Usp30抑制剂及其使用方法
【专利说明】USP30抑制剂及其使用方法
[0001] 领域
[0002] 本发明提供USP30的抑制剂以及使用USP30的抑制剂的方法。在一些实施方案中， 提供治疗涉及线粒体缺陷的病症的方法。
[0003] 背景
[0004] 线粒体自噬（Mitophagy)是通过溶酶体降解消除线粒体的专门的自体吞噬途径。 由此，其在细胞器的正常细胞更新过程中、在红细胞成熟过程中以及在受精之后去除线粒 体，以去除精子来源的线粒体。线粒体自噬还调节损坏的线粒体的清除，这是线粒体质量控 制的重要方面。缺陷的或过量的线粒体，如果不将其清除，可能变成异常的氧化压力来源， 并且通过线粒体融合破坏健康的线粒体。在酵母中，线粒体自噬的选择性阻断由过量的线 粒体引起活性氧（ROS)的増加的产生和线粒体DNA(mt-DNA)的丢失。受损的线粒体质量控 制还可能影响关键的生物合成途径，ATP产生和Ca2+缓冲，并且扰乱整体细胞内稳态。
[0005]帕金森病（Parkinson，sdisease，PD)是次于阿尔茨海默病（Alzheimer，s disease，AD)的第二最常见的神经变性病症，其特征最主要在于黑质中多巴胺能神经元的 丧失。尽管ro的发病机制还不清楚，但是，ー些证据链表明线粒体功能障碍对ro是重要的。 一种线粒体毒素，即MPTP，损坏多巴胺神经元，并且在人中产生临床帕金森症。流行病学证 据将ro与暴露于杀虫剂联系起来，所述杀虫剂如鱼藤酮（复合物I抑制剂）和百草枯（氧 化应激物）。与线粒体损坏一致，在来自ro患者的黑质中发现减少的复合物I活性和高水 平的mt-DNA突变。类似地，在ro的遗传模型中存在线粒体的功能和形态变化。可能最引 人注意的是，早期发作的家族性F1D可能是由于Parkin泛素-连接酶和PINKl丝氨酸/苏 氨酸蛋白激酶的突变引起，这两种酶都起作用通过调节线粒体动力学和质量控制来維持健 康的线粒体。
[0006] 本领域的遗传性研究确定PINKl在Parkin的上游起作用，以维持正确的线粒体形 态和功能。PINKl从细胞质中招募Parkin到损坏的线粒体的表面，导致Parkin-介导的线 粒体外膜蛋白的遍在蛋白化并且通过线粒体自噬去除损坏的线粒体。PINKl或Parkin中 的PD-相关的突变消弱Parkin募集、线粒体遍在蛋白化和线粒体自噬。Parkin调节线粒体 功能的多个方面，如线粒体动力学和运输，并且还可以影响线粒体生物进化（biogenesis)。 损坏的线粒体上宽范围的线粒体外膜蛋白的降解似乎受Parkin影响。在这些线粒体相关 的蛋白中，MIR0,即线粒体-驱动蛋白运动元连接物复合物（mitochondria-kinesinmotor adaptorcomplex)的成分，可能是Parkin与PINK-I共有的底物。
[0007] 在家族性ro中，Parkin的表达和/或活性可能经由遗传突变而被消弱，或者在偶 发性ro中，经由磷酸化而被消弱。在黑质多巴胺神经元中遗传性高线粒体氧化应激的情 形中，失去Parkin-介导的线粒体质量控制可能解释黑质神经元对神经变性的更大的易感 性。在ro中，促进损坏的线粒体的清除和增强线粒体质量控制可能是有益的。
[0008] 概述
[0009] 在一些实施方案中，提供增加细胞中的线粒体自噬的方法。在一些实施方案中，所 述方法包括使细胞与USP30的抑制剂接触。
[0010] 在一些实施方案中，提供增加细胞中的线粒体遍在蛋白化的方法。在一些实施 方案中，提供增加细胞中选自下述的至少ー种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、 至少六种、至少七种、至少八种、至少九种、至少十种、至少i^ 一种、至少十二种、至少十三种 或十四种蛋白的遍在蛋白化：Tom20,MIRO,MUL1，ASNS，FKBP8,T0M70,MAT2B，PRDX3,IDE, VDAC1，VDAC2,VDAC3,IP05,PSD13,UBP13和PTH2。在一些实施方案中，所述方法包括使细 胞与USP30的抑制剂接触。
[0011] 在一些实施方案中，所述方法包括增加选自Tom20的K56、K61和K68的至少ー 个、至少两个或三个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自MIRO 的K153、K187、K330、K427、K512、K535、K567和K572的至少ー个、至少两个、至少三个、至少 四个、至少五个、至少六个、至少七个或八个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述 方法包括增加选自MULl的K273、K299和K52的至少ー个、至少两个或三个氨基酸的遍在蛋 白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自ASNS的K147、K168、K176、K221、K244、 K275、K478、K504和K556的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、 至少七个、至少八个或九个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加 选自FKBP8 的K249、K271、K273、K284、K307、K317、K334 和K340 的至少ー个、至少两个、至 少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个或八个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施 方案中，所述方法包括增加选自T0M70 的K78、K120、K123、K126、K129、K148、K168、K170、 K178、K185、K204、K230、K233、K245、K275、K278、K312、K326、K349、K359、K441、K463、K470、 K471、K494、K501、K524、K536、K563、K570、K599、K600 和K604 的至少ー个、至少两个、至少 三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个或至少十个氨基酸的 遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自MAT2B的K209、K245、K316和K326 的至少ー个、至少两个、至少三个或四个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方 法包括增加选自PRDX3的K83、K91、K166、K241和K253的至少ー个、至少两个、至少三个、 