説明

強力なリポ多糖金属イオン封鎖剤としての疎水性ポリアミンアミド類

【課題】強力なリポ多糖金属イオン封鎖剤としての疎水性ポリアミンアミド類の提供。
【解決手段】R位に長鎖脂肪族(C12−C20)置換基を有するリジン−スペルミン複合体は細菌のリポ多糖を結合及び中和する。これらの化合物は、マウスのリポ多糖誘導性ショックモデルにおいて致死率を低減し、かつ、グラム陰性敗血症治療用の新規抗リポ多糖剤を開発するためのリード物質としてはたらく可能性がある。これらの化合物は、式(I)で表される化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグである。


(式中、XはO又はH、Hであり、Rは疎水性C12−C20鎖であり、Yは−NH又は−Hである)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願を参照
本出願は、発明の名称を「強力なリポ多糖金属イオン封鎖剤としての疎水性ポリアミンアミド類」とする米国仮出願シリアル番号60/627,082号(2004年11月12日出願)の利益を主張し、その開示全体が本明細書中で参考として組み込まれる。
【0002】
連邦委託研究又は振興に関する報告
本研究は、NIH IU01 AI054785(SD)により支持されており、米国政府は、本発明に一定の権利を有し得る。
【背景技術】
【0003】
「エンドトキシン類」とも呼ばれるリポ多糖(LPS)は、グラム陰性菌の外部膜の構成成分である。リポ多糖は、重病患者の主な死因である「敗血症ショック」の発病に重要な役割を担っている。リポ多糖を標的とし、下流における全身性炎症過程を抑えるための治療は、現在のところは存在しない。本発明者らは、小分子によるLPSの特異的な結合及び中和に必要な活性基を定義し、かつ、敗血症の動物モデルを用いて、小分子による循環系のLPSの捕捉が治療上有用な戦略であることを示した。リジン−スペルミン複合体の特定のライブラリとリポ多糖(LPS)との相互作用が特徴付けられた。アシル又はアルキル結合中の長鎖脂肪族疎水性置換基で誘導体化されたリジニル部位のε−アミノ末端を有するリジン−スペルミン複合体などの特定のポリアミンアミドは、細菌のリポ多糖を結合及び中和し、試験結果によれば、これらは内毒素性ショック状態又は敗血症の予防又は治療に適していることが示唆される。
【0004】
エンドトキシン類、すなわちリポ多糖類(LPS)は、グラム陰性菌の外部膜の主要な構成要素であり(非特許文献1及び2)、身体の防御機構が弱まっていたり損傷していたりする場合、又は、重篤な全身性感染(グラム陰性敗血症)の抗生物質による化学療法の結果として起こる全身毒性の症候群である敗血症ショックにおいて、中心的な役割を担う(非特許文献3〜5)。非専門用語で「血液毒」と呼ばれるグラム陰性敗血症は、死因全体の13番目にあたり(非特許文献6)、集中治療室での死因では1番目であり(非特許文献7)、死亡者は米国で年間200,000人を超える(非特許文献8)。抗微生物化学療法の著しい飛躍にもかかわらず、敗血症の発症率は1979〜2000年でほぼ3倍に増加しており(非特許文献9)、敗血症関連致死率は、約45%から実質的に変動していない。これらのいずれからも、重病患者の死亡を防ぐには、積極的な抗微生物療法のみでは不十分であり、敗血症の病理学を特に標的とした治療上の選択肢を開発する必要性が満たされておらず、また、これが急務であるということが明らかである。
【0005】
LPSの存在は、先天的な免疫応答の広範な活性化を引き起こし(非特許文献10及び11)、主に単細胞/マクロファージ系の細胞により、腫瘍壊死因子α(TNF−α)、インターロイキン−1β(IL−1β)及びインターロイキン−6(IL−6)を含む多くの炎症メディエーターの産生が制御されなくなる(非特許文献12及び13)。これらのメディエーターや、これ以外に、上皮細胞により産生される酸化窒素など(非特許文献14及び15)が過剰に産生されて、これが制御されない場合、発熱、低血圧、凝固障害、血行動態異常、組織の血流低下及び多臓器不全により特徴付けられる全身性の炎症応答が生じ(非特許文献16及び17)、死に至ることが多い。
【0006】
敗血症ショックの治療は依然として主に支持的療法であり、根本的な病理を抑えるための特定の療法は、残念なことにまだ利用できない。グラム陰性敗血症の問題の治療に使用できる可能性のあるアプローチの一つは、LPSに結合してこれを捕捉する薬剤を用いてLPS自体を標的とするものである。LPSの毒性は、高度に保存された構造を有する脂質Aと呼ばれる糖脂質成分に起因する(非特許文献22及び23)ということが、全体的な合成により示された(非特許文献18〜21)。脂質Aは、親水性のビスホスホリル化ジグルコースアミン骨格、並びに、アミド結合及びエステル結合中の6つ(大腸菌)又は7つ(サルモネラ菌)のアシル鎖の疎水性ドメインから構成される(非特許文献24〜26)(図1)。脂質Aは、アニオン性及び両親媒性であるため(図1)、正電荷を帯びていて両親媒性の性質も有する多くの物質に結合することができる。タンパク質(非特許文献27及び28)、ペプチド(非特許文献29〜33)、医薬化合物(非特許文献34及び35)及び他の合成ポリカチオン性両親媒性分子(非特許文献36〜38)を含む多くの分類のカチオン性両親媒性分子と脂質Aとの相互作用を特徴づけに関して、過去10年にわたって研究がなされてきた。重要なことに、これらの研究及び現在進行中の研究によって、小分子が脂質Aを最適に認識及び中和するのに必要な活性基(非特許文献35)は、脂質A(〜約14Å)上の2つのアニオン性リン酸基同士の間の距離と距離が等しく配置された2つのプロトン化可能な正電荷を必要とし、これにより、脂質A骨格上のリン酸基と化合物上の正電荷との間にイオン性の水素結合ができるということが決定された。さらに、結合親和性の増強、及び、脂質Aとポリアシルドメインとの疎水性相互作用により得られた複合体の安定化には、ペンダント疎水性官能基が適切に配置されていることが必要である(最近の総説による、参考文献39を参照)。こうした構造的な要件は、新しく見出され、現在はDNAトランスフェクション(リポフェクション)剤として用いられている新規分類の化合物リポポリアミンのうちの特定種において初めて同定された(非特許文献40〜43)。複合体化スペルミンクラスの化合物は特に関心を集めている、というのは、これらはin vivoにおいて活性を有していて、グラム陰性敗血症の動物モデルにおいて保護作用があり、合成によって容易に入手でき、かつ、重要なことには、生理学的置換基(スペルミン及び脂肪酸)に分解するために非毒性である(非特許文献37及び44)からである。
【非特許文献1】Rietschel, E. T.; Kirikae, T.; Schade, F. U.; Mamat, U.; Schmidt, G.; Loppnow, H.; Ulmer, A. J.; Zahringer, U.; Seydel, U.; Di Padova, F.ら. Bacterial endotoxin: molecular relationships of structure to activity and function. FASEB J. 1994, 8, 217−225.
【非特許文献2】Rietschel,E.T.; Brade,L.; Lindner,B.; and Zahringer,U. Biochemistry of lipopolysaccharides. In Bacterial endotoxic lipopolysaccharides, vol.I. Molecular biochemistry and cellular biology. Morrison, D. C. and Ryan, J. L. Eds.; CRC Press: Boca Raton, 1992; pp 1−41.
【非特許文献3】Hurley, J. C. Antibiotic−induced release of endotoxin: A reappraisal. Clin. Infect. Dis. 1992, 15, 840−854.
【非特許文献4】Hurley, J. C. Antibiotic−induced release of endotoxin. A therapeutic paradox. Drug Saf. 1995, 12, 183−195.
【非特許文献5】Prins, J. M.; van Agtmael, M. A.; Kuijper, E. J.; van Deventer, S. J.; and Speelman, P. Antibiotic−induced endotoxin release in patients with gram−negative urosepsis: a double−blind study comparing imipenem and ceftazidime. J. Infect. Dis. 1995, 172, 886−891.
【非特許文献6】Gelfand, J. A. and Shapiro, L. Cytokines and sepsis: pathophysiology and therapy. New Horizons 1993, 1, 13−22.
【非特許文献7】Gasche,Y.; Pittet,D.; and Sutter,P. Outcome and prognostic factors in bacteremic sepsis. In Clinical trials for treatment of sepsis. Sibbald, W. J. and Vincent, J. L. Eds.; Springer−Verlag: Berlin, 1995; pp 35−51.
【非特許文献8】Centers for Diseases Control. Increases in national hospital discharge survey rates for septicemia − United States, 1979−1987. MMWR 1990, 39, 31−34.
【非特許文献9】Martin, G. S.; Mannino, D. M.; Eaton, S.; and Moss, M. The epidemiology of sepsis in the United States from 1979 through 2000. N. Engl. J. Med. 2003, 348, 1546−1554.
【非特許文献10】Ulevitch, R. J. Molecular mechanisms of innate immunity. Immunol. Res. 2000, 21, 49−54.
【非特許文献11】Ulevitch, R. J. and Tobias, P. Recognition of gram−negative bacteria and endotoxin by the innate immune system. Curr. Opin. Immunol. 1999, 11, 19−23.
【非特許文献12】Dinarello, C. A. Cytokines as mediators in the pathogenesis of septic shock. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 1996, 216, 133−165.
【非特許文献13】Dinarello, C. A. The proinflammatory cytokines interleukin−1 and tumor necrosis factor and treatment of the septic shock syndrome. J. Infect. Dis. 1991, 163, 1177−1184.
【非特許文献14】Meyer, J. and Traber, D. L. Nitric oxide and endotoxin shock. Cardiovasc. Res. 1992, 26, 558.
【非特許文献15】Wright, C. E.; Rees, D. D.; and Moncada, S. Protective and pathological roles of nitric oxide in endotoxin shock. Cardiovasc. Res. 1992, 26, 48−57.
【非特許文献16】Bone, R. C.; Balk, R. A.; Cerra, F. B.; Dellinger, R. P.; Fein, A. M.; Knaus, W. A.; Schein, R. M.; and Sibbald, W. J. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Conference Committee. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine. Chest 1992, 101, 1644−1655.
【非特許文献17】Bone, R. C. The sepsis syndrome. Definition and general approach to management. Clin. Chest Med. 1996, 17, 175−181.
【非特許文献18】Galanos, C.; Luderitz, O.; Rietschel, E. T.; Westphal, O.; Brade, H.; Brade, L.; Freudenberg, M. A.; Schade, U. F.; Imoto, M.; Yoshimura, S.; Kusumoto, S.; and Shiba, T. Synthetic and natural Escherichia coli free lipid A express identical endotoxic activities. Eur. J. Biochem. 1985, 148, 1−5.
【非特許文献19】Imoto, M.; Yoshimura, H.; Kusumoto, S.; and Shiba, T. Total synthesis of lipid A, active principle of bacterial endotoxin. Proc. Japan. Acad. Sci. 1984, 60, 285−288.
【非特許文献20】Kotani, S.; Takada, H.; Tsujimoto, M.; Ogawa, T.; Takahashi, I.; Ikeda, T.; Otsuka, K.; Shimauchi, H.; Kasai, N.; Mashimo, J.; Nagao, S.; Tanaka, A.; Tanaka, S.; Harada, K.; Nagaki, K.; Kitamura, H.; Shiba, T.; Kusumoto, S.; Imoto, M.; and Yoshimura, H. Synthetic lipid A with endotoxic and related biological activities comparable to those of a natural lipid A from an Escherichia coli Re−mutant. Infect. Immun. 1985, 49, 225−237.
【非特許文献21】Kusumoto,S.; Kamikawa,T.; Kurosawa,M.; Fukase,K.; Shiba,T.; Kusama,T.; Soga,T.; Shioya,E.; Nakayama,K.; Nakayima,H.; Osada,Y.; and Ono,Y. New results in the synthesis of lipid A and endotoxins. In Endotoxin Research Series, Nowotny, A., Ed., Vol. 1, Cellular and molecular aspects of endotoxin reactions. Nowotny, A., Spitzer, J. J., and Ziegler, E. J. Eds.; Elsevier Science Publishers: Amsterdam, 1990; pp 41−51.
【非特許文献22】Holst,O.; Ulmer,A.J.; Brade,H.; and Rietschel,E.T. On the chemistry and biology of bacterial endotoxic lipopolysaccharides. In Immunotherapy of infections. Masihi, N. Ed.; Marcel Dekker, Inc.: New York, Basel, Hong Kong, 1994; pp 281−308.
【非特許文献23】Rietschel,E.T.; Wollenweber,H.W.; Sidorczyk,Z.; Zahringer,U.; and Luderitz,O. Analysis of the primary structure of lipid A. In Bacterial Lipopolysaccharides: Structure, Synthesis and Biological Activities. Anderson, L. and Unger, F. M. Eds.; Am.Chem.Soc.Symp.Ser.: Washington,D.C., 1983; pp 195−212.
【非特許文献24】Ferguson, A. D.; Hofmann, E.; Coulton, J.; Diedrichs, K.; and Welte, W. Siderophore−mediated iron transport: Crystal structure of FhuA with bound lipopolysaccharide. Science 1998, 2215−2220.
【非特許文献25】Kirikae, T.; Schade, F. U.; Zahringer, U.; Kirikae, F.; Brade, H.; Kusumoto, S.; Kusama, T.; and Rietschel, E. T. The significance of the hydrophilic backbone and the hydrophobic fatty acid regions of Lipid A on macrophage binding and cytokine induction. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1994, 8, 13−26.
【非特許文献26】Kusumoto,S.; Inage,M.; Chaki,H.; Imoto,M.; Shimamoto,T.; and Shiba,T. Chemical synthesis of lipid A for the elucidation of structure−activity relationships. In Bacterial lipopolysaccharides: structure, synthesis, and biological activities. Anderson, L. and Unger, F. M. Eds.; American Chemical Society: 1983; pp 237−254.
【非特許文献27】David, S. A.; Balaram, P.; and Mathan, V. I. Characterization of the interaction of lipid A and lipopolysaccharide with human serum albumin: implications for an endotoxin−carrier function for albumin. J. Endotoxin. Res. 1995, 2, 99−106.
【非特許文献28】David,S.A. The interaction of lipid A and lipopolysaccharide with human serum albumin. In Endotoxins in health and disease. Brade, H., Opal, S. M., Vogel, S. N., and Morrison, D. C. Eds.; Marcel Dekker: New York, 1999; pp 413−422.
【非特許文献29】Bhattacharjya, S.; David, S. A.; Mathan, V. I.; and Balaram, P. Polymyxin B nonapeptide: Conformations in water and in the lipopolysaccharide−bound state determined by two−dimensional NMR and molecular dynamics. Biopolymers 1997, 41, 251−265.
【非特許文献30】David, S. A.; Bhattacharjya, S.; Mathan, V. I.; and Balaram, P. Elucidation of the conformation of free and LPS−bound polymyxin B nonapeptide in water by 2D−NMR and restrained molecular dynamics methods and molecular modeling of polymyxin−lipid A complex. J. Endotoxin. Res. 1994, 1(suppl), A60.
【非特許文献31】David, S. A.; Balaram, P.; and Mathan, V. I. Interaction of basic amphiphilic polypeptide antimicrobials, gramicidin S, tyrocidin and efrapeptin, with endotoxic lipid A. Med. Microbiol. Lett. 1993, 2, 42−47.
【非特許文献32】David, S. A.; Mathan, V. I.; and Balaram, P. Interaction of melittin with endotoxic lipid A. Biochim. Biophys. Acta 1992, 1123, 269−274.
【非特許文献33】David, S. A.; Awasthi, S. K.; and Balaram, P. The role of polar and facial amphipathic character in determining lipopolysaccharide−binding properties in synthetic cationic peptides. J. Endotoxin Res. 2000, 6, 249−256.
【非特許文献34】David, S. A.; Bechtel, B.; Annaiah, C.; Mathan, V. I.; and Balaram, P. Interaction of cationic amphiphilic drugs with lipid A: Implications for development of endotoxin antagonists. Biochim. Biophys. Acta 1994, 1212, 167−175.
【非特許文献35】David, S. A.; Mathan, V. I.; and Balaram, P. Interactions of linear dicationic molecules with lipid A: Structural requisites for optimal binding affinity. J. Endotoxin. Res. 1995, 2, 325−336.
【非特許文献36】David, S. A.; Awasthi, S. K.; Wiese, A.; Ulmer, A. J.; Lindner, B.; Brandenburg, K.; Seydel, U.; Rietschel, E. T.; Sonesson, A.; and Balaram, P. Characterization of the interactions of a polycationic, amphiphilic, terminally branched oligopeptide with lipid A and lipopolysaccharide from the deep rough mutant of Salmonella minnesota. J. Endotoxin Res. 1996, 3, 369−379.
【非特許文献37】David, S. A.; Silverstein, R.; Amura, C. R.; Kielian, T.; and Morrison, D. C. Lipopolyamines: novel antiendotoxin compounds that reduce mortality in experimental sepsis caused by gram−negative bacteria. Antimicrob. Agents Chemother. 1999, 43, 912−919.
【非特許文献38】David, S. A.; Perez, L.; and Infante, M. R. Sequestration of bacterial lipopolysaccharide by bis(args) gemini compounds. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 357−360.
【非特許文献39】David, S. A. Towards a rational development of anti−endotoxin agents: novel approaches to sequestration of bacterial endotoxins with small molecules (Invited Review). J. Molec. Recognition 2001, 14, 370−387.
【非特許文献40】Behr, J. P.; Demeneix, B.; Loeffler, J. P.; and Perez−Mutul, J. Efficient gene transfer into mammalian primary endocrine cells with lipopolyamine−coated DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1989, 86, 6982−6986.
【非特許文献41】Behr, J. P. Gene transfer with synthetic cationic amphiphiles: Prospects for gene therapy. Bioconjug. Chem. 1994, 5, 382−389.
【非特許文献42】Felgner, P. L.; Gadek, T. R.; Holm, M.; Roman, R.; Chan, H. W.; Wenz, M.; Northrop, J. P.; Ringold, G. M.; and Danielsen, M. Lipofection: a highly efficient, lipid−mediated DNA transfection procedure. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1987, 84, 7413−7417.
【非特許文献43】San, H.; Yang, Z. Y.; Pompili, V. J.; Jaffe, M. L.; Plautz, G. E.; Xu, L.; Felgner, J.; Wheeler, C. J.; Felgner, P. L.; and Gao, X. Safety and short−term toxicity of a novel cationic lipid formulation for human gene therapy. Hum. Gene Ther. 1993, 4, 781−788.
【非特許文献44】Blagbrough, I. S.; Geall, A. J.; and David, S. A. Lipopolyamines incorportaing the teraamine spermine bound to an alkyl chain , sequester bacterial lipopolysaccharide. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2000, 10, 1959−1962.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明者らは、エンタルピー性の水素結合/ファンデルワールス相互作用をさらに付与するであろうポリアミン骨格の構造的多様性を系統的に同定することを目的として、研究を継続している。本明細書に記載のリジン−スペルミン誘導体などのポリアミンアミドは、ポリアミン骨格の1つの末端に立体的な水素結合供与体/受容体官能基が組み込まれた化合物の群の例である。このことから、最適なエンドトキシン捕捉のためには、長鎖疎水性基が末端に配置されていることが必須であるということが確認される。また、本発明者らは、L−リジン複合体とD−リジン複合体とでは結合親和性及び中和効力の両方において顕著な差があることを見出した。このことは、適切な立体化学を有する水素結合供与体/受容体官能基でポリアミン骨格が繰り返し置換されることによって、非常に強力であるが毒性のないエンドトキシンの中和剤が得られるということを示唆する。本開示による、強力であるが非毒性であるエンドトキシン中和剤であるとして意図される化合物の例は、米国特許出願公開第20030187276 A1号(米国特許出願10/296,259号)及びPCT公開WO02/053519 A2号に開示され、これらの開示は本明細書中で参照として組み込まれる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示は、下記式:
【0009】
【化1】

