CN116019915A - 通过抑制乙酰胆碱酯酶来预防和治疗骨关节疾病 - Google Patents

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CN116019915A CN202111253288.XA CN202111253288A CN116019915A CN 116019915 A CN116019915 A CN 116019915A CN 202111253288 A CN202111253288 A CN 202111253288A CN 116019915 A CN116019915 A CN 116019915A
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Abstract

本申请涉及通过抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)来预防和治疗骨关节疾病,特别是骨关节炎(OA)。具体地,本申请提供了一种用于治疗骨关节炎的改变疾病进展的药物,即乙酰胆碱酯酶抑制剂,特别是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。该二聚体靶向乙酰胆碱酯酶的酶促三联体和非酶促外周部位,从而加强对关节软骨和软骨下骨的保护。

Description

通过抑制乙酰胆碱酯酶来预防和治疗骨关节疾病
技术领域
本申请涉及预防和治疗骨关节疾病,特别是骨关节炎(OA)的领域。具体地,本申请涉及通过抑制乙酰胆碱酯酶来预防和治疗骨关节疾病、尤其是骨关节炎。
背景技术
骨关节疾病可包括多种类型,例如退行性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、风湿性关节炎、类风湿性关节炎等。
骨关节炎又称退行性关节炎,是一种退行性病变,系由于增龄、肥胖、劳损、创伤、关节先天性异常、关节畸形等诸多因素引起的关节软骨退化、关节边缘和软骨下骨反应性增生等。骨关节炎是最常见的退化性关节紊乱,主要影响承重的关节如髋部和膝盖,并是身体残疾的主要原因,临床表现为缓慢发展的关节疼痛、压痛、僵硬、关节肿胀、活动受限和关节畸形等。尽管鉴定了风险因素例如机械、代谢或遗传,骨关节炎的确切发病机理仍是不清楚的。
目前对骨关节炎的治疗和预防是非特异性的,包括非药物方法,例如通过控制体重、增加运动和避免受伤,以及使用不同形式止痛药的药理学方法。大多数被推荐使用的药物是局部和口服非类固醇抗炎药(NSAID),但它们的镇痛作用只能持续几天到几个月。其他的可选方案是关节内注射透明质酸或糖皮质激素。软骨素和葡萄糖胺在治疗骨关节炎中的作用仍存在争议。一项对设有对照的随机试验的元分析(meta-analysis)检测到,口服软骨素在缓解疼痛方面比安慰剂有效,而葡萄糖胺在减轻僵硬方面比安慰剂有效。但是,所有这些治疗方案只能暂时缓解关节疼痛,而不能改变疾病过程的进展。在疾病晚期,患者必须接受手术治疗,要么在关节镜下修复软骨病变,要么用人造金属替代受损关节,同时会伴有明显的副发病变和并发症。
因此,目前没有对于骨关节炎的有效疾病缓和治疗,直到必须进行关节置换的疾病末期。本领域迫切需要一种新型的改变骨关节炎的疾病进程的药物来预防或治疗骨关节炎。
发明内容
本申请的技术方案至少部分基于发明人首次发现,与正常健康人群相比,骨关节炎患者的软骨细胞中乙酰胆碱酯酶的表达增加。这一发现预示了乙酰胆碱酯酶在骨关节炎发展中的作用(即,乙酰胆碱酯酶参与骨关节炎的疾病进展)以及乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂作为骨关节炎(OA)的治疗方案的可行性。
本申请使用的新型骨关节炎疾病改变药物,二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂靶向乙酰胆碱酯酶的酶促三联体和非酶促外周位点二者。对乙酰胆碱酯酶的这种双重阻断是通过现有药物的二聚化建立的。
本申请设想并验证了乙酰胆碱酯酶抑制剂,特别是基于他克林和石杉碱甲的二聚体的乙酰胆碱酯酶抑制剂用于预防或治疗骨关节炎的用途。具体地,本申请的发明人还证明了乙酰胆碱酯酶抑制剂对成骨细胞和破骨细胞的作用、对软骨细胞炎症激活的作用以及对氧化应激诱导的软骨细胞活化的作用。
在第一方面,本申请提供了一种治疗有需要的受试者中的骨关节疾病的方法,包括对该受试者施用治疗有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是乙酰胆碱酯酶表达增加相关的骨关节疾病。在一些实施方案中,所述骨关节疾病包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是骨关节炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是滑膜炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是韧带损伤。
在第二方面,本申请涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂在预防或治疗骨关节疾病中的用途。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是乙酰胆碱酯酶表达增加相关的骨关节疾病。在一些实施方案中,所述骨关节疾病包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是骨关节炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是滑膜炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是韧带损伤。
在第三方面,本申请涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂用于以下的一种或多种的用途:
提供骨保护;
改善骨骼结构;
维持骨稳态;
减少软骨细胞的炎症激活;
对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;
减少端粒长度;和
减少氧化应激诱导的衰老。
在第四方面,本申请涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于预防或治疗骨关节疾病的药物中的用途。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是乙酰胆碱酯酶表达增加相关的骨关节疾病。在一些实施方案中,所述骨关节疾病包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是骨关节炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是滑膜炎。在一些实施方案中,所述骨关节疾病是韧带损伤。
在第五方面,本申请涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于以下的一种或多种的药物中的用途:
提供骨保护;
改善骨骼结构;
维持骨稳态;
减少软骨细胞的炎症激活;
对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;
减少端粒长度;和
减少氧化应激诱导的衰老。
在以上各个方面的一些实施方案中,所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自7- 甲氧基他克林、石杉碱甲、多奈哌齐、加兰他敏(galartamine)、安贝氯铵 (Ambenonium chloride)等。优选地,所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是多奈哌齐。
在以上各个方面的一些实施方案中,所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。在一些实施方案中,二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂可以具有式A-L-B的形式,其中A和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,L为任选的接头。在一些实施方案中,L当存在时,选自亚烷基和-(CH2-CH2-NH-)n-CH2-CH2-,其中n=1-5,例如1、2、3、4、5。且优选地,L是亚烷基-(CH2)n-,其中n为1-20的整数。在一些实施方案中,A和B独立地选自由他克林和石杉碱甲组成的组。优选地,接头L通过A和B上的氨基来连接A和B。
在一些进一步的实施方案中,二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂可以是同二聚体或异二聚体。优选地,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂选自他克林和石杉碱甲的同二聚体或异二聚体。
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林(又称为双(n)-Cognex,简写为B(n)C):
Figure RE-GDA0003434879940000041
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
优选地,R1和R2相同,并且更优选地,均为H。
更优选地,所述他克林同二聚体为B(3)C或B(7)C,即n=3或7:
Figure RE-GDA0003434879940000051
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲(HA)-他克林异二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000052
