CN109071585A - 预防和治疗半乳糖凝集素相关疾病的硒代半乳糖苷化合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明的方面涉及与半乳糖凝集素蛋白具有结合亲和力的新颖合成化合物。

Description

预防和治疗半乳糖凝集素相关疾病的硒代半乳糖苷化合物及 其用途

发明人

S·谢克特尔、E·佐默、P·G·特拉伯、R·尼尔、J·M·约翰逊、R·乔治

相关申请

本申请要求2016年3月4日提交的美国临时申请序列号62/303,872的权益和优先权，将全部公开内容通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本发明的方面涉及化合物、药物组合物、制造化合物的方法以及用于治疗至少部分由一种或多种半乳糖凝集素介导的各种失调的方法。

背景技术

半乳糖凝集素是结合含有β-半乳糖的糖缀合物的S-型凝集素家族。迄今为止，已经分离出十五种哺乳动物半乳糖凝集素。半乳糖凝集素调节不同的生物过程，如细胞粘附、生长调节、细胞凋亡、炎症、纤维发生、肿瘤发展和进展。已证明半乳糖凝集素参与炎症、纤维化形成、细胞粘附、细胞增殖、转移形成、血管生成、癌症和免疫抑制。

发明内容

本发明的方面涉及用于在治疗配制品中使用的、用于肠胃外或肠内给予的化合物或在可接受的药物载体中包含该化合物的组合物。在一些实施方案中，该组合物可以经由静脉内、皮下或口服途径肠胃外给予。

本发明的方面涉及用于治疗其中凝集素蛋白在发病机理中起作用的各种失调的化合物或组合物，这些失调包括但不限于慢性炎症性疾病、纤维化疾病和癌症。在一些实施方案中，该化合物能够模拟与凝集素或半乳糖凝集素蛋白的糖蛋白相互作用，这些凝集素或半乳糖凝集素蛋白已知可调节病理生理学途径，从而导致免疫识别、炎症、纤维发生、血管生成、癌症进展和转移。

在一些实施方案中，该化合物包含在吡喃糖基(pyranosyl)和/或呋喃糖基(furanosyl)的异头碳(anomeric carbon)上与硒原子结合的吡喃糖基和/或呋喃糖基结构。

在一些实施方案中，可以将特定的芳香族取代添加到半乳糖核心或异糖苷(heteroglycoside)核心中以进一步增强硒结合吡喃糖基和/或呋喃糖基结构的亲和力。此类芳香族取代可以增强化合物与构成凝集素的碳水化合物识别结构域(CRD)的氨基酸残基(例如精氨酸、色氨酸、组氨酸、谷氨酸等)的相互作用，并从而加强缔合与结合特异性。

在一些实施方案中，该化合物包含在半乳糖或异糖苷的异头碳上与硒原子(Se)结合的半乳糖或异糖苷核心的单糖、二糖和寡糖。

在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键结合。在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键结合，并且其中该硒与该半乳糖的异头碳结合。在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键和一个或多个硫键结合，并且其中该硒与该半乳糖的异头碳结合。然而在其他实施方案中，该化合物可以是不对称的二半乳糖苷。例如，该化合物可以在半乳糖核心上具有不同的芳香族或脂肪族取代。

在一些实施方案中，该化合物是在半乳糖的异头碳上具有一个或多个硒的对称的半乳糖苷。在一些实施方案中，半乳糖苷具有一个或多个与半乳糖的异头碳结合的硒和一个或多个与该硒结合的硫。在一些实施方案中，该化合物可以在半乳糖核心上具有不同的芳香族或脂肪族取代。

不受理论束缚，认为含有含Se分子的化合物使得该化合物在代谢上稳定，同时保持化学、物理和变构特征，以与已知识别碳水化合物的凝集素或半乳糖凝集素发生特异性相互作用。

在一些实施方案中，本发明的半乳糖的单半乳糖苷、二半乳糖苷或寡糖比具有O-糖苷键或S-糖苷键的化合物在代谢上更稳定。

在一些实施方案中，该化合物是具有式(1)或式(2)的单体硒多羟基化环烷烃(monomeric-selenium polyhydroxylated-cycloalkane)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中X是硒；

其中Z是碳水化合物或由O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸组成的到R₂和R₃的键；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合。

其中R₁、R₂和R₃独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、分子量为约50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃。

在一些实施方案中，这些疏水性直链和环状烃可以包含以下之一：a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖、经取代的糖、D-半乳糖、经取代的D-半乳糖、C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖、氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

在一些实施方案中，该化合物是二聚多羟基化环烷烃化合物。

在一些实施方案中，该化合物具有通式(3)或式(4)或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中Z独立地选自碳水化合物(构成，例如，寡聚Se-半乳糖苷)或由O、S、C、NH、CH2、Se、和氨基酸组成的到R₃和R₄的键；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、和氨基酸；

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、以及分子量为约50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃。

在一些实施方案中，这些疏水性直链和环状烃可以包含以下之一：a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖、经取代的糖、D-半乳糖、经取代的D-半乳糖、C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖、氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

在一些实施方案中，该化合物是具有氟苯基-三唑的3-衍生化二硒代半乳糖苷。

本发明的方面涉及式(5)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

本发明的方面涉及式(6)或式(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中n≤24；

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、和氨基酸；

其中R₁和R₂独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、分子量为50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃，这些疏水性直链和环状烃包括但不限于：

a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基；

b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，

c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基；和

d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，

e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

在一些实施方案中，该化合物是处于游离形式。在一些实施方案中，该游离形式是无水物(anhydrate)。在一些实施方案中，该游离形式是溶剂化物，如水合物。

在一些实施方案中，该化合物是处于结晶形式。

本发明的一些方面涉及本发明的化合物，用于在哺乳动物(如人类)中用作治疗剂。在一些实施方案中，该化合物具有式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)，并且可以在哺乳动物(如人类)中用作治疗剂。

本发明的一些方面涉及药物组合物，该药物组合物包含本发明的化合物和任选地药学上可接受的添加剂，如载体或赋形剂。在一些实施方案中，该药物组合物包含式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物和任选地药学上可接受的添加剂，如载体或赋形剂。

在一些实施方案中，本发明的化合物与一种或多种半乳糖凝集素结合。在一些实施方案中，该化合物与半乳糖凝集素-3、半乳糖凝集素-1、半乳糖凝集素8和/或半乳糖凝集素9结合。

在一些实施方案中，本发明的化合物对半乳糖凝集素-3具有高选择性和亲和力。在一些实施方案中，本发明的化合物对半乳糖凝集素-3具有约1nM至约50μM的亲和力。

本发明的方面涉及可以用于治疗疾病的组合物或化合物。本发明的方面涉及可以用于治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的疾病的组合物或化合物。本发明的其他方面涉及在对其有需要的受试者中治疗疾病的方法。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗伴有或不伴有肝纤维化的非酒精性脂肪性肝炎、炎症性和自身免疫性失调、肿瘤病症或癌症。

在一些实施方案中，该组合物可以用于治疗肝纤维化、肾纤维化、肺纤维化或心脏纤维化。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物能够增强器官中的抗纤维化活性，这些器官包括但不限于肝、肾、肺和心脏。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗脉管系统的炎症性失调，包括动脉粥样硬化和肺动脉高血压。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗心脏失调，包括心力衰竭、心律失常和尿毒症性心肌病。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗肾病，包括肾小球病和间质性肾炎。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗炎症性、增生性和纤维化皮肤失调，包括但不限于银屑病和硬皮病。

本发明的方面涉及治疗变应性或特应性病症(包括但不限于湿疹、特应性皮炎或哮喘)的方法。

本发明的方面涉及通过增强器官(包括但不限于肝、肾、肺和心脏)中的抗纤维化活性来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症和纤维化失调的方法。

本发明的方面涉及与具有治疗非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的治疗活性的组合物或化合物有关的方法。在其他方面，本发明涉及降低与非酒精性脂肪性肝炎(NASH)相关的病理学和疾病活动的方法。

本发明的方面涉及用于治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症性和自身免疫性失调的组合物或化合物、或者治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症性和自身免疫性失调的方法，这些失调包括但不限于关节炎、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、哮喘、和炎症性肠病。

本发明的方面涉及通过抑制由半乳糖凝集素增加促进的过程来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的肿瘤病症(例如良性或恶性肿瘤疾病)的组合物或化合物。在一些实施方案中，本发明涉及通过抑制由半乳糖凝集素增加促进的过程来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的肿瘤病症(例如良性或恶性肿瘤疾病)的方法。在一些实施方案中，组合物或化合物可以用于治疗或预防肿瘤细胞生长、侵袭、转移和新血管形成。在一些实施方案中，组合物或化合物可以用于治疗原发性和继发性癌症。

本发明的方面涉及与其他抗肿瘤药物(包括但不限于检查点抑制剂(抗-CTLA2、抗-PD1、抗-PDL1))、其他免疫调节剂(包括但不限于抗OX40)、以及多种机制的多种其他抗肿瘤药剂组合来治疗肿瘤病症的组合物或化合物。

在一些实施方案中，治疗有效量的化合物或组合物可以与治疗有效量的各种抗炎症药物、维生素、其他药物和营养药物或补充剂或其组合(但不限于此)相容且有效。

本发明的一些方面涉及式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，用于在治疗与半乳糖凝集素的结合有关的失调的方法中使用。本发明的一些方面涉及式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，用于在治疗与半乳糖凝集素-3与配体的结合有关的失调的方法中使用。

本发明的一些方面涉及用于治疗与半乳糖凝集素(如半乳糖凝集素-3)在人体内与配体结合有关的失调的方法，其中该方法包括向对其有需要的人类给予治疗有效量的至少一种式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物。

附图说明

将参照附图进一步解释本发明，其中在几个视图中相同的结构用相同的数字提及。所示的附图不一定是按比例的，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1是具有CRD位点(位点A、位点B、位点C)的半乳糖凝集素-3的高清晰度3D结构。

图2描绘了半乳糖凝集素-3CRD结合口袋。

图3描绘了具有结合的半乳糖单元的半乳糖凝集素-3CRD结合口袋。

图4描绘了根据一些实施方案的化合物的合成。

图5A描绘了根据一些实施方案使用单克隆抗体结合测定对半乳糖凝集素的抑制。

图5B描绘了根据一些实施方案使用整合素功能测定对半乳糖凝集素的抑制。

图6A描绘了根据一些实施方案的FRET测定(荧光共振能量转移测定)。

图6A描绘了根据一些实施方案的荧光偏振测定。

图7A和7B显示了用硫代半乳糖苷TD-139(G-240)和硒代半乳糖苷G-625化合物的抑制。

图8A显示了使用荧光偏振测定得到的半乳糖凝集素3与二硒代半乳糖苷G-626化合物结合的抑制。

图8B显示了使用荧光偏振测定得到的半乳糖凝集素-3结合的荧光偏振的Se-单糖(G662)抑制。

图8C和8D显示了由于羟基与CRD附近氨基酸的额外潜在相互作用，假定的四聚体se-半乳糖苷(图8D)相对于三聚体结构(图8C)对半乳糖凝集素-3CRD具有更高的亲和力，因此更好地抑制荧光偏振信号。

图9显示了使用抗半乳糖凝集素-3抗体的ELISA测定得到的用硒代半乳糖苷G-625化合物的抑制。

图10显示了硫代半乳糖苷G-240和硒代二半乳糖苷G-625化合物对半乳糖凝集素-3结合的抑制。

图11A显示了硫代半乳糖苷G-240和硒代二半乳糖苷G-625化合物对整合素aVB3的抑制。

图11B显示了硫代半乳糖苷G-240和硒代二半乳糖苷G-625化合物对整合素aVB6的抑制。

图11C显示了硫代半乳糖苷G-240和硒代二半乳糖苷G-625化合物对整合素aMB2的抑制。

图11D显示了通过Se-单糖G-656对整合素(aMB2)的抑制。

图11E显示了通过Se-单糖G-662对整合素(aMB2)的抑制。

图12A显示了在对细胞培养模型中的炎症和纤维发生具有生理效应的浓度下G-625的细胞培养活力(MCF-7细胞)。

图12B显示了在对细胞培养模型中的炎症和纤维发生具有生理效应的浓度下G-625的细胞培养活力(HTB-38)。

图13A显示了在内毒素应激的THP-1单核细胞中通过G625对炎症性生物标志物MCP-1的抑制。

图13B显示了在内毒素应激的THP-1单核细胞中在G625、G626和G-240(TD-139)的存在下对炎症性生物标志物MCP-1的抑制和通过MTT得到的活力。

