ＤＧＪＮＡｃのＤ−グルクロノラクトンからの合成およびα−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼを阻害するための使用
Ｄ−グルクロノラクトンからＤＧＪＮＡｃ １Ｄを全収率２０％で合成するための簡便でスケーラブルな方法を提供する。ＤＧＪＮＡｃは、ＧａｌＮＡｃａｓｅの極めて強力で特異的な第１の競合的阻害剤である。ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、β−ヘキソサミニダーゼ（-hexosaminidase）の競合的阻害剤でもある。Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌの合成および活性についても示す。ＤＧＪＮＡｃをＧａｌＮＡｃａｓｅの強力で特異的な阻害剤として使用することによって、シンドラー病を含むいくつかの疾患の有用な研究および治療が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年２月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２８２，３９３号の利益を主張するものであり、その開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
分野
本開示は一般に、医療用イミノ糖の使用および合成に関し、特に、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害するためのイミノ糖の使用、およびこれらの酵素に関連した疾患の治療に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
要旨
一実施形態によれば、本発明は、Ｄ−グルクロノラクトンからＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を合成する方法を開示する。ＤＧＪＮＡｃの合成は、グルクロノラクトンのＣ５に窒素を導入するステップ、Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置（configuration）を反転させるステップ、および、Ｃ６とＣ２との間に窒素を導入することによってピペリジン環を形成するステップを含む。
【０００４】
別の実施形態によれば、多数の新規ＤＧＪＮＡｃ誘導体が開示される。これらの組成物は、次式
【化７】
の化合物またはその医薬的に許容される塩を含むものであり、式中、
Ｒは、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化８】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である。
【０００５】
別の実施形態において、本発明は、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害方法であって、次式
【化９】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化１０】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
をα−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを含む組成物に添加するステップを含む方法に関する。さらなる実施形態において、Ｒは水素であり、化合物はＤＧＪＮＡｃである。
【０００６】
別の実施形態において、本発明は、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連する疾患を治療または予防する方法であって、そのような疾患の治療または予防を必要とする被験体に、有効量の次式
【化１１】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化１２】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を投与するステップを含む方法に関する。
【０００７】
さらなる実施形態において、被験体はヒトであり、疾患はシンドラー病である。さらに、Ｒは水素とすることができ、化合物はＤＧＪＮＡｃとすることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
ｉ．イミノ糖
ピラノース環酸素またはフラノース環酸素が窒素で置換された化合物であるイミノ糖は、炭水化物プロセシング酵素との相互作用の原型である。（１）。しかし、報告されている無数の糖模倣物のうち、α−Ｎ−アセチル−ガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）の有効な阻害例は一例もない。
【０００９】
ｉｉ．概説
本発明では、ＧａｌＮＡｃａｓｅの強力で特異的かつ競合的な第１の阻害剤として、ＤＧＪＮＡｃ １Ｄおよびその誘導体が報告される。さらに、アミノ酸（２）およびイミノ糖（３）を含む多くのホモキラル標的の合成の確立したカイロン（chiron）であるＤ−グルクロノラクトン２Ｄを、ＤＧＪＮＡｃ［２−アセトアミド−１，２−ジデオキシ−Ｄ−ガラクト−ノジリマイシン］１Ｄの効率的な合成（全収率２０％）の出発材料として使用することができる。多くのイミノ糖のＬ−鏡像異性体は、Ｄ−天然物に比べて驚くべき生物活性を有する。（４） 容易に入手可能な（５）Ｌ−グルクロノラクトン２ＬからのＬ−ＤＧＪＮＡｃ ２Ｌの合成も提供される。１Ｄの以前の唯一の合成は、デオキシノジリマイシンを出発原料とするものであり（６）、１Ｄと１Ｌのラセミ混合物も調製された。（７） しかし、１Ｄのグリコシダーゼ阻害特性に関する研究はこれまで確認されていない。
【００１０】
ｉｉｉ．グルクロノラクトンからのＤＧＪＮＡｃの合成
ＤＧＪＮＡｃ１Ｄの合成には、グルクロノラクトンのＣ５への窒素の導入（スキーム１）、Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置の反転、およびＣ６とＣ２との間に窒素を導入することによるピペリジン環の形成（立体配置の反転を伴う）が必要である。
【化１３】
【化１４】
【００１１】
ｉｖ．シンドラー病
先天性代謝異常であるシンドラー病は、α−ＮＡＧＡ（α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ）酵素の欠損によって引き起こされるリソソーム蓄積障害である。このリソソーム蓄積障害は、神崎病およびα−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ欠損症とも呼ばれる。第２２染色体に存在するＮＡＧＡ遺伝子の変異によって、リソソームにおける糖タンパク質の形成および身体全体におよぶグリコスフィンゴ脂質の蓄積に至る。この糖蓄積によって、この疾患に伴う臨床的特徴が引き起こされる。シンドラー病は、自律神経性劣性遺伝障害（autonomic recessive disorder）である。
【００１２】
この疾患は３つのタイプに大別される。タイプＩの小児型では、乳児は約１歳まで正常に発達する。その後、小児は、以前に獲得された、身体的および精神的挙動の協調に関連した技能の喪失が始まる。筋緊張低下、衰弱、不随意性急速眼球運動、視力喪失、および発作を含む、追加の神経症状および神経筋症状が存在することがある。経時的に、症状は悪化し、小児は、筋硬直によって特定の筋肉を動かす能力の低下を経験し、外部刺激に応答する能力が低下する。他の症状としては、出生時からの神経軸索ジストロフィー、皮膚の変色、毛細血管拡張または血管の拡大が挙げられる。
【００１３】
タイプＩＩの成人型では、症状はより軽度であり、３０代半ばまで現れない可能性がある。被角血管腫、粗大化顔貌の増加（increased coarsening of facial features）、および軽度の知能障害が典型的な症状である。タイプＩＩＩの型は、患者の間で様々な症状を伴う中等度の障害とみなされる。重度の症状としては、発作および精神遅滞が挙げられる。重度でない症状としては、言語遅滞（delayed speech）、軽度の自閉症様症状（autistic like presentation）、および／または行動の問題が挙げられる。
【００１４】
ｖ．β−ヘキソサミニダーゼ
