CN108938634B - Parp抑制剂在促进定向内胚层产生中的作用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化合物在制备药物中的用途,该化合物用于抑制PARP的催化活性,该药物用于促进胚胎干细胞向内胚层细胞的分化或促进拟胚体向内胚层的分化。该药物可以有效提高胚胎干细胞向内胚层细胞或拟胚体向内胚层定向分化的效率。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药领域,具体地,本发明涉及化合物在制备药物中的用途,更具体地,本发明涉及化合物在制备药物中的用途、促进胚胎干细胞向内胚层细胞分化的方法以及筛选药物的方法。
背景技术
胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs,简称ES细胞)是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,胚胎干细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,因此,胚胎干细胞具有应用于再生性治疗的巨大潜力。
内胚层细胞是形成身体内部器官(包括肺部、胰腺和肝脏等)的三个主要胚层之一。胚胎干细胞是否能够高效定向分化为内胚层细胞是针对这些器官开发再生性治疗方法的关键性一步。
因此,提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞的效率的方法急需研究。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的:
如何促进胚胎干细胞向内胚层细胞进行定向分化或促进拟胚体向内胚层分化,或者如何简便地筛选获得能够促进胚胎干细胞向内胚层细胞进行定向分化的药物,是一直以来困扰无数研究人员的难题。基于上述问题,发明人经过无数实验探索后发现,PARP的催化活性在胚胎干细胞向内胚层细胞分化的过程中发挥着重要的作用,通过抑制该蛋白酶的催化活性能够有效提高胚胎干细胞向内胚层细胞定向分化的效率。
为此,在本发明的第一方面,本发明提出了化合物在制备药物中的用途,所述化合物用于抑制PARP的催化活性,所述药物用于促进胚胎干细胞向内胚层细胞的定向分化或促进拟胚体向内胚层的定向分化,提高胚胎干细胞向内胚层细胞定向分化或拟胚体向内胚层定向分化的效率,其中所述胚胎干细胞是利用未经过体内发育的受精14天以内的人类胚胎分离或者获取的。其中,PARP是poly (ADP-ribose) polymerase的缩写,指的是聚(ADP-核糖)聚合酶,是一种蛋白酶的统称。
根据本发明的实施例,上述用途还可进一步包括如下附加技术特征至少之一:
根据本发明的实施例,所述促进胚胎干细胞向内胚层细胞的分化或促进拟胚体向内胚层的分化是通过下述的至少之一实现的:提高内胚层细胞分子标记物的表达效率和/或表达量;提高内胚层转录因子的表达水平。
根据本发明的实施例,所述内胚层细胞分子标记物包括选自CXCR4+ 和C-KIT+。
根据本发明的实施例,所述内胚层转录因子包括选自FOXA2+和SOX17+。
根据本发明的实施例,所述PARP包括选自PARP 1、PARP 2的至少之一,即所述化合物抑制PARP的催化活性是通过抑制PARP 1、PARP 2的至少之一的催化活性实现的。
式1
其中:
A环为3-12个原子组成的碳环、5-12个原子组成的杂环、苯环或5-12个原子组成的杂芳环,或A环不存在;
m为0、1、2、3、4、5或6;
n为0、1、2、3或4;
X和Y分别独立地为CH或N;
各R1和R2分别独立地为、、、、、、、、、、H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-OH、-NH2、氧代、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-8环烷基、卤代C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、C1-6烯硫基、R4R4a-C(=O)-、R4R4aN-、R4R4aN-C(=O)-、R4a-C(=O)-R4N-、C6-10芳基、C6-10芳氨基、5-12个原子组成的杂芳基或3-12个原子组成的杂环基,或相邻的两个R1或相邻的两个R2和与它们相连的原子一起形成取代或未取代的3-12个原子组成的碳环、3-12个原子组成的杂环、苯环或5-12个原子组成的杂芳环,所述各R1和R2独立任选地被一个或多个R3所取代;
各R4和R4a分别独立地为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-OH、-NH2、氧代、NH2-C(=O)-、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-8环烷基、卤代C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、C1-6烯硫基、C6-10芳基、C6-10芳氨基、5-12个原子组成的杂芳基或3-12个原子组成的杂环基;
各R3分别独立地为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-OH、-NH2、氧代、NH2-C(=O)-、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-8环烷基、卤代C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、C1-6烯硫基、C6-10芳基、C6-10芳氨基、5-12个原子组成的杂芳基或3-12个原子组成的杂环基。
根据本发明的实施例,所述化合物为式2~4至少之一所示化合物或式2~4至少之一所示化合物的立体异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、水合物、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或前药,
式2 式3 式4。
根据本发明的实施例,各被R3取代的R1和 R2分别独立地为、、、、、、、、、、、、H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-OH、-NH2、氧代、NH2-C(=O)-、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基。
根据本发明的实施例,各被R3取代的R1和 R2分别独立地为、、、、、、、、、、、、H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-OH、-NH2、氧代、NH2-C(=O)-、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基。
根据本发明的实施例,各R3分别独立地为H、D、-CN、-NO2、-OH、-NH2、F、Cl、Br、I、氧代、NH2-C(=O)-、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基。
根据本发明的实施例,所述化合物为式(1)~(8)至少之一所示化合物或式(1)~(8)至少之一所示化合物的立体异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、水合物、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或前药,
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(7) (8)。
在本发明的第二方面,本发明提出了一种促进胚胎干细胞向内胚层细胞分化或促进拟胚体向内胚层分化的方法,其中所述胚胎干细胞是利用未经过体内发育的受精14天以内的人类胚胎分离或者获取的。根据本发明的实施例,所述方法包括:在适宜细胞分化的条件下,将胚胎干细胞或拟胚体与PARP抑制剂进行接触,以便促进所述胚胎干细胞向内胚层细胞进行分化或促进拟胚体向内胚层进行分化。需要说明的是,所述适宜细胞分化的条件是指适宜细胞生长、增殖和/或分化的各种条件,如根据本发明实施例的PARP抑制剂的各作用浓度、处理时间或细胞的培养环境(包括培养基、温度或O2氧气浓度等)等。根据本发明实施例的方法,可以有效提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一:
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为5~50µM的所述PARP抑制剂进行接触不少于1天。发明人发现,所述浓度过低,促进效果不明显,所述浓度过高,内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的效率呈下降的趋势;所述接触时间过短,促进效果不明显。由此,在所述浓度和接触时间下,根据本发明实施例的方法可以有效提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为10µM的所述PARP抑制剂进行接触。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以进一步提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与所述PARP抑制剂进行接触1~7天,如可以为2天、3天、4天、5天或6天。发明人发现,所述接触时间过长,则促进效果不再明显增强,甚至可能减弱。由此,在所述时间下,根据本发明实施例的方法可以进一步提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为1~50µM的所述PARP抑制剂进行接触。发明人发现,所述浓度过低,促进效果不明显;所述浓度过高,内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的效率呈下降的趋势。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以有效提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为5µM的所述PARP抑制剂进行接触。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以进一步提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为0.05~5µM的所述PARP抑制剂进行接触。发明人发现,所述浓度过低,促进效果不明显;所述浓度过高,内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的效率趋于稳定,不再明显增加。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以有效提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为0.05µM的所述PARP抑制剂进行接触。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以进一步提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为1~50µM的所述PARP抑制剂进行接触。发明人发现,所述浓度过低,促进效果不明显;所述浓度过高,内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的效率呈下降的趋势。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以有效提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
根据本发明的实施例,所述PARP抑制剂为,将所述胚胎干细胞与浓度为5µM的所述PARP抑制剂进行接触。由此,在所述浓度下,根据本发明实施例的方法可以进一步提高胚胎干细胞定向分化为内胚层细胞或拟胚体分化为内胚层的效率。
在本发明的第三方面,本发明提出了一种筛选药物的方法。根据本发明的实施例,所述药物用于促进胚胎干细胞向内胚层细胞的分化或促进拟胚体向内胚层的分化,所述方法包括:将候选药物与所述胚胎干细胞或拟胚体进行接触;以及比较所述接触前后胚胎干细胞中PARP的催化活性,以便获得目标药物;其中,所述接触后相较于所述接触前,胚胎干细胞或拟胚体中PARP的催化活性被抑制是所述候选药物为目标药物的指示,其中所述胚胎干细胞是利用未经过体内发育的受精14天以内的人类胚胎分离或者获取的。根据本发明的实施例,所述目标药物可以是Veliparib、AG14361、Rucaparib、MK-4827、PJ34 HCl、AZD2461、NVP-TNKS656或Olaparib。根据本发明实施例的方法,可以简便、高效、直观地筛选获得目标药物。
根据本发明的实施例,上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一:
根据本发明的实施例,所述PARP包括选自PARP 1、PARP 2的至少之一。根据本发明实施例的方法,可以进一步简便、高效、直观地筛选获得目标药物。
附图说明
图1是根据本发明实施例的体外定向诱导人胚胎干细胞分化为内胚层细胞的流程示意图;
图2是根据本发明实施例的 PARP信号通路相关的化学小分子抑制剂能高效表达内胚层的标记蛋白CXCR4+和C-KIT+的实验结果示意图;
图3是根据本发明实施例的在 PJ34 HCl作用下人胚胎干细胞有效诱导分化为内胚层细胞,并表达内胚层的标记蛋白CXCR4+和C-KIT+的实验结果示意图;
图4是根据本发明实施例的PJ34 HCl的不同作用浓度对内胚层分化效率的影响的实验结果示意图;
图5是根据本发明实施例的PJ34 HCl的不同处理时间对内胚层分化效率的影响的实验结果示意图;
图6是根据本发明实施例的在转录水平上PJ34 HCl的不同处理时间对内胚层转录因子SOX17表达情况的影响的实验结果示意图;
图7是根据本发明实施例的在转录水平上PJ34 HCl的不同处理时间对内胚层转录因子FOXA2表达情况的影响的实验结果示意图;
图8是根据本发明实施例的AZD2461的不同作用浓度对内胚层定向分化效率的影响的实验结果示意图;
图9是根据本发明实施例的NVP-TNKS656的不同作用浓度对内胚层定向分化效率的影响的实验结果示意图;
图10是根据本发明实施例的Olaparib的不同作用浓度对内胚层定向分化效率的影响的实验结果示意图;
图11是根据本发明实施例的在拟胚体随机分化的过程中加入PJ34 HCl后内胚层转录因子SOX17表达量的变化情况示意图;
图12是根据本发明实施例的在拟胚体随机分化的过程中加入PJ34 HCl后内胚层转录因子FOXA2表达量的变化情况示意图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的某些实施方案,其实例由随附的结构式和化学式说明。本发明意图涵盖所有的替代、修改和等同技术方案,它们均包括在如权利要求定义的本发明范围内。本领域技术人员应认识到,许多与本文所述类似或等同的方法和材料能够用于实践本发明。本发明绝不限于本文所述的方法和材料。在所结合的文献、专利和类似材料的一篇或多篇与本申请不同或相矛盾的情况下(包括但不限于所定义的术语、术语应用、所描述的技术,等等),以本申请为准。
应进一步认识到,本发明的某些特征,为清楚可见,在多个独立的实施方案中进行了描述,但也可以在单个实施例中以组合形式提供。反之,本发明的各种特征,为简洁起见,在单个实施方案中进行了描述,但也可以单独或以任意适合的子组合提供。
除非另外说明,本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。
除非另外说明,应当应用本文所使用的下列定义。出于本发明的目的,化学元素与元素周期表CAS版,和《化学和物理手册》,第75版,1994一致。此外,有机化学一般原理可参考“Organic Chemistry”, Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito:1999, 和 “March's Advanced Organic Chemistry” by Michael B. Smith and JerryMarch, John Wiley & Sons, New York: 2007中的描述,其全部内容通过引用并入本文。
除非另有说明或者上下文中有明显的冲突,本文所使用的冠词“一”、“一个(种)”和“所述”旨在包括“至少一个”或“一个或多个”。因此,本文所使用的这些冠词是指一个或多于一个(即至少一个)宾语的冠词。例如,“一组分”指一个或多个组分,即可能有多于一个的组分被考虑在所述实施方案的实施方式中采用或使用。
本发明涉及的“受试对象”是指动物。典型地所述动物是哺乳动物。受试对象,例如也指灵长类动物 (例如人类,男性或女性)、牛、绵羊、山羊、马、犬、猫、兔、大鼠、小鼠、鱼、鸟等。在某些实施方案中,所述受试对象是灵长类动物。在其他实施方案中,所述受试对象是人。
本发明涉及的“患者”是指人 (包括成人和儿童) 或者其他动物。在一些实施方案中,“患者”是指人。
术语“立体异构体”是指具有相同化学构造,但原子或基团在空间上排列方式不同的化合物。立体异构体包括对映异构体、非对映异构体、构象异构体(旋转异构体)、几何异构体(顺/反)异构体、阻转异构体,等等。
术语“手性”是具有与其镜像不能重叠性质的分子;而“非手性”是指与其镜像可以重叠的分子。
术语“对映异构体”是指一个化合物的两个不能重叠但互成镜像关系的异构体。
术语“外消旋物”或“外消旋混合物”是指缺少光学活性的两个对映异构体的等摩尔混合物。
术语“非对映异构体”是指有两个或多个手性中心并且其分子不互为镜像的立体异构体。非对映异构体具有不同的物理性质,如熔点、沸点、光谱性质和反应性。非对映异构体混合物可通过高分辨分析操作如电泳和色谱,例如HPLC来分离。
