高效髓过氧化物酶可活化成像剂的制作方法

高效髓过氧化物酶可活化成像剂
1.联邦政府资助的研究或开发
2.本发明是根据美国国立卫生研究院(national institutes of health)授予的授权号ns103998和hl150305在政府支持下进行的。政府享有本发明中的某些权利。
3.相关申请交叉引用
4.本技术要求于2019年12月17日提交的美国临时申请序列号62/949,336的权益，所述美国临时申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
5.本发明涉及可用作成像剂的化合物，并且更具体地涉及可用作髓过氧化物酶成像剂的化合物。


背景技术：

6.髓过氧化物酶(mpo)是一种在中性粒细胞和m1型小胶质细胞和巨噬细胞中表达的促炎酶，但不被抗炎m2型小胶质细胞和巨噬细胞表达(参见例如swirski等人,《临床研究杂志(j.clin.invest.)》,2010,120:2627-2634；bradley等人,《血液(blood)》,1982,60:618-622；和scholz等人《实验血液学(exp.hematol.)》,2004,32:270-276)。虽然mpo是先天免疫的组成部分，但它在分泌异常时也会损害组织。


技术实现要素：

7.本技术尤其提供了一种式i化合物：
[0008][0009]
或其药学上可接受的盐，其中：
[0010]
环a选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、4-16元杂环烷基和5-16元杂芳基；
[0011]
环b选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、4-16元杂环烷基和5-16元杂芳基；
[0012]
l1选自由以下组成的组：nhc(o)l2、nhc(o)-l
2-c(o)nh、l
2-nhc(o)-l2、l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)和l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0013]
每个l2独立地选自由以下组成的组：c
1-4
亚烷基、c
1-4
亚烷基氧基和c
1-4
亚烯基；
[0014]
r1包括螯合基团和金属；
[0015]
r2和r3各自独立地选自由以下组成的组：ora、c(o)ra和oc(o)ra；
[0016]
每个ra独立地选自由以下组成的组：h和c
1-4
烷基；
[0017]
m为0、1、2、3或4；并且
[0018]
n为0、1、2、3或4。
[0019]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0020]020]
以及
[0021]
其中表示环a与l1之间的键。
[0022]
在一些实施例中，m为1或2。在一些实施例中，m为1。
[0023]
在一些实施例中，每个r2独立地选自由以下组成的组：oh、och3、c(o)ch3和oc(o)ch3。在一些实施例中，每个r2为oh。
[0024]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0025]
以及
[0026]
其中表示环a与l1之间的键。
[0027]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0028]
以及
[0029]
其中表示环a与l1之间的键。
[0030]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0031][0031]
以及
[0032]
其中表示环b与l1之间的键。
[0033]
在一些实施例中，n为1或2。在一些实施例中，n为1。
[0034]
在一些实施例中，每个r3独立地选自由以下组成的组：oh、och3、c(o)ch3和oc(o)ch3。在一些实施例中，每个r3为oh。
[0035]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0036]036]
以及
[0037]
其中表示环b与l1之间的键。
[0038]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0039][0039]
以及
[0040]
其中表示环b与l1之间的键。
[0041]
在一些实施例中，环a和环b相同。在一些实施例中，环a和环b不同。
[0042]
在一些实施例中，环a和环b各自为
[0043]
在一些实施例中，l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-，并且每个l2为独立选择的c
1-4
亚烷基。
[0044]
在一些实施例中，l1为：
[0045][0046]
其中：
[0047]
表示l1与环a之间的键；
[0048]
表示l1与环b之间的键；并且
[0049]
表示l1与r1之间的键。
[0050]
在一些实施例中，r1的所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in。在一些实施例中，r1的所述金属是gd
3+
。在一些实施例中，r1的所述螯合基团选自由以下组成的组：
[0051]
以及
[0052]
其中m是所述金属并且表示r1与l1之间的键。
[0053]
在一些实施例中，r1是：
[0054][0055]
其中表示r1与l1之间的键。
[0056]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式ii化合物：
[0057][0058]
或其药学上可接受的盐。
[0059]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式iii化合物：
[0060][0061]
或其药学上可接受的盐。
[0062]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式iv化合物：
[0063][0064]
或其药学上可接受的盐。
[0065]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式vb化合物：
[0066][0067]
或其药学上可接受的盐，其中m是所述金属。
[0068]
在一些实施例中，所述式i化合物为：
[0069][0070]
或其药学上可接受的盐。
[0071]
本技术进一步提供了一种药物组合物，其包括本文提供的化合物或其药学上可接受的盐和至少一种药学上可接受的载体。
[0072]
本技术进一步提供了一种对细胞或组织样品进行成像的方法，所述方法包括：
[0073]
i)向受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐；
[0074]
ii)等待足以使所述化合物在所述细胞或组织样品处累积的时间；以及
[0075]
iii)用成像技术对所述细胞或组织样品进行成像。
[0076]
本技术进一步提供了一种对受试者的肝脏进行成像的方法，所述方法包括：
[0077]
i)向受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐；
[0078]
ii)等待足以使所述化合物在所述肝脏处累积的时间；以及
[0079]
iii)用成像技术对所述细胞或组织样品进行成像。
[0080]
在一些实施例中，所述受试者已被鉴定为患有非酒精性脂肪性肝炎。
[0081]
本技术进一步提供了一种诊断受试者的与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症的方法，所述方法包括：
[0082]
i)向受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐；
[0083]
ii)等待足以使所述化合物在与所述疾病相关的细胞或组织部位处累积的时间；以及
[0084]
iii)用成像技术对所述细胞或组织进行成像。
[0085]
在一些实施例中，所述方法进一步包括在步骤i)之前对所述受试者进行成像。
[0086]
本技术进一步提供了一种对细胞中的髓过氧化物酶活性进行成像的方法，所述方法包括：
[0087]
i)使所述细胞与本文提供的化合物或其药学上可接受的盐接触；以及
[0088]
ii)用成像技术对所述细胞进行成像。
[0089]
本技术进一步提供了一种检测细胞或组织样品中髓过氧化物酶活性的方法，所述方法包括：
[0090]
i)使所述细胞或组织样品与本文提供的化合物或其药学上可接受的盐接触；以及
[0091]
ii)用成像技术对所述细胞或组织样品进行成像。
[0092]
本技术进一步提供了一种检测受试者中髓过氧化物酶活性的方法，所述方法包括：
[0093]
i)向所述受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐；以及
[0094]
ii)用成像技术对所述受试者进行成像。
[0095]
本技术进一步提供了一种监测受试者的与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症的治疗的方法，所述方法包括：
[0096]
i)向受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐；
[0097]
ii)用成像技术对所述受试者进行成像；
[0098]
iii)向所述受试者施用治疗有效量的治疗性化合物以治疗所述疾病或病症；
[0099]
iv)用成像技术对所述受试者的细胞或组织进行成像；以及
[0100]
v)比较步骤i)的图像和步骤iv)的图像。
[0101]
在一些实施例中，所述方法进一步包括在步骤iii)的所述施用之后且在步骤iv)的所述成像之前向所述受试者施用本文提供的化合物或其药学上可接受的盐。
[0102]
在一些实施例中，所述成像技术选自由磁共振成像和核成像组成的组。
[0103]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症选自由以下组成的组：非酒精性脂肪性肝炎、癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心血管病症、自身免疫性病症以及与癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心血管病症和自身免疫性病症中的一种或多种相关的炎症。
[0104]
在一些实施例中，所述中枢神经系统疾病选自由以下组成的组：阿尔茨海默病(alzheimer's disease)、中风、癫痫、帕金森病(parkinson's disease)、神经退行性疾病以及与阿尔茨海默病、中风、癫痫、帕金森病和神经退行性疾病中的一种或多种相关的炎症。
[0105]
在一些实施例中，所述心血管病症选自由以下组成的组：动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动、血管炎以及与动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动和血管炎中的一种或多种相关的炎症。
[0106]
在一些实施例中，所述自身免疫性病症选自由以下组成的组：多发性硬化症、脑膜
炎、脑炎以及与多发性硬化症、脑膜炎和脑炎中的一种或多种相关的炎症。
[0107]
在一些实施例中，所述癌症选自由以下组成的组：膀胱癌、乳腺癌、癌、宫颈癌、结直肠癌、子宫内膜癌、胶质瘤、头颈癌、肝癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、肾癌、皮肤癌、胃癌、睾丸癌、白血病和甲状腺癌。在一些实施例中，所述癌症是实体瘤。
[0108]
在一些实施例中，所述风湿性疾病选自由类风湿性关节炎、骨关节炎和炎性关节炎组成的组。
[0109]
在一些实施例中，所述炎性关节炎选自由痛风和焦磷酸钙沉积病(cppd)组成的组。
[0110]
在一些实施例中，所述感染性疾病选自由真菌病和细菌病组成的组。
[0111]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是非酒精性脂肪性肝炎(nash)。
[0112]
除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员所通常理解的相同含义。本文描述了用于在本发明中使用的方法和材料；也可以使用本领域已知的其它合适的方法和材料。这些材料、方法和实例仅是说明性的并且不旨在是限制性的。本文所提及的所有出版物、专利申请、专利、序列、数据库条目和其它参考文献通过引用整体并入。在发生冲突的情况下，应以本说明书(包含定义)为准。
附图说明
[0113]
图1示出了代表性式i化合物mcmpo-gd和先前报道的化合物mpo-gd的化学结构。
