TWI437001B - 氮雜芬酮(azaphilone)化合物於調節核荷爾蒙受體活性之用途 - Google Patents
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Description
本發明係有關包含氮雜芬酮(azaphilone)化合物之組合物,及氮雜芬酮化合物於調節核荷爾蒙受體活性及於預防及/或治療與核荷爾蒙受體活性有關疾病或失調之用途。
麴菌屬(Monascus
)被使用在東方發酵食品上,已有千年的歷史。藉由麴菌種(Monascus
spp.)發酵而得的紅酵母米可製造許多生物活性代謝產物,例如:γ-丁胺酸(GABA)、聚縮酮類蒙納可林K(polyketides monacolin K)及一些色素,其可分別用作抗高血壓劑(見Tsuji,K.等人,1992,"Effects of two kinds of Koji on blood pressure in spontaneously hypertensive rats."Nippon. Nogeikagaku Kaishi
.,66: 1241-1246)、膽固醇降低藥物(見Endo,A.,1979,"Monacolin K,a new hypocholesterolemic agent produced by aMonascus
species."J. Antbiot
.,32: 852-854;Endo,A.,1985,"Compactin(ML-236B) and related compounds as potential cholesterol-lowering agents that inhibit HMG-CoA reductase."J. Med. Chem
.,28: 401-405;及Martinokova,L.等人。1995,"Biological activity of polykedite pigments produced by the fungusMonascus.
"J. Appl. Bacteriol
.,79: 609-616)及具有抗細菌活性(見Wong,H. C.及Bau,Y. S.,1977,"Pigmentation and Antibacterial Activity of Fast Neutron-and X-Ray-induced Strains ofMonascus purpureus
Went."Plant Physiol
.,60: 578-581)。麴菌色素係為具有以氫雜芬酮為主要骨架之第二代謝產物,其在傳統上係被用作天然食品著色劑(見Ma,J.等人,2000,"Constituents of red yeast rice,a traditional Chinese food and medicine."J
.Agric
.Food Chem
.,48: 5220-5225)。先前的研究亦已報導許多其他代謝產物,請見如Nozaki,H.等人,1991,"Ankalactone,a new α,β-unsaturated γ-lactone fromMonascus anka
."Agric
.Biol
.Chem
.,55: 899-900;Blanc,P. J.等人,1995,"Production of citrinin by various species ofMonascus
."Biotechnol
.Lett
.,17: 291-294;Juzlov,P.,et al
.,1996,"Secondary metabolites of the fungusMonascus
: a review.J
.Industrial Microbiol
.,16: 163-170;Sato,K.等人,1997,"Identification of major pigments containing D-amino acid units in commercialMonascus
pigments."Chem
.Pharm
.Bull
.,45: 227-229;Wild,D.等人,2002,"NewMonascus
metabolite isolated from red yeast rice(angkak,red koji)."J
.Agric
.Food Chem
.,50: 3999-4002;Wild,D.等人,2003,"NewMonascus
metabolites with a pyridine structure in red fermented rice."J
.Agric
.Food Chem
.,51:5493-5496;Akihisa,T.等人,2004,"(+)- and(-)-syn-2-isobutyl-4-methylazetidine-2,4-dicarboxylic acids from the extract ofMonascus pilosus
-fermented rice(red-mold rice)."J
.Nat
.Prod
.,67: 479-480;Jongrungruangchok,S.等人,2004,"Azaphilone pigments from a yellow mutant of the fungusMonascus kaoliang
."Phytochemistry
,65: 2569-2575;及Akihisa,T.等人,2005,"Azaphilones,furanoisophthalides,and amino acids from the extracts ofMonascus pilosus
-fermented rice(red-mold rice) and their chemopreventive effects."J. Agric. Food Chem.
,53: 562-565。其中大部分都是由固態發酵產生的紅酵母米中分離獲得的。然仍須進一步研究紅酵母米中的新成分及其潛在用途。
本發明的目的之一為提供一種組合物,其包含式(I)化合物:
或其醫藥上可接受的衍生物,及視需要醫藥上可接受的載劑或賦形劑,其中R1
為-CH(OH)-烷基或-C(O)-烷基;且R2
為烯基。
本發明之另一目的為提供一種用於調節需此調節個體中核荷爾蒙受體活性之方法。
本發明進一步之目的為提供一種用於調節需此調節個體中5α-還原酶活性之方法。
本發明亦有關於一種用於預防及/或治療與雄性荷爾蒙活性有關疾病或失調之方法。
本發明之詳細內容將於下列段落中作說明。本發明之其他特徵、目的及優點可輕易由實施方式及申請專利範圍中發現。
本發明可藉由下部分中詳細描述的多種發明實施態樣及其中之實施例,並藉由先前及下部份描述中的化學圖式及表格而可更容易瞭解。儘管說明書已揭示及描述本發明的化合物、組合物及/或方法,但應瞭解除非申請專利範圍中有作特定的指示,本發明並不限定於特定的製備方法,特定的載劑或調配物,或將本發明化合物藉由特定調配模式製成欲用於局部、經口或非經腸胃投藥的產物或組合物,因本發明所屬技術領域中具有通常知識者可完全瞭解該等物品係確實可改變者。同時應可瞭解,本文所用的術語僅係用於描述特定實施態樣,而非作為限定。
本文中所使用的術語,除非另有解釋,當可瞭解其具有列之定義:術語「經分離」或「分離」意旨該物質已由其原屬之環境(如,天然環境,若該物質係天然存在者)中移除。該術語「經分離」並不必要意味其可擴張為該物質已經純化。術語「突變株」或「變異株」意旨其涵蓋任何微生物,而該微生物之完整細胞基因組合物已被如化學突變法、自然突變、基因工程法、轉殖法或轉染法所改變,而使其物理或生物化學特性受到影響。例如,該變異株或突變株可具有毛紅麴(Monascus pilosus
) BCRC 31523、弦月孢紅麴(Monascus lunisporus
) BCRC 33640、紅色紅麴(Monascus ruber
) BCRC 31523、紅色紅麴(Monascus ruber
) BCRC 31535或毛紅麴(Monascus pilosus
) BCRC 33947的所有鑑定特徵。
本文所使用的術語「氮雜芬酮化合物」或「氮雜芬酮化合物類」表示主要具有氮雜芬酮結構之化合物。
本文所使用的術語「烷基」或「烯基」包括直鏈及支鏈者。
「烷基」意旨烴基團,該烴基團在概念上可由烷烴形成,藉由移除具有直或支碳鏈之非環烴化合物結構上的氫,再將該氫原子以其它原子或有機或無機取代基取代。於本發明的某些實施態樣中,該烷基為「C1
至C10
烷基」,如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、第三戊基、己基等。於本發明的許多實施態樣中,該烷基包含「C1
至C7
烷基」,其包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、第三戊基、己基及庚基。
術語「烯基」與烷基基團或殘基在結構上類似,其包含至少一個碳-碳雙鍵。於本發明的某些實施態樣中,該烯基為「C1
至C7
烯基」,如乙烯基、烯丙基、第二丁烯基、第三丁烯基、第二戊烯基、第三戊烯基、第四戊烯基、第二己烯基、第三己烯基、第四己烯基、第五己烯基、第二庚烯基、第三庚烯基、第四庚烯基、第五庚烯基及第六庚烯基,以及直鏈及支鏈的二烯類或三烯類。於其他的態樣中,烯基類被限定於2至4個碳原子。
本文中之術語「醫藥上可接受的衍生物」或「醫藥上可接受的衍生物類」表由本發明化合物修飾而得之化合物,但其仍保有本發明化合物之相同或甚至更佳的特性及功效。較佳地,該醫藥上可接受的衍生物係為本發明化合物的醫藥上可接受的鹽、溶劑化物或前藥。
本發明之一或多個化合物可以鹽的形式存在。該術語「鹽」包括包含與無機及有機陰離子及陽離子形成之鹽。再者,該術語包括將鹼性基團與有機或無機酸以標準酸鹼反應形成的鹽。該酸包括鹽酸、氫氟酸、三氟乙酸、硫酸、磷酸、乙酸、琥珀酸、檸檬酸、乳酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、棕櫚酸、膽酸、亞甲基雙羥萘酸(pamoic acid)、半乳糖二酸、D-麩胺酸、D-樟腦二酸、戊二酸、酞酸、酒石酸、月桂酸、硬脂酸、水楊酸、甲磺酸、苯甲磺酸、山梨酸、苦酸、苯甲酸、肉桂酸等酸。
本發明之化合物尚可以溶劑化物或水合物之型態存在。因此,此等化合物可與如於水合物中的水、或一個或一些、或任何母液溶劑其中之分子進行結晶。此等化合物之溶劑化物與水合物皆被包含於本發明之範圍中。
在此使用之術語「個體」,表示任何動物,較佳為哺乳動物,更佳為人類。舉例而言,個體包含人類、非人類之靈長類、囓齒類、天竺鼠、兔、綿羊、豬、山羊、乳牛、馬、狗及貓。
在此使用之化合物之術語「有效量」,係指提供化合物之量足以對其期望的功能產生期望的調節功用,舉例而言如基因表現、蛋白質功能、或特定型態反應的誘導。以下也指出,根據疾病狀態、身體條件、年齡、性別、個體的種族及體重、特定身分及配方組成等,個體所需要的精確量會隨之變化。為了得到最佳的治療反應,給藥方案也可隨之調整。舉例而言,每天可分數次給藥,或當治療時出現緊急情況,該劑量可按比例地減少。因此,在這無法指明準確的「有效量」。然而,合適的有效量仍可由該所屬技術領域中具通常知識者進行例行試驗而得知。
術語「預防性」或「預防」為該所屬技術領域所習知,使用該術語於症狀時,其包含在症狀發生前的監控、相較於未接受過藥劑的個體,該藥劑可減少醫學上病症之頻率或痛苦、或延遲醫學上病症的發生。
在此使用之術語「治療性」或「治療」,係指對於疾病或病症之進展的恢復、緩解、抑制,或對疾病或病症的改善,或對於一或多種疾病或病症之症狀亦同。
