JP2011506470A - 細胞環境及びイオンチャンネルの処置のための水性緩衝溶液組成物及びこれを使用する方法 - Google Patents
細胞環境及びイオンチャンネルの処置のための水性緩衝溶液組成物及びこれを使用する方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、炎症、プロテイナーゼ、活性酸素種及びフリーラジカルに作用する方法として特定の細胞膜イオンチャンネルにも作用しつつ、細胞環境のｐＨを緩衝し、正常化するための動物組織の局所的又は内部的処置のための組成物に関する。
Description
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００７年１２月１１日に出願された米国仮出願番号第６１／００７，２２８号の利益を主張する。
本出願は、２００７年１２月１１日に出願された米国仮出願番号第６１／００７，２２８号の利益を主張する。
本発明は、炎症、プロテイナーゼ（蛋白質分解酵素）、活性酸素種及びフリーラジカルに作用する方法として特定の細胞膜イオンチャンネルにも作用しつつ、細胞環境のｐＨを緩衝し、正常化するための動物組織の局所的又は内部的処置のための組成物に関する。
多くの病的状態又は医療行為が細胞環境のｐＨバランスに変化を生じさせる。これが今度は、細胞に、炎症性サイトカイン、プロテイナーゼ及び種々のラジカル種などの非正常なタイプ又は量の代謝生産物（metabolic products）の生産を開始させる。これは、細胞崩壊又は手術手順への反応と同様に、酸素減少状態（low-in-oxygen）又は低酸素症（hypoxia state）の組織と同様に癌にも当てはまる。ストレスもまた細胞内又は細胞外ｐＨレベルに変化を生じさせる。
本発明は、細胞の状態及び潜在的な病気を処置し、利益を与え、これにより、緩衝対イオン（buffer counter ion）として作用するナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウム又はその組み合わせなどの細胞膜電位変更カチオンとの組み合わせで細胞環境を特定レベルに緩衝することによる効果を生じさせることを目的とする。これらのカチオンは、選択されたイオンに応じてナトリウムイオンチャンネル、カリウムイオンチャンネルなどの特定の細胞イオンチャンネルに作用するように選択し得る。緩衝剤は、所望の緩衝溶液のｐＨに応じてアスコルビン酸又はクエン酸又はトリス又はリン酸又は酢酸又は同様の緩衝剤又はヒアルロン酸などのより外来的な酸又はアルカリなどの任意の典型的な緩衝剤から構成し得る。
開示の追加的な特徴は、現在想到されている本発明を実施するためのベストモードを例示した後述の好ましい実施形態の詳細な説明を考慮することで当業者に明らかになる。
本発明は、非正常なｐＨ環境によって上方制御（upregulate）され得るプロテイナーゼ、活性酸素種、炎症性サイトカインの生産を減少させ、及び／又は、阻害するために、細胞膜イオンチャンネル及び細胞環境のｐＨを制御する組成物、これらを含む薬学又は美容組成物、及び、例えば、これには限定されないが、皮膚癌、癌、炎症、日焼け、外傷、関節炎、眼病、歯肉病、乾癬、アトピー性皮膚炎、酒さ（Rosacea）又は炎症又は組織崩壊が構成要素である（炎症又は組織崩壊を含む）他の病気を含む炎症、活性酸素種及びプロテイナーゼに関連する疾患の処置におけるこれらの使用に関連する。
本発明は、特有の組み合わせの成分を組み合わせることで、炎症、組織崩壊及びそれによる変性連鎖（degenerative cascade）の制御を助けるための方法である結果としての成果を伴う３つの異なる目標を達成する。第１点としては、この特有の組み合わせは、酸素ラジカル、他のフリーラジカル、活性酸素種を消去（scavenge）し、又はさもなければ減少させるために使用される。第２点としては、この特有の組み合わせは、組織の炎症を防止又は減少させ、炎症性サイトカインの生成を防止し又は減少させるために使用される。第３点として、この特有の組み合わせは、プロテイナーゼの生成又は発現を防止又は減少させるために使用される。
炎症はほ乳類の種々の組織に対する攻撃又はストレスへの正常な反応である。一般には、体が自身を保護し、修復するための有益な反応である。炎症は、同時に、多くの冗長制御メカニズムによって正常な環境では厳重に制御される。典型的には多くの病気、特に慢性病で見られるように、炎症が制御不能となると、関連する組織に破壊的な損傷を与え得る。
炎症が制御不能となると、定常性を取り戻すことは大変困難であり、それに至るまでに関連する組織に多大な損傷を与え得る。炎症の課程それ自身は、炎症反応を上方制御する多くの異なるサイトカイン及び化学種による自己強化である。外因的な添加剤によるこの課程の制御は、種々のＮＳＡＩＤＳ（非ステロイド系抗炎症薬）、コルチコステロイドなどの場合と同様に、特定の細胞受容体に作用することで促進される。本発明は、炎症の根本的な原因の幾つかに対処し、その刺激を低減することで炎症によるネガティブな結果を制御することを助ける多様な手法を用いた異なる手法を採用する。
