CN107735094A - 胱氨酸‑谷氨酸转运蛋白的抑制剂的新用途 - Google Patents

Abstract

抑制系统x_c ^‑的药剂提供物质相关和成瘾病症的治疗性干预和物质介导性脑损伤的治疗和/或预防，且证实系统x_c ^‑是物质诱导性成瘾和脑损伤的有前景治疗靶。

Description

胱氨酸-谷氨酸转运蛋白的抑制剂的新用途

技术领域

本发明涉及胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂的新用途，且特定来说涉及改良物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的方法。

背景技术

物质使用病症产生无可靠成功疗法的成瘾和脑损伤，此主要是由于对其病理生物学缺乏理解所致。对成瘾药物的依赖性在全世界引起重大健康问题。举例来说，酒精滥用和酒精依赖可引起肝病、胰脏病和肾病、心脏疾病、许多类型癌症的增加的发病率、失眠、抑郁、焦虑和甚至自杀。尼古丁(nicotine)成瘾与诸如白血病、白内障和肺炎等疾病状态有关；其为约三分之一的所有癌症死亡(主要是肺癌)的病因。另一重大健康问题是由可卡因(cocaine)滥用引起。可卡因使用的身体效应包含血管收缩、瞳孔散大和温度、心率与血压增加。已展示，药物滥用和依赖的许多方面涉及谷氨酸盐神经传递的变化。

已认识到，谷氨酸盐在成瘾发生和维持的潜在过程中发挥主要作用(特兹辰克T.M.(Tzschentke,T.M.)和W.J.施密特(W.J.Schmidt)，成瘾中的谷氨酸能机制(Glutamatergic mechanisms in addiction)。分子精神病学(Mol Psychiatry)，2003.8(4)：第373-82页)。这些过程包含强化、敏化、习惯学习和强化学习、背景条件化、渴望和复发。已知许多物质(例如酒精、可卡因、尼古丁、氯胺酮(ketamine)、安非他命(amphetamine)和阿片类(opiate))能够促进细胞外谷氨酸盐水平的升高(迪恩Z.M.(Ding,Z.M.)等人，饮酒和缺乏会改变酒精偏好(P)大鼠的中脑边缘系统中的基础细胞外谷氨酸盐浓度和清除(Alcohol drinking and deprivation alter basal extracellular glutamateconcentrations and clearance in the mesolimbic system of alcohol-preferring(P)rats)。成瘾生物学(Addict Biol)，2013.18(2)：第297-306页；威廉姆斯J.M.(Williams,J.M.)和J.D.斯特科蒂(J.D.Steketee)，可卡因增加可卡因敏化大鼠中的内侧前额叶皮质谷氨酸盐溢流：时程研究(Cocaine increases medial prefrontal corticalglutamate overflow in cocaine-sensitized rats:a time course study)。欧洲神经科学期刊(Eur J Neurosci)，2004.20(6)：第1639-46页：沙思特罗鲍姆S.(SaellstroemBaum,S.)等人，酒精戒断大鼠的伏核中的细胞外谷氨酸盐水平的活体内尼古丁刺激(Nicotine stimulation on extracellular glutamate levels in the nucleusaccumbens of ethanol-withdrawn rats in vivo)。酗酒：临床与实验研究(Alcohol ClinExp Res)，2006.30(8)：第1414-21页；穆加达姆B.(Moghaddam,B.)等人，通过氯胺酮活化谷氨酸能神经传递：从NMDA受体阻断到与前额叶皮质有关的多巴胺能和认知破坏的路径的新颖步骤(Activation of glutamatergic neurotransmission by ketamine:a novel stepin the pathway from NMDA receptor blockade to dopaminergic and cognitivedisruptions associated with the prefrontal cortex)。神经科学期刊(J Neurosci)，1997.17(8：第2921-7页：德尔阿科A.(Del Arco,A.)等人，安非他命增加清醒大鼠的纹状体中的细胞外谷氨酸盐浓度：高亲和力运输蛋白机制的涉及(Amphetamine increases theextracellular concentration of glutamate in striatum of the awake rat:involvement of high affinity transporter mechanisms)。神经药理学(Neuropharmacology)，1999.38(7)：第943-54页；和彼得斯J.(Peters,J.)和T.J.德弗里斯(T.J.De Vries)，阿片类记忆的潜在谷氨酸盐机制(Glutamate mechanisms underlyingopiate memories)。冷泉港实验室医学展望(Cold Spring Harb Perspect Med)，2012.2(9)：第a012088页)。然而，物质增加的细胞外谷氨酸盐水平的机制难以理解。

尽管已测得酒精可通过拮抗N-甲基-D-天门冬氨酸盐(NMDA)受体来抑制谷氨酸能神经传递，但已证实，长期酒精暴露会诱导NMDA受体上调，这是源自作为补偿机制的谷氨酸盐传递的长期抑制(冈萨雷斯R.A.(Gonzales,R.A.)和J.N.贾沃斯基(J.N.Jaworski)，酒精和谷氨酸盐(Alcohol and glutamate)。酒精健康研究世界(Alcohol Health Res World)，1997.21(2)：第120-7页)。另外，长期酒精暴露还增加细胞外谷氨酸盐水平且增强酒精依赖或戒断的脑中的NMDA敏感性，此表明谷氨酸盐介导的兴奋性中毒提供关于一些与长期酒精中毒有关的神经元损失和认知缺陷的似乎可能机制。另外，可适当推测，谷氨酸盐介导的兴奋性中毒还在其它由细胞外谷氨酸盐升高所致的物质诱导性神经元损失和(由此)精神病中发挥一定作用。

