生体外の／コンピュータによる予測を用いた酸化窒素供与体（ジアゼン―１―イウム―１、２―ジオラート部分）を有するプロドラッグの開発
本発明は、生理学的に基づいた薬物動態学的モデルを用いる方法を提供し、治療薬Ｘ（例えば、非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ））及び適切な酸化窒素供与体ＮＯを備えるプロドラッグ分子（ＮＯ−Ｘ）を選択することである。ＮＳＡＩＤは、非選択的又は選択的シクロオキシゲナーゼ阻害剤、又はカルボキシル基を備える生体適合性のある他の化合物であってもよい。薬物動態学的モデルは、生体外の及び／又はコンピュータによるデータを用いてパラメータの最適な組み合わせを推測する。該パラメータは、特定のＮＯ−Ｘ候補が所望の治療効果（例えば、機能強化された抗炎症活性、腸、心臓、及び腎臓の毒性の低減など）をもたらすことが可能かどうか予測する。したがって、本発明は薬剤の開発に相応しい適切な候補の妥当な選択を大いに強化し、それによって開発にかかる時間を最小化し、コストを削減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、以下に挙げる米国の仮出願番号の優先権を主張するものである。即ち、２００５年１０月１３日に仮出願を行った仮出願第６０／７２６、５３０号、２００５年１０月２１日に仮出願を行った仮出願第６０／７３０、１２０号、２００６年１月５日に仮出願を行った仮出願第６０／７５６、４４６号、及び２００６年６月９日に仮出願を行った仮出願第６０／８１２、２３０号である。前述した出願の公開は参照することにより全体として本出願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は治療薬（非ステロイド系抗炎症薬など）及び酸化窒素供与体を備えるプロドラッグ分子の開発に関する。
【背景技術】
【０００３】
百年以上前にアスピリンが開発されて以来、非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤｓ：Nonsteroidal anti-inflammatory drugs）は様々な関節炎に苦しむ患者の治療に用いられてきた。ＮＳＡＩＤの抗炎症作用は主としてシクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）由来のプロスタグランジン（ＰＧ）の合成阻害を媒介とする（非特許文献７）。ＰＧ阻害はＮＳＡＩＤの主たる副作用でもあり、胃潰瘍がそれに当たる（非特許文献８５）。なぜなら、ＰＧは血管の恒常性及び胃腸管の保護に関与しているからである（非特許文献３８、５９、６８）。
【０００４】
１９９０年代初め、ＣＯＸ酵素が２つのアイソフォーム、ＣＯＸ−１及びＣＯＸ−２の中に存在することが発見された。当初、ＣＯＸ−１は胃腸管を含む多くの組織内に現存する構成酵素であり、普遍酵素であると考えられていた（非特許文献４５、１０）。その一方で、ＣＯＸ−２は厳密には誘導酵素と見做されてきた。サイトカイン、成長因子、リポ多糖類、又はプロスタノイドのような前炎症性メディエータは、このアイソフォームを上方制御してきた（非特許文献３７、３６）。理論上では、ＣＯＸ−２のアイソザイム阻害は抗炎症作用をもたらすが、その一方で胃腸管を損傷させないようにする。この発見は選択的ＣＯＸ−２阻害剤の開発に貢献した。１９９９年の終わりに、第１のＣＯＸ−２阻害剤、セレコキシブが市場で発表された。セレコキシブの発表の直後には、より特異的なＣＯＸ−２阻害剤、ロフェコキシブが発売された。臨床研究によると、これらＣＯＸ−２阻害剤は痛みや炎症に対して他の非選択的ＮＳＡＩＤと同様に効果的であることが実証された（非特許文献５２、６２、１１、Day et al., 2000）。リウマチ性関節炎に苦しむ８０７６人の患者が治療を受けたＶＩＧＯＲという臨床試験においては（非特許文献６）、ロフェコキシブはナプロキセンと比較して胃腸への副作用がはるかに少ないことが分かった。別の大規模な臨床試験ＣＬＡＳＳでは（非特許文献７０）、胃腸の副作用領域内におけるＣＯＸ−２阻害剤の非選択的ＮＳＡＩＤに対する優位性が、セレコキシブと非選択的ＮＳＡＩＤであるジクロフェナクを比較することで実証された。ＣＯＸ−２阻害剤の非選択的ＮＳＡＩＤに対する優位性が認識されたため、ＣＯＸ−２阻害剤は市場で巨大な成功を収めるようになった。２００３年にはセレコキシブとロフェコキシブでアメリカのＮＳＡＩＤ市場の７５％を占めるようになった（非特許文献２６、２７）。それ以来、薬物動態的特徴を有する選択的ＣＯＸ−２阻害剤を開発する争いが繰り広げられている。例としては、バルデコキシブ（又はそのプロドラッグである非経口用のパレコキシブ）、エトリコキシブ、及びルミラコキシブが挙げられる。
【０００５】
Merckにより実施された、結腸直腸腺腫を予防するロフェコキシブの有効性を調査するAPPROVeという臨床試験においては、選択的ＣＯＸ−２阻害剤であるロフェコキシブは、18ヶ月使用後の心筋梗塞及び脳虚血などの心血管系イベントと関係していることが発見された。この臨床試験の結果は近年になって、New England Journal of Medicine で発表された（非特許文献６）。ロフェコキシブの上述のような潜在的な副作用が発見されたため、ロフェコキシブは市場からの撤退を余儀なくされた。続いて他の2つのＣＯＸ−２阻害剤も細かな詮索を受けるようになった。一般的には、心血管系イベントがロフェコキシブに限定されるのか、又は他のＣＯＸ−２阻害剤も同じ効果をもたらすのかが疑問視されている。２００５年4月７日にはアメリカの食品医薬品局（ＦＤＡ）がファイザーに国内でのベクストラ（バルデコキシブ）の販売の一時停止を要求した。ＦＤＡは現在でもＮＳＡＩＤのあらゆる処方に心血管及び胃腸のリスクに関する付加情報を提供するよう求めている。
【０００６】
すべての選択的及び非選択的ＣＯＸ阻害剤に対して警告を表示するようにしたＦＤＡの決定を正当に評価するには、アラキドン酸代謝を理解する必要がある（以下の表１を参照のこと：アラキドン酸カスケード。ＣＹＰ：チトクロームＰ450酵素、ＥＥＴｓ：エポキシエイコサトリエン酸、ＨＥＴＥｓ：ヒドロキシエイコサテトラエン酸、ＨＯＤＥｓ：ヒドロキシオクタデカジエン酸、ＤＰ：プロスタグランジンＤ２受容体、ＥＰ：プロスタグランジンＥ２受容体、ＩＰ：プロスタサイクリン受容体、ＦＰ：プロスタグランジンＦ２受容体、ＴＰ：プロスタグランジンＴ２受容体）。
【０００７】
【表１】
【０００８】
アラキドン酸（ＡＡ）はホスホリパーゼＡ２を経た膜結合型のリン脂質の代謝産物である。ＡＡはシクロオキシゲナーゼ及びペルオキシダーゼの基質で、エンドロペロキシド、プロスタグランジンＨ２（ＰＧＨ２）を発生させる（非特許文献８６、非特許文献１９、非特許文献２７）。ＰＧＨ２はトロンボキサンＡ２（ＴｘＡ２）、プロスタノイド及びプロスタサイクリンの前駆物質である。これらの反応は、組織特異酵素であるトロンボキサンシンターゼ、プロスタノイド合成酵素及びプロスタサイクリンシンターゼのそれぞれを媒介にしている。ＣＯＸ−１アイソフォーム阻害は循環しているトロンボキサン及びプロスタグランジンの濃度の低下をもたらす。他の組織に加え、ＣＯＸ−１は血小板及び胃腸管内でも見られる。血小板の凝集が粥腫の発生を伴うため、血中のトロンボキサンの減少は血栓形成のリスクを減らし、ゆえに心臓血管の虚血のリスクも減らす（非特許文献４４）。他方では、ＣＯＸ−２アイソザイムの阻害はＰＧＩ2の減少をもたらす。このプロスタサイクリンは即効性の血管拡張剤であり、抗血小板凝集剤である（非特許文献４４）。ＣＯＸ−２アイソザイム阻害は患者に観察される予期しなかった心血管系イベントを引き起こすものと仮定されてきた（非特許文献４４）。伝統的なＮＳＡＩＤ（例えば、アスピリン、イブプロフェン、ナプロキセン、インドメタシンなど）のような非選択的ＣＯＸ阻害剤は、様々な程度のＣＯＸ−１阻害及びＣＯＸ−２阻害を有するために、心臓血管系リスクの程度はさまざまである。
【０００９】
非特許文献４４において、トロンボキサンとＰＧＩ２との間のバランスが選択的及び非選択的ＮＳＡＩＤの両方にとって心血管系イベントの重大な決定要因であると仮定されていた。このことにより、ＣＯＸ阻害の選択性がＮＳＡＩＤの心血管の安全に非常に重要な役割を果たすという前提につながった。さらに、ＣＯＸ−１／ＣＯＸ２−選択性の比率、薬物速度論的特性、投薬量、及び患者の心血管系の状態も観察された心血管系のリスクの一因となり得る要因である。
【００１０】
前述の見解とは反対に、ＣＯＸ−２はただ誘導性を有するだけでなく、構成的に発現されるものでもある（非特許文献８８、非特許文献３９、非特許文献５４、非特許文献１４、非特許文献７２、非特許文献７３、非特許文献１８、非特許文献７６）。この酵素は腸（非特許文献８８、非特許文献３９）子宮筋層（非特許文献７２、非特許文献７３）、腎臓（非特許文献７６）を含む様々な組織で発現される。ＣＯＸ−２阻害によりナトリウム貯留及び水分貯留がもたらされ、このナトリウム及び水分の貯留により高血圧が引き起こされることもある（非特許文献４４）。高血圧は公知の粥腫発生因子である。
【００１１】
一酸化窒素（ＮＯ：Nitric Oxide）は胃腸粘膜の抵抗力の決定的なメディエータであり、胃腸管内でプロスタグランジンと同じ作用を発揮する（非特許文献８５）。実験モデルの胃障害の重篤性が軽減されたことは一度もない（非特許文献５０、４３）。ＮＯ放出部分とＮＳＡＩＤを結合させることにより、後者の毒性を減らすこともあるという提案がなされている（非特許文献８３、 非特許文献８４）。動物を使った研究では、ＮＯアスピリン、ＮＯナプロキセン、ＮＯフルルビプロフェン、及びＮＯジクロフェナクを含む様々なＮＳＡＩＤのＮＯ放出誘導体は、親薬物と同じくらい効果的にプロスタグランジンの合成を抑制するものの、胃腸管には危害を加えないことが示された（非特許文献８３、非特許文献８４、非特許文献６３、非特許文献１７、非特許文献２１）。ニトロオキシアルキル官能基をＮＯ源として利用する他の多くのNO−ＮＳＡＩＤが明らかにされてきた（非特許文献６１、非特許文献４０、特許文献２、非特許文献３２、特許文献１、特許文献６、特許文献１１、特許文献２５、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献３、特許文献２０、特許文献２６）。
【００１２】
しかしながら、この型の欠点は、有機硝酸エステルからのＮＯの生成が酵素（グルタチオンＳ−トランスフェラーゼ、シトクロムＰ−４５０、及び他の未特性化酵素）と化学反応（非タンパク質チオール）の両方の多くの機構を介して行われることが報告されていることである（非特許文献２９）。有機硝酸エステルはまた薬剤を継続使用した際の効果低減を実証しており、「硝酸塩耐性」の一因となっている（非特許文献１５）。この点について、ジアゼン―１―イウム―１、2―ジオラート（ジアゼニウムジオラート又はＮＯＮＯａｔｅｓとも呼ばれる）は、半減期のＮＯ同等物を最大で２まで放出する可能性がある。このＮＯ同等物は薬理学的（薬力学的）な作用の持続時間と密接に関連している。これらの観察は、o２−非置換ジアゼニウムジオラートが代謝の影響を最小限にしか受けず、現在有効な臨床血管拡張剤とは本質的に異なることを示唆している（非特許文献４１）。
【００１３】
o２−置換ジアゼニウムジオラートは様々な病状を治療する薬剤の開発に特に魅力的な３つの属性を有している。その３つとは、構造多様性、信頼に足るＮＯ放出速度、及び化学的に高い誘導体化性質である。この誘導体化反応は、ＮＯが特定の標的器官及び／又は特定の標的組織部位を標的とするのを促進する（非特許文献４１）。非置換ジアゼニウムジオラートはo２の位置で誘導化され、生理的状態へのより強い耐性を示すＮＯ供与体を形成することもある。結果として半減期のＮＯ供与体が著しく増加する。非特許文献６６によると、o２−メトキシ置換ジアゼニウムジオラートに基づくＮＯ−ＮＳＡＩＤがピペラジンに由来することを報告された。ＮＳＡＩＤのイブプロフェンはアミド結合を介してピペラジンのリンカーの末端部の窒素と共有結合している。o２−メトキシのジアゼニウムジオラートは、約１７日の半減期という生理的条件下で自発的にＮＯを放出した。あるいは、ジアゼニウムジオラートをo２の位置でアセチルロキシ・メチルの機能性と置き換えることが可能である。アセチルロキシ・メチルの機能性は生理的条件には耐性があるが、エステラーゼに晒された際には酵素加水分解されやすい（非特許文献６７）。これらＮＯ生成部分は、ＮＳＡＩＤなどの他の生体適合性化合物と組み合わせることが可能であるため、ＮＳＡＩＤ及び非置換ジアゼニウムジオラートは酵素的に放出される。特許文献２３では、ＮＯ供与体としてジアゼニウムジオラートを有するこの型の新規なＮＳＡＩＤ分子が発表され、これら分子にはラットの胃を保護する絶大な効果があることが示されている。しかしながら、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ及びその活性代謝物、ＮＯ供与体及びＮＳＡＩＤ、吸収作用及び体内動態の分析結果は明らかにされていない。さらに、これら候補の腎臓及び心血管の機能への効果も明らかではない。
【００１４】
ＣＯＸ−２阻害剤の崩壊を考慮に入れると、ＣＯＸ−２阻害剤を用いてＮＯ−ＮＳＡＩＤを開発することへの関心が生じる。ＮＯは心血管システム及び腎臓に優れた効果を発揮すると示されてきた（非特許文献５１）。ＣＯＸ−２阻害剤をＮＯ供与体と合成させること、及び／又はＣＯＸ−２阻害剤をＮＯ供与体とともに投与することは論理にかなうものであった。特許文献１３には、ＣＯＸ−２阻害剤と一酸化窒素供与薬を組み合わせて投与する段階を備える方法が記載された。
【００１５】
カルボキシル基を有し、ジアゼニウムジオラートなどの酸化窒素供与体と共有結合を形成する伝統的な非選択的ＣＯＸ阻害剤と違って、ロフェコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤はいつも機能的な基を有しているというわけではない。この基は、酸化窒素供与体部分の結合を容易く可能なものにする。しかしながら、いくつかのＣＯＸ−２阻害剤と、特定のＣＯＸ−２阻害剤（例えば、ロフェコキシブ）のプロドラッグは、カルボン酸を含むことが報告されている。このカルボン酸はエステル結合を介してニトロオキシアルキルＮＯ供与体と共有結合することが可能である（非特許文献２３、特許文献１９、特許文献２４）。セレコキシブ及びバルデコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤のなかには、スルホンアミド官能基を含んでいるものもある。スルホンアミド官能基はニトロオキシアルキルＮＯ供与体との共有結合部位として用いられる（特許文献１９、特許文献５）。ＮＯ供与体をＣＯＸ−２阻害剤結合させる代替戦略は、硝酸エステル（ＯＮＯ２）部分を一酸化窒素（ＮＯ）―供与体として含むピラゾールを有している（非特許文献６０、特許文献２１）。特許文献４によると、酸素（ヒドロキシル縮合）、硫黄（スルフヒドリル縮合）、及び／又は窒素などの１以上の部位を介して、ニトロソ化及びニトロシル化されたＣＯＸ−２阻害剤が形成された。非特許文献２２によると、硝酸エステルのバルデコキシブ誘導体、４−｛５−［（ニトロオキシ）メチル］−３−フェニルイソオキサゾール−４−yl｝ベンゼンスルホナミドが研究された。特許文献２２によると、ＣＯＸ−２阻害剤の一連の酸化窒素誘導体が合成された。一連のo２−非置換Ｎ−ジアゼニウムジオラートの塩はアリール基窒素を介してＣＯＸ−２阻害剤と結合すると報告された。o２位に置換基がないため、ジアゼニウムジオラート誘導体からの一酸化窒素の放出は、他の報告されたo−非置換Ｎ−ジアゼニウムジオラートの放出の次に起こるということが示唆される。したがって、これら誘導体がＮＯを直接放出し、この放出のために生体内で酵素の効果を必要としないということが推測される。この型の誘導体はＮＯ供与体及びＮＯ放出に関して組織特異性を欠くこともある。一方で、特許文献２３で合成されたo２−置換ジアゼニウムジオラートは、エステラーゼの作用を必要とし、ＮＯ供与体を放出し、その後、ＮＯを放出する。NOの組織特異的デリバリーは、分子構造を調節することにより胃腸管、肝臓、血液などの様々な器官で所望の加水分解速度を得ることで、ある程度は獲得される。しかしながら、これらの部分は未知であるため、加水分解速度の調節は考慮されていない。
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【特許文献１】国際公開第2006/008196号公報
【特許文献２】国際公開第WO 2004/026808号公報
【特許文献３】国際公開第WO 00/25776号公報
【特許文献４】米国特許第6,649,629号公報
【特許文献５】国際公開第WO 2004/002409号公報
【特許文献６】国際公開第WO 00/51988号公報
【特許文献７】米国特許第5,698,584号公報
【特許文献８】米国特許第5,733,909号公報
【特許文献９】米国特許第5,789,413号公報
【特許文献１０】米国特許第5,925,631号公報
【特許文献１１】国際公開第WO 2005/030224号公報
【特許文献１２】国際公開第WO 2005/046575号公報
【特許文献１３】米国特許公開第2005/0113409号公報
【特許文献１４】国際公開第WO 02/100400号公報
【特許文献１５】国際公開第WO 02/092072号公報
【特許文献１６】国際公開第WO 03/084550号公報
【特許文献１７】国際公開第WO 2004/000273号公報
【特許文献１８】国際公開第WO 2004/0003000号公報
【特許文献１９】国際公開第WO 2004/000781号公報
【特許文献２０】国際公開第WO 2004/004648号公報
【特許文献２１】国際公開第WO 02/060378号公報
【特許文献２２】米国特許第6,825,185号公報
【特許文献２３】米国特許仮出願第60/681,842号公報
【特許文献２４】国際公開第WO 03/103602号公報
【特許文献２５】国際公開第WO 2005/054175号公報
【特許文献２６】米国特許公開第2006/0046967号公報
【特許文献２７】米国特許公開第2006/0063827号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献２３に記載されたＮＯ−供与性ジアゼニウムジオラートNO−NSAIDは、血清エステラーゼにより血中に放出されるよう意図されている。このＮＯ−ＮＳＡＩＤ開発の研究方法は最適ではないこともある。エステラーゼは伝統的に非特異的であると公知である。しかしながら、最近の研究では、肝臓や腸など特定の器官で高濃度な特定のエステラーゼが発見されている。特許文献２３や、NCX-4016、及びAZD3582によって合成されたものも含む、経口投与されるＮＳＡＩＤを血漿に晒すと、ごく小さくなることが明らかになった。したがって、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの開発には、これら候補の薬剤らしい特性を考慮に入れる系統的な手法が必要である。o２−置換ジアゼニウムジオラートＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補の可撓分子ライブラリーは、制御された方法でその特性を発揮し、修正する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを提供するものである。このモデルは生体外の又はコンピュータによる入力を必要とし、検査対象の薬物動態学的／薬理学的パラメータを評価する。このモデルは（１）開発に適切かどうかＮＯ−ＮＳＡＩＤを検査すること、及び（２）新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ（選択的及び非選択的の両方の）候補の合成情報を供給することに役立つ。この新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は開発段階においてより大きな成功をおさめる可能性がある。
【００１８】
本発明の生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルは、一連のコンパートメントを含む。このコンパートメントは、非ステロイド系抗炎症プロドラッグ投与後の腸、肝臓、腎臓、血液／血漿、及び心臓における、非ステロイド系抗炎症プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素放出の経時変化を記述するものである。非ステロイド系抗炎症プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素放出の経時変化は、生体外の／コンピュータによる入力を用いてシミュレートすることが可能である。胃腸管腔内のそれぞれの構成要素の安定性は、人工胃液及び人工腸液から採取されたデータを用いて予測される。腸での代謝は腸ミクロソームを用いて予測され、吸収速度はＣａｃｏ−２のような細胞単層から採取された透過率データを用いて予測される。肝臓排せつは肝臓ミクロソームを用いて予測され、血漿中の安定性は中膜内の各構成要素の分解を用いて算出される。血漿タンパク結合は標準化された生体外の方法を用いて測定するか、又はコンピュータによる方法を用いて予測されることが可能である。体の様々な部位の各構成要素の分布は、コンピュータによる方法を用いて予測される。一酸化窒素の放出速度は生体外の内皮細胞モデルを用いて予測される。プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素の経時変化は、対応する生体外の及びコンピュータによるデータが入力値として用いられる場合、この生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを利用して、ヒト及び動物の体内でシミュレートすることが可能である。
【００１９】
このモデルは投与後のＮＯ−ＮＳＡＩＤプロドラッグ及びＮＳＡＩＤの経時変化を予測することに成功してきた。既存のＮＯ−NＳＡＩＤの利点及び欠陥が確認された。これらの結果に基づき、消化管、心臓、及び腎臓に一酸化窒素の最適なデリバリーを供給するＮＯ−ＮＳＡＩＤの一般的構造体が考案された。このＮＯ−ＮＳＡＩＤ分子はＮＳＡＩＤ分子を含む。ＮＳＡＩＤ分子は、アルキルジエステルを介して無毒性のリンカー（例えばアミノ酸）に接続している。他方で、酸化窒素供与体はエステル結合を介してリンカーに結合している。一酸化窒素の放出部分はジアゼニウムジオラートであることが好ましい。
【００２０】
本発明で適用可能なＮＳＡＩＤは、アセチルサリチル酸（ＡＳＡ、ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（ＮＡＰ、Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、又はジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）のような非選択的ＣＯＸ阻害剤、セレコキシブのような選択的ＣＯＸ−２阻害剤を備えるが、それらに限定されるわけではない。セレコキシブは、スルホンアミド基、又はロフェコキシブのプロドラッグを含む。ロフェコキシブはカルボキシル基を含む。
【００２１】
ある実施形態において、本発明は治療薬と適切な酸化窒素供与体を組み合わせる方法を供給し、効果的なプロドラッグ分子を作る。この方法は、（ｉ）生体外の薬物動態学的又は薬理学的データ、又はコンピュータによる薬物動態学的又は薬理学的データを獲得する段階と、（ｉｉ）データを生理学的に基づいた薬物動態学的モデルに設定する段階を備え、このモデルは胃腸管をコンパートメントに分けるコンパートメントモデルを備え、さらに第２コンパートメントモデルを備え、このモデルは体内を血漿／血液、及び、組織コンパートメントに分け、
（ｉｉｉ）薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との適切な組み合わせを決定し、効果的なプロドラッグ分子を作る。
【００２２】
本発明はまた上記方法により選択されたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は治療薬及び酸化窒素供与体を備える。
【００２３】
別の実施形態においては、非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えるプロドラッグ分子が提供され、この部分は加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を有し、一酸化窒素の治療用量は腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、及び潰瘍により引き起こされる損傷から保護する。
【００２４】
本発明はここに記載された方法で識別されたプロドラッグ分子の使用を含み、治療法を提供する。本発明はまた、ここで記載された又は識別されたプロドラッグ分子を備えるキットを提供する。
【００２５】
本発明はまたプロドラッグ分子を提供するものであって、プロドラッグ分子は、（ｉ）酵素加水分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合する一酸化窒素放出部分と、（ｉｉ）アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、治療薬及びスペーサ間の結合、又はスペーサとアミノ酸の間の結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。前記一酸化窒素放出部分及び治療薬のプロドラッグ分子からの放出が独立して制御される。
【００２６】
別の実施形態では、以下の構造式（化１）に表される化合物が提供される。
【００２７】
【化１】
【００２８】
別の実施形態では、以下の構造式（化２）に表される化合物が提供される。式（化２）中、ｎ＝０−２である。
【００２９】
【化２】
【００３０】
本発明はまた以下の構造式（化３）に表される化合物を提供する。
【００３１】
【化３】
【００３２】
本発明はまた以下の構造式（化４）に表される化合物を提供する。
【００３３】
【化４】
【００３４】
本発明はまた以下の構造式（化５）に表される化合物を提供する。式（化５）中、ｎ＝１、２である。
【００３５】
【化５】
【００３６】
本発明はまた以下の構造式（化６）に表される化合物を提供する。式（化６）中、ｎ＝１、２である。
【００３７】
【化６】
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
臨床実験において成功を収める可能性に優位性を与えるために、ＮＳＡＩＤ、ジアゼニウムジオラート、及びＮＯ供与体の関連のある薬物動態学及び薬理学を理解することが必要である。このような情報の組み合わせは、ＮＳＡＩＤに適切なＮＯ供与体を選択するために重要である。本発明は過程を提供する。この過程により、生体外の及びコンピュータによる入力を必要とする生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルが、プロドラッグ部分の薬物動態学的及び薬理学的行動を予測するために用いられる。
【００３９】
上述のモデルにパラメータを提供するため、生体外実験が選択される。不適切な検査を用いると誤った予測を立ててしまうことになる。例えば、米国出願第６０／６８１、８４２号（特許文献２３）で公開されているように、モルモットの血清と豚のエステラーゼを用いて、アスピリンのo２−置換ジアゼニウムジオラート誘導体を加水分解した。これらの実験は、生体外のヒトのＮＯ−ＮＳＡＩＤ代謝速度、及びＮＯ供与体とＮＳＡＩＤへの代謝変換が発生する頻度に関しては、ほとんど何の情報ももたらさなかった。しかしながら、ＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）、及びＤＭＡ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）（図2）のようなこれら候補のいくつかが、ヒトの腸及び肝臓のミクロソームとインキュベートされた場合（図３乃至図６）、それらが急速に加水分解されることが明らかになった。半減期の値は１分未満であった。このような観察に基づいて、体循環に入る前に、ＮＯ−ＮＳＡＩＤは腸細胞で加水分解され、血流中ではＮＯ−ＮＳＡＩＤはほとんど又はまったく検知されないことが明らかになった。さらに、ＮＯ供与体がＮＳＡＩＤから分離するとすぐにＮＯの放出が開始される。
【００４０】
エステラーゼを用いて活性成分を放出するプロドラッグの型は一般的に使用されてきた（非特許文献２）。エステラーゼの機能及び分布は、特にここ数年で広く研究されてきた。エステラーゼは非特異的であると知られるが、種ごとに及び器官ごとに劇的な相違がある。誤ったエステラーゼをプロドラッグの開発に用いると、誤った選択を導き、結果として失敗してしまう（非特許文献２、非特許文献４９）。
【００４１】
腸細胞でＮＯ供与体を放出すると、胃腸が保護される可能性が高くなる。しかしながら、ジアゼニウムジオラートを含むＮＯ−ＮＳＡＩＤが、心臓や腎臓のような他の器官を保護するかどうかは確かではない。Gao のグループ（非特許文献２８）は他の研究グループ（非特許文献７１）とともに、ヘモグロビンを血中の一酸化窒素の運搬役として調査してきた。これは一酸化窒素の様々な組織への全身的な伝達を記載した仮説である。Gao の最新の解説によると、「一酸化窒素は生体系における孤立した分離した化学物質であるとは決して考えられない」と示されている。（非特許文献３０）。
【００４２】
組織特異性の運搬は、適切なジアゼニウムジオラート分子を用いて改善される。非特許文献４２によると、２秒から２０時間以上の幅の半減期のＮＯ発生を有するジアゼニウムジオラートの系が開発された。さらに、Keefer らはＮＯがグルコシダーゼの作用によって放出されるように炭水化物を用いてジアゼニウムジオラートを機能的にした。これにより、ＮＯの放出がこの分類の酵素を含む組織に限定された（非特許文献６９）。しかしながら、系統的な手法がない場合は、適切なジアゼニウムジオラートの選択は困難である。
【００４３】
関節炎、心臓血管の病気、及びガンを含む他の病気の治療にプロドラッグ分子ＮＯ−Ｘ（例えば、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ）の開発を成功させるのが困難なのは、主として一酸化窒素を放出する所望の速度、程度、及び部位を獲得するのが難しいからである。
【００４４】
例えば、もし、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの分子が経口投与の後、その大部分が体循環に吸収される場合、胃膜及び腸間膜は血中に放出された一酸化窒素によってのみ潰瘍形成させないようにする。胃及び腸内での一酸化窒素の濃度が十分高くないこともある。なぜなら、血中のＮＯ供与体の濃度は、吸収過程において胃に局所的に存在する濃度より少なくとも１０倍は低いからである。
