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JP6038773B2 - サーチュイン活性化因子および活性化アッセイ - Google Patents
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JP6038773B2 - サーチュイン活性化因子および活性化アッセイ - Google Patents

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Description

遺伝子のサイレントインフォメーションレギュレーター(SIR、Silent Information Regulator)ファミリーは、古細菌から真核生物に及ぶ生物のゲノムに存在する高度に保存された遺伝子の群である。コードされたSIRタンパク質は、遺伝子サイレンシングの調節からDNA修復までの多様なプロセスに関与する。SIR遺伝子ファミリーのメンバーによりコードされるタンパク質は、250個アミノ酸のコアドメインにおいて高度な配列保存を示す。このファミリーの十分に特徴付けられた遺伝子は、S.セレビシエSIR2であり、これは、酵母接合型、テロメア位置効果、および細胞老化を指定する情報を含有するサイレンシングHM遺伝子座に関与する。酵母Sir2タンパク質は、ヒストンデアセチラーゼのファミリーに属する。Sir2相同体、サルモネラ・チフィリウム(Salmonella typhimurium)のCobBは、NAD(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)依存性ADPリボシルトランスフェラーゼとして機能する。
Sir2タンパク質は、補基質としてNADを使用するクラスIIIデアセチラーゼである。多くが遺伝子サイレンシングに関与する他のデアセチラーゼとは異なり、Sir2は、トリコスタチンA(TSA)のような、クラスIおよびIIヒストンデアセチラーゼ阻害剤に非感受性である。
Sir2によるアセチル−リジンの脱アセチル化は、NAD加水分解と密接に関連しており、ニコチンアミドおよび新規のアセチル−ADPリボース化合物を産生する。Sir2のNAD依存性デアセチラーゼ活性は、酵母においてその生物学的役割を細胞代謝と結び付けることができるその機能に不可欠である。哺乳類Sir2相同体は、NAD依存性ヒストンデアセチラーゼ活性を有する。
生化学的研究により、Sir2が、ヒストンH3およびH4のアミノ末端尾部を容易に脱アセチル化することができ、1−O−アセチル−ADP−リボースおよびニコチンアミドの形成をもたらすことが示されている。SIR2の追加コピーを有する菌株は、rDNAサイレンシングの増加および30%寿命長期化を示す。最近、C.エレガンス(C.elegans)SIR2相同体sir−2.1およびキイロショウジョウバエ(D.melanogaster)dSir2遺伝子の追加コピーは、これら生物の寿命を大きく延長させることが示されている。これは、老化に関するSIR2依存性調節経路が、進化の初期に生じ、よく保存されていることを示唆する。今日では、Sir2遺伝子は、生物の健康およびストレス耐性を増強して、困難な状況を生き延びる確率を増加させるように進化したと考えられている。
ヒトにおいては、Sir2の保存されている触媒ドメインを共有するSir2様遺伝子(SIRT1〜SIRT7)が7つ存在する。SIRT1は、Sir2と最高度の配列類似性を示す核タンパクである。SIRT1は、脱アセチル化により、腫瘍抑制因子p53、細胞シグナル伝達因子NF−κB、およびFOXO転写因子を含む複数の細胞標的を調節する。
SIRT3は、原核生物および真核生物で保存されているSIRT1の相同体である。SIRT3タンパク質は、N末端に位置する固有ドメインにより、ミトコンドリアクリステに標的化される。SIRT3は、NAD依存性タンパク質デアセチラーゼ活性を有し、遍在的に、特に代謝的に活性な組織で発現される。ミトコンドリアに移行すると、SIRT3は、ミトコンドリアマトリックスプロセシングペプチダーゼ(MPP)により切断されて、より小型の活性型になると考えられる。
カロリー制限は、健康を増進し、哺乳動物の寿命を延長することが、70年を超える期間にわたって知られている。酵母の寿命も、後生動物の寿命と同様に、低グルコース等の、カロリー制限に類似する介入により延長される。SIR2遺伝子を欠如する酵母およびハエは両方とも、カロリー的制限されると長生きしないという発見は、SIR2遺伝子が、カロリー制限食の有益な健康効果を媒介することを示す根拠を提供する。更に、酵母グルコース応答性cAMP(アデノシン3’,5’一リン酸)依存性(PKA)経路の活性を低減する突然変異は、野生型細胞の寿命を延長させるが、突然変異体sir2菌株の寿命を延長せず、SIR2が、カロリー制限経路の重要な下流成分である可能性が高いことを示す。
更に、SIRT1タンパク質および活性レベルがマウスでの遺伝子欠失または過剰発現により操作された研究では、代謝ストレスに関与するものを含む疾患の幾つかのモデルにおいてSIRT1活性増加の有益効果が確認されている(Haigis, M. C., and Sinclair, D. (2010) Annu Rev Pathol 5, 253-259;Baur, J. A. (2010) Mech Aging Dev)。これは、最近ヒトにおいても同様に観察されており、インスリン感受性組織におけるSIRT1発現の低減が、エネルギー消費の低減と関連していた(Rutanen et. al. (2010) Diabetes)。したがって、SIRT1が役割を果たすと考えられる疾患の多くの場合で、この酵素のデアセチラーゼ活性の活性化因子を投与することから治療効果が得られると予測される。過去数年間にわたって、レスベラトロール、およびより特異的な化学的に異なる分子を含むSIRT1活性化化合物(STAC)が開発されている(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716;Bemis et al. (2009) Bioorg Med Chem Lett 19, 2350-2353;Vu et al. (2009) J. Med. Chem.)。これら疾患の細胞に基づくモデルおよび動物モデルで試験すると、STAは、この酵素の直接的活性化と一致する効果を生成する(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716;Feige et al. (2008) Cell Metab 8, 347-358;Funk et al. J Pharmacol Exp Ther; Jin et al. (2009) Protein Sci 18, 514-525;Liu et al. (2008) Nature 456, 269-273;Smith et al. (2009) BMC Syst Biol 3, 31;Yamazaki et al. (2009) Am J Physiol Endocrinol Metab;Yoshizaki et al. (2009) Mol Cell Biol 29, 1363-1374)。
これら化合物がSIRT1触媒性脱アセチル化を加速する機序は、分子レベルでは、まだよくわかっていない。1つの興味深い分野は、ペプチド基質の構造的特徴に対する活性化の依存性である。
SIRT1活性化のこの側面は、2005年に初めて注目され、レスベラトロールは、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−AMCのSIRT1触媒性脱アセチル化を活性化するが、このペプチドの単純なアミドまたは酸を活性化することができないことが、2つの論文で報告された(Howitz et al. (2003) Nature 425, 191-196;Borra et al. (2005) J. Biol. Chem. 280, 17187-17195;Kaeberlein et al. (2005) J. Biol. Chem. 280, 17038-17045を参照)。最近、レスベラトロールでの結果が確認され(Beher et al. (2009) Chem Biol Drug Des)、Pacholecらは、それら結果を拡張して(Pacholec et al. (2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)により最初に記述された3つの既報STAC、SRT1460、SRT1720、およびSRT2183を研究に含めた(図1を参照)。Pacholecら((2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)は、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)により使用されたTAMRA標識20量体(TAMRAペプチド;このペプチドおよび他のペプチド基質の構造は、表3を参照)を含む幾つかのアセチル化ペプチド基質、およびSIRT1の2つのタンパク質基質を使用して、SIRT1のSTAC媒介性活性化を調査した。この研究の主な観察は、(i)未修飾ペプチドまたはタンパク質基質で活性化が観察されなかったため、TAMRA標識の存在が、活性化に必要であること、(ii)SRT1460およびSRT1720は、TAMRAペプチドに結合することができること、および(iii)SRT1460は、SIRT1:TAMRAペプチド複合体と相互作用することであった。これら観察により、著者らは、STACによるSIRT1活性化が、活性化因子とTAMRAペプチドとの複合体形成を伴う「間接的」機序によるはずであると結論付けた。Pacholecらは、特定機序の仮説を立てるには至らなかっ
たが、SIRT1の活性化は、この複合体のSIRT1触媒性代謝回転の動力学が有利であることに起因するものと推測された。本発明者らが「基質増強による活性化」と呼ぶこの提唱は、図2Aに模式的形態で示されている。図2Aの提唱機序が、SIRT1のSTAC媒介性活性化を説明することができるか否か決定するためには、この提唱機序を徹底的に分析することが必要である。
本発明は、基質増強による活性化という間接的機序が、STACによるSIRT1の活性化を説明するには不適当であることを示すサーチュイン活性化化合物の作用機序のより良好な理解を提供する。特に、図2Aの提供機序には、STACの活性化効力と基質に対する親和性との間に相関性があることが必要であるが、それは存在しない。加えて、幾つかのSTACは、遊離SIRT1に結合することを示すことができる。そのような結合は、図2Aの機序では説明できない。最後に、STACによるSIRT1活性化のデータセットは、図2Aの機序の速度則にうまくフィッティングすることができない。まとめると、これらの結果により、基質増強による活性化という間接的機序が、STACによるSIRT1活性化を説明するには不適当であることが指摘される。
したがって、サーチュイン活性化化合物の作用機序のより良好な理解が、サーチュイン機能の理解を深め、新しい活性化因子化合物の強化されたスクリーニングを開発するために必要とされている。
本発明は、SIRT1活性化因子化合物(STAC)サーチュイン酵素活性化の特徴を決定する、サーチュイン基質構造の固有な特徴の発見に部分的に基づく。特に、あるSTACは、TAMRA蛍光基(つまりdesTAMRAペプチド)を欠如するが、ビオチン等の別の大きい基を含有するTAMRAペプチド類似体、ならびに天然アミノ酸のみを含んでなるある未標識ペプチド(例えば、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−PheおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp)の脱アセチル化を加速することができるが、他のペプチド(例えば、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Ala)の脱アセチル化を加速することができない。したがって、本発明は、インドール(Trp)またはフェニル基(Phe)等の「活性化補助因子」部分、またはDBC1(乳癌1では欠失)、HIC1(癌1では過剰メチル化)、AROS(SIRT1の活性調節因子)、もしくはCLOCK(Hirayma et al. (2007) Nature 450: 1086-90;Sassone-Corsi et al. (2008) Cell 134, 329-340)等の活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質を含む、無蛍光基ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質基質、ならびにこれら基質を使用してSIRT1等のサーチュインデアセチラーゼ活性を活性化する化合物を検出する関連方法を提供する。本発明は、無蛍光活性化基質を活性化することができる、ある新規STAC化合物を更に提供する。
加えて、本発明は、新規SIRT1活性化因子化合物、その塩、および関連する医薬組成物を提供する。
1つの態様では、本発明は、in vitroで無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性を活性化する化合物を検出する方法を提供する。本方法は、サーチュインデアセチラーゼを、候補化合物、およびサーチュインのアセチル化ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質基質等の無蛍光活性化基質と接触させ、その後、候補化合物の存在下で無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを検出するステップを含む。その後、候補化合物の存在下での無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを、候補化合物の非存在下での無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較する。したがって、候補化合物の非存在下での無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較して、候補化合物の存在下での無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが増加することは、この化合物がサーチュイン活性化因子であることを示す。好ましい実施形態では、無蛍光アセチル化ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質は、リジンアミノ酸残基のイプシロンアミノ基がアセチル化されている。
ある好ましい実施形態では、本発明のこの方法で使用されるサーチュインデアセチラーゼは、SIRT1である。他の実施形態では、サーチュインデアセチラーゼは、SIRT2、SIRT3、SIRT4、またはSIRT5である。
特定の実施形態では、候補化合物は、蛍光基含有ペプチド基質のSIRT1活性化因子である(例えば、TAMRAペプチドAc−EEK(ビオチン)GQSTSSHSKAcNle−STEGK(5−TMR)EE−NH)。
好ましい実施形態では、サーチュインデアセチラーゼは、NADの存在下で無蛍光活性化基質および候補化合物と接触する。他の実施形態では、サーチュインデアセチラーゼは、NAD類似体の存在下で無蛍光活性化基質および候補化合物と接触する。
ある好ましい実施形態では、サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルは、無蛍光活性化基質脱アセチル化の速度を測定することにより検出される。他の実施形態では、サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルは、NAD加水分解の速度を測定することにより検出される。
更なる実施形態では、無蛍光活性化基質は、ビオチン化ポリペプチドである。好ましい実施形態では、無蛍光活性化基質は、蛍光基TAMRA(テトラメチル−6−カルボキシローダミンおよびAMC(7−アミド−4−メチルクマリン)を含んでいないアセチル化ペプチドまたはポリペプチドである。特定の実施形態では、無蛍光活性化基質は、アセチル化desTAMRAペプチドAc−EEK(ビオチン)GQSTSSHSKAcNleSTEGKEE−NHである。更なる実施形態では、無蛍光活性化基質は、Ac−RHKKAcF−NHおよびAc−RHKKAcW−NHからなる群から選択されるアセチル化ペプチドである。他の実施形態では、上記の本発明の方法で使用される無蛍光活性化基質は、活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質またはリガンドと組み合わせたサーチュインのアセチル化ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質基質を含んでなる。例えば、活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質は、DBC1(乳癌1では欠失)タンパク質、HIC1(癌1では過剰メチル化)タンパク質、AROS(SIRT1の活性調節因子)タンパク質、またはCLOCKおよび/もしくはBMALタンパク質であってもよい。特定の実施形態では、アセチル化タンパク質は、ヒストンH1、ヒストンH3、ヒストンH4、p53、p300、FOXO1、FOXO3a、FOXO4、p65、HIVTat、PGC−1α、PCAF、MyoD、PPARγ、またはKu70である。
本発明の方法のある実施形態では、化合物は、無蛍光活性化基質のSIRT1脱アセチル化の活性化因子である。特定の実施形態では、無蛍光活性化基質のSIRT1脱アセチル化の活性化因子は、下記式(XL)による構造物またはその塩を有し、
式中、Rは、−(CH−CHおよび−(CH)CH(CHから選択され、Rは、−ピペリジンまたは−(CH−NH−CHである。ある好ましい実施形態では、化合物またはその塩は、式(XI)、(XII)、または(XIII)を有する。
本発明の方法のまた更なる実施形態では、本発明は、SIRT1活性化因子である候補化合物を選択するステップ、およびSIRT1活性化因子を試験細胞と接触させるステップ、および試験細胞におけるSIRT1活性化特異的変化を検出するステップを更に含む。ある実施形態では、SIRT1活性化特異的変化は、FGF21産生の増加である。他の実施形態では、SIRT1活性化特異的変化は、LPS誘導性TNFα産生の減少である。
他の実施形態では、本発明の方法は、SIRT1活性化因子である候補化合物を選択するステップ、およびSIRT1活性化因子を試験対象体に投与するステップ、および試験対象体におけるSIRT1活性化特異的変化を検出するステップを更に含む。ある実施形態では、試験対象体は、糖尿病モデルマウスであり、SIRT1活性化特異的変化は、血糖の低下である。他の実施形態では、試験対象体は、神経変性疾患モデルマウスであり、SIRT1活性化特異的変化は、神経変性疾患プロセスまたはマーカー(例えば、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、パーキンソン病、ハンチントン病、または多発性硬化症(MS))の減少である。
別の態様では、本発明は、構造式Ac−RHKKAcF−NHまたはAc−RHKKAcW−NHを有する無蛍光サーチュイン基質を提供する。
更なる態様では、本発明は、構造式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)のサーチュイン調節化合物を提供する:
更なる態様では、本発明は、式(I)〜(XXI)のいずれかの1つの化合物またはその薬学的に許容される塩および薬学的に許容される担体を含んでなる医薬組成物を提供する。ある実施形態では、医薬組成物は、追加の活性剤を更に含む。
更に別の態様では、本発明は、式(I)〜(XXI)のいずれか1つの化合物を含んでなる医薬組成物をその必要性のある対象体に投与にすることにより、インスリン抵抗性、メタボリック症候群、糖尿病、またはそれらの合併症を罹患しているか、またはそれらに感受性である対象体を治療するための、または対象体のインスリン感受性を増加させるための方法を提供する。
また更なる態様では、本発明は、構造式(XXXI)のサーチュイン調節化合物またはその塩を提供し、
式中、XおよびYの一方は、−NH−C(=O)−Rまたは−C(=O)−NH−Rから選択され、XおよびYの他方はHであり、ここでRは、フェニルまたは融合ヘテロ環(hetereocycle)から選択され、Rは、−C≡N、C〜Cフルオロ置換アルキル、および−(C〜Cアルキル)飽和ヘテロ環から独立して選択される1〜2つの置換基で置換されていてもよく、Rはフェニルであり、Rは、−CH−O−飽和ヘテロ環で置換されていてもよく、飽和ヘテロ環は、ピペリジン、ピロリジン、またはピペラジンから選択され、Rは、融合ヘテロ環から選択され、融合ヘテロ環は、ベンゾ[d]チアゾールから選択され、またRは、−OCHで置換されていてもよく、ZおよびZの一方はNであり、他方はCRであり、ここでRは、−NH(C1〜C3アルキル)、−NH(C〜Cアルキル)−N(CH、−(C〜Cアルキル)−モルホリン、−(C〜Cアルキル)−ピペラジン、または−N(C〜Cアルキル)から選択され、ここでRは、−(C〜Cアルキル)飽和ヘテロ環であり、飽和ヘテロ環は、モルホリンまたはピペラジンから選択される。
特定の実施形態では、本発明は、構造式(XIII)〜(XXI)を有する構造式(XXXI)の化合物またはその塩を提供する:
特定の態様では、本発明は、構造式(XXXII)のサーチュイン調節化合物またはその塩を提供し、
式中、Rは、−(C〜Cアルキル)−ピロリジンまたは−(C〜Cアルキル)−ピペラジンで置換されていてもよいフェニルであり、Rは、−C〜Cアルキルまたは−(C〜Cアルキル)−N(CHから選択される。
特定の実施形態では、本発明は、構造式(XIII)、(XIV)、および(XV)を有する構造式(XXXII)の化合物またはその塩を提供する。
特定の態様では、本発明は、構造式(XXXIII)のサーチュイン調節化合物またはその塩を提供し、
式中、Rは、−(C〜Cアルキル)−ピペラジンで置換されていてもよいフェニルであり、Rは、−C〜C3アルキルおよび−(C〜C)−N(CHから選択される。
特定の実施形態では、本発明は、構造式(XVI)および(XVIII)を有する構造式(XXXIII)の化合物またはその塩を提供する。
特定の態様では、本発明は、構造式(XXXIV)のサーチュイン調節化合物またはその塩を提供し、
式中、ZおよびZの一方はNであり、他方はCRから選択され、ここでRは、−(C〜Cアルキル)−モルホリン、−(C〜Cアルキル)−ピペラジン、および−N(C〜Cから選択され、Rは、−OCHで置換されていてもよいフェニルおよびベンゾ[d]チアゾールから選択され、ここでRは、−C≡N、C〜Cフルオロ置換アルキルから独立して選択される1〜2つの置換基で更に置換されていてもよく、Rがフェニルである場合、Rは、−CH−O−ピペリジンで更に置換されていてもよい。
特定の実施形態では、本発明は、構造式(XVII)、(XIX)、(XX)、および(XXI)を有する構造式(XXXIV)の化合物またはその塩を提供する。
本発明は、構造式(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XI)の化合物を含む構造式(XXXI)、(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のサーチュイン調節化合物を含有する医薬組成物を更に提供する。
更なる態様では、本発明は、構造式(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XI)を含む式(XXXI)、(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のいずれかの1つの化合物またはその薬学的に許容される塩および薬学的に許容される担体を含んでなる医薬組成物を提供する。ある実施形態では、医薬組成物は、追加の活性剤を更に含む。
更に別の態様では、本発明は、構造式(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XXI)を含む式(XXXI)、(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のいずれか1つの化合物を含んでなる医薬組成物をその必要性のある対象体に投与にすることにより、インスリン抵抗性、メタボリック症候群、糖尿病、またはそれらの合併症を罹患しているか、またはそれらに感受性である対象体を治療するための、または対象体のインスリン感受性を増加させるための方法を提供する。
別の態様では、本発明は、サーチュイン調節化合物またはサーチュイン調節化合物を含んでなる組成物を使用するための方法を提供する。ある実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、例えば、細胞の寿命を増加させること、ならびに、例えば老化もしくはストレスに関連する疾患もしくは障害、糖尿病、肥満、神経変性疾患、化学療法誘導性神経障害、虚血事象に伴う神経障害、眼疾患および/もしくは障害、心血管疾患、血液凝固障害、炎症、ならびに/または潮紅等を含む多種多様な疾患および障害を治療および/または予防することを含む多様な治療応用に使用することができる。また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ミトコンドリア活性の増加、筋肉性能の増強、筋肉ATPレベルの増加、または低酸素もしくは虚血に伴う筋組織損傷の治療もしくは予防から利益を得る可能性のある対象体の疾患または障害を治療するために使用することができる。他の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を減少させるサーチュイン調節化合物は、例えば、ストレスに対する細胞感受性の増加、アポトーシスの増加、癌の治療、食欲の刺激、および/または体重増加の刺激等を含む多様な治療適用に使用することができる。下記に更に記載されているように、本方法は、薬学的有効量のサーチュイン調節化合物を、その必要性のある対象体に投与することを含んでなる。ある態様では、サーチュイン調節化合物は、単独で、または他のサーチュイン調節化合物もしくは他の治療剤を含む他の化合物と組み合わせて投与してもよい。ある好ましい実施形態では、本発明は、式(I)〜(XXI)のいずれか1つの化合物を含む構造式(XL)、(XXXI)、(XXXIII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のサーチュイン調節化合物またはその塩を対象体に投与にすることにより、インスリン抵抗性、メタボリック症候群、糖尿病、またはそれらの合併症を罹患しているか、またはそれらに感受性である対象体を治療するための、または対象体のインスリン感受性を増加させるための方法を提供する。
SRT1460、SRT1720、およびSRT2183の化学構造を示す図である。 アセチル化基質(S)に対するSIRT1酵素(E)の酵素活性化の「間接的」機序を示す図であり、この機序では、活性化因子Xが基質Sに結合し、活性化は、X:S代謝回転の動力学が好ましいことに起因する。 アセチル化基質(S)に対するSIRT1酵素(E)の酵素活性化のアロステリック機序を示す図であり、この機序では、活性部位の基質とアロステリック非活性部位の活性化因子との結合が、(X:E:S)’の形成に結び付き、γ/β<1の場合に活性化がもたらされる。 図2Aの「間接的」活性化機序を仮定して、表示のK値での活性化因子濃度に対する相対的初速度の依存性をシミュレーションした図である。シミュレーションは、0.5μMに設定された[S]を用いて、数式(5)、および数式(8)の遊離基質濃度の表現、および本文に記載のパラメーター指定を使用して実施した。挿入図は、図2Aの機序の場合のKに対するKx,apの線形依存性を示す。 SIRT1活性化因子(図5の構造4)とTAMRAペプチドとの相互作用に関する熱量測定研究を示す図であり、活性化因子とTAMRAペプチドとの結合が欠如していることを示す。 SIRT1活性化因子(図5の構造7)とTAMRAペプチドとの相互作用に関する熱量測定研究を示す図であり、活性化因子が36μMのKでTAMRAペプチドと結合することを示す。挿入図は、相対速度対[3]の活性化滴定曲線を示し、この曲線から0.5μMのEC50が計算される(EC1.5=0.1μM)。 SIRT1の活性化の場合、EC1.5では、活性化因子とTAMRAペプチドとの結合のKに依存性が欠如していることを示す図である。本文で考察した特定の化合物の構造が示されている。白抜き円は、K≧100μMを有する化合物についてである。灰色バーは、2.5μMから100μMを超える範囲のK値を有するが、約0.3μMの同じEC1.5値を有する一連の化合物を強調する。 TAMRAペプチドのSIRT1触媒性脱アセチル化について、活性化因子(図5の構造22)の相対速度の依存性を示す図である。2つの記号は、2つの独立実験に相当し、実線は、数式(1)による最適フィッティングパラメーター、EC50=3.9±0.5μM、RVmax=6.8±0.3を使用して描かれた。 Milneら((2007) Nature 450, 712-716)に示されているデータを使用し、基質を使用して、0.5μMのTAMRAペプチド基質濃度での[SRT1460]に対する相対速度の依存性を示す図である。このデータによる実線は、数式(5)および(8)、ならびに最適フィッティングパラメーターKm,x=90±8nM、γ=0.20+0.01を使用して描かれた。このフィッティングでは、以下の制約が使用された:K=140μM、[S]=0.05μM、およびK=14.5μM。 各データセットが、最良適合パラメーター(表5)を使用してミカエリス−メンテン式にフィッティングされて、実線(記号:▲、37μM;Δ、1μM;▼、3μM;O、0μM)が描かれていることを示す図である。 SIRT1に対する化合物11(表6を参照)の結合を示す図である。ITCは、化合物11が、0.32μMのKでSIRT(183〜664)に結合することを示す。 化合物11(表6を参照)の蛍光は、SIRT(183〜664)の濃度増加と共に増加することを示す図である。 化合物11(表6を参照)が、0.27μMのKでSIRT(183〜664)に結合することを示す図であり、滴定曲線は、図8Bのデータを使用して構築されている。 活性化因子化合物22、23、および24(下記に示されている構造)によるSIRT1の触媒活性の調節を示す図である。黒抜き記号は、desTAMRAペプチドの脱アセチル化の活性化に対応する。データポイントを数式(1)にフィッティングして、以下を得た:化合物22 EC50=1.7±0.1μM、RVmax=2.6±0.1;化合物23 EC50=2.2±0.3μM、RVmax=2.8±0.2;24 EC50=1.5±0.1μM、RVmax=2.1±0.1。白抜き記号は、脱アセチル化p53−20量体の阻害に対応する。データポイントを数式:RV=1/(1+([X]/Ki,app))にフィッティングして、以下を得た:化合物22 Ki,app=9±4V、23 Ki,app=10±1.0μM、24 Ki,app=9±3.0μM。 化合物10(図9)およびSRT1460(図1)が、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−XのSIRT1触媒性脱アセチル化を活性化することを示す図である。上段パネル:X=TrpNH、EC1.5=1.9μM;X=AMC、EC1.5=3.1μM。下段パネル:X=TrpNH、EC1.5=5.0μM、EC50=27±8.0μM、およびRVmax=4.1±0.1;X=PheNH、EC1.5=26.0μM。これら滴定は、3〜5回の独立実験であり、各ポイントは、これら実験の平均±標準偏差である。 コアヘテロ環の配向のみが異なる2つのSIRT1活性化因子の構造およびEC1.5値を示す図である。 SIRT1の活性部位に対するAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHの結合モデルである。 SIRT1の活性部位にドッキングしたAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHのSIRT3に基づく構造的相同性モデルを示す図である。Trp残基のインドールは、SIRT1相同性モデルのPhe414とArg446との間に緩やかに挟まれており、この位置で大きい基と結合するための一種の分子「ピンセット」を形成する。 活性化補助因子の必要性を伴うSIRT1活性化機序のin vitroおよびin vivoモデルを示す図である。
発明の具体的説明
1.定義
本明細書で使用される場合、以下の用語および語句は、下記に示した意味を有するものとする。別様に定義されていない限り、本明細書で使用される技術的および科学用語は全て、当業者に一般に理解されるものと同じ意味を有する。
用語「作用剤(agent)」は、本明細書では、化学的化合物、化学的化合物の混合物、生物学的高分子(核酸、抗体、タンパク質、またはそれらの部分、例えばペプチド等)、または細菌、植物、真菌、または動物(特に哺乳動物)細胞もしくは組織等の生物学的物質から作られた抽出物を示すために使用される。そのような作用剤の活性は、対象体中で局所的にまたは全身性に作用する生物学的、生理学的、または薬理学的活性物質(複数可)である「治療剤」として、そのような作用剤を好適なものにする。
