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JP5881291B2 - エクジソン受容体複合体を通して外因性遺伝子の発現を調節するためのキラルジアシルヒドラジンリガンド - Google Patents

エクジソン受容体複合体を通して外因性遺伝子の発現を調節するためのキラルジアシルヒドラジンリガンド Download PDF

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Description

本発明は、バイオテクノロジー、遺伝子工学、および医薬品化学の分野に関する。一実施形態によれば、本発明は遺伝子発現の分野に関する。別の実施形態によれば本発明は、天然および変異核内受容体に対するジアシルヒドラジンリガンドおよびキラルジアシルヒドラジンリガンドならびに核内受容体に基づく誘導性遺伝子発現システムにおけるそれらの使用に関し、かつ、これらのリガンドおよび誘導性遺伝子発現システムを用いた、ホスト細胞内での遺伝子発現の調節法に関する。
ここに引用される様々な出版物の開示は、その全体が参照によりここに取り込まれる。しかしながら、ここにおけるいずれの参考文献の引用も、これらの参考文献が本発明に対する「先行技術」として入手可能であることの承認と解釈されてはならない。
遺伝子工学の分野における遺伝子発現の正確な制御は、発生およびその他の生理的過程を研究、操作、ならびに制御するための貴重な手段である。遺伝子発現は、幾つかの特異的なタンパク質‐タンパク質相互作用に関わる複雑な生物学的過程である。タンパク質合成における第一工程として必要なRNAを産生する遺伝子発現を誘発するため、転写活性化因子は遺伝子の転写を制御するプロモーターの近傍に導かれなければならない。一般に転写活性化因子自体は、遺伝子のプロモーター領域に存在するDNA結合部位に結合する、少なくとも1のDNA結合ドメインを有するタンパク質に会合する。従って遺伝子発現を起こすためには、DNA結合ドメインおよびDNA結合ドメインから適切な距離に位置するトランス活性化ドメインを含むタンパク質が、遺伝子のプロモーター領域内の正しい位置に導かれなければならない。
伝統的なトランスジェニックアプローチは、設計されたトランス遺伝子の発現を駆動するため、細胞型特異的プロモーターを利用する。トランス遺伝子を含むDNAコンストラクトは、最初にホストゲノムに取り込まれる。転写活性化因子により誘発されたとき、所定の細胞型においてトランス遺伝子の発現が起こる。
細胞内で外来性遺伝子の発現を調節するための別の手段は、誘導性プロモーターを介する。このような誘導性プロモーターの使用例は、PR1−aプロモーター、原核生物のリプレッサー‐オペレーターシステム、免疫抑制性イムノフィリンシステム、およびステロイドホルモン受容体システムのような高等真核生物の転写活性化システムを含み、以下これらについて述べる。
タバコ由来のプロモーターであるPR1−aプロモーターは、病原体の攻撃に続く全身性の後天的抵抗反応の間に誘導される。PR1−aの使用は、これがしばしば内在性物質、ならびに病原体、UV−B照射、および汚染物質のような外来性因子に反応することにより制限され得る。熱ショック、インターフェロン、および重金属により誘導されるプロモーターに基づく遺伝子調節システムについて記述されている(Wurn et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:5414−5418(1986);Arnheiter et al,Cell 62:51−61(1990);Filmus et al.,Nucleic Acids Research 20:27550−27560(1992))。しかしながらこれらのシステムは、標的ではない遺伝子の発現におけるこれらの効果のために制限を有する。これらのシステムはまた漏出性である。
原核生物のリプレッサー−オペレーターシステムは、細菌性のリプレッサータンパク質およびそれらが結合する独特のオペレーターDNA配列を利用する。細菌である大腸菌由来のテトラサイクリン(“Tet”)およびラクトース(“Lac”)リプレッサー−オペレーターシステムの両方は、遺伝子発現の制御のため植物および動物において使用されている。Tetシステムにおいて、テトラサイクリンはTetRリプレッサータンパク質に結合してオペレーターからのリプレッサータンパク質の放出を起こす立体構造変化を生じさせ、これが転写の起こる結果となる。Lacシステムにおいて、lacオペロンはラクトースまたはイソプロピル−b−Dチオガラクトシドのような合成類似体の存在に反応して活性化される。残念ながら、このようなシステムの使用はリガンド、すなわちテトラサイクリンおよびラクトースの不安定な化学的性質、これらの毒性、これらが天然に存在すること、あるいは誘導または抑制のためには比較的高い濃度が必要とされることにより制限される。同様の理由から、動物におけるこのようなシステムの有用性は制限される。
FK506、ラパマイシン、およびシクロスポリンAのような免疫抑制性分子は、イムノフィリンであるFKBP12、シクロフィリンなどに結合できる。この情報を用いて、単に2個のタンパク質それぞれにFK506を配置するか、または1個にFK506、もう1個にシクロスポリンAを配置することにより、いずれの2個のタンパク質をも接合するための一般的戦略が考案されてきた。FK506の合成ホモ二量体(FK1012)、またはFK506‐シクロスポリン(FKCsA)の融合から生じた化合物はその後、これらの分子の二量体化を誘導するために使用できる(Spencer et al,Science 262:1019−24(1993);Belshaw et al,Proc Natl Acad Sci USA 93:4604−7(1996))。FKBP12と融合したGal4DNA結合ドメインおよびシクロフィリンと融合したVP16活性化ドメイン、ならびにFKCsA化合物が、ヘテロ二量体化およびGal4結合ドメインを含むプロモーターの制御下でのレポーター遺伝子の活性化を示すために使用された。残念ながら、このシステムは望まれない副作用を有し得る免疫抑制剤を含み、それ故に様々な哺乳類遺伝子スイッチ応用のための使用は制限される。
ステロイドホルモン受容体システムのような、高等真核生物の転写活性化システムもまた利用されている。ステロイドホルモン受容体は核内受容体スーパーファミリーのメンバーであり、脊椎動物および無脊椎動物細胞に見出される。残念ながら、特に植物および哺乳類における遺伝子発現の制御のために受容体を活性化するステロイド化合物の使用は、これらの生物における多数のその他の天然生物学的経路へのそれらの関与により制限される。このような困難を克服するため、昆虫エクジソン受容体(EcR)を用いる別のシステムが開発されている。
昆虫の成長、脱皮、および発生はエクジソンステロイドホルモン(脱皮ホルモン)および幼若ホルモンにより調節される(Dhadialla et al,Annu.Rev.Entomol.43:545−569(1998))。昆虫におけるエクジソンの分子標的は、少なくともエクジソン受容体(EcR)およびウルトラスピラクルタンパク質(USP)からなる。EcRは、シグネチャーDNAおよびリガンド結合ドメイン、ならびに活性化ドメインにより特徴付けられる核内ステロイド受容体スーパーファミリーのメンバーである(Koelle et al,Cell,67:59−77 (1991))。EcR受容体は、ポナステロンAおよびムリステロンAのような幾つかのステロイド性化合物に反応性である。最近、Rohm and Haas Companyによって世界的に発売されている市販の殺虫剤であるテブフェノジドおよびメトキシフェノジドを含む、エクジステロイドアゴニスト活性を有する非ステロイド性化合物について記述されている(国際公開第96/27673号および米国特許第5,530,028号を参照のこと)。両類似体は、その他の生物において例外的な安全特性を有する。
昆虫エクジソン受容体(EcR)は、ウルトラスピラクル(USP)、哺乳類レチノイドX受容体(RXR)の昆虫相同体とヘテロ二量体化し、エクジステロイドおよびエクジソン受容体反応エレメントに結合してエクジソン反応性遺伝子の転写を活性化する。EcR/USP/リガンド複合体は、昆虫の発生および生殖期間に重要な役割を果たす。EcRは5個のモジュール式ドメイン、A/B(トランス活性化)、C(DNA結合、ヘテロ二量体化)、D(ヒンジ、ヘテロ二量体化)、E(リガンド結合、ヘテロ二量体化およびトランス活性化)、およびF(トランス活性化)ドメインを有する。これらのドメインの幾つか、例えばA/B、C、およびEは、他のタンパク質と融合したときもその機能を保持する。
堅固に調節された誘導性遺伝子発現システムまたは「遺伝子スイッチ」は、遺伝子治療、細胞におけるタンパク質の大量生産、細胞に基づくハイスループットスクリーニングアッセイ、機能的ゲノミクスおよびトランスジェニック植物および動物における形質の調節のような様々な応用に有用である。
EcRに基づく遺伝子スイッチの最初のバージョンはキイロショウジョウバエのEcR(DmEcR)およびマウスのRXR(MmRXR)を用い、これらの受容体がステロイド、ポナステロンAの存在下で、哺乳類細胞株およびトランスジェニックマウスにおいてレポーター遺伝子をトランス活性化することを示した(Christopherson et al,Proc.Natl.Acad.Sci U.S.A.89:6314−6318(1992);No et al,Proc.Natl.Acad.Sci U.S.A.93:3346−3351(1996))。後日、Suhr et al,Proc.Natl.Acad.Sci 95:7999−8004(1998)は、非ステロイド性エクジソンアゴニストのテブフェノジドが、外因性ヘテロ二量体パートナーの非存在下でカイコEcR(BmEcR)を通し、哺乳類細胞におけるレポーター遺伝子の高レベルのトランス活性化を誘導することを示した。
国際公開第97/38117号および国際公開第99/58155号は外因性遺伝子発現の調節方法を開示しており、ここで外来性遺伝子およびエクジソン反応エレメントを含むDNAコンストラクトは、エクジソン受容体に対するリガンドの存在下、および任意に、サイレントパートナーとして作用することのできる受容体の存在下で、遺伝子発現を誘導するためにエクジソン反応エレメントに結合するエクジソン受容体を含む第2のDNAコンストラクトによって活性化される。選択されたエクジソン受容体はキイロショウジョウバエから単離された。一般にこのようなシステムは、最適な活性化の提供のためにサイレントパートナー、好ましくはレチノイドX受容体(RXR)の存在を必要とする。哺乳類細胞において、昆虫エクジソン受容体(EcR)はレチノイドX受容体(RXR)とヘテロ二量体化して、リガンド依存的な様式で標的遺伝子の発現を調節する。国際公開第99/02683号は、カイコガカイコより単離されたエクジソン受容体が、外因性の二量体パートナーを必要とすることなく哺乳類システムにおいて機能的であることを開示する。
米国特許第6,265,173B1号は、遺伝子発現システムにおける使用のため、受容体のステロイド/甲状腺ホルモンスーパーファミリーの様々なメンバーが、少なくともUSPの二量体化ドメインを含むキイロショウジョウバエウルトラスピラクル受容体(USP)またはその断片と組み合わせられることを開示する。米国特許第5,880,333号は、植物におけるキイロショウジョウバエEcRとウルトラスピラクル(USP)とのヘテロ二量体システムを開示しており、ここでトランス活性化ドメインおよびDNA結合ドメインは2個の異なるハイブリッドタンパク質に位置する。残念ながら、これらUSPに基づくシステムは動物細胞においては恒常的であり、そのためレポーター遺伝子発現の調節には有効でない。
これらの各事例において、トランス活性化ドメインおよびDNA結合ドメイン(国際公開第99/02683号の天然EcR、または国際公開第97/38117の修飾EcRのいずれか)は単一の分子に取り込まれ、他方のヘテロ二量体化パートナー、USPまたはRXRのいずれか、は天然の状態で使用される。
上記のEcRに基づく遺伝子調節システムの弱点は、リガンド非存在下でのかなりのバックグラウンド活性、ならびに植物および動物の両方における使用へのこれらのシステムの非適用性を含む(米国特許第5,880,333号を参照のこと)。従って当該技術分野においては、植物および動物の両方における外因性遺伝子の発現を正確に調整するための改善されたEcRに基づくシステムが必要とされている。このような改善されたシステムは、遺伝子治療、タンパク質および抗体の大量生産、細胞に基づくハイスループットスクリーニングアッセイ、機能的ゲノミクスおよびトランスジェニック動物における形質の調節のような応用に有用であろう。遺伝子治療のようなある応用のためには、合成非ステロイドリガンドへ十分に反応し、同時に天然ステロイドには非感受性である誘導性遺伝子発現システムが望まれ得る。従って、単純、コンパクトで、かつ安価で入手しやすいリガンドに依存し、かつホストへの毒性が低い改善されたシステムが、生物学的システムを調節するために有用であることが証明されるであろう。
最近、トランス活性化およびDNA結合ドメインが2個の異なるタンパク質に配置されることにより互いに隔てられ、リガンド非存在下でのバックグラウンド活性の大きな減少、およびリガンド存在下での活性のバックグラウンドを超えた著しい増大をもたらす、エクジソン受容体に基づく誘導性遺伝子発現システムが示された(参照によりその全体がここに取り込まれる、国際公開第01/70816A1号を参照のこと)。この2−ハイブリッドシステムは、国際公開第97/38117号および国際公開第99/02683号に開示される2つのシステムに比較して、著しく改善された誘導性遺伝子発現調節システムである。この2−ハイブリッドシステムは、転写活性化ドメインをDNA結合ドメインに関してさらに好ましい位置に持ってくるために1組の相互作用するタンパク質の能力を活用しており、DNA結合ドメインが遺伝子のDNA結合部位に結合するとき転写活性ドメインはプロモーターをさらに効果的に活性化する(例えば米国特許第5,283,173号を参照のこと)。簡単に述べると、この2−ハイブリッド遺伝子発現システムは、第1が核内受容体ポリペプチドと融合したDNA結合ドメインをコードし、第2が異なる核内受容体ポリペプチドと融合したトランス活性化ドメインをコードする、2個の遺伝子発現カセットを含む。リガンド存在下で、第1のポリペプチドと第2のポリペプチドの相互作用は、DNA結合ドメインをトランス活性化ドメインに効果的に係留する。DNA結合およびトランス活性化ドメインが2個の異なる分子に属することから、リガンド非存在下でのバックグラウンド活性は大きく減少する。
2−ハイブリッドシステムはまた、ステロイド性リガンド、例えばポナステロンA(“PonA”)またはムリステロンA(“MurA”)に比較したとき、非ステロイド性リガンド、例えばジアシルヒドラジンに対する改善された感受性も提供する。すなわち、ステロイドに比べ、非ステロイド性リガンドはより低い濃度でより高い活性を提供する。加えて、EcR遺伝子スイッチに基づく転写活性化はしばしば細胞株依存性であることから、各応用に対して最大のトランス活性化能力を得るために遺伝子スイッチシステムを調整することがより容易である。さらに、この2−ハイブリッドシステムは、無修飾のRXRをヘテロ二量体受容体パートナーとして使用したときにしばしば起こるRXRの過剰発現による幾つかの副作用を避ける。1つの2−ハイブリッドシステムにおいてEcRおよびRXRの天然のDNA結合およびトランス活性化ドメインは除かれ、結果としてこれらのハイブリッド分子は細胞内に存在するその他のステロイドホルモン受容体と相互作用する機会が少ないことから、副作用は減少する。さらなる遺伝子スイッチシステムは以下に開示されるものを含み、これらはそれぞれが参照としてここに取り込まれる:米国特許第7,091,038号;国際公開第2004078924号;欧州特許第1266015号;米国特許出願公開第20010044151号;米国特許出願公開第20020110861号;米国特許出願公開第20020119521号;米国特許出願公開第20040033600号;米国特許出願公開第20040197861号;米国特許出願公開第20040235097号;米国特許出願公開第20060020146号;米国特許出願公開第20040049437号;米国特許出願公開第20040096942号;米国特許出願公開第20050228016号;米国特許出願公開第20050266457号;米国特許出願公開第20060100416号;国際公開第2001/70816号;国際公開第2002/29075号;国際公開第2002/066612号;国際公開第2002/066613号;国際公開第2002/066614号;国際公開第2002/066615号;国際公開第2005/108617号;米国特許第6,258,603号;米国特許出願公開第20050209283号;米国特許出願公開第20050228016号;米国特許出願公開第20060020146号;欧州特許第0965644号;米国特許第7,304,162号;米国特許第7,304,161号;メキシコ特許第234742号;韓国特許第10−0563143号;オーストラリア特許第765306号;オーストラリア特許出願公開第2002−248500号;およびオーストラリア特許出願公開第2002−306550号。
エクジソン受容体に基づく遺伝子調節システムの改良に伴う様々な応用でのそれらの使用の増加は、現在あるものよりもより高い活性を有するリガンドへの要求の増大をもたらす。米国特許第6,258,603B1号、米国特許出願公開第2005/0209283A1号、および米国特許出願公開第2006/0020146A1号(およびそれらが引用する特許)はジベンゾイルヒドラジンリガンドを開示する。しかしながら、改善された薬理学的特性を有するさらなるリガンドが必要とされている。出願者は、驚くべき生物学的活性と予想外の方法でトランス遺伝子の発現を調節する能力を有する、以前には記述されていないキラルジアシルヒドラジンリガンドを発見した。
本発明は、ホスト細胞内の興味ある標的遺伝子の発現を調節するために有用なエクジソン受容体に基づく誘導性遺伝子発現システムと共に使用するための、式1のジアシルヒドラジンリガンド、および式2または3のキラルジアシルヒドラジンリガンドを提供する。本発明のキラルジアシルヒドラジンリガンドは、R−またはS−立体異性体のいずれかの鏡像異性体が豊富である。出願者は、これら新規のキラルジアシルヒドラジンリガンドが驚くほど効果的であることを見出した。従って本発明は、遺伝子治療、タンパク質および抗体の大量生産、細胞に基づくスクリーニングアッセイ、機能的ゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクス、ならびにトランスジェニック生物における形質の調節のような、遺伝子発現レベルの制御が望ましい用途に有用である。本発明の利点は、遺伝子発現調節のため、および使用者の要求に適した発現レベルを調整するための手段を提供することである。
本発明は式1
Figure 0005881291

(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアリールオキシ基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、RおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表す)
で表される化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2
Figure 0005881291

(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつRおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にSである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式3
Figure 0005881291

(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつRおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
一実施形態によれば本発明は、少なくとも95%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば本発明は、少なくとも95%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形を含む医薬組成物に関する。
本発明はまた、式4
Figure 0005881291

(式中、Aはアリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Rは任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、Rは−CRCHR10CR1112と同じではなく、かつR、R、R10、R11、およびR12は互いに独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基またはヘテロアリール基から選択され、式中、Rが付着する不斉炭素原子はRまたはS異性体のどちらかの鏡像異性体が豊富である)
で表される化合物を調製するための方法であって、
a)式5
Figure 0005881291

で表される化合物と式6
HC=N−NH−CO 式6
(式中、XおよびYは互いに独立してO、あるいはRがアルキル基またはアリール基のNRであり、Cは互いに独立してS立体配置の不斉炭素原子またはR立体配置の不斉炭素原子であり、R14およびR15は互いに独立してアルキル基またはアリール基であり、R13はハロ基、水素、アルキル基、アルコキシ基またはOSOCFであり、Rはアルキル基、アリールアルキル基またはアリール基であり、かつR、R、R、R10、R11、およびR12は上記と同じ意味である)
で表される化合物を、式7
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するために反応させる工程と、
b)式8
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式7で表される化合物を還元する工程と、
c)式9
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式8で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程と、
d)式10
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式9で表される化合物のRCO−残基を除去する工程、および
e)式4で表される化合物を形成するため、式10で表される化合物を、式A−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法にも関する。
本発明はまた、式1のジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3のキラルジアシルヒドラジンリガンドによる遺伝子発現調節システムを用いた、ホスト細胞における遺伝子発現の調節方法にも関する。
一実施形態によれば本発明は、減少したレベルのバックグラウンド遺伝子発現を有し、かつμM以下の濃度のリガンドに反応する誘導性遺伝子発現システムにおける、式1のジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3のキラルジアシルヒドラジンリガンドの使用に関する。
別の実施形態によれば本発明は、ホスト細胞内で標的遺伝子の発現を調節する方法に関し、ここで該ホスト細胞は
i)トランス活性化ドメイン
ii)DNA結合ドメイン、および
iii)グループH核内受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1の遺伝子発現カセット、および
i)該DNA結合ドメインに結合可能な反応エレメント
ii)該トランス活性化ドメインによって活性化されるプロモーター、および
iii)該標的遺伝子
を含む第2の遺伝子発現カセットを含み、
該方法は該ホスト細胞を式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドと接触させることを含み、ここで該標的遺伝子の発現は調節される。
別の実施形態によれば、本発明は、リガンドを被験体の細胞内でエクジソン受容体複合体に接触させることを含む、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現を調節するための方法に関し、ここで該細胞はさらに、リガンドと組み合わせたときのエクジソン受容体複合体に対するDNA結合配列を含み、かつエクジソン受容体複合体‐リガンド‐DNA結合配列複合体の形成が該遺伝子の発現を誘導し、かつ該リガンドが式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドであり、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現が調節される。
別の実施形態によれば本発明は、
a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程であって、該システムが
i)ホスト細胞内で発現可能な第1の遺伝子発現カセットであって、
(a)その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメイン、および
(b)エクジソン受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第1の遺伝子発現カセット、
ii)該ホスト細胞内で発現可能な第2の遺伝子発現カセットであって、
(a)トランス活性化ドメイン、および
(b)キメラレチノイドX受容体リガンド結合ドメイン
を含む第2のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第2の遺伝子発現カセット、および
iii)ホスト細胞内で発現可能な第3の遺伝子発現カセットであって、
(a)第1のハイブリッドポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント、
(b)第2のハイブリッドポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター、および
(c)その発現が調節されるべき遺伝子
を含むポリヌクレオチド配列を含む、該第3の遺伝子発現カセットを含む工程、および
b)ホスト細胞内に式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを導入し、ここでホスト細胞内の遺伝子発現が調節される工程を含む、ホスト細胞内で標的遺伝子の発現を調節する方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明はポリペプチドを産生するための方法であって、
a)式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドへの曝露に実質的に非感受性である細胞を選択する工程、
b)細胞内へ
i)DNAコンストラクトであって、
(a)ポリペプチドをコードする外因性遺伝子、および
(b)該遺伝子が反応エレメントの制御下にある、該反応エレメント
を含むコンストラクト、および
ii)エクジソン受容体複合体であって、
(a)該反応エレメントに結合するDNA結合ドメイン、
(b)該リガンドの結合ドメイン、
(c)トランス活性化ドメインを含む複合体を導入する工程、および
c)ポリペプチドが産生される、該リガンドへ該細胞を曝露する工程を含む方法に関する。
本発明のこの実施形態は、細胞によるポリペプチド産生を時間的に制御する利点を提供する。さらにこれらの事例において、このようなポリペプチドの蓄積が細胞を傷害し得る場合、該細胞を本発明の化合物に接触させることにより、ポリペプチドの発現は短期間に限定される可能性がある。このような制御は、外因性遺伝子が治療上の遺伝子である場合特に重要である。治療上の遺伝子は、糖尿病患者におけるインスリンの産生のような、必要な機能を制御するポリペプチドを産生するために所望されてよい。これらはまた、癌細胞に致死的であるような、傷害性または致死性のタンパク質までをも産生するために使用されてよい。このような制御はまた、トランスジェニック植物におけるように、産生されるタンパク質の量が成長または生殖における代謝性の排出を構成し得る場合に重要であろう。
スイッチコンストラクトCVBE、およびレポーターコンストラクト6XEcRE LacZの模式図。両コンストラクトに隣接するものは末端反復配列であり、G418およびピューロマイシンは選択マーカーであり、CMVはサイトメガロウィルスプロモーターであり、VBEはVP16トランス活性化ドメインの下流に挿入したカイコEcRの26−546のアミノ酸に対するコード配列であり、6XEcREは6コピーのエクジソン反応エレメントであり、lacZはレポーター酵素のβ‐ガラクトシダーゼをコードする。 (A)rac−、(B)(R)−および(C)(S)−3,5−ジメチル‐安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジドのキラルHPLCの比較。 マウスにおけるRheoSwitch(登録商標)Therapeutic System遺伝子発現の誘導における、rac−、(R)−および(S)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのin vivoでの比較を示すグラフ。黒丸はS鏡像異性体、黒三角はラセミ体、および白丸はR鏡像異性体を示す。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体のサンプルロットの表。メタノール/水またはトルエン/ヘプタンからの迅速な結晶化/沈殿により得られたR鏡像異性体のサンプルは、同じ粉末でのX線回析パターン(データ未提示)をもたらし、互いに比較したとき、およびCHOH結晶化により得られた標準物(165.1℃−166.5℃)と比較したとき、基本的に同じ融点([トルエン/ヘプタン]166.2℃−167.1℃、[CHOH/HO]166.5−167.4℃)を有していた。メタノール蒸発により得られたラセミ体の、別々の2調製によるサンプルは、実験エラーおよび純度におけるわずかな変動の範囲内で基本的に同じ融点(170−171℃、169−170℃)を示した。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したR鏡像異性体の粒径分布を示す表。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したラセミ体の粒径分布を示す表。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したラセミ体およびR鏡像異性体の、バルクおよびタップ密度分析を示す表。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したラセミ体およびR鏡像異性体の、熱重量分析/示差熱分析(TGA/DTA)分析(温度プロット)は異なる結晶形を示す。ロット番号REH−28−9−1およびREH−28−4−2のサンプル重量は7.71994mgである。サンプル1mgあたりのμVの単位におけるシグナル出力(μV/mg);熱重量分析−サンプルの重量変化のパーセンテージ(TG%)。両方の物質はDTA特性において吸熱現象を示した。R鏡像異性体の開始温度(163.6℃)はラセミ体のそれ(171.2℃)に比較して著しく低かった。R鏡像異性体の融合熱(59.8uv.s/mg)もまた、ラセミ体のそれ(80.8uv.s/mg)に比較して著しく低かった。 薬理学的賦形剤中の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の、医薬賦形剤中での定性比較溶解度試験を示す表。 熱力学的平衡試験(90℃5分間、または表示された時間;2回の処理)に続き、室温まで冷却し、薬理学的賦形剤中の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体を加えた結果を示す表。処理1は、室温で2.5時間攪拌した結果である。 20%PEG1000蒸留水溶液pH7.0中の、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の溶解度(μM)を示す表。 水性ポリソルベート80中の、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の溶解度を示す表。 Caco−2細胞の単層を通した、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の双方向性の透過率を示す表。透過率の分類:(PappA→B)<1.0X10−6cm/s=低;(PappA→B)>1.0X10−6cm/s=高;有意な流出:流出>3.0および(PappB→A)>1.0X10−6cm/s。 MDR1−MDCK細胞における、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の透過率を示す表。分類:A−B Papp>3.0および流出比<3.0:高。A−B Papp>3.0および10>流出比>3.0:中。A−B Papp>3.0および流出比>10:低。A−B Papp<3.0:低。 ヒト肝臓ミクロソームにおける、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の安定性を示す表。 C57BL/6N:Crlマウスにおける、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体/Labrasol調製品の投与予定を示す表。9日間(第1の雌18匹/群)または12日間(第2の雌18匹/群)の投与量;交換の可能性があるものとして含まれる。 2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体の非微粒子化および微粒子化サンプルの顕微鏡写真。注記、参照の縮尺は50ミクロン。 Labrasol中の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の4投与量(3、10、30および50mg/kg/日)における投与後9日目の、その日の投与の数時間後の血清濃度を示す表。 Labrasol中の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の4投与量(3、10、30および50mg/kg/日)における投与後12日目の、その日の投与の数時間後の血清濃度を示す表。 pCMV/GEVY(DEF)プラスミドの図表示。プラスミドpCMV/GEFy(DEF)は、V390I/Y410E/E274V変異を有するトウヒシントメハマキのEcR由来で、かつ酵母GAL4−DBD(aa 1−147)の下流に融合されたD、E、およびFドメインから構成され、pBINDベクター(Promega Corporation、マディソン、ウィスコンシン、米国)のCMVプロモーター、および下流のSV40ポリアデニル化シグナルの制御下に配置される。ここに示されるEcRのDEFドメインは、5’および3’末端の20−25nt配列に基づいて設計されたプライマーを用いて増幅した。5’および3’プライマーにはそれぞれBamHIおよびXbaI制限酵素部位を加えた。PCR産物を適切な制限酵素で消化し、pBINDベクター内へクローン化した。 pCMV/VP16−Hs−LmRXRベクターの図表示。pCMV/VP16−Hs−LmRXRベクターは、VP16活性化ドメインの下流に融合され、かつpBINDベクター内のCMVプロモーターの制御下に置かれる、ヒトRXRβ(Eドメインのへリックス1−8)およびトノサマバッタRXR(Eドメインのへリックス9−12)由来のキメラRXRを含む。 p6xGAL4RE−TTR−SEAPレポーターベクターの図表示。誘導性SEAPレポーターベクターであるp6xGAL4RE−TTR−SEAPは、トランスサイレチン(TTR)プロモーターの上流の6コピーのGal4反応エレメントからなる誘導性プロモーターの制御下に置かれた、ヒト分泌型アルカリフォスファターゼレポーター遺伝子を含む。 E1およびE3領域が欠失し、かつRTS−IL12構成要素がE1領域に取って代わった、Ad−RTS−hIL−12の図表示。 Ad.RheoSP1−mIL12プラスミドを感染させたB16細胞の注射、および0、3、10、30、50mg/kg/日の投与量でのジアシルヒドラジンのR鏡像異性体およびラセミ体の投与後の、腫瘍および血清中のmIL12p70の発現を示すグラフ。コントロール:リガンドを50mg/kg/日のみで3日間投与される、形質導入されていないB16関連マウス(Ligand50)および未処置(リガンドなし)の腫瘍関連マウス(Tuコントロール)。「L3日間、後中止3日間」:リガンドで3日間処置し、その後のさらなる3日間はリガンドを与えなかったマウス。 Ad.RheoSP1−mIL12プラスミドを感染させたB16細胞の注射、および0、3、10、30、50mg/kg/日の投与量でのジアシルヒドラジンのR鏡像異性体およびラセミ体の投与後の、腫瘍および血清中のmIFN−γの発現を示すグラフ。コントロール:リガンドを50mg/kg/日のみで3日間投与される、形質導入されていないB16関連マウス(Ligand50)および未処置(リガンドなし)の腫瘍関連マウス(Tuコントロール)。「L3日間、後中止3日間」:リガンドで3日間処置し、その後のさらなる3日間はリガンドを与えなかったマウス。
本発明は式1
Figure 0005881291
(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアリールオキシ基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、RおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表す)
で表される化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2
Figure 0005881291

(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつRおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にSである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式3
Figure 0005881291
(式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつRおよびRは互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2または3
(式中、Aは−OC(CH、−OCHPh、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基を表し、Rは任意に置換された(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基または任意に置換された(C−C)アルケニル基を表し、かつRは任意に置換された(C−C)アルキル基、アリール(C−C)アルキル基、任意に置換された(C−C)シクロアルキル基または任意に置換されたアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式2では主にSであり、かつRおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式3では主にRである)
で表される化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2または3
(式中、Aは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基を表し、Rは任意に置換された(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基または任意に置換された(C−C)アルケニル基を表し、かつRは任意に置換された(C−C)アルキル基、アリール(C−C)アルキル基、任意に置換された(C−C)シクロアルキル基または任意に置換されたアリール基を表すが、RおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式2では主にSであり、かつRおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式3では主にRである)
で表される化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2または3
(式中、Aは
Figure 0005881291
で表され、
3a、R3b、R3c、R3dおよびR3eは互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から選択され;または
3aおよびR3bはまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成するか;またはR3bおよびR3cはまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成し;
4a、R4b、R4c、R5a、R5b、R6a、R6b、およびR6cは互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から選択され;
XはOまたはSであり、Bは
Figure 0005881291
で表され;かつ
3f、R3g、R3h、R3i、およびR3jは互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から選択され;または
3fおよびR3gはまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成するか;またはR3gおよびR3hはまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成し;
式中、Rは水素、ヒドロキシ基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、またはアリールアルキルオキシ基を表し;
はハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;
は水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;
は水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアミノ基を表し;
はハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、またはアミノ基を表し;
は水素、アルキル基、アリール基、シアノ基、またはニトロ基を表し;
は任意に置換された(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基、または任意に置換された(C−C)アルケニル基を表し;かつ
は任意に置換された(C−C)アルキル基、アリール(C−C)アルキル基、任意に置換された(C−C)シクロアルキル基、または任意に置換されたアリール基で表されるが、RおよびRは同じではなく、
式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式2では主にSであり、かつ
およびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が式3では主にRである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式2
(式中、A、B、R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3h、R3i、R3j、R4a、R4b、R4c、R5a、R5b、R6a、R6b、R6cおよびXは上記と同じ意味であり、
は(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基、または(C−C)アルケニル基を表し;かつRは任意に置換された(C−C)シクロアルキル基を表し、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にSである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式3
(式中、A、B、R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3h、R3i、R3j、R4a、R4b、R4c、R5a、R5b、R6a、R6b、R6cおよびXは上記と同じ意味であり、
は(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基、または(C−C)アルケニル基を表し;かつRは任意に置換された(C−C)アルキル基を表すがRおよびRは同じではなく、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
一実施形態によれば、本発明は式2
(式中、Aは
Figure 0005881291
で表され、
Bは
Figure 0005881291
で表され、
3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3h、R3i、およびR3jは互いに独立して水素、ハロ基、(C−C)アルキル基、または(C−C)アルコキシ基から選択され、
は(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基、または(C−C)アルケニル基を表し;かつRは任意に置換された(C−C)シクロアルキル基を表し、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にSである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式3
(式中、Aは
Figure 0005881291
で表され、
Bは
Figure 0005881291
で表され、
3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3h、R3i、およびR3jは互いに独立して水素、ハロ基、(C−C)アルキル基、または(C−C)アルコキシ基から選択され、
は(C−C)アルキル基、ヒドロキシ(C−C)アルキル基、または(C−C)アルケニル基を表し;かつRは任意に置換された(C−C)アルキル基を表し、式中、RおよびRに関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである)
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。
別の実施形態によれば本発明は、少なくとも50%、75%、85%、95%、または>99%のS異性体の鏡像異性体過剰率を有する、式2で示される鏡像異性体の豊富な化合物に関する。一実施形態によれば、式2で示される化合物は実質的にS異性体からなる。
別の実施形態によれば本発明は、少なくとも50%、75%、85%、95%、または>99%のR異性体の鏡像異性体過剰率を有する、式3で示される鏡像異性体の豊富な化合物に関する。一実施形態によれば、式3で示される化合物は実質的にR異性体からなる。
別の実施形態によれば本発明は、式1、2、または3で表される化合物を含む医薬組成物に関する。
一実施形態によれば本発明は、少なくとも95%、または少なくとも99%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形に関する。一実施形態によれば、該化合物は鏡像異性的に純粋である。
別の実施形態によれば本発明は、少なくとも95%、または少なくとも99%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形を含む医薬組成物に関する。一実施形態によれば、該化合物は鏡像異性的に純粋である。
鏡像異性的に純粋な(R)−3,5−ジメチル安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジドは、それをin vivoでの医薬品としての使用に独特に適応させる有利な特性の組み合わせをもつことが予期せず発見された。このような特性は、ラセミ体に比較した、より低い融点およびより低い融合熱(実施例68);ラセミ体に比較した、多数の液体医薬賦形剤中へのより良い溶解性(実施例68);ラセミ体に比較した、ある細胞におけるより良い透過性(実施例69);ラセミ体よりも血液脳関門を通過しやすいと思われること(実施例69);ラセミ体に比較した、肝細胞代謝に対するより良い安定性(実施例70);Labrasol溶液または懸濁液として経口投与した際、ラセミ体に比較して著しく高い血漿濃度を達成すること(実施例71);およびEcRに基づく遺伝子スイッチの活性化により、ラセミ体に比較してより大きなin vivoでの遺伝子発現を達成すること(実施例72)を含む。
本発明はまた、式4
Figure 0005881291
(式中、Aはアリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Rは任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、Rは−CRCHR10CR1112と同じではなく、かつR、R、R10、R11、およびR12は互いに独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基またはヘテロアリール基から選択され、式中、Rが付着する不斉炭素原子はRまたはS異性体のどちらかの鏡像異性体が豊富である)
で表される化合物を調製するための方法であって、
a)式5
Figure 0005881291

