KR20040015145A

KR20040015145A - 칼륨 채널 개구약

Info

Publication number: KR20040015145A
Application number: KR10-2003-7013941A
Authority: KR
Inventors: 유지 이마이즈미; 도모히꼬 오와다
Original assignee: 다나베 세이야꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2004-02-18
Also published as: WO2002087559A1; CA2445330A1; CN1522142A; US20060235072A1; JP3973561B2; EP1421936A1; US7385083B2; US20040116482A1; US7495127B2; EP1421936A4; AU2003255184A1; JPWO2002087559A1

Abstract

본 발명은 하기 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물(예를 들면, 피마르산 등)을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약에 관한 것이다.

<화학식 Ⅰ>

식 중, R¹내지 R⁷은 알킬기, 알케닐기, 할로겐 원자, 히드록시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 아미노알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 술폰산기, 카르바모일기, 술폰산아미드기, 알데히드기 또는 니트릴기를 나타내며, R⁴및 R⁵, R⁶및 R⁷은 상호 결합하여 환을 형성할 수도 있고,----으로 나타내는 3개의 결합은 모두 단일 결합이거나, 또는 3개의 결합 중의 1개의 결합은 이중 결합이고, 다른 결합은 단일 결합이다.

Description

칼륨 채널 개구약 {Potassium Channel Opener}

칼슘 의존성 칼륨 채널("BK 채널"이라고 하는 경우도 있음)은 세포막 상에 존재하여, 칼륨 이온을 선택적으로 투과시키는 단백질이다. 이 채널 단백질은 세포내에 면한 아미노산 서열에 칼슘 결합 부위를 갖고 있고, 칼슘 결합에 의해 채널 활성이 증대되는 성질을 갖고 있다. 즉, 세포내 칼슘 농도의 상승에 의해, 단위 시간당 각각의 칼슘 의존성 칼륨 채널이 개구하고 있는 확률(개구 확률)이 증대되어 세포막의 칼륨 투과성의 상승을 초래한다. 3종의 칼슘 의존성 칼륨 채널이 알려져 있지만, 이들 중에서 큰 컨덕턴스ㆍ칼슘 의존성 칼륨 채널은 혈관, 방광, 기관지, 소화관과 같은 각종 장기의 구성 요소인 평활근 및 중추, 말초 신경에 존재하지만, 심근에는 발현하지 않는다.

세포막 전위는 나트륨, 칼륨, 염소, 칼슘과 같은 이온의 세포막 투과성의 균형으로 결정되기 때문에, 칼륨 채널 개구율이 선택적으로 상승되면 칼륨 투과성이 우위가 되어 세포는 과분극한다. 따라서 칼슘 의존성 칼륨 채널의 개구는 예를 들면 평활근 세포를 과분극시켜, 전위 의존성 칼슘 채널의 활성을 저하시키고, 세포외액으로부터 칼슘 유입을 억제한다. 그 결과로서, 세포내 칼슘 농도가 감소하여평활근이 이완된다. 따라서, 칼슘 의존성 칼륨 채널의 개구는 본태성 고혈압증, 긴장성 방광, 기도 과민증 등의 병의 용태에 있어서 정상적으로 수축 기색(과긴장)의 평활근 조직을 이완시킨다.

또한 강한 자극이 가해져, 과잉 활동(과흥분)에 의해 칼슘 농도가 상승되고 있는 신경 세포에 대해서도 과분극을 통한 흥분 억제 작용을 나타낸다. 반대로, BK 채널 폐구 작용을 갖는 화합물의 마우스 중추 신경에의 투여는 경련을 초래한다. 이와 같이 칼슘 의존성 칼륨 채널을 포함하는 칼륨 채널 활성 변화에 의한 병의 용태가 최근 분명해졌기 때문에 칼륨 채널 작용약에 의한 치료의 가능성은 점점 증대되고 있다. 그 중에서도, 칼슘 의존성 칼륨 채널 개구약은 가장 주목받고 있는 것 중의 하나이다(Shieh, C.C., et al., Pharmacol. Rev., 52, pp.557-593, 20O0).

칼슘 의존성 칼륨 채널 활성화 작용을 갖는 물질로는 천연물로부터 단리된 맥시크디올(Singh, S., et al., J. Chem. Soc. Perkin. Trans. I, pp. 3349-3352, 1994), 디히드로소야사포닌-I(McManus, O. B., et al., Biocchemistry, 32, pp. 6128-6133, 1993), L-735, 334(Lee, S. H., et al., J. Nat. Prod., 58, pp. 1822-1828, 1995), 합성 화합물로서 덴마크의 뉴로서치사나 미국의 브리스톨-마이어스 스퀴브사가 개발하고 있는 NS-1619 및 관련 화합물(0lesen, S. P. et al., 유럽 특허 공개 0477819A2, Olsen, S. P. et al., Euro. J. Pharmacol., 251, pp. 53-59,1994) 등이 알려져 있다.

