CN102088973A - 与热休克转录因子激活化合物及其靶标有关的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及HSF激活化合物、其发现方法及其研究和治疗用途。特别地,本发明提供了能够促进HSF1激活的化合物以及使用此类化合物作为治疗剂以治疗许多与蛋白错折叠有关的病症的方法。

Description

与热休克转录因子激活化合物及其靶标有关的组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年5月15日提交的待决美国临时专利申请序列号No. 61/053,513的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
关于联邦政府赞助研究或开发的声明
本发明是以国立卫生研究院颁予的GM059911-08和GM076954的政府支持进行的。政府享有本发明的某些权益。
发明领域
本发明涉及热休克转录因子 (HSF)激活化合物,其发现方法,以及它们的研究和治疗应用。特别地,本发明提供了能够促进HSF1激活的化合物,以及使用此类化合物作为治疗剂以治疗许多与疾病相关的病症以及其它由缺陷蛋白折叠引起或与缺陷蛋白折叠有关的病理生理学状态的方法。
发明背景
长期以来,蛋白折叠被认为只是一种理论问题。研究人员研究蛋白折叠的机制结束了我们知识中关于蛋白的遗传蓝图与其生物学功能之间的巨大分歧。仅在1990年代就变得明显,错误折叠的蛋白与许多疾病的发生有关。蛋白折叠成为药物研究中关注的焦点:有可能的是,治疗疾病例如帕金森病和阿尔茨海默病的新方法在其复杂的途径中发现。
蛋白折叠疾病可分为两组:首先,呈分子废物的不受控制的痔的形式的过量不正确折叠蛋白集合。这是一组称为淀粉样变性病的疾病,其中阿尔茨海默病是一个公知的实例。此外,遗传蓝图中的小错误导致蛋白不完全折叠,这会影响其功能。
所有淀粉样变性病的共同特征是细胞外组织中不溶性蛋白的聚集物或斑块的聚集,其不能通过酶来破坏。它们的有序结构赋予它们类晶体性质:它们由长丝(纤维)组成,其由相同蛋白的致密填充的β-褶状片所形成。存在有至少20种不同蛋白,其可作为这些纤维的构建块,其各自与不同疾病有关。在所谓中全身性淀粉样变性病中,这些斑块的前体通过血流从它们的原始起点转移到它们的沉着点。局部性淀粉样变性病有更为重要的临床意义,因为它们影响中枢神经系统(其对损害特别敏感)、以及心脏和其它器官和组织。
需要有改进的组合物和方法以治疗与不当的蛋白折叠、聚集和/或受损蛋白的清除有关的疾病。
发明概述
本发明涉及HSF1激活化合物、其发现方法及其研究和治疗用途。特别地,本发明提供了能够促进HSF1激活(例如同三聚化(homotrimerization)的化合物),以及使用此类化合物作为治疗剂以治疗许多与蛋白错折叠有关的病情的方法。
在开发本发明实施方案过程中进行的试验开发了一种特别高通量的筛选方法以用于能够从合成化学库中鉴别能激活人热休克转录因子 1 (HSF1)蛋白的小分子。此外,在开发本发明实施方案过程中进行的试验鉴别了能够激活人热休克转录因子 1的分子。已经显示,当加入到细胞中时这些分子激活人HSF1,并激活热休克蛋白(例如HSP70、HSP25)的表达。此外,已经显示,这些分子减少了多-谷氨酰胺蛋白在神经元细胞中的聚集。
这样,在某些实施方案中,本发明提供了有HSF激活能力的组合物。该组合物不限于特定类型的HSF。在一些实施方案中,该HSF是HSF1、HSF2或HSF4。该组合物不限于它们导致HSF激活的方式。在一些实施方案中,HSF激活包括但不限于HSF1同三聚化的激活、HSF靶蛋白表达(例如热休克蛋白包括但不限于HSP70和HSP25)的激活、蛋白侣伴蛋白活性 (例如增加蛋白折叠、增加蛋白溶增溶作用、蛋白降解作用) 的激活、和/或减少蛋白聚集(例如神经元细胞中多-谷氨酰胺蛋白的聚集)。
在某些实施方案中,该组合物包含下式所示化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
包括其盐、酯和前药。该化合物不限于具体定义的R1至R9基团。在一些实施方案中,该R1至R9基团定义为使用本文所述筛选技术可鉴别的有HSF激活能力的化合物。在一些实施方案中,R1
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
、-OH、H或卤素(例如氯)。在一些实施方案中,X1
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Figure DEST_PATH_IMAGE014
或X1不存在。在一些实施方案中,X2是S或C。在一些实施方案中,X3是S或C。在一些实施方案中,R9是-OCH3。在一些实施方案中,R2
Figure DEST_PATH_IMAGE016
Figure DEST_PATH_IMAGE018
Figure DEST_PATH_IMAGE022
Figure DEST_PATH_IMAGE024
Figure DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE030
或-CF3。在一些实施方案中,
Figure DEST_PATH_IMAGE032
Figure DEST_PATH_IMAGE034
Figure DEST_PATH_IMAGE036
。在一些实施方案中,R5是S或C。在一些实施方案中,R6是H或
Figure DEST_PATH_IMAGE038
。在一些实施方案中,R7是H或
Figure 507488DEST_PATH_IMAGE038
。在一些实施方案中,R8
Figure DEST_PATH_IMAGE040
Figure DEST_PATH_IMAGE042
。在一些实施方案中,R10是氯或CH3。在一些实施方案中,R11是取代或未取代的烷基,例如
Figure DEST_PATH_IMAGE044
在一些实施方案中,该化合物是
Figure DEST_PATH_IMAGE050
Figure DEST_PATH_IMAGE052
Figure DEST_PATH_IMAGE054
Figure DEST_PATH_IMAGE058
Figure DEST_PATH_IMAGE062
Figure DEST_PATH_IMAGE064
Figure DEST_PATH_IMAGE070
Figure DEST_PATH_IMAGE072
Figure DEST_PATH_IMAGE074
Figure DEST_PATH_IMAGE076
在某些实施方案中,该组合物包含由图7所示化合物描述的化合物。
在某些实施方案中,该组合物包含有HSF激活能力的化合物的功能衍生物(例如
Figure DEST_PATH_IMAGE078
作为的HSF1A功能衍生物)。
在某些实施方案中,该组合物包含下式所示化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE080
;包括其盐、酯和前药。该化合物不限于具体定义的R1至R8基团。在一些实施方案中,该R1至R8基团定义为使用本文所述筛选技术可鉴别的有HSF激活能力的化合物。在一些实施方案中,R1是、H或卤素(例如氯)。在一些实施方案中,R2是
Figure DEST_PATH_IMAGE082
Figure DEST_PATH_IMAGE084
。在一些实施方案中,
Figure 2009801261985100002DEST_PATH_IMAGE085
Figure 2009801261985100002DEST_PATH_IMAGE087
。在一些实施方案中,R5是S或C。在一些实施方案中,R6是H或
Figure DEST_PATH_IMAGE088
。在一些实施方案中,R7是H或
Figure 927879DEST_PATH_IMAGE088
。在一些实施方案中,R8是
Figure DEST_PATH_IMAGE090
Figure DEST_PATH_IMAGE092
。在一些实施方案中,R9是氯或CH3。在一些实施方案中,R10是取代或未取代的烷基,例如
Figure DEST_PATH_IMAGE094
。在某些实施方案中,该化合物是
Figure 2009801261985100002DEST_PATH_IMAGE095
在某些实施方案中,本发明提供了治疗与蛋白错折叠有关的病症的方法。本发明不限于治疗与异常蛋白折叠有关的病症的特定方法。在一些实施方案中,该方法包括给具有错折叠蛋白的受试者(例如人类、猫、狗、小鼠、大鼠、猿、猴)施用能够促进HSF(例如HSF1)激活的组合物。所述方法不限于治疗具体的与蛋白错折叠有关的病症。在一些实施方案中,与HSF(例如HSF1)活性失调有关的病症包括但不限于阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、白内障、年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性、年龄相关性黄斑变性、色素性视网膜炎、心血管疾病和中风、中暑、脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老、癌症和2型糖尿病。在一些实施方案中,所述方法针对年龄相关性白内障中的晶体蛋白。在一些实施方案中,所述方法针对青光眼中的米屋西林(myocillin)。在一些实施方案中,该组合物与一种或多种治疗剂(例如抗惊厥剂、抗精神病剂、萝芙木生物碱、抗抑郁药、多巴胺前药、多巴胺激动剂、儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂、抗胆碱能类、MAO-B抑制剂、N-甲基-D-门冬氨酸抑制剂、AChE抑制剂、NMDA拮抗剂、自由基清除剂、谷氨酸通路拮抗剂、解痉剂、刚果红及其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子、四吡咯类、磺酰脲剂、氯茴苯酸类、双胍类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂、肠降血糖素拟似物、糊精类似物和α-葡萄糖苷酶抑制剂、左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半水合物(Timoptic Timoptic XE、Betimol、Istalol)、喹酮心安(Cartrol、Ocupress)、倍他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定(Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、甲唑酰胺(Neptazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果云香碱(Pilocar、Pilagan、Pilogel、Ocusert)、异山梨醇(Ismotic)、甘露醇(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定/噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-Pred、Pred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素A(Aquasol A、Del-Vi-A)、维生素E(Aquasol E、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米黄素、越桔、Β-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、Diamox Sequels)和甲唑酰胺(Neptazane))共同施用。
