JP7169580B2 - 線維症治療用医薬組成物 - Google Patents
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Description
式(II)中、nは8~12の整数を示す。)
〔2〕式(I)で表される化合物、その医薬として許容し得る塩又はそれらの溶媒和物を含有する〔1〕記載の医薬組成物。
〔3〕式(I)において、lが4又は5であり、R1がメチル基、エチル基又はトリフルオロメチル基である〔2〕記載の医薬組成物。
〔4〕式(I)において、lが5であり、R1がメチル基又はエチル基である〔2〕又は〔3〕記載の医薬組成物。
〔5〕式(II)で表される化合物、その医薬として許容し得る塩又はそれらの溶媒和物を含有する〔1〕記載の医薬組成物。
〔6〕式(II)において、nが10である〔5〕記載の医薬組成物。
〔7〕前記線維症が、肺線維症である〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の医薬組成物。
〔8〕前記肺線維症が、特発性肺線維症である〔7〕記載の医薬組成物。
〔9〕経気道投与用に製剤化されている〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の医薬組成物。
〔10〕経口投与用に製剤化されている〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の医薬組成物。
〔11〕経静脈投与用に製剤化されている〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の医薬組成物。
式(II)中、nは8~12の整数を示す。)
これらの式(II)で表される化合物の線維症に対する作用は全く知られていない。特に、式(II)で表される化合物は、線維芽細胞、より好ましくは肺線維芽細胞に対して特異的に細胞死を誘導する効果を有する。また、式(II)で表される化合物は、線維芽細胞、より好ましくは肺線維芽細胞の活性化を特異的に抑制する効果を有する。また、式(II)で表される化合物は、組織の線維化、特に肺組織の線維化を抑制する効果を有する。また、式(II)で表される化合物は、呼吸機能の低下を抑制する効果を有する。また、式(II)で化合物は、組織の傷害、特に肺組織の傷害を抑制する効果を有する。
従って、式(I)若しくは式(II)で表される化合物、その医薬上許容し得る塩又はそれらの溶媒和物を含有する医薬組成物は、線維症治療用医薬組成物、より好ましくは肺線維症治療用医薬組成物、さらに好ましくは特発性肺線維症治療用医薬組成物として有用である。
これらの投与形態は、前記有効成分に加えて、薬学的に許容される担体を用いて、通常公知の方法により調製することができる。斯かる担体としては、通常の薬剤に汎用される各種のもの、例えば賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、希釈剤、溶解補助剤、懸濁化剤、等張化剤、pH調整剤、緩衝剤、安定化剤、着色剤、矯味剤、矯臭剤等を例示できる。
a.実験方法
(1)ブレオマイシン(BLM)、イデベノン及びトルペリゾンの投与
正常飼育下の雄性ICRマウスに対して、初日にBLMを経気道投与しBLM肺障害モデルマウスを作製した。
前投与:イデベノンを初日から7日目まで1日1回経気道投与した。初日はBLM投与1時間前にイデベノンを経気道投与した。
後投与:イデベノンを10日目から18日目まで1日1回経気道投与した。両薬剤共に、0.9% NaClに懸濁して用いた。
後投与:トルペリゾンを10日目から19日目まで1日1回投与した。両薬剤共に、0.9% NaClに懸濁して用いた。
なお、動物における腹腔内投与は、ヒトにおける経静脈投与と同等の投与経路であることが当業者に認識されているので、動物における腹腔内投与の結果は、ヒトにおける経静脈投与の結果とみなすことができる。
細胞のtotal RNAはRNeasy kit(Qiagen)を用いて抽出した。Total RNA 2.5μgをfirst-strand cDNA synthesis kit(TAKARA)を用い、TAKARA社のプロトコールに従って逆転写反応を行った。合成したcDNAはSsoFast EvaGreen Supermixを用いてCFX96TM Real time systemで解析した。それぞれの反応において全RNA量を揃えるために、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)遺伝子を内部標準として用いた。
A549細胞(ヒト肺胞上皮細胞)、LL29細胞(IPF患者由来の肺線維芽細胞)はそれぞれ10% FBSを含むDulbecco’s Modified Eagle’s Medium、15%FBSを含むHam’s F-12K(Kaighn’s)mediumを用い37℃、5%CO2の条件で培養した。