他のリソソーム酵素も、多数の疾患におけるそれらの役割で周知である。これらの酵素の一例が、β−ヘキソサミニダーゼである。β−ヘキソサミニダーゼの選択的阻害は、変形性関節症（８）、アレルギー（９）、アルツハイマー病（１０）、Ｏ−ＧｌｃＮＡｃａｓｅ阻害（１１）、ガン転移（１２）、ＩＩ型糖尿病（１３）、テイサックス病やサンドホフ病などの遺伝病（１４）、および植物制御（１５）の研究に有用である。Ｎ−アセチルグルコサミンＤＧＪＮＡｃ ３の合成ピペリジン類似体（１６）およびそのＮ−アルキル誘導体（１７）は、β−ヘキソサミニダーゼの強力な阻害剤である。ガラクト立体配置の天然物ナグスタチン（nagstatin）４（１８）は、β−ヘキソサミニダーゼの強力な阻害剤であっても、ＧａｌＮＡｃａｓｅを阻害しない。（１９） グルコ立体配置の合成類似体５（２０）はＰＵＧ誘導体６（２１）およびＧｌｃＮＡｃ−チアゾリン７（２２）とともに、β−ヘキソサミニダーゼの非常に強力な阻害剤である。ピロリジンの強力なヘキソサミニダーゼ阻害剤のまれな例（rare example）は、ＬＡＢＮＡｃ ８であり（２３）、最初のピロリジジンのβ−ヘキソサミニダーゼ阻害剤であるポコニシン９［またはその鏡像異性体］は、真菌株ポコニア・スクラスポリア変種スクラスポリア（Pochonia suchlasporia var. suchlasporia）ＴＡＭＡ８７から単離されたものである。（２４） いくつかの７員環イミノ糖も、強力な阻害を示す。（２５）
【００１５】
別段の指定のない限り、「ａ」または「ａｎ」は、１つ以上を意味する。
【００１６】
ｖｉ．ＤＧＪＮＡｃおよびそのＤＧＪＮＡｃ誘導体
本発明者らは、ＤＧＪＮＡｃやＤＧＪＮＡｃ誘導体などの特定のイミノ糖が、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害に有効であり得ることを見出した。特に、ＤＧＪＮＡｃおよびＤＧＪＮＡｃ誘導体は、ＧａｌＮＡｃａｓｅ）もしくはβ−ヘキソサミニダーゼによって引き起こされたまたはそれらに関連した疾患もしくは病態を治療または予防するのに有用であり得る。
【００１７】
多くの実施形態において、イミノ糖はＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡＣ誘導体である。ＤＧＪＮＡｃ（２−アセトアミド−１，２−ジデオキシ−Ｄ−ガラクト−ノジリマイシン）は、次式の化合物である。
【化１５】
【００１８】
「ＤＧＪＮＡｃ誘導体」は、環窒素が水素原子で置換されていない、ＤＧＪＮＡｃの誘導体である。
【００１９】
一般に、ＤＧＪＮＡｃおよびＤＧＪＮＡｃ誘導体は、次式
【化１６】
で表わすことができ、
式中、Ｒは、水素（ＤＧＪＮＡｃの場合）、置換もしくは非置換アルキル基、置換もしくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基、または置換もしくは非置換オキサアルキル基から選択することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、Ｒは、置換もしくは非置換アルキル基および／または置換もしくは非置換オキサアルキル基とすることができ、１〜１６個の炭素原子、４〜１２個の炭素原子、または８〜１０個の炭素原子を含む。「オキサアルキル」という用語は、１〜５個、または１〜３個、または１〜２個の酸素原子を含むことができるアルキル誘導体を指す。「オキサアルキル」という用語は、ヒドロキシ基末端およびメトキシ基末端のアルキル誘導体を包含する。
【００２１】
いくつかの実施形態において、Ｒは、−（ＣＨ２）６ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）６ＯＣＨ２ＣＨ３、−（ＣＨ２）６Ｏ（ＣＨ２）２ＣＨ３、−（ＣＨ２）６Ｏ（ＣＨ２）３ＣＨ３、−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）６ＣＨ３；−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）７ＣＨ３；−（ＣＨ２）９−ＯＨ；−（ＣＨ２）９ＯＣＨ３から選択することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
いくつかの実施形態において、Ｒは、２０個まで（up 20）の炭素原子を含有することができる分枝または非分枝の、置換または非置換アルキル基とすることができる。いくつかの実施形態において、アルキル基は、Ｃ２〜Ｃ１２またはＣ３〜Ｃ７アルキル基とすることができる。
【００２３】
特定の実施形態において、アルキル基は長鎖アルキル基であることができ、Ｃ６〜Ｃ２０アルキル基、Ｃ８〜Ｃ１６アルキル基、またはＣ８〜Ｃ１０アルキル基であることができる。いくつかの実施形態において、Ｒは、長鎖オキサアルキル基とすることができる。すなわち、１〜５個または１〜３個または１〜２個の酸素原子を含むことができる長鎖アルキル基とすることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、Ｒは、次式
【化１７】
を有することができ、式中、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ＺはＮＨであり、かつＲ１−Ｙは、Ｃ２〜Ｃ２０アルキル基またはＣ４〜Ｃ１２アルキル基またはＣ４〜Ｃ１０アルキル基などの置換または非置換アルキル基である。
【００２６】
いくつかの実施形態において、Ｘ１はＮＯ２であり、かつＸ３はＮ３である。いくつかの実施形態において、Ｘ２、Ｘ４、およびＸ５はそれぞれ、水素である。
【００２７】
ｖｉｉ．塩、プロドラッグ、医薬組成物
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、無機または有機酸に由来する塩の形態であることができる。医薬的に許容される塩および塩の形態を調製する方法が、例えば、Bergeら（J. Pharm. Sci. 66:1-18, 1977）に開示されている。適切な塩の例としては、以下の塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない：酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、クエン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、重硫酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、ショウノウスルホン酸塩、ジグルコン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、フマル酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、２−ヒドロキシエタンスルホン酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、メタンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、２−ナフタレンスルホン酸塩、シュウ酸塩、パルモ酸塩（palmoate）、ペクチン酸塩、過硫酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トシル酸塩、メシル酸塩、およびウンデカン酸塩。
【００２８】
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、プロドラッグの形態で使用することもできる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、イミノ糖を組成物の一部分として使用することができる。その組成物は、医薬的に許容される担体および／または組成物を動物に送達するのに有用な成分をさらに含むものである。組成物をヒトに送達するのに有用な医薬的に許容される多数の担体および組成物をウシなどの他の動物に送達するのに有用な成分は、当技術分野において公知である。このような担体および成分を本発明の組成物に添加することは、十分に当業者のレベルの範囲内である。
【００３０】
いくつかの実施形態において、医薬組成物は、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体から本質的になることができ、これによって、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体は組成物中で唯一の活性成分であることが示唆される。
【００３１】