組織のｐＨは通常は厳密に制御されているが、組織損傷や組織への他の攻撃により乱されうる。ｐＨがこの平衡条件から離れると、種々の組織の細胞は、ＮＯ、ＲＯＳ、フリーラジカル、及び他の化学種の生産を生じさせる多様な反応を示す。これらによって、ＴＮＦ−α、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−６などの多岐にわたる炎症性サイトカインの上方制御が引き起こされる。これらは更に、多様な組織破壊プロテイナーゼと同様、他のサイトカインを上方制御する。
本発明の第１の側面では、組織のｐＨを制御することでフリーラジカル、ＮＯ、ＲＯＳなどの生産を低下させることが可能である。これは、その組織及びその周辺での炎症の刺激の低減を促進する。本発明の第２の側面では、適切に選択された酸／塩基の組み合わせで存在し得るフリーラジカルを消去することにより、炎症刺激を一層減少させることが可能である。更に、本発明の第３の側面では、細胞膜イオンチャンネルを通るイオン移送の変化が炎症性サイトカインの生産に作用し、従って、炎症を減少できることが証拠により示されている。本発明の第４の側面では、炎症の減少が、組織を損傷する多様なプロテイナーゼ（微量で炎症連鎖を誘発し得る）の刺激された生産を低下させる。本発明の第５の側面では、使用するイオンを慎重に選択することで、そのｍＲＮＡの制御により発現されるプロテイナーゼの水準を低下させ得ることが文献により示されている。
本発明は、炎症の上方制御のこれらの領域に対処することにより機能する。緩衝剤は、組織環境のｐＨ制御を助ける。クエン酸及び他の酸及びルビジウムの添加がフリーラジカル及びＲＯＳの消去を助ける。これらの酸の塩の添加は、関連する特定のイオンチャンネルに作用し、その効果が独立に及び別々に、炎症及びプロテイナーゼの生産を下方制御する。
この処置の結果は、組織をホメオスタシスで正常な状態に復帰させることを助けることになる。これは、次の例に限定されないが、次の例に適用される。癌の場合は、これは、腫瘍が成長することを防ぎ、潜在的に腫瘍を収縮させることを助ける。外傷、特に慢性外傷の場合は、これは、組織が正常に治癒することを助ける。乾癬、アトピー性皮膚炎及び他の肌症状の場合は、これは、これらの病状を防ぐ。関節炎の場合は、これは、関節への損傷を防ぐことを助ける。歯肉炎及び歯周病の場合は、これは、歯肉組織の悪化を防ぐことを助ける。黄斑変性症の場合は、これは、血管の血管形成及び増殖を防ぐ。日焼けの場合は、これは表皮への損傷を防ぐことを助ける。肌老化の場合は、これはコラーゲン損傷及びこれによるしわを防ぐことを助ける。
これらは、潜在的な用途のほんの幾つかである。用途の全範囲は、組織悪化が存在する任意の症状に適用される。
外傷処置の領域では、外傷は典型的には正常な組織よりも酸性になる。このｐＨ変化は、好中球の漸増などの更なる症状の連鎖を引き起こし、これが、さらに炎症連鎖を開始させる。これは、ＴＮＦ−α、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−６、ＩＬ−８などの炎症促進サイトカインの上方制御を生じさせる活性酸素種（ＲＯＳ）の生産及び酸素ラジカルの生成により開始し得る。これは、今度は、プロテイナーゼが誘導されるにつれて組織の更なる悪化に繋がる。これが制御下に置かれなければ、通常の急性外傷が慢性非反応性外傷になり得る。
最近の研究（Weindorf,-M.-et-al,-Zeitshrift-fur-Wund-Heilung,-12-(2):-1-4,-May-2007／参照により本明細書に組み込まれる）は、ヨーロッパの主要な外傷治療軟膏の基礎的なｐＨは基本的には制御されておらず、ｐＨ２．２〜ｐＨ１１．７０の範囲であることを示す。外傷環境のｐＨを制御しないことで、これらの軟膏は、実際に、更なる炎症と組織破壊を誘発することで外傷の病変に貢献し得る。Kellum等（Kellum,-J.-et-al-J-Leukoc.-Biol,-69:-522-530,-2001／参照により本明細書に組み込まれる）は、ほどほどに減少したｐＨは、ｐＨ６−７であってさえ、炎症性サイトカインを上方制御することを示す。ｐＨ７．４からｐＨ７．０へのｐＨ減少は、ＮＯ（一酸化炭素）を上方制御し、これにより、炎症連鎖が上方制御される。
Kellumは、更に、研究した酸性種に依存する異なる効果を見出した。塩酸（ＨＣｌ）は、ｐＨの小さな減少によっても炎症を上方制御する。対照的に、乳酸は炎症抑制に効果的である。