胱氨酸-谷氨酸盐反向运输蛋白或系统x_c ^-是膜结合Na⁺独立性氨基酸运输蛋白，其在结构上由所有氨基酸运输蛋白共用的重链亚单位4F2hc和轻链特异性亚单位xCT构成(布利基R.J.(Bridges,R.J.)、N.R.娜塔莉(N.R.Natale)和S.A.帕特尔(S.A.Patel)，系统xc(-)胱氨酸/谷氨酸盐反向运输蛋白：CNS内的分子药理学和作用的更新(System xc(-)cystine/glutamate antiporter:an update on molecular pharmacology and roleswithin the CNS)。英国药理学期刊(Br J Pharmacol)，2012.165(1)：第20-34页和佐藤H.(Sato,H.)等人，由两种不同蛋白质构成的血浆膜胱氨酸/谷氨酸盐交换运输蛋白的克隆和表达(Cloning and expression of a plasma membrane cystine/glutamate exchangetransporter composed of two distinct proteins)。生物化学期刊(J Biol Chem)，1999.274(17：第11455-8页)。系统x_c ^-将细胞内谷氨酸盐交换为细胞外胱氨酸，由此支持细胞内谷胱甘肽(GSH)合成以及非囊泡谷氨酸盐释放。因此，大部分研究着眼于其对癌症或其它疾病中的氧化应力的作用(白金汉S.C.(Buckingham,S.C.)等人，原发性脑肿瘤的谷氨酸盐释放诱导癫痫活性(Glutamate release by primary brain tumors inducesepileptic activity)。自然医学(Nat Med)，2011.17(10)：第1269-74页和P.阿尔布雷克特(Albrecht,P.)等人，氧化谷氨酸盐毒性的机制：作为神经保护性药物靶的谷氨酸盐/胱氨酸反向运输蛋白系统xc-(Mechanisms of oxidative glutamate toxicity:theglutamate/cystine antiporter system xc-as a neuroprotective drug target)。CNS神经性病症药物靶(CNS Neurol Disord Drug Targets)，2010.9(3)：第373-82页)。然而，源自x_c ^-剔除小鼠的最新结果指示，损失系统x_c ^-并不诱导氧化应力，但降低脑中的细胞外谷氨酸盐，从而表明系统x_c ^-是涉及谷氨酸能传递和谷氨酸盐介导的兴奋性中毒的细胞外谷氨酸盐的重要来源(德邦德尔D.(De Bundel,D.)等人，损失系统x(c)-并不诱导氧化应力，但降低海马体中的细胞外谷氨酸盐且影响空间工作记忆和周边发作易感性(Loss of systemx(c)-does not induce oxidative stress but decreases extracellular glutamatein hippocampus and influences spatial working memory and limbic seizuresusceptibility)。神经科学期刊，2011.31(15：第5792-803页)。

系统x_c ^–失调与成瘾有关，这是因为在使用可卡因或尼古丁长期治疗之后减少的细胞外谷氨酸盐是源自减小的系统x_c ^–活性和横核中xCT表达水平(贝克D.A.(Baker,D.A.)等人，胱氨酸-谷氨酸盐交换中的神经适应会引起可卡因复吸(Neuroadaptations incystine-glutamate exchange underlie cocaine relapse)。自然神经科学(NatNeurosci)，2003.6(7)：第743-9页；卡纳卡斯得特L.A.(Knackstedt L.A.)等人，大鼠和人类中的尼古丁依赖性中的胱氨酸-谷氨酸盐交换的作用(The role of cystine-glutamateexchange in nicotine dependence in rats and humans)。生物精神病学(BiolPsychiatry)，2009.65(10)：第841-5页)。此外，通过系统x_c ^–的活化剂N-乙酰基半胱氨酸(NAC)来恢复其活性可预防恢复的可卡因或尼古丁渴求行为。然而，尚未在这些小鼠中直接测定系统x_c ^–下调的时段。最新研究证实，脑中的系统x_c ^-亚单位xCT表达在酒精依赖小鼠中有所上调，但在酒精戒断大鼠中有所下调(佩娜A.T.(Peana,A.T.)、G.幕吉罗尼(G.Muggironi)和F.贝尔纳迪尼(F.Bennardini)，酒精依赖性大鼠中的胱氨酸/谷氨酸盐反向运输蛋白表达的变化(Change of cystine/glutamate antiporter expression inethanol依赖性rats)。神经科学前沿(Front Neurosci)，2014.8：第311页)，从而表明xCT表达和其活性在成瘾期间具有明显变化。另外，系统x_c ^-并非NAC的唯一靶且通常用于研究系统x_c ^-活性的所有药理学抑制剂都具有脱靶效应(莱韦伦茨J.(Lewerenz,J.)等人，健康和疾病中的胱氨酸/谷氨酸盐反向运输蛋白系统x(c)(-)：从分子机制到新颖治疗机会(Thecystine/glutamate antiporter system x(c)(-)in health and disease:frommolecular mechanisms to novel therapeutic opportunities)。抗氧化剂与氧化还原信号(Antioxid Redox Signal)，2013.18(5)：第522-55页)。这些问题引起系统x_c ^-在成瘾中的不确定作用。

