CN109111408B

CN109111408B - 噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及应用

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Publication number: CN109111408B
Application number: CN201710494473.5A
Authority: CN
Inventors: 周荣斌; 邓贤明; 江维; 姜华; 陈云
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2037-06-26
Also published as: CN111303070B; CN111303070A; CN109111408A; WO2019001416A1

Abstract

本发明提供了一种噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及应用，其中，本发明提供了噻唑啉酮杂环化合物在制备NLRP3炎症小体抑制剂中的应用，所述噻唑啉酮杂环化合物具有式I所示结构或其异构体、前药、药学上可接受的溶剂化物或盐：

Description

噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及应用

技术领域

本发明涉及药物化学技术领域，尤其涉及一种噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及应用。

背景技术

NLRP3(NACHT,LRR and PYD domains-containing protein 3)是存在于胞内的模式识别受体NOD样受体(NLRs)中的重要一员，在受到外源的病原相关分子模式(如细菌，真菌)或危险相关分子模式(如尿酸盐结晶，饱和脂肪酸)刺激时，NLRP3招募接头蛋白ASC(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD)和caspase-1前体形成一个多聚复合物，称之为NLRP3炎症小体。NLRP3炎症小体组装后，发生自剪切，形成具有剪切活性的caspase-1，进而诱导IL-1β和IL-18的成熟和分泌，介导免疫应答及炎症反应，维持机体的免疫稳态。但是，当NLRP3炎症小体的活化失调时，与多种疾病的发生发展密切相关，如肠炎、肝炎、硅肺、紫外线所诱导的皮肤晒伤和接触性超敏反应、脓毒血症、肿瘤、神经退行性疾病，甚至是2型糖尿病和动脉粥样硬化。这表明NLRP3炎症小体是治疗这些疾病的潜在靶标。

目前临床治疗NLRP3炎症小体相关疾病的药物主要集中在靶标IL-1上，包括IL-1受体激动剂阿那白滞素(anakinra)，IL-1单克隆抗体康纳单抗(canakinumab)以及IL-1受体诱导剂利纳西普(rilonacept)。这些靶标IL-1的药物虽然对一些疾病有一定疗效，但是IL-1并不是NLRP3炎症小体活化后产生的唯一效应分子，也不是NLRP3炎症小体诱导相关疾病发生的唯一途径。因此，靶标IL-1的药物并不能有效治疗所有NLRP3炎症小体相关疾病。此外，IL-1不仅仅来源于NLRP3炎症小体，其他炎症小体(如NLRP1，NLRC4)的活化也能引起IL-1的成熟及分泌。因此，与靶标IL-1及其受体的干预手段相比，靶向NLRP3炎症小体活化的干预手段则能从根本上抑制IL-1、IL-18和HMGB1等介导的疾病，取得更好更特异的治疗效果，因此将NLRP3作为一个潜在靶标更有价值，靶向NLRP3炎症小体治疗相关炎症性疾病也更有意义。

尽管目前已经报道多个小分子化合物可以有效抑制NLRP3炎症小体的活化，如MCC950,sulforaphane,isoliquiritigenin,β-hydroxybutyrate,flufenamic acid,mefenamic acid,3,4-methylenedioxy-β-nitrostyrene(MNS),parthenolide,Bay 11-7082等，但是目前还没有明确的证据表明上述化合物是NLRP3直接和特异性的抑制剂。实际上，只有直接靶向NLRP3蛋白本身才有可能特异性抑制NLRP3炎症小体活化。靶向NLRP3炎症小体其他蛋白组分，比如ASC或者caspase-1，会抑制AIM2和NLRC4等炎症小体从而抑制机体的抗感染能力；靶向NLRP3炎症小体相关的信号通路或者信号分子，比如NEK7、线粒体损伤、钾离子外流等必然会有不可避免的非特异效果，因为这些信号分子或者信号事件也会影响其他的生命活动过程。目前已经报道的小分子都没有证据表明他们直接靶向NLRP3本身。Sulforaphane,isoliquiritigenin,β-hydroxybutyrate,parthenolide和Bay 11-7082已经被报道可以抑制NF-kB信号通路的活化。3,4-methylenedioxy-β-nitrostyrene(MNS)则是一种激酶抑制剂，能够抑制Src和Syk等激酶的活性。Flufenamic acid和mefenamic acid已经被报道是通过抑制氯离子外流从而抑制NLRP3炎症小体活化。尽管MCC950目前没有报道非特异性的效果，但是该分子并不直接抑制炎症小体的组装，比如NLRP3多聚和NLRP3-ASC相互作用，表明其可能靶向NLRP3炎症小体的上游信号通路。总之，到目前为止还没有发现能够靶向NLRP3本身的特异性抑制剂。找到一种能够特异性抑制NLRP3炎症小体活化，对NLRP3炎症小体相关疾病的治疗足够安全且高特异性的小分子化学药物意义重大且势在必行。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及应用，发现了一系列对于NLRP3炎症小体具有特异性抑制活性的化合物。

本发明提供了噻唑啉酮杂环化合物在制备NLRP3炎症小体抑制剂中的应用，所述噻唑啉酮杂环化合物具有式I所示结构或其异构体、前药、药学上可接受的溶剂化物或盐：

其中，

R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

氢，卤素，硝基，羟基，氰基，苯基，取代或非取代的氨基，甲磺酰基，对甲苯磺酰基或者取代或非取代的C1-C6含氧烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C7环烷基；

R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀各自独立地选自：

氢，卤素，硝基，羟基，巯基，氨基，氰基，四唑基；取代或非取代的C1-C6烷基、C1-C6含氧烷基、C1-C6烷氧基、C3-C7环烷基；取代或非取代的甲酰基；

X₁和X₂各自独立地选自O或S；

n为0～6的任意整数；

Q为C或N。

上述取代或非取代的氨基优选为氨基，C1～C10烷基取代的氨基，C1～C10二烷基取代的氨基，C3-C7环烷基取代的氨基或酰基取代的氨基。

上述取代的C1-C6含氧烷基的取代基优选为卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种。

上述取代的C1-C6烷氧基的取代基优选为卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种。

上述取代的C1-C6烷基的取代基优选为卤素、硝基和氰基中的任意一种或多种。

上述取代的C3-C7环烷基的取代基优选为卤素、硝基和氰基中的任意一种或多种。

本发明优选的，所述R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

氢，卤素，硝基，羟基，氰基，苯基；氨基，甲基氨基，N,N-二甲基氨基，乙基氨基，N,N-二乙基氨基，异丙基氨基，N,N-二异丙基氨基，环丙基氨基，环丁基氨基，环戊基氨基，环己基氨基，乙酰基氨基，N,N-二乙酰基氨基，2-N,N-二甲基氨基乙基氨基，2-羟基乙基氨基，甲磺酰基氨基，N,N-二甲磺酰基氨基，甲磺酰基、对甲苯磺酰基；C1-C6烷基，C1-C6含氟烷基，C1-C6含氧烷基，C1-C6烷氧基，C1～C6含氟烷氧基或C3-C7环烷基。

