JP7809338B2 - Diagnostic imaging agent for amyloid oligomers - Google Patents
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Description
本発明は、アミロイドβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬、及びクルクミン誘導体又はその塩に関する。 The present invention relates to an imaging diagnostic agent used to detect amyloid beta oligomers, and a curcumin derivative or a salt thereof.
日本における認知症患者数は500万人を超え、2025年には700万人に達すると推計されており、その解決は緊急且つ重要な問題である。認知症の中でも最も多いのがアルツハイマー病(AD)であり、アルツハイマー病の臨床症状は、記憶障害、高次脳機能障害(失語、失行、失認、構成失行)等である。その症状は他の認知症疾患でも共通して見られることが多く、臨床症状だけでアルツハイマー病と確定診断することは極めて困難である。The number of dementia patients in Japan exceeds 5 million and is estimated to reach 7 million by 2025, making its resolution an urgent and important issue. Alzheimer's disease (AD) is the most common type of dementia, and its clinical symptoms include memory impairment and higher brain dysfunction (aphasia, apraxia, agnosia, and constructional apraxia). These symptoms are often shared with other dementias, making it extremely difficult to definitively diagnose Alzheimer's disease based on clinical symptoms alone.
また、ADにおいては、根本治療薬の開発がことごとく失敗に終わっている。アルツハイマー病の脳病理は発症の20~30年前から進行しており、発症前の段階で診断して治療する先制医療の重要性が指摘されている。 Furthermore, efforts to develop a cure for AD have all failed. Brain pathology in Alzheimer's disease progresses 20 to 30 years before the onset of symptoms, highlighting the importance of preemptive medicine, which diagnoses and treats the condition before symptoms appear.
アルツハイマー病の特徴的な病理組織所見としては、老人斑と神経原線維変化とがある。前者の主構成成分はβシート構造をとったアミロイドβ蛋白であり、後者のそれは過剰リン酸化されたタウ蛋白である。アルツハイマー病においては臨床症状が発症するかなり前から、脳内では凝集したアミロイドβ蛋白の蓄積等の上記病理的組織変化が始まっていることが知られている。したがって、凝集したアミロイドβ蛋白をマーカーとして検出することが、アミロイドが蓄積する疾患、特にアルツハイマー病の早期診断方法の1つとなる。 Characteristic histopathological findings of Alzheimer's disease include senile plaques and neurofibrillary tangles. The main component of the former is amyloid beta protein with a beta-sheet structure, while the main component of the latter is hyperphosphorylated tau protein. It is known that in Alzheimer's disease, the above-mentioned pathological tissue changes, such as the accumulation of aggregated amyloid beta protein, begin in the brain well before the onset of clinical symptoms. Therefore, detecting aggregated amyloid beta protein as a marker is one method for early diagnosis of diseases involving amyloid accumulation, particularly Alzheimer's disease.
ADの発症前の初期段階において、重要な役割を果たしているのがアミロイドβペプチド(Aβ)のオリゴマーである。Aβの凝集体は、Aβオリゴマーを経てAβ線維(Aβフィブリル)となる。AD発症後の治療は困難であることから、毒性オリゴマーが蓄積し始める40~50代での正確な診断法の確立と治療法の開発が重要である。 Amyloid beta peptide (Aβ) oligomers play an important role in the early stages of AD before its onset. Aβ aggregates then become Aβ oligomers and then Aβ fibrils. Because treatment of AD after its onset is difficult, it is important to establish accurate diagnostic methods and develop treatments for people in their 40s and 50s, when toxic oligomers begin to accumulate.
このような観点から、近年、脳内アミロイドβ蛋白に選択的に結合するポジトロン断層撮影法(PET)及びシングルフォトン断層撮影法(SPECT)用の放射性造影剤の研究が進められている。アミロイドに親和性の高い古典的な化合物としては、アルツハイマー病の病理的確定診断に使用されているコンゴーレッド、チオフラビンS及びチオフラビンTがある。その多くは、血液-脳関門を通過しがたく静脈内投与しても殆ど脳内へは移行しない。 With this in mind, research has been progressing in recent years into radioactive contrast agents for positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) that selectively bind to amyloid beta protein in the brain. Classic compounds with high affinity for amyloid include Congo Red, thioflavin S, and thioflavin T, which are used for the definitive pathological diagnosis of Alzheimer's disease. Many of these compounds have difficulty crossing the blood-brain barrier and barely penetrate into the brain even when administered intravenously.
また、放射性核種を用いない診断方法の一つとして核磁気共鳴イメージング法(MRI)がある。これまで、本発明者らは、クルクミン誘導体を用いてフッ素核磁気共鳴画像法(フッ素MR画像法)により老人斑の画像化に成功したことを報告している(特許文献1及び2)。その他、特許文献3には、Aβ線維と相互作用し、Aβ線維を検出するために使用することができるクルクミン誘導体が報告されている。 Furthermore, nuclear magnetic resonance imaging (MRI) is one diagnostic method that does not use radionuclides. The inventors have previously reported successful imaging of senile plaques using fluorine nuclear magnetic resonance imaging (fluorine MR imaging) with curcumin derivatives (Patent Documents 1 and 2). Furthermore, Patent Document 3 reports a curcumin derivative that interacts with Aβ fibrils and can be used to detect Aβ fibrils.
しかしながら、今までAβオリゴマーに特異的に結合する低分子化合物についての報告はなされていない。However, to date, there have been no reports of small molecule compounds that specifically bind to Aβ oligomers.
本発明の目的は、アミロイドβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬、及びアミロイドβオリゴマーに特異的に結合する物質を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an imaging diagnostic agent used to detect amyloid beta oligomers, and a substance that specifically binds to amyloid beta oligomers.
本発明者らは、これまでクルクミン及びクルクミン誘導体が、Aβ線維のみならず、Aβオリゴマーにも結合することを明らかにしている。 The inventors have previously demonstrated that curcumin and curcumin derivatives bind not only to Aβ fibrils but also to Aβ oligomers.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特許文献1及び2に記載されているようなクルクミン誘導体の化学的なメカニズムを解析し、クルクミンの持つケト・エノール互変異性が重要な役割を果たしていると考え、ケト型構造しか取らないクルクミン誘導体を合成した。その結果、そのようなケト型構造のみを取るクルクミン誘導体が、Aβオリゴマーに特異的に結合することを見出した。 As a result of extensive research to achieve the above-mentioned objective, the inventors analyzed the chemical mechanism of curcumin derivatives such as those described in Patent Documents 1 and 2. They concluded that the keto-enol tautomerism of curcumin plays an important role, and synthesized a curcumin derivative that exclusively adopts the keto structure. As a result, they discovered that such a curcumin derivative that exclusively adopts the keto structure specifically binds to Aβ oligomers.
