WO2021201224A1 - ミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤 - Google Patents

ミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤 Download PDF

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mitochondrial
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disorder
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mitochondrial function
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昌平 三谷
佐和子 茂泉
郁月 伊豆原
鎌谷　直之
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株式会社スタージェン
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Definitions

  • the present invention relates to an agent that protects mitochondria of humans or other organisms, improves mitochondrial damage, and improves mitochondrial function. More specifically, the present invention relates to humans or other organisms with A) xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor alone, or A) xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor and B) hypoxanthine, or hypoxanthine in the body.
  • Administration of a combination with a compound that can be converted to xanthine, such as inosine protects mitochondria and improves mitochondrial damage in conditions where mitochondrial damage can occur, such as COVID-19 infection and hypoxic respiratory failure. , Regarding agents that improve mitochondrial function.
  • Mitochondria are damaged by a variety of causes. Mutations in DNA within mitochondria can cause mitochondrial damage. Furthermore, even mutations in genes encoded by chromosomal genes may result in impaired mitochondrial oxidative phosphorylation and the like. These diseases are called mitochondrial diseases (Non-Patent Document 1). Mitochondrial disorders can cause health problems other than genetic causes.
  • Non-Patent Documents 2 and 3 the cardiotoxicity caused by anticancer drugs, especially doxycycline, is considered to be due to mitochondrial disorders.
  • mitochondrial damage occurs due to deficiency of intracellular ATP.
  • intracellular ATP decreases, cells attempt to increase ATP production by mitochondria.
  • intracellular ATP deficiency increases ROS production, which activates ATM, followed by NRF-1 (Non-Patent Document 5).
  • NRF-1 a transcription factor, attempts to increase the transcription of mitochondrial-related genes encoded by nuclear DNA and increase oxidative phosphorylation by mitochondria (Non-Patent Document 5).
  • ROS causes cell apoptosis through the release of cytochrome C by mitochondria (Non-Patent Document 6). That is, ATP deficiency in cells causes secondary mitochondrial damage.
  • Cellular ATP deficiency is caused by various causes such as oxygen deficiency and glucose deficiency.
  • Oxygen and glucose supplied by blood are used for ATP synthesis in each organ. Glycolysis is used in glycolysis for ATP synthesis, and the final product of glycolysis, pyruvic acid, is used in mitochondria for ATP synthesis by the TCA cycle and the oxidative phosphorylation pathway. Oxygen acts as a molecule that receives the electrons generated in the oxidative phosphorylation pathway. That is, the main purpose of oxygen and glucose is ATP synthesis, and ATP is used as most intracellular energy sources. In addition, elderly people are more likely to become severely ill with COVID-19 infection. This may be related to the decline in mitochondrial function with aging. That is, it has been reported that the number and function of mitochondria decrease by 8% as the age increases by 10 years (Non-Patent Document 9).
  • the present inventors inferred the following mechanism as a cause of severe morbidity and mortality in elderly patients, hypertensive patients, cardiovascular disease patients, and diabetic patients due to COVID-19 infection. That is, alveolar ventilation disorder due to COVID-19 infection causes oxygen deficiency in blood, and mitochondria cannot produce sufficient ATP, so that intracellular ATP production in tissues decreases (Fig. 1). Therefore, it is considered that patients who are liable to have intracellular ATP deficiency due to a decrease in oxygen and glucose utilization ability are liable to become severe. It was speculated that when intracellular ATP deficiency occurs, further load is applied to mitochondria, and further damage to mitochondria occurs through ROS and the like (Fig. 1).
  • Non-Patent Documents 10-13 No method has been found to prevent the aggravation of patients with COVID-19 infection and reduce mortality.
  • the mitochondrial load is reduced by administering it (Fig. 1).
  • mitochondria are expected to be protected (Fig. 1). That is, the ATP enhancer is expected to have a mitochondrial protective action, a mitochondrial disorder improving action, and a mitochondrial function improving action in order to alleviate intracellular ATP deficiency and reduce the burden on mitochondria. Since there is ATP deficiency caused by cell hypoxia due to pulmonary ventilation disorder in COVID-19 infection, the present inventors consider that ATP enhancer is effective for the treatment of COVID-19.
  • Non-Patent Document 14 A state in which cells rapidly demand a large amount of energy is called an energy crisis (Non-Patent Document 14).
  • the energy crisis occurs when ATP is rapidly consumed, such as hypoxia due to respiratory failure, intense muscle exercise, fructose load, alcohol intake, and brain activity, followed by hyperuricemia (non-patent literature). 14-17). It has also been reported that not only uric acid but also its precursors hypoxanthine and xanthine are elevated. The mechanism is explained as follows. In the energy crisis, cells synthesize ATP by the reaction of 2ADP ⁇ ATP + AMP using adenylate kinase (AK) to compensate for ATP deficiency (Fig.
  • AK adenylate kinase
  • Non-Patent Document 14 AMP deaminase (AMPD) is used to convert AMP to IMP, and a reaction of IMP ⁇ inosin ⁇ hypoxanthine occurs.
  • Hypoxanthine returns to IMP by HGPRT (hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransphase) or is converted to xanthine and uric acid by xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase (hereinafter, partly abbreviated as XOR) (Fig. 2). It has been explained that the increase in uric acid due to this reaction is the mechanism of hyperuricemia associated with the energy crisis (Non-Patent Documents 14-17).
  • Patent Document 2 A patent application was also filed for the ability of the ATP enhancer to improve the symptoms of mitochondrial disease patients with symptoms of heart failure, hypertension, and arrhythmia (Patent Document 2).
  • Patent Document 2 A patent application was also filed for the ability of the ATP enhancer to improve the symptoms of mitochondrial disease patients with symptoms of heart failure, hypertension, and arrhythmia.
  • Patent Document 2 A patent application was also filed for the ability of the ATP enhancer to improve the symptoms of mitochondrial disease patients with symptoms of heart failure, hypertension, and arrhythmia.
  • xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor may be used.
  • Febuxostat hereinafter, partly abbreviated as FBX
  • FBX XOR inhibitor
  • XOR inhibitors are ischemic in the kidney (Non-Patent Documents 19 and 20), small intestine (Non-Patent Document 21), liver (Non-Patent Document 22), and heart (Non-Patent Document 23-25). Numerous papers have reported that it protects against damage caused by reperfusion. As the mechanism, ROS suppression (Non-Patent Documents 21, 24, 25) and ATP enhancement (Non-Patent Documents 19, 20, 22, 23) have been proposed. Many theories that XOR inhibitors protect organs by suppressing ROS have been proposed, but we thought they were negative.
  • the mechanism by which the XOR inhibitor suppresses organ damage due to ischemia, which was observed in animal experiments, is not ROS suppression but ATP enhancement. That is, oxygen in blood is used for ATP production by mitochondria of tissues, and it is considered that ATP deficiency caused by ischemia is alleviated by an XOR inhibitor to protect mitochondria and suppress organ damage.
  • xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor with B) hypoxanthine or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body, for example, inosine, the ATP enhancing effect is further enhanced, thereby further mitochondrial protection. It is expected that mitochondrial disorders can be improved or mitochondrial function can be improved.
  • B) addition of hypoxanthine or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body, such as inosine has a good effect in addition to enhancing the effect.
  • XOR inhibitors are generally administered to hyperuricemia individuals to maintain normal uric acid levels.
  • A) xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor and B) hypoxanthine, or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body are combined and administered simultaneously, as a mixture, or as a kit to humans.