[0114]
图2a示出了在0.47t和40℃下在pbs中，在0.33mm、0.5mm、0.75mm和1mm下测量的mcmpo-gd的t1弛豫率。根据1/t1值与mcmpo-gd浓度数据(r2＝0.996，n＝3)计算弛豫效能(relaxivity)。
[0115]
图2b示出了经mpo活化后mcmpo-gd和mpo-gd的动态r1比率。当用mpo、gox和葡萄糖在40℃下温育180分钟时，与mpo-gd相比，mcmpo-gd表现出更快的活化。
[0116]
图3示出了raw 264.7细胞的mtt测定结果。mcmpo-gd在5mm以内未观察到明显毒性。
[0117]
图4a-4d示出了造影前和野生型小鼠中mcmpo-gd、dota-gd和mpo-gd以及mpo
–
/
–
小鼠中mcmpo-gd的约60分钟时的代表性图像。
[0118]
图4e示出了在约60分钟的时间段内mr成像的归一化的对比度噪声比(cnr)。
[0119]
图4f示出了在约60分钟时间段内mr成像的活化比率，其展示了在约60分钟时，与mpo-gd相比，mcmpo-gd的活化比率高大约两倍。两种化合物表现出的活化比率均远高于dota-gd和mpo
–
/
–
小鼠的mcmpo-gd。
[0120]
图5a-5c示出了在动脉粥样硬化斑块不稳定的串联狭窄模型中mpo-gd和mcmpo-gd
±
azm198处理的代表性mr成像。
[0121]
图5d示出了mpo-gd(0.3mmol/kg)和mcmpo-gd(0.1mmol/kg)(n＝每个探针3只小鼠)的不稳定斑块的对比度噪声比(cnr)，其示出了即使mcmpo-gd的使用剂量比mpo-gd低3倍，也无显著差异(p＝0.368，ns.，不显著，由曼-惠特尼检验(mann-whitney test)确定)。
[0122]
图5e示出了对照和经azm198处理的ts小鼠中不稳定和稳定斑块(头臂干)的δcnr。与无药物对照的信号相比，经azm198处理的小鼠的不稳定斑块中的信号降低约50％(*
p＝0.039，通过非配对t检验(un-paired t-test)确定)。δcnr＝cnr
造影后-cnr
造影前
。
[0123]
图6示出了经azm198处理的小鼠和对照小鼠在60分钟内的cnr变化。从30分钟到60分钟，来自对照小鼠的信号增加，而经azm198处理的小鼠的信号在此时间段内减少。
[0124]
图7示出了两个酰胺键之间形成的分子内氢键增加了mcmpo-gd的刚性，如mcmpo-gd与mpo结合的分子对接所示。
[0125]
图8示出了实例13中描述的对接实验中mcmpo-gd(左)和mpo-gd(右)的结合亲和力。
[0126]
图9示出了使用pymol将mcmpo-gd(左)和mpo-gd(右)结合到mpo-cn复合物的分子对接表示。氨基酸残基q91、h95和r239(如线条所示)与血红素(呈棍形式)一起形成mpo的活性位点。所有其它氨基酸残基(如线条所示)距mcmpo-gd和mpo-gd在之内。氢键和静电相互作用以虚线示出。
具体实施方式
[0127]
mpo是引发许多疾病的一个因素，所述疾病包含动脉粥样硬化(参见例如teng等人,《氧化还原作用报道(redox.rep.)》2017,22:51-73)、血管炎(参见例如su等人,《放射学(radiology)》,2012,262:181-190)、中风(参见例如forghani等人,《脑血流和代谢杂志(j.cereb.blood flow metab.)》2015,35:485-493)、帕金森病(参见例如choi等人,《神经科学杂志(j.neurosci.)》2005,25:6594-6600)、阿尔茨海默病(参见例如maki等人,《生物化学杂志(j.biol.chem.)》2009,284:3158-3169；和tzikas等人,《阿尔茨海默病杂志(j.alzheimers dis.)》2014,39:557-564)和多发性硬化症(参见例如gray等人,《神经科学快报(neurosci.lett.)》2008,444:195-198)，并且这种酶正在成为诊断和治疗性靶标(参见例如ruggeri等人,《药物化学杂志(j.med.chem.)》2015,58:8513-8528；jucaite等人,《大脑(brain)》,2015,138:2687-2700；malle等人,《英国药物学杂志(br.j.pharmacol.)》2007,152:838-854；和rashid等人,《欧洲心脏杂志(eur.heart j.)》2018,39:3301-3310。先前的报道描述了一种可活化mpo特异性钆基mri药剂bis-5-ht-gd-dtpa(即mpo-gd；结构如图1所示)(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志(j.am.chem.soc.)》2010,132:168-177)，并且证明了mpo-gd成像能够检测自身免疫性脑脊髓炎(eae)(参见例如chen等人,《大脑》,2008,131:1123-1133)、动脉粥样硬化(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》2018,39:3301-3310；和ronald等人,《循环(circulation)》,2009,120:592-599)、中风(参见例如breckwoldt等人,《美国国家科学院院刊(proc.natl.acad.sci.u s a)》,2008,105:18584-18589)、心肌梗塞(参见例如nahrendorf等人,《循环》,2008,117:1153-1160)和血管炎(参见例如su等人,《放射学》,2012,262:181-190)的实验模型中的炎症。mpo-gd成像还能追踪中风(参见例如forghani等人,《脑血流和代谢杂志》2015,35:485-493)、不稳定动脉粥样硬化斑块(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》2018,39:3301-3310；和ronald等人,《循环》,2009,120:592-599)、心肌梗塞(参见例如nahrendorf等人,《循环》,2008,117:1153-1160；和ali等人,《jacc：翻译科学基础(jacc:basic to translational science)》,2016,1:633-643)和eae(参见例如forghani等人,《放射学》,2012,263:451-460)的小鼠模型中的治疗效果，并区分脂肪性肝炎和非酒精性脂肪性肝炎(nash)(参见例如pulli等人,《放射学》,2017,284:390-400)。
[0128]
然而，文献报道了对使用钆基造影剂(gbca)，尤其是线性gbca，基于施用gbca与肾衰竭患者的肾源性系统性纤维化的发展之间的关联来进行磁共振(mr)成像时钆沉积的担忧(参见例如grobner,t.《肾脏病透析移植(t.nephrol.dial.transplant.)》2006,21:1104-1108；和marckmann等人,《美国肾脏病学会杂志(j.am.soc.nephrol.)》2006,17:2359-2362)。肾源性系统性纤维化和神经组织中钆积累的典型病例与如钆双胺(omniscan)、钆喷酸葡胺(gadopentetate dimeglumine)(gd-dtpa或马根维显(magnevist))和optimark等线性gbca的使用有关。最近的研究表明，在肾功能正常的患者和动物的神经组织中也发现了在线性gbca施用后的钆沉积(参见例如mcdonald等人,《放射学》,2015,275:772-782；kanda等人,《放射学》,2015,276:228-232；和robert等人,《放射学研究(invest.radiol.)》2015,50:473-480)。
[0129]
与线性gbca相比，大环gbca更紧密地结合钆，从而降低钆离子从螯合分子中解离的可能性。与此一致，施用大环gbca，如钆特酸葡甲胺(dotarem)(参见例如robert等人,《放射学研究》2015,50:473-480；和radbruch等人,《放射学》,2015,275:783-791)和钆特醇(gadoteridol)(prohance)(参见例如kanda等人,《放射学》,2015,275:803-809)，几乎未观察到钆的组织沉积。因此，需要新的成像剂来提高mr成像的安全性和优势，同时将风险降至最低。因此，本技术提供了用于检测mpo活性的基于大环的可活化mri成像剂。
[0130]
化合物
[0131]
本技术提供了式i化合物：
[0132][0133]
或其药学上可接受的盐，其中：
[0134]
环a选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、4-16元杂环烷基和5-16元杂芳基；
[0135]
环b选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、4-16元杂环烷基和5-16元杂芳基；
[0136]
l1选自由以下组成的组：nhc(o)l2、nhc(o)-l
2-c(o)nh、l
2-nhc(o)-l2、l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)和l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0137]
每个l2独立地选自由以下组成的组：c
1-4
亚烷基、c
1-4
亚烷基、c
1-4
亚烷基氧基和c
1-4
亚烯基；
[0138]
r1包括：(i)螯合基团；或(ii)螯合基团和金属；
[0139]
r2和r3各自独立地选自由以下组成的组：ora、c(o)ra和oc(o)ra；
[0140]
每个ra独立地选自由以下组成的组：h和c
1-4
烷基；
[0141]
m为0、1、2、3或4；并且
[0142]
n为0、1、2、3或4。
[0143]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环a为苯基。在一些实施例中，环a为双环8-16元杂环烷基。
在一些实施例中，环a为三环8-16元杂环烷基。在一些实施例中，环a为双环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环a为三环8-16元杂芳基。
[0144]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0145][0145]
以及
[0146]
其中表示环a与l1之间的键。
[0147]
在一些实施例中，环a为
[0148]
在一些实施例中，m为0、1、2、3。在一些实施例中，m为1或2。在一些实施例中，m为1。在一些实施例中，m为2。在一些实施例中，m为3。在一些实施例中，m为4。
[0149]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0150]
以及
[0151]
其中表示环a与l1之间的键。
[0152]
在一些实施例中，环a为
[0153]
在一些实施例中，每个r2独立地选自由以下组成的组：ora、c(o)ra和oc(o)ra，并且每个ra独立地选自由以下组成的组：h和ch3。在一些实施例中，每个r2独立地选自由以下组成的组：oh、och3、c(o)ch3和oc(o)ch3。在一些实施例中，每个r2为oh。在一些实施例中，每个r2为och3。在一些实施例中，每个r2为c(o)ch3。在一些实施例中，每个r2为oc(o)ch3。
[0154]
在一些实施例中，环a选自由以下组成的组：
[0155][0155]
以及
[0156]
其中表示环a与l1之间的键。
[0157]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：c
6-10
芳基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环b为苯基。在一些实施例中，环b为双环8-16元杂环烷基。在一些实施例中，环b为三环8-16元杂环烷基。在一些实施例中，环b为双环8-16元杂芳基。在一些实施例中，环b为三环8-16元杂芳基。
[0158]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0159][0159]
以及
[0160]
其中表示环b与l1之间的键。
[0161]
在一些实施例中，环b为
[0162]
在一些实施例中，n为0、1、2、3。在一些实施例中，n为1或2。在一些实施例中，n为1。在一些实施例中，n为2。在一些实施例中，n为3。在一些实施例中，n为4。
[0163]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0164]
以及
[0165]
其中表示环b与l1之间的键。
