早稲田大学大学院理工学研究科博士論文概要論文題目新規スクアレン合成酵素阻害剤の合成研究 Synthetic Studies on Novel Inhibitors of Squalene Synthase 申氏請者石原司 Tsukasa Ishihara 名専攻・研究指導 (課程内のみ) 2003年 11月近年の外科的療法や薬物療法の進歩にも拘わらず、日本を含めた主要先進諸国において冠動脈疾患は死因の上位を占めている。冠動脈疾患の発症率と血漿低比重リポ蛋白（ＬＤＬ）コレステロール値との間には正の相関関係があることが多くの疫学的調査より報告され、血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロールの高値は冠動脈疾患の危険因子であることが明らかとなった。近年、高コレステロール血症に対する治療薬として第一選択薬とされているＨＭＧ − ＣｏＡ還元酵素阻害剤の投与により冠動脈疾患の発症率が低下した臨床成績が得られ、コレステロール低下薬の有効性は広く認知されることとなった。しかしながらＨＭＧ−ＣｏＡ還元酵素阻害剤は、冠動脈疾患の独立した他の危険因子と提唱されている高トリグリセリド（ＴＧ）血症に対しては低下効果が乏しく、増加する一途の冠動脈疾患に対する治療剤として血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロール値のみならず血漿ＴＧ値をも低下させる新規脂質低下剤が切望されている。スクアレン合成酵素（ＳＱＳ）はコレステロール生合成経路の下流を司る律速酵素であり、コレステロールと非コレステロール産物の生成を区別する分岐点に位置することから、その阻害剤は生体必須物質である各種イソプレノイドの生成を阻害しないコレステロール低下薬となりうることが期待されている。加えてＳＱＳ阻害剤は、動物モデルにおいて血漿ＴＧ値の低下作用をも示すことが報告され、高ＬＤＬコレステロール血症や高ＴＧ血症、あるいはその双方が高値である混合型高脂血症に対する治療薬として、更には冠動脈疾患に対する効果的な薬剤として期待されている。経口投与で有効な新規脂質低下剤の創製を目標として、著者は、優れた血漿脂質低下作用を示しうるＳＱＳ阻害剤を創薬標的として注目し、研究を開始した。著者は英国ゼネカ社の研究者によりＳＱＳ阻害剤として報告された３ −（４’ − フルオロビフェニル −４ −イル）キヌクリジン −３ −オール（１）を基本骨格とした構造修飾研究を実施した。合成した化合物は、ヒトの血漿脂質組成に類似していることから高脂血症治療薬の前臨床試験に汎用されるハムスターを被験動物として用い、ＳＱＳ阻害活性と経口投与（５０ｍｇ／ｋｇ／ｄａｙ、５日間）後における血漿ｎｏｎ−ＨＤＬコレステロール低下作用を評価した。著者は、化合物１を基にした構造修飾の過程よりビフェニリル基とジベンゾチオフェン− ２− イル基が生物学的等価体として機能することを発見し、更に種々の三環性基を検討した結果、脂溶性の高い三環性基の導入により強力なＳＱＳ阻害活性が発現することを見出した。また、キヌクリジン核と三環性基との間の連結鎖を検討し、分子の立体構造を好適に規制しうる連結鎖、あるいは三原子から構成される連結鎖の導入によりＳＱＳ阻害作用が向上することを見出した。本知見を基に不斉中心を有さない化合物を志向して構造修飾を継続し、強力なＳＱＳ阻害活性を示す（Ｚ）− ３− ［２ −（９Ｈ −フルオレン −２ −イルオキシ）エチリデン］キヌクリジン（３１）を見出した。化合物３１は経口投与において化合物１と同等の血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロール低下作用を示した（第一章）。化合物３１に代表される（Ｚ）− ３− （２ −アリールオキシエチリデン）キヌクリジン誘導体の合成には、その中間体として［メチル（Ｚ） −３ −キヌクリジニリデンアセタート］ −Ｎ −ボラン（２７）が重要である。しかし、その立体選択的合成法は報告されていない。そこで著者は、化合物２７の立体選択的合成法の開発を行った。ＭＭ３分子軌道計算に基づきメチル３ −キヌクリジニリデンアセタート誘導体の熱力学的安定性に着目し検討した結果、化合物２７の立体異性体である［メチル（Ｅ） −３ −キヌクリジニリデンアセタート］ − Ｎ−ボラン（２８）が塩基性条件下所望の化合物２７へと異性化することを見出した。本異性化反応をＨｏｎｅｒ−Ｗａｄｓｗｏｒｔｈ−Ｅｍｍｏｎｓ反応と連続して実施し、３ −キヌクリジノンを原料として立体選択的に化合物２７を合成する手法を確立した（以上、第二章）。