化合物を参照する場合の用語「生物学的に利用可能な」は、当技術分野で認識されており、投与される化合物または投与される化合物の量の一部が、それを投与する対象体または患者に吸収されるか、取り込まれるか、またはそうでなければ生理学的に利用可能になることを可能にする化合物の形態を指す。
「サーチュインの生物学的活性部分」は、脱アセチルする能力等の生物活性を有するサーチュインタンパク質の部分を指す。サーチュインの生物学的活性部分は、サーチュインのコアドメインを含んでなっていてもよい。NAD結合ドメインおよび基質結合ドメインを包含するGenBank受入番号NP_036370のSIRT1の生物学的活性部分には、例えば、限定ではないが、GenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド237〜932によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸62〜293が含まれていてもよい。したがって、この領域は、コアドメインと呼ばれることがある。コアドメインと呼ばれることもあるSIRT1の他の生物学的活性部分には、以下のものが含まれる:GenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド834〜1394によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約261〜447;GenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド777〜1532によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約242〜493;またはGenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド813〜1538によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約254〜495。
用語「コンパニオン動物」は、ネコおよびイヌを指す。本明細書で使用される場合、用語「イヌ(複数可)」は、カニス・ファミリアリス(Canis familiaris)種の任意のメンバーを指し、それには多数の異なる血統が存在する。用語「ネコ(複数可)」は、家ネコおよびネコ科ネコ属の他のメンバーを含むネコ動物を指す。
「糖尿病」は、高血圧糖またはケトアシドーシス、ならびに長期高血圧糖状態または耐糖能の減少から生じる慢性の一般的な代謝異常を指す。「糖尿病」は、この疾患のI型形態およびII型形態(非インスリン依存性真性糖尿病またはNIDDM)の両方を包含する。糖尿病の危険因子には、下記の因子が含まれる:男性の場合40インチまたは女性の場合は35インチを超える胴回り、130/85mmHg以上の血圧、150mg/dlを超えるトリグリセリド、100mg/dlを超える空腹時血糖、または男性では40mg/dl未満もしくは女性では50mg/dl未満の高密度リポタンパク質。
用語「ED50」は、当技術分野で認識されている。ある実施形態では、ED50は、その最大応答または効果の50%をもたらす薬物の用量、またはその代わりに、試験対象体または調製物の50%に所定の応答をもたらす用量を意味する。用語「LD50」は、当技術分野で認識されている。ある実施形態では、LD50は、試験対象体の50%で致死性である薬物の用量を意味する。用語「治療指数」は、LD50/ED50として定義される薬物の治療指数を指す、当技術分野で認識されている用語である。
用語「無蛍光活性化基質」は、TAMRAまたはAMC等の当技術分野で認識されている蛍光標識基を含んでいないが、蛍光特性を有し、サーチュイン活性化因子化合物(STAC)によるSIRT1等のサーチュインの無蛍光活性化を更に可能にするフェニルアラニンおよびトリプトファン等の天然アミノ酸残基を含んでいてもよい、サーチュインデアセチラーゼ(例えば、SIRT1)のアセチル化基質を意味するものとする。そのような無蛍光活性化基質には、以下のものが含まれていてもよい:ヒストンH1、H3、およびH4、p53、p300、FOXO1、3a、および4、p65、HIVTat、PGC−1α、PCAF、MyoD、PPARγ、ならびにKu70等の全長SIRT1タンパク質基質を含むアセチル化ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質基質、ならびにそのようなSTAC活性化特性を有するそれらのペプチドおよびポリペプチド断片。そのような無蛍光活性化基質には、サーチュインのSTAC活性化も可能にするビオチン等の非蛍光性の大きい基を有するペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質アセチル化基質が更に含まれていてもよい。そのような無蛍光活性化基質には、そのような基質にSTAC活性化特性を付与する活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質またはリガンドと組み合わせた、したがって機能性「無蛍光活性化基質」を提供する基質および補助因子の組み合わせの、そうでなければSTAC活性化に感受性でない場合があるアセチル化ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質サーチュイン基質がまた更に含まれていてもよい。好適なそのような補助因子には、DBC1、HIC1、AROS、およびCLOCKタンパク質が含まれ、それらは、そうでなければSTACにより活性化されないサーチュイン基質にSTAC活性化可能特性を提供する。
用語「高インスリン血症」は、血中のインスリンレベルが正常より高い個体の状態を指す。
用語「インスリン抵抗性」は、正常量のインスリンが、インスリン抵抗性を有していない対象体での生物学的応答と比べて正常未満の生物学的応答をもたらす状態を指す。
「インスリン抵抗性障害」は、本明細書で考察されているように、インスリン抵抗性により引き起こされるかまたは寄与する任意の疾患または状態を指す。例には、以下のものが含まれる:糖尿病、肥満、メタボリック症候群、インスリン抵抗性症候群、X症候群、インスリン抵抗性、高血圧、血圧上昇、高血中コレステロール、脂質異常症、高脂血症、脂質異常症、脳卒中、冠動脈疾患、または心筋梗塞を含むアテローム性動脈硬化疾患、高血糖症、高インスリン血症および/または高プロインスリン血症、耐糖能異常、遅延インスリン放出、冠動脈心疾患を含む糖尿病合併症、狭心症、うっ血性心不全、脳卒中、認知症の認知機能、網膜症、末梢性神経障害、腎症、糸球体腎炎、糸球体硬化症、ネフローゼ症候群、高血圧性腎硬化症、幾つかのタイプの癌(子宮内膜癌、乳癌、前立腺癌、および結腸癌)、妊娠合併症、不良な女性リプロダクティブヘルス(生理不順、不妊症、不規則な排卵、多嚢胞性卵巣症候群(PCOS)等)、リポジストロフィー、胆石、胆嚢炎(cholescystitis)、および胆石症等のコレステロール関連障害、痛風、閉塞性睡眠時無呼吸および呼吸器障害、骨関節炎、ならびに骨喪失、例えば骨粗鬆症の防止および治療。
用語「家畜動物」は、家畜四足動物を指し、それらには、食料および種々の副産物のために飼育されるもの、例えば、ウシおよびウシ属の他のメンバーを含むウシ動物、家畜ブタおよびイノシシ属の他のメンバーを含むブタ動物、ヒツジおよびヒツジ属の他のメンバーを含むヒツジ動物、家畜ヤギおよびヤギ属の他のメンバーが含まれ、家畜四足動物は、荷役用動物、例えば、家畜ウマおよびウマ科ウマ属の他のメンバーを含むウマ動物としての使用等の特化した使役のために飼育される。
用語「哺乳動物」は、当技術分野で公知であり、例示的な哺乳動物には、ヒト、霊長類、家畜動物(ウシ、ブタ等を含む)、コンパニオン動物(例えば、イヌ、ネコ等)、およびげっ歯動物(例えば、マウスおよびラット)が含まれる。
「肥満」個体または肥満を被っている個体は、一般的に、少なくとも25以上の肥満度指数(BMI)を有する個体である。肥満は、インスリン抵抗性に関連していてもまたはしていなくともよい。
用語「非経口投与」および「非経口的に投与される」は、当技術分野で認識されており、経腸および局所投与以外の通常は注射による投与方法を指し、それには、限定ではないが以下のものが含まれる:静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、表皮下、アルティクラーレ内、被膜下、蜘蛛膜下、脊髄内、胸骨内の注射および点滴。
「患者」、「対象体」、「個体」、または「宿主」は、ヒトまたは非ヒト動物のいずれかを指す。
用語「薬学的に許容される担体」は、当技術分野で認識されており、任意の主題組成物またはその成分の保持または輸送に関与する、液体または固体充填剤、希釈液、賦形剤、溶媒、または封入材料等の、薬学的に許容される材料、組成物、または媒体を指す。各担体は、主題組成物およびその成分と適合性であり、患者に有害ではないという意味で「許容」されなければならない。例えば、薬学的に許容される担体は、少なくとも1g/kg、3g/kg、または5g/kgものLD50を有していてもよい。あるいは、薬学的に許容される担体は、国の規制当局(例えば、米国食品薬品局)により、安全食品認定とみなされている物質(GRAS物質)であってもよい。薬学的に許容される担体としての役割を果たすことができる物質の幾つかの例には以下のものが含まれる:(1)ラクトース、グルコース、およびスクロースなどの糖;(2)コーンスターチおよびジャガイモデンプン等のデンプン;(3)セルロース、ならびにカルボキシルメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース、および酢酸セルロース等のその誘導体;(4)トラガント粉末;(5)麦芽;(6)ゼラチン;(7)タルク;(8)ココアバターおよび坐剤ワックス等の賦形剤;(9)ピーナッツ油、綿実油、サフラワー油、ゴマ油、オリーブ油、トウモロコシ油、および大豆油等の油;(10)プロピレングリコール等のグリコール;(11)グリセリン、ソルビトール、マンニトール、およびポリエチレングリコール等のポリオール;(12)オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチル等のエステル;(13)寒天;(14)水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウム等の緩衝剤;(15)アルギン酸;(16)無発熱性物質水;(17)等張性生理食塩水;(18)リンゲル液;(19)エチルアルコール;(20)リン酸緩衝溶液;および(21)医薬製剤に使用される他の無毒適合性物質。
用語「予防的」または「治療的」治療は、当技術分野で認識されており、薬物を宿主に投与することを指す。薬物が、望ましくない状態(例えば、宿主動物の疾患または他の望ましくない状態)の臨床徴候に先立って投与される場合、治療は予防的であり、つまり薬物は、望ましくない状態の発症から宿主を防御する。一方で、望ましくない状態の徴候後に投与される場合、治療は治療的であり、つまり薬物は、既存の望ましくない状態またはその副作用を減少、改善、または維持することが意図される。
組成物に関する用語「無発熱性」は、組成物が投与されている対象体において有害効果(例えば、刺激、発熱、炎症、下痢、呼吸窮迫、エンドトキシンショック等)に結び付く可能性のある量の発熱性物質を含有していない組成物を指す。例えば、この用語は、例えばリポポリサッカリド(LPS)等のエンドトキシンを含んでいないか、または実質的に含んでいない組成物を包含することが意図される。
細胞の「複製寿命」は、個別の「母細胞」により産生される娘細胞の数を指す。他方では、「経時的老化」または「経時的寿命」は、栄養が奪われた際に非分裂細胞の集団が依然として成育可能である期間を指す。「細胞の寿命を増加させる」または「細胞の寿命を延長させる」は、細胞または生物に適用される場合、1つの細胞により産生される娘細胞の数を増加させること;細胞または生物が、例えばDNA、タンパク質に対するストレスに対処し、損傷と戦う能力を増加させこと;および/または細胞または生物が、特定の状態、例えばストレス(例えば、熱ショック、浸透圧ストレス、強力なエネルギー放射、化学的誘導されるストレス、DNA損傷、不適切な塩レベル、不適切な窒素レベル、または不適切な栄養レベル)下でより長期にわたって生存し、生存状態で存在する能力を増加させることを指す。寿命は、本明細書に記載の方法を使用して、少なくとも約20%、30%、40%、50%、60%、または20%〜70%、30%〜60%、40%〜60%以上増加させることができる。
「サーチュイン活性化化合物」は、サーチュインタンパク質のレベルを増加させる、および/またはサーチュインタンパク質の少なくとも1つの活性を増加させる化合物を指す。例示的な実施形態では、サーチュイン活性化化合物は、サーチュインタンパク質の少なくとも1つの生物活性を、少なくとも約10%、25%、50%、75%、または100%以上増加させることができる。サーチュインタンパク質の例示的な生物活性には、例えば、ヒストンおよびp53の脱アセチル化;寿命の延長;ゲノム安定性の増加;転写のサイレンシング;および母細胞と娘細胞と間の酸化タンパク質分配の制御が含まれる。
「サーチュインタンパク質」は、サーチュインデアセチラーゼタンパク質ファミリー、または好ましくはsir2ファミリーのメンバーを指し、それらには、以下のものが含まれる:酵母Sir2(GenBank受入番号P53685)、C.エレガンスSir−2.1(GenBank受入番号NP_501912)、およびヒトSIRT1(GenBank受入番号NM_012238およびNP_036370(またはAF083106))、およびSIRT2(GenBank受入番号NM_012237、NM_030593、NP_036369、NP_085096、およびAF083107)タンパク質。他のファミリーメンバーには、「HST遺伝子」(Sir2の相同体(homologues of Sir two))と称される4つの更なる酵母Sir2様遺伝子、HST1、HST2、HST3、およびHST4、ならびに5つの他のヒト相同体、hSIRT3、hSIRT4、hSIRT5、hSIRT6、およびhSIRT7が含まれる(Brachmann et al. (1995) Genes Dev. 9:2888およびFrye et al. (1999) BBRC 260:273)。好ましいサーチュインは、SIRT1に存在し、SIRT2には存在せず、SIRT3等が有するN末端配列の少なくとも一部を有するメンバー等の、SIRT2よりもSIRT1と、つまりhSIRT1および/またはSir2とより多くの類似点を共有するものである。
「SIRT1タンパク質」は、サーチュインデアセチラーゼのsir2ファミリーのメンバーを指す。1つの実施形態では、SIRT1タンパク質には、以下のものが含まれる:酵母Sir2(GenBank受入番号P53685)、C.エレガンスSir−2.1(GenBank受入番号NP_501912)、ヒトSIRT1(GenBank受入番号NM_012238またはNP_036370(またはAF083106))、およびヒトSIRT2(GenBank受入番号NM_012237、NM_030593、NP_036369、NP_085096、またはAF083107)タンパク質、ならびにその等価物および断片。別の実施形態では、SIRT1タンパク質には、GenBank受入番号NP_036370、NP_501912、NP_085096、NP_036369、またはP53685に示されているアミノ酸配列を含んでなるか、からなるか、またはから本質的になるポリペプチドが含まれる。SIRT1タンパク質には、GenBank受入番号NP_036370、NP_501912、NP_085096、NP_036369、またはP53685;1〜約2、3、5、7、10、15、20、30、50、または75個以上の保存的アミノ酸置換を有するGenBank受入番号NP_036370、NP_501912、NP_085096、NP_036369、またはP53685に示されているアミノ酸配列;GenBank受入番号NP_036370、NP_501912、NP_085096、NP_036369、またはP53685と少なくとも60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列、およびそれらの機能的断片の全てまたは部分を含んでなるポリペプチドが含まれる。また、本発明のポリペプチドには、GenBank受入番号NP_036370、NP_501912、NP_085096、NP_036369、またはP53685の相同体(例えば、オルソログおよびパラログ)、変異体、または断片が含まれる。
「SIRT3タンパク質」は、サーチュインデアセチラーゼファミリーのメンバー、および/またはSIRT1タンパク質の相同体を指す。1つの実施形態では、SIRT3タンパク質には、ヒトSIRT3(GenBank受入番号AAH01042、NP_036371、またはNP_001017524)およびマウスSIRT3(GenBank受入番号NP_071878)タンパク質、ならびにその等価物および断片が含まれる。別の実施形態では、SIRT3タンパク質には、GenBank受入番号AAH01042、NP_036371、NP_001017524、またはNP_071878に示されているアミノ酸配列を含んでなるか、からなるか、またはから本質的になるポリペプチドが含まれる。SIRT3タンパク質には、GenBank受入番号AAH01042、NP_036371、NP_001017524、またはNP_071878に示されているアミノ酸配列;1〜約2、3、5、7、10、15、20、30、50、または75個以上の保存的アミノ酸置換を有するGenBank受入番号AAH01042、NP_036371、NP_001017524、またはNP_071878に示されているアミノ酸配列;GenBank受入番号AAH01042、NP_036371、NP_001017524、またはNP_071878と少なくとも60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列、およびそれらの機能的断片の全てまたは部分を含んでなるポリペプチドが含まれる。また、本発明のポリペプチドには、GenBank受入番号AAH01042、NP_036371、NP_001017524、またはNP_071878の相同体(例えば、オルソログおよびパラログ)、変異体、または断片が含まれる。1つの実施形態では、SIRT3タンパク質には、ミトコンドリアマトリックスプロセシングペプチダーゼ(MPP)および/またはミトコンドリア中間体ペプチダーゼ(MIP)による切断により産生されるSIRT3タンパク質の断片が含まれる。
用語「全身性投与」、「全身性に投与される」「末梢投与」、および「末梢投与される」は、当技術分野で認識されており、中枢神経系への直接投与以外の、主題組成物、治療用物質、または他の物質の投与を指し、そのため物質は患者の系に進入し、したがって代謝および他の同様のプロセスの影響を受ける。
用語「治療剤」は、当技術分野で認識されており、対象体において局所的にまたは全身性に作用する生物学的、生理学的、または薬理学的活性物質である任意の化学部分を指す。また、この用語は、動物またはヒトにおける疾患の診断、治癒、緩和、治療、もしくは予防に、または望ましい物理的もしくは精神的発達および/もしくは状態の増強に使用するための任意の物質を意味する。
用語「治療効果」は、当技術分野で認識されており、薬理学的活性物質により引き起こされる、動物、特に哺乳動物、より具体的にはヒトにおける局所的または全身性効果を指す。語句「治療上有効量」は、任意の治療に適用可能な合理的なベネフィット/リスク比で、幾つかの所望の局所的または全身性効果をもたらす物質の量を意味する。そのような物質の治療上有効量は、治療する対象体および疾患状態、対象体の体重および年齢、疾患状態の重症度、ならびに投与方法等に応じて変動することになり、当業者であれば容易に決定することができる。例えば、本明細書に記載のある組成物は、そのような治療に適用可能な合理的なベネフィット/リスク比で、所望の効果をもたらすのに十分な量で投与することができる。
状態または疾患を「治療する」は、状態または疾患の少なくとも1つの症状を治癒ならびに改善することを指す。
用語「視覚障害」は、視覚の減少を指し、これは、治療(例えば、外科手術)しても部分的に可逆的に過ぎないかまたは不可逆的であることが多い。特に重症の視覚障害は、「盲目」または「視力喪失」と呼ばれており、視覚の完全な喪失、矯正レンズで改善することができない20/200よりも悪い視覚、または直径20度未満(半径10度)の視野を指す。
2.サーチュイン調節因子
1つの態様では、本発明は、例えば、老化またはストレスと関連する疾患または障害、糖尿病、肥満、神経変性疾患、眼疾患および障害、心血管疾患、血液凝固障害、炎症、癌、ならびに/または潮紅等を含む多種多様な疾患および障害を治療および/または予防するための新規サーチュイン調節化合物を提供する。また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ミトコンドリア活性の増加、筋肉性能の増強、筋肉ATPレベルの増加、または低酸素もしくは虚血に伴う筋組織損傷の治療もしくは予防から利益を得る可能性のある対象体の疾患または障害を治療するために使用することができる。本明細書で開示された他の化合物は、本明細書に記載の医薬組成物および/または1つまたは複数の方法での使用に好適であり得る。
ある実施形態では、本発明のサーチュイン調節化合物は、構造式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XXI)のいずれかの化合物を含む構造(XL)(XXXI)(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)により表される。
下記に記載の実施形態は、構造式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XXI)のいずれかの化合物を含む構造式:(XL)(XXXI)(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のいずれかの化合物に当てはまる。
また、本発明の新規化合物を含む本発明の化合物は、本明細書に記載の方法に使用することができる。
また、本明細書に記載の化合物およびその塩には、それらの対応する水和物(例えば、半水和物、一水和物、二水和物、三水和物、四水和物)および溶媒和物が含まれる。当業者であれば、溶媒和物および水和物の調製に好適な溶媒を、一般的に選択することができる。
化合物およびその塩は、非晶質または結晶性(共結晶性および多形体を含む)形態で存在してもよい。
本発明のサーチュイン調節化合物は、有利には、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性、特にサーチュインタンパク質のデアセチラーゼ活性を調節する。
上記の特性とは別にまたは上記の特性に加えて、本発明のあるサーチュイン調節化合物は、サーチュインタンパク質(例えば、SIRT1および/またはSIRT3タンパク質等)の脱アセチル化活性の調節に有効である化合物濃度で、以下の活性の1つまたは複数を実質的に示さない:PI3キナーゼの阻害、アルドレダクターゼの阻害、チロシンキナーゼの阻害、EGFRチロシンキナーゼのトランス活性化、冠状動脈拡張、または鎮痙活性。
アルキル基は、完全に飽和された直鎖または分岐炭化水素である。典型的には、直鎖または分岐アルキル基は、1から約20個の、好ましくは1〜約10個の炭素原子を有する。直鎖および分岐アルキル基に例には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tertブチル、ペンチル、ヘキシル、ペンチル、およびオクチルが含まれる。C〜C直鎖または分岐アルキル基は、「低級アルキル」基とも呼ばれる。
シクロアルキル基は、完全に飽和された環式炭化水素である。
炭素環には、5〜7員単環、および8〜12員二環が含まれ、単環または二環は、飽和、不飽和、および芳香族から選択される。ある実施形態では、炭素環が二環系である場合、各環は、異なる飽和度により特徴付けることができる。例えば、芳香環、例えばフェニルは、飽和または不飽和環、例えばシクロヘキサン、シクロペンタン、またはシクロヘキセンに融合されていてもよい。飽和、不飽和、および芳香族二環のあらゆる組み合わせが、原子価が許容する限り、炭素環の定義に含まれる。例示的な炭素環には、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、アダマンチル、フェニル、およびナフチルが含まれる。
ヘテロ環には、例えばN、O、およびS原子から選択される1つまたは複数のヘテロ原子を含んでなる4〜8員単環および8〜12員二環が含まれる。ある実施形態では、ヘテロ環基は、飽和、不飽和、芳香族から選択される。ある実施形態では、二環系では、各環は、異なる飽和度により特徴付けることができる。例えば、芳香環、例えばフェニルまたはピリジンは、飽和環、例えばモルホリニルまたはテトラヒドロフランに融合されていてもよい。飽和、不飽和、および芳香族二環のあらゆる組み合わせが、原子価が許容する限り、ヘテロ環の定義に含まれる。飽和ヘテロ環では、ヘテロ環の原子は、単結合により互いに結合されている。
単環には、5〜7員アリールまたは4〜8員へテロアリール、5〜7員シクロアルキル、および4〜8員非芳香族ヘテロシクリルが含まれる。例示的な単環基には、チアゾリル、オキサゾリル、オキサジニル、チアジニル、ジチアニル、ジオキサニル、イソオキサゾリル、イソチオゾリル、トリアゾリル、フラニル、テトラヒドロフラニル、ジヒドロフラニル、ピラニル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピラジニル、ピリダジニル、イミダゾリル、ピリジニル、ピロリル、ジヒドロピロリル、ピロリジニル、チアジニル、オキサジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ピリミジニル、モルホリニル、テトラヒドロチオフェニル、チオフェニル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロヘプタニル、アゼチジニル、オキセタニル、チイラニル、オキシラニル、アジリジニル、およびチオモルホリニル等の置換または非置換ヘテロ環が含まれる。
芳香族(アリール)基には、フェニル、ナフチル、およびアントラシル等の炭素環式芳香族基が含まれる。ヘテロ芳香族(へテロアリール)基には、イミダゾリル、チエニル、フリル、ピリジル、ピリミジル、ピラニル、ピラゾリル、ピロイル(pyrroyl)、ピラジニル、チアゾリル、オキサゾリル、およびテトラゾリル等のヘテロ芳香族基が含まれる。
また、芳香族基には、炭素環式芳香環またはへテロアリール環が、1つもしくは複数の他の芳香族またはへテロアリール環に融合されている融合多環式芳香族環系が含まれる。例には、ベンゾチエニル、ナフチル、ベンゾフリル、インドリル、キノリニル、ベンゾチアゾール、ベンゾモルホリニル、ベンゾキサゾール、ベンズイミダゾール、キノリニル、イソキノリニル、およびイソインドリルが含まれる。
フルオロ置換には、1フルオロ置換からパーフルオロ置換までが含まれる。例示的なフルオロ置換C〜Cアルキルには、−CFH、CFH、−CF、−CHCHF、−CHCHF、−CHFCH、−CFCHFが含まれる。パーフルオロ置換C〜Cアルキルには、例えば、CFおよび−CFCFが含まれる。
置換または非置換であると示されている部分の好適な置換基は、開示化合物が、本明細書で開示された特性の1つまたは複数を示す能力を実質的に妨害しないものである。置換基を有する化合物の特性の強度が、置換基を有していない化合物と比較して、約50%を超えて低減される場合、置換基は、化合物の特性を実質的に妨害する。
本発明により起想される置換基および変数の組み合わせは、安定的化合物の形成をもたらすものに限る。本明細書で使用される場合、用語「安定的」は、製造を可能にするのに十分な安定性を有し、本明細書に詳述されている目的に有用な十分な期間にわたって化合物の完全性を維持する化合物を指す。
また、本明細書で開示された化合物には、部分的におよび完全に重水素化された変異体が含まれる。ある実施形態では、1つまたは複数の重水素原子が、動力学的研究用に存在する。当業者であれば、そのような重水素原子が存在する部位を選択することができる。
また、本発明には、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物の塩、特に薬学的に許容される塩が含まれる。十分に酸性の、十分に塩基性の、またはその両方の官能基を有する本発明の化合物は、多くの無機塩基ならびに無機酸および有機酸のいずれとも反応することができる。あるいは、四級窒素を有するもの等の本来的に荷電されている化合物は、適切な対イオン(例えば、臭化物、塩化物、またはフッ化物、特に臭化物等のハロゲン化物)と塩を形成することができる。
酸付加塩を形成するために一般的に使用される酸は、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、およびリン酸等の無機酸、ならびにp−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、p−ブロモフェニル−スルホン酸、炭酸、コハク酸、クエン酸、安息香酸、および酢酸等の有機酸である。そのような塩の例には、以下のものが含まれる:硫酸塩、ピロ硫酸塩、重硫酸塩、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、酢酸塩、プロピオン酸塩、デカン酸塩、カプリル酸塩、アクリル酸塩、ギ酸塩、イソ酪酸塩、カプロン酸塩、ヘプタン酸塩、プロピオル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、スベリン酸塩、セバシン酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、ブチン−1,4−ジオアート、ヘキシン−1,6−ジオアート、安息香酸塩、クロロ安息香酸塩、安息香酸メチル、ジニトロ安息香酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩、メトキシ安息香酸塩、フタル酸塩、スルホン酸塩、キシレンスルホン酸塩、フェニル酢酸塩、フェニルプロピオン酸塩、フェニル酪酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、ガンマ−ヒドロキシ酪酸塩、グリコール酸塩、酒石酸塩、メタンスルホン酸塩、プロパンスルホン酸塩、ナフタレン−1−スルホン酸塩、ナフタレン−2−スルホン酸塩、およびマンデル酸塩等。
塩基付加塩には、アンモニウムまたはアルカリもしくはアルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基、炭酸塩、および重炭酸塩等に由来するものが含まれる。したがって、本発明の塩の調製に有用なそのような塩基には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、および炭酸カリウム等が含まれる。
別の実施形態によると、本発明は、上記で定義されたサーチュイン調節化合物を生成する方法を提供する。化合物は、従来技術を使用して合成することができる。有利には、これら化合物は、容易に入手可能な出発物質から便利に合成される。
本明細書に記載のサーチュイン調節化合物の合成に有用な合成化学変換および方法は、当技術分野で公知であり、例えば、以下の文献に記載のものが含まれる:R. Larock, Comprehensive Organic Transformations (1989);T. W. Greene and P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2d. Ed. (1991);L. Fieser and M. Fieser, Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis (1994);およびL. Paquette, ed., Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (1995)。
例示的な実施形態では、サーチュイン調節化合物は、細胞の細胞膜を越えることができる。例えば、化合物は、少なくとも約20%、50%、75%、80%、90%、または95%の細胞透過性を有することができる。