其中n=4-12。
优选地,n=10,即二聚体为如下所示的石杉碱甲(HA)-他克林异二聚体 (简写为A10E):
Figure RE-GDA0003434879940000053
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是具有下式的石杉碱甲(HA)同二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000061
其中n=10-14。
优选地,n=12,即二聚体为如下所示的双(12)-奎宁环(bis(12)- hupyridone,简称E12E):
Figure RE-GDA0003434879940000062
在一些实施方案中,本申请的乙酰胆碱酯酶抑制剂被配制为药物组合物的形式,所述药物组合物包含治疗有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂以及任选地,药学上可接受的载体,例如稀释剂、辅助剂、赋形剂或运载体。在一些实施方案中,所述药物组合物呈溶液、悬液、乳剂、片剂、丸剂、胶囊、粉末、缓释制剂的形式。在一些实施方案中,所述药物组合物通过选自以下的途径施用:口服、肠胃外、皮下、肌内、静脉内、关节内、囊内、软骨内、腔内、体腔内、骨内、骨盆内、脊柱内、滑膜内、胸廓内、推注、含服、舌下、鼻内、离子电渗手段或经皮手段。更优选地,所述药物组合物通过关节内、口服施用或注射施用。在一些实施方案中,所述药物组合物还可包含其他治疗剂,例如TGF-β抑制剂、IL-1抑制剂、皮质类固醇、透明质酸或其组合等。
具体地,本申请提供了以下方案:
1.一种预防或治疗有需要的受试者中的骨关节疾病的方法,包括对该受试者施用治疗有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂。
2.根据方案1所述的方法,其中所述骨关节疾病选自包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症的组。
3.根据方案2所述的方法,其中所述骨关节疾病选自骨关节炎、滑膜炎、骨质增生和韧带损伤。
4.根据方案3所述的方法,其中所述骨关节疾病是骨关节炎。
5.根据方案1所述的方法,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自由以下组成的组:7-甲氧基他克林、石杉碱甲、多奈哌齐、加兰他敏和安贝氯铵。
6.根据方案5所述的方法,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是多奈哌齐。
7.根据方案1所述的方法,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。
8.根据方案7所述的方法,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂具有式A-L-B的结构,其中A和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,L为任选的接头且当存在时,优选地为亚烷基-(CH2)n-,其中n为1- 20的整数,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、 17、18和19。
9.根据方案8所述的方法,其中A和B独立地选自他克林和石杉碱甲。
10.根据方案9所述的方法,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000071
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
11.根据方案10所述的方法,其中R1和R2均为H。
12.根据方案10或11所述的方法,其中n=3或7。
13.根据方案9所述的方法,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲-他克林异二聚体,即,石杉碱甲-(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000081
其中n=4-12。
14.根据方案13所述的方法,其中n=10。
15.根据方案9所述的方法,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲同二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000082
其中n=10-14。
16.根据方案15所述的方法,其中n=12。
17.根据方案9所述的方法,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是
Figure RE-GDA0003434879940000083
18.乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于预防或治疗骨关节疾病的药物中的用途。
19.根据方案18所述的用途,其中所述骨关节疾病选自包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症的组。
20.根据方案19所述的用途,其中所述骨关节疾病选自骨关节炎、滑膜炎、骨质增生和韧带损伤。
21.根据方案20所述的用途,其中所述骨关节疾病是骨关节炎。
22.乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于以下的一种或多种的药物中的用途:
提供骨保护;
改善骨骼结构;
维持骨稳态;
减少软骨细胞的炎症激活;
对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;
减少端粒长度;和
减少氧化应激诱导的衰老。
23.根据方案18-22中任一项所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自由以下组成的组:7-甲氧基他克林、石杉碱甲、多奈哌齐、加兰他敏和安贝氯铵。
24.根据方案23所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是多奈哌齐。
25.根据方案18-22中任一项所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。
26.根据方案25所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂具有式A-L-B的结构,其中A和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,L为任选的接头且当存在时,优选地为亚烷基-(CH2)n-,其中n为 1-20的整数,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、 16、17、18和19。
27.根据方案26所述的用途,其中A和B独立地选自他克林和石杉碱甲。
28.根据方案27所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000091
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
29.根据方案28所述的用途,其中R1和R2均为H。
30.根据方案28或29所述的用途,其中n=3或7。
31.根据方案27所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲-他克林异二聚体,即,石杉碱甲-(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000101
其中n=4-12。
32.根据方案31所述的用途,其中n=10。
33.根据方案27所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲同二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000102
其中n=10-14。
34.根据方案33所述的用途,其中n=12。
35.根据方案27所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是
Figure RE-GDA0003434879940000103
36.一种用于预防或治疗骨关节疾病的药物组合物,其包含治疗有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂和药学上可接受的载体。
37.根据方案36所述的药物组合物,其中所述骨关节疾病选自包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症的组。
38.根据方案37所述的药物组合物,其中所述骨关节疾病选自骨关节炎、滑膜炎、骨质增生和韧带损伤。
39.根据方案38所述的药物组合物,其中所述骨关节疾病是骨关节炎。
40.根据方案36所述的药物组合物,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自由以下组成的组:他克林、石杉碱甲、多奈哌齐、加兰他敏和安贝氯铵。
41.根据方案40所述的药物组合物,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是多奈哌齐。
42.根据方案36所述的药物组合物,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。