【0010】
(式中、XはO又はH、Hであり、Rは疎水性C12−C20鎖であり、Yは−NH又は−Hである):で表される少なくとも1つの化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグの有効量を、これを必要とする宿主に投与することによって、内毒素性ショック症状を治療する、又は、NO活性、TNF−α産生、IL−6産生及びサイトカイン活性のうち少なくとも1つを阻害する方法に関する。
【0011】
また、本開示は、Yが−Hである上記式の新規化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグにも関する。
【0012】
本開示の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、以下の詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、これらを例証するのみであって、本開示から逸脱しない範囲で種々の改変を当然実施可能であるということが理解されるであろう。
【0013】
(図面の簡潔な説明)
図1は、細菌のリポ多糖の毒性部位である脂質Aの構造を示す。
【0014】
図2は、BODIPY−カダベリン置換法により決定される化合物のLPSへの結合親和性を例示するグラフである。
【0015】
図3は、マウスJ774.A1細胞における酸化窒素(NO)阻害を例示するグラフである。
【0016】
図4は、NO阻害効力と直鎖アシル/アルキル類似体の炭素長との相関を例示するグラフである。
【0017】
図5は、マウスJ774細胞における、BC蛍光プローブ置換により決定されるLys−スペルミン類似体の結合親和性(ED50)と、NO阻害(IC50)との相関を例示するグラフである。
【0018】
図6は、グラム陰性菌から単離されたLPSに対するリジン−スペルミン化合物の結合を例示する表である。
【0019】
図7は、10ng/mlの大腸菌0111:B4 LPSで刺激されたヒト血液中における、選択されたLys−スペルミン化合物の炎症性サイトカインTNF−α及びIL−6の阻害を例示するグラフである。
【0020】
図8は、本開示に関して用いられる化合物の合成のためのスキームを例示する。
【0021】
本開示は、下記式:
【0022】
【化2】

【0023】
(式中、XはO又はH、Hであり、Rは疎水性C12−C20鎖であり、Yは−NH又はHである):で表される少なくとも1つの化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグの有効量を、これを必要とする宿主に投与することによって、内毒素性ショック症状を治療する、又は、NO活性、TNF−α産生、IL−6産生及びサイトカイン活性のうち少なくとも1つを阻害する方法に関する。
【0024】
また、本開示は、Yが−Hである上記式の新規化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグにも関する。
【0025】
疎水性C12−C20鎖の例としては、脂肪族基、アシル基、フェニルベンジル、及び、OSO基をα位に有する基が挙げられる。脂肪族基は、飽和又はエチレン性不飽和の、直鎖、環状又は分岐鎖であってよい。本開示の方法は、敗血症、炎症及び感染を治療するのに用いることができる。
【0026】
種々の窒素系官能基(アミノ基、ヒドロキシアミノ基、ヒドラジノ基、グアジニノ基、アミジノ基、アミド基等)を有する化合物のプロドラッグの形態としては下記のタイプの誘導体が含まれていてもよい。ここでR基は、それぞれ独立に、上述したような、水素、置換又は無置換のアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルキルアリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アラルキニル基、シクロアルキル基又はシクロアルケニル基であってもよい。
カルボキサミド、−NHC(O)R
カルバミン酸エステル、−NHC(O)OR
カルバミン酸(アシルオキシ)アルキルエステル、NHC(O)OROC(O)R
エナミン、−NHCR(=CHCROR)又は−NHCR(=CHCRONR
シッフ(Schiff)塩基、−N=CR
マンニッヒ(Mannich)塩基(カルボキシイミド化合物由来)、RCONHCHNR
【0027】
上記プロドラッグ誘導体の調製法は、種々の文献において議論されている(例えば、 Alexanderら, J.Med.Chem.1988,31,318; Aligas−Martinら, PCT WO pp/41531, p.30)。これらの誘導体を調製する際に変換される窒素系官能基は、本発明の化合物の窒素原子のうちの1つ(又は2つ以上)である。
【0028】
本開示の、カルボキシル基を有する化合物のプロドラッグ型の形態にはエステル(−COR)が含まれ、R基は、酵素的又は加水分解的プロセスにより体内に放出される量が薬学的に許容されるレベルである任意のアルコールに相当する。
【0029】
本開示のカルボン酸形態から誘導される他のプロドラッグは、Bodorら J. Med. Chem. 1980, 23, 469に記載される第四級塩型:
【0030】
【化3】