本发明所使用的立体化学定义和规则一般遵循S.P.Parker,Ed., McGraw-HillDictionary of Chemical Terms (1984) McGraw-Hill Book Company, New York; andEliel, E.and Wilen, S, “Stereochemistry of Organic Compounds”, John Wiley &Sons, Inc, New York, 1994。许多有机化合物以光学活性形式存在,即它们具有使平面偏振光的平面发生旋转的能力。在描述光学活性化合物时,使用前缀D和L 或R 和S 来表示分子关于其一个或多个手性中心的绝对构型。前缀d 和l 或(+) 和 (-) 是用于指定化合物所致平面偏振光旋转的符号,其中 (-) 或l 表示化合物是左旋的。前缀为(+) 或d 的化合物是右旋的。一种具体的立体异构体是对映异构体,这种异构体的混合物称作对映异构体混合物。对映异构体的50:50 混合物称为外消旋混合物或外消旋体,当在化学反应或过程中没有立体选择性或立体特异性时,可出现这种情况。
本发明公开化合物的任何不对称原子 (例如,碳等) 都可以以外消旋或对映体富集的形式存在,例如(R)-、(S)-或(R, S)-构型形式存在。在某些实施方案中,各不对称原子在 (R)-或(S)-构型方面具有至少50%对映体过量,至少60%对映体过量,至少70%对映体过量,至少80%对映体过量,至少90%对映体过量,至少95%对映体过量,或至少99%对映体过量。
依据起始物料和方法的选择,本发明化合物可以以可能的异构体中的一个或它们的混合物,例如外消旋体和非对应异构体混合物(这取决于不对称碳原子的数量)的形式存在。光学活性的 (R)-或(S)-异构体可使用手性合成子或手性试剂制备,或使用常规技术拆分。如果化合物含有一个双键,取代基可能为E或Z构型;如果化合物中含有二取代的环烷基,环烷基的取代基可能有顺式或反式构型。
所得的任何立体异构体的混合物可以依据组分物理化学性质上的差异被分离成纯的或基本纯的几何异构体,对映异构体,非对映异构体,例如,通过色谱法和/或分步结晶法。
可以用已知的方法将任何所得终产物或中间体的外消旋体通过本领域技术人员熟悉的方法拆分成光学对映体,如,通过对获得的其非对映异构的盐进行分离。外消旋的产物也可以通过手性色谱来分离,如,使用手性吸附剂的高效液相色谱 (HPLC)。特别地,对映异构体可以通过不对称合成制备,例如,可参考Jacques, et al., Enantiomers,Racemates and Resolutions (Wiley Interscience, New York, 1981); Principles ofAsymmetric Synthesis (2nd Ed. Robert E. Gawley, Jeffrey Aube, Elsevier,Oxford, UK, 2012); Eliel, E.L. Stereochemistry of Carbon Compounds (McGraw-Hill, NY, 1962); Wilen, S.H. Tables of Resolving Agents and OpticalResolutions p. 268 (E.L. Eliel, Ed., Univ. of Notre Dame Press, Notre Dame,IN 1972); Chiral Separation Techniques: A Practical Approach (Subramanian, G.Ed., Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2007)。
术语“互变异构体”或“互变异构形式”是指具有不同能量的可通过低能垒 (lowenergy barrier) 互相转化的结构异构体。若互变异构是可能的 (如在溶液中),则可以达到互变异构体的化学平衡。例如,质子互变异构体 (protontautomer) (也称为质子转移互变异构体 (prototropic tautomer)) 包括通过质子迁移来进行的互相转化,如酮-烯醇异构化和亚胺-烯胺异构化。价键互变异构体 (valence tautomer) 包括通过一些成键电子的重组来进行的互相转化。酮-烯醇互变异构的具体实例是戊烷-2,4-二酮和4-羟基戊-3-烯-2-酮互变异构体的互变。互变异构的另一个实例是酚-酮互变异构。酚-酮互变异构的一个具体实例是吡啶-4-醇和吡啶-4(1H)-酮互变异构体的互变。除非另外指出,本发明化合物的所有互变异构体形式都在本发明的范围之内。
术语“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情形可以但不一定出现,并且该描述包括其中所述事件或情形出现的情况以及其中它不出现的情况。例如,“任选的键”是指该键可以存在或可以不存在,并且该描述包括单键、双键或三键。
术语“包含”为开放式表达,即包括本发明所指明的内容,但并不排除其他方面的内容。
术语“不饱和”或“不饱和的”表示部分含有一个或多个不饱和度。
像本发明所描述的,本发明的化合物可以任选地被一个或多个取代基所取代,如上面的通式化合物,或者像实施例里面特殊的例子,子类,和本发明所包含的一类化合物。应了解“任选取代的”这个术语与“取代或未取代的”这个术语可以交换使用。一般而言,术语“取代”或“取代的”表示所给结构中的一个或多个氢原子被具体取代基所取代。除非其他方面表明,一个任选的取代基团可以在基团各个可取代的位置进行取代。当所给出的结构式中不只一个位置能被选自具体基团的一个或多个取代基所取代,那么取代基可以相同或不同地在各个位置取代。其中所述的取代基可以是,但并不限于,氘、羟基、氨基、氟、氯、溴、碘、氰基、叠氮基、芳基、杂芳基、烷氧基、烷氨基、烷硫基、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、巯基、硝基、芳氧基、杂芳氧基、氧代 (=O)、羧基、卤代烷基、卤代烷氧基、羟基取代的烷基、羟基取代的卤代烷基、羟基取代的烷氧基、羟基取代的烷基-C(=O)-、烷基-C(=O)-、烷基-S(=O)-、烷基-S(=O)2-、羟基取代的烷基-S(=O)-、羟基取代的烷基-S(=O)2-、羧基烷氧基,等等。
另外,需要说明的是,除非以其他方式明确指出,在本发明中所采用的描述方式“各…独立地为”与“…各自独立地为”和“…独立地为”可以互换,均应做广义理解,其既可以是指在不同基团中,相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响,也可以表示在相同的基团中,相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。例如,结构式“R4R4aN-”和结构式“R4R4aN-C(=O)-”两者之间R4和R4a的具体选项互相之间不受影响。
在本说明书的各部分,本发明公开化合物的取代基按照基团种类或范围公开。特别指出,本发明包括这些基团种类和范围的各个成员的每一个独立的次级组合。例如,术语“C1-6烷基”特别指独立公开的甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。
在本发明的各部分,描述了连接取代基。当该结构清楚地需要连接基团时,针对该基团所列举的马库什变量应理解为连接基团。例如,如果该结构需要连接基团并且针对该变量的马库什基团定义列举了“烷基”或“芳基”,则应该理解,该“烷基”或“芳基”分别代表连接的亚烷基基团或亚芳基基团。
本发明使用的术语“烷基”或“烷基基团”,表示含有1至20个碳原子,饱和的直链或支链一价烃基基团,其中,所述烷基基团可以任选地被一个或多个本发明描述的取代基所取代。除非另外详细说明,烷基基团含有1-20个碳原子。在一实施方案中,烷基基团含有1-12个碳原子;在另一实施方案中,烷基基团含有1-6个碳原子;在又一实施方案中,烷基基团含有1-4个碳原子;还在一实施方案中,烷基基团含有1-3个碳原子。在一些具体的结构中,当烷基基团清楚地表示为连接基团时,则该烷基基团代表连接的亚烷基基团,例如,结构式(C3-8环烷基)-(C1-6烷基)-中的C1-6烷基应当理解为C1-6亚烷基。
