一种吡咯并吡啶衍生物及其药物组合物与应用的制作方法

本发明涉及医药领域，具体涉及一种吡咯并吡啶衍生物及其药物组合物，及其在调控oct4及oct4关联基因的调控中的应用。

背景技术：

1、再生医学是指利用多种新型技术学科来重建老化或功能损失的组织和器官，并通过多种医学手段来进行相关疾病治疗的新兴科学。再生医学的重要研究方向为正常组织特征与功能的机理，创伤后修复的生物学基础，以及组织器官的再生机制及多种干细胞分化机理，从而最终获得有效的生物治疗方法。其中，胚胎干细胞(embryonic stem cells，escs，简称es、ek或esc细胞)是早期再生医学研究中最受人瞩目的细胞类型。但是这一细胞的获得和使用均具有较大的伦理争议，因为进行胚胎干细胞研究就必须破坏胚胎，而胚胎是人尚未成形时在子宫的生命形式。这一伦理争议大大阻碍了再生医学的推进和应用。

2、2006年，山中伸弥的团队提出了一种由oct4，sox2,klf4和c-myc四种转录因子构成的“鸡尾酒”法，能够成功将终端分化的皮肤成纤维细胞重编程成为具有分化多能性的干细胞，这种干细胞被称为诱导多能干细胞(induced pluripotent cells)(takahashi k，etal.，cell，2006，126(4)pp.663-676；takahashi k and yamanaka s，cell，2007，131(5)pp.861-872)。这些干细胞具有和胚胎干细胞(embryonic stem cells)类似的分化潜能，能够形成人体发育最基本的三个胚层：外胚层，中胚层及内胚层，并最终形成多种成体细胞。此方法的提出突破了在医学上使用人胚胎干细胞的伦理限制，大大拓展了干细胞技术在临床医学上的应用潜力。

3、在诱导多能干细胞及胚胎干细胞的研究中，oct4已被证明是重编程和诱导细胞可塑性的主要调节基因(malik,v et al.，nat.commun.2019，10,3477)。oct4基因编码的蛋白质在胚胎发育和干细胞多能性中起关键作用，选择性剪接导致多种转录物变体。oct4编码的蛋白质属于转录因子的pou结构域家族，位于chromosome 17:35,825,200-35,829,401。pou转录因子家族的标志性特征是pou域，它由两个结构独立的亚域组成：一个由高度保守75个氨基酸构成的pou特异(pou)区和一个60个氨基酸的羧基末端同源域(pouh)。oct4的表达在转录水平受到oct4基因上游的顺式作用元件和染色质结构甲基化的调控(klemm jd，et al.，cell，1994，77:21-32；brehm a，et al.，mol cell biol 1997，17:154-62)。yeom等人通过分析来自oct4基因组基因座的18kb片段控制下lacz报告基因的表达，确定了两个元素，他们将其命名为可能需要调节的近端增强子(pe)和远端增强子(de)，他们在这两个增强子中确定了转录因子的精确结合位点(yeom y,et al.integrated ann indexes 1996；122:881-94)。pou域转录因子与特定的八聚体dna结合并调节细胞类型特异性的分化途径。其中，在ipsc形成过程中，含有pou结构域的oct4和含有hmg结构域的sox2是维持多能细胞多能性至关重要的转录因子(nichols,j.,et al.,cell，1998，95,379–391；avilion,a.,etal.,2003，genes dev.17,126–140)，它们在多能细胞中通过两者之间的协同相互作用来驱动靶基因的转录(tomioka,m.,et al.nucleic acids res.2002；30,3202–3213)。这些发现表明发育上的转换可以通过oct4来控制。而目前广泛使用的重编程方法多通过病毒或者其它类型的载体来过表达oct4(takahashi k,et al.，cell，2006，126(4)：663-676；takahashi k and yamanaka s，cell，2007，131(5)：861-872)；yu j,et al.science.2007；318:1917–1920)。此类方法在诱导多能干细胞(ipsc)的临床使用上存在潜在的临床风险，例如病毒载体的使用带来的致瘤性隐患；此外，载体的复杂gmp生产工艺也带来了诱导多能干细胞临床监管复杂性，进一步的，此类产品会因为载体的使用带来成本的高昂。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、目前，可以根据蛋白结构预测工具预测出与目标蛋白相结合的化合物，通过功能筛选得到上调目标蛋白的化合物；与此同时，多种微型核糖核酸(mirrna)已被发现可以下调oct4，并且与sox2，nanog形成的复合体的调控呈现高度的相关性，比如mir-134，mir-145，mir-470和mir-200c，都表现出对oct4，sox2及nanog复合物的负调控特征(esther ecreemers 1,anke j tijsen,yigal m pinto,circ res,2012feb 3；110(3):483-95)。因此，也可以根据这类调控性微型核糖核酸(mirrna)的结构设计出抑制性化合物，来抑制此类微型核糖核酸(mirrna)，从而实现对oct4及nanog复合物的正调控。

