专利名称：与热休克转录因子激活化合物及其靶标有关的组合物和方法
技术领域：
本发明涉及热休克转录因子(HSF)激活化合物，其发现方法，以及它们的研究和 治疗应用。特别地，本发明提供了能够促进HSFl激活的化合物，以及使用此类化合物作为 治疗剂以治疗许多与疾病相关的病症以及其它由缺陷蛋白折叠引起或与缺陷蛋白折叠有 关的病理生理学状态的方法。
背景技术：
长期以来，蛋白折叠被认为只是一种理论问题。研究人员研究蛋白折叠的机制结束了 我们知识中关于蛋白的遗传蓝图与其生物学功能之间的巨大分歧。仅在1990年代就变得 明显，错误折叠的蛋白与许多疾病的发生有关。蛋白折叠成为药物研究中关注的焦点有可 能的是，治疗疾病例如帕金森病和阿尔茨海默病的新方法在其复杂的途径中发现。蛋白折叠疾病可分为两组首先，呈分子废物的不受控制的痔的形式的过量不正 确折叠蛋白集合。这是一组称为淀粉样变性病的疾病，其中阿尔茨海默病是一个公知的实 例。此外，遗传蓝图中的小错误导致蛋白不完全折叠，这会影响其功能。所有淀粉样变性病的共同特征是细胞外组织中不溶性蛋白的聚集物或斑块的聚 集，其不能通过酶来破坏。它们的有序结构赋予它们类晶体性质它们由长丝(纤维)组成， 其由相同蛋白的致密填充的褶状片所形成。存在有至少20种不同蛋白，其可作为这些 纤维的构建块，其各自与不同疾病有关。在所谓中全身性淀粉样变性病中，这些斑块的前体 通过血流从它们的原始起点转移到它们的沉着点。局部性淀粉样变性病有更为重要的临床 意义，因为它们影响中枢神经系统(其对损害特别敏感)、以及心脏和其它器官和组织。需要有改进的组合物和方法以治疗与不当的蛋白折叠、聚集和/或受损蛋白的清 除有关的疾病。发明概述
本发明涉及HSFl激活化合物、其发现方法及其研究和治疗用途。特别地，本发明提供 了能够促进HSFl激活(例如同三聚化(homotrimerization)的化合物)，以及使用此类化 合物作为治疗剂以治疗许多与蛋白错折叠有关的病情的方法。在开发本发明实施方案过程中进行的试验开发了一种特别高通量的筛选方法以 用于能够从合成化学库中鉴别能激活人热休克转录因子1 (HSFl)蛋白的小分子。此外，在 开发本发明实施方案过程中进行的试验鉴别了能够激活人热休克转录因子1的分子。已经显示，当加入到细胞中时这些分子激活人HSF1，并激活热休克蛋白(例如HSP70、HSP25)的 表达。此外，已经显示，这些分子减少了多-谷氨酰胺蛋白在神经元细胞中的聚集。这样，在某些实施方案中，本发明提供了有HSF激活能力的组合物。该组合物不限 于特定类型的HSF。在一些实施方案中，该HSF是HSF1、HSF2或HSF4。该组合物不限于它 们导致HSF激活的方式。在一些实施方案中，HSF激活包括但不限于HSFl同三聚化的激活、 HSF靶蛋白表达(例如热休克蛋白包括但不限于HSP70和HSP25)的激活、蛋白侣伴蛋白活 性(例如增加蛋白折叠、增加蛋白溶增溶作用、蛋白降解作用)的激活、和/或减少蛋白聚 集(例如神经元细胞中多-谷氨酰胺蛋白的聚集)。在某些实施方案中，该组合物包含下式所示化合物
权利要求
1.包含能够促进HSFl激活的化合物的组合物，其中所述化合物是下式化合物及其 盐、酯、前药、和其R和S对映体形式以及外消旋混合物其中R1选自
2.权利要求1的组合物，其中所述化合物选自
3.治疗与错折叠蛋白相关的病症的方法，其包括a)提供具有不规则HSFl活性的受试者，和包含由下式的化合物的组合物包括其盐、酯和前药、及其R和S对映体形式和外消旋混合物； 其中队选自
4.权利要求3的方法，其中所述化合物能够诱导HSFl激活。
5.权利要求3的方法，其中所述与蛋白错折叠有关的病症选自阿尔茨海默病、帕金森 病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、2型糖尿病、白内障 和年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性和年龄相关性黄斑变性、心血管疾病和中风、中暑、 脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老和癌症和色素性视 网膜炎。
6.权利要求3的方法，其中所述组合物与一种或多和选自下列的治疗剂共同施 用抗惊厥剂、抗精神病剂、萝芙木生物碱、抗抑郁药、多巴胺前药、多巴胺激动剂、儿茶 酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂、抗胆碱能类、MAO-B抑制剂、N-甲基-D-门冬氨酸抑 制剂、AChE抑制剂、NMDA拮抗剂、自由基清除剂、谷氨酸通路拮抗剂、解痉剂、刚果红及 其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子、四吡咯类、磺酰脲 齐U、氯茴苯酸类、双胍类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂、肠降血糖素拟 似物、糊精类似物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半 /K^-^ (Timoptic Timoptic XE、Betimol、 Istalol)(CartroU Ocupress) 他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定 (Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、 美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺 HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、 甲唑酰胺(N印tazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、 比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果(Pilocar> Pilagan> PilogeU Ocusert) >^ Lij^II (Ismotic)(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定 / 噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素 HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-PrecUPred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙 沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、 Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素 A (Aquasol A、Del-Vi-A)、维生 素 E(Aquasol E、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米 黄素、越桔、B-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、 Diamox Sequels)和甲唑酰胺(N印tazane))。