で表される化合物と式6
HC=N−NH−CO 式6
(式中、XおよびYは互いに独立してO、あるいはRがアルキル基またはアリール基のNRであり、Cは互いに独立してS立体配置の不斉炭素原子またはR立体配置の不斉炭素原子であり、R14およびR15は互いに独立してアルキル基またはアリール基であり、R13はハロ基、水素、アルキル基、アルコキシ基またはOSOCFであり、Rはアルキル基、アリールアルキル基またはアリール基であり、かつR、R、R、R10、R11、およびR12は上記と同じ意味である)
で表される化合物を、式7
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するために反応させる工程と、
b)式8
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式7で表される化合物を還元する工程と、
c)式9
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式8で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程と、
d)式10
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式9で表される化合物のRCO−残基を除去する工程、および
e)式4で表される化合物を形成するため、式10で表される化合物を、式A−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法にも関する。
別の実施形態によれば本発明は、式4(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素である)で表される化合物の調製方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式4
(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素であり;XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R14がメチル基であり;R15がフェニル基であり;かつCおよびCのそれぞれがR立体配置である)
で表される化合物の調製方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式4
(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素であり;XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R14がメチル基であり;R15がフェニル基であり;かつCおよびCのそれぞれがS立体配置である)
で表される化合物の調製方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式4
(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素であり;XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R14がメチル基であり;R15がフェニル基であり;CおよびCのそれぞれがS立体配置であり;かつBが3,5−ジ−メチルフェニル基である)
で表される化合物の調製方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式4
(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素であり;XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R14がメチル基であり;R15がフェニル基であり;CおよびCのそれぞれがS立体配置であり;かつAが2−エチル−3−メトキシフェニル基である)
で表される化合物の調製方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は式4
(式中、R、R、R10、R11、およびR12が水素であり;XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R14がメチル基であり;R15がフェニル基であり;CおよびCのそれぞれがS立体配置であり;かつRがtert−ブチル基である)
で表される化合物の調製方法に関する。
本発明はまた、式2または3で表される化合物を調製するための方法であって、
a)式11
Figure 0005881291
で表される化合物と式12
Figure 0005881291
で表される化合物のケトンを、式13
Figure 0005881291
(式中、RおよびRは同じではない)
で表される化合物を形成するために反応させる工程と;
b)式S−14、または、式R−14
Figure 0005881291
で表される化合物を形成するため、式13で表される化合物をキラル触媒の存在下で還元する工程;および
c)式2または3で表される化合物を形成するため、式S−14またはR−14で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法にも関する。
本発明の式1で表されるジアシルヒドラジンは、rac−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル、またはrac−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステルを含むがこれらに限定されない。
式2または3で表される本発明のキラルジアシルヒドラジンは以下:
(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−ベンゾイル−N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−フルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(2−ブロモ−ベンゾイル)−N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−エチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジフルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,4−ジメトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジフルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メチル−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(ナフタレン−1−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(ナフタレン−2−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(チオフェン−2−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,5−ジメチル−フラン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−クロロ−ピリジン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(6−クロロ−ピリジン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;および
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(4−エチル−ベンゾイル)−N−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドを含むがこれらに限定されない。
式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンは、分子の他の部分(すなわち、RおよびRに関連する不斉炭素原子においてではない)にキラル中心を含んでよい。全ての可能な鏡像異性体、ジアステレオマーおよび立体異性体は、本発明の範囲内に包含されることが企図される。
本発明はまた、式1のジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3のキラルジアシルヒドラジンリガンドによる遺伝子発現調節システムを用いた、ホスト細胞における遺伝子発現の調節方法にも関する。
一実施形態によれば本発明は、リガンド非存在下での減少したレベルのバックグラウンド遺伝子発現を有し、かつμM以下の濃度のリガンドに反応する誘導性遺伝子発現システムにおける、式1のジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3のキラルジアシルヒドラジンリガンドの使用に関する。
別の実施形態によれば本発明は、ホスト細胞内で標的遺伝子の発現を調節する方法に関し、ここで該ホスト細胞は
i)トランス活性化ドメイン
ii)DNA結合ドメイン、および
iii)グループH核内受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1の遺伝子発現カセット、および
i)該DNA結合ドメインに結合可能な反応エレメント
ii)該トランス活性化ドメインによって活性化されるプロモーター、および
iii)該標的遺伝子
を含む第2の遺伝子発現カセットを含み、
該方法は該ホスト細胞を式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドと接触させることを含み、ここで該標的遺伝子の発現は調節される。
別の実施形態によれば本発明は、ホスト細胞内で興味ある遺伝子の発現を調節する方法に関し、ここで該ホスト細胞は
i)DNA結合ドメイン、および
ii)グループH核内受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1の組み換え遺伝子発現カセット、および
i)該DNA結合ドメインに結合可能な反応エレメント
ii)プロモーター、および
iii)該興味ある遺伝子
を含む第2の組み換え遺伝子発現カセットを含み、
該方法は該ホスト細胞を式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドと接触させることを含み、ここで該興味ある遺伝子の発現は調節される。
別の実施形態によれば、本発明は、リガンドを被験体の細胞内でエクジソン受容体複合体に接触させることを含む、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現を調節するための方法に関し、ここで該細胞はさらに、リガンドと組み合わせたときのエクジソン受容体複合体に対するDNA結合配列を含み、かつエクジソン受容体複合体‐リガンド‐DNA結合配列複合体の形成が該遺伝子の発現を誘導し、かつ該リガンドが式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドであり、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現が調節される。
一実施形態によれば、細胞は自己細胞である。すなわち該細胞は被験体から得られ、エクジソン受容体複合体およびDNA結合配列と共にトランスフェクトされる。トランスフェクトされた該自己細胞はその後、後にリガンドで処置される被験体へ移植により戻される。該自己細胞は、点滴または注射(例えば直接注射)を含む幾つかの方法のいずれによっても移植されてよい。一実施形態によれば、自己細胞は腫瘍内注射により移植される。
別の実施形態によれば、本発明は、リガンドを被験体の細胞内でキメラエクジソン受容体複合体に接触させることを含む、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現を調節するための方法に関し、ここで該細胞はさらに、リガンドと組み合わせたときのエクジソン受容体複合体に対するDNA結合配列(プロモーターをさらに含む)を含み、かつエクジソン受容体複合体‐リガンド‐DNA結合配列複合体の形成が該遺伝子の発現を誘導し、かつ該リガンドが式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドであり、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現が調節される。
別の実施形態によれば、トランスジェニック非験体は植物、昆虫、動物、あるいは哺乳類、例えばヒトまたはウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、イヌもしくはネコのような獣医学的動物である。
別の実施形態によれば、本発明はトランスジェニック被験体におけるトランス遺伝子発現の調節方法に関し、ここで該トランスジェニック被験体はトランス遺伝子発現の調節が可能な組み換えエクジソン受容体複合体を含む。該方法は、該被験体に有効量の式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを投与することを含む。
別の実施形態によれば本発明は、
a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程であって、該システムが
i)ホスト細胞内で発現可能な第1の遺伝子発現カセットであって、
(a)その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメイン、および
(b)エクジソン受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第1の遺伝子発現カセット、
ii)該ホスト細胞内で発現可能な第2の遺伝子発現カセットであって、
(a)トランス活性化ドメイン、および
(b)キメラレチノイドX受容体リガンド結合ドメイン
を含む第2のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第2の遺伝子発現カセット、および
iii)ホスト細胞内で発現可能な第3の遺伝子発現カセットであって、
(a)第1のハイブリッドポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント、
(b)第2のハイブリッドポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター、および
(c)その発現が調節されるべき遺伝子
を含むポリヌクレオチド配列を含む、該第3の遺伝子発現カセットを含む工程、および
b)ホスト細胞内の遺伝子発現が調節される、ホスト細胞内に式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを導入する工程を含む、ホスト細胞内で標的遺伝子の発現を調節する方法に関する。
別の実施形態によれば、本発明は、
a)式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドへの曝露に実質的に非感受性であるホスト細胞を選択する工程、
b)ホスト細胞内へ
i)DNAコンストラクトであって、
(a)ポリペプチドをコードする外因性遺伝子、および
(b)該遺伝子が反応エレメントの制御下にある、反応エレメント
を含むコンストラクト、および
ii)エクジソン受容体複合体であって、
a)該反応エレメントに結合するDNA結合ドメイン、
b)前記化合物の結合ドメイン、
c)トランス活性化ドメインを含む複合体、を導入する工程、および
d)前記化合物へ該細胞を曝露し、ここでポリペプチドが産生される工程を含む、ポリペプチドを産生するための方法に関する。
別の実施形態によれば本発明は、エクジソン受容体複合体またはエクジソン受容体リガンド結合ドメインが変異を含む、方法に関する。
ここで用いられる略語は、他に記載のない限り、化学および生物学の技術分野におけるそれらの従来の意味を持つ。例えば、「h」は時間を意味し、「min」は分を意味し、「sec」は秒を意味し、「d」は日を意味し、「μL」はマイクロリットルを意味し、「mL」はミリリットルを意味し、「L」はリットルを意味し、「μM」はマイクロモル濃度を意味し、「mM」はミリモル濃度を意味し、「M」はモル濃度を意味し、「mol」はモルを意味し、「mmol」はミリモルを意味し、「μg」はマイクログラムを意味し、「mg」はミリグラムを意味し、「A」はアデニンまたはアデノシンを意味し、「T」はチミンまたはチミジンを意味し、「G」はグアニンまたはグアノシンを意味し、「C」はシチジンまたはシトシンを意味し、「xg」は重力の倍数を意味し、「nt」はヌクレオチドを意味し、「aa」はアミノ酸を意味し、「bp」は塩基対を意味し、「kb」はキロベースを意味し、「k」はキロを意味し、「μ」はマイクロを意味し、「℃」は摂氏温度を意味し、「THF」はテトラヒドロフランを意味し、「DME」はジメトキシエタンを意味し、「DMF」はジメチルホルムアミドを意味し、「NMR」は核磁気共鳴を意味し、「psi」は平方インチあたりのポンドに関するものであり、かつ「TLC」は薄層クロマトグラフィー」を意味する。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アルキル基」との語は、1ないし10の炭素、または指定された数の炭素(C−C10は1ないし10の炭素を意味する)を有する、直鎖または分岐の脂肪族飽和炭化水素に関する。代表的なアルキル基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、4,4−ジメチルフェニル基、n−オクチル基、2,2,4−トリメチルペンチル基、ノニル基、デシル基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたアルキル基」との語は、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし3の置換基により任意に置換された、上に定義されたアルキル基に関する。代表的な置換アルキル基は、−CHOCH、−CHCHNH、−CHCHCN、−CHSOCHなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「ハロアルキル基」との語は、1ないし6のハロ置換基を有する、上に定義されたアルキル基に関する。代表的なハロアルキル基は、トリフルオロメチル基、−CHCHFなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「ヒドロキシアルキル基」との語は、1ないし3のヒドロキシ置換基、一般的には1のヒドロキシ置換基を有する、上に定義されたアルキル基に関する。代表的なヒドロキシアルキル基は、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アリールアルキル基」との語は、1ないし3のアリール置換基(該アリール置換基は下記のように任意に置換されてよい)、一般的には1または2のアリール置換基を有する、上に定義されたアルキル基に関する。代表的なアリールアルキル基は、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、4−フルオロフェニルエチル基、フェニルプロピル基、ジフェニルメチル基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「シクロアルキル基」との語は、3ないし12の炭素原子または指定された数の炭素を有する1ないし3の環を含む、飽和および部分的に不飽和(1または2の二重結合を含む)の環状炭化水素基に関する。代表的なシクロアルキル基は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、デカリン基、アダマンチル基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたシクロアルキル基」との語は、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし3の置換基により任意に置換された、上に定義されたシクロアルキル基に関する。代表的な、任意に置換されたシクロアルキル基は
Figure 0005881291
などを含む。任意に置換されたシクロアルキル基は、下記のように任意に置換されたアリール基を供給するためにアリール基へ融合されてよい。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アルケニル基」との語は、1ないし3の炭素−炭素二重結合、一般的には1または2の二重結合を含む、上に定義されたアルキル基に関する。代表的なアルケニル基は、−CH=CH、−CHCH=CH、−CHCHCH=CH、−CHCHCH=CHCHなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたアルケニル基」との語は、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし3の置換基により任意に置換された、上に定義されたアルケニル基に関する。代表的な任意に置換されたアルケニル基は、−CH=CHPh、−CHCH=CHPhなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アルキニル基」との語は、1ないし3の炭素−炭素三重結合、一般的には1または2の三重結合を含む、上に定義されたアルキル基に関する。代表的なアルキニル基は、−C≡CH、−C≡CCH、−CHC≡CH、−CHCHC≡CH、および−CHCHC≡CCHなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたアルキニル基」との語は、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし3の置換基により任意に置換された、上に定義されたアルキニル基に関する。代表的な任意に置換されたアルキニル基は、−C≡CPh、−CHC≡CPhなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アリール基」との語は、フェニル基(Phと略される)、1−ナフチル基、および2−ナフチル基のような、6ないし12の炭素原子を有する単環および二環の芳香環システムに関する。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたアリール基」との語は、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし5の置換基、一般的には1ないし3の置換基により任意に置換された、上に定義されたアリール基に関する。代表的な任意に置換されたアリール基は、2−メチルフェニル基、2−メトキシフェニル基、2−フルオロフェニル基、2−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−メチルフェニル基、3−メトキシフェニル基、3−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−クロロフェニル基、2,6−ジ−フルオロフェニル基、2,6−ジ−クロロフェニル基、2−メチル基、3−メトキシフェニル基、2−エチル基、3−メトキシフェニル基、3,4−ジ−メトキシフェニル基、3,5−ジ−フルオロフェニル基、3,5−ジ−メチルフェニル基、および3,5−ジメトキシ基、4−メチルフェニル基などを含む。任意に置換されたアリール基との語は、融合された任意に置換されたシクロアルキル基、および融合された任意に置換された複素環基環を有する基を含むことが意図される。例は
Figure 0005881291
などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「ヘテロアリール基」との語は、5ないし14の炭素原子、ならびに酸素、窒素および硫黄から互いに独立して選択される1、2、3または4のヘテロ原子を有する、単環および二環の芳香環システムに関する。代表的なヘテロアリール基は、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、2−イミダゾリル基、4−イミダゾリル基、ピラジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、3−イソオキサゾリル基、4−イソオキサゾリル基、5−イソオキサゾリル基、2−チアゾリル基、4−チアゾリル基、5−チアゾリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−ピリミジル基、4−ピリミジル基、5−ベンゾチアゾリル基、プリニル基、2−ベンゾイミダゾリル基、4−ベンゾイミダゾリル基、5−ベンゾイミダゾリル基、2−ベンゾチアゾリル基、4−ベンゾチアゾリル基、5−ベンゾチアゾリル基、5−インドリル基、5−インドリル基、3−インダゾリル基、4−インダゾリル基、5−インダゾリル基、1−イソキノリル基、5−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、6−キノリル基などを含む。ヘテロアリール基との語は、可能性のあるN−酸化物を含むことが意図される。代表的なN−酸化物はピリジルN−酸化物などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換されたヘテロアリール基」との語は、いずれの利用可能な炭素原子も、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし4の置換基、一般的には1ないし2の置換基により任意に置換された、上に定義されたヘテロアリール基に関する。代表的な置換されたヘテロアリール基は
Figure 0005881291
などを含む。
従前に同定されたキラルジアシルヒドラジンリガンドの末端部分であるAおよびBについての、任意に置換されたアリール基および任意に置換されたヘテロアリール基の特異的な化学的性質は狭義には決定的でなく、記述のように広く多様な置換基が意図される。任意に置換されたアリール基および任意に置換されたヘテロアリール基に関する置換基は、好ましくは炭素およびヘテロ原子の総数が約20を超えないもの、さらに好ましくは約15を超えないものが選択される。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「複素環基」との語は、2ないし12の炭素原子ならびに1もしくは2の酸素、硫黄、または窒素原子を有する1ないし3の環を含む、飽和および部分的に不飽和(1または2の二重結合を含む)の環状基に関する。該複素環基は、炭素原子または窒素原子を通して、分子の他の部分に任意に連結できる。代表的な複素環基は
Figure 0005881291
などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「任意に置換された複素環基」との語は、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR、−SO、−N(R)COR、−N(R)SOまたは−N(R)C=N(R)−アミノ基から互いに独立して選択される1ないし4の置換基、典型的には1ないし2の置換基により任意に置換された、上に定義された複素環基に関する。代表的な任意に置換された複素環基は
Figure 0005881291
などを含む。任意に置換された複素環基は、上記のように任意に置換されたアリール基を供給するためにアリール基へ融合されてよい。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アルコキシ基」との語は、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、または末端酸素原子に付着した任意に置換されたアルキニル基に関する。代表的なアルコキシ基は、メトキシ基、tert−ブトキシ基、OCHCH=CHなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アリールオキシ基」との語は、末端酸素原子に付着した任意に置換されたアリール基に関する。代表的なアリールオキシ基は、フェノキシ基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アリールアルキルオキシ基」との語は、末端酸素原子に付着したアリールアルキル基に関する。代表的なアリールアルキルオキシ基は、ベンジルオキシ基などを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アルキルチオ基」との語は、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、または末端硫黄原子に付着した任意に置換されたアルキニル基に関する。代表的なアルキルチオ基は−SCHなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「ハロ基」もしくは「ハロゲン」との語は、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基またはヨード基に関する。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「アミノ基」との語は、RおよびRが互いに独立して水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基であるか;またはRおよびRがまとまって、それらが付着する窒素原子と共に4ないし7員複素環を形成する、式−NRで表される遊離基に関する。代表的なアミノ基は、−NH、−N(H)CH、−N(CH、−N(H)CHPhなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「カルボキシアミド基」との語は、式−CO−アミノ基で表される遊離基に関する。代表的なカルボキシアミド基は、−CONH、−CON(H)CH、−CON(H)Phなどを含む。
ここで、それ自体または他の基の一部として用いられる「スルフォンアミド基」との語は、式−SO−アミノ基で表される遊離基に関する。代表的なスルフォンアミド基は、−SONH、−SON(H)CH、−SON(H)Phなどを含む。
上記の任意に置換された基に関し、Rは水素、ヒドロキシ基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、またはアリールアルキルオキシ基を表し;Rはハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;Rは水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;Rは水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアミノ基を表し;Rはハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、またはアミノ基を表し;Rは水素、アルキル基、アリール基、シアノ基、またはニトロ基を表す。
本明細書を通じ、基およびその任意の置換基は、安定な成分および化合物を供給するように選択される。
本発明の化合物は、これらの化合物を構成する原子の1以上において、原子同位元素を人為的な割合で含んでよい。例えば、化合物は例えばトリチウム(H)、ヨウ素−125(125I)、または炭素−14(14C)のような放射性同位元素により放射標識されてよい。本発明の化合物の全ての同位体的な変化は、放射性であるかどうかに関わりなく、本発明の範囲内に含まれることが企図される。
本発明の化合物は、それらもまた本発明の範囲内である塩を形成してよい。ここで本発明の化合物への参照は、他に記載のない限り、その塩への参照を含むことが理解される。ここで用いられる「塩」との語は、無機および/または有機の酸および塩基により形成される、酸性および/または塩基性の塩を意味する。加えて、式1、2または3で表される化合物が塩基成分および酸成分の両方を含むとき、双性イオン(分子内塩)が形成されてよく、これらはここで用いられる「塩」との語に含まれる。例えば調製の間に用いられる可能性のある分離または精製工程においては、その他の塩もまた有用であるが、薬理学的に許容される(すなわち無毒性、生理学的に許容される)塩が好ましい。式1、2または3で表される化合物の塩は、例えば、塩が沈殿するような溶媒または水性溶媒中で、化合物を例えば同等量のようなある量の酸または塩基と反応させ、続いて凍結乾燥することにより形成されてよい。
塩基成分を含む本発明の化合物は、様々な有機および無機酸により塩を形成してよい。代表的な酸付加塩は、酢酸塩(酢酸またはトリハロ酢酸、例えばトリフルオロ酢酸により形成されるもの、)アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、クエン酸塩、樟脳酸塩、樟脳スルホン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、塩酸塩(塩酸により形成される)、臭化水素酸塩(臭化水素酸により形成される)、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシエタンスルホン酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩(マレイン酸により形成される)、メタンスルホン酸塩(メタンスルホン酸により形成される)、2−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、コハク酸塩、硫酸塩(硫酸により形成されるような)、スルホン酸塩(ここで述べられたような)、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トシレートのようなトルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩などを含む。
酸成分を含む本発明の化合物は、様々な有機および無機塩基により塩を形成してよい。代表的な塩基性塩は、アンモニウム塩、ナトリウム、リチウム、カリウム塩のようなアルカリ金属塩、カルシウムおよびマグネシウム塩のようなアルカリ土類金属塩、有機塩基(例えば有機アミン)による塩、例えばベンザチン、ジシクロヘキシルアミン、ヒドラバミン(N,N−ビス(デヒドロアビエチル)エチレンジアミンにより形成される)、N−メチル−D−グルカミン、N−メチル−D−グルカミド、t−ブチルアミン、およびアルギニン、リジンのようなアミノ酸による塩などを含む。
本明細書中で使用される立体化学の用語および慣例は、他に記載のない限り、Pure & Appl. Chem 68:2193 (1996)に記載されたものと一致する。
「鏡像異性体過剰率」または「ee」との語は、一鏡像異性体が他に比較してどれくらい存在するかの基準に関する。RおよびS鏡像異性体の混合物に対し、パーセント鏡像異性体過剰率は|R−S|100と定義され、ここでRおよびSはそれぞれのモル、またはR+S=1であるような、混合物中の鏡像異性体の重量分率である。キラル物質の旋光度についての知識により、パーセント鏡像異性体過剰率は([α]obs/[α]max100と定義され、ここで[α]obsは鏡像異性体混合物の旋光度であり、[α]maxは純粋な鏡像異性体の旋光度である。鏡像異性体過剰率の決定は、NMR分光法、キラルカラムクロマトグラフィー、または光学的旋光分析を含む、様々な分析方法を用いることにより可能である。
「鏡像異性的に純粋」または「エナンチオピュア」との語は、その全ての分子(検出範囲内で)が同じ掌性方向を持つ、キラル物質のサンプルに関する。
「鏡像異性体が豊富」または「エナンチオエンリッチ」との語は、その鏡像異性の比率が50:50よりも大きなキラル物質のサンプルに関する。鏡像異性体が豊富な化合物は鏡像異性的に純粋であり得る。
「不斉炭素原子」との語は、4個の異なる原子または原子団に付着する、有機化合物の分子内の炭素原子に関する。
「主に」との語は、50:50よりも大きな比率を意味する。
「脱離基」または「LG」との語は、特定の反応における基質の残渣または主要部とみなされるものの中で、原子または集団から脱離する原子または集団に関する。アミド結合反応において、代表的な脱離基は−F、−Cl、−Br、−OCなどを含む。
本発明の目的のための「単離された」との語は、その最初の環境(それが自然に存在する環境)から除去された物質(例えば化学化合物、または核酸もしくはタンパク質のような生物学的物質)を示す。例えば、植物または動物内で自然な状態で存在するポリヌクレオチドは単離されていないが、自然に存在する隣接した核酸から分離された同じポリヌクレオチドは「単離された」とみなされる。
生物学的物質へ適用される「精製された」との語は、その物質が、他の化合物の存在に排他的である絶対的な純度を示す形で存在することを要求しない。これはむしろ相対的な定義である。
「核酸」、「核酸分子」、「オリゴヌクレオチド」および「ポリヌクレオチド」は互換的に使用され、リボヌクレオシド(アデノシン、グアノシン、ウリジン、またはシチジン;「RNA分子」)もしくはデオキシリボヌクレオシド(デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシチミジン、またはデオキシシチジン;「DNA分子」)のリン酸エステル重合体、またはそのリン酸エステル類似体のいずれか、例えばホスホロチオエートおよびチオエステルの、単鎖の形、または二重鎖へリックスに関する。二重鎖DNA−DNA、DNA−RNA、およびRNA−RNAへリックスが可能である。核酸分子、特にDNAまたはRNA分子との語は、分子の一次および二次構造のみに関し、それを特定の三次構造のいずれかに限定するものではない。従って、この語は見出される二重鎖DNA、とりわけ線状もしくは環状DNA分子(例えば制限酵素断片)、プラスミド、超らせんDNAおよび染色体を含む。特定の二重鎖DNA分子の構造について考察する中で、ここでは配列は、転写されないDNA鎖(すなわちmRNAへの配列相同性をもつ鎖)に沿った5’から3’への方向における配列のみが与えられるという通常の慣習に従って記述されてよい。「組み換えDNA分子」は、分子生物学的操作を受けているDNA分子である。DNAはcDNA、ゲノムDNA、プラスミドDNA、合成DNA、および半合成DNAを含むがこれらに限定されない。
「断片」との語は、参照核酸に比較した長さが短く、かつ共通部分にわたって、参照核酸に対し同一のヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列に関する。本発明によるこのような核酸断片は、それが適切であるとき、構成物としてのより大きなポリヌクレオチドに含まれてよい。このような断片は、本発明による核酸の、長さが少なくとも6、8、9、10、12、15、18、20、21、22、23、24、25、30、39、40、42、45、48、50、51、54、57、60、63、66、70、75、78、80、90、100、105、120、135、150、200、300、500、720、900、1000または1500の範囲の連続したヌクレオチドであるオリゴヌクレオチドを含むか、またはこれらから成る。
ここで用いられる、「単離された核酸断片」は、任意に合成、非天然、または改変されたヌクレオチド塩基を含む、単鎖もしくは二重鎖のRNAまたはDNAの重合体に関する。DNA重合体の形である単離された核酸断片は、cDNA、ゲノムDNA、または合成DNAの1以上のセグメントを含んでよい。
「遺伝子」は、cDNAおよびゲノムDNA核酸を含む、機能的分子(例えばポリペプチドまたはRNA)をコードするヌクレオチドを含むポリヌクレオチドに関する。「遺伝子」はまた、翻訳配列に先立ち(5’非コード配列)、かつ続く(3’非コード配列)調節性配列を含む、特定のRNA、タンパク質またはポリペプチドを発現する核酸断片に関する。「天然遺伝子」は、それ自体の調節性配列と共に天然に見出される遺伝子に関する。「キメラ遺伝子」は、天然において共には見出されない調節性および/またはコード配列を含む、天然遺伝子ではない遺伝子のいずれかに関する。従ってキメラ遺伝子は、異なる源由来の調節性配列およびコード配列、または同じ源由来であるが、天然に見出されるものとは異なる方法で配置された調節性配列および翻訳配列を含んでよい。キメラ遺伝子は、異なる源由来のコード配列および/または異なる源由来の調節性配列を含んでよい。「内在性遺伝子」は、生物のゲノムにおいてその天然の位置にある天然遺伝子に関する。「外来性」遺伝子または「異種性」遺伝子は、ホスト生物内に通常は見出されないが、遺伝子移入によってホスト生物内へ導入される遺伝子に関する。外来性遺伝子は、非天然生物内へ挿入された天然遺伝子、またはキメラ遺伝子を含むことができる。「トランス遺伝子」は形質転換方法によってゲノム内へ導入された遺伝子である。
「異種性」DNAは、細胞内または細胞の染色体部位内に自然には位置していないDNAに関する。好ましくは、異種性DNAは細胞に対して外来性である遺伝子を含む。
「ゲノム」との語は、染色体の、同様にミトコンドリアの、葉緑体、およびウィルス性DNAまたはRNAを含む。
核酸分子は、温度および溶液イオン強度の適切な条件下で、該核酸分子の単鎖形がその他の核酸分子とアニールできるとき、cDNA、ゲノムDNA、またはRNAのような別の核酸分子と「ハイブリダイズ可能」である(以下のSambrook et al.,1989を参照のこと)。ハイブリダイゼーションおよび洗浄の条件は公知であり、Sambrook et al.Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor(1989)中、特に11章およびその中の表11.1(全体が参照としてここに取り込まれる)に例証されている。温度およびイオン強度の条件は、ハイブリダイゼーションの「ストリンジェンシー」を決定する。
ストリンジェンシー条件は、遠縁の生物由来の相同性配列のような中程度に類似の断片から、近縁の生物由来の機能的酵素を複製する遺伝子のような高度に類似の断片までを選別するために調整できる。相同的な核酸の事前のスクリーニングのためには、55゜のTmに相当する低いストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件が使用できる(例えば、5xSSC、0.1%SDS、0.25%ミルク、およびホルムアミドなし;または30%ホルムアミド、5xSSC、0.5%SDS)。中程度のストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件はより高いTmに相当する(例えば5xまたは6xSSCと40%ホルムアミド)。高度のストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件は最も高いTmに相当する(例えば50%ホルムアミド、5xまたは6xSSC)。
ハイブリダイゼーションには相補的配列を含む2つの核酸が必要とされ、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに依存するものの、塩基間のミスマッチがあり得る。「相補的」との語は、互いにハイブリダイズできるヌクレオチド塩基間の関連性の記述に用いられる。例えばDNAに関しては、アデノシンはチミンに相補的であり、シトシンはグアニンに相補的である。従って本発明はまた、ここに開示または使用された完全配列、同様に実質的に類似の核酸配列に相補的な、単離された核酸断片も含む。
一実施形態によればポリヌクレオチドは、55℃のTmにおけるハイブリダイゼーション工程を含むハイブリダイゼーション条件を使用し、かつ上で説明した条件を利用することによって検出される。別の実施形態によればTmは60℃であり;一実施形態によればTmは63℃であり;別の実施形態によればTmは65℃である。
ハイブリダイゼーション後の洗浄もまた、ストリンジェンシー条件を決定する。条件の一設定は、6xSSC、0.5%SDS、室温で15分に始まり、続いて2xSSC、0.5%SDS、45℃で30分を繰り返し、続いて0.2xSSC、0.5%SDS、50℃で30分を2回繰り返す、一連の洗浄を用いる。ストリンジェント条件の一設定はより高い温度を用い、ここで洗浄は、最後の0.2xSSC、0.5%SDS中での30分、2回の洗浄の温度が60℃に増大することを除いては上記と同様である、。高度なストリンジェント条件の別の設定は、65℃における0.1xSSC、0.1%SDS中での最後の2回の洗浄を用いる。
核酸をハイブリダイズするための適切なストリンジェンシーは、変化することが当該技術分野において公知である核酸の長さおよび相補性の程度に依存する。2つのヌクレオチド配列の間で相同性の類似の程度が大きいほど、これらの配列を有する核酸のハイブリッドのためのTmの値は大きくなる。核酸ハイブリダイゼーションの相対的安定性(より高いTmに相当する)は、次の順番で減少する:RNA:RNA、DNA:RNA、DNA:DNA。長さが100ヌクレオチドを超えるハイブリッドのためには、Tmを算出するための式が得られる(上記Sambrook et al., 9.50−0.51を参照のこと)。より短い核酸、すなわちオリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションのためにはミスマッチの位置がより重要になり、オリゴヌクレオチドの長さがその特異性を決定する(上記Sambrook et al.,11.7−11.8を参照のこと)。
本発明の一実施形態によればポリヌクレオチドは、500mM未満の塩および少なくとも37摂氏温度におけるハイブリダイゼーション工程、ならびに少なくとも63摂氏温度における2xSSPE中での洗浄工程を含むハイブリダイゼーション条件を利用することによって検出される。一実施形態によればハイブリダイゼーション条件は、ハイブリダイゼーション工程に200mM未満の塩および少なくとも37摂氏温度を含む。別の実施形態によればハイブリダイゼーション条件は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄工程の両方に、2xSSPEおよび63摂氏温度を含む。
別の実施形態によれば、ハイブリダイズ可能な核酸の長さは少なくとも約10ヌクレオチドである。好ましくはハイブリダイズ可能な核酸の最短の長さは少なくとも約15ヌクレオチドであり;さらに好ましくは少なくとも約20ヌクレオチドであり;最も好ましくは、長さは少なくとも30ヌクレオチドである。さらに、当業者は温度および洗浄液の塩濃度が、プローブの長さのような要素に従い、必要に応じて調整されてよいことを認識するであろう。
「プローブ」との語は、二重鎖分子を形成するために相補的な単鎖標的核酸と塩基対になることのできる、単鎖核酸分子に関する。
ここで用いられる「オリゴヌクレオチド」との語は、ゲノムDNA分子、cDNA分子、プラスミドDNAまたはmRNA分子とハイブリダイズ可能な短い核酸に関する。オリゴヌクレオチドは、例えば32P−ヌクレオチド、またはビオチンのような標識が共有結合したヌクレオチドによって標識できる。標識オリゴヌクレオチドは、核酸の存在を検出するためのプローブとして使用できる。オリゴヌクレオチド(それらのうち一つ、または両方が標識されてよい)は、核酸の完全長または断片のクローニングのため、あるいは核酸の存在を検出するためのPCRプライマーとして使用できる。オリゴヌクレオチドはまた、DNA分子と共に三重へリックスを形成するためにも使用できる。一般に、オリゴヌクレオチドは合成的に、好ましくは核酸合成機において調製される。従ってオリゴヌクレオチドは、チオエステル結合などのような非自然発生のホスホエステル類似体結合により調製できる。
「プライマー」は、適切な条件下でDNA合成の開始点となることのできる二重鎖核酸領域を作り出すために、標的核酸配列へハイブリダイズするオリゴヌクレオチドに関する。このようなプライマーはポリメラーゼ連鎖反応に用いられてよい。
「ポリメラーゼ連鎖反応」はPCRと略され、特定の核酸配列を酵素的に増幅するためのin vitro方法に関する。PCRは一連の温度サイクルの反復に関し、各サイクルが、標的分子の鎖を分離するための鋳型核酸の変性、単鎖PCRオリゴヌクレオチドプライマーの鋳型核酸へのアニーリング、およびDNAポリメラーゼによるアニールしたプライマーの伸長の3段階を含む。PCRは標的分子の存在の検出のため、および定量的もしくは半定量的条件下で、核酸の出発プールの中での標的分子の相対量を決定するための手段を提供する。
「逆転写ポリメラーゼ連鎖反応」はRT−PCRと略され、1または複数のRNA分子由来の1または複数の標的cDNA分子を酵素的に産生し、続いて特定の核酸配列または上記の1または複数の標的cDNA分子内の配列を酵素的に増幅するためのin vitro方法に関する。RT−PCRはまた、標的分子の存在の検出のため、および定量的もしくは半定量的条件下で、核酸の出発プールの中での標的分子の相対量を決定するための手段も提供する。
DNA「コード配列」は、ポリペプチドをコードし、かつ適切な調節性配列の制御下に置かれたとき、in vitroまたはin vivoにおける細胞内で転写およびポリペプチドに翻訳され得る二重鎖DNA配列に関する。「適切な調節性配列」は、コード配列の上流(5’非コード配列)、その内部、または下流(3’非コード配列)に位置し、かつ転写、RNAのプロセシングもしくは安定性、または関連するコード配列の翻訳に影響するヌクレオチド配列に関する。調節性配列は、プロモーター、翻訳リーダー配列、イントロン、ポリアデニル化認識配列、RNAプロセシング部位、エフェクター結合部位、およびステムループ構造を含んでよい。コード配列の境界は、5’(アミノ)末端の開始コドンおよび3’(カルボキシル)末端の翻訳終止コドンにより決定される。コード配列は、原核生物の配列、mRNA由来のcDNA、ゲノムDNA配列、および合成DNA配列までも含むことができるが、これらに限定されない。コード配列が真核細胞内での発現を企図する場合、ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列は通常コード配列の3’に位置し得る。
「翻訳領域」はORFと略され、翻訳開始シグナルまたはATGもしくはAUGのような開始コドン、および終止コドンを含み、かつ潜在的にポリペプチド配列に翻訳される、DNA、cDNA、またはRNAのいずれかである核酸配列の長さに関する。
ここで「頭−頭」との語は、互いに関連する2つのポリヌクレオチド配列の方向性を表現するために用いられる。一方のポリヌクレオチドのコード鎖の5’末端が他方のポリヌクレオチドのコード鎖の5’末端に隣接しており、これにより各ポリヌクレオチドの転写方向が、他方のポリヌクレオチドの5’末端から離れて進行するとき、2つのポリヌクレオチドは頭−頭の方向性において位置する。「頭−頭」との語は、(5’)−(5’)と略されてよく、また、(←→)もしくは(3’←5’5’→3’)のシンボルによって示されてもよい。
ここで「尾−尾」との語は、互いに関連する2つのポリヌクレオチド配列の方向性を表現するために用いられる。一方のポリヌクレオチドのコード鎖の3’末端が他方のポリヌクレオチドのコード鎖の3’末端に隣接しており、これにより各ポリヌクレオチドの転写方向が、他方のポリヌクレオチドへ向かって進行するとき、2つのポリヌクレオチドは尾−尾の方向性において位置する。「尾−尾」との語は、(3’)−(3’)と略されてよく、また、(→←)もしくは(5’→3’3’←5’)のシンボルによって示されてもよい。
ここで「頭−尾」との語は、互いに関連する2つのポリヌクレオチド配列の方向性を表現するために用いられる。一方のポリヌクレオチドのコード鎖の5’末端が他方のポリヌクレオチドのコード鎖の3’末端に隣接しており、これにより各ポリヌクレオチドの転写方向が、他方のポリヌクレオチドの転写方向と同じ方向へ進行するとき、2つのポリヌクレオチドは頭−尾の方向性において位置する。「頭−尾」との語は、(5’)−(3’)と略されてよく、また、(→→)もしくは(5’→3’5’→3’)のシンボルによって示されてもよい。
「下流」との語は、参照ヌクレオチド配列に対し、3’に位置するヌクレオチド配列に関する。特に、下流のヌクレオチド配列は一般に転写の開始点に続く配列に関する。例えば、遺伝子の翻訳開始コドンは転写の開始部位の下流に位置する。
「上流」との語は、参照ヌクレオチド配列に対し、5’に位置するヌクレオチド配列に関する。特に、上流のヌクレオチド配列は一般にコード配列または転写の開始点の5’側に位置する配列に関する。例えば、ほとんどのプロモーターは転写開始部位の上流に位置する。
「制限エンドヌクレアーゼ」および「制限酵素」との語は互換的に用いられ、二重鎖DNA内の特異的なヌクレオチド配列内に結合し、かつ切断する酵素に関する。
「相同組み換え」は、外来性DNAを別のDNA分子内へ挿入すること、例えば染色体内へのベクターの挿入に関する。好ましくは、相同組み換えのためにベクターは特異的な染色体部位を標的にする。特異的な相同組み換えのためにベクターは、相補的な結合およびベクターの染色体内への取り込みを可能にするため、染色体の配列に対する相同性領域を十分な長さで含むであろう。より長い相同性領域およびより大きな配列類似性の程度は、相同組み換えの効率を増大させるであろう。
公知の幾つかの方法が、本発明のポリヌクレオチドを増殖するために用いられてよい。ひとたび適切なホストシステムおよび増殖条件が確立すれば、組み換え発現ベクターは増殖し、多量に調製できる。ここに述べるように、使用できる発現ベクターは、ほんの数例を挙げれば下記のベクター:ワクシニアウィルスまたはアデノウィルスのような、ヒトまたは動物ウィルス;バキュロウィルスのような昆虫ウィルス;酵母ベクター;バクテリオファージベクター(例えばラムダ)、ならびにプラスミドおよびコスミドDNAベクター、またはその派生物を含むがこれらに限定されない。
「ベクター」は核酸のクローニングおよび/またはホスト細胞内への移入のためのいずれかのビヒクルに関する。ベクターは、そこへ別のDNAセグメントが付着してよく、付着したセグメントの複製がもたらされるレプリコンであってよい。「レプリコン」は、in vivoでDNA複製の自律的単位として機能する、すなわちそれ自体の制御下に複製可能な遺伝的要素(例えばプラスミド、ファージ、コスミド、染色体、ウィルス)のいずれかに関する。「ベクター」との語は、in vitro、ex vivoまたはin vivoで細胞内に核酸を導入するための、ウィルス性および非ウィルス性両方のビヒクルを含む。当該技術分野において公知の多数のベクターが、核酸の操作、反応エレメントおよびプロモーターの遺伝子内への取り込みなどのために用いられてよい。可能なベクターは例えば、例えばラムダ派生物のようなバクテリオファージを含むプラスミドもしくは改変ウィルス、またはpBR322もしくはpUCプラスミド派生物のようなプラスミド、またはBluescriptベクターを含む。例えば、反応エレメントおよびプロモーターに相当するDNA断片の適したベクターへの挿入は、適切なDNA断片を、相補的な付着末端を有する選択されたベクターへ連結することにより達成できる。あるいは、DNA分子の末端は酵素的に改変されてよいか、またはヌクレオチド配列(リンカー)をDNA末端に連結することにより、どのような部位も作り出されてよい。このようなベクターは、マーカーを細胞ゲノム内に取り込んだ細胞の選択を提供する選択マーカー遺伝子を含むように設計されてよい。このようなマーカーは、これを取り込み、かつ該マーカーによりコードされるタンパク質を発現するホスト細胞の同定および/または選択を可能にする。
ウィルス性ベクター、特にレトロウィルスベクターは、細胞内、同様に生きた動物被験体内での広く多様な遺伝子送達応用において使用されている。使用可能なウィルス性ベクターは、レトロウィルス、アデノ随伴ウィルス、ポックス、バキュロウィルス、ワクシニア、単純ヘルペス、エプスタイン−バー、アデノウィルス、ジェミニウィルス、およびカリモウィルスベクターを含むがこれらに限定されない。非ウィルス性ベクターは、プラスミド、リポソーム、電気的に荷電した脂質(サイトフェクチン)、DNA−タンパク質複合体、および生体高分子を含むがこれらに限定されない。核酸に加え、ベクターはまた、1以上の調節性領域、および/または選択、測定、および核酸移入結果の監視(どの組織に移入されたか、発現の持続など)に有用な選択マーカーも含んでよい。
「プラスミド」との語は、しばしば細胞の中心的代謝の一部ではない遺伝子を保有し、かつ通常は環状の二重鎖DNA分子の形である染色体外エレメントに関する。このようなエレメントは、どのような源からも由来する、自律的複製配列、ゲノム統合配列、ファージまたはヌクレオチド配列、単鎖もしくは二重鎖DNAまたはRNAの、線状、環状、または超らせんであってよく、ここにおいて幾つかのヌクレオチド配列は、選択された遺伝子産物のプロモーター断片およびDNA配列を適切な3’非翻訳配列と共に細胞内へ導入できる独特な構成へ連結されるかまたは組み換えられている。
「クローニングベクター」は、連続的に複製され、複製開始点を含む核酸、好ましくはDNAの単位の長さである「レプリコン」に関する。レプリコンは例えばプラスミド、ファージまたはコスミドであり、そこへ別の核酸セグメントが付着してよく、付着したセグメントの複製がもたらされるクローニングベクターは、一細胞型において複製、かつ別の細胞型において発現することが可能であってよい(「シャトルベクター」)。
「発現ベクター」との語は、ホスト細胞の形質転換に続き、挿入された核酸配列の発現を可能にするために設計されたベクター、プラスミドまたはビヒクルに関する。クローン化遺伝子、すなわち挿入された核酸配列は通常プロモーター、最小プロモーター、エンハンサーなどのような制御エレメントの制御下に置かれる。望ましいホスト細胞内での核酸の発現を駆動するために有用な開始制御領域、またはプロモーターは多数存在し、当業者に公知である。実質的に、これらの遺伝子を駆動できるいずれのプロモーターも本発明に適しており、ウィルス性プロモーター、細菌性プロモーター、動物プロモーター、哺乳類プロモーター、合成プロモーター、恒常的プロモーター、組織特異的プロモーター、発生特異的プロモーター、誘導性プロモーター、光調節性プロモーター;CYC1、HIS3、GAL1、GAL4、GAL10、ADH1、PGK、PHO5、GAPDH、ADC1、TRP1、URA3、LEU2、ENO、TPI、アルカリホスファターゼプロモーター(サッカロミセス属における発現に有用);AOX1プロモーター(ピキア属における発現に有用);β−ラクタマーゼ、lac、ara、tet、trp、IP、IP、T7、tac、およびtrcプロモーター(大腸菌における発現に有効);光調節性−、種子特異的−、花粉特異的−、卵巣特異的−、病原性または疾患関連−、カリフラワーモザイクウィルス35S、CMV35S最小、cassava vein mosaic virus(CsVMV)、葉緑素a/b結合タンパク質、リブロース1,5−二リン酸カルボキシラーゼ、苗条特異的、根特異的、キチナーゼ、ストレス誘導性、rice tungro bacilliform virus、植物スーパープロモーター、ジャガイモロイシンアミノペプチダーゼ、硝酸還元酵素、マンノピン合成酵素、ノパリン合成酵素、ユビキチン、ゼインタンパク質、およびアントシアニンプロモーター(植物細胞における発現に有効);SV40初期(SV40e)プロモーター領域、ラウス肉腫ウィルス(RSV)の3’末端反復配列(LTR)に含まれるプロモーター、アデノウィルス(Ad)のE1Aまたは主要後期プロモーター(MLP)遺伝子のプロモーター、サイトメガロウィルス(CMV)初期プロモーター、単純ヘルペスウィルス(HSV)チミジンキナーゼ(TK)プロモーター、バキュロウィルスIE1プロモーター、伸長因子1アルファ(EF1)プロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーター、ユビキチン(Ubc)プロモーター、アルブミンプロモーター、マウスメタロチオネイン−Lプロモーターおよび転写制御領域、遍在性プロモーター(HPRT、ビメンチン、α−アクチン、チューブリンなど)、中間径フィラメント(デスミン、神経フィラメント、ケラチン、GFAPなど)のプロモーター、治療的遺伝子のプロモーター(MDR、CFTRまたは第VIII型因子などの)、病原性または疾患関連プロモーター、および膵臓の腺房細胞内で活性があるエラスターゼI遺伝子制御領域のような、組織特異性を示し、かつトランスジェニック動物において利用されているプロモーターを含むがこれらに限定されない、公知の動物および哺乳類プロモーター;膵臓のベータ細胞内で活性があるインスリン遺伝子制御領域、リンパ系細胞内で活性がある免疫グロブリン遺伝子制御領域、精巣、乳房、リンパ系およびマスト細胞内で活性があるマウス乳癌ウィルス制御領域;アルブミン遺伝子、肝臓において活性があるApoAIおよびApoAll制御領域、肝臓において活性があるアルファ−フェトタンパク質遺伝子制御領域、肝臓において活性があるアルファ1−抗トリプシン遺伝子制御領域、骨髄系細胞において活性があるベータ−グロビン遺伝子制御領域、脳の乏突起膠細胞において活性があるミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域、骨格筋において活性があるミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域、および視床下部において活性がある性腺刺激ホルモン放出ホルモン遺伝子制御領域、ピルビン酸キナーゼプロモーター、ビリンプロモーター、脂肪酸結合腸管タンパク質のプロモーター、平滑筋細胞α−アクチンのプロモーターなどが含まれるが、これらに限定されない。加えて、これらの発現配列はエンハンサーまたは調節性配列などの追加により改変されてよい。