图14A显示了使用用于检测细胞半乳糖凝集素-3的荧光流式细胞法得到的TGFb1刺激的星形细胞肝纤维发生中的总Gal-3及G-625和TD-139的影响。

图14B显示了使用用于检测细胞半乳糖凝集素-3的荧光流式细胞法得到的TGFb1刺激的星形细胞肝纤维发生中半乳糖凝集素-3分泌的抑制及G-625和TD-139的影响。

图15：显示了通过G625对整合素与其他半乳糖凝集素(例如半乳糖凝集素1和半乳糖凝集素9)结合的抑制。

具体实施方式

本文中公开了本发明的详细实施方案；然而，应该理解的是，所公开的实施方案仅是对可以按各种形式实施的本发明的说明。另外，结合本发明的各种实施方案给出的每个实施例旨在是说明性的，而非限制性的。此外，附图不一定是按比例的，一些特征可能被扩大以显示特定组分的细节。此外，附图中所示的任何测量、规格等都旨在是说明性的，而非限制性的。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

本文对文献的引用并非旨在承认本文中引用的任何文献是相关的现有技术，或承认所引用的文献被认为对本申请的权利要求书的专利性是重要的。

在整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采用本文明确相关的含义。如本文所使用的，短语“在一个实施方案中”和“在一些实施方案中”不一定是指一个或多个相同的实施方案，尽管它可以这样指代。此外，如本文所使用的，短语“在另一个实施方案中”和“在一些其他实施方案中”不一定是指不同的实施方案，尽管它可以这样指代。因此，如下文所述，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以容易地组合本发明的各种实施方案。

另外，如本文所使用的，术语“或”是包含性“或”运算符，并且等同于术语“和/或”，除非上下文另有明确规定。术语“基于”不是排他性的并且允许另外的未描述的因素，除非上下文另有明确规定。另外，在整个说明书中，“一个/一种(a/an)”和“该(the)”的含义包括复数提及物。

除非另有规定，否则本文中表达的所有百分比均为重量/重量。

本发明的方面涉及在半乳糖(或异糖苷)的异头碳上与硒原子结合的半乳糖(或异糖苷)核心的单糖、二糖和寡糖的组合物。在一些实施方案中，含Se分子使得它们在代谢上稳定，同时保持化学、物理和变构特征，以与已知识别碳水化合物的凝集素发生特异性相互作用。在又其他实施方案中，添加到半乳糖核心的特定芳香族取代通过增强它们与构成凝集素的碳水化合物识别结构域(CRD)的氨基酸残基(例如精氨酸、色氨酸、组氨酸、谷氨酸等)的相互作用，并因而增强缔合和结合特异性而进一步增强了硒结合吡喃糖基和/或呋喃糖基结构的亲和力。

半乳糖凝集素

半乳糖凝集素(Galectin)(也称为galaptin或S型凝集素(S-lectin))是结合β-半乳糖苷的凝集素家族。半乳糖凝集素于1994年提出作为用于动物凝集素家族的通称(Barondes,S.H.,等人:Galectins:a family of animal beta-galactoside-bindinglectins[半乳糖凝集素：动物β-半乳糖苷结合凝集素家族].Cell[细胞]76,597-598,1994)。该家族被定义为具有至少一个具有对β-半乳糖苷的亲和力并共享某些序列元件的特征性碳水化合物识别结构域(CRD)。另外的结构特征将半乳糖凝集素分成三个亚组，包括：(1)具有单个CRD的半乳糖凝集素，(2)具有通过连接肽连接的两个CRD的半乳糖凝集素，和(3)具有一个成员(半乳糖凝集素-3)的组，该成员具有连接到不同类型的N末端结构域的一个CRD。半乳糖凝集素碳水化合物识别结构域是约135个氨基酸的β-夹层(beta-sandwich)。两个片层略微弯曲，其中有6条链(strand)形成凹面(也称为S面)以及5条链形成凸面(F面)。凹面形成一个凹槽，在其中碳水化合物被结合(Leffler H,Carlsson S,Hedlund M,Qian Y,Poirier F(2004).“Introduction to galectins”[半乳糖凝集素介绍].Glycoconj.J.[糖缀合物杂志]19(7-9):433-40)。

已证明多种生物学现象与半乳糖凝集素有关，包括发育、分化、形态发生、肿瘤转移、细胞凋亡、RNA剪接和许多其他的现象。

通常，碳水化合物结构域结合与糖蛋白相关的半乳糖残基。半乳糖凝集素显示对附着于其他有机化合物的半乳糖残基(如在乳糖[(β-D-半乳糖苷)-D-葡萄糖]、N-乙酰基-乳糖胺、聚-N-乙酰基乳糖胺、半乳甘露聚糖或果胶片段中)的亲和力。然而，应该注意的是，半乳糖本身不与半乳糖凝集素结合。

已证明植物多糖(如果胶和经修饰的果胶)与半乳糖凝集素蛋白结合，这可能是基于含有在大分子背景下存在的半乳糖残基，在这种情况下该大分子是复合碳水化合物而不是动物细胞的情况中的糖蛋白。

已经鉴定出至少十五种哺乳动物半乳糖凝集素蛋白，其具有一个或两个串联的碳水化合物结构域。

半乳糖凝集素蛋白发现于细胞内空间中，在那里它们被分派许多功能，并且它们还被分泌到细胞外空间中，在那里它们具有不同的功能。在细胞外空间中，半乳糖凝集素蛋白可以具有多种由它们与含有半乳糖的糖蛋白的相互作用介导的功能，包括促进在可能调节功能的糖蛋白之间的相互作用，或者在整合膜糖蛋白受体的情况下改变细胞信号传导(Sato等人“Galectins as danger signals in host-pathogen and host-tumorinteractions:new members of the growing group of“Alarmins.”[在宿主-病原体和宿主-肿瘤相互作用中作为危险信号的半乳糖凝集素：“警报素”成长组的新成员].在“Galectins”[半乳糖凝集素]，(Klyosov等人编辑),John Wiley and Sons[约翰威利父子出版公司],115-145,2008；Liu等人“Galectins in acute and chronic inflammation”[在急性和慢性炎症中的半乳糖凝集素]，Ann.N.Y.Acad.Sci.[纽约科学院年鉴]1253:80-91,2012中)。另外，细胞外空间中的半乳糖凝集素蛋白可以促进细胞-细胞和细胞基质的相互作用(Wang等人,“Nuclear and cytoplasmic localization of galectin-1 andgalectin-3and their roles in pre-mRNA splicing.”[半乳糖凝集素-1和半乳糖凝集素-3的细胞核和细胞质定位及其在前mRNA剪接中的作用].在“Galectins”[半乳糖凝集素]，(Klyosov等人编辑),John Wiley and Sons[约翰威利父子出版公司],87-95,2008中)。关于细胞内空间，半乳糖凝集素功能似乎与蛋白质-蛋白质相互作用更相关，但是细胞内囊泡运输似乎与糖蛋白的相互作用有关。

已证明半乳糖凝集素具有促进同源二聚化的结构域。因此，半乳糖凝集素能够充当糖蛋白之间的“分子胶”。半乳糖凝集素发现于多个细胞区室中，包括细胞核和细胞质，并且被分泌到细胞外空间，在那里它们与细胞表面和细胞外基质糖蛋白相互作用。分子相互作用的机制可能取决于定位。虽然半乳糖凝集素可以与细胞外空间中的糖蛋白相互作用，但是半乳糖凝集素与细胞内空间中的其他蛋白质的相互作用经由蛋白质结构域发生。在细胞外空间中，细胞表面受体的缔合可以增加或减少受体信号传导或与配体相互作用的能力。

半乳糖凝集素蛋白在许多动物和人类疾病状态中显著增加，这些疾病状态包括但不限于与炎症、纤维化、自身免疫和瘤形成相关的疾病。如下所述，半乳糖凝集素直接参与疾病发病机理。例如，可能依赖于半乳糖凝集素的疾病状态包括但不限于急性和慢性炎症、变应性失调、哮喘、皮炎、自身免疫性疾病、炎症性和退行性关节炎、免疫介导的神经疾病、多器官(包括但不限于肝、肺、肾、胰腺和心脏)的纤维化、炎症性肠病、动脉粥样硬化、心力衰竭、眼部炎症性疾病、各种癌症。

除了疾病状态以外，半乳糖凝集素是调节免疫细胞对疫苗接种、外源性病原体和癌细胞响应的重要调节分子。

本领域技术人员将理解，可以结合半乳糖凝集素和/或改变半乳糖凝集素对糖蛋白的亲和力、减少半乳糖凝集素之间的异型或同型相互作用、或以其他方式改变半乳糖凝集素蛋白的功能、合成或代谢的化合物可能在半乳糖凝集素依赖性疾病中有重要的治疗作用。

已证明半乳糖凝集素蛋白(如半乳糖凝集素-1和半乳糖凝集素-3)在炎症、纤维化失调和瘤形成中显著增加(Ito等人“Galectin-1as a potent target for cancertherapy:role in the tumor microenvironment”[作为肿瘤治疗的有效靶标的半乳糖凝集素-1：在肿瘤微环境中的作用],Cancer Metastasis Rev.[癌症转移评论]PMID:22706847(2012)；Nangia-Makker等人Galectin-3 binding and metastasis,”[半乳糖凝集素-3结合与转移]Methods Mol.Biol.[分子生物学方法]878:251-266,2012；Canesin等人Galectin-3 expression is associated with bladder cancer progression andclinical outcome,”[半乳糖凝集素-3表达与膀胱癌进展和临床结果的关系]TumourBiol.[肿瘤生物学]31:277-285,2010；Wanninger等人“Systemic and hepatic veingalectin-3are increased in patients with alcoholic liver cirrhosis andnegatively correlate with liver function,”[系统性和肝静脉半乳糖凝集素-3在酒精性肝硬化患者中升高并与肝功能呈负相关]Cytokine.[细胞因子]55:435-40,2011)。此外，实验已表明半乳糖凝集素(特别是半乳糖凝集素-1(gal-1)和半乳糖凝集素-3(gal-3))直接参与这些类型疾病的发病机制(Toussaint等人,“Galectin-1,a gene preferentiallyexpressed at the tumor margin,promotes glioblastoma cell invasion.”[在肿瘤边缘优先表达的基因Galectin-1促进胶质母细胞瘤细胞侵袭],Mol.Cancer.[分子癌症]11:32,2012；Liu等人2012,Newlaczyl等人,“Galectin-3-a jack-of-all-trades incancer,”[半乳糖凝集素-癌症的万事通]Cancer Lett.[癌症通讯]313:123-128,2011；Banh等人,“Tumor galectin-1 mediates tumor growth and metastasis throughregulation of T-cell apoptosis,”[肿瘤半乳糖凝集素-1通过调节T细胞凋亡介导肿瘤生长和转移]Cancer Res.[癌症研究]71:4423-31,2011；Lefranc等人,“Galectin-1mediated biochemical controls of melanoma and glioma aggressive behavior,”[半乳糖凝集素-1介导的对黑色素瘤和神经胶质瘤侵袭行为的生物化学控制]WorldJ.Biol.Chem.[世界生物化学杂志]2:193-201,2011；Forsman等人,“Galectin3aggravates joint inflammation and destruction in antigen-induced arthritis,”[半乳糖凝集素3在抗原诱导的关节炎中加重关节炎症和摧毁]Arthritis Reum.[关节炎与风湿症]63:445-454,2011,de Boer等人,“Galectin-3 in cardiac remodeling andheart failure,”[在心脏重塑和心力衰竭中的半乳糖凝集素-3]Curr.Heart Fail.Rep.[最新心力衰竭报告]7,1-8,2010,Ueland等人,“Galectin-3 in heart failure:highlevels are associated with all-cause mortality,”[在心力衰竭中的半乳糖凝集素-3：高水平与全因死亡率相关]Int J.Cardiol.[国际心脏病学杂志]150:361-364,2011,Ohshima等人,“Galectin 3 and its binding protein in rheumatoid arthritis,”[类风湿关节炎中的半乳糖凝集素3及其结合蛋白]Arthritis Rheum.[关节炎与风湿症]48:2788-2795,2003)。