在某些实施方案中,本发明提供了用于鉴别HSF1激活剂的方法。本发明不限于鉴别HSF1激活剂的特定方法。在一些实施方案中,该方法包括:a) 提供表达人HSF1的酵母yhsfΔ菌株,其中该yhsfΔ菌株包含与诱导型促进子(例如GAL促进子)偶合的酵母HSF基因;b)使该yhsfΔ菌株在具有诱导物(例如半乳糖)的培养基中生长;c)使该yhsfΔ菌株暴露于候选化合物;d)使该yhsfΔ菌株转移到抑制生长培养基中;e)评价该yhsfΔ菌株的生长;和f) 如果该yhsfΔ菌株在所述非-诱导培养基中生长则表征所述候选化合物为HSF1激活剂。在一些实施方案中,该人HSF是通过 pRS424-GPD-hHSF1质粒表达的。在一些实施方案中,所述抑制培养基是葡萄糖培养基。
附图说明
图1显示了用于人HSF1激活的模型。HSF1显示是不存在应激时细胞质中的一种无活性单体。HSF1作为无活性单体位于细胞质。在应激依赖性刺激时,位于细胞核中的HSF1同三聚体结合DNA 热休克 组件(HSEs)变为高度磷酸化,并激活基因转录。黑色椭圆形:HSF1 DNA结合域;阴影线矩形:LZ1-3 (大)、LZ4 (小),其在均三聚体中形成分子间卷曲的-线圈;P:磷酸化。HSF1lz4m在LZ4中隐含有点突变,其使得HSF1在结构上同-三聚化,有可能是通过阻断分子内卷曲的-线圈相互作用。
图2显示了用于人HSF1 (hHSF1)的小分子活化剂基于酵母的筛选法。在可抑制GAL1促进子的控制下表达必须酵母热休克转录因子 (yHSF)的酵母细胞其生长依赖于半乳糖。在使该细胞转移到含有生长培养基的葡萄糖(其中该GAL1促进子关闭)中后,该细胞生长变得依赖于hHSF1的激活。能够激活hHSF1的小分子使其在葡萄糖中生长。
图3显示了人HSF1激活的微量滴定板分析。酵母hsfΔ细胞隐含了该GAL1-酵母HSF (yHSF)质粒。在半乳糖 (gal)中,所有细胞是存活的,因为yHSF的半乳糖-诱导性表达。在葡萄糖(glu)中,yHSF的表达停止,并且当它们表达野生型人HSF1或空载体时细胞未存活。然而,在不存在酵母HSF时,表达结构上三聚化的人HSF1蛋白(HSF1lz4m)的yhsfΔ细胞是存活的。在微量滴定板部分的给定排中的所有孔均含有相同的酵母菌株以显示一致性。显示了转染进入该菌株的质粒和碳源。
图4显示了该yhsfΔ 人HSF1 酵母菌株在库化合物存在时(图4A)以及在HSF1A衍生物存在时(图4B)的生长。使表达hHSF1的酵母细胞以在葡萄糖中的~1,000细胞/孔的浓度接种于96-孔板中,再用10微摩尔的来自化学库的不同化合物或者DMSO溶剂对照处理。通过测定96小时的光密度(O.D.600)监测生长。注意,在1391和1393序列中的化合物在结构上相关但与1261序列不同。
图5显示了三个独立化合物的结构在用于人HSF1活化剂分子的酵母筛选中为阳性,命名为HSF1-A、HSF1-B和HSF1-C。在存在10 uM的这些分子中酵母细胞生长显示于图4。
图6显示了HSF1A、HSF1B和HSF1C的合成路线。这三个先导化合物的结构亲缘关系简化合成为两步反应。图7显示了HSF1激活化合物。
图7显示了鉴定为HSF1激活化合物的化合物。
图8显示了通过用来自LOPAC和Prestwick化合库的化合物进行的筛选鉴别的HSF1激活化合物。
图9显示,在小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)细胞中,HSF1A激活HSP70和HSP25 热休克蛋白(侣伴蛋白)基因的表达。
图10显示了HSP70的HSF1A依赖性激活依赖于编码HSF1的基因的存在。
图11显示了HSF1A与热休克协同作用以激活HSP70蛋白侣伴蛋白的表达。图12A和12B显示,HSF1A促进HSP70的表达并减少大鼠神经元前体(PC-12)细胞中多-谷氨酰胺(polyQ)蛋白的聚集。
图12显示,HSF1A促进HSP70的表达并减少大鼠神经元前体(PC-12)细胞中多-谷氨酰胺(polyQ)蛋白的聚集。
图13显示,HSF1A功能改善多谷氨酰胺疾病的果蝇模型中眼的退化(实施例VIII)。
图14显示,本发明一些实施方案的组合物激活HSF1依赖性的HSP90结合(实施例IX)。
发明详述
在所有器官的生命周期中,适当的合成、折叠、运输、修饰、相互作用、生物化学激活和细胞蛋白的最终清除是正常生长、发育和维持所必须的。异常蛋白的不适当折叠、聚集和蓄积对细胞是有蛋白质-毒性的,原因在于它们不溶性、不适当的相互作用和长的半生命期的优势影响(参见,例如,Johnson, J.L., and Craig, E.A. (1997) Cell 90(2):201-204;Bukau, B., et al., (2000) Cell 101(2):119-122;Hartl, F.U. (1996) Nature 381:571-580;Deuerling, E., and Bukau, B. (2004) Crit. Rev. Biochem. Mol. Bio. 39:261-277;Bukau, B., et al., (2006) Cell 125(3):443-451;Dickey, C.A., et al., (2007) Trends in Mol. Med. 13(1):32-38;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。神经组织和细胞在蛋白折叠、聚集和清除中对缺陷的强烈敏感,这些缺陷在原因或相关性上与疾病有关,所述疾病包括亨廷顿病, 帕金森病, 阿尔茨海默病, 肌萎缩性脊髓侧索硬化症, 朊病毒病和其它神经变性疾病 (参见,例如,Bonini, N. M. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci., USA 99:16407-16411;Muchowski, P.J. (2002) Neuron 35:9-12;Morimoto, R. I. (2006) New England J. Med. 355:2254-2255;Finkbeiner, S., et al., (2006) J. Neurosci. 26(41):10349-10357;Furukawa, Y., et al., (2006) PNAS 103(18):7148-7153;Gidalevitz, T., et al., (2006) Science 311:1471-1474;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。它们中有许多是经常发生于上了年纪的人,并且由于丧失运动功能、多巴胺能和对于正常健康生活所必须的其它神经元而导致许多症状(参见,例如,Cummings, C.J. and Zoghbi, H.Y. (2000) Hum. Mol. Genet. 9:909-916;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。蛋白折叠、聚集和清除的缺陷亦与2型糖尿病有关(参见,例如,Chung, J., et al. (2008) PNAS 105(5) 1739-1744;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。
虽然这些复杂过程的许多方面是不完全理解的,许多单个蛋白质侣伴蛋白和共-侣伴蛋白复合物对折叠、过程、发育成熟和降低细胞蛋白产生功能(参见,例如,Johnson, J.L., and Craig, E.A. (1997) Cell 90(2):201-204;Bukau, B., et al., (2000) Cell 101(2):119-122;Hartl, F.U. (1996) Nature 381:571-580;Deuerling, E., and Bukau, B. (2004) Crit. Rev. Biochem. Mol. Bio. 39:261-277;Bukau, B., et al., (2006) Cell 125(3):443-451;Dickey, C.A., et al., (2007) Trends in Mol. Med. 13(1):32-38;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。许多神经变性疾病是通过例如特殊蛋白中遗传程序变化所引起,例如通过添加多谷氨酰胺 (polyQ)编码序列,通过蛋白折叠和和结构中的遗传缺陷,或者通过至今不甚了解的机制,通过该机制,异常蛋白构象可以在蛋白质催化的式样中繁殖(参见,例如,Bonini, N. M. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci., USA 99:16407-16411;Muchowski, P.J. (2002) Neuron 35:9-12;Morimoto, R. I. (2006) New England J. Med. 355:2254-2255;Finkbeiner, S., et al., (2006) J. Neurosci. 26(41):10349-10357;Furukawa, Y., et al., (2006) PNAS 103(18):7148-7153;Gidalevitz, T., et al., (2006) Science 311:1471-1474;Cummings, C.J. and Zoghbi, H.Y. (2000) Hum. Mol. Genet. 9:909-916;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。
