一種巨噬細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物醫藥領域，涉及一種巨噬細胞移動抑制因子(MIF)二環小分子抑 制劑，尤其涉及一種對MIF的互變異構酶活性以及MIF接到的炎癥、細胞增殖具有強烈抑制 作用的小分子化合物。
【背景技術】
[0002] 巨噬細胞移動抑制因子(MIF)是一種含有115個氨基酸殘基的蛋白質，分子量為 12.5kDa，是由α鏈和β鏈組成的三維結構。MIF的蛋白晶體結構是一個同源三聚體，每個單體 有兩個平行的α螺旋和6個β鏈組成。
[0003] MIF的重要來源之一是腦垂體，占垂體蛋白總量的0.05 %。單核細胞/巨噬細胞也 是MIF的重要來源之一。此外，淋巴細胞也表達MIF JIF可與細胞膜表面蛋白⑶74的細胞外 基團結合而發揮作用。MIF與CD74的細胞外基團，即73-232位的氨基酸殘基高親和結合，激 活ERK1/2和AKT蛋白激酶，從而引起各種細胞的增殖和炎性因子的釋放，產生各種生理和病 理反應。MIF是一種獨特的蛋白質，它參與炎癥反應、免疫反應、細胞增殖、血管生成等。MIF 與多種疾病相關，包括但不限于動脈粥樣硬化癥、腎小球腎炎、Crohn病、類風濕性關節炎、 系統性紅斑狼瘡、腫瘤、遲發性超敏反應、移植排斥反應、神經退行性疾病、糖尿病、中風、脊 髓損傷。
[0004] MIF具有互變異構酶活性，可以催化D-多巴色素、苯丙酮酸的互變異構化。MIF還能 催化硫醇蛋白的氧化還原反應。由于涉及多種炎癥、免疫、腫瘤、神經退行性疾病的發生、發 展，MIF已成為上述疾病的重要靶點。
[0005] 目前針對MIF的治療策略主要是靶向其互變異構酶活性中心發展小分子抑制劑。 但目前發現的MIF小分子抑制劑普遍活性較低，至今還沒有針對MIF的小分子抑制劑成功上 市。因此，開發高活性的MIF小分子抑制劑對于治療包括動脈粥樣硬化癥、腎小球腎炎、 Crohn病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、腫瘤、遲發性超敏反應、移植排斥反應、神經退 行性疾病、糖尿病、中風、脊髓損傷在內的多種疾病具有重要意義。
【發明內容】
[0006] 為克服現有技術中的缺點，本發明旨提供一種巨噬細胞移動抑制因子(MIF)二環 小分子抑制劑，以期抑制MIF介導的炎癥、免疫和細胞增殖功能。
[0007] 為實現上述技術目的，本發明的巨噬細胞移動抑制因子(MIF)二環小分子抑制劑 的分子結構式如下：
[0009]其中，R1-R6獨立選自于包含如下基團的組合:硫基、氧基、氮基、雜烷基、芳香基、雜 芳烷基、鹵素、Cl-C3烷基、雜烷基、芳香基、雜芳烷基、環烷基、雜環和鹵代烷基。
[0010] 進一步的，所述的MIF二環小分子抑制劑的衍生物之一為FGH-2001，其分子結構 式如下：
[0012] 本發明基于MIF的晶體結構對包含超對100萬個化合物的Chembridge和Specs兩個 化合物數據庫進行虛擬篩選，獲得對MIF的互變異構酶活性具有高強度選擇性抑制作用的 小分子化合物，包括其藥學上可接受的鹽和前體藥，在體外試驗中能抑制MIF介導的ERK1/2 的活化，抑制單核細胞增殖，抑制腫瘤細胞增殖，抑制炎癥反應。
[0013] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0014] 本發明的MIF二環小分子抑制劑抑制用于治療包括動脈粥樣硬化癥、腎小球腎炎、 Crohn病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、腫瘤、遲發性超敏反應、移植排斥反應、神經退 行性疾病、糖尿病、中風、脊髓損傷在內的多種疾病。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中： [0016]圖1是本發明的FGH-2001對MIF的互變異構酶活性的抑制作用示意圖。
[00Π ] 圖2是本發明的FGH-2001對BV2細胞ERK1/2和AKT磷酸化的抑制作用示意圖。
[0018]圖3是本發明的FGH-2001對BV2細胞增殖的抑制作用示意圖。
[0019]圖4是本發明的FGH-2001對U251細胞增殖的抑制作用示意圖。
[0020]圖5是本發明的FGH-2001對胰腺癌細胞凋亡的促進作用示意圖。
[00211圖6是本發明的FGH-2001對胰腺癌細胞侵襲的抑制作用示意圖。