已证明高水平的血清半乳糖凝集素-3与一些人类疾病(如进行性心力衰竭)相关，这使得使用半乳糖凝集素-3测试来鉴定高风险患者成为患者护理的重要部分。半乳糖凝集素-3测试可以用于帮助医生确定哪些患者处于住院或死亡的风险较高。例如，BGMTest是一种体外诊断设备，其定量测量血清或血浆中的半乳糖凝集素-3，并且可以与临床评价结合使用，作为评价诊断患有慢性心力衰竭的患者的预后的辅助手段。测量内源性蛋白质半乳糖凝集素-3的浓度可以用于预测或监测用心脏再同步疗法治疗的患者中的疾病进展或治疗功效(参见US 8,672,857，将其通过引用以其全文并入本文)。此外，半乳糖凝集素-3水平升高与慢性肾衰竭、肺动脉高血压和心律失常相关。

已证明半乳糖凝集素-8(gal-8)在肺癌中过表达并且位于异种移植的胶质母细胞瘤的侵袭区域中。

认为半乳糖凝集素-9(gal-9)参与控制由免疫炎症性疾病引起的病灶，并且通常参与炎症。Gal-9似乎介导某些活化细胞的细胞凋亡。

本发明的方面涉及结合参与人类失调(如炎症性疾病、纤维化疾病、肿瘤疾病或其组合)的半乳糖凝集素的化合物。在一些实施方案中，这些化合物结合半乳糖凝集素，包括但不限于半乳糖凝集素-1(gal-1)、半乳糖凝集素-3(gal-3)、半乳糖凝集素-8(gal-8)和/或半乳糖凝集素-9(gal-9)。

半乳糖凝集素抑制剂

已经描述了能够结合半乳糖凝集素-1和/或半乳糖凝集素-3的天然寡糖配体，例如，衍生自瓜尔胶的果胶和半乳甘露聚糖的经修饰的形式(参见WO 2013040316、US20110294755、WO 2015138438)。合成的二半乳糖苷如乳糖、N-乙酰基乳糖胺(LacNAc)和硫代乳糖有效对抗肺纤维化和其他纤维化疾病(WO 2014067986 A1，通过引用以其全文并入本文)。

蛋白质晶体学的进展和许多半乳糖凝集素的碳水化合物识别结构域(CRD)的高清晰度3D结构的可用性已经产生了许多具有增强的对CRD的亲和力的衍生物，这些衍生物具有比半乳糖或乳糖更大的亲和力(WO 2014067986，通过引用以其全文并入本文)。已证明这些化合物对于治疗被认为模拟人类特发性肺纤维化(IPF)的肺纤维化动物模型是有效的。例如，已报道被3-氟苯基-2,3-三唑基团取代的硫代-二半乳吡喃糖基(TD-139)与半乳糖凝集素3结合并在肺纤维化的小鼠模型中有效。该化合物需要使用气管内滴注或喷雾器进行肺部给予(参见US 8703720、US 7700763、US 7638623和US 7230096，通过引用以其全文并入本文)。

本发明的方面涉及模拟半乳糖凝集素蛋白的天然配体的新颖化合物。在一些实施方案中，该化合物模拟半乳糖凝集素-3的天然配体。在一些实施方案中，该化合物模拟半乳糖凝集素-1的天然配体。在一些实施方案中，该化合物模拟半乳糖凝集素-8的天然配体。在一些实施方案中，该化合物模拟半乳糖凝集素-9的天然配体。

在一些实施方案中，该化合物具有单体、二聚体或寡聚体结构，该结构由与在半乳糖上的异头碳结合的半乳糖-Se核心构成，并且该半乳糖-Se核心作为分子其余部分的连接体。在一些实施方案中，半乳糖-Se核心可以与结合半乳糖凝集素CRD的其他糖/氨基酸/酸/基团结合(如图1中半乳糖凝集素-3的高清晰度3D结构中所示)并且一起可以增强该化合物对CRD的亲和力。在一些实施方案中，半乳糖-Se核心可以与结合在半乳糖凝集素CRD的“位点B”中的其他糖/氨基酸/酸/基团结合(如图1中半乳糖凝集素-3的高清晰度3D结构中所示)并且一起可以增强该化合物对CRD的亲和力。

根据一些方面，这些化合物可以具有与位点A和/或位点C相互作用的取代，以进一步改善与CRD的缔合并增强其作为靶向半乳糖凝集素依赖性病理学的治疗剂的潜力。在一些实施方案中，可以通过如本文所述的计算机模拟(in-silico)分析(计算机辅助的分子建模)来选择取代基。在一些实施方案中，可以使用与感兴趣的半乳糖凝集素蛋白的结合测定进一步筛选取代基。例如，可以使用半乳糖凝集素-3结合测定和/或活化的培养巨噬细胞的体外炎症和纤维化模型来筛选化合物(参见Chávez-Galán,L.等人,Immunol.[免疫学]2015；6:263)。

根据一些方面，这些化合物包含核心半乳糖-Se的一个或多个特定取代。例如，核心半乳糖-Se可以被与位于CRD内的残基相互作用的特定取代基取代。此类取代基可以显著增加化合物的缔合和潜在效力以及“成药性(drugability)”特征。

硒

硒具有五种可能的氧化态(-2、0、+2、+4和+6)，并因此在具有不同化学性质的各种化合物中得到充分体现。此外，硒可以代替硫存在于几乎所有硫化合物(无机的以及有机的)中。

大多数硒化合物(有机的和无机的)很容易从饮食中吸收并运输到肝-硒代谢的主要器官。取决于化学性质，硒化合物的一般代谢遵循三种主要途径，即氧化还原活性硒化合物、甲基硒醇的前体和硒-氨基酸。

硒通常被称为抗氧化剂，因为它作为硒代半胱氨酸存在于硒代蛋白中，但也可能有毒。然而，硒的毒性效应严格地依赖于浓度和化学物种。一类硒化合物是一种有效的细胞生长抑制剂，具有显著的肿瘤特异性(Misra,2015)。已经研究了亚硒酸钠作为晚期癌中的细胞毒性剂(SECAR，参见Brodin,Ola等人,2015)。

半乳糖苷-硒化合物

本发明的方面涉及包含吡喃糖基和/或呋喃糖基结构的化合物，这些吡喃糖基和/或呋喃糖基结构在吡喃糖基和/或呋喃糖基的异头碳上与硒原子结合。

在一些实施方案中，可以将特定的芳香族取代添加到半乳糖核心或异糖苷核心中以进一步增强硒结合吡喃糖基和/或呋喃糖基结构的亲和力。此类芳香族取代可以增强化合物与构成凝集素的碳水化合物识别结构域(CRD)的氨基酸残基(例如精氨酸、色氨酸、组氨酸、谷氨酸等)的相互作用，并从而加强缔合与结合特异性。

在一些实施方案中，该化合物包含在半乳糖或异糖苷的异头碳上与硒原子结合的半乳糖或异糖苷核心的单糖、二糖和寡糖。

在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键结合。在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键结合，并且其中该硒与该半乳糖的异头碳结合。在一些实施方案中，该化合物是对称的二半乳糖苷，其中该两个半乳糖苷通过一个或多个硒键和一个或多个硫键结合，并且其中该硒与该半乳糖的异头碳结合。然而在其他实施方案中，该化合物可以是不对称的二半乳糖苷。例如，该化合物可以在半乳糖核心上具有不同的芳香族或脂肪族取代。

在一些实施方案中，该化合物是对称的半乳糖苷，其中单个半乳糖苷在半乳糖的异头碳上具有一个或多个硒。在一些实施方案中，半乳糖苷具有一个或多个与半乳糖的异头碳结合的硒和一个或多个与该硒结合的硫。在一些实施方案中，该化合物可以在半乳糖核心上具有不同的芳香族或脂肪族取代。

不受理论束缚，认为含有含Se分子的化合物使得该化合物在代谢上稳定，同时保持化学、物理和变构特征，以与已知识别碳水化合物的凝集素或半乳糖凝集素发生特异性相互作用。在一些实施方案中，本发明的半乳糖的二半乳糖苷或寡半乳糖苷比具有O-糖苷键的化合物在代谢上更稳定。

在一些实施方案中，本发明的半乳糖的二半乳糖苷或寡半乳糖苷比具有S-糖苷键的化合物在代谢上更稳定。

本发明的方面涉及基于半乳糖苷结构的化合物，其中硒与另一个半乳糖、羟基环己烷、芳香族部分、烷基、芳基、胺或酰胺桥接[X]。

如本文使用的，术语“烷基”意指包含从1个至12个碳原子，例如1个至7个或1个至4个碳原子。在一些实施方案中，烷基可以是直链的或支链的。在一些实施方案中，烷基还可以形成包含从3个至7个碳原子、优选地3个、4个、5个、6个或7个碳原子的环。因此烷基涵盖甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、正己基、2-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、和1-甲基环丙基中的任一种。

如本文使用的，术语“烯基”意指包含从2个至12个(例如2个至7个)碳原子。烯基包含至少一个双键。在一些实施方案中，烯基涵盖乙烯基、烯丙基、丁-1-烯基、丁-2-烯基、2,2-二甲基乙烯基、2,2-二甲基丙-1-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、2,3-二甲基丁-1-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、丙-1,2-二烯基、4-甲基己-1-烯基、环丙-1-烯基等中的任一种。

如本文使用的，术语“烷氧基”涉及含有1-12个碳原子的烷氧基，其可以包括一个或多个不饱和的碳原子。在一些实施方案中，烷氧基含有1个至7个或1个至4个碳原子，其可以包括一个或多个不饱和的碳原子。因此，术语“烷氧基”涵盖甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、3-甲基丁氧基、2,2-二甲基丙氧基、正己氧基、2-甲基戊氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、正庚氧基、2-甲基己氧基、2,2-二甲基戊氧基、2,3-二甲基戊氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊基氧基、环己基氧基、环庚基氧基和1-甲基环丙基氧基。

如本文使用的，术语“芳基”意指包含从4个至12个碳原子。所述芳基可以是苯基或萘基。上述基团可以天然地被有机化学领域中的任何其他已知取代基取代。这些基团还可以被所述取代基中的两个或更多个取代。取代基的例子是卤素、烷基、烯基、烷氧基、硝基、磺基、氨基、羟基和羰基。卤素取代基可以是溴、氟、碘和氯。如上所定义，烷基含有1个至7个碳原子。如上所定义，烯基含有2个至7个碳原子，优选地2个至4个。如下所定义，烷氧基含有1个至7个碳原子，优选地1个至4个碳原子，其可以含有不饱和的碳原子。可以存在取代基的组合，如三氟甲基。

如本文使用的，术语“杂芳基”意指包含含有从4个至18个碳原子的任何芳基，其中该环的至少一个原子是杂原子，即不是碳。在一些实施方案中，杂芳基可以是吡啶或吲哚基团。

上述基团可以被有机化学领域中的任何其他已知取代基取代。这些基团还可以被两个或更多个取代基取代。取代基的例子是卤素、烷氧基、硝基、磺基、氨基、羟基和羰基。卤素取代基可以是溴、氟、碘和氯。如上所定义，烷基含有1个至7个碳原子。如上所定义，烯基含有2个至7个碳原子，例如2个至4个。如下所定义，烷氧基含有1个至7个碳原子，例如1个至4个碳原子，其可以含有不饱和的碳原子。

单体硒多羟基化环烷烃

在一些实施方案中，该化合物是具有式(1)或式(2)的单体硒多羟基化环烷烃化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中X是硒；

其中Z选自碳水化合物或由O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸组成的到R₂和R₃的键；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及前述的任何组合。

其中R₁、R₂和R₃独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、分子量为50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃，这些疏水性直链和环状烃包括但不限于：

a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基；卤素可以是氟、氯、溴或碘基团。

b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，

c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基；

d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基；和

e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

二聚硒多羟基化环烷烃化合物

在一些实施方案中，该化合物是二聚多羟基化环烷烃化合物。

在一些实施方案中，该化合物具有以下通式(3)和(4)或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

Y和Z选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、和氨基酸；

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、分子量为约50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃，这些疏水性直链和环状烃包括但不限于：

a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基；

b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，

c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基；

d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基；和

e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

具有3个或更多个单元的寡聚硒多羟基化环烷烃化合物

在一些实施方案中，该化合物是具有3个或更多个单元的寡聚硒多羟基化环烷烃化合物。在一些实施方案中，该化合物可以具有以下通式(6)和(7)或其药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中n≤24；

