CN1849118A - 非镇静的a-2激动剂1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种α-2A/α-1A选择性激动剂,所述激动剂包括结构1所代表的化合物,或其可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。本发明还提供一种药用组合物,所述组合物包括药用载体及治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂,所述激动剂包括结构1所代表的化合物,或其可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。

Description

非镇静的A-2激动剂 1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮
本专利申请根据35 USC §119(e)要求2003年9月12日提交的临时专利申请60/502,562的优先权,该临时专利申请的内容通过引用纳入本说明书中。
发明背景
发明领域
本发明总体涉及分子医学,更具体地说,涉及相对于α-1A肾上腺素能受体对α-2A肾上腺素能受体具有高度选择性的α-2肾上腺素能激动剂。
背景技术
多种疾病至少部分地受交感神经系统的介导(mediate),所述疾病包括多种与应激(stress)相关的疾病。交感神经增强(sympathetically-enhanced)疾病包括,但不限于,感觉超敏反应,例如,与纤维肌痛或头痛例如偏头痛相关的感觉超敏反应;胃肠疾病,例如应激性肠道综合症和消化不良;皮肤病,例如牛皮癣;心血管障碍;心动过速;外周血管收缩障碍,包括雷诺综合症和硬皮病;恐慌发作;代谢障碍,例如II型糖尿病、胰岛素抗性和肥胖症;肌肉收缩障碍,包括骨骼肌收缩障碍、平滑肌收缩障碍、痉挛以及与紧张型头痛相关的肌肉收缩障碍;行为失常,例如但不限于,暴食和药物依赖;以及性功能障碍。
虽然α-2肾上腺素能激动剂已经表现出在治疗交感神经增强疾病的症状方面的前景,但由于伴随的镇静效果,这些α-2肾上腺素能激动剂的使用不能令人满意。同样的问题限制了α-2肾上腺素能激动剂对其它疾病的有效治疗,包括神经疾病、眼病和慢性痛。因此,需要新颖的、有效的非镇静α-2肾上腺素能激动剂以用作治疗剂。本发明满足了该需要,并具有所述优点。
发明内容
本发明提供一种α-2A/α-1A选择性激动剂,所述激动剂包括下式所代表的化合物或该化合物的可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物
本发明进一步提供一种含有药用载体和治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂的药用组合物,所述选择性激动剂包括下式
Figure A20048002627300052
                    (结构1)
所代表的化合物或该化合物的可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。
附图简述
图1示出了由(+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1氢-咪唑制备化合物1((+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮)。
图2示出了化合物1在不存在镇静作用的情况下减轻硫前列酮引起的触觉超敏感的能力优于溴莫尼定(brimonidine)。以硫前列酮引起的触觉超敏感和运动活性为模型,对4种α-2激动剂的剂量应答的抗超敏感效果和镇静效果进行了比较。左上框:I.P.溴莫尼定。右上框:I.P.美托咪定(Dexmeditomidine)。左下框:口服化合物1。右下框:I.P.化合物2。计算了总敏感性分数的平均值以及平均值的标准误差(见实线和实心记号,左轴)。将相对于赋形剂处理的动物的运动活性表示为百分比,镇静百分比按100%减去运动活性百分比计算(见虚线和空心记号,右轴)。
具体实施方式
肾上腺素能受体介导对儿茶酚胺、去甲肾上腺素和肾上腺素的生理响应,并且属于具有七个跨膜区(transmembrane domain)的G蛋白耦联受体超家族(superfamily)。这些受体按药理学分为α-1、α-2和β-肾上腺素能受体型,它们涉及包括心血管和中枢神经系统功能在内的多种生理功能。α-肾上腺素能受体介导刺激和抑制功能:α-1肾上腺素能受体是典型的刺激性突触后受体,通常在效应器官中介导应答,而α-2肾上腺素能受体既位于突触前也位于突触后,在其中抑制神经递质的释放。α-2肾上腺素能受体的激动剂目前在临床上用于高血压、青光眼、痉挛和注意力缺陷障碍的治疗,用于抑制戒毒反应(opiate withdrawal),用作全身麻醉的辅助剂以及用于肿瘤疼痛的治疗。
α-2肾上腺素能受体目前根据其药理和分子特征分为三个亚型:α-2A/D(人类为α-2A,大鼠为α-2D);α-2B;以及α-2C(Bylund等, Pharmacol.Rev.46:121-136(1994);以及Hein和Kobilka,Neuropharmacol.34:357-366(1995))。α-2A和α-2B亚型能够在一些血管床中调节动脉收缩,α-2A和α-2C亚型介导交感神经末梢释放去甲肾上腺素的反馈抑制作用。α-2A亚型还介导α-2肾上腺素能激动剂的很多中枢作用(central effect)(Calzada和Artinano,Pharmacol.Res.44:195-208(2001);Hein等,Ann.NY Acad. Science881:265-271(1999);以及Ruffolo(编辑), α-Adrenoreceptor: Molecular Biology,Biochemistry and Pharmacology S.KargerPublisher’s Inc.Farmington,CT(1991))。
如本说明书所公开,采用基于细胞的体外检测方法检测了几种α-2激动剂的α-2A/α-1A功能选择性。实施例I公开了由(+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1氢-咪唑制备α-2肾上腺素能激动剂((+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮)(另见图1)。如表1所示,记为化合物1的该α-2肾上腺素能激动剂具有高度α-2A/α-1A选择性,这已被基于细胞的功能检测中观察到的该化合物的α-1A活性水平检测不到所证明(另见实施例II)。相对来说,美托咪定的α-2A/α-1A选择性比溴莫尼定低(见表1)。这些结果表明,与α-1A受体相比,化合物1对α-2A受体的激活作用具有高度选择性。
                                    表1几种α-2激动剂的α-1A相对功效(relative efficacy)以及α-1A/α-2A效能比(potency ratio)
  化合物   α-1A相对功效*   α-1A/α-2A效能比
  溴莫尼定   0.2   744
