专利名称：β淀粉样肽的成像及β淀粉样肽的聚集的抑制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运用咔唑基荧光分子来减少和阻止阿兹海默·氏症P淀粉样肽(A3)的聚集及预防和/或治疗阿兹海默氏症的方法。尤为特别的是，该发明提供一种运用咔唑基荧光分子在体外对3淀粉样肽单体、寡聚体和纤维进行标记、成像和检测的方法。
背景技术：
记忆丧失和认知功能障碍往往与衰老有关。这都是神经退化的结果。但是，在有些特殊情况下，由于大脑中过早的细胞死亡，神经退化过程变得非常迅速，导致多种认知障碍或痴呆症状。在这些神经退行性疾病中，阿兹海默氏症(AD)近年来变得越来越普遍。特别是当2009年的物理诺贝尔奖得主、香港中文大学前校长高锟教授受到该恶疾的困扰之后，阿兹海默氏症在香港也得到越来越多的关注。2006年估计超过2600万人患上了阿兹海默氏症，而预计到2050年患者数量将会增长4倍左右。众所周知，阿兹海默氏症的发病率会随年龄的增长而增加。在一般人群中，65岁以上老人中的发病率约为5%，而80岁以上老人的发病率会增加到20%左右，也就是说，五个80岁以上老人中会有一个患上该症卜3。目前已有的药物疗法仅能缓解其症状，而不能达到深度治疗的效果。近几年来，几种能抑制病情恶化的方法已经进入临床实验阶段。由于P淀粉样肽(AP)是阿兹海默氏症发病机理中的关键蛋白质，因此在这些方法当中，有关P淀粉样肽产生或清除的策略成为最为先进的。解剖学的研究结果表明，^淀粉样肽是阿兹海默氏症患者脑部斑块的主要蛋白构成。而这种3淀粉样蛋白斑块的存在被认为是阿兹海默氏症的基本特征，也是确诊该症的唯一依据。过去几十年的广泛研究表明，P淀粉样肽在阿兹海默氏症的发病过程中起到非常重要作用，^淀粉样肽装配(聚集)为曰淀粉样纤维，^淀粉样纤维能够毒害神经细胞，引发该症的一系列严重后果4’5。最近的研究表明，P淀粉样肽寡聚体、原纤维和可扩散聚集物尤为有害。而且这种肽的纤维化能力似乎与它们的序列无关，许多其它种类的蛋白也可以形成这种结构，这种结构具有与纤维的长轴线垂直的特征性交叉-0堆积。虽然对于形成这种致病寡聚体的机理还没有达到共识，但是可以找到一些能够穿透血脑屏障的小分子，来影响P淀粉样肽单体之间的相互作用，从而达到抑制有神经毒性的寡聚体和淀粉样斑块形成的目的，这是预防/治疗阿兹海默氏症的一个很有吸引力的方法6’7。使用药物来稳定P淀粉样肽单体、影响其聚集过程(淀粉状蛋白生成)以及使此过程的中间体分离，将有助于在分子水平上阐述P淀粉样肽纤维化的机理和阿兹海默氏症的病因。此外，能够在体外或体内选择性地结合到P淀粉样肽纤维和斑块的显影剂的开发也非常重要，因为这种显影剂可以用于该症的病理研究，诊断和治疗过程的监测8。
我们之前的研究结果表明，咔唑基荧光分子可以用作高敏的双链DNA荧光探针，还可以用作生物成像的双光子吸收染料9。最近，我们还研究发现单菁类荧光分子可以与3淀粉样肽结合，而且有显著的荧光增强效果。这些发现为我们提供了一个先导化合物，从该化合物出发，可以设计并合成新型的功能咔唑基荧光分子，用于P淀粉样肽的成像及其聚集的抑制。此部分和本申请的其他部分中对于任何参考文献的引用或者鉴定，都不能理解为对于将该文献作为本发明的现有技术的认可。
发明内容
本发明使用咔唑基荧光分子对P淀粉样肽单体、寡聚体和纤维进行标记、成像和检测，结合后其荧光强度显著增强。这些荧光分子是无毒的并能够穿透血脑屏障。这些化 合物可以潜在地用作有助于在体外或体内进行P淀粉样肽单体、寡聚体和纤维研究的标记染料。本发明还使用这些能结合到0淀粉样肽的咔唑基荧光分子来抑制0淀粉样肽寡聚体的生长并阻止其聚集。这些荧光分子是无毒的且能穿透血脑屏障。这些化合物可以潜在地作为阿兹海默氏症的预防和/或治疗药剂。本发明还会将这些能结合到0淀粉样肽的咔唑基荧光分子用作磁共振成像(MRI)的造影剂。将合适的顺磁性金属络合物连接到咔唑基荧光分子后，形成的化合物可以潜在地开发成P淀粉样肽特异的磁共振成像造影剂。为了将P淀粉样肽纤维特异结合的咔唑基荧光分子转化成磁共振成像造影剂，我们需要将钆(III)、铁(III)和锰(II)化合物等强顺磁性的惰性金属络合物，通过R2位置的支链连接到染料分子中的咔唑结构上。已经于1988年批准临床应用的钆(III)基螯合物，商业名为马根维显(Magnevist)的[Gd(DTPA) (H2O) ]2_(DTPA = 二乙烯基三氨基五乙酸)，就是一个很具吸引力的候选化合物。最近，这些钆(III)化合物的磁共振成像造影效果也得到了很大提高，例如传统的钆(III)CAs 络合物 1，Gd-TREN-1-Me-3, 2-H0P0 络合物(TREN = tris (2-氨乙基)，HOPO =羟吡啶酮，结构如下所示)22，通过第二个水分子的配位，可以将其在20兆赫兹场强下的弛豫效果从4-511^1 s—1提高到10. SmT1s'另外如钆(III)络合物2中的一个羟吡啶酮经过修饰后，也可以柔性地例如通过聚乙二醇链连接到P淀粉样肽特异结合染料的咔唑结构上。