43.根据方案42所述的药物组合物,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂具有式A-L-B的结构,其中A和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,L为任选的接头且当存在时,优选地为亚烷基-(CH2)n-,其中n为1-20的整数,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、 15、16、17、18和19。
44.根据方案43所述的药物组合物,其中A和B独立地选自他克林和石杉碱甲。
45.根据方案44所述的药物组合物,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000111
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
46.根据方案45所述的药物组合物,其中R1和R2均为H。
47.根据方案45或46所述的药物组合物,其中n=3或7。
48.根据方案44所述的药物组合物,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲-他克林异二聚体,即,石杉碱甲-(n)-他克林:
Figure RE-GDA0003434879940000121
其中n=4-12。
49.根据方案48所述的药物组合物,其中n=10。
50.根据方案44所述的药物组合物,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲同二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000122
其中n=10-14。
51.根据方案50所述的药物组合物,其中n=12。
52.根据方案44所述的药物组合物,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是
Figure RE-GDA0003434879940000123
附图说明
当结合以下附图理解时,将更好地理解本申请的实施方案及其优选和有利的方面,其中:
图1比较了AChE在从人骨髓间充质干细胞(hMSC)分化出来的健康软骨细胞和OA软骨细胞中的表达,表明AChE在人OA软骨细胞中的表达更高。
图2显示了在WKY大鼠、SHR大鼠和多奈哌齐治疗的SHR大鼠中对乙酰胆碱酯酶进行的DAB染色结果。
图3显示了单独的外源性IL-1β或其与乙酰胆碱酯酶抑制剂(A10E、 E12E)的组合对炎症标志物(IL-1β、IL-6、TNF-α)和分解代谢标志物 (MMP13)、合成代谢标志物(Agg、Sox9、Col2a1)和衰老标志物(p16)的影响。
图4示出了单独的外源性过氧化氢(H2O2)或其与乙酰胆碱酯酶抑制剂 (D=多奈哌齐)对AChE mRNA(A)和端粒长度(B)的影响。
图5显示AChE表达随破骨细胞生成而增加。A)RANKL在体外诱导鼠巨噬细胞(RAW264.7细胞)向多核破骨细胞分化;B)AChE mRNA表达水平与其他破骨细胞分化mRNA标志物(TRAP、Ctsk、MMP9、RNAK)一起增加;C)免疫荧光图像显示AChE蛋白水平也在破骨细胞生成期间增加。
图6显示未经处理的或热灭活的重组小鼠AChE一贯地促进巨噬细胞融合和破骨细胞产生。A)在RANKL诱导破骨细胞生成后,未经处理的重组小鼠AChE和热灭活的重组小鼠AChE都刺激细胞融合和增大 (enlargement)。B)在单一TRAP+细胞中,未经处理的重组小鼠AChE和热灭活的重组小鼠AChE在平均细胞核数量方面无明显差异。C)AChE对细胞融合的作用与细胞融合蛋白DC-STAMP和OC-STAMP的增加有关。
图7显示多奈哌齐抑制破骨细胞前体的细胞融合。
图8显示多奈哌齐挽回了OVX(卵巢切除术)诱导的骨损失。Balb/C小鼠被随机分成四组来接受以下治疗:1)假手术组:假手术+生理盐水;2) OVX组:双侧OVX+生理盐水;3)低剂量多奈哌齐组:双侧OVX+0.2mg 多奈哌齐/Kg体重,治疗从OVX后一个月开始并持续一个月;4)高剂量多奈哌齐组:双侧OVX+2mg多奈哌齐/Kg体重,治疗从OVX后一个月开始并持续一个月。所有动物都在OVX 2个月后处死并进行mirco-CT和组织学检查。胫骨的主要骨松质和腰椎椎体的mirco-CT图像显示,多奈哌齐表现出剂量依赖性的骨保护。
图9显示多奈哌齐而不是加兰他敏显示出剂量依赖性地抑制破骨细胞生成。这种差异可能是由于它们对于AChE蛋白的3D结构的结合方式不同。多奈哌齐占据AChE的整个结合口袋,而加兰他敏仅选择性结合AChE 的催化位点。
图10显示了FDA批准的药物和本申请的二聚体的体外抗分解代谢作用。A-H)多奈哌齐和本申请的二聚体都显著抑制了RAW 264.7细胞的破骨细胞生成分化,而加兰他敏却未显示这种抑制作用。I)比较了FDA批准的药物,阿仑膦酸钠、多奈哌齐、加兰他敏和本文的二聚体的抗破骨细胞生成的分解代谢作用的比较。就针对破骨细胞的分化和成熟的标志物MMP9、RANK、TRAP的mRNA表达而言,多奈哌齐和本申请的二聚体 AChE抑制剂是相当的,且优于阿仑膦酸钠。
图11从胎胚(E)到出生后直到6个月大的骨发育和出生后生长期间, AChE活性和表达的时间过程变化(A,B)。AChE作为一种富含脯氨酸的膜锚定蛋白连接的四聚体球蛋白形式存在于破骨细胞中(B)。AChE增加与破骨细胞分化并行(C)。
图12显示了,FDA批准的AChE抑制剂和本文的新型二聚体AChE 抑制剂与阿仑膦酸钠(只有抗分解代谢作用)相比提供了额外的骨保护,虽然它们的作用在体外不如甲状旁腺素(PTH)那么强。破骨细胞从小鼠 MSC的分化和矿化使用茜草色素红色染色评价。所有AChE抑制剂表现出剂量依赖性的抗分解代谢作用。多奈哌齐和双(3)-他克林(B3C)在1μM的浓度就观察到促进作用,虽然不如PTH强。
图13显示了AChE的催化位点与外周位点,其中L1-L2是二聚体AChE 抑制剂,结合AChE的催化位点和外周位点;标出了参与底物周转和抑制剂结合的关键位点,采用了Torpedo AChE编号。
具体实施方式
应理解,本申请不限于此处所描述的具体方法和组分等,因为它们可能会有所变化。还应理解,本文所用的术语仅为了描述具体的实施方案的目的使用,并非意图限制本发明的范围。
除非上下文明确地另有说明,本申请说明书以及权利要求书中使用的单数形式“一”和“该”包括复数指代对象。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。本部分描述了具体的方法、组合物和材料,但是应理解,与本文所述的这些材料和方法类似或等同的任何材料和方法也可用于实施或测试本申请的方案。
乙酰胆碱酯酶
乙酰胆碱酯酶,简称AChE,是生物神经传导中的一种关键性酶,在胆碱能突触间,该酶能降解乙酰胆碱,终止神经递质对突触后膜的兴奋作用,保证神经信号在生物体内的正常传递。乙酰胆碱酯酶具有羧肽酶和氨肽酶的活性、参与细胞的发育和成熟、促进神经元发育和神经再生。
AChE是一种丝氨酸水解酶,主要存在于神经肌肉接合处和胆碱能脑突触中。它的主要生物学作用是通过将神经递质乙酰胆碱(Ach)快速水解为乙酸和胆碱来终止胆碱能突触的脉冲传递。AChE具有非常高的比催化活性,每个AChE分子每秒降解约25000个乙酰胆碱(ACh)分子。
AChE(参见,例如Li,Wenming,et al."Novel anti-Alzheimer’s dimer bis (7)-cognitin:cellular and molecular mechanisms of neuroprotection throughmultiple targets."Neurotherapeutics 6.1(2009):187-201.和Sussman,Joel L., etal."Atomic structure of acetylcholinesterase from Torpedo californica:aprototypic acetylcholine-binding protein."Science 253.5022(1991):872-879)为
Figure RE-GDA0003434879940000151
的椭球形,包含由12条β折叠混合而成的中心,该中心被14条α螺旋围绕。第一对链和最后一对链各自形成β发夹环,这些β发夹环仅通过氢键与其他8条在中心的、超螺旋扭曲的链松弛地结合。AChE 的活性位点由两个子位点(subsite)形成:“酯解部位(esteratic,ES)”和“阴离子”位点(AS)。这两个位点被认为分别负责该酶的催化机制和胆碱结合口袋。通过序列比对和定点诱变,发现氨基酸Ser200、His440和Glu327在活性位点中形成平面阵列,该平面阵列类似于胰凝乳蛋白酶和其他丝氨酸蛋白酶的催化三联体。
除了催化位点,AChE还具有另一个能够结合乙酰胆碱(Ach)或季铵配体(quaternary ligand)的子位点。使用光学标签和亲和标签,残基251-264的肽和残基270-278的肽的序列被鉴定为外周结合序列。这两个肽位于蛋白质的表面,靠近酶谷的边缘,并且结合双季铵配体。这些双季铵配体通常用作抑制剂,在一个末端与外周结合位点结合,而在另一末端与酶口袋的芳族衬垫(aromatic lining)结合。因为该子位点与其他两个催化子位点不同,因此被称为“外周”位点,为非竞争性结合位点。两个催化位点与第三外周位点一起组成酶的活性位点谷(gorge)(参见图13)。
外周位点提供芳族导向,其包括三个保守芳族残基:Tyr70、Trp279和 Tyr121,这增加了Ach在活性位点谷的开口处的浓度,促进Ach朝着催化位点通过谷的较窄部分。一旦配体被捕获在酶谷的上方,其可容易地扩散进入谷深处的活性位点。在结构上,该酶谷是深且窄的通道,从表面延伸到酶内部的一半(
Figure RE-GDA0003434879940000161