また、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、以下の特徴の1つまたは複数を有していてもよい:化合物は、細胞または対象体に対して本質的に無毒であってもよい;サーチュイン調節化合物は、2000amu以下、1000amu以下の有機分子または低分子であってもよい;化合物は、少なくとも約30日、60日、120日、6か月、または1年の通常大気条件下での半減期を有していてもよい;化合物は、少なくとも約30日、60日、120日、6か月、または1年の溶液中半減期を有していてもよい;サーチュイン調節化合物は、溶液中でレスベラトロールよりも少なくとも約50%、2倍、5倍、10倍、30倍、50倍、または100倍安定していてもよい;サーチュイン調節化合物は、DNA修復因子Ku70の脱アセチル化を促進してもよい;サーチュイン調節化合物は、RelA/p65の脱アセチル化を促進してもよい;化合物は、一般的代謝回転率を増加させ、TNFα誘導性アポトーシスに対する細胞の感受性を増強してもよい。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物は、サーチュインのデアセチラーゼ活性の調節に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)クラスI、HDACクラスII、またはHDAC IおよびIIを阻害するいかなる任意の実質的な能力を有していない。例えば、好ましい実施形態では、サーチュイン調節化合物は、サーチュイン活性化化合物であり、HDAC Iおよび/またはHDAC IIの阻害のEC50よりも少なくとも5倍小さな、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さな、サーチュインデアセチラーゼ活性の活性化のEC50を有するように選択される。HDAC Iおよび/またはHDAC II活性をアッセイする方法は、当技術分野で周知であり、そのようなアッセイを実施するキットは市販されている場合がある。例えば、BioVision,Inc.社(マウンテンビュー、カリフォルニア州;ワールドワイドウェブは、biovision.com)およびThomas Scientific社(スウェズボロ、ニュージャージー州;ワールドワイドウェブは、thomassci.com)を参照されたい。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物は、サーチュイン相同体を調節するいかなる実質的な能力も有していない。1つの実施形態では、ヒトサーチュインタンパク質の活性化因子は、ヒトサーチュインのデアセチラーゼ活性の活性化に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、下等真核生物、特に酵母またはヒト病原体に由来するサーチュインタンパク質を活性化するいかなる実質的な能力も有していない場合がある。例えば、サーチュイン活性化化合物は、Sir2等(カンジダ、S.セレビシエ等)の酵母サーチュイン活性化のEC50よりも少なくとも5倍小さな、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さな、SIRT1および/またはSIRT3等のヒトサーチュインデアセチラーゼ活性の活性化のEC50を有するように選択されてもよい。別の実施形態では、下等真核生物、特に酵母またはヒト病原体に由来するサーチュインタンパク質の阻害剤は、下等真核生物に由来するサーチュインのデアセチラーゼ活性の阻害に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、ヒトに由来するサーチュインタンパク質を阻害するいかなる実質的な能力も有していない。例えば、サーチュイン阻害化合物は、Sir2等(カンジダ、S.セレビシエ等)の酵母サーチュイン阻害のIC50よりも少なくとも5倍小さな、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さな、SIRT1、SIRT2、および/またはSIRT3等のヒトサーチュインデアセチラーゼ活性の阻害のIC50を有するように選択されてもよい。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物は、例えば、ヒトSIRT1、SIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数等の1つまたは複数のサーチュインタンパク質相同体を調節する能力を有していてもよい。1つの実施形態では、サーチュイン調節化合物は、SIRT1およびSIRT3タンパク質の両方を調節する能力を有する。別の実施形態では、サーチュイン調節化合物は、SIRT1およびSIRT2タンパク質の両方を調節する能力を有する。特定の実施形態では、サーチュイン調節化合物は、SIRT1を活性化し、SIRT2タンパク質を阻害する能力を両方とも有する。
他の実施形態では、SIRT1調節因子は、ヒトSIRT1のデアセチラーゼ活性の調節に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、例えば、ヒトSIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数等の他のサーチュインタンパク質相同体を調節するいかなる実質的な能力も有していない。例えば、サーチュイン調節化合物は、ヒトSIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数を調節するED50よりも少なくとも5倍小さい、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さい、ヒトSIRT1デアセチラーゼ活性調節のED50を有するように選択してもよい。1つの実施形態では、SIRT1調節因子は、SIRT3タンパク質を調節するいかなる実質的な能力も有していない。
他の実施形態では、SIRT2調節因子は、ヒトSIRT2のデアセチラーゼ活性の調節に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、例えば、ヒトSIRT1、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数等の他のサーチュインタンパク質相同体を調節するいかなる実質的な能力も有していない。例えば、サーチュイン調節化合物は、ヒトSIRT1、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数を調節するED50よりも少なくとも5倍小さい、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さい、ヒトSIRT2デアセチラーゼ活性調節のED50を有するように選択してもよい。1つの実施形態では、SIRT2調節因子は、SIRT1タンパク質を調節するいかなる実質的な能力も有していない。ある特定の実施形態では、SIRT2調節因子は、SIRT2タンパク質を阻害する。
他の実施形態では、SIRT3調節因子は、ヒトSIRT3のデアセチラーゼ活性の調節に有効な濃度で(例えば、in vivoで)、例えば、ヒトSIRT1、SIRT2、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数等の他のサーチュインタンパク質相同体を調節するいかなる実質的な能力も有していない。例えば、サーチュイン調節化合物は、ヒトSIRT1、SIRT2、SIRT4、SIRT5、SIRT6、またはSIRT7の1つまたは複数を調節するED50よりも少なくとも5倍小さい、更により好ましくは少なくとも10倍、100倍、または1000倍さえもより小さい、ヒトSIRT3デアセチラーゼ活性調節のED50を有するように選択してもよい。1つの実施形態では、SIRT3調節因子は、SIRT1タンパク質を調節するいかなる実質的な能力も有していない。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物は、約10−9M、10−10M、10−11M、または10−12M以下のサーチュインタンパク質に対する結合親和性を有していてもよい。サーチュイン調節化合物は、その基質またはNAD(または他の補助因子)に対するサーチュインタンパク質の見かけ上のKmを、少なくとも約2、3、4、5、10、20、30、または100倍低減(活性化因子)または増加(阻害剤)させることができる。ある実施形態では、Km値は、本明細書に記載の質量分析アッセイを使用して決定される。好ましい活性化化合物は、その基質または補助因子に対するサーチュインのKmを、類似の濃度でレスベラトロールにより引き起こされるものよりも大きな程度に低減するか、またはその基質または補助因子に対するサーチュインのKmを、より低い濃度でレスベラトロールにより引き起こされるものと同じように低減する。サーチュイン調節化合物は、サーチュインタンパク質のVmaxを、少なくとも約2、3、4、5、10、20、30、50、または100倍増加させることができる。サーチュイン調節化合物は、約1nM未満、約10nM未満、約100nM未満、約1μM未満、約10μM未満、約100μM未満、または約1〜10nM、約10〜100nM、約0.1〜1μM、約1〜10μM、または約10〜100μMの、SIRT1および/またはSIRT3タンパク質のデアセチラーゼ活性調節のED50を有することができる。サーチュイン調節化合物は、SIRT1および/またはSIRT3タンパク質のデアセチラーゼ活性を、細胞アッセイまたは細胞に基づくアッセイで測定して、少なくとも約5、10、20、30、50、または100倍だけ調節することができる。サーチュイン活性化化合物は、同じ濃度のレスベラトロールと比べて、少なくとも約10%、30%、50%、80%、2倍、5倍、10倍、50倍、または100倍より大きな、サーチュインタンパク質のデアセチラーゼ活性の誘導を引き起こすことができる。サーチュイン調節化合物は、SIRT1および/またはSIRT3調節のED50よりも、少なくとも約10倍、20倍、30倍、50倍より大きな、SIRT5調節のED50を有することができる。
3.例示的な使用
ある態様では、本発明は、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を調節する方法、およびその使用方法を提供する。
ある実施形態では、本発明は、細胞のサーチュイン1活性を増加させるための方法であって、構造式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、および(XXI)のいずれかの化合物を含む構造式(XL)(XXXI)(XXXII)、(XXXIII)、および(XXXIV)のいずれかにより表される化合物を細胞と接触させるステップを含んでなる方法を提供する。
ある実施形態では、本発明は、サーチュインタンパク質を活性化する、例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用するための方法を提供する。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、例えば、細胞の寿命を増加させること、ならびに、例えば老化またはストレスに関連する疾患または障害、糖尿病、肥満、神経変性疾患、化学療法誘導性神経障害、心血管疾患、血液凝固障害、炎症、癌、および/または潮紅等を含む多種多様な疾患および障害を治療および/または予防することを含む多様な治療応用に有用であり得る。本方法は、薬学的有効量のサーチュイン調節化合物、例えばサーチュイン活性化化合物を、その必要性のある対象体に投与することを含んでなる。
出願人らは、理論により束縛されることを望まないが、本発明の活性化因子は、サーチュインタンパク質内の同じ位置(例えば、活性部位、または活性部位のKもしくはVmaxに影響を及ぼす部位)で、サーチュインと相互作用することができると考えられる。これは、あるクラスのサーチュイン活性化因子および阻害剤が、実質的な構造類似性を有する場合がある理由であると考えられる。
ある実施形態では、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、単独でまたは他の化合物と組み合わせて摂取することができる。1つの実施形態では、2つ以上のサーチュイン調節化合物の混合物を、その必要性のある対象体に投与することができる。別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、以下の化合物の1つまたは複数と共に投与することができる:レスベラトロール、ブテイン、フィセチン、ピセタノール、またはケルセチン。例示的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ニコチン酸と組み合わせて投与することができる。別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を減少させるサーチュイン調節化合物は、以下の化合物の1つまたは複数と共に投与することができる:ニコチンアミド(NAM)、スラニム(suranim);NF023(Gタンパク質アンタゴニスト);NF279(プリン受容体アンタゴニスト);トロロクス(6−ヒドロキシ−2,5,7,8,テトラメチルクロマン−2−カルボキシル酸;(−)−エピガロカテキン;(部位3、5、7、3’、4’、5’はヒドロキシ);(−)−エピガロカテキンガラート(ヒドロキシ部位5、7、3’、4’、5’、および3はガラートエステル);シアニジンコロリド(cyanidin choloride)(3,5,7,3’,4’−ペンタヒドロキシフラビリウムクロリド;塩化デルフィニジン(3,5,7,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシフラビリウムクロリド);ミリセチン(カンナビスセチン;3,5,7,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシフラボン);3,7,3’,4’,5’−ペンタヒドロキシフラボン;ゴシペチン(3,5,7,8,3’,4’−ヘキサヒドロキシフラボン)、シルチノール;およびスプリトマイシン。更に別の実施形態では、1つまたは複数のサーチュイン調節化合物は、例えば、癌、糖尿病、神経変性疾患、心血管疾患、血液凝固、炎症、潮紅、肥満、老化、ストレス等を含む種々の疾患を治療または予防するための1つまたは複数の治療剤と共に投与することができる。種々の実施形態では、サーチュイン調節化合物を含んでなる併用療法は、(1)1つまたは複数の治療剤(例えば、本明細書に記載の1つまたは複数の治療剤)と組み合わせた1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を含んでなる医薬組成物;および(2)1つまたは複数の治療剤と共に1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を同時投与することを指し、サーチュイン調節化合物および治療剤は、同じ組成物中に製剤化されていない(しかし、ブリスター包装または他の多室包装等の同じキットまたは包装内に;使用者により分離することができる接続されている密封容器(例えば、ホイルパウチ)内に;またはサーチュイン調節化合物(複数可)および他の治療剤(複数可)が別々の容器に存在しているキット内に存在していてもよい)。別々の製剤を使用する場合、サーチュイン調節化合物は、別の治療剤の投与と同時に、投与と間隔をおいて、投与と交互に、投与の前に、投与の後で、またはこれらの組み合わせで投与することができる。
また、ある実施形態では、サーチュイン調節化合物を使用して疾患または障害を低減、予防、または治療するための方法は、ヒトSIRT1、SIRT2、および/もしくはSIRT3、またはそれらの相同体等のサーチュインのタンパク質レベルを増加させることを含んでなる場合もある。タンパク質レベルの増加は、サーチュインをコードする核酸の1つまたは複数のコピーを細胞に導入することにより達成することができる。例えば、サーチュインのレベルは、サーチュインをコードする核酸を哺乳動物細胞に導入することにより、例えば、GenBank受入番号NP_036370に示されているアミノ酸配列をコードする核酸の導入によりSIRT1レベルを増加させることにより、および/またはGenBank受入番号AAH01042に示されているアミノ酸配列をコードする核酸の導入によりSIRT3レベルを増加させることにより、哺乳動物細胞中で増加させることができる。
サーチュインのタンパク質レベルを増加させるために細胞に導入される核酸は、サーチュイン、例えばSIRT1および/またはSIRT3タンパク質の配列と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、98%、または99%同一であるタンパク質をコードしていてもよい。例えば、タンパク質をコードする核酸は、SIRT1(例えば、GenBank受入番号NM_012238)および/またはSIRT3(例えば、GenBank受入番号BC001042)タンパク質をコードする核酸と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、98%、または99%同一であってもよい。また、核酸は、野生型サーチュイン、例えばSIRT1および/またはSIRT3タンパク質をコードする核酸に、好ましくはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズする核酸であってもよい。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件には、65℃にて0.2×SSCでのハイブリダイゼーションおよび洗浄が含まれてもよい。野生型サーチュインの断片であるタンパク質等の、野生型サーチュインタンパク質とは異なるタンパク質をコードする核酸を使用する場合、タンパク質は、好ましくは生物学的に活性であり、例えば脱アセチル化が可能である。生物学的に活性なサーチュインの部分を細胞中で発現させることが必要であるに過ぎない。例えば、GenBank受入番号NP_036370を有する野生型SIRT1と異なるタンパク質は、好ましくはそのコア構造を含有している。コア構造とは、GenBank受入番号NP_036370のアミノ酸62〜293を指すことがあり、それは、NAD結合ドメインならびに基質結合ドメインを包含するGenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド237〜932によりコードされる。また、SIRT1のコアドメインは、GenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド834〜1394によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約261〜447;GenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド777〜1532によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約242〜493;またはGenBank受入番号NM_012238のヌクレオチド813〜1538によりコードされているGenBank受入番号NP_036370のアミノ酸約254〜495を指すことができる。タンパク質が、生物学的機能、例えば脱アセチル化能力を保持しているか否かは、当技術分野で公知の方法により決定することができる。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物を使用して疾患または障害を低減、予防、または治療するための方法は、ヒトSIRT1、SIRT2、および/もしくはSIRT3、またはそれらの相同体等のサーチュインのタンパク質レベルを減少させることを含んでなる場合もある。サーチュインタンパク質レベルの減少は、当技術分野で公知の方法により達成することができる。例えば、サーチュインを標的とするsiRNA、アンチセンス核酸、またはリボザイムを、細胞中で発現させることができる。ドミナントネガティブなサーチュイン突然変異体、例えば脱アセチル化が可能ではない突然変異を使用することもできる。例えば、Luo et al. (2001) Cell 107:137に記載されている、SIRT1の突然変異体H363Yを使用することができる。あるいは、転写を阻害する作用剤を使用することができる。
また、サーチュインタンパク質レベルを調節する方法には、サーチュインをコードする遺伝子の転写を調節するための方法、対応するmRNAを安定化/不安定化するための方法、および当技術分野で公知の他の方法が含まれる。
老化/ストレス
1つの実施形態では、本発明は、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる本発明のサーチュイン調節化合物を細胞と接触させることにより、細胞の寿命を延長する、細胞の増殖能を延長する、細胞の老化を遅延させる、細胞の生存を促進する、細胞の細胞老化を遅延させる、カロリー制限の効果を模倣する、ストレスに対する細胞の耐性を増加させる、または細胞のアポトーシスを防止する方法を提供する。例示的な実施形態では、本方法は、サーチュイン活性化化合物を細胞と接触させることを含んでなる。
本明細書に記載の方法は、細胞、特に初代細胞(つまり、生物、例えばヒトから得た細胞)が、細胞培養で生存し続けることができる期間を増加させるために使用することができる。また、胚幹(ES)細胞および多能性細胞、ならびにそれらから分化した細胞を、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で処理して、細胞またはそれらの子孫をより長期間にわたって培養中で維持することができる。そのような細胞は、例えば、ex vivo修飾後に対象体に移植するために使用することもできる。
1つの実施形態では、長期保存することを目的とする細胞を、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で処理することができる。細胞は、懸濁液中(例えば、血液細胞、血清、生物学的増殖培地等)または組織もしくは器官に存在していてもよい。例えば、輸血のために個体から採取した血液を、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で処理して、血液細胞をより長期間保存することができる。加えて、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、法医学的目的に使用される血液を保存することもできる。細胞の寿命を延長させるかまたはアポトーシスから保護するために処理することができる他の細胞には、消費用の細胞、例えば非ヒト哺乳動物に由来する細胞(肉等)または植物細胞(野菜等)が含まれる。
また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、例えば、発育および/または増殖過程を変更、遅延、または加速させるために、哺乳動物、植物、昆虫、または微生物の発育相および増殖相中に適用することができる。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、例えば、固形組織移植、臓器移植、細胞懸濁液、幹細胞、骨髄細胞等を含む、移植または細胞療法に有用な細胞を処理するために使用することができる。細胞または組織は、自己移植片、同種移植片、同系移植片、または異種移植片であってもよい。細胞または組織は、対象体への投与/移植の前に、投与/移植と同時に、および/または投与/移植の後で、サーチュイン調節化合物を用いて処理することができる。細胞または組織は、ドナー個体から細胞を取り出す前に、ドナー個体から細胞または組織を取り出した後のex vivoで、またはレシピエントへの移植後に処理することができる。例えば、ドナーまたはレシピエント個体は、サーチュイン調節化合物で全身性に治療してもよく、または細胞/組織のサブセットを、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で局所的に治療してもよい。ある実施形態では、細胞または組織(またはドナー/レシピエント個体)は、例えば、免疫抑制剤、サイトカイン、血管新生因子等の、移植片生着の延長に有用な別の治療剤で更に処理してもよい。
更なる他の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を用いて、細胞をin vivoで処理して、例えば、細胞の寿命を増加させるか、またはアポトーシスを防止することができる。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で皮膚または上皮細胞を治療することにより、老化(例えば、しわの発生、弾性の喪失等)から皮膚を保護することができる。例示的な実施形態では、皮膚を、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を含んでなる医薬組成物または化粧品組成物と接触させる。本明細書に記載の方法に従って治療することができる例示的な皮膚疾患または皮膚状態には、炎症、日焼けによる損傷、または自然老化に伴うかまたは引き起こされる障害または疾患が含まれる。例えば、組成物は、接触皮膚炎(刺激性接触皮膚炎およびアレルギー性接触皮膚炎を含む)、アトピー性皮膚炎(アレルギー性湿疹としても知られている)、光線性角化症、角質化疾患(湿疹を含む)、表皮水泡症疾患(天疱瘡(penfigus)を含む)、剥脱性皮膚炎、脂漏性皮膚炎、紅斑(多形性紅斑および結節性紅斑を含む)、日光または他の光源により引き起こされる損傷、円板状エリテマトーデス、皮膚筋炎、乾癬、皮膚癌、および自然老化の影響の予防または治療に有用性が見出される。別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を、例えば、第1度、第2度、もしくは第3度熱傷、および/または熱的な、化学的な、もしくは電気的な熱傷を含む創傷および/または熱傷の治療に使用して、治癒を促進させることができる。製剤は、皮膚または粘膜組織に局所投与してもよい。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を含んでなる局所用製剤は、予防用組成物、例えば化学予防組成物として使用することもできる。化学予防法に使用される場合、感受性の皮膚は、特定の個体に任意の可視的状態が現れる前に治療される。
サーチュイン調節化合物は、対象体に局所的または全身性に送達することができる。1つの実施形態では、サーチュイン調節化合物は、注射、局所処方等により対象体の組織または器官に局所的に送達される。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、対象体の細胞老化により誘導されるまたは悪化する疾患または状態を治療または予防するために;例えば老化の開始後に対象体の老化の速度を低減するための方法に;対象体の寿命を延長するための方法に;寿命に関連する疾患または状態を治療または予防するための方法に;細胞の増殖能に関連する疾患または状態を治療または予防するための方法に;および細胞損傷または細胞死に起因する疾患または症状を治療または予防するための方法に使用することができる。ある実施形態では、本方法は、対象体の寿命を短縮する疾患の発生率を減少させることにより作用するものではない。ある実施形態では、方法は、癌等の疾患により引き起こされる致死性を低減することにより作用するものではない。
更に別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、一般的に、対象体の細胞の寿命を増加させるために、および対象体の細胞をストレスおよび/またはアポトーシスから保護するために対象体に投与することができる。対象体を本明細書に記載の化合物で治療することは、対象体を、ホーミシス、つまり生物に有益であり、生物の寿命を延長する場合がある軽症のストレスに曝すことに似ている。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を対象体に投与して、老化、ならびに脳卒中、心臓疾患、心不全、関節炎、高血圧、およびアルツハイマー病等の老化に伴う結果または疾患を予防することができる。治療することができる他の状態には、例えば、白内障、緑内障、および黄斑変性症等の眼の老化に伴う眼障害が含まれる。また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、細胞死から細胞を保護するために、疾患、例えば細胞死に関連する慢性疾患を治療するために対象体に投与することができる。例示的な疾患には、以下の疾患が含まれる:パーキンソン病、アルツハイマー病、多発性硬化症、萎縮性(amniotropic)側索硬化症、および筋ジストロフィー等の、神経細胞死、ニューロン機能不全、または筋肉細胞死もしくは機能不全と関連する疾患;AIDS;劇症肝炎;クロイツフェルト−ヤコブ病、色素性網膜炎、および小脳変性症等の脳の変性と関連する疾患;再生不良性貧血等の脊髄形成異常症(myelodysplasis);心筋梗塞および脳卒中等の虚血性疾患;アルコール性肝炎、B型肝炎、およびC型肝炎等の肝臓疾患;骨関節炎等の関節疾患;アテローム性動脈硬化症;脱毛;紫外線による皮膚損傷;扁平苔癬;皮膚の萎縮;白内障;および移植片拒絶。細胞死は、手術、薬物療法、化学物質への曝露、または放射線への曝露により引き起こされる場合もある。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、急性疾患を罹患している対象体、例えば器官または組織に対する損傷を被っている対象体、例えば、脳卒中または心筋梗塞を罹患している対象体または脊髄傷害を被っている対象体に投与することもできる。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、アルコール依存者の肝臓を修復するために使用することもできる。
心血管疾患
別の実施形態では、本発明は、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を、その必要性のある対象体に処理することにより、心血管疾患を治療および/または予防するための方法を提供する。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して治療または予防することができる心血管疾患は、特発性心筋症、代謝性心筋症、アルコール性心筋症、薬剤誘導性心筋症、虚血性心筋症、および高血圧性心筋症等の心筋症または心筋炎が含まれる。また、本明細書に記載の化合物および方法を使用して治療可能または予防可能なものは、大動脈、冠動脈、頚動脈、脳血管動脈、腎動脈、腸骨動脈、大腿動脈、および膝窩動脈等の主要血管のアテローム性障害(大血管性疾患)である。治療または予防することができる他の血管疾患には、血小板凝集、網膜細動脈、糸球体細動脈、神経脈管、心臓細動脈と関連するもの、ならびに眼、腎臓、心臓、中枢神経系、および末梢神経系の毛細血管床に関連するものが含まれる。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、個体の血漿中のHDLレベルを増加させるために使用することもできる。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で治療することができる更に他の障害には、例えば冠動脈介入後の再狭窄、ならびに高密度コレステロールおよび低密度コレステロールの異常レベルに関連する障害が含まれる。
1つの実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、別の心血管治療薬との併用治療剤の一部として投与することができる。1つの実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、抗不整脈薬との併用治療剤の一部として投与することができる。別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、別の心血管治療薬との併用治療剤の一部として投与することができる。
細胞死/癌
サーチュイン調節化合物は、放射線被爆または毒素を最近受容したか、または受容する可能性の高い対象体に投与することができる。1つの実施形態では、放射線被爆または毒素は、例えば予防的手段として投与される研究関連手順または医学的手順の一部として受容される。別の実施形態では、放射線または毒素への曝露は、意図せずに受容される。そのような場合、化合物は、好ましくは、アポトーシスおよびその後の急性放射線症候群の発症を阻害するために、曝露後のできるだけ早期に投与される。
サーチュイン調節化合物は、癌を治療および/または予防するために使用することもできる。用語「癌」、「腫瘍」、および「新生物」は、本明細書では同義的に使用される。本明細書で使用される場合、癌(腫瘍または新生物)は、以下の特性の1つまたは複数を特徴とする:細胞増殖が、環境中の正常な生化学的および物理的影響により制御されないこと;退形成(例えば、正常な協調的細胞分化の欠如);および幾つかの場合には転移。本発明のサーチュイン調節化合物により治療および/または予防することができる癌疾患には、以下のものが含まれる:例えば、肛門癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚癌、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、子宮内膜癌、ヘアリーセル白血病、頭頸部癌、肺(小細胞)癌、多発性骨髄腫、非ホジキンリンパ腫、濾胞性リンパ腫、卵巣癌、脳腫瘍、結腸直腸癌、肝細胞癌、カポジ肉腫、肺(非小細胞癌)、メラノーマ、膵臓癌、前立腺癌、腎細胞癌、および軟部組織肉腫。更なる癌障害は、例えば、Isselbacher et al. (1994) Harrison's Principles of Internal Medicine 1814-1877に見出すことができ、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。
