CN109417016B - 用于治疗缺血-再灌注损伤的戊二酸化合物 - Google Patents

Abstract

本文公开了用戊二酸化合物诸如α‑酮戊二酸预防、抑制、减轻或治疗对组织的缺血再灌注损伤的方法。

Description

用于治疗缺血-再灌注损伤的戊二酸化合物

致谢政府支持

本发明是受政府支持在国立卫生研究院授予的AT006889和HL119886下完成的。政府拥有发明的某些权利。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及治疗缺血-再灌注损伤。

2.相关技术的描述

缺血-再灌注损伤是一种常见的临床问题，是由自发事件(诸如心脏病发作和中风)引起的，或是在手术和器官移植期间人工诱导的。作为再灌注程序的一部分的标准除凝块和抗血小板治疗旨在挽救患者的生命，但未解决由缺血和/或再灌注引起的使人衰弱的组织/器官损害。缺血-再灌注损伤是此类事件后发病率和死亡率的主要原因。

因此，需要对缺血-再灌注损伤的治疗。

发明内容

在一些实施方案中，本发明是一种预防、抑制、减轻或治疗对受试者体内组织或受试者的组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括在引起IR损伤的事件之前、期间和/或之后，向所述组织或所述受试者施用治疗有效量的至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，至少一种戊二酸化合物为本文所公开的式I或式II的化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为本文所公开的α-KG化合物或2-HG化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为α-酮戊二酸(α-KG)、2-羟基戊二酸和/或(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物呈药物组合物的形式施用。在一些实施方案中，所述药物组合物包含药学上可接受的载体。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件1至2小时内施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件1小时内施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件30分钟内施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件期间施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之前立即施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之后施用所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，所述治疗有效量作为单剂量施用。在一些实施方案中，所述治疗有效量为约5-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为α-KG化合物，并且所述治疗有效量为约5-15mg/kg、约10-15mg/kg或约11-12mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为2-HG化合物，并且所述治疗有效量为约10-20mg/kg、约15-20mg/kg或约15-16mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物直接施用到体内组织，例如，手术期间施用到心脏上的心脏组织。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物直接施用到离体组织，例如，通过用包含所述至少一种戊二酸化合物的流体(诸如用于器官移植的保存液，冲洗液或再灌注液)保存、冲洗或再灌注所述组织。在一些实施方案中，所述组织为心脏组织。在一些实施方案中，所述组织为器官。在一些实施方案中，所述器官为心脏、肝、肺、肾等。在一些实施方案中，IR损伤的事件为缺血、再灌注、血栓栓塞、血管收缩、心脏停搏、心肌梗塞、中风或手术。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。

在一些实施方案中，本发明是一种治疗或减轻对受试者体内组织或受试者的组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述组织或所述受试者施用药物组合物，所述药物组合物包含治疗有效量的式I化合物；或其盐：

其中R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。在一些实施方案中，R¹为氢、-CHO或-OR⁷。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基，或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。在一些实施方案中，R⁴和R⁵各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，所述化合物为α-酮戊二酸(α-KG)。在一些实施方案中，所述化合物为2-氧代戊二酸二甲酯。在一些实施方案中，所述化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，所述化合物为2-羟基戊二酸。在一些实施方案中，所述化合物为(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件期间施用所述化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之后施用所述化合物。在一些实施方案中，在所述事件1至2小时内施用所述化合物。在一些实施方案中，在所述事件1小时内施用所述化合物。在一些实施方案中，在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用所述化合物。在一些实施方案中，所述治疗有效量为约5-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，所述化合物与附加治疗剂组合施用给受试者。在一些实施方案中，所述附加治疗剂为寡霉素(oligomycin)。在一些实施方案中，所述附加治疗剂为阿斯匹林(aspirin)。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，所述组织为心脏组织。

在一些实施方案中，本发明是一种预防或抑制对受试者体内组织或受试者的组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述组织或所述受试者施用药物组合物，所述药物组合物包含治疗有效量的式I化合物；或其盐；和赋形剂：

其中R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。在一些实施方案中，R¹为氢、-CHO或-OR⁷。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基，或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。在一些实施方案中，R⁴和R⁵各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁴为-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-COOR⁷，其中R⁷为氢。在一些实施方案中，所述化合物为α-酮戊二酸(α-KG)。在一些实施方案中，所述化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，所述化合物为(S)-2-羟基戊二酸二钠(S-2HG)。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之前施用所述化合物。在一些实施方案中，所述化合物作为单剂量施用。在一些实施方案中，所述治疗有效量为约5-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，所述组织为心脏组织。

在一些实施方案中，本发明是一种增加细胞中的亲环素D(CypD)-复合物V形成的方法，其包括使细胞与至少一种戊二酸化合物接触。在一些实施方案中，至少一种戊二酸化合物为本文所公开的式I或式II的化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为本文所公开的α-KG化合物或2-HG化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为α-酮戊二酸(α-KG)、2-羟基戊二酸、2-氧代戊二酸二甲酯和/或(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)。在一些实施方案中，亲环素D-复合物V形成的增加是相对于对照而言，例如，不存在所述至少一种戊二酸化合物时等效细胞的CypD和复合物V的形成。在一些实施方案中，所述细胞来自心脏组织。在一些实施方案中，所述细胞来自哺乳动物心脏组织。在一些实施方案中，所述细胞来自人类心脏组织。

在一些实施方案中，本发明涉及至少一种戊二酸化合物在生产用于预防、抑制、减轻或治疗对受试者体内组织或受试者的组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的药剂中的用途。在一些实施方案中，本发明涉及至少一种戊二酸化合物用于生产用于预防、抑制、减轻或治疗缺血-再灌注损伤(IR损伤)的药剂的用途，其中制备所述药剂以根据如本文例如[0010]、[0052]和[0055]段所述的一种或多种给药方案进行施用。在一些实施方案中，所述药剂包含治疗有效量的所述至少一种戊二酸化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为本文所公开的式I或式II的化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为本文所公开的α-KG化合物或2-HG化合物。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为α-酮戊二酸(α-KG)、2-羟基戊二酸和/或(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)。在一些实施方案中，所述药剂包含药学上可接受的载体。

在一些实施方案中，本发明方法的受试者为哺乳动物受试者。在一些实施方案中，受试者为人类受试者。在一些实施方案中，受试者是需要用至少一种戊二酸化合物治疗的受试者。如本文中所用，需要用至少一种戊二酸化合物治疗的受试者是已经、将要或可能将要经历引起IR损伤的事件的受试者。在一些实施方案中，要向受试者施用的所述至少一种戊二酸化合物是受试者外源的。在一些实施方案中，所述组合物包含浓缩量的至少一种戊二酸化合物，其中所述浓缩量是高于所述至少一种戊二酸化合物或其自然存在的对应物在自然界中发现时自然存在的浓度的浓度。

将附图包括在内以提供对本发明的进一步理解并且将附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，说明本发明的几个实施方案，并连同描述一起用于解释本发明的原理。

附图简述

参考附图进一步理解本发明，其中：

图1、图2、图3、图4、图5和图6显示，再灌注时施用α-KG改善离体小鼠模型中的心脏功能恢复。图1提供了α-KG的结构并用示意图示出了实验方案。用Krebs Henseleit缓冲液(KH)灌注从小鼠分离的Langendorff心脏并在稳定化之后经受缺血30分钟。缺血后，用KH、对照(CTRL)或α-KG(800μM)灌注心脏60分钟。图2和图3是对照(用KH灌注的心脏)(图2)和用α-KG灌注的心脏(图3)随时间而变化的左心室发展压(LVDP)及dP/dt_最大值和dP/dt_最小值的代表性图表。图4是示出了随时间而变化的左心室发展压(LVDP)的图表。图5是示出了随时间而变化的心率-收缩压乘积(RPP)的图表。图6是示出了随时间而变化的左心室(LV)血压上升的最大速率(dP/dt_最大值)的图表。*p<0.05。

