CN107438433B - 含2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚作为活性成分的防治关节炎或炎性疾病的药物组合物 - Google Patents
含2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚作为活性成分的防治关节炎或炎性疾病的药物组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于预防或治疗关节炎或炎性疾病的药物组合物,该组合物包含2‑甲氧基‑4‑(3‑(4‑甲氧基苯基)丙‑1‑烯‑1‑基)苯酚或其药学上可接受的盐作为活性成分。根据本发明的药物组合物对关节炎表现出优异的治疗效果而无副作用例如毒性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于治疗或预防炎性疾病或关节炎的药物组合物,其包含具有新型结构的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚。
背景技术
炎症是指当组织受损伤或外源感染源(例如细菌、真菌、病毒等)刺激时发生一系列复杂的生理反应(例如通过各种炎性介质和免疫细胞的酶激活、炎性介质的分泌、体液浸润、细胞迁移和组织破坏等)的病症,因此伴有诸如红斑、水肿、发热、疼痛等症状。
如上所述,用于恢复由感染、创伤等损伤的组织的结构和功能的体内防御反应通常称为炎性反应。
将白细胞迁移到炎症部位对于为感染提供迅速的解决方案以及从由各种创伤引起的组织损伤中恢复是重要的。然而,可能由未去除的外源感染源或内源物质引起的过度或延长的炎性反应导致人体组织受损以及癌症、炎性皮肤病、关节炎等疾病。
炎性疾病分为急性和慢性炎性疾病,其症状或病理特征是可区分的。急性炎症(例如过敏或细菌和病毒感染)的局部症状表现为血流和血管大小的变化、血管通透性的变化和白细胞浸润。
另一方面,慢性炎症(包括类风湿性关节炎、动脉粥样硬化、慢性肾炎、肝硬化等)的主要病理特征包括由于炎症诱导物未去除而使单核细胞、嗜中性粒细胞、淋巴细胞和浆细胞长时间浸润到炎症部位中,导致慢性炎性反应。
炎性疾病中的炎性反应与各种因素有关。具体地,在炎症部位表达的炎性介质包括细胞因子、趋化因子、活性氧中间体、环氧合酶-2(COX-2)、5-脂氧合酶(5-LOX)、基质金属蛋白酶(MMP)等,并在炎性反应的发生和维持中起重要作用。
已知这种炎性介质的表达受转录因子例如核因子κB(NF-κB)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)、活化蛋白1(AP-1)、缺氧诱导因子1a(HIF-1a)等调节。
例如,本发明人提出了2,4-双(对羟基苯基)-2-丁烯醛诱导NF-κB的失活,因此可以用作具有抗炎或抗关节炎作用的药物,如在韩国未审查专利公开号2002-0094308中公开那样。
此外,韩国未审查专利公开号2014-0093435公开了绿原酸衍生物抑制过量的一氧化氮产生,因此可以用作针对炎性疾病的治疗剂,其具有有效的抗炎活性。
同时,除NF-κB外,STAT3也是与炎性和免疫反应相关的重要转录因子。
作为代表性的炎性疾病,能够通过抑制STAT3的活性来治疗和预防关节炎。
关节炎是代表性的软骨相关疾病,通常是指引起关节中发生的炎性变化的病症,以及是指由用于连接两个骨骼的软骨损失使得骨骼平稳地移动而引起的病症。
关节炎分为各种类型的关节炎,例如退行性关节炎或骨关节炎、类风湿性关节炎、股骨头无血管性坏死、创伤性关节炎、结核性关节炎和化脓性关节炎。目前韩国约有100万关节炎患者。其中,女人与男人的数量比超过2比1。在这种情况下,关节炎最常见于更年期妇女。
其中,骨关节炎(退行性关节炎)是由于构成关节的各种成分中的软骨及其周围骨骼的退行性变化而发展的一种关节炎,即在全身体重下关节(即膝关节、髋关节等)通常严重疼痛的关节疾病,使其难以移动,并且在不进行治疗时可能导致关节变形。
骨关节炎是与衰老密切相关的代表性退行性疾病,约占总人口的10%至15%患有骨关节炎。特别是65岁以上的老年人中约有60%至80%患有骨关节炎。骨关节炎的原因与衰老或体重过重密切相关,骨关节炎在女性中随着年龄发病更频繁和严重。骨关节炎的初始症状牵涉一个或两个关节僵硬的悸动疼痛,当长时间不治疗时可能导致关节变形。
与STAT3相关的对关节炎的治疗效果公开于各种文献[Jun-Geol Ryu等,Treatment of IL-21R-Fc control autoimmune arthritis via suppression ofSTAT3signal pathwaymediated regulation of the Th17/Treg balance and plasma Bcells,Immunol.Lett.2015,163(2),143-150;Boyle DL等,The JAK inhibitortofacitinib suppresses synovial JAK1-STAT signaling in rheumatoid arthritis,Ann Rheum Dis.2014Nov 14;JooYeon Jhun等.,Red ginseng extract amelioratesautoimmune arthritis via regulation of STAT3pathway,Th17/Treg balance,andosteoclastogenesis in mice and human.,Mediators Inflamm.2014;2014:351856;Seon-Yeong Lee等.,Interleukin-17increases the expression of Toll-likereceptor 3via the STAT3pathway in rheumatoid arthritis fibroblast-likesynoviocytes,Immunology.141(3),353-361;Jin-Sil Park等,JAK2-STAT3blockade byAG490suppresses autoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation ofregulatory T Cells and Th17cells,J.Immunol.2014,192(9),4417-4424;Eun-Ji Yang等,EGCG attenuates autoimmune arthritis by inhibition of STAT3and HIF-1αwithTh17/Treg control.PLoS One.2014,9(2),e86062]。