发明内容

本发明首先发现，系统x_c ^-剔除在酒精和可卡因介导性成瘾和脑损伤中显示抑制。通过药物阻断系统x_c ^-可改良物质渴求和渴望行为且抑制物质诱导性脑损伤。这些发现展示，系统x_c ^-抑制剂代表针对物质相关和成瘾病症的新种类治疗。

本发明提供治疗、预防或逆转物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的方法，其包括向个体投与治疗有效量的胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂。

在一些实施例中，胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可在物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的物理或组织学症状发作之前或之后投与。在一些实施例中，物质使用病症包含(但不限于)药物成瘾、药物滥用、药物习惯性、药物依赖、戒断综合症和服药过量。在一些实施例中，物质或成瘾药剂包含(但不限于)阿片类、类鸦片(opioid)、可卡因、吗啡(morphine)、安非他命、尼古丁、酒精、海洛因、氯胺酮、安非他命、甲基安非他命(methamphetamine)、大麻(cannabis)、大麻素(cannabinoid)、苯二氮杂卓致幻剂、摇头丸(ecstasy)、巴比妥酸盐(barbiturate)、大麻烟(marijuana)、苯环利定(phencyclidine)、麻醉性镇痛剂组合、麻醉性镇痛剂、抗焦虑剂、镇静剂和安眠药。

在一实施例中，胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂为系统x_c ^-抑制剂。优选地，系统x_c ^-抑制剂为索拉非尼(sorafenib)、瑞格非尼(regorafenib)、柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine)、爱拉斯汀(erastin)、L-谷氨酸盐、L-胱氨酸、L-α-氨基己二酸盐、L-α-氨基庚二酸盐、L-高半胱氨酸盐、L-b-N-草酰基-L-a,b-二氨基丙酸盐(β-L-ODAP)、L-阿拉诺新(L-alanosine)、鹅膏蕈氨酸盐(ibotenate)、L-丝氨酸-O-硫酸盐、(RS)-4-溴高鹅膏蕈氨酸盐、使君子氨酸盐(quisqualate)、(S)-4-羧基苯基甘氨酸、RS-4-Br-高-IBO、2-氨基-3-(5-甲基-3-氧代基-1,2-噁唑-4-基)丙酸(AMPA)、花生四烯基环丙基酰胺(ACPA)、N-乙酰基氨基-3-氯-N-(2-二乙基氨基乙基)苯甲酰胺(NACPA)、TFMIH、NEIH、(S)-4-羧基苯基甘氨酸4-S-CPG、4-S-SPG、TSA或CPPG。

在一实施例中，物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的治疗有效量介于约50mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量之间。

在特定实施例中，柳氮磺胺吡啶的治疗有效量介于100mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量之间，索拉非尼的治疗有效量介于50mg/kg mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量之间且瑞格非尼的治疗有效量介于50mg/kg mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量之间。柳氮磺胺吡啶、索拉非尼和瑞格非尼的上文所提及范围内的优选范围为那些描述于先前段落中者。

在一些实施例中，胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可与另一治疗剂或替代疗法一起投与。

附图说明

图1A到D展示xCT剔除(KO)小鼠和野生型(WT)小鼠中的酒精消耗、偏好、味道偏好、水消耗。双瓶选择实验中xCT KO小鼠的酒精消耗(A)和偏好(B)。对糖精(甜)和奎宁(苦)的味道偏好(C)或水消耗(D)无差异。数据为平均值±SD(n＝6-8)。*相对于WT小鼠，P<0.01。

图2A和B展示，系统x_c ^-的基因缺陷和药理学抑制会降低日酒精消耗。(A)经受长期酒精暴露、随后自由选择饮用的野生型(WT)和xCT剔除(KO)小鼠中的日酒精消耗。通过供给酒精性液体饮食14天来使xCT KO和WT小鼠接受长期酒精暴露且然后呈递到使用2个瓶(一个瓶含有经稀释酒精且另一瓶含有水，向小鼠提供选择)的自由选择饮用模型中保持7天。(B)经受长期酒精暴露、随后在自由选择饮用期间进行媒剂、柳氮磺胺吡啶(SAS,15mg/kg/天腹膜腔内)、索拉非尼(30mg/kg，腹膜腔内)和瑞格非尼(30mg/kg，腹膜腔内)治疗7天的WT中的日酒精消耗。数据为平均值±SD(n＝6-8)。*与水相比，P<0.0001。^#与WT小鼠或媒剂治疗相比，P<0.0001。

图3A到D展示，系统x_c ^-的基因缺陷和药理学抑制会降低日可卡因消耗。(A和B)经受长期可卡因暴露、随后自由选择饮用野生型(WT)和xCT剔除(KO)小鼠中的日可卡因消耗。通过经腹膜腔内(i.p.,15mg/kg)注射可卡因7天来使xCT KO和WT小鼠接受长期可卡因暴露且然后呈递到使用2个瓶(一个瓶含有经稀释可卡因且另一瓶含有水，向小鼠提供选择)的自由选择饮用模型中保持8天。(C和D)经受长期可卡因暴露、随后在自由选择饮用期间进行媒剂和柳氮磺胺吡啶治疗(SAS,15mg/kg/天，腹膜腔内)6天的WT小鼠中的日可卡因消耗。数据为平均值±SD(n＝6-12)。数据为平均值±SD*与水相比，P<0.001。