更に著者は、（Ｚ） −３ −（２− アリールオキシエチリデン）キヌクリジンを基本骨格とし、経口投与における血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロール低下作用の更なる増強を目標とし構造最適化研究を継続した。著者は三環性基に注目して構造変換を実施し、経口投与において化合物１を凌駕する血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロール低下作用を示す（Ｚ） −２ −［２− （キヌクリジン− ３− イリデン）エトキシ］ −９Ｈ− カルバゾール（４１）を見出した。この探索の過程において分子量の減少及び分子全体の部分極性面積の増大に伴い、経口投与における血漿ｎｏｎ − ＨＤＬコレステロール低下作用が増強する現象を発見した。本知見を踏まえた更なる構造修飾により、化合物４１をも上回る優れた経口活性を示すＮ−（２− アミノエチル）− ９Ｈ −カルバゾール体５９を見出した。本研究のリード化合物とした化合物１及び化合物５９は、ラットへの経口投与においてアミノ基転移酵素活性（ＧＯＴ，ＧＰＴ）を上昇させる傾向が観測されたことから肝機能障害を誘発することが示唆された。一方、９Ｈ −カルバゾール体４１はアミノ基転移酵素活性の変動は確認されず、化合物１及び化合物４１による肝機能障害の発現はＳＱＳ阻害に基づく作用ではないことが強く示唆された。著者は、良好な経口活性を有し、かつ肝機能障害を惹起しない９位無置換の９Ｈ − カルバゾール誘導体に注目し更なる構造修飾を行った結果、エチリデン鎖へフルオロ基を導入した（Ｅ） −２ −［２− フルオロ −２ −（キヌクリジン −３ −イリデン）エトキシ］− ９Ｈ −カルバゾール（６２）が強力なＳＱＳ阻害活性を示し、かつ、経口投与において化合物５９に匹敵する優れた血漿ｎｏｎ−ＨＤＬコレステロール低下作用を示すことを見出した。化合物６２は化合物４１同様、アミノ基転移酵素活性を上昇させず、肝機能障害を回避しうる化合物であることが示唆された。また、化合物４１及び６２はヒトＳＱＳに対しても強力な阻害作用を示した（各々ＩＣ５０＝１６０ｎＭ，７９ｎＭ）（以上、第三章）。化合物４１（ＹＭ − ５３５７９）及び化合物６２（ＹＭ −５３６０１）を選択し、ＨＭＧ − ＣｏＡ還元酵素阻害剤であるＰｒａｖａｓｔａｔｉｎを対照薬とした更なる薬理学的評価を行った。評価にはＨＭＧ − ＣｏＡ還元酵素阻害剤が唯一反応する齧歯類であるモルモットを被験動物として用いた。評価の結果、ＹＭ − ５３５７９及びＹＭ −５３６０１には、経口投与において血漿ｎｏｎ−ＨＤＬコレステロール値を低下させる傾向が認められた。ＳＱＳ阻害剤は動物モデルにおいて血漿ＴＧ値の低下作用を示すことが報告されているが、キヌクリジン型ＳＱＳ阻害剤ＹＭ − ５３５７９及びＹＭ −５３６０１においても同様に血漿ＴＧ値を低下させる傾向があることも確認された。加えて、ＹＭ − ５３５７９及びＹＭ − ５３６０１には、血漿ＨＤＬコレステロール値を上昇させる傾向が見出された。血漿ＴＧ値の低下作用と血漿ＨＤＬコレステロール値の上昇作用は、Ｐｒａｖａｓｔａｔｉｎには認められなかった現象であった。血漿ＨＤＬコレステロールの高値は冠動脈疾患の発症率を低減させることが報告されていることから、ＹＭ − ５３５７９及びＹＭ− ５３６０１は高ｎｏｎ−ＨＤＬコレステロール血症及び高ＴＧ血症の治療薬として、加えて、冠動脈疾患の治療あるいは予防薬として好適な脂質変動作用を示しうることが示唆された。ＹＭ −５３５７９及びＹＭ− ５３６０１に関し経口投与後の薬動力学的評価を実施した結果、ＹＭ − ５３６０１が優れた経口吸収性を示すことが見出された。また著者は、ＹＭ − ５３６０１とヒトＳＱＳとの結合モデルを構築し、ＳＱＳ阻害活性の発現に関する考察を行った。本研究における構造修飾研究より得られた構造活性相関は、上記ＹＭ − ５３６０１／ＳＱＳ結合モデルの妥当性を支持するものと考えられた（以上、第四章）。以上著者は、新規な脂質低下剤の創製を志向しＳＱＳ阻害剤の研究を行った結果、肝機能への影響を回避しつつ経口投与において優れた血漿ｎｏｎ−ＨＤＬコレステロール低下作用及び血漿ＴＧ低下作用を示すＹＭ − ５３５７９及びＹＭ − ５３６０１を創製した。ＹＭ − ５３５７９及びＹＭ− ５３６０１は加えて血漿ＨＤＬコレステロール値を上昇させるという興味深い薬理学的性質を示した。著者は、これらの脂質変動作用をもたらすＹＭ − ５３５７９及びＹＭ −５３６０１が高脂血症及び冠動脈疾患に対する治療薬あるいは予防薬として臨床応用されることを期待する。 F X O N N O N OH 1 31 41; X = H 62; X = F H N