ある実施形態では、サーチュインタンパク質(例えば、SIRT1)のレベルおよび/または活性を増加させるか、またはサーチュインタンパク質(例えば、SIRT2)のレベルおよび/または活性を減少させるサーチュイン調節化合物は、癌の治療および/または予防に使用することができる。カロリー制限は、癌を含む加齢性障害の発生率の低減と関連している。したがって、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性の増加または減少は、例えば癌等の加齢性障害の発生を治療および/または予防するのに有用であり得る。固形腫瘍を伴う癌では、調節化合物は、腫瘍に直接投与することができる。血液細胞の癌、例えば、白血病は、調節化合物を血流にまたは骨髄に投与することにより治療することができる。良性細胞増殖、例えば疣贅も治療することができる。治療することができる他の疾患には、自己免疫細胞が除去されるべきである自己免疫疾患、例えば全身性エリテマトーデス、強皮症、および関節炎が含まれる。ヘルペス、HIV、アデノウイルス、およびHTLV−1関連の悪性および良性障害等のウイルス感染も、サーチュイン調節化合物の投与により治療することができる。あるいは、細胞を対象体から取得し、ex vivoで処理してある望ましくない細胞、例えば癌細胞を除去し、同じまたは異なる対象体に投与して戻すことができる。
化学療法剤は、本明細書で抗癌活性を有すると記載されている調節化合物、例えばアポトーシスを誘導する化合物、寿命を低減する化合物、または細胞をストレスに対する感受性を付与する化合物と共に同時投与することができる。化学療法剤は、細胞死を誘導するか、寿命を低減するか、ストレスに対する感受性を増加させると本明細書に記載されているサーチュイン調節化合物と共に単独で、および/または他の化学療法作用剤と組み合わせて、使用することができる。
従来の化学療法剤に加えて、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、アンチセンスRNA、RNAi、または望ましくない細胞増殖に寄与する細胞成分の発現を阻害する他のポリヌクレオチドと共に使用することもできる。
サーチュイン調節化合物および従来の化学療法剤を含んでなる併用療法は、併用により従来の化学療法剤がより低い用量でより大きな効果を発揮することが可能であるため、当技術分野で公知の併用療法よりも有利な場合がある。好ましい実施形態では、従来の化学療法剤の、または従来の化学療法剤の組み合わせの有効用量(ED50)は、サーチュイン調節化合物と組み合わせて使用される場合、化学療法剤単独のED50よりも少なくとも2倍小さく、更により好ましくは5倍、10倍、または25倍さえも小さい。反対に、そのような化学療法剤またはそのような化学療法剤の組み合わせの治療指数(TI)は、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物と組み合わせて使用される場合、従来の化学療法剤投与計画単独のTIよりも少なくとも2倍大きく、更により好ましくは5倍、10倍、または25倍さえも大きい場合がある。
ニューロン疾患/障害
ある態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、神経変性疾患、および中枢神経系(CNS)、脊髄、または末梢神経系(PNS)に対する外傷性または機械的損傷を被っている患者を治療するために使用することができる。神経変性疾患には、典型的には、老化に起因する健常者の脳細胞の萎縮および/または死滅よりもはるかに顕著である萎縮および/または死滅による場合があるヒト脳の質量および容積の低減が関与する。神経変性疾患は、特定の脳領域の進行性変性(例えば、神経細胞機能不全および死滅)により、脳機能が長期間にわたって正常であった後、徐々に発症する場合がある。あるいは、神経変性疾患は、外傷または毒素に関連する神経変性疾患等、急速に発症する場合がある。脳変性の実際の発症は、臨床的発現の何年間も前に始まっている場合がある。神経変性疾患の例には、これらに限定されないが、以下のものが含まれる:アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、ハンチントン病(HD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS;ルーゲーリッグ病)、びまん性レヴィ小体病、舞踏病有棘赤血球増加症、原発性側索硬化症、眼疾患(眼神経炎)、化学療法誘導性神経障害(例えば、ビンクリスチン、パクリタキセル、ボルテゾミブによる)、糖尿病誘導性神経障害、およびフリードライヒ運動失調。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、これら疾患および下記に記載の他の疾患を治療するために使用することができる。
ADは、記憶喪失、異常行動、人格変化、および思考能力低下をもたらすCNS障害である。これら減退は、特定のタイプの脳細胞の死滅、ならびに脳細胞間の接続および脳細胞の支援ネットワーク(例えば、膠細胞)の破壊に関連する。初発症状には、近時記憶の喪失、判断誤謬、および人格変化が含まれる。PDは、身体運動の制御不全、硬直、振戦、およびジスキネジアをもたらすCNSの障害であり、ドーパミンを生成する脳領域における脳細胞の死滅に関連する。ALS(運動ニューロン疾患)は、運動性ニューロン、つまり脳を骨格筋と接続するCNSの成分を攻撃するCNS障害である。
HDは、運動の制御不全、知的能力の喪失、および情緒障害を引き起こす別の神経変性疾患である。テイ−ザックス病およびサンドホフ病は、β−ヘキソサミニダーゼのGM2ガングリオシドおよび関連糖脂質基質が神経系に蓄積し、急性神経変性を引き起こす糖脂質蓄積症である。
アポトーシスが免疫系のAIDS病因に役割を果たしていることは周知である。しかしながら、HIV−1は、神経系疾患も誘導し、それは、本発明のサーチュイン調節化合物で治療することができる。
ニューロン喪失は、ヒトのクロイツフェルト−ヤコブ病、牛のBSE(狂牛病)、ヒツジおよびヤギのスクラピー病、およびネコのネコ海綿状脳症(FSE)等のプリオン病の顕著な特徴でもある。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、これら前述の疾患によるニューロン喪失の治療または予防に有用であり得る。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、軸索障害に関連する任意の疾患または障害を治療または予防するために使用することができる。遠位軸索障害は、末梢神経系(PNS)ニューロンの幾つかの代謝異常または毒性障害に起因する一種の末梢神経障害である。それは、代謝異常または毒性異常に対する神経の最も一般的な応答であり、糖尿病等の代謝疾患、腎不全、栄養失調およびアルコール依存等の不全症候群、または毒素もしくは薬物の影響により引き起こされる場合がある。遠位軸索障害を有するものは、通常、対称的なグローブ−ストッキング型感覚運動障害(glove-stocking sensori-motor disturbance)を示す。深部腱反射および自律神経系(ANS)機能も、患部領域で喪失または減少する。
糖尿病性神経障害は、真性糖尿病に伴う神経障害である。糖尿病性神経障害に伴う場合がある比較的一般的な状態には、以下のものが含まれる:第三脳神経麻痺;単神経障害;多発性単神経炎;糖尿病性筋萎縮症;疼痛を伴う多発神経障害;自律神経障害;および胸腹神経障害。
末梢神経障害は、神経疾患によるかまたは全身性疾患の副作用によるかのいずれかにより引き起こされる場合がある末梢神経系の神経に対する損傷を指す医学用語である。末梢神経障害の主な原因には、発作、栄養欠乏、およびHIVが含まれるが、糖尿病が、最も可能性の高い原因である。
例示的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、再発MSおよび単一症状MSを含む多発性硬化症(MS)、および例えば慢性(chromic)炎症性脱髄性多発神経障害(CIDP)またはそれに伴う症状等の他の脱髄状態を治療または予防することができる。
更に別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、疾患、傷害(外科的処置を含む)、または環境上の外傷(例えば、神経毒、アルコール依存等)による外傷を含む、神経に対する外傷を治療することができる。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、種々のPNS障害の症状を予防、治療、および緩和することにも有用であり得る。用語「末梢神経障害」は、脳および脊髄の外部の神経、つまり末梢神経が損傷した広範囲な障害を包含する。末梢神経障害は、末梢神経炎とも呼ばれる場合があり、多数の神経が関与する場合は、多発神経障害または多発神経炎という用語が使用される場合がある。
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物で治療可能なPNS疾患には、以下のものが含まれる:糖尿病、ハンセン病、シャルコー−マリー−トゥース病、ギラン−バレー症候群、および腕神経叢神経障害(腕神経叢の頚部根および第1胸部根、神経幹、索、ならびに末梢神経成分の疾患)。
別の実施形態では、サーチュイン活性化化合物を使用して、ポリグルタミン病を治療または予防することができる。例示的なポリグルタミン病には、以下のものが含まれる:球脊髄性筋萎縮症(ケネディ病)、ハンチントン病(HD)、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(ハウリバー症候群)、脊髄小脳失調症1型、脊髄小脳失調症2型、脊髄小脳失調症3型(マシャド−ジョゼフ病)、脊髄小脳失調症6型、脊髄小脳失調症7型、および脊髄小脳失調症17型。
ある実施形態では、本発明は、中枢神経系細胞を治療して、細胞への血流減少に応答した損傷を予防する方法を提供する。典型的には、予防することができる損傷の重症度は、細胞への血流低減の度合いおよび低減期間に大きく依存するだろう。1つの実施形態では、アポトーシスまたは壊死性細胞死を予防することができる。また更なる実施形態では、細胞傷害性(cytoxic)浮腫無酸素血症または中枢神経系組織無酸素血症等の虚血媒介性損傷を予防することができる。各実施形態では、中枢神経系細胞は、脊髄細胞または脳細胞であってもよい。
別の態様は、サーチュイン活性化化合物を対象体に投与して中枢神経系虚血状態を治療することを包含する。本明細書に記載のサーチュイン活性化化合物により、多数の中枢神経系虚血状態を治療することができる。1つの実施形態では、虚血状態は、アポトーシスまたは壊死性細胞死、細胞障害性浮腫無酸素症、または中枢神経系組織無酸素症等の、任意のタイプの虚血性中枢神経系損傷をもたらす脳卒中である。脳卒中は、任意の脳領域に影響を及ぼす場合があり、または脳卒中の発症をもたらすことが一般的に知られている任意の病因により引き起こされる場合がある。この実施形態の1つの代替形態では、脳卒中は、脳幹卒中である。この実施形態の別の代替形態では、脳卒中は、小脳卒中である。更に別の実施形態では、脳卒中は、塞栓性脳卒中である。更に別の代替形態では、脳卒中は、出血性脳卒中であってもよい。更なる実施形態では、脳卒中は、血栓性脳卒中である。
更に別の態様では、サーチュイン活性化化合物を投与して、中枢神経系虚血状態後の虚血中心部の梗塞サイズを低減することができる。更に、サーチュイン活性化化合物を投与して、中枢神経系虚血状態後の虚血半影または移行領域のサイズを低減して利益を得ることもできる。
1つの実施形態では、併用薬物投薬計画は、神経変性障害またはそれら状態に伴う二次的状態を治療または予防するための薬物または化合物を含んでいてもよい。したがって、併用薬物投薬計画は、1つまたは複数のサーチュイン活性化因子および1つまたは複数の抗神経変性剤を含んでいてもよい。
血液凝固障害
他の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、血液凝固障害(または止血障害)を治療または予防することができる。本明細書で同義的に使用されているように、用語「止血」、「血液凝固」、および「凝血」は、血管収縮および凝固の生理学的特性を含む出血の制御を指す。血液凝固は、傷害、炎症、疾患、先天的欠陥、機能不全、または他の異常後の、哺乳動物循環の完全性の維持を支援する。更に、血餅の形態は、傷害が起こった場合に出血を制限(止血)するだけでなく、アテローム性動脈硬化性疾患の状況では、重要な動脈または血管の閉塞により深刻な器官損傷および死に結び付く場合がある。したがって、血栓症は、誤った時点および地点での血餅形成である。
したがって、本発明は、心筋梗塞、脳卒中、末梢動脈疾患による四肢の喪失、または肺塞栓症等の血液凝固障害を予防または治療するために、血餅の形成を阻害することを目的とする抗凝固および抗血栓治療を提供する。
本明細書で同義的に使用されているように、「止血を調節することまたは止血の調節」および「止血を制御することまたは止血の制御」は、止血の誘導(例えば、刺激または増加)ならびに止血の阻害(例えば、低減または減少)を含む。
1つの態様では、本発明は、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を投与することにより、対象体の止血を低減または阻害するための方法を提供する。本明細書で開示された組成物および方法は、血栓障害の治療または予防に有用である。本明細書で使用される場合、用語「血栓障害」は、過剰であるかもしくは望ましくない凝固活性もしくは止血活性または過剰凝固状態を特徴とする任意の障害または状態を含む。血栓障害には、血小板粘着および血栓形成を伴う疾患または障害が含まれ、例えば、血栓を形成する傾向の増大、例えば、血栓数の増加、若年性の血栓、血栓に対する家族性傾向、および通常ではない部位での血栓として顕在化する場合がある。
別の実施形態では、併用薬物投薬計画は、血液凝固障害またはそれら状態に伴う二次的状態を治療または予防するための薬物または化合物を含んでいてもよい。したがって、併用薬物投薬計画は、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる1つまたは複数のサーチュイン調節化合物および1つまたは複数の抗凝固剤もしくは抗血栓剤を含んでいてもよい。
体重管理
別の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、対象体の体重増加または肥満の治療または予防に使用することができる。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、対象体の体重を低減するために、または対象体の体重増加を低減もしくは予防するために、例えば、遺伝的肥満、食事性肥満、ホルモン関連肥満、投薬関連肥満を治療または予防することができる。そのような治療を必要とする対象体は、肥満しているか、肥満になる可能性が高いか、体重過剰であるか、または体重過剰になる可能性が高い対象体であってもよい。肥満または体重過剰になる可能性が高い対象体は、例えば、家族歴、遺伝、食事、活動レベル、薬物摂取、またはそれらの種々の組み合わせに基づいて特定することができる。
更なる他の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、対象体の体重減少を促進することにより治療または予防することができる様々な他の疾患および状態を罹患している対象体に投与してもよい。そのような疾患には、以下のものが含まれる:例えば、高血圧、血圧上昇、高血中コレステロール、脂質異常症、2型糖尿病、インスリン抵抗性、耐糖能障害、高インスリン血症、冠動脈心疾患、狭心症、うっ血性心不全、脳卒中、胆石、胆嚢炎、および胆石症、痛風、骨関節炎、閉塞性睡眠時無呼吸および呼吸器障害、幾つかのタイプの癌(子宮内膜癌、乳癌、前立腺癌、および結腸癌)、妊娠合併症、不良な女性リプロダクティブヘルス(生理不順、不妊症、不規則な排卵等)、膀胱制御問題(ストレス性尿失禁等);尿酸腎結石症;精神的障害(うつ病、摂食障害、身体像の歪み、および自尊心低下等)。最後に、AIDS患者は、AIDSの併用療法に応答するリポジストロフィーまたはインスリン抵抗性を発症する場合がある。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、in vitroまたはin vivoに関わらず、脂肪生成または脂肪細胞分化を阻害するために使用することができる。そのような方法は、肥満の治療または予防に使用することができる。
他の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、食欲を低減および/または満腹感を増加させ、それにより体重減少を引き起こすかまたは体重増加を回避するために使用することができる。そのような治療を必要とする対象体は、体重過剰であるか、肥満しているか、または体重過剰もしくは肥満になる可能性が高い対象体であってもよい。本方法は、例えば、丸剤形態の用量で、対象体に1日1回、または2日に1回、または週1回で投与することを含んでなる。用量は「食欲を減退させる用量」であってもよい。
例示的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、体重増加または肥満を治療または予防するための併用療法として投与してもよい。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる1つまたは複数のサーチュイン調節化合物は、1つまたは複数の抗肥満剤と組み合わせて投与してもよい。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を投与して、薬物誘導性体重増加を低減することができる。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、食欲を刺激するか、または体重増加、特に水分保持以外の要因による体重増加を引き起こすことができる薬剤との併用療法として投与してもよい。
代謝障害/糖尿病
別の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、インスリン抵抗性、前糖尿病状態、II型糖尿病、および/またはそれらの合併症等の代謝障害を治療または予防するために使用することができる。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物の投与は、対象体のインスリン感受性を増加させるか、および/またはインスリンレベルを減少させることができる。そのような治療を必要とする対象体は、インスリン抵抗性またはII型糖尿病の他の前駆症状を有するか、II型糖尿病を有するか、またはこれら状態のいずれかを発症する可能性の高い対象体であってもよい。例えば、対象体は、インスリン抵抗性、例えば高循環レベルのインスリンを有する対象体、ならびに/または高脂血症、脂質生成不全(dyslipogenesis)、高コレステロール血症、耐糖能異常、高血中グルコース糖レベル、X症候群の他の徴候、血圧上昇、アテローム性動脈硬化症、およびリポジストロフィー等の関連状態を有する対象体であってもよい。
例示的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、代謝障害を治療または予防するための併用療法として投与してもよい。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる1つまたは複数のサーチュイン調節化合物は、1つまたは複数の抗糖尿病剤と組み合わせて投与してもよい。
炎症性疾患
他の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、炎症に関連する疾患または障害を治療または予防することができる。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、炎症の発症前、発症時、または発症後に投与することができる。予防的に使用される場合、化合物は、好ましくは、任意の炎症応答または症状が現れる前に提供される。化合物の投与は、炎症応答または症状を予防または緩和することができる。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、喘息、気管支炎、肺線維症、アレルギー性鼻炎、酸素毒性、気腫、慢性気管支炎、急性呼吸窮迫症候群、および任意の慢性閉塞性肺疾患(COPD)を含む、アレルギーおよび呼吸状態を治療または予防することができる。本化合物を使用して、B型肝炎およびC型肝炎を含む慢性肝炎感染を治療することができる。
加えて、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、器官組織自己免疫疾患(例えば、レイノー症候群)、強皮症、重症筋無力症、移植拒絶反応、内毒素ショック、敗血症、乾癬、湿疹、皮膚炎、多発性硬化症、自己免疫性甲状腺炎、ブドウ膜炎、全身性エリテマトーデス、アジソン病、自己免疫多腺性疾患(自己免疫多腺性症候群としても知られている)、およびグレーブス病等の自己免疫疾患および/または自己免疫疾患に関連する炎症を治療することができる。
ある実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる1つまたは複数のサーチュイン調節化合物は、単独でまたは炎症の治療または予防に有用な他の化合物と組み合わせて投与することができる。
潮紅
別の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ある障害の症状である紅潮および/またはほてりの発生または重症度を低減するために使用することができる。例えば、主題方法は、癌患者の紅潮および/またはほてりの発生または重症度を低減するために、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を単独でまたは他の作用剤と組み合わせて使用することを含む。他の実施形態では、本方法は、閉経期および閉経後の女性の紅潮および/またはほてりの発生または重症度を低減するための、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物の使用を提供する。
別の態様では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、別の薬物療法の副作用、例えば薬物誘導性紅潮である紅潮および/またはほてりの発生または重症度を低減するための療法として使用することができる。ある実施形態では、薬物誘導性紅潮を治療および/または予防するための方法は、少なくとも1つの潮紅誘導性化合物、ならびにサーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させる少なくとも1つのサーチュイン調節化合物を含んでなる製剤を、その必要性のある対象体に投与することを含んでなる。他の実施形態では、薬物誘導性潮紅を治療するための方法は、潮紅を誘導する1つまたは複数の化合物および1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を別々に投与することを含んでなり、例えば、サーチュイン調節化合物および潮紅誘導剤は、同じ組成物中に製剤化されていない。別々の製剤を使用する場合、サーチュイン調節化合物は、(1)紅潮誘導剤の投与と同時に、(2)紅潮誘導剤の投与と間隔をおいて、(3)紅潮誘導剤の投与と交互に、(4)紅潮誘導剤の投与前に、(5)紅潮誘導剤の投与後に、および(6)それらの種々の組み合わせで投与することができる。例示的な紅潮誘導剤には、例えば、ナイアシン、ファロキシフェン(faloxifene)、抗うつ薬、抗精神病薬、化学療法剤、カルシウムチャネル遮断薬、および抗生物質が含まれる。
1つの実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、血管拡張剤または抗脂血症剤(コレステロール低下剤および脂肪作用剤を含む)の紅潮副作用を低減することができる。例示的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、ナイアシンの投与に伴う潮紅を低減することができる。
別の実施形態では、本発明は、潮紅副作用を低減させて高脂血症を治療および/または予防するための方法を提供する。別の代表的な実施形態では、本方法は、ラロキシフェンの潮紅副作用を低減するための、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物の使用を含む。別の代表的な実施形態では、本方法は、抗うつ薬または抗精神薬の潮紅副作用を低減するための、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物の使用を含む。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、セロトニン再取込み阻害剤または5HT2受容体アンタゴニストと共に使用することができる(別々にまたは一緒に投与される)。
ある実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、潮紅を低減するために、セロトニン再取込み阻害剤(SRI)による治療の一部として使用することができる。更に別の代表的な実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、シクロホスファミドおよびタモキシフェン等の化学療法剤の潮紅副作用を低減することができる。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、アムロジピン等のカルシウムチャネル遮断薬の潮紅副作用を低減することができる。
別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、抗生物質の潮紅副作用を低減することができる。例えば、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、レボフロキサシンと組み合わせて使用することができる。
眼障害
本発明の1つの態様は、本明細書で開示された化合物またはその薬学的に許容される塩、プロドラッグ、または代謝誘導体から選択される治療用量のサーチュイン調節因子を患者に投与することにより、視覚障害を阻害、低減、またはそうでなければ治療するための方法である。
本発明のある態様では、視覚障害は、視神経または中枢神経系に対する損傷により引き起こされる。特定の実施形態では、視神経損傷は、緑内障により生じるもの等の高眼内圧により引き起こされる。他の特定の実施形態では、視神経損傷は、視神経炎等における感染または免疫(例えば、自己免疫)応答に伴うことが多い神経の膨潤により引き起こされる。
本発明のある態様では、視覚障害は、網膜損傷により引き起こされる。特定の実施形態では、網膜損傷は、眼への血流障害により引き起こされる(例えば、動脈硬化症、血管炎)。特定の実施形態では、網膜損傷は、網膜黄斑の破壊により引き起こされる(例えば、滲出性または非滲出性黄斑変性症)。
例示的な網膜疾患には、以下のものが含まれる:滲出性加齢性黄斑変性症、非滲出性加齢性黄斑変性症、電子的人工網膜およびRPE移植による加齢性黄斑変性症(Retinal Electronic Prosthesis and RPE Transplantation Age Related Macular Degeneration)、急性多発性板状色素上皮症、急性網膜壊死、ベスト病、網膜動脈分枝閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、癌関連網膜症および自己免疫関連網膜症、網膜中心動脈閉塞症、網膜中心静脈閉塞症、中心性漿液性脈絡網膜症、イールズ病、黄斑上膜、網膜格子状変性、細動脈瘤、糖尿病性黄斑浮腫、アーヴァイン−ガス黄斑浮腫、黄斑円孔、網膜下新生血管膜、広汎性片眼性亜急性視神経網膜炎、非偽水晶体嚢胞黄斑浮腫(Nonpseudophakic Cystoid Macular Edema)、推定眼ヒストプラスマ症候群、滲出性網膜剥離、術後網膜剥離、増殖性網膜剥離、裂孔原性網膜剥離、牽引性網膜剥離、色素性網膜炎、CMV網膜炎、網膜芽細胞腫、末熟児網膜症、散弾状網膜症、背景糖尿病網膜症、増殖性糖尿病網膜症、異常ヘモグロビン症網膜症(Hemoglobinopathies Retinopathy)、プルチャー網膜症、バルサルバ網膜症、若年性網膜分離症、老年性網膜分離症、テルソン症候群、および白点症候群。
他の例示的疾患には、眼細菌感染症(例えば、結膜炎、角膜炎、結核、梅毒、淋病)、ウイルス感染症(例えば、眼単純ヘルペスウイルス、帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス性網膜炎、ヒト免疫不全ウイルス(HIV))に二次的な進行性外側網膜壊死ならびにHIVまたは他のHIV関連および他の免疫不全症関連の眼疾患が含まれる。加えて、眼疾患には、真菌感染症(例えば、カンジダ脈絡膜炎、ヒストプラスマ症)、原虫感染症(例えば、トキソプラズマ症)、および眼トキソカラ症およびサルコイドーシス等の他の疾患が含まれる。
本発明の1つの態様は、治療用量の本明細書で開示されたサーチュイン調節因子を、そのような治療を必要とする対象体に投与することにより、化学療法剤(例えば、神経毒性薬、ステロイド等の眼内圧を上昇させる薬物)による治療を受ける対象体の視覚障害を阻害、低減、または治療するための方法である。
本発明の別の態様は、治療用量の本明細書で開示されたサーチュイン調節因子を、そのような治療を必要とする対象体に投与することにより、眼科手術、または脊髄手術等の回前位で実施される他の手術を含む手術を受ける対象体の視覚障害を阻害、低減、または治療するための方法である。眼科手術には、白内障、虹彩切開、およびレンズ置換が含まれる。
本発明の別の態様は、治療用量の本明細書で開示されたサーチュイン調節因子を、そのような治療を必要とする対象体に投与することにより、白内障、眼乾燥、加齢性黄斑変性(AMD)、および網膜損傷等を含む加齢性眼疾患の阻害および予防治療を含む治療である。
本発明の別の態様は、治療用量の本明細書で開示されたサーチュイン調節因子を、そのような治療を必要とする対象体に投与することにより、ストレス、化学的傷害、または放射線により引き起こされる眼の損傷を予防または治療することである。放射線または電磁気による眼に対する損傷は、CRTによりまたは日光もしくはUVへの曝露により引き起こされる損傷を含むことができる。
1つの実施形態では、併用薬物投薬計画は、眼傷害またはそれら状態に伴う二次的状態を治療または予防するための薬物または化合物を含んでいてもよい。したがって、併用薬物投薬計画は、1つまたは複数のサーチュイン活性化因子および眼障害を治療するための1つまたは複数の治療剤を含んでいてもよい。
1つの実施形態では、サーチュイン調節因子は、眼内圧を低減するための療法と共に投与することができる。別の実施形態では、サーチュイン調節因子は、緑内障を治療および/または予防するための療法と共に投与することができる。更に別の実施形態では、サーチュイン調節因子は、視神経炎を治療および/または予防するための療法と共に投与することができる。1つの実施形態では、サーチュイン調節因子は、CMV網膜症を治療および/または予防するための療法と共に投与することができる。別の実施形態では、サーチュイン調節因子は、多発性硬化症を治療および/または予防するための療法と共に投与することができる。
ミトコンドリア関連疾患および障害
ある実施形態では、本発明は、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患または障害を治療するための方法を提供する。本方法は、それの必要性のある対象体に、治療上有効量のサーチュイン活性化化合物を投与することを含む。ミトコンドリア活性の増加は、ミトコンドリアの全体数(例えば、ミトコンドリアの質量)を維持しつつ、ミトコンドリアの活性を増加させること、ミトコンドリアの数を増加させて、それによりミトコンドリアの活性を増加させること(例えば、ミトコンドリア生合成を刺激することによる)、またはそれらの組み合わせを指す。ある実施形態では、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患および障害には、ミトコンドリア機能不全に関連する疾患または障害が含まれる。
ある実施形態では、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患または障害を治療するための方法は、ミトコンドリア機能不全を被る対象体を特定することを含んでなる場合がある。ミトコンドリア機能不全を診断するための方法は、分子遺伝的、病理学的、および/または生化学的分析を含む場合がある。ミトコンドリア機能不全に関連する疾患および障害には、ミトコンドリア呼吸鎖活性の欠陥が、哺乳動物のそのような疾患または障害の病態生理の発症に寄与する疾患および障害が含まれる。一般的に、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患または障害には、例えば、フリーラジカル媒介性酸化傷害が組織変性に結び付く疾患、細胞が不適切にアポトーシスを起こす疾患、および細胞がアポトーシスを起こさない疾患が含まれる。
ある実施形態では、本発明は、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患または障害を治療する方法であって、例えばミトコンドリア機能不全を治療するのに有用な作用剤、またはミトコンドリアの機能不全に関与する疾患または障害に伴う病状を低減するのに有用な作用剤等の別の治療剤と組み合わせて、1つまたは複数のサーチュイン活性化化合物を、その必要性のある対象体に投与することを含む方法を提供する。