图4A和B展示，系统x_c ^-的基因缺陷和药理学抑制会抑制脑中的长期酒精暴露诱导的细胞凋亡。(A)源自经受或未经受长期酒精暴露的野生型(WT)和xCT剔除(KO)小鼠的前额皮质中的TUNEL阳性细胞数。通过供给酒精性液体饮食14天来使xCT KO和WT小鼠接受长期酒精暴露。(B)源自经受长期酒精暴露、随后进行媒剂、柳氮磺胺吡啶(SAS,15mg/kg/天，腹膜腔内)、索拉非尼(30mg/kg，腹膜腔内)和瑞格非尼(30mg/kg，腹膜腔内)治疗14天的WT小鼠的前额皮质中的TUNEL阳性细胞数。数据为平均值±SD(n＝6)。与对照或媒剂组相比，*P<0.001。

图5A和B展示，系统x_c ^-的基因缺陷和药理学抑制会抑制脑中的长期可卡因暴露诱导的细胞凋亡。(A)源自经受或未经受长期可卡因暴露的野生型(WT)和xCT剔除(KO)小鼠的前额皮质中的TUNEL阳性细胞数。通过经腹膜腔内(i.p.,15mg/kg)注射可卡因7天来使xCTKO和野生型小鼠接受长期可卡因暴露。(B)源自经受长期可卡因暴露、随后进行媒剂或柳氮磺胺吡啶(SAS,15mg/kg/天，腹膜腔内)治疗7天的WT小鼠的前额皮质中的TUNEL阳性细胞数。数据为平均值±SD(n＝6)。*与对照或媒剂组相比，P<0.001。

图6展示，系统x_c ^-的药理学抑制会在酒精或可卡因治疗期间保护原代皮质细胞。在使用或不使用媒剂(DMSO)、柳氮磺胺吡啶(SAS,500μM)、索拉非尼(10μM)和瑞格非尼(10μM)下暴露于酒精或可卡因18小时的野生型皮质细胞中的细胞凋亡。#与媒剂相比，P<0.0001。数据为平均值±SD(n＝3)。*与媒剂组相比，P<0.001。

具体实施方式

先前技术揭示可卡因戒断大鼠中的系统x_c ^–活性的降低，由此表明系统x_c ^–活性发生活化以恢复可卡因或尼古丁渴求行为。与先前技术不同，本发明令人吃惊地发现，抑制系统x_c ^-的药剂提供物质相关和成瘾病症的治疗性干预和脑损伤的治疗和/或预防，且证实系统x_c ^-是物质相关成瘾和由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的有前景治疗靶。

除非上下文另外明确指示，否则如本说明书和随附权利要求书中所使用，单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包含复数个指示物。

如本文中所使用，术语“预防(prevent)”和类似词语(例如“预防(prevention、preventing)”)是用于预防疾病或病状的发作或复发或预防疾病或病状症状的发生或复发的方式，或任选地是延迟疾病或病状的发作或复发或延迟疾病或病症症状的发生或复发的方式。

如本文中所使用，术语疾病状态的“治疗(treating或treatment)”包含：1)抑制疾病状态，即，阻止疾病状态或其临床症状的发生；2)或缓解疾病状态，即，使疾病状态或其临床症状暂时或永久消退。

如本文中所使用，术语“共投与”或诸如此类打算涵盖向单一患者投与所选治疗剂，且打算包含通过相同或不同投与途经或在同一或不同时间投与所述药剂的治疗方案。

如本文中所使用，术语“治疗有效量”涉及在投与需要治疗的患者时足以实现治疗(如下文所定义)的本文所阐述抑制剂的量。治疗有效量将根据以下因素而有所变化：所用治疗剂的特定活性和患者的年龄、身体状况、其它疾病状态的存在和营养状态。

如本文中所使用，术语“由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤”产生由于使用精神活性物质所致的精神和行为障碍(参见F10-F19，由于使用精神活性物质所致的精神和行为障碍(Mental and behavioural disorders due to psychoactive substance use)，精神和行为障碍的ICD-10分类(The ICD-10 Classification of Mental and BehaviouralDisorders)：临床描述和诊断导则(Clinical descriptions and diagnosticguidelines)，世界卫生组织(World Health Organization))。所述病症包含(但不限于)精神障碍、精神分裂症样障碍、以妄想为主的障碍、幻觉障碍、抑郁障碍、狂躁性障碍、精神病现象、遗忘综合症、意识突然变化伴攻击性行为和遗忘症、痴呆、幻觉症、韦尼克脑病(wernicke encephalopathy)和柯萨可夫精神病(Korsakov′s psychosis)。

如本文中所使用，术语“成瘾”广泛涵盖对药物产生物理和/或心理学依赖的过程。戒断症状可强化成瘾，从而驱使用户继续服用药物。

如本文中所使用，术语“物质使用病症”还称为药物使用病症，其为条件使用一或多种物质引起临床显著损伤或窘迫的病症。术语“药物成瘾”涉及通过重复消耗药物(天然或合成)产生的周期性或慢性中毒状态。