本领域中已知的治疗关节炎的通常方法包括使用止痛药、类固醇、非甾体抗炎剂等或使用软骨保护剂例如葡糖胺、软骨素等的药物疗法;诸如人造关节置换手术等的手术治疗。药物疗法用于非特异性缓解疼痛或减轻炎性反应本身,并且软骨保护剂用于通过向软骨细胞提供营养物或减少对关节的冲击来使关节的功能丧失最小化。然而,虽然使用药物的疗法具有减轻疼痛的重要目的,但是可能由于使用药物而具有严重副作用,例如各种器官的功能障碍、抑郁症、细菌感染等。
因此,需要可持续发展治疗关节炎的有效方法,其副作用少但安全性高。此外,随着人口老龄化进展迅速,最近进入老龄化社会,关节炎治疗剂的市场倾向于不断增长。
在关节炎治疗剂的情况下,目前为止新药开发的研究主要以生物制剂的开发为特征。然而,在基于发病机制开发TNF-α抑制剂后,由于突破性治疗效果,在短时间内实现了显著的高销售量并且创造了显著的附加值。
例如,韩国注册专利号10-1126164公开了将从温郁金提取的精油用作活性成分,因为其用于抑制TNF-α产生,因此具有抗炎活性,并且可用于预防和治疗炎性疾病(例如关节炎)的组合物。
此外,韩国注册专利号10-1201549公开了药物组合物含有杜仲的提取物作为活性成分,因此可以用作类风湿性关节炎的治疗剂,其具有抗炎活性和对破骨细胞的抑制作用。
这些专利在作为草药制剂施用时表现出高稳定性,但难以预期对关节炎的基本治疗作用。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:韩国未审查专利公开号2012-0094308
专利文献2:韩国未审查专利公开号2014-0093435
专利文献3:韩国注册专利号10-1126164
专利文献4:韩国注册专利号10-1201549
[非专利文献]
非专利文献1:Jianzhang Wu等,Evaluation and Discovery of NovelSynthetic Chalcone Derivatives as Anti-Inflammatory Agents,J.Med.Chem.2011,54,8110-8123
非专利文献2:Liping Cai等,PATHWAYS BY WHICH INTERLEUKIN 17INDUCESARTICULAR CARTILAGE BREAKDOWN IN VITRO AND IN VIVO,Cytokine.2001,16(1),10-21
非专利文献3:Jung Ok Ban等,Anti-arthritis effects of(E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal are mediated by inhibition of the STAT3pathway,Br.J.Pharmacol.2014,171(11),2900-2912
非专利文献4:Jun-Geol Ryu等,Treatment of IL-21R-Fc control autoimmunearthritis via suppression of STAT3signal pathway-mediated regulation of theTh17/Treg balance and plasma B cells,Immunol.Lett.2015,163(2),143-150
非专利文献5:Boyle DL等,The JAK inhibitor tofacitinib suppressessynovial JAK1-STAT signaling inrheumatoid arthritis,Ann Rheum Dis.2014Nov 14
非专利文献6:JooYeon Jhun等,Red ginseng extract ameliorates autoimmunearthritis via regulation of STAT3pathway,Th17/Treg balance,andosteoclastogenesis in mice and humans,Mediators Inflamm.2014;2014:351856
非专利文献7:Seon-Yeong Lee等,Interleukin-17increases the expressionof Toll-like receptor 3via the STAT3pathway in rheumatoid arthritisfibroblast-like synoviocytes,Immunology.141(3),353-361
非专利文献8:Jin-Sil Park等,JAK2-STAT3blockade by AG490suppressesautoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation of regulatory T Cellsand Th17cells,J.Immunol.2014,192(9),4417-4424
非专利文献9:Eun-Ji Yang等,EGCG attenuates autoimmune arthritis byinhibition of STAT3and HIF-1αwith Th17/Treg control.PLoS One.2014,9(2),e86062
发明内容
因此,本发明人已经合成了具有新型结构的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚,并且发现该化合物对STAT3活化的机制有影响,并且还对该化合物的使用进行了各种实验,发现该化合物在用于治疗包括关节炎的各种炎性疾病时具有治疗和预防作用。因此,基于这些事实完成了本发明。
因此,本发明的一个方面提供一种用于治疗或预防炎性疾病的药物组合物,其包含具有新型结构的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚或其药学上可接受的盐作为活性成分。