7.权利要求3的方法，其中所述受试者选自人类、小鼠、大鼠、猫、狗、猴和猿。
8.鉴别HSFl激活剂的方法，该方法包括a)提供表达人HSF的酵母菌株，其中所述酵母菌株包含可抑制诱导能力的促进子偶 合的酵母HSF基因；b)使所述酵母菌株在诱导培养基上生长；c)使所述酵母菌株暴露于候选化合物；d)使所述酵母菌株转换到抑制生长的培养基；e)评价所述酵母菌株的生长；和f)如果所述酵母菌株在所述非_诱导培养基中生长则表征所述候选化合物为人HSFl 激活剂。
9.权利要求8的方法，其中所述人HSF是通过pRS424-GPD-hHSFl质粒表达的。
10.权利要求8的方法，其中所述诱导培养基是半乳糖培养基，其中所述抑制培养基是 葡萄糖培养基。
11.治疗与蛋白错折叠有关的病症的方法，该方法包括a)提供具有错折叠蛋白的受试者，以及包含促进HSFl激活的治疗剂的组合物；和b)给所述受试者施用所述组合物。
12.权利要求11的方法，其中所述与错折叠蛋白相关的病症选自阿尔茨海默病、帕金 森病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、2型糖尿病、白内 障和年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性和年龄相关性黄斑变性、心血管疾病和中风、中 暑、脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老和癌症和色素 性视网膜炎。
13.权利要求11的方法，其中所述组合物与一种或多和选自下列的治疗剂共同施 用抗惊厥剂、抗精神病剂、萝芙木生物碱、抗抑郁药、多巴胺前药、多巴胺激动剂、儿茶 酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂、抗胆碱能类、MAO-B抑制剂、N-甲基-D-门冬氨酸抑 制剂、AChE抑制剂、NMDA拮抗剂、自由基清除剂、谷氨酸通路拮抗剂、解痉剂、刚果红及 其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子、四吡咯类、磺酰脲 齐U、氯茴苯酸类、双胍类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂、肠降血糖素拟 似物、糊精类似物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半 /K^-^ (Timoptic Timoptic XE、Betimol、 Istalol)(CartroU Ocupress) 他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定 (Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、 美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺 HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、 甲唑酰胺(N印tazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、 比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果(Pilocar> Pilagan> PilogeU Ocusert) >^Lij^II (Ismotic)(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定 / 噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素 HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-PrecUPred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙 沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、 Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素 A (Aquasol A、Del-Vi-A)、维生素 E(Aquasol Ε、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米 黄素、越桔、B-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、 Diamox Sequels)和甲唑酰胺(Neptazane))
14.权利要求11的方法，其中所述受试者选自人类、小鼠、大鼠、猫、狗、猴和猿。
15.权利要求11的方法，其中所述治疗剂包含下式所示化合物
16.权利要求11的方法，其中所述治疗剂包含选自下列的化合物
全文摘要
本发明涉及HSF激活化合物、其发现方法及其研究和治疗用途。特别地，本发明提供了能够促进HSF1激活的化合物以及使用此类化合物作为治疗剂以治疗许多与蛋白错折叠有关的病症的方法。
文档编号A61K31/4155GK102088973SQ200980126198
公开日2011年6月8日 申请日期2009年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者J. 蒂勒 D., W. 尼夫 D. 申请人:杜克大学