CN112888673A - 新颖mct4抑制剂及其用途 - Google Patents

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Abstract

本文提供了MCT4抑制剂及其用于治疗癌症的用途。

Description

新颖MCT4抑制剂及其用途
相关专利申请
本专利申请要求于2018年4月25日提交的、名称为NOVEL MCT4 INHIBITORS ANDUSES THEOF的美国临时专利申请号62/662,637的权益，该美国临时专利申请的发明人是Yong Wu、Jay Vadgama、Zhimin Huang和Ke Wu，且其律师档案号为033246-0458760。
技术领域
实施方案涉及单羧酸盐转运蛋白4(MCT4)的新颖抑制剂，及其用于治疗癌症的用途。
背景技术
单羧酸盐转运蛋白4(MCT4，也称为SLC16A3)是细胞表面表达的单羧酸盐转运蛋白。据认为，MCT4催化诸如乳酸盐，丙酮酸盐，从亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸衍生的支链含氧酸，以及酮体乙酰乙酸盐，β-羟基丁酸盐和乙酸盐之类的许多单羧酸盐跨质膜的快速运输。MCT4表达在许多癌症中高度上调，在许多癌症适应症中，其表达与不良的生存率相关。
有氧糖酵解的上调和对ATP的高需求在许多癌症类型中都很常见，这种现象被称为瓦博格效应(Warburg effect)。癌细胞通常引进大量的葡萄糖，这些葡萄糖通过过度活跃的糖酵解代谢途径被注入(funnel)。然后通过LDH酶的活性将过量产生的丙酮酸盐转化为大量的乳酸盐。据推测，癌细胞上调细胞表面MCT4的表达以控制过多产生的乳酸的分泌并防止细胞内酸中毒。在乳腺癌，结肠直肠癌和神经胶质瘤的异种移植模型中，MCT4沉默已显示可抑制和/或消除肿瘤生长。
本文提出了新颖的MCT4抑制剂及其治疗癌症的用途。
在以下描述、实施例、权利要求和附图中进一步描述了该技术的某些方面。
附图简要说明
附图示出了该技术的实施方案，而不是限制性的。为了清楚和易于图示，未按比例绘制附图，并且在某些情况下，可能以夸大或放大的方式示出各个方面，以利于对特定实施方案的理解。
图1A-B显示了使用MDA-MB-231细胞在体外对选定的靶向MCT4的候选化合物的代表性筛选结果，揭示了显著抑制MCT4活性和细胞增殖的候选化合物。简而言之，将MDA-MB-231细胞与各种化合物(2.5μM)孵育48小时，然后进行乳酸盐分泌测定。图1A显示了如通过LACTATE-GLOTM测定法测定的一些潜在的MCT4抑制剂诱导的各种水平的乳酸盐分泌抑制作用。CB-2、CB-3和CB-28最有效。图1B显示了筛选40种MCT4阻断候选物的生长抑制作用的测定结果(y轴显示IC50值(μM))。该测定法揭示了对细胞增殖的不同抑制作用，其中CB-2、CB-11和CB-1具有最大的抑制作用(IC50：分别为4.8μM、11.3μM和35.3μM)。小的化合物名称显示在x轴上。双氯芬酸用作阳性对照。
图2A显示了2-{1-[2-{4-溴苯氧基)乙基]-1H-苯并咪唑-2-基}-1-(2-氯苯基)乙烯基2-氯苯甲酸酯(CB-2)的化学结构。图2B显示了CB-2与MCT4的一部分的预测结合模式，揭示了CB-2可能与由Ser156、Phe243、Tyr332、Gln339和Glu363组成的MCT4口袋结合，表明Ser156的侧链与CB-2形成了重要的氢键。图2C显示了具有三个不同接头(linker)位置的生物素化CB-2的化学结构。图2D显示了用三种不同的生物素-CB-2化合物处理的MDA-MB-231细胞的IC50曲线。将细胞生长抑制的百分比(y轴)相对于CB-2的处理浓度(x轴)作图。图2E显示了蛋白质印迹(上图)，其显示了MCT4与生物素-CB-2共沉淀。简而言之，将细胞裂解物与三种不同的生物素-CB-2(接头1，接头2和接头3)孵育，然后通过链霉亲和素进行融合蛋白沉降实验(pull down)。通过蛋白质印迹分析，分析了与生物素-CB-2相关的MCT4的水平。
图3A显示了CB-3的化学结构。图3B显示了CB-3与MCT4的一部分的预测结合模式，揭示了CB-3可能与由Trp20、Arg139、Thr203、Gln205、Thr349和Phe352组成的MCT4的口袋结合，表明CB-3与Arg139和Thr349的侧链形成重要的氢键。附图是由PyMol生成的。
图4A显示了CB-1的化学结构。图4B显示了CB-1与MCT4的一部分的预测结合模式，揭示了CB-1可能与由Ser156、Phe243、Tyr332、Gln339和Glu363组成的MCT4的口袋结合。Ser156的侧链似乎与CB-1形成重要的氢键。附图是由PyMol生成的。
图5显示了用CB-2(5μM)，二甲双胍(Met，0.75mM)或CB-2+二甲双胍处理MCF-10A和乳腺癌MDA-MB-231细胞3天的存活率。温育3天后，除去培养基，并通过MTT测定法检测生长抑制。与MCF-10A对比，*P<0.05；与单独的二甲双胍相比，#P<0.05。
图6显示举例说明CB-2抗肿瘤作用的潜在机制的示意图。
图7显示了在用CB-2、CB-839、或CB-2和CB-839处理后，所示癌细胞系(x轴)的细胞生存力(y轴)的条形图。将MCF-10A和p53突变TNBC细胞用CB-2(5μM)、CB-839(2μM)、或CB-2+CB-839处理3天。温育3天后，除去培养基，并通过MTT测定法检测生长抑制。图7的结果说明了CB-2抗肿瘤作用的潜在机制。CB-2和CB-839的联合使用在p53突变TNBC细胞的治疗中具有协同作用。
图8A-C显示了小鼠异种移植肿瘤模型的结果，其中小鼠被植入了MDA-MB-231癌细胞(皮下注射了5×106个细胞)并用CB-1或CB-2处理或作为对照处理。图8A显示了用CB-1或CB-2处理的或作为对照处理的小鼠的肿瘤体积(y轴)随时间(即天数，x轴)的变化的图。图8B显示了用CB2处理的或作为对照处理的小鼠的肿瘤重量(g)。图8C显示了用CB-1或CB-2处理或作为对照处理的小鼠的小鼠体重(y轴)随时间(天数)的变化。结果表明，用CB-1或CB-2处理可抑制体内肿瘤的生长。数值表示平均值±SD，n＝6-8只小鼠/组。
图9A-C显示了小鼠异种移植肿瘤模型的结果，其中小鼠被植入了MDA-MB-231癌细胞(皮下注射了5×106个细胞)并用CB-3处理或作为对照处理。图8A显示了用CB-3处理或作为对照处理的小鼠的肿瘤体积(y轴)随时间(即天数，x轴)的变化的图。图8B显示了用CB-3处理或作为对照处理的小鼠的肿瘤重量(g)。图8C显示了用CB-3处理或作为对照处理的小鼠的小鼠体重(y轴)随时间(天数)的变化。结果表明，用CB-3处理可抑制体内肿瘤的生长。数值表示平均值±SD，n＝8只小鼠/组。
发明详述
本文提出了包含MCT4抑制剂的组合物及其用于治疗癌症的用途。
MCT4抑制剂
本文通过结合基于结构的虚拟筛选和基于体外细胞的分析的组合鉴定了新颖MCT4抑制剂化合物。
在一些实施方案中，MCT4抑制剂是具有以下式I结构的化合物或其盐：
Figure BDA0002801410200000041