【００４５】
ＮＯ供与体の半減期が短いなら、この供与体は半減期の長いＮＳＡＩＤから胃腸管を保護するにはおそらく十分ではない。なぜなら、放出されたＮＯは体内では非常に短期間しかもたないからである。
【００４６】
吸収過程において腸細胞でＮＯ−ＮＳＡＩＤからＮＯ供与体を素早く放出することにより、最適な胃腸保護を提供することができる。しかしながら、心臓や腎臓のような他の器官での一酸化窒素濃度は、保護するほど十分に高くはない。というのもＮＯは体循環に決して到達しないからである。
【００４７】
本発明は最善のパラメータを予測するための生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを提供する。このパラメータ一式により、ＮＳＡＩＤ又は他の治療薬又は生体適合性のある薬剤と、ジアゼニウムジオラートのような適切なＮＯ供与体とを科学的に組み合わせることができる。
【００４８】
本記載のプロドラッグの設計手法は、ＮＯ−ＮＳＡＩＤにのみ適用可能というわけではない。他の治療薬又は生体適合性のある薬剤は、ジアゼニウムジオラートのようなＮＯ供与体と結合させることが可能であり、この結合により特定の器官内で運搬と放出が最適化される。本目的のために生体適合性の原理を用いることは、単独の治療薬としてのジアゼニウムジオラートを設計することである。
【００４９】
本発明の薬物動態学的／薬理学的モデルは、動物及びヒトにおける吸収、分布、代謝、ＮＯ放出（図１３乃至２８）、及びＣＯＸ阻害の経時変化を記載するものである。この薬物動態学的／薬理学的モデルは、胃腸の吸収を記述する７つのコンパートメントを含むモデルを備える。この薬物動態学的／薬理学的モデルはさらに、多くの生理学的なコンパートメントモデルを備える。これらモデルは、関連する器官および組織の供給源を含む残りの体内の独立した種の経時変化を記述する。ＮＯ放出及びＣＯＸ阻害の経時変化を記述している薬理学的コンパートメントは、適切な薬物動態学的コンパートメントにつながっている（図１３）。同じ薬物動態学的／薬理学的モデルは他のプロドラッグ部分の経時変化を記述するために容易に適合される。ある実施例において、このモデルの入力パラメータは、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ、又はこの活性及び安定代謝物の生体外実験又はコンピュータによる予測から得られる。この活性及び安定代謝物は例えば、ジアゼニウムを含む分子及びリンカー分子である。
【００５０】
代表的な生体外の又はコンピュータによる予測は、以下を備える。
（ａ）ｐＫａ予測又は測定
（ｂ）対数Ｐの測定又はコンピュータによる予測
（ｃ）様々な生理学的流動体での溶解度
（ｄ）透過率（Ｃａｃｏ−２及び／又はNOVOKIN が所有する動物又はヒトの細胞株はこのパラメータを獲得するために用いることが可能である）
（ｅ）腸及び肝臓での代謝速度（ヒト又は動物の腸ミクロソーム、Ｓ９分画、シトソルをこの目的のために用いることが可能である。ヒト又は動物の肝細胞、肝臓、肝臓ミクロソーム、Ｓ9分画、及びシトソルも同様に使用可能である）
（ｆ）ヒト又は動物の血漿中の加水分解
（ｇ）血清結合又は血漿タンパク結合（血清結合又は血漿タンパク結合は、生体外で測定されるか又はコンピュータによる予測で推定される。）
（ｈ）ＮＯ放出速度
（ｉ）ＮＳＡＩＤ又は生体適合性のある薬剤の現存する薬物動態学的／薬理学的データ
（ｊ）応用可能であれば、公知のジアゼニウムジオラートの現存するＮＯ放出速度
（ｋ）胃腸環境の安定性、及び
（ｌ）コンピュータによる分布予測量
【００５１】
特別なＮＯ−Ｘ（例えば、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ）種に対するこのシミュレーションの典型的な出力には以下のものが挙げられる。
（ａ）胃腸管内でのＮＯ−Ｘの安定性
（ｂ）腸におけるＮＯ−Ｘ吸収の経時変化及び程度
（ｃ）腸細胞におけるＮＯ及びＸ放出の経時変化及び程度
（ｄ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む様々な組織内におけるＮＯ供与体からのＮＯ発生の経時変化
（ｅ）腸内のＣＯＸ−１阻害の経時変化
（ｆ）血中内のＮＯの経時変化
（ｇ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む組織のＮＯの経時変化
（ｈ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む組織と血液内でのＮＯの経時変化
（ｉ）一酸化窒素に起因する全身的作用の予測
【００５２】
例えば、関節炎を治療するＮＯ−ナプロキセンの最適な候補は、以下のパラメータを有するべきである。
（ａ）酸性及び塩基性条件下で安定していること
（ｂ）胃腸の環境下で安定していること
（ｃ）最適な親水性及び疎水性を有すること
（ｄ）腸細胞への最大限の吸収
（ｅ）ＮＯ−ＮＳＡＩＤの投薬量のかなりの割合が腸細胞でのＮＯ供与体及びＮＳＡＩＤに加水分解されること
（ｆ）ＮＯ供与体がかなりの程度、吸収されること（一酸化窒素のかなりの割合がＮＯ供与体全体から腸細胞へと放出されるのが好ましい。一酸化窒素は、炎症、出血、及び潰瘍から胃管及び腸管を保護するほど十分に高い濃度であるべきである。酸化窒素供与体のかなりの割合は胃腸管内に放出されるが、投与量と同量の５％から５０％ぐらいが好ましい）
（ｇ）ＮＯ供与体は血漿中及び／又は内皮細胞中で十分に加水分解され、ＮＯを放出すること
【００５３】
ある実施形態において、本発明は治療薬と適切な酸化窒素供与体を組み合わせて、効果的なプロドラッグ分子を作り出す方法を提供する。この方法は、（ｉ）生体外の薬物動態学的又は薬理学的データ、又はコンピュータによる薬物動態学的又は薬理学的データを獲得する段階と、（ｉｉ）データを生理学的に基づいた薬物動態学的又は薬理学的モデルに設定する段階を備え、このモデルは胃腸管をコンパートメントに分ける第１コンパートメントモデルを備え、（ｉｉｉ）薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との適切な組み合わせを決定し、効果的なプロドラッグ分子を作る。
【００５４】
ある実施形態においては、本発明の薬物動態学的モデルは、（ｉ）胃腸管を７つのコンパートメントに分ける７つのコンパートメントを含むモデルを備え、前記コンパートメントモデルは前記プロドラッグ分子の胃腸吸収を記述し、前記薬物動態学的モデルはさらに、（ｉｉ）体を血漿／血液及び組織コンパートメントに分けるコンパートメントモデル群を備え、前記コンパートメントモデル群は胃腸管、血液、及び組織内の治療薬、酸化窒素供与体、及び一酸化窒素の経時変化を記述する。代表的な生体外の又はコンピュータによるモデルに対する入力データは、胃腸環境におけるｐＫａ値、オクタノール／水分配係数、溶解度データ、透過性値、代謝データ、加水分解データ、血清タンパク質結合データ、一酸化窒素放出速度、治療薬の薬物動態学的及び薬理学的データ、及び安定性のデータを含む。
【００５５】
本発明はまた上記方法により選択されたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は治療薬及び酸化窒素供与体を備える。一般的に、治療薬は非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であってよい。代表的な非ステロイド系抗炎症薬は、非選択的なシクロオキシゲナーゼのアイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤を含むが、これらに限定されるものではない。非選択的なシクロオキシゲナーゼのアイソザイム阻害剤は例えば、アセチルサリチル酸（ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、及びジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）である。さらに、シクロオキシゲナーゼ−２阻害剤はカルボキシル基を備えてもかまわない。酸化窒素供与体の実施例はジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートのようなジアゼニウムジオラートである。そして、当業者は本発明の教示的な点を考慮して抗生物質を治療薬として容易に適用するであろう。
【００５６】
ある実施形態においては、非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えるプロドラッグ分子が提供され、この放出部分は加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を有するとともに、一酸化窒素の治療用量が腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、及び潰瘍により引き起こされる損傷から保護する。さらに、一酸化窒素の治療用量は血流に放出され、その結果、心臓、腎臓、及び心臓血管系のような１以上の器官システムを保護する。一般的に治療薬は非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であり、一酸化窒素放出部分の実施例は例えば、ジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートのようなジアゼニウムジオラートである。
【００５７】
本発明はまたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は（ｉ）酵素分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合している一酸化窒素放出部分と、（ｉｉ）アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、治療薬及びスペーサ間の結合、又はスペーサとアミノ酸の間の結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。前記一酸化窒素放出部分及び前記治療薬のプロドラッグ分子からの放出は独立して制御される。一般的には、酵素加水分解又は酵素的切断されやすい結合は、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、及びスルホンアミド結合である。このプロドラッグ分子のアミノ酸は、ヒドロキシプロリン、グルタミン酸、又はアスパラギン酸である。さらに、アミノ酸は遊離アミン又は置換アミン、又は遊離アミン塩又は置換アミン塩を備えていてもかまわない。
【００５８】
本発明はまた以下の構造式（化７）を有する化合物を提供する。
【００５９】
【化７】
式中、Ｒ１が非ステロイド系抗炎症薬（例えば、ナプロキセン、アスピリン、イブプロフェン、インドメタシン、サリチル酸、メサラミン、フルニキシン、ケトロラク、トルフェナム酸、ニフルム酸、メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、エンフェナム酸、エトドラク、ピラゾラク、トルメチン、ブロモフェナク、フェンブフェン、モフェゾラク、ジクロフェナク、ペメドラク、スリンダク、スプロフェン、ケトプロフェン、チアプロフェン酸、フェノプロフェン、インドプロフェン、カルプロフェン、ロキソプロフェン、イブプロフェン、プラノプロフェン、ベルモプロフェン、ザルトプロフェン、フルルビプロフェン、テノキシカム、ピロキシカム、メロキシカム、ロルノキシカム、テニダップ、パラセタモール、ラクトアミド）のカルボキシル化されていない核であるか、又は以下の構造式（化８）の構造である。
【００６０】
【化８】
式８中、Ｒ８が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルである。
【００６１】
式（化７）中のＸ１は、以下の構造式（化９）の構造を有し、式（化９）中、ｎ＝１−６であり、Ｘ２が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ３が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６２】
【化９】
【００６３】
さらに、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１０）の構造を有し、式（化１０）中、ｎ＝１−６、ｍ＝０−２であり、Ｘ４が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ５が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６４】
【化１０】
【００６５】
別の実施形態では、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１１）の構造を有する。
【００６６】
【化１１】
【００６７】
さらに別の実施形態では、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１２）の構造を有し、式（化１２）中、ｎ＝１−６であり、Ｘ６が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６８】
【化１２】
【００６９】
式（化７）中のＲ２は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであってもよい。
【００７０】
式（化７中）のＲ３は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであってもよい。
【００７１】
式（化７）中のＲ４は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールであるか、又は以下の構造式（化１３）の構造体であってもよい。
【００７２】
【化１３】
式（化１３）中のＲ９は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、アミノ酸のカルボキシル基を介して結合したアミド誘導体（例えば、β−アラニン、アラニン、２−アミノ酪酸、６−アミノカプロン酸、α−アミノイソ酪酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘシキルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、スタチン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、又はポリペプチドのアミド誘導体である。
【００７３】
別の実施形態では、式（化７）中のＲ４は、以下の構造式（化１４）の構造である。
【００７４】
【化１４】
式（化１４）中、Ｘ７が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１０が非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００７５】
さらに別の実施形態においては、Ｒ４が以下の構造式（化１５）の構造である。
【００７６】
【化１５】
式（化１５）中、Ｘ８が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１１が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリールであり、Ｒ１２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００７７】
式（化７）中、Ｒ５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、構造式（化１４）の構造、又は構造式（化１５）の構造である。
【００７８】
式（化７）中、Ｒ６が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、又は構造式（化１４）の構造である。
【００７９】
式（化７）中、Ｒ７が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、構造式（化１４）の構造、又はＮＲ６Ｒ７は以下の式（化１６）の環状複素環である。
【００８０】
【化１６】
式（化１６）中、ｎ＝１−３であり、Ｒ１３が水素、又は以下の構造式（化１７）の構造である。
【００８１】
【化１７】
式（化１７）中、Ｘ９が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１４が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、又はＸ９がアミノ酸のアミノ基であるアミノ酸（例えば、β−アラニン、アラニン、２−アミノ酪酸、６−アミノカプロン酸、α−アミノイソ酪酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、又はアミノ官能基を介して結合したポリペプチド）である。
【００８２】
あるいは、式（化７）中のＮＲ６Ｒ７が、以下の構造式（化１８）の環状複素環である。
【００８３】
【化１８】
式（化７）中、Ｙは以下の構造式（化１９）の構造である。
【００８４】
【化１９】
式（化１９）中、ｎ＝１−６である。
式（化７）中、Ｙは構造式（化２０）の構造である。
【００８５】
【化２０】
式（化２０）中、Ｒ１５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００８６】
本発明はまた以下の構造式（化２１）に表される化合物を提供し、式（化２１）中、ｎ＝０−２であり、Ｚが構造式（化１９）の構造、又は構造式（化２０）の構造である。
【００８７】
【化２１】
【００８８】
本発明はまた以下の構造式（化２２）の化合物を提供する。
【００８９】
【化２２】
【００９０】
本発明は以下の構造式（化２３）の化合物を提供する。
【００９１】
【化２３】
以下の構造式（化２４）で表される前記式（化２３）中の基礎構造は、
【００９２】
【化２４】
アミノ酸アラニン、２−アミノ酪酸、酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、又はバリンの核構造を表す。
式（化２３）中のＲ１８は以下の構造式（化２５）の構造である。
【００９３】
【化２５】
【００９４】
あるいは、式（化２３）中のＲ１８は以下の構造式（化２６）、又は（化２７）、又は（化２８）の構造である。
【００９５】
【化２６】
【００９６】
【化２７】
式（化２７）中、ｎ＝１−６である。
【００９７】
【化２８】
【００９８】
本発明はさらに以下の構造式（化２９）の構造を提供する。
【００９９】
【化２９】
式（化２９）中、ｎ＝１、２である。
【０１００】
本発明はさらに、以下の構造式（化３０）の構造を提供する。
【０１０１】
【化３０】
式３０中、ｎ＝１、２である。
【０１０２】
１以上の不斉原子を含む本発明の化合物は存在可能である。１以上の不斉原子を含む本発明の化合物は、光学的な純エナンチオマー、エナンチオマーの混合物、純ジアステレオマーのエナンチオマーの混合物、エナンチオマーとジアステレオマーの混合物、完全なラセミ混合物として用いられることが可能である。１以上の炭素−炭素二重結合を含む本発明の化合物は、純粋なＥの又はＺの異性体、又はこれら異性体の混合物として存在することもある。１以上の炭素窒素二重結合を含む本発明の化合物は、純粋なＥの又はＺの異性体又はこれら異性体の混合物として存在することもある。１以上のアトロプ異性体を含む本発明の化合物は純粋な異性体又はこれら異性体の混合物として存在することもある。本発明は上記全ての異性体及び混合物を想定し含むものとする。
【０１０３】
酸（例えば、1級、2級及び3級アミン）で塩を形成する１以上の官能基を含む本発明の化合物は、対応する塩に変えてもよい。これに用いられる有機酸は、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、トリフルオロ酢酸であってもよい。これに用いられる無機酸の例が、硝酸、塩酸、硫酸、及びリン酸である。
【０１０４】
一般的に記述される本発明は、以下の実施例を参照にすることにより容易に理解される。この実施例は、単に本発明の様々な特徴及び実施形態の説明のために含まれ、本発明をなんら限定するものではない。
【実施例】
【０１０５】
（実施例１）
＜適切なＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を選ぶ＞
【０１０６】
本実施例の主たる目的は、（１）生体外のデータ（例えば、ＮＳＡＩＤ及びＮＯの動力学的データ）を提供し、コンピュータによる薬物動態学的／薬理学的モデルの発現しやすくすること、（２）モデルの予測の正当性を立証すること、及び（３）今後の開発のために適切なＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を選択することである。あるＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補が、元のＮＳＡＩＤ抗炎症薬の活性を維持する潜在性を示し、有害な胃腸、心血管系、及び腎臓イベントを発症させることなくＮＯの生成及びＰＫデータによって裏付けられる場合、それは優位であると示される。
【０１０７】
非選択的及び選択的ＮＳＡＩＤの抗炎症薬の活性は、バイオマーカーを用いて間接的に測定された。該バイオマーカーは、ＣＯＸ−１及びＣＯＸ−２活性を阻害する能力を示す。ＮＯの活性は、心血管系及び腎臓イベントのようなＮＳＡＩＤの副作用を無効にする潜在的な能力に関連していると測定された。
【０１０８】
患者にとって非常に危険な心筋梗塞及び虚血イベントは、もっとも有名なＣＯＸ−２阻害剤の1つの終焉を招いた（非特許文献６）。非選択的ＮＳＡＩＤもまた、ＣＯＸ−２を阻害する能力に応じて同様の問題を引き起こすこともある。ＰＧＩ２のトロンボキサンＡ２に対する比率の変化は、アテローム生成の初期の兆候を示すものであると主張されてきた（非特許文献４４）。アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）の生成は、アラキドン酸カスケードと関係のない心筋梗塞の指標である（非特許文献４）。ＡＤＰの量はＮＯによって低くなることが明らかにされている。長期に渡るＮＳＡＩＤの使用は、腎臓の損傷、及び高血圧と関連付けられている（非特許文献８７）。ＮＳＡＩＤを一度投与した後では、近位尿細管障害が実証されている（非特許文献５７）。これは、尿中のアラニン−アミノ−ペプチダーゼ（ＡＡＰ）及びクレアチニンの比率の増加と関連付けられてきた。
【０１０９】
表２は、２７５グラムから３００グラムの雄のウィスター系ラット（動物）を用いて行われた研究の手順の概要を示している。その動物は、研究開始前に少なくとも５日間、環境に適応させた。研究の手順は地元の動物倫理委員会により承認を得たものである。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
動物は検体を投与される前、夜通し絶食させた。検体は研究日の朝、強制飼養によって経口投与された。すべての検査ラットが検査期間中は検体投与後１、３、６時間後に、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン４酢酸）チューブ及びＳＳＴ（血清分離チューブ）の両方で血液採取された。血液は尾端を切断することにより１時間後と３時間後にのみＥＤＴＡチューブに採取された。採取された血液の量は、各チューブにつき０．５ミリリットルから１ミリリットルであった。最後の採取は、イソフルレンによる全身麻酔下で腹部の大静脈を刺すことにより行われた。最後の血液採取は、以下を目標としたものである（即ち、第１ＥＤＴＡ＃１−１．５ミリリットル、第２ＳＳＴ−１．５ミリリットル、第３ＥＤＴＡ＃２−可能な限り多く）。
【０１１２】
ＥＤＴＡのサンプルは遠心分離機にかけられ、血漿部分が集められて−８０度で冷凍された。ＳＳＴのサンプルは約４５分間、３７度で培養され、遠心分離機にかけられ、その後血清が集められて分析まで−８０度で冷凍された。
【０１１３】
すべての検査動物は代謝ケージに収容され、投与後６時間、氷に浸しながら尿が採取された。各動物から一定量の尿が採取され、クレアチニンの濃度が決定された。尿の残余は１０００ｇで１０分間、遠心分離機にかけられた。浮遊物は集められ、１ミリリットルの尿の浮遊物につき０．４ミリリットルのエチレングリコールの比率で、分析用のエチレングリコールを用いて混ぜ合わされた。エチレングリコールと尿の混合物は分析まで−８０度で保存された。
【０１１４】
すべてのラットは、最後の血液採取ののち、最初の投与から６時間後に心臓を除去され安楽死させられた。最終的な血液採取が完了するとすぐに開胸され、心臓が除去された。心臓は縦方向に半分に切断された。心臓の半分は組織学的検査のためにホルマリンに漬けられた。残りの半分は生理食塩水で洗浄され、冷凍固定された（改良されたはさみの顎部で押し付けられ、液体窒素により冷却された）。１つの腎臓は全体を冷凍固定された。もう一方の腎臓は病理学者の検査のために元の位置にそのまま残された。冷凍固定された組織はラベルが貼られたアルミホイルに包まれ、−８０度の冷凍室へ運ばれるまで液体窒素で保管された。冷凍固定された組織はドライアイスに入ったまま、分析のためNOVOKINに届けられた。すべての群の各動物について、審議会の有資格獣医病理学者の監視下で十分な解剖が行われた。
【０１１５】
各ラットの胃は大きく湾曲して切断された。内容物はポリプロピレン（ファルコン）チューブ内に排出され、粘膜は生理食塩水で洗浄され、明らかな潰瘍又は糜爛部分は最も長い軸椎に沿って測定された。該測定はそれぞれの胃の中で観察された潰瘍又は糜爛ごとに記録された。ファルコンチューブ及びその内容物は−８０度で冷凍され、分析のためにドライアイスに入ったままNOVOKINへ送られた。
【０１１６】
胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、大腸、肝臓、腎臓、及び心臓は検査され、１０％の中性緩衝ホルマリン中に集められた。各群からの２つの胃はその群を代表しているものとし、粘膜表面の写真を撮影した。他の組織の写真も撮影した。
【０１１７】
上記の組織には、ヘマトキシリン染色及びエオシン染色を用いる病理組織学的な検査のためにあらゆる処理がなされた。さらに、無染色のスライドがタネル染色の提供者に渡された。
【０１１８】
任意の動物内で発見された胃潰瘍すべての統計上の長さが計算された。任意の群における複数の動物の潰瘍の統計としての平均的な長さが計算された。この平均値はその群の潰瘍指数として記録された。
【０１１９】
改良された各薬剤の潰瘍指数は、関連する親薬物の、及び対象の潰瘍指数と比較された。この比較には対比較のための分散分析及びダンカンの多重範囲検定が用られた。統計分析はＳＡＳを用いて行われた（SAS Institute Inc., Cary, NC）。
【０１２０】
この研究結果により、ナプロキセンとＡＺＤ３５８２は重篤な潰瘍を誘発することがわかった（表３、図７）。ＤＭＡ／ＮＯ−ＮＡＰはそれほど潰瘍を誘発するものではないが、一方で、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰ及びＲＯＦは、賦形剤と大きく異なるものではなかった。
【０１２１】
プロドラッグ候補又はＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンのＡＵＣ０−６ｈ（μＭ−ｈ）値（表４、図８）は、ナプロキセンの親薬物よりも低かった。このことは、３つの化合物すべてが親薬物よりも吸収率が悪いことを示している。
【０１２２】
６時間後の血清の硝酸エステル濃度に示されているように（表５、図９）、ＮＯの放出はＮＯ供与体の場合と同様であったものの不安定であり、たとえ平均値がＲＯＦ又はＶＥＨの何倍も高くても、たいていの場合は高濃度であるという傾向になった。
【０１２３】
ＮＡＰはＰＧＩ２及びＴＸＡ２レベルの両方で下がっており（表６、図１０）、対象と比較すると（ｐ＞０．０５）、ＰＧＩ２／ＴＸＡ２比率においてわずかな違いしか見られなかった。両方のジアゼニウムジオラート化合物は、重要な意義のあるＤＭＡ−ＮＯ−ＮＡＰについてＮＡＰよりも高い比率を有している。このことは心臓血管系のリスクが減ったことを示唆している。対照的に、両方のＲＯＦは文献報告に沿っているが、ＡＺＤ３５８２も賦形剤よりも低い比率を示した。これは本実験中の傾向に過ぎないものの、潜在的なリスクが増えたことを示している。心臓への強い負担を示す心臓のＡＤＰの濃度及び他のすべての潜在的なヌクレオチドの濃度及び比率は、すべての群で同じであった。このことは、バイオマーカーがこの群の化合物の影響を受けた任意の特定の毒性に対しては反応しにくいということを指し示している（データは示さず）。
【０１２４】
ナプロキセン及びジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物は、尿のＡＡＰ／クレアチニン比率の著しい増加を引き起こすものではなかった（表７、図１１）。一方で、ＲＯＦ及びＡＺＤ３５８２は、このバイオマーカーの増加をもたらした。このことは、近位尿細管の腎臓の損傷がこれら２つの化合物によるものであるということを指し示している。どの化合物もＮＡＧ／ｃｒで重大な変化をもたらしてはおらず（表８、図１２）、遠位尿細管には毒性が欠如していることを指し示している。
【０１２５】
要約すると、新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は効果的なように思われ、ロフェコキシブ及びＡＺＤ３５８２に対して以下のような優位性を有している。
（ａ）血漿の亜硝酸エステル及び硝酸エステル濃度が増加したこと
（ｂ）潰瘍指数がナプロキセン又はＡＺＤの潰瘍指数より低かったものの、ロフェコキシブ処理した動物よりは低くなかったこと（この結果は新しい化合物の対象の潰瘍指数と類似していた）
（ｃ）心臓のＰＧＩ２／ＴＸＢ２がナプロキセンの賦形剤および新しい化合物よりも高く、ロフェコキシブ及びＡＺＤ3582の賦形剤よりも低かったこと（これは心臓に影響を及ぼす毒性がジアゼニウムジオラートのＮＯ供与体からもたらされることを示している）
（ｄ）尿のＡＡＰ／クレアチニン比率が対象の比率と類似しており、ＡＺＤ３５８２及びロフェコキシブ処理された動物の比率よりも小さかったこと（これは腎臓の毒性がジアゼニウムジオラートへもたらされることを示している）
【０１２６】
これらの結果は関連する生体外のミクロソームのデータ結果と比較された。ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は腸内でＮＯを完全に放出すると推測され、生体内のデータは新しい化合物が心臓及び腎臓への効果を有していることを示している。このことはＮＯがニトロソチオール及びＮＯ−ヘモグロビンなどのキャリアにより少なくともある程度は運搬されるということを示している。この比較はある情報を提供するものである。該情報とはＮＯ−ＮＳＡＩＤの将来の開発、及び薬物動態学的／薬理学的モデルの入力値に非常に価値のあるものである。