图7、图8和图9显示α-KG减小了体内小鼠模型中IR损伤的心肌梗塞面积。图7用示意图示出了实验方案。使LAD堵塞45分钟，接着再灌注24小时。再灌注时施用单次静脉推注(IV bolus)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)(水作为媒介物)、α-KG(于食物中最终为800μM)或寡霉素(于食物中最终为10nM)。图8是代表性氯化三苯基四唑(TTC)染色的心脏横截面。梗塞组织为白色，其余风险区域为红色，而非风险组织为深蓝色。图9是示出了心肌梗塞面积量化的图表。数据示出了4-5个生物重复的结果。条指示平均值±SEM。通过非配对t检验、双尾、双样本不等方差，****P<0.0001，**P＝0.0012，NS(不显著)。

图10和图11显示α-KG抑制小鼠心脏线粒体内的ATP合酶。图10是示出心脏ATP合酶受α-KG的抑制的图表。α-KG降低分离自小鼠心脏的线粒体中的状态3呼吸(通过2mM ADP引发)，而不是状态4o呼吸(寡霉素不敏感，即不依赖复合物V)或3u呼吸(FCCP非耦合最大呼吸容量)。Oligo，寡霉素；FCCP，羰基氰-4-(三氟甲氧基)苯腙；AA，抗霉素A(antimycin A)。图表中，状态3和状态3u下的高数据点为媒介物。图11是显示α-KG不影响通过ETC的电子流的图表。基线时(丙酮酸盐和苹果酸盐作为复合物I底物，在FCCP的存在下)和响应于依次注射鱼藤酮(Rote；复合物I抑制剂)、琥珀酸盐(复合物II底物)、抗霉素A(AA；复合物III抑制剂)、四甲基苯二胺(TMPD；细胞色素c(复合物IV)底物)，来自分离的小鼠心脏线粒体的耗氧率(OCR)。未检测到复合物I(C I)、复合物II(C II)或复合物IV(C IV)呼吸的差异。图表中，状态C II下的高数据点为媒介物。

图12是代表性氯化三苯基四唑(TTC)染色的心脏横截面，其显示受α-KG的保护不依赖于HIF和PHD。使LAD堵塞45分钟，接着再灌注24小时。再灌注时施用单次静脉推注的棘霉素(227nM)、棘霉素(227nM)+α-KG(800μM)或S-2HG(800μM)。梗塞组织为白色，其余风险区域为红色，而非风险组织为深蓝色。

图13是代表性氯化三苯基四唑(TTC)染色的心脏横截面，其显示α-KG向琥珀酰辅酶A(CoA)的代谢转化可归因于保护。使LAD堵塞45分钟，接着再灌注24小时。再灌注时施用单次静脉推注的α-KG(800μM)、琥珀酰-CoA(800μM)或琥珀酸盐(800μM)。梗塞组织为白色，其余风险区域为红色，而非风险组织为深蓝色。

图14为免疫印迹，其说明α-KG诱导亲环素D与复合物V的结合增加，这表明α-KB可通过抑制再灌注期间对mPTP开放的诱导而赋予心脏保护。使用ATP合酶免疫沉淀试剂盒(Abcam,ab190715)获得的小鼠心脏线粒体的提取物和免疫沉淀物经免疫印迹分析其ATP5B和CypD。样品制备和免疫沉淀根据生产商的标准方案进行。将α-KG和寡霉素溶于水中。将Bz-423溶于DMSO中。水和DMSO用作各自的媒介物对照(水用于α-KG和寡霉素实验组；而DMSO用于Bz-423实验)。

发明详述

缺血或局部缺血是由细胞代谢缺氧和缺葡萄糖引起的组织血液供给的限制。再灌注(或再氧合)损伤描述缺血、氧不足或缺氧一段时间后血液返回组织引起的组织损伤。

因为缺氧导致的急剧代谢失衡，以及再灌注时氧气和营养物质再补给所引起的代谢失衡，对心肌造成严重压力，所以将心脏用作IR损伤的模型。由于所有IR损伤都是缺血和/或再灌注情况的结果，因此使用心脏作为模型的这些实验和结果可适用于易受IR损伤的其它组织和器官，包括脑部、肝、肾和肺组织。

如本文中所用，术语“缺血-再灌注损伤”(IR损伤)是指缺血、再灌注或缺血后再灌注引起的组织损伤。因此，术语“IR损伤”包括缺血引起的损伤、再灌注损伤和缺血后再灌注引起的损伤。如本文中所用，“引起IR损伤的事件”包括缺血、再灌注、血栓栓塞、血管收缩、心脏停搏、心肌梗塞、中风，阻碍或减少流向组织的血流的手术(例如器官移植、心脏手术等)等。心肌梗塞(MI)是一类可以引起心脏组织IR损伤的心肌缺血。

使用离体和体内小鼠模型筛选内源代谢物(包括正常的以及异常的疾病相关代谢物)对心脏IR损伤的潜在影响。从筛选开始，发现三羧酸(TCA)循环中间体α-酮基戊二酸(α-KG)会赋予最大的保护作用。事实上，在再灌注开始时单次推注α-KG使小鼠的梗塞面积减少约70％。如本文所公开的，α-KG是强效治疗剂，可用于快速恢复心脏功能并减少由例如心肌梗塞引起的缺血和/或再灌注引起的梗塞面积。因此，本发明涉及预防、抑制、减轻或治疗受试者体内组织的IR损伤，其包括向所述受试者施用治疗有效量的戊二酸化合物，例如α-KG。

如本文中所用，“戊二酸化合物”是指α-KG化合物、2-HG化合物和具有以下式I的化合物：

其中

R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；

R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；并且

R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基，其中R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基，及其药学上可接受的溶剂化物、盐、前药和代谢物。

在一些实施方案中，R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或-SR¹⁰。在一些实施方案中，R¹为氢、-CHO或-OR⁷。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。在一些实施方案中，R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。

在一些实施方案中，R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。在一些实施方案中，R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、卤素、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。在一些实施方案中，R⁴和R⁵各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹；并且R⁶为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。

在一些实施方案中，R¹为-OR⁷或-NR⁸R⁹；R²和R³各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基，或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；R⁶为-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，R¹为-OR⁷或-NR⁸R⁹；R²和R³各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基，或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，R¹为-OR⁷；R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢或未取代的烷基；R⁶为-COOR⁷，R⁷为氢；并且R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或未取代的烷基。

在一些实施方案中，R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或C_1-10取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或C_1-5取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，式I的戊二酸化合物具有以下式II：

其中

Ra和Rb各自独立地为负电荷、氢、Na、直链或支链C_1-10烷基或直链或支链C_1-10烯基，并且

Rc任选存在，并且若存在，则Rc为氢、直链或支链C_1-10烷基或直链或支链C_1-10烯基，并且若存在，则Z为双键，

及其药学上可接受的溶剂化物、盐、前药和代谢物。

在一些实施方案中，Ra和Rb各自独立地为负电荷、氢、Na、直链或支链C_1-5烷基或直链或支链C_1-5烯基。

在一些实施方案中，若存在，则Rc为氢、直链或支链C_1-5烷基或直链或支链C_1-5烯基。

在一些实施方案中，戊二酸化合物为

或其盐。在一些实施方案中，戊二酸化合物为

或其盐。

如本文中所用，“α-KG化合物”是指α-酮戊二酸(α-KG)、α-酮戊二酸衍生物(例如，MacKenzie等人(2007)Mol Cell Biol 27(9):3282-3289)中阐述的衍生物)、α-酮戊二酸类似物(例如，膦酸类似物(例如，Bunik等人(2005)Biochemistry 44(31):10552-61中列举的那些))、α-酮戊二酸酯(例如，α-酮戊二酸二甲酯和α-酮戊二酸辛酯)及各种特定类似物，例如人α-酮戊二酸、猪α-酮戊二酸、鼠α-酮戊二酸、牛α-酮戊二酸等。在一些实施方案中，α-KG化合物为α-酮戊二酸。在一些实施方案中，α-KG化合物为α-酮戊二酸二甲酯。在一些实施方案中，α-KG化合物为α-酮戊二酸辛酯。如本文中所用，“α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)”和“α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid)”可互换使用。如本文中所用，缩写“KG”可用于指术语“酮戊二酸”，例如α-酮戊二酸缩写为α-KG。