本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次のアミロイドβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬、クルクミン誘導体又はその塩等を提供するものである。 The present invention was completed based on these findings and through further research, and provides the following diagnostic imaging agents, curcumin derivatives or salts thereof, etc., used to detect amyloid beta oligomers:
項1.ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩を有効成分とする、アミロイドβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬。
項2.前記クルクミン誘導体が式(I):
Item 1. A diagnostic imaging agent used to detect amyloid β oligomers, comprising, as an active ingredient, a curcumin derivative or a salt thereof having only a keto structure.
Item 2. The curcumin derivative is represented by formula (I):
項3.前記R1はそれぞれ独立にフッ素原子、CH2F-、CHF2-、CF3-、CH2FO-、CHF2O-又はCF3O-である、項2に記載の画像診断薬。
項4.アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患の診断用である、項1~3のいずれか一項に記載の画像診断薬。
項5.アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患がアルツハイマー病である、項4に記載の画像診断薬。
項6.画像診断がMRIである、項1~5のいずれか一項に記載の画像診断薬。
項7.項1~3のいずれか一項に記載の画像診断薬を用いる、アミロイドβオリゴマーの検出方法。
項8.項1~3のいずれか一項に記載の画像診断薬を用いる、アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患の診断方法。
項9.式(IA):
Item 3. The diagnostic imaging agent according to Item 2, wherein each R1 independently represents a fluorine atom, CH2F- , CHF2- , CF3- , CH2FO- , CHF2O- , or CF3O- .
Item 4. The diagnostic imaging agent according to any one of Items 1 to 3, which is used for diagnosing a disease in which amyloid β protein accumulates.
Item 5. The diagnostic imaging agent according to Item 4, wherein the disease associated with accumulation of amyloid β protein is Alzheimer's disease.
Item 6. The diagnostic imaging agent according to any one of Items 1 to 5, wherein the diagnostic imaging is MRI.
Item 7. A method for detecting amyloid β oligomers, which uses the diagnostic imaging agent according to any one of Items 1 to 3.
Item 8. A method for diagnosing a disease associated with accumulation of amyloid β protein, using the diagnostic imaging agent according to any one of items 1 to 3.
Item 9. Formula (IA):
項10.前記R1はそれぞれ独立にフッ素原子、CH2F-、CHF2-、CF3-、CH2FO-、CHF2O-又はCF3O-である、項9に記載のクルクミン誘導体又はその塩。
Item 10. The curcumin derivative or a salt thereof according to Item 9, wherein each R1 independently represents a fluorine atom, CH2F- , CHF2- , CF3- , CH2FO- , CHF2O- , or CF3O- .
本発明の画像診断薬は、Aβオリゴマーに対する高い結合特異性を有している化合物を有効成分とするものであり、Aβオリゴマーを検出するために使用することができる。また、本発明のクルクミン誘導体又はその塩は、Aβオリゴマーに対する高い結合特異性を有しており、Aβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬の有効成分として有用である。 The diagnostic imaging agent of the present invention contains as an active ingredient a compound that has high binding specificity for Aβ oligomers and can be used to detect Aβ oligomers. Furthermore, the curcumin derivative or a salt thereof of the present invention has high binding specificity for Aβ oligomers and is useful as an active ingredient in a diagnostic imaging agent used to detect Aβ oligomers.
本発明によれば、AβオリゴマーはADの発症前の初期段階において重要な役割を果たしているため、アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患について発症前の段階での早期の診断が可能となる。 According to the present invention, Aβ oligomers play an important role in the early stages of AD before its onset, making it possible to diagnose diseases in which amyloid β protein accumulates at an early pre-symptomatic stage.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention.
本発明のアミロイドβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬は、ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩を有効成分とすることを特徴とする。 The imaging diagnostic agent of the present invention used to detect amyloid beta oligomers is characterized by having as its active ingredient a curcumin derivative or its salt that contains only a keto structure.
本発明において、アミロイドβ蛋白とは38~43個のアミノ酸からなるタンパク質で、アミロイド前駆体タンパク質からプロテアーゼの作用により産生されるタンパク質を意味し、AβオリゴマーはAβが2~数十個(特に2~30個)集合したものである。In this invention, amyloid beta protein refers to a protein consisting of 38 to 43 amino acids, produced from amyloid precursor protein by the action of protease, and Aβ oligomers are aggregates of 2 to several tens of Aβ molecules (particularly 2 to 30 molecules).
本発明で使用するクルクミン誘導体は、ケト型構造のみをとる化合物であり、ケト型とは以下に示すクルクミン誘導体の中心部分において両方ケトンとなっているものを示し、エノール型とはどちらか一方がエノール化しているものを示す。 The curcumin derivatives used in the present invention are compounds that have only a keto structure. The keto structure refers to a curcumin derivative shown below in which both central parts are ketones, and the enol structure refers to a curcumin derivative in which one of the central parts is enolized.
本発明のクルクミン誘導体又はその塩は、ADの発症前の初期段階において重要な役割を果たしているAβオリゴマーに対する結合特異性が高いという性質を有する。 The curcumin derivative or its salt of the present invention has the property of high binding specificity to Aβ oligomers, which play an important role in the early stages before the onset of AD.
本発明のクルクミン誘導体又はその塩としては、クルクミンの構造を有し且つケト型構造のみを取る化合物である限り特に制限されない。本発明のクルクミン誘導体又はその塩が不斉炭素を含む場合は、常法に従い分離した光学異性体、及びラセミ体の両方が本発明の化合物に含まれる。 The curcumin derivatives or salts thereof of the present invention are not particularly limited as long as they are compounds that have the structure of curcumin and only take the keto structure. When the curcumin derivatives or salts thereof of the present invention contain an asymmetric carbon, both optical isomers separated by conventional methods and the racemate are included in the compounds of the present invention.