【0031】
:の構造であってよい。
【0032】
当然ながら、本発明の化合物は、上記分子に存在する可能性のある種々の原子におけるすべての光学異性体及び立体異性体に関連するということが理解される。
【0033】
本開示の化合物は、広範囲にわたる種々の有機酸・無機酸及び有機塩基・無機塩基と共に酸付加塩及び塩基付加塩を形成し、これらの中には、薬化学において使用されることの多い生理学的に許容される塩が含まれる。このような塩もまた、本発明の一部である。上記塩を形成するために使用される典型的な無機酸には、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸、次リン酸等が含まれる。脂肪族モノカルボン酸及びジカルボン酸、フェニル基置換アルカン酸、ヒドロキシアルカン酸及びヒドロキシアルカンジオン酸、芳香族酸、脂肪族及び芳香族スルホン酸等の有機酸由来の塩を使用することもできる。従って、上記医薬品に許容される塩には、酢酸塩、フェニル酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、アクリル酸塩、アスコルビン酸塩、安息香酸塩、クロロ安息香酸塩、ジニトロ安息香酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩、メトキシ安息香酸塩、メチル安息香酸塩、o−アセトキシ安息香酸塩、ナフタレン−2−ベンゾエート、臭化物、イソ酪酸塩、フェニル酪酸塩、β−ヒドロキシ酪酸塩、ブチン−1,4−ジオエート、ヘキシン−1,4−ジオエート、カプロン酸塩、カプリル酸塩、塩化物、珪皮酸塩、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グリコール酸塩、ヘプタン酸塩、馬尿酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、ヒドロキシマレイン酸塩、マロン酸塩、マンデル酸塩、メシラート、ニコチン酸塩、イソニコチン酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、フタル酸塩、テレフタル酸塩、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩、プロピオール酸塩、プロピオン酸塩、フェニルプロピオン酸塩、サリチル酸塩、セバシン酸塩、コハク酸塩、スベリン酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、ピロ硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、スルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p−ブロモベンゼンスルホン酸塩、クロロベンゼンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、2−ヒドロキシエタンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、ナフタレン−1−スルホン酸塩、ナフタレン−2−スルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、キシレンスルホン酸塩、酒石酸塩等が含まれる。
【0034】
塩を形成するために一般に使用される塩基には、水酸化アンモニウム、並びに、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、さらに1級、2級及び3級の脂肪族アミン、脂肪族ジアミンが含まれる。付加塩の調製に特に有用な塩基には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸カリウム、メチルアミン、ジエチルアミン及びエチレンジアミンが含まれる。
【0035】
リジン−スペルミン複合体の合成に用いられる方法を使用することによって、リジンのε−窒素原子の選択的官能基化及びクロマトグラフィーによる精製を過剰量の極性アミン基への暴露前に実施することができる。特に、ポリアミン複合体上において極性アミノ基をブロックする際にはBoc−カルバメートを用い、こうすることによって、以前に報告された、時間のかかるイオン交換法45の代わりに順相SiOクロマトグラフィーを用いることができる。これらの類似体の合成は、図8に示すように、スペルミン1の遊離塩基を垂直状に保護された活性エステルBoc−Lys(Cbz)−ONp 2のL−又はD−立体異性体のいずれかとカップリングさせることから始まる。活性エステルをスペルミン溶液に滴下することによって、モノ−、ジ−及び未置換生成物の統計学的分布が得られる。スペルミンの残存未置換アミノ基と過剰量のBocOとを反応させることによって、過Boc混合物が得られる。そして、得られた混合物を標準的なシリカゲルクロマトグラフィーにより分離することができる。次いで、精製されたモノアシル化誘導体3を接触水素化に供し、これによって、Cbz−保護基を除去し、遊離のアミノ中間体4を得る。高Rを有するアルキル化副生成物が形成されるのを防ぐため、この水素化の間にはケトンを含有しないエタノールを使用することが望ましい。次いで、アミン4を標準的なアシル化又は還元的アルキル化により官能基化して、Lys−スペルミン類似体の保護形態を得る。モノアルキル誘導体については、イミンを予め形成し、次いで、NaBHを用いて還元する。ジアルキル化類似体30及び38については、過剰量のアルデヒドを、NaBHCNでの還元的アミノ化反応で用いる。特有の官能基は、一般的な反応条件を用いて、又は、市販の供給源から合成する場合もある。誘導体化された中間体をSiOクロマトグラフィーを用いて精製し、MeOH中の3N HClを用いてBoc基を除去して、Lys−スペルミン類似体をそのHCl塩の形態で得る。化合物をTLC、H及び13C NMR、元素分析及びLC/MSを用いて特徴付けした結果、全てのスペクトルは指定された構造と一致する。
【0036】
「構造−活性の関係:結合親和性及びin vitro中和効力」
Lys−スペルミン類似体の相対的結合親和性を、最近報告された46BODIPY−TRカダベリン(BC)を用いた高処理量蛍光性置換アッセイによって検査し、プローブの50%有効置換量(half−maximal effective displacement)(ED50)として図2及び表1−3に示す。マウス単細胞(J774.A1細胞)は、LPSに暴露されるとNOをいくらか生成し、化合物によるLPS活性の中和を迅速に評価するためのモデルとなる。LPSを中和する化合物はNO産生を用量依存的に阻害し、これより、図3及び表1−3に示すように、50%阻害濃度(IC50)を決定することができる。全実験において、LPSを結合及び中和することが知られているデカペプチド抗生物質であるポリミキシンB(PMB)29;47;48を、対照化合物として用いる。
【0037】
<炭化水素鎖長>未置換ε−アミノリジンを有するリジン−スペルミン類似体5(L−Lys、ED50:40μM)及び6(D−Lys、ED50:58μM)は、置換アッセイにおいてほとんど結合を示さず、また、LPS誘導性NO産生の阻害は無視できる程度のものである。リジンのε−アミノ基の置換から親和性が増加していることが明らかになるが(表1)、炭化水素鎖長と親和性の間に顕著な相関性はない(図4、挿入図)。対照的に、炭素鎖長の増大はLPS活性の阻害の効力に相関することが明らかである(図4)。こうした明らかな不整合は、LPS結合BCの置換が疎水性置換基に対して相対的に鈍感であることに起因しており、また、静電的相互作用に支配されている46。このように制約される結果、LPSを単に結合するのみのリガンドと、実際にLPS活性を中和するリガンドが区別できない。見込みのある全てのリード物質もNO阻害アッセイによってスクリーニングする。アルキルホモログC 31(>1000μM)、C 29(46μM)、Δ11−C16 27(0.66μM)及びC 17(160μM)〜C20 7(1.2μM)の一連のアシル群により示されるように、鎖長はNO阻害活性において重要な決定因子であった。
【0038】
<鎖不飽和>アシル鎖のトランス不飽和は、Δ9−L−Lys−C16 15(3.8μM)とL−Lys−C16 14(11μM)との比較、及び、Δ11−L−Lys−C18 10(4.2μM)とL−Lys−C16 9(16μM)との比較によって示されるように、結合を増大させることが見出される。アルキルについても同様で、cis−不飽和L−Lys−Δ11−C16 27は、対応する飽和体C16 26(5.6μM)よりもIC50が2.6μMと高い。しかし、これはLPS中和活性の改善と比例していない;例えば、L−Lys−C16 14(IC50:6.4μM)及び完全飽和体15(IC50:8.8μM)は効力が等しい。本発明者らは、不飽和類似体で観察された親和性の増大も、プローブ置換方法により人為的にもたらされたものであろうと推測するが、このことに束縛されるわけではない。一般的に不飽和化合物はその飽和ホモログよりも水溶性がわずかに大きいため、LPS−バルク溶媒界面における局所的有効濃度が高くなり得る34。留意すべきことに、in vitroバイオアッセイと動物モデルとで溶解度が異なるという問題は、生理学的濃度のアルブミンが存在し、これによりLPS及びリガンドの両方が可溶化されることにより緩和される28。従って、疎水性置換基の不飽和化は、効力の高い化合物をもたらすということは予測されていなかったが、溶解性が低い他の類似体についての溶解性増大の評価用に有用である可能性があるストラテジーとして、関心がもたれるであろう。
【0039】
<立体的相互作用>短くてかさ高い置換基を有する類似体は結合が多くて鎖炭素数が多いが(例えば、(S)−(−)−シトロネラールから誘導される32(9.6μM)を有するイソブチル35(101μM)、及び、モノアルキル化メチルシクロヘキシル37(9.8μM)を有するビス−アルキル化メチルシクロヘキシル 38(4.0μM)(表2))、しかし、これらの化合物はいずれも、ジ−及びトリ−エーテルホモログ24及び25(IC50:>1000mM)並びにポリエチレングリコールポリマー23(320μM)ほど強力なLPS中和剤ではない。ビフェニル39及び21並びにアントラセン22はいずれも、LPS親和性が相当高いが(ED50:それぞれ3.7μM、7.9μM及び7.1μM)、これらはLPS生物活性阻害剤としては弱い(IC50:>100μM)。こうした結果から、最適な生物学的効力には長鎖脂肪族炭化水素置換基が必須要件であることが強調される。
【0040】
<Lys残基の立体化学>リジンのα−炭素の立体化学が転化された場合、D−Lys−C16 13(10μM)及びL−Lys−C16 14(11μM)の立体異性対の結合親和性には影響は全く及ばないが、長鎖D−Lys−C18 8(8.8μM)においてはL−Lys−C18 9(16μM)と比較して顕著な増強がみられる。このことは、NO産生の阻害においてD−類似体の効力がより高いということに一致する。脂質A部位はキラルであり、結合様式は不斉中心の立体配置に影響され得る。
【0041】
<アルキル化とアシル化>アルキル化合物は、これに対応するアシル化合物よりも結合が強い;例えば、アルキルC16 26(5.6μM)とアシルC16 14(11μM)とを比較されたい。このことは、上述するように、ε−アミノ基のアシル化の際にプロトン化可能な正電荷が失われ、これによって溶解性が弱まることに起因する可能性がある。
【0042】
「IC50とED50との比較」
IC50値対ED50値のグラフは、直線傾向を示し、相関係数はR=0.64である(図5)。疎水性相互作用の強いLPS結合剤は勅製から逸れているが、これは、BC−LPS置換アッセイでは、LPS中和に必須であることが示された疎水性相互作用は正確に予測されないということに起因する。このことは、結合親和性が高いにも関わらず生物学的活性が顕著に低い芳香族及びかさ高い置換基についても観察され、IC50対ED50のグラフの左上側で塊のように見える(図5)。
【0043】
「異なるグラム陰性菌由来のLPSの比較」
脂質Aの構造はグラム陰性菌の間でよく保存されているが、多糖ドメインはグラム陰性菌の間で非常に多様である49;50。Lys−スペルミンライブラリは、保存された脂質A部分に結合するよう設計されているため、本発明者らは、異なる細菌に由来する広範囲のLPSに対する結合は多様ではないと予測していた。図6に示すように、親和性が最も高いLys−スペルミン類似体は1〜10μMにおいて異なる細菌由来のLPSに常に結合し、相対的に弱い結合剤は、10〜100μMにおいて全てのLPSに結合することが示された。このことから、Lys−スペルミン化合物は種々のLPS構造に結合するために臨床的に有用である可能性があるということが明らかになる。
【0044】
「多重サイトメトリックビーズアッセイにより測定される、ヒト全血中の炎症性サイトカインの用量依存的阻害」
Lys−スペルミン化合物がマウスマクロファージにおけるNO産生の阻害に対して活性を有するということが確認されたため、これらがヒト細胞においてLPS誘導性炎症応答をも阻害するであろうということをそれぞれ確認する。Lys−スペルミン化合物の小集団の活性について、LPSでex vivo刺激されたヒト全血中でTNF−α及びIL−6の産生を阻害する能力について検査する。図7に示すように、本アッセイにおける阻害効力の順位は概してNO阻害活性に並行であり、8は、対照化合物であるポリミキシンBとほぼ同等の効力を有する。
【0045】
「内毒素性ショックのマウスモデルにおける保護効果」
