Title
新規シクロオキシゲナーゼ-2阻害薬CIAAと新規EP4受容体
拮抗薬CJ-023,423の薬理作用に関する研究( 内容の要旨
(Summary) )
Author(s)
奥村, 貴子
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(農学) 乙第128号
Issue Date
2009-03-13
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/33629
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏 名(本(国)籍) 学 位 の 種 類 学 位 記 番 号 学位授与年月 日 学位授与の要件 学 位 論 文 題 目 審 査 委 負 会 奥 村 貴 子 (三重県) 博士(農学) 農博乙第128号 平成21年3月13日 学位規則第3条第2項該当 新規シクロオキシゲナーゼ･2阻害薬CIAAと新規EP4 受容体括抗薬CJ･023,423の薬理作用に関する研究 主査 岐阜大学 教 授 副査 静岡大学 教 授 副査 岐阜大学 教 授 副査 岐阜大学 教 授 副査 信州大学 教 授 副査 岐阜大学 教 授 河 合 啓 田 原 康 高見澤 一 木 曽 千 菊 海 野 年 孝 裕 真 夫 弘 論 文 の 内 容 の 要 旨 プロスタランジン(PG)は,炎症,血管新生,骨吸収などの末梢組織や,発熱,睡眠,痺 痛など中枢神経に関わっており,オキシゲナーゼ(COX)によって産生され,生体内で多彩な 役割を果たしている｡COXにはアイソザイム1と2が明らかにされており,COX･2によっ て産生されるPGE2は,炎症や痺痛に関わっており,そのシグナルはEPl,EP2,EP3およ びEP｡の4つの受容体を介して伝達されていることが明らかにされている｡これらの研究 には,特徴的な性質を持つ化合物が利用されてきており,生命科学の発展に大きく貢献し てきた｡ CIAA(【6･Chloro･2･(4･Chlorobenzoyl)･1Hindol･3･yl】aceticacid)は,中枢組織よりも末 梢組織に多く分布する特徴を持つ新規選択的COX･2阻書剤である｡また,CJ･023,423 (N･[((2･[4･(2･ethyl･4,6･dlmethyl･1Himidazo[4,5･C]pyridine･1･yl)phenyl】ethyl)amino) Cafbonyl]･4･methylbenzensulfonamide)は新規選択的EP2受容体括抗薬である｡本研究は, これら新規薬物の薬理作用について,既知のCOX･2阻害剤であるcelecoxibおよびrofecoxib と比較し,中枢および末梢組織におけるCOX･2活性の分離,炎症性痺痛試験における COX･2の中枢と末梢における寄与率の数学的解析,およびCJ･023,423をラット炎症性痺 痛試験とラットアジエバント関節炎試験にて評価し,EP4受容体の炎症性痺痛や炎症,骨破 壊への関与を明らかにすることを目的として行った｡ 脳内より血寮中に高汲度に分布することが知られているCOX･2阻害剤であるCIAAが, ラット全血を用いた血血評価系を用いてCOX･2を選択的に阻害することを明らかにし た｡この結果を踏まえ,ラットのカラゲニン誘発足浮腫および浮腫足におけるPGE2の産 生,並びにリボポリサッカライド誘発発熱および発熱脳におけるPGE2の産生に対する CIAAの薬理作用を既存のCOX･2阻害剤であるcelecoxibおよびrofecoxibと比較し,CIAA における解熱作用に対する抗浮腫作用の比の値や脳内PGE2産生阻害作用に対する足での PGE2産生阻害作用の比の値がcelecosibとrofecosibの比の値よりも低く,各々の薬物の脳
一93-内と血祭中の淡度比と高い相関を示すことを明らかにした｡このように,CIAAを用いるこ とにより中枢と末梢におけるCOX･2の機能を薬理学的に分離できることを示し,CIAAが 末梢組織や器官におけるCOX･2の役割を薬理学的に調べるための有効なツールになること を提示した｡ 以上の結果を踏まえ,炎症性痺痛であるラットカラゲニン誘発圧過敏試験と熱過敏試験 を用いて,CIAAとcelecoxibを経口投与した場合の各々のID値を実験的に求め,これら の数値を導入した連立2次方程式を立て,末梢と中枢におけるCOX･2の寄与率を数学的に 解析する方法を考案した｡この解析結果から,圧過敏では末梢と中枢のCOX･2寄与率がそ れぞれ53%と 47%と算出されほぼ同程度であり,一方熱過敏では,これらの値が前者で 97%､後者で3%であったことから,主に末梢のCOX･2が寄与していること明らかにした｡ ここで提案した数学的解析法は,COX･2が関与している生理,病理現象における中枢と末 梢のCOX･2の寄与率を求める解析法として有用であることを主張し,さらに酵素阻害剤の みならず,受容体作動薬や括抗薬にも本解析法が適用可能であることも言及している｡ CJ･023,423は選択的EP4受容体括抗薬であることが確認されている｡