그러나, 디히드로소야사포닌-I와 L-735, 334는 비교적 분자량이 크고, 또한 작용 양식에 난점이 있고, NS-1619 관련 화합물은 활성이 낮아서 작용이 특이적이지 않은 문제를 갖고 있다. 또한, 맥시크디올은 우수한 활성을 갖고 있지만, 천연물로서 입수가 매우 곤란하다. 따라서, 맥시크디올과 동등하거나 또는 보다 높은 BK 채널 개구 활성을 갖고, 작용의 특이성이 높은 약제의 개발이 절실히 요망되고 있다.

본 발명은 칼륨 채널 개구약에 관한 것이다.

도 1은 피마르산을 투여했을 때의 채널 활성화의 결과를 나타낸다. 상단 및 하단은 각각 시간 경과가 빠른 궤적 및 시간 경과가 느린 궤적을 나타낸다.

도 2는 피마르산을 투여하기 전, 1 μM 투여 후, 10 μM 투여 후 및 세정 후의 단일 BK 채널 전류치(횡축)와 단위 시간당 출현 빈도(횡축)의 막대 그래프를 나타낸다. 도면 중, 대조용은 대조용을, 1 μM은 1 μM 투여 후, 10 μM은 10 μM 투여 후, 세정은 세정 후의 결과를 나타낸다.

도 3은 피마르산의 농도와 BK 채널 활성화 작용의 관계를 나타낸다. 횡축은 개구 확률(NPo), 횡축은 피마르산의 농도를 나타낸다.

도 4는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물의 대표적 화합물로서 디클로로데히드로아비에트산을 투여했을 때의 채널 활성화의 결과를 나타낸다(전세포 전류 기록). 도 4A는 약물 투여에 수반되는 경시 변화를 나타내며, 도 4B는 도 4A에 나타낸 각 점에서의 전류의 원래의 궤적을 나타내며, 도 4C는 3종의 피검 약물에 대해서 BK(α+β1) 전류 증강 작용에 대해서의 용량-작용 관계를 나타낸 도면이다. 도 4C에서 ○은 디클로로데히드로아비에트산(2ClㆍDhA), □는 아비에트산(AbA), ▲는 피마르산(PiA)의 결과를 나타낸다.

도 5는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물의 대표적 화합물로서 디클로로데히드로아비에트산을 투여했을 때의 채널 활성화의 결과를 나타낸다 (단일 채널 전류 기록). 도 5A는 유지 전위를 +40 mV로 하여 채널의 개구 확률의 변화를 관찰한 결과를 나타내며, 도 5B는 원래의 궤적으로부터 제조된 개폐구 현상의 막대 그래프를 나타내고, 도 5C는 농도 작용 관계를 나타낸다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 양태>

본 명세서에서 사용되는 용어의 의미는 이하와 같다.

"알킬기"라고 하는 경우에는 직쇄상, 분지쇄상, 환상, 또는 이들 조합 중 어느 하나일 수 있고, 예를 들면 탄소수 1에서 12개, 바람직하게는 탄소수 1에서 8개, 보다 바람직하게는 탄소수 1에서 6개, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 4개 정도의 알킬기를 사용할 수 있다. 본 명세서에서 언급하는 알킬 부분을 갖는 치환기 (예를 들면 알케닐기, 할로겐화 알킬기, 알콕시기, 히드록시알킬기 등)의 알킬 부분에 대해서도 동일하다.

알케닐기에 포함되는 이중 결합의 위치 및 개수는 특별히 한정되지 않지만, 이중 결합의 수는 1 내지 3개인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 또는 2개이고, 특히 바람직하게는 1개이다. 알케닐기로는 알릴기 또는 비닐기가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 비닐기이다. 이중 결합에 대해서 기하 이성이 생기는 경우에는 이중 결합의 배치는 Z 또는 E의 어느 하나일 수 있다.

"할로겐 원자"(또는 "할로겐")라고 하는 경우에는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 또는 요오드 원자 중 어느 하나일 수 있다. "할로겐화 알킬기" 상에 존재하는 할로겐 원자의 종류, 개수 및 치환 위치는 특별히 한정되지 않고, 할로겐 원자로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 또는 요오드 원자 중 어느 하나일 수 있지만, 불소 원자 또는 염소 원자가 바람직하다. 할로겐화 알킬기로는 예를 들면 트리할로겐화 메틸기가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 트리플루오로메틸기 또는 트리클로로메틸기이다.