如本文中所用，“2-HG化合物”是指2-羟基戊二酸、2-羟基戊二酸酯，及具有2-羟基戊二酸酯作为其主链结构的一部分的化合物并且包括1-烷基-(S)-2-羟基戊二酸酯、1-烷基-(R)-2-羟基戊二酸酯、1-烯基-(S)-2-羟基戊二酸酯、1-烯基-(R)-2-羟基戊二酸酯、5-烷基-(S)-2-羟基戊二酸酯、5-烷基-(R)-2-羟基戊二酸酯、5-烯基-(S)-2-羟基戊二酸酯和5-烯基-(R)-2-羟基戊二酸酯，其中烷基为直链或支链C_1-10烷基并且烯基为直链或支链C_1-10烯基。在一些实施方案中，2-HG化合物为1-辛基-(S)-2-羟基戊二酸酯、1-辛基-(R)-2-羟基戊二酸酯、5-辛基-(S)-2-羟基戊二酸酯或5-辛基-(R)-2-羟基戊二酸酯。在一些实施方案中，2-HG化合物为(S)-2-羟基戊二酸二钠或(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)。在一些实施方案中，2-HG化合物为L-α-羟基戊二酸二钠盐。如本文中所用，缩写“HG”可用于指术语“羟基戊二酸酯”，例如2-羟基戊二酸酯缩写为2-HG。如本文中所用，“2-羟基戊二酸(2-hydroxyglutarate)”和“2-羟基戊二酸(2-hydroxyglutaric acid)”可互换使用。在一些实施方案中，2-HG化合物为S-2HG。

“药学上可接受的溶剂化物”是指指定化合物的保持该指定化合物的生物有效性的溶剂化物形式。溶剂化物的实例包括与水、异丙醇、乙醇、甲醇、二甲亚砜、乙酸乙酯、乙酸、乙醇胺或丙酮组合的本发明的化合物。有机化学领域的技术人员将认识到，许多有机化合物可以与溶剂形成复合物，它们在溶剂中反应或从中沉淀或结晶。这些复合物称为“溶剂化物”。例如，与水的复合物称为“水合物”。戊二酸化合物的溶剂化物在本发明的范围内。有机化学领域的技术人员还将认识到，许多有机化合物可以呈一种以上的晶形存在。例如，晶形可因溶剂化物的不同而不同。因此，戊二酸化合物或其药学上可接受的溶剂化物的所有晶形均在本发明的范围内。

术语“药学上可接受的盐”是指药理学上可接受的并且对正在用本发明的化合物治疗的受试者基本上无毒的盐形式，药学上可接受的盐包括由合适的无毒有机或无机酸或无机碱形成的传统酸加成盐或碱加成盐。示例性的酸加成盐包括衍生自无机酸，例如盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸和硝酸的那些，以及衍生自有机酸的那些，有机酸例如对甲苯磺酸、甲磺酸、乙二磺酸、羟乙磺酸、草酸、对溴苯磺酸、碳酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸、2-乙酰氧基苯甲酸、乙酸、苯乙酸、丙酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、马来酸、羟基马来酸、谷氨酸、水杨酸、对氨基苯磺酸和富马酸。示例性的碱加成盐包括衍生自氢氧化铵(例如，氢氧化季铵诸如氢氧化四甲铵)的那些，衍生自无机碱诸如碱金属或碱土金属(例如钠、钾、锂、钙或镁)氢氧化物的那些，和衍生自无毒有机碱诸如碱性氨基酸的那些。

“药学上可接受的前药”是可以在生理条件下或通过溶剂分解作用转化为指定化合物或此类化合物的药学上可接受的盐的化合物。“药物活性代谢物”是指通过指定化合物或其盐在体内的代谢生成的药理学活性产物。可以使用本领域已知的常规技术鉴定化合物的前药和活性代谢物。参见，例如Bertolini,G.等人(1997)J.Med.Chem.40:2011-2016；Shan,D.等人，J.Pharm.Sci.,86(7):765-767；Bagshawe K.,(1995)Drug Dev.Res.34:220-230；Bodor,N.,(1984)Advances in Drug Res.13:224-331；Bundgaard,H.,Design ofProdrugs(Elsevier Press,1985)及Larsen,I.K.,Design and Application ofProdrugs,Drug Design and Development(Krogsgaard-Larsen等人编辑，HarwoodAcademic Publishers,1991)。

本发明的组合物，包括药物组合物，可包括一种戊二酸化合物或两种或更多种不同的戊二酸化合物，例如α-KG化合物和2-HG化合物。如本文中所用，术语“药物组合物”和“药物制剂”可互换用于指适合在受试者中药用的组合物。药物组合物通常包含有效量的活性剂(例如戊二酸化合物)和药学上可接受的载体(例如，缓冲剂、佐剂、稀释剂等)。在一些实施方案中，所述组合物，包括药物组合物，包含浓缩量的至少一种戊二酸化合物，其中所述浓缩量是高于所述至少一种戊二酸化合物或其自然存在的对应物在自然界中发现时自然存在的浓度的浓度。

如本文中所用，“药学上可接受的媒介物”和“药学上可接受的载体”可互换使用，是指并且包括任何及所有溶剂、分散介质、包衣、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂、赋形剂等，其与药物施用相适并且遵照适用标准和法规，例如《美国药典/国家处方集》(USP-NF)中阐述的药物施用的药典标准。因此，例如，排除未灭菌水作为药学上可接受的载体用于(至少)静脉施用。药学上可接受的媒介物包括本领域已知的那些。参见，例如，Remington:The Science and Practice of Pharmacy.第20版(2000)LippincottWilliams&Wilkins.Baltimore,MD，其通过引用并入本文。

根据本发明的一种或多种戊二酸化合物可优选呈药物组合物的形式施用给受试者。优选地受试者为哺乳动物，更优选地，受试者为人。优选的药物组合物是包含治疗有效量的至少一种戊二酸化合物和药学上可接受的媒介物的那些。

在一些实施方案中，施用给受试者的所述一种或多种戊二酸化合物的量为治疗有效量或有效量。如本文中所用，“有效量”是与安慰剂相比产生可观察到的差异的剂量。“治疗有效量”是指本发明的一种或多种化合物，在施用给受试者时，与对照相比产生以下作用的量：(i)治疗或抑制特定疾病、病状或病症，(ii)减弱、改善或消除特定疾病、病状或病症的一种或多种症状，和/或(iii)抑制或延迟特定疾病、病状或病症的一种或多种症状发作。本发明的一种或多种化合物的治疗有效量将根据诸如指定化合物、药物制剂、施用途径、疾病或病症类型、疾病或病症程度和所治受试者的特性等因素而变化，但仍然可由本领域的技术人员容易地测定。例如，戊二酸化合物的“治疗有效量”是与阴性对照相比，抑制或减少IR损伤量的量。

在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件或一段时间的缺血和/或再灌注之前、期间和/或之后施用一种或多种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在所述事件或一段时间的缺血和/或再灌注之前、期间和/或之后施用治疗有效量的一种或多种戊二酸化合物。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍、抑制或减少流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，在所述事件或一段时间的缺血和/或再灌注之前立即施用。在一些实施方案中，在所述事件或一段时间的缺血和/或再灌注之后长达2小时，优选长达1小时施用。在一些实施方案中，在所述事件或一段时间的缺血和/或再灌注30分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件1至2小时内施用。在一些实施方案中，在所述事件1小时内施用。在一些实施方案中，在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件30分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件25分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件20分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件15分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件10分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件5分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件1分钟内施用。在一些实施方案中，在所述事件发生后立即施用。

在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之前、期间或之后，作为约5-20、约10-15或约11-12毫克/千克受试者重量的单剂量施用治疗有效量的所述一种或多种戊二酸化合物。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之前、期间或之后，作为约5-15、约10-15或约11-12毫克/千克受试者重量的单剂量施用治疗有效量的至少一种α-KG化合物(诸如α-KG)。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为α-KG并且治疗有效量为约11.5毫克/千克受试者重量。在一些实施方案中，在引起IR损伤的事件之前、期间或之后，作为约10-20、约15-20或约15-16毫克/千克受试者重量的单剂量施用治疗有效量的至少一种2-HG化合物(诸如S-2HG)。在一些实施方案中，所述至少一种戊二酸化合物为S-2HG并且治疗有效量为约15.5毫克/千克受试者重量。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-50mg/kg、5-40mg/kg、5-30mg/kg、5-20mg/kg、5-10mg/kg、10-40mg/kg、10-30mg/kg、10-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者重量。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-50mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-40mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-30mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-20mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-10mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-40mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-30mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-20mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-15mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量的一种或多种戊二酸化合物的施用时间依据[0051]段。技术人员将认识到，某些因素可能影响有效治疗受试者所需的剂量，包括但不限于疾病或病症的严重程度、先前治疗、受试者的总体健康状况和/或年龄，及存在的其它疾病。