例示的な実施形態では、本発明は、治療上有効量のサーチュイン活性化化合物を対象体に投与することにより、ミトコンドリア活性の増加から利益を得る可能性のある疾患または障害を治療するための方法を提供する。例示的な疾患または障害には、以下のものが含まれる:例えば、神経筋障害(例えば、フリードライヒ運動失調、筋ジストロフィー、多発性硬化症等)、ニューロン不安定性の障害(例えば、発作性障害、偏頭痛(migrane)等)、発育遅延、神経変性障害(例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症等)、虚血、尿細管性アシドーシス、加齢性神経変性および認知低下、化学療法疲労、加齢性または化学療法誘導性の閉経または月経周期不順もしくは排卵不順、ミトコンドリアミオパチー、ミトコンドリア損傷(例えば、カルシウム蓄積、興奮毒性、一酸化窒素曝露、低酸素等)、およびミトコンドリア脱制御。
筋ジストロフィーは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー等の、骨格筋の萎縮および心筋機能不全をもたらすことが多い、神経筋構造および機能の低下に関与する疾患のファミリーを指す。ある実施形態では、サーチュイン活性化化合物は、筋ジストロフィーを有する患者の筋肉の機能的能力の低下速度を低減するために、および筋肉の機能的状態を改善するために使用することができる。
ある実施形態では、サーチュイン調節化合物は、ミトコンドリアミオパチーの治療に有用であり得る。ミトコンドリアミオパチーは、外眼筋の穏やかでゆっくりとした進行性脱力から、重症で致死的な小児性筋障害および多系統脳筋症に及ぶ。幾つかの症候群が明らかになっており、それらの間には幾らかの重複がある。筋肉に影響を及ぼす確立されている症候群には、以下のものが含まれる:進行性外眼筋麻痺、カーンズ−セイヤ症候群(眼筋麻痺、色素性網膜症、心伝導系障害、小脳性運動失調、および感音難聴を有する)、MELAS症候群(ミトコンドリア脳筋症、乳酸アシドーシス、および脳卒中様発作)、MERFF症候群(ミオクローヌス性てんかん、および赤色ぼろ線維)、肢帯分布型脱力、および小児性筋障害(良性または重症および致死性)。
ある実施形態では、サーチュイン活性化化合物は、カルシウム蓄積による毒性損傷、興奮毒性、一酸化窒素曝露、薬物誘発性毒性損傷、または低酸素等の、ミトコンドリアに対する毒性損傷を被る患者の治療に有用であり得る。
ある実施形態では、サーチュイン活性化化合物は、ミトコンドリア脱制御に関連する疾患または障害の治療に有用であり得る。
筋肉性能
他の実施形態では、本発明は、治療上有効量のサーチュイン活性化化合物を投与することにより、筋肉性能を増強するための方法を提供する。例えば、サーチュイン活性化化合物は、身体持久力(例えば、運動等の肉体的作業、肉体労働、スポーツ活動等を行なう能力)を向上させるために、肉体的疲労を阻害または遅延させるために、血中酸素レベルを増強するために、健常個体の活力を増強するために、作業能力および持久力を増強するために、筋肉疲労を低減するために、ストレスを低減するために、心臓および心臓血管機能を増強するために、性的能力を向上させるために、筋肉ATPレベルを増加させるために、および/または血中の乳酸を低減するために有用であり得る。ある実施形態では、本方法は、ミトコンドリア活性を増加させる、ミトコンドリア生合成を増加させる、および/またはミトコンドリア質量を増加させるある量のサーチュイン活性化化合物を投与することを含む。
スポーツ能力は、スポーツ活動に参加する際にスポーツ選手の筋肉が機能を果たす能力を指す。スポーツ能力、力強さ、スピード、および持久力の増強は、筋収縮強度の増加、筋収縮振幅の増加、刺激および収縮間の筋肉反応時間の短縮により測定される。スポーツ選手は、例えば、ボディービルダー、自転車競技者、長距離ランナー、短距離ランナー等の、任意のレベルのスポーツに参加し、自らの能力の力強さ、スピード、および持久力のレベル向上を達成しようと努力する個人を指す。スポーツ能力の増強は、筋肉疲労を克服する能力、より長時間にわたって活動を維持する能力、およびより効果的な運動を示す能力により表される。
スポーツ選手の筋肉性能の領域では、競合またはトレーニングを長期間にわたって高レベルの耐久力で可能にする状態を作り出すことが望ましい。
また、本発明の方法は、急性筋肉減少症、例えば、筋萎縮症、ならびに/あるいは熱傷、床上安静、四肢固定、または胸部、腹部、および/もしくは整形外科的大手術に伴うカヘキシーを含む筋肉関連病態の治療に有効であろうということが企図される。
ある実施形態では、本発明は、サーチュイン調節因子を含んでなる新規の食物組成物、それらの調製方法、およびスポーツ能力を向上させるために上記組成物を使用する方法を提供する。したがって、持久力を必要とするスポーツおよび反復筋肉活動を必要とする労働を含む広義の運動に関与する人々の身体持久力を向上させる作用および/または肉体疲労を阻害する作用を有する治療用組成物、食品、および飲料が提供される。そのような食物組成物は、電解質、カフェイン、ビタミン、炭水化物等を更に含んでいてもよい。
他の使用
サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ウイルス感染症(インフルエンザ、ヘルペス、またはパピローマウイルスによる感染症等)を治療または予防するために、または抗真菌剤として使用することができる。ある実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、ウイルス疾患を治療するための別の治療剤と共に併用薬物療法の一部として投与することができる。別の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、別の抗真菌剤と共に併用薬物療法の一部として投与することができる。
本明細書に記載のように治療することができる対象体には、哺乳動物、例えばヒト、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタ、イヌ、ネコ、非ヒト霊長類、マウス、およびラット等の真核生物が含まれる。治療することができる細胞には、例えば上述の対象体に由来する真核細胞、または植物細胞、酵母細胞、および原核細胞、例えば細菌細胞が含まれる。例えば、調節化合物を家畜に投与して、より長期間牧畜条件に耐える家畜の能力を向上させることができる。
また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、植物の寿命、ストレス耐性、およびアポトーシスに対する耐性を増加させることができる。1つの実施形態では、化合物は、例えば定期的な方式で植物または真菌に適用される。別の実施形態では、植物は、化合物を産生するように遺伝子組換えされる。別の実施形態では、植物および果物を、包装および輸送の前に化合物で処理して、輸送中の損傷に対する耐性を増加させる。また、植物種子を本明細書に記載の化合物と接触させて、例えば、植物種子を保存することができる。
他の実施形態では、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、酵母細胞の寿命を調節するために使用することができる。酵母細胞の寿命を延長することが望ましい場合がある状況には、酵母が使用されるあらゆるプロセス、例えばビール、ヨーグルト、およびベーカリー品、例えばパンの製造が含まれる。寿命が延長された酵母を使用することにより、より少ない酵母の使用、または酵母のより長期間にわたる活性化をもたらすことができる。タンパク質を組換え的に生成するために使用される酵母または他の哺乳動物細胞も、本明細書に記載のように処理することができる。
また、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物を使用して、昆虫の寿命、ストレス耐性、およびアポトーシスに対する耐性を増加させることができる。この実施形態では、化合物は、有益昆虫、例えばハチおよび植物の受粉に関与する他の昆虫に適用されるだろう。特定の実施形態では、化合物は、蜂蜜の生産に関与するハチに適用されるだろう。一般的に、本明細書に記載の方法は、商業的重要性を有し得る任意の生物、例えば真核生物に適用することができる。例えば、組成物は、魚類(水産養殖)および鳥類(例えば、ニワトリおよび家禽)に適用することができる。
より高用量のサーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、発生中のサイレンシングされた遺伝子の制御およびアポトーシスの制御を妨害することにより、殺虫剤として使用することもできる。この実施形態では、化合物は、昆虫の幼虫には化合物が生物学的に利用可能であり、植物には利用可能ではないことを保証する当技術分野で公知の方法を使用して植物に適用することができる。
少なくとも複製と長寿との間の関連性を考慮すると、サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、昆虫、動物、および微生物等の生物の複製に影響を及ぼすように適用することができる。
4.アッセイ
本明細書で企図される更なる他の方法には、サーチュインを調節する化合物または作用剤を特定するためのスクリーニング法が含まれる。作用剤は、アプタマー等の核酸であってもよい。アッセイは、細胞に基づく形式または無細胞形式で実施することができる。例えば、アッセイは、サーチュインを調節することが知られている作用剤によりサーチュインが調節され得る条件下で、サーチュインを試験作用剤と共にインキュベートすること(接触させること)、および試験作用剤の存在下におけるサーチュイン調節のレベルを、試験作用剤の非存在下の場合と比べてモニターまたは決定することを含んでなる場合がある。サーチュイン調節のレベルは、基質を脱アセチル化するサーチュインの能力を決定することにより決定することができる。例示的な基質は、アセチル化ペプチドであり、BIOMOL社(プリマスミーティング、ペンシルベニア州)から取得することができる。好ましい基質には、アセチル化K382を含んでなるもの等の、p53のペプチドが含まれる。特に好ましい基質は、Fluor de Lys−SIRT1(BIOMOL社製)、つまりアセチル化ペプチドArg−His−Lys−Lys(配列番号2)である。他の基質は、ヒトヒストンH3およびH4に由来するペプチドまたはアセチル化アミノ酸である。基質は、蛍光発光性であってもよい。サーチュインは、SIRT1、Sir2、SIRT3、またはその部分であってもよい。例えば、組換えSIRT1は、BIOMOL社から取得することができる。反応は、約30分間実施し、例えばニコチンアミドを用いて停止させることができる。HDAC蛍光活性アッセイ/ドラッグディスカバリーキット(AK−500、BIOMOL Research Laboratories社製)を使用して、アセチル化のレベルを決定することができる。同様のアッセイは、Bittermanら((2002) J. Biol. Chem. 277:45099)に記載されている。アッセイにおけるサーチュイン調節のレベルは、本明細書に記載の1つまたは複数の化合物(別々にまたは同時に)の存在下におけるサーチュイン調節のレベルと比較することができ、それは陽性または陰性対照としての役割を果たすことができる。アッセイで使用されるサーチュインは、全長サーチュインタンパク質またはその部分であってもよい。活性化化合物は、SIRT1のN末端と相互作用すると考えられることが示されているため、アッセイで使用されるタンパク質には、サーチュインのN末端部分、例えばSIRT1のアミノ酸約1〜176または1〜255;Sir2のアミノ酸約1〜174または1〜252が含まれる。
1つの実施形態では、スクリーニングアッセイは、(i)サーチュインが試験作用剤の非存在下で基質を脱アセチル化するのに適切な条件下で、サーチュインを試験作用剤およびアセチル化基質と接触させること;および(ii)基質のアセチル化レベルを決定することを含んでなり、基質のアセチル化のレベルが、試験作用剤の非存在下の場合と比べて試験作用剤の存在下においてより低いことは、試験作用剤がサーチュインによる脱アセチル化を刺激することを示し、基質のアセチル化のレベルが、試験作用剤の非存在下の場合と比べて試験作用剤の存在下においてより高いことは、試験作用剤がサーチュインによる脱アセチル化を阻害することを示す。
in vivoでサーチュインを調節、例えば刺激する作用剤を特定するための方法は、(i)試験作用剤の非存在下でサーチュインが基質を脱アセチル化するのに適切な条件下で、クラスIおよびクラスII HDACの阻害剤の存在下で、細胞を試験作用剤および細胞に進入することが可能な基質と接触させること;および(ii)基質のアセチル化のレベルを決定することを含んでなる場合があり、基質のアセチル化のレベルが、試験作用剤の非存在下の場合と比べて試験作用剤の存在下においてより低いことは、試験作用剤がサーチュインによる脱アセチル化を刺激することを示し、基質のアセチル化レベルが、試験作用剤の非存在下の場合と比べて試験作用剤の存在下においてより高いことは、試験作用剤がサーチュインによる脱アセチル化を阻害することを示す。好ましい基質は、アセチル化ペプチドであり、本明細書に更に記載されているように、好ましくは蛍光発光性でもある。本方法は、基質のアセチル化のレベルを決定するために細胞を溶解することを更に含んでなる場合がある。基質は、約1μM〜約10mM、好ましくは約10μM〜1mM、更により好ましくは約200μM等の約100μM〜1mMの範囲の濃度で細胞に添加することができる。好ましい基質は、アセチル化リジン、例えば、ε−アセチルリジン(Fluor de Lys、FdL)またはFluor de Lys−SIRT1である。クラスIおよびクラスII HDACの好ましい阻害剤は、トリコスタチンA(TSA)であり、これは、約0.01〜100μM、好ましくは1μM等の約0.1〜10μMの範囲の濃度で使用することができる。試験化合物および基質との細胞のインキュベーションは、約10分〜5時間、好ましくは約1〜3時間実施する場合がある。TSAは、クラスIおよびクラスII HDACを全て阻害し、ある基質、例えば、Fluor de Lysは、SIRT2の不良な基質であり、SIRT3〜7の更に不良な基質であるため、そのようなアッセイを使用して、in vivoでSIRT1の調節因子を特定することができる。
5.医薬組成物
本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、1つまたは複数の生理学的に許容される担体または賦形剤を使用して、従来方法で製剤化することができる。例えば、サーチュイン調節化合物ならびにそれらの生理学的に許容される塩および溶媒和物は、例えば、注射(例えば、SubQ、IM、IP)、吸入もしくは吹送(口または鼻のいずれかを通して)、または経口、バッカル、舌下、経皮、経鼻、非経口、または直腸内投与による投与用に製剤化することができる。1つの実施形態では、サーチュイン調節化合物は、標的細胞が存在する部位、つまり特定の組織、器官、または液体(例えば、血液、脳脊髄液等)に、局所的に投与することができる。
サーチュイン調節化合物は、全身性投与および局所的投与または限局性投与を含む様々な投与方法用に製剤化することができる。技術および製剤化は、一般的に、Remington’s Pharmaceutical Sciences, Meade Publishing Co., Easton, PAに見出すことができる。非経口投与の場合、筋肉内、静脈内、腹腔内、皮下を含む注射が好ましい。注射の場合、化合物は、液体溶液、好ましくはハンクス溶液またはリンゲル液等の生理学適合緩衝液中に製剤化することができる。加えて、化合物は、固体形態に製剤化し、使用直前に再溶解または懸濁することができる。凍結乾燥された形態も含まれる。
経口投与の場合、医薬組成物は、例えば、結合剤(例えば、事前にゼラチン化されたトウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース);充填剤(例えば、ラクトース、微結晶セルロース、またはリン酸水素カルシウム);潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、またはシリカ);崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプンまたはデンプングリコール酸ナトリウム);または湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)等の薬学的に許容される賦形剤と共に従来手段により調製される錠剤、ロゼンジ、またはカプセル剤の形態を取っていてもよい。錠剤は、当技術分野で周知の方法によりコーティングすることができる。経口投与用の液体調製物は、例えば、液剤、シロップ剤、または懸濁剤の形態を取っていてもよく、または、使用前に水または他の好適な媒体を用いて構成するための乾燥製品として提供してもよい。そのような液体調製物は、懸濁化剤(例えば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体、または硬化食用脂);乳化剤(例えば、レシチンまたはアカシア);非水性媒体(例えば、アチオンド油(ationd oil)、油状エステル、エチルアルコール、または分留植物油);および保存剤(メチルもしくはプロピル−p−ヒドロキシベンゾアート、またはソルビン酸)等の薬学的に許容される添加剤を用いて従来方法により調製することができる。また、調製物は、適切な場合は、緩衝剤塩、香味剤、着色剤、および甘味剤を含有していてもよい。経口投与用の調製物は、活性化合物の制御放出をもたらすように好適に製剤化してもよい。
吸入(例えば、肺送達)による投与の場合、サーチュイン調節化合物は、好適な推進剤、例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素、または他の好適なガスの使用による、加圧容器または噴霧器からのエアゾルスプレー提供の形態で便利に送達することができる。加圧エアロゾルの場合、用量単位は、定量を送達するためのバルブを備えることにより決定することができる。吸入器または吹送器に使用するための例えばゼラチンのカプセルおよびカートリッジは、化合物と、ラクトースまたはデンプン等の好適な粉末基剤との粉末混合物を含有させて製剤化することができる。
サーチュイン調節化合物は、注射、例えばボーラス注射または持続点滴による非経口投与用に製剤化することができる。注射用製剤は、保存剤が添加された単位剤形、例えばアンプルでまたは多用量容器で提供することができる。組成物は、油性または水性媒体中の懸濁液、溶液、または乳剤等の形態を取っていてもよく、懸濁化剤、安定化剤、および/または分散剤等の製剤用作用剤を含有していてもよい。あるいは、活性成分は、使用前に、好適な賦形剤、例えば無発熱性物質蒸留水を用いて構成するための粉末形態であってもよい。
また、サーチュイン調節化合物は、例えば、カカオ脂または他のグリセリド等の従来の坐剤用基剤を含有する坐剤または停留浣腸剤等の直腸用組成物に製剤化することができる。
以前に記載されている製剤に加えて、サーチュイン調節化合物は、デポー製剤として製剤化することもできる。そのような長期作用製剤は、埋込み(例えば、皮下または筋肉内)または筋肉内注射により投与することができる。したがって、例えば、サーチュイン調節化合物は、好適なポリマー性材料もしくは疎水性材料(例えば、許容される油中の乳剤として)またはイオン交換樹脂と共に、または難溶性誘導体、例えば難溶性塩として製剤化することができる。また、放出制御製剤は、貼付剤を含む。
ある実施形態では、本明細書に記載の化合物は、中枢神経系(CNS)への送達用に製剤化することができる(Begley, Pharmacology & Therapeutics 104: 29-45 (2004)に概説されている)。CNSへの薬物送達の従来手法には、以下のものが含まれる:神経外科的戦略(例えば、脳内注射または脳室内注入);BBBの内因的輸送経路のうちの1つを利用しようとする作用剤の分子操作(例えば、それ自体がBBBを越えることができない作用剤と組み合わせた、内皮細胞表面分子に対して親和性を有する輸送ペプチドを含んでなるキメラ融合タンパク質を産生すること);作用剤の脂質溶解度を増加させることを目的とする薬学的戦略(例えば、水溶性作用剤を脂質またはコレステロール担体に結合すること);および高浸透圧破壊によるBBB完全性の一時的な破壊(頚動脈にマンニトール溶液を点滴すること、またはアンギオテンシンペプチド等の生理活性剤の使用に起因する)。
リポソームは、容易に注射可能な更なる薬物送達系である。したがって、本発明の方法では、活性化合物は、リポソーム送達系の形態で投与することもできる。リポソームは、当業者に周知である。リポソームは、コレステロール、ホスファチジルコリンのステアリルアミン等の様々なリン脂質から形成することができる。本発明の方法に使用可能なリポソームは、これらに限定されないが、小型単層膜小胞、大型単層膜小胞、および多層膜小胞を含む全てのタイプのリポソームを包含する。
レスベラトロールまたはその誘導体等のサーチュイン調節因子の製剤、特に液剤を生産する別の方法は、シクロデキストリンの使用による。シクロデキストリンとは、α−、β−、またはγ−シクロデキストリンを意味する。シクロデキストリンは、Pithaら、米国特許第4,727,064号に詳細に記載されており、この文献は、参照により本明細書に組み込まれる。シクロデキストリンは、グルコースの環式オリゴマーであり、これら化合物は、シクロデキストリン分子の脂肪親和性指向性キャビティーに嵌合することができる任意の薬物と包接複合体を形成する。
迅速崩壊または溶解剤形は、薬学的活性剤の迅速吸収、特に頬側吸収および舌下吸収に有用である。急速溶解剤形は、高齢患者および小児患者等の、カプレットおよび錠剤等の典型的な固形剤形を嚥下するのが困難な患者に有益である。加えて、急速溶解剤形は、例えば、咀嚼可能な剤形に伴う欠点を回避し、活性剤が患者の口に留まる時間は、味覚遮蔽の量の決定、および患者が活性剤の喉のざらざら感を訴え得る程度に重要な役割を果たす。
医薬組成物(化粧用調製物を含む)は、0.001〜10%または0.1%〜5重量%等の約0.00001〜100%の本明細書に記載の1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を含んでなる場合がある。
1つの実施形態では、本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、局所薬物投与に一般的に好適な局所用担体を含有し、当技術分野で公知な任意のそのような物質を含んでなる局所用製剤に組み込まれる。局所用担体は、所望の形態の、例えば軟膏剤、ローション剤、クリーム剤、マイクロエマルジョン剤、ゲル剤、油状物、または液剤等としての組成物を提供するように選択することができ、天然または合成由来のいずれの物質で構成されていてもよい。選択された担体は、局所用製剤の活性剤または他の成分に悪影響を及ぼさないことが好ましい。本明細書での使用に好適な局所用担体の例には、以下のものが含まれる:水、アルコールおよび他の無毒性有機溶媒、グリセリン、鉱油、シリコーン、ワセリン、ラノリン、脂肪酸、植物油、パラベン、およびワックス等。
製剤は、無色無臭の軟膏剤、ローション剤、クリーム剤、マイクロエマルジョン剤、およびゲル剤であってもよい。
サーチュイン調節化合物は、一般的に、典型的にはペトロラタムまたは他の石油派生物に基づく半固形調製物である軟膏剤に組み込むことができる。使用される特定の軟膏基剤は、当業者であれば理解するであろうが、最適な薬物送達を提供することになるものであり、好ましくは、他の所望の特徴、例えば皮膚軟化等も同様に提供することになるものである。他の担体または媒体の場合と同様に、軟膏基剤は、不活性、安定的、非刺激性、非感作性であるべきである。
サーチュイン調節化合物は、一般的には肌表面に摩擦なく塗布される調製物であり、活性剤を含む固形微粒子が水またはアルコール基剤中に存在する典型的には液体または半液体調製物であるローション剤に組み込むことができる。ローション剤は、通常は固形物の懸濁物であり、水中油型の液体油状乳剤を含んでなる場合がある。
サーチュイン調節化合物は、一般的には粘性液体または水中油型もしくは油中水型のいずれかの半固形乳剤であるクリーム剤に組み込むことができる。クリーム剤用基剤は、水洗性であり、油相、乳化相、および水相を含有する。油相は、一般的にペトロラタムおよびセチルまたはステアリルアルコール等の脂肪アルコールで構成されており、水相は、必ずしもそうではないが通常は、容積が油相より多く、一般的に保湿剤を含有する。クリーム剤製剤中の乳化剤は、Remington、上記に説明されているように、一般的には非イオン性、陰イオン性、陽イオン性、または両性の界面活性剤である。
サーチュイン調節化合物は、界面活性剤分子の界面膜により安定化された、一般的に油および水等の2つの不混和性液体の熱力学的に安定した等方的透明分散であるマイクロエマルジョン剤に組み込むことができる(Encyclopedia of Pharmaceutical Technology (New York: Marcel Dekker, 1992), volume 9)。
サーチュイン調節化合物は、一般的に、担体液体の全体にわたって実質的に均一に分布した小型無機粒子(二相系)または大型有機分子(単相ゲル)で作られる懸濁物のいずれかからなる半固体系であるゲル製剤に組み込むことができる。ゲル剤には一般的に水性担体液体が使用されるが、アルコールおよび油も同様に担体液体として使用することができる。
また、製剤には、以下の他の活性剤が含まれていてもよい:例えば、他の抗炎症剤、鎮痛剤、抗菌剤、抗真菌剤、抗生物質、ビタミン、酸化防止剤、ならびにこれらに限定されないが、アントラニラート、ベンゾフェノン(特にベンゾフェノン−3)、カンファー誘導体、シンナマート(例えば、オクチルメトキシシンナマート)、ジベンゾイルメタン(例えば、ブチルメトキシジベンゾイルメタン)、p−アミノ安息香酸(PABA)およびその誘導体、ならびにサリチラート(例えば、サリチル酸オクチル)を含む日焼け止め製剤に一般的に見出される日焼け止め作用剤。
ある局所用製剤には、活性剤は、製剤のおよそ0.25重量%〜75重量%の範囲、好ましくは製剤のおよそ0.25重量%〜30重量%の範囲、より好ましくは製剤のおよそ0.5重量%〜15重量%の範囲、および最も好ましくは製剤およそ1.0重量%〜10重量%の範囲の量で存在する。
眼の状態は、例えば、サーチュイン調節化合物の全身性、局所的、眼内への注射により、またはサーチュイン調節化合物を放出する徐放性デバイスの挿入により、治療または予防することができる。サーチュインタンパク質のレベルおよび/または活性を増加させるサーチュイン調節化合物は、眼の角膜および内部領域、例えば、前眼房、後眼房、硝子体、房水、硝子体液、角膜、虹彩/繊毛、レンズ、脈絡膜/網膜、および強膜等への化合物の浸透を可能にするのに十分な時間にわたって、化合物が眼表面との接触を維持するように、薬学的に許容される眼科用媒体中で送達することができる。薬学的に許容される眼科用媒体は、例えば、軟膏、植物油、または封入材料であってもよい。あるいは、本発明の化合物は、硝子体液および房水に直接注射してもよい。更なる代替形態では、化合物は、眼を治療するための静脈点滴または注射等により全身性に投与してもよい。
本明細書に記載のサーチュイン調節化合物は、無酸素環境で保管してもよい。例えば、レスベラトロールまたはその類似体は、Pfizer,Inc.社製のCapsugel等の、経口投与用気密カプセル中に調製することができる。
例えばサーチュイン調節化合物を用いてex vivoで処理した細胞を、対象体に移植片を投与するための方法に従って投与することができ、それには、例えば、免疫抑制剤薬物、例えばサイクロスポリンAを投与することが伴う場合がある。医薬製剤の基本原則について、読者は、以下を参照されたい:Cell Therapy: Stem Cell Transplantation, Gene Therapy, and Cellular Immunotherapy, by G. Morstyn & W. Sheridan eds, Cambridge University Press, 1996;およびHematopoietic Stem Cell Therapy, E. D. Ball, J. Lister & P. Law, Churchill Livingstone, 2000。
サーチュイン調節化合物の毒性および治療効力は、細胞培養または実験動物において標準的医薬手順により決定することができる。LD50は、集団の50%に対する致死用量である。ED50は、集団の50%で治療上有効な用量である。毒性および治療効果間の用量比(LD50/ED50)は、治療指数である。高い治療指数を示すサーチュイン調節化合物が好ましい。毒性副作用を示すサーチュイン調節化合物を使用してもよいが、非感染細胞に対する損傷可能性を最小限に抑え、それにより副作用を低減するために、そのような化合物を患部組織の部位に標的化する送達系を設計するように注意すべきである。
細胞培養アッセイおよび動物研究から得られるデータを使用して、ヒトで使用する用量の範囲を処方することができる。そのような化合物の用量は、毒性がほとんどまたは全くないED50を含む循環濃度の範囲内にあってもよい。用量は、使用される剤形および使用される投与経路に応じて、この範囲内で変動してもよい。いかなる化合物の場合でも、治療上有効量は、まず細胞培養アッセイから推定することができる。用量は、細胞培養で決定されるIC50(つまり、症状の最大半量阻害を達成する試験化合物の濃度)を含む循環血漿中濃度範囲を達成するように、動物モデルに処方することができる。そのような情報を使用して、ヒトに有用な用量をより正確に決定することができる。血漿中のレベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーにより測定することができる。
6.キット
また、本明細書では、キット、例えば、治療目的のキットまたは細胞寿命を調節またはアポトーシスを調節するためのキットが提供される。キット、例えば、予め測定された用量の1つまたは複数のサーチュイン調節化合物を含んでなる場合がある。キットは、必要に応じて、細胞を化合物と接触させるためのデバイスおよび使用説明書を含んでなる場合がある。デバイスには、注射器、ステント、および対象体(例えば、対象体の血管)にサーチュイン調節化合物を導入するための、または対象体の皮膚にサーチュイン調節化合物を塗布するための他のデバイスが含まれる。
更に別の実施形態では、本発明は、本発明のサーチュイン(sirtruin)調節因子および別の治療剤(併用療法および併用組成物に使用されるものと同じもの)を含んでなる物質の組成物を、別々だが互いに付随する剤形で提供する。本明細書で使用される場合、用語「互いに付随した」は、別々の剤形が、一緒に包装されているか、またはそうでなければ互いに結合されており、そのため別々の剤形が同じ投薬計画の一部として販売および投与されることが意図されていることが直ちに明らかであることを意味する。作用剤およびサーチュイン調節因子は、好ましくは、ブリスターパックまたは他の多室包装中に、または使用者が分離できる(例えば、2つの容器間の点線で引き裂くことにより)接続されている個別の密閉容器(ホイルパウチ等)中に一緒に包装されている。
更に別の実施形態では、本発明は、別々の容器に、a)本発明のサーチュイン調節因子;およびb)本明細書の他所に記載されているもの等の別の治療剤を含んでなるキットを提供する。
本方法の実施には、別様の指定がない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA、および免疫学の従来技術が使用されることになり、それらは当技術分野の技術内にある。そのような技術は、文献に十分に説明されている。例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2nd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press: 1989);DNA Cloning, Volumes I and II (D. N. Glover ed., 1985);Oligonucleotide Synthesis (M. J. Gait ed., 1984);Mullis et al. U.S. Patent No: 4,683,195;Nucleic Acid Hybridization (B. D. Hames & S. J. Higgins eds. 1984);Transcription And Translation (B. D. Hames & S. J. Higgins eds. 1984);Culture Of Animal Cells (R. I. Freshney, Alan R. Liss, Inc., 1987);Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 1986);B. Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984);専門書Methods In Enzymology (Academic Press, Inc., N.Y.);Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells (J. H. Miller and M. P. Calos eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory);Methods In Enzymology, Vols. 154 and 155 (Wu et al. eds.), Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer
and Walker, eds., Academic Press, London, 1987);Handbook Of Experimental Immunology, Volumes I-IV (D. M. Weir and C. C. Blackwell, eds., 1986);Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1986)を参照されたい。
本発明は、今や一般的に記述されているが、以下の例を参照することによって、より容易に理解されるだろう。以下の例は、本発明のある態様および実施形態を説明する目的のために含まれているに過ぎず、いかなる点においても本発明を制限することは意図されていない。
実施例1 物質および方法
ペプチドは全て、BioPeptide社(サンディエゴ、カリフォルニア州)が調製し、分析用HPLC分析により、純粋が少なくとも95%であることが示された。ウシグルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GDH)、α−ケトグルタラート、NADHおよびNADは、Sigma Chemical Company社製だった。全長ヒトSIRT1および生物物理学的研究に使用される切断型SIRT1(183〜664)は、以前に記述されているように調製し、同等の動力学的特性を有することが示された(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)。ニコチンアミダーゼPNC1は、Denuおよび同僚ら(Smith et al. (2009) Anal Biochem 394, 101-109)により記述されるように調製した。
実施例2 STACの構造および合成
図5に関連して使用される化合物1〜20の構造は、化合物表に示されており、21〜26の構造は、表1ならびに図9および11に示されている。10、11、および12の実験手順および特徴付けデータは、本明細書に見出すことができる。SRT1460、SRT1720、SRT2183は、文献の手順に従って調製し(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)、3、23、および24も、文献の手順に従って調製した(Vu et al. (2009) J Med Chem)。化合物25は、構造的に類似した化合物用に記載の手順に従って調製した(Vu et al. (2009) J Med Chem)。化合物3(Nunes et al. (2007)。国際公開第2007/019346号)、4(Bemis et. al. (2008)。国際公開第2008/156866号)、26、13、および14(Vu et al. (2010)。国際公開第2010/003048号)は、関連特許に記載の手順に従って調製した。7の合成は、本明細書に記載されている。
実施例3 等温滴定熱量測定実験
ITC実験は、137mM NaCl、2.7mM KCl、1mM MgCl2、2mM TCEP、5%(容積/容積)グリセロール、および50mM HEPES−NaOH、pH7.3で構成される緩衝液中で26℃にて、VP−ITCシステムまたはiTC200システム(MicroCal社製)のいずれかを使用して実施した。SIRT1(183〜664)を精製し、緩衝液に対して透析し、遠心分離し、実験前に脱気した。ペプチドおよび化合物を、最終透析緩衝液に溶解し、それらのpH値をタンパク質溶液のpHと一致するように調整した。VP−ITCシステムで実施したSTAC/TAMRAペプチド相互作用を特徴付ける典型的な結合実験では、1mM TAMRAペプチドを、8μLの35回等量で(最初のインジェクションを除く、最初のインジェクションは2μLだった)、100μM STACを含有する1.47ml試料セルにインジェクトした。iTC200システムを使用してこの相互作用を特徴付けるために、1mM TAMRAペプチドを、2μLの20回等量で(最初のインジェクションを除く、最初のインジェクションは0.5μLだった)、100μM STACを含有する0.202mL試料セルにインジェクトした。溶解度が不良なSTACの場合、それに応じて濃度を調整した。SRT1460とTAMRAペプチドとの相互作用を特徴付けるために、5mM TAMRAペプチドおよび0.5μM SRT1460を使用して、より高品質のデータを取得した。
VP−ITCシステムでSTACとSIRT1(183〜664)との相互作用を特徴付けるために、100μM酵素を、8μLの35回等量で(最初のインジェクションを除く、最初のインジェクションは2μLだった)、10μM STACを含有する1.47mL試料セルにインジェクトした。iTC200システムでの典型的な結合実験では、100μM酵素を、2μLの20回等量で(最初のインジェクションを除く、最初のインジェクションは0.5μLだった)、100μM STACを含有する0.202mL試料セルにインジェクトした。
全ての場合で、データは、希釈熱を補正し、化学量論(n)、反応のエンタルピー(ΔH)、および計算した結合定数(K)を用いた単一部位結合モデルを使用して、ITC v7.0383のOrigin(Microcal社製)で非線形最小二乗法ルーチンを使用してフィッティングした。
結果
SIRT1活性化に関する本発明者らの研究の課程で、本発明者らは、幾つかのSTACがTAMRAペプチドに結合して、活性化因子:基質複合体を形成することを見出した。この複合体の機械論的重要性を探究するため、TAMRAペプチドに対するSTAC結合のKd値を、効力がEC1.5=0.05から≧100μMの範囲だった20個の活性化因子について、ITCを使用して決定した(これら化合物の構造は、表6を参照)。図4には、代表的なITC滴定が示されている。4の滴定が図4Aに示されており、この滴定では、TAMRAペプチドに対する検出可能な結合は示されていない。これら実験条件下では、この化合物は、TAMRAペプチドに結合する場合でも、控えめに見積もって100μMを超える場合があるK値で結合する。図4Bは、7の滴定であり、36μMのKでTAMRAペプチドに結合することが示されている。このKd値は、0.5μMのK値よりも72倍高い(7の活性化滴定曲線は、図4Bの挿入図を参照)。KとKとの間にこのような矛盾があることは、7による活性化が、基質との結合に依存しないことを示唆する。
図2Aの機序は、図3のシミュレーションにより示されるように、EC1.5値が、K値に依存するはずであることを予測する。これを調査するために、本発明者らは、EC1.5をKの関数としてプロットした(図5)。このプロットに見られるように、活性化効力と、TAMRAペプチドに対するSTACの親和性との間には相関性が存在しない。灰色で強調されているのは、2.5から100μMを超える範囲のK値を有するが、約0.3μMの同じEC1.5値を有する一連の化合物である。これにより、TAMRAペプチドのSIRT1触媒性脱アセチル化を活性化するSTACの能力が、この基質に対するSTACの親和性と無関係であることが明白に示される。
恐らくは、ある構造クラスのSTACの場合、EC1.5とKとの間に相関性が存在する可能性があると推測することができる。そのような相関性は、図5の10と20とを接続する直線を規定することになる。この直線上の特定の化合物の構造を検討することにより、それらが、図5の化合物を含んでなる3つの構造クラス全てを表わすことが明らかにされる。したがって、本発明者らが、STAC構造クラスにより相関性の可能性を解析しようとする場合でもさえも、EC1.5とKとの間には相関性が存在しない。
SIRT1に対する活性化因子の結合は、基質増強と一致しないが、酵素アロステリズムと一致する。試験したおよそ20個の化合物(表6を参照)の中で、ITCを使用してSIRT1(183〜664)と3個のSTACとの相互作用を検出することができた。本発明者らは、4、13、および14が、それぞれ3.0、0.32、および0.43μMと等しいK値で結合することを見出した(要約および構造については、表1を参照)。代表的なものとして、14の実験データが図8Aに示されている。この化合物の場合、本発明者らは、蛍光結合実験も実施することができた。本発明者らは、450nmにおけるこの化合物の発光蛍光が、SIRT1の濃度増加と共に減少したことを観察した(図8B)。これらデータの定量化により、0.27μMのK値の計算が可能になり(図8C)、それはITC測定と一致した。
図2Aの機序は、SIRT1と活性化因子との複合体形成の可能性を排除していることに留意されたい。対照的に、図2Bのアロステリック機序は、そのような複合体形成を含んでいるが、必要とするわけではない。試験した20個のSTACうち3個のみがSIRT1に結合することができ、したがって、この機序と一致する。
表2には、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Xに対するSTAC結合のK値が要約されている。SRT1460を除き、化合物の溶解度は、10%DMSOを含有する溶液でこれらITC実験を行なうことを必要としたことに留意されたい。これらSTACと、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Phe−NHおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHとの相互作用は、C末端アミノ酸のフェニルおよびインドール部分によるものであり、したがって、疎水性効果により主導される可能性が高いことを考慮すると、これらK値は、活性化アッセイが実行されるDMSO濃度である1%DMSOの溶液中でのK値よりも大きい可能性がある。
アミドおよびAMC誘導体の場合、4個のSTACのいずれとも検出可能な相互作用は存在しない。重要なことには、10は、AMC誘導体の脱アセチル化を活性化する。この基質に対する10の結合が存在しないことと合わせると、基質増強による活性化を除外することができる。
X=PheNHの場合、SRT1460に対する結合は存在しないが、基質の脱アセチル化の活性化は存在する。対照的に、10は、この基質に結合するが、その脱アセチル化を活性化しない。最後に、X=TrpNHの場合、SRT1720は、結合するが活性化せず、10は、結合し、かつ活性化する。
TAMRAペプチドの脱アセチル化の活性化と同様に、STACの活性化能力と基質に対するその親和性との間に相関は存在しない。
実施例4 14とSIRT1との相互作用に関する蛍光結合実験
SIRT1(183〜664)を、137mM NaCl、2.7mM KCl、1mM MgCl2、2mM TCEP、5%(容積/容積)グリセロール、および50mM HEPES−NaOH、pH7.3で構成される緩衝液に対して透析した。14を、最終透析緩衝液に溶解し、そのpH値をタンパク質溶液のpHと一致するように調整した。様々な濃度の酵素の非存在下または存在下における14の蛍光発光スペクトルを、315nmで励起させてSpectraMax M5でモニターした。450nmでの蛍光強度変化を、SIRT1(183〜664)の濃度に対してプロットし、標準結合数式を使用してフィッティングした。
実施例5 desTAMRAペプチドを使用した、Sirtris化合物コレクションのスクリーニング
本発明者らのおよそ5,000個のSIRT1活性化因子のコレクションを、BioTrove質量分析システムを使用して、以前に記述されているようにスクリーニングした(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)。このスクリーリングでは、[SIRT1]=5nM、[desTAMRAペプチド]=1μM=K/10、および[NAD=30μM=K/10である。化合物は、10μMで存在し、アッセイは、150mM Tris、5mM DTT、1%DMSO、および0.025%BSAを含有するpH7.4緩衝液中で実施した。
結果
Sirtrisの最初の活性化因子リード構造物を、基質としてTAMRAペプチドを用いた蛍光偏光アッセイを使用したハイスループットスクリーニング戦略で特定した(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)。この20量体は、SIRT1の天然基質である、p53のLys382付近を中心とする。p53に対するTAMRAペプチド配列の修飾を、特にこのアッセイ用に製作した(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716;Marcotte et al. (2004) Anal Biochem 332, 90-99)。最初のスクリーニングヒットの特徴付けおよびその後の全研究は、TAMRAペプチドおよび質量分光法に基づくアッセイを使用して実施した(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)。
これら最初の活性化因子リード化合物付近で構造活性相関が現れたため、これら化合物が、TAMRA部分を欠如したTAMRAペプチド類似体の脱アセチル化を活性化することができるか否かを確かめることが興味深いものとなった。Milneら((2007) Nature 450, 712-716)により報告されたものを含む、本発明者らが最初に試験した幾つかのSTACのうち、desTAMRAペプチドの脱アセチル化を活性化することができたものはなかった。これらの結果は、Pacholecら((2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)により最近報告された結果と一致しており、STACによるSIRT1の活性化は、基質の構造的特徴に強く依存することを示す。しかしながら、Pacholecら((2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)および他者ら(Kaeberlein et al. (2005) J. Biol. Chem. 280, 17038-17045;Beher et. al (2009) Chem Biol Drug Des)は、基質構造に対する活性化の依存性を、基質関連アーチファクトおよびSIRT1活性化の「間接的」機序を反映すると解釈しているが、本発明者らは、これらの結果がSIRT1のアロステリック制御の重要な特徴を明らかにしていると考える。
試験した幾つかのSTACの中には、desTAMRAペプチドの脱アセチル化を活性化したものはなかった。この知見の一般性を試験するために、本発明者らは、本発明者らの5,000個を超えるSTACのコレクションを、このペプチドの脱アセチル化を活性化するそれらの能力についてスクリーニングした。このスクリーニングの結果は、3つの構造的に関連するSTAC:10、11、および12の特定だった。3つの化合物の活性化滴定曲線は、図6に示されており、3つ全てが、それぞれ約2μMおよび2.3のEC50およびRVmax値で、desTAMRAペプチドのSIRT1触媒性脱アセチル化を活性化することを理解することができる。これらの結果により、TAMRA部分を欠如するペプチドは、STACによる活性化を依然として支援することができることが示される。
desTAMRAペプチドは、活性化を依然として支援するが、LysAcのN末端側にビオチン部分が残留する。これは、ビオチンが単独で活性化を支援することができるか否かに関する疑問に答えていない。この疑問に答えるために、本発明者らは、des(ビオチン,TAMRA)ペプチドに対する10、11、および12の効果を検討し、いずれもこの基質の脱アセチル化を活性化しないことを見出した。これは、脱アセチル化がSTACにより活性化されるには、ある程度の立体的大きさを有する化学部分がペプチド基質に存在することが必要であることを示唆する。
実施例6 STACとSIRT1との相互作用の動力学的研究
STACとSIRT1との相互作用を決定するために、2つの動力学的方法を使用した。一方の方法を、TAMRAペプチド、desTAMRAペプチド、des(ビオチン,TAMRA)ペプチド、およびp53−20量体について使用し、ペプチド反応産物を検出するためには、以前に記述されている質量分光法使用した(Milne et al. (2007) Nature 450, 712-716)。他方の方法を、基本構造Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Xのペプチドで使用し、以前に報告されている連続した酵素結合法を使用した(Smith et al. (2009) Anal Biochem 394, 101-109)。この方法では、SRT1産物ニコチンアミドが、PNC1の作用により、まずニコチン酸およびアンモニアに変換され、その後アンモニアは、α−ケトグルタラートをグルタメートに変換するためにGDHにより使用される。この反応は、NADHのNADへの酸化と共に生じ、340nmの吸光度の変化(Δε340=−6,200M−1cm−1)を伴う。
活性化因子を特徴付けるために使用される動力学的実験は、25℃に維持された水ジャケット付の8セルチェンジャーを装備したPerkin Elmer社製Lambda25型分光光度計で実行した。典型的な動力学的実験では、SIRT1を除く反応溶液の全成分を、1mLキュベットに添加し、熱平衡に到達させた。結合系成分の終濃度は、以下の通りだった:1μM PNC1、0.23mM NADH、3.4mM α−ケトグルタラート、および20U/mLウシGDH。この溶液も、本文中に示されている濃度のペプチド基質、NAD.0.、および活性化因子を含有していた。最終DMSO濃度を1%で一定に維持し、これら試験で使用した緩衝液は、50mM HEPES、150mM NaCl、pH7.5だった。系が熱平衡に到達する間に、吸光度をモニターして、バックグラウンド速度の正確な推定を準備し、それをSIRT1の添加後の反応速度から差し引いた。
結果
表3には、この研究で使用した基質の定常状態動力学的パラメーターが要約されている。この表に報告されているパラメーターは全て、PNC1−GDH結合アッセイを使用して決定した。また、4つの20量体の動力学的パラメーターを、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)により最初に記述された質量分光法に基づくアッセイを使用して推定した。それらは、表3に報告されている動力学的パラメーターと一致する。
STACがどのようにSIRT1と相互作用するかに対して、基質構造が強い影響を及ぼすことを示す上記の研究により動機付けられ、XがNH、AMC、PheNH、およびTrpNHであるAc−Arg−His−Lys−LysAc−Xの脱アセチル化をSTACがどのように達成するかを調査した。Ac−Arg−His−Lys−LysAc−AMC(別名Fluor−de−Lys(商標登録)、Biomol社製)は、レスベラトロールが特定および特徴付けられたアッセイで使用された基質であり(Howitz et al. (2003) Nature 425, 191-196)、SIRT1の活性化因子および阻害剤のスクリーニングに広く使用されている。
表4には、単一濃度の22、および5つの基質の脱アセチル化に対する、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)で発表された3つのSTACの効果が要約されている。本発明者らが4つの20量体で観察したのと同様に、特定のSTACが脱アセチル化に対して示す効果は、基質の構造に依存する。例えば、SRT1460は、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Phe−NHおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHの脱アセチル化を活性化するが、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−AMCの脱アセチル化を阻害し、22は、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−AMCおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHの脱アセチル化を活性化するが、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−NHの脱アセチル化を阻害する。
これら観察の幾つかを、完全な滴定曲線で更に調査した。図10Aから、本発明者らは、22が、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−AMCおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHの脱アセチル化を用量依存的様式で活性化することを理解する。同様に、図10Bでは、SRT1460は、Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Phe−NHおよびAc−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHの脱アセチル化を用量依存的に活性化する。これらの結果は、非常に重要であり、STACが、天然アミノ酸のみを含んでなるペプチド基質の脱アセチル化を加速することができることを示している。
実施例7 活性化データの基本的処理
活性化因子滴定を、相対速度(つまり、活性化因子の非存在下での速度vに対する活性化因子Xの存在下での速度Vの比率)対活性化因子の初期濃度[X]としてプロットし、非線形最小二乗法により、数式(1)の酵素活性化の機序非依存的数式にフィッティングした:
式中、RVmaxは、最大相対速度(つまり、無限[X]におけるv/v)であり、EC50は、v/v=(RVmax−1)/2である場合の活性化因子濃度である。EC50は、触媒および活性化の両方の動力学的機序および基質の濃度の関数である。
その不溶性および効力により、RVmaxおよびEC50を正確に推定するのに十分な程度に高い濃度を達成することが妨げられた活性化因子の場合、活性化因子の効力は、1.5倍の活性化を達成するのに必要とされる活性化因子の濃度であるEC1.5として表わすことができる。EC1.5は、以下の数式と等しいことを示すことができ、
したがって、これは、活性化因子の効力を反映し、RVmaxおよびEC50の両方に依存する。RVmaxがほぼ同じである一連の活性化因子の場合、比率EC1.5/EC50は、この一連の活性化因子の全てのメンバーで類似することになり、したがって、EC1.5 EC50のいずれかを、活性化因子の効力の指標として使用することができる。
EC1.5の逆数は、活性化因子の効力の直接的指標であり、以下の数式と等しい:
(EC1.5−1は、標準的定常状態酵素動力学のVmax/Kと類似していることを理解することができる。
実施例8 活性化因子:基質複合体の形成による酵素活性の動力学的モデル
図2Aの機序の速度則は、迅速平衡化を仮定して導き出した数式(4)の表現から開始して導き出すことができる。
基質濃度項は、総基質ではなく、遊離基質に対応することに留意されたい。これは、この機序では、X:Sが、[S]、[X]、およびKに応じて、総基質のかなりの部分を占める場合があるからである。
総基質および遊離基質の点で速度則を表現するために、数式(4)を、数式(5)に示されているように書き直すことができる。
この展開は、本発明者らが、[S]、[X]、およびKの点で[S]を表現することができれば、完成することになる。これは、Kの定義から開始し、数式(6)に示されている:
無論、数式(6)は、二次方程式として表現することができ:
これは、以下の解を有する。
結果
SIRT1活性化の「間接的」機序の中心的特徴は、X:S、活性化因子と基質との複合体である(図2Aを参照)。この機序を検討すると、活性化はX:S形成により主導されることが示され、それは、より低いK値を示すX:S複合体が、より強力な活性化をもたらすはずであることを意味する。したがって、本発明者らは、図2Aの機序の場合は、EC50とKとの間に正の相関性があると予想するべきである。これを試験するため、本発明者らは、数式(8)の遊離基質の表現、および式の両側を対照速度v/[E]=k[S]/(k+[S])で除算して、相対速度v/vの表現を得た改良型の数式(5)を使用して、活性化因子滴定曲線をシミュレートした。
これら曲線は図3に示されており、以下のパラメーター指定を用いて生成した:Kには、数値5μMを割り当て、このKはTAMRAペプチドのKであり;STACによる活性化は、主にK低下の結果であり、kには変化がほとんどないかまたは全くないことが観察されたため、γには1の値を割り当て;Km,xには、Kよりも20倍小さい0.25μMの値を割り当て、STACによるSIRT1活性化が主にKの低下に起因するという実験的観察をここでも重視した。[S]=K/10=0.5μMとし、これは、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)およびPacholecら((2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)の両方の研究で使用された濃度である。最後に、Kは、3から300μMまで変動させ、この範囲は、STACとTAMRAペプチドとの相互作用について測定された値の範囲を包含する。この機序の場合に予想されるように、シミュレーションは、EC50がKdと正相関することを示す。
実施例9 アロステリック機序による酵素活性化の動力学的モデル
図2Bの機序の速度則は、迅速平衡化を仮定して導き出すことができ、数式(9)に示されている。
式中、
である。
結果
基質(susbtrate)増強が、10またはSRT1460によるTAMRAペプチドのSIRT1触媒性脱アセチル化の活性化を説明することができるか否かを決定するために、図2Aの間接的機序の妥当性を評価した。化合物10およびSRT1460が、本研究におけるSTACの基質親和性の2つの極値、2.5および140μMのK値をそれぞれ示すため、化合物10およびSRT1460を選択した。
図6は、10によるSIRT1の活性化の滴定曲線を示す。[S]を0.5μMの実験値に設定し、Kを5μMに制限して、データセットを数式(5)にフィッティングすると、残りのパラメーターの最適フィッティング推定が以下のように算出された:K=53±8μM、km,x=0.035±0.011μM、およびγ=0.69±0.08。直ちに明らかになることは、Kの最適フィッティング値が、実験的に測定された2.5μMのK値よりも20倍高いということである。Kを2.5μMに制限すると、非線形最小二乗法フィッティングは収束せず、K=2.5μMを示すSTACのデータを説明することができるkm,xおよびγの値が存在しないことを示した。
本研究におけるSTACのKの他方の極値は、SRT1460で生じ、140μMのK値を示す。図2Aの機序がそのような活性化因子を説明することができるか否かを決定するために、本発明者らは、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)に報告されている活性化滴定曲線を数式(5)の表現にフィッティングした。この曲線は、図7Aに再現されている。10の滴定曲線とは対照的に、これらのデータは、図2Aの機序の速度則にフィッティングすることができた。このフィッティングでは、以下の制限を使用した:K=140μM、実験的に決定された値;[S]=0.5μM、実験で使用した濃度;およびK=14.5μM、実験的に決定された値(つまり、図7Bからの対照)。これら制限を用いて、本発明者らは、Km,x=90nMおよびγ=0.20であることを見出した。
図2Aの機序が、SRT1460の場合に、上記の分析が示唆するように実際に機能するか否かを確かめるために、本発明者らは、初速度が、幾つかの一定濃度のSRT1460で、基質濃度の機能として決定された別のタイプの活性化実験のデータを検討した。図2Aの機序がSRT1460の場合に成り立つとすれば、2つのタイプの実験のパラメーター推定は同じでなければならない。本発明者らが検討したデータセットも、Milneら((2007) Nature 450, 712-716)に由来するものであり、図7Bに示されている。このデータを数式(5)にグローバルフィッティングして、以下の結果を得た:Km,x=1.0±0.1μMおよびγ=1.53±0.07。このフィッティングでは、Kには、実験的に決定された140μMの値を割り当て、KmおよびVmaxには、[SRT1460]=0を用いた曲線からの値を割り当てた(表5を参照)。
2つのタイプの活性化実験には、活性化パラメーターkm,xとγの間に非常に大きな矛盾があることに留意されたい。Km,x=0.090μMおよびγ=0.20が活性化因子滴定曲線の分析から導き出され、km,x=1.0およびγ=1.53が、一定濃度の活性化因子でのミカエリス−メンテンプロット分析から導き出された。したがって、図2Aの機序は、SRT1460による活性化を、内部的に一貫した結果に結び付く様式で説明することができない。
酵素アロステリズムは、SRT1460によるTAMRAペプチドのSIRT1触媒性脱アセチル化の活性化を説明することができる。活性化のアロステリック機序の速度則を使用して、図7Bのデータをフィッティングすると、以下の最適フィッティングパラメーターが得られる:K=8.7±0.8μM、β=0.26±0.02、およびγ=1.48±0.04。数式(9)およびこれらパラメーターを使用して引かれた直線は、データに対して優れたフィッティングを示す。これら直線は、個々のフィッティングおよび表5のパラメーター推定から引いた直線と一致する。
STACによる活性化が、ペプチド配列に依存し得る可能性、および天然基質に対応する配列を有するペプチドにのみ生じ得る可能性を検討するために、本発明者らは、p53−20量体のSIRT1触媒性脱アセチル化を活性化するそれらの能力について、10、11、および12を試験した。重要なことには、これらの3つの化合物は、この反応を阻害する(図9を参照)。これらの結果は、非活性部位リガンドが活性化因子または阻害剤として作用するか否かが、比率γ/βにより決定される図2Bのアロステリック機序と一致している。すなわち、活性化は、γ/β>1の場合に観察され、阻害は、γ/β<1の場合に観察される。図2Aの機序には、酵素と調節因子との複合体の形成に対する準備がないため、阻害を説明することができないことに留意されたい。基質枯渇による阻害(つまり、X:Sは基質ではなく、基質の「捨て場(sink)」として作用するに過ぎない)が、形式的には可能であるが、Pacholecら((2010) J. Biol. Chem. 285, 8340-8351)が指摘するように、STACが、TAMRAまたは他の「大きい」基を有していないペプチドには結合しないため、基質枯渇による阻害は除外されることに留意すべきである。
実施例10 SIRT1の構造モデル
Swiss−Pdb Viewer4.0.1(Guex and Peitsch (1997) Electrophoresis 18, 2714-2723)を使用し、ACS2ペプチドが結合したSIRT3構造(PDB id.3GLR)(Jin et al. (2009) J. Biol. Chem. 284, 24394-24405)をテンプレートとして用いてSIRT1相同性モデルを作成した。Ac−Arg−His−Lys−LysAc−Trp−NHペプチドを、A.フルギダス(A.Fulgidus)SIR2構造(PDB id.1MA3)(Avalos et al. (2002) Mol Cell 10, 523-535)と結合したp53ペプチド、およびSIRT3構造(PDB id.3GLR)(Jin et al. (2009) J. Biol. Chem. 284, 24394-24405)に結合したACS2ペプチドに基づいてモデル化した。
実施例11 2−ブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミド(X)の調製:
ステップ1)2−ブチル−6−ヒドロキシピリミジン−4−カルボキシル酸の合成:
21.0g(100mmol)のオキサロ酢酸ジエチルナトリウム塩に、80mLの水を添加した。この撹拌懸濁液に、16mLの6.25M(100mmol)NaOH(aq.)を周囲温度にて1分間にわたって添加した。微量の不溶解オキサロ酢酸エステルしか残らなくなるまで、混合物を10分間撹拌し、オレンジ色の溶液を得た。これに、13.9g(100mmol)n−ペンタンアミジン塩酸塩の20mL水溶液を添加した。反応をpH計でモニターし、必要に応じて、追加の6.25M NaOHを添加して、pHを10〜11に維持した。周囲温度で22時間撹拌した後、混合物を氷浴で冷却し、その後pH=2になるまで12M HClを添加し、白色沈殿を得た。これをろ過し、50mLの水で洗浄し、その後フィルター上で1時間乾燥した。白色固形物を50mLのヘプタンに懸濁し、ディーン−スタークトラップを用いて、水がそれ以上トラップに収集されなくなるまで、1barで蒸留した。懸濁液を冷却し、ろ過し、フィルター上で乾燥して、8.13g(41%)の2−ブチル−6−ヒドロキシピリミジン−4−カルボキシル酸を得た。C12のMS(ESI)計算値:196;測定値:197[M+H]。
ステップ2)2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボニルクロリドの合成:
5.0g(25.48mmol)の2−ブチル−6−ヒドロキシピリミジン−4−カルボキシル酸に、35mLのオキシ塩化リンを添加した。反応を105℃で1時間撹拌し、その後減圧下で濃縮した。暗色残渣を50mLヘプタンに懸濁し、その後減圧下で濃縮して、残りのオキシ塩化リンのほとんどを除去した。次に、残渣を100mLのヘプタンに懸濁し、水で(3×25mL)、その後ブライン(1×25mL)で抽出した。有機層をMgSOで乾燥し、ろ過し、減圧下で濃縮して、5.1g(86%)の2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボニルクロリドを得た。C10ClOのMS(ESI)計算値:233;測定値:234[M+H]。
ステップ3)6−(ブロモメチル)−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジンの合成:
以前に公開されている国際公開第2007/019346の手順に従って調製した。
ステップ4)tert−ブチル4−((2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
2.73g(13.56g)のtert−ブチル4−ヒドロキシピペリジン−1−カルボキシラート、4.75g(13.56mmol)の6−ブロモメチル−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン、230mg(0.68mmol)のテトラブチルアンモニウム重硫酸塩、および5.42g(135.6mmol)の水酸化ナトリウムの混合物に、15mLのトルエンおよび5.4mLの水を添加した。2つの層をよく混合するのに十分な速度で周囲温度にて反応を撹拌した。15時間後、反応を100mLの1M HCl(aq.)で希釈し、その後酢酸エチル(3×25mL)で抽出した。混合した酢酸エチル層を、水(1×25mL)およびブライン(1×25mL)に戻して抽出し、MgSOで乾燥し、ろ過し、濃縮して、オレンジ色油状物にした。これを、中圧シリカゲルクロマトグラフィー(240gのプレパックカラム)で精製し、50%酢酸エチル:ヘプタンの定組成混合物で溶出した。tert−ブチル4−ヒドロキシピペリジン−1−カルボキシラートおよび産物が共溶出した。産物を含有する画分を貯留し、濃縮し、その後粗産物を20mLの高温酢酸エチルに溶解し、等容積のヘプタンで希釈した。tert−ブチル4−((2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートを結晶化して、3.64gの黄色固形物を得た。509mgの第2の生産物は、第1の生産物と同様に純粋だった。合計4.15g(65%)C2326SのMS(ESI)計算値:470;測定値:471[M+H]。
この基本手順を使用し、適切なヒドロキシル成分を選択することにより、様々な2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン誘導体を合成することができる。
ステップ5)tert−ブチル4−((2−(2−アミノフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
3.64g(7.74mmol)のtert−ブチル4−((2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートに、2.13g(38.7mmol)の鉄粉末、497mg(9.23mmol)の塩化アンモニウムを添加し、その後20mLのイソプロパノールおよび4mLの水を添加した。反応を還流で1.75時間加熱し、その後4mLの4M NaOH(aq.)を添加した。混合物を還流で5分間加熱し、その後ろ過した。固形物を50mLのCHClと共に10分間混合し、その後混合物をろ過した。水性イソプロパノール混合物を減圧下で濃縮して、ほとんどのアルコールを除去し、その後残りの溶液を15mLの水で希釈した。水性懸濁液をCHClろ過液と共に震とうし、その後ろ紙でろ過した。その後、CHCl層を、水(1×15mL)、2M NaOH(aq.)(1×15mL)、およびブライン(1×15mL)で抽出し、その後減圧下で濃縮して泡状物にした。それを、30mL酢酸エチルおよび30mLペンタンの混合物に溶解し、その後2M NaOH(3×15mL)およびブライン(1×15mL)で抽出し、MgSOで乾燥し、ろ過し、濃縮して黄色固形物にした。粗産物を15mLのCHClに懸濁し、その後120gのシリカゲルMPLCカラムに負荷し、40−50%ペンタン:酢酸エチル勾配で溶出した。産物を含有する画分を濃度した後、65mLの酢酸エチルから再結晶して、795mg(23%)のtert−ブチル4−((2−(2−アミノフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートを得た。C2328SのMS(ESI)計算値:440;測定値:441[M+H]。
ステップ6)tert−ブチル4−((2−(2−(2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボキサミド)フェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
795mg(1.80mmol)のtert−ブチル4−((2−(2−アミノフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの8mL CHCl溶液に、0.45mL(3.2mmol)のトリエチルアミンを添加し、その後505mg(2.17mmol)の2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボニルクロリドの2mL CHCl溶液を添加した。1.25時間後、反応を30mLのメタノールで希釈して、結晶性沈澱を得た。沈殿物をろ過し、15mLのメタノールで洗浄し、フィルター上で乾燥して、tert−ブチル4−((2−(2−(2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボキサミド)フェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラート1.04g(91%)を得た。C2328SのMS(ESI)計算値:440;測定値:441[M+H]。
この基本手順を使用し、適切な酸塩化物と結合させることにより、3−(2−(メチルアミノ)エチルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ベンズアミドおよび3,4−ジメトキシ−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ベンズアミドを調製した。ステップ4でジメチルアミンと結合させることにより、N−(2−(6−((ジメチルアミノ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)キノキサリン−2−カルボキサミドを、同様にこの経路で調製した。
ステップ7)tert−ブチル4−((2−(2−(6−(1−(tert−ブトキシカルボニル)ピペリジン−4−イルアミノ)−2−ブチルピリミジン−4−カルボキサミド)フェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イルメトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
709mg(1.11mmol)のtert−ブチル4−((2−(2−(2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボキサミド)フェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートおよび267mg(1.33mmol)のtert−ブチル4−アミノピペリジン−1−カルボキシラートの混合物に、7mLのDMSOおよび0.40mL(2.24mmol)のN,N−ジイソプロピル−N−エチルアミンを添加した。混合物を、N下で4時間100℃に加熱した。反応をH NMRによりモニターした。反応の等量を取り出し、CDClに溶解し、その後6ppmのダウンフィールド領域の共鳴を観察した。出発物質が消費された後、反応を35mLの水で希釈して、顆粒状沈殿物を得た。これをろ過し、25mLの水で洗浄して、淡褐色固形物を得た。粗固形物を、30mLのイソプロパノールから再結晶し、その後産物を60mLの冷却イソプロパノールで洗浄して、674mg(76%)のtert−ブチル4−((2−(2−(6−(1−(tert−ブトキシカルボニル)ピペリジン−4−イルアミノ)−2−ブチルピリミジン−4−カルボキサミド)フェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートを得た。C4256SのMS(ESI)計算値:801;測定値:802[M+H]。
ステップ8)2−ブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミド(X)の合成:
600mg(0.75mmol)のtert−ブチル4−((2−(2−(6−(1−(tert−ブトキシカルボニル)ピペリジン−4−イルアミノ)−2−ブチルピリミジン−4−カルボキサミドフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−6−イル)メトキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートに、5mLのトリフルオロ酢酸を、激しい気体発生を制御するためにゆっくりと添加した。溶液を周囲温度で10分間撹拌し、溶媒を50℃にて減圧下で除去した。残渣を12mLの飽和NaHCO3(aq.)で希釈し、pH=8の油状懸濁液を得た。これを、80℃で60分間撹拌および加熱し、その後周囲温度に冷却して、淡黄色沈殿物を得た。沈殿物をろ過し、その後水に懸濁し、再びろ過した(3×20mL)。湿潤固形物をフィルター上で18時間吸引することにより乾燥して、364mg(81%)の2−ブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミドを得た。C3240SのMS(ESI)計算値:600;測定値:601[M+H]。
実施例12 2−イソブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミド(XI)の調製:
ステップ6で6−クロロ−2−イソブチルピリミジン−4−カルボニルクロリドを代用することにより、2−ブチルピリミジン類似体の場合と同様の手順で調製した。イソバレリルアミジン塩酸塩から開始し、2−ブチル−6−クロロピリミジン−4−カルボニルクロリドについて記述されているのと同じ2ステップ手順を使用して、酸塩化物を調製した。最終産物を、逆相HPLCで精製し、その後、産物を含有する画分を濃度前にHCl水溶液で処理して、2−イソブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミドの2HCl塩を得た。C3240SのMS(ESI)計算値:600;測定値:601[M+H]。
実施例13 2−ブチル−6−(2−(メチルアミノ)エチルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミド(XII)の調製:
ステップ7で(N−Boc−N−メチル)エチレンジアミンを代用して、2−ブチル−6−(ピペリジン−4−イルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミドの場合と同様の手順で調製した。最終産物を、逆相HPLCで精製し、その後産物を含有する画分を濃縮の前にHCl水溶液で処理して、2−ブチル−6−(2−(メチルアミノ)エチルアミノ)−N−(2−(6−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)ピリミジン−4−カルボキサミドを2HCl塩として得た。C3038SのMS(ESI)計算値:575;測定値:576[M+H]。
実施例14 N−(2−(6−(((R)−3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)−3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンズアミド(V)の調製:
ステップ1)3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)安息香酸の合成:
HCl塩としての(R)−キヌクリジン−3−オール(1g、6.11mmol)を、5mL HOに溶解し、NaHCO(0.51g、6.11mmol)で中和し、混合物を凍結乾燥した。残渣をEtOHで抽出し、EtOH層を濃縮して、(R)−キヌクリジン−3−オールを遊離塩基として得、その後それを、DIAD(2.4mL、12.22mmol)、PPh(1.6g、12.22mmol)、およびメチル3−ヒドロキシベンゾアート(0.93g、7.33mmol)と共に30mLのTHFに溶解した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。その後それを濃縮し、CHClおよび2N HCl間に分配した。水層を分離し、洗浄した(1×CHCl)。水層をNaHCOで中和し、CHClで抽出した。有機層をNaSOで乾燥し、濃縮して、メチル3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンゾアート(0.85g、53.2%)を粗物質として得た。粗物質を、LiOH水溶液を有するエタノール中での標準的塩基性加水分解条件にかけ、還流させた。完了時に、反応を室温に冷却し、5N HClで中和して、3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)安息香酸を得た。
ステップ2)3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンゾイルクロリドの合成:
3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)安息香酸(1当量)を、CH2Cl2に懸濁し、この溶液に、塩化オキサリル(2.35当量)および2滴のDMFを添加した。室温で1時間後、溶媒を減圧下で除去し、その結果生じた残渣を30分間高減圧下において、3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンゾイルクロリドを得た。
ステップ3)(R)−6−((3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジンの合成:
以前に公開されている国際公開第2007/019346号に類似した手順により調製した。6−(ブロモメチル)−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン(1当量)および(R)−3−フルオロピロリジン(1当量)を、EtN(1当量)と共にアセトニトリルに溶解し、50℃で4時間加熱した。反応を室温に冷却し、更に60時間撹拌した。シリカゲルクロマトグラフィー(petエーテル:EtOAc:EtN)で精製することにより、(R)−6−((3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジンを得た。C1715FNO2SのMS(ESI)計算値:358;測定値:359[M+H]。
ステップ4)N−(2−(6−(((R)−3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)−3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンズアミド(V)の合成:
以前に公開されている国際公開第2007/019346号に類似した手順により調製した。(R)−6−((3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)−2−(2−ニトロフェニル)チアゾロ[5,4−b]ピリジンを、上述の標準的鉄還元条件にかけて、(R)−2−(6−((3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)アニリンを得た。アニリン(1当量)をCHClに溶解し、トリエチルアミン(1.8当量)を添加した。その後、3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンゾイルクロリド(0.8当量)のCHCl溶液を添加した。1.25時間後、反応を30mLのメタノールで希釈して、結晶性沈澱を得た。沈殿物をろ過し、メタノールで洗浄し、フィルター上で乾燥して、N−(2−(6−(((R)−3−フルオロピロリジン−1−イル)メチル)チアゾロ[5,4−b]ピリジン−2−イル)フェニル)−3−(キヌクリジン−3−イルオキシ)ベンズアミドを得た。C3132FNSのMS(ESI)計算値:558;測定値:559[M+H]。
実施例15 N−(2−(3−(ピペラジン−1−イルメチル)イミダゾ[2,1−b]チアゾール−6−イル)フェニル)ビフェニル−3−カルボキサミド(I)の調製:
Perniら(J. Med. Chem., 2009, 52, 1275-1283);国際公開第2007/019346号により以前に報告されたのと同様の手順で調製した。
この基本手順を使用し、適切な酸塩化物およびアミン成分を選択することにより、N−(2−(3−(ピペラジン−1−イルメチル)イミダゾ[2,1−b]チアゾール−6−イル)フェニル)オキサゾロ[4,5−b]ピリジン−2−カルボキサミドおよびN−(2−(3−(2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イルメチル)イミダゾ[2,1−b]チアゾール−6−イル)フェニル)−4−メチル−2−(ピリジン−3−イル)チアゾール−5−カルボキサミドを調製した。
実施例16 N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−2−(6−(ピペラジン−1−イル)ピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド(XX)の調製:
ステップ1)2−(6−クロロピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸の合成:
以前に公開されている国際公開第2010/003048号の手順により調製した。
この基本手順を使用して、類似体2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸を調製した。
ステップ2)2−(6−クロロピリジン−3−イル)−N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミドの合成:
以前に公開されている国際公開第2010/003048号の経路に類似した経路により調製した。2−(6−クロロピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸(250mg、0.91mol)を、4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(170.57mg、0.91mmol)およびHATU(695.06mg、1.83mmol)と共にDMF(5mL)に溶解した。DIEA(0.32mL、1.83mmol)を添加し、反応を室温で一晩撹拌した。反応混合物を水で希釈し、その結果生じた固形物を減圧ろ過により収集した。シリカゲルクロマトグラフィー(ペンタン/EtOAc)で精製して、2−(6−クロロピリジン−3−イル)−N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミドを得た。C2111ClFOのMS(ESI)計算値:442;測定値:443[M+H]。
この基本的アミドカップリングを使用し、適切な酸およびアミン成分を選択することにより、様々な1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド誘導体を製作することができる。
ステップ3)tert−ブチル4−(5−(4−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニルカルバモイル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−2−イル)ピリジン−2−イル)ピペラジン−1−カルボキシラートの合成:
以前に公開されている国際公開第2010/003048号の経路により調製した。2−(6−クロロピリジン−3−イル)−N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド(1当量)およびtert−ブチルピペラジン−1−カルボキシラート(1当量)をDMSO中に含有する混合物を、140℃、25分間マイクロ波反応器中で撹拌した。反応を室温に冷却し、水で希釈した。その結果生じた固形物をろ過により収集し、水で洗浄し、減圧下で乾燥して、tert−ブチル4−(5−(4−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニルカルバモイル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−2−イル)ピリジン−2−イル)ピペラジン−1−カルボキシラートを得た。C3028のMS(ESI)計算値:592;測定値:593[M+H]。
ステップ4)N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−2−(6−(ピペラジン−1−イル)ピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド(XX)の合成:
以前に公開されている国際公開第2010/003048号の経路により調製した。tert−ブチル4−(5−(4−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニルカルバモイル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−2−イル)ピリジン−2−イル)ピペラジン−1−カルボキシラート(0.04mmol)をメタノールHCL(3N、2mL)中に含有する混合物を、18時間室温で撹拌した。沈殿した固形物を、ろ過により収集し、メタノールで洗浄し、乾燥して、N−(4−シアノ−3−(トリフルオロメチル)フェニル)−2−(6−(ピペラジン−1−イル)ピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミドを得た。C2520OのMS(ESI)計算値:491;測定値:492[M+H]。
上記の基本手順を、N−(6−メトキシベンゾ[d]チアゾール−2−イル)−2−(6−(ピペラジン−1−イル)ピリジン−3−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミドおよび2−(2−モルホリノピリジン−4−イル)−N−(3−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミドの調製に使用した。
実施例17 2−(2−モルホリノピリジン−4−イル)−N−(3−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド(XVII)の調製:
ステップ1)tert−ブチル4−(3−アミノベンジルオキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
(3−ニトロフェニル)メタノール(1g、6.55mmol)およびピリジン(19.59mmol)の混合物を、CHClに溶解し、0℃に冷却した。4−トルエンスルホニルクロリド(1.57g、7.18mmol)を、0℃で滴加し、添加完了後に、反応を加温して室温した。完了時に反応を濃縮し、CHClに希釈し、反応を停止させ、高減圧下で乾燥し、いかなる更なる精製をせずに次に持ち越した。
1−Boc−4−ヒドロキシピペルジン(hydroxypiperdine)(1.5g、6.55mmol)のCHCl撹拌溶液に、NaH(0.19g、7.73mmol)を0℃にて数回に分けて添加し、その後更に10分間撹拌させ、その時点で3−ニトロベンジル4−メチルベンゼンスルホナートを添加した。その後、以前に上述され、以前に国際公開第2010/003048号で公開された標準的鉄還元および脱保護手順を行った。C1726のMS(ESI)計算値:306;測定値:307[M+H]。
ステップ2)tert−ブチル4−(3−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド)ベンジルオキシ)ピペリジン−1−カルボキシラートの合成:
以前に公開された国際公開第2010/003048号と類似の経路により調製した。上記の基本アミド手順を参照されたい。C3032ClNのMS(ESI)計算値:561;測定値:562[M+H]。
ステップ3)2−(2−モルホリノピリジン−4−イル)−N−(3−((ピペリジン−4−イルオキシ)メチル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキサミド(XVII)の合成:
以前に公開された国際公開第2010/003048号と類似の経路により調製した。上述の基本アミド手順を参照されたい。C2932のMS(ESI)計算値:512;測定値:513[M+H]。
実施例18 N−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−4−(ピペラジン−1−イルメチル)ベンズアミドトリヒドロクロリド(XIV)の合成:
ステップ1)2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸の調製:
2,3−ジアミノ安息香酸(1.07g、7.06mmol)、2−クロロイソニコチンアルデヒド(1.0g、7.06mmol)、およびNa(1.75g、9.18mmol)を、DMF(40mL)に溶解し、100℃で18時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、HO(100mL)で希釈した。その結果生じた混合物を、室温で1時間撹拌し、ろ過した。収集した固形物を、水で洗浄し、乾燥して、2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸を固形物として得た(1.14g、59%収率)。C13ClNのMS(ESI)計算値:273;測定値:274[M+H]。
ステップ2)ベンジル2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバマートの調製:
2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−カルボキシル酸(1.14g、4.17mmol)およびトリエチルアミン(0.64mL、4.58mmol)のトルエン(15mL)溶液に、DPPA(0.9mL、4.17mmol)を滴加した。混合物を室温で18時間撹拌し、その後加熱して2時間還流した。ベンジルアルコール(0.65mL、6.25mmol)を添加し、その結果生じた混合物を加熱して18時間還流し、濃縮して乾燥し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(石油エーテル中9〜17%酢酸エチル)で精製して、ベンジル2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバマートを黄色固形物(0.69g、44%収率)として得た。C2015ClNのMS(ESI)計算値:378;測定値:379[M+H]。
ステップ3)2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミンの調製:
ベンジル2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバマート(0.69g、1.82mmol)、HBr(8mL、酢酸中33重量%)、および酢酸(5mL)の混合物を、室温で0.5時間撹拌し、固形物をろ過により収集した。固形物をNaHCO水溶液(飽和)と共に0.5時間撹拌し、ろ過により収集し、2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミンを黄色固形物(0.4g、90%収率)として得た。C12ClNのMS(ESI)計算値:244;測定値:245[M+H]。
ステップ4)tert−ブチル4−(4−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートの調製:
2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミン(250mg、1.02mmol)、4−((4−(tert−ブトキシカルボニル)ピペラジン−1−イル)メチル)安息香酸(360mg、1.12mmol)、およびHATU(583mg、1.53mmol)のDMF(10mL)溶液に、N,N’−ジイソプロピルエチルアミン(0.5mL、3.06mmol)を添加した。混合物を、室温で18時間撹拌し、水(40mL)で希釈し、CHCl(10mL×3)で抽出した。混合した有機物層をブラインで洗浄し、乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(石油エーテル中17%〜50%酢酸エチル)で精製して、tert−ブチル4−(4−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートを、黄色固形物(270mg、48%収率)として得た。C2931ClNのMS(ESI)計算値:546;測定値:547[M+H]。
ステップ5)tert−ブチル4−(4−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートの調製:
tert−ブチル4−(4−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラート(100mg、0.18mmol)N,N−ジメチルプロパン−1,3−ジアミン(0.5mL)のピリジン(2mL)溶液をマイクロ波で加熱した(160℃×2時間)。溶液を濃縮し、調製用TLCで精製して、tert−ブチル4−(4−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートを黄色固形物(40mg、36%収率)として得た。C3444のMS(ESI)計算値:612;測定値:613[M+H]。
ステップ6)N−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−4−(ピペラジン−1−イルメチル)ベンズアミドトリヒドロクロリド(XIV)の調製:
tert−ブチル4−(4−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラート(37mg、0.06mmol)のメタノール(1.0mL)溶液を、4M HCl/MeOH(2mL)に添加した。混合物を1時間撹拌し、沈殿物をろ過により収集して、N−(2−(2−(3−(ジメチルアミノ)プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−4−(ピペラジン−1−イルメチル)ベンズアミドトリヒドロクロリドをHCl塩として得た(31mg、83%収率)。C2936OのMS(ESI)計算値:512;測定値:514[M+H]。
実施例19 4−(ピペラジン−1−イルメチル)−N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)ベンズアミドジヒドロクロリド(XVI)の調製:
ステップ1)2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミンの調製:
2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミン(70mg、0.29mmol)およびプロピルアミン(0.11mL、1.43mmol)のNMP(1mL)溶液を、マイクロ波で加熱した(250℃×20分間)。混合物を水に注ぎ、酢酸エチルで抽出し、ブラインで洗浄し、乾燥した。残渣を調製用TLCで精製して、2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミンを黄色固形物(48mg、62%収率)として得た。C1517のMS(ESI)計算値:267;測定値:268[M+H]。
ステップ2)tert−ブチル4−(4−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートの調製:
2−(2−プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミン(28mg、0.1mmol)、4−((4−(tert−ブトキシカルボニル)ピペラジン−1−イル)メチル)安息香酸(20.2mg、0.13mmol)、およびHATU(60mg、0.16mmol)のDMF(5mL)溶液に、N,N’−ジイソプロピルエチルアミン(0.05mL、0.31mmol)を添加した。混合物を室温で18時間撹拌し、水で希釈し、その結果生じた沈殿物をろ過より収集し、乾燥した。固形物を調製用TLC(CHCl中6.25%MeOH)で精製して、tert−ブチル4−(4−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラートを黄色固形物(30mg、53%収率)として得た。C3239のMS(ESI)計算値:569;測定値:570[M+H]。
