專利名稱：Atp-結合盒轉運蛋白調節劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括囊性纖維化跨膜轉導調節因子(“CFTR”)的ATP-結合盒(“ABC”) 轉運蛋白或其片段的調節劑、其組合物和應用方法。本發明還涉及使用此類調節劑治療ABC 轉運蛋白介導的疾病的方法。
背景技術：
ABC轉運蛋白是調節轉運大多數藥物、潛在的毒性藥物和異生素以及陰離子的膜轉運蛋白的蛋白家族。ABC轉運蛋白是結合和利用細胞三磷酸腺苷(ATP)作為其特殊活性的同源膜蛋白。一些這樣的轉運蛋白被發現作為多藥抗性蛋白(如MDRI-P糖蛋白質或多藥抗性蛋白，MRPI)，使惡性癌細胞對化療藥物產生抵抗。迄今為止，已經鑒定出48種ABC 轉運蛋白并基于它們的序列特征和功效將它們分成7個家族。ABC轉運蛋白調節體內多種重要的生理作用并且提供對于有害環境的化合物的防御。因此，它們表現為重要的潛在藥物標靶，以治療與轉運蛋白缺陷相關的疾病，阻止藥物轉運出靶細胞和干預其中調節ABC轉運蛋白活性可為有益的其它疾病。通常與疾病相關的ABC轉運蛋白家族的一個成員是cAMP/ATP-介導的陰離子通道，CFTR。CFTR在包括吸收性和分泌性上皮細胞的多種細胞類型中表達，在那里它調節陰離子跨膜流動，以及其它離子通道和蛋白質的活性。在上皮細胞中，CFTR的正常功能對于維持電解質周身轉運，包括在呼吸和消化組織的轉運是重要的。CFTR由約1480個氨基酸組成，其編碼細胞膜上形成跨膜區域的串聯重復(tandem repeat)的蛋白質，每一個含六個跨膜螺旋區和一個核苷酸結合域。兩個跨膜域由具有調節通道活性和細胞運輸的多重磷酸化位點的大的、極性的、調節性的(R)-域連接。已對編碼CFTR的基因進行鑒定和測序(見Gregory，R. J.等(1990) Nature 347 382-386 ；Rich, D. P.等(1990) Nature 347:358-362)、(Riordan, J. R.等(1989) Science M5 :1066-1073)。該基因的缺陷引起CFTR突變生產囊性纖維化(“CF”)，此為人最常致命的遺傳性疾病。在美國，約每2，500個嬰兒中有一個受到囊性纖維化的侵襲。在全美人口中，多至1000萬人攜帶有缺陷的基因的單拷貝而沒有明顯的疾病表現。與此形成對照的是，具有CF相關基因的雙拷貝的人罹患CF的衰弱和致命表現，包括慢性肺病。在患有囊性纖維化的患者中，在呼吸上皮中內源性表達的CFTR的突變導致減少頂端陰離子分泌，引起離子和液體轉運失衡。作為結果的陰離子轉運減少，引起粘液在肺中聚集的增加和隨后伴隨的微生物感染，最終引起CF患者死亡。除了呼吸性疾病，CF患者還典型地罹患胃腸疾病和胰腺機能不全，一旦放任不予治療，將導致死亡。另外，多數患囊性纖維化的男性無生育能力，并且患囊性纖維化的女性的生育能力降低。與CF相關基因的雙拷貝的嚴重影響形成對照的是，具有CF相關基因的單拷貝的人表現出對于霍亂和由腹瀉導致的脫水的抵抗增強一或許解釋為CF基因在人群中具有相當高的頻率。CF染色體的CFTR基因的序列分析已經揭示了多種疾病發生突變(Cutting， G. R.等(1990)Nature 346 :366-369 ；Dean, Μ.等(1990)Cell 61 :863 :870 ；以及 Kerem, B-S.等(1989)kience 245:1073-1080; Kerem，B-S 等(1990) Proc. Natl. Acad. ki. USA 87:8447-8451)。