(57)【要約】  本発明は、非疼痛感知ニューロンまたは他の型の細胞に対する効果を最小限にしながら、小分子量の薬剤分子によって疼痛および掻痒感知ニューロン(侵害受容器および掻痒受容器)を選択的に阻害するための方法、組成物およびキットを特徴とする。【選択図】  図１
2011513484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者における疼痛または掻痒を治療する方法であって、該患者に、
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、および、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、
を投与することを含む、前記方法。
【請求項２】
患者における疼痛または掻痒を治療する方法であって、該患者に、
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、および、
(iii)1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記第3の化合物、
を投与することを含む、前記方法。
【請求項３】
前記第1の化合物が、TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8からなる群より選択されるチャンネル形成受容体を活性化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の化合物が、カプサイシン、ジヒドロカプサイシンおよびノルジヒドロカプサイシン、リドカイン、アルチカイン、プロカイン、テトラカイン、メピビカイン、ブピビカイン、オイゲノール、樟脳、クロトリマゾール、アルバニル（N-アラキドノイルバニルアミン）、アナンダミド、2-アミノエトキシジフェニルボレート（2APB）、AM404、レシニフェラトキシン、ホルボール12-フェニルアセテート13-アセテート20-ホモバニレート（PPAHV）、オルバニル（NE 19550）、OLDA（N-オレオイルドーパミン）、N-アラキドニルドーパミン（NADA）、6'-ヨードレシニフェラトキシン（6'-IRTX）、C18 N-アシルエタノールアミン、12-ヒドロペルオキシエイコサテトラエン酸などのリポキシゲナーゼ誘導体、ノニバミド、テトラヒドロイソキノリンの脂肪酸アシルアミド、インヒビターシステインノット(ICK)ペプチド（バニロトキシン）、ピペリン、MSK195 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-2-[4-(2-アミノエトキシ)-3-メトキシフェニル]アセトアミド)、JYL79 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、10-ショーガオール、オレイルジンゲロール、オレイルショーガオール、SU200 (N-(4-tert-ブチルベンジル)-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)、アプリンジン、ベンゾカイン、ブタカイン、コカイン、ジブカイン、エンカイニド、メキシレチン、オキセタカイン、プリロカイン、プロパラカイン、プロカイナミド、n-アセチルプロカイナミド、クロロプロカイン、ジクロニン、エチドカイン、レボブピバカイン、ロピバカイン、シクロメチカイン、ジメトカイン、プロポキシカイン、トリメカイン、およびシンポカインからなる群より選択されるTRPV1受容体のアクチベーターである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の化合物が、シンナムアルデヒド、アリル-イソチオシナネート、ジアリルジスルフィド、イチリン、シナモンオイル、ウィンターグリーンオイル、クローブオイル、アクロレイン、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、4-ヒドロキシノネナール、メチルp-ヒドロキシベンゾエート、マスタードオイル、3'-カルバモイルビフェニル-3-イルシクロヘキシルカルバメート（URB597）、およびファルネシルチオサリチル酸からなる群より選択されるTRPA1受容体のアクチベーターである、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の化合物が、ATP、2-メチルチオ-ATP、2'および3'-O-(4-ベンゾイルベンゾイル)-ATP、およびATP5'-O-(3-チオトリホスフェート)からなる群より選択されるP2X受容体のアクチベーターである、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の化合物が、メントール、イシクリン、ユーカリプトール、リナロール、ゲラニオール、およびヒドロキシシトロネラールからなる群より選択されるTRPM8受容体のアクチベーターである、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記第2の化合物が電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第2の化合物が、QX-314、N-メチル-プロカイン、QX-222、N-オクチル-グアニジン、9-アミノアクリジン、パンクロニウム、または細胞の内側に存在する場合に電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害する他の低分子量の荷電分子である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第2の化合物が電位依存性カルシウムチャンネルを阻害する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記化合物がD-890（第四級メトキシベラパミル）、CERM 11888（第四級ベプリジル）、または細胞の内側に存在する場合に電位依存性カルシウムチャンネルを阻害する他の低分子量の荷電分子である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第2の化合物が、リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、トカイニド、プリロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビシン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンからなる群より選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の荷電誘導体である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第3の化合物が、1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害し、且つ膜透過性である、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第3の化合物が、リドカイン、アルチカイン、テトラカイン、ブピビカイン、プロカイン、およびメピビカインからなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第1の化合物がカプサイシンであり、前記第2の化合物がQX-314であり、前記第3の化合物がリドカインである、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記疼痛が神経障害性疼痛である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記疼痛が炎症性疼痛である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記疼痛が侵害性疼痛である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記疼痛が処置性疼痛である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記疼痛が、食道癌、過敏性腸症候群(IBS)、または特発性神経障害により引き起こされる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、および、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、
を含む組成物。
【請求項２２】
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、および、
(iii)1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記第3の化合物、
を含む組成物。
【請求項２３】
前記第1の化合物がTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8から選択される受容体を活性化する、請求項２１または２２に記載の組成物。
【請求項２４】
経口、非経口（例えば静脈内、筋肉内）、直腸、皮膚、皮下、局所、経皮、舌下、鼻内、膣内、くも膜下、硬膜外、もしくは眼内投与、または注射、吸入による投与、または鼻もしくは口腔粘膜との直接的接触のために製剤化されたものである、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２５】
細胞において1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する方法であって、該細胞を、
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、および、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、
と接触させることを含む、前記方法。
【請求項２６】
細胞において1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する方法であって、該細胞を、
(i)侵害受容器または掻痒受容器上に存在するチャンネル形成受容体を活性化する第1の化合物、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる前記第2の化合物、および、
(iii)1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記第3の化合物、
と接触させることを含む、前記方法。
【請求項２７】
前記第1の化合物がTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8からなる群より選択される受容体を活性化する、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
化合物が疼痛または掻痒の治療に有用であると同定するための方法であって、
(a)TRPV1、TRPA1、TRPM8、またはP2X(2/3)発現ニューロンの外側を、
(i)TRPV1、TRPA1、TRPM8またはP2X(2/3)受容体を活性化する第1の化合物、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物、
と接触させる工程、および、
(b)該第2の化合物が該ニューロンにおいて該電位依存性イオンチャンネルを阻害するか否かを決定する工程、
を含み、該第2の化合物による該電位依存性イオンチャンネルの阻害により、該第2の化合物を疼痛または掻痒の治療に有用な化合物として同定する、前記方法。
【請求項２９】
化合物が疼痛または掻痒の治療に有用であると同定するための方法であって、
(a)TRPV1、TRPA1、TRPM8、またはP2X(2/3)発現ニューロンの外側を、
(i)TRPV1、TRPA1、TRPM8またはP2X(2/3)受容体を活性化する第1の化合物、
(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物、
(iii)1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記第3の化合物、
と接触させる工程、および、
(b)該第2の化合物が該ニューロンにおいて該電位依存性イオンチャンネルを阻害するか否かを決定する工程、
を含み、該第2の化合物による該電位依存性イオンチャンネルの阻害により、該第2の化合物を疼痛または掻痒の治療に有用な化合物として同定する、前記方法。
【請求項３０】
リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンからなる群より選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の恒久的もしくは一時的に荷電した誘導体。
【請求項３１】
前記化合物が式(I)〜(X)のいずれか1つの式を有する、請求項３０に記載の第四級アミン誘導体または他の荷電誘導体。
【請求項３２】
(i)リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンからなる群より選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の恒久的もしくは一時的に荷電した誘導体と、(ii)製薬上許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
【請求項３３】
前記化合物が式(I)〜(X)のいずれか1つの式を有する、請求項３２に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疼痛感受性でないニューロンまたは他の細胞型に対する影響を最小限にしながら、低分子量の薬剤分子によって疼痛および掻痒感知ニューロン(侵害受容器および掻痒受容器)を選択的に阻害するための方法、組成物、およびキットに関する。本発明に従えば、小さな親水性の薬剤分子が、疼痛および掻痒感知ニューロン中には存在するが、他の型のニューロンもしくは他の型の組織にはより少ない程度で存在するか、または全く存在しない受容体を通じた進入を介して疼痛感知ニューロンの細胞内区画にアクセスする。
【背景技術】
【０００２】
リドカインおよびアルチカインなどの局所麻酔剤は、ニューロン中の電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害することによって作用する。これらの麻酔剤は、ナトリウムチャンネルを遮断し、それによって疼痛感知ニューロン(侵害受容器)だけでなく、全てのニューロンの興奮性を遮断する。かくして、局所麻酔もしくは部分麻酔の目的は、侵害受容器におけるシグナルの伝達を遮断して疼痛を防止することであるが、局所麻酔剤の投与によって、閾値の低い圧力および接触受容体の遮断に由来する全身の無感覚、運動性軸索の遮断に由来する運動障害ならびに自律神経線維の遮断に由来する他の合併症などの望ましくないか、または有害な効果も生じる。局所麻酔剤は比較的疎水性の分子であり、細胞膜中に、または細胞膜を通して拡散することによりナトリウムチャンネル上のその遮断部位にアクセスすることができる。これらの化合物の恒久的に荷電した誘導体(リドカインの四級窒素誘導体であるQX-314など)は、膜透過性ではなく、神経膜の外部表面に適用した場合、ニューロンのナトリウムチャンネルに対して効果を有さないが、例えば、単離されたニューロンからの全細胞電気生理学的記録に用いられるマイクロピペットにより、何らかの形で細胞の内部に導入された場合、ナトリウムチャンネルを遮断することができる。疼痛感知ニューロンは、疼痛を伴う熱または唐辛子の辛味成分であるカプサイシンにより活性化される、TRPV1受容体／チャンネル(多くの場合)を発現する点で、他の型のニューロンと異なる。疼痛感知ニューロンおよび掻痒感知(掻痒受容器)ニューロンの様々な型において選択的に発現される他の型の受容体としては、限定されるものではないが、TRPA1、TRPM8、およびP2X(2/3)受容体が挙げられる。
【０００３】
神経障害性、炎症性、および侵害受容的疼痛は、その病因、病態生理、診断および治療において異なる。侵害受容的疼痛は、強力な、または有害な刺激による、末梢感覚ニューロンの特異的サブセットである侵害受容器の活性化に応答して生じる。それは一般的には急性的かつ自己限定的であり、潜在的な、もしくは進行中の組織損傷の警告として作用することにより保護的な生物機能を提供する。それは、典型的には非常に局所的である。侵害受容的疼痛の例としては、限定されるものではないが、外傷性疼痛もしくは外科手術による疼痛、陣痛、捻挫、骨折、熱傷、瘤、打撲、注射、歯科的処置、皮膚生検、および閉塞が挙げられる。
【０００４】
炎症性疼痛は、術後、外傷後疼痛、関節炎(リウマチもしくは変形性関節症)疼痛ならびに軸性腰部疼痛などの関節、筋肉および腱に対する損傷に関連する疼痛などの組織損傷または炎症の存在下で生じる疼痛である。
【０００５】
神経障害性疼痛は、末梢もしくは中枢神経系における損傷もしくは機能障害の結果であり、保護的生物機能を果たさない一般的な型の慢性的かつ非悪性的疼痛である。それは米国の人口中160万人以上が罹患していると見積もられている。神経障害的疼痛には、多くの異なる原因があり、例えば、外傷、手術、椎間板のヘルニア形成、脊髄損傷、糖尿病、帯状疱疹、HIV/AIDSによる感染、末期癌、切断術(乳腺切除など)、手根管症候群、慢性アルコール摂取、放射線への曝露、ならびに特定の抗HIV剤および化学療法剤などの神経毒性的治療剤の意図されない副作用などに起因して生じ得る。
【０００６】
侵害受容的疼痛とは対照的に、神経障害的疼痛は、実際は「燃えるような(burning)」、「電気のような(electric)」、「チクチクする(tingling)」、または「撃たれるような(shooting)」ものとして記載されることが多い。それは慢性異痛(通常は軽い接触などの疼痛を伴う応答を引き出さない刺激原からもたらされる疼痛と定義される)および痛覚過敏(通常は疼痛を伴う刺激原に対する感受性の増加と定義される)を特徴とすることが多く、損傷した組織が見かけ上治癒した後も数ヶ月または数年持続することがある。
【０００７】
疼痛は癌を有する患者において生じる場合があり、それは複数の原因；炎症、圧迫、浸潤、骨または他の組織への転移性拡散に起因するものであり得る。
【０００８】
機能障害的疼痛と呼ばれる、有害な刺激原、組織損傷または神経系に対する損傷の非存在下で疼痛が生じるいくつかの状態があり、これらのものとしては、限定されるものではないが、線維筋痛、緊張型頭痛、過敏性大腸障害および末端紅痛症が挙げられる。
【０００９】
片頭痛は、脳の髄膜を刺激する知覚線維の活性化に関連する頭痛である。
【００１０】
掻痒は局所的および全身的であってよい皮膚症状であり、皮膚病変(発疹、アトピー性皮膚炎、膨疹)に関連してもよい。掻痒は、限定されるものではないが、ストレス、不安、太陽からのUV照射、代謝障害および内分泌障害(例えば、肝臓病もしくは腎臓病、甲状腺機能亢進症)、癌(例えば、リンパ腫)、薬剤もしくは食品に対する反応、寄生虫および真菌感染、アレルギー反応、血液の疾患(例えば、真性赤血球増加症)、ならびに皮膚科学的症状などの多くの症状に伴う。掻痒は、限定されるものではないが、TRPV1チャンネルの発現などの、侵害受容ニューロンの多くの特徴を共有する、直径の小さい一次感覚ニューロンのサブセットである掻痒受容器により媒介される。エイコサノイド、ヒスタミン、ブラジキニン、ATP、および様々なニューロトロフィンなどの特定の掻痒メディエーターは、エンドバニロイド(endovanilloid)機能を有する。カプサイシンの局所投与はヒスタミン誘導性の掻痒を抑制する。従って、掻痒受容器は、侵害受容器と同様、イオンチャンネルブロッカーを送達する本発明の方法の好適な標的である。
【００１１】
疼痛および掻痒のための様々な治療法が開発されたにも拘わらず、さらなる薬剤が必要とされている。
【発明の概要】
