一类肽及其衍生物和应用

本发明属于制药领域，提供一类肽及其衍生物和应用。

背景技术：

1、脑卒中是一种高致死率和高致残率疾病，严重危害人类健康(circulation,2017,135:759-771)。近年来，随着溶栓和介入取栓技术的应用，以及卒中诊疗指南和专家共识的推广，急性期死亡率有所下降，但卒中的发病率还在上升。发病率上升和死亡率下降使得卒中的慢病特征越来越明显，致残率仍居高不下，但目前临床尚无有效促进卒中后功能修复的药物。研究显示：上调神经网络兴奋性能够促进脑卒中后损伤修复(theranostics,2021,11:3760-3780；nat.rev.neurosci.,2021,22:38-53)。γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyricacid，gaba)是调控神经网络兴奋性的重要神经递质(nat.rev.neurosci.,2005,6:215-229)。gaba与突触外的离子型gaba受体(γ-aminobutyric acid type a receptor，gabaar)结合将产生gaba张力(tonic)抑制电流，从而降低神经网络的兴奋性；gaba与突触内的gabaar结合将产生gaba相位(phasic)抑制电流，从而压制局部神经元的过度兴奋，介导神经网络β波震荡，两者在调控卒中亚急性期和恢复期神经网络兴奋性，促进损伤修复中均扮演着重要角色(nature,2010,468:305-309；j.neurosci.,2017,37:6712-6728；brain,2016,139:468-480，cell rep.,2023,42:112294)。在脑卒中实验动物模型上，减少gabatonic抑制电流，或增加gaba phasic抑制电流，均表现出促进卒中后功能修复的效应(nature,2010,468:305-309；brain,2016,139:468-480)。然而，单一减少gaba tonic抑制电流可能会导致神经网络过度兴奋，带来致癫痫的风险(nature,2010,468:176-177)，并且通过拮抗突触外ɑ5型gabaar减少gaba tonic抑制电流的药物s44819在临床多中心随机双盲试验中未获得阳性结果(lancet neurol.,2020,19:226-233)。单一增加gaba phasic抑制电流的药物，如苯二氮卓类，会产生镇静作用，长期给药可导致耐受性发展，以及连续滥用和戒断症状等副作用(science,2009,325:490-493)。因此，探究gaba电流的调控机理，寻找同步降低gaba tonic抑制电流和增强gaba phasic抑制电流的靶点进行干预，有望获得安全有效的促进脑卒中损伤修复的治疗药物。

2、gat-1分布于抑制性神经元的突触前膜和突触外，分别负责突触内和突触外gaba再摄取，进而同步调控gaba phasic抑制电流和tonic抑制电流(j.neurochem.,2008,105:1781-1793)。如果增强gat-1的转运功能，将同时减少gaba tonic抑制电流和phasic抑制电流，难以实现上述目标。gat-1在抑制性神经元突触前与snare家族蛋白syntaxin 1a相互作用形成gat-1-yntaxin 1a复合物，从而下调gat-1的功能(nat.neurosci.,2000,3:998-1003)。如能阻断gat-1-yntaxin 1a耦联，将增强gat-1的转运功能，增加gaba的再摄取。syntaxin 1a的h3结构域是与gat-1相互作用的关键基序(j.neurosci.,2004,24:4082-4087)。同时syntaxin 1a还通过其h3结构域与其他snare(soluble n-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)家族蛋白相互作用，参与抑制性突触传递的调控(neuron,2014,82:1088-1100；j.neurosci.,2001,21:9142-9150；j.biol.chem.,2001,276:13273-13282)。鉴于gat-1和其他snare家族蛋白与syntaxin 1a相互作用的这种竞争关系，gat-1-syntaxin 1a耦联也能抑制gabaergic突触传递。因此，阻断gat-1-syntaxin 1a耦联，将在增强gat-1摄取细胞外gaba的功能，减少gaba tonic抑制电流的同时，增加phasic抑制电流，实现上述目标。此外，脑源性营养因子(brain derivedneurotrophic factor,bdnf)介导神经结构和功能的可塑性，在脑卒中、脑创伤等中枢神经损伤修复中扮演重要角色(cell rep.,2015,11:1054-1066；j.cereb.blood flow metab.,2017,37:1030-1045)。