さらにいくつかの他の実施形態において、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を１種以上の追加の化合物とともに投与することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、米国特許出願公開第２００８／０１３８３５１号；２００９年３月２５日出願の米国特許出願第１２／４１０，７５０号、および２００９年３月２７日出願の米国特許仮出願第６１／２０２，６９９号に開示されるものなどのリポソーム組成物において使用することができる。
【００３３】
ｖｉｉｉ．投与およびＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害
ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体などのイミノ糖を、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連した障害に冒されている細胞または動物に投与することができる。イミノ糖は、動物においてＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害し、疾患を低減、緩和、または軽減させるのに役立つことができる。
【００３４】
さらに、インビトロまたはインビボ研究で、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を使用して、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害を研究することができる。
【００３５】
疾患を患っている動物としては、サルおよびヒトを含む霊長類が挙げられる。
【００３６】
本発明の方法に従って動物または動物細胞に投与されるイミノ糖の量は、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害するのに有効な量とすることができる。本明細書において使用される場合、「阻害する」という用語は、イミノ糖の非存在下で示される生物活性の検出可能な低減および／または消失を指すことができる。「有効量」という用語は、指示された効果を実現するのに必要なイミノ糖の量を指すことができる。本明細書において使用される場合、「治療」という用語は、被験体における症状を低減もしくは緩和すること、症状の悪化もしくは進行を予防すること、病原因子の阻害もしくは消失、または被験体におけるＧａｌＮＡｃａｓｅもしくはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連した障害の予防を指すことができる。
【００３７】
細胞または動物に投与することができるイミノ糖の量は、好ましくはその投与に伴う利点を上回る毒作用を誘発しない量である。
【００３８】
医薬組成物中の活性成分の実際の投与量レベル（dosage level）は、特定の患者にとって所望の治療効果を実現するのに有効な量の活性化合物が投与されるように変動することができる。
【００３９】
選択された用量レベル（dose level）は、イミノ糖の活性、投与経路、治療される病態の重症度、ならびに治療される患者の状態および既往歴（prior medical history）によって異なり得る。しかし、化合物の用量を、所望の治療効果を実現するのに必要とされるレベルより少ないレベルで始め、所望の効果が実現されるまで投与量を徐々に増加させることは、当技術分野の技術の範囲内である。所望される場合、例えば１日当たり２〜４回用量の投与の目的のために、有効一日用量（effective daily dose）を複数回用量に分割することができる。しかし、任意の個々の患者に対する具体的な用量レベルは、体重、全身的健康状態、食事、投与の時間および経路ならびに他の治療剤との組合せ、さらに治療される病態または疾患の重症度を含む種々の要因によって異なり得ることが理解されるであろう。成体のヒトの１日投与量は、体重１０キログラム当たりイミノ糖約１マイクログラム〜約１グラムの間、または約１０ｍｇと１００ｍｇの間の範囲であることができる。言うまでもなく、細胞または動物に投与されるべきイミノ糖の量は、イミノ糖の分子量や投与経路など、当業者によって十分理解される多数の要因によって異なり得る。
【００４０】
本発明の方法において有用である医薬組成物は、経口用固体製剤として全身投与することができ、眼科用製剤、坐薬製剤、エアロゾル製剤、局所用製剤、または他の同様の製剤として投与することができる。例えば、散剤、錠剤、カプセル剤、ロゼンジ剤、ゲル剤、液剤、懸濁剤、シロップ剤などの物理的形態とすることができる。活性剤に加えて、このような医薬組成物は、薬物投与を増強および促進することが知られている医薬的に許容される担体および他の成分を含有することができる。ナノ粒子、リポソーム再封鎖赤血球（liposomes resealed erythrocytes）、および免疫学をベースとしたシステムなどの他の可能な製剤を使用して、薬剤を投与することもできる。このような医薬組成物は、いくつかの経路で投与することができる。本明細書において使用される場合、「非経口の」という用語は、皮下、静脈内、動脈内、髄腔内、ならびに注射および注入技法を制限なく包含する。例として、医薬組成物は、経口投与、局所投与、非経口投与、全身投与、または経肺投与することができる。
【００４１】
これらの組成物は、単回用量、または異なる時間に投与される複数回用量で投与することができる。
【００４２】
以下の実施例により、本発明をさらに詳細に説明することができるが、本発明はこれらに限定されるものでないことを理解されたい。
【００４３】
本明細書に記載される実施形態を、以下のワーキング実施例（working example）によりさらに説明するが、決してこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００４４】
実施例１
Ｄ−グルクロノラクトン２ＤからのＤＪＧＮＡｃ １Ｄの合成
【化１８】
【００４５】
Ｄ−グルクロノラクトン ２ＤからのＤＪＧＮＡｃ １Ｄの合成では、アセトニド１０を、ジクロロメタン中ピリジンの存在下で、トリフルオロメタンスルホン酸（トリフル酸）無水物でエステル化し、得られた粗トリフル酸エステルを、ＤＭＦ中アジ化ナトリウムで処理して、ｉｄｏ−アジド１１｛ｍｐ．１１２〜１１４℃；［α］Ｄ２５ ＋２６１．４（ｃ １．０、ＣＨＣｌ３）［文献（２９） ｍｐ．１１４〜１１６℃、［α］Ｄ２０ ＋２４３（ｃ １．１、ＣＨＣ１３）］｝を収率９７％で得た。いくつかの水素化物により、アジドラクトン１１からジオール１２に直接転化すると、低収率しか得られなかった。このようなα−アジドラクトンは、塩基に極めて高い感受性を示すものであり、通常は最初にラクトールに還元する２段階の還元が必要である。したがって、ジクロロメタン中、アジドラクトン１１をＤＩＢＡＬＨで還元すると、対応するラクトールが得られ、これをメタノール中、水素化ホウ素ナトリウムでさらに還元すると、ジオール１２、ｍｐ．１２０〜１２２℃、［α］Ｄ２５ −６９．６（ｃ ０．９４、ＣＨＣｌ３）が収率７２％で得られた。ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）クロリドとの反応によって、１２の第一級アルコールを選択的に保護すると、対応するＴＢＤＭＳエーテル１３、油状物、［α］Ｄ２５ −１２．７（ｃ １．１、ＣＨＣｌ３）が収率９９％で得られた。グルクロノラクトン２Ｄから１３への全収率は、最終段階までクロマトグラフィー精製を全く必要とすることなく、マルチグラムスケール（multigram scale）で７２％であった。
【００４６】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄの合成には、反転、その後にシリルエーテル１３の残っている未保護のＣ３ ＯＨの保護が必要であった。ジクロロメタン中、モレキュラーシーブの存在下でクロロクロム酸ピリジニウムで１３を酸化すると、対応するケトンが得られ、カルボニルの最も束縛の少ない面から還元すると、反転されたアルコール１４、油状物、［α］Ｄ２５ ＋７４．９（ｃ ０．９４、ＣＨＣｌ３）が収率７９％で得られた。１４を、ＤＭＦ中、臭化ベンジルおよび水素化ナトリウムで処理すると、完全に保護されたベンジルエーテル１５、油状物、［α］Ｄ２５ ＋１０１．５（ｃ ０．５６、ＣＨＣｌ３）が収率９７％で得られた。１５のアセトニド保護基とシリル保護基の両方を、メタノール中ＨＣｌで処理することによって除去して、メチルフラノシド１６のアノマーの５：１混合物を得た（９７％）。ジクロロメタン中ピリジンの存在下で１６を無水トリフル酸と反応させると、ジトリフラート１７が得られ、ＴＨＦ中、ベンジルアミンと反応させると、二環式ピロリジン１８、油状物、［α］Ｄ２５ ＋２２．８（ｃ １．１１、ＣＨＣｌ３）が単一のアノマーとして全収率６１％で得られた。したがって、ジトリフラートの環化によるピペリジン環の形成は、効率的であった。ピロリジンの形成などのジトリフラートの環化の成功例は非常に希有である（３０）。
