CN111606795A - 一种碘标姜黄素及其作为淀粉样蛋白沉积物显像剂的用途 - Google Patents

一种碘标姜黄素及其作为淀粉样蛋白沉积物显像剂的用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碘标姜黄素及其作为淀粉样蛋白沉积物显像剂的用途，其结构式如式（1）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
(1)式（1）中，R1，R2，R3，R4，R5，R6各自独立的表示123I、125I、127I、131I、氢、氚、卤素、‑OH、‑NH2、‑NHRa、‑NRaRb、‑COOH、‑COORa、‑NO2、‑OC1‑12烷基、‑C1‑12烷基、‑CF3、‑CN、‑OCH2‑苯基、‑OCH2取代苯基、‑O‑苯基、‑O‑取代苯基、‑CH=CH‑苯基、‑CH=CH‑取代苯基、‑O(CH2)mNRaRb、‑CO‑NRaRb或‑NHCO‑Ra、‑Sn(烷基)3、99mTc络合物、11C、13N、15O、18F、22Na、52Fe、64Cu、68Ga、76Br、82Rb、18F(C1‑5)烷基、[18F(C1‑5)烷基]氨基、[18F(C1‑5)烷基]烷基氨基，其中Ra和Rb各自独立的表示氢、‑C1‑6烷基或‑(CH2)m‑苯基。该化合物尤其用于诊断和治疗患有淀粉样蛋白沉积疾病的患者，例如阿尔茨海默病等。

Description

一种碘标姜黄素及其作为淀粉样蛋白沉积物显像剂的用途
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种碘标姜黄素作为淀粉样蛋白沉积物的显像剂的用途。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease，AD)是一种发病隐匿且不可逆的神经退行性疾病，在表现出明显的临床症状前20年或者更久已存在脑部的微小改变，是常见的痴呆类型之一，约占痴呆病例数的50％-75％，主要发生于晚年，65岁以上人群每五年患病率增长一倍，目前尚无有效的诊断和治疗AD的方法，给社会带来了严重的经济和医疗压力。AD主要临床表现为进行性认知功能减退及记忆缺失，其最显著的病理学特征是脑内β-淀粉样蛋白沉积(Senile plaques，SPs)及神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFTs)，本发明则是针对淀粉样蛋白沉积物设计的可用于SPECT(单光子发射计算体层摄影术)和CT显影的新颖化合物，从而实现对阿尔茨海默病等存在淀粉样蛋白沉积物的疾病的早期诊断。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种碘标姜黄素及其作为淀粉样蛋白沉积物显像剂的用途，并涉及其在体内外与淀粉样蛋白沉积物结合的实验方法及结果，该类化合物尤其适合用于诊断及治疗患有淀粉样蛋白沉积物的患者，例如阿尔茨海默病等。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种碘标姜黄素，其结构式如式(1)所示：
Figure BDA0002522031390000011
式(1)中，R1，R2，R3，R4，R5，R6各自独立的表示123I、125I、127I、131I、氢、氚、卤素、-OH、-NH2、-NHRa、-NRaRb、-COOH、-COORa、-NO2、-OC1-12烷基、-C1-12烷基、-CF3、-CN、-OCH2-苯基、-OCH2取代苯基、-O-苯基、-O-取代苯基、-CH＝CH-苯基、-CH＝CH-取代苯基、-O(CH2)mNRaRb、-CO-NRaRb或-NHCO-Ra、-Sn(烷基)3、99mTc络合物、11C、13N、15O、18F、22Na、52Fe、64Cu、68Ga、76Br、82Rb、18F(C1-5)烷基、[18F(C1-5)烷基]氨基、[18F(C1-5)烷基]烷基氨基，其中Ra和Rb各自独立的表示氢、-C1-6烷基或-(CH2)m-苯基。
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(2)-(4)的单碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000021
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(5)-(13)的双碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000022
Figure BDA0002522031390000031
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(14)-(23)的三碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000032
Figure BDA0002522031390000041
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(24)-(32)的四碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000042
Figure BDA0002522031390000051
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(33)-(35)的五碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000052
Figure BDA0002522031390000061
进一步的，所述的碘标姜黄素，具有通式(36)的六碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure BDA0002522031390000062
进一步的，所述的碘标姜黄素，可用于显像淀粉样蛋白沉积物。
