专利名称：Atp结合盒转运蛋白的异喹啉调节剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及ATP结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段的调节剂，包括囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(“CFTR”)、其组合物，以及与其有关的方法。本发明还涉及使用这种调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
背景技术：
ABC转运蛋白是膜转运蛋白家族，其调节多种药理学试剂、潜在毒性的药物、和外源物、以及阴离子的转运。ABC转运蛋白是结合并利用细胞的三磷腺苷(ATP)来实现其特定活性的同源膜蛋白。发现这些转运蛋白中的一些是多药抗性蛋白质(如MDRl-P糖蛋白，或多药抗性蛋白质，MRP1)，为恶性癌细胞提供针对化疗剂的防御。到目前为止，已经鉴定了48种ABC转运蛋白，并基于它们的序列同一性和功能分为7个家族。ABC转运蛋白调节体内的多种重要的生理学作用，并提供针对有害的环境化合物的防御。因此，它们代表了重要的潜在药物靶标，用于治疗与转运蛋白缺陷有关的疾病、防止药物从靶细胞中转运出来、和干预其中调节ABC转运蛋白活性可能有利的其它疾病。通常与疾病有关的ABC转运蛋白家族的一个成员是cAMP/ATP-介导的阴离子通道CFTR。CFTR在多种细胞型中表达，包括吸收性和分泌性上皮细胞，在其中它调节阴离子的跨膜流动，以及其它离子通道和蛋白质的活性。在上皮细胞中，CFTR的正常功能对于维持包括呼吸和消化组织在内的整个身体的电解质转运是关键的。CFTR由大约1480个氨基酸组成，编码由串联重复的跨膜结构域构成的蛋白质，每个跨膜结构域包含六个跨膜螺旋和一个核苷酸结合结构域。两个跨膜结构域由具有多个磷酸化位置的大的、极性的、调节性(R)结构域连接，所述结构域调节通道活性和细胞运输。已经鉴定了编码CFTR的基因并进行了测序(参见Gregory，R.J.等人(1990)Nature 347:382-386 ;Rich,D.P.等人(1990)Nature347:358-362)，(Riordan, J. R.等人(1989)Science 245:1066-1073)。这个基因的缺陷引起CFTR突变，导致囊性纤维化(“CF”)，囊性纤维化是最常见的人类致命性遗传疾病。在美国，囊性纤维化影响大约1/2, 500的婴儿。在所有美国人口中，高达1000万人带有该缺陷基因的一个单拷贝而没有明显的有害作用。相比之下，带有两个CF相关基因拷贝的个体受到CF的致虚弱和致命作用的影响，包括慢性肺病。在囊性纤维化患者中，在呼吸上皮中内源表达的CFTR的突变导致顶端阴离子分泌(apical anion secretion)减少，引起离子和流体转运失去平衡。产生的阴离子转运减少有助于肺内粘液蓄积增加和同时发生的最终引起CF患者死亡的微生物感染。除了呼吸道疾病之外，CF患者典型地受到胃肠问题和胰腺机能不全的困扰，如果未经治疗，会导致死亡。另外，大部分的囊性纤维化男性患者不能生育，而囊性纤维化的女性患者生育力降低。与CF相关基因两个拷贝的严重影响相反，带有CF相关基因单个拷贝的个体表现出对霍乱和对由腹泻引起的脱水的耐受力增加，可能是在该群体中CF基因的出现频率比较高的原因。CF染色体的CFTR基因的序列分析揭示了引起突变的多种疾病(Cutting，G. R.等人(1990)Nature 346:366-369 ;Dean, M.等人(1990)Cell 61:863:870 ；和 Kerem, B-S.等人(1989)Science 245:1073-1080 ;Kerem, B-S 等人(1990)Proc. Natl. Acad. Sci.USA87:8447-8451)。