JP2022523919A - 神経変性疾患を治療するための物質および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる2019年2月5日出願の米国仮特許出願第62/801,271号の優先権の利益を主張する。
本発明は、米国陸軍医学研究取得活動(USAMRAA)によって授与されたW81XWH-14-1-0123の下で政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明におけるある特定の権利を有する。
本明細書で使用される「神経細胞」または「神経細胞の集団」という用語は、ニューロン(ドーパミン作動性ニューロンを含む)およびグリア細胞(星状細胞、オリゴデンドロサイト、シュワン細胞、およびミクログリア)の両方を含む。任意選択で、神経細胞または神経細胞の集団は、中枢神経系細胞を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、神経変性疾患と診断された対象にフェノフィブラートおよびケンフェロールを投与することを含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、神経変性疾患を発症するリスクがある対象にフェノフィブラートおよびケンフェロールを投与することを含む。いくつかの実施形態において、対象は、初期段階の神経変性疾患を有する。
フェノフィブラートは、内因性高脂血症、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症の治療に以前から使用されていたフィブラート化合物である。フェノフィブラートの調製は、米国特許第4,058,552号に開示されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。フェノフィブリン酸は、フェノフィブラートの活性代謝物である。フェノフィブラートは水に溶けないため、胃腸(GI)管での吸収が制限される。この問題を克服するために、代替の処方と戦略が使用されてきた。この参照によりそれらのすべてが、本明細書に組み込まれる、米国特許第4,800,079号および第4,895,726号(微粉化フェノフィブラート)、米国特許第6,277,405号(錠剤またはカプセル内の顆粒の形態の微粉化フェノフィブラート)、米国特許第6,074,670号(固体状態での微粉化フェノフィブラートの即時放出、米国特許第5,880,148号(フェノフィブラートとビタミンEの組み合わせ)、米国特許第5,827,536号(フェノフィブラートの可溶化剤としてのジエチレングリコールモノエチルエーテル(DGME))、および米国特許第5,545,628号(フェノフィブラートと1つ以上のポリグリコシル化グリセリドの組み合わせ)を参照されたい。他の多くの誘導体、類似体および配合物は当業者に知られている。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第4,058,552号に記載されているようなp-カルボニルフェノキシ-イソ酪酸の他のエステルを使用することができる。フェノフィブラート類似体には、米国特許第4,800,079号で定義されているものが含まれる。例として、ゲムフィブロジルは、本明細書に開示される方法で使用することができる。
ケンフェロール(3,5,7-トリヒドロキシ-2-(4-ヒドロキシフェニル)-4H-1-ベンゾピラン-4-オン)は、多くの食用植物(例えば茶、ブロッコリー、キャベツ、ケール、豆、エンダイブ、リーキ、トマト、イチゴ、ブドウ)に見られる天然に存在するフラボノイドであり、抗酸化作用、抗炎症作用、神経保護作用、抗アテローム生成作用、抗癌作用など、さまざまな薬理学的特徴を備えている[19、20]。
