JP2012519703A - ニューロトロフィン・ミメティック及びその使用 - Google Patents
ニューロトロフィン・ミメティック及びその使用 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】 なし
Description
本研究は、米国国立保健研究所助成金第N30687号の助成を受けた。従って、米国政府は、本発明の一部の権利を有する。
この発明は、本願は一般的に、p75NTR分子に結合特異性を有する化合物、及び、例えば、神経変性疾患を含む、p75を発現する細胞の変性又は機能障害を伴う疾患の治療におけるこのような化合物の使用に関する。
を有する立体異性体を開示する。
さらに、細胞と、p75NTR分子に対する結合特異性を有する化合物との接触から成る、神経細胞、希突起神経膠細胞又は多の細胞種の生存を促進する方法も本明細書に開示する。本明細書はさらに、p75発現と関連する障害を治療する方法を開示する。
上記のように、本発明の1つの目的は、その全体又は部分的に本発明において扱われるが、他の目的は、以下に最良に記載されている付帯する実施例及び図表と結びついて、既述が進むに従い明らかとなるであろう。
2D:2次元の;3D:3次元の;Aβ:アミロイド−β;Ab:抗体;AD:Alzheimer病;BCA:ビシンコニン酸;BDNF:脳由来神経栄養因子;b.i.d.:一日2回;cm:センチメートル;d:日;D:ダルトン;DMEM:Dulbecco改変Eagle培地;ECL:起電性化学発光;EDTA:エチレンジアミン四酢酸;ELISA:酵素結合免疫吸着測定法;ERK:細胞外シグナル調節性タンパク質キナーゼ;FBS:仔牛胎児血清;g:グラム;h:時間;HBA:水素結合受容体;HBD:水素結合供与体;HEPES:4-2-ヒドロキシエチル-1-ピペラジンエタンスルホン酸;HRP:セイヨウワサビペルオキシダーゼ;IgG:免疫グロブリンG;IP:腹腔内;IV:静脈内;K32:32番目リジン残基;kcal:キロカロリー;kg:キログラム;MBP:ミエリン塩基性タンパク質;mg:ミリグラム;min:分;ml:ミリリットル;mM:ミリモル濃度;mol:モル;MTT:臭化3-(4,5-ジメチルチアゾール2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウム;MW:分子量;NaCl:塩化ナトリウム;ng:ナノグラム;nM:ナノモル濃度;NS:有意差なし;NMR:核磁気共鳴;NGF:神経成長因子;nM:ナノモル濃度;p:確率;p75NTR:p75 ニューロトロフィン受容体;PBS:リン酸緩衝塩類溶液;pmol:ピコモル;PMSF:フッ化フェニルメチルスルホニル;PO:経口の;pro-NGF:プロNGF(NGFの非処理前駆体);PVDF:2フッ化ポリビニリジン;SDS:ドデシル硫酸ナトリウム;SE:標準誤差;s.e.m.:測定の標準誤差;Tris:2-アミノ-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール;TUNEL:ターミナルデオキシヌクレオチジル転移酵素によるデオキシウリジン三リン酸切断末端標識;μg:マイクログラム;μl:マイクロリットル;μM:マイクロモル濃度;%:パーセント;℃:摂氏温度;> :〜に等しい又はより大きい;>:〜より大きい;<:〜に等しい又はより小さい;<:〜より小さい
本明細書で用いる専門用語は、特定の態様を記載する目的のためであり、限定を意図しない。
他に定義をしなければ、本明細書で用いた全ての技術及び科学用語は、本願が属する分野の当業者の一般的理解と同じ意味を有する。本明細書の記載と同一又は同等の全ての方法及び材料は、本願の実行又は試験のために用いることができるが、代表的方法及び材料を本明細書に記載する。
"複素環アリール基"又は"ヘテロアリール基"は、芳香族環の環原子として1から4個の異種原子を有し、残りの環原子は炭素原子である置換基を表す。適切な異種原子としては、酸素、イオウ、窒素、及びセレニウムがある。適切なヘテロアリール基としては、フラニル基、チエニル基、ピリジル基、ピロリル基、N−低級アルキルピロリル基、ピリジル−N−オキシド基、ピリミジル基、ピラジニル基、イミダゾリル基、等々があり、全て任意に置換される。
成句"複素環"は、飽和又は不飽和単環又は二環であり、芳香族環の環原子として1から4個の異種原子を有し、環原子の残りは、炭素原子である。従って、この用語は、複素環アルキル環基及び複素環アリール環基を含む。
本明細書で用いる様に、"アシル基"は、有機酸基を表し、ここでカルボキシル基の-OHは、他の置換基に置き換えられる(即ち、RCO-で表される様に、ここでRは、本明細書で定義した、アルキル基又はアリール基である)。従って、用語"アシル基"は、特に、アセチルフラン、及びフェナシル基のような、アリールアシル基を含む。アシル基の特別な例としては、アセチル基、及びベンゾイル基がある。
"アリールオキシル基"は、アリール基が既述のように置換アリール基を含む、アリール-O-基を表す。本明細書で用いるように、用語"アリールオキシル基"は、フェニルオキシル基、又はヘキシルオキシル基及びアルキル基、置換アルキル基、ハロ基、又はアルコキシル置換フェニルオキシル基、又はヘキシルオキシル基を表す。
"アラルキル基"は、アリール−アルキル−基を表し、ここでアリール基及びアルキル基は、既述の様であり、及び置換アリール基及び置換アルキル基を含む。アラルキル基の例としては、ベンジル基、フェニルエチル基、及びナフチルメチル基を含む。
"アラルキルオキシル基"は、アラルキル-O-基を表し、ここでアラルキル基は既述のようである。アラルキルオキシル基の例としては、ベンジルオキシル基がある。
"アルコキシカルボニル基"はアルキル-O-CO-基がある。アルコキシカルボニル基の例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基及びt−ブチルオキシカルボニル基がある。