要施用给受试者的所述一种或多种戊二酸化合物可作为药物制剂提供。药物制剂可配制成适于预期施用模式的单位剂型。本发明的药物制剂可通过任何合适的途径施用，包括口服、直肠、鼻、局部(包括但不限于颊部和舌下)、阴道和肠胃外(包括皮下、肌肉内、静脉内和皮内)。将认识到，施用途径可随受者的状况和年龄、待治病状的特性和本发明的指定化合物而改变。在一些实施方案中，施用途径为口服。在一些实施方案中，配制药物组合物用于肠胃外施用。在一些实施方案中，配制药物组合物用于皮下施用。在一些实施方案中，配制药物组合物用于肌肉内施用。在一些实施方案中，配制药物组合物用于静脉内施用。在一些实施方案中，配制药物组合物用于动脉内施用。在一些实施方案中，配制药物组合物用于皮内施用。

将认识到，药物制剂中所用戊二酸化合物的实际剂量将根据使用的特定化合物、配制的特定组合物、施用模式和治疗的特定部位、受试者和疾病而变化。对于一类指定病状的最佳剂量可由本领域的技术人员使用剂量测定试验，鉴于指定化合物的实验数据来确定。可以按与完全活性形式的重量水平在化学上等效的重量水平来确定前药施用的剂量。

在一些实施方案中，治疗有效量的一种或多种戊二酸化合物作为每天约0.01-2、约0.25-2、约0.5-2、约1-2或约2克/千克受试者重量的日剂量施用。在一些实施方案中，治疗有效量的一种或多种戊二酸化合物作为每天约0.1-1、约0.25-1、约0.5-1或约1克/千克受试者重量的日剂量施用。在一些实施方案中，一种或多种戊二酸化合物作为每天约0.01-1.0、约0.01-0.5或约0.1-0.2克/千克受试者重量的日剂量施用。技术人员将认识到某些因素可能影响有效治疗受试者所需的剂量，包括但不限于疾病或病症的严重程度、先前治疗、受试者的总体健康状况和/或年龄，及存在的其它疾病。

所述治疗有效量可在一段时间内作为单剂量或多个剂量(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个剂量)施用。例如，受试者可用一种或多种戊二酸化合物治疗至少一次。替代地，可每周约一次至约每天一次用戊二酸化合物中的一种或多种化合物治疗受试者，持续指定治疗周期。治疗周期的长度将取决于多种因素，诸如疾病或病症的严重程度、本发明的所述一种或多种化合物的浓度和活性，或其组合。还将认识到，所述一种或多种戊二酸化合物的有效剂量可在特定治疗过程中增加或减少。

在一些实施方案中，所述一种或多种戊二酸化合物与附加治疗剂组合施用给受试者。在一些实施方案中，所述附加治疗剂为寡霉素。在一些实施方案中，所述附加治疗剂为阿斯匹林。

可以在细胞培养物或实验动物中，通过例如用于测定LD₅₀(对50％群体致死的剂量)和ED₅₀(在50％群体中治疗有效的剂量)的标准药物程序来测定所述一种或多种戊二酸化合物的毒性和疗效。毒性作用和治疗作用之间的剂量比为治疗指数并且可以表示为LD₅₀/ED₅₀。优选表现出大治疗指数的化合物。虽然可以使用表现出毒副作用的化合物，但是应该注意设计将此类化合物靶向受影响组织部位的递送系统以便最小化对未感染细胞的潜在损害，从而减轻副作用。

从细胞培养测定和动物研究中获得的数据可用于配制一定剂量范围用于人类中。此类化合物的剂量优选在包括ED₅₀，几乎没有毒性的循环浓度范围内。剂量可根据采用的剂型和利用的施用途径在该范围内变化。对于本发明方法中使用的任何化合物而言，最初可由细胞培养测定估计治疗有效剂量。在动物模型中配制一定剂量以达到包括在细胞培养中测定的IC₅₀(即，试验化合物达到对症状的半数最大抑制浓度)的循环血浆浓度范围。此类信息可用于更准确地测定在人类中的有用剂量。可以测量血浆水平，例如，通过高效液相色谱法。

在一些实施方案中，本发明涉及试剂盒，其包含一种或多种戊二酸化合物，任选地与一种或多种附加治疗剂呈组合物或与之组合，与一种或多种用于预防、抑制、减轻或治疗IR损伤的试剂或药物递送装置包装在一起。此类试剂盒包括载体、包装或容器，其可以隔开以容纳一个或多个容器，诸如小瓶、管等。在一些实施方案中，试剂盒任选地包括标识描述或标签或与之用途相关的说明书。在一些实施方案中，试剂盒包含所述一种或多种戊二酸化合物，任选地呈一种或多种单位剂型，作为包装和/或在药物递送装置(例如预充注射器)中包装在一起。在一些实施方案中，试剂盒包括监管根据本发明的化合物和组合物的生产、使用或销售的政府机构规定的信息。

另外的示例性使用方法

本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式I化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；其中向受试者施用所述药物组合物以治疗、减轻、预防或抑制对受试者体内组织的IR损伤。本文所述的药物组合物还可包含赋形剂。

在式I化合物的一些实施方案中，R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或-SR¹⁰。在一些实施方案中，R¹为氢、-CHO或-OR⁷。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。

在式I化合物的一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基并且R³为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。在一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R³为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。

在式I化合物的一些实施方案中，R⁴为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。在一些实施方案中，R⁵为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。在一些实施方案中，R⁶为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。

在式I化合物的一些实施方案中，R⁷为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁸为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁹为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式I化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-SR¹⁰或取代或未取代的烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、卤素、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或取代或未取代的烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式I化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-OR⁷或-NR⁸R⁹；R²和R³各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式I化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-OR⁷；R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地为氢或未取代的烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或未取代的烷基。

本发明提供了治疗或减轻对受试者体内组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的药物组合物，所述药物组合物包含：治疗有效量的式III化合物或其盐：

其中：R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；其中向受试者施用所述药物组合物以治疗或减轻对受试者体内组织的IR损伤。

在式III化合物的一些实施方案中，R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或-SR¹⁰。在一些实施方案中，R¹为氢、-CHO或-OR⁷。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。

在式III化合物的一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基并且R³为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。在一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R³为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。

在式III化合物的一些实施方案中，R⁴为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。在一些实施方案中，R⁵为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。在一些实施方案中，R⁶为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹。

在式III化合物的一些实施方案中，R⁷为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁸为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁹为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式III化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-SR¹⁰或取代或未取代的烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹或取代或未取代的烷基；R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式III化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-OR⁷或-NR⁸R⁹；R²和R³各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、-OR⁷、-NR⁸R⁹或未取代的烷基；R⁶为-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的式III化合物或其盐的药物组合物：

其中：R¹为-OR⁷；R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢或未取代的烷基；R⁶为-COOR⁷，R⁷为氢；并且R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢或未取代的烷基。

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的由以下结构表示的化合物或其盐的药物组合物：

在一些实施方案中，本发明提供了在有需要的受试者中治疗或减轻缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法或预防或抑制缺血-再灌注损伤(IR损伤)的方法，其包括向所述受试者施用包含治疗有效量的由以下结构表示的化合物或其盐的药物组合物：

在一些实施方案中，上述式I或式III的化合物在引起IR损伤、再灌注损伤或两者的事件期间施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为α-KG。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为S-2HG。