在此使用之術語「載劑」或「賦形劑」係指本身不是治療劑的任何物質,其係用作載劑及/或稀釋劑及/或佐劑,或作為遞送治療劑至個體的媒介物,或被添加至調配物以改善其處理或貯存性質,或允許或促使一劑量單位之組合物形成個別的物體如適於口服的膠囊或錠劑。在製造藥學調配物或食物產物領域中並具通常知識者,能了解所謂合適的載劑或賦形劑。以下描述皆非限制,載劑或賦形劑可包括緩衝劑、稀釋劑、崩解劑、結合劑、黏合劑、濕潤劑、聚合物、潤滑劑、助流劑、用以遮蔽或抵銷令人不悅的味道或氣味之物質、香味劑、色素、芳香劑及用以改善組合物外觀之物質。可接受的載劑或賦形劑包含檸檬酸緩衝劑、磷酸緩衝劑、醋酸緩衝劑、碳酸緩衝劑、硬脂酸、硬脂酸鎂、氧化鎂、磷酸或硫酸之鈉鹽或鈣鹽、碳酸鎂、滑石、明膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉、果膠、糊精、甘露醇、山梨醇、乳糖、澱粉、膠質、纖維質材料(如烷酸類之纖維素酯及纖維素烷基酯)、低熔點蠟可可豆油、胺基酸、尿素、醇類、抗壞血酸、磷脂、蛋白質(例如血清蛋白)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二甲亞碸(DMSO)、氯化鈉或其他鹽類、脂質體、甘油或聚合物粉末(如聚乙烯氫吡咯酮、聚乙烯醇及聚乙二醇),及其他藥學可接受物質。該載體不會破壞治療劑之藥學活性,且其劑量足以運載該藥劑之治療量時,施用於個體上為無毒性的。
在此的範圍通常以「自一「大約」特定數值及/或至另一「大約」特定數值」表示。範圍可藉上述方式表示,若有包含自一特定數值及/或至另一特定數值之範圍,其便為另一實施例。同樣地,數值可藉由術語「大約」以表示近似值,而當數值為一特定值,將可了解其為另一個實施例。依此也可了解當提及有關其它端點及其他端點本身而言,每一範圍的兩端點皆為有意義的。
「視情況」或「視情況地」係指隨後描述的事件或狀況可能會或可能不會發生,且該描述的事件或狀況包含或不包含例子。例如:詞組「視情況地包含藥劑」,表示該藥劑可能存在或不存在。
必須注意的是,除非有清楚的相反指示,於說明書或申請專利範圍使用之單數格式「一種」及「該」係包含複數表示。因此,除非上下文另有需要,單數術語應包含複數而複數術語亦包含單數。
本發明係有關於氮雜芬酮化合物。本發明之該等氮雜芬酮化合物具有下式(I)所示之結構:
其中R1
為-CH(OH)-烷基或-C(O)-烷基或-C(O);且R2
為烯基。
於式(I)化合物之某些態樣中,R1
為-CH(OH)-C1
-C10
烷基,較佳為-CH(OH)-C5
-C7
烷基;且R2
為C2
-C7
烯基,較佳為C2
-C4
烯基。
於一較佳之態樣中,R1
為-CH(OH)-戊基且R2
為丙烯基。
於另一較佳之態樣中,R1
為-CH(OH)-己基且R2
為丙烯基。
於另一較佳之態樣中,式(I)化合物為
或。
於最佳的態樣中,式(I)化合物為(3S
,3aR
,9aR
)-3a,4-二氫-3-((S
)-1-羥己基)-9a-甲基-6-((E)-丙-1-烯基)-3H
-呋喃[3,2-g
]異唍烯-2,9(8H
,9aH
)-二酮。
本發明之化合物可藉由任何習知的方法進一步轉變成醫藥上可接受的衍生物,如醫藥上可接受的鹽、溶劑化物或前藥。
本發明亦提供包含本發明化合物或其醫藥上可接受的衍生物的組合物。本發明之組合物可為食品組合物或醫藥組合物。本發明之式(I)化合物可以化合物之型態,或麴菌種發酵而得包含該化合物的紅酵母米或其萃取物之型態存在於該組合物中。
本發明之醫藥組合物可藉由本技術領域所習知之方法作局部或全身性投與,其包括(但不限於)經由肌肉內、皮內、靜脈內、皮下、腹膜內、鼻內、經口、黏膜或外用之途徑。本領域之技藝人士可決定適當的投藥途徑、配方及投藥方式。於本發明中,該醫藥組合物可根據對應的投藥途徑以不同的方法調配,例如調配成液態溶液、懸浮劑、乳化劑、糖漿、錠劑、丸劑、膠囊、緩釋調配物、粉末、顆粒、安瓿、注射劑、灌流劑、套組、軟膏、乳液、擦劑、乳膏或其組合。如需要,其可經滅菌或與任何醫藥上可接受的載劑或賦形劑,而該載劑或賦形劑多為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者,請參見如本案說明書第10頁第4段至第11頁第2段所載之內容。
於一較佳之態樣中,製備式(I)化合物之方法包含以下步驟:
(a) 將米以經分離之麴菌種發酵以獲得紅酵母米;
(b) 將該紅酵母米乾燥並以100%乙醇萃取該經乾燥之紅酵母米;及
(c) 利用HPLC純化(b)之該乙醇萃取物以獲得該化合物。
根據本發明之方法,該經分離之麴菌種可為可產生式(I)化合物之任何菌種,如可獲自財團法人食品工業發展研究所(中華民國台灣省新竹市食品路331號)之弦月孢紅麴BCRC 33640、紅色紅麴BCRC 31523、紅色紅麴BCRC 31535及毛紅麴BCRC 33947。該等菌株亦可獲自其他國際寄存機構。例如,紅色紅麴BCRC 31523可獲自日本技術及評估國家機構(National Institute of Technology and Evaluation;(NITE))之生物研究中心(Biological Research Center;(NBRC)),編號為NBRC 4483。
於另一較佳態樣中,本發明的方法包含以下步驟:(a) 將式(II)化合物:
其中R3
為烷基或-C(O)-烷基;且R4
為烯基,與硼氫化鈉於0℃下反應以形成式(I)化合物:
其中R1
為-CH(OH)-烷基或-C(O)-烷基,且R2
為烯基;及(b) 視需要將式(I)化合物轉變成醫藥上可接受的衍生物。
本發明之式(I)化合物可用作食品或藥物的黃色素。本發明驚人地發現氮雜芬酮化合物可抑制核荷爾蒙受體活性及5α-還原酶活性。
核荷爾蒙受體係為發現於細胞內部蛋白質類中之一類,且可感應荷爾蒙及某種其他分子的存在並產生反應。於反應中,此等受體會與其他蛋白質協調共同調節特定基因的表現,因此控制生物體的生長、體內平衡及代謝。
雄性荷爾蒙受體(AR)即為核荷爾蒙受體之一種型態,其可藉由與雄性荷爾蒙中之睪固酮或二氫睪固酮結合而被活化。雄性荷爾蒙受體的主要功用係作為調節基因表現之DNA結合轉錄因子。然而,雄性荷爾蒙受體具有DNA結合之外之其他功用。雄性荷爾蒙受體和黃體激素受體最為相關,高劑量之黃體素可阻絕雄性荷爾蒙受體。
雄性荷爾蒙受體的過度表現或突變雄性荷爾蒙受體之表現已見於許多疾病,諸如癌症,包括前列腺癌、乳癌、以及其他失調症,如聚麩胺酸症、雄性禿、多毛症、粉刺、攝護腺肥大、脊椎和肌肉萎縮以及甘迺迪氏症。