所述C1-C6烷基优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基。

上述C1-C6烷基可被卤素、硝基和氰基中的任意一种或多种取代。

所述C1-C6含氟烷基优选被卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种取代，在本发明的某些具体实施例中，其为三氟甲基。

所述C1-C6含氧烷基优选为甲氧基乙基或甲氧基乙氧基甲基。

上述C1-C6含氧烷基可被卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种取代。

所述C1-C6烷氧基优选为甲氧基或乙氧基。

上述C1-C6烷氧基可被卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种取代。

所述C1～C6含氟烷氧基优选被卤素、硝基、氨基和氰基中的任意一种或多种取代，在本发明的某些具体实施例中，其为三氟甲氧基。

所述C3-C7环烷基优选为环丙基、环丁基、环戊基或环己基。

更优选的，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

氢、氟、氯、溴、硝基、苯基、羟基、甲基、甲氧基，三氟甲基，三氟甲氧基，氨基，乙酰基氨基，甲磺酰基、N,N-二甲磺酰基氨基、N，N-二甲基氨基或AcNH-。

本发明优选的，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅中的任意三个或四个同时为H。

优选的，所述R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀各自独立地选自：

氢，卤素，硝基，羟基，巯基，氨基，氰基，四唑基；取代或非取代的C1-C6烷基、C1～C6烷氧基或C1-C6含氧烷基；氨基甲酰基，甲胺基甲酰基，乙胺基甲酰基，丙胺基甲酰基，异丙胺基甲酰基，N,O-二甲羟胺基甲酰基，环丙基胺基甲酰基，环丁基胺基甲酰基，环戊基胺基甲酰基，哌啶基-1-甲酰基，4-羟基哌啶基-1-甲酰基，4-N,N-二甲基哌啶基-1-甲酰基，4-N,N-二乙基哌啶基-1-甲酰基，四氢吡咯基-1-甲酰基，3-N,N-二甲基四氢吡咯基-1-甲酰基，3-N,N-二乙基四氢吡咯基-1-甲酰基，哌嗪基-1-甲酰基，N-甲基哌嗪基-1-甲酰基，N-乙基哌嗪基-1-甲酰基，N-乙酰基哌嗪基-1-甲酰基，N-叔丁氧甲酰基哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-羟基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-氰基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-N,N-二甲基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-N,N-二乙基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-羟基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-N,N-二甲基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-N,N-二乙基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，吗啡啉基-1-甲酰基，3,5-二甲基吗啡啉基-1-甲酰基，4-(N-甲基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，4-(N-乙基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，4-(N-乙酰基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，N-(N-甲基-4-哌啶基)哌嗪基-1-甲酰基，2-羟基乙胺基甲酰基，2-乙酰基羟基乙胺基甲酰基，苯胺基甲酰基，苄基甲酰基，苄基氨基甲酰基，3-甲氧基苄基甲酰基，3-甲氧基苄基氨基甲酰基；羟基甲酰基，甲氧基甲酰基，乙氧基甲酰基，丙氧基甲酰基，异丙氧基甲酰基，正丁氧基甲酰基，异丁氧基甲酰基，叔丁氧基甲酰基或甲磺酸基。

优选的，R₆，R₇，R₈，R₉，R₁₀中的任意三个或四个同时为H。

X₁和X₂各自独立地选自O或S。

优选的，X₁为O或S，X₂为O。

即，在本发明的某些具体实施例中，X₁为S，X₂为O。

在本发明另外一些具体实施例中，X₁和X₂同时为O。

n为0，1，2、3、4、5或6；优选的，n为0，1，2或3。

Q为C或N。

本发明中，当X₁为S，X₂为O时，n优选为0，1，2或3。

当X₁和X₂同时为O时，n优选为0或1。

本发明经研究发现，上述化合物通过特异性抑制NLRP3炎症小体的活化，进而抑制IL-1β和IL-18的成熟及分泌，来抑制由NLRP3炎症小体的活化而引起的相关疾病的发生发展。

优选的，所述NLRP3炎症小体抑制剂用于治疗、减轻或预防NLRP3炎症小体引发的炎症性疾病。

上述炎症优选包括中枢系统炎症和/或外周系统炎症。

上述炎症性疾病优选包括：

II型糖尿病、动脉粥样硬化、脂肪肝、代谢综合征、感染引起的急、慢性组织损伤、痛风、关节炎、肠炎、肝炎、腹膜炎、硅肺、紫外线诱导的皮肤晒伤、接触性超敏反应、脓毒血症、肿瘤、神经退行性疾病、多发性硬化症和穆-韦氏综合征中的一种或多种。

上述腹膜炎和痛风优选为尿酸盐结晶堆积引起的炎症性疾病。

上述脓毒血症优选为细菌脂多糖(LPS)腹腔注射引起的外周急性炎症。

上述穆-韦氏综合征优选为由NLRP3蛋白突变导致NLRP3炎症小体持续活化引起的临床遗传性疾病穆-韦氏综合征。

上述用于腹膜炎、痛风、脓毒血症和穆-韦氏综合征的NLRP3炎症小体抑制剂的给药方式优选为腹腔注射。

所述腹腔注射的剂量优选为2.5mg/kg～20mg/kg，优选20mg/kg。

上述用于代谢综合征的NLRP3炎症小体抑制剂的给药方式优选为口服给药或腹腔注射。

所述口服给药的剂量优选为20mg/kg～40mg/kg，优选40mg/kg。

所述腹腔注射的剂量优选为2.5mg/kg～20mg/kg，优选2.5mg/kg。

所述II型糖尿病、脂肪肝以及动脉粥样硬化为高脂食物(HFD，60％Fat)诱导而成，有明显胰岛素抵抗伴随糖耐量受损发生以及肝脂肪变性和动脉血管斑块形成等代谢紊乱症状。