【００４７】
無水酢酸中、三フッ化ホウ素エーテラート（boron trifluoride etherate）を用いて、フラノシド１８のアセトリシスを行うと、エピマー１９の４：１混合物が収率９３％で得られた。１９のＯＭｅ基を、ジクロロメタン中ＤＩＢＡＬＨ、続いてメタノール中水素化ホウ素ナトリウムで逐次処理することによって還元的に除去した。得られたジオールをアセチル化すると、ジアセタート２０、油状物、［α］Ｄ２５ ＋７９．８（ｃ ０．４３、ＣＨＣｌ３）の単離を容易に行うことができ、１９からの全収率は８３％であった。酢酸−無水酢酸−ＴＨＦ中、硫酸銅（ＩＩ）の存在下で亜鉛末によるＸＫのアジドの急速な還元（３１）、それに続く、対応するアミンのアシル化によって、トリアセタート２１の結晶、ｍｐ．１１２〜１１４℃、［α］Ｄ２５ ＋２６．２（ｃ １．１、Ｍｅ２ＣＯ）が収率７９％で得られた。２１を、メタノール中ナトリウムメトキシドで処理することによってアセタート保護基を除去し、続いてジオキサン：塩酸水溶液中、パラジウム（炭素担持１０％）でベンジル基を水素化分解すると、ＤＧＪＮＡｃ １Ｄ、ｍｐ．１５０〜１５４℃、［α］Ｄ２５ ＋４１．９（ｃ ０．６７、Ｈ２Ｏ））［文献６、油状物、［α］Ｄ２０ ＋３７（ｃ １、ＭｅＯＨ）］が収率９８％で得られた。多くのイミノ糖とは違って、遊離塩基のＤＧＪＮＡｃは、容易に結晶化する。ＤＧＪＮＡｃ １ＤのＤ−グルクロノラクトン ２Ｄからの全収率は２０％であった。
【００４８】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄの選択されたデータ：
【化１９】
【００４９】
実施例２
Ｌ−グルクロノラクトン ２ＬからのＬ−ＤＪＧＮＡｃ １Ｌの合成
鏡像異性体Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌ、ｍｐ．１５２〜１５６℃、［α］Ｄ２５ ４６．６（ｃ ０．７３、Ｈ２Ｏ）を、Ｌ−グルクロノラクトン２Ｌから同一の手順で調製した。
【００５０】
実施例３
ＤＪＧＮＡｃ １ＤおよびＬ−ＤＧＪＮＡｃ １ＬによるＧａｌＮＡｃａｓｅおよびβ−ヘキソサミニダーゼの阻害
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、ＧａｌＮＡｃａｓｅの非常に強力な競合的阻害剤であった（Ｋｉ ０．０８１μＭ、ニワトリ肝由来、Ｋｉ ０．１３６μＭ、ホラガイ（Charonia lampas）由来）；ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、β−ヘキソサミニダーゼの、良好であるがあまり強力でない競合的阻害剤であった（ＩＣ５０ １．８μＭ、タチナタマメ（Jack bean）由来、ＩＣ５０ １．８μＭ、 タチナタマメ（Jack bean）由来、ＩＣ５０ ４．２μＭ、ウシ腎由来、ＩＣ５０ ８．３μＭ、ヒト胎盤由来、ＩＣ５０ ２．２μＭ、ＨＬ−６０由来）。
【００５１】
鏡像異性体Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌは、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼの阻害を示さなかったが、β−ヘキソサミニダーゼの、非常に弱いが非競合的な阻害剤であった［ＤＧＪＮＡｃ １ＤのＫｉ ２．２μＭに対して、Ｋｉ １１００μＭ、ヒト胎盤由来］。この結果は、Ｌ−鏡像異性体は非競合的阻害を示すが、Ｄ−イミノ糖は通常、競合的阻害剤であるというＡｓａｎｏの仮説（３２）と一致するものであった。
【００５２】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、コーヒーマメα−ガラクトシダーゼの中程度の阻害を示した（ＩＣ５０ ６４μＭ）が、Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌは、この酵素の阻害を示さなかった。
【００５３】
ＤＧＪＮＡｃ １の鏡像異性体は両方とも、いくつかの他のグリコシダーゼの阻害剤としてスクリーニングされたが、両鏡像異性体とも、α−グルコシダーゼ（コメ、酵母）、β−グルコシダーゼ（アーモンド、ウシ肝）、β−ガラクトシダーゼ（ウシ肝）、α−マンノシダーゼ（タチナタマメ（Jack bean））、β−グルクロニダーゼ（大腸菌（E. coli）、ウシ肝）、α−Ｌ−ラムノシダーゼ（Ｐ．デクムベンス（P.decumbens））、またはα−Ｌ−フコシダーゼ（ウシ精巣上体）に対して、何ら顕著な阻害を示さなかった［１０００ｍＭにおいて阻害５０％未満）。
【００５４】
上記では、特に好ましい実施形態が記載されているが、本発明はそのように限定されるものではないことが理解されよう。当業者には、開示された実施形態に対して様々な改変を行うことができること、およびこのような改変が本発明の範囲内であることが意図されていることが理解されるであろう。
【００５５】
本明細書に引用されるすべての刊行物、特許出願、および特許は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれたものとする。
【００５６】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年２月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２８２，３９３号の利益を主張するものであり、その開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
分野
本開示は一般に、医療用イミノ糖の使用および合成に関し、特に、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害するためのイミノ糖の使用、およびこれらの酵素に関連した疾患の治療に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
要旨
一実施形態によれば、本発明は、Ｄ−グルクロノラクトンからＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を合成する方法を開示する。ＤＧＪＮＡｃの合成は、グルクロノラクトンのＣ５に窒素を導入するステップ、Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置（configuration）を反転させるステップ、および、Ｃ６とＣ２との間に窒素を導入することによってピペリジン環を形成するステップを含む。
【０００４】
別の実施形態によれば、多数の新規ＤＧＪＮＡｃ誘導体が開示される。これらの組成物は、次式
【化７】
の化合物またはその医薬的に許容される塩を含むものであり、式中、
Ｒは、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化８】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である。
【０００５】
別の実施形態において、本発明は、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害方法であって、次式
【化９】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化１０】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
をα−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを含む組成物に添加するステップを含む方法に関する。さらなる実施形態において、Ｒは水素であり、化合物はＤＧＪＮＡｃである。
【０００６】