  • the present invention has the following configuration.
  • A) Xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor (2) A mitochondrial protectant, a mitochondrial disorder improving agent, or a mitochondrial function improving agent obtained by combining the following A) and B).
  • A) is selected from the group consisting of febuxostat, topiroxostat, allopurinol and Y-700.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent according to any one or more of (1) or (2).
  • the compounds that can be converted to hypoxanthine in the body of B) are inosine, inosinic acid, adenosine, AMP, ADP, ATP, succinyl adenosine, S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteine, AICAR, isoprinosine and
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent according to (2) or (3) which is any one or more compounds selected from those pharmaceutically acceptable salts.
  • the mitochondrial protectant, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial disorder improving agent according to any one of (2) to (4), wherein the combination of A) and B) is a mixture or kit containing A) and B).
  • Mitochondrial function improver (6)
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent according to (7) which is a mixture or kit containing 10 to 80 mg of febuxostat and 0.5 to 4 g of inosine.
  • the present invention also includes the following mitochondrial protection method, mitochondrial disorder improving method, or mitochondrial function improving method.
  • a method for protecting mitochondria, a method for improving mitochondrial damage, or a method for improving mitochondrial function which comprises the step of administering the following A) to a target organism.
  • A) A method for protecting mitochondria, a method for improving mitochondrial damage, or a method for improving mitochondrial function which comprises a step of administering a combination of xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor (102) below A) and B) to a target organism.
  • Compounds that can be converted to hypoxanthine in the body of (104) B are inosine, inosinic acid, adenosine, AMP, ADP, ATP, succinyl adenosine, S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteine and their pharmaceuticals.
  • the method according to (102) or (103), which is any one or more compounds selected from the salts allowed in. (105) The method according to any one of (102) to (104), wherein the combination of A) and B) is a mixture or kit containing A) and B).
  • Non-Patent Document 10-13 Several drugs that may improve mitochondrial disorders have been reported (Non-Patent Document 10-13). However, none have been clinically applied and confirmed to have a definite effect.
  • A) xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor alone, or A) xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor and B) hypoxanthine, or hypoxanthine in the body can be converted to humans or other organisms.
  • a combination with a compound such as inosine it becomes possible to protect mitochondria, improve mitochondrial damage, and improve mitochondrial function in, for example, COVID-19 infection, hypoxanthine respiratory failure and the like.
  • the mechanism of mitochondrial protection by ATP enhancer in pulmonary ventilatory impairment is shown.
  • tissue oxygen is deficient and ATP synthesis by mitochondria is reduced. It puts a strain on mitochondria to compensate for the decrease in ATP and further damages mitochondria.
  • ATP enhancers are effective in suppressing this vicious cycle.
  • the ATP enhancer has a mitochondrial protective effect by reducing the burden on mitochondria. It is considered that this mechanism was inferred by the inventor of the present application, and that the invention of the present application proved that the mechanism was correct.
  • the mechanism of purine metabolic pathway and ATP enhancement is shown. In the state of energy crisis, AK works to make ATP and AMP from two molecules of ADP.
  • hypoxanthine Since an increase in AMP lowers the energy charge, it is decomposed into IMP by AMPD, and hypoxanthine is synthesized via inosine.
  • XOR works, it becomes xanthine and uric acid and cannot return to nucleotides.
  • hypoxanthine If hypoxanthine is degraded to xanthine, it needs to be supplemented with purine nucleotides, which requires the consumption of 7 molecules of ATP. Therefore, a vicious cycle of ATP deficiency occurs. To prevent this, an XOR inhibitor may be used.
  • PRPP 5-phosphoribose-1-pyrophosphate
  • AK adenylate kinase
  • AMPD AMP deaminase
  • PNP purine nucleoside phosphorylase
  • HGPRT hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase
  • XOR xanthine oxidoreductase (same as xanthine oxidase / xanthine oxidoreductase) C. It is a figure which shows the influence of FBX on the lifespan of a nematode using the N2 strain of elegans.
  • the results of culturing the nematodes in the absence of FBX (left, A) or in the presence of FBX 20 ⁇ g / dL (right, B) for 18 days, fixing the tail, and observing the inside of the muscle with an electron microscope are shown.
  • Two mitochondria are observed in both photographs (Arrow head), but it can be seen that the deterioration of mitochondria is strongly suppressed in the presence of FBX.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent of the present invention is an agent that protects mitochondria, improves mitochondrial damage, or improves mitochondrial function in humans or other organisms other than humans. Say that.
  • the agent of the present invention can be used as a pharmaceutical product.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent of the present invention can be used for treating a disease caused by a disorder of mitochondrial function, and a specific example of the disease is COVID (coronavirus)-. 19 Infectious diseases and hypoxic respiratory insufficiency can be mentioned.
  • mitochondrial protection For confirmation of mitochondrial protection, mitochondrial disorder improvement, and mitochondrial function improvement effects, refer to C.I. It can be confirmed by prolonging lifespan and suppressing mitochondrial morphological changes as shown by elegans.
  • Non-human organisms include invertebrates, birds, fish, amphibians, reptiles, mammals and other spinal animals, especially mammals such as cows, canines, horses, cats, sheep, pigs, rabbits and mice. Is done.
  • One active ingredient of the present invention is A) a xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitor.
  • xanthine oxidase / xanthine dehydrogenase inhibitors include febuxostat (trade name: Febuxostat), topiroxostat (Fuji Pharmaceutical), allopurinol (trade name: Zyrolic, allopurinol, etc.), and Y-700 (Mitsubishi Tanabe Pharma). Of these, febuxostat is desirable.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent of the present invention may contain this active ingredient alone, or may contain only this active ingredient.
  • Another active ingredient of the present invention is B) hypoxanthine, or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body, such as inosine, inosinic acid, adenosine, AMP, ADP, ATP, succinyl adenosine, S-adenosylmethionine, S. -A compound of any one or more selected from adenosine homocysteine, AICAR (acadecin), isoprinosine and pharmaceutically acceptable salts thereof. Of these, inosine is desirable.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent of the present invention preferably contains this active ingredient in addition to the active ingredient of A) above.
  • the phrase "combined with A) and B) in the present invention is used to include all aspects in which the components of A) and the components of B) are combined. Therefore, the components of A) and B) are mixed to form a composition, or they exist physically separately without being mixed, but they are administered at the same time when they are administered. Includes both drugs that are present together to be.
  • An example of a mixture in which the component A) and the component B) are mixed to form a composition includes a mixture prepared. Examples of the formulation include oral preparations such as granules, powders, solids, liquids and suppositories.
  • Examples of drugs that exist physically separately but are grouped together so that they are administered at the same time when they are administered include so-called kits and forms that are grouped together in one bag.
  • the same period does not necessarily mean the same period in a strict sense, and the case where the interval is set within the range in which the effect is exhibited is also included in the same period of the present invention.
  • an oral preparation when one is taken before meals and the other is taken after meals, it corresponds to the case where it is administered at the same time of the present invention.
  • the mixture is even more desirable.
  • the invention of a mitochondrial protectant, a mitochondrial disorder ameliorating agent, or a mitochondrial function ameliorating agent obtained by combining A) and B) of the present invention includes a step of administering the above A) and B) in combination. It can be said that it is an invention of a method, a method for improving mitochondrial damage, and a method for improving mitochondrial function. The timing of administration of each is as described above.
  • the dose of the agent of the present invention may be any effective amount, and the following doses are desirable.