本発明のクルクミン誘導体は塩であってもよく、そのような塩としては、医薬上許容される塩であればよく、例えば、カリウム塩、ナトリウム塩のようなアルカリ金属塩;カルシウム塩のようなアルカリ土類金属塩;トリエタノールアミン塩、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン塩のような有機アミン塩などが挙げられる。また、これらの塩の中で結晶水を持つものもある。The curcumin derivatives of the present invention may be in the form of a salt, and such salts may be any pharmaceutically acceptable salt, including, for example, alkali metal salts such as potassium salts and sodium salts; alkaline earth metal salts such as calcium salts; and organic amine salts such as triethanolamine salts and tris(hydroxymethyl)aminomethane salts. Some of these salts contain water of crystallization.
本発明の好ましいクルクミン誘導体としては、以下の式(I)で表されるクルクミン誘導体又はその塩を挙げることができる。
式(I):
A preferred curcumin derivative of the present invention is a curcumin derivative represented by the following formula (I) or a salt thereof.
Formula (I):
また、以下の式(IA)で表されるクルクミン誘導体又はその塩は、式(I)で表されるクルクミン誘導体又はその塩に含まれる文献未記載の新規化合物である。
式(IA):
In addition, the curcumin derivative represented by the following formula (IA) or a salt thereof is a novel compound that has not been described in the literature and is included in the curcumin derivative represented by formula (I) or a salt thereof.
Formula (IA):
R1は、好ましくは、それぞれ独立にフッ素原子、CH2F-、CHF2-、CF3-、CH2FO-、CHF2O-又はCF3O-である。 Preferably, each R1 is independently a fluorine atom, CH 2 F—, CHF 2 —, CF 3 —, CH 2 FO—, CHF 2 O— or CF 3 O—.
A、R4及びR5のアルキルは、直鎖又は分枝鎖状のC1-6アルキルであればよく、直鎖又は分枝鎖状のC1-3アルキルが好ましい。当該アルキルの規定は、式(I)の化合物におけるアルキルカルボニルオキシ、アルコキシカルボニル、アルコキシアルコキシ及びヒドロキシアルコキシのアルキルにも適用される。 The alkyl of A, R4 , and R5 may be a straight or branched C1-6 alkyl, preferably a straight or branched C1-3 alkyl, which also applies to the alkyl of alkylcarbonyloxy, alkoxycarbonyl, alkoxyalkoxy, and hydroxyalkoxy in the compound of formula (I).
C1-6アルキルの具体例としてはメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、及びヘキシルが挙げられる。 Specific examples of C 1-6 alkyl include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, and hexyl.
C1-3アルキルの具体例としてはメチル、エチル、n-プロピル、及びイソプロピルが挙げられる。 Specific examples of C 1-3 alkyl include methyl, ethyl, n-propyl, and isopropyl.
式(I)又は式(IA)のクルクミン誘導体又はその塩は、以下に記載の方法により製造することができる。 The curcumin derivative of formula (I) or formula (IA) or its salt can be prepared by the method described below.
式(I)の化合物は、式(II)の化合物を加水分解することにより製造することができる。 The compound of formula (I) can be prepared by hydrolyzing the compound of formula (II).
本反応の溶媒としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、ブタノールなどのアルコール類;含水テトラヒドロフラン、含水ジオキサンなどのエーテル類;含水ジメチルホルムアミド、含水ジメチルアセトアミドなどの酸アミド類;含水ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。 Solvents for this reaction include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, and butanol; ethers such as aqueous tetrahydrofuran and aqueous dioxane; acid amides such as aqueous dimethylformamide and aqueous dimethylacetamide; sulfoxides such as aqueous dimethyl sulfoxide, and mixed solvents of these.
本反応を促進するために鉱酸を添加することが望ましく、その鉱酸としては塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸などを挙げることができる。鉱酸は、式(II)の化合物に対して3~10倍モル、望ましくは4~6倍モル使用することができる。It is desirable to add a mineral acid to promote this reaction. Examples of such mineral acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid. The mineral acid can be used in an amount of 3 to 10 times, preferably 4 to 6 times, the molar amount of the compound of formula (II).
本反応は、通常0~150℃、望ましくは30~100℃で行うことができ、その反応時間は通常、1~150時間程度である。 This reaction can usually be carried out at 0 to 150°C, preferably 30 to 100°C, and the reaction time is usually about 1 to 150 hours.
(II)の化合物は、式(III)の化合物にヨウ化メチルを反応させることにより製造することができる。 Compound (II) can be prepared by reacting compound (III) with methyl iodide.
本反応の溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン、石油エーテル、リグロインなどの脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;アセトン、2-ブタノンなどのケトン類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの酸アミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。 Solvents for this reaction include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, petroleum ether, and ligroin; ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; ketones such as acetone and 2-butanone; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; acid amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, and mixed solvents of these.
本反応を促進するためには塩基を添加することが望ましく、その塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン、N,N-ジメチルアニリンなどの有機塩基;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物などを挙げることができる。塩基は、式(III)の化合物に対して3~20倍モル、望ましくは5~10倍モル使用することができる。 To promote this reaction, it is desirable to add a base. Examples of such bases include organic bases such as triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene, and N,N-dimethylaniline; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkali metal bicarbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate; alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; and alkaline earth metal hydroxides such as barium hydroxide and calcium hydroxide. The base can be used in an amount of 3 to 20 times the molar amount of the compound of formula (III), preferably 5 to 10 times the molar amount.
本反応は通常0~70℃で行うことができ、反応時間は1~48時間程度である。 This reaction can usually be carried out at 0 to 70°C, and the reaction time is approximately 1 to 48 hours.
また、ヨウ化メチルは、式(III)の化合物に対して2~20倍モル使用するのが望ましい。 It is also desirable to use methyl iodide in an amount of 2 to 20 times the molar amount of the compound of formula (III).
式(III)の化合物は、式(IV)の化合物と式(V)の化合物を縮合させることにより製造することができる。ただし、式(IV)の化合物は式(V)の化合物に対して2倍モル反応させる必要がある。なお、式(V)の化合物は、公知の方法により製造できる。 The compound of formula (III) can be produced by condensing the compound of formula (IV) with the compound of formula (V). However, the compound of formula (IV) must be reacted in a molar amount twice that of the compound of formula (V). The compound of formula (V) can be produced by known methods.
