非肽bdnf神經(jīng)營養(yǎng)蛋白模擬物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求 2013 年 3 月 15 日提交且題為"NON-PEPTIDE BDNF NEUR0TR0PHIN MHffiTICS"的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/800, 022的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述申請(qǐng)的內(nèi)容出于所有目的 特此以引用的方式整體并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文公開的主題通常涉及治療受試者的病癥，包括但不限于神經(jīng)病癥。更具體地 說，當(dāng)前公開的主題的方法涉及向受試者施用有效量的對(duì)于TrkB受體分子具有結(jié)合和/或 調(diào)節(jié)特異性的化合物以治療所述受試者的病癥。
[0004] 背景
[0005] 神經(jīng)營養(yǎng)蛋白是在某些細(xì)胞（包括神經(jīng)元）的發(fā)育、功能和/或存活中起作用的 多肽。神經(jīng)元的死亡或功能障礙已直接牽連在多種神經(jīng)病癥中。已表明神經(jīng)營養(yǎng)蛋白定位 中的改變、神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的表達(dá)水平和/或結(jié)合神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的受體的表達(dá)水平與神經(jīng)元 變性或功能障礙相關(guān)。這種變性或功能障礙可發(fā)生在神經(jīng)病癥阿爾茨海默氏病、帕金森氏 病、亨廷頓氏病、Rett綜合征以及肌萎縮性側(cè)索硬化（ALS)等。神經(jīng)營養(yǎng)蛋白還介導(dǎo)與非 神經(jīng)病癥（包括例如抑郁癥、肥胖癥以及周圍組織的局部缺血性病狀）相關(guān)的基本機(jī)制。
[0006] 已經(jīng)鑒別了多種神經(jīng)營養(yǎng)蛋白，包括神經(jīng)營養(yǎng)因子（NGF)、神經(jīng)營養(yǎng)蛋 白-3(NT-3)、神經(jīng)營養(yǎng)蛋白-4/5(NT-4/5)、神經(jīng)營養(yǎng)蛋白6(NT-6)以及腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因 子（BDNF)。神經(jīng)營養(yǎng)蛋白以被稱為促神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的前體形式和成熟形式兩者發(fā)現(xiàn)。成熟 形式是以生理狀態(tài)作為穩(wěn)定、非共價(jià)的大約25kDa同二聚體存在的長度約120個(gè)氨基酸的 蛋白質(zhì)。每個(gè)神經(jīng)營養(yǎng)蛋白單體包括在神經(jīng)營養(yǎng)蛋白家族中表現(xiàn)相對(duì)高的氨基酸保守程度 的三個(gè)溶劑暴露的β -發(fā)夾環(huán)（被稱為環(huán)1、2和4)。
[0007] 成熟的神經(jīng)營養(yǎng)蛋白優(yōu)先結(jié)合受體Trk和p75NTR，而促神經(jīng)營養(yǎng)蛋白（其包含在 成熟形式中以蛋白水解形式除去的N-末端結(jié)構(gòu)域）主要與p75NTR受體相互作用且通過其 N-末端結(jié)構(gòu)域與分選受體分揀蛋白（sortilin)相互作用（Fahnestock，M.，Michalski， Β·，Xu，Β·，Coughlin M.D. (2001)M〇1 Cell Neuroscil8,210-220 ;Harrington，A. W.等 (2004)Proc Natl Acad Sci USA 101，6226-6230;Nykjaer，A.等，（2004)Nature 427， 843-848)。p75NTR受體與Trks相互作用并且調(diào)節(jié)Trk信號(hào)傳導(dǎo)，而且獨(dú)立地偶聯(lián)至幾種 信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，包括促存活信號(hào)IRAK/TRAF6/NF. κ . B、PI3/AKT和促細(xì)胞凋亡信號(hào)NRAGE/ JNK (Mamidipudi，V.，Li，X.，Wooten，M.W· (2002) J Biol Chem 277, 28010-28018 ;Roux， P. P. , Bhakar. A. L. , Kennedy, T.E., Barker, P. A. (2001)J Biol Chem 276,23097-23104 ； 5&1〇111，厶.！1.，等（2000)恥1^〇11 27,279-288)〇