ベクターは当該技術分野において公知の方法、例えばトランスフェクション、エレクトロポレーション、微量注入、形質導入、細胞融合、DEAEデキストラン、リン酸カルシウム沈殿、リポフェクション(リソソーム融合)、遺伝子銃の使用、またはDNAベクター輸送体によって望まれるホスト細胞へ導入されてよい(例えば、Wu et al,J.Biol.Chem.267:963−967(1992);Wu et al,J.Biol.Chem.263:14621−14624(1988);および 1990年3月15日に提出された、Hartmut et al,カナダ特許出願第2,012,311号を参照のこと)。
本発明のポリヌクレオチドはまた、リポフェクションによりin vivoで導入することもできる。過去十年間に、核酸のin vitroでの被包およびトランスフェクションのためのリポソームの使用が増大してきた。リポソームを介したトランスフェクションによって遭遇する困難および危険を制限するために設計された合成陽イオン性脂質が、マーカーをコードする遺伝子のin vivoトランスフェクションのためのリポソームの調製に使用できる(Felgner et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA.84:7413(1987);Mackey et al,Proc.Natl.Acad.ScL USA 85:8027−8031(1988);および Ulmer et al,Science 259:1745−1748(1993))。陽イオン性脂質の使用は、陰性に荷電した核酸の被包を促進する可能性があり、かつ陰性に荷電した細胞膜との融合も促進する(Felgner et al,Science 337:387−388(1989))。核酸の移入のために特に有用な脂質化合物および組成物は、国際公開第95/18863号、国際公開第96/17823号および米国特許第5,459,127号に記載されている。外因性遺伝子をin vivoで特定の臓器へ導入するためのリポフェクションの使用は、確実な実用的利点をもつ。リポソームの特定の細胞への分子ターゲティングは利点の一領域を表す。膵臓、肝臓、腎臓、および脳のような細胞の不均一性をもつ組織において、トランスフェクションを特定の細胞型へ方向付けることが特に好ましいであろうことは明らかである。脂質はターゲティングの目的のため、その他の分子に化学的に結合されてよい(上記、Mackey et al.1988)。標的にされたペプチド、例えばホルモンまたは神経伝達物質、および抗体のようなタンパク質、あるいは非ペプチド分子はリポソームへ化学的に結合されてよい。
陽イオン性オリゴペプチド(国際公開第95/21931号)、DNA結合タンパク質由来のペプチド(国際公開第96/25508号)、または陽イオン性重合体(国際公開第95/21931号)のようなその他の分子もまた、in vivoでの核酸のトランスフェクションの促進に有用である。
ベクターをネイキッドDNAプラスミドとしてin vivoで導入することも可能である(米国特許第5,693,622号、第5,589,466号および第5,580,859号を参照のこと)。受容体を介したDNA送達アプローチもまた使用できる(Curiel et al,Hum.Gene Ther.3:147−154(1992);および Wu et al,J.Biol.Chem.262:4429−4432(1987))。
「トランスフェクション」との語は、細胞による外因性もしくは異種性のRNAまたはDNAの取り込みに関する。細胞は、外因性もしくは異種性のRNAまたはDNAを、このようなRNAまたはDNAが細胞の内部に導入されたとき、「トランスフェクト」されている。細胞は、トランスフェクトされたRNAまたはDNAが表現型の変化をもたらすとき、外因性もしくは異種性のRNAまたはDNAによって「形質転換」されている。形質転換するRNAまたはDNAは、細胞のゲノムを作り上げる染色体DNA内へ統合(共有結合)できる。
「形質転換」は、遺伝的に安定な遺伝形質をもたらす、ホスト生物のゲノム内への核酸断片の移入に関する。形質転換核酸断片を含むホスト生物は、「トランスジェニック」または「組み換え」または「形質転換」生物と称される。
さらに、本発明のポリヌクレオチドを含む組み換えベクターは、その増幅またはその発現が求められる細胞ホストにおける1以上の複製開始点、マーカー、または選択マーカーを含んでよい。
「選択マーカー」との語は、同定因子、通常は抗生剤、または化学薬品抵抗性遺伝子に関する。選択マーカーはマーカー遺伝子の効果、すなわち抗生剤に対する抵抗性、除草剤に対する抵抗性、比色マーカー、酵素、蛍光マーカーなどに基づいて選択可能であり、ここで該効果は、興味ある核酸の遺伝形質の追跡および/または興味ある核酸を受け継いだ細胞もしくは生物の同定のために用いられる。当該技術分野において公知かつ用いられている選択マーカー遺伝子の例は、アンピシリン、ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ビアラホス除草剤、スルホンアミドなどに対する抵抗性を提供する遺伝子;および表現型のマーカーとして用いられる遺伝子、すなわちアントシアニン調節性遺伝子、イソペンタニル転移酵素遺伝子などを含む。
「レポーター遺伝子」との語は、レポーター遺伝子の効果に基づいて同定可能な同定因子をコードする核酸に関する。ここで該効果は、興味ある核酸を受け継いだ細胞もしくは生物の同定のための、興味ある核酸の遺伝形質の追跡および/または遺伝子発現誘導または転写の測定に用いられる。当該技術分野において公知かつ用いられているレポーター遺伝子の例は、ルシフェラーゼ(Luc)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、クロラムフェニコールアセチル基転移酵素(CAT)、β−ガラクトシダーゼ(LacZ)、β−グルクロニダーゼ(Gus)などを含む。選択マーカー遺伝子もまた、レポーター遺伝子とみなされてよい。
「プロモーター」および「プロモーター配列」は互換的に用いられ、コード配列または機能的RNAの発現を制御できるDNA配列に関する。一般に、コード配列はプロモーター配列に対して3’に位置する。プロモーターはその全体が天然遺伝子由来であってよいか、または天然に見出される異なるプロモーター由来の異なるエレメントから構成されてよいか、もしくは合成DNAセグメントさえも含んでよい。当業者は、異なるプロモーターは異なる組織もしくは細胞型において、または発生の異なる段階において、または異なる環境的もしくは生理的条件への反応において遺伝子発現を導いてよいことを理解する。遺伝子をほとんどの細胞型においてほとんどの時点に発現させるプロモーターは、一般に「恒常的プロモーター」と称される。遺伝子を特定の細胞型において発現させるプロモーターは、一般に「細胞特異的プロモーター」または「組織特異的プロモーター」と称される。遺伝子を発生または細胞分化の特定の段階において発現させるプロモーターは、一般に「発生特異的プロモーター」または「細胞分化特異的プロモーター」と称される。細胞の、プロモーターを誘導する薬剤、生物学的分子、化学薬品、リガンド、光などへの曝露またはそれらによる処置後に誘導されかつ遺伝子を発現させるプロモーターは、一般に「誘導性プロモーター」または「調節性プロモーター」と称される。ほとんどの場合、調節性配列の正確な境界は完全に定義されないことから、異なる長さのDNA断片は同等のプロモーター活性を有してよいことがさらに認識される。
プロモーター配列は、典型的にはその3’末端が転写開始部位付近に隣接し、バックグラウンドを超えて検出可能なレベルで転写を開始するために必要な最小数の塩基またはエレメントを含むために上流(5’方向)へと伸展する。プロモーター配列の中には転写開始部位(都合よくは、例えばS1ヌクレアーゼによるマッピングにより定義される)、同様にRNAポリメラーゼの結合に関与するタンパク質結合ドメイン(コンセンサス配列)が見出され得る。
コード配列は、RNAポリメラーゼがコード配列をmRNAへ転写し、mRNAが転移RNAによりスプライスされ(コード配列がイントロンを含む場合)、コード配列によってコードされるタンパク質に翻訳されるときに、細胞内で転写および翻訳制御配列の「制御下」にある。
「転写および翻訳制御配列」は、ホスト細胞内でコード配列を発現するために提供される、プロモーター、エンハンサー、転写終結区などのようなDNA調節性配列に関する。
「反応エレメント」との語は、転写因子のDNA結合ドメイン、例えば第1のハイブリッドタンパク質のDNA結合ドメインとの相互作用を通して介される、プロモーターにおける反応性を与える1以上のシス作動性のDNAエレメントに関する。このDNAエレメントは、その配列が回文構造(完全または不完全)であってよいか、または配列モチーフ、もしくは不定数のヌクレオチドによって分離されるハーフサイトで構成されてよい。該ハーフサイトは同様または同一であることができ、直接もしくは反転した反復として、または単一ハーフサイトもしくは直列に隣接するハーフサイトの多量体として配置できる。反応エレメントは、該反応エレメントが取り込まれるであろう細胞または生物の性質に依存して、異なる生物から分離された最小プロモーターを含んでよい。第1のハイブリッドタンパク質のDNA結合ドメインは、リガンドの存在下または非存在下で反応エレメントのDNA配列に結合し、この反応エレメントの制御下で下流遺伝子の転写を開始または抑制する。天然エクジソン受容体の反応エレメントに対するDNA配列の例は、RRGG/TTCANTGAC/ACYY(配列番号16)(Cherbas et.al,Genes Dev.5:120−131(1991)を参照);AGGTCAN(n)AGGTCA、ここでN(n)は1以上のスペーサーヌクレオチドであり得る(配列番号17)(D’Avino et al,MoI.Cell.Endocrinol.113:1−9(1995)を参照);およびGGGTTGAATGAATTT(配列番号18)(Antoniewski et al,MoI.Cell Biol.14:4465−4474(1994)を参照)を含む。
「機能的に連結した」との語は、一方の機能が他方によって影響される、単一核酸断片における核酸配列の関連に関する。例えばプロモーターは、それがコード配列の発現に影響するとき、該コード配列に機能的に連結する(すなわち、該コード配列は該プロモーターの転写制御下にある)。コード配列は、センスまたはアンチセンス方向で調節性配列へ機能的に連結できる。
ここで用いられる「発現」との語は、転写、ならびに核酸もしくはポリヌクレオチド由来のセンス(mRNA)またはアンチセンスRNAの安定な蓄積に関する。発現はまた、mRNAのタンパク質またはポリペプチドへの翻訳にも関し得る。
「カセット」、「発現カセット」および「遺伝子発現カセット」の語は、特定の制限酵素部位において、または相同性組み換えによって、核酸またはポリヌクレオチドへ挿入できるDNAのセグメントに関する。DNAのセグメントは興味あるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含み、カセットおよび制限酵素部位は、転写および翻訳に適切な読み枠でカセットの挿入を確実にするよう設計される。「形質転換カセット」は、興味あるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含み、かつ該ポリヌクレオチドに加え、特定のホスト細胞の形質転換を促進するエレメントを有する特定のベクターに関する。本発明のカセット、発現カセット、遺伝子発現カセット、および形質転換カセットはまた、興味あるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドのホスト細胞内での増強された発現を可能にするエレメントも含んでよい。これらのエレメントは、プロモーター、最小プロモーター、エンハンサー、反応エレメント、転写終結区配列、ポリアデニル化配列などを含んでよいが、これらに限定されない。
本発明の目的のための「遺伝子スイッチ」との語は、プロモーターに会合する反応エレメントと、反応エレメントおよびプロモーターが取り込まれる遺伝子の発現を調節する1以上のリガンドの存在下でのEcRに基づくシステムとの組み合わせに関する。
「調節する(modulateおよびmodulates)」との語は、タンパク質もしくはポリペプチド産生の誘導、減少、または阻害をそれぞれもたらす、核酸もしくは遺伝子発現を誘導する、減少させる、または阻害することを意味する。
本発明のプラスミドまたはベクターは、ホスト細胞内での遺伝子発現の駆動に適切な少なくとも1のプロモーターをさらに含んでよい。
本発明の実施形態において用いられてよいエンハンサーは、SV40エンハンサー、サイトメガロウィルス(CMV)エンハンサー、伸長因子1(EF1)エンハンサー、酵母エンハンサー、ウィルス遺伝子エンハンサーなどを含むが、これらに限定されない。
終結制御領域、すなわち転写終結区またはポリアデニル化配列もまた、好ましいホストにとって自然である様々な遺伝子由来であってよい。選択肢として、転写終結区部位は必要ではないかもしれないが、含まれることが最も好ましい。本発明の一実施形態によれば、終結制御領域は、合成配列、合成ポリアデニル化シグナル、SV40後期ポリアデニル化シグナル、SV40ポリアデニル化シグナル、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化シグナル、ウィルス性転写終結区配列などから構成されてよいか、またはこれら由来であってよい。
「3’非コード配列」または「3’非翻訳領域(UTR)」との語は、コード配列の下流(3’)に位置するDNA配列に関し、ポリアデニル化[ポリ(A)]認識配列、およびmRNAプロセシングもしくは遺伝子発現に影響可能な調節性シグナルをコードするその他の配列を含んでよい。ポリアデニル化シグナルは通常、mRNA前駆体の3’末端のポリアデニル酸路の付加への影響により特徴付けられる。
「調節性領域」は、第2の核酸配列の発現を調節する核酸配列に関する。調節性領域は、特定の核酸(相同性領域)の発現に必然的に関連する配列を含んでよいか、または異なるタンパク質もしくは合成タンパク質(異種性領域)の発現までにも関連する異なる起源の配列を含んでよい。特に配列は、特異的もしくは非特異的な様式、および誘導性もしくは非誘導性の様式において遺伝子の転写を刺激または抑制する、原核細胞、真核細胞、もしくはウィルス性遺伝子の配列、または派生配列であることができる。調節性領域は、複製開始点、RNAスプライス部位、プロモーター、エンハンサー、転写終結配列、およびポリペプチドを標的細胞の分泌経路へ導くシグナル配列を含む。
「異種性の源」由来の調節性領域は、発現した核酸に自然には会合しない調節性領域に関する。異種性の源のうちに含まれるものは、異なる種由来の調節性領域、異なる遺伝子由来の調節性領域、ハイブリッド調節性配列、および自然発生しないが、当業者により設計される調節性配列である。
「RNA転写」は、DNA配列のRNAポリメラーゼにより触媒される転写からもたらされる産物に関する。RNA転写物がDNA配列の完全な相補的コピーであるとき、それは第1の転写物とみなされるか、または成熟RNAとみなされる、第1の転写物の転写後のプロセシング由来のRNA配列である可能性がある。「メッセンジャーRNA(mRNA)」は、イントロンをもたず、かつ細胞によってタンパク質へ翻訳できるRNAに関する。「cDNA」は、mRNAに相補的であり、かつmRNAに由来する二重鎖DNAに関する。「センス」RNAは、細胞によってタンパク質へ翻訳できる、mRNAを含むRNA転写物に関する。「アンチセンスRNA」は、標的となる第1の転写物もしくはmRNAの全体または部分に相補的であり、かつ標的遺伝子の発現を遮断するRNA転写物に関する。アンチセンスRNAの相補性は、特定の遺伝子転写物のいずれの部分、すなわち5’非コード配列、3’非コード配列、またはコード配列にもあってよい。「機能的RNA」は、アンチセンスRNA、リボザイムRNA、またはまだ翻訳されていない、細胞の作用における効果を有するその他のRNAに関する。
「ポリペプチド」、「ペプチド」、および「タンパク質」は互換的に用いられ、共有結合したアミノ酸残基により構成される重合化合物に関する。アミノ酸は以下の一般的構造
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を有する。
「単離されたポリペプチド」、「単離されたペプチド」、または「単離されたタンパク質」は、自然な状態において普通はそれらと会合する化合物(例えばその他のタンパク質またはポリペプチド、核酸、炭水化物、脂質)を実質的に含まないポリペプチドまたはタンパク質に関する。「単離された」とは、その他の化合物との人工的もしくは合成混合物、あるいは生物学的活性を妨害しない不純物の存在、および例えば不完全な精製、安定剤の添加、もしくは薬理学的に許容される製剤への調合により存在し得る不純物を除外することを意味しない。
「置換変異体ポリペプチド」または「置換変異体」は、少なくとも1の野生型もしくは自然発生アミノ酸の、野生型もしくは自然発生ポリペプチドに比較して異なるアミノ酸による置換を含む変異体ポリペプチドを意味することが理解されるであろう。置換変異体ポリペプチドは、野生型もしくは自然発生アミノ酸の置換を1のみ含んでよく、「点変異体」または「単一点変異体」と称されてよい。あるいは、置換変異体ポリペプチドは、2以上の野生型もしくは自然発生アミノ酸の、野生型もしくは自然発生ポリペプチドに比較した2以上のアミノ酸による置換を含む。本発明によれば、置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインポリペプチドは、少なくとも1の野生型もしくは自然発生アミノ酸の、野生型もしくは自然発生グループH核内受容体リガンド結合ドメインポリペプチドに比較して異なるアミノ酸による置換を含む。
ここで置換変異体ポリペプチドは、2以上の野生型もしくは自然発生アミノ酸の置換を含み、この置換は、該置換のために欠失した野生型もしくは自然発生アミノ酸と同数、すなわち2の野生型もしくは自然発生アミノ酸が2の非野生型もしくは非自然発生アミノ酸により交換されるか、あるいは該置換のために欠失した野生型アミノ酸と同数ではない、すなわち2の野生型アミノ酸が1の非野生型アミノ酸により交換されるか(置換+欠失変異)、または2の野生型アミノ酸が3の非野生型アミノ酸により交換されるか(置換+挿入変異)のいずれかを含んでよい。
置換変異体は、アミノ酸残基、および参照ポリペプチド配列内で交換された数、および新規の置換されたアミノ酸残基を示すため、省略された命名法を用いて記述されてよい。例えば、ポリペプチドの20番目のアミノ酸残基が置換された置換変異体は、「x20z」と略されてよく、ここで「x」は置換されるアミノ酸を表す。「20」はポリペプチド内でのアミノ酸残基の位置または番号を表し、「z」は新規に置換したアミノ酸を表す。従って、「E20A」または「Glu20Ala」として互換的に略される置換変異体は、ポリペプチドの位置20において、グルタミン酸(当該技術分野において、一般に「E」または「Glu」と略される)の代わりにアラニン(当該技術分野において、一般に「A」または「Ala」と略される)残基を含むことを示す。
置換変異は、in vitro部位特異的突然変異誘発(Hutchinson et al,J.Biol.Chem.253:6551(1978);Zoller et al,DNA 3:479−488(1984);Oliphant et al,Gene 44:177(1986);Hutchinson et al,Proc.Natl Acad.Sci.USA 83:710(1986))、TAB(登録商標)リンカー(Pharmacia)の使用、制限酵素消化/断片の欠失および置換、PCRを介する/オリゴヌクレオチド−定方向突然変異誘発などを含むがこれらに限定されない、公知の突然変異誘発技術のいずれかを用いて作られてよい。PCRに基づく技術は、部位特異的突然変異誘発が好ましい(PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification,H.Erlich,ed.,Stockton Press,Chapter 6,pp.61−70中の、Higuchi,1989,“Using PCR to Engineer DNA”を参照のこと)。
本発明のポリペプチドの「断片」は、アミノ酸配列が参照ポリペプチドのそれよりも短く、全体の部分にわたって参照ポリペプチドと同一のアミノ酸配列を含むポリペプチドに関する。このような断片は適切な場合、それが一部である、より大きなポリペプチド内に含まれる。本発明のポリペプチドのこのような断片は、少なくとも2、3、4、5、6、8、10、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、25、26、30、35、40、45、50、100、200、240、または300の長さのアミノ酸を有してよい。
ポリペプチドまたはタンパク質の「バリアント」は、ポリペプチドまたはタンパク質から由来し、該ポリペプチドまたはタンパク質の少なくとも1の生物学的性質を保持する類似体、断片、派生物、または変異体のいずれにも関する。ポリペプチドまたはタンパク質の異なるバリアントは、天然に存在し得る。このようなバリアントは、タンパク質をコードする構造遺伝子のヌクレオチド配列の違いにより特徴付けられる対立遺伝子変異であってよいか、または異なるスプライシングもしくは後翻訳修飾に関連してよい。当業者は、単一もしくは複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、または交換を有するバリアントを産生できる。これらのバリアントはとりわけ、(a)1以上のアミノ酸残基が、保存された、または保存されていないアミノ酸により置換されるバリアント、(b)1以上のアミノ酸が、ポリペプチドまたはタンパク質に付加されるバリアント、(c)1以上のアミノ酸が置換基を含むバリアント、および(d)ポリペプチドまたはタンパク質が、血清アルブミンのような別のポリペプチドと融合するバリアントを含んでよい。これらのバリアントを得るための、遺伝学的(抑制、欠失、突然変異など)、化学的、および酵素的技術を含む技術は当業者に公知である。バリアントポリペプチドは、好ましくは少なくとも約14アミノ酸を含む。
「相同性」との語は、2つのポリヌクレオチドまたは2つのポリヌクレオチド部分の間での同一性のパーセントに関する。一部分からの配列の他方への対応は、公知の技術により決定できる。例えば相同性は、配列情報を整列し、かつ容易に入手可能なコンピュータプログラムを用いることによる、2つのポリペプチド分子間の配列情報の直接比較によって決定できる。あるいは相同性は、相同領域間で安定な二本鎖を形成する条件下でのポリヌクレオチドのハイブリダイゼーション、それに続く単鎖特異的ヌクレアーゼによる消化および消化された断片のサイズ決定により決定できる。
ここで、その全ての文法型およびつづりの変化において用いられる「相同的」との語は、スーパーファミリー(例えば、免疫グロブリンスーパーファミリー)由来のタンパク質、および異なる種由来の相同的なタンパク質(ミオシン軽鎖など)を含む、「共通の進化的起源」をもつタンパク質間の関連性に関する(Reeck et al,Cell 50:667(1987))。このようなタンパク質(およびそれらをコードする遺伝子)は、それらの高度な配列類似性の反映としての配列相同性を有する。しかしながら、一般的な用法および本出願における「相同的」との語は、「高度に」のような副詞で修飾されるときには配列類似性に関するのであって、共通の進化的起源に関するのではない可能性がある。
従って、その全ての文法型において用いられる「配列類似性」との語は、共通の進化的起源を共有し得るかまたはし得ない、核酸もしくはタンパク質のアミノ酸配列の間の同一性または対応の程度に関する(Reeck et al.,Cell 50:667(1987)を参照のこと)。一実施形態によれば、2つのDNA配列は、該DNA配列の規定された長さにわたって少なくとも約50%(好ましくは少なくとも約75%、および最も好ましくは少なくとも約90もしくは95%)のヌクレオチドが一致するとき、「実質的に相同的」または「実質的に類似」である。実質的に相同な配列は、配列データバンクにおいて入手可能な標準ソフトウェアを用いて、または例えばこの特定のシステムのために規定されたストリンジェントな条件下でのサザンハイブリダイゼーション実験において、配列を比較することにより同定できる。適切なハイブリダイゼーション条件を規定することは当該技術分野の範囲内である(例えば前記のSambrook et al,1989を参照のこと)。
ここで用いられる「実質的に類似」は、1以上のヌクレオチド塩基の変化が1以上のアミノ酸の置換をもたらすが、DNA配列によってコードされるタンパク質の機能的性質には影響しない核酸断片に関する。「実質的に類似」はまた、1以上のヌクレオチド塩基の変化が、アンチセンスまたはコサプレッション技術による遺伝子発現の変化を仲介するための核酸断片の能力に影響しない核酸断片にも関する。「実質的に類似」はまた、得られる転写物の機能的性質に実質的に影響しない1以上のヌクレオチド塩基の欠失または挿入のような、本発明の核酸断片の修飾にも関する。それ故、本発明は特定の例となる配列以上を包含することが理解される。提唱された修飾のそれぞれは、コードされる産物の生物学的活性の保持の判定のように、十分に当該技術分野の日常的な技術の範囲内である。
さらに当業者は、本発明に包含される実質的に類似の配列はまた、ストリンジェントな条件下で(0.1XSSC、0.1%SDS、65℃、および2XSSC、0.1%SDSに続く0.1XSSC、0.1%SDSによる洗浄)ここに例示される配列とハイブリダイズするそれらの能力によって定義されることも認識する。本発明の実質的に類似の核酸断片は、そのDNA配列がここに報告される核酸断片のDNA配列と少なくとも70%同一な核酸断片である。本発明の核酸断片は、そのDNA配列がここに報告される核酸断片のDNA配列と少なくとも80%同一な核酸断片を含む。その他の核酸断片は、ここに報告される核酸断片のDNA配列と少なくとも90%同一である。その他の核酸断片は、ここに報告される核酸断片のDNA配列と少なくとも95%同一である。
2つのアミノ酸配列は、約40%を超えるアミノ酸が一致するか、または60%を超えて類似するとき、「実質的に相同的」または「実質的に類似」である。好ましくは、類似または相同的な配列は、例えばGCG(Genetics Computer Group、GCGパッケージ、バージョン7のプログラムマニュアル、マディソン、ウィスコンシン)パイルアッププログラムを用いたアラインメントにより同定される。
ここで用いられる「相当する」との語は、類似性または相同性が測定される分子からの正確な位置が同一かまたは異なるかについての、類似または相同的な配列に関する。核酸またはアミノ酸配列アラインメントはスペースを含んでよい。従って、「相当する」との語は配列類似性に関し、アミノ酸残基またはヌクレオチド塩基の番号付けに関するものではない。
アミノ酸またはヌクレオチド配列の「実質的な一部」は、当業者による手動での配列の評価、またはBLAST(Basic Local Alignment Search Tool; Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403−410(1993);www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/も参照のこと)のようなアルゴリズムを用いたコンピュータ自動配列比較および同定のいずれかによってポリペプチドまたは遺伝子を推定的に同定するために、十分なポリペプチドのアミノ酸配列または遺伝子のヌクレオチド配列を含む。一般に、既知のタンパク質または遺伝子に相同的なポリペプチドまたは核酸配列を推定的に同定するためには、10以上の近接するアミノ酸または30以上のヌクレオチドの配列が必要である。さらにヌクレオチド配列に関しては、20〜30の近接したヌクレオチドを含む遺伝子特異的なオリゴヌクレオチドプローブが、遺伝子同定(例えばサザンハイブリダイゼーション)および単離(例えば細菌コロニーまたはバクテリオファージプラークのin situハイブリダイゼーション)の配列依存性方法において用いられてよい。加えて、プライマーを含む特定の核酸断片を得るために、PCRにおいて12〜15塩基の短いオリゴヌクレオチドが増幅プライマーとして用いられてよい。従って、ヌクレオチド配列の「実質的な一部」は、該配列を含む核酸断片を特異的に同定および/または単離するために十分な配列を含む。
当該技術分野において公知の「パーセント同一性」との語は、配列の比較によって決定された、2以上のポリペプチド配列または2以上のポリヌクレオチド配列の間の関連性である。当該技術分野において「同一性」はまた、これら配列のひと続きの間の一致によって決定された可能性がある事例として、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列間の配列関連性の程度も意味する。「同一性」および「類似性」は、Computational Molecular Biology (Lesk,A.M.,ed.)Oxford University Press,New York(1988);Biocomputing:Informatics and Genome Projects(Smith,D.W.,ed.)Academic Press,New York(1993);Computer Analysis of Sequence Data,Part I(Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.,eds.)Humana Press,New Jersey(1994);Sequence Analysis in Molecular Biology(von Heinje,G.,ed.)Academic Press(1987);and Sequence Analysis Primer(Gribskov,M.and Devereux,J.,eds.)Stockton Press,New York (1991)に記載されるものを含むが、これらに限定されない公知の方法によって容易に算出できる。同一性を決定するための方法は、試験される配列の間が最もよく一致するように設計される。同一性および類似性を決定するための方法は、公的に入手可能なコンピュータプログラム内に体系化される。配列アラインメントおよびパーセント同一性の算出は、LASERGENEバイオインフォマティクスコンピューティングスイート(DNASTAR Inc.、マディソン、ウィスコンシン)のMegalignプログラムを用いて行われてよい。配列の複数のアラインメントは、初期設定のパラメーター(GAP PENALTY=10、GAP LENGTH PENALTY=10)によるアラインメントのClustal法(Higgins et al,CABIOS.5:151−153(1989))を用いて行なってよい。Clustal法を用いたペアワイズアラインメントのための初期設定のパラメーターは、KTUPLE 1、GAP PENALTY=3、WINDOW=5およびDIAGONALS SAVED=5が選択されてよい。
「配列解析ソフトウェア」との語は、ヌクレオチドまたはアミノ酸配列の解析に有用な、いずれのコンピュータアルゴリズムまたはソフトウェアプログラムにも関する。「配列解析ソフトウェア」は、市販されるかまたは自主的に開発されてよい。代表的な配列解析ソフトウェアは、プログラムのGCGスイート(Wisconsin Package Version 9.0,Genetics Computer Group (GCG)、マディソン、ウィスコンシン)、BLASTP、BLASTN、BLASTX(Altschul et al,J.MoI.Biol.215:403−410 (1990))およびDNASTAR(DNASTAR,Inc.1228サウスパークストリート、マディソン、ウィスコンシン、53715 米国)を含む得るがこれらに限定されない。本出願の状況において、配列解析ソフトウェアは他に記載のない限り、解析結果がプログラムの参照する「初期設定の値」に基づくであろう解析に使用されることが理解され得る。ここで用いられる「初期設定の値」は、最初に初期化したときにソフトウェアにより本来ロードされる値またはパラメーターのいずれの設定も意味し得る。
DNAの配列に関連する「化学的に合成された」は、成分ヌクレオチドがin vitroで構築されたことを意味する。DNAの手動での化学合成は、よく確立された方法を用いて達成され得るか、または幾つかの市販の装置の一つを用いた自動化学合成を行なうことができる。従って遺伝子は、ホスト細胞のコドンバイアスを反映するヌクレオチド配列の最適化に基づく、最適な遺伝子発現のために調整できる。当業者は、コドンの使用がホストに好ましいコドンへと偏っていれば、遺伝子発現は成功する可能性のあることを認識する。好ましいコドンの決定は、配列情報が入手可能なホスト細胞由来の遺伝子の調査に基づくことができる。
ここで用いられる、2以上の個々に機能的な遺伝子調節システムは、a)所定の各システムの、それぞれのリガンドによる選択された濃度における調節が、そのシステムの遺伝子発現の規模において測定可能な変化をもたらすとき、およびb)該変化が、細胞、組織、または生物において同時に機能的なその他の全てのシステムの発現における変化に比べ、実際の調節の同時性および連続性に関わりなく統計学的に有意に異なるとき、「直交性」であると言える。好ましくは、個々に機能的な遺伝子調節システムそれぞれの調節は、遺伝子発現において、細胞、組織、または生物におけるその他の全ての機能的システムに比べ、少なくとも2倍大きな変化をもたらす。さらに好ましくは、該変化は少なくとも5倍大きい。さらになお好ましくは、該変化は少なくとも10倍大きい。さらに一層好ましくは、該変化は少なくとも100倍大きい。さらになお一層好ましくは、該変化は少なくとも500倍大きい。理想的には、所定の各システムの、それぞれのリガンドによる選択された濃度における調節が、そのシステムの遺伝子発現の規模において測定可能な変化をもたらし、かつ細胞、組織、または生物において機能的なその他の全てのシステムの発現において測定可能な変化をもたらさない。このような事例において、複数の誘導性遺伝子調節システムは「完全に直交性」であると言える。本発明は、ここにその全体が参照として取り込まれる米国特許出願公開第2002/0110861A1号に記載されるような、直交的リガンドおよび直交的受容体に基づく遺伝子発現システムの探索に有用である。
「調節する」との語は、外因性遺伝子のトランス活性化を誘導または抑制する所定のリガンド/受容体複合体の能力を意味する。
「外因性遺伝子」との語は、被験体にとって外来性の遺伝子、すなわち形質転換過程、内在性の突然変異遺伝子の非突然変異バージョン、または内在性の非突然変異遺伝子の突然変異バージョンを通して被験体内へ導入された遺伝子を意味する。形質転換の方法は本発明にとって決定的ではなく、当該技術分野において公知である、被験体に適切ないずれの方法も使用されてよい。例えば、トランスジェニック植物は形質転換細胞からの再生によって得られる。アグロバクテリウム・ツメファシエンスまたはそのTiプラスミドを用いたアグロ感染、エレクトロポレーション、植物細胞およびプロトプラストの微量注入法、ならびに微粒子形質転換のような、多数の形質転換方法が文献により知られている。動物細胞の形質転換、およびこのような形質転換細胞のトランスジェニック動物における再生のための相補的な技術が知られている。外因性遺伝子は天然もしくは合成遺伝子のいずれかであることができ、かつ、DNAの媒介物を通して、例えば逆転写酵素により機能し得る、DNAもしくはRNAの形で被験体へ導入される治療的遺伝子であることができる。このような遺伝子は標的細胞に導入でき、被験体へ直接導入でき、または形質転換細胞、例えば自己細胞の移入により被験体へ間接的に導入できる。「治療的遺伝子」との語は、このような遺伝子が発現するホスト細胞へ、有益な機能を分け与える遺伝子を意味する。
「エクジソン受容体複合体」との語は、一般にステロイド受容体ファミリーの2つのメンバーであるエクジソン受容体(「EcR」)およびウルトラスピラクル(「USP」)タンパク質からなるヘテロ二量体タンパク質複合体に関する(Yao et al,Nature 366:476−479(1993));Yao et al.,Cell 71:63−72(1992)を参照のこと)。機能的なエクジステロイド受容体複合体はまた、イムノフィリンのようなさらなるタンパク質も含んでよい。転写因子として知られているステロイド受容体ファミリータンパク質のさらなるメンバー(例えば、DHR38、ベータFTZ−1またはその他の昆虫ホモログ)もまた、EcRおよび/またはUSPのリガンド依存性または非依存性のパートナーであってよい。エクジソン受容体複合体はまた、エクジソン受容体タンパク質と、ウルトラスピラクルタンパク質の脊椎動物ホモログ、レチノイン酸−X−受容体(「RXR」)タンパク質とのヘテロ二量体でもあり得る。エクジソン受容体タンパク質またはUSPのホモ二量体複合体もまた、ある状況下において機能的であり得る。
エクジステロイド受容体複合体は、EcRを含むが複合体のその他のタンパク質を排除しない、複合体のタンパク質の一つに結合する、活性のあるエクジステロイドまたは非ステロイド性リガンドにより活性化できる。
エクジソン受容体複合体はステロイド受容体スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質を含み、ここでは全てのメンバーがアミノ末端トランス活性化ドメイン、DNA結合ドメイン(「DBD」)、およびヒンジ領域によって分離されるリガンド結合ドメイン(「LBD」)の存在により特徴付けられる。該ファミリーの幾つかのメンバーはまた、LBDのカルボキシ末端側に別のトランス活性化ドメインを有してよい。DBDは、2つのアミノ酸モチーフであるP−ボックスとD−ボックスの間の2つのシステインジンクフィンガーの存在により特徴付けられ、これがエクジソン反応エレメントの特異性を与える。これらのドメインは天然型、改変型、または異種性受容体タンパク質の異なるドメインのキメラのいずれかであってよい。
外因性遺伝子、反応エレメント、およびエクジソン受容体複合体を作り上げるDNA配列は、古細菌、原核細胞、例えば大腸菌、枯草菌もしくはその他の腸内細菌、または真核細胞、例えば植物もしくは動物細胞内へ取り込まれてよい。しかしながら、遺伝子により発現される多数のタンパク質は、細菌においては不正確に処理されることから、真核細胞が好ましい。細胞は単細胞または多細胞生物の形であってよい。外因性遺伝子、反応エレメント、および受容体複合体のヌクレオチド配列はまた、RNA分子、好ましくはタバコモザイクウィルスのような機能的ウィルスRNAの形で取り込まれ得る。真核細胞に関しては、脊椎動物細胞が、エクジソン受容体に対する本発明のリガンドへの反応を与える分子を自然に欠いているため好ましい。結果として、それらは本発明のリガンドに対し「実質的に非感受性」である。従って本発明のリガンドは、形質転換細胞または生物全体に、無視できる程度の生理的またはその他の効果を有するであろう。従って細胞は、リガンドそれ自体の存在によって実質的に影響されることなく、増殖し、かつ望まれる産物を発現できる。
「被験体」との語は、未変化の昆虫、植物、もしくは動物、または昆虫、植物もしくは動物由来の細胞を意味する。リガンドは、被験体が真菌または酵母の場合にも十分同等に作用するであろうことが予測される。被験体が未変化の動物であるとき、該動物は好ましくは脊椎動物であり、最も好ましくは哺乳動物である。
本発明の式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドおよび式2もしくは3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドは、外因性遺伝子に連結する反応エレメントへ次々に結合するエクジソン受容体複合体と共に用いられるとき、外因性遺伝子の発現の外部からの時間的な調節手段を提供する。様々な成分が互いに結合する順番、すなわちリガンドから受容体複合体へ、および受容体複合体から反応エレメントへ、は決定的ではない。典型的には、外因性遺伝子の発現調節は、エクジソン受容体の特定のコントロール、または調節性DNAエレメントへの結合に対する反応内にある。エクジソン受容体タンパク質は、その他のステロイド受容体ファミリーメンバーのように少なくとも3つのドメイン、トランス活性化ドメイン、DNA結合ドメイン、およびリガンド結合ドメインを有する。この受容体はまた、ステロイド受容体ファミリーのサブセットのように、ヘテロ二量体化性質の原因である、あまりよく定義されていない領域も有する。USPまたはRXRタンパク質とのヘテロ二量体化の後の、エクジソン受容体タンパク質のリガンド結合ドメインへのリガンドの結合は、活性型二量体タンパク質のDNA結合ドメインの、反応エレメントへの結合を可能にすることから、外来性遺伝子の発現または抑制がもたらされる。このメカニズムは、EcRまたはUSPのいずれかへのリガンド結合の可能性、および結果としての、活性のあるホモ二量体複合体の形成(すなわち、EcR+EcRまたはUSP+USP)を除外しない。好ましくは、キメラ遺伝子スイッチの産生のため、1以上の受容体ドメインが異なり得る。典型的には、3つのドメインの1以上がその他のドメインの源とは異なる源から選択されてよく、それによりキメラ受容体は選択されたホスト細胞または生物におけるトランス活性化、リガンドの相補的結合、および特定の反応エレメントの認識を最適化される。さらに、反応エレメントそれ自体は、酵母由来のGAL−4タンパク質(Sadowski et al., Nature 335:563−564 (1988)を参照のこと)または大腸菌由来のLexAタンパク質(Brent et al,Cell 43:729−736(1985)を参照のこと)のような、その他のDNA結合タンパク質ドメインに対する反応エレメントをキメラエクジソン受容体複合体へ適合させることにより改変できる。キメラシステムのその他の利点は、望まれる最終的な結果に従い、外因性遺伝子の駆動に使用されるプロモーターを選択できることである。このような二重の制御は、発現のタイミングと同様に発現が起こる細胞を制御できることから、遺伝子治療の分野、特に細胞毒性タンパク質が産生される場合に特に重要である。適切なプロモーターに機能的に連結した外因性遺伝子が被験体の細胞に導入されるとき、該外因性遺伝子の発現は本発明のリガンドの存在により制御される。プロモーターは恒常的または誘導的に調節されてよいか、または組織特異的(すなわち、特定の型の細胞のみに発現される)もしくは生物のある発生段階に特異的であってよい。
様々なポリペプチドをコードする多数のゲノムおよびcDNA核酸配列が公知である。本発明のリガンドに有用な外因性遺伝物質は、例えば、細胞から放出できる分泌タンパク質;基質を毒性物質から無毒性物質へ、または非活性物質を活性物質へ代謝できる酵素;細胞表面受容体などの、興味ある生物学的に活性のあるタンパク質をコードする遺伝子を含む。有用な遺伝子はまた、血液凝固因子、インスリン、副甲状腺ホルモン、黄体ホルモン放出因子、アルファおよびベータ精液インヒビン、およびヒト成長ホルモンのようなホルモンをコードする遺伝子;存在しないときに異常状態を発生させる酵素のようなタンパク質をコードする遺伝子;インターフェロン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、コロニー刺激因子1、腫瘍壊死因子、およびエリスロポエチンのような、サイトカインまたはリンフォカインをコードする遺伝子;アルファ抗トリプシンのような阻害物質をコードする遺伝子、ジフテリアおよびコレラ毒素のような薬剤として作用する物質をコードする遺伝子などを含む。有用な遺伝子はまた、癌治療および遺伝疾患の治療のために有用なものも含む。当業者は実質的に全ての既知遺伝子の核酸配列情報へのアクセスを有し、公共のデポジトリー、配列を公表した施設から直接核酸分子を入手できるか、または該分子を調製するための日常的な方法を利用できる。
一実施形態によれば外因性遺伝子は、ex vivoでアデノウィルスにより自己樹状細胞へトランスフェクトされ、RheoSwitch(商標)Therapeutic System(RTS)の制御下にあるhIL−12である。
遺伝子治療での使用のためには、ここに記載されるリガンドは単独、または薬理学的に許容される担体を含む医薬組成物の一部として投与されてよい。一実施形態によれば、該医薬組成物は液剤、懸濁剤、錠剤、カプセル剤、軟膏剤、エリキシル剤、または注射用組成物の形にある。
薬理学的に許容される担体は、糖類、例えばラクトースもしくはシュクロース、マンニトールもしくはソルビトールのような賦形剤、セルロース製剤および/またはリン酸カルシウム、例えばリン酸三カルシウムまたはリン酸水素カルシウム、同様に、例えばトウモロコシ澱粉、小麦澱粉、米澱粉、ジャガイモ澱粉を用いた澱粉ペーストのような結合剤、ゼラチン、トラガカント、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、および/またはポリビニルピロリドンを含む。所望であれば、上記の澱粉、同様にカルボキシメチル澱粉、架橋結合ポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸もしくはアルギン酸ナトリウムのようなその塩、のような崩壊剤が添加されてよい。助剤はフロー調節剤または潤滑剤、例えばシリカ、タルク、ステアリン酸、またはステアリン酸マグネシウムもしくはステアリン酸カルシウムのようなその塩、および/またはポリエチレングリコールである。一実施形態によれば、糖衣コアが適切なコーティング(必要であれば胃液に抵抗性の)により提供される。この目的のため、任意にアラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールおよび/または二酸化チタン、ラッカー溶液および適切な有機溶媒または溶媒混合物を含む、濃縮糖液が用いられてよい。胃液に抵抗性のコーティングを産生するために、アセチルセルロースフタル酸塩またはヒドロキシプロピルメチルセルロースフタル酸塩のようなセルロース製剤に適した溶液が用いられる。例えば識別のため、または活性化合物の投与量を特徴付けるため、錠剤または糖衣コーティングに色素または顔料が添加されてよい。
経口で使用できるその他の医薬製剤は、ゼラチンで作られた押し込み型カプセル、同様にゼラチンで作られた柔らかい密封されたカプセル、およびグリセロールまたはソルビトールのような可塑剤を含む。押し込み型カプセルは、ラクトースのような賦形剤、澱粉のような結合剤、および/またはタルクもしくはステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、および任意に安定剤、と任意に混合されてよい顆粒またはナノ粒子の形において、有効化合物を含むことができる。一実施形態によれば、該可塑剤は、脂肪油、または液体パラフィンのような適した液体へ、任意に安定剤と共に溶解または懸濁される。
脂肪油はモノ−、ジ−、またはトリグリセリドを含んでよい。モノ−、ジ−、およびトリグリセリドはC、C、C10、C12、C14、C16、C18、C20およびC22酸由来のものを含む。代表的なジグリセリドは、特に、ジオレイン、ジパルミトオレイン、および混合カプリリン−カプリンジグリセリドを含む。好ましいトリグリセリドは植物油、魚油、動物性脂肪、水素化植物油、部分的水素化植物油、合成トリグリセリド、修飾トリグリセリド、分画トリグリセリド、中および長鎖トリグリセリド、構築トリグリセリド、およびそれらの混合物を含む。代表的なトリグリセリドは、アーモンド油;ババス油;ルリジサ油;カシス種油;キャノーラ油;ヒマシ油;ココナッツ油;トウモロコシ油;綿実油;月見草油;ブドウ種油;落花生油;辛子種油;オリーブ油;パーム油;パーム核油;ピーナッツ油;菜種油;サフラワー油;胡麻油;サメ肝油;大豆油;ヒマワリ油;水素化パーム油;水素化ヒマシ油;水素化ココナッツ油;水素化パーム油;水素化大豆油;水素化植物油;水素化綿実およびヒマシ油;部分的水素化大豆油、部分的大豆および綿実油;グリセリルトリカプリル酸塩;グリセリルトリカプリル酸塩;グリセリルトリカプリン酸;グリセリルトリウンデカン酸塩;グリセリルトリラウリン酸塩;グリセリルトリカプリル酸塩;グリセリルトリオレイン酸塩;グリセリルトリリノール酸塩;グリセリルトリリノレン酸塩;グリセリルトリカプリル酸塩/カプリン酸;グリセリルトリカプリル酸塩/カプリン酸/ラウリン酸;グリセリルトリカプリル酸塩/カプリン酸/リノール酸;およびグリセリルトリカプリル酸塩/カプリン酸/ステアリン酸を含む。
一実施形態によれば、トリグリセリドは商品名LABRAFAC CCで入手可能な中鎖トリグリセリドである。その他のトリグリセリドは中性油、例えば中性植物油、特にMIGLYOL 810; MIGLYOL 812; MIGLYOL 818;およびCAPTEX 355を含む、商品名MIGLYOLで知られ、かつ市販されているような分画ココナッツ油を含む。その他のトリグリセリドは、MYRITOL 813を含む、商品名MYRITOLで知られ、かつ市販されているようなカプリル−カプリン酸トリグリセリドを含む。この種類のさらなるトリグリセリドは、CAPMUL MCT、CAPTEX 200、CAPTEX 300、CAPTEX 800、NEOBEE M5およびMAZOL 1400である。
トリグリセリドを含む医薬組成物はさらに、水性溶媒への溶解によって透明な溶液を形成し得る、親油性および/または親水性界面活性剤を含む。このような界面活性剤の一つは、トコフェロールポリエチレングリコール1000コハク酸(ビタミンE TPGS)である。このような組成物の例は、米国特許第6,267,985号に記載されている。
別の実施形態によれば、薬理学的に許容される担体は、PEG−8カプリル/カプリン酸グリセリドであるLabrasol(Gattefosse SA)を含む。別の実施形態によれば、薬理学的に許容される担体は、PL90G、ビタミンE TPGS、およびMiglyol 812Nを含む。このような処方の成分を表1に示す。
Figure 0005881291
直腸性に使用できる可能性のある医薬製剤は、例えば坐薬基剤と共に1以上のリガンドからなる坐薬を含む。適切な坐薬基剤は、例えば天然または合成のトリグリセリド、またはパラフィン炭化水素である。加えて、リガンドと基剤の組み合わせからなるゼラチン直腸カプセルの使用もまた可能である。可能な基剤物質は、例えば、液体トリグリセリド、ポリエチレングリコール、またはパラフィン炭化水素を含む。
非経口投与に適した処方は、リガンドの水溶性の形での水溶液、例えば水溶性塩またはアルカリ溶液を含む。加えて、適切な油性注射用懸濁液としてのリガンドの懸濁液も投与されてよい。適切な親油性溶媒またはビヒクルは、脂肪油、例えば胡麻油、または合成脂肪酸エステル、例えばエチルオレイン酸塩もしくはトリグリセリド、またはポリエチレングリコール400を含む。水性注射用懸濁液は、懸濁液の粘度を増大させる物質、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、および/またはデキストランを含んでよい。懸濁液はまた、任意に安定剤も含んでよい。
局所用組成物は、適切な担体の選択により、油剤、クリーム剤、ローション剤、軟膏剤などとして処方されてよい。適切な担体は、植物または鉱物油、白色ワセリン(白色軟パラフィン)、分岐鎖脂肪または油、動物性脂肪または高分子量アルコール(C12を超える)を含む。乳化剤、安定剤、保湿剤および抗酸化剤、同様に必要であれば色または芳香を与える薬剤もまた含まれてよい。さらに、これらの局所用処方には経皮浸透増強剤を用いることができる。このような増強剤の例は、米国特許第3,989,816号および第4,444,762号に見出すことができる。
クリーム剤は、鉱物油、自己乳化蜜ろうおよび水の混合物から処方され、ここに少量のアーモンド油のような油に溶解したリガンドが混合される。このようなクリーム剤の代表的な例は、約40部の水、約20部の蜜ろう、約40部の鉱物油、および約1部のアーモンド油を含むものである。
軟膏剤は、アーモンド油のような植物油に懸濁したリガンドと温めた軟パラフィンを混合し、該混合物を冷却することにより処方されてよい。このような軟膏剤の代表的な例は、重量による約30%のアーモンド油、および約70%の白色軟パラフィンを含むものである。
ローション剤は、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールのような適切な高分子量アルコールに懸濁したリガンドの調製により、便利に調製されてよい。
医薬組成物に添加されてよい抗酸化剤の例は、BHAおよびBHTを含む。
一実施形態によれば、医薬組成物は固形ゼラチンカプセルにおいて、1mLのLabrasol中に30mgのリガンドを含む。別の実施形態によれば、該カプセルは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95または100mgのリガンドを含む。
医薬組成物は重量により0.01%から99%のリガンドを含んでよい。組成物は単一または複数の用量形態であってよい。いずれの特定の医薬組成物中のリガンドの量も、有効量、すなわち望まれる遺伝子の発現または抑制の誘発に必要な量に依存するであろう。一実施形態によれば、0.1から7.5mg/kgが被験体へ投与される。別の実施形態によれば、0.1から3mg/kgが被験体へ投与される。別の実施形態によれば、0.1から3mg/kgが投与される。
該医薬組成物を投与するための適切な経路は、経口、経直腸、局所(経皮、経頬、および舌下を含む)、経膣、非経口(皮下、筋肉内、静脈内、皮内、包膜内、腫瘍内および硬膜外を含む)および経鼻チューブを含む。当業者は、投与に好ましい経路は治療される状態に依存し、かつ受取者の状態のような因子によって異なる可能性のあることを理解するであろう。該医薬組成物は1日に1回以上投与されてよい。一実施形態によれば、該医薬組成物は、エクジソン受容体複合体およびDNA結合配列を含む細胞の投与前24時間に始まって、毎日投与される。
ここに記載される、本発明の式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドはまた、その他の薬理学的に活性のある化合物と組み合わせて投与されてもよい。ここに記載される、リガンドと組み合わせて使用される薬理学的に活性のある化合物は、受取者の有害作用、または化合物間の望まれない相互作用を避けるために選択され得ることが当業者により理解されるであろう。リガンドと組み合わせて使用されてよいその他の薬理学的に活性のある化合物の例は例えば、AIDS化学療法剤、アミノ酸誘導体、鎮痛剤、麻酔剤、校門直腸産物、制酸剤および整腸剤、抗生剤、抗凝固剤、解毒剤、抗線溶剤、抗ヒスタミン剤、抗炎症剤、抗腫瘍剤、抗寄生虫剤、抗原虫剤、解熱剤、防腐剤、抗痙攣剤および抗コリン剤、抗ウィルス剤、食欲抑制剤、関節炎薬、生物反応修飾剤、骨代謝調節剤、腸排出剤、心血管剤、中枢神経系刺激剤、大脳代謝増強剤、耳垢溶解剤、コリンエステラーゼ阻害剤、感冒および咳製剤、コロニー刺激因子、避妊薬、細胞保護剤、歯科製剤、脱臭剤、皮膚科製剤、解毒剤、糖尿病薬、診断薬、下痢薬、ドーパミン受容体アゴニスト、電解質、酵素および消化薬、麦角製剤、妊娠促進薬、繊維補助剤、抗真菌薬、乳汁漏出阻害剤、胃酸分泌阻害剤、胃腸運動促進剤、性腺刺激ホルモン阻害剤、育毛促進剤、増血剤、血行動態製剤、止血薬、ヒスタミンH受容体アンタゴニスト、ホルモン、血糖上昇剤、脂質低下薬、免疫抑制剤、下剤、抗らい薬、白血球除去剤、肺界面活性剤、偏頭痛薬、粘液溶解薬、筋弛緩拮抗剤、筋弛緩剤、麻酔拮抗剤、点鼻薬、悪心薬ヌクレオシド類似体、栄養補助剤、骨粗しょう症治療剤、分娩促進剤、副交感神経遮断薬、副交感神経刺激薬、パーキンソン病治療薬、ペニシリンアジュバント、リン脂質、血小板阻害剤、ポルフィリン症薬、プロスタグランジン類似体、プロスタグランジン、プロトンポンプ阻害剤、そう痒症薬、向精神薬、キノロン、呼吸促進剤、唾液分泌促進剤、塩代用薬、硬化薬、皮膚創傷製剤、喫煙休止補助剤、スルフォンアミド、交感神経遮断薬、トゥレット症候群治療薬、抗振戦薬、抗結核剤、尿酸排泄促進薬、尿路製剤、子宮収縮剤、子宮弛緩剤、膣製剤、抗めまい薬、ビタミンD類似体、ビタミン、および医学画像対比薬剤を含む。幾つかの場合には、リガンドは薬剤療法の補助剤、例えば特定の薬剤を代謝する酵素を産生する遺伝子を「遮断する」ものとして有用であり得る。
上記の応用に加え、農業への応用のため、本発明のリガンドはバチルスチューリンゲンシス(Bt)毒素のような殺虫性タンパク質の発現を制御するためにも用いられてよい。このような発現は組織または植物特異的であり得る。加えて、特に植物害虫の制御もまた必要なときには1以上の殺虫剤をここに記載するリガンドと組み合わせてよく、それにより、もし殺虫剤が別に散布されていればより少ない全散布数になることを含んださらなる利点と有効性が提供される。殺虫剤の混合物を利用するとき、組成物中の各成分の相対的割合は、相対的な有効性、ならびに作物、殺虫剤、および/または処理される雑草に関連した各殺虫剤の望まれる散布率に依存するであろう。当業者は、殺虫剤の混合物は、1種の殺虫剤の単独使用よりもより広い範囲の活性のような利点を提供し得ることを認識するであろう。ここに記載されるリガンドと共に該組成物中へ組み合わせられる殺虫剤の例は、殺真菌剤、除草剤、殺虫剤、殺ダニ剤、および殺菌剤を含む。
ここに記載される本発明の式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドは、従来の高リットル水圧スプレー、低リットルスプレー、エアブラスト、および航空散布のような一般に利用される方法による水性のスプレーとして、植物の葉へ散布できる。希釈および散布率は、利用する機器の型、望まれる方法および散布頻度、ならびにリガンド散布率に依存し得る。スプレータンク内には追加のアジュバントを含むことが望ましいであろう。このようなアジュバントは界面活性剤、分散剤、展着剤、固着剤、消泡剤、乳化剤、およびMcCutcheon’s Emulsifiers and Detergents, McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents/Functional Materials, およびMcCutcheon ’s Functional Materials(全てMcCutcheon Division of MC Publishing Company(ニュージャージー)より毎年発行される)に記載されるその他の類似物質を含む。これらのリガンドはまた、散布前に肥料または肥料物質と共に混合することもできる。これらのリガンドおよび固形肥料物質はまた、混合または混和機器内で混合できるか、あるいは顆粒製剤中へ肥料と共に取り込むことができる。作物および処理される雑草に適した、肥料のいずれの相対的な割合も使用できる。ここに記載されるリガンドは、一般に5%から50%の肥料組成物を含み得る。これらの組成物は、望まれる植物の迅速な成長を促進する肥料物質を提供し、同時に遺伝子発現を制御する。
ホスト細胞および非ヒト生物
上記のように、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドは、ホスト細における遺伝子発現を調節するために使用されてよい。トランスジェニックホスト細胞における発現は、興味ある様々な遺伝子の発現に有用であり得る。本発明は、原核および真核ホスト細胞における遺伝子発現の調節のためのリガンドを提供する。
トランスジェニックホスト細胞における発現は、ワクチンとして植物において産生される抗原;アルファ−アミラーゼ、フィターゼ、グルカン、およびキシラナーゼのような酵素;植物における昆虫、線虫、真菌、細菌、ウィルス、および非生物的ストレスに対する抵抗性の遺伝子;抗原;栄養補助食品;医薬品;ビタミン;アミノ酸含有量、除草剤抵抗性、寒冷、干ばつ、および熱耐性を調節する遺伝子;工業製品;油、タンパク質、炭水化物;抗酸化剤;雄性の生殖不能な植物;花;燃料;その他の結果としての性質;状態、疾病、障害、機能不全、もしくは遺伝的欠陥の治療に使用され得る治療的ポリペプチドまたは産物、例えばモノクローナル抗体、酵素、プロテアーゼ、サイトカイン、インターフェロン、インスリン、エリスロポエチン、凝固因子、その他の血液因子または成分;遺伝子治療のためのウィルス性ベクター;ワクチンのためのウィルス;創薬、機能的ゲノミクス、およびプロテオミクス解析ならびに応用のための標的;ホスト内に既に存在する経路の調節のための経路の介在物;これまでにホストの使用では不可能であった新しい産物の合成のための経路の介在物;細胞に基づくアッセイ;機能的ゲノミクスアッセイ;プロテオミクスアッセイなどを含むがこれらに限定されない、興味ある様々なポリペプチドの発現のために有用である。さらに遺伝子産物は、ホストのより高い増殖収率の付与、または用いられる別の増殖モードを可能にするために有用であろう。
