茚并三嗪类化合物作为依赖nad(p)h的醌氧化还原酶底物的用途
【专利摘要】本发明公开了一系列茚并三嗪类化合物作为依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物的用途。这一系列茚并三嗪类化合物经依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶催化发生氧化还原循环反应，产生大量活性氧自由基，诱导强烈的氧化应激，从而对依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶表达的肺癌、肝癌、宫颈癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、鼻咽癌、肾透明细胞癌、口腔表皮样癌、慢性髓原白血病、肠癌、脑癌、胃癌和食管癌等多种癌细胞有显著杀伤作用。这一系列茚并三嗪类化合物作为依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶的底物还可用作放射治疗癌症的增敏剂，具有显著地抗癌协同作用。此外，这一系列茚并三嗪类化合物作为依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物也具有抗细菌和抗真菌活性。
【专利说明】茚并三嗪类化合物作为依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物的用途
【技术领域】
[0001]本发明属于药物化学和生化药理学领域，具体涉及一系列茚并三嗪类化合物作为依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物的用途。
【背景技术】
[0002]与其正常组织来源的细胞不同，癌细胞内的代谢发生了显著的改变，目的是维持快速的增殖速率，抵制某些细胞死亡信号，尤其是那些诱导氧化应激损伤的信号。这就意味着癌细胞比正常细胞需要消耗更多的营养物质、排出更多的废物。为了维持细胞分裂，细胞不仅需要增加体积大小还需复制DNA，这样就产生了巨大的代谢需求，消耗大量的蛋白质、脂类、核酸还有能量。合成代谢方面的需求驱动细胞增加以葡萄糖和氨基酸为主的吸收，合成细胞增殖过程中所需的原料。在过去的近一个世纪中，癌细胞代谢的改变和适应性被广泛研究，发现癌细胞中一些关键的代谢途径如糖酵解和谷氨酰胺代谢发生改变。增加对肿瘤细胞代谢改变的本质的理解，通过控制这些代谢，使之回到正常细胞，将是一种全新的癌症治疗思路。近几年来，这方面的研究已经成为国际上的热点，多个研究表明，传统上用于控制代谢类疾病的药物具有显著的抗癌效果，其中有些药物已经进入临床实验，如针对糖酵解途径中己糖激酶(Hexokinase)的2_脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose)、氯尼达明(Lonidamine)和 3_ 溴丙酮酸(3_bromopyruvate);针对糖酵解途径中丙酮酸激酶(Pyruvate kinase)的TLN-232 ;针对丙酮酸脱氢酶激酶(pyruvatedehydrogenase kinase I, PDKl)的二氯乙酸盐(Dichloroacetate, DCA);针对谷氨酰胺代谢的Phenylacetate ;针对天冬酰胺代谢的Asparaginase和Pegasparaginase ;针对精氨酸代谢的Arginine deiminase等。这 些研究表明开发一些针对肿瘤细胞代谢的药物有望治疗癌症，也为临床研究提供了广阔的前景。
[0003]目前主要通过筛选或基于理性设计寻找那些针对肿瘤代谢的化合物，一些传统的方法如酶循环分析、色谱、质谱和核磁共振被用来评价细胞内代谢。然而这些方法存在一些弊端如样品需要裂解，破坏了细胞的完整性，此外分析也较繁琐需耗费大量时间，因此不适合可定量的、实时动态的高通量筛选，在活细胞或活体动物水平进行这方面的筛选更是非常困难。遗传编码的荧光探针更加适合针对代谢物的化学小分子筛选，近年来开发了一系列这样的生物探针，如ATP探针、NADH探针、葡萄糖探针、谷氨酸探针、乳酸探针。在这些代谢物中，NADH和NAD+是最重要的辅酶参与了胞内重要的能量代谢过程。长久以来，研究者主要利用微弱的NAD(P)H内源荧光测定线粒体中能量代谢状态，然而这个方法不仅无法区分NADH和NADPH，还存在诸如低灵敏度、紫外线损伤或要求复杂的仪器等缺点。近来Yellen和我们分别开发了遗传编码的NADH探针，使我们可以实时动态监测胞内NADH 水平变化(Zhao, Y.等，Cell Metab.2011, V.14(4), pp.555-566.Hung, Y.P.等，CellMetab.2011，V.14(4), pp.545-554.)。然而它们存在一些缺点如对pH敏感、折叠较差或亲和力太高，更无法检测NAD+水平变化，这样一些缺点使得亟需一种新型的NADH探针应用于高通量药物筛选。
