CN111868043B - 新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途 - Google Patents

新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途，并具体地涉及本说明书中由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐，及其用于预防、治疗或改善神经系统变性疾病的用途。

Description

新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途
技术领域
本申请要求2018年1月10日提交的第10-2018-0003586号韩国专利申请的优先权，将其整体援引加入本文。
本发明涉及新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途，并具体涉及本说明书中的由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐，及其用于预防、治疗或改善神经系统变性疾病的用途。
背景技术
由于神经细胞功能下降或丧失，患有神经系统变性疾病的患者在运动控制能力、认知功能、感知功能、感觉功能和自主神经功能具有异常。在神经系统变性疾病的进展期间中，在许多情况下，异常物质沉积在神经细胞中引起神经毒性。因此，清除这些引起神经毒性的物质被认为是预防和治疗神经系统变性疾病的一种方法。
另一方面，在细胞中，具有细胞中的降解和清除代谢产物和蛋白质的系统，并且所述系统之一为泛素-蛋白酶体途径。泛素几乎存在于我们身体的所有组织中，其作为蛋白酶移动到蛋白酶体上同时像标签一样附着在死蛋白质上，然后将与泛素连接的蛋白质破坏为碎片并清除。当蛋白质被降解时，附着在蛋白质上的泛素脱落，然后再次发挥作用。另一条途径是自噬。自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，并且本文中待分离的物质被溶酶体的酶降解(Klionsky,DJ和Emr,SD(2000)Autophagy as a regulated pathway of cellulardegradation.Science 290,1717-1721)。作为最近对帕金森患者大脑的尸检研究，已知黑质中自噬泡增加(Anglade P,Vyas S,Javoy-Agid F,Herrero MT,Michel PP,Marquez J等人Apoptosis and autophagy in nigral neurons of patients with Parkinson’sdisease.Histol Histopathol 1997；12:25-31)。此外，甚至在韩国专利登记号10-1521117中，也已鉴定在如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病状态下表现出自噬泡(AV)周转的预想的变化，并且发生其中自噬体不被降解但不断蓄积的异常变化。
由于自噬与广泛的生物过程和多种疾病相关，人们正在努力寻找自噬调节剂，以开发在相关疾病中具有治疗作用的新化合物。例如，已经开发了包括天然化合物、已知用于其他用途的化合物或新型化合物或肽的自噬调节剂(Eisenberg,T等人(2009)Inductionof autophagy by spermidine promotes longevity.Nature Cell Biol 11,1305-1314；Shoji-Kawata,S等人(2013)Identification of a candidate therapeutic autophagy-inducing peptide.Nature 494,201-206)。
截至目前，已经有很多关于如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病中自噬异常和减少的研究，并且已报道为了治疗阿尔茨海默病可以把自噬调节剂作为目标，但实际上，需要开发能够通过靶向神经系统变性疾病而表现出更显著和安全的治疗效果的自噬调节剂。
发明内容
技术方案
因此，本发明人通过证实以下而完成了本发明：制备了由化学式1表示的化合物，并且所述化合物通过在体内调节神经系统变性疾病中表现的异常自噬而真正地表现出显著的治疗效果。
因此，本发明的目的是提供由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐。
<化学式1>
其中R选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的炔基以及取代的或未取代的烷氧基。
本发明的另一个目的是提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其包含由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分。
此外，本发明的另一个目的是提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