  • febuxostat of A) is preferably 10 to 80 mg / day
  • topiroxostat is preferably 40 to 160 mg / day
  • allopurinol is preferably about 50 mg to about 800 mg / day.
  • the inosine of B) is preferably 0.5 to 4.0 g / day
  • the effective amount of B) hypoxanthine or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body also depends on the molecular weight of the amount of inosine. It can be calculated by converting / BR> Z.
  • the above-mentioned doses can be administered once or twice or more a day, respectively.
  • febuxostat is preferably administered twice a day instead of once a day as in the conventional usage of febuxostat.
  • Inosine is also preferably administered twice daily rather than once daily. Therefore, it is more desirable to administer both inosine and febuxostat in divided doses twice a day.
  • the daily dose and administration method may be taken into consideration, and febuxostat and inosine may be added to febuxostat 20 mg or 40 mg with inosine 0.5 g, 1 g, 1.5 g, etc. Alternatively, it is desirable to add 2 g. It is more desirable to add 20 mg of febuxostat and 0.5 g of inosine to one tablet.
  • the administration form of the medicament of the present invention is not particularly limited, and either oral or parenteral administration form may be used, but oral administration is preferable.
  • it can be made into an appropriate dosage form according to the administration form, for example, an injection, an oral preparation such as a capsule, a tablet, a granule, a powder, a pill, a fine granule, a rectal administration, or an oily suppository. It can be prepared into various preparations such as preparations and aqueous suppositories.
  • the administration form of the agent containing the active ingredients A) and B) may be the same as the administration form of the active ingredient A) and the administration form of B) may be different.
  • Examples of the same administration form include the case where both are orally administered as tablets, the case where both are orally administered as a combined mixture, and the case where both are administered as a mixed injection. Further, as an example of different administration forms, there is a case where one is administered as an oral preparation and the other is administered as an injection.
  • the mitochondrial protective agent, mitochondrial disorder improving agent, or mitochondrial function improving agent of the present invention exerts an effect of enhancing intracellular ATP and is already prescribed to the extent that it does not affect the present action. It can be used in combination with a protective agent, a mitochondrial disorder improving agent, or a mitochondrial function improving agent.
  • the effects of the mitochondrial protective agent, the mitochondrial disorder improving agent, or the mitochondrial function improving agent of the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these. ..
  • Test method (1) Preparation In order to keep the developmental stage of the strain used for lifespan measurement constant, we waited until the E. coli disappeared and the growth stopped in the first instar larva. This nematode was cut and planted together with agar in a petri dish with food. (2) The day before, Escherichia coli strain OP50 (ultraviolet irradiation) and kanamycin were added to a 6 cm NGM plate (standard medium for culturing nematodes). In addition, FBX was added thereto (the concentration of FBX was 0, 10, 20 or 40 mg / L). (3) Day 0 When the nematodes cut and planted became adults, they were washed out from the petri dish using M9 buffer and collected.
  • the nematodes were suspended in Eppendorf tubes.
  • the nematode suspension and an equal amount of bleaching solution (a mixture of 4N NaOH, hypochlorous acid solution, and M9 buffer at a ratio of 2: 3: 5) were added and mixed.
  • the supernatant was discarded by centrifugation at 400 xg.
  • Adults ruptured and died, and only fertilized eggs were recovered alive.
  • the eggs were placed on an NGM plate (containing kanamycin, FBX concentration: 0, 10, 20 or 40 mg / L) prepared the day before (2) above, and culture was started.
  • FUdR (5-Floxuridineuridine final concentration 0.5 mg / ml) was added to the medium at the stage when the bleached eggs grew and formed eggs.
  • Test method Fixation of nematodes
  • nematodes were fixed by the following method on the 18th day of culture. Place the M9 buffer containing 8% ethanol on a slide glass, put the nematodes in it, and let it stand until the nematodes do not move (about 5 minutes). Next, place the fixing liquid on another slide glass and transfer the stuck insects into it.
  • the fixative was 0.1 M phosphate buffer (pH 7.4) containing 2% paraformaldehyde and 2% glutaraldehyde, which was adjusted before use.
  • Cutting of nematodes Using a 22G injection needle, the nematodes were cut by the following procedure.
  • FIG. 4A An electron micrograph in the muscle of one of the nematodes cultured under normal conditions (without FBX) for 18 days is shown in FIG. 4A. According to this figure, two mitochondria can be confirmed, but it can be seen that the normal morphology of both mitochondria is destroyed. That is, the structures of the outer and inner membranes of mitochondria are not clearly visible, and although some cristaes can be confirmed, the shape is broken (the part indicated by the black triangle in the figure).
  • FIG. 4B shows an electron micrograph of mitochondria in the muscle of one of the nematodes similarly cultured for 18 days in the presence of FBX 20 ⁇ g / mL.
  • Example 1 it was shown that FBX prolongs the lifespan of nematodes. That is, using a wild-type strain (N2, Bristol), it was shown that the life span was extended in the presence of FBX. Further, in Example 2, it was shown that FBX suppresses morphological changes (collapse) of intramuscular mitochondria of nematodes with aging. Prior to the filing of this patent application, it has been reported that XOR inhibitors improve mitochondrial disorders (Non-Patent Documents 25 and 28). However, since all of these use mammals and the presence of XO activity may be present, it has been reported that they are based on a mechanism that suppresses the development of ROS by XOR inhibition.
  • the mechanism was denied in this nematode example, and it was concluded that it was due to the ATP enhancing effect. If it is concluded that the mechanism of mitochondrial protection by XOR is ATP enhancement, the mitochondrial protection effect can be obtained by simultaneous administration of substances that can be converted to hypoxanthine in the body (including hypoxanthine itself) such as inosine, or by combination drugs and kits. It is thought that can be enhanced. This is a method that can only be considered when the effect of an XOR inhibitor is concluded to be ATP enhancement.
  • kit agent The following A. including febuxostat. The tablets having the composition of the above and the agent having the composition of B below containing inosine were placed in the same bag separated so as not to be mixed, and one dose was adjusted. Two doses, that is, one day's worth were packed in the same box to manufacture a kit agent.
  • the present invention by administering the following A) alone or in combination with A) and B) to humans or other organisms, states and diseases related to mitochondrial function due to various causes.
  • the above-mentioned conditions and diseases can be improved and treated.