本发明还提供一种如上所述的碘标姜黄素的用途，可作为淀粉样蛋白沉积物的显像剂。
进一步的，所述的碘标姜黄素作为显像剂用途时其使用方法包括以下步骤：
(1)将标记化合物导入患者体内用于成像；
(2)让标记的化合物在体内或体外与淀粉样沉积物结合；
(3)检测与淀粉样沉积物结合的该标记化合物。
进一步的，所述的碘标姜黄素作为显像剂用途时，常用的放射性同位素标记在该化合物的苯环上时的特征在于，如下列结构式所示：
Figure BDA0002522031390000063
进一步的，所述的碘标姜黄素作为显像剂用途时，适用于SPECT(单光子发射计算体层摄影术)或CT进行检测，可以标记的放射性同位素包括123I、125I、127I或131I。
进一步的，所述的碘标姜黄素作为显像剂用途时，可用于进行筛查或确诊患具有淀粉样沉积物的疾病，包括：阿尔茨海默病、脑淀粉样血管病(cerebral amyloidangiopathy，CAA)、胰岛淀粉样蛋白沉积病、2型糖尿病、淀粉样瘤Down氏综合征、淀粉样蛋白多发性神经病、淀粉样蛋白心肌病等。
进一步的，所述的碘标姜黄素作为显像剂用途时，标记化合物可以通过经专业公认的方法施于组织或患者体内，例如，可经口腔、鼻腔、静脉、肌内、皮下等给药方式进行给药，可采用将标记化合物给药于特定器官或组织进行局部给药，也可以以传输于患者全身的方式进行全身给药，例如，对ICR小鼠脑中的淀粉样沉积物进行定位和定量检测等。
本发明的优点是：
本发明涉及通式(1)的碘标姜黄素可作为淀粉样蛋白沉积物的显像剂，可用于SPECT(单光子发射计算体层摄影术)和CT显影的新颖化合物，从而实现对存在淀粉样蛋白沉积物的疾病的早期诊断，该化合物尤其用于诊断和治疗患有淀粉样蛋白沉积疾病的患者，例如阿尔茨海默病等。
附图说明
图1所示为AD人脑连续切片染色荧光显微图片。
图2所示为基于质谱的受体饱和结合实验(Kd测定)。
图3所示为姜黄素和双碘标记姜黄素的CT成像。
图4所示为双碘标记姜黄素CT值的线性关系图。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
单个125I标记(如下反应式所示)：
Figure BDA0002522031390000071
先将乙酰丙酮与硼酸酐于乙酸乙酯内回流反应30分钟，制得乙酰丙酮的硼络合物；然后在DMF(N，N-二甲基甲酰胺)中，将碘代香兰素、三丁基硼酸酯及新制的乙酰丙酮的硼络合物于80℃，以正丁胺为催化剂在100℃反应30分钟；再向其中加入1N HCl在50℃搅拌30分钟破坏络合物得到中间体；中间体再与另一分子的香兰素衍生物发生同样的反应得到目标产物。
实施例2
双125I标记(如下反应式所示)：
Figure BDA0002522031390000081
试剂和条件：(a)2，4-戊二酮，B2O3，(n-BuO)3B，乙酸乙酯，80℃，30分钟，n-BuNH2、100C；30min，1N HCl，50℃，30min，51％；(b)化合物5，B2O3，(n-BuO)3B，乙酸乙酯，80℃，哌啶，80℃，30分钟，0.4N HCl，50℃，30分钟。
实施例3
双123I标记(如下反应式所示)：
Figure BDA0002522031390000082
1)中间化合物[(1E，4Z)-5-羟基-1-(4-羟基-3-碘-5-甲氧基苯基)己-1，4-二烯-3-酮]的合成：将乙酰丙酮(0.81mL，7.92mmol)和氧化硼(500mg，7.18mmol)溶解在5mL乙酸乙酯中，并将该溶液在80℃下搅拌30分钟。冷却后向反应液中加入10mL含5-碘香兰素(3.6mmol)和硼酸三丁酯(0.4mL，1.48mmol)的乙酸乙酯溶液。于80℃下搅拌30分钟后，逐滴加入正丁胺(0.14mL，1.43mmol)并于100℃下搅拌1小时。然后将反应液冷却至50℃加入6mL的1N HCl并搅拌30分钟。最后反应混合物用乙酸乙酯萃取，水洗，然后经硫酸钠干燥。经快速柱色谱法(2：1己烷-乙酸乙酯)分离并用乙醇和水进行重结晶后得到黄色固体的中间化合物(661mg，产率51％)。
2)双碘标记姜黄素[(1E，4Z，6E)-5-羟基-1，7-双(4-羟基-3-碘-5-甲氧基苯基)庚-1，4，6-三烯-3-酮]的合成：将5-碘香兰素(278mg，1.0mmol)和氧化硼(174mg，2.5mmol)溶于3mL乙酸乙酯中，然后向反应液中加入3mL含有中间化合物(1.2mmol)和硼酸三丁酯(0.7mL，2.5mmol)的乙酸乙酯溶液。搅拌30分钟后，将混合物于80℃下逐滴加入哌啶(50μL，0.5mmol)并搅拌30分钟，然后将反应液冷却至50℃加入0.4N HCl(4mL)并搅拌30分钟。最后反应液用乙酸乙酯萃取，水洗，然后经硫酸钠干燥。经快速柱色谱法(2：1己烷/乙酸乙酯)分离得到呈橙色固体的双碘标记姜黄素(C21H18I2O6，620.18g/mol)。
测试内容：
如图1所示为AD人脑连续切片染色荧光显微图片(74-year-old female，Braak 6，hippocampus，6μm thickness)。0.1％Thioflavin S(A1，A2)，四氢姜黄素(B1，B2)，双碘标记姜黄素(C1，C2，C3，C4)，姜黄素(D1，D2)，去甲氧基姜黄素(E1，E2)，双去甲氧基姜黄素(F1，F2)，空白对照[含抗坏血酸(0.3mM)的0.01％氨水(pH 9.27)](G1，G2)。实线箭头指示地标，空心箭头表示淀粉样蛋白斑块。图像C4、C3、C2分别是C3、C2、C1方框区域的放大图像。图像A2、B2、D2、E2、F2、G2分别是A1、B1、D1、E1、F1、G1方框区域的放大图像。在红色荧光通道观察到双碘标记姜黄素的染色情况，在绿色荧光通道观察到其他化合物。bar＝200μm。
如图2所示为基于质谱的受体饱和结合实验(Kd测定)。其结果如表1所示，A，B为姜黄素与Aβ1-40和Aβ1-42的结合曲线图，Kd值分别为38.1nM和81.54nM。C，D为双碘标记姜黄素与Aβ1-40和Aβ1-42的结合曲线图，Kd值分别为46.29nM和64.29nM。E，F为去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素对Aβ1-40的结合曲线图，Kd值分别为31.95nM和16.69nM，对于Aβ1-42基本不结合。