【０１２７】
本実施例は、各バイオマーカーのカテゴリーで示された潜在的なＮＯ−放出の利益にかかわらず、実際の再現性及び改善の程度は、これら化合物の商業的な成功を保証するほど十分ではない。というのも、本研究で用いられた投与量は毒性の範囲内であり、ＮＯ放出量は少なくとも数回は臨床用量の段階で減少すると考えられるためである。生体外の研究によると、本研究で用いられたジアゼニウムジオラートの候補は、ＮＯ供与体などの有機硝酸塩を含むＡＺＤ３５８２のような候補と比較して、ＮＯ生成量が１３倍であることが明らかになっている（特許文献２３）。興味深いことに、本研究中で観察された硝酸エステル濃度はまったく近接しない。このことは、多くのＮＯが生体内で浪費されることを示している（図９）。それゆえ、開発過程を介して新しい化合物を受け取るよりも前に、研究された化合物を上回る溶解度、透過率、及びＮＯ放出の特性を改善させる必要がある。特に、ナプロキセンと結合するより安定した、又はより安定化させたＮＯ供与体は、全身の搬送を改善するものと思われる。したがって、心臓及び腎臓への分布／これら器官のＮＯ暴露は、ＮＯに由来する利益を増大させる。本実施例は、特許文献２３に報告された分子を改善させる必要性を実証しており、これらはコンピュータにより定められた薬物動態学的／薬理学的モデルを用いて、効果的及び効率的になされるものである。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
【表５】
【０１３１】
【表６】
【０１３２】
【表７】
【０１３３】
【表８】
【０１３４】
（実施例２）
＜生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデル＞
本実施例の目的は、コンピュータによる生理学的に基づいた薬物動態学的コンピュータモデルの実施形態を実証することである。該薬物動態学的コンピュータモデルは主要な工程及びパラメータすべてを組み込んでおり、記載のように出力を発生させることが可能である。
【０１３５】
該モデルは多くのコンパートメントを備えており、各々のコンパートメントは特定の解剖領域を表す。モデル内の各化合物に有利になるように、各コンパートメントは特定の量（分布量）及び化合物の一定の内部濃度（「十分に攪拌された」状態）を有している（図１３）。化合物は元のコンパートメント内の物質量に比例した速度でコンパートメント間を運ばれる（一次反応速度論）。上述の化合物の運搬は、生理学的に隣接するコンパートメント間の大部分の流れ及び拡散を反映する。上述の化合物の運搬のほとんどは血漿循環を表しており、任意のコンパートメントに流れる化合物の合計は、コンパートメントから流れてくるすべての血漿の合計と等しい。コンパートメント内で、化合物は代謝反応を受けて、化合物及びコンパートメントの特定速度に対する化学量論的割合の代謝産物を生成する。新しい物質は元の化合物量に比例した量で生成される（一次反応速度論）。
【０１３６】
シミュレーションは動脈血の血漿コンパートメント（図２６）を含む。該血漿コンパートメントは腸領域への流れを有する。この流れは腸領域から肝臓を表すコンパートメントへ至る（図２５）。動脈血の血漿コンパートメントは心臓（図２３）、肝臓（図２５）、腎臓（図２４）、及び他の組織（図２７）を表す４つのコンパートメントへの流れを有する。これらの流れは４つのコンパートメントから静脈血コンパートメントへ至る。静脈血コンパートメントは肺コンパートメントへの流れを有し、この流れは次に動脈血のコンパートメントに流れ込む。腸領域は７つの部分に分けられ、各々が５つのコンパートメントを備えている（図１５乃至図２１）。各々の腸の部分の５つのコンパートメントの１つは腸管腔を表しており、該管腔コンパートメントは次々とつながっていて、腸の蠕動運動を含む薬剤の通過を促す。７つの腸部分の各々の内部で、管腔コンパートメントは腸細胞（管腔を満たす吸収細胞）コンパートメントとの間で双方向の流れを有し、該腸細胞コンパートメントも血漿コンパートメントとの間で双方向の流れを有する。第２血漿コンパートメントは第５コンパートメントとの間に双方向の流れを有し、該第５コンパートメントは頭蓋の腸間膜動脈によって供給される他の腸組織を表す。各血漿コンパートメントは動脈血から入ってくる流れを受け取り、匹敵する肝臓コンパートメントへの出力を有する。どの他の腸コンパートメントも他のモデルの残りの部分とはつながっていない。第１管腔コンパートメントへの流れを有する最後のコンパートメントは、薬剤の経口投与量のモデルを作るために用いられる。体重、心拍出量、様々な器官へ流れる血流、各器官の体積及び重量、細胞外液及び細胞内液、脂質に関するヒト及び動物からの生理学的データが文献から集められ、以下の表にまとめられた。対数Ｐ、血漿タンパク結合、及び器官の体積ごとの分布のコンピュータによる予測は、非特許文献３１、Lobell & Sivarajah、及び非特許文献５８それぞれによって発表された方法を用いて行われる。
【０１３７】
生体外の予測が達成可能なときはいつでも、血漿タンパク結合などの生体外の結果が用いられる。非特許文献５、非特許文献４７、非特許文献７８、及び非特許文献７７によって報告された方法は、腸内クリアランス、吸収速度定数、及び肝クリアランスのための生体外の及び生体内のスケールアップのために、用いられる。シミュレーションは、あるコンパートメント（典型的には胃コンパートメント）の初期の急速静注を除けば、すべてのコンパートメントに物質が存在しない状態で始まる。シミュレーションは物質分配の経時変化を推測する。
【０１３８】
シミュレーションの現在のバージョンは、MatLab及びSimulink Toolbox（ともにMathworks社、Natick, MA）を用いて実行され、Simulinkのグラフィカル・モデルインターフェース、Matlabのコマンド言語、及びパール（Perl）で書き込まれたコード生成ルーティンの混合体である。該モデルの構造は図１３乃至２８に描写されている。
【０１３９】
（実施例３）
＜ＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の血小板凝集への効果＞
本実施例の目的は、（１）ＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成に与える効果を調べること、（２）供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成のＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の間の潜在的な相互作用について調べること、及び（３）ＮＳＡＩＤ及びＮＯのＣＯＸ作用への効果を調べることである。
【０１４０】
非特許文献１、３５、８０、及び７９によって発表された方法は、これらの目的を達成するために用いられる。
【０１４１】
これらの研究により得られた生体外の結果は、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補投与後の供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成の経時変化をシミュレートするために用いられる。
【０１４２】
（実施例４）
＜薬物動態学的／薬理学的モデルの効果＞
本実施例の目的は、（１）生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデル（ＰＢＰＫ／ＰＤ）を作ること、及び（２）ＰＢＰＫ／ＰＤモデルを用いてヒト及びラット内の潜在的な候補の生体外の薬物動態学的／薬理学的作用を予測することである。生理学的な生体外の及びコンピュータによるモデルへの入力は表９に挙げられている。
【０１４３】
ナプロキセン、ＡＺＤ３５８２、及びＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンは、モデルを作るために用いられる。生体外のパラメータは他に指定されなければ、研究室内で生成される。モデルパラメータは表１０に挙げられている。
【０１４４】
【表９】
【０１４５】
【表１０】
【０１４６】
出力データは図２９乃至３５、及び表１１にまとめられている。一般的に、ＰＢＰＫ／ＰＤモデルはナプロキセン（図２９及び３０）、及びＡＺＤ３５８２（図３１、３２及び３４、３５）から形成されたナプロキセンの血漿濃度を適切に予測する。予測値は報告されたデータの２倍の範囲内である。該モデルは、文献で報告されたデータと一致しており（非特許文献２４、非特許文献２５）、また、著しく低いＡＺＤ３５８２のバイオアベイラビリティを予測する。初回通過効果が大きいのは、腸及び肝臓において加水分解が多数起こることに起因する。両器官はラット及びヒトにおいてＡＺＤ３５８２の初回通過による除去に大きく関与している（図３３及び図３６）。ＮＯ供与体を運ぶ代謝産物が最後にどうなるのか知られていないため、ＮＯがどこで生成されるのか予測するのは困難である。注視すべきは、ＡＺＤ３５８２の初回通過による除去の観点から言えば、ラット及びヒトは異なることである。肝臓の初回通過はラットで優勢だが、腸の初回通過はヒトで優勢である。本実施例は、代謝予測に関して言えば、コンピュータによる予測ではなく、生体外実験を用いる重要性を示している。原則として、ラットの代謝速度はヒトの代謝速度より速いものの、現在の研究では幾つかの違いが見られる。
【０１４７】
図３５はＮ−１１９を経口投与した後の、管腔、胃腸管組織、肝臓、心臓、腎臓、及び体内の他の組織のジアゼニウムジオラートのＡＵＣを示している。Ｎ―１１９は腸管腔内では安定しておらず、ラットの腸ミクロソームにおける加水分解反応速度が高いため（表１０）、このプロドラッグ候補は肝臓に入る前に窒素の大部分を放出した。全身的な一酸化窒素暴露は最小になると予想される。このシミュレーション結果は、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセン投与後の血漿の比較的低い硝酸濃度と一致している。ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンのＮＯ生成量は生体外のＡＺＤ３５８２の生成量より１３倍も高いものの（特許文献２３）、血漿の硝酸濃度はＡＺＤ３５８２の濃度ほど高くはない。このデータはある推測と一致している。その推測とは、特許文献２３によって生成された候補は、心臓及び腎臓では注目すべき効果を挙げたにもかかわらず、さらなる開発を進めるためには適切でなかったというものである。
【０１４８】
ＡＺＤ３５８２の薬物動態学的作用は、ＡＺＤ３５８２が腸管腔及び腸ミクロソームではより安定しているということを除けば、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンの薬物動態学的作用と類似している（表１０）。ＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンの放出特性（図３３及び３４）は、酸化窒素供与体も初回通過器官で放出されたということを示している。測定可能な酸化窒素供与体と代謝データがないため、いつＮＯが生成されたのか予測できない。実施例１に挙げられている生体外の研究によると、生体内の血漿の硝酸濃度は、心臓及び腎臓内で目に見える効果を引き出すほど十分に高くはないことが明らかになった（図９乃至図１２）。体循環中において十分なＮＯが生成されていないことが推測される。これは、（１）あまりにも多量のＮＯが腸管腔、腸、及び肝臓内で生成されるため、及び／又は（２）ＮＯ生成量が少なすぎるためであるとされる。
【０１４９】
【表１１】
【０１５０】
（実施例５）
＜候補化合物を開発する＞
本発明はまた、前述の実施例に記載されたすべての要素を用いて、上述のＮＯ−ＮＳＡＩＤのような化合物の輸送管路を開発し、改善していく工程を提供する。
【０１５１】
該工程は、複数の原型化合物から始まる。該原型化合物は、例えば、特許文献２３の化学に基づくＤＭＡ／ＮＯ−ナプロキセン及びＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰのような所望の特性を有する。ＤＭＡ／ＮＯ−ナプロキセンのシミュレーションの結果は、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンのシミュレーション結果と類似した。単純化するために、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンの結果は上記の実施例４に示されたものとする。
【０１５２】
実施例４で記載された予測によると、本発明で記載された薬物動態学的モデルは潜在的な候補の欠点を特定することができる。特許文献２３で考案された候補は（図３６）、多量のＮＯを放出するという利点を有している。しかしながら、心臓及び腎臓のような内臓器官を対象とするという観点からすれば、これら候補はＮＯ運搬に対して特異的なものではない。
【０１５３】
これらのシミュレーションから、理想的な候補は生理学的な水素イオン指数（ｐＨ）で最適な対数Ｐ値を取らなければならないことが明らかである。さらに重要なことは、一酸化窒素及びＮＳＡＩＤの放出はある程度の特異性を有していなければならない。例えば、プロドラッグを投与した後には放出されたＮＳＡＩＤを大量に摂取することが望ましい。それによって抗炎症薬の効果がすぐに効き始めるからである。しかしながら、ＮＯ供与体はプロドラッグ投与後の初回通過の間、不安定であってはならない。
【０１５４】
シミュレーション結果に基づき、本発明はモジュール式の科学的なライブラリーについて記載する（図３７）。該科学的なライブラリーはＮＯプロドラッグの物理的性質及び反応速度を系統的に制御するために用いられることが可能である。これにより、ＮＯの全身への運搬がなされる。目標は、ＮＯの最適な投与量を胃腸管、心臓、及び腎臓に運搬することにより、ＮＳＡＩＤの潜在的副作用を軽減することである。
【０１５５】
アミノ酸を含むＮＯ−ＮＳＡＩＤのプロドラッグの実施例が報告されている（非特許文献６１、非特許文献４０、特許文献２、非特許文献３２、特許文献１、特許文献６、特許文献１１、特許文献２５、特許文献１４、１５、１６、１７、１８）。これらはニトロオキシアルキル官能基をＮＯ源として使う実施例に制限されている。上記プロドラッグ（又はその分解産物）からのＮＯ放出速度は、ニトロオキシアルキルの還元によって決定される。該ニトロオキシアルキルの還元は多重経路を介して起こり（非特許文献２９、非特許文献１２、非特許文献３０、特許文献２６）、それゆえ制御は困難である。
【０１５６】
本発明において、プロドラッグからのＮＯ放出速度は、系統的に制御可能である。o２−置換ジアゼニウムジオラートからのＮＯ放出のメカニズムは、2つの区別されうる段階で起こる。プロドラッグからのジアゼニウムジオラートの酵素放出により、o２−非置換ジアゼニウムジオラートがもたらされる。該o2−非置換ジアゼニウムジオラートはその後、ＮＯを放出する生理学的条件下で急速に分解される。もし、正しいo２−置換ジアゼニウムジオラートが用いられると、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの候補は生理学的なｐＨに向かって安定する。酵素加水分解（ｔ１／２＝数分から数時間）を介する候補化合物からのジアゼニウムジオラートの放出速度が、放出された非置換ジアゼニウムジオラートの半減期を十分に上回る場合（（実施例はＰＲＯＬ−ＮＯ（ｔ1／２２Ｓ、非特許文献４２）、ＰＹＲＲＯ−ＮＯ（ｔ1／２３Ｓ、非特許文献６７）を含むが、これに限定されるものではない））、アミノ酸とジアゼニウムジオラート間のエステル結合の酵素加水分解は、ＮＯ放出の段階を決定する速度であると考えられる。
【０１５７】
酵素の放出速度は多くの要因によって制御される。特許文献２３で開発されたＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補では、o２−置換ジアゼニウムジオラートは直接ＮＳＡＩＤに結合する（図８）。酵素的切断はＮＳＡＩＤとo２−置換ジアゼニウムジオラートの両方の放出を伴うことになる。酵素加水分解の速度、それゆえＮＯ及びＮＳＡＩＤの放出速度は、ジアゼニウムジオラートの選択によって直接制御される。この手法の１つの限界は、酵素加水分解の速度を変えることに加え、ジアゼニウムジオラートを変えることが、ＮＯ生成の効率性及び半減期（ｔ１／２）の両方に影響を与えかねないことである。さらに、毒性／代謝プロフィールも変化する。なぜなら、２級アミンがＮＯ放出の間に生成されるからである。２級アミンとアミノ酸に由来する潜在的ジアゼニウムジオラートのリストは多く列挙されるが、プロドラッグに用いられる生物学的に生存可能な誘導体の数は限られている。なぜなら、多くのアミン及び／又はそれらの代謝産物には毒性がみられるからである（非特許文献４８、非特許文献５３）。したがって、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を開発する際は、十分な特徴を備えた速度及び毒性パラメータを有する特定のジアゼニウムジオラート誘導体の放出速度を制御できることが望ましい。
【０１５８】
本発明において、ＮＳＡＩＤ又はＣＯＸ−２阻害剤、及びo２−置換ジアゼニウムジオラートは、官能基（エステル、チオエステル、アミド又はスルホンアミドが代表的である）を介して中央のアミノ酸に独立して結合する。該官能基は酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。これにより、ＮＳＡＩＤ及びジアゼニウムジオラートの酵素放出が様々な速度で起こることが可能である。ＮＯ（ジアゼニウムジオラートの放出に起因する）及び特定のＮＳＡＩＤの絶対速度及び相対速度の制御は、モジュール構造、特にアミノ酸、アミノ酸窒素置換基、及び／又はＮＳＡＩＤをアミノ酸につなげるスペーサを修正することによって制御可能である。ジアゼニウムジオラートの選択は、酵素の放出速度を変更するが、ジアゼニウムジオラートを一定に保つ間、酵素の放出速度は他のモジュールを変えることによって変更可能である。本発明により、ＮＳＡＩＤ又はジアゼニウムジオラートを変える必要なく、様々な運動学的、物理学的、薬理学的、薬物動態学的特性を備えた新しい候補を生成することが可能になる。
【０１５９】
本発明のモジュール構造の酵素分解は、ＮＯ、2級アミン、ホルムアルデヒド、Ｎ−置換アミノ酸、ＮＳＡＩＤを作り出すよう考案される。Ｎ−置換アミノ酸は、対応する親アミノ酸（非特許文献５６）のプロドラッグ、又は別の治療薬（特許文献１２、特許文献２７）のどちらかとみなされる。適切なＮ−置換基の実施例は、アミド（非特許文献１６）、カルバミン酸塩（非特許文献３４）、及びα−ヒドロキシル、又はα−アシロキシメチル（非特許文献９）を備えるが、これらに限定されるものではない。
【０１６０】
（実施例６）
＜ＮＯ−ＮＳＡＩＤプロドラッグからのジアゼニウムジオラートの放出速度を制御する＞
モジュールライブラリー（１―３）の３つの実施例は、３つの共通したモジュール、すなわち、ＮＳＡＩＤとしてのナプロキセン、アミノ酸としてのヒドロキシプロリン、及びＤＭＡジアゼニウムジオラートに基づいて合成された。それらはアミノ酸の窒素置換基でのみ変化した（即ち、遊離アミン基（1）、アセチル基（２）、及びピバロイル基（３））。これらの化学安定性は、３０分以上かけて様々なｐＨのリン酸緩衝液内で調査された（表１２）。遊離アミン１はｐＨ２．５から７．０の範囲にわたって急速に分解し、非置換ジアゼニウムジオラート（図示されず）及びＮＳＡＩＤ−アミノ酸４を放出する。Ｎ−アセチル誘導体２はかなり遅い速度で分解を起こすよう決定され、ｐＨ７．０で非置換ジアゼニウムジオラート（図示されず）、及びＮＳＡＩＤ−アミノ酸５を生成する。プロドラッグ２は３０分以上にわたってｐＨ２．５から５．０の間で安定していることが分かった。ピバロイルアミド３はｐＨ２．５から７．０の全範囲を通して安定していることが観察された。
【０１６１】
【化３１】
【０１６２】
【表１２】
【０１６３】
プロドラッグ３の酵素加水分解に対する感度は、ＬＣ−ＭＳによって調べられた。肝臓と腸のミクロソームの製剤が用いられた。ＮＳＡＩＤ−アミノ酸６の形成をもたらした非置換ジアゼニウムジオラートの切断は、肝臓の製剤（２時間後に完全に加水分解）及び腸の製剤（２時間後に５０％変換）の双方において急速に行われたことが分かった。しかしながら、これらの速度は、１→４、及び２→５と変化する酵素加水分解（肝臓ミクロソームの製剤では１０分と３０分にそれぞれ完全な加水分解が観察された）の速度よりは遅かった。
【０１６４】
【化３２】
【０１６５】
ナプロキセンをアミノ酸と結合させるエステルの酵素加水分解は、あらゆる場合で低速であることが分かった。２時間後にナプロキセンの２％放出されたことが肝臓ミクロソームで観察された。
【０１６６】
本発明のさらなる実施形態は、ＮＳＡＩＤ及びジアゼニウムジオラートを独立して放出する２つの不等価なエステルの使用が、特定のエステラーゼ又は他に分類される酵素の作用を介して進行するという認識に基づいている。エステラーゼの分配がヒトの組織や器官の至るところで変化するため、特定の酵素が特定対象の組織又は器官において、ＮＳＡＩＤ及び／又はジアゼニウムジオラートのどちらかを選択的に放出することが可能である。
【０１６７】
特許文献２３で開発されたＮＯ−ＮＳＡＩＤの限界は、カルボン酸を含むＮＳＡＩＤの使用に限定されていることである（図３６）。同様の限界は、非特許文献６６でも報告されたように、アミド結合を介したＮＳＡＩＤイブプロフェンとピペラジン・ジアゼニウムジオラートの末端窒素との結合にも適用される。親アミノ酸がアスパラギン酸（ｎ＝１）又はグルタミン酸（ｎ＝２）のような二塩基酸である場合、本発明のさらなる実施形態は、他の官能基を有する薬剤又はリンカー群（アルコール、チオール、アミン、スルホンアミドを含むがこれらに限定されない）と、アミノ酸モジュールを結合させる能力に基づいている。この原理はセレコキシブ及びバルデコキシブのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ、及び強力な選択的ＣＯＸ−２阻害剤によって実証されている（図３８）。これら実施例において、薬剤（セレコキシブ又はバルデコキシブ）は、スルホンアミド官能基を介してプロドラッグのアミノ酸と結合しており、構造７及び８をそれぞれ提供する。
【０１６８】
本発明のさらなる実施形態は以下の認識に基づいている。すなわち、ＮＳＡＩＤ／リンカー、又はジアゼニウムジオラートのどちらかのニ塩酸基アミノ酸モジュール（アスパラギン酸及びグルタミン酸を含むが限定されない）からの切断は、残っているＮＳＡＩＤ／リンカー、又はジアゼニウムジオラートの酵素加水分解速度を明白に減少させるという認識である。これはｄｉ−ナプロキセンのプロドラッグ（ＮＡＰ−ＡＡ−ＮＡＰ）９によって実証される（図３９）。両エステルの初期の酵素的切断は急激にかつ非選択的に発生し（肝臓ミクロソームで３０分後に完全に加水分解する）、主にナプロキセン（ＡＡ−ＮＡＰ）のプロドラッグ１１及び１２からなる混合物を提供する。第２リンカーの切断により、ＡＡ−ＮＡＰ１１及び１２からナプロキセンの分子がさらに放出された。しかしながら、この放出は低速で行われる（９０分後には４０％から６５％が１３に変化する）。
【０１６９】
ｄｉ−ＤＭＡ−ジアゼニウムジオラート・Ｎ−アシル・グルタミン酸（di-DMA-diazeniumdiolate N-acyl glutamic acid）（ＤＭＡ／ＮＯ−ＡＡ−ＤＭＡ／ＮＯ）１４（図４０）に関する研究により、エステルがジアゼニウムジオラートをグルタミン酸及びアスパラギン酸のアミノ酸と結合させる場合、加水分解速度の解剖学的変化も起こることが示された。
【０１７０】
この原理はさらに、ジアゼニウムジオラートに基づくＮＯ−ＮＳＡＩＤのプロドラッグ（ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤ）１５に拡大適用することが可能である（図４１）。もし、ＮＳＡＩＤとジアゼニウムジオラート部分に関する２つのエステル結合が、初めに様々な速度で加水分解される場合（たとえば、ＮＳＡＩＤは初めにジアゼニウムジオラートよりも早く切断される）、ＮＳＡＩＤはまず圧倒的に１５から放出される。これにより、一酸ジアゼニウムジオラートのプロドラッグのエステル（ＮＯ−ＡＡ）１６、及び遊離ＮＳＡＩＤ（又は生物学的に関連する塩）が生成される。（ＮＯ−ＡＡ）１６はそれ以降、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤ１５の場合に比べ、ジアゼニウムジオラートの酵素放出が遅くなる。これにより、ＮＯ放出も低速で行われる。逆に、ジアゼニウムジオラートが最初に、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤから早めに切断されると、ジアゼニウムジオラートが迅速に生成され（そして、それゆえＮＯも）、ＮＳＡＩＤの放出は低速で行われる。
【０１７１】
（実施例７）
＜ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤからのＮＳＡＩＤ及びジアゼニウム−ジオラートの放出差＞
加水分解の速度差の原理は、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤＳのＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４で実証された（図４２、４３）。ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４双方を様々な酵素製剤（図４４乃至図５１）に晒すことにより、プロドラッグ候補は急速に失われ、ナプロキセン及びＮＯ−ＡＡ（図４２）が得られる。その一方で、ジメチルアミノ・ジアゼニウムジオラートの競合放出は遅れ、ＡＡ−ＮＡＰが得られる（図４３）。ＮＯ−ＡＡ（図４２）、及びＡＡ−ＮＡＰ（図４３）双方の残っているエステルのその後の酵素加水分解は、初期の加水分解よりも低速で行われ、Ｎ−ピバロイル・グルタミン酸が得られる。
【０１７２】
ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４から形成されたＮＯ−ＡＡが、複数の特徴を共有していることに注視することは重要である。最初の特徴は、両方の化合物がヒト及びラットの腸及び肝臓ミクロソーム双方において、比較的安定しているということである（図４４乃至５１）。第２の特徴は、両方の化合物の加水分解が、ラットの血漿中では比較的早い速度で行われるということである（表１３及び１４）。同様の構造を備えるＮＯ−ＡＡは、腸及び肝臓で各々のプロドラッグ部分から放出された後は安定することもあるが、これら種は血漿中でＮＯＤを、次いでＮＯを放出することが可能である。腸及び肝臓ミクロソームに対するＮＯ−ＡＡの反応と血漿に対するＮＯ−ＡＡの反応の違いは、ＮＯ−ＡＡの開発において重要な特徴である。潜在的なＮＯ−ＡＡは、最適な放出速度であらゆるエステラーゼの影響を受けやすいのが理想的である。
【０１７３】
【表１３】
【０１７４】
【表１４】
【０１７５】
この原理は拡大適用してＣＯＸ−２阻害剤（ロフェコキシブを含むが限定されない）を備えるとすることも可能である。ロフェコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤のプロドラッグ、及びＣＯＸ−２阻害剤のいくつかは、カルボン酸又はアルコール機能的な基を含み（例えば、特許文献７、８、９、１０を参照）、それらは分子を上記のモジュラの骨格と結合させるために用いられる。そのような場合、公知のロフェコキシブのプロドラッグ２０（非特許文献２３）に基づいたＣＯＸ−２阻害剤のプロドラッグ(１８に示されている）は、急速に放出される（解剖学的なＮＳＡＩＤ誘導体に関しては記載済）。この放出により、同じＮＯ−ＡＡ１６がもたらされる（図５２）。前述のように、ジアゼニウムジオラート２１（それゆえ、ＮＯも）を放出するＮＯ−ＡＡ１６の加水分解は、初期の加水分解段階よりも著しく遅い。このことによりＣＯＸ−２阻害剤（又はプロドラッグ）は急速に放出され、ジアゼニウムジオラート（それゆえ、ＮＯ）の放出速度は遅くなる。
【０１７６】
（実施例８）
＜ＮＯＮＯａｔｅ−アミノ酸−ナプロキセンプロドラッグ２６の調製のための一般的な方法＞
Ｎ−Ｂｏｃ保護のＮＯ−ＡＡの２４（図５３）
塩化物２３の溶液（１１．０ｍｍｏｌ、特許文献２３）を含むヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ、５ｍＬ）が、Ｎ−Ｂｏｃアミノ酸２２（９．１３ｍｍｏｌ、非特許文献２３）と、Ｎａ２ＣＯ３（９．１３ｍｍｏｌ）の懸濁液を含むＨＭＰＡ（５ｍＬ）に添加された。この添加は室温（ｒｔ）下で行われた。結果として得られた混合物は一晩中攪拌された。その後、水が混合物に加えられ、得られた水層は酢酸エチル（ＥｔＯＡｃ）（×５）で抽出された。有機画分は取り除かれ、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４又はＭｇＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって浄化され、一般的にはヘキサン／ＥｔＯＡｃで溶離し、物質２４を得た。
【０１７７】
Ｎ−ＢＯＣ保護のＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの２５を保護（図５３）
無水のＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍＬ）中に、物質２４（１．０ｍｍｏｌ）、ナプロキセン（１ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ、１．０ｍｍｏｌ）、及び４−（ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）（０．１ｍｍｏｌ）を含む溶液は、ｒｔ（室温）で１時間から一晩中に渡って攪拌された［反応は薄層クロマトグラフィーによって測定された（ＴＬＣ）］。その結果生じた白い残留物は、ろ過によって除去され、ろ過された液体は真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって浄化され、一般的にはヘキサン／ＥｔＯＡｃで溶離し、物質２５を得た。
【０１７８】
Ｎ−アセチルＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの（Ｒ５＝Ｍｅ）２６（図５３）