Coakley等（Coakley,-R.-et-al,-Blood-100-(9)-:-3383-91,-2002／参照により本明細書に組み込まれる）は、ｐＨの減少が、組織壊死を引き起こす好中球に強く作用することを見出した。彼らは更に、組織環境をアルカリ化することで好中球を防御して壊死の防止を助け得ることを見出した。Gerwick等（Gerwick,-L.-et-al,-Cancer-Res.-56:-1194-98,-1996／参照により本明細書に組み込まれる）は、癌腫瘍が正常組織よりもより酸性であることを見出した。Xu等（Xu-et-al,-Cancer-Res.-60:-4610-16,-2000／参照により本明細書に組み込まれる）は、卵巣癌細胞中の酸性のｐＨは炎症性サイトカインＩＬ−８の上昇したレベルを生成することを見出した。
Razaq等（Razaq,-S.-et-al,-European-Spine-J.-12-(4):-341-9,-2003／参照により本明細書に組み込まれる）は、酸性のｐＨは、組織分解プロテイナーゼを制御するための体の正常なシステムを劇的に減少させることを見出した。酸性のｐＨでは、ボビンディスク（bovine disks）が組織メタプロテイナーゼ阻害因子（ＴＩＭＰｓ）を通常で５０％以上、ＴＩＭＰ１を９０％以上であることを示す。これらの阻害因子は、ＭＭＰｓを制御するための鍵となるメカニズムであるため、この顕著なＴＩＭＰｓの減少は、ＭＭＰｓの過剰発現、したがって、過剰なレベルの組織分解を生じさせる。
Qian-Shi等（Qian-Shi,-et-al-,-J.-Interferon-&-Cytokine-Res.-20-(11):-1023-28,-2000／参照により本明細書に組み込まれる）は、腫瘍のｐＨのｐＨ６．４への緩やかなアシドーシスは、ＮＦ−ＫＢの増大したレベルを生じさせることを見出した。この増大したＩＬ−８は、更に、炎症の増大と腫瘍成長の増進を生じさせる。
Martin等（Martin,-P-et-al,-Trends-Cell-Biol.-15:-599-607,-2005／参照により本明細書に組み込まれる）は、炎症反応が組織回復過程に必要でないことを見出した。ＰＵ−１ヌルマウスについての彼の研究は、ヌルマウスが、通常のマウスと比べて外傷組織の線維症を伴わずに正常に治癒することを示す。ＰＵ−１ヌルマウスは好中球を欠き、従って、通常は炎症により上方制御される好中球無しに外傷を治癒し得ることを示す。更なる研究は、炎症反応の阻止が、肉芽組織及び創傷形成を減少させつつ外傷治癒を実際に促進し得ることを示した。
Hayden（Hayden,-M.-et-al,-Cardiovascular-Diabetology-1-:3-30,-2002／参照により本明細書に組み込まれる）は、ｐＨの減少は、関連する細胞における酸化還元ストレス（redox stress）を生じさせることに言及した。これは更に、酸素ラジカルの正味増加を生じさせ、これは更に、ＭＭＰｓの増加を生じさせる。彼は、酸化還元ストレスの増大は、ＲＯＳの増大を直接的に生じさせることを言及した。
これらの考察は、関連する組織からの反応を刺激する原因因子としてのｐＨの重要性を示している。
Kellum等（Kellum,-J.-et-al,-Critical-Care-8:-331-336,-2004／参照により本明細書に組み込まれる）が述べるように、「炎症反応に対する酸／塩基バランスの影響についての理解が種々の理由から臨床医薬に深く関係する。第１に、広範囲の細胞プロセスへのアシドーシスの影響についての我々の理解の欠陥が、観者が種々の臨床環境で管理されるという論争を生じさせる。多くの臨床医は外因性ＣＬ及びｐＨの影響を無視する傾向にあるが、多くは穏やかな形態のアシデミアを取り扱う。．．．第２に、細胞プロセスを操作するツールとしての酸／塩基バランスを変化させる我々の能力は、ｐＨと炎症分子の合成及び放出との関係についての改善された理解に依存する」。
これは、酸又は塩基だけの使用ではなく、緩衝剤の慎重な使用を介する組織環境のｐＨ制御の重要性を示している。
本発明の第２の因子は、関連するイオンチャンネルの操作と細胞膜電位の操作から生じる有益な結果を誘導するための特定の対イオンの使用である。
Eisenhut（Eisenhut,-M.,-J.-of-Inflammation-3-(5):-1-15,-2006／参照により本明細書に組み込まれる）は、イオン移送の変化は、炎症性サイトカインの発現に作用することを報告している。Hsiauら（Hsiau,-T.-Report---Research-Science-Institute,-July-2003／参照により本明細書に組み込まれる）は、カリウムイオンチャンネルの阻止がプラナリアにおけるtiddues再生の破壊を生じさせることを見出した。Rogerら（Roger,-S.-et-al,-Current-Pharmaceutical-Design-12-(28)-3681-95,-2006／参照により本明細書に組み込まれる）は、電圧でゲートされたナトリウムイオンチャンネルが癌細胞の転移に関連することを示した。
