大环化合物及其用途

本发明涉及大环的含空腔化合物及其在受试者中抑制微生物信号分子或降低微生物信号分子的量中的用途。本发明还涉及通过使大环的含空腔化合物与所述受试者接触而在受试者中抑制微生物信号分子或降低微生物信号分子的量的方法。

背景技术：

抗生素耐药性是快速增长的问题，其中，针对多种疾病的常见抗生素处方仅放大耐药率。多药耐药性非常重要，以致世界卫生组织(who)已经发布全球抗生素耐药性的优先病原体名单(who，2017)。

微生物通过利用微生物信号分子的细胞间通信机制来监测其种群密度并且在种群水平上协调单个细胞的活性。这些细胞间的通讯机制之一是群体感应。革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都使用群体感应。特别令人关注的是对人致病的革兰氏阴性细菌，并且其中群体感应通常在其毒力中起核心作用，例如霍乱弧菌(vibriocholera)、鼠疫耶尔森氏菌(yersiniapestis)、鲍曼不动杆菌(acinetobacterbaumannii)和铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa)。

w02017025951公开了能够抑制或防止生物膜形成的阳离子柱[n]芳烃。

在本文中用于阐明本发明背景的出版物和其他材料，并且特别是提供关于该实践的附加细节的情况，通过引用结合于此。

技术实现要素：

本发明涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中抑制微生物信号分子。本发明还涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中降低微生物信号分子的量。

本发明涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中抑制微生物信号分子中的用途。此外，本发明涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中降低微生物信号分子的量中的用途。

本发明涉及一种用于在受试者中抑制微生物信号分子的方法，其中，该方法包括使大环的含空腔化合物与所述受试者接触。本发明还涉及一种用于在受试者中降低微生物信号分子的量的方法，其中，该方法包括使大环的含空腔化合物与所述受试者接触。

本发明涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的微生物感染。

本发明还涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染中的用途。

本发明涉及一种用于在受试者预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染的方法，其中，该方法包括使大环的含空腔化合物与所述受试者接触。

本发明的目的通过特征在于独立权利要求中所描述的化合物、用途和方法来实现。本发明的优选实施方式在从属权利要求中公开。

附图说明

图1示出间苯二酚[4]芳烃、柱[5]芳烃和α-环糊精的结构。

图2示出具有不同长度的碳链的高丝氨酸内酯(hsl)的结构。

图3示出柱[5]芳烃结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图4示出间苯二酚[4]芳烃结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图5示出α-环糊精结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图6示出γ-环糊精结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图7示出18-冠-6结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图8示出15-冠-5结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图9示出葫芦[6]脲水合物结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图10示出4-磺酸杯[4]芳烃结合具有不同长度的碳链的hsl的能力。

图11示出柱[5]芳烃与具有不同长度(c6、c12、c14)的碳链的hsl的主体(宿主，host)-客体相互作用。

图12示出实施例1的绿脓菌素测定的结果。

图13示出铜绿假单胞菌中的绿脓菌素与大肠杆菌中的gfp荧光之间的浓度依赖性。

图14示出实施例3的结果。

图15示出柱[5]芳烃对人肺细胞(a549)培养物中铜绿假单胞菌细胞死亡的影响。

具体实施方式

除非另有说明，否则说明书和权利要求书中使用的术语具有本领域技术人员已知的含义。

在本说明书中，术语“大环的含空腔化合物”是指形成提供用于主体-客体相互作用的空腔的圆柱形结构的有机环化合物。此类化合物的实施例是环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃和冠醚。

由于许多微生物(尤其是革兰氏阴性病原体)仅在达到细胞群体密度时才显示毒力并且表达毒性作用，因此靶向群体信号分子形成了一种有趣的策略，称为“群体感应猝灭”，以防止致病性。群体淬灭包括被设计为防止信号分子结合至其细胞内受体的所有手段。由于群体感应对微生物的生长不是必需的，而且群体感应猝灭通常不会为微生物的生存提供压力，因此看不到对处理的耐药性发展。