反応を効率的に進めるために、溶媒中でホウ素化合物と塩基の存在下で反応を行うのが望ましい。本反応に使用することができるホウ素化合物としては、ホウ酸、三酸化二ホウ素、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸トリ-n-ブチル、ホウ酸トリ-tert-ブチル、あるいは三酸化二ホウ素と各種ホウ酸エステルの混合物などを挙げることができる。ホウ酸化合物は、式(IV)の化合物に対して0.5~6倍モル使用するのが望ましい。To ensure efficient reaction, it is desirable to conduct the reaction in a solvent in the presence of a boron compound and a base. Examples of boron compounds that can be used in this reaction include boric acid, diboron trioxide, trimethyl borate, triethyl borate, tripropyl borate, tri-n-butyl borate, tri-tert-butyl borate, and mixtures of diboron trioxide with various boric acid esters. It is desirable to use 0.5 to 6 times the molar amount of the boric acid compound relative to the compound of formula (IV).
塩基としては、n-ブチルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-プロピルアミン、n-ヘキシルアミン、シクロへキシルアミンなどの一級アミン類;モルホリン、ピぺリジン、1,2,3,4-テトラヒドロキノリンなどの二級アミン類などを挙げることができる。塩基は、式(V)の化合物に対して1倍モル使用するのが望ましい。 Examples of the base include primary amines such as n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, n-propylamine, n-hexylamine, and cyclohexylamine; and secondary amines such as morpholine, piperidine, and 1,2,3,4-tetrahydroquinoline. It is desirable to use a 1-fold molar amount of base relative to the compound of formula (V).
また、溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル、リグロインなどの脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチルなどのエステル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの酸アミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ヘキサメチルホスホルトリアミドなどのリン酸アミド類及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。 Examples of solvents that can be used include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, petroleum ether, and ligroin; ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate; acid amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; phosphoric acid amides such as hexamethylphosphortriamide, and mixed solvents thereof.
反応温度は、通常0~150℃、望ましくは0~100℃で行うことができ、反応時間は通常0.5~24時間程度である。 The reaction temperature is usually 0 to 150°C, preferably 0 to 100°C, and the reaction time is usually about 0.5 to 24 hours.
また、上記反応では、反応後、生成した式(III)の化合物のホウ素錯体を分解するために酸で反応液を処理する必要がある。その際使用する酸としては、塩酸、硫酸などの鉱酸あるいは酢酸、プロピオン酸などの有機酸を挙げることができる。After the reaction, the reaction mixture must be treated with an acid to decompose the resulting boron complex of the compound of formula (III). Examples of acids that can be used include mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as acetic acid and propionic acid.
式(IV)の化合物は、式(VI)の化合物にクロロジメチルエーテルを反応させることにより製造することができる。なお、式(VI)の化合物は、公知の方法により製造できる。The compound of formula (IV) can be produced by reacting the compound of formula (VI) with chlorodimethyl ether. The compound of formula (VI) can be produced by known methods.
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル、リグロインなどの脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;アセトン、2-ブタノンなどのケトン類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの酸アミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。 Examples of solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, petroleum ether, and ligroin; ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; ketones such as acetone and 2-butanone; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; acid amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, carbon tetrachloride, and 1,2-dichloroethane, and mixed solvents thereof.
本反応を促進するためには塩基を添加することが望ましく、その塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、N-メチルピぺリジン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン、N,N-ジメチルアニリンなどの有機塩基;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物などを挙げることができる。塩基は、式(VI)の化合物に対して1~3倍モル、望ましくは1.4~1.8倍モル使用することができる。 To promote this reaction, it is desirable to add a base. Examples of such bases include organic bases such as triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N-methylpiperidine, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene, and N,N-dimethylaniline; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkali metal bicarbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate; and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. The base can be used in an amount of 1 to 3 times the molar amount of the compound of formula (VI), preferably 1.4 to 1.8 times the molar amount.
本反応は、通常0~50℃で行うことができ、反応時間は通常1~48時間程度である。 This reaction can usually be carried out at 0 to 50°C, and the reaction time is usually around 1 to 48 hours.
上記した製法及びそれに付随した方法で得られる前記式(I)の化合物は、公知の手段、例えば、濃縮、減圧濃縮、蒸留、分留、転溶、溶媒抽出、結晶化、再結晶、クロマトグラフィーなどにより単離、精製することができる。The compound of formula (I) obtained by the above-mentioned production method and its associated methods can be isolated and purified by known means, such as concentration, vacuum concentration, distillation, fractional distillation, solvent transfer, solvent extraction, crystallization, recrystallization, chromatography, etc.
前記式(I)の化合物がフリー体で得られる場合、通常の方法で塩を形成させることができる。 When the compound of formula (I) is obtained in its free form, a salt can be formed by conventional methods.
式(I)の化合物の具体例を以下の表1に示す。 Specific examples of compounds of formula (I) are shown in Table 1 below.
式(I)のクルクミン誘導体の多くは疎水性の化合物であり、水に対する溶解度は低い。生体に投与する化合物としては水溶解度が高いことが望ましく、式(I)の化合物の内、塩を持つ化合物がより望ましい。Many curcumin derivatives of formula (I) are hydrophobic compounds with low solubility in water. For compounds to be administered to living organisms, high water solubility is desirable, and among compounds of formula (I), salts are more desirable.
ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩は、Aβオリゴマーを検出するために用いられる画像診断薬として使用することができる。画像診断としては、MRIであることが望ましい。 Curcumin derivatives or salts thereof containing only the keto structure can be used as diagnostic imaging agents for detecting Aβ oligomers. MRI is preferred as the diagnostic imaging method.
ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩を画像診断薬として使用する場合、当該化合物により脳内のAβオリゴマーを特異的に検出することができる。特に、19F-MRIを用いて非侵襲的にAβオリゴマーを検出する場合、その検出感度は、フッ素原子の数に依存しているので、式(I)の化合物の内、フッ素原子をより多く含む化合物がより望ましい。 When a curcumin derivative or a salt thereof having only the keto structure is used as an imaging diagnostic agent, the compound can specifically detect Aβ oligomers in the brain. In particular, when Aβ oligomers are detected noninvasively using 19F -MRI, the detection sensitivity depends on the number of fluorine atoms, so among the compounds of formula (I), compounds containing more fluorine atoms are more desirable.
ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩は、ADの発症前の初期段階において重要な役割を果たしているAβオリゴマーに特異的に結合するので、Aβオリゴマーの存在部位を検出することが可能となる。そのため、ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩は、アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患の画像診断薬として使用することができ、アミロイドβが蓄積する疾患について発症前の段階での早期の診断が可能となる。 Curcumin derivatives or salts thereof that contain only the keto structure specifically bind to Aβ oligomers, which play an important role in the early stages of AD before the onset of the disease, making it possible to detect the locations where Aβ oligomers are present. Therefore, curcumin derivatives or salts thereof that contain only the keto structure can be used as diagnostic imaging agents for diseases in which amyloid beta protein accumulates, enabling early diagnosis of diseases in which amyloid beta accumulates at a pre-symptomatic stage.
ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩を画像診断薬として使用する場合、その投与は、局所的であってもよく、全身的であってもよい。投与方法には特に制限はなく、経口的又は非経口的に投与される。非経口的投与経路としては、皮下、腹腔内、静脈、動脈又は脊髄液への注射、点滴等が挙げられる。When a curcumin derivative or a salt thereof containing only the keto structure is used as a diagnostic imaging agent, it may be administered locally or systemically. There are no particular restrictions on the administration method, and it may be administered orally or parenterally. Parenteral administration routes include subcutaneous, intraperitoneal, intravenous, arterial, or spinal fluid injection, and infusion.
ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩を含む画像診断薬は、ヒトへの投与に適した医薬上許容される形態であって、生理学的に許容し得る添加剤を含む。かかる組成物は、適宜、医薬として許容し得る希釈剤、緩衝剤、可溶化剤(例えば、シクロデキストリン、ポリエチレングリコール、プルロニック(商標)、Tween (商標)、クレモフォール(商標)又はリン脂質のような界面活性剤)、無痛化剤等を添加してもよく、更に必要に応じて、医薬として許容し得る溶剤、安定化剤又は酸化防止剤(例えばアスコルビン酸等)のような成分を含んでもよい。ケト型構造のみが存在するクルクミン誘導体又はその塩の投与量は、用法、患者の年齢、性別その他の条件、疾患の程度により適宜選択される。 Diagnostic imaging agents containing curcumin derivatives or salts thereof containing only the keto structure are in a pharmaceutically acceptable form suitable for human administration and contain physiologically acceptable additives. Such compositions may contain, as appropriate, pharmaceutically acceptable diluents, buffers, solubilizers (e.g., surfactants such as cyclodextrin, polyethylene glycol, Pluronic™, Tween™, Cremophor™, or phospholipids), soothing agents, etc., and may further contain, as necessary, components such as pharmaceutically acceptable solvents, stabilizers, or antioxidants (e.g., ascorbic acid, etc.). The dosage of the curcumin derivative or salt thereof containing only the keto structure is selected appropriately depending on the dosage method, the patient's age, sex, and other conditions, and the severity of the disease.
アミロイドβ蛋白が蓄積する疾患としては、アルツハイマー病の他、ダウン症候群が挙げられる。 Diseases in which amyloid beta protein accumulates include Alzheimer's disease and Down syndrome.
次に本発明に係わる合成例及び試験例を記載するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。 Next, synthesis examples and test examples related to the present invention are described, but the present invention is not limited to these.
[合成例1]1,7-ビス(4'-ヒドロキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-4-メチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン(化合物1)の合成
(1)4-ヒドロキシ-3-(トリフルオロメトキシ)ベンズアルデヒド(2.06 g;10 mmol)のアセトン(18 mL)溶液に炭酸カリウム(2.21 g;16 mmol)を加えた混合物を氷冷し、ここに攪拌しながらクロロメチルメチルエーテル(1.07 mL;14 mmol)を少量ずつ加えた。反応液を室温で10時間攪拌した後、溶媒を減圧下に溜去して得られる残渣を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水洗、続いて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下に溶媒を溜去して得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル:n-ヘキサン=1:3)により精製すると、4-メトキシメトキシ-3-(トリフルオロメトキシ)ベンズアルデヒド2.48 g (99%)が無色の油状物として得られた。
Synthesis Example 1 Synthesis of 1,7-bis(4'-hydroxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-4-methyl-1,6-heptadiene-3,5-dione (Compound 1) (1) A solution of 4-hydroxy-3-(trifluoromethoxy)benzaldehyde (2.06 g; 10 mmol) in acetone (18 mL) was added with potassium carbonate (2.21 g; 16 mmol) and cooled on ice. To this mixture, chloromethyl methyl ether (1.07 mL; 14 mmol) was added in small portions with stirring. The reaction mixture was stirred at room temperature for 10 hours, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The resulting residue was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with water, saturated aqueous sodium bicarbonate, and saturated brine, and then dried over magnesium sulfate. The solvent was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate:n-hexane = 1:3) to give 2.48 g (99%) of 4-methoxymethoxy-3-(trifluoromethoxy)benzaldehyde as a colorless oil.
(2)3-エチル-2,4-ペンタンジオン(256 mg;2.0 mmol)の酢酸エチル(4.0 mL)溶液に三酸化二ホウ素(140 mg;2.0 mmol)を加え70℃で30分間加熱し、次いでホウ酸トリブチル(1.08 mL;4.0 mmol)と前記工程(1)で得られた4-メトキシメトキシ-3-(トリフルオロメトキシ)ベンズアルデヒド(1.00 g;4.0 mmol)とを加えて、同温度で30分間加熱した。さらにブチルアミン(0.20 mL;2.0 mmol)を加えて、同温度で5時間加熱した。室温まで冷却した反応液に2M-塩酸(10 mL)を加え、室温で30分間激しく攪拌した後、酢酸エチルで抽出した。抽出液を水洗し、次いで飽和食塩水で洗った後、硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下に溶媒を溜去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル:n-ヘキサン=1:3)により精製すると、1,7-ビス(4'-メトキシメトキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン(282 mg;24%)が得られた。M.p.124-125℃
19FNMR (CDCl3):δ -59.50 (s), 1HNMR (CDCl3):δ1.20 (3H, t, J=7.2Hz), δ2.58 (2H, q, J=7.2Hz), δ3.50 (6H, s), δ5.26 (4H, s), δ6.96 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.2-7.3 (2H), δ7.4-7.5 (4H), δ7.67 (2H, d, J=15.6Hz), δ17.38 (1H, s)
(2) To a solution of 3-ethyl-2,4-pentanedione (256 mg; 2.0 mmol) in ethyl acetate (4.0 mL), boron trioxide (140 mg; 2.0 mmol) was added and the mixture was heated at 70°C for 30 minutes. Tributyl borate (1.08 mL; 4.0 mmol) and 4-methoxymethoxy-3-(trifluoromethoxy)benzaldehyde (1.00 g; 4.0 mmol) obtained in step (1) were then added and the mixture was heated at the same temperature for 30 minutes. Butylamine (0.20 mL; 2.0 mmol) was then added and the mixture was heated at the same temperature for 5 hours. After cooling to room temperature, 2M hydrochloric acid (10 mL) was added and the mixture was stirred vigorously at room temperature for 30 minutes, followed by extraction with ethyl acetate. The extract was washed with water, then with saturated brine, and then dried over magnesium sulfate. The solvent was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate: n-hexane = 1:3) to give 1,7-bis(4'-methoxymethoxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-1,6-heptadiene-3,5-dione (282 mg; 24%).
