WO2012147901A1 - 抗癌剤副作用改善用組成物 - Google Patents

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WO2012147901A1
WO2012147901A1 PCT/JP2012/061313 JP2012061313W WO2012147901A1 WO 2012147901 A1 WO2012147901 A1 WO 2012147901A1 JP 2012061313 W JP2012061313 W JP 2012061313W WO 2012147901 A1 WO2012147901 A1 WO 2012147901A1
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administration
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bcaa
isoleucine
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彰 垣塚
竹鼻 健司
勇輔 田形
清次 堀
裕子 河合
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味の素株式会社
国立大学法人京都大学
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    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/04Inotropic agents, i.e. stimulants of cardiac contraction; Drugs for heart failure

Definitions

  • the present invention relates to a composition for improving side effects of anticancer agents, comprising a branched chain amino acid.
  • a DNA-damaging anticancer agent Since a DNA-damaging anticancer agent has poor selectivity for cancer cells, it frequently causes side effects of tissue dysfunction caused by normal cell damage. The onset of side effects significantly lowers the QOL of cancer patients, and some serious side effects such as infection and heart failure due to bone marrow suppression have a risk related to patient life and death.
  • adriamycin belonging to an anthracycline anticancer agent is heart failure due to myocardial injury.
  • Adriamycin heart failure is considered a dose limiting factor because it often develops when the total dose exceeds 500 mg / m 2 .
  • the onset of heart failure extends from one month to several years after the start of treatment, treatment with adriamycin is associated with a long-term risk of developing heart failure.
  • There is no effective treatment for adriamycin heart failure and it is most important to take preventive measures to prevent it from developing.
  • a sufficient cardiac function evaluation is performed while strictly managing the cumulative total dose of adriamycin, and if a decrease in cardiac function is observed, administration must be stopped.
  • symptoms are often irreversible, and in severe cases, death. Therefore, even if cancer is successfully treated, the case of death due to heart failure is a serious problem.
  • Cisplatin a platinum anticancer drug
  • Cisplatin has a wide range of indications and is often used as a drug that plays a central role in the treatment of many anticancer drugs.
  • Cisplatin is highly effective and has side effects, with acute renal failure being the most serious side effect (cisplatin nephropathy).
  • cisplatin nephropathy There is no cure after the onset of renal failure, and measures such as the use of diuretics while taking cisplatin together with a large volume of infusion for prevention have been taken, but it can be said that sufficient effects are not necessarily obtained Absent. If it occurs, artificial dialysis is required and the QOL of cancer patients is significantly reduced. Therefore, acute renal failure is regarded as a dose limiting factor for treatment with cisplatin.
  • Adriamycin and cisplatin have the property of easily accumulating in the heart and kidney, respectively. Drugs that accumulate in each tissue produce free radicals that cause oxidative stress on the cells. It is thought that cardiomyocytes and tubule cells are damaged by this oxidative stress, resulting in organ dysfunction.
  • dexrazoxane having a free radical scavenger action has been approved and used in the United States and Europe as a preventive agent for adriamycin heart failure (not yet approved in Japan) (non-patent document 1), but has a side effect of bone marrow suppression.
  • food-derived antioxidants cannot be expected to have a sufficient preventive effect against side effects, and preventive methods using a synthetic compound still have a risk in terms of safety.
  • BCAA branched chain amino acid
  • Anemia and improvement of life prognosis in chronic renal failure pathology have been reported, they are limited to therapeutic effects after the onset of the pathological condition, and are known to show effects of reducing tubular damage and preventing renal failure.
  • BCAA does not have a free radical scavenger action, and is not considered to have an effect of reducing oxidative stress due to the mechanism such as the above-mentioned antioxidants. It is known that BCAA has an effect of reducing damage to cardiomyocytes and tubular cells. Absent. There is no report that BCAA was used in combination with adriamycin or cisplatin and showed some effect on its main action and side effects.
  • An object of the present invention is to provide a composition for improving the side effects of anticancer agents, which has high safety and does not impose further physical and mental burdens on cancer patients.
  • a composition containing at least one selected from the group consisting of three branched chain amino acids of isoleucine, leucine and valine as an active ingredient is adriamycin or cisplatin. It was found that it is effective in improving side effects such as cardiac dysfunction and renal dysfunction caused by administration, and that it does not affect the anticancer effect of these anticancer agents. Furthermore, it has been found that the survival time is remarkably prolonged by administering isoleucine, leucine and valine in the treatment of anticancer agents for tumor-bearing mice. As a result of further studies based on these findings, the present inventors have completed the present invention.
  • the present invention is as follows.
  • a composition for improving side effects of anticancer agents comprising as an active ingredient at least one selected from the group consisting of isoleucine, leucine and valine.
  • the composition of [8], wherein the cardiac dysfunction is heart failure.
  • a composition according to any one of the above [13] A composition for cancer treatment, comprising at least one selected from the group consisting of isoleucine, leucine and valine, and having a life-prolonging effect when used in combination with an anticancer agent. [14] The composition according to [13], comprising isoleucine. [15] The composition according to [13], comprising isoleucine, leucine and valine. [16] The composition according to [13], comprising isoleucine and not containing leucine and valine.
  • the DNA-damaging anticancer agent is adriamycin and / or cisplatin.
  • BCAA is an essential amino acid that is essential for the human body, so it is extremely safe compared to synthetic compounds. Moreover, three kinds of branched chain amino acids of isoleucine, leucine and valine do not affect the anticancer action of the anticancer agent. Therefore, the composition comprising at least one selected from the group consisting of three branched chain amino acids isoleucine, leucine and valine provided by the present invention is a side effect caused by an anticancer agent (particularly adriamycin and / or cisplatin). Useful for improving.
  • composition of the present invention can improve side effects such as heart failure and renal failure that are not currently addressed, 1) reduction of patient QOL, 2) improvement of life prognosis due to side effects, 3) anticancer agent Cancer treatment effect can be improved by continuation of treatment, 4) increase of anticancer agent, and the like.
  • the upper panel shows the results of exercise capacity measurement on day 23 after the start of adriamycin administration. From left, vehicle administration group (vehicle) and BCAA administration group (BCAA). The vertical axis represents the travel distance (m). The middle panel shows the change in body weight on day 23 after the start of adriamycin administration. From left, vehicle administration group (vehicle) and BCAA administration group (BCAA). The vertical axis shows the change in body weight (%) with the body weight before administration taken as 100%.
  • the lower panel shows the change in the survival rate of the vehicle administration group (vehicle) and the BCAA administration group (BCAA) from the start of adriamycin administration.
  • the vertical axis represents the survival rate (%), and the horizontal axis represents the survival period (days).
  • the reduction effect of BCAA with respect to cardiac tissue damage by an adriamycin is shown.
  • the upper panel shows an electron microscopic image of mouse myocardium 5 days after a single administration of 15 mg / kg adriamycin.
  • the lower panel shows the measurement result of serum creatinine kinase (creatine phosphokinase (CPK)) value.
  • the vertical axis represents the CPK value (IU / L).
  • An electrocardiogram on the 11th day after a single administration of 15 mg / kg adriamycin is shown.
  • the upper panel represents the electrocardiogram of the vehicle-administered individual (Adr), and the lower panel represents the electrocardiogram of the BCAA-administered individual (Adr + BCAA). It shows that BCAA administration suppresses renal dysfunction caused by cisplatin and prevents acute renal failure.
  • the upper panel shows blood urea nitrogen (BUN) on days 3 and 4 after cisplatin administration.
  • BUN blood urea nitrogen
  • cisplatin-administered vehicle administration group cis 20 vehicle
  • cisplatin-administered BCAA administration group cis 20 BCAA
  • no treatment group non-treat
  • no treatment BCAA administration group non-treat BCAA
  • the lower panel shows changes in the survival rate of the vehicle administration group (vehicle) and the BCAA administration group (gCD-BCAA) from the start of cisplatin administration.
  • the vertical axis represents the survival rate (%), and the horizontal axis represents the survival period (days).
  • the mouse kidney degeneration by cisplatin and the effect of BCAA are shown.
  • a hematoxylin-eosin stained image of kidney tissue 3 days after cisplatin administration is shown.
  • FIG. 5 shows that BCAA does not affect the toxicity of adriamycin to cancer cell lines in vitro.
  • shaft shows the measured value by a WST reagent.
  • n 4, mean ⁇ standard deviation.
  • BCAA does not affect the toxicity of cisplatin to cancer cell lines in vitro.
  • shaft shows the measured value by a WST reagent.
  • n 4, mean ⁇ standard deviation. It shows that BCAA does not affect the anticancer effect of adriamycin. Shows lung metastases after 2 weeks in C57BL / 6 mice inoculated by tail vein injection with B16 melanoma cells.
  • Upper panel non-treated individuals; middle panel: adriamycin-treated individuals (Adriamycin); lower panel: adriamycin-administered BCAA-administered individuals (Adriamycin + BCAA).
  • the lower panel shows the metastatic area for the sample of FIG. A vertical axis
  • shaft shows a metastasis area (%).
  • the single effect of the individual amino acids of BCAA on cisplatin nephropathy is shown.
  • the vertical axis shows the relative expression level when the expression level of Kim1 in the cisplatin (CDDP) non-administration group (Normal) is 1. Mean ⁇ standard deviation, * p ⁇ 0.05.
  • mouth by BCAA administration is shown.
  • the vertical axis represents the survival rate (%), and the horizontal axis represents the survival period (days).
  • the present invention comprises a composition for improving side effects of anticancer agents, characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of isoleucine, leucine and valine as an active ingredient (hereinafter collectively referred to as the composition for improving side effects of the present invention). Is also provided.
  • ⁇ improvement '' means ⁇ prevention, reduction, treatment '', that is, side effects associated with the administration of anticancer agents are directed to normalization, and further prevent the occurrence of such side effects in advance. It is to suppress.
  • Cancers include solid tumors (eg, epithelial tumors, non-epithelial tumors) and tumors in hematopoietic tissue. More specifically, examples of solid tumors include gastrointestinal cancer (eg, stomach cancer, colon cancer, colon cancer, rectal cancer), lung cancer (eg, small cell cancer, non-small cell cancer), pancreatic cancer, kidney cancer, Liver cancer, thymus, spleen, thyroid cancer, adrenal gland, prostate cancer, bladder cancer, ovarian cancer, uterine cancer (eg, endometrial cancer, cervical cancer), bone cancer, skin cancer, sarcoma (eg, Kaposi sarcoma), Examples include melanoma, blastoma (eg, neuroblastoma), adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, nonsquamous cell carcinoma, brain tumor, and recurrence and metastasis of these solid tumors.