烷基基团的实例包含,但并不限于,甲基 (Me、-CH3),乙基 (Et、-CH2CH3),正丙基(n-Pr、-CH2CH2CH3),异丙基 (i-Pr、-CH(CH3)2),正丁基 (n-Bu、-CH2CH2CH2CH3),异丁基 (i-Bu、-CH2CH(CH3)2),仲丁基 (s-Bu、-CH(CH3)CH2CH3),叔丁基 (t-Bu、-C(CH3)3),正戊基 (-CH2CH2CH2CH2CH3),2-戊基 (-CH(CH3)CH2CH2CH3),3-戊基 (-CH(CH2CH3)2),2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3),3-甲基-2-丁基 (-CH(CH3)CH(CH3)2),3-甲基-1-丁基 (-CH2CH2CH(CH3)2),2-甲基-1-丁基 (-CH2CH(CH3)CH2CH3),正己基 (-CH2CH2CH2CH2CH2CH3),2-己基 (-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3),3-己基 (-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3)),2-甲基-2-戊基 (-C(CH3)2CH2CH2CH3),3-甲基-2-戊基 (-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3),4-甲基-2-戊基 (-CH(CH3)CH2CH(CH3)2),3-甲基-3-戊基 (-C(CH3)(CH2CH3)2),2-甲基-3-戊基 (-CH(CH2CH3)CH(CH3)2),2,3-二甲基-2-丁基 (-C(CH3)2CH(CH3)2),3,3-二甲基-2-丁基 (-CH(CH3)C(CH3)3),正庚基,正辛基,等等。
术语“亚烷基”表示从饱和的直链或支链烃中去掉两个氢原子所得到的饱和的二价烃基基团。除非另外详细说明,亚烷基基团含有1-12个碳原子。在一实施方案中,亚烷基基团含有1-6个碳原子;在另一实施方案中,亚烷基基团含有1-4个碳原子;在又一实施方案中,亚烷基基团含有1-3个碳原子;还在一实施方案中,亚烷基基团含有1-2个碳原子。这样的实例包括亚甲基 (-CH2-),亚乙基 (-CH2CH2-),亚异丙基 (-CH(CH3)CH2-),等等。所述亚烷基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“烯基”表示含有2-12个碳原子的直链或支链一价烃基,其中至少有一个不饱和位点,即有一个碳-碳sp2双键,其中,所述烯基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代,其包括“cis”和“trans”的定位,或者“E”和“Z”的定位。在一实施方案中,烯基基团包含2-8个碳原子;在另一实施方案中,烯基基团包含2-6个碳原子;在又一实施方案中,烯基基团包含2-4个碳原子。烯基基团的实例包括,但并不限于,乙烯基 (-CH=CH2)、烯丙基 (-CH2CH=CH2),等等。
术语“炔基”表示含有2-12个碳原子的直链或支链一价烃基,其中至少有一个不饱和位点,即有一个碳-碳sp三键,其中,所述炔基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。在一实施方案中,炔基基团包含2-8个碳原子;在另一实施方案中,炔基基团包含2-6个碳原子;在又一实施方案中,炔基基团包含2-4个碳原子。炔基基团的实例包括,但并不限于,乙炔基 (-C≡CH)、炔丙基 (-CH2C≡CH)、1-丙炔基 (-C≡C-CH3),等等。
术语“H”表示单个氢原子。这样的原子团可以与其他基团连接,譬如与氧原子相连,形成羟基基团。
术语“D”或“2H”表示单个氘原子。一个这样的原子团与一个亚甲基相连,形成单-氘代甲基 (-CDH2);两个氘原子与一个次甲基相连,形成双-氘代甲基 (-CD2H);以及三个氘原子与一个四价的碳原子相连,形成三-氘代甲基 (-CD3)。
术语“杂原子”表示一个或多个氧 (O),硫 (S),氮 (N),磷 (P) 或 硅(Si),包括氮 (N),硫 (S) 和磷 (P) 任何氧化态的形式;伯、仲、叔胺和季铵盐的形式;或者杂环中氮原子上的氢被取代的形式,例如,N(像3,4-二氢-2H-吡咯基中的N),NH(像吡咯烷基中的NH)或NR(像N-取代的吡咯烷基中的NR)。
术语“卤素”和“卤代”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。
术语“卤代烷基”,“卤代烯基”或“卤代烷氧基”表示烷基、烯基或烷氧基基团被一个或多个卤素原子所取代,其中烷基、烯基和烷氧基基团具有本发明所述的含义,这样的实例包含,但并不限于,二氟甲基、三氟甲基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基、2,2,3,3-四氟丙氧基,等等。所述卤代烷基、卤代烯基或卤代烷氧基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“烷氧基”表示烷基基团通过氧原子与分子其余部分相连,其中烷基基团具有如本发明所述的含义。除非另外详细说明,所述烷氧基基团含有1-12个碳原子。在一实施方案中,烷氧基基团含有1-6个碳原子;在另一实施方案中,烷氧基基团含有1-4个碳原子;在又一实施方案中,烷氧基基团含有1-3个碳原子。所述烷氧基基团任选地被一个或多个本发明描述的取代基所取代。
烷氧基基团的实例包括,但并不限于,甲氧基 (MeO、-OCH3),乙氧基 (EtO、-OCH2CH3),1-丙氧基 (n-PrO、n-丙氧基、-OCH2CH2CH3),2-丙氧基 (i-PrO、i-丙氧基、-OCH(CH3)2),1-丁氧基 (n-BuO、n-丁氧基、-OCH2CH2CH2CH3),2-甲基-l-丙氧基 (i-BuO、i-丁氧基、-OCH2CH(CH3)2),2-丁氧基 (s-BuO、s-丁氧基、-OCH(CH3)CH2CH3),2-甲基-2-丙氧基 (t-BuO、t-丁氧基、-OC(CH3)3),1-戊氧基 (n-戊氧基、-OCH2CH2CH2CH2CH3),2-戊氧基 (-OCH(CH3)CH2CH2CH3),3-戊氧基 (-OCH(CH2CH3)2),2-甲基-2-丁氧基 (-OC(CH3)2CH2CH3),3-甲基-2-丁氧基 (-OCH(CH3)CH(CH3)2),3-甲基-l-丁氧基 (-OCH2CH2CH(CH3)2),2-甲基-l-丁氧基 (-OCH2CH(CH3)CH2CH3),等等。
术语“烷硫基”是指直链或支链的烷基通过硫原子与分子其余部分相连,其中烷基基团具有本发明所述的含义。在一实施方案中,烷硫基是较低级的C1-4烷硫基,这样的实例包括,但并不限于甲硫基(CH3S-)。所述烷硫基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“烷氨基”或“烷基氨基”包括“N-烷基氨基”和“N,N-二烷基氨基”,其中氨基基团分别独立地被一个或两个烷基基团所取代,其中烷基基团具有如本发明所述的含义。在一实施方案中,烷基氨基是一个或两个C1-6烷基连接到氮原子上的较低级的烷基氨基基团。在另一实施方案中,烷基氨基是C1-3的较低级的烷基氨基基团。合适的烷基氨基基团可以是单烷基氨基或二烷基氨基,这样的实例包括,但并不限于,N-甲氨基,N-乙氨基,N,N-二甲氨基,N,N-二乙氨基等等。所述烷氨基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“n个原子组成的”,其中n是整数,典型地描述分子中成环原子的数目,在所述分子中成环原子的数目是n。例如,哌啶基是6个原子组成的杂环基。
术语“环”包括碳环,杂环,芳环,杂芳环,等等,其中所述碳环,杂环,芳环,杂芳环基团具有如本发明所述的含义。
术语“碳环基”或“碳环”表示含有3-12个碳原子的,单价或多价的单环、双环或者三环体系,其中环可以是完全饱和的或包含一个或多个不饱和度,但一个芳香性环都不能有。碳双环基包括螺碳双环基、桥碳双环基和稠合碳双环基,合适的碳环基基团包括,但并不限于,环烷基、环烯基和环炔基。碳环基基团的实例进一步包括,环丙基、环丁基、环戊基、1-环戊基-1-烯基、1-环戊基-2-烯基、1-环戊基-3-烯基、环己基、1-环己基-1-烯基、1-环己基-2-烯基、1-环己基-3-烯基、环己二烯基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基,等等。所述碳环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。在一实施方案中,“3-6个原子组成的碳环”包含C3-6环烷基、C3-6环烯基和C3-6环炔基。