此外，本发明的另一个目的是提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其基本上由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
本发明的再一个目的是提供制备由化学式1表示的化合物的方法。
本发明的再又一个目的是提供由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗神经系统变性疾病的药剂中的用途。
本发明的再又一个目的是提供用于治疗神经系统变性疾病的方法，其特征在于向需要其的个体给药有效剂量的包含由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分的组合物。
技术方案
为了实现所述目的，本发明提供由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐：
<化学式1>
其中R选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的炔基以及取代的或未取代的烷氧基。
为了实现本发明的另一个目的，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其包含由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分。
此外，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
此外，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其基本上由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
为了实现本发明的又一个目的，本发明提供制备以上化学式1的化合物的方法，其包括以下步骤：
(a)通过由以下化学式2表示的化合物与由以下化学式3表示的化合物进行反应来制备由以下化学式4表示的化合物；
(b)通过步骤(a)中制备的由以下化学式4表示的化合物与由以下化学式5表示的化合物进行反应来制备由以下化学式6表示的化合物；以及
(c)通过步骤(b)中制备的由以下化学式6表示的化合物与由以下化学式7表示的化合物进行反应来制备由以上化学式1表示的化合物。
<化学式2>
<化学式3>
<化学式4>
<化学式5>
<化学式6>
<化学式7>
其中R选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的炔基以及取代的或未取代的烷氧基。
为了实现本发明的又一个目的，本发明提供由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗神经系统变性疾病的药剂中的用途。
为了实现本发明的又一个目的，本发明提供用于治疗神经系统变性疾病的方法，其特征在于向需要其的个体给药有效剂量的包含由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分的组合物。
下文中将对本发明进行更详细的描述。
本发明提供由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐：
<化学式1>
其中R选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的炔基以及取代的或未取代的烷氧基。
除非另有说明，本发明中的以下术语具有如下文定义的含义。任何未定义的术语均具有在本技术中所理解的含义。
在本发明中，“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)。
本发明中使用的术语“氰基”是指基团-CN。
本发明中使用的术语“氨基”是指单独或组合形式的通过氮原子键合的伯、仲或叔氨基基团(其中，仲氨基基团具有烷基取代基，并且叔氨基基团被定义为具有两个相似或不同的烷基取代基)。例如，“氨基”包括-NH2、甲基氨基、乙基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、甲基乙基氨基、吡咯烷-1-基或哌啶基等，优选伯氨基和C1-C10烷基氨基。
本发明中使用的术语“硝基”是指基团-NO2。
除非另有说明，本发明中使用的术语“取代的”是指至少一个例如含有一个或两个或更多个卤素原子、硝基、羟基、氰基、氨基、巯基、羧基、酰胺、腈、硫化物、二硫化物、亚磺酰基(sulphenyl)、甲酰基、甲酰氧基或甲酰氨基的取代基。除非另有说明，或者如果通过这样的取代获得的结构不会对本发明化学式1表示的化合物的性质产生显著的不利影响，则本发明化学式1表示的化合物所描述的任何基团或结构可以被取代。
除非另有说明，本发明中使用的术语“烷基”是指具有直链或支链的1至10个碳原子(C1-C10)的烃基，更优选1至6个碳原子(C1-C6)的烃基，更优选1至4个碳原子(C1-C4)的烃基。例如，所述烷基可包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、环丙基甲基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、环丁基甲基、正己基、异己基、环己基、环戊基甲基等。所述烷基可以是取代的或未取代的烷基。所述取代的烷基并不限于此，但优选地可以是三氟烷基。