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸；

其中R₁和R₂独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢、分子量为约50-200D的包括杂环取代的疏水性直链和环状烃，这些疏水性直链和环状烃包括但不限于：

a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基；

b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基；

c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基；

d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基；和

e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

如本文使用的，术语“烷基”涉及含有1-7个碳原子的烷基，其可以包括一个或多个不饱和的碳原子。在一些实施方案中，烷基含有1-4个碳原子，其可以包括一个或多个不饱和的碳原子。烷基中的碳原子可以形成直链或支链。所述烷基中的碳原子还可以形成含有3个、4个、5个、6个或7个碳原子的环。因此，本文中使用的术语“烷基”涵盖甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、正己基、2-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、和1-甲基环丙基。

在一些实施方案中，该化合物具有以下式并且是半乳糖凝集素-3的抑制剂：表1显示了单体Se半乳糖苷的非限制性实施例。

在一些实施方案中，该化合物具有以下式并且是半乳糖凝集素-3的抑制剂。表1中显示了单Se糖的非限制性实施例。

表1

在一些实施方案中，该化合物具有以下式并且是半乳糖凝集素-3的抑制剂。表2显示了二Se糖的非限制性实施例。

表2

在一些实施方案中，该化合物具有以下式并且是半乳糖凝集素-3的抑制剂：表3显示了寡Se糖的非限制性实施例。

表3

由于羟基与CRD附近的氨基酸的额外潜在相互作用，预期四聚体Se-半乳糖苷相对于三聚体结构对CRD具有更高的亲和力(参见实施例14)。

不受理论束缚，本文所述的半乳糖-硒化合物具有增强的稳定性，因为其结构较不易于水解(代谢)和氧化，例如，无取代的芳香环、碳-氧系统、碳-氮系统等；

配体-蛋白质亲和力的计算评分

评价配体对靶分子的结合能力的标准测定在本领域是已知的，包括例如ELISA、蛋白质印迹和RIA。本文中详细描述了合适的测定。在一些实施方案中，结合动力学(例如，结合亲和力)可以通过本领域已知的标准测定(如通过Biacore分析)进行评估。本文中进一步详细描述了评价化合物对半乳糖凝集素功能特性的效应的测定。

确定蛋白质-配体结合亲和力的一种方式使用基于结构的模型，该模型可以预测当配体与蛋白质结合时产生的蛋白质-配体复合物的相互作用。可以通过X射线晶体学研究此类结构。在一些实施方案中，可以“计算机模拟”筛选感兴趣的化合物，以使用本领域已知的任何评分系统来预测配体对凝集素或半乳糖凝集素蛋白的亲和力。

在一些实施方案中，计算建模可以用于促进基于结构的药物设计。计算机模拟模型还能够在视觉上检查蛋白质-化合物相互作用、构象应变和可能的空间冲突并避免它们。在一些实施方案中，可以使用Glide(公司，波特兰，俄勒冈州)对蛋白质-配体亲和力进行评分。配体相对于蛋白质的位置和取向的组合以及灵活的对接被称为配体姿势(pose)，并且用GlideScore完成Glide的配体姿势的评分。GlideScore是一种提供配体结合自由能的估计值的定量测量。它具有许多包括力场(静电、范德华等)贡献的项以及已知影响配体结合的有利(rewarding)或不利(penalizing)相互作用的项。它含有两个能量要素；即生物反应的焓和熵贡献。焓-熵补偿的热力学原理是基于以下事实：由于紧密复合物的形成，随着结合变得更强，焓变得更负并且熵伴随趋于减少。因此，可以选择具有最低GlideScore的配体。

提供了用于抑制半乳糖凝集素-3和/或半乳糖凝集素-1的方法和化合物，然而本文所述的计算机模拟模型、测定和化合物可以应用于其他半乳糖凝集素蛋白和凝集素。

使用如下半乳糖凝集素-3CRD的计算机模拟模型：该模型基于人类半乳糖凝集素-3CRD的1KJR晶体结构(Sorme,P.等人(2005)J.Am.Chem.Soc.[美国化学学会杂志]127：1737-1743)并且使用半乳糖凝集素-3已知的“活性”和“非活性”化合物作为训练集和测试集进行改进。选择1KJR晶体结构是因为其独特的扩展腔允许在半乳糖的C3位置上的较大取代基(例如吲哚或萘)(Vargas-Berebgurl 2013,Barondes 1998,Sorme 2003)。表4显示了不同的二半乳糖苷的GlideScore：(1)具有相同取代基的硫代半乳糖苷、半乳糖苷、硒代半乳糖苷、二硒代半乳糖苷。

表4

GlideScore数据显示，向半乳糖上的异头碳引入Se(G-625)与硫代半乳糖苷(TD-139，也被称为G-240)得分相同。结果还表明，硫代半乳糖苷(TD-139)和硒代半乳糖苷化合物(G-625)具有相当的总体自由能估计预测值。因此，预期硫代半乳糖苷(TD-139)和硒代半乳糖苷化合物(G-625)具有相当的对半乳糖凝集素-3的亲和力和抑制剂效应。

测试了这些化合物与整合素和与半乳糖凝集素-3的亲和力。出人意料的是，硒代半乳糖苷化合物(G-625)显示出从约至少2倍至约至少3倍更佳的对半乳糖凝集素-3和对整合素的亲和力。

Se原子允许分子(例如G-625)的其余部分实现用TD-139所见的相互作用，但是相对于TD-139对半乳糖凝集素-3具有更高的亲和力，如基于Elisa的测定和荧光偏振测定所示。在一些实施方案中，式(1)的硒代半乳糖苷对半乳糖凝集素-3的亲和力比TD-139强至少两倍或至少三倍。在一些实施方案中，本发明的硒代半乳糖苷对半乳糖凝集素-3的亲和力比相应的硫代半乳糖苷强至少两倍或至少三倍。

如由计算结构分析所定义的，“成药性”特征考虑了化合物的：(1)立体异构化、(2)糖上羟基的位置(例如直立型(axial)或平伏型(equatorial))和(3)取代基的位置和性质。

1)立体异构化：应当注意，具有相同2D命名的化合物可以具有不同的3D结构，该不同的3D结构可以导致非常不同的结合姿势以及不同的预测结合自由能预测因子(GlideScore)。

2)羟基：糖上的羟基的位置(例如直立型或平伏型)在化合物结合中起重要作用。具体地，本发明涉及基于半乳糖的化合物，该半乳糖与结合到异头碳上的硒原子结合，并用作分子其余部分的连接体。

3)取代基：根据一些方面，这些化合物可以具有取代基，这些取代基能够或被设计成到达作为已知和未知的结合位点的一部分的氨基酸，以在配体的结合中起作用。本领域技术人员将理解，半乳糖凝集素以毫摩尔范围内的解离常数结合单糖半乳糖。已证明向半乳糖中添加N-乙酰基葡糖胺可以提供与邻近位点的额外相互作用，这将化合物对半乳糖凝集素-3的亲和力提高10倍以上(Bachhawat-Sikder等人FEBS Lett.[欧洲生物化学会联盟通讯]2001年6月29日；500(1-2):75-9)。

在糖的3位上进一步添加非天然衍生物(如萘酚)可以增强亲和力至低微摩尔范围(例如，0.003mM)。这种取代利用与表面残基Arg 144的阳离子-π相互作用。

人类半乳糖凝集素-3腔浅，具有高的溶剂可及性。它非常亲水，但能够与Arg144且可能与Trp181形成阳离子-π相互作用(Magnani 2009,Logan 2011)。已证明，在配体结合后，Arg144从蛋白质表面向上移动3.5A以形成芳烃-精氨酸相互作用的口袋。应该注意的是，Arg144在其他半乳糖凝集素(例如Gal-1、Gal-9)中不存在，并且这在我们的计算机模拟模型中正在开发。类似地，通过利用与Arg186的表面残基的阳离子-π相互作用可以改善效力。例如，已报道在半乳糖的C3处的三唑取代增加半乳糖凝集素3的亲和力(Salameh BA等人Bioorg.Med.Chem.Lett.[生物有机化学与药物化学通讯]2005年7月15日；15(14):3344-6)。

亚位点C处的色氨酸181在整个半乳糖凝集素家族中是保守的。在所有报道的半乳糖凝集素-糖复合物中发生容纳在亚位点C内的Trp181(W181)侧链与碳水化合物残基(半乳糖是天然的碳水化合物占据者)之间的π-π堆积相互作用。

为了开发基于结构的有效半乳糖凝集素抑制剂(如半乳糖凝集素-3抑制剂)设计的有效方法，基于保守结合基序的三维结构和理化性质，了解碳水化合物识别的详细分子基础非常重要。高清晰度结构信息极大地有助于这方面(参见Ultra-High-ResolutionStructures and Water Dynamics[超高清晰度结构和水动力学],Saraboji,K.等人,Biochemistry[生物化学].2012年1月10日；51(1):296–306)。虽然很明显半乳糖凝集素-3CRD位点被预先组织以识别氧的碳水化合物样框架(参见图2)，但预期不会识别具有两倍至三倍活性增加的含Se化合物。

在半乳糖凝集素-3(参见图3中的CRD结合口袋)中，Arg144的侧链由于其固有的灵活性而能够采用不同的构象，这可经由与芳香族部分的精氨酸-芳烃相互作用(阳离子-π或π-π堆积相互作用)促成更大的亲和力。

在一些实施方案中，使用计算机丙氨酸扫描诱变(ASM)或“计算机模拟丙氨酸扫描(in-silico-alanine-scan)”来鉴定影响配体亲和力的半乳糖凝集素的关键残基。ASM可以通过用丙氨酸顺序替换单个残基来进行，以鉴定参与蛋白质功能、稳定性和形状的残基。每个丙氨酸取代检查单个氨基酸对蛋白质功能性的贡献。

为了更好地理解CRD结合口袋内残基的重要性(图3)，通过在Glide中对接式1的化合物和半乳糖凝集素-3抑制剂(3,3'-二脱氧-3,3'-二-[4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基]-1,1'-硫烷二基-二--D-半乳吡喃糖苷)(TD139，参见WO 2016005311 A1，通过引用以其全文并入)运行“计算机模拟丙氨酸扫描”。预测参与结合的残基发生突变，并且预期至丙氨酸的突变将对GlideScore结果具有影响。将丙氨酸扫描用于预测残基对配体结合的重要性。

例如，据报道半乳糖凝集素-3R186S消除了碳水化合物相互作用。显示R186S对LacNAc(糖蛋白聚糖上常见的二糖部分)具有选择性丧失的亲和力，并且丧失了激活中性粒细胞白细胞和细胞内靶向囊泡的能力。(参见Salomonsson E.等人,J Biol Chem.[生物化学杂志]2010年11月5日；285(45):35079-91。)

表5使用TD-139化合物的计算机模拟丙氨酸扫描比较结果

化合物	取代	GlideScore	dG
				TD-139	半乳糖凝集素-3WT	-6.289	100.00
TD-139	半乳糖凝集素-3-R186A	-5.345	84.99
				TD-139	半乳糖凝集素-3-R162A	-5.56	88.41
TD-139	半乳糖凝集素-3-R144A	-6.502	103.39
				TD-139	半乳糖凝集素-3-W181A	-5.256	83.57
TD-139	半乳糖凝集素-3-H158A	-5.315	84.51
				TD-139	半乳糖凝集素-3-N174A	-5.069	80.60

表6使用具有式1的G-625化合物的计算机模拟丙氨酸扫描比较结果

化合物	取代	GlideScore	dG
				G-625	半乳糖凝集素-3WT	-6.254	100
G-625	半乳糖凝集素-3-R186A	-5.989	95.76
				G-625	半乳糖凝集素-3-R162A	-5.637	90.13
G-625	半乳糖凝集素-3-R144A	-6.564	104.96
				G-625	半乳糖凝集素-3-W181A	-5.37	85.87
G-625	半乳糖凝集素-3-H158A	-5.178	82.80
				G-625	半乳糖凝集素-3-N174A	-5.074	81.13

**dG>100表明在突变为丙氨酸时配体结合增加，然而dG<100表明突变时配体结合减少。

这些结果表明TD-139的“分子相互作用特征”不同于G-625。表5和6显示了如通过计算机模拟模型预测的相互作用特征(interaction profile)。TD139极大地受R186A突变的引入的影响(存在GlideScore的“约15％降低”，其是游离结合能的预测因子)。在另一方面，R186A对G-625的影响较小，并且G-625对H158A突变更加敏感。

出人意料的是，丙氨酸扫描显示残基N174在TD-139和G-625两种化合物的结合中起重要作用。不受理论束缚，有可能残基N174可能有助于将半乳糖核心定位在“最佳取向”，这将使CRD位点能够识别氧的碳水化合物样框架。

