放射線被曝予防剤／治療剤への 応用が可能なインドール化合物 金沢大学 環日本海域環境研究センター 助教 関口 俊男 新技術の背景 メラトニン（Melatonin）: 体内で生成されるホルモン。 作用： 睡眠導入 抗酸化作用 アンチエイジング 抗がん作用 ・・・・・ 放射線保護 従来技術とその問題点 安定ヨウ素剤： 原子力施設 などの事故に備えて、服用のために調合した放射能を持たな いヨウ素 。放射線障害を防ぐために予め服用する。 プルシアンブルー(ラディオガルターゼ)： 放射性セシウムの吸着除去剤。紺青と呼ばれる藍色・紺色の塗料原料。 劇物扱い。 放射線防護剤は一般には入手が困難であり、また副作用を伴うものが多く、長 期間の服用にも課題が残る。このためニンニク、朝鮮人参、味噌ビールなどの 食品や食品成分による研究が進められている。 メラトニン： 放射線照射の影響 マウスにメラトニンを投与しておくと、ガンマ線照射 による陰窩数の減少を有意に抑えられる。放射線によ り発生するラジカルをメラトニンによって消去する作 用機序が知られている。 このように放射線被曝に対して、 予防的な利用であったのだが、、、 新技術の特徴 放射線細胞障害の予防剤ではなく、 放射線を受けた後の 細胞修復剤：メラトニン としての効果（用法）。 代表発明者の仮説： ラジカルを直接除去するスカベンジャーとしてメラトニン は公知であった。本発明の効果は、放射線被曝によって生 じるラジカルによって損傷を受けた遺伝子やオルガネラが、 メラトニンの投与によりラジカルスカベンジと異なる作用 によって修復されるという仮説に基づく。 実施例 1. メラトニン投与による哺乳類細胞の修復効果 方法：4GyのX線をマウス線維芽細胞NIH3T3に照射し、照射後にメ ラトニンを添加、cell counting kit-8により生細胞活性を測定し た。 p < 0.01 Relative ratio 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 Xray/Control Xray + 10-4M Mel/Control マウス線維芽細胞NIH3T3において、 X線照射による細胞活性低下が、 照射後のメラトニン添加により有意にレスキューされた（p <0.01）。 実施例 2. インドール骨格を持つ放射線防御物質のスクリーニング 目的：メラトニン以上に放射線防御作用を示す物質を同定する。 方法：4 G y の X 線 を マ ウ ス 線 維 芽 細 胞 N I H 3 T 3 に 照 射 し 、 照 射 後 に 以 下 の 物 質 （ 1 0 -8M ） を 添 加 し 、 c e l l c o u n t i n g k i t - 8 に より生細胞活性を測定した。 スクリーニングに用いた物質 10-8M（Total 60 物質） ①5位に酸素官能基を持つ tryptamine 誘導体（16化合物） ②各種 tryptamine 誘導体（22化合物） ③新規13サンプル ④5-MTP（5-methoxytryptamine） ⑤1-ベンジル-2,4,6-トリブロモメラトニン 実施例 2-1 ５位に酸素官能基を持つtryptamine誘導体 Br Br MeO NHAc Br N H Br Br MeO Br NHAc N Br MeO NHAc Br N Br Br MeO Br NHAc Br N MeO Br NHAc Br N Br Ac N-Acetyl-5-methoxy2,4,6-tribromotryptamine N-Acetyl-1-allyl-5-methoxy2,4,6-tribromotryptamine N-Acetyl-5-methoxy-1-propargyl2,4,6-tribromotryptamine N-Acetyl-1-benzyl-5-methoxy2,4,6-tribromotryptamine N,1-Diacetyl-5-methoxy2,4,7-tribromotryptamine 分子式: C13H13Br3N2O2 分子量: 469 分子式: C16H17Br3N2O2 分子量: 509 分子式: C16H15Br3N2O2 分子量: 507 分子式: C20H19Br3N2O2 分子量: 559 分子式: C15H15Br3N2O3 分子量: 511 Br MeO NHAc Br N H MeO Br Br NHAc N H NHAc Br Br N-Acetyl-5-methoxy2,4,7-tribromotryptamine 分子式: C13H13Br3N2O2 分子量: 469 N-Acetyl-2,6-dibromo5-methoxytryptamine 分子式: C13H14Br2N2O2 分子量: 390 NHAc NMe2 MeO MeO N H Cl NHAc Br Br N-Acetyl-2,7-dibromo5-methoxytryptamine 分子式: C13H14Br2N2O2 分子量: 390 N H O N Me N H N H N-Acetyl-5-methoxytryptamine N,N-Dimethyl-5-hydroxytryptamine N-Phenyl-N'-(5-hydroxy-1-methylindol-3-yl)ethyl-N'-methylurea 分子式: C12H16N2O 分子量: 232 分子式: C12H16N2O 分子量: 204 分子式: C19H21N3O2 分子量: 323 MeO O NHAc Cl Cl N-Acetyl-4,7-dibromo-2,3-dihydro5-methoxy-2-oxotryptamine 分子式: C13H14Br2N2O3 分子量: 406 Me N NHPh HO HO Br MeO N H