物質２５（０．１ｍｍｏｌ）はｒｔ（室温）でトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ、１ｍＬ）内で溶かされ、１時間から６時間攪拌された（反応はＴＬＣで測定された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物は酢酸（ＡｃＯＨ、1ｍＬ）で溶解され、無水酢酸（ＡＣ2Ｏ、０．１８ｍＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物は、ｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はその後、真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ＣＨＣｌ３で溶離し、物質２６を得た。
【０１７９】
Ｎ―ピバロイルＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの（Ｒ５＝ＣＭｅ３）２６（図５３）
物質２５（１ｍｍｏｌ）はｒｔ（室温）でＴＦＡ（５ｍＬ）に溶かされ、１時間から６時間攪拌された（反応はＴＬＣで観察された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物は、ＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）で溶解され、塩化ピバロイル（ＰｉｖＣｌ、０．１７ｍＬ）及びその後Ｅｔ３Ｎ（０．３２ｍＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物はｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はその後、真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、物質２６を得た。
【０１８０】
（実施例９）
＜Ｎ−Ａｃ ＮＡＰ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ９を調製するための一般的な方法＞
該方法は図５４に示される。無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、１０ｍＬ）中のＮ−Ａｃ−Ｌ−Ｇｌｕ（２５０ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）、塩化物２７［（３６２ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）、非特許文献５５］、ＫＩ（５０ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（１４０ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）の懸濁液は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。反応混合物はそれから真空内で濃縮され、生じた残留物は水で溶解された。ｐＨは１Ｎ ＨＣＬを用いて２に調節され、水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物は、一般的には初めにヘキサン：ＥｔＯＡｃ（１：１）と、その後ＥｔＯＡｃ：ヘキサン（２：１）で溶離し、白い固形物（１３２ｍｇ、３０％）として物質９を得た。
【０１８１】
（実施例１０）
＜Ｎ―Ａｃ ＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＯ／ＤＭＡ１４の調製のための一般的な方法＞
該方法は図５５に示される。ＨＭＰＡ（３ｍＬ）中のＤＭＡ塩化物２３［（３．２ｍｍｏｌ）、特許文献２３］、Ｎ−アセチル−Ｌ−ｇｌｕ（２５０ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（２８０ｍｇ、２．６４ｍｍｏｌ）の懸濁液は一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。水が混合物に加えられ、生じた水層はＥｔＯＡｃで抽出された（×３）。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃで溶離し、物質１４を得た（２３９ｍｇ、４３％）。
【０１８２】
（実施例１１）
＜ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４の調製のための一般的な方法＞
Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ２８及び２９
無水ＤＭＦ（１０ｍＬ）中のＢｏｃ−Ｌ−Ｇｌｕベンジルエステル（１．３６ｍｍｏｌ）、塩化物２７［（１．３６ｍｍｏｌ）、非特許文献５５］、ＫＩ（１００ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（１５０ｍｇ、１．３６ｍｍｏｌ）の混合物は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。反応混合物は真空内で濃縮され、生じた残留物は水で溶解された。水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【０１８３】
Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジル Ｇｌｕ−Ｎａｐ３０及び３１の脱保護
ＥｔＯＡｃ（５０ｍＬ）中のＮ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ（０．７９ｍｍｏｌ）、及び５％のＰｄ／Ｃ（５０ｍｇ）の懸濁液は、Ｈ２（１ａｔｍ）の大気下においてｒｔ（室温）で３時間から６時間、盛んに攪拌された（反応はＴＬＣによって測定された）。混合物はセリットのパッドを介してろ過され、ろ過された液体は真空内で濃縮され、表題化合物を得た。
【０１８４】
Ｎ−Ｂｏｃ保護されたＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−Ｎａｐ３２及び３３の合成
ＨＭＰＡ（５ｍＬ）中の塩化物２３［（０．７３ｍｍｏｌ）、特許文献２３］、Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ（０．４９ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（７８ｍｇ、０．７４ｍｍｏｌ）の懸濁液は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。水が混合物に加えられ、生じた水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【０１８５】
Ｎ−ピバロイル グルタミン酸−ＮＯＮＯａｔｅｓ ＣＭＤ１１３及び１１４
Ｎ−Ｂｏｃ保護されたＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ（０．３１ｍｍｏｌ）は、ｒｔ（室温）でＴＦＡ（３ｍＬ）内で溶解され、３０分から２時間、攪拌された（反応はＴＬＣによって観察された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物はＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）で溶解され、塩化ピバロイル（５８μＬ）及びその後Ｅｔ３Ｎ（１００μＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物は、ｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はそれから真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】いくつかの典型的なＮＯ−ＮＳＡＩＤ（有機硝酸塩）の化学構造である。
【図２】Ｎ３−１０８及びＮ３−１１２の構造である。
【図３】ヒトの腸ミクロソームにおけるＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）の加水分解である。
【図４】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）の加水分解である。
【図５】ヒトの腸ミクロソームにおけるＤＭＡ／ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）の加水分解である。
【図６】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＤＭＡ／ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）の加水分解である。
【図７】ナプロキセンの潰瘍指数、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びそのコンパレータである。
【図８】２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物及びＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンのＡＵＣ０−６ｈ（μＭ−ｈ）である。
【図９】ナプロキセンにおける血清の硝酸エステル濃度、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びそのコンパレータである。
【図１０】ナプロキセンにおける心臓組織のプロスタサイクリン（ＰＧＩ２）とトロンボキサンＡ２（ＴＸＢ２）との比率、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１１】ナプロキセンにおけるクレアチニン濃度（AAP／Cｒ）に対する尿中のアラニンアミノペプチダーゼの比率、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１２】ナプロキセンにおける尿中のＮ−アセチルグルコサミニダーゼのクレアチニン濃度に対する比率（NAG／Cr）、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１３】簡易化した器官のモジュールとともに薬物動態学的／薬理学的モデルの全体の配置図である。
【図１４】腸部分のモジュールの構成要素の配置図である。
【図１５】腸細胞及び腸管の間に分離された胃コンパートメント及び血流からの入力を示す腸部分１の詳細な配置図である。
【図１６】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分２の詳細な配置図である。
【図１７】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分３の詳細な配置図である。
【図１８】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分４の詳細な見取り図である。
【図１９】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分５の詳細な見取り図である。
【図２０】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分６の詳細な見取り図である。
【図２１】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分７の詳細な見取り図である。
【図２２】投与量が取り込まれる胃コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２３】心臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２４】腎臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２５】二重（門脈及び動脈）の血液供給を示す肝臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２６】血漿、動脈、及び静脈のコンパートメントの詳細な配置図である。
【図２７】毛細血管床から間質液、そして細胞内腔まで、及びその逆の双方向の分布を示す組織コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２８】肺コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２９】ラットに３ｍｇ／ｋｇのナプロキセンを投与した後のナプロキセンの薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献６５の図１から得られたデータである。
【図３０】ヒトに３００ｍｇ／ｋｇのナプロキセンを投与した後のナプロキセンの薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献６５の図６から得られたデータである。
【図３１】ラットに１５μｍｏｌ／ｋｇのＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセン及びＡＺＤ３５８２の薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較である。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献２４、２５の図３から得られたデータである。
【図３２】ヒトに３７５ｍｇのＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセン及びＡＺＤ３５８２の薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献２４、２５の図６から得られたデータである。
【図３３】５０ｍｇ／ｋｇのＡＺＤ３５８２が経口投与された後、ラット内のＡＺＤ３５８２の分布の推定モデルを示す。
【図３４】５０ｍｇ／ｋｇのＡＺＤ３５８２が経口投与された後、７０キロのヒトのＡＺＤ３５８２の分布の推定モデルを示す。
【図３５】５０ｍｇ／ｋｇのＮ−１１９が経口投与された後、ラット内のＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰ（Ｎ−１１９）の分布の推定モデルを示す。
【図３６】特許文献２３で報告されたジアゼニウムジオラートの候補である。
【図３７】新しく生成されたＮＯ−ＮＳＡＩＤの一般的な構造である。このＮＯ−ＮＳＡＩＤはＮＯを全身に送るよう調整可能である。
【図３８】スルホンアミドＣＯＸ−２阻害剤に基づくＣＯＸ−２−ＡＡ−ＮＯＮＯａｔｅプロドラッグである。
【図３９】ｄｉ−ナプロキセンのプロドラッグの加水分解である（ＮＡＰ−ＡＡ−ＮＡＰ）。
【図４０】ＤＭＡ／ＮＯ−ＡＡ−ＤＭＡ／ＮＯの構造である。
【図４１】ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤの区別されうる酵素加水分解である。
【図４２】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４のための加水分解の経路である。
【図４３】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４のための加水分解の第２経路である。
【図４４】ラットの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４５】ラットの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４６】ヒトの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４７】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４８】ラットの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４９】ラットの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５０】ヒトの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５１】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５２】ＮＯ−ＡＡ−ＣＯＸ２プロドラッグの提案された区別しうる加水分解を示す。
【図５３】ｎｏｎｏａｔｅ−アミノ酸−ナプロキセンプロドラッグ２６を調製するための一般的な方法である。
【図５４】Ｎ−ＡｃＮＡＰ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ９を調製するための一般的な方法である。
【図５５】Ｎ−ＡｃＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＯ／ＤＭＡ１４を調製するための一般的な方法である。
【図５６】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４を調製するための一般的な方法である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、以下に挙げる米国の仮出願番号の優先権を主張するものである。即ち、２００５年１０月１３日に仮出願を行った仮出願第６０／７２６、５３０号、２００５年１０月２１日に仮出願を行った仮出願第６０／７３０、１２０号、２００６年１月５日に仮出願を行った仮出願第６０／７５６、４４６号、及び２００６年６月９日に仮出願を行った仮出願第６０／８１２、２３０号である。前述した出願の公開は参照することにより全体として本出願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は治療薬（非ステロイド系抗炎症薬など）及び酸化窒素供与体を備えるプロドラッグ分子の開発に関する。
【背景技術】
【０００３】
百年以上前にアスピリンが開発されて以来、非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤｓ：Nonsteroidal anti-inflammatory drugs）は様々な関節炎に苦しむ患者の治療に用いられてきた。ＮＳＡＩＤの抗炎症作用は主としてシクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）由来のプロスタグランジン（ＰＧ）の合成阻害を媒介とする（非特許文献７）。ＰＧ阻害はＮＳＡＩＤの主たる副作用でもあり、胃潰瘍がそれに当たる（非特許文献８５）。なぜなら、ＰＧは血管の恒常性及び胃腸管の保護に関与しているからである（非特許文献３８、５９、６８）。
【０００４】
１９９０年代初め、ＣＯＸ酵素が２つのアイソフォーム、ＣＯＸ−１及びＣＯＸ−２の中に存在することが発見された。当初、ＣＯＸ−１は胃腸管を含む多くの組織内に現存する構成酵素であり、普遍酵素であると考えられていた（非特許文献４５、１０）。その一方で、ＣＯＸ−２は厳密には誘導酵素と見做されてきた。サイトカイン、成長因子、リポ多糖類、又はプロスタノイドのような前炎症性メディエータは、このアイソフォームを上方制御してきた（非特許文献３７、３６）。理論上では、ＣＯＸ−２のアイソザイム阻害は抗炎症作用をもたらすが、その一方で胃腸管を損傷させないようにする。この発見は選択的ＣＯＸ−２阻害剤の開発に貢献した。１９９９年の終わりに、第１のＣＯＸ−２阻害剤、セレコキシブが市場で発表された。セレコキシブの発表の直後には、より特異的なＣＯＸ−２阻害剤、ロフェコキシブが発売された。臨床研究によると、これらＣＯＸ−２阻害剤は痛みや炎症に対して他の非選択的ＮＳＡＩＤと同様に効果的であることが実証された（非特許文献５２、６２、１１、Day et al., 2000）。リウマチ性関節炎に苦しむ８０７６人の患者が治療を受けたＶＩＧＯＲという臨床試験においては（非特許文献６）、ロフェコキシブはナプロキセンと比較して胃腸への副作用がはるかに少ないことが分かった。別の大規模な臨床試験ＣＬＡＳＳでは（非特許文献７０）、胃腸の副作用領域内におけるＣＯＸ−２阻害剤の非選択的ＮＳＡＩＤに対する優位性が、セレコキシブと非選択的ＮＳＡＩＤであるジクロフェナクを比較することで実証された。ＣＯＸ−２阻害剤の非選択的ＮＳＡＩＤに対する優位性が認識されたため、ＣＯＸ−２阻害剤は市場で巨大な成功を収めるようになった。２００３年にはセレコキシブとロフェコキシブでアメリカのＮＳＡＩＤ市場の７５％を占めるようになった（非特許文献２６、２７）。それ以来、薬物動態的特徴を有する選択的ＣＯＸ−２阻害剤を開発する争いが繰り広げられている。例としては、バルデコキシブ（又はそのプロドラッグである非経口用のパレコキシブ）、エトリコキシブ、及びルミラコキシブが挙げられる。
【０００５】
Merckにより実施された、結腸直腸腺腫を予防するロフェコキシブの有効性を調査するAPPROVeという臨床試験においては、選択的ＣＯＸ−２阻害剤であるロフェコキシブは、18ヶ月使用後の心筋梗塞及び脳虚血などの心血管系イベントと関係していることが発見された。この臨床試験の結果は近年になって、New England Journal of Medicine で発表された（非特許文献６）。ロフェコキシブの上述のような潜在的な副作用が発見されたため、ロフェコキシブは市場からの撤退を余儀なくされた。続いて他の2つのＣＯＸ−２阻害剤も細かな詮索を受けるようになった。一般的には、心血管系イベントがロフェコキシブに限定されるのか、又は他のＣＯＸ−２阻害剤も同じ効果をもたらすのかが疑問視されている。２００５年4月７日にはアメリカの食品医薬品局（ＦＤＡ）がファイザーに国内でのベクストラ（バルデコキシブ）の販売の一時停止を要求した。ＦＤＡは現在でもＮＳＡＩＤのあらゆる処方に心血管及び胃腸のリスクに関する付加情報を提供するよう求めている。
【０００６】
すべての選択的及び非選択的ＣＯＸ阻害剤に対して警告を表示するようにしたＦＤＡの決定を正当に評価するには、アラキドン酸代謝を理解する必要がある（以下の表１を参照のこと：アラキドン酸カスケード。ＣＹＰ：チトクロームＰ450酵素、ＥＥＴｓ：エポキシエイコサトリエン酸、ＨＥＴＥｓ：ヒドロキシエイコサテトラエン酸、ＨＯＤＥｓ：ヒドロキシオクタデカジエン酸、ＤＰ：プロスタグランジンＤ２受容体、ＥＰ：プロスタグランジンＥ２受容体、ＩＰ：プロスタサイクリン受容体、ＦＰ：プロスタグランジンＦ２受容体、ＴＰ：プロスタグランジンＴ２受容体）。
【０００７】
【表１】
【０００８】
アラキドン酸（ＡＡ）はホスホリパーゼＡ２を経た膜結合型のリン脂質の代謝産物である。ＡＡはシクロオキシゲナーゼ及びペルオキシダーゼの基質で、エンドロペロキシド、プロスタグランジンＨ２（ＰＧＨ２）を発生させる（非特許文献８６、非特許文献１９、非特許文献２７）。ＰＧＨ２はトロンボキサンＡ２（ＴｘＡ２）、プロスタノイド及びプロスタサイクリンの前駆物質である。これらの反応は、組織特異酵素であるトロンボキサンシンターゼ、プロスタノイド合成酵素及びプロスタサイクリンシンターゼのそれぞれを媒介にしている。ＣＯＸ−１アイソフォーム阻害は循環しているトロンボキサン及びプロスタグランジンの濃度の低下をもたらす。他の組織に加え、ＣＯＸ−１は血小板及び胃腸管内でも見られる。血小板の凝集が粥腫の発生を伴うため、血中のトロンボキサンの減少は血栓形成のリスクを減らし、ゆえに心臓血管の虚血のリスクも減らす（非特許文献４４）。他方では、ＣＯＸ−２アイソザイムの阻害はＰＧＩ2の減少をもたらす。このプロスタサイクリンは即効性の血管拡張剤であり、抗血小板凝集剤である（非特許文献４４）。ＣＯＸ−２アイソザイム阻害は患者に観察される予期しなかった心血管系イベントを引き起こすものと仮定されてきた（非特許文献４４）。伝統的なＮＳＡＩＤ（例えば、アスピリン、イブプロフェン、ナプロキセン、インドメタシンなど）のような非選択的ＣＯＸ阻害剤は、様々な程度のＣＯＸ−１阻害及びＣＯＸ−２阻害を有するために、心臓血管系リスクの程度はさまざまである。
【０００９】
非特許文献４４において、トロンボキサンとＰＧＩ２との間のバランスが選択的及び非選択的ＮＳＡＩＤの両方にとって心血管系イベントの重大な決定要因であると仮定されていた。このことにより、ＣＯＸ阻害の選択性がＮＳＡＩＤの心血管の安全に非常に重要な役割を果たすという前提につながった。さらに、ＣＯＸ−１／ＣＯＸ２−選択性の比率、薬物速度論的特性、投薬量、及び患者の心血管系の状態も観察された心血管系のリスクの一因となり得る要因である。
【００１０】
前述の見解とは反対に、ＣＯＸ−２はただ誘導性を有するだけでなく、構成的に発現されるものでもある（非特許文献８８、非特許文献３９、非特許文献５４、非特許文献１４、非特許文献７２、非特許文献７３、非特許文献１８、非特許文献７６）。この酵素は腸（非特許文献８８、非特許文献３９）子宮筋層（非特許文献７２、非特許文献７３）、腎臓（非特許文献７６）を含む様々な組織で発現される。ＣＯＸ−２阻害によりナトリウム貯留及び水分貯留がもたらされ、このナトリウム及び水分の貯留により高血圧が引き起こされることもある（非特許文献４４）。高血圧は公知の粥腫発生因子である。
【００１１】
一酸化窒素（ＮＯ：Nitric Oxide）は胃腸粘膜の抵抗力の決定的なメディエータであり、胃腸管内でプロスタグランジンと同じ作用を発揮する（非特許文献８５）。実験モデルの胃障害の重篤性が軽減されたことは一度もない（非特許文献５０、４３）。ＮＯ放出部分とＮＳＡＩＤを結合させることにより、後者の毒性を減らすこともあるという提案がなされている（非特許文献８３、 非特許文献８４）。動物を使った研究では、ＮＯアスピリン、ＮＯナプロキセン、ＮＯフルルビプロフェン、及びＮＯジクロフェナクを含む様々なＮＳＡＩＤのＮＯ放出誘導体は、親薬物と同じくらい効果的にプロスタグランジンの合成を抑制するものの、胃腸管には危害を加えないことが示された（非特許文献８３、非特許文献８４、非特許文献６３、非特許文献１７、非特許文献２１）。ニトロオキシアルキル官能基をＮＯ源として利用する他の多くのNO−ＮＳＡＩＤが明らかにされてきた（非特許文献６１、非特許文献４０、特許文献２、非特許文献３２、特許文献１、特許文献６、特許文献１１、特許文献２５、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献３、特許文献２０、特許文献２６）。
【００１２】
しかしながら、この型の欠点は、有機硝酸エステルからのＮＯの生成が酵素（グルタチオンＳ−トランスフェラーゼ、シトクロムＰ−４５０、及び他の未特性化酵素）と化学反応（非タンパク質チオール）の両方の多くの機構を介して行われることが報告されていることである（非特許文献２９）。有機硝酸エステルはまた薬剤を継続使用した際の効果低減を実証しており、「硝酸塩耐性」の一因となっている（非特許文献１５）。この点について、ジアゼン―１―イウム―１、2―ジオラート（ジアゼニウムジオラート又はＮＯＮＯａｔｅｓとも呼ばれる）は、半減期のＮＯ同等物を最大で２まで放出する可能性がある。このＮＯ同等物は薬理学的（薬力学的）な作用の持続時間と密接に関連している。これらの観察は、o２−非置換ジアゼニウムジオラートが代謝の影響を最小限にしか受けず、現在有効な臨床血管拡張剤とは本質的に異なることを示唆している（非特許文献４１）。
【００１３】
o２−置換ジアゼニウムジオラートは様々な病状を治療する薬剤の開発に特に魅力的な３つの属性を有している。その３つとは、構造多様性、信頼に足るＮＯ放出速度、及び化学的に高い誘導体化性質である。この誘導体化反応は、ＮＯが特定の標的器官及び／又は特定の標的組織部位を標的とするのを促進する（非特許文献４１）。非置換ジアゼニウムジオラートはo２の位置で誘導化され、生理的状態へのより強い耐性を示すＮＯ供与体を形成することもある。結果として半減期のＮＯ供与体が著しく増加する。非特許文献６６によると、o２−メトキシ置換ジアゼニウムジオラートに基づくＮＯ−ＮＳＡＩＤがピペラジンに由来することを報告された。ＮＳＡＩＤのイブプロフェンはアミド結合を介してピペラジンのリンカーの末端部の窒素と共有結合している。o２−メトキシのジアゼニウムジオラートは、約１７日の半減期という生理的条件下で自発的にＮＯを放出した。あるいは、ジアゼニウムジオラートをo２の位置でアセチルロキシ・メチルの機能性と置き換えることが可能である。アセチルロキシ・メチルの機能性は生理的条件には耐性があるが、エステラーゼに晒された際には酵素加水分解されやすい（非特許文献６７）。これらＮＯ生成部分は、ＮＳＡＩＤなどの他の生体適合性化合物と組み合わせることが可能であるため、ＮＳＡＩＤ及び非置換ジアゼニウムジオラートは酵素的に放出される。特許文献２３では、ＮＯ供与体としてジアゼニウムジオラートを有するこの型の新規なＮＳＡＩＤ分子が発表され、これら分子にはラットの胃を保護する絶大な効果があることが示されている。しかしながら、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ及びその活性代謝物、ＮＯ供与体及びＮＳＡＩＤ、吸収作用及び体内動態の分析結果は明らかにされていない。さらに、これら候補の腎臓及び心血管の機能への効果も明らかではない。
【００１４】
ＣＯＸ−２阻害剤の崩壊を考慮に入れると、ＣＯＸ−２阻害剤を用いてＮＯ−ＮＳＡＩＤを開発することへの関心が生じる。ＮＯは心血管システム及び腎臓に優れた効果を発揮すると示されてきた（非特許文献５１）。ＣＯＸ−２阻害剤をＮＯ供与体と合成させること、及び／又はＣＯＸ−２阻害剤をＮＯ供与体とともに投与することは論理にかなうものであった。特許文献１３には、ＣＯＸ−２阻害剤と一酸化窒素供与薬を組み合わせて投与する段階を備える方法が記載された。
【００１５】
カルボキシル基を有し、ジアゼニウムジオラートなどの酸化窒素供与体と共有結合を形成する伝統的な非選択的ＣＯＸ阻害剤と違って、ロフェコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤はいつも機能的な基を有しているというわけではない。この基は、酸化窒素供与体部分の結合を容易く可能なものにする。しかしながら、いくつかのＣＯＸ−２阻害剤と、特定のＣＯＸ−２阻害剤（例えば、ロフェコキシブ）のプロドラッグは、カルボン酸を含むことが報告されている。このカルボン酸はエステル結合を介してニトロオキシアルキルＮＯ供与体と共有結合することが可能である（非特許文献２３、特許文献１９、特許文献２４）。セレコキシブ及びバルデコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤のなかには、スルホンアミド官能基を含んでいるものもある。スルホンアミド官能基はニトロオキシアルキルＮＯ供与体との共有結合部位として用いられる（特許文献１９、特許文献５）。ＮＯ供与体をＣＯＸ−２阻害剤結合させる代替戦略は、硝酸エステル（ＯＮＯ２）部分を一酸化窒素（ＮＯ）―供与体として含むピラゾールを有している（非特許文献６０、特許文献２１）。特許文献４によると、酸素（ヒドロキシル縮合）、硫黄（スルフヒドリル縮合）、及び／又は窒素などの１以上の部位を介して、ニトロソ化及びニトロシル化されたＣＯＸ−２阻害剤が形成された。非特許文献２２によると、硝酸エステルのバルデコキシブ誘導体、４−｛５−［（ニトロオキシ）メチル］−３−フェニルイソオキサゾール−４−yl｝ベンゼンスルホナミドが研究された。特許文献２２によると、ＣＯＸ−２阻害剤の一連の酸化窒素誘導体が合成された。一連のo２−非置換Ｎ−ジアゼニウムジオラートの塩はアリール基窒素を介してＣＯＸ−２阻害剤と結合すると報告された。o２位に置換基がないため、ジアゼニウムジオラート誘導体からの一酸化窒素の放出は、他の報告されたo−非置換Ｎ−ジアゼニウムジオラートの放出の次に起こるということが示唆される。したがって、これら誘導体がＮＯを直接放出し、この放出のために生体内で酵素の効果を必要としないということが推測される。この型の誘導体はＮＯ供与体及びＮＯ放出に関して組織特異性を欠くこともある。一方で、特許文献２３で合成されたo２−置換ジアゼニウムジオラートは、エステラーゼの作用を必要とし、ＮＯ供与体を放出し、その後、ＮＯを放出する。NOの組織特異的デリバリーは、分子構造を調節することにより胃腸管、肝臓、血液などの様々な器官で所望の加水分解速度を得ることで、ある程度は獲得される。しかしながら、これらの部分は未知であるため、加水分解速度の調節は考慮されていない。