3、情绪障碍是以焦虑、抑郁等为主要临床表现的一组心理疾病(nat.med.,2014,20:1050-1054；science,2022,378:390-398)。然而，目前临床使用的抗焦虑、抑郁治疗药物起效缓慢。因此，研发快速抗焦虑、抑郁药物具有重要意义。大量的实验研究结果提示：gaba系统功能失调是情绪障碍发生的重要机制(mol.psychiatry.,2003,8:721-737,715)。突触外的gabaar主要为含α5亚基的gabaar(α5-gabaar)，α5-gabaar选择性拮抗剂能够减小gabatonic抑制电流，增加神经元兴奋性，进而发挥快速抗抑郁作用(neuropsychopharmacology,2015,40:2499-2509)。gabaar激动剂，能够增强突触内gabaphasic抑制电流，发挥抗焦虑和抗抑郁作用(mol.psychiatry,2003,8:721-737,715)。这些研究提示，降低gaba tonic抑制电流和增强gaba phasic抑制电流均具有抗抑郁抗焦虑作用。由此推测，如能同步降低gaba tonic抑制电流和增强gaba phasic抑制电流将产生更好的抗抑郁抗焦虑效果。阻断gat-1-syntaxin-1a耦联的药物能够实现这种目标。此外，bdnf具有抗焦虑和抗抑郁效应(mol.psychiatry,2005,10:345-352)。慢性不可预测性温和应激(cums)是诱导焦虑和抑郁的经典模型(nat.med.,2014,20:1050-1054；science,2022,378:390-398)。

4、阿茨海默症(ad)是一种常见的神经退行性疾病，其病理特征为记忆缺失(brainpathol.,2023,33:e13129)。然而，目前临床尚无有效治疗药物。有实验研究提示，gabatonic抑制电流是ad发生的重要致病机制，减少gaba tonic抑制电流能够改善ad模型动物的认知障碍(nat.commun.,2014,5:4159)。神经网络异常的节律性振荡也是ad重要的致病因素，增加gaba phasic抑制电流能够调控神经网络的节律性振荡(nat.rev.neurosci.,2005,6:215-229；brain pathol.,2023,33:e13129)。神经营养因子bdnf能够改善老年痴呆所致的认知障碍(science,2018,361:eaan8821)。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一类肽及其衍生物，该类药物最突出的特点是具有促进卒中或创伤后神经功能修复以及治疗情感障碍性疾病的功效。同时，由于该类药物独特的作用机制，还可用于制备治疗阿尔斯海默正(ad)以及各种神经退行性疾病的药物。

2、本发明的第二个目的是提供前文所述的肽及其衍生物的应用。

3、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

4、第一方面，本发明保护一类如式1所示的肽及其衍生物或其药学上可接受的盐：

5、r—(aa)4～7—nh2

6、式1

7、其中，

8、aa为天然或非天然的氨基酸，其构型可为d或l-构型；

9、该多肽由4～7个氨基酸通过酰胺键缩合而成；

10、作为优选，多肽序列中至少含2～3个碱性的天然或非天然氨基酸；

11、天然氨基酸可以是20种常见的蛋白组成性氨基酸，例如：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸，其中优选丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸；

12、非天然氨基酸包括但不限于：芳环上烷基或卤素取代的苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、1-萘基丙氨酸、2-萘基丙氨酸、3-氨基丙酸、4-氨基丁酸、5-氨基戊酸、6-氨基己酸等；也可以是：鸟氨酸、2-吡啶基丙氨酸、3-吡啶基丙氨酸、4-吡啶基丙氨酸、2,4-二氨基丁酸、n-甲基赖氨酸、硒半胱氨酸、吡咯赖氨酸等。其中优选2,6-二甲基酪氨酸、3,5-二甲基酪氨酸、2-乙基-6-甲基酪氨酸、2,3,5,6-四甲基酪氨酸、2-异丙基-6-甲基酪氨酸、2,3,5-三甲基酪氨酸、2、3、6-三甲基酪氨酸、2、6-二甲基苯丙氨酸、2，4、6-三甲基苯丙氨酸、环己基丙氨酸、环己基甘氨酸、1-萘基丙氨酸、2-萘基丙氨酸、鸟氨酸、4-吡啶基丙氨酸等；