本发明的另一方面提供一种用于治疗或预防关节炎的药物组合物,其包含具有新型结构的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚或其药学上可接受的盐作为活性成分。
为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供一种用于治疗或预防炎性疾病的药物组合物,其包含由下式1表示的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚或其药学上可接受的盐作为活性成分。
[式1]
根据本发明的另一方面,提供一种用于治疗或预防关节炎的药物组合物,其包括由下式1表示的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚或其药学上可接受的盐作为活性成分。
在这种情况下,组合物可用于预防或治疗STAT3介导的疾病。
附图说明
图1是示出NF-κB和STAT3途径机制的示意图。
图2示出了MMPP和STAT3之间的计算对接实验的结果:(A)是MMPP的化学式,(B)是MMPP和STAT3的DNA结合结构域之间的结合的三维(3D)建模的图像,(C)示出了MMPP和STAT3的下拉测定实验的结果,和(D)示出了结合STAT3和突变体STAT3(T456A)的下拉测定实验的结果。
图3示出了MMPP通过参与STAT3途径的抗炎作用的实验(实验例3)的结果;(A)示出了根据LPS浓度的NO产生的实验结果,(B)示出了iNOS和COX2的实验结果,(C)示出了表示STAT3和NF-κB的DNA结合活性的实验结果。
图4示出了MMPP对LPS诱导的NO产生、iNOS和COX-2的表达以及细胞存活率的抑制作用的实验(实施例4)的结果:(A)示出表示根据MMPP浓度的iNOS活性的实验结果,(B)示出根据MMPP浓度的NO产生的实验结果,(C)示出iNOS和COX2表达的实验结果,(D)是示出根据MMPP浓度的细胞存活率的图像和图。
图5示出实验例4的结果:根据MMPP的浓度,(A)是绘制STAT3荧光素酶活性的图,(B)是绘制过氧化氢生成相关结果的图,(C)是绘制PGE2相关结果的图,(D)示出了绘制IL-1β的图,(E)是绘制TNF-α结果的图,(F)示出绘制IL-6相关结果的图。
图6示出实验例5的结果:(A)示出根据MMPP浓度的STAT3的DNA结合活性的实验结果,(B)示出根据MMPP浓度的NF-κB的DNA结合活性的实验结果,(C)是STAT3的DNA结合活性的图像,(D)示出了根据MMPP的浓度的STAT3、p-STAT3、p50、p65、IKK、p-IKK、IkB和p-IkB的实验结果。
图7示出实验例6的结果:(A)是存在/不存在MMPP时STAT3和NF-κB活性的图和图像,(B)是存在/不存在MMPP时iNOS和COX2的图和实验结果。
图8示出实验例7的结果:在存在TNF-α的情况下,(A)是绘制存在/不存在MMPP时NO和过氧化氢产生的结果的图,(B)是iNOS和COX2的图和图像,(C)示出STAT3活性的实验结果,(D)示出NF-κB活性的实验结果。
图9示出实验例8的结果:存在LPS和TNF-α时根据存在/不存在MMPP,(A)是绘制NO和过氧化氢产生的结果的图,(B)是iNOS和COX2的图和图像,(C)示出STAT3活性的蛋白质印迹法结果,(D)示出NF-κB活性的实验结果。
图10示出实验例9的结果:(A)是小鼠踝关节的临床评价的图像,(B)示出了踝关节的评分,(C)是踝关节的染色图像,(D)是iNOS和COX2的图像。
图11示出实验例9的结果:(A)至(C)是示出了存在MMPP时STAT3荧光素酶活性、过氧化氢产生和PGE2的图。
图12示出在CAIA诱导的C57BL/6小鼠中MMPP对NF-κB和STAT3的抑制作用的实验结果:(A)和(B)分别示出STAT3和NF-κB的DNA结合活性的实验结果,(C)和(D)示出STAT3、p-STAT3、p50、p65、IKK、p-IKK、IkB和p-IkB的实验结果。
具体实施方式
根据本发明,提供由下式1表示的新型2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚的新用途。
[式1]
活性成分命名为2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚(在下文中称为“MMPP”),分子式为C17H18O3,分子量为270.3g/cm3。
MMPP包括其光学异构体、立体异构体、多晶型物、外消旋混合物、溶剂合物、水合物、代谢物及药学上可接受的盐。优选地,MMPP可以是(E)-2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚。
MMPP在STAT3(信号转导和转录激活因子3)的活性中起作用。
STAT3是在细胞质中保持失活的蛋白质,与DNA碱基序列结合作为称作“DNA结合因子”的基团的一部分,并且用于调节将DNA中的遗传信息转移到RNA链的转录过程。
因此,STAT3参与免疫反应以及炎性反应,以在关节炎或癌症中起关键作用。
关于炎性反应,STAT3是在炎性关节炎中IL-6诱导的滑膜浸润中发挥关键作用的因子并且在直接调节氧化剂或炎性介质例如NO、iNOS、COX-2、IL-6、IL-1等的表达中是重要的。
通过磷酸化STAT3反式激活结构域中的酪氨酸残基依靠各种生长因子和细胞因子发生STAT3的激活。这种磷酸化的STAT3(p-STAT3)进入核以诱导与炎性反应和肿瘤发生相关的广泛范围的靶基因的表达。
特别地,STAT3是与NF-kB相互作用并参与炎症和免疫应答的重要转录因子。
STAT3与用于抑制iNOS基因的转录活性以调节与NF-kB的物理/功能相互作用的NF-kB的p65形成复合物,然后与炎性介质和细胞因子一起刺激细胞。一旦这样的NF-kB和STAT3被激活,它们调节抗细胞凋亡、增殖促进和免疫应答基因的表达。
在本发明中,式1的化合物通过在炎症表达阶段之前抑制IKK和STAT3的活性以本质上中断TNF-α的产生,可以针对各种炎性疾病具有各种确保的治疗和预防效果,而没有任何由直接抑制TNF-α引起的副作用(这被认为是常规治疗剂的缺点)。