迄今為止，已經鑒定了引起CF基因的突變的>1000種疾病(http://www. genet, sickkids. on. ca/cftr/)。最普遍的突變是于CFTR氨基酸序列的第508位的苯丙氨酸的缺失，并且常常被稱為AF508-CFTR。此突變發生在約70%的囊性纖維化病例中并且與嚴重疾病有關。AF508_CFTR中第508位殘基的缺失阻止新生的蛋白質正確地折疊。此導致抑制突變體蛋白出ER和通過質膜。作為結果，存在于膜上的通道數量比在表達野生型CFTR 的細胞中的觀察到的大大減少。除了減少通行，該突變還導致通道門控缺失。膜中通道數量的減少和門控的缺失一起導致陰離子轉運通過上皮減少，引起離子和液體轉運缺陷。 (Quinton, P.M. (1990)，FASEB J. 4 :2709-2727)。然而，研究顯示，盡管少于野生型 CFTR， 膜中 Δ F508-CFTR 數量的減少是功能性的。(Dalemans 等(1991)，Nature Lond. 354 526-528 ；Denning 等，同上；Pasyk 和 Foskett (1995)，J. Cell. Biochem. 270 :12347-50)。除了 Δ F508-CFTR，其它引起導致通行、合成和/或通道門控缺失的CFTR突變的疾病，可通過向上或向下調節以改變陰離子分泌并改變疾病進程和/或嚴重程度。雖然CFTR轉運除了陰離子之外的多種分子，清楚的是此作用(陰離子的轉運)表示轉運離子和水通過上皮細胞的重要機制中的一個要素。另外的要素包括上皮Na+通道、 ENaC,Na+/2Cl7K+輔助-轉運蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底膜K+通道，負責將氯攝取入細胞內。這些要素共同作用通過它們的在細胞中的選擇性表達和定位，實現通過上皮細胞的定向轉運。通過存在于頂端膜的ENaC和CFTR的協調的活性以及在細胞基底面表達的Na+-K+-ATP酶泵和Cl-通道，發生氯吸收。從管腔側繼發性主動轉運氯導致細胞內氯聚集，此然后可經由Cl_通道被動離開細胞，產生矢量轉運。Na+/2C17K+輔助-轉運蛋白、 Na+-K+-ATP酶泵和基底膜K+通道在基底面和CFTR在管腔側的排列協調經由在管腔側的 CFTR的氯分泌。由于水很可能地不自身進行主動轉運，其流過上皮依賴于由鈉和氯的大量流動產生的微小的透過上皮的滲透梯度。除了囊性纖維化，CFTR活性的調節可對不是直接由CFTR突變引起的其它疾病有益，所述疾病為諸如分泌性疾病和其它由CFTR介導的蛋白質折疊疾病。這些疾病包括，但不限于慢性阻塞性肺病(COPD)、干眼病和SjSgrens’ s綜合征。COPD以進行性且不完全可逆的氣流受限為特征。氣流受限是由于粘液過度分泌、 肺氣腫和細支氣管炎。突變體或野生型CFTR的激活劑對在COPD中常見的粘液過度分泌和減弱的粘液纖毛清除功能提供可能的治療。具體是，增加陰離子通過CFTR的分泌可促進液體轉運進入氣道表面液體以使粘液水合并且使纖毛流體粘性最優化。此將導致纖毛清除功能增強并且減輕與COPD相關的癥狀。干眼病以淚液產生減少以及淚膜脂質、蛋白和粘蛋白特性不正常為特征。干眼有許多原因，其中的一些包括年齡、準分子激光(Lasik)眼科手術、關節炎、藥物治療、化學/熱燒傷、過敏和疾病，諸如囊性纖維化和SjSgrens’ s綜合征。