19 FNMR (CDCl 3 ): δ -59.50 (s), 1 HNMR (CDCl 3 ): δ1.20 (3H, t, J=7.2Hz), δ2.58 (2H, q, J=7.2Hz), δ3.50 (6H, s), δ5.26 (4H, s), δ6.96 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.2-7.3 (2H), δ7.4-7.5 (4H), δ7.67 (2H, d, J=15.6Hz), δ17.38 (1H, s)
(3)前記工程(2)で得られた1,7-ビス(4'-メトキシメトキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン(237 mg;0.40 mmol)とヨウ化メチル(0.25 mL;4.0 mmol)のアセトン(10 mL)溶液に粉末の炭酸カリウム(550 mg;4.0 mmol)を加えて55℃で3時間加熱した。減圧下に溶媒を溜去して得られる残渣を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水洗し、次いで飽和食塩水で洗った後、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下に溜去して得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル:n-ヘキサン=1:3)により精製すると、1,7-ビス(4'-メトキシメトキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-4-メチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン 230 mg (95.0%)が淡黄色油状物として得られた。
19FNMR (CDCl3):δ -59.59 (s), 1HNMR (CDCl3):δ0.82 (3H, t, J=7.2Hz), δ1.42 (3H, s), δ2.05 (2H, q, J=7.2Hz), δ3.46 (6H, s), δ5.23 (4H, s), δ6.65 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.17 (2H, d, J=8.4Hz), δ7.38 (2H, br.s), δ7.40 (2H, dd, J=2Hz, 8.4Hz), δ7.62 (2H, d, J=15.6Hz)
(3) To a solution of 1,7-bis(4'-methoxymethoxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-1,6-heptadiene-3,5-dione (237 mg; 0.40 mmol) obtained in the above step (2) and methyl iodide (0.25 mL; 4.0 mmol) in acetone (10 mL), powdered potassium carbonate (550 mg; 4.0 mmol) was added and heated at 55°C for 3 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with water, then with saturated brine, and then dried over magnesium sulfate. The solvent was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate:n-hexane = 1:3) to obtain 230 mg (95.0%) of 1,7-bis(4'-methoxymethoxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-4-methyl-1,6-heptadiene-3,5-dione as a pale yellow oil.
19 FNMR (CDCl 3 ): δ -59.59 (s), 1 HNMR (CDCl 3 ): δ0.82 (3H, t, J=7.2Hz), δ1.42 (3H, s), δ2.05 (2H, q, J=7.2Hz), δ3.46 (6H, s), δ5.23 (4H, s), δ6.65 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.17 (2H, d, J=8.4Hz), δ7.38 (2H, br.s), δ7.40 (2H, dd, J=2Hz, 8.4Hz), δ7.62 (2H, d, J=15.6Hz)
(4)前記工程(3)で得られた1,7-ビス(4'-メトキシメトキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-4-メチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン(182 mg;0.30 mmol)のエタノール(6.0 mL)溶液に1M-塩酸(1.80 mL;1.80 mmol)を加え、60-65℃に4時間加熱した。溶媒を減圧下に溜去して得られる残渣を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水洗した後、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下に溜去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:酢酸エチル:n-ヘキサン=1:3)により精製すると無色結晶の1,7-ビス(4'-ヒドロキシ-3'-トリフルオロメトキシ)フェニル-4-エチル-4-メチル-1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオン101 mg (65%)が得られた。M.p.89-91℃19FNMR (CDCl3):δ -59.22 (s), 1HNMR (CDCl3):δ0.82 (3H, t, J=7.2Hz), δ1.42 (3H,s), δ2.05 (2H, q, J=7.2Hz), δ5.69 (2H, s), δ6.64 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.01 (2H, d, J=8.4Hz), δ7.35 (2H, br.s), δ7.39 (2H, dd, J=2Hz, 8.4Hz), δ7.61 (2H, d, J=15.6Hz) (4) To a solution of 1,7-bis(4'-methoxymethoxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-4-methyl-1,6-heptadiene-3,5-dione (182 mg; 0.30 mmol) obtained in step (3) in ethanol (6.0 mL) was added 1 M hydrochloric acid (1.80 mL; 1.80 mmol) and the mixture was heated to 60-65°C for 4 hours. The solvent was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with water, then with saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The solvent was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate:n-hexane = 1:3) to yield 101 mg (65%) of colorless crystals of 1,7-bis(4'-hydroxy-3'-trifluoromethoxy)phenyl-4-ethyl-4-methyl-1,6-heptadiene-3,5-dione. Mp89-91℃ 19 FNMR (CDCl 3 ): δ -59.22 (s), 1 HNMR (CDCl 3 ): δ0.82 (3H, t, J=7.2Hz), δ1.42 (3H,s), δ2.05 (2H, q, J=7.2Hz), δ5.69 (2H, s), δ6.64 (2H, d, J=15.6Hz), δ7.01 (2H, d, J=8.4Hz), δ7.35 (2H, br.s), δ7.39 (2H, dd, J=2Hz, 8.4Hz), δ7.61 (2H, d, J=15.6Hz)
なお、以下の試験例で使用している化合物3は、日本国特開2014-105196号公報の合成例1の記載に従い合成を行った。化合物3は以下の構造を有している。化合物3は、ケト・エノール互変異性を有する化合物である。 Compound 3 used in the following test examples was synthesized according to the description in Synthesis Example 1 of JP 2014-105196 A. Compound 3 has the following structure. Compound 3 is a compound that exhibits keto-enol tautomerism.