  • Hypoxanthine or a compound that can be converted to hypoxanthine in the body, such as inosine, inosinic acid, adenosine, AMP, ADP, ATP, succinyl adenosine, S-adenosylmethionine, S- Any one or more compounds selected from adenosine homocysteine, AICAR, isoprinosine and pharmaceutical

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Abstract

本発明は、ヒト、または他の生物において、ミトコンドリア障害が起きうる状態においてミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、またはミトコンドリア機能を改善する事を課題とする。　本発明は、ヒト、または他の生物に対し、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤単独、またはＡ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシン、との組み合わせを投与することによって、ミトコンドリア障害が起きうる状態においてミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、またはミトコンドリア機能を改善する事を可能にする。

Description

ミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤
　本発明は、ヒトまたは他の生物のミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善する剤に関する。より詳細には、本発明は、ヒト、または他の生物に対し、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤単独、またはＡ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシン、との組み合わせを投与することによって、例えばＣＯＶＩＤ－１９感染症、低酸素性呼吸不全など、ミトコンドリア障害が起きうる状態においてミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善する剤に関する。
　ミトコンドリアはエネルギー産生やアポトーシスに重要な役割を果たすので、その障害は様々な健康障害の原因になると考えられる。更に、酸素によるエネルギー産生に伴い活性酸素（ＲＯＳ）が発生し、ＲＯＳが様々な障害にかかわっているとされる。ミトコンドリアは様々な原因により障害される。ミトコンドリア内のＤＮＡの変異によりミトコンドリア障害が起きることがある。更には、染色体の遺伝子にコードされている遺伝子の変異であっても、結果的にミトコンドリアの酸化的リン酸化などを障害することもある。これらの疾患はミトコンドリア病と言われる（非特許文献１）。遺伝的原因以外でもミトコンドリア障害が健康障害を引き起こすことがある。例えば、新規開発薬物の中にはミトコンドリア毒性により開発中止に至る場合も多く、薬物のミトコンドリア障害は薬物副作用の大きな原因と認識されている（非特許文献２，３）。既に認可され使われている薬物の中でも抗がん剤、特にドキシサイクリンなどによる心臓毒性はミトコンドリア障害によると考えられている（非特許文献４）。
　更に、細胞内ＡＴＰが欠乏することによりミトコンドリア障害が起きる。細胞内ＡＴＰが低下すると細胞はミトコンドリアによるＡＴＰ産生量を増やそうと試みる。例えば、細胞内ＡＴＰ欠乏はＲＯＳの産生量を増やし、それはＡＴＭ、引き続きＮＲＦ－１を活性化する（非特許文献５）。転写因子であるＮＲＦ－１は核のＤＮＡにコードされたミトコンドリア関連遺伝子の転写を増やし、ミトコンドリアによる酸化的リン酸化を増やそうと試みる（非特許文献５）。しかし、それでも十分な補正が行われない場合、ＲＯＳはミトコンドリアによるチトクロームＣの放出などを通じて細胞のアポトーシスを起こす（非特許文献６）。つまり、細胞のＡＴＰ欠乏が二次的にミトコンドリア障害を起こす。細胞のＡＴＰ欠乏は酸素欠乏、グルコース欠乏など様々な原因で起きる。
　２０１９年の終わりから発生したＣＯＶＩＤ（ｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ）－１９感染症患者が重症化し、死亡に至る過程にもミトコンドリア機能障害が関係する。ＣＯＶＩＤ－１９感染症で死亡した患者は生前に呼吸不全と両側のすりガラス様陰影を呈することが多く（非特許文献７）、死亡後の肺の組織病理学的変化は、びまん性の肺胞傷害を呈することが多い（非特許文献７）。これらのデータより、重症患者では肺胞換気障害による血液中の酸素不足が死亡原因になると推測される。またＣＯＶＩＤ－１９感染患者の中で重症化し、死亡する傾向のある患者は高血圧、糖尿病、心血管障害を持つ患者が多い（非特許文献８）。これらのデータは、もともと血液の供給（高血圧、心血管障害）、あるいはブドウ糖の利用（糖尿病）が不十分である患者が重症化し、死亡しやすい事を示唆する。血液により供給される酸素やブドウ糖は各臓器でＡＴＰ合成に使われる。ブドウ糖は解糖系でＡＴＰ合成に使われ、更に解糖系の最終産物であるピルビン酸はミトコンドリア内でＴＣＡサイクルと酸化的リン酸化経路によりＡＴＰ合成に用いられる。酸素は酸化的リン酸化経路で生じた電子を受け取る分子として働く。即ち、酸素とブドウ糖の主目的はＡＴＰ合成であり、ＡＴＰはほとんどの細胞内エネルギー源として用いられる。更に高齢者はＣＯＶＩＤ－１９感染症で重症化しやすい。これは、加齢によりミトコンドリア機能が低下することと関係している可能性がある。即ち、ミトコンドリアの数と機能は、年齢が１０歳増えると８％低下すると報告されている（非特許文献９）。
　以上のデータにより、本発明者らは、ＣＯＶＩＤ－１９感染症で高齢者、高血圧患者、心血管病患者、糖尿病患者が重症化し、死亡しやすい原因として次のメカニズムを推測した。即ち、ＣＯＶＩＤ－１９感染による肺胞換気障害が血液中の酸素不足を引き起こし、ミトコンドリアが十分なＡＴＰを産生できなくなることで組織の細胞内ＡＴＰ産生が低下する（図１）。そのため、もともと酸素やブドウ糖利用能力が低下し、細胞内ＡＴＰ欠乏に陥りやすい患者が重症化しやすいと考えられる。細胞内のＡＴＰ欠乏が起きるとミトコンドリアに更なる負荷がかかり、ＲＯＳなどを通じ、ミトコンドリアの更なる障害が起きると推測した（図１）。即ちＡＴＰ低下とミトコンドリア障害の悪循環が起きる。そして、ＣＯＶＩＤ－１９感染症患者の中でミトコンドリアのＡＴＰ産生機能にもともと余力が少ない患者が重症化し、死亡しやすいと考えられる。実際に最近の報告によりＣＯＶＩＤ－１９感染症で重症化や死亡に重要な病態は低酸素呼吸不全であると報告されていることから、以上の本発明者らの推測による重症化のメカニズムに合致する。
　ミトコンドリア障害を来す状態は非常に多いと考えられ、それを改善する方法は提案されているが（非特許文献１０－１３）、十分ではない。ＣＯＶＩＤ－１９感染症患者の重症化を防ぎ、死亡率を減少させる方法も発見されていない。
　ここで、細胞内ＡＴＰ増強作用を持つ治療薬があれば、それを投与すると、ミトコンドリアの負荷は軽減されると考えられる（図１）。上記の悪循環が断ち切られるからである。そして、結果的にミトコンドリアは保護されると期待される（図１）。即ち、ＡＴＰ増強剤は細胞内のＡＴＰ欠乏を緩和し、ミトコンドリアの負担を軽減するためミトコンドリア保護作用、ミトコンドリア障害改善作用、ミトコンドリア機能改善作用を持つと期待される。ＣＯＶＩＤ－１９感染症では肺換気障害による細胞の低酸素を原因としたＡＴＰ欠乏が存在するため、ＡＴＰ増強剤はＣＯＶＩＤ－１９の治療に有効であると本発明者らは考える。
　細胞のＡＴＰ欠乏が起きた場合に体内でどのような変化が起きるであろうか。細胞が急速に大量のエネルギーを要求する状態をエネルギー危機（ｅｎｅｒｇｙ　ｃｒｉｓｉｓ）という（非特許文献１４）。エネルギー危機は呼吸不全による低酸素の他、激しい筋肉運動、フルクトース負荷、アルコール摂取、脳活動など、ＡＴＰが急速に消費される状態で起きるが、この後、高尿酸血症が起きる（非特許文献１４－１７）。また、尿酸だけではなくその前駆物質のヒポキサンチン、キサンチンも上昇すると報告されている。そのメカニズムは次のように説明されている。エネルギー危機では細胞がＡＴＰ不足を補うためアデニレートキナーゼ（ａｄｅｎｙｌａｔｅ　ｋｉｎａｓｅ；ＡＫ）を用いて２ＡＤＰ→ＡＴＰ＋ＡＭＰの反応によりＡＴＰを合成する（図２）。この反応が進行するとＡＭＰが蓄積し、エネルギーチャージ、（ＡＴＰ＋０．５　ＡＤＰ）／（ＡＴＰ＋ＡＤＰ＋ＡＭＰ）が減少する（非特許文献１４）。それを防ぐため、ＡＭＰデアミナーゼ（ＡＭＰ　ｄｅａｍｉｎａｓｅ；ＡＭＰＤ）を用いてＡＭＰをＩＭＰに変換し、更にＩＭＰ→イノシン→ヒポキサンチンの反応が起きる。ヒポキサンチンはＨＧＰＲＴ（ｈｙｐｏｘａｎｔｈｉｎｅ－ｇｕａｎｉｎｅ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｂｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ）によりＩＭＰに戻るか、キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ（以後、一部ＸＯＲと略す）によりキサンチン、尿酸に変換される（図２）。この反応により尿酸が増えることがエネルギー危機に伴う高尿酸血症のメカニズムであると説明されている（非特許文献１４－１７）。
