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Corticotropin releasing hormone receptor 2 antagonist, RQ-00490721, for the prevention of pressure overload-induced cardiac dysfunction

森, 悠 名古屋大学

2022.07.04

概要

【緒言】
心臓ではGPCR(Gタンパク質共役型受容体)がカテコールアミンやアンジオテンシンⅡなどの細胞外刺激に応答して心機能を調節し、心不全の病態にも関与している。β受容体阻害薬およびアンジオテンシンⅡ受容体阻害薬などのGPCR阻害薬は、慢性心不全に広く使用されている。これらの有効な治療法にもかかわらず、心不全の死亡率や入院率は高く、新たな治療法の開発が求められている。GPCRは800種以上存在するが、循環器疾患との関連が不明なものが多く、機能未知なGPCRの中に新たな治療ターゲットが存在する可能性を考え、心筋特異的に発現する副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン受容体2(CRHR2)が心不全発症に関わることを見出し、新規経口型CRHR2阻害薬の創薬研究を行った。

【方法と結果】
今回我々は、CRHR2に対する新規経口型阻害薬(リード化合物)であるRQ-00490721を創出した。RQ-00490721はラクオリア創薬株式会社により合成され、同化合物及びその類縁体化合物は、物理的性質、生物活性、invitroの薬物動態に関するデータは特許WO2019198692により開示している。RQ-00490721が慢性心不全の新規治療薬になり得るかどうかを調べるために、マウスへの経口投与により、薬効薬理試験及び薬物動態試験を実施し、薬剤の有効性や副作用の有無、さらに、マウス病気モデルを用いた圧過負荷誘発性心機能障害に対する有効性を検討した。マウスは手術前にランダムにグループ分けされ、RQ-00490721を1日2回4週間連続で経口投与した。

CRHR2を強発現させたヒト及びマウス心筋細胞を用いてCRHR2阻害活性を検討した。pIC50値は、ヒト心筋細胞では7.09±0.03(Figure1A)、マウス心筋細胞では6.33±0.07(Figure1B)であることを確認した。また、ヒトウロコルチン2(Ucn2)の容量反応曲線は濃度依存性に右方にシフトし、最大反応に変化を認めなかった(Figure1C)。さらに、シルトプロットの傾きは1.00でヒトCRHR2におけるRQ-00490721のpA2値は、7.12±0.02であった(Figure1D)。

次に、薬物動態試験にてPKプロファイルの確認を行った。RQ-00490721(1mg/kg)を経静脈的に投与したところ、クリアランスは0.18L/h/kg、定常状態での分布容積も0.73L/kgと中等度であった。また、RQ-00490721（1mg/kg)を経口投与した際の最大血漿中濃度(Cmax)は0.816μg/mL、消失半減期は3.8時間、バイオアベイラビリティはほぼ100%であった(Figure2A,B)。さらに、RQ-00490721(100mg/kg)を5日間連続で経口投与した際の血中薬物濃度の推移を検討したところ、Cmaxおよび曲線下面積(AUC）は1日目と5日目の間で変化しないことが確認された(Figure2C,D)。

次に、マウスでの経口投与における有効性を検討した。cAMP-response element binding(CREB)のリン酸化は心不全関連遺伝子を増強することから、RQ-00490721をマウスに経口投与した際の、Ucn2によるCREBのリン酸化の抑制効果を確認した。Ucn2(25、50、100μg/kg)皮下注射後、マウス心臓におけるCREBのリン酸化の状態を確認したところ、Ucn2の用量依存的にCREBのリン酸化を増強することが確認された(Figure3A,B)。次に、RQ-00490721のinvivoでのCREBのリン酸化の抑制効果を確認するため、Ucn2(100mg/kg)皮下注射後、RQ-00490721(10、30、100mg/kg)の経口投与を行った。結果、マウス心臓においてRQ-00490721の用量依存的にCREBのリン酸化を抑制することが確認された(Figure3C,D)。

続いて、invivoでマウスにRQ-00490721(100mg/kg)を4週間連続で経口投与した際の副作用発現の有無を検討した。コントロール群と比較して体重と血圧に有意差はなく、心電図検査では心拍数、PR間隔、およびQT間隔に有意差を認めなかった。さらに、心エコー検査を実施したが、2群間での左室短縮率(FS)に有意差は認めず、RQ00490721が正常な心機能に与える影響が少ないことを確認した。以上より、RQ00490721のマウスへの4週間連続経口投与に伴う明らかな副作用は認めなかった(Table1)。