[試験例1]水晶発振子マイクロバランス(QCM)装置を用いたAβオリゴマー及びAβ線維との結合性の解析
本試験で使用する水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定装置は、AffinitxQ (Initium社、東京)を用いた。本装置は、27-MHz QCMアナライザーであり、水晶発振子センサーに固定した化合物と被検物質とが結合すると振動周波数が減少することを利用し、微量物質の結合を高感度に検出できる。本試験では、QCM装置のセンサー部にβシート構造を持つAβ線維、あるいはAβオリゴマーなどのAβ凝集体を固定して、それぞれの試薬と反応させた。Aβ線維(fibril)とAβオリゴマー(oligomer、Globulomer-type)とは以下のように作製した。
Test Example 1: Analysis of Binding to Aβ Oligomers and Aβ Fibers Using a Quartz Crystal Microbalance (QCM) Apparatus. The AffinitxQ (Initium, Tokyo) quartz crystal microbalance (QCM) measurement apparatus used in this study was a 27-MHz QCM analyzer. This apparatus utilizes the decrease in vibration frequency upon binding between a compound immobilized on the quartz crystal sensor and the test substance, enabling highly sensitive detection of trace substance binding. In this study, Aβ fibers with a β-sheet structure or Aβ aggregates such as Aβ oligomers were immobilized on the sensor of the QCM apparatus and reacted with the respective reagents. Aβ fibers (fibrils) and Aβ oligomers (globulomer-type) were prepared as follows.
Aβ凝集体の作製には、Aβ1-42ペプチド(株式会社ペプチド研究所)を1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール(HFIP)(富士フイルム和光純薬株式会社)で1 mMの濃度に溶解し、37℃で1時間おいて冷やした後にHFIPを吸引除去し、-30℃に保存したものを用いた。使用する前にジメチルスルホキシド(DMSO、脱水)にて、5 mMの濃度に溶解して使用した。Aβ線維は、5 mM Aβ1-42DMSO溶液をダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(D-PBS、Ca、Mg不含、ナカライテスク株式会社)で希釈し100μM溶液を作製し、37℃で48時間インキュベートし作製した。Aβオリゴマーは、5 mM Aβ1-42DMSO溶液を0.2%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)入りD-PBS溶液で400μMに希釈し37℃で6時間おいた後、純水を加えて最終濃度100μM溶液とし、さらに37℃で18時間インキュベートした。この溶液を14,000g、10分間の遠心分離後、上清を使用した。 To prepare Aβ aggregates, Aβ 1-42 peptide (Peptide Institute, Inc.) was dissolved in 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to a concentration of 1 mM, cooled at 37°C for 1 hour, the HFIP was removed by aspiration, and the aggregates were stored at -30°C. Before use, the peptide was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO, dehydrated) to a concentration of 5 mM. Aβ fibrils were prepared by diluting the 5 mM Aβ 1-42 DMSO solution with Dulbecco's phosphate-buffered saline (D-PBS, Ca- and Mg-free, Nacalai Tesque, Inc.) to a 100 μM solution and incubating at 37°C for 48 hours. Aβ oligomers were prepared by diluting a 5 mM Aβ 1-42 DMSO solution to 400 μM with 0.2% sodium dodecyl sulfate (SDS) in D-PBS and incubating at 37°C for 6 hours, adding pure water to a final concentration of 100 μM, and further incubating at 37°C for 18 hours. This solution was centrifuged at 14,000 g for 10 minutes, and the supernatant was used.
次に、QCM装置を用いた結合試験では、センサー部にAβオリゴマー、Aβ線維又は溶媒2μLを乾燥固定した(Aβオリゴマーは、4℃に湿潤状態で一晩おき、さらに4℃で24時間乾燥した)。センサーをガラスセル容器に入れたPBSに浸漬し安定化させた後、化合物1、3を終濃度10μM、チオフラビンT (Anaspec社)を終濃度30μMになるように加え、その直後から周波数の変化を記録した。Next, in binding tests using a QCM device, 2 μL of Aβ oligomers, Aβ fibrils, or solvent was dried and immobilized on the sensor (Aβ oligomers were left overnight in a humid state at 4°C and then dried for 24 hours at 4°C). The sensor was immersed in PBS in a glass cell container to stabilize it, and then compounds 1 and 3 were added to a final concentration of 10 μM, and thioflavin T (Anaspec) was added to a final concentration of 30 μM. Immediately after this, the change in frequency was recorded.
得られた結果を図1、2、表2に示す。図1の上段はAβ線維に対する周波数変化、下段はAβオリゴマーに対する周波数変化を示す。化合物3を加えるとAβ線維を固定したセンサー(fibril)とAβオリゴマーを固定したセンサー(oligomer)の両方で、溶媒のみを固定したコントロール実験のセンサー(vehicle)に比べて、周波数の著しい減少が認められた(fibril n=5、oligomer n=5、vehicle n=3)。一方、化合物1を加えたときは、Aβオリゴマーを固定したセンサーでは周波数の減少が認められたが、Aβ線維を固定したセンサーでは、コントロールとほとんど差がなかった。Aβ線維に特異的に結合することが知られているチオフラビンTは、Aβ線維を固定したセンサーでは周波数の減少が認められたが、Aβオリゴマーを固定したセンサーでは、Aβを固定していないコントロールと差が認められなかった。The results are shown in Figures 1 and 2 and Table 2. The upper panel of Figure 1 shows the frequency change for Aβ fibrils, and the lower panel shows the frequency change for Aβ oligomers. When compound 3 was added, a significant decrease in frequency was observed for both the sensor immobilized with Aβ fibrils (fibril) and the sensor immobilized with Aβ oligomers (oligomer) compared to the control sensor (vehicle) immobilized with solvent alone (fibril n=5, oligomer n=5, vehicle n=3). On the other hand, when compound 1 was added, a decrease in frequency was observed for the sensor immobilized with Aβ oligomers, but there was almost no difference between the sensor immobilized with Aβ fibrils and the control. Thioflavin T, which is known to bind specifically to Aβ fibrils, decreased the frequency for the sensor immobilized with Aβ fibrils, but there was no difference between the sensor immobilized with Aβ oligomers and the control without Aβ.
また、図2の上段は化合物添加後20分間にAβ線維と結合した化合物の総量、下段はAβオリゴマーと結合した化合物の総量を示す。化合物3はAβ線維及びAβオリゴマーの両方で、化合物1はAβオリゴマーのみで、チオフラビンTはAβ線維のみでそれぞれ有意に高い結合量が得られていた。 The upper panel of Figure 2 shows the total amount of compound bound to Aβ fibers within 20 minutes of compound addition, and the lower panel shows the total amount of compound bound to Aβ oligomers. Compound 3 bound significantly more to both Aβ fibers and Aβ oligomers, compound 1 bound only to Aβ oligomers, and thioflavin T bound only to Aβ fibers.