  • gastrointestinal cancer eg, stomach cancer, colon cancer, colon cancer, rectal cancer
  • Tumors in hematopoietic tissues include leukemia (eg, acute myeloid leukemia (AML), chronic myeloid leukemia (CML), acute lymphocytic leukemia (ALL), chronic lymphocytic leukemia (CLL), adult T cell leukemia ( ATL), myelodysplastic syndrome (MDS)), lymphoma (eg, T lymphoma, B lymphoma, Hodgkin lymphoma), myeloma (multiple myeloma), and recurrence of these tumors.
  • leukemia eg, acute myeloid leukemia (AML), chronic myeloid leukemia (CML), acute lymphocytic leukemia (ALL), chronic lymphocytic leukemia (CLL), adult T cell leukemia ( ATL), myelodysplastic syndrome (MDS)
  • lymphoma eg, T lymphoma, B lymphoma, Hodgkin lymphoma), my
  • an anticancer agent refers to a compound that acts directly on cancer cells, suppresses its division, and has the ability to kill.
  • anticancer agents include DNA-damaging anticancer agents, antimetabolites, plant alkaloids, molecular target therapeutic agents, and the like.
  • the DNA-damaging anticancer agent refers to an anticancer agent that suppresses the growth of cancer cells by causing damage to DNA, and includes, but is not limited to, a platinum preparation, an alkylating agent, and an anticancer antibiotic.
  • Platinum preparations are the bases of DNA, guanine and adenine that bind to the N-7 position at two chlorine atom sites, form crosslinks in the DNA strand, and inhibit DNA synthesis to proliferate cancer cells. It refers to an anticancer agent that exerts an inhibitory effect.
  • Examples of the platinum preparation include cisplatin, carboplatin, nedaplatin, oxaliplatin and the like.
  • An alkylating agent refers to an anticancer agent that exerts an effect of inhibiting the growth of cancer cells by cleaving by alkylating DNA.
  • alkylating agents include nitrogen mustard, nitrogen mustard N-oxide, chlorambucil and other nitrogen mustard alkylating agents; ethyleneimine derivatives such as carbocone and thiotepa; sulfonic acid esters such as busulfan and toproic acid toprosulphane Nitrosourea derivatives such as nimustine hydrochloride and the like.
  • Anticancer antibiotics include anthracycline antibiotic antitumor agents such as mitomycin C, bleomycin, pepromycin, daunorubicin, aclarubicin, adriamycin (doxorubicin), pirarubicin, THP-adriamycin, 4'-epidoxorubicin, epirubicin; chromomycin A 3, actinomycin D, and the like.
  • anthracycline antibiotic antitumor agents such as mitomycin C, bleomycin, pepromycin, daunorubicin, aclarubicin, adriamycin (doxorubicin), pirarubicin, THP-adriamycin, 4'-epidoxorubicin, epirubicin; chromomycin A 3, actinomycin D, and the like.
  • An antimetabolite is a substance that has a chemical structure similar to that of a nucleic acid material when cancer cells divide and proliferate, thereby preventing DNA synthesis and inhibiting cancer cell metabolism. It refers to an anticancer drug that suppresses
  • Antimetabolites include pyrimidine antagonists such as 5-fluorouracil (5FU), tegafur, capecitabine, carmofur, doxyfluridine, broxuridine, cytarabine, enositabine, hydroxyfuridine, hydroxycarbamide, methotrexate, fludarabine phosphate; 6- Examples include purine antimetabolites such as mercaptopurine, 6-thioguanine, thioinosine, and gemcitabine hydrochloride.
  • Plant alkaloids include vinalkaloids such as vinblastine, vincristine and vindesine; epipodophyllotoxins such as etoposide and teniposide; and taxane alkaloids such as paclitaxel and dotaxel.
  • the molecular target therapeutic agent refers to a compound having an activity of killing cancer cells by targeting a molecule involved in cancer cell proliferation and inhibiting the molecule.
  • molecular targeted therapeutic agents include imatinib, gefitinib, erlotinib, vandetanib, sunitinib, sorafenib, rituximab, cetuximab, infliximab, trastuzumab, bevacizumab and the like.
  • the composition for improving side effects of the present invention is effective in improving serious side effects such as cardiac dysfunction (especially heart failure) and renal dysfunction (especially renal failure) for which no effective countermeasures have been known so far. It is.
  • Anticancer agents that cause such side effects include DNA damaging anticancer agents, particularly anticancer antibiotics or platinum preparations. Among them, it is known that adriamycin causes heart failure, and cisplatin causes cisplatin nephropathy (renal dysfunction caused by tubular cell damage, including renal failure).
  • the composition for improving side effects of the present invention preferably has a side effect associated with a DNA-damaging anticancer agent (more preferably an anticancer antibiotic and / or platinum preparation, most preferably adriamycin and / or cisplatin). It is for improvement.
  • the composition for improving side effects of the present invention improves the cardiac dysfunction associated with the administration of the anticancer agent as described above. Evaluation of motor function using experimental animals as described in Examples below, cardiac tissue injury (For example, serum creatinine kinase (creatine phosphokinase (CPK)) value is used as an index) or electrocardiogram evaluation.
  • composition for improving side effects of the present invention improves renal dysfunction associated with administration of the anticancer agent as described above, for example, evaluation of kidney tissue injury using an experimental animal as described in Examples below (for example, , Blood urea nitrogen and expression of Kim1 in kidney tissue (acute kidney injury marker: Am J Physiol Renal Physiol, 286: F552-F563 (2004); Nat Biotechnol., 28: 478-485 (2010)) )).
  • Isoleucine, leucine and / or valine which are the active ingredients of the composition for improving side effects of the present invention, can be used in any of L-form, D-form and DL-form, but preferably L-form. , DL-form, and more preferably L-form.
  • isoleucine, leucine and / or valine in the present invention can be used not only in a free form but also in a salt form.
  • Isoleucine, leucine and / or valine in the present invention includes such salt forms.
  • the salt include salts with acids (acid addition salts), salts with bases (base addition salts), and the like, but it is preferable to select a pharmaceutically acceptable salt.
  • Examples of the acid that is added to isoleucine, leucine and / or valine and forms a pharmaceutically acceptable acid addition salt include inorganic acids such as hydrogen chloride, hydrogen bromide, sulfuric acid, and phosphoric acid; acetic acid, lactic acid, citric acid, and the like. Examples thereof include organic acids such as acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid and monomethyl sulfuric acid.
  • Examples of the base that is added to isoleucine, leucine and / or valine and forms a pharmaceutically acceptable base addition salt include, for example, metal hydroxides or carbonates such as sodium, potassium and calcium, or inorganic such as ammonia.
  • Bases Organic bases such as ethylenediamine, propylenediamine, ethanolamine, monoalkylethanolamine, dialkylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like.
  • the content of at least one selected from the group consisting of three kinds of branched chain amino acids of isoleucine, leucine and valine in the composition for improving side effects of the present invention is a single intake of the total amount when applied to humans.
  • the amount is 0.1 g or more, preferably 1 g or more.
  • the single intake is preferably 100 g or less, more preferably 10 g or less.
  • the “single intake” means the amount of an active ingredient administered at a time when the composition for improving side effects of the present invention is a pharmaceutical, and the composition for improving side effects of the present invention is a food.
  • the one-time intake is an amount that varies appropriately depending on age, weight, sex, severity of side effects caused by administration of anticancer agents, and the like.
  • composition for improving side effects of the present invention is at least one selected from the group consisting of three branched chain amino acids of isoleucine, leucine and valine (that is, 1 type (isoleucine, leucine or valine), 2 types (isoleucine and leucine).
  • the composition for improving side effects of the present invention preferably contains at least isoleucine as an active ingredient (ie, isoleucine, leucine and valine, isoleucine and leucine).
  • composition for improving side effects of the present invention contains three kinds of isoleucine, leucine and valine as active ingredients, or contains only isoleucine as an active ingredient (that is, contains isoleucine as an active ingredient, and contains leucine and valine). More preferably, it is not contained as an active ingredient.
  • the mixing ratio of the three types of amino acids is usually 1: 1. It is in the range of 5 to 2.5: 0.8 to 1.7, particularly preferably in the range of 1: 1.9 to 2.2: 1.1 to 1.3, most preferably 1: 2: 1.2. Outside this range, it is difficult to obtain effective effects.
  • composition for improving side effects of the present invention contains two branched chain amino acids of isoleucine and leucine, isoleucine and valine, or leucine and valine as active ingredients
  • the mixing ratio of these two amino acids is What is necessary is just to set it as the mixture ratio of the said 2 types of amino acid in the mixture ratio of an amino acid.
  • the compounding amount can be determined on the basis of the dose described later and formulated.
  • composition for improving side effects of the present invention is usually used in combination with an anticancer agent.
  • “combination” means use before, simultaneously with, and after administration of an anticancer agent, and also includes use in combination with an anticancer agent such as a combination agent described later.
  • administration of anticancer agents is usually administered at regular administration intervals with a period of drug withdrawal in order to recover from side effects.
  • the anticancer drug is withdrawn. The period can also be administered, and can be administered at intervals shorter than the administration interval of the anticancer agent.
  • the anticancer agent can be administered at regular intervals (for example, every few days to several weeks), and the composition for improving side effects of the present invention can be administered at shorter intervals (for example, daily) than the anticancer agent. Even in such a case, it can be said that the composition for improving side effects of the present invention and the anticancer agent are used in combination.
  • the anticancer agent used in combination with the composition for improving side effects of the present invention is not particularly limited as long as it is usually used for the target disease, and specifically includes the anticancer agents described above.
  • composition for improving side effects of the present invention is also useful as a medicine and food, and its application object is a mammal (for example, human, mouse, rat, hamster, rabbit, cat, dog, cow, sheep, monkey). Etc.).
  • the intake of the composition for improving side effects of the present invention may be appropriately adjusted according to the body weight or size of the animal.
  • the administration method in the case of using the composition for improving side effects of the present invention as a pharmaceutical is not particularly limited, but can be via a general administration route such as oral administration, rectal administration, injection, administration by infusion.
  • Oral dosage forms include granules, fine granules, powders, coated tablets, tablets, suppositories, powders, (micro) capsules, chewables, syrups, juices, liquids, suspensions, emulsions, etc. Is mentioned.
  • a dosage form for administration by injection general dosage forms of pharmaceutical preparations such as direct infusion for intravenous injection, infusion administration, preparations for extending the release of active substance, and the like can be adopted.
  • These medicines are prepared by formulating by a conventional method. Further, various pharmaceutically acceptable pharmaceutical substances can be blended as required in the preparation.