従って本発明は、単離されたホスト細胞において遺伝子発現を調節するため、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを提供する。一実施形態によれば、単離されたホスト細胞は原核ホスト細胞または真核ホスト細胞である。別の実施形態によれば、単離されたホスト細胞は無脊椎動物ホスト細胞または脊椎動物ホスト細胞である。好ましくはホスト細胞は、細菌細胞、真菌細胞、酵母細胞、線虫細胞、昆虫細胞、魚細胞、植物細胞、鳥細胞、動物細胞、および哺乳類細胞から成る群より選択される。さらに好ましくは、ホスト細胞は酵母細胞、線虫細胞、昆虫細胞、植物細胞、ゼブラフィッシュ細胞、ニワトリ細胞、ハムスター細胞、マウス細胞、ラット細胞、ウサギ細胞、ネコ細胞、イヌ細胞、ウシ細胞、ヤギ細胞、雌ウシ細胞、ブタ細胞、ウマ細胞、ヒツジ細胞、類人猿細胞、サル細胞、チンパンジー細胞、またはヒト細胞である。ホスト細胞の例は、アスペルギルス、トリコデルマ、サッカロミセス、ピキア、カンジダ、ハンゼヌラのような真菌または酵母種、またはシネコシスティス、シネココッカス、サルモネラ、バチルス、アシネトバクター、ロドコッカス、ストレプトミセス、エシェリキア、シュードモナス、メチロモナス、メチロバクテリウム、アルカリゲネス、アナベナ、チオバチルス、メタノバクテリウムおよびクレブシエラの属におけるような細菌種;リンゴ、シロイヌナズナ、トウジンビエ、バナナ、オオムギ、マメ、ビート、ケツルアズキ、ヒヨコマメ、チリ、キュウリ、ナス、ソラマメ、トウモロコシ、メロン、アワ、リョクトウ、カラスムギ、オクラ、キビ、パパイヤ、ピーナッツ、エンドウマメ、コショウ、キマメ、パイナップル、インゲンマメ、ジャガイモ、カボチャ、イネ、モロコシ、ダイズ、カボチャ、サトウキビ、サトウダイコン、ヒマワリ、サツマイモ、茶、トマト、タバコ、スイカ、およびコムギから成る群より選択される植物種;動物;および哺乳類ホスト細胞を含むが、これらに限定されない。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はサッカロミセス、ピキア、およびカンジダホスト細胞から成る群より選択される酵母細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はシノラブディス・エレガンス線虫細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞は昆虫細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はリンゴ、シロイヌナズナ、トウジンビエ、バナナ、オオムギ、マメ、ビート、ケツルアズキ、ヒヨコマメ、チリ、キュウリ、ナス、ソラマメ、トウモロコシ、メロン、アワ、リョクトウ、カラスムギ、オクラ、キビ、パパイヤ、ピーナッツ、エンドウマメ、コショウ、キマメ、パイナップル、インゲンマメ、ジャガイモ、カボチャ、イネ、モロコシ、ダイズ、カボチャ、サトウキビ、サトウダイコン、ヒマワリ、サツマイモ、茶、トマト、タバコ、スイカ、およびコムギ細胞から成る群より選択される植物細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はゼブラフィッシュ細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はニワトリ細胞である。
別の実施形態によれば、ホスト細胞はハムスター細胞、マウス細胞、ラット細胞、ウサギ細胞、ネコ細胞、イヌ細胞、ウシ細胞、ヤギ細胞、雌ウシ細胞、ブタ細胞、ウマ細胞、ヒツジ細胞、サル細胞、チンパンジー細胞、およびヒト細胞から成る群より選択される哺乳類細胞である。
ホスト細胞の形質転換は当該技術分野において公知であり、エレクトロポレーション、ウィルス感染、プラスミド/ベクタートランスフェクション、非ウィルス性ベクターを介したトランスフェクション、アグロバクテリウムを介した形質転換、微粒子銃などを含むが、これらに限定されない様々な方法により達成されてよい。所望される遺伝子産物の発現は、適切な条件下で形質転換されたホスト細胞を培養すること、および形質転換遺伝子の発現を誘導することを含む。原核細胞および真核細胞における培養条件および遺伝子発現プロトコルは、当該技術分野において公知である。細胞は回収されて、かつ遺伝子産物は該遺伝子産物に特異的なプロトコルに従って分離される。
加えて、ホスト細胞は挿入したポリヌクレオチドの発現を調節するか、または望まれる特定の様式においてポリペプチド産物を修飾および加工するものが選択されてよい。異なるホスト細胞は、翻訳および後翻訳プロセシングならびに修飾のための特徴的かつ特異的な機構を有する。適切な細胞株またはホストシステムは、発現される外来性タンパク質の望まれる修飾およびプロセシングを確実にするために選択できる。例えば、細菌システムにおける発現はグリコシル化されないコアタンパク質産物の産生のために用いられる。しかしながら、細菌において発現するポリペプチドは正しく折り畳まれない可能性がある。酵母における発現はグリコシル化された産物を産生できる。真核細胞における発現は、異種性タンパク質の「天然」グリコシル化およびフォールディングの可能性を増大できる。さらに、哺乳類細胞における発現はポリペプチドの活性を再構成、または構成するための手段を提供できる。さらに、異なるベクター/ホスト発現システムは、タンパク質切断のようなプロセシング反応に異なる程度で影響するであろう。本発明の式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドは、単離されたホスト細胞を含む非ヒト生物において使用されてよい。一実施形態によれば、非ヒト生物は原核生物または真核生物である。別の実施形態によれば、非ヒト生物は無脊椎生物または脊椎生物である。
好ましくは、非ヒト生物は、細菌、真菌、酵母、線虫、昆虫、魚、植物、鳥、動物、および哺乳類から成る群より選択される。さらに好ましくは、非ヒト生物は、酵母、線虫、昆虫、植物、ゼブラフィッシュ、ニワトリ、ハムスター、マウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、ウシ、ヤギ、雌ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、霊長類、サル、またはチンパンジーである。
別の実施形態によれば、非ヒト生物は、サッカロミセス、ピキア、およびカンジダから成る群より選択される酵母である。
別の実施形態によれば、非ヒト生物はシノラブディス・エレガンス線虫である。
別の実施形態によれば、非ヒト生物は、リンゴ、シロイヌナズナ、トウジンビエ、バナナ、オオムギ、マメ、ビート、ケツルアズキ、ヒヨコマメ、チリ、キュウリ、ナス、ソラマメ、トウモロコシ、メロン、アワ、リョクトウ、カラスムギ、オクラ、キビ、パパイヤ、ピーナッツ、エンドウマメ、コショウ、キマメ、パイナップル、インゲンマメ、ジャガイモ、カボチャ、イネ、モロコシ、ダイズ、カボチャ、サトウキビ、サトウダイコン、ヒマワリ、サツマイモ、茶、トマト、タバコ、スイカ、およびコムギから成る群より選択される植物である。
別の実施形態によれば、非ヒト生物はマウス(Mus musculus)である。
遺伝子発現調節システム
本発明は、エクジソン受容体に基づく誘導遺伝子発現システムにおいて有用な、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドに関する。これらのジアシルヒドラジンリガンドは、原核および真核ホスト細胞の両方において、改善された誘導遺伝子発現システムを提供する。従って本発明は、遺伝子の発現を調節するために有用な、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドに関する。特に本発明は、グループH核内受容体リガンド結合ドメインを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むホスト細胞内で発現可能な、少なくとも1の遺伝子発現カセットを含む遺伝子発現調節システムをトランス活性化する能力を有する、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドに関する。一実施形態によれば、グループH核内受容体リガンド結合ドメインはエクジソン受容体、偏在性受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用タンパク質−15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用タンパク質14、またはファルネソール受容体由来である。別の実施形態によれば、グループH核内受容体リガンド結合ドメインはエクジソン受容体由来である。
別の実施形態によれば、遺伝子発現調節システムは、トランス活性化ドメイン、その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメイン、および置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む遺伝子発現カセットを含む。遺伝子発現調節システムはさらに、i)第1の遺伝子発現カセットの、コードされるポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント;ii)第1の遺伝子発現カセットの、コードされるポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター;およびiii)その発現が調節されるべき遺伝子を含む、第2の遺伝子発現カセットを含んでよい。
別の実施形態によれば、遺伝子発現調節システムは、a)トランス活性化ドメイン、その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメイン、および置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ならびにb)脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、無脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、ウルトラスピラクルタンパク質リガンド結合ドメイン、および第1のポリペプチド断片が脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、無脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、もしくはウルトラスピラクルタンパク質リガンド結合ドメイン由来であり、かつ第2のポリペプチド断片が異なる脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、無脊椎動物レチノイドX受容体リガンド結合ドメイン、もしくはウルトラスピラクルタンパク質リガンド結合ドメイン由来である、2つのポリペプチド断片を含むキメラリガンド結合ドメインから成る群より選択される第2の核内受容体リガンド結合ドメインを含む遺伝子発現カセット、を含む。遺伝子発現調節システムはさらに、i)第1の遺伝子発現カセットの、コードされるポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント;ii)第1の遺伝子発現カセットの、コードされるポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター;およびiii)その発現が調節されるべき遺伝子を含む、第2の遺伝子発現カセットを含んでよい。
別の実施形態によれば、遺伝子発現調節システムは、その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメインおよび核内受容体リガンド結合ドメインを含む第1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む第1の遺伝子発現カセット、ならびにトランス活性化ドメイン、および核内受容体リガンド結合ドメインの1つが置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインである核内受容体リガンド結合ドメインを含む第2のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む第2の遺伝子発現カセットを含む。一実施形態によれば、第1のポリペプチドはトランス活性化ドメインを実質的に含まず、かつ第2のポリペプチドはDNA結合ドメインを実質的に含まない。本発明の目的のための「実質的に含まない」は、問題のタンパク質が、活性化または結合活性を提供するための問題のドメインの十分な配列を含まないことを意味する。遺伝子発現調節システムはさらに、i)第1の遺伝子発現カセットの第1のポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント、ii)第2の遺伝子発現カセットの第2のポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター、およびiii)その発現が調節されるべき遺伝子を含む、第3の遺伝子発現カセットを含んでよい。
1つの核内受容体リガンド結合ドメインのみが置換変異を含むグループHリガンド結合ドメインであるとき、もう1つの核内受容体リガンド結合ドメインは、置換変異を含むグループHリガンド結合ドメインと二量体を形成するその他のいずれの核内受容体由来であってもよい。例えば、置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインが置換変異を含むエクジソン受容体リガンド結合ドメインであるとき、もう1つの核内受容体リガンド結合ドメイン(パートナー)は、エクジソン受容体、脊椎動物レチノイドX受容体(RXR)、無脊椎動物RXR、ウルトラスピラクルタンパク質(USP)、あるいは脊椎動物RXR、無脊椎動物RXR、およびUSPから成る群より選択される、少なくとも2の異なる核内受容体リガンド結合ドメインポリペプチド断片を含むキメラ核内受容体由来であってよい(その全体がここに参照として取り込まれる、国際公開第01/70816A2号、国際特許出願第PCT/US02/05235号および米国特許出願公開第2004/0096942A1号を参照のこと)。「パートナー」核内受容体リガンド結合ドメインは、さらに切断変異、欠失変異、置換変異または別の修飾を含んでよい。
一実施形態によれば、脊椎動物RXRリガンド結合ドメインは、ヒト(Homo sapiens)、マウス(Mus musculus)、ラット(Rattus norvegicus)、ニワトリ(Gallus gallus)、ブタ(Sus scrofa domestica)、アフリカツメガエル(Xenopus laevis)、ゼブラフィッシュ(Danio rerio)、ミサキマメイタボヤ(Polyandrocarpa misakiensis)、またはクラゲ(Tripedalia cysophora)RXR由来である。
一実施形態によれば、無脊椎動物RXRリガンド結合ドメインは、トノサマバッタ(Locusta migratoria)ウルトラスピラクルポリペプチド(「LmUSP」)、マダニ(Amblyomma americanum)RXRホモログ1(「AmaRXR1」)、マダニ(Amblyomma americanum)RXRホモログ2(「AmaRXR2」)、シオマネキ(Celuca pugilator)RXRホモログ(「CpRXR」)、カブトムシ(Tenebrio molitor)RXRホモログ(「TmRXR」)、ミツバチ(Apis mellifera)RXRホモログ(「AmRXR」)、アブラムシ(Myzus persicae)RXRホモログ(「MpRXR」)、または非双翅類/非鱗翅目RXRホモログ由来である。
一実施形態によれば、キメラRXRリガンド結合ドメインは、脊椎動物種RXRポリペプチド断片、無脊椎動物種RXRポリペプチド断片、および非双翅類/非鱗翅目無脊椎動物種RXRホモログポリペプチド断片から成る群より選択される少なくとも2つのポリペプチド断片を含む。本発明における使用のためのキメラRXRリガンド結合ドメインは、少なくとも2の異なる種のRXRポリペプチド断片、または種が同じ場合には、RXRポリペプチド断片の種の2以上の異なるアイソフォーム由来であり得る2以上のポリペプチド断片を含んでよい。
一実施形態によれば、キメラRXRリガンド結合ドメインは、少なくとも1つの脊椎動物種RXRポリペプチド断片、および1つの無脊椎動物種RXRポリペプチド断片を含む。
別の実施形態によれば、キメラRXRリガンド結合ドメインは、少なくとも1つの脊椎動物種RXRポリペプチド断片、および1つの非双翅類/非鱗翅目無脊椎動物種RXRホモログポリペプチド断片を含む。
別の実施形態によれば、その発現が調節されるべき遺伝子はホスト細胞に対して相同遺伝子である。別の実施形態によれば、その発現が調節されるべき遺伝子はホスト細胞に対して異種性遺伝子である。
下記のように、本発明における使用のための式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドは、遺伝子に連結する反応エレメントへ次々に結合する核内レセプターのリガンド結合ドメインと組み合わされるとき、遺伝子の発現の外部からの時間的な調節手段を提供する。例えばリガンド結合ドメインへのリガンド、反応エレメントへのDNA結合ドメイン、プロモーターへのトランス活性化ドメインなどの、互いに結合する本発明の様々な成分の結合機序または順番は決定的ではない。
エクジソン受容体は核内受容体スーパーファミリーのメンバーであり、サブファミリー1、グループH(ここでは「グループH核内受容体」と称される)に分類される。各グループのメンバーは、E(リガンド結合)ドメインにおいて40−60%のアミノ酸同一性を共有する(Laudet et al.,Cell 97:161−163(1999))。エクジソン受容体に加え、この核内受容体サブファミリー1、グループHのその他のメンバーは、偏在性受容体(UR)、オーファン受容体1(OR−1)、ステロイドホルモン核内受容体1(NER−1)、レチノイドX受容体相互作用タンパク質−15(RIP−15)、肝臓X受容体β(LXRβ)、ステロイドホルモン受容体様タンパク質(RLD−1)、肝臓X受容体(LXR)、肝臓X受容体α(LXRα)、ファルネソイドX受容体(FXR)、受容体相互作用タンパク質14(RIP−14)、またはファルネソール受容体(HRR−1)を含む。
特定の例において、グループH核内受容体のリガンド結合ドメイン、およびその核内受容体のリガンド結合ドメインパートナーへのリガンドの結合は、遺伝子の発現または抑制を可能にする。この機序は、グループH核内受容体(GHNR)もしくはそのパートナーへのリガンド結合、および結果としての活性化ホモ二量体複合体(例えば、GHNR+GHNR、またはパートナー+パートナー)に対する可能性を除外しない。好ましくは、ハイブリッド遺伝子スイッチを作り出すために1以上の受容体ドメインが変化する。典型的には、DBD、LBD,およびトランス活性化ドメインの3つのドメインのうち1以上が他のドメインの源とは異なる源から選択されてよく、これによりハイブリッド遺伝子および結果としてのハイブリッドタンパク質は、トランス活性化活性、リガンドの相補的結合、および特定の反応エレメントの認識のために、選択されたホスト細胞または生物内で最適化される。加えて、ハイブリッド受容体を適合させるために、反応エレメントはそれ自体が修飾できるか、あるいは酵母由来のGAL−4タンパク質(Sadowski et al,Nature 335:563−564(1988)を参照)もしくは大腸菌由来のLexAタンパク質(Brent et al.,Cell 43:729−736(1985)を参照)のようなその他のDNA結合タンパク質ドメインの反応エレメント、またはこのような特異的相互作用のために設計、修飾、および選択されたタンパク質との標的となる相互作用に特異的な合成反応エレメント(例えば、Kim et al, Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:3616−3620(1997)を参照)により置換できる。2−ハイブリッドシステムの別の利点は、望まれる最終結果に従った遺伝子発現を駆動するために、使用するプロモーターを選択できることである。このような二重の制御は、発現のタイミングと同様に発現が起こる細胞を制御できることから、遺伝子治療の分野、特に細胞毒性タンパク質が産生される場合に特に重要である。適切なプロモーターに機能的に連結した遺伝子が被験体の細胞に導入されるとき、該外因性遺伝子の発現は本発明のシステムの存在により制御される。プロモーターは恒常的または誘導的に調節されてよいか、または組織特異的(すなわち、特定の型の細胞のみに発現される)もしくは生物のある発生段階に特異的であってよい。
ここに記載されるものは特に、置換変異を含むグループH核内受容体リガンド結合ドメインを含む遺伝子発現調節システムにおいて有用な、式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドならびに式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドである。遺伝子発現システムは、トランス活性化ドメイン、DNA結合ドメインおよびリガンド結合ドメインが、1つのコードされるポリペプチド上にある遺伝子発現システムに基づく「単一スイッチ」であってよい。あるいは遺伝子発現調節システムは、トランス活性化ドメインおよびDNA結合ドメインが、2つの異なる、コードされるポリペプチド上に位置する遺伝子発現調節システムに基づく「二重スイッチ」または「2ハイブリッド」であってよい。
本発明における使用のためのエクジソン受容体に基づく遺伝子発現調節システムは、ヘテロ二量体またはホモ二量体のいずれかであってよい。機能的なEcR複合体は一般に、ステロイド受容体ファミリーの2メンバー、様々な昆虫から得られるエクジソン受容体タンパク質、およびウルトラスピラクル(USP)もしくはUSPの脊椎動物ホモログであるレチノイドX受容体タンパク質から成るヘテロ二量体タンパク質に関する(Nature 366:476−479(1993)and Yao et al,Cell 71:63−72(1992)を参照のこと)。しかしながら、以下に詳述するように複合体はホモ二量体であってもよい。機能的なエクジステロイド受容体複合体はまた、イムノフィリンのようなさらなるタンパク質も含んでよい。転写因子として知られているステロイド受容体ファミリータンパク質のさらなるメンバー(例えば、DHR38またはベータFTZ−1)もまた、EcR、USPおよび/またはRXRのリガンド依存性または非依存性のパートナーであってよい。さらに、一般に共活性化因子(アダプターまたはメディエーターとも称される)として知られるタンパク質のようなその他の補助因子も必要とされ得る。これらのタンパク質はDNAに配列特異的に結合せず、基本転写に関与しない。これらは転写活性化におけるその効果を、クロマチン構造への影響により、また活性化因子と開始因子複合体の相互作用により活性化因子のDNA結合を刺激することを含む、様々な機序を通して発揮する。このような共活性化因子の例は、RIP140、TIF1、RAP46/Bag−1、ARA70、SRC−1/NCoA−1、TIF2/GRIP/NCoA−2、ACTR/AIB1/RAC3/pCIP、同様にpromiscuous coactivator C response element B binding protein、CBP/p300を含む(総説として、Glass et al,Curr.Opin.Cell Biol.9:222−232(1997)を参照のこと)。また、一般に補助抑制因子として知られる(抑制因子、サイレンサー、またはサイレンシングメディエーターとしても知られる)タンパク質補助因子が、リガンド非存在下での転写活性化を効果的に阻害するために必要とされ得る。これらの補助抑制因子は、反応エレメントにおいて、活性を停止させるためにリガンドの結合していないエクジソン受容体と相互作用してよい。現在ある証拠は、リガンドの結合が受容体の立体構造を変化させ、これが補助抑制因子の放出および上記の共活性化因子の動員をもたらすことにより、サイレンシング活性を消失させることを示唆する。補助抑制因子の例は、N−CoRおよびSMARTを含む(総説として、Horwitz et al,Mol Endocrinol.10:1167−1177(1996)を参照のこと)。これらの補助因子は細胞もしくは生物内に内在するか、または調節性もしくは非調節性のいずれかの様式において発現されるトランス遺伝子として、外因的に加えられてよい。エクジソン受容体タンパク質、USP、またはRXRのホモ二量体複合体もまた、ある環境下において機能的であり得る。
エクジソン受容体複合体は、典型的には核内受容体スーパーファミリーのメンバーであるタンパク質を含み、ここでは一般に全てのメンバーがアミノ末端トランス活性化ドメイン、DNA結合ドメイン(「DBD」)、およびヒンジ領域によってDBDから分離されるリガンド結合ドメイン(「LBD」)の存在により特徴付けられる。ここで用いられる「DNA結合ドメイン」との語は、DNA結合タンパク質の最小のポリペプチド配列を含み、これはDNA結合ドメインが特定の反応エレメントと結合するために機能する限り、DNA結合タンパク質の全長までに至る。核内受容体スーパーファミリーのメンバーは、4または5のドメイン:A/B、C、D、Eおよび幾つかのメンバーにおいてはFの存在によっても特徴付けられる(米国特許第4,981,784号、およびEvans,Science 240:889−895(1988)を参照のこと)。「A/B」ドメインはトランス活性化ドメインに相当し、「C」はDNA結合ドメインに相当し、「D」はヒンジ領域に相当し、かつ「E」はリガンド結合ドメインに相当する。ファミリーの幾つかのメンバーは、「F」に相当するLBDのカルボキシ末端側に別のトランス活性化ドメインもまた有してよい。
DBDは、2つのアミノ酸モチーフであるP−ボックスとD−ボックスの間の2つのシステインジンクフィンガーの存在により特徴付けられ、これがエクジソン反応エレメントの特異性を与える。これらのドメインは天然型、改変型、または異種性受容体タンパク質の異なるドメインのキメラのいずれかであってよい。EcR受容体はまた、ステロイド受容体ファミリーのサブセットのように、ヘテロ二量体化性質の原因である、あまりよく定義されていない領域も有する。核内受容体のドメインは天然ではモジュール式であることから、LBD、DBD、およびトランス活性化ドメインは交換されてよい。
遺伝子スイッチシステムは、エクジソン受容体複合体由来の成分を取り込むことが知られている。しかしながら、これらのシステムにおいてEcRが使用されるいかなる時にも、それは同分子上の天然もしくは改変されたDNA結合ドメインおよびトランス活性化ドメインと結合する。USPまたはRXRは典型的にはサイレントパートナーとして用いられる。これまでに、DNA結合ドメインとトランス活性化ドメインが同分子上に存在する時、リガンド非存在下でのバックグラウンド活性は高く、このような活性は、DNA結合ドメインとトランス活性化ドメインが異なる分子上に存在する時、すなわちヘテロ二量体またはホモ二量体複合体の2つのパートナーそれぞれに存在する時には劇的に減少することが示されてきた(国際特許出願第PCT/US01/09050号を参照のこと)。
遺伝子発現の調節方法
本発明はまた、本発明の遺伝子発現調節システムおよびリガンドを用いた、ホスト細胞における遺伝子発現の調節方法にも関する。特に本発明は、
a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程;および
b)ホスト細胞内に式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを導入する工程であって、ここで調節されるべき遺伝子が
i)該遺伝子発現システムのDNA結合ドメインにより認識されるドメインを含む反応エレメント;
ii)該遺伝子発現システムのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター;、および
iii)式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドのホスト細胞への導入によって遺伝子発現が調節される、その発現が調節されるべき遺伝子;を含む遺伝子発現カセットの構成成分である工程;
を含む、ホスト細胞内で遺伝子の発現を調節する方法を提供する。
本発明は、
a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程;および
b)ホスト細胞内に遺伝子発現カセットを導入する工程であって、ここで該遺伝子発現カセットが
i)該遺伝子発現システム由来のDNA結合ドメインにより認識されるドメインを含む反応エレメント;
ii)該遺伝子発現システムのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター;、および
iii)その発現が調節されるべき遺伝子を含む工程;および
c)ホスト細胞内に式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを導入する工程であって;式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドのホスト細胞への導入によって遺伝子発現が調節される工程;
を含む、ホスト細胞内で遺伝子の発現を調節する方法もまた提供する。
本発明は、遺伝子発現調節システムの第1のハイブリッドポリペプチド由来のDNA結合ドメインが結合するドメインを含む反応エレメント;遺伝子発現調節システムの第2のハイブリッドポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター;およびその発現が調節されるべき遺伝子を含む遺伝子発現カセットを含む、ホスト細胞内で遺伝子の発現を調節する方法もまた提供し、ここで該方法は、a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程;および、b)ホスト細胞内に式1で表されるジアシルヒドラジンリガンドあるいは式2または3で表されるキラルジアシルヒドラジンリガンドを導入する工程であって;リガンドのホストへの導入によって遺伝子発現が調節される工程を含む。
ここに開示される方法を用いてホスト細胞内に発現させるための興味ある遺伝子は、内在性または異種性遺伝子であってよい。望まれる遺伝子またはタンパク質の、核酸またはアミノ酸配列の情報は、多数の公共アクセスデータベースのうちの一つ、例えばGENBANK、EMBL、Swiss−ProtおよびPIR、あるいは多数の生物学関係学術雑誌出版物中に見出すことができる。従って、当業者は実質的に全ての既知遺伝子の核酸配列情報へのアクセスを有する。このような情報は、ここに記載される方法で使用される遺伝子発現カセット内に興味ある遺伝子を挿入するための、望まれるコンストラクトを構築するために使用できる。
遺伝子発現/転写の測定
本発明の方法の有用な測定の一つは、RNA,好ましくはmRNA種の同一性および存在量を含む転写状態に関するものである。このような測定は、存在する幾つかの遺伝子発現技術のいずれかによってcDNAの存在量を測定することにより、便利に行われる。
核酸アレイ技術は、差動的なmRNA発現を決定するために有用な技術である。このような技術は例えば、オリゴヌクレオチドチップおよびDNAマイクロアレイを含む。このような手法は、固体担体に固定して、細胞、組織、もしくは生物全体から抽出され、cDNAに変換された全mRNAのプールから調製されたプローブとハイブリダイズさせる、種々の遺伝子またはcDNAに相当するDNA断片またはオリゴヌクレオチドに依存する。オリゴヌクレオチドチップは、フォトリソグラフィー技術を用いて基板上に合成されたオリゴヌクレオチドのアレイである。1700遺伝子までの解析に使用できるチップが産生されている。DNAマイクロアレイは、典型的にはPCR産物であり、顕微鏡スライド上へロボットによりプリントされたDNAサンプルのアレイである。各遺伝子は、完全または部分的な長さの標的DNA配列により解析される。現在、10,000遺伝子までのマイクロアレイが日常的、商業的に調製されている。これら2つの手法の第1の違いは、オリゴヌクレオチドチップが短いDNA分子の断片化を可能にする25merオリゴヌクレオチドを典型的に利用するのに対し、マイクロアレイの約1000塩基対である比較的大きなDNA標的は、複雑なDNA混合物の断片化においてさらなる感度を提供し得ることである。
本発明の方法の別の有用な測定は、細胞内に存在する構成タンパク質種の存在量を当該技術分野において公知の方法を用いて測定することにより、細胞の翻訳状態を決定することである。
様々な生理的機能に関連する遺伝子の同定が望まれるとき、細胞増殖、アポトーシス、老化、分化、接着、特定の分子への結合、他細胞への結合、細胞の組織化、器官形成、細胞内輸送、輸送促進、エネルギー変換、代謝、筋形成、神経発生、および/または造血のような機能の変化が測定されるアッセイが利用されてよい。
加えて、本発明を用いた遺伝子発現調節を測定するため、選択性マーカーまたはレポーター遺伝子の発現が使用されてよい。
遺伝子発現産物を検出するためのその他の方法は当該技術分野において公知であり、サザンブロット(DNA検出)、ドットまたはスロットブロット(DNA、RNA)、ノーザンブロット(RNA)、RT−PCR(RNA)、ウェスタンブロット(ポリペプチド検出)、およびELISA(ポリペプチド)分析を含む。あまり好ましくはないが、特定の核酸配列を検出するため、それにハイブリダイズする標識タンパク質が使用できる。
幾つかの場合には、核酸配列の量を増幅することが必要である。これは、例えばポリメラーゼ連鎖反応(「PCR])、リガーゼ連鎖反応(「LCR])、鎖置換増幅(「SDA」)、転写に基づく増幅などを含む幾つかの適した方法の1以上を用いて行われてよい。PCRは公知の手法に従って行われ、ここで例えば、核酸サンプルは熱安定性DNAポリメラーゼの存在下、ハイブリダイズ可能な条件下で、1つのプライマーが1つの鎖の検出されるべき特定の配列にハイブリダイズする1組のオリゴヌクレオチドプライマーによって処理される。該プライマーは、各鋳型鎖の、それがハイブリダイズする特定の配列に対して十分に相補的である。各プライマーの伸長産物が合成され、それはハイブリダイズする核酸鋳型鎖に相補的である。各プライマーから合成された伸長産物はまた、同じプライマーを用いたさらなる伸長産物の合成のための鋳型としても役立つ。伸長産物の合成に十分な数の一巡の後、サンプルは、配列または検出されるべき配列が存在するかどうかを評価するため、上記のように分析されてよい。
一般的方法
ここで用いられる標準的な組み換えDNAおよび分子クローニング手法は当該技術分野において公知であり、Sambrook,J.,Fritsch,E.F.and Maniatis,T.Molecular Cloning:A Laboratory Manual;Cold Spring Harbor Laboratory Press:Cold Spring Harbor,N.Y.(1989)(Maniatis)により、および T.J.Silhavy,M.L.Bennan,and L.W.Enquist,Experiments with Gene Fusions,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.(1984)により、および Ausubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,Greene Publishing Assoc,and Wiley−Interscience(1987)により記述される。
細菌培養の維持および増殖に適した材料および方法は、当該技術分野において公知である。以下の実施例における使用に適した手法は、Manual of Methods for General Bacteriology (Phillipp Gerhardt,R.G.E.Murray,Ralph N.Costilow,Eugene W.Nester,Willis A.Wood,Noel R.Krieg and G.Briggs Phillips,eds),American Society for Microbiology,Washington,DC.(1994))、または Thomas D.Brock in Biotechnology:A Textbook of Industrial Microbiology,Second Edition,Sinauer Associates,Inc.,Sunderland,MA(1989)にその設定が見出されるであろう。全ての試薬、制限酵素、およびホスト細胞の増殖および維持のために用いられる材料は、他に記載のない限りAldrich Chemicals(ミルウォーキー、ウィスコンシン)、DIFCO Laboratories(デトロイト、ミシガン)、GIBCO/BRL(ゲーサーズバーグ、メリーランド)、または Sigma Chemical Company(セントルイス、ミズーリ)から得た。
遺伝配列の操作は、Genetics Computer Group Inc. (Wisconsin Package Version 9.0, Genetics Computer Group (GCG)、マジソン、ウィスコンシン)から入手できるプログラムスイートを用いて達成されてよい。GCGプログラムの「パイルアップ」を用いる際、gapクリエーションの初期設定値は12、gapエクステンションの初期設定値は4が用いられてよい。CGC「Gap」または「Benefit」プログラムを用いる際、初期設定のgapクリエーションペナルティーは50、初期設定のgapエクステンションペナルティーは3が用いられてよい。これら、またはその他のGCGプログラムにおいて、GCGプログラムパラメーターが指示されないいずれの場合にも、初期設定値が用いられてよい。
融点はガラス毛管内でElectrothermal(登録商標)装置を用いて測定し、補正はされない。旋光度([α]25589)は、室温において10cmの長さの石英セル内でPerkin Elmer Model 341旋光計を用いて測定した。濃度はg/100mLで与えられた。H NMRスペクトルはBruker NMRを用い、300MHz、または400.13MHzにおいて記録した。他に記載のない限り、内部参照は溶媒であった。13C NMRスペクトルはBruker NMRにより、100.6MHzにおいて記録した。他に記載のない限り、内部参照は溶媒であった。LC−MS分析はAgilent 1100 LCスタックとAgilent single quadマススペクトロメーターとの組み合わせを用いて行った。溶媒はT=0.15%BからT=10.98%Bの勾配中の(A)HO/0.1%ギ酸、および(B)ACN/0.1%ギ酸、および75mmX2.1mm C18カラム中でフローレート=0.2mL/分の停止時間は20分であった。正確なマス分析はAgilent ESI/TOFマススペクトロメーターへの直接注入により行った。X線結晶構造の決定は、Bruker SMART6000を用いて行った。基本的な分析はPerkin Elmer 2400 CHNアナライザーで行った。分析薄層クロマトグラフィーまたはTLCは、Macherey−Nagel Polygram(登録商標) Sil G/UV254 0.2mmプレートを用いて行った。ほとんどのプレートはUV光により可視化した。幾つかはヨウ素またはリンモリブデン酸を用いて現像した。シリカゲルクロマトグラフィーはAldrichシリカゲル(230〜400メッシュ、60Å)を用い、ガラスカラム中で約30psiのNまたはアルゴン上部圧力下で行った。分析HPLCは、811Cダイナミックミキサー、306UV/VIS 155検出器、および215液体ハンドラーを備えた、GilsonHPLCシステムを用いて行った。UV吸光度は220nmおよび254nmにおいて測定し、統合は254nmにおいて行った。フロー率は典型的には1mL/分にて行った。順相クロマトグラフィーは4.6mmX25cmのDuPont Zorbax ODSカラムを用いて行った。逆相クロマトグラフィーはAlltech Adsorbosphere 5ミクロン、4.6mmX25cm C18カラムを用いて行った。キラルHPLCはCHIRALCEL(登録商標)5ミクロン、4.6mmX25cm OD−Hカラム、CHIRAKPAK(登録商標)5ミクロン、4.6mmX25cm AD−Hカラム、または5ミクロン、 100Å、4.6mmX25cm Regis Rexchrom (S,S) ULMOカラムを用いて行った。他に記載のない限り、溶媒は試薬グレードであった。無水溶媒は購入したものを使用した。
一般合成法
A、BおよびRが上記のように定義され、かつRがアルケニル基を表す、式2または式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物は、一般模式図1に記載される不斉合成を通して調製されてよい。
Figure 0005881291
保護ヒドラジン1(例えばカルバジン酸ベンジルまたはカルバジン酸t−ブチル)とアルデヒドRCHOとの反応は2を産出する。2の不斉アリル化は、とりわけキラル試薬およびRの選択に依存して、3または4のいずれかを鏡像異性体の豊富な形で供給する。不斉アリル化反応を行なうための方法は当該技術分野において公知であり、本発明の化合物を調製するために利用されてよい。不斉アリル化反応において特に有用なキラル試薬の合成は、Leighton et al.,J.Am.Chem.Soc.125:9596 (2003)および国際公開第03/074534号に記載されている。3とカルボン酸塩化物B−COClとの反応は5を与える。カルボン酸B−COHもまた、3と共役して5を供給し得る。5の保護基の除去は6を与える。当業者は、ヒドラジンの脱保護のために、保護基の性質に依存した様々な方法があることを認識する。適切な保護/脱保護の戦略は“Protective Groups in Organic Synthesis”,T.W.Green and P.G.M.Wuts(1999)において考察されている。7とカルボン酸塩化物A−COClまたはカルボン酸A−COHとの反応との反応は8、式2で表される化合物を与える。同様に、反応4は式3で表される化合物を導く。
A、B、RおよびRが上記のように定義され、式2または式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物もまた、一般模式図2に記載される不斉還元を通して調製されてよい。
Figure 0005881291
アシルヒドラジン1とケトンRCORとの反応は、ヒドラジン2を供給する。2の不斉還元は、とりわけ還元試薬、RおよびRの選択に依存して、3または4を鏡像異性体の豊富な形で供給する。米国特許第5,250,731号は、キラルホスホラン触媒複合体の存在下で光学的に活性のあるアシルヒドラジンを与える、アシルヒドラジンの不斉触媒水素化について記述している。当業者は、その他のキラルリガンドもまた使用されてよいことを認識するであろう。さらに当業者は、さらなる不斉還元方法も利用されてよいことを認識するであろう。この例において、3とBCOClの反応は5、式2で表される化合物を与える。同様に、反応4は式3で表される化合物を導く。
加えて、式2または式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物は、キラル分割、あるいは不斉合成とキラル分割との組み合わせ、または不斉水素化とキラル分割との組み合わせを通して調製されてよい。一般模式図3に描写されるように、ラセミジアシルヒドラジンをキラルHPLCクロマトグラフィーへ供することは、式2または式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物を供給する。キラル分割における使用に適切なキラルカラムは、例えばDaicel CHIRALCEL(登録商標)OD−H、Daicel CHIRAKPAK(登録商標)AD−H、およびRegis Technologies ULMOキラルカラムを含む。その他のキラル分割法もまた可能である。キラル分割方法における使用のためのラセミジアシルヒドラジンは、米国特許出願公開第2005/0209283A1号および米国特許出願公開第2006/0020146A1号に記載される方法論を用いて調製されてよい。
Figure 0005881291
がアルケニル基を表す、式2または式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物は、標準の化学的形質転換を用いてさらに合成されてよい。一般模式図4に描写されている式3で表される鏡像異性体の豊富な化合物のように、アルケニル基は、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、任意にシクロアルキル基で置換されたアルキル基、任意に複素環基で置換されたアルキル基、アルコキシ基で置換されたアルキル基、ハロアルキル基、およびその他の任意に置換されたアルキル基へ転換されてよい。当業者は、アルケンを本発明のその他の基へ転換するために使用されてよい、単一または複数工程の化学的形質転換の種類を認識するであろう。
Figure 0005881291
本発明は、上記の一般合成法、および本発明の例としての、下記の限定されない実施例への参照によりより良く理解されるであろう。
Figure 0005881291
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:カルバジン酸ベンジルは市販されている。
化合物2:カルバジン酸ベンジル(300g、1.81モル)は、還流冷却器、温度計、マグネチックスターラー、および500mLの添加漏斗を備えた3Lの四首フラスコ中で、1.2Lのメチルアルコールに溶解した。45℃の温度にした混合物へ、氷酢酸(5mL)を加えた。ピバルアルデヒド(248.8g溶液、2.17モル、t−ブタノール中で約75%)を30分にわたり部分的に加えた。TLCでモニターする間、反応を還流により30分間熱した。混合物を室温に近い温度まで冷却し、全用量が約700mLになるまで回転式エバポレーターにより濃縮した。約7gの活性炭を約30℃において加えた。混合物を一夜攪拌し、ポアサイズ「C」のガラスフリットブフナー漏斗中のセライトパッドを通して濾過した。溶媒を真空中で除去し、残った浅黄色油を結晶皿に注ぎ、スパーテルを用いた操作により結晶化を誘導した。材料を顆粒化し、残りの溶媒を室温にて空気中で数日間蒸発させ、420.4gの未精製産物を残した。300mLの酢酸エチルと1Lのヘキサンを最初に沸騰させた混合物からの室温での再結晶化により、363.2gのオフホワイト固体である(E)−N’−(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを生じた。43.1gの2番目の収穫物および同等の融点は、約150mLのヘキサンと45mLの酢酸エチルとの混合物から得られた。総収率:96.1%。R=0.32(2:1 ヘキサン:酢酸エチル);mp=74〜74.5℃;H NMR(400MHz、CDCl)δ8.0(1H、br s)、7.4−7.3(5H、m)、7.1 (IH、s)、5.20(2H、s)、1.1(9H、s)。
化合物3:(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは、Leighton et al., J. Am. Chem. Soc. 125:9596 (2003)および国際公開第03/074534号の改変法を用いて調製した。全体の手順は、最小化された短い瞬間大気に曝す、無水の閉鎖システム化で行った。乾燥機で乾燥した、ガス口、攪拌器、および添加漏斗を備えた5Lの四首フラスコへ、最初にアリルトリクロロシラン(419.5g、2.39モル)、次に2Lの無水CHClを負荷した。溶液は氷/塩浴内でアルゴン下において0℃まで冷却した。トリエチルアミン(485g、4.79モル)を添加漏斗を通して加え、温度を0℃に保った。この時点で、反応は透明な琥珀色であった。2時間にわたり、内部温度を<15℃に保って、S,S−プソイドエフェドリン(359g、2.17モル)を固体添加漏斗を用いて部分的に加えた。添加漏斗は200mLのCHClで反応中へ洗い流した。時間が経過すると、ペースト様の半顆粒固体が形成された(EtNCl)。薄茶色の粘調のスラリーを氷上で約2時間攪拌し、その後氷浴を取り外すことにより、数時間かけて反応を室温にした。システムをアルゴン下に保ち、約12時間後、ほとんどのCHClを蒸留により取り除いた。1Lの無水ヘキサンを加え、溶媒を再び蒸留した。その後1Lの無水ペンタンを加え、混合物をアルゴン下で約1時間室温にて攪拌した。初めにCHCl中で形成された以前のペースト様のスラッジは、最初にヘキサンの添加により、次に、特にペンタンの添加の後さらに顆粒状になった。溶液の色は明るい琥珀色であった。部分的に、および穏やかなアルゴン圧の使用により、ペンタンおよび可溶性産物は反応フラスコの外へ、ガラスウールフィルターおよびPFAチューブを通り、蒸留ヘッドおよびマグネチックスターラーを備えた、2番目の乾燥した1L,三首丸底フラスコ内へ移動した。溶液移動と交互に、濃縮された油性産物を後に残し、ペンタンを第2のフラスコから留去した。この過程を繰り返し、残余のEtNClを2回、各500mLのペンタンで洗浄し、洗浄液をアルゴン雰囲気下で2番目のフラスコへ移した。約10torrの真空度での蒸留により、留分中の産物を集めた。約3%までのアリルトリクロロシランを含むと考えられる前留分において、約56.3g(9.7%)が回収された。主要な留分、精製された(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは413.3g(71%)の量、bp=140〜144@約10torr、回収時にはやや粘調の浅黄色であるが、セプタム/パラフィルムにより固く密閉して数日間にわたり冷蔵するとオレンジ色になる。この材料は冷蔵保存され、その特性は示されておらず、かつ続くアリル化反応においてさらに精製することなく使用された。
化合物4:温度計およびマグネチックスターラーを備えた5Lの四首フラスコを乾燥機で乾燥させ、2Lの無水CHCl、続いてN’−(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(220g、939mmol)を加える間、アルゴン下に維持した。混合物は、大きな、約10ガロンの氷/塩水浴中で2〜3℃において冷却および攪拌した。(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジン(363g、1.355モル)を、約30分にわたり、カニューレを用いて穏やかなアルゴン圧の補助によりフラスコ内へ加えた。温度を2〜3℃に保つ間、最初に淡黄色であった溶液は、透明な明るいオレンジ色になった。反応を室温で自然に室温まで温め、CHOH中の少量の分割量の反応停止をモニターし、かつTLC(2:1 ヘキサン:EtOAc)により分析した。開始から36時間後、TLC分析は約90%の完了を示した。混合物を5℃に冷却し、さらなる46g(0.179mmol)のオキサザシロリジンを加え、混合物を室温にまで温めた。約8時間後、反応を再び5℃に冷却し、予め冷却した100mLの脱イオン水中の100gのKCO溶液により約1時間にわたって反応を停止させた。反応停止の間、発熱が温度を17℃くらいまで上昇させた。約100mLのさらなる脱イオン水を加えた。溶液の外見は透明の青緑色になった。反応または反応停止の間、明らかなガスの発生する時間はなかった。室温での攪拌の4日後、溶液は明るい黄色になり、5日後有機相はゲル化したが色はなお明るい黄色であった。混合物を約15℃に冷却し(後にこれは必要でないことが明らかになる)、約1.25Lのヘキサンを加え、ゲルは部分的に崩壊し、かつ攪拌によって破壊された。上清を吸い出し、ガラスウールを通して濾過する一方、フラスコに残った白色ゲルに約1Lの一部分を加えた。プソイドエフェドリンを白色個体として沈殿させ、残ったいずれのゲルも崩壊させるため、さらなるヘキサンもまた上清へ加えた。ヘキサン抽出物を合わせ、溶媒を真空中で除去した。全体的に、ゲルの抽出、ヘキサンにより誘導されるプソイドエフェドリンの沈殿、ならびにガラスウールおよびガラスフリットブフナー漏斗を通し、黄色油としての未精製のアリルヒドラジドを得るために約5〜6Lのヘキサンが使用された。バッチにおいて、この未精製の材料を3倍量のヘキサンで処理し、室温に静置し、沈殿したプソイドエフェドリンからデカントし、別の漏斗へ移した。産物溶液を、1.4NのHClをそれぞれ約25mLずつ用いて2回洗浄し(ほとんどの色が除かれる)、続いて10%KCOおよび塩水で洗浄することにより、残りのプソイドエフェドリンから分離した。未精製産物のヘキサン溶液は固体無水NaSO上で乾燥し、明るい黄色の粘性の油を与えるために溶媒を真空中で除去した。TLC(2:1 ヘキサン:EtOAc)は、R=0.4に望まれる産物を示し;0.25および0.31において2つの不純物が見られ(各5〜10%、そのうちの1つはおそらく出発物質))、かつR=0.4の上に幾つかの顕著な不純物が見られた。以前、基線に検出されたプソイドエフェドリンは、現在消失した。真空ポンプの微量の溶媒を除去した後、総量196.8g(75.8%)の(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを琥珀色の油として検出した。現在いくらか濃縮され顆粒状である最初のゲルを、約2Lの沸騰したヘキサンで濃縮した。固体を濾過し、ヘキサンを除去し、沈殿したプソイドエフェドリンから油をデカントすると、約18gを生じた。この材料と、上記の最初の産物のバッチからの残基(約3〜4g)を合わせ、以前のように1.4NのHCl、KCO水溶液、および塩水により洗浄した。ヘキサンの除去により、20.6gのさらなる産物が琥珀色の油として生じ、これはTLCにより最初のバッチと同一と見られた。(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルの一部10.1gをシリカゲル上で定量的なクロマトグラフィーを行なうと、8.88g(クロマトグラフィーによる88%の収率)の透明なオフホワイトの油である純粋な産物を生じた。R=0.43(2:1 ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.4(5H、br s)、6.2(1H、br s)、6.0(1H、br s)、5.15(2H、s)、5.1(2H, s)、4.1(1H、br)、2.7(1H、m)、2.4(1H、br d)、2.0(1H、m)、0.95(9H、s);ee=98.1%、AD−Hカラム;[α]25589−42.5°(c2.18、CHOH)。
化合物5:(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(110g、398mmol)および500mLの塩化メチレンを、温度計およびマグネチックスターラーを備えた2Lの丸底フラスコに加えた。続いてKCO溶液(82.51g、200mLの脱イオン水中で597mmol)を加え、フラスコを約10℃まで冷却した。その後20分間にわたり、未希釈の3,5−ジメチルベンゾイル塩化物(73.82g、437.8mmol)をゆっくりと加えた。残余の酸塩化物をフラスコ内へすすぎ入れ、反応混合物を希釈するために1Lの塩化メチレンを用いた。添加の間、温度が15℃を超えないようにした。最初は氷浴中、次に室温において、反応を一夜攪拌した。約16時間目のTLC分析は、残余の酸塩化物により反応が終了したことを示し;混合物は全部で約40時間攪拌した。反応混合物を2Lの分液漏斗へ注いだ。有機層を回収し、水層の少量の逆流CHClと合わせた。有機相をもう一度10%KCOで洗浄し、塩水で洗浄し、その後固体のMgSO/NaSO上で乾燥させた。混合物を塩から濾過し、溶媒を真空中で除去して顆粒状の明るいベージュ色の固体を得た。未精製産物を300mLの2:1ヘキサン:エーテル中に懸濁して攪拌し、ブフナー漏斗で濾過して、残余の3,5−ジメチルベンゾイル塩化物を実質的に除去した。回収した固体を、全量約1200mLの組み合わせた2:1ヘキサン:エーテルで4回以上洗浄することにより、白色の顆粒状固体が得られた。産物を回収して空気中で乾燥させ、144.55gの(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを得た。収率=88.9%。30gのサンプルを205mLの沸騰させたメタノールに溶解し、室温で結晶化させた。結果としてできた凝集材料をブフナー内で50mLのCHOHにて洗浄し、22.2g、mp=146℃、(ee>99.9%)を得た。(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルの分析サンプルは、この材料を沸騰したCHOHから2度再結晶化し、続くクーゲルロール短経路蒸留および固体として回収された、純粋な白色の材料として得られた:mp=145.5〜147℃。R=0.12(10:1 ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.5−7.2(m、9H、ψ+NH)、7.2−6.8(m)、6.4(S)、6.3(S)、5.95(br、5H、ベンジリック+C=C)、5.4−4.6(m、9H、アリルのN−C、ψ−CH3)、3.65(br)、2.5(m)、2.35(S)、2.3(S)、1.2−0.8(m、9H、−C(CH);[α]25589−12.8°(c2.01、CHCl)。
化合物6:(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(13.5g、33mmol)を室温で100mLの氷酢酸に懸濁した。木炭上の10%パラジウム(0.24g)をスラリーとして4.4gの酢酸中に加えた。灰色の懸濁物をParr水素添加装置上で10−30psiにて90分間振とうし、反応をTLCでモニターした。触媒を処理させ、反応液をピペットで除去し、波状濾紙(Schleicher & Schuell、597 1/2、直径125mm)に通した。残余の触媒を酢酸で洗浄し、洗浄液を濾紙に通して、酢酸と産物を合わせた質量が156gになるようにした。混合物を氷上で冷却し、約600mLの脱イオン水を加えた。30分間にわたって産物の油を除去し、その後結晶化させた。これを、紙を通して濾過し、空中で乾燥させ、紙上から7.9gの明るい黄色の固体を回収した。数時間にわたり濾液からさらなる0.52gの産物を沈殿させ、総収量8.42g(92.2%)の(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジドを得た;R=0.5(1:1 ヘキサン:酢酸エチル);[α]25589+7.63(c1.98、CHOH)、H NMR(400MHz、CDCl)δ7.05(1H、s)、7.02(2H、s)、4.6+3.5(1H、2d)、4.1(2H、s、NH)、2.38+2.37(6H、2s)、1.1−2.1(4H、m)、1.0+0.9(9H、2s)、1.0+0.98(3H、2t)、2つの異なる構造異性体。
化合物7(タイトル化合物):(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド(35g、126.6mmol)を、マグネチックスターラーを備えた500mLの丸底フラスコ中で100mLの塩化メチレンに溶解した。水溶性KCO(26.25g、189.9mmol、75mLの脱イオン水溶液)を加え、混合物を氷上で攪拌した。固体の2−エチル−3−メトキシベンゾイル塩化物(27.67g、139.3mmol)を加え、25mLのCHClを用いてフラスコ内へすすぎ込んだ。混合物を氷上で約40時間攪拌し、浴槽を室温まで温めた。操作の補助の必要に応じ、さらなる塩化メチレンおよび水を加えた。有機層を分離し、MgSO上で乾燥させた。約5gの活性炭を加え、紙を通した濾過で塩および炭素を除去した。溶媒を真空中、最初は回転式エバポレーターで、次に高度の真空中で蒸発させ、わずかなCHClを含む57.8gの未精製産物を得た。未精製材料をフリットガラスブフナー漏斗(ポアサイズASTM40−60C、Pyrex)中で、最初は3x100mL分のエーテル(2%エタノール)により、次に1x100mL部の1:1ヘキサン:エーテルにより粉砕した。産物をその後2x200mLの脱イオン水と混合することにより洗浄し、空気中で乾燥させた。(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド((R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドとも呼ばれる)を、明るい白色の粉状固体(36.51g、65.7%の収率、極めて純粋かつHPLCおよびキラルHPLCによる高いee、TLCによる1スポット、1:1ヘキサン:エーテル)として回収した。合わせた有機洗浄液の蒸発は約20gの材料を生じ、これをフリットガラスブフナー漏斗、ポアサイズASTM40−60C中で、最初は200mLの2:1ヘキサン:エーテルにより、次に2x100mLの2:1ヘキサン:エーテルにより粉砕した。材料を3x100mLの脱イオン水と混合することにより洗浄し、空気中で乾燥させた。2番目の産物を白色粉末(12.98g、23.4%の収率、極めて純粋、かつHPLCおよびキラルHPLCによる高いee)として回収した。3番目の産物を同様の方法で、オフホワイトの固体(1.52g、2.7%、98%の純度、>99%のee)として得た。最後のサンプルを温かいメタノールに溶解し、0.45ミクロンのシリンジフィルターを通して大きな結晶皿へ濾過することにより調製した。材料を回収し、スパーテルで微粉砕し、一定の重量になるまで乾燥機中で50〜58℃において熱した。HPLC分析は99.3%の化学的純度、および>99.9%ee、R=0.28(1:1 ヘキサン:酢酸エチル);mp=162.2〜162.8℃;[α]25589+12.9(c2.04、CHOH)、H NMR(400MHz、CDOD)δ7.0−7.1(4H、m)、6.9(1H、d)、6.1−6.4(1H、2d)、4.5−4.7(1H、2d)、3.78(3H、s)、2.3(6H、s)、2.3(1H、m)、1.9(2H、m)、1.55(3H、m)、1.1−1.15(9H、2s)、0.9−1.0(6H、m)を示した。
実施例2ないし29は、実施例1に記載される方法論を用いて調製した。パーセント鏡像異性体過剰率(ee)はキラルHPLCにより決定された。表2は実施例2ないし29の分析データを提供する。
Figure 0005881291