　しかし、この反応はエネルギーの浪費を起こす。何故なら、ヒポキサンチンがキサンチンや尿酸に分解されると、ヌクレオチドに戻ることができないからである（図２）。ヌクレオチドが不足するとデノボ合成（ｄｅ　ｎｏｖｏ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）経路によりＩＭＰが合成されるが、これには７個のＡＴＰ分子を消費する必要がある（図２）。それは更なるＡＴＰ不足を起こし、細胞内のエネルギー不足の悪循環が起きる。即ち、細胞は急激なエネルギー要求が起きるとプリンヌクレオチドを分解することによりＡＴＰを供給しようとするが、それはエネルギー不足の悪循環を引き起こすことになる。
　以上のように、遺伝的要因、あるいは環境要因によりミトコンドリア障害が起きるが、それに対し、ミトコンドリアを保護し、ミトコンドリアの障害を改善し、あるいはミトコンドリア機能を改善する方法が求められていた。
　一方、我々はＡ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤単独、またはＡ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシンとの組み合わせを有効成分とするＡＴＰ増強剤を開発した（非特許文献１８，特許文献１）。
　なお、当該ＡＴＰ増強剤により心不全、高血圧症、不整脈の症状を有するミトコンドリア病患者の前記症状が改善できることについても特許出願を行った（特許文献２）。しかし、ミトコンドリア自体の機能改善、ミトコンドリアの保護、ミトコンドリアの障害の改善についてはわかっておらず、一切開示されていない。
国際公開WO/2017/033963号パンフレット 特開2018-135278号公報
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　我々の課題はＡＴＰ増強作用を持つ剤により、ミトコンドリア保護し、ミトコンドリアの障害を改善し、あるいはミトコンドリア機能を改善する事である。前記のように、細胞は急激なエネルギー要求が起きるとプリンヌクレオチドを分解することによりＡＴＰを供給しようとする。しかし、それはエネルギー不足の悪循環を引き起こすことになる。この悪循環を断ち切るにはＸＯＲ（ｘａｎｔｈｉｎｅ　ｏｘｉｄｏｒｅｄｕｃｔａｓｅ、キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ）を抑制すればよい。ＸＯＲを抑制すれば、プリン体はヌクレオチドに再回収可能なヒポキサンチンに留まるからである（図２）。即ち、ミトコンドリアを保護し、ミトコンドリアの障害を改善し、あるいはミトコンドリア機能を改善するには、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤を用いればよいと考えられる。ＸＯＲ阻害薬であるフェブキソスタット（以後、一部ＦＢＸと略す）が、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの寿命を延長させることについて本出願人により特許出願がされている（特願２０１９－００６８７１）。ＦＢＸ以外のＸＯＲ阻害薬も同様の効果があると考えられる（同出願）。動物実験でＸＯＲ阻害薬（ＦＢＸ、アロプリノール）が腎臓（非特許文献１９，２０）、小腸（非特許文献２１）、肝臓（非特許文献２２）、心臓（非特許文献２３－２５）の虚血再灌流による障害を保護する事が多数の論文により報告されている。そのメカニズムとして、ＲＯＳ抑制（非特許文献２１，２４，２５）、ＡＴＰ増強（非特許文献１９，２０，２２，２３）が提案されている。ＸＯＲ阻害剤がＲＯＳを抑制する事により臓器保護を行うという説はこれまでも多数提唱されてきたが、われわれは否定的と考えていた。従って、動物実験で見られた、虚血による臓器障害をＸＯＲ阻害薬が抑制するメカニズムはＲＯＳ抑制ではなくＡＴＰ増強であると考えた。即ち、血液中酸素は組織のミトコンドリアによるＡＴＰ産生に用いられるが、虚血により起きたＡＴＰ欠乏をＸＯＲ阻害薬が緩和することによりミトコンドリアを保護し、臓器障害を抑制すると考えた。
　しかし、ヒトと小動物のプリン代謝経路は大きく異なる。例えば、マウスやラットの尿酸産生量はヒトの２５倍多い（非特許文献２６，２７）。従って、ヒトではＸＯＲ阻害薬によるＡＴＰ増強は、小動物ほど有効ではない可能性がある。我々は、ヒトでＸＯＲ阻害薬に加えイノシンを投与することによりＸＯＲ阻害薬単独より大きなヒポキサンチンとＡＴＰの増強ができる事を既に示している（非特許文献１８，特許文献１）。即ち、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシンを組み合わせることでＡＴＰ増強作用を更に大きくし、それにより更にミトコンドリア保護し、ミトコンドリアの障害を改善し、あるいはミトコンドリア機能を改善する事ができると期待される。また、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシンを加える事は効果の増強の他に良い効果がある。ＸＯＲ阻害薬は一般に高尿酸血症者に対し投与し、正常尿酸値に維持する。しかし、高尿酸血症では無い人々にＸＯＲ阻害薬を投与すると、著しい血清尿酸の低下を招く。しかし同時にイノシンを投与すると血清尿酸値の低下は緩和される。このような方法で課題を解決できると考えた。
　Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤を含む剤を投与することによりヒト、あるいはヒト以外の生物のミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善することを見出した。
　また、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物を組み合わせ、同時に投与したり、合剤、またはキット剤として投与したりすることによりヒト、あるいはヒト以外の生物のミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善することを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明は以下の構成を有する。
（１）以下のＡ）を含むミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
（２）以下のＡ）およびＢ）を組み合わせてなるミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物
（３）Ａ）が、フェブキソスタット、トピロキソスタット、アロプリノールおよびY-700からなる群から選ばれるいずれか１以上である（１）または（２）に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（４）Ｂ）の体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物が、イノシン、イノシン酸、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルメチオニン、Ｓ－アデノシルホモシステイン、ＡＩＣＡＲ、イソプリノシンおよびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物である（２）または（３）に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（５）Ａ）およびＢ）の組み合わせが、Ａ）およびＢ）を含む合剤またはキット剤である、（２）～（４）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（６）フェブキソスタットを含むミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（７）フェブキソスタットおよびイノシンを組み合わせてなるミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（８）フェブキソスタット１０～８０ｍｇおよびイノシン０．５～４ｇを含む合剤またはキット剤である（７）に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（９）経口用である（１）～（８）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（１０）ヒトに投与される（１）～（９）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（１１）ミトコンドリア機能の障害による疾患を治療するためのものである、（１）～（１０）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（１２）対象疾患がＣＯＶＩＤ－１９感染症である（１）～（１１）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（１３）ミトコンドリア機能の障害による疾患が低酸素性呼吸不全である（１）～（１２）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