  美托咪定   0.5   539
  化合物1   NA   ---
  化合物2   0.8   980
  *相对于标准全激动剂去氧肾上腺素的功效NA=无活性
如本说明书在实施例II中所进一步公开的,在基于细胞的体外检测中,治疗剂量所表现出来的α-2A/α-1A功能选择性与体内镇静活性成反比。如图2所示,在体外具有最高的α-2A/α-1A功能选择性的α-2激动剂,其减轻硫前列酮引起的触觉敏感的治疗剂量和导致显著镇静的剂量之间也表现出最大分离。特别是,以1μg/kg的剂量口服化合物1产生50%的敏感降低(实线,左轴),而比1μg/kg治疗有效剂量大100倍甚至1000倍的剂量产生小于30%的镇静(空心菱形,右轴)(见图2,左下框)。在治疗有效剂量和镇静剂量之间的该分离大于在所检测的任何其它α-2激动剂中观察到的分离。这些结果表明,用基于细胞的体外功能检测定义的α-2激动剂的α-2A/α-1A肾上腺素能受体选择性,与根据全身或其它外周给药确定的体内治疗剂量的镇静活性成反比。这些结果还表明,治疗有效剂量和镇静剂量之间具有宽分离的特别有用的α-2激动剂,是那些表现出α-2A/α-1A肾上腺素能受体功能选择性的α-2激动剂。
基于这些发现,本发明提供一种α-2A/α-1A选择性激动剂,所述激动剂包括下式所代表的化合物(结构1)或该化合物的可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。
Figure A20048002627300081
                    (结构1)
本发明的选择性激动剂可以具有,例如,比溴莫尼定小的α-1A功效或比溴莫尼定大的α-1A/α-2A效能比。在一个实施方案中,本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂包括化学式1所代表的化合物。
本发明的“α-2A/α-1A选择性激动剂”的部分特征在于(1)在一个或多个α-2肾上腺素能受体上,包括α-2A肾上腺素能受体上,具有相对于溴莫尼定大25%的功效,以及(2)还具有小于溴莫尼定的α-1A功效,或大于溴莫尼定的α-1A/α-2A效能比。在具体的实施方案中,本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂具有比溴莫尼定的α-1A/α-2A EC50比大至少2倍的α-1A/α-2A EC50比,或者具有比溴莫尼定的α-1A/α-2A EC50比大至少5倍、10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍或100倍的α-1A/α-2A EC50比。可以理解的是,除α-2A激动剂活性之外,本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂可任选地在一个或多个另外的肾上腺素能受体或其它受体上具有激动剂或拮抗剂活性,条件是所述选择性激动剂满足上述关于α-2A/α-1A选择性的标准。
功效,也称内在活性,是一种药剂能达到的最大受体激活的度量。为测定α-2A/α-1A选择性,功效优选采用任何一种不明显放大受体应答的功能检测方法来测定。功效可以用该药剂的最大效果对各受体亚型的标准激动剂的最大效果的比率或百分比来表示。溴莫尼定(UK14304)通常用作α-2A、α-2B和α-2C受体的标准激动剂,并用作本说明书中定义α-2受体的相对功效时的标准。去氧肾上腺素是一种公认的α-1A、α-1B和α-1D受体标准激动剂,并用作本说明书中定义α-1受体的相对功效时的标准。
在对本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂进行功能表征时,将其α-1A功效或α-1A/α-2A效能比或两者与溴莫尼定进行比较。本发明中所使用的术语“溴莫尼定”指的是具有以下化学式的化合物:
Figure A20048002627300091
或其可药用衍生物。术语溴莫尼定包括但不限于,5-溴-6-(2-咪唑啉-2-基氨基)喹喔啉/D-酒石酸盐(1∶1)、AlphaganTM和UK14304。溴莫尼定及其可药用衍生物可通过商业渠道购得或由常规方法制备,例如如美国专利No.6,323,204中所述。
多种检测方法中的任意一种可以用于测定α-2A/α-1A功能选择性。作为非限制性的例子,在α-2A受体上的功效、活性或EC50可通过检测腺苷酸环化酶活性的抑制来测定。此外,可以非限制性地在稳定表达α-2A受体、例如人类α-2A受体的PC12细胞中检测腺苷酸环化酶活性的抑制。作为进一步的非限制性的例子,在α-1A受体上的功效、活性或EC50可通过检测细胞内钙测定。细胞内钙可以非限制性地在稳定表达α-1A受体、例如牛α-1A受体的HEK293细胞中检测。
这样,可以理解的是,α-2A/α-1A功能选择性可以用多种常规功能检测方法中的任一种进行表征,例如,测量药剂接近(proximal)受体激活应答的基于细胞的体外检测方法。有用的检测方法包括但不限于,用于分析接近α-2受体激活功能的体外检测方法,例如环腺苷酸检测或GTPγS结合(incorporation)检测(Shimizu等, J. Neurochem.16:1609-1619(1969);Jasper等, Biochem.Pharmacol.55:1035-1043(1998));以及用于分析接近α-1受体激活功能的细胞内钙检测方法,例如FLIPR检测和通过fluo-3检测钙脉冲(calciumpulse)(Sullivan等, Methods Mol.Biol.114:125-133(1999);Kao等, J.Biol.Chem.264:8179-8184(1989))。本说明书下面公开的实施例II公开了α-2A选择性检测,所述检测基于在稳定表达α-2A受体的PC12细胞中对毛喉素诱导cAMP累积的抑制,以及在稳定表达α-1A受体的HEK293细胞中细胞内钙的增加。其它有用的检测方法包括但不限于,肌醇磷酯检测,例如亲近闪烁(scintillationproximity)检测(Brandish等, Anal.Biochem.313:311-318(2003));对β-抑制蛋白GPCR螯合的检测,例如生物发光共振能量传递检测(Bertrand等, J.Receptor Signal Transduc.Res.22:533-541(2002));以及细胞传感器微生理(cytosensor microphysiometry)检测(Neve等, J.Biol.Chem.267:25748-25753(1992))。这些和其它检测接近α-2和α-1受体功能的方法是常规的,并在本领域是公知的。
