非肽bdnf神經營養蛋白模擬物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求 2013 年 3 月 15 日提交且題為"NON-PEPTIDE BDNF NEUR0TR0PHIN MHffiTICS"的美國臨時申請號61/800, 022的優先權的權益，所述申請的內容出于所有目的 特此以引用的方式整體并入。
技術領域
[0003] 本文公開的主題通常涉及治療受試者的病癥，包括但不限于神經病癥。更具體地 說，當前公開的主題的方法涉及向受試者施用有效量的對于TrkB受體分子具有結合和/或 調節特異性的化合物以治療所述受試者的病癥。
[0004] 背景
[0005] 神經營養蛋白是在某些細胞（包括神經元）的發育、功能和/或存活中起作用的 多肽。神經元的死亡或功能障礙已直接牽連在多種神經病癥中。已表明神經營養蛋白定位 中的改變、神經營養蛋白的表達水平和/或結合神經營養蛋白的受體的表達水平與神經元 變性或功能障礙相關。這種變性或功能障礙可發生在神經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索硬化（ALS)等。神經營養蛋白還介導與非 神經病癥（包括例如抑郁癥、肥胖癥以及周圍組織的局部缺血性病狀）相關的基本機制。
[0006] 已經鑒別了多種神經營養蛋白，包括神經營養因子（NGF)、神經營養蛋 白-3(NT-3)、神經營養蛋白-4/5(NT-4/5)、神經營養蛋白6(NT-6)以及腦源性神經營養因 子（BDNF)。神經營養蛋白以被稱為促神經營養蛋白的前體形式和成熟形式兩者發現。成熟 形式是以生理狀態作為穩定、非共價的大約25kDa同二聚體存在的長度約120個氨基酸的 蛋白質。每個神經營養蛋白單體包括在神經營養蛋白家族中表現相對高的氨基酸保守程度 的三個溶劑暴露的β -發夾環（被稱為環1、2和4)。
[0007] 成熟的神經營養蛋白優先結合受體Trk和p75NTR，而促神經營養蛋白（其包含在 成熟形式中以蛋白水解形式除去的N-末端結構域）主要與p75NTR受體相互作用且通過其 N-末端結構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相互作用并且調節Trk信號傳導，而且獨立地偶聯至幾種 信號傳導系統，包括促存活信號IRAK/TRAF6/NF. κ . B、PI3/AKT和促細胞凋亡信號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以及下游信號傳導元件的表達， p75NTR促進細胞存活或死亡。proNGF通過p75 NTR誘導頸上神經節神經元和少突膠質細胞 的死亡，并且其共同結合p75NTR和分揀蛋白已經顯示活化細胞死亡途徑（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] 當出于治療用途施用時，神經營養蛋白展示次最優藥理學特性，包括不良穩定性 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系統穿透（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，通過三重受體信號傳導網 絡的作用實現的神經營養蛋白的高度多效性作用增加不良作用的機會。
[0010] 不幸地，技術和倫理考慮迄今妨礙基于神經營養蛋白的治療劑的開發。例如，使用 重組DNA技術在技術上難以產生足夠量的純神經營養蛋白。另外，雖然有可能利用人胎兒 細胞產生神經營養蛋白，但由使用這類細胞（通常從流產胎兒獲得）提出的倫理分歧幾乎 完全阻止了此方法的利用。
[0011] 前述研究已經描述了能夠實現促進神經突外生長的BDNF作用的對應于BDNF蛋白 的不同結構域的合成肽的產生（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肽是否實際上活化TrkB受體或它們是否通過非 TrkB機制實現其神經營養作用，但是這些肽太大（大約2000MW)而不能構成實際的藥用化 合物。
[0012] 因此，本領域中存在對于開發用于治療病癥的基于神經營養蛋白的小分子（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 經營養蛋白的關鍵區域且具有活化TrkB受體的能力的小分子的需要。存在對于靶向任選 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] 此概述列出當前公開的主題的一些實施方案，并且在許多情況下列出這些實施方 案的變化和變更。此概述僅是多個和變化的實施方案的示例。給定實施方案的一個或多個 代表性特征的提及同樣是示例性的。這種實施方案通常可存在或不存在所提及的特征，同 樣，那些特征可適用于當前公開的主題的其他實施方案，無論是否在此概述中列出。為了避 免過度重復，此概述未列出或建議這類特征的所有可能的組合。
[0015] 本文公開對于TrkB受體分子具有結合和/或調節特異性的化合物。
[0016] 本文還公開治療受試者的病癥（包括神經和非神經病癥）的方法，所述方法包括 向所述受試者施用有效量的本發明的小分子化合物。
[0017] 在一些實施方案中，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、肌萎縮性側索硬化和其他運動神經元病癥、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、缺氧、局部缺血、腦損傷（包括創傷性腦 損傷）、糖尿病性神經病變、周圍神經病變、神經病變的遺傳形式（包括腓骨肌萎縮癥及其 變型）、神經移植及其并發癥、運動神經元疾病、多發性硬化癥、HIV癡呆、周圍神經損傷、聽 力喪失、遺傳性或獲得性或創傷性聽力喪失、抑郁癥、肥胖癥、代謝綜合征、疼痛、癌癥以及 涉及表達TrkB的細胞的變性或功能障礙的病狀。另一種適應癥包括其中存在增強神經系 統的可塑性的目標的環境，如在新學的身體或智力技能的康復或獲得期間。可采用本發明 化合物的另一種適應癥包括誘導牙骨質發生和牙周再生。
[0018] 本文還公開有助于神經或非神經或干細胞存活或促進神經功能的方法，所述方法 包括用具有特異性地結合和/或調節任選地與TrkA或TrkC受體分子組合的TrkB受體分 子的活性的能力的本發明的化合物治療神經或非神經或干細胞。
[0019] 附圖簡述
