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[18F]Fまたは蛍光色素で標識されたPEG化生物活性物質の製造方法、ならびにその体内動態解析

国内特許コード P170013892
整理番号 (S2013-0771-N0)
掲載日 2017年3月21日
出願番号 特願2015-508736
出願日 平成26年3月27日(2014.3.27)
国際出願番号 JP2014059034
国際公開番号 WO2014157584
国際出願日 平成26年3月27日(2014.3.27)
国際公開日 平成26年10月2日(2014.10.2)
優先権データ
  • 特願2013-070277 (2013.3.28) JP
発明者
  • 赤井 周司
  • 奥 直人
出願人
  • 静岡県公立大学法人
発明の名称 [18F]Fまたは蛍光色素で標識されたPEG化生物活性物質の製造方法、ならびにその体内動態解析
発明の概要 非侵襲的に高感度・リアルタイムで薬物の時空間的な体内動態の定量化を可能とする新規な技術手段を提供する。
次式(I-a)および(I-b):
【化19】



(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、Rb1~Rb10は水素原子等、Rc1は水素原子等を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1は2価のC1~C12炭化水素基等、Rd2は2価のC1~C6炭化水素基等、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基、Zは蛍光色素を含む1価の基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表わされる[18F]F標識または蛍光標識PEG化生物活性物質。
従来技術、競合技術の概要


タンパク質性医薬品に長鎖ポリエチレングリコール(PEG, 分子量5,000~40,000程度)を結合すると薬効の持続、副作用の軽減などが期待できるため、PEG化は創薬研究で活発に利用されている。すでに、PEG化インターフェロンα(C型肝炎治療薬)やPEG化エリスロポエチン(腎性貧血治療薬)などが市販され、また、低分子の医薬品候補化合物のPEG化研究も盛んに行われている。



一方、2008年に厚労省から「マイクロドーズ臨床試験」の実施ガイダンスが発表された。これは、医薬品開発の効率化と安全性向上を目指すために、臨床開発の初期段階で、ヒトにおいて薬理作用を発現すると推定される投与量の1/100を超えない用量または100μgのいずれか少ない用量の被験物質を、健康な被験者に単回投与することにより、その薬物動態に関する情報を得る試験である。そのために、非侵襲的に高感度・リアルタイムで薬物の時空間的な体内動態を定量化する技術が必要となる。



このような時代の要請に応えるべく、本発明者らは数年前より[18F]Fで標識した新規なPEG化合物を創製し、体内動態解析への応用研究を行ってきた。すなわち、[18F]Fで標識した新規なPEG含有低分子化合物(分子量360)を創製した。これによってリポソームをラベル化し、ラットにおける体内動態をポジトロン断層法(PET)によって可視化/定量化する新技術を開発した(特許文献1、非特許文献1)。



また[18F]Fで標識した長鎖PEG(分子量2,000と10,000)を合成した。この長鎖PEGを用い、ラットにおけるPEG自身の体内動態を、PETを用いて可視化/定量化することに成功した(非特許文献2)。

産業上の利用分野


本発明は、PEG化生物活性物質の体内動態の解析等のために、生物活性物質をPEG化する技術と[18F]Fや蛍光色素によって標識する技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
次式(I-a):
【化1】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1は水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。Ra1は-N3-の3つの窒素原子のうち両端のいずれか一方の窒素原子に結合している。)で表わされる、[18F]Fで標識されたPEG化生物活性物質。

【請求項2】
請求項1に記載のPEG化生物活性物質を製造する方法であって、次式(II-a):
【化2】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表わされる[18F]フルオロPEG化合物と、次式(III):
【化3】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1は水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はC1~C12炭化水素基または2価のC1~C12アミド基またはカルバミン酸エステル基含有炭化水素基、Rd2は2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物とを、生理的条件下(水溶液中、室温、かつ銅触媒の不存在下)に反応させ、前記式(I-a)で表わされるPEG化生物活性物質を合成することを特徴とする、[18F]Fで標識されたPEG化生物活性物質の製造方法。

【請求項3】
次式(I-b):
【化4】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1は水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基、Zは蛍光色素を含む1価の基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。Ra1は-N3-の3つの窒素原子のうち両端のいずれか一方の窒素原子に結合している。)で表わされる、蛍光標識されたPEG化生物活性物質。

【請求項4】
請求項3に記載のPEG化生物活性物質を製造する方法であって、次式(II-b):
【化5】


(式中、Zは蛍光色素を含む1価の基、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表わされる蛍光色素含有PEG化合物と、次式(III):
【化6】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1は水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物とを、生理的条件下(水溶液中、室温、かつ銅触媒の不存在下)に反応させ、前記式(I-b)で表わされるPEG化生物活性物質を合成することを特徴とする、蛍光標識されたPEG化生物活性物質の製造方法。