【００１２】
第1の態様において、本発明は、チャンネルの内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物が通過することができる膜結合受容体／イオンチャンネルを活性化する第1の化合物を患者に投与することにより、患者における疼痛および掻痒(例えば、神経障害性疼痛、炎症性疼痛、侵害受容性疼痛、突発性疼痛、癌性疼痛、片頭痛、機能障害性疼痛または処置性疼痛(例えば、歯科的処置、注射、骨折の固定、生検))ならびに掻痒を治療するための方法を特徴とする。この第2の化合物は、受容体が活性化された場合、膜結合受容体／イオンチャンネルを介してニューロンに進入することができる。一実施形態においては、1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性であり、第1の化合物により引き出される潜在的な刺激性感覚を遮断する第3の化合物を患者に投与する。さらなる実施形態においては、第1の化合物によるチャンネル形成受容体の活性化は、細胞中の第2の化合物を捕捉する細胞内空間への第2の化合物の進入後に低下するか、または中断される。特定の実施形態においては、第1の化合物は、第2の化合物が通過できるTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8から選択される受容体を活性化する。疼痛または掻痒の治療は、本明細書中に記載するものなどの任意の標準的な疼痛もしくは掻痒の指標を用いて決定することができるか、または患者の主観的な疼痛もしくは掻痒の評価に基づいて決定することができる。疼痛の軽減、もしくは疼痛を引き起こす刺激に対する反応の軽減、および掻痒の軽減が報告される場合に、患者は「治療された」と考えられる。特定の実施形態においては、受容体(例えばTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／またはTRPM8受容体)の活性化を確実にするために第2の化合物を投与し、それにより第1の化合物の進入を可能にすることが望ましい。他の実施形態においては、受容体(例えばTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／またはTRPM8受容体)は既に活性化されているため、第2の化合物を投与しない。結果として、第1の化合物は内在的に活性化されている受容体を有するニューロンにのみ進入する。さらに別の実施形態においては、受容体(例えばTRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／またはTRPM8受容体)は、これらの受容体を活性化する生理的状態を誘導することによって活性化され、それによって第1の化合物の進入が可能となる。
【００１３】
必要に応じて、TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／またはTRPM8受容体を活性化する2種以上の化合物を使用することができ、また1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する2種以上の化合物を使用することができる。望ましくは、第1の化合物および第2の化合物は互いに4時間以内、2時間以内、1時間以内、30分以内、もしくは15分以内の間隔で患者に投与されるか、または実質的に同時に投与される。重要なことは、いずれかの化合物を最初に投与することもできることである。かくして、一実施形態においては、TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／またはTRPM8受容体を活性化する1種以上の化合物をまず投与し、一方、別の実施形態においては、チャンネルの内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない1種以上の化合物をまず投与する。化合物は単一の組成物中に共に製剤化されていても良く、あるいは別個に製剤化されていてもよい。それぞれの化合物は、例えば、経口、非経口、静脈内、筋肉内、直腸内、皮内、皮下、局所、経皮、舌下、鼻内、膣内、くも膜下、硬膜外、もしくは眼内投与によって、あるいは注射、吸入、または鼻もしくは口腔の粘膜との直接接触によって投与することができる。
【００１４】
TRPV1受容体のアクチベーターとしては、限定されるものではないが、カプサイシン、リドカイン、アルチカイン、プロカイン、オイゲノール、樟脳、クロトリマゾール、アルバニル(N-アラキドノイルバニルアミン）、アナンダミド、2-アミノエトキシジフェニルボレート (2APB)、AM404、レシニフェラトキシン、ホルボール12-フェニルアセテート 13-アセテート 20-ホモバニレート (PPAHV)、オルバニル（NE 19550）、OLDA（N-オレオイルドーパミン）、N-アラキドニルドーパミン (NADA)、6'-ヨードレシニフェラトキシン（6'-IRTX）、C18 N-アシルエタノールアミン、12-ヒドロペルオキシエイコサテトラエン酸などのリポキシゲナーゼ誘導体、インヒビターシステインノット（inhibitor cysteine knot）（ICK）ペプチド(バニロトキシン）、ピペリン、MSK195 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-2-[4-(2-アミノエトキシ)-3-メトキシフェニル]アセトアミド)、JYL79 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、10-ショーガオール、オレイルジンゲロール、オレイルショーガオール、およびSU200 (N-(4-tert-ブチルベンジル)-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)が挙げられる。TRPV1受容体の他のアクチベーターは、O'Dellら、Bioorg Med Chem (2007) 15:6164-6149、およびSextonら、FASEB J (2007) 21:2695-2703に記載されている。
【００１５】
TRPA1受容体のアクチベーターとしては、限定されるものではないが、シンナムアルデヒド、アリル-イソチオシアネート、ジアリルジスルフィド、イチリン、シナモンオイル、ウィンターグリーンオイル、クローブオイル、アクロレイン、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、4-ヒドロキシノネナール、メチル p-ヒドロキシベンゾエート、マスタードオイル、および3'-カルバモイルビフェニル-3-イルシクロヘキシルカルバメート (URB597)が挙げられる。TRPA1受容体の他のアクチベーターは、Taylor-Clarkら、Mol Pharmacol.PMID: 18000030(2007)；Macphersonら、Nature 445:541-545(2007)；およびHillら、J Biol Chem. 282:7145-7153(2007)に記載されている。
【００１６】
P2X受容体のアクチベーターとしては、限定されるものではないが、ATP、2-メチルチオ-ATP、2'および3'-O-(4-ベンゾイルベンゾイル)-ATP、およびATP5'-O-(3-チオトリホスフェート)が挙げられる。
【００１７】
TRPM8受容体のアクチベーターとしては、限定するものではないが、メントール、イチリン、ユーカリプトール、リナロール、ゲラニオール、およびヒドロキシシトロネラールが挙げられる。
【００１８】
特定の実施形態においては、第2の化合物は電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害する。このクラスの阻害剤の例は、QX-314、N-メチル-プロカイン、QX-222、N-オクチル-グアニジン、9-アミノアクリジン、およびパンクロニウムである。
【００１９】
さらに別の実施形態においては、第2の化合物は電位依存性カルシウムチャンネルを阻害する。このクラスの阻害剤の例はD-890（第四級メトキシベラパミル）およびCERM 11888（第四級ベプリジル）である。
【００２０】
さらに別の実施形態において、第2の化合物は、リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンから選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の荷電誘導体である。誘導体の例は本明細書中に記載されている。
【００２１】
特定の実施形態においては、第3の化合物は、細胞の内部に存在する場合、1以上の電位依存性イオンチャンネル(例えば、ナトリウムおよび／またはカルシウムチャンネル)を阻害することができる。好ましい実施形態においては、第3の化合物はリドカインである。
【００２２】
本発明はまた、リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンから選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の荷電誘導体を特徴とする。
【００２３】
関連する態様において、本発明は、リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、およびフルスピリレンから選択される化合物の第四級アミン誘導体または他の荷電誘導体、および製薬上許容し得る賦形剤を含有する医薬組成物を特徴とする。
【００２４】
本発明はまた、(i)TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8から選択される受容体を活性化する第1の化合物；ならびに(ii)チャンネルの内側に適用した場合に1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／もしくはTRPM8受容体が活性化された場合にこれらの受容体を介して疼痛感知ニューロンに進入することができる前記化合物、を含有する組成物を特徴とする。一実施形態においては、第2の化合物は、外側に適用した場合には活性が低下しているか、もしくは部分的に活性があるが、内側に適用した場合にはより活性があるものである。特定の実施形態においては、1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性であり、第1の化合物により引き出される刺激感覚を遮断することができる前記化合物も患者に投与する。前記組成物を、例えば、経口、静脈内、筋肉内、直腸内、皮内、皮下、局所、経皮、舌下、鼻内、膣内、くも膜下、硬膜外、もしくは眼内投与、あるいは注射、吸入、または鼻もしくは口腔粘膜との直接接触のために製剤化することができる。必要に応じて、TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、および／もしくはTRPM8受容体を活性化する2種以上の化合物、ならびに／または1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する2種以上の化合物を含有してもよい。
【００２５】
本発明はまた、細胞と、(i)TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1、およびTRPM8から選択される受容体を活性化する第1の化合物；ならびに(ii)チャンネルの内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物であって、受容体が活性化された場合に該受容体を介して疼痛感知ニューロンに進入することができる前記化合物、とを接触させることによる、細胞中の1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するための方法を特徴とする。さらなる実施形態においては、1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記化合物も患者に投与する。好適な化合物は上記したものである。
【００２６】
本発明はまた、化合物を、疼痛および掻痒の治療に有用であると同定するための方法を特徴とする。この方法は、(a)TRPV1、TRPA1、TRPM8、および／もしくはP2X(2/3)発現ニューロンの外表面と、(i)TRPV1、TRPA1、TRPM8もしくはP2X(2/3)受容体を活性化する第1の化合物；および(ii)チャンネルの内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない第2の化合物、とを接触させる工程、ならびに(b)第2の化合物がニューロン中の電位依存性イオンチャンネルを阻害するか否かを決定する工程を含む。特定の実施形態においては、1以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害する第3の化合物であって、膜透過性である前記化合物も患者に投与する。第2の化合物による電位依存性イオンチャンネルの阻害によって、第2の化合物が疼痛および／または掻痒の治療に有用な化合物として同定される。
【００２７】
本発明の方法、組成物、およびキットを用いて、TRPV、TRPA、TRPM、およびP2X受容体ファミリーの異なるメンバーを発現する他の型のニューロンにおけるニューロン活性を選択的に遮断することもでき、この場合、第1の化合物はこれらの型のニューロンに存在する特定のTRPV、TRPA、TRPM、およびP2X受容体のアゴニストであり、第2の化合物は通常は膜不透過性のナトリウムまたはカルシウムチャンネルブロッカーである。
【００２８】
本発明の方法、組成物、およびキットによって、軽い接触もしくは運動制御を変えることなく疼痛または掻痒の遮断が可能となる。例えば、硬膜外に投与された患者は、感覚を完全には消失しないであろう。
【００２９】
用語「疼痛」は、本明細書において最も広い意味で用いられ、急性および慢性の疼痛を含む全ての型の疼痛、例えば、体性痛および内臓痛等の侵害受容性疼痛；炎症性疼痛、機能不全性疼痛、突発性疼痛、神経障害性疼痛、例えば、中枢で発生する疼痛および末梢で発生する疼痛、片頭痛、および癌性疼痛を指す。
【００３０】
用語「侵害受容性疼痛」は、限定されるものではないが、切り傷、打撲、骨折、挫滅外傷、火傷などを含む、身体組織に脅威となるか、または実際に損傷させる有害刺激によって引き起こされる全ての疼痛を含むために用いられる。組織損傷の疼痛受容体（侵害受容器）は、ほとんどが皮膚、筋骨格系、または内臓に存在する。
【００３１】
用語「体性痛」は、骨、関節、筋肉、皮膚、または結合組織から生じる疼痛を指すように用いられる。この型の疼痛ははっきり局在しているのが典型的である。
【００３２】
用語「内臓痛」は、本明細書においては、呼吸器、胃腸管および膵臓、尿路および生殖器などの内臓から生じる疼痛を指すように用いられる。内臓痛には、臓器被膜に腫瘍があることにより引き起こされる疼痛が含まれる。別の型の内臓痛は、典型的には中空の内臓の閉塞によって引き起こされるものであり、断続的な筋痙攣およびはっきりとは局在しない疼痛を特徴とする。内臓痛は、膀胱炎または逆流性食道炎のような炎症と関連する場合がある。
【００３３】
用語「炎症性疼痛」には、外傷、外科手術、感染および自己免疫疾患によって引き起こされ得る活発な炎症に関連する疼痛が挙げられる。
【００３４】
用語「神経障害性疼痛」は、本明細書においては、末梢もしくは中枢神経系の損傷の結果、これらの神経系による感覚入力の異常なプロセッシングから生じる疼痛を指す。
【００３５】
用語「処置性疼痛」とは、通常計画的であるか、または急性の外傷と関連する、医学的、歯科的、または外科的処置によって生じる疼痛を指す。
【００３６】
用語「掻痒」は、本明細書においては最も広い意味で用い、局所性および全身性、急性、断続的および持続的な痒くてつらい全ての型の感覚を指す。掻痒は、突発性、アレルギー性、代謝性、感染性、薬剤誘導性、肝臓・腎臓疾患、または癌由来のものであり得る。「掻痒症」は激しい掻痒である。
【００３７】
「患者」とは任意の動物を意味する。一実施形態においては、患者はヒトである。本発明の方法、組成物、およびキットを用いて治療することができる他の動物としては、限定されるものではないが、非ヒト霊長類（例えば、サル、ゴリラ、チンパンジー）、家畜（例えば、ウマ、ブタ、ヤギ、ウサギ、ヒツジ、ウシ、ラマ）、およびコンパニオン動物（例えば、モルモット、ラット、マウス、ワニ、ヘビ、イヌ、ネコ、魚、ハムスター、および鳥）が挙げられる。
【００３８】
本発明において有用な化合物としては、限定されるものではないが、本明細書に記載した化合物のジアステレオマーおよびエナンチオマーなどの異性体、塩、エステル、アミド、チオエステル、溶媒和物、およびこれらの多型、ならびにラセミ混合物および純粋な異性体を含む、これらの製薬上許容し得る形態のいずれかで本明細書に記載されたものが挙げられる。
【００３９】
「低分子量」とは、約500ダルトン未満を意味する。
【００４０】
用語「製薬上許容し得る塩」は、正常な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー反応などを起こすことなしにヒトおよび下等動物の組織と接触させて使用するのに好適であり、合理的な対危険便益比に見合った塩を表す。製薬上許容し得る塩は当業界でよく知られている。塩は、本発明の化合物の最終的な単離および精製の間にin situで、または遊離塩基を好適な有機酸と反応させることによって別個に調製することができる。代表的な酸付加塩としては、限定されるものではないが、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプトン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2-ヒドロキシ-エタンスルホン酸塩、イセチオン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メシル酸塩、メタンスルホン酸塩、2-ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3-フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などが挙げられる。代表的なアルカリまたはアルカリ土類金属の塩としては、限定されるものではないが、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど、ならびに限定されるものではないが、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなどを含む非毒性のアンモニウム、第四級アンモニウム、およびアミンカチオンが挙げられる。
【００４１】
本発明の化合物に関する包括的記載において、置換基中の特定の型の原子の数は一般的には、ある範囲として、例えば、1〜4個の炭素原子を含むアルキル基、またはC1-4アルキルとして与えられる。このような範囲への言及は、特定の範囲内のそれぞれの整数個の原子を有する基についての特定の言及を含むことが意図される。例えば、1〜4個の炭素原子を含むアルキル基はC1、C2、C3、およびC4のそれぞれを含む。例えばC1-12ヘテロアルキルは、１個以上のヘテロ原子に加えて1〜12個の炭素原子を含む。他の数の原子、および他の型の原子も、同様に示すことができる。
【００４２】
本明細書で用いる場合、用語「アルキル」および接頭辞「アルク-（alk-）」は、直鎖および分岐鎖の基の双方を包含し、環状の基、すなわちシクロアルキルも包含する。環状の基は単環であっても多環であっても良く、好ましくは3〜6個の環炭素原子を有する。環状の基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、およびシクロヘキシル基が挙げられる。
【００４３】