"히드록시알킬기" 상에 존재하는 히드록시기의 개수 및 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 4개 정도이고, 보다 바람직하게는 1 또는 2개, 특히 바람직하게는 1개이다. 히드록시알킬기로는 예를 들면, 히드록시메틸기가 바람직하다. "아미노알킬기"에 존재하는 아미노기의 개수 및 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 4개 정도이고, 보다 바람직하게는 1 또는 2개, 특히 바람직하게는 1개이다. 아미노알킬기로는 아미노메틸기가 바람직하다.

"아릴기"로는 단환성 또는 축합환성의 아릴기 중 어느 하나일 수도 있고, 예를 들면 페닐기 또는 나프틸기 등을 사용할 수 있다. 아릴기는 1개 또는 2개 이상의 헤테로 원자를 환 구성 원자로 포함할 수도 있다. 이러한 예로서 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 피롤릴기 등을 들 수 있다. "아실기"는 벤조일기 등의 아릴카르보닐기 또는 아세틸기 등의 알카노일기 중 어느 하나일 수 있다.

R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶및 R⁷및 R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰및 R²¹을 나타내는 알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 카르바모일기 또는 술폰산아미드기는 1개 또는 2개 이상의 치환기를 더 가질 수도 있다. 치환기의 종류, 치환 위치 및 개수는 특별히 한정되지 않고, 2개 이상의 치환기를 갖는 경우에는 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 아릴기가 치환기를 갖는 경우로서 플루오로페닐기, 히드록시페닐기 등을 들 수 있고, 아실기가 치환기를 갖는 경우로서, 예를 들면 클로로벤조일기, 트리플루오르아세틸기 등을 들 수 있지만, 치환기의 예는 이들에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물에 있어서, 특히 입체 화학을 표시하지 않는 경우에는 임의의 입체 이성체인 것을 의미하고, 순수한 형태의 임의의 입체 이성체 이외에, 입체 이성체의 임의의 혼합물, 라세미체, 디아스테레오 이성체의 혼합물 등이 본 발명의 범위에 포함된다. 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 이하의 화합물군 A1 내지 A4를 들 수 있다. 하기 A1에서 A4까지의 화학식 중의 입체 배치는 절대 배치를 나타낸다.

식 중, R¹, R³, R⁴및 R⁵는 각각 독립적으로 알킬기 또는 알케닐기인 것이 바람직하고, R¹이 알킬기이고, R³이 알킬기이며, R⁴가 알케닐기이고, 또한 R⁵가 알킬기이거나, R¹이 알킬기이고, R³이 알킬기이며, R⁴가 알킬기이고, 또한 R⁵가 알케닐기인 것이 보다 바람직하고, R¹이 메틸기이고, R³이 메틸기이며, R⁴가 비닐기 또는 에틸기이고, 또한 R⁵가 메틸기이거나, R¹이 메틸기이고, R³이 메틸기이며, R⁴가 메틸기이고, R⁵가 비닐기 또는 에틸기인 것이 더욱 바람직하다.

R²는 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 술폰산기, 카르바모일기, 술폰산아미드기, 알데히드기 또는 니트릴기인 것이 바람직하고, 카르복실기 또는 알콕시카르보닐기인 것이 보다 바람직하다. R⁶및 R⁷은 함께 수소 원자인 것이바람직하다. 특히 바람직한 화합물은 하기의 화합물이다.

상기에 개시된 특히 바람직한 화합물 중, 피마르산은 수지산성 성분으로 공지된 화합물이다. 또한, 산다라코피마르산, 이소피마르산 및 디히드로이소피마르산도 시판품을 입수할 수 있다. 상기 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물은 예를 들면 상기한 피마르산, 디히드로피마르산, 산다라코피마르산, 이소피마르산, 또는 디히드로이소피마르산을 출발 원료로 하여 당 업자에게 주지의 관능기로 변환함으로써 제조할 수 있다. 예를 들면, 피마르산에서 R⁴로서 존재하는 비닐기를 통상의 수단에 의해 환원함으로써 R⁴가 에틸기인 디히드로피마르산을 제조할 수 있고, R²로서 존재하는 카르복실기를 에스테르화함으로써 R²가 알콕시카르보닐기인 화합물을 제조할 수 있다.

또한, 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물에 있어서, 바람직한 입체 화학은 하기에나타낸 대로이고 (식 중의 입체는 절대 배치를 나타냄), R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이며, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁶이 수소 원자인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R²⁰및 R²¹이 수소 원자이고, R¹⁷및 R¹⁹가 할로겐 원자이다. R¹¹및 R¹³이 나타내는 알킬기로는 메틸기가 바람직하고, R¹⁸이 나타내는 알킬기로는 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등이 바람직하다. R¹⁸이 나타내는 알킬기로서 특히 바람직한 것은 이소프로필기이다. R¹⁷및 R¹⁹가 나타내는 할로겐 원자로는 염소 원자가 바람직하다.