5α-還原酶為一種酵素,其可將睪固酮(一種雄性荷爾蒙)轉化為效用更強之二氫睪固酮(dihydro-testosterone(DHT))。雄性荷爾蒙為性別生物學之一部分,刺激及控制男性特徵的發展及維持。二氫睪固酮之效用為睪固酮的3倍,而睪固酮效用為腎上腺雄性荷爾蒙之5至10倍。
二氫睪固酮是造成男性雄性禿的主要因素。女性並不會患該症。女性具有二氫睪固酮僅可能發展出雌雄同體之男性第二性徵,其中包括較低沉的嗓音及鬍子。二氫睪固酮在良性攝護腺肥大症及前列腺癌的成長或惡化中扮演一重要的角色。二氫睪固酮亦已知為造成某些病例生成粉刺之原因。
本發明提供以下治療方法。
本發明之治療方法其一在於對需調節其核荷爾蒙受體活性之個體進行調節,其中包含對該個體投以有效量之式(I)或醫藥上可接受之衍生物,或麴菌種之紅酵母米發酵產物,或包含該化合物之該麴菌種之紅酵母米發酵產物之萃取物至該個體。
在一些具體實施例中,該被調節之核荷爾蒙受體係選自雄性荷爾蒙受體、糖皮質激素受體、黃體激素受體及雌激素受體。在一較佳之具體實施例中,該核荷爾蒙受體為雄性荷爾蒙受體。
在某些具體實施例中,作為抑制核荷爾蒙受體之式(I)之IC50為約10 μM至約50 μM,較佳為約12 μM至約35 μM。
本發明之治療方法另一面在於預防及/或治療個體中與核荷爾蒙受體活性相關之疾病或失調症,其包括投以有效劑量之式(I)化合物或其醫藥可接受之衍生物,或麴菌種之紅酵母米發酵產物,或包含該化合物之該麴菌種之紅酵母米發酵產物之萃取物至該個體。
在一些具體實施例中,該被調節之核荷爾蒙受體係選自雄性荷爾蒙受體、糖皮質激素受體、黃體激素受體及雌激素受體。在一較佳之具體實施例中,該核荷爾蒙受體為一雄性荷爾蒙受體。
在某些具體實施例中,該與核荷爾蒙受體活性相關之疾病或失調症係與雄性荷爾蒙受體過度活化或突變雄性荷爾蒙受體基因表現有闗之疾病或失調症,如前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症、粉刺及其他雄性激素過多症候群。
本發明治療方法之另一方面為在需此調節個體中調節有5α-還原酶之活性,其中包括投以有效劑量之化合物式(I)或其醫藥可接受性衍生物,或麴菌種之紅酵母米發酵產物,或包含該化合物之麴菌種之紅酵母米發酵產物之萃取物至該個體。
在某些具體實施例中,該做為抑制核荷爾蒙受體之式(I)之IC50
為約200 μM至約400 μM,較佳為約300 μM至約350 μM,且更佳為約320 μM至約325 μM。
本發明之治療方法尚有一方面為預防及/或治療個體中與雄性荷爾蒙受體活性有關之疾病或失調症,其中包括投以有效劑量之式(I)化合物或其醫藥可接受性衍生物,或麴菌種之紅酵母米發酵產物,或包含該化合物之麴菌種之紅酵母米發酵產物之萃取物至該個體。
在某些具體實施例中,與雄性荷爾蒙受體活性有關之疾病或失調症係選自前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症、粉刺及其他雄性激素過多症候群。
根據本發明之方法,式(I)化合物或其醫藥可接受之衍生物可經各種該領域中已知之方法局部地或全身性地投藥,其包括但並不限於:肌肉內、皮內、靜脈、皮下、腹腔、鼻內、口服、黏膜或外部路徑。適合的路徑、配方及投藥時間可由該領域中之技藝者自行決定。
根據本發明之方法,式(I)化合物或其醫藥可接受之衍生物,或麴菌種之紅酵母米發酵產物或其包含該化合物之萃取物可與可有效預防及/或治療前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症、粉刺及其他雄性激素過多症候群之第二藥劑合併投藥,藉此提升式(I)化合物或其醫藥可接受之衍生物之治療效果。該領域已知有許多可有效預防及/或治療前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症、粉刺及其他雄性激素過多症候群之藥劑。此類藥劑之包括但不限定於:氟塔醯胺、比卡魯胺(bicalutamide)、抗雄性素(nilutamide)、醋酸環妊酮、克康那唑(ketoconazole)、氨魯米特(aminoglutethimide)、阿巴瑞克(abarelix)、柳普林(leuprolide)、戈舍瑞林(goserelin)、曲普瑞林(triptorelin)、布舍瑞林(buserelin)、阿比特龍醋酸鹽(abiraterone acetate)、多薩坐辛(doxazosin)、特拉唑嗪(terazosin)、阿夫唑嗪(alfuzosin)、坦索羅辛(tamsulosin)、殺菌劑、抗生素及類視色素。
茲提供下列實施例以助熟悉該領域之技藝人士實施本發明。
將在來米(長粒米)浸泡在0.2%酒石酸溶液中,於4℃下浸泡隔夜。然後倒除液體部分,將米於121℃下滅菌15分鐘。
將弦月孢紅麴BCRC 33640、紅色紅麴BCRC 31523、紅色紅麴BCRC 31535及毛紅麴BCRC 33947分別接種於馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)(Difco,美國)培養基中,並在30℃下培養7天。使用無菌水自PDA培養基上洗出孢子,並且將該孢子懸浮液濃度稀釋至1×106
/mL。
將5g的無菌在來米置於50-mL的試管中,並與1mL每一菌株的懸浮液及1mL無菌水各1mL混合。該米於25℃下培養21天,以產生發酵產物紅酵母米。
乾燥該發酵產物紅酵母米,且將每個乾燥的發酵產物紅酵母米(1 g)以100%乙醇(10 mL)萃取24小時。該乙醇萃取液以HPLC進行分析,並發現弦月孢紅麴BCRC 33640、紅色紅麴BCRC 31523、紅色紅麴BCRC 31535及毛紅麴BCRC 33947之乾燥發酵產物中之化合物1含量其分別為0.02、0.31、0.20及0.30 mg/g。
旋光度以Jasco P-1020數位式旋光計進行測量。紫外光光譜係以Jasco UV-240光譜儀且以甲醇當作溶劑進行量測。紅外光光譜(KBr或neat)係以Perkin-Elmer System 2000 FT-IR光譜儀進行量測。1D(1