[0022]圖7是本發明的FGH-2001對胰腺癌細胞增殖和腫瘤形成的抑制作用示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 本實施例基于MIF的晶體結構，對包含超對100萬個化合物的Chembridge和Specs 兩個化合物數據庫進行虛擬篩選。經過REOS規則過濾和基于分子指紋的聚類分析后，對170 個化合物進行D-多巴色素互變異構酶活性試驗，獲得了一系列的具有微摩爾級活性的MIF 互變異構酶抑制劑，其分子結構式如下：
[0025]其中，R1-R6獨立選自于包含如下基團的組合:硫基、氧基、氮基、雜烷基、芳香基、雜 芳烷基、鹵素、Cl-C3烷基、雜烷基、芳香基、雜芳烷基、環烷基、雜環和鹵代烷基。
[0026] 實施例1:
[0027] 優選的，所述的MIF二環小分子抑制劑的衍生物之一為FGH-2001，其分子式如下：
[0029] 如圖1所示，所述的MIF二環小分子抑制劑FGH-2001抑制MIF的互變異構酶活性。如 圖所示，將不同濃度的FGH-2001與IOnM MIF和ΙμΜ D多巴色素進行反應，用多巴色素異構酶 ELISA檢測試劑盒測定MIF的相對活性，求出品pIC50值。結果為三次實驗所得的平均數土標 準差。結果:FGH-2001濃度依賴性地抑制MIF的互變異構酶活性。pIC50為5.9 ± 0.26。
[0030] 如圖2所示，所述的MIF二環小分子抑制劑FGH-2001抑制MIF介導的ERK1/2和AKT的 活性。如圖所示，將不同濃度的FGH-2001與BV2細胞(5xl0 6)孵育12小時后裂解細胞，用SDS-PAGE和Western blot檢測方法檢測ERK1/2和AKT的磷酸化水平以及總的ERK2和AKT的蛋白 表達水平。結果:FGH-2001濃度依賴性地抑制BV2細胞ERK1/2和AKT的磷酸化。
[0031 ] 如圖3、4所示，所述的MIF二環小分子抑制劑FGH-2001抑制MIF介導細胞增殖。圖3 中可知，將不同濃度的FGH-2001與BV2細胞(5xl06)孵育24小時后用MTT檢測法測定細胞的 增殖程度。結果:FGH-2001濃度依賴性地抑制BV2細胞增殖，三次實驗結果分析，pIC50 = 6.4 ±0.56。圖4中可知，將不同濃度的FGH-2001與U251細胞(5xl06)孵育24小時后用MTT檢測法 測定細胞的增殖程度。結果:FGH-2001對U251細胞的增殖無顯著影響。
[0032]本實施例的FGH-2001對胰腺癌細胞增殖和腫瘤形成的抑制作用的分析如下：
[0033] MIF在胰腺癌、乳腺癌、非小細胞肺癌、結腸癌等多種實體腫瘤中表達升高。大量的 研究表明MIF的表達水平與上述腫瘤的發生發展有密切關系。
[0034] 我們首先觀察了FGH-2001對胰腺癌細胞PANC-I凋亡的影響。參見圖5所示，將不同 濃度的FGH-2001與胰腺癌細胞系PANC-I細胞(5xl06)孵育24小時后用流式細胞術檢測腫瘤 細胞的凋亡。結果顯示FGH-2001顯著促進PANC-I細胞的凋亡。
[0035]進一步觀察了FGH-2001對腫瘤細胞侵襲的影響。參見圖6所示，將胰腺癌細胞系 PANC-I細胞（5xl06)培養于Boyden Chamber的上部分，將不同濃度的FGH-2001溶于培養液 中置于Boyden Chamber的下部分。孵育24小時染色，計算穿過膜的細胞數。結果顯示FGH-2001 顯著抑制PANC-I 細胞的侵襲。
[0036]還進一步研究了FGH-2001對胰腺癌細胞增殖和腫瘤形成的抑制作用。參見圖7所 示，將PANC-I細胞(5xl06)種植于BALB/C裸鼠皮下，然后給小鼠灌胃給予不同劑量的？6!1-2001(13.丨.(1)，并在不同的時間用游標卡尺測定腫瘤大小。結果 :？6!1-2001顯著抑制?4%-1 腫瘤形成，*P〈〇. 05; #P〈0.01。
[0037] 實施例2:
[0038] 鑒于FGH-2001對MIF的互變異構酶活性的顯著性抑制作用以及對MIF介導的細胞 內ERK1/2和AKT的活性以及對細胞增殖的抑制作用，我們對該化合物進行結構改造，以期獲 得一系列作用和代謝動力學參數相似或更優的化合物。通過結構改造，我們發現了一系列 MIF的選擇性抑制劑。