术语“环烷基”表示含有3-12个碳原子的,单价或多价的饱和单环,双环或三环体系。双环或三环体系可以包括稠环、桥环和螺环。在一实施方案中,环烷基包含3-10个碳原子;在另一实施方案中,环烷基包含3-8个碳原子;在又一实施方案中,环烷基包含3-6个碳原子。环烷基基团的实例包括,但不限于,环丙基、环丁基、环戊基、环己基,等等。所述环烷基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“环烷基烷基”表示烷基基团被一个或多个环烷基基团所取代,其中环烷基和烷基基团具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于环丙基甲基,环丙基乙基,环戊基乙基,环己基乙基,环己基甲基,等等。所述环烷基烷基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“环烷基氧基”或“碳环基氧基”包括任选取代的环烷基或碳环基连接到氧原子上,并且由氧原子与分子其余部分相连,其中环烷基和碳环基基团具有本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于环丙基氧基,环戊基氧基,环己基氧基,羟基取代的环丙基氧基,等等。所述环烷基氧基或碳环基氧基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“环烷基氨基”表示氨基基团被一个或两个任选取代的环烷基基团所取代,其中环烷基基团具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于环丙基氨基,环戊基氨基,环己基氨基,羟基取代的环丙基氨基,二环己基氨基,二环丙基氨基,等等。所述环烷基氨基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂环基”和“杂环”在此处可交换使用,都是指包含3-12个环原子的单环、双环或三环体系,其中双环或三环可以直接相连,如稠环、螺环,也可以通过其他原子或基团间接相连。其中环上一个或多个原子独立地选自氮、硫和氧原子,环可以是完全饱和的或包含一个或多个不饱和度,但一个芳香性环都不能有。在一实施方案中,杂环基基团是3-8元的单环(2-6个碳原子和选自N,O,S的1-3个杂原子,在此S任选地被一个或多个氧原子所取代得到像SO,SO2的基团),或7-12元的双环(4-9个碳原子和选自N,O,S的1-3个杂原子,在此S任选地被一个或多个氧原子所取代得到像SO,SO2的基团)。所述杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
杂环基可以是碳基或杂原子基。其中环的-CH2-基团任选地被-C(=O)-替代,环的硫原子任选地被氧化成S-氧化物,环的氮原子任选地被氧化成N-氧化合物。杂环基的实例包括,但不限于,环氧乙烷基、氮杂环丁基,氧杂环丁基,硫杂环丁基,吡咯烷基,2-吡咯啉基,3-吡咯啉基,吡唑啉基,吡唑烷基,咪唑啉基,咪唑烷基,四氢呋喃基,二氢呋喃基,四氢噻吩基,二氢噻吩基,1,3-二氧环戊基,二硫环戊基,四氢吡喃基,二氢吡喃基,2H-吡喃基,4H-吡喃基,四氢噻喃基,哌啶基,吗啉基,硫代吗啉基,哌嗪基,二噁烷基,二噻烷基,噻噁烷基,高哌嗪基,高哌啶基,氧杂环庚烷基,硫杂环庚烷基,氧氮杂䓬基,二氮杂䓬基,硫氮杂䓬基,2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚-5-基,等等。杂环基中-CH2-基团被-C(=O)-替代的实例包括,但不限于,2-氧代吡咯烷基、氧代-1,3-噻唑烷基、2-哌啶酮基、3,5-二氧代哌啶基、嘧啶二酮基,等等。杂环基中硫原子被氧化的实例包括,但不限于,环丁砜基、硫代吗啉基1,1-二氧化物,等等。所述的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
在一实施方案中,杂环基为4-7个原子组成的杂环基,是指包含4-7个环原子的饱和或部分不饱和的单环,其中至少一个环原子选自氮、硫和氧原子。4-7个原子组成的杂环基的实例包括,但不限于,氮杂环丁基,氧杂环丁基,硫杂环丁基,吡咯烷基,2-吡咯啉基,3-吡咯啉基,吡唑啉基,吡唑烷基,咪唑啉基,咪唑烷基,四氢呋喃基,二氢呋喃基,四氢噻吩基,二氢噻吩基,1,3-二氧环戊基,二硫环戊基,四氢吡喃基,二氢吡喃基,2H-吡喃基,4H-吡喃基,四氢噻喃基,哌啶基,吗啉基,硫代吗啉基,哌嗪基,二噁烷基,二噻烷基,噻噁烷基,高哌嗪基,高哌啶基,氧杂环庚烷基,硫杂环庚烷基,氧氮杂䓬基,二氮杂䓬基,硫氮杂䓬基,等等。杂环基中-CH2-基团被-C(=O)-替代的实例包括,但不限于,2-氧代吡咯烷基、氧代-1,3-噻唑烷基、2-哌啶酮基、3,5-二氧代哌啶基、嘧啶二酮基,等等。杂环基中硫原子被氧化的实例包括,但不限于,环丁砜基、硫代吗啉基1,1-二氧化物,等等。所述的4-7个原子组成的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
在另一实施方案中,杂环基为4个原子组成的杂环基,是指包含4个环原子的饱和或部分不饱和的单环,其中至少一个环原子选自氮、硫和氧原子。4个原子组成的杂环基的实例包括,但不限于,氮杂环丁基,氧杂环丁基,硫杂环丁基,等等。所述的4个原子组成的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
在另一实施方案中,杂环基为5个原子组成的杂环基,是指包含5个环原子的饱和或部分不饱和的单环,其中至少一个环原子选自氮、硫和氧原子。5个原子组成的杂环基的实例包括,但不限于,吡咯烷基,2-吡咯啉基,3-吡咯啉基,吡唑啉基,吡唑烷基,咪唑啉基,咪唑烷基,四氢呋喃基,二氢呋喃基,四氢噻吩基,二氢噻吩基,1,3-二氧环戊基,二硫环戊基,等等。杂环基中-CH2-基团被-C(=O)-替代的实例包括,但不限于,2-氧代吡咯烷基、氧代-1,3-噻唑烷基,等等。杂环基中硫原子被氧化的实例包括,但不限于,环丁砜基,等等。所述的5个原子组成的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
在另一实施方案中,杂环基为6个原子组成的杂环基,是指包含6个环原子的饱和或部分不饱和的单环,其中至少一个环原子选自氮、硫和氧原子。6个原子组成的杂环基的实例包括,但不限于,四氢吡喃基,二氢吡喃基,2H-吡喃基,4H-吡喃基,四氢噻喃基,哌啶基,吗啉基,硫代吗啉基,哌嗪基,二噁烷基,二噻烷基,噻噁烷基,等等。杂环基中-CH2-基团被-C(=O)-替代的实例包括,但不限于,2-哌啶酮基、3,5-二氧代哌啶基、嘧啶二酮基,等等。杂环基中硫原子被氧化的实例包括,但不限于,硫代吗啉基1,1-二氧化物,等等。所述的6个原子组成的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
还在一实施方案中,杂环基为7-12个原子组成的杂环基。7-12个原子组成的杂环基的实例包括,但不限于,2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚-5-基,等等。所述的7-12个原子组成的杂环基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂环基烷基”表示杂环基取代的烷基,其中杂环基和烷基具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于吡咯烷-2-基甲基,吗啉-4-基乙基,等等。所述杂环基烷基任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂环基氧基”表示任选取代的杂环基,如本发明所定义的,连接到氧原子上,并且由氧原子与分子的其余部分相连,这样的实例包括,但并不限于哌啶-2-基氧基,哌啶-3-基氧基,哌嗪-2-基氧基,哌啶-4-基氧基,等等。所述杂环基氧基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂环基氨基”表示氨基基团被一个或两个杂环基基团所取代,其中杂环基具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于,哌啶-2-基氨基,哌啶-3-基氨基,哌啶-4-基氨基,哌嗪-2-基氨基,等等。所述杂环基氨基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“芳基”表示含有6-14个环原子,或6-12个环原子,或6-10个环原子的单环、双环和三环的碳环体系,其中至少有一个环是芳香族的。芳基基团通常,但不必须地通过芳基基团的芳香性环与母体分子连接。术语“芳基”可以和术语“芳环”交换使用。芳基基团的实例可以包括苯基、萘基和蒽。所述芳基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“芳烷基”或“芳基烷基”是指芳基取代的烷基基团。在一实施方案中,芳烷基基团是指“较低级的芳烷基”基团,即芳基基团连接到C1-6烷基基团上。在另一实施方案中,芳烷基基团是指含C1-4烷基的“苯烷基”。其中具体实例包括苄基,二苯基甲基,苯乙基,等等。芳烷基上的芳基可以进一步被卤素,烷基,烷氧基,卤代烷基和卤代烷氧基所取代。所述芳烷基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“芳氧基”表示任选取代的芳基,如本发明所定义的,连接到氧原子上,并且由氧原子与分子其余部分相连,其中芳基基团具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于苯氧基,甲苯氧基,乙苯氧基,等等。所述芳氧基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“芳氨基”表示氨基基团被一个或两个芳基基团所取代,这样的实例包括,但并不限于N-苯氨基。在一实施方案中,芳氨基上的芳环可以进一步被取代。所述芳氨基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂芳基”表示含有5-12个环原子,或5-10个环原子,或5-6个环原子的单环、双环和三环体系,其中双环或三环可以直接相连,如稠环、螺环,也可以通过其他原子或基团间接相连。其中至少有一个环是芳香族的,且至少一个环包含一个或多个杂原子。杂芳基基团通常,但不必须地通过杂芳基基团的芳香性环与母体分子连接。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳环”,“芳杂环”或“杂芳族化合物”交换使用。所述杂芳基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。在一实施方案中,5-10个原子组成的杂芳基包含1,2,3或4个独立选自O,S和N的杂原子。