作为另一个非限制性的例子,GTPγS检测是一种可用于测定α-2A/α-1A功能选择性的检测方法。α-2肾上腺素能受体通过鸟苷5’-O-(γ-硫代)三磷酸([35S]GTPγS)对GDP的受体催化交换,介导[35S]GTPγS结合入分离膜中的G蛋白。一种基于[35S]GTPγS结合的检测可以基本上如Jasper等,supra,1998中所述进行。简单地说,从磷酸盐缓冲溶液中的组织培养板中收获用待测药剂处理过的汇合细胞(confluent cell),然后在4℃、300×g离心5分钟。用PolytronDisrupter(setting #6,5秒)将细胞沉淀(cell pellet)再悬浮于冷的溶胞缓冲液中(5mM Tris/HCl,5mM EDTA,5mM EGTA,0.1mMPMSF,pH 7.5),并在4℃、34,000×g离心15分钟,然后如上再次在冷的溶胞缓冲液中再悬浮并离心。第二次洗涤步骤后,将膜制剂的等分试样置于膜缓冲液中(50mM Tris/HCl,1mM EDTA,5mM MgCl2,0.1mM PMSF,pH 7.4)并在-70℃冷冻,直至在结合检测中使用。
使用[35S]GTPγS在比活性1250Ci/mmol对GTPγS结合进行检测。将冷冻的膜等分试样解冻并在培养缓冲液(50mM Tris/HCl,5mMMgCl2,100mM NaCl,1mM EDTA,1mM DTT,1mM普萘洛尔(propranolol),2mM GDP,pH 7.4)中稀释,并在25℃、用最终浓度0.3nM的放射性配体培养60分钟。培养后,将样品通过玻璃纤维过滤器(WhatmanGF/B,用0.5%的牛血清白蛋白预处理)在96孔细胞收集器中过滤,并用4ml冰冷洗涤缓冲液(50mM Tris/HCl,5mM MgCl2,100mM NaCl,pH 7.5)快速洗涤4次。在烘箱中干燥后,将过滤器移入闪烁管中,所述闪烁管中含有5ml Beckman’s Ready Protein闪烁鸡尾酒用于计数。这样就测得了α-2A受体的EC50和最大效果(功效)。
可以理解的是,有用的检测方法通常采用仅自然表达一种显著水平的α-肾上腺素能受体亚型的细胞,或采用仅表达一种显著水平的重组α-肾上腺素能受体亚型的转染细胞。作为非限制性的例子,所述肾上腺素能受体可以是人类受体或其具有相似药理学的同系物。如本发明所公开,α-2A/α-1A选择性优选用受体接近检测方法(receptor-proximal assay)测定,即,其中受体应答未放大或仅有最低程度的放大,或检测快速信号。考虑到以上所述,本领域技术人员将会优选除受体选择和扩增技术(RSAT)及类似的检测方法之外的方法,所排除的方法中不能很好地区分部分和完全激动。
化合物1的可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物可通过常规方法制备。结构1所示的α-2A/α-1A选择性激动剂仅仅是该化合物的多种盐、酯、酰胺等的示例,所述盐、酯、酰胺等可易于由本领域技术人员以与本说明书所公开的相似方式采用公知化学合成方法制备,所述方法包括与本说明书中的示例方法(见实施例I)相似的方法。
本领域技术人员理解,除实施例I中所示合成方案之外,多种路线可用于制备例如化合物1的咪唑环系统。这样的合成方法在本领域是公知的,如例如Grimmett“咪唑及苯并咪唑的合成”Ross AcademicPress(1997)中所述。此外,由咪唑制备咪唑-2-硫酮的可选路线也可用于制备化合物1的选择性激动剂。作为非限制性的例子,咪唑-2-硫酮环系统可由咪唑环制备,先选择性地用三苯甲基保护N1氮原子,然后用强碱例如n-BuLi或LDA去除质子,以在C2上形成阴离子。然后阴离子与硫反应,生成所需的咪唑-2-硫酮。作为另一个非限制性的例子,咪唑环可以与氯甲酸苯酯反应生成2-咪唑啉酮,后者可以用例如Lawesson试剂转化为硫酮。这些及其类似方法用于制备本发明的化合物1及其它α-2A/α-1A选择性激动剂在本领域是公知的。
本发明提供的α-2A/α-1A选择性激动剂在外周给药时可用于例如预防或减轻交感神经增强疾病,且没有伴随的镇静作用。多种交感神经增强疾病中的任意一种都可用本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用,所述疾病包括但不限于,感觉超敏反应,例如,与纤维肌痛或头痛例如偏头痛相关的感觉超敏反应;胃肠疾病,例如应激性肠道综合症和消化不良;皮肤病,例如牛皮癣;心血管障碍;心动过速;外周血管收缩障碍,包括雷诺综合症和硬皮病;恐慌发作;代谢障碍,例如II型糖尿病、胰岛素抗性和肥胖症;肌肉收缩障碍,包括骨骼肌收缩障碍、平滑肌收缩障碍、痉挛以及与紧张型头痛有关的肌肉收缩障碍;行为失常,例如但不限于,暴食和药物依赖;以及性功能障碍。
本发明提供的α-2A/α-1A选择性激动剂在外周给药时也可用于例如预防或减轻慢性痛,且没有伴随的镇静作用。慢性痛指的是除急性痛之外的其它疼痛,包括但不限于,神经病变性疼痛、内脏疼痛、炎性疼痛、头痛、肌肉痛和牵涉痛。可以理解的是,慢性痛相对来说是长期的,例如几年,且可以是持续的或间歇的。慢性痛区别于急性痛,后者是快速的、通常具有高阈值(threshold)的疼痛,由损伤引起,例如切割、挤压、烧灼,或化学刺激,例如暴露于辣椒的活性成分辣椒素中。
多种类型的慢性痛中的任意一种都可用本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用,所述慢性痛包括但不限于,神经病变性疼痛,例如与糖尿病性神经病变或疱疹后神经痛有关的神经病变性疼痛;与肿瘤有关的慢性痛;术后疼痛;异常性疼痛(allodynic),例如纤维肌疼痛(fibromyalgic pain);与复杂性局部疼痛综合症(CRPS)有关的慢性痛;慢性内脏痛,例如与应激性肠道综合症或痛经(dysmennorhea)有关的慢性内脏痛;慢性头痛,例如偏头痛、非血管性(non-vascular)头痛、丛发性头痛或日常紧张性头痛;以及慢性肌肉痛,例如但不限于,与背痉挛有关的慢性肌肉痛。
本发明提供的α-2A/α-1A选择性激动剂在外周给药时还可用于例如预防或减轻神经疾病,且没有伴随的镇静作用。所述神经疾病可以是,但不限于,急性或慢性神经疾病。作为非限制性的例子,可以用本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用的神经疾病包括中风;头和脊髓损伤;以及癫痫发作。此外,可以用本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用的慢性神经疾病包括,但不限于,神经变性疾病,例如阿尔茨海默病;帕金森病;亨廷顿舞蹈病;肌萎缩性侧索硬化症和多发性硬化;HIV相关痴呆和神经病变;眼病,例如青光眼、糖尿病性神经病变和年龄相关的黄斑变性;以及精神分裂症、药瘾、停药和赖药性,以及抑郁和焦虑。
术语神经疾病包括所有至少部分地影响神经元的急性和慢性疾病,因此,术语神经疾病包括但不限于,缺氧缺血(中风);头和脊髓损伤;癫痫;神经变性疾病,例如阿尔茨海默病、帕金森病、帕金森综合症;亨廷顿舞蹈病,肌萎缩性侧索硬化症和多发性硬化;视神经病变,例如青光眼、光诱导视网膜变性例如光感受器变性,以及黄斑变性;光感受器变性疾病,例如视网膜色素变性;HIV相关痴呆(获得性免疫缺陷综合症痴呆综合症)和HIV相关神经病变;代谢、线粒体和传染性脑异常,例如但不限于,脑炎;神经病变疼痛综合症,例如灼痛或疼痛外周神经病变;橄榄体脑桥小脑萎缩;线粒体异常和其它生物化学疾病,例如MELAS综合症、MERRF、莱伯病、韦尼克脑病、雷特综合症、同型高半胱氨酸尿症(homocysteinuria)、血高半胱氨酸过多症(hyperhomocysteinemia)、血脯氨酸过多症、非酮性高甘氨酸血症、羟丁基氨基酸尿症、亚硫酸盐氧化酶缺乏症、联合系统病、铅脑病;肝性脑病、图雷特综合症;药瘾和赖药性;停药,例如戒酒或戒毒;以及抑郁或焦虑综合症(参见,例如,Lipton和Rosenberg,New Engl.J.Med.330:613(1994))。