置換アッセイ、NO及びサイトカインの阻害データの結果に基づいて、動物実験において詳細に評価するために8を選択する。LD100(致死用量−100%)の用量を、マウス(雌、異系交配、CF−1マウス、D−ガラクトサミン800mg/kgにより感作)1匹当たり100ngであると決定する。本明細書中で報告する全ての実験において、最終容積0.2mLの生理食塩水中、マウス1匹当たりの致死量を超える200ngを使用して入る。8により得られる保護の用量応答を、表4に図示する。以前の研究ではDOSPER37などの不安定なスペルミン複合体を用いていたが、これによれば、保護の時間枠(window)は15分と非常に短いことが分かった。加水分解安定性が大きいのではないかと期待される化合物8について、保護の時間枠が長くなるかどうかを試験する。全てのマウスに200ng/匹のLPSを注射した時点を時間0として−6、−4、−2、0、+1及び+2時間で、最終容積0.2mLの注射剤中の200μgの8を腹腔内投与する。化合物8は、LPSを投与する6時間前まで保護が顕著である(表5)。これらの結果に基づき、腹腔内投与ではなく皮下投与での経時実験を、より長い時間枠で実施する(LPS投与の時間に対して−24、−16、−12、−8、−4、0及び+2時間)。注射部位から徐々にゆっくりと全身に吸収されるという特徴を有するこの治療計画において、長時間の保護が観察されるかどうかを確認するために試験を実施する。最後に注射して24時間後に、致死率を再度評価する。−24の群において5匹中2匹のマウスが生存していて、−16、−12及び−8の群では5匹中3匹のマウスが生存しているが(表6)、このことから、LPS投与の16時間前に化合物が投与される場合であっても保護は顕著であるということが示される。これらの結果から、一時的保護の時間枠がDOSPER37よりも顕著に長いということが示される。
【0046】
アルキル又はアシルε−置換リジン−スペルミン複合体の特定のライブラリを、炭素数が偶数で長さC14〜C20の鎖を用いて合成する。これらの類似体及びそれらの関連するLPS結合、NO阻害及びNFκB阻害活性を、表7に示す。これらのデータは、効力の高い化合物の鎖長は約C18であるということを明らかに示す。さらに、上記データは、活性の高い化合物の鎖長はC16〜C20であるということを示す。上記データは、活性の高い化合物はアシル(X=O)置換されていてよいということを示す。上記データは、活性の高い化合物はアルキル(X=H、H)置換されていてよいということを示す。例示された化合物L−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン、D−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン、L−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミン及びD−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミンは全て、刺激されたリンパ球からのLPS誘導性NFκβサイトカイン放出の予防に高い活性を示す。さらに、例示された化合物L−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン、D−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン、L−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミン及びD−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミンは全て、刺激されたリンパ球からのLPS誘導性NO放出の予防に高い活性を示す。
【0047】
結果として、リジン−スペルミン複合体の特定のライブラリとグラム陰性菌リポ多糖との相互作用が特徴付けられた。アシル又はアルキル結合においてリジニル部位のε−アミノ末端が長鎖脂肪族疎水性置換基(例、C12−C20)で誘導体化されたリジン−スペルミン複合体は、LPSの脂質A部位に結合し、その毒性を中和する。長鎖脂肪族疎水性官能基の存在は、生物学的活性にとって重要であるようである。これらの化合物の合成において、偏在する非毒性部分構造(スペルミン、リジン及び長鎖脂肪酸)を使用すれば全身毒性が低いことが予測されるため、内毒素性ショック状態の予防又は治療を意図した新規治療剤を提供する際に望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0048】
以下の実施例は本開示をさらに例示するためのものであるが、これらに限定されない。
【0049】
(実施例1)<一般的な合成方法>化学試薬及び出発原料の供給源はすべて入手可能な最上級グレードのものであり、それ以上さらに精製することなく使用する。薄層クロマトグラフィー分析及びカラムクロマトグラフィーは、メルク F254シリカゲルプレート及びベーカー(Baker)40μmフラッシュクロマトグラフィー・パッキングをそれぞれ使用して実施する。TLC分析は、以下の溶媒系を用いて、ニンヒドリン染色による検出で実施する:a)ヘキサン/酢酸エチル/メタノール 48:48:4; b)2−プロパノール/ピリジン/氷酢酸/HO、4:1:1:2;c)CHCl/MeOH/NHOH 85:15:1。LC/MS分析は、215リキッドハンドラーに連結させたGilson 322 HPLCシステムを用いて実施する。これらの極性分子は、0.05%ヘプタフルオロ酪酸を移動相中でイオン対試薬として用いることによって、C−18逆相HPLC媒体上で容易に保持できる。こうすることによって、化合物を誘導体化していない状態で分析できる。
【0050】
ESIモード(m/z範囲が140〜1600amu)で作動するFinnigan AQA及びAgilent 1100シリーズDAD検出器(UV範囲が220〜320nm)によって、検出を実施する。2%〜100% CHCN水溶液(いずれも、0.05%ヘプタフルオロ酪酸を揮発性イオン対試薬として添加済み)を用いて、2〜7分での勾配溶出を実施する。H及び13C NMRスペクトルを、それぞれ500MHz及び125.8MHzで、ワシントン大学(シアトル)のBrucker WM500分光器にて記録する。H NMRシグナルは、sはシングレット、dはダブレットであり、tはトリプレットであり、特に示さない場合は概してマルチプレットである。化学シフトは、外部3−(トリメチルシリル)−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩に対してのものである。
【0051】
リジン−スペルミン複合体の合成方法においては、リジンのε−窒素原子の選択的官能基化及びクロマトグラフィーによる精製を過剰な極性を有するアミン基への暴露前に実施することができる。特に、ポリアミン複合体上において極性アミノ基をブロックする際にはBoc−カルバメートを用い、こうすることによって、以前に報告された、時間のかかるイオン交換法51の代わりに順相SiOクロマトグラフィーを用いることができる。これらの類似体の合成は、スペルミン1の遊離塩基を垂直状に保護されたBoc−Lys(Cbz)−ONp活性エステル2のL−又はD−立体異性体のいずれかとカップリングさせることから始まる。活性エステルをスペルミン溶液に滴下することによって、モノ−、ジ−及び未置換生成物の統計学的分布が得られる。スペルミンの残存未置換アミノ基と過剰量のBocOとを反応させることによって、過Boc混合物が得られる。そして、得られた混合物を標準的なシリカゲルクロマトグラフィーにより分離することができる。
【0052】
次いで、精製されたモノアシル化誘導体3を接触水素化に供し、これによって、Cbz−保護基を除去し、遊離のアミノ中間体4を得る。高Rを有するアルキル化副生成物が形成されるのを防ぐため、この水素化の間にはケトンを含有しないエタノールを使用することが望ましい。次いで、アミン4を標準的なアシル化又は還元的アルキル化により官能基化して、類似体5の保護形態を得る。モノアルキル誘導体については、イミンを予め形成し、次いで、NaBHを用いて還元する。ジアルキル化類似体30及び38については、過剰量のアルデヒドを、NaBHCNでの還元的アミノ化反応で用いる。特有の官能基は、一般的な反応条件を用いて、又は、市販の供給源から合成する場合もある。誘導体化された中間体5をSiOクロマトグラフィーを用いて精製する。MeOH中の3N HClを用いてBoc基を除去して、所望の物質をそのHCl塩の形態で得る。化合物をTLC、H及び13C NMR、元素分析及びLC/MSを用いて特徴付けした結果、全てのスペクトルは指定された構造と一致する。
【0053】
(実施例2)
<前駆体化合物の合成方法>
BoC−L−Lys(CbZ)−N−スペルミン−Boc(3)
MeOH(200mL)中のスペルミン1(11.30g、1.4当量、遊離塩基形態)を撹拌している中に、MeOH(200mL)中の活性エステル2(20.0g、40mmole)を、室温にて1.5時間にわたって滴下する。滴下後、TLC分析(b)によって、予測された生成物の混合物が形成されたことが示される(二置換の副生成物 R=0.76;モノ置換の所望の生成物 R=0.50、及び、未置換のスペルミン R=0.08)。最適な比が得られない場合には、MeOH中の活性エステルをさらに滴下する。2時間撹拌した後、溶媒を蒸発させて、黄色の固体を得、これをTHF(300mL)及びHO(100mL)中に懸濁させる。ジ−tert−ブチルカーボネート(43.5g, 5.0当量)をテトラヒドロフラン(50mL)に溶解した溶液を、室温にて添加する。10%NaCO溶液を用いて、pHを周期的に約10に調整する。10分後、沈殿物が観察される。18時間撹拌した後、TLC分析(a)によって、予測された生成物の混合物が形成されたことが示される(溶出の順は上記したものと逆にした)。大部分のTHFを真空下で除去する。得られた混合物を、EtOAc(400mL)及びHO(400mL)に溶解する。有機層を除去し、水層をEtOAc(3×400mL)で再抽出する。有機層を合わせて、0.1N氷冷HCl(2×250mL)で洗浄し、続いて食塩水で洗浄する。有機層をMgSOで乾燥させ、ろ過して濃縮し、粗製の油を得、これを、0%、2%、3%、4%及び5% MeOH(それぞれ1L)を含むヘキサン/EtOAc(1:1)で段階的に溶出するシリカゲルクロマトグラフィー(カラム面積8×17cm)によって精製する。溶出の順番は、Boc−スペルミン(収率25%(スペルミンは、酸脱保護及び遊離塩基への転化後に回収することができる))、所望のモノ置換Boc−Lys(Cbz)−スペルミン−Boc 3(19.4g、収率56%)、及び、最後に溶出するのは二置換副生成物である。所望の生成物のH NMRから、これがシス−及びトランスカルバメートロートマー(rotomer)の混合物であることが示される。これをさらに特徴付けることなく次の反応に用いる。
【0054】
(実施例3)
Boc−L−Lys−N−スペルミン−Boc(4)
EtOH(200mL、ケトン及びアルデヒド非含有EtOH)中の垂直状に保護されたリジン−スペルミン複合体3(19.4g、22.5mmole)を丸底フラスコ内で撹拌している中に、活性炭素−10重量%パラジウム(10.0g)を添加する。反応用フラスコにHを3回通気し、次いで、5psiのH圧力下に置く。室温で4.0時間撹拌した後、TLC分析(c)によって反応の完了が示される。過剰量の活性炭を混合物に添加し、Celiteのパッドでろ過することによって触媒を除去する。このパッドをEtOH(2×50mL)で洗浄し、ろ液を合わせて蒸発させ、4を白色泡状物として量的収率で得る。上記TLCシステムで評価した後、この生成物を次の実施例に直接用いる。
【0055】
(実施例4)
<代表的なアシル化反応>
L−Lys(パルミトイル)−N−スペルミン(14)
アミン前駆体4(9.66g,13.22mmol)に、EtN(5.5mL、3.0当量)及び無水CHCl(100mL)を、アルゴン雰囲気下、シリンジで添加する。得られる溶液を氷浴中で0℃に冷却し、塩化パルミトイル(6.0mL、1.5当量)をシリンジで添加する。アルゴン雰囲気で一晩撹拌した後、TLC分析(c)によって、予測された生成物が形成されたことが示される。この溶液を、CHCl(100mL)及びHO(100mL)中で希釈する。有機層を除去し、水層を2回、CHCl(2×100mL)で抽出する。有機層を合わせて0.1N氷冷HCl(100mL)で洗浄し、次いで食塩水で洗浄して、MgSOで乾燥させてろ過し、濃縮して粗製油を得る。これを、0%、2%、3%、4%、5%及び6% MeOH(それぞれ500mL)を含むヘキサン/EtOAc(1:1)で段階的に溶出するシリカゲルクロマトグラフィー(カラム面積8×17cm)によって精製し、Boc保護された生成物13を透明な油(6.48g、51%)として得る。MeOH(50mL)中で上記生成物(6.48g、6.68mmol)を撹拌し、これを6N HCl(50mL)を用いて室温で処理することにより、保護基を除去する。TLC分析を3時間実施することによって(b)、反応の完了が示される。溶媒を蒸発させて、所望の生成物14をその4HCl塩の形態で、白色固体(4.78g、100%)として得る。TLC分析(b);R=0.19.H NMR(DO,δ):3.93(1H),3.45(1H),3.03(13H),2.12(2H),2.02(2H),1.85(4H),1.75(s,4H),1.43(4H),1.32(2H),1.11(24H),0.72(t,3H).13C NMR(DO,ppm):175.7, 169.8, 53.4, 46.7(m), 45.2, 44.6, 38.8, 36.5, 36.1, 31.9, 30.4, 30.0(m), 29.9(m), 29.6(m), 29.4, 28.2, 25.7, 25.5, 23.6, 22.8, 22.7, 22.3, 21.7, 13.8. LC/MS(保持時間、7.2分)、計算値C3268 m/z 568、実測値569(MH)。分析(C3272Cl)C、H、N。
