ラット(7週齢)における脳への放射能集積の経時的変化を測定した。
化合物4(実施例22)、化合物6(実施例23)及び上記参考例1にて調製した[123I]−IMPY(比較例8)を、それぞれ10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液に溶解した液(放射能濃度20〜31MBq/mL)を調製した。これらの液それぞれ0.05mLを、別々のWistar系ラット(7週齢)にチオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した。投与後2分、5分、30分、60分に腹部大動脈より脱血した上で脳を採取し、脳の質量を測定し、さらに脳の放射能をシングルチャネルアナライザー(検出器型番:SP−20、応用光研工業株式会社製)を用いて計測した(以下、本実施例にてAとする)。また、残り全身の放射能量を同様に測定した(以下、本実施例にてBとする)。これらの測定結果を用い、下記式(5)より、各解剖時間点における、脳への単位質量当たりの放射能分布率(%ID/g)を算出した。
なお、実験は、各時間点において、3匹の動物を用いて行った。
Figure 2009057578
結果を表7に示す。表7に示すように、化合物4及び6は、[123I]−IMPY同様、投与後2分点において高い放射能集積が認められ、その後60分にかけて速やかに消失する傾向を示していた。この結果より、化合物4及び6は[123I]−IMPYと同様、高い脳移行性及び速やかな脳からのクリアランスを有することが示唆された。
Figure 2009057578
(実施例24〜25)脳内アミロイド描出の確認
(1)Aβ1−42(和光純薬工業)をリン酸緩衝液(pH7.4)で溶解して37℃で72時間振盪させ、1mg/mLの凝集Aβ懸濁液(以下、本実施例にてアミロイド懸濁液という)を得た。
(2)雄性Wistar系ラット(7週齢)の片側扁桃核へ上記アミロイド懸濁液を2.5μL(25μg相当)注入し、対照として、反対側の扁桃核にリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)を2.5μL注入した。アミロイド懸濁液及びリン酸緩衝生理食塩液(pH7.4)注入1日後のラットを、検体とした。
(3)化合物4を10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液に溶解した試料溶液(試料溶液中の放射能濃度30MBq/mL、実施例24)及び化合物6を10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液に溶解した試料溶液(試料溶液中の放射能濃度30MBq/mL、実施例25)を調製した。この溶液を、上記ラットに、チオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した(投与量:0.5mL、投与した放射能:11〜15MBq相当)。
(4)投与60分後に脳を摘出して、ミクロトーム(形式:CM3050S、LEICA社製)を用いて厚さ10μmの脳切片を作製した。当該脳切片をイメージングプレート上で20時間露光させた後、バイオイメージングアナライザー(形式:BAS−2500、富士写真フィルム株式会社製)を用いて画像解析を行った。
(5)バイオイメージングアナライザーを用いた上記画像解析の終了後、チオフラビンTによる病理染色を行って蛍光顕微鏡(株式会社ニコン製、形式:TE2000−U型、励起波長:400〜440nm、検出波長:470nm)を用いたイメージングを行い、当該切片上にアミロイドが沈着していることを確認した(図12及び図13)。
アミロイド脳内注入ラットの脳切片におけるオートラジオグラム及びチオフラビンT染色のイメージを図12及び図13に示す。これらの図に示すように、化合物4及び6の何れを投与した検体においても、アミロイド懸濁液を注入した側の扁桃核において、明らかな放射能集積が認められた。一方、生理食塩液を注入した側の扁桃核においては、他の部位と比較した有意な放射能集積は確認されなかった。また、このオートラジオグラム上において、アミロイド注入部位以外における放射能集積はほとんど見られなかった。なお、チオフラビンT染色の結果より、放射能集積部位においてアミロイドが存在していることが確認されている(図12及び図13)。以上の結果より、化合物4及び化合物6は、脳内アミロイドに集積する性能を有し、脳内アミロイドの描出能を有することが示唆された。
(実施例26〜28)復帰突然変異試験
化合物3、化合物5及び化合物8の遺伝子突然変異誘発性を調べるため、ネズミチフス菌(Salmonellatyphimurium)のTA98及びTA100を用いる復帰突然変異試験(以下、Ames試験という)を行った。