本发明中使用的术语“烯基或炔基”是指具有含有一个或多个双键或三键的直链或支链的2至10个碳原子的烃基，更优选2至6个碳原子的烃基，更优选2至4个碳原子的烃基。所述烯基或炔基可以分别是取代的或未取代的烯基或炔基。
本发明中使用的术语“烷氧基”是指-O-烷基基团，并且所述烷基如上所述。例如，所述烷氧基可以包括甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等。所述烷氧基可以是取代的或未取代的烷氧基。
优选地，在本发明<化学式1>的化合物中，R可以为选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、卤素取代的或未取代的C1-C4烷基、卤素取代的或未取代的C2-C4烯基、卤素取代的或未取代的C2-C4炔基以及卤素取代的或未取代的C1-C4烷氧基中的一种。
更优选地，在本发明<化学式1>的化合物中，R可以是三氟甲基(-CF3)，并且其更具体的形式具有以下<化学式1-1>表示的结构，并且可以是5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑。
<化学式1-1>
在本发明中，所述药学上可接受的盐是指具有优选的生物活性的化学式1的盐或复合物。所述盐的实例不限于此，但包括由无机酸(例如盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、硝酸等)形成的酸加成盐以及由有机酸(如乙酸、草酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、富马酸、马来酸、抗坏血酸、苯甲酸、鞣酸、扑酸、海藻酸、聚谷氨酸、萘磺酸、萘二磺酸和聚半乳糖醛酸)形成的盐。所述化合物可以本领域技术人员已知的药学上可接受的季盐的形式给药，特别地包括氯化物、溴化物、碘化物、-O-烷基、甲苯磺酸盐、甲基磺酸盐、磺酸盐、磷酸盐或碳水化合物(例如，苯甲酸盐、琥珀酸盐、醋酸盐、乙醇酸盐、马来酸盐、苹果酸盐、延胡索酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、抗坏血酸盐、肉桂酸盐、扁桃酸盐和二苯基乙酸盐)。本发明化学式1的化合物可以包括可以通过一般方法制备的所有盐、水合物和溶剂合物，以及药学上可接受的盐。
此外，本发明的化合物可以含有一个或多个不对称碳原子，并且可以外消旋形式和光学活性形式存在。所有这些化合物和非对映异构体均包含在本发明的范围内。
当应用于如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病时，本发明的化合物通过调节异常自噬而具有显著的治疗效果，如减少的Aβ斑块、改善记忆和焦虑以及减轻神经炎症。因此，本申请的化合物对于开发通过调节自噬来预防或治疗神经系统变性疾病的药剂可以是非常有用的。本发明说明书的实施例对此进行了很好的说明。
因此，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其包含由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分。
此外，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
此外，本发明提供用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其基本上由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐组成。
所述神经系统变性疾病可为选自以下中的至少一种：例如，阿尔茨海默病、帕金森病、痴呆、进行性核上性麻痹、多系统萎缩、橄榄体脑桥小脑萎缩(OPCA)、Shire-Dragger综合征、纹状体黑质变性、亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、特发性震颤、皮质基底节变性、弥漫性路易体病、帕金森-ALS-痴呆综合征、皮克病、脑缺血和脑梗死，但不限于此。
本发明的药物组合物可以单独包含化学式1的化合物或其药学上可接受的盐，或者可以用药学上可接受的载体以适当的形式配制，并且进一步含有赋形剂或稀释剂。所述“药学上可接受的”通常是指在生理学上可接受并在向人给药时不会引起过敏反应(如胃肠道不适和头晕)或与之类似的反应的无毒组分。
所述药学上可接受的载体还可包括，例如，用于口服给药的载体或用于胃肠外给药的载体。所述用于口服给药的载体可以包括乳糖、淀粉、纤维素衍生物、硬脂酸镁、硬脂酸等。此外，所述用于口服给药的载体可以包括用于肽制剂口服给药的多种药物递送材料。此外，所述用于胃肠外给药的载体可以包括水、适当的油、盐水、葡萄糖水溶液和乙二醇等，并且还可以包括稳定剂和防腐剂。合适的稳定剂包括抗氧化剂，如亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或抗坏血酸。合适的防腐剂包括苯扎氯铵、尼泊金甲酯或尼泊金丙酯和氯丁醇。除上述成分外，本发明的药物组合物还可以包含润滑剂、润湿剂、甜味剂、调味剂、乳化剂、助悬剂等。