本发明提供的α-2A/α-1A选择性激动剂在外周给药时还可用于例如预防或减轻眼病,且没有伴随的镇静作用。可以用本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻、且没有伴随的镇静作用的眼病包括但不限于,青光眼;黄斑变性;以及视网膜病例如糖尿病性视网膜病。
多种眼病中的任意一种都可通过外周给药本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用。所述眼病包括但不限于,糖尿病性视网膜病;黄斑水肿例如与糖尿病相关的黄斑水肿;视网膜变性疾病例如青光眼、黄斑变性,例如和年龄相关的黄斑变性(ARMD)以及视网膜色素变性;视网膜营养不良;视网膜炎症;视网膜的血管阻塞疾病,例如视网膜静脉阻塞或视网膜支动脉或主动脉阻塞;早产儿视网膜病变;与血液病相关的视网膜病变,例如镰状细胞贫血;高眼压;眼痒;视网膜脱落后损伤;因玻璃体切除术、视网膜或其它手术引起的损伤或创伤;以及其它视网膜损伤,包括治疗损伤,例如因视网膜激光治疗引起的治疗损伤,例如对糖尿病性视网膜病变的全视网膜光凝,或视网膜的光动力治疗。可通过外周给药本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用的眼病还包括,但不限于,遗传和获得性视神经病变,例如主要特征为中心视力损失的视神经病变,例如Leber遗传性视神经病变(LHON)、常染色体显性遗传视神经萎缩(Kjer病)和其它视神经病变,例如涉及线粒体缺陷、异常发动蛋白(dynamin)相关蛋白或细胞凋亡失常的视神经病变;以及视神经炎,例如与多发性硬化、视网膜静脉阻塞或光动力或激光治疗相关的视神经炎。参见,例如,Carelli等, Neurochem. Intl.40:573-584(2002);以及Olichon等, J.Biol.Chem.278:7743-7746(2003)。可以理解的是,这些和其它眼部异常,特别是感觉神经视网膜的异常,可用本发明的选择性激动剂预防或减轻,且没有伴随的镇静作用。
除了预防或减轻交感神经增强疾病、神经疾病、眼病和慢性痛以外,α-2A/α-1A选择性激动剂可用于预防或减轻其它疾病,且没有伴随的镇静作用。所述疾病可以是,例如,注意缺损障碍(ADHD/ADD),这是一种主要特征为开始于7岁之前的缺乏注意、注意力分散和冲动的障碍。症状可以包括,但不限于,烦躁和局促不安,难于安坐,易于分心,难于等候轮到自己,难于克制脱口说出答案,不能遵从指导,多话,以及其它破坏性行为(disruptive behavior)(Anderson,supra,1994)。此外,ADHD/ADD虽然最初发现于儿童,但在很多个体中持续到成年(参见,例如,Block, Pediatr.Clin.North Am.45:1053-1083(1998);以及Pary等, Ann.Clin.Psychiatry 14:105-111(2002))。本领域技术人员理解,本发明的方法可用于预防或减轻儿童或成人的轻度和重度的ADHD/ADD。
α-2A/α-1A选择性激动剂也可用于预防或减轻鼻塞;腹泻;泌尿疾病例如排尿过度活跃或膀胱过度活跃;充血性心力衰竭;或精神病例如躁狂精神障碍。此外,α-2A/α-1A选择性激动剂也可用于预防或减轻一种或多种与感觉缺失相关的症状,或强化记忆和认知过程,且没有伴随的镇静作用,所述与感觉缺失相关的症状例如有作呕、呕吐、颤抖或惊恐。
如本说明书所公开,本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂的部分特征在于,能够预防或减轻多种交感神经增强疾病、神经疾病、眼病和多种类型慢性痛中的任一种,且没有伴随的镇静作用。本说明书中使用的术语“减轻”指的是将待治疗的特定疾病或慢性痛类型的至少一个症状降低至少约50%。
如本领域所公知,镇静指的是降低运动活性(motor activity)。在本说明书中用于涉及选择性激动剂时,短语“没有伴随的镇静作用”指的是,在外周给药时,在十倍于将待治疗的特定疾病或慢性痛类型的一个或多个症状降低50%所需选择性激动剂的剂量下,产生小于大约30%的镇静作用。例如,如图2所示(左下框),以1μg/kg的剂量口服给药化合物1使敏感分数降低50%(实线,左轴),而比1μg/kg治疗有效量大100倍甚至1000倍的剂量产生小于30%的镇静作用(空心菱形,右轴)。这样,化学式化合物1所代表的α-2A/α-1A选择性激动剂具有有效的治疗活性,“且没有伴随的镇静作用”。相反,很多α-2激动剂,例如美托咪定,在剂量大于将敏感分数降低50%所需剂量的10倍时是完全镇静的。
作为非限制性的例子,产生约30%的镇静作用(运动活性降低)所需的α-2A/α-1A选择性激动剂的剂量可以比将待治疗的特定疾病或慢性痛类型的一个或多个症状降低50%所需剂量大至少25倍、50倍、100倍、250倍、500倍、1000倍、2500倍、5000倍或10000倍。本说明书中描述了测定症状减轻程度以及镇静程度的方法,所述方法也是本领域公知的。
本发明还提供一种药用组合物,所述组合物包含可药用载体和治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂,所述激动剂包括下式所代表的化合物
                    (结构1)或其可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。在本发明的药用组合物中,选择性激动剂可以具有,例如,小于溴莫尼定的α-1A功效或大于溴莫尼定的α-1A/α-2A效能比。在一个实施方案中,包括在本发明的药用组合物中的本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂包含结构1所代表的化合物。
这样,本发明提供了一种药用组合物,所述组合物包含有效量的药用载体,以及治疗有效量的本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂。该药用组合物可用于预防或减轻例如上述任意一种交感神经增强疾病、神经疾病、眼病或多种类型的慢性痛,且没有伴随的镇静作用。本发明的药用组合物包括α-2A/α-1A选择性激动剂,并进一步包括药用载体,所述药用载体可以是向研究对象给药后基本上没有长期或永久性有害作用的任何载体、赋形剂或稀释剂。赋形剂通常与活性α-2A/α-1A选择性激动剂混合,或用于稀释或封装选择性激动剂。载体可以是充当活性选择性激动剂的赋形剂或载体的固体、半固体或液体试剂。可用于本发明的药用组合物的固体载体的例子包括,但不限于,药用级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、聚亚烷基二醇、滑石、纤维素、葡萄糖、蔗糖以及碳酸镁。栓剂可以包括例如丙二醇作为载体。可药用载体的例子还包括,但不限于,水,例如蒸馏水或去离子水;生理盐水;葡萄糖水溶液、甘油、乙醇等。可以理解的是,药用组合物中的活性成分可在所需载体或稀释剂中作为悬浮体溶解或递送。