（１４）イノシンと組み合わせて使用される、フェブキソスタットのミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤としての使用。
（１５）ミトコンドリアが筋肉内のミトコンドリアである（１）～（１３）のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。

　また、本発明は、以下のミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、またはミトコンドリア機能改善方法も含む。
（１０１）以下のＡ）を対象生物に投与する工程を含む、ミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、またはミトコンドリア機能改善方法。
Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
（１０２）以下のＡ）およびＢ）を組み合わせて対象生物に投与する工程を含む、ミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、またはミトコンドリア機能改善方法。
Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物
（１０３）Ａ）が、フェブキソスタット、トピロキソスタット、アロプリノール、ヒドロキシアルカン、カルプロフェンおよびＹ－７００からなる群から選ばれるいずれか１以上である（１０１）または（１０２）に記載の方法。
（１０４）Ｂ）の体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物が、イノシン、イノシン酸、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルメチオニン、Ｓ－アデノシルホモシステインおよびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物である（１０２）または（１０３）に記載の方法。
（１０５）Ａ）およびＢ）の組み合わせが、Ａ）およびＢ）を含む合剤またはキット剤である、（１０２）～（１０４）のいずれかに記載の方法。
（１０６）フェブキソスタットを対象生物に投与する工程を含む、ミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、またはミトコンドリア機能改善方法。
（１０７）フェブキソスタットおよびイノシンを組み合わせて対象生物に投与する工程を含む、ミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、またはミトコンドリア機能改善方法。
（１０８）フェブキソスタットおよびイノシンの組み合わせが、フェブキソスタット１０～８０ｍｇおよびイノシン０．５～４ｇである（１０７）に記載の方法。
（１０９）経口投与される（１０１）～（１０８）のいずれかに記載の方法。
（１１０）ヒトに投与される（１０１）～（１０９）のいずれかに記載の方法。
（１１１)ミトコンドリア機能の障害による疾患患者に投与される（１１０）に記載の方法。
（１１２）ミトコンドリア機能の障害による疾患がＣＯＶＩＤ－１９感染症である（１１１）に記載の方法。
（１１３）ミトコンドリア機能の障害による疾患が低酸素性呼吸不全である（１０１）～（１１２）のいずれかに記載の方法。
　ミトコンドリア障害を改善する可能性のある薬はいくつか報告されている（非特許文献１０－１３）。しかし、実際に臨床応用され確実な効果が確認されているものはない。本発明により、ヒト、または他の生物に対し、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤単独、またはＡ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤と、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシン、との組み合わせを投与することによって、例えばＣＯＶＩＤ－１９感染症、低酸素性呼吸不全などにおいてミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善する事が可能となる。
肺換気障害におけるＡＴＰ増強剤によるミトコンドリア保護のメカニズムを示す。肺換気障害により血液中の酸素が不足すると、組織の酸素が不足し、ミトコンドリアによるＡＴＰ合成が低下する。ＡＴＰ低下を補うためミトコンドリアに負担がかかり、更にミトコンドリアを障害する。この悪循環を抑えるためにＡＴＰ増強剤は有効である。ＡＴＰ増強剤はミトコンドリアの負担を軽減することによりミトコンドリアの保護作用を持つ。本メカニズムは本願発明者が推測し、また、本願発明により当該メカニズムが正しいことが証明されたと考える。 プリン代謝経路とＡＴＰ増強のメカニズムを示す。エネルギー危機の状態ではＡＫが働き２分子のＡＤＰからＡＴＰとＡＭＰを作る。ＡＭＰの増加はエネルギーチャージを下げるので、ＡＭＰＤによりＩＭＰに分解され、ｉｎｏｓｉｎｅを経てヒポキサンチンが合成される。ここで、ＸＯＲが働くと、キサンチン、尿酸となり、ヌクレオチドに戻ることはできない。しかし、ヒポキサンチンに留まればＨＧＰＲＴの作用でＩＭＰから１ＡＴＰに戻ることが可能である。もし、ヒポキサンチンがキサンチンに分解されるとプリンヌクレオチドを補う必要があるが、それには７分子のＡＴＰを消費する必要がある。従って、ＡＴＰ欠乏の悪循環が起きる。これを防ぐにはＸＯＲ阻害薬を用いればよい。また、イノシン（ｉｎｏｓｉｎｅ）を外部から補給すれば更なるATP増強が起きる。略語　PRPP: 5-phosphoribose-1-pyrophosphate　AK: adenylate kinase　AMPD: AMP deaminase　PNP: purine nucleoside phosphorylase　HGPRT: hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase　XOR: xanthine oxidoreductase（キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼと同じ） Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓのＮ２株を用いた、線虫の寿命に対するＦＢＸの影響を示す図である。１条件につき５０匹の線虫を観察した実験におけるKaplan-Meier曲線を示す。Ａ：ＦＢＸ５μｇ／ｍｌ存在下と非存在下。Ｂ：ＦＢＸ１０μｇ／ｍｌ存在下と非存在下。Ｃ：ＦＢＸ２０μｇ／ｍｌ存在下と非存在下。 線虫をＦＢＸの非存在下（左、Ａ）、あるいはＦＢＸ２０μｇ／ｄＬ存在下（右、Ｂ）で１８日培養した後、尾部を固定した後、電子顕微鏡により筋肉内を観察した結果を示す。いずれの写真も２つのミトコンドリアが観察される（Ａｒｒｏｗ　ｈｅａｄ）が、ＦＢＸの存在下ではミトコンドリアの劣化が強く抑制されていることがわかる。
（ミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤）
　本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤は、ヒトまたはヒト以外の他の生物を対象として、ミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、またはミトコンドリア機能を改善する剤のことをいう。本発明の剤は医薬品として用いることができる。
　本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤は、ミトコンドリア機能の障害による疾患を治療するためのものとして利用することができ、疾患の具体例としては、ＣＯＶＩＤ（ｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ）－１９感染症や低酸素性呼吸不全などが挙げられる。
　ミトコンドリア保護、ミトコンドリア障害改善、ミトコンドリア機能改善作用の確認については、実施例に述べたＣ．ｅｌｅｇａｎｓで示されたような寿命延長、ミトコンドリアの形態変化の抑制で確認できる。Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓで示されたミトコンドリア保護、ミトコンドリア障害改善、ミトコンドリア機能改善効果は、ヒトやそれ以外の生物でも期待できる。ヒト以外の生物としては、無脊椎動物、鳥類、魚類、両生類、爬虫類、哺乳類などの脊髄動物、特に哺乳動物そのうちでも例えばウシ、イヌ科、ウマ、ネコ、ヒツジ、ブタ、ウサギ、マウスなどが含まれる。
(有効成分）
