CN106029061A - 用于抑制癌症相关恶病质的hdac抑制剂 - Google Patents

Abstract

提供了抑制患有癌症的哺乳动物中的恶病质的方法，所述方法包括施用HDAC抑制剂。方面包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比有效地基本上保持所述哺乳动物的体重的量施用1类和2b类HDAC抑制剂的方法。

Description

用于抑制癌症相关恶病质的HDAC抑制剂

优先权要求

本申请要求于2013年11月20日提交的美国临时专利申请序列号61/906,738的优先权。以上提及的申请被通过引用如同全部重述一样地并入本文。本文引用的所有参考文献，包括但不限于专利和专利申请，被通过引用以其全文并入。

背景

癌症相关恶病质是癌症患者中与肌肉质量损失、疲劳、无力和食欲不振相关的虚弱状态。恶病质还与严重的临床后果相关，所述临床后果包括可以导致移动困难的肌肉无力和肺并发症。恶病质是癌症患者死亡中的重要影响因素。

恶病质的特征在于不被常规营养支持逆转的骨骼肌质量的损耗，导致严重影响患者发病率和死亡率的明显的体重减轻。它发生于多于80％的患有胃癌、胰腺癌和食道癌的患者；70％的患有头颈癌的患者；以及大约60％的患有肺癌、结肠直肠癌和前列腺癌的患者。参见，例如，Muscle(2012)3,245-51。尽管恶病质影响癌症患者的死亡率，仍没有开发出有效的疗法以预防或阻碍恶病质的进展。例如，预测多于85％的胰腺癌患者，包括早期患者，平均失去其患病前重量的14％。参见，例如，BMC Cancer.2010Jul8；10:363。恶病质的胰腺癌患者经常无力和疲劳，并且对疗法具有较低的耐受性并具有更不利的外科手术结果。因此，恶病质是胰腺癌的死亡率的主要驱动者。不幸的是，在过去的40年，胰腺癌的5年存活率保持在6％，是所有恶性肿瘤中最低的。

随着鉴别恶病质因素及其对骨骼肌的影响的新手段的出现，近期恶病质领域在了解癌症和其他慢性疾病中调节肌肉萎缩的潜在机制方面取得重大进展。结果，我们现在对细胞因子和系统性炎症如何通过对从肌纤维内部发挥作用的关键信号途径起作用来调节肌肉萎缩有所领会。但是，将这些发现转化成有效的疗法是有挑战性的，并且，在本文描述的方面之前，一直缺少用于恶病质的有效治疗。

骨骼肌质量部分地通过蛋白合成与蛋白调节的相对速率来调节。Alamdari,N,等人,Acetylation and deacetylation–novel factors in musclewasting,Metabolism.2013年1月；62(1):1–11。当蛋白降解速率大于蛋白合成时，出现骨骼肌质量的损失。Id.。蛋白乙酰化和脱乙酰化改变(modify)转录因子和基因转录，其可以通过使蛋白更加易受或较不易受降解的影响来影响肌肉质量。Id.组蛋白乙酰基转移酶(HAT)和组蛋白脱乙酰酶(HDAC)在调节蛋白乙酰化和脱乙酰化中起作用。

但是，已经证明这些分子对肌肉消耗和恶病质的作用是相互矛盾的—证据表明，例如，HDAC抑制剂(例如，曲古抑菌素A(TSA))的使用导致超乙酰化，超乙酰化可以增加蛋白降解，导致增加的肌肉消耗和恶病质。相矛盾的结果由Narver等人(Sustained improvement of spinal muscular atrophymice treated with trichostatin A plus nutrition.Ann Neurol.2008；64:465–70)发现。但是，由于用TSA治疗还伴随着有力的营养支持，这些结果遭到质疑。Alamdari等人，在5。因此，认为HDAC抑制剂增加而不是减少恶病质，或他们的使用产生冲突并且矛盾的结果。

癌症恶病质的发展和进展由肌肉组织中对肿瘤的复杂、多因素的病理生理学响应引起。迄今为止，没有可用的经FDA批准的疗法以预防或阻碍恶病质患者中的肌肉消耗的进展。迄今为止，靶向恶病质发病机理的不同方面的若干研究用药物已经经过人体试验，但是，具有不同的临床结果。例如，Novartis的BYM38(bimagrumab)，一种阻断肌生成抑制蛋白(myostatin)和激活蛋白(activin)与II型激活蛋白受体结合的mAb，获得FDA突破性疗法认定，而GTx的肌肉消耗药物enobosarm，一种选择性雄激素受体调节物，在后期临床试验中失败。

核心组蛋白的乙酰化通过控制DNA的核小体组装在基因转录的调节中起重要作用。组蛋白的脱乙酰化导致核小体的紧密组装以及由转录因子与DNA目标的受限的接近引起的转录抑制。组蛋白乙酰化使核小体结构松弛，为转录因子提供更多的接近。组蛋白脱乙酰化和乙酰化之间的平衡由组蛋白脱乙酰转移酶(HDAC)和组蛋白乙酰转移酶(HAT)调节。这些因子的异常的平衡与异常的细胞生长和癌症的多个形式相关，如美国专利号8,318,808中讨论的，该专利以引用的方式全文并入本文。尤其是，HDAC抑制剂改变乙酰化和脱乙酰化之间的平衡，在许多肿瘤细胞类型中导致生长停滞、分化和凋亡。参见，例如，美国专利号8,318,808。

已经在人类中鉴定了18种HDAC，并且其特征在于依赖锌或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)(Discov Med 10(54):462-470,November 2010)，并且与以下类别相关：I类(HDAC 1、2、3和8)；II类(HDAC 4、5、6、7、9和10；III类(sirtuin 1-7(SIRT))；和IV类(HDAC 11)。Id.

本文特别感兴趣的是美国专利号8,318,808中描述的HDAC抑制剂，并且基于，例如通过芳族Ω-氨基酸接头与Zn²⁺-螯合基序偶联的脂肪酸。在许多方面，HDAC抑制剂可以具有式：

其中X选自H和CH3；Y是(CH2)n，其中n是0-2；Z选自(CH2)m和(CH)2，其中m是0-3；A是烃基；B是邻氨基苯基或羟基；并且Q是卤素、氢或甲基。一种特定的HDAC抑制剂(N-羟基-4-(3-甲基-2-苯基-丁酰基氨基)-苯甲酰胺)也被称为AR-42。在一个方面，AR-42的结构如下：

AR-42是组蛋白和非组蛋白蛋白二者的广谱脱乙酰酶抑制剂，当与vorinostat(即，SAHA)相比时，其具有已被证明的在实体瘤和血液性恶性肿瘤中的更大的效力和活性。参见，例如，Lu YS等人,Efficacy of a novelhistone deacetylase inhibitor in murine models of hepatocellular carcinoma,Hepatology.2007Oct；46(4):1119-30；Kulp SK等人,Antitumor effects of anovel phenylbutyrate-based histone deacetylase inhibitor,(S)-HDAC-42,inprostate cancer,Clin Cancer Res.2006Sep 1；12(17):5199-206.

AR-42也可以具有有助于其治疗谱的另外的不依赖组蛋白的机制。参 见，例如，Chen MC等人,Novel mechanism by which histone deacetylaseinhibitors facilitate topoisomerase IIαdegradation in hepatocellular carcinomacells,Hepatology.2011Jan；53(1):148-59；Chen CS等人,Histoneacetylation-independent effect of histone deacetylase inhibitors on Akt throughthe reshuffling of protein phosphatase 1complexes,J Biol Chem.2005Nov 18；280(46):38879-87；Yoo CB等人,Epigenetic therapy of cancer:past,presentand future,Nat Rev Drug Discov.2006Jan；5(1):37-50。

AR-42在包括但不限于乳腺肿瘤、前列腺肿瘤、卵巢肿瘤、血液细胞瘤(例如淋巴瘤、骨髓瘤和白血病)、肝部肿瘤和脑瘤的肿瘤中具有已被证明的抑制作用。参见，例如，Mims A等人,Increased anti-leukemic activity ofdecitabine via AR-42-induced upregulation of miR-29b:a novelepigenetic-targeting approach in acute myeloid leukemia,Leukemia.2012Nov26.doi:10.1038/leu.2012.342.[Epub ahead of print]；Burns SS等人,Histonedeacetylase inhibitor AR-42differentially affects cell-cycle transit in meningealand meningioma cells,potently inhibiting NF2-deficient meningioma growth,Cancer Res.2013Jan 15；73(2):792-803；Lu YS等人,Radiosensitizing effect ofa phenylbutyrate-derived histone deacetylase inhibitor in hepatocellularcarcinoma,Int J Radiat Oncol Biol Phys.2012Jun 1；83(2)；Zimmerman B等人,Efficacy of novel histone deacetylase inhibitor,AR42,in a mouse model of,human T-lymphotropic virus type 1adult T cell lymphoma,Leuk Res.2011Nov；35(11):1491-7；Zhang S等人,The novel histone deacetylase inhibitor,AR-42,inhibits gp130/Stat3pathway and induces apoptosis and cell cyclearrest in multiple myeloma cells,Int J Cancer.2011Jul 1；129(1):204-13。