如本文中所使用，术语“身体依赖”(或“药物依赖”)涉及所得来自药物的习惯使用的状态，其中阴性物理戒断症状源自突然中断。

如本文中所使用，术语“成瘾药剂”包含个体可在身体上或在心理上或在二者上变得成瘾的任何和所有药剂。如上所述，成瘾包含化学实体(例如)药物成瘾以及行为成瘾(如在冲动控制病症中)。

如本文中所使用，术语“哺乳动物个体”包含所有哺乳动物，包含(但不限于)人类、非人类灵长类动物、狗、猫、马、绵羊、山羊、牛、兔、猪和啮齿类动物。

如本文中所使用，术语“系统x_c ^-”涉及通常调介细胞血浆膜中细胞外L-胱氨酸与细胞内L-谷氨酸盐的交换的氨基酸反向运输蛋白。

在一方面中，本发明提供治疗、预防或逆转物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的方法，其包括向个体投与治疗有效量的胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂。因此，本发明提供胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂的用途，其用以制造用于治疗、预防或逆转物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的药剂。或者，本发明提供用于治疗、预防或逆转物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的胱氨酸-谷氨酸转运蛋白。

胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可在物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的物理或组织学症状发作之前或之后投与。

在一些实施例中，物质相关病症包含(但不限于)药物成瘾、药物滥用、药物习惯性、药物依赖、戒断综合症和服药过量。在另一实施例中，物质相关病症为药物成瘾。在一些实施例中，物质或成瘾药剂包含(但不限于)阿片类、类鸦片、可卡因、吗啡、安非他命、尼古丁、酒精、海洛因、氯胺酮、安非他命、甲基安非他命、大麻、大麻素、苯二氮杂卓致幻剂、摇头丸、巴比妥酸盐、大麻烟、苯环利定、麻醉性镇痛剂组合、麻醉性镇痛剂、抗焦虑剂、镇静剂或安眠药。

在另一实施例中，物质相关病症为饮酒、酒精依赖或酒精滥用。

在一实施例中，由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤产生由于使用精神活性物质所致的精神和行为障碍。在一些实施例中，所述病症包含(但不限于)精神障碍、精神分裂症样障碍、以妄想为主的障碍、幻觉障碍、抑郁障碍、狂躁性障碍、精神病现象、遗忘综合症、意识突然变化伴攻击性行为和遗忘症、痴呆、幻觉症、韦尼克脑病和柯萨可夫精神病。

在一实施例中，胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂为系统x_c ^-抑制剂。

在一实施例中，系统x_c ^-抑制剂为索拉非尼、瑞格非尼、柳氮磺胺吡啶、爱拉斯汀、L-谷氨酸盐、L-胱氨酸、L-α-氨基己二酸盐、L-α-氨基庚二酸盐、L-高半胱氨酸盐、L-b-N-草酰基-L-a,b-二氨基丙酸盐(β-L-ODAP)、L-阿拉诺新、鹅膏蕈氨酸盐、L-丝氨酸-O-硫酸盐、(RS)-4-溴高鹅膏蕈氨酸盐、使君子氨酸盐、(S)-4-羧基苯基甘氨酸、RS-4-Br-高-IBO、2-氨基-3-(5-甲基-3-氧代基-1,2-噁唑-4-基)丙酸(AMPA)、花生四烯基环丙基酰胺(ACPA)、N-乙酰基氨基-3-氯-N-(2-二乙基氨基乙基)苯甲酰胺(NACPA)、TFMIH、NEIH、(S)-4-羧基苯基甘氨酸4-S-CPG、4-S-SPG、TSA或CPPG。

在一实施例中，用于物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的治疗有效量的范围为50mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约500mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约300mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约200mg/kg/剂量、50mg/kg/剂量到约100mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约500mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约300mg/kg/剂量、100mg/kg/剂量到约200mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约500mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量、200mg/kg/剂量到约300mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约500mg/kg/剂量、300mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、400mg/kg/剂量到约500mg/kg/剂量、500mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、500mg/kg/剂量到约900mg/kg/剂量、500mg/kg/剂量到约800mg/kg/剂量、500mg/kg/剂量到约700mg/kg/剂量、500mg/kg/剂量到约600mg/kg/剂量、600mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、700mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量、800mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量或900mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量。

在一些实施例中，胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可与另一治疗剂或替代疗法一起投与。投与意指单独投与或与一或多种其它治疗剂“组合”投与，包含以任一顺序同时(并行)和连续投与。在一些实施例中，另一治疗剂为吗啡、美沙酮(methadone)、降伊波加因碱(noribogaine)、伊波加因碱(ibogaine)、麻醉性镇痛剂组合、麻醉性镇痛剂、抗焦虑剂、镇静剂和安眠药。

胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可调配为呈各种形式的组合物。举例来说，其可为软嚼组合物、粉末、乳液组合物、水性组合物、胶囊、片剂或凝胶。