蛋白质侣伴蛋白促进细胞蛋白的折叠、稳定、溶解和降解,并且通常包括在热休克蛋白的族群(Hsps)中,原因是它们的合成在对热和已知会诱导蛋白不折叠、聚集和降解的其它应激的应答中升高(参见,例如,Morimoto, R.I., Tissieres, A., and Georgopoulos, C. (1994) The Biology of Heat Shock Proteins and Molecular Chaperones, Cold Springs Harbor Laboratory Press, Cold Springs Harbor New York;Lindquist, S. (1992) Curr. Opinion in Genet. and Develop. 2:748-755;Feige, U., et al., (eds.) Stress-inducible cellular responses. Vol 77, Birkhauser, Verlag, Boston;Lindquist, S. and Craig, E.A. (1988) Ann. Rev. Genet. 22:631-677;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。最近在神经变性疾病的细胞或生物体模型系统中的证据强烈地支持了这样的想法,即蛋白质侣伴蛋白既独立地起作用,又协调改善与解折叠或聚集蛋白有关的疾病的生物化学标志或症状。例如,在哺乳动物细胞培养物中,polyQ 聚集或α- synuclein毒性的的小鼠或果蝇模型中,Hsp70或Hsp40 侣伴蛋白的表达可显著抑制蛋白聚集,增加蛋白质溶解度并翻转和改善神经元损失(参见,例如,Bailey, C.K., et al., (2002) Hum. Mol. Genet. 11(5):515-523;Kitamura, A., et al., (2006) Nat. Cell Bio. 8(10):1163-1170;Pavan, K., et al., (2002) Science 295:865-868;Chai, Y., et al., (1999) J. Neurosci. 19(23):10338-10347;Muchowski, P.J, et al., (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:7841-7846;Jana, N.R., et al., (2000) Hum. Mol. Genet. 9:2009-2018;Wyttenbach, A., et al., (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. 97:2898-2903;Adachi, H., et al., (2003) J. Neurosci. 23:2203-2211;Cummings, C.J., et al., (2001) Hum. Mol. Genet. 10:1511-1518;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。其它研究表明表明, Hsp70和Hsp40二者的高表达可在polyQ-介导的神经元变性的抑制中synergize,并且arimoclomal(一种Hsp合成的诱导物)在ALS的小鼠模型中显著延迟了疾病进程(参见,例如,Kieran, D., et al., (2004) Nature Medicine 10:402-405;以其全部内容通过引用并入本文)。从细菌到人类细胞,Hsp合成协调诱导对应激病情的应答,通过应激敏感的转录因子导致蛋白蛋白解折叠、聚集和蛋白水解。
在来自酵母到人的细胞中,编码Hsps基因的转录诱导对应激的应答,例如通过称为热休克组件(HSEs)的顺式作用促进子组件增加温度,该热休克组件由反转重复顺序的五聚(pentameric)共有序列5”-nGAAnnTTCnnGAAn-3’ (SEQ ID NO:01)的变体组成(参见,例如,Morimoto, R.I., Tissieres, A., and Georgopoulos, C. (1994) The Biology of Heat Shock Proteins and Molecular Chaperones, Cold Springs Harbor Laboratory Press, Cold Springs Harbor New York;Lindquist, S. and Craig, E.A. (1988) Ann. Rev. Genet. 22:631-677;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。在对应激的应答中,该热休克转录因子HSF以同-三聚体与HSEs结合,并激活某基因转录。事实上,HSFs及其同源DNA结合位点HSEs是两种在结构和功能上高度保守的顺式-和反式-作用调节因子(参见,例如,Wu, C. (1995) Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 11:441-469;Pirkkala, L., et al., (2001) FASEB J. 15:1118-1131;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。面包酵母酿酒酵母隐含了一种编码HSF的单基因,其是在所有测试条件下对于细胞存活所必须的(参见,例如,Sorger, P.K., and Pelham, H.R.B. (1988) Cell 54:855-864;Wiederrecht, G., et al., (1988) Cell 54:841-853;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。近来基因组-广泛表达和染色质-免疫沉淀试验证实,在蛋白质转换以及各种其它应激保护作用中,酵母HSF直接激活广泛范围内的作为侣伴蛋白的编码蛋白的基因(参见,例如,Hahn, J.-S., et al., (2004) Molecular and Cellular Biology 24:5249-5256;以其全部内容通过引用并入本文)。
在哺乳动物中,果蝇和C. elegans HSF1对应激产生应答,该应激活化编码蛋白质侣伴蛋白家族的基因的转录(Wu, C. (1995) Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 11:441-469;Pirkkala, L., Nykanen, et al., (2001) FASEB J. 15:1118-1131;Hsu, A.L., (2003) Science 300:1142-1145;Morley, J.F., and Morimoto, R.I. (2004) Mol. Bio. Cell 15:657-664)。虽然还没能阐明来自人和其它有机体的HSF1对应激的感觉和应答的精确机制,总结目前在人类细胞中对此过程的理解的模型显示于图1。HSF1激活是一种多步骤过程,其翻译后出现在对高温、解折叠蛋白的蓄积和其它应激情况的应答中(参见,例如,Wu, C. (1995) Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 11:441-469;Pirkkala, L., et al., (2001) FASEB J. 15:1118-1131;Baler, R., et al., (1993) Mol. Cell. Biol. 13:2486-2496;Sarge, K.D., et al., (1993) Mol. Cell. Biol. 13:1392-1407;Zuo, J., et al., (1995) Mol. Cell. Biol. 15:4319-4330;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。在缺乏急性应激时,HSF1以单体大量存在于细胞质中,并且据认为Hsp90、Hsp70和其它蛋白有关(参见,例如,Zuo, J., et al., (1998) Cell 94:471-480;Ali, A., et al., (1998) Mol. Cell. Biol. 18:4949-4960;Guo, Y., et al., (2001) J. Biol. Chem. 276:45791-45799;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。体外和体内试验表明,HSF1在整个的两个卷曲螺旋区域亮氨酸拉链1-3 (LZ1-3)和亮氨酸拉链4 (LZ4)之间的分子内相互作用中保持单体状态(参见,例如,Rabindran, S.K., et al., (1993) Science 259:230-234;Zuo, J., et al., (1994) Mol. Cell. Biol. 14:7557-7568;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。事实上,亮氨酸拉链4 (HSF1lz4m)中的点突变会引起哺乳动物细胞中结构性HSF1同三聚化 (参见,例如,Rabindran, S.K., et al., (1993) Science 259:230-234;以其全部内容通过引用并入本文)。在对应激的应答中,HSF1被转换成同三聚体,其据认为是通过分子间卷曲螺旋相互作用和细胞核内蓄积来稳定的,其在此处以高亲和力结合靶基因促进子中的HSEs,并激活靶基因转录。热休克经由HSF1诱导Hsp靶基因激活是暂时的,并且相比之下,HSF1最终在胞质溶液中转换回复到低亲和性DNA结合单体形式。HSF1在基础条件下和对应激应答时均被磷酸化,在所述基础条件下此修饰据认为使蛋白保持为非活化状态,此后一修饰的功能性结果尚不十分清楚(参见,例如,Cotto, J. J., et al., (1996) J. Biol. Chem. 271:3355-3358;Guettouche, T., (2005) BMC Bochem. 6:1-14;以其全部内容通过引用并入本文)。
在针对本发明实施方案开发的过程中进行的试验开发了一种专门用于鉴别能够激活来自合成化学库的人热休克转录因子 1 (HSF1)蛋白的小分子的高通量筛选法。此外,在针对本发明实施方案开发的过程中进行的试验鉴别了通过激活人热休克转录因子 1的分子。其显示当加入到培养细胞中时这些分子激活人HSF1,并且激活热休克蛋白的表达(例如HSP70、HSP25,以及减少神经元细胞中多-谷氨酰胺 蛋白的聚集)。因此,本发明提供了能够激活热休克因子(例如促进HSF1同三聚化)、激活热休克因子(例如HSF1)靶基因表达(例如热休克基因)和蛋白表达(例如热休克蛋白)的小分子(例如化合物),其发现方法,以及它们的治疗和/或研究用途。本发明示例性的组合物和方法在以下部分作更详细的描述: I. HSF激活化合物筛选;II. HSF激活化合物;III. 药物组合物;和IV. 治疗应用。
本发明的实施 应用了(除非另有说明)下列常规技术:有机化学、药理学、分子生物学(包括重组技术)、细胞生物学、生物化学和免疫学,它们均在本领域技能范围内。此类技术充分阐述于文献中,例如,“Molecular cloning:a laboratory manual”第二版(Sambrook et al., 1989);“Oligonucleotide synthesis” (M.J. Gait, ed., 1984);“Animal cell culture” (R.I. Freshney, ed., 1987);系列“Methods in enzymology” (Academic Press, Inc.);“Handbook of experimental immunology” (D.M. Weir & C.C. Blackwell, eds.);“Gene transfer vectors for mammalian cells” (J.M. Miller & M.P. Calos, eds., 1987);“Current protocols in molecular biology” (F.M. Ausubel et al., eds., 1987,以及定期更新资料);“PCR:the polymerase chain reaction” (Mullis et al., eds., 1994);和“Current protocols in immunology” (J.E. Coligan et al., eds., 1991),其各自以其全部内容通过引用并入本文。
