天然物
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細胞膜透過ペプチドの結合により、ラッソペプチド抗菌薬の活性と抗菌スペクトルが拡大
- シトロシンやミクロシンJ25などのラッソペプチド系抗生物質は細菌RNAポリメラーゼを阻害するが、細胞内への侵入を膜トランスポーターに依存するため、抗菌スペクトルが狭く、耐性も生じやすい。
- ループ部位に細胞膜透過ペプチドを結合させたところ、試験したグラム陰性のESKAPE病原菌4種すべてに活性を示し、未修飾の親ペプチドよりも強力であった。
- 大腸菌での取り込み解析から、このコンジュゲートはトランスポーター依存的な経路と非依存的な経路の両方で細胞内に入ることが示された。
グラム陰性ESKAPE 4種すべてで活性が出たことは、律速だったのがRNAPファーマコフォアではなくトランスポーター依存的な取り込みだったことを示唆する。ただ、カチオン性CPPは荒っぽい解決策で、血清タンパク結合、プロテアーゼ感受性、哺乳類細胞膜への影響が気になる。ループを改変してトランスポーター認識を高める方向より優れるかは、選択性指数と安定性データ次第。スレッド構造のスキャフォールドへの導入自体は合成的に取り組みやすそうだ。
ミルクシスル併用でMASHラットのレスメチロム曝露が上昇
- MCD食誘発MASHラットで、肝選択的THR-β作動薬レスメチロムにミルクシスル(シリビン)を併用すると、レスメチロムの血漿中曝露が増加し、見かけの経口クリアランスが低下した。
- ラット肝ミクロソームでは、抽出物によりレスメチロムの消失が大きく遅くなり、肝代謝の阻害が示唆された。
- 併用により肝酵素、脂質、組織像は単独投与より大きく改善したが、曝露増加は相互作用の可能性を示す。
MCD食ラットはヒトのMASHの粗い代用にすぎず、ラット肝ミクロソームでの代謝低下も、ヒトのCYPやトランスポーターの状況をほとんど語らない。それでも肝選択的薬で曝露が上がるのは、まさに追いかけたい点だ。効果の上乗せは単に薬物量が増えただけなのか、安全域もその分狭まっていないか。ヒトでのPKを見るまで、利点と読むべきではない。
改変ポリエンM16はエルゴステロールとコレステロールを識別し、マウスで宿主細胞や腎臓への毒性なく抗真菌活性を示した
- 5 + 1ポリエン骨格を持つマンディマイシンM16は、アムホテリシンBが真菌と哺乳類のステロールを十分に識別できない問題を克服するよう設計された。
- エルゴステロールに特有の共役ジエンを認識し、コレステロールとの結合は検出されず、WHO優先病原真菌の多くに対して速やかな殺真菌作用を示す。
- 試験した用量では、in vitroでもマウスでも溶血、細胞毒性、腎毒性は検出されなかった。
- 播種性感染モデルでは、同用量のリポソーム型アムホテリシンBを上回り、真菌量を大きく減らして全例が生存した。
ポリエンで腎毒性が検出されないというのは出来すぎに聞こえる。まず知りたいのは投与期間だ。短期のマウス投与では、患者で数週間かけて蓄積し、アムホテリシンBの用量を制限する尿細管障害は、まず再現されない。M16を次に進めるなら、曝露量データを伴う反復投与毒性試験と実用的な製剤が要る。コレステロールを避ける機序は説得力があるが、安全域は未証明である。
シンコナアルカロイド由来アンモニウム塩が長時間・感覚選択的な神経ブロックを実現
- 天然物シンコナアルカロイドを母核とするアンモニウム塩を局所麻酔薬として検討し、二環性のキンコリジン骨格が非環状・単環状類縁体より優れていた。
- リード化合物CLA-1-3はラット坐骨神経を50時間以上遮断し、電位依存性ナトリウムチャネルを強力に阻害した。
- 別の化合物CLA-3-5は0.30〜0.60%の濃度で最大約3時間続く感覚選択的な遮断を示した。