「C1-4アルキル」とは、1〜4個の炭素原子を有する分岐した、または分岐していない炭化水素基を意味する。C1-4アルキル基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシル、フルオロアルキル、パーフルオロアルキル、アミノ、アミノアルキル、二置換アミノ、第四級アミノ、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、およびカルボキシル基が挙げられる。C1-4アルキルとして、限定されるものではないが、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、シクロプロピルメチル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、およびシクロブチルが挙げられる。
【００４４】
「C2-4アルケニル」とは、1個以上の二重結合を含み、2〜4個の炭素原子を有する分岐した、または分岐していない炭化水素基を意味する。C2-4アルケニルは、必要に応じて単環または多環式の環を含んでいても良く、その場合それぞれの環は望ましくは3〜6員である。C2-4アルケニル基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシル、フルオロアルキル、パーフルオロアルキル、アミノ、アミノアルキル、二置換アミノ、第四級アミノ、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、およびカルボキシル基が挙げられる。C2-4アルケニルとして、限定されるものではないが、ビニル、アリル、2-シクロプロピル-1-エテニル、1-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、2-メチル-1-プロペニル、および2-メチル-2-プロペニルが挙げられる。
【００４５】
「C2-4アルキニル」とは、1個以上の三重結合を含み、2〜4個の炭素原子を有する分岐した、または分岐していない炭化水素基を意味する。C2-4アルキニルは、必要に応じて単環、二環、または三環式の環を含んでいても良く、その場合それぞれの環は望ましくは5または6員である。C2-4アルキニル基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシ、フルオロアルキル、パーフルオロアルキル、アミノ、アミノアルキル、二置換アミノ、第四級アミノ、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、およびカルボキシル基が挙げられる。C2-4アルキニルとして、限定されるものではないが、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、および3-ブチニルが挙げられる。
【００４６】
「C2-6ヘテロシクリル」とは、飽和、部分不飽和もしくは不飽和(芳香族)であり、かつ2〜6個の炭素原子、および独立してN、O、およびSから選択される1、2、3もしくは4個のヘテロ原子からなり、上記で定義した複素環のいずれかがベンゼン環に融合した二環の基を含む、安定な5〜7員の単環または7〜14員の二環の複素環を意味する。ヘテロシクリル基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシ、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、アミノ、アミノアルキル、二置換アミノ、第四級アミノ、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、およびカルボキシル基が挙げられる。窒素および硫黄のヘテロ原子は必要に応じて酸化されていてもよい。複素環は、任意のヘテロ原子もしくは炭素原子を介して共有結合して安定な構造を生じることができ、例えば、イミダゾリニル環は環上の炭素原子の位置もしくは窒素原子で結合することができる。複素環内の窒素原子は必要に応じて第四級化されていてもよい。好ましくは、複素環内のSおよびO原子の総数が1を超える場合、これらのヘテロ原子は互いに隣接しない。複素環として、限定されるものではないが、1H-インダゾール、2-ピロリドニル、2H,6H-1,5,2-ジチアジニル、2H-ピロリル、3H-インドリル、4-ピペリドニル、4aH-カルバゾール、4H-キノリジニル、6H-1,2,5-チアジアジニル、アクリジニル、アゾシニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾテトラゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイミダザロニル、カルバゾリル、4aH-カルバゾリル、b-カルボリニル、クロマニル、クロメニル、シンノリニル、デカヒドロキノリニル、2H,6H-1,5,2-ジチアジニル、ジヒドロフロ[2,3-b]テトラヒドロフラン、フラニル、フラザニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、イミダゾリル、1H-インダゾリル、インドレニル、インドリニル、インドリジニル、インドリル、イソベンゾフラニル、イソクロマニル、イソインダゾリル、イソインドリニル、イソインドリル、イソキノリニル、イソチアゾリル、イソキサゾリル、モルホリニル、ナフチリジニル、オクタヒドロイソキノリニル、オキサジアゾリル、1,2,3-オキサジアゾリル、1,2,4-オキサジアゾリル、1,2,5-オキサジアゾリル、1,3,4-オキサジアゾリル、オキサゾリジニル、オキサゾリル、オキサゾリジニルペリミジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナルサジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、プテリジニル、ピペリドニル、4-ピペリドニル、プテリジニル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリドオキサゾール、ピリドイミダゾール、ピリドチアゾール、ピリジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリジニル、ピロリニル、ピロリル、キナゾリニル、キノリニル、4H-キノリジニル、キノキサリニル、キヌクリジニル、カルボリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロ��ノリニル、6H-1,2,5-チアジアジニル、1,2,3-チアジアゾリル、1,2,4-チアジアゾリル、1,2,5-チアジアゾリル、1,3,4-チアジアゾリル、チアントレニル、チアゾリル、チエニル、チエノチアゾリル、チエノオキサゾリル、チエノイミダゾリル、チオフェニル、トリアジニル、1,2,3-トリアゾリル、1,2,4-トリアゾリル、1,2,5-トリアゾリル、1,3,4-トリアゾリル、キサンテニルが挙げられる。好ましい5〜10員の複素環としては、限定されるものではないが、ピリジニル、ピリミジニル、トリアジニル、フラニル、チエニル、チアゾリル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、テトラゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、インドリル、ベンゾイミダゾリル、1H-インダゾリル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、オキシインドリル、ベンゾオキサゾリニル、キノリニル、およびイソキノリニルが挙げられる。好ましい5〜6員の複素環としては、限定されるものではないが、ピリジニル、ピリミジニル、トリアジニル、フラニル、チエニル、チアゾリル、ピロリル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、およびテトラゾリルが挙げられる。
【００４７】
「C6-12アリール」とは、共役π電子を有する炭素原子で構成された環系を有する芳香族の基（例えば、フェニル）を意味する。アリール基は6〜12個の炭素原子を有する。アリール基は、必要に応じて単環、二環、または三環式の環を含んでいても良く、その場合それぞれの環は望ましくは5員または6員である。アリール基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、フルオロアルキル、カルボキシル、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、アミノ、アミノアルキル、一置換アミノ、二置換アミノ、および第四級アミノ基が挙げられる。
【００４８】
「C7-14アルカリール」とは、アリール基（例えば、ベンジル、フェネチル、または3,4-ジクロロフェネチル）によって置換された7〜14個の炭素原子を有するアルキルを意味する。
【００４９】
「C3-10アルクヘテロシクリル」とは、1個以上のヘテロ原子に加えて3〜10個の炭素原子を有するアルキル置換複素環基（例えば3-フラニルメチル、2-フラニルメチル、3-テトラヒドロフラニルメチル、または2-テトラヒドロフラニルメチル）を意味する。
【００５０】
「C1-7ヘテロアルキル」とは、N、O、S、およびPからなる群より独立に選択される1、2、3もしくは4個のヘテロ原子に加えて1〜7個の炭素原子を有する、分岐した、もしくは分岐していないアルキル、アルケニル、またはアルキニル基を意味する。ヘテロアルキルとしては、限定されるものではないが、第三級アミン、第二級アミン、エーテル、チオエーテル、アミド、チオアミド、カルバメート、チオカルバメート、ヒドラゾン、イミン、ホスホジエステル、ホスホロアミデート、スルホンアミド、およびジスルフィドが挙げられる。ヘテロアルキルは、場合によって単環、二環、または三環式の環を含んでいても良く、その場合それぞれの環は望ましくは3〜6員である。ヘテロアルキル基は置換されていても置換されていなくてもよい。置換基の例としては、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシル、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、アミノ、アミノアルキル、二置換アミノ、第四級アミノ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、およびカルボキシル基が挙げられる。C1-7ヘテロアルキルの例として、限定されるものではないが、メトキシメチルおよびエトキシエチルが挙げられる。
【００５１】
「ハロゲン化物」とは、臭素、塩素、ヨウ素、またはフッ素を意味する。
【００５２】
「フルオロアルキル」とは、フッ素原子で置換されているアルキル基を意味する。
【００５３】
「ペルフルオロアルキル」とは、炭素およびフッ素原子のみからなるアルキル基を意味する。
【００５４】
「カルボキシアルキル」とは、式-(R)-COOH (式中、RはC1-7アルキル、C2-7アルケニル、C2-7アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、またはC1-7ヘテロアルキルから選択される)を有する化学的部分を意味する。
【００５５】
「ヒドロキシアルキル」とは、式-(R)-OH (式中、RはC1-7アルキル、C2-7アルケニル、C2-7アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、またはC1-7ヘテロアルキルから選択される)を有する化学的部分を意味する。
【００５６】
「アルコキシ」とは、式-OR (式中、RはC1-7アルキル、C2-7アルケニル、C2-7アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、またはC1-7ヘテロアルキルから選択される)の化学的置換基を意味する。
【００５７】
「アリールオキシ」とは、式-OR (式中、RはC6-12アリール基である)の化学的置換基を意味する。
【００５８】
「アルキルチオ」とは、式-SR (式中、RはC1-7アルキル、C2-7アルケニル、C2-7アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、またはC1-7ヘテロアルキルから選択される)の化学的置換基を意味する。
【００５９】
「アリールチオ」とは、式-SR (式中、RはC6-12アリール基である)の化学的置換基を意味する。
【００６０】
「第四級アミノ」とは、式-(R)-N(R')(R'')(R''')+ (式中、R、R'、R''、およびR'''はそれぞれ独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリール基である)の化学的置換基を意味する。Rは置換基としての第四級アミノ窒素原子をもう1つの部分に連結するアルキル基であってよい。窒素原子Nはアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロアリール、および／またはアリール基の4個の炭素原子に共有結合し、その結果窒素原子の位置で正の電荷が生じる。
【００６１】
「荷電部分」とは、生理的pHでプロトンを得て、それによって正に荷電した部分(例えば、アンモニウム、グアニジニウム、もしくはアミジニウム)、またはプロトン化されずに純粋な正味の正電荷を有する部分(例えば、第四級アンモニウム)を意味する。荷電部分は恒久的に荷電していても、一時的に荷電していてもよい。
【００６２】
本明細書で用いる場合、用語「親」とは、親化合物に存在するアミン窒素原子の第四級化またはグアニル化によって改変され得る、チャンネル遮断化合物を指す。第四級化およびグアニル化された化合物は、親化合物の誘導体である。本明細書に記載されるグアニジル誘導体は、その荷電していない塩基の形態で提示されている。これらの化合物は塩(すなわち酸付加塩)として、またはin situでプロトン化されて荷電部分を形成する、その荷電していない塩基形態で投与することができる。
【００６３】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】細胞外からのQX-314(5mM)およびカプサイシン(1μM)の同時投与によって、カプサイシン応答性の後根神経節(DRG)感覚ニューロンにおけるナトリウム電流が選択的に遮断されることを示す。(a) 小さい(24μm)カプサイシン感受性の成体由来培養DRGニューロンにおける、5mM QX-314単独(赤のトレース)、1μMカプサイシン単独(緑のトレース)、および5mM QX-314と1μM カプサイシンの同時投与(青のトレース)の10分間のウオッシュイン(wash-in)のナトリウム電流(-70から-5mVへの段階により引き出される)に対する効果を示す。上段パネル：このニューロンにおいては、カプサイシンの短時間投与によって持続的な内向きの電流が誘導される（-70mVの電圧を保持）。(b) 大きな(52μm)カプサイシン非感受性ニューロンに対する同じ一連の薬剤投与のナトリウム電流に対する効果を示す。(c) ピークの内向き電流を対照（黒の記号）、5mM QX-314単独存在下（赤の記号）、1μM カプサイシン単独存在下（緑の記号）、および5mM QX-314と1μM カプサイシンの同時投与下（青の記号）において記録した試験パルスの関数として示す。記号は、25個の小さなカプサイシン感受性ニューロンに対する実験に関する平均±SEMを示す。電流は-70mVの保持電位から5mVずつの増分で試験電位範囲まで20m秒の脱分極工程によって引き出した。(d) カプサイシンおよびQX-314の組み合わせのピークナトリウム電流に対する効果の経時変化を示す。バーは対照と比較して標準化したピークナトリウム電流についての平均±SEMを示す（n＝25）。
【図２】QX-314とカプサイシンの同時投与によって侵害受容様DRGニューロンにおける興奮性が遮断されることを示す。(a) 小さい（23μm）DRGニューロンに脱分極性電流工程（250pA、4m秒）を加えると下降相に突出した偏りを有する侵害受容器様の幅広の活動電位が生じた(矢印)。QX-314（5mM）の2分間のウオッシュインでは効果がなかった（2番目のパネル）。カプサイシン（1μM）によって活動電位の振幅が小さくなった（3番目のパネル）が、これはおそらく図1に示すようなカプサイシンによって生じるナトリウム電流の中程度の低減およびカプサイシンによって生じる脱分極により派生するナトリウム電流の不活化の組み合わせによるものであろう。QX-314とカプサイシンの同時投与によって、非常に大きな刺激性電流注入を行っても活動電位の生成が完全に失われた。(b) 活動電位の振幅の平均±SEMを示す（QX-314についてn＝25、カプサイシンおよびカプサイシン＋QX-314についてn＝15）。
【図３】カプサイシン（10μg/10μL）をQX-314（2％、10μL）と共に足底内注射すると、機械的刺激（von Freyフィラメント）および有害熱刺激に対する長期の局所麻酔が誘導されることを示す。(a) QX-314単独（2％、10μL；緑の記号）、カプサイシン単独（10μg/10μL；黒の記号）、またはQX-314およびカプサイシンの同時投与（赤の記号）の足底内注射後に強度の増大するvon Frey hairに応答した脚の引っ込め行動についての機械的閾値を示す。最高値（57g、矢印）に対して全く応答しなかった動物数を最大効果と共にその時点に示す（＊＝p＜0.05、各群でn＝6）。(b) 脚の引っ込め行動の熱的（輻射熱）閾値についての同様のデータを示す。矢印はカットオフを示し、最強の刺激に対して応答しなかった動物数を最大効果のあった時点に示す（＊＝p＜0.05、各群でn＝6）。
【図４−１】坐骨神経付近にQX-314に続いてカプサイシンを注射すると、有害な機械刺激および熱刺激に対して運動不全を生じさせずに動物の後脚が麻酔されたことを示す。(a) QX-314単独（0.2％、100μL）、カプサイシン単独（0.5μg/μL、100μL）、またはQX-314をカプサイシンの10分前に注射した場合の、坐骨神経注射後に強度の増大するvon Freyフィラメントに応答した脚の引っ込め行動の機械的閾値を示す。最高値（57g、矢印）に対して全く応答しなかった動物数を最大効果のあったと時点に示す（＊＝p＜0.05、＊＊＝p＜0.01、各群でn＝6）。(b) 脚の引っ込め行動の熱的（輻射熱）閾値についての同様のデータを示す。(c) リドカイン（2％；0.2％）、QX-314（0.2％）、カプサイシン（5μg/10μL）、およびQX-314後にカプサイシンを坐骨注射した後に評価した運動機能（スコア：2＝完全麻痺；1＝部分的麻痺；0＝障害なし）の変化を示す。注射による影響を受けた動物数を各カラムの上に示す。
【図４−２】図４−１の続きである。
【図５】後根神経節小ニューロンにおけるナトリウムチャンネル電流の電圧固定記録を示す。このデータから、オイゲノール単独でナトリウム電流に対して中程度の阻害効果（10-20％阻害）を有することが示される。オイゲノールとQX-314の同時投与によって、7分後に完了し得る進行的な遮断が生じる。2つの例を示すが、これは同様の結果を有する10回の実験の代表的なものである。
【図６】TRPAアゴニストのマスタードオイル(MO)(50μM)とQX-314（5 mM）の同時投与の効果を示す。MO単独ではナトリウム電流が20-30％低下し、約3分後にプラトーに達する。MOとQX-314の同時投与によってナトリウム電流が劇的に低下した。
【図７−１】リドカイン、膜透過性ナトリウムチャンネル阻害剤と、QX-314とカプサイシンとの同時投与の効果を示す。(a)QX-314単独(2％)、リドカイン単独(1％)の坐骨神経注射、またはQX-314とリドカインの同時注射後の脚の引っ込め行動に関する熱的潜伏時間(輻射熱)閾値を示す。(b) QX-314単独(2％）、リドカイン単独(1％）の坐骨神経注射、またはQX-314とリドカインの同時注射後に強度の増大するvon Freyフィラメントに応答した脚の引っ込め行動に関する機械的閾値を示す。(c) リドカイン単独(1％)、QX-314単独(2％)の坐骨神経注射、リドカインとQX-314の同時注射、ならびにカプサイシン(1μg/10μL)、リドカイン、およびQX-314の同時注射後の脚の引っ込め行動に関する熱的潜伏時間(輻射熱)閾値を示す。(d) リドカイン単独(1％)、QX-314単独(2％)の坐骨神経注射、リドカインとQX-314の同時注射、ならびにカプサイシン(1μg/10μL)、リドカイン、およびQX-314の同時注射後に強度の増大するvon Freyフィラメントに応答した脚の引っ込め行動に関する機械的閾値を示す。注射による侵害受容の完全な遮断を示す動物数を各カラムの上に示す。