H、13
C、DEPT)及2D(COSY、NOESY、HSQC、HMBC) NMR光譜係使用CDCl3
或CD3
OD當作溶劑,並以Varian Unity Plus 400(1
H NMR為400MHz,13
C NMR為125MHz)光譜儀進行量測。當TMS作為內部標準品時,化學位移係以CDCl3的溶劑訊號(1H,δ7.26;13
C,δ77.0)做為內部參考值。低解析度ESI-MS光譜係以API 3000(美商應用生命系統)進行量測。高解析度ESI-MS光譜係以Bruker Daltonics APEX II 30e光譜儀進行量測。管柱色層分析係使用矽膠(70-230,230-400 mesh)(默克)進行,TLC及製備的TLC係使用矽膠60 F-254(默克)。
化合物1經分離後呈微黃色油,藉由ESI-MS([M+Na]+
,m/z 383)及HR-ESI-MS([M+Na]+
,m/z 383.1832)確定其分子式為C21
H28
O5
。IR可在3400 cm-1
及1738 cm-1
發現吸收峰,其表示有羥基(OH)及酯基團的羰基(C=O)存在。UV吸收光譜(λmax
(MeOH) nm(log ε))之最大吸收為230(4.32)及388(4.11) nm,並於鹼性溶液中出現向紅位移現象,顯示有酚類衍生物之存在。此可由1
H NMR光譜進行確認,δH
4.20(1H,m)出現之質子訊號為OH-1,其訊號加入D2
O時會消失。化合物1與已知化合物紅麴黃之1
H NMR光譜係為相似,除化合物1之C-11位置是以2-辛醇基團取代紅麴黃的2-辛酮[0.85(3H,t,J=5.8 Hz,CH3
-6'),1.23(4H,m,CH2
-4',5'),1.50(2H,m,H-3'),2.66(1H,t,J=6.9 Hz,CH2
-2'a),and 2.77(1H,t,J=7.2 Hz,CH2
-2'b)]。化合物1之結構(參見圖1)進一步以13
C NMR、DEPT、COSY、NOESY(參見圖2)、HSQC及HMBC(參見圖3)實驗進行確認。因此,化合物1確認為(3S
,3aR
,9aR
)-3a,4-二氫-3-((S
)-1-羥己基)-9a-甲基-6-((E)-丙-1-烯基)-3H
-呋喃[3,2-g
]異唍烯-2,9(8H
,9aH
)-二酮。化合物1命名為紅麴皮洛印(請確認)(monascuspiloin)。紅麴皮洛印:黃色油、-42.1°(c
=0.21,CHCl3
). IR(Neat) cm-1
: 3400(OH),1738(C=O). UV λmax
(MeOH) nm(log ε): 230(4.32),388(4.11).1
H NMR(CDCl3
,400 MHz): 0.90(3H,t,J=6.8 Hz,CH3
-6'),1.25~1.46(4H,m,CH2
-4',5'),1.42(3H,s,CH3
-16),1.50~1.61(4H,m,CH2
-2',3'),1.86(3H,dd,J=6.8 Hz,CH3
-15),2.53~2.60(1H,m,H-5),2.70~2.76(4H,m,H-5,11),2.99~3.06(4H,m,H-6),4.20(1H,m,H-1'),4.70(1H,d,J=12.8 Hz,H-1),5.05(1H,d,J=12.8 Hz,H-1),5.28(1H,s,H-4),5.89(1H,br. d,J=12.8 Hz,H-13),6.49(1H,m,H-14);13
C NMR(CDCl3
,100 MHz): 14.0(6'-CH3
),17.6(16-CH3
),18.5(15-CH3
),22.6(CH2
),25.9(CH2
),30.9(CH2
),31.5(CH2
),34.9(CH2
),41.2(C-6),49.0(C-11),63.8(C-1),69.4(C-1'),83.1(C-7),103.3(C-4),114.0(C-9),124.4(C-13),135.3(C-14),150.9(C-10),160.3(C-3),175.1(C-12),190.7(C-8). ESI-MSm/z
383[M+Na]+
. HR-ESI-MSm/z
383.1832[M+Na]+
(calcd for C21
H28
O5
Na,363.1834)。
可由以下圖示流程方法製備紅麴皮洛印:
習知的顏料紅麴黃可由麴菌種製備得到,也可由其他已知方法,例如由Campoy,S.等人於2006年揭示之純化方法"Characterization of a hyperpigmenting mutant of Monascus purpureus IB1: identification of two novel pigment chemical structures." Appl. Microbiol. Biotechnol. 70: 488-496。將溶於甲醇之純化紅麴黃與硼氫化鈉在0℃下反應便可獲得紅麴皮洛印。
將10 mg由實施例1獲得之冷凍乾燥紅色紅麴BCRC 31535乙醇萃取物溶於2 mL DMSO,以製備5 mg/mL之保存液。將保存液置於-20℃下存放。
為了試驗的進行,該5 mg/mL之保存液進一步以10% DMSO稀釋成500 μg/mL及250 μg/mL之稀釋樣品,且DMSO於細胞培養物中的最終濃度為1%。
此試驗係使用人類MDA-MB-453細胞。該細胞(培養於RPMI 1640培養液(Gibco,USA)10%FBS)於指數生長期時以1 mL之0.05%胰蛋白沖洗,離心並收集於離心管中。將1×107
個細胞懸浮在270 μL BES培養基(5 mM BES於RPMI 1640培養基)中,並加入8至10 μg的pPSA-SEAP2質體(參見圖4)。該細胞以基因脈衝電穿孔儀(Bio-Rad)以230伏特及960 μFD電容量進行電穿孔。然後將該電穿孔後的細胞懸浮於20 mL培養液(含10% FBS之RPMI 1640培養基)中,且分置於96井培養平盤中。在37℃及5% CO2
