(57)【要約】本発明は、細胞への酸素の送達を改善するのに役立つ組成物および方法を開示する。本組成物には、少なくとも１つの化合物誘導体が必要である。約６． ０未満のｌｏｇＰ値を持つ誘導体が選択される。好ましい化合物は、ナイアシンエステルである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織への酸素の送達を強化する方法であって、血管拡張有効量の血管拡張化合物の誘導体を含有し、前記誘導体が約６．０ 未満のｌｏｇＰ値を持つ組成物を、前記組織に適用することを含む方法。
【請求項２】
前記誘導体が約４．５ 〜約５．５ のｌｏｇＰ値を持つ請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘導体がエステルである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記誘導体がアルコールエステルである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エステルがアルキル鎖中に約１ 〜約１２個の炭素原子を含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記アルキル鎖が約６ 〜約１２個の炭素原子を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記アルキル鎖が約８ 〜約１０個の炭素原子を含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記誘導体がナイアシンオクチルエステルである請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記エステルがアルキル鎖中に約６ 〜約１２個の炭素原子を含む請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記エステルがアルキル鎖中に約８ 〜約１０個の炭素原子を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘導体がナイアシンアルコールエステルである請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記誘導体が前記組成物の約０．０５重量％〜約５．０ 重量％の量で存在する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記誘導体が前記組成物の約０．１ 重量％〜約１．０ 重量％の量で存在する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記組成物がクリーム、ローション、軟膏、香膏、回転塗布式スティック、シャンプー、洗液または坐剤の形をとっている請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記組成物が血管拡張作用を持たない化合物のエステルを含有する請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記エステルが安息香酸ブチルである請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本願は、参照により本明細書に組み込まれる仮特許出願第６０／１９７，２７７号（２０００年４ 月１４日出願）の優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は皮膚などの組織および器官への酸素の送達を改善するのに役立つ方法に関する。前記方法の治療的用途も開示する。
【０００３】
（背景および従来技術）
皮膚は環境傷害に対する防御に多重の役割を果たしている。環境曝露は皮膚の漸進的な劣化を引き起す。この劣化は最初は美容上の問題であるが、光線性角化症や皮膚癌などの末期疾患につながる場合もある。本明細書では特に皮膚について論じるが、以下の所見は器官および組織全般に当てはまると理解すべきである。
【０００４】
皮膚ならびに他の組織および器官の健康は、その一部である細胞成分への多くの必須栄養素、特に酸素の供給と、二酸化炭素などの老廃物および他の代謝最終産物の効率のよい除去とに依存している。代謝経路、特に皮膚劣化に対する抵抗性をもたらす細胞機構の土台となる代謝経路を支えるには、酸素の最適な供給が必要である。