其中X、Y、Z和L独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。在一些实施方案中，式I的Y和Z为氯，X为溴，且L为碘。在一些实施方案中，MCT4抑制剂是由下式Ia表示的N-{2-[(1-溴-2-萘基)氧基]-5-氯苯基}-5-氯-2-羟基-3-碘代苯甲酰胺：
Figure BDA0002801410200000051
式Ia的化合物在本文中有时称为CB-1。
在一些实施方案中，MCT4抑制剂是具有以下式II的结构的化合物或其盐：
Figure BDA0002801410200000052
其中X、Y和Z独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。在一些实施方案中，式II的X和Z为氯，且Y为溴。在一些实施方案中，MCT4抑制剂是由下式IIa表示的2-{1-[2-(4-溴苯氧基)乙基]-1H-苯并咪唑-2-基}-1-(2-氯苯基)乙烯基2-氯苯甲酸酯：
Figure BDA0002801410200000053
式IIa的化合物在本文中有时称为CB-2。
在一些实施方案中，MCT4抑制剂是具有以下式III的结构的化合物或其盐：
Figure BDA0002801410200000061
其中X和Y独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。在一些实施方案中，式III的X和Y为氟。在一些实施方案中，MCT4抑制剂是下式IIIa表示的N-(3,5-二氟苯基)-N'-(4-{[6-(1H-咪唑-1-基)-4-嘧啶基]氨基}苯基)脲：
Figure BDA0002801410200000062
式IIIa的化合物在本文中有时称为CB-3。
在一些实施方案中，MCT4抑制剂是本文公开的与MCT4特异性结合的化合物。在某些实施方案中，MCT4抑制剂是抑制、阻断、改善或抑制MCT4活性的化合物。因此，在某些实施方案中，MCT4抑制剂是本文公开的化合物，其抑制、阻断、改善或抑制MCT4介导的单羧酸盐跨细胞膜的转运。单羧酸盐的非限制性实例选自乳酸盐，丙酮酸盐，衍生自亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的支链含氧酸，乙酰乙酸盐，β-羟基丁酸盐和乙酸盐。
在某些实施方案中，MCT4抑制剂是本文公开的化合物，其抑制、阻断、改善或抑制恶性肿瘤的生存力、转移或生长。在某些实施方案中，MCT4抑制剂是本文公开的化合物，其诱导恶性肿瘤(例如恶性肿瘤细胞)的死亡，细胞凋亡，坏死或细胞毒性。
可以使用任何合适的方法来制备或合成本文公开的MCT4抑制剂化合物。制备、合成和修饰本文所述的小化合物例如MCT4抑制剂的方法描述于以下出版物中：“OrganicSynthesis”,Michael B.Smith,Second Edition,Copyright 2002,McGraw-Hill HigherEducation；“Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis”,Peter G.M.Wuts,Fifth Edition,Copyright 2014,John Wiley and Sons Inc.；和“The OrganicChemistry of Drug Synthesis”,Vol.7,Daniel Lednicer,Copyright 2008,John Wileyand Sons Inc.。
受试者
术语“受试者”是指动物，通常是哺乳动物。在一些实施方案中，受试者是哺乳动物。可以通过本文描述的方法治疗任何合适的哺乳动物。哺乳动物的非限制性实施例包括人类，非人灵长类动物(例如类人猿，长臂猿，黑猩猩，猩猩，猴子，猕猴等)，家畜(例如狗和猫)，农场动物(例如马，牛，山羊，绵羊，猪)和实验动物(例如小鼠，大鼠，兔子，豚鼠)。在一些实施方案中，受试者是灵长类动物。在一些实施方案中，受试者是人。哺乳动物可以是任何年龄或处于任何发育阶段(例如，成年，青少年，儿童，婴儿或子宫内的哺乳动物)。哺乳动物可以是雄性或雌性。在某些实施方案中，哺乳动物可以是动物疾病模型，例如，用于研究癌症的动物模型。
在某些实施方案中，受试者患有癌症或怀疑患有癌症。在某些实施方案中，受试者处于发展癌症的风险。处于发展癌症风险的受试者可以是可以由医学专业人员鉴定的高风险组的受试者。处于癌症风险中的受试者的非限制性实施例包括慢性吸烟者，超重的个体，60岁以上的人类受试者，具有癌症家族史的受试者，具有与某些癌症相关的某些基因突变的受试者，感染了或先前感染了与某些癌症的发展有关的某些病毒的受试者，暴露于已知致癌物的受试者，暴露于过度辐射(例如UV辐射，α辐射，β辐射或γ辐射)的受试者，患有慢性炎症的受试者等，或其组合。在某些实施方案中，处于发展癌症风险的受试者是癌症幸存者，或者先前患有癌症并且处于再次发生癌症的风险的受试者。在一些实施方案中，受试者或哺乳动物处于癌症转移的“风险中”。已知某些癌症是转移性的或具有高转移可能性的，这取决于受试者的癌症类型，阶段，组织或起源和/或年龄，性别或健康状况。可以由医学专业人员(例如，医生或肿瘤科医生)容易地识别处于风险中的受试者。
治疗方法
在一些实施方案中，本文所述的方法包括治疗在患有或怀疑患有癌症的受试者中的癌症的方法。在一些实施方案中，治疗癌症的方法包括抑制、阻断、改善、减少或抑制受试者中癌症的生长或生存力的方法。在一些实施方案中，治疗癌症的方法包括抑制、阻断、改善、减少或抑制受试者中癌症的转移。在某些实施方案中，治疗受试者中的癌症的方法包括以合理的成功预期尝试抑制、阻断、改善、减少或抑制受试者中癌症的生长、生存力或转移。
在某些实施方案中，治疗癌症的方法包括向有需要的受试者施用治疗有效量的本文所述的MCT4抑制剂或组合物。有需要的受试者可以是患有癌症、怀疑患有癌症或处于患癌症风险的受试者。
在某些实施方案中，治疗癌症的方法包括向有需要的受试者施用治疗有效量的MCT4抑制剂以及联合施用治疗有效量的另一种抗癌疗法。在某些实施方案中，治疗癌症的方法包括向有需要的受试者施用治疗有效量的MCT4抑制剂以及联合施用治疗有效量的化学疗法。在一些实施方案中，施用化学疗法包括施用治疗有效量的化学治疗剂。在一些实施方案中，施用化学疗法包括施用治疗有效量的放射疗法或放射治疗。
在一些实施方案中，治疗癌症的方法包括向有需要的受试者施用治疗有效量的MCT4抑制剂以及联合施用治疗有效量的二甲双胍。可以同时或在不同时间施用MCT4抑制剂和二甲双胍。
癌症与转移