概述

本文描述的方面提供了抑制患有癌症的哺乳动物中的恶病质的方法，包括向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。一个方面提供了通过以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，有效地基本上保持所述哺乳动物的体重的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂，抑制所述哺乳动物中的恶病质的方法。在另一个方面，以在至少15天的时间段内有效地基本上保持所述哺乳动物的体重的至少约90％的量向患有癌症的哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。在另一个方面，1类和2b类HDAC抑制剂是AR-42。在又另一个方面，患有癌症的哺乳动物具有至少一个肿瘤，并且在用AR-42治疗后最初15天期间，肿瘤体积不减小超过6％。

本文描述的其他方面提供了通过向患有癌症的哺乳动物施用AR-42，抑制恶病质的方法，其中与未用AR-42治疗的患有癌症的哺乳动物相比，癌症恶病质中肌肉萎缩的多个介质(例如，促恶病质驱动物诸如IL-6、IL-6Rα、LIF、MuRF1、Atrogin-I)的表达被降低。

另外的方面提供了通过向患有癌症的哺乳动物施用AR-42抑制恶病质的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质引起的脂肪组织的损失和骨骼肌纤维尺寸的减小大体上恢复。

本文描述的方面提供了保持患有癌症的哺乳动物中的骨骼肌重量的方法，所述方法是通过以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，在至少15天的时间段内有效保持所述哺乳动物的骨骼肌重量的至少约90％的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

另外的方面提供了延长患有癌症的哺乳动物存活的方法，所述方法是通过以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，有效地大体上延长所述哺乳动物的存活的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

如本文公开的，AR-42表现出在癌症恶病质的动物模型中抑制、降低或阻止肌肉消耗和延长存活的体内效力。此外，AR-42对与癌症相关的恶病质的作用不依赖于AR-42降低肿瘤负荷的作用。

附图

图1A示出了对C-26荷瘤小鼠中癌症诱导的恶病质的示例性抑制，并且描绘了媒介物治疗的无肿瘤小鼠(对照)对用媒介物(媒介物)或每隔一天以50mg/kg口服AR-42(AR-42)治疗的荷瘤小鼠在15-天研究期间总重量(左图，包括肿瘤)和体重(中间图，不包括肿瘤)的变化。箭头指出了AR-42治疗的时间。右图，AR-42对C-26荷瘤小鼠中的肿瘤生长缺乏抑制作用。以平均值±S.D.呈现数据。P值：a,0.045；b,0.0027；c,0.049；d,0.0048；

图1B示出了来自每组的具有肿瘤负荷的代表性小鼠的照片，描绘AR-42对癌症恶病质的治疗作用；

图1C示出了研究过程中三个治疗组的示例性的平均每日饮食消耗。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8)；

图1D示出了与媒介物治疗的荷瘤小鼠和无肿瘤小鼠(n＝8)的那些相比，AR-42在无肿瘤和荷瘤小鼠二者中对后肢肌肉，包括腓肠肌、胫骨前肌和四头肌的重量的示例性作用(P值：a,<0.001；b,0.0042；c,0.0046)；

图1E示出了与媒介物治疗的荷瘤小鼠和无肿瘤小鼠(n＝8)的那些相比，AR-42在无肿瘤和荷瘤小鼠二者中对心脏、脂肪组织和脾脏的示例性作用(P值:a,<0.001；b,0.0059；c,0.001；d,0.009)；

图2A示出了在的C-26荷瘤小鼠中肌肉纤维大小的示例性保持，左侧描绘来自无肿瘤对照小鼠和用媒介物或AR-42治疗的荷瘤小鼠的腓肠肌肌肉的H&E染色切片的显微照片。比例尺，100μm，并且在右侧，腓肠肌肌肉的肌肉纤维的横切面积以频率直方图呈现，显著性(P<0.001)。以平均值±S.D.呈现数据；

图2B示出了用媒介物、vorinostat(50mg/kg，口服，每日)、romidepsin(0.6mg/kg，腹膜内，每周2次)或AR-42(50mg/kg，口服，每隔一天)治疗的荷瘤小鼠的示例性的Kaplan-Meier存活率曲线。存活被定义为体重(不包括肿瘤)的损失达到起始体重的20％的时间，其充当退出研究的人道终点(*，P<0.001，媒介物对AR-42；n＝8)；

图2C示出了来自每组的代表性小鼠的示例性照片，描绘了AR-42对vorinostat和romidepsin在荷瘤小鼠中对癌症恶病质的治疗作用，如姿态、皮毛(haircoat)和身体状况所证明的；

图2D示出了在肿瘤细胞注射后15天，与媒介物-治疗的荷瘤小鼠(n＝8)相比，媒介物治疗的无肿瘤小鼠(n＝6)和用AR-42(n＝8)、vorinostat(n＝8)或romidepsin(n＝5)治疗的荷瘤小鼠的骨骼肌中Atrogin-1//MAFbx和MuRF1的示例性相对mRNA表达水平。以平均值±S.D.呈现数据，P值：a,<0.001；b,0.016；c,0.0063；

图3A示出了对与糖酵解和葡萄糖代谢的旁路途径相关的中间物的水平的示例性作用；

图3B示出了AR-42对来自无肿瘤小鼠和荷瘤小鼠(每组n＝8)的腓肠肌肌肉中糖原代谢的示例性的作用。从肿瘤细胞注射后第6天开始，用媒介物或AR-42(50mg/kg，口服，每隔一天)治疗荷瘤小鼠，在第17天结束。用媒介物或AR-42平行治疗无肿瘤对照小鼠。以盒须图呈现数据。盒的底部和顶部代表第一和第三四分位数，并且“+”号和盒内的带分别代表平均数和中位数值。须的终点代表每组的最大值和最小值；

图4示出了，AR-42阻断C-26荷瘤小鼠的肌肉中游离氨基酸和参与调节神经传递的氨基酸代谢物以及胰岛素抗性的生物标志物的水平的恶病质诱导的变化。从按图3A和3B所述的实验产生用于分析的样品。按图3A和3B所述以盒须图呈现数据；

图5A示出了(上图)AR-42对无肿瘤对C-26荷瘤小鼠的血清中促恶病质细胞因子IL-6(左)和LIF(右)的水平的示例性的作用，以及(下图)AR-42对无肿瘤对C-26荷瘤小鼠的骨骼肌中IL-6Ra的mRNA表达的作用的qPCR分析。以平均值±S.D.呈现数据，P值：a,<0.001；b,0.006；c,0.012(n＝3)。按图3所述治疗小鼠；

图5B示出了RNA-序列数据(左)和文氏图(右)的示例性主成分分析，示出了四个治疗组中差异表达的基因。TF，无肿瘤；T，荷瘤的；veh，媒介物治疗的；AR，AR-42治疗的。按图3所述治疗小鼠；

图5C示出了通过RNA-序列进行的AR-42对6个关键促恶病质驱动物的转录物水平的作用的示例性分析(P值：a,0.024；b,0.028；c,0.015；d,0.007；e,0.024；f,0.026；g,0.01；h,0.012；i,<0.001；j,0.014；n＝3)。按图3所述治疗小鼠；

图5D示出了四个治疗组的小鼠的骨骼肌中通过qPCR进行的AR-42对6个关键促恶病质驱动物的转录物水平的作用的示例性分析(*,P<0.001；n＝6)。以平均值±S.D.呈现数据。按图3所述治疗小鼠；

图6A示出了通过推迟AR-42的治疗直到肿瘤和恶病质末期，在C-26荷瘤小鼠中抑制癌症恶病质。在18天的研究期间，媒介物治疗的无肿瘤对照小鼠(T/F,Veh)和用媒介物治疗的荷瘤小鼠(T,Veh)对在第6天(T,AR42/D6)、第10天(T,AR42/D10)或第12天(T,AR42/D12)开始用口服AR-42治疗的那些，体重(不包括肿瘤)的变化(在左侧示出)。P值：a,0.0015；b,0.023(n＝8)。箭头表示AR-42治疗开始的时间点。以平均值呈现数据。为了清楚展示，没有示出每个数据点的S.D.棒。右侧是示出了在推迟治疗试验中，AR-42对C-26荷瘤小鼠的肿瘤生长缺乏抑制作用的结果。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8)；

