JP2019189558A - 局所的炎症の抑制剤 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、副作用の少ない化合物を有効成分とすることにより、インフラマソームの活性を抑制して、局所的炎症を効果的に抑制することのできる薬剤を提供する。【解決手段】発明の局所的炎症の抑制剤は、式【化１】で表される３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を有効成分とすることを特徴とし、又、本発明の局所的炎症の抑制剤において、３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸の量は、例えば全量の０．５〜１０重量％という範囲を挙げることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は局所的炎症の抑制剤に関するものであり、更に詳しくは、副作用の少なく且つ効果に優れた局所的炎症の抑制剤に関するものである。

炎症はあらゆる病気において体内に発生し、健康な生活を妨げる反応である。元々、免疫反応の一つとして、体温の上昇により細胞性免疫が働きやすい環境を整え、又、肉体的活動を起こしにくい体調にすることを介して、病態からの回復を促す反応である。しかしながら、過剰な炎症は疼痛や正常な生理的活動の低下を引き起こすため、抑制的なコントロールが必要となる場面が多くある。そのため、古くから抗炎症作用のある薬剤は重宝され、様々な抗炎症性の薬剤が開発されてきた。

抗炎症作用を持つ薬剤は数多く存在するが、大きく分けると、ステロイド系抗炎症薬と非ステロイド性抗炎症薬に分類される。ステロイド系抗炎症薬は副腎皮質ホルモンである糖質コルチコイドを始めとする合成糖質コルチコイドで、これらには重大な副作用を持つものが多く存在する。又、非ステロイド性抗炎症薬はNSAIDsと略称でも呼ばれ、鎮痛・解熱作用も併せ持つ薬剤が多く、アスピリンやインドメタシン、イブプロフェンが代表的NSAIDsであるが、これらにも、様々の副作用を持つものが少なくない。

局所的炎症の発生に関連する物質の一つとして、ＡＴＰ（アデノシン３リン酸）を挙げることができ、ＡＴＰは細胞内には大量に生産されて消費されるが、細胞外には殆ど存在せず、細胞に（主に外的な）ストレスがかかると細胞から漏れ出たり、放出されたりすることで、一次的に通常より高濃度で存在するようになる。高濃度で存在するようになったＡＴＰは、細胞における様々な環境変化による刺激因子に応答してインフラマソームという蛋白複合体の形成に関与し、このインフラマソームが炎症反応を発生させることがメカニズムとして明らかにされている（非特許文献１参照）。

Jakobsson, P.-J. Pain: How macrophages mediate inflammatory pain via ATP signaling. Nat Rev Rheumatol 6, nrrheum.2010.175 (2010).

Ogura, Y., Sutterwala, F. & Flavell, R. The Inflammasome: First Line of the Immune Response to Cell Stress. Cell 659-662 (2006). doi:10.1016/j.cell.2006.08.002

Adinolfi, E., Giuliani, AL., De Marchi, E., Pegoraro, A., Orioli, E. & Di Virgilio, F. The P2X7 receptor: A main player in inflammation., Biochem Pharmacol., (2017) pii: S0006-2952(17)30733-30735. doi: 10.1016/j.bcp.2017.12.021.

上述したように、抗炎症薬剤の多くには副作用があり、患者への負担が大きい面がある。そこで、患者の負担、即ち、副作用の少ない薬剤が潜在的に望まれている。本発明は、副作用の少ない化合物により上記インフラマソームの活性を抑制して、局所的炎症を抑制することのできる薬剤を提供することを目的としてなされた。

本発明の局所的炎症の抑制剤は、式

で表される３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を有効成分とすることを特徴とするものである。

又、本発明の局所的炎症の抑制剤における上記３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸の量としては、例えば成分全量の０．５〜１０重量％という範囲を挙げることができる。

更に、本発明の局所的炎症の抑制剤を適用し得る局所的炎症としては、例えば、アレルギーや薬剤及び植物等と皮膚との接触による局所的なかぶれや炎症、口内炎等の口腔内粘膜の炎症及び抗がん剤の副作用による口内炎を挙げることができる。