可通过任一常用途径来投与这些本发明组合物，只要靶组织通过所述途径触及。此方式包含口服、经鼻或经颊。或者，可通过真皮内、皮下、肌内、腹膜腔内或静脉内注射来投与。在某些实施例中，本发明医药组合物经调配用于静脉内或皮下投与。通常以如本文所阐述的医药上可接受的组合物形式来投与所述组合物。

胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂还可非经肠或经腹膜腔内投与。以阐释方式，可在适宜地与表面活性剂混合的水中来制备呈游离碱或药理学可接受的盐形式的胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂的溶液。分散液还可在甘油、液体聚乙二醇和其混合物中以及在油中制备。在普通储存和使用条件下，这些制剂通常含有防腐剂以防止微生物生长。

适于非经肠投与的调配物包含水性和非水性无菌注射溶液，其可含有抗氧化剂、缓冲剂、抑菌剂和可使调配物与预期受体的血液等渗的溶质；以及水性和非水性无菌悬浮液，其可包含悬浮剂和增稠剂。

适于经口投与的调配物可呈现为离散单元，例如胶囊、药袋或片剂，其各自含有预定量的活性成分；粉末或粒剂；于水性或非水性液体中的溶液或悬浮液；或水包油性液体乳液或油包水性液体乳液。活性成分还可呈现为浓注、舐剂或膏。

可通过压缩或模制来制备片剂，其任选地含有一或多种赋形剂或载剂。可通过在适宜机器中将活性成分压缩成任选地与粘合剂(例如惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(例如羟基乙酸淀粉钠、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧基甲基纤维素钠)、表面活性剂或分散剂混合的自由流动形式(例如粉剂或粒剂)来制备压缩片剂。可通过在适宜机器中模制经惰性液体稀释剂润湿的粉末状化合物的混合物来制备模制片剂。片剂可任选地经包衣或刻痕，且可使用(例如)羟丙基甲基纤维素以各种比例加以调配以提供其中活性成分的缓慢或受控释放，从而提供所需释放特征。片剂可任选地提供有肠溶包衣。

适于口腔中局部投与的调配物包含于矫味基质(通常为蔗糖和阿拉伯胶或黄蓍胶)中包括活性成分的菱形锭剂；于惰性基质(例如明胶和甘油或蔗糖和阿拉伯胶)中包括活性成分的香锭；和于适宜液体载剂中包括活性成分的漱口剂。

用于直肠投与的调配物可呈现为具有适宜基质(包括(例如)可可脂或水杨酸盐)的栓剂。

通过借助鼻道快速吸入或通过借助口腔吸入以达到肺泡囊来投与适于经肺内或经鼻投与的调配物。适宜调配物包含活性成分的水性或油性溶液。可根据常规方法来制备适于气溶胶或干粉投与的调配物。

实例

材料和方法

动物

根据中国医科大学协会导则(Institutional Guidelines of China MedicalUniversity)来治疗所有动物且由中国医科大学协会动物管理与使用委员会(Institutional Animal Care and Use Committees of China Medical University)予以批准。用于野生型的C57BL/6J小鼠是购自国家科学顾问动物设施(Animal Facility ofthe National Science Counsel(NSC))。129/Svj-C57BL/6J混合基因背景的xCT纯合剔除(xCT^-/-)小鼠和其基因分型是如先前所描述[25]。xCT^-/-小鼠由佐藤英世博士(Dr.HideyoSato)友好提供。

自由选择双瓶饮用行为测试

使小鼠习惯饮用来自两个瓶的水1周且然后使小鼠使用以下两个瓶24h：一个瓶含有水且另一瓶含有酒精溶液。每14天增加酒精浓度。针对每一酒精浓度以2天间隔记录酒精与水的消耗和动物重量4次。对于味道偏好的潜在差异来说，在酒精自我投与程序之后两周，通过投与0.055％糖精溶液(二者都为1周)来测试相同小鼠的糖精(甜)和奎宁(苦)流体摄入和偏好。在使用两瓶水恢复1周之后，使用20μM奎宁溶液治疗小鼠(二者都为1周)。针对每一浓度以2天间隔测定糖精和奎宁溶液消耗两次。在酒精自我投与实验期间，计算每一测量的平均酒精消耗/天/体重。在计算时考虑酒精密度(0.79g/l)。对于长期酒精暴露来说，在开始研究时，在无酒精下给予小鼠液体饮食7天。然后，使液体饮食(用于诱导酒精依赖)逐渐富含2.4％(3天)、4.8％(4天)和7.2％(14天)酒精。在长期酒精暴露之后，将小鼠呈递到使用2个瓶(一个瓶含有经稀释酒精(7.2％)且另一瓶含有水，向小鼠提供选择)的自由选择饮用模型保持7天。对于长期可卡因暴露来说，在自由选择实验之前，向小鼠经腹膜腔内注射15mg/kg可卡因7天以生成可卡因依赖性小鼠。以双瓶自由选择范例中给予水和0.15mg/ml可卡因6天。每天记录摄入。

原代皮质细胞制备

在胚胎第17天从野生型C57BL/6J或xCT纯合剔除(xCT KO)小鼠胚胎的脑皮质制备原代皮质细胞，如先前在徐W.C.(Shyu,W.C.)等人，分泌神经素在鼠类中风模型中通过Jak2/Stat3路径来促进神经保护和神经元可塑性(Secretoneurin promotesneuroprotection and neuronal plasticity via the Jak2/Stat3pathway in murinemodels of stroke)。临床研究期刊(J Clin Invest)，2008.118(1：第133-48页中所描述。

