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
メラトニン (Melatonin): 体内で生成されるホルモン 新技術の背景 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 I3T3 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 0.65 p < 0.01 Relative ratio 0.6 0.55 0.5 0.45 Xray/Control Xray + 10-4 M Mel/Control マウス線維芽細胞 I3T3 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 :4Gy の X 線をマウス線維芽細胞 I3T3 に照射し 照射後に以下の物質 (10-8 M) を添加し cell counting kit-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 10-8 M(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 Ac -Acetyl-5-methoxy- -Acetyl-1-allyl-5-methoxy- -Acetyl-5-methoxy-1-propargyl- -Acetyl-1-benzyl-5-methoxy-,1-Diacetyl-5-methoxy- 2,4,7-tribromotryptamine 分子式 : C 13 13 3 2 2 分子量 : 469 分子式 : C 16 17 3 2 2 分子量 : 509 分子式 : C 16 15 3 2 2 分子量 : 507 分子式 : C 20 19 3 2 2 分子量 : 559 分子式 : C 15 15 3 2 3 分子量 : 511 Cl Cl Cl -Acetyl-2,6-dibromo- 5-methoxytryptamine -Acetyl-5-methoxy- 2,4,7-tribromotryptamine -Acetyl-2,7-dibromo- 5-methoxytryptamine -Acetyl-4,7-dibromo-2,3-dihydro- 5-methoxy-2-oxotryptamine -Acetyl-5-methoxy-4,6,7- trichlolotryptamine 分子式 : C 13 13 3 2 2 分子量 : 469 分子式 : C 13 14 2 2 2 分子量 : 390 分子式 : C 13 14 2 2 2 分子量 : 390 分子式 : C 13 14 2 2 3 分子量 : 406 分子式 : C 13 13 Cl 3 2 2 分子量 : 335.6 Me 2 Me Ph Ph Me Ph C 2 Me Me Me C -Acetyl-5-methoxytryptamine 分子式 : C 12 16 2 分子量 : 232,-Dimethyl-5-hydroxytryptamine 分子式 : C 12 16 2 分子量 : 204 -Phenyl-'-(5-hydroxy-1-methylindol-3-yl)ethyl-'-methylurea 分子式 : C 19 21 3 2 分子量 : 323 1-Formyl-5-hydroxy--methoxycarbonyltryptamine -Phenyl-'-methyl-'-[5-(-phenyl- carbamoyl)oxy-1-methylindol-3-yl]- ethylurea 分子式 : C 26 26 4 3 分子量 : 442 分子式 : C 13 14 2 4 分子量 : 262
実施例 2-2 各種 tryptamine 誘導体 C 2 Ph C 2 2 2 CF 3 Me 2 4-Benzyloxy-5-bromo-indole-3- acetonitrile 分子式 : C 17 13 2 分子量 : 341 -Acetyl-2,3-dihydro-5-nitrotryptamine 分子式 : C 12 15 3 分子量 :249 2,3-Dihydro-6-nitro- -trifluoroacetyltryptamine 分子式 : C 12 12 F 3 3 3 分子量 : 303 -Acetyl-1-hydroxy- 5-nitrotryptamine 分子式 : C 12 13 3 4 分子量 : 263 -Acetyl-1-methoxy-5-nitrotryptamine 分子式 : C 13 15 3 4 分子量 : 277 Ac Me Ac Me Et Me Cl Tryptophan 誘導体 CMe C 2 Me C 2 Me -Acetyl-5-acetylamino- 1-methoxytryptamine 分子式 : C 15 19 3 3 分子量 : 289 -Acetyl-6-acetylamino- 1-methoxytryptamine 分子式 : C 15 19 3 3 分子量 : 289 -Acetyl-1-methoxy- 6-propanoylaminotryptamine 分子式 : C 16 21 3 3 分子量 : 303 (dl)-5-chlolo--methoxycarbonyltryptophan -methylamide 分子式 : C 14 16 Cl 3 3 分子量 : 309.5 (S)-(+)--Acetyl-1-hydroxytryptophan methyl ester 分子式 : C 14 16 2 4 分子量 : 276 Tryptophan 誘導体 C 2 Me C 2 Me C 2 Me C 2 Me C 2 Me Me Me Me (S)-(+)--Acetyl-5-methoxytryptophan methyl ester 分子式 : C 15 18 2 4 分子量 : 290 (S)-(+)--Acetyl-1-allyl- 5-methoxy-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式 : C 18 19 3 2 4 分子量 : 567 (S)-(+)--Acetyl-5-methoxy- 1-propargyl-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式 : C 18 17 3 2 4 分子量 : 565 (S)-(+)--Acetyl-1-benzyl- 5-methoxy-2,4,6-tribromotryptophan methyl ester 分子式 : C 22 21 3 2 4 分子量 : 617 (S)-(+)--Acetyl-1-t-butoxy- carbonyl-5-methoxy-2,4,6- tribromotryptophan methyl ester 分子式 : C 20 23 3 2 6 分子量 : 627
実施例 2-3 新規 13 サンプル Me Me Me Me Me Me (C 2 ) 3 Me 46 47 48 49 50 Me Ac (C 2 ) 7 Me -Cyclopropylcarbonyl-5-methoxy- 分子式 : C 15 15 3 2 2 分子量 : 495 5-Methoxy--palmitoyl- 分子式 : C 27 41 3 2 2 分子量 : 665 1,5-Dimethoxy--pivaloyl- 分子式 : C 17 21 3 2 3 分子量 : 541 Me -Acetyl-5-methoxy-1-p-toluenesulfonyl- 分子式 : C 20 19 3 2 4 S 分子量 : 623,1-Diacetyl-5-methoxy- 分子式 : C 15 15 3 2 3 分子量 : 511 1-Acetyl-5-methoxy--pivaloyl- 分子式 : C 18 21 3 2 3 分子量 : 553 5-Methoxy--pentanoyl- 分子式 : C 16 19 3 2 2 分子量 : 511 (C 2 ) 14 Me 51 52 53 54 Ac 55 2 S (C 2 ) 6 Me 56 57 58 C 2 C 17 33 分子式 : C 31 45 3 2 3 分子量 : 733 新規化合物 -Acetyl-1-(3-bromo)propyl- 5-methoxy- 分子式 : C 16 18 4 2 2 分子量 : 590 新規化合物 分子式 : C 16 17 3 2 3 分子量 : 525 新規化合物新規化合物新規化合物 -Acetyl-5-methoxy-1-octanoyl- 59 -Acetyl-5-methoxy-1-(Z)-9-octadecenoyl- [3-(Acetylamino)ethyl-5-methoxy-2,4,6- tribromoindol-1-yl]methyloxirane 分子式 : C 21 27 3 2 3 分子量 : 595 新規化合物 5-Methoxy--nonanoyl- 分子式 : C 20 27 3 2 2 分子量 : 567 5-methoxytryptamine (5-MTP) (C 2 ) 3 Cl -Acetyl-1-(4-chloro)butyryl- 5-methoxy- 分子式 : C 17 18 3 Cl 2 3 分子量 : 573.5 新規化合物 60 1-ベンジル -2,4,6-トリブロモメラトニン
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 2 Xray+ 化合物 (10-8 M)/Xray Relative ratio 1.5 1 0.5 0 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Relative ratio 1.5 1 0.5 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 メラトニン
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 Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 Xray+ 化合物 (10-8 M)/Xray 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
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 2.5 Xray+ 化合物 (10-8 M)/Xray Relative ratio 2 1.5 1 0.5 0 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Relative ratio 2.5 2 1.5 1 0.5 0 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 5-MTP
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: info@kutlo.co.jp