또한, 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물에 있어서, R²⁰이 히드록시기이고, 또한 R²¹이 수소 원자인 화합물 및 R²⁰및 R²¹이 함께 옥소기를 형성한 화합물도 바람직하다. 예를 들면, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁶이 수소 원자이고, R¹⁷및 R¹⁹가 할로겐 원자 또는 수소 원자이고, R²⁰이 히드록시기이고, R²¹이 수소 원자인 화합물 및 R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁶이 수소 원자이고, R¹⁷및 R¹⁹가 할로겐 원자 또는 수소 원자이고, R²⁰및 R²¹이 함께 옥소기를 형성한 화합물이 바람직하다. 보다 구체적으로는,바람직한 화학식 Ⅱ의 화합물로서 하기의 화합물을 예시할 수 있고, 이들 중에서 (1)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다. 하기의 (1) 내지 (3)의 화합물은 모두 시판되고 있다.

본 발명의 칼륨 채널 개구약의 유효 성분으로는 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 이외에, 치환기의 종류에 따라서 생리학적으로 허용되는 그의 염을 사용할 수 있다. 염의 종류는 생리학적으로 허용되는 것이면 특별히 한정되지 않고, 산부가염, 염기 부가염 중 어느 하나일 수도 있다. 산부가염으로는 예를 들면, 염산염, 황산염, 질산염 등의 무기산염, p-톨루엔술폰산염, 메탄술폰산염, 옥살산염, 말레산염, 타르타르산염 등의 유기산염을 들 수 있고, 염기 부가염으로는 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염 등의 금속염, 암모늄염, 트리에틸아민염, 에틸아민염 등의 유기 아민염을 들 수 있다. 글리신 등의 아미노산과의 염을 사용할 수도 있다.

본 발명의 칼륨 채널 개구약의 유효 성분으로는 유리 양태의 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염 이외에, 이들의 임의의 수화물 또는 용매화물을 사용할 수도 있다. 용매화물을 형성하는 용매의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 아세톤, 에탄올, 테트라히드로푸란 등을 들 수 있다. 또한, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물은 상기 화학식 중에 포함되는 부제 탄소 이외에, 치환기의 종류에 따라서 1개 이상의 부제 탄소를 더 갖는 경우가 있다. 따라서, 이러한 부제 탄소의 존재에 기초하여 광학 활성체 또는 디아스테레오 이성체 등의 입체 이성체가 존재하는 경우가 있지만, 순수한 형태의 입체 이성체, 입체 이성체의 임의의 혼합물, 라세미체 등을 본 발명의 칼륨 채널 개구약의 유효 성분으로 사용할 수도 있다.

어떠한 특정한 이론에 구애되는 것은 아니지만, 본 발명의 칼륨 채널 개구약은 혈관, 방광, 기관지, 소화관 등 각종 장기의 구성 요소인 평활근 및 중추ㆍ말초 신경에 존재하는 칼슘 의존성 칼륨 채널 단백질에 작용하여, 단위 시간당 개개의 칼슘 의존성 칼륨 채널의 개구하고 있는 확률(개구 확률)을 증대시켜, 세포막의 칼륨 투과성의 상승을 초래한다. 이 결과로서 평활근 세포를 과분극시켜, 전위 의존성 칼슘 채널의 활성을 저하시킨다. 그리고, 세포외액으로부터 칼슘 유입을 억제함으로써 평활근을 이완시켜 신경 세포를 칼슘 과부하에 의한 장해로부터 보호한다.

따라서, 본 발명의 칼륨 채널 개구약은 본태성 고혈압증을 포함하는 고혈압증, 긴장성 방광, 말초 순환 장해, 기도 과민증, 지각 신경 과민증, 중추성 경련 등의 질환에 있어서 정상적으로 수축 기색(과긴장)의 평활근 조직을 이완시킬 수 있고, 이들 질환의 예방 및(또는) 치료를 위한 의약으로서 유용하다. 또한, 중추 및 말초 신경 세포, 특히 중추 신경 세포를 보호하기 위한 의약으로서도 유용하다. 다만, 본 발명의 칼륨 채널 개구약의 적용 대상은 상기한 특정한 질환에 한정되지 않고, 평활근을 이완시킴으로써 예방 및(또는) 치료가 가능한 각종 질환이나 신경 세포를 보호함으로써 예방 및(또는) 치료가 가능한 각종 질환에 대하여 적용 가능하다.