[0039] 優選的，FGH-2002為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0041 ] 優選的，FGH-2003為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0043] 優選的，FGH-2004為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0045] 優選的，FGH-2005為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0047] 優選的，FGH-2006為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0049] 優選的，FGH-2007為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0051 ] 優選的，FGH-2008為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0053] 優選的，FGH-2009為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0055] 優選的，FGH-20010為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0057] 優選的，FGH-20011為FGH-2001的衍生物，其分子結構如下：
[0059]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種巨隧細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑，其特征在于，所述巨隧細胞移動抑 制因子二環小分子抑制劑分子結構式如下：其中，Ri-R6獨立選自于包含如下基團的組合:硫基、氧基、氮基、雜烷基、芳香基、雜芳燒 基、面素、C1-C3烷基、雜烷基、芳香基、雜芳烷基、環烷基、雜環和面代烷基。2. 根據權利要求2所述的巨隧細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑，其特征在于:所述 巨隧細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑為FGH-2001，其分子式如下：03. 根據權利要求1或2所述的巨隧細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑，用于制備抑制 MIF介導的疾病藥物的應用。4. 根據權利要求3所述的巨隧細胞移動抑制因子二環小分子抑制劑，用于制備動脈粥 樣硬化癥、腎小球腎炎、Crohn病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、腫瘤、遲發性超敏反 應、移植排斥反應、神經退行性疾病、糖尿病、中風、脊髓損傷在內的藥物的應用。
【專利摘要】本發明公開了一種巨噬細胞移動抑制因子(MIF)二環小分子抑制劑，其分子結構式如下：，其中，R1-R6獨立選自于包含如下基團的組合：硫基、氧基、氮基、雜烷基、芳香基、雜芳烷基、鹵素、C1-C3烷基、雜烷基、芳香基、雜芳烷基、環烷基、雜環和鹵代烷基，該MIF二環小分子抑制劑可用于治療由MIF表達或活性升高所致的各種疾病，包括但不限于動脈粥樣硬化癥、腎小球腎炎、Crohn病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、腫瘤、遲發性超敏反應、移植排斥反應、神經退行性疾病、糖尿病、中風、脊髓損傷在內的多種疾病。
【IPC分類】A61P19/08, A61P9/10, A61K31/506, C07D401/14, A61K31/5377, A61K31/496, C07D333/32, A61P13/12, A61P37/08, A61P25/00, A61P29/00, C07D403/12, A61P19/02, A61P35/00, C07D241/18, C07D403/14, C07D403/04, A61P37/02, A61P3/10, A61K31/541
【公開號】CN105541803
【申請號】CN201610018606
【發明人】范國煌
【申請人】范國煌
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月12日