计算机模拟丙氨酸扫描表明G-625具有独特的结合特征，同时保持与已知CRD残基如Arg 162、Arg 186和Arg 144的相互作用。基于这些结果，探索了与位于位点A：S237；位点B：D148；位点C-D：A146、K176、G182和E165；以及位点C-环中的N166(图2和3)的残基的相互作用以改善与CRD的相互作用。

合成途径

本发明的化合物可以通过以下一般方法和程序制备。应当理解，在给出典型或优选的工艺条件(例如反应温度、时间、反应物的摩尔比、溶剂、压力、pH等)的情况下，除非另有说明，否则还可以使用其他工艺条件。最佳反应条件可以随特定反应物、所使用溶剂和pH等而变化，但此类条件可以由本领域技术人员通过常规优化程序确定。

在一些实施方案中，使用图4中所示的合成途径合成化合物。

例如，如实施例17中所示制备化合物G-625。

药物组合物

本发明的方面涉及本文所述的化合物用于制造药物的用途。

本发明的方面涉及包含本文所述化合物中的一种或多种的药物组合物。在一些实施方案中，药物组合物包含以下中的一种或多种：药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂和载体。

术语“药学上可接受的载体”是指可以与本发明的化合物一起给予至受试者(例如，患者)并且不破坏其药理学活性并且在按足以递送治疗量或有效量的化合物的剂量给予时无毒的载体或佐剂。

“药学上可接受的载体”是指任何和所有溶剂、分散介质。此类介质和化合物用于药物活性物质的用途在本领域中是熟知的。优选地，载体适合用于口服、静脉内、肌肉内、皮下、肠胃外、脊柱或硬膜外给予(例如，通过注射或输注)。取决于给予途径，活性化合物可以包被在一种材料中，以保护该化合物免受酸和可以使该化合物失活的其他自然条件的作用。

在一些实施方案中，药物组合物包含本文所述的化合物作为活性成分以及药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂或载体。药物组合物可以包含从1至99重量％的药学上可接受的佐剂、稀释剂、赋形剂或载体以及从1至99重量％的本文所述的化合物。

可以用于本发明的组合物中的佐剂、稀释剂、赋形剂和/或载体是药学上可接受的，即与药物组合物的化合物和其他成分相容，并且对其接受者无害。可以用于本发明的药物组合物中的佐剂、稀释剂、赋形剂和载体是本领域技术人员所熟知的。

本发明的化合物对实验动物或人的有效口服剂量可以用各种增强经由胃和小肠对化合物的吸收的赋形剂和添加剂配制。

本发明的药物组合物可以包含两种或更多种本发明的化合物。该组合物还可以与本领域内的其他药物一起用于治疗相关失调。

在一些实施方案中，包含一种或多种本文所述的化合物的药物组合物可以适用于口服、静脉内、局部、腹膜内、鼻腔、经颊、舌下或皮下给予，或者适用于以例如气溶胶或空气悬浮的细粉的形式经由呼吸道给予，或者适用于经由眼睛、眼内、玻璃体内或角膜给予。

在一些实施方案中，包含一种或多种本文所述的化合物的药物组合物可以是处于例如片剂、胶囊、粉末、注射用溶液、喷雾溶液、软膏、透皮贴剂或栓剂的形式。

本发明的一些方面涉及药物组合物，该药物组合物包含本文所述的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物以及任选地药学上可接受的添加剂，如载体或赋形剂。

有效口服剂量可以是有效肠胃外剂量的量的10倍至高达100倍。

可以每日、以一次剂量或分次剂量或每周两次、或每周三次、或每月一次给予有效口服剂量。

在一些实施方案中，本文所述的化合物可以与一种或多种其他治疗剂共同给予。在某些实施方案中，另外的药剂可以作为多剂量方案的一部分与本发明的化合物单独给予(例如，顺序地，例如，与本发明的化合物的给予按不同的重叠方案)。在其他实施方案中，这些药剂可以是在单一组合物中与本发明的化合物混合在一起的单一剂型的一部分。在仍另一个实施方案中，这些药剂可以作为单独的剂量给予，该剂量在本发明的化合物的大约相同时间给予。当组合物包含本发明的化合物和一种或多种另外的治疗剂或预防剂的组合时，化合物和另外的药剂两者都可以按通常在单一疗法方案中给予的剂量的在约1％至100％之间、更优选地在约5％至95％之间的剂量水平存在。

本发明的方面涉及与其他抗肿瘤药物(包括但不限于检查点抑制剂(抗-CTLA2、抗-PD1、抗-PDL1))、其他免疫调节剂(包括但不限于抗OX40)、以及多种机制的多种其他抗肿瘤药剂组合来治疗肿瘤病症的组合物或化合物。

在一些实施方案中，治疗有效量的化合物或组合物可以与治疗有效量的各种抗炎症药物、维生素、其他药物和营养药物或补充剂或其组合(但不限于此)相容且有效。

本发明的方面涉及与其他抗肿瘤药物(包括但不限于检查点抑制剂(抗-CTLA2、抗-PD1、抗-PDL1))、其他免疫调节剂(包括但不限于抗OX40)、以及多种机制的多种其他抗肿瘤药剂组合来治疗肿瘤病症的组合物或化合物。

治疗方法

本发明的一些方面涉及本文所述的化合物或本文所述的组合物用于在治疗与半乳糖凝集素与配体结合有关的失调中使用的用途。在一些实施方案中，半乳糖凝集素是半乳糖凝集素-3。

本发明的一些方面涉及治疗与半乳糖凝集素与配体结合有关的各种失调的方法。在一些实施方案中，这些方法包括在对其有需要的受试者中给予治疗有效量的至少一种本文所述的化合物。在一些实施方案中，对其有需要的受试者是具有高水平的半乳糖凝集素-3的人类。半乳糖凝集素例如半乳糖凝集素-3的水平可以使用本领域已知的任何方法定量。

在一些实施方案中，该失调是炎症性失调，例如炎症性肠病、克罗恩病、多发性硬化、系统性红斑狼疮或溃疡性结肠炎。

在一些实施方案中，该失调是纤维化，例如肝纤维化、肺纤维化、肾纤维化、心脏纤维化或损害器官正常功能的任何器官的纤维化。

在一些实施方案中，该失调是癌症。

在一些实施方案中，该失调是自身免疫疾病，如类风湿性关节炎和多发性硬化。

在一些实施方案中，该失调是心脏病或心力衰竭。

在一些实施方案中，该失调是代谢失调，例如糖尿病。

在一些实施方案中，所涉及的失调是病理性血管生成，如眼部血管生成、与眼部血管生成相关的疾病或病症、和癌症。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗伴有或不伴有肝纤维化的非酒精性脂肪性肝炎、炎症性和自身免疫性失调、肿瘤病症或癌症。

在一些实施方案中，该组合物可以用于治疗肝纤维化、肾纤维化、肺纤维化或心脏纤维化。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物能够增强器官中的抗纤维化活性，这些器官包括但不限于肝、肾、肺和心脏。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗脉管系统的炎症性失调，包括动脉粥样硬化和肺动脉高血压。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗心脏失调，包括心力衰竭、心律失常和尿毒症性心肌病。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗肾病，包括肾小球病和间质性肾炎。

在一些实施方案中，该组合物或该化合物可以用于治疗炎症性、增生性和纤维化皮肤失调，包括但不限于银屑病和硬皮病。

本发明的方面涉及治疗变应性或特应性病症(包括但不限于湿疹、特应性皮炎或哮喘)的方法。

本发明的方面涉及通过增强器官(包括但不限于肝、肾、肺和心脏)中的抗纤维化活性来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症性和纤维化失调的方法。

本发明的方面涉及与具有治疗非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的治疗活性的组合物或化合物有关的方法。在其他方面，本发明涉及降低与非酒精性脂肪性肝炎(NASH)相关的病理学和疾病活动的方法。

本发明的方面涉及用于治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症性和自身免疫性失调的组合物或化合物、或者治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的炎症性和自身免疫性失调的方法，这些失调包括但不限于关节炎、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、哮喘、和炎症性肠病。

本发明的方面涉及通过抑制由半乳糖凝集素增加促进的过程来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的肿瘤病症(例如良性或恶性肿瘤疾病)的组合物或化合物。在一些实施方案中，本发明涉及通过抑制由半乳糖凝集素增加促进的过程来治疗其中半乳糖凝集素至少部分参与发病机理的肿瘤病症(例如良性或恶性肿瘤疾病)的方法。在一些实施方案中，组合物或化合物可以用于治疗或预防肿瘤细胞生长、侵袭、转移和新血管形成。在一些实施方案中，组合物或化合物可以用于治疗原发性和继发性癌症。

实施例

实施例1：半乳糖凝集素与生理配体结合的化合物抑制

半乳糖凝集素蛋白(包括但不限于半乳糖凝集素-3和半乳糖凝集素-1)在哺乳动物物种(包括但不限于啮齿动物、灵长类动物和人类)中具有多种生物学相关的结合配体。半乳糖凝集素是碳水化合物结合蛋白，其与具有含β-半乳糖苷的糖的糖蛋白结合。半乳糖凝集素蛋白与这些配体结合的结果导致在细胞之中和之上以及在组织和整个生物体中产生过多的生物学效应，包括调节细胞存活和信号传导、影响细胞生长和趋化性、干扰细胞因子分泌、介导细胞-细胞和细胞-基质相互作用或影响肿瘤进展和转移。此外，半乳糖凝集素蛋白正常表达的变化是多种疾病(包括但不限于炎症、纤维化和肿瘤疾病)的病理学效应的原因。

本发明中描述的化合物被设计成结合半乳糖凝集素蛋白(包括但不限于半乳糖凝集素-3)的碳水化合物识别结构域，并破坏与生物相关配体的相互作用。它们旨在抑制半乳糖凝集素蛋白的功能，这些蛋白可能以正常表达水平或在它们增加超过生理水平的情况下参与病理过程。

在正常细胞功能和疾病的病理学中重要的半乳糖凝集素蛋白的一些配体包括但不限于TIM-3(T细胞免疫球蛋白粘蛋白-3)、CD8、T细胞受体、整合素、半乳糖凝集素-3结合蛋白、TGF-β受体、层粘连蛋白、纤连蛋白、BCR(B细胞受体)、CTLA-4(细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4)、EGFR(表皮生长因子受体)、FGFR(成纤维细胞生长因子受体)、GLUT-2(葡萄糖转运蛋白-2)、IGFR(胰岛素样生长因子受体)、各种白细胞介素、LPG(脂磷酸聚糖)、MHC(主要组织相容性复合物)、PDGFR(血小板衍生生长因子受体)、TCR(T细胞受体)、TGF-β(转化生长因子-β)、TGFβR(转化生长因子-β受体)、CD98、Mac3抗原(溶酶体相关膜蛋白2(LAMP2)也称为CD107b(分化簇107b))。

已进行实验以评价半乳糖凝集素蛋白与这些介导细胞功能的各种生物配体的物理相互作用。设计这些实验以评价在各种半乳糖凝集素-3配体之间的相互作用，并确定本文所述的化合物是否能够抑制这些相互作用，如图5A和5B所示。

使用这一测定，显示本文所述的化合物抑制半乳糖凝集素蛋白与其配体(包括但不限于各种整合素分子(αVβ3、αVβ6、αMβ2、α2β3等等))的相互作用，其中IC50在约0.5nM至约50μM的范围内。在一些实施方案中，IC50为从约0.5nM至约1nM。在一些实施方案中，IC50为从约1nM至约10nM。在一些实施方案中，IC50为从约10nM至约100nM。在一些实施方案中，IC50为从约100nM至约1μM。在一些实施方案中，IC50为从约1μM至约10μM。在一些实施方案中，IC50为从约10μM至约50μM。参见图11A至11E。

实施例2：半乳糖凝集素与标记探针结合的化合物抑制

已开发出与半乳糖凝集素-3和其他半乳糖凝集素蛋白结合的荧光素标记的探针，并且这些探针已用于建立使用荧光偏振来测量配体对半乳糖凝集素蛋白的结合亲和力的测定( P,等人Anal Biochem.[分析生物化学]2004年11月1日；334(1):36-47)。

本文所述的化合物与半乳糖凝集素-3以及其他半乳糖凝集素蛋白紧密结合，使用该测定并且将探针替换为高亲和力，其中IC₅₀(50％抑制的浓度)在约0.5nM至约5μM之间。在一些实施方案中，IC50为从约0.5nM至约1nM。在一些实施方案中，IC50为从约1nM至约10nM。在一些实施方案中，IC50为从约10nM至约100nM。在一些实施方案中，IC50为从约100nM至约1μM。在一些实施方案中，IC50为从约1μM至约10μM。在一些实施方案中，IC50为从约10μM至约20μM。