[0166]
在一些实施例中，环b为
[0167]
在一些实施例中，每个r3独立地选自由以下组成的组：ora、c(o)ra和oc(o)ra，并且每个ra独立地选自由以下组成的组：h和ch3。在一些实施例中，每个r3独立地选自由以下组成的组：oh、och3、c(o)ch3和oc(o)ch3。在一些实施例中，每个r3为oh。在一些实施例中，每个r3为och3。在一些实施例中，每个r3为c(o)ch3。在一些实施例中，每个r3为oc(o)ch3。
[0168]
在一些实施例中，环b选自由以下组成的组：
[0169][0169]
以及
[0170]
其中表示环b与l1之间的键。
[0171]
在一些实施例中，环b为
[0172]
在一些实施例中，环a和环b相同。在一些实施例中，环a和环b不同。在一些实施例中，环a和环b各自为
[0173]
在一些实施例中，l1为nhc(o)l2。在一些实施例中，l1为nhc(o)-l
2-c(o)nh。在一些实施例中，l1为l
2-nhc(o)-l2。在一些实施例中，l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)。在一些实施例
中，l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-。
[0174]
在一些实施例中，每个l2独立地选自由c
1-4
亚烷基和c
1-4
亚烯基组成的组；在一些实施例中，每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基。在一些实施例中，每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基氧基。在一些实施例中，每个l2是独立选择的c
1-4
亚烯基。
[0175]
在一些实施例中，l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-，并且每个l2为独立选择的c
1-4
亚烷基。
[0176]
在一些实施例中，l1为：
[0177]
其中：
[0178]
表示l1与环a之间的键；
[0179]
表示l1与环b之间的键；并且
[0180]
表示l1与r1之间的键。
[0181]
在一些实施例中，r1包螯合基团。在一些实施例中，r1包括螯合基团和金属。在一些实施例中，r1包括适于使用成像技术(例如磁共振成像、核成像等)成像的螯合基团和金属。在一些实施例中，r1包括适于磁共振成像的螯合基团和金属。在一些实施例中，r1包括适于核成像的螯合基团和金属。
[0182]
在一些实施例中，r1的所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in。在一些实施例中，r1的所述金属是gd
3+
。
[0183]
在一些实施例中，r1的螯合基团选自由以下组成的组：1,4,7-三氮杂环壬三乙酸(nota)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(dota)、1,4,7-三氮杂环壬烷-1-戊二酸-4,7-二乙酸(nodaga)和乙二胺四乙酸(edta)。
[0184]
在一些实施例中，r1选自由以下组成的组：
[0185]
以及
[0186]
其中m是所述金属并且表示r1与l1之间的键。
[0187]
在一些实施例中，r1选自由以下组成的组：
[0188]
以及
[0189]
其中m是金属，所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in，并且表示r1与l1之间的键。
[0190]
在一些实施例中，r1是：
[0191][0192]
其中m是所述金属并且表示r1与l1之间的键。
[0193]
在一些实施例中，r1是：
[0194]
[0195]
其中m是金属，所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in，并且表示r1与l1之间的键。
[0196]
在一些实施例中，r1是：
[0197][0198]
其中表示r1与l1之间的键。
[0199]
在一些实施例中：
[0200]
环a选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基；
[0201]
环b选自由以下组成的组：苯基、双环8-16元杂环烷基、三环8-16元杂环烷基、双环8-16元杂芳基和三环8-16元杂芳基；
[0202]
l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0203]
每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基；
[0204]
r1包括螯合基团和金属；
[0205]
r2和r3各自独立地选自由以下组成的组：ora、c(o)ra和oc(o)ra；
[0206]
每个ra独立地选自由以下组成的组：h和c
1-4
烷基；
[0207]
m为0、1或2；并且
[0208]
n为0、1或2。
[0209]
在一些实施例中：
[0210]
环a选自由以下组成的组：
[0211][0211]
以及
[0212]
环b选自由以下组成的组：
[0213][0213]
以及
[0214]
l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0215]
每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基；
[0216]
r1包括螯合基团和金属；
[0217]
r2和r3各自为ora；
[0218]
每个ra独立地选自由以下组成的组：h和c
1-4
烷基；
[0219]
m为0、1或2；并且
[0220]
n为0、1或2。
[0221]
在一些实施例中：
[0222]
环a选自由以下组成的组：
[0223]
以及
[0224]
环b选自由以下组成的组：
[0225][0225]
以及
[0226]
l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0227]
每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基；
[0228]
r1包括螯合基团和金属；
[0229]
r2和r3各自为ora；
[0230]
每个ra独立地选自由以下组成的组：h和c
1-4
烷基；
[0231]
m为0、1或2；并且
[0232]
n为0、1或2。
[0233]
在一些实施例中：
[0234]
环a和环b各自独立地选自由以下组成的组：
[0235][0235]
以及
[0236]
l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0237]
每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基；并且
[0238]
r1选自由以下组成的组：
[0239]
以及
[0240]
其中m是金属，所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in。在一些实施例中：
[0241]
环a和环b各自为
[0242]
l1为l
2-nhc(o)-l
2-nhc(o)-l
2-；
[0243]
每个l2是独立选择的c
1-4
亚烷基；并且
[0244]
r1为其中m是金属，所述金属选自由以下组成的组：gd
3+
、mn
2+
、
68
ga、
64
cu和
111
in。
[0245]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式ii化合物：
[0246][0247]
或其药学上可接受的盐，其中变量r1、r2、r3、m和n根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0248]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式iii化合物：
[0249][0250]
或其药学上可接受的盐，其中变量r1、r2和r3根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0251]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式iv化合物：
[0252][0253]
或其药学上可接受的盐，其中变量r1根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0254]
在一些实施例中，式i化合物或其药学上可接受的盐为式v化合物：
[0255][0256]
或其药学上可接受的盐，其中m是金属，并根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0257]
在一些实施例中，式i化合物或其药学上可接受的盐为式va化合物：
[0258][0259]
或其药学上可接受的盐，其中m是金属，并根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0260]
在一些实施例中，所述式i化合物或其药学上可接受的盐为式vb化合物：
[0261][0262]
或其药学上可接受的盐，其中m是金属，并根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0263]
在一些实施例中，式i化合物或其药学上可接受的盐为式vc化合物：
[0264][0265]
或其药学上可接受的盐，其中m是金属，并根据本文针对式i化合物提供的定义来定义。
[0266]
在一些实施例中，所述式i化合物为：
[0267][0268]
或其药学上可接受的盐。
[0269]
在一些实施例中，所述式i化合物为：
[0270]
[0271]
或其药学上可接受的盐。
[0272]
合成
[0273]
代表性式i化合物mcmpo-gd的合成如方案1a-1b所示，使用以下一般反应条件：(a)nano2，nabr，0.75m hbr，-15℃；(b)mgso4，h2so4，t-buoh，rt，45％(针对两个步骤)；(c)boc2o，k2co3，thf/h2o(1/4)，rt；(d)edc.hcl，hobt，dmf，rt，82％(针对两个步骤)；(e)tfa/dcm(1/2)，63％；f)k2co3，ch3cn，回流，78％；g)tfa/dcm，rt；h)gdcl3，ph 5.5，rt，然后在50℃下过夜；i)edc.hcl，hobt，net3，dmso，25％。
[0274]
方案1a.
[0275][0276]
方案1b.
[0277][0278]
根据已公布的程序以两个步骤合成化合物1(参见例如国际专利申请第wo 2005/122682号；和moumne等人,《有机化学杂志(j.org.chem.)》,2006,71:3332-3334)。通过三个步骤，从5-羟基色氨酸的boc保护开始，然后使用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(edc)与5-羟基吲哚乙酸偶联以得到化合物3，所述化合物经过boc脱保护以提供中间体4来合成中间体4。中间体8的合成从在碱性条件下的大环化合物5和化合物1开始，以得到化合物6。化合物6在酸性条件下水解，然后与gdcl3螯合(参见例如kielar等人,《美国化学学会杂志(j.am.chem.soc.)》2010,132:7836-7837)，以提供中间体8。然后使用edc盐酸盐和羟基苯并三唑(hobt)将中间体8与中间体4偶联，以提供最终产物mcmpo-gd。通过高分辨率质谱法证实了mcmpo-gd的结构。
[0279]
与线性螯合物和其它基于大环的螯合物相比，dota由于其热力学和动力学稳定性而被选择为代表性螯合基团(参见例如port等人,《生物金属(biometals)》,2008,21:469-490)。如先前报道的，选择两个5-羟基吲哚单元作为mpo可活化部分以增强保留(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》2010,132:168-177)。如图1所示，mcmpo-gd与先前报道的化合物“mpo-gd”的不同之处在于，两个5-羟基吲哚部分(5-羟基色氨酸和5-羟基吲哚乙酸)通过短接头从螯合物一侧(而不是从螯合物的相对侧)偏移并远离。与mpo-gd相比，通过mcmpo-gd的接头形成的两个酰胺键增加了药剂的刚性。在不受理论约束的情况下，假设mcmpo-gd的刚性结构会通过1)减少区段运动以增加弛豫效能以及2)产生更好的蛋白质结合效率以提高对mpo活性的敏感性来产生比mpo-gd更有效的药剂。
[0280]