本发明上述化合物或组合物在应用于制备NLRP3炎症小体抑制剂时，可以单独使用，或与其他药物联合使用。

本发明还提供了一种噻唑啉酮杂环化合物，具有式I所示结构或其异构体、前药、药学上可接受的溶剂化物或盐：

其中，

R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀各自独立地选自：

X₁为O，X₂为S，或X₁为S，X₂为O时，n为1～6的任意整数；

X₁和X₂同时为O或S时，n为0～6的任意整数；

Q为C或N；

其中，所述噻唑啉酮杂环化合物不包括以下化合物：

优选的，所述R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

所述C1-C6含氧烷基优选为甲氧基乙基或甲氧基乙氧基甲基。

所述C1～C6烷氧基优选为甲氧基或乙氧基。

所述环烷基优选为环丙基、环丁基、环戊基或环己基。

更优选的，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅各自独立地选自：

所述取代或非取代的甲酰基优选为C1～C6的酰基。

优选的，所述R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀各自独立地选自：

氢，卤素，硝基，羟基，巯基，氨基，氰基，四唑基；取代或非取代的C1-C6烷基或C1-C6含氧烷基；氨基甲酰基，甲胺基甲酰基，乙胺基甲酰基，丙胺基甲酰基，异丙胺基甲酰基，N,O-二甲羟胺基甲酰基，环丙基胺基甲酰基，环丁基胺基甲酰基，环戊基胺基甲酰基，哌啶基-1-甲酰基，4-羟基哌啶基-1-甲酰基，4-N,N-二甲基哌啶基-1-甲酰基，4-N,N-二乙基哌啶基-1-甲酰基，四氢吡咯基-1-甲酰基，3-N,N-二甲基四氢吡咯基-1-甲酰基，3-N,N-二乙基四氢吡咯基-1-甲酰基，哌嗪基-1-甲酰基，N-甲基哌嗪基-1-甲酰基，N-乙基哌嗪基-1-甲酰基，N-乙酰基哌嗪基-1-甲酰基，N-叔丁氧甲酰基哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-羟基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-氰基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-N,N-二甲基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(2-N,N-二乙基乙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-羟基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-N,N-二甲基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，N-(3-N,N-二乙基丙基)哌嗪基-1-甲酰基，吗啡啉基-1-甲酰基，3,5-二甲基吗啡啉基-1-甲酰基，4-(N-甲基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，4-(N-乙基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，4-(N-乙酰基-1-哌嗪基)哌啶基-1-甲酰基，N-(N-甲基-4-哌啶基)哌嗪基-1-甲酰基，2-羟基乙胺基甲酰基，2-乙酰基羟基乙胺基甲酰基，苯胺基甲酰基，苄基甲酰基，苄基氨基甲酰基，3-甲氧基苄基甲酰基，3-甲氧基苄基氨基甲酰基；羟基甲酰基，甲氧基甲酰基，乙氧基甲酰基，丙氧基甲酰基，异丙氧基甲酰基，正丁氧基甲酰基，异丁氧基甲酰基，叔丁氧基甲酰基或甲磺酸基。

X₁为O，X₂为S，或X₁为S，X₂为O时，n为1～6的任意整数；

X₁和X₂同时为O或S时，n为0～6的任意整数；优选的，X₁为O或S，X₂为O。

即，在本发明的某些具体实施例中，X₁为S，X₂为O，此时n为1～6的任意整数，具体的，n为1，2、3、4、5或6；优选的，n为1，2或3。

在本发明另外一些具体实施例中，X₁和X₂同时为O，此时n为0～6的任意整数，具体的，n为0，1，2、3、4、5或6；优选的，n,为0，1，2或3。

其中，当n为1，2或3时，所述化合物对炎症小体具有选择抑制作用。

Q为C或N。

本发明优选的，当n＝1，Q为C时，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅不同时为H。

本发明优选的，当Q为N时，R₈不为甲氧基甲酰基。

本发明优选的，当n＝2或3，Q为C时，当R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀中的任意一个为羧基时，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅均不为H。

本发明优选的，当Q为C，X₁和X₂同时为O时，当R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀中的任意一个为羧基时，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅均不为三氟甲基。

本发明优选的，当Q为C，X₁和X₂同时为O时，当R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀中的任意一个为羧基时，R₁，R₂，R₃，R₄和R₅均不为甲氧基甲酰基。

在本发明的某些具体实施例中，所述的噻唑啉酮杂环化合物具有以下任一结构或其顺反异构体：

本发明中，除非特殊说明，上述基团和取代基具有药物化学领域的普通含义。

需要说明的是，C1-C6含氧烷基是指C1-C6烷基骨架被一个或多个C1-C6烷氧基取代所成的基团，例如，甲氧基乙基，甲氧基乙氧基甲基等。

C1～C6烷氧基是指C1～C6的烷基通过氧原子与母核相连，如甲氧基、乙氧基等。

术语“C₁-C₆烷基”指的是任意的含有1－6个碳原子的直链或支链基团，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、叔戊基、正己基等。

除非另有提供，术语“C₃-C₇环烷基”指的是3-至7-元全-碳单环，其可以包含一个或多个双键，但不具有完全共轭的π-电子系统。环烷基的实例包括但不限于环丙烷基、环丁烷基、环戊烷基、环戊烯基、环己烷基、环己烯基、环己二烯基、环庚烷基、环庚烯基、环庚二烯基。

术语“C₁-C₆酰基”指的是-C(＝O)-H或-C(＝O)-C₁-C₅烷基，例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基等。

根据本发明和除非另有提供，任意上述基团可以任选地在其任意自由位置上被一个或多个基团取代，例如被1-6个基团取代，该基团独立地选自:卤素原子、硝基、氧代(＝O)、氰基、C₁-C₆烷基、多氟化烷基、多氟化烷氧基、烯基、炔基、羟基烷基、羟基烷基氨基、羟基杂环基、芳基、芳基-烷基、杂芳基、杂芳基-烷基、杂环基、杂环基-烷基、C₃-C₇环烷基、环烷基-烷基、烷基-芳基、烷基-杂芳基、烷基-杂环基、烷基-环烷基、烷基-芳基-烷基、烷基-杂芳基-烷基、烷基-杂环基-烷基、烷基-环烷基-烷基、烷基-杂环基-杂环基、杂环基-杂环基、杂环基-烷基-杂环基、杂环基-烷基氨基、烷基-杂环基-烷基-氨基、羟基、烷氧基、芳氧基、杂环基氧基、烷基-杂环基氧基、亚甲二氧基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、环烯基氧基、杂环基羰基氧基、亚烷基氨基氧基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、环烷基氧基羰基、杂环基氧基羰基、氨基、脲基、烷基氨基、氨基-烷基氨基、二烷基氨基、二烷基氨基-杂环基、二烷基氨基-烷基氨基、芳基氨基、芳基烷基氨基、二芳基氨基、杂环基氨基、烷基-杂环基氨基、烷基-杂环基羰基、甲酰基氨基、烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、杂环基羰基氨基、烷基-杂环基羰基氨基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、芳基氨基羰基、杂环基氨基羰基、烷氧基羰基氨基、烷氧基羰基氨基-烷基氨基、烷氧基羰基杂环基-烷基氨基、烷氧基-芳基-烷基、羟基氨基-羰基、烷氧基亚氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、杂环基磺酰基氨基、甲酰基、烷基羰基、芳基羰基、环烷基羰基、杂环基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基氨基磺酰基、杂环基氨基磺酰基、芳硫基、烷硫基、膦酸酯基和烷基膦酸酯基。

进一步的，上述取代基各自可以进一步被一个或多个上述举出的基团取代。

其中，术语“卤原子”指氟、氯、溴或碘原子。

术语“氰基”指-CN残基。

术语“硝基”指-NO₂基团。

术语“烷氧基”、“环基氧基”、“芳基氧基”，“杂环基氧基”及其衍生物指任意上述C₁-C₆烷基、C₃-C₇环烷基、芳基或杂环基，其通过氧原子(-O-)连接到分子的其余部分。

从所有上述描述中，对本领域技术人员显而易见的是，其名称是相应基团的复合名称，例如“芳基氨基”，指被芳基取代的氨基，其中芳基如上文所定义。

术语烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、烷氧基羰基、烷氧基羰基氨基、杂环基羰基、杂环基羰基氨基、环烷基氧基羰基等定义同上，其中烷基、烷氧基、芳基、C₃-C₇环烷基和杂环基范围如上文所定义。