【0056】
(実施例5)
<代表的なモノアルキル化反応>
L−Lys(3,3−ジメチル−l−ブタン)−N−スペルミン(18)
無水CHCl5mL中のアミン4 0.58g(0.82mmol)に、アルゴン下、トリメチルオルトギ酸0.27mL(3当量)、EtN 0.17mL(1.5当量)及び3,3−ジメチルブチルアルデヒド0.31mL(3当量)を添加する。得られた溶液を室温で2時間撹拌すると、溶媒が蒸発する。油状の残渣を、CHOH 5mL中に溶解し、NaBH70mg(2当量)を添加する。2時間後、溶媒が蒸発し、0.01N HClとCHCl(それぞれ50mL)との間で残渣を分ける。CHCl部分を追加して水部分を洗浄し、有機層を合わせて食塩水で洗浄し、MgSOで乾燥させて蒸発させ、粗製油0.64gを得る。CHCl/MeOH/濃NHOH(96:4:0.2)を用いるカラムクロマトグラフィーにより、保護された純粋な生成物0.31g(収率64%)を得る。これをCHOH 3mLに溶解し、6N HCl 3mLを用いて、室温で3時間処理する。蒸発により、0.24g(収率96%)の18を白色固体として得る。TLC分析(b);R=0.21.H NMR(DO,δ):3.95(1H),3.31(2H),3.05(14H),2.04(2H),1.88(4H),1.71(6H),1.53(2H),1.41(2H),0.88(9H).LC/MS(保持時間、6.1分)、計算値C2250O m/z 414、実測値415(MH)。分析(C2255ClO 0.5HO)C、H、N。
【0057】
(実施例6)
<代表的なジアルキル化反応>
L−Lys−ε−(ビス−(n−へプチル))−N−スペルミン(30)
アミン4 0.22g(0.30mmol)、n−ヘプタナール0.42mL(3mmol、10当量)及びCHOH 10mL中のNaBHCN 0.19g(3mmol、10当量)を含む溶液を、氷酢酸(5滴)で処理する。試験紙で測定したところ、pHは4である。一晩撹拌した後、溶媒を蒸発させ、1N NaOHとCHCl(それぞれ50mL)との間で残渣を分ける。CHClを追加して水層を洗浄し、有機層を合わせて食塩水で洗浄し、MgSOで乾燥させて蒸発させ、粗製生成物0.33gを得る。CHCl/MeOH/濃NHOH(96:4:0.2)を用いるカラムクロマトグラフィーにより、保護された純粋な生成物0.20g(収率71%)を得る。これをCHOH 1mLに溶解し、6N HCl 1mLを用いて室温で3時間処理する。蒸発により、0.11g(収率73%)の30を白色固体として得る。TLC分析(b)、R=0.21.H NMR(DO,δ):3.93(t,1H),3.28(2H),3.04(16H),2.02(2H),1.85(4H),1.71(s,4H),1.62(6H),1.40(4H),1.25(14H),0.81(t,6H).13C NMR(DO,ppm):175.7, 169.8, 53.4, 46.7(m), 45.2, 44.6, 38.8, 36.5, 36.1, 31.9, 30.4, 30.0(m), 29.9(m), 29.6(m), 29.4, 28.2, 25.7, 25.5, 23.6, 22.8, 22.7, 22.3, 21.7, 13.8. LC/MS(保持時間、7.3分)、計算値C3268 m/z 568、実測値569(MH)。
【0058】
(実施例7)
<代表的な個々の類似体>
L−Lys−N−スペルミン(5)
TLC分析(b);R=0.04。LC/MS(保持時間、5.5分),計算値 C1638O m/z 330、実測値 331(MH)。
【0059】
D−Lys−N−スペルミン(6)
類似体6の合成は、14の合成に用いられる垂直状に保護されたリジン誘導体の代わりに、Boc−D−Lys(Boc)−ONpを用いる。スペルミンとのカップリング、次いで残存するアミノ基のそれらのBoc−カルバメートとしての保護により、保護された中間体を得、次いでカラムクロマトグラフィーにより精製する。CHOH中の6N HCl を使用して脱保護することによって、所望の生成物6を得る。TLC分析(b);R=0.04.H NMR(DO,δ):3.92(t,1H),3.29(2H),3.07(10H),2.93(t,2H),2.04(2H),1.84(4H),1.72(4H),1.54(2H),1.34(2H).13C NMR(DO,ppm):168.7, 52.2, 45.8(m), 44.2, 43.6, 40.0, 37.8, 35.4(m), 29.0, 25.4, 24.6, 22.6, 21.8(m), 20.2. LC/MS(保持時間、5.5分)、計算値 C1638O m/z 330, 実測値 331(MH)。HRMS m/z 計算値C1638O(M+H)331.3185、実測値331.3173。
L−Lys−ε−(エイコサノイル)−N−スペルミン(7)
TLC分析(b);R=0.08.H NMR(DO,δ):3.94(1H),3.48(1H),3.06(13H),2.15(2H),2.06(2H),1.88(4H),1.75(4H),1.47(4H),1.36(2H),1.16(32H),0.77(3H).13C NMR(DO,ppm):175.5, 169.8, 53.4, 46.9(m), 45.6, 44.8, 38.8, 36.8(m), 36.0, 31.9, 30.4, 29.7(m), 29.5, 29.3, 28.5, 25.9, 25.7, 23.8, 23.2, 23.1, 22.8, 21.7, 13.8. LC/MS(保持時間、7.6分)、計算値C3676 m/z 625 、実測値626(MH)。
【0060】
D−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン(8)
TLC分析(b);R=0.13.H NMR(DO,δ):3.94(1H),3.47(1H),3.06(13H),2.13(2H),2.04(2H),1.87(4H),1.75(4H),1.47(4H),1.36(2H),1.16(28H),0.79(3H).13C NMR(DO,ppm): 175.9, 170.1, 53.4, 47.1(m), 45.5, 44.7, 39.0, 36.8(m), 36.0, 31.9, 30.6, 29.8(m), 29.6, 29.3, 28.4, 25.9, 25.7, 23.8, 23.2, 23.1, 22.8, 13.8. LC/MS(保持時間、7.4分)、計算値C3268 m/z 597、実測値598(MH)。
【0061】
L−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミン(9)
LC/MS(保持時間、7.4分)、計算値C3472 m/z 597、実測値598(MH)。
【0062】
L−Lys−ε−(ヘプタデカノイル)−N−スペルミン(11)
TLC分析(b); R=0.19.H NMR(DO,δ):3.96(1H),3.47(1H),3.08(13H),2.14(2H),2.04(2H),1.87(4H),1.78(4H), 1.50(4H),1.36(2H),1.22(26H),0.78(3H).13C NMR(DO,ppm):175.7, 169.9, 53.2, 47.2(m), 45.4, 44.8, 39.0, 36.6(m), 36.1, 31.9, 29.9(m), 29.5, 29.3, 28.4, 25.8, 25.7, 23.8, 22.6, 22.5, 22.2, 22.0, 14.8. LC/MS(保持時間、7.2分)、計算値C3370 m/z 583、実測値584(MH)。
【0063】
L−Lys−ε−(ヘキサデカンスルホンアミド)−N−スペルミン(12)
H NMR(DO,δ):4.04(1H),3.53(1H),3.30(1H),3.22(2H),3.17(14H),2.18(2H),2.00(4H),1.82(6H),1.67(2H),1.52(4H),1.34(22H),0.95(t,3H). LC/MS(保持時間、7.3分)、計算値C3270S m/z 619、実測値620(MH)。
【0064】
D−Lys−ε−(パルミトイル)−N−スペルミン(13)
TLC分析(b);R=0.21.H NMR(DO,δ):3.94(1H),3.47(1H),3.06(13H),2.13(2H),2.04(2H),1.87(4H), 1.75(4H),1.47(4H),1.36(2H),1.16(24H),0.78(3H).13C NMR(DO,ppm):175.7, 169.8, 53.4, 47.2(m), 45.6, 44.8, 39.0, 36.6(m), 36.1, 31.9, 29.8(m), 29.6, 29.3, 28.4, 25.9, 25.7, 23.8, 22.8, 23.1, 22.8, 22.1, 14.0. LC/MS(保持時間、7.2分)、計算値C3268m/z 569、実測値570(MH)。
【0065】
L−Lys−ε−(ミリストイル)−N−スペルミン(16)
TLC分析(b);R=0.22.H NMR(DO,δ):3.92(1H),3.27(2H),3.03(14H),2.12(2H),2.07(4H),1.83(4H),1.66(6H),1.48(4H),1.20(20H),0.78(3H). LC/MS(保持時間、7.0分)、計算値C3064m/z 541、実測値542(MH)。
【0066】
L−Lys−ε−(オクタノイル)−N−スペルミン(17)
TLC分析(b);R=0.20。LC/MS(保持時間、5.7分)、計算値C2146 m/z 414、実測値415(MH)。
【0067】
D−Lys−ε−(イソプロピル)−N−スペルミン(18)
TLC分析(b);R=0.24.H NMR(DO,δ):3.90(1H),3.28(3H),3.05(13H),2.40(1H),2.02(2H),1.82(4H), 1.71(s,2H),1.47(2H),1.28(2H),0.99(6H).13C NMR(DO,ppm):180.8, 175.8, 53.2, 47.0(m), 45.2, 44.6, 38.6, 36.4(m), 35.1, 30.4, 28.1, 25.7, 23.8, 29.4, 22.8(m), 21.6, 18.9. LC/MS(保持時間、5.5分)、計算値C2044 m/z 400、実測値401(MH)。
【0068】
D−Lys−ε−(2−ノルボルネンアセトイル)−N−スペルミン(20)
TLC分析(b);R=0.22.H NMR(DO,δ):3.88(1H),3.24(2H),3.05(13H),2.02(4H),1.80(4H),1.68(4H),1.33(8H),0.98(5H). LC/MS(保持時間、6.0分)、計算値C2550 m/z 466、実測値467(MH)。
【0069】
D−Lys−ε−(4−ビフェニルカルボキサミド)−N−スペルミン(21)
TLC分析(b);R=0.13.H NMR(DO,δ):7.77(6H),7.43(3H),3.87(1H),3.48(2H),3.16(2H),2.95(10H), 1.94(2H),1.83(2H),1.72(2H),1.62(6H),1.34(2H). LC/MS(保持時間、6.3分)、計算値C2946 m/z 511、実測値 512(MH)。
【0070】
(実施例7)
L−Lys−ε−(4−(1−ピレン)−ブタノイル)−N−スペルミン(22)
類似体22の合成は、Molecular Probes社(オレゴン州ユージーン)から入手した1−ピレンブタン酸スクシンイミジルエステル(カタログ番号P−130)でのアシル化による。TLC分析(b);R=0.15.H NMR(DO,δ):7.34(d,1H),7.22(3H),7.08(2H),6.98(2H),6.88(d, 1H),3.74(t,1H),3.18(1H),3.01(4H),2.93(2H),2.86(1H),2.77(1H),2.72(2H),2.65(2H),2.56(1H),2.40(2H),1.97(2H),1.73(2H),1.68(2H),1.54(6H),1.40(2H),0.98(4H). LC/MS(保持時間、6.6分)、計算値C3652 m/z 601、実測値602(MH)。
【0071】
(実施例8)
L−Lys−ε−(メチルポリエチレングリコールプロピオニル)−N−スペルミン(23)
ε−窒素原子をアシル化するのに用いる活性エステルは、Nektar Therapeuticsから入手したmPEG−SPA(分子量2000)(カタログ番号2M4MODO1)である。TLC分析(b);R=0.24.H NMR(DO,δ):3.80(1H),3.50(large OCH envelope),3.42(6H),2.92(15H),2.34(1H),1.96(1H),1.75(4H),1.62(4H),1.41(1H),1.23(1H). LC/MS(保持時間、6.1分)、650に集中したm/zのエンベロープを観察した。
【0072】