本发明是基于以下发现：大环的含空腔化合物可以充当微生物信号分子(如群体感应信号分子)的宿主。具体地，本发明基于以下发现：大环的含空腔化合物(如间苯二酚[4]芳烃、柱[5]芳烃、α-环糊精、γ-环糊精、18-冠-6、15-冠-5、葫芦[6]脲和4-磺酸杯[4]芳烃)能够非共价结合由革兰氏阴性细菌产生的微生物信号分子的高丝氨酸内酯hsl。这些化合物对hsl的结合被证明是有效的群体感应猝灭技术，可以用于消除或降低表达hsl的微生物的毒力。

在本发明中，大环的含空腔化合物通过非共价主体-客体键结合微生物信号分子来抑制微生物信号分子或降低微生物信号分子的量。在本发明中，大环的含空腔化合物通过非共价主体-客体键结合微生物信号分子来预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的微生物感染。

大环的含空腔化合物与微生物信号分子的结合是选择性的。发现大环的含空腔化合物如柱[5]芳烃、间苯二酚[4]芳烃、α-环糊精、γ-环糊精、18-冠-6、15-冠-5、葫芦[6]脲和4-磺酸杯[4]芳烃结合至n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。例如，发现柱[5]芳烃选择性地结合长链n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。这使得大环的含空腔化合物能够精确地靶向仅产生此类ahl的内生微生物。大环的含空腔化合物与微生物信号分子的结合较强，并且该化合物可以吸收微生物信号分子浓度，甚至比天然细菌正常产生的高得多。与对人和/或动物细胞也具有毒性作用的抗生素试剂不同，大环的含空腔化合物作为宿主对人和/或动物细胞没有损害作用。大环的含空腔化合物对微生物没有负面的生长作用。因此，微生物细胞不承受生存压力并且不太可能获得和/或建立耐药性。大环的含空腔化合物和微生物信号分子的主体-客体结合仅是细胞外过程。大环的含空腔化合物太大而不能进入微生物细胞，这进一步降低了在微生物中产生耐药性的机会。大环的含空腔化合物(如柱[5]芳烃)具有良好的稳定性并且容易溶解，并且甚至在水中稳定。因此，这些化合物可以应用于各种各样的环境中。

本发明涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中抑制微生物信号分子。本发明还涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中降低微生物信号分子的量。

在一种实施方式中，使用至少一种大环的含空腔化合物。在一种实施方式中，使用至少两种大环的含空腔化合物的组合。在一种实施方式中，至少一种大环的含空腔化合物与抗生素一起使用。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自柱芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌(rhizobiumleguminosarum)或肺炎克雷伯菌(klebisellapneumonia)产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。

在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或微生物群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是直链的。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是支链的。

在一种实施方式中，受试者是人。在一种实施方式中，受试者是哺乳动物。

本发明还涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中抑制微生物信号分子中的用途。此外，本发明涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中降低微生物信号分子的量中的用途。

在一种实施方式中，使用至少一种大环的含空腔化合物。在一种实施方式中，使用至少两种大环的含空腔化合物的组合。在一种实施方式中，至少一种大环的含空腔化合物与抗生素一起使用。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自柱芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-己-25氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌或肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。

在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，碳链是直链的。在一种实施方式中，碳链是支链的。

在一种实施方式中，受试者是人或动物。在一种实施方式中，受试者是植物。在一种实施方式中，受试者是细胞培养物。在一种实施方式中，受试者是非活体对象。非活体对象可以是医疗装置或植入体。在一种实施方式中，非活体对象是水性介质。

本发明涉及一种用于在受试者中抑制微生物信号分子的方法，其中该方法包括使大环的含空腔化合物与受试者接触。本发明还涉及一种用于在受试者中降低微生物信号分子的量的方法，其中该方法包括使大环的含空腔化合物与受试者接触。