試験はS9mix無添加とS9mix添加の場合について実施した。陰性対照はジメチルスルホオキサイド(以下、DMSOという)を用い、陽性対照はS9mix無添加の場合は2−(2−フリル)−3−(5−ニトロ−2−フリル)アクリルアミド(以下、AF−2という)を用い、S9mix添加の場合は2−アミノアントラセン(以下、2−AAという)を用いた。
試験用プレートへ添加する被験液として、それぞれの化合物をDMSOで溶解して濃度:50mg/mLとした液を調製し、さらにそれぞれの液につき、DMSOを用いて公比3で7濃度に希釈した液を調製した。陽性対照試料調製用の被験液としては、試験菌株としてTA98を用いてS9mix無添加とする場合はAF−2をDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:1μg/mL)、試験菌株にTA100を用いてS9mix無添加とする場合はAF−2をDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:0.1μg/mL)、試験菌株にTA98を用いてS9mix添加とする場合は2−AAをDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:5μg/mL)、試験菌株にTA100を用いてS9mix添加とする場合は2−AAをDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:10μg/mL)を調製した。
各被験液の添加量が0.1mL/プレートとなるように、各被験液と試験菌株(TA98又はTA100)とを混合後、軟寒天を用いて試験用プレート上の培地へ重層し、37℃で48時間培養した。別に、各被験液の添加量が0.1mL/プレートとなるように、各被験液とS9mixと試験菌株とを混合後、軟寒天を用いて試験用プレート上の培地へ重層し、37℃で48時間培養した。一方、陰性対照についてはDMSOのみを被験液として用い、上記同様の操作を行った。判定は、培養後のプレートにおける復帰突然変異コロニー数をカウントすることにより行い、復帰突然変異コロニー数が陰性対照の2倍以上の値を示し、更に濃度に依存して増加した場合を陽性とした。
Figure 2009057578
(実施例29〜実施例30)アミロイド結合性の確認
本発明に係る化合物の結合機序を調べるため、アミリンを前駆体とするアミロイドを用い、チオフラビンTとの結合阻害実験を行った。アミリンは、II型糖尿病において膵臓に蓄積するアミロイドである。
(方法)
(1)アミリン(ヒト)(和光純薬工業)をリン酸緩衝液(pH7.4)で溶解して37℃で72時間振盪させ、1mg/mLの凝集化アミリン懸濁液(以下、本実施例にてアミロイド懸濁液という)を得た。
(2)上記アミロイド懸濁液につき、文献(Naiki, H.ら、Laboratory Investigation.74、p.374-383(1996))記載の方法に従ってチオフラビンT(Fluka社製)を用いた蛍光光度測定による定性実験を行い、(1)で得た凝集化アミリンがアミロイドであることを確認した(測定条件:励起波長446nm、蛍光波長490nm)。
(3)アミロイド懸濁液中のアミリン濃度が15μMとなるように50mM リン酸緩衝液(pH 7.4)に溶解した。また、チオフラビンTの濃度が15μMとなるように50mM グリシン−NaOH緩衝液(pH 8.5)に溶解した。
(4)各評価化合物及びアミロイドの最終濃度が表9記載の濃度となるように50mM リン酸緩衝液(pH 7.4)に溶解したものを試料溶液とし、(3)で調製したアミロイド液及びチオフラビンT液 各50μL、試料溶液50μLを96穴マイクロプレートの各ウェル(容量約0.3mL)に充填した。
Figure 2009057578
(5)50mM リン酸緩衝液(pH 7.4)100μL及び50mM グリシン−NaOH緩衝液50μLを混合したサンプルをブランクとし、(4)同様に操作して阻害率の計算に用いた(以下、BGとする)。
(6)試料溶液を充填したマイクロプレートを、室温で30間静置した後、各試料溶液の蛍光強度を,マイクロプレートリーダー(型式:SPECTRA MAX GEMINI XS、Molecular Devices社製)で測定(測定条件:励起波長446nm、蛍光波長490nm)した(以下、各評価化合物濃度が0の試料における蛍光強度をA、評価化合物濃度が1.5μmol/L以上の試料における蛍光強度をBとする)。
(7)上記(6)において測定した蛍光強度を用い、下記式(6):
Figure 2009057578
より阻害率を求めた。