본 발명의 칼륨 채널 개구약은 상기한 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 및 생리학적으로 허용되는 그의 염 및 이들의 수화물 및 용매화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질의 1종 또는 2종 이상을 유효 성분으로 포함할 수도 있다. 본 발명의 의약으로는 상기 물질 그 자체를 투여할 수도 있지만, 바람직하게는 당 업자에 주지된 방법에 의해서 제조 가능한 경구용 또는 비경구용 의약 조성물로서 투여할 수 있다. 경구 투여에 적합한 의약용 조성물로는 예를 들면, 정제, 캡슐제, 산제, 세립제, 과립제, 액제 및 시럽제 등을 들 수 있고, 비경구 투여에 적합한 의약 조성물로는 예를 들면 주사제, 점적제, 좌약제, 흡입제, 점안제, 점비제, 점이제, 연고제, 크림제, 경피 흡수제, 경점막 흡수제 및 패취제 등을 들 수 있다.

상기한 의약 조성물은 1종 또는 2종 이상의 제제용 첨가물을 가하여 제조할 수 있다. 제제용 첨가물로는 예를 들면, 부형제, 붕괴제 내지 붕괴 보조제, 결합제, 활택제, 코팅제, 색소, 희석제, 기제(基劑), 용해제 내지 용해 보조제, 등장화제, pH 조절제, 안정화제, 분사제 및 점착제 등을 들 수 있지만, 이들은 의약용 조성물의 형태에 따라서 당 업자가 적절하게 선택 가능하다.

본 발명의 칼륨 채널 개구약의 투여량은 특별히 한정되지 않고, 그의 작용의 종류나 작용의 강약 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있고, 또한 환자의 체중이나 연령, 질환의 종류나 증상, 투여 경로와 같은 통상적으로 고려하여야 할 여러가지 요인에 따라서 적절하게 증감할 수 있다. 일반적으로는, 경구 투여의 경우에는 성인 1일당 0.01 내지 1OOO mg 정도의 범위에서 사용할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다. 실시예에 사용된 피마르산은 미국 ICN사에서 구입하였다.

<실시예 1>

(A) 실험계

칼슘 의존성 칼륨 채널(이하, 실시예에서 "BK 채널"이라고 함)은 2종의 단백질 α(BKα) 및 β(BKβ) 서브 유닛이 각 4개씩 회합하여 기능한다. BKα는 채널 본체를 형성하고, BKβ는 활성 조절 인자이다. BK 채널 개구 작용을 선택적으로 검출하기 위해 원래 그것을 갖지 않는 배양 세포(인간 태아 신장 유래 배양 세포 HEK 293 세포)에 BK 채널을 유전자 도입에 의해 인위적으로 발현시켜, 탐색 실험계를 구축하였다. Ahring 등의 방법(Ahring P. K., et al., FEBS Lett., 415, pp.67-70, 1997)에 준하여 래트 자궁 평활근 유래 BKα와 BKβ1 유전자 cDNA(GenBank 기탁 번호; U55995 및 AF020712)을 HEK 293 세포로 인산 칼슘 침전법에 의해 도입하여, BKα 또는 BKαβ를 정상적으로 고발현시켰다.

(B) 측정법과 결과

(a) 인사이드-아웃 패취 클램프(Inside-out patch clamp)법에 의한 단일 채널 전류 기록

인사이드-아웃 패취 클램프법에 의해, 채널을 포함하는 세포막의 단편을 단리하여 세포막 내측의 환경을 인위적으로 조절하면서, 단일 채널의 개폐를 직접 관찰할 수 있다. 채널 기능 해석법으로서 뿐만 아니라, 채널 작용약의 정량적인 효력 검정을 하기 위해서도 충분히 확립된 방법이다(Hamil, O.P., et al., Pflgers Archiv., 391, pp. 85-100, 1981). 본 측정에서 사용된 HEK 293 세포에 발현된 BKα 및 BKαβ는 패취막 내외의 용액이 140 mM K를 포함하는 경우에 단일 채널 컨덕턴스가 모두 230-240 pS를 나타내며, 지금까지의 문헌으로 양호하게 적합한 성질을 갖는 것을 확인하였다.

이 조건하에서 피마르산의 BKα에 대한 작용과 효력을 측정하였다. 도 1의 상단은 패취막 전위를 세포 내면이 외면에 대해 +40 mV인 상태에서 세포 내면의 Ca 농도가 0.1 μM인 경우의 BKα 단일 채널 기록을 나타내었다 (상단; 하향 각형이 채널 개구에 의한 전류를 나타냄). 피마르산을 세포 내면측의 용액에 1 μM 이하의 농도로 가하면 채널 활성이 현저하게 상승하여 (중단), 피마르산의 제거에 의해 그 작용은 소실되었다.

도 2에는 이러한 전류 기록을 30초간 연속하여 행한 결과를 막대 그래프로 나타내었다. 전류 크기의 O pA는 폐구를 의미한다. 피마르산을 1 μM 또는 10 μM의 농도로 가함으로써 개구한 상태의 시간이 증가하고, 특히 10 μM에서는 2개의 채널이 동시에 개구하는 경우가 있는 것을 나타내었다. 도 3에 이 조건하에서의 피마르산의 농도와 BK 채널 활성화 작용의 관계를 나타내었다. 피마르산 3 μM 이상의 농도에서 현저한 개구 확률 상승이 발견되었다. 또한, 세포 내면측 Ca 농도가 O.3 μM, 패취막 전위 +40 mV의 경우에는 1 μM로 개구 확률이 3배가 되었다.