Chacon（Chacon-Cruze,-E.-et-al,-J-Leucocyte-Biology,-64:759-66,-1998／参照により本明細書に組み込まれる）は、膜脱分極がカルシウムにより誘導される好中球の反応を防ぐことで抗炎症効果を有することを報告している。
Van den Bergら（Van-den-Berg,-A,-et-al,-J.-Wound-Care-12-(10):-1-5,-2003／参照により本明細書に組み込まれる）は、多形核好中球（Polymorphonuclear neutrophils／ＰＭＮｓ）によるＴＯＳ生産及び補体活性化を阻止し得ることを報告している。
Hanley等（Hanley,-P.-et-al.,-PNAS-101-(25):-9479-84,-2004／参照により本明細書に組み込まれる）は、ＩＬ−６が膜脱分極により誘導されることを示す。これは、炎症促進性、及び、抗炎症性のどちらでもあり得る。カルシウムは内向き整流カリウムイオンチャンネルを誘導し、これは、膜の脱分極を誘導し、これは更に、ＩＬ−６の４０倍の増加を誘導する。
炎症及びマトリクスメタロプロテイナーゼ（ＭＭＰｓ）
最も重要な炎症性サイトカインの１つとして、ＴＮＦ−αは、長くＭＭＰｓを増加させると認識されてきた。これは組織の蛋白質分解を生じさせ、そのわずかによって、自己強化ループでの炎症性サイトカインの更なる発現を生じさせる。
最も重要な炎症性サイトカインの１つとして、ＴＮＦ−αは、長くＭＭＰｓを増加させると認識されてきた。これは組織の蛋白質分解を生じさせ、そのわずかによって、自己強化ループでの炎症性サイトカインの更なる発現を生じさせる。
Monroe等（Monroe,-S.-et-al,-poster-presentation,-AAWC,-2004／参照により本明細書に組み込まれる）は、カリウム、ルビジウム、カルシウム、亜鉛（Ｋ，Ｒｂ，Ｃａ，Ｚｎ）の４つの金属イオンが組み合わせで広範囲のＭＭＰｓの群の遺伝子発現を減少させることを示した。
本発明は、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウムから選択される対イオンの使用を介して特定のイオンチャンネルに衝撃を与え、フリーラジカル及び他の活性酸素種（ＲＯＳ）を減少させる緩衝剤の使用を介するｐＨ制御の組み合わせが、炎症及びプロテイナーゼの発現に好影響を与えるようにどのように使用されるかが教示する。
本発明の１実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するためにクエン酸及びクエン酸カリウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末としてみ込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
第２の実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するようにクエン酸とクエン酸ルビジウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末として組み込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
第３の実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するようにクエン酸とクエン酸ナトリウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末として組み込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
第４の実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するようにクエン酸とクエン酸セシウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末として組み込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
第５の実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するようにクエン酸とクエン酸ルビジウムと組み合われたクエン酸カリウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末として組み込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
他の実施形態は、２．０と７．０の間の実効ｐＨの緩衝剤を生成するように乳酸と乳酸クエン酸カリウムを使用することである。これは、水性溶液、軟膏に、又は、粉末として組み込むことができる。また、１０００ｍｍｏｌａｒまでの濃度を伴う。