【請求項5】
次式(II-a’):
【化7】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表されるデオキシフルオロPEG化合物。

【請求項6】
式(II-a’)のFが、18Fである請求項5に記載のデオキシフルオロPEG化合物。

【請求項7】
次式(II-b):
【化8】


(式中、Zは蛍光色素を含む1価の基、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表される蛍光色素含有PEG化合物。

【請求項8】
次式(II-c):
【化9】


(式中、Rh1はハロゲン原子で置換されていてもよい1価のC1~C12炭化水素基、またはヘテロ原子もしくはハロゲン原子を含んでいてもよいC1~C4有機基で置換されていてもよいフェニル基、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表されるスルホニル化PEG化合物。

【請求項9】
請求項8に記載のスルホニル化PEG化合物の製造方法であって、次式(II-c-1):
【化10】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表わされる化合物と、ジアゾ転送試薬のスルホニルアジド化合物とを溶媒中で反応させて次式(II-c-2):
【化11】


(式中、Ra1およびnは前記と同義である。)を合成し、次いで得られた式(II-c-2)で表わされる化合物と、スルホニル化試薬とを溶媒中で反応させて前記式(II-c)で表わされるスルホニル化PEG化合物を合成することを特徴とするスルホニル化PEG化合物の製造方法。

【請求項10】
請求項6に記載のデオキシフルオロPEG化合物の製造方法であって、次式(II-c):
【化12】


(式中、Rh1はハロゲン原子で置換されていてもよい1価のC1~C12炭化水素基、またはヘテロ原子もしくはハロゲン原子を含んでいてもよいC1~C4有機基で置換されていてもよいフェニル基、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表されるスルホニル化PEG化合物と、[18F]標識フッ素化試薬とを溶媒中で反応させて、[18F]で標識された前記式(II-a’)で表わされるデオキシフルオロPEG化合物を合成することを特徴とするデオキシフルオロPEG化合物の製造方法。

【請求項11】
請求項7に記載の蛍光色素含有PEG化合物の製造方法であって、次式(II-b-1):
【化13】


(式中、Ra1は2価のC1~C6炭化水素基、nは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)で表される化合物と、この式(II-b-1)で表される化合物のアミノ基と反応する官能基を有する蛍光色素とを反応させて、前記式(II-b)で表される蛍光色素含有PEG化合物を合成することを特徴とする蛍光色素含有PEG化合物の製造方法。

【請求項12】
次式(III):
【化14】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1は水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、Yは生物活性物質を含む1価の基を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物。

【請求項13】
次式(III-1):
【化15】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1、Rc2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物。

【請求項14】
請求項13に記載の環状アセチレン化合物の製造方法であって、次式(III-1-1):
【化16】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Re1は2価のC1~C5炭化水素基を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物と、次式(III-1-2):
【化17】


(式中、Rc1、Rc2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc3はC1~C8炭化水素基または-Rd3(OCH2CH2)mRd4-(Rd3は2価のC1~C8炭化水素基またはOCH2CH2、Rd4はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)、ORc4は前記(III-1)で表される蛍光色素含有PEG化合物のアミノ基との反応により脱離する脱離基を示す。)で表わされるマレイミド化合物とを反応させて、前記式(III-1)で表される蛍光色素含有PEG化合物を合成することを特徴とする環状アセチレン化合物の製造方法。

【請求項15】
請求項12に記載の環状アセチレン化合物の製造方法であって、次式(III-1):
【化18】


(式中、Rb1~Rb10はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Rc1、Rc2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、Xは2価のC1~C12炭化水素基または-Rd1(OCH2CH2)mRd2-(Rd1はアミド基または(OCH2CH2)mの酸素原子と共に構成されてもよいカルバミン酸エステル基を有していてもよい2価のC1~C12炭化水素基、Rd2はアミド基を有していてもよい2価のC1~C6炭化水素基、mは分子量換算で1kDa~40kDaの範囲内の整数を示す。)を示す。)で表わされる環状アセチレン化合物と、この式(III-1)で表される環状アセチレン化合物のマレイミド基と反応する官能基を有する生物活性物質とを反応させて、前記式(III)で表される環状アセチレン化合物を合成することを特徴とする環状アセチレン化合物の製造方法。

【請求項16】
請求項1に記載の[18F]Fで標識されたPEG化生物活性物質の体内動態をポジトロン断層法(PET)によってリアルタイムに非侵襲的かつ定量的に解析する方法。

【請求項17】
請求項3に記載の蛍光標識されたPEG化生物活性物質の体内動態を蛍光検出法によってリアルタイムに非侵襲的かつ定量的に解析する方法。
国際特許分類(IPC)
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