用于制备本文所述化合物和盐的反应可以在有机合成领域的技术人员容易选择的合适的溶剂中进行。合适的溶剂可以在进行反应的温度(例如，范围可以为从溶剂的冻结温度到溶剂的沸腾温度的温度)下与起始材料(反应物)、中间体或产物基本上无反应性。给定反应可以在一种溶剂或多于一种溶剂的混合物中进行。取决于特定的反应步骤，特定反应步骤的合适溶剂可以由技术人员选择。
[0281]
本文所述化合物和盐的制备可以涉及各种化学基团的保护和脱保护。对保护和脱保护的需求和对适当的保护基团的选择可以由所属领域的技术人员容易地确定。保护基团的化学性质可以例如在t.w.greene和p.g.m.wuts,《有机合成中的保护基团(protective groups in organic synthesis)》,第3版,纽约约翰
·
威利父子出版公司(wiley&sons,inc.,new york)(1999)中找到。
[0282]
可以根据本领域中已知的任何适合方法监测反应。例如，可以通过如核磁共振波谱法(例如，1h或
13
c)、红外光谱法、分光光度法(例如，uv可见)、质谱法等光谱学手段或通过如高效液相色谱法(hplc)、液相色谱法-质谱法(lcms)或薄层色谱法(tlc)等色谱方法来监测产物形成。本领域技术人员可以通过各种方法对化合物进行纯化，包含高效液相色谱法(hplc)和正相硅胶色谱法。
[0283]
在本说明书的不同位置，描述了二价连接取代基。尤其希望的是，每个二价连接取代基都包含连接取代基的正向形式和反向形式两者。例如，-nr(cr'r
″
)
n-包含-nr(cr'r
″
)
n-和-(cr'r
″
)nnr-两者；并且nhc(o)l2包含
–
nhc(o)l
2-和-l2c(o)nh-两者。在结构明确需要连接基团的情况下，关于所述基团所列的马库什变量(markush variable)应理解为连接基团。
[0284]
术语“n元”(其中n为整数)通常描述部分中的成环原子的数目，其中成环原子的数目为n。例如，苯基为6元芳基环的实例，吡唑基为5元杂芳基环的实例，并且吡啶基为6元杂芳基环的实例。
[0285]
在整个定义中，术语“c
n-m”指示包含端点的范围，其中n和m是整数并且指示碳的数目。实例包含c
1-4
、c
1-6
等。
[0286]
如本文所用，术语“c
n-m
烷基”是指可以为直链或支链的具有n到m个碳的饱和烃基。烷基部分的实例包含但不限于化学基团，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基等。在一些实施例中，烷基含有1到6个碳原子、1到4个碳原子、1到3个碳原子或1到2个碳原子。
[0287]
如本文所用，术语“c
n-m
亚烷基”是指具有n到m个碳的二价烷基连接基团(例如，-ch
2-、乙-1,2-二基、丙-1,3-二基等)。在一些实施例中，亚烷基部分含有2到6个、2到4个、2到3个、1到6个、1到4个或1到2个碳原子。
[0288]
如本文所用，术语“c
n-m
亚烯基”是指具有n到m个碳的二价烯烃连接基团。在一些实施例中，亚烯基部分含有2到6个、2到4个、或2到3个碳原子。
[0289]
如本文所用，术语“c
n-m
亚烷基氧基”是指具有n到m个碳的二价烷氧基连接基团(即，
“‑
o-c
n-m
亚烷基
‑”
)。在一些实施例中，亚烷基氧基部分含有1到2到6个、2到4个、2到3个、1到6个、1到4个或1到2个碳原子。
[0290]
如本文所用，术语“芳基”是指芳香族烃基，所述芳香族烃基可以为单环或多环的(例如具有2、3或4个稠环)。术语“c
n-m
芳基”是指具有n到m个环碳原子的芳基。芳基包含例如
苯基、萘基、蒽基、菲基、茚满基、茚基等。在一些实施例中，芳基具有6个到约20个碳原子、6个到约15个碳原子或6个到约10个碳原子。在一些实施例中，芳基是苯基。
[0291]
如本文所用，“杂芳基”是指具有至少一个选自硫、氧和氮的杂原子环成员的单环或多环芳香族杂环。在一些实施例中，杂芳基环具有1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员。在一些实施例中，杂芳基部分中的任何成环n可为n-氧化物。在一些实施例中，杂芳基具有5-20个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员。在一些实施例中，杂芳基具有5-16个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员。在一些实施例中，杂芳基为具有5-16个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员的双环杂芳基(例如，稠合的双环杂芳基)。在一些实施例中，杂芳基为具有5-16个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员的三环杂芳基(例如，稠合的三环杂芳基)。
[0292]
如本文所用，“杂环烷基”是指具有一个或多个选自o、n或s的成环杂原子的非芳香族单环或多环杂环。杂环烷基的成环碳原子和杂原子可以任选地被氧亚基或硫离子基取代(例如，c(＝o)、s(＝o)、c(s)或s(＝o)2等)。杂环烷基可以通过成环碳原子或成环杂原子连接。在一些实施例中，杂环烷基含有0到3个双键或0到2个双键。含有稠合芳香族环的杂环烷基可以通过包含稠合芳香族环的成环原子在内的任何成环原子连接。在一些实施例中，杂环烷基具有4-20、4-16、8-20或8-16个环原子与1或2个独立地选自氮、氧或硫的杂原子并且任选地具有一个或多个氧化环成员。在一些实施例中，杂环烷基为具有4-16个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员并且任选地具有一个或多个氧化环成员的双环杂环烷基(例如，稠合的双环杂环烷基)。在一些实施例中，杂环烷基为具有4-16个环原子和1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员并且任选地具有一个或多个氧化环成员的三环杂环烷基(例如，稠合的三环杂环烷基)。
[0293]
在某些地方，定义或实施例是指特定环(例如，氮杂环丁烷环、吡啶环等)。除非另外指示，否则这些环可以连接到任何环成员，其条件是不超过原子的原子价。例如，吡啶环可以在环的任何位置处连接，而吡啶-3-基环在3-位置处连接。
[0294]
如本文所用，术语“化合物”旨在包含所有立体异构体、几何异构体、互变异构体和所描绘的结构的同位素。除非另外规定，否则本文中通过名称或结构鉴定为一种特定互变异构形式的化合物希望包含其它互变异构形式。
[0295]
本文所提供的化合物还包含互变异构形式。互变异构形式由单键与相邻双键的交换以及伴随的质子迁移而产生。互变异构形式包含质子移变互变异构体，它们是具有相同经验式和总电荷的同分异构质子化态。示例质子异变互变异构体包含酮-烯醇对、酰胺-亚胺酸对、内酰胺-内酰亚胺对、烯胺-亚胺对和环状形式，其中质子可以占据杂环体系的两个或更多个位置，例如1h-和3h-咪唑、1h-、2h-和4h-1,2,4-三唑、1h-和2h-异吲哚以及1h-和2h-吡唑。互变异构体形式可以处于平衡状态，或者通过适当的取代，在空间上锁定为一种形式。
[0296]
除非另外特别说明，否则本文提供的化合物还可以包含出现在中间体或最终化合物中的所有原子同位素。同位素包含具有相同原子序数但不同质量数的那些原子。除非另有说明，否则当原子被指定为同位素或放射性同位素时，所述原子被理解为包括至少大于所述同位素或放射性同位素的天然丰度的量的所述同位素或放射性同位素。例如，当原子
被指定为“d”或“氘”时，所述位置被理解为具有大于氘的天然丰度至少3000倍的丰度的氘，所述氘的天然丰度为0.015％(即，至少45％的氘掺入)。
[0297]
所有化合物及其药学上可接受的盐可以与其它物质如水和溶剂(例如水合物和溶剂化物)在一起被发现或可以被分离出来。
[0298]
在一些实施例中，化合物的制备可以涉及添加酸或碱以影响例如期望的反应的催化或如酸加成盐等盐形式的形成。
[0299]
示例酸可以是无机或有机酸，并且包含但不限于强酸和弱酸。一些示例酸包含盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、4-硝基苯甲酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟乙酸和硝酸。一些弱酸包含但不限于乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、酒石酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸。
[0300]
示例碱包含氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠。一些示例强碱包含但不限于氢氧化物、醇盐、金属酰胺、金属氢化物、金属二烷基酰胺和芳基胺，其中醇盐包含甲基、乙基和叔丁基氧化物的锂盐、钠盐和钾盐；金属酰胺包含氨化钠、氨化钾和氨化锂；金属氢化物包含氢化钠、氢化钾和氢化锂；并且金属二烷基酰胺包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、三甲基硅基和环己基取代的酰胺的锂盐、钠盐和钾盐。
[0301]
在一些实施例中，本文提供的化合物或其盐是基本上分离的。“基本上分离的”意指化合物至少部分地或基本上被从其形成或被检测的环境中分离出来。部分分离可以包含例如富含本文提供的化合物的组合物。基本上分离可以包含按重量计含有至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约97％或至少约99％的本文提供的化合物或其盐的组合物。分离化合物和其盐的方法在所属领域中是常规的。
[0302]
如本文所用，术语“室温”或“rt”是本领域所理解的，并且通常是指温度，例如反应温度，即进行反应的房间的大致温度，例如，从约20℃到约30℃的温度。
[0303]
短语“药学上可接受的”在本文中用于指在正确医学判断的范围内适合于与人类和动物的组织接触使用而不会产生过多毒性、刺激、过敏应答或其它问题或并发症的、与合理的益处/风险比相称的那些化合物、材料、组合物和/或剂型。
[0304]
本技术还包含本文所描述的化合物的药学上可接受的盐。如本文所用，“药学上可接受的盐”是指所公开化合物的衍生物，其中通过将现存的酸或碱部分转化为其盐形式而对母体化合物进行修饰。药学上可接受的盐的实例包含但不限于碱性残基如胺的无机酸盐或有机酸盐；酸性残基如羧酸的碱盐或有机盐等。本技术的药学上可接受的盐包含例如由无毒的无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐。本技术的药学上可接受的盐可以通过传统化学方法从包含碱性或酸性部分的母体化合物合成。通常，此类盐可以通过将这些化合物的游离酸或碱形式与化学计量的适当碱或酸在水中或有机溶剂中或在两者的混合物中反应来制备；通常，非水性介质如乙醚、乙酸乙酯、醇类(例如甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇)或乙腈(mecn)是优选的。适合的盐的列表出现在《雷明顿药物科学(remington's pharmaceutical sciences)》,第17版,宾夕法尼亚州伊斯顿市马克出版公司(mack publishing company,easton,pa.),1985,第1418页和《药物科学杂志(journal of pharmaceutical science)》,66,2(1977)中。例如在《药用盐手册：性质、选择和用途(handbook of pharmaceutical salts:properties,selection,and use)》,wiley-vch,2002中描述了用于制备盐形式的常规方法。
[0305]
使用方法
[0306]
本技术进一步提供了一种对细胞或组织样品进行成像的方法。如本文所用，术语“受试者”是指任何动物，包含哺乳动物。例如，小鼠、大鼠、其它啮齿动物、兔子、狗、猫、猪、牛、羊、马、灵长类动物和人。在一些实施例中，所述受试者是人。
[0307]
在一些实施例中，所述方法包括：
[0308]
i)向受试者施用本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)；
[0309]
ii)等待足以使所述化合物在所述细胞或组织样品处累积的时间；以及
[0310]
iii)用成像技术对所述细胞或组织样品进行成像。在一些实施例中，所述方法进一步包括在步骤i)之前对所述细胞或组织样品进行成像。在一些实施例中，所述方法为体外方法。在一些实施例中，所述方法为体内方法。
[0311]
本技术进一步提供了一种诊断受试者的与异常髓过氧化物酶(mpo)活性相关的疾病或病症的方法。在一些实施例中，所述方法包括：
[0312]
i)向所述受试者施用本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)；