別の実施形態において、本発明は、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連する疾患を治療または予防する方法であって、そのような疾患の治療または予防を必要とする被験体に、有効量の次式
【化１１】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化１２】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を投与するステップを含む方法に関する。
【０００７】
さらなる実施形態において、被験体はヒトであり、疾患はシンドラー病である。さらに、Ｒは水素とすることができ、化合物はＤＧＪＮＡｃとすることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
ｉ．イミノ糖
ピラノース環酸素またはフラノース環酸素が窒素で置換された化合物であるイミノ糖は、炭水化物プロセシング酵素との相互作用の原型である。（１）。しかし、報告されている無数の糖模倣物のうち、α−Ｎ−アセチル−ガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）の有効な阻害例は一例もない。
【０００９】
ｉｉ．概説
本発明では、ＧａｌＮＡｃａｓｅの強力で特異的かつ競合的な第１の阻害剤として、ＤＧＪＮＡｃ １Ｄおよびその誘導体が報告される。さらに、アミノ酸（２）およびイミノ糖（３）を含む多くのホモキラル標的の合成の確立したカイロン（chiron）であるＤ−グルクロノラクトン２Ｄを、ＤＧＪＮＡｃ［２−アセトアミド−１，２−ジデオキシ−Ｄ−ガラクト−ノジリマイシン］１Ｄの効率的な合成（全収率２０％）の出発材料として使用することができる。多くのイミノ糖のＬ−鏡像異性体は、Ｄ−天然物に比べて驚くべき生物活性を有する。（４） 容易に入手可能な（５）Ｌ−グルクロノラクトン２ＬからのＬ−ＤＧＪＮＡｃ ２Ｌの合成も提供される。１Ｄの以前の唯一の合成は、デオキシノジリマイシンを出発原料とするものであり（６）、１Ｄと１Ｌのラセミ混合物も調製された。（７） しかし、１Ｄのグリコシダーゼ阻害特性に関する研究はこれまで確認されていない。
【００１０】
ｉｉｉ．グルクロノラクトンからのＤＧＪＮＡｃの合成
ＤＧＪＮＡｃ１Ｄの合成には、グルクロノラクトンのＣ５への窒素の導入（スキーム１）、Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置の反転、およびＣ６とＣ２との間に窒素を導入することによるピペリジン環の形成（立体配置の反転を伴う）が必要である。
【化１３】
【化１４】
【００１１】
ｉｖ．シンドラー病
先天性代謝異常であるシンドラー病は、α−ＮＡＧＡ（α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ）酵素の欠損によって引き起こされるリソソーム蓄積障害である。このリソソーム蓄積障害は、神崎病およびα−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ欠損症とも呼ばれる。第２２染色体に存在するＮＡＧＡ遺伝子の変異によって、リソソームにおける糖タンパク質の形成および身体全体におよぶグリコスフィンゴ脂質の蓄積に至る。この糖蓄積によって、この疾患に伴う臨床的特徴が引き起こされる。シンドラー病は、自律神経性劣性遺伝障害（autonomic recessive disorder）である。
【００１２】
この疾患は３つのタイプに大別される。タイプＩの小児型では、乳児は約１歳まで正常に発達する。その後、小児は、以前に獲得された、身体的および精神的挙動の協調に関連した技能の喪失が始まる。筋緊張低下、衰弱、不随意性急速眼球運動、視力喪失、および発作を含む、追加の神経症状および神経筋症状が存在することがある。経時的に、症状は悪化し、小児は、筋硬直によって特定の筋肉を動かす能力の低下を経験し、外部刺激に応答する能力が低下する。他の症状としては、出生時からの神経軸索ジストロフィー、皮膚の変色、毛細血管拡張または血管の拡大が挙げられる。
【００１３】
タイプＩＩの成人型では、症状はより軽度であり、３０代半ばまで現れない可能性がある。被角血管腫、粗大化顔貌の増加（increased coarsening of facial features）、および軽度の知能障害が典型的な症状である。タイプＩＩＩの型は、患者の間で様々な症状を伴う中等度の障害とみなされる。重度の症状としては、発作および精神遅滞が挙げられる。重度でない症状としては、言語遅滞（delayed speech）、軽度の自閉症様症状（autistic like presentation）、および／または行動の問題が挙げられる。
【００１４】
ｖ．β−ヘキソサミニダーゼ
他のリソソーム酵素も、多数の疾患におけるそれらの役割で周知である。これらの酵素の一例が、β−ヘキソサミニダーゼである。β−ヘキソサミニダーゼの選択的阻害は、変形性関節症（８）、アレルギー（９）、アルツハイマー病（１０）、Ｏ−ＧｌｃＮＡｃａｓｅ阻害（１１）、ガン転移（１２）、ＩＩ型糖尿病（１３）、テイサックス病やサンドホフ病などの遺伝病（１４）、および植物制御（１５）の研究に有用である。Ｎ−アセチルグルコサミンＤＧＪＮＡｃ ３の合成ピペリジン類似体（１６）およびそのＮ−アルキル誘導体（１７）は、β−ヘキソサミニダーゼの強力な阻害剤である。ガラクト立体配置の天然物ナグスタチン（nagstatin）４（１８）は、β−ヘキソサミニダーゼの強力な阻害剤であっても、ＧａｌＮＡｃａｓｅを阻害しない。（１９） グルコ立体配置の合成類似体５（２０）はＰＵＧ誘導体６（２１）およびＧｌｃＮＡｃ−チアゾリン７（２２）とともに、β−ヘキソサミニダーゼの非常に強力な阻害剤である。ピロリジンの強力なヘキソサミニダーゼ阻害剤のまれな例（rare example）は、ＬＡＢＮＡｃ ８であり（２３）、最初のピロリジジンのβ−ヘキソサミニダーゼ阻害剤であるポコニシン９［またはその鏡像異性体］は、真菌株ポコニア・スクラスポリア変種スクラスポリア（Pochonia suchlasporia var. suchlasporia）ＴＡＭＡ８７から単離されたものである。（２４） いくつかの７員環イミノ糖も、強力な阻害を示す。（２５）
【００１５】
別段の指定のない限り、「ａ」または「ａｎ」は、１つ以上を意味する。
【００１６】
ｖｉ．ＤＧＪＮＡｃおよびそのＤＧＪＮＡｃ誘導体
本発明者らは、ＤＧＪＮＡｃやＤＧＪＮＡｃ誘導体などの特定のイミノ糖が、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害に有効であり得ることを見出した。特に、ＤＧＪＮＡｃおよびＤＧＪＮＡｃ誘導体は、ＧａｌＮＡｃａｓｅ）もしくはβ−ヘキソサミニダーゼによって引き起こされたまたはそれらに関連した疾患もしくは病態を治療または予防するのに有用であり得る。
【００１７】
多くの実施形態において、イミノ糖はＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡＣ誘導体である。ＤＧＪＮＡｃ（２−アセトアミド−１，２−ジデオキシ−Ｄ−ガラクト−ノジリマイシン）は、次式の化合物である。
【化１５】
【００１８】
「ＤＧＪＮＡｃ誘導体」は、環窒素が水素原子で置換されていない、ＤＧＪＮＡｃの誘導体である。
【００１９】
一般に、ＤＧＪＮＡｃおよびＤＧＪＮＡｃ誘導体は、次式
【化１６】
で表わすことができ、
式中、Ｒは、水素（ＤＧＪＮＡｃの場合）、置換もしくは非置換アルキル基、置換もしくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基、または置換もしくは非置換オキサアルキル基から選択することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、Ｒは、置換もしくは非置換アルキル基および／または置換もしくは非置換オキサアルキル基とすることができ、１〜１６個の炭素原子、４〜１２個の炭素原子、または８〜１０個の炭素原子を含む。「オキサアルキル」という用語は、１〜５個、または１〜３個、または１〜２個の酸素原子を含むことができるアルキル誘導体を指す。「オキサアルキル」という用語は、ヒドロキシ基末端およびメトキシ基末端のアルキル誘導体を包含する。
【００２１】