L−Lys−ε−(2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]アセトイル)−N−スペルミン(24)
TLC分析(b);R=0.11.H NMR(DO,δ):4.01(3H),3.91(1H),3.62(6H),3.31(8H),3.03(12H),2.06(2H), 1.82(6H),1.53(1H),1.32(1H). LC/MS(保持時間、5.4分)、計算値 C2350 m/z 490、実測値 491(MH)。
【0073】
L−Lys−ε−(2−(2−メトキシエトキシ)アセトイル)−N−スペルミン(25)
TLC分析(b);R=0.09.H NMR(DO,δ):3.98(3H),3.92(1H),3.62(6H),3.31(6H),3.24(6H),3.03(6H),2.06(2H),1.87(2H),1.80(4H),1.53(1H),1.32(1H). LC/MS(保持時間、5.7分)、計算値 C2146 m/z 446、実測値 447(MH)。
【0074】
L−Lys−ε−(ヘキサデシル)−N−スペルミン(26)
TLC分析(b);R=0.11.H NMR(DO,δ):3.97(1H),3.48(1H),3.04(15H),2.04(2H),1.91(4H),1.75(8H), 1.48(2H),1.22(26H),0.91(3H).13C NMR(DO,ppm):168.8, 53.4, 48.0, 47.3, 47.1(m), 45.4, 44.7, 36.7, 32.0, 30.6, 29.9(m), 29.8, 29.5, 29.4, 29.1, 26.5, 25.9, 25.6, 25.5, 23.8, 22.9, 22.8, 21.7, 13.9. LC/MS(保持時間、7.2分)、計算値 C3270O m/z 555、実測値 556(MH)。
【0075】
D−Lys−ε−(3,3−ジメチル−l−ブチル)−N−スペルミン(34)
TLC分析(b);R=0.06.H NMR(DO,δ):3.91(1H),3.33(1H),3.23(1H),3.05(14H),2.01(2H),1.86(4H), 1.71(4H),1.67(2H),1.50(2H),1.38(2H),0.85(9H). LC/MS(保持時間、6.1分)、計算値 C2250O m/z 415、実測値 416(MH)。
【0076】
D−Lys−ε−(3−メチルプロピル)−N−スペルミン(35)
TLC分析(b);R=0.06.H NMR(DO,δ):3.90(1H),3.32(1H),3.24(1H),3.05(10H),2.82(2H),2.02(2H),1.82(6H),1.71(6H),1.37(1H),0.90(6H). LC/MS(保持時間、5.8分)、計算値 C2046O m/z 387、実測値 388(MH)。
【0077】
L−Lys−ε−(ビス−(シクロヘキシル))−N−スペルミン(38)
TLC分析(b);R=0.22.H NMR(DO,δ):3.96(1H),3.30(2H),3.04(18H),2.06(2H),1.86(4H),1.72(16H),1.40(2H),1.18(6H),0.97(4H).13C NMR(DO,ppm): 169.8, 60.2, 54.1, 53.2, 47.0(m), 45.3, 44.6, 36.6(m), 32.9, 30.3(m), 25.4, 25.0, 23.8, 22.8, 22.3, 21.7. LC/MS(保持時間、6.4分)、計算値 C3062O m/z 523、実測値 524(MH)。
【0078】
D−Lys−ε−(4−フェニルベンジル)−N−スペルミン(39)
TLC分析(b);R=0.11.H NMR(DO,δ):7.55(9H),4.21(s,2H),3.93(1H),3.32(1H),3.24(1H),3.04(12H),2.04(2H),1.80(4H),1.72(6H),1.40(2H).13C NMR(DO,ppm):169.8, 141.6, 139.6, 130.5, 139.9, 129.3, 128.2, 127.6, 127.0, 53.1, 50.6, 47.1, 47.0, 46.5, 45.3, 44.6, 36.6(m), 30.3, 25.5, 25.1, 23.8, 22.9(m), 21.6. LC/MS(保持時間、6.3分)、計算値 C2948O m/z 497、実測値 498(MH)。
【0079】
(実施例9)
<LPSへの結合親和性を定量するための高速処理蛍光置換アッセイ>
BODIPY−TR−カダベリン(BC;(5−((4−(4,4−ジフルオロ−5−(2−チエニル)−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン−3−イル)フェノキシ)アセチル)アミノ)ペンチルアミン,塩酸塩);Molecular Probes社(オレゴン州ユージーン)から入手)置換アッセイで化合物のLPSへの結合親和性を定量するため方法は、最近、詳細に報告されている46。このアッセイを、高速処理方式により以下のように実施する。Corning Nonbinding Surface 384ウェル平底黒色蛍光マイクロプレートの最初の列(16ウェル)には試験化合物15個及びポリミキシンBが全て5mMで入っていて、これらを残りの23列を使用して次々に2倍希釈してゆき、最終希釈濃度を容積40μlにおいて0.596nmとする。LPSを結合及び中和することが知られているペプチド抗生物質であるポリミキシンB(PMB)47を各プレートについてポジティブコントロール及び対照化合物として使用し、これによって、アッセイの反復性及び再現性を定量的に評価することができる(CV及びZ’因子)。自動装置による液体の取り扱いは、Precision Power Software(Bio−Tek Instruments社(米国バーモント州))を用いてプログラムしたPrecision 2000自動マイクロプレートピペッティングシステムを用いて実施する。LPS保存溶液(5mg/mL;大腸菌0111:B4; Sigmaから入手)及びBC(500μM)を、Trisバッファー(pH7.4、50mM)中で調製する。LPS及びBC保存液それぞれ1mLずつを混合し、Trisバッファー中で最終容積100mLに希釈し、最終濃度をLPSについて50μg/mL、BCについて5μMとする。このBC:LPS混合物40μlを、Precision 2000を用いてプレートの各ウェルに添加する。蛍光測定を、25℃において、Micromax Microwell 384ウェルプレートリーダーを備えたFluoromax−3を使用し、DataMax Software(Jobin Yvon社(ニュージャージー州))を用いて実施する。BC励起波長は580nmであり、620nmにおいて、5nmに設定した発光及び励起モノクロメーター帯域の両方で発光スペクトルを得る。BCの蛍光はLPSへの結合の際に停止し、化合物によるBC置換によって、BC蛍光が脱消光(強度増強)する。先行文献に記載されるように、有効置換量(ED50)を、蛍光シグナル対化合物濃度置換曲線の中間点で計算し、Origin plotting Software(Origin Lab社(マサチューセッツ州))の自動式四パラメータS字適合ユーティリティを用いて決定する。等式:1−[3(SD+SD’)/(A−A’)](式中、SD及びSD’、A及びA’は、それぞれ、シグナル及びノイズの標準偏差であり、かつ、シグナル及びノイズの平均である)を使用して得られるZ’因子52により、Z’因子は0.821、及び、プレート内CVは5.2%であるとの結果がそれぞれ得られる。
【0080】
(実施例10)
<酸化窒素アッセイ>
酸化窒素産生を、Griess試薬系53;54を用いて、マウスマクロファージJ774.A1細胞において総亜硝酸塩として測定する。L−グルタミン及び重炭酸ナトリウムを含み、10%仔ウシ血清、1% L−グルタミン−ペニシリン−ストレプトマイシン溶液及びL−アルギニン200μg/mLを添加したRPMI−1640細胞培養培地で、マウスマクロファージJ774.A1細胞を、37℃において5%CO雰囲気中で生育させる。約2×10/mL、容積40μl/ウェルで、384ウェル細胞培養処理平底マイクロタイタープレートで細胞を平板培養してコンフルエントとし、続いて、リポ多糖(LPS)100ng/mLで刺激する。LPS刺激と同時に、濃度を連続的に希釈した試験化合物を細胞培地に添加し、一晩16時間にわたってインキュベートする。各プレートにおいて、ポリミキシンBを対照化合物として用いる。ポジティブコントロール(LPS刺激のみ)及びネガティブコントロール(J774.A1培地のみ)を各実験で使用する。上清30μlを等容積のGriess試薬(50μl/ウェル;ddHO中の0.1% NED溶液、及び、ddHO中の1%スルファニルアミド、5%リン酸溶液)に添加し、室温において暗所で15分間インキュベートすることによって、亜硝酸塩濃度を測定する。535mmでの吸光度を、Molecular Devices Spectramax M2多機能プレートリーダー(Sunnyvale社(カリフォルニア州))を用いて測定する。連続的に希釈した標準の亜硝酸ナトリウムから得られた標準曲線から、亜硝酸塩濃度を補間する。
【0081】
(実施例11)
<ex vivoでのヒト血液における多重サイトカインアッセイ>
インフォームドコンセントを実施し、かつ、Human Subjects Experimentation Committee承認のガイドラインに従って健常人ボランティアから静脈穿刺により採取し、EDTAで抗凝集化した新鮮な全血100μl分を、生理食塩水で濃度を段階的に希釈した試験化合物を含む等容積の50ng/mLの大腸菌 0111:B4 LPSに、96−ウェルマイクロタイタープレート中で4時間暴露する。サイトカイン産生の調節における化合物の影響を、FACS Array多重フローサイトメトリービーズアレイ(CBA)システム(Becton−Dickinson−Pharmingen社(カリフォルニア州サンノゼ))を用いて試験する。システムは、ビーズ式サンドウィッチELISA原理を用いるものであり55;56、また、その固有の蛍光発光強度(標準的なフローサイトメーターのFL3チャネルにおいて検出される)の点からスペクトルの異なる6群のマイクロビーズから構成される。各ビーズ群は、同一の生物サンプルに由来する6つの異なるサイトカイン(ヒト炎症CBAキットには、TNF−α、IL−lβ、IL−6、IL−8、IL−10及びIL−12p70が入っている)を検出するための別々の捕捉抗体で被覆されている。ビーズをサンプル30μlと共にインキュベートすると、目的のサイトカインがまずビーズ上に捕捉される。ビーズを洗浄した後、最適な対を形成しているフィコエリトリン結合二次抗体の混合物を添加し、固定されたサイトカインと共に蛍光三元複合体を形成させると、その強度(FL2チャネル中で測定)はビーズ上のサイトカイン濃度に比例する。アッセイは、販売者より提供のプロトコルに従って実施する。標準曲線は、キット中の組み換えサイトカインを使用して得る。FACSアレイシステムに一体化しているCBAソフトウェア一式を使用してデータを分析する。
【0082】
(実施例12)
<マウス致死率実験>
異系交配の9〜11週齢雌CF−1マウス(Charles River社(マサチューセッツ州ウィルミントン))(体重22〜28g)を、別に記載されるように使用する37。マウスが到着したら、実験する前に1週間順応させ、AALAC公認のカンザス大学動物管理施設内の制御環境下で、ケージ1つにつき5匹ずつ収納し、マウスに餌及び水を自由に摂取させる。マウスを、D−ガラクトサミンによるLPSの致死効果に感作させる55;57;58。まず、新たに調製した生理食塩水中のD−ガラクトサミン(800mg/kg)及びLPS(0、10、20、50、100、200ng/匹)をマウス5匹の群に容積0.2mLで腹腔内に単回注射投与することによって、用いたLPS群について100%致死をもたらす致死用量(LD100)を決定する。5匹全てのマウス(100ng投与によって24時間以内に死亡)を用いた2つの独立した実験で、用量応答特性が予測されたように観察され、LD100用量は100ng/匹であると確立される。LPS誘導性死を保護するアシルスペルミンの用量応答効果を試験するために設計された実験において、マウスに、致死量を超える(200ngの)LPS投与の直前に、生理食塩水で希釈された連続的な用量の化合物を片脇腹に腹腔内注射し、これとは別に、当該量を腹腔内注射によりもう片方の脇腹に投与する。一時的保護の時間枠を試験する実験においては、致死量を超える(200ng/匹)LPSを投与する前又はその後に、化合物の固定用量200μg/匹を様々な時間で投与する。致死率をLPSを投与して24時間後に決定する。
【0083】
本開示の化合物は、医薬品に許容される担体と組み合わせることができる。医薬品に許容される担体は、例えばビヒクル、佐剤、賦形剤又は希釈剤を含み、当業者に周知のものである。典型的には、医薬品に許容される担体は、活性化合物に化学的に不活性で、使用条件下で有害な副作用や毒性がないものである。医薬品に許容される担体にはポリマー及びポリマーマトリクスが含まれる。
【0084】
本開示の化合物は、個々の治療薬として、あるいは治療薬を組み合わせて、医薬品と共に使用するために利用可能ないかなる従来の方法によっても投与することができる。
【0085】