各評価化合物における阻害率を表10に示す。化合物1及び化合物2共に、いずれの濃度においてもチオフラビンTの結合を阻害していた。この結果より、化合物1及び化合物2は、チオフラビンTの結合を競合的に阻害することが示された。チオフラビンTは、アミロイドのβシート構造を認識して結合することが一般に知られている。よって、化合物1及び化合物2は、チオフラビンTと同様のアミロイドへの結合機序、すなわちβシート構造を認識して結合することが示唆された。
Figure 2009057578
(実施例31)各臓器における放射能分布率の測定
本発明に係わる化合物が目的とする臓器に分布し得ること、及び、良好な体外へのクリアランスを有することを確認するため、化合物1を用い、SD系ラット(8週齢)における各臓器への放射能集積の経時的変化を測定した。
実施例3にて調製した化合物1のジエチルエーテル溶液(実施例10)を、10mg/mLアスコルビン酸含有生理食塩液にて希釈し、放射能濃度8〜12MBq/mLとなるように調整した。調製した試料溶液各0.05mLを、上記ラットに、チオペンタール麻酔下で尾静脈より投与した。投与後5分、30分、60分、180分に腹部大動脈より脱血した後、表11記載の各臓器を採取した。採取した各臓器の質量および放射能を、実施例10と同様の方法にて計測した。加えて、臓器を採取した後のラットの全身(以下、残全身と称す)の放射能も計測した。これらの測定結果を用い、下記式(7)より、各時間点における、各臓器への単位質量当たりの放射能分布率(%ID/g)を算出した。
なお、実験は、各時間点において、3匹の動物を用いて行った。
Figure 2009057578
結果を表11に示す。表11に示すように、化合物1は、投与後5分において各臓器に分布した後、その放射能の大部分が小腸や大腸へと分布していた。加えて、その放射能分布率が、小腸から大腸へと移行していた。このことから、化合物1は、投与後、速やかに胆汁排泄され、良好な体外へのクリアランスを有することが示された。
また、アミロイドが蓄積するとされる、脳、心臓、肺、膵臓、骨などを見てみると、各組織共に、投与後5分において明らかな放射能集積がみられ、化合物1が分布していることが確認された。また、投与後5分と投与後180分の比((投与後5分の%ID/g)/(投与後180分の%ID/g))が、それぞれ、脳が145、心臓が20、肺が13、膵臓が24、骨が9と高い値を示していた。このことから、アミロイドが蓄積するとされる組織において、速やかな放射能分布および速やかなクリアランスがなされていることが示された。
以上より、生体組織中においてアミロイド検出試薬として必要な、投与後早期における放射能分布および速やかな体外クリアランスが達成されていることが示された。
Figure 2009057578
(実施例32〜33)復帰突然変異試験
化合物7及び化合物9の遺伝子突然変異誘発性を調べるため、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)のTA98及びTA100を用いる復帰突然変異試験(以下、Ames試験という)を行った。
試験はS9mix無添加とS9mix添加の場合について実施した。陰性対照はジメチルスルホオキサイド(以下、DMSOという)を用い、陽性対照はS9mix無添加の場合は2−(2−フリル)−3−(5−ニトロ−2−フリル)アクリルアミド(以下、AF−2という)を用い、S9mix添加の場合は2−アミノアントラセン(以下、2−AAという)を用いた。
試験用プレートへ添加する被験液として、それぞれの化合物をDMSOで溶解して濃度:50mg/mLとした液を調整し、さらにそれぞれの液につき、DMSOを用いて公比3で7濃度に希釈した液を調製した。陽性対照試料調製用の被験液としては、試験菌株としてTA98を用いてS9mix無添加とする場合はAF−2をDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:1μg/mL)、試験菌株にTA100を用いてS9mix無添加とする場合はAF−2をDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:0.1μg/mL)、試験菌株にTA98を用いてS9mix添加とする場合は2−AAをDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:5μg/mL)、試験菌株にTA100を用いてS9mix添加とする場合は2−AAをDMSOで溶解した被験液(化合物濃度:10μg/mL)を調製した。