在其它实施方案中，上述式I或式III的化合物在引起IR损伤、再灌注损伤或两者的事件之后施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为α-KG。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为S-2HG。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件1至2小时内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件1小时内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件30分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件25分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件20分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件15分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件10分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件5分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件1分钟内施用。在一些实施方案中，式I或式III的化合物在所述事件发生之后立即施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为α-KG。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为S-2HG。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物为α-KG。在一些实施方案中，α-KG在所述事件1至2小时内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件1小时内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件30分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件25分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件20分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件15分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件10分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件5分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件1分钟内施用。在一些实施方案中，α-KG在所述事件发生之后立即施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件1至2小时内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件1小时内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件30分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件25分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件20分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件15分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件10分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件5分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件1分钟内施用。在一些实施方案中，2-HG化合物在所述事件发生之后立即施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物为S-2HG。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件1至2小时内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件1小时内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件30分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件25分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件20分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件15分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件10分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件5分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件1分钟内施用。在一些实施方案中，S-2HG在所述事件发生之后立即施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。

在一些实施方案中，治疗有效量为约5-50mg/kg、5-40mg/kg、5-30mg/kg、5-20mg/kg、5-10mg/kg、10-40mg/kg、10-30mg/kg、10-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-20mg/kg或约10-15mg/kg受试者。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-50mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-40mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-30mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-20mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约5-10mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-40mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-30mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-20mg/kg。在一些实施方案中，治疗有效量为约10-15mg/kg。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物作为单剂量施用。

在一些实施方案中，式I或式III的化合物与附加治疗剂组合施用给受试者。在一些实施方案中，附加治疗剂为寡霉素。在一些实施方案中，附加治疗剂为阿斯匹林。

在一些实施方案中，在一种方法用于预防或抑制对受试者体内组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的情况下，式I或式III的化合物在引起IR损伤、再灌注损伤或两者的事件之前施用。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞、中风，阻碍流向组织的血流的手术(诸如器官移植)等。在一些实施方案中，所述事件为心肌梗塞。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为α-KG。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，式I或式III的化合物为S-2HG。

在一些实施方案中，本文还公开了一种增加亲环素D(CypD)-复合物V形成的方法，其包括使细胞与式III的化合物或其盐接触：

其中：R¹为氢、卤素、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R²和R³各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；或R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基；R⁴和R⁵各自独立地为氢、卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；R⁶为卤素、-CN、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷、-CONR⁸R⁹、-NO₂、-SR¹⁰、取代或未取代的烷基或取代或未取代的杂烷基；并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中其中R⁷为氢、取代或未取代的烷基，或取代或未取代的芳基。在一些实施方案中，R¹为-OR⁷，其中R⁷为C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²为氢、卤素、-CN、-CHO或-NR⁸R⁹，其中R⁸和R⁹各自独立地为氢或取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R²和R³，连同与之结合的原子一起形成氧基。在一些实施方案中，R⁴和R⁵各自独立地为氢、-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-CHO、-OR⁷、-NR⁸R⁹、-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，R⁶为-COOR⁷或-CONR⁸R⁹，其中R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢或C_1-20取代或未取代的烷基。在一些实施方案中，式III的化合物为α-酮戊二酸(α-KG)。在一些实施方案中，式III的化合物为2-氧代戊二酸二甲酯。在一些实施方案中，式III的化合物为2-HG化合物。在一些实施方案中，式III的化合物为2-羟基戊二酸。在一些实施方案中，式III的化合物为S-2-羟基戊二酸。在一些实施方案中，亲环素D-复合物V形成的增加是相对于不存在式III的化合物时等效细胞的CypD和复合物V的形成。在一些实施方案中，所述细胞来自心脏组织。在一些实施方案中，所述细胞来自哺乳动物心脏组织。在一些实施方案中，所述细胞来自人类心脏组织。

另外的示例性药物组合物和制剂

要施用给受试者的所述一种或多种戊二酸化合物可作为药物组合物或制剂提供。药物制剂可制备成适于预期施用模式的单位剂型。本公开的药物制剂可通过任何合适的途径施用，包括口服、直肠、鼻、局部(包括但不限于颊部和舌下)、阴道和肠胃外(包括皮下、肌肉内、静脉内和皮内)。将认识到，施用途径可随受者的状况和年龄、待治病状的特性和本公开的指定化合物而改变。在一些实施方案中，施用途径为口服。

在一些实施方案中，本文公开的药物组合物包含治疗有效量的本公开的一种或多种化合物和药学上可接受的载体或稀释剂。如本文中所用，语言“药学上可接受的载体”旨在包括与药物施用相适的任何及所有溶剂、分散介质、包衣、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂、稳定剂、稀释剂、助悬剂、增稠剂、赋形剂等。采用的药物载体可为固体或液体。

任选地以常规方式，诸如，仅举例而言，通过常规混合、溶解、粒化、制糖衣、研细、乳化、封装、截留或压缩过程来生产药物组合物。

在某些实施方案中，组合物还可包括一种或多种pH调节剂或缓冲剂，包括酸，诸如乙酸、硼酸、柠檬酸、乳酸、磷酸和盐酸；碱，诸如氢氧化钠、磷酸钠、硼酸钠、柠檬酸钠、乙酸钠、乳酸钠和三羟甲基氨基甲烷、和缓冲液，诸如柠檬酸盐/右旋糖、碳酸氢钠和氯化铵。包括将组合物的pH维持在可接受范围内所需的量的此类酸、碱和缓冲液。

在其它实施方案中，组合物还可包括将组合物的摩尔渗透压浓度达到可接受范围所需的量的一种或多种盐。此类盐包括具有钠、钾或铵阳离子和氯离子、柠檬酸、抗坏血酸、硼酸、磷酸、碳酸氢、硫酸、硫代硫酸或亚硫酸氢根阴离子的盐；合适的盐包括氯化钠、氯化钾、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫酸铵。

如本文中所用的术语“药物组合”意指由一种以上活性成分混合或组合产生的产品，包括活性成分的固定和非固定组合。术语“固定组合”意指活性成分(例如本文所述的化合物)和联合药剂两者以单一实体或剂量的形式同时施用给患者。术语“非固定组合”意指活性成分(例如本文所述的化合物)和联合药剂，作为单独的实体同时、并发或依次施用给患者，没有特定的间隔时间限制，其中此类施用在患者体内提供有效水平的所述两种化合物。后者也适用于共混物疗法(cocktail therapy)，例如，施用三种或更多种活性成分。

将本文所述的药物组合物配制成任何合适的剂型，包括但不限于供待治疗个体口服摄取的水性口服分散液、液体、凝胶、糖浆、酏剂、浆料、悬浮液等，固体口服剂型、气溶胶、控释制剂、快速熔化制剂、泡腾制剂、冻干制剂、片剂、粉剂、丸剂、糖衣丸、胶囊、延迟释放制剂、延长释放制剂、脉冲释放制剂、多颗粒制剂，以及混合速释和控制释放制剂。在一些实施方案中，将组合物配制成胶囊。在一些实施方案中，将组合物配制成溶液(例如，用于IV施用)。

本文所述的药物固体剂型任选地包括本文所述的化合物和一种或多种药学上可接受的添加剂或赋形剂，诸如相容性载体、粘合剂、填充剂、助悬剂、调味剂、甜味剂、崩解剂、分散剂、表面活性剂、润滑剂、着色剂、稀释剂、增溶剂、湿润剂、增塑剂、稳定剂、渗透增强剂、润湿剂、消泡剂、抗氧化剂、防腐剂，或其一种或多种组合。

在其它方面，使用标准包衣程序，例如Remington's Pharmaceutical Sciences，第20版(2000)中描述的那些，在组合物周围提供薄膜包衣。在一些实施方案中，将组合物配制成颗粒(例如用于通过胶囊施用)并且一些或所有颗粒有包衣。在一些实施方案中，将组合物配制成颗粒(例如用于通过胶囊施用)并且一些或所有颗粒微胶囊化。在一些实施方案中，将组合物配制成颗粒(例如用于通过胶囊施用)并且一些或所有颗粒未微胶囊化并且无包衣。

在一些实施方案中，本文提供的组合物还可包括一种或多种防腐剂以抑制微生物活性。合适的防腐剂包括含汞物质，例如硼酸苯汞(merfen)和硫柳汞；稳定二氧化氯；和季铵化合物诸如苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲铵和氯化十六烷基吡啶。