【０００５】
血液循環による皮膚への酸素の送達は、他のほとんどの器官への送達より遠位にある。さらに、皮膚の最も外側にある生きた層、すなわち「表皮」は無血管である。そのため、皮膚の上層は受取る酸素量が不十分になる危険性が高い状態にある。
【０００６】
皮膚は複数の層からなる複雑な器官系である。最上層、すなわち「角質層」は、主に表皮ケラチノサイトの最終分化によって生じた非生物からなり、皮膚の下層成分にとって保護障壁になっている。表皮ではケラチノサイトが主要な細胞タイプであるものの、表皮には多数の細胞タイプが含まれている。皮膚線維芽細胞はコラーゲン、エラスチン、プロテオグリカン、その他の細胞外マトリックス分子からなるマトリックスに埋め込まれている。真皮には毛細血管が認められるが、表皮は無血管である。
【０００７】
皮膚の概観には、加齢と共に有害な変化が徐々に現れる。初期の変化は滑らかな肌理の喪失と染みの出現である。次に、弾性の変化が起こって、皮膚にしわが現れることになる。これらの変化が現れる年齢と、ある段階から次の段階に進行する速度には、大きな個人差がある。通常の老化過程では、表皮および真皮の両方が、細胞数の減少および結合組織の喪失を伴って菲薄になり、その結果、細かいしわが現れる。太陽からの紫外線（ＵＶ）照射は、皮膚劣化を加速する光損傷を引き起す。日焼け防止を施した皮膚に見られる菲薄化とは対照的に、光損傷を受けた皮膚は肥厚した粗い概観を持ち、真皮組織に発生する深い皮膚のしわが増える。光損傷は、光線性角化症と呼ばれる前癌性病変を含む末期皮膚劣化および皮膚癌も引き起す。
【０００８】
反応性酸素種（以下ＲＯＳ という）の異常な蓄積と定義される酸化ストレスが皮膚劣化の病態生理に関与することは、現在では有力な証拠によって示されている。ＲＯＳ としては、とりわけスーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素、一重項酸素、一酸化窒素、過酸化亜硝酸および次亜塩素酸などが挙げられる。例えば、参照によって本明細書に組み込まれるＳｉｍｏｎｉａｎら，Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．Ｔｏｘｉｃｏｌ．３６：８３−１０６（１９９６）を参照されたい。全ての細胞は、正常なエネルギー代謝の過程で、または環境曝露および／ または免疫監視機能により、ＲＯＳ にさらされる。ＲＯＳ は正常な細胞シグナル伝達経路に関与するが、酸化ストレス時にＲＯＳ レベルが上昇するとシグナル伝達経路が破壊され、しばしばアポトーシスまたは壊死による細胞死が起こる。したがって、日焼け防止を施した皮膚でも経時的に観察される細胞数の減少には、ＲＯＳ が関与していると思われる。
【０００９】
日光の紫外線への曝露は、皮膚の酸化ストレスの主原因である。皮膚ではＤＮＡ およびタンパク質の２ つがＲＯＳ による損傷の主な標的である。損傷が修復されないと皮膚細胞の喪失および遺伝子毒性ストレスに耐えた細胞の機能変化が起こりうる点で、ＤＮＡ 損傷は特に興味深い。
【００１０】
加齢に伴って起こる一部の皮膚変化は避けられないが、若年での皮膚劣化の多くは回避することができる。皮膚細胞はＲＯＳ がＤＮＡ およびタンパク質に与える損傷を予防し修復するための防護機構をいくつも持っている。例えばグルタチオン、抗酸化ビタミンＣ およびＥ などの多くの細胞内分子は、ＲＯＳ が細胞高分子と反応する前にＲＯＳ を捕捉する上で重要な役割を果たしている。実際、抗酸化ビタミン類は、多くのスキンクリームの成分であるので、皮膚劣化の予防には既に応用されている。また細胞は、ゲノムの完全性を維持するための複雑な機構を持っている。この点で特に興味深いのは、ＲＯＳ などが引き起す遺伝子毒性ストレスを受ける器官および組織（例えば皮膚）のゲノムの完全性の維持に、ＤＮＡ 修復機構が関与することを示す証拠が蓄積されつつあることである。
【００１１】
酸素の送達は細胞エネルギー代謝経路の適正な維持にとって重要であり、ひいてはここで論じている問題を軽減するためにも重要である。皮膚などの組織または器官への酸素送達が改善されるような方法を利用できるようになることが望ましい。したがって本発明の目的の一つは、皮膚などの組織および器官への酸素の送達を改善する方法である。本発明のさらにもう一つの側面は、この目標を達成するのに役立つ組成物である。本発明のさらなる一側面は、本発明の方法および組成物の応用による、酸素化の改善が必要な状態の処置である。