长)。因为谷如此深,因此其可结合许多不同的底物、激动剂和抑制剂。
乙酰胆碱酯酶抑制剂
AChE抑制剂抑制胆碱酯酶分解ACh,增加神经递质作用的水平和持续时间。根据作用方式,AChE抑制剂可分为两类:不可逆抑制剂和可逆抑制剂。竞争性或非竞争性的可逆抑制剂可具有治疗用途,而毒性作用可与不可逆的AChE活性调节剂有关。
i)可逆乙酰胆碱酯酶抑制剂
可逆乙酰胆碱酯酶抑制剂在酶活性的药理学操作中发挥重要作用。这些抑制剂包括具有不同官能团(氨基甲酸酯、季铵或叔铵基团)的化合物,并已应用于各种疾病的诊断和/或治疗,例如:重症肌无力、阿尔茨海默病 (AD)、术后肠梗阻、膀胱扩张、青光眼以及抗胆碱能药物过量的解毒剂。
1)阿尔茨海默病治疗中使用的可逆乙酰胆碱酯酶抑制剂
多奈哌齐
多奈哌齐是一种选择性、可逆AChE抑制剂,它与外周阴离子位点结合。该药物是1996年获美国FDA批准上市的用于治疗轻中度AD的可逆性胆碱酯酶抑制剂,是一种六氢吡啶衍生物,它对中枢神经系统的乙酰胆碱酯酶具有高度的选择性,对乙酰胆碱酯酶的选择性亲和作用比对丁酰胆碱酯酶的亲和作用强1250倍,所以没有明显的外周胆碱能作用,副作用较小。
卡巴斯汀(Rivastigmine):
卡巴斯汀以商品名Exelon(艾斯能)出售,是一种强大的、缓慢可逆的氨基甲酸酯抑制剂,通过与活性位点的酯化部分结合来阻断胆碱酯酶的活性。与选择性抑制AChE的多奈哌齐不同,卡巴斯汀同时抑制BuChE(丁酰胆碱酯酶)和AChE。
加兰他敏
加兰他敏以商品名Razadyne、Nivalin出售,是一种从植物Galanthus woronowii中分离出来的生物碱,用于治疗轻度至中度AD。它是一种选择性、竞争性、快速可逆的AChE抑制剂,可与阴离子亚位点以及芳族峡谷(aromatic gorge)相互作用。它在与ACh和烟碱激动剂不同的结合位点与烟碱受体相互作用,并在ACh存在下特异性地增强烟碱受体的活性(敏化)。
7-甲氧基他克林
7-甲氧基他克林作为他克林的合适替代品被广泛研究。体外和体内试验表明,其对与他克林相关的AChE具有较小的毒性作用和较强的灭活能力。
石杉碱甲(双益平,哈伯因)
石杉碱甲是从蛇足石杉(俗名千层塔)中提取的一种生物碱,于1994 年批准上市。它是一种高选择性的胆碱酯酶竞争性和非竞争性的混合型抑制剂,其靶点是外周阴离子位点。
安贝氯铵
安贝氯铵是一种抗胆碱酯酶药,具有抗胆碱酯酶作用和兴奋骨骼肌作用,主要用于肠胀气及重症肌无力等。
以下示出了多奈哌齐、卡巴斯汀、加兰他敏、他克林、7-甲氧基他克林和石杉碱甲的结构:
Figure RE-GDA0003434879940000181
2)氨基甲酸酯类
氨基甲酸酯是衍生自氨基甲酸(NH2COOH)的有机化合物,生物活性氨基甲酸酯的结构如下图所示:
Figure RE-GDA0003434879940000182
其中X可以是氧或硫(硫代氨基甲酸酯),R1和R2通常是有机或烷基取代基,但R1或R2也可能是氢,R3大多是有机取代基或有时是金属。
氨基甲酸酯由于其可逆的AChE抑制作用,在人类医学中作为药理活性化合物具有重要应用。天然氨基甲酸酯衍生物毒扁豆碱是植物毒扁豆 (Physostigma venenosum)的次生代谢产物,广泛用于治疗重症肌无力。作为一种有效的AChE抑制剂,这种治疗剂可降低ACh水解率,从而增加其在受损神经突触间隙中的水平,改善神经脉冲传递。此外,毒扁豆碱能够防止OP与AChE的不可逆结合。因此,它被用作预防神经毒剂中毒的药物。此外,卡巴斯汀也是一种氨基甲酸酯,具有可能最有意义的药理学应用,在AD的对症治疗中得到验证,如上文所描述。
ii)不可逆的乙酰胆碱抑制剂-有机磷化合物(OP)
OP是衍生自磷酸、膦酸、次膦酸或氨基磷酸的酯或硫醇,具有如下所示的结构:
Figure RE-GDA0003434879940000191
R1和R2是芳基或烷基,它们直接与磷原子键合(形成次膦酸酯),或通过氧或硫原子间接与磷原子键合(形成磷酸酯或硫代磷酸酯)。在某些情况下,R1直接与磷原子键合,R2与氧或硫原子键合(形成膦酸酯或硫代膦酸酯)。在氨基磷酸酯中,这些基团中至少有一个是–NH2(未取代、单取代或双取代),与磷双键连接的原子是氧或硫。X基团也通过氧或硫原子与磷原子结合,可能属于范围广泛的卤素、脂肪族、芳香族或杂环基团。当OP 被磷酸三酯酶水解或与蛋白质靶标相互作用时,该“离去基团”从磷原子中释放出来。
OP通过中枢神经系统中酯酶的不可逆磷酸化发挥其主要毒理学作用。急性毒性作用与AChE的不可逆失活有关。实际上,OP是ACh底物的类似物,并且像天然底物一样进入活性位点,与丝氨酸-OH基团共价结合。与乙酰化一样,OP被切割,酶被磷酸化。虽然酰基酶快速水解以再生游离酶,但去磷酸化非常缓慢(大约几天),并且磷酸化酶不能水解神经递质。
二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂
在一个方面中,可在本公开中使用的抑制剂是二聚体形式。在一些实施方案中,二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂可以具有式A-L-B的形式,其中A 和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,L为任选的接头。在一些实施方案中,L当存在时,选自亚烷基和-(CH2-CH2-NH-)n-CH2-CH2-,其中n=1-5,例如1、2、3、4、5。且优选地,L是亚烷基-(CH2)n-,其中n为1-20的整数。在一个实施方案中,A和B独立地选自FDA先前批准的 AChE抑制剂—他克林以及最初从中草药蛇足石杉(俗称,千层塔)中分离出来的强效AChE抑制剂-石杉碱甲(HA)。优选地,接头L通过A和B上的氨基来连接A和B。
他克林,化学名为四氢氨基吖啶,是弱碱性化合物,商品名为
Figure RE-GDA0003434879940000201
是首个用于治疗早老性痴呆的乙酰胆碱酯酶抑制剂。他克林可有效抑制脑内乙酰胆碱降解,增加大脑皮层的胆碱水平,改善脑的代谢功能,适度缓解早老性痴呆症状。他克林于1993年由美国FDA批准上市,主要是临床应用于治疗轻中度早老性痴呆患者。
石杉碱甲是一种天然植物碱,并且是强效、可逆、高选择性的第二代乙酰胆碱酯酶抑制剂。石杉碱甲在低剂量下就可以对乙酰胆碱酯酶具有强大的抑制作用,使目标部位内的乙酰胆碱(Ach)含量明显升高。
为合理设计基于双重结合假设,即结合催化位点和外周位点的AChE 抑制剂,可使用自动计算机对接系统设计来合成具有优越治疗潜力的他克林类似物。该系统通过旋转进入的物质-他克林,并匹配这两种物质的每个可用构象,试图最大限度地发挥AChE活性位点谷中能量上有利的结合位点的潜力。另一方面,通过该对接系统,酶谷开口附近的外周位点被进一步证实。这是合理的,因为外周边部位可能会阻碍底物进入酶谷的下部,进而降低水解效果。通过对他克林进行结构修饰,通过亚烷基链连接的二聚他克林类似物(因此命名为双(n)-他克林,其中n指示直链亚烷基中C原子的数目)提供了对AChE的更强效力和选择性,其中双(n)-他克林具有适当长度的链的接头(例如,亚庚基),使其能够同时结合催化位点和外周位点。
亚烷基连接的双(n)-他克林类似物通过如下所示的方案获得:
Figure RE-GDA0003434879940000211
有效的亚烷基桥连类似物需要正确长度(亚甲基单元数目)的链在适当的点与母体结构偶联。在体外测试了所合成的二聚体化合物的效力,并证明,与他克林相比,双(7)-他克林(B7C)被证明在抑制大鼠脑AChE方面的效力高1,000倍,且选择性高10,000倍。结果示出于表1中。
表1
Figure RE-GDA0003434879940000212
对于不同长度的亚烷基接头连接的他克林同二聚体对AChE及BChE 的抑制效用及选择性可参见Carlier,Paul R.,et al."Evaluation of short-tether bis-THA AChEinhibitors.A further test of the dual binding site hypothesis."Bioorganic&medicinal chemistry 7.2(1999):351-357的表3。
在体外,双(7)-他克林对AChE的抑制的效力是他克林的149倍,选择性是他克林的250倍。在体内(在大鼠的皮质以及全脑中),单剂量口服后30分钟,双(7)-他克林对AChE的抑制的效力是他克林的10倍。此外,双(7)-他克林的毒性比他克林低并且具有极大提高的治疗指数。
HA以优异的效力和出色的选择性抑制AChE。然而,这种天然产物的供应非常有限,复杂的三环结构使得全合成极其昂贵。为了最终设计出需要较少合成工作的强效HA类似物,使用修饰的HA分子合成了一系列新的二聚体,双(n)-奎宁环(EnE)。发现这些新型二聚体显示出作为AChE 抑制剂的高效能,尽管事实上奎宁环或类似单体的活性极低。使用基于Ellman方法的分光光度法在体外和体内评估了二聚体双(n)-奎宁环的抗乙酰胆碱酯酶活性。发现,双(12)-奎宁环(E12E)对AChE的IC50估计为52 nM,选择性为185(表2)。E12E抑制大鼠脑AChE的效力约为他克林的 4.4倍、并且为HA的约两倍。
表2
Figure RE-GDA0003434879940000221
a药物E12E(S,S)=(S,S)-(-)-N,N'-二-5'-(5',6'7',8'-四氢喹啉-2-基)-1,12-二氨基十二烷,双盐酸盐;b使用大鼠皮质匀浆物,在乙丙嗪作为特异性BuChE抑制剂存在下进行的测定;c使用大鼠血清进行检测,存在BW284c51作为特异性AChE抑制剂;d.AChE 的选择性定义为IC50(BuChE)/IC50(AChE)。