各被験液の添加量が0.1mL/プレートとなるように、各被験液と試験菌株(TA98又はTA100)とを混合後、軟寒天を用いて試験用プレート上の培地へ重層し、37℃で48時間培養した。別に、各被験液の添加量が0.1mL/プレートとなるように、各被験液とS9mixと試験菌株とを混合後、軟寒天を用いて試験用プレート上の培地へ重層し、37℃で48時間培養した。一方、陰性対照についてはDMSOのみを被験液として用い、上記同様の操作を行った。判定は、培養後のプレートにおける復帰突然変異コロニー数をカウントすることにより行い、復帰突然変異コロニー数が陰性対照の2倍以上の値を示し、更に濃度に依存して増加した場合を陽性とした。
Figure 2009057578
(実施例34〜35)小核試験
化合物3及び化合物7の変異原性(in vivo)を検討するため、Crlj:CD1(ICR)系の雄性マウスの骨髄細胞を用いて小核を有する多染性赤血球(以下、MNPCEという)の誘発性を調べた。
試験の用量として0 mg/kg(陰性対照群)、250、500、1000および2000 mg/kg(被験物質群)を設定した。単回経口投与後24および48時間後にマウスを屠殺し、骨髄塗抹標本を作製して観察した。また、陽性対照群ではMMCを2 mg/kg単回腹腔内投与し、投与後24時間にマウスを屠殺後、骨髄塗抹標本を作製して観察した。
各投与群における小核を有するMNPCEの出現頻度に、用量依存性を伴う増加、または陰性対照群と比較して統計学的に有意な増加が認められる場合に陽性と判定し、それ以外は陰性と判定した。統計学的解析として各投与群のMNPCEの出現頻度および多染性赤血球(以下、PCEという)と総赤血球(以下、RBCという)の比率について陰性対照群と被験物質群および陽性対照群との間あるいは各群間でWilcoxonの順位和検定により有意差検定を実施した。なお、有意水準はそれぞれ危険率5%未満および1%未満とした。
試験の結果、被験物質群の小核を有するMNPCEの出現頻度および、RBCに対するPCEの比率は、陰性対照群と比較して統計学的に有意な差は認められなかった。一方、陽性対照群の小核を有するMNPCEの出現頻度は、陰性対照群と比較して有意に増加した。以上の結果より、当該試験条件下において化合物3及び化合物7にマウス骨髄細胞に対する小核誘発作用は認められなかったことから、本被験物質の変異原性(in vivo)は陰性と判断された。
(実施例36)アミロイド結合性の測定
本発明化合物のアミロイド親和性を、以下のin vitro結合試験により評価した。
(方法)
(1)実施例29及び実施例30に記載の方法を用いて、1mg/mLの凝集化アミリン懸濁液(以下、本実施例にてアミリンアミロイド懸濁液という)を調製した。
既報(Burke, M.J.ら、Biochemistry. 11、p.2435-2439(1972))に記載の方法に若干の変更を加えた以下(2)及び(3)の操作にて、クロスβシート構造をとったインスリンを調製した。
(2)インスリン(シグマ アルドリッチ ジャパン社製)5mgを塩酸でpH 2に調整した脱イオン水1mLで溶解し、90℃で10分間加熱後、ドライアイス/エタノール中で急速に冷却した。
(3)(2)のサンプル液を90℃で5分間加熱後、ドライアイス/エタノール中で急速に冷却した。同じ操作をさらに10回繰り返した後、サンプル液がゲル状に変化したことを目視で確認した。
(4)(3)のサンプルを遠心分離(16000g×15分間)した後、上清を除去して沈殿を脱イオン水1mLで溶解して凝集化インスリン懸濁液(以下、本実施例にてインスリンアミロイド懸濁液という)を得た。
既報(Ohhashi, Y.ら、Journal of Biological Chemistry. 280、p.32843-32848(2005))に記載の方法に若干の変更を加えた以下(5)及び(6)の操作にて、クロスβシート構造をとったβ2mミクログロブリンを調製した。
(5)β2ミクログロブリン(オリエンタル酵母社製)1mg/mLの溶液に100mM NaClを含む50mMグリシン−HCl緩衝液(pH 2.5)を添加した後、超音波温水槽(Branson Ultrasonic社製、型式:B1200)及び超音波破砕機(SMT社製、型式:UH-50)を使って37℃で1分間の超音波処理を行い、続けて超音波処理なしで9分間、37℃で加温した。
(6)(5)の操作をさらに17回繰り返した後、このサンプル液に上記(2)と同様の処理を行った。このサンプルを遠心分離(16000g×15分間)した後、上清を除去して沈殿を100mM NaClを含む50mMグリシン−HCl緩衝液(pH 2.5)0.5mLで溶解して凝集化β2ミクログロブリン懸濁液(以下、本実施例にてβ2mアミロイド懸濁液という)を得た。
(7)実施例29および30に記載のチオフラビンT(Fluka社製)を用いた蛍光光度測定による定性実験により、(4)及び(6)で得た凝集化インスリン及び凝集化β2ミクログロブリンがアミロイドであることを確認した。