可以通过应用式1的化合物来治疗炎性疾病,而不管疾病发展的原因,因此可以表示包括由各种兴奋剂引起的伴随炎症的疾病的概念,其引起一系列炎性反应,例如NO、iNOS、COX-2、PGE2、TNF-α、lkB等
具体地,炎性疾病可以包括选自败血症、败血性休克;类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊柱炎;血管炎、胸膜炎、心包炎、缺血相关炎症、炎性动脉瘤;肾炎;肝炎;慢性肺部炎性疾病;支气管炎、鼻炎;皮炎;胃炎;肠炎、肠易激综合征;感染引起的发烧和肌痛中的一种或多种,但本发明不限于此。
优选地,式1的化合物在预防或治疗关节炎中特别有效。关节炎可以包括骨关节炎、类风湿性关节炎和化脓性关节炎,特别是类风湿性关节炎,但是本发明不限于此。
类风湿性关节炎(RA)的严重性根据慢性关节炎症以及骨和软骨的各种侵蚀程度而变化。活性氧种(ROS)产生和炎性反应与RA相关。它们对包括白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)和TNF-α的促炎性细胞因子的产生有影响,从而在RA的发展中起重要作用。
转录因子NF-κB用于调节促炎性细胞因子的表达以及氧化和炎性介质的产生,并发展RA。特别地,与一般人群相比,在RA患者中观察到高水平的NF-κB。与野生型小鼠相比,类风湿性关节炎在p50缺陷小鼠中的发病率显著降低。类似地,在p65-缺陷小鼠的情况下,保护关节组织免受类风湿性关节炎诱导的骨质溶解。因此,NF-κB可能是适合于RA患者的药物靶标。
已知STAT3主要介导类风湿性关节炎中的慢性炎症和关节破坏。
有效的磷酸化发生在RA患者的滑膜组织中。与一般人群相比,在RA患者的滑膜细胞和淋巴细胞中观察到STAT3的过度表达。然而,显性负性STAT3在关节中的过度表达有效地改善胶原诱导的关节炎(CIA)模型。此外,STAT3对于滑膜成纤维细胞的增殖是重要的,并且通过对破骨细胞的持续作用严重地诱导炎症和关节破坏。通过诱导细胞因子的扩增,STAT3的活化作为RA相关症状的主要因素。因此,已知各种抗氧化和抗炎化合物(例如托法替尼、表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)和甲氨蝶呤)通过抑制STAT3信号传导而有效治疗RA。例如,CP690550治疗通过STAT3抑制来抑制细胞因子环,从而增加RA的发病。因此,STAT3是潜在的治疗靶标,并且预防RA中的慢性炎症和关节破坏。此外,已知STAT3与NF-κB互补地相互作用。例如,免疫细胞中NF-κB和STAT3之间的功能相互关系调节促炎性细胞因子的产生。此外,已知通过产生IL-6,NF-κB和STAT3之间的相互关系在RA的发病中介导。
本发明的化合物具有抗氧化特征,因此通过抑制STAT3的磷酸化以抑制STAT3的活性而具有抗炎反应。此外,该化合物具有降低类风湿关节组织中的骨破坏和纤维化的作用。
根据本发明的实验例,确认在诱导类风湿性关节炎的小鼠模型中向小鼠施用MMPP时,MMPP可以通过抑制STAT3途径来减轻类风湿性关节炎。
根据本发明,当将由式1表示的化合物应用于药物组合物时,该组合物可以包括该化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分。
药学上可接受的盐包括有机酸的盐,例如甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、丁酸、异丁酸、三氟乙酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、富马酸、琥珀酸、单酰胺琥珀酸、谷氨酸、酒石酸、草酸、柠檬酸、乙醇酸、葡萄糖醛酸、抗坏血酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、水杨酸、邻氨基苯甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸和甲磺酸的盐;以及无机酸的盐,例如盐酸、溴酸、硫酸、磷酸、硝酸、碳酸和硼酸的盐。
上述酸加成盐可以使用常规方法制备,例如通过将式1的化合物溶解在过量的酸水溶液中,用水溶性的有机溶剂例如甲醇、乙醇、丙酮或乙腈沉淀化合物的盐而制备。此外,酸加成盐可以通过从混合物中蒸发溶剂和过量的酸,然后干燥混合物或通过抽吸来过滤沉淀的盐而制备。
此外,药学上可接受的金属盐可以使用碱来制备。碱金属盐或碱土金属盐例如通过将化合物溶解在过量的碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物溶液中,过滤不溶性化合物盐,并蒸发和干燥滤液而获得。在这种情况下,在制药方面,希望制备锂盐、钠盐、钾盐或钙盐作为金属盐。此外,通过使碱金属盐或碱土金属盐与合适的银盐(例如硝酸银)反应,得到与金属盐对应的银盐。
此外,可以使用氨基酸制备药学上可接受的盐。例如,在制药方面,希望制备天然氨基酸例如甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、赖氨酸、谷氨酸等作为氨基酸盐。
对于施用,除了上述活性成分之外,本发明的组合物可以包括药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂。
可用于本发明的载体、赋形剂和稀释剂可以包括乳糖、葡萄糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露醇、木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、淀粉、阿拉伯树胶、藻酸盐、明胶、磷酸钙、硅酸钙、纤维素、甲基纤维素、微晶纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、水、羟基苯甲酸甲酯、羟基苯甲酸丙酯、滑石、镁、硬脂酸盐和矿物油。
本发明的组合物可以使用常规方法配制成口服制剂,例如粉剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、悬浮剂、乳剂、糖浆剂、气雾剂等,以及外用液体、栓剂和无菌注射溶液的形式。