生細胞数の測定はMTT法もしくは、CountessTM Automated Cell Counter(Invitrogen,Carlsbad,CA)を用いたトリパンブルー染色で測定した。細胞死の評価は培地中のLDH活性をアッセイキットのプロトコールに従って測定した。
摘出した肺組織を24時間10%formalinで固定後、パラフィンに包埋し、厚さ4μmのパラフィン切片を作製した。
H&E染色は、まずMayer’s hematoxylineで染色した後、1%eosin溶液で染色した。染色後、malinolで封入し、NanoZoomer-XR digital slide scanner(Hamamatsu Photonics,Shizuoka,Japan)を用いて組織学的解析を行った。
Masson’s trichrome染色は、第1媒染液(5w/v% potassium dichromate,5w/v% trichloroacetic acic)、Weigert’s iron hematoxylin、第2媒染液(1.25w/v% phoaphotangstenicacid,1.25w/v% phosphomolybdic acid)、0.75w/v% orenge G、ポンソー・キシリジン混合液(0.12w/v% xylidine poseau,0.04w/v% acid fchsin,0.02w/v% azophloxin)、aniline blueを用いて行った。染色後、malinolで封入し、NanoZoomer-XR digital slide scannerを用いて組織学的解析を行った。肺線維化はアッシュクロフトスコアを用いてスコア化した。尚、アッシュクロフトスコアはJ. Clin. Pathol. 41, 467-470(1988)を参考にした。
α-SMA陽性領域はImage J software(National Institutes of Health, Bethesda,MD)を用いて定量した。また、8-OHdG陽性細胞数はDefiniens Tissue StudioTM software(CTC Life Science Corporation,Tokyo,Japan)を用いて定量した。
肺機能はコンピューター制御型小動物用ベンチレーター(FlexiVent;SCIREQ,Montreal,Canada)を使用し、過去の文献に従い測定した。抱水クロラール(500mg/kg)麻酔下のマウスの気管に金属管(外径及び内径がそれぞれ1.27mm、0.84mmのもの)を8mm挿入し、8.7ml/kgの一回換気量と2-3cmH2Oの呼気終末陽圧換気を用いて150breaths/minの速度で機械的に呼吸させた。
全体のエラスタンス(total respiratory elastance)、及び組織エラスタンス(tissue elastance)は、それぞれsnap shot、及びforced oscillation techniqueにより測定した。また、努力肺活量は上述のコンピューター制御型小動物用ベンチレーター、並びに陰圧リザーバー(SCIREQ,Montreal,Canada)を使用し、Chest 142, 1011-1019(2012)に従い測定した。すべてのデータはFlexiVent software(version 5.3;SCIREQ,Montreal,Canada)を用いて解析した。
摘出したマウス左肺上葉を0.5mLの5%TCA中でホモジナイズ後、遠心分離して得られた沈殿物に濃塩酸を0.5mL加え、110℃で16時間加熱した。これにより、沈殿物を加水分解し、hydroxyprolineを抽出した。抽出したhydroxyprolineは1.4w/v% chloramine Tを加え20分間静置後、Ehrich’s試薬(1M DMBA,70v/v% isopropanol and 30v/v% perchloric acid)と共に65℃で10分間加温し赤~紫に呈色させた。その後、吸光度(550nm)を測定した。
全ての値を平均値±標準誤差(standard error of the mean;SEM)で示している。有意差検定はOne-way ANOVAを行い、多群間ではDunnett’s testを、2群間ではStudent’s t-testを用いた。また、検定にはSPSS22 softwareを使用した。Pの値が0.05未満になった時、有意な差があると判定した。
(1)細胞死及び細胞増殖に対するイデベノンの効果