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(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(S)−[2−(6−メトキシ−ナフタレン−2−イル)−プロピオニル]−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジドは、実施例1に記載されている通りに調製した。
化合物2:化合物2は相当するカルボン酸から調整した。マグネチックスターラーを備えた丸底フラスコ内の、8.2mLのクロロホルム中の(S)−(+)−2−(6−メトキシナフタレン−2−イル)−プロピオン酸(Naproxen、2g、8.69mmol)溶液に、塩化チオニル(1.24g、10.42mmol)を加えた。DMFの液滴を加え、混合物を3時間還流した。塩化メチレンを加える間、クロロホルムおよび余剰の塩化チオニルを反応混合物から蒸留した。余剰の溶媒の蒸発は、(S)−2−(6−メトキシ−ナフタレン−2−イル)−プロピオニル塩化物(1.918g、88.8%の収率)を生じた。R=0.2(1:1 ヘキサン:酢酸エチル)。H NMR(400MHz、CDCl)δ9.98(br、1H)、7.78(t、2H)、7.36(d、1H)、7.18(d、1H)、7.14(m、2H)、4.25(q、1H)、3.93(s、3H)、1.68(d、3H)。
化合物3(タイトル化合物):(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド(前駆体に基づく推定eeは>99%、1.1g、3.98mmol)を、10mLの塩化メチレン中に溶解した。水溶性KCO溶液(2.5mL中、0.907g、6.57mmol)を反応溶液に加えた。(S)−2−(6−メトキシ−ナフタレン−2−イル)−プロピオニル塩化物(1.09g、4.38mmol)を加え、反応を24時間攪拌し、TLCによりモニターした。操作の補助の必要に応じ、さらなる塩化メチレンおよび水を加えた。有機層を分離し、NaSO上で乾燥させ、濾過し、溶媒を真空中で除去して未精製産物を得た:mp=98℃(ガラス)−123℃。未精製材料を2:1ヘキサン:エーテルにより2回粉砕し、1.554g、収率80.1%の(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(S)−[2−(6−メトキシ−ナフタレン−2−イル)−プロピオニル]−ヒドラジド、mp=98℃(ガラス)−122℃を得た。粉砕された材料を35℃においてイソプロパノールから結晶化して結晶化産物を得た。3つのロットのH NMRスペクトルは全て同等であった。R=0.15(1:1 ヘキサン:エチルエーテル);mp=158〜160℃(加熱は150℃において開始した);mp=156〜164℃(加熱は25℃において開始した);[α]25589+95.8゜(c2.02、CHOH)、H NMR(400MHz、DMSO−d)δ9.96+9.82(NH、2s)、7.71+7.58(2H、2d)、7.63(1H、s)、7.49+7.31(1H、2d)、7.26(1H、s)、7.13+6.77(1H、2d)、7.06(2H、s)、6.68+6.30(1H、2s)、4.31(m、1H)、3.88+3.85(3H、2s)、3.58(1H、m)、2.30+1.83(6H、2s)、1.64−1.03(4H、mm)、1.00(3H、m)、0.87+0.84(9H、2s)、0.63(3H、t);13C NMR(100MHz、CDCl)δ173.9、172.2、157.8、137.3、133.7、130.8、129.1、128.8、127.4、125.9、125.8、123.7、123.3、119.2、119.1、105.5、62.7、55.3、45.1、35.0、28.5、27.6、26.9、21.2、17.5、14.2;HRMS(ESI)m/z、C3139[M−H]についての計算値:487.2966、測定値:487.2949、C3140ClN[M+Cl]についての計算値:523.2733、測定値:523.2718、C3140についての分析的計算値:C、76.19;H、8.25;N、5.73;O、9.8;測定値:C、76.01;H、8.35;N、5.70。
実施例1における不斉アリル化反応の立体化学的経路を決定するため、(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(S)−[2−(6−メトキシ−ナフタレン−2−イル)−プロピオニル]−ヒドラジドのX線結晶構造を決定した。この実験は、Rで表されるtert−ブチル基およびn−プロピル基に関連する炭素の無水の立体配置を確立した。
Figure 0005881291
(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:(E)−N’−(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例1に記載された通りに調製された。
化合物2:(R,R)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは、R,R−プソイドエフェドリンを用い、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。
化合物3:(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。分析データ:R=0.46(2:1ヘキサン:酢酸エチル);mp=69〜71℃;H NMR(400MHz、CDCl)δ7.4(br s、5H)、6.2(br s、1H)、6.0(br s、1H)、5.15(s、2H)、5.1(s、2H)、4.1(br、1H)、2.7(m、1H),2.4(br d、1H)、2.0(m、1H)、0.95(s、9H);ee=98.2%、ADHカラム;[α]25589+39.3°(c=2.03、CHCl)。
化合物4:(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。分析データ:R=0.43(2:1ヘキサン:酢酸エチル);mp=150〜151.5℃;H NMR(400MHz、CDCl)δ7.45−6.88(m、7H)、6.44+6.28(2s、1H)、5.96(br、1H)、5.38−4.68(m、5H)、3.69(br、1H)、2.68−2.43(m、2H)、2.36+2.29(2s、6H)、1.13+1.02+0.94(3s、9H);[α]25589+12.5°(c=2.01、CHCl)。
化合物5:(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジドは、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。分析データ:R=0.5(1:1ヘキサン:酢酸エチル);mp=112〜112.8℃;H NMR(400MHz、CDCl)δ7.05(s、1H)、7.02(s、2H)、4.6+3.5(2d、1H)、2.38+2.37(2s、6H)、1.2−2.1(m、4H)、1.1+1.0(2s、9H)、1.05+0.98(2t、3H)2つの異なる構造異性体;[α]25589−7.97(c2.14、CHOH)。
化合物6(タイトル化合物):(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジドは、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。分析データ:R=0.28(1:1ヘキサン:酢酸エチル);mp=156.5〜157.5℃;[α]25589−13.39°(c2.05、CHOH);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ10.4+10.26(s、1H)、7.18−7.14(m、3H)、7.08(d,J=7.2Hz、1H)、7.03(t,J=8.4Hz、1H)、6.34+6.21(d,J=6.8Hz、1H)、4.57+4.38(d,J=8.4Hz、1H)、3.78(s、3H)、2.29(s、6H)、2.27−2.23(m、1H)、1.89−1.79(m、2H)、1.59−1.38(m、3H)、1.09+1.06(s、9H)、0.95+0.87(t,J=6.8Hz、6H);13C NMR(100MHz、DMSO−d)δ173.40、168.24、157.64、137.18、136.98、136.50、130.89、130.73、130.20、126.96、125.28、124.83、119.37、118.95、112.41、62.29、56.11、35.45、28.71、27.56、21.24、20.15、15.15、14.68;HRMS(ESI)m/z、C2739[M+H]についての計算値:439.2955、測定値:439.295、C2738NaN[M+Na]についての計算値:461.2774、測定値:461.2765;C2738についての分析的計算値:C、73.94;H、8.73;N、6.39;O、10.94、測定値:C、73.87;H、8.94;N、6.38;ee:>99.9%;Regis(S,S)ULMO、1mL/分のフローレートにおける98:2のヘキサン:メタノールの混合物。
実施例32ないし47は、実施例31に記載される方法論を用いて調製した。パーセント鏡像異性体過剰率(ee)はキラルHPLCにより決定された。
Figure 0005881291