本文公开的组合物、药物组合物或MCT4抑制剂可用于治疗赘生性疾病或癌症。可通过本文的方法治疗的赘生性疾病或癌症的非限制性实例包括恶性上皮肿瘤(carcinoma)，肉瘤，神经瘤，淋巴瘤，骨髓瘤，白血病，黑素瘤，间皮瘤，实体或软组织肿瘤，和继发性癌症(例如，来源于原发部位)。恶性上皮肿瘤的非限制性实例包括呼吸系统癌，胃肠道系统癌，泌尿生殖系统癌，睾丸癌，前列腺癌，内分泌系统癌，皮肤基底细胞癌，未知原发癌，胆管癌，原位导管癌(DCIS))，梅克尔细胞癌，肺癌，胸腺瘤和胸腺癌，中线癌(midlinetract carcinoma)，肺小细胞癌，甲状腺癌，肝脏肝细胞癌，鳞状细胞癌，头颈鳞状癌，乳腺癌，上皮癌，肾上腺皮质癌，卵巢表面上皮癌等，进一步包括子宫癌，子宫颈癌，结肠癌，胰腺癌，肾癌，食道癌，胃癌和卵巢癌。肉瘤的非限制性实例包括尤因肉瘤，淋巴肉瘤，脂肪肉瘤，骨肉瘤，软组织肉瘤，卡波西肉瘤，横纹肌肉瘤，子宫肉瘤，软骨肉瘤，平滑肌肉瘤，纤维肉瘤等。神经瘤的非限制性实例包括神经胶质瘤，胶质母细胞瘤，脑膜瘤，神经母细胞瘤，视网膜母细胞瘤，星形细胞瘤，少突胶质细胞瘤等。淋巴瘤、骨髓瘤和白血病的非限制性实例包括急性和慢性淋巴母细胞性白血病，髓细胞性白血病，多发性骨髓瘤，低分化的急性白血病(例如红细胞性白血病和急性巨核细胞白血病)，急性早幼粒细胞性白血病(APML)，急性髓细胞性白血病(AML)，慢性髓细胞性白血病(CML)，急性淋巴细胞白血病(ALL)，包括B谱系ALL和T谱系ALL，慢性淋巴细胞性白血病(CLL)，前淋巴细胞性白血病(PLL)，毛细胞白血病(HLL)，沃尔丹斯特伦巨球蛋白血症(Waldenstrom's macroglobuiinemia，WM))，非霍奇金淋巴瘤及其变体，外周T细胞淋巴瘤，成人T细胞白血病/淋巴瘤(ATL)，皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)，大颗粒淋巴细胞白血病(LGF)，霍奇金病和里德-斯特恩伯格疾病(Reed-Stembergdisease)。软组织或实体组织肿瘤的非限制性实例包括内脏肿瘤，精原细胞瘤，肝瘤和其他乳腺、肝、肺、胰腺、子宫、卵巢、睾丸、头、颈、眼、脑、口、咽、声带、耳朵、鼻子、食道、胃、肠、结肠、肾上腺、肾脏、骨骼、膀胱、尿道、癌、肺、肌肉、皮肤、脚、手和软组织的肿瘤。
在一些实施方案中，可以通过本文的方法治疗的癌症是表达MCT4的癌症。因此，可以使用合适的方法测试癌症，以确定该癌症或其细胞在其细胞表面上是否表达MCT4。在所述癌细胞或癌细胞的细胞表面上表达MCT4的癌或癌细胞是可以用本文公开的MCT4抑制剂治疗的癌症。
药物组合物，施用和剂量
在一些实施方案中，组合物包含MCT4抑制剂。在一些实施方案中，组合物包含MCT4抑制剂和一种或多种药物赋形剂，稀释剂和/或载体。在某些实施方案中，本文所述的组合物是适合于施用于人类受试者的药物组合物。在某些实施方案中，药物组合物包含MCT4抑制剂和一种或多种药物赋形剂，稀释剂和/或载体。
在一些实施方案中，根据适应症，疾病状态，严重性，临床实用性和其他相关的可能影响使用一种或多种本文所述的MCT4抑制剂治疗的期望功效的参数，经由一种或多种递送系统将药物组合物递送至受试者或癌细胞。
根据本文描述的本发明方法使用的MCT4抑制剂(例如，一种或多种MCT4抑制剂)或组合物的确切制剂和/或给药途径可以由医师根据患者的病状来选择。参见，例如，Fingl等人1975,在“The Pharmacological Basis of Therapeutics,”中Ch.1p.1；通过引用方式将其全部内容并入本文。任何合适的给药途径可用于本文所述的组合物(例如，药物组合物)或MCT4抑制剂的给药。给药途径的非限制性实例包括外用(topical)或局部(例如，经皮或皮肤上(例如，在皮肤或表皮上)，眼内或眼上，鼻内，经粘膜内，在耳朵中，在耳朵内(例如，在耳鼓后面)，经肠(例如通过胃肠道递送，例如口服(如作为片剂，胶囊，颗粒，液体，乳化剂，锭剂(lozenge)或其组合递送)，舌下，胃饲管，直肠递送等)，通过肠胃外给药(例如，肠胃外，例如静脉内，动脉内，肌内，腹膜内，皮内，皮下，腔内，颅内，关节内，关节间隙内，心内(心脏内)，海绵体内注射，病灶内(皮肤病灶内)，骨内输注(骨髓内)，鞘内注入(椎管内)，子宫内，阴道内，肿瘤内，膀胱内输注，玻璃体内)等或其组合。
在一些实施方案中，向受试者提供一种或多种本文所述的MCT4抑制剂或组合物。有时将提供给受试者的组合物提供给受试者用于自我施用或由另一人(例如，非医学专业人员)施用于受试者。例如，本文描述的组合物可以提供有由医生撰写的说明书，该说明书授权向患者提供本文描述的组合物或治疗方法(例如，处方)。在另一个实例中，可以向受试者提供一种组合物，其中该受试者例如通过口服，静脉内，局部或通过吸入器自身施用组合物。
可以将一种或多种MCT4抑制剂和组合物(例如，包含一种或多种MCT4抑制剂的组合物)配制成与特定的给药途径或用途相容。用于肠胃外，皮内或皮下给药的组合物可包括无菌稀释剂，例如水，盐水溶液(saline solution)，不挥发油(fixed oil)，聚乙二醇，甘油，丙二醇或其他合成的、水性或有机溶剂。药物组合物可包含一种或多种防止微生物生长的防腐剂(例如，抗菌剂，例如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯，抗真菌剂等)；抗氧化剂，如抗坏血酸或亚硫酸氢钠；螯合剂，如EDTA；缓冲液，例如乙酸盐，柠檬酸盐或磷酸盐，以及用于调节张力的试剂，例如氯化钠或葡萄糖。抗菌剂和抗真菌剂包括，例如对羟基苯甲酸酯，氯丁醇，苯酚，抗坏血酸和硫柳汞。
注射用组合物包括无菌水溶液或分散液和用于临时制备无菌可注射溶液或分散液的无菌粉末。对于静脉内给药，合适的载体包括生理盐水，抑菌水，Cremophor ELTM(BASF，Parsippany，NJ)或磷酸盐缓冲盐水(PBS)。载体可以是含有例如水，乙醇，多元醇(例如甘油，丙二醇和聚乙二醇)及其合适混合物的溶剂或分散介质。可以例如通过使用诸如卵磷脂的包衣或通过使用表面活性剂来保持流动性。在一些实施方案中，药物组合物包括延迟吸收的试剂，例如单硬脂酸铝和明胶，其可以延长可注射组合物的吸收。在一些实施方案中，药物组合物包含例如最高达1％的聚山梨酸酯20或聚山梨酸酯80。其他非限制性添加剂包括盐酸组氨酸和α,α-海藻糖脱水物。
在一些实施方案中，可以以局部而非全身的方式施用根据本发明的方法使用的组合物，例如，通过直接施用于皮肤，粘膜或目的区域进行治疗，包括使用贮库(depot)或缓释制剂。在一些实施方案中，包含本文所述的一种或多种MCT4抑制剂的药物组合物可以配制为例如局部用制剂。局部用制剂可包括例如制剂，例如凝胶制剂，乳膏制剂，洗剂制剂，糊剂制剂，软膏制剂，油制剂和泡沫制剂。该组合物还可以包括例如吸收润肤剂。在某些实施方案中，可以配制包含本文所述的一种或多种MCT4抑制剂的药物组合物，例如用于施用至有需要的哺乳动物的上呼吸道/支气管，例如通过使哺乳动物的至少一部分上呼吸道/支气管与治疗有效量的上文或本文其他地方公开的组合物接触。该组合物可以例如配制为气溶胶剂(aerosol)制剂，包括配制用于喷雾器或吸入器中。因此，该组合物可包括例如二氯二氟甲烷，三氯氟甲烷，二氯四氟乙烷，二氧化碳等中的一种或多种。
在一些实施方案中，活性成分(例如，一种或多种MCT4抑制剂)可以单独施用或配制为组合物(例如，药物组合物)。在其他实施方案中，可以将一种或多种MCT4抑制剂与一种或多种其他材料(例如一种或多种化学治疗剂或细胞因子)组合给药，例如以两种单独的组合物或以单一组合物(其中将其他材料与一种或多种MCT4抑制剂混合或一起配制)的形式给药。例如但不限于此，可以将一种或多种MCT4抑制剂与其他活性成分一起配制。例如，一种或多种MCT4抑制剂可以与二甲双胍一起配制。因此，在某些实施方案中，用于治疗癌症的组合物包含MCT4抑制剂和二甲双胍。