IPFの線維化メカニズムにおいて肺線維芽細胞の活性化が重要であると考えられている。これまでに、IPF患者の肺において線維芽細胞が異常に増殖・活性化していること、及び活性化した肺線維芽細胞からコラーゲンが異常に産生されていることが報告されている。そこで我々は、肺胞上皮細胞に傷害性を示すことなく、肺線維芽細胞に対して選択的に作用する既承認薬のスクリーニングを行った。スクリーニングでは、化合物による肺線維芽細胞の細胞生存率の低下を肺線維芽細胞の活性抑制の簡易的な指標として用いた。具体的な方法はIPF患者由来の肺線維芽細胞(LL29細胞)及びヒト肺胞上皮細胞(A549細胞)、それぞれに既承認薬を処理し、24時間後の細胞生存率をMTT法を用いて評価した。その結果、A549細胞よりもLL29細胞のIC50(細胞生存率を50%低下させるのに必要な濃度)の値が低かった化合物の中から、特に両細胞間のIC50の値の差が顕著に見られた化合物、イデベノンを選出した。
また、既存のIPF治療薬であるピルフェニドン、ニンテダニブを用いて検討したところ、これらの2薬剤も線維芽細胞選択的な細胞死を誘導しなかった(図2)。
イデベノンのIPF治療薬としての開発を考えると、IPFの動物モデルにおいても効果を示すことが重要である。IPFの動物モデルとしてはブレオマイシン(BLM)肺傷害モデルがよく用いられており、BLM肺傷害モデルがIPFの病態の典型的な特徴を再現していること、またこれまでに、BLMを経気道投与することにより肺胞上皮細胞が傷害されること、肺線維芽細胞が増殖し蓄積していること、及び呼吸機能が低下することが報告されている。そこで、BLM肺傷害モデルを用いて、肺線維化に対するイデベノンの予防効果及び治療効果について検討を行った。
次に我々は、予めBLMを投与して線維化を誘発させたマウスにイデベノンを投与することで、治療効果の検討を行った。これまでに、BLMを投与して10日程度経過すると、肺線維化が形成されることが報告されている。そこで我々は、イデベノンの経気道投与はBLMを投与した10日後から開始し、肺線維化及び呼吸機能はBLMを投与してから20日後に評価した。BLMを投与してから20日後の肺傷害や線維化はイデベノンを経気道投与することで顕著に抑制された(図4A-C)。さらに、BLM依存の呼吸機能の低下もイデベノンを経気道投与することで顕著に抑制された(図4D)。以上の結果から、予めBLMを投与して線維化を誘発させたマウスに対してもイデベノンがBLM依存の肺線維化、呼吸機能の低下を改善することが示された。
イデベノンの効果を決定するメカニズムを理解するために、我々はブレオマイシン肺線維症に対するイデベノンとCoQ10の効果を比較した。図5A-Cに示すように、ブレオマイシンによる肺傷害、線維化は、イデベノンまたはCoQ10の経気道投与によって抑制された。
次に、我々はイデベノンとCoQ10のBLM肺線維症の治療効果を比較した。図6A-Cに示すように、イデベノンは、ブレオマイシンによる肺傷害・線維化を抑制したが、CoQ10は抑制しなかった。
(1)細胞死に対するトルペリゾンの効果
前記(b-1)と同様に、IPF患者由来の肺線維芽細胞(LL29細胞)及びヒト肺胞上皮細胞(A549細胞)、それぞれに既承認薬を処理し、24時間後の細胞生存率をMTT法を用いて評価した。その結果、A549細胞よりもLL29細胞のIC50(細胞生存率を50%低下させるのに必要な濃度)の値が低かった化合物の中から、特に両細胞間のIC50の値の差が顕著に見られた化合物、トルペリゾンを選出した。
BLM肺傷害モデルを用いて、肺線維化に対するトルペリゾンの治療効果について検討を行った。
BLMをマウスに経気道投与して、H&E染色及びマッソントリクローム染色によりコラーゲンの染色を行ったところ、BLM依存に肺の傷害(肥厚、肺胞壁や間質の浮腫)やコラーゲンの蓄積が確認されたが、トルペリゾンの経気道投与によりこれらの傷害やコラーゲンの蓄積がわずかながら抑制された(図10A,B)。さらに、肺のコラーゲンに多く含まれるアミノ酸であるヒドロキシプロリン量を指標に、BLM依存の肺線維化に対するトルペリゾンの効果を評価した。BLM依存にヒドロキシプロリン量が増加したが、トルペリゾンを経気道投与しても、この増加はほとんど抑制されなかった(図10C)。次に、マウス用ベンチレーターを用いて、呼吸機能を測定した。BLMを投与することで、total respiratory system elastance(気管支、細気管支、肺胞のすべてを含む全肺のエラスタンス)とtissue elastance(肺胞のエラスタンス)の上昇が見られたが、トルペリゾンを投与することでこれらの上昇が抑制される傾向が見られた(図10D)。また、FVCはBLM依存に低下したが、トルペリゾンを投与することでこの低下が抑制された(図10D)。以上の結果から、トルペリゾンを経気道投与することでBLM依存の肺線維化、呼吸機能の低下を抑制することが示された。
