专利名称：半乳凝素的新型半乳糖苷抑制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及新颖 化合物、所述化合物用作药物和用于制造用来治疗与哺乳动物中半乳凝素受体的结合有关的任何疾患的药物的用途。本发明还涉及包括所述新颖化合物的药物组合物。
背景技术：
半乳凝素是具有特征性碳水化合物识别结构域(CRD)的蛋白(Barondes等人， 1994 ；Leffler等人，2004)(图la)。这是约130个氨基酸(约15kDa)的紧密折叠的β -三明治，具有两个限定的特征1) β-半乳糖结合位点(图Ia中的C)和2)约7个氨基酸的序列模体中足够的相似性，所述7个氨基酸中的大多数(约6个残基)组成β -半乳糖结合位点。然而，邻近的位点(图Ia中的A、B、D、E)是紧密结合天然糖类所需的，且这些位点不同的偏好性赋予半乳凝素对天然糖类的不同的精确特异性。最近的人类、小鼠和大鼠基因组序列的完成显示在一种哺乳动物基因组中有约 15种半乳凝素蛋白和半乳凝素样蛋白，且它们在物种之间具有微小差异(Leffler等人， 2004 ；Hou-zelstein 等人，2004)。半乳凝素亚单位可在单一肽链内含有一个或两个CRD。第一类，单-CRD半乳凝素， 可作为单体或二聚体(两种类型)存在于脊椎动物中。迄今最深入研究的半乳凝素是二聚半乳凝素-1，和半乳凝素_3，半乳凝素_3在溶液中为单体，但遇到配体后可聚集成为多聚体(Leffler等人，2004 ；Ahmad等人，2004)。这些是首次发现的半乳凝素且在许多组织中是丰富的。然而，我们最近的系统发生分析(图2)表明在肽链内具有两个CRD的半乳凝素，双-CRD半乳凝素，似乎比先前认为的更加古老且对于这个家族更加重要，且哺乳动物单-CRD半乳凝素中的大多数可能起源于双-CRD半乳凝素中的一个或另一个CRD。目前在PubMed中有2500个以上关于半乳凝素的出版物，如上所述，其中大多数关于半乳凝素_1(> 600)和半乳凝素_3(> 1100)。有力的证据表明半乳凝素在例如炎症和癌症中的作用，且在特刊中回顾了最近的进展(Leffler (编辑)，2004b)。半乳凝素作为胞质蛋白而合成，在游离核糖体上无信号肽。其N-末端是乙酰化的，这是胞质蛋白的典型修饰，且它们在细胞溶胶中长时间驻留(不是分泌蛋白的特征)。 从那里可将其靶定到核、特定的胞质位点或通过非经典(非内质网-高尔基体)通路将其分泌(诱导型或组成型)，该通路虽然还是未知的，但可能与例如IL-I的输出是相似的 (Leffler等人，2004)。它们还能够在所有这些区室中发挥作用；关于半乳凝素_3，备受推崇的杂志中公开的确凿证据支持了其在核内RNA剪接、细胞溶胶中的凋亡抑制和多种对细胞信号传导和粘附的细胞外作用中的作用(Leffler (编辑)，2004b中的Patterson等人， Ochieng等人，Takenaka等人，Hsu等人和其它)。半乳凝素_7和半乳凝素-12还通过在某些细胞中增强凋亡和调节细胞周期和分化而在细胞溶胶中发挥作用(Leffler (编辑)， 2004b中的Hsu和Liu)。大多数半乳凝素还通过与糖蛋白(例如，层粘连蛋白、整合素和 IgE受体)交联而发挥细胞外作用，可能形成超分子有序阵列(Brewer等人，2002)，并可能由此调节细胞粘附和诱导胞内信号。与此相关，近些年已发现这些半乳凝素功能的分子机制，所述功能涉及膜内微域(晶格(lattice))的形成(Dam等人，2008 ；Garner等人，2008 ； Sacchettini等人，2001)，该微域的形成进而影响胞内运输和糖蛋白受体的细胞表面呈递。 (Delacour 等人，2007 ；Fortin 等人，2008 ；Lau 等人，2007 ；Lau 等人 2008)。这已在细胞培养物、无效突变体小鼠(Blois等人.，2007 ；Gedronneau等人，2008 ； Thijssen等人，2007 ； Toscano 等人，2007 ；Saegusa 等人，2009)和用半乳凝素(Blois 等人，2007 ；Perone 等人， 2009)或半乳凝素抑制剂(John等人，2003 ；Pienta等人，1995 ；Glinsky等人，1996)处理的动物中得以证明。本发明主要涉及半乳凝素-1抑制剂和半乳凝素_3抑制剂，但其原理也适用于其它半乳凝素的抑制剂。半乳凝素-3抑制剂的潜在治疗用途半乳凝素-3参与多种现象，且因此抑制剂可具有多种用 途。