ステップ3)4−(ピペラジン−1−イルメチル)−N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)ベンズアミドジヒドロクロリド(XVI)の調製:
tert−ブチル4−(4−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)ベンジル)ピペラジン−1−カルボキシラート(30mg、0.05mmol)のHCl/MeOH(2mL)溶液を、0.5時間撹拌した。形成された沈殿物をろ過により収集し、アセトンで洗浄し、乾燥して、4−(ピペラジン−1−イルメチル)−N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)ベンズアミドジヒドロクロリドをHCl塩として得た(20mg、97%収率)。C2731OのMS(ESI)計算値:469;測定値:471[M+H]。
実施例20 N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−3−(ピロリジン−3−イル)ベンズアミドヒドロクロリド(XV)の調製:
ステップ1)tert−ブチル3−(3−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラートの調製:
2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−アミン(200mg、0.82mmol)、3−(1−(tert−ブトキシカルボニル)ピペラジン−3−イル)安息香酸(262mg、0.9mmol)、およびHATU(466mg、1.23mmol)のDMF(5mL)溶液に、N,N’−ジイソプロピルエチルアミン(0.4mL、2.45mmol)を添加した。混合物を室温で18時間撹拌し、水で希釈し、その結果生じた沈殿物をろ過より収集した。固形物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(石油エーテル中25%〜50%酢酸エチル)で精製して、tert−ブチル3−(3−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラートを黄色固形物(345mg、81%収率)として得た。C2828ClNのMS(ESI)計算値:517;測定値:518[M+H]。
ステップ2)tert−ブチル3−(3−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラートの調製:
tert−ブチル3−(3−(2−(2−クロロピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラート(100mg、0.19mmol)およびプロピルアミン(0.16mL、1.93mmol)のDMSO(2mL)溶液を、封管中で140℃にて24時間加熱した。反応混合物を水に注ぎ、CHClで抽出し、有機相を水で洗浄し、乾燥し、濃縮して乾燥した。残渣を調製用tlcで精製して、tert−ブチル3−(3−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラートを褐色固形物(31mg、38%収率)として得た。C3136のMS(ESI)計算値:540;測定値:541[M+H]。
ステップ3)N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−3−(ピロリジン−3−イル)ベンズアミドヒドロクロリド(XV)の調製:
tert−ブチル3−(3−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イルカルバモイル)フェニル)ピロリジン−1−カルボキシラート(39mg、0.07mmol)のHCl/MeOH(2mL)溶液を、0.5時間撹拌した。混合物を濃縮し、残渣をアセトンと共に粉砕して、N−(2−(2−(プロピルアミノ)ピリジン−4−イル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール−4−イル)−3−(ピロリジン−3−イル)ベンズアミドヒドロクロリドをHCl塩として得た(30mg、94%収率)。C2628OのMS(ESI)計算値:440;測定値:442[M+H]。
実施例21 生物活性
質量分析法に基づくアッセイを使用して、SIRTI活性の調節因子を特定した。質量分析法に基づくアッセイでは、以下の20個アミノ酸残基を有するペプチドを使用する:Ac−EE−K(ビオチン)−GQSTSSHSK(Ac)NleSTEG−K(5TMR)−EE−NH(配列番号1)、式中、K(Ac)はアセチル化リジン残基であり、Nleはノルロイシンである。ペプチドのC末端を、フルオロフォア5TMR(励起540nm 発光580nm)で標識した。ペプチド基質の配列は、幾つかの修飾を有するp53に基づく。加えて、メチオニンは、合成中および精製中の酸化に感受性であり得るため、配列中に天然に存在するメチオニン残基をノルロイシンと置換した。
質量分析アッセイを以下のように実施する:0.5J−lMペプチド基質および120μM βNADを、25分間25℃にて、10nM SIRTlと共に、反応緩衝液(50mM Tris−アセタート pH8、137mM NaCI、2.7mM KCI、1mM MgClz、5mM DTT、0.05%BSA)中でインキュベートする。試験化合物を、上述の反応に添加してもよい。SirTI遺伝子を、T7プロモーター含有ベクターにクローニングし、BL21(DE3)に形質転換する。SIRT1と共に25分間インキュベーションした後、10μLの10%ギ酸を添加して、反応を停止させる。反応を密閉し、後の質量分析用に凍結する。基質ペプチドの質量を決定することにより、脱アセチル化ペプチド(産物)と比較したアセチル化度(つまり開始物質)の正確な決定が可能になる。
サーチュイン活性の阻害の対照は、1μLの500mMニコチンアミドを反応開始時に陰性対照として添加することにより実施する(例えば、最大サーチュイン阻害の決定を可能にする)。サーチュイン活性の活性化の対照は、化合物の代わりに1μLのDMSOと共に10nMのサーチュインタンパク質を使用して実施し、アッセイの線形範囲内の所与の時点における基質の脱アセチル化の量を決定する。この時点は、試験化合物に使用された時点と同じであり、線形範囲内にあり、終点は、速度の変化を表わす。
上記のアッセイの場合、SIRTIタンパク質を、以下のように発現および精製した。SirT1遺伝子をT7プロモーター含有ベクターにクローニングし、BL21(DE3)に形質転換した。タンパク質を、1mM IPTGで誘導し、N末端Hisタグ融合タンパク質として18℃にて一晩発現させ、30,000×gで回収した。細胞を、溶解緩衝液(50mM Tris−HCI、2mM Tris[2−カルボキシエチル]ホスフィン(TCEP)、10μM ZnCl、200mM NaCI)中でリゾチームを用いて溶解し、完全に溶解させるために超音波処理で10分間更に処理した。タンパク質を、Ni−NTAカラム(Amersham社製)で精製し、純粋なタンパク質を含有する画分を貯留し、濃縮し、サイズ分離カラム(Sephadex S200 26/60グローバル)に流した。可溶性タンパク質を含有するピークを収集し、イオン交換カラム(MonoQ)に流した。勾配溶出(200mM−500mM NaCI)により、純粋なタンパク質20を得た。このタンパク質を濃縮し、透析緩衝液(20mM TrisHCI、2mM TCEP)に対して一晩透析した。タンパク質を等分し、更なる使用まで−80℃で凍結した。
SIRT1を活性化したサーチュイン調節化合物を、上述のアッセイを使用して特定した。それらは下記の表4に示されている。EC1.5値は、SIRT1の150%活性化をもたらす試験化合物の濃度を表わす。活性化化合物のEC1.5値は、A(EC1.5≦1μM)、B(EC1.5>1μM)により表わされている。最大活性化倍数パーセントは、A(活性化倍数≧200%)またはB(活性化倍数<200%)により表わされている。
等価物
本発明は、特にサーチュイン活性化化合物およびその方法を提供する。主題発明の特定の実施形態が考察されているが、上記の明細書は例示であり、限定ではない。本発明の多く変異は、本明細書を検討すれば当業者にとって明白になるだろう。本発明の完全な範囲は、請求項およびそれらの完全な範囲の等価物、ならびに本明細書およびそのような変異を参照することにより決定されるべきである。
参照による援用
本明細書で言及された出版物および特許は全て、あたかも個々の出版物または特許の各々が、具体的におよび個々に参照により組み込まれたことが示されているかのように、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。矛盾が生じた場合、本明細書におけるあらゆる定義を含む、本出願を優先することになる。
ゲノム研究所(TIGR、Institute for Genomic Research)(www.tigr.org)および/または国立バイオテクノロジー情報センター(NCBI、National Center for Biotechnology Information)(www.ncbi.nlm.nih.gov)により維持されているデータベース等の公開データベース中のエントリーと関連する受入番号を参照する任意のポリヌクレオチドおよびポリペプチド配列も、参照によりそれらの全体が組み込まれる。
本発明の一つの面によれば、以下の発明が提供される。
(1)in vitroで無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性を活性化する化合物を検出する方法であって、
サーチュインデアセチラーゼを、候補化合物と、前記サーチュインのアセチル化ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質基質を含んでなる無蛍光活性化基質とで接触させること、
前記候補化合物の存在下で前記無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを検出すること、および
前記候補化合物の存在下での前記無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを、前記候補化合物の非存在下での前記無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較することを含んでなり、
前記候補化合物の非存在下での前記無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較して、前記候補化合物の存在下での前記無蛍光活性化基質に対するサーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが増加することが、前記化合物がサーチュイン活性化因子であることを示す、方法。
(2)前記サーチュインデアセチラーゼがSIRT1である、前記(1)に記載の方法。
(3)前記サーチュインデアセチラーゼが、SIRT2、SIRT3、SIRT4、およびSIRT5からなる群から選択される、前記(1)に記載の方法。
(4)前記候補化合物が、蛍光基を含有するアセチル化ペプチドまたはポリペプチド基質のSIRT1活性化因子である、前記(1)に記載の方法。
(5)前記蛍光基を含有するペプチド基質が、TAMRAペプチド:Ac−EEK (ビオチン) GQSTSSHSK Ac NleSTEGK (5−TMR) EE−NH である、前記(4)に記載の方法。
(6)前記サーチュインデアセチラーゼを、NADの存在下で無蛍光活性化基質と候補化合物とで接触する、前記(1)に記載の方法。
(7)前記サーチュインデアセチラーゼを、加水分解性NAD類似体の存在下で無蛍光活性化基質と候補化合物とで接触する、前記(1)に記載の方法。
(8)前記無蛍光活性化基質が、ビオチン化ポリペプチドである、前記(1)に記載の方法。
(9)前記無蛍光活性化基質が、desTAMRAペプチド:Ac−EEK (ビオチン) GQSTSSHSK Ac NleSTEGKEE−NH である、前記(1)に記載の方法。
(10)前記無蛍光活性化基質が、蛍光基TAMRA(テトラメチル−6−カルボキシローダミン)およびAMC(7−アミド−4−メチルクマリン)を含んでいないアセチル化ペプチドまたはポリペプチドである、前記(1)に記載の方法。
(11)前記無蛍光活性化基質が、Ac−RHKK Ac F−NH およびAc−RHKK Ac W−NH からなる群から選択されるアセチル化ペプチドである、前記(1)に記載の方法。
(12)前記無蛍光活性化基質が、前記サーチュインのアセチル化ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質基質および活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質を含んでなる、前記(1)に記載の方法。
(13)前記活性化補助因子坦持アクセサリータンパク質が、DBC1(乳癌1では欠失)、HIC1(癌1では過剰メチル化)、AROS(SIRT1の活性調節因子)、およびCLOCKからなる群から選択される、前記(12)に記載の方法。
(14)前記アセチル化タンパク質が、ヒストンH1、ヒストンH3、ヒストンH4、p53、p300、FOXO1、FOXO3a、FOXO4、p65、HIVTat、PGC−1α、PCAF、MyoD、PPARγ、およびKu70からなる群から選択される、前記(1)に記載の方法。
(15)前記サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが、NAD加水分解の速度を測定することにより検出される、前記(1)に記載の方法。
(16)サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが、無蛍光活性化基質脱アセチル化の速度を測定することにより検出される、前記(1)に記載の方法。
(17)前記化合物が、無蛍光活性化基質のSIRT1脱アセチル化の活性化因子である、前記(1)に記載の方法。
(18)前記化合物が、下記式またはその塩を有し、
式中、
が、−(CH CH 、および−(CH )CH(CH から選択され、かつ
が、−ピペリジンおよび−(CH −NH−CH から選択される、前記(17)に記載の方法。
(19)前記化合物またはその塩が、
からなる群から選択される、前記(18)に記載の方法。
(20)SIRT1活性化因子である候補化合物を選択すること、および
前記SIRT1活性化因子を試験細胞と接触させ、前記試験細胞でのSIRT1活性化特異的変化を検出することを更に含んでなる、前記(1)に記載の方法。
(21)前記SIRT1活性化特異的変化が、FGF21産生の増加である、前記(20)に記載の方法。
(22)前記SIRT1活性化特異的変化が、LPS誘導性TNFα産生の減少である、前記(20)に記載の方法。
(23)SIRT1活性化因子である候補化合物を選択すること、および
前記SIRT1活性化因子を試験対象体に投与し、前記試験対象体でのSIRT1活性化特異的変化を検出することを更に含んでなる、前記(1)に記載の方法。
(24)前記試験対象体が、糖尿病モデルマウスであり、前記SIRT1活性化特異的変化が、血糖の低下である、前記(23)に記載の方法。
(25)前記試験対象体が、神経変性疾患モデルマウスであり、前記SIRT1活性化特異的変化が、神経変性疾患プロセスまたはマーカーの減少である、前記(23)に記載の方法。
(26)前記神経変性疾患が、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、パーキンソン病、ハンチントン病、および多発性硬化症(MS)からなる群から選択される、前記(25)に記載の方法。
(27)Ac−RHKK Ac F−NH およびAc−RHKK Ac W−NH からなる群から選択される構造式を有する無蛍光サーチュイン基質。
(28)式(I)の化合物またはその塩。
(29)式(II)の化合物またはその塩。
(30)式(III)の化合物またはその塩。
(31)式(IV)の化合物またはその塩。
(32)式(V)の化合物またはその塩。
(33)式(VI)の化合物またはその塩。
(34)式(VII)の化合物またはその塩。
(35)式(VIII)の化合物またはその塩。
(36)式(IX)の化合物またはその塩。
(37)式(X)の化合物。
(38)前記(28)〜(37)のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含んでなる医薬組成物。
(39)追加の活性剤を更に含んでなる、前記(38)に記載の医薬組成物。
(40)インスリン抵抗性、メタボリック症候群、糖尿病、またはそれら合併症を罹患しているか、または感受性である対象体を治療するための、あるいは対象体のインスリン感受性を増加させるための方法であって、前記(38)に記載の組成物をその必要性のある前記対象体に投与にすることを含んでなる方法。
(41)式(XXXI)の化合物またはその塩。
(式中、
XおよびYの一方は、−NH−C(=O)−R または−C(=O)−NH−R から選択され、XおよびYの他方はHであり、ここで
は、フェニルまたは融合ヘテロ環から選択され、R は、−C≡N、C 〜C フルオロ置換アルキル、および−(C 〜C アルキル)−飽和ヘテロ環から独立して選択される1〜2個の置換基で置換されていてもよく、
がフェニルである場合、R は、−CH −O−飽和ヘテロ環で置換されていてもよく、前記飽和ヘテロ環は、ピペリジン、ピロリジン、またはピペラジンから選択され、
が融合ヘテロ環から選択される場合、前記融合ヘテロ環は、ベンゾ[d]チアゾールから選択され、また、R は、−OCH で置換されていてもよく、
およびZ の一方はNであり、他方はCR であり、ここでR は、−NH(C 〜C アルキル)、−NH(C 〜C アルキル)−N(CH 、−(C 〜C アルキル)−モルホリン、−(C 〜C アルキル)−ピペラジン、または−N(C 〜C アルキル) から選択され、R が、−(C 〜C アルキル)−飽和ヘテロ環である場合、前記飽和ヘテロ環は、モルホリンまたはピペラジンから選択される。)
(42)以下のものからなる群から選択される式(XXXI)を有する、前記(41)に記載の化合物またはその塩。
および
(43)式(XXXII)の化合物またはその塩。
(式中、
は、−(C 〜C アルキル)−ピロリジンまたは−(C 〜C アルキル)−ピペラジンで置換されていてもよいフェニルであり、かつ
は、−C 〜C アルキルまたは−(C 〜C アルキル)−N(CH から選択される。)
(44)以下のものからなる群から選択される式(XXXII)を有する、前記(43)に記載の化合物またはその塩。
および
(45)式(XXXIII)の化合物またはその塩。
(式中、
は、−(C 〜C アルキル)−ピペラジンで置換されていてもよいフェニルであり、かつ
は、−C 〜C アルキルおよび−(C 〜C )−N(CH から選択される。)
(46)以下のものからなる群から選択される式(XXXIII)を有する、前記(45)に記載の化合物またはその塩。
および
(47)式(XXXIV)の化合物またはその塩。
(式中、
およびZ の一方はNであり、他方はCR から選択され、ここで
は、−(C 〜C アルキル)−モルホリン、−(C 〜C アルキル)−ピペラジン、および−N(C 〜C 4 から選択され、
は、−OCH で置換されていてもよいフェニルおよびベンゾ[d]チアゾールから選択され、ここでR は、−C≡N、C 〜C フルオロ置換アルキルから独立して選択される1〜2個の置換基で更に置換されていてもよく、R がフェニルである場合、R は、−CH −O−ピペリジンで更に置換されていてもよい。)
(48)以下のものからなる群から選択される式(XXXIV)を有する、前記(58)に記載の化合物またはその塩。
および
(49)前記(41)〜(48)のいずれか一項に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体とを含んでなる医薬組成物。
(50)追加の活性剤を更に含んでなる、前記(49)に記載の医薬組成物。
(51)インスリン抵抗性、メタボリック症候群、糖尿病、またはそれら合併症を罹患しているか、または感受性である対象体を治療するための、あるいは対象体のインスリン感受性を増加させるための方法であって、前記(50)に記載の組成物をその必要性のある前記対象体に投与にすることを含んでなる方法。

Claims (9)

  1. in vitroで無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性を活性化する化合物を検出する方法であって、
    SIRT1サーチュインデアセチラーゼを、候補化合物と、Ac−RHKK Ac F−NH およびAc−RHKK Ac W−NH からなる群から選択されるアセチル化ペプチドである無蛍光活性化基質とで接触させること、
    前記候補化合物の存在下で前記無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを検出すること、および
    前記候補化合物の存在下での前記無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルを、前記候補化合物の非存在下での前記無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較することを含んでなり、
    前記候補化合物の非存在下での前記無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルと比較して、前記候補化合物の存在下での前記無蛍光活性化基質に対するSIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが増加することが、前記化合物がSIRT1サーチュイン活性化因子であることを示す、方法。
  2. 前記候補化合物が、蛍光基を含有するアセチル化ペプチドまたはポリペプチド基質のSIRT1活性化因子である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記SIRT1サーチュインデアセチラーゼを、NADまたは加水分解性NAD類似体の存在下で無蛍光活性化基質と候補化合物とで接触する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 蛍光活性化基質が、リシンアセチル化の位置に対して+1でのトリプトファンを含んでなる、請求項に記載の方法。
  5. 前記SIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが、NAD加水分解の速度を測定することにより検出される、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  6. SIRT1サーチュインデアセチラーゼ活性のレベルが、無蛍光活性化基質脱アセチル化の速度を測定することにより検出される、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  7. SIRT1活性化因子である候補化合物を選択すること、および
    前記SIRT1活性化因子を試験細胞と接触させ、前記試験細胞でのSIRT1活性化特異的変化を検出することをさらに含んでなり、
    SIRT1活性化特異的変化がFGF21産生の増加またはLPS誘導性TNFα産生の減少である、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  8. SIRT1活性化因子である候補化合物を選択すること、および
    前記SIRT1活性化因子を試験対象体に投与し、前記試験対象体でのSIRT1活性化特異的変化を検出することをさらに含んでな
    前記試験対象体が、糖尿病モデルマウスであり、前記SIRT1活性化特異的変化が、血糖の低下であるか、あるいは、
    前記試験対象体は、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、パーキンソン病、ハンチントン病、または多発性硬化症(MS)からなる群から選択される神経変性疾患の神経変性疾患モデルマウスであり、前記SIRT1活性化特異的変化が、神経変性疾患プロセスまたはマーカーの減少である、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  9. Ac−RHKKAcF−NHおよびAc−RHKKAcW−NHからなる群から選択される構造式を有する無蛍光サーチュイン基質。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10172915B2 (en) 2013-10-20 2019-01-08 Duke University Methods and compositions for activation of sirtuins with Annexin A1 peptides
GB201401886D0 (en) 2014-02-04 2014-03-19 Lytix Biopharma As Neurodegenerative therapies
CN106573156A (zh) * 2014-03-11 2017-04-19 比奥考金特有限责任公司 包含去乙酰化酶的组合物和方法
WO2015143654A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Merck Sharp & Dohme Corp. TrkA KINASE INHIBITORS,COMPOSITIONS AND METHODS THEREOF
US10293026B2 (en) 2014-09-08 2019-05-21 Osaka University Agent for preventing or treating demyelinating disease
CN104771327B (zh) * 2015-03-11 2017-09-12 广州健坤生物科技有限公司 一种具有激活hsf‑1转录功能的组合物及其用途
JP6949002B6 (ja) 2015-08-05 2021-11-17 メトロ インターナショナル バイオテック,エルエルシー ニコチンアミドモノヌクレオチド誘導体及びそれらの使用
US11459597B2 (en) 2015-09-14 2022-10-04 Chakrabarti Advanced Technology Llc Methods for the design of mechanism-based sirtuin activating compounds
GB2542881B (en) 2015-10-02 2020-01-01 Carr Andrew Crystal forms of ß-nicotinamide mononucleotide
WO2017123161A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Agency For Science, Technology And Research Inhibition of intracellular growth of mycobacterium species and its applications
CN110325190A (zh) * 2016-12-21 2019-10-11 新南创新私人有限公司 增加血管密度的方法
CN108329388A (zh) * 2018-01-18 2018-07-27 天津市湖滨盘古基因科学发展有限公司 一种人的沉默配型信息调节蛋白突变蛋白及其应用
CN113797338B (zh) * 2021-09-10 2022-07-15 中国医学科学院基础医学研究所 Dbc1调控细胞衰老及其应用
TW202425965A (zh) * 2022-09-30 2024-07-01 日商科研製藥股份有限公司 縮環化合物及含有其之醫藥

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727064A (en) 1984-04-25 1988-02-23 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Pharmaceutical preparations containing cyclodextrin derivatives
US4683195A (en) 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US7323496B2 (en) * 1999-11-08 2008-01-29 Theracos, Inc. Compounds for treatment of inflammation, diabetes and related disorders
WO2003100089A1 (en) * 2002-05-23 2003-12-04 The Regents Of The University Of California Methods of modulating mitochondrial nad-dependent deacetylase
US20060292652A1 (en) * 2003-01-16 2006-12-28 Elixir Pharmaceuticals, Inc. Substrate detection assay
WO2005004814A2 (en) * 2003-07-02 2005-01-20 Elixir Pharmaceuticals, Inc. Sirt1 and genetic disorders
US20050136429A1 (en) * 2003-07-03 2005-06-23 Massachusetts Institute Of Technology SIRT1 modulation of adipogenesis and adipose function
JP2007515429A (ja) * 2003-12-19 2007-06-14 エリクシアー ファーマシューティカルズ, インコーポレイテッド 障害を治療する方法
EP1853610A1 (en) * 2005-03-03 2007-11-14 Sirtris Pharmaceuticals, Inc. N-phenyl benzamide derivatives as sirtuin modulators
DK1910384T3 (da) 2005-08-04 2012-12-17 Sirtris Pharmaceuticals Inc Imidazo [2,1-b] thiazol-derivater som sirtuinmodulerende forbindelser
EP1955077B1 (en) * 2005-12-02 2012-06-13 Sirtris Pharmaceuticals, Inc. Mass spectrometry assays for acetyltransferase/deacetylase activity
AU2008229385A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Sirtris Pharmaceuticals, Inc. Biomarkers of sirtuin activity and methods of use thereof
CL2008001822A1 (es) * 2007-06-20 2009-03-13 Sirtris Pharmaceuticals Inc Compuestos derivados de tiazolo[5,4-b]piridina; composicion farmaceutica que comprende a dichos compuestos; y uso del compuesto en el tratamiento de la resistencia a la insulina, sindrome metabolico, diabetes, entre otras.
TW200918542A (en) 2007-06-20 2009-05-01 Sirtris Pharmaceuticals Inc Sirtuin modulating compounds
MX2010005186A (es) * 2007-11-08 2010-05-27 Sirtris Pharmaceuticals Inc Tiazolopiridinas solubilizadas.
CA2729128C (en) 2008-07-03 2016-05-31 Sirtris Pharmaceuticals, Inc. Benzimidazoles and related analogs as sirtuin modulators
KR20110033304A (ko) * 2008-07-23 2011-03-30 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 Dna 손상에 대해 보호하고 신경세포 생존을 증가시키는 히스톤 디아세틸라제 1 (hdac1)의 활성화

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