考虑到AChE外周位点结合多种疏水性胺配体,合成了一种他克林异二聚体,其中包含一个易于合成的HA分子片段,即通过去除三碳桥(C6- C8)和C11-亚乙基来简化HA分子。已知5-氨基-5,6,7,8-四氢-2(1H)-喹啉酮是极弱的抑制剂[IC50>100,000nM];然而,当与另一个高亲和力催化位点配体连接时,它们似乎可以有效地结合到外周位点。所需的HA-他克林杂合体的合成非常简单。从市售的起始材料中仅通过4个步骤,就能够以 30-50%的产率获得了异二聚体
Figure RE-GDA0003434879940000222
(参见,例如,Pergamon Bioorganic&MedicinalChemistry Letters 9(1999)2335-2338BIOORGANIC &MEDICINAL CHEMISTRY LETTERSPotent,Easily Synthesized Huperzine A-Tacrine Hybrid AcetylcholinesteraseInhibitors)。
正如预期的那样,简化的HA单体是一种极弱的抑制剂(IC50约500,000 nM)。但正如所希望的,与该单体和他克林相比,这些异二聚体表现出显著的效力增强。可以看出,使用10个亚甲基(即,n=10)的接头使效力最大化,即HA(10)-他克林对AChE具有纳摩尔级亲和力(IC50=8.8nM),并且比HA效力高13倍。
巴塞罗那大学的Camps教授报告了另一个出色的他克林/HA混合体。 Camps直接融合了这两种结构,得到二聚体
Figure RE-GDA0003434879940000231
该二聚体比HA 强21倍,且因此比HA(10)-他克林略强,但HA(10)-他克林的合成要简单得多。
本申请的二聚体还可以是如下所示的HA二聚体,双(n)-奎宁环,其中 n=8-16。其合成方法参见GB2360518A。
Figure RE-GDA0003434879940000232
特别地,当n=12时,所得的化合物是双(12)-奎宁环(E12E)。
他克林和石杉碱甲的同二聚化或异二聚化导致与传统乙酰胆碱酯酶抑制剂相比更强的功能,因为这些二聚体不仅针对乙酰胆碱酯酶的酶促功能,而且还针对乙酰胆碱酯酶的非酶促功能。优选地,本文所述的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂选自奎宁环(10)-他克林(A10E)、双(3)-他克林(B3C)、双(7)-他克林(B7C)和双(12)-奎宁环(E12E)。
本文的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂对于治疗或预防骨关节炎是疾病特异性的,其通过靶向胆碱能抗炎途径中的乙酰胆碱酯酶,有效缓解滑膜炎症并发挥软骨和骨保护。本申请的申请人发现,本申请的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂能够减少软骨细胞的炎症激活、增加骨形成并减少骨吸收。本申请的申请人还发现,本申请的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂在IL-1β诱导软骨细胞活化后减少分解代谢因子并增加合成代谢因子。此外,由于乙酰胆碱酯酶参与氧化应激,因此乙酰胆碱酯酶抑制剂还可以减缓衰老。
不受任何理论束缚地,认为改善疾病的效果可归因于本文的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂对关节胆碱能系统的作用,即它们将改善骨骼结构、减少软骨细胞的炎症激活并减少氧化应激诱导的衰老,这正是骨关节炎的三个重要方面。这可以通过在软骨细胞的Il-1β激活后用本文的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂治疗后观察到的炎症标志物减少证实。此外,本申请还证实,本文的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂与对骨稳态和软骨细胞的抗分解代谢和/或促合成代谢作用有关。因此,本文提供的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂可以作为骨关节炎的疾病调节药物。
骨关节炎会导致疼痛和残疾,而现有的治疗方案只能暂时缓解这些疼痛和残疾,包括缓解症状(即止痛药)和健康教育(即控制体重和锻炼)。而且,缺乏改善疾病进程的治疗会导致并发症,对并发症的治疗也要求患者花费高的经济成本。
本文提供的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂更特异地针对关节炎症并改变疾病的发展进程,从而增强了对骨关节炎的治疗并改善罹患此病的患者的生活质量。因此,本申请提供的二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂减少了与骨关节炎相关的并发症并改善了治疗结果,从而导致医疗保健成本以及与并发症相关的治疗成本的降低。
骨关节炎
骨关节炎是最常见的关节炎形式,是最普遍的关节疾病,估计10%的 60岁以上的男性和18%的60岁以上的女性都患该病。
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是以关节软骨破坏、软骨下骨坏死和关节间隙变窄为特征的一种非特异性关节炎症,是一种提示衰老和渐进性慢性疾病。
健康脊椎动物(包括人和其他哺乳动物)的关节软骨或“透明软骨”是半透明的乳白色结缔组织,其特征在于主要由蛋白聚糖、II型胶原蛋白和水构成的细胞外基质(ECM)中软骨细胞的柱状生长模式。关节软骨提供有效承重缓冲垫以防止关节中对接骨之间的接触,且因此对关节正常功能至关重要。
关节软骨退化是骨关节炎中的主要问题。关节软骨的内稳态和完整性依赖于其与软骨下骨和其他关节组织的生物化学和生物机械相互作用。软骨下骨在关节活动期间为其上的关节软骨提供机械支撑,并响应于机械环境的改变经由建模(modeling)或骨再塑(remodeling)经历恒定适应。在负重关节上的机械负荷的不稳定性的情形中,诸如因韧带损伤、过度体重、或衰老期间的虚弱肌肉发生的,软骨下骨和钙化软骨区域经历变化。例如,前交叉韧带(ACL)的破裂增加膝骨关节炎的风险,且估计患有骨关节炎的个体的大约20-35%具有偶发的ACL撕裂。临床上,骨赘形成、软骨下骨硬化、在骨软骨连接处潮线(tidemark)分裂伴随血管发生、和关节软骨退化是骨关节炎的特征。骨髓损伤与疼痛紧密相关,并牵涉在预测骨关节炎中软骨损伤的严重度。在健康关节软骨中,基质周转保持在相对低的速率且软骨细胞抵抗增殖和终末分化。在骨关节炎的进展期间,X型胶原、碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2(RUNX2)和MMP13在关节软骨细胞中表达,伴随关节软骨中减少的蛋白聚糖和扩张的钙化软骨区域。
关节软骨不仅易受关节外伤损伤,而且易受逐渐侵蚀过程损伤。最初,该侵蚀可以仅仅是无症状的“部分厚度缺损(partial thickness defect)”,其中透明软骨减少的区域完全没有穿透至软骨下骨。部分厚度缺损的基底通常不疼且通常仅在关节镜检查期间测出。然而,如果不治疗侵蚀过程,那么部分厚度缺损的基底可继续磨损且缺损直径可增加,使得该缺损最终发展为穿透全程骨的“完全厚度缺损(full thickness defect)”。该完全厚度缺损可变得足够大,使得关节接触接骨表面并开始彼此侵蚀,导致炎症、疼痛和其他退行性病变,即骨关节炎的典型症状。骨关节炎因此是导致关节变形、不稳定、损伤和疼痛的退行性、进行性和致残疾病。
骨关节炎最常见的症状是关节疼痛和僵硬。通常症状会随着年数缓慢进展。最初可能只在运动后发生,但随着时间的推移会变得恒定。其他症状可能包括关节肿胀、运动范围缩小,以及当背部受到影响时,手臂和腿部无力或麻木。最常受累的关节是靠近手指末端的两个关节和拇指根部的关节;膝关节和髋关节;以及颈部和下背部的关节。身体一侧的关节通常比另一侧的关节受到的影响更大。这些症状会干扰工作和正常的日常活动。
骨关节炎的原因除了年龄之外,遗传、受伤、肥胖和高血压也是发展骨关节炎的诱发因素。超重、腿长不一或从事导致高水平关节压力的工作的人风险更大。骨关节炎被认为是由关节上的机械应力和低度炎症过程引起的。它随着软骨丢失和下面的骨骼受到影响而发展。由于疼痛可能使运动变得困难,因此可能会发生肌肉流失。
骨关节炎的诊断通常基于体征和症状,医学影像和其他测试用于支持或排除其他问题。与类风湿性关节炎相反,骨关节炎的关节不会发热或发红。
治疗包括锻炼、减少关节压力(例如通过休息或使用拐杖)和止痛药。减肥可能对超重的人有所帮助。止痛药可能包括扑热息痛(对乙酰氨基酚) 以及非甾体抗炎药,如萘普生或布洛芬。如果骨关节炎的症状对生活质量的影响很大,而保守治疗无效,则可能会推荐关节置换手术或表面重修。人工关节通常可以使用10到15年。
生物关节置换涉及用新的组织替换患病的组织。这可以来自人(自体移植)或捐赠者(同种异体移植)。接受关节移植(同种异体软骨移植) 的人不需要服用免疫抑制剂,因为骨骼和软骨组织的免疫反应有限。自体关节软骨从非承重区域转移到受损区域,称为骨软骨自体移植转移系统 (OATS),是一种正在研究的可能程序。当缺失的软骨是局部缺陷时,自体软骨细胞植入也是一种选择。
治疗方法及用途
本申请提供了一种用于预防或治疗有需要的患者中的骨关节疾病的方法,包括对所述患者施用治疗有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂。
本申请还涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂在预防或治疗骨关节疾病中的用途以及于以下的一种或多种的用途:提供骨保护;改善骨骼结构;维持骨稳态;减少软骨细胞的炎症激活;对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;减少端粒长度;和减少氧化应激诱导的衰老。