TUNEL染色

通过TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(密理博(Millipore))根据制造商方案来实施脑组织中的TUNEL染色。简单来说，将10-μm冷冻切片与蛋白酶K一起在室温下培育15min。将切片与末端去氧核苷酸转移酶端标记混合剂一起在37℃下培育60min。在洗涤且阻断之后，将抗生物素蛋白-荧光黄异硫氰酸酯(1:10)施加到切片中且在37℃下于暗处培育30min。将细胞核染色表示为每一脑中1000个细胞中的TUNEL阳性细胞凋亡细胞的百分比。在40高功率场中于两个脑中的每一者的10个不同切片(100个细胞/切片)中对TUNEL阳性细胞进行计数。

细胞凋亡分析

执行膜连蛋白V染色以使用膜连蛋白V-FITC细胞凋亡检测试剂盒(西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich))在室温下经10分钟根据制造商说明书来测定细胞凋亡，且然后执行流式细胞术分析。

统计学分析

所有数据都以平均值±SD给出。利用SPSS 18.0软件使用未成对司徒登氏t测试(Student’s t test)和ANOVA以及邦弗朗尼(Bonferroni’s)或杜克(Tukey’s)多重对比事后测试(在适当时)来执行统计学分析。

实例1系统x_c ^-对成瘾的作用

为试图获得系统x_c ^-对成瘾的作用的见解，首先利用自由选择双瓶饮用行为测试来测定酒精自我投与和偏好。xCT剔除(KO)小鼠所消耗的酒精远少于野生型(WT)小鼠(图1A)。此外，xCT KO小鼠中的酒精偏好远低于WT小鼠(图1B)。xCT KO小鼠与WT小鼠之间的糖精或奎宁偏好无显著差异(图1C)，此指示xCT KO小鼠的酒精回避并非源于味道恐新症。两种基因型的水消耗在整个实验中并不显著不同(图1D)。为诱导酒精依赖小鼠，通过供给酒精性液体饮食14天来使xCT KO小鼠和WT小鼠接受长期酒精暴露且然后在酒精获得期期间呈递到使用2个瓶(一个瓶含有经稀释酒精且另一瓶含有水，向小鼠提供选择)的自由选择饮用模型中保持7天。WT小鼠在长期酒精暴露之后显示酒精偏好行为。然而，此行为并不展示于xCT KO小鼠中。此外，在自由选择饮用期间，与WT小鼠相比，xCT KO小鼠中的日酒精消耗显著降低(图2A)。这些发现展示，系统x_c ^-的基因缺陷会降低酒精成瘾。

实例2酒精依赖性中的系统x_c ^-操纵的治疗潜力

研究系统x_c ^-操纵在酒精依赖性中的治疗潜力，使用阻断系统x_c ^-的柳氮磺胺吡啶、索拉非尼和瑞格非尼(白金汉S.C.等人，原发性脑肿瘤的谷氨酸盐释放诱导癫痫活性。自然医学，2011.17(10)：第1269-74页；钟W.J.(Chung,W.J.)等人，抑制胱氨酸摄取可破坏原发性脑肿瘤的生长(Inhibition of cystine uptake disrupts the growth of primarybrain tumors)。神经科学期刊，2005.25(31：第7101-10页)来治疗酒精依赖性小鼠。与对照媒剂相比，柳氮磺胺吡啶、索拉非尼和瑞格非尼在自由选择饮用期间显著减少日酒精消耗(DMSO)(图2B)。这些结果表明，系统x_c ^-通过其抑制剂(即索拉非尼、瑞格非尼和柳氮磺胺吡啶)的药理学抑制可改良酒精成瘾。

实例3改良可卡因成瘾和酒精成瘾的分析

为测试系统x_c ^-是否在其它物质使用病症中发挥相同作用，强迫xCT KO小鼠和WT小鼠接受可卡因的腹膜腔内注射7天且然后转移到使用2个瓶(一个瓶含有经稀释可卡因且另一瓶含有正常水)的自由选择饮用模型中保持8天。与酒精依赖性小鼠一样，WT小鼠在长期可卡因暴露之后具有可卡因偏好行为且显示渴望行为(图3A)。然而，xCT KO小鼠试图饮用正常水，从而表明系统x_c ^-的基因缺陷阻抑可卡因成瘾。另外，在长期可卡因暴露之后每天使用柳氮磺胺吡啶或媒剂治疗可卡因依赖性WT小鼠。令人吃惊地，与媒剂治疗相比，柳氮磺胺吡啶治疗完全抑制可卡因偏好和渴望行为(图3B)。这些结果展示，阻断系统x_c ^-能够改良可卡因成瘾以及酒精成瘾。