特别地,当配制时,组合物可以使用本领域中通常使用的稀释剂或赋形剂例如填料、填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、表面活性剂等来制备。口服施用的固体制剂包括片剂、丸剂、粉剂、颗粒剂、胶囊剂等,但本发明不限于此。这样的固体制剂可以通过将至少一种赋形剂例如淀粉、碳酸钙、蔗糖或乳糖、明胶等与该化合物混合来制备。
此外,除了简单的赋形剂之外,还可以使用润滑剂,例如硬脂酸镁、滑石等。在这种情况下,除了口服液体、液体石蜡等之外,液体制剂还包括各种赋形剂,例如润湿剂、甜味剂、调味剂、防腐剂等。
用于肠胃外施用的制剂包括无菌水溶液、非水溶剂、悬浮液、乳液、冷冻干燥制剂和栓剂。可以使用丙二醇、聚乙二醇和植物油(例如橄榄油)以及可注射的酯(例如油酸乙酯)等作为非水性溶剂和悬浮剂。可以使用Witepsol、Macrogol、吐温61、可可脂、甘油三月桂酸酯(laurin butter)、甘油明胶等作为栓剂的基质。
本发明的组合物以药学有效量施用。在本发明中,术语“药学有效量”是指在适用于任何医药治疗的合理利益/风险且不足以引起副作用下足以治疗疾病的量。在这种情况下,有效剂量的水平可以根据患者的健康状况、疾病的类型和严重性、药物的活性、对药物的敏感性、施用方式、施用时间、施用途径、分泌速度、治疗期、包括待混合或一起使用的药物的因素以及医学领域中熟知的其它因素而决定。本发明的组合物可以作为单独的治疗剂施用,或者可以与其它治疗剂组合施用。在这种情况下,该组合物可以与常规治疗剂依次或同时施用,并且可以以单剂量或多剂量施用。通过考虑所有上述因素,重要的是以能够以最小量实现最大效果而没有任何副作用的剂量来施用该组合物。因此,该组合物的剂量可以由本领域技术人员容易地确定。
具体地,本发明组合物中化合物的有效剂量可以根据患者的年龄、性别和体重而变化。通常地,组合物可以每天或每隔一天或每天一次或三次以1至100mg/kg,优选3至30mg/kg的剂量施用。然而,由于组合物的剂量可以根据给药途径、疾病的严重性、患者的性别、体重和年龄等增加或减少,因此剂量并不意在以任何方式限制本发明的范围。
本发明的组合物可以通过各种施用途径给予哺乳动物例如小鼠、大鼠、牛、人等。可以预期所有的施用模式。例如,组合物可以被口服、直肠内或静脉内施用,或者可以通过肌肉内、皮下、子宫内或脑室内注射而施用。
在下文中,将参考其实施方式对本发明的构成进行更详细的说明。然而,应当理解,提供本文中公开的以下实施方式以有助于理解本发明,并不旨在限制本发明的范围。
制备例1、2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚的制备
将4-碘-2-甲氧基苯酚(500mg,2.0mmol)和4-烯丙基茴香醚(313mg,2.0mmol)放入25mL烧瓶反应器中,并向其中加入三苯基膦(105mg,0.4mmol)、Pd(OAc)2(44.9mg,0.2mmol)和三丁胺(451mg,1.9mmol)。然后,使所得混合物在45℃下反应2小时。
通过快速硅胶色谱(己烷/乙酸乙酯,3:1,v/v)将所得化合物纯化以制备标题化合物(119mg,收率:22%,深棕色液体)。
-高分辨质谱(HRMS;ESI)m/z[M+H]+计算271.1329,测定271.1332
-1H-NMR:d(CDCl3)7.32(d,2H,J=8.0Hz),6.88(d,1H,J=9.0Hz),6.86(d,2H,J=9.0Hz),6.76(d,1H,J=8.0Hz),6.75(s,1H),6.40(d,1H,J=16.0Hz),6.21(dt,1H,J=16.0Hz,J=6.5Hz),5.54(s,1H),3.89(s,3H),3.82(s,3H),3.48(d,2H,7.0Hz)
评价方法
如下总结了实验例中使用的方法。
1、下拉测定
作为分离蛋白质复合物的方法,下拉测定用于检测蛋白质-蛋白质相互作用的测定。为了鉴定与MMPP相互作用的蛋白质,将MMPP结合到溴化氰环氧活化的Sepharose 6B(Sigma,St Louis,密苏里,美国)。
2、构建质粒:使用全长Mus musculus STAT3cDNA作为模板,通过PCR扩增了Musmusculus STAT3的编码区。将纯化的PCR产物用EcoRI和XhoI双重消化,然后亚克隆到pcDNA3.1载体中。pcDNA3.1质粒包括巨细胞病毒启动子、pUC复制起点和氨苄青霉素抗性基因。在Cosmo Genetech有限公司(韩国首尔)进行STAT3(T456A)诱变,并通过测序系统地检测突变。将RAW264.7细胞以1×105个细胞/孔的密度接种在24孔板中。将细胞生长24小时以达到90%汇合,并使用PTI-MEN中质粒和脂质体的混合物用突变型STAT3(T456A)质粒(Cosmo Genetech有限公司,首尔,韩国)感染细胞。感染细胞用LPS(1μg/mL)和不同浓度的MMPP(1至4μg/mL)处理12小时。对制备的样品进行蛋白质印迹。
3、RAW 264.7细胞培养:作为小鼠巨噬细胞样细胞系,RAW 264.7细胞购自美国典型培养物保藏中心(Cryosite,Lane Cove,NSW,澳大利亚)。达尔伯克改良伊戈尔培养基(DMEM)、青霉素、链霉素和胎牛血清购自Gibco Life Technologies(Rockville,MD,USA)。在补充有10%胎牛血清、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素的DMEM培养基中在37℃、5%CO2的条件下培养RAW264.7细胞。
4、人类滑膜细胞培养:研究中使用的研究方法和人体组织细胞均由松春大学医学中心医学院批准。由根据1987年修订的美国风湿病学分类标准诊断的类风湿性关节炎患者获得细胞。滑膜组织样品从长期类风湿性关节炎患者(两名男性和两名女性,平均年龄65岁±21.3岁,平均发病期10年以上)的膝关节获得。如上所述培养FLS(成纤维细胞样滑膜细胞)。简单地,将FLS在含有补充有热活化FBS(Gibco Life Technologies)和50U·mL-1青霉素/链霉素的DMEM培养基(Gibco Life Technologies)的培养皿(Nalge NuncInternational,Rochester,NY,USA)中培养。对于所有培养物和培养箱,培养在37℃下在培养箱中在5%CO2气氛下进行。培养基每三天更换一次。使用第5和第10通道之间的细胞。