至少四个或五个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自IDE的 K558、K657、K854、K884、K929和K933的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五 个或六个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自VDACl的K20、 K53、K61、K109、K110、K266和K274的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、 至少六个或七个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自VDAC2 的K31、K64、K120、K121、K277和K285的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五 个或六个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自VDAC3的K20、 K53、K61、K109、K110、K163、K266和K274的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少 五个、至少六个、至少七个、或八个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括 增加选自IP05 的K238、K353、K436、K437、K548、K556、K613、K678、K690、K705、K775 和K806 的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至 少九个或至少十个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自PSD13 的K2、K32、K99、K115、K122、K132、K161、K186、K313、K321、K347、K350 和K361 的至少ー 个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个或 至少十个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自UBP13的K18、 K190、K259、K326、K328、K401、K405、K414、K418、K435、K586、K587 和K640 的至少ー个、至 少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个或至少十 个氨基酸的遍在蛋白化。在一些实施方案中，所述方法包括增加选自PTH2的47、76、81、95、 106、119、134、171、177的至少ー个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至 少七个、至少八个或九个氨基酸的遍在蛋白化。
[0012] 在一些实施方案中，所述细胞处于氧化应激中。在一些实施方案中，提供减少细胞 中的氧化应激的方法。在一些实施方案中，方法包括使细胞与USP30的抑制剂接触。
[0013] 在一些实施方案中，所述细胞包含Parkin中的致病性突变、PINKl中的致病性突 变或包含Parkin中的致病性突变与PINKl中的致病性突变。Parkin中的非限制性的示例 性的致病性突变显示在表1中。因此，在一些实施方案中，Parkin中的致病性突变选自表 1中的突变。PINKl中的非限制性的示例性的致病性突变显示在表2中。在一些实施方案 中，PINKl中的致病性突变选自表2中的突变。
[0014] 在不同的实施方案中，所述细胞选自神经元、心脏的细胞（cardiaccell)和肌细 胞。在一些这样的实施方案中，所述细胞是离体的或体外的。备选地，在一些这样的实施方 案中，所述细胞包含在受试者中。
[0015] 在一些实施方案中，提供治疗受试者中涉及线粒体缺陷的病症的方法。在ー些实 施方案中，所述方法包括给所述受试者施用有效量的USP30的抑制剂。在一些实施方案中， 涉及线粒体缺陷的病症选自涉及线粒体自噬缺陷的病症、涉及线粒体DNA突变的病症、涉 及线粒体氧化应激的病症、涉及线粒体形状或形态缺陷的病症、涉及线粒体膜电位缺陷的 病症和涉及溶酶体贮积缺陷的病症。
[0016] 在一些实施方案中，涉及线粒体缺陷的病症选自神经变性病；线粒体肌病、脑病、 乳酸性酸中毒和卒中样发作（MELAS)综合征（mitochondrialmyopathy，encephalopathy，lacticacidosis，andstroke-likeepisodes(MELAS)syndrome);莱伯遗传性视神经 病（Leber'shereditaryopticneuropathy,LH0N);神经病、共济失调、色素性视网膜 炎-母系遗イ专的利氏综合征（neuropathy，ataxia，retinitispigmentosa-maternally inheritedLeighsyndrome，NARP-MILS);Danon病（Danondisease);引起心肌梗死的缺 血性心脏病；多发性硫酸脂酶缺乏症（multiplesulfatasedeficiency,MSD);粘脂质累 积II(mucolipidosisII，MLII);粘脂质累积 111(mucolipidosisIII，MLIII);粘脂 质累积IV(mucolipidosisIV，MLIV) ;GM1_ 神经节苷脂把!积病（GMl-gangliosidosis， GM1);神经元錯样脂-脂褐质沉积症（neuronalceroid-lipofuscinoses,NCLl);阿尔拍斯 病（Alpersdisease);巴尔特综合征（Barthsyndrome) 氧化缺陷（Beta-oxidation defects);肉喊-醜基-肉喊缺乏症（carnitine-acyl-carnitinedeficiency);肉喊缺乏 症（carnitinedeficiency);肌酸缺乏综合征（creatinedeficiencysyndromes);辅酶 QlO缺乏症（co-enzymeQlOdeficiency);复合物I缺乏症（complexIdeficiency);复合 物II缺乏症（complexIIdeficiency);复合物III缺乏症（complexIIIdeficiency); 复合物IV缺乏症（complexIVdeficiency);复合物V缺乏症（complexVdeficiency); COX缺乏症（COXdeficienc