いくつかの実施形態において、フェノフィブラートまたはその類似体およびケンフェロールは、適切な担体、賦形剤または希釈剤とともに1つ以上の組成物に配合される。いくつかの実施形態において、フェノフィブラートまたはその類似体およびケンフェロールは、同じ組成物に配合される。代替の実施形態において、フェノフィブラートまたはその類似体およびケンフェロールは、別個の組成物に配合される。いくつかの実施形態において、フェノフィブラートまたはその類似体およびケンフェロールは、同時に(任意選択で、同じまたは異なる組成物で)投与される。いくつかの実施形態において、フェノフィブラートまたはその類似体およびケンフェロールは、連続して投与される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、神経変性疾患の治療のための標準治療治療薬を投与することをさらに含む。本明細書で使用される場合、「標準治療」という用語は、あるタイプの病気と診断された特定のタイプの患者に対して臨床医によって一般的に受け入れられている治療を指す。いくつかの実施形態において、標準治療治療薬は、レボドパ、ドーパミンアゴニスト、抗コリン作動剤、モノアミンオキシダーゼ阻害剤、COMT阻害剤、アマンタジン、リバスチグミン、NMDAアンタゴニスト、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾール、抗精神病剤、抗うつ剤またはテトラベナジンである。
PGC-1αの誘導および活性を測定するための方法は当該技術分野で知られており、以下の実施例1に提供されている。たとえば、Ruiz et al.(2012)A cardiac-specific robotized cellular assay identified families of human ligands as inducers of PGC-1α expression and mitochondrial biogenesis PLoS One:7:e46753を参照されたい。PGC-1αレベルは、例えば、PGC-1αに対する抗体または他の検出手段を使用して直接評価することができる。PGC-1α活性は、例として、ミトコンドリア機能の調節、例えば、酸化的代謝を評価することによって検出することができ、ミトコンドリア遺伝子、例えば、LDH-2、ATP5jなどの活性または発現を検出することによって評価することができる。
出生後のヘテロ接合性マウスからの初代星状細胞を単離して培養し、これらのヘテロ接合性ノックアウトマウスを繁殖させることによって野生型マウスを得た。星状細胞をさまざまな濃度のフェノフィブラートで一晩処理した後、0.1ng/mL LPSで1時間処理した。全RNAを単離し、炎症誘発性サイトカインであるIL-1βおよびTNF-αの遺伝子発現をRT-PCRで測定した。結果は、フェノフィブラートがWT(PGC-1a+/+)とヘテロ接合(PGC-1a+/-)の初代星状細胞の両方で抗炎症保護効果を発揮したことを示している(図1)。これらのデータは、フェノフィブラートが両方のタイプの星状細胞で活性である一方で、Ppargc1aの単一コピーを運ぶ星状細胞でより活性であることを示唆している。これは、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)など、PGC-1αレベルが病理学的に低下する神経変性疾患にも影響を与える可能性がある。
次の例は、フェノフィブラートを介した抗炎症効果が、siRNAによるPPARα発現のサイレンシング後のマウス初代星状細胞で抑制されなかったことを示している。
経口投与後、フェノフィブラートは急速にフェノフィブリン酸に変換され、活性代謝物およびPPARαリガンドが抗高脂血症活性の促進に関与することが報告されている[17、18]。フェノフィブラートの薬物動態が、100mg/kgのフェノフィブラートの経口用量を受けたマウスの脳、肝臓、および血漿で測定された。フェノフィブラートの大部分は肝臓でフェノフィブリン酸に代謝された。フェノフィブリン酸のごく一部だけが血流と脳に入る(図3)。
フェノフィブラートは、肝臓を最初に通過する間にインビボで急速に加水分解され、カルボキシルエステラーゼ酵素によってフェノフィブリン酸に代謝される。フェノフィブリン酸は、経口フェノフィブラートの脂質低下特性を提供する活性部分であると報告されている。フェノフィブラートの神経保護特性が親分子に依存するのか、その一次代謝物に依存するのかは、これまで定義されていない。これは、神経変性疾患の治療としてのフェノフィブラート療法の現在の追求における大きな欠点であった。プロドラッグのフェノフィブラートはこれまでのすべてのインビトロアッセイに使用されてきたため、フェノフィブリン酸が抗炎症効果を同等に発揮できるかどうかも評価された。これを試験するために、BV2細胞をさまざまな濃度(0、5、10、および20μM)のフェノフィブリン酸(FA)または20μMフェノフィブラートで18時間処理した後、LPSに1時間曝露した。総BV2細胞RNAは、qRT-PCR分析を介してIL-1β遺伝子発現のために抽出された。驚くべきことに、フェノフィブリン酸はどの濃度でもIL-1βの発現を阻害しなかったのに対し、20μMのフェノフィブラートは強力な抗炎症効果を発揮することが発見された(図4)。これらの結果は、フェノフィブリン酸ではなく、フェノフィブラートが以前の実験で見られた抗炎症効果を媒介したことを明らかにした。