可以通过任何合适的方式来制造药物组合物，包括例如通过常规的混合，溶解，制粒，糖衣丸制作，加液研磨(levigating)，乳化，封入胶囊，包埋或压片方法。
可以使用一种或多种药学上可接受的赋形剂以任何合适的方式配制包含本文所述的MCT4抑制剂的药物组合物，所述赋形剂的非限制性实例包括载体，溶剂，盐，添加剂，防腐剂和/或助剂。适当的制剂可以取决于选择的给药途径。特别地，药物组合物可以包含任何合适的载体，制剂或成分等或其组合，如在“Remington:The Science And Practice OfPharmacy”Mack Publishing Co.,Easton,PA,19th Edition,(1995),或“Remington:TheScience And Practice Of Pharmacy”,Pharmaceutical Press,Easton,PA,22nd Edition,(2013)中所列出的。本文列出的各种材料单独或组合使用，都可以并入到Remington中描述的材料中或与之一起使用。可以使用任何合适的技术，载体和赋形剂，包括本领域中(例如，在上文Remington的Pharmaceutical Sciences中)所理解的那些。
在一些实施方案中，载体包括一种或多种有助于将活性成分(例如，一种或多种MCT4抑制剂)掺入细胞或组织中的化合物。例如，二甲基亚砜(DMSO)是一种常用的载体，因为它有助于将许多化合物和肽摄入生物体的细胞或组织中。在一些实施方案中，用于本文描述的组合物的药物载体可以选自蓖麻油，乙二醇，单丁醚，二甘醇单乙醚，玉米油，二甲基亚砜，乙二醇，异丙醇，大豆油，甘油，氧化锌，二氧化钛，甘油，丁二醇，鲸蜡醇和透明质酸钠。
在某些实施方案中，药物组合物包含疏水性赋形剂，添加剂或其他疏水性组分。用于某些疏水性肽的药物载体可以是包含苄醇、非极性表面活性剂、与水混溶的有机聚合物和水相的助溶剂系统。预期用于本文的常见助溶剂系统是VPD助溶剂系统，其是3％w/v苄醇、8％w/v非极性表面活性剂POLYSORBATE 80TM和65％w/v聚乙二醇300的溶液，以无水乙醇补足体积。自然地，助溶剂系统的比例可以在不破坏其溶解度和毒性特征的情况下进行相当大的改变。此外，助溶剂组分本身可以改变：例如，可以使用其他低毒性的非极性表面活性剂代替POLYSORBATE 80TM；聚乙二醇的馏分大小可以变化；其他生物相容性聚合物可以代替聚乙二醇，例如聚乙烯吡咯烷酮；以及其他糖或多糖可以代替葡萄糖。
可选地或另外地，如果需要，可以采用其他载体。脂质体和乳剂是用于疏水性药物和药物组合物的递送溶媒或载体的众所周知的实施例。另外，本文所述的一种或多种MCT4抑制剂可以使用持续释放系统递送，例如含有治疗剂的固体疏水性聚合物的半透性基质。本文所述的药物组合物本身可以施用于患者，或以药物组合物的形式施用，其中它们与(如在联合疗法中)其他活性成分或合适的载体或赋形剂混合。化合物和组合物可以与盐或赋形剂例如钠或葡甲胺一起配制。一种或多种本发明的MCT4抑制剂的配制和施用的技术可在“Remington’s Pharmaceutical Sciences,”Mack Publishing Co.,Easton,PA,18thedition,1990中找到。
此外，本文使用的化合物和组合物可以在延长的时间段内稳定，例如约数月或数年。在一些实施方案中，本文所述的组合物可包含防腐剂。防腐剂可以包含季铵化合物，例如苯扎氯铵，苯佐氯铵，苄索氯铵，西曲溴铵，氯司帕唑(sepazonium chloride)，氯化十六烷基吡啶鎓或溴化度米芬
Figure BDA0002801410200000133
防腐剂可以包含硫代水杨酸的烷基汞盐，例如硫柳汞，硝酸苯汞，乙酸苯汞或硼酸苯汞。防腐剂可包含对羟基苯甲酸酯，例如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯。防腐剂可包含醇，例如氯丁醇，苯甲醇或苯乙醇。防腐剂可包含双胍衍生物，例如氯己定或聚六亚甲基双胍。防腐剂可包含过硼酸钠，咪唑烷基脲和/或山梨酸。防腐剂可包含稳定的氧氯络合物，例如已知的和可商购的商品名
Figure BDA0002801410200000131
防腐剂可包含聚乙二醇-聚胺缩合树脂，例如已知的和可从Henkel KGaA以商品名
Figure BDA0002801410200000132
购得的树脂。防腐剂可以包含由过氧化氢源产生的稳定的过氧化氢，用于提供有效痕量的所得过氧化氢，例如过硼酸钠四水合物。防腐剂可以是苯扎氯铵。
防腐剂可使组合物在多种场合下使用。防腐剂可以减少酸暴露、碱暴露、空气暴露、热和光中的一种或多种对活性成分的影响。本文所述的化合物和药物组合物可包括任何合适的缓冲剂，例如柠檬酸钠缓冲剂和/或螯合剂，例如乙二胺四乙酸二钠螯合剂。可以添加成分例如葡甲胺以调节本文所述的组合物或化合物的pH。本文所述的化合物和组合物可包含钠和/或碘，例如有机结合的碘。本文使用的组合物和化合物可以提供在容器中，在该容器中空气被另一种物质例如氮气代替。
某些实施方案提供了包含有效实现其预期目的的量(例如治疗有效量)的一种或多种MCT4抑制剂的药物组合物。“治疗有效量”是指用量能预防，治疗，阻止，抑制，降低癌症、癌症的转移或与之相关的一种或多种症状的严重性，延缓其发作，阻止或抑制其生长或生存力。症状可以是已经发生或预期发生的症状。治疗有效量的确定完全在本领域技术人员(例如，执业医生)的能力范围内，尤其是根据本文提供的详细公开内容。
在一些实施方案中，治疗有效量是大量药物组合物(或其中的MCT4抑制剂)与需要预防或治疗癌症的期望区域或组织接触所需的量。
在某些实施方案中，本文治疗的所得效果是抑制，阻止，改善或减少癌症的生存力，代谢，生长，大小，数量或转移。在一些实施方案中，本文治疗的所得效果是抑制，阻止，改善或降低与癌症有关的一种或多种症状的频率或严重性。在某些实施方案中，本文治疗的所得效果是抑制，预防，阻止，改善或减少受试者中癌症的复发。可通过将接受本文所述治疗的受试者的病状或疾病状态与未接受治疗的一个或多个个体进行比较，或治疗之前或停止治疗之后对同一患者进行比较，来确定本文所述治疗的总体有益效果。治疗可能是完整的(没有可检测到的症状或癌症)或部分治疗，因此观察到的症状或癌症数量比没有治疗的情况更少。
根据给药途径，本文所述的组合物可以以合适的剂量，例如以合适的体积和浓度给药。在本发明的某些实施方案中，所施用的组合物的活性成分(例如，MCT4抑制剂)的剂量可以是以下的浓度：例如0.1μg/kg至500mg/kg(例如，活性成分的量/受试者的体重)，0.1μg/kg至100mg/kg，0.1ng/kg至1mg/kg，0.1ng/kg至100μg/kg，0.001mg/kg至100mg/kg，0.001mg/kg至10mg/kg，0.001mg/kg至1mg/kg，约0.01mg/kg至100mg/kg，约0.01mg/kg至约50mg/kg，约0.1mg/kg至约500mg/kg，约0.1mg/kg至约250mg/kg，约0.1mg/kg至约100mg/kg，或约1mg/kg至约100mg/kg。在某些实施方案中，本文所述的组合物或一种或多种MCT4抑制剂可以以以下浓度施用：至少0.01mg/kg，至少0.1mg/kg，至少1mg/kg，至少10mg/kg，至少20mg/kg，或至少50mg/kg。在某些实施方案中，本文所述的组合物或一种或多种MCT4抑制剂以以下浓度施用：约1mg/kg，约10mg/kg，约15mg/kg，约20mg/kg，约25mg/kg或约30mg/kg。上述浓度可以指单一MCT4抑制剂的浓度，并且当使用两种或更多种MCT4抑制剂时可以相应地调节。在某些实施方案中，组合物的施用浓度为0.1mg/kg至10mg/kg受试者的体重。适用于静脉内给药的体积是众所周知的。例如，可以将0.1ml-100ml包含MCT4抑制剂的组合物安全地静脉注射给成人受试者。