(b) 전세포 전압-클램프(Whole cell voltage-clamp)법에 의한 막 전류 기록

BKα 채널의 개구에 의한 세포 전체의 막 전류를 구멍 전세포 전압-클램프법에 의해 기록하였다. 이 방법은 세포막 상에 다수 발현한 이온 채널이 합쳐져 어떠한 기능을 나타내는 가를 검토하기 위해 빈번하게 사용되고 역시 충분하게 확립된 방법이다 (Hamil, O.P., et al., Pflgers Archiv., 391, pp. 85-100, 1981). BKα 채널을 발현시킨 단일 HEK 293 세포에 이 방법을 적용하였더니, 세포외액에 가한 1 μM의 화합물 Ⅳ는 +60 mV에서의 BKα 전류를 약 50 ％ 증대시키고, 현저한 개구 작용을 나타내었다. 피마르산의 작용이 BK 채널 억제약의 1 mM의 테트라에틸암모늄에 의해 완전히 억제된 것으로부터도 BK 채널 개구 작용인 것이 확인되었다.

이상의 결과로부터, 피마르산이 BKα에 작용하여 BK 채널 개구 작용을 나타내는 것, 세포외액에 투여함으로써 작용이 발현하여 세정에 의해 빠르게 작용이 소실되는 것을 나타내고, 그 작용은 맥시크디올의 문헌상의 효력과 비교하여 적어도 3배 이상이었다. BK 채널 개구 작용이 알려져 있는 공지된 화합물인 NS-1619와 비교하면 10배 이상의 효력을 갖는다고 생각된다. 이러한 결과로부터, 피마르산이 BK 채널 개구약으로서 매우 유용하다고 결론지을 수 있었다.

<실시예 2>

화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물로서 상기에 나타낸 화합물 (1) (디클로로데히드로아비에트산)을 사용하여 BK 채널 개구 작용을 검토하였다.

(1) 재료와 방법

(a) 전세포 전류 기록

전세포 패취 클램프법에 의해 래트 유래 BKα+β1 서브 유닛을 정상적으로 발현시킨 HEK 293 세포 전체의 전류를 기록하였다. 실험은 전부 22 내지 24 ℃에서 행하였다.

용액:

피펫 내액(mM)140 KCl, 4 MgCl₂, 5 ATP, 10 HEPES, 5 EGTA(pCa를 고정시키기 위해 CaCl₂를 적당량 가하고, pCa 6.5로 조정). pH는 KOH에 의해 7.2로 조정하였다. 세포외액(mM) 137 NaCl, 5.9 KCl, 2.2 CaCl, 1.2 MgC1₂, 14 글루코오스, 10 HEPES. pH는 NaOH에 의해 7.4로 조정하였다.

(b) 단일 채널 전류 기록

인사이드-아웃 패취 클램프법에 의해 래트 BKα+β1 서브 유닛을 정상적으로 발현시킨 HEK 293 세포로 단일 채널 전류를 기록하였다. 실험은 전부 22 내지 24 ℃에서 행하였다.

용액:

세포내액(mM) 140 KCl, 1.2 MgCl₂, 14 글루코오스, 5 EGTA(pCa를 고정시키기 위해 CaCl₂를 적당량 가하고, pCa 7로 조정). pH는 NaOH에 의해 7.2로 조정하였다.

세포외액(mM) 140 KCl, 4 MgCl₂, 5 ATP, 10 HEPES, 0.05 EGTA. pH는 KOH에 의해 7.2로 조정하였다.

피검 약물은 지용성이 높고 물에 용해되기 힘드므로, DMSO에서 용해하여 30 mM의 원액으로 보존하였다. 투여 시에 DMSO의 용액 중의 최종 농도는 최고 0.03 ％로 하였다. 또한, DMSO는 0.3 ％ 이하에서는 BK 전류에 어떠한 영향도 미치지 않는 것을 확인하였다.