生理配体的抑制：

开发功能测定以检测生理配体如整合素的抑制，如图5B所示。

使用gal-3/整合素相互作用ELISA测定比较了硫代二糖苷G240(TD-139)和硒代二糖苷G-625化合物。图10和图11A-11C显示了G625是比TD-139(G240)更有效的Gal-3/整合素抑制剂。

已显示用苯二氟化物取代的Se-单半乳糖苷(G-656和G662)显著抑制gal-3与整合素的相互作用，如图11D和11E所示。

荧光偏振

使用特定荧光配体的荧光偏振信号测试两种化合物(G-625和G-240)(参见图6B)。

结构：

G-240或TD-139：β-D-半乳吡喃糖苷,3-脱氧-3-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)-β-D-半乳吡喃糖基3-脱氧-3-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)-1-硫代-。G-240(TD-139)在两个芳基-三唑-半乳糖苷之间具有硫酸盐桥。

G-625-β-D-半乳吡喃糖苷,3-脱氧-3-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)-β-D-半乳吡喃糖基3-脱氧-3-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)-1-硒代-。G-625在两个芳基-三唑-半乳糖苷之间具有单硒化物桥

图7A和图7B中显示的抑制曲线表明，本文所述的化合物G-625是比半乳糖凝集素-3CRD特异性荧光配体的G-240(TD-139)好两倍的抑制剂。

合成了G-626(G-625的二硒化物衍生物)(参见表4)。G-626在荧光偏振测定中显示出抑制活性(参见图6B和图8A)。

合成了G-662硒代单糖(参见表1)，并且显示在荧光偏振测定中抑制Gal-3结合(图8B)。

实施例3：使用FRET测定对半乳糖凝集素结合的化合物抑制

开发FRET测定(荧光共振能量转移测定)用于评价半乳糖凝集素蛋白(包括但不限于半乳糖凝集素-3)与模型荧光标记探针的相互作用(参见图6A)。使用这一测定，本文所述的化合物与半乳糖凝集素-3以及其他半乳糖凝集素蛋白紧密结合，并且将探针替换为高亲和力，其中IC₅₀(50％抑制的浓度)在约0.5nM至约5μM之间。在一些实施方案中，IC50为从约0.5nM至约1nM。在一些实施方案中，IC50为从约1nM至约10nM。在一些实施方案中，IC50为从约10nM至约100nM。在一些实施方案中，IC50为从约100nM至约1μM。在一些实施方案中，IC50为从约1μM至约5μM。

实施例4：化合物与半乳糖凝集素蛋白中的氨基酸残基的结合

将异核NMR光谱用于评价本文所述的化合物与半乳糖凝集素分子(包括但不限于半乳糖凝集素-3)的相互作用，以评价半乳糖凝集素-3分子上的相互作用残基。

一致地将¹⁵N标记的Gal-3在BL21(DE3)感受态细胞(Novagen)中表达，在基本培养基中生长，在乳糖亲和柱上纯化，并在凝胶过滤柱上分级，如前所述用于生产Gal-1(Nesmelova IV,Pang M,Baum LG,Mayo KH.1H,13C,and 15N backbone and side-chainchemical shift assignments for the 29 kDa human galectin-1 protein dimer.[29kDa人类半乳糖凝集素-1蛋白二聚体的1H、13C和15N骨架和侧链化学位移分配]BiomolNMR Assign[生物分子NMR分配]2008年12月；2(2):203-205)。

一致地将¹⁵N标记的Gal-3以2mg/ml的浓度溶解于pH 7.0的20mM磷酸钾缓冲液中，使用95％H₂O/5％D₂O混合物进行配制。将¹H-¹⁵N HSQC NMR实验用于研究本文所述的一系列化合物的结合。先前报道了重组人类Gal-3的¹H和¹⁵N共振分配(Ippel H,等人(1)H,(13)C,and(15)N backbone and side-chain chemical shift assignments for the 36proline-containing,full length 29 kDa human chimera-type galectin-3.[含有36个脯氨酸的全长29kDa人类嵌合型半乳糖凝集素-3的(1)H、(13)C、和(15)N骨架和侧链化学位移分配]Biomol NMR Assign[生物分子NMR分配]2015年4月；9(1):59-63)。

NMR实验在30℃下在配备有H/C/N三共振探针和x/y/z三轴脉冲场梯度单元的Bruker 600MHz、700MHz或850MHz光谱仪上进行。二维¹H-¹⁵N HSQC的梯度灵敏度增强版本分别应用于氮和质子维度的256(t1)x 2048(t2)复合数据点。将原始数据使用NMRPipe转换和处理，并使用NMRview进行分析。

这些实验显示在本文所述的化合物之间在半乳糖凝集素-3的碳水化合物结合结构域中的结合残基的差异。

实施例5：与半乳糖凝集素结合抑制有关的细胞因子活性的细胞活性

实施例1描述了本申请的化合物抑制生理配体与半乳糖凝集素分子结合的能力。在本实施例的实验中，评价了那些结合相互作用的功能意义。

被本文所述的化合物抑制的与半乳糖凝集素-3的相互作用之一是TGF-β受体。因此，进行了实验以评价化合物对细胞系中TGR-β受体活性的效应。用TGF-β处理各种TGF-β应答细胞系，包括但不限于LX-2和THP-1细胞，并通过观察第二信使系统(包括但不限于各种细胞内SMAD蛋白的磷酸化)的激活来测量细胞的应答。在确定TGF-β激活各种细胞系中的第二信使系统之后，用本文所述的化合物处理细胞。这些实验显示这些化合物抑制TGF-β信号传导途径，从而证实实施例1中描述的结合相互作用抑制在细胞模型中具有生理学作用。图14A和14B显示G-625相对于G-240的增强活性。

还进行了细胞测定以评价抑制半乳糖凝集素-3与各种整合素分子相互作用的生理学意义。使用与血管内皮细胞以及其他细胞系结合的单核细胞进行细胞-细胞相互作用研究。发现用本文所述的化合物处理细胞抑制这些整合素依赖性相互作用，从而证实实施例1中描述的结合相互作用抑制在细胞模型中具有生理学作用。

生物测定程序：

用于MCF-7细胞(结肠癌)的程序如下：

1.将MCF-7细胞重悬于含有4X Pen/Strep和0.25％胎牛血清(吉布科公司(Gibco)批号120216)的培养基中。

2.添加100μl培养基，具有大约4,000-10,000个细胞/孔(传代5次至30次)，并将细胞在37℃下孵育至少24小时。

3.如上所述，将测试的化合物在测定培养基中连续稀释，通常在100μg/ml至20ng/mL的范围内。

4.将100ml连续稀释的化合物一式两份添加到测定板中的细胞中。每孔的最终体积为200ml，(含有2x Pen/Strep，0.25％FBS和如所示的化合物)

5.将细胞在37℃下孵育60-80小时。

6.向每个孔中添加20ml的普洛麦格基质(Promega Substrate)[CellTiter 96Aqueous One Solution]试剂。

7.将细胞在37℃下孵育4-8小时，并读取在490nm处的OD。

用于HTB-38细胞(乳腺癌)的程序如下：

1.将HTB-38细胞重悬于含有8ng/ml h-IFN-γ、4X Pen/Strep和10％胎牛血清(吉布科公司(Gibco)批号1260930)的培养基中。

2.将细胞以100μl/孔转移到测定板中(4,000-10,000个细胞/孔，传代4-30次)。

3.如上所述，将测试的化合物在测定培养基中连续稀释，通常在100μg/ml至20ng/mL的范围内。

4.将100μl/孔连续稀释的化合物一式两份添加到细胞中。每孔的最终体积为200μl，含有4ng/ml h-IFN-γ、2x Pen/Strep，

5.将细胞在37℃下孵育60-90小时。

6.向每个孔中添加20μl的普洛麦格基质[CellTiter 96 Aqueous One Solution]试剂。

7.将细胞在37℃下孵育4-8小时，并读取在490nm处的OD。

图12A和12B：在Se-二半乳糖苷G-625存在下的细胞培养物的活力显示在对基于炎症和纤维发生细胞的模型具有显著效应的浓度下没有细胞毒性。将细胞在标准生长培养基中暴露于G-625超过3天。

进行细胞能动性测定以评价抑制半乳糖凝集素-3与实施例1中定义的各种整合素和其他细胞表面分子的相互作用的生理学意义。在半透膜分隔的孔装置中使用多个细胞系进行细胞研究。发现用本文所述的化合物处理细胞抑制细胞能动性，从而证实实施例1中描述的结合相互作用抑制在细胞模型中具有生理作用。

实施例6：体外炎症模型(基于单核细胞的测定)

使用PMA(佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯)，从分化成炎症性巨噬细胞的THP-1单核细胞培养物开始，建立巨噬细胞极化模型，持续2-4天。一旦分化(M0巨噬细胞)，这些巨噬细胞用LPS或LPS和IFN-γ诱导以将巨噬细胞激活(M1)至炎症阶段，持续1-3天。分析细胞因子和趋化因子的阵列以确认将THP-1衍生的巨噬细胞极化至炎症阶段。如下评价抗半乳糖凝集素3化合物对巨噬细胞极化的影响：首先通过使用比色法(使用四唑鎓试剂)监测细胞活力以确定增殖或细胞毒性测定(普洛麦格公司(Promega)，The CellTiterAQueousOne Solution Cell Proliferation Assay，其含有一种新颖四唑鎓化合物[3-(4,5-二甲基-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H-四唑鎓，内盐；MTS]和电子偶联剂(吩嗪乙硫酸酯；PES))中活细胞的数量，并且通过定量测量趋化因子单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1/CCL2)评价炎症阶段，该单核细胞趋化蛋白-1是一种在炎症的细胞过程中调节单核细胞/巨噬细胞迁移和浸润的关键蛋白。对前导活性化合物完成了其他细胞因子和趋化因子的表达和分泌的后续测试。结果以MCP-1的减少百分比表示。

图13A和13B显示用内毒素刺激5天的炎症性THP-1单核细胞中MCP-1的抑制。通过微生物内毒素刺激THP-1细胞，该内毒素将细胞转化为炎症性巨噬细胞(M1)，该巨噬细胞分泌炎症性细胞因子如单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)。

在本实施例中，方法步骤如下：

在含有庆大霉素的培养基中培养THP-1细胞

2)将THP-1细胞以2,000个细胞/孔转移至96孔板中的孔中，供在含有10ng/ml PMA的测定培养基中孵育2天

3)在含有LPS(10ng/ml)的培养基中制备测试化合物的连续稀释物

4)向每个孔中添加100ml化合物/LPS溶液至每个孔的最终测定体积200ml，其中还含有庆大霉素和5ng/ml PMA

5)将细胞孵育长达8天。

6)每隔一天取出60μl的样品用于生物测定

7)终止时，向每个孔中添加15ml普洛麦格基质CellTiter 96 Aqueous OneSolution以监测细胞毒性(在490nm处)

8)对于细胞生物标志物评价，将细胞用1XPBS洗涤并用200μl裂解缓冲液提取1小时。将提取物向下旋转10分钟，并从顶部取出120ul样品。将所有样品保持在-70℃直至测试。

图13显示G-625和G-626两者都通过减少MCP-1(极化巨噬细胞的生物标志物)的分泌而对炎症阶段具有抑制效应。

实施例7：细胞培养纤维发生模型

用纤维生成的星形细胞培养物(包括但不限于LX-2细胞)进行实验，以评价本文的化合物的细胞效应。在使用去除血清的培养基和掺入不同百分比的THP-1细胞条件培养基的培养基的培养物中激活LX-2细胞。通过各种明确定义的标志物(包括但不限于TIMP-1)监测LX-2细胞的激活。明确的LX-2细胞激活在治疗后24小时变得明显。发现用本文所述的化合物处理细胞抑制激活，从而证实了在细胞模型中的生理学作用。

图14A和14B显示在5天血清饥饿刺激的LX-2细胞(肝纤维发生星形细胞)中由硒化合物G625在TGFb1中对半乳糖凝集素-3表达的抑制。

TGFb1刺激肝星形细胞进入纤维发生途径，从而导致胶原和其他纤维化生物标志物的分泌。随着使用针对Gal-3的荧光标记单克隆抗体建立了流式细胞仪实验，半乳糖凝集素-3在肝细胞膜上的表达大大增强。将乳糖和半乳糖用于证明刺激对Gal-3表达的特异性。虽然已知乳糖对Gal-3具有结合亲和力，但是半乳糖缺乏这种亲和力。据预期，乳糖将具有影响(在相对高的浓度下)，而半乳糖不应具有任何影响。结果证实了这一假设。