本申请还涉及乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于预防或治疗骨关节疾病的药物中的用途;以及乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于以下的一种或多种的药物中的用途:提供骨保护;改善骨骼结构;维持骨稳态;减少软骨细胞的炎症激活;对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;减少端粒长度;和减少氧化应激诱导的衰老。
在一些所述方案中,所述骨关节疾病包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症。优选地,所述骨关节疾病是骨关节炎。
在一些实施方案中,所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自多奈哌齐、7-甲氧基他克林、石杉碱甲、加兰他敏和安贝氯铵等。
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林(又称为双(n)-Cognex,简写为B(n)C):
Figure RE-GDA0003434879940000271
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
优选地,R1和R2均为H。
更优选地,所述他克林同二聚体为B(3)C或B(7)C:
Figure RE-GDA0003434879940000272
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲(HA)-他克林异二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000281
其中n=4-12。
优选地,n=10,即二聚体为如下所示的石杉碱甲(HA)-他克林异二聚体 (简写为A10E):
Figure RE-GDA0003434879940000282
在一些实施方案中,所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是具有下式的石杉碱甲(HA)同二聚体:
Figure RE-GDA0003434879940000283
其中n=10-14。
优选地,n=12,即二聚体为如下所示的双(12)-奎宁环(E12E):
Figure RE-GDA0003434879940000284
本文使用的术语“有效”是指足以实现所需的、所希望的或预期结果。更具体地,本文提供的“治疗有效量”是指本发明的乙酰胆碱抑制剂单独地或与另一种治疗剂(例如TGF-β抑制剂和/或不同的其他治疗剂)组合提供所需治疗效果所必需的量,例如有效预防、缓解或改善疾病的症状或延长被治疗的受试者的生存期的量。在具体实施方案中,本文提供的术语“治疗有效量”是指乙酰胆碱抑制剂提供所需治疗效果所必需的量,例如有效预防、缓解或改善疾病或病症的症状或延长被治疗的受试者的生存期的量。在更具体的实施方案中,治疗有效量的AChE抑制剂是指治疗或预防骨关节炎、阻止韧带损伤引起的骨关节炎发作、阻止不稳定的关节中骨关节炎发作、或减少关节中关节软骨退化所必需的量。
本领域的普通技术人员将理解,所需的精确量对于不同受试者有所不同,取决于受试者的年龄、健康情况、所治疗病症的严重性、施用的具体化合物和/或组合物等。任何个体病例的合适“治疗有效量”可由本领域普通技术人员通过参照相关文本和文献和/或通过使用常规实验来确定。
本文所用的术语“治疗”等是指获得所需的药理学效果和/或生理学效果。所述效果可以是预防性的,即完全或部分预防疾病、病症或其症状,并且/或者可以是治疗性的,即部分或完全治愈疾病或病症和/或疾病或病症所导致的不良影响。本文使用的“治疗”涵盖对受试者尤其是人的疾病或病症的任何治疗,并包括:(a)预防所述疾病或病症在受试者中发生,所述受试者可能易患所述疾病但尚未被诊断出患有所述疾病;(b)抑制所述疾病或病症,即阻止其发展;和(c)缓解所述疾病或病症,例如引起所述疾病或病症的消退,例如以完全或部分地消除所述疾病或病症的症状。
药物组合物
本申请的药物组合物可包含有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂以及药学上可接受的赋形剂。如上所述,本文使用的术语“有效的”是指足以实现所需的、所希望的或预期的结果。更具体地,“有效量”或“治疗有效量”可互换使用,是指至少一种乙酰胆碱酯酶抑制剂,可能又与另一种治疗剂另外组合,提供所需治疗或治疗效果所必需的量,例如有效预防、缓解、治疗或改善疾病或病症的症状或延长被治疗的受试者的生存期的量。在特定实施方案中,以治疗有效量施用本申请的药物组合物以治疗患有骨关节疾病,特别是骨关节炎的患者或处于发展骨关节炎的风险中的患者,包括患有韧带损伤的患者。
本领域的普通技术人员将理解,所需乙酰胆碱酯酶抑制剂的精确剂量对于不同受试者有所不同,取决于受试者的年龄、健康情况、所治疗病症的严重性、施用的具体化合物和/或组合物等。任何个体病例的合适“治疗有效量”可由本领域普通技术人员通过参照相关文本和文献和/或通过使用常规实验来确定。
本申请的药物组合物是以适于向受试者体内施用的生物相容形式。药物组合物还包括药学上可接受的载体。术语“药学上可接受的”是指由美国联邦政府或州政府的管理机构批准的,或者是美国药典或其他公认的药典中列出用于动物,更特别是人类的。术语“载体”是指与乙酰胆碱酯酶抑制剂一起施用的稀释剂、辅助剂、赋形剂或运载体。这类药物载体可以是无菌液体,例如水和油,包括石油、动物、植物或合成来源的那些油,包括但不限于花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。当药物组合物被口服施用时,水可以作为载体。当药物组合物被静脉施用时,盐水和右旋糖水溶液可以作为载体。盐水溶液和右旋糖水溶液和甘油溶液也可被用作可注射溶液的液体载体。合适的药物赋形剂包括淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、脱脂奶粉、甘油乙二醇、水、乙醇等。药物组合物还可包含少量的润湿剂或乳化剂或pH缓冲剂。
本发明的药物组合物可采取溶液、悬液、乳剂、片剂、丸剂、胶囊、粉末、缓释制剂等等的形式。组合物可用常规粘合剂和载体诸如甘油三酯被配制为栓剂。口服制剂可包括标准载体,诸如药物级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等等。在具体实施方案中,药物组合物包含有效量的乙酰胆碱酯酶抑制剂连同合适量的药学上可接受的载体,以便提供适合施用于患者的形式。制剂应适合施用模式。
本发明的药物组合物可通过任何特定施用途径施用,包括但不限于口服、肠胃外、皮下、肌内、静脉内、关节内、支气管内、腹内、囊内、软骨内、腔内、体腔内、小脑内、脑室内、结肠内、宫颈内、胃内、肝内、心脏内、骨内、骨盆内、心包内、腹膜内、胸膜内、前列腺内、肺内、直肠内、肾内、视网膜内、脊柱内、滑膜内、胸廓内、子宫内、膀胱内、推注、阴道、直肠、含服、舌下、鼻内、离子电渗手段、或经皮手段。最适合的途径是口服施用或注射。在某些实施方案中,注射到患病关节区域是优选的。
通常,包含乙酰胆碱酯酶抑制剂的药物组合物以通过常规测试确定的合适剂量可单独地或与其他治疗剂一起使用,目的是获得最佳疗效,而使任何潜在毒性最小化。使用本发明的药物组合物的剂量方案可根据多种因素来选择,包括患者的类型、物种、年龄、体重、性别、医疗条件;待治疗病症的严重性;施用途径;患者肾功能和肝功能;以及所采用的具体药物组合物。普通的内科医生可以容易地确定和开具预防、对抗或阻止病症发展所需的有效量的药物组合物(以及可能存在的其他药剂,包括治疗剂)。
在产生最大疗效并具有最小毒性的范围内,实现治疗方案(例如,包含至少一种乙酰胆碱酶抑制剂(并任选地与另一种治疗剂组合)的药物组合物) 浓度的最佳精度,可能需要基于所述药物组合物针对一个或多个靶位点的可用性的动力学的方案。当确定治疗方案的最佳浓度时,可考虑药物组合物的分布、平衡和清除。当组合使用以实现所需的效果时,可调整本文公开的药物组合物的剂量。在另一方面,药物组合物和多种治疗剂的剂量可独立地优化并结合,以实现协同的结果,其中病理比单独使用两种中的任一种均减少得多。
在注射的情况下,通常方便的是向成人(约60kg)施用每天约1-30mg、约5-25mg或约10-20mg的量(请酌情修改)。优选地,向成人每天施用约3mg、5mg、8mg或12mg(请酌情修改)。在其他动物的情况下,也可施用对60公斤计算的剂量。
作为非限制性实例,对患者的治疗可以使用单剂量、输注剂量或重复剂量,持续以下天数的至少一个:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、 28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40,或可选地或另外,在以下周数的至少一个:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、 29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、 45、46、47、48、49、50、51或52,或可选地或另外,在以下年数的至少一个:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19或20年、或其任意组合。
具体地,可每周至少一次施用本发明的药物组合物,持续数周的时间段。在一个实施方案中,每周至少一次施用药物组合物,持续数周至数月。在另一实施方案中,每周一次施用药物组合物,持续4到8周。在又一实施方案中,每周一次施用药物组合物,持续4周。