图6B示出了描绘尽管推迟治疗，AR-42对荷瘤小鼠的癌症恶病质的治疗作用的示例性照片，如由正常姿态、光滑皮毛和更好的身体状况所证明的，尽管有大肿瘤负荷；

图6C示出了如图6A所述在疾病进展的不同阶段开始的AR-42治疗对C-26荷瘤小鼠的后肢肌肉，包括腓肠肌、胫骨前肌和四头肌的重量的示例性作用。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8；*,P<0.001)；

图6D示出了在第15天和第16天，相对于媒介物治疗的无肿瘤和荷瘤对照，AR-42对荷瘤小鼠的握力的作用。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8；P值：a,0.01；b,0.022；c,<0.001；d,0.0019)。N，牛顿；

图7示出了，在恶病质的LLC小鼠模型中，AR-42保护免受癌症诱导的肌肉消耗。示出了与媒介物治疗的荷瘤小鼠的那些相比，AR-42相对媒介物在无肿瘤小鼠和荷瘤小鼠二者中对后肢肌肉，包括腓肠肌、胫骨前肌和四头肌的质量的示例性作用。按图1A所述的相同方法治疗小鼠，除了在肿瘤细胞注射后第20天处死小鼠。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8)；

图8示出了用于实时RT-PCR的引物的示例性序列；

图9示出了AR-42和媒介物治疗的C-26荷瘤小鼠(n＝6)之间与肌肉疾病或功能相关的差异表达基因(≥4倍)的示例性Ingenuity Pathway Analysis(IPA)(QIAGEN)。

图10示出了来自用媒介物或AR-42治疗的无肿瘤小鼠和C-26荷瘤小鼠的血清样品的示例性的细胞因子谱分析(平均数±S.D.；每组n＝3)；并且

图11示出了来自AR-42治疗的对媒介物治疗的C-26荷瘤小鼠(n＝3)的肌肉中差异表达基因(≥4倍)的示例性RNA-序列分析。

详述

在描述本文描述的几个示例性方面之前，应该理解本发明不限于以下说明书中陈述的构建或方法步骤的细节。本文描述的方面能够以不同方式实施或完成。

本文描述的方面公开了口服AR-42在削弱恶病质诱导的重量损失和骨骼肌萎缩以及在癌症恶病质的CD2F₁小鼠结肠26(C-26)肿瘤模型中延长存活的作用。小鼠CD2F₁恶病质模型在，例如BMC Cancer.2010Jul8；10:363中描述，其通过引用全文并入本文。观察到的抗-恶病质作用与AR-42在患病的肌肉组织中重编程细胞代谢和下调IL-6水平以抑制肌肉消耗和不依赖AR-42降低肿瘤负荷的作用的、与恶病质相关的其他作用相关。

本文描述的方面公开了口服AR-42在削弱恶病质诱导的重量损失、骨骼肌萎缩以及在癌症恶病质的Lewis肺癌(LLC)肿瘤模型中延长存活的作用。参见，例如，Expert Opin Drug Discov.Nov 1,2009；4(11):1145-1155。

描述于美国专利号8,318,808的HDAC抑制剂可以用于本文描述的各种方法。这些HDAC抑制剂是基于，例如，通过芳族Ω-氨基酸接头与Zn²⁺-螯合基序偶联的脂肪酸。在许多方面，HDAC抑制剂可以具有式：

其中X选自H和CH3；Y是(CH2)n，其中n是0-2；Z选自(CH2)m和(CH)2，其中m是0-3；A是烃基；B是邻氨基苯基或羟基；并且Q是卤素、氢或甲基。

在另一方面，本文描述的方法利用AR-42，也被称为(S)-N-羟基-4-(3-甲基-2-苯基丁烷酰胺基)苯甲酰胺，其具有以下化学结构：

在又另一个方面，AR-42包括盐、溶剂化物、水化物、无水物、共晶物和其他结晶形式和组合。AR-42可以被配制成具有增加的稳定性、增加的生物利用度、持续释放和其他特性的多种剂型。

在一方面，HDAC抑制剂被分类表征为锌依赖的或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依赖的(Discov Med 10(54):462-470,November 2010)，并且基于其HDAC底物被分成具有18个家族亚型的4类：I类(HDAC 1、2、3和8)；II类(HDAC 4、5、6、7、9和10；III类(sirtuin 1-7(SIRT))；和IV类(HDAC 11)。Id.在另一个方面，HDAC抑制剂包括但不限于Vorinostat(SAHA)(I类和II类抑制剂)、缩酚肽(Depsipeptide)I类抑制剂和AR-42(I类和IIb类抑制剂)。参见，例如，Strahl,B.D.and Allis,C.D.(2000)Nature403:41-45。其他HDAC抑制剂(例如，曲古抑菌素A或TSA)抑制1类和2类HDAC。HDAC抑制剂的底物的种类和亚型有差异。

在其他方面，HDAC抑制剂抑制1类和2b类HDAC。在又另一方面，HDAC抑制剂是AR-42。

在癌症恶病质的结肠26(C-26)肿瘤模型中，C26肿瘤的一部分被移植到同基因BALB/c小鼠中并且小鼠发生未分化癌(undifferentiatedcarcinoma)。骨骼肌萎缩(通过肌肉力量和抗疲劳的测量)与观察的生化变化相关，并且模型被描述为“对于癌症恶病质的研究的良好标准化的实验模型”。BMC Cancer.2010Jul 8；10:363。

在一个方面，提供了通过以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，有效地大体上保持哺乳动物的体重的量向患有癌症的哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂，抑制所述哺乳动物的恶病质的方法。在另一方面，HDAC抑制剂是AR-42。

在又另一方面，在用AR-42治疗后约最初15天后，哺乳动物的体重不降低超过约6％。

在另一方面，癌症选自由胰腺癌、结肠癌、头部癌症、颈部癌症、胃癌和食道癌组成的组。在另一方面，哺乳动物是人类。

AR-42可以以约1mg/kg至约100mg/kg哺乳动物的量施用并且至少每日一次地施用。在另一方面，AR-42每日两次地以约50mg/kg哺乳动物体重的量施用。

在又另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，IL-6的水平降低了约56％。在另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，白血病抑制因子(LIF)的水平降低了约88％。在另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，Atrogin-1mRNA的表达恢复到基底水平。

在一个方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，MuRF1mRNA的表达恢复到基底水平。在另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的IL-6RαmRNA水平的升高降低了约85％。

在又另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的脂肪组织的损失大体上恢复。在另一方面，与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的骨骼肌纤维大小的减小被AR-42恢复。

还提供了保持患有癌症的哺乳动物中的骨骼肌重量的方法，包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，在至少15天的时间段内有效保持所述哺乳动物的骨骼肌重量的至少约90％的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

在另一方面，提供了延长患有癌症的哺乳动物的存活的方法，包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比，有效地大体上延长哺乳动物的存活的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。在又另一方面，在向哺乳动物施用AR-42后，哺乳动物存活至少约21天。

在另一方面，AR-42的施用削弱了恶病质诱导的重量损失和骨骼肌萎缩并延长了哺乳动物的存活。不囿于理论，认为抗-恶病质作用与AR-42重新编程细胞代谢和在患病的肌肉组织中下调IL-6水平以抑制肌肉消耗的能力和其他不依赖AR-42对降低肿瘤负荷的作用的其他恶病质-相关作用相关。

在一个方面，用多种技术测量AR-42的抗-恶病质作用，所述技术包括癌症中肌肉萎缩的已确立的介质的表达的qRT-PCR分析(例如，CancerCell.2008Nov 4；14(5):369-81)、血清和腓肠肌肌肉组织中抗炎性细胞因子的水平的测量(Am J Pathol.2011Mar；178(3):1059-68)、代谢组谱分析(JCachexia Sarcopenia Muscle.2013Jun；4(2):145-55)、测量肌肉组织中游离氨基酸的水平(J Cachexia Sarcopenia Muscle.2013Jun；4(2):145-55；Am JPhysiol Endocrinol Metab.2007Feb；292(2):E501-12)、通过测量与糖酵解通路相关的生化水平来测量恶病质的肌肉的“糖酵解签名”(CachexiaSarcopenia Muscle.2013Jun；4(2):145-55)、测量恶病质的肌肉组织中糖原贮积水平(Cell Death Differ.2012Oct；19(10):1698-708)、分析恶病质的肌肉中支链氨基酸的新陈代谢(Int J Biochem Cell Biol.2013Oct；45(10):2163-72)和测量恶病质肌肉中2-羟基丁酸和视晶酸(ophthalmate)的水平(PLoS One.2010May 28；5(5):e10883；Int J Cancer.2010Feb 1；126(3)756-63)。

如本文描述的HDAC抑制剂，可以施用至需要治疗的患者(例如，患有癌症并且表现出恶病质症状的患者)。在一个方面，某些癌症尤其与恶病质相关，包括但不限于胰腺癌、胃癌、头部癌症、颈部癌症和食道癌(“恶病质相关的癌症”)。在另一方面，1类、2b类HDAC抑制剂(例如，AR-42)被施用至需要治疗的患者。