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【特許文献１】国際公開第2006/008196号公報
【特許文献２】国際公開第WO 2004/026808号公報
【特許文献３】国際公開第WO 00/25776号公報
【特許文献４】米国特許第6,649,629号公報
【特許文献５】国際公開第WO 2004/002409号公報
【特許文献６】国際公開第WO 00/51988号公報
【特許文献７】米国特許第5,698,584号公報
【特許文献８】米国特許第5,733,909号公報
【特許文献９】米国特許第5,789,413号公報
【特許文献１０】米国特許第5,925,631号公報
【特許文献１１】国際公開第WO 2005/030224号公報
【特許文献１２】国際公開第WO 2005/046575号公報
【特許文献１３】米国特許公開第2005/0113409号公報
【特許文献１４】国際公開第WO 02/100400号公報
【特許文献１５】国際公開第WO 02/092072号公報
【特許文献１６】国際公開第WO 03/084550号公報
【特許文献１７】国際公開第WO 2004/000273号公報
【特許文献１８】国際公開第WO 2004/0003000号公報
【特許文献１９】国際公開第WO 2004/000781号公報
【特許文献２０】国際公開第WO 2004/004648号公報
【特許文献２１】国際公開第WO 02/060378号公報
【特許文献２２】米国特許第6,825,185号公報
【特許文献２３】米国特許仮出願第60/681,842号公報
【特許文献２４】国際公開第WO 03/103602号公報
【特許文献２５】国際公開第WO 2005/054175号公報
【特許文献２６】米国特許公開第2006/0046967号公報
【特許文献２７】米国特許公開第2006/0063827号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献２３に記載されたＮＯ−供与性ジアゼニウムジオラートNO−NSAIDは、血清エステラーゼにより血中に放出されるよう意図されている。このＮＯ−ＮＳＡＩＤ開発の研究方法は最適ではないこともある。エステラーゼは伝統的に非特異的であると公知である。しかしながら、最近の研究では、肝臓や腸など特定の器官で高濃度な特定のエステラーゼが発見されている。特許文献２３や、NCX-4016、及びAZD3582によって合成されたものも含む、経口投与されるＮＳＡＩＤを血漿に晒すと、ごく小さくなることが明らかになった。したがって、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの開発には、これら候補の薬剤らしい特性を考慮に入れる系統的な手法が必要である。o２−置換ジアゼニウムジオラートＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補の可撓分子ライブラリーは、制御された方法でその特性を発揮し、修正する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを提供するものである。このモデルは生体外の又はコンピュータによる入力を必要とし、検査対象の薬物動態学的／薬理学的パラメータを評価する。このモデルは（１）開発に適切かどうかＮＯ−ＮＳＡＩＤを検査すること、及び（２）新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ（選択的及び非選択的の両方の）候補の合成情報を供給することに役立つ。この新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は開発段階においてより大きな成功をおさめる可能性がある。
【００１８】
本発明の生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルは、一連のコンパートメントを含む。このコンパートメントは、非ステロイド系抗炎症プロドラッグ投与後の腸、肝臓、腎臓、血液／血漿、及び心臓における、非ステロイド系抗炎症プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素放出の経時変化を記述するものである。非ステロイド系抗炎症プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素放出の経時変化は、生体外の／コンピュータによる入力を用いてシミュレートすることが可能である。胃腸管腔内のそれぞれの構成要素の安定性は、人工胃液及び人工腸液から採取されたデータを用いて予測される。腸での代謝は腸ミクロソームを用いて予測され、吸収速度はＣａｃｏ−２のような細胞単層から採取された透過率データを用いて予測される。肝臓排せつは肝臓ミクロソームを用いて予測され、血漿中の安定性は中膜内の各構成要素の分解を用いて算出される。血漿タンパク結合は標準化された生体外の方法を用いて測定するか、又はコンピュータによる方法を用いて予測されることが可能である。体の様々な部位の各構成要素の分布は、コンピュータによる方法を用いて予測される。一酸化窒素の放出速度は生体外の内皮細胞モデルを用いて予測される。プロドラッグ、その活性代謝物、及び一酸化窒素の経時変化は、対応する生体外の及びコンピュータによるデータが入力値として用いられる場合、この生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを利用して、ヒト及び動物の体内でシミュレートすることが可能である。
【００１９】
このモデルは投与後のＮＯ−ＮＳＡＩＤプロドラッグ及びＮＳＡＩＤの経時変化を予測することに成功してきた。既存のＮＯ−NＳＡＩＤの利点及び欠陥が確認された。これらの結果に基づき、消化管、心臓、及び腎臓に一酸化窒素の最適なデリバリーを供給するＮＯ−ＮＳＡＩＤの一般的構造体が考案された。このＮＯ−ＮＳＡＩＤ分子はＮＳＡＩＤ分子を含む。ＮＳＡＩＤ分子は、アルキルジエステルを介して無毒性のリンカー（例えばアミノ酸）に接続している。他方で、酸化窒素供与体はエステル結合を介してリンカーに結合している。一酸化窒素の放出部分はジアゼニウムジオラートであることが好ましい。
【００２０】
本発明で適用可能なＮＳＡＩＤは、アセチルサリチル酸（ＡＳＡ、ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（ＮＡＰ、Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、又はジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）のような非選択的ＣＯＸ阻害剤、セレコキシブのような選択的ＣＯＸ−２阻害剤を備えるが、それらに限定されるわけではない。セレコキシブは、スルホンアミド基、又はロフェコキシブのプロドラッグを含む。ロフェコキシブはカルボキシル基を含む。
【００２１】
ある実施形態において、本発明は治療薬と適切な酸化窒素供与体を組み合わせる方法を供給し、効果的なプロドラッグ分子を作る。この方法は、（ｉ）生体外の薬物動態学的又は薬理学的データ、又はコンピュータによる薬物動態学的又は薬理学的データを獲得する段階と、（ｉｉ）データを生理学的に基づいた薬物動態学的モデルに設定する段階を備え、このモデルは胃腸管をコンパートメントに分けるコンパートメントモデルを備え、さらに第２コンパートメントモデルを備え、このモデルは体内を血漿／血液、及び、組織コンパートメントに分け、
（ｉｉｉ）薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との適切な組み合わせを決定し、効果的なプロドラッグ分子を作る。
【００２２】
本発明はまた上記方法により選択されたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は治療薬及び酸化窒素供与体を備える。
【００２３】
別の実施形態においては、非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えるプロドラッグ分子が提供され、この部分は加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を有し、一酸化窒素の治療用量は腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、及び潰瘍により引き起こされる損傷から保護する。
【００２４】
本発明はここに記載された方法で識別されたプロドラッグ分子の使用を含み、治療法を提供する。本発明はまた、ここで記載された又は識別されたプロドラッグ分子を備えるキットを提供する。
【００２５】
本発明はまたプロドラッグ分子を提供するものであって、プロドラッグ分子は、（ｉ）酵素加水分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合する一酸化窒素放出部分と、（ｉｉ）アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、治療薬及びスペーサ間の結合、又はスペーサとアミノ酸の間の結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。前記一酸化窒素放出部分及び治療薬のプロドラッグ分子からの放出が独立して制御される。
【００２６】
別の実施形態では、以下の構造式（化１）に表される化合物が提供される。
【００２７】
【化１】
【００２８】
別の実施形態では、以下の構造式（化２）に表される化合物が提供される。式（化２）中、ｎ＝０−２である。
【００２９】
【化２】
【００３０】
本発明はまた以下の構造式（化３）に表される化合物を提供する。
【００３１】
【化３】
【００３２】
本発明はまた以下の構造式（化４）に表される化合物を提供する。
【００３３】
【化４】
【００３４】
本発明はまた以下の構造式（化５）に表される化合物を提供する。式（化５）中、ｎ＝１、２である。
【００３５】
【化５】
【００３６】
本発明はまた以下の構造式（化６）に表される化合物を提供する。式（化６）中、ｎ＝１、２である。
【００３７】
【化６】
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
臨床実験において成功を収める可能性に優位性を与えるために、ＮＳＡＩＤ、ジアゼニウムジオラート、及びＮＯ供与体の関連のある薬物動態学及び薬理学を理解することが必要である。このような情報の組み合わせは、ＮＳＡＩＤに適切なＮＯ供与体を選択するために重要である。本発明は過程を提供する。この過程により、生体外の及びコンピュータによる入力を必要とする生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルが、プロドラッグ部分の薬物動態学的及び薬理学的行動を予測するために用いられる。
【００３９】
上述のモデルにパラメータを提供するため、生体外実験が選択される。不適切な検査を用いると誤った予測を立ててしまうことになる。例えば、米国出願第６０／６８１、８４２号（特許文献２３）で公開されているように、モルモットの血清と豚のエステラーゼを用いて、アスピリンのo２−置換ジアゼニウムジオラート誘導体を加水分解した。これらの実験は、生体外のヒトのＮＯ−ＮＳＡＩＤ代謝速度、及びＮＯ供与体とＮＳＡＩＤへの代謝変換が発生する頻度に関しては、ほとんど何の情報ももたらさなかった。しかしながら、ＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）、及びＤＭＡ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）（図2）のようなこれら候補のいくつかが、ヒトの腸及び肝臓のミクロソームとインキュベートされた場合（図３乃至図６）、それらが急速に加水分解されることが明らかになった。半減期の値は１分未満であった。このような観察に基づいて、体循環に入る前に、ＮＯ−ＮＳＡＩＤは腸細胞で加水分解され、血流中ではＮＯ−ＮＳＡＩＤはほとんど又はまったく検知されないことが明らかになった。さらに、ＮＯ供与体がＮＳＡＩＤから分離するとすぐにＮＯの放出が開始される。
【００４０】
エステラーゼを用いて活性成分を放出するプロドラッグの型は一般的に使用されてきた（非特許文献２）。エステラーゼの機能及び分布は、特にここ数年で広く研究されてきた。エステラーゼは非特異的であると知られるが、種ごとに及び器官ごとに劇的な相違がある。誤ったエステラーゼをプロドラッグの開発に用いると、誤った選択を導き、結果として失敗してしまう（非特許文献２、非特許文献４９）。
【００４１】
腸細胞でＮＯ供与体を放出すると、胃腸が保護される可能性が高くなる。しかしながら、ジアゼニウムジオラートを含むＮＯ−ＮＳＡＩＤが、心臓や腎臓のような他の器官を保護するかどうかは確かではない。Gao のグループ（非特許文献２８）は他の研究グループ（非特許文献７１）とともに、ヘモグロビンを血中の一酸化窒素の運搬役として調査してきた。これは一酸化窒素の様々な組織への全身的な伝達を記載した仮説である。Gao の最新の解説によると、「一酸化窒素は生体系における孤立した分離した化学物質であるとは決して考えられない」と示されている。（非特許文献３０）。
【００４２】
組織特異性の運搬は、適切なジアゼニウムジオラート分子を用いて改善される。非特許文献４２によると、２秒から２０時間以上の幅の半減期のＮＯ発生を有するジアゼニウムジオラートの系が開発された。さらに、Keefer らはＮＯがグルコシダーゼの作用によって放出されるように炭水化物を用いてジアゼニウムジオラートを機能的にした。これにより、ＮＯの放出がこの分類の酵素を含む組織に限定された（非特許文献６９）。しかしながら、系統的な手法がない場合は、適切なジアゼニウムジオラートの選択は困難である。
【００４３】
関節炎、心臓血管の病気、及びガンを含む他の病気の治療にプロドラッグ分子ＮＯ−Ｘ（例えば、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ）の開発を成功させるのが困難なのは、主として一酸化窒素を放出する所望の速度、程度、及び部位を獲得するのが難しいからである。
【００４４】
例えば、もし、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの分子が経口投与の後、その大部分が体循環に吸収される場合、胃膜及び腸間膜は血中に放出された一酸化窒素によってのみ潰瘍形成させないようにする。胃及び腸内での一酸化窒素の濃度が十分高くないこともある。なぜなら、血中のＮＯ供与体の濃度は、吸収過程において胃に局所的に存在する濃度より少なくとも１０倍は低いからである。
【００４５】
ＮＯ供与体の半減期が短いなら、この供与体は半減期の長いＮＳＡＩＤから胃腸管を保護するにはおそらく十分ではない。なぜなら、放出されたＮＯは体内では非常に短期間しかもたないからである。
【００４６】
吸収過程において腸細胞でＮＯ−ＮＳＡＩＤからＮＯ供与体を素早く放出することにより、最適な胃腸保護を提供することができる。しかしながら、心臓や腎臓のような他の器官での一酸化窒素濃度は、保護するほど十分に高くはない。というのもＮＯは体循環に決して到達しないからである。
【００４７】
本発明は最善のパラメータを予測するための生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルを提供する。このパラメータ一式により、ＮＳＡＩＤ又は他の治療薬又は生体適合性のある薬剤と、ジアゼニウムジオラートのような適切なＮＯ供与体とを科学的に組み合わせることができる。
【００４８】
本記載のプロドラッグの設計手法は、ＮＯ−ＮＳＡＩＤにのみ適用可能というわけではない。他の治療薬又は生体適合性のある薬剤は、ジアゼニウムジオラートのようなＮＯ供与体と結合させることが可能であり、この結合により特定の器官内で運搬と放出が最適化される。本目的のために生体適合性の原理を用いることは、単独の治療薬としてのジアゼニウムジオラートを設計することである。
【００４９】
本発明の薬物動態学的／薬理学的モデルは、動物及びヒトにおける吸収、分布、代謝、ＮＯ放出（図１３乃至２８）、及びＣＯＸ阻害の経時変化を記載するものである。この薬物動態学的／薬理学的モデルは、胃腸の吸収を記述する７つのコンパートメントを含むモデルを備える。この薬物動態学的／薬理学的モデルはさらに、多くの生理学的なコンパートメントモデルを備える。これらモデルは、関連する器官および組織の供給源を含む残りの体内の独立した種の経時変化を記述する。ＮＯ放出及びＣＯＸ阻害の経時変化を記述している薬理学的コンパートメントは、適切な薬物動態学的コンパートメントにつながっている（図１３）。同じ薬物動態学的／薬理学的モデルは他のプロドラッグ部分の経時変化を記述するために容易に適合される。ある実施例において、このモデルの入力パラメータは、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ、又はこの活性及び安定代謝物の生体外実験又はコンピュータによる予測から得られる。この活性及び安定代謝物は例えば、ジアゼニウムを含む分子及びリンカー分子である。
【００５０】
代表的な生体外の又はコンピュータによる予測は、以下を備える。
（ａ）ｐＫａ予測又は測定
（ｂ）対数Ｐの測定又はコンピュータによる予測
（ｃ）様々な生理学的流動体での溶解度
（ｄ）透過率（Ｃａｃｏ−２及び／又はNOVOKIN が所有する動物又はヒトの細胞株はこのパラメータを獲得するために用いることが可能である）
（ｅ）腸及び肝臓での代謝速度（ヒト又は動物の腸ミクロソーム、Ｓ９分画、シトソルをこの目的のために用いることが可能である。ヒト又は動物の肝細胞、肝臓、肝臓ミクロソーム、Ｓ9分画、及びシトソルも同様に使用可能である）
（ｆ）ヒト又は動物の血漿中の加水分解
（ｇ）血清結合又は血漿タンパク結合（血清結合又は血漿タンパク結合は、生体外で測定されるか又はコンピュータによる予測で推定される。）
（ｈ）ＮＯ放出速度
（ｉ）ＮＳＡＩＤ又は生体適合性のある薬剤の現存する薬物動態学的／薬理学的データ
（ｊ）応用可能であれば、公知のジアゼニウムジオラートの現存するＮＯ放出速度
（ｋ）胃腸環境の安定性、及び
（ｌ）コンピュータによる分布予測量
【００５１】
特別なＮＯ−Ｘ（例えば、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ）種に対するこのシミュレーションの典型的な出力には以下のものが挙げられる。
（ａ）胃腸管内でのＮＯ−Ｘの安定性
（ｂ）腸におけるＮＯ−Ｘ吸収の経時変化及び程度
（ｃ）腸細胞におけるＮＯ及びＸ放出の経時変化及び程度
（ｄ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む様々な組織内におけるＮＯ供与体からのＮＯ発生の経時変化
（ｅ）腸内のＣＯＸ−１阻害の経時変化
（ｆ）血中内のＮＯの経時変化
（ｇ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む組織のＮＯの経時変化
（ｈ）胃腸管、肝臓、心臓、及び腎臓を含む組織と血液内でのＮＯの経時変化
（ｉ）一酸化窒素に起因する全身的作用の予測
【００５２】
例えば、関節炎を治療するＮＯ−ナプロキセンの最適な候補は、以下のパラメータを有するべきである。
（ａ）酸性及び塩基性条件下で安定していること
（ｂ）胃腸の環境下で安定していること
（ｃ）最適な親水性及び疎水性を有すること
（ｄ）腸細胞への最大限の吸収
（ｅ）ＮＯ−ＮＳＡＩＤの投薬量のかなりの割合が腸細胞でのＮＯ供与体及びＮＳＡＩＤに加水分解されること
（ｆ）ＮＯ供与体がかなりの程度、吸収されること（一酸化窒素のかなりの割合がＮＯ供与体全体から腸細胞へと放出されるのが好ましい。一酸化窒素は、炎症、出血、及び潰瘍から胃管及び腸管を保護するほど十分に高い濃度であるべきである。酸化窒素供与体のかなりの割合は胃腸管内に放出されるが、投与量と同量の５％から５０％ぐらいが好ましい）
（ｇ）ＮＯ供与体は血漿中及び／又は内皮細胞中で十分に加水分解され、ＮＯを放出すること
【００５３】
ある実施形態において、本発明は治療薬と適切な酸化窒素供与体を組み合わせて、効果的なプロドラッグ分子を作り出す方法を提供する。この方法は、（ｉ）生体外の薬物動態学的又は薬理学的データ、又はコンピュータによる薬物動態学的又は薬理学的データを獲得する段階と、（ｉｉ）データを生理学的に基づいた薬物動態学的又は薬理学的モデルに設定する段階を備え、このモデルは胃腸管をコンパートメントに分ける第１コンパートメントモデルを備え、（ｉｉｉ）薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との適切な組み合わせを決定し、効果的なプロドラッグ分子を作る。
【００５４】
ある実施形態においては、本発明の薬物動態学的モデルは、（ｉ）胃腸管を７つのコンパートメントに分ける７つのコンパートメントを含むモデルを備え、前記コンパートメントモデルは前記プロドラッグ分子の胃腸吸収を記述し、前記薬物動態学的モデルはさらに、（ｉｉ）体を血漿／血液及び組織コンパートメントに分けるコンパートメントモデル群を備え、前記コンパートメントモデル群は胃腸管、血液、及び組織内の治療薬、酸化窒素供与体、及び一酸化窒素の経時変化を記述する。代表的な生体外の又はコンピュータによるモデルに対する入力データは、胃腸環境におけるｐＫａ値、オクタノール／水分配係数、溶解度データ、透過性値、代謝データ、加水分解データ、血清タンパク質結合データ、一酸化窒素放出速度、治療薬の薬物動態学的及び薬理学的データ、及び安定性のデータを含む。
【００５５】
本発明はまた上記方法により選択されたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は治療薬及び酸化窒素供与体を備える。一般的に、治療薬は非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であってよい。代表的な非ステロイド系抗炎症薬は、非選択的なシクロオキシゲナーゼのアイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤を含むが、これらに限定されるものではない。非選択的なシクロオキシゲナーゼのアイソザイム阻害剤は例えば、アセチルサリチル酸（ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、及びジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）である。さらに、シクロオキシゲナーゼ−２阻害剤はカルボキシル基を備えてもかまわない。酸化窒素供与体の実施例はジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートのようなジアゼニウムジオラートである。そして、当業者は本発明の教示的な点を考慮して抗生物質を治療薬として容易に適用するであろう。
【００５６】
ある実施形態においては、非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えるプロドラッグ分子が提供され、この放出部分は加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を有するとともに、一酸化窒素の治療用量が腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、及び潰瘍により引き起こされる損傷から保護する。さらに、一酸化窒素の治療用量は血流に放出され、その結果、心臓、腎臓、及び心臓血管系のような１以上の器官システムを保護する。一般的に治療薬は非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であり、一酸化窒素放出部分の実施例は例えば、ジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートのようなジアゼニウムジオラートである。
【００５７】
本発明はまたプロドラッグ分子を提供し、プロドラッグ分子は（ｉ）酵素分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合している一酸化窒素放出部分と、（ｉｉ）アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、治療薬及びスペーサ間の結合、又はスペーサとアミノ酸の間の結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。前記一酸化窒素放出部分及び前記治療薬のプロドラッグ分子からの放出は独立して制御される。一般的には、酵素加水分解又は酵素的切断されやすい結合は、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、及びスルホンアミド結合である。このプロドラッグ分子のアミノ酸は、ヒドロキシプロリン、グルタミン酸、又はアスパラギン酸である。さらに、アミノ酸は遊離アミン又は置換アミン、又は遊離アミン塩又は置換アミン塩を備えていてもかまわない。
【００５８】
本発明はまた以下の構造式（化７）を有する化合物を提供する。
【００５９】
【化７】
式中、Ｒ１が非ステロイド系抗炎症薬（例えば、ナプロキセン、アスピリン、イブプロフェン、インドメタシン、サリチル酸、メサラミン、フルニキシン、ケトロラク、トルフェナム酸、ニフルム酸、メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、エンフェナム酸、エトドラク、ピラゾラク、トルメチン、ブロモフェナク、フェンブフェン、モフェゾラク、ジクロフェナク、ペメドラク、スリンダク、スプロフェン、ケトプロフェン、チアプロフェン酸、フェノプロフェン、インドプロフェン、カルプロフェン、ロキソプロフェン、イブプロフェン、プラノプロフェン、ベルモプロフェン、ザルトプロフェン、フルルビプロフェン、テノキシカム、ピロキシカム、メロキシカム、ロルノキシカム、テニダップ、パラセタモール、ラクトアミド）のカルボキシル化されていない核であるか、又は以下の構造式（化８）の構造である。
【００６０】
【化８】
式８中、Ｒ８が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルである。
【００６１】
式（化７）中のＸ１は、以下の構造式（化９）の構造を有し、式（化９）中、ｎ＝１−６であり、Ｘ２が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ３が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６２】
【化９】
【００６３】
さらに、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１０）の構造を有し、式（化１０）中、ｎ＝１−６、ｍ＝０−２であり、Ｘ４が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ５が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６４】
【化１０】
【００６５】
別の実施形態では、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１１）の構造を有する。
【００６６】
【化１１】
【００６７】
さらに別の実施形態では、式（化７）中のＸ１は以下の構造式（化１２）の構造を有し、式（化１２）中、ｎ＝１−６であり、Ｘ６が酸素、硫黄、又はＮＨである。
【００６８】
【化１２】
【００６９】
式（化７）中のＲ２は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであってもよい。
【００７０】
式（化７中）のＲ３は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであってもよい。
【００７１】
式（化７）中のＲ４は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールであるか、又は以下の構造式（化１３）の構造体であってもよい。
【００７２】
【化１３】
式（化１３）中のＲ９は、水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、アミノ酸のカルボキシル基を介して結合したアミド誘導体（例えば、β−アラニン、アラニン、２−アミノ酪酸、６−アミノカプロン酸、α−アミノイソ酪酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘシキルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、スタチン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、又はポリペプチドのアミド誘導体である。
【００７３】
別の実施形態では、式（化７）中のＲ４は、以下の構造式（化１４）の構造である。
【００７４】
【化１４】
式（化１４）中、Ｘ７が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１０が非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００７５】
さらに別の実施形態においては、Ｒ４が以下の構造式（化１５）の構造である。
【００７６】
【化１５】
式（化１５）中、Ｘ８が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１１が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリールであり、Ｒ１２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００７７】