权利要求
1.咔唑基荧光分子在制备诊断0淀粉样肽相关疾病的药物中的用途，其中，所述咔唑基荧光分子包括如下的S和V系列
2.根据权利要求I所述的用途，其中，Ar是喹啉基或者取代喹啉基；R1是2-(2-甲氧乙氧基)-乙氧基；R2是乙烯基；R3是2-羟基乙基或乙基或3-羟基丙基，X是氯离子、溴离子或碘离子；所述咔唑基荧光分子是分别命名为SL0H、SLE和SLOH-Pr的有机化合物；如下所示
3.根据权利要求I所述的用途，其中，Ar是喹啉基或者取代喹啉基况是甲基；R2是乙烯基；R3是甲基；X是氯离子、溴离子或者碘离子，所述咔唑基荧光分子是命名为Me-SLM的有机化合物，如下所示 ,CH3 N CH3 Me-SLMO
4.根据权利要求I所述的用途，其中Ar是吖啶基或者取代吖啶基况是2-(2-甲氧乙氧基)乙氧基；R2是乙烯基；R3是甲基或2-羟基乙基，且X是氯离子、溴离子或者碘离子，所述咔唑基荧光分子是分别命名为SAM和SAOH的有机化合物；如下所示 O-f3 必 N (CH2CH2O)2CH3 SAM : R3 = CH3 SAOH : R3 = CH2CH3OH o
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用途，其中，所述咔唑基荧光分子和合适的顺磁性的金属络合物连接，金属络合物包括钆(III)、铁(III)和锰(II)络合物，钆(III)基螯合物和其他合适的络合物，从而这些化合物能通过核磁共振成像被检测到。
6.咔唑基荧光分子在制备治疗和/或预防P淀粉样肽相关疾病的药物中的用途，其中，咔唑基荧光分子具有治疗作用，所述治疗作用包括 与@淀粉样肽单体、寡聚体和纤维的结合作用； 对@淀粉样肽单体、寡聚体和/或纤维的生长和/或聚集的抑制作用；和/或 对@淀粉样肽寡聚体和/或纤维针对神经细胞的神经毒活性的保护作用；并且其中，所述咔唑基荧光分子包括如下的S和V系列，
7.根据权利要求6所述的用途，其中，Ar是喹啉基或者取代喹啉基；R1是2-(2-甲氧乙氧基)-乙氧基；R2是乙烯基；R3是2-羟基乙基或乙基或3-羟基丙基，X是氯离子、溴离子或碘离子；所述咔唑基荧光分子是分别命名为SL0H、SLE和SLOH-Pr的有机化合物；如下所示
8.根据权利要求6所述的用途，其中，Ar是喹啉基或者取代喹啉基况是甲基；R2是乙烯基；R3是甲基；X是氯离子、溴离子或者碘离子，所述咔唑基荧光分子是命名为Me-SLM的有机化合物，如下所示
9.根据权利要求6所述的用途，其中，Ar是吖啶基或者取代吖啶基况是2-(2-甲氧乙氧基)乙氧基；R2是乙烯基；R3是甲基或2-羟基乙基，且X是氯离子、溴离子或者碘离子，所述咔唑基荧光分子是分别命名为SAM和SAOH的有机化合物；如下所示
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的用途，其中，所述咔唑基荧光分子是水溶性的。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的用途，其中，所述咔唑基荧光分子是无毒的。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的用途，其中，所述咔唑基荧光分子能够通过血脑屏障。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的用途，其中，所述咔唑基荧光分子是通过体外和/或体内给药的。
全文摘要
本发明提供了咔唑基荧光分子在制备诊断β淀粉样肽相关疾病的药物中的用途。本发明还提供了咔唑基荧光分子在制备治疗和/或预防β淀粉样肽相关疾病的药物中的用途。咔唑基荧光分子可以结合到β淀粉样肽及其聚集体，同时还伴随显著的荧光增强效果，因此可以用于β淀粉样肽的标记和直接成像，同时可以运用TIRFM技术来研究它们对于β淀粉样肽聚集和纤维化的作用效果。咔唑基荧光分子可以作为β淀粉样肽的聚集的抑制剂，是无毒的并表现出保护神经细胞免受β淀粉样肽聚集体的毒害的效果。咔唑基荧光分子的这些性质以及它的穿透血脑屏障和靶向β淀粉样斑块的能力，使得它可以成为阿兹海默氏症的潜在神经保护药物或可能的治疗药物。
文档编号A61K41/00GK102743769SQ20121011935
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月20日 优先权日2011年4月21日
发明者吴芷桦, 李红荣, 杨王贵, 翁建霖, 邝维正, 黄怡, 黄文成 申请人:香港浸会大学