I. HSF激活化合物筛选
在一些实施方案中,本发明提供了用于鉴别热休克因子的活化剂(例如能够促进HSF1功能的活化剂)以及用于鉴别热休克因子的活化剂(例如HSF1)靶基因表达(例如热休克基因)和蛋白表达(例如热休克蛋白)的筛选法。该筛选法不限于鉴别热休克因子的活化剂。在一些实施方案中,该筛选法鉴别HSF1活化剂, HSF2活化剂和/或HSF4活化剂。本发明不限于鉴别特定类型的热休克因子活化剂。活化剂的实例包括但不限于小分子(参见,例如,所述化合物提供于第II部分—示例化合物中)。
本发明不限于特定类型的用于鉴别热休克因子(例如HSF1)活化剂的筛选法。在一些实施方案中,本发明提供了基于 酵母的筛选法。本发明不限于特定类型的酵母的应用。在一些实施方案中,该筛选法包括遗传修饰酵母。该筛选法不限于特定类型的遗传修饰酵母。在一些实施方案中,该筛选法提供了遗传修饰以致酵母HSF的表达被调节的酵母。在一些实施方案中,该筛选法提供了遗传修饰以致该酵母表达人HSF1的酵母。虽然人HSF1和酵母HSF具有相似结构,以同-三聚体结合成保守的HSEs并在功能上激活普通Hsp基因,野生型人HSF1的表达不能抑制与酵母HSF缺陷型(yhsfΔ)细胞相关的存活缺陷(参见,例如,Liu, X.D., et al., (1997) EMBO J. 16:6466-6477;以其全部内容通过引用并入本文)。人HSF1的生物化学分析证实,人HSF1以单体存在于酵母中,并且在基础或应激条件下不能同-三聚化。事实上,人HSF1lz4m突变体的yhsfΔ 细胞中的表达(其在培养人细胞中结构三聚化)能够解救yhsfΔ存活缺陷,结合并激活应激诱导的靶基因转录例如来自酵母Hsp70基因的,并在酵母中以同-三聚物存在(参见,例如,Liu, X.D., et al., (1997) EMBO J. 16:6466-6477;Liu, P.C.C., and Thiele, D.J. (1999) Journal of Biological Chemistry 274:17219-17225;其各自以其全部内容通过引用并入本文)。本发明不限于任何作用机制。事实上,对该机制的理解并不是实施本发明所必要的。虽然如此,应考虑到,人HSF1不能在酵母中发挥功能,因为不能同三聚化。在一些实施方案中,本发明的筛选可鉴别能够促进HSF1的同三聚化的活化剂(例如化合物)。
该筛选不限于遗传修饰的酵母HSF表达的具体方式。在一些实施方案中,遗传修饰的酵母HSF表达是通过删除HSF基因开放阅读框从而使得yhsfΔ菌株不能存活而发生的。在一些实施方案中,该yhsfΔ菌株具有与诱导型促进子(例如GAL1-10)偶合的酵母HSF基因,从而使此类yhsfΔ菌株在可选择的培养基(例如半乳糖)中存活生长。在一些实施方案中(其中yhsfΔ菌株表达与GAL促进子偶合的酵母HSF基因),当细胞转移到葡萄糖培养基从而使酵母HSF表达停止时,该菌株在任何温度下或者在任何测试条件下均不能存活。在一些实施方案中,该表达与诱导型促进子偶合的酵母HSF基因的yhsfΔ菌株另外隐含有装配人HSF1 (hHSF1)表达的质粒。在一些实施方案中,针对hHSF表达装配的质粒是pRS424-GPD-hHSF1 (其中GPD在组成上表达葡萄糖葡萄糖磷酸脱氢酶促进子)。
在一些实施方案中,如图2所示,该yhsfΔ菌株(其表达与针对表达hHSF1装配的诱导型促进子偶合的酵母HSF基因)被用于鉴别hHSF1的活化剂(例如能够促进HSF1 同三聚化的活化剂)、鉴别HSF1靶基因表达的活化剂(例如热休克蛋白)和/或激活或抑制蛋白侣伴蛋白活性(例如增加蛋白折叠、增加蛋白溶解、蛋白降解)。此筛选具有若干特征,包括但不限于,(1)当酵母HSF表达停止时,仅人HSF1被活化的细胞是存活的,只要筛选具有非常低的背景;(2)容许人HSF1活化剂分子的正向选择;(3)此菌株与缺乏hHSF1表达的另一菌株结合容许鉴别分子,该分子唯一地以人HSF1-依赖性方式起作用而不是经由酵母中葡萄糖的抑制酵母HSF阻抑;和(4)该筛选适用于自动液体处理和光密度测定,并因此在性质上是高通量的。
该筛选不限于鉴别hHSF1的活化剂的特定方法。在一些实施方案中,例如,表达hHSF1的 yhsfΔ菌株在针对缺乏同三聚化生长的不可存活条件下或者激活hHSF1的其它方式暴露于小分子。在此类条件下的生长显示,该小分子是一种hHSF1的活化剂(参见,图2)。生长缺乏表明,该小分子不是hHSF1的活化剂(参见,图2)。
在一些实施方案中,用于所述筛选法的酵母菌株被遗传修饰以使小分子蓄积最大化。该酵母菌株不限于使小分子蓄积最大化的遗传修饰的特定方式。在一些实施方案中,使小分子蓄积最大化的遗传修饰是通过例如在yhsfΔ背景下PDR5SNQ2ERG6基因的序列缺失来实现的。PDR5SNQ2编码结合盒式完整浆膜转运蛋白的ATP,所述蛋白通过暴露于具有广泛结构生产工艺相对低特异性的化合物而介导多药耐药(参见,例如,Emter, R., (2002) FEBS Letters 521:57-61;以其全部内容通过引用并入本文)。这样,缺乏Pdr5和Snq2的酵母细胞菌种有机分子达到比野生型菌株显著更高的稳态水平。ERG6基因(其编码δ(24)- 甾醇C-甲基转移酶)是甲基转移酶生物合成中的关键酶。Erg6突变体显示亲脂分子横穿浆膜的扩散速度增加(参见,例如,Emter, R., (2002) FEBS Letters 521:57-61;以其全部内容通过引用并入本文)。在一些实施方案中,在yhsfΔ背景下具有PDR5 SNQ2ERG6基因的序列缺失的酵母菌株过度蓄积有机化合物。
II. HSF激活化合物
在针对本发明实施方案开发的过程中进行的试验鉴别了HSF激活化合物(例如能够促进HSF1 同三聚化的化合物、能够激活HSF1靶基因表达(例如热休克组件)的化合物、能够激活HSF1蛋白功能(例如热休克蛋白)的化合物、能够激活或抑制蛋白侣伴蛋白活性(例如增加蛋白折叠、增加蛋白溶解度、蛋白降解)的化合物)。对化合物激活HSF蛋白的机制的理解对于实施本发明而言不是必须的。
本发明示例性的HSF1激活化合物提供于下文。
在某些实施方案中,该组合物包含下式所示化合物:
包括其盐、酯和前药。该化合物不限于具体定义的R1至R9基团。在一些实施方案中,该R1至R9基团定义了使用本文所述筛选技术可证明的能够HSF活化的化合物。在一些实施方案中,R1
Figure 209081DEST_PATH_IMAGE081
Figure 2009801261985100002DEST_PATH_IMAGE099
Figure DEST_PATH_IMAGE100
、-OH、H或卤素(例如氯)。在一些实施方案中,X1
Figure DEST_PATH_IMAGE102
Figure 2009801261985100002DEST_PATH_IMAGE103
,或者X1不存在。在一些实施方案中,X2是S或C。在一些实施方案中,X3是S或C。在一些实施方案中,R9是-OCH3。在一些实施方案中,R2
Figure 230389DEST_PATH_IMAGE082
Figure DEST_PATH_IMAGE104
Figure DEST_PATH_IMAGE105
Figure DEST_PATH_IMAGE106
Figure DEST_PATH_IMAGE107
Figure DEST_PATH_IMAGE108
Figure DEST_PATH_IMAGE110
或-CF3。在一些实施方案中,
Figure 670860DEST_PATH_IMAGE085
Figure 635722DEST_PATH_IMAGE087
。在一些实施方案中,R5是S或C。在一些实施方案中,R6是H或
Figure 834622DEST_PATH_IMAGE088
。在一些实施方案中,R7是H或。在一些实施方案中,R8
Figure DEST_PATH_IMAGE114
。在一些实施方案中,R10是氯或CH3。在一些实施方案中,R11是取代或未取代的烷基,例如
Figure 247597DEST_PATH_IMAGE093
Figure 1926DEST_PATH_IMAGE094
在某些实施方案中,该化合物是
Figure 614304DEST_PATH_IMAGE095
Figure 137690DEST_PATH_IMAGE078
Figure 567534DEST_PATH_IMAGE096
Figure 684526DEST_PATH_IMAGE097
Figure DEST_PATH_IMAGE056A
Figure DEST_PATH_IMAGE058A
Figure DEST_PATH_IMAGE060A
Figure DEST_PATH_IMAGE062A
Figure DEST_PATH_IMAGE064A
Figure DEST_PATH_IMAGE066A
Figure DEST_PATH_IMAGE070A
Figure DEST_PATH_IMAGE072A
Figure DEST_PATH_IMAGE076A
在一些实施方案中,本发明提供了图7所示化合物任一个所述的HSF激活化合物。
在某些实施方案中,本发明提供了下式所述HSF激活化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE116
包括其盐、酯和前药;和
包括其R和S对映体形式以及外消旋混合物;
其中R1是
Figure 858453DEST_PATH_IMAGE081
、H或卤素(例如氯);
其中R2是
其中
Figure 316744DEST_PATH_IMAGE085
Figure 768902DEST_PATH_IMAGE087
(即,R3和R4是C或N,但是R3和R4不相同);
其中R5是S或C;
其中R6是H或
Figure 540549DEST_PATH_IMAGE088
其中R7是H或
Figure 366554DEST_PATH_IMAGE088
其中R8是
Figure DEST_PATH_IMAGE118
其中R9是氯或CH3;以及其中R10是
Figure DEST_PATH_IMAGE124
在某些实施方案中,本发明提供了以下HSF1激活化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE126
(HSF1-A)、
Figure DEST_PATH_IMAGE128
(HSF1-B)和
Figure 875158DEST_PATH_IMAGE097
(HSF1-C)。在某些实施方案中,该组合物包含有HSF激活能力的化合物的功能衍生物(例如
Figure 227642DEST_PATH_IMAGE078
作为HSF1A的功能衍生物)。
在某些实施方案中,本发明提供了具有其它功能的本文所述任一化合物。例如,在一些实施方案中,本发明提供了被生物素部分(例如HSF1A-生物素)功能化的任一化合物。
(
Figure DEST_PATH_IMAGE130
)。例如,此类功能化化合物可用于与它们相互作用的药剂(例如一种或多种蛋白)的鉴别。
其它示例化合物提供于图和下文试验部分。
III. 药物组合物, 制剂和示例性施用途径和剂量考虑