  • the substance for the preparation can be appropriately selected depending on the dosage form of the preparation.
  • the pharmaceutical substance examples include magnesium carbonate, titanium dioxide, lactose, mannitol and other sugars, talc, milk protein, gelatin, starch, cellulose and derivatives thereof, animal and vegetable oils, polyethylene glycol, and solvents, Examples include sterilized water and mono- or polyhydric alcohols such as glycerol.
  • the dosage when the composition for improving side effects of the present invention is used as a medicament varies depending on the age, weight or pathological condition of the subject patient, or the dosage form or administration method of the medicament, but it is 0. 005 g / kg body weight to 5 g / kg body weight, leucine 0.01 g / kg body weight to 10 g / kg body weight, and valine 0.005 g / kg body weight to 5 g / kg body weight.
  • an adult is treated with 0.01 g / kg body weight to 1 g / kg body weight of isoleucine, 0.02 g / kg body weight to 2 g / kg body weight of leucine, 0.01 g / kg body weight to 1 g / kg of valine.
  • kg body weight more preferably 0.02 g / kg body weight to 0.2 g / kg body weight of isoleucine, 0.04 g / kg body weight to 0.4 g / kg body weight of leucine, 0.02 g / kg body weight to 0.2 g of valine.
  • Kg body weight The total amount of amino acids is preferably about 0.01 to 2 g / kg body weight per day.
  • the daily dose can be administered at once or in several divided doses.
  • the timing of administration is not particularly limited, and may be any time before a meal, after a meal, or between meals. Also, the administration period is not particularly limited.
  • Branch chain amino acids that are ingested or administered need not be included in the calculation. For example, it is not necessary to subtract the amount of branched chain amino acids per day taken from the normal diet from the daily dose of the active ingredient in the present invention.
  • Isoleucine, leucine and / or valine which are the active ingredients of the composition for improving side effects of the present invention, may be contained alone or in any combination in the preparation, or all may be contained in one kind of preparation. It may be.
  • their administration route and dosage form may be the same or different, and the timing of administration of each may be the same or different. Therefore, the dosage form, administration timing, administration route and the like can be appropriately determined depending on the type and effect of the drug used together.
  • the composition for improving side effects of the present invention may be a preparation containing a plurality of branched chain amino acids at the same time, or may be a concomitant preparation that is separately formulated and used together.
  • the composition for improving side effects of the present invention includes all these forms of preparation. In particular, an embodiment containing all branched-chain amino acids in the same preparation is preferable because it can be easily administered.
  • weight ratio indicates the weight ratio of each component in the preparation.
  • each active ingredient of isoleucine, leucine and valine is included in one preparation, it is the ratio of individual contents, and each active ingredient is included in multiple preparations alone or in any combination The ratio of the weight of each active ingredient included in each formulation.
  • the actual dose ratio is a ratio of a single dose or a daily dose of each active ingredient per administration subject (ie, patient).
  • the weight ratio corresponds to the dose ratio.
  • the ratio of the total amount of each active ingredient in each preparation administered once or daily corresponds to the weight ratio.
  • Isoleucine, leucine, and valine have already been widely used in the pharmaceutical and food fields, and safety has been established.
  • the acute toxicity (LD 50 ) of a preparation containing these amino acids in a weight ratio of 1: 2: 1.2 is 10 g / kg or more even when orally administered to mice.
  • the composition for improving side effects of the present invention can be used as a compounding agent for improving side effects of anticancer agents by blending with the anticancer agent.
  • the blending ratio is not particularly limited as long as the composition for improving side effects of the present invention exhibits an effect of improving the side effects of the anticancer agent.
  • the mixing ratio of the anticancer agent and the composition for improving side effects of the present invention is in the range of 1: 0.1 to 1,000,000, particularly preferably in the range of 1: 1 to 10,000, respectively. is there.
  • composition for improving side effects of the present invention can be easily used even in the form of food.
  • a food When used as a food, it may be any general dietary form containing an active ingredient of the food of the present invention, that is, a branched chain amino acid.
  • drinks such as soft drinks and powdered drinks can be prepared by adding an appropriate flavor. Specifically, for example, it can be eaten and eaten mixed with juice, milk, confectionery, jelly, yogurt, candy and the like.
  • This health functional food includes food for specified health use and food with nutritional function.
  • the food for specified health use is a food that can indicate that a specific health purpose can be expected, such as improvement of side effects associated with administration of an anticancer drug.
  • functional nutritional foods are foods that can display the function of nutritional ingredients when the amount of nutritional ingredients contained in the daily intake standard amount conforms to the national and national standards for upper and lower limits. is there.
  • Dietary supplements include so-called nutritional supplements or health supplements.
  • the food for specified health use is a food with a label indicating that it is used for the purpose of improving the side effects associated with the administration of an anticancer drug, and further, a document (so-called notation) describing that it is used for such a use. ) Etc. as a package.
  • the intake amount and the intake period when ingested as food are based on the description of the above dose and administration period when used as a medicine, so that the composition for improving side effects of the present invention exhibits the effect of improving the side effects of anticancer agents. It can be set appropriately.
  • the side effect-improving composition of the present invention described above can improve the side effects associated with the administration of anticancer agents, and is thus useful in enhancing the effects of cancer treatment with anticancer agents.
  • the present invention provides a cancer treatment composition having a life-prolonging effect when used in combination with an anticancer agent (hereinafter referred to as the cancer treatment composition of the present invention). More specifically, the present invention provides a cancer treatment composition comprising at least one selected from the group consisting of isoleucine, leucine and valine and having a life-prolonging effect when used in combination with an anticancer agent.
  • the cancer treatment composition of the present invention can be prepared in the same manner as the above-described composition for improving side effects of the present invention.
  • composition for cancer treatment of the present invention comprises 1 (isoleucine, leucine or valine), 2 (isoleucine and leucine, isoleucine and valine, or leucine and valine), or 3 (isoleucine) among isoleucine, leucine and valine.
  • Leucine and valine preferably at least isoleucine, more preferably isoleucine, leucine and valine.
  • the anticancer agent mentioned above is mentioned as an anticancer agent used together with the composition for cancer treatment of this invention.
  • the anticancer agent may be a combination of two types of platinum-damaging anticancer drugs and anticancer drugs, or a DNA-damaging anticancer drug and an antimetabolite.
  • a platinum preparation may be selected as a DNA-damaging anticancer agent, and tegafur or capecidabine may be selected from antimetabolites and used in combination.
  • a molecular target therapeutic agent such as bevacizumab may be used in combination with the platinum preparation and the antimetabolite.
  • the anticancer agent is preferably a DNA-damaging anticancer agent, more preferably adriamycin and / or cisplatin.
  • composition for cancer treatment of the present invention is not particularly limited as long as the survival period of the administration subject is extended as compared with the case where only the anticancer agent is administered (that is, as long as it has a life prolonging effect). Any of the above-described embodiments may be used. Since the composition for cancer treatment of the present invention is extremely safe, it can be administered, for example, before administration of an anticancer agent (for example, several days ago, weeks ago, months ago, etc.) and continuously every day for a long period of time. Can also be administered.
  • the combined administration of the cancer therapeutic composition of the present invention and the anticancer agent is preferably continued for a period of preferably 3 months or longer, more preferably for a period of 6 months or longer.
  • Whether the composition for cancer treatment of the present invention has a life-prolonging effect can be examined by evaluating the survival rate in anticancer drug treatment using experimental animals as described in Examples described later.
  • composition for cancer treatment of the present invention is useful because it provides a higher therapeutic effect for a subject who receives treatment with an anticancer agent when used in combination with an anticancer agent.
  • Cisplatin cis-Diammineplatinum (II) dichloroide, Sigma cat # P4394
  • Cisplatin cis-Diammineplatinum (II) dichloroide, Sigma cat # P4394
  • a single dose of 20 mg / kg was used for experiments evaluating renal toxicity, and a dose of 10 mg / kg was used for experiments evaluating metastasis / proliferation of cancer cells in vivo.
  • BCAA is a mixture of branched chain amino acids containing leucine, isoleucine and valine in a ratio of 2: 1: 1.2. BCAA was orally administered using a sonde at a dose of 750 mg / kg after suspension in 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC, Sigma) or dissolution in ⁇ -cyclodextrin (CAVAMAX W8, Wacker fine chemicals).
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • CAVAMAX W8 Wacker fine chemicals ⁇ -cyclodextrin
  • Example 1 Reduction effect of BCAA on adriamycin heart failure [motor function test] Prior to administration of adriamycin, body weight measurement and exercise ability measurement on a treadmill were performed, and the groups were divided so that exercise ability was uniform. The operating speed and time of the treadmill were determined according to the following protocol. 10 m / min: 1 min 15 m / min: 1 min 20 m / min: 3 min 25 m / min: 3 min 30 m / min: 2 min 35 m / min: 2 min Adriamycin is dosed at 5 mg / kg Intraperitoneally administered once a week, BCAA was orally administered daily at a dose of 750 mg / kg.
  • the motor function was evaluated by measuring the motor function on a treadmill once a week (FIG. 1, upper panel). Although the motor function gradually decreased after adriamycin administration, the BCAA administration group maintained significantly higher motor function than the non-administration group. Although there was a difference in mean values in body weight, no significant difference was observed (FIG. 1, middle panel). In the evaluation of the survival rate (FIG. 1, lower panel), after the fourth administration of adriamycin, BCAA was administered every day until one week later, and the survival status was observed. In the vehicle (CMC only) group, the survival rate began to decrease several days after the fourth administration, and finally decreased to less than 30%, but in the BCAA administration group, about 80% of the individuals survived. It was.
  • Example 2 Reduction effect of BCAA on cardiac tissue injury caused by adriamycin After intraperitoneal administration of adriamycin at 15 mg / kg, oral administration was carried out daily in BCAA administration group and vehicle administration group, and mouse serum was collected 5 days later.
  • a 1 mm square tissue was cut out from the lower part of the side wall of the ventricle, fixed with 2% glutaraldehyde, embedded in an epoxy resin, sliced, and observed with an electron microscope (FIG. 2, upper panel). ).
  • individuals having an average creatinine kinase value were selected in the vehicle administration group, and individuals close to the average value were selected from two individuals having a creatinine kinase value lower than that in the vehicle administration group in the BCAA administration group.
  • Disturbance of myocardial fiber running and mitochondrial swelling were frequently observed in the heart of the vehicle-administered individual, but in the BCAA-administered individual, both myocardial fiber and mitochondria were observed to be close to normal individuals.