肝臓でフェノフィブラート加水分解物をフェノフィブリン酸に還元するのに効果的な、天然に存在するエステラーゼ阻害剤としてのケンフェロールの可能性が調査された。ヒトカルボキシルエステラーゼ(CES)は、セリンエステラーゼスーパーファミリーに属し、5つのCES(1~5)グループに分類される。CES1およびCES2サブファミリーは、ヒトのさまざまな生体異物および薬物の加水分解における最も重要な参加者である。ヒトCES1は肝臓内で高度に発現しており、主に内因性の加水分解酵素/エステラーゼ活性に寄与している。ヒトCES1アイソフォームは、小腸、マクロファージ、肺上皮、心臓、精巣にも低レベルで見られる。ヒトCES1Aは、hCES1b(CES1A1とも呼ばれる)とhCES1cの2つのアイソフォームにさらに分類される。研究は、hCES1bはヒト肝臓内で機能する主要な(野生型)アイソフォームであり、フェノフィブラートを含むエステル/チオエステル/アミド結合を含む基質の加水分解に重要であると示唆している。したがって、一連の研究において、フェノフィブラートのフェノフィブリン酸への組換えヒトCES1b媒介能力加水分解を特異的に阻害するケンフェロールの効力が、酵素阻害アッセイを使用して研究された。次に、プールされたヒト肝ミクロソーム(HLM)を使用して、他の肝エステラーゼに対するケンフェロールの全体的なエステラーゼ阻害特性を評価した。
抗炎症特性は、その活性代謝物であるフェノフィブリン酸ではなく、プロドラッグであるフェノフィブラートによって媒介されるようであるため、フェノフィブラートのバイオアベイラビリティを高めることにより、CNS内のPGC-1α発現を増加させることが試みられた。CNSにおけるフェノフィブラートレベルの増強は、より強力なPGC-1α媒介性神経保護効果をもたらすと企図された。以下の実施例は、肝臓におけるカルボキシルエステラーゼによるフェノフィブラートのフェノフィブリン酸への初回通過加水分解を阻害することにより、CNSフェノフィブラートレベルを増加させる方法を提供する。
次に、ケンフェロールがインビボで脳のフェノフィブラートレベルを増強する能力を、ナイーブなC57/BLマウスで評価した。C57/BL6マウスは、グループA(n=28)とグループB(n=28)の2つのグループに分けられた。グループAのC57/BL6マウスは、ケンフェロール(50mg/kg)で2日間前処置され、3日目にケンフェロール(50mg/kg)とフェノフィブラート(100mg/kg)の組み合わせが投与された。グループBのマウスはビヒクルを2日間投与され、3日目にフェノフィブラート(100mg/kg)のみが投与された。すべての薬物投与は強制経口投与によって行われた。続いて、薬物投与後の7つの異なる時点、それぞれ0、1、2、4、8、12および24時間でマウスを屠殺した。脳組織を採取し、直ちに液体窒素で凍結し、分析まで-80℃で保存した。凍結した脳組織をメタノール:水混合物(20:80)でホモジナイズし、遠心分離してタンパク質を沈殿させ、上清を収集して、LC-MS/MSを介してフェノフィブラートとフェノフィブリン酸の定量レベルを測定した。ケンフェロールとフェノフィブラートの同時送達は、脳のフェノフィブラート(図9A)とフェノフィブリン酸(図9B)のレベルがピークに達したと思われる1時間の時点で増加した。フェノフィブラートとケンフェロールの両方を投与されたマウスでは、フェノフィブラートのみを投与されたマウスと比較して、フェノフィブラートとフェノフィブリン酸のレベルが少なくとも4~8(それぞれFとFA)時間高濃度に維持された。これらのマウスのインビボの結果は、ケンフェロール投与が脳のフェノフィブラートレベルを高めるために使用できることを示唆している。