在一种实施方式中，使用至少一种大环的含空腔化合物。在一种实施方式中，使用至少两种大环的含空腔化合物的组合。在一种实施方式中，至少一种大环的含空腔化合物与抗生素一起使用。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自柱芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-己-25氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌或肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。

在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或微生物群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是直链的。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是支链的。

在一种实施方式中，受试者是人或动物。在一种实施方式中，受试者是植物。在一种实施方式中，受试者是细胞培养物。在一种实施方式中，受试者是非活体对象。非活体对象可以是医疗装置或植入物。在一种实施方式中，非活体对象是水性介质。

此外，本发明涉及一种大环的含空腔化合物，用于在受试者中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染。

在一种实施方式中，使用至少一种大环的含空腔化合物。在一种实施方式中，使用至少两种大环的含空腔化合物的组合。在一种实施方式中，至少一种大环的含空腔化合物与抗生素一起使用。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，含有大环的空腔化合物选自柱芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-己-氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌或肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。

在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或微生物群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是直链的。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是支链的。

在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是慢性感染。在一种实施方式中，感染是急性感染，或者感染由浮游微生物引起。

在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是肺感染。

在一种实施方式中，受试者是人。在一种实施方式中，受试者是哺乳动物。

本发明还涉及一种大环的含空腔化合物在受试者中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染中的用途。

在一种实施方式中，使用至少一种大环的含空腔化合物。在一种实施方式中，使用至少两种大环的含空腔化合物的组合。在一种实施方式中，至少一种大环的含空腔化合物与抗生素一起使用。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，含有大环的空腔化合物选自柱芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌或肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。

在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或微生物群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是直链的。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是支链的。

在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是慢性感染。在一种实施方式中，感染是急性感染，或者感染由浮游微生物引起。

在一种实施方式中，受试者是人或动物。在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是肺感染。

在一种实施方式中，受试者是植物。

本发明还涉及一种用于在受试者或介质中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染的方法，其中该方法包括使大环的含空腔化合物与受试者或介质接触。

在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精、葫芦脲、柱芳烃、杯芳烃、冠醚和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自α-环糊精、γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是α-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是γ-环糊精或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自杯芳烃或其盐。在一种实施方式中，杯芳烃是4-磺酸杯[4]芳烃。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自间苯二酚芳烃和/或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是间苯二酚[4]芳烃或其盐。在一种实施方式中，含有大环的空腔化合物选自柱芳烃或其盐。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物是柱[5]芳烃或其盐。在一种实施方式中，柱[5]芳烃是4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自冠醚。在一种实施方式中，冠醚是18-冠-6(1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷)。在一种实施方式中，冠醚是15-冠-5(1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷)。在一种实施方式中，大环的含空腔化合物选自葫芦脲。在一种实施方式中，葫芦脲是葫芦[6]脲。

在一种实施方式中，微生物信号分子由细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阳性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由革兰氏阴性细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、根瘤菌属、克雷伯氏菌属或肠杆菌科的其他毒性菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于假单胞菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于不动杆菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于弧菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于耶尔森氏菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于根瘤菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由属于克雷伯菌属的细菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、霍乱弧菌、费氏弧菌、鼠疫耶尔森氏菌、豌豆根瘤菌或肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由铜绿假单胞菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鲍曼不动杆菌产生。在一种实施方式中，生物信号分子由霍乱弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由费氏弧菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由鼠疫耶尔森氏菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由豌豆根瘤菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子由肺炎克雷伯菌产生。在一种实施方式中，微生物信号分子是微生物群体感应信号分子。在一种实施方式中，微生物信号分子或微生物群体感应信号分子选自高丝氨酸内酯(hsl)和/或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有4至18个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链具有6至14个碳原子的长度。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是直链的。在一种实施方式中，高丝氨酸内酯(hsl)或n-酰基-高丝氨酸内酯(ahl)的碳链是支链的。