如本文使用的，术语“大体上”指例如，不患有癌症的哺乳动物的重量或量的“大多数”、“大部分”或至少50％、60％、70％、80％和90％。

如本文使用的，术语“治疗”、“降低”、“抑制(suppress)”、“抑制(inhibit)”、“预防”或类似术语不必须指100％或完全治疗或预防。而是，这些术语指如在本领域中被认为是有益的特定疾病的治疗或预防的不同程度(例如，100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％、5％或1％)。

术语“治疗”或“预防”也指将疾病的发作延迟一段时间或无限期地延迟发作。术语“治疗(treatment)”或“治疗(treating)”指向患者施用药物或治疗或给患者开处方药物(例如，由医生、护士或其他医学专业人士)，其中患者或第三方(例如，看护人、家庭成员或健康护理人员)施用该药物或治疗。术语“有效的量”指治疗、降低、抑制(suppress)、抑制(inhibit)、预防疾病或病症(例如，恶病质)或延长患有疾病或病症的哺乳动物的存活的药物或治疗(例如，I类和IIb类HDAC抑制剂)的量。

如本文使用的，术语“延长(prolong)”或“延长(prolonging)”指与未接受治疗的哺乳动物相比，增加接受治疗的哺乳动物的存活的时间。在此方面，“延长的存活”可以指使哺乳动物的寿命增加例如，不患有癌症的哺乳动物的寿命的1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。

本文描述的任何HDAC抑制剂可以经口、经肠道外(IV、IM、储库-IM、SQ和储库-SQ)、经舌下、经鼻(吸入)、经鞘内、局部或经直肠施用。本领域技术人员已知的剂型适用于本文描述的HDAC抑制剂的递送。

在一个方面，示例的HDAC抑制剂以口服剂型(例如，丸剂、胶囊剂、锭剂(caplet)或片剂等)施用于被诊断患有与恶病质相关的癌症(例如，胰腺癌、膀胱癌、胃癌、头部癌症和颈部癌症)的患者。

HDAC抑制剂可以被配制成适当的药物制剂，诸如用于口服施用的片剂、胶囊剂或酏剂，或用于肠道外施用的无菌溶液或悬液。本文描述的HDAC抑制剂可以用本领域公知的技术和过程被配制成药物组合物。

在一个方面，在公认的药学实践要求的单位剂型中，约0.1至1000mg、约5至约100mg或约10至约50mg的HDAC抑制剂(例如，AR-42)或生理学上可接受的盐或酯可以与生理学上可接受的媒介物、载体、赋形剂、粘合剂、防腐剂、稳定剂、调味剂等配合。包含HDAC抑制剂的组合物或制剂中活性物质的量是使得获得指示的范围内的适当剂量的量。

在另一方面，组合物可以配制成单位剂型，每个剂量包含从约1至约500mg或约10至约100mg活性成分。术语“单位剂型”指的是适于作为用于人类受试者和其他哺乳动物的单一剂量的物理上分散的单元，每一个单元包含计算以产生期望的治疗效果的预先确定的量的活性材料与合适的药学赋形剂的组合。

在一个方面，将一种或更多种HDAC抑制剂与适当的药学上可接受的载体混合以形成组合物。在混合或添加化合物时，所得的混合物可以是溶液、悬液、乳液或类似物。脂质体悬液或任何其他纳米颗粒递送系统也可以用作药学上可接受的载体。这些可以根据本领域技术人员已知的方法制备。所得混合物的形式取决于许多因素，包括预期的施用方式和化合物在选择的载体或媒介物中的溶解性。在一个方面，有效浓度足以减少或缓解被治疗的疾病、紊乱或病症的至少一个症状，并且可以由经验确定。

在又另一方面，AR-42抑制恶病质中的肌肉消耗，如在恶病质的C-26和LLC肿瘤模型中示出的。促炎性细胞因子，IL-6和TNF，代表两个模型的主要促恶病质因子(31,32)。细胞因子谱分析表明，尽管AR-42对C-26荷瘤小鼠的血清TNF水平没有影响，它降低血清IL-6水平和肌肉内IL-6RαmRNA表达。但是，与无肿瘤小鼠相比，这些AR-42-治疗的C-26荷瘤小鼠仍然表现出升高的血清IL-6水平和IL-6RαmRNA，表明降低的IL-6信号传导不单独地对AR-42介导的肌肉消耗的抑制负责。

机械地，AR-42的抗-恶病质作用是独特的，因为HDAC抑制剂丙戊酸和曲古抑菌素A不能逆转C-26荷瘤小鼠的肌肉损失，尽管它们具有调节肌肉抑制素(myostatin)/卵泡抑制素(follistatin)轴的能力(33)。类似地，我们的发现表明，与AR-42不同，vorinostat和romidepsin对削弱C-26模型中的恶病质诱导的重量损失无效。此矛盾可归因于AR-42的更强的抑制荷瘤小鼠的肌肉中E3连接酶Atrogin-1和MuRF1的mRNA表达的能力，其可以反映它们各自调节骨骼肌中全基因表达的能力的差异。近来的证据暗示异常的乙酰化/转录因子表达和患病的肌肉中肌肉消耗之间的机械联系，引起恶病质-相关基因的不受控的表达[综述:(34)]。已经报道，p300/CBP的组蛋白乙酰转移酶活性差异性地调节骨骼肌中Foxo家族转录因子的转录活性和核定位(35)，以及I类HDAC，特别是HDAC1，通过调节Foxo及其靶Atrogin-1和MuRF1的表达在介导营养匮乏引起的肌肉萎缩或肌肉废用(muscle disuse)引起的肌肉萎缩中起重要作用(22)。

RNA-序列分析揭示了AR-42逆转基因表达中肿瘤诱导的改变的能力。鉴定了总计677个基因，所述基因在AR-42治疗的荷瘤小鼠和媒介物-治疗的荷瘤小鼠之间以4倍或更大地差异性地表达。可以想到，差异化表达的基因的这样大的数量可能由AR-42对多个转录因子/调节物的转录活性和/或表达的作用产生。除了Foxo1以外，AR-42还调节许多其他转录因子/调节物的表达，包括C/EBPδ、Fos、Jun-b、DAXX、ERN1、HIF3α、MAFF、MAFK和Mef2c(图11)。在这些转录因子之中，已经详细记载了Mef2c在骨骼、心脏和平滑肌的发育中的重要性(36)，以及AP-1信号级联与癌症-相关的肌肉消耗有关(37)。

已经提出，C-26荷瘤小鼠的恶病质肌肉表现出肿瘤Warburg生理学，其特征在于高糖酵解率(38)。我们的新陈代谢数据揭示了C-26荷瘤小鼠的骨骼肌代谢(其完全被AR-42逆转)的明显的重新编程。此外，AR-42对2-羟基丁酸和视晶酸、胰岛素抗性的生物标志物(17)和氧化应激(18)的抑制作用是值得注意的，因为大量证据已经将胰岛素抗性(39,40)和氧化应激(41)与恶病质相关联。

机械地，AR-42在荷瘤小鼠中保持骨骼肌的完整性的能力产生于其对多个转录程序中肿瘤诱导的变化和代谢表型的多样的、累积的作用。这是具有治疗意义的：在肿瘤生长末期，AR-42的经口施用仍然在减缓C-26荷瘤小鼠的肌肉消耗的进展中有效。整体上，这些发现表明，HDAC抑制剂(例如，AR-42)可以被用作癌症恶病质的综合治疗策略的一部分，如本文描述的。

本文描述的适用于HDAC抑制剂的施用的药物载体或媒介物包括适用于特定施用方式的任何这样的载体。此外，活性材料也可以与不损害期望的作用的其他活性材料、或与补充期望的作用或具有其他作用的材料混合。化合物可以在组合物中作为单独的药学活性成分配制，或可以与其他活性成分组合。

在另一方面，如果HDAC抑制剂表现出不足的溶解性，可以使用增溶的方法。这样的方法是已知的并且包括但不限于，使用助溶剂诸如二甲基亚砜(DMSO)、使用表面活性剂诸如吐温和溶解于碳酸氢钠水溶液。化合物的衍生物，诸如盐或前药，也可以用于配制有效的药物组合物。

化合物的浓度对于在施用时递送一定量是有效的，该量减轻或缓解针对其施用化合物的紊乱的至少一个症状。典型地，配制组合物用于单剂量施用。

在另一方面，本文描述的HDAC抑制剂可以与保护其免于从身体快速清除的载体制备，诸如时间-释放制剂或包衣。这样的载体包括控释制剂，诸如但不限于微囊化的递送系统。活性化合物可以以足以对受治疗的患者施加治疗上有用的作用、对受治疗的患者不产生不需要的副作用的量包括于药学上可接受的载体中。治疗有效浓度可以通过在受治疗的紊乱的已知的体外和体内模型系统中测试化合物来从经验上确定。