13、r为氢或糖基或不同长度的peg链或乙酰基；

14、当r基团是peg时，其分子量为200～2000，优选1000；

15、当r基团为糖基时，所述糖基选自单糖、多糖、或衍生化的单糖或多糖；具体可以是葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿洛糖、阿卓糖、古罗糖、艾杜糖、塔洛糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、来苏糖等，优选葡萄糖、半乳糖、核糖、阿拉伯糖及上述糖的修饰衍生糖及多糖；

16、当r基团为糖基时，可以通过糖的醛基直接和肽n-端的氨基缩合，得到包含至少以下三种糖肽形式；

17、

18、也可以在肽的n-端先用h2n-(ch2)n-cooh(n＝1～6)衍生后，糖再和衍生后肽的氨基缩合；还可以糖胺先和hooc-(ch2)n-cooh(n＝1～6)生成糖-nh-co-(ch2)n-cooh(n＝1～6)后，其羧基再和肽的n-端氨基缩合而连接，糖还可以通过n-端氨基酸侧链基团通过c-、n-、o-和s-等糖苷键和糖连接。

19、本发明还保护一类肽及其衍生物，具体如下：

20、

21、

22、

23、发明人发现，在脑卒中亚急性期，在梗死灶周围区gat-1-syntaxin 1a耦联显著增加，导致gat-1的gaba再摄取功能失调和snare复合物介导的囊泡释放障碍。本发明的多肽及其衍生物作为syntaxin1a-gat-1解耦联剂/偶联阻断剂能够阻断gat-1-syntaxin 1a耦联，能够逆转缺血诱导的囊泡释放障碍以及gat-1的gaba再摄取功能失调，改善卒中后运动和认知功能障碍(图1-8)。

24、发明人观察到syntaxin 1a-gat-1解耦联剂能够促进bdnf释放。因此，gat-1-syntaxin 1a耦联是脑卒中功能恢复的新靶点，gat-1-syntaxin 1a耦联阻断剂将能成为促进脑卒中功能恢复的新机制药物。

25、发明人发现，cums导致焦虑和抑郁的实验动物海马内的gat-1-syntaxin-1a耦联显著增加，阻断gat-1-syntaxin-1a耦联能产生快速抗抑郁抗焦虑作用(图9-10)。gat-1-syntaxin-1a解耦联剂减少gaba tonic抑制、增强gaba phasic抑制和促进bdnf释放。因此，gat-1-syntaxin 1a耦联是快速抗抑郁和抗焦虑的新靶点，gat-1-syntaxin 1a耦联阻断剂将能成为新机制的快速抗抑郁抗焦虑药物。

26、发明人观察到syntaxin 1a-gat-1解耦联兼具促进bdnf释放，减小gaba tonic抑制电流，增加gaba phasic抑制电流三重机制，对于ad相关疾病的药物治疗可能也具有重要意义。

27、作为优选，本发明的一类肽及其衍生物选自zlq-0、zlq-1、zlq-2、zlq-3、zlq-4、zlq-5、zlq-6、zlq-7、zlq-8、zlq-10、zlq-11、zlq-12、zlq-13、zlq-14、zlq-15、zlq-16、zlq-17、zlq-18、zlq-20或zlq-21。

28、本发明提供的化合物还包含前述化合物在药学上可接受的等价物或两者以上的混合物。

29、作为优选，本发明提供的化合物在药学上可接受的等价物可以包含药学上可接受的盐、水合物、溶剂混合物、代谢物或前药，或者融合了仅以穿透细胞膜、血脑屏障等为目的的肽序列的融合肽。

30、本发明提供的化合物在药学上可接受的等价物中，药学上可接受的盐包括但不限于无毒无机酸和有机酸加成盐，如盐酸盐、氢溴酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、阿康酸盐、抗坏血酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐、柠檬酸盐、庚酸盐、富马酸盐、谷氨酸盐、乙醇酸盐、乳酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、萘-2磺酸盐、邻苯二甲酸盐、水杨酸盐、山梨酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、对甲苯磺酸盐等。