(2) 결과

BK(α+β1) 채널을 정상적으로 발현시킨 세포에 대해 전세포 패취 클램프법에 의해 세포 전체의 전류를 기록하였다. 이 때 세포내액의 Ca²⁺농도는 Ca²⁺-EGTA 완충액에 의해 pCa 6.5로 고정되어 있다. 유지 전위 -60 mV에서 +10 mV로 탈분극 펄스를 150 밀리초 동안 가하여 야기되는 전류를 관찰하였다. 탈분극 자극에 의해, BK(α+β1) 채널에 특유하게 온건히 활성화되는 외향 전류가 관찰되었다 (도 4B의 대조용). 전세포 확립 후, 약 20분 후 안정적인 전류 측정이 얻어진 점에서 기록을 개시하였다. 100 nM의 피검 약물을 투여하였더니 전류는 이윽고 증강되고, 또한 약품 농도를 더 올리면 이에 따라서 전류가 커지는 것이 관찰되었다. 그 후, 세정에 의해 전류는 거의 투여 전의 수준으로까지 복귀되었다 (도 4A). 이 활성화작용은 4개의 시험 기록을 바탕으로 통계 해석하였더니 100 nM에서 전류를 1.90±0.21 배로, 30O nM에서 2.54±0.14배로, 그리고 1 μM에서 6.37±O.91배로 활성화시켰다. 이것은 피마르산이 1 μM에서 전류를 1.92±0.24 배로 활성화시키는 데 비하여 분명히 효력이 강한 것을 나타내고 있다 (도 4C).

BK 채널은 세포내의 Ca²⁺농도 상승에 의해 활성화된다. 그 때문에, 피검 약물에 세포내 Ca²⁺를 상승시키는 작용이 있으면, 그것에 의해서도 채널의 활성화가 발생하게 된다. 그래서, 전세포의 기록에 있어서, 피펫 내액에 5 mM EGTA와 CaCl₂를 가함으로써 세포내 Ca²⁺농도를 pCa 6.5 부근으로 완충시켜 영향을 거의 배제시키고 있다.

또한 이 점을 확인하기 위해 단일 채널에서의 전류 측정을 하였다. BK(α+β1) 채널을 정상적으로 발현시킨 세포에 대하여, 인사이드-아웃 패취 클램프법에 의해 단일 채널의 전류를 기록하였다. 이 때 세포내액(세포막의 내측에 접하는 액)은 pCa 7.0으로 고정하였다. 유지 전위를 +40 mV로 하여 채널의 개구 확률의 변화를 관찰하였다. 피검 약물을 세포내막 측에 투여하면 100 nM 이상으로 채널의 활성화가 발견되고 세정에 의해 작용은 소실되었다(도 5A). 원래의 궤적으로부터 개폐구 현상의 막대 그래프를 작성하였다. 약물 투여에 따라 채널 개구를 나타내는 10 pA 부근의 피크가 커지고, 세정에 의해 작용은 소실되었다(도 5B). 이 막대 그래프를 바탕으로 채널 개구 확률을 산출하여 농도 작용 관계인 도 5C를 얻었다.이 결과로부터, 피검 약물의 작용이 농도 의존적인 것을 알 수 있다.

본 발명의 과제는 칼륨 채널 개구약, 바람직하게는 칼슘 의존성 칼륨 채널 개구약을 제공하는 것에 있다. 보다 구체적으로는, 맥시크디올과 동등하거나 또는 보다 높은 BK 채널 개구 활성을 갖고, 또한 그의 작용이 특이적인 칼륨 채널 개구약, 바람직하게는 칼슘 의존성 칼륨 채널 개구약을 제공하는 것이 본 발명의 과제이다. 본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 한 결과, 피마르산 및 그의 유연(類緣) 화합물이 매우 우수한 칼륨 채널 개구 작용을 갖고 있고, 더구나 그 작용이 특이적인 것을 발견하였다. 본 발명은 상기한 발견을 기초로 하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명은 하기 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약을 제공하는 것이다.

식 중, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶및 R⁷은 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 할로겐 원자, 히드록시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 아미노알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기(-C(O)NH₂OH), 술폰산기(-SO₃H), 카르바모일기(-CONH₂), 술폰산아미드기(-SO₂NH₂), 알데히드기 또는 니트릴기를 나타내며, R⁴및 R⁵는 상호 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R⁶및 R⁷은 상호 결합하여 환을 형성할 수도 있고,----으로 나타내는 3개의 결합은 모두 단일 결합이거나, 또는 3개의 결합 중의 1개의 결합은 이중 결합이고, 다른 결합은 단일 결합이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, R¹, R³, R⁴및 R⁵가 알킬기 또는 알케닐기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자이고, R²가 카르복실기인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 상기한 칼륨 채널 개구약이 제공된다. 보다 바람직한 양태로서, 하기의 화합물:

(1) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알케닐기이고, R⁵가 알킬기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물,

(2) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알킬기이고, R⁵가 알케닐기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물 및

(3) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알킬기이고, R⁵가 알킬기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물 및 생리학적으로 허용되는 이들의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 유효 성분으로 포함하는 상기한 칼륨 채널 개구약이 제공되고, 보다 바람직한 양태로서 피마르산, 디히드로피마르산, 산다라코피마르산, 이소피마르산 및 디히드로이소피마르산 및 생리학적으로 허용되는 이들의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 유효 성분으로 포함하는 상기한 칼륨 채널 개구약이 제공된다.