各种考虑的医药和药物组合物的示例性实施方案提供于下文。
A. 制备医药
应当考虑到,本发明化合物可用于制备医药以治疗与错折叠蛋白和/或缺陷蛋白侣伴蛋白活性有关的各种病情。
此外,应当考虑到,所述化合物还可用于制备治疗其它障碍的医药,其中该化合物的有效性是已知的或预期的。此类障碍包括但不限于神经障碍。用于制备本发明化合物的医药的方法和技术是本领域公知的。示例性的药物制剂和投药途径描述于下文。
本领域技术人员理解,任何一种或多种本文所述化合物(包括许多特别的实施方案)是通过使用标准制药生产操作来制备的。此类医药可以通过使用制药领域公知的投药方法投予受试者。
B. 示例性的药物组合物和制剂
在本发明确的一些实施方案中,该组合物是单独施用的,虽然在一些其它实施方案中,该组合物优选是以药物制剂存在的,该药物制剂包含至少一种如上文定义的活性成分/活性剂以及固体载体,或者另选地,以及一种或多种药学可接受的载体和任选的其它治疗剂。每种载体必需在与该制剂的其它组成的相容性意义上是“可接受的”并且对该受试者无损害。
考虑的制剂包括适用于口服、直肠、鼻、局部(包括经皮、经颊和舌下)、阴道、胃肠外(包括皮下、肌内、静脉内和皮内)以及经肺施用的那些。在一些实施方案中,制剂方便地以单位剂型提供并且通过药学领域已知的任何方法制备。此类方法包括下列步骤:使活性成分与载体结合,该载体由一种或多种辅助性成分组成。通常来说,该制剂是通过均匀且紧密地使活性成分与液体载体或细微分散的固体或者此二才结合(例如混合),然后必要时使产品成形来制备的。
适用于口服施用的本发明的制剂可以提供呈:离散单元例如胶囊剂、扁囊剂或片剂提供,其中各自优选含有预定量的活性成分;粉末或颗粒;在水性或非水液体中的溶液或混悬液;或者水包油液体乳剂或油包水液体乳剂。在其它实施方案中,该活性成分是以大丸剂、药糖剂或糊剂等提供的。
在一些实施方案中,片剂包含至少一种活性成分以及任选的一种或多种助剂/载体并且通过使各剂压缩或成型来制备。在一些实施方案中,压制片是通过在适宜的机器中使活性成分压缩成自由流动的形式例如粉末或颗粒,任选与下列成分混合来制备:粘合剂(例如聚乙烯吡咯烷酮、明胶、羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(例如淀粉羟乙酸钠、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲基纤维素钠)、表面活性剂或分散剂。模制片是通过在适宜的机器中使用惰性液体稀释剂湿化的粉末化合物(例如活性成分) 的混合物成模来制备。片剂可任选被包衣或刻痕,并且可被配制成可为其中的活性成分提供缓慢或控制释放,其中使用例如不同比例的羟丙基甲基纤维素以提供希望的释放曲线。片剂可任选以包肠溶衣提供,以提供在肠的部位释放而不是在胃中释放。
适合在口中局部施用的制剂包括锭剂,其包含在香味基质通常为蔗糖和阿拉伯胶或西黄蓍胶中的活性成分;软锭剂,其包含在惰性基质例如明胶和勘测或者蔗糖和阿拉伯胶中的活性成分;以及漱口剂,其包含在适宜液体载体中的活性成分。
根据本发明适合局部施用药物组合物任选被配制成软膏剂、乳膏剂、混悬剂、洗剂、粉剂、溶液剂、糊剂、凝胶剂、喷雾剂、气雾剂或油剂。在备选实施方案中,局部制剂包含帖剂或敷料剂,例如浸渍有活性成分的绷带或橡皮膏,以及任选的一种或多种赋形剂或稀释剂。在一些实施方案中,该局部制剂包括增强活性剂通过皮肤或其它受染区域吸收或渗透的化合物。此类经皮渗透促进剂的实例包括二甲基亚砜(DMSO)和相关类似物。
如果需要,乳膏基质的液相包括,例如,至少约30% w/w的多元醇即具有两个或多个羟基的醇,例如丙二醇、丁烷-1,3-二醇、甘露醇、山梨醇、甘油和聚乙二醇以其混合物。
在一些实施方案中,本发明的油相乳剂是由已知成分以已知方式构成的。此相通常包括一种单独的乳化剂(亦称为利泄剂),在一些实施方案中对于此相而言还期望包含至少一种乳化剂与脂肪或油或者与脂肪和油二者的混合物。
优选地,亲水性乳化剂与亲脂性乳化剂一起包括在内以作为稳定剂的作用。在一些实施方案中,其还优选包括油和脂肪二者。该乳化剂与或不与稳定剂一起制备所谓的乳化蜡,并且该蜡与油和/或脂肪一起制备所谓的乳化软膏基质,其形成乳膏制剂的油性分散相。
适用于本发明制剂的利泄剂和乳剂稳定剂包括Tween 60、Span 80、十八醇十六醇混合物、十四醇、甘油单硬脂酸酯和硫酸月桂酯钠。
用于该制剂的适合的油或脂肪的选择是基于期望的性质(例如美容性质)来实现的,因为活性化合物/活性剂在有可能用于制药乳剂的大多数油中的溶解度是非常低的。此类乳膏应当优选是一种非-油腻性的、非沾污性的和可洗涤的产物,具有适合的稠度以避免从管中或其它容器中泄漏。可以使用直链或支链、单或二元烷基酯例如二-异已二酸酯、异十六烷基硬脂酸酯、椰子脂肪酸的丙二醇二酯、十四烷酸异丙酯、油酸癸酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸丁酯、2-乙基己基棕榈酸酯或者称为Crodamol CAP的支链酯的混合物,最后三种是优选的酯。它们可以单独使用或者组合使用,取决于所需要的性质。另选地,可以使用高熔点液体例如白凡士林白软石蜡和/或液状石蜡或者其它矿物油。
适合局部施用于眼的制剂还包括滴眼剂,其中活性成分溶解或混悬于适宜的载体中,特别是用于该药剂的水性溶剂中。
适合直肠施用的制剂可以以具有适宜基质的栓剂提供,该基质包含例如可可豆脂或水杨酸酯。
适合阴道施用的制剂可以以阴道栓剂、乳膏剂、凝胶剂、糊剂、泡沫剂或喷雾制剂提供,其中含有其它成分例如本领域已知适宜的载体。
适合鼻施用的制剂(其中的载体是固体)包括具有一定粒度的粗粉,该粒度例如为范围为约20至约500微米,其是以这样的方式施用,其中取鼻吸药,即,通过从紧靠鼻的粉末容器中经过鼻道快速吸入(例如用力)。其它适宜的制剂(其中载体是供施用的液体)包括但不限于鼻喷剂、滴剂或经由喷雾器气雾剂,包括所述药剂的水性或油性溶液。
适合胃肠外施用的制剂包括水或非水等渗无菌溶液,其可含有抗氧剂、缓冲剂、硫双二氯酚和使得该制剂与待接受者血液等渗的溶质;以及含水和非水无菌混悬液,其可包括助悬剂和粘稠剂,以及脂质体或其它微粒系统,它们被设计成使该化合物靶向血液成分或一种或多种器官中。在一些实施方案中,该制剂提供/配制于单剂量或多剂量密封容器中,例如安瓿或西林瓶,并且可以贮藏在冷冻干燥(冻干)条件下,在临用前仅要求添加无菌液体载体例如注射用水。临时的注射溶液和混悬液可从前文所述种类的无菌粉末、颗粒和片制备。
优选的单位剂量制剂是含有药剂的上文所述日剂量或单位、日亚剂量的那些,或者是其适合的部分。
应当理解,除了上文特别提及的成分以外,本发明的制剂可包括具有关于所讨论制剂类型的本领域一般的其它药剂,例如,适合口服施用的这些可包括此类其它药剂例如甜味剂、增粘剂和调味剂。还期望的是,本发明的药剂、组合物和方法可以与其它适合的组合的和治疗法组合。而且其它制剂任选包括食品添加剂(适合的甜味剂、调味剂、着色剂等)、植物营养素(例如亚麻种子油)、矿物(例如Ca、Fe、K等等)、维生素和其它可接受的组合物(例如共轭亚麻酸)、增充剂和稳定剂等。
在一些实施方案中,本发明化合物是以非溶剂化形式提供的,或者是以非水溶液(例如乙醇)提供的。可以产生该化合物以使此制剂通过产生与该制剂相容的特定结晶多晶型。在一些实施方案中,本发明化合物是以与热治疗法例如热浴法相结合来提供的。
在某些实施方案中,本发明提供了给受试者施用所述化合物的技术说明书。在某些实施方案中,本发明提供了使用供治疗病情的包含在药盒中的组合物的技术说明书,其中该病情的特征在于细胞或组织中的细胞凋亡过程的失调(例如提供用于特定患者特征相关的作用疗程治疗医生的给药、施用途径、决策树)。在某些实施方案中,本发明提供了使用包含在药盒中的组合物以治疗各种医学病情有关的技术说明书,所述医学病情与错折叠蛋白或不规则HSF1活性有关(例如包括错折叠蛋白或不规则HSF1活性的医学病情)(例如医学病情包括不规则侣伴蛋白活性的医学病情)(例如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、白内障、年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性、年龄相关性黄斑变性、色素性视网膜炎、心血管疾病和中风、中暑、脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老、癌症和2型糖尿病)。 在一些实施方案中,所述方法针对年龄相关性白内障中的晶体蛋白。在一些实施方案中,所述方法针对青光眼中的米屋西林。
C. 示例性施用途径和剂量考虑
许多投药系统是已知的,并且可用于施用本发明治疗剂(例如上文第 III部分所述示例化合物),例如,包囊在脂质体、微粒、微胶囊、受体介导细胞摄粒作用等。投药的方法包括但不限于动脉内、肌内、静脉内、鼻内和口服途径。在特定实施方案中,其可能期望局部施用本发明药物组合物到需要治疗的区域;这可能通过例如但不限于手术期间的局部灌输、流向或导管方式来实现。
应当考虑到,所鉴别的药剂可施用于对发生靶细胞和相关病情病理生长敏感或有此风险的受试者或个体。当该药剂施用于例如小鼠、大鼠或人患者受试者时,该药剂可被加入到药学可接受的载体中并且全身或局部施用于该受试者。为了确定可以有益地治疗的患者,从该患者中移出组织样品,并针对该药剂的敏感性分析该细胞。
治疗量是以经验确定的,并且随所治疗的病理学、所治疗的受试者以及该药剂的效能和毒性而改变。当投递到动物时,该方法可用于进一步确证该药剂的效能。
在一些实施方案中,体内施用以一个剂量在整个疗程中连续或间断是有效的。确定施用的最有效方式和剂量的方法是本领域公知的,并且会随用于治疗的组合物、治疗目的、治疗的靶细胞和治疗的受试者而变化。单次或多次施用是以治疗医生选择的水平和模式来进行的。
施用该药剂的适宜给药制剂和方法是容易通过本领域技术人员确定的。优选地,该化合物是以约0.01 mg/kg至约200 mg/kg,更优选约0.1 mg/kg至约100 mg/kg,甚至更优选约0.5 mg/kg至约50 mg/kg施用的。当本文所述化合物是与另一药剂(例如作为敏化剂)共同施用时,该有效量可以低于该药剂单独使用时的的量。
该药物组合物可以口服、鼻内、胃肠外或经吸入治疗施用,并且可以采用片剂、锭剂、颗粒剂、胶囊剂、丸剂、安瓿剂、栓剂或气雾剂形式。它们还可以采取活性成分在水性或非水性稀释液中的混悬剂、溶液剂和乳剂,糖浆剂、颗粒剂或粉剂的形式。除了本发明的药剂,该药物组合物亦可含有其它药物活性化合物或者多种本发明的化合物。
更特别地,在本文亦称为活性成分的本发明药剂可通过任何适宜途径供治疗施用,所述途径包括但不限于口、直肠、鼻、局部(包括但不限于经皮、气溶胶、经颊和舌下)、阴道、胃肠外(包括但不限于皮下、肌内、静脉内和皮内)以及肺。还应理解,优选途径可随受者年龄和所治疾病而变化。
事实上,应当以达到疾病位置的活性化合物峰浓度来施用该药剂。这可以例如通过该药剂优选地在盐水中的静脉注射来实现, 或者以例如含有该活性成分的片剂、胶囊剂或糖浆剂的口服施用来实现。
该药剂的期望血液水平可以通过连接输注来维持,以在疾病组织中提供治疗量的活性成分。考虑采用操作组合的应用,以提供治疗组合,与各单个治疗化合物或药物单独使用所需要的相比,该治疗组合需要较低总剂量的各组分抗病毒剂,从而减低副作用。
D. 示例性的共同-施用途径和剂量考虑