【図７−２】図７−１の続きである。
【図８】カプサイシンが、尻込みとして測定される、後脚への注射直後に急性の疼痛関連応答を引き出すことを示す。これは注射後約15分間継続する。カプサイシンとQX-314の組合せは、カプサイシンによりもたらされる急性の疼痛誘発応答を遮断しないが、この後、麻酔が長時間持続する。逆に、カプサイシン、QX-314、およびリドカインの組合せの注射は、カプサイシン単独により引き出される急性の疼痛誘発応答の遮断などの、強固な麻酔を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
疼痛感知ニューロンにおける電位依存性イオンチャンネルは、疼痛を治療する薬剤を開発する上で現在非常に興味深い。疼痛感知ニューロンにおける電位依存性ナトリウムチャンネルを遮断すると、活動電位の起動および伝達を妨害することによって疼痛シグナルを遮断することができ、またカルシウムチャンネルを遮断すると、脊髄中の二次ニューロンへの疼痛シグナルの神経伝達を抑制することができる。従来、ナトリウムチャンネルまたはカルシウムチャンネルを遮断する有機小分子を設計する上での制約は、これらが標的細胞に外部的に適用した場合に活性でなければならないということである。そのような外部的に適用される分子の大多数は疎水性であり、膜を通過することができる。このため、これらは全ての細胞に進入し、かくして疼痛感知ニューロンのみに影響するための選択性を有していない。さらに、細胞の内側に存在する場合にのみ効果的なQX-314のようないくつかの遮断剤が知られている。今日まで、そのような遮断剤は、主として膜の機械的破砕によって細胞の内側の透析を可能とするホールセルパッチクランプなどの電気生理学的記録手段を用いて研究されてきた。細胞を殺さずに機械的に破砕することの困難性、および、続いて細胞の内側に遮断剤を可逆的に投与することの困難性から、細胞の内側から作用し得る薬剤分子の高効率スクリーニングアッセイの開発は不可能とされてきた。
【００６６】
本発明者らは、電位依存性イオンチャンネルの阻害剤を侵害受容性ニューロン内に送達する手段を見出した。本発明により、これらの阻害剤が侵害受容性ニューロンに進入する方法を提供することによって、細胞の内側から薬剤ブロッカーとして活性であるが、膜透過性である必要のない全てのクラスの分子の、スクリーニングおよび治療の双方における使用が可能となる。さらに、治療的条件下においてそのような遮断剤の進入を疼痛感知ニューロンに限定することによって、他の型の細胞と比較して疼痛感知ニューロンのイオンチャンネルに対して必ずしも内在的選択性を有さない薬剤であるが、神経および心血管系中の他の細胞に優先して疼痛感知ニューロンに進入することが可能となることで、疼痛感知ニューロンに対する選択的作用が増大する薬剤の使用が可能となる。さらに、特にTRPV1受容体は疼痛と関連する組織状態（炎症など）においてより活性が高い場合が多いため、疼痛を生じている組織と最も関連する特定の感覚ニューロンへの進入が優勢になる。掻痒感受性の一次感覚ニューロンもTRPチャンネル、特にTRPV1を発現し、この手法が適している。
【００６７】
本発明を以下でより詳細に説明する。
【００６８】
電位依存性イオンチャンネルの阻害剤
電位依存性イオンチャンネルの内側(内側面)に適用された場合に該チャンネルの阻害剤として作用するが、該チャンネルの外側(外側面)に適用された場合には該チャンネルを実質的に阻害せず、本発明の方法、組成物、およびキットにおいて使用するために好適である化合物は、望ましくは正に荷電した親水性の化合物である。一実施形態においては、前記化合物は恒久的に荷電している（すなわち、一時的でない電荷を有する）。別の実施形態においては、前記化合物は一時的に、または部分的に荷電している。電位依存性ナトリウムチャンネルの好適な阻害剤としては、限定されるものではないが、QX-314、N-メチル-プロカイン（QX-222）、N-オクチル-グアニジン、9-アミノアクリジン、およびパンクロニウムが挙げられる。電位依存性カルシウムチャンネルの好適な阻害剤としては、限定されるものではないが、D-890 (第四級メトキシベラパミル)およびCERM 11888（第四級ベプリジル）が挙げられる。
【００６９】
さらに、本発明の方法において有用であるために好適なサイズのものであり（例えば、約100〜4,000Da、100〜3,000Da、100〜2,000Da、150〜1,500Da、または200〜1,200Da）、容易に改変されて（例えば、正に荷電した第四級アミンとして、または一時的に荷電したグアニル化化合物として）荷電し得るアミン基を有するか、もしくは改変されてアミン基を含み得る、電位依存性イオンチャンネルの多くの既知の阻害剤が存在する。そのような阻害剤としては、限定されるものではないが、リルゾール、メキシリチン、フェニトイン、カルバマゼピン、プロカイン、トカイニド、プリロカイン、ジイソピラミド、ベンシクラン、キニジン、ブレチリウム、リファリジン、ラモトリジン、フルナリジン、アルチカイン、ブピビカイン、メピビカイン、およびフルスピリレンが挙げられる。
【００７０】
本発明の組成物、キット、および方法において使用することができる化合物として、下記の式I〜Xの化合物が挙げられる。
【化１】
2011513484.tif 000003
【００７１】
式Iにおいて、R1A、R1B、およびR1Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、OR1H、NR1IR1J、NR1KC(O)R1L、S(O)R1M、SO2R1NR1O、SO2NR1PR1Q、SO3R1R、CO2R1S、C(O)R1T、およびC(O)NR1UR1Vから選択され； R1H、R1I、R1J、R1K、R1L、R1M、R1N、R1O、R1P、R1Q、R1R、R1S、R1T、R1U、およびR1Vはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；X1は-CR1WR1X-、-NR1YC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR1Z-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され； R1W、R1X、R1Y、およびR1Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R1DはH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R1E、R1F、およびR1Gはそれぞれ独立にC1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか；またはR1DおよびR1Gは一緒になって少なくとも1個の窒素原子を有する複素環を完成させる。好ましい実施形態においては、X1は-NHC(O)-である。式Iの化合物の例としては、麻酔剤のメチル化第四級アンモニウム誘導体、例えば、N-メチルリドカイン、N,N-ジメチルプリロカイン、N,N,N-トリメチルトカイニド、N-メチルエチドカイン、N-メチルロピバカイン、N-メチルブピバカイン、N-メチルレボブピバカイン、N-メチルメピバカインが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム1に記載されるものと同様の方法を使用して調製することができる。式Iの化合物としては、QX-314（CAS 21306-56-9）およびQX-222（CAS 21236-55-5）(下記参照)が挙げられる。
【化２】
2011513484.tif 000004
【００７２】
【化３】
2011513484.tif 000005
【００７３】
式IIにおいては、R2A、R2B、およびR2Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、OR2I、NR2JR2K、NR2LC(O)R2M、S(O)R2N、SO2R2OR2P、SO2NR2QR2R、SO3R2S、CO2R2T、C(O)R2U、およびC(O)NR2VR2Wから選択され；R2I、R2J、R2K、R2L、R2M、R2N、R2O、R2P、R2Q、R2R、R2S、R2T、R2U、R2V、R2Wはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；X2は-CR2XR2Y-、-NR2ZC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR2AA-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R2X、R2Y、R2Z、およびR2AAはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R2DはH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R2EはHまたはC1-4アルキルであり；そしてR2F、R2G、およびR2Hはそれぞれ独立してH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか；またはR2FおよびR2Gは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R2FおよびR2Gが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化４】
2011513484.tif 000006
【００７４】
(式中、R2HはHまたはCH3である)
から選択される。望ましくは、R2FおよびR2Gは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンもしくはアルケニレン、例えば5、6、および7員環の環系を形成する。好ましい実施形態においては、X2は-NHC(O)-である。式IIの化合物の例としては、麻酔剤のN-グアニジル誘導体（例えば、-C(NH)NH2誘導体）、例えば、デスエチルN-グアニジルリドカイン、N-グアニジルプリロカイン、N-グアニジルトカイニド、デスエチルN-グアニジルエチドカイン、デスブチル-N-グアニジルロピバカイン、デスブチル-N-グアニジルブピバカイン、デスブチル-N-グアニジルレボブピバカイン、デスメチル-N-グアニジルメピバカインが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム2〜5に記載されるものと同様の方法を使用して調製することができる。
【００７５】
本明細書に記載のグアニジル誘導体(例えば、式IIの化合物)を、荷電していない塩基形態で提供する。これらの化合物を、塩（すなわち酸付加塩）として、またはin situでプロトン化されて荷電部分を形成する、荷電していない塩基形態のいずれかで投与することができる。
【００７６】
式IおよびIIの親薬剤の合成は、文献に記載されている。例えば、米国特許第2,441,498号（リドカインの合成）、米国特許第3,160,662号（プリロカインの合成）、ドイツ特許第2235745号（トカイニドの合成）、ドイツ特許第2162744号（エチドカインの合成）、PCT出願公開第WO85/00599号（ロピバカインの合成）、米国特許第2,955,111号（ブピバカインおよびレボブピバカインの合成）、ならびに米国特許第2,799,679号(メピバカインの合成)を参照されたい。
【化５】
2011513484.tif 000007
【００７７】
式IIIにおいては、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n+m)＝0〜6であり；R3A、R3B、およびR3Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR3L、NR3MR3N、NR3OC(O)R3P、S(O)R3Q、SO2R3RR3S、SO2NR3TR3U、SO3R3V、CO2R3W、C(O)R3X、およびC(O)NR3YR3Zから選択され；R3L、R3M、R3N、R3O、R3P、R3Q、R3R、R3S、R3T、R3U、R3V、R3W、R3X、R3Y、R3Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；Y3は-CR3AAR3AB-、-NR3ACC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR3AD-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R3AA、R3AB、R3AC、およびR3ADはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R3D、R3E、R3F、およびR3Gはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；R3H、R3J、およびR3Kはそれぞれ独立にC1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択される。式IIIにおける第四級窒素は本明細書においてN'と同定される。式IIIの化合物の例としては、麻酔剤のメチル化第四級アンモニウム誘導体、例えばN’-メチルプロカイン、N’-メチルプロパラカイン、N’-メチルアロカイン、N’-メチルエンカイニド、N’-メチルプロカインアミド、N’-メチルメトクロプラミド、N’-メチルストバイン、N’-メチルプロポキシカイン、N’-メチルクロロプロカイン、N’,N’-ジメチルフレカイニド、およびN’-メチルテトラカインが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム1に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化６】
2011513484.tif 000008
【００７８】
式IVにおいては、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n＋m)＝0〜6であり；R4AおよびR4Bはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR4L、NR4MR4N、NR4OC(O)R4P、S(O)R4Q、SO2R4RR4S、SO2NR4TR4U、SO3R4V、CO2R4W、C(O)R4X、およびC(O)NR4YR4Zから選択され；R4L、R4MR4N、R4O、R4P、R4Q、R4R、R4S、R4T、R4U、R4V、R4W、R4X、R4Y、およびR4Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；Y4は-CR4AAR4AB-、-NR4ACC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR4AD-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R4AA、R4AB、R4AC、およびR4ADはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R4C、R4D、R4E、およびR4Fはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；X4はH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびNR4JR4Kから選択され；R4JおよびR4Kはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R4G、R4H、およびR4Iはそれぞれ独立にC1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択される。式IVにおける第四級窒素は本明細書においてN”と同定される。式IIIの化合物の例としては、麻酔剤のメチル化第四級アンモニウム誘導体、例えばN”,N”,N”-トリメチルプロカイン、N”,N”,N”-トリメチルプロパラカイン、N”,N”,N”-トリメチルプロカインアミド、N”,N”,N”-トリメチルメトクロプラミド、N”,N”,N”-トリメチルプロポキシカイン、N”,N”,N”-トリメチルクロロプロカイン、N”,N”-ジメチルテトラカイン、N”,N”,N”-トリメチルベンゾカイン、およびN”,N”,N”-トリメチルブタンベンが挙げられる。これらの誘導体は、スキーム1に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化７】
2011513484.tif 000009
【００７９】
式Vにおいては、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n+m)＝0〜6であり；R5A、R5B、およびR5Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR5M、NR5NR5O、NR5PC(O)R5Q、S(O)R5R、SO2R5SR5T、SO2NR5UR5V、SO3R5W、CO2R5X、C(O)R5Y、およびC(O)NR5ZR5AAから選択され；R5M、R5N、R5O、R5P、R5Q、R5R、R5S、R5T、R5U、R5V、R5W、R5X、R5Y、R5Z、およびR5AAはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；Y5は-CR5ABR5AC-、-NR5ADC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR5AE-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R5AB、R5AC、R5AD、およびR5AEはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R5D、R5E、R5F、およびR5Gはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；R5HはHまたはC1-4アルキルであり；そしてR5J、R5K、およびR5Lはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか；またはR5JおよびR5Kは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R5JおよびR5Kが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化８】
2011513484.tif 000010
【００８０】
(式中、R5LはHまたはCH3である)から選択される。望ましくは、R5JおよびR5Kは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンもしくはアルケニレン、例えば5、6、および7員環の環系を形成する。式Vにおけるグアニル化窒素は本明細書においてN’と同定される。式Vの化合物の例としては、麻酔剤のN-グアニジル誘導体（例えば-C(NH)NH2誘導体）、例えば、デスエチル-N’-グアニジルプロカイン、デスエチル-N’-グアニジルプロパラカイン、デスエチル-N’-グアニジルアロカイン、デスメチル-N’-グアニジルエンカイニド、デスエチル-N’-グアニジルプロカインアミド、デスエチル-N’-グアニジルメトクロプラミド、デスメチル-N’-グアニジルストバイン、デスエチル-N’-グアニジルプロポキシカイン、デスエチル-N’-グアニジルクロロプロカイン、N’-グアニジルフレカイニド、およびデスエチル-N’-グアニジルテトラカインが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム2〜5に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化９】