  • Example 3 Evaluation of cardiac function by electrocardiogram A mouse or 750 mg / kg BCAA was orally administered daily to a mouse given a single intraperitoneal injection of 15 mg / kg of adriamycin, and cardiac function was evaluated by an electrocardiogram on the 11th day. ( Figure 3). The ECG waveform was greatly disturbed in the vehicle-administered individuals under the influence of adriamycin administration, but the BCAA-administered individuals maintained a waveform that was nearly normal.
  • Example 4 BCAA reducing effect on acute renal failure caused by cisplatin After intraperitoneal administration of cisplatin at 20 mg / kg, oral administration was carried out daily in BCAA administration group and vehicle administration group, and serum was administered on the 3rd and 4th days. And urea in serum was measured by an enzymatic method (BUN Test Wako, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (FIG. 4, upper panel). BCAA administration significantly suppressed the increase of urea in serum. In the evaluation of survival rate (FIG. 4, lower panel), cisplatin was administered on the first day, vehicle (CMC only) or BCAA ( ⁇ -CD BCAA) was administered daily, and the survival status was observed. In the vehicle administration group, almost all individuals died in about one week, but in the BCAA administration group, about 70% of individuals survived even three weeks after cisplatin administration.
  • Example 5 BCAA reduction effect on renal tissue injury caused by cisplatin Cisplatin was intraperitoneally administered at 15 mg / kg, and divided into two groups, and vehicle or BCAA was orally administered daily. Three days later, the kidney tissue perfused and fixed with 4% paraformaldehyde was taken out, the section was stained with hematoxylin-eosin, and the tissue image was observed with an optical microscope (FIG. 5). In the vehicle administration group, tubule necrosis due to cisplatin was frequently observed, but was suppressed in the BCAA administration group. It was also confirmed that BCAA suppressed tubule necrosis due to cisplatin even in kidney tissues that were fixed and embedded and observed with glutaraldehyde 4 days after cisplatin administration (FIG. 6).
  • Example 6 Effect of BCAA on In Vitro Cancer Cell Inhibitory Action of Adriamycin and Cisplatin
  • Various cultured cells were seeded at 4,000-5,000 cells / well in a 96-well plate, and 0.3-10 ⁇ M adriamycin or Treated with 10-300 ⁇ M cisplatin and 10 mM BCAA.
  • the effect of BCAA on the cancer cell inhibitory effect of adriamycin and cisplatin was compared by measuring the enzyme activity of living cells using WST reagent (Cell Count Reagent SF, # 07553-15, Nacalai Tesque). (FIGS. 7 and 8).
  • Adriamycin and cisplatin cancer cells in all cancer cell lines evaluated (HeLa: human cervical cancer, HepG2: human liver cancer, PC3, DU145: human prostate cancer, MCF7: human breast cancer, Colo26: mouse colon cancer) BCAA did not affect the inhibitory action.
  • Example 7 Effect of BCAA on the in vivo anticancer activity of adriamycin BCAA was orally administered daily to C57BL / 6 mice at a dose of 750 mg / kg.
  • the day after the start of BCAA administration 5 ⁇ 10 5 cells of B16 melanoma cells were inoculated by tail vein injection.
  • Adriamycin was injected into the tail vein at a dose of 2 mg / kg daily for 11 days from the day after the inoculation. Two weeks later, the lungs were taken out and lung metastases of melanoma cells were evaluated (FIGS. 9 and 10).
  • Example 8 Effect of BCAA on in vivo anticancer effect of cisplatin
  • cisplatin was administered intraperitoneally on the next day at a dose of 10 mg / kg.
  • ⁇ -CD BCAA was orally administered daily from the same day.
  • lung metastases were evaluated by visual observation (FIG. 11, upper panel) and colony count (FIG. 11, lower panel). It was confirmed that BCAA had no effect on the decrease in the number of lung metastasis colonies observed by cisplatin administration.
  • Example 9 Single effect of individual amino acids of BCAA on cisplatin nephropathy After intraperitoneal administration of cisplatin (CDDP) to C57BL / 6 (8 weeks old) at 20 mg / kg, 0.75 g / kg of BCAA or its constituent amino acids A leucine, isoleucine or valine was orally administered daily daily. Two days later, the kidney was collected and subjected to RNA extraction and cDNA synthesis, and Kim1 (Am J Physiol Renal Physiol, 286: F552-F563 (2004); Nat Biotechnol., 28: 478-485 ( 2010)) was analyzed by real-time RT-PCR (FIG. 12). The expression of Kim1 increased by cisplatin administration was suppressed by BCAA administration. In particular, when compared with each amino acid, it was found that isoleucine has the strongest effect of suppressing Kim1 expression.

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Abstract

 本発明は、イソロイシン、ロイシン及びバリンを有効成分として含有する、抗癌剤副作用改善用組成物を提供する。該組成物は、極めて安全性が高く、抗癌剤の抗癌作用に影響を与えることもないため、抗癌剤投与による癌治療効果を向上させることができる。

Description

抗癌剤副作用改善用組成物
 本発明は、分岐鎖アミノ酸を含む、抗癌剤副作用改善用組成物に関する。
 DNA傷害性抗癌剤は癌細胞の選択性に乏しいため、正常細胞の傷害に起因する組織機能不全の副作用を高頻度に招く。副作用の発症は癌患者のQOLを著しく低下させる上に、骨髄抑制による感染症や心不全などの一部の重篤な副作用には、患者の生死に関わるリスクがある。
 副作用の発症率は抗癌剤の投与量と相関することが多いため、抗癌効果の主作用増強を期待した増薬は同時に副作用発症リスクも高めることになる。治療方法がない副作用に対しては、予防のために抗癌剤投与量を低く抑える必要がある上に、発症した場合は休薬の他に対処方法がないなど、副作用のリスクが抗癌剤の用量規定因子として治療の妨げとなることが多い。過去に抗癌剤の用量規定因子とされていた骨髄抑制による感染症の副作用に対して現在はG-CSF製剤が開発され、急性の悪心・嘔吐に対しては5-HT3受容体拮抗薬が使用されている。これら一部の副作用に対する対処法が開発されたことは、抗癌剤の増量を可能としたが、その結果として心不全や腎不全のような現在なお対処法のない他の副作用が新たな用量規定因子として治療の妨げとなるようになっている。