[0008] 取決于可操作的配體、Trk或其他受體的共表達(dá)以及下游信號(hào)傳導(dǎo)元件的表達(dá)， p75NTR促進(jìn)細(xì)胞存活或死亡。proNGF通過p75 NTR誘導(dǎo)頸上神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞 的死亡，并且其共同結(jié)合p75NTR和分揀蛋白已經(jīng)顯示活化細(xì)胞死亡途徑（Nykjaer，A.等， (2004) Nature427,843-848 ;Lee，R.，Kermani，P.，Teng，Κ. K.，Hempstead，B. L. (2001) Science 294,1945-1948 ;Beattie，ES.，等（2002) Neuron 36, 375-386)。
[0009] 當(dāng)出于治療用途施用時(shí)，神經(jīng)營養(yǎng)蛋白展示次最優(yōu)藥理學(xué)特性，包括不良穩(wěn)定性 與低血清半衰期、可能的不良口服生物利用度以及受限的中樞神經(jīng)系統(tǒng)穿透（Podulso， J. F. , Curran, G. L. (1996)Brain Res Mol Brain Res 36,280-286 ；Saltzman, ff. M., Mak，M.W.，Mahoney，M. J.，Duenas，E. T.，Cleland，J. L. (1999) Pharm Res 16, 232-240 ; Partridge，W.M. (2002)Adv Exp Med Bio 513,397-430)。因此，通過三重受體信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng) 絡(luò)的作用實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的高度多效性作用增加不良作用的機(jī)會(huì)。
[0010] 不幸地，技術(shù)和倫理考慮迄今妨礙基于神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的治療劑的開發(fā)。例如，使用 重組DNA技術(shù)在技術(shù)上難以產(chǎn)生足夠量的純神經(jīng)營養(yǎng)蛋白。另外，雖然有可能利用人胎兒 細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)蛋白，但由使用這類細(xì)胞（通常從流產(chǎn)胎兒獲得）提出的倫理分歧幾乎 完全阻止了此方法的利用。
[0011] 前述研究已經(jīng)描述了能夠?qū)崿F(xiàn)促進(jìn)神經(jīng)突外生長的BDNF作用的對(duì)應(yīng)于BDNF蛋白 的不同結(jié)構(gòu)域的合成肽的產(chǎn)生（0'1^&^和!1耶1168,2003;?;[11丨&1118等，2005疋161：(31161'和 Hughes，2006)。雖然未知這些合成BDNF肽是否實(shí)際上活化TrkB受體或它們是否通過非 TrkB機(jī)制實(shí)現(xiàn)其神經(jīng)營養(yǎng)作用，但是這些肽太大（大約2000MW)而不能構(gòu)成實(shí)際的藥用化 合物。
[0012] 因此，本領(lǐng)域中存在對(duì)于開發(fā)用于治療病癥的基于神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的小分子（例 如，< 500MW，成功藥物的特征）非肽基或肽劑的未滿足的需求。具體地說，存在鑒別模擬神 經(jīng)營養(yǎng)蛋白的關(guān)鍵區(qū)域且具有活化TrkB受體的能力的小分子的需要。存在對(duì)于靶向任選 地與TrkA或TrkC受體組合的TrkB受體以避免或最小化與p75 NTR和分揀蛋白受體的潛在 有害相互作用的小分子的需要。
[0013] 概述
[0014] 此概述列出當(dāng)前公開的主題的一些實(shí)施方案，并且在許多情況下列出這些實(shí)施方 案的變化和變更。此概述僅是多個(gè)和變化的實(shí)施方案的示例。給定實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè) 代表性特征的提及同樣是示例性的。這種實(shí)施方案通?？纱嬖诨虿淮嬖谒峒暗奶卣?，同 樣，那些特征可適用于當(dāng)前公開的主題的其他實(shí)施方案，無論是否在此概述中列出。為了避 免過度重復(fù)，此概述未列出或建議這類特征的所有可能的組合。
[0015] 本文公開對(duì)于TrkB受體分子具有結(jié)合和/或調(diào)節(jié)特異性的化合物。
[0016] 本文還公開治療受試者的病癥（包括神經(jīng)和非神經(jīng)病癥）的方法，所述方法包括 向所述受試者施用有效量的本發(fā)明的小分子化合物。