5、细胞活性测定:为了测量细胞数,将细胞置于24孔板(5×104个细胞/孔)中。细胞用胰蛋白酶处理,并以1500rpm离心分离5分钟以得到颗粒。此后,将颗粒重新悬浮在10mL的PBS中。随后,向细胞悬浮液(0.9mL)中加入0.1mL的0.2%台盼蓝。然后,将一滴悬浮液加入到Neubauer室中,计数活癌细胞。染色的细胞被认为是死的,未被台盼蓝染色的细胞被认为是活的,然后计数。每个测定重复进行三次。
6、亚硝酸盐测定:将RAW 264.7细胞以1×104个细胞/孔的密度加入到96孔板中,在存在或不存在各种浓度的MMPP下加入或不加入LPS(1mg/mL)和TNF-α(10ng/mL)历时24小时。使用可购自iNtRON Biotechnology(Seongnam,韩国)的一氧化氮测定试剂盒分析上清液中亚硝酸盐的积累。
7、PEG2和细胞因子测定:使用ELISA试剂盒(可购自R&D Systems)在培养的RAW264.7细胞中进行PGE2测定。
8、ROS测定:使用ELISA试剂盒(可购自Cell Biolabs Inc.)进行ROS测定。
9、细胞感染:将RAW 264.7细胞(5×104细胞/孔)加入到24孔板中,并使用OPTI-MEN中的Lipofectamine PLUS和质粒混合物瞬时感染STAT3-荧光素酶报告质粒和iNOS-荧光素酶报告质粒。
10、EMSA测定(电泳迁移率变动测定):将RAW 264.7细胞培养24小时以进行EMSA测定。使用MyImage扫描蛋白质条带的相对密度,并使用Labworks4.0软件(UVP,Inc.)进行定性分析。
11.荧光素酶活性测定:将RAW264.7细胞以1×105个细胞/孔的密度加入到24孔板中。在90%汇合后,使用OPTI-MEN中的STAT3siRNA(Santa Cruz Biotechnology)或突变型STAT3(T456A)质粒和WelFect-EX PLUS的混合物,用STAT3siRNA(Santa CruzBiotechnology)或突变型STAT3(T456A)质粒瞬时感染细胞。感染细胞用LPS(1μg/mL)和不同浓度的MMPP(1至4μg/mL)处理12小时。使用荧光素酶测定试剂盒(Promega,Madison,WI,USA)测量荧光素酶活性。
12、蛋白质印迹测定:获得全细胞裂解物、胞质提取物和核提取物。如公开文献1和2中所公开那样进行SDS-PAGE和蛋白质印迹分析。简言之,将细胞以5×105个细胞/孔的密度接种在6孔板中,培养24小时。此后,用MMPP或DMSO处理细胞24小时。处理后,用PBS洗涤细胞两次,然后溶解。在10至15%SDS-PAGE上分离裂解细胞的蛋白质。将蛋白质转移至PVDF膜,并将PVDF膜在含有5%脱脂乳的TBS/T缓冲液中在室温下封闭2.5小时。使用针对Cdk2、Cdk4、Cdk6、细胞周期蛋白B1、细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白E1、Bcl-2、Bax、半胱天冬酶-3、半胱天冬酶-8、STAT3、phspho-STAT3、β-肌动蛋白和组蛋白h1的鼠单克隆抗体作为一抗来分析转移有蛋白质的膜。使用化学发光试剂(Amersham Pharmacia Biotech,Inc.,Buckinghamshire,UK)显现蛋白质的表达,并使用配备有CCD照相机(Fusion-FX,FisherBioTech,Ltd.,Wembley,Australia)的数字化学发光成像系统测量。
13、脾细胞NO测定:收集脾,切成小块。此后,使脾切片穿过组织筛(200目/2.5cm),以制备PBS中的单细胞悬浮液。将悬浮液以1500rpm离心4分钟,然后除去上清液。将沉淀物用PBS洗涤3次,然后悬浮于2mL RPMI1640完全培养基中。将细胞染色并通过台盼蓝拒染法测量。细胞计数细胞密度为3×106个细胞/mL。将3×106个细胞悬浮于含有5μg/mLConA的RPMI 1640中,并在37℃下在5%CO2气氛下培养。48小时后,将细胞在含有10mg/mL甲基-α-D-吡喃糖苷的RPMI 1640中悬浮30分钟。收集细胞,用PBS洗涤3次。将细胞以1×106个细胞/孔的密度悬浮于含有10pg/mLIL-2细胞因子的1mLRPMI 1640中,并在5%CO2气氛下在37℃下培养24小时。NO测定如上所述。
14、C57BL/6小鼠中类风湿性关节炎的诱导:为了诱导类风湿性关节炎,将抗胶原II型mAb(CII-Ab,Arthrogen-CIAArthritogenic Monoclonal Antibody,#53010:Chondrex,Inc.,WA,USA)在第一天腹膜内(i.p.)注射入7周龄的雄性小鼠,第三天注射50μg的LPS。为了评价关节炎的严重性,根据标准应用评分系统。
0:没有观察到红斑和肿胀。
1:在腓骨和踝关节观察到轻微的红斑。
2:从踝关节到中足观察到轻微的红斑和肿胀。
3:从踝关节延伸到跖骨观察到红斑和肿胀。
4:在整个踝关节、足部和手指均观察到红斑和严重肿胀。
每天记录最终得分的总和,直到总和达到16。在第18天,将每只小鼠麻醉,然后置于放射照相检视盒上。此后,调整每只小鼠的位置,使得鼠被置于与X射线源90cm的距离。使用X射线机(BLD-150RK,Hradec Kralove,捷克共和国)以40KW照射后腿0.01秒来进行关节炎后腿的放射分析。
15、免疫组织化学测定:使用本领域中已知的抗生物素蛋白-生物素-过氧化物酶方法进行免疫组织化学测定。将从小鼠收集的每个关节组织样品用福尔马林固定,并包埋在石蜡中。将这些样品连续切片成4μm厚的切片。每个切片用苏木精/伊红(H&E)、抗COX-2和抗iNOS抗体(Caymen Chemical,Ann Arbor,MI)染色。
16、血计数测试:使用HIE细胞计数器(Technicon Instruments,MilesLaboratories,Tarrytown,NY)从肝素化血液中计数嗜中性粒细胞和单核细胞的总数。