化学缩写符号Ms指甲磺酰基。

如本文所使用，除非另外说明，术语“前药”是指可以在生物学条件(体外或体内)下水解、氧化或进行其他反应以提供本发明的化合物的衍生物。前药仅在生物学条件下经过该反应成为活性化合物，或者在它们不反应的形式中具有活性。通常可以使用公知的方法制备前药，例如1Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery(1995)172-178,949-982(Manfred E.Wolff编,第5版)中描述的方法。

本发明还提供了上述噻唑啉酮杂环化合物的制备方法，包括以下步骤：

A)式a所示的芳香胺类化合物与二氯硫化碳，在碱性条件下进行反应，得到式b所示化合物；

B)式b所示化合物进行碱催化的环化反应，得到式c所示化合物；

C)式c所示化合物与式d所示化合物进行加成反应，得到式I-1所示化合物；

上述二氯硫化碳也称为硫代光气。

所述步骤B)具体为，式b所示化合物与巯基甲酸乙酯，在碱性化合物的作用下进行碱催化的环化反应，得到式c所示化合物。所述碱性化合物可以为三乙胺等。

所述步骤C)的加成反应，优选在醋酸铵、醋酸钠等碱性化合物的条件下进行。

上述反应的反应路线如下所示：

或者包括以下步骤：

A＇)式a所示的芳香胺类化合物与三光气，在碱性条件下进行羰基化反应，得到式b＇所示化合物；

B＇)式b＇所示化合物进行碱催化的环化反应，得到式c＇所示化合物；

C＇)式c＇所示化合物与式d所示化合物进行加成反应，得到式II所示化合物；

所述三光气学名碳酸三氯甲基酯。

所述步骤B)具体为，式b＇所示化合物与巯基甲酸乙酯，在碱性化合物的作用下进行碱催化的环化反应，得到式c＇所示化合物。所述碱性化合物可以为三乙胺等。

上述反应的反应路线如下所示：

上述结构中的R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉和R₁₀同上，在此不再赘述。

本发明提供的上述化合物的制备方法不限定于上述制备方法，本领域技术人员熟知的其他制备方法也在本发明的保护范围之内。

本发明在制备上述化合物的过程中，所采用的纯化和分析方法均为本领域技术人员公知的方法，其中通用纯化和分析方法如下：

在硅胶GF254预涂覆板(青岛海洋化工厂)上进行薄层色谱。在中压下经硅胶(300-400目，烟台芝黄务硅胶开发试剂厂)进行柱色谱分离或通过使用ISCO Combiflash Rf200快速纯化系统用预装的硅胶筒(ISCO或Welch)进行柱色谱分离。成分通过UV光(λ:254nm)和通过碘蒸气显影。当必要时，将化合物通过制备型HPLC制备经Waters Symmetry C18(19x50mm,5μm)柱或经Waters X Terra RP 18(30x150mm,5μm)柱纯化，使用装配有996Waters PDA检测器的Waters制备型HPLC 600和Micromass mod.ZMD单四级质谱(电喷雾离子化，阳离子模式)。

方法1：相A:0.1％TFA/MeOH 95/5；相B:MeOH/H₂O 95/5。梯度：10至90％B进行8min，保持90％B 2min；流速20mL/min。

方法2：相A:0.05％NH₄OH/MeOH 95/5；相B:MeOH/H₂O 95/5。梯度：10至100％B进行8min，保持100％B 2min。流速20mL/min。

将¹H-NMR谱在DMSO-d₆或CDCl₃中经在600MHz操作的BrukerAvance 600谱仪(对于¹H而言)进行记录。将残留溶剂信号用作参比(δ＝2.50或7.27ppm)。化学位移(δ)以百万分率(ppm)进行报道且偶合常数(J)以Hz计。以下缩写用于峰裂分:s＝单；br.s.＝宽信号；d＝双；t＝三；m＝多重；dd＝双双。

电喷雾(ESI)质谱经Finnigan LCQ离子阱获得。

除非另外说明，所有最终化合物均是均质的(纯度不低于95％)，如高效液相色谱(HPLC)所确定。用于评价化合物纯度的HPLC-UV-MS分析通过组合离子阱MS设备与HPLC系统SSP4000(Thermo Separation Products)来进行，所述HPLC系统装配有自动进样器LC Pal(CTC Analytics)和UV6000LP二极管阵列检测器(UV检测215-400nm)。用Xcalibur 1.2软件(Finnigan)进行设备控制、数据采集和处理。HPLC色谱法在室温和1mL/min流速下进行，其使用Waters X Terra RP 18柱(4.6x50mm；3.5μm)。流动相A是乙酸铵5mM缓冲液(采用乙酸得到pH 5.5):乙腈90:10，流动相B乙酸铵5mM缓冲液(采用乙酸得到pH 5.5):乙腈10:90；梯度为0至100％B进行7分钟，然后在再平衡前保持100％B达2分钟。

试剂纯化参考Purification of Laboratory Chemicals(Perrin,D.D.,Armarego,W.L.F.and PerrinsEds,D.R.；Pergamon Press:Oxford,1980)一书进行。石油醚是60-90℃馏分、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷均为分析纯。

本发明还提供了一种药物组合物，包括上述噻唑啉酮杂环化合物或其盐或上述制备方法制备的噻唑啉酮杂环化合物或其盐，以及药学上可接受的载体，赋形剂，稀释剂，辅剂，媒介物或它们的组合。

本发明对所述载体，赋形剂，稀释剂，辅剂，媒介物并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的适用于药物组合物的载体，赋形剂，稀释剂，辅剂，媒介物。

与现有技术相比，本发明发现了一系列对炎症小体具有抑制活性的化合物，提供了具有式I所示结构的化合物，其互变异构体、前药、药学上可接受的溶剂化物或盐，用作NLRP3炎症小体抑制剂，其对于NLRP3炎症小体具有优异的特异性抑制活性。

附图说明

图1：CY-09抑制Nigericin和MSU诱导的NLRP3炎症小体活化及IL-1β的分泌电泳图和柱形图；

图2：CY-09特异性抑制经典及非经典NLRP3炎症小体的活化柱形图；

图3：CY-09抑制ASC二聚体的形成及NLRP3炎症小体复合物的组装电泳图；

图4：CY-09特异性的与NLRP3蛋白发生相互作用电泳图；

图5:NLRP3蛋白NACHT功能区段中的ATP结合位点是CY-09的直接结合部位电泳图；

图6：CY-09特异性的抑制NLRP3蛋白的ATP酶活性柱形图；

图7：CY-09抑制MSU诱导的腹膜炎柱形图；

图8：CY-09抑制MSU诱导的痛风曲线图及柱形图；

图9：CY-09抑制LPS诱导的脓毒血症柱形图；

图10：CY-09显著提升穆-韦氏综合征模型鼠的生存率柱形图；

图11：腹腔注射CY-09治疗高脂食物诱导的肥胖及胰岛素抵抗柱形图及曲线图；

图12：口服给药CY-09治疗高脂食物诱导的肥胖及胰岛素抵抗柱形图及曲线图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的噻唑啉酮杂环化合物、其制备方法、药用组合物及其应用进行详细描述。