药用组合物可任选地包括一种或多种试剂例如,但不限于,乳化剂、润湿剂、甜味剂或调味剂、张力调节剂、防腐剂、缓冲剂或抗氧化剂。可用于本发明的药用组合物的张力调节剂包括,但不限于,盐例如醋酸钠、氯化纳、氯化钾,甘露醇或甘油,以及其它可药用的张力调节剂。可用于本发明的药用组合物的防腐剂包括,但不限于,氯化苯甲烷铵、氯代丁醇、硫柳汞(thimerosal)、醋酸苯汞以及硝酸苯汞。多种调节pH值的缓冲剂以及方法可用于制备药用组合物,包括但不限于,醋酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂以及硼酸盐缓冲剂。类似地,可用于药用组合物的抗氧化剂在本领域是公知的,包括例如焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、乙酰半胱氨酸、丁基化羟基茴香醚以及丁基化羟基甲苯。可以理解的是,这些和其它在药物学领域已知的物质可以包括在本发明的药用组合物中。参见,例如,Remington的 Pharmaceutical Sciences Mack Publishing Company,Easton,PA第16版1980。还可以理解的是,含有α-2A/α-1A选择性激动剂的药用组合物可任选地与一种或多种其它治疗物质一起给药,可以在相同或不同的药物组合物中,通过相同或不同的给药路线。
α-2A/α-1A选择性激动剂以治疗有效量通过外周给药到研究对象。所述治疗有效量通常是获得所需的预防或减轻诸如交感神经增强疾病、神经疾病、眼病或慢性痛的一种或多种症状所需的最小剂量,例如将交感神经增强疾病、神经疾病、眼病或慢性痛引起的不适降低至可忍受的程度所大致需要的剂量。该剂量可以是将所述疾病或疼痛类型的至少一个症状降低至少约50%所需的量,通常在0.1-1000mg/天的范围内,且可以在例如0.1-500mg/天、0.5-500mg/天、0.5-100mg/天、0.5-50mg/天、0.5-20mg/天、0.5-10mg/天、0.5-5mg/天的范围内,实际给药量由医生考虑相关情况后确定,所述相关情况包括交感神经增强疾病、神经疾病、眼病或慢性痛的严重程度和类型;研究对象的年龄和体重;研究对象的总体身体状况;以及药物配方和给药路线。如以下所进一步公开,本发明的药用组合物也可以以栓剂或缓释剂的形式使用,例如但不限于,皮肤贴片(dermal patch)、置于皮上或皮下的制剂或用于肌肉注射的制剂。
在一个实施方案中,本发明的药用组合物是眼用组合物。眼用组合物包含可眼用载体,所述可眼用载体是任何对所给药的眼基本上没有长期或永久有害作用的载体。可眼用载体的例子包括,但不限于,水例如蒸馏水或去离子水;生理盐水;以及其它水介质。眼用组合物可以在合适的载体中掺入,例如,可溶的α-2A/α-1A选择性激动剂或悬浮的α-2A/α-1A选择性激动剂。
局部眼用组合物也是有用的。这样的组合物包括,但不限于,滴眼液、眼药膏、眼凝胶和眼乳液(ocular cream)。这样的眼用组合物易于有效地施用和递送选择性激动剂。一个非限制性的、示例的局部眼用组合物的组分如下表2所示。
表2
  成分   量(%W/V)
  化合物1防腐剂赋形剂张力调节剂缓冲剂pH调节剂抗氧化剂纯水   约0.0001至约0.10-0.100-401-100.01-10q.s.pH 4.5-7.5按需按需补至100%
如果需要,本发明的眼用组合物中可以包括防腐剂。该防腐剂可以是,但不限于,氯化苯甲烷铵、氯代丁醇、硫柳汞、醋酸苯汞以及硝酸苯汞。可用于局部眼用组合物的赋形剂包括,但不限于,聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮(povidone)、羟丙基甲基纤维素、泊洛沙姆(poloxamer)、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及纯水。
如果需要,本发明的眼用组合物中还可以包括张力调节剂。该张力调节剂可以是,但不限于,盐例如氯化纳、氯化钾,甘露醇或甘油,或其它可药用的或可眼用的张力调节剂。
多种调节pH值的缓冲剂以及方法可在本发明中用于制备眼用组合物,条件是得到的制剂是可眼用的。这样的缓冲剂包括,但不限于,醋酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂以及硼酸盐缓冲剂。可以理解的是,根据需要可以使用酸或碱调节所述组合物的pH值。可用于制备眼用组合物的可眼用的抗氧化剂包括,但不限于,偏亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、乙酰半胱氨酸、丁基化羟基茴香醚以及丁基化羟基甲苯。
本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或含有该选择性激动剂的药用组合物通过外周给药至研究对象。在本说明书中用于涉及α-2A/α-1A选择性激动剂时,术语“通过外周给药”或“外周给药”指的是将α-2A/α-1A选择性激动剂引入研究对象的中枢神经系统之外。这样,外周给药包括了除直接向脊柱或脑给药之外的其它任何给药路线。
可以通过多种方法将治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂外周给药至研究对象,所述方法取决于,例如,待预防或减轻的疾病或慢性痛的类型,药物制剂,以及研究对象的病史、风险因素和症状。外周给药的合适路线包括全身给药和局部给药。作为非限制性的例子,治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂可以口服;肠道外给药;通过皮下泵给药;通过皮肤贴片给药;通过静脉注射、关节内注射、皮下注射或肌肉注射给药;通过局部滴剂、药膏、凝胶或乳液给药;以植入用或注射用缓释制剂的方式给药;或通过皮下微泵或其它植入装置给药。
本领域技术人员理解,外周给药可以是局部或全身给药。局部给药导致递送至局部给药部位及其附近的α-2A/α-1A选择性激动剂显著多于远离局部给药部位的区域。全身给药导致α-2A/α-1A选择性激动剂的递送基本上遍及研究对象的至少整个外周系统。
可用于递送本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或药用组合物的外周给药路线包括,但不限于,口服、局部给药、静脉或其它注射,以及植入微泵或其它缓释装置或制剂。本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或药用组合物可以非限制性地以以下方式进行外周给药:任何可接受形式的口服,例如片剂、丸剂、胶囊、粉剂、液体、悬浮液、乳液等;气溶胶;栓剂;静脉注射、腹膜内注射、肌肉注射、皮下注射或非经肠注射;经皮扩散或电泳;任何可接受形式的局部给药,例如滴剂、药膏、凝胶或乳液;以及通过植入微泵或其它缓释装置或制剂。α-2A/α-1A选择性激动剂可任选地包装为单位剂型,以适合于精确剂量的单剂给药,或包装为缓释剂型,以适合于持续控制给药。