Figure 0005881291

Figure 0005881291

Figure 0005881291
Figure 0005881291
(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル
Figure 0005881291
化合物1:カルバジン酸t−ブチルは市販されている。
化合物2:ピバルアルデヒド(52.1g、454mmol、約75%のt−ブタノール溶液)を、還流冷却器、温度計、および添加漏斗を備えた1Lの三首丸底フラスコ中で、120mLのメタノールに溶解した。氷酢酸(1mL)を加え、続いて反応熱を逃すことなくカルバジン酸t−ブチル(50g、378mmol)を制御しながら添加した。TLCによりモニターしながら混合物を4時間攪拌した。反応の完了に従って溶媒を真空中で除去し、残渣をペンタン中に採取し、ペンタンを蒸発させた。得られた油を静置により結晶化して、N’−(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル(75.7g、93%)を得た。R=0.42(2:1ヘキサン:酢酸エチル、1%酢酸);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.6(br s、1H)、7.1(s、1H)、1.5(s、9H)、1.1(s、9H)ppm。
化合物3:(R,R)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは、R,R−プソイドエフェドリンを用い、実施例1に記載された方法論を用いて調製された。
化合物4:N’−(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル(12g、59.9mmol)を、乾燥した、温度計、マグネチックスターラー、および窒素雰囲気を備えた1Lの三首丸底フラスコへ負荷した。無水塩化メチレン(200mL)を、カテーテルを用いてフラスコ内へ負荷した。混合物を氷浴中で0℃に冷却した。続いて(R,R)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジン(24.07g、89.87mmol)を不活性化状態でフラスコへ加えた。数分以内に、最初の明るい黄色の溶液は透明な暗い黄色へ変化した。TLCによりモニターしながら、反応を0℃で6時間攪拌し、その後室温に温め、一夜攪拌した。反応を約25mLのメタノールの添加により停止させ、これにより色は明るくなった。溶液を濃縮し、残渣を100mLの酢酸エチルおよび100mLの水で希釈した。相を分離し、水層を酢酸エチルにより2回抽出した。有機相を合わせ、塩水で洗浄し、NaSO上で乾燥して濃縮した。得られた油を、ヘキサン中の10%酢酸エチルを用いたカラムクロマトグラフィーにより精製した。精製された(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステルを油として得た(2.87g、24.4%の収率)。不純な画分もまた回収した(3.17g)。R=0.44(5:1ヘキサン:酢酸エチル、I可視化);H NMR(400MHz、CDCl)δ6.07(br、1H、NH)、5.85(m、1H)、5.0(dd、2H)、2.6(m、1H)、2.33(m、1H)、2.3(m、1H),1.4(s、9H)、0.9(s、9H)。
化合物5:(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル(2.34g、9.65mmol)をParrビン中でメタノール(50mL)に溶解した。10%Pd/C(70mg)を水(1.6mL)中のスラリーとして加え、混合物をParr水素添加装置で4.5時間、開始の圧力55psiで振とうした。圧力の低下を反応の進行の測定としてモニターし、30分後におそらく反応が完了したことが示された。触媒を実質的に処理させ、上清をピペットで除去し、0.45ミクロンのシリンジフィルターに通し、TLCで分析した。溶媒を真空中で除去し、かすかな淡黄色の油としての(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステルを得た。R=0.48(5:1ヘキサン:酢酸エチル、I可視化);H NMR(400MHz、CDCl)6.0(br、1H)、4.0(br、1H)、2.5(d、1H)、1.5(s、9H)、1.1(m、2H)、1.6(br、2H)、0.94(s、9H)、0.94(t、3H)。
化合物6(タイトル化合物):(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル(1g、4.09mmol)を、マグネチックスターラーを備えたバイアル内で約3mLの塩化メチレンに溶解した。約2mLの0.8gKCO水溶液(5.79mmol)、続いて0.81g(4.80mmol)の3,5−ジメチルベンゾイル塩化物を加えた。反応を最初は氷上で、次に室温まで温め、一夜攪拌した。その後、それぞれ数mLの水および塩化メチレンを加え、全ての固体を溶解した。水層を除去し、有機層を固体MgSO上で乾燥させた。TLCは反応が約95%完了したことを示した。混合物を幾つかのガラスウールを通してバイアル中へ濾過した。溶媒を3:1ヘキサン:エーテルおよびペンタンで追跡するNの流れにより蒸発させた。残渣をスパーテルで操作して結晶化を開始させ、凝固が完了した後、小さなフリットガラス漏斗内で2〜3mLのペンタンにより3回粉砕した。空中で乾燥した後、300mg(19.5%)の(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステルを得た。TLCはこれが極めて純粋であることを示し、キラルHPLCはee=93.3%を示した。融点決定のために、産物を50℃の真空乾燥機で乾燥させた。R=0.42(4:1ヘキサン:酢酸エチル、UV(強)、I(弱)可視化);mp=115.5〜117.5℃;[α]25589−30.18(c2.02、CHOH)、H NMR(400MHz、CDCl)δ7.15−7.03(m、3H)、6.07+6.00(s+d、1H)、4.52+4.40(2dd、1H)、2.32+2.28+2.23(3s、6H)、1.85−0.89(m、25H)。
Figure 0005881291
(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル
Figure 0005881291
化合物1:(R)−N’3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドは、実施例1に記載された通りに調製された。
化合物2(タイトル化合物):THF(10ml)中の(R)−N’3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド(400mg、1.44mmol)溶液をt−boc無水物(629mg、2.88mmol)へ加えた。反応を40時間還流し、冷却し、エーテル(20mL)で希釈し、H2Oで洗浄して無水NaSO上で乾燥した。溶媒を真空中で蒸発させ、残渣をフラッシュクロマトグラフィーおよび薄層クロマトグラフィーで精製して、白色固体としての(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル(45.7mg、4.1%の収率)を得た。R=0.39(1:3EtOAc:n−ヘキサン);[α]25589+26.25(c2.09、CHOH)、H NMR(400MHz、CDCl)δ7.15−7.03(m、3H)、6.07+6.00(2d、1H)、4.59+4.50(2dd、1H)、2.37+2.34(2s、6H)、1.85−0.89(m、25H)ppm;HRMS(ESI)m/z、C2237[M+H]についての計算値:377.2804、測定値:377.2795、C2236NaO[M+Na]についての計算値:399.2624、測定値:399.2618。
Figure 0005881291
(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−((S)−3,3,3−トリフルオロ−2−メトキシ−2−フェニル−プロピオニル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:3−メトキシ−2−メチル−安息香酸ヒドラジドは、米国特許出願公開第2005/0209283 A1号に記載の方法論を用いて調製した。
化合物2:ピバルアルデヒド(13.45g、156mmol)を、丸底フラスコ内で300mLのメタノールに溶解した。3−メトキシ−2−メチル−安息香酸ヒドラジド(26.6g、147.6mmol)および100滴の氷酢酸を加え、混合物をTLCでモニターしながら約8時間還流にて熱した。反応の完了に従って溶媒を真空中で除去し、産物を冷ヘキサン中でスラリー化し、ブフナー漏斗で濾過して24.4g(66%)の3−メトキシ−2−メチル−安息香酸(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジドを得た。R=0.19、(2:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ7.42+7.41(3s、1H)、7.1(t、1H)、6.9(d、1H)、6.82(d、1H)、3.78(s、3H)、2.2+2.1(2s、3H)、1.07+1.0(3s、9H)、複数の立体構造、おそらくE/Z混合物。
化合物3:(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは実施例1に記載の通りに調製した。
化合物4:3−メトキシ−2−メチル−安息香酸(2,2−ジメチル−プロピリデン)−ヒドラジド(10.84g、43.31mmol)を、窒素雰囲気下に保持した、乾燥した1Lの丸底フラスコ内に負荷した。350mLの無水塩化メチレンをカテーテルにより加えた。フラスコを氷浴中で約5℃まで冷却した。(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジン(17.4g、65mmol)をシリンジにより加えた。数分以内に最初の明るい混合物は暗い透明な黄色に変化し、約5℃の窒素下で攪拌を続けた。4時間後、TLCは完全な反応を示した。約25mLのメタノールを穏やかな混合で加えることにより、反応を停止させた。暗い色は散逸した。溶液を濃縮し、残渣を酢酸エチル(100mL)および水(100mL)で希釈した。相を分離し、水層を酢酸エチル(2x100mL)で抽出した。合わせた有機相を塩水で1回洗浄し、MgSO上で乾燥させ、デカントし、濃縮し、静置により結晶化した暗い黄色の油を得た(13.66g、72.4%の収率)。未精製材料は、おそらくプソイドエフェドリンである不溶性の粉状残渣を除去する一方、4:1ヘキサン:酢酸エチルから結晶化した。1回の結晶化の後、純化された材料は、Mosher分析の決定によりR−異性体を支持する、約80%のeeを示した。3回の結晶化の後、6.65gの(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド(35.2%)を固体結晶として回収したが、eeのさらなる改善はみられなかった。R=0.38(2:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.22(t、1H)、7.11(br s、1H)、6.95(d、1H)、6.15(m、1H)、5.2(d、1H)、5.15(d、1H)、3.89(s、3H)、2.80(d、1H)、2.50(dm、1H)、2.33(s、3H)、2.2(dt、1H)、1.08(s、9H)。
化合物5(タイトル化合物):(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド(100mg、0.344mmol)および(R)−(+)−アルファ−メチル−アルファ−(トリフルオロメチル)−フェニルアセチル塩化物(104mg、0.413mmol)をバイアル内で1.5mLの塩化メチレンに溶解した。約0.5mLのKCO水溶液(95mg、0.69mmol)を加え、反応混合物を室温にて一夜攪拌し、TLCでモニターした。相を分離し、操作の補助の必要性に応じてさらなる塩化メチレンおよび/または水を加えた。塩化メチレン層をMgSO上またはNaSO上で乾燥させ、溶媒を真空中で除去し、油性の固体としての未精製産物を得た。この残渣を、結晶化が始まるとすぐにヘキサン/エーテルにより粉砕した。結晶化をさらに妨害することなく進行させた。母液からの分離により、X線結晶構造を得られたものから83mg(16.4%)の結晶性(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−((S)−3,3,3−トリフルオロ−2−メトキシ−2−フェニル−プロピオニル)−ヒドラジドが得られた。Mp=128−129℃;[α]25589+66.4°(c2.00、CHOH);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.5(d、2H)、7.2−7.3(m、4H)、7.07(m、1H)、6.9(d、1H)、6.6+6.2(br、1H)、5.2(d、1H)、5.1(d、1H)、4.8(1H、br)、3.85(s、3H)、3.8(s、3H)、2.55(br、1H)、2.35(br、2H)、1.5(3H)、1.05(br s、9H);13C NMR(100MHz、CDCl)δ168.1、158.3、138.7、134.0、129.4、128.0、126.5、126.4、126.3、124.9、122.1、118.0、117.0、112.2、57.3、55.7、35.8、32.0、28.1、12.3;HRMS(ESI)m/zC2734[M+H]についての計算値:507.2471、測定値:507.2463、m/zC2733NaO[M+Na]についての計算値:529.2290、測定値:529.2284。C2733についての分析的計算値:C、64.02;H、6.57;F、11.25;N、5.53;O、12.63。測定値:C、63.87;H、6.71;N、5.52。
実施例50における不斉アリル化反応の立体化学的経路を決定するため、(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−((S)−3,3,3−トリフルオロ−2−メトキシ−2−フェニル−プロピオニル)−ヒドラジドのX線結晶構造を決定した。この実験は、Rで表されるtert−ブチル基およびn−プロピル基に関連する炭素の無水の立体配置を確立した。
Figure 0005881291
(R)−3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドは実施例50に記載された通りに調製した。
化合物2:(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド(3.05g、10.5mmol)を100mlのメタノールに溶解した。木炭上のパラジウム(1%、240mg)を注意深く加え、混合物をParr水素添加装置で2.5時間、開始圧力55psiにて振とうした。圧力の低下を反応の進行の測定としてモニターし、1.5時間後に水素の取り込みが停止した。混合物はセライトパッドを通して濾過し、溶媒を真空下で除去した。数種の溶媒を用いたTLCによる分析は2つのヒドラジドスポットの区別においてほとんど成功しなかったが、3:1ヘキサン:酢酸エチル(R=0.28)が辛うじて成功であった。未精製産物を2:1ペンタン:ヘキサンから2回結晶化し、>0.6gの(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジドを得た。H NMR(400MHz、CDCl)δ7.05(t、1H)、6.79(d、1H)、6.76(d、1H)、3.7(s、3H)、2.37(m、1H)、2.12(s、3H)、1.7−1.1(m、4H)、0.90(s、9H)、0.82(t、3H)。
化合物3(タイトル化合物):(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド(100mg、0.34mmol)および3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル塩化物(90mg、0.41mmol)を1mLの塩化メチレンに溶解した。1.5当量の約25%KCO溶液を加え、反応混合物を室温で攪拌し、TLCによりモニターした。完了に従って相を分離し、操作の補助の必要性に応じてさらなるCHClおよび/または水を加えた。CHCl相をMgSOまたはNaSO上で乾燥し、溶媒を真空中で除去して油性の固体を得た。これを1:1ヘキサン:エーテルにより粉砕し、空気中で乾燥させて(R)−3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジドを得た。R=0.29(2:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.1(t、1H)、7.0(s、NH 1H)、6.9(d、1H)、6.7(s、2H)、6.3(d、1H)、4.78(m、1H)、3.95(s、3H)、3.85(2s、6H)、2.2(s、3H)、2.05(m、1H)、1.95(s、3H)、1.8(m、1H)、1.6(m、2H)、1.2+1.1+1.05(3s、9H)、1.05(m、3H);HRMS(ESI)m/z、C2739[M+H]についての計算値:471.2859、測定値:471.2850、C2738NaN[M+Na]についての計算値:493.2670、測定値:493.2678。
Figure 0005881291
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:カルバン酸ベンジルは市販されている。
化合物2:カルバン酸ベンジル(25g、150.44mmol)を、窒素雰囲気下で、マグネチックスターラーを備えた丸底フラスコ内で200mLのエタノールに溶解した。シクロヘキサンカルバルデヒド(17.7g、158mmol)および酢酸(1mL)を溶液に加え、混合物を室温で8時間攪拌した。得られた固体沈殿を濾過し、ヘキサンで洗浄し、酢酸エチルから結晶化し、開放された実験台で一夜乾燥させ、28.87g(73.7%の収率)の白色結晶であるN’−シクロヘキシルメチレン−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを得た。R=0.67(1:3ヘキサン:酢酸エチル)、H NMR(400MHz、CDCl)δ7.8(1H、br s)、7.4(5H、m)、7.1(1H、br s)、5.3(2H、s)、2.4(1H、m)、1.7−1.9(4H、m)、1.3(6H、m);HRMS(ESI)m/z、C1521[M+H]についての計算値:261.1603、測定値:261.1592、C1520NaN[M+Na]についての計算値:283.1426、測定値:283.1417。
化合物3:(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは実施例1に記載された通りに調製した。
化合物4:マグネチックスターラーを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下で、75mLの無水CHCl中の5g(19.21mmol)のN’−シクロヘキシルメチレン−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを負荷した。混合物を0℃に冷却し、シリンジを用いて溶液に(S,S)−オキサザシロリジン(5.66g、21.1mmol)を加えた。約30分後に氷浴を取り除き、反応を室温にて一夜攪拌した。水溶性NaCOを加え、反応を停止させた。有機層を除き、水相をCHClで抽出した。合わせた有機相を数回水で逆洗し、無水NaSO上で乾燥させ、回転式エバポレーターを用いて溶媒を除いた。得られた未精製産物をカラムクロマトグラフィーで精製し、2.31g、収率39.8%の、明るい黄色の粘性油である(R)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを得た。R=0.41(3:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.4(5H、m)、6.3(1H、br)、5.9(1H、br s)、5.25(2H、s)、5.2(2H、br s)、2.95(1H、br s)、2.35(1H、br d)、2.17(1H、br m)、1.8(2H、br m)、1.75(2H、br d)、1.55(1H、br t)、1.0−1.4(6H、m)ppm;HRMS(ESI)m/z、C1827[M+H]についての計算値:303.2072、測定値:303.2079、C1826NaN[M+Na]についての計算値:325.1892、測定値:325.1899。
化合物5:(R)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(2.20g、7.27mmol)を、マグネチックスターラーを備えたバイアル内で2mLの塩化メチレンに溶解した。KCO水溶液(1.51g、4mL中に10.91mmol)を加え、混合物を氷上で冷却した。未希釈の酸塩化物をゆっくりと加え、約1mLの塩化メチレンを追跡およびすすぎに使用した。混合物をTLCによりモニターしながら、最初は氷上で、次に室温にて一夜攪拌した。操作の補助のため、水および/またはCHClを反応混合物に加え、有機層を回収した。水層をCHClにより1回抽出し、有機層を合わせて固体NaSO上で乾燥させた。溶媒を真空下で除去し、残渣を2:1ヘキサン:エーテルにより粉砕して、2.93g(92.7%)の、白色固体としての(R)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを得た。R=0.33(3:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ9.8+9.65(0.5H、NH,2s)、7.1−7.5(3.5H、m)、6.9−7.1(5H、m)、6.05(0.5H、m)、5.9(0.5H、m)、5.2(1H、m)、5.0(2H、m)、4.8(1H、m)、4.35(1H、m)、2.35(2H、br m)、2.25(6H、s)、0.8−2.0(11H、m);HMS(ESI)m/z、C2735[M+H]についての計算値:435.2647、測定値:435.2659、C2734NaN[M+Na]についての計算値:457.2467、測定値:457.2470。
化合物6:(R)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(2.91g、6.7mmol)を約50mLの氷酢酸中に懸濁した。102mgの木炭上の10%パラジウムを、数mLの酢酸中にスラリーとして加えた。混合物を酢酸で75mLに希釈し、Parr水素添加装置で90分間20〜30psiにおいて振とうした。懸濁物を2日間静置し、炭素を沈殿させた。上清を0.45ミクロンのシリンジフィルターを通して再結晶皿へ濾過し、溶媒を蒸発させて2.06g(102%の物質収支)の(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−ヒドラジドを、赤褐色の粘性油として得た。R=0.24(2:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.05(1H、s)、7.0(2H、s)、4.55+3.35(1H、2t)、2.4(6H、s)、0.8−1.9(15H、m)、0.9(3H、t);HRMS(ESI)m/z、C1931O[M+H]についての計算値:303.2436、測定値:303.2441、C1930NaO[M+Na]についての計算値:325.2256、測定値:325.2262。
化合物7(タイトル化合物):(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−ヒドラジド(0.14g、0.46mmol)を、マグネチックスターラーを備えたバイアル内で1mLの塩化メチレンに溶解した。KCO水溶液(0.1g、0.69mmol、2.77mL)を加えた。フラスコを氷上で冷却し、未希釈の酸塩化物を加えた。約0.8mLのさらなる塩化メチレンを追跡およびすすぎに使用した。反応をTLCによりモニターしながら、混合物を最初は氷上で、次に室温にて一夜攪拌した。操作の補助のため、水およびCHClを反応混合物に加え、水層をCHClにより1回抽出した。有機層を合わせ、固体NaSO上で乾燥させた。溶媒を真空中で除去し、未精製産物をクロマトグラフィーで精製して、143mg(収率67.9%)の(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジドを、赤褐色の粘性油として得た。H NMR(400MHz、DMSO−d)δ10.4(1H、2s)、7.0−7.25(5H、m)、6.2(1H、m)、4.45(1H、m)、3.8(3H、s)、2.35(6H、s)、2.0−2.2(2H、m)、0.9−2.0(15H、m)、0.9(6H、m)。
実施例53ないし55は、実施例52に記載される方法論を用いて調製した。パーセント鏡像異性体過剰率(ee)はキラルHPLCにより決定された。
Figure 0005881291
Figure 0005881291
(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:N’−シクロヘキシルメチレン−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例52に記載された通りに調製した。
化合物2:(R,R)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは、R,R−プソイドエフェドリンを用いて、実施例1に記載の方法論により調製した。
化合物3:(S)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例52に記載の方法論を用いて、収率69%の明るい黄色の粘性油として調製した。分析データ:R=0.41(3:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ8.65(1H、br s)、7.4(5H、m)、5.85(1H、br)、5.1(4H、m)、4.2(1H、s)、2.7(1H、br s)、2.1(1H、br m)、2.0(1H、br m)、1.8(2H、br m)、1.65(2H、br m)、1.45(1H、br m)1.0−1.2(6H、br m);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.4(5H、m)、6.3(1H、br)、5.9(1H、br s)、5.25(2H、s)、5.2(2H、br s)、2.95(1H、br s)、2.35(1H、br d)、2.17(1H、br m)、1.8(2H、br m)、1.75(2H、br d)、1.55(1H、br t)、1.0−1.4(6H、m);HRMS(ESI)m/z、C1827[M+H]についての計算値:303.2072、測定値:303.2057、C1826NaN[M+Na]についての計算値:325.1892、測定値:325.1873。
化合物4:(S)−N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、収率84.8%の白色固体として、実施例52に記載の方法論を用いて調製した。分析データ:ee80%、R=0.34(3:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ9.8+9.65(0.5H、NH、2s)、7.1−7.5(3.5H、m)、6.9−7.1(5H、m)、6.05(0.5H、m)、5.9(0.5H、m)、5.2(1H、m)、5.0(2H、m)、4.8(1H、m)、4.35(1H、m)、2.35(2H、br m)、2.25(6H、s)、0.8−2.0(11H、m);HRMS(ESI)m/z、C2735[M+H]についての計算値:435.2647、測定値:435.2655、C2734NaN[M+Na]についての計算値:457.2467、測定値:457.2469。
化合物5:(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−ヒドラジドは、実施例52に記載の方法論を用いて調製した。分析データ:R=0.24(2:1ヘキサン:酢酸エチル);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ7.05+6.95(1H、s)、7.0+6.85(2H、2s)、4.55+4.05(2H、2s)、4.3+3.15(1H、2t)、2.3(6H、2s)、0.6−1.9(15H、m)、0.9+0.8(3H、2t);(400MHz、CDCl)δ7.05(1H、s)、7.0(2H、s)、4.55+3.35(1H、2t)、2.4(6H、s)、0.8−1.9(15H、m)、0.9(3H、t);HRMS(ESI)m/z、C1931O[M+H]についての計算値:303.2436、測定値:303.2440、C1930NaO[M+Na]についての計算値:325.2256、測定値:325.2260。
化合物6(タイトル化合物):(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジドは、実施例52に記載の方法論を用い、37%のeeにおいて調製した。
実施例57ないし59は、実施例56に記載される方法論を用いて調製した。パーセント鏡像異性体過剰率(ee)はキラルHPLCにより決定された。表3は実施例57ないし59の分析データを提供する。
Figure 0005881291