这容易被理解成缺少专一性或缺少科研焦点。因此，阿司匹林和环氧合酶(C0X-I和C0X-II)的类推是有用的。 COX产生多种前列腺素的前体，且因此参与不同系列的生物机制。其抑制剂，阿司匹林和 NSAID(非甾体抗炎药)，也具有广泛的且不同的作用。除此之外，这些抑制剂在医学上是非常有用的，且它们具有一些不同的特定用途。因此如果半乳凝素如COX —样是某些基本生物调节机制的部分(虽然还未知)，它们可能在不同的情况中对于不同的目的“根据性质来使用”。如NSAID —样，预期半乳凝素抑制剂不会彻底摧毁整个系统，而是使平衡略微倾斜。炎症的抑制半乳凝素-3的促炎作用显示为炎症位点的细胞中半乳凝素_3的诱导、半乳凝素-3对免疫细胞的多种作用(例如，嗜中性粒细胞中的氧化爆发(oxidative burst)、单核细胞中的趋化作用)和在无效突变体小鼠中减少的炎症反应(主要在嗜中性粒细胞和巨噬细胞中)(Leffler (编辑)，2004b中Rabinovich等人，Sato等人，和Almkvist等人的章节)。特别地，最近显示巨噬细胞分化和纤维化取决于半乳凝素_3且证明半乳凝素_3抑制剂阻断巨噬细胞分化和纤维化相关分子进程(Mackirmon等人2008)。并且，半乳凝素_3 配体Mac_2BP敲除的小鼠具有增强的炎症反应(Trahey等人，1999)。炎症是机体对于入侵生物体和组织损伤的保护性反应。然而，如果失衡，炎症也常常是有害的，并在许多疾病中作为病理的部分而发生。因为这样，对于炎症的药理学调节存在很大的医学兴趣。预期半乳凝素_3抑制剂将为可用于此的储库提供重要的补充。败血性休克的治疗半乳凝素_3在败血性休克中的可能的作用的想法来自我们自己的研究 (Almquist等人，2001)。简言之，理论如下。已知败血性休克涉及细菌脂多糖在血流中的播散，且该病理作用通过嗜中性粒细胞白细胞来介导(Karima等人，1999)。LPS并不激活嗜中性粒细胞的组织损伤反应。而是启动嗜中性粒细胞，从而嗜中性粒细胞对其它(可能为内源性的)激活子由非应答性转化为应答性。在败血性休克中，这种启动过早地在血流中发生。从而内源性的激活子可能在错误的位置和时间诱导组织损伤反应。已提出了作为这些内源性激活子的一些候选者，包括TNF-α。这些内源性激活子的抑制剂已在治疗方案中使用，但不太成功(Karima等人，1999)。因为我们自己的研究显示半乳凝素_3是作为被启动的嗜中性粒细胞的内源性激活子的良好候选者(Almquist等人，2001)，所以半乳凝素_3抑制剂在败血性休克中可能是非常有用的。癌症的治疗 大量免疫组织化学研究显示癌症中某些半乳凝素的改变的表达(LefTler(编辑)，2004b中的van den Brule等人和Bidon等人)。目前半乳凝素-3是已建立的甲状腺癌的免疫组化标志物，且半乳凝素_4的新表达是早期乳腺癌的具有前景的标志物(Huflejt 和Leff Ier，2004)。半乳凝素_3在癌症中的作用的直接证据来自主要为Raz等人、及其它 (Leffler (编辑)，2004b中的Takenaka等人)的小鼠模型。在成对的肿瘤细胞系(具有半乳凝素-3的减少或增加的表达)中，半乳凝素_3的诱导产生了更多的肿瘤和转移，且半乳凝素_3的抑制产生更少的肿瘤和转移。已提出半乳凝素_3通过抗凋亡性增强肿瘤生长、 促进血管生成或通过影响细胞粘附促进转移。通过以上清楚的是，半乳凝素_3的抑制剂可能具有有价值的抗癌作用。事实上，已报道声称抑制半乳凝素_3但未被证明抑制半乳凝素_3的糖类具有抗癌作用。在我们自己的研究中含有CRD的半乳凝素-3的片段通过作为显性失活抑制剂(dominant negative inhibitor)起作用在小鼠模型中抑制乳腺癌(John 等人，2003)。此外，纳摩尔浓度的半乳凝素抑制剂显著降低了肿瘤细胞运动性且因此潜在地提高了对常规细胞生长抑制剂(cytostatics)的敏感性。半乳凝素-1也常常在低分化的癌细胞中过表达，且半乳凝素_9或其相关成员半乳凝素_4和半乳凝素_8可在特定的癌症类型中被诱导(Huflejt和Leffler，2004 ； Leffler (编辑)，2004b)。半乳凝素_1在活化的T细胞中诱导凋亡且在体内对自身免疫病具有显著的免疫抑制作用(Leffler (编辑)，2004b中的Rabinovich等人；和Pace等人)。 因此，这些半乳凝素在癌症中的过表达可能协助肿瘤保护自身免于宿主产生的T-细胞反应(Rubinstein 等人，2004)。