(8)上記実施例3の方法にて合成した化合物1の水溶液(放射能濃度500MBq/mL)を調製しこれを、0.1%牛血清アルブミンを含むリン酸緩衝液(pH 7.4)で希釈して2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン総量として、1.2〜112.9pM相当の溶液を調製した。
(9)96穴マイクロプレートの各ウェルに、上記(8)で調製した溶液 50μL(最終濃度0.2〜22.6pM)、アミリンアミロイド懸濁液或いはインスリンアミロイド懸濁液或いはβ2mアミロイド懸濁液を0.1%牛血清アルブミン含有リン酸緩衝液(pH 7.4)で希釈した液50μL(最終濃度0.8μg/mL)を添加した後、同緩衝液150μLを添加した。
(10)当該マイクロプレートを22℃で3時間、一定速度(400回転/分)で振盪した後、各ウェルの混合液をグラスファイバーフィルター(ミリポア社、MulutiscreenTM−FC)にて濾過することによりアミロイドに結合した化合物1及び遊離の化合物1を分離した。
(11)混合液を濾過したグラスファイバーフィルターについて、0.1%牛血清アルブミンを含むリン酸緩衝液で洗浄(0.2mL×5回)した後、グラスファイバーフィルターの放射能をオートウェル・ガンマシステム(Aloka社、ARC−7001)で測定した。
(12)(11)の測定結果より化合物1のアミロイドへの結合量と添加したアミロイド量との関係を評価した。非特異的結合については上記(9)においてアミロイド懸濁液を添加しなかったサンプルより求めた(実施例36)。
試料溶液中の化合物1の濃度と、上記(11)にて測定したグラスファイバーフィルター上の放射能カウント(CPM)との関係を図14に示す。アミロイド懸濁液を加えた群(図14、アミリンアミロイド添加群、インスリンアミロイド添加群及びβ2mアミロイド添加群)では、アミロイド懸濁液を添加しなかった群(図14、アミロイド非添加群)と比較してその放射能は総じて高く、また、化合物1の添加濃度に比例してグラスファイバーフィルター上の放射能が増加していた。本実験における条件では、いずれのアミロイド(及び化合物1が結合したアミロイド)も、グラスファイバーのポアサイズよりも大きい。そのため、アミロイドは、グラスファイバー上に保持されることとなり、グラスファイバーの放射能カウントはアミロイドに結合した化合物1の量を反映した値となる。グラスファイバーの放射能カウントの値が、化合物1の濃度増加に伴って増加していたこと、および、アミロイド非添加群と比してその放射能が高かったことから、化合物1はアミロイドに特異的に結合する性質を有する化合物であることが示された。
(実施例37)アミロイド結合性の測定
試料溶液として、化合物6の水溶液(放射能濃度500MBq/mL)を調製しこれを、0.1%牛血清アルブミンを含むリン酸緩衝液(pH 7.4)で希釈して2−[4’−(2”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン総量として、0.5〜59.7pM相当の溶液を調製した他は、実施例36と同様の操作を行った。
試料溶液中の化合物6の濃度と、グラスファイバーフィルター上の放射能カウント(CPM)との関係を図15に示す。アミロイド懸濁液を加えた群(図15、アミリンアミロイド添加群、インスリンアミロイド添加群及びβ2mアミロイド添加群)では、アミロイド懸濁液を添加しなかった群(図15、アミロイド非添加群)と比較してその放射能は総じて高く、また、化合物6の添加濃度に比例してグラスファイバーフィルター上の放射能が増加していた。本実験における条件では、いずれのアミロイド(及び化合物6が結合したアミロイド)も、グラスファイバーのポアサイズよりも大きい。そのため、アミロイドは、グラスファイバー上に保持されることとなり、グラスファイバーの放射能カウントはアミロイドに結合した化合物6の量を反映した値となる。グラスファイバーの放射能カウントの値が、化合物6の濃度増加に伴って増加していたこと、および、アミロイド非添加群と比してその放射能が高かったことから、化合物6はアミロイドに特異的に結合する性質を有する化合物であることが示された。
本発明に係る生体組織中のアミロイド検出試薬は、全身性アミロイドーシスをはじめとするアミロイドーシスにおけるアミロイド蛋白質のインビトロ(in vitro)及びインビボ(in vivo)での診断剤に利用することができる。