[0313]
ii)等待足以使所述化合物在与所述疾病相关的细胞或组织部位处累积的时间；以及
[0314]
iii)用成像技术对所述细胞或组织进行成像。在一些实施例中，所述方法进一步包括在步骤i)之前对所述受试者进行成像。在一些实施例中，所述方法为体外方法。在一些实施例中，所述方法为体内方法。
[0315]
在一些实施例中，足够的时间为约5分钟到约6小时，例如约5分钟到约6小时、约5分钟到约4小时、约5分钟到约2小时、约5分钟到约1小时、约5分钟到约30分钟、约30分钟到约6小时、约30分钟到约4小时、约30分钟到约2小时、约30分钟到约1小时、约1小时到约6小时、约1小时到约4小时、约1小时到约2小时、约2小时到约6小时、约2小时到约4小时或约4小时到约6小时。
[0316]
本技术进一步提供了一种对细胞中的髓过氧化物酶(mpo)活性进行成像的方法。在一些实施例中，所述方法包括：
[0317]
i)使所述细胞与本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)接触；以及
[0318]
ii)用成像技术对所述细胞进行成像。
[0319]
本技术进一步提供了一种对组织样品中的髓过氧化物酶(mpo)活性进行成像的方法。在一些实施例中，所述方法包括：
[0320]
i)使所述组织样品与本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)接触；以及
[0321]
ii)用成像技术对所述组织样品进行成像。
[0322]
本技术进一步提供了一种检测细胞或组织样品中的髓过氧化物酶(mpo)活性的方法。在一些实施例中，所述方法包括：
[0323]
i)使所述细胞或组织样品与本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)接触；以及
[0324]
ii)用成像技术对所述细胞或组织样品进行成像。
[0325]
本技术进一步提供了一种检测受试者的髓过氧化物酶活性的方法。在一些实施例中，所述方法包括：
[0326]
i)向所述受试者施用本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)；以及
[0327]
ii)用成像技术对所述受试者进行成像。
[0328]
本技术进一步提供了一种监测受试者的与异常髓过氧化物酶(mpo)活性相关的疾病或病症的治疗的方法，所述方法包括：
[0329]
i)向所述受试者施用本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)；
[0330]
ii)用成像技术对所述受试者进行成像；
[0331]
iii)向所述受试者施用治疗有效量的治疗性化合物以治疗所述疾病或病症；
[0332]
iv)用成像技术对所述受试者的细胞或组织进行成像；以及
[0333]
v)比较步骤i)的图像和步骤iv)的图像。
[0334]
在一些实施例中，所述方法进一步包括在步骤iii)的所述施用之后且在步骤iv)的所述成像之前向所述受试者施用本文提供的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物或其药学上可接受的盐)。在一些实施例中，所述治疗性化合物可用于治疗与异常髓过氧化物酶(mpo)活性相关的疾病或病症。在一些实施例中，所述治疗性化合物为本文提供的治疗性化合物。
[0335]
在一些实施例中，所述成像技术选自由磁共振成像和核成像组成的组。在一些实施例中，所述成像技术为磁共振成像。在一些实施例中，所述成像技术为核成像。
[0336]
在一些实施例中，所述式i化合物为：
[0337][0338]
或其药学上可接受的盐，并且所述成像技术选自由磁共振成像和核成像组成的组。在一些实施例中，所述成像技术为磁共振成像。在一些实施例中，所述成像技术为核成像。
[0339]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症选自由以下组成的组：非酒精性脂肪性肝炎(nash)、癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心血管病症、自身免疫性病症以及与癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心
血管病症和自身免疫性病症中的一种或多种相关的炎症。在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症选自由以下组成的组：癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心血管病症和自身免疫性病症。在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症选自由以下组成的组：与癌症、风湿性疾病、感染性疾病、中枢神经系统疾病、心血管病症和自身免疫性病症中的一种或多种相关的炎症。
[0340]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是非酒精性脂肪性肝炎(nash)。
[0341]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是癌症。在一些实施例中，所述癌症包括实体瘤。在一些实施例中，所述癌症是实体瘤。在一些实施例中，所述癌症选自由以下组成的组：膀胱癌、乳腺癌、癌、宫颈癌、结直肠癌、子宫内膜癌、胶质瘤、头颈癌、肝癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、肾癌、皮肤癌、胃癌、睾丸癌、白血病和甲状腺癌。在一些实施例中，所述癌症是与膀胱癌、乳腺癌、癌、宫颈癌、结直肠癌、子宫内膜癌、胶质瘤、头颈癌、肝癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、肾癌、皮肤癌、胃癌、睾丸癌、甲状腺癌或其任何组合中的一种或多种相关的实体瘤。在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是与一种或多种癌症相关的炎症，所述癌症选自由以下组成的组：膀胱癌、乳腺癌、癌、宫颈癌、结直肠癌、子宫内膜癌、胶质瘤、头颈癌、肝癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、肾癌、皮肤癌、胃癌、睾丸癌、甲状腺癌、白血病或其任何组合。
[0342]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是中枢神经系统疾病。在一些实施例中，所述中枢神经系统疾病选自由以下组成的组：阿尔茨海默病、中风、癫痫、帕金森病和与阿尔茨海默病、中风、癫痫和帕金森病相关的炎症。在一些实施例中，所述中枢神经系统疾病选自由以下组成的组：阿尔茨海默病、中风、癫痫和帕金森病。在一些实施例中，所述中枢神经系统疾病是与阿尔茨海默病、中风、癫痫和帕金森病中的一种或多种相关的炎症。
[0343]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是心血管病症。在一些实施例中，所述心血管病症选自由以下组成的组：动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动、血管炎以及与动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动和血管炎中的一种或多种相关的炎症。在一些实施例中，所述心血管病症选自由动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动和血管炎组成的组。在一些实施例中，所述心血管病症是与动脉粥样硬化、心肌梗塞、心房颤动和血管炎中的一种或多种相关的炎症。
[0344]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是自身免疫性病症。在一些实施例中，所述自身免疫性病症选自由以下组成的组：多发性硬化症、脑膜炎、脑炎以及与多发性硬化症、脑膜炎和脑炎中的一种或多种相关的炎症。在一些实施例中，所述自身免疫性病症是与多发性硬化症、脑膜炎和脑炎中的一种或多种相关的炎症。
[0345]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是风湿性疾病。在一些实施例中，所述风湿性疾病选自由类风湿性关节炎、骨关节炎和炎性关节炎组成的组。在一些实施例中，所述风湿性疾病是炎性关节炎。在一些实施例中，所述炎性关节炎选自由痛风和焦磷酸钙沉积病(cppd)组成的组。在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是与类风湿性关节炎、骨关节炎和炎性关节炎中的一种或多种相
关的炎症。
[0346]
在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是感染性疾病。在一些实施例中，所述感染性疾病是真菌病或细菌病。在一些实施例中，所述真菌病是与白色念珠菌(c.albicans)相关的疾病。在一些实施例中，所述感染性疾病包括酵母菌感染。在一些实施例中，所述酵母菌感染是与热带念珠菌(c.tropicalis)相关的感染。在一些实施例中，所述与异常髓过氧化物酶活性相关的疾病或病症是与感染性疾病或细菌病相关的炎症。
[0347]
如本文所用，短语“治疗有效量”是指引起研究人员、兽医、医生或其它临床医师在组织、系统、动物、个体或人中所寻求的生物或药物反应的活性化合物或药剂的量。在一些实施例中，向受试者或个体施用的化合物或其药学上可接受的盐的剂量为约1mg到约2g、约1mg到约1000mg、约1mg到约500mg、约1mg到约100mg、约1mg到50mg或约50mg到约500mg。
[0348]
如本文所用，术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指以下项中的一者或多者：(1)抑制疾病；例如，抑制正在经历或表现出疾病、病状或病症的病理学或症状学的个体的疾病、病状或病症(即阻止病理学和/或症状学上的进一步发展)；以及2)缓解疾病；例如，缓解正在经历或表现出疾病、病状或病症的病理学或症状学的个体的疾病、病状或病症(即逆转病理学和/或症状学)，如降低疾病的严重程度或减轻或缓解疾病的一种或多种症状。
[0349]
组合疗法
[0350]
一种或多种另外的治疗剂，例如抗炎剂、类固醇、免疫抑制剂、化疗剂或其它药剂如治疗性抗体可以与本技术的化合物和盐组合用于治疗本文提供的疾病。
[0351]
用于组合疗法的示例性抗体包含但不限于曲妥珠单抗(trastuzumab)(例如抗her2)、兰尼单抗(ranibizumab)(例如抗vegf-a)、贝伐单抗(bevacizumab)(例如抗vegf)、帕尼单抗(panitumumab)(例如抗egfr)、西妥昔单抗(cetuximab)(例如抗egfr)、利妥昔单抗(rituxan)(抗cd20)和针对c-met的抗体。
[0352]
示例性类固醇包含皮质类固醇，如可的松(cortisone)、地塞米松(dexamethasone)、氢化可的松(hydrocortisone)、甲基泼尼松龙(methylprednisolone)、泼尼松龙(prednisolone)和泼尼松(prednisone)。
[0353]
示例性抗炎化合物包含阿司匹林(aspirin)、水杨酸胆碱、塞来昔布(celecoxib)、双氯芬酸钾(diclofenac potassium)、双氯芬酸钠、双氯芬酸钠与米索前列醇(misoprostol)、双氟尼柳(diflunisa)、依托度酸(etodolac)、非诺洛芬(fenoprofen)、氟比洛芬(flurbiprofen)、布洛芬(ibuprofen)、酮洛芬(ketoprofen)、甲氯芬酸钠(meclofenamate sodium)、甲芬那酸(mefenamic acid)、萘丁美酮(nabumetone)、萘普生(naproxen)、萘普生钠(naproxen sodium)、奥沙普嗪(oxaprozin)、吡罗昔康(piroxican)、罗非昔布(rofecoxib)、双水杨酸酯(salsalate)、水杨酸钠、舒林酸(sulindac)、托美丁钠(tolmetin sodium)和伐地考昔(valdecoxib)。
[0354]
示例性免疫抑制剂包含硫唑嘌呤(azathioprine)、苯丁酸氮芥(chlorambucil)、环磷酰胺(cyclophosphamide)、环孢菌素(cyclosporine)、达利珠单抗(daclizumab)、英夫利昔单抗(infliximab)、甲氨蝶呤(methotrexate)和他克莫司(tacrolimus)。
[0355]
以下药剂中的一种或多种药剂可以与本文提供的化合物组合使用并且作为非限