式（化７）中、Ｒ５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、構造式（化１４）の構造、又は構造式（化１５）の構造である。
【００７８】
式（化７）中、Ｒ６が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、又は構造式（化１４）の構造である。
【００７９】
式（化７）中、Ｒ７が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化１３）の構造、構造式（化１４）の構造、又はＮＲ６Ｒ７は以下の式（化１６）の環状複素環である。
【００８０】
【化１６】
式（化１６）中、ｎ＝１−３であり、Ｒ１３が水素、又は以下の構造式（化１７）の構造である。
【００８１】
【化１７】
式（化１７）中、Ｘ９が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１４が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、又はＸ９がアミノ酸のアミノ基であるアミノ酸（例えば、β−アラニン、アラニン、２−アミノ酪酸、６−アミノカプロン酸、α−アミノイソ酪酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、又はアミノ官能基を介して結合したポリペプチド）である。
【００８２】
あるいは、式（化７）中のＮＲ６Ｒ７が、以下の構造式（化１８）の環状複素環である。
【００８３】
【化１８】
式（化７）中、Ｙは以下の構造式（化１９）の構造である。
【００８４】
【化１９】
式（化１９）中、ｎ＝１−６である。
式（化７）中、Ｙは構造式（化２０）の構造である。
【００８５】
【化２０】
式（化２０）中、Ｒ１５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである。
【００８６】
本発明はまた以下の構造式（化２１）に表される化合物を提供し、式（化２１）中、ｎ＝０−２であり、Ｚが構造式（化１９）の構造、又は構造式（化２０）の構造である。
【００８７】
【化２１】
【００８８】
本発明はまた以下の構造式（化２２）の化合物を提供する。
【００８９】
【化２２】
【００９０】
本発明は以下の構造式（化２３）の化合物を提供する。
【００９１】
【化２３】
以下の構造式（化２４）で表される前記式（化２３）中の基礎構造は、
【００９２】
【化２４】
アミノ酸アラニン、２−アミノ酪酸、酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、又はバリンの核構造を表す。
式（化２３）中のＲ１８は以下の構造式（化２５）の構造である。
【００９３】
【化２５】
【００９４】
あるいは、式（化２３）中のＲ１８は以下の構造式（化２６）、又は（化２７）、又は（化２８）の構造である。
【００９５】
【化２６】
【００９６】
【化２７】
式（化２７）中、ｎ＝１−６である。
【００９７】
【化２８】
【００９８】
本発明はさらに以下の構造式（化２９）の構造を提供する。
【００９９】
【化２９】
式（化２９）中、ｎ＝１、２である。
【０１００】
本発明はさらに、以下の構造式（化３０）の構造を提供する。
【０１０１】
【化３０】
式３０中、ｎ＝１、２である。
【０１０２】
１以上の不斉原子を含む本発明の化合物は存在可能である。１以上の不斉原子を含む本発明の化合物は、光学的な純エナンチオマー、エナンチオマーの混合物、純ジアステレオマーのエナンチオマーの混合物、エナンチオマーとジアステレオマーの混合物、完全なラセミ混合物として用いられることが可能である。１以上の炭素−炭素二重結合を含む本発明の化合物は、純粋なＥの又はＺの異性体、又はこれら異性体の混合物として存在することもある。１以上の炭素窒素二重結合を含む本発明の化合物は、純粋なＥの又はＺの異性体又はこれら異性体の混合物として存在することもある。１以上のアトロプ異性体を含む本発明の化合物は純粋な異性体又はこれら異性体の混合物として存在することもある。本発明は上記全ての異性体及び混合物を想定し含むものとする。
【０１０３】
酸（例えば、1級、2級及び3級アミン）で塩を形成する１以上の官能基を含む本発明の化合物は、対応する塩に変えてもよい。これに用いられる有機酸は、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、トリフルオロ酢酸であってもよい。これに用いられる無機酸の例が、硝酸、塩酸、硫酸、及びリン酸である。
【０１０４】
一般的に記述される本発明は、以下の実施例を参照にすることにより容易に理解される。この実施例は、単に本発明の様々な特徴及び実施形態の説明のために含まれ、本発明をなんら限定するものではない。
【実施例】
【０１０５】
（実施例１）
＜適切なＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を選ぶ＞
【０１０６】
本実施例の主たる目的は、（１）生体外のデータ（例えば、ＮＳＡＩＤ及びＮＯの動力学的データ）を提供し、コンピュータによる薬物動態学的／薬理学的モデルの発現しやすくすること、（２）モデルの予測の正当性を立証すること、及び（３）今後の開発のために適切なＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を選択することである。あるＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補が、元のＮＳＡＩＤ抗炎症薬の活性を維持する潜在性を示し、有害な胃腸、心血管系、及び腎臓イベントを発症させることなくＮＯの生成及びＰＫデータによって裏付けられる場合、それは優位であると示される。
【０１０７】
非選択的及び選択的ＮＳＡＩＤの抗炎症薬の活性は、バイオマーカーを用いて間接的に測定された。該バイオマーカーは、ＣＯＸ−１及びＣＯＸ−２活性を阻害する能力を示す。ＮＯの活性は、心血管系及び腎臓イベントのようなＮＳＡＩＤの副作用を無効にする潜在的な能力に関連していると測定された。
【０１０８】
患者にとって非常に危険な心筋梗塞及び虚血イベントは、もっとも有名なＣＯＸ−２阻害剤の1つの終焉を招いた（非特許文献６）。非選択的ＮＳＡＩＤもまた、ＣＯＸ−２を阻害する能力に応じて同様の問題を引き起こすこともある。ＰＧＩ２のトロンボキサンＡ２に対する比率の変化は、アテローム生成の初期の兆候を示すものであると主張されてきた（非特許文献４４）。アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）の生成は、アラキドン酸カスケードと関係のない心筋梗塞の指標である（非特許文献４）。ＡＤＰの量はＮＯによって低くなることが明らかにされている。長期に渡るＮＳＡＩＤの使用は、腎臓の損傷、及び高血圧と関連付けられている（非特許文献８７）。ＮＳＡＩＤを一度投与した後では、近位尿細管障害が実証されている（非特許文献５７）。これは、尿中のアラニン−アミノ−ペプチダーゼ（ＡＡＰ）及びクレアチニンの比率の増加と関連付けられてきた。
【０１０９】
表２は、２７５グラムから３００グラムの雄のウィスター系ラット（動物）を用いて行われた研究の手順の概要を示している。その動物は、研究開始前に少なくとも５日間、環境に適応させた。研究の手順は地元の動物倫理委員会により承認を得たものである。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
動物は検体を投与される前、夜通し絶食させた。検体は研究日の朝、強制飼養によって経口投与された。すべての検査ラットが検査期間中は検体投与後１、３、６時間後に、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン４酢酸）チューブ及びＳＳＴ（血清分離チューブ）の両方で血液採取された。血液は尾端を切断することにより１時間後と３時間後にのみＥＤＴＡチューブに採取された。採取された血液の量は、各チューブにつき０．５ミリリットルから１ミリリットルであった。最後の採取は、イソフルレンによる全身麻酔下で腹部の大静脈を刺すことにより行われた。最後の血液採取は、以下を目標としたものである（即ち、第１ＥＤＴＡ＃１−１．５ミリリットル、第２ＳＳＴ−１．５ミリリットル、第３ＥＤＴＡ＃２−可能な限り多く）。
【０１１２】
ＥＤＴＡのサンプルは遠心分離機にかけられ、血漿部分が集められて−８０度で冷凍された。ＳＳＴのサンプルは約４５分間、３７度で培養され、遠心分離機にかけられ、その後血清が集められて分析まで−８０度で冷凍された。
【０１１３】
すべての検査動物は代謝ケージに収容され、投与後６時間、氷に浸しながら尿が採取された。各動物から一定量の尿が採取され、クレアチニンの濃度が決定された。尿の残余は１０００ｇで１０分間、遠心分離機にかけられた。浮遊物は集められ、１ミリリットルの尿の浮遊物につき０．４ミリリットルのエチレングリコールの比率で、分析用のエチレングリコールを用いて混ぜ合わされた。エチレングリコールと尿の混合物は分析まで−８０度で保存された。
【０１１４】
すべてのラットは、最後の血液採取ののち、最初の投与から６時間後に心臓を除去され安楽死させられた。最終的な血液採取が完了するとすぐに開胸され、心臓が除去された。心臓は縦方向に半分に切断された。心臓の半分は組織学的検査のためにホルマリンに漬けられた。残りの半分は生理食塩水で洗浄され、冷凍固定された（改良されたはさみの顎部で押し付けられ、液体窒素により冷却された）。１つの腎臓は全体を冷凍固定された。もう一方の腎臓は病理学者の検査のために元の位置にそのまま残された。冷凍固定された組織はラベルが貼られたアルミホイルに包まれ、−８０度の冷凍室へ運ばれるまで液体窒素で保管された。冷凍固定された組織はドライアイスに入ったまま、分析のためNOVOKINに届けられた。すべての群の各動物について、審議会の有資格獣医病理学者の監視下で十分な解剖が行われた。
【０１１５】
各ラットの胃は大きく湾曲して切断された。内容物はポリプロピレン（ファルコン）チューブ内に排出され、粘膜は生理食塩水で洗浄され、明らかな潰瘍又は糜爛部分は最も長い軸椎に沿って測定された。該測定はそれぞれの胃の中で観察された潰瘍又は糜爛ごとに記録された。ファルコンチューブ及びその内容物は−８０度で冷凍され、分析のためにドライアイスに入ったままNOVOKINへ送られた。
【０１１６】
胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、大腸、肝臓、腎臓、及び心臓は検査され、１０％の中性緩衝ホルマリン中に集められた。各群からの２つの胃はその群を代表しているものとし、粘膜表面の写真を撮影した。他の組織の写真も撮影した。
【０１１７】
上記の組織には、ヘマトキシリン染色及びエオシン染色を用いる病理組織学的な検査のためにあらゆる処理がなされた。さらに、無染色のスライドがタネル染色の提供者に渡された。
【０１１８】
任意の動物内で発見された胃潰瘍すべての統計上の長さが計算された。任意の群における複数の動物の潰瘍の統計としての平均的な長さが計算された。この平均値はその群の潰瘍指数として記録された。
【０１１９】
改良された各薬剤の潰瘍指数は、関連する親薬物の、及び対象の潰瘍指数と比較された。この比較には対比較のための分散分析及びダンカンの多重範囲検定が用られた。統計分析はＳＡＳを用いて行われた（SAS Institute Inc., Cary, NC）。
【０１２０】
この研究結果により、ナプロキセンとＡＺＤ３５８２は重篤な潰瘍を誘発することがわかった（表３、図７）。ＤＭＡ／ＮＯ−ＮＡＰはそれほど潰瘍を誘発するものではないが、一方で、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰ及びＲＯＦは、賦形剤と大きく異なるものではなかった。
【０１２１】
プロドラッグ候補又はＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンのＡＵＣ０−６ｈ（μＭ−ｈ）値（表４、図８）は、ナプロキセンの親薬物よりも低かった。このことは、３つの化合物すべてが親薬物よりも吸収率が悪いことを示している。
【０１２２】
６時間後の血清の硝酸エステル濃度に示されているように（表５、図９）、ＮＯの放出はＮＯ供与体の場合と同様であったものの不安定であり、たとえ平均値がＲＯＦ又はＶＥＨの何倍も高くても、たいていの場合は高濃度であるという傾向になった。
【０１２３】
ＮＡＰはＰＧＩ２及びＴＸＡ２レベルの両方で下がっており（表６、図１０）、対象と比較すると（ｐ＞０．０５）、ＰＧＩ２／ＴＸＡ２比率においてわずかな違いしか見られなかった。両方のジアゼニウムジオラート化合物は、重要な意義のあるＤＭＡ−ＮＯ−ＮＡＰについてＮＡＰよりも高い比率を有している。このことは心臓血管系のリスクが減ったことを示唆している。対照的に、両方のＲＯＦは文献報告に沿っているが、ＡＺＤ３５８２も賦形剤よりも低い比率を示した。これは本実験中の傾向に過ぎないものの、潜在的なリスクが増えたことを示している。心臓への強い負担を示す心臓のＡＤＰの濃度及び他のすべての潜在的なヌクレオチドの濃度及び比率は、すべての群で同じであった。このことは、バイオマーカーがこの群の化合物の影響を受けた任意の特定の毒性に対しては反応しにくいということを指し示している（データは示さず）。
【０１２４】
ナプロキセン及びジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物は、尿のＡＡＰ／クレアチニン比率の著しい増加を引き起こすものではなかった（表７、図１１）。一方で、ＲＯＦ及びＡＺＤ３５８２は、このバイオマーカーの増加をもたらした。このことは、近位尿細管の腎臓の損傷がこれら２つの化合物によるものであるということを指し示している。どの化合物もＮＡＧ／ｃｒで重大な変化をもたらしてはおらず（表８、図１２）、遠位尿細管には毒性が欠如していることを指し示している。
【０１２５】
要約すると、新しいＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は効果的なように思われ、ロフェコキシブ及びＡＺＤ３５８２に対して以下のような優位性を有している。
（ａ）血漿の亜硝酸エステル及び硝酸エステル濃度が増加したこと
（ｂ）潰瘍指数がナプロキセン又はＡＺＤの潰瘍指数より低かったものの、ロフェコキシブ処理した動物よりは低くなかったこと（この結果は新しい化合物の対象の潰瘍指数と類似していた）
（ｃ）心臓のＰＧＩ２／ＴＸＢ２がナプロキセンの賦形剤および新しい化合物よりも高く、ロフェコキシブ及びＡＺＤ3582の賦形剤よりも低かったこと（これは心臓に影響を及ぼす毒性がジアゼニウムジオラートのＮＯ供与体からもたらされることを示している）
（ｄ）尿のＡＡＰ／クレアチニン比率が対象の比率と類似しており、ＡＺＤ３５８２及びロフェコキシブ処理された動物の比率よりも小さかったこと（これは腎臓の毒性がジアゼニウムジオラートへもたらされることを示している）
【０１２６】
これらの結果は関連する生体外のミクロソームのデータ結果と比較された。ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補は腸内でＮＯを完全に放出すると推測され、生体内のデータは新しい化合物が心臓及び腎臓への効果を有していることを示している。このことはＮＯがニトロソチオール及びＮＯ−ヘモグロビンなどのキャリアにより少なくともある程度は運搬されるということを示している。この比較はある情報を提供するものである。該情報とはＮＯ−ＮＳＡＩＤの将来の開発、及び薬物動態学的／薬理学的モデルの入力値に非常に価値のあるものである。
【０１２７】
本実施例は、各バイオマーカーのカテゴリーで示された潜在的なＮＯ−放出の利益にかかわらず、実際の再現性及び改善の程度は、これら化合物の商業的な成功を保証するほど十分ではない。というのも、本研究で用いられた投与量は毒性の範囲内であり、ＮＯ放出量は少なくとも数回は臨床用量の段階で減少すると考えられるためである。生体外の研究によると、本研究で用いられたジアゼニウムジオラートの候補は、ＮＯ供与体などの有機硝酸塩を含むＡＺＤ３５８２のような候補と比較して、ＮＯ生成量が１３倍であることが明らかになっている（特許文献２３）。興味深いことに、本研究中で観察された硝酸エステル濃度はまったく近接しない。このことは、多くのＮＯが生体内で浪費されることを示している（図９）。それゆえ、開発過程を介して新しい化合物を受け取るよりも前に、研究された化合物を上回る溶解度、透過率、及びＮＯ放出の特性を改善させる必要がある。特に、ナプロキセンと結合するより安定した、又はより安定化させたＮＯ供与体は、全身の搬送を改善するものと思われる。したがって、心臓及び腎臓への分布／これら器官のＮＯ暴露は、ＮＯに由来する利益を増大させる。本実施例は、特許文献２３に報告された分子を改善させる必要性を実証しており、これらはコンピュータにより定められた薬物動態学的／薬理学的モデルを用いて、効果的及び効率的になされるものである。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
【表５】
【０１３１】
【表６】
【０１３２】
【表７】
【０１３３】
【表８】
【０１３４】
（実施例２）
＜生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデル＞
本実施例の目的は、コンピュータによる生理学的に基づいた薬物動態学的コンピュータモデルの実施形態を実証することである。該薬物動態学的コンピュータモデルは主要な工程及びパラメータすべてを組み込んでおり、記載のように出力を発生させることが可能である。
【０１３５】
該モデルは多くのコンパートメントを備えており、各々のコンパートメントは特定の解剖領域を表す。モデル内の各化合物に有利になるように、各コンパートメントは特定の量（分布量）及び化合物の一定の内部濃度（「十分に攪拌された」状態）を有している（図１３）。化合物は元のコンパートメント内の物質量に比例した速度でコンパートメント間を運ばれる（一次反応速度論）。上述の化合物の運搬は、生理学的に隣接するコンパートメント間の大部分の流れ及び拡散を反映する。上述の化合物の運搬のほとんどは血漿循環を表しており、任意のコンパートメントに流れる化合物の合計は、コンパートメントから流れてくるすべての血漿の合計と等しい。コンパートメント内で、化合物は代謝反応を受けて、化合物及びコンパートメントの特定速度に対する化学量論的割合の代謝産物を生成する。新しい物質は元の化合物量に比例した量で生成される（一次反応速度論）。
【０１３６】
シミュレーションは動脈血の血漿コンパートメント（図２６）を含む。該血漿コンパートメントは腸領域への流れを有する。この流れは腸領域から肝臓を表すコンパートメントへ至る（図２５）。動脈血の血漿コンパートメントは心臓（図２３）、肝臓（図２５）、腎臓（図２４）、及び他の組織（図２７）を表す４つのコンパートメントへの流れを有する。これらの流れは４つのコンパートメントから静脈血コンパートメントへ至る。静脈血コンパートメントは肺コンパートメントへの流れを有し、この流れは次に動脈血のコンパートメントに流れ込む。腸領域は７つの部分に分けられ、各々が５つのコンパートメントを備えている（図１５乃至図２１）。各々の腸の部分の５つのコンパートメントの１つは腸管腔を表しており、該管腔コンパートメントは次々とつながっていて、腸の蠕動運動を含む薬剤の通過を促す。７つの腸部分の各々の内部で、管腔コンパートメントは腸細胞（管腔を満たす吸収細胞）コンパートメントとの間で双方向の流れを有し、該腸細胞コンパートメントも血漿コンパートメントとの間で双方向の流れを有する。第２血漿コンパートメントは第５コンパートメントとの間に双方向の流れを有し、該第５コンパートメントは頭蓋の腸間膜動脈によって供給される他の腸組織を表す。各血漿コンパートメントは動脈血から入ってくる流れを受け取り、匹敵する肝臓コンパートメントへの出力を有する。どの他の腸コンパートメントも他のモデルの残りの部分とはつながっていない。第１管腔コンパートメントへの流れを有する最後のコンパートメントは、薬剤の経口投与量のモデルを作るために用いられる。体重、心拍出量、様々な器官へ流れる血流、各器官の体積及び重量、細胞外液及び細胞内液、脂質に関するヒト及び動物からの生理学的データが文献から集められ、以下の表にまとめられた。対数Ｐ、血漿タンパク結合、及び器官の体積ごとの分布のコンピュータによる予測は、非特許文献３１、Lobell & Sivarajah、及び非特許文献５８それぞれによって発表された方法を用いて行われる。
【０１３７】
生体外の予測が達成可能なときはいつでも、血漿タンパク結合などの生体外の結果が用いられる。非特許文献５、非特許文献４７、非特許文献７８、及び非特許文献７７によって報告された方法は、腸内クリアランス、吸収速度定数、及び肝クリアランスのための生体外の及び生体内のスケールアップのために、用いられる。シミュレーションは、あるコンパートメント（典型的には胃コンパートメント）の初期の急速静注を除けば、すべてのコンパートメントに物質が存在しない状態で始まる。シミュレーションは物質分配の経時変化を推測する。
【０１３８】
シミュレーションの現在のバージョンは、MatLab及びSimulink Toolbox（ともにMathworks社、Natick, MA）を用いて実行され、Simulinkのグラフィカル・モデルインターフェース、Matlabのコマンド言語、及びパール（Perl）で書き込まれたコード生成ルーティンの混合体である。該モデルの構造は図１３乃至２８に描写されている。
【０１３９】
（実施例３）
＜ＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の血小板凝集への効果＞
本実施例の目的は、（１）ＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成に与える効果を調べること、（２）供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成のＮＳＡＩＤ及びＮＯ供与体の間の潜在的な相互作用について調べること、及び（３）ＮＳＡＩＤ及びＮＯのＣＯＸ作用への効果を調べることである。
【０１４０】
非特許文献１、３５、８０、及び７９によって発表された方法は、これらの目的を達成するために用いられる。
【０１４１】
これらの研究により得られた生体外の結果は、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補投与後の供与体の血小板凝集、血管拡張、及び血栓形成の経時変化をシミュレートするために用いられる。
【０１４２】
（実施例４）
＜薬物動態学的／薬理学的モデルの効果＞
本実施例の目的は、（１）生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデル（ＰＢＰＫ／ＰＤ）を作ること、及び（２）ＰＢＰＫ／ＰＤモデルを用いてヒト及びラット内の潜在的な候補の生体外の薬物動態学的／薬理学的作用を予測することである。生理学的な生体外の及びコンピュータによるモデルへの入力は表９に挙げられている。
【０１４３】
ナプロキセン、ＡＺＤ３５８２、及びＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンは、モデルを作るために用いられる。生体外のパラメータは他に指定されなければ、研究室内で生成される。モデルパラメータは表１０に挙げられている。
【０１４４】
【表９】
【０１４５】
【表１０】
【０１４６】
出力データは図２９乃至３５、及び表１１にまとめられている。一般的に、ＰＢＰＫ／ＰＤモデルはナプロキセン（図２９及び３０）、及びＡＺＤ３５８２（図３１、３２及び３４、３５）から形成されたナプロキセンの血漿濃度を適切に予測する。予測値は報告されたデータの２倍の範囲内である。該モデルは、文献で報告されたデータと一致しており（非特許文献２４、非特許文献２５）、また、著しく低いＡＺＤ３５８２のバイオアベイラビリティを予測する。初回通過効果が大きいのは、腸及び肝臓において加水分解が多数起こることに起因する。両器官はラット及びヒトにおいてＡＺＤ３５８２の初回通過による除去に大きく関与している（図３３及び図３６）。ＮＯ供与体を運ぶ代謝産物が最後にどうなるのか知られていないため、ＮＯがどこで生成されるのか予測するのは困難である。注視すべきは、ＡＺＤ３５８２の初回通過による除去の観点から言えば、ラット及びヒトは異なることである。肝臓の初回通過はラットで優勢だが、腸の初回通過はヒトで優勢である。本実施例は、代謝予測に関して言えば、コンピュータによる予測ではなく、生体外実験を用いる重要性を示している。原則として、ラットの代謝速度はヒトの代謝速度より速いものの、現在の研究では幾つかの違いが見られる。
【０１４７】
図３５はＮ−１１９を経口投与した後の、管腔、胃腸管組織、肝臓、心臓、腎臓、及び体内の他の組織のジアゼニウムジオラートのＡＵＣを示している。Ｎ―１１９は腸管腔内では安定しておらず、ラットの腸ミクロソームにおける加水分解反応速度が高いため（表１０）、このプロドラッグ候補は肝臓に入る前に窒素の大部分を放出した。全身的な一酸化窒素暴露は最小になると予想される。このシミュレーション結果は、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセン投与後の血漿の比較的低い硝酸濃度と一致している。ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンのＮＯ生成量は生体外のＡＺＤ３５８２の生成量より１３倍も高いものの（特許文献２３）、血漿の硝酸濃度はＡＺＤ３５８２の濃度ほど高くはない。このデータはある推測と一致している。その推測とは、特許文献２３によって生成された候補は、心臓及び腎臓では注目すべき効果を挙げたにもかかわらず、さらなる開発を進めるためには適切でなかったというものである。
【０１４８】
ＡＺＤ３５８２の薬物動態学的作用は、ＡＺＤ３５８２が腸管腔及び腸ミクロソームではより安定しているということを除けば、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンの薬物動態学的作用と類似している（表１０）。ＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンの放出特性（図３３及び３４）は、酸化窒素供与体も初回通過器官で放出されたということを示している。測定可能な酸化窒素供与体と代謝データがないため、いつＮＯが生成されたのか予測できない。実施例１に挙げられている生体外の研究によると、生体内の血漿の硝酸濃度は、心臓及び腎臓内で目に見える効果を引き出すほど十分に高くはないことが明らかになった（図９乃至図１２）。体循環中において十分なＮＯが生成されていないことが推測される。これは、（１）あまりにも多量のＮＯが腸管腔、腸、及び肝臓内で生成されるため、及び／又は（２）ＮＯ生成量が少なすぎるためであるとされる。
【０１４９】
【表１１】
【０１５０】
（実施例５）
＜候補化合物を開発する＞
本発明はまた、前述の実施例に記載されたすべての要素を用いて、上述のＮＯ−ＮＳＡＩＤのような化合物の輸送管路を開発し、改善していく工程を提供する。
【０１５１】
該工程は、複数の原型化合物から始まる。該原型化合物は、例えば、特許文献２３の化学に基づくＤＭＡ／ＮＯ−ナプロキセン及びＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰのような所望の特性を有する。ＤＭＡ／ＮＯ−ナプロキセンのシミュレーションの結果は、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンのシミュレーション結果と類似した。単純化するために、ＰＹＲＯ／ＮＯ−ナプロキセンの結果は上記の実施例４に示されたものとする。
【０１５２】
実施例４で記載された予測によると、本発明で記載された薬物動態学的モデルは潜在的な候補の欠点を特定することができる。特許文献２３で考案された候補は（図３６）、多量のＮＯを放出するという利点を有している。しかしながら、心臓及び腎臓のような内臓器官を対象とするという観点からすれば、これら候補はＮＯ運搬に対して特異的なものではない。
【０１５３】
これらのシミュレーションから、理想的な候補は生理学的な水素イオン指数（ｐＨ）で最適な対数Ｐ値を取らなければならないことが明らかである。さらに重要なことは、一酸化窒素及びＮＳＡＩＤの放出はある程度の特異性を有していなければならない。例えば、プロドラッグを投与した後には放出されたＮＳＡＩＤを大量に摂取することが望ましい。それによって抗炎症薬の効果がすぐに効き始めるからである。しかしながら、ＮＯ供与体はプロドラッグ投与後の初回通過の間、不安定であってはならない。
【０１５４】
シミュレーション結果に基づき、本発明はモジュール式の科学的なライブラリーについて記載する（図３７）。該科学的なライブラリーはＮＯプロドラッグの物理的性質及び反応速度を系統的に制御するために用いられることが可能である。これにより、ＮＯの全身への運搬がなされる。目標は、ＮＯの最適な投与量を胃腸管、心臓、及び腎臓に運搬することにより、ＮＳＡＩＤの潜在的副作用を軽減することである。
【０１５５】
アミノ酸を含むＮＯ−ＮＳＡＩＤのプロドラッグの実施例が報告されている（非特許文献６１、非特許文献４０、特許文献２、非特許文献３２、特許文献１、特許文献６、特許文献１１、特許文献２５、特許文献１４、１５、１６、１７、１８）。これらはニトロオキシアルキル官能基をＮＯ源として使う実施例に制限されている。上記プロドラッグ（又はその分解産物）からのＮＯ放出速度は、ニトロオキシアルキルの還元によって決定される。該ニトロオキシアルキルの還元は多重経路を介して起こり（非特許文献２９、非特許文献１２、非特許文献３０、特許文献２６）、それゆえ制御は困難である。
【０１５６】
本発明において、プロドラッグからのＮＯ放出速度は、系統的に制御可能である。o２−置換ジアゼニウムジオラートからのＮＯ放出のメカニズムは、2つの区別されうる段階で起こる。プロドラッグからのジアゼニウムジオラートの酵素放出により、o２−非置換ジアゼニウムジオラートがもたらされる。該o2−非置換ジアゼニウムジオラートはその後、ＮＯを放出する生理学的条件下で急速に分解される。もし、正しいo２−置換ジアゼニウムジオラートが用いられると、ＮＯ−ＮＳＡＩＤの候補は生理学的なｐＨに向かって安定する。酵素加水分解（ｔ１／２＝数分から数時間）を介する候補化合物からのジアゼニウムジオラートの放出速度が、放出された非置換ジアゼニウムジオラートの半減期を十分に上回る場合（（実施例はＰＲＯＬ−ＮＯ（ｔ1／２２Ｓ、非特許文献４２）、ＰＹＲＲＯ−ＮＯ（ｔ1／２３Ｓ、非特許文献６７）を含むが、これに限定されるものではない））、アミノ酸とジアゼニウムジオラート間のエステル結合の酵素加水分解は、ＮＯ放出の段階を決定する速度であると考えられる。
【０１５７】