可以甚至通过任何方法向包括人的哺乳动物给药本发明的组合物。例如，可将所述组合物口服或胃肠外给药。所述肠外给药方法不限于此，但例如可以为通过静脉、腹膜内、脑内、皮下、肌内、眼内、动脉内、鞘内、髓内、硬膜内、心内、经皮、皮下、鼻内、肠内、局部、舌下、直肠内或病灶内途径进行注射或输注，或通过如下文所描述的缓释系统进行注射或输注。例如，可将以上化学式1的化合物全身或局部给药。
可将本发明的药物组合物配制成根据上述给药途径口服给药或胃肠外给药的制剂。
就口服给药制剂而言，可通过使用本领域已知的方法将本发明的组合物配制成散剂、颗粒剂、片剂、丸剂、糖衣丸、胶囊剂、液体剂、凝胶剂、糖浆剂、浆剂、混悬剂等。例如，通过将活性成分与固体赋形剂混合，将混合物研磨，然后加入适宜的辅料加工成颗粒状混合物，来获得片剂或糖衣丸形式的口服给药制剂。合适的赋形剂的实例可以包括填充剂，如糖(包括乳糖、葡萄糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露醇、木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇等)、淀粉(包括玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉等)、纤维素(包括纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素等)、明胶和聚乙烯吡咯烷酮。此外，在一些情况下，可以加入交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、海藻酸、海藻酸钠等作为崩解剂。此外，本发明的药物组合物还可以包含抗凝剂、润滑剂、润湿剂、香精、乳化剂和防腐剂。
可通过本领域已知的方法配制注射剂、乳膏剂、洗剂、外用软膏剂、油、保湿剂、凝胶剂、气雾剂和鼻吸入剂的形式的胃肠外给药制剂。这些制剂可以包括所有药物化学中已知的所有制剂。
本发明组合物的总有效剂量可以通过单次剂量向患者给药，或可以通过分次治疗方案长期多次剂量给药。在本发明的药物组合物中，活性成分的含量可以因疾病的严重程度而不同。优选地，当患者的体重通常为60kg时，本发明药物组合物的优选总剂量可以为约1ng至10mg，优选1μg至1mg每天。然而，通过考虑各种因素，如患者的年龄、体重、健康状况和性别、疾病的严重程度、饮食和排泄率，以及配制方法、给药途径和治疗次数，确定所述药物组合物对患者的有效剂量。因此，考虑到这些方面，本领域技术人员可以确定本发明组合物的合适有效剂量。本发明的药物组合物并不特别限于其制剂、给药途径及给药方法，只要能显示本发明的效果。
同时，本发明的化合物可以根据目的以多种形式配制。本发明组合物的制备实施例如下所说明。
<制备实施例1>药物制剂的制备
1.散剂的制备
本发明的化学式1的化合物2g
乳糖1g
将成分混合，并填充在密闭织物中以制备散剂。
2.片剂的制备
本发明的化学式1的化合物100mg
玉米淀粉100mg
乳糖100mg
硬脂酸镁2mg
将成分混合，然后根据一般片剂制备方法压片以制备片剂。
3.胶囊剂的制备
本发明的化学式1的化合物100mg
玉米淀粉100mg
乳糖100mg
硬脂酸镁2mg
将成分混合，然后根据一般胶囊剂制备方法填充于明胶胶囊中以制备胶囊剂。
4.丸剂的制备
本发明的化学式1的化合物1g
乳糖1.5g
甘油1g
木糖醇0.5g
将成分混合，然后根据一般制备方法制备为每丸4g。
5.颗粒剂的制备
本发明的化学式1的化合物150mg
大豆提取物50mg
葡萄糖200mg
淀粉600mg
将成分混合，加入30％乙醇100mg，60℃干燥形成颗粒，然后将形成的颗粒装入织物中。
本发明还提供制备以上化学式1的化合物的方法，其包括以下步骤：
(a)通过由以下化学式2表示的化合物与由以下化学式3表示的化合物进行反应来制备由以下化学式4表示的化合物；
(b)通过步骤(a)中制备的由以下化学式4表示的化合物与由以下化学式5表示的化合物进行反应来制备由以下化学式6表示的化合物；以及
(c)通过步骤(b)中制备的由以下化学式6表示的化合物与由以下化学式7表示的化合物进行反应来制备由以上化学式1表示的化合物。
<化学式2>
<化学式3>
<化学式4>
<化学式5>
<化学式6>
<化学式7>
其中R选自氢、羟基、氰基(CN)、氨基、硝基、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的炔基以及取代的或未取代的烷氧基。
本发明步骤(a)至(c)中使用的溶剂不特别受限，只要其为溶解原料且不抑制反应的溶剂。例如，所述溶剂可以使用醚系溶剂，如四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、二乙醚或二氧杂环己烷；芳香烃系溶剂，如苯、甲苯或二甲苯；脂肪烃系溶剂，如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯和四氯乙烯；酰胺系溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；腈系溶剂，如乙腈、丙腈、丁腈和戊腈；有机溶剂，如二甲基亚砜；醇系溶剂，如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇或叔丁醇；或其混合物或者所述溶剂与水的混合溶剂。各步骤反应中使用的优选溶剂类型可以由本领域技术人员根据溶剂的性质通过参考本说明书的实施方案进行适当选择和使用。