N-Acetyl-5-methoxy-4,6,7trichlolotryptamine 分子式: C13H13Cl3N2O2 分子量: 335.6 Me N NHPh PhHN O O O N Me N-Phenyl-N'-methyl-N'-[5-(N-phenylcarbamoyl)oxy-1-methylindol-3-yl]ethylurea 分子式: C26H26N4O3 分子量: 442 NHCO2Me HO N CHO 1-Formyl-5-hydroxy-N-methoxycarbonyltryptamine 分子式: C13H14N2O4 分子量: 262 実施例 2-2 各種tryptamine誘導体 Br NHAc OCH2Ph CN NHAc O2N O2N N H N OH 分子式: C12H15N3O 分子量:249 分子式: C17H13BrN2O 分子量: 341 NHAc NHAc AcHN N-Acetyl-5-acetylamino1-methoxytryptamine 分子式: C15H19N3O3 分子量: 289 N-Acetyl-6-acetylamino1-methoxytryptamine 分子式: C15H19N3O3 分子量: 289 Tryptophan 誘導体 CO2Me MeO N H NHAc Et N OMe N H N Br NHAc MeO Br CO2Me NHCO2Me (dl)-5-Chlolo-N-methoxycarbonyltryptophan N-methylamide 分子式: C14H16ClN3O3 分子量: 309.5 CO2Me N Br NHAc (S)-(+)-N-Acetyl-1-hydroxytryptophan methyl ester 分子式: C14H16N2O4 分子量: 276 Br MeO Br CO2Me N NHAc Br MeO CO2Me Br N O Me (S)-(+)-N-Acetyl-5-methoxytryptophan methyl ester 分子式: C15H18N2O4 分子量: 290 (S)-(+)-N-Acetyl-1-allyl5-methoxy-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式: C18H19Br3N2O4 分子量: 567 (S)-(+)-N-Acetyl-5-methoxy1-propargyl-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式: C18H17Br3N2O4 分子量: 565 NHAc N OH Br Br CO2Me 2,3-Dihydro-6-nitroN-trifluoroacetyltryptamine 分子式: C12H12F3N3O3 分子量: 303 CONHMe N OMe N-Acetyl-1-methoxy6-propanoylaminotryptamine 分子式: C16H21N3O3 分子量: 303 Br MeO Br N H N H Tryptophan 誘導体 Cl O N OMe N-Acetyl-1-methoxy-5-nitrotryptamine 分子式: C13H15N3O4 分子量: 277 NHAc AcHN O2N N OMe N-Acetyl-1-hydroxy5-nitrotryptamine 分子式: C12H13N3O4 分子量: 263 N-Acetyl-2,3-dihydro-5-nitrotryptamine CF3 O O2N N H 4-Benzyloxy-5-bromo-indole-3acetonitrile H N NHAc (S)-(+)-N-Acetyl-1-benzyl5-methoxy-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式: C22H21Br3N2O4 分子量: 617 Br NHAc O Me Me (S)-(+)-N-Acetyl-1-t-butoxycarbonyl-5-methoxy-2,4,6tribromotryptophan methyl ester 分子式: C20H23Br3N2O6 分子量: 627 実施例 2-3 新規13サンプル O O 46 NH Br Br Br 47 MeO N H Br N-Cyclopropylcarbonyl-5-methoxy2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C15H15Br3N2O2 分子量: 495 Me Me Me NH MeO Br O Br 48 N Br OMe 1,5-Dimethoxy-N-pivaloyl2,4,6-tribromotryptamine Br 51 分子式: C18H21Br3N2O3 分子量: 553 N H Br 52 5-Methoxy-N-palmitoyl2,4,6-tribromotryptamine MeO Br N Br Ac Br N H MeO Br Br 53 MeO Br 分子式: C16H19Br3N2O2 分子量: 511 分子式: C20H27Br3N2O2 分子量: 567 N Br NHAc Br 54 MeO Br N O Me N-Acetyl-5-methoxy-1-p-toluenesulfonyl-2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C20H19Br3N2O4S 分子量: 623 56 Br N O Br NHAc Br 57 C17H33 MeO Br N Br 55 Br (CH2)6Me N-Acetyl-5-methoxy-1-octanoyl2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C21H27Br3N2O3 