【００１２】
本発明のこれらの側面を達成する方法は、以下の説明から明らかになるだろう。
【００１３】
（好ましい態様の詳細な説明）
本願発明は、皮膚などの組織および器官への酸素の送達を強化するように設計された種々の製剤に関する。これらの製剤は、１ または複数の活性剤が例えば表皮に持続的な形かつ毛細管拡張を誘発する濃度で持続的に送達されるような速度で、ある層、例えば皮膚の角質層に迅速に分配するように処方される。毛細管拡張の結果として、血流が増加し、よって真皮中の酸素分圧が上昇し、それが、皮膚の場合であれば表皮線維芽細胞および表皮ケラチノサイトにおけるエネルギー代謝を、また皮膚以外の組織および／ または器官の場合は他の同様の細胞タイプにおけるエネルギー代謝を支えることになる。
【００１４】
角質層は親油性が高いので、望ましい酸素強化剤は、供給コンパートメント（例えばスキンクリームまたはスキンローションであってもよい）から角質層に効果的に分配するように十分な親油性を持たなければならないことになる。そのため、以下に詳述するような独特な親油性薬剤を製造する必要が生じる。角質層から表皮への拡散にとっても、薬剤はクリームまたはローションから角質層に迅速に分配するように十分な親油性をもつ必要がある。本明細書ではナイアシンエステルを例示する。ナイアシンエステルの親油性誘導体は製造することができ、これらは角質層を出て表皮に拡散した後、活性ナイアシンエステルに変換される。ただし他の物質を使用することもできる。薬剤の親油性は、例えばスキンクリームまたはスキンローションなどへの薬剤の処方を可能にするはずであり、またエステル結合は、これらの製剤中では例えば水性条件での化学的加水分解に対して極めて安定なはずである。
【００１５】
以下の実施例では本発明をさらに詳しく説明するが、決して本発明が以下の実施例によって限定されると解釈してはならない。
【００１６】
実施例１
ニコチン酸エステルは、参照により本明細書に組み込まれる特許出願第０９／４５２，６１７号（１９９９年１２月１ 日出願）に従って合成した。簡単に述べると、塩化ニコチノイルをトリエチルアミン（ＴＥＡ ）、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）および種々のアルキルアルコールと、窒素下で混合した。この合成によって得られたエステルをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離し、標準的な方法を使ってさらなる精製のためにＨＣｌ 塩に変換した。純度は薄層クロマトグラフィーおよび１Ｈ−ＮＭＲによって確認した。
【００１７】
これらの化合物のＰ ｏｃｔ／ｗ 値は、参照により本明細書に組み込まれるＨａｒｎｉｓｃｈら，Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ．２８２：３１５−３３２（１９８３）に従って決定した。この文献には、後述する「ｌｏｇＰ」値の決定も説明されている。
【００１８】
実施例２
この実施例では、アルキルナイアシンエステルの血管拡張作用を決定するために計画した二組の実験のうち、最初の一組について詳述する。製剤は上記アルキルエステルをスキンローションに０．１ ％および１．０ ％の濃度で混合することによって調製した。そのローションをヒトボランティアの前腕の前面の皮膚に局所適用した。血管拡張は目視（すなわち適用部位での潮紅の有無を調べることによって）観察した。血管拡張の発症および持続時間も測定した。
【００１９】
試験したエステルの結果を下記表１ に示す。この表には、目視観察の結果を示すと共に、試験した化合物の親油性を、参照により本明細書に組み込まれるＨａｒｎｉｓｃｈらの文献（前掲）に従って、ｌｏｇＰ値で示す。
【００２０】
短鎖アルキルエスエル、すなわちアルキル鎖中の炭素原子数が８ 以下であるエステルは０．１ ％の低濃度でも血管拡張を引き起したが、Ｃ９およびＣ１０ アルキルエステルは１．０ ％製剤で血管拡張を引き起した。さらに長鎖のエステル、すなわちＣ１２ 以上のエステルは、どちらの濃度でも血管拡張を誘発しなかった。
【００２１】