更具体地,可如下施用药物组合物:每天至少一次持续约2天、每天至少一次持续约3天、每天至少一次持续约4天、每天至少一次持续约5 天、每天至少一次持续约6天、每天至少一次持续约7天、每天至少一次持续约8天、每天至少一次持续约9天、每天至少一次持续约10天、每天至少一次持续约11天、每天至少一次持续约12天、每天至少一次持续约13天、每天至少一次持续约14天、每天至少一次持续约15天、每天至少一次持续约16天、每天至少一次持续约17天、每天至少一次持续约 18天、每天至少一次持续约19天、每天至少一次持续约20天、每天至少一次持续约21天、每天至少一次持续约22天、每天至少一次持续约23 天、每天至少一次持续约24天、每天至少一次持续约25天、每天至少一次持续约26天、每天至少一次持续约27天、每天至少一次持续约28天、每天至少一次持续约29天、每天至少一次持续约30天、或每天至少一次持续约31天。
可选地,可如下施用药物组合物:约1天一次、约2天一次、约3天一次、约4天一次、约5天一次、约6天一次、约7天一次、约8天一次、约9天一次、约10天一次、约11天一次、约12天一次、约13天一次、约14天一次、约15天一次、约16天一次、约17天一次、约18天一次、约19天一次、约20天一次、约21天一次、约22天一次、约23天一次、约24天一次、约25天一次、约26天一次、约27天一次、约28天一次、约29天一次、约30天一次、或约31天一次。
可选地,可如下施用本发明的药物组合物:约1周一次、约2周一次、约3周一次、约4周一次、约5周一次、约6周一次、约7周一次、约8 周一次、约9周一次、约10周一次、约11周一次、约12周一次、约13 周一次、约14周一次、约15周一次、约16周一次、约17周一次、约18 周一次、约19周一次、约20周一次。
可选地,可如下施用本发明的药物组合物:约1个月一次、约2个月一次、约3个月一次、约4个月一次、约5个月一次、约6个月一次、约 7个月一次、约8个月一次、约9个月一次、约10个月一次、约11个月一次、或约12个月一次。
可选地,可如下施用药物组合物:每周至少一次持续约2周、每周至少一次持续约3周、每周至少一次持续约4周、每周至少一次持续约5周、每周至少一次持续约6周、每周至少一次持续约7周、每周至少一次持续约8周、每周至少一次持续约9周、每周至少一次持续约10周、每周至少一次持续约11周、每周至少一次持续约12周、每周至少一次持续约13 周、每周至少一次持续约14周、每周至少一次持续约15周、每周至少一次持续约16周、每周至少一次持续约17周、每周至少一次持续约18周、每周至少一次持续约19周、或每周至少一次持续约20周。
可选地,可如下施用药物组合物:每周至少一次持续约1个月、每周至少一次持续约2个月、每周至少一次持续约3个月、每周至少一次持续约4个月、每周至少一次持续约5个月、每周至少一次持续约6个月、每周至少一次持续约7个月、每周至少一次持续约8个月、每周至少一次持续约9个月、每周至少一次持续约10个月、每周至少一次持续约11个月、或每周至少一次持续约12个月。
药物组合物还可与一种或更多种另外的治疗剂组合。用在本申请的药物组合物中的乙酰胆碱酯酶抑制剂或二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂的身份和量的确可由普通医学执业者使用本领域已知的标准技术容易地进行。在其他具体实施方案中,乙酰胆碱酯酶抑制剂可与有效量的另一种骨关节炎治疗剂,例如TGF-β抑制剂、IL-1抑制剂、皮质类固醇、透明质酸等组合施用。
在没有进一步阐述的情况下,应认为,本领域技术人员使用先前的描述可最大程度地利用本发明。下面提供的实施例仅是说明性的,其不应被理解为以任何方式限制本申请的公开内容的其余部分。
实施例
四种二聚体基于其优越的乙酰胆碱酯酶抑制活性被选择,参见表3 (Journal ofPsychopharmacology 14(3)(2000)275-279;Curr Ahzheimer Res. (2007)4,386-396.)。
表3已知AChE抑制剂和新型二聚体的抗AChE活性
Figure RE-GDA0003434879940000341
说明:相对效力是他克林的AChE抑制性IC50除以每种AChE抑制剂的AChE抑制性IC50得到的。
合成HA二聚体的方法可参见,GB2360518A;HK1042291; US6472408B1;和Carlier,Paul R.,et al."Dimerization of an inactive fragment of huperzine A produces adrug with twice the potency of the natural product."Angewandte Chemie 112.10(2000):1845-1847;合成他克林同二聚体的方法可参见Li,W.M.,et al."East meets Westin the search for Alzheimer's therapeutics-novel dimeric inhibitors fromtacrine and huperzine A."Current Alzheimer Research 4.4(2007):386-396;合成他克林-HA异二聚体的方法参见Carlier,Paul R.,et al."Potent,easily synthesizedhuperzine A-tacrine hybrid acetylcholinesterase inhibitors."Bioorganic&medicinal chemistry letters 9.16 (1999):2335-2338。
以下实施例例示了上面四种二聚乙酰胆碱酯酶抑制剂,即,双(12)-奎宁环(hupyridone)(E12E)、他克林(10)-奎宁环(A10E)、双(3)-Cognitin(B3C)和双(7)-Cognitin(B7C)的新应用,即用于骨关节炎的治疗和预防。这些二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂被证明在OA治疗中能够作为疾病改变药物,其在不同的骨关节炎发展模型中均发挥抑制疾病进展的作用。
实施例1
在本大鼠模型中,使用自发性高血压大鼠(SHR)研究骨关节炎, Wister Kyoto(WKY)大鼠用作对照。通过腹部注射对SHR大鼠和WKY大鼠给予多奈哌齐(一种市售的乙酰胆碱酯酶抑制剂),给药剂量为2mg/kg 体重/天,连续给药一个月。然后,对SHR大鼠和WKY大鼠的股骨(femur) 脱钙后进行石蜡包埋并切片,切片厚度为5μm。
对大鼠关节切片的乙酰胆碱酯酶的DAB染色显示(参见图2),与健康WKY大鼠相比,骨关节炎SHR大鼠中乙酰胆碱酯酶的表达增加。这证实了图1中显示的已有结果。此外,在用多奈哌齐治疗骨关节炎大鼠后,可以观察到乙酰胆碱酯酶表达的减少,从而改善该疾病(图2)。
实施例2
白细胞介素1β(IL-1β)是一种在OA关节中表达的细胞因子,与 OA的发病机制有关。它刺激NOS(一氧化氮合酶)和Cox-1(环氧合酶 1)的产生,并最终导致细胞从静止状态到高度代谢状态的代谢转变,伴随炎症和分解代谢因子的产生增加,同时合成代谢因子减少。
IL-1β刺激的软骨细胞中乙酰胆碱酯酶的表达增加(图3),指示乙酰胆碱酯酶在OA中的作用。
向在6孔板的每个孔中的1*106ATDC5细胞(来源于小鼠畸胎瘤细胞并且被表征为胆碱能细胞系,其经历与软骨细胞分化相似的顺序性过程)中添加10ng/ml外源性IL-1β,孵育24h。通过qPCR观察到,炎症因子IL- 1β、TNFα、IL-6和分解代谢因子MMP13(基质金属蛋白酶13)增加,而合成代谢因子Agg(聚集蛋白聚糖)、Sox9、Col2减少(图3)。
数据表明,本申请的新型二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂可以通过下调包括TNF-α在内的关键促炎细胞因子来保护软骨细胞免受炎症刺激(IL-1β) (图3A,其中A10E和E12E是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂)。
此外,市售的乙酰胆碱酯酶抑制剂,多奈哌齐增加了合成代谢因子并减少了分解代谢因子(图3B)。最后,IL-1β还与p16上调显示的衰老增加有关。在本研究中,p16表达在用乙酰胆碱酯酶抑制剂,多奈哌齐治疗后也降低(图3C)。D=多奈哌齐;Il-1b是IL-1β;MMP13是基质金属蛋白酶13;Agg是聚集蛋白聚糖(Aggrecan);Col2a1是胶原蛋白2a1。
实施例3
使用过氧化氢诱导与细胞衰老有关的氧化应激,该氧化应激也在骨关节炎的发展中起重要作用。
在一个实验中,向6孔板中的不同孔中的1*106ATDC5细胞中添加0 mM、50mM、100mM和200mM的H2O2,孵育24h后,检测AChE的MRNA 表达(图4A)。
在另一个实验中,向6孔板中的不同孔中的1*106ATDC5细胞中添加0mM、50mM、100mM H2O2,50mM H2O2+1μM多奈哌齐(D)、100 mM H2O2+1μM多奈哌齐(D),孵育24h,监测端粒长度(图4B)。
数据表明,增加过氧化氢浓度会增加ATDC5细胞中乙酰胆碱酯酶的 mRNA表达(图4A);同时,乙酰胆碱酯酶抑制剂可防止端粒长度缩短,从而改善疾病的发展(图4B)。
实施例4
除了软骨退化,软骨下骨丢失和微结构退化也是OA的关键特征。在早期OA中,观察到增加的骨转换和结构退化,并随着疾病的进展硬化,呈现出密度增加和低矿化。胆碱能系统的激活有望增加成骨细胞增殖和破骨细胞凋亡,以恢复骨重建的平衡。
乙酰胆碱酯酶通过其非酶功能增加破骨细胞生成并促进巨噬细胞融合(图5-9)。对乙酰胆碱酯酶的酶促和非酶功能位点的双重阻断可以在体外和体内抑制破骨细胞形成并减轻骨损失(图7-10)。乙酰胆碱酯酶也在成骨细胞分化中起作用,特别是在矿化过程中起作用。抑制乙酰胆碱酯酶可促进成骨细胞分化和矿化(图11-12)。