見出しは作用時間だが、より興味深いのは常時荷電したアンモニウムという設計だ。投与部位からの洗い流しが遅くなり、長時間作用の理由になっていそうだ。ただ50時間を超える遮断なら、有効性より先に局所の神経毒性・筋毒性のデータを見たい。
Cinchona Alkaloids-Derived Ammonium Salts for Long-Acting and Sensory-Selective Nerve Blockades ↗
ミレパチン由来ハイブリッドがチューブリンとHDAC8を同時阻害、卵巣がんモデルで効果
- 天然物ミレパチンにHDAC阻害薬の主要ファーマコフォアを融合し、チューブリン/HDACデュアル阻害薬を構築した。
- リード化合物6は12種のがん細胞株に広く抗増殖活性を示し、チューブリン重合とHDAC8を阻害。HDAC1、4、6に対してHDAC8選択的だった。
- 卵巣がん異種移植モデルで、良好な安全性とともに腫瘍増殖を抑制した。
HDAC8は定番のHDAC6/クラスIよりも競合が少なく、チューブリン結合部位との組み合わせは機序として筋が通る。ただデュアルハイブリッド特有の懸念は残る。2つの活性が足並みをそろえて伸びることは稀なので、in vivo効果にチューブリン側だけでなくHDAC8阻害も寄与している証拠がほしい。
フェルラ酸ベースのPROTACがTLR4を分解し血管内皮を保護
- 活性の弱い天然物フェルラ酸を基にしたPROTAC 6種を作製し、HUVECでTLR4分解と細胞遊走を評価した。
- 主要化合物FP-4はTLR4を分解し、TLR4/MyD88–NF-κBシグナルとTNF-α、ICAM-1、VCAM-1の発現を抑えた。
- ゼブラフィッシュでも保護効果が確認され、PROTACの応用をがん以外へ広げた。
弱い天然物リガンドをPROTACで救う発想は巧みだが、TLR4は膜受容体であり、どのE3リガーゼが関与するか、三者複合体への依存性を示す証拠はまだ薄い。機構を信じる前に、リガーゼ阻害薬やプロテアソーム阻害薬によるレスキュー実験を見たい。
スルホニウム修飾ペネモカンジンがクリプトコッカスの自然耐性を克服
- 天然物pneumocandin B0骨格への共有結合的なスルホニウム修飾により、Candidaに有効で、Cryptococcus neoformansの自然耐性も覆す誘導体が得られた(MIC最小2 μg/mL)。
- 修飾は真菌膜の透過性を高めて脱分極を起こし、グルカン合成酵素の阻害も強めた。
- 化合物3hと5hは耐性獲得リスクが低く、安全性とPKも良好で、生体内でも抗真菌効果を示した。
エキノキャンディンはクリプトコッカスに効かなかったため、膜に作用するカチオン性基を足して活性を戻すのは、検証済み骨格の巧みな再利用だ。膜破壊は選択性の幅を狭めるリスクがあるため、宿主細胞毒性と作用機序の寄与配分を精読したい。
ラノステロール誘導体を最適化、BBBを透過しADマウスでAβ蓄積を抑制
- ラノステロールは凝集抑制作用を持つが物性とPKが乏しいため、3位水酸基と脂肪族側鎖まわりの親水・疎水バランスを調整した。
- 系統的なスクリーニングで化合物10を見いだし、代謝安定性と物性が大きく改善した。
- 化合物10の経口投与は、アルツハイマー病モデルマウスで記憶障害を回復させ、Aβ蓄積を減少させた。
天然物ステロールが最初のPK評価を越えるのは稀で、3位水酸基と側鎖の極性調整で経口のCNS曝露を得た点は参考にしたい。気になるのは作用機序で、単一マウスモデルの有効性は過大評価しやすく、標的への結合実証とステロール経路へのオフターゲット影響のデータが欲しい。
アザフィロンプローブが、生きた細菌のプロテオームで反応性リジンを網羅的にマッピング
- 天然物スクレロチオリン由来の簡略化アザフィロン「SCL-alkyne」を、細菌でリジン反応性をプロテオーム規模で解析するために設計した。
