用于预防和治疗炎症的Cryopyrin抑制剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及改善的抗炎剂及其用于抑制炎症的方法。特别地，本发明提供了 化合物，其可以抑制cryopyrin(NRLP3或NALP3)炎性小体的形成及其活化，以及提供使用其 类似物预防或治疗NRLP3炎性小体相关的疾病和病症的方法，例如心力衰竭和急性炎症性 疾病和慢性炎症性疾病。
【背景技术】
[0002] 炎性小体是蛋白复合物，其能够识别一组多样化的炎症诱导的刺激物和通过活化 半胱天冬酶-l(caspase-l)来控制重要的促炎细胞因子例如IL-Ιβ和IL-18的产生。全部炎 性小体都具有类似的结构，其一般由N0D样受体(NLR)感受器组分（即cryopyrin，[NLRP3或 NALP3]; sensor)、适应器组分(ASC;adaptor)、效应器组分(半胱天冬酶-1; effector)和基 质组分(促炎性细胞因子白介素1β前体和白介素18前体)构成。感受器可以识别危险信号例 如组织损伤或受压期间分泌的损伤相关分子模式的分子(DAMPs)(细胞外ΑΤΡ、尿酸盐晶体、 淀粉体、细胞碎片），和病原相关分子模式(PAMPs )、及感染性病原体的进化保守结构。在 NLR家族成员中，cryopyrin(NLRP3或NALP3)是研究最多的炎性小体感受器。炎性小体的组 装要求cryopyrin的热蛋白结构域(pyrin domain)和适应器组分(ASC)(包含半胱天冬酶招 募结构域的凋亡相关微粒蛋白）之间的相互作用。该相互作用导致了对半胱天冬酶-1的招 募，并随后导致了促炎性细胞因子IL-β和IL-18的成熟和分泌。通过感受器、适应器和效应 器之间的复合相互作用，该炎性小体起到作为外部或内部压力的"卫士"的作用，以及作为 炎症反应的关键"放大器"的作用。
[0003] 急性心肌梗塞(AMI)涉及一种临床综合征，其中心脏细胞由于缺血、在氧气供给和 需求之间的不平衡而死亡。在全世界，AMI都是导致不利的心脏重构、心力衰竭和死亡的最 常见的原因。AMI期间心脏细胞的死亡导致功能性心脏肌肉（心肌)的最初损失，随后是由无 菌性炎症反应介导的继发性损伤。在缺血性损伤例如AMI之后，炎性小体在炎症反应中占据 了核心角色。AMI期间炎症反应的程度预示着AMI病人的临床结果，具有更多炎症的病人表 现出更高比例的心力衰竭或死亡。最近的研究已经表明，使用针对感受器、cryopyrin的小 干扰(沉默)RNA来抑制实验性AMI中的炎性小体的形成，导致心脏损伤降低和更有利的梗塞 治疗(Mezzaroma等，科学院报PNAS2011; 127:143-152)。敲除了ASC(炎性小体的支架蛋白） 的小鼠中也观察到了类似效应。这些数据表明，在AMI期间cryopyrin在心脏炎性小体的形 成中起核心角色，以及在AMI之后抑制cryopyin从而防止不利的心脏重构的潜在价值。目前 没有已知的革E1向抑制cry opy r i η的药物。
[0004] 格列本脲(glyburide)，是一种抗糖尿病药物，其可以促进胰腺细胞分泌胰岛素， 已经表明在体外其对骨髓细胞中的cryopyrin具有抑制活性。此外，一些观察性研究表明格 列本脲对病人具有保护性的抗炎效果。然而，格列本脲在体内作为有效的抗炎治疗的使用 受到超高剂量需求的限制，因为其会导致严重的、可能致死的低血糖症。而且，由于格列本 脲限制缺血预适应(一种先天保护效应），其已经表现出潜在的"心脏毒性"。
[0005] 目前存在针对调节炎症，例如与AMI相关的无菌性炎症的新型治疗策略的迫切需 求。再灌注和抑制神经激素活化的现有方法已经成功地降低了 AMI的发病率和死亡率，但是 AMI仍然和心脏病和死亡的高发病率相关，所述心脏病和死亡与过度的未受反抗的炎性活 动相关。
【发明内容】
[0006] 格列本脲的磺酰基和苯甲酰胺部分涉及cryopyrin的抑制，其中环己基脲部分涉 及胰岛素的分泌和缺血预适应。环己基脲部分的存在是称为磺酰脲类药物的特征。已经设 计了一种新型类似物家族，其包含磺酰基和苯甲酰胺部分，但是不包含格列本脲的环己基 脲部分，即不存在环己基脲部分，因此不是用于治疗糖尿病的磺酰脲类药物的一部分。所得 化合物可以抑制cryopyrin(NRLP3、NALP3)炎性小体的形成和活性，因此起抗炎剂的作用， 而不影响胰岛素的分泌或缺血预适应。相应地，本申请公开的内容提供了新型类似物，其为 抗炎剂，以及它们用于抑制炎症的方法，例如通过抑制cr y 〇 py r i n (NRLP3)炎性小体的形成 和活性来抑制炎症。在一些方面，试剂和方法用于治疗AMI，例如为了预防或治疗与炎症相 关的心力衰竭，最初炎症和"继发性"炎症均在AMI之后产生。在另一些方面，抑制剂用于预 防或治疗其他NRLP3炎性小体介导的疾病，例如痛风和各种自身炎症性疾病。当用于体内给 药时，有利地，所述抑制剂是无毒的。