每个步骤中如反应温度、反应时间和反应原料的量的条件没有特别限制，并且可以通过适当选择本领域技术人员根据所需的合成速率和工艺效果可以充分进行反应的条件来设定。
各步骤反应结束后，对反应所用溶剂进行蒸馏，然后进行如洗涤、干燥和纯化的一般后处理，以得到高纯度化合物。
本发明提供由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗神经系统变性疾病的药剂中的用途。
本发明提供用于治疗神经系统变性疾病的方法，其特征在于向需要其的个体给药有效剂量的包含由以上化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分的组合物。
本发明的术语“有效剂量”是指当向个体给药时，表现出改善、治疗、预防、检测、诊断或抑制神经系统变性疾病效果的量。所述“个体”可以是动物，优选哺乳动物，特别是包括人在内的动物，并且也可以是来源于动物的细胞、组织和器官。所述个体可以是需要所述效果的患者。
本发明的术语“治疗”综合是指改善神经系统变性疾病或神经系统变性疾病的症状，并且可以包括治疗或实质性预防所述疾病，或改善其病况，并且包括减轻、治疗或预防源自所述神经系统变性疾病的症状或大部分症状，但不限于此。
本发明的术语“包括”的使用方式与“含有”或“特征在于”相同，并且不排除组合物或方法中未提及的额外成分或方法步骤。术语“由...组成”是指不包括未单独描述的额外元素、步骤或成分等。术语“基本上由...组成”是指除组合物或方法范围内描述的成分或步骤外，包括不会对其基本性质产生实质性影响的成分或步骤。
有益效果
在应用于如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病时，本发明的化合物通过调节异常自噬而具有显著的治疗效果，如减少Aβ斑块、减轻神经炎症以及改善记忆和焦虑。因此，本申请的化合物可以对开发通过调节自噬来预防或治疗神经系统变性疾病的药剂非常有用。
附图说明
图1是说明测定自噬增强化合物对阿尔茨海默病的影响而进行的实验概要图。
图2说明注射了PBS或自噬增强化合物的APP/PS1小鼠大脑皮层和海马中硫黄素S(Thio S，纤维状β淀粉样蛋白斑块)的免疫荧光染色结果，以及对纤维状β淀粉样蛋白斑块所占面积进行定量的结果(n＝4只/组)(APP/PS1：阿尔茨海默病动物模型)。
图3A和3B说明注射了PBS或自噬增强化合物(n＝4只/组)的APP/PS1小鼠(APP/PS1：阿尔茨海默病动物模型)大脑皮层和海马中Aβ40(图3A)或Aβ42(图3B)蓄积的免疫荧光染色和定量结果。
图4说明注射了PBS或自噬增强化合物的APP/PS1小鼠大脑皮层和海马中tau蛋白(AT8)蓄积的免疫荧光染色和定量结果(n＝4只/组)(APP/PS1：阿尔茨海默病动物模型)。
图5A至5D说明在APP/PS1小鼠中注射自噬增强化合物恢复了学习和认知功能的结果(WT：野生型，APP/PS1：阿尔茨海默病动物模型)。
图5A说明在野生型小鼠(n＝6)、注射了PBS的APP/PS1小鼠(n＝6)和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠(n＝10)中通过Morris水迷宫实验评价学习和记忆的结果。
图5B说明在实验的第11天在目标平台上停留的时间。
图5C说明在实验的第11天进入目标平台目标区域的次数。
图5D说明恐惧条件反射实验期间情境和音调任务的结果。
图6A至6C说明证实通过注射自噬增强化合物减少APP/PS1小鼠中所增加的神经炎症的结果(n＝3只/组)。
图6A说明野生型小鼠(WT)、注射了PBS的APP/PS1小鼠和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠的大脑皮层和海马中通过免疫荧光染色定量星形胶质细胞(GFAP)面积的结果。
图6B说明野生型小鼠(WT)、注射了PBS的APP/PS1小鼠和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠的大脑皮层和海马中通过免疫荧光染色定量小胶质细胞(Iba-1)面积的结果。
图6C说明野生型小鼠(WT)、注射了PBS的APP/PS1小鼠和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠的大脑皮层和海马中炎症标志物TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA表达水平的评估结果。
图7说明自噬相关蛋白表达的图示结果，该蛋白通过使用蛋白质印迹法进行分析，并在野生型小鼠(WT)、注射了PBS的APP/PS1小鼠和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠的大脑皮层中进行定量(n＝3只/组)。
具体实施方式
在下文中会对本发明进行更详细的描述。
但是，下列实施例只是对本发明的说明，并且本发明的内容不限于以下的实施例。
实施例1：化合物的制备
通过以下方法获得与本发明化学式1对应的化合物。
1-1.5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑的制备