31、本发明的化合物或其药学上可接受的盐还可以制成各种制剂，包含但不限于注射液、片剂、喷雾剂、胶囊、滴鼻剂、冻干粉、口服液等。

32、作为优选，本发明提供的化合物在药学上可接受的等价物中，前药指的是本发明化合物的衍生物，在表现其药理效用之前需要经过生物转化，如代谢。前药有改善化学稳定性、改善患者接受和依从度、改善生物利用度、延长作用时间、改善器官或组织选择性、改善制剂如增强缓释效果，或减少副作用等。

33、作为优选，本发明提供的化合物在药学上可接受的等价物中，融合肽指的是本发明化合物的衍生物，即在本发明化合物的氮端或碳端融合了以增强穿透细胞膜能力为目的的多肽片段，这种多肽片段本身不具有药理作用，只能改善化合物的穿透细胞膜、血脑屏障及其他组织屏障的能力。

34、第二方面，本发明还保护前文所述的肽及其衍生物在制备解除γ-氨基丁酸转运子1(gamma-aminobutyric acidtransporter 1，gat-1)与syntaxin-1a(突触囊泡snare家族蛋白)之间耦联的药物中的应用。

35、具体的，本发明保护zlq-1、zlq-3、zlq-4、zlq-5、zlq-6、zlq-7、zlq-8、zlq-10、zlq-11、zlq-12、zlq-13、zlq-14、zlq-15、zlq-16、zlq-17和zlq-18在制备解除γ-氨基丁酸转运子1(gamma-aminobutyric acidtransporter 1，gat-1)与syntaxin-1a(突触囊泡snare家族蛋白)之间耦联的药物中的应用。

36、第三方面，本发明还保护前文所述的肽及其衍生物在制备治疗脑卒中、脑和脊髓创伤、焦虑障碍、阿尔茨海默病、抑郁症、中枢神经系统创伤、癫痫、帕金森病、亨廷顿氏病、或情感障碍性疾病的相关药物中的应用。

37、有益效果：本发明的一类肽及其衍生物，可以解开syntaxin 1a-gat-1耦联从而恢复gat-1的gaba再摄取功能以及囊泡介导的抑制性神经递质和bdnf的释放；该类物质具有促进卒中或创伤后神经功能修复以及快速抗焦虑、抗抑郁的功效，可用于制备治疗脑卒中、创伤性脑损伤、焦虑障碍和抑郁症的药物。同时，由于该类药物独特的作用机制，还可用于制备治疗ad以及各种神经退行性疾病的药物。

38、尤其要强调的是，此专利所述的一类肽及其衍生物可以将gat-1从syntaxin 1a上移除，促进syntaxin1a与其他snare复合物蛋白的耦联，从而在恢复gat-1的gaba再摄取功能，减小gaba tonic抑制电流的同时，增加gaba phasic抑制电流，所以并不会像单一阻断突触外gabaar减小gaba tonic抑制电流的药物那样带来致癫痫的风险，也不会像单一激动突触内gabaar增加gaba phasic抑制电流的药物那样带来各种副作用，并且本发明化合物还能增加囊泡介导的bdnf释放，这对于治疗脑卒中、焦虑障碍、重症抑郁、ad以及各种神经退行性疾病具有显著优势。

39、本发明提供了一种通过给予哺乳动物(包括人类)其需要的有效治疗量的一类肽及其衍生物来治疗脑卒中、焦虑障碍和重症抑郁的方法。可治疗的特异性疾病及状态有脑卒中、脑创伤、焦虑障碍、重症抑郁、ad以及其他更多的疾病。

40、该类多肽及其衍生物能特异性解除syntaxin 1a与gat-1蛋白之间的耦联，发挥促进脑卒中后损伤修复和治疗焦虑和抑郁的治疗作用，故可应用于解除syntaxin 1a与gat-1蛋白之间耦联的药物方面。实际上，本发明提供的一类肽及其衍生物还用于其他与syntaxin 1a和gat-1蛋白之间相互作用相关的神经精神疾病的治疗，比如中枢神经系统创伤、癫痫、阿尔兹海默症、帕金森病、亨廷顿氏病等在内的神经退行性疾病等以及脑卒中、情感障碍性疾病等方面。