实施例8：肝纤维化的体内动物模型

NASH小鼠纤维化模型

NASH模型使用雄性新生小鼠[C57BL/6J小鼠]。通过在出生后2天单次皮下注射链脲菌素(西格玛公司(Sigma)，圣路易斯，密苏里州)溶液(其诱导糖尿病)随后给予高脂肪饮食来诱导疾病。还可以使用其他NASH模型，包括在各种小鼠品系(DIAMOND小鼠)中使用高脂肪和/或脂肪加糖饮食。四周龄后，引入高脂肪饮食(HFD，57％kcal来自脂肪)持续12周至长达16周。媒介物和各种剂量下的测试物质每周口服或SQ或静脉内给予，并以mg/kg体重计算。

基于血浆ALT水平和体重，在治疗前将小鼠进行随机化到治疗组中。研究中至少有3个治疗组(每组在6至15只之间的小鼠)，包括一组为媒介物对照，一组为正常小鼠，以及另一组含有不同浓度的硒代半乳糖苷化合物，该化合物在NASH和肝纤维化发展期间的不同时间开始以不同间隔给予。

本文所述的硒代半乳糖苷化合物在不同的治疗持续时间后，相对于媒介物对照将肝纤维化减少了10％至80％的胶原(如测量的)或降低至几乎正常的胶原水平，降低了在10％至80％之间的肝脂肪水平，减少了在10％至80％之间的肝细胞凋亡，并且减少了在10％至80％之间的肝炎症，如在正常小鼠中所确定的。

一般生物化学测试：

肝功能是在血浆中评价AST、ALT、总胆红素、肌酸酐和TG的水平，其通过例如FUJIDRY CHEM 7000(富士胶片公司(Fuji Film)，日本)进行测量。

肝生物化学：为了定量肝羟脯氨酸含量(胶原含量的定量评估)，通过标准碱性酸水解方法处理冷冻的肝样品(40-70mg)，并将羟脯氨酸含量归一化至总肝蛋白。

通过Folch方法从尾状叶获得总肝脂质提取物，并使用甘油三酸酯E-测试(和光公司(Wako)，日本)测量肝TG水平。

组织病理学和免疫组织化学分析从Bouin溶液中预固定的肝组织的石蜡块切下肝切片，并用Lillie-Mayer苏木精(武土纯化学品公司(Muto Pure Chemicals)，日本)和伊红溶液(和光公司(Wako)，日本)染色。

为了使胶原沉积物可视化，使用苦味酸天狼星红(picro-Sirius red)溶液(瓦尔德克股份责任有限公司(Waldeck GmbH&Co.KG)，德国)对Bouin固定的肝切片进行染色。还根据建立的标准计算NAFLD活动得分(NAS)。

可以从每个阳性区域估计SMA、F4/80、半乳糖凝集素-3、CD36和iNOS的免疫组织化学作为炎症和纤维化程度的指示。

大鼠纤维化/肝硬化模型(TAA模型)：

这些实验使用从动物研究设施(杰克逊实验室(Jackson Laboratory))获得的在160g至280g之间的雄性Sprague–Dawley大鼠，这些大鼠根据实验室动物护理和使用指南(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)(实验室动物资源研究所(Institute of Laboratory Animal Resources)，1996，自然学术出版社(Nat.Acad.Press))和机构动物护理和使用委员会(Institutional Animal Care and Usecommittee，IACUC)进行维持。在实验结束时，在苯巴比妥麻醉下使动物安乐死。

在两周的驯化期后，开始8周的诱导期，在该诱导期中对所有大鼠进行腹膜内(IP)注射硫代乙酰胺(TAA，西格玛化学品公司(Sigma Chemical Co.)，圣路易斯，密苏里州，美国)溶解于0.9％盐水中的无菌溶液，通过IP注射每周给予两次或每周三次，初始周剂量为450mg/kg/wk，随后的七周给予方案为400mg/kg/wk体重。为了评估纤维化的进展，在第4周和第8周使两只大鼠安乐死，并在组织学上检查肝。为了发展肝硬化，对动物腹膜内(IP)给予TAA长达11-12周，对于纤维化8周就足够了。治疗从第8周开始持续4周，媒介物对照组每周两次腹膜内给予0.9％NaCl，持续四周。实验性测试样品腹膜内、静脉内或口服每周两次或一次、或者以其他间隔给予，该给予对于纤维化或肝硬化分别从第8周或第11周开始。在治疗期结束时，使用在1％-5％之间的异氟烷通过吸入将大鼠置于麻醉下并进行剖腹术。在处死时，使用引入门静脉中的16G血管导管测量门静脉压力，以测量水柱的高度。将肝去除、称重，并将来自最大叶片的块用于进一步分析。还将脾去除并称重，然后丢弃。

来自实验的天狼星红(Sirius red)染色的肝切片的代表性组织学显示平均胶原减少20％，这对抗纤维化效应是统计上可接受的。桥接纤维化(bridging fibrosis)链指示纤维化进展阶段(这些是胶原纤维链)。

生物化学测试：在NASH模型中完成了各种诊断测试以评价由于纤维化引起的肝损伤的扩展：

肝功能是在血浆中评价AST、ALT、总胆红素、肌酸酐和TG的水平，其通过例如FUJIDRY CHEM 7000(富士胶片公司(Fuji Film)，日本)进行测量。

肝生物化学：为了定量肝羟脯氨酸含量(胶原含量的定量评估)，通过标准碱性酸水解方法处理冷冻的肝样品(40-70mg)，并将羟脯氨酸含量归一化至总肝蛋白。

通过Folch方法从尾状叶获得总肝脂质提取物，并使用甘油三酸酯E-测试(和光公司(Wako)，日本)测量肝TG水平。

组织病理学和免疫组织化学分析从Bouin溶液中预固定的肝组织的石蜡块切下肝切片，并用Lillie-Mayer苏木精(武土纯化学品公司(Muto Pure Chemicals)，日本)和伊红溶液(和光公司(Wako)，日本)染色。

为了使胶原沉积物可视化，使用苦味酸天狼星红(picro-Sirius red)溶液(瓦尔德克股份责任有限公司(Waldeck GmbH&Co.KG)，德国)对Bouin固定的肝切片进行染色。还根据建立的标准计算NAFLD活动得分(NAS)。

可以从每个阳性区域估计SMA、F4/80、半乳糖凝集素-3、CD36和iNOS的免疫组织化学作为炎症和纤维化程度的指示。

肝纤维化的胆管模型

完成这些实验以评价本文所述的化合物对在引起胆纤维化的胆管结扎或药物治疗后的肝纤维化的功效。用本文所述的化合物治疗的动物显示与媒介物对照相比肝纤维化减少了。

实施例9：肺纤维化的体内动物模型

完成这些实验以评价本文所述的化合物对预防博来霉素诱导的肺纤维化的功效。气管内输注盐水的未经治疗的对照组由在6只至12只之间的小鼠组成。在第0天其他组通过缓慢气管内输注到肺部给予博来霉素。在第-1天、第2天、第6天、第9天、第13天、第16天和第20天，对小鼠每日一次用媒介物给予(iv、ip、皮下或口服)或用各种剂量的本文所述的化合物给予(iv、ip、皮下或口服)。将动物称重并每天评价呼吸窘迫。在第21天，使所有动物安乐死并测量肺的湿重。在处死时，经由眼眶后出血收集血液以制备血清。将肺的右叶快速冷冻用于随后的羟脯氨酸分析，同时将左叶吹入(insufflate)并固定在10％福尔马林中用于组织学分析。对福尔马林固定的肺进行常规组织学评价。

实施例10：肾纤维化的体内动物模型

使用单侧输尿管结扎和糖尿病肾病的模型，完成这些实验以评价本文所述的化合物对肾纤维化的功效。用本文中的各种化合物治疗的动物显示与媒介物对照相比肾纤维化减少了。

实施例11：心血管纤维化的体内动物模型

使用心力衰竭、心房颤动、肺动脉高血压和动脉粥样硬化的模型，完成这些实验以评价本文所述的化合物对心脏和血管纤维化的功效。用本文中的各种化合物治疗的动物显示与媒介物对照相比心血管纤维化减少了。

实施例12：VEGF-A诱导的血管生成

通过血管内皮生长因子(VEGF)受体-2(VEGFR-2)的VEGF信号传导是主要的血管生成途径。半乳糖凝集素蛋白对信号传导途径很重要。本文所述的化合物能够响应于损伤以抑制小鼠角膜的新血管形成。

实施例13：对化合物吸收、分布、代谢和消除的评价

评价本文所述的化合物的物理化学性质，包括但不限于溶解度(热力学和动力学方法)、各种pH变化、在生物相关介质(FaSSIF、FaSSGF、FeSSIF)中的溶解度、Log D(辛醇/水和环己烷/水)、血浆中的化学稳定性和血液分配。

评价本文所述的化合物的体外渗透性质，包括但不限于PAMPA(平行人工膜渗透性测定)、Caco-2和MDCK(野生型)。

评价本文所述的化合物的动物药代动力学性质(包括但不限于在小鼠(SwissAlbino、C57、Balb/C)、大鼠(Wistar、Sprague Dawley)、兔(新西兰白New Zealand white)、狗(Beagle)、食蟹猴等中通过各种途径即口服、静脉内、腹膜内、皮下的药代动力学)、组织分布、脑与血浆比、胆汁排泄、和质量平衡。

评价本文所述的化合物的蛋白质结合，包括但不限于血浆蛋白结合(超滤和平衡透析)和微粒体蛋白结合。

评价本文所述的化合物的体外代谢，包括但不限于细胞色素P450抑制、细胞色素P450时间依赖性抑制、代谢稳定性、肝微粒体代谢、S-9级分代谢、对冷冻保存的肝细胞的作用、血浆稳定性、和GSH诱捕。

评价本文所述的化合物的代谢物鉴定，包括但不限于鉴定体外样品(微粒体、S9和肝细胞)和体内样品。

实施例14：

使用图6B的荧光偏振测定形式测定表3的四聚体se-半乳糖苷和三聚体Se-半乳糖苷的亲和力。

图18D显示了四聚体Se-半乳糖苷对半乳糖凝集素-3的预期亲和力。图18C显示了三聚体Se-半乳糖苷对半乳糖凝集素-3的预期亲和力。

由于羟基与CRD附近的氨基酸的额外潜在相互作用，预期四聚体Se-半乳糖苷相对于三聚体结构对CRD具有更高的亲和力。

实施例15：

如图5B所示，开发了一种ELISA形式，其使用半乳糖凝集素和整合素的不同对来研究本文公开的化合物与除Gal-3以外的半乳糖凝集素(例如，半乳糖凝集素1和半乳糖凝集素9)的交叉反应性。

图15显示化合物G-625显著抑制在半乳糖凝集素1与整合素aBV6之间以及在半乳糖凝集素-9与整合素aMB2之间的相互作用。这些数据支持本文公开的化合物可以具有对抑制除半乳糖凝集素-3以外的半乳糖凝集素的选择性。据报道，此类半乳糖凝集素参与了许多病理学途径。

实施例17 G-625合成程序

使用以下方案合成G-625化合物(参见图4)

步骤-1：

(2R,3R,4S,5R,6S)-2-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基-6-((4-甲基苯甲酰)硒烷基)四氢-2H-吡喃-3,5-二基二乙酸酯(3)：在室温(rt)下向(2R,3R,4S,5R,6R)-2-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基-6-溴四氢-2H-吡喃-3,5-二基二乙酸酯(1，1.6g，4.06mmol)和4-甲基苯并硒酸钾(2，2.41g，10.14mmol)在EtOAc(30mL)中的溶液依次添加四-正丁基硫酸氢铵(2.75g，8.12mmol)和水性Na₂CO₃(16mL，16mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌3h。在完成后，将反应混合物用水(30mL)猝灭并用EtOAc(3x15mL)萃取。将合并的有机层干燥(Na₂SO₄)，过滤并在真空中浓缩，并将残留物通过快速柱色谱法纯化[正相，硅胶(100-200目)，梯度：在己烷中的0至30％EtOAc]，以提供呈白色固体的标题化合物(3)(1.38g，66％)。