之培養箱中培養該細胞。24小時後,移除該培養基,並於每一井中分別加入180 μL之RPMI 1640培養基(含有10 nM的5α-二氫睪固酮(DHT))及20 mL的稀釋樣品。混合該培養基,並於37℃及5% CO2
之培養箱中培養48小時。
自96井平盤之每一格中取出25 μL培養基,並且以65℃水浴加熱30分鐘。然後以Phospha-LightTM
(美商應用生命系統)試驗系統檢驗該培養液,以偵測分泌性鹼性磷酸酶(SEAP)報導蛋白。以VictorTM
Light螢光計數儀偵測螢光強度,測定樣品調節雄性荷爾蒙受體之活性。
如圖5所示紅酵母米萃取物對於DHT-活化之雄性荷爾蒙受體具拮抗性功效,並且該拮抗性功效與萃取物之濃度呈現正相關關係。藉由增加萃取物濃度幾乎可完全抑制DHT對雄性荷爾蒙的活化作用。當最終濃度為33 μg/mL時,抑制報導蛋白表現的活性可高於90%。
將紅麴皮洛印溶解於DMSO以製備250 μM之保存液。將此保存液存放於-20℃下。
為了試驗的進行,該250 μM的紅麴皮洛印保存液進一步以10% DMSO稀釋成25 μM及5 μM的紅麴皮洛印樣品,且DMSO於細胞培養物中的最終濃度為1%。
此試驗係使用人類MDA-MB-453細胞。該細胞(培養於RPMI 1640培養液(Gibco),10% FBS)於指數生長期時以1 mL之0.05%胰蛋白沖洗,離心並收集於離心管中。將1×107
個細胞懸浮在270 μL的BES培養基中(5 mM的BES於RPMI 1640培養基),並加入8至10 μg的pPSA-SEAP2質體(參見圖4)。該細胞以基因脈衝電穿孔儀(Bio-Rad)以230伏特及960 μFD電容量進行電穿孔。然後將該電穿孔後的細胞懸浮於20 mL培養基(含10% FBS之RPMI 1640培養基)中,且分置於96井培養平盤中。在37℃及5% CO2
之培養箱中培養該細胞。24小時後,移除該培養液,並且於每一井中分別加入180 μL的RPMI 1640培養基(含有10 nM的5α-二氫睪固酮(DHT))及20 μL的紅麴皮洛印樣品。混合該培養基,並於37℃及5%CO2
之培養箱中培養48小時。
自96井平盤之每一格中取出25 μL培養基,並且以65℃水浴加熱30分鐘。然後以Phospha-LightTM
(美商應用生命系統)試驗系統檢驗該培養基,以偵測分泌性鹼性磷酸酶(SEAP)報導蛋白。以VictorTM
Light螢光計數儀偵測螢光強度,測定樣品調節雄性荷爾蒙受體之活性。
如圖6所示,紅麴皮洛印能抑制雄性荷爾蒙受體之活性,且該抑制功效與紅麴皮洛印濃度呈現正相關。紅麴皮洛印抑制雄性荷爾蒙活性之IC50
約為12 μM。
將紅麴皮洛印溶解於DMSO製備250 μM之保存液。將此保存液存放於-20℃下。
為了試驗的進行,將該250 μM的紅麴皮洛印保存液進一步以10%DMSO稀釋成25 μM及5 μM的紅麴皮洛印樣品,且DMSO於細胞培養物中的最終濃度為1%。
醣皮質素受體(GR)試驗係使用人類A-549細胞為細胞株(培養於Ham's F12K培養基(Gibco,USA),10%FBS)。黃體激素受體(PR)試驗係使用人類T-47D細胞為細胞株(培養於RPMI 1640培養基(Gibco,USA),10%FBS)。雌性激素受體(ER)試驗係使用人類MCF7細胞為細胞株(培養於MEM培養基(Gibco,USA),10%FBS)。彼等細胞於指數生長期時以1 mL之0.05%胰蛋白沖洗,離心並收集於離心管中。將1×107
個細胞懸浮在270 μL的BES培養基中(培養基中含5 mM的BES),並加入8至10 μg之質體(GR及PR試驗係使用pMMTV-SEAP質體(參見圖4),ER試驗係使用pERE-TA-SEAP質體(Clontech,USA)(參見圖8))。該細胞以基因脈衝電穿孔儀(Bio-Rad)以230伏特及960 μFD電容量進行電穿孔。然後將該電穿孔後的細胞懸浮於20 mL之培養基(含10% FBS之MEM培養基)中,且分置於96井培養平盤中。在37℃及含5% CO2
之培養箱中培養該細胞。24小時後,移除該培養液,並且於每一井中分別加入180 μL的培養基(含有10 nM的對應荷爾蒙(GR試驗為糖皮質素;PR試驗為黃體素;ER試驗為雌激素))及20 μL的紅麴皮洛印樣品。混合該培養基,並於37℃及含5% CO2
之培養箱中培養48小時。
表1匯總了紅麴皮洛印抑制雄性荷爾蒙受體、醣皮質素受體、黃體素受體及雌激素受體活性之IC50
值。
由表1能獲悉紅麴皮洛印除能抑制雄性荷爾蒙受體外,亦能抑制其它核荷爾蒙受體,特別是類固醇荷爾蒙受體。
為了測試其它氮雜芬酮化合物是否有與紅麴皮洛印相同的抑制活性,此試驗便使用兩種紅麴色素,如紅麴黃色素(monascin)及紅麴黃素(ankaflavin)。紅麴黃色素及紅麴黃素皆為麴菌種產生的代謝物,彼等結構如圖9所示。
將紅麴黃色素及紅麴黃素各溶解於DMSO以製備250 μM之保存液。將該保存液存放於-20℃下。
為了試驗的進行,將該250 μM的保存液進一步以10%DMSO稀釋成25 μM及5 μM的紅麴黃色素或紅麴黃素樣品,且DMSO於細胞培養物中的最終濃度為1%。
此試驗係使用人類MDA-MB-453細胞。該細胞(培養於RPMI 1640培養基(Gibco),10%FBS)於指數生長期時以1 mL之0.05%胰蛋白沖洗,離心並收集於離心管中。將1×107
個細胞懸浮在270 μL的BES培養基中(5 mM的BES於RPMI 1640培養基),並加入8至10 μg的pPSA-SEAP2質體(參見圖4)。該細胞以基因脈衝電穿孔儀(Bio-Rad)以230伏特及960 μFD電容量進行電穿孔。然後將該電穿孔後的細胞懸浮於20 mL培養基(含10% FBS之RPMI 1640培養基)中,再分置於96井培養平盤中。在37℃及含5% CO2
之培養箱中培養該細胞。24小時後,移除該培養液,並且於每一井中分別加入180 μL的RPMI 1640培養基(含有10 nM的5α-二氫睪固酮(DHT))及20μL的紅麴皮洛印樣品。混合該培養基,並於37℃及含5% CO2