[0017] 在一些實(shí)施方案中，所述病癥選自由以下組成的組：阿爾茨海默氏病、路易體癡呆 癥、額顳癡呆、亨廷頓氏病、肌萎縮性側(cè)索硬化和其他運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病癥、Rett綜合征、癲癇、 帕金森氏病和其他帕金森氏病癥、脊髓損傷、中風(fēng)、缺氧、局部缺血、腦損傷（包括創(chuàng)傷性腦 損傷）、糖尿病性神經(jīng)病變、周圍神經(jīng)病變、神經(jīng)病變的遺傳形式（包括腓骨肌萎縮癥及其 變型）、神經(jīng)移植及其并發(fā)癥、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病、多發(fā)性硬化癥、HIV癡呆、周圍神經(jīng)損傷、聽 力喪失、遺傳性或獲得性或創(chuàng)傷性聽力喪失、抑郁癥、肥胖癥、代謝綜合征、疼痛、癌癥以及 涉及表達(dá)TrkB的細(xì)胞的變性或功能障礙的病狀。另一種適應(yīng)癥包括其中存在增強(qiáng)神經(jīng)系 統(tǒng)的可塑性的目標(biāo)的環(huán)境，如在新學(xué)的身體或智力技能的康復(fù)或獲得期間?？刹捎帽景l(fā)明 化合物的另一種適應(yīng)癥包括誘導(dǎo)牙骨質(zhì)發(fā)生和牙周再生。
[0018] 本文還公開有助于神經(jīng)或非神經(jīng)或干細(xì)胞存活或促進(jìn)神經(jīng)功能的方法，所述方法 包括用具有特異性地結(jié)合和/或調(diào)節(jié)任選地與TrkA或TrkC受體分子組合的TrkB受體分 子的活性的能力的本發(fā)明的化合物治療神經(jīng)或非神經(jīng)或干細(xì)胞。
[0019] 附圖簡(jiǎn)述
[0020] 圖1是示出本發(fā)明的化合物（包括化合物2和3)的3T3-TrkB細(xì)胞存活測(cè)定數(shù)據(jù) 的圖。
[0021] 詳述
[0022] 在具有特定病癥（包括神經(jīng)病癥和其他病癥）的受試者中，可發(fā)生神經(jīng)營養(yǎng)蛋白 定位、神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的表達(dá)水平和/或結(jié)合神經(jīng)營養(yǎng)蛋白的受體的表達(dá)水平的改變。因此， 通過向患有這類病癥的受試者提供對(duì)應(yīng)的神經(jīng)營養(yǎng)因子或其模擬物，可減輕或預(yù)防這種神 經(jīng)變性。在一些情況下，抑制神經(jīng)營養(yǎng)蛋白功能將具有益處。如本文首次公開，提供通過施 用對(duì)于TrkB受體分子具有結(jié)合和/或調(diào)節(jié)特異性的非肽化合物來治療病癥和/或促進(jìn)神 經(jīng)細(xì)胞存活的方法。
[0023]
[0024] 應(yīng)理解，本文所使用的術(shù)語僅出于描述具體實(shí)施方案的目的，并且不意圖具有限 制性。
[0025] 貫穿本說明書和權(quán)利要求書，給定化學(xué)式或名稱應(yīng)涵蓋所有光學(xué)和立體異構(gòu)體以 及其中存在這類異構(gòu)體和混合物的外消旋混合物。
[0026] 除非另外定義，否則本文使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語具有與本申請(qǐng)所屬領(lǐng)域 中的普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。雖然在本申請(qǐng)的實(shí)踐或測(cè)試中可使用類似 或等同于本文所描述的那些方法和材料的任何方法和材料，但現(xiàn)本文描述代表性方法和材 料。
[0027] 按照長期存在的專利法公約，當(dāng)在本申請(qǐng)（包括權(quán)利要求書）中使用時(shí)，術(shù)語"一 個(gè)/種（a) "、"一個(gè)/種（an)"以及"所述（the)"是指"一個(gè)/種或多個(gè)/種"。因此，例 如，提及"載體"包括一種或多種載體、兩種或更多種載體的混合物等。
[0028] 除非另外指明，否則本說明書和權(quán)利要求書中所用的表示成分的量、反應(yīng)條件等 的所有數(shù)字應(yīng)理解為在所有情況下都由術(shù)語"約"來修飾。因此，除非有相反的指示，否則 本說明書和所附權(quán)利要求書中所陳述的數(shù)值參數(shù)都是近似值，所述近似值可取決于本申請(qǐng) 要尋求獲得的所需特性而變化。通常，當(dāng)涉及可測(cè)量的值，如重量、時(shí)間、劑量等的量時(shí)，如 本文所用的術(shù)語"約"意指涵蓋在一個(gè)實(shí)例中偏離指定值±20%或±10%、在另一個(gè)實(shí)例 中±5%、在另一個(gè)實(shí)例中±1%并且在另一個(gè)實(shí)例中±0. 1%的變化，因?yàn)檫@類變化適于 進(jìn)行所公開的方法。
[0029] 如本文所用，術(shù)語"神經(jīng)病癥"包括特征在于神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的損傷的任何病癥，并 且包括以下但不限于：阿爾茨海默氏病、亨廷頓氏病、肌萎縮性側(cè)索硬化（ALS)、癲癇、帕金 森氏病、脊髓損傷、中風(fēng)、缺氧、局部缺血、腦損傷、糖尿病性神經(jīng)病變、周圍神經(jīng)病變、神經(jīng) 移植并發(fā)癥、多發(fā)性硬化癥、周圍神經(jīng)損傷以及涉及表達(dá)Trkb的細(xì)胞的變性或功能障礙的 病狀。