酵素の放出速度は多くの要因によって制御される。特許文献２３で開発されたＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補では、o２−置換ジアゼニウムジオラートは直接ＮＳＡＩＤに結合する（図８）。酵素的切断はＮＳＡＩＤとo２−置換ジアゼニウムジオラートの両方の放出を伴うことになる。酵素加水分解の速度、それゆえＮＯ及びＮＳＡＩＤの放出速度は、ジアゼニウムジオラートの選択によって直接制御される。この手法の１つの限界は、酵素加水分解の速度を変えることに加え、ジアゼニウムジオラートを変えることが、ＮＯ生成の効率性及び半減期（ｔ１／２）の両方に影響を与えかねないことである。さらに、毒性／代謝プロフィールも変化する。なぜなら、２級アミンがＮＯ放出の間に生成されるからである。２級アミンとアミノ酸に由来する潜在的ジアゼニウムジオラートのリストは多く列挙されるが、プロドラッグに用いられる生物学的に生存可能な誘導体の数は限られている。なぜなら、多くのアミン及び／又はそれらの代謝産物には毒性がみられるからである（非特許文献４８、非特許文献５３）。したがって、ＮＯ−ＮＳＡＩＤ候補を開発する際は、十分な特徴を備えた速度及び毒性パラメータを有する特定のジアゼニウムジオラート誘導体の放出速度を制御できることが望ましい。
【０１５８】
本発明において、ＮＳＡＩＤ又はＣＯＸ−２阻害剤、及びo２−置換ジアゼニウムジオラートは、官能基（エステル、チオエステル、アミド又はスルホンアミドが代表的である）を介して中央のアミノ酸に独立して結合する。該官能基は酵素加水分解又は酵素的切断されやすい。これにより、ＮＳＡＩＤ及びジアゼニウムジオラートの酵素放出が様々な速度で起こることが可能である。ＮＯ（ジアゼニウムジオラートの放出に起因する）及び特定のＮＳＡＩＤの絶対速度及び相対速度の制御は、モジュール構造、特にアミノ酸、アミノ酸窒素置換基、及び／又はＮＳＡＩＤをアミノ酸につなげるスペーサを修正することによって制御可能である。ジアゼニウムジオラートの選択は、酵素の放出速度を変更するが、ジアゼニウムジオラートを一定に保つ間、酵素の放出速度は他のモジュールを変えることによって変更可能である。本発明により、ＮＳＡＩＤ又はジアゼニウムジオラートを変える必要なく、様々な運動学的、物理学的、薬理学的、薬物動態学的特性を備えた新しい候補を生成することが可能になる。
【０１５９】
本発明のモジュール構造の酵素分解は、ＮＯ、2級アミン、ホルムアルデヒド、Ｎ−置換アミノ酸、ＮＳＡＩＤを作り出すよう考案される。Ｎ−置換アミノ酸は、対応する親アミノ酸（非特許文献５６）のプロドラッグ、又は別の治療薬（特許文献１２、特許文献２７）のどちらかとみなされる。適切なＮ−置換基の実施例は、アミド（非特許文献１６）、カルバミン酸塩（非特許文献３４）、及びα−ヒドロキシル、又はα−アシロキシメチル（非特許文献９）を備えるが、これらに限定されるものではない。
【０１６０】
（実施例６）
＜ＮＯ−ＮＳＡＩＤプロドラッグからのジアゼニウムジオラートの放出速度を制御する＞
モジュールライブラリー（１―３）の３つの実施例は、３つの共通したモジュール、すなわち、ＮＳＡＩＤとしてのナプロキセン、アミノ酸としてのヒドロキシプロリン、及びＤＭＡジアゼニウムジオラートに基づいて合成された。それらはアミノ酸の窒素置換基でのみ変化した（即ち、遊離アミン基（1）、アセチル基（２）、及びピバロイル基（３））。これらの化学安定性は、３０分以上かけて様々なｐＨのリン酸緩衝液内で調査された（表１２）。遊離アミン１はｐＨ２．５から７．０の範囲にわたって急速に分解し、非置換ジアゼニウムジオラート（図示されず）及びＮＳＡＩＤ−アミノ酸４を放出する。Ｎ−アセチル誘導体２はかなり遅い速度で分解を起こすよう決定され、ｐＨ７．０で非置換ジアゼニウムジオラート（図示されず）、及びＮＳＡＩＤ−アミノ酸５を生成する。プロドラッグ２は３０分以上にわたってｐＨ２．５から５．０の間で安定していることが分かった。ピバロイルアミド３はｐＨ２．５から７．０の全範囲を通して安定していることが観察された。
【０１６１】
【化３１】
【０１６２】
【表１２】
【０１６３】
プロドラッグ３の酵素加水分解に対する感度は、ＬＣ−ＭＳによって調べられた。肝臓と腸のミクロソームの製剤が用いられた。ＮＳＡＩＤ−アミノ酸６の形成をもたらした非置換ジアゼニウムジオラートの切断は、肝臓の製剤（２時間後に完全に加水分解）及び腸の製剤（２時間後に５０％変換）の双方において急速に行われたことが分かった。しかしながら、これらの速度は、１→４、及び２→５と変化する酵素加水分解（肝臓ミクロソームの製剤では１０分と３０分にそれぞれ完全な加水分解が観察された）の速度よりは遅かった。
【０１６４】
【化３２】
【０１６５】
ナプロキセンをアミノ酸と結合させるエステルの酵素加水分解は、あらゆる場合で低速であることが分かった。２時間後にナプロキセンの２％放出されたことが肝臓ミクロソームで観察された。
【０１６６】
本発明のさらなる実施形態は、ＮＳＡＩＤ及びジアゼニウムジオラートを独立して放出する２つの不等価なエステルの使用が、特定のエステラーゼ又は他に分類される酵素の作用を介して進行するという認識に基づいている。エステラーゼの分配がヒトの組織や器官の至るところで変化するため、特定の酵素が特定対象の組織又は器官において、ＮＳＡＩＤ及び／又はジアゼニウムジオラートのどちらかを選択的に放出することが可能である。
【０１６７】
特許文献２３で開発されたＮＯ−ＮＳＡＩＤの限界は、カルボン酸を含むＮＳＡＩＤの使用に限定されていることである（図３６）。同様の限界は、非特許文献６６でも報告されたように、アミド結合を介したＮＳＡＩＤイブプロフェンとピペラジン・ジアゼニウムジオラートの末端窒素との結合にも適用される。親アミノ酸がアスパラギン酸（ｎ＝１）又はグルタミン酸（ｎ＝２）のような二塩基酸である場合、本発明のさらなる実施形態は、他の官能基を有する薬剤又はリンカー群（アルコール、チオール、アミン、スルホンアミドを含むがこれらに限定されない）と、アミノ酸モジュールを結合させる能力に基づいている。この原理はセレコキシブ及びバルデコキシブのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ、及び強力な選択的ＣＯＸ−２阻害剤によって実証されている（図３８）。これら実施例において、薬剤（セレコキシブ又はバルデコキシブ）は、スルホンアミド官能基を介してプロドラッグのアミノ酸と結合しており、構造７及び８をそれぞれ提供する。
【０１６８】
本発明のさらなる実施形態は以下の認識に基づいている。すなわち、ＮＳＡＩＤ／リンカー、又はジアゼニウムジオラートのどちらかのニ塩酸基アミノ酸モジュール（アスパラギン酸及びグルタミン酸を含むが限定されない）からの切断は、残っているＮＳＡＩＤ／リンカー、又はジアゼニウムジオラートの酵素加水分解速度を明白に減少させるという認識である。これはｄｉ−ナプロキセンのプロドラッグ（ＮＡＰ−ＡＡ−ＮＡＰ）９によって実証される（図３９）。両エステルの初期の酵素的切断は急激にかつ非選択的に発生し（肝臓ミクロソームで３０分後に完全に加水分解する）、主にナプロキセン（ＡＡ−ＮＡＰ）のプロドラッグ１１及び１２からなる混合物を提供する。第２リンカーの切断により、ＡＡ−ＮＡＰ１１及び１２からナプロキセンの分子がさらに放出された。しかしながら、この放出は低速で行われる（９０分後には４０％から６５％が１３に変化する）。
【０１６９】
ｄｉ−ＤＭＡ−ジアゼニウムジオラート・Ｎ−アシル・グルタミン酸（di-DMA-diazeniumdiolate N-acyl glutamic acid）（ＤＭＡ／ＮＯ−ＡＡ−ＤＭＡ／ＮＯ）１４（図４０）に関する研究により、エステルがジアゼニウムジオラートをグルタミン酸及びアスパラギン酸のアミノ酸と結合させる場合、加水分解速度の解剖学的変化も起こることが示された。
【０１７０】
この原理はさらに、ジアゼニウムジオラートに基づくＮＯ−ＮＳＡＩＤのプロドラッグ（ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤ）１５に拡大適用することが可能である（図４１）。もし、ＮＳＡＩＤとジアゼニウムジオラート部分に関する２つのエステル結合が、初めに様々な速度で加水分解される場合（たとえば、ＮＳＡＩＤは初めにジアゼニウムジオラートよりも早く切断される）、ＮＳＡＩＤはまず圧倒的に１５から放出される。これにより、一酸ジアゼニウムジオラートのプロドラッグのエステル（ＮＯ−ＡＡ）１６、及び遊離ＮＳＡＩＤ（又は生物学的に関連する塩）が生成される。（ＮＯ−ＡＡ）１６はそれ以降、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤ１５の場合に比べ、ジアゼニウムジオラートの酵素放出が遅くなる。これにより、ＮＯ放出も低速で行われる。逆に、ジアゼニウムジオラートが最初に、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤから早めに切断されると、ジアゼニウムジオラートが迅速に生成され（そして、それゆえＮＯも）、ＮＳＡＩＤの放出は低速で行われる。
【０１７１】
（実施例７）
＜ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤからのＮＳＡＩＤ及びジアゼニウム−ジオラートの放出差＞
加水分解の速度差の原理は、ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤＳのＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４で実証された（図４２、４３）。ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４双方を様々な酵素製剤（図４４乃至図５１）に晒すことにより、プロドラッグ候補は急速に失われ、ナプロキセン及びＮＯ−ＡＡ（図４２）が得られる。その一方で、ジメチルアミノ・ジアゼニウムジオラートの競合放出は遅れ、ＡＡ−ＮＡＰが得られる（図４３）。ＮＯ−ＡＡ（図４２）、及びＡＡ−ＮＡＰ（図４３）双方の残っているエステルのその後の酵素加水分解は、初期の加水分解よりも低速で行われ、Ｎ−ピバロイル・グルタミン酸が得られる。
【０１７２】
ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４から形成されたＮＯ−ＡＡが、複数の特徴を共有していることに注視することは重要である。最初の特徴は、両方の化合物がヒト及びラットの腸及び肝臓ミクロソーム双方において、比較的安定しているということである（図４４乃至５１）。第２の特徴は、両方の化合物の加水分解が、ラットの血漿中では比較的早い速度で行われるということである（表１３及び１４）。同様の構造を備えるＮＯ−ＡＡは、腸及び肝臓で各々のプロドラッグ部分から放出された後は安定することもあるが、これら種は血漿中でＮＯＤを、次いでＮＯを放出することが可能である。腸及び肝臓ミクロソームに対するＮＯ−ＡＡの反応と血漿に対するＮＯ−ＡＡの反応の違いは、ＮＯ−ＡＡの開発において重要な特徴である。潜在的なＮＯ−ＡＡは、最適な放出速度であらゆるエステラーゼの影響を受けやすいのが理想的である。
【０１７３】
【表１３】
【０１７４】
【表１４】
【０１７５】
この原理は拡大適用してＣＯＸ−２阻害剤（ロフェコキシブを含むが限定されない）を備えるとすることも可能である。ロフェコキシブのようなＣＯＸ−２阻害剤のプロドラッグ、及びＣＯＸ−２阻害剤のいくつかは、カルボン酸又はアルコール機能的な基を含み（例えば、特許文献７、８、９、１０を参照）、それらは分子を上記のモジュラの骨格と結合させるために用いられる。そのような場合、公知のロフェコキシブのプロドラッグ２０（非特許文献２３）に基づいたＣＯＸ−２阻害剤のプロドラッグ(１８に示されている）は、急速に放出される（解剖学的なＮＳＡＩＤ誘導体に関しては記載済）。この放出により、同じＮＯ−ＡＡ１６がもたらされる（図５２）。前述のように、ジアゼニウムジオラート２１（それゆえ、ＮＯも）を放出するＮＯ−ＡＡ１６の加水分解は、初期の加水分解段階よりも著しく遅い。このことによりＣＯＸ−２阻害剤（又はプロドラッグ）は急速に放出され、ジアゼニウムジオラート（それゆえ、ＮＯ）の放出速度は遅くなる。
【０１７６】
（実施例８）
＜ＮＯＮＯａｔｅ−アミノ酸−ナプロキセンプロドラッグ２６の調製のための一般的な方法＞
Ｎ−Ｂｏｃ保護のＮＯ−ＡＡの２４（図５３）
塩化物２３の溶液（１１．０ｍｍｏｌ、特許文献２３）を含むヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ、５ｍＬ）が、Ｎ−Ｂｏｃアミノ酸２２（９．１３ｍｍｏｌ、非特許文献２３）と、Ｎａ２ＣＯ３（９．１３ｍｍｏｌ）の懸濁液を含むＨＭＰＡ（５ｍＬ）に添加された。この添加は室温（ｒｔ）下で行われた。結果として得られた混合物は一晩中攪拌された。その後、水が混合物に加えられ、得られた水層は酢酸エチル（ＥｔＯＡｃ）（×５）で抽出された。有機画分は取り除かれ、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４又はＭｇＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって浄化され、一般的にはヘキサン／ＥｔＯＡｃで溶離し、物質２４を得た。
【０１７７】
Ｎ−ＢＯＣ保護のＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの２５を保護（図５３）
無水のＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍＬ）中に、物質２４（１．０ｍｍｏｌ）、ナプロキセン（１ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ、１．０ｍｍｏｌ）、及び４−（ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）（０．１ｍｍｏｌ）を含む溶液は、ｒｔ（室温）で１時間から一晩中に渡って攪拌された［反応は薄層クロマトグラフィーによって測定された（ＴＬＣ）］。その結果生じた白い残留物は、ろ過によって除去され、ろ過された液体は真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって浄化され、一般的にはヘキサン／ＥｔＯＡｃで溶離し、物質２５を得た。
【０１７８】
Ｎ−アセチルＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの（Ｒ５＝Ｍｅ）２６（図５３）
物質２５（０．１ｍｍｏｌ）はｒｔ（室温）でトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ、１ｍＬ）内で溶かされ、１時間から６時間攪拌された（反応はＴＬＣで測定された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物は酢酸（ＡｃＯＨ、1ｍＬ）で溶解され、無水酢酸（ＡＣ2Ｏ、０．１８ｍＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物は、ｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はその後、真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ＣＨＣｌ３で溶離し、物質２６を得た。
【０１７９】
Ｎ―ピバロイルＮＯ−ＡＡ−ＮＡＰの（Ｒ５＝ＣＭｅ３）２６（図５３）
物質２５（１ｍｍｏｌ）はｒｔ（室温）でＴＦＡ（５ｍＬ）に溶かされ、１時間から６時間攪拌された（反応はＴＬＣで観察された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物は、ＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）で溶解され、塩化ピバロイル（ＰｉｖＣｌ、０．１７ｍＬ）及びその後Ｅｔ３Ｎ（０．３２ｍＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物はｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はその後、真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、物質２６を得た。
【０１８０】
（実施例９）
＜Ｎ−Ａｃ ＮＡＰ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ９を調製するための一般的な方法＞
該方法は図５４に示される。無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、１０ｍＬ）中のＮ−Ａｃ−Ｌ−Ｇｌｕ（２５０ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）、塩化物２７［（３６２ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）、非特許文献５５］、ＫＩ（５０ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（１４０ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）の懸濁液は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。反応混合物はそれから真空内で濃縮され、生じた残留物は水で溶解された。ｐＨは１Ｎ ＨＣＬを用いて２に調節され、水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物は、一般的には初めにヘキサン：ＥｔＯＡｃ（１：１）と、その後ＥｔＯＡｃ：ヘキサン（２：１）で溶離し、白い固形物（１３２ｍｇ、３０％）として物質９を得た。
【０１８１】
（実施例１０）
＜Ｎ―Ａｃ ＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＯ／ＤＭＡ１４の調製のための一般的な方法＞
該方法は図５５に示される。ＨＭＰＡ（３ｍＬ）中のＤＭＡ塩化物２３［（３．２ｍｍｏｌ）、特許文献２３］、Ｎ−アセチル−Ｌ−ｇｌｕ（２５０ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（２８０ｍｇ、２．６４ｍｍｏｌ）の懸濁液は一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。水が混合物に加えられ、生じた水層はＥｔＯＡｃで抽出された（×３）。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃで溶離し、物質１４を得た（２３９ｍｇ、４３％）。
【０１８２】
（実施例１１）
＜ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４の調製のための一般的な方法＞
Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ２８及び２９
無水ＤＭＦ（１０ｍＬ）中のＢｏｃ−Ｌ−Ｇｌｕベンジルエステル（１．３６ｍｍｏｌ）、塩化物２７［（１．３６ｍｍｏｌ）、非特許文献５５］、ＫＩ（１００ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（１５０ｍｇ、１．３６ｍｍｏｌ）の混合物は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。反応混合物は真空内で濃縮され、生じた残留物は水で溶解された。水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【０１８３】
Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジル Ｇｌｕ−Ｎａｐ３０及び３１の脱保護
ＥｔＯＡｃ（５０ｍＬ）中のＮ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ（０．７９ｍｍｏｌ）、及び５％のＰｄ／Ｃ（５０ｍｇ）の懸濁液は、Ｈ２（１ａｔｍ）の大気下においてｒｔ（室温）で３時間から６時間、盛んに攪拌された（反応はＴＬＣによって測定された）。混合物はセリットのパッドを介してろ過され、ろ過された液体は真空内で濃縮され、表題化合物を得た。
【０１８４】
Ｎ−Ｂｏｃ保護されたＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−Ｎａｐ３２及び３３の合成
ＨＭＰＡ（５ｍＬ）中の塩化物２３［（０．７３ｍｍｏｌ）、特許文献２３］、Ｎ−Ｂｏｃ−Ｏ−ベンジルＧｌｕ−ＮＡＰ（０．４９ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３（７８ｍｇ、０．７４ｍｍｏｌ）の懸濁液は、一晩中ｒｔ（室温）で攪拌された。水が混合物に加えられ、生じた水層はＥｔＯＡｃ（×３）で抽出された。有機画分は採取されて、乾燥させられ（Ｎａ２ＳＯ４）、真空内で濃縮された。残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【０１８５】
Ｎ−ピバロイル グルタミン酸−ＮＯＮＯａｔｅｓ ＣＭＤ１１３及び１１４
Ｎ−Ｂｏｃ保護されたＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ（０．３１ｍｍｏｌ）は、ｒｔ（室温）でＴＦＡ（３ｍＬ）内で溶解され、３０分から２時間、攪拌された（反応はＴＬＣによって観察された）。生じた混合物は真空内で濃縮された。残留物はＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）で溶解され、塩化ピバロイル（５８μＬ）及びその後Ｅｔ３Ｎ（１００μＬ）が滴状で追加された。この追加はｒｔ（室温）で攪拌されながら行われた。生じた混合物は、ｒｔ（室温）で一晩中攪拌された。反応混合物はそれから真空内で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル）によって精製され、一般的にはＥｔＯＡｃ／ヘキサンで溶離し、表題化合物を得た。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】いくつかの典型的なＮＯ−ＮＳＡＩＤ（有機硝酸塩）の化学構造である。
【図２】Ｎ３−１０８及びＮ３−１１２の構造である。
【図３】ヒトの腸ミクロソームにおけるＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）の加水分解である。
【図４】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＰＹＲＯ−ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１０８）の加水分解である。
【図５】ヒトの腸ミクロソームにおけるＤＭＡ／ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）の加水分解である。
【図６】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＤＭＡ／ＮＯ−ＡＳＡ（Ｎ３−１１２）の加水分解である。
【図７】ナプロキセンの潰瘍指数、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びそのコンパレータである。
【図８】２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物及びＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセンのＡＵＣ０−６ｈ（μＭ−ｈ）である。
【図９】ナプロキセンにおける血清の硝酸エステル濃度、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びそのコンパレータである。
【図１０】ナプロキセンにおける心臓組織のプロスタサイクリン（ＰＧＩ２）とトロンボキサンＡ２（ＴＸＢ２）との比率、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１１】ナプロキセンにおけるクレアチニン濃度（AAP／Cｒ）に対する尿中のアラニンアミノペプチダーゼの比率、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１２】ナプロキセンにおける尿中のＮ−アセチルグルコサミニダーゼのクレアチニン濃度に対する比率（NAG／Cr）、その２つのジアゼニウムジオラートのプロドラッグ化合物、及びコンパレータである。
【図１３】簡易化した器官のモジュールとともに薬物動態学的／薬理学的モデルの全体の配置図である。
【図１４】腸部分のモジュールの構成要素の配置図である。
【図１５】腸細胞及び腸管の間に分離された胃コンパートメント及び血流からの入力を示す腸部分１の詳細な配置図である。
【図１６】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分２の詳細な配置図である。
【図１７】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分３の詳細な配置図である。
【図１８】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分４の詳細な見取り図である。
【図１９】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分５の詳細な見取り図である。
【図２０】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分６の詳細な見取り図である。
【図２１】腸細胞と腸組織とに分かれた血液の流れを示す腸部分７の詳細な見取り図である。
【図２２】投与量が取り込まれる胃コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２３】心臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２４】腎臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２５】二重（門脈及び動脈）の血液供給を示す肝臓コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２６】血漿、動脈、及び静脈のコンパートメントの詳細な配置図である。
【図２７】毛細血管床から間質液、そして細胞内腔まで、及びその逆の双方向の分布を示す組織コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２８】肺コンパートメントの詳細な配置図である。
【図２９】ラットに３ｍｇ／ｋｇのナプロキセンを投与した後のナプロキセンの薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献６５の図１から得られたデータである。
【図３０】ヒトに３００ｍｇ／ｋｇのナプロキセンを投与した後のナプロキセンの薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献６５の図６から得られたデータである。
【図３１】ラットに１５μｍｏｌ／ｋｇのＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセン及びＡＺＤ３５８２の薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較である。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献２４、２５の図３から得られたデータである。
【図３２】ヒトに３７５ｍｇのＡＺＤ３５８２を投与した後のナプロキセン及びＡＺＤ３５８２の薬物動態学的／薬理学的モデルから得られたシミュレーション結果と文献との比較を示す。―はモデルを用いて発生した線である。斜線部分は推定値の２倍の変動である。円は非特許文献２４、２５の図６から得られたデータである。
【図３３】５０ｍｇ／ｋｇのＡＺＤ３５８２が経口投与された後、ラット内のＡＺＤ３５８２の分布の推定モデルを示す。
【図３４】５０ｍｇ／ｋｇのＡＺＤ３５８２が経口投与された後、７０キロのヒトのＡＺＤ３５８２の分布の推定モデルを示す。
【図３５】５０ｍｇ／ｋｇのＮ−１１９が経口投与された後、ラット内のＰＹＲＯ／ＮＯ−ＮＡＰ（Ｎ−１１９）の分布の推定モデルを示す。
【図３６】特許文献２３で報告されたジアゼニウムジオラートの候補である。
【図３７】新しく生成されたＮＯ−ＮＳＡＩＤの一般的な構造である。このＮＯ−ＮＳＡＩＤはＮＯを全身に送るよう調整可能である。
【図３８】スルホンアミドＣＯＸ−２阻害剤に基づくＣＯＸ−２−ＡＡ−ＮＯＮＯａｔｅプロドラッグである。
【図３９】ｄｉ−ナプロキセンのプロドラッグの加水分解である（ＮＡＰ−ＡＡ−ＮＡＰ）。
【図４０】ＤＭＡ／ＮＯ−ＡＡ−ＤＭＡ／ＮＯの構造である。
【図４１】ＮＯ−ＡＡ−ＮＳＡＩＤの区別されうる酵素加水分解である。
【図４２】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４のための加水分解の経路である。
【図４３】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４のための加水分解の第２経路である。
【図４４】ラットの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４５】ラットの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４６】ヒトの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４７】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１３の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４８】ラットの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図４９】ラットの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５０】ヒトの腸ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５１】ヒトの肝臓ミクロソームにおけるＣＭＤ１１４の加水分解を示す。ナプロキセン−ＡＡ及びＮＯ−ＡＡは傾向のみを意味するものであり、量的なものではない。
【図５２】ＮＯ−ＡＡ−ＣＯＸ２プロドラッグの提案された区別しうる加水分解を示す。
【図５３】ｎｏｎｏａｔｅ−アミノ酸−ナプロキセンプロドラッグ２６を調製するための一般的な方法である。