在一些实施方案中，施用治疗有效量包括以适当的频率施用适当剂量的药物组合物。例如，在某些实施方案中，根据需要或以有规律的间隔(例如每天，每天两次，每天三次，或每隔一天)施用治疗有效剂量。包含一种或多种MCT4抑制剂的组合物可以施用一段时间，其范围从根据需要的单次施用到1天至多年的施用，或其之间的任何值(例如1-90天，1-60天，1-30天等)。本文所述的剂量可以是每日剂量或单独给药的剂量，例如，即使发生多次给药。
试剂盒
在一些实施方案中，本文所述的组合物、制剂、组合产品和材料可以作为试剂盒的一部分被包括在内，该试剂盒可以包括一种或多种MCT4抑制剂、二甲双胍、用于联合治疗的化学治疗剂和本文所述的产品以及其他材料。在一些实施方案中，试剂盒包含一种或多种MCT4抑制剂，或包含其的药物组合物。在一些实施方案中，试剂盒包含一种或多种如本文所述的MCT4抑制剂和化学治疗剂。在一些实施方案中，试剂盒包含一种或多种本文所述的MCT4抑制剂和二甲双胍。
在某些实施方案中，试剂盒包含一定量的冻干的MCT4抑制剂和适合于将MCT4重构成液体形式的药学上可接受的稀释剂。在一些实施方案中，试剂盒包括用于施用MCT4抑制剂的施用器(例如注射器)。
在一些实施方案中，试剂盒包含一定量的MCT4，以适合于治疗受试者1天至1年，1天至180天，1天至120天，1天至90天，1天至60天，1天至30天，或其之间的任何一天或任何天数。在一些实施方案中，试剂盒包含1ug至10,000mg的本文所述的MCT4抑制剂。在一些实施方案中，试剂盒包含配制为胶囊或片剂的MCT4，其中试剂盒包含1至1000个胶囊和/或片剂。
在一些实施方案中，试剂盒包含合适的包装材料。试剂盒任选地包括标签或包装插页，标签或包装插页包括组分的描述或其中组分的体外、体内或离体使用说明。示例性指令包括用于本文描述的方法、治疗方案或用药方案的说明。标签或插页包括“印刷品”，例如纸或纸板，或单独或粘贴在组件、试剂盒或包装材料(例如盒子)上，或附在包含试剂盒组件的安瓿、试管或小瓶上。标签或插页可以另外包含计算机可读介质，光盘(例如CD-或DVD-ROM/RAM，DVD，MP3，磁带)或电存储介质(例如RAM和ROM)或它们的混合形式(例如磁/光存储介质，闪存介质或存储卡)。标签或插页可包括其中一种或多种组分的标识信息，剂量，有效成分的临床药理学，包括作用机理、药代动力学(PK)和药效学(PD)。标签或插页可包含标识制造商信息，批号，制造商位置和日期的信息。
标签或插页可包括有关使用试剂盒成分的病状，癌症，紊乱，疾病或症状的信息。标签或插页可包括针对临床医生或受试者的在方法、治疗方案或用药方案中使用一种或多种试剂盒组分的说明。说明可以包括剂量、频率或持续时间，以及用于实施本文阐述的任何方法、治疗方案或用药方案的任一个的说明。因此，本发明的试剂盒可以另外包括用于实施本文所述的本发明的任何方法和用途的标签或说明。
标签或插页可以包含有关成分可能提供的任何益处的信息，例如预防或治疗益处。标签或插页可包含有关潜在不良副作用的信息，例如警告受试者或临床医生关于不适合使用特定组合物的情况。当受试者已经、将要或正在服用一种或多种可能与该组合物不相容的其他药物时，或者受试者已经、将要或正在接受与该组合物不相容的另一种治疗方案或用药方案时，也可能发生不利的副作用，因此，说明中可能包含有关此类不相容的信息。
术语“包装材料”是指容纳试剂盒组分的物理结构。包装材料可以无菌地保持组分，并且可以由通常用于这种目的的材料(例如，纸，波纹纤维，玻璃，塑料，箔，安瓿，小瓶，管等)制成。
试剂盒的组分可以封装在一个单独的容器中，所有各种容器都可以在单一包装中。发明试剂盒可设计用于冷藏。
在本文中，仅出于说明的目的，使用特定实施方案描述了本发明。然而，对于本领域的普通技术人员而言，显而易见的是，本发明的原理可以以其他方式体现。因此，不应将本发明视为限于所公开的特定实施方案的范围。
实施例
实施例1
人MCT4结构的同源性建模和虚拟筛选
使用I-TASSER在线服务器(位于[URL:https://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER/])生成了人类MCT4结构的3D模型(Zhang Y.(2008)BMC Bioinformatics 9:40)。使用基于人类MCT4结构模型的Glide版本4.5(Schrodinger Suite 2007)和默认的对接(docking)参数设置(Friesner RA等人，(2004)J Med Chem 47:1739-49)进行虚拟筛选和对接。在使用Maestro中的“蛋白质制备”模块和“制备和精制”选项进行短暂松弛的过程中，添加了氢原子和电荷，并且当均方根偏差(RMSD)达到最大值
Figure BDA0002801410200000171
时，终止了部分受限最小化，以缓解与Trp20、Gln205、Thr349和Asp439的残基相距
Figure BDA0002801410200000172
以内的氨基酸残基的空间冲突，这些残基被定义为对接研究的结合位点的一部分。
虚拟筛选了七个化合物库，其中包括超过550万个化合物，这些化合物可靶向本文结构建模所定义的MTC4结合位点。使用OPLS 2005力场对所有化合物进行脱盐，中和和参数化。然后，使用“电离”模块生成预期在5.0-9.0的pH范围内发生的互变异构体和电离状态。在对接过程中，分别采用标准精度(SP)和超精度(XP)对接生成最小姿势(minimizedpose)，并使用Glide评分功能(G-Score)选择用于每个化合物的配体的具有最低能量构象的最终姿势。得分最高的化合物将通过视觉进一步检查并通过实验测试进行分析。
细胞培养
人细胞系MDA-MB-231细胞获自ATCC(Rockville,MD)。这些细胞已通过Laragen,Inc.(加利福尼亚州卡尔弗城)通过短串联重复序列(STR)分析，监测细胞形态和生物学行为进行了鉴定，并在使用前进行了测试，以排除支原体污染。
生存力/细胞毒性测定