[0030] 術(shù)語"烷基"單獨(dú)或在組合中是指具有1至約20個(gè)碳原子的任選取代的直鏈或支 鏈烷基。所述術(shù)語還包括具有1至約6個(gè)碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烷基以及具有1 至約4個(gè)碳原子的那些。烷基的實(shí)例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁 基、叔丁基、叔戊基、戊基、己基、庚基、辛基等。"支鏈"是指其中低級(jí)烷基（如甲基、乙基或 丙基）連接至直鏈烷基鏈的烷基。"低級(jí)烷基"是指具有1至約8個(gè)碳原子（即C 1 s烷基）， 例如1、2、3、4、5、6、7或8個(gè)碳原子的烷基。"高級(jí)烷基"是指具有10至約20個(gè)碳原子，例 如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個(gè)碳原子的烷基。在某些實(shí)施方案中，"烷基"具 體地是指C 18直鏈烷基。在其他實(shí)施方案中，"烷基"具體地是指C18支鏈烷基。烷基可任 選地被取代。注意當(dāng)烷基被進(jìn)一步連接至另一個(gè)原子時(shí)，它變成"亞烷基"。換言之，術(shù)語 "亞烷基"是指二價(jià)烷基。例如，-CH 2CH3是乙基，而-CH 2CH2-是亞乙基。
[0031] 術(shù)語"雜烷基"是指如上所述的烷基，其中一個(gè)或多個(gè)骨架原子是氧、氮、硫或其組 合。術(shù)語雜烷基還包括其中1至約6個(gè)骨架原子是氧、氮、硫或其組合的烷基，以及其中1 至4個(gè)骨架原子是氧、氮、硫或其組合的那些以及其中1至2個(gè)骨架原子是氧、氮、硫或其組 合的那些。雜烷基是任選取代的。
[0032] 術(shù)語"烯基"單獨(dú)或在組合中是指具有一個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵并且具有2至約18個(gè) 碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基。所述術(shù)語還包括具有一個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵且具有2 至約6個(gè)碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基以及具有2至約4個(gè)碳原子的那些。烯基 的實(shí)例包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、1，4_ 丁二烯基等。適合的烯基包括稀丙基。術(shù)語"稀 丙基（allylic group) "或"稀丙基（allyl) "是指基團(tuán)-CH2HC = CH2以及通過取代形成的 其衍生物。因此，術(shù)語烯基和/或取代的烯基包括烯丙基，如但不限于烯丙基、甲基烯丙基、 二-甲基烯丙基等。術(shù)語"烯丙基位置"或"烯丙基位點(diǎn)"是指烯丙基的飽和碳原子。因此， 在烯丙基位點(diǎn)處連接的基團(tuán)如羥基或其他取代基可被稱為"烯丙基的"。" 1-烯基"是指其 中雙鍵在第一與第二碳原子之間的烯基。
[0033] 術(shù)語"炔基"單獨(dú)或在組合中是指具有一個(gè)或多個(gè)碳碳三鍵并且具有2至約12個(gè) 碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基。所述術(shù)語還包括具有一個(gè)或多個(gè)碳碳三鍵且具有2 至約6個(gè)碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基以及具有2至約4個(gè)碳原子的那些。炔基的 實(shí)例包括乙炔基、丙炔基、丁炔基等。"1-炔基"是指其中三鍵在第一與第二碳原子之間的 炔基。
[0034] "環(huán)狀烷基"和"環(huán)烷基"是指約3至約10個(gè)碳原子，例如3、4、5、6、7、8、9或10個(gè) 碳原子、或者約3至約6個(gè)碳原子的非芳香族單環(huán)或多環(huán)系統(tǒng)。環(huán)烷基可任選地是部分飽 和的，例如像環(huán)己二烯，例如環(huán)己-1，4-二烯。環(huán)烷基還可任選地如本文所定義被取代。代 表性單環(huán)環(huán)烷基環(huán)包括但不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基等。此外，環(huán)烷基 可任選地被連接基團(tuán)取代，所述連接基團(tuán)如上文所定義的烯基，例如甲烯基、乙烯基、丙烯 基等。在這類情況下，環(huán)烷基可被稱為例如環(huán)丙基甲基、環(huán)丁基甲基等。另外，多環(huán)環(huán)烷基