通过以下步骤(1)至(3)制备2-(2-氯苯基)-5-甲氧基-4-(苯磺酰基)噁唑。
(1)步骤1：2-(苯磺酰基)乙酸甲酯的制备
将溴乙酸甲酯(10g，65.38mmol)、苯亚磺酸和钠盐(12.9g，78.4mmol)在乙醇(200mL)中混合的溶液回流24小时。然后，在减压条件下移除过量溶剂。然后，将反应混合物溶于二氯甲烷(400mL)中，并用水(2x 200mL)和盐水(盐水，50mL)洗涤。然后，在无水Na2SO4中干燥有机层，并减压浓缩以获得2-(苯磺酰基)乙酸甲酯(13.5g，96％)。所得化合物用于下一步化合物的合成，而无需单独的纯化过程。
(2)步骤2：2-重氮基-2-(苯磺酰基)乙酸甲酯的制备
在0℃下，向2-(苯磺酰基)乙酸甲酯(13.5g，67.7mmol)和4-乙酰氨基苯磺酰基叠氮化物(16.65g，69.31mmol)在乙腈(500mL)中搅拌的溶液加入三乙胺(7.0g，69.3mmol)。此后，在室温下搅拌该反应混合物24小时，减压浓缩该反应混合物，在1:1稀释的乙酸乙酯和正己烷溶液(3x 600mL，1:1的乙酸乙酯:正己烷)中搅拌生成的沉淀物，然后减压浓缩混合的有机物质。此后，通过使用乙酸乙酯和正己烷的柱色谱法对该混合物进行纯化，以获得15g的柠檬黄色固体形式的2-重氮基-2-(苯磺酰基)乙酸甲酯化合物(99％)。
(3)步骤3：5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑的制备
向4-(三氟甲基)苯甲腈(1.2g，7.013mmol)和乙酸铑(II)(61.99mg，0.14mmol)在氯仿(20mL)中回流的溶液加入2-重氮基-2-(苯磺酰基)乙酸甲酯(1.85g，7.71mmol)。加入后，将该反应混合物回流3小时。减压浓缩该反应混合物，采用柱色谱法分离得到1.5g白色固体形式的5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑(56％)。
1H NMR(300MHz,DMSO-d6):δ8.06(d,J＝8.28Hz,2H),7.95(d,J＝7.18Hz,2H),7.88(d,J＝8.28Hz,2H),7.76-7.61(m,3H),4.30(s,3H).
实施例2：对神经系统变性疾病的预防和治疗效果的确证
实验方法
1.小鼠和实验大纲
小鼠实验由庆北国立大学机构动物管理和使用委员会(IACUC)批准。使用基于C57BL/6小鼠的过表达APPswe(hAPP695swe)和PS1(早老素-1M146V)的转基因小鼠品系(Charles River,UK)作为神经系统变性疾病(特别是阿尔茨海默病)的动物模型。[在下文中称作APP/PS1小鼠(以AD表示)，葛兰素史克公司]
为了证实在<实施例1>中获得的自噬增强化合物的治疗效果，根据图1中所示的实验大纲(时间表)向动物模型给药实验动物。具体来说，将PBS或自噬增强化合物以50mg/kg的剂量每周3次腹腔内注射到6.5月龄的小鼠体内。所述自噬增强化合物注射两个月后进行行为学分析，并在行为学分析后(即小鼠9.5周龄时)，将小鼠的脑组织用作样品(见图1)。
2.免疫荧光法
将小鼠大脑和海马固定后，将0.5％硫黄素S(Sigma-Aldrich)、针对Aβ42的抗20G10(小鼠，1:1000)和针对Aβ40的抗G30(兔，1:1000)、抗GFAP(兔，1:500，DAKO)和抗Iba-1(兔，1:500，WAKO)一起孵育。使用共聚焦激光扫描显微镜或配备Fluoview SV 1000成像软件(Olympus FV 1000,日本)的Olympus BX51显微镜分析所述部位。使用Metamorph软件(Molecular Devices)对染色面积占总组织面积的面积百分比进行定量和分析。
3.实时定量PCR
采用实时定量PCR方法，测量炎症反应相关细胞因子(TNF-α、IL-1β和IL-6)的表达水平。使用RNeasy Plus迷你试剂盒(Qiagen,Korea,Ltd)从脑组织中提取总RNA，并使用Clontech(Mountain View,CA)的试剂盒从总共5μg RNA中合成cDNA。此外，通过使用Corbett research RG-6000实时PCR仪，通过设置95℃，10分钟；95℃，10秒；以及58℃，15秒1个循环，并重复40个循环，进行实时定量PCR。实时定量PCR中使用的引物对如表1所示。
[表1]
4.蛋白质印迹
使用蛋白质印迹分析以下基因的表达。首先，使用针对LC3、beclin-1和p62(均购自cell signaling Technologies)、组织蛋白酶D(R&D systems)和β-肌动蛋白(SantaCruz)的抗体，并通过使用ImageJ软件(美国国立卫生研究院)进行密度定量分析。
5.行为实验
为了确证对学习和记忆的潜在影响，进行了Morris水迷宫(MWM)和恐惧条件实验。在MWM中，小鼠每天学习4次任务，持续10天，在第11天移除平台，并进行探索试验。在恐惧条件中，第1天，将小鼠置于条件箱中，给予声音刺激(10kHz，70dB)和电刺激(0.3mA，1s)。第2天，在与第1天相同的条件厢中，在无刺激的情况下确认对空间的记忆，在第3天，在另一条件箱中仅给予声音刺激时进行恐惧的记忆实验。
6.统计分析