更に又、本発明の局所的炎症の抑制剤は、例えば上記と同様の量の３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を含有する外用剤であってもよく、３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸は、以下に述べる脱水縮合物として含有してもよい。

局所的炎症を抑制することのできる、副作用の少なく且つ効果に優れた薬剤を提供することができる。

単球細胞THP-1へのリポポリサッカライド及びＡＴＰ刺激によるインフラマソーム活性化への３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸添加の影響を示すグラフである。

以下に本発明を詳細に説明する。

又、本発明の局所的炎症の抑制剤の有効成分である３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸（以下、ＴＨＧＰと略すことがある。）は、式

で表されるように、３つの水酸基が結合したゲルマニウム原子にプロパン酸の３位の炭素が共有結合している非常に安定な分子である。

尚、ＴＨＧＰは水溶液中でのみ上記構造をとるものであり、これを単離しようとすると、結晶化に際して脱水反応により重合して、式
Ｇｅ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３
或いは式
[（Ｇｅ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３]ｎ
等で表される有機ゲルマニウム化合物となる。当該有機ゲルマニウム化合物は、重合度ｎを用いて表した場合は、重合度ｎ＝２〜∞のオリゴマー乃至ポリマー（poly-trans-[(2-carboxyethyl)germasesquioxane]）ということができるが、重合度ｎを用いずに表した場合も同様である。

尚、上記ＴＨＧＰの安全性や副作用がほとんどないことは、出願人により行われた各種の試験で確認されている。

本発明の局所的炎症の抑制剤におけるＴＨＧＰの量としては、毒性のない範囲であれば制限はなく、ＴＨＧＰの局所的炎症への適用量は、本発明の局所的炎症の抑制剤の使用量を増減することにより調整できるが、例えば、成分全量に対し０．５〜１０重量％という範囲を挙げることができる。尚、含有量が０．５重量％を大きく下回る場合は、本発明の局所的炎症の抑制剤を大量に適用する必要が生じる。

但し、以下に述べる実施例１に明らかなように、ＴＨＧＰの量が２００μg/mlとした場合より、２０００μg/mlとした場合の方が効果的で、高濃度の適用が有利であることが伺え、且つ、上記の通りＴＨＧＰは安全性が高いために、炎症の症状によっては、全量の１０重量％を超えるＴＨＧＰを配合しても差し支えない。又、ＴＨＧＰの配合可能量はその剤形にも関連し、他の成分との関連もあるが、例えばローションの場合は全量の２０重量％を超えるＴＨＧＰを配合することもでき、このようにした場合は、少ない使用量で多量のＴＨＧＰを局所的炎症に対し適用することができる。

又、本発明の炎症の抑制剤は、アトピー性皮膚炎のような漸進的炎症ではなく、金属アレルギー等のアレルギーや薬剤による体表面の皮膚及び口腔内等や肛門を含む陰部粘膜部位での局所的な炎症、植物等と皮膚との接触による局所的なかぶれや炎症、口内炎等の口腔内粘膜の炎症又は抗がん剤副作用による口内炎局所的炎症を対象にして、それらによる腫脹等の症状の緩和作用を発揮するものである。

更に具体的な本発明の局所的炎症の抑制剤の態様としては主に外用剤を挙げることができ、この外用剤の例としては、皮膚及び粘膜組織における炎症を伴う症状やかぶれに対してはクリームや軟膏、ローション、貼付剤等を、更に口腔内の炎症疾患に対してはチュワブルタブレット、飴、ガム、口腔内スプレー、貼付剤を有効なものとして挙げることができる。

上記本発明の局所的炎症の抑制用外用剤は、ＴＨＧＰの効果を妨げない限り、油性成分、水性成分、界面活性剤及びその他の添加物等の、通常の外用剤と同様の基剤と共に、汎用されている製造方法で製造することができる。

尚、例示した何れの外用剤においても、ＴＨＧＰの配合量は前記と同様であるが、外用剤の種類によっては、ＴＨＧＰが上記のとおりに脱水重合された、式
Ｇｅ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３
或いは式
[（Ｇｅ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３]ｎ
等で表される有機ゲルマニウム化合物として含有されることになる。具体的には、例えばローションであればＴＨＧＰとして、タブレット状のものであれば水分が存在しないので、上記脱水重合物として、それぞれ含有されることになる。