"アリールオキシカルボニル基"は、アリール-O-CO-基を表す。アリールオキシカルボニル基の例としては、フェノキシ−カルボニル基及びナフトキシ−カルボニル基がある。
"アラルコキシカルボニル基"は、アラルキル-O-CO-基を表す。アラルコキシカルボニル基の例としては、ベンジルオキシカルボニル基がある。
"カルバモイル基"は、H2N-CO-基を表す。
"ジアルキルカルバモイル基"は、R'RN-CO-を表し、ここでR及びR'は、それぞれ独立して、アルキル基、及び/又は置換アルキル基を表す。
"アシルオキシル基"は、アシル-O-基を表し、ここでアシル基は、既述の通りである。
"アシルアミノ基"は、アシル-NH-基を表し、ここでアシル基は既述の通りである。
"アロイルアミノ基"は、アロイル-NH-基を表し、ここでアロイル基は既述の通りである。
用語"カルボニル基"は、-(C=O)-基を表す。
用語"カルボキシル基"は、-COOH基を表す。
用語"シアノ"は、-CN基を表す。
本明細書で用いる、用語"ハロ基"、"ハロゲン化物"又は"ハロゲン基"は、フッ化、塩化、臭化及びヨウ化基を表す。
用語"ヒドロキシル基"は、-OH基を表す。
用語"ヒドロキシアルキル基"は、1個の-OH基で置換されたアルキル基を表す。
用語"メルカプト基"は、-SH基を表す。
用語"オキソ基"は、=O基を表す。
用語"ニトロ基"は、-NO2基を表す。
用語"チオ基"は、本明細書で既述の化合物を表し、ここで炭素、又は酸素原子はイオウ原子に置換される。
用語"硫酸基"は、-SO4基を表す。
"結合特異性"は、タンパク質又は他の種類の分子が、他のタンパク質又は他の種類の分子上の相補的部位を認識し、及び相互作用することができる活性を表す。
用語"親油性"は、脂質に対する親和性、脂質との結合性、脂質への溶解性を有するとして、この分野で普通に用いられる。
本明細書で用いられる、用語"両親媒性"は分離した、疎水性及び親水性領域を有する構造を記載する。従って、構造の1部分は、水溶液及び他の極性溶媒と有利に相互作用するが、構造の他の部分は、非極性溶媒と有利に相互作用する。
本明細書に用いられる、用語"溶解度"は、所与量の溶媒に、特定の温度で、溶解する最大量の溶質量を記載する。
本明細書で用いられる、用語"生物学的利用能"は、患者に投与した所与量の化合物の全体的利用能(即ち、血液/血漿濃度)を表す。さらにこの用語は、作用部位に到達する化合物の吸収速度及び割合を包含する。
本発明の化合物の互変体は、本願に包含される。従って、例えば、カルボニル基は、そのヒドロキシル互変体を含む。
一態様において、本願はp75NTR分子に対して結合特異性を有する化合物を開示する。
幾つかの態様において、p75NTR分子に対する結合特異性を有する化合物は、ニューロトロフィンβ−ターンループ・ミメティックである。
幾つかの態様において、この化合物は、図1cに表示されたファーマコフォアと実質的に同一なファーマコフォアから成る。
幾つかの態様において、この化合物は、小分子、又はペプチドである。
D1及びD2は、以下:
を有する。
幾つかの態様において、この化合物は、p75NTR分子に対する結合特異性を有する親化合物の誘導体から成り、ここでこの誘導体もまた、p75NTR分子に対する結合特異性を有する。
幾つかの態様において、親化合物と比較して、この誘導体は、親水性、親油性、両媒性、溶解度、生物的利用性、及び肝臓分解に対する耐性から成る群から選択される少なくとも1特性のアップレギュレーションを示す。
機構A:
本発明に従い、代表的ニューロトロフィンは、NGFを含むが、これに限定されない。より詳細には、p75NTR分子に対して結合特異性を有するニューロトロフィンβ−ターンループは、NGFのループ1を含むが、これに限定されない。
本明細書に開示したように、p75NTR分子に対する結合特異性を有する化合物又はミメティックの代表的構造は、このp75NTR分子のニューロトロフィン結合部位に結合できる。
本明細書に開示したこの化合物はまた、p75NTRに対する結合特異性を有する、親化合物の誘導体を包含することができるが、ここでこの誘導体もまた、p75NTRに対する結合特異性を有する。誘導体は、親化合物と比較して、親水性、親油性、両媒性、溶解度、生物的利用性、及び肝臓における分解への耐性、から成る群から選択された少なくとも1つの特性の増強を示すことができる。
幾つかの実施態様において、本明細書に開示した化合物は、図1cに説明したファーマコフォアと実質的に同一なファーマコフォアを包含することができることを理解すべきである。このような化合物の代表としては、化学式(A)及び化学式(B)により包含される化合物があるが、これらに限定されない。
一態様において、医薬的に許容された稀釈剤又は担体、及び化学式I、IA、IB、II、IIA、IIB、III、IV又はIVAで表される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、エステル、プロドラッグ若しくは溶媒和物から成る医薬組成物を提供する。
他の態様において、このような治療を必要とする患者へ化学式I、IA、IB、II、IIA、IIB、III、IV 又はIVAで表される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、エステル、プロドラッグ若しくは溶媒和物を投与することから成るp75発現に関係する障害を治療する方法を提供する。一実施態様において、この障害は、p75を発現する細胞と直接に関係し;他の実施態様において、細胞はp75を発現せず、p75発現により影響を受ける。
他の態様において、p75受容体を含む細胞と、化学式I、IA、IB、II、IIA、IIB、III、IV 又はIVAで表される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、エステル、プロドラッグ若しくは溶媒和物との接触から成る、p75受容体活性化法を提供する。