实例4系统x_c ^-对长期酒精暴露诱导的细胞凋亡的影响

测定系统x_c ^-对长期酒精暴露诱导的细胞凋亡的影响。利用TUNEL免疫荧光染色观察衍生自经受或未经受长期酒精暴露的小鼠的脑组织中的细胞凋亡细胞数。与来自未经受长期酒精暴露的野生型小鼠的脑组织相比，来自经受长期酒精暴露的野生型小鼠的脑组织中的TUNEL阳性细胞显著增加(图4A)，从而表明长期酒精暴露可触发脑中的细胞凋亡。有趣的是，经受或未经受长期酒精暴露的xCT KO小鼠的细胞凋亡细胞无显著差异(图4A)，从而指示系统x_c ^-在长期酒精暴露诱导的细胞凋亡中发挥重要作用。此外，与媒剂治疗相比，在长期酒精暴露期间，使用柳氮磺胺吡啶、索拉非尼和瑞格非尼治疗野生型小鼠也抑制细胞凋亡(图4B)。

实例5长期可卡因治疗

在长期可卡因治疗中还能够观察到类似效应。与对照小鼠相比，长期可卡因治疗的WT小鼠中的细胞凋亡细胞数显著增加(图5A)。然而，在xCT KO小鼠中并未观察到显著组间差异。此外，与对照小鼠相比，在长期可卡因暴露期间使用柳氮磺胺吡啶治疗的WT小鼠展现显著减小的细胞凋亡细胞数(图5B)。另一方面，在酒精或可卡因培育期间，使用柳氮磺胺吡啶、索拉非尼或瑞格非尼将野生型皮质细胞处理18小时。柳氮磺胺吡啶、索拉非尼和瑞格非尼显著抑制物质诱导性细胞凋亡(图6)。这些结果表明，在投与系统x_c ^-抑制剂下系统x_c ^-的药理学抑制会显著改良物质诱导性脑损伤。

Claims (18)

1.一种治疗、预防或逆转物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的方法，其包括向个体投与治疗有效量的胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可在所述物质相关和成瘾病症或由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤的物理或组织学症状发作之前或之后投与。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述物质相关和成瘾病症为药物成瘾、药物滥用、药物习惯性、药物依赖、戒断综合症或服药过量。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述物质相关和成瘾病症为药物成瘾。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述物质相关和成瘾病症为饮酒、酒精依赖或酒精滥用。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述由物质相关和成瘾病症诱导的脑损伤产生由于使用精神活性物质所致的精神和行为障碍。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述由于使用精神活性物质所致的精神和行为障碍为精神障碍、精神分裂症样障碍、以妄想为主的障碍、幻觉障碍、抑郁障碍、狂躁性障碍、精神病现象、遗忘综合症、意识突然变化伴攻击性行为和遗忘症、痴呆、幻觉症、韦尼克脑病或柯萨可夫精神病。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述物质或成瘾药剂为阿片类、类鸦片、可卡因、吗啡、安非他命、尼古丁、酒精、海洛因、氯胺酮、安非他命、甲基安非他命、大麻、大麻素、苯二氮杂卓致幻剂、摇头丸、巴比妥酸盐、大麻烟、苯环利定、麻醉性镇痛剂组合、麻醉性镇痛剂、抗焦虑剂、镇静剂或安眠药。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂为系统x_c ^-抑制剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述系统x_c ^-抑制剂为索拉非尼、瑞格非尼、柳氮磺胺吡啶、爱拉斯汀、L-谷氨酸盐、L-胱氨酸、L-α-氨基己二酸盐、L-α-氨基庚二酸盐、L-高半胱氨酸盐、L-b-N-草酰基-L-a,b-二氨基丙酸盐β-L-ODAP、L-阿拉诺新、鹅膏蕈氨酸盐、L-丝氨酸-O-硫酸盐、(RS)-4-溴高鹅膏蕈氨酸盐、使君子氨酸盐、(S)-4-羧基苯基甘氨酸、RS-4-Br-高-IBO、2-氨基-3-(5-甲基-3-氧代基-1,2-噁唑-4-基)丙酸AMPA、花生四烯基环丙基酰胺ACPA、N-乙酰基氨基-3-氯-N-(2-二乙基氨基乙基)苯甲酰胺NACPA、TFMIH、NEIH、(S)-4-羧基苯基甘氨酸4-S-CPG、4-S-SPG、TSA或CPPG。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述系统x_c ^-抑制剂为索拉非尼、瑞格非尼或柳氮磺胺吡啶。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述治疗有效量介于约50mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量之间。

13.根据权利要求11所述的方法，其中柳氮磺胺吡啶的治疗有效量介于约50mg/kg/剂量到约1000mg/kg/剂量之间，索拉非尼的治疗有效量介于50mg/kg mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量之间且索拉非尼的治疗有效量介于50mg/kg mg/kg/剂量到约400mg/kg/剂量之间。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂可与另一治疗剂或替代疗法一起投与。

15.根据权利要求14所述的方法，其中同时、单独或连续投与所述胱氨酸-谷氨酸转运蛋白抑制剂和所述另一治疗剂。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述另一治疗剂为吗啡、美沙酮、降伊波加因碱、伊波加因碱、麻醉性镇痛剂组合、麻醉性镇痛剂、抗焦虑剂、镇静剂和安眠药。

17.根据权利要求1所述的方法，其可调配为软嚼组合物、粉剂、乳液组合物、水性组合物、胶囊、片剂、凝胶或长效可注射液体。

18.根据权利要求1所述的方法，其可经口、非经肠、经皮下、经肌内、经腹膜腔内、经静脉内、经局部、经肺内或经鼻投与。