[0004]依赖NAD (P) H的醌氧化还原酶(NQOl)，又称D-硫辛酰胺脱氢酶(DT-diaphorase)，是真核细胞内普遍存在的一类黄素蛋白酶，定位于人类染色体16p22(Vasiliou, V.等，HumGenomics.2006, V.2 (5), pp.329-335.)。该酶利用辅酶NADH或NADPH催化醌类及其衍生物发生双电子还原反应(Lind, C.等，Methods Enzymol.1990, V.186, pp.287-301.) ? 人源NQOl的晶体结构显示辅酶和底物结合在NQOl相同的位点，酶促反应的机制为乒乓机制(Bianchet, Μ.A.等，Methods Enzymol.2004，V.382，pp.144-174.)。NQOl 主要定位在细胞质中，细胞核也有少量分布。与其他哺乳动物不同的是，NQOl在正常的人肝细胞中不表达，而在肝癌中表达(Creste il, T.等,Biochem Pharmacol.1991, V.42 (5), pp.1021-1027.)。此外，在许多人实体瘤如结肠癌、乳腺癌、胰腺癌和肺癌中，NQOl也是高表达的，因此NQOl也可作为一个抗癌化合物设计和筛选的祀标(Siegel, D.等，Free Radic BiolMed.2000, V.29 (3-4), pp.246-253.Schlager, J.J.等，Int J Cancer.1990, V.45 (3), pp.403-409.)0许多研究显示经典的抗癌化合物β -拉帕醌(β-1apachone)是依赖NAD (P) H的醌氧化还原酶的底物，经NQOl催化发生氧化还原循环反应(先还原为氢醌，再生成半醌，最后回到原始状态。)(见流程I)，产生活性氧自由基，诱导氧化应激，显著地杀伤NQOl表达的癌细胞。目前该化合物已进入临床II期(Trachootham, D.等，Nat Rev Drug Discov, 2009,V.8(7), pp.579-591.)。
[0005]
【权利要求】
1.式I所示茚并三嗪类化合物作为依赖NAD (P) H的醌氧化还原酶底物的用途
2.如权利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪类化合物中，w选自C或N ;v和X为N，必要时带有一个H原子；y和z选自N和C，必要时带有一个H原子；w、V、X、y和z形成的环是不饱和五元环洱1，R2，R3和R4各自独立地选自氢、低级烷基、低级烷氧基、低级烷硫基、卤素和芳基，或任何两个相邻的R1、R2> R3和R4结合在一起形成5、6或7元碳环。
3.如权利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪类化合物中，w选自C或N ;v和X为N ;y和z中一个为N,另一个为C ;w、V、x、y和z形成的环是不饱和五元环洱1，R2，R3和R4各自独立地选自氢、低级烷基、低级烷氧基、低级烷硫基、卤素和芳基，或任何两个相邻的R1、R2、R3和R4结合在一起形成5、6或7元碳环。
4.如权利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪类化合物中，w选自C或N ;v和X为N ;y和z中一个为N,另一个为C ;w、V、x、y和z形成的环是不饱和五元环；R\ R2> R3和R4各自独立地选自氢、甲基、甲氧基、甲硫基、卤素和芳基，或任何两个相邻的R1、R2、R3和R4结合在一起形成一个六元碳环。
5.如权利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪类化合物中，w选自C或N ;v和X为N ;y和z中一个为N,另一个为C ;w、V、x、y和z形成的环是不饱和五元环洱1、R2> R3和R4各自独立地选自氢、甲基、甲氧基、甲硫基、卤素和芳基，或R2和R3结合在一起形成一个六元碳环。
6.式I所示茚并三嗪类化合物在制备针对依赖NAD(P) H的醌氧化还原酶底物的生化试剂或药物上的用途。
7.如权利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪类化合物用于制备针对依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物的氧化还原循环试剂。
8.如权利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪类化合物用于制备针对依赖NAD (P)H的醌氧化还原酶底物的抗癌剂。
9.如权利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪类化合物用于制备针对依赖NAD (P) H的醌氧化还原酶底物的放疗增敏剂。
10.如权利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪类化合物用于制备针对依赖NAD(P)H的醌氧化还原酶底物的抗细菌剂。
11.如权利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪类化合物用于制备针对依赖NAD (P)H的醌氧 化还原酶底物的抗真菌剂。
【文档编号】A61K31/53GK103520165SQ201310530246
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】杨弋, 赵玉政, 呼庆勋, 苏倪, 王傲雪 申请人:华东理工大学