17、分子建模:使用AutoDock进行MMPP对接研究。从STAT3二聚体核心片段(PDBID:3CWG)的X射线晶体结构提取未磷酸化的STAT3单体并使用。首先,使用AutodockTools将极性氢原子加入到STAT3单体中。使用ChemBio3D和Discovery Studio 3.5Client设计了MMPP的3D结构,并且在分子模拟期间允许MMPP配体从8个可旋转单键自由旋转。网格框中的STAT3位于中心,并调整网格框的大小,使网格框包含所有单体。根据结合模式,对接实验在各种默认值16、24、32、40和60进行了几次。使用Discovery Studio Visualizer 4.0获得结合在其间的MMPP和STAT3的图像。
18、数据分析:使用SPSS 18.0版进行ANOVA统计分析。然后将使用Shapiro-Wilk正态检验和事后Tukey检验的数据进行MMPP和STAT3之间的比较。得到的统计学显著性的结果表示为平均值±标准偏差(SD)(P<0.05)。
实验例1、细胞毒性测定(MTT测定)
作为小鼠巨噬细胞,将RAW 264.7巨噬细胞在补充有10%FBS的DMEM培养基中培养。用MMPP处理200mL培养基,然后稳定1小时。
以0.5mg/mL的浓度加入MTT试剂,将细胞在37℃下在培养箱中培养。当70%的细胞形成晶体时完全除去培养基后,加入100mL DMSO以溶解晶体。随后,在550nm测量光密度。
实验例2、MMPP与STAT3之间的相互作用的分析
在实验例2中,根据Schrodinger Suite 2011的诱导拟合对接,进行MMPP和STAT3之间的计算对接实验。参考图2(B)可以看出,MMPP以-8.2kcal/mol的亲和力结合STAT3的DNA结合结构域(Thr456)。结果可以看出,MMPP通过阻断STAT3的DNA结合来抑制STAT3的激酶活性。图2的图像由UCSF Chimera程序(Schrodinger,2011)形成。
为了检查MMPP和STAT3之间的相互作用,进行了下拉测定。MMPP与环氧活化的Sepharose 6B缀合。使用含有重组STAT3蛋白或STAT3蛋白的细胞裂解物和与Sepharose 6B珠缀合的MMPP之间的相互作用进行下拉测定。参考图如图2(C)可以看出,MMPP介导了RAW264.7细胞的细胞裂解物与含有STAT3的重组STAT3蛋白质之间的相互作用。参考图2(D)还可以看出,与STAT3相比,MMPP与突变体STAT3Thr456A的结合降低。
实验例3、MMPP对STAT3反应机理的抗炎作用(体外)
在实验例3中,使用突变型的突变STAT3(T456A)来确定RAW 264.7细胞中MMPP的炎性反应。
用突变STAT3(T456A)质粒DNA转化RAW 264.7细胞。24小时后,用单独的1mg/mL脂多糖(LPS)或LPS和MMPP的组合处理转化的细胞。
当用突变STAT3(T456A)转化RAW 264.7细胞时,测量NO产生、iNOS和COX2表达以及STAT3和NF-κB活性。参考图3(C),可以看出STAT 264.7细胞中的STAT3和NF-κB活性通过STAT3(T456A)的突变而消失。
再次参考图3(A)和(B),RAW 264.7细胞中的NO产生以及iNOS和COX2表达通过STAT3(T456A)的突变而消失。这些结果表明,MMPP在STAT3的DNA结合位点共价结合Thr456,从而通过阻止STAT3的DNA结合活性来抑制STAT3活性。
实验例4、在RAW 264.7细胞中MMPP对LPS诱导的抗炎反应的抑制作用的分析
在实验例4中,进行荧光素酶活性测定以确定MMPP是否抑制RAW 264.7细胞中LPS诱导的感染因子的产生。RAW 264.7细胞用iNOS荧光素酶构建体瞬时感染,单独用LPS(1μg/mL)或MMPP和LPS的组合处理,然后活化12小时。
将来自培养12小时的细胞的相同量的总蛋白(20μg/泳道)进行10%SDS-PAGE,并通过使用抗体的蛋白质印迹法检测iNOS和COX-2的表达。使用β-肌动蛋白作为对照。
在显微镜下观察细胞的形态变化,用MTT测定确定细胞存活率。
可以看出,当用LPS(1mg/mL)和MMPP(0-4mg/mL)的组合处理细胞时,LPS诱导的细胞中的iNOS荧光素酶活性(图4(A))、NO产生(图4(B))和iNOS和COX-2表达(图4(C))以浓度依赖性方式降低。然而,参考图4(D)可以看出,LPS诱导的RAW 264.7细胞的存活率不受影响直至4mg/mL。从这些结果可以看出,本文中使用的MMPP没有毒性。
此外,通过抑制相关基因的表达来确定MMPP是否抑制ROS、PGE2和促炎性细胞因子的产生。
将RAW 264.7细胞用STAT3-荧光素酶构建体瞬时感染,单独用LPS(1μg/mL)或MMPP和LPS的组合处理,然后活化12小时。此后,确定荧光素酶活性、ROS和PGE2表达以及促炎性细胞因子的水平。
参考图5(A)至(D)可以看出,MMPP以浓度依赖的方式(0至4mg/mL)抑制LPS诱导的STAT3荧光素酶活性、ROS和PGE2表达以及促炎性细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1)的水平。
实验例5、MMPP对NF-κB和STAT3活性的抑制作用的分析
在实验例5中,确定MMPP是否抑制NF-κB活性以抑制RAW 264.7细胞中iNOS和COX-2的表达。
将RAW 264.7细胞单独用LPS或LPS和MMPP的组合处理30分钟,并使用电泳迁移率变动分析(EMSA)检查NF-κB和STAT3的DNA结合活性。此外,将相同量的总蛋白(20μg/泳道)进行10%SDS-PAGE,并且通过蛋白印迹法检测STAT3、P-STAT3、p50、p65、IKK、1κB和p-1κB。使用β-肌动蛋白或组蛋白H作为对照。
参考图6(B)和(D)可以看出,当细胞用MMPP共同处理时,LPS诱导了NF-κB的有效DNA结合活性和转录活性、NF-κB亚基p65和p50的核易位和IκB降解,其均以浓度依赖性方式降低。此外,参考6(D)可以看出,MMPP抑制了LPS诱导的IKKb和IKKa的磷酸化。可以看出,STAT3是包含在炎性和免疫反应中的重要氧化还原转录因子,并与NF-κB相互作用。在这种情况下,确定了MMPP是否在RAW 264.7细胞中降低STAT3活性。结果示于图6(A)和(C)。参考图6(C)可以看出,MMPP抑制了LPS诱导的STAT3的磷酸化。
实验例6、在RAW 264.7细胞中STAT3途径对MMPP促炎性作用的分析
在实验例6中,检查了RAW 264.7细胞中STAT3siRNA对于MMPP对LPS诱导的促炎性反应的保护作用的影响。