　本発明の１つの有効成分は、Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤である。キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤としては、フェブキソスタット（商品名フェブリク）、トピロキソスタット（富士薬品）、アロプリノール（商品名ザイロリック、アロシト－ルなど）、およびＹ－７００（田辺三菱製薬）が挙げられ、このうちでもフェブキソスタットが望ましい。本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤は、この有効成分を含むものであればよく、この有効成分のみを単独で含むものであっても良い。
　本発明のもう１つの有効成分は、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシン、イノシン酸、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルメチオニン、Ｓ－アデノシルホモシステイン、ＡＩＣＡＲ（アカデシン）、イソプリノシンおよびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物である。このうちでもイノシンが望ましい。本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤は、上記Ａ）の有効成分に加えて、この有効成を含むものであることが好ましい。
（組み合わせ）
　本発明の「Ａ）およびＢ）を組み合わせてなる」とは、Ａ）の成分とＢ）の成分が組み合わされた態様をすべて含む意味で用いられる。したがって、Ａ）の成分とＢ）の成分が混合されて組成物を形成している合剤、あるいは混合されることなく、物理的に別々に存在するが、投与される際に同時期に投与されるようにまとめられて存在する薬剤の両者を含む。Ａ）の成分とＢ）の成分が混合されて組成物を形成している合剤の例としては、混合されて製剤化されたものが挙げられる。製剤化の例としては、顆粒、粉体、固形剤、液体などの経口剤および坐薬が挙げられる。物理的に別々に存在するが、投与される際に同時期に投与されるようにまとめられて存在する薬剤としては、いわゆるキット剤や、１つの袋に取りまとめられる形態が挙げられる。同時期とは、必ずしも厳密な意味での同時を意味せず、効果が発揮される範囲で間隔を置く場合も本発明の同時期に含むものとする。例えば、経口剤の場合、一方を食前、一方を食後に飲むような場合は本発明の同時期に投与される場合に相当する。
　上記のとおり、Ａ）とＢ）をそれぞれ単独の製剤として服用することも可能である。しかし、Ｂ）を単独で服用すると高尿酸血症を来すので有害となることがあり、Ａ）とＢ）は必ず同時期に服用する必要があり、この点からキット剤または合剤がより望ましく、合剤がよりいっそう望ましい。
　本発明のＡ）およびＢ）を組み合わせてなるミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤の発明は、換言すれば、前記Ａ）およびＢ）を組み合わせて投与する工程を含むミトコンドリア保護方法、ミトコンドリア障害改善方法、およびミトコンドリア機能改善方法の発明と言える。それぞれを投与するタイミングは、前述のとおりである。
（投与量）
　本発明の剤の投与量は、有効量であればよく、それぞれ以下の投与量が望ましい。例えば、Ａ）のフェブキソスタットは、１０～８０ｍｇ／日、トピロキソスタットは、４０～１６０ｍｇ／日、アロプリノールは、約５０ｍｇ～約８００ｍｇ／日が望ましい。また、Ｂ）のイノシンは、０．５～４．０ｇ／日が望ましく、Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物の有効量も前記イノシンの量に相当する量を分子量により換・BR>Zして求めることができる。
（投与方法）
　投与方法は、上記投与量をそれぞれ１日１回または２回以上に分けて投与することが可能である。このうちでも、フェブキソスタットは、従来のフェブキソスタットの用法のように１日１回投与ではなく、１日２回の投与を行うことが望ましい。また、イノシンも１日１回よりも２回の投与が望ましい。したがって、イノシン、フェブキソスタットともに１日２回に分けて投与することがさらに望ましい。
　合剤とする場合は、１日の投与量、投与方法を考慮して調整すればよく、フェブキソスタットとイノシンを、フェブキソスタット２０ｍｇ、または４０ｍｇにイノシン０．５ｇ、１ｇ、１．５ｇ、または２ｇを加えたものなどが望ましい。１錠にフェブキソスタット２０ｍｇ、イノシン０．５ｇを加えたものがさらに望ましい。
（投与形態）
　本発明医薬の投与形態は特に限定されず、経口または非経口のいずれの投与形態でもよいが、経口投与が望ましい。また、投与形態に応じて適当な剤形とすることができ、例えば注射剤、あるいはカプセル剤、錠剤、顆粒剤、散剤、丸剤、細粒剤などの経口剤、直腸投与剤、油脂性坐剤、水性坐剤などの各種製剤に調製することができる。
　本発明の剤のうち、有効成分Ａ）およびＢ）を含む剤の投与形態は、有効成分Ａ）の投与形態とＢ）の投与形態が同じであってもよいし、異なってもよい。同じ投与形態の例としては、両方を錠剤で経口投与する場合、両者を合わせた合剤として経口投与する場合、両者を混合した注射剤で投与する場合などが挙げられる。また、異なる投与形態の例としては、一方を経口剤、一方を注射剤などで投与する場合が挙げられる。
（従来のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤との併用）
　本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤は、細胞内のＡＴＰの増強効果を奏するものであり、本作用に影響を与えない範囲ですでに処方されている既存のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤と併用することができる。
　以下、本発明のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤の効果について、実施例をもとに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）の寿命とミトコンドリアの形態変化に与えるフェブキソスタット（ＦＢＸ）の影響の検討
　線虫、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの野生型株（Ｎ２，Ｂｒｉｓｔｒｏｌ）を使用し、ＦＢＸの寿命に与える影響を検討した。また、ＦＢＸの非存在下、および存在下で培養された野生型株のミトコンドリアを電子顕微鏡で比較した。いずれの株も飼育は全て２０℃で行った。
〔実施例１〕
線虫の寿命に与えるＦＢＸの影響
１．試験方法
（１）事前準備
　寿命測定に使用する株の発生段階を一定にするために、大腸菌がなくなり１齢幼虫で成長が止まるまで待った。この線虫を餌のあるシャーレに寒天ごと切り植えた。
（２）前日
　６ｃｍ　ＮＧＭプレート（線虫培養用の標準的な培地）に大腸菌株ＯＰ５０（紫外線照射を加えたもの）とカナマイシンを加えた。また、その上にＦＢＸを加えた（ＦＢＸの濃度は０，１０，２０または４０ｍｇ／Ｌ）。
（３）第０日
　切り植えた線虫が成虫になった段階でＭ９バッファーを用いてシャーレから洗い出し回収した。線虫はエッペンドルフチューブに懸濁した。線虫懸濁液と等量のブリーチ液（４Ｎ　ＮａＯＨ、次亜塩素酸液、Ｍ９バッファーを２：３：５で混合したもの）を加えて混和した。４００ｘｇで遠心して上清を廃棄した。成虫は破裂して死に、受精卵のみが生存回収された。この卵を上記（２）の前日に準備しておいたＮＧＭプレート（カナマイシン入り、ＦＢＸ濃度は０，１０，２０または４０ｍｇ／Ｌ）に載せて培養を開始した。
（４）第４日
　ブリーチした卵が成長して卵ができる時期になった段階でＦＵｄＲ（５－Ｆｌｕｏｒｏｄｅｏｘｙｕｒｉｄｉｎｅ終濃度０．５ｍｇ／ｍｌ）を培地に添加した。これによって成虫が不妊となることで産卵による寿命への影響を除去した。
（５）第５日
　予め紫外線照射した大腸菌を塗布し、カナマイシンとＦＢＸを入れた３５ｍｍ　ＮＧＭシャーレに上記（４）と同様にＦＵｄＲ（終濃度　０．５ｍｇ／ｍｌ）を添加したシャーレを用意しておき、１枚のシャーレに５匹の成虫を置いて飼育を開始した。どのサンプルも１回の実験で１０枚以上のシャーレを同時に観察に供した。
（６）第６日以降
　１日おきに各個体について生死を判定し、データを記載した。この際の生死判定方法は次のように行った。動いている線虫や餌を摂取するために咽頭筋がポンピングしている個体は生きていると見做す。動かない線虫がいた場合は白金線（線虫ピッカー）で静かに触れて、反応するかどうかを観察した。
（７）観察終了
　全ての線虫が死滅したと判断された段階で寿命追跡を終了した。
２．結果
　図３に示す通り、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ　Ｎ２の寿命は、ＦＢＸ（ＦＢＸ　５，１０，２０μｇ／ｍＬ）を加えることにより延長することが示された。
〔実施例２〕
　FBXが線虫の筋肉内のミトコンドリアの形態に与える影響
1. 試験方法
（１）線虫の固定