制性列表呈现：细胞生长抑制剂、顺铂(cisplatin)、阿霉素(doxorubicin)、紫杉酚(taxol)、依托泊苷(etoposide)、伊立替康(irinotecan)、托泊替康(topotecan)、紫杉醇(paclitaxel)、多西他赛(docetaxel)、埃博霉素(epothilones)、他莫昔芬(tamoxifen)、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、替莫唑胺(temozolomide)、环磷酰胺、替比法尼(tipifarnib)、吉非替尼(gefitinib)、盐酸厄洛替尼(erlotinib hydrochloride)、egfr抗体、甲磺酸伊马替尼(imatinib mesylate)、吉西他滨(gemcitabine)、乌拉莫司汀(uracil mustard)、氮芥(chlormethine)、异环磷酰胺(ifosfamide)、美法仑(melphalan)、苯丁酸氮芥(chlorambucil)、哌泊溴烷(pipobroman)、三亚乙基蜜胺(triethylenemelamine)、三亚乙基硫代磷酰胺(triethylenethiophosphoramine)、白消安(busulfan)、卡莫司汀(carmustine)、洛莫司汀(lomustine)、链脲霉素(streptozocin)、达卡巴嗪(dacarbazine)、氟尿苷(floxuridine)、阿糖胞苷(cytarabine)、6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤、磷酸氟达拉滨(fludarabine phosphate)、奥沙利铂(oxaliplatin)、亚叶酸、喷司他丁(pentostatin)、长春碱(vinblastine)、长春新碱(vincristine)、长春地辛(vindesine)、博来霉素(bleomycin)、放线菌素(dactinomycin)、柔红霉素(daunorubicin)、表柔比星(epirubicin)、伊达比星(idarubicin)、光神霉素(mithramycin)、脱氧柯福霉素(deoxycoformycin)、丝裂霉素-c(mitomycin-c)、l-天冬酰胺酶(l-asparaginase)、替尼泊苷(teniposide)、17α-炔雌醇(17α-ethinylestradiol)、己烯雌酚(diethylstilbestrol)、睾酮(testosterone)、泼尼松、氟甲睾酮(fluoxymesterone)、丙酸屈他雄酮(dromostanolone propionate)、睾内酯(testolactone)、醋酸甲地孕酮(megestrol acetate)、甲基泼尼松龙、甲基睾酮(methyltestosterone)、泼尼松龙、曲安西龙(triamcinolone)、氯烯雌醚(chlorotrianisene)、羟孕酮(hydroxyprogesterone)、氨鲁米特(aminoglutethimide)、雌莫司汀(estramustine)、醋酸甲羟孕酮(medroxyprogesteroneacetate)、亮丙瑞林(leuprolide)、氟他胺(flutamide)、托瑞米芬(toremifene)、戈舍瑞林(goserelin)、卡铂、羟基脲(hydroxyurea)、安吖啶(amsacrine)、丙卡巴肼(procarbazine)、米托坦(mitotane)、米托蒽醌(mitoxantrone)、左旋咪唑(levamisole)、长春瑞滨(vinorelbine)、阿那曲唑(anastrazole)、来曲唑(letrozole)、卡培他滨(capecitabine)、瑞洛沙芬(reloxafine)、六甲基三聚氰胺(hexamethylmelamine)、贝伐单抗(bevacizumab)、百克沙(bexxar)、万珂(velcade)、泽娃灵(zevalin)、trisenox、希罗达(xeloda)、卟吩姆(porfimer)、爱必妥(erbitux)、噻替哌(thiotepa)、六甲蜜胺(altretamine)、曲妥珠单抗(trastuzumab)、氟维司坦(fulvestrant)、依西美坦(exemestane)、利妥昔单抗(rituximab)、阿仑单抗(alemtuzumab)、氯法拉滨(clofarabine)、克拉屈滨(cladribine)、阿非迪霉素(aphidicolin)、舒尼替尼(sunitinib)、达沙替尼(dasatinib)、替扎他滨(tezacitabine)、三阿平(triapine)、迪多克斯(didox)、三咪唑(trimidox)、氨密多西(amidox)、苯达莫司汀(bendamustine)、奥法木单抗(ofatumumab)和艾代拉尼西(idelalisib)。
[0356]
在一些实施例中，所述另外的治疗剂可用于治疗多发性硬化症。在一些实施例中，所述另外的治疗剂选自由以下组成的组：干扰素β-1a、干扰素β-1b、聚乙二醇干扰素β-1a、醋酸格拉替雷(glatiramer acetate)、特立氟胺(teriflunomide)、芬戈莫德(fingolimod)、米托蒽醌、富马酸二甲酯、那他珠单抗(natalizumab)、奥扎莫德
(ozanimod)、拉喹莫德(laquinimod)、阿仑单抗、达利珠单抗、利妥昔单抗、奥瑞珠单抗(ocrelizumab)和奥法木单抗。
[0357]
药物调配物
[0358]
当被用作药物时，本文提供的化合物和盐可以以药物组合物的形式施用。这些组合物可以如本文或别处所述的那样制备，并且可以通过多种途径施用，这取决于需要局部治疗还是全身治疗以及待治疗的区域。施用可以是局部(包含经皮、表皮、眼部和施用到粘膜，包含鼻内、经阴道和直肠递送)、肺(例如通过吸入或吹入粉剂或气雾剂，包含通过喷雾器；气管内或鼻内)、经口或肠胃外的。肠胃外施用包含静脉内、动脉内、皮下、腹膜内肌内或注射或输注；或颅内(例如，鞘内或脑室内施用)。肠胃外施用可以呈单次团注剂量的形式，或者可以例如通过连续的灌注泵进行。在一些实施例中，本文提供的化合物适用于肠胃外施用。在一些实施例中，本文提供的化合物适用于静脉内施用。用于局部施用的药物组合物以及调配物可以包含透皮贴剂、软膏、洗剂、乳膏、凝胶剂、滴剂、栓剂、喷雾剂、液体以及粉末。常规的药物载体、水性基质、粉末或油性基质、增稠剂等可以是必要的或期望的。在一些实施例中，本文提供的药物组合物适用于肠胃外施用。在一些实施例中，本文提供的组合物适用于静脉内施用。
[0359]
还提供了药物组合物，所述药物组合物含有本文提供的作为活性成分的化合物(例如，式i-vc中任一项的化合物，或其药学上可接受的盐)以及一种或多种药学上可接受的载体(赋形剂)。在制备本文提供的组合物时，通常将活性成分与赋形剂混合、用赋形剂稀释或封装在此类载体之内，所述载体呈例如胶囊、药袋(sachet)、纸或其它容器的形式。当所述赋形剂作为稀释剂时，它可以是固体、半固体或液体材料，所述材料可以作为活性成分的媒剂、载体或介质而起作用。因此，所述组合物可以呈片剂、丸剂、粉剂、锭剂、药袋、扁囊剂、酏剂、悬浮液、乳液、溶液、糖浆剂、气溶胶(作为固体或在液体介质中)、软膏、软明胶胶囊和硬明胶胶囊剂、栓剂、无菌可注射溶液以及无菌包装粉剂的形式。
[0360]
合适的赋形剂的一些实例包含但不限于乳糖、葡萄糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露醇、淀粉、阿拉伯树胶、磷酸钙、海藻酸盐、黄芪胶、明胶、硅酸钙、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、水、糖浆以及甲基纤维素。所述调配物还可包含但不限于润滑剂，如滑石、硬脂酸镁和矿物油；润湿剂；乳化剂和悬浮剂；防腐剂，如羟基苯甲酸甲酯和羟基苯甲酸丙酯；甜味剂；调味剂或其组合。
[0361]
活性化合物可在较宽剂量范围内有效，并且一般是以药学有效量施用。然而应当理解，实际施用的化合物的量通常将由医师根据相关情况(包含所选择的施用途径、所施用的实际化合物、个体受试者的年龄、体重和应答、受试者症状的严重性等)来确定。
[0362]
实例
[0363]
将通过具体示例更详细地描述本发明。以下实例是出于说明性目的而提供，并非旨在以任何方式限制本发明。
[0364]
一般方法和材料
[0365]
除非另有说明，否则所有化学品均获自西格马化学公司(sigma chemical co.)。5-羟基-l-色氨酸获自chem-impex国际公司(chem-impex international inc.)(伊利诺伊州伍德戴尔(wood dale,il))。do3a-叔丁酯购自macrocyclics公司(macrocyclics inc.)(德克萨斯州普莱诺(plano,tx))，并且血清素购自tci美国公司(tci america)(俄勒冈州
波特兰(portland,or))。葡萄糖氧化酶获自阿菲梅特里克斯公司(affymetrix)(加利福尼亚州圣克拉拉(santa clara,ca))。完全弗氏佐剂(complete freund's adjuvant)购自西格玛-奥德里奇公司(sigma-aldrich)。髓过氧化物酶获自lee biosolutions公司(密苏里州圣路易斯(st.louis,mo))。使用thermo scientific
tm q-exactive plus ultimate3000 hplc流动注射分析进行高分辨率质谱法。使用bruker ascend
tm 400进行1h-nmr和
13
c-nmr。使用带有2777样品管理器的waters 2545二元梯度模块进行液相色谱质谱法。
[0366]
首先使用shapiro-wilk正态性检验(shapiro-wilk normality test)分析所有数字数据的正态性，随后使用适当的参数或非参数检验确定显著性。使用kruskal-wallis检验(kruskal-wallis test)和dunn多重比较(dunn's multiple comparison)、曼-惠特尼秩和检验(mann-whitney rank sum test)或在适当情况下使用非配对t检验评估ts apoe
–
/
–
与mpo
–
/
–
apoe
–
/
–
之间或喂食wd
±
azm198的ts apoe
–
/
–
之间的δcnr差异。所有统计分析均使用适用于mac的graphpad prism 8.01版(美国加利福尼亚州拉荷亚graphpad软件公司(graphpad software,la jolla california usa))进行，并且单独的数据以平均值
±
sem的形式示出。p值《0.05被认为是显著的。
[0367]
实例1：(s)-2-溴戊二酸二叔丁酯(化合物1)的合成
[0368][0369]
根据先前报道的程序制备化合物1(参见例如国际专利申请第wo 2005/122682号；和moumne等人,《有机化学杂志》2006,71:3332-3334)。
[0370]
步骤1：(s)-2-溴戊二酸
[0371][0372]
将nano2(0.9g，13mmol)于水(5ml)中的溶液在-15℃下经30分钟滴加到l-谷氨酸(1.47g，10mmol)和nabr(3.8g，37mmol)于0.75m hbr(30ml)中的混合物中。在相同温度下再搅拌反应2小时，然后向溶液中缓慢添加浓h2so4(1ml)，然后用et2o(30ml
×
3)萃取。将合并的有机相用盐水洗涤，经na2so4干燥并蒸发以得到(s)-2-溴戊二酸，所述产物在不进一步纯化的情况下用于下一步骤。
[0373]
步骤2：(s)-2-溴戊二酸二叔丁酯(化合物1)
[0374][0375]
将mgso4(5g)和浓h2so4(0.5ml)于dcm(5ml)中的混合物在室温下搅拌2小时，然后添加上述化合物和t-buoh(3g，40mmol)并再搅拌20小时。将反应过滤以去除盐，并用dcm(20ml
×
3)萃取。将合并的有机层用盐水洗涤，经na2so4干燥，蒸发并经受快速色谱法(己烷:乙酸乙酯为5:1)，以得到呈黄色油状物的化合物1(45％，针对两个步骤)。1h nmr(500mhz,cdcl3)δ4.23(dd,1h),2.51(m,2h),2.29(m,2h),1.48(s,9h),1.43(s,9h)；
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ172.7,168.4,82.8,82.6,46.8,32.9,30.0,28.1,27.9。lcms实测值m/z(es+)：
325.3(m+h)。
[0376]
实例2：(s)-2-氨基-3-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)-n-(2-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)乙基)丙酰胺(中间体4)的合成