“消泡剂”减少了加工过程中的起泡，这可导致水分散液凝结，成品薄膜中起泡，或通常损害加工。示例性的消泡剂包括硅乳液或山梨坦倍半油酸酯。

“抗氧化剂”包括例如丁基化羟基甲苯(BHT)、抗坏血酸钠、抗坏血酸、焦亚硫酸钠和生育酚。在某些实施方案中，抗氧化剂在需要时增强化学稳定性。

本文所述的制剂可受益于抗氧化剂、金属螯合剂、含硫醇的化合物和其它一般稳定剂。此类稳定剂的实例包括但不限于：(a)约0.5％至约2％w/v甘油，(b)约0.1％至约1％w/v甲硫氨酸，(c)约0.1％至约2％w/v硫代甘油，(d)约1mM至约10mM EDTA，(e)约0.01％至约2％w/v抗坏血酸，(f)0.003％至约0.02％w/v聚山梨醇酯80，(g)0.001％至约0.05％w/v聚山梨醇酯20，(h)精氨酸，(i)肝素，(j)硫酸葡聚糖，(k)环糊精，(l)戊聚糖多硫酸酯和其它类肝素，(m)二价阳离子诸如镁和锌；或(n)其组合。

“粘合剂”赋予粘合性并且包括例如海藻酸及其盐；纤维素衍生物诸如羧甲基纤维素、甲基纤维素(例如，

)、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素(例如，

)、乙基纤维素(例如，

)和微晶纤维素(例如，

；微晶右旋糖；直链淀粉；硅酸镁铝；多糖酸；膨润土；明胶；聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物；交聚维酮；聚维酮；淀粉；预胶化淀粉；黄蓍胶、糊精、糖，诸如蔗糖(例如，

)、葡萄糖、右旋糖、糖蜜、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇(例如，

)和乳糖；天然或合成树胶，诸如阿拉伯树胶、黄蓍胶、印度胶、伊莎贝果壳粘液、聚乙烯吡咯烷酮(例如，

CL、

CL、

XL-10)、落叶松阿拉伯半乳聚糖、

聚乙二醇、蜡、藻酸钠等。

“载体”或“载体材料”的实例包括药剂学中的赋形剂，并且应基于与本文公开的化合物(诸如式I或式III的化合物)的相容性，以及所需剂型的释放特性来选择。示例性载体材料包括例如粘合剂、助悬剂、崩解剂、填充剂、表面活性剂、增溶剂、稳定剂、润滑剂、润湿剂、稀释剂等。“药学上相容的载体材料”可包括但不限于阿拉伯胶、明胶、胶体二氧化硅、甘油磷酸钙、乳酸钙、麦芽糖糊精、甘油、硅酸镁、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、胆固醇、胆固醇酯、酪蛋白酸钠、大豆卵磷脂、牛磺胆酸、磷脂酰胆碱、氯化钠、磷酸三钙、磷酸氢二钾、纤维素和纤维素偶联物、糖硬脂酰乳酸钠、角叉菜胶、单甘油酯、甘油二酯、预胶化淀粉等。参见，例如Remington:The Science and Practice of Pharmacy，第19版(Easton,Pa.:MackPublishing Company,1995)；Hoover,John E.,Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,Pennsylvania 1975；Liberman,H.A.和Lachman,L.编辑，Pharmaceutical Dosage Forms,Marcel Decker,New York,N.Y.,1980；及PharmaceuticalDosage Forms and Drug Delivery Systems，第7版(Lippincott Williams&Wilkins1999)。

“分散剂”和/或“粘度调节剂”包括通过液体介质或造粒方法或掺混方法控制药物的扩散和均匀性的材料。在一些实施方案中，这些试剂还促进包衣或侵蚀基质的有效性。示例性扩散促进剂/分散剂包括例如亲水性聚合物、电解质、

60或80、PEG、聚乙烯吡咯烷酮(PVP；商品名为

)和基于碳水化合物的分散剂，诸如羟丙基纤维素(例如，HPC、HPC-SL和HPC-L)、羟丙基甲基纤维素(例如HPMC K100、HPMC K4M、HPMC K15M和HPMCK100M)、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、乙酸羟丙基甲基纤维素硬脂酸酯(HPMCAS)、非结晶纤维素、硅酸镁铝、三乙醇胺、聚乙烯醇(PVA)、乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物(S630)、4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚与环氧乙烷和甲醛的聚合物(也称为泰洛沙泊(tyloxapol))、泊洛沙姆(例如，Pluronics

和

它们是环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物)和泊洛沙胺(例如Tetronic

也称为Poloxamine

它是向乙二胺中依次添加环氧乙烷和环氧乙烷而获得的四官能嵌段共聚物(BASF Corporation,Parsippany,N.J.))、聚乙烯吡咯烷酮K12、聚乙烯吡咯烷酮K17、聚乙烯吡咯烷酮K25或聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物(S-630)、聚乙二醇(例如聚乙二醇的分子量可为约300至约6000，或约3350至约4000，或约7000至约5400)、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚山梨醇酯-80、海藻酸钠、树胶(诸如黄蓍胶和阿拉伯树胶)、瓜尔胶、黄原胶(包括黄原酸胶)、糖、纤维素塑料(例如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠)、聚山梨醇酯-80、海藻酸钠、聚乙氧基化脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚乙氧基化脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚维酮、卡波姆、聚乙烯醇(PVA)、藻酸盐、壳聚糖及其组合。增塑剂诸如纤维素或三乙基纤维素也可用作分散剂。在脂质体分散体和自乳化分散体中特别有用的分散剂是二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、来自蛋的天然磷脂酰胆碱，来自蛋的天然磷脂酰甘油、胆固醇和肉豆蔻酸异丙酯。

一种或多种侵蚀促进剂与一种或多种扩散促进剂的组合也可用于本组合物中。

术语“稀释剂”是指用于在递送前稀释目标化合物的化合物。稀释剂也可用于稳定化合物，因为它们可以提供更稳定的环境。溶于缓冲溶液中的盐(其也可提供pH控制或维持)在本领域中用作稀释剂，包括但不限于磷酸盐缓冲盐水溶液。在某些实施方案中，稀释剂增加组合物的体积以促进压缩或产生足够体积以均匀掺混进行胶囊填充。此类化合物包括例如乳糖、淀粉、甘露糖醇、山梨糖醇、右旋糖、微晶纤维素(诸如

)；磷酸氢钙、二水磷酸二钙；磷酸三钙、磷酸钙；无水乳糖、喷雾干燥的乳糖；预胶化淀粉、可压缩糖诸如

(Amstar)；甘露糖醇、羟丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素乙酸硬脂酸酯、基于蔗糖的稀释剂、糖粉；一元硫酸钙一水合物、硫酸钙二水合物；乳酸钙三水合物、葡萄糖结合剂(dextrate)；水解谷物固体、直链淀粉；粉状纤维素、碳酸钙；甘氨酸、高岭土；甘露糖醇、氯化钠；肌醇、膨润土等。

术语“崩解”包括与胃肠液接触时剂型的溶解和分散。“崩解剂”促进物质的分解或崩解。崩解剂的实例包括淀粉，例如天然淀粉(诸如玉米淀粉或马铃薯淀粉)、预胶化淀粉(诸如National 1551或

)，或羟基乙酸淀粉钠(诸如

或

)；纤维素，诸如木制品、甲基结晶纤维素(例如

PH101、

PH102、

PH105、

P100、

Ming

和Solka-

)、甲基纤维素、交联羧甲纤维素或交联纤维素(诸如交联羧甲基纤维素钠

交联羧甲基纤维素或交联羧甲纤维素)、交联淀粉(诸如羟基乙酸淀粉钠)、交联聚合物(诸如交联聚维酮)、交联聚乙烯吡咯烷酮、藻酸盐(诸如藻酸或藻酸盐(诸如海藻酸钠))、粘土(诸如

HV(硅酸铝镁))、树胶(诸如琼脂、瓜尔胶、刺槐豆胶、刺梧桐胶、果胶或者黄蓍胶)、羟基乙酸淀粉钠、膨润土、天然海绵、表面活性剂、树脂(诸如阳离子交换树脂)、柑橘渣、十二烷基硫酸钠、组合淀粉中的十二烷基硫酸钠等。