本发明还包括涉及本文所述化合物与一种或多种另外的活性剂共同施用的方法。事实上,本发明进一步的方面是提供通过共同施用本发明化合物来提高现有技术治疗法和/或药物组合物的方法。在共同施用操作程序中,所述药剂可以同时或序列地施用。在一个实施方案中,本文所述化合物是在其它活性剂之前施用的。施用的药物制剂和方式可以是上文所述任一项。此外,该两种或多种共同施用的化学剂、生物制剂或辐射法可以各自使用不同模式或不同制剂施用。
该一种或多种药剂可以共同施用,这取决于所治病情的种类。例如,当所治病情是神经障碍(例如亨廷顿病)时,该其它药剂可以是抗惊厥剂。共同施用的该其它药剂可以是本领域领域用于特定障碍的公知药剂中的任一种,包括但不限于目前在临床和/或试验使用中的那些。
IV. 治疗应用
在某些实施方案中,本发明提供了用于治疗与蛋白错折叠有关的病情的方法(例如治疗应用)。 本发明不限于特定类型的方法。在一些实施方案中,治疗与蛋白错折叠有关的病情的方法包括a) 提供:i.具有错折叠蛋白的靶细胞;和ii. 组合物(例如包含上文第III部分所述示例性的HSF1激活化合物 的组合物);和b)使该靶细胞在暴露会导致HSF1活性增加的条件下暴露于该组合物。所述方法不限于治疗具体的与蛋白错折叠有关的病情。在一些实施方案中,与蛋白错折叠有关的病情是涉及缺陷侣伴蛋白活性的医学病情。在一些实施方案中,该与蛋白错折叠有关的病情是衰老增加, 阿尔茨海默病, 帕金森病, 亨廷顿病, 肌萎缩性脊髓侧索硬化和基于蛋白酶传染性因子的疾病(例如可传播海绵状脑病、牛海绵样脑病、克罗伊茨费尔特-雅各布病和库鲁病)。在一些实施方案中,该与蛋白错折叠有关的病情是2型糖尿病 (参见,例如,Chung, J., et al., (2008) PNAS 105(5) 1739-1744;其全部内容通过引用并入本文)。该方法不限于特定类型的靶细胞。在一些实施方案中,该靶细胞是神经细胞。在一些实施方案中,该靶细胞是活体哺乳动物 (例如人、马、狗、猫、猪、大鼠、小鼠、猿、猴)中的。
此外,这些化合物中的任一种或多种可用于与至少一种其它治疗剂(例如钾通道开放剂、钙通道阻滞剂、钠氢交换抑制剂、抗惊厥剂、抗惊厥剂、抗心律不齐剂、抗动脉粥样硬化剂、抗凝剂、抗血栓剂、prothrombolytic剂、纤维蛋白素原拮抗剂、利尿剂、抗高血压剂、ATP酶抑制剂、矿质皮质激素受体拮抗剂、磷酸二酯酶抑制剂、抗糖尿病剂、抗炎剂、抗氧化剂、血管发生调节剂、抗骨质疏松剂、激素替代治疗法、激素受体调节剂、口服避孕药、减肥药、抗抑郁药、抗焦虑药、抗精神病剂、抗增殖剂、抗肿瘤剂、抗溃疡和胃食管返流疾病剂、生长激素剂和/或生长激素促分泌剂、甲状腺拟似物、抗感染剂、解痉药、抗病毒剂、抗细菌剂、抗真菌剂、降胆固醇/脂质药和脂质轮廓治疗法、以及拟似缺血预适应和/或心肌顿抑的药剂、抗动脉粥样硬化剂、抗凝剂、抗血栓剂、抗高血压剂、抗糖尿病剂和选自ACE抑制剂、AT-1受体拮抗剂、ET受体拮抗剂、双重ET/AII受体拮抗剂和血管肽酶抑制剂的抗高血压剂,或者选自GPIIb/IIIa阻滞剂、P2Y1和P2Y12拮抗剂、拮抗剂受体拮抗剂、阿司匹林的抗血小板剂)组合与药学可接受的载体或稀释剂一起在药物组合物中施用。
用于亨廷顿病的其它治疗剂包括但不限于抗惊厥剂(例如丙戊酸、氯硝西泮)、抗精神病剂(例如利哌利酮、氟派啶醇)、萝芙木生物碱(例如利血平)、抗抑郁药(例如proxetine)。用于帕金森病的其它治疗剂包括但不限于多巴胺前药(例如左旋多巴/卡比多巴)、多巴胺激动剂(例如阿朴吗啡、溴麦角环肽、培高利特、普拉克索、罗平尼咯、罗平尼咯、罗替戈汀)、儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂(例如托卡朋、恩他卡朋、左旋多巴、卡比多巴、恩他卡朋)、抗胆碱能类(例如苯海索、甲磺酸苄托品)、MAO-B抑制剂(例如司来吉兰、雷沙吉兰),和N-甲基-D-门冬氨酸抑制剂(例如金刚烷胺)。用于阿尔茨海默病的其它治疗剂包括但不限于中枢作用AChE抑制剂(例如利凡斯的明)、NMDA拮抗剂(例如利凡斯的明)和自由基清除剂(例如生育酚)。用于肌萎缩性脊髓侧索硬化的其它治疗剂包括但不限于谷氨酸通路拮抗剂(例如利鲁唑)、解痉剂(例如巴氯芬)。用于朊病毒病的其它治疗剂包括但不限于刚果红及其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子和四吡咯类。用于2型糖尿病的其它治疗剂包括但不限于磺酰脲剂(例如格列吡嗪、格列本脲、格列美脲)、氯茴苯酸类(例如瑞格列奈、那格列奈)、双胍类(例如二甲双胍)、噻唑烷二酮类(例如匹格列酮、罗格列酮)、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂(例如sitagliptin)、肠降血糖素拟似物(例如exenatide)、糊精(amylin)类似物(例如醋酸普兰林肽)和α-葡萄糖苷酶抑制剂(例如阿卡玻糖、阿卡玻糖)。用于青光眼、白内障、色素性视网膜炎,和/或黄斑变性的其它药剂包括但不限于左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半水合物(Timoptic Timoptic XE、Betimol、Istalol)、喹酮心安(Cartrol、Ocupress)、倍他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定(Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、甲唑酰胺(Neptazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果云香碱(Pilocar、Pilagan、Pilogel、Ocusert)、异山梨醇(Ismotic)、甘露醇(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定/噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-Pred、Pred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素A(Aquasol A、Del-Vi-A)、维生素E(Aquasol E、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米黄素、越桔、Β-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、Diamox Sequels)和甲唑酰胺(Neptazane))。用于蛋白错折叠的其它疾病的其它治疗法包括但不限于体温过高法。
试验
提供以下试验来证明并进一步说明本发明的某些优选实施方案,并且不认为是限制其范围。
实施例I。
该实施例描述了用于DTY512菌株的生长条件的优化法。如图3所证实的,隐含1)与GAL促进子偶合的酵母HSF基因 ,和2) hHSF1表达的pRS424-GPD-hHSF1质粒的yhsfΔ菌株(DTY512菌株)的生长条件是从培养皿到96孔微量皿模式来优化的。在非诱导/非抑制碳源棉子糖(2%)存在下,使细胞生长于缺乏尿嘧啶和色氨酸的合成完全培养基中以筛选质粒维持。凭经验鉴别半乳糖浓度(0.01%),其诱导足量水平的酵母HSF以使酵母细胞存活力加强,同时在加入4%葡萄糖之后使细胞敏感以强化酵母HSF表达的葡萄糖抑制。在含有2%棉子糖和0.01% 半乳糖的选择的合成完全培养基中,使筛选的细胞生长到中对数生长期(mid logphase)。然后在相同生长培养基中使培养物稀释到~5,000细胞/ml,该生长培养基中用4%葡萄糖代替半乳糖,以启动酵母HSF表达的葡萄糖抑制作用。将细胞(200 微升)以~1,000细胞/孔加至96孔微量滴定皿中,再使用Beckman Biomek FX液体处理机器人在无菌条件下使化合物或载体溶剂(二甲基亚砜,DMSO)独立地分配到每一个孔中。使板在30°C孵育,再使用所附的SpectraMax Plus读板器经时测定光密度。如图3所示,当生长于半乳糖中时,表达yHSF1使细胞生长。然而,在使细胞转移到含有培养基的葡萄糖中后, yHSF1的表达被抑制,仅使细胞表达结构活性hHSF1lz4m等位基因以生长。通过小分子激活hHSF1亦将使细胞生长。酵母培养物生长曲线是针对每一微量滴定孔产生的,而斜率是经96小时过程来计算的。如图4所示,根据每一微量滴定孔中对细胞的生长定量,未添加DMSO或者仅添加DMSO的表达野生型人HSF1的细胞的背景生长非常低,并且这会使该筛选中的阳性候选品容易定性检测。
实施例II。
该实施例描述了候选品HSF1激活化合物的确证。如图3所示,鉴定了适宜的生长条件,施用基于酵母的人HSF1活化剂筛选到到高通量96-孔格板中的半乳糖诱导和葡萄糖抑制参数。此筛选评价了~10,500个不同化合物的组合化学库,其由PPD库中的约75个单独支架结构构建(PPD Discovery Research, Research Triangle Park, NC)。虽然这是一种适当大小的筛选, ~50个不同的库组分被鉴别,是会在以10微摩尔的浓度接种后48-96小时内适当地使酵母细胞生长加强。图4A显示了以不同效能刺激酵母细胞生长的5种化合物的小样品、DMSO溶剂对照和一个在此筛选法中为阴性的化合物。后来32个更有效的化合物的分析证实,在酵母基筛选法中的所有这些分子的效能取决于人HSF1。评价三种独特化合物的结构特征,标记为HSF1-A、HSF1-B和HSF1-C,它们在人化酵母基筛选法中是刺激细胞生长最有效的。图4B显示了两种非-功能衍生物(HSF1AD2 ();和HSF1AD3 (
Figure DEST_PATH_IMAGE134
),它们与HSF1A相比不能刺激酵母细胞生长。在针对本发明实施方案开发的过程中进行的试验测得, HSF1AD1是一种HSF1A的功能衍生物(例如HSF1AD1 (
Figure DEST_PATH_IMAGE136
)与HSF1A类似能够刺激酵母细胞生长)。
如图5所示,三种化学上不同的化合物HSF1A、HSF1B和HSF1C显示显示相同的结构特征,包括芳基部分(典型的是吡唑苯甲酰胺类)的转化,以及与接近于每个分子的中心的氧的极性键。图6显示了HSF1A、HSF1B和HSF1C的合成路线。图7显示了另外的化合物,包括HSF1-A、HSF1-B和HSF-1C,根据PPD库鉴定认为是HSF1激活化合物。应当理解,这些化合物的衍生物亦可用于本文所述组合物和方法(参见,例如,HSF1AD1)。
用LOPAC化学库和Prestwick化学库的化合物进行另外的筛选,其最终鉴别了其它HSF1激活化合物。图8显示了通过用来自LOPAC和Prestwick化学库的化合物进行的筛选鉴别的HSF1激活化合物。应当理解,这些化合物的衍生物亦可用于本文所述组合物和方法。
实施例III。
该实施例描述了用于实施例IV-VII的材料和方法。
细胞培养。使野生型和hsf1 -/-小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)细胞生长于DMEM + 10%FBS (37oC, 5% CO2)中。对于MEF细胞,在试验时,将在含有介质的血清中的6X105个细胞接种于6-孔板的每一孔中。使细胞在这些条件下孵育另外12小时,在此时使细胞用1X PBS洗涤2次,再使该生长培养基转换成无血清的OptiMEM培养基(Invitrogen)。对于PC-12细胞,使5X105细胞在无血清的2 ml OptiMEM培养基中接种于6-孔板的每个孔中,再在这些条件下孵育另外12小时。12小时以后,将HSF1A或DMSO加至MEF或PC-12细胞中,并在37oC下孵育15小时。