2011513484.tif 000011
【００８１】
式VIにおいては、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n+m)＝0〜6であり；R6AおよびR6Bはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR6K、NR6LR6M、NR6NC(O)R6O、S(O)R6P、SO2R6QR6R、SO2NR6SR6T、SO3R6U、CO2R6V、C(O)R6W、およびC(O)NR6XR6Yから選択され；R6K、R6L、R6M、R6N、R6O、R6P、R6Q、R6R、R6S、R6T、R6U、R6V、R6W、R6X、およびR6Yはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；Y6は-CR6ZR6AA-、-NR6ABC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR6AC-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R6Z、R6AA、R6AB、およびR6ACはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R6C、R6D、R6E、およびR6Fはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；X6はH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびNR6ADR6AEから選択され；R6ADおよびR6AEはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R6GはHまたはC1-4アルキルであり；R6H、R6I、およびR6Jはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか；またはR6HおよびR6Iは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R6HおよびR6Iが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化１０】
2011513484.tif 000012
【００８２】
(式中、R6JはHまたはCH3である)から選択される。望ましくは、R6HおよびR6Iは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンまたはアルケニレン、例えば5、6、および7員環の環系を形成する。式Vにおけるグアニル化窒素は、本明細書においてN”と同定される。式VIの化合物の例としては、麻酔剤のN-グアニジル誘導体（例えば-C(NH)NH2誘導体）、例えばN”-グアニジルプロカイン、N”-グアニジルプロパラカイン、N”-グアニジルプロカインアミド、N”-グアニジルメトクロプラミド、N”-グアニジルプロポキシカイン、N”-グアニジルクロロプロカイン、N”-グアニジルテトラカイン、N”-グアニジルベンゾカイン、およびN”-グアニジルブタンベンが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム2〜5に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【００８３】
式III〜VIの親薬剤の合成は文献に記載されている。例えば、米国特許第812,554号(プロカインの合成)、Clintonら、J. Am. Chem. Soc. 74:592 (1952)（プロパラカインの合成）、米国特許第2,689,248号（プロポキシカインの合成）、Hadickeら、Pharm. Zentralh. 94:384（1955）（クロロプロカインの合成）、米国特許第1,889,645号（テトラカインの合成）、Salkowskiら、Ber. 28:1921（1895）（ベンゾカインの合成）、Brillら、J. Am. Chem. Soc. 43:1322（1921）（ブタンベンの合成）、米国特許第3,931,195号（エンカイニドの合成）、Yamazakiら、J. Pharm. Soc. Japan 73:294（1953）（プロカインアミドの合成）、米国特許第3,177,252号（メトクロプラミドの合成）、米国特許第3,900,481号（フレカイニドの合成）、ならびにFourneauら、Bull. Sci. Pharmacol. 35:273（1928）（ストバインの合成）を参照されたい。
【化１１】
2011513484.tif 000013
【００８４】
式VIIにおいて、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n+m)＝0〜6であり；R7A、R7B、およびR7Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR7L、NR7MR7N、NR7OC(O)R7P、S(O)R7Q、SO2R7RR7S、SO2NR7TR7U、SO3R7V、CO2R7W、C(O)R7X、およびC(O)NR7YR7Zから選択され；R7L、R7M、R7N、R7O、R7P、R7Q、R7R、R7S、R7T、R7U、R7V、R7W、R7X、R7Y、およびR7Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；X7は-CR7AAR7AB-、-NR7ACC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR7AD-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R7AA、R7AB、R7AC、およびR7ADはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R7D、R7E、R7F、およびR7Gはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；R7H、R7J、およびR7Kはそれぞれ独立にC1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択される。好ましい実施形態においては、X7は-C(O)NH-である。式VIIの化合物の例としては、麻酔剤のメチル化第四級アンモニウム誘導体、例えばN’-メチルジブカインが挙げられる。これらの誘導体は、スキーム1に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化１２】
2011513484.tif 000014
【００８５】
式VIIIにおいては、n＝0〜3かつm＝0〜3、(n＋m)＝0〜6であり；R8A、R8B、およびR8Cはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、OR8L、NR8MR8N、NR8OC(O)R8P、S(O)R8Q、SO2R8RR8S、SO2NR8TR8U、SO3R8V、CO2R8W、C(O)R8X、およびC(O)NR8YR8Zから選択され；R8L、R8M、R8N、R8O、R8P、R8Q、R8R、R8S、R8T、R8U、R8V、R8W、R8X、R8Y、およびR8Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；X8は-CR8AAR8AB-、-NR8ACC(O)-、-OC(O)-、-SC(O)-、-C(O)NR8AD-、-CO2-、および-OC(S)-から選択され；R8AA、R8AB、R8AC、およびR8ADはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R8D、R8E、R8F、およびR8Gはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-4ヘテロアルキル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、およびC3-10アルクヘテロシクリルから選択され；R8HはHまたはC1-4アルキルであり；そしてR8I、R8J、およびR8Kはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか；またはR8IおよびR8Jは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R8IおよびR8Jが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化１３】
2011513484.tif 000015
【００８６】
(式中、R8KはHまたはCH3である)から選択される。望ましくは、R8IおよびR8Jは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンまたはアルケニレン、例えば5、6、および7員環の環系を形成する。式Vにおけるグアニル化窒素は本明細書においてN’と同定される。好ましい実施形態においては、X8は-C(O)NH-である。式VIIIの化合物の例としては、麻酔剤のN-グアニジル誘導体（例えば-C(NH)NH2誘導体）、例えば、デスエチル-N-グアニジルジブカインが挙げられる。これらの誘導体は、スキーム2〜5に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化１４】
2011513484.tif 000016
【００８７】
式IXにおいては、n＝0〜6であり；R9A、R9B、R9C、R9D、およびR9Eはそれぞれ独立にH、ハロゲン、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、OR9I、NR9JR9K、NR9LC(O)R9M、S(O)R9N、SO2R9OR9P、SO2NR9QR9R、SO3R9S、CO2R9T、C(O)R9U、およびC(O)NR9VR9Wから選択され；R9I、R9J、R9K、R9L、R9M、R9N、R9O、R9P、R9Q、R9R、R9S、R9T、R9U、R9V、およびR9Wはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；X9は-CR9XR9Y-、-O-、-S-、および-NR9Z-から選択され；R9X、R9Y、およびR9Zはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；Y9はNR9AANR9ABNR9ACまたはNR9ADZ9であり；R9AA、R9AB、およびR9ACはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、およびC2-4アルキニルから選択され；R9ADはHまたはC1-4アルキルであり；Z9は、
【化１５】
2011513484.tif 000017
【００８８】
であり；R9F、R9G、およびR9Hはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、およびC2-4アルキニルから選択されるか；またはR9FおよびR9Gは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R9FおよびR9Gが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化１６】
2011513484.tif 000018
【００８９】
(式中、R9HはHまたはCH3である)から選択される。望ましくは、R9FおよびR9Gは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンまたはアルケニレン、例えば、5、6、および7員環の環系を形成する。好ましい実施形態においては、X9=-O-である。式IXの化合物の例としては、N-グアニジル誘導体（例えば-C(NH)NH2誘導体）、例えば、N-グアニジルフルオキセチン、およびメチル化第四級アンモニウム誘導体、例えば、N,N-ジメチルフルオキセチンが挙げられる。これらの誘導体は、スキーム1〜5に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【化１７】
2011513484.tif 000019
【００９０】
式Xにおいては、W3はO、NH、NCH2R10J、NC(O)CH2R10J、CHCH2R10J、C=CHR10J、もしくはC=CHR10Kであり；W1-W2はS、O、OCHR10K、SCHR10K、N=CR10K、CHR10L-CHR10K、もしくはCR10L=CR10Kであり；R10A、R10B、R10C、R10D、R10E、R10F、R10G、およびR10Hはそれぞれ独立にH、OH、ハロゲン化物、C1-4アルキル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択され；R10JはCH2CH2X10AもしくはCH(CH3)CH2X10Aであり；R10LはHもしくはOHであり；R10KはH、OH、もしくは基：
【化１８】
2011513484.tif 000020
【００９１】
であり；X10AはNR10MR10NR10P、もしくはNR10QX10Cであり；X10BはNR10RR10S、もしくはNX10Cであり；R10M、R10N、R10P、R10R、およびR10Sはそれぞれ独立にC1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、およびC2-4ヘテロアルキルから選択されるか、またはR10RおよびR10Sは一緒になって少なくとも1個の窒素原子を有する複素環を完成させ；R10QはHもしくはC1-4アルキルであり；X10Cは、
【化１９】
2011513484.tif 000021
【００９２】
であり；R10T、R10UおよびR10Vはそれぞれ独立にH、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、およびC2-4アルキニルから選択されるか、またはR10TおよびR10Vは一緒になって2個の窒素原子を有する複素環を完成させる。R10TおよびR10Vが2個の窒素原子を有する複素環を形成する場合、得られるグアニジン基は、望ましくは、
【化２０】
2011513484.tif 000022
【００９３】
(式中、R10UはHまたはCH3である)から選択される。望ましくは、R10TおよびR10Vは組み合わさって2〜4個の炭素原子のアルキレンまたはアルケニレン、例えば、5、6、および7員環の環系を形成する。式Xの化合物の例としては、N-グアニジル誘導体（例えば-C(NH)NH2誘導体）およびメチル化第四級アンモニウム誘導体が挙げられる。式XのN-グアニジル誘導体としては、限定されるものではないが、N-グアニジルアモキサピン、デスメチル-N-グアニジルトリミプラミン、デスメチル-N-グアニジルドチエピン、デスメチル-N-グアニジルドキセピン、デスメチル-N-グアニジルアミトリプチリン、N-グアニジルプロトリプチリン、N-グアニジルデシプラミン、デスメチル-N-グアニジルクロミプラミン、デスメチル-N-グアニジルクロザピン、デスメチル-N-グアニジルロキサピン、N-グアニジルノルトリプチリン、デスメチル-N-グアニジルシクロベンザプリン、デスメチル-N-グアニジルシプロヘプタジン、デスメチル-N-グアニジルオロパタジン、デスメチル-N-グアニジルプロメタジン、デスメチル-N-グアニジルトリメプラジン、デスメチル-N-グアニジルクロルプロチキセン、デスメチル-N-グアニジルクロルプロマジン、デスメチル-N-グアニジルプロピオマジン、デスメチル-N-グアニジルプロクロルペラジン、デスメチル-N-グアニジルチエチルペラジン、デスメチル-N-グアニジルトリフロペラジン、デスエチル-N-グアニジルエタシジン、およびデスメチル-N-グアニジルイミプラミンが挙げられる。式Xのメチル化第四級アンモニウム誘導体としては、限定されるものではないが、N,N-ジメチルアモキサピン、N-メチルトリミプラミン、N-メチルドチエピン、N-メチルドキセピン、N-メチルアミトリプチリン、N,N-ジメチルプロトリプチリン、N,N-ジメチルデシプラミン、N-メチルクロミプラミン、N-メチルクロザピン、N-メチルロキサピン、N,N-ジメチルノルトリプチリン、N-メチルシクロベンザプリン、N-メチルシプロヘプタジン、N-メチルオロパタジン、N-メチルプロメタジン、N-メチルトリメプラジン、N-メチルクロルプロチキセン、N-メチルクロルプロマジン、N-メチルプロピオマジン、N-メチルモリシジン、N-メチルプロクロルペラジン、N-メチルチエチルペラジン、N-メチルフルフェナジン、N-メチルペルフェナジン、N-メチルフルペンチキソール、N-メチルアセトフェナジン、N-メチルトリフロペラジン、N-メチルエタシジン、およびN-メチルイミプラミンが挙げられる。これらの誘導体を、スキーム1〜5に記載のものと同様の方法を使用して調製することができる。
【００９４】
本明細書に記載のようにグアニル化もしくは第四級化することができるアミン窒素を含んでもよい他のイオンチャンネルブロッカーとしては、限定されるものではないが、オルフェナドリン、フェンベンザミン、ベプリジル、ピモジド、ペンフルリドール、フルナリジン、フルスピリレン、プロピベリン、ジソピラミド、メタドン、トルテロジン、トリジヘキセチル塩、トリペレナミン、メピラミン、ブロムフェニラミン、クロルフェニラミン、デクスクロルフェニラミン、カルビノキサミン、酢酸レボメタジル、ガロパミル、ベラパミル、デバパミル、チアパミル、エモパミル、ジクロニン、プラモキシン、ラモトリジン、ミベフラジル、ガバペンチン、アミロライド、ジルチアゼム、ニフェジピン、ニモジピン、ニトレンジピン、コカイン、メキシレチン、プロパフェノン、キニジン、オキセサゼイン、アルチカイン、リルゾール、ベンシクラン、リファリジン、およびストリキニーネが挙げられる。さらに他のイオンチャンネルブロッカーを改変して、第四級化またはグアニル化に好適な窒素原子を組み込むことができる。これらのイオンチャンネルブロッカーとしては、限定されるものではないが、フォスフェニトイン、エトトイン、フェニトイン、カルバマゼピン、オキシカルバゼピン、トピラマート、ゾニサミド、およびバルプロ酸の塩が挙げられる。
【００９５】
合成
荷電改変イオンチャンネルブロッカーの合成は、親のイオンチャンネルブロッカー、リンカー、かさ高い基、および／もしくは荷電した基のアルコール、アミン、ケトン、スルフヒドリルまたはカルボキシル官能基の選択的保護および脱保護を含んでもよい。例えば、アミン類について一般的に使用される保護基としては、tert-ブチル、ベンジル、2,2,2-トリクロロエチル、2-トリメチルシリルエチル、9-フルオレニルメチル、アリル、およびm-ニトロフェニルなどのカルバメートが挙げられる。アミンについて一般的に使用される他の保護基としては、ホルムアミド、アセトアミド、トリフルオロアセトアミド、スルホンアミド、トリフルオロメタンスルホニルアミド、トリメチルシリルエタンスルホンアミド、およびtert-ブチルスルホニルアミドなどのアミドが挙げられる。カルボキシルについて一般的に使用される保護基の例としては、メチル、エチル、tert-ブチル、9-フルオレニルメチル、2-(トリメチルシリル)エトキシメチル、ベンジル、ジフェニルメチル、O-ニトロベンジル、オルト-エステル、およびハロ-エステルなどのエステルが挙げられる。アルコールについて一般的に使用される保護基の例としては、メチル、メトキシメチル、メトキシエトキシメチル、メチルチオメチル、ベンジルオキシメチル、テトラヒドロピラニル、エトキシエチル、ベンジル、2-ナフチルメチル、O-ニトロベンジル、P-ニトロベンジル、P-メトキシベンジル、9-フェニルキサンチル、トリチル（メトキシ-トリチルを含む）、およびシリルエーテルなどのエーテルが挙げられる。スルフヒドリルについて一般的に使用される保護基の例としては、ヒドロキシルで使用される保護基と同じものの多くが挙げられる。さらに、スルフヒドリルは、還元型（例えば、ジスルフィドとして）または酸化型（例えば、スルホン酸、スルホン酸エステル、もしくはスルホン酸アミド）で保護することができる。保護基は、分子中の他の保護基を除き、それぞれを除去するために選択条件（例えば、酸性条件、塩基性条件、求核試薬による触媒、ルイス酸による触媒、または水素化）が必要とされるように選択することができる。アミン、アルコール、スルフヒドリル、およびカルボキシル官能基に保護基を付加するために必要な条件、ならびにこれらの除去のために必要な条件は、T.W. GreenおよびP.G.M. Wuts, 「有機合成における保護基（Protective Groups in Organic Synthesis）」（第二版）、John Wiley & Sons, 1991およびP.J. Kocienski, 「保護基（Protecting Groups）」Georg Thieme Verlag, 1994に詳細に記載されている。
