１，５－Ｄ－アンヒドロフルクトースを含むアポトーシス関連スペック様カード蛋白質の機能阻害薬

• 特願2013-156629 (2013.7.29) JP
• 特願2013-156633 (2013.7.29) JP

• 丸山 征郎
• 野間 聖

• 国立大学法人鹿児島大学

１，５－Ｄ－アンヒドロフルクトース（以下、１，５－ＡＦという）は、ある種の子嚢菌や紅藻由来の酵素であるα－１，４－グルカンリアーゼを澱粉あるいは澱粉分解物に作用させることで生産することができる。１，５－ＡＦは、その分子間内に二重結合を有しており、他の単糖類と比較して反応性に富む糖である。

１，５－ＡＦは食品に安全に添加される抗酸化剤等としての用途が開示されている（特許文献１及び２参照）。また、この単糖は抗生物質ピロンミクロテシンの前駆体でもある（特許文献３参照）。

また１，５－ＡＦは、最近では、抗う蝕作用、血小板凝集抑制作用、グリコーゲン分解酵素阻害、アディポネクチンの産生増強、抗腫瘍作用等についても報告されており（特許文献４－１１参照）、１，５－ＡＦは健康食品あるいは医薬品等の様々な分野でもその多機能性を利用した展開が期待される糖質である。

「炎症（inflammation）」はヒトの感染症や外傷の基盤をなす病態であるため、臨床医学のみならず、基礎医学、生物学の分野においても重要な分野である。この炎症は症候－病理形態学的特徴から、「紅腫熱疼」として把握されてきた。すなわち炎症巣は、熱を帯びて紅く腫れ、かつ痛むという特徴を有しており、この病態像は長らく中核をなすコンセプトであり、いわば「古典的炎症像」とでも言うべき概念である。しかしこの十数年の研究でサイトカインと称される細胞間のメディエーター類、そしてそれらの受容体が発見され、一挙に炎症の研究は細胞間のネットワークと細胞内のシグナル、遺伝子発現の解明の研究へとシフトしていった。その輝かしい成果で、ブルース・ボイトラー、ジュール・ホフマン、ラルフ・スタインマン各博士らが２０１１年にノーベル賞に輝いたことからも窺い知ることができるように、まさにこの分野は現在オンゴーイングの領域であるといえる。この３氏の研究により、炎症が免疫と密接にリンクしていること、そして細胞－受容体とその下流のシグナルにより、免疫は自然免疫と獲得免疫に２大分類されること等の概念が確立された。これは古典的炎症像を塗り替える、いわば「近代的炎症像」とも言うべき炎症像である。これらの進歩は治療医学に関してもサイトカイン介入療法（抗サイトカイン、又はその受容体のブロッカー、又は抗体）へと発展していった。このうち抗体を用いる療法は「生物学的製剤」と言われ、慢性関節リウマチ等の疾患の治療においては進歩を遂げている。しかしこの生物学的製剤は全ての炎症に対して奏功するわけではなく一部の疾患に限られている。さらに、生物学的製剤が奏功する場合であっても、副作用及びコスト等の多くの問題があることが判明しつつある。

一方、上述のサイトカイン類とその受容体からのシグナルは肥満や糖尿病、動脈硬化、高血圧、さらには加齢等によっても微量ではあるが慢性持続的に作動していることが判明し、「自然炎症」なる概念が登場してきつつある（図１）。このような概念の進化の背景には、ＰＡＭＰｓ（Ｐａｔｈｏｇｅｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐａｔｔｅｒｎｓ：病原微生物由来の分子、あるいはその断片)、ＤＡＭＰｓ(Ｄａｍａｇｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐａｔｔｅｒｎｓ：障害を受けた、あるいは病態下で生成された自己の細胞や蛋白、あるいは組織由来の分子等)を認識するＰＲＲｓ（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ）が発見・同定されたこと、そしてそれからのシグナル伝達とそれによって活性化される細胞内マシナリー；ＮＦ-κＢとインフラマソーム（ｉｎｆｌａｍｍａｓｏｍｅ）が明らかになってきたことが挙げられる（図２）。

ここに至り、炎症の研究は一挙に細胞内シグナル伝達と細胞内マシナリー、特にインフラマソームの活性化と、その下流に移ってきつつある。従って今後、炎症とその治療の研究は、一斉に細胞内にシフトすることが予想され、事実その兆しは見えつつある。

上記細胞内炎症発現のプロセスは図２、３－１に示すように、数千個にも上ると考えられ始めたＰＡＭＰｓ、ＤＡＭＰｓが生体内の細胞にあまねく発現している細胞表面、あるいは細胞内のＰＲＲｓによって認識されてシグナルは細胞内に伝達され、一つはＮＦ-κＢへ、あと一つはインフラマソームに収束することが判明してきた。すなわち「情報の収束」である。そして最終的にはＮＦ-κＢとインフラマソームからの情報はさらにプロカスパーゼ１（ｐｒｏｃａｓｐａｓｅ １）のカスパーゼ１への活性化という一点に集中される。すなわち細胞内で炎症発現のためのシグナルのカスケード（瀑状型）反応を構築していると言い得る。