言うまでもなく、投与量は、個々の薬剤の薬力学的特性、その投与方法及び投与経路;被投与者の年齢、健康状態及び体重;症状の性質及び程度;同時治療の種類;処置頻度;並びに、所望される効果等の既知の要因に応じて変わるであろう。有効成分の1日当たりの投与量は、体重1キログラム(kg)当たり約0.001〜1000ミリグラム(mg)であると予測することができ、また好ましい投与量は0.1〜約30mg/kgであると予想することができる。
【0086】
(投与に適した組成物の)剤形には、1単位当たり約1mg〜約500mgの有効成分が含まれている。これらの医薬組成物では、有効成分は通常、組成物の全重量のうち約0.5〜95重量%の量で存在するであろう。
【0087】
上記有効成分は、カプセル剤、錠剤及び粉末等の固体の剤形、又はエリキシル剤、シロップ剤及び懸濁液等の液体の剤形により経口投与することができる。さらに、上記有効成分は滅菌した液体の剤形によって非経口的に投与することもできる。さらに上記有効成分は、鼻腔内で(点鼻剤)、あるいは薬粉末のミストの吸入によって投与することもできる。他の剤形としては、パッチ構造あるいは軟膏によって経皮的に投与すること等も潜在的に可能である。上記有効成分は、持続性若しくは徐放性デリバリーシステム、又は、即放性デリバリーシステムを用いて投与することができる。
【0088】
経口投与に好適な調合物は、(a)有効量の化合物を、水、食塩水又はオレンジジュースなどの希釈剤に溶解させた液体溶液;(b)所定量の有効成分をそれぞれ含む、カプセル剤、サッシェ、錠剤、甘味つき錠剤及びトローチ等の固体又は顆粒;(c)粉末;(d)適当な液体中の懸濁液;並びに(e)好適な乳剤;を含んでいてよい。液体の調合物としては、水及びアルコール(例えばエタノール、ベンジルアルコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレンアルコール)等の希釈剤を含んでいよく、医薬品に許容される界面活性剤、懸濁剤又は乳化剤が添加されていてもされていなくてもよい。カプセル剤としては、界面活性剤、滑剤、並びに、例えばラクトース、スクロース、リン酸カルシウム及びコーンスターチなどの不活性充填剤を含む、通常のハード又はソフトシェル型ゼラチンタイプのものが考えられる。錠剤には、ラクトース、スクロース、マンニトール、コーンスターチ、バレイショデンプン、アルギン酸、微結晶セルロース、アラビアゴム、ゼラチン、グアーガム、膠質二酸化ケイ素、クロスカルメロースナトリウム、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、並びに、他の賦形剤、着色剤、希釈剤、バッファー、崩壊剤、湿潤剤、防腐剤、香料及び薬学的に適合性のある担体のうち、1種以上のものを含有することができる。更に、甘味つき錠剤は、香料中に、通常はスクロース及びアラビアゴム又はトラガカント中に有効成分を含んでいてよく、また菱形錠剤は、ゼラチン及びグリセリン、又は、スクロース及びアラビアゴム等の不活性基剤中に有効成分を含んでいてよく、更に乳剤及びゲル剤は、有効成分に加えて、従来公知の担体を含んでいてよい。
【0089】
本開示の化合物は単独で、又は、他の好適な成分と組み合わせて、吸入によって投与されるエアロゾル製剤とすることができる。これらのエアロゾル製剤は、ジクロロジフルオロメタン、プロパン及び窒素などの許容可能な加圧不活性ガス中に入れることができる。さらに、上記エアロゾル製剤は、ネブライザー又はアトマイザーなどの非加圧式薬剤として調剤してもよい。
【0090】
非経口投与に好適な調製物には、抗酸化剤、バッファー、静菌剤、及び、目的の投薬対象者の血液と調製物を等張にする溶質を含んでいてもよい、水性又は非水性の等張無菌注射溶液、並びに、懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤及び防腐剤を含んでいてよい水性又は非水性の無菌懸濁液が含まれる。上記化合物は、医薬品用担体中の生理的に許容される希釈剤中に添加した状態で投与することができ、上記希釈剤としては、例えば、水、生理食塩水、デキストロース水溶液及び関連の糖水溶液;エタノール、イソプロパノール又はヘキサデシルアルコール等のアルコール類;プロピレングリコール、又は、ポリ(エチレングリコール)400等のポリエチレングリコール等のグリコール類;2,2−ジメチル−1、3−ジオキソラン−4−メタノール等のグリセリンケタール類;エーテル類、油類、脂肪酸、脂肪酸エステル若しくはグリセリド又はアセチル化脂肪酸グリセリド等を含む滅菌液体又は液体混合物が挙げられ、これには、石鹸若しくは洗浄剤等の医薬品に許容される界面活性剤、ペクチン、カルボマー、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース若しくはカルボキシメチルセルロース等の懸濁剤、又は、乳化剤及び他の医薬品用補助剤が含まれていても含まれていなくてもよい。
【0091】
非経口投与用調製物において使用することができる油類には、石油性油、動物性油、植物性油あるいは合成油が含まれる。油類の具体例には、ピーナッツ油、大豆油、ごま油、綿実油、トウモロコシ油、オリーブ油、ペトロラタム及び鉱油が含まれる。非経口投与用調製物で使用される好適な脂肪酸には、オレイン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸が含まれる。オレイン酸エチルとミリスチン酸イソプロピルは好適な脂肪酸エステルの例である。非経口投与用調製物において使用される好適な石鹸には、脂肪酸アルカリ金属塩類、脂肪酸アンモニウム塩類及び脂肪酸トリエタノールアミン塩類が含まれ、好適な洗浄剤には、(a)陽イオン洗浄剤、例えばジメチルジアルキルアンモニウムハライド及びアルキルピリジニウムハライド等、(b)陰イオン洗浄剤、例えばスルホン酸アルキル、スルホン酸アリール及びオレフィンスルホナート、硫酸アルキル、オレフィンサルフェート、硫酸エーテル及び硫酸モノグリセリド、並びに、スルホコハク酸塩等、(c)非イオン性洗浄剤、例えば脂肪族アミン酸化物、脂肪酸アルカノールアミド及びポリオキシエチレン−ポリプロピレン共重合体、(d)両性洗浄剤、例えばアルキル−β−アミノプロピオネート及び2−アルキルイミダゾリン四級アンモニウム塩等、並びに、e)それらの混合物等が含まれる。
【0092】
非経口投与用調製物は、典型的には、溶液中に約0.5重量%〜約25重量%の有効成分を含んでいる。好適な防腐剤及びバッファーを、このような調製物中で使用することができる。注射する部位での刺激を最小限にするかあるいは刺激を取り除くために、上記組成物は、親水性・親油性バランス(HLB)が約12〜約17である1種以上の非イオン性界面活性剤を含んでいてもよい。上記調製物中における界面活性剤の量は、約5重量%〜約15重量%の範囲である。好適な界面活性剤には、ソルビタンモノオレエート等のポリエチレン・ソルビタン脂肪酸エステル、及び、プロピレンオキシドとプロピレングリコールの縮合によって形成される、エチレンオキシドと疎水性塩基との高分子量付加体などが含まれる。
【0093】
さらに、医薬品に許容される賦形剤もまた当業者に周知である。賦形剤の選択は、いくらかは個々の化合物に応じて決定され、また、個々の組成物投与方法に応じても決定されるであろう。従って本発明の医薬組成物には、種々の好適な製剤態様がある。下記方法及び賦形剤は単に例として示されるものであり、これらに限定されることは全く意図されない。医薬品に許容される賦形剤は、有効成分の作用を妨害せず、有害な副作用を引き起こさないものが好ましい。好適な担体及び賦形剤には、水、アルコール及びプロピレングリコール等の溶剤、固体吸着剤及び希釈剤、界面活性剤、懸濁剤、錠剤形成用結合剤、滑剤、香料及び着色剤が含まれる。
【0094】
上記調製物は、アンプルやバイアルなどの1回服用分分包密封容器又は複数回服用分含有密封容器とすることができ、フリーズドライ(凍結乾燥)状態で保存できて、滅菌液体賦形剤(例えば水)を加えるだけで注射剤としてすぐに使用することができる。注射溶液及び懸濁液は、滅菌した粉末、顆粒及び錠剤からその場で調製することもできる。注射用組成物のための有効な医薬品担体に対する必要条件は、当業者に周知である。Pharmaceutics and Pharmacy Practice,J.B. Lippincott Co.,Philadelphia,PA, Banker and Chalmers,Eds.,238−250(1982) and ASHP Handbook on Injectable Drugs, Toissel,4th ed.,622−630(1986)を参照のこと。
【0095】
局所投与に好適な調製物には、香料、通常はスクロース及びアラビアゴム又はトラガント中に有効成分を含む甘味つき錠剤;ゼラチン及びグリセリン又はスクロース及びアラビアゴムなどの不活性基剤中に有効成分を含む菱形錠剤;適当な液体担体中に有効成分を含む口内洗浄剤;並びに、有効成分に加えて当業者に公知の担体を含むクリーム剤、乳剤及びゲル剤が含まれる。
【0096】
さらに、直腸投与に好適な調製物としては、乳化基剤又は水溶性基剤等の種々の基剤と混合することにより得られる坐剤があげられる。膣投与に好適な調製物としては、有効成分に加えて、好適な担体であると当業者に公知の担体を含む、膣坐剤、タンポン、クリーム剤、ゲル剤、ペースト剤、泡剤又はスプレー剤等が挙げられる。
【0097】
好適な医薬品担体は、本分野で標準的な参考書である、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Mack Publishing Company)で説明されている。
【0098】
本発明の範囲内における動物(特にヒト)に投与される用量は、合理的な時間をかけて動物体内に治療的な応答をもたらすのに十分な量でなければならない。当業者は、動物の症状、動物の体重及び治療される症状などの種々の要因に応じて用量が異なるということを認識できるであろう。
【0099】
適当な用量は、所望の応答を発揮することが知られている、患者体内における有効成分の濃度であろう。
【0100】
また、用量の程度は、投与の経路、タイミング及び頻度、並びに、化合物の投与に伴って生じる可能性のある副作用の有無、性質及び程度、並びに、望まれる生理学的作用に応じて決定されるであろう。
【0101】
本発明の化合物の投与に有用な医薬品投与剤形を、以下に例証する。
【0102】
ハードシェルカプセル剤
粉末状有効成分100mg、ラクトース150mg、セルロース50mg及びステアリン酸マグネシウム6mgを、標準ツーピースハードゼラチンカプセルに充填することにより、多数のカプセル剤が製造される。
【0103】
ソフトゼラチンカプセル剤
大豆油、綿実油又はオリーブ油等の消化されやすい油中に有効成分を混合させた混合物を調製し、溶融させたゼラチン中へ容積移送式ポンプによって注入することにより、有効成分100mgを含むソフトゼラチンカプセル剤を形成する。カプセル剤を洗浄し乾燥させる。有効成分は、ポリエチレングリコール、グリセリン及びソルビトールの混合物中に溶解させて、水混和性医薬調合物を作ることができる。
【0104】
錠剤
一錠あたりの処方量が、有効成分100mg、謬質二酸化ケイ素0.2mg、ステアリン酸マグネシウム5mg、結晶セルロース275mg、デンプン11mg及びラクトース98.8mgとなるように、従来の方法によって多数の錠剤を製造する。適当な水性・非水性のコーティングを施すことにより、飲みやすさを向上せたり、上品さや安定性を改善したり、あるいは吸収を遅らせることもできる
【0105】
即放性錠剤/カプセル剤
これらは、従来法及び新規な方法によって作製される固体経口投与用の剤形である。これらの剤型単位は、薬剤が即時に溶解して送達されるように、水なしで経口摂取される。有効成分は、糖、ゼラチン、ペクチン及び甘味料などの成分を含んでいる液体中で混合される。これらの液体は、凍結乾燥及び固体抽出技術によって固体化されて固体の錠剤又はカプレットとされる。医薬化合物は、水を使わずに、粘弾性かつ熱可塑性の糖及びポリマー又は発泡性成分と共に打錠することによって、即放性を意図した多孔性マトリクスに製造してもよい。
【0106】
さらに、本開示の化合物は、点鼻剤の形で投与することができる、又は、計量及び経鼻若しくは経口内吸入によって投与することができる。薬剤は、微細ミストとして点鼻液から送達される、又は、粉末からエアロゾルとして送達される。
【0107】
上記の開示の説明は、本開示を例証して説明するものである。さらに、開示内容は、発明の好ましい実施形態を記載して説明するのみであるが、上述の通り、本発明は種々の他の組み合わせ、変更及び環境において使用できるものであって、本明細書に表された発明の概念を逸脱しない範囲で変更・改変できるということが、上述の教示及び/又は関連する技術分野のスキル若しくは知識に従えば理解されるであろう。さらに、上述の実施形態は、本出願人の知る最良の態様の説明を意図したものであり、かつ、当業者が本開示を上記実施形態の通りに又は他の実施形態において、本発明の個々の用途又はその使用方法に必要とされる種々の改変を伴って利用できるよう意図したものである。従って、本記載は、本発明が本明細書に開示された態様に限定されることを意図したものではない。さらに添付の請求の範囲は、代替可能な別の実施形態をも含むものとして解釈されるよう意図したものである。
【0108】
本明細書中で引用された全ての刊行物及び特許出願は、本明細書中において参考として組み込まれ、個々の刊行物又は特許出願はそれぞれ個々に参考として援用されると考える。本明細書中で用いる用語“a”、“an”及び“any”はそれぞれ、単数形及び複数形の両方を含むことが意図される。
【0109】
表1:リジン−スペルミン アシル長鎖ホモログ
【0110】
【表1】