【００９６】
荷電改変イオンチャンネルブロッカーを、当業者に良く知られた技術を使用して調製することができる。改変を、例えば、J. March「高等有機化学：反応、メカニズムおよび構造（Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure）」John Wiley & Sons, Inc., 1992, 第617頁に記載された技術を使用して、親のイオンチャンネルブロッカーのアルキル化によって行うことができる。アミノ基のグアニジン基への変換は、標準的な合成プロトコルを使用して達成することができる。例えば、Mosherはアミノイミノメタンスルホン酸のアミンとの反応による一置換グアニジンの一般的な調製方法を記載している（Kimら、Tetrahedron Lett. 29:3183 (1988)）。第一級および第二級アミンのグアニル化のためのより便利な方法は、Bernatowiczが1H-ピラゾール-1-カルボキシアミジン塩酸；1-H-ピラゾール-1-(N,N’-ビス(tert-ブトキシカルボニル)カルボキシアミジン；または1-H-ピラゾール-1-(N,N’-ビス(ベンジルオキシカルボニル)カルボキシアミジンを用いて開発した。これらの試薬は、アミンと反応して一置換グアニジンを与える（Bernatowiczら、J. Org. Chem. 57:2497 (1992); およびBernatowiczら、Tetrahedron Lett. 34:3389 (1993)を参照されたい）。さらに、チオウレアおよびS-アルキル-イソチオウレアは、置換グアニジンの合成において有用な中間体であることが示されている（Possら、Tetrahedron Lett. 33:5933 (1992)）。特定の実施形態においては、グアニジンは2個の窒素原子を有する複素環の一部である(例えば、下記の構造を参照されたい)。
【化２１】
2011513484.tif 000023
【００９７】
環系は、2〜4個の炭素原子のアルキレンまたはアルケニレン、例えば5、6、および7員環の環系を含み得る。そのような環系を、例えばSchlamaら、J. Org. Chem., 62:4200 (1997)に開示された方法を用いて調製することができる。
【００９８】
荷電改変イオンチャンネルブロッカーを、スキーム1に示す親化合物中のアミン窒素のアルキル化によって調製することができる。
【化２２】
2011513484.tif 000024
【００９９】
あるいは、荷電改変イオンチャンネルブロッカーを、グアニジン基の導入によって調製することができる。親化合物を、スキーム2に示すようなシナミド、例えば、メチルシアナミド、またはスキーム3に示すようなピラゾール-1-カルボキシアミジン誘導体［式中ZはHまたは好適な保護基である］と反応させることができる。あるいは、親化合物を、スキーム4に示すように、臭化シアン、続いてメチルクロロアルミニウムアミドと反応させることができる。2-(メチルチオ)-2-イミダゾリンなどの試薬を使用して好適に官能化された誘導体を調製することもできる（スキーム5）。
【化２３】
2011513484.tif 000025
【０１００】
【化２４】
2011513484.tif 000026
【０１０１】
【化２５】
2011513484.tif 000027
【０１０２】
【化２６】
2011513484.tif 000028
【０１０３】
アミン窒素原子を含む任意のイオンチャンネルブロッカーを、スキーム1〜5に示すように改変することができる。
【０１０４】
TRPV1アゴニスト
本発明の方法、組成物、およびキットにおいて使用できるTRPV1アゴニストとしては、限定されるものではないが、侵害受容器上のTRPV1受容体を活性化し、少なくとも1種の電位依存性イオンチャンネル阻害剤の進入を可能とする任意のものが挙げられる。好適なTRPV1アゴニストとしては、限定されるものではないが、カプサイシン、ジヒドロカプサイシンおよびノルジヒドロカプサイシン、リドカイン、アルチカイン、プロカイン、テトラカイン、メピビカイン、ブピビカイン、オイゲノール、樟脳、クロトリマゾール、アルバニル（N-アラキドノイルバニルアミン）、アナンダミド、2-アミノエトキシジフェニルボレート（2APB）、AM404、レシニフェラトキシン、ホルボール12-フェニルアセテート13-アセテート 20-ホモバニレート（PPAHV）、オルバニル（NE 19550）、OLDA（N-オレオイルドーパミン）、N-アラキドニルドーパミン（NADA）、6'-ヨードレシニフェラトキシン（6'-IRTX）、C18 N-アシルエタノールアミン、12-ヒドロペルオキシエイコサテトラエン酸などのリポキシゲナーゼ誘導体、インヒビターシステインノット（ICK）ペプチド（バニロトキシン）、ピペリン、MSK195 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-2-[4-(2-アミノエトキシ)-3-メトキシフェニル]アセトアミド)、JYL79 (N-[2-(3,4-ジメチルベンジル)-3-(ピバロイルオキシ)プロピル]-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、10-ショーガオール、オレイルジンゲロール、オレイルショーガオール、SU200 (N-(4-tert-ブチルベンジル)-N’-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)チオウレア)、ノニバミド、ならびにテトラヒドロイソキノリンの脂肪酸アシルアミドが挙げられる。
【０１０５】
TRPV1アゴニストとして作用し得る他の化合物は、アプリンジン、ベンゾカイン、ブタカイン、コカイン、ジブカイン、エンカイニド、メキシレチン、オキセタカイン(オキセタザイン)、プリロカイン、プロパラカイン、プロカイナミド、n-アセチルプロカイナミド、クロロプロカイン(ネサカイン、ネスカイン)、ジクロニン、エチドカイン、レボブピバカイン、ロピバカイン、シクロメチカイン、ジメトカイン(ラロカイン)、プロポキシカイン、トリメカイン、およびシンポカインである。
【０１０６】
TRP1Aアゴニスト
本発明の方法、組成物、およびキットにおいて使用できるTRP1Aアゴニストとしては、侵害受容器または掻痒受容器上のTRP1A受容体を活性化し、少なくとも1種の電位依存性イオンチャンネル阻害剤の進入を可能とする任意のものが挙げられる。好適なTRP1Aアゴニストとしては、限定されるものではないが、シンナムアルデヒド、アリル-イソチオシアネート、ジアリルジスルフィド、イチリン、シナモンオイル、ウィンターグリーンオイル、クローブオイル、アクロレイン、ヒドロキシ-α-サンショオール、2-アミノエトキシジフェニルボレート、4-ヒドロキシノネナール、メチルp-ヒドロキシベンゾエート、マスタードオイル、3'-カルバモイルビフェニル-3-イルシクロヘキシルカルバメート(URB597)、およびファルネシルチオサリチル酸が挙げられる。
【０１０７】
P2Xアゴニスト
本発明の方法、組成物、およびキットにおいて使用できるP2Xアゴニストとしては、侵害受容器または掻痒受容器上のP2X受容体を活性化し、少なくとも1種の電位依存性イオンチャンネル阻害剤の進入を可能とする任意のものが挙げられる。好適なP2Xアゴニストとしては、限定されるものではないが、2-メチルチオ-ATP、2'および3'-O-(4-ベンゾイルベンゾイル)-ATP、およびATP5'-O-(3-チオトリフォスフェート)が挙げられる。
【０１０８】
TRPM8アゴニスト
本発明の方法、組成物、およびキットにおいて使用できるTRPM8アゴニストとしては、侵害受容器または掻痒受容器上のTRPM8受容体を活性化し、少なくとも1種の電位依存性イオンチャンネル阻害剤の進入を可能とする任意のものが挙げられる。好適なTRPM8アゴニストとしては、限定されるものではないが、メントール、イシクリン、ユーカリプトール、リナロール、ゲラニオール、およびヒドロキシシトロネラールが挙げられる。
【０１０９】
膜透過性電位依存性イオンチャンネル阻害剤
電位依存性イオンチャンネルの膜透過性阻害剤を用いることもできる。そのような阻害剤としては、限定されるものではないが、リドカイン、コカイン、カルバマゼピン、ジイソピラミド、ラモトリジン、プロカイナミド、フェニトイン、オキシカルバゼピン、トピラメート、ゾニサミド、テトラカイン、エチルアミノ安息香酸、プリロカイン、リン酸ジイソピラミド、酢酸フレカイニド、メキシレチン、プロパフェノン、グルコン酸キニジン、ポリガラクツロン酸キニジン、クロロプロカイン、ジブカイン、ジクロニン、メピバカイン、プラモキシン、プロカイン、テトラカイン、オキセタザイン、プロピトカイン、レボブピバカイン、ブピバカイン、リドカイン、モリシジン、トカイニド、プロパラカイン、ロピバカイン、硫酸キニジン、エンカイニド、ロピバカイン、エチドカイン、モリシジン、キニジン、エンカイニド、フレカイニド、トカイニド、フォスフェニトイン、クロロプロカイン、ジクロニン、L-(-)-1-ブチル-2',6'-ピペコロキシリジド、およびパラモキシンが挙げられる。
【０１１０】
さらなる薬剤
本発明の方法、組成物、およびキットは、疼痛(例えば、神経障害性疼痛、侵害性疼痛、突発性疼痛、炎症性疼痛、機能不全性疼痛、片頭痛、または処置性疼痛)および掻痒（例えば、アトピー性湿疹もしくは乾癬などの皮膚症状、寄生虫および真菌乾癬における掻痒症、薬剤誘導性、アレルギー性、代謝性、癌または肝不全および腎不全における掻痒症）の治療のために使用することができる。必要に応じて、本明細書に記載の方法、組成物、およびキットにおいて、疼痛の治療のために典型的に使用される1種以上のさらなる薬剤を、本発明の組み合わせと共に使用することができる。そのような薬剤としては、限定されるものではないが、NSAID、オピオイド、三環系抗うつ薬、アミントランスポーター阻害剤、抗けいれん薬が挙げられる。必要に応じて、本明細書に記載の方法、組成物、およびキットにおいて、掻痒の治療のために典型的に使用される1種以上のさらなる薬剤を、本発明の組み合わせと共に使用することができる。そのような薬剤としては、局所または経口ステロイド剤、および抗ヒスタミン剤が挙げられる。
【０１１１】
組成物の製剤化
本発明の組み合わせの投与は、標的領域における疼痛の感覚の低減を生じさせる好適な任意の手段によるものであってよい。電位依存性イオンチャンネルの阻害剤およびTRPV1/TRPA1/P2X/TRPM8受容体アゴニストを、任意の好適な担体物質中に任意の適切な量で含有させることができ、一般的には、合わせて組成物の総重量の1〜95重量％となる量で存在する。前記組成物は、経口、非経口（例えば静脈内、筋肉内）、直腸内、皮内、皮下、局所、経皮、舌下、鼻内、膣内、くも膜下、硬膜外、もしくは眼内投与、あるいは注射、吸入、または鼻もしくは口腔粘膜との直接接触による投与のために好適な投与形態で投与することができる。
【０１１２】
従って、前記組成物は、例えば、錠剤、カプセル、ピル、粉末、顆粒、懸濁液、乳濁液、溶液、ヒドロゲルを含むゲル、ペースト、軟膏、クリーム、プラスター、ドレンチ、浸透送達デバイス、坐剤、浣腸剤、注射可能物質、インプラント、スプレー、またはエアロゾルの形態であってよい。前記組成物を、慣用的な製剤化の手順に従って製剤化することができる(例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 第20版, 2000, A.R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins編, Philadelphia, およびEncyclopedia of Pharmaceutical Technology, J. SwarbrickおよびJ. C. Boylan編, 1988-1999, Marcel Dekker, New Yorkを参照されたい）。
【０１１３】
組み合わせ中の各化合物は、当業界で公知の様々な方法で製剤化することができる。例えば、第1および第2の薬剤を、一緒に、または別々に製剤化することができる。望ましくは、第1および第2の薬剤を、薬剤を同時もしくはほぼ同時に投与するために一緒に製剤化する。
【０１１４】
個々に、もしくは別個に製剤化された薬剤を、キットとして一緒に包装することができる。非限定例として、限定されるものではないが、例えば、2種のピル、ピルと粉末、坐剤とバイアル中の液体、2種の局所用クリームなどを含むキットが挙げられる。キットは、患者への単位用量の投与を補助する任意の成分、例えば、粉末形態を再構成するためのバイアル、注射用シリンジ、特別注文のIV送達系、吸入器などを含んでもよい。さらに、単位用量キットは、組成物の調製および投与についての説明書を含んでもよい。
【０１１５】
キットは、一人の患者のための1回使用の単位用量として、特定の患者のための（定常量での、もしくは治療が進行するにつれて個々の化合物の効力が変動し得る）複数回使用として製造することができ；またはキットは複数の患者に投与するのに適した複数回用量を含んでいてもよい（「バルク包装」）。キットの構成成分は、カートン、ブリスターパック、瓶、チューブなどに組み立てることができる。
【０１１６】
経口使用のための固形投与形態(剤形)
経口使用のための製剤としては、非毒性の製薬上許容される賦形剤と共に活性成分を混合物中に含有する錠剤が挙げられる。これらの賦形剤は、例えば、不活性の希釈剤または増量剤(例えば、スクロースおよびソルビトール）、潤滑剤、滑剤、および癒着防止剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、シリカ、水素添加植物油、もしくはタルク)であってよい。
【０１１７】
錠剤、カプセル、もしくは他のビヒクル中に2種以上の化合物を一緒に混合することができるか、または仕切ることができる。一例においては、第1の化合物の放出の前に第2の化合物の実質的な部分が放出されるように、第1の化合物を錠剤の内側に含有させ、第2の化合物を外側に含有させる。
【０１１８】
経口使用のための製剤はまた、チュアブル錠として、または活性成分が不活性の固体希釈剤と混合されている硬質ゼラチンカプセルとして、または活性成分が水もしくは油性の媒体と混合されている軟質ゼラチンカプセルとして提供されてもよい。
【０１１９】
一般に、ヒトに投与する場合には、本発明の組み合わせの化合物のいずれかの経口投与量はその化合物の性質に依存し、当業者によって容易に決定することができる。典型的には、そのような投与量は、通常約0.001mg〜2000mg／日、望ましくは約1mg〜1000mg／日、より望ましくは約5mg〜500mg／日である。1日に200mgまでの投与量が必要な場合がある。TRPV1/TRPA1/P2X/TRPM8受容体を活性化するために必要な最小治療量を投与することが有用であり得るが、これは標準的技術を用いて決定することができる。
【０１２０】
組み合わせ中のそれぞれの薬剤の投与は、各々1日1〜4回で1日〜1年であってよく、患者の生涯にわたる場合さえあり得る。多くの場合、慢性的・長期投与が指示されるであろう。
【０１２１】
局所製剤
組成物はまた、活性成分を0.0001％〜25％(w/w)、またはそれ以上含有する局所ビヒクルを用いて局所的使用に適合させることもできる。
【０１２２】
好ましい組み合わせにおいて、活性成分は、好ましくはそれぞれ0.0001％〜10％(w/w)、より好ましくは0.0005％〜4％(w/w)の活性剤である。クリームは1日に1〜4回、または必要に応じて適用することができる。例えば、局所投与のために適合させたプレドニゾロンの場合、局所ビヒクルは0.01％〜5％(w/w)、好ましくは0.01％〜2％(w/w)、より好ましくは0.01％〜1％(w/w)を含有するであろう。
【０１２３】
本明細書に記載の方法を実施するにあたり、本発明の組み合わせを含有する局所ビヒクルは、好ましくは被験者の不快を感じる部位に適用する。例えば、クリームは被験者の関節炎を起こしている指のある手に適用することができる。
【０１２４】
コンジュゲート
必要に応じて、本明細書に記載の組み合わせのいずれかで使用する薬剤を、互いに共有結合させて式(XI)のコンジュゲートを形成してもよい。
【０１２５】
(A)-(L)-(B)  (XI)
式(XI)において、(A)は、侵害受容器および／または掻痒受容器上に存在する、チャンネル形成受容体を活性化する化合物であり；(L)はリンカーであり；(B)は、チャンネルの内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、チャンネルの外側に適用した場合には該チャンネルを実質的に阻害しない化合物であって、該チャンネル形成受容体が活性化された場合に該受容体を通じて侵害受容器または掻痒受容器に進入することができる化合物である。
【０１２６】
本発明のコンジュゲートは、例えば、細胞内および細胞外の酵素（例えば、アミダーゼ、エステラーゼ、およびホスファターゼ）によるコンジュゲートの分解後に薬剤(A)および薬剤(B)を放出するプロドラッグであってよい。本発明のコンジュゲートはまた、受容体が活性化された場合にコンジュゲートがチャンネル形成受容体を通って侵害受容器または掻痒受容器に進入し得る限りにおいて、細胞内および細胞外の酵素による分解に抵抗して、in vivoにおいてほとんど無傷のままでいるように設計することもできる。コンジュゲートのin vivoにおける分解は、コンジュゲートの合成の際に、リンカー(L)、および化合物(A)および化合物(B)で形成される共有結合の設計によって制御することができる。
【０１２７】