さらに、表2は、Aβ線維に対するAβオリゴマーの結合量のモル比の値を示す。この値は、Aβ線維よりAβオリゴマーに結合しやすいと大きくなる。表2からも、化合物1は、Aβオリゴマーに対する結合の選択性が化合物3及びチオフラビンTよりも高いことが分かる。 Furthermore, Table 2 shows the molar ratio of the amount of Aβ oligomers bound to Aβ fibers. This value increases when binding is more readily to Aβ oligomers than to Aβ fibers. Table 2 also shows that compound 1 has higher binding selectivity for Aβ oligomers than compound 3 and thioflavin T.
以上の結果から、化合物3はAβオリゴマーとAβ線維の両方と結合する特性を持つが、化合物1はAβオリゴマーとは結合するがAβ線維とは結合性が低いことが示された。 These results indicate that compound 3 has the ability to bind to both Aβ oligomers and Aβ fibrils, while compound 1 binds to Aβ oligomers but has low binding affinity to Aβ fibrils.
[試験例2]化合物1の19F-MR画像化試験
化合物1を10 mg量り取り、80%のCremophor-ELを0.125 ml加え、温めながら溶解した。次いで生理食塩水を0.875 ml加えて投与溶液(10 mg/ml)を調製した。本投与液をペントバルビタールナトリウムで麻酔をかけた野生型マウス(12か月齢、オス1匹、メス2匹)又はAPP/PS1マウス(16か月齢、オス2匹、メス1匹)に、尾静脈から0.5 ml/kg/minで総量200 mg/kg投与した。
Test Example 2: 19F -MR Imaging of Compound 1 10 mg of Compound 1 was weighed out, and 0.125 ml of 80% Cremophor-EL was added and dissolved by warming. Then, 0.875 ml of saline was added to prepare a dosing solution (10 mg/ml). This dosing solution was administered via the tail vein at 0.5 ml/kg/min to wild-type mice (12 months old, 1 male, 2 females) or APP/PS1 mice (16 months old, 2 males, 1 female) anesthetized with pentobarbital sodium, for a total dose of 200 mg/kg.
そして、MR装置を用いてマウス頭部の19F-MR信号を測定した。測定はまずNMRスペクトルを取得するためのシングルパルス測定を10分間実施し、次いでChemical Shift Imaging法(CSI法)による画像化のための50分間の測定を繰り返し、測定終了後にデータを加算して画像を作成した。 The 19F -MR signals of the mouse head were measured using an MR system. First, a 10-minute single-pulse measurement was performed to acquire the NMR spectrum, followed by a 50-minute measurement for imaging using the Chemical Shift Imaging (CSI) method. After the measurement, the data were summed to create an image.
得られた結果を図3、4に示す。図3は化合物1を投与した野生型マウス(破線)及びAPP/PS1マウス(実線)における19F-NMR信号のピーク面積の経時的変化を示している。APP/PS1マウスのピーク面積はすべての時点で野生型マウスよりも大きく、化合物1がAPP/PS1マウス脳内に集積していることが示された。 The results are shown in Figures 3 and 4. Figure 3 shows the time course of the 19F -NMR signal peak area in wild-type mice (dashed line) and APP/PS1 mice (solid line) administered Compound 1. The peak area in APP/PS1 mice was larger than that in wild-type mice at all time points, indicating that Compound 1 accumulated in the brains of APP/PS1 mice.
図4中、左はAPP/PS1マウスの19F-MR画像、右は野生型マウスの19F-MR画像である。19F-MR画像において、Aβオリゴマーと推測される信号(矢印)が脳から検出された。 In Figure 4, the left image shows a 19 F-MR image of an APP/PS1 mouse, and the right image shows a 19 F-MR image of a wild-type mouse. In the 19 F-MR image, signals (arrows) presumed to be Aβ oligomers were detected in the brain.
[試験例3]化合物1の脳移行性の解析
化合物1を10 mg量り取り、80%のCremophor-ELを0.125 ml加え、温めながら溶解した。ついで生理食塩水を0.875 ml加えて投与溶液(10 mg/ml)を調製した。本投与液(200 mg/kgの投与量)と溶媒(vehicle)のみの投与液とを野生型マウス(6.5か月齢、メス各1匹)に、それぞれ尾静脈から投与した。投与30分後にペントバルビタールナトリウムを過剰投与してマウスを安楽死させた後、脳を摘出し、4倍量のCD3ODでホモジナイズして、抽出物のメタノール溶液を調製した。
Test Example 3: Analysis of Brain Delivery of Compound 1 10 mg of Compound 1 was weighed out, and 0.125 ml of 80% Cremophor-EL was added and dissolved by warming. Then, 0.875 ml of saline was added to prepare a dosing solution (10 mg/ml). This dosing solution (200 mg/kg) and a dosing solution containing only the vehicle were administered via the tail vein to wild-type mice (6.5 months old, one female each). Thirty minutes after administration, the mice were euthanized by an overdose of sodium pentobarbital, and the brains were removed and homogenized in four volumes of CD3OD to prepare a methanol extract solution.
次に、液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)を用いて解析を行った。LC装置はAgilent 1290 binary pumpを使用した。分析条件は、分析カラム ZORBAX Eclipse Plus C18 1.8μm 2.1×50 mm、A: 4 mM HCOONH4(pH 6.4) B: CAN、0 min A90%, 1 min A90%, 6 min A20%, 7 min A20%であった。MS装置はQTRAP5500 negative ion modeを使用した。 Next, analysis was performed using a liquid chromatograph mass spectrometer (LC/MS). The LC system used was an Agilent 1290 binary pump. The analytical conditions were: analytical column: ZORBAX Eclipse Plus C18 1.8 μm 2.1 × 50 mm, A: 4 mM HCOONH4 (pH 6.4), B: CAN, 0 min A90%, 1 min A90%, 6 min A20%, 7 min A20%. The MS system used was a QTRAP5500 in negative ion mode.
以下の表3に、LS/MSで観察したイオン強度から求めたマウス脳サンプル溶液中の化合物1の濃度を示す。 Table 3 below shows the concentration of compound 1 in the mouse brain sample solution determined from the ion intensity observed by LS/MS.
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