いくつかの実施形態において、Ｒは、−（ＣＨ２）６ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）６ＯＣＨ２ＣＨ３、−（ＣＨ２）６Ｏ（ＣＨ２）２ＣＨ３、−（ＣＨ２）６Ｏ（ＣＨ２）３ＣＨ３、−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）６ＣＨ３；−（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）７ＣＨ３；−（ＣＨ２）９−ＯＨ；−（ＣＨ２）９ＯＣＨ３から選択することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
いくつかの実施形態において、Ｒは、２０個まで（up 20）の炭素原子を含有することができる分枝または非分枝の、置換または非置換アルキル基とすることができる。いくつかの実施形態において、アルキル基は、Ｃ２〜Ｃ１２またはＣ３〜Ｃ７アルキル基とすることができる。
【００２３】
特定の実施形態において、アルキル基は長鎖アルキル基であることができ、Ｃ６〜Ｃ２０アルキル基、Ｃ８〜Ｃ１６アルキル基、またはＣ８〜Ｃ１０アルキル基であることができる。いくつかの実施形態において、Ｒは、長鎖オキサアルキル基とすることができる。すなわち、１〜５個または１〜３個または１〜２個の酸素原子を含むことができる長鎖アルキル基とすることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、Ｒは、次式
【化１７】
を有することができ、式中、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ＺはＮＨであり、かつＲ１−Ｙは、Ｃ２〜Ｃ２０アルキル基またはＣ４〜Ｃ１２アルキル基またはＣ４〜Ｃ１０アルキル基などの置換または非置換アルキル基である。
【００２６】
いくつかの実施形態において、Ｘ１はＮＯ２であり、かつＸ３はＮ３である。いくつかの実施形態において、Ｘ２、Ｘ４、およびＸ５はそれぞれ、水素である。
【００２７】
ｖｉｉ．塩、プロドラッグ、医薬組成物
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、無機または有機酸に由来する塩の形態であることができる。医薬的に許容される塩および塩の形態を調製する方法が、例えば、Bergeら（J. Pharm. Sci. 66:1-18, 1977）に開示されている。適切な塩の例としては、以下の塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない：酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、クエン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、重硫酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、ショウノウスルホン酸塩、ジグルコン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、フマル酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、２−ヒドロキシエタンスルホン酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、メタンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、２−ナフタレンスルホン酸塩、シュウ酸塩、パルモ酸塩（palmoate）、ペクチン酸塩、過硫酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トシル酸塩、メシル酸塩、およびウンデカン酸塩。
【００２８】
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、プロドラッグの形態で使用することもできる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、イミノ糖を組成物の一部分として使用することができる。その組成物は、医薬的に許容される担体および／または組成物を動物に送達するのに有用な成分をさらに含むものである。組成物をヒトに送達するのに有用な医薬的に許容される多数の担体および組成物をウシなどの他の動物に送達するのに有用な成分は、当技術分野において公知である。このような担体および成分を本発明の組成物に添加することは、十分に当業者のレベルの範囲内である。
【００３０】
いくつかの実施形態において、医薬組成物は、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体から本質的になることができ、これによって、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体は組成物中で唯一の活性成分であることが示唆される。
【００３１】
さらにいくつかの他の実施形態において、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を１種以上の追加の化合物とともに投与することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、イミノ糖は、米国特許出願公開第２００８／０１３８３５１号；２００９年３月２５日出願の米国特許出願第１２／４１０，７５０号、および２００９年３月２７日出願の米国特許仮出願第６１／２０２，６９９号に開示されるものなどのリポソーム組成物において使用することができる。
【００３３】
ｖｉｉｉ．投与およびＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害
ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体などのイミノ糖を、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連した障害に冒されている細胞または動物に投与することができる。イミノ糖は、動物においてＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害し、疾患を低減、緩和、または軽減させるのに役立つことができる。
【００３４】
さらに、インビトロまたはインビボ研究で、ＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を使用して、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼの阻害を研究することができる。
【００３５】
疾患を患っている動物としては、サルおよびヒトを含む霊長類が挙げられる。
【００３６】
本発明の方法に従って動物または動物細胞に投与されるイミノ糖の量は、ＧａｌＮＡｃａｓｅまたはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害するのに有効な量とすることができる。本明細書において使用される場合、「阻害する」という用語は、イミノ糖の非存在下で示される生物活性の検出可能な低減および／または消失を指すことができる。「有効量」という用語は、指示された効果を実現するのに必要なイミノ糖の量を指すことができる。本明細書において使用される場合、「治療」という用語は、被験体における症状を低減もしくは緩和すること、症状の悪化もしくは進行を予防すること、病原因子の阻害もしくは消失、または被験体におけるＧａｌＮＡｃａｓｅもしくはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連した障害の予防を指すことができる。
【００３７】
細胞または動物に投与することができるイミノ糖の量は、好ましくはその投与に伴う利点を上回る毒作用を誘発しない量である。
【００３８】
医薬組成物中の活性成分の実際の投与量レベル（dosage level）は、特定の患者にとって所望の治療効果を実現するのに有効な量の活性化合物が投与されるように変動することができる。
【００３９】