通过在96孔板中培养细胞进行生存力/细胞毒性测定。第二天，将细胞用每种化合物的1/2系列稀释液或单独溶剂(DMSO)作为对照进行处理。在所有条件下，溶剂的量均相同，并且每种条件一式两份或一式三份进行测试。温育5天后，通过MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物，Sigma-Aldrich，St.Louis,MO)或生物发光测定法(CellTiter Glo，Promega，Madison,WI)测定化合物对细胞增殖的影响。将细胞与MTT(1mg/ml)孵育后，将显影的颜色溶解在DMSO中，并通过酶标仪读取。根据制造商的建议进行了生物发光测定。通过将每种化合物稀释液与对照的读数进行比较，并根据生长抑制曲线计算出IC50值，从而确定生长抑制率。每个测定至少进行两次。
乳酸盐分泌测定
将MDA-MB-231细胞与各种候选化合物(2.5μM)孵育48小时，然后根据制造商的方案使用LACTATE-GLOTM分析试剂盒(Promega Corporation，Madison,WI)进行乳酸盐分泌测定。
免疫印迹和免疫沉淀
为了使MCT4与生物素-CB-2结合，将细胞裂解物与三种不同的生物素-CB-2一起温育，然后进行链霉亲和素融合蛋白沉降试验。通过蛋白质免疫印迹分析，分析了与生物素-CB-2相关的MCT4的水平。使用Scion Image软件(Scion Corp.，Frederick，MD)进行光密度测定。
结果
通过基于结构的虚拟筛选发现新颖MCT4抑制剂
糖酵解细胞中的乳酸盐输出主要由MCT4介导。尽管大多数正常组织中都不存在MCT4，但在许多癌症适应症(包括乳腺癌(例如三阴性乳腺癌)，结直肠癌，神经胶质瘤，头颈癌，前列腺癌，肝癌和肾癌)中MCT4表达高度上调，并且与不良的生存率相关。我们的数据证明，代谢重编程，包括促进糖酵解介导的乳酸盐生成和抑制MCT4介导的乳酸盐输出，可能是治疗糖尿病相关乳腺癌和其他癌症的有效策略。不幸的是，在本文之前，没有描述有效的和选择性的MCT4抑制剂。已知一些中度到弱度的MCT4抑制剂(例如，根皮素(phloretin)和α-CN-4-OH-肉桂酸酯)；但是，这些化合物混杂地抑制了许多其他转运蛋白，包括MCT1。
这项研究的目的是通过基于结构的虚拟筛选来鉴定新颖MCT4抑制剂，这已成为该药物发现过程不可或缺的一部分。使用I-TASSER在线服务器生成人MCT4结构的3D模型后，识别并筛选潜在的化合物候选物，以确定其抗MCT4的活性。使用基于对接的虚拟筛选鉴定了237种潜在的MCT4抑制剂。评估了这些化合物抑制乳酸盐分泌的能力(通过LACTATE-GLOTM测定)和抑制癌细胞生存力的能力(通过细胞生存力筛选评估)。筛选过程的代表性实施例如图1所示。某些代表性化合物(例如CB-2)(图2A)对乳酸盐分泌具有抑制作用，并具有针对MDA-MB-231细胞的显著的细胞毒活性，其高于先前报道的抑制MCT4的双氯芬酸对照。该数据表明本文鉴定的MCT4抑制剂可用于治疗癌症。
CB-2靶向MCT4分子
为了提供CB-2与MCT4相互作用的见解，针对CB-2与MCT4分子的结合模式进行了对接模拟。预测的结合模式揭示了CB-2可能结合由Ser156、Phe243、Tyr332、Gln339和Glu363组成的MCT4的口袋。Ser156的侧链与CB-2形成重要的氢键(图2B)。为了鉴定CB-2的直接靶标，我们采用了使用生物素化的CB-2类似物的融合蛋白沉降方法。连接到接头的生物素部分在苯环的三个不同位置连接到CB-2，形成三个CB-2类似物(生物素-CB-2-(接头1-3))(图2C)。进行生长抑制测定以检查CB-2在生物素化后是否仍然保持活性。Biotin-CB-2-接头2和Biotin-CB-2-接头3对MDA-MB-231细胞具有显著的细胞毒性，IC50值分别为3.9μM和1.2μM，而Biotin-CB-2-接头1没有明显的抑制作用(图2D)。基于这些结果，使用生物素-CB-2-(接头1-3)进行融合蛋白沉降测定以确认与MCT4的结合。通过蛋白质免疫印迹分析证实了MCT4在生物素-CB-2部分中的特异性富集(图2E)。
CB-1和CB-3与MCT4结构域结合模式的对接模拟
还对CB-1和CB-3与MCT4分子的结合模式进行了对接模拟。预测的结合模式揭示了CB-3可能结合由Trp20、Arg139、Thr203、Gln205、Thr349和Phe352组成的MCT4口袋，并与Arg139和Thr349的主链形成重要的氢键(图3)。此外，CB-1和CB-2的预测结合模式显示与由Ser156、Phe243、Tyr332、Gln339和Glu363组成的MCT4的同一口袋结合，其中Ser156的侧链与这些化合物形成重要的氢键(图4)。
二甲双胍和CB-2的组合对乳腺癌细胞的生存力具有有害作用
二甲双胍是一种耐受良好的口服药物，通常用作2型糖尿病的一线治疗。由于其据称对氧化磷酸化的作用，因此测试了使用CB-2和二甲双胍的联合治疗。证明了与单独用二甲双胍或CB-2处理细胞相比，两种化合物的组合对癌细胞具有增强的细胞毒性作用(图5)。联合治疗的结果显示了，对MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞生存力的63％抑制。与此相反，在正常的MCF-10A人乳腺上皮细胞中观察到对细胞生存力的中度影响(moderate effect)。
对于二甲双胍和CB-2的联合治疗观察到的协同作用可能得到解释，因为CB-2通过抑制MCT4功能来阻止乳酸盐输出。此外，破坏MCT4功能可能导致细胞内乳酸盐的积累和细胞内pH的降低(例如，参见图6)，这可能迅速损害细胞，从而引起坏死、细胞凋亡或生长停滞。二甲双胍的应用可能会增加糖酵解，从而增加细胞内乳酸盐的积累，从而加快MCT4抑制剂的作用。总体而言，CB-2和二甲双胍的联合治疗可用于治疗高糖酵解率/表达MCT4的恶性肿瘤。
CB-2和谷氨酰胺酶1(GLS1)抑制剂CB-839的组合对p53突变型基底TNBC的生长具有协同抑制作用
在大多数肿瘤中，尤其是p53突变型基底三阴性乳腺癌(TNBC)细胞中，谷氨酰胺的消耗量正在增加。谷氨酰胺酶(GLS)的催化活性将谷氨酰胺转化为谷氨酸盐和氨。在肿瘤发生过程中，葡萄糖代谢产生的乳酸盐增加，而葡萄糖的三羧酸(TCA)氧化磷酸化降低。随着葡萄糖代谢的变化，谷氨酰胺代谢被上调，以补偿能量代谢和细胞增殖和生长所需的大分子的不足。GLS有两种不同的亚型，即GLS1和GLS2，它们具有离散的组织分布和分子调控。GLS1在某些人类癌细胞中占谷氨酰胺酶活性的大部分，并且在增殖速率提高的细胞中被上调。在非肿瘤细胞和肿瘤细胞中，GLS2均被证实是p53靶基因。在p53突变的基底TNBC细胞中，GLS1高度表达。
MCT4抑制剂CB-2和GLS1抑制剂CB-839(Calithera Bioscience Company)的组合用于重新设计癌症代谢。这项创新扩展了GLS抑制剂和MCT4抑制剂在乳腺癌患者中的用途和作用。使用MCT4抑制剂CB-2作为单一药物的一个基本原理是阻止乳酸从细胞中的输出，从而导致乳酸积累，并在癌细胞内增加酸度。但是，在某些肿瘤中，尤其是在p53突变型基底TNBC细胞中，通过谷氨酰胺代谢和谷氨酰胺酶活性的上调产生的氨量增加，可以中和这种乳酸盐的增加的细胞内酸度。另一方面，尽管一些基底型TNBC细胞仅对谷氨酰胺酶抑制剂敏感，但这些癌症中有相当大的比例可能会通过转换为更高的葡萄糖引进和代谢率而逃脱该药的危害。因此，MCT4抑制剂和GLS1抑制剂的组合可以通过限制这些癌细胞的代谢灵活性来解决该问题。本文中的数据表明，用CB-2阻断乳酸盐的输出与用CB-839抑制GLS1组合来处理p53突变型基底TNBC细胞，会产生巨大的协同抑制作用，从而在最初对单独谷氨酰胺酶抑制剂或MCT4抑制剂不敏感的或者最初对谷氨酰胺酶抑制剂表现出一定的敏感性的两种癌细胞中产生显著的生长抑制作用。此外，这种联合治疗对正常细胞(MCF-10A)的毒性较小，因为正常细胞的能量来源主要取决于葡萄糖的TCA氧化磷酸化。