西式印迹法。处理15 hr以后,使细胞在1X PBS中洗涤2次并通过刮除法收集。使用细胞溶解缓冲溶液(25mM Tris, 150mM NaCl, 1% Triton X-100, 0.1% SDS, 1mM EDTA)使细胞溶解,并使用BCA分析法对溶解的蛋白质定量。将总蛋白的等份量在10%-20%梯度凝胶中分离,转移到硝酸纤维素膜中并针对HSP70、mHSP25、HSF1、Q74-GFP和SOD1的表达分别使用抗-HSP70 (SC-24, Santa Cruz)、抗-mHSP25 (SPA-801, Stressgen)、抗-HSF1 (Bethyl)、抗-GFP (SC-8334)和抗-SOD1 (SOD-100, Stressgen)抗体进行分析。次级抗体是来自GE Healthcare Life Sciences的抗-小鼠或抗-家兔- HRP结合抗体。使用Pico chemioluminescence试剂合(Pierce)使蛋白显影。
实施例IV。
该实施例证实,HSF1A激活HSP70和HSP25 热休克蛋白 (侣伴蛋白)基因在小鼠胚胎成纤维细胞 (MEF)细胞中的表达。如图9所示,在无血清的OptiMEM培养基中使MEF细胞用指定浓度的HSF1A (以微摩尔计)或DMSO溶剂对照处理15小时,或者在无血清的OptiMEM培养基中使MEF细胞在42oC下热休克(HS)达2小时,再使之在37oC下恢复15小时。制备总细胞蛋白提取物,通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,转移到固体膜中,再通过用它们各自的特异性抗体探测来检测Hsp70、Hsp25和SOD1蛋白,接着通过标准免疫印迹技术来鉴别蛋白。
实施例V。
该实施例证实, HSP70的HSF1A依赖性激活依赖于编码HSF1的基因的存在。如图10所示的,在无血清的OptiMEM培养基中使野生型和hsf1 -/- MEF细胞用指定浓度的HSF1A或者DMSO溶剂作为对照处理15小时,或者在无血清的OptiMEM培养基中在42oC下使野生型和hsf1 -/- MEF细胞热休克(HS)达2 hr,再使之在37oC下恢复15小时。通过图9所示免疫印迹法检测Hsp70、HSF1和SOD1蛋白。
实施例VI。
该实施例证实, HSF1A可以与热休克发挥协同作用,以激活HSP70 蛋白质侣伴蛋白的表达。如图11所示,在无血清的OptiMEM培养基中在37oC下使MEF细胞用指定浓度的HSF1A或者溶剂DMSO作为对照处理15小时,或者在37oC下用30微摩尔HSF1A处理1小时,接着在40oC的亚最佳热休克温度下进行1 hr 热休克,接着在37oC下恢复15小时。独立地,使细胞在42oC的最佳热休克温度下处理2小时,接着恢复15小时。通过图9所示免疫印迹法检测HSP70和SOD1蛋白。注意,30微摩尔HSF1A处理与亚最佳热休克温度协同产生高水平的HSP70 蛋白质侣伴蛋白表达。
实施例VII。
该实施例证实,在大鼠神经元前体(PC-12)细胞中,HSF1A促进HSP70的表达并减少多-谷氨酰胺 (polyQ)蛋白的聚集。如图12A所示,在无血清的OptiMEM培养基中使PC-12细胞用指定浓度的HSF1A或者DMSO溶剂作为对照处理15小时,或者在无血清的OptiMEM培养基中在42oC下使PC-12细胞热休克2 hr,再使之在37oC下恢复15小时 (HS)。通过图9所示免疫印迹法检测HSP70和SOD1蛋白。图12B显示,将稳定地表达Huntington Q74-GFP融合蛋白的PC-12细胞在无血清的OptiMEM培养基中用20微摩尔HSF1A或者溶剂DMSO (0.5%)作为对照处理15小时,以刺激HSP70表达。孵育15小时以后,通过添加1微克/毫升脱氧土霉素来诱导Q74-GFP蛋白的表达。使细胞在脱氧土霉素和HSF1A存在下孵育另外48小时,此后,收集细胞并使用细胞溶解缓冲溶液分离溶解的蛋白。通过离心使未溶解的蛋白(P)沉积成片状物。使该片状沉积物在1毫升细胞溶解缓冲溶液洗涤1次,再通过混合尿素缓冲溶液(细胞溶解缓冲溶液 + 5M 尿素)和Laemmli缓冲溶液(1:2比率)来溶解。通过免疫印迹法用抗-GFP抗体以类似于图9所示方式检测聚谷氨酰胺-GFP蛋白(Q74-GFP)。
实施例VIII。
由蛋白错折叠所致的神经变性疾病 的实例称为亨廷顿氏病,其是一种导致神经元细胞死亡的进行性神经变性疾病。此疾病原因是称为亨廷顿的蛋白聚集,其中患有此疾病的那些患者基因表达亨廷顿蛋白,该蛋白隐含了氨基酸谷氨酰胺的遗传学上遗传扩张(缩写为Q)。该聚Q亨廷顿蛋白错折叠并聚集,从而引起神经元死亡和疾病症状。使用聚Q蛋白介导的神经元变性的苍蝇模型,以测定HSF1A-介导的蛋白质侣伴蛋白生成升高是否能够在苍蝇中改善眼细胞的变性,在该苍蝇中聚Q蛋白强烈地表达于眼中。图13显示,HSF1A功能性地改善多谷氨酰胺疾病的果蝇模型中眼的变性。
如图13所示,在长期存在补充有DMSO、200 µM HSF1A或5 µM 17-AAG (阳性对照)的食物的情况下使UAS-MJDtrQ78苍蝇与gmr-GAL4苍蝇杂交。在用HSF1A和17-AAG处理时观察到由聚Q-蛋白表达引起的眼形态缺陷减少和色素减退。对照苍蝇是UAS-MJDtrQ78苍蝇,其缺乏Gal4 转录因子。
实施例IX。
许多哺乳动物HSF1的化学活化剂,由于它们结合和抑制Hsp90蛋白的机制,具有抑制HSF1活性的蛋白。图14显示,该新颖的人化酵母HSF1活性筛选鉴别了不依赖于Hsp90起作用的分子。如图14所示, HSF1A既不结合Hsp90蛋白,也不在与已知HSF1 激活化学品格尔德霉素的结合中竞争,其是通过结合和抑制Hsp90激活的。这些数据使HSF1A与其它已知HSF1激活分子区别开来。
如图14A所示,在4˚C下,使纯化的Hsp90 (AssayDesigns)与17-AAG(一种已知的Hsp90结合化学品)或者与HSF1A在指定浓度下孵育30 min。使1 µM格尔德霉素(一种已知的Hsp90结合化学品)与亲和性基质生物素偶合(格尔德霉素-生物素),并在4˚C下加入1小时以从Hsp90替换17-AAG和HSF1A。在4˚C下通过添加neutravidin-琼脂糖珠(Pierce)来使格尔德霉素-生物素结合的Hsp90捕获30 min。通过加热到95˚C达5 min来使Hsp90从珠中洗脱再通过免疫印迹法使用和抗-Hsp90抗体分析。如图14B中所示,在4˚C下,使纯化的Hsp90与10 µM格尔德霉素-生物素(GD-B)或者与100 µM HSF1A-生物素孵育60 min,再在4˚C下通过添加neutravidin-琼脂糖珠捕获结合的Hsp90α达30 min。
以上说明书所提及的全部出版物和专利以全部目的通过引用并入本文。尽管本发明结合特别优选的实施方案进行了描述,应当理解,所主张的本发明不应当不恰当地限于这些特定实施方案。事实上,对于相关领域技术人员显而易见的用于执行本发明所描述的模式的各种变型将涵盖以下权利要求的范围内。

Claims (16)

1.包含能够促进HSF1激活的化合物的组合物, 其中所述化合物是下式化合物及其盐、酯、前药、和其R和S对映体形式以及外消旋混合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中R1选自
Figure 64114DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 981254DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、-OH、H和卤
素(例如氯);
其中X1
Figure 823308DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE007
,或者X1不存在;
其中X2是S或C;
其中X3是S或C;
其中R2选自
Figure 280834DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE009
Figure 157524DEST_PATH_IMAGE010
Figure 245565DEST_PATH_IMAGE012
Figure DEST_PATH_IMAGE013
Figure 371653DEST_PATH_IMAGE014
Figure DEST_PATH_IMAGE015
和-CF3
其中 选自
Figure 301749DEST_PATH_IMAGE018
其中R5选自S和C;
其中R6选自H和
Figure DEST_PATH_IMAGE019
其中R7选自H和
Figure 360359DEST_PATH_IMAGE020
其中R8选自
Figure DEST_PATH_IMAGE021
Figure 177006DEST_PATH_IMAGE022
其中R10选自氯和CH3;和
其中R11选自
Figure DEST_PATH_IMAGE023
Figure 976334DEST_PATH_IMAGE024
2.权利要求1的组合物,其中所述化合物选自:
Figure DEST_PATH_IMAGE025
Figure 499720DEST_PATH_IMAGE026
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 991881DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE029
Figure 295823DEST_PATH_IMAGE030
Figure 836526DEST_PATH_IMAGE032
Figure DEST_PATH_IMAGE033
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure 674218DEST_PATH_IMAGE036
Figure DEST_PATH_IMAGE037
Figure 465456DEST_PATH_IMAGE038
Figure DEST_PATH_IMAGE039
3.治疗与错折叠蛋白相关的病症的方法,其包括:
a) 提供具有不规则HSF1活性的受试者,和包含由下式的化合物的组合物:
Figure 603658DEST_PATH_IMAGE040
包括其盐、酯和前药、及其R和S对映体形式和外消旋混合物;
其中R1选自
Figure DEST_PATH_IMAGE041
Figure DEST_PATH_IMAGE043
Figure 935599DEST_PATH_IMAGE044
、-OH、H和卤素(例如氯);
其中X1
Figure DEST_PATH_IMAGE045
Figure 948555DEST_PATH_IMAGE046
,或者X1不存在;
其中X2是S或C;
其中X3是S或C;
其中R2选自
Figure DEST_PATH_IMAGE047
Figure 831060DEST_PATH_IMAGE048
Figure 245861DEST_PATH_IMAGE050
Figure DEST_PATH_IMAGE051
Figure 250726DEST_PATH_IMAGE052