カスパーゼ１の生成により、ｐｒｏ－ＩＬ－１８、ｐｒｏ－ＩＬ－１βの成熟化とＩＬ－１８、ＩＬ－１βの細胞外への放出、それによる免疫細胞（Ｔ細胞、Ｂ細胞、樹状細胞、好中球等）の「呼び寄せ（ｃｈｅｍｏｔａｘｉｓ)」が開始され、当該部位に炎症巣が形成されることになる。この点で重要な点は先ず、ＮＦ－κＢの活性化で、ｐｒｏ－ＩＬ－１βとｐｒｏ－ＩＬ－１８（いずれも前駆体）が細胞内に産生・蓄積され、次に活性化インフラマソームがプロカスパーゼ１をカスパーゼ１に活性化してはじめて、活性を持ったカスパーゼがそれぞれ、ｐｒｏ－ＩＬ－１８とｐｒｏ－ＩＬ－βを、成熟型の活性化ＩＬ－１８，ＩＬ－１βに活性化して、細胞外に放出するということである（図３－１）。

インフラマソームは、図３－２に示すような７量体を形成することによりカスパーゼ１を活性化すると考えられている。具体的には、ＣＡＲＤには重合する性質があり、そのためカスパーゼ１（ＣＡＲＤ・ｐ２０／ｐ１６）とＡＳＣ（ＰＹＤ・ＣＡＲＤ）とがＣＡＲＤを介して結合し、これにＮＬＲ（ＰＹＤ／ＮＡＣＨＴ）がＰＹＤを介して結合して７量体を形成する。

このＡＳＣは、本来、サイトゾルに存在し、トリトンＸ－１００（フェニルポリエチレングリコール型のノンイオン界面活性剤）を含む緩衝液に可溶な蛋白質であるが、レチノイン酸や抗癌剤等のアポトーシス誘発剤によって誘発されるアポトーシスに伴い、トリトンＸ－１００を含む緩衝液に不溶化し、凝集を起こす。ＡＳＣがアポトーシスに伴ってトリトンＸ－１００を含む緩衝液に対して溶性から不溶性に変化する原因は、コンフォメーションの変化によるものと考えられる。また、ＡＳＣは、自らアポトーシスを誘発する作用はないが、他の因子によって誘発されるアポトーシスを促進する作用を有する（特許文献１２参照）。

ＮＦ-κＢとインフラマソームは上皮系細胞、神経細胞等、免疫細胞以外の細胞や、免疫担当細胞、すなわちリンパ球細胞（ｌｙｍｐｈｏｉｄ ｃｅｌｌｓ）がレジデントしていない組織や臓器の細胞群にもあまねく発現しているが、これらの非骨髄（ｎｏｎ-ｍｙｅｌｏｉｄ）系細胞も当然、生体内外からの侵襲に会うので、生体防御的応答が要求される。この際に、ｎｏｎ-ｍｙｅｌｏｉｄ組織はＰＡＭＰｓやＤＡＭＰｓの情報をキャッチして、免疫細胞の遊走因子であるＩＬ－１８、ＩＬ－１βを産生・放出して、ｍｙｅｌｏｉｄ系細胞を集簇させることで、その部位に免疫反応を遂行しうる生体防御のためのリンパ球等から成るいわば擬似リンパ節を構築するものと考えられる。

非特許文献１及び２には以下の事項が記載されている。自然免疫や獲得免疫に関る細胞群（マクロファージや樹状細胞等）は細胞表面にＴｏｌｌ－ｌｉｋｅレセプター（ＴＬＲｓ）を発現しており、これらの受容体にＤＡＭＰｓやＰＡＭＰｓが結合すると、これらの細胞は活性化され、種々のシグナルが伝達されるが、これらは合流し、１つはインフラマソームと称される蛋白複合体に収束する。この複合体はＮｏｄ－ｌｉｋｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒ（ＮＬＲ）、Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｓｐｅｃｋ－ｌｉｋｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａ ｃａｓｐａｓｅ ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ ｄｏｍａｉｎ（ＡＳＣ）、プロカスパーゼ１から構成される。ＮＬＲにＴＲＬｓ同様、ＤＡＭＰｓやＰＡＭＰｓが結合することにより、インフラマソームが活性化される。