表1
Figure BDA0002522031390000091
如图3所示为姜黄素和双碘标记姜黄素的CT成像。图A、B为姜黄素的矢状面成像，图C、D为双碘标记姜黄素的矢状面成像。图E冠状面成像，第一行代表姜黄素，第二行代表双碘标记姜黄素，结果表明随着化合物浓度递增，双碘标记姜黄素CT造影能力依次递增，姜黄素成像能力并未随浓度的变化而变化。
如图4所示为双碘标记姜黄素CT值的线性关系图。其结果如表2所示，对比姜黄素与双碘标记姜黄素的CT值，发现随着化合物浓度递增，双碘标记姜黄素CT值依次递增，提示其CT造影能力依次递增。双碘标记姜黄素成像矢状面CT值线性回归方程为y＝5.3072x(R2＝0.9770)，冠状面CT值线性回归方程为y＝5.4115x(R2＝0.9367)；而姜黄素的成像能力并未发现随着浓度的改变发生变化，CT值与对照管无明显差异。
表2
Figure BDA0002522031390000101
[a]每个值均为实际测定值与空白对照的差值
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种碘标姜黄素，其特征在于，其结构式如式(1)所示：
Figure FDA0002522031380000011
式(1)中，R1，R2，R3，R4，R5，R6各自独立的表示123I、125I、127I、131I、氢、氚、卤素、-OH、-NH2、-NHRa、-NRaRb、-COOH、-COORa、-NO2、-OC1-12烷基、-C1-12烷基、-CF3、-CN、-OCH2-苯基、-OCH2取代苯基、-O-苯基、-O-取代苯基、-CH＝CH-苯基、-CH＝CH-取代苯基、-O(CH2)mNRaRb、-CO-NRaRb或-NHCO-Ra、-Sn(烷基)3、99mTc络合物、11C、13N、15O、18F、22Na、52Fe、64Cu、68Ga、76Br、82Rb、18F(C1-5)烷基、[18F(C1-5)烷基]氨基、[18F(C1-5)烷基]烷基氨基，其中Ra和Rb各自独立的表示氢、-C1-6烷基或-(CH2)m-苯基。
2.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(2)-(4)的单碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000012
3.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(5)-(13)的双碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000013
Figure FDA0002522031380000021
4.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(14)-(23)的三碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000022
Figure FDA0002522031380000031
5.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(24)-(32)的四碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000041
Figure FDA0002522031380000051
6.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(33)-(35)的五碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000052
7.根据权利要求1所述的碘标姜黄素，其特征在于，具有通式(36)的六碘标记化合物，其中用作标记的碘为123I、125I、127I或131I：
Figure FDA0002522031380000053
8.根据权利要求2-7中任一项所述的碘标姜黄素，其特征在于，可用于显像淀粉样蛋白沉积物。
9.一种如权利要求2-7中任一项所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，可作为淀粉样蛋白沉积物的显像剂。
10.根据权利要求9所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，作为显像剂用途时其使用方法包括以下步骤：
(1)将标记化合物导入患者体内用于成像；
(2)让标记的化合物在体内或体外与淀粉样沉积物结合；
(3)检测与淀粉样沉积物结合的该标记化合物。
11.根据权利要求9所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，常用的放射性同位素标记在该化合物的苯环上时的特征在于，如下列结构式所示：
Figure FDA0002522031380000061
12.根据权利要求9所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，所述碘标姜黄素使用适用于SPECT或CT进行检测，可以标记的放射性同位素包括123I、125I、127I或131I。
13.根据权利要求9所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，可用于进行筛查或确诊患具有淀粉样沉积物的疾病，包括：阿尔茨海默病、脑淀粉样血管病、胰岛淀粉样蛋白沉积病、2型糖尿病、淀粉样瘤Down氏综合征、淀粉样蛋白多发性神经病、淀粉样蛋白心肌病等。
14.根据权利要求9所述的碘标姜黄素的用途，其特征在于，标记化合物可以通过经专业公认的方法施于组织或患者体内，可采用将标记化合物给药于特定器官或组织进行局部给药，也可以以传输于患者全身的方式进行全身给药。
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