コンジュゲートを、当業者に良く知られた技術を用いて調製することができる。例えば、コンジュゲートを、G. Hermanson「バイオコンジュゲートの技術（Bioconjugate Techniques）」Academic Press, Inc., 1996に開示された方法を使用して調製することができる。コンジュゲートの合成は、薬剤(A)、リンカー、および／または薬剤(B)のアルコール、アミン、ケトン、スルフヒドリルもしくはカルボキシル官能基の選択的保護および脱保護を含んでもよい。例えば、アミンのために通常用いられる保護基としては、カルバメート、例えば、tert-ブチル、ベンジル、2,2,2-トリクロロエチル、2-トリメチルシリルエチル、9-フルオレニルメチル、アリル、およびm-ニトロフェニルが挙げられる。アミンのために通常用いられる他の保護基としては、アミド、例えば、ホルムアミド、アセトアミド、トリフルオロアセトアミド、スルホンアミド、トリフルオロメタンスルホニルアミド、トリメチルシリルエタンスルホンアミド、およびtert-ブチルスルホニルアミドが挙げられる。カルボキシルのために通常用いられる保護基の例としては、エステル、例えば、メチル、エチル、tert-ブチル、9-フルオレニルメチル、2-(トリメチルシリル)エトキシメチル、ベンジル、ジフェニルメチル、O-ニトロベンジル、オルト-エステル、およびハロ-エステルが挙げられる。アルコールのために通常用いられる保護基の例としては、エーテル、例えば、メチル、メトキシメチル、メトキシエトキシメチル、メチルチオメチル、ベンジルオキシメチル、テトラヒドロピラニル、エトキシエチル、ベンジル、2-ナフチルメチル、O-ニトロベンジル、P-ニトロベンジル、P-メトキシベンジル、9-フェニルキサンチル、トリチル（メトキシ-トリチルを含む）、およびシリルエーテルが挙げられる。スルフヒドリルのために通常用いられる保護基の例としては、ヒドロキシルのために用いられるものと同じ保護基の多くが挙げられる。さらに、スルフヒドリルは還元型で(例えば、ジスルフィドとして)、または酸化型で(例えば、スルホン酸、スルホン酸エステル、もしくはスルホン酸アミドとして)保護することができる。保護基は、分子中の他の保護基を除き、それぞれを除去するために選択条件（例えば、酸性条件、塩基性条件、求核試薬による触媒、ルイス酸による触媒、または水素化）が必要とされるように選択することができる。アミン、アルコール、スルフヒドリル、およびカルボキシル官能基に保護基を付加するために必要な条件、ならびにこれらの除去のために必要な条件は、T.W. Green および P.G.M. Wuts, 「有機合成における保護基（Protective Groups in Organic Synthesis）」（第二版）、John Wiley & Sons, 1991ならびにP.J. Kocienski, 「保護基（Protecting Groups）」Georg Thieme Verlag, 1994に詳細に記載されている。さらなる合成の詳細を以下に記載する。
【０１２８】
リンカー
本発明のリンカー成分は、最も簡単には、化合物(A)および化合物(B)間の結合であるが、典型的には、化合物(A)を化合物(B)に共有的に連結するペンダント基を有する鎖状、環状、または分岐した分子骨格を提供する。従って、化合物(A)の化合物(B)への連結を、化合物(A)および化合物(B)上に存在する1個以上の官能基との結合形成を含む、共有的手段によって達成する。この目的のために使用し得る化学反応性官能基の例としては、限定されるものではないが、アミノ、ヒドロキシル、スルフヒドリル、カルボキシル、カルボニル、カーボハイドレート基、隣接ジオール、チオエーテル、2-アミノアルコール、2-アミノチオール、グアニジニル、イミダゾリル、およびフェノール基が挙げられる。
【０１２９】
化合物(A)および化合物(B)の共有結合は、化合物(A)および化合物(B)中に存在するそのような官能基と反応できる反応性部分を含むリンカーを用いて行うことができる。例えば、化合物(A)のアミン基はリンカーのカルボキシル基、またはその活性化誘導体と反応して、その結果2つを連結するアミドを形成することができる。
【０１３０】
スルフヒドリル基と反応し得る部分の例としては、型XCH2CO-［式中X=Br、ClまたはIである］のα-ハロアセチル化合物が挙げられ、これはスルフヒドリル基に対して特定の反応性を示すが、Gurd, Methods Enzymol. 11:532 (1967)に記載されたような、イミダゾリル、チオエーテル、フェノール、およびアミノ基の改変にも使用することができる。N-マレイミド誘導体も、スルフヒドリル基に対して選択的であると考えられるが、さらに特定の条件下でアミノ基へのカップリングにおいて有用であり得る。アミノ基の変換を介してチオール基を導入する2-イミノチオランなどの試薬（Trautら、Biochemistry 12:3266 (1973)）は、連結がジスルフィド架橋の形成を介して生じる場合にはスルフヒドリル試薬と考えることができる。
【０１３１】
アミノ基と反応し得る反応性部分の例として、例えば、アルキル化剤およびアシル化剤が挙げられる。代表的なアルキル化剤としては、以下のものが挙げられる：
(i) 反応性チオール基なしにアミノ基に対する特異性を示し、型XCH2CO-(式中X=Cl、BrまたはIである)であるα-ハロアセチル化合物、例えば、Wong, Biochemistry 24:5337 (1979)に記載されたもの；
(ii) Michael型の反応を介して、もしくは環のカルボニル基への付加によるアシル化を介してアミノ基と反応し得るN-マレイミド誘導体、例えば、Smythら、J. Am. Chem. Soc. 82:4600 (1960) およびBiochem. J. 91:589 (1964)に記載されたもの；
(iii) 反応性ニトロハロ芳香族化合物などのハロゲン化アリール；
(iv) ハロゲン化アルキル、例えば、McKenzieら、J. Protein Chem. 7:581 (1988)に記載されたもの；
(v) アミノ基と共にシッフ塩基を形成することができるアルデヒドおよびケトン、形成した付加物は通常還元によって安定化されて安定なアミンを得る；
(vi) アミノ、スルフヒドリル、またはフェノール性ヒドロキシル基と反応し得るエピクロルヒドリンおよびビスオキシランなどのエポキシド誘導体；
(vii) アミノ、スルフヒドリル、およびヒドロキシル基などの求核試薬に対して非常に反応性が高い、s-トリアジンの塩素含有誘導体；
(viii) 開環によってアミノ基などの求核試薬と反応する、上記のs-トリアジン化合物に基づくアジリジン、例えば、Ross, J. Adv. Cancer Res. 2:1 (1954)に記載されたもの；
(ix) スクアリン酸ジエチルエステル、例えば、Tietze, Chem. Ber. 124:1215 (1991)に記載されたもの；および
(x) エーテル酸素原子によって生じる活性化のために通常のハロゲン化アルキルより反応性が高いアルキル化剤であるα-ハロアルキルエーテル、例えば、Bennecheら、Eur. J. Med. Chem. 28:463 (1993)に記載されたもの。
【０１３２】
代表的なアミノ反応性アシル化剤としては、以下のものが挙げられる：
(i) それぞれ安定なウレアおよびチオウレア誘導体を形成するイソシアネートおよびイソチオシアネート、特に芳香族誘導体；
(ii) Herzigら、Biopolymers 2:349 (1964)に記載されたスルホニルクロライド；
(iii) 酸ハロゲン化物；
(iv) ニトロフェニルエステルもしくはN-ヒドロキシスクシンイミジルエステルなどの活性エステル；
(v) 酸無水物、例えば、混合型、対称型、またはN-カルボキシ無水物など；
(vi) アミド結合形成に有用な他の試薬、例えば、M. Bodansky「ペプチド合成の原理（Principles of Peptide Synthesis）」 Springer-Verlag, 1984に記載されたもの；
(vii) 例えば、予め形成したヒドラジド誘導体から亜硝酸ナトリウムを用いてアジド基が生成するアシルアジド、例えば、Wetzら、Anal. Biochem. 58:347 (1974)に記載されたもの；および
(viii) アミノ基との反応によって安定なアミジンを形成するイミドエステル、例えば、HunterおよびLudwig, J. Am. Chem. Soc. 84:3491 (1962)に記載されたもの。
【０１３３】
アルデヒドおよびケトンを、アミンと反応させてシッフ塩基を形成することができ、有利には、還元的アミノ化を介して安定化させることができる。アルコキシアミノ部分はケトンおよびアルデヒドと容易に反応して安定なアルコキシアミン、例えば、Webbら、Bioconjugate Chem. 1:96 (1990)に記載されたものを生成する。
【０１３４】
カルボキシル基と反応できる反応性部分の例としては、高い特異性で反応してエステル基を生成するジアゾアセテートエステルおよびジアゾアセトアミドなどのジアゾ化合物、例えば、Herriot, Adv. Protein Chem. 3:169 (1947)に記載されたものが挙げられる。O-アシルウレア形成とそれに続くアミド結合の形成を介して反応するカルボジイミドなどのカルボキシル改変試薬も使用することができる。
【０１３５】
化合物(A)および／または化合物(B)内の官能基を、必要に応じて、例えば、さらなる反応性もしくは選択性を付与するために、反応の前に他の官能基に変換してもよいことは理解されるであろう。この目的のために有用な方法の例としては、無水ジカルボン酸などの試薬を使用するアミンのカルボキシルへの変換；N-アセチルホモシステインチオラクトン、無水S-アセチルメルカプトコハク酸、2-イミノチオラン、もしくはチオール含有スクシンイミジル誘導体などの試薬を使用するアミンのチオールへの変換；α-ハロアセテートなどの試薬を使用するチオールのカルボキシルへの変換；エチレンイミンまたは2-ブロモエチルアミンなどの試薬を使用するチオールのアミンへの変換；カルボジイミド、続いてジアミンなどの試薬を使用するカルボキシルのアミンへの変換；および塩化トシルなどの試薬を使用するアルコールのチオールへの変換と、続いてチオ酢酸エステルとのエステル交換および酢酸ナトリウムを用いるチオールへの加水分解が挙げられる。
【０１３６】
化合物(A)の反応性化学基をさらなる連結物質を導入することなく化合物(B)の反応性化学基に直接的共有結合させることを含む、いわゆる長さ0のリンカーを、必要に応じて、本発明に従って用いることができる。
【０１３７】
しかしながら、最も一般的には、リンカーは、スペーサーエレメントによって接続された上記のような2個以上の反応性部分を含むであろう。そのようなスペーサーの存在により、二官能性リンカーが化合物(A)および化合物(B)内の特定の官能基と反応することができ、その結果、2つの間に共有結合が生じる。リンカー中の反応性部分は同じであっても（ホモ二官能性リンカー）、また異なっていてもよく（ヘテロ二官能性リンカー、もしくは数種の異なる反応性部分が存在する場合にはヘテロ多官能性リンカー）、化合物(A)および化合物(B)間の共有結合をもたらし得る多様な試薬候補が提供される。
【０１３８】
リンカー中のスペーサーエレメントは、典型的には直鎖もしくは分岐鎖からなり、C1-10アルキル、C2-10アルケニル、C2-10アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、またはC1-10ヘテロアルキルを挙げることができる。
【０１３９】
いくつかの例においては、リンカーは、以下の式(XII)によって記載される：
G1-(Z1)o-(Y1)u-(Z2)s-(R30)-(Z3)t-(Y2)v-(Z4)p-G2    (XII)
【０１４０】
式(XII)において、G1は化合物(A)およびリンカー間の結合であり；G2はリンカーおよび化合物(B)間の結合であり；Z1、Z2、Z3、およびZ4はそれぞれ独立にO、S、およびNR31から選択され；R31は水素、C1-4アルキル、C2-4アルケニル、C2-4アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、もしくはC1-7ヘテロアルキルであり；Y1およびY2はそれぞれ独立にカルボニル、チオカルボニル、スルホニル、もしくはホスホリルから選択され；o、p、s、t、u、およびvはそれぞれ独立に0もしくは1であり；R30はC1-10アルキル、C2-10アルケニル、C2-10アルキニル、C2-6ヘテロシクリル、C6-12アリール、C7-14アルカリール、C3-10アルクヘテロシクリル、もしくはC1-10ヘテロアルキルであるか、またはG1-(Z1)o-(Y1)u-(Z2)s-を-(Z3)t-(Y2)v-(Z4)p-G2に連結する化学結合である。
【０１４１】
本発明のコンジュゲートの調製に有用なホモ二官能性リンカーの例としては、限定されるものではないが、エチレンジアミン、プロピレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、およびポリカプロラクトンジオールから選択されるジアミンおよびジオールが挙げられる。
【０１４２】
使用例
本発明の方法、組成物、およびキットを用いて、背中および首の疼痛、癌性疼痛、婦人科関連の疼痛および陣痛、線維筋肉痛、関節炎および他のリウマチの疼痛、整形外科関連の疼痛、疱疹後神経痛および他の神経障害性疼痛、鎌状赤血球クリーゼ、間質性膀胱炎、尿道炎および他の泌尿器科関連の疼痛、歯痛、頭痛、術後疼痛、および処置性疼痛（すなわち注射、排膿処置、手術、歯科的処置、眼科的処置、関節鏡検査および他の医学的計測器の使用、美容整形外科的処置、皮膚科的処置、骨折の固定、生検などに関連する疼痛）を含む、いくつかの症状のいずれかと関連する疼痛を治療することができる。
【０１４３】
侵害受容器のサブクラスは掻痒の感覚を仲介するため、本発明の方法、組成物、およびキットを用いて、皮膚炎、感染症、寄生虫、虫刺され、妊娠、代謝障害、肝不全もしくは腎不全、薬剤反応、アレルギー反応、湿疹、および癌などの症状を有する患者における掻痒を治療することもできる。
【０１４４】
疼痛および機能の指標
本発明の方法、組成物、またはキットのいずれかの有効性を測定するために、測定指標を使用することができる。筋骨格、免疫炎症性および神経性の障害に関連した疼痛の測定のための本発明の方法、組成物、およびキットにおいて有用な指標としては、視覚的アナログ評価スケール (VAS)、Likert スケール、カテゴリ的疼痛スケール、記述式、Lequesne指標、WOMAC指標およびAUSCAN指標が挙げられ、いずれも当業界でよく知られている。そのような指標を用い、疼痛、掻痒、機能、硬直度、またはその他の変数を測定することができる。
【０１４５】
視覚的アナログ評価スケール(VAS)は、一次元的な量的尺度を提供する。VASは一般的に距離表示、例えば、規則的な距離間隔で引かれた刻み目（例えば10個の1cm間隔）を有する線図を利用する。例えば、患者は、疼痛または掻痒の感覚に最も合致する線上のスポット（線の一方の端が「疼痛なし」（スコア0cm）または「掻痒なし」に対応し、線の他方の端が「耐え難い疼痛」または「耐え難い掻痒」（スコア10cm）に対応する）を選択することによって、疼痛または掻痒の感覚を評価するように尋ねられ得る。この手順によって、患者がいかなる疼痛または掻痒を経験しているのかについての量的な情報を得るための簡便および迅速な手法が提供される。VASスケールおよびその使用は、例えば、米国特許第6,709,406号および同第6,432,937号に記載されている。
【０１４６】
Likertスケールは同様に一次元的な量的尺度を提供する。一般に、Likertスケールは低い値（例えば、疼痛のないことを意味する0）から高い値（例えば、極度の疼痛を意味する7）までの個々の整数値を有する。疼痛を訴える患者は、この低い値と高い値の間の数を選択して経験する疼痛の程度を表すように求められる。Likertスケールおよびその使用は、例えば、米国特許第6,623,040号および同第6,766,319号に記載されている。
【０１４７】
Lequesne指標および西オンタリオ・マクマスター大学（Western Ontario and McMaster Universities）（WOMAC）変形性関節症指標は、自己記入型の質問表を使用してOA患者の膝および腰の疼痛、機能、および硬直度を評価する。膝および腰はいずれもWOMACに含まれているが、Lequesne質問表では膝について1つ、腰について別個のものがある。これらの質問表は、VASまたはLikertと比較してより多くの情報量が含まれるため、有用である。WOMAC指標およびLequesne指標の質問表はいずれも、外科的固定（例えば、膝および腰の関節形成）を含め、OAにおいて広範囲に効果が実証されている。これらの測定基準の特徴は大きく異なるものではない。
【０１４８】
AUSCAN（オーストラリア・カナダにおける手の関節炎(Australian-Canadian hand arthritis)）指標は、妥当で信頼性があり、かつ反応を示す患者の自己報告型の質問表を用いる。一つの例では、この質問表には3つの側面からの15個の質問が含まれる（疼痛、5個の質問；硬直度、1個の質問；および身体機能、9個の質問）。AUSCAN 指標は、例えば、LikertまたはVASスケールを使用する場合がある。
【０１４９】
疼痛の測定のために本発明の方法、組成物、およびキットにおいて有用な指標としては、疼痛記述式スケール（Pain Descriptor Scale）(PDS)、視覚的アナログ評価スケール（VAS）、口頭式評価スケール（Verbal Descriptor Scales）（VDS）、数値疼痛強度スケール（Numeric Pain Intensity Scale）（NPIS）、神経障害性疼痛スケール（Neuropathic Pain Scale）(NPS）、神経障害性疼痛症候群インベントリ（Neuropathic Pain Symptom Inventory）（NPSI）、現在の疼痛のインベントリ（Present Pain Inventory）(PPI)、老人の疼痛尺度（Geriatric Pain Measure）（GPM）、マッギル疼痛質問表（McGill Pain Questionnaire）（MPQ）、平均疼痛強度（記述式識別スケール）(Descriptor Differential Scale）、数値疼痛スケール（NPS）、包括的評価スコア（GES）、簡易版マッギル疼痛質問表（Short-Form McGill Pain Questionnaire）、ミネソタ多面人格インベントリ（Minnesota Multiphasic Personality Inventory）、疼痛プロファイルおよび多面的疼痛インベントリ（Pain Profile and Multidimensional Pain Inventory）、小児健康調査表（Child Heath Questionnaire）、および小児評価質問表（Child Assessment Questionnaire）が挙げられる。
【０１５０】
掻痒は主観的な尺度で測定することができる（VAS、Lickert、記述式）。もう1つの手法は、振動変換器または運動感受性計測器を使用して掻痒と客観的に相関する引っかき傷を測定するものである。
【０１５１】
スクリーニング
侵害受容器および掻痒受容器で発現し、そこに存在する特定のチャンネルが、電位依存性イオンチャンネルを阻害する化合物の標的細胞中への進入を可能にするという本発明者らの知見によって、化合物が疼痛および掻痒の治療のために有用であると同定するための方法が提供される。一例において、侵害受容器または掻痒受容器を、TRPV1、TRPA1、TRPM8および／またはP2X(2/3)受容体を活性化する1種、2種、またはそれ以上の化合物と接触させる。同じ侵害受容器または掻痒受容器を、（例えば、ホールセル・パッチクランプ技法におけるマイクロピペットを介した細胞内投与によって）侵害受容器の内側に適用した場合に１以上の電位依存性イオンチャンネルを阻害するが、（化合物が細胞膜を通過できないために）細胞の外側に適用した場合には阻害しない第2の化合物とも接触させる。侵害受容器または掻痒受容器におけるイオンチャンネルの阻害によって、細胞の活動電位の伝播および／または二次ニューロンへのシグナル伝達が阻害されて、いずれの場合も疼痛のシグナルの伝達が遮断されることになり、従って、第2の化合物が侵害受容器における電位依存性イオンチャンネルを阻害できる場合に、その化合物がTRPV1、TRPA1、TRPM8および／またはP2X(2/3)受容体を活性化する化合物と組み合わせて使用して疼痛または掻痒を治療することができるものとして同定される。
【０１５２】
(実施例)
以下の実施例は、本発明を説明することを意図するものであり、本発明を制限することを意図するものではない。
【実施例１】
【０１５３】