2、基于上述原因，本发明同时根据oct4蛋白结构，并根据结合oct4复合物的负调控mirrna结构，设计岀能够同时结合oct4蛋白结构及负调控mirrna结构的吡咯并吡啶衍生物。吡咯并吡啶衍生物能够进行oct4化学激活，实现对其下游基因的表达调控。从而避免了使用病毒或者其它载体对oct4的调控，进一步实现安全简便的化学小分子增强生物学表达功能。

3、本发明涉及式(i)结构的化合物或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，包含式(i)结构的化合物的药物组合物及其作为oct4高选择性活化剂用于细胞的重编程。

4、本发明提供了一种式(i)结构的化合物：

5、

6、其中：

7、m1和m2分别为0或1；

8、a2是c1-c6亚烷基、c2-c6亚烯基、-o(ch2)q-、-nr1-、-so2-、-(ch2)vnhs(o)2-或键，其中，q为1或2或3或4，v为0或1或2，r1选自h或c1-c4烷基；

9、a3是c1-c6烷基；c2-c6烯基；c4-c6环烷基，其中一个碳原子可被n、o、s杂原子取代；z和z1分别为n或cr2，r2选自h、卤素、c1-c4烷基或氰基；z3为n、o、s或c＝o，当z4和z5之间的键为单键时，z4为n或ch，z5为ch2或c＝o，当z4和z5之间的键为双键时，z4为c，z5为ch；或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合。

10、在一些实施例中：a2是-ch2-、-ch＝ch-、-c(ch3)＝ch-、-o(ch2)-、-o(ch2)2-、-nh-、-n(ch3)-、-so2-、-nhs(o)2-、-(ch2)2nhs(o)2-或键。

11、在一些实施例中：a3是-ch3、丁烯基、

12、在一些实施例中：m1是0，m2是1；a2是-n(ch3)-；a3是

13、在一些实施例中：m1是1，m2是0；a2是-ch2-、-so2-、-(ch2)2nhs(o)2-或键；a3是-ch3、

14、在一些实施例中：m1是1，m2是1；a2是-ch2-、-nh-、-c(ch3)＝ch-或键；a3是-ch3、-c(ch3)＝ch-ch3、

15、在一些实施例中：m1是0，m2是0；a2是-ch2-、-ch＝ch-、-o(ch2)-、-o(ch2)2-或键；a3是

16、在一些实施例中，化合物选自：

17、

18、本发明涉及一种药物组合物，药物组合物包含上述中任意一项的化合物，或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合，以及至少一种药学上可接受的载体或赋形剂。

19、本发明涉及一种上述任意一项的所述的化合物，或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合在制备诱导多能干细胞的oct4高选择性活化剂中的用途。

20、本发明涉及一种上述任意一项的所述的化合物，或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合在制备诱导多能干细胞的oct4高选择性活化剂中的用途，其中oct4高选择性活化剂诱导多能干细胞治疗的疾病包括癌症、心脏病、中风、糖尿病、肥胖、阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、肌萎缩侧索硬化、心肌梗塞、肌营养不良、cmt-1a、脊髓损伤、外伤性脑损伤、缺牙、伤口愈合、骨髓移植、骨关节炎、类风湿性关节炎、脱发、失明、耳聋、克罗恩氏病、遗传疾病及其它相似疾病中的至少一种。

21、本发明涉及一种在患有疾病的受试者中获得诱导多能干细胞的方法，该方法包括向该受试者施用治疗有效量的上述任一项的化合物，或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合。

22、本发明所述方法中，患有疾病的受试者是指患有癌症、心脏病、中风、糖尿病、肥胖、阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、肌萎缩侧索硬化、心肌梗塞、肌营养不良、cmt-1a、脊髓损伤、外伤性脑损伤、缺牙、伤口愈合、骨髓移植、骨关节炎、类风湿性关节炎、脱发、失明、耳聋、克罗恩氏病、遗传疾病及其它相似疾病的人类。

23、本发明涉及一种活化oct4的方法，其包括使上述任一项的化合物，或其药学上可接受的盐、溶剂化物、活性代谢物、多晶型物、酯、光学异构体或前药，或其组合与oct4靶标蛋白接触。