- in vitroでも生きた大腸菌でもリジン選択性が高く、結合部位の大半はリジンかタンパク質N末端だった。反応性リジンのうち機能領域にあるのはごく一部にとどまった。
- 濃縮解析から細菌の走化性が主要な標的経路として浮かび、その後確認された。
共有結合リガンド探索はシステイン中心で、スルホニルフルオリドや活性エステル以外のリジン指向スキャフォールドは乏しいため、天然物由来の選択肢は魅力的だ。反応性リジンの多くは機能領域にないという知見は、反応性は安く機能は安くないという戒めになる。大腸菌でのプレプリントなので、リードではなく共有結合フラグメントの出発点と見るべきだ。
フラグメント成長法による天然由来システインスルホキシド系BACE-1阻害剤の最適化
- アリインは、BACE-1の触媒二残基をキレートする天然のシステインスルホキシドだが、薬物動態が乏しく、そのままでは医薬品候補としての利用が難しい。
- 研究チームは、この骨格を出発点として、分子動力学シミュレーションに基づくフラグメント成長法を用い、親和性と薬物様特性の向上を目指した。
- 現時点では初期段階の計算・フラグメントベースの最適化検討にとどまり、検証済みの臨床候補化合物ではない。
アリインのような食品由来フラグメントから出発するのは魅力的だ——毒性クリアランスは期待でき、キラリティーもタダで手に入る——が、BACE-1は生化学的にはきれいでも、臨床では有望な結合剤が次々潰れてきた墓場だ(verubecestat、lanabecestat、atabecestatはいずれも安全性・有効性で失敗している)。フラグメントを計算だけで伸長するのは簡単な部分にすぎない。SPRやITC、結晶構造でMDのポーズを裏付けるデータが出てこない限り、この親和性向上は仮説であって結果ではないと見ておきたい。
新規天然物がCav3.1カルシウムチャネルを選択的に阻害
- 植物Hypericum reptansから5種の新規天然物hyreptaones A-E(化合物1-5)が単離され、1,2-seco-二環性ポリプレニル化アシルフロログルシノール(BPAP)という新規クラスが定義された。
- 化合物1-3は、希少な3,3-ジイソプレニル化BPAP前駆体に由来する初めての1,2-seco-BPAPであり、化合物4と5は1,2-seco-BPAP骨格がさらに環化して生じた珍しいスピロ環状6/5/5構造を持つ。
- 構造はスペクトル解析とX線結晶構造解析によって決定された。
- 5化合物はいずれも、他のT型カルシウムチャネルサブタイプよりもCav3.1を優先的に阻害し、アイソフォーム選択性を示した。
- 化合物4と5はさらに、Cav3.1のゲーティングに対して状態依存的な調節作用を示し、新規クラスのCav3.1アロステリックモジュレーターであることが明らかになった。
T型チャネルファミリー内でのアイソフォーム選択性(Cav3.1 対 3.2/3.3)は、この分野でまさに欠けていたピースだ。これまで見てきたT型ブロッカーの多くは選択性に乏しいポアブロッカーで治療域が狭かったから、5化合物が揃ってCav3.1優位性を示すのは注目に値する。 より興味深いのは4と5が示す状態依存的なゲーティング調節で、アロステリックかつコンフォメーション選択的な作用様式は、力任せのチャネルブロックよりも高い選択性とオフターゲットリスクの低減につながりやすい。 とはいえ、このスキャフォールドが創薬展開の出発点になるかは懐疑的だ。立体化学の決定にX線構造解析が必要なスピロ環6/5/5のBPAP骨格は、合成上のボトルネックを予感させるし、1種の植物から単離された5化合物というのはサプライチェーンとは呼べず、むしろ将来のボトルネックそのものだ。 最適化可能だと信じる前に、簡略化した切断誘導体でのSARを見たい。