選択された用量レベル（dose level）は、イミノ糖の活性、投与経路、治療される病態の重症度、ならびに治療される患者の状態および既往歴（prior medical history）によって異なり得る。しかし、化合物の用量を、所望の治療効果を実現するのに必要とされるレベルより少ないレベルで始め、所望の効果が実現されるまで投与量を徐々に増加させることは、当技術分野の技術の範囲内である。所望される場合、例えば１日当たり２〜４回用量の投与の目的のために、有効一日用量（effective daily dose）を複数回用量に分割することができる。しかし、任意の個々の患者に対する具体的な用量レベルは、体重、全身的健康状態、食事、投与の時間および経路ならびに他の治療剤との組合せ、さらに治療される病態または疾患の重症度を含む種々の要因によって異なり得ることが理解されるであろう。成体のヒトの１日投与量は、体重１０キログラム当たりイミノ糖約１マイクログラム〜約１グラムの間、または約１０ｍｇと１００ｍｇの間の範囲であることができる。言うまでもなく、細胞または動物に投与されるべきイミノ糖の量は、イミノ糖の分子量や投与経路など、当業者によって十分理解される多数の要因によって異なり得る。
【００４０】
本発明の方法において有用である医薬組成物は、経口用固体製剤として全身投与することができ、眼科用製剤、坐薬製剤、エアロゾル製剤、局所用製剤、または他の同様の製剤として投与することができる。例えば、散剤、錠剤、カプセル剤、ロゼンジ剤、ゲル剤、液剤、懸濁剤、シロップ剤などの物理的形態とすることができる。活性剤に加えて、このような医薬組成物は、薬物投与を増強および促進することが知られている医薬的に許容される担体および他の成分を含有することができる。ナノ粒子、リポソーム再封鎖赤血球（liposomes resealed erythrocytes）、および免疫学をベースとしたシステムなどの他の可能な製剤を使用して、薬剤を投与することもできる。このような医薬組成物は、いくつかの経路で投与することができる。本明細書において使用される場合、「非経口の」という用語は、皮下、静脈内、動脈内、髄腔内、ならびに注射および注入技法を制限なく包含する。例として、医薬組成物は、経口投与、局所投与、非経口投与、全身投与、または経肺投与することができる。
【００４１】
これらの組成物は、単回用量、または異なる時間に投与される複数回用量で投与することができる。
【００４２】
以下の実施例により、本発明をさらに詳細に説明することができるが、本発明はこれらに限定されるものでないことを理解されたい。
【００４３】
本明細書に記載される実施形態を、以下のワーキング実施例（working example）によりさらに説明するが、決してこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００４４】
実施例１
Ｄ−グルクロノラクトン２ＤからのＤＪＧＮＡｃ １Ｄの合成
【化１８】
【００４５】
Ｄ−グルクロノラクトン ２ＤからのＤＪＧＮＡｃ １Ｄの合成では、アセトニド１０を、ジクロロメタン中ピリジンの存在下で、トリフルオロメタンスルホン酸（トリフル酸）無水物でエステル化し、得られた粗トリフル酸エステルを、ＤＭＦ中アジ化ナトリウムで処理して、ｉｄｏ−アジド１１｛ｍｐ．１１２〜１１４℃；［α］Ｄ２５ ＋２６１．４（ｃ １．０、ＣＨＣｌ３）［文献（２９） ｍｐ．１１４〜１１６℃、［α］Ｄ２０ ＋２４３（ｃ １．１、ＣＨＣ１３）］｝を収率９７％で得た。いくつかの水素化物により、アジドラクトン１１からジオール１２に直接転化すると、低収率しか得られなかった。このようなα−アジドラクトンは、塩基に極めて高い感受性を示すものであり、通常は最初にラクトールに還元する２段階の還元が必要である。したがって、ジクロロメタン中、アジドラクトン１１をＤＩＢＡＬＨで還元すると、対応するラクトールが得られ、これをメタノール中、水素化ホウ素ナトリウムでさらに還元すると、ジオール１２、ｍｐ．１２０〜１２２℃、［α］Ｄ２５ −６９．６（ｃ ０．９４、ＣＨＣｌ３）が収率７２％で得られた。ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）クロリドとの反応によって、１２の第一級アルコールを選択的に保護すると、対応するＴＢＤＭＳエーテル１３、油状物、［α］Ｄ２５ −１２．７（ｃ １．１、ＣＨＣｌ３）が収率９９％で得られた。グルクロノラクトン２Ｄから１３への全収率は、最終段階までクロマトグラフィー精製を全く必要とすることなく、マルチグラムスケール（multigram scale）で７２％であった。
【００４６】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄの合成には、反転、その後にシリルエーテル１３の残っている未保護のＣ３ ＯＨの保護が必要であった。ジクロロメタン中、モレキュラーシーブの存在下でクロロクロム酸ピリジニウムで１３を酸化すると、対応するケトンが得られ、カルボニルの最も束縛の少ない面から還元すると、反転されたアルコール１４、油状物、［α］Ｄ２５ ＋７４．９（ｃ ０．９４、ＣＨＣｌ３）が収率７９％で得られた。１４を、ＤＭＦ中、臭化ベンジルおよび水素化ナトリウムで処理すると、完全に保護されたベンジルエーテル１５、油状物、［α］Ｄ２５ ＋１０１．５（ｃ ０．５６、ＣＨＣｌ３）が収率９７％で得られた。１５のアセトニド保護基とシリル保護基の両方を、メタノール中ＨＣｌで処理することによって除去して、メチルフラノシド１６のアノマーの５：１混合物を得た（９７％）。ジクロロメタン中ピリジンの存在下で１６を無水トリフル酸と反応させると、ジトリフラート１７が得られ、ＴＨＦ中、ベンジルアミンと反応させると、二環式ピロリジン１８、油状物、［α］Ｄ２５ ＋２２．８（ｃ １．１１、ＣＨＣｌ３）が単一のアノマーとして全収率６１％で得られた。したがって、ジトリフラートの環化によるピペリジン環の形成は、効率的であった。ピロリジンの形成などのジトリフラートの環化の成功例は非常に希有である（３０）。
【００４７】
無水酢酸中、三フッ化ホウ素エーテラート（boron trifluoride etherate）を用いて、フラノシド１８のアセトリシスを行うと、エピマー１９の４：１混合物が収率９３％で得られた。１９のＯＭｅ基を、ジクロロメタン中ＤＩＢＡＬＨ、続いてメタノール中水素化ホウ素ナトリウムで逐次処理することによって還元的に除去した。得られたジオールをアセチル化すると、ジアセタート２０、油状物、［α］Ｄ２５ ＋７９．８（ｃ ０．４３、ＣＨＣｌ３）の単離を容易に行うことができ、１９からの全収率は８３％であった。酢酸−無水酢酸−ＴＨＦ中、硫酸銅（ＩＩ）の存在下で亜鉛末によるＸＫのアジドの急速な還元（３１）、それに続く、対応するアミンのアシル化によって、トリアセタート２１の結晶、ｍｐ．１１２〜１１４℃、［α］Ｄ２５ ＋２６．２（ｃ １．１、Ｍｅ２ＣＯ）が収率７９％で得られた。２１を、メタノール中ナトリウムメトキシドで処理することによってアセタート保護基を除去し、続いてジオキサン：塩酸水溶液中、パラジウム（炭素担持１０％）でベンジル基を水素化分解すると、ＤＧＪＮＡｃ １Ｄ、ｍｐ．１５０〜１５４℃、［α］Ｄ２５ ＋４１．９（ｃ ０．６７、Ｈ２Ｏ））［文献６、油状物、［α］Ｄ２０ ＋３７（ｃ １、ＭｅＯＨ）］が収率９８％で得られた。多くのイミノ糖とは違って、遊離塩基のＤＧＪＮＡｃは、容易に結晶化する。ＤＧＪＮＡｃ １ＤのＤ−グルクロノラクトン ２Ｄからの全収率は２０％であった。
【００４８】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄの選択されたデータ：
【化１９】
【００４９】
実施例２
Ｌ−グルクロノラクトン ２ＬからのＬ−ＤＪＧＮＡｃ １Ｌの合成
鏡像異性体Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌ、ｍｐ．１５２〜１５６℃、［α］Ｄ２５ ４６．６（ｃ ０．７３、Ｈ２Ｏ）を、Ｌ−グルクロノラクトン２Ｌから同一の手順で調製した。
【００５０】
実施例３
ＤＪＧＮＡｃ １ＤおよびＬ−ＤＧＪＮＡｃ １ＬによるＧａｌＮＡｃａｓｅおよびβ−ヘキソサミニダーゼの阻害
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、ＧａｌＮＡｃａｓｅの非常に強力な競合的阻害剤であった（Ｋｉ ０．０８１μＭ、ニワトリ肝由来、Ｋｉ ０．１３６μＭ、ホラガイ（Charonia lampas）由来）；ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、β−ヘキソサミニダーゼの、良好であるがあまり強力でない競合的阻害剤であった（ＩＣ５０ １．８μＭ、タチナタマメ（Jack bean）由来、ＩＣ５０ １．８μＭ、 タチナタマメ（Jack bean）由来、ＩＣ５０ ４．２μＭ、ウシ腎由来、ＩＣ５０ ８．３μＭ、ヒト胎盤由来、ＩＣ５０ ２．２μＭ、ＨＬ−６０由来）。
【００５１】