到目前为止，已经鉴定了 >1000种引起CF基因突变的疾病(http://www. genet, sickkids. on. ca/cftr/)。最常见的突变是在CFTR氨基酸序列的508位的苯丙氨酸的缺失，其通常被称为AF508-CFTR。这种突变发生在大约70%的囊性纤维化病例中，并涉及重症疾病。AF508-CFTR的残基508的缺失阻止了新生蛋白正确地折叠。这导致突变的蛋白不能离开ER和运输到质膜。因此，存在于膜中的通道数目远少于在表达野生型CFTR的细胞 中所观察到的通道数目。除了运输受损之外，该突变导致有缺陷的通道门控。膜中通道数目减少与有缺陷的门控结合起来，使得穿过上皮的阴离子运送减少，并导致有缺陷的离子和流体转运。(Quinton, P. M. (1990), FASEB J. 4:2709-2727)。然而，研究显示，尽管低于野生型CFTR，但是膜中的AF508-CFTR数目减少也是有作用的。(Dalemans等人(1991) ,NatureLond. 354:526-528 ;Denning 等人，出处同前；Pasyk and Foskett (1995), J. Cell.Biochem. 270:12347-50)。除了 A F508-CFTR之外，引起导致有缺陷的运输、合成、和/或通道门控的CFTR突变的其它疾病可以被向上或向下调节，以改变阴离子分泌和调节疾病进程和/或严重程度。尽管CFTR转运除阴离子之外的多种分子，但是显然，这种作用(转运阴离子)代表了将离子和水转运穿过上皮的重要机制中的一个因素。其它因素包括上皮细胞的Na+通道、ENaC、Na+/2C17K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底膜K+通道，它们都负责将氯离子摄取到细胞中。这些因素一起起作用，通过它们的选择性表达和在细胞内的定位实现穿过上皮的定向转运。通过存在于顶膜上的ENaC和CFTR与在细胞基底膜表面上表达的Na+-K+-ATP酶泵和Cl—通道的协调的活性发生氯离子吸收。氯离子从腔侧的继发性主动转运导致细胞内氯离子蓄积，然后通过Cl—通道被动离开细胞，产生向量运输。Na+/2C17K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵的排列和在基底侧表面上的基底侧膜K+通道与在腔侧上的CFTR —起通过腔侧上的CFTR协调氯离子的分泌。因为水本身决不可能主动转运，其借助由钠和氯离子的总体流动所生成的微小的跨上皮渗透梯度流过上皮。除了囊性纤维化之外，CFTR活性的调节可能有利于并非直接由CFTR突变引起的其它疾病，诸如分泌性疾病和CFTR介导的其它蛋白质折叠疾病。这些包括但不限于慢性阻塞性肺病(COPD)、干眼病、和斯耶格伦病。CCffD的特征在于进行性的和不完全可逆的气流受限。气流受限归因于粘液分泌过多、肺气肿、和细支气管炎。突变型或野生型CFTR的活化剂提供了对COPD中常见的粘液分泌过多和粘液纤毛清除受损的潜在治疗。具体地，穿过CFTR的阴离子分泌增加可以促进流体转运到气道表面液体中以便使粘液水合和优化纤毛周围流体粘度(periciliary fluidviscosity).这会引起粘液纤毛清除增加和与CCffD有关症状减少。干眼病的特征在于泪水产生减少和泪液膜脂质、蛋白质和粘蛋白分布异常。干眼有许多原因，其中一些包括年龄、Lasik眼睛手术、关节炎、药物、化学品/热灼伤、变态反应、和疾病诸如囊性纤维化和斯耶格伦综合征。通过CFTR的阴离子分泌增加会增加来自角膜内皮细胞和眼睛周围的分泌腺的流体转运，以加强角膜水合。这会有助于减轻与干眼病有关的症状。斯耶格伦综合征是一种自身免疫性疾病，其中免疫系统攻击全身的产生水分的腺体，包括眼睛、口腔、皮肤、呼吸组织、肝脏、阴道、和内脏。症状包括眼睛、口腔、和阴道干燥，以及肺疾病。该疾病还与类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、系统性硬化、和多发性肌炎(polymypositis)/皮肤肌炎有关。