实施例2
用CB-1、CB2或CB-3处理可抑制小鼠癌症模型中的肿瘤生长。
在植入人三阴性乳腺癌(TNBC)细胞(MDA-MB-231)的裸鼠中评估了MCT4抑制剂CB-1、CB-2和/或CB-3的抗肿瘤作用。对于TNBC异种移植肿瘤模型，将MDA-MB-231(5×106)癌细胞皮下注射到雌性无胸腺裸鼠(nu/nu，4周龄)的腹侧。注射癌细胞两周后，在注射部位发现了异种移植瘤。测量肿瘤尺寸，并使用公式(体积＝π/6×L×W×H)通过长度(L)、宽度(W)和高度(H)计算体积。在肿瘤达到50mm3的体积后，将20mg/kg的CB-1、CB-2、CB-3或溶媒溶液(DMSO；即，对照)腹膜内注射小鼠长达4周。每天注射MCT4抑制剂持续5天，然后使小鼠休息2天。CB-2和CB-3显著降低了异种移植小鼠模型中MDA-MB-231肿瘤的大小和重量，而不会影响小鼠的体重(图8A-C和图9A-C)。此外，没有发现全身毒性的迹象，这意味着体内CB-2和CB-3的脱靶或非特异性作用极小。CB-1还显著抑制肿瘤生长。但是，注射18天后，小鼠开始体重减轻，这表明CB-1可能具有一定的毒性。这些结果证明了，CB-1、CB-2和CB-3能够在体内抑制TNBC异种移植肿瘤的生长，这与使用细胞系观察到的体外活性一致。
所有动物研究均根据查尔斯·德鲁医科大学的机构动物护理和使用委员会(Institutional Animal Care and Use Committee of Charles Drew University ofMedicine and Science)批准的指南进行。
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如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则所有数值或数值范围包括在这种范围内的整数和在范围内数值或整数的小数。此外，当在本文描述数值列表时(例如，约50％、60％、70％、80％、85％或86％)，该列表包括其所有中间数值和小数值(例如54％、85.4％)。因此，举例来说，对80％或更多的提及本身包括81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％等，以及81.1％、81.2％、81.3％、81.4％、81.5％等，82.1％、82.2％、82.3％、82.4％、82.5％等，依此类推。
对“小于”的量的引用包括小于所引用的参考数字的任何非零量。
对一系列范围的引用包括组合该系列内不同范围的边界的值的范围。因此，为了说明对一系列范围的引用，例如1-10和10-20，包括1-20的范围。
可以在不脱离本技术的基本方面的情况下对前述内容进行修改。尽管已经参考一个或多个特定实施方案对该技术进行了详细描述，但是本领域普通技术人员将认识到可以对本申请中具体公开的实施方案进行改变，但是这些修改和改进在该技术的范围和精神内。
本文一般使用肯定性语言描述本发明，以描述众多实施方案和方面。本发明还具体包括其中全部或部分地排除特定主题的实施方案，例如物质或材料，方法步骤和条件，方案或程序。例如，在本发明的某些实施方案或方面中，排除了材料和/或方法步骤。因此，即使本发明在本文中通常并未就本发明不包括的内容进行表述，但是本文中仍描述了本发明中未明确排除的方面。
在没有本文未具体描述的任何要素的情况下，可适当地实践本文示例性描述的技术。因此，例如，在本文的每种情况下，术语“包括”，“基本上由...组成”和“由...组成”中的任何一个都可以用其他两个术语中的任一个代替。已经采用的术语和表述用作描述性术语，而不是限制性的，并且此类术语和表述的使用不排除所示出和描述的特征或其片段的任何等同形式，并且在所要求保护的技术范围内可以进行各种修改。术语“一”或“一个”可以指代其修改的一个或多个要素(例如，“一种试剂”可以表示一种或多种试剂)，除非在上下文中清楚地描述了要素中的一个或要素中的不只一个要素。如本文所用，术语“约”是指在基础参数的10％以内的值(即，±10％)，并且在值的字符串的开头使用术语“约”会修饰每个值(即，“约1、2和3”是指约1、约2和约3)。例如，“约100g”的重量可以包括90g至110g之间的重量。如本文所用，术语“基本上”是指数值修饰语，意思是“至少80％、至少85％、至少90％、至少95％”，“至少96％”，“至少97％”，“至少98％”或“至少99％”，并且可以包括100％。例如，基本上不含X的组合物可包含小于5％、小于4％、小于3％、小于2％或小于1％的X，和/或X可能不存在或在该组合物中无法检测到。
因此，应该理解，尽管已经通过代表性实施方案和可选特征具体公开了本申请技术，但是本领域技术人员可以对本文公开的概念进行修改和变型，并且这种修改和变型被认为在该技术的范围内。

Claims (17)

1.具有式I结构的化合物及其盐：
Figure FDA0002801410190000011
其中X、Y、Z和L独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中X是溴，Y和Z是氯，且L是碘。
3.具有式II结构的化合物或其盐：
Figure FDA0002801410190000012
其中X，Y和Z独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。
4.根据权利要求3所述的化合物，其中，X和Z是氯，且Y是溴。
5.具有式III结构的化合物或其盐：
Figure FDA0002801410190000013
其中X和Y独立地选自氢、氯、氟、溴和碘。
6.根据权利要求5所述的化合物，其中，X和Y是氟。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的化合物，其中所述化合物是MCT4抑制剂。
8.根据权利要求7所述的化合物，其中所述化合物抑制、阻断、改善或抑制MCT4活性。
9.药物组合物，其包含根据权利要求1-8中任一项所述的化合物和一种或多种药学上可接受的赋形剂或添加剂。
10.根据权利要求9所述的药物组合物，其中所述药物组合物被构造成或配制用于口服或肠胃外施用。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的化合物或药物组合物，其用于治疗患有癌症、怀疑患有癌症或有患癌症风险的受试者中的癌症。
12.根据权利要求11所述的化合物或药物组合物，其还包含二甲双胍。
13.用于治疗所述癌症的根据权利要求11所述的化合物或药物组合物，还包括使用二甲双胍治疗所述癌症。