鏡像異性体Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌは、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼの阻害を示さなかったが、β−ヘキソサミニダーゼの、非常に弱いが非競合的な阻害剤であった［ＤＧＪＮＡｃ １ＤのＫｉ ２．２μＭに対して、Ｋｉ １１００μＭ、ヒト胎盤由来］。この結果は、Ｌ−鏡像異性体は非競合的阻害を示すが、Ｄ−イミノ糖は通常、競合的阻害剤であるというＡｓａｎｏの仮説（３２）と一致するものであった。
【００５２】
ＤＧＪＮＡｃ １Ｄは、コーヒーマメα−ガラクトシダーゼの中程度の阻害を示した（ＩＣ５０ ６４μＭ）が、Ｌ−ＤＧＪＮＡｃ １Ｌは、この酵素の阻害を示さなかった。
【００５３】
ＤＧＪＮＡｃ １の鏡像異性体は両方とも、いくつかの他のグリコシダーゼの阻害剤としてスクリーニングされたが、両鏡像異性体とも、α−グルコシダーゼ（コメ、酵母）、β−グルコシダーゼ（アーモンド、ウシ肝）、β−ガラクトシダーゼ（ウシ肝）、α−マンノシダーゼ（タチナタマメ（Jack bean））、β−グルクロニダーゼ（大腸菌（E. coli）、ウシ肝）、α−Ｌ−ラムノシダーゼ（Ｐ．デクムベンス（P.decumbens））、またはα−Ｌ−フコシダーゼ（ウシ精巣上体）に対して、何ら顕著な阻害を示さなかった［１０００ｍＭにおいて阻害５０％未満）。
【００５４】
上記では、特に好ましい実施形態が記載されているが、本発明はそのように限定されるものではないことが理解されよう。当業者には、開示された実施形態に対して様々な改変を行うことができること、およびこのような改変が本発明の範囲内であることが意図されていることが理解されるであろう。
【００５５】
本明細書に引用されるすべての刊行物、特許出願、および特許は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれたものとする。
【００５６】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ−グルクロノラクトンからのＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を合成する方法であって、
グルクロノラクトンのＣ５に窒素を導入するステップ、
Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置を反転させるステップ、および
Ｃ６とＣ２との間に窒素を導入することによってピペリジン環を形成するステップ
を含む、前記方法。
【請求項２】
次式
【化１】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化２】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］。
【請求項３】
α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害する方法であって、
次式
【化３】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは
【化４】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを含む組成物に添加するステップを含む、前記方法。
【請求項４】
Ｒが水素である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連する疾患を治療または予防する方法であって、
そのような疾患の治療または予防を必要とする被験体に、有効量の次式
【化５】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは
【化６】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を投与するステップを含む、前記方法。
【請求項６】
被験体がヒトである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記被験体がシンドラー病を患っている、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
Ｒが水素である、請求項５に記載の方法。
【請求項１】
Ｄ−グルクロノラクトンからのＤＧＪＮＡｃまたはＤＧＪＮＡｃ誘導体を合成する方法であって、
グルクロノラクトンのＣ５に窒素を導入するステップ、
Ｃ３のヒドロキシル基の立体配置を反転させるステップ、および
Ｃ６とＣ２との間に窒素を導入することによってピペリジン環を形成するステップ
を含む、前記方法。
【請求項２】
次式
【化１】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは、
【化２】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］。
【請求項３】
α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを阻害する方法であって、
次式
【化３】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは
【化４】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼを含む組成物に添加するステップを含む、前記方法。
【請求項４】
Ｒが水素である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ（ＧａｌＮＡｃａｓｅ）またはβ−ヘキソサミニダーゼ活性に関連する疾患を治療または予防する方法であって、
そのような疾患の治療または予防を必要とする被験体に、有効量の次式
【化５】
の化合物またはその医薬的に許容される塩
［式中、
Ｒは、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、および置換または非置換オキサアルキル基からなる群から選択されるか、あるいは、式中、
Ｒは
【化６】
であり、
Ｒ１は、置換または非置換アルキル基であり、
Ｘ１〜５は独立して、Ｈ、ＮＯ２、Ｎ３、またはＮＨ２から選択され、
Ｙは存在しないか、または置換もしくは非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）であり、そして
Ｚは結合またはＮＨから選択されるが、ただし、Ｚが結合である場合はＹは存在せず、ＺがＮＨである場合はＹは置換または非置換Ｃ１−アルキル基（カルボニルを除く）である］
を投与するステップを含む、前記方法。
【請求項６】
被験体がヒトである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記被験体がシンドラー病を患っている、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
Ｒが水素である、請求項５に記載の方法。
【公表番号】特表２０１３−５１８８１４（Ｐ２０１３−５１８８１４Ａ）
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５０５３２（Ｐ２０１２−５５０５３２）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０００３８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９５８９３
【国際公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（５１１３０１０８３）ザ チャンセラー，マスターズ アンド スカラーズ オブ ザ ユニバーシティ オブ オックスフォード (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０００３８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９５８９３
【国際公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（５１１３０１０８３）ザ チャンセラー，マスターズ アンド スカラーズ オブ ザ ユニバーシティ オブ オックスフォード (6)
【Ｆターム（参考）】
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