従って, CJ･023,423は病態におけるEP4受容体の関与を血=正和で調べるための良いツールである と考えられる｡そこで,CJ･023,423を用いて,ラットPGE2誘発熱過敏試験,ラットカラ ゲニン誘発熱過敏試験,およびラットCompleteFreunt'sAdjuvant誘発炎症性痺痛に対す る抑制効果を調べた｡その結果,PGE2誘発熱過敏およびカラゲニンやCompleteFreunt's Adjuvant投与による炎症性痺痛を抑制することを明らかにした｡さらに,アジュバント関 節炎における足浮腫と炎症性バイオマーカー及び骨破壊を抑制することも明らかにしてい る｡これらの結果は,PGE2がEP4受容体を介して,炎症性痺痛や慢性炎症と骨破壊に関与 していることを示している｡ 以上記したように,新しい特徴を持つ薬物の開発は様々な生理機能の解明を可能とし, 生命科学の発展に大きく貢献すると思われる｡ 審 査 結 果 の 要 旨 本論文は,炎症や痔痛に重要な役割を果たしているプロスタグランジン(PG)E2を産生 するシクロオキシゲナーゼー2(以下COX-2)の新規選択的阻害剤である【6･CuOI∬2-(4-chlorobenzoyl)･1Hindol-3-yl)】aceticacid(以下CIAA)の薬理作用から,末梢と中枢 におけるCOX-2活性を分離できることを明らかにするとともに,COX･2の中枢および 末梢組織での寄与率を数学的手放で解明,さらに新規選択的PGE4受容体括抗薬である N･【((2-【4･(2･ethyl･4,6･dimethyl･1Himida2X)[4,5･d･pyridine･1･yl)phenyl]ethyl)amino) carbonyl】-4･methylben21ene8ulfonamide(以下CJ-023,423)の薬理学的解析から,PGE,1 受容体が炎症性痺痛と炎症および骨破壊に関与していることを明らかにしたものである｡ 論文内容の概要を以下に記す｡ PGを産生するCOXのアイソザイム1と2に対し,ラット全血を用いた血川正和の評 価系でCIAAがCOX･2を選択的に阻害することを明らかにした｡この結果を踏まえ, ラットのカラゲニン誘発足浮腫と浮腫足におけるPGE2産生,リボポリサッカライド誘 発発熱と発熱月削こおけるPGE2産生に関し,CIAAと既知の適択的COX-2阻害剤である
-94-celecoxib及びrofecoxibについて薬理学的に比較し,CIAAを用いることによって末梢 および中枢のCOX･2作用を薬理学的に分離できることを実証した｡この結果から,CIAA が末梢組織や器官におけるCOX-2の役割を薬理学的に調べるための有益な研究ツール になることを捉喝した｡ CIAAと伐kcox払を用いて,ラットカラゲニン誘発圧過敏および熱過敏試験におけ る両薬物の効果を調べ,圧過敏におけるID郭僻,発熱脳および浮腕足におけるPGE2抑 制作用を示すID50値,並びに餌痛作用を示すID30低またはID25値をそれぞれ求め,こ れらの借を用いて,圧過敏と熱過敏における中枢と末梢におけるCOX-2の寄与率を求 めるための連立方程式を考案した｡この解を求め,中枢と末梢におけるCOX･2の寄与 率が圧過敏ではそれぞれ50%,また熱過敏では大部分中枢のCOX･2が寄与しているこ とを明らかにした｡同じ分子に作用する中枢と末梢で異なる分布を持つ2つの薬物が存 在すれば､ここで考案した連立方程式を用いる数学的解析絵が酵素阻害剤のみならず受 容体作動薬や括抗薬など各種の薬物においても,中枢及び末梢における寄与率の算出に 適用可能であることを提唱している｡ 次に,新規選択的EP4受容体括抗薬であるCJ･023,423がPGE2誘発熱過敏,およびカ ラゲニンやCompleteFreuind,8A鴎uvant投与によって誘発される炎症性痔痛を抑制す ること,並びにアジエバント関節炎における足浮腫,炎症性/くイオマーカー,および骨 破壊を抑制することが明らかにした｡これらの結果から,PGE2がEP4受容体を介して 炎症性痺痛,および慢性炎症と骨破壊に関与していることを指摘した｡ 以上について,審査委員全員一致で,本論文が岐阜大学大学院連合旗学研究科の博 士論文として十分価値あるものと認めた｡ 【基礎となる学術論文】 1)E飴ctsofthe8electiveEP4antagOnist,CJ･023,4230nChronicinflammation andbonede8truCtioninratadjuvant･inducedarthritis JournalofPharmacyandPharmacology;2008 0umuraTakako,Murata協ko,TamiguchiKana,M壷aseAboandNii,A如ke, 2)Mathematicalanalysi80finvoIvementratiobetweencentralandperipheral COX･2inratpainmodeL5withtwotypesofCOX-2inhibitorswithdi飴1･ent di8tribution,CelecoxibandCIAA EuropeanJournalofPharmacoIogy;2008 