本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或药用组合物的长期给药可用于,例如,预防或减轻慢性疼痛或其它慢性疾病,例如但不限于,慢性神经疾病。用于重复或持续外周给药的方法包括,但不限于,重复口服或局部给药,以及通过皮下微泵给药。作为非限制性的例子,本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或药用组合物可以通过植入输注(infusion)微泵,或使用缓释制剂而持续静脉给药,从而实现外周和长期给药。
可以理解的是,缓释制剂可以用于预防或减轻慢性痛或其它慢性疾病,例如但不限于,慢性神经变性疾病。还可以理解的是,该缓释制剂的给药频率和持续时间部分地取决于所需的预防作用或减轻程度,以及α-2A/α-1A选择性激动剂的半衰期,且多种给药路线可用于递送缓释制剂,如上所述。
本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或眼用组合物可通过多种方法外周给药至研究对象,以预防或减轻眼病,所述方法部分地取决于待给予的选择性激动剂的特征以及研究对象的病史、风险因素和症状。适合于预防或减轻眼病的外周给药路线包括全身和局部给药。在具体的实施方案中,一种含α-2A/α-1A选择性激动剂的眼用组合物通过例如滴眼液,或通过局部注射,或从眼内或眼周植入体释放,以进行局部给药。
可用于通过将本发明的α-2A/α-1A选择性激动剂或眼用组合物给药,以预防或减轻眼病的全身和局部给药路线,包括但不限于,口腔管饲(oral gavage);静脉注射;腹膜内注射;肌肉注射;皮下注射;经皮扩散以及电泳;局部滴眼液和乳液;眼周和眼内注射,包括结膜下注射;缓释装置例如局部植入缓释装置;以及眼内和眼周植入体,包括生物可侵蚀的或基于贮存器(reservoir-based)的植入体。
在一个实施方案中,含α-2A/α-1A选择性激动剂的眼用组合物局部给药到眼睛。α-2A/α-1A选择性激动剂可以例如以眼用溶液的一部分的形式给药,例如滴眼液。在另一个实施方案中,本发明的含α-2A/α-1A选择性激动剂的眼用组合物直接注射到眼内。在再一个实施方案中,本发明的含α-2A/α-1A选择性激动剂的眼用组合物从眼内或眼周植入体释放,例如从生物可侵蚀的或基于贮存器的植入体释放。
如上所述,含α-2A/α-1A选择性激动剂的眼用组合物可通过眼内或眼周植入体进行局部给药,所述植入体包括但不限于生物可侵蚀的或基于贮存器的植入体。本说明书中使用的术语“植入体”指的是任何在植入后不从植入部位发生明显迁移的材料。植入体可以是生物可降解的、非生物可降解的(non-biodegradable)或由生物可降解材料和非生物可降解材料组成;如果需要,非生物可降解植入体可以包括适于再装的贮存器。可用于预防或减轻眼病的植入体包括,例如贴片、颗粒、薄片、板、微胶囊等,且可以是能与所选植入部位相容的任何形状和尺寸,所述植入部位可以是,但不限于,眼睛的后房、前房、脉络膜上或结膜下。可以理解的是,有用的植入体通常在一较长时间段内,以治疗有效剂量将植入的眼用组合物释放到研究对象的眼部。多种适合于眼释放的眼用植入体和缓释制剂在本领域是公知的,如例如美国专利No.5,869,079和5,443,505中所述。
以下实施例用于解释而不是限制本发明。
实施例1
化合物1的制备
本实施例描述α-2A/α-1A选择性激动剂即化合物1的制备
A.化合物1((+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮)的制备
美托咪定                                        化合物1
Figure A20048002627300212
化合物1
将按Cordi等, Synth.Comm.26:1585(1996)所述方法制备的(+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1氢-咪唑(美托咪定;2.00g,10.0mmol)在THF(45mL)和水(40mL)中的混合物用NaHCO3(8.4g,100mmol)和氯代甲硫羰酸苯酯(3.7mL,27.4mmol)处理。在室温下搅拌4小时后,将混合物用水(30mL)和醚(75mL)稀释。除去有机层,用50mL醚萃取水层两次。有机层经MgSO4干燥并过滤。将残留物真空浓缩,用MeOH(54mL)稀释并与NEt3(6.5mL)在室温下反应16小时。将溶剂真空脱除并代之以30%CH2C12∶己烷。再次将溶剂脱除并形成固体。在进一步在30%CH2C12∶己烷中再悬浮后,将固体收集于过滤器中,用CH2C12∶己烷洗涤并真空干燥,得到化合物1((+)-(S)-4-[1-(2,3-二甲基-苯基)-乙基]-1,3-二氢-咪唑-2-硫酮)1.23g(53%)。化合物1的制备示意图如上所示。
产物的表征得到以下结果。旋光度:[a]D20+14°(c1.25,在MeOH中)。1H NMR:(300MHz,DMSO)d11.8(s,1H),11.6(s,1H),7.03-7.01(m,2H),6.95-6.91(m,1H),6.50(s,1H),4.15(q,J=6.9Hz,1H),2.25(s,3H),2.20(s,3H),1.38(d,J=6.9Hz,3H)。
B.化合物2(5-(1氢-咪唑-4基甲基)-环己-1-烯基-甲醇)的制备方法
Figure A20048002627300221
中间体R1                             中间体R2                          中间体R3
                    中间体R4                              中间体R5
化合物2
按Ciufolini等, J.Amer.Chem.Soc.113:8016(1991)中所述方法制备8-(2-苄氧基-乙基)-1,4-二噁-螺[4.5]癸烷(中间体R1;1.02g,3.70mmol)。将该化合物溶于丙酮(100mL)∶水(5mL)中,并与TsOH(140mg,0.74mmol)在45℃反应5小时。在标准的水性处理(aqueous work-up)之后,将该物料用SiO2色谱纯化,得到无色油状的4-(2-苄氧基-乙基)-环己酮(97%)。
将-78℃的LDA(33mL,1.5M在Et2O中)的THF(50mL)溶液用4-(2-苄氧基-乙基)-环己酮(9.5g,40.2mmol)处理。将该混合物加热至0℃并保持30分钟,然后再次冷却至-78℃并加入HMPA(7mL)。在该混合物中加入氰甲酸甲酯(4.1mL,85mmol)并搅拌15分钟,然后进行水骤冷(quench)和水性处理。将产物用10%的EtOAc∶Hx通过SiO3色谱纯化。分离得到5.8g(49%)5-(2-苄氧基-乙基)-2-氧代-环己烷羧酸甲酯,并在-10℃将其用MeOH中的等当量的NaBH4还原。将醇(上述中间体R2)用30至50%的EtOAc∶Hx通过SiO2色谱纯化(~90%产率)。