在另一方面，本文描述的HDAC抑制剂和组合物可以封闭于多个或单个剂量容器中。被封闭的化合物和组合物可以在试剂盒中提供，例如，包括可装配在一起以便使用的部件部分。例如，冻干形式的AR-42和适当的稀释剂可以作为在使用前组合的独立部件提供。试剂盒可以包括AR-42和用于共同施用的第二治疗剂。AR-42和第二治疗剂可以作为独立的部件部分提供。试剂盒可以包括多个容器，每个容器容纳本文描述的化合物的一个或更多个单位剂量。在一个方面，容器可以适合期望的施用方式，包括但不限于用于经口施用的片剂、明胶胶囊、延迟释放胶囊和类似物；用于肠道外施用的储库产品、预填充注射器、安瓿瓶、小瓶和类似物；以及用于局部施用的贴片、medipad、霜剂和类似物。

药物组合物中示例性HDAC抑制剂的浓度将取决于活性化合物的吸收、失活和排出速率、剂量时间表和施用的量以及本领域技术人员已知的其他因素。

在另一方面，活性成分可以一次施用，或可分成以时间间隔施用的多个较小剂量。应该理解，准确的剂量和治疗持续时间是被治疗的疾病的函数，并且可以使用已知的试验方案根据经验确定或从体内或体外试验数据推断。应注意，浓度和剂量值也可以随着待缓解的状况的严重性变化。还应理解，对于任何特定受试者，应该根据个体需要和施用组合物或监督组合物的施用的人员的专业判断随时间调整具体的剂量方案，以及本文陈述的浓度范围仅是示例性的并且不意图限定要求保护的组合物的范围或实践。

如果期望经口施用，可以在保护其避免胃的酸性环境的组合物中提供化合物。例如，组合物可以配制成保持其在胃中的完整性并且在小肠中释放活性化合物的肠溶衣中。组合物也可以与抗酸药或其他这样的成分组合配制。

口服组合物一般包括惰性稀释剂或可食用的载体，并且可以被压制成片剂或包封于明胶胶囊中。出于经口治疗施用的目的，一种或更多种活性化合物可以与赋形剂合并，并且可以以片剂、胶囊剂或锭剂的形式使用。药学上相容的粘合剂和佐剂材料可以作为组合物的一部分包括。

片剂、丸剂、胶囊剂、锭剂和类似物可以包含任意的以下成分或具有类似性质的化合物：粘合剂，诸如但不限于黄蓍胶、阿拉伯胶、玉米淀粉或明胶；赋形剂诸如微晶纤维素、淀粉或乳糖；崩解剂诸如但不限于海藻酸和玉米淀粉；润滑剂诸如但不限于硬脂酸镁；助流剂诸如但不限于胶体二氧化硅；甜味剂诸如蔗糖或糖精；和矫味剂诸如薄荷、水杨酸甲酯或水果矫味剂。

当单位剂型是胶囊剂时，它可以包含，除以上类型的材料以外，液体载体诸如脂肪油。此外，单位剂型可以包含多种其他材料，其修饰剂量单位的外形，例如，糖包衣和其他肠溶剂。化合物也可以作为酏剂、悬液、糖浆、薄片(wafer)、口香糖或类似物的一部分施用。糖浆可以包含，除活性化合物以外，蔗糖作为甜味剂和某些防腐剂、染料和着色剂以及矫味剂。

活性材料也可以与不损害期望的作用的其他活性材料、或与补充所需作用的材料混合。HDAC抑制剂可以，例如，与抗肿瘤剂、激素、甾类化合物或视黄醇组合使用。抗肿瘤剂可以是许多化疗剂之一，诸如烷基化剂、抗代谢物、激素剂、抗生素、秋水仙碱、长春花生物碱、L-天冬酰胺酶、丙卡巴肼(procarbazine)、羟基脲、米托坦(mitotane)、亚硝基脲类或咪唑甲酰胺。适当的试剂包括促进微管蛋白去极化的那些试剂。实例包括秋水仙碱和长春花生物碱类，包括长春花碱和长春花新碱。

在另一方面，本文描述的HDAC抑制剂可以共同施用或在用疫苗免疫患者之前或之后施用以增强对疫苗的免疫应答。在一个方面，疫苗是，例如，DNA疫苗和HPV疫苗。

在一个方面，用于肠道外的、经皮的、皮下的或局部应用的溶液或悬液可以包括任意以下组分：无菌的稀释剂诸如注射用水、盐水溶液、不挥发性油、天然存在的植物油诸如芝麻油、椰子油、花生油、棉籽油和类似物，或合成的脂肪媒介物诸如油酸乙酯和类似物、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其他合成溶剂；抗微生物剂诸如苯甲醇和对羟基苯甲酸甲酯类；抗氧化剂诸如抗坏血酸和亚硫酸氢钠；螯合剂诸如乙二胺四乙酸(EDTA)；缓冲剂诸如乙酸盐、柠檬酸盐和磷酸盐；和用于调节渗透压的试剂诸如氯化钠和右旋糖。肠道外制剂可以封装于安瓿瓶、一次性注射器或玻璃、塑料或其他适当的材料制成的多剂量小瓶中。可以按需要掺入缓冲剂、防腐剂、抗氧化剂和类似物。

当经静脉施用时，适当的载体包括但不限于，生理盐水、磷酸盐缓冲盐水(PBS)和包含增稠剂和溶解剂(诸如葡萄糖、聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物)的溶液。包括组织靶向的脂质体的脂质体悬液或任何其他纳米颗粒递送系统也可以适合作为药学上可接受的载体。这些可以根据本领域已知的方法制备。

在其他方面，HDAC抑制剂可以与保护化合物避免身体快速清除的载体制备，诸如时间释放制剂或包衣。这样的载体包括控释制剂，诸如但不限于植入物和微囊化的递送系统和可生物降解的、生物相容的聚合物诸如胶原蛋白、乙烯乙酸乙酯(ethylene vinyl acetate)、聚酸酐、聚乙醇酸、聚原酸酯、聚乳酸和类似物。制备这样的制剂的方法是本领域技术人员已知的。

在又另一方面，在本公开内容的方法中使用的化合物可以经肠道或经肠道外施用。当经口施用时，在本公开内容的方法中使用的化合物可以以本领域技术人员公知的用于经口施用的一般剂型施用。这些剂型包括片剂和胶囊剂的一般固体单位剂型和液体剂型，诸如溶液、悬液和酏剂。当使用固体剂型时，它们可以是持续释放类型，这样在本文描述的方法中使用的化合物需要每日仅施用一次或两次。

口服剂型可以向患者每日施用1次、2次、3次或4次。本文描述的HDAC抑制剂可以每日施用3次或更少的次数，或甚至每日1次或2次。因此，在本公开内容的方法中使用的HDAC抑制剂化合物可以以口服剂型施用。无论使用何种口服剂型，它们可以被设计以保护本文描述的方法中使用的化合物免受胃的酸性环境。肠溶包衣片是本领域技术人员公知的。此外，用每个被包衣以保护免受酸性的胃的小球填充的胶囊，也是本领域技术人员公知的。

使用术语“治疗有效量”和“治疗有效的时间段”表示以对降低肿瘤细胞生长有效的剂量和时间段的治疗。如以上所述，这样的施用可以是肠道外的、经口的、经舌下的、经皮的、局部的、鼻内的或直肠内的。在一个方面，当全身施用时，治疗组合物可以以足以将化合物的血液水平保持在从约0.1μM至约100mM的剂量施用。对于局部施用，比此低得多的浓度可以是有效的，并且高得多的浓度是可以被耐受的。本领域技术人员将理解，导致HDAC抑制剂或AR-42的较低有效浓度的这样的治疗作用可随着组织、器官或待被治疗的特定动物或患者大幅变化。还应理解，尽管患者可以在一个剂量开始，该剂量可以随着患者状况改变而随时间变化。

对本领域技术人员应明显的是：施用的准确剂量和频率将根据施用的本公开内容的方法中使用的特定化合物、被治疗的特定状况、被治疗的状况的严重程度、特定患者的年龄、重量、总体身体状况以及该个体可能服用的其他药物，如本领域的管理医师公知的。

实施例

以下非限制性实施例说明了本文描述的方面。

实施例1

癌症恶病质模型

C-26模型

在一个方面，通过向雄性CD2F1小鼠(大约6周龄；Harlan Laboratories,Indianapolis,IN)的右胁皮下注射C-26细胞(0.5x10⁶细胞于0.1ml)建立肿瘤(11)。将荷瘤小鼠以及作为非-恶病质对照的无肿瘤小鼠随机分配到用AR-42(50mg/kg，通过灌胃口服，每隔一天；Arno Therapeutics,Inc.,Flemington,NJ)或媒介物(0.5％甲基纤维素(w/v)和0.1％吐温-80(v/v)于无菌水)治疗的组中，治疗从细胞注射后6天开始。为了研究推迟治疗的作用，在癌细胞注射后6、10和12天开始用药物和/或媒介物治疗。