本発明の目的のために、この化合物を、経口的、非経口的、吸入スプレイ、局所的に、又は直腸性を含む様々な方法を用いて、医薬的に許容された担体、補助剤及び媒体を含む製剤の中で投与することができる。本明細書で用いる、用語非経口的は、様々な医薬注入技術を用いた皮下、静脈内、筋肉内、及び動脈内注射を含む。本明細書で用いる動脈内及び静脈内注射は、カテーテルを通した投与を含む。
化合物の処方物は、少量の湿潤剤又は乳化剤又はpH緩衝剤を含むことができる。化合物を含む処方物は、液性溶液、懸濁物、乳濁物、錠剤、丸薬、カプセル、持続性放出処方物、又は粉末であってもよい。
この化合物を、トリグリセリドのような伝統的な結合剤及び担体を伴う座薬として処方することができる。
本願の化合物から成るこの医薬組成物は、化合物の放出を調節する物質を含み、それにより化合物を指定時刻に放出又は持続放出することができる。
医薬的に許容される担体は、当業者に既知であり、約0.01から約0.1 M、及び好ましくは、0.05 Mリン酸緩衝液又は0.8%生理的食塩水を含むが、これらに限定されない。このような医薬的に許容される担体は、水溶液又は非水溶液、懸濁液、及び乳濁液であってもよい。
本願における使用のために適した非水溶性溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物油、及びオレイン酸エチルのような注射可能有機エステルがあるが、これらに限定されない。
本願における使用のために適した水溶性担体の例は水、エタノール、アルコール/水溶液、グリセロール、生理的食塩水又は緩衝培体を含む乳濁液又は懸濁液が含まれるが、これらに限定されない。経口担体は、エリキシル、シロップ、カプセル、錠剤等々であってもよい。
本願における使用に適した担体は、必要に応じて、技術的に既知の従来の技術を用いて、崩壊剤、稀釈剤、造粒剤、潤滑剤、結合材等々と混合することができる。この担体はまた、一般的に既知技術として、化合物と激しく反応しない方法を用いて滅菌化できる。
開示した化合物が、さらに医薬的に許容される塩から成ることができることは、理解されるべきである。
このような塩としては、医薬的に許容される酸付加塩、医薬的に許容される塩基付加塩、医薬的に許容される金属塩、アンモニア及びアルキル化アンモニア塩があるが、これらに限定されない。
酸付加塩としては、無機酸の塩及び有機酸の塩がある。適切な無機酸の塩の代表例としては、塩酸、臭素酸、ヨウ素酸、リン酸、硫酸、硝酸、等々がある。適切な有機酸の代表例としては、ギ酸、酢酸、3塩化酢酸、3フッ化酢酸、プロピオン酸、安息香酸、ケイ皮酸、クエン酸、フマル酸、グリコール酸、乳酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、マンデル酸、シュウ酸、ピクリン酸、ピルビン酸、サリチル酸、コハク酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、酒石酸、アスコルビン酸、パモ酸、ビスメチレンサリチル酸、エタンジスルホン酸、グルコン酸、シトラコン酸、アスパラギン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、EDTA、グリコール酸、p-アミノ安息香酸、グルタミン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、過塩素酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、安息香酸塩、ヒドロキシナフトエート、グリセロリン酸塩、ケトグルタル酸等々がある。
金属塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム塩等々がある。
医薬的に許容される塩及びその処方物の標準的調剤方法は、技術的に既知であり、"Remington: The Science and Practice of Pharmacy", A. Gennaro編、第20版, Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, PAを含む様々な参考文献に開示されている。
既に開示したように、本願は、p75発現に関係する障害の治療を提供する。一般的に、本願は、p75を発現する細胞の分解又は機能不全を伴う障害の治療を提供する。
一態様において、p75受容体を含む細胞と、1以上の本願の化合物又はこの化合物の医薬的に許容される、塩、エステル、溶媒和物若しくはプロドラッグとの接触から成るp75受容体を活性化する方法を提供する。さらに、Alzheimer病、Parkinson病、Huntington病、脳卒中、外傷性脳障害、脊髄障害、てんかん、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、神経症、筋障害、及び様々な種類の網膜変性を含むが、これらに限定されない、神経系障害を、神経細胞又は他の細胞に発現するp75受容体を標的とすることができる、本願の化合物に基づいて、治療する方法を開示する。
さらに、以下の方法:毛嚢細胞喪失の予防法、それによる脱毛の予防法;肝硬変の予防法及び肝臓再生の促進法;血管形成の調節法及び糖尿病性創傷の開始又は他の虚血開始における新生血管形成の促進法;心筋症の防止法(例えば、虚血開始又は心筋梗塞後の心筋細胞喪失の阻害法又は新生心筋細胞増殖の促進法);及び腫瘍細胞増殖の阻害法;などの神経系以外の疾患を治療する方法を開示する。さらに、p75は、幹細胞に発現し、幹細胞増殖を調節することが知られている;従って、本明細書に開示したp75リガンドは、組織及び器官再生を促進する方法の一部分として、幹細胞増殖を促進させるために用いることができる。