　実施例１で行った実験で、培養第１８日目に、以下の方法で線虫を固定した。８％エタノールを入れたＭ９バッファーをスライドガラスにたらし、その中に線虫を入れ、線虫が動かなくなるまで静置する（約５分間）。次に、別のスライドガラス上に固定液を乗せ、その中に動かなくなった虫を移す。固定液は２％パラホルムアルデヒドと２％グルタルアルデヒドを加えた０．１　Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．４）であり、使用前に調整した。
（２）線虫の切断
　２２Ｇの注射針を使用し、線虫を次の手順で切断した。
　まず、咽頭より頭側を切断し、次に、Ｖｕｌｖａのあたりで切断した。本実験ではＶｕｌｖａより後ろの筋肉のミトコンドリアを電子顕微鏡で観察するため、尾側のみを集め、固定液（４℃）を入れたエッペンドルフチューブに入れた。
（３）電子顕微鏡による観察
　電子顕微鏡による観察と撮影は花市電子顕微鏡技術研究所（愛知県岡崎市）に依頼し、電子顕微鏡ＨＩＴＡＣＨＩ　Ｈ－７６００（１００ｋＶ）を用いて行った。
２．結果
　線虫は死亡が近くなると動きが鈍くなるが、その原因の一部は筋肉のミトコンドリアが障害され、筋力が低下することによる。通常の状態（ＦＢＸ無し）で１８日間培養した線虫のうちの１匹の筋肉内の電子顕微鏡写真を図４Ａに示す。本図によれば、２個のミトコンドリアが確認できるが、いずれのミトコンドリアも正常な形態が破壊されていることがわかる。即ち、ミトコンドリアの外膜、内膜の構造もはっきり見えず、クリステ（ｃｒｉｓｔａｅ）も一部は確認できるものの形が崩れている（図中、黒三角で示される部分）。図４ＢにＦＢＸ　２０μｇ／ｍＬの存在下で同様に１８日間培養した線虫のうちの１匹の筋肉内のミトコンドリアの電子顕微鏡写真を示す。同じく２個のミトコンドリアが確認できるが、図４Ａに比較して外膜、内膜、クリステなどの構造（図中、黒三角で示される部分）が明確に確認でき、ミトコンドリアの形態がほぼ正常に保たれていることを示している。
　[実施例の考察]
　実施例１で、線虫の寿命をＦＢＸが延長させることを示した。即ち、野生型株（Ｎ２，Ｂｒｉｓｔｏｌ）を用い、ＦＢＸの存在下で寿命が延長されることを示した。また実施例２では加齢に伴う線虫の筋肉内ミトコンドリアの形態変化（崩壊）をＦＢＸが抑制する事を示した。
　本特許出願以前にもＸＯＲ阻害薬がミトコンドリア障害を改善するという報告がある（非特許文献２５，２８）。しかしこれらはすべて哺乳動物を使用しておりＸＯの活性の存在の可能性があるため、ＸＯＲ阻害によりＲＯＳの発生を抑制するというメカニズムに基づいていると報告されている。しかし、前述の通り、今回の線虫の実施例ではそのメカニズムは否定され、ＡＴＰ増強効果によると結論付けられた。
　そして、ＸＯＲによるミトコンドリア保護のメカニズムがＡＴＰ増強と結論付けられれば、イノシンなど体内でヒポキサンチンに変化しうる物質（ヒポキサンチン自身も含む）の同時投与、あるいは配合剤やキット剤により、ミトコンドリア保護効果を増強できると考えられる。これはＸＯＲ阻害剤による効果がＡＴＰ増強と結論付けられて初めて考えられる方法である。
　もちろん、ミトコンドリア保護のメカニズムがＦＢＸによるＸＯＲの阻害によると結論付けられるので、ＸＯＲを阻害する他の化合物、例えばアロプリノール、オキシプリノール、トピロキソスタット、およびＹ－７００なども同様の効果を来すと考えられる。
〔製剤例１〕合剤の例
　１錠あたり下記を含む経口投与用の合剤(錠剤タイプ)を製造した。
　フェブキソスタット　　　　　　　　　　　 　20mg
　イノシン 　　　　　　　　　　　　　　　　　0.5g
　アルファ化デンプン（崩壊バンダー） 　　　　70mg
　ケイ化微結晶セルロース（充填剤） 　　　32.656mg
　クロスカルメロースナトリウム（崩壊剤） 　　10mg
　ステアリン酸マグネシウム（潤滑剤） 　　 　0.8mg
〔製剤例２〕キット剤の例
　フェブキソスタットを含む下記Ａ．の組成の錠剤とイノシンを含む下記Ｂの組成の剤を、それぞれ混ざらないように区切った同一袋に入れ、１回分を調整した。これを２回分すなわち１日分を同一の箱に梱包しキット剤を製造した。
Ａ．フェブキソスタット錠
　　フェブキソスタット 　　　　　　　　　　　20mg
　　アルファ化デンプン（崩壊バンダー）　　 　70mg
　　ケイ化微結晶セルロース（充填剤） 　　32.656mg
　　クロスカルメロースナトリウム（崩壊剤） 　10mg
　　ステアリン酸マグネシウム（潤滑剤）　　  0.8mg
Ｂ．イノシン
　　イノシン 　　　　　　　　　　　　　　　　0.5g
　本発明によれば、ヒト、または他の生物に対し、以下のＡ）を単独で、あるいはＡ）とＢ）との組み合わせを投与することによって、様々な原因によるミトコンドリア機能が関係する状態や疾患、例えばＣＯＶＩＤ－１９感染症、低酸素性呼吸不全などにおいてミトコンドリアを保護し、ミトコンドリア障害を改善し、ミトコンドリア機能を改善することにより、前記状態や疾患を改善、治療することができる。
Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物、例えばイノシン、イノシン酸、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルメチオニン、Ｓ－アデノシルホモシステイン、ＡＩＣＡＲ、イソプリノシンおよびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物

Claims (14)

  1. 以下のＡ）を含むミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
    Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
  2. 以下のＡ）およびＢ）を組み合わせてなるミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
    Ａ）キサンチンオキシダーゼ／キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤
    Ｂ）ヒポキサンチン、または体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物
  3. Ａ）が、フェブキソスタット、トピロキソスタット、アロプリノールおよびＹ－７００からなる群から選ばれるいずれか１以上である請求項１または２に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  4. Ｂ）の体内でヒポキサンチンに変換され得る化合物が、イノシン、イノシン酸、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルメチオニン、Ｓ－アデノシルホモシステイン、ＡＩＣＡＲ、イソプリノシンおよびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物である請求項２または３に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  5. Ａ）およびＢ）の組み合わせが、Ａ）およびＢ）を含む合剤またはキット剤である、請求項２～４のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  6. フェブキソスタットを含むミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  7. フェブキソスタットおよびイノシンを組み合わせてなるミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  8. フェブキソスタット１０～８０ｍｇおよびイノシン０．５～４ｇを含む合剤またはキット剤である請求項７に記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  9. 経口用である請求項１～８のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  10. ヒトに投与される請求項１～９のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  11. ミトコンドリア機能の障害による疾患を治療するためのものである、請求項１～１０のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  12. 対象疾患がＣＯＶＩＤ（ｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ）－１９感染症である請求項１～１１のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  13. ミトコンドリア機能の障害による疾患が低酸素性呼吸不全である１～１２のいずれかに記載のミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤。
  14. イノシンと組み合わせて使用される、フェブキソスタットのミトコンドリア保護剤、ミトコンドリア障害改善剤、またはミトコンドリア機能改善剤としての使用。 
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