14.在有需要的受试者中治疗癌症的方法，包括向所述受试者施用治疗有效量的根据权利要求1至11中任一项所述的化合物或药物组合物。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括向所述受试者施用治疗有效量的二甲双胍。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述受试者是人类。
17.试剂盒，其包含根据权利要求1至10中任一项所述的化合物或组合物。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2020343009A1 (en) * 2019-09-05 2022-03-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods and compounds modifying mitochondrial function
WO2021249969A1 (en) * 2020-06-10 2021-12-16 Merck Patent Gmbh Combination product for the treatment of cancer diseases
EP4340843A1 (en) 2021-05-21 2024-03-27 CeMM - Forschungszentrum für Molekulare Medizin GmbH 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine-based slc16a3 inhibitors and their therapeutic use
WO2022243574A1 (en) 2021-05-21 2022-11-24 Cemm - Forschungszentrum Für Molekulare Medizin Gmbh 3-(phthalazin-1-yl)benzenesulfonamide-based slc16a3 inhibitors and their therapeutic use

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070155764A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Kalypsys, Inc. Novel substituted pyrimidinyloxy ureas useful as inhibitors of protein kinases
CN101291917A (zh) * 2003-11-28 2008-10-22 诺瓦提斯公司 治疗蛋白激酶依赖性疾病的二芳基脲衍生物
WO2010089580A1 (en) * 2009-02-06 2010-08-12 Astrazeneca Ab Use of a mct1 inhibitor in the treatment of cancers expressing mct1 over mct4
CN102731413A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 上海医药工业研究院 一种脲类化合物、其制备方法、其中间体及其应用
US20180009792A1 (en) * 2015-01-22 2018-01-11 The Scripps Research Institute Chromenone inhibitors of monocarboxylate transporters
CN107635404A (zh) * 2015-06-12 2018-01-26 威特瑞有限公司 用于治疗疾病的mct4抑制剂
CN108368060A (zh) * 2017-12-21 2018-08-03 中国科学院合肥物质科学研究院 一类新型的嘧啶类衍生物激酶抑制剂

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1226438A (zh) 1968-12-03 1971-03-31
CA2912881A1 (en) 2013-05-24 2014-11-27 Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. Pharmaceutical combination comprising metformin and dihydroquercetin and its use for the treatment of cancer
JP2017538689A (ja) * 2014-11-17 2017-12-28 ニーロジョン セラピューティクス インコーポレイテッドＮｉｒｏｇｙｏｎｅ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ， Ｉｎｃ． モノカルボン酸輸送修飾薬およびその使用
CA2974696A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 The Scripps Research Institute Pteridine dione monocarboxylate transporter inhibitors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101291917A (zh) * 2003-11-28 2008-10-22 诺瓦提斯公司 治疗蛋白激酶依赖性疾病的二芳基脲衍生物
US20070155764A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Kalypsys, Inc. Novel substituted pyrimidinyloxy ureas useful as inhibitors of protein kinases
WO2010089580A1 (en) * 2009-02-06 2010-08-12 Astrazeneca Ab Use of a mct1 inhibitor in the treatment of cancers expressing mct1 over mct4
CN102731413A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 上海医药工业研究院 一种脲类化合物、其制备方法、其中间体及其应用
US20180009792A1 (en) * 2015-01-22 2018-01-11 The Scripps Research Institute Chromenone inhibitors of monocarboxylate transporters
CN107635404A (zh) * 2015-06-12 2018-01-26 威特瑞有限公司 用于治疗疾病的mct4抑制剂
CN108368060A (zh) * 2017-12-21 2018-08-03 中国科学院合肥物质科学研究院 一类新型的嘧啶类衍生物激酶抑制剂

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