[0377][0378]
步骤1：(s)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)丙酸(化合物2)
[0379][0380]
将二碳酸二叔丁酯(784mg，3.6mmol)于thf(4ml)中的溶液添加到l-5-羟基-色氨酸(5-htp，660mg，3.0mmol)和k2co3(880mg，6.4mmol)于水(8ml)中的溶液中。将反应在室温下搅拌2小时，然后通过添加1m hcl中和至ph 2-3。在蒸发以去除thf后，用乙酸乙酯(20ml
×
3)萃取溶液，将有机相用盐水(10ml
×
3)洗涤，经无水na2co3干燥，并且蒸发以得到化合物2，所述化合物在不进一步纯化的情况下用于下一步骤。
[0381]
步骤2：(s)-(3-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)-1-((2-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)乙基)氨基)-1-氧代丙烷-2-基)氨基甲酸叔丁酯(化合物3)
[0382][0383]
向化合物2(385mg，1.2mmol)于dmf(5ml)中的溶液中添加edc.hcl(280mg，1.4mmol)，然后添加hobt(216mg，1.4mmol)，并将所得混合物搅拌10分钟。接下来，将预先在dmf(4ml)中制备的游离血清素(220mg，1.0mmol)的溶液添加到反应混合物中。然后将所得混合物再搅拌2小时。用乙酸乙酯(10ml
×
3)萃取反应混合物，将有机层用盐水(10ml
×
3)洗涤，经无水na2co3干燥，并蒸发。通过快速色谱法(乙酸乙酯作为洗脱液)纯化残余物，以以82％的产率得到呈白色固体的化合物3(390mg)。1h nmr(500mhz,dmso)δ10.45(s,2h),8.56(s,1h),8.54(s,1h),7.89(t,1h),7.10(d,1h),7.09(d,1h),7.0(m,2h),6.88(d,1h),6.83(d,1h),6.67(d,1h),6.57(m,2h),4.12(m,1h),3.26(m,2h),2.96(dd,1h),2.79(dd,1h),2.66(m,2h),1.32(s,9h)；
13
c nmr(125mhz,dmso)δ171.8,155.1,150.15,150.13,130.8,130.6,128.1,127.8,123.9,123.0,111.6,111.4,111.2,111.1,110.7,109.3,102.5,102.2,77.9,55.0,40.1,28.2,28.0,25.2；lcms实测值m/z：479.4(m+h)。
[0384]
步骤3：(s)-2-氨基-3-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)-n-(2-(5-羟基-1h-吲哚-3-基)乙
基)丙酰胺(中间体4)
[0385][0386]
将化合物3(300mg)添加到10％三氟乙酸(tfa)于二氯甲烷(dcm；4ml)中的溶液中，并将反应混合物在室温下搅拌5小时。然后在减压下蒸发反应混合物以去除溶剂，并经受制备型hplc以得到期望的中间体4(63％产率)。1h nmr(500mhz,dmso)δ10.70(d,1h),10.50(d,1h),8.57(m,3h),8.05(m,2h),7.14(dd,2h),7.09(d,1h),6.98(dd,2h),6.81(d,1h),6.62(dd,2h),3.87(dt,1h),3.34(m,2h),3.10(dd,1h),2.98(dd,1h),2.68(m,2h)；
13
c nmr(125mhz,dmso)δ168.3,150.4,150.2,130.9,130.8,127.8,127.7,125.2,123.2,111.7,111.5,111.2,110.4,106.0,102.6,102.1,94.8,52.8,39.9,27.6,25.0。lcms实测值m/z：379.5(m+h)。
[0387]
实例3：(r)-2-(4,7,10-三(2-(叔丁氧基)-2-氧乙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)戊二酸二叔丁酯(化合物6)的合成
[0388][0389]
将碳酸钾(210mg，1.5mmol)添加到2,2',2
″‑
(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三基)三乙酸三叔丁酯(do3a-tbu-酯；化合物5；770mg，1.5mmol)和化合物1(480mg，1.5mmol)于乙腈(5ml)中的溶液中，并在回流下将反应混合物加热24小时。在减压下去除溶剂后，将残余物溶解在dcm中并过滤。用dcm到含5％meoh的dcm的梯度洗脱的快速色谱柱以78％的产率得到呈淡黄色固体的化合物6。1h nmr(500mhz,dmso)δ3.48-1.90(m,27h),1.40(s,45h)
13
c nmr(125mhz,dmso)174.8,173.1,173.0,172.3,82.5,82.0,81.9,80.6,60.0,55.9(2),55.6,52.7,52.5,48.6,48.1,47.3,44.3,32.8,28.2,28.0,27.9.δlcms实测值m/z：757.7(m+h),779.6(m-h+na)。
[0390]
实例4：化合物8的合成
[0391][0392]
如下所述，根据先前报道的程序制备化合物8(参见例如kielar等人,《美国化学学
会杂志》2010,132:7836-7837)。
[0393]
步骤1：(r)-2-(4,7,10-三(羧甲基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)戊二酸(化合物7)
[0394][0395]
将化合物6(250mg，0.33mmol)于tfa/dcm(4ml/2ml)中的溶液搅拌18小时。在减压下去除溶剂，并重复上述过程，直到脱保护完成，以得到化合物7(由lcms监测，m/z(es+)：477.4(m+h))，所述产物在不进一步纯化的情况下用于下一步骤。
[0396]
步骤2：化合物8的合成
[0397]
将gdcl3·
6h2o(135mg，0.36mmol)添加到化合物7于水(10ml)中的溶液中。通过添加1m的naoh溶液将溶液的ph值调节至5.5-6.0，直到ph稳定。将反应在50℃下加热过夜。冷却后，通过添加1m的hcl将反应调节至ph～10.9，搅拌40分钟，并且然后离心。将上清液调节至ph 6.5并冻干以得到呈白色固体的化合物8。lcms实测值m/z(es-)：630.2(m),652.1(m-h+na)。
[0398]
实例5：mcmpo-gd的合成
[0399][0400]
向化合物8(125mg，0.2mmol)和三乙胺(56μl，0.4mmol)于dmso(3ml)中的溶液中添加edc.hcl(57mg，0.3mmol)和hobt(40mg，0.3mmol)。20分钟后，将中间体4(76mg，0.2mmol)于dmso中的溶液添加到上述反应中。将反应混合物在室温下搅拌1小时，然后经受制备型hplc以得到呈白色粉末的期望的mcmpo-gd(25％)。lcms实测值m/z(es+)：992.5(m+h)；hrms：992.2795(m+h,计算值c
40h49
gdn8o
12
,992.2793)
[0401]
实例6：mcmpo-gd的稳定性：与zn
2+
的转移金属化
[0402]
由于zn
2+
是钆的主要竞争离子并且在血液中以高浓度存在，将mcmpo-gd在存在zn
2+
的情况下的动力学稳定性与其它药剂的动力学稳定性进行比较(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》,2010,132:168-177；和laurent等人,《放射学研究》,2001,36:
115-122)。
[0403]
将mcmpo-gd或mpo-gd(1mm)用含zncl2(2.5mm)的pbs在40℃下温育，并使用bruker minispec(马萨诸塞州北比勒利卡的bruker analytics公司(bruker analytics,north billerica,ma))上的反转恢复脉冲序列在40℃、0.47t(20mhz)下测量弛豫率(r1)95小时。通过动力学指数(r1
(t)
/r1(
t＝0
)＝0.8)和热力学指数(r1
(72小时)
/r1
(t＝0)
)评估mcmpo-gd的稳定性并将其与mpo-gd(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》,2010,132:168-177)和bma-gd-dtpa(参见例如moumne等人,《有机化学杂志》,2006,71:3332-3334)进行比较。
[0404]
zn
2+
与gd
3+
之间的转移金属化会由于gdpo4沉淀的形成而导致弛豫变化。如先前所述在不同时间点测量t1弛豫时间(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》,2010,132:168-177)。如表1所示，mcmpo-gd在95小时内没有t1变化，并且定义为r1
(t)
/r1
(t＝0)
的长期指数》0.97(t＝72-95小时)，其中比率指数》5,000分钟。此长期指数显著高于mpo-gd的长期指数(0.76)和bma-gd-dtpa的长期指数(0.09)(参见例如laurent等人,《放射学研究》,2001,36:115-122)，这表明mcmpo-gd具有高稳定性，与先前关于大环gbca的动力学稳定性的报道一致(参见例如laurent等人,《造影剂与分子成像(contrast media mol.imaging)》2006,1:128-137)。
[0405]
表1.
[0406] r1
(t＝72小时)
/r1
(t＝0)
对于r1
(t)
/r1
(t＝0)
＝0.8的t(分钟)mcmpo-gd》0.97》5000mpo-gd0.762866bma-dtpa-gd0.0950-60
[0407]
实例7：mcmpo-gd的弛豫效能
[0408]
mri造影剂的弛豫效能(r1)反映所述药剂的敏感性。在40℃下测量含mcmpo-gd的pbs在0.33mm、0.5mm、0.75mm和1mm的浓度下的弛豫率。针对mcmpo-gd浓度绘制1/t1值，并用线性回归进行拟合。线性函数的斜率值被定义为mcmpo-gd的弛豫效能(参见例如rohrer等人,《放射学研究》2005,40:715-724)(参见例如rohrer等人,《放射学研究》2005,40:715-724)。mcmpo-gd在0.47t(pbs，40℃)下的弛豫效能为5.4mm-1
s-1
，如图2a所示，其略高于先前在相同条件下针对mpo-gd确定的4.3mm-1
s-1
(参见例如querol等人,《有机快报》2005,7:1719-1722)。
[0409]
实例8：在通过mpo活化后mcmpo-gd的体外活性
[0410]
为了比较mcmpo-gd和mpo-gd与mpo的反应性，将mcmpo-gd或mpo-gd于pbs(0.5mm，总体积150μl)中的溶液与葡萄糖(作为h2o2供体；6μl，1m)、葡萄糖氧化酶(gox；4μl，1mg/ml)和mpo(10μl，2mg/ml)在40℃下一起温育。通过添加叠氮化钠(1μl，250mg/ml)停止反应，并在40℃下测量在0(添加mpo前)、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、30分钟、60分钟、120分钟和180分钟时的t1弛豫时间。r1比率表示为(r1
(t)-r1
(t＝0)
)/r1
(t＝0)
。
[0411]
如图2b所示，mcmpo-gd在3小时内的t1变化比mpo-gd的变化大3倍以上，表明mcmpo-gd比mpo-gd的活化效率更高。
[0412]
实例9：与蛋白质结合
[0413]
评估了mcmpo-gd和mpo-gd在通过mpo活化后与牛血清白蛋白(bsa)结合的能力。将mcmpo-gd/mpo-gd(0.5mm)于pbs(总体积150μl)中的溶液在具有/不具有bsa的情况下与葡
萄糖(6μl，1m)、gox(4μl，1mg/ml)和mpo(10μl，2mg/ml)在40℃下一起温育1小时。如上所述测量弛豫率。
[0414]
如表2所示，在存在bsa的情况下，mpo-gd在t1缩短方面表现出22％的适度改善(32％到54％)。然而，在具有bsa的情况下，mcmpo-gd显示出41％的改善(80-121％)。总的来说，与mpo-gd相比，mpo介导的mcmpo-gd活化在存在bsa的情况下的结合功效高2.2倍。这些数据表明mcmpo-gd对mpo活化的应答比mpo-gd更强。
[0415]
表2.