BLMをマウスに経気道投与して、H&E染色及びマッソントリクローム染色によりコラーゲンの染色を行ったところ、BLM依存に肺の傷害(肥厚、肺胞壁や間質の浮腫)やコラーゲンの蓄積が確認されたが、トルペリゾンの経口投与によりこれらの傷害やコラーゲンの蓄積が抑制された(図11A,B)。BLM依存にヒドロキシプロリン量が増加したが、トルペリゾンを経口投与すると、この増加が顕著に抑制された(図11C)。次に、マウス用ベンチレーターを用いて、呼吸機能を測定した。BLMを投与することで、total respiratory system elastance(気管支、細気管支、肺胞のすべてを含む全肺のエラスタンス)とtissue elastance(肺胞のエラスタンス)の上昇が見られたが、トルペリゾンを投与することでこれらの上昇が抑制された(図11D)。また、FVCはBLM依存に低下したが、トルペリゾンを投与することでこの低下が抑制された(図11D)。以上の結果から、トルペリゾンを経口投与することでBLM依存の肺線維化、呼吸機能の低下を抑制することが示された。
BLMをマウスに経気道投与して、H&E染色及びマッソントリクローム染色によりコラーゲンの染色を行ったところ、BLM依存に肺の傷害(肥厚、肺胞壁や間質の浮腫)やコラーゲンの蓄積が確認されたが、トルペリゾンの腹腔内投与によりこれらの傷害やコラーゲンの蓄積が抑制された(図12A,B)。BLM依存にヒドロキシプロリン量が増加したが、トルペリゾンを腹腔内投与すると、この増加が顕著に抑制された(図12C)。次に、マウス用ベンチレーターを用いて、呼吸機能を測定した。BLMを投与することで、total respiratory system elastance(気管支、細気管支、肺胞のすべてを含む全肺のエラスタンス)とtissue elastance(肺胞のエラスタンス)の上昇が見られたが、トルペリゾンを投与することでこれらの上昇が抑制された(図12D)。また、FVCはBLM依存に低下したが、トルペリゾンを投与することでこの低下が抑制された(図12D)。以上の結果から、トルペリゾンを腹腔内投与することでBLM依存の肺線維化、呼吸機能の低下を抑制することが示された。
トルペリゾンが線維芽細胞選択的に作用する機構を解明するため、図13では同種同効薬を用いて、線維芽細胞選択的な細胞死が見られるか解析した。その結果、エペリゾンはA549細胞で細胞生存率の低下が見られた濃度よりも低濃度でLL29細胞の細胞生存率を低下させたが、チザニジンではそのような効果は見られなかった(図13A)。エペリゾンは、トルペリゾンと化学構造が非常に類似している化合物である。そこで、トルペリゾンと類似の化学構造を有する化合物を用いて、線維芽細胞選択性を解析した。その結果、トルペリゾンの化学構造類似体である、イナペリゾン、ランペリゾンではトルペリゾンと同様の線維芽細胞選択的な細胞死が見られた(図13B)。
BLMをマウスに経気道投与して、H&E染色及びマッソントリクローム染色によりコラーゲンの染色を行ったところ、BLM依存の肺傷害やコラーゲン蓄積がエペリゾンの腹腔内投与により抑制されたが、チザニジンでは抑制されなかった(図14A,B)。BLM依存のヒドロキシプロリン量が、エペリゾンの腹腔内投与により抑制傾向が観察されたが、チザニジンでは抑制されなかった(図14C)。次に、マウス用ベンチレーターを用いて、呼吸機能を測定した。BLMを投与することで、total respiratory system elastance(気管支、細気管支、肺胞のすべてを含む全肺のエラスタンス)とtissue elastance(肺胞のエラスタンス)の上昇、FVCの低下が見られた。一方、エペリゾンはこれらの反応を抑制したが、チザニジンは抑制しなかった(図14D)。以上の結果から、エペリゾンではトルペリゾンと同様にBLM依存の肺線維化、呼吸機能の低下を抑制することが示された。
図15ではTGF-β1を処理した時の線維芽細胞の活性化(α-SMA、及びコラーゲンのmRNA量の増加)に対するトルペリゾン、エペリゾンの効果を検討した。LL29細胞をTGF-β1で処理すると、α-SMAおよびCol1a1 mRNAの発現が増加したが、トルペリゾン、エペリゾン処理すると、この誘導が抑制された。これらの結果は、トルペリゾン、エペリゾンが線維芽細胞に作用し、肺線維芽細胞の活性化を抑制したことを示している。
Claims (9)
- 式(I)で表される化合物、その医薬として許容し得る塩又はそれらの溶媒和物を含有する請求項1記載の医薬組成物。
- 式(I)において、lが4又は5であり、R1がメチル基、エチル基又はトリフルオロメチル基である請求項2記載の医薬組成物。
- 式(I)において、lが5であり、R1がメチル基又はエチル基である請求項2又は3記載の医薬組成物。
- 式(II)で表される化合物、その医薬として許容し得る塩又はそれらの溶媒和物を含有する請求項1記載の医薬組成物。
- 式(II)において、nが10である請求項5記載の医薬組成物。
- 経気道投与用に製剤化されている請求項1~6のいずれか1項記載の医薬組成物。
- 経口投与用に製剤化されている請求項1~6のいずれか1項記載の医薬組成物。
- 経静脈投与用に製剤化されている請求項1~6のいずれか1項記載の医薬組成物。
Priority Applications (5)
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