有缺陷的蛋白质运输被认为引起该疾病，其治疗选择有限。CFTR活性调节剂可以使该疾病所影响的各器官水合并有助于相关症状的增加。正如以上的讨论，认为AF508-CFTR中残基508的缺失阻止新生蛋白质的正确折叠，导致这种突变型蛋白质不能离开ER和运输到质膜。因此，存在于质膜中的成熟蛋白质的数量不足，且上皮组织内的氯离子转运显著减少。事实上，已经表明ER结构对AB C转运蛋白的有缺陷的E R处理的这种细胞现象不仅是CF疾病的潜在基础，而且是多种其它孤立疾病和遗传疾病的潜在基础。ER结构能机能失常的两个途径是 对蛋白质的ER出口的偶联丧失导致降解，或者是这些有缺陷的/错误折叠的蛋白质的 ER 蓄积[Aridor M 等人，Nature Med. , 5 (7), pp745-751 (1999) ；Shastry, B. S.等A Neurochem. International, 43, ppl~7 (2003) ；Rutishauser, J.等人，Swiss Medffklv. 132. PP211-222 (2002) ;Morello, JP 等人，TIPS,红，pp. 466-469 (2000) ；Bross P.等人，Human Mut.，li，pp. 186-198 (1999)]。与第一类ER机能失常有关的疾病是囊性纤维化(归因于上述讨论的错误折叠的AF508-CFTR)、遗传性肺气肿(归因于al_抗胰蛋白酶变体)、遗传性血色素沉着病、凝结-纤维蛋白溶解缺陷诸如蛋白C缺陷、I型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷诸如家族性高胆固醇血症、I型乳糜微粒血症、无P月旨蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞病/假性赫尔勒病、粘多糖累积症(归因于溶酶体加工酶)、Sandhof/Tay-Sachs (归因于￠-氨基己糖苷酶)、II型Crigler-Najjar (归因于UDP-葡糖苷酸-唾酸(Sialyc)-转移酶)、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病(归因于胰岛素受体)、Laron侏儒症(归因于生长激素受体)、髓过氧化物酶缺乏症、原发性甲状旁腺功能减退(归因于前甲状旁腺激素原)、黑素瘤(归因于酪氨酸酶)。与后一类ER机能失常有关的疾病是Glycanosis⑶Gl型、遗传性肺气肿(归因于al_抗胰蛋白酶(PiZ变体)、先天甲状腺机能亢进、成骨不全(归因于I、II、IV型前胶原)、遗传性血纤维蛋白原过少(归因于纤维蛋白原)、ACT缺陷(归因于a I-抗凝乳蛋白酶)、尿崩症(DI)、神经生理性(Neurophyseal)DI (归因于 V 加压素激素(asopvessin hormone)/V2_ 受体)、肾性尿崩症(归因于Aquaporin II)、Charcot-Marie Tooth综合征(归因于外周髓鞘蛋白22)、Perlizaeus-Merzbacher病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病(归因于PAPP和早老素)、帕金森氏病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上麻痹、皮克病、几种多谷氨酰胺神经病症(诸如亨廷顿病、脊脑小脑共济失调I型、脊髓和延髓肌肉萎缩、齿状核红核苍白球丘脑下部萎缩、和肌强直营养不良、和海绵状脑病诸如遗传性克-雅二氏病(归因于朊病毒蛋白加工缺陷)、法布里病(归因于溶酶体Ct-半乳糖苷酶A)和Straussler-Scheinker综合征(归因于Prp加工缺陷)。除了 CFTR活性的向上调节之外，由CFTR调节剂减少阴离子分泌可能有利于分泌性腹泻的治疗，在分泌性腹泻中，由于促分泌活化的氯离子转运使得上皮的水转运显著地增加。