經由CFTR增加陰離子分泌將促進液體從角膜內皮細胞和眼周圍的分泌腺轉運以增加角膜水合。此將有助于減輕干眼病相關癥狀。SjSgrens’ s綜合征是自身免疫性疾病，其中免疫系統侵襲全身產生水份的腺體(moisture-producing glands)，包括眼、口、皮膚、呼吸組織、肝、陰道和腸。癥狀包括干眼、口干和陰道干燥以及肺病。該疾病還與類風濕性關節炎、 系統性狼瘡、系統性硬化癥和多發性肌炎/皮肌炎相關。相信蛋白轉運缺陷引起該疾病，對于該病的可選治療方法有限。CFTR活性調節劑可與受該病累及的器官水合并且有助于解除相關癥狀。 如上所討論的，相信Δ F508-CFTR的第508位殘基的缺失阻止新生蛋白正確的折疊，導致該突變體蛋白質不能出ER并轉運至質膜。結果，不足量的成熟蛋白存在于質膜和氯在上皮組織內的轉運顯著減少。事實上，由ER機制所致的該ABC轉運蛋白的有缺陷的ER代謝過程的細胞現象，已經顯示為不僅是CF病的基礎，而且是大量其它單獨的和遺傳病的基礎。ER機制可能失靈的兩個途徑是，或者通過降低與ER輸出蛋白的偶連導致降解，或者通過ER聚集這些缺陷/錯誤折疊的蛋白質[Aridor Μ，等，Nature Med. ,5(7), pp 745-751(1999) ；Shastry, B. S.，等，Neurochem. International,43, pp 1-7(2003)； Rutishauser, J.，等，Swiss Med ffkly, 132, pp 211-222(2002) ；Morello, JP 等，TIPS, 21, pp. 466-469(2000) ；Bross P.，等，HumanMut. ,14, pp. 186-198(1999)]。與第一類 ER 功能障礙相關的疾病是囊性纖維化(如以上所討論的，由于錯誤折疊的AFSOS-CFTR)、 遺傳性肺氣腫(由于al-抗胰蛋白酶；非Piz變量)、遺傳性血色素沉著病、凝血-纖維蛋白溶解缺陷，諸如蛋白質C缺乏、1型遺傳性血管性水腫、脂質代謝過程缺陷(Lipid processing deficiencies)，諸如家族性高膽固醇血癥、1型乳糜微粒血癥、無β脂蛋白血癥(Abetalipoproteinemia)、溶酶體貯積病，諸如1_細胞疾病/假胡爾勒氏 (pseudo-Hurler)病、粘多糖病(由于溶酶體代謝酶)、Sandhof/Tay-Sachs (源于β-氨基己糖苷酶)、II型克-納綜合征(Crigler-Najjar)(源于UDP-葡糖醛酸基-唾液酸基(glucuronyl-sialyc)-轉移酶)、多發性內分泌病/高胰島素血癥、糖尿病(源于胰島素受體)、拉龍侏儒(源于生長激素受體)、髓過氧化物酶缺乏、原發性甲狀旁腺功能減退 (源于前甲狀旁腺激素)、黑色素瘤(源于酪氨酸酶)。與后一類ER功能障礙相關的疾病是⑶G 1型糖基化病(Glycanosis)、遺傳性肺氣腫(源于α -抗胰蛋白酶(PiZ變量)、 先天性甲狀腺功能亢進癥、成骨不全(源于I、II、IV型原骨膠原)、遺傳性低纖維蛋白原血癥(源于纖維蛋白原)、ACT缺乏(源于α -抗糜蛋白酶)、尿崩癥(DI)、神經生理性尿崩癥(Neurophyseal DI)(源于血管加壓素(vasopvessin)激素/V2_受體)、腎原性尿崩癥(源于水通道蛋白(Aquaporin)II)、進行性神經性肌萎縮(Charcot-Marie Tooth)綜合征(源于外周髓鞘蛋白22)、佩-梅病(Perlizaeus-Merzbacher