在如下实施例和本申请的上下文中，下列缩写具有如下含义。如果不定义，则术语具有其普遍可接受的含义。

实施例1

按照以下路线制备化合物IA-1：

1)化合物2的制备

将化合物1(3.23g，20mmol)溶于40mL氯仿中，加入由8g NaHCO₃和80mL水配成的混合溶液，0℃下缓慢加入硫代光气(1.84mL，24mmol)溶于40mL氯仿所得的溶液，然后继续反应1-2h。静置，分液，水相用氯仿萃取，合并有机相用饱和食盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥。过滤，浓缩，快速柱层析(CH₂Cl₂)，得到化合物2(3.43g，84.2％)，淡黄色油状液体。

MS(ESI)m/z:217[M+H]⁺。

2)化合物3的制备

将化合物2(3.43g，16.88mmol)和巯基乙酸甲酯(1.83g，1.53mL，16.88mmol)溶于15.0mL无水二氯甲烷中，冰浴中冷却至0℃，逐滴缓慢加入TEA(0.5mL)，冰浴下继续反应15min后，撤去冰浴，室温反应3-5h，反应体系呈酒红色。150mL CH₂Cl₂稀释体系，70mL水萃取一遍，70mL饱和食盐水洗一遍，静置分层，有机相用无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩，油泵抽1-3h，得酒红色固体3(3.97g，84.8％)。

MS(ESI)m/z:291[M+H]⁺。

3)化合物IA-1的制备

称取化合物3(1.11g，4.0mmol)，对甲醛苯甲酸(600mg，4.0mmol)和无水醋酸钠(656mg，8.0mmol)加入150mL旋塞瓶中，加入无水醋酸32mL，油浴130℃反应6-8h，有亮黄色固体析出。待体系冷却至室温，转移到50mL离心管内，用甲醇反复离心(3000r/min)3-5遍，转移得到亮黄色固体产物IA-1(1.33g，81.2％)。

MS(ESI)m/z:423[M+H]⁺。

按照以上方法，制备表1所示化合物，表1是化合物结构以及结构表征数据。

表1.化合物IA-1—IA-81的结构及表征

实施例2

按照实施例1所述方法，制备表2所示化合物，表2是化合物结构以及结构表征数据。

表2.化合物IB-1-IB-7的结构及表征

实施例3

按照实施例1所述方法，制备表3所示化合物，表3是化合物结构以及结构表征数据。

表3.化合物IC-1—IC-64的结构及表征

实施例4

按照以下路线制备式II-1所示化合物：

1)化合物2的制备

称取化合物1(161mg，1.0mmol)溶于3.0mL无水1,2-二氯乙烷，0℃加入三光气(BTC，445mg，1.5mmol)，70℃反应0.5h，83℃反应4h，反应体系由最初的白色浑浊状变成暗紫色澄清，待反应结束后自然冷却至室温，浓缩，油泵抽2h得粗产物化合物2，浅紫色固体，粗品直接用于下一步反应。

MS(ESI)m/z:188[M+H]⁺.

2)化合物3的制备

将粗产物化合物2(187mg，1.0mmol)和钠块50mg溶解在无水甲苯(1.0mL)内，迅速取巯基乙酸甲酯(0.13mL，1.0mmol)加入管内，120℃，微波反应2h。待反应结束后自然冷却至室温，直接浓缩得粗产物化合物3，白色固体，粗品3直接用于下一步反应。

MS(ESI)m/z:262[M+H]⁺.

3)化合物II-1的制备

将化合物3(147mg，0.56mmol)，对醛基苯甲酸(85mg，0.56mmol)和无水醋酸铵(130mg，1.7mmol)加入20mL微波管，再加入5mL干燥处理过的醋酸，使用微波反应器，180℃，反应50min，体系由无色透明变成黄色透明。自然冷却至室温，直接浓缩，甲醇洗3-5遍得化合物II-1(8.5mg，3.8％)，淡黄色固体。

按照以上方法制备表4所示化合物，表4是化合物结构以及结构表征数据。

表4.化合物II-1—II-5的结构及表征

生物实验

下述实施案例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规实验方法。下述实施案例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到，见下表。

表一：材料及实验动物

实施例5 CY-09(IA-1)及类似物在体外抑制巨噬细胞NLRP3炎症小体的活化

一、CFTR(inh)-172(IC-1)抑制NLRP3炎症小体活化

1.取体外分化培养至第4天的BMDM细胞，分至12孔板中，过夜贴壁，去除培养基，换用含1％FBS及LPS的Opti-MEM培养基培养3个小时，加入不同浓度的CFTR(inh)-172(0.5，1,5，10和20μM)，同时加入DMSO作为对照,继续培养30分钟，每孔加入等量的经典NLRP3炎症小体活化剂Nigericin，刺激20分钟。

2.收取上清，WB和ELISA分别检测上清中IL-1β和p20的分泌量。

二、CFTR(inh)-172及CY-09类似物对NLRP3炎症小体和CFTR活性的抑制分析

1.CFTR(inh)-172及CY-09类似物对NLRP3炎症小体的抑制分析。

(1)取体外分化培养至第4天的BMDM细胞，分至24孔板中，过夜贴壁，去除培养基，换用含1％FBS及LPS的Opti-MEM培养基培养3个小时，每孔按照10μM的给药剂量，分别加入CFTR(inh)-172及各种CY-09类似物，同时设置DMSO对照孔，继续培养30分钟，每孔加入等量的经典NLRP3炎症小体活化剂Nigericin，刺激20分钟。

(2)收取上清，ELISA分别检测各孔上清中IL-1β的分泌量。

(3)计算各化合物相对于DMSO组IL-1β分泌的抑制效率(活性数据见表5～表8)

2.CFTR(inh)-172及CY-09类似物对CFTR活性的抑制分析

(1)利用CFTR高表达的肠道上皮细胞系HT29，结合Forsklin和IBMX刺激，检测CFTR(inh)-172及各种CY-09类似物对CFTR活性的影响。

(2)取处于对数生长期的HT29，消化并分至12孔板中，过夜贴壁，待细胞融合80％左右，去除上清，换用无血清的Opti-MEM培养基，继续培养12小时，每孔按照20μM的给药剂量，分别加入CFTR(inh)-172及各种CY-09类似物，同时设置DMSO对照孔，继续培养30分钟，之后每孔加入终浓度分别为10μM和20μM的Forsklin/MIBMX cocktail，继续孵育35分钟。

(3)去除上清，每孔加入300μL的MilliQ级无菌水，反复冻融数次，使孔中HT29彻底裂解，离心取上清，按照1:20的稀释比例，将浓度为1mM的氯离子染料MAQE加入到离心上清中，避光染色30分钟，上机比色并读取MAQE的荧光度值，扣除背景荧光后，计算各孔裂解液中氯离子的含量。

(4)将计算得到的各孔氯离子含量值分别除以DMSO对照组的氯离子含量值即为该小分子化合物对CFTR活性的抑制(活性数据见表5～表8)。

表5化合物IA活性数据

^*抑制率低于10％，标为Inactive。

表6化合物IB活性数据

表7化合物IC活性数据：

表8化合物II活性数据：

由表5～表8可知，IA组、IB组化合物，和化合物II，对于NLRP3炎症小体具有特异性抑制作用。

三.CY-09抑制IL-1β的分泌

1.BMDM(骨髓来源的巨噬细胞)：制备方法见文献(Yan et al.,2013，Immunity)。

2.第五天，将BMDM细胞分到十二孔板上，每孔3-6*10⁵个细胞。

3.第六天，去上清，每孔加入终浓度为50ng/ml的ultra-LPS，含1％胎牛血清的opti-MEM，预处理3个小时。之后分别加入终浓度为1μM,5μM,10μM的CY-09继续孵育30分钟，分成6组，每组6个复孔。