在另一方面，比较AR-42与其他HDAC抑制剂的作用。在此方面，用vorinostat(50mg/kg，口服，每日一次)和romidepsin(0.6mg/kg；腹膜内；每周2次)(ChemieTek(Indianapolis,IN))治疗C-26荷瘤小鼠的另外的组。

LLC模型

在另一方面，通过向右胁注射0.5x10⁶LLC细胞在雄性C57BL/6小鼠(大约6周龄；Harlan)中建立皮下肿瘤。从细胞注射后6天开始，如对C-26模型一样进行用AR-42和媒介物的治疗。在两个模型中，每日监测体重和食物消耗，并且不低于每两天地测量肿瘤大小。处死前将小鼠禁食2小时，在处死时收集后肢肌肉、心脏、脾脏、附睾脂肪和血液，并且测量实体组织的重量。在液氮冷却的2-甲基丁烷中冷冻肌肉样品，并且随后储存在-80℃直到分析。

实施例2

握力测量

小鼠使用数字握力计(Columbus Instruments,Columbus,OH)测量前肢握力。从每个小鼠得到5个测量，其平均数被指定为该小鼠的握力。

肌肉纤维大小的形态计量分析

使用低温恒温器(Leica)从冷冻的骨骼肌样品上切下10-μm切片并随后用H&E染色。使用Olympus BX51显微镜(Olympus America,Inc.)拍摄图像，并且使用Olympus CellSens 1.11软件确定肌肉纤维横截面面积。从每个组的5只小鼠的每一只的肌肉的5个不同切片得到测量值。

RNA分离、qRT-PCR和RNA-序列分析

用TRIzol试剂(Life Technologies,Carlsbad,CA)从匀质化的腓肠肌肌肉(n＝3/组)分离总RNA，并且随后使用RNAeasy迷你试剂盒(Qiagen,Valencia,CA)纯化。如之前所述(42)，使用具有iQ SYBR Green Supermix的Bio-Rad CFX96实时PCR检测系统(Bio-Rad,Hercules,CA)进行qRT-PCR。图8中列出了引物序列。在俄亥俄州立大学综合癌症中心(OSUCCC)核酸共享资源进行RNA-序列库生成和数据分析。

代谢组学和细胞因子图谱分析

在细胞注射后第17天，从每个治疗组收集腓肠肌肌肉和血清(n＝8/组)。将肌肉提交给Metabolon,Inc.(Durham,NC)用于通过专有质谱平台进行270个代谢中间物的代谢组学分析。将血清提交给Eve Technologies(Alberta,Canada)用于使用小鼠细胞因子阵列(32-重板)进行32个细胞因子的分析。

统计学分析

通过使用SAS 9.3软件(SAS,Inc；Cary,NC)进行数据分析。对于使用重复量度的试验，用混合作用模型分析数据，并入遍及每个受试者的观测依赖性。对于涉及独立组的其他试验，用ANOVA分析数据。对于时间-对-事件试验(图2B)，用对数-秩检验比较存活功能的差异。用Holm’s方法调整多样性以控制总体家族误差率在0.05。通过使用Ingenuity PathwayAnalysis(IPA)软件(Ingenuity Systems,Redwood City,CA)分析RNA-序列数据。仅选择＞4倍变化且P＜0.05的基因用于通路分析。

实施例3

AR-42抑制C-26结肠腺癌模型的癌症恶病质

在一个方面，从注射C-26细胞后6天，当形成明显的肿瘤时，每隔一天用AR-42(50mg/kg)或媒介物通过灌胃经口地治疗小鼠。媒介物组显示出从第12天开始的体重的大幅下降，而AR-42治疗的小鼠保持它们的体重在与无肿瘤对照的小鼠的体重相当的水平(图1A，左图)。截止到研究终点(第15天)，减去肿瘤的质量(1cm³体积＝1克质量)后，媒介物-治疗组的重量损失的大小达到>20％，并且AR-42-治疗小鼠的重量损失达到6％(中图)。此效应不能归因于降低的肿瘤负荷，因为AR-42不相对于媒介物改变肿瘤生长(右)，或增加食物摄入，因为平均每日消耗在AR-42-治疗组和媒介物-治疗组是相当的，并且低于无肿瘤小鼠的平均每日消耗(图1C)。尽管AR-42-治疗的小鼠有大肿瘤负荷，它们警觉、反应敏捷、有活力，并且在截止研究终点，不具有在媒介物-治疗的相对物中观察到的驼背的姿态和粗糙的皮毛(图1B)。

实施例4

AR-42保护肌肉避免恶病质诱导的萎缩症

与体重的维持一致，在AR-42-治疗的荷瘤小鼠中维持骨骼肌重量。作为恶病质的指示，相对于来自无肿瘤对照小鼠的相应肌肉，来自媒介物治疗的荷瘤小鼠(荷瘤的/媒介物)的腓肠肌、胫骨前肌和四头肌的重量分别降低了20.6％、10.5％和18.1％，而AR-42治疗的荷瘤小鼠(荷瘤的/AR-42)中的那些肌肉的重量分别降低了9.6％、0.8％和5.8％(图1D)。

荷瘤的/媒介物小鼠表现出恶病质的其他标志，包括心脏组织和特别是脂肪组织质量的显著损失(无肿瘤对照的29.3±6.0％)，这被AR-42治疗缓解(图1E，上图)。有趣的是，AR-42显著降低了无肿瘤小鼠的脂肪组织质量的大约50％，但是使荷瘤小鼠的脂肪组织质量的损失恢复到与无肿瘤/AR-42小鼠相当的水平，这个二分的作用表明其保持脂质平衡的能力。

在另一方面，相对于无肿瘤对照小鼠(11)，C-26荷瘤小鼠表现出严重扩大的脾脏，这没有通过AR-42改善(图1E，下图)。由于C-26荷瘤小鼠的脾增大来自骨髓源抑制细胞和脾脏(12)中其他免疫细胞的扩张，此发现表明，AR-42主要作用于肌肉而非通过免疫机制。

AR-42抗肌肉损耗的保护性作用通过终止恶病质-引发的骨骼肌纤维大小的减小证明。相对于无肿瘤对照，荷瘤的/媒介物小鼠在第15天的肌肉纤维的平均横截面积表现出48.2％的降低(1297.6±638.8对2503.5±917.5μm²)，其被AR-42恢复(2146.3±923.4μm²)(图2A，左图)。荷瘤的/媒介物小鼠的恶病质肌肉中，纤维大小分布向更小的横截面积的突出转变被AR-42逆转(图2A，右图)。

AR-42延长了C-26荷瘤小鼠的存活

在C-26荷瘤小鼠中比较AR-42与其他HDAC抑制剂(即，vorinostat和romidepsin)的作用。从肿瘤细胞注射后第6天开始，用AR-42(每隔一天50mg/kg，经口地)、vorinostat[每日一次50mg/kg，经口地(13)]、romidepsin[每周两次0.6mg/kg，腹膜内(14)]或媒介物连续治疗小鼠，直到重量损失达到开始重量的20％，如通过每日体重测量和减去肿瘤质量确定的。如所示的，口服AR-42在保护这些小鼠免受肿瘤-相关的损耗方面有效，在第21天当肿瘤体积达到安乐死的阈值时具有100％累计存活率(图2B)。与之相比，vorinostat和romidepsin对体重表现出有限的或无可观的保护作用。此外，与媒介物-(第15天)、romidepsin-(第16天)和vorinostat-治疗的小鼠(第18天)不同，荷瘤的/AR-42小鼠在肿瘤细胞注射后的21天警觉、反应敏捷、有活力，并且表现的健康(图2C)。

实施例3

对骨骼肌蛋白质周转的调节的差异化作用

骨骼肌质量由蛋白质合成和降解之间的平衡调节。不囿于理论，相信AR-42对vorinostat和romidepsin的差异化的抗恶病质作用可以归因于其调节控制蛋白质周转的通路的能力的差异。这由AR-42对Atrogin-1/MAFbx和MuRF1的mRNA表达的抑制作用支持，Atrogin-1/MAFbx和MuRF1是参与泛素-介导的骨骼肌蛋白降解(15,16)的两种E3连接酶(图2D)。