さらに、RQ-00490721の圧負荷心不全に対する効果を確認するため、マウスの横大動脈狭窄手術(TAC)による心不全モデルを作成し、心肥大抑制効果を検討した。比較対象をSham/Vehicle群、TAC/Vehicle群、TAC/RQ-00490721群の3群に分けて行い、経口薬治療は心肥大が進行すると想定される、術後1週目からVehicle及びRQ00490721(100mg/kg)を1日2回4週間連続で経口投与を行った。心エコー検査は手術前及び術後1,3,5週目に実施し、FSが測定された(Figure4A)。摘出心臓を観察したところ、肉眼的にTAC/Vehicle群はその他の群と比較し肥大傾向が強く、TAC/Vehicle群では心肥大抑制傾向を認めた(Figure4B)。さらに、TAC/RQ-00490721群で左心室重量／脛骨長比(LVW/TL)は有意に低値を示した(Figure4C)。また、qRT-PCRでは脳性利尿ペプチド(BNP)の遺伝子発現量がTAC/RQ-00490721群で有意に低値であった(Figure4D)。心エコー所見では、TAC/Vehicle群で術後3週間目からFSの低下傾向を認めたが、TAC/RQ-0049072群では有意に術後3週目以降のFS低下を抑制した(Figure4E)。続いてHE染色を行い、心筋細胞の大きさを断面積の測定値で比較したところ、TAC/RQ-00490721群で有意にTACに伴う心筋細胞の肥大化が抑制され(Figure4F,G)、また、シリウスレッド染色では、TAC/RQ-00490721群で有意に心筋繊維化が抑制された(Figure4H,I)。以上の結果から、RQ-00490721が圧負荷心機能障害の抑制に有効である可能性が示唆された。

【考察】
薬効薬理試験では、マウスCRHR2におけるpA2値は6.61±0.16(Supplemental Figure 1B)であった。ヒトCRHR2のpA2値(7.12±0.02)と比較した場合、RQ-00490721の効果が、マウスよりヒトに対して約3倍高いことが確認され、RQ-00490721がヒトに対してより効果的に作用する可能性が示唆された。

薬物動態試験では、RQ-00490721のバイオアベイラビリティはほぼ100%であり、体循環血液移行も非常に良いことが確認され(Figure2B)、また、Cmaxおよび曲線下面積(AUC)が1日目と5日目の間で変化しないことから、マウスでの長期経口投与も可能であることが示唆された(Figure2C,2D)。加えて、Brain/Plasma Ratioは0.038と非常に低く、中枢移行が少ない末梢型の薬剤であることが確認され、薬剤の脳への影響を抑えられる可能性が示唆された(Supplemental Table1)。

マウスでの経口投与における有効性の検討では、マウス心臓においてRQ-00490721の経口投与が用量依存的にUcn2によるCREBのリン酸化を抑制することが確認され(Figure2C,D)、同時にTACに伴う圧負荷によるCREBのリン酸化も抑制することが確認された(Supplemental Figure2A)。さらに、AKTシグナル伝達の慢性的な過剰活性化は心肥大及び心機能障害を誘発するとされるが、RQ-00490721の経口投与によりTACに伴う圧負荷によるAKTのリン酸化も抑制した(SupplementalFigure2A)。以上のことから、RQ-00490721が上記に関連する細胞シグナル伝達を介した機序で、心不全抑制効果を発揮することが示唆された(SupplementalFigure2B)。

続いて、RQ-00490721(100mg/kg)を4週間連続で経口投与した際の明らかな心毒性は認めず、さらなる長期投与も十分に許容される可能性があることが示された。そして、マウス病気モデルにおいてRQ-00490721の4週間連続での経口投与で左室肥大における圧負荷心機能障害を抑制することが確認された。

以上よりRQ-00490721の経口投与による心機能低下抑制効果が確認され、今後の心不全治療における新たな選択肢となり得ることが示唆された。ただし、RQ-00490721のより長期投与における予後改善効果や、治療対象となる慢性心不全の適切な病態を把握するためには、今後さらなる研究が必要と思われる。

【結語】
新規経口型CRHR2阻害薬(リード化合物)であるRQ-00490721を創出し、マウス心不全モデルでの心機能低下抑制効果を確認した。invitroにおけるヒトCRHR2に対するRQ-00490721の阻害効果は、マウスCRHR2に対するそれより高いことがわかり、また、invivoでは、経口投与後の明らかな心毒性は観察されなかった。以上の結果から、新規経口型CRHR2阻害薬であるRQ-00490721が、将来のヒトにおける慢性心不全の新たな治療法開発の先駆けとなる可能性が示唆された。

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