Ｃ２、Ｃ６およびＣ８アルキルエステルについて、血管拡張の発症および持続時間を、やはり目視によって決定した。結果を表２ に示す。Ｃ９およびＣ１１ 化合物に関するｌｏｇＰ値は、他の化合物に関して実験的に決定した値のプロットから推定した値であることに注意されたい。Ｃ８化合物の作用が最も長かった。したがって、６．０ 未満のｌｏｇＰ値を持つナイアシンエステルが好ましい。最も好ましいのは約４．５ 〜約５．５ の範囲のｌｏｇＰ値を持つエステルである。
【００２２】
【表１】ナイアシンエステルの性質
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【表２】選択したナイアシンエステルの血管拡張性
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実施例３ 
表１ に記載の実験により、局所適用後に持続的血管拡張をもたらす化合物が明らかになった。しかし、その血管拡張作用が皮膚組織への酸素放出量の増加を伴っているかどうかは、上記の実験ではわからない。この問題を調べるために、上述のオクチルエステルを適用した皮膚の酸素含量を、経皮酸素モニターを使って直接決定した。オクチルエステルの１ ％製剤を皮膚に３０分間適用した。この３０分間が過ぎてから、皮膚をセッケンと水で洗浄し、アルコール綿で拭い、センサー表面に脱イオン水を１ 滴落とした後、それをボランティアの前腕の前面に装着した。経皮値はこの装置によって絶えず記録され保存された。モニターが作動する温度は角質層の酸素透過性に影響を及ぼさないので、このモニターでは相対酸素含量が測定される。例えば参照により本明細書に組み込まれるＭａｒｔｉｎ，Ｒｅｓｐ．Ｃａｒｅ ３５：５７７−５８９（１９９０） を参照されたい。センサーは４ 時間間隔で、またはセンサー温度を変えるたびに較正した。
【００２３】
一組の実験の結果を図２ に示す。モニターは４０℃で操作した。対照および本明細書に記載の製剤に関する値を示す。
【００２４】
最初の高い値は適用時のモニタープローブ中の空気の酸素分圧を表す。これはすぐに極めて低い値に低下して、皮膚酸素含量が低いことを表す。これに続いて増加およびプラトーが起こるが、これは単にモニターを４０℃で操作した結果であると考えられる。図示した結果は、ナイアシンエステルを適用した結果として、皮膚酸素の持続的増加を示している。対照の結果と試験化合物の結果とを比較すると、毛細管に送達される酸素の量に明らかな増加が認められる。
【００２５】
続いて行った実験では、モニターを３８℃で操作し、複合型経皮酸素およびＣＯ２ モニターを使って、Ｏ２とＣＯ２ の両方を測定した。図３ にこれらの結果を示す。対照は点線で表す。これらの結果は、ナイアシンエステルを適用した結果として、皮膚酸素含量の持続的増加およびＣＯ２ 含量の減少が起こったことを示している。後者の結果は、この局所適用が代謝産物の除去も強化することを示している。皮膚酸素およびＣＯ２ 測定の結果は、表１ に記載の血管拡張に関する観察結果と合致しているが、血管拡張の観察だけで皮膚組織への酸素放出量の増加が示されるわけでは必ずしもない。しかし、図２ および図３ に開示した結果は、ナイアシンエステルの適用によって、皮膚への血流の増加と皮膚への酸素放出量の増加とが両方とも達成されることを証明している。
【００２６】
実施例４
Ｓｕｇｉｂａｙａｓｈｉ ら，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６２：２０１−２０８（１９９９）が行った先の研究により、皮膚に関して、エステラーゼ活性は角質層にはほとんどまたは全くなく、表皮は最も高い活性を持ち、真皮は表皮と比較すると低い活性を持つことが明らかにされている。そこで、酸素化を誘発するにはエステルが他の分子に変換される必要があるかどうかを決定するために、実験を行うことにした。皮膚の酸素化を達成するためにナイアシンエステルがナイアシンに変換される必要があることを証明する実験を図４ に示す。０．１ ％オクチルナイアシンエステルローションおよびオクチルナイアシンエステル（０．１ ％）と０．１ ％安息香酸ブチルとを含むローションを使って並行実験を行った。ナイアシンオクチルエステルのｌｏｇＰ値が４．８ であるのに対して、安息香酸ブチルのｌｏｇＰ値は３．５ であることから、表皮にはより速く分配することが示唆される。不活性エステル、すなわち安息香酸ブチルの存在により、酸素含量の増加が遮断されたことから、ナイアシンエステルのナイアシンへの変換が必要であることが証明される。これは、不活性補助エステル（ｃｏ−ｅｓｔｅｒ）を使って酸素化作用を調節できることも示している。