杂芳基基团的实例包括,但并不限于,2-呋喃基、3-呋喃基、N-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、N-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、哒嗪基(如3-哒嗪基)、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、四唑基(如5-四唑基)、三唑基(如2-三唑基和5-三唑基)、2-噻吩基、3-噻吩基、吡唑基(如2-吡唑基)、异噻唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,3-硫代二唑基、1,3,4-硫代二唑基、1,2,5-硫代二唑基、吡嗪基、1,3,5-三嗪基;也包括以下的双环,但绝不限于这些双环:苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基(如2-吲哚基)、嘌呤基、喹啉基(如2-喹啉基,3-喹啉基,4-喹啉基)、异喹啉基(如1-异喹啉基、3-异喹啉基或4-异喹啉基)、咪唑并[1,2-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]嘧啶基、咪唑并[1,2-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[4,3-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[1,5-a]嘧啶基、[1,2,4]三唑并[1,5-a]吡啶基,等等。
术语“杂芳基氨基”表示氨基基团被一个或两个任选取代的杂芳基基团所取代,其中杂芳基具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于,N-噻吩基氨基,吡啶-4-基氨基,间氟吡啶基氨基,二吡啶基氨基,等等。所述杂芳基氨基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂芳氧基”表示任选取代的杂芳基,如本发明所定义的,连接到氧原子上,并且由氧原子与分子其余部分相连,其中杂芳基基团具有如本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于吡啶氧基,嘧啶氧基,等等。所述杂芳基氧基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂芳基烷基”表示烷基基团被一个或多个杂芳基所取代,其中杂芳基和烷基基团具有本发明所述的含义,这样的实例包括,但并不限于咪唑-2-基甲基,呋喃-2-基乙基,吲哚-3-基甲基,等等。所述杂芳基烷基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
如本发明所描述,取代基R’由一个键连接到中心的环上形成的环体系代表取代基R’可以在环上任何可取代或任何合理的位置进行取代。例如,式a代表A’环或B’环上任何可能被取代的位置均可被R’取代,如式b,式c,式d,式e,式f,式g,和式h所示。
本发明所使用的术语“前药”,代表一个化合物在体内转化为式 1~4或式(1)~(8)任一项所示的化合物。这样的转化受前体药物在血液中水解或在血液或组织中经酶转化为母体结构的影响。本发明前体药物类化合物可以是酯,在现有的发明中酯可以作为前体药物的有苯酯类,脂肪族(C1-24)酯类,酰氧基甲基酯类,碳酸酯,氨基甲酸酯类和氨基酸酯类。例如本发明里的一个化合物包含羟基,即可以将其酰化得到前体药物形式的化合物。其他的前体药物形式包括磷酸酯,如这些磷酸酯类化合物是经母体上的羟基磷酸化得到的。关于前体药物完整的讨论可以参考以下文献:Higuchi et al., Pro-drugs as NovelDelivery Systems, Vol. 14, A.C.S. Symposium Series; Roche et al., ed.,Bioreversible Carriers in Drug Design, American Pharmaceutical Associationand Pergamon Press, 1987; Rautio et al., Prodrugs: Design and ClinicalApplications, Nature Reviews Drug Discovery, 2008, 7, 255-270, and Hecker etal, Prodrugs of Phosphates and Phosphonates, J. Med. Chem., 2008, 51, 2328-2345, 每篇文献通过引用包含于此。
本发明所使用的术语“代谢产物”是指具体的化合物或其盐在体内通过代谢作用所得到的产物。一个化合物的代谢产物可以通过所属领域公知的技术来进行鉴定,其活性可以通过如本发明所描述的那样采用试验的方法进行表征。这样的产物可以是通过给药化合物经过氧化,还原,水解,酰氨化,脱酰氨作用,酯化,脱脂作用,酶裂解等等方法得到。相应地,本发明包括化合物的代谢产物,包括将本发明的化合物与哺乳动物充分接触一段时间所产生的代谢产物。
本发明所使用的“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物的有机盐和无机盐。药学上可接受的盐在所属领域是为发明人所熟知的,如文献:S.M. Berge et al., J.Pharmaceutical Sciences, 66:1-19, 1977所记载的。药学上可接受的无毒的酸形成的盐包括,但并不限于,与氨基基团反应形成的无机酸盐有盐酸盐,氢溴酸盐,磷酸盐,硫酸盐,高氯酸盐,和有机酸盐如乙酸盐,草酸盐,马来酸盐,酒石酸盐,柠檬酸盐,琥珀酸盐,丙二酸盐,或通过书籍文献上所记载的其他方法如离子交换法来得到这些盐。其他药学上可接受的盐包括己二酸盐,藻酸盐,抗坏血酸盐,天冬氨酸盐,苯磺酸盐,苯甲酸盐,重硫酸盐,硼酸盐,丁酸盐,樟脑酸盐,樟脑磺酸盐,环戊基丙酸盐,二葡萄糖酸盐,十二烷基硫酸盐,乙磺酸盐,甲酸盐,反丁烯二酸盐,葡庚糖酸盐,甘油磷酸盐,葡萄糖酸盐,半硫酸盐,庚酸盐,己酸盐,氢碘酸盐,2-羟基-乙磺酸盐,乳糖醛酸盐,乳酸盐,月桂酸盐,月桂基硫酸盐,苹果酸盐,丙二酸盐,甲磺酸盐,2-萘磺酸盐,烟酸盐,硝酸盐,油酸盐,棕榈酸盐,扑酸盐,果胶酸盐,过硫酸盐,3-苯基丙酸盐,苦味酸盐,特戊酸盐,丙酸盐,硬脂酸盐,硫氰酸盐,对甲苯磺酸盐,十一酸盐,戊酸盐,等等。通过适当的碱得到的盐包括碱金属,碱土金属,铵和N+(C1-4烷基)4的盐。本发明也拟构思了任何所包含N的基团的化合物所形成的季铵盐。水溶性或油溶性或分散产物可以通过季铵化作用得到。碱金属或碱土金属盐包括钠,锂,钾,钙,镁,等等。药学上可接受的盐进一步包括适当的、无毒的铵,季铵盐和抗平衡离子形成的胺阳离子,如卤化物,氢氧化物,羧化物,硫酸化物,磷酸化物,硝酸化物,C1-8磺酸化物和芳香磺酸化物。
本发明的“溶剂化物”是指一个或多个溶剂分子与本发明的化合物所形成的缔合物。形成溶剂化物的溶剂包括,但并不限于,水,异丙醇,乙醇,甲醇,二甲亚砜,乙酸乙酯,乙酸,氨基乙醇。术语“水合物”是指溶剂分子是水所形成的缔合物。
当所述溶剂为水时,可以使用术语“水合物”。在一实施方案中,一个本发明化合物分子可以与一个水分子相结合,比如一水合物;在另一实施方案中,一个本发明化合物分子可以与多于一个的水分子相结合,比如二水合物,在又一实施方案中,一个本发明化合物分子可以与少于一个的水分子相结合,比如半水合物。应注意,本发明所述的水合物保留有非水合形式的所述化合物的生物有效性。