第一组:空白对照组。

第二组：阴性对照组，仅加入等剂量的ultra-LPS。

第三组:每孔加入等体积的DMSO预处理半小时，再加入终浓度为5μM的Nigericin刺激30分钟或加入3.5μL MSU(浓度为200μg/ml)刺激4.5个小时。

第四组：每孔加入终浓度为1μM的CY-09预处理30分钟，再加入终浓度为5μM的Nigericin半小时或加入3.5μL MSU(浓度为200μg/ml)刺激4.5个小时。

第五组：每孔加入终浓度为5μM的CY-09预处理30分钟，再加入终浓度为5μM的Nigericin半小时或加入3.5μL MSU(浓度为200μg/ml)刺激4.5个小时。

第六组：每孔加入终浓度为10μM的CY-09预处理30分钟，再加入终浓度为5μM的Nigericin半小时或加入3.5μL MSU(浓度为200μg/ml)刺激4.5个小时。

4.经步骤3处理后的各组细胞，收集细胞培养上清(SN)和细胞裂解液(Input)，留取一部分上清，ELISA检测IL-1β，其余按常规方法提取上清中的蛋白，用抗鼠IL-1β抗体和抗鼠p20抗体进行WB分析。

如图1所示，在Nigericin/MSU的刺激下，NLRP3炎症小体被活化，WB和ELISA检测显示CY-09浓度依赖性的抑制p20及IL-1β的成熟和分泌。

四.CY-09特异性抑制经典及非经典NLRP3炎症小体的活化，而对于Poly(dA:dT)激活的AIM2炎症小体及沙门氏菌激活的IPAF炎症小体无抑制效果

2.第五天，将BMDM分到24孔板上，每孔1.5-3*10⁵个细胞。

3.第六天，去上清，每孔加入终浓度为50ng/ml的ultra-LPS或终浓度为100ng/ml的Pam3CSK4，含1％胎牛血清的opti-MEM，预处理3个小时。后分别加入终浓度为1μM,5μM,10μM的CY-09继续孵育30分钟。

实验一：CY-09抑制ATP刺激的经典NLRP3炎症小体的活化。ATP加入终浓度为5mM，刺激时间为20分钟。

实验二：CY-09抑制胞内转染LPS诱导的非经典NLRP3炎症小体的活化。利用Lipofectamine2000转染终浓度为2μg/ml的ultra-LPS至BMDM细胞中，过夜培养16小时，收集细胞培养上清，ELISA检测上清中IL-1β的分泌水平。

实验三：CY-09对由Poly(dA:dT)诱导的AIM2炎症小体的活化不具有抑制作用。利用Lipofectamine2000转染终浓度为1μg/ml的Poly(dA:dT)至BMDM细胞中，继续培养3-4个小时，收集细胞培养上清，ELISA检测上清中IL-1β的分泌水平。

实验四：CY-09对由沙门氏菌诱导的IPAF炎症小体的活化不具有抑制作用。离心沉淀培养过夜的沙门氏菌液，弃上清，加入1ml Opti-MEM重悬，按照1:500的稀释比例，取0.5μL重悬液加入到含250μL培养基的24孔板的培养上清中，4小时后，收集细胞培养上清，ELISA检测上清中IL-1β的分泌水平。

4.如图2所示，CY-09抑制由经典NLRP3炎症小体激动剂ATP诱导的NLRP3炎症小体的活化，同时对于由胞内转染LPS诱导的非经典NLRP3炎症小体的活化亦具有浓度依赖性的抑制效果。然而对于由Poly(dA:dT)激活的AIM2炎症小体及沙门氏菌激活的IPAF炎症小体不具有抑制作用。

五.CY-09抑制ASC二聚体的形成及NLRP3炎症小体复合物的组装

实验一：CY-09抑制ASC二聚体的形成。分BMDM至六孔板中，每孔1*10⁶个细胞。LPS刺激3小时，每孔加入相应浓度的CY-09或DMSO继续培养30分钟，接着加入终浓度为10μM的Nigericin刺激30分钟。收集每孔培养上清，沉淀蛋白，WB检测CY-09对NLRP3炎症小体活化的抑制效果。每孔加入等体积的含蛋白酶抑制剂的NP-40，冰上裂解30分钟，收集裂解液，离心沉淀，可见一小团白色沉淀物，吸去上清，加入终浓度为2mM的新鲜交联剂DSS，室温交联30分钟，冰冷PBS洗涤交联沉淀物两次，离心沉淀交联物，加入相应体积的蛋白裂解缓冲液，100℃，5分钟，WB检测。

实验二：CY-09抑制ASC与NLRP3相互作用。BMDM处理方法及NLRP3炎症小体刺激体系同前，内源co-ip方法和步骤参考(Shi et al.,2015，Nature Immunology)。

实验三：CY-09抑制NLRP3与NLRP3相互作用。待六孔板中293T细胞融合80％左右，分别或同时转入带FLAG和mCherry标签的NLRP3质粒，转染2小时后加入CY-09，继续培养20小时。NP-40裂解，离心取上清，加入FLAG抗体包被的珠子，4℃旋转孵育2.5小时，WB检测。外源co-ip方法和步骤参考(Shi et al.,2015，Nature Immunology)。

实验四：CY-09抑制NLRP3多聚体的形成及与ASC的相互作用。利用分子筛实验体系结合WB方法(方法和步骤参考Shi et al.,2015，Nature Immunology)，进一步确定CY-09不但可以抑制NLRP3多聚体的形成，同时还可抑制NLRP3与ASC的相互作用。

2.如图3所示，CY-09可以浓度依赖性的抑制ASC二聚体的形成及NLRP3与ASC和NLRP3与NLRP3之间的相互作用，而分子筛实验结果进一步证实CY-09可以抑制NLRP3多聚体的形成及NLRP3与ASC的相互作用。

六、CY-09特异性的与NLRP3蛋白发生相互作用

实验一：生物素标记的CY-09可以浓度依赖性的结合NLRP3蛋白。NP-40冰上裂解经LPS刺激3小时的BMDM细胞，离心去沉淀，均分上清至不同处理组别的EP管中，每组分别加入不连生物素的CY-09(free CY-09)或不同浓度的生物素标记的CY-09(Biotin-CY-09)，4℃旋转孵育1.5小时。之后，每组加入等量亲和素包被的珠子，继续旋转孵育2小时。用含1％tween-20的PBS和含0.1％NP-40的PBS先后分别洗涤珠子4次，WB检测。