[0007] 本发明的其他特征和优点将在本发明的下述说明书中列出，其根据说明书是显而 易见的或可以根据本发明的实践而了解到。根据说明书和权利要求书特别指出的组合物和 方法，可以实现和获得本发明。
[0008] 本发明的一个目的在于提供一种如式I所示的化合物：
[0009]
以存在或缺失；
[0015] X是羰基或CH2或ch2〇h;以及
[0016] Y是ΝΗ、0、或S;以及
[0017] Z是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取 代的C1-C5烷基，或是NHR，其中R选自于无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环 状的、被取代的或未被取代的Cl -C5烷基；
[0018] V是：i)NRV，其中R1和R2是Η或C1-C6烷基，它们可以相同或不同；或ii)包含与S直 接键合的N的饱和杂环;或iii)未被取代的或被取代的胍部分；以及该化合物在药学上可接 受的盐。在一个方面，化合物是
[0020] 一…[0021] 在另一个方面，化合物是
[0019]
[0022]
[0023] 本发明也提供组合物，所述组合物包含这些化合物的每一种、和此处所述的它们 的变体(其与药学上可接受的载体相结合）。
[0024] 本发明也提供预防或治疗所需个体中NRLP3炎性小体相关的炎症的方法，其包括 向所述个体给药有效治疗剂量的式I化合物的步骤：
[0025]
[0026] 其中
[0027] R1是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取 代的C1-C8烷基或是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或 未被取代的C1-C8烷氧基；
[0028] R4是卤素、氨基、硝基或氰基；
[0029] R2、R3和R5是相同的或不同的，其独立地选自于Η，或无支链的、支链的、饱和的、不 饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷基，或无支链的、支链的、饱和 的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷氧基，或无支链的、支链 的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷基羰基 (alkylcarbonyl)、卤素、羟基、氨基、硝基和氰基；
[0030] W是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、被取代的或未被取代的C1-C4烷基，其可 以存在或缺失；
[0031 ] X是羰基或CH2或ch2〇h ;和
[0032] Y 是 ΝΗ、0、或S;和
[0033] Z是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取 代的C1-C5烷基，或是NHR，其中R选自于无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环 状的、被取代的或未被取代的Cl -C5烷基；
[0034] V是：i)NRV，其中R1和R2是H，或C1-C6烷基，它们可以相同或不同；或ii)包含与S 直接键合的N的饱和杂环;或i i i)未被取代的或被取代的胍部分。
[0035] 在本发明所述方法的一些方面，化合物是
[0036]
[0037 ]在本发明所述方法的其它方面，化合物是
[0038]
[0039] 在例举性方法中，NRLP3炎性小体相关的炎症选自于由急性心肌梗塞(AMI)之后产 生的不利的心脏重构、腹膜炎、和自身炎症性病理构成的组。
[0040] 本发明也提供预防或治疗曾经患有急性心肌梗塞(AMI)的个体的心力衰竭的方
[0041] 法，其包括向所述个体给药有效治疗剂量的式I化合物的步骤：
[0042]
[0043] 其中