分子量: 595 Br CH2Br 58 N-Acetyl-1-(3-bromo)propyl5-methoxy-2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C31H45Br3N2O3 分子量: 733 分子式: C16H18Br4N2O2 分子量: 590 新規化合物 Br N Br [3-(Acetylamino)ethyl-5-methoxy-2,4,6tribromoindol-1-yl]methyloxirane 分子式: C16H17Br3N2O3 分子量: 525 新規化合物 N O Br (CH2)3Cl N-Acetyl-1-(4-chloro)butyryl5-methoxy-2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C17H18Br3ClN2O3 分子量: 573.5 新規化合物 60 59 O NHAc Br MeO NHAc Br MeO N-Acetyl-5-methoxy-1-(Z)-9-octadecenoyl-2,4,6-tribromotryptamine 新規化合物 Br 5-Methoxy-N-nonanoyl2,4,6-tribromotryptamine O2S 分子式: C15H15Br3N2O3 分子量: 511 NHAc Br N H 5-Methoxy-N-pentanoyl2,4,6-tribromotryptamine 新規化合物 MeO (CH2)7Me NH Br 50 MeO NHAc Br N,1-Diacetyl-5-methoxy2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C27H41Br3N2O2 分子量: 665 O 新規化合物 NHAc Br (CH2)3Me NH Br 1-Acetyl-5-methoxy-N-pivaloyl2,4,6-tribromotryptamine 分子式: C17H21Br3N2O3 分子量: 541 NH MeO Br N Br Ac (CH2)14Me Br O 49 MeO 新規化合物 O Me Me Me NH 1-ベンジル -2,4,6-トリブロモ 5-methoxytryptamine メラトニン （5-MTP） 実施例 2-4 インドール骨格を持つ放射線防御物質のスクリーニング Xray+化合物(10-8M)/Xray Relative ratio 2 1.5 1 0.5 0 Relative ratio 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 メラトニン 13 14 15 16 17 18 19 20 1.5 1 0.5 0 実施例 2-5 インドール骨格を持つ放射線防御物質のスクリーニング Xray+化合物(10-8M)/Xray Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 31 実施例 2-6 インドール骨格を持つ放射線防御物質のスクリーニング Xray+化合物(10-8M)/Xray Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 41 42 43 51 52 53 44 45 46 47 48 49 50 Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 54 55 56 57 58 59 5-MTP 60 結論（実施例 2） インドール骨格を持つ放射線防御物質のスクリーニング 結論 ① インドール骨格を持つ誘導体の多くがレスキュー作用 を示した。 ② 5-MTPが最もレスキュー作用が強かった。 インドール骨格がX線照射後のレスキュー作用に 関係している可能性を示唆 今後の計画 ①構造活性相関の検討 ②高活性(5MTPを中心に）の化合物について追試 想定される用途 • 原子力発電所における放射線防御剤 放射線を受けた後にも効果があるため、常 時投与する必要がなく効率的である。また メラトニンは生体内に存在する物質である 為、副作用も少ない。 • 放射線を用いたガン治療時の細胞修復剤 放射線治療の場合は、照射前の投与と照射 後の投与を併用する事でより効果が期待で きる。 実用化に向けた課題 • 受容体の同定 作用機序の解明の為に、受容体の同定が必要である。 • 哺乳類 in vivo での効果確認 個体レベルでの作用を確認し実用化に進む為には、 マウスなどの哺乳類の in vivo の評価が必要である。 • より効果の高い誘導体の開発 5MTPが１つの候補になるが、さらに効果の高い誘 導体や吸収効率の良い誘導体の探索も重要である。 企業への期待 • in vivo での研究開発 in vivo 実験のノウハウのある企業と共同研究 し、放射線防御作用を個体レベルで証明する。 • 新たな誘導体の合成 インドール骨格を持った様々な誘導体の合成が 可能な企業との共同研究を行い、効果的な誘導 体や吸収効率の良い誘導体の開発を行う。 本技術に関する知的財産権 発明の名称 ：インドール化合物及び該化合物を含む 細胞修復剤 出願番号 ：特願2015-025888 出願人 ：金沢大学 発明者 ：鈴木信雄、関口俊男、上西篤志、染井正徳、 田渕圭章、近藤 隆、服部淳彦 お問い合わせ先 有限会社 金沢大学ティ・エル・オー 木下 邦則 TEL: 076-264-6118 FAX: 076-234-4018 E-mail: [email protected]
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