disease)、神經退行性疾病，諸如阿爾茨海默病(源于βΑΡΡ和早老蛋白(presenilins))、帕金森病、肌萎縮性側索硬化癥、進行性核上性麻痹、皮克(Pick’ s)病、幾種多聚谷氨酰胺神經性障礙，諸如亨廷頓(Huntington)舞蹈病、I型脊髓小腦性共濟失調、脊髓和延髓性肌萎縮、齒狀核紅核蒼白球路易體萎縮癥(DentatoriAal pallidoluysian)和強直性肌營養不良，以及海綿狀腦病(Spongiform encephalopathies)，i者如遺傳性克一雅病(Creutζfe 1 dt-Jakob disease) (源于朊病毒蛋白代謝過程缺陷)、法布里病(源于溶酶體α-半乳糖苷酶A)和施特勞斯納(StrausslerIcheinker)綜合征(源于Prp代謝過程缺陷)。
除了向上調節CFTR活性，通過CFTR調節劑減少陰離子分泌可有益于治療分泌性腹瀉，其中作為促分泌素激活氯轉運的結果，上皮細胞水轉運引人注目地增加。此機制包括提升cAMP并刺激CFTR。腹瀉有多種原因，腹瀉病的主要因果關系，最常見的由過多氯轉運產生，包括脫水、酸毒癥、生長減慢和凋亡。在世界許多地區，急性和慢性腹瀉呈現為主要的疾病。腹瀉是不足5歲的兒童營養不良和致死(5，000，000人死亡/年)的重要因素。分泌性腹瀉也是獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)和慢性炎性腸病(IBD)患者的危險病癥。每年從工業化國家到發展中國家去的1600萬旅游者發生腹瀉，腹瀉嚴重程度和病例數，依旅游目的國和地區的不同而異。家畜和寵物，諸如牛、豬和馬、綿羊、山羊、貓和狗的腹瀉，也已知為家畜腹瀉病，是這些動物致死的主因。腹瀉可由任何主要的變化，諸如斷奶或身體運動引起，以及應答于多種細菌或病毒感染，并且一般發生在這些動物生命的最初幾個小時內。產生腹瀉的最常見的細菌是具有K99菌毛抗原的腸毒性(enterotoxogenic) E-coli (ETEC)。腹瀉的常見的致病病毒包括輪狀病毒和冠狀病毒。其它感染性因素，包括隱孢子蟲(Cryptosporidium)、藍伯氏賈第蟲和沙門氏菌屬等。 輪狀病毒感染的癥狀包括排泄水樣糞便、脫水和虛弱。與輪狀病毒感染相比，冠狀病毒在新生動物中引起更嚴重的疾病并且具有更高的死亡率。然而，通常，年幼動物可被多于一種病毒感染，或者同時被病毒和細菌微生物感染。此極大地加大了該病的嚴重程度。因此，需要可用于調節哺乳動物細胞膜上的ABC轉運蛋白活性的ABC轉運蛋白活性調節劑及其組合物。需要使用這樣的ABC轉運蛋白活性調節劑治療ABC轉運蛋白介導的疾病的方法。需要在體外哺乳動物細胞膜中調節ABC轉運蛋白活性的方法。需要可用于調節哺乳動物細胞膜上的CFTR活性的CFTR活性調節劑。需要使用這樣的CFTR活性調節劑治療CFTR-介導的疾病的方法。需要在體外哺乳動物細胞膜中調節CFTR活性的方法。發明概述
權利要求
1.選自下式的化合物
2.化合物
3.化合物
4.化合物
5.藥物組合物包含(i)根據權利要求1的化合物；和 ( )藥學上可接受的載體。
6.權利要求5的組合物，進一步包含一種選自以下的附加劑溶粘蛋白劑、支氣管擴張劑、抗生素、抗感染劑、抗炎劑、CFTR矯正藥、CFTR增強劑或營養劑。
7.權利要求5或6的組合物，其中化合物為
8.權利要求5或6的組合物，其中化合物為
9.權利要求5或6的組合物，其中化合物為