そして、上記ＴＨＧＰは、式

で表されるＡＴＰのような、２つの並んだ炭素の両者に同じ方向性で水酸基を有するシスジオール構造を持っている化合物との分子相互作用をし得る、つまり錯体を形成し得ることが判明している。

上記のように、局所的炎症反応の主要な要因としてインフラマソームを挙げることができるが、更に詳細に説明をすると、このインフラマソームは主に二つのシグナルによって調節されていて、第一のシグナルとしては、細菌の細胞壁に含まれるリポポリサッカライド（ＬＰＳ）等の感染性の刺激により、NF-κB経路が活性化され、代表的な炎症性サイトカインであるIL-1βの転写が促進される。続いて、第二のシグナルとしてＡＴＰが入ることによって、インフラマソームと呼ばれるタンパク質の複合体が形成されるのである。このインフラマソームが活性化されることにより、caspase-1が活性化し、さらに、第一のシグナルによって活性化したIL-1βが分泌型IL-1βとなる。この分泌型IL-1βが細胞外へと分泌放出され炎症が引き起こされると考えられているのである。

尚、インフラマソームはあらゆる炎症に関係していると言われており、このことはＴＨＧＰが炎症を起こしている組織に高濃度に存在することができればＡＴＰによる炎症の増悪を抑制できることになる。しかしながら、ＴＨＧＰは経口で摂取した場合に、小腸から摂取したもののうち２０％程度が体内に吸収された後、血中移行して分散するので、炎症を起こしている組織に高濃度で送り届けるためには、多量のＴＨＧＰを経口摂取する必要がある。

一方、体表面の皮膚や口腔内などの粘膜組織で局所的に発生している炎症に対しては、塗布或いは類似の方法で高濃度のＴＨＧＰを作用させ、高い抗炎症効果を得ることで、これまでに存在しなかった副作用の低く、且つ特定の要因による疾患に対する解決し得る可能性がある。

従って、本発明の発明者らは、上記ＴＨＧＰとの反応性を有するシスジオール構造を持っている化合物であるＡＴＰとの分子相互作用を利用して、上記機構によるインフラマソームの活性を抑制することができれば、局所的炎症反応を抑制することができるのではないかという着想を得て、以下に述べる実験を介して本発明を完成させた。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、これは本発明をなんら制限するものではない。

材料
細胞種：THP-1 単球細胞
12-well plate (FALCON)
RPMI培地 (日水製薬)
PBS(-) (大日本製薬)
PMA (ホルボール 12-ミリスタート 13-アセタート) (SIGMA)
LPS from Klebsiella pneumoniae (SIGMA)
ATP (東京化成工業)
ELISA KIT (コスモバイオ)
Plate reader (Perkin elmer)

尚、３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸（ＴＨＧＰ）は発明者らが合成した前記poly-trans-[(2-carboxyethyl)germasesquioxane]を水に溶解して加水分解することにより得た。

手法
本実験では、THP-1単球細胞をPMAという分化因子でマクロファージ様に分化誘導し、LPSおよびATPでインフラマソームの活性化を誘導する系で、炎症性サイトカインであるIL-1βの培地への分泌をELISA法により定量を行った。LPS及びATPの刺激の有無により、インフラマソーム活性化の第一シグナルと第二シグナルを再現し、THGPの添加によって何処に作用するかを含めて評価を行なった。

THP-1単球細胞を12-well plateに2×10⁵ cells/well播種した。播種時の培地は1μM PMAを含んだRPMIを用いてマクロファージ様の細胞への分化を行った。THGP 0 mMもしくは1.18mM （脱水縮合物として200μg/ml）もしくは11.8 mM （脱水縮合物として2000μg/ml）を含むRPMI培地をLPSの終濃度が10 μg/mlになるように調整した。24時間後にPBS(-) 1mlでwash後に、前述のRPMI培地に置換した。更に、24時間後、ATPが終濃度 5mMとなるように添加し、2時間後に培養上清をそれぞれ回収した。回収した培地を1000×g 15分間遠心後、上清を回収した。又、ATP+ LPS+の群は2倍希釈、その他の群は希釈せずにELISA法によってIL-1βの量を測定した。プロトコルはキットの説明に従って行った。n=6で行い、有意差検定はDunnet法を用いた。