[0044] R1是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取 代的C1-C8烷基或是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或 未被取代的C1-C8烷氧基；
[0045] R4是卤素、氨基、硝基或氰基；
[0046] R2、R3和R5是相同的或不同的，其独立地选自于Η，或无支链的、支链的、饱和的、不 饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷基，或无支链的、支链的、饱和 的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷氧基，或无支链的、支链 的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取代的C1-C8烷基羰基 (alkylcarbonyl)、卤素、羟基、氨基、硝基和氰基；
[0047] W是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、被取代的或未被取代的C1-C4烷基，其可 以存在或缺失；
[0048] X是羰基或CH2或CH20H;和
[0049] Y 是 ΝΗ、0、或S;和
[0050] Z是无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环状的、被取代的或未被取 代的C1-C5烷基，或是NHR，其中R选自于无支链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的或非环 状的、被取代的或未被取代的Cl -C5烷基；
[0051 ] V是：i )NRV，其中R1和R2是HSCi-Cs烷基，它们可以相同或不同；或ii)包含与S直 接键合的N的饱和杂环;或i i i)未被取代的或被取代的胍部分。
[0052] 在例举性方法中，化合物是
[0053]
[0054] 在其它例举性方法中，化合物是
[0055]
【附图说明】
[0056] 图1为显示cryopyrin活化和炎性小体形成的简化示意图，两者导致炎症反应（IL-1β和IL-18)的扩大，以及促进细胞死亡(细胞焦亡(pyroptosis))。
[0057] 图2显示化合物1的修饰。
[0058]图3显示5-氯-2-甲氧基-N-[2_(4-磺酰胺基苯基)_乙基]-苯甲酰胺的合成途径。 [0059] 图4A-图41显示通过16673-34-0靶向抑制NLRP3炎性小体。
[0060]图A显示用于形成NLRP3炎性小体以及NLRC4和A頂2炎性小体的刺激物的代表性示 意图。图B显示由培养的巨噬细胞(J774A.1)分泌的响应LPS/ATP的白介素-lf3(IL-lf3)的增 加，其中白介素-Ιβ(Ι?-Ιβ)的增加被16673-34-0或格列本脲抑制(*P〈0.05对LPS/ATP)。图 C-图E显示培养的心肌细胞(HL-1)在没有刺激（图C)或在LPS/ATP之后（图D)的ASC聚集 (aggregation);图E中定量显示了通过16673-34-0或格列本脲的处理抑制了LPS/ATP之后 ASC聚集的形成(*P〈0.05对LPS/ATP)。图F和图G显示心肌细胞中LPS/ATP之后或LPS/尼日利 亚菌素之后的半胱天冬酶-1活性和细胞死亡的增加，以及通过16673-34-0或格列本脲的处 理还防止半胱天冬酶-1活性和细胞死亡的增加(*P〈〇. 05对LPS/ATP或LPS/尼日利亚菌素）。 图Η和图I分别显示在分别用鞭毛蛋白（flagellin)或聚(脱氧腺嘌呤:脱氧胸腺嘧啶）（Poly ((^:(11'))刺激见1^4或4頂2炎性小体之后半胱天冬酶-1活性和细胞死亡的增加，以及 16673-34-0抑制效果的缺失。
[0061] 图5A和5B显示中间缺失磺酰残基的16673-34-0对NLRP3炎性小体没有抑制效果。 这些图表明在LPS/ATP之后心肌细胞中半胱天冬酶-1活性(A)和细胞死亡(B)的增加，所述 半胱天冬酶-1活性和细胞死亡的增加通过16673-34-0而不是通过合成中缺失磺酰残基的 中间化合物(*P〈〇. 05对LPS/ATP)的处理而被抑制。在16673-34-0和中间化合物之间的P值 如图所示。
[0062] 图6A和图6B显示16673-34-0对小鼠体内的葡萄糖控制没有作用。
[0063] 图A显示葡