2−[4’−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成スキーム。 6−トリブチルスタニル−2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成スキーム。 2−(4’−エトキシフェニル)−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成スキーム。 6−トリブチルスタニル−2−(4’−エトキシフェニル)イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成スキーム。 (a)123I−IMPY投与後の脳切片におけるオートラジオグラム及び(b)チオフラビンT染色試料の蛍光顕微鏡像(アミロイド懸濁液投与部位の拡大表示。)。 (a)2−[4’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン投与後の脳切片におけるオートラジオグラム及び(b)チオフラビンT染色試料の蛍光顕微鏡像(アミロイド懸濁液投与部位の拡大表示。)。 (a)2−(4’−エトキシフェニル)−6−[123I]ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン投与後の脳切片におけるオートラジオグラム及び(b)チオフラビンT染色試料の蛍光顕微鏡像(アミロイド懸濁液投与部位の拡大表示。)。 2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成スキーム。 6−トリブチルスタニル−2−[3’−(2”−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成スキーム。 2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−6−ヨードイミダゾ[1,2−a]ピリジン(非放射性ヨード体)の合成スキーム。 6−トリブチルスタニル−2−[4’−(3”−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]−イミダゾ[1,2−a]ピリジンの合成スキーム。 (a)化合物4投与後の脳切片におけるオートラジオグラム及び(b)チオフラビンT染色試料の蛍光顕微鏡像(アミロイド懸濁液投与部位の拡大表示。)。 (a)化合物6投与後の脳切片におけるオートラジオグラム及び(b)チオフラビンT染色試料の蛍光顕微鏡像(アミロイド懸濁液投与部位の拡大表示。)。 化合物1のアミロイド結合能を示す図 化合物6のアミロイド結合能を示す図

Claims (18)

  1. 下記式(1):
    Figure 2009057578
    (式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
    は放射性ハロゲン置換基、
    は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
    mは0〜2の整数である。
    ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される化合物又はその塩を含有してなる、生体組織に沈着したアミロイドの検出試薬。
  2. 、A、A及びAのうち、少なくとも3つが炭素である、請求項1に記載の試薬。
  3. 、A、A及びAが全て炭素である、請求項2に記載の試薬。
  4. が、水酸基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の試薬。
  5. が、18F、75Br、76Br、123I、124I、125I及び131Iからなる群より選択されたものである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の試薬。
  6. 生体組織が、脳、心臓、肺、膵臓、骨又は関節である請求項1〜5の何れか1項に記載の試薬。
  7. 下記式(2):
    Figure 2009057578
    (式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
    は非放射性ハロゲン置換基、ニトロ置換基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル基からなる群より選ばれる基、
    は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
    mは0〜2の整数である。
    ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される化合物又はその塩と、放射性ハロゲンイオンとを含む反応溶液を調製する工程と、
    前記反応溶液に反応条件を与えることによって、下記式(1):