关于半乳凝素-1和半乳凝素-3的无效突变体小鼠已建立多年(POirier，2002)。 在动物房条件下这些小鼠是健康的并似乎繁殖正常。然而最近的研究已揭示半乳凝素_3 无效突变体在嗜中性粒细胞和巨噬细胞的功能(如上所述)上和在骨形成上以及半乳凝素-1无效突变体在神经和肌肉细胞再生/分化上的不典型表型(Leffler (编辑)，2004b中的Leffler等人·，2004 ；Poirier，2002 ；Watt)。最近已生成了半乳凝素_7和半乳凝素_9 无效突变体小鼠，且其在动物房条件下也是基本上健康的，但还未对其进行详细分析。表达部位、特异性和其它性质的差异使得不同的半乳凝素不可能在功能上彼此替代。无效突变体小鼠中的观察可能指示半乳凝素对于基本生命支持功能并不是必需的，如可在正常动物房条件中观察到的那样。相反，其可能是正常功能的优化子(optimizer)和/或在动物房条件下未发现的应激状态中是重要的。无效突变体小鼠中强作用的缺乏可能使半乳凝素抑制剂作为药物更加有利。如果半乳凝素活性如以上所表明的促进了病理状态但对正常状态作用较小，则抑制它们将具有较小的不需要的副作用。已知抑制剂天然配体固相结合测定和抑制测定已鉴定了大量具有结合半乳凝素能力的糖类和糖轭合物(由Leff ler，2001和Leffler等人，2004所综述)。所有半乳凝素以0. 5-lmM的Kd结合乳糖。D-半乳糖的亲和性低50-100倍。N-乙酰基乳糖胺和相关的二糖的结合与乳糖大约相同，但对于某些半乳凝素，它们可较差地结合或最高达10倍较好地结合。半乳凝素-3 的最佳的小糖类配体是携带连接于乳糖或IacNAc-残基的A血型决定簇的那些，且发现其结合优于乳糖高达约50倍。半乳凝素-1未显示对于这些糖类的偏好性。
已经提出聚乳糖胺类型的较大的糖类作为半乳凝素的优选的配体。在溶液中， 使用携带聚乳糖胺的糖肽，对于半乳凝素_3具有关于此的证据，而半乳凝素-1不具有 (Leffler和Barondes，1986)。已报道经修饰的植物果胶多糖结合半乳凝素_3 (Pienta等人，1995)。以上所描述的已被鉴定为半乳凝素_3配体的天然糖类不适于用作药物组合物中的活性成分，因为它们对于胃中的酸性水解和对于酶促降解是敏感的。此外，天然多糖是亲水性质的，且不易于在口服施用后经胃肠道吸收。合成的抑制剂具有抗癌活性的与氨基酸偶联的糖类最初作为天然化合物在血清中被鉴定，但随后制成了合成的类似物(Glinsky等人，1996)。其中以乳糖或半乳糖与氨基酸偶联的那些糖类抑制半乳凝素，但仅具有与对应的未衍生化的糖约同样的效力。抑制半乳凝素_3的柑橘果胶的化学修饰形式(Platt和Raz，1992)显示了在体内的抗肿瘤活性(Pienta等人， 1995 ；Nangia-Makker 等人，2002)。在固相测定中二价形式的乳糖基(lactosyl)-氨基酸具有较高效力(Naidenko等人，2000 ；Huflejt等人，2001 ；Huflejt和Leffler，2004)且具有达4个乳糖部分的簇在与半乳凝素_3结合时显示了强的多价作用，但与半乳凝素-1和半乳凝素_5结合时未显示 (Vrasidas等人，2003)。具有7个半乳糖、乳糖或N-乙酰基乳糖胺残基的基于环糊精的糖簇分子(glycocluster)也显示了对抗半乳凝素_3的强的多价作用，但对于半乳凝素-1和半乳凝素-7作用较小(Andr6等人，2004)。已描述了作为半乳凝素_3抑制剂的、制备为具有多价的乳糖残基的星射状树状聚物(starburst dendrimer) (Andr6等人，1999)和糖聚合物(Pohl等人，1999 ;David等人，2004)，其与乳糖相比具有轻微增高的效力。上述的已被鉴定为半乳凝素_3配体的合成的化合物不适于用作药物组合物中的活性成分，因为它们是亲水性质的，且不易于在口服施用后从胃肠道吸收。以上所描述的天然寡糖、糖簇分子、糖树状分子(glycodendrimer)和糖聚合物具有太大极性和太大以致不能被吸收，且在一些情况下足以大至在患者中产生免疫反应。并且，它们对于胃中酸性水解和酶促水解是敏感的。因此，需要小的合成的分子。已知硫代二半乳糖苷是合成的和水解稳定的但极性的抑制剂，与N-乙酰基乳糖胺几乎一样有效(Leffler和Barondes，1986)。五肽的库提供了对抗半乳凝素_1和半乳凝素_3的抑制剂，但仅具有低亲和性，这与半乳糖相似(Arnusch等人，2004)。并且，在体内肽不是靶向半乳凝素的理想的剂，因为它们对水解是敏感的且通常是极性的。已证实在 C-3'处携带芳香族酰胺类或取代的苄醚的N-乙酰基乳糖胺衍生物是半乳凝素_3的高效抑制剂，具有空前低的4. 8 μ M的IC5tl值，这与天然的N-乙酰基乳糖胺二糖相比是20倍的提高(S0rme等人，2002 ;S0rme等人，2003b)。由于芳香族酰氨基部分的存在，这些衍生物整体而言具有较小极性，且因此更适宜在体内作为抑制半乳凝素的剂。并且，已证实C3-三唑基半乳糖苷是与相应的一些半乳凝素的C3-酰胺类一样有效的抑制剂。因此，任何合适地构造的半乳糖C3-取代基可赋予增强的半乳凝素亲和性。