ケンフェロールとフェノフィブラートの同時送達の神経保護効果は、PDのマウスモデルで研究された。13週齢で、C57/BL6マウスをMPTP(30mg/kg)または生理食塩水(腹腔内)のいずれかで5日間連続して治療し、続いて14日間の腹腔内生理食塩水または腹腔内フェノフィブラートおよび/またはケンフェロール治療を行った。C57/BL6マウスは、1グループあたり8匹の動物からなる8つのグループに分けられた。グループA:生理食塩水+生理食塩水治療、グループB:MPTP+生理食塩水治療、グループC:MPTP+150mg/kgフェノフィブラート、グループD:MPTP+150mg/kgフェノフィブラートおよび50mg/kgケンフェロール治療、グループE:MPTP+150mg/kgフェノフィブラートおよび100mg/kgケンフェロール治療、グループF:MPTP+200mg/kgフェノフィブラート、グループG:MPTP+200mg/kgフェノフィブラートおよび50mg/kgケンフェロール治療、グループH:MPTP+200mg/kgフェノフィブラートおよび100mg/kgケンフェロール治療。治療の終わりに、これらの動物を屠殺し、パラホルムアルデヒド(PFA)で灌流し、免疫組織化学的分析のために脳切片をチロシンヒドロキシラーゼ(TH)で染色した。5日間のMPTP(30mg/kg)亜慢性治療は、生理食塩水治療マウス(図10A、11A)と比較した場合、黒質(図10B)のドーパミン作動性ニューロンの有意な喪失を誘発し、線条体(図11B)の神経突起喪失を伴うことが観察された。その後のフェノフィブラート治療(150および200mg/kg)は、MPTPに誘導される黒質ニューロン(図10C、10F)および線条体神経突起(図11C、11F)の喪失を防ぎ、我々の以前の発見を確認した。フェノフィブラート(150mg/kg)とケンフェロール(50mg/kg)の同時投与は、フェノフィブラート単独での治療と比較して神経保護効果を増加させ(図10D、11D)、ケンフェロールがMPTP誘発神経毒性を防ぐために相加的に作用することを示している。しかし、非常に高用量のフェノフィブラートと高用量のケンフェロール(100mg/kg)の同時投与は、神経保護の改善を示さず(図10I、11I)、最大の神経保護を引き出すためにはこれら2つの薬剤を一定の質量比で送達する必要があることを示している。
神経変性障害および外傷性脳損傷のリスクがあるかまたはそれらに苦しんでいる患者を治療するための神経保護療法としての、ケンフェロールとフェノフィブラートの同時投与が特に企図されている。ケンフェロールは抗炎症剤として固有の活性を持っており、栄養補助食品として個別に処方することができる。したがって、ケーパーや緑茶などの分子を含む天然資源中のケンフェロールの相対量を、トリプル四重極MS(TQ-MS)分析を使用して調査した。地元の小売店で購入した5つの異なるブランドのケーパー(Mezzetta、IPS、Napoleon、Isola、Fanti)と3つのブランドの緑茶(Bigelow、Lipton、Tetley)。ケーパーを室温でMeOH:水(1:1)で24時間抽出し、緑茶を沸騰水中で3分間抽出した。TQ-MSの結果は、緑茶抽出物(14~50ng/ml/g)と比較してケーパー抽出物(160~505ng/ml/g)に大量の「遊離」ケンフェロールが存在することを示した(図15A)。一方、2つの抽出物の四重飛行時間(QTOF)MS定性分析(それらのm/zあたり)が、ケーパー抽出(4×106~7×106AU)(図12B、12C)と比較して、緑茶抽出物中に含まれるケンフェロール誘導体は1~2桁高いレベル(5×107~1.2×108AU)を示した。TQ-MSは、「遊離」ケンフェロールの量のみを与え、含まれているケンフェロール誘導体(複雑な分子と結合)は与えない。後者は、QTOF MS定性分析によって決定される。全体として、結果は、緑茶抽出物がその分子の代替源を提供する可能性のあるケンフェロール誘導体を大量に含んでいることを示唆している。
1.Agarwal,S.,A.Yadav,and R.K.Chaturvedi,Peroxisome proliferator-activated receptors(PPARs)as therapeutic target in neurodegenerative disorders.Biochem Biophys Res Commun,2016.