【図５４】Ｎ−ＡｃＮＡＰ−Ｇｌｕ−ＮＡＰ９を調製するための一般的な方法である。
【図５５】Ｎ−ＡｃＤＭＡ／ＮＯ−Ｇｌｕ−ＮＯ／ＤＭＡ１４を調製するための一般的な方法である。
【図５６】ＣＭＤ１１３及びＣＭＤ１１４を調製するための一般的な方法である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療薬を適切な酸化窒素供与体と組み合わせて効果的なプロドラッグ分子を作る方法であって、
（ｉ）生体外実験の薬物動態学的及び／又は薬理学的データ、あるいはコンピュータによる薬物動態学的及び／又は薬理学的データを獲得する段階と、
（ｉｉ）前記データを生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルに設定する段階を備え、
前記薬物動態学的／薬理学的モデルは、
胃腸管をコンパートメントに分ける第１コンパートメントモデルを備え、
前記第１コンパートメントモデルは前記プロドラッグ分子の胃腸管吸収を記述し、
前記薬物動態学的／薬理学的モデルはさらに、
体を血漿／血液、及び組織コンパートメントに分ける第２コンパートメントモデルを備え、
前記第２コンパートメントモデルは胃腸管、血液、及び組織中の治療薬、酸化窒素供与体及び、一酸化窒素の経時変化を記述し、
前記プロドラッグ分子を作る方法はさらに、
（ｉｉｉ）前記薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、
前記出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との組み合わせの妥当性を決定し、効果的なプロドラッグ分子を作ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１コンパートメントモデルが胃腸管を７つのコンパートメントに分けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組織コンパートメントが心臓、肝臓、及び腎臓からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬及び抗生物質からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記生体外実験又はコンピュータによるデータが、胃腸環境におけるｐＫａ値、オクタノール／水分配係数、溶解度データ、対数Ｐの値、透過性値、代謝データ、加水分解データ、血清タンパク質結合データ、一酸化窒素放出速度、プロドラッグ及び治療薬の薬物動態学的及び薬理学的データ、及び安定性のデータからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記生体外実験又はコンピュータによるデータが前記プロドラッグ及び前記酸化窒素供与体の分布量の測定値を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記プロドラッグ分子が治療薬及び酸化窒素供与体を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法によって選択されたプロドラッグ分子。
【請求項８】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であることを特徴とする請求項７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項９】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項８に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１０】
前記非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤がアセチルサリチル酸（ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、及びジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）からなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１１】
前記シクロオキシゲナーゼ−２阻害剤がカルボキシル基を備えることを特徴とする請求項９に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１２】
前記酸化窒素供与体がジアゼニウムジオラートであることを特徴とする請求項７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１３】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項１２に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１４】
非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えることを特徴とするプロドラッグ分子であって、
前記放出部分が加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を備えるとともに、一酸化窒素の治療用量が腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、又は潰瘍により引き起こされる損傷から保護することを特徴とするプロドラッグ分子。
【請求項１５】
一酸化窒素の治療用量が血流に放出され、それによって１以上の器官システムを保護することを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１６】
前記器官システムが心臓、腎臓、及び心血管系システムからなる群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１７】
前記酸化窒素放出部分がジアゼニウムジオラートであること特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１８】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項１７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１９】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２０】
前記一酸化窒素の腸細胞への放出がプロドラッグ投与量の５％から５０％と等しいことを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２１】
プロドラッグ分子であって、
前記プロドラッグ分子は、
（ｉ）酵素加水分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合している一酸化窒素放出部分と、
（ｉｉ）前記アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、
前記治療薬及び前記スペーサ間の前記結合、又は前記スペーサと前記アミノ酸の間の前記結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすく、
前記一酸化窒素放出部分及び前記治療薬の前記プロドラッグ分子からの放出が独立して制御されることを特徴とするプロドラッグ分子。
【請求項２２】
前記一酸化窒素放出部分がジアゼニウムジオラートであることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２３】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項２２に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２４】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２５】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項２４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２６】
前記アミノ酸がヒドロキシプロリン、グルタミン酸、及びアスパラギン酸からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２７】
前記アミノ酸が、遊離アミン又は置換アミン、遊離アミン塩又は置換アミン塩をさらに有することを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２８】
酵素加水分解又は酵素的切断されやすい前記結合が、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合及びスルホンアミド結合からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２９】
下式（化１）により表される化合物であって、
【化１】
式中、Ｒ１が非ステロイド系抗炎症薬のカルボキシル化されていない核であるか、又は、下式（化２）により表される構造であって、
【化２】
［式中、Ｒ８が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル］
式（化１）中、Ｘ１が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択された構造式を有し、
（ｉ）構造式（化３）
【化３】
［式中、ｎ＝１−６であり、Ｘ２が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ３が酸素、硫黄、又はＮＨである］
（ｉｉ）構造式（化４）
【化４】
［式中、ｎ＝１−６、Ｍ＝０−２であり、Ｘ４が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ５が酸素、硫黄、又はＮＨである］
（ｉｉｉ）構造式（化５）
【化５】
（ｉｖ）構造式（化６）
【化６】
［式中、ｎ＝１−６であり、Ｘ６が酸素、硫黄、又はＮＨである］
前記式（化１）中、Ｒ２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであって、
前記式（化１）中、Ｒ３が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであって、
前記式（化１）中、Ｒ４が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択され、
（ｉ）水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリール、
（ｉｉ）構造式（化７）
【化７】
［式中、Ｒ９が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、アミノ酸のカルボキシル基を介して結合したアミド誘導体、又はポリペプチドのアミド誘導体である］
（ｉｉｉ）構造式（化８）
【化８】
［式中、Ｘ７が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１０が非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
（ｉｖ）構造式（化９）
【化９】
［式中、Ｘ８が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１１が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールであり、Ｒ１２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
前記式（化１）中、Ｒ５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、構造式（化８）の構造、又は構造式（化９）の構造であって、
前記式（化１）中、Ｒ６が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、又は構造式（化８）の構造であって、
前記式（化１）中、Ｒ７が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、構造式（化８）の構造、又は下式（化１０）の構造であって、
【化１０】
［式中、Ｘ９が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１４が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、又はＸ９が前記アミノ酸のアミノ基であるアミノ酸である］
前記式（化１）中、Ｙが下式（化１１）の構造であるか、
又は、下式（化１２）の構造であることを特徴とする化合物。
【化１１】
［式中、ｎ＝１−６］
【化１２】
［式中、Ｒ１５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
【請求項３０】
前記式（化１）中、ＮＲ６Ｒ７が以下の（ｉ）又は（ｉｉ）の構造式に表される環状複素環であることを特徴とする請求項２９に記載の化合物。
（ｉ）構造式（化１３）
【化１３】
［式中、ｎ＝１−３であり、Ｒ１３が水素である］
（ｉｉ）構造式（化１４）
【化１４】
【請求項３１】
以下の構造式（化１５）の化合物。
【化１５】
［式中、ｎ＝０−２であり、Ｚが構造式（化１１）の構造、又は構造式（化１２）の構造である］
【請求項３２】
以下の構造式（化１６）の化合物。
【化１６】
【請求項３３】
以下の構造式（化１７）を含み、
【化１７】
式（化１７）中、Ｒ１８が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択され、
前記群が、
（ｉ）構造式（化１８）、
【化１８】
（ｉｉ）構造式（化１９）、
【化１９】
（ｉｉｉ）構造式（化２０）、及び
【化２０】
［式中、ｎ＝１−６である］
（ｉｖ）構造式（化２１）からなり、
【化２１】
前記式（化１７）中、下式（化２２）の基礎構造は、アミノ酸アラニン、２−アミノ酪酸、酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、又はバリンの核構造を表すことを特徴とする化合物。
【化２２】
【請求項３４】
以下の構造式（化２３）の化合物。
【化２３】
［式中、ｎ＝１、２である］
【請求項３５】
以下の構造式（化２４）の化合物。
【化２４】
［式中、ｎ＝１、２である］
【請求項１】
治療薬を適切な酸化窒素供与体と組み合わせて効果的なプロドラッグ分子を作る方法であって、
（ｉ）生体外実験の薬物動態学的及び／又は薬理学的データ、あるいはコンピュータによる薬物動態学的及び／又は薬理学的データを獲得する段階と、
（ｉｉ）前記データを生理学的に基づいた薬物動態学的／薬理学的モデルに設定する段階を備え、
前記薬物動態学的／薬理学的モデルは、
胃腸管をコンパートメントに分ける第１コンパートメントモデルを備え、
前記第１コンパートメントモデルは前記プロドラッグ分子の胃腸管吸収を記述し、
前記薬物動態学的／薬理学的モデルはさらに、
体を血漿／血液、及び組織コンパートメントに分ける第２コンパートメントモデルを備え、
前記第２コンパートメントモデルは胃腸管、血液、及び組織中の治療薬、酸化窒素供与体及び、一酸化窒素の経時変化を記述し、
前記プロドラッグ分子を作る方法はさらに、
（ｉｉｉ）前記薬物動態学的モデルから出力パラメータを生成する段階を備え、
前記出力パラメータは治療薬と適切な酸化窒素供与体との組み合わせの妥当性を決定し、効果的なプロドラッグ分子を作ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１コンパートメントモデルが胃腸管を７つのコンパートメントに分けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組織コンパートメントが心臓、肝臓、及び腎臓からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬及び抗生物質からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記生体外実験又はコンピュータによるデータが、胃腸環境におけるｐＫａ値、オクタノール／水分配係数、溶解度データ、対数Ｐの値、透過性値、代謝データ、加水分解データ、血清タンパク質結合データ、一酸化窒素放出速度、プロドラッグ及び治療薬の薬物動態学的及び薬理学的データ、及び安定性のデータからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記生体外実験又はコンピュータによるデータが前記プロドラッグ及び前記酸化窒素供与体の分布量の測定値を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記プロドラッグ分子が治療薬及び酸化窒素供与体を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法によって選択されたプロドラッグ分子。
【請求項８】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であることを特徴とする請求項７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項９】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項８に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１０】
前記非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤がアセチルサリチル酸（ＣＨ３ＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）、イブプロフェン（Ｃ１３Ｈ１８Ｏ２）、ナプロキセン（Ｃ１４Ｈ１４Ｏ３）、インドメタシン（Ｃ１９Ｈ１６ＣｌＮＯ４）、及びジクロフェナク（Ｃ１４Ｈ１０Ｃｌ２ＮＮａＯ）からなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１１】
前記シクロオキシゲナーゼ−２阻害剤がカルボキシル基を備えることを特徴とする請求項９に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１２】
前記酸化窒素供与体がジアゼニウムジオラートであることを特徴とする請求項７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１３】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項１２に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１４】
非ステロイド系抗炎症薬及び一酸化窒素放出部分を備えることを特徴とするプロドラッグ分子であって、
前記放出部分が加水分解及び吸収の総時間よりも長い半減期を備えるとともに、一酸化窒素の治療用量が腸細胞に放出され、それによって胃腸の刺激、出血、又は潰瘍により引き起こされる損傷から保護することを特徴とするプロドラッグ分子。
【請求項１５】
一酸化窒素の治療用量が血流に放出され、それによって１以上の器官システムを保護することを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１６】
前記器官システムが心臓、腎臓、及び心血管系システムからなる群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１７】
前記酸化窒素放出部分がジアゼニウムジオラートであること特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１８】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項１７に記載のプロドラッグ分子。
【請求項１９】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２０】
前記一酸化窒素の腸細胞への放出がプロドラッグ投与量の５％から５０％と等しいことを特徴とする請求項１４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２１】
プロドラッグ分子であって、
前記プロドラッグ分子は、
（ｉ）酵素加水分解及び酵素的切断されやすい結合を介してアミノ酸と結合している一酸化窒素放出部分と、
（ｉｉ）前記アミノ酸と直接、又はスペーサを介して結合している治療薬を備え、
前記治療薬及び前記スペーサ間の前記結合、又は前記スペーサと前記アミノ酸の間の前記結合が酵素加水分解又は酵素的切断されやすく、
前記一酸化窒素放出部分及び前記治療薬の前記プロドラッグ分子からの放出が独立して制御されることを特徴とするプロドラッグ分子。
【請求項２２】
前記一酸化窒素放出部分がジアゼニウムジオラートであることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２３】
前記ジアゼニウムジオラートがジアゼン−１−イウム−１、２−ジオラートであることを特徴とする請求項２２に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２４】
前記治療薬が非ステロイド系抗炎症薬又は抗生物質であることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２５】
前記非ステロイド系抗炎症薬が非選択的シクロオキシゲナーゼ・アイソザイム阻害剤又はシクロオキシゲナーゼ−２阻害剤であることを特徴とする請求項２４に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２６】
前記アミノ酸がヒドロキシプロリン、グルタミン酸、及びアスパラギン酸からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２７】
前記アミノ酸が、遊離アミン又は置換アミン、遊離アミン塩又は置換アミン塩をさらに有することを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２８】
酵素加水分解又は酵素的切断されやすい前記結合が、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合及びスルホンアミド結合からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載のプロドラッグ分子。
【請求項２９】
下式（化１）により表される化合物であって、
【化１】
式中、Ｒ１が非ステロイド系抗炎症薬のカルボキシル化されていない核であるか、又は、下式（化２）により表される構造であって、
【化２】
［式中、Ｒ８が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル］
式（化１）中、Ｘ１が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択された構造式を有し、
（ｉ）構造式（化３）
【化３】
［式中、ｎ＝１−６であり、Ｘ２が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ３が酸素、硫黄、又はＮＨである］
（ｉｉ）構造式（化４）
【化４】
［式中、ｎ＝１−６、Ｍ＝０−２であり、Ｘ４が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｘ５が酸素、硫黄、又はＮＨである］
（ｉｉｉ）構造式（化５）
【化５】
（ｉｖ）構造式（化６）
【化６】
［式中、ｎ＝１−６であり、Ｘ６が酸素、硫黄、又はＮＨである］
前記式（化１）中、Ｒ２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであって、
前記式（化１）中、Ｒ３が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、又は非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキルであって、
前記式（化１）中、Ｒ４が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択され、
（ｉ）水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリール、
（ｉｉ）構造式（化７）
【化７】
［式中、Ｒ９が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、アミノ酸のカルボキシル基を介して結合したアミド誘導体、又はポリペプチドのアミド誘導体である］
（ｉｉｉ）構造式（化８）
【化８】
［式中、Ｘ７が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１０が非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
（ｉｖ）構造式（化９）
【化９】
［式中、Ｘ８が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１１が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールであり、Ｒ１２が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
前記式（化１）中、Ｒ５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、構造式（化８）の構造、又は構造式（化９）の構造であって、
前記式（化１）中、Ｒ６が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、又は構造式（化８）の構造であって、
前記式（化１）中、Ｒ７が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、構造式（化７）の構造、構造式（化８）の構造、又は下式（化１０）の構造であって、
【化１０】
［式中、Ｘ９が酸素、硫黄、又はＮＨであり、Ｒ１４が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、非置換又は置換へテロアリール、又はＸ９が前記アミノ酸のアミノ基であるアミノ酸である］
前記式（化１）中、Ｙが下式（化１１）の構造であるか、
又は、下式（化１２）の構造であることを特徴とする化合物。
【化１１】
［式中、ｎ＝１−６］
【化１２】
［式中、Ｒ１５が水素、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルキル、非置換又は置換Ｃ１−１２直鎖アルケニル、非置換又は置換Ｃ３−１２分枝鎖アルケニル、非置換又は置換ベンジル、非置換又は置換フェニル、非置換又は置換Ｃ１−４アリールアルキル、又は非置換又は置換へテロアリールである］
【請求項３０】
前記式（化１）中、ＮＲ６Ｒ７が以下の（ｉ）又は（ｉｉ）の構造式に表される環状複素環であることを特徴とする請求項２９に記載の化合物。
（ｉ）構造式（化１３）
【化１３】
［式中、ｎ＝１−３であり、Ｒ１３が水素である］
（ｉｉ）構造式（化１４）
【化１４】
【請求項３１】
以下の構造式（化１５）の化合物。
【化１５】
［式中、ｎ＝０−２であり、Ｚが構造式（化１１）の構造、又は構造式（化１２）の構造である］
【請求項３２】
以下の構造式（化１６）の化合物。
【化１６】
【請求項３３】
以下の構造式（化１７）を含み、
【化１７】
式（化１７）中、Ｒ１８が以下の（ｉ）乃至（ｉｖ）からなる群から選択され、
前記群が、
（ｉ）構造式（化１８）、
【化１８】
（ｉｉ）構造式（化１９）、
【化１９】
（ｉｉｉ）構造式（化２０）、及び
【化２０】
［式中、ｎ＝１−６である］
（ｉｖ）構造式（化２１）からなり、
【化２１】
前記式（化１７）中、下式（化２２）の基礎構造は、アミノ酸アラニン、２−アミノ酪酸、酸、α−アミノスベリン酸、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、シトルリン、β−シクロヘキシルアラニン、システイン、３、４−デヒドロプロリン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、ホモシトルリン、ホモセリン、ヒドロキシプロリン、β−ヒドロキシバリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、ノルロイシン、ノルバリン、オルニチン、ペニシラミン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、ピログルタミン、サルコシン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、又はバリンの核構造を表すことを特徴とする化合物。
【化２２】
【請求項３４】
以下の構造式（化２３）の化合物。
【化２３】
［式中、ｎ＝１、２である］
【請求項３５】
以下の構造式（化２４）の化合物。
【化２４】
［式中、ｎ＝１、２である］
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【公表番号】特表２００９−５１５８２４（Ｐ２００９−５１５８２４Ａ）
【公表日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３５７７１（Ｐ２００８−５３５７７１）
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４０３８２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４４９６３
【国際公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（５０８１０９９３３）ノボキン バイオテック インク． (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４０３８２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４４９６３
【国際公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（５０８１０９９３３）ノボキン バイオテック インク． (1)
【Ｆターム（参考）】
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