또한, 본 발명에 의해, 하기의 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약이 제공된다.

식 중, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰및 R²¹은 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 할로겐 원자, 히드록시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 아미노알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 술폰산기, 카르바모일기, 술폰산아미드기, 알데히드기 또는 니트릴기를 나타내며, R²⁰및 R²¹은 상호 결합하여 옥소기를 형성할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁶이 수소 원자인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 상기한 칼륨 채널 개구약이 제공되고, 보다 바람직한 양태에 따르면, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R²⁰및 R²¹이 수소 원자이고, R¹⁷및 R¹⁹가 할로겐 원자인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 상기 칼륨 채널 개구약이 제공된다.

본 발명에 의해 제공되는 상기한 칼륨 채널 개구약은 바람직하게는 칼슘 의존성 칼륨 채널 개구약이고, 예를 들면 본태성 고혈압증, 긴장성 방광, 기도 과민증 또는 허혈성 중추 신경 장해의 예방 및(또는) 치료에 사용할 수 있다.

또다른 관점에서는 본 발명에 의해, 상기한 칼륨 채널 개구약의 제조를 위한 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 사용; 본태성 고혈압증, 긴장성 방광, 기도 과민증 또는 허혈성 중추 신경장해의 예방 및(또는) 치료 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 예방 및(또는) 치료 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법; 및 인간을 포함하는 포유 동물에 있어서 칼륨 채널, 바람직하게는 칼슘 의존성 칼륨 채널을 개구시키는 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법이 제공된다.

또한, 인간을 포함하는 포유 동물에 있어서 평활근을 이완하는 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법; 인간을 포함하는 포유 동물에 있어서 중추 신경을 보호하는 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법; 인간을 포함하는 포유 동물에 있어서 평활근을 과분극하는 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법; 및 인간을 포함하는 포유 동물에 있어서의 중추 신경 세포를 과분극하는 방법으로서, 상기 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 인간을 포함하는 포유 동물에게 투여하는 공정을 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 의약은 매우 우수한 칼륨 채널 개구 작용을 갖고 있고, 더구나 그 작용이 특이적이므로, 본태성 고혈압증, 긴장성 방광, 기도 과민증 또는 허혈성 중추 신경 장해의 예방 및(또는) 치료에 유용하다.

Claims

하기 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.

<화학식 Ⅰ>

식 중, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶및 R⁷은 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 할로겐 원자, 히드록시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 아미노알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 술폰산기, 카르바모일기, 술폰산아미드기, 알데히드기 또는 니트릴기를 나타내며, R⁴및 R⁵는 상호 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R⁶및 R⁷은 상호 결합하여 환을 형성할 수도 있고,----으로 나타내는 3개의 결합은 모두 단일 결합이거나, 또는 3개의 결합 중의 1개의 결합은 이중 결합이고, 다른 결합은 단일 결합이다.
제1항에 있어서, R¹, R³, R⁴및 R⁵가 알킬기 또는 알케닐기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자이고, R²가 카르복실기인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을유효 성분으로서 포함하는 칼륨 채널 개구약.
제1항에 있어서,

(1) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알케닐기이고, R⁵가 알킬기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물,

(2) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알킬기이고, R⁵가 알케닐기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물 및

(3) R¹이 알킬기이고, R²가 카르복실기이고, R³이 알킬기이고, R⁴가 알킬기이고, R⁵가 알킬기이고, R⁶및 R⁷이 수소 원자인 화합물 및 생리학적으로 허용되는 이들의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.
제1항에 있어서, 피마르산, 디히드로피마르산, 산다라코피마르산, 이소피마르산 및 디히드로이소피마르산 및 생리학적으로 허용되는 이들의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.
하기의 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.

<화학식 Ⅱ>

식 중, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰및 R²¹은 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 할로겐 원자, 히드록시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시알킬기, 아미노알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아실기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록실삼산기, 술폰산기, 카르바모일기, 술폰산아미드기, 알데히드기 또는 니트릴기를 나타내며, R²⁰및 R²¹은 상호 결합하여 옥소기를 형성할 수도 있다.
제5항에 있어서, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁶이 수소 원자인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.
제5항에 있어서, R¹¹, R¹³및 R¹⁸이 알킬기이고, R¹²가 카르복실기이고, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R²⁰및 R²¹이 수소 원자이고, R¹⁷및 R¹⁹가 할로겐 원자인 화합물 또는 생리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 칼륨 채널 개구약.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 칼슘 의존성 칼륨 채널 개구약인 칼륨 채널 개구약.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 본태성 고혈압증, 긴장성 방광, 기도 과민증 또는 허혈성 중추 신경 장해의 예방 및(또는) 치료에 사용되는 칼륨 채널 개구약.