【0111】
表2:リジン−スペルミン混合アシル類似体
【0112】
【表2】

【0113】
表3:リジン−スペルミン混合アルキル類似体
【0114】
【表3】

【0115】
表4:化合物8を致死量を超える用量200ng/匹で投与した、CF−1マウス(動物5匹の群)についての用量依存的な保護。LPS注射24時間後に致死率を記録。比は生存数/動物総数を示す。アスタリスクは統計的有意性を示す(P<0.05;フィッシャー片側正確確率検定)
【0116】
【表4】

【0117】
表5:D−ガラクトサミンで感作したCF−1マウス致死モデルにおける、8による経時的な保護。LPS投与(200ng/匹)について示す時間において、動物に8を200μg腹腔内注射。LPS注射24時間後に致死率を記録。アスタリスクは統計的有意性を示す(P<0.05;フィッシャー片側正確確率検定)
【0118】
【表5】

【0119】
表6:D−ガラクトサミンで感作したCF−1マウス致死モデルにおける、化合物8による経時的な保護。LPS投与(200ng/匹)について示す時間において、動物に8を200μg皮下注射。LPS注射24時間後に致死率を記録。アスタリスクは統計的有意性を示す(P<0.05;フィッシャー片側正確確率検定)
【0120】
【表6】

【0121】
表7−1:アシル化及びアルキル化リジン−スペルミン複合体の特定のライブラリ
【0122】
【表7−1】

【0123】
表7−2:アシル化及びアルキル化リジン−スペルミン複合体の特定のライブラリ
【0124】
【表7−2】

【0125】
参考文献
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【図面の簡単な説明】
【0183】
【図1】細菌のリポ多糖の毒性部位である脂質Aの構造。数値はアシル鎖長を示す。
【図2】BODIPY−カダベリン置換法により決定される化合物のLPS結合親和性。ポリミキシンB(PMS)を対照化合物として用いた。アルキル化合物を白抜き記号及び点線で表示し、アシル化合物を黒塗り記号及び実線で表示する。
【図3】10ng/mlの大腸菌0111:B4 LPSで14時間刺激したマウスJ774.A1細胞の、ポリミキシンB(対照化合物)、アシル(黒塗り記号)及びアルキル(白抜き記号)Lys−スペルミン類似体による酸化窒素(NO)阻害。4つのパラメータロジティックフィットにより決定された阻害定数(IC50)値を、表1〜3に示す。
【図4】NO阻害効力と、直鎖アシル/アルキル類似体の炭素長との相関。挿入図:結合親和性(BC置換)と炭素鎖長との間の相関。相関があまりない場合には、結合剤と真の中和剤とを識別するためのプローブ置換法の感受性がやや低い。
【図5】マウスJ774細胞における、BC蛍光プローブ置換により決定されるLys−スペルミン類似体の結合親和性(ED50)と、NO阻害(IC50)との相関。
【図6】多様なグラム陰性菌から単離されたLPSへのリジン−スペルミン化合物の結合。結合効力のランク順は一定である。
【図7】選択されたLys−スペルミン化合物による、10ng/mlの大腸菌0111:B4 LPSで刺激されたヒト血液中における炎症性サイトカインTNF−α及びIL−6の阻害。
【図8】親油性リジン−スペルミン複合体の合成 条件及び試薬:(a)CHOH;(b)BocO,THF/HO,NaCO;(c)H,Pd/C,EtOH;(d)RCOCl,EtN,CHCl;(e)1.RCHO,CH(OCH,EtN,CHCl,2.NaBH,CHOH;(f)3N HCl/CHOH.

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式:
【化1】

(式中、XはO又はH、Hであり、Rは疎水性C12−C20鎖であり、Yは−NH又は−Hである):で表される少なくとも1つの化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグの有効量を、これを必要とする宿主に投与することによって、内毒素性ショック症状を治療する、又は、NO活性、TNF−α産生、IL−6産生及びサイトカイン活性のうち少なくとも1つを阻害する方法。
【請求項2】
内毒素性ショック症状治療用である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
NO活性阻害用である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
TNF−α産生阻害用である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
IL−6産生阻害用である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項6】
サイトカイン活性阻害用である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記疎水性C12−C20鎖は脂肪鎖である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
前記疎水性C12−C20鎖はアシル鎖である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記疎水性C12−C20鎖はSO基をα位に有する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記疎水性C12−C20鎖はフェニルベンジル鎖である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
前記疎水性C12−C20鎖はエチレン性不飽和脂肪鎖である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
前記疎水性C12−C20鎖は飽和脂肪鎖である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項13】
XはOである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項14】
前記化合物はL−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミンである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
前記化合物はD−Lys−ε−(ステアロイル)−N−スペルミンである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項16】
前記化合物はL−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミンである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項17】
前記化合物はD−Lys−ε−(オクタデカニル)−N−スペルミンである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項18】
敗血症の治療を含む
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項19】
炎症の治療を含む
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項20】
感染の治療を含む
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項21】
前記化合物は下記式:
【化2】

:で表される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項22】
下記式:
【化3】

(式中、XはO又はH、Hであり、Rは疎水性C12−C20鎖である):で表される化合物、その医薬品に許容される塩及びそのプロドラッグ。
【請求項23】
請求項22に記載の少なくとも1つの化合物と医薬品に許容される担体とを含む医薬組成物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公表番号】特表2008−519856(P2008−519856A)
【公表日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−541378(P2007−541378)
【出願日】平成17年11月14日(2005.11.14)
【国際出願番号】PCT/US2005/041042
【国際公開番号】WO2007/001455
【国際公開日】平成19年1月4日(2007.1.4)
【出願人】(500023990)メディクエスト セラピューティックス インク (9)
【出願人】(507154000)ザ・ユニバーシティ・オブ・カンザス (2)
【Fターム(参考)】