腓肠肌肌肉的qPCR揭示了，相对于无肿瘤/媒介物对照(n＝6)，恶病质肌肉(荷瘤的/媒介物；n＝8)中Atrogin-1和MuRF1mRNA水平的显著升高(分别为29.4±3.5倍和25.8±3.9倍)。AR-42能够将Atrogin-1(2.7±0.7倍)和MuRF1(1.1±0.2倍)mRNA的表达恢复到基础水平(n＝8)。Vorinostat(n＝8)和romidepsin(n＝5)也显著降低恶病质肌肉中这两种E3连接酶的mRNA表达，但以比AR-42更小的程度(Atrogin-1/MuRF1：vorinostat，9.6±1.8/5.5±1.1倍；romidepsin，19.6±3.1/14.6±3.3倍)(图2D)。

为确认AR-42的抗恶病质活性不是对C-26模型特异性的，还在LLC模型中评价。肿瘤细胞注射后6天开始，用AR-42(50mg/kg，口服，每隔一天)治疗荷皮下LLC肿瘤的C57BL/6小鼠，并且持续直到第20天，此时处死收获后肢肌肉。如图7中所示，AR-42保护荷LLC肿瘤的C57BL/6小鼠避免肌肉质量损失(腓肠肌：媒介物，非-恶病质对照的81.7±3.7％；AR-42，92.2±3.5％；胫骨前肌：媒介物，80.3±4.0％；AR-42，93.4±3.9％；四头肌：媒介物，84.4±4.6％；AR-42，93.4±4.8％；所有P值<0.05，n＝8)。

实施例4

AR-42在荷瘤小鼠中保持肌肉的代谢完整性

由于恶病质，骨骼肌响应肿瘤/宿主衍生的炎性和神经内分泌应激因子(1)而经历复杂的代谢变化。因此，我们进行了代谢谱分析以探究AR-42对恶病质诱导的骨骼肌的代谢表型的变化的作用。如上所述用媒介物或AR-42治疗无肿瘤小鼠和C-26荷瘤小鼠，在第17天收集腓肠肌肌肉用于代谢组学分析。在4组(n＝8/组)中的肌肉生化谱的比较揭示了AR-42恢复骨骼肌中恶病质诱导的代谢变化的能力，其如以下总结的。

糖酵解.来自荷瘤的/媒介物小鼠的恶病质肌肉表现出比无肿瘤对照的显著更低的葡萄糖和关键糖酵解中间物的水平(图3A)。AR-42逆转了这些代谢变化，将葡萄糖和中间物的肌肉内水平恢复至，或者，在一些情况下，高于在无肿瘤/媒介物小鼠中检测的基线水平。此外，升高的葡萄糖被分流到山梨糖醇-果糖生物合成和戊糖磷酸途径，导致山梨糖醇、果糖、核糖(一种源自戊糖磷酸途径的代谢物)的增加的产生。

糖原贮积.来自荷瘤的/媒介物小鼠的肌肉显示出短链低聚麦芽糖和葡萄糖-1-磷酸的显著降低(图3B)，表明恶病质肌肉的糖原贮积的耗尽。AR-42治疗显著地补充了这些糖原代谢中间物。

游离氨基酸.与表征肌肉消耗的升高的蛋白质降解一致，来自荷瘤的/媒介物小鼠的恶病质肌肉中大量游离氨基酸相对于无肿瘤/媒介物小鼠中的那些显著地提高(图4)，表明恶病质表型。类似地，充当神经递质的几个氨基酸衍生物/代谢物增加，包括犬尿氨酸(kynurenin)、N-乙酰基-天门冬氨酰-谷氨酸和γ-氨基丁酸。相反，丙氨酸，其由肌肉释放以支持肝糖异生，在恶病质肌肉中降低。此恶病质表型被AR-42治疗逆转，表明其阻止肌肉蛋白质降解的能力。

有机酸.氨基酸代谢物2-羟基丁酸和视晶酸分别是胰岛素抗性(17)和氧化应激(18)的生物标志物。这两种有机酸在荷瘤的/媒介物小鼠的肌肉中的增加(图4)表明，恶病质促进胰岛素抗性和氧化应激，其反过来加剧肌肉消耗。AR-42将两种生物标志物急剧降低至与在无肿瘤小鼠中测量的那些相当的水平。

实施例5

AR-42通过靶向多个促-恶病质驱动物抑制癌症恶病质

为阐释AR-42藉以介导其抗-恶病质作用的机制，分别使用来自媒介物或AR-42-治疗的无肿瘤小鼠和C-26荷瘤小鼠的血清和腓肠肌肌肉用于细胞因子谱分析和全转录组鸟枪测序法(RNA-序列)。

细胞因子谱.32种检测的细胞因子中(图10)，IL-6和白血病抑制因子(LIF)，两种公认的恶病质驱动物(19)，在荷瘤的/媒介物小鼠的血清中相对于无肿瘤/媒介物小鼠显著增加(IL-6，230±105对2.9±1.3pg/ml；LIF,19.7±9.3对1.7±1.5pg/ml)(图5A，上图)，而没有观察到其它细胞因子的显著差异。与媒介物-治疗的相对物相比，在荷瘤小鼠中，AR-42分别降低了IL-6和LIF水平的56％和88％(IL-6，102±38pg/ml；LIF，3.8±1.6pg/ml)。鉴于AR-42减弱IL-6的恶病质相关的增加的能力，我们检验了AR-42对IL-6受体α链(IL-6Rα)的肌肉内mRNA水平的作用。与无肿瘤小鼠(n＝6)的IL-6RαmRNA相比，荷瘤的/媒介物小鼠(n＝9)的肌肉中IL-6RαmRNA显著增加(13±1.4倍)。AR-42将此恶病质诱导的增加降低了85％(2.0±0.2倍；n＝10)(图5，下图)。这些发现表明，AR-42部分通过阻断IL-6信号传导抑制肌肉消耗。

RNA-序列分析.RNA-序列数据的主成分分析(Principal componentanalysis)揭示了相对于无肿瘤/媒介物对应物，C-26肿瘤在荷瘤的/媒介物小鼠的肌肉中对全基因表达模式的明显的作用(图5B，左图)。尽管AR-42在无肿瘤小鼠的非-恶病质肌肉中对基因表达的模式没有明显作用，它将肿瘤-诱导的恶病质肌肉的基因表达的变化逆转至接近无肿瘤小鼠的状态。据此，我们进行了荷瘤的/媒介物小鼠和其他三个治疗组之间的差异化表达基因的配对分析，其结果在文氏图中展现(图5B，右侧)。配对分析的重叠的大面积表明，AR-42以很大程度恢复全基因表达中肿瘤-诱导的变化。

来自媒介物-和AR-42-治疗的荷瘤小鼠的肌肉的基因表达的配对比较揭示了具有4倍或更大的差异化表达的总计677个基因(376个上调和301个下调)(图10)。使用Ingenuity Pathway Analysis(IPA)对这些基因组学数据进行的功能和疾病相关的分析揭示了，这些差异化表达基因的66个被注释为萎缩症、收缩能力、发育和肌肉形态以及骨骼肌细胞大小、肌肉细胞死亡和蛋白质分解代谢的类别(图11)。

这些肌肉功能-相关基因和疾病-相关基因中，鉴于其已经建立的与癌症-诱导的恶病质的联系，AR-42对以下6个基因的作用是值得注意的。这些包括Foxo1(编码叉头框蛋白O1)(20-23)及其靶基因Trim63(MuRF1)和Fbxo32(Atrogin-1)(24,25)、PNPLA2[脂肪组织甘油三酯脂肪酶(ATGL)](26,27)、UCP3(解偶联蛋白3)(28,29)和Mef2c[肌源性转录因子肌细胞增强因子](30)(图5C)。由qRT-PCR进行的这6个基因的RNA-序列数据的验证表现了4个治疗组中相对mRNA表达水平的数据组之间的高相关性(图5D)。

实施例6

延迟的AR-42治疗在抑制肌肉损耗中保持有效

以上发现证明了口服AR-42通过在骨骼肌中恢复代谢和基因表达谱在抑制癌症相关的肌肉损耗中的效力。在那些试验中，在恶病质进展早期当损耗的明显的标志不可检测时开始治疗。为研究AR-42治疗的推迟的开始是否依然保护免受恶病质，在肿瘤细胞注射后6天、10天和12天开始用AR-42(50mg/kg，口服，每隔一天)治疗C-26荷瘤小鼠。

与我们的早期数据(图1)一致，截止到第17天，荷瘤的/媒介物小鼠损失体重(不包括肿瘤)的19％。与之相比，在第6天(D6)、第10天(D10)或第12天(D12)开始的AR-42治疗分别将体重损失限制在6％、11％和12％(n＝8)(图6A，左图)，对肿瘤生长无明显作用(右图)。此外，AR-42-治疗的小鼠表现出比其媒介物-治疗的对应物更好的健康的迹象(图6B)。AR-42的这个保护作用反映在腓肠肌重量和，以更小的程度，胫骨前肌和四头肌肌肉的重量的保留上(图6C)。与对肌肉质量的保护作用一致，手握肌力测定法(handgrip dynamometry)表明，在第15和16天，相对于媒介物-治疗的对照，在所有药物治疗组中，AR-42帮助保留前肢肌肉力量(图6D)。