10. 一種增加細胞膜中功能性ABC轉運蛋白數量的方法，所述方法包括使所述細胞與選自下式化合物接觸的步驟
11.權利要求10的方法，其中ABC轉運蛋白為CFTR。
12.權利要求10或11的方法，其中化合物為
13.權利要求10或11的方法，其中化合物為
14.權利要求10或11的方法，其中化合物為
15. 一種治療患者由ABC轉運蛋白活性引起的疾病、紊亂或病癥的方法，包括將選自下式的化合物施用于所述患者。
16.根據權利要求15的方法，其中所述疾病、紊亂或病癥選自囊性纖維化、遺傳性肺氣腫、遺傳性血色素沉著病、凝血-纖維蛋白溶解缺陷，諸如蛋白質C缺乏、1型遺傳性血管性水腫、脂質代謝過程缺陷，諸如家族性高膽固醇血癥、1型乳糜微粒血癥、無β脂蛋白血癥、溶酶體貯積病，諸如I-細胞疾病/假胡爾勒氏病、粘多醣病、桑德霍夫病/泰-薩病、II 型克-納綜合征、多發性內分泌病/高胰島素血癥、糖尿病、拉龍侏儒、髓過氧化物酶缺乏、 原發性甲狀旁腺功能減退、黑色素瘤、CDG 1型糖基化病、先天性甲狀腺功能亢進癥、成骨不全、遺傳性低纖維蛋白原血癥、ACT缺乏、尿崩癥(DI)、神經生理性尿崩癥、腎原性尿崩癥、 進行性神經性肌萎縮、佩-梅病、神經退行性疾病，諸如阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮性側索硬化癥、進行性核上性麻痹、皮克病、幾種多聚谷氨酰胺神經性障礙，諸如亨廷頓舞蹈病、I型脊髓小腦性共濟失調、脊髓和延髓性肌萎縮、齒狀核紅核蒼白球路易體萎縮癥和強直性肌營養不良，以及海綿狀腦病，諸如遺傳性克-雅病(源于朊病毒蛋白代謝過程缺陷)、 法布里病、施特勞斯納綜合征、C0PD、干眼病和SjSgrens' s病。
17.權利要求15或16的方法，其中化合物為
18.權利要求15或16的方法，其中化合物為
19.權利要求15或16的方法，其中化合物為
20.一種用于測量體外或體內檢測生物樣品的ABC轉運蛋白或其片段的活性的試劑盒，所述試劑盒包含(i)包含選自權利要求1所述化合物的第一組合物；和 ( )使用說明書，用于說明如何a)使該組合物與生物樣品接觸；和b)檢測所述ABC轉運蛋白或其片段的活性。
21.根據權利要求20的試劑盒，其還包含用于以下目的的使用說明書a)使另外的組合物與所述生物樣品接觸；b)在所述另外的化合物的存在下，檢測所述ABC轉運蛋白或其片段的活性；和c)將在所述另外的化合物的存在下的ABC轉運蛋白的活性，與所述第一組合物存在下 ABC轉運蛋白的密度進行比較。
22.權利要求20的試劑盒，其中所述試劑盒用于檢測CFTR的密度。
23.權利要求20-22的任意試劑盒，其中化合物為
24.權利要求20-22的任意試劑盒，其中化合物為
25.權利要求20-22的任意試劑盒，其中化合物為
全文摘要
本發明化合物及其藥學上可接受的組合物是有用的包括囊性纖維化跨膜轉導調節因子(“CFTR”)的ATP-結合盒(“ABC”)轉運蛋白或其片段的調節劑。本發明還涉及使用本發明化合物治療ABC轉運蛋白介導的疾病的方法。
文檔編號C07D405/12GK102272127SQ200880132631
公開日2011年12月7日 申請日期2008年11月12日 優先權日2008年11月6日
發明者伯爾 B., 范古爾 F., 麥卡特尼 J., M. D. 努馬 M., T. 米勒 M., D. J. 格魯滕惠斯 P., S. H. 魯亞 S., 周競蘭 申請人:弗特克斯藥品有限公司