結果
ATP・LPS単独の刺激もしくは両刺激を与えることによって無刺激の場合に対して有意なIL-1βの放出増加を認めた。更に、図１に示すようにATP単独もしくはATP・LPS両刺激を与えた条件下にて、培養上清中に含まれるIL-1β量がTHGP処理(200および2000μg/ml)によって有意に抑制された。但し、ここで図におけるアスタリスク**が示すのは、線で結んだ２つの異なる処理において統計的に有意な差（危険率１％）が認められたことを意味する。この抑制効果は、LPS単独での添加に対するTHGPの作用としては認められなかった。よって、THGPはATPによる第二シグナルの伝達を抑制・阻害することが示された。また、その抑制は濃度依存性が認められた。

皮膚のかぶれに対するクリーム剤の塗布
成人男性がアウトドアでのレジャーの際に林を歩き、皮膚に野草との接触を原因とする軽度のかぶれと炎症を生じた。かゆみが強く、又、接触部位周辺に至ると思われる領域に軽い腫脹が生じた。患部表面を、石鹸を用いて冷水にて洗浄し、よく濯いでから水を切り拭き取った後、THGPを5重量%含有するクリームをかゆみの生じている部位にたっぷりと塗り、よく擦り込んだ。乾燥してきたら、更に同クリームを同様に塗り込んで患部を傷つけぬように注意しつつ乾燥させた。

その結果、約10分程でかゆみは減弱し、更に15〜20分の後には気にならない程度まで治まった。腫脹は直ぐには引かなかったが、チクチクとした内部からの刺激感は同様に落ち着いた。その後、同クリームを24時間の後まで時折塗布したところ、痒みが再発すること無く症状は寛解した。

口内炎に対するチュワブルタブレットの適用
口疲労時などに口内炎を度々生じる被験者3名に、THGPが分子間で脱水した重合物である、式
Ｇｅ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３
或いは式
[（Ｇｅ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）_２Ｏ_３]ｎ
等で表される有機ゲルマニウム化合物を1重量％含有するチュワブルタブレット（140mg／粒）の40粒入りのケースを手渡し、口内炎の発生時に当該タブレット3粒を口に含んでもらい、患部付近で舐め溶かさせた。

被験者にあっては、通常、数日間は口内炎が治癒せず、痛みと違和感により食事を摂ることや飲料の摂取が困難になるが、上記タブレットを舐め溶かして適用した結果として、口内炎痛が数分から至数十分の後に減弱し、食事や飲料の摂取による痛みが減弱或いは消失したことから、食事や飲料の摂取が摂取当日より可能になった。

ＴＨＧＰの添加によって、ＡＴＰ刺激によるIL-1βの放出が抑制された。この結果は、ＴＨＧＰがインフラマソーム活性抑制を介して炎症を抑える働きを有することが示唆された。インフラマソーム活性による炎症は様々な疾患に関わっていることが知られる。例として、痛風・線維症・アルツハイマー病・粥状硬化症などがあり、ＴＨＧＰを局所における高濃度投与をした場合、これらの疾患に対する治療効果が十分に期待される。

Claims (6)

1. 式
   
   で表される３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を有効成分として含有することを特徴とする局所的炎症の抑制剤。
2. ３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸の量が、成分全量に対し０．５〜１０重量％である請求項１に記載の局所的炎症の抑制剤。
3. 局所的炎症が皮膚及び口腔内等の粘膜部位での局所的な炎症、口内炎等の口腔内粘膜の炎症又は抗がん剤副作用による口内炎である請求項１又は２に記載の局所的炎症の抑制剤。
4. ３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を有効成分として含有することを特徴とする局所的炎症の抑制用外用剤。
5. ３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を成分全体に対し０．５〜１０重量％の範囲で含有する請求項４に記載の局所的炎症の抑制用外用剤。
6. ３−トリヒドロキシゲルミルプロパン酸を、その脱水重合物として含有する請求項５に記載の局所的炎症の抑制用外用剤。