首先,使用感染STAT3siRNA的RAW 264.7细胞测试MMPP对LPS诱导的促炎性反应的保护作用。
用STAT3siRNA感染RAW 264.7细胞。24小时后,单独用1mg/mL的LPS或与MMPP组合对感染的细胞进行处理。此后,测量NO产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB的DNA结合活性。
结果发现,STAT3敲除细胞限制了MMPP对LPS诱导的NO产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB活性的抑制作用(图7(A))。
接下来,检查STAT3抑制剂在RAW 264.7细胞中的作用是否受限。将RAW264.7细胞单独用STAT3抑制剂(20mM)或与MMPP组合处理,并且也测定了NO产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB的DNA结合活性。结果表明,STAT3抑制剂完全限制了MMPP对LPS诱导的NO产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB活性的抑制作用(图7(B))。这些实验结果表明,STAT3通路对MMPP的抗炎作用非常重要。
实验例7、对TNF-α诱导的RAW 264.7细胞中NO和ROS产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB和STAT3活性的抑制作用的分析
在实验例7中,进行关于TNF-α处理的RAW 264.7细胞中MMPP的抗炎作用的实验。
确认了当将RAW 264.7细胞用TNF-α(10ng/mL)与MMPP(4mg/mL)组合处理24小时时,通过用TNF-α(10ng/mL)处理而诱导的NO和ROS产生(图8(A))、iNOS和COX2表达(图8(B))以及STAT3和NF-κB活性(图8(C)和(D))在RAW 264.7细胞中降低。这些结果表明,如在RAW264.7细胞中观察到那样,MMPP的抗炎活性能够持续。
实验例8、在LPS或TNF-α处理的滑膜细胞中MMPP对NO和ROS产生、iNOS和COX2表达以及NF-κB和STAT3活性的抑制作用的分析
在实验例8中,进行实验以检查用LPS和TNF-α处理的滑膜细胞中MMPP的抗炎作用。
确认了在RAW 264.7细胞用LPS(1mg/mL)或TNF-α(10ng/mL)与MMPP(4mg/mL)组合处理24小时的组的情况下,LPS(1mg/mL)或TNF-α(10ng/mL)诱导的NO和ROS产生(图9(A))、iNOS和COX2表达(图9(B))和STAT3和NF-κB活性(图9(C)和(D))在滑膜细胞中减少。
实验例9、用CAIA诱导的抗炎作用以及MMPP对类风湿性关节炎和与类风湿性关节炎相关基因表达的抑制作用的分析
在实验例9中,检查使得MMPP对类风湿性关节炎具有影响的MMPP的抗氧化和抗炎活性是否对类风湿性关节炎有效。结果显示,MMPP在胶原抗体诱导的关节炎(CAIA)模型中具有抗关节炎作用。
参考图10(A),将MMPP(5mg/kg,p.o.)(溶于100μL含有0.5μL DMSO的PBS)、载体(阴性对照)或吲哚美辛(5mg/kg,p.o./溶解后溶于100mL PBS)每天施用于7周龄的雄性C57BL/6小鼠达18天。参考图10(B),在最后一(第18)天,其中小鼠用MMPP(5mg/kg)处理的组的临床评分(约4.67)比CAIA组的临床评分(约14)低66.5%。此外,显示了小鼠用吲哚美辛(5mg/kg)处理的组的临床评分比CAIA组高64.8%。
当对胶原注射的小鼠的后腿进行射线照相检查时,在胶原注射的小鼠的腿部观察到组织水肿和骨破坏。然而,如图10(B)中所示,通过用MMPP(5mg/kg)处理显著降低了该效果,其与吲哚美辛(5mg/kg)的效果相当。通过对CAIA小鼠踝关节的组织病理学评价确认了部分发生骨破坏(血管翳)和纤维化。另一方面,参照图10(C),显示在用MMPP(5mg/kg)处理的CAIA小鼠中骨破坏和纤维化的程度显著降低。对从CAIA小鼠获得的受影响的关节组织进行免疫组织化学和蛋白质印迹测定。结果参考图10(C)和(D),清楚地显示COX2和iNOS的阳性反应优先定位在关节周围的纤维组织结构中。
此外,确定MMPP是否诱导血细胞数量的变化。这通常用于诊断RA、监测疾病的进展和治疗疾病。参考图11(A),与对照小鼠相比,来自CAIA小鼠的嗜中性粒细胞和单核细胞的数量显著增加。参考图11(B),也显示出与对照小鼠相比,CAIA小鼠脾脏T淋巴细胞中NO产生明显增加。
此外,通过EMSA确定NF-κB和STAT3的DNA结合活性。将相同量的总蛋白(20μg/泳道)进行10%SDS-PAGE,并通过蛋白质印迹法检测STAT3、P-STAT3、p50、p65、IKK、lκB和p-1κB。使用β-肌动蛋白或组蛋白H作为对照。结果可以看出,MMPP抑制STAT3DNA结合活性(图12(A))、NF-κB STAT3 DNA结合活性(图12(B))、pSTAT3、p50和p65的核易位、以及CAIA诱导的踝关节组织中IkB、IKKb和IKKa的磷酸化(图12(C)和12(D))
同时,由式1表示的本发明的化合物可以根据目的制成各种形式。下面描述包含由式1表示的本发明化合物作为活性成分的制剂的制备方法的几个实例,但本发明不限于此。
制备例1、粉末剂的制备
将以下组分混合,然后将所得混合物填充在气密包装中以制备粉末剂。
式1的化合物 2g
乳糖 1g
制备例2、片剂的制备
将以下组分混合,然后按照常规的制备片剂的方法将其压片以制备片剂。
制备例3、胶囊剂的制备
将以下组分混合,然后填充到明胶胶囊中以根据常规制备胶囊的方法制备胶囊剂。
制备例4、注射剂的制备
将以下组分混合,根据常规的制备注射剂方法制备包含以下给定含量的成分的注射剂。
工业实用性
根据本发明的2-甲氧基-4-(3-(4-甲氧基苯基)丙-1-烯-1-基)苯酚能够用于预防或治疗与STAT3相关的所有类型的炎性疾病。
Claims (1)
Priority Applications (1)
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