可药用的酸加成盐可由本发明化合物与无机酸或有机酸作用形成,例如乙酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、溴化物/氢溴酸盐、碳酸氢盐/碳酸盐、硫酸氢盐/硫酸盐、樟脑磺酸盐、氯化物/盐酸盐、氯茶碱盐、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、葡糖醛酸盐、马尿酸盐、氢碘酸盐/碘化物、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖醛酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、萘甲酸盐、萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、十八酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、扑酸盐、磷酸盐/磷酸氢盐/磷酸二氢盐、聚半乳糖酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、磺基水杨酸盐、酒石酸盐、甲苯磺酸盐和三氟乙酸盐。
可以由其衍生得到盐的无机酸包括例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。
可以由其衍生得到盐的有机酸包括例如乙酸、丙酸、羟基乙酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、磺基水杨酸等。
可药用碱加成盐可由本发明化合物与无机碱或有机碱作用形成。
可以由其衍生得到盐的无机碱包括,例如铵盐和周期表的I族至XII族的金属。在某些实施方案中,该盐衍生自钠、钾、铵、钙、镁、铁、银、锌和铜;特别适合的盐包括铵、钾、钠、钙和镁盐。
可以由其衍生得到盐的有机碱包括伯胺、仲胺和叔胺,取代的胺包括天然存在的取代的胺、环状胺、碱性离子交换树脂等。某些有机胺包括,例如,异丙胺、苄星青霉素(benzathine)、胆碱盐(cholinate)、二乙醇胺、二乙胺、赖氨酸、葡甲胺 (meglumine)、哌嗪和氨丁三醇。
本发明的可药用盐可以用常规化学方法由母体化合物、碱性或酸性部分来合成。一般而言,该类盐可以通过使这些化合物的游离酸形式与化学计量量的适宜碱 (如Na、Ca、Mg 或K 的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐等) 反应,或者通过使这些化合物的游离碱形式与化学计量量的适宜酸反应来进行制备。该类反应通常在水或有机溶剂或二者的混合物中进行。一般地,在适当的情况中,需要使用非水性介质如乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈。在例如“Remington′ s Pharmaceutical Sciences”,第20 版,Mack Publishing Company,Easton, Pa., (1985);和“药用盐手册:性质、选择和应用 (Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties, Selection, and Use)”,Stahl and Wermuth (Wiley-VCH,Weinheim, Germany, 2002) 中可找到另外一些适宜盐的列表。
另外,本发明公开的化合物、包括它们的盐,也可以以它们的水合物形式或包含其溶剂(例如乙醇、DMSO,等等)的形式得到,用于它们的结晶。本发明公开化合物可以与药学上可接受的溶剂(包括水)固有地或通过设计形成溶剂化物;因此,本发明旨在包括溶剂化的和未溶剂化的形式。
本发明给出的任何结构式也意欲表示这些化合物未被同位素富集的形式以及同位素富集的形式。同位素富集的化合物具有本发明给出的通式描绘的结构,除了一个或多个原子被具有所选择原子量或质量数的原子替换。可引入本发明化合物中的示例性同位素包括氢、碳、氮、氧、磷、硫、氟和氯的同位素,如2H,3H,11C,13C,14C,15N,17O,18O,18F,31P,32P,35S,36Cl和125I。
另一方面,本发明所述化合物包括同位素富集的本发明所定义的化合物,例如,其中存在放射性同位素,如3H,14C和18F 的那些化合物,或者其中存在非放射性同位素,如2H和13C。该类同位素富集的化合物可用于代谢研究 (使用14C)、反应动力学研究 (使用例如2H或3H)、检测或成像技术,如正电子发射断层扫描术 (PET) 或包括药物或底物组织分布测定的单光子发射计算机断层成像术 (SPECT),或可用于患者的放疗中。18F富集的化合物对PET 或SPECT 研究而言是特别理想的。同位素富集的式1~4或式(1)~(8)所示化合物可以通过本领域技术人员熟悉的常规技术或本发明中的实施例和制备过程所描述使用合适的同位素标记试剂替代原来使用过的未标记试剂来制备。
此外,较重同位素特别是氘 (即,2H或D) 的取代可提供某些治疗优点,这些优点是由代谢稳定性更高带来的。例如,体内半衰期增加或剂量需求降低或治疗指数得到改善带来的。应当理解,本发明中的氘被看作式1~4或式(1)~(8)所示化合物的取代基。可以用同位素富集因子来定义该类较重同位素特别是氘的浓度。本发明所使用的术语“同位素富集因子”是指所指定同位素的同位素丰度和天然丰度之间的比例。如果本发明化合物的取代基被指定为氘,该化合物对各指定的氘原子而言具有至少3500 (各指定氘原子处52.5%的氘掺入)、至少4000 (60%的氘掺入)、至少4500 (67.5%的氘掺入),至少5000 (75%的氘掺入),至少5500(82.5%的氘掺入)、至少6000 (90%的氘掺入)、至少6333.3 (95%的氘掺入)、至少6466.7 (97%的氘掺入)、至少6600 (99%的氘掺入) 或至少6633.3(99.5%的氘掺入)的同位素富集因子。本发明可药用的溶剂化物包括其中结晶溶剂可以是同位素取代的例如D2O、丙酮-d 6 、DMSO-d 6 的那些溶剂化物。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实验方法
1、多功能干细胞的培养方法
胚胎干细胞 (ES) 使用的培养基为mTeSR2 (StemCell Technologies, Cat#05860),培养板为 Laminin-521 ( Gibco, Cat# A29249) 包被过的六孔板 (BD, Cat#353046),其中所述胚胎干细胞是利用未经过体内发育的受精14天以内的人类胚胎分离或者获取的。培养条件:37 ℃、5% CO2和 88% 湿度。其中,Laminin指层粘连蛋白。
汇合度达到80%左右传代,DPBS (Invitrogen, Cat#14190)洗一遍,用1 mL含0.5mM EDTA的DPBS,37 °C消化 3–5 分钟。mTeSR2重悬,800 r.p.m 离心5分钟,mTeSR2+Y-27632 (5 μM; SelleckChem, Cat#S1049)重悬按1:50接到Laminin-521 ( Gibco, Cat#A29249) 包被过的六孔板 (BD, 353046),24小时后换成不含Y-27632的mTeSR2培养。 其中,DPBS指不含钙镁的磷酸盐缓冲液;Y-27632是一种商业化的小分子化合物名称。
多能干细胞向内胚层定向分化的方法
胚胎干细胞生长到汇合度约80%-90%铺板,DPBS (Invitrogen, Cat#14190)洗一遍,用1 mL Accutase (millipore , Cat#SCR005),37 °C,3分钟消化成单细胞,mTeSR2洗一遍,1000 r.p.m 离心3分钟,弃上清。mTeSR2+5 μM Y-27632 (SelleckChem, Cat#S1049)重悬制成单细胞悬液,按120万/板接细胞于1:30 Matrigel (BD BioSciences, CA, Cat#356231) 包被过的六孔板中。培养24小时后起始分化。
基础培养基:MCDB131 (Life Technologies,Cat#10372019) + 4.5 mM D-(+)-Glucose (Sigma,Cat#G7528) + 1.5 g/L NaHCO3 (Sigma,Cat#S3817) + 1% Glutamax(Invitrogen, Cat#35050079) + 0.25mM 2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt(Sigma Aldrich; Cat#49752) + 2% B-27 without VA (Gibco, Cat#12587-010) + 1%Pen/Strep (Gibco, Cat#15140163)。其中,Glucose指葡萄糖;Glutamax指谷氨酰胺;Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt指磷酸-L-抗坏血酸三钠盐;B-27是一种商业化的血清替代物,B27为其商品名;Pen/Strep指penicillin-streptomycin,即青霉素/链霉素(双抗);without的意思是不包含。
第一天培养条件:在基础培养基中添加100 ng/mL Activin A ( Peprotech,Cat#120-14) + 25 ng/mL Wnt-3a (R&D Systems, Cat#1324-WN-500/CF) + 50 nM PI-103 (SelleckChem, Cat# S1038)。其中,Activin A 或Wnt-3a均是一种细胞因子。