实验二：free CY-09可以竞争性抑制Biotin-CY-09与NLRP3蛋白的相互作用。NP-40冰上裂解经LPS刺激3小时的BMDM细胞，离心去沉淀，均分上清至不同处理组别的EP管中，每组分别加入不同浓度的free CY-09(0μM,10Μm，20μM，40μM，80μM)，4℃旋转孵育过夜。之后，每组加入相同摩尔浓度生物素标记的CY-09(1μM)，4℃旋转孵育2小时，用含1％tween-20的PBS和含0.1％NP-40的PBS先后分别洗涤珠子4次，WB检测。实验中所用THP-1细胞系购自美国ATCC。

实验三：CY-09特异性的与NLRP3蛋白发生相互作用，而不能与NOD1/2，AIM2和NLRC4蛋白发生相互作用。待六孔板中293T细胞融合80％左右，分别转入带FLAG标签的空载质粒(EV)，NLRP3质粒，NOD1质粒，NOD2质粒，AIM2质粒以及NLRC4质粒，继续培养24小时。NP-40冰上裂解各孔细胞，后续Pulldown体系参考实验一进行，WB检测。

实验四：CY-09直接与纯化的GST-NLRP3蛋白发生结合。取购自Abnova公司的纯化GST-NLRP3重组蛋白稀释至PBS中，使其终浓度为0.4pg/μL,分别加入不同浓度的Biotin-CY-09,4℃旋转孵育1.5小时。之后每管加入等量亲和素包被的珠子，继续旋转孵育2小时。用含1％tween-20的PBS和含0.1％NP-40的PBS先后分别洗涤珠子4次，WB检测。Pulldown体系结合竞争性抑制方案,WB检测发现重组GST-NLRP3蛋白与Biotin-CY-09的直接结合可以被free CY-09浓度依赖性的抑制。

2.如图4所示，Biotin-CY-09可以浓度依赖性的pulldown NLRP3蛋白，且NLRP3蛋白的这种pulldown可以被free CY-09竞争性抑制。利用293T细胞系过表达带有FLAG标签的空载质粒(EV)，NLRP3质粒，NOD1质粒，NOD2质粒，AIM2质粒以及NLRC4质粒，结合pulldown和WB实验体系，进一步证实Biotin-CY-09特异性的与NLRP3蛋白发生相互作用。

七.NLRP3蛋白NACHT功能区段中的ATP结合位点是CY-09的直接结合部位

1.293T细胞传代培养及转染方法同前。

实验一：CY-09通过与NLRP3蛋白的NACHT功能区段发生相互作用而与NLRP3蛋白相结合。待六孔板中293T细胞融合80％左右，分别转入带FLAG标签的全长NLRP3质粒，NACHT质粒，LRR质粒以及PYD质粒，继续培养24小时。NP-40冰上裂解各孔细胞，后续Pulldown体系参考四中的实验一进行，WB检测。

实验二：CY-09与NLRP3蛋白NACHT功能区段中的ATP结合位点发生直接结合。NLRP3蛋白的ATP酶活性区域位于NACHT功能区段，包括ATP结合位点(walker A)和ATP酶的催化位点(walker B)。分别构建带有FLAG标签并且包含walker A和walker B点突变的NLRP3质粒。转入融合80％左右的293T细胞系中，继续培养24小时。NP-40冰上裂解各孔细胞，后续Pulldown体系参考四中的实验一进行，WB检测。

2.如图5所示，Biotin-CY-09仅与NLRP3的NACHT功能区段相结合，而不能够与LRR和PYD功能区段相结合。构建NLRP3蛋白ATP酶活性位点的突变质粒(walker A和walker B)，进一步证实Biotin-CY-09与NACHT功能区段相结合是通过与其ATP结合位点发生相互作用。

八.CY-09特异性抑制NLRP3蛋白的ATP酶活性

1.293T细胞传代培养及转染方法同前。

实验一：CY-09剂量依赖性的抑制NLRP3蛋白的ATP酶活性。按照外源co-ip方法将带有FLAG标签的NLRP3蛋白，NLRP1蛋白以及NLRC4蛋白自293T细胞裂解液中pulldown下来，接着用终浓度为5mg/ml的flag peptide溶液将目的蛋白从FLAG抗体包被的珠子上洗脱下来，此步为纯化目的蛋白，为提高目的蛋白纯度可重复上述操作一次。

实验二：目的蛋白纯化出来之后进行ATP酶活性检测。①取5uL经进一步纯化的flag-NLRP3蛋白或flag-NLRP1蛋白或flag-NLRC4蛋白加入到含有25uL kinase reactionbuffer以及不同浓度CY-09的白色96孔板中，于37℃孵育15分钟。②加入终浓度为250uM的ATP，继续于37℃孵育40-60分钟。③加入25uL ADP-Glo Reagent以终止激酶反应并去除残留的ATP，室温孵育40分钟。④结束孵育后，再加入50uL的Kinase Detection Reagent，室温继续孵育30-60分钟。⑤于多功能酶标仪上，检测luminescence的吸光度值。

实验三：取购自Abnova公司的纯化GST-NLRP3重组蛋白，按照实验二方案进行体外ATP ase活性检测，结果显示GST-NLRP3重组蛋白的ATP ase活性可以被CY-09浓度依赖性的抑制。

2.如图6所示，CY-09剂量依赖性的抑制NLRP3蛋白的ATP酶活性，而对于NLRP1蛋白和NLRC4蛋白的ATP酶活性不具有明显的抑制作用。

实施例6 CY-09抑制尿酸盐结晶诱导的急性炎症

一.CY-09抑制尿酸盐结晶(MSU)诱导的腹膜炎

1.取10周龄雄性C57BL/6J鼠，分成3组，每组6只。

2.第一组，腹腔注射一定体积DMSO，半小时后注射适当体积的PBS。

第二组，腹腔注射一定体积DMSO，半小时后注射MSU，剂量为每只鼠0.5mg。

第三组，腹腔注射20mg/kg的CY-09，半小时后注射MSU，剂量为每只鼠0.5mg。

3.六小时后，向鼠的腹腔中注入10ml预冷PBS，取腹腔灌洗液离心。

4.步骤3得到的腹腔灌洗液上清用ELISA的方法进行IL-1β等细胞因子的测定；沉淀的细胞用抗CD11b和抗Ly6G抗体进行标记，细胞流式分析仪检测腹腔中性粒细胞的浸润情况。

如图7所示，腹腔注射MSU后，中性粒细胞明显被招募，而注射CY-09后可显著抑制中性粒细胞浸润。同时注射CY-09后也可显著抑制IL-1β的分泌。说明CY-09可有效抑制MSU诱导的腹腔炎。

二.CY-09抑制由尿酸盐结晶(MSU)堆积诱导的痛风

1.取10周龄雄性C57BL/6J鼠，分成两组，每组6只。用游标卡尺分别测量并记录每只鼠两侧膝关节的起始宽度。

2.第一组，向左腿膝关节腔中注入DMSO和PBS混合液，向右腿膝关节腔中同时注入DMSO和MSU。

第二组，向左腿膝关节腔中注入DMSO和PBS混合液，向右腿膝关节腔中同时注入CY-09和MSU。

3.分别在注射后12小时和24小时测量并记录小鼠两腿膝关节的宽度。

4. 24小时后，摘眼球取血，剪取小鼠膝盖骨置于24孔板，每孔加入200μl opti-MEM(含1％双抗)培养基培养1小时，收集培养上清，ELISA检测培养上清中IL-1β的分泌水平。