¹H-NMR(400MHz；CDCl₃):δ2.04(s,3H),2.06(s,3H),2.18(s,3H),2.45(s,3H),2.76-2.80(m,1H),4.03-4.17(m,3H),5.44-5.53(m,3H),7.27(d,J＝8.1Hz,2H),7.75(d,J＝8.1Hz,2H)。

步骤-2：

(2S,2'S,3R,3'R,4S,4'S,5R,5'R,6R,6'R)-硒代双(6-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基四氢-2H-吡喃-2,3,5-三基)四乙酸酯(5)：将(2R,3R,4S,5R,6S)-2-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基-6-((4-甲基苯甲酰)硒烷基)四氢-2H-吡喃-3,5-二基二乙酸酯(3，100mg，0.19mmol)在DMF(4mL)中的溶液用氩气脱气20min。将混合物冷却至-15℃，并且添加Cs₂CO₃(127mg，0.79mmol)、二甲胺(在THF中2M)(0.39mL，0.78mmol)和(2R,3R,4S,5R)-2-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基-6-溴四氢-2H-吡喃-3,5-二基二乙酸酯(307mg，0.78mmol)在DMF(2mL)中的溶液，并再次用氩气脱气20min。将反应混合物在相同温度下搅拌5min。在检查TLC后，将反应混合物用水(10mL)猝灭并用EtOAc(3x15mL)萃取。将合并的有机层用盐水洗涤，干燥(Na₂SO₄)，过滤并在真空中浓缩。将粗残留物通过快速柱色谱法纯化[正相，硅胶(100-200目)，梯度：在己烷中的0％至50％EtOAc]，以提供呈无色粘性固体的标题化合物(5)(66mg，48％)。

MS:m/z 707(M+AcOH)⁺(ES⁺)

¹H-NMR(粗产物)(400MHz；CDCl₃):δ2.04-2.19(m,18H),2.87-2.98(m,2H),4.09–4.17(m,6H),4.60–4.82(m,6H)。

步骤-3：

(2S,2'S,3R,3'R,4S,4'S,5R,5'R,6R,6'R)-硒代双(6-(乙酰氧基甲基)-4-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)四氢-2H-吡喃-2,3,5-三基)四乙酸酯(7)：在室温下向(2S,2'S,3R,3'R,4S,4'S,5R,5'R,6R,6'R)-硒代双(6-(乙酰氧基甲基)-4-叠氮基四氢-2H-吡喃-2,3,5-三基)四乙酸酯(5，130mg，0.183mmol)和1-乙炔基-3-氟苯(6，115mg，0.918mmol)在甲苯(4mL)中的溶液添加DIPEA(0.07mL，0.366mmol)和CuI(34mg，0.183mmol)。将反应混合物在室温下搅拌16h。在完成后，将反应混合物用水(20mL)猝灭并用EtOAc(3x15mL)萃取。将合并的有机层通过一张硅藻土床过滤，用EtOAc洗涤，干燥(Na₂SO₄)并在真空中浓缩，并且将残留物用Et₂O(10mL)洗涤，以提供呈白色固体的标题化合物(7)(164mg，94％)。

MS:m/z 949(M+H)⁺(ES⁺)

¹H-NMR(400MHz；DMSO-d₆):δ1.83(s,3H),1.85(s,3H),1.90-2.07(m,12H),4.07-4.13(m,4H),4.32–4.40(m,2H),5.36(d,J＝9.5Hz,1H),5.48-5.49(m,3H),5.64-5.73(m,4H),7.18(t,J＝8.4Hz,2H),7.47–7.51(m,2H),7.68–7.74(m,4H),8.76(d,J＝10.3Hz,2H)。

步骤-4：

(2R,2'R,3R,3'R,4S,4'S,5R,5'R,6S,6'S)-6,6'-硒代双(4-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)-2-(羟基甲基)四氢-2H-吡喃-3,5-二醇)(GTJC-010-01)：在0℃下向(2S,2'S,3R,3'R,4S,4'S,5R,5'R,6R,6'R)-硒代双(6-(乙酰氧基甲基)-4-(4-(3-氟苯基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)四氢-2H-吡喃-2,3,5-三基)四乙酸酯(7，200mg，0.21mmol)在MeOH(10mL)中的溶液添加NaOMe(0.4mL，0.42mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌2h。在完成后，将反应混合物用Amberlyst 15H酸化(pH约6)，过滤，用MeOH洗涤并在真空中浓缩。将粗残留物通过prep-HPLC纯化(反相，X BRIDGE Shield RP，C-18，19x250mm，5μ，梯度：在含有5mM碳酸氢铵的水中的50％至82％ACN，214nm，RT：7.8min)，以提供呈白色固体的标题化合物(GTJC-010-01，18mg)。

LCMS(方法A)：m/z 697(M+H)⁺(ES⁺)，在4.51min，纯度96％。

¹H-NMR(400MHz；DMSO-d₆):δ3.49-3.61(m,4H),3.72(t,J＝6.2Hz,2H),3.99(dd,2.9&6.6Hz,2H),4.36-4.43(m,2H),4.70(t,J＝5.5Hz,1H),4.82(dd,2.8&10.5Hz,2H),5.19(d,J＝9.7Hz,2H),5.31(d,J＝7.2Hz,2H),5.40(d,J＝6.6Hz,2H),7.12-7.17(m,2H),7.46-7.51(m,2H),7.66(dd,J＝2.3&10.2Hz,2H),7.72(d,J＝7.8Hz,2H),8.67(s,2H)。

LCMS(方法A)：仪器：Waters Acquity UPLC，Waters 3100 PDA检测器，SQD；柱：Acquity BEH C-18，1.7微米，2.1x100mm；梯度[时间(min)/溶剂在A中的B(％)]：0.00/2、2.00/2、7.00/50、8.50/80、9.50/2、10.0/2；溶剂：溶剂A＝在水中的5mM乙酸铵；溶剂B＝乙腈；注射量1μL；检测波长214nm；柱温30℃；流速0.3mL/min。

Claims (39)

1.一种式(1)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中X是硒；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合，

其中R₁、R₂和R₃独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、和经取代的亚氨基。

2.一种式(2)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中X是硒；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、和氨基酸；

其中，R₁、R₂和R₃独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、和经取代的亚氨基。

3.一种通式(6)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中n≤24；

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合；

其中R₁和R₂独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖、经取代的糖、D-半乳糖、经取代的D-半乳糖、C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖、氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、或经取代的亚氨基。

4.一种通式(7)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中n≤24；

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合；

其中R₁和R₂独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖、经取代的糖、D-半乳糖、经取代的D-半乳糖、C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖、氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、和经取代的亚氨基。

5.如权利要求3所述的化合物，其中n＝1。

6.如权利要求3所述的化合物，其中n＝3。

7.如权利要求4所述的化合物，其中n＝1。

8.如权利要求4所述的化合物，其中n＝3。

9.一种通式(3)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合；

其中，R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、和经取代的亚氨基。

10.一种通式(4)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

其中X是Se、Se-Se或Se-S；

其中W选自下组，该组由以下组成：O、N、S、CH2、NH、和Se；

其中Y和Z独立地选自下组，该组由以下组成：O、S、C、NH、CH2、Se、氨基酸及其组合；

其中，R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自下组，该组由以下组成：CO、SO2、SO、PO2、PO、CH、氢，a)至少4个碳的烷基、至少4个碳的烯基、被羧基取代的至少4个碳的烷基、被羧基取代的至少4个碳的烯基、被氨基取代的至少4个碳的烷基、被氨基取代的至少4个碳的烯基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烷基、被氨基和羧基二者取代的至少4个碳的烯基、和被一个或多个卤素取代的烷基，b)被至少一个羧基取代的苯基、被至少一个卤素取代的苯基、被至少一个烷氧基取代的苯基、被至少一个硝基取代的苯基、被至少一个磺基取代的苯基、被至少一个氨基取代的苯基、被至少一个烷基氨基取代的苯基、被至少一个二烷基氨基取代的苯基、被至少一个羟基取代的苯基、被至少一个羰基取代的苯基和被至少一个经取代的羰基取代的苯基，c)萘基、被至少一个羧基取代的萘基、被至少一个卤素取代的萘基、被至少一个烷氧基取代的萘基、被至少一个硝基取代的萘基、被至少一个磺基取代的萘基、被至少一个氨基取代的萘基、被至少一个烷基氨基取代的萘基、被至少一个二烷基氨基取代的萘基、被至少一个羟基取代的萘基、被至少一个羰基取代的萘基和被至少一个经取代的羰基取代的萘基，d)杂芳基、被至少一个羧基取代的杂芳基、被至少一个卤素取代的杂芳基、被至少一个烷氧基取代的杂芳基、被至少一个硝基取代的杂芳基、被至少一个磺基取代的杂芳基、被至少一个氨基取代的杂芳基、被至少一个烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个二烷基氨基取代的杂芳基、被至少一个羟基取代的杂芳基、被至少一个羰基取代的杂芳基和被至少一个经取代的羰基取代的杂芳基，和e)糖；经取代的糖；D-半乳糖；经取代的D-半乳糖；C3-[1,2,3]-三唑-1-基-经取代的D-半乳糖；氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、和杂环及衍生物；氨基、经取代的氨基、亚氨基、和经取代的亚氨基。

11.一种式(5)的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物

12.如权利要求1-10中任一项所述的化合物，其中该卤素是氟、氯、溴或碘基团。

13.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中该化合物对半乳糖凝集素具有结合亲和力。

14.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中该化合物对半乳糖凝集素-3具有结合亲和力。

15.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中该化合物对半乳糖凝集素-1具有结合亲和力。

16.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中该化合物对半乳糖凝集素-8具有结合亲和力。

17.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中该化合物对半乳糖凝集素-9具有结合亲和力。

18.一种组合物，其包含治疗有效量的根据权利要求1-11中任一项所述的化合物以及药学上可接受的佐剂、赋形剂、配制品载体或其组合。

19.一种组合物，其包含治疗有效量的根据权利要求1-11中任一项所述的化合物、协同活性剂以及药学上可接受的佐剂、赋形剂、配制品载体或其组合。

20.如权利要求19所述的组合物，其包含治疗有效量的抗炎症药物、抗炎症维生素、营养药物、补充剂或其组合。

21.一种用于治疗哺乳动物中与半乳糖凝集素结合配体有关的失调的方法，其中向对所述治疗有需要的受试者给予治疗有效量的至少一种根据权利要求1-11中任一项所述的化合物。

22.如权利要求21所述的方法，其中该半乳糖凝集素是半乳糖凝集素-3。

23.如权利要求21所述的方法，其中该半乳糖凝集素是半乳糖凝集素-1。

24.如权利要求21所述的方法，其中该半乳糖凝集素是半乳糖凝集素-8。

25.如权利要求21所述的方法，其中该半乳糖凝集素是半乳糖凝集素-9。

26.如权利要求21所述的方法，其中该失调选自下组，该组由以下组成：炎症性失调、纤维化、癌症、自身免疫性疾病、代谢失调。

27.如权利要求21所述的方法，其中该失调是纤维化，并且该纤维化选自下组，该组由以下组成：肺纤维化、肝纤维化、肾纤维化和心脏的纤维化。

28.如权利要求21所述的方法，其中该失调是脉管系统的炎症性失调。

29.如权利要求21所述的方法，其中该失调是动脉粥样硬化或肺动脉高血压。

30.如权利要求21所述的方法，其中该失调是心力衰竭、心律失常或尿毒症性心肌病。

31.如权利要求21所述的方法，其中该炎症性失调是非酒精性脂肪性肝炎。

32.如权利要求21所述的方法，其中该失调是关节炎、类风湿性关节炎、哮喘、系统性红斑狼疮和炎症性肠病中的一种。

33.如权利要求21所述的方法，其中该失调是变应性或特应性失调。

34.如权利要求21所述的方法，其中该失调是湿疹或特应性皮炎。

35.一种治疗肿瘤病症的方法，其中向对所述治疗有需要的哺乳动物给予治疗有效量的至少一种根据权利要求1-11中任一项所述的化合物。

36.如权利要求35所述的方法，其中该化合物与抗肿瘤药物组合给予。

37.如权利要求36所述的方法，其中该抗肿瘤药物是检查点抑制剂、免疫调节剂、抗肿瘤剂或其组合。

38.如权利要求37所述的方法，其中该检查点抑制剂是抗-CTLA2、抗-PD1和抗-PDL1或其组合。

39.如权利要求37所述的方法，其中该免疫调节剂是抗OX40。