在-20℃将5-(2-苄氧基-乙基)-2-羟基-环己烷羧酸甲酯(中间体R2,0.72g,2.48mmol)在吡啶(10mL)中的溶液用SOCl2(0.73mL,12.4mmol)处理。使该混合物反应15分钟,然后加热至55℃并保持16小时。真空脱除溶剂,并将残留物在0℃用醚稀释。将溶液用水骤冷,并用1M的HCl、5%的NaOH以及盐水洗涤。将有机物料用MgSO4干燥、过滤并除去溶剂。将混合物用苯溶解,并在真空下通过共沸蒸馏除水。将残留物用苯(15mL)稀释,并加入DBU(0.76mL,5mmol)。该混合物在室温条件下反应30分钟。经过水性处理后,用20%的EtOAc∶Hx通过SiO2色谱分离得到5-(2-苄氧基-乙基)-环己-1-烯羧酸甲酯(中间体R3)(0.56g(82%))。
将中间体R3溶于THF(100mL)中,并将该混合物加入到DIBAL(70mL,1M在环己烷中)的THF(160mL)溶液中,在-35℃保持35分钟。将该混合物用Rochelle盐溶液骤冷,并用醚萃取。干燥后的残留物用30%的EtOAc∶Hx通过SiO2色谱纯化,得到4.6克(80%)[5-(2-苄氧基-乙基)-环己-1-烯基]-甲醇。将该醇(4.0g,18.7mmol)的DMF(60mL)溶液在室温条件下依次用三乙胺(3mL)和TBSCl(3.0g,22.4mol)处理20分钟。通过水性处理分离得到残留物,并用色谱纯化,得到[5-(2-苄氧基-乙基)-环己-1-烯基甲氧基]-叔丁基-二甲基-硅烷(中间体R4)3.6g(63%)。
将THF(20mL)中的苄基保护的醇(中间体R4)(2.0g,5.55mmol)冷却至-70℃,并将NH3冷凝于该烧瓶中(~20mL)。加入Na块,并将该混合物在-70℃搅拌15分钟。将混合物加热至-30℃并保持20分钟,用NH4Cl骤冷,并萃取分离。将残留物用25%的EtOAc∶Hx通过SiO2色谱纯化(99%)。将该醇通过标准的“Swern”方案氧化。将该醇,即2-[3-(叔丁基-二甲基-硅烷基氧甲基)-环己-3-烯基]-乙醇(1.3g,4.8mmol)在-78℃加入到乙二酰氯(3.55mL,7.1mmol)的CH2Cl2(30mL)和DMSO(0.63mL,8.9mmol)溶液中。40分钟后加入NEt3(2.51mL),并将混合物加热至室温。在标准水性处理和纯化后,分离得到[3-(叔丁基-二甲基-硅烷基氧甲基)-环己-3-烯基]-乙醛(中间体R5)(~95%)。
以下制备根据的是Horne等, Heterocycles 39:139(1994)中的方法。将所述乙醛(中间体R5,0.34g,1.3mmol)的EtOH(5mL)溶液用甲苯磺酰基甲基异氰(TosMIC;Aldrich;0.25g;1.3mmol)和NaCN(~15mg,cat)处理,并在室温条件下搅拌20分钟。真空脱除溶剂;将残留物溶解于~7M的于MeOH中的NH3中,并转移到可再密封管(resealable tube)中,然后在100℃加热15小时。将混合物浓缩,并用5%的MeOH(sat.w/NH3):CH2Cl2通过SiO2色谱纯化。产物于THF和TBAF(1.5eq.)中的溶液经过水性处理之后,在室温条件下搅拌。粗产物经色谱分离(5-7%NH3/MeOH在CH2Cl2中)并记为化合物2。
化合物2的表征得到以下结果。1H NMR:(300MHz,DMSO-d6)d7.52(s,1H),6.72(s,1H),5.54(brs,1H),3.73(s,2H),2.46(d,J=6Hz,2H),1.5-2.1(m,6H),1.0-1.55(m,1H)。
实施例2
一种α-2A/α-1A功能选择性大于溴莫尼定的α-2激动剂的表征
该实施例表明,受体接近功能检测中的α-2A/α-1A选择性与体内非镇静活性相关。
A.体外功能检测
将溴莫尼定、美托咪定、化合物1以及化合物2的α-1A和α-2A肾上腺素能接近受体功能活性进行比较。溴莫尼定从Sigma获得;美托咪定采用Cordi等,Supra,1996中所述方法制备;化合物1和化合物2按上述实施例1中所述方法合成。分析α-肾上腺素能受体的药理特性的检测方法中采用下述稳定表达α-2A或α-1A受体的细胞系。
为评价α-1A活性,对上述化合物刺激HEK293细胞的细胞内钙增加的能力进行功能测试,所述细胞稳定表达牛α-1A受体。如下所述,以全激动剂去氧肾上腺素为基准确定α-1A相对功效。如上述表1中所总结,美托咪定和化合物2的α-1A相对功效大于溴莫尼定,而化合物1的α-1A相对功效非常低,而在该检测中无法测到。
通过检测稳定表达人类α-2A受体的PC12细胞中毛喉素诱导cAMP累积的抑制,对同样化合物的接近α-2A功能进行了功能检测。细胞内cAMP水平采用下述Biotrak cAMP酶免疫测定系统进行测定。将α-2A cAMP抑制的EC50表达为对α-1A EC50的比,以给出α-1A/α-2A效能比。如上表1所示,记为化合物1的α-2肾上腺素能激动剂具有高度α-2A/α-1A选择性,这已被观察到的检测不到该化合物的α-1A活性所证实。相反,例如,美托咪定具有比溴莫尼定低的α-2A/α-1A选择性。这些结果表明,相对于α-1A受体,化合物1对α-2A受体的激活具有高度选择性。
表达肾上腺素能受体的稳定细胞系按如下方法建立。将牛α-1A、仓鼠α-1B、人类α-2A以及人类α-2C受体cDNA平头亚克隆到反转录病毒载体pCL BABE Puro中的NheI-EcoRI位点。通过双链DNA测序对反转录构造(construct)进行验证。通过将HEK293GP与合适的反转录病毒载体以及pMD.G进行共转染(co-transfect),产生高滴定度的假型反转录颗粒,所述HEK293GP是一种稳定表达Maloney白血病病毒的Gag-Pol的HEK293细胞系,所述pMD.G是囊状口炎病毒包膜蛋白VSV-G的一种表达载体。转染16小时之后将培养基(DMEM,10%FCS)更换;48小时后收获高滴定度(~1×106pfu/mL)的培养基。将上清液通过0.4μM过滤器过滤。
将人类α-2A受体上清液以不同的量加入幼稚PC12细胞中,然后培养48小时。将转导细胞群以较低的密度再铺平板(replate),并在含100μg/ml嘌呤霉素的培养基中生长。在三天内将非转导细胞杀死,在两个月内生长出单细胞灶。挑取细胞灶并扩增,通过溴莫尼定放射性配体结合检测受体密度。功能α-2受体活性通过抑制毛喉素诱导的cAMP累积所证实。
将牛α-1A受体上清液以不同的量加入幼稚HEK293细胞中,然后培养48小时。将转导细胞群以较低的密度再铺平板,并在含0.25μg/ml嘌呤霉素的培养基中生长。三天内明显有大量细胞死亡,两周内出现单细胞灶。挑取细胞灶并扩增后,通过按如下所述测定去氧肾上腺素诱导细胞内Ca+2累积,来对亚克隆的α-1受体表达进行功能检测。在哌唑嗪放射性配体结合检测中测定受体密度。