如图8所示，关节腔内注射MSU后，可使小鼠膝关节明显发生肿胀，加入CY-09后可有效缓解这种肿胀。与对照组相比，小鼠膝盖骨培养上清中IL-1β的分泌水平明显升高，而注射CY-09后可有效抑制IL-1β的分泌，这表明，CY-09可有效抑制MSU诱导的关节炎。

实施例7 CY-09抑制LPS诱导的急性外周炎症

1.取8周龄雄性C57BL/6J鼠，分成3组，每组6只。

2.第一组阴性对照，腹腔注射PBS。

第二组阳性对照，腹腔注射溶于PBS的LPS溶液，注射剂量为20mg/kg。

第三组给药治疗组，同时腹腔注射LPS和CY-09，LPS和CY-09的注射剂量均为20mg/kg。

3. 4小时后，摘眼球放血，室温放置半小时，接着低速离心半小时，收集血清。

4.ELISA检测步骤3血清中IL-1β的分泌水平。

结果如图9所示，与对照组相比，在LPS的作用下IL-1β水平明显升高，而腹腔注射CY-09可有效抑制IL-1β的分泌。说明CY-09可以有效抑制LPS诱导的急性外周炎症。

实施例8 CY-09显著提升穆-韦氏综合征模型鼠的生存率

NLRP3蛋白第351位氨基酸由精氨酸突变成苯丙氨酸后，NLRP3炎症小体会持续活化，继而产生大量成熟IL-1β和IL-18，外周高炎性环境可致小鼠发育停滞，出生不久(一般在4-12天)即发生死亡。

1.分别取8周龄C57BL/6J背景且带有Lyz-Cre标签的雄(雌)鼠与同样是C57BL/6J背景，购自Jackson Lab公司的Nlrp3A350VneoR雌(雄)鼠进行交配。

2.在确定雌鼠怀孕后，雌雄分开饲养至雌鼠产下突变小鼠，母乳喂养4天后，腹腔注射CY-09，注射剂量为20mg/kg，每两天注射一次，期间记录体重及存活情况。

3.对照组腹腔注射同样体积的DMSO，每两天注射一次，期间记录体重及存活情况。

4.给药10次后，停止给药，继续精心饲养，记录小鼠的最终存活期限。

结果如图10所示，与注射DMSO的对照组相比，CY-09给药组小鼠的体重以及存活期限都明显得到了提升。从第21天停止给药后，小鼠依然可以继续存活27天。说明CY-09对由NLRP3突变导致NLRP3炎症小体持续活化的遗传性疾病穆-韦氏综合征具有显著的治疗效果。

实施例9 CY-09预防并治疗肥胖相关代谢紊乱综合征

一.腹腔注射CY-09可治疗HFD诱导的肥胖和胰岛素抵抗

1.取体重和随机血糖接近的6周龄雄性C57BL/6J鼠和NLRP3-/-鼠若干，一部分用正常食物进行喂养，另一部分用HFD进行喂养。结束12周的HFD喂养之后，将随机血糖值＞11.1mM的野生小鼠按照体重分成2组，每组6只。根据体重和随机血糖值将同样被HFD喂养的NLRP3-/-鼠分成2组，每组6只。

2.每组处理方式如下：

第一组：使用正常饲料喂养的野生对照组小鼠，每天腹腔注射相当体积的DMSO/PBS混合液(10％/90％)。

第二组：高脂饲料诱导12周后的野生鼠，每天继续高脂饲料喂养，腹腔注射相当体积的DMSO/PBS混合液。

第三组：高脂饲料诱导12周后的野生鼠，继续高脂饲料喂养，每天按照2.5mg/kg的注射剂量，腹腔注射相当体积的含有CY-09的DMSO/PBS混悬液。

第四组：使用正常饲料喂养的NLRP3-/-对照小鼠，每天腹腔注射相当体积的DMSO/PBS混合液(10％/90％)。

第五组：高脂饲料诱导12周后的NLRP3-/-小鼠，继续高脂饲料喂养，每天腹腔注射相当体积的DMSO/PBS混合液。

第六组：高脂饲料诱导12周后的NLRP3-/-小鼠，继续高脂饲料喂养，每天按照2.5mg/kg.BW-1的注射剂量，腹腔注射相当体积的含有CY-09的DMSO/PBS混悬液。

3.在完成9周的给药试验后，分别检测各组小鼠的体重、随机及禁食血糖，并完成葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素敏感性试验(ITT)。

4.摘眼球取血并分离血清，称取部分肝脏和附睾脂肪组织进行组织培养，收集组织培养上清。ELISA检测血清中和组织培养上清中IL-1β的分泌水平。WB检测附睾脂肪组织中成熟caspase-1的表达。

5.结果如图11所示，经9周CY-09治疗后，与对照组小鼠相比，CY-09可显著改善由高脂饲料诱导的糖耐量受损和胰岛素抵抗，进而抑制高血糖。对外周以及肝脏和附睾脂肪组织中IL-1β的分泌水平、p20的表达水平均具有明显的抑制效果，这说明CY-09通过平衡机体的炎症状态，增强了机体对胰岛素和葡萄糖的敏感性，进而抑制高血糖并改善代谢紊乱。

二.口服给药CY-09可治疗HFD诱导的肥胖和胰岛素抵抗

1.利用0.5％的羧甲基纤维素钠盐溶液乳化CY-09粉末，使之均匀乳化其中。按照20mg/kg.BW-1或40mg/kg.BW-1的给药计量，采用灌胃法每天给药一次。所用HFD诱导小鼠同前。

2.结果如图12所示，经7周CY-09口服治疗后，与对照组小鼠相比，CY-09抑制HFD诱导的体重增加并显著改善由高脂饲料诱导的糖耐量受损和胰岛素抵抗，进而抑制血糖升高。对外周以及肝脏和附睾脂肪组织中IL-1β的分泌水平、p20的表达水平均具有明显的抑制效果，这说明口服给药CY-09同样可以达到类似腹腔注射给药的治疗效果。对机体炎症状态的平衡，增强了机体对胰岛素和葡萄糖的敏感性，进而抑制血糖升高并改善代谢紊乱。

由上述实施例可知，本发明提供的化合物，对NLRP3炎症小体及其诱导的一系列炎症性疾病具有特异性抑制作用，其中n＝1,2或3的化合物，具有特异性抑制活性，尤其具有优良的药物应用前景。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.噻唑啉酮杂环化合物在制备NLRP3炎症小体抑制剂中的应用，所述噻唑啉酮杂环化合物具有以下任一结构或盐：

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述NLRP3炎症小体抑制剂用于治疗、减轻或预防NLRP3炎症小体引发的炎症性疾病。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述炎症性疾病为II型糖尿病、动脉粥样硬化、脂肪肝、代谢综合征、感染引起的急、慢性组织损伤、痛风、关节炎、肠炎、肝炎、腹膜炎、硅肺、紫外线诱导的皮肤晒伤、接触性超敏反应、脓毒血症、肿瘤、神经退行性疾病、多发性硬化症和穆-韦氏综合征中的一种或多种。