图5:用RANKL(15ng/ml)诱导RAW 264.7细胞(1*106/孔,于6孔板中),诱导3-7天。A)RANKL在体外诱导RAW 264.7细胞向多核破骨细胞分化;B)AChE mRNA表达水平与其他破骨细胞分化mRNA标志物 (TRAP、Ctsk、MMP9、RNAK)一起增加;C)免疫荧光图像显示AChE蛋白水平也在破骨细胞生成期间增加。这些结果表明,AChE表达随破骨细胞生成而增加。
图6:与图5的实验相似地,用RANKL(15ng/ml)诱导RAW 264.7细胞(1*106/孔,于6孔板中),诱导3天,不同之处在于将不同浓度的AChE 或热灭活的AChE(HAChE)与RANKL同时加入细胞培养基中。该图显示未经处理的或热灭活的重组小鼠AChE一贯地促进巨噬细胞融合和破骨细胞产生。A)在RANKL诱导破骨细胞生成后,未经处理的重组小鼠AChE 和热灭活的重组小鼠AChE都刺激细胞融合和增大(enlargement)。B)在单一TRAP+细胞中,未经处理的重组小鼠AChE和热灭活的重组小鼠AChE (HAChE)在平均细胞核数量方面无明显差异。C)AChE和热灭活的重组小鼠AChE(HAChE)对细胞融合的作用与细胞融合蛋白DC-STAMP和 OC-STAMP的增加有关。
图7:对以1*106/孔的细胞密度培养于6孔板中的RAW 264.7细胞进行不同处理。对照组:无任何处理;RANKL组:15ng/ml RANKL诱导破骨分化4天;多奈哌齐预处理组:多奈哌齐1μM预处理2天,接着15ng/ml RANKL破骨分化诱导2天;多奈哌齐后处理组:15ng/mlRANKL破骨分化诱导2天,接着多奈哌齐1μM处理2天。该图显示多奈哌齐抑制破骨细胞前体的细胞融合。
图8:3月龄Balb/C雌性小鼠12只被随机分为四组。假手术组(Sham):背部近卵巢处外皮被切开再缝合(4周),腹部注射生理盐水(4周);OVX 对照组:双侧卵巢切除(造模4周),腹部注射生理盐水(4周);低剂量多奈哌齐(D)处理组:双侧卵巢切除(造模4周),腹部注射多奈哌齐 0.2mg/kg体重/天(4周);高剂量多奈哌齐(D)处理组:双侧卵巢切除(造模 4周),腹部注射多奈哌齐2mg/kg体重/天(4周)。所有动物都在OVX 2个月后处死并进行mirco-CT和组织学检查。胫骨的主要骨松质和腰椎椎体的 mirco-CT图像显示,多奈哌齐表现出剂量依赖性的骨保护,挽回了OVX (卵巢切除术)诱导的骨损失。
图9:与图5的实验相似地,用RANKL(15ng/ml)诱导RAW 264.7细胞(1*106/孔,于6孔板中),诱导3天,不同之处在于将三种浓度(0.1μM、 0.5μM和1μM)的多奈哌齐、加兰他敏及四种二聚体(E12E、A10E、B3C、 B7C)与RANKL同时加入细胞培养基中。图9A-9B显示多奈哌齐和四种二聚体而不是加兰他敏显示出剂量依赖性地抑制破骨细胞生成。这种差异可能是由于它们对于AChE蛋白的3D结构的结合方式不同。多奈哌齐和四种二聚体占据AChE的整个结合口袋,而加兰他敏仅选择性结合AChE的催化位点。
图10:实验条件同图9,并且相对基因表达通过qPCR测量。A-H)显示了多奈哌齐、加兰他敏和二聚体抑制剂(均为1μM)对RAW 264.7细胞的破骨细胞生成分化的抑制作用。该抑制作用对于B3C尤其显著。I)比较了FDA批准的药物,阿仑膦酸钠、多奈哌齐、加兰他敏和本文的二聚体 (均为1μM)的抗破骨细胞生成的分解代谢作用。就针对破骨细胞的分化和成熟的标志物MMP9、RANK、TRAP的mRNA表达而言,多奈哌齐和本申请的二聚体AChE抑制剂例如B3C是相当的,且优于阿仑膦酸钠。
图11:骨骼发育过程中AChE表达和活性的增加。A)从所示不同阶段的大鼠中分离出颅骨和股骨,测定ALP和AChE活性。ALP活性测定方法:以磷酸对硝基酚为底物,2-氨基-2-甲基-1-丙醇或二乙醇胺为磷酸酰基的受体。在碱性环境下,ALP催化4-NPP水解产生游离的对硝基酚,对硝基酚在碱性溶液中转变成黄色,根据405nm处吸光度增高速率来计算ALP 活性单位。AChE活性测定方法:根据Ellman原理,对AChE活性进行测定,乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱生成胆碱和乙酸,通过胆碱与巯基显色剂反应生成TNB黄色化合物,在412nm下进行比色分析,根据水解产物的量反应乙酰胆碱酯酶活性。B)左上图:通过蛋白质印迹分析来自骨组织的蛋白质裂解物,显示了AChE(~68kDa)和GAPDH(~35kDa);左下图, AChE蛋白的定量,通过光密度测定从印迹校准;右图显示了AChE mRNA 的实时PCR,值表示为基础读数的增加倍数。C)左图,从颅骨和股骨中提取总RNA进行PCR,通过使用特定引物确定AChET、PRiMA I、PRiMA II、 ColQ-1和ColQ-1a的存在。在1%SYBR安全染色的琼脂糖凝胶上解析并在紫外光下观察PCR产物。通过DNA测序确认PCR产物的身份。大鼠大脑和小鼠C2C12 RNA作为阳性对照。右图,通过蔗糖密度梯度分析确定颅骨和股骨中AChE的分子形式。PRiMA连接的G4 AChE被抗 PRiMA抗体免疫耗尽。大脑作为G4 AChE的阳性对照。酶活性以任意单位(Arbitrary unit)表示。数值为平均值±S.E.,n=4,*,p<0.05;**,p< 0.01;***,p<0.001。
图12:用三种浓度(0.1μM,0.5μM,1μM)的多奈哌齐、加兰他敏及四种二聚体(E12E、A10E、B3C和B7C)和一线促骨生成药物PTH处理6孔板中1*106/孔的鼠间充质干细胞(mMSC)并用茜素红(Alizarin Red S)染色。发现所有AChE抑制剂在1μM浓度表现出剂量依赖性的抗分解代谢作用,其中E12E和A10E都能促进骨矿化,其促进强度与药物浓度正相关;多奈哌齐和双(3)-他克林(B3C)在1μM的浓度就观察到促进作用。
应当理解,本文所描述的详细实施例和实施方案以示例的方式给出,仅供说明之用,且在任何情况下均不视为对本发明的限制。根据其的各种修改或变化将向本领域技术人员教导,且这些修改或变化包括在本申请的精神和范围内,并被认为在所附权利要求书的范围内。例如,可改变成分的相对量以优化预期效果,可添加额外成分,和/或用类似成分替代一种或多种所描述的成分。根据所附权利要求书,与本公开的方法、用途的额外有利特征和功能将是明显的。此外,本领域技术人员应认识到或能够仅使用常规实验来确定本文所述的特定实施方案的许多等同方案。此类等同方案旨在被权利要求书涵盖。
参考文献:
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GB2360518A
HK1042291
US6472408B1
CN200810142156.8
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Claims (16)

1.乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于预防或治疗骨关节疾病的药物中的用途。
2.根据权利要求1所述的用途,其中所述骨关节疾病选自包括骨关节炎、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、肩周炎、骨质增生、韧带损伤和局部关节炎症的组。
3.根据权利要求2所述的用途,其中所述骨关节疾病是骨关节炎。
4.乙酰胆碱酯酶抑制剂在制备用于以下的一种或多种的药物中的用途:
提供骨保护;
改善骨骼结构;
维持骨稳态;
减少软骨细胞的炎症激活;
对软骨细胞提供抗分解代谢和/或促合成代谢作用;
减少端粒长度;和
减少氧化应激诱导的衰老。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂选自由以下组成的组:7-甲氧基他克林、石杉碱甲、多奈哌齐、加兰他敏和安贝氯铵。
6.根据权利要求5所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是多奈哌齐。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的用途,其中所述乙酰胆碱酯酶抑制剂是二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂。
8.根据权利要求7所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂具有式A-L-B的结构,其中A和B为乙酰胆碱酯酶抑制剂单体且可以相同或不同,以及L为任选的接头且当存在时,优选地为亚烷基-(CH2)n-,其中n为1-20的整数。
9.根据权利要求8所述的用途,其中A和B独立地选自他克林和石杉碱甲。
10.根据权利要求9所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的他克林同二聚体,即,双(n)-他克林:
Figure FDA0003323055140000021
其中R1和R2各自独立地为H或C1-4烷基,且n=2-10。
11.根据权利要求10所述的用途,其中R1和R2均为H。
12.根据权利要求10或11所述的用途,其中n=3或7。
13.根据权利要求9所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲-他克林异二聚体,即,石杉碱甲-(n)-他克林:
Figure FDA0003323055140000022
其中n=4-12。
14.根据权利要求13所述的用途,其中n=10。
15.根据权利要求9所述的用途,其中所述二聚体乙酰胆碱酯酶抑制剂是如下所示的石杉碱甲同二聚体:
Figure FDA0003323055140000023
其中n=8-16。
16.根据权利要求15所述的用途,其中n=12。
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