细胞内Ca+2应答在稳定表达牛α-1A肾上腺素能受体的HEK293细胞中测定。在使用前一天,于含有10%的热灭活致死胎牛血清、1%的抗生素-抗霉菌素以及0.25g/ml嘌呤霉素的0.2ml DMEM中,将细胞涂敷至涂布有聚D-赖氨酸的96孔板中,每孔40,000到50,000个细胞。用补充有10mM HEPES、2.0mM CaCl2和2.5mM羧苯磺胺(probenicid)的HBSS洗涤细胞两次,然后用4M Fluo-4(MolecularProbes;Eugene,Oregon)在37℃培养60分钟。冲洗板上的细胞外染料两次,然后将板放入荧光成像板读取器(FLIPR;MolecularDevices;Sunnyvale,California)中。将待检测的化合物稀释于HBSS中,并等分到96孔微板中。将化合物在0.64nM到10,000nM的浓度范围内检测。在任意荧光单位(fluorescence unit)中得到Ca+2应答数据。
通过将各种激动剂的最大效果与标准全激动剂去氧肾上腺素的最大效果相比,确定α-1A功效百分比(%E)。这些数值代表3-15个独立实验的平均值和SEM。这些激动剂的α-2受体相对于α-1受体的选择性倍数,通过它们的激活α-1A和α-2A受体的平均EC50比计算。
细胞内cAMP测定按如下所述进行。在含有10%的马血清、5%的热灭活致死胎牛血清、1%的抗生素-抗霉菌素以及100μg/ml嘌呤霉素的100μl DMEM中,将稳定表达人类α-2A肾上腺素能受体的PC12细胞涂敷至涂布有聚-D-赖氨酸的96孔板中,密度为每孔30,000个细胞。细胞在37℃和5%CO2中生长过夜。在细胞中加入等体积的含IBMX(加至最终浓度为1mM)、毛喉素(加至最终浓度为10M)以及合适的药物稀释液(加至最终浓度为10-5M至10-12M之间)的培养基进行给药。培养10分钟后,将培养基吸出,并用200μl溶胞缓冲液(AmershamBiosciences;Piscataway,New Jersey)将细胞溶解。在检测前将板在-20℃条件下存储至多24小时。使用Biotrak cAMP酶免疫检测系统(Amersham Biosciences),根据制造商的使用手册测定细胞内cAMP。用板读取器在450nm处对板进行读数。
采用KaleidaGraph(Synergy Software;Reading,PA),通过最小二乘法拟合到等式:应答=最大应答+((最小应答-最大应答)/(1+(配体浓度/EC50)),从而产生体外检测的剂量应答曲线。通过将化合物的最大效果与标准全激动剂去氧肾上腺素的效果相比,得到α-1A功效百分比。
B.体内功效和镇静效果
除上述基于细胞的检测之外,还对不同剂量的多种α-2激动剂减轻硫前列酮引起的触觉超敏感的能力以及镇静活性进行了检测。在对每组5-6只小鼠腹膜内给药后,在15到50分钟内每隔五分钟对其触觉超敏感性评分。用赋形剂处理的动物通常的分数为约4。另外,在对每组5-6只小鼠腹膜内给药后,在30分钟内每隔五分钟对其运动活性进行测定。将相对于赋形剂处理的动物的运动活性表示为百分比。镇静百分比按100%减去运动活性百分比计算。
如图2所示(左上框),当剂量比使硫前列酮敏感降低50%的剂量100μg/kg大10倍时,溴莫尼定具有约60%的镇静作用。此外,如图2的右上框所示,当剂量比使敏感分数降低50%所需剂量大10倍时,美托咪定具有完全的镇静作用。相反,以剂量1μg/kg口服化合物1使敏感分数降低50%(实线,左轴),而在比1μg/kg的剂量大100倍甚至1000倍的剂量下只有小于30%的镇静作用(空心菱形,右轴)(见图2,左下框)。将化合物1在腹膜内给药也得到相似的结果。将化合物2在腹膜内给药,也在剂量为10μg/kg时使敏感分数降低50%(实线,左轴),且比该剂量大10倍的剂量具有小于30%的镇静作用。这样,具有极低(检测不到)α-1A相对功效的化合物1在外周给药时能够减轻触觉超敏感性,且没有伴随的镇静作用。类似地,α-1A/α-2A效能比大于溴莫尼定的化合物2在外周给药时也能够减轻触觉超敏感性,且没有伴随的镇静作用。
体内实验按以下所述进行。将硫前列酮(Cayman Chemical;AnnArbor,Michigan)溶于二甲基亚砜(DMSO)中,将购于Sigma(St.Louis,MO)的溴莫尼定、去氧肾上腺素和可乐定(clonidine)溶于生理盐水中。按以下所述进行药物的脊椎注射。对小鼠(20~30μg)按Hylden和Wilcox, Eur.J.Pharmacol.67:313-316(1980)中所述进行鞘内注射。简单地说,将安装于微型注射器上的30规格1/2英寸的无菌针头针插入L5和L6脊骨之间。一只手通过骨盆带牢牢握住小鼠,同时另一只手握住注射器,注射器在脊柱之上成大约20°角。将针头插入L6棘突一侧的组织中,进入棘突和横突之间的槽中。将针头的角度减小为约10°,并使针头缓慢进入到椎骨间,直到感觉到裂开声,且尾巴出现明显的蜿蜒运动。将5μl的化合物缓慢注射到蛛网膜下空间。每种化合物都以多种剂量进行测试。最小有效剂量用于随后的所有实验。
通过对小画刷轻触小鼠胁腹(正常情况下是不疼的)时其反应进行评分,将对轻触的敏感性量化。注射后15到50分钟内,每5分钟按以下标准对小鼠进行一次评分:对表现出强烈的逃跑反应,并尖叫和咬画刷的小鼠给“2”分;对表现出适度的尖叫并试图逃跑的小鼠给“1”分;对画刷的轻触没有反应的小鼠给“0”分。将分数相加,得到0到16之间的累积分,如Minami等, Pain 57:217-223(1994)中所述。体内测试显著性的统计计算采用双尾学生t-检验(two-tailedStudents t-test)。
总之,这些结果表明,在基于细胞的体外功能检测中,α-2激动剂以治疗剂量全身给药或通过其它方式外周给药后,其α-2A/α-1A肾上腺素能受体功能选择性与缺乏镇静活性有关。这些结果进一步表明,α-2A/α-1A肾上腺素能受体体外功能选择性优于溴莫尼定选择性的化合物1,由于其治疗剂量缺乏体内镇静效果,因而是特别有用的α-2激动剂。
上述所有期刊文章、参考书以及专利引用,无论是否在括号内,无论之前是否声明,其全部内容通过引用的方式纳入本说明书中。
虽然结合上述实施例对本发明进行了说明,应当理解的是,可以做出多种修改而不背离本发明的主旨。因此,本发明仅由权利要求限制。

Claims (6)

1.一种α-2A/α-1A选择性激动剂,包括下式所代表的化合物
Figure A2004800262730002C1
或其可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。
2.权利要求1的α-2A/α-1A选择性激动剂,其中所述选择性激动剂具有小于溴莫尼定的α-1A功效,或大于溴莫尼定的α-1A/α-2A效能比。
3.权利要求1的α-2A/α-1A选择性激动剂,包括下式所代表的化合物。
Figure A2004800262730002C2
4.一种药用组合物,包括药用载体及治疗有效量的α-2A/α-1A选择性激动剂,所述α-2A/α-1A选择性激动剂包括下式所代表的化合物
Figure A2004800262730002C3
或其可药用盐、酯、酰胺、立体异构体或外消旋混合物。
5.权利要求4的药用组合物,所述选择性激动剂具有小于溴莫尼定的α-1A功效,或大于溴莫尼定的α-1A/α-2A效能比。
6.权利要求4的药用组合物,所述选择性激动剂包括下式所代表的化合物。
Figure A2004800262730003C1
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