 アントラサイクリン系抗癌剤に属するアドリアマイシンの副作用の一つに、心筋障害に起因する心不全がある。アドリアマイシン心不全は、総投与量が500mg/mを超えると発症することが多くなることから、用量規定因子とされている。心不全の発症時期は治療開始1ヵ月後から数年後までに及ぶため、アドリアマイシンによる治療を受ければ長期にわたって心不全発症のリスクを伴うようになる。アドリアマイシン心不全に対する有効な治療法はなく、発症させないための予防的措置をとることが最も重要とされている。具体的には、アドリアマイシンの累積総投与量を厳密に管理しながら十分な心機能評価を行い、心機能低下が認められた場合は投与を中止せざるを得ない。発症した場合は、症状は不可逆的であることが多く、重篤な場合には死に至る。したがって、たとえ癌の治療に成功したとしても、心不全のために死亡するケースが深刻な問題となっている。
 プラチナ系抗癌剤に属するシスプラチンは適応範囲が広く、多くの抗癌剤治療で中心的な役割を担う薬剤として使用されることが多い。シスプラチンは効果が強い反面で副作用も強く、中でも急性腎不全が最も深刻な副作用である(シスプラチン腎症)。腎不全発症後の治療法はなく、予防のためにシスプラチンを大量の輸液とともに投与しながら利尿薬を併用するなどの措置がとられているが、必ずしも十分な効果が得られているとは言えない。発症すれば人工透析が必要となり癌患者のQOLは著しく低下するため、急性腎不全はシスプラチンによる治療の用量規定因子とされている。
 アドリアマイシンとシスプラチンはそれぞれ心臓及び腎臓に蓄積しやすい性質を有している。各組織に蓄積した薬剤はフリーラジカルを産生して、細胞に対する酸化ストレスを引き起こす。この酸化ストレスを受けて心筋細胞や尿細管細胞が障害され、臓器の機能不全が生じると考えられている。
 副作用予防を目的として抗癌剤と併用する薬剤の場合、その予防効果に加えて癌患者にさらなる身体的・精神的負担をかけることのない高い安全性が求められる。これまでにフリーラジカルスカベンジャー作用を有する食品由来の抗酸化物質が、酸化ストレスの低減によりアドリアマイシン心不全もしくはシスプラチン腎症を低減させることが報告されているが、十分な予防効果が得られているとは言えない。合成化合物の場合は、フリーラジカルスカベンジャー作用を有するDexrazoxaneがアドリアマイシン心不全の予防薬として欧米で承認されて使用されているが(日本未承認)(非特許文献1)、骨髄抑制の副作用がある。このように、食品由来の抗酸化物質では副作用に対する十分な予防効果が期待できない上に、合成化合物を併用する予防方法には安全性の面でリスクが残されている。
 これまでに分岐鎖アミノ酸(BCAA)の、慢性心不全患者の急性増悪時の胸水低下や食欲増進が報告されているが、発症後の対処的な治療効果に過ぎず、心筋障害低減及び心不全発症予防の効果を示すことは知られていない(特許文献1)。また慢性腎不全病態における貧血症状及び生命予後の改善が報告されているが、病態発症後の治療効果に限られており、尿細管障害低減や腎不全発症予防の効果を示すことは知られていない(特許文献2)。またBCAAにはフリーラジカルスカベンジャー作用はなく、前述の抗酸化物質のような機序による酸化ストレス低減効果は考えられず、BCAAが心筋細胞や尿細管細胞の障害低減効果を有することは知られていない。BCAAをアドリアマイシンもしくはシスプラチンと併用して、その主作用や副作用に対する何らかの効果を示したという報告もない。
特開2007-204416号公報 国際公開第2005/094813号パンフレット
Toxycology 225 (2009) 72-79
 本発明の目的は、癌患者にさらなる身体的・精神的負担をかけることのない高い安全性を有する、抗癌剤の副作用を改善するための組成物を提供することである。
 本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究した結果、イソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸からなる群から選択される少なくとも1種を有効成分とする組成物が、アドリアマイシン又はシスプラチンの投与によって起こる心機能障害や腎機能障害などの副作用の改善に有効であること、またこれらの抗癌剤の抗癌効果には影響しないことを見出した。さらに担癌マウスに対する抗癌剤治療において、イソロイシン、ロイシン及びバリンを投与することで、生存期間が顕著に延長されることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて更に研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を有効成分として含有する、抗癌剤副作用改善用組成物。
[2]イソロイシンを有効成分として含有する、[1]記載の組成物。
[3]イソロイシン、ロイシン及びバリンを有効成分として含有する、[1]記載の組成物。
[4]イソロイシンを有効成分として含有し、且つロイシン及びバリンを有効成分として含有しない、[1]記載の組成物。
[5]抗癌剤が、DNA傷害性抗癌剤である、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]DNA傷害性抗癌剤が、アドリアマイシン及び/又はシスプラチンである、[5]記載の組成物。
[7]副作用が、心機能障害又は腎機能障害である、[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]抗癌剤がアドリアマイシンであり、副作用が心機能障害である、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[9]心機能障害が心不全である、[8]記載の組成物。
[10]抗癌剤がシスプラチンであり、副作用が腎機能障害である、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[11]腎機能障害がシスプラチン腎症である、[10]記載の組成物。
[12]イソロイシン、ロイシン及びバリンの重量比が、1:1.5~2.5:0.8~1.7であることを特徴とする、[3]及び[5]~[11]のいずれかに記載の組成物。
[13]イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を含み、抗癌剤との併用により延命効果を有する、癌治療用組成物。
[14]イソロイシンを含むことを特徴とする、[13]記載の組成物。
[15]イソロイシン、ロイシン及びバリンを含むことを特徴とする、[13]記載の組成物。
[16]イソロイシンを含み、且つロイシン及びバリンを含まないことを特徴とする、[13]記載の組成物。
[17]抗癌剤が、DNA傷害性抗癌剤である、[13]~[16]のいずれかに記載の組成物。
[18]DNA傷害性抗癌剤が、アドリアマイシン及び/又はシスプラチンである、[17]記載の組成物。
 BCAAは必須アミノ酸として人体に不可欠な栄養素であるため、合成化合物と比較して極めて安全性が高い。またイソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸は、抗癌剤の抗癌作用に影響を与えない。そのため本発明により提供される、イソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸からなる群から選択される少なくとも1種を有効成分とする組成物は、抗癌剤(特にアドリアマイシン及び/又はシスプラチン)による副作用の改善のために有用である。特に、本発明の組成物は、心不全や腎不全のような現在なお対処法のない副作用を改善できるため、1)患者のQOL低下の軽減、2)副作用による生命予後低下の改善、3)抗癌剤治療の継続、4)抗癌剤の増薬、などにより、癌治療効果を向上させることができる。
BCAA投与がアドリアマイシンによる心毒性を抑制することを示す。上段パネルは、アドリアマイシン投与開始後23日目の運動能力測定の結果を示す。左より、ビークル投与群(vehicle)及びBCAA投与群(BCAA)。縦軸は、走行距離(m)を示す。中段パネルは、アドリアマイシン投与開始後23日目の体重変化を示す。左より、ビークル投与群(vehicle)及びBCAA投与群(BCAA)。縦軸は、投与前の体重を100%とした体重変化(%)を示す。下段パネルは、アドリアマイシン投与開始からの、ビークル投与群(vehicle)及びBCAA投与群(BCAA)の生存率の変化を示す。縦軸は生存率(%)を表し、横軸は生存期間(日)を表す。 アドリアマイシンによる心臓組織障害に対するBCAAの低減効果を示す。上段パネルは、15mg/kgアドリアマイシン単回投与後5日目のマウス心筋の電子顕微鏡像を示す。左パネル:ビークル群(15mg/kg Adr);中央パネル:BCAA投与群(Adr + BCAA);右パネル:コントロール(Control)。下段パネルは、血清中のクレアチニンキナーゼ(クレアチンホスフォキナーゼ(CPK))値の測定結果を示す。縦軸は、CPK値(IU/L)を表す。 15mg/kgアドリアマイシン単回投与後11日目の心電図を示す。上段パネルは、ビークル投与個体(Adr)の心電図を、下段パネルは、BCAA投与個体(Adr + BCAA)の心電図を表す。 BCAA投与がシスプラチンによる腎臓機能障害を抑制し、急性腎不全を予防することを示す。上段パネルは、シスプラチン投与後3日目及び4日目の血中尿素窒素(BUN)を示す。左より、シスプラチン投与ビークル投与群(cis 20 vehicle)、シスプラチン投与BCAA投与群(cis 20 BCAA)、無治療群(non-treat)、及び無治療BCAA投与群(non-treat BCAA)。下段パネルは、シスプラチン投与開始からの、ビークル投与群(vehicle)及びBCAA投与群(gCD-BCAA)の生存率の変化を示す。縦軸は生存率(%)を表し、横軸は生存期間(日)を表す。 シスプラチンによるマウス腎臓の変性とBCAAの効果を示す。シスプラチン投与3日後の腎臓組織のヘマトキシリン-エオシン染色像を示す。上段パネル:無治療個体(Control);中段パネル:ビークル投与個体(Vehicle);下段パネル:BCAA投与個体(BCAA)。 BCAAが腎臓尿細管を保護することを示す。シスプラチン投与4日後の腎臓組織の電子顕微鏡像を示す。上段パネル:無治療個体(Control, non-treated);中段パネル:ビークル投与個体(Vehicle, Cisplatin);下段パネル:BCAA投与個体(BCAA, Cisplatin)。 BCAAがアドリアマイシンのin vitroでの癌細胞株に対する毒性に影響しないことを示す。縦軸は、WST試薬による測定値を示す。n=4、平均値±標準偏差。 BCAAがシスプラチンのin vitroでの癌細胞株に対する毒性に影響しないことを示す。縦軸は、WST試薬による測定値を示す。n=4、平均値±標準偏差。 BCAAがアドリアマイシンの抗癌効果に影響しないことを示す。B16メラノーマ細胞を尾静脈注射により接種したC57BL/6マウスにおける、2週間後の肺転移を示す。上段パネル:無治療個体(non-treat);中段パネル:アドリアマイシン投与個体(Adriamycin);下段パネル:アドリアマイシン投与BCAA投与個体(Adriamycin + BCAA)。 BCAAがアドリアマイシンの抗癌効果に影響しないことを示す。上段パネルは、図9の試料についての肺転移コロニー数を示す。左より、アドリアマイシン投与群(Adriamycin、n=5)、アドリアマイシン投与BCAA投与群(Adriamycin + BCAA、n=5)。下段パネルは、図9の試料についての転移巣面積を示す。縦軸は、転移巣面積(%)を示す。左より、無治療群(non-treat、n=5)、アドリアマイシン投与群(ADM、n=6)、アドリアマイシン投与BCAA投与群(ADM + BCAA、n=4)。平均値±標準偏差。 BCAAがシスプラチンの抗癌効果に影響しないことを示す。上段パネルは、B16メラノーマ細胞を尾静脈注射により接種したC57BL/6マウスにおける、2週間後の肺転移を示す。上から、生理食塩水投与ビークル投与群(vehicle)、シスプラチン投与ビークル投与群(Cisplatin)、シスプラチン投与BCAA投与群(Cisplatin + BCAA)。下段パネルは、肺転移コロニー数を示す。左より、生理食塩水投与ビークル投与群(saline: vehicle、n=5)、シスプラチン投与ビークル投与群(cis 10: vehicle、n=5)、シスプラチン投与BCAA投与群(cis 10: BCAA、n=4)。 シスプラチン腎症に対するBCAAの個別アミノ酸の単独効果を示す。縦軸は、シスプラチン(CDDP)非投与群(Normal)におけるKim1の発現量を1とした場合の相対発現量を示す。平均値±標準偏差、*p<0.05。 BCAA投与による担癌マウスへの抗癌剤治療による延命効果を示す。縦軸は生存率(%)を表し、横軸は生存期間(日)を表す。