然而，所述C3-酰氨基-衍生化合物和C3-三唑基-衍生化合物由于半乳糖和 N-乙酰基乳糖胺糖类部分中糖苷键的存在，对体内的水解降解仍是敏感的，而且，虽然它们是半乳凝素_3的有效的小分子抑制剂，仍需要进一步提高的亲和性和稳定性。因此，已开发了基于硫代二半乳糖苷的3，3'-衍生化的抑制剂(Cumpstey等人，2005 ；Cumpstey等人，2008)，其缺少水解和酶解不稳定的0-糖苷连接。这些抑制剂对于一些半乳凝素也表现出较高的亲和性(降至低nM范围中的Kd)。然而，虽然对半乳凝素表现出高亲和性，3， 3' _衍生化的硫代二半乳糖苷仍由两个具有很大极性的半乳糖单糖部分组成，导致了不良吸收和快速清除，并且对酶促降解太敏感。已知现有技术的化合物的通式为
权利要求
1.一种通式(I)的化合物
2.根据权利要求1所述的化合物，其中Y为C0NH。
3.根据权利要求2所述的化合物，其中所述CONH基团经由N原子连接到所述吡喃糖环。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中Z为C0NH。
5.根据权利要求4所述的化合物，其中所述CONH基团经由N原子连接到所述环己烷。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中Y为1H-1，2，3-三唑环。
7.根据权利要求6所述的化合物，其中所述1H-1，2，3-三唑环经由附原子连接到所述吡喃糖环。
8.根据权利要求7所述的化合物，其中R1连接到所述1H-1，2，3-三唑环的C4原子。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中Z为1H-1，2，3-三唑环。
10.根据权利要求9所述的化合物，其中所述1H-1，2，3-三唑环经由附原子连接到所述环己烷。
11.根据权利要求10所述的化合物，其中R2连接到所述1H-1，2，3-三唑环的C4原子。
12.根据权利要求1所述的化合物，其中R1和R2独立地选自由以下组成的组氨基甲酰基、烷基化氨基甲酰基、烯基化氨基甲酰基、芳基化氨基甲酰基、苯基、被取代的苯基、卤代苯基、氟代苯基、氯代苯基、溴代苯基、烷基化苯基、烯基化苯基、三氟甲基化苯基、甲氧基化苯基、三氟甲氧基化苯基、萘基、被取代的萘基、杂芳基、被取代的杂芳基、噻吩基以及被取代的噻吩基。
13.根据权利要求1所述的化合物，其中R1为烷基化氨基甲酰基、氟代苯基或噻吩基。
14.根据权利要求1所述的化合物，其中R2为烷基化氨基甲酰基、氟代苯基或噻吩基。
15.根据权利要求1所述的化合物，其中X为O或S。
16.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组((1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (N- (1-丙基)-氨基甲酰基)-IH-1,2,3-三唑基)环己基)3-脱氧-(3- (4- (N- (1-丙基)-氨基甲酰基)-IH-1,2,3-三唑基))-β -D-吡喃半乳糖苷、((1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (2-氟苯基)-IH-1，2，3-三唑-1-基)-环己基)3-脱氧-3- (4- (2-氟苯基)-1Η-1,2,3-三唑-1-基)-1-硫代-β -D-吡喃半乳糖苷、((1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (3-氟苯基)-IH-1，2，3-三唑-1-基)-环己基)3-脱氧-3- (4- (3-氟苯基)-1Η-1,2,3-三唑-1-基)-1-硫代-β -D-吡喃半乳糖苷、((1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (4-氟苯基)-IH-1，2，3-三唑-1-基)-环己基)3-脱氧-3- (4- (4-氟苯基)-1Η-1,2,3-三唑-1-基)-1-硫代-β -D-吡喃半乳糖苷、(1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (3-噻吩基)-IH-1，2，3-三唑-1-基)-环己基)3-脱氧-3- (4- (3-噻吩基)-1Η-1,2,3-三唑-1-基)-1-硫代-β -D-吡喃半乳糖苷、(1R，2R，3S) -2-羟基-3- (4- (N- (1-丙基)-氨基甲酰基)-IH-1,2,3-三唑-1-基)-环己基)3-脱氧-3-(4-(Ν-(1-丙基)_氨基甲酰基)-1Η-1，2，3-三唑-1-基)-1-硫代-β-D-吡喃半乳糖苷，以及(lR，2R，3S)-2-羟基-3-(4-氯苯甲酰氨基)-环己基)3_脱氧-3-(4-氯苯甲酰氨基)"I"硫代_ β -D-吡喃半乳糖苷。
17.一种用于在哺乳动物中治疗半乳凝素蛋白疾患的方法，其中将治疗有效量的至少一种根据权利要求1或7的化合物施用于所述哺乳动物。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述疾患取决于半乳凝素表达。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中所述半乳凝素受体为半乳凝素_3受体。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述疾患选自由以下组成的组炎症、败血性休克、癌症、自身免疫性疾病、类风湿性关节炎和多发性硬化。
21.如权利要求17或18所述的方法，其中所述半乳凝素受体为半乳凝素-1受体。
22.—种药物组合物，所述药物组合物包括作为活性成分的根据权利要求1或16所述的化合物连同药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂或载体。
23.根据权利要求22所述的药物组合物，所述药物组合物包括按重量计至99%的所述活性成分和按重量计至99%的所述药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂或载体， 条件是所述活性成分和所述药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂或载体的组合量按重量计不大于所述药物组合物的100%。
24.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物，所述化合物用作药物。
25.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物，所述化合物用于在哺乳动物中治疗半乳凝素蛋白质疾患。
26.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物用于制造在哺乳动物中治疗半乳凝素蛋白质疾患的药物的用途。
27.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物，所述化合物用于在哺乳动物中治疗取决于半乳凝素表达的半乳凝素蛋白疾患。
28.根据权利要求1-16中任一项所述的化合物用于制造在哺乳动物中治疗取决于半乳凝素表达的半乳凝素蛋白疾患的药物的用途。
29.根据权利要求25或27所述的化合物或根据权利要求26或28所述的用途，其中所述半乳凝素受体为半乳凝素_3受体。
30.根据权利要求25或27所述的化合物或根据权利要求26或28所述的用途，其中所述疾患选自由以下组成的组炎症、败血性休克、癌症、自身免疫性疾病、类风湿性关节炎和多发性硬化。
全文摘要
本发明涉及具有作为内在活性的(i.a.)半乳凝素抑制剂的作用的新颖化合物，涉及所述化合物用作药物以及用于制造用来治疗与哺乳动物中半乳凝素与受体的结合有关的疾患的药物的用途，其中所述半乳凝素优选地为半乳凝素-3。该新颖化合物由通式(I)所定义。
文档编号C07H15/22GK102439021SQ201080018869
公开日2012年5月2日 申请日期2010年4月26日 优先权日2009年4月28日
发明者亨里克·冯瓦申费尔特, 哈肯·莱弗勒, 尤尔弗·J·尼尔森 申请人:南方佛斯卡专利公司