Figure 954240DEST_PATH_IMAGE054
和-CF3
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE055
选自
Figure 374857DEST_PATH_IMAGE056
Figure DEST_PATH_IMAGE057
其中R5选自S和C;
其中R6选自H和
其中R7选自H和
Figure DEST_PATH_IMAGE059
其中R8选自
Figure 882247DEST_PATH_IMAGE060
Figure DEST_PATH_IMAGE061
其中R10选自氯和CH3;和
其中R11选自
Figure 872725DEST_PATH_IMAGE062
Figure DEST_PATH_IMAGE063
Figure 97033DEST_PATH_IMAGE064
;和
b) 给所述受试者施用所述组合物。
4.权利要求3的方法,其中所述化合物能够诱导HSF1激活。
5.权利要求3的方法,其中所述与蛋白错折叠有关的病症选自阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、 2型糖尿病、白内障和年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性和年龄相关性黄斑变性、心血管疾病和中风、中暑、脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老和癌症和色素性视网膜炎。
6.权利要求3的方法,其中所述组合物与一种或多和选自下列的治疗剂共同施用:抗惊厥剂、抗精神病剂、萝芙木生物碱、抗抑郁药、多巴胺前药、多巴胺激动剂、儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂、抗胆碱能类、MAO-B抑制剂、N-甲基-D-门冬氨酸抑制剂、AChE抑制剂、NMDA拮抗剂、自由基清除剂、谷氨酸通路拮抗剂、解痉剂、刚果红及其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子、四吡咯类、磺酰脲剂、氯茴苯酸类、双胍类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂、肠降血糖素拟似物、糊精类似物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半水合物(Timoptic Timoptic XE、Betimol、Istalol)、喹酮心安(Cartrol、Ocupress)、倍他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定(Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、甲唑酰胺(Neptazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果云香碱(Pilocar、Pilagan、Pilogel、Ocusert)、异山梨醇(Ismotic)、甘露醇(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定/噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-Pred、Pred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素A(Aquasol A、Del-Vi-A)、维生素E(Aquasol E、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米黄素、越桔、Β-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、Diamox Sequels)和甲唑酰胺(Neptazane))。
7.权利要求3的方法,其中所述受试者选自人类、小鼠、大鼠、猫、狗、猴和猿。
8.鉴别HSF1激活剂的方法,该方法包括:
a) 提供表达人HSF的酵母菌株,其中所述酵母菌株包含可抑制诱导能力的促进子偶合的酵母HSF基因 ;
b) 使所述酵母菌株在诱导培养基上生长;
c) 使所述酵母菌株暴露于候选化合物;
d) 使所述酵母菌株转换到抑制生长的培养基;
e) 评价所述酵母菌株的生长;和
f) 如果所述酵母菌株在所述非-诱导培养基中生长则表征所述候选化合物为人HSF1激活剂。
9.权利要求8的方法,其中所述人HSF是通过pRS424-GPD-hHSF1质粒表达的。
10.权利要求8的方法,其中所述诱导培养基是半乳糖培养基,其中所述抑制培养基是葡萄糖培养基。
11.治疗与蛋白错折叠有关的病症的方法,该方法包括:
a) 提供具有错折叠蛋白的受试者,以及包含促进HSF1激活的治疗剂的组合物;和
b) 给所述受试者施用所述组合物。
12.权利要求11的方法,其中所述与错折叠蛋白相关的病症选自阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性脊髓侧索硬化、基于蛋白酶传染性因子的疾病、 2型糖尿病、白内障和年龄相关性白内障、青光眼、黄斑变性和年龄相关性黄斑变性、心血管疾病和中风、中暑、脊髓小脑性共济失调、Machado Joseph病、应激-相关神经元变性、衰老和癌症和色素性视网膜炎。
13.权利要求11的方法,其中所述组合物与一种或多和选自下列的治疗剂共同施用:抗惊厥剂、抗精神病剂、萝芙木生物碱、抗抑郁药、多巴胺前药、多巴胺激动剂、儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂、抗胆碱能类、MAO-B抑制剂、N-甲基-D-门冬氨酸抑制剂、AChE抑制剂、NMDA拮抗剂、自由基清除剂、谷氨酸通路拮抗剂、解痉剂、刚果红及其类似物、蒽环类抗生素、两性霉素B及其类似物、硫酸化多聚阴离子、四吡咯类、磺酰脲剂、氯茴苯酸类、双胍类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶IV (DPP-4)抑制剂、肠降血糖素拟似物、糊精类似物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、左布诺洛尔(Betagan)、马来酸噻吗心安/半水合物(Timoptic Timoptic XE、Betimol、Istalol)、喹酮心安(Cartrol、Ocupress)、倍他洛尔(Betoptic-S)、盐酸美替洛尔(OptiPranolol)、左倍他洛尔(Betaxon)、溴莫尼定(Alphagan-P)、阿拉可乐定(Iopidine)、地匹福林(AKPro、Propine)、肾上腺素(Epifrin)、美金刚(Namenda、Axura)、多佐胺HCl (Trusopt)、布林唑胺(Azopt)、乙酰唑胺(Diamox)、甲唑酰胺(Neptazane)、多佐胺HCl/马来酸噻吗心安(Cosopt)、拉坦前列素(Xalatan)、比马前列素(Lumigan)、曲伏前列素眼用溶液(Travatan)、乌诺前列酮(Rescula)、毛果云香碱(Pilocar、Pilagan、Pilogel、Ocusert)、异山梨醇(Ismotic)、甘露醇(Osmitrol、Resectisol)、甘油(Ophthalgan、Osmoglyn)、溴莫尼定/噻吗心安(Combigan)、苯肾上腺素HCl (新交感酚新福林)、醋酸泼尼松龙(AK-Pred、Pred Forte)、地塞米松(Ocu-Dex)、环丙沙星(Ciloxan)、琥乙红霉素(E-Mycin)、眼用奈帕芬胺(Nevanac)、维替泊芬(Visudyne)、Pegaptanib (Macugen)、Ranibizumab (Lucentis)、维生素A(Aquasol A、Del-Vi-A)、维生素E(Aquasol E、Vitec)、抗坏血酸(Cebid、Ascorbicap、Cevalin、Cecon)、叶黄素或玉米黄素、越桔、Β-胡萝卜素、地尔硫卓(Cardizem、Dilacor、Tiamate)、乙酰唑胺(Diamox、Diamox Sequels)和甲唑酰胺(Neptazane))。
14.权利要求11的方法,其中所述受试者选自人类、小鼠、大鼠、猫、狗、猴和猿。
15.权利要求11的方法,其中所述治疗剂包含下式所示化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE065
包括其盐、酯和前药、及其R和S对映体形式和外消旋混合物;
其中R1选自
Figure 220846DEST_PATH_IMAGE066
Figure DEST_PATH_IMAGE067
Figure 567514DEST_PATH_IMAGE068
Figure DEST_PATH_IMAGE069
、-OH、H和卤素(例如氯);
其中X1
Figure 42358DEST_PATH_IMAGE070
,或者X1不存在;
其中X2是S或C;
其中X3是S或C;
其中R2选自
Figure DEST_PATH_IMAGE073
Figure 314256DEST_PATH_IMAGE074
Figure DEST_PATH_IMAGE075
Figure 769508DEST_PATH_IMAGE076
Figure DEST_PATH_IMAGE077
Figure 528386DEST_PATH_IMAGE078
Figure DEST_PATH_IMAGE079
和-CF3
其中 选自
Figure DEST_PATH_IMAGE081
Figure 458481DEST_PATH_IMAGE082
其中R5选自S和C;
其中R6选自H和
Figure DEST_PATH_IMAGE083
其中R7选自H和
Figure 878443DEST_PATH_IMAGE084
其中R8选自
Figure DEST_PATH_IMAGE085
Figure 265562DEST_PATH_IMAGE086
其中R10选自氯和CH3;和
其中R11选自
Figure DEST_PATH_IMAGE087
Figure 697680DEST_PATH_IMAGE088
16.权利要求11的方法,其中所述治疗剂包含选自下列的化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE089
,
Figure 650593DEST_PATH_IMAGE090
Figure 509964DEST_PATH_IMAGE092
Figure DEST_PATH_IMAGE093
Figure DEST_PATH_IMAGE095
Figure 354609DEST_PATH_IMAGE096
Figure DEST_PATH_IMAGE097
Figure 630870DEST_PATH_IMAGE098
Figure 457881DEST_PATH_IMAGE100
Figure DEST_PATH_IMAGE101
Figure 616329DEST_PATH_IMAGE102
Figure DEST_PATH_IMAGE103
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