[0416][0417]
实例10：细胞毒性mtt测定
[0418]
使用raw 264.7细胞评估mcmpo-gd的细胞毒性，并使用如先前所述的3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)2,5-二苯基-溴化四唑(mtt)还原测定来测量所述细胞毒性(例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》,2010,132:168-177)。将96孔板中每孔约1.5
×
104个细胞在37℃下在含有10％fbs和5％dmso的mcmpo-gd于dmem中的溶液中在0mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm和5mm下培养16小时。培养后，在37℃下用100μl的0.5mg/ml mtt处理细胞2小时，然后向每个孔中添加100μl的dmso，将板在37℃下温育过夜，并使用微板读数器(tecan safire2，瑞士门内多夫的tecan公司(tecan,mannedorf,switzerland))在570nm处测量光密度。在5mm以内未观察到显著的细胞毒性，如图3所示，这远高于预期的体内浓度。
[0419]
实例11：完全弗氏佐剂(cfa)炎症的磁共振(mr)成像
[0420]
mcmpo-gd的功效在由完全弗氏佐剂(cfa)诱导的完善的小鼠皮下炎症模型中得到验证。此实验使用六到十周大的雌性c57bl/6j小鼠(缅因州巴尔港的杰克逊实验室公司(jackson laboratories,bar harbor,me))和mpo缺陷小鼠。在异氟醚麻醉下，在小鼠的一只前肢上皮下注射1:1(v:v)cfa:pbs乳剂(40μl的总体积)。在另一侧注射pbs(40μl)作为对照。24小时后，通过尾静脉注射施用钆药剂(含mcmpo-gd的pbs，其含有10％dmso和20％n,n-二甲基乙酰胺；或含mpo-gd的pbs，其含有5％dmso；或含dotarem的pbs)，并在4.7t小动物mr扫描仪(马萨诸塞州剑桥bruker公司(bruker,cambridge,ma))上使用具有化学脂肪抑制和呼吸门控的连续t1加权成像(tr：900毫秒，te：13.59毫秒，0.156
×
0.156
×
0.5mm体素)在0分钟、15分钟、30分钟、45分钟和60分钟时对小鼠进行成像，所述扫描仪具有3cm的正交体积线圈(德国rapid mr international公司(rapid mr international,germany))。所关注区域(roi)由不知道所使用小鼠或成像剂身份的人手动绘制，并将对比度噪声比(cnr)计算为cnr＝(si
病变-si
骨骼肌
)/sd
背景
。
[0421]
在将cfa乳剂注射到小鼠肩部后24小时，通过尾静脉注射造影剂(0.3mol/kg)，并对动物进行成像。图4a-4d示出了在造影前和分别在野生型小鼠中施用mcmpo-gd、dotarem和mpo-gd的造影剂以及在mpo基因缺陷(mpo
–
/
–
)小鼠中施用mcmpo-gd的造影剂后60分钟获得的代表性图像。在野生型小鼠中，在使用mcmpo-gd的情况下观察到的对比度噪声比(cnr)在60分钟内增加，而在使用dotarem的情况下观察到的cnr随着时间的推移迅速下降，如图
4e所示，表明mcmpo-gd而非dotarem被保留在炎症组织中，这可能是炎症相关mpo活性活化前者并随后与蛋白酪氨酸残基结合的结果。相比之下，在使用mcmpo-gd的情况下对mpo
–
/
–
小鼠的mr成像显示出信号几乎没有增加，如图4c和4e所示，表明在此模型中在使用mcmpo-gd的情况下观察到的信号对mpo的特异性。与使用mpo-gd所见的2倍增加相比，mcmpo-gd的活化比率(ar＝cnr(造影后)/cnr(第一次造影后))增加》4倍(参见例如breckwoldt等人,《美国国家科学院院刊》,2008,105:18584-18589)，如图4f所示，表明mcmpo-gd对mpo活性的敏感性高于mpo-gd。
[0422]
实例12：串联狭窄(ts)的mr成像以及利用azm198进行的干预
[0423]
据报道，与串联狭窄(ts)小鼠模型中的稳定斑块相比，不稳定斑块中的mpo活性升高，如通过mpo-gd mri和lc-ms/ms测定氢乙锭(hydroethidine)转化为2-氯乙锭所评估的(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》,2018,39:3301-3310)。
[0424]
雄性载脂蛋白e基因缺陷(apoe
–
/
–
)小鼠(6周龄)被喂食含有22％脂肪和0.15％胆固醇的西方饮食(western diet，wd)(sf00-219，西澳大利亚州特种饲料(specialty feeds,western australia))，持续共13周。在wd开始后六周，如先前所述将串联狭窄(ts)引入小鼠体内(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》,2018,39:3301-3310)。用4％异氟醚麻醉雄性apoe
–
/
–
小鼠。从环形结缔组织中切割右侧颈总动脉。通过将6-0蓝色编织聚酯纤维缝线(ticron 0.7metric)系在暴露的动脉周围来放置两个狭窄，其中远端狭窄距颈动脉分叉1mm并且近端狭窄距远端狭窄3mm。使用血管周流模块(transonic，ts420)和0.7mm血管周流探头(transonic ma0.7psb)在添加每根结扎线之前和之后测量血流。ts中每根结扎线的流量定义为添加远端结扎线后基线流量的70％和添加近端结扎线后基线流量的20％。流量的改变使右颈动脉易发生动脉粥样硬化斑块，其中在近端缝合线近端的区段具有不稳定的表型，其特征在于纤维帽持续变薄、大量炎性细胞、偶有新生血管、帽破裂和斑块内出血，以及伴有纤维蛋白和血小板沉积的管腔血栓(参见例如chen等人,《循环研究》2013,113:252-265)。相比之下，头臂干中的粉瘤含有厚帽和丰富的胶原蛋白，具有稳定斑块表型的特征(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》,2018,39:3301-3310)。
[0425]
手术前和在ts手术后1周、2周、4周和7周时，如先前所述在通过尾静脉导管静脉内施用0.3mmol/kg的mpo-gd之前和之后，使用具有35mm正交射频线圈和呼吸门控图像采集的9.4t bruker biospec 94/20avance iii系统(德国埃特林根bruker(bruker,ettlingen,germany))在俯卧位下对异氟醚麻醉小鼠进行成像。利用以下参数获得t1加权快速自旋回波(turborare，t1-tse)：tr 1500毫秒，te 8.5毫秒，etl 8，切片厚度1mm，fov 20
×
20mm，矩阵大小192
×
192，平面内分辨率104
×
104μm。然后在覆盖造影剂注射后一小时的时间段的扫描系列中重复此t1-tse方案以评估造影剂流入和保留。osirix(版本10.0.2，瑞士pixmeo(pixmeo,switzerland))用于图像分析。在t1-tse图像中，将不同的所关注区域分配给血管壁、骨骼肌(参考)和背景(空气)。对比度噪声比(cnr)计算如下：cnr＝(si
血管壁-si
骨骼肌
)/sd
背景
。除了头臂干(稳定斑块)中的1-2个连续切片外，还计算了具有不稳定表型的斑块和左颈动脉的对应区段(无斑块)的三个连续切片的平均cnr。通过计算δcnr＝cnr
造影后-cnr
造影前
来评估可归因于mpo的区段增强。
[0426]
对于mpo的药理抑制作用，基于如先前所述每只小鼠的平均每日食物消耗量～3.7g，通过以500μmol/kg体重的每日剂量掺入wd施用azm198(瑞典阿斯利康(astrazeneca,
sweden))(参见例如rashid等人,《欧洲心脏杂志》,2018,39:3301-3310)。根据上述方案，在静脉内施用0.1mmol/kg的mcmpo-gd之前和之后，在ts手术后1周开始azm198治疗并且持续6周，直到ts手术后7周进行mri。
[0427]
在ts手术后7周进行成像，通过尾静脉施用0.3mmol/kg的mpo-gd或0.1mmol/kg的mcmpo-gd。如图5a、5b和5d所示，mcmpo-gd和mpo-gd在不稳定斑块中的信号增强(箭头)相当(δcnr 17.8对15.0，p＝0.368)，但是mcmpo-gd的剂量低三倍。
[0428]
为了证实mcmpo-gd的mr成像可以反映mpo活性，将ts小鼠在ts手术后1周用mpo抑制剂azm198处理，并在另外的6周治疗时间段(ts后总共7周)后使小鼠经受mri。在施用mcmpo-gd后，稳定和不稳定斑块的cnr在造影剂施用后30分钟时增加，但随后(60分钟)在用azm198处理的小鼠中下降，而在对照动物中则没有下降，如图6所示。因此，与对照小鼠中所见相比，经azm198处理的小鼠中对应于不稳定斑块的区域中的δcnr降低了约50％，如图5c和5e所示，表明azm198有效抑制了mpo活性。
[0429]
实例中描述的结果显示出，与mpo-gd相比，mcmpo-gd在体外和体内均具有优越的敏感性和功效。因为活化部分是相似的，并且在不受理论约束的情况下，这种差异可能是两个活化部分更接近以及其刚性的结果。在mpo-gd中，每个活化部分都与dtpa的一侧连接，这可导致mpo氧化后与两种蛋白质或自身结合。然而，在mcmpo-gd中，两个活化部分的紧密接近阻止了自结合并可能迫使药剂与同一蛋白质结合。这提高了蛋白质结合的效率(如表2所示)并进一步减少了多个蛋白质与药剂结合的区段运动。据信，由于mcmpo-gd的稳定性和对破坏性炎症进行成像的能力增强，mcmpo-gd将能够在较低剂量下检测和绘制许多疾病中的破坏性炎症，所述疾病包含但不限于多发性硬化症、非酒精性脂肪性肝炎(nash)、类风湿性关节炎和动脉粥样硬化。这些数据表明mcmpo-gd是用于转化为人类使用的候选分子成像剂。
[0430]
实例13：分子对接实验
[0431]
为了探索mcmpo-gd在检测mpo活性方面比mpo-gd更有效的原因，使用autodock vina进行分子对接研究(参见例如trott等人,《计算化学杂志(j.comput.chem.)》2010,31(2),455-61)并通过pymol进行可视化。由于autodock vina中不包含钆(gd)的参数，因此在对接实验中，用铁(fe)替代gd(参见例如wu等人,《分子模型杂志(j.mol.model)》,2016,22(7),161)。gd和fe具有相同的正电荷；在不受理论约束的情况下，由于gd“埋入”药剂的螯合部分内，而不与对接蛋白直接相互作用，因此假设用fe替代gd不应影响对接结果。
[0432]
与阻断活性位点的mpo抑制剂不同，mcmpo-gd的5-羟基吲哚部分是mpo底物，所述mpo底物在mpo催化循环中与化合物i形式的mpo进行单电子转移，并且不保留在活性位点处(参见例如rodriguez等人,《美国化学学会杂志》2010,132(1),168-77)。mpo-氰化物(mpo-cn)复合物被建议作为研究化合物i的有用替代物，所述化合物的寿命很短，因为化合物i和mpo-cn复合物都含有六配位的低自旋s＝1铁中心；因此，选择来自人类mpo-氰化物-硫氰酸盐(mpo-cn-scn，pdb数据库：1dnw)的mpo-cn复合物的共晶结构作为模型进行对接实验(参见例如malle等人,《英国药物学杂志(br.j.pharmacol.)》2007,152(6),838-54；blair-johnson等人,《生物化学(biochemistry)》2001,40(46),13990-7；hallingback等人,《生物化学》2006,45(9),2940-50)。
[0433]
在这项研究中，针对每种药剂产生了二十种对接构象。如图7所示，mcmpo-gd与mpo
结合的最佳构象揭示了两个酰胺键之间形成氢键，这通过形成五元环来限制mcmpo-gd的旋转，从而增加药剂的刚性。如图8所示，发现来自对接模拟的由20种模式产生的mcmpo-gd与mpo的结合亲和力总体上低于mpo-gd的结合亲和力(11.7-9.5kcal/mol对9.9-7.9kcal/mol)。在不受理论约束的情况下，这些效应可以解释当通过mpo活化时mcmpo-gd的更高功效。
[0434]
mpo-gd和mcmpo-gd与mpo结合的可视化表明，对于两种药剂，5-羟基吲哚部分中的一个与mpo血红素平行，从而形成π-π堆积相互作用，这与先前对血清素和mpo的对接研究一致(参见例如hallingback等人,《生物化学》2006,45(9),2940-50)。然而，在mcmpo-gd中，指向血红素中心的羟基与氰化物(紫色和蓝色)形成氢键，并且亚胺基与来自丙酸血红素的羰基发生静电相互作用(nh...o＝c，)。另一个5-羟基吲哚部分垂直于血红素，其中亚胺分别与pro
101
和thr
100
形成两个氢键(参见图9，左)
[0435]
相比之下，如图9(右)所示，对于mpo-gd，5-羟基吲哚部分中的一个与mpo血红素相互作用而没有静电相互作用，而另一个5-羟基吲哚部分仅与phe
147
形成一个氢键。与mpo-gd相比，这些差异使mcmpo-gd的结合亲和力得到改进。因此，通过分子对接实验也鉴定了mcmpo-gd优于mpo-gd的改进机制。
[0436]
有害炎症和有益炎症的检测和区分具有挑战性，但考虑到它们在疾病发病机制中所起的不同作用，它们是有用的。已发现mpo是破坏性炎症的重要标志物，并且本文提供的实例描述了基于钆的可活化大环mpo特异性药剂mcmpo-gd，所述药剂比线性mpo-gd药剂明显更稳定，并且与之前的mpo感测mri药剂相比，对mpo活性的应答高至多三倍。
[0437]
其它实施例
[0438]
应理解，虽然已经结合本发明的详细描述对本发明进行了描述，但前面的描述旨在说明而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书的范围限定。其它方面、优点和修改都在以下权利要求的范围内。