 本発明は、イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を有効成分として含有することを特徴とする抗癌剤副作用改善用組成物(以下本発明の副作用改善用組成物と総称することもある)を提供する。
 本明細書において、「改善」とは、「予防、軽減、治療」を含む意であり、抗癌剤投与に伴う副作用が正常化の方向に向かうことであり、さらには当該副作用の発生を予め防止、抑制することである。
 抗癌剤投与に伴う副作用としては、食欲不振、全身倦怠感、痛み、呼吸困難感、皮膚症状、悪心・嘔吐、下痢、発熱、脱毛、嗅覚脱失、心機能障害(心筋細胞障害に起因する心不全など)、腎機能障害(尿細管細胞障害に起因する腎不全など)、肝機能障害、間質性肺炎、末梢循環不全に伴う臓器不全、骨髄抑制及びそれに伴う感染症等が挙げられる。本発明は特に、抗癌剤投与に伴う心機能障害(心筋細胞障害に起因する心不全など)及び腎機能障害(尿細管細胞障害に起因する腎不全など)に有効である。
 抗癌剤投与により治療される疾患としては、あらゆる組織由来の癌が挙げられる。癌としては、固形腫瘍(例、上皮性腫瘍、非上皮性腫瘍)及び造血組織における腫瘍が挙げられる。より詳細には、固形腫瘍としては、例えば、消化器癌(例、胃癌、結腸癌、大腸癌、直腸癌)、肺癌(例、小細胞癌、非小細胞癌)、膵臓癌、腎臓癌、肝臓癌、胸腺、脾臓、甲状腺癌、副腎、前立腺癌、膀胱癌、卵巣癌、子宮癌(例、子宮内膜癌、子宮頚癌)、骨癌、皮膚癌、肉腫(例、カポシ肉腫)、黒色腫、芽細胞腫(例、神経芽細胞腫)、腺癌、扁平細胞癌、非扁平細胞癌、脳腫瘍、並びにこれらの固形腫瘍の再発及び転移が挙げられる。造血組織における腫瘍としては、白血病(例、急性骨髄性白血病(AML)、慢性骨髄性白血病(CML)、急性リンパ球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、成人T細胞白血病(ATL)、骨髄異形成症候群(MDS))、リンパ腫(例、Tリンパ腫、Bリンパ腫、ホジキンリンパ腫)、骨髄腫(多発性骨髄腫)、並びにこれらの腫瘍の再発が挙げられる。
 本発明において、抗癌剤とは、癌細胞に直接作用し、その分裂を抑制し、殺傷する能力を有する化合物をいう。抗癌剤としては、DNA傷害性抗癌剤、代謝拮抗剤、植物アルカロイド、分子標的治療剤等を挙げることができる。
 DNA傷害性抗癌剤とは、抗癌剤のうちDNAに損傷を引き起こすことにより癌細胞の増殖を抑制するものをいい、白金製剤、アルキル化剤、抗癌性抗生物質などが含まれるがこれらに限定されない。
 白金製剤とは、DNAの構成塩基であるグアニン、アデニンのN-7位に、2つの塩素原子部位で結合し、DNA鎖内に架橋を形成し、DNA合成を阻害することによって癌細胞の増殖を抑制する効果を発揮する抗癌剤をいう。白金製剤としては、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン等が挙げられる。
 アルキル化剤とは、DNAをアルキル化することにより切断して癌細胞の増殖を抑制する効果を発揮する抗癌剤をいう。アルキル化剤としては、ナイトロジェンマスタード、ナイトロジェンマスタードN-オキシド、クロラムブシル等のナイトロジェンマスタード系アルキル化剤;カルボコン、チオテパ等のエチレンイミン誘導体;ブスルファン、トシル酸インプロスルファン等のスルホン酸エステル類;塩酸ニムスチン等のニトロソウレア誘導体等が挙げられる。
 抗癌性抗生物質としては、マイトマイシンC、ブレオマイシン、ペプロマイシン、ダウノルビシン、アクラルビシン、アドリアマイシン(ドキソルビシン)、ピラルビシン、THP-アドリアマイシン、4’-エピドキソルビシン、エピルビシン等のアントラサイクリン系抗生物質抗腫瘍剤;クロモマイシンA、アクチノマイシンD等が挙げられる。
 代謝拮抗剤とは、癌細胞が分裂・増殖する際に、核酸の材料となる物質と化学的構造が近似している物質でDNAの合成を妨げ、癌細胞の代謝を阻害して、増殖を抑制する抗癌剤をいう。代謝拮抗剤としては、5-フルオロウラシル(5FU)、テガフール、カペシタビン、カルモフール、ドキシフルリジン、ブロクスウリジン、シタラビン、エノシタビン、ヒドロキシフリジン、ヒドロキシカルバミド、メトトレキサート、リン酸フルダラビン等のピリミジン代謝拮抗剤;6-メルカプトプリン、6-チオグアニン、チオイノシン、塩酸ゲムシタビン等のプリン代謝拮抗剤等が挙げられる。
 植物アルカロイドとしては、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン等のビンアルカロイド類;エトポシド、テニポシド等のエピポドフィロトキシン類;パクリタキセル、ドタキセル等のタキサン系アルカロイド等が挙げられる。
 分子標的治療剤とは、癌細胞の増殖に関わる分子を標的にして、その分子を阻害することにより癌細胞を殺傷する活性を有する化合物をいう。分子標的治療剤としては、イマチニブ、ゲフィチニブ、エルロチニブ、バンデタニブ、スニチニブ、ソラフェニブ、リツキシマブ、セツキシマブ、インフリキシマブ、トラスツズマブ、ベバシツマブ等を挙げることができる。
 本発明の副作用改善用組成物は、これまで効果的な対処法が知られていなかった心機能障害(特に心不全)や腎機能障害(特に腎不全)のような重篤な副作用の改善に有効である。そのような副作用を引き起こす抗癌剤としては、DNA傷害性抗癌剤、特に抗癌性抗生物質又は白金製剤が挙げられる。そのなかでも、アドリアマイシンは心不全を、シスプラチンはシスプラチン腎症(尿細管細胞障害に起因する腎機能障害であり、腎不全を含む)を引き起こすことが知られている。従って、一態様において、本発明の副作用改善用組成物は、好ましくはDNA傷害性抗癌剤(より好ましくは抗癌性抗生物質及び/又は白金製剤、最も好ましくはアドリアマイシン及び/又はシスプラチン)に伴う副作用の改善用である。本発明の副作用改善用組成物が、上記のような抗癌剤投与に伴う心機能障害を改善することは、後述の実施例に記載されるような実験動物を使用した運動機能の評価、心臓組織傷害の評価(例えば、血清中のクレアチニンキナーゼ(クレアチンホスフォキナーゼ(CPK))値を指標とする)、又は心電図による評価により調べることができる。また本発明の副作用改善用組成物が、上記のような抗癌剤投与に伴う腎機能障害を改善することは、後述の実施例に記載されるような実験動物を使用した腎臓組織傷害の評価(例えば、血中尿素窒素や、腎臓組織におけるKim1(急性腎傷害マーカー:Am J Physiol Renal Physiol, 286: F552-F563 (2004); Nat Biotechnol., 28: 478-485 (2010))の発現を指標とする)により調べることができる。
 本発明の副作用改善用組成物の有効成分であるイソロイシン、ロイシン及び/又はバリンは、それぞれL-体、D-体、DL-体のいずれも使用することができるが、好ましくは、L-体、DL-体であり、さらに好ましくは、L-体である。
 また、本発明におけるイソロイシン、ロイシン及び/又はバリンは、それぞれ遊離体だけでなく塩の形態でも使用することができる。本発明におけるイソロイシン、ロイシン及び/又はバリンは、かかる塩の形態をも包含する。塩の形態としては、酸との塩(酸付加塩)、塩基との塩(塩基付加塩)等を挙げることができるが、医薬として許容される塩を選択することが好ましい。
 イソロイシン、ロイシン及び/又はバリンに付加し、かつ医薬として許容される酸付加塩を形成する酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸;酢酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、マレイン酸、フマル酸、モノメチル硫酸等の有機酸が挙げられる。
 イソロイシン、ロイシン及び/又はバリンに付加し、かつ医薬として許容される塩基付加塩を形成する塩基としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属の水酸化物又は炭酸化物、あるいはアンモニア等の無機塩基;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、エタノールアミン、モノアルキルエタノールアミン、ジアルキルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機塩基が挙げられる。
 本発明の副作用改善用組成物中のイソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸からなる群から選択される少なくとも1種の含有量は、ヒトに適用する場合、その合計量の1回摂取量として0.1g以上であり、好ましくは1g以上である。摂取のしやすさの観点から、上記1回摂取量は、好ましくは100g以下であり、より好ましくは10g以下である。
 本明細書において「1回摂取量」とは、本発明の副作用改善用組成物が医薬の場合、1回に投与される有効成分量であり、本発明の副作用改善用組成物が食品の場合、1回に摂取される有効成分量である。当該1回摂取量は、年齢、体重、性別、抗癌剤投与による副作用の重篤度などによって適宜変動する量である。
 本発明の副作用改善用組成物は、イソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸からなる群から選択される少なくとも1種(即ち、1種(イソロイシン、ロイシン又はバリン)、2種(イソロイシン及びロイシン、イソロイシン及びバリン、又はロイシン及びバリン)又は3種(イソロイシン、ロイシン及びバリン))を有効成分として含有する。抗癌剤投与に伴う副作用を改善する効果の観点から、本発明の副作用改善用組成物は、少なくともイソロイシンを有効成分として含有することが好ましい(即ち、イソロイシン、ロイシン及びバリンの3種、イソロイシン及びロイシンの2種、イソロイシン及びバリンの2種、又はイソロイシンのみを有効成分として含有する)。本発明の副作用改善用組成物は、イソロイシン、ロイシン及びバリンの3種を有効成分として含有するか、或いはイソロイシンのみを有効成分として含有する(即ちイソロイシンを有効成分として含有し、且つロイシン及びバリンを有効成分として含有しない)ことがより好ましい。
 本発明の副作用改善用組成物がイソロイシン、ロイシン及びバリンの3種の分岐鎖アミノ酸を有効成分として含有する場合、かかる3種のアミノ酸の配合比は、それぞれ重量比で、通常、1:1.5~2.5:0.8~1.7の範囲であり、特に好ましくは1:1.9~2.2:1.1~1.3の範囲であり、最も好ましくは1:2:1.2である。この範囲を外れると、有効な作用効果が得難くなる。
 本発明の副作用改善用組成物がイソロイシン及びロイシン、イソロイシン及びバリン、又はロイシン及びバリンの2種の分岐鎖アミノ酸を有効成分として含有する場合、かかる2種のアミノ酸の配合比は、上記3種のアミノ酸の配合比における当該2種のアミノ酸の配合比とすればよい。