之培養箱中培養48小時。
自96井平盤之每一格中取出25 μL培養基,並且以65℃水浴加熱30分鐘。然後以Phospha-LightTM
(美商應用生命系統)試驗系統檢驗該培養基,以偵測分泌性鹼性磷酸酶(SEAP)報導蛋白。以VictorTM
Light螢光計數儀偵測螢光強度,測定樣品調節雄性荷爾蒙受體之活性。
如圖10所示,紅麴黃色素及紅麴黃素於不同程度上皆可抑制雄性荷爾蒙受體之活性。當紅麴黃色素濃度為28 μM時可抑制55%的受體活性。當紅麴黃素濃度為26 μM時可抑制41%的受體活性。結果顯示氮雜芬酮化合物能夠抑制雄性荷爾蒙受體活性。
將紅麴皮洛印溶解於100%乙醇。為了評估紅麴皮洛印對於5α-還原酶之抑制活性,製備四種濃度分別為3.1、6.4、9.3及18.6 mM的紅麴皮洛印溶液。
抑制5α-還原酶活性之偵測方法請見Cabeza等人於2001年之發表"Cabeza M,Heuze I,Bratoeff E,Ramirez E,Martinez R. 2001. Evaluation of new pregnane derivatives as 5alpha-reductase inhibitor. Chem Pharm Bull(Tokyo) 49(5):525-30"。將50 mL的馬鈴薯葡萄糖培養液(PDB)(Difco,USA)加入250 mL錐形瓶中,並將傾臥青黴(Penicillium decumbens
)BCRC 31695之孢子(1×107
個)接種至該錐形瓶中,並於25℃下培養一天。取2 mL發酵後的培養液分置於24井平盤,每一井中再加入7.5 μl的睪固酮(濃度:20 mg/mL)及20 μl的紅麴皮洛印溶液(每一井中之紅麴皮洛印最終濃度分別為:62、128、186及372 μM))。該培養物於25℃下培養4天,然後將每一井中的經發酵培養液以3 mL的EtOAc萃取兩次。將萃取液以真空乾燥移除EtOAc後獲得溶於EtOAc中之部分。用1 mL乙醇再溶解該殘留物,並用HPLC分析其中睪固酮及2氫-睪固酮的量。
評估抑制5α-還原酶活性之方法可見於2001年Matsuda等人發表"Matsuda H,Yamazaki M,Matsuo K,Asanuma Y,Kubo M. 2001. Anti-androgenic activity of Myricae Cortex--isolation of active constituents from bark of Myrica rubra. Biol Pharm Bull 24(3):259-63"。該抑制活性以下列公式計算:
對照組:100%乙醇
前:一開始自樣品萃取物獲得之睪固酮量
後:4天後自樣品萃取物獲得之睪固酮量
5α-還原酶是一種可將睪固酮轉變成2氫-睪固酮之酵素。如圖11所示,紅麴皮洛印可抑制5α-還原酶(得自傾臥青黴)將睪固酮轉變成2氫-睪固酮之活性。結果顯示紅麴皮洛印可抑制5α-還原酶之活性,並且其IC50
約為321 μM。
細胞存活率係以MTT(3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基四唑溴鹽)方法偵測。此試驗係使用9種細胞株,其中包括三種不同人類前列腺癌細胞株,即LNCap.FGC、DU145及PC-3,其中LNCap.FGC為雄性荷爾蒙依賴且來自淋巴結移轉位置,DU145及PC-3為雄性荷爾蒙不依賴且分別來自移轉至腦及骨頭之前列腺癌;其它六種人類癌細胞株,即人類肺纖維細胞MRC-5、人類胸腺癌MCF-7、人類肝母細胞瘤HepG2、人類胃腺癌AGS、人類子宮頸類上皮癌HeLa及人類胎腎293細胞。這些細胞株陳列於表2中。
將細胞株分別培養於培養基中,其狀況可見於財團法人食品工業發展研究所(FIRDI)生物資源保存及研究中心(BCRC)網站。簡言之,LNCap.FGC係培養於含90% RPMI 1640、4.5 g/L葡萄糖、10mM HEPES、1.0 mM丙酮酸鈉及10% FBS的培養基中;PC-3係培養於含93% Ham's F12K培養基及7% FBS的培養基中;AGS係培養於含90% Ham's F12K培養基及10% FBS的培養基中;其他六種細胞株係係培養於含90% MEM、10 mM丙酮酸鈉及10% FBS的培養基中。冷凍細胞先於37℃水浴中解凍,然後在37℃及含5%的CO2
之培養箱中以含15 mL培養基之T25活化。至少進一步地繼代培養該細胞一次。當細胞融匯程度達70至80%時,以磷酸鹽緩衝液(PBS)沖洗兩次,然後於37℃再以胰蛋白-EDTA溶液處理。當細胞自容器壁掉落後,以新鮮的培養基稀釋該細胞至預期的濃度。將180 μl的稀釋細胞培養物加至96井平盤的每一井中。每一細胞株的細胞數量顯示於表2中。將96井平盤置於37℃下含CO2
之培養箱中培養。
將紅麴皮洛印、Casodex(Bicalutamide,AstraZeneca,UK)及Flutamide(F9397,Sigma-Aldrich,USA)溶於DMSO中,分別製備52.2 mM、10 mM及18.7 mM之保存液。為了進行MTT試驗,每一保存液進一步稀釋成200 μM、100 μM、50 μM及10 μM的樣品,且DMSO濃度為10%。每一樣品取20 μL加至96井平盤之培養細胞中。每一樣品試驗四次。在細胞培養物中,該樣品的最終濃度分別為20 μM、10 μM、5 μM及1 μM,且培養基中DMSO的最終濃度為1%。對照組為含有1% DMSO的細胞培養物。將樣品加入細胞培養物中,並於37℃下含CO2
之培養箱中培養72小時。將20 μl的MTT(5mg/mL)加至培養物中,並於37℃下含CO2