“药物吸收”或“吸收”通常是指药物从药物施用部位穿过屏障进入血管或作用部位的过程，例如，药物从胃肠道进入门静脉或淋巴系统。

“肠溶衣”是在胃部保持基本完整但在小肠或结肠中溶解并释放药物的物质。通常，肠溶衣包含防止在胃部的低pH环境中释放但在较高pH，通常在6至7的pH下电离的聚合材料，因此在小肠或结肠中充分溶解以释放其中的活性剂。

“侵蚀促进剂”包括控制胃肠液中特定物质侵蚀的物质。侵蚀促进剂通常为本领域普通技术人员所知。示例性侵蚀促进剂包括例如亲水性聚合物、电解质、蛋白质、肽和氨基酸。

“填充剂”包括诸如乳糖、碳酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙、硫酸钙、微晶纤维素、纤维素粉末、右旋糖、葡萄糖结合剂、葡聚糖、淀粉，、预胶化淀粉、蔗糖、木糖醇、乳糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、氯化钠、聚乙二醇等化合物。

可用于本文所述制剂中的“调味剂”和/或“甜味剂”包括例如阿拉伯胶糖浆、乙酰磺胺酸钾、阿力甜(alitame)、茴香、苹果、阿斯巴甜(aspartame)、香蕉、巴伐利亚奶油、浆果、黑醋栗、奶油糖果、柠檬酸钙、樟脑、焦糖、樱桃、樱桃奶油、巧克力、肉桂、泡泡糖、柑橘、柑橘宾治(citrus punch)、柑橘奶油、棉花糖、可可、可乐、冷樱桃、冷柑橘、甜蜜素(cyclamate)、环己氨基磺酸盐(cylamate)、右旋糖、桉、丁香酚、果糖、水果宾治、生姜、甘草亭酸酯、甘草(欧亚甘草)糖浆、葡萄、葡萄柚、蜂蜜、异麦芽酮糖醇、柠檬、酸橙、柠檬奶油、甘草酸单铵

麦芽醇、甘露糖醇、枫、药蜀葵、薄荷醇、薄荷奶油、混合浆果、新橙皮苷二氢查尔酮、纽甜(neotame)、橘子、梨、桃、薄荷、薄荷奶油、

粉、覆盆子、沙士(root beer)、朗姆酒(rum)、糖精、黄樟脑、山梨糖醇、留兰香、留兰香奶油、草莓、草莓奶油、甜叶菊、三氯蔗糖、蔗糖、糖精钠、糖精、阿斯巴甜、乙酰磺胺酸钾、甘露糖醇、泰林(talin)、sylitol、三氯蔗糖、山梨糖醇、瑞士奶油、塔格糖、红橘、奇异果甜蛋白、百果糖、香草、核桃、西瓜、野樱桃、冬青、木糖醇，或这些调味成分的任何组合，例如茴香-薄荷醇、樱桃-茴香、肉桂-橙、樱桃-肉桂、巧克力-薄荷、蜂蜜-柠檬、柠檬-酸橙、柠檬-薄荷、薄荷醇-桉、橘子-奶油、香草-薄荷及其混合物。

“润滑剂”和“助流剂”是防止、减少或抑制材料粘附或摩擦的化合物。示例性润滑剂包括例如硬脂酸、氢氧化钙、滑石、硬脂酰富马酸钠、烃(诸如矿物油或氢化植物油(诸如氢化大豆油(

)))、高级脂肪酸及其碱金属和碱土金属盐(诸如铝盐、钙盐、镁盐、锌盐)、硬脂酸、硬脂酸钠、甘油、滑石、蜡、

硼酸、苯甲酸钠、醋酸钠、氯化钠、亮氨酸、聚乙二醇(例如PEG-4000)或甲氧基聚乙二醇(诸如Carbowax^TM)、油酸钠、苯甲酸钠、山嵛酸甘油酯、聚乙二醇、十二烷基硫酸镁或钠、胶体二氧化硅(诸如Syloid^TM、Cab-O-

)、淀粉(诸如玉米淀粉)、硅油、表面活性剂等。

“可测量的血清浓度”或“可测量的血浆浓度”描述通常按mg、μg或ng治疗剂/mL、dL或L血清测量的，在施用后吸收到血流中的血清或血浆浓度。如本文中所用，可测量的血浆浓度通常按ng/ml或μg/ml测量。

“药效学”是指决定相对于作用部位的药物浓度观察到的生物反应的因素。

“药代动力学”是指决定在作用部位获得和维持适当药物浓度的因素。

“增塑剂”是用于软化微胶囊化材料或薄膜包衣以使其不那么易碎的化合物。合适的增塑剂包括例如聚乙二醇(诸如PEG 300、PEG 400、PEG 600、PEG1450、PEG 3350和PEG800)、硬脂酸、丙二醇，油酸、三乙基纤维素和三醋精。在一些实施方案中，增塑剂还可以用作分散剂或润湿剂。

“增溶剂”包括诸如三醋精、柠檬酸三乙酯、油酸乙酯、辛酸乙酯、十二烷基硫酸钠、多库酯钠、维生素E TPGS、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素、羟丙基环糊精、乙醇、正丁醇、异丙醇、胆固醇、胆汁盐、聚乙二醇200-600、三缩四乙二醇(glycofurol)、二乙二醇单乙基醚(transcutol)、丙二醇和异山梨醇二甲醚等化合物。

“稳定剂”包括诸如任何抗氧化剂、缓冲剂、酸、防腐剂等化合物。

如本文中所用，“稳态”是当施用的药物量等于在一个给药间隔时间内消除的药物量，导致平稳或恒定的血浆药物暴露时。

“助悬剂”包括诸如以下的化合物：聚乙烯吡咯烷酮(例如聚乙烯吡咯烷酮K12、聚乙烯吡咯烷酮K17、聚乙烯吡咯烷酮K25或聚乙烯吡咯烷酮K30)、乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物(S630)、聚乙二醇(例如聚乙二醇的分子量可为约300至约6000，或约3350至约4000，或约7000至约5400)、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙酸羟甲基纤维素硬脂酸酯、聚山梨醇酯-80、羟乙基纤维素、海藻酸钠、树胶(诸如黄蓍胶和阿拉伯树胶)、瓜尔胶、黄原胶(包括黄原酸胶)、糖、纤维素塑料(例如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素)、聚山梨醇酯-80、海藻酸钠、聚乙氧基化脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚乙氧基化脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚维酮等。

“表面活性剂”包括诸如十二烷基硫酸钠、多库酯钠、Tween 60或80、三醋精、维生素E TPGS、山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚山梨醇酯、泊洛沙姆、胆汁盐、单硬脂酸甘油酯、环氧乙烷和环氧丙烷共聚物，例如

(BASF)等。一些其它表面活性剂包括聚氧乙烯脂肪酸甘油酯和植物油，例如聚氧乙烯(60)氢化蓖麻油；和聚氧乙烯烷基醚和烷基苯基醚，例如辛基酚聚醚10、辛基酚聚醚40。在一些实施方案中，可包括表面活性剂以增强物理稳定性或用于其他目的。

“粘度增强剂”包括例如甲基纤维素、黄原胶、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙酸羟丙基甲基纤维素硬脂酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、卡波姆、聚乙烯醇、藻酸盐、阿拉伯胶、壳聚糖及其组合。

“润湿剂”包括诸如油酸、单硬脂酸甘油酯、山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、油酸三乙醇胺、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、多库酯钠、油酸钠、十二烷基硫酸钠、多库酯钠、三醋精、Tween 80、维生素E TPGS、铵盐等化合物。