Figure 0005881291
Figure 0005881291
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:3−メトキシ−2−メチル−安息香酸ヒドラジドは、実施例50に記載された通りに調製した。
化合物2:10.0g(55.5mmol)の3−メトキシ−2−メチル−安息香酸ヒドラジドを、200mLの無水エチルアルコールに溶解した。シクロヘキサンカルバルデヒド(6.85g、61.0mmol)および氷酢酸(3mL)を加え、反応混合物をTLCでモニターしながら18時間攪拌した。沈殿物を濾過により回収し、ヘキサンで洗浄した。産物3−メトキシ−2−メチル−安息香酸シクロヘキシルメチレン−ヒドラジドを白色固体として得た(9.36g、収率61%):R=0.20(3:1EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、CDCl)δ11.17(s、1H)、7.91(s、1H)、7.50(d,J=4.8Hz、1H)、7.25(t,J=6.4Hz、1H)、6.99(t,J=5.6Hz、1H)、3.89(s、3H)、2.28(s、3H)、1.92−1.62(m、5H)、1.38−1.14(m、6H);HRMS(ESI)m/z、C1623[M+H]についての計算値:275.1760、測定値:275.1752、C1622NaO[M+Na]についての計算値:297.1579、測定値:297.1568。
化合物3:(S,S)−2−アリル−2−クロロ−3,4−ジメチル−5−フェニル−[1,3,2]オキサザシロリジンは、実施例1に記載された通りに調製した。
化合物4:3−メトキシ−2−メチル−安息香酸シクロヘキシルメチレン−ヒドラジド(2.8g、10.2mmol)および無水CHCl(50mL)を、スターラーおよび窒素口を備えた丸底フラスコへ加えた。(S,S)−オキサザシロリジン(3.28g、12.20mmol)を液滴として加えた。反応を50℃で6時間、その後室温で18時間攪拌した。飽和NaHCO溶液(30mL)を加え、反応を停止させた。CHCl層を分離し、水層をCHCl(2x30mL)で抽出した。CHCl溶液を合わせ、無水NaSO上で乾燥させた。溶媒を真空中で蒸発させ、未精製混合物をフラッシュクロマトグラフィーで精製して、(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドを白色固体(1.74g、収率54%)として得た。H NMR(400MHz、CDCl)δ9.69(s、1H)、7.24(t,J=8.0Hz、1H)、7.05(d,J=8.0Hz、1H)、6.88(d,J=7.6Hz、1H)、5.92(m、1H)、5.15(dd、J=1.6、17.2Hz、1H)、5.08(dd,J=1.6、10.4Hz、1H)、4.91(dd,J=3.6、6.8Hz、1H)、3.83(s、3H)、2.75(m、1H)、2.26−2.22(m、1H)、2.16(s、3H)、2.14−2.08(m、1H)、1.81−1.08(m、11H);HRMS(ESI)m/z、C1929[M+H]についての計算値:317.2229、測定値:317.2221、m/z、C1929[M+Na]1928NaOについての計算値:339.2048、測定値:339.2037。
化合物5(タイトル化合物):(R)−3−メトキシ−2−メチル−安息香酸N’−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド(1.3g、4.11mmol)のCHCl溶液(5mL)へ、KCO(2.27g、16.44mmol)HO(5mL)、および最後に3,5−ジメチルベンゾイル塩化物(727mg、4.31mmol)を加えた。反応を室温で24時間攪拌した。操作の補助のため、さらなるCHClおよびHOを加え、CHCl層を分離し、水層をCHClで抽出した。CHCl溶液を合わせ、無水NaSO上で乾燥させた。溶媒を真空中で蒸発させ、残渣をフラッシュクロマトグラフィーで精製して、(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジドを白色固体(1.45g、収率78%)として得た。R=0.21(3:1EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ10.47+10.39(2s、1H)、7.20−7.01(m、5H)、6.37(d,J=7.2Hz、1H)、6.22−5.89(m、1H)、5.18(dd、1H)、5.02(dd、1H)、4.46(m、1H)、3.79(s、3H)、2.44−2.34(m、2H)、2.29(s、3H)、2.02−1.53(m、8H)、1.26−1.02(m、3H);HRMS(ESI)m/z、C2837[M+H]についての計算値:449.2804、測定値:449.2793、C2836NaO[M+Na]についての計算値:471.2624、測定値:471.2615。
Figure 0005881291

(R)−4−メトキシ−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド
合成
(R)−4−メトキシ−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−シクロヘキシル−ブト−3−エニル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジドは、実施例60に記載の方法論を用い、収率71%で調製した。分析データ:R=0.14(1:3EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ10.46+10.38(2s、1H)、7.21−6.42(m、5H)、6.16−5.93(m、1H)、5.23(dd、1H)、5.01(dd、1H)、4.45(m、1H)、3.79(s、3H)、3.77(s、6H)、2.42−2.28(m、2H)、2.04(s、3H)、1.88−1.05(m、14H);HRMS(ESI)m/z、C2938[M+H]についての計算値:495.2859、測定値:495.2848、C2938NaO[M+Na]についての計算値:517.2678、測定値:517.2667。
Figure 0005881291

(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(4−エチル−ベンゾイル)−N−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド
Figure 0005881291
化合物1:4−エチル−安息香酸ヒドラジドは市販されている。
化合物2:4−エチル−安息香酸ヒドラジド(10g、60.9mmol)を32mLのメタノールに溶解した。酢酸(1mL)を加え、混合物を還流し、ヒドロシンナムアルデヒド(5.77g、67mmol)をゆっくりと加えた。反応混合物を10時間還流し、TLCによりモニターした。沈殿物を濾過により回収し、ヘキサンで洗浄した。4−エチル−安息香酸(3−フェニル−プロピリデン)−ヒドラジドを、白色固体として得た(9.34g、収率54.7%)。R=0.36(1:1EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、CDCl)δ8.87(s、1H)、7.72−7.24(m、10H)、2.87(t,J=15.2Hz、2H)、2.79−2.57(m、4H)、1.24(t,J=8Hz、3H)。
化合物3:(R)−(+)−メチルρ−トリルスルホキシド(0.5g、3.21mmol)およびテトラブチルアンモニウムトリフェニル−ジフルオロケイ酸塩(TBAT)(0.12g、0.214mmol)を、窒素下およびマグネチックスターラーで攪拌しながら、0.038mLの2−メチル−2−ブテンおよび2.4mLの無水塩化メチレンに溶解した。アリルトリクロロシラン(0.23mL、1.61mmol)を−78℃で加え、反応を15分間攪拌した。4−エチル安息香酸(1−メチル3−フェニル−プロピリデン)ヒドラジド(0.3g、1.07mmol)を11.6mLの無水塩化メチレンに溶解し、30分間にわたって反応に加えた。TLCでモニターしながら、反応混合物を窒素下で−78℃から−70℃に保持して5時間攪拌した。その後塩水を加え、混合物を室温に戻した。有機層を除去し、3つの塩化メチレン抽出物を合わせ、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、未精製混合物を2:1および1:1ペンタン:酢酸エチルの段階勾配を用いたフラッシュクロマトグラフィーで精製した。精製した(R)−4−エチル−安息香酸N’−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドを透明な油として得た(0.145g、収率57.6%、Chiralcel ADH上のキラルHPLCによるee57.6%)。R=0.50(1:1EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.64−7.13(m、9H)、5.91(m、1H)、5.15(t,J=28.0Hz、2H)、3.12(m、1H)、2.76−2.63(m、4H)、2.38−2.24(m、2H)、1.88−1.74(m、2H)、1.23(t,J=8.0Hz、3H)。
化合物4(タイトル化合物):(R)−4−エチル−安息香酸−N’−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド(0.1g、0.31mmol)を、0.47mLの塩化メチレンにマグネチックスターラーで攪拌しながら溶解した。0.7mLの脱イオン水中の炭酸水素カリウム(0.064g、0.37mmol)および3,5−ジメチルベンゾイル塩化物(0.063g、0.37mmol)を混合物に加えた。反応混合物を最初は氷上で、次に室温まで温め、週末の間TLCでモニターしながら攪拌した。有機層を除去し、水層を塩化メチレンで3回抽出し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、未精製混合物を2:1ヘキサン:酢酸エチルを溶離液として用いたフラッシュクロマトグラフィーで精製した。精製した(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(4−エチル−ベンゾイル)−N−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジドを黄色の油として得た(0.102g、収率72.9%、Chiralcel ADH上のキラルHPLCによるee51.2%)。R=0.34(2:1ヘキサン:EtOAc);H NMR(400MHz、CDCl)δ7.8−7.02(m、12H)、5.99(br、1H)、5.22(d,J=24.0Hz、2H)、2.73(d,J=8Hz、2H)、2.31(s、6H)、2.12−2.03(m、2H)、1.87(s、1H)、1.61(s、2H)、1.29(t,J=8.0Hz、3H);HRMS(ESI)m/z、C3035[M+H]についての計算値:455.2699、測定値:455.2685、C3034NaO[M+Na]についての計算値:477.2518、測定値:477.2505。
Figure 0005881291
(S)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル
Figure 0005881291
化合物1:化合物1は実施例31に記載の通りに調製した。
化合物2(タイトル化合物):(S)−N’−(1−tert−ブチル−ブト−3−エニル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル(200mg、0.49mmol)のTHF(3mL)溶液へ、ジメチルスルフィドボラン(THF中で2M、125μL、0.25mmol)を0℃において加えた。混合物を室温で16時間攪拌した。余剰のボランおよびTHFを真空中で除去し、さらなるTHF(3mL)、続いてH(61マイクロリットル、0.54mmol)および3N NaOH(90マイクロリットル、0.27mmol)を加えた。50〜55℃において1時間攪拌した後、さらに水を加え、混合物をエーテルで抽出し、エーテル層を無水NaSO上で乾燥させた。溶媒を真空中で除去し、残渣をフラッシュクロマトグラフィーで精製して、(S)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルを白色固体(128mg、収率61%)として得た。R=0.30(1:1EtOAc:n−ヘキサン);H NMR(400MHz、DMSO−d)δ9.71+9.63(2s、1H)、7.44−6.88(m、8H)、5.06(dd、J=3.6、12.8Hz、1H)、4.79(dd、J=12.4、25.2Hz、1H)、4.43(d,J=10.8Hz、1H)、4.28(t,J=5.2Hz、1H)、3.47(m、2H)、2.27(s、6H)、1.86−1.21(m、4H)、1.01(s、9H);HRMS(ESI)m/z、C2535[M+H]についての計算値:427.2597、測定値:427.2587、C2534NaO[M+Na]についての計算値:449.2416、測定値:449.2407。
Figure 0005881291
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル
合成
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステルは、実施例63に記載の方法論を用い、>99%のeeにおいて調製した。
実施例65
この実施例は、本発明の化合物の鏡像異性体過剰率(ee)の決定に使用される分析法を説明する。
図2A〜Cに示すように、rac−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド(実施例16)、(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジドおよび(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド(実施例41)のためのキラルHPLCクロマトグラムは、鏡像異性体過剰率の決定に使用される方法を説明する。rac−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジドは、50%のR−異性体(約16分におけるピーク1)および50%のS−異性体(約19分におけるピーク2)を含む。(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジドの鏡像異性体の豊富なサンプルは、>99%のeeにより、S−異性体を実質的に含まない。(S)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジドの鏡像異性体の豊富なサンプルは、>99%のeeにより、R−異性体を実質的に含まない。この実験で、データは2.0mL/分のフローレートにおいて、4.6mmX25cmのRegis Rexchrom (S, S) ULMOカラムを用い、ヘキサン中の2%メタノールを溶媒として用い、20μLの注入量で作成された。式2または3で表されるその他の化合物の鏡像異性体過剰率は、他に記載のない限り同様の様式において決定された。
実施例66
この実施例は、本発明の化合物のin vitro試験を例証する。
遺伝子発現カセット
GAL4 DBD(l−147)−CfEcR(DEF)/VP16AD−βRXREF−LmUSPEF:トウヒの青虫であるトウヒシントメハマキのEcR由来の野生型D、E、およびFドメイン(「CfEcR−DEF」;配列番号1)をGAL4DNA結合ドメイン(「Gal4DBD 1−147」;配列番号2)へ融合し、ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーター(「PGK」;配列番号3)の制御下に配置した。ヒトRXRβ(「HsRXRβ−EF」;配列番号4のヌクレオチド1−465)由来のEFドメインのヘリックス1から8、およびトノサマバッタウルトラスピラクルタンパク質(「LmUSP−EF」;配列番号5のヌクレオチド403−630)のEFドメインのへリックス9から12を、VP16由来のトランス活性化ドメイン(「VP16AD」;配列番号6)へ融合し、伸長因子−1αプロモーター(「EF−1α」;配列番号7)の制御下に配置した。5つのコンセンサスGAL4反応エレメント結合サイト(「5XGAL4RE」;配列番号8を含むGAL4REの5コピーを含む)を、合成TATA最小プロモーター(配列番号9)へ融合し、ルシフェラーゼレポーター遺伝子(拝謁番号10)の上流に配置した。
安定化細胞株
GAL4DBD(1−147)CfEcR(DEF)およびVP16AD βRXREF−LmUSPEFに対する転写カセットを、CHO細胞へ一過性にトランスフェクトした。これらは単一のプラスミド上で、広範に活性のある細胞プロモーター(それぞれPGKおよびEF−1α)の制御下にある。安定的にトランスフェクトされた細胞は、ゼオシン抵抗性によって選択した。個々に単離されたCHO細胞クローンに、GAL4RE−ルシフェラーゼレポーター(pFR Luc)を一過性にトランスフェクトした。ハイグロマイシンを用いて27〜63クローンを選択した。
キラルジアシルヒドラジンリガンドによる処理
細胞をトリプシン処理し、1mLあたり2.5x10の濃度に希釈した。100μLの細胞懸濁液を96ウェルプレートの各ウェルに入れ、5%CO下で37℃において24時間培養した。リガンド保存液はDMSO中で調製し、全ての処理のために300倍希釈した。用量反応試験は、33μMないし0.01μMの範囲の8濃度で構成された。
レポーター遺伝子アッセイ
ルシフェラーゼレポーター遺伝子発現は、PromegaからのBright−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイシステム(E2650)を用い、細胞の処理から48時間後に測定した。発光はDynex MLXマイクロタイタープレートルミノメーターを用い、室温で検出した。
安定化細胞株
Suhr et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:7999−804 (1998)に記載のCVBEおよび6XEcREを含む、安定的に形質転換された細胞の集団を得た。HEK−293細胞とも呼ばれるヒト293腎臓細胞へ、最初にスイッチコンストラクトCVBE、次に6XEcRE LacZレポーターコンストラクトをコードするレトロウィルスベクターを連続的に感染させた。スイッチコンストラクトは、インフレームでVP16トランス活性化ドメイン(VBE)の下流へ挿入された、カイコEcR(BE)(Iatrou)由来のアミノ酸26〜546のコード配列を含んだ。合成ATG開始コドンを、サイトメガロウィルス(CVBE)前初期プロモーターの制御下で、末端反復配列(LTR)に隣接して配置した。レポーターコンストラクトは、LacZの上流に配置され、両端にLTR配列が隣接する、6コピーのエクジソン反応エレメント(EcRE)結合部位(6XEcRE)を含んだ。
個々のクローンを分離するため希釈クローニングを用いた。クローンは450μg/mLのG418および100ng/mlのピューロマイシンを用いて選択した。個々のクローンは、試験リガンドの存在下および非存在下でのそれらの反応に基づいて評価した。スクリーニングおよびSARの目的のため、クローンZ3を選択した。
CVBEおよび6XEcRE LacZにより安定的に形質転換されたヒト293腎臓細胞は、10%FBS(Life Technologies, 26140−087)、450gum G418(Mediates, 30−234−CR)、および100gnome promising(Sigma, P−7255)を含む最小必須培地(Mediates, 10−010−CV)中で、37℃において5%COを含む雰囲気中で維持し、それらが75%コンフルエンスに達したときに継代培養した。
キラルジアシルヒドラジンリガンドによる処理
Z3細胞を96ウェル細胞培養プレートへ1ウェルあたり2.5x10の濃度でまき、5%CO下で37℃において24時間培養した。リガンドの保存液はDMSO中で調製した。リガンドの保存液を培地で100倍希釈し、この希釈されたリガンド溶液(33μM)の50μLを細胞に加えた。DMSOの最終濃度はコントロール群および処理群の両方で0.03%に維持した。
レポーター遺伝子アッセイ
レポーター遺伝子発現は細胞の処理後48時間に評価し、β−ガラクトシダーゼ活性をTropix (GSY1000)のGal Screen(商標)生物発光レポーター遺伝子アッセイシステムを用いて測定した。誘導倍率活性は、リガンド処理細胞の相対光単位(「RLU」)をDMSO処理細胞のRLUで割ることにより算出した。発光はDynex MLXマイクロタイタープレートルミノメーターを用い、室温で検出した。
スイッチコンストラクトCVBE、およびレポーターコンストラクト6XEcRE LacZの模式図。両コンストラクトに隣接するものは末端反復配列であり、G418およびピューロマイシンは選択マーカーであり、CMVはサイトメガロウィルスプロモーターであり、VBEはVP16トランス活性化ドメインの下流に挿入したカイコEcRの26−546のアミノ酸に対するコード配列であり、6XEcREは6コピーのエクジソン反応エレメントであり、lacZはレポーター酵素のβ‐ガラクトシダーゼをコードする。
遺伝子発現カセット
GAL4 DBD−CfEcR(DEF)/VP16AD−MmRXRE:トウヒの青虫であるトウヒシントメハマキのEcR由来の野生型D、E、およびFドメイン(「CfEcR−DEF」;配列番号1)をGAL4DNA結合ドメイン(「Gal4DBD 1−147」;配列番号2)へ融合し、pMベクター(PT3119−5, Clontech、パロアルト、カリフォルニア)のSV40eプロモーターの制御下に配置した。マウスRXR(「MmRXR−DE」;配列番号11)由来のDおよびEドメインをVP16(「VP16AD」;配列番号6)由来のトランス活性化ドメインへ融合し、pVP16ベクター(PT3127−5, Clontech、パロアルト、カリフォルニア)のSV40eプロモーターの制御下に配置した。
安定化細胞株
CHO細胞に、SV40eプロモーターにより制御されるGAL4 DBD−CfEcR(DEF)およびVP 16AD−MmRXREの転写カセットを一過性にトランスフェクトした。ハイグロマイシンを用い、安定的にトランスフェクトされた細胞を選択した。個々に単離されたCHO細胞株に、GAL4 RE−ルシフェラーゼレポーター(pFR−Luc, Stratagene、ラホヤ、カリフォルニア)を一過性にトランスフェクトした。ゼオシンを用い、13B3クローンを選択した。
キラルジアシルヒドラジンリガンドによる処理
細胞をトリプシン処理し、1mLあたり2.5x10細胞の濃度に希釈した。100μLの細胞懸濁液を96ウェル細胞プレートの各ウェルに入れ、5%CO下において37℃で24時間培養した。リガンド保存液はDMSO中で調製し、全ての処理のために300倍希釈した。用量反応試験は、33μMないし0.01μMの範囲の8濃度で構成された。
遺伝子スイッチアッセイ−工学的EcR:USP/PXRシステム
細胞の遺伝子スイッチアッセイは、以下のコンストラクトをマウス胚性繊維芽細胞(NIH3T3)へ一過性にトランスフェクトすることにより行った。トウヒシントメハマキのEcR由来の野生型D、E、およびFドメイン、あるいはそれらのV390I/Y410E/E274V変異体をGAL4−DBDへ融合し、pBINDベクター(Promega Corporation、マディソン、ウィスコンシン、米国)のCMVプロモーターの制御下に配置した。示されるEcRのDEFドメインは、5’および3’末端における20〜25nt配列に基づいて設計されたプライマーを用いて増幅された。制限酵素部位EcoR I/BamH IおよびXba Iを、5’および3’プライマーそれぞれに加えた。PCR産物を適切な制限酵素で消化し、pBINDベクターへクローン化した。pBINDベクターへクローン化したEcR LBDを、シークエンシングにより検証した。VP16−ADへ融合し、SV40eプロモーターの制御下に配置した、ヒトRXRβおよびトノサマバッタRXRのキメラRXRは、以前に記述されたように構築した(Kumar P & Katakam A in Gene Transfer, Friedmann T and Rossi J, eds, pp. 643−651 (2007), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY)。誘導性ルシフェラーゼレポータープラスミドのpFRLuc(Stratagene Cloning Systems、ラホヤ、カリフォルニア、米国)は、5コピーのGAL4反応エレメントおよび合成最小プロモーターを含む。
NIH3T3細胞は、10%ウシ胎仔血清を補ったダルベッコ変法イーグル培地(両方ともMediatech Inc.、マナッサス、バージニアから得た)中で、37℃、5%COにおいて維持した。細胞を96ウェルプレートへ、50μLの増殖培地中に2,500細胞/ウェルの濃度でまいた。次の日、細胞を最初に、ジメチルスルフォキシド(DMSO;コントロール)またはリガンドを含むDMSO溶液を含んだ、35μLの無血清DMEMで処理した。その後細胞へ、1ウェルあたり15μlの、0.04μgのEcRコンストラクト、0.04μgのRXRコンストラクト、および0.16μgのルシフェラーゼレポーターコンストラクトを含むDMEMを、SuperFect(商標)トランスフェクション試薬(Qiagen Inc.、バレンシア、カリフォルニア、米国)を用い、製造者の指示に従ってトランスフェクトした。リガンドは、コントロールおよび処理ウェルの両方で0.01〜33μMの8用量において、DMSOの最終濃度0.33%で試験された。処理およびトランスフェクション培養の48時間後に、細胞のルシフェラーゼ活性を、Bright−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイシステム(Promega Corporation、マディソン、ウィスコンシン、米国)を用い、製造者の指示に従ってアッセイした。EC50値は、最小限に二重測定した。
レポーター遺伝子アッセイ
ルシフェラーゼレポーター遺伝子発現は、PromegaからのBright−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイシステム(E2650)を用い、細胞の処理から48時間後に測定した。発光はDynex MLXマイクロタイタープレートルミノメーターを用い、室温で検出した。
各アッセイは2つの異なるウェル内で行い、2つの値を平均した。誘導倍率は、リガンド処理細胞の相対光単位(「RLU」)をDMSO処理細胞のRLUで割ることにより算出した。EC50は、3−パラメーターロジスティックモデルを用いた用量反応データから算出した。相対的Max FIは、いずれかの濃度において観察されるGS(商標)−Eリガンド(3,5−ジメチル安息香酸N−tert−ブチル−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)の最大誘導倍率に相対的な、いずれかの濃度において観察される試験リガンド(本発明の実施形態)の最大誘導倍率として決定した。
Figure 0005881291