 また本発明の副作用改善用組成物がイソロイシンのみ、ロイシンのみ、又はバリンのみを有効成分として含有する場合、その配合量を後述する投与量に基づいて決定して製剤化することができる。
 本発明の副作用改善用組成物は、通常抗癌剤と併用される。ここで「併用」とは、抗癌剤投与の前、同時、後における使用を意味し、また、後述の配合剤のように抗癌剤と配合しての使用も含む意である。
 また抗癌剤の投与は、副作用からの回復のため、通常休薬期間を挟んで一定の投与間隔で投与されるが、本発明の副作用改善用組成物は極めて安全性が高いため、抗癌剤の休薬期間も投与することができ、また抗癌剤の投与間隔よりも短い間隔で投与することができる。例えば、抗癌剤を一定の間隔(例えば数日から数週間毎)で投与し、本発明の副作用改善用組成物を抗癌剤よりも短い間隔(例えば毎日)で投与することができる。このような場合も本発明の副作用改善用組成物と抗癌剤とが併用されるということができる。
 本発明の副作用改善用組成物と併用される抗癌剤としては、上記対象疾患に通常用いられるものであれば特に限定されず、具体的には、上述した抗癌剤が挙げられる。
 本発明の副作用改善用組成物は、医薬及び食品などとしても有用であり、その適用対象としては、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、ネコ、イヌ、ウシ、ヒツジ、サル等)が挙げられる。なお、ヒト以外の哺乳動物に適応する場合、本発明の副作用改善用組成物の摂取量は、動物の体重もしくは大きさに応じて適宜加減すればよい。
 本発明の副作用改善用組成物を医薬として用いる場合の投与方法は特に限定されないが、経口投与、直腸投与、注射、輸液による投与等の一般的な投与経路を経ることができる。
 経口投与の剤形としては、顆粒剤、細粒剤、粉剤、被覆錠剤、錠剤、坐剤、散剤、(マイクロ)カプセル剤、チュアブル剤、シロップ、ジュース、液剤、懸濁剤、乳濁液などが挙げられる。また注射による投与の剤形としては、静脈直接注入用、点滴投与用、活性物質の放出を延長する製剤等などの医薬製剤一般の剤型を採用することができる。
 これらの医薬は、常法により製剤化することによって調製される。さらに製剤上の必要に応じて、医薬的に許容し得る各種の製剤用物質を配合することができる。製剤用物質は製剤の剤型により適宜選択することができるが、例えば、賦形剤、希釈剤、添加剤、崩壊剤、結合剤、被覆剤、潤滑剤、滑走剤、滑沢剤、風味剤、甘味剤、可溶化剤等が挙げられる。更に、製剤用物質を具体的に例示すると、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、ラクトース、マンニトール及びその他の糖類、タルク、牛乳蛋白、ゼラチン、澱粉、セルロース及びその誘導体、動物及び植物油、ポリエチレングリコール、及び溶剤、例えば滅菌水及び一価又は多価アルコール、例えばグリセロール等を挙げることができる。
 本発明の副作用改善用組成物を医薬として使用する場合の投与量は、対象患者の年齢、体重もしくは病態、又は医薬の剤形もしくは投与方法などによっても異なるが、成人1日あたり、イソロイシン0.005g/kg体重~5g/kg体重、ロイシン0.01g/kg体重~10g/kg体重、バリン0.005g/kg体重~5g/kg体重を目安とする。
 一般の成人の場合、好ましくは、成人1日あたり、イソロイシン0.01g/kg体重~1g/kg体重、ロイシン0.02g/kg体重~2g/kg体重、バリン0.01g/kg体重~1g/kg体重であり、より好ましくは、イソロイシン0.02g/kg体重~0.2g/kg体重、ロイシン0.04g/kg体重~0.4g/kg体重、バリン0.02g/kg体重~0.2g/kg体重である。アミノ酸の全体量としては1日あたり0.01g/kg体重~2g/kg体重程度が好ましい。上記1日あたりの量は一度に、もしくは数回に分けて投与することができる。投与の時期としては特に限定されず、例えば食前、食後、食間のいずれでもよい。また、投与期間も特に限定されない。
 なお、本発明の副作用改善用組成物の有効成分である分岐鎖アミノ酸の投与量(摂取量)について算出する際、本発明が目的とする副作用の改善とは別目的で(例えば通常の食生活の必要から、又は別の疾患の治療を目的として)摂取もしくは投与される分岐鎖アミノ酸については、前記算出に含める必要はない。例えば、通常の食生活から摂取される1日あたりの分岐鎖アミノ酸の量を、前記本発明における有効成分の1日あたりの投与量から控除する必要はない。
 本発明の副作用改善用組成物の有効成分であるイソロイシン、ロイシン及び/又はバリンは、それぞれが単独もしくは任意の組み合わせで製剤に含有されていてもよく、又は全てが1種の製剤中に含有されていてもよい。別途製剤化して投与する場合、それらの投与経路、投与剤形は同一であっても、異なっていてもよく、また各々を投与するタイミングも、同時であっても別々であってもよい。従って、投与剤形、投与時期、投与経路などは、併用する薬剤の種類や効果によって適宜決定することができる。即ち、本発明の副作用改善用組成物は、複数の分岐鎖アミノ酸を同時に含有する製剤であってもよく、またそれぞれを別途製剤化して併用するような併用剤であってもよい。本発明の副作用改善用組成物は、これら全ての形態の製剤を包含するものである。特に、同一製剤中に全ての分岐鎖アミノ酸を含有する態様が、簡便に投与できるため好ましい。
 本発明において、「重量比」とは、製剤中のそれぞれの成分の重量の比を示す。例えば、イソロイシン、ロイシン及びバリンの各有効成分を1つの製剤中に含めた場合には、個々の含有量の比であり、各有効成分のそれぞれを単独で又は任意の組み合わせで複数製剤中に含めた場合には、各製剤に含められる各有効成分の重量の比である。
 また本発明において、実際の投与量の比は、投与対象(即ち患者)あたりの各有効成分1回投与量あるいは1日投与量の比である。例えば、イソロイシン、ロイシン及びバリンの各有効成分を1つの製剤中に含め、それを投与対象に投与する場合には、重量比が投与量比に相当する。各有効成分を単独又は任意の組み合わせで複数の製剤中に含めて投与する場合には、1回あるいは1日投与した各製剤中の各有効成分の合計量の比が重量比に相当する。
 イソロイシン、ロイシン、及びバリンは既に、医薬・食品分野において広く用いられていて、安全性は確立している。例えば、これらのアミノ酸を1:2:1.2の重量比で含有する製剤の急性毒性(LD50)は、マウスに経口投与する場合でも、10g/kg以上である。
 本発明の副作用改善用組成物は、抗癌剤と配合することにより、抗癌剤の副作用改善用の配合剤とすることもできる。本発明の副作用改善用組成物を抗癌剤と配合する場合、本発明の副作用改善用組成物が抗癌剤の副作用を改善する効果を示す限り配合比は特に限定されず、上記説明した本発明の副作用改善用組成物の投与量及び配合される抗癌剤の有効量に基づき、適宜設定することができる。通常、抗癌剤と本発明の副作用改善用組成物の配合比は、それぞれ重量比で1:0.1~1,000,000の範囲であり、特に好ましくは1:1~10,000の範囲である。
 さらに、本発明の副作用改善用組成物は、食品の形態でも簡便に使用することができる。食品として用いる場合には、本発明の食品の有効成分、すなわち分岐鎖アミノ酸を含む一般的な食事形態であればいかなるものでも良い。例えば、適当な風味を加えてドリンク剤、例えば清涼飲料、粉末飲料とすることもできる。具体的には、例えば、ジュース、牛乳、菓子、ゼリー、ヨーグルト、飴等に混ぜて飲食することができる。
 また、このような食品を、保健機能食品又はダイエタリーサプリメントとして提供することも可能である。この保健機能食品には、特定保健用食品及び栄養機能食品なども含まれる。特定保健用食品は、例えば、抗癌剤投与に伴う副作用の改善など、特定の保健の目的が期待できることを表示できる食品である。また、栄養機能食品は、1日あたりの摂取目安量に含まれる栄養成分量が、国が定めた上・下限値の規格基準に適合している場合その栄養成分の機能の表示ができる食品である。ダイエタリーサプリメントには、いわゆる栄養補助食品又は健康補助食品などが含まれる。本発明において、特定保健用食品には、抗癌剤投与に伴う副作用の改善の用途に用いるものであるという表示を付した食品、さらには、かかる用途に用いるものである旨を記載した書類(いわゆる能書き)などをパッケージとして包含する食品なども含まれるものとする。
 食品として摂取する場合の摂取量、摂取期間は、医薬として使用する場合の上記投与量、投与期間の記載に基づき、本発明の副作用改善用組成物が抗癌剤の副作用を改善する効果を示すように適宜設定することができる。
 以上の本発明の副作用改善用組成物により、抗癌剤投与に伴う副作用を改善することができるため、抗癌剤による癌治療の効果を高めることができ有用である。
 或いは、本発明は、抗癌剤と併用することにより延命効果を有する癌治療用組成物を提供する(以下、本発明の癌治療用組成物と称する)。より具体的には、本発明は、イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を含み、抗癌剤との併用により延命効果を有する、癌治療用組成物を提供する。
 本発明の癌治療用組成物は、上述の本発明の副作用改善用組成物と同様に調製することができる。
 本発明の癌治療用組成物は、イソロイシン、ロイシン及びバリンのうち、1種(イソロイシン、ロイシン又はバリン)、2種(イソロイシン及びロイシン、イソロイシン及びバリン、又はロイシン及びバリン)、又は3種(イソロイシン、ロイシン及びバリン)を含み得るが、少なくともイソロイシンを含むことが好ましく、イソロイシン、ロイシン及びバリンを含むことがより好ましい。
 本発明の癌治療用組成物と併用される抗癌剤としては、上述した抗癌剤が挙げられる。
 抗癌剤はDNA傷害性抗癌剤のなかから白金製剤と抗癌性抗生物質の2種類を併用しても良いし、DNA傷害性抗癌剤と代謝拮抗剤を併用しても良い。例えばDNA傷害性抗癌剤として白金製剤を選択し、代謝拮抗剤からテガフールもしくはカペシダビンを選択して併用してもよい。更に白金製剤と代謝拮抗剤にべバシツマブ等の分子標的治療剤を併用しても良い。
 抗癌剤は、好ましくはDNA傷害性抗癌剤であり、より好ましくはアドリアマイシン及び/又はシスプラチンである。
 本発明の癌治療用組成物と抗癌剤との併用の態様は、抗癌剤のみを投与した場合と比較して投与対象の生存期間が延長される限り(即ち延命効果を有する限り)、特に限定されず、上述した態様のいずれであってもよい。本発明の癌治療用組成物は極めて安全性が高いため、例えば、抗癌剤の投与前(例えば数日前、数週間前、数ヶ月前など)から投与することができ、また長期間にわたり毎日連続して投与することもできる。好ましくは3ヶ月以上の期間、より好ましくは半年以上の期間で本発明の癌治療用組成物と抗癌剤との併用投与を継続するのが良い。本発明の癌治療用組成物が延命効果を有することは、後述の実施例に記載されるような実験動物を使用した抗癌剤治療における生存率の評価により調べることができる。
 本発明の癌治療用組成物は、抗癌剤と併用することにより、抗癌剤治療を受ける対象に対してより高い治療効果をもたらすため有用である。
 以下の実施例において本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
(材料及び方法)
[動物]
 C57BL/6マウス・雄(日本SLC)を使用した。7週齢で購入し、順化飼育後8-9週齢より薬剤の投与を開始した。生存曲線の実験にのみ、雌も使用した。
[アドリアマイシン(ドキソルビシン)の投与]
 アドリアマイシン(Doxorubicin, Tronto Research Chemical cat#D558000)は、1.5mg/mlの濃度で5% cremophor EL(Sigma)のPBS溶液に溶解し、分注後使用時まで凍結保存した。生存率や運動機能の評価の際は、マウスに5mg/kgのアドリアマイシンを週1回腹腔内投与した。急性の心臓組織障害を見る際には15mg/kgを単回投与、in vivoでの癌細胞の転移・増殖を評価する際には2mg/kgを毎日、11日間に渡って、尾静脈投与した。
[シスプラチンの投与]