炎症性サイトカインであるＩＬ－１βの分泌には少なくとも２つのステップが必要である。１つはＴＬＲｓからの刺激（シグナル１）で、これによりｐｒｏ－ＩＬ－１β（ＩＬ－１βの前駆体）が細胞質内で作られる。次に、インフラマソームの活性化（シグナル２）からのシグナルでプロカスパーゼ１がカスパーゼ１に活性化され、これによりカスパーゼ１がｐｒｏ－ＩＬ－１βを切断し、活性化ＩＬ－１βが細胞外に分泌され、感染局所への免疫担当症細胞の遊走等、さまざまな免疫応答に関与する。また、ＩＬ－１８も同様のメカニズムで分泌される（非特許文献１及び２参照）。ここで最近の知見で重要な点はカスパーゼの活性化は、ＩＬ－１βとＩＬ－１８の生成と細胞外放出を惹起するのみでなく、細胞ＤＮＡの断片化、ｐｙｒｏｐｔｏｓｉｓと呼ばれる細胞の膨化と細胞死（炎症性ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｃｅｌｌ ｄｅａｔｈ）を引き起こすということである（図４）。

クライオピリン関連周期熱症候群（ｃｒｙｏｐｙｒｉｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｙｎｄｒｏｍｅ： ＣＡＰＳ）は、インフラマソームの主要成分であるＮＬＲＰ３遺伝子に変異が生じ、インフラマソームが活性化した状態が続き、ＩＬ－１βの過剰産生が起こる。同様に家族性地中海熱、Ｐｙｏｇｅｎｉｃ ａｒｔｈｒｉｔｉｓｗｉｔｈ ｐｙｏｄｅｒｍａ ｇａｎｇｒｅｎｏｓｕｍ ａｎｄ ａｃｎｅ（ＰＡＰＡ）症候群、Ｍａｊｅｅｄ症候群、高ＩｇＤ症候群、反復性胞状奇胎、ＤＩＲＡにおいてもインフラマソームが活性化した状態が続き、ＩＬ－１βの過剰産生が起こることが知られている（非特許文献１及び２参照）。これらの疾患に対してＩＬ－１βの阻害薬であるアナキンラ、リロナセプト、カナキヌマブが臨床で使用されているが、すべての患者に対して効果があるわけではない（非特許文献３参照）。その上、これらのＩＬ－１βの阻害薬アナキンラ、リロナセプト、カナキヌマブは、当然のことながらＩＬ－１８を阻害し得ない。

上記した疾患は、遺伝子性のものであるが、内因性の因子であるＤＡＭＰｓや外来性ＰＡＭＰｓによるインフラマソームの活性化を経てプロカスパーゼ１活性化が関係する病気として痛風、アルツハイマー病、２型糖尿病、そしてこれらの病態における急性増悪や急性転化が知られており（非特許文献２）、これらの病気も現状の治療法ではコントロールが効かないことが知られている。

このように、インフラマソームからカスパーゼ１の生成が炎症の発現に決定的に重要であることが判明してきたので、現在、インフラマソーム阻害剤やカスパーゼ阻害剤は世界中でいっせいに研究開始されている。そして、確実に症状を抑制でき、かつ、安全で長期に使用し得る薬剤の開発が目指されている。一方ＡＳＣが自然免疫系の活性化、癌の抑制、自然炎症疾患の抑制等に寄与する蛋白質であることも明らかになってきている。

本発明は、１，５－Ｄ－アンヒドロフルクトースを有効成分として含有する、アポトーシス関連スペック様カード蛋白質（ＡＳＣ）の機能阻害薬及びＡＳＣが関与する疾患又は症状の治療薬に関する。本発明はまた、１，５－Ｄ－アンヒドロフルクトースを有効成分として含有する、インフラマソーム経路阻害薬及びインフラマソーム経路が関与する疾患又は症状の治療薬に関する。

• A61K  31/7004    炭素，水素，酸素原子のみを持つ単糖
• A61P  43/00      グループＡ６１Ｐ１／００～Ａ６１Ｐ４１／００に展開されていない特殊な目的の医薬
• A61P  29/00      非中枢性鎮痛剤，解熱剤，抗炎症剤，例．抗リューマチ剤；非ステロイド系抗炎症薬
• A61P  25/28      中枢神経変性疾患治療剤，例．脳機能改善剤，認識増強剤，アルツハイマー病その他の痴呆症の治療剤
• A61P  37/00      免疫またはアレルギー疾患の治療薬
• A61P  15/00      生殖，性関連疾患の治療薬；避妊薬
• A61P  31/04      抗菌剤
• A61P  11/00      呼吸系疾患の治療薬

• 4C086AA01 医薬用途発明（クレーム中記載）
• 4C086AA02 医薬用途，薬理機作試験実施データあり
• 4C086EA01 単糖類，二糖，オリゴ糖（糖類基～６個）
• 4C086MA01 クレームに記載の配合成分が１成分のもの
• 4C086MA04 クレーム中記載成分が薬効成分のみ
• 4C086NA14 新薬効の発現
• 4C086ZA16 アルツハイマー病治療剤
• 4C086ZA59 呼吸器官用薬
• 4C086ZA96 骨格系用薬
• 4C086ZB11 炎症用薬
• 4C086ZB15 リウマチ用薬
• 4C086ZB21 組織細胞の機能に作用する医薬
• 4C086ZB35 抗菌剤
• 4C086ZC20 酵素阻害剤
• 4C086ZC41 機作で特定された医薬