本発明者らは、成体ラットDRGニューロンからのホールセル電圧固定記録法を使用して、電位依存性ナトリウムチャンネルを通した電流を記録した。侵害受容器を選択するために、小ニューロン（24±5μm；n＝25）から記録をとり、1μMカプサイシンの短時間（1秒）投与によって、TRPV1受容体の発現についてニューロンを試験した。試験した小ニューロン25個中25個において、カプサイシンによって持続的な（10±3秒）内向きの電流が生じ（図1A、上段パネル）、そのニューロンが侵害受容器であることを裏付けた。ナトリウム電流は、-70mVの保持電位からの脱分極工程によって引き出された。5mM QX-314のみの水浴投与は、ナトリウム電流に対して最小限の効果を有した（5分間の投与後に3±0.5％の低下、n＝25）（図1A、左；b）。カプサイシンのみの投与（1μM、1〜10分間）ではナトリウム電流が中程度に低下した（31±9％の阻害、n＝25）。しかしながら、QX-314をカプサイシンと共に投与した場合、ナトリウム電流はほとんど完全に消失した（98±0.4％の阻害、n＝25）（図1A、左；b）。ナトリウム電流の遮断がTRPV1受容体を介したQX-314の段階的進入から生じる場合に予測されるように、阻害は数分間にわたって大きくなり、15分後にほとんど完了した（図1C）。
【０１５４】
同時投与されたカプサイシンとQX-314がナトリウム電流を阻害する能力が、TRPV1受容体を発現する細胞に対して選択的であるか否かを試験するために、本発明者らは、大きいDRGニューロン（細胞体直径＞40μm）からも記録した（図1A、右）。これらのニューロンにおいて、カプサイシンは内向きの電流を引き出さなかった（10個中10個）。直径の小さいニューロンについては、QX-314の単独投与ではナトリウム電流に対して効果がほとんどないか、または全くなかった（電流は10分間の投与後に8±4％増大した、n＝10）。直径の小さいニューロンと異なり、直径の大きなニューロンにおいては、カプサイシンはナトリウム電流に対して効果がなかった（10分間の投与後に平均3±2％増加、n＝10）。最も顕著なことに、QX-314とカプサイシンの同時投与は、直径の大きなニューロンにおいてはナトリウム電流に対して効果がほどんどないか、または全くなかった（10分間の投与後に9±5％の低下、n＝10）。かくして、QX-314とカプサイシンの同時投与がナトリウム電流を阻害する能力は、QX-314がTRPV1受容体を通ってニューロン内に進入する場合に予測されるように、TRPV1受容体を発現するニューロンに対して高度に選択的である。
【０１５５】
本発明者らはまた、生理的内部および外部溶液を使用して、電流固定におけるQX-314とカプサイシンの同時投与の効果を試験した。電圧固定実験の結果から予測されたように、QX-314とカプサイシンの同時投与により、直径の小さいニューロンの興奮性が阻害され、活動電位の生成が完全に遮断された（図2、15個のニューロン中15個）。
【０１５６】
本発明者らは次に、カプサイシンとQX-314の組み合わせがin vivoでの疼痛の挙動を低減させることができるか否かを検討した。成体ラットの後脚へのQX-314の単独注射（2％溶液10μL）では、von Frey hairによって測定されたように、引っ込め応答を引き出すための機械的閾値について有意な効果がなかった（p＝0.33）（図3A）。カプサイシン単独（10μg/10μL）では侵害受容器に対するカプサイシンの直接的刺激作用を反映して自発的な尻込み（flinching）を引き出し（5分間で40±6回）、15分および30分後、予測した通り、機械的閾値が有意に低下した（p＜0.05）（図3a）。カプサイシンとQX-314を一緒に注射すると、注射後の最初の5分間に尻込みの回数は有意に変化しなかった（30±7回、p＝0.24）。しかしながら、この組み合わせによって、カプサイシン単独により通常もたらされる後期の機械的閾値の低下が完全になくなった（p＝0.14、15分後に測定）。さらに、カプサイシンとQX-314を組み合わせて注射した60分後、機械的閾値は実際に増大し、注射2時間後には基線値の2倍に達した（46±5gと24±3g、p＜0.05）。3匹の動物において、最高値のvon Freyフィラメント（57g）に対してさえも脚は感受性を有さなかった。機械的閾値の上昇は約3時間持続し、次いで4時間までに次第に基底レベルに戻った（図3A）。
【０１５７】
同様の効果は、標準化された有害輻射熱刺激に対する感受性を検討して観察された。意外なことに、QX-314単独では注射30分後における熱応答潜時が一時的に低下した（30分後でp＜0.01；他の全ての時点でp＞0.05）（図3B）。カプサイシン（10μg/10μL）単独でも予想通り熱応答潜時が低下した（15分および30分後でp＜0.01）（図3B）。しかしながら、QX-314とカプサイシンの単独投与は両方とも熱感受性を増大させたが、QX-314とカプサイシンの同時投与では有害な熱に対して動物が進行的に麻酔され、注射2時間後には25秒間与えられた有害輻射熱に対して反応する動物がいなかった。この効果は、注射後4時間残存した（図3B）。
【０１５８】
本発明者らは次に、カプサイシンとQX-314の同時投与を用いて、リドカインによって局所麻酔が生じる際に観察される運動効果なしに局所的神経遮断を生じさせることができるか否かを試験した。運動効果は、0（効果なし；正常な歩行および四肢の配置）、1（四肢の動きはあるが配置および動きが異常）または2（四肢の動きの完全な消失）のスケールに従って記録した。坐骨神経の近くに2％リドカイン（局所的神経遮断の標準的濃度）を注射すると、15分後にアッセイした場合に下肢の完全な麻痺が生じ（6匹中6匹）、30分後に完全または部分的麻痺が依然として存在した（平均運動スコア1.67±0.2、p＜0.01；図4C）。触覚刺激で誘発される踏み直り反射の完全な消失が全ての動物で少なくとも30分間持続し、これらの感覚および運動の不全は45分までに完全に回復した（図4）。麻痺が生じている間、知覚感受性をアッセイすることはできなかった。QX-314を用いたパイロット実験において、リドカインよりもずっと低濃度のQX-314を用いてカプサイシンと共に投与した場合に、有効な局所麻酔を行うことができることが明らかとなった。QX-314（0.2％、100μL）単独の注射では運動機能に影響はなく（6匹中6匹；図4C）、また機械的閾値（p＝0.7）または熱応答潜時（p＝0.66）のいずれに対しても有意な効果がなかった（図4A、4B）。神経の近くにカプサイシンのみ（0.5μg/μL、100μL）を注射した場合、注射後の30分間、機械的閾値（p＜0.05）および熱応答潜時（p＜0.05）の双方が低下した（図4A、4B）。この間、6匹の動物中4匹で、注射された脚の持続的屈曲が示され、移動運動のわずかな機能障害を誘導した（平均運動スコア0.7±0.2、p＜0.01）が、膝および腰の動き、ならびに踏み直り反射は変化がなかった。本発明者らは、この感受性および運動性の変化は、持続的屈曲反射を生じさせる侵害受容器の軸索の活性化を反映するものと解釈する。坐骨神経領域近傍にQX-314とカプサイシンを同時投与するために、本発明者らは、QX-314が細胞外に存在し、TRPV1チャンネルが活性化すると速やかに該チャンネルに進入できる状態となるであろうという考えで、最初にQX-314を注射し、10分後にカプサイシンを注射した。実際に、QX-314注射を先に行った場合、カプサイシン注射に対して挙動応答はほとんどないか、もしくは全くなく、この挙動応答により、有害刺激に対して有効な麻酔が存在することが示された。機械的閾値では非常に顕著な上昇があり、全ての動物が最も堅いvon Frey hairに対して反応を示さず（57g；vs. 注射前の刺激に対する引っ込め反射は平均して15.2±3.4；p＜0.01、n＝6）、また熱的応答潜時も同様であった（22.3±2.3秒 vs. 14.9±0.4秒、p＜0.05、n＝6）。これらの変化は、機械的刺激に関してはカプサイシン注射の15分後、熱刺激に関しては30分後に明らかであり、90分間持続した（図4A、4B）。6匹の動物中5匹は運動不全が全くなく（平均運動スコア0.17±0.17、p＝0.34）（図4C）、踏み直り反射の変化もなかった。1匹の動物において、カプサイシンを単独で注射した場合に観察されたものと同様の持続的な屈曲が示されたが、より一過性であった。
【０１５９】
方法
電気生理学
6〜8週齢のSprague-Dawleyラットから後根神経節を取り出し、1％ペニシリン-ストレプトマイシン（Sigma）を含有するダルベッコ最少必須培地中に置き、次いで5mg/ml コラゲナーゼ、1mg/ml Dispase II（Roche, Indianapolis, IN）で90分間処理し、0.25％トリプシンで7分間処理、続いて2.5％トリプシンインヒビターを添加した。細胞をDNAase I インヒビター（50U）の存在下で破砕し、15％BSA（Sigma）を通して遠心分離し、1mlのNeurobasal medium（Sigma）、10μM AraC、NGF（50ng/ml）およびGDNF（2ng/ml）中に再懸濁し、ポリリシン（500μg/ml）およびラミニン（5mg/ml）でコーティングした35mmの組織培養ディッシュ（Becton Dickinson）に、ウェルあたり8000〜9000個播種した。培養物を37℃、5％二酸化炭素でインキュベートした。播種後48時間以内に記録を作製した。侵害受容器様として選択された小ニューロンの平均サイズは23±6μm（n＝50）であり、大ニューロンの平均サイズは48±8μm（n＝10）であった。
【０１６０】
ホールセル電位固定または電流固定記録を、Axopatch 200A増幅器（Axon Instruments, Union City, CA）および電気抵抗が1〜2MΩのパッチピペットを用いて行った。電位固定記録のために、ピペットのキャパシタンスはシャンクをパラフィルムで包むか、またはシャンクをSylgard (Dow Corning, Midland, MI)でコーティングすることによって低減させた。細胞のキャパシタンスについては増幅器の回路を使用して補正し、線状漏れ電流はP/4手順を使用して差し引いた。直列抵抗（通常3〜7MΩであり、常には10MΩ未満）は約80％まで補正した。電圧固定記録は、カリウムおよびカルシウム電流を遮断することによってナトリウム電流を単離するために設計された溶液を使用し、外部のナトリウムを減少させて電圧固定を改善した。ピペット溶液は110mM CsCl、1mM CaCl2、2mM MgCl2、11mM EGTA、および10mM HEPESであり、pHは25mMまでのCsOHで7.4に調整した。外部溶液は、60mM NaCl、60mM 塩化コリン、4mM KCl、2mM CaCl2、1mM MgCl2、0.1mM CdCl2、15mM 塩化テトラエチルアンモニウム、5mM 4-アミノピリジン、10mM グルコース、および10mM HEPESであり、pHをNaOHで7.4に調整した。液間電位差が小さかった（-2.2mV）ため、補正は行わなかった。
【０１６１】
電流固定記録は、Axopatch 200A増幅器の高速電流固定モードを使用して行った。ピペット溶液は135mM グルコン酸カリウム；2mM MgCl2；6mM KCl；10mM HEPES；5mM Mg ATP；0.5mM Li2GTP；（KOHでpH＝7.4に調整）であった。外部溶液は、145mM NaCl；5mM KCl；1mM MgCl2；2mM CaCl2；10mM HEPES；10mM グルコース；（pHはNaOHで7.4に調整）であった。膜電位は-15mVの液間電位のために補正した。
【０１６２】
コマンドプロトコルの作成およびデータのデジタル化には、pCLAMP 8.2 ソフトウェアを含むDigidata 1200 A/Dインターフェース（Axon Instruments, Union City, CA）を使用した。電圧固定電流記録は2kHzの低域通過フィルターを通し、電流固定記録は10kHzのフィルターを通した（-3dB、4 pole Besselフィルター）。
【０１６３】
QX-314（5mM）、カプサイシン（1μMまたは500nM）、またはこれらの組み合わせは、ニューロンから約200〜250μmに置いた特注のマルチバレル急速薬剤送達システムを使用して投与した。溶液の交換を1秒未満で完了させた。
【０１６４】
挙動
足底内注射のために、まずラットを操作に慣れさせ、処置に対して知らされていない実験者によって試験を実施した。左の後脚にビヒクル（20％エタノール、5％Tween 20(生理食塩水中)、10μL）、カプサイシン（1μg/μL）、QX-314（2％）またはカプサイシンとQX-314の混合物の足底内注射を行い、von Frey hairおよび輻射熱を用いて機械的および熱的感受性をそれぞれ測定した。
【０１６５】
坐骨神経への注射のために、まず10日間かけて動物を操作に慣れさせた。リドカイン（0.2％もしくは2％、100μL）；QX-314（0.2％、100μL）単独；カプサイシン（100μL中50μg）単独、またはQX-314に続けてカプサイシン（10分間隔）を、股関節の下の坐骨神経領域内に注射した。機械的および熱的閾値は、von Freyフィラメントおよび輻射熱を使用して測定した。注射された脚の運動機能を、以下の格付けスコア：0＝なし；1＝部分的遮断；および2＝完全遮断を用い、15分毎に評価した。歩行、よじ登り、ロッド上の歩行および踏み直り反射について試験した。運動遮断を、歩行が正常であり、四肢の脱力が観察されない場合に「なし」とし；四肢の動きは可能だが動きが異常であり、正常な姿勢を維持できない場合に「部分的遮断」とし；四肢が弛緩し、四肢の牽引に対する抵抗が無くなった場合に「完全遮断」と等級付けた。全ての実験を、知らされていない実験者が行った。
【０１６６】
統計学的分析
統計値を、Students t検定または一元配置分散分析（one-way ANOVA）、続いて必要に応じてダネット検定を使用して分析した。運動スコア付けについては、リドカイン0.2％の注射後に得られたデータをダネット検定のための対照として使用した。データを平均±SEMとして表す。
【実施例２】
【０１６７】
本発明者らは、オイゲノール（C10H12O2）、すなわち、アリル鎖置換グアヤコール、2-メトキシ-4-(2-プロペニル)フェノール（クローブオイル中の活性成分であり、TRPV1受容体の非刺激性アゴニスト）が、TRPV1チャンネルを活性化することによって後根神経節ニューロンへのQX-314の進入を促進することも示した。図5は、後根神経節小ニューロンにおけるナトリウムチャンネル電流の電圧固定記録を示す。このデータから、オイゲノール単独ではナトリウム電流に対して穏やかな阻害効果（10〜20％阻害）を有することが示される。オイゲノールとQX-314の同時投与によって、7分後に完了し得る進行的遮断が生じる。同様の結果が得られた10回の実験のうち、代表的な2回の例を示す。上記したように、外側からのQX-314単独投与では効果がないが、内側からのQX-314投与でナトリウムチャンネルが遮断される。かくして、これらの実験により、オイゲノールがTRPV1チャンネルを活性化することによって後根神経節ニューロンへのQX-314の進入を促進することが示される。
【実施例３】
【０１６８】
図6は、TRPAアゴニストのマスタードオイル（MO）（50μM）とQX-314（5mM）の同時投与の結果を示す。MO単独ではナトリウム電流を20〜30％低下させ、約3分後にプラトーに達する。MOとQX-314の同時投与により、ナトリウム電流が劇的に低下した。
【実施例４】
【０１６９】
侵害受容器(疼痛感知ニューロン)のみを標的化することによる鎮痛の選択的生成を、大きい孔の陽イオンチャンネル受容体TRPV1のアゴニストであるカプサイシンと、膜不透過性電位依存性チャンネル阻害剤であるQX-314とを同時投与することにより実施する。カプサイシンはTRPV1チャンネル受容体を活性化し、QX-314はこの活性化された受容体チャンネルを通って細胞内空間に進入できるようになる。一度細胞内空間に進入すれば、QX-314は電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害することによって、疼痛の低減または消失を提供することができる。
【０１７０】
さらなる鎮痛状態を、膜透過性電位依存性チャンネル阻害剤であるリドカインおよびまたTRV1アゴニストを提供することにより、前記ニューロン中で達成する。図7に示されるように、QX-314単独にリドカインを添加すると、熱的潜時および機械的疼痛閾値の増加により測定されたように、QX-314をTRPV1を通して細胞に進入させることにより、これらの化合物の鎮痛特性が劇的に増加する。
【０１７１】
そのTRPV1アゴニスト作用のおかげで長時間持続する鎮痛作用をもたらすQX-314との作用に加えて、リドカインは、カプサイシンと共に投与した場合、その局所麻酔性ナトリウムチャンネル遮断作用のおかげでカプサイシンの刺激性／疼痛生成効果をも遮断する。従って、リドカイン、カプサイシン、およびQX-314を同時投与すると、QX-314が細胞に進入し、ナトリウムチャンネルを遮断するまでの、カプサイシンおよびQX-314単独の場合に認められる短時間持続する疼痛生成効果が阻害される。さらに、これら3種の薬剤(カプサイシン、リドカインおよびQX-314)の組合せにより、該化合物のいずれか単独または2種の組合せよりも長く持続する効果が得られる。カプサイシンおよびQX-314と共にリドカインを用いると、より多くのQX-314が侵害受容器に進入し、より多く、より長く持続する鎮痛を生成することができるように、より多い用量のカプサイシンが許容される。
【実施例５】
【０１７２】
侵害受容器(疼痛感知ニューロン)を選択的に標的化することによる鎮痛の選択的生成を、大きい孔の陽イオンチャンネル受容体TRPV1のアゴニストであるカプサイシンと、膜不透過性電位依存性チャンネル阻害剤であるQX-314とを同時投与することにより実施する。カプサイシンはTRPV1チャンネル受容体を活性化し、QX-314はこの活性化された受容体チャンネルを通って細胞内空間に進入することができる。TRPV1チャンネルの活性化の際に、カプサイシンの投与を減少させるか、または断って、任意の望ましくない副作用(例えば、疼痛)を低減させることができる。一度細胞内空間に進入すれば、QX-314は電位依存性ナトリウムチャンネルを阻害することによって、疼痛の低減または消失を提供することができる。この時点で、カプサイシンとQX-314を細胞外溶液から除去することができる。TRPV1チャンネルが閉じられると共に、QX-314は膜不透過性であるため、それは細胞の内側に捕捉される。その後、ナトリウムチャンネルに対するその遮断作用および電気的興奮性は、細胞外媒体中にカプサイシンまたはQX-314の存在をさらに必要とすることなく、数時間または数日間持続することができる。リドカインがQX-314の初期の進入を増強するだけでなく、ニューロンの内側にそれが捕捉されるのを補助してより長く持続する効果をもたらすことができるように、TRPV1チャンネルの活性化をTRPV1チャンネルの脱感作により終結させ、この脱感作をリドカインのさらなる存在により増強させることができる。必要に応じて、化合物を添加して、TRPV1チャンネルを特異的に遮断し、ニューロンの内側にQX-314を捕捉し、電気的興奮性の遮断におけるその作用時間を増強することができる。
【０１７３】
他の実施形態
本発明の記載された方法および系の様々な改変および変形が、本発明の範囲および精神から逸脱することなしに、当業者には明らかであろう。本発明を特定の望ましい実施形態と関連付けて記載したが、特許請求された本発明は、そのような特定の実施形態に過度に限定されるべきでないことが理解されるべきである。実際、医学、免疫学、薬学、内分泌学、または関連する分野における当業者には明らかである、本発明を実施するために記載された方法の様々な改変が、本発明の範囲内にあることが意図される。
【０１７４】
本明細書中で言及した全ての刊行物は、それぞれの独立した刊行物が具体的かつ個々に参照によって組み込まれるのと同じ程度に、参照によって本明細書に組み込まれるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【国際調査報告】
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