根据SAS统计包(9.1版；SAS Institute Inc.,Cary,NC)，对于两组比较，进行了student T检验，而对于多组比较，进行了Tukey HSD检验的重复测量分析和方差检验。*p<0.05和**p<0.01被认为具有显著性。
实验结果
1.注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中淀粉样蛋白β沉积减少的确证
为了确定前述自噬增强化合物是否对神经系统变性疾病有预防和治疗效果，对所述化合物对阿尔茨海默病模型的效果进行了代表性评价。在实施例1中获得的自噬增强化合物中，代表性地使用5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑(实施例1-1)，并以与图1所示相同的方式，将自噬增强化合物向阿尔茨海默病动物模型腹腔内给药持续2个月，并对结果进行评价。
首先，确证了阿尔茨海默病损的淀粉样蛋白β(Aβ)特征和tau蛋白的沉积程度。首先，根据已知的方法对小鼠的大脑皮层和海马区域进行硫黄素S(ThioS)染色，以确证纤维状淀粉样蛋白β的沉积程度。此外，进行Aβ40、Aβ42、AT8免疫荧光染色以证实淀粉样蛋白β和tau蛋白的沉积程度。
实验结果表明，与APP/PS1小鼠相比，注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中纤维状Aβ的沉积(参见图2)以及Aβ40和Aβ42(参见图3A和3B)和tau蛋白(参见图4)的沉积显著更低。
2.注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中学习和认知改善的确证
为了确定自噬增强化合物对阿尔茨海默病动物学习和认知的潜在效果，进行了Morris水迷宫(MWM)和恐惧条件实验。
如图5A至5C所示，APP/PS1小鼠在空间记忆、认知和记忆形成方面表现出严重损伤，但确证在注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中，这种损伤得到了显著改善(图5A至5C)。此外，确证即使在恐惧条件实验(图5D)中，所述自噬增强化合物也表现出显著的记忆改善效果。
3.注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中神经炎症变化的确证
为了确证注射自噬增强化合物对阿尔茨海默病动物的神经炎症变化的影响，本发明人观察了大脑中星形胶质细胞(以GFAP为标记)和小胶质细胞(以Iba-1为标记)的变化。
实验结果确证，与APP/PS1小鼠相比，注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中星形胶质细胞和小胶质细胞的活性显著降低(图6A和6B)。此外，与野生小鼠相比，APP/PS1小鼠中炎症细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的基因表达显著增加，但确证在注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中，炎症细胞因子的表达恢复到正常水平(图6C)。通过这些结果，确证所述自噬增强化合物的注射调节了阿尔茨海默病脑环境中的神经炎症反应。
4.注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中对自噬相关基因效果的确证
为了确证前述自噬增强化合物(特别是5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑)在体内如何实际作用于自噬相关通路，通过对9.5月龄大的WT、APP/PS1(未处理组)和注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠脑组织样品进行蛋白质印迹实验，确证LC3-I向LC3-II的转化，以及beclin-1、组织蛋白酶D和p62的表达水平。
自噬是通过自噬体和溶酶体的融合过程发生。在之前的研究(韩国专利注册号10-1521117)中，本发明人鉴定出在如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病状态下表现出自噬泡(AV)周转的预想的变化，并且发生其中自噬体不被降解但不断蓄积的异常变化。如图7所示，与野生型(WT)小鼠相比，在APP/PS1小鼠(未处理)中确证其中LC3-II水平升高的异常变化。另一方面，确证在注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中，LC3-II的水平下降到与WT相似的水平，并且这意味着该化合物很好地引起自噬泡的降解。确证beclin-1的表达在三组中没有大的差异。
此外，作为自噬周转的指标的组织蛋白酶D(溶酶体水解酶)和p62在阿尔茨海默病患者中的表达增加，并与阿尔茨海默病有病理关系。确证了与WT小鼠相比，APP/PS1小鼠中组织蛋白酶D和p62的表达水平升高，以及注射了自噬增强化合物的APP/PS1小鼠中组织蛋白酶D和p62的升高的表达水平的降低。
总结上述结果可以看出，APP/PS1小鼠中自噬增强化合物的注射减少了Aβ斑块沉积和炎症反应，并恢复了受损的自噬。此外，可以看出，所述自噬增强化合物可以通过改善阿尔茨海默病动物的学习和记忆，而作为包括阿尔茨海默病在内的退行性脑疾病的治疗药物。