本願はまた、本明細書に開示した化合物の使用から成る、細胞機能を最適化する新規方法を提供する。一実施態様において、細胞生存の減少は、主要な内在的疾病メカニズムではない;他の実施態様において、細胞生存の減少は、主要な内在的疾患メカニズムである。
本願は、患者におけるp75NTR結合を介した病態を緩和するために、p75NTRに対する結合特異性を有する化合物を投与する方法を開示する。この方法は、p75NTRに対する結合特異性を有する、本明細書に開示したいずれかの化合物のような、患者に有効量の化合物を投与するステップから成ることができる。
本明細書に用いたように、投与は、当業者に既知の様々な方法の中の何れかを用いて達成する、又は行うことができる。この化合物は、従来の非毒性の、生理的に許容される担体又は媒体を含む投与量処方物に含まれて、例えば、皮下に、静脈内に、非経口的に、腹腔内に、皮内に、筋肉内に、局所的に、腸内に(例えば、経口的に)、直腸に、鼻内に、口腔内に、舌下に、膣内に、吸入スプレイにより、医薬ポンプ又は、埋め込んだリザーバーにより投与される。
化合物を投与する形(例えば、シロップ、エリキシル、カプセル、錠剤、溶液、泡、乳濁液、ゲル、ゾル)は、投与する経路に部分的に依存する。例えば、粘膜投与(例えば、口腔粘膜、直腸、小腸粘膜、気管支粘膜)に対して点鼻薬、煙霧剤、吸入剤、噴霧器、点眼薬、又は座薬を用いることができる。この化合物はまた、生物埋め込み可能材料でコーティングし、神経突起成長、神経細胞生存、又は埋め込み物表面との細胞相互作用を促進させることができる。本明細書に開示した化合物及び作用物を、鎮痛剤、抗炎症剤、麻酔剤及びp75NTRを介する病態の1以上の症候又は原因を調節することができる他の生物的に活性な作用物と共に投与することができる。
本願の化合物は、調合薬中の唯一の活性因子として用いることができて、又は例えば、ニューロトロフィンのような他の活性成分、又は(神経変性疾患における神経細胞生存又は軸索発育を促進することができる)他の因子、又は薬剤と組み合わせて(例えば、互いに凡そ同時に、又は同じ処方物中で投与)用いることができるが、これらの因子又は薬剤としては、アミロイドβ阻害剤、アセチルコリンエステラーゼ阻害剤、ブチリルコリンエステラーゼ阻害剤、及びグルタミン酸塩受容体拮抗剤のN-メチル-D-アスパラギン酸塩亜型を含むが、これらに限定されない。
本発明の化合物を、一般的に、約0.01 mg/kg/投与量から約100 mg/kg/投与量の用量で投与する。あるいは、この用量は、約0.1 mg/kg/投与量から約10 mg/kg/投与量、又は約1 mg/kg/投与量から10 mg/kg/投与量であってもよい。幾つかの投薬量において、本明細書に開示した化合物は、約5 mg/kg/投与量で投与される。持続放出調合を用いることができる、又は便宜的に、投薬を多数に分割した投与量として投与することができる。他の方法(例えば、静脈内投与)を用いる場合、化合物を、冒された組織に対して、約0.05から約10 mg/kg/時間、又は約0.1から約1 mg/kg/時間の速度で投与する。これらの化合物を本明細書に考察したように静脈内投与する場合、これらの速度は容易に維持できる。一般的に、局所的投与処方物を約0.5 mg/kg/投与量から約10 mg/kg/投与量の用量で投与する。又は、局所的投与処方物を、約1 mg/kg/投与量から約7.5 mg/kg/投与量、又は約 1mg/kg/投与量から約5 mg/kg/投与量の用量で投与する。
単一投与に対して約0.1から約100 mg/kg/投与量が適当である。連続投与は、約0.05から約10 mg/kg/投与量の範囲が適当である。局所投与は、脱毛又は創傷血管再生のような病態に対して適切である。
標準的手順及び化学変化及び関係する方法は、当業者に既知であり、及びこのような方法及び手順は、例えば、Fiesers' Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons, New York, NY, 2002; Organic Reactions,. 1-83巻, John Wiley and Sons, New York, NY, 2006; March J. and Smith M., Advanced Organic Chemistry, 第6版., John Wiley and Sons, New York, NY; and Larock R.C., Comprehensive Organic Transformations, Wiley-VCH Publishers, New York, 1999のような標準的参照文献に記載される。本明細書に引用した全てのテキスト及び参照文献は、その全体を取りむ。
一般的に、アミン又はアニリンは、N-保護されたアミノ酸とカップルし、及びこのカップルした中間体は、最終的化合物又は他の中間体を産出するために脱保護される。第2の中間体は、さらに修飾することが可能であり、又は直接にもう一度、このカップリング−脱保護サイクルを介して最終化合物を産出することができる。
反応終了後(LC-MS)、10%クエン酸を加えて反応を停止した。DCM層を分離して、飽和NaHCO3、ブラインで洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させ、濾過し、濃縮した。中間体A1eを灰白色固体(303 mg)として得た。
反応終了後(LC-MS)、飽和NaHCO3を加えて反応を停止させ、産物を抽出するためにEtOAcを用いた。有機層を分離して、水、ブラインで洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させ、濾過し、及び濃縮した。中間体A3aを灰白色固体(166 mg)として得た。
反応終了後(LC-MS)、混合物を濃縮して、最終化合物3(120 mg)を得た。化合物3