[0020] 圖1是示出本發明的化合物（包括化合物2和3)的3T3-TrkB細胞存活測定數據 的圖。
[0021] 詳述
[0022] 在具有特定病癥（包括神經病癥和其他病癥）的受試者中，可發生神經營養蛋白 定位、神經營養蛋白的表達水平和/或結合神經營養蛋白的受體的表達水平的改變。因此， 通過向患有這類病癥的受試者提供對應的神經營養因子或其模擬物，可減輕或預防這種神 經變性。在一些情況下，抑制神經營養蛋白功能將具有益處。如本文首次公開，提供通過施 用對于TrkB受體分子具有結合和/或調節特異性的非肽化合物來治療病癥和/或促進神 經細胞存活的方法。
[0023]
[0024] 應理解，本文所使用的術語僅出于描述具體實施方案的目的，并且不意圖具有限 制性。
[0025] 貫穿本說明書和權利要求書，給定化學式或名稱應涵蓋所有光學和立體異構體以 及其中存在這類異構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術語和科學術語具有與本申請所屬領域 中的普通技術人員通常所理解的相同的含義。雖然在本申請的實踐或測試中可使用類似 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，當在本申請（包括權利要求書）中使用時，術語"一 個/種（a) "、"一個/種（an)"以及"所述（the)"是指"一個/種或多個/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，否則本說明書和權利要求書中所用的表示成分的量、反應條件等 的所有數字應理解為在所有情況下都由術語"約"來修飾。因此，除非有相反的指示，否則 本說明書和所附權利要求書中所陳述的數值參數都是近似值，所述近似值可取決于本申請 要尋求獲得的所需特性而變化。通常，當涉及可測量的值，如重量、時間、劑量等的量時，如 本文所用的術語"約"意指涵蓋在一個實例中偏離指定值±20%或±10%、在另一個實例 中±5%、在另一個實例中±1%并且在另一個實例中±0. 1%的變化，因為這類變化適于 進行所公開的方法。
[0029] 如本文所用，術語"神經病癥"包括特征在于神經系統細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、肌萎縮性側索硬化（ALS)、癲癇、帕金 森氏病、脊髓損傷、中風、缺氧、局部缺血、腦損傷、糖尿病性神經病變、周圍神經病變、神經 移植并發癥、多發性硬化癥、周圍神經損傷以及涉及表達Trkb的細胞的變性或功能障礙的 病狀。
[0030] 術語"烷基"單獨或在組合中是指具有1至約20個碳原子的任選取代的直鏈或支 鏈烷基。所述術語還包括具有1至約6個碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烷基以及具有1 至約4個碳原子的那些。烷基的實例包括甲基、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"是指其中低級烷基（如甲基、乙基或 丙基）連接至直鏈烷基鏈的烷基。"低級烷基"是指具有1至約8個碳原子（即C 1 s烷基）， 例如1、2、3、4、5、6、7或8個碳原子的烷基。"高級烷基"是指具有10至約20個碳原子，例 如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個碳原子的烷基。在某些實施方案中，"烷基"具 體地是指C 18直鏈烷基。在其他實施方案中，"烷基"具體地是指C18支鏈烷基。烷基可任 選地被取代。注意當烷基被進一步連接至另一個原子時，它變成"亞烷基"。換言之，術語 "亞烷基"是指二價烷基。例如，-CH 2CH3是乙基，而-CH 2CH2-是亞乙基。
[0031] 術語"雜烷基"是指如上所述的烷基，其中一個或多個骨架原子是氧、氮、硫或其組 合。術語雜烷基還包括其中1至約6個骨架原子是氧、氮、硫或其組合的烷基，以及其中1 至4個骨架原子是氧、氮、硫或其組合的那些以及其中1至2個骨架原子是氧、氮、硫或其組 合的那些。雜烷基是任選取代的。
[0032] 術語"烯基"單獨或在組合中是指具有一個或多個碳碳雙鍵并且具有2至約18個 碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基。所述術語還包括具有一個或多個碳碳雙鍵且具有2 至約6個碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基以及具有2至約4個碳原子的那些。烯基 的實例包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、1，4_ 丁二烯基等。適合的烯基包括稀丙基。術語"稀 丙基（allylic group) "或"稀丙基（allyl) "是指基團-CH2HC = CH2以及通過取代形成的 其衍生物。因此，術語烯基和/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。術語"烯丙基位置"或"烯丙基位點"是指烯丙基的飽和碳原子。因此， 在烯丙基位點處連接的基團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] 術語"炔基"單獨或在組合中是指具有一個或多個碳碳三鍵并且具有2至約12個 碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基。所述術語還包括具有一個或多個碳碳三鍵且具有2 至約6個碳原子的任選取代的直鏈或支鏈烴基以及具有2至約4個碳原子的那些。炔基的 實例包括乙炔基、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] "環狀烷基"和"環烷基"是指約3至約10個碳原子，例如3、4、5、6、7、8、9或10個 碳原子、或者約3至約6個碳原子的非芳香族單環或多環系統。環烷基可任選地是部分飽 和的，例如像環己二烯，例如環己-1，4-二烯。環烷基還可任選地如本文所定義被取代。代 表性單環環烷基環包括但不限于環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基等。此外，環烷基 可任選地被連接基團取代，所述連接基團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，環烷基可被稱為例如環丙基甲基、環丁基甲基等。另外，多環環烷基