Claims (35)
- 対象における神経変性疾患を治療するための方法であって、フェノフィブラートおよびケンフェロールを、それを必要とする対象に投与することを含む、方法。
- 前記対象が神経変性疾患と診断されている、請求項1に記載の方法。
- 前記対象が神経変性疾患を発症するリスクがある、請求項1に記載の方法。
- 前記対象が初期段階の神経変性疾患を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記神経変性疾患が、パーキンソン病、パーキンソンプラス症候群、家族性認知症、血管性認知症、アルツハイマー病、ハンチントン病、多発性硬化症、レビー小体型認知症、軽度認知障害、前頭側頭型認知症、網膜神経変性症、筋萎縮性側索硬化症(ALS)または外傷性脳損傷(TBI)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パーキンソンプラス症候群が、多系統萎縮症(MSA)、進行性核上性麻痺(PSP)、および大脳皮質基底核変性症(CBD)からなる群から選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記フェノフィブラートおよびケンフェロールが同時に投与される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フェノフィブラートおよびケンフェロールが連続的に投与される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象に標準治療治療薬を投与することをさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記標準治療治療薬が、ドーパミン前駆体、ドーパミンアゴニスト、抗コリン作動薬、モノアミンオキシダーゼ阻害剤、COMT阻害剤、アマンタジン、リバスチグミン、NMDAアンタゴニスト、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾール、抗精神病剤、抗うつ剤、またはテトラベナジンおよびそれらの誘導体である、請求項9に記載の方法。
- 前記対象が、対照対象と比較して、PGC-1α発現のレベルが低下していることを決定することをさらに含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フェノフィブラートおよびケンフェロールが一定のモル比で投与される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フェノフィブラートとケンフェロールとのモル比が1.5:1、2:1、3:1、または4:1である、請求項12に記載の方法。
- 前記投与が、フェノフィブラート単独での治療と比較して脳内のフェノフィブラートのレベルを増加させる、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レベルが少なくとも2~4時間増加する、請求項14に記載の方法。
- 前記投与が、脳または中枢神経系における酸化ストレス剤のレベルを低下させる、請求項1に記載の方法。
- 前記投与が、脳または中枢神経系における炎症のレベルを低下させる、請求項1に記載の方法。
- フェノフィブラートのフェノフィブリン酸への初回通過代謝を防止/低下させ、それにより対象におけるフェノフィブラートのレベルを増大させる方法であって、フェノフィブラートの初回通過代謝を低下させるのに十分なモル比でフェノフィブラートとケンフェロールの組み合わせを投与することを含む、方法。
- 前記対象が神経変性疾患を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記神経変性疾患が、パーキンソン病、パーキンソンプラス症候群、家族性認知症、血管性認知症、アルツハイマー病、ハンチントン病、多発性硬化症、レビー小体型認知症、軽度認知障害、前頭側頭型認知症、網膜神経変性症、筋萎縮性側索硬化症(ALS)または外傷性脳損傷である、請求項18に記載の方法。
- 前記パーキンソンプラス症候群が、多系統萎縮症(MSA)、進行性核上性麻痺(PSP)または大脳皮質基底核変性症(CBD)である、請求項20に記載の方法。
- 前記対象に標準治療治療薬を投与することをさらに含む、請求項18~21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記標準治療治療薬が、レボドパ、ドーパミンアゴニスト、抗コリン作動薬、モノアミンオキシダーゼ阻害剤、COMT阻害剤、アマンタジン、リバスチグミン、NMDAアンタゴニスト、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾール、抗精神病剤、抗うつ剤またはテトラベナジンおよびそれらの誘導体である、請求項22に記載の方法。
- 神経細胞または神経前駆細胞においてPGC-1α発現を誘導する方法であって、神経細胞または神経前駆細胞をフェノフィブラートおよびケンフェロールと接触させることを含む、方法。
- 前記接触させるステップがインビボである、請求項24に記載の方法。
- 前記PGC-1αの誘導がPPARαに非依存である、請求項24または請求項25に記載の方法。
- 前記神経細胞がニューロンである、請求項24~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ニューロンがドーパミン作動性ニューロンである、請求項27に記載の方法。
- 前記ニューロンが、対象の皮質、線条体、または脊髄に由来する、請求項27に記載の方法。
- 前記神経細胞がグリア細胞または星状細胞である、請求項24~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記投与が神経保護的である、請求項1~30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記神経保護が、脳の黒質領域における神経細胞の活性または数を増加させること、および/または線条体の正の末端の喪失を減少させることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記ケンフェロールが天然源由来である、請求項1~31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記天然源が、ケンフェロールを含む植物または植物抽出物である、請求項33に記載の方法。
- 前記天然源または抽出物が、緑茶、ケーパー、ケール、茶、ブロッコリー、キャベツ、豆、エンダイブ、リーキ、トマト、イチゴまたはブドウである、請求項33に記載の方法。
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