所述机制涉及cAMP的升高和CFTR的刺激。尽管腹泻有许多的原因，但是由过量的氯离子转运所引起的腹泻疾病的主要后果是所有腹泻所共有的，且包括脱水、酸中毒、生长受损和死亡。急性和慢性的腹泻代表了世界上许多地区的主要的医疗问题。腹泻是发生营养不良的主要因素，而且是在低于五岁的儿童中导致死亡的主要原因(5，000, 000死亡/年)。分泌性腹泻在获得性免疫缺乏综合征(AIDS)患者和慢性炎症性肠病(IBD)患者中也是危险的状况。每年有1600万从工业化国家到发展中国家的旅行者发生腹泻，腹泻的强度和病例数取决于旅行的国家和地区的不同而不同。
圈养动物和宠物诸如牛、猪、和马、绵羊、山羊、猫和狗的腹泻也称为家畜腹泻，是这些动物的主要死亡原因。腹泻可以由任何较大的转变引起，诸如断奶或身体活动，以及响应于多种细菌或病毒感染发生，并且通常在动物生命的前几个小时内发生。最常见的致腹泻细菌是具有K99纤毛抗原的肠产毒性大肠杆菌(ETEC)。腹泻的常见病毒诱因包括轮状病毒和冠状病毒。其它感染剂包括隐孢子虫属(Cryptosporidium)、兰伯氏贾第虫(giardia Iamblia)、和沙门氏菌等等。轮状病毒感染的症状包括排泄水样便、脱水和虚弱。冠状病毒在新生动物中引起更严重的疾病，并且具有高于轮状病毒的致死率。然而，通常，子畜可能感染不止一种的病毒，或同时感染病毒和细菌微生物。这显著地增加了疾病的严重程度。因此，需要可用于调节哺乳动物细胞膜中的ABC转运蛋白活性的ABC转运蛋白活性调节剂及其组合物。需要使用这种ABC转运蛋白活性调节剂来治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。需要调节哺乳动物的离体细胞膜中的ABC转运蛋白活性的方法。需要可用于调节哺乳动物细胞膜中的CFTR活性的CFTR活性调节剂。需要使用这种CFTR活性调节剂来治疗CFTR-介导的疾病的方法。需要调节哺乳动物的离体细胞膜中的CFTR活性的方法。
发明内容
现已发现，本发明的化合物及其药学可接受的组合物可用作ABC转运蛋白活性的调节剂。这些化合物为通式(I)
权利要求
1.下式的化合物或其药学可接受的盐在制备用于治疗患者的囊性纤维化或减轻患者的囊性纤维化的严重程度的药物中的应用，
2.权利要求I的用途，其中所述患者带有两个拷贝的所述缺陷的基因。
3.组合物在制备用于治疗患者的囊性纤维化或减轻患者的囊性纤维化的严重程度的药物中的应用，其中，所述患者带有缺陷的基因，该基因导致囊性纤维化跨膜传导调节蛋白的氨基酸序列的508位的苯丙氨酸的缺失，所述用途包括将有效量的所述组合物给予所述患者的步骤，所述组合物包含
4.权利要求3的用途，其中所述患者带有两个拷贝的所述缺陷的基因。
5.权利要求3或4的用途，其中所述组合物另外包含溶粘蛋白剂、支气管扩张剂、抗生素、抗感染药、抗炎药、CFTR调节剂、或营养剂。
全文摘要
本发明的化合物及其药学可接受的组合物可用作ATP结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段的调节剂，所述ATP结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段包括囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(“CFTR)”。本发明还涉及使用本发明化合物治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
文档编号A61P15/08GK102743385SQ20121024318
公开日2012年10月24日 申请日期2008年11月14日 优先权日2007年11月16日
发明者B·贝尔, M·米勒, P·D·J·赫罗滕胡伊斯, S·哈迪达鲁阿, 周竞兰 申请人:沃泰克斯药物股份有限公司