を1H NMR, LC-MS 及び HPLCにより特徴付けた。1H NMR (MeOD), δ: 7.88 (d, J=9.16 Hz, 2H), 7.69 (d, J=9.12 Hz, 2H), 4.09-4.11 (m, 4H), 3.92 (d, J=5.80 Hz, 1H), 3.66-3.69 (m, 4H), 2.03-2.10 (m, 1H), 1.62-1.69 (m, 1H), 1.24-1.32 (m, 1H), 1.11 (d, J=6.92 Hz, 3H), 1.01 (t, J=7.40 Hz, 3H). LC-MS, (M+1), 292. HPLC (>95%, 保持時間, 4.86 分)
反応混合物を調製様HPLCによる精製を行い、中間体A4a(94 mg)を得た。
反応終了後(LC-MS)、混合物を濃縮し、最終化合物4(73 mg)を得た。化合物4を1H NMR, LC-MS 及び HPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 7.67 (dd, J=7.96 and 1.48 Hz, 1H), 7.49 (dd, J=8.10 and 1.34 Hz, 1H), 7.42 (dt, J=7.75 and 1.53 Hz, 1H), 7.34 (dt, J=7.67 and 1.43 Hz, 1H), 4.22 (d, J=5.00 Hz, 1H), 3.95-3.97 (m, 4H), 3.13-3.15 (m, 4H), 2.11-2.17 (m, 1H), 1.57-1.64 (m, 1H), 1.30-1.39 (m, 1H), 1.12 (d, J=6.96 Hz, 3H), 1.00 (t, J=7.40 Hz, 3H). LC-MS, (M+1), 292. HPLC (>95%, 保持時間, 5.31 分)
反応混合物を調製様HPLCにより精製し、中間体A5a(219 mg)を得た。
反応終了後(LC-MS)、混合物を調製様HPLCにより精製し、HClの MeOH溶液との処理によりHCl塩に変換し、最終化合物5(120 mg)を得た。化合物5を1H NMR、LC-MS及びHPLCにより特徴付けした。1H NMR (D2O), δ: 3.30-4.24 (m, 12H), 1.92-2.05 (m, 1H), 1.43-1.56 (m, 1H), 1.36-1.42 (m, 3H), 1.16-1.30 (m, 1H), 1.01 (d, J=6.92 Hz, 3H), 0.94 (d, J=7.34 Hz, 3H). LC-MS, (M+1), 258. HPLC (>95%, 保持時間, 1.41 分)
反応終了後(LC-MS)、反応混合物を調製様HPLCにより精製し、中間体A6a(333 mg)を得た。
反応終了後(LC-MS)、この混合物に注意深く水を加え反応を停止し、濃縮した。この混合物をさらに調製様HPLCにより精製し、中間体A6b(192 mg)を得た。
この反応混合物を調製様HPLCにより精製して、中間体A6d(86 mg)を得た。
反応終了後(LC-MS)、この混合物を濃縮し、最終化合物6(89 mg)を得た。化合物6を1H NMR, LC-MS and HPLCで特徴付けた。 1H NMR (D2O), δ: 4.21-4.32 (m, 1H), 3.88-4.11 (m, 2H), 3.65-3.87 (m, 3H), 3.34-3.53 (m, 2H), 3.07-3.34 (m, 4H), 1.83-1.95 (m, 1H), 1.30-1.41 (m, 1H), 1.21 (d, J=6.80 Hz, 3H), 1.04-1.17 (m, 1H), 0.91 (d, J=6.96 Hz, 3H), 0.82 (t, J=7.38 Hz, 3H). LC-MS, (M+1), 258. HPLC (>95%, 保持時間, 1.59分)
LC-MSは、産物が非、モノ−、及びビス−アルキル化アミンの混合であることを示した。さらに精製することなくこの混合物を次のステップに用いた(5.5 ml)。
この反応終了後(LC-MS)、溶液の一部を調製様HPLCにかけて分離し、M+=460 (A7b, 2g)のピーク分画を集めた。
A7bをMeOH中の冷HClに溶かした。この反応混合物を、RTで3時間攪拌した。反応終了後(LC-MS)、混合物を濃縮して、HCl塩中間体を得た(209 mg)。
上記HCl塩中間体を、アセトニトリル及び水の混合溶媒に溶かし、飽和炭酸水素ナトリウムでpH〜7まで中和した。この反応混合物をRTで、2.5時間攪拌した。その後、過剰量のNaBH4を加え、混合物を一晩攪拌した。しかしながら、2日目の朝、多くの産物が、LC-MSにより観察されなかったので、従って、この反応混合物を7.5時間、45℃まで加熱した。
反応終了後(LC-MS)、この混合物を濾過し、調製様HPLCにかけて精製し、所期の最終産物を得た。この最終産物をHCl のMeOH溶液(43 mg)との処理により、HCl塩に変換した。化合物7を、1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 2.90-4.20 (m, 17H), 1.84-2.35 (m, 1H), 1.07-1.53 (m, 2H), 0.80-1.02 (m, 6H). LC-MS, (M+1), 270. HPLC (>95%, 保持時間, 1.27 分)。
LC-MSは、反応の終了を示した。反応溶液を調製様HPLCによる分離を行った(A8a、65 mg)。