0lmmuraTakako,SakakibaraAyano,Muratal払koandKita%8uhiro･ 3)PhArmaCOlogicalBeParationbetweenperipheralandcentralfunctionsof cyclooxygenase-2withCIAA･,anOVelcyclooxygena8e-2inhibitor EuropeanJourndofPharmaeobgy2006 0knmuraTakako,MurataYbko,Hi2TueMaBanOri,Mat8uuraTbmomi,Naganeo Rie,Kanai%shihito,MuraBeAkio,SakakibaraAyano,Ft所taI8amiand NakaoKazunari.
ー95-【既発表輸文】 1)E飴ctofproBtanOidEP4reCePtOrantagOniBt,CJ･042,794,inratmodehofpain andinflammation EumpeanJournalofPharmaeolog洪2008 MuraBeAkio,OkumuraTakako,SakakibaraAyano,Tbnai･kachiHiroko, NakaoKazunari,ThkadaJunji. 2)CJ-023,423,anOVel,pOtentand8electivepro8taglandinEPLIreCeptOr antagomi8tWithantihyperalgeBicproperties TheJburnalofPllarmaCOlogyandExperimentalTherapeutics,2007 NakaoKa2:unari,Mura8eAkio,OhshiroHiroyuki,OkllmuraTakako, TamiguchiKana,MurataYbkp,MaBudaMasato8hi,KatoTbmoki,Okumura Ⅵ)$hiyukiandTakadaJunji. 3)Ultrasomicvocali2:ationre8POnSeelicitedinadjuvant･inducedarthriticratsaBa uBefu1methodforevaluatinganalge8icdrugS ExperimentalAnimals,2006 NaitoHiroyuki,OkumuraTakako,InoueMakiandSu2:uki'払Bhihiko 4)Optimizationofimidazole5･止poxygenaseinhibitor8andselectionandsynthesis Ofadevelopmentcandidate Chemical&PharmaceuticalBunetin,2005 ManoThka8hi,StevensRodneyW,AndoEazuo,KawaiMakoto｡Kawamura Kiyoshi,NaknoKa2Tunari,0lmmuraYbshiyuki,OkllmuraTakal【0,Saknkibara Minoru,MiyamotoKimitaknandTamtlraTbtsuya. 5)5-Lipoxygenaseinhibitors;COnVenient8ynthesisof4-【3･(4-heterocyclylphenyl thio)phenyl]･3,4,5,6･tetrahydro-2Hpyran-4･Carboxamideanalogtle8 Bioorganic&MedicinalChemi8tryLetters,2005 ManoTakashi,StevensRodneyW,Okumura%shiyuki,.KawaiMakoto, OkumuraTakakoandSakakibaraMino
6)4-[5-Fluoro･3･f4･(2-methyl-1Himidazol･1･yl)benzyloxカphenyl]･3,4,5,6-tetrahydro-2Hpyran-4-Carboxamide,anOrallyactiveinhibitorof 5-1ipoxygena8eWithimprovedpharmacokineticandtoxicologycharacteristics JournalofMedicinalChemiBtry;2004 ManoThka8hi,Okumura%8hiyuki,SakakibaraMinoru,OkumuraTakako, TamuraTbtsuya,MiyamotoKimitakaandStevenB馳dneyW二 7)Novelimida2;01ecompound$a$aneW8erie$Ofpotent,Orallyactiveinhibitorsof 5-1ipoxygenase Bioorganic&MedicinalChemi8try;2003 ManoTaka8hi,StevenBRodneyW,AndoKazuo,NakaoKazunari,0knmtLra ⅦBhiyuki･SaknkibaraMinoru,0lmmuraThkako,TamuraTbtBuyaand MiyamotoKimitaka