在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是慢性感染。在一种实施方式中，感染是急性感染，或者感染由浮游微生物引起。

在一种实施方式中，受试者是人或动物。在一种实施方式中，微生物信号分子依赖性的或介导的感染是肺感染。

在一种实施方式中，受试者是植物。

在一种具体实施方式中，本发明涉及一种用于在人或动物中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染的方法，其中，该方法包括向所述人或所述动物给予至少一种大环的含空腔化合物。

在一种实施方式中，本发明涉及一种包含大环的含空腔化合物和合适的载体的组合物。在一种实施方式中，本发明涉及一种包含大环的含空腔化合物和合适的载体的组合物，用于在受试者或介质中抑制微生物信号分子或降低微生物信号分子的量或者用于在受试者中预防或治疗微生物信号分子依赖性的和/或介导的感染。本发明的组合物可以通过本领域已知的技术制备。因此，例如，本发明的组合物可以为液体或固体形式，并且其可以包含其他添加剂和/或成分，如填料、稀释剂和/或佐剂。

在一种实施方式中，本发明涉及一种药物组合物，包含至少一种大环的含空腔化合物以及一种药用载体。在一种实施方式中，本发明涉及一种包含大环的含空腔化合物和药用载体的药物组合物，用于在受试者中抑制微生物信号分子或用于降低微生物信号分子的量或者用于在受试者中预防或治疗微生物信号分子介导的感染。本发明的药物组合物可以通过本领域已知的技术制备。本发明的药物组合物可以例如口服、肠胃外、局部或通过吸入给予。因此，药物组合物可以是例如液体、固体或粉末形式。在一种实施方式中，药物组合物是微粒形式。在一种实施方式中，微粒在1-5μm的范围内。取决于其给予途径，组合物包含必要的药用添加剂和/或成分，如填料、稀释剂和/或佐剂。

给出以下实施方式以进一步说明本发明，然而并不限制本发明。

实施例

实施例1-绿脓菌素测定

在测试p[5]a作为实际群体感应抑制剂的功能性时，使用致病性革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌，其含有产生3-氧代-c12hsl的lasl合酶。

铜绿假单胞菌利用多个群体感应系统(las、rhl和pqs)。las系统处于导致其他群体感应系统激活的级联的顶部，并且直接负责绿色毒素绿脓菌素的产生。绿脓菌素是由铜绿假单胞菌产生的毒素，并且该产生被3-氧代-c12hsl直接激活。在囊性纤维化期间，绿脓菌素是导致肺细胞死亡的原因。因此，这种毒素的产生与基于群体应答中的c12lasahl信号直接相关。

将细菌细胞在添加有1％葡萄糖的lb培养基中培养24小时。然后，将培养液与细胞分离并且在od695处测量(这测量绿色的量)。

在绿脓菌素测定中，研究了不同浓度的p[5]a5(4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基氨基)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴化物，cas号：1351445-28-7)对生长24小时后绿脓菌素的产生的影响，并且结果在图12中示出。在没有或低浓度的p[5]a时，在绿脓菌素的产生中不会检测到显著差异，如培养物的绿色所示。然而，在较高浓度下，可见到向亮黄色(正常细胞培养物)的转移，表明p[5]a对绿脓菌素的产生有完全抑制作用。

示出宿主化合物p[5]a仅通过ahl的强结合而完全抑制毒素产生。细胞生长完全不受影响，仅毒素产生(毒性)受影响。

实施例2

为了确保p[5]a不直接与绿脓菌素代谢物反应，而是抑制细胞的生产，取含有高水平绿脓菌素的24小时培养物并且去除细胞。添加新浓度的宿主并且再培养24小时。没有检测到绿脓菌素水平的降低，表明p[5]a抑制绿脓菌素的产生，而不是绿脓菌素的分解。