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実施例67
この実施例は、本発明の化合物のin vivo試験を例証する。本発明のキラルジアシルヒドラジンリガンドによるレポーター酵素のin vivoでの誘導は、遺伝子スイッチを含むC57BL/6マウスモデルシステムにおいて評価した。
遺伝子発現カセット
トウヒの青虫であるトウヒシントメハマキのEcR由来の野生型D、E、およびFドメイン(「CfEcR−DEF」;配列番号1)を[V107(gtt)→I107(att)およびY127(tac)→E127(gag)]に変異させ、GAL4DNA結合ドメイン(「Gal4DBD 1−147」;配列番号2)へ融合した。ヒトRXRβ(「HsRXRβ−EF」;配列番号4のヌクレオチド1−465)由来のEFドメインのヘリックス1から8、およびトノサマバッタウルトラスピラクルタンパク質(「LmUSP−EF」;配列番号5のヌクレオチド403−630)のEFドメインのへリックス9から12を、6xGAL4反応エレメント(配列番号13)およびトランスサイレチンプロモーター(配列番号14)の制御下に配置されるレポーター遺伝子であるヒト分泌型アルカリホスファターゼ(「SEAP」、配列番号12)を制御する、VP16由来のトランス活性化ドメイン(「VP16AD」;配列番号6)へ融合した。遺伝子スイッチの各エレメントは別々のプラスミド上に存在した。受容体発現は、CMVプロモーター(配列番号15)の制御下にあった。誘導は、リガンド存在下で発現したレポータータンパク質量で評価した。
遺伝子スイッチのエレクトロポレーション
マウス血清中のSEAP発現は、マウス四頭筋へ遺伝子スイッチをエレクトロポレーションした後に評価した。マウスはケタミン(100mg/mL)およびキシラジン(20mg/mL)の混合物2μL/gにより麻酔した。その後動物の毛を剃り、2x50μL量のポリグルタミン酸(12mg/mL水)中のDNAベクターを筋肉内に注入し、電極伝導性ゲルを適用し、電極キャリバー(1cmx1cm;モデル384)を後肢に配置した。筋肉を1秒間隔の20m秒/パルスで、200V/cm、8回、エレクトロポレーションした。動物がパルスの半分を受けた後、横電場方向を逆にした。エレクトロポレーションは、BTX Molecular Delivery SystemsのECM830エレクトロポレーターで行った。
キラルジアシルヒドラジンリガンドによる処置
幾つかの実験において、マウスは遺伝子スイッチのエレクトロポレーション後3日間、50μLのDMSO中の2,6μmolのリガンドを、腹腔内注射(IP)された。別の実験においては、リガンドの濃度を26nmol/50μLのDMSO/マウスに減少させた。SEAP発現はリガンド投与後2〜11日評価した。他の実験において、リガンドはげっ歯類用固形試料において投与された。固形試料は、2gのリガンドを20mLのアセトンに溶解し、これをオートクレーブ可能な固形試料であるPurina MillsのLabDiet 5010、1kgに加えることにより調製した。これをHobartミキサー中でよく混合し、その後Cross Blendミキサー中でさらに15分間混合した。動物は固形試料を1、2、または3日間自由に摂取した。全ての値は4動物からの平均である。リガンドを加えていないベクター単独により処置された動物からの血清中のバックグラウンドSEAPは0〜11ng/ml血清であった。
レポーターアッセイ
マウス血清は、微小ガラスキャピラリー管を用いて後眼窩からの出血を採取した血液を遠心することにより得た。SEAP定量は、Clontech Great Escapeケミルミネセンスキットを用い、Clontech SEAP標準物質との比較により決定した。
(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド(実施例1)の、RheoSwitch(登録商標)Therapeutic System(RTS)遺伝子発現誘導に対する相対的なin vivo有効性を評価するため、12匹のC57BL6マウスに以下のベクター;pCMV/GEVY(DEF)、pCMV/VP16−Hs−LmRXRおよびp6XGAL4RE−TTR−SEAPをエレクトロポレーションした。プラスミドpCMV/GEFy(DEF)は、V390I/Y410E/E274V変異を有するトウヒシントメハマキのEcR由来で、かつ酵母GAL4−DBD(aa 1−147)の下流に融合されたD、E、およびFドメインから構成され、pBINDベクター(Promega Corporation、マディソン、ウィスコンシン、米国)のCMVプロモーター、および下流のSV40ポリアデニル化シグナルの制御下に配置される。ここに示されるEcRのDEFドメインは、5’および3’末端の20−25nt配列に基づいて設計されたプライマーを用いて増幅した。5’および3’プライマーにはそれぞれBamHIおよびXbaI制限酵素部位を加えた。PCR産物を適切な制限酵素で消化し、pBINDベクター内へクローン化した(図20)。pCMV/VP16−Hs−LmRXRベクターは、VP16活性化ドメインの下流に融合され、かつpBINDベクター内のCMVプロモーターの制御下に置かれる、ヒトRXRβ(Eドメインのへリックス1−8)およびトノサマバッタRXR(Eドメインのへリックス9−12)由来のキメラRXRを含む(図21)。誘導性SEAPレポーターベクターであるp6xGAL4RE−TTR−SEAPは、トランスサイレチン(TTR)プロモーターの上流の6コピーのGal4反応エレメントからなる誘導性プロモーターの制御下に置かれた、ヒト分泌型アルカリフォスファターゼレポーター遺伝子を含む(図22)。マウス四頭筋へのプラスミドDNAのエレクトロポレーションから3日後、3種のリガンド調製品を、26nmol/マウス(11.4μg/マウス、約570μg/kg)の率において、腹腔内注射によりマウスへ投与した。リガンド投与後、続いてマウス血清中のヒト分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)発現を17日間モニターした。(S)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド(実施例31)、およびrac−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの相対的なin vivo有効性を、比較のために評価した。図3に示すように、(S)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド(●−●)はRTS遺伝子レポーター発現を誘導しなかった。rac−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドは、中等度のRTS遺伝子レポーター発現を誘導した(▲‐‐▲)。(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド(○−○)は、実質的なRTS遺伝子レポーター発現を誘導した。
実施例68
2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の物理的特性:
形態:固体サンプルロットは図4で報告した。R鏡像異性体に関して、メタノール/水またはトルエン/ヘプタンからの迅速な結晶化/沈殿により得られたサンプルは、同じ粉末でのX線回析パターン(データ未提示)をもたらし、互いに比較したとき、およびCHOH結晶化により得られた標準物(165.1℃−166.5℃)と比較したとき、基本的に同じ融点([トルエン/ヘプタン]166.2℃−167.1℃、[CHOH/HO]166.5−167.4℃)を有する。ラセミ体に関して、メタノール蒸発により得られた、別々の2調製によるサンプルは、実験エラーおよび純度におけるわずかな変動の範囲内で基本的に同じ融点(170−171℃、169−170℃)を示した。2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体およびR鏡像異性体の形態は最も典型的であるとみえる。
微粒子化および粒径:粒径を標準化するため、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体それぞれを20メッシュを通して前選別し、微粒子化した。粒径は、約20mgの試験物質を15mLのファルコンチューブへ量り入れることにより決定した。10mLの脱イオン水を粉末に加えた。懸濁液を混合し、20分間超音波処理し、その後直ちにMalvern Mastersizerデバイスを用いたレーザー光回析により粒径を解析した。粒径分布を図5および6に示す。ラセミ体は全体としてR鏡像異性体よりもわずかに大きな粒径を有するように見えるが、2つのサンプルはきわめて同様である。
バルクおよびタップ密度分析:2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したR鏡像異性体およびラセミ体のバルク密度を、測定された重量および10mLメスシリンダー内の体積を用いて算出した。微粒子化した材料のタップ密度は、材料の重量およびタップ体積を用いて算出した。タップ体積はタップ密度分析計(モデル:JELのStampfvolumeter,STAV2003)を用いて測定し、タップ体積が一定になったときにこれを記録した(図7)。R鏡像異性体はやや低いバルク密度およびタップ密度を有する。両方の物質は綿状であった(低バルク密度)。
熱重量分析/示差熱分析(TGA/DTA)分析:2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの、微粒子化したR鏡像異性体およびラセミ体を、熱重量分析/示差熱分析により分析した。熱重量プロットを図8に示す。両方の物質はDTA特性において吸熱現象を示した。R鏡像異性体の開始温度(163.6℃)はラセミ体のそれ(171.2℃)に比較して著しく低かった。R鏡像異性体の融合熱(59.8uv.s/mg)もまた、ラセミ体のそれ(80.8uv.s/mg)に比較して著しく低かった。これは2物質が異なる結晶形であることを例証する。R鏡像異性体のより低い融点およびより低い融合熱は、異なる溶解度特性を反映する。
150℃を超えて熱することにより、R鏡像異性体は総重量の0.4%を失い、ラセミ体は総重量の0.8%を失った(図8)。2物質中の水分含有量(熱により除去可能な水分)はわずかに異なる。
動的水蒸気吸着分析:乾燥状態に曝露したとき(20%RH)、ラセミ体はどのような有意の重量減少も示さなかったが、R鏡像異性体は、おそらくサンプルの移動または貯蔵の間に獲得した緩く結合する水分に相当する、総重量の0.9%を失った(データ未提示)。乾燥状態下での脱水の後、2物質は低(30〜40%RH)、中(50〜60%RH)、および高(70〜80%RH)湿度へ曝露することにより、同程度の重量増加を示した。70%RHにおいて、R鏡像異性体の重量増加は6.3%であり、ラセミ体の重量増加は6.3%であることから(データ未提示)、両物質の中程度の吸湿性が示される。
医薬賦形剤における溶解度:アッセイ1:微粒子化された2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の溶解度を、市販の賦形剤中で定性的に評価した(図9)。ガラスバイアル内の10mg/g(試験物/賦形剤)の、最初の溶液/懸濁液は、5分間隔で30秒回転させながら室温で15分間超音波処理し、続いて3分間隔で30秒回転させながらアルミニウムブロック内において12分間50℃で加熱することにより調製した。この最初の10mg/g賦形剤サンプルの外観に基づき、2〜4点の連続濃度を、以下の点:5、10、15、20、30、50mg/g(試験物/賦形剤)の何点かにおいて上昇または下降のサンプリングにより走査した。R鏡像異性体およびラセミ体が同程度に可溶性であるとみえるとき、未希釈のポリソルベート80を除く全ての試験された医薬賦形剤において、R鏡像異性体はラセミ体よりもさらに可溶性であった(図9を参照)。いずれのサンプルにも色の変化はみられなかった。透明なガラスバイアル内の幾つかの調製品の写真を撮った(未提示)。
アッセイ2:各賦形剤につき、図9のアッセイにおいて2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体またはラセミ体が不溶性である最低濃度を同定した。この同じ濃度における、両物質の懸濁液をバイアル内に調製した。各サンプルを室温で2.5時間攪拌した(処理1)。別の実験として、試験物/賦形剤の組み合わせをアルミニウムブロック内で5分間90℃で、または図10に示すように必要に応じてより長く熱し、室温まで冷却し、同じ微粒子化された物質の少量をまいた(処理2)。物理的外観を72時間目、または示された時間(図10)に記録した。全ての事例において、色の変化は見られなかった。この溶解度アッセイは、最初の粒径および形態には無関係に、完全に溶解した状態から操作された。結晶ラセミ体のどのような形態も有する過飽和の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのラセミ体溶液をまくことによって沈殿/結晶化が観察されるが、R鏡像異性体は完全に溶解している(特に加熱なしで)ことから、試験された濃度におけるラセミ体とR鏡像異性体の間の溶解度の違いが示唆される。透明なガラスバイアル内の調製品の写真を撮った(アッセイ1の条件で90℃に加熱しなかったR鏡像異性体、および90℃処理後、冷却してまいたラセミ体、未提示)。
アッセイ3:2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体を、1mLあたり1〜2mgの粉末の、蒸留水中の20%PEG1000、pH7.0と混合した。混合物を37℃でインキュベートし、室温で約2時間ボルテックスし、室温でさらに12時間静置した。溶液を濾過または遠心し、最小限4点の検量線による一般的なLC/MS/MS法を用いた、二重のLC/MS/MS注入により濃度を定量した(図11)。Lobenberg R,et al.,Solubility as a limiting factor to drug absorption,In:Oral Drug Absorption,J.B.Dressman(Ed),Marcel Dekker,NY,2000およびMader WJ,Grady LT,Determination of solubility,Chapter 5 in Techniques of Chemistry,Physical Methods in Chemistry,Vol.1,Part V,Weissberger,V.A.,Rossiter,B.W.,Eds.,Wiley,New York,1971を参照のこと。
アッセイ4:処方賦形剤および生物学的液体の平衡溶解度は薬剤の生物学的利用能に影響を与え、溶解の動態学もまた生物学的利用能の決定における限定要因であり得る。2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の溶解度を薬理学的界面活性剤ポリソルベート80の水性調製品中において定量的に確立し、圧縮された試験物質の内因性の溶解率を観察した。0.5%、1%、および1.5%ポリソルベート80溶液中のラセミ体とR鏡像異性体の混合物は、2mLのエッペンドルフバイアルに20+/−1mgの試験物質、続いて500mgのポリソルベート溶液を加えることにより調製した。混合物をビーズで120秒間打ち、25℃で16から24時間振とうし、Spin−X(0.2μM)を用いて濾過した。濾液のpHを記録した。濾液中の試験物質の濃度を、定量的HPLC分析により測定した(図12)。1.0および1.5%ポリソルベート80溶液中で、R鏡像異性体は2〜3倍、さらに可溶性である。脱イオン水および0.5%ポリソルベート80中で、ラセミ体およびR鏡像異性体の溶解度は同程度である。
次に、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の内因性溶解特性を、以下の試験条件に従い、1%ポリソルベート80蒸留水溶液中の圧縮ペレット(直径7mm、100mg)を用いて37℃で決定した。
容器:1000mL
溶媒:1%ポリソルベート80蒸留水溶液(0.8μMフィルターを通し、真空濾過した)
溶媒量:1000mL
速度:100RPM
温度:37℃
サンプリング点:15、30,45、60、90および120分
サンプリング量:1mL(30ミクロンを通して濾過)
分析:HPLC(各ロットから標準溶液を作製)
サンプルサイズ:n=2ペレット/試験物質
ラセミ体およびR鏡像異性体の放出は120分までにはHPLCの検出限界未満であった。120分後には、両物質のペレットは溶媒中で未変化のままであった。
実施例69
2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の細胞膜透過性特性:
Caco−2細胞の単層を通した双方向性の透過率(Sambuy Y,et al.,The Caco−2 cell line as a model of the intestinal barrier: influence of cell and culture−related factors on Caco−2 cell functional characteristics.Cell Biol Toxicol.2005 Jan;21(1):1−26 および Artursson P,et al.,Caco−2 monolayers in experimental and theoretical predictions of drug transport.Adv Drug Deliv Rev.2001 Mar 1;46(l−3):27−43を参照のこと):
データを図13に示す。試験化合物は最大DMSO濃度1%において、HBSSg中の5μMとして調製した。21から28日目のCaco−2細胞のコンフルエントな単層を準備した。受け取りウェルを1%BSA改変ハンクス緩衝液HBSSgにより準備し、Caco−2細胞の頂端および基底側をpH7.4±0.2に維持した。単層は双方向において投与された(N=2):頂端側は(A→B)評価のために投与され、基底側は(B→A)評価のために投与された。試験化合物濃度は、最小限4点の検量線による一般的なLC/MS/MS法を用い、120分の時点において頂端および基底側の両方について測定した。図13の値は:Caco−2細胞単層を含むTranswell(登録商標)ウェルからの試験化合物のパーセント回収率;双方向における見かけ上の透過率(Papp);流出率(PappB→A)/(PappA→B);低または高のいずれかに分類される試験化合物の吸収可能性;流出の分類は、流出3.0および(PappB→A)1.0x10−6cm/sのときに有意であること、を表す。双方向において、R鏡像異性体はラセミ体よりもさらに透過性である。また、R鏡像異性体の流出率はより低い。
MDR1−MDCK細胞を用いた血液脳関門透過の可能性の決定(Taub ME, et al.,Functional assessment of multiple P−glycoprotein(P−gp)probe substrates:Influence of cell line and modulator concentration on P−gp activity.Drug Metab Dispos.2005 Nov;33(11):1679−87 and Wang Q,et al.,Evaluation of the MDR−MDCK cell line as a permeability screen for the blood−brain barrier.Int J Pharm.2005 Jan 20;288(2):349−59.(Absorption Systems Inc.広報より改訂)を参照のこと):
データを図14に示す。試験化合物は最大DMSO濃度1%において、5μMHBSSg溶液として調製した。7から11日目のMDR1−MDCK細胞のコンフルエントな単層を準備した。受け取りウェルを1%BSA改変ハンクス緩衝液(HBSSg)により準備し、頂端および基底側をpH7.4±0.2に維持した。単層は双方向において投与された(N=2):頂端側は(A→B)評価のために投与され、基底側は(B→A)評価のために投与された。試験化合物濃度は、最小限4点の検量線による一般的なLC/MS/MS法を用い、120分の時点において頂端および基底側の両方について測定した。図14に報告された値:MDR1−MDCK細胞単層を含むTranswell(登録商標)ウェルからの試験化合物のパーセント回収率;双方向における見かけ上の透過率(Papp);流出率(PappB→A)/(PappA→B);および血液脳関門透過の可能性の分類。MDR1−MDCK細胞におけるA→BおよびB→A双方向で、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体はラセミ体よりもさらに透過性である。また、R鏡像異性体はより低い流出率を示す。R鏡像異性体は血液脳関門を中程度に透過すると分類されるが、ラセミ体は低度と分類される。高度の血液脳関門透過は、中枢神経システム(CNS)の透過が必要とされる医療適用のための重要な利点である。
実施例70
2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体のミクロソーム代謝(Jeffrey P,et al.,Utility of metabolic stability screening:comparison of in vitro and in vivo clearance.Xenobiotica.2001 Aug−Sep;31(8−9):591−8 および Lin JH,et al.,Role of pharmacokinetics and metabolism in drug discovery and development.Pharmacol Rev.1997 Dec;49(4):403−49を参照のこと)。
試験化合物は、DMSO(濃度は0.25%未満)、メタノールまたはアセトニトリルの5μM溶液として調製した。性別の混ざったヒト肝臓ミクロソームを10ドナーからプールし、1mMのNADPHと共にインキュベートした。試験化合物を、1.0mg/mLのミクロソームタンパク質と1mMのNADPHを含む緩衝液中で37℃においてインキュベートした。0および60分に混合物をサンプリングし、試験化合物に相当するピーク領域の10〜100%範囲をLC/MS/MSによりモニターした。アッセイは二重に行った(N=2、別々のインキュベーション)。図15に報告したデータは、テストステロン標準物質の残留パーセントおよび試験物質の残留パーセントである。R鏡像異性体は、ヒト肝臓ミクロソームでの代謝に対してラセミ体よりもわずかに、より安定である。
実施例71
2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の生物学的利用能
Labrasol中の化合物をC57BL/6N:Crl(野生型)マウス(Charles River Laboratories)へ、ヒトにおいて意図される投与経路である経管栄養法により投与した。投与量は3、10、30、または50mg/kg/日および2.5mL/kg/用量として設定した(図16)。用量は9日間(第1の雌18匹/群)または12日間(第2の雌18匹/群)投与した(図16)。9日および12日の時点で血液を採取した。濃度を逆相HPLCにより定量した。
各濃度に対し、サンプルは、ビーカー内の固体のR鏡像異性体またはラセミ体へLabrasolを加えること、目に見える凝集を破壊するため超音波処理すること、および均一な外観になるまでマグネチックスターラーで攪拌することにより調製した。混合物をメスシリンダーへ移し、要求される体積まで、ビーカーをラブラソールですすいだ液を継ぎ足した。シリンダーの内容を反転して混合し、投与までマグネチックスターラーで攪拌した。
これらのLabrasol投与調製品は微粒子化されたR鏡像異性体を利用したが、微粒子化されていないラセミ体は利用していない。微粒子化されていないラセミ体試料がそのLabrasol中での溶解を偏らせるかもしれない可能性に取り組むため、独立の実験を行った。この実験において、微粒子化、および非微粒子化ラセミ体の20mg/mL調製品の溶解度および概観が試験された。微粒子化ラセミ体(ロットREH−28−9−1/PYAP−2−8−2−2M)、非微粒子化ラセミ体(ロット#PYAP−2−8−2−2)、および微粒子化R鏡像異性体(ロット#REH−28−4−2)をそれぞれラブラソールに懸濁し、手動で回転させ、その後Branson 2100卓上超音波処理器で25〜28℃において3x5分間隔、および1x10分間隔で、手動による回転を組み入れながら超音波処理した。R鏡像異性体は容易に溶解したが、微粒子化ラセミ体混合物および非微粒子化ラセミ体混合物は、懸濁した微細な粒子により濁ったままであった(写真は未撮影)。視覚的な検査によると、微粒子化および非微粒子化ラセミ体サンプル中の不溶性物質の量は実質的に同じであった。顕微鏡観察(図17)により、微粒子化および非微粒子化ラセミ体懸濁液両方における大部分の粒子は25ミクロン未満であることが明らかにされた(図17)。幾つかの大きめの結晶性断片が非微粒子化サンプル中に残っていた。微粒子化および非微粒子化ラセミ体サンプル両方が同様の量の不溶性物質をもたらすことから、R鏡像異性体およびラセミ体のLabrasol調製品の主要な違いは、溶質の最初の粒径よりも内因性の溶解度であると考えられる。
時間的な作用としてのマウス血清濃度は定量的HPLCにより測定した。Labrasol中のR鏡像異性体は、高めの用量である30および50mg/kg/日(12および20mg/mLLabrasol投与)において著しく高めの血清濃度を達成する。ラセミ体の血清濃度は著しく低めのままであった(<4〜5倍のAUC)(図18および19)。ラセミ体とR鏡像異性体の間の最初の粒径の違いは、血清濃度の違いの一部分を説明する可能性がある。Labrasol中における、ラセミ体を超えるR鏡像異性体のより大きな内因性溶解度もまた、血清濃度の違いの一部分を説明する可能性がある。さらに、血清濃度の違いは細胞膜透過性(Caco−2細胞およびMDCK細胞の実験について;図13および14)、吸収、分布、または排泄の違いによる可能性がある。
実施例72
遺伝子改変腫瘍細胞からのトランス遺伝子IL−12産生のin vivo誘導に対する、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体の比較。
本実施例で試験されたトランス遺伝子は、RTSの制御下にあるマウスIL−12である。マウスメラノーマ細胞(B16)に、RTSの制御下にあるマウスIL−12トランス遺伝子を保有するアデノウィルスベクター、Ad−RTS−mIL−12を形質導入した。これらの細胞をC57BL/6マウス(B16細胞に組織適合性)皮下注射し、マウスを異なる用量の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体およびラセミ体により3日間処理した。コントロール群は、形質導入されていないB16細胞および高めの用量のリガンドを投与されたマウス、ならびに形質導入されたB16細胞を投与され、かつリガンドを投与されていない別の群を含んだ。リガンドにより直接誘導されるトランス遺伝子の発現を評価するため、皮下注射から72時間後に各群の半分のマウスから腫瘍および血清を回収した。腫瘍抽出物および血清を準備し、IL−12をELISAによりアッセイした。
残りのマウスは、さらなる72時間にリガンド投与が中止されたときのトランス遺伝子の遮断を試験するために用いられた。結果は、リガンドのR鏡像異性体およびラセミ体で処置したマウスの腫瘍および血清中のトランス遺伝子IL−12発現における違いを示唆する。リガンド投与の中止は、全ての群においてトランス遺伝子の遮断を同様の様式でもたらした。
材料および方法:B16細胞は、in vitroでAd.−RTS−mIL−12(MOI=100)に感染させた。48時間後、5x10(B16、右側腹部)細胞をC57BL/6マウスに皮下注射した(10マウス/群)。R鏡像異性体およびラセミ体リガンドをLabrasol中で、10mg/mLの混合物を50℃で5分間加熱することにより溶解した。視覚的な検査に基づくと、両リガンドはLabrasol中に溶解した。活性化リガンドは、以下の用量(0mg/kg;3mg/kg;10mg/kg;30mg/kgおよび50mg/kg)を毎日、3日間、経管栄養法により投与した。さらなるコントロールは、リガンドのみを投与されたB16関連マウスを含んだ(50mg/kg/日、3日間、および無処置の腫瘍関連マウス)。腫瘍病変部および末梢血を分離するため、5マウス/群を回収した。組織を、全量1mlのリン酸緩衝食塩水中でホモジナイズした。ライセート/血清を−80℃で凍結保存した。代わりの5マウス/群を、さらなるリガンドの投与なしでさらに72時間そのままにした。これら後者の5マウス/群を、腫瘍病変部および末梢血を分離するために回収した。組織を上記のようにホモジナイズして凍結保存し、ライセート/血清を−80℃で凍結保存した。検体を水浴中で37℃において解凍し、mIL−12p70について、また腫瘍へのCTL輸送に重要なIL−12依存性サイトカインと推定されるIFN−γについても、特異的ELISA(BD−Pharmingen)を用いて分析した。
結果:腫瘍内のトランス遺伝子IL−12発現、同様に血清濃度は、両リガンドの量依存性パターンに従った(図24および25)。しかしながら発現レベルは、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのR鏡像異性体により処置されたマウスにおいて2.5から3倍高めであった。このパターンは腫瘍抽出物および血清において観察された。形質導入されていないB16細胞およびリガンドの最大用量を投与された、あるいは形質導入されたB16細胞を投与されかつリガンドを投与されなかったコントロール群は、どのようなIL−12発現も示さなかった。リガンド処置を3日間中止された群では、発現レベルは全ての処置群と同じ比率まで降下し、このことはリガンドが除去されたこと、およびRTS活性化はリガンドが取り除かれたときには可逆的であることを示す。腫瘍および血清中のIFN−γ濃度をアッセイしたとき、R鏡像異性体群は明らかに増大した発現を示した。
実施例73
2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドを含む医薬組成物
表1は2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド、PL90G、ビタミンE TPGS、BHT,およびMiglyol 812Nを含む医薬組成物を示す。PL90Gはダイズ由来の高度に精製されたホスファチジルコリンである。PL90Gの製造者はLipoidの子会社のPHOSPHOLIPID GmbHである。ビタミンE TPGSはGRAS(安全であると一般に認識される)化合物であり、現在の国民医薬品集(NF)研究書の全ての要件に従う。Miglyol 812Nは分画された植物C8およびC10脂肪酸のトリグリセリドを含む。Miglyol 812Nの製造に用いられる脂肪酸はGRASに分類され、中鎖トリグリセリドに対する現在のNFおよびEP研究書の要件に合致する。BHT[MeC(CMeOH]は、抗酸化食品添加物として広く用いられている親油性(脂溶性)フェノールである、有機化合物である。この処方は硬質ゼラチンカプセル内に分注された。
実施例74
疾患の動物モデルにおける有効性
RTSおよびmIL−12もしくはhIL−12をコードするアデノウィルスベクターをそれぞれ形質導入されたマウスまたはヒト樹状細胞(DC)は、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの存在下、in vitroで量依存性にサイトカインを発現した。2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの非存在下では、IL−12発現は基礎レベルであった。
マウスインターロイキン−12p70(DC−SP1(IL−12p70))をコードするアデノウィルスベクターを形質導入された腫瘍内送達DCの抗腫瘍有効性における、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの様々な投与経路および用量の比較分析を、B16メラノーママウスモデルにおいて行った。結果は、腹腔内注射(i.p.)、経管栄養法または食物混合により投与された2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドとの組み合わせによる(DC−SP1(IL−12p70))治療により、抗腫瘍有効性が示されたことを示唆した。至適な抗腫瘍効果は、30mg/kgの2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの用量を(DC−SP1(IL−12p70))と共に投与する治療において生じた。
処置開始前にマウスに腫瘍を接種した(腫瘍を形成するため、C57/BL6マウスにB16細胞を皮下注射した)マウスB16メラノーマモデルにおいて、腫瘍内に注射されたマウスIL−12遺伝子を保有する形質導入AdDCは、AdDCの注射後48時間以内の2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの全身投与に依存して、腫瘍の完全な退縮および動物の生存の延長を仲介した。この薬剤依存性効果は:腫瘍およびDLN内のトランス遺伝子発現;腫瘍微小環境内でのAd−DC生存の延長;DLN内でのAdDCの遊走および残留;ならびに抗B16CD8+T細胞の誘導と関連していた。
上記のマウスB16メラノーマモデルにおいて、2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドによる13日間の処置と組み合わせた10AdDCの注射から構成される腫瘍内治療は、腫瘍特異的な防御免疫を示した。腫瘍が取り除かれた動物に再負荷すると、50日目(腫瘍接種後)にこれらの動物はB16メラノーマに対して抵抗性になったが、MC38大腸癌の進行に対してはそうでなかった。
実施例75
複製能力のない、RTSおよびhIL−12を有する組み換えアデノウィルス
図23は、E1およびE3領域が欠失し、かつRTS−IL12構成要素がE1領域に取って代わった、Ad−RTS−hIL−12の図表示である(図23は縮尺通りに描かれていない)。図23で使用される用語は以下の意味を持つ:
RTS−IL−12:RheoSwitch(登録商標)Therapeutic Systemの制御下にあるヒトIL−12
reg:活性化薬剤により調節される、IL12発現を駆動するプロモーター
hIL−12:IRES配列により分離される、ヒトIL−12のp40およびp35サブユニットのコード配列
polyA:ポリアデニル化シグナル
ubC:ユビキチンCプロモーター
VP16−RXR:VP16転写活性化ドメインおよびキメラRXRとの融合タンパク質
IRES:内部リボソーム侵入部位
Gal4−EcR:Gal4DNA結合ドメインおよびエクジソン受容体リガンド結合ドメインの融合タンパク質
Ad:E1およびE3遺伝子欠失を含むアデノウィルス−5骨格
組み換えアデノウィルスベクターAd−RTS−hIL−12は、Anderson et al, Gene Therapy, 4: 1034−1038(2000)に記載の通りに調製した。Ad−RTS−hIL−12ベクターは以下の様式により産生した。EMCV−IRES(内部リボソーム侵入部位)により分離される受容体融合タンパク質、VP16−RXRおよびGal4−EcRのコード配列を、ヒトユビキチンCプロモーター(恒常的プロモーター)の制御下にアデノウィルスシャトルベクター内へ挿入した。続いて、合成誘導プロモーターの制御下に置かれた、IRESにより分離されるヒトIL−12のp40およびp35サブユニットのコード配列を、ユビキチンCプロモーターおよび受容体配列の上流に挿入した。シャトルベクターは、E1配列が欠失し、かつRTSおよびIL12配列に取って代わられたもの(RTS−hIL−12)由来の左末端からmul6までのアデノウィルス血清型5配列を含む。RTS−hIL−12を保有するシャトルベクターは、リガンド依存性のIL−12発現のために、HT−1080細胞への一過性トランスフェクションにより試験された。その後シャトルベクターを、HEK293細胞への共トランスフェクションによってE3欠失アデノウィルス骨格と再結合し、組み換えアデノウィルスAd−RTS−hIL−12を得た。臨床グレードのアデノウィルスベクターはcGMP施設で産生した。
実施例76
hIL−12トランス遺伝子を含むアデノウィルスおよびRheoswitch(登録商標)Therapeutic Systemによる自己未熟樹状細胞の形質導入
白血球除去によるPBMCの回収:被験者はHillman outpatient CTRCにおいて90〜120分の白血球除去を受けた。白血球除去の手順は、片方の腕の静脈からの血液の採取;血液をその成分が分離され1以上の成分が除かれる遠心(細胞分離器)を通過させること;残りの成分を被験者の同じかまたは別の腕の静脈へ戻すことを含む。細胞分離装置を通した血液の処理のいずれの1回においても、被験者の全血量の15%を超える量は採取されなかった。細胞分離器内で、血液は血漿、血小板、白血球、および赤血球に分離された。白血球(WBC)は除かれ、その他の全ての成分は被験者の循環中へ戻された。この手順のための2つの末梢IVラインを用いるために、全ての試みが行われた。それが不可能な場合、中央ラインが必要とされ得る。白血球除去を受けるため、被験者は医師による検査を通過しなければならず、かつ手順に先立ちバイタルサイン(血圧を含む)について日常的にスクリーニングした。
処理:採取後、leukapackを用手でCPLへ送り、直ちにELUTRA(商標)での遠心エルトリエーションにより処理した。これは臨床用途のために検証された閉鎖システムである。単球分画を回収し、細胞の回収および生存率が確立された後、これらをIL−4およびGM−CSF存在下で6日間培養するためにAastromカートリッジへ移した。全ての処理および洗浄手順は無菌状態下で行われた。
最初のプレーティング:単一のleukapackから回収された単球を、生存細胞の数を決定するためトリパンブルー色素存在下で計数した。単球の純度をフローサイトメトリーにより評価した。単球を、SOP−CPL−0166あたり1,000IU/mLのIL−4および1,000IU/mLのGM−CSFを含む無血清および無抗生物質のCellGenix培地に再懸濁し、Aastromカートリッジに配置した。カセットの接種には、50mlの最小負荷量および最小細胞数が必要とされる。
培養:Aastromカートリッジを、完全に閉鎖されcGMPに適合した未熟DC発生のための自動化培養装置である、Replicell System内のインキュベーター内に配置した。
未熟DCの回収:6日目にAastromカートリッジをインキュベーターから取り除き、未熟DCを回収した。細胞を1,500rpmの遠心により回収し、CellGenix培地で洗浄し、トリパンブルー色素存在下で計数し、かつ形態および表現型の特徴を調べた。
生存率:トリパンブルー存在下での血球計算板による細胞計数を行って決定した。一般に、回収された細胞の>95%は生存、すなわちトリパンブルー色素を排除する。生存率が70%未満であれば、未熟DCは廃棄され得る。
表現型の決定:培養において発生した細胞を血球計算板上で顕微鏡観察により計数し、トリパンブルー色素を用いた予備的な区別の数値(DC対リンパ球)を得た。区別の数値の確認は、DC対リンパ球にゲートをかけ、未熟DCの高い前方および側方散乱をそれらの同定の判断基準として用いるフローサイトメトリーにより行った。未熟DCは、樹状細胞の形態およびDC表現型を有する細胞を日常的に>80%含む。
IL−12p70力価アッセイ:成熟DCはIL−12p70を自発的に、あるいはCD40Lによる活性化によって自然免疫シグナル(例えばLPS)の追加ありまたは追加なしで、IL−12p70を産生する能力をもつことは確立されている。標準化されたIL−12p70産生アッセイが最近確立され、これは少量のサンプルまたは様々な条件下で産生されたDCワクチンの大きなロットに適用できる。現在の力価アッセイは2つの異なる工程から構成され、第1は、反応者としてのDCと、ヒトCD40リガンド遺伝子を安定的にトランスフェクトされた刺激者としてのJ588リンパ腫細胞との共インキュベーションに関する。第2の工程は、これらの共培養からの上清を、J558/CD40L+/−LPSで刺激されたDCにより分泌されたIL−12p70の濃度についてLuminexシステム中で試験することに関する。この力価アッセイは、アッセイ間で18.5%(n=30)のCVおよび広いダイナミックレンジを有し、これはIL−12p70産生の大いに異なる濃度により特徴付けられる様々なDC産物の評価を促進する。13人の正常ドナーの単球から産生されたDC産物を用いて確立されたアッセイの正常範囲は8〜999pg/mL、平均270pg/mLである。
実施例77
未熟DCのアデノウィルス形質導入
未熟DCを回収し、計数して生存率について試験した。約6〜7x10DCへ、至適ウィルス吸着時間(2時間ないし4時間、未確定)に対する至適感染効率(至適MOI、500ないし1000、未確定)においてアデノウィルスベクターにより形質導入した。形質導入後、吸着されなかったいずれのウィルス粒子も除去するため、細胞を繰り返し洗浄した。一定分量を無菌性、エンドトキシン、マイコプラズマ、DC表現型およびIL−12トランス遺伝子誘導アッセイのために取っておいた。放出試験が完了するまで、5x10細胞の標的用量は生理食塩水中で4℃において保持される。
全ての放出試験に合格した、形質導入されたDC(AdDC)は下記のように患者への投与のためクリニックへ届けられる。
形質導入されたAdDCによるIL−12トランス遺伝子誘導のin vitro試験は、結果を得るまでに最低2日間必要であり、それ故に(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドへの反応におけるIL−12産生は、AdDCの腫瘍内注射に対する放出の判断基準にはなり得ない。しかしながら、3人の健常志願者由来のAdDCによる予備調査に基づき、(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドへの反応における誘導されたIL−12産生は、24時間以内に百万細胞あたり80ないし300ngIL−12の標的範囲内を達成した(3つのAdDC調製品のうち2つにおいて、80ng/百万細胞/24時間の発現レベルが観察された)。従って、in vitroでのIL−12誘導結果は治療成績の分析に用いられる。形質導入されたAdDCそれ自体は、ウィルス形質導入および洗浄後の注射に使用される。残った未形質導入および形質導入DCのいずれも、必要に応じた将来の分析のために凍結保存した。
AdDCの患者への投与:1回の注射量150マイクロリットルあたり5x10細胞(または試行の被験者からの、DC収量の約90%)を含む、0.9%生理食塩水溶液中のAdDCの単回腫瘍内注射。被験者は、1回の注射あたり5x10細胞を超えない、可能な最大用量のAdDCを投与されなければならない。
実施例78
ステージIIIおよびIVメラノーマの被験者において、RheoSwitch(登録商標)の制御下でhIL−12を発現するように操作され、アデノウィルスにより形質導入された自己樹状細胞のヒトへの投与。
コホート1は12被験者で構成され得り、コホート2は28被験者で構成され得る。全ての被験者は、最初に(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドを投与されてから約24時間後に、形質導入された自己AdDCの単回腫瘍内注射を受けることになる。コホート1の被験者は、段階的に増大する(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの用量を投与されるため、3被験者ずつ4群(A、B、C、D)に配置された。コホート2では、被験者は(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの最大耐容性の経口用量(コホート1から決定された)を受けることになる。AdDCの注射後直ちに、被験者は(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドでさらなる13日間処置されるであろう。コホート1の各群の全ての被験者に対し、被験者が次により高い用量の(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの投与に登録される前、AdDCの注射後1か月までに、安全性、耐性、およびトランス遺伝子の機能について評価されるであろう。コホート1が入院患者処置段階を完了してから30日後、かつ形質導入された自己樹状細胞の腫瘍内注射から少なくとも6ないし8週間に、もし被験者が再処置を希望し、かつ被験者が再処置に対する判断基準に適合すれば、(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの連続14日間の投与と共にDCが追加で注射されるであろう。(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドの用量(0.01mg/kg、0.1mg/kg、1.0mg/kgまたは10.0mg/kg)は、コホート1からの最大許容量であり得る。
患者は身体検査(ECOG活動指標を含む)により、バイタルサイン、血清化学、尿検査、血液学、有害事象、抗体、ならびにアデノウィルスベクターおよびRheoSwitch(登録商標)Therapeutic Systemの成分に対する細胞免疫反応について評価されるであろう。また、(R)−2−エチル−3−メトキシ−安息香酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジドおよびその主要な代謝物の経口投与における、一用量および定常状態の薬物動態/ADME;標的腫瘍および/または流入領域リンパ節の組織診におけるhIL−12レベルの測定を通したトランス遺伝子機能の解析;標的腫瘍、流入領域リンパ節および末梢循環の組織診における細胞免疫反応(T細胞)の測定による免疫効果の評価、も評価されるであろう。
前記の実施形態および例証はどのような観点においても本発明の範囲を限定しようと意図するものではなく、かつここに提示する請求項は、全ての実施形態および例証を明らかに提示されているか否かに関わらず包含しようと意図することが理解されなければならない。

本発明は以下の態様を含み得る。
[1]
式1
Figure 0005881291

式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアリールオキシ基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、R およびR は互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表す;
で表される化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形。
[2]
式2
Figure 0005881291

式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつR およびR は互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、R およびR は同じではなく、式中、R およびR に関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にSである;
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形。
[3]
式3
Figure 0005881291

式中、Aはアルコキシ基、アリールアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、かつR およびR は互いに独立して任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、R およびR は同じではなく、式中、R およびR に関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである;
で表される鏡像異性体の豊富な化合物、あるいはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形。
[4]
少なくとも50%の鏡像異性体過剰率を有する請求項2または3に記載の化合物。
[5]
少なくとも75%の鏡像異性体過剰率を有する請求項4に記載の化合物。
[6]
少なくとも85%の鏡像異性体過剰率を有する請求項5に記載の化合物。
[7]
少なくとも95%の鏡像異性体過剰率を有する請求項6に記載の化合物。
[8]
式中、Aは−OC(CH 、−OCH Ph、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基を表し、R は任意に置換された(C −C )アルキル基、ヒドロキシ(C −C )アルキル基または任意に置換された(C −C )アルケニル基を表し、かつR は任意に置換された(C −C )アルキル基、アリール(C −C )アルキル基、任意に置換された(C −C )シクロアルキル基または任意に置換されたアリール基を表す;
で表される請求項2または3に記載の化合物。
[9]
Aが任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表す、請求項8に記載の化合物。
[10]
Figure 0005881291


式中、
3a 、R 3b 、R 3c 、R 3d およびR 3e は互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR 、−SO 、−N(R )COR 、−N(R )SO または−N(R )C=N(R )−アミノ基から選択され;または
3a およびR 3b はまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成するか;またはR 3b およびR 3c はまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成し;
4a 、R 4b 、R 4c 、R 5a 、R 5b 、R 6a 、R 6b 、およびR 6c は互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR 、−SO 、−N(R )COR 、−N(R )SO または−N(R )C=N(R )−アミノ基から選択され;
XはOまたはSであり、Bは
Figure 0005881291

で表され;かつ
3f 、R 3g 、R 3h 、R 3i 、およびR 3j は互いに独立して水素、ハロ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、任意に置換されたアルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、任意に置換された複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルチオ基、カルボキシアミド基、スルフォンアミド基、−COR 、−SO 、−N(R )COR 、−N(R )SO または−N(R )C=N(R )−アミノ基から選択され;または
3f およびR 3g はまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成するか;またはR 3g およびR 3h はまとまって、それらが付着する炭素原子と共に、シクロアルキル基または複素環基と融合した5、6、または7員環を形成し;
式中、
は水素、ヒドロキシ基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、またはアリールアルキルオキシ基を表し;
はハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;
は水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し;
は水素、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、またはアミノ基を表し;
はハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリールアルキル基、任意に置換されたアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基、またはアミノ基を表し;
は水素、アルキル基、アリール基、シアノ基、またはニトロ基を表す;
請求項9に記載の化合物。
[11]
式中、R は(C −C )アルキル基、ヒドロキシ(C −C )アルキル基、または(C −C )アルケニル基を表し;かつ
は任意に置換された(C −C )アルキル基を表し;
式中、R およびR に関連する不斉炭素原子における無水の立体配置が主にRである;
請求項10に記載の化合物。
[12]
式中、Aは
Figure 0005881291

で表され、
3a 、R 3b 、R 3c 、R 3d およびR 3e は互いに独立して水素、ハロ基、(C −C )アルキル基、または(C −C )アルコキシ基で表され;かつ
3f 、R 3g 、R 3h 、R 3i 、およびR 3j は互いに独立して水素、ハロ基、(C −C )アルキル基、または(C −C )アルコキシ基で表される;
請求項11に記載の化合物。
[13]
少なくとも50%の鏡像異性体過剰率を有する請求項8に記載の化合物。
[14]
少なくとも75%の鏡像異性体過剰率を有する請求項13に記載の化合物。
[15]
少なくとも85%の鏡像異性体過剰率を有する請求項14に記載の化合物。
[16]
少なくとも95%の鏡像異性体過剰率を有する請求項15に記載の化合物。
[17]
(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸tert−ブチルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−N’−(1−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジンカルボン酸ベンジルエステル;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−ベンゾイル−N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−フルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(2−ブロモ−ベンゾイル)−N−(1−tert−ブチル−ブチル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−エチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−クロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジフルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,6−ジクロロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,4−ジメトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジフルオロ−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(4−メチル−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(ナフタレン−1−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(ナフタレン−2−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(チオフェン−2−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2,5−ジメチル−フラン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−クロロ−ピリジン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(6−クロロ−ピリジン−3−カルボニル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;
(R)−3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;または
(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N’−(4−エチル−ベンゾイル)−N−(1−フェネチル−ブト−3−エニル)−ヒドラジド
から選択される請求項3に記載の化合物。
[18]
少なくとも95%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、またはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形。
[19]
少なくとも99%の鏡像異性体過剰率を有する(R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド、またはその薬理学的に許容される塩、水和物、結晶形または非晶形。
[20]
請求項1〜17のいずれか1項に記載の化合物を含む医薬組成物。
[21]
請求項18または19に記載の化合物を含む医薬組成物。
[22]
式4
Figure 0005881291

式中、Aはアリールアルキル基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、R は任意に置換されたアルキル基、アリールアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロアルキル基、任意に置換されたシクロアルキル基、任意に置換されたアルケニル基、任意に置換されたアルキニル基、任意に置換された複素環基、任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表すが、R は−CR CHR 10 CR 11 12 と同じではなく、かつR 、R 、R 10 、R 11 、およびR 12 は互いに独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基またはヘテロアリール基から選択され、式中、R が付着する不斉炭素原子はRまたはS異性体のどちらかの鏡像異性体が豊富である;
で表される化合物を調製するための方法であって、
a)式5
Figure 0005881291

で表される化合物と式6
HC=N−NH−CO 式6
式中、XおよびYは互いに独立してO、あるいはRがアルキル基またはアリール基のNRであり、C およびC は互いに独立してS立体配置の不斉炭素原子またはR立体配置の不斉炭素原子であり、R 14 およびR 15 は互いに独立してアルキル基またはアリール基であり、R 13 はハロ基、水素、アルキル基、アルコキシ基またはOSO CF であり、R はアルキル基、アリールアルキル基またはアリール基であり、かつR 、R 、R 、R 10 、R 11 、およびR 12 は上記と同じ意味である;
で表される化合物を、式7
Figure 0005881291

で表される化合物を形成するために反応させる工程と、
b)式8
Figure 0005881291

で表される化合物を形成するため、式7で表される化合物を還元する工程と、
c)式9
Figure 0005881291


で表される化合物を形成するため、式8で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程と、
d)式10
Figure 0005881291

で表される化合物を形成するため、式9で表される化合物のR CO −残基を除去する工程、および
e)式4で表される化合物を形成するため、式10で表される化合物を、式A−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法。
[23]
式中、R 、R 、R 10 、R 11 、およびR 12 が水素を表す;
請求項22に記載の方法。
[24]
式中、XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R 14 がメチル基であり;R 15 がフェニル基であり;かつC およびC のそれぞれがR立体配置である;
請求項23に記載の方法。
[25]
式中、XがNRであり、かつRがメチル基であり;YがOであり;R 14 がメチル基であり;R 15 がフェニル基であり;かつC およびC のそれぞれがS立体配置である;
請求項24に記載の方法。
[26]
請求項2または3に記載の化合物を調製するための方法であって、
a)式11
Figure 0005881291

で表される化合物と式12
Figure 0005881291

で表される化合物のケトンを、式13
Figure 0005881291

式中、R およびR は同じではない;
で表される化合物を形成するために反応させる工程と;
b)式S−14、または、式R−14
Figure 0005881291

で表される化合物を形成するため、式13で表される化合物をキラル触媒の存在下で還元する工程;および
c)請求項2または3に記載の化合物を形成するため、式S−14またはR−14で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法。
[27]
Bが3,5−ジ−メチルフェニル基である請求項25または26に記載の方法。
[28]
Aが2−エチル−3−メトキシフェニル基である請求項25または26に記載の方法。
[29]
がtert−ブチル基である請求項25または26に記載の方法。
[30]
ホスト細胞内で興味ある遺伝子の発現を調節する方法であって、該ホスト細胞が
i)DNA結合ドメイン、および
ii)グループH核内受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1の組み換え遺伝子発現カセット、および
i)該DNA結合ドメインに結合可能な反応エレメント
ii)プロモーター、および
iii)該興味ある遺伝子
を含む第2の組み換え遺伝子発現カセットを含み、
該方法が該ホスト細胞を請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物と接触させることを含み、ここで該興味ある遺伝子の発現が調節される方法。
[31]
リガンドを前記被験体の細胞内でエクジソン受容体複合体に接触させることを含む、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現を調節するための方法であって、ここで前記細胞はさらに、リガンドと組み合わせたときの前記エクジソン受容体複合体に対するDNA結合配列を含み、かつエクジソン受容体複合体‐リガンド‐DNA結合配列複合体の形成が遺伝子の発現を誘導し、かつ前記リガンドが請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物であり、トランスジェニック被験体における内在性または異種性遺伝子発現が調節される方法。
[32]
前記エクジソン受容体複合体がキメラエクジソン受容体複合体であり、かつ前記DNA結合配列がさらにプロモーターを含む、請求項31に記載の方法。
[33]
該被験体が植物である、請求項31に記載の方法。
[34]
該被験体が動物である、請求項31に記載の方法。
[35]
該被験体が哺乳類である、請求項31に記載の方法。
[36]
該被験体がヒトである、請求項34に記載の方法。
[37]
前記細胞が自己細胞である、請求項31に記載の方法。
[38]
前記自己細胞が前記エクジソン受容体複合体および該エクジソン複合体に対するDNA結合配列を含み、かつ前記細胞が前記被験体をトランスジェニックにするため前記被験体内へ移植される、請求項37に記載の方法。
[39]
前記移植が注射による、請求項38に記載の方法。
[40]
前記注射が腫瘍内へ行なわれる、請求項39に記載の方法。
[41]
前記リガンドが薬理学的に許容される担体を含む医薬組成物の一部として前記トランスジェニック被験体へ投与される、請求項31に記載の方法。
[42]
前記医薬組成物が経口投与される、請求項41に記載の方法。
[43]
前記薬理学的に許容される担体が親油性溶媒を含む、請求項41に記載の方法。
[44]
トランスジェニック被験体におけるトランス遺伝子発現の調節方法であって、ここで前記トランスジェニック被験体がトランス遺伝子発現の調節が可能な組み換えエクジソン受容体複合体を含み、該方法が前記被験体に請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物を投与することを含む方法。
[45]
(a)ホスト細胞内に遺伝子発現調節システムを導入する工程であって、該システムが
(i)ホスト細胞内で発現可能な第1の組み換え遺伝子発現カセットであって、
(a)その発現が調節されるべき遺伝子に結合する反応エレメントを認識するDNA結合ドメイン、および
(b)エクジソン受容体リガンド結合ドメイン
を含む第1のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第1の組み換え遺伝子発現カセット、
(ii)該ホスト細胞内で発現可能な第2の組み換え遺伝子発現カセットであって、
(a)トランス活性化ドメイン、および
(b)キメラレチノイドX受容体リガンド結合ドメイン
を含む第2のハイブリッドポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を含む、該第2の組み換え遺伝子発現カセット、および
(iii)ホスト細胞内で発現可能な第3の組み換え遺伝子発現カセットであって、
(a)第1のハイブリッドポリペプチドのDNA結合ドメインにより認識される反応エレメント、
(b)第2のハイブリッドポリペプチドのトランス活性化ドメインにより活性化されるプロモーター、および
(c)その発現が調節されるべき遺伝子
を含むポリヌクレオチド配列を含む、該第3の組み換え遺伝子発現カセットを含む工程、および
(b)ホスト細胞内に請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物を導入し、ここでホスト細胞内の遺伝子発現が調節される工程を含む、ホスト細胞内で遺伝子の発現を調節する方法。
[46]
(a)請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物への曝露に実質的に非感受性であるホスト細胞を選択する工程、
(b)ホスト細胞内へ
(i)DNAコンストラクトであって、
(a)ポリペプチドをコードする外因性遺伝子、および
(b)該遺伝子が反応エレメントの制御下にある、反応エレメント
を含むコンストラクト、および
(ii)エクジソン受容体複合体であって、
a)該反応エレメントに結合するDNA結合ドメイン、
b)前記化合物の結合ドメイン、
c)トランス活性化ドメインを含む複合体、を導入する工程、および
(c)前記化合物へ該細胞を曝露し、ここでポリペプチドが産生される工程を含む、ポリペプチドを産生するための方法。
[47]
前記エクジソン受容体複合体またはエクジソン受容体リガンド結合ドメインが変異を含む、請求項31〜44のいずれか1項に記載の方法。





Claims (2)

  1. 式4
    Figure 0005881291


    式中、A任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Bは任意に置換されたアリール基または任意に置換されたヘテロアリール基を表し、Rtert−ブチル基であり、かつR、R、R10、R11、およびR12 水素であり、式中、Rが付着する不斉炭素原子はRまたはS異性体のどちらかの鏡像異性体が豊富である;
    で表される化合物を調製するための方法であって、
    a)式5
    Figure 0005881291


    で表される化合物と式6
    HC=N−NH−CO 式6
    式中、XおよびYは互いに独立してO、あるいはRがアルキル基またはアリール基のNRであり、CおよびCは互いに独立してS立体配置の不斉炭素原子またはR立体配置の不斉炭素原子であり、R14およびR15は互いに独立してアルキル基またはアリール基であり、R13はハロ基、水素、アルキル基、アルコキシ基またはOSOCFであり、Rはアルキル基、アリールアルキル基またはアリール基であり、かつR、R、R、R10、R11、およびR12は上記と同じ意味である;
    で表される化合物を、式7
    Figure 0005881291


    で表される化合物を形成するために反応させる工程と、
    c)式9−2

    Figure 0005881291


    表される化合物を形成するため、式で表される化合物を、式B−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程と、
    d)式10
    Figure 0005881291


    で表される化合物を形成するため、式9−2で表される化合物を還元し、かつCO−残基を除去する工程、および
    e)式4で表される化合物を形成するため、式10で表される化合物を、式A−CO−LGで表され、LGが脱離基である化合物と反応させる工程とを含む方法。
  2. 式中、
    がNRであり、かつRがメチル基であり;
    YがOであり;
    14がメチル基であり;
    15がフェニル基であり;
    およびCのそれぞれがS立体配置であり;
    Bが3,5−ジ−メチルフェニル基であり;
    Aが2−エチル−3−メトキシフェニル基である;
    請求項に記載の方法。
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