    Figure 2009057578
    (式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
    は放射性ハロゲン置換基、
    は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
    mは0〜2の整数である。
    ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される化合物又はその塩を合成する工程と、
    を含むことを特徴とする、放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  8. 、A、A及びAのうち、少なくとも3つが炭素である、請求項7に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  9. 、A、A及びAが全て炭素である、請求項8に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  10. 及びRが水酸基である、請求項7〜9のいずれか1項に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  11. がヨウ素、シュウ素、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル置換基からなる群より選択されたものであり、
    放射性ハロゲンイオンが123Iイオン、124Iイオン、125Iイオン及び131Iイオンからなる群より選択されたものであり、R123I、124I、125I及び131Iからなる群より選択されたものである、請求項7〜10のいずれか1項に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  12. がヨウ素、トリメチルスタニル置換基、トリブチルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル置換基からなる群より選択されたものである、請求項11に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  13. がニトロ置換基又はアルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム置換基であり、放射性ハロゲンイオンが18Fイオンであり、R18Fである、請求項7〜10のいずれか1項に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  14. がシュウ素であり、放射性ハロゲンイオンが75Brイオン又は76Brイオンであり、R75Br又は76Brである、請求項7〜10のいずれか1項に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物の製造方法。
  15. 下記式(2):
    Figure 2009057578
    (式中、A、A、A及びAはそれぞれ独立に炭素又は窒素、
    は非放射性ハロゲン置換基、ニトロ置換基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルアンモニウム基、アルキル鎖の炭素数が1〜4であるトリアルキルスタニル置換基及びトリフェニルスタニル基からなる群より選ばれる基、
    は水素、水酸基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基及びシアノ基からなる群より選ばれる基、
    mは0〜2の整数である。
    ただし、A、A、A及びAのうちの少なくとも一つは炭素であって、Rは、炭素であるA、A、A又はAに結合する。)で表される、放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物又はその塩。
  16. 、A、A及びAのうち、少なくとも3つが炭素である、請求項15に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物又はその塩。
  17. 、A、A及びAが全て炭素である、請求項16に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物又はその塩。
  18. が、水酸基である、請求項15〜17のいずれか1項に記載の放射性ハロゲン標識有機化合物調製用の前駆体化合物又はその塩。
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