第二到四天培养条件:在基础培养基中添加100 ng/mL Activin A。具体流程示意图参考图1。
3、多能干细胞向内胚层随机分化的方法
胚胎干细胞生长到汇合度约80%-90%铺板,DPBS洗一遍,用1 mL Accutase ,37 °C,3分钟消化成单细胞,mTeSR2洗一遍,1000 r.p.m 离心3分钟,弃上清。mTeSR2+Y-27632重悬制成单细胞悬液,按2800万/板接细胞于AggreWellTM 400EX板(StemCell Technologies,Cat#27940)中,每孔3 mL。1200rpm,离心5 min。细胞均匀分布在每个小格子中,37℃,5%CO2静置培养24小时后,AggrewellTM 400EX板斜放约1/3部分露出液面,沿外边缘呈弧度吹打,将细胞团收集至15mL离心管,900rpm,3min,弃上清。细胞团分别重悬至拟胚体分化培养基:DMEM(Gibco,Cat#C11965500CP)+10% FBS(Life Technologies, Cat#10099141)和实验组培养基DMEM+10% FBS+PJ34 HCl (SelleckChem, Cat#S7300)中,混匀,每孔加3mL于低吸附六孔板中,37℃,90rpm,5% CO2培养箱中培养七天。
4、实时荧光定量核酸扩增检测(Q-PCR)方法
采用RNA提取试剂盒(GeneMark, Cat#TR01-150),取500ng 的RNA用反转录试剂盒(全式金,Cat#AT311-03)反转录为cDNA;使用实时定量PCR试剂盒(kapa biosystems, Cat#KK4601)对样品进行处理,在实时定量PCR仪(ABI, 7500)上检测。数据分析采用∆∆Ct法并归一化到未分化的胚胎干细胞。
5、流式细胞检测方法
分化的细胞克隆用Accutase消化成单细胞,PBS洗一遍,加入MCDB 131+0.1%BSA(Sigma, Cat#A4612) + PE anti-human CD117 (c-kit) Antibody (Biolegend, Cat#313204)和APC anti-human CD184 (CXCR4+) Antibody (Biolegend, Cat#306510 )重悬,4℃孵育20分钟。用MCDB 131+0.1%BSA洗两遍后加200μL重悬,转移至流式管中,采用流式细胞仪(BD Calibur)进行检测,用FlowJo软件进行流式结果分析。其中,BSA指牛血清白蛋白;PE anti-human CD117 (c-kit) Antibody、APC anti-human CD184 (CXCR4+) Antibody均是直标抗体的名称。
二、实验结果
胚胎干细胞传代培养一天后,小分子开始处理,四天后进行流式细胞检测内胚层特定的分子标记物CXCR4+ 和C-KIT+的表达效率,或者内胚层转录因子FOXA2+和SOX17+的表达效率。其中,具体实验操作条件如上述实验条件部分所描述的。
本发明涉及的PARP信号通路相关的化学小分子抑制剂的结构与相关信息如下表1所示。
表1: PARP信号通路相关的化学小分子抑制剂的结构与相关信息
作为PARP的抑制剂,Veliparib、AG14361、Rucaparib、MK-4827、PJ34 HCl、AZD2461、NVP-TNKS656和Olaparib都能够有效提高人胚胎干细胞向内胚层细胞定向诱导的分化效率,如图2所示,其中,mock作对照,指不加入PARP抑制剂;PARP i指加入PARP抑制剂。
以PJ34 HCl为例,发明人研究了PJ34 HCl不同时间节点诱导内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的情况,发现从处理2天开始,诱导内胚层细胞分化的效率高于对照组,说明PJ34 HCl对内胚层的分化有明显促进作用,如图3所示,其中,mock作对照,指不加入PARP抑制剂;DMSO作溶剂对照。
发明人摸索了PJ34 HCl最合适的处理浓度,发现在使用5 µM时,已经可以有效诱导内胚层细胞生成,随着浓度增高,PJ34 HCl诱导内胚层细胞产生CXCR4+ 和C-KIT+的效率呈现先上升后下降的趋势,当使用50µM浓度时,CXCR4+ 和C-KIT+的表达效率明显下降,与内胚层转录因子FOXA2+和SOX17+的表达情况一致,如图4所示。
发明人摸索了PJ34 HCl最合适的处理时间,发现在处理一天时,已经可以有效诱导内胚层细胞生成,随着处理时间的增长,PJ34 HCl诱导内胚层细胞产生的CXCR4+ 和C-KIT+效率未出现明显变化,如图5所示。
发明人在转录水平上研究了PJ34 HCl不同处理时间对于内胚层转录因子SOX17和FOXA2表达情况的影响。 就SOX17而言,随着处理时间的不断增长,表达水平呈现先升高后下降的趋势,处理三天表达水平最高,如图6所示;而FOXA2的表达水平随着处理时间的不断增长呈现逐渐上升趋势,处理四天表达水平最高,如图7所示。
发明人摸索了其他PARP的抑制剂的最合适的处理浓度,如AZD2461,浓度范围为1~50 µM,发现在使用5 µM时,CXCR4+ 和C-KIT+的表达效率最高,如图8所示。
发明人研究了NVP-TNKS656最合适的处理浓度,发现随着处理浓度的增加CXCR4+和C-KIT+的表达效率未见明显增加,最佳使用浓度为0.05 µM,如图9所示。
发明人还研究了Olaparib最合适的处理浓度,浓度范围为1~50 µM,结果与AZD2461类似,最佳作用浓度为5 µM,如图10所示。
发明人在拟胚体(Embryoid body)随机分化的过程中加入PJ34 HCl,发现处理七天后内胚层转录因子SOX17和FOXA2表达量高于对照组。说明PJ34 HCl有利于诱导拟胚体向内胚层分化,如图11和图12所示。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述促进胚胎干细胞向内胚层细胞的分化或促进拟胚体向内胚层的分化是通过下述的至少之一实现的:
提高内胚层细胞分子标记物的表达效率和/或表达量,以及提高内胚层转录因子的表达水平。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述PARP包括选自PARP 1、PARP 2的至少之一。
4.根据权利要求2或3所述的用途,其特征在于,所述内胚层细胞分子标记物包括选自CXCR4+、C-KIT+的至少之一。
5.根据权利要求2或3所述的用途,其特征在于,所述内胚层转录因子包括选自FOXA2+、SOX17+的至少之一。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述胚胎干细胞系与浓度为5~50μM的所述PARP抑制剂进行接触不少于1天。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述浓度为10μM。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述接触的时间为1~7天。
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Citations (3)
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CN106609256A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 同济大学 | 体外诱导人胚胎干细胞分化为视网膜色素上皮细胞的方法 |
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2018
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Patent Citations (3)
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Title |
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PARP1 Poly(ADP-ribosyl)ates Sox2 to Control Sox2 Protein Levels PARP1 Poly(ADP-ribosyl)ates Sox2 to Control Sox2 Protein Levels and FGF4 Expression during Embryonic Stem Cell Differentiation;Furong Gao等;《THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY》;20090814;第284卷(第33期);22263-22273 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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