实施例3-p[5]a微粒

将柱[5]芳烃(p[5]a)(4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-25(三甲基胺)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴)通过气溶胶流动反应器方法配制成微粒。颗粒大小在1-5μm范围内，这使得颗粒能够到达深肺部以获得活性化合物的高生物利用度。微粒由p[5]a、海藻糖、柠檬酸钠和亮氨酸的前体溶液制成，用于保护不稳定肽。

如实施例1中描述的测量不同浓度的p[5]a微粒的效果。结果在图14示出。从结果可以看出，配制成微粒的p[5]a的效果符合实施例1中得到的结果。

实施例4-肺细胞实验

为了评估p[5]a对肺细胞的可能毒性，进行两个独立的活性测试。首先，使用台盼蓝染色确定在不同浓度的p[5]a存在下生长a549细胞的活性。测定显示在有或没有柱[5]芳烃下生长的细胞的活性之间没有显著差异。随后，在存在或不存在pa01铜绿假单胞菌菌株的情况下，对在有和没有p[5]a下生长的a549细胞进行celltox绿细胞毒性测定(promega)。结果表明，感染铜绿假单胞菌的a549细胞显示荧光强度迅速(3h温育)增加，这是细胞死亡的指标。对于在生长培养基中添加p[5]a生长的细胞没有观察到这一点。感兴趣的是，在pao1菌株感染期间，在生长培养基中加入p[5]a，导致细胞死亡以剂量依赖性的方式减少。

为了进一步研究p[5]a对真核细胞的影响，在存在或不存在100nm或2.5mmp[5]a的情况下，从感染铜绿假单胞菌的a549细胞分离总rna。46个基因的表达受到强烈影响，满足我们严格的标准，并且被认为是在感染pao1期间差异表达。用go生物过程进行分析，并且其显示许多差异表达的基因参与促炎症反应、对细菌源性分子的反应、趋化性和细胞增殖的调节。趋化因子配体(ccl20、cxcl1、cxcl2和cxcl3)连同细胞间粘附分子1(icam1)是感染期间上调最多的基因。重要的是，在感染期间向培养基生长中添加p[5]a减少了许多差异表达基因的过表达。当在p[5]a的存在下进行pao1的感染时，cxcl1、cxcl8、ccl20和icam1的表达以剂量依赖性方式显著降低。对于编码干扰素调节因子1(irf1)(其是充当参与先天性和获得性免疫应答两者的基因的激活因子的转录调节因子)的基因观察到类似的模式。相反，将p[5]a添加到a549的感染培养物中导致肾上腺素调节素(adm)和集落刺激因子2(csf2)的进一步过表达，这两者均参与对细菌感染的应答。

实施例5

测试了柱[5]芳烃、间苯二酚[4]芳烃、α-环糊精、γ-环糊精、18-冠-6、15-冠-5、葫芦[6]脲水合物和4-磺酸杯[4]芳烃结合具有不同长度的碳链的hsl(示于图2)的能力。结果在图3-10中示出。

测试的大环的含空腔化合物是：

柱[5]芳烃；4,9,14,19,24,26,28,30,32,34-癸[2-(三甲基胺)乙氧基]六环[21.2.2.2^3,6.2^8,11.2^13,16.2^18,21]三十五烷-1(25),3,5,8,10,13,15,18,20,23,26,28,30,32,34-十五烯·10溴

间苯二酚[4]芳烃

α-环糊精(分子量973g/mol)，

γ-环糊精(分子量1297g/mol)，

18-冠-6；1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷(分子量264g/mol)，

15-冠-5；1,4,7,10,13-五氧杂环戊癸烷(分子量220g/mol)，

葫芦[6]脲水合物(分子量996g/mol)，

4-磺酸杯[4]芳烃；25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃-5,11,17,23-四磺酸；杯[4]芳烃-4-磺酸(分子量744g/mol)。

对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思能够以各种方式实现。本发明及其实施方式不限于上述实施例，而是可以在权利要求书的范围内变化。