之培養箱中培養4小時。移除培養物之上清液。將100 μL的DMSO加至每一井中並搖盪平盤5分鐘。細胞的O.D值係以540 nm波長之酵素分析儀偵測(參考波長為690 nm)。評估MTT活性之方法可見於1998年Alley等人所發表(Alley,M.C.,Scudiero,D.A.,Monks,A.,Hursey,M.L.,Czerwinski,M.J.,Fine,D.L.,Abbott,B.J.,Mayo,J.G.,Shoemaker,R.H.,and Boyd,M.R. 1988. Feasibility of Drug Screening with Panels of Human Tumor Cell Lines Using a Microculture Tetrazolium Assay. Cancer Research,48: 589-601)。該活性係以下列公式計算之:
如圖12(a)及(b)所示,紅麴皮洛印能抑制雄性荷爾蒙獨立前列腺癌細胞株DU145及PC-3之增長,其IC50分別為27.2 μM及17.3 μM,但其對於前列腺癌細胞株LNCap.FGC及其他六種非人類前列腺癌細胞株沒有明顯的細胞毒性效果。
前列腺特異抗原(PSA)係由前列腺表皮細胞所分泌的蛋白質。PSA可利於精液之液化且微量存在於男性血清中。倘若男性體患有前列腺癌、良性前列腺增生症或是前列腺感染,其血清中PSA存在之量可能會增加。因此,至目前為止,PSA是檢查及診斷前列腺腫瘤裡一項最重要的指標。PSA在測定癌症的發展階段及評估治療效應裡,亦扮演了一個很重要的角色。PSA之量係以前列腺特異抗原ELISA套組(Cat. No. BQ067T,Bio Quant,USA)測定。將LNCap.FGC細胞分別培養於基礎培養基(含90% RPMI 1640、4.5 g/L葡萄糖、10 mM HEPES、1.0 Mm丙酮酸鈉及10% FBS)、二氫睪固酮(DHT)培養基(基礎培養基及5 nM DHT)或紅麴皮洛印培養基(DHT培養基及5 μM、10 μM或20 μM紅麴皮洛印),48小時後收回培養物。將50 μL之各收回細胞培養基及50 μL之各標準PSA溶液(0、2、4、8、25及50 ng/μL),分別加至96井平盤的井中。再加入50 μL的分析緩衝液至各井中,於室溫下將平盤置於黑暗中培養30分鐘。移除上清液並以300 μL緩衝洗液沖洗三次。將100 μL的酶結合物加至各井中,於室溫下將平盤置於黑暗中培養30分鐘。移除上清液後以300 μL緩衝洗液沖洗三次。將100 μL的TMB基質加至各井中,室溫下將平盤置於黑暗中培養15分鐘。於各井中加入50 μL之終止液,並和緩地搖動平盤30分鐘,以確保井中溶液顏色全部轉變為黃色。在完成上述步驟15分鐘內,以ELISA Reader於450 nm處檢測該井。
如表3所示,測量基礎培養基中的PSA濃度為4.21 ng/mL,而其於DHT培養基之濃度則增加至12.61 ng/mL。因此,DHT能促使PSA之生成。然而,濃度為20 μM的紅麴皮洛印能有效抑制43%由DHT促使PSA生成之作用。此結果顯示紅麴皮洛印是DHT誘導PSA分泌作用之抗拮劑。
上述所描述之本發明連同特定實施例,在所屬技術領域熟該項技藝者應顯而易見其有許多可替代物、修改或變化。這些可替代物、修改或變化仍視同落入本發明之範圍內。
圖1顯示紅麴皮洛印
(monascuspiloin)的結構;
圖2顯示紅麴皮洛印
的關鍵NOESY關係;
圖3顯示紅麴皮洛印
的關鍵HMBC關係;
圖4顯示pPSA-SEAP2質體的圖譜;
圖5顯示紅酵母米萃取物於雄性荷爾蒙受體懸浮液中之活性;
圖6顯示紅麴皮洛印
於雄性荷爾蒙受體懸浮液中之活性;
圖7顯示pMMTV-SEAP質體之圖譜;
圖8顯示pERE-TA-SEAP質體質體之圖譜;
圖9顯示紅麴黃色素及紅麴黃素之結構;
圖10顯示紅麴黃色素及紅麴黃素於雄性荷爾蒙受體懸浮液中之活性;
圖11顯示紅麴皮洛印抑制5α-還原酶(得自傾臥青黴)將睪固酮轉變成2氫-睪固酮之活性;及
圖12顯示MTT分析的結果:(a)為LNCap.FGC細胞、DU145細胞及PC-3細胞的結果;(b)為人類肺纖維細胞MRC-5、人類胸腺癌MCF-7、人類肝母細胞瘤HepG2、人類胃腺癌AGS、人類子宮頸類上皮癌HeLa及人類胎腎293細胞的結果。
(無元件符號說明)
Claims (7)
- 一種(3S ,3aR ,9aR )-3a,4-二氫-3-((S )-1-羥己基)-9a-甲基-6-((E)-丙-1-烯基)-3H -呋喃[3,2-g ]異[][唍]烯-2,9(8H ,9aH )-二酮化合物或其醫藥可接受之鹽之用途,其係用以製備用於需此抑制個體中抑制核荷爾蒙受體活性之藥物;其中該核荷爾蒙受體係選自:雄性荷爾蒙受體、糖皮質激素受體、黃體激素受體及雌激素受體。
- 如請求項1之用途,其中該核荷爾蒙受體係為雄性荷爾蒙受體。
- 如請求項1或2之用途,其中該藥物係用於預防及/或治療該個體中與核荷爾蒙受體活性有關之疾病或失調。
- 如請求項3之用途,其中該疾病或失調係選自:前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症及粉刺。
- 一種(3S ,3aR ,9aR )-3a,4-二氫-3-((S )-1-羥己基)-9a-甲基-6-((E)-丙-1-烯基)-3H -呋喃[3,2-g ]異[][唍]烯-2,9(8H ,9aH )-二酮化合物或其醫藥可接受之鹽之用途,其係用以製備用於需此抑制個體中抑制5α-還原酶活性之藥物。
- 一種(3S ,3aR ,9aR )-3a,4-二氫-3-((S )-1-羥己基)-9a-甲基-6-((E)-丙-1-烯基)-3H -呋喃[3,2-g ]異[][唍]烯-2,9(8H ,9aH )-二酮化合物或其醫藥可接受之鹽之用途,其係用以製備用於在個體中預防及/或治療與雄性荷爾蒙受體活性有關疾病或失調之藥物。
- 如請求項6之用途,其中該疾病或失調係選自:前列腺癌、攝護腺肥大、雄性禿、多毛症及粉刺。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16678709P | 2009-04-06 | 2009-04-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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