 シスプラチン(cis-Diammineplatinum(II) dichloride, Sigma cat#P4394)は2mg/mlの濃度で使用時に生理食塩水に溶解して調製した。腎臓毒性を評価する実験には20mg/kgを単回投与し、in vivoでの癌細胞の転移・増殖を評価する実験には10mg/kgの用量を単回投与で用いた。
[アドリアマイシンとシスプラチンの同時投与]
 抗癌剤単独及び抗癌剤とBCAAの同時投与による担癌マウスに対する延命効果の実験では、癌細胞を接種後、1日目と8日目に6mg/kgのアドリアマイシンと同量のシスプラチンを同時に腹腔内投与した。
[BCAAの調製と投与]
 ロイシン、イソロイシン及びバリンを2:1:1.2の割合で含む分岐鎖アミノ酸の混合物をBCAAとする。BCAAは0.5% carboxymethyl cellurose(CMC, Sigma)への懸濁もしくは、γ-シクロデキストリン(CAVAMAX W8, Wacker fine chemicals)への溶解後に、750mg/kgの用量でゾンデを用いて経口投与した。
(実施例1)アドリアマイシン心不全に対するBCAAの低減効果
[運動機能試験]
 アドリアマイシンの投与前に体重測定とトレッドミル上での運動能力測定を行い、運動能力が均一になるように群分けを行った。トレッドミルの作動速度・時間は次のプロトコールで行った。
10 m/分: 1分
15 m/分: 1分
20 m/分: 3分
25 m/分: 3分
30 m/分: 2分
35 m/分: 2分
 アドリアマイシンは5mg/kgの用量で週1回腹腔内投与、BCAAは750mg/kgの用量で毎日経口投与を行った。週1回、トレッドミル上での運動機能測定により運動機能を評価した(図1、上段パネル)。アドリアマイシン投与で運動機能は徐々に低下したが、BCAA投与群は非投与群よりも有意に高い運動機能を保持していた。体重には平均値の差がみられたが有意な差は認められなかった(図1、中段パネル)。
 生存率の評価(図1、下段パネル)では、4回目のアドリアマイシン投与を行った後、1週間後まで毎日BCAA投与を行い、生存状況を観察した。ビークル(CMCのみ)投与群では4回目投与後から数日して生存率が低下しはじめ、最終的には30%弱にまで低下したが、BCAA投与群では約80%の個体が生存していた。
(実施例2)アドリアマイシンによる心臓組織傷害に対するBCAAの低減効果
 アドリアマイシンを15mg/kgで腹腔内投与後、BCAA投与群とビークル投与群に分けて毎日経口投与を行い、5日後にマウス血清を採取して血清中のクレアチニンキナーゼ(クレアチンホスフォキナーゼ(CPK))値を酵素法で測定(CPKIIテストワコー、和光純薬)した(図2、下段パネル)。測定値には個体差が多く有意な差は得られなかったが、BCAA投与群にはビークル投与群の平均値を大幅に下回る個体が複数存在した。
 組織障害を評価するために、心室の側壁部分下部から1mm角程度の組織を切り出し、2%グルタルアルデヒド固定後にエポキシ樹脂に包埋して薄切し、電子顕微鏡で観察した(図2、上段パネル)。観察対象として、ビークル投与群ではクレアチニンキナーゼ値が平均的な個体を、BCAA投与群ではクレアチニンキナーゼ値がビークル投与群より低い2個体のうち平均値に近い個体を選択した。ビークル投与個体の心臓では、心筋繊維走行の乱れやミトコンドリアの膨潤が高頻度に認められたが、BCAA投与個体では心筋繊維・ミトコンドリアともに正常個体に近い状態が観察された。
(実施例3)心電図による心機能評価
 15mg/kgのアドリアマイシンを腹腔内単回投与したマウスに、ビークルもしくは750mg/kgのBCAAを毎日経口投与し、11日目に心電図にて心機能を評価した(図3)。ビークル投与個体はアドリアマイシン投与の影響を受けて心電図の波形が大きく乱れていたが、BCAA投与個体はほぼ正常に近い波形を保っていた。
(実施例4)シスプラチンによる急性腎不全に対するBCAAの低減効果
 シスプラチンを20mg/kg腹腔内投与後、BCAA投与群とビークル投与群に分けて毎日経口投与を行い、3日目・4日目に血清を採取して血清中の尿素を酵素法で測定(BUNテストワコー、和光純薬)した(図4、上段パネル)。BCAA投与は血清中の尿素の上昇を有意に抑制した。
 生存率の評価(図4、下段パネル)では、シスプラチンは1日目に、ビークル(CMCのみ)もしくはBCAA(γ-CD BCAA)は毎日投与し、生存状況を観察した。ビークル投与群では1週間程度でほぼ全個体が死亡したが、BCAA投与群ではシスプラチン投与3週間後の時点でも、約70%の個体が生存していた。
(実施例5)シスプラチンによる腎臓組織傷害に対するBCAAの低減効果
 シスプラチンを15mg/kgで腹腔内投与後に2群に分け、ビークルもしくはBCAAを毎日経口投与した。3日後に4%パラホルムアルデヒドで灌流固定した腎臓組織を取り出し、切片のヘマトキシリン-エオシン染色を行い、組織像を光学顕微鏡で観察した(図5)。ビークル投与群ではシスプラチンによる尿細管の壊死像が高頻度に認められたが、BCAA投与群では抑制されていた。シスプラチン投与4日後にグルタルアルデヒドで固定して包埋・観察した腎臓組織でも、シスプラチンによる尿細管の壊死がBCAAにより抑制されていることが確認された(図6)。
(実施例6)アドリアマイシン及びシスプラチンのin vitro癌細胞抑制作用に対するBCAAの影響
 各種培養細胞を96穴プレートに4,000-5,000 cells/wellで播き、翌日に0.3-10μMのアドリアマイシン又は10-300μMのシスプラチンと10mM BCAAで処理した。24時間後、アドリアマイシンとシスプラチンの癌細胞抑制効果に対するBCAAの影響を、WST試薬(Cell Count Reagent SF、♯07553-15、ナカライテスク)を用いて生細胞の有する酵素活性を測定することにより比較した(図7及び図8)。評価を行った全ての癌細胞株(HeLa:ヒト子宮頸癌、HepG2:ヒト肝臓癌、PC3,DU145:ヒト前立腺癌、MCF7:ヒト乳癌、Colo26:マウス大腸癌)において、アドリアマイシンとシスプラチンの癌細胞抑制作用にBCAAが影響を与えることはなかった。
(実施例7)アドリアマイシンのin vivo抗癌作用に対するBCAAの影響
 BCAAを750mg/kgの用量でC57BL/6マウスに毎日経口投与を行った。BCAA投与開始翌日に5x10cellsのB16メラノーマ細胞を尾静脈注射により接種した。アドリアマイシンを接種の翌日より毎日、11日間に渡って、2mg/kgの用量で尾静脈注射した。2週間後に肺を取り出してメラノーマ細胞の肺転移を評価した(図9及び10)。アドリアマイシンによる肺転移抑制効果は、コロニーの癒着によりコロニー数の評価は難しいものの肉眼所見上は明らかであり、このときBCAA併用の有無によるコロニー数の変化は認められなかった。肺組織表面における転移巣面積の評価(図10、下段パネル)においても、アドリアマイシン投与による転移巣面積の低下に対するBCAAの影響は見られなかった。
(実施例8)シスプラチンのin vivo抗癌作用に対するBCAAの影響
 5x10cellsのB16メラノーマ細胞を尾静脈注射により接種したC57BL/6マウスに対し、シスプラチンは10mg/kgの用量で翌日に腹腔内単回投与し、γ-CD BCAAは同日から毎日経口投与した。2週間後の肺転移を、肉眼での観察(図11、上段パネル)及びコロニー数(図11、下段パネル)により評価した。シスプラチン投与により見られた肺転移コロニー数の低下に対し、BCAAが影響を及ぼさないことが確認された。
(実施例9)シスプラチン腎症に対するBCAAの個別アミノ酸の単独効果
 C57BL/6(8週齢)にシスプラチン(CDDP)を20mg/kg腹腔内投与後、0.75g/kgのBCAA又はその構成アミノ酸であるロイシン、イソロイシンもしくはバリンを個別に毎日経口投与した。2日後の腎臓を採取してRNA抽出及びcDNA合成を行い、急性腎傷害バイオマーカーであるKim1(Am J Physiol Renal Physiol, 286: F552-F563 (2004); Nat Biotechnol., 28: 478-485 (2010))の発現をreal-time RT-PCRによって解析した(図12)。シスプラチン投与によって上昇するKim1の発現は、BCAAの投与によって抑制された。特に各アミノ酸で比較すると、イソロイシンのKim1発現抑制効果が最も強いことが判明した。
(実施例10)BCAA投与による担癌マウスへの抗癌剤治療による延命効果
 C57BL/6(8週齢)に対し、20万個のB16メラノーマ細胞を尾静脈より注射し(day 0)、シスプラチン(CDDP)(6mg/kg)及びアドリアマイシン(DOX)(6mg/kg)を併用して、翌日(day 1)と8日後(day 8)に腹腔内に投与した。また、BCAA(750mg/kg)は、B16メラノーマ細胞注入の2週間前から連日経口投与した。癌細胞注入後、40日後までの生存状況を観察した(図13)。その結果、シスプラチン及びアドリアマイシンの処理により、担癌マウスの生存は延長し、さらにBCAAを投与することで、その生存が延長することが明らかとなった。
 本発明により、抗癌剤投与に伴う副作用を改善するための医薬や食品等の提供が可能となる。
 本出願は、日本で出願された特願2011-102330(出願日:2011年4月28日)を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含されるものである。

Claims (18)

  1.  イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を有効成分として含有する、抗癌剤副作用改善用組成物。
  2.  イソロイシンを有効成分として含有する、請求項1記載の組成物。
  3.  イソロイシン、ロイシン及びバリンを有効成分として含有する、請求項1記載の組成物。
  4.  イソロイシンを有効成分として含有し、且つロイシン及びバリンを有効成分として含有しない、請求項1記載の組成物。
  5.  抗癌剤が、DNA傷害性抗癌剤である、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
  6.  DNA傷害性抗癌剤が、アドリアマイシン及び/又はシスプラチンである、請求項5記載の組成物。
  7.  副作用が、心機能障害又は腎機能障害である、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
  8.  抗癌剤がアドリアマイシンであり、副作用が心機能障害である、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
  9.  心機能障害が心不全である、請求項8記載の組成物。
  10.  抗癌剤がシスプラチンであり、副作用が腎機能障害である、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
  11.  腎機能障害がシスプラチン腎症である、請求項10記載の組成物。
  12.  イソロイシン、ロイシン及びバリンの重量比が、1:1.5~2.5:0.8~1.7であることを特徴とする、請求項3及び5~11のいずれか1項に記載の組成物。
  13.  イソロイシン、ロイシン及びバリンからなる群から選択される少なくとも1種を含み、抗癌剤との併用により延命効果を有する、癌治療用組成物。
  14.  イソロイシンを含むことを特徴とする、請求項13記載の組成物。
  15.  イソロイシン、ロイシン及びバリンを含むことを特徴とする、請求項13記載の組成物。
  16.  イソロイシンを含み、且つロイシン及びバリンを含まないことを特徴とする、請求項13記載の組成物。
  17.  抗癌剤が、DNA傷害性抗癌剤である、請求項13~16のいずれか1項に記載の組成物。
  18.  DNA傷害性抗癌剤が、アドリアマイシン及び/又はシスプラチンである、請求項17記載の組成物。
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