更なる実施形態は、特定の効果を達成するために、異なる緩衝剤を組み合わせで使用する。例えば、クエン酸は効果的なＲＯＳ消去剤である。ヒアルロン酸は損傷した組織の治癒を助け、より特定的には、腹腔手術に特有の癒着の低減を助けるために使用される。クエン酸とヒアルロン酸及びこれらの緩衝剤の組み合わせは、両方の緩衝剤種の有益な効果を組み合わせることが期待される。
本開示は、多様な改変や変更形態を許容するが、その特定の例示的な実施形態が一例として示され、詳細が記述された。しかし、本開示を開示された特定の形態に限定する意図は存在せず、逆に、添付請求の範囲に規定される開示の精神及び範囲に包含されるすべての改変、等化物、変更物をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。
本開示の種々の特徴により複数の利点が生じる。本開示の種々の要素の代替実施形態は、開示されたすべての特徴は含まないが、それでもなお、そのような特徴の少なくとも一部の利点の利益を得ることが理解される。当業者は、本開示の１以上の特徴を組み込んで、本開示及び請求の範囲の精神及び範囲に包含される彼ら自身の実施形態を考案し得る。
Claims (14)
- 酸と、対イオンを有するその相補的塩基塩とからなる緩衝剤を、細胞環境の緩衝及び膜イオンチャンネルへの作用による炎症及び／又は組織崩壊を含む症状の処置のために薬学的に有効濃度で含む局所的組成物。
- 前記対イオンがナトリウム（Ｎａ）を含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがカリウム（Ｋ）を含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがルビジウム（Ｒ）を含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがセシウム（Ｃｓ）を含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがＮａと、Ｋ，Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１の追加的なイオンとを含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがＫと、Ｒｂ及びＣｓからなる群からの少なくとも１の追加的なイオンとを含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがＲｂ及びＣｓを含む請求項１の局所的組成物。
- 前記対イオンがＮａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む請求項１の局所的組成物。
- クエン酸、アスコルビン酸、リン酸、ヒアルロン酸、ウルソール酸からなる群より選ばれる酸と、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む対イオンを有する相補的な塩基塩とを、炎症及び組織崩壊を含む症状を処置するために薬学的に有効濃度で含む緩衝溶液。
- 単独で又は組み合わせで、炎症及び組織崩壊を含む皮膚癌、体内癌、炎症、日焼け、外傷、関節炎、眼病、歯肉病又は他の病気を処置するために薬学的に有効濃度のクエン酸、アスコルビン酸、リン酸、ヒアルロン酸、ウルソール酸、その他の酸などの酸と、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ又はＣｓからなる対イオンを有するその相補的塩基塩とからなる緩衝溶液
- 単独で又は組み合わせで、しわ又は皮膚老化を生じさせる炎症及び組織崩壊を低下させるための美容用途のための使用に薬学的に有効量のクエン酸、アスコルビン酸、リン酸、ヒアルロン酸、ウルソール酸、その他の酸などの酸と、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ又はＣｓの対イオンを有するこれと同一の酸からなる緩衝塩とからなる緩衝溶液。
- 単独で又は組み合わせで、乾癬、アトピー性皮膚炎、酒さ及び他の皮膚病などの皮膚症状を処置するために薬学的に有効量のクエン酸、アスコルビン酸、リン酸、ヒアルロン酸、ウルソール酸、その他の酸などの酸と、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ又はＣｓからなる緩衝塩とからなる緩衝溶液。
- 薬学的に有効量のクエン酸及び乳酸からなる群から選ばれる少なくとも１の酸と、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ又はＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１の緩衝塩を含む緩衝溶液。
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