工业实用性
如上所述，本发明涉及新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途，并具体涉及本说明书中由化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐，及其用于预防、治疗或改善神经系统变性疾病的用途。
在应用于如阿尔茨海默病的神经系统变性疾病时，本发明的化合物通过调节异常自噬，而具有显著的治疗效果，如减少Aβ斑块、减轻神经炎症以及改善记忆和焦虑。因此，本申请的化合物可以非常有用地用于开发预防或治疗神经系统变性疾病的药剂，从而有很大的工业实用性。
序列表
<110> 庆北大学校产学协力团
延世大学校 产学协力团
光州科学技术院
首尔大学校产学协力团
<120> 新型苯磺酰基噁唑衍生物及其用途
<130> OP20-0040/PCT/CN
<150> KR 10-2018-0003586
<151> 2018-01-10
<150> PCT/KR 2019/000373
<151> 2019-01-10
<160> 8
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mTNF-alpha Forward
<400> 1
gattatggct cagggtccaa 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mTNF-alpha Reverse
<400> 2
gctccagtga attcggaaag 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mIL-1beta Forward
<400> 3
cccaagcaat acccaaagaa 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mIL-1beta Reverse
<400> 4
gcttgtgctc tgcttgtgag 20
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mIL-6 Forward
<400> 5
ccggagagga gacttcacag 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mIL-6 Reverse
<400> 6
ttgccattgc acaactcttt 20
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mGAPDH Forward
<400> 7
tgaatacggc tacagcaaca 20
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> mGAPDH Reverse
<400> 8
aggcccctcc tgttattatg 20

Claims (6)

1.由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐：
<化学式1>
其中R为三氟甲基(-CF3)。
2.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中所述化合物为5-甲氧基-4-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)苯基)噁唑。
3.用于预防或治疗神经系统变性疾病的药物组合物，其包含由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分：
<化学式1>
其中R为三氟甲基(-CF3)。
4.如权利要求3所述的药物组合物，其中所述神经系统变性疾病为选自以下中的至少一种：阿尔茨海默病、帕金森病、痴呆、进行性核上性麻痹、多系统萎缩、橄榄体脑桥小脑萎缩(OPCA)、Shire-Dragger综合征、纹状体黑质变性、亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、特发性震颤、皮质基底节变性、弥漫性路易体病、帕金森-ALS-痴呆综合征、皮克病、脑缺血和脑梗死。
5.制备如权利要求1所述化合物的方法，其包括以下步骤：
(a)通过由以下化学式2表示的化合物与由以下化学式3表示的化合物进行反应来制备由以下化学式4表示的化合物；
(b)通过步骤(a)中制备的由以下化学式4表示的化合物与由以下化学式5表示的化合物进行反应来制备由以下化学式6表示的化合物；以及
(c)通过步骤(b)中制备的由以下化学式6表示的化合物与由以下化学式7表示的化合物进行反应来制备并获得由化学式1表示的化合物，
<化学式2>
<化学式3>
<化学式4>
<化学式5>
<化学式6>
<化学式7>
其中R为三氟甲基(-CF3)。
6.由以下化学式1表示的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗神经系统变性疾病的药剂中的用途：
<化学式1>
其中R为三氟甲基(-CF3)。
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