实施例

以下实施例旨在说明而非限制本发明。

实施例1

缺血后施加α-KG使离体心脏血液动力学参数快速恢复

检查缺血-再灌注损伤(IR损伤)离体模型中α-KG对心脏血液动力学参数的保护作用。分离的Langendorff灌注心脏经受30分钟缺血，接着用含800μMα-KG的Krebs Henseleit缓冲液(KH)或作为对照的KH缓冲液进行60分钟再灌注(图1)。再灌注期间施用α-KG，在左心室发展压(LVDP)与对照处理相比高得多时，使心脏功能在再灌注的前几分钟内快速恢复(图2、图3和图4)。按照LVDP×心率计算的心率-收缩压乘积(RPP)在α-KG组中也显著更高，在再灌注5分钟后观察到恢复约70％，而在对照组中恢复5％，并且在α-KG组中再灌注30分钟之后恢复约80％，相比对照组中仅恢复20％(图5)。α-KG组与对照(CTRL)心脏相比，还显示出好得多的LV dP/dt_最大值(图6)。

因为前几分钟的再灌注在心肌保护方面很关键。这些结果表明α-KG可以用作靶向前几分钟的关键再灌注以使心脏功能快速恢复并减小梗塞面积的新型治疗剂。事实上，这在下面的体内实验中得到确认。

实施例2

在再灌注开始时施用α-KG减小体内心肌梗塞面积

检查α-KG在IR损伤体内小鼠模型中的保护作用，其是完整心脏的相近表示。使左冠状动脉堵塞30分钟，接着再灌注24小时(图7)。再灌注开始时通过尾部静脉给予单次α-KG推注(800μM，未优化)使小鼠梗塞面积减小约70％(图8和图9)。α-KG组中的梗塞面积较小不是由于AAR(风险区域)较小，因为两个组经受了同等程度的缺血风险。进一步实验证实200μM的α-KG赋予和800μM的α-KG相似的保护水平。这些数据证明了α-KG对体内IR损伤的稳健保护作用。

实施例3

复合物V抑制在保护方面的作用

如图10中所提供的，α-KG抑制在基线时分离自小鼠心脏的心肌内的复合物V活性。线粒体F₁F_O ATP合酶是哺乳动物ATP的主要来源。ATP合酶在某些条件(包括心肌缺血)下可以转换为ATP水解酶，导致总ATP损失多达50-90％。进行实验以确定寡霉素在再灌注时施用是否可以减轻IR损伤。发现寡霉素在5μM时有毒，然而发现在再灌注时给予较低剂量(例如10nM)的寡霉素，使小鼠心肌梗塞面积显著减小(图8和图9)。这些结果是出乎意外的并且表明对ATP合酶的抑制至少部分是造成α-KG保护作用的原因。由于担心在健康组织中产生ATP中毒，因此认为寡霉素对于治疗IR损伤不安全，并且α-KG是一种天然存在的代谢物，其安全性已证实并且在减少IR损伤方面更有效，所以可以使用单独的α-KG或与低剂量的寡霉素组合用于治疗或减轻IR损伤。

实施例4

α-KG的保护作用不依赖于HIF、PHD和实验胚胎学

因为HIF-1蛋白稳定性受含有脯氨酰羟化酶结构域的蛋白(PHD；由Egl九同源物或EGLN基因编码)调节，对于后者而言α-KG为辅因子(和氧一样)，惊人地发现HIF-1和PHD都不参与α-KG的保护作用。不但在HIF-1抑制剂棘霉素存在下α-KG具有完全保护作用，而且PHD抑制剂(S)-2-羟基戊二酸(S-2HG)赋予和α-KG相似程度的保护作用(图12)。因此，α-KG和/或S-2HG可用于治疗或减轻IR损伤。

除了缺氧反应中的PHD之外，许多其它双加氧酶也使用α-KG作为包括表观遗传调节在内的多种细胞过程中的共底物。因为α-KG的保护作用在注射的几分钟内表现出来，如本文的离体实验所示，并且α-KG依赖性表观遗传酶(S-2HG)的抑制剂也赋予针对体内IR损伤类似程度的保护作用，所以表观遗传机制可以在很大程度上被排除在外。

实施例5

α-KG代谢物琥珀酰-CoA针对IR损伤的保护

细胞中，α-KG受α-KG脱氢酶(α-KGDH)脱羧化为琥珀酰-CoA和CO₂。有趣的是，发现琥珀酰-CoA针对IR损伤表现出显著保护作用，而TCA循环中的下一个中间产物琥珀酸盐未表现出保护作用(图13)。这些结果表明琥珀酰-CoA本身在保护方面起到积极作用并且开辟了针对IR损伤的其它治疗策略的新研究领域。

实施例6

α-KG增加亲环素D与复合物V的结合

线粒体膜通透性转运孔(mPTP)是在包括中风和心肌缺血-再灌注在内的某些病理条件下在线粒体内膜中形成的结构。对mPTP的诱导导致线粒体肿胀、膜电位丧失和细胞死亡信号传导的激活。mPTP由复合物V和亲环素D(CypD)组成。mPTP的开放受CypD与复合物V的结合亲和力影响；CypD结合增加抑制了对mPTP的诱导。在一些实施方案中，研究证实复合物V抑制剂可诱导或抑制mPTP开放。参见例如，Giorgio等人(2013)PNAS USA 110:5887-5892。

如实施例3中所示，α-KG抑制复合物V的F₁亚基。在该实施例中，发现α-KG增加CypD与复合物V的结合(图14)。这表明α-KG可以抑制再灌注期间对mPTP开放的诱导以赋予心脏保护。已知的复合物V抑制剂寡霉素(其抑制复合物V的Fo亚基)也增加CypD-复合物V亲和力并赋予心脏保护。相比之下，另一种复合物V抑制剂Bz-423降低了CypD对复合物V的亲和力并诱导细胞凋亡。

除非另有说明，否则本申请中使用的所有科学和技术术语具有本领域常用的含义。

本文使用的章节标题用于组织目的而不应解释为限制所描述的主题。

如本文所用，术语“受试者”、“患者”和“个体”可互换用于指人和非人动物。术语“非人动物”包括所有脊椎动物，例如哺乳动物和非哺乳动物，诸如非人灵长类动物、马、绵羊、狗、牛、猪、鸡和其它兽医受试者和试验动物。在一些实施方案中，受试者为哺乳动物。在一些实施方案中，受试者为人。

除非另外特别说明，否则单数的使用可包括复数。如说明书和所附权利要求中所用，除非上下文另有明确指出，否则单数形式“一”、“一个(一种)”和“所述(该)”可以包括复数指示物。除非另有说明，否则“或”的使用可以意指“和/或”。如本文中所用，“和/或”意指“和”或“或”。例如，“A和/或B”意指“A、B或A和B两者”，“A、B、C和/或D”意指“A、B、C、D或其组合”并且所述“其组合”意指A、B、C和D的任何子集，例如，单成员子集(例如，A或B或C或D)、二成员子集(例如，A和B；A和C；等等)，或三成员子集(例如，A、B和C；或A、B和D；等等)，或全部四个成员(例如，A、B、C和D)。

在理解或完成本发明公开内容所必需的程度上，本文提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用明确地并入本文，其程度如同每个单独地这样并入一样。

已经如此描述了本发明的示例性实施方案，本领域技术人员应该注意，在公开内容中仅为示例性，并且可以在本发明的范围内进行各种其它替代、改编和修改。因此，本发明不限于如本文所示的特定实施方案，而仅受所附权利要求的限制。

Claims (11)

1.至少一种2-羟基戊二酸化合物在制备用于治疗或减轻对人类受试者体内组织的缺血-再灌注损伤(IR损伤)的药物中的用途，

其中所述至少一种2-羟基戊二酸化合物为(S)-2-羟基戊二酸或(S)-2-羟基戊二酸二钠。

2.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件1至2小时内施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

3.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件1小时内施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

4.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件30分钟内施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

5.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件期间施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

6.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件之前立即施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

7.根据权利要求1所述的用途，其中在引起所述IR损伤的事件之后施用所述至少一种2-羟基戊二酸化合物。

8.根据权利要求1所述的用途，其中治疗有效量的所述药物作为单剂量施用。

9.根据权利要求1所述的用途，其中所述药物包括适合于施用10-15毫克所述至少一种2-羟基戊二酸化合物/千克所述人类受试者重量的单位剂型。

10.根据权利要求1所述的用途，其中所述IR损伤为心肌梗塞。

11.根据权利要求1所述的用途，其中所述组织为心脏组织。

Images