实施例7

荷瘤的/媒介物小鼠表现出恶病质的其他标志，包括心肌，和特别是，脂肪组织质量的显著损失(无肿瘤对照的29.3±6.0％)，该损失由AR-42治疗缓解(图1E，上图)。有趣的是，AR-42显著降低了无肿瘤小鼠的脂肪组织质量的大约50％，但是使荷瘤小鼠的脂肪组织质量的损失恢复到与无肿瘤/AR-42小鼠相当的水平，这个对立的作用表明其保持脂质平衡的能力。

相对于无肿瘤对照小鼠(11)，C-26荷瘤小鼠表现出严重扩大的脾脏，这没有通过AR-42改善(图1E，下图)。由于C-26荷瘤小鼠的脾增大来自骨髓源抑制细胞和脾脏中其他免疫细胞的扩张(12)，此发现表明，AR-42主要作用于肌肉而非通过免疫机制。

AR-42抗肌肉损耗的保护性作用通过终止恶病质-引发的骨骼肌纤维大小的减小证明。相对于无肿瘤对照，荷瘤的/媒介物小鼠在第15天的肌肉纤维的平均横截面积表现出48.2％的降低(1297.6±638.8对2503.5±917.5μm²)，其被AR-42恢复(2146.3±923.4μm²)(图2A，左图)。荷瘤的/媒介物小鼠的恶病质肌肉中，纤维大小分布向更小的横截面积的突出转变被AR-42逆转(图2A，右图)。

实施例8

对骨骼肌蛋白质周转的调节的差异化作用

由于骨骼肌质量由蛋白质合成和降解之间的平衡调节，AR-42对vorinostat和romidepsin的差异化的抗恶病质作用可以归因于其调节控制蛋白质周转的通路的能力的差异。这由AR-42对Atrogin-1/MAFbx和MuRF1的mRNA表达的抑制作用支持，Atrogin-1/MAFbx和MuRF1是参与泛素-介导的骨骼肌蛋白降解的两种E3连接酶(15,16)(图2D)。如预期地，腓肠肌肌肉的qPCR揭示了，相对于无肿瘤/媒介物对照(n＝6)，恶病质肌肉(荷瘤的/媒介物；n＝8)中Atrogin-1和MuRF1mRNA水平的显著升高(分别为29.4±3.5倍和25.8±3.9倍)。AR-42能够将Atrogin-1(2.7±0.7倍)和MuRF1(1.1±0.2倍)mRNA的表达恢复到基础水平(n＝8)。Vorinostat(n＝8)和romidepsin(n＝5)也显著降低恶病质肌肉中这两种E3连接酶的mRNA表达，但以比AR-42更小的程度(Atrogin-1/MuRF1：vorinostat，9.6±1.8/5.5±1.1倍；romidepsin，19.6±3.1/14.6±3.3倍)(图2D)。

实施例9

细胞

在37℃、5％CO₂的湿润培养箱中，将培养的C-26和LLC细胞分别保持在胎牛血清(FBS)-补充的(10％)RPMI 1640培养基和DMEM培养基(Invitrogen,Carlsbad,CA)中。为了注射进入小鼠建立癌症恶病质模型，通过胰蛋白酶处理收获细胞、在FBS-补充的培养基中沉淀并且随后以5×10⁶细胞/ml的浓度重悬于无菌PBS中。

小鼠

在恒定光周期(12小时光照/12小时黑暗)、温度和湿度以及自由饮水和标准饮食的条件下，将CD2F1和C57BL/6小鼠群养。通过口服灌胃施用药物(AR-42、vorinostat、媒介物)期间，将小鼠短暂地麻醉(异氟烷，3-4％)。通过每日称量每笼的食物的重量并且用食物的每日降低量除以笼中小鼠的数目来估计食物消耗。使用标准公式(长x宽²xπ/6)从测径仪(caliper)测量值计算肿瘤体积。

握力测量

为测量前肢握力，握住每只小鼠的尾巴的基部，并将其在仪器上方降低，直到其前爪抓住拉杆。然后将小鼠沿水平方向以直线从握力计缓缓移开，直到小鼠释放杆，并且记录获得的最大力。从每个小鼠得到5个测量值，其平均数被指定为该小鼠的握力。

RNA-序列库的产生和数据分析流水线

使用Pico RNA芯片在Agilent 2100生物分析仪上评价RNA质量，并且使用Agilent Qubit RNA测定评价输入的总RNA量。使用Illumina TruSeqRNA样品制备试剂盒V2制备转录组库。使用Agilent Qubit DNA测定和用PerkinElmer Labchip DNA GX分析分别评价所得库的数量和质量。以等份混合所有的库产生样品池，该样品池在用Illumina HiSeq 2500测序仪上测序时能够获得大约4000万通过的过滤器读数(passed filter reads)。使用FastQC、RNASeQC和RSeQC软件评价来自Illumina Hiseq CASAVA流水线的原始测序数据的质量。随后的分析如下：使用TopHat 2(v2.0.7)RNA序列对齐器(aligner)将去多路复用的通过过滤器的测序读数与GRCm38/mm10对齐；使用CuffLinks 2(c2.1.1)将对其的读数与UCSCmm10基因注释装配；使用CuffCompare和CuffMerge汇编对齐的读数和mm10基因，并且将转录物合并组装成自定义的基因注释；使用CuffDiff比较与每个治疗组相关的差异化基因表达。

实施例10

为确认AR-42的抗-恶病质活性不是对C-26模型特异性的，还在LLC模型中评价了AR-42。肿瘤细胞注射后第6天，开始用AR-42(50mg/kg，口服，每隔一天)治疗荷皮下11LLC肿瘤的C57BL/6小鼠，并且持续直到第20天，此时处死采集后肢肌肉。

如图7中示出的，AR-42在恶病质的LLC小鼠模型中保护免受癌症-诱导的肌肉损耗。，比较了在无肿瘤和荷瘤小鼠二者中AR-42对媒介物对后肢肌肉，包括腓肠肌、胫骨前肌和四头肌的质量的作用与媒介物治疗的荷瘤小鼠中的那些。用图1A描述的相同方法治疗小鼠，除了在肿瘤细胞注射后第20天处死小鼠。以平均值±S.D.呈现数据(n＝8)；(腓肠肌：媒介物，非-恶病质对照的81.7±3.7％；AR-42,92.2±3.5％；胫骨前肌：媒介物，80.3±4.0％；AR-42,93.4±3.9％；四头肌：媒介物，84.4±4.6％；AR-42,93.4±4.8％；全部P值<0.05,n＝8)。

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尽管以上描述提及特定方面，应理解这些方面仅仅是说明性的。对本文描述的方法可以进行多种改变和变化，这对本领域技术人员而言是明显的。因此，本说明书意图包括随附的权利要求和其等价物的范围内的改变和变化。

Claims (20)

1.抑制患有癌症的哺乳动物中的恶病质的方法，包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比有效地基本上保持所述哺乳动物的体重的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述HDAC抑制剂是AR-42。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在用AR-42治疗后约最初15天后，所述哺乳动物的体重不降低多于约6％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述癌症选自由胰腺癌、结肠癌、头部癌症、颈部癌症、胃癌和食道癌组成的组。

5.据权利要求1所述的方法，其中所述哺乳动物是人类。

6.根据权利要求2所述的方法，其中以约1mg/kg至约100mg/kg所述哺乳动物的量施用AR-42。

7.根据权利要求6所述的方法，其中AR-42被一天至少一次地施用。

8.根据权利要求7所述的方法，其中AR-42以约50mg/kg所述哺乳动物的量被一天两次地施用。

9.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，IL-6的水平降低了约56％。

10.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，LIF的水平降低了约88％。

11.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，Atrogin-1mRNA的表达恢复到基线水平。

12.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，MuRF1mRNA的表达恢复到基线水平。

13.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的IL-6RαmRNA水平的增加降低了约85％。

14.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的脂肪组织的损失大体上恢复。

15.根据权利要求2所述的方法，其中与未接受AR-42的哺乳动物相比，恶病质诱导的骨骼肌纤维大小的减小被AR-42大体上恢复。

16.保持患有癌症的哺乳动物中的骨骼肌重量的方法，包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比在至少15天的时间段内有效维持所述哺乳动物骨骼肌重量的至少约90％的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述1类和2b类HDAC抑制剂是AR-42。

18.延长患有癌症的哺乳动物的存活的方法，包括以与未接受1类和2b类HDAC抑制剂的哺乳动物相比有效延长所述哺乳动物的存活的量向所述哺乳动物施用1类和2b类HDAC抑制剂。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述1类和2b类HDAC抑制剂是AR-42。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述哺乳动物在向所述哺乳动物施用AR-42后存活至少约21天。