【００２７】
酸素含量は上記と同じ方法で、または当技術分野で知られる他の技術を使って測定した。
【００２８】
上記の実施例は、細胞への酸素送達を増加させるための方法および組成物に関する本発明を説明している。簡単に述べると、これには、血管拡張化合物の誘導体であって、血管拡張化合物の透過が改善されるような構造を持つものを使用する必要がある。ナイアシンの場合はエステルが好ましい。固有のエステラーゼの基質となるエステルであればどれでも使用することができ、本発明の一部である。ナイアシンのオクチルエステルはとりわけ好ましい。上述のように約６．０ 未満、より好ましくは約４．５ 〜約５．５ のｌｏｇＰ値を持つエステルは特に好ましい。
【００２９】
ニコチン酸のアルコール類似体をエステル化した化合物であって、エステル基が６ 〜１２個、好ましくは８ 〜１０個、最も好ましくは８ 個の炭素原子を含む化合物の使用も、本発明の一部である。そのような分子もナイアシンエステルと同じ様式で機能する。ナイアシンのアルコール類似体は血管拡張を引き起し、そのエステル誘導体は上記のエステルと同じように作用する。
【００３０】
本明細書にいう「誘導体」とは、上記の透過特性（例えば約６．０ 未満のｌｏｇＰ値）を持つ分子をもたらすような基本血管拡張化合物の任意の化学修飾を指す。酸およびアルコールエステルなどの化合物のエステルは、かかる分子の典型例であるが、これらに限るわけではない。
【００３１】
活性成分は、例えばクリーム、ローション、軟膏、香膏、回転塗布式スティック、シャンプー、洗液、坐剤など、当技術分野で周知の標準的局所製剤のいずれの形でも適用することができる。製剤中の活性組成物の量は様々だろう。しかし約０．０５重量％〜約５．０ 重量％の範囲の濃度が好ましいだろう。製剤はエステル濃度が約０．１ 重量％〜約１．０ 重量％の範囲であることが最も好ましい。
【００３２】
これらの製剤は組織の酸素化を改善または強化することが望ましい状態の処置に有用である。そのような状態は当業者には周知だろう。
【００３３】
酸素化の強化は、上述のように、その器官内の他の過程を強化する。したがって本発明のさらにもう一つの特徴は、上記の製剤を、酸素送達の強化が当該追加物質の効力を改善することになるような物質、例えば栄養素、微量栄養素、医薬、その他の物質と併用することである。上述した範囲のｌｏｇＰ値を持つニコチン酸エステルなどの化合物および製剤は、特に興味深い。ｌｏｇＰ値を決定する方法は、例えばＨａｒｎｉｓｃｈらの文献（前掲）の引用によって示したように、当技術分野ではよく知られており、ここで繰り返す必要はない。同様に、本明細書には、ニコチン酸エステルなどの特定化合物が酸素化を強化および／ または改善するかどうかを決定する方法が当業者にとって明らかになるような方法論も記載されている。本明細書にはニコチン酸のアルキルエステルを記載したが、他のニコチン酸エステルを含む他の物質も、それらが本明細書に提示する基準を満たす限り、同様に使用することができる。
【００３４】
本発明の他の側面は当業者には明らかであり、ここで説明する必要はないだろう。
【００３５】
上で使用した用語および表現は限定のためではなく説明のために使用したものであって、かかる用語および表現の使用に、本明細書に示し説明した特徴またはその一部の均等物を排除する意図はなく、本発明の範囲内で様々な変更態様が可能であると理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】皮膚の断面を本発明送達システムの解説と共に示す図
【図２】経皮酸素モニターを使用し、本発明に従って得たデータを示す図
【図３】経皮酸素モニターを使用し、別の実験で得た結果を示す図
【図４】皮膚の酸素化を改善するためにナイアシンエステルがナイアシンに変換されることを示す実験で得たデータを表す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004521064.tif 000026
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