LC-MSは、反応の終了を示した。溶媒を真空で除き、化合物8(60 mg)を得た。化合物8を、1H NMR, LC-MS,及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (MeOD), δ: 3.82-4.11 (m, 5H), 3.78 (d, J=4.52 Hz, 1H), 3.68 (d, J=11.2 Hz, 1H), 3.45-3.59 (m, 2H), 3.11-3.41 (m, 5H), 2.78 (s, 3H), 1.93-2.05 (m, 1H), 1.56-1.68 (m, 1H), 1.15-1.32 (m, 1H) ), 0.96-1.09 (m, 6H). LC-MS, (M+1), 258. HPLC (>95%, 保持時間, 1.0 分)
LC-MSは反応の終了を示した。メタノールを加えて反応を停止した。揮発性溶媒を取り除いた後、残渣をメタノールに溶かし、調製様HPLCによる分離を行った。溶媒の除去後、25 mlの1.25 N HClのメタノール溶液と共に3回同時蒸発させて、産物であるギ酸塩をHCl塩に変換した(76 mg)。化合物9を1H NMR, LC-MS, 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 3.68-4.14 (m, 7H), 3.00-3.63 (m, 6H), 2.68 (d, J=8.40 Hz, 3H), 1.91-2.03 (m, 1H), 0.98-1.51 (m, 2H), 0.90 (d, J=7.00 Hz, 1H), 0.79-0.88 (m, 3H), 0.71 (d, J=6.92 Hz, 1H). LC-MS, (M+1), 284. HPLC (>95%, 保持時間, 4.32 分)。
LC-MSは、反応の終了を示した。反応混合物を調製様HPLCにより分離して、A10a純品を得た(177 mg)。
LC-MSは、反応の終了を示した。溶媒を真空中で除き、化合物10(160 mg)を得た。化合物10を1H NMR, LC-MS, 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (MeOD), δ: 3.93-4.08 (m, 4H), 3.77 (s, 2H), 3.56-3.72 (m, 4H), 3.32-3.36 (m, 3H), 3.09-3.24 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 188. HPLC (>95%, 保持時間, 1.0 分)。
LC-MSは、反応終了を示した。この反応混合物を調製様HPLCで分離して、A11a(66 mg)純品を得た。
LC-MSは、反応の終了を示した。溶媒を真空中で除き、化合物11(60 mg)を得た。化合物11を1H NMR, LC-MS, 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 4.10-4.27 (m, 3H), 3.87-4.01 (m, 2H), 3.77-3.88 (m, 1H), 3.60-3.76 (m, 3H) 3.40-3.55 (m, 2H), 3.26-3.39 (m, 2H), 1.60 (d, J=7.16 Hz, 3H). LC-MS, (M+1), 202. HPLC (>95%,保持時間, 1.0 分)。
LC-MSは反応終了を示した。その後、THFを真空により除き、水溶液をAcOEtにより抽出した。次ぎにAcOEtをNa2SO4上で乾燥させ、取り除いた。残渣をメタノールに溶かし、調製様HPLCにかけ分離した。溶媒の除去後、産生したギ酸塩を、50 mLの1.25 HCl メタノール溶液で3回同時蒸発を行い、HCl塩に変換した(91 mg)。化合物12を1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (MeOD), δ: 7.86-7.91 (m, 2H), 7.56-7.61 (m, 1H), 7.47-7.53 (m, 2H), 4.20 (d, J=7.96 Hz, 1H), 4.00-4.10 (m, 2H), 3.82-3.92 (m, 2H), 3.71-3.80 (m, 1H), 3.59-3.69 (m, 2H), 3.15-3.56 (m, 5H), 1.96-2.08 (m, 1H), 1.63-1.75 (m, 1H), 1.26-1.39 (m, 1H), 0.94-1.06 (m, 6H). LC-MS, (M+1), 348. HPLC (>95%, 保持時間, 5.27 分)。
LC-MSは反応終了を示した。この反応混合物を調製様HPLCで分離してA13a純品(210 mg)を得た。
LC-MSは反応終了を示した。溶媒を真空中で除き、化合物13(195 mg)を得た。化合物13を、1 NMR, LC-MS, 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 7.32-7.41 (m, 2H), 7.43-7.57 (m, 3H), 4.30 (t, J=7.32 Hz, 1H), 3.94-4.10 (m, 4H), 3.61 (t, J=6.34 Hz, 2H), 3.08-3.44 (m, 9H). LC-MS, (M+1), 278. HPLC (>95%, 保持時間, 1.21 分)
化合物14,化合物15,化合物16,化合物17及び化合物18を含む多くの化合物は、Boc-Phe-OHの代わりに適切な出発物質を置き換えて、化合物13の合成法に従い合成した。
化合物14
LC-MSは反応終了を示した。K2CO3(270 mg)を加えて反応を停止した。2mL水を加えて、沈殿物を溶かし、その後溶液を調製様HPLCで分離した。その後、HCl/メタノール(1 N)溶液と同時蒸発を行い、ギ酸塩をHCl塩に変換した。化合物19(50 mg)を1H NMR及びLC-MSにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 4.05-4.23 (m, 2H), 3.48-3.94 (m, 7H), 3.38 (t, J=6.82 Hz, 2H), 3.17-3.34 (m, 2H), 3.08 (q, J=7.32 Hz, 2H), 1.94-2.07 (m, 1H), 1.44-1.60 (m, 1H), 1.30 (t, J=7.32 Hz, 1H), 1.14-1.26 (m, 3H), 0.89-1.06 (m, 6H). LC-MS, (M+1), 272
LC-MSは反応終了を示した。Pd/Cを濾過して除き、透明な溶液を調製様HPLCにかけて分離した。HCl/メタノール(1 N)溶液と同時蒸発を行い、ギ酸塩をHCl塩(220 mg)に変換した。化合物20(220 mg)を1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けた。
1H NMR (D2O), δ: 3.70-4.13 (m, 4H), 3.64-3.69 (m, 1H), 3.56-3.64 (m, 2H), 3.05-3.52 (m, 6H), 2.80 (s, 6H), 2.02-2.15 (m, 1H), 1.32-1.46 (m, 1H), 1.01-1.15 (m, 1H), 0.81-0.93 (m, 6H). LC-MS, (M+1), 272. HPLC (>95%, 保持時間, 1.14 分)。
反応終了後(LC-MS及びTLC)、この中間体A21aを調製様HPLCにより精製した(228 mg)。
この反応終了後(LC-MS)、この混合物を濃縮した。これをさらに、調製様HPLCにより精製して、最終化合物21を得た(206 mg)。化合物21を1H NMR, LC-MS 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 7.34-7.49 (m, 5H), 5.04 (s, 1H), 3.86-3.98 (m, 2H), 3.58-3.72 (m, 2H), 3.54 (t, J=6.22 Hz, 2H), 3.14-3.39 (m, 4H), 2.92-3.07 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 264. HPLC (>95%, 保持時間, 0.98 分)。
反応終了後(LC-MS及びTLC)、ブライン及び飽和重炭酸ナトリウム溶液を加え、反応を停止した。DCM中の10%MeOHを用いて、水層を抽出した(x3)。DCM層を分離、1つにまとめ、ブラインで洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させ、濾過し、及び濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーの後で灰白色固体(138 mg)として、化合物22を得た。化合物22を、1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けした。1H NMR (D2O), δ: 7.90 (s, 2H), 5.00 (s, 2H), 3.46 (s, 3H), 3.40 (t, J=6.40 Hz, 2H), 3.19-3.28 (m, 8H), 1.65-1.75 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 310. HPLC (>95%, 保持時間, 5.76 分)
反応終了後(LC-MS及びTLC)、ブライン及び飽和炭酸水素ナトリウムを加えて、反応を停止した。5%MeOHのDCM溶液を用いて、水層を抽出した(x3)。DCM層を分離し、全て合わせて、ブラインで洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させ、濾過し、及び濃縮した。化合物をさらに、調製様HPLCにより精製した(150 mg)。
反応終了後(LC-MS)、混合物を濃縮した。これをさらに調製様HPLC上で精製し、最終化合物23を得た(73 mg)。化合物23を1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 7.89 (s, 1H), 4.99 (s, 2H), 3.45 (s, 3H), 3.25 (t, J=6.58 Hz, 2H), 3.22 (s, 3H), 2.96 (t, J=7.66 Hz, 2H), 2.60 (s, 3H), 1.76-1.86 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 309. HPLC (>95%, 保持時間, 1.20 分)。
反応終了後(LC-MS及びTLC)、この化合物を調製様HPLCにより精製した(250 mg)。化合物24を1H NMR, LC-MS 及び HPLCで特徴付けた。. 1H NMR (CDCl3), δ: 9.25 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 7.15 (t, J=8.14 Hz, 1H), 7.05 (s, 1H), 6.74-6.80 (m, 1H), 6.46-6.53 (m, 1H), 4.95 (s, 2H), 3.61 (s, 3H), 3.46 (s, 3H), 2.93 (s, 6H), 1.59 (s, 3H). LC-MS, (M+1), 357. HPLC (>95%, 保持時間, 5.79 分)。
LC-MSは、反応終了を示した。10 mLのメタノールを加えて、この溶液を調製様HPLCで分離した(200 mg)。化合物25を1H NMR, LC-MS 及び HPLCで特徴付けた。. 1H NMR (D2O), δ: 8.34 (s, 1H), 7.90 (s, 1H), 4.98 (s, 2H), 3.40-3.48 (m, 2H), 3.39 (s, 3H), 3.25 (t, J=6.48 Hz, 2H), 3.17 (s, 3H), 3.00-3.07 (m, 2H), 2.78-2.88 (m, 2H), 1.53-1.93 (m, 7H), 1.31-1.45 (m, 1H). LC-MS, (M+1), 363. HPLC (>95%, 保持時間, 1.91 分)。
この混合物を濃縮し、調製様HPLCにより精製した。化合物をMeOH-Et2Oと共に4回すりつぶし、極微量のジアミンを取り除いた(140 mg)。
混合物を濃縮した。これは、調製様HPLCを用いて精製し、化合物26を得た(97 mg)。化合物26を1H NMR, LC-MS及び HPLCで特徴付けた。 1H NMR (D2O), δ: 8.31 (s, 1H), 7.89 (s, 1H), 4.98 (s, 2H), 3.66-3.78 (m, 1H), 3.47 (s, 3H), 3.18-3.27 (m, 4H), 2.72-2.80 (m, 6H), 2.17-2.25 (m, 1H), 1.11-2.04 (m, 8H). LC-MS, (M+1), 363. HPLC (>95%, 保持時間, 1.95 分)。
反応終了後(LC-MS)、この混合物を濃縮した。これを調製様HPLC上で精製し、化合物29を得た。最終化合物をMeOH-Et2Oと共に4回すりつぶして、極微量のジアミンを取り除いた(155 mg)。化合物29を、1H NMR, LC-MS及びHPLCにより特徴付けた。 1H NMR (D2O), δ: 8.33 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 4.99 (s, 2H), 3.44 (s, 3H), 3.24 (t, J=6.66 Hz, 2H), 3.20 (s, 3H), 2.91 (t, J=7.62 Hz, 2H), 1.74-1.82 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 295. HPLC (>95%,保持時間 1.12 分)。
反応終了後(LC-MS)、THFを除いた。残渣をメタノールに溶かし、調製様HPLCにより分離した。最終化合物は、この段階では純品ではない。その後、これを再びISCO C18逆相クロマトグラフィーで精製して、最終産物の純品を得た。HCl/メタノール(1N)溶液)との同時蒸発により、この産物をHCl塩に変換した(100 mg)。化合物30を、1H NMR, LC-MS 及びHPLCで特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 8.71 (s, 1H), 7.36-7.48 (m, 2H), 5.02 (s, 2H), 3.25 (t, J=6.80 Hz, 2H), 3.04-3.10 (m, 2H), 2.78 (s, 6H), 1.83-1.92 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 211. HPLC (>95%, 保持時間, 1.01 分)。
反応終了後(LC-MS)、この混合物を濃縮した。残渣を水に溶かし、調製様HPLC上で分離した。溶媒除去後、50 mL, 1.25 HClメタノール溶液と3回同時蒸発を行い、ギ酸塩をHCl塩に変換した(200 mg)。化合物31は、1H NMR, LC-MS 及びHPLCにより特徴付けた。1H NMR (D2O), δ: 8.70 (s, 1H), 7.33-7.46 (m, 2H), 5.01 (s, 2H), 3.25 (t, J=6.84 Hz, 2H) 2.95 (t, J=7.76 Hz, 2H), 2.60 (s, 3H), 1.77-1.87 (m, 2H). LC-MS, (M+1), 197. HPLC (>95%, 保持時間, 0.99 分)。
2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノ-エチル)-ペンタンアミドは、以下の機構4に示す方法により合成することができる。第1に、2−アミノエタノール(化合物 1E)を離脱基(化合物 2E)を持つこの誘導体に変換する。離脱基の例として、ハロゲン化物及びアルコキシ基、又は他の活性化したヒドロキシル基がある。第2に、化合物2Eは、中性又は塩基性状態で、モルホリンと反応して、2−モルホリノエタンアミン(化合物3E)を産生する。上述の2ステップ反応は、その位置で生成した化合物2Eを伴う1ステップ反応として、連続的に行われる。例えば、モルホリンを加える前に、直接(化合物1Eのヒドロキシル基がジエチルアゾジカルボン酸塩(DEAD)により直接に活性化される)ミツノブ反応を通して、化合物3Eを、化合物1Eより合成することができる。最終産物2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノ-エチル)-ペンタンアミド(化合物4E)を、ペプチドカップリング剤によって、2−モルホリノエタンアミンと、2−アミノ−3−メチルペンタン酸(化合物5E)とのカップリング反応により、得ることができる。ペプチドカップリング剤の例としては、1,1'−カルボニルジイミダゾール(CDI)、ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−ヒドロキシベンゾ−7−アザトリアゾール(HOAt)等々がある。
詳細は以下に記載するが、BDNFと比較した活性測定により、異性体は、それぞれニューロトロフィン活性の可能性を示した。
本願の化合物について、Massa et al J Neurosci. (2006) 26(20):5288-300に記載されている海馬神経細胞の変性防止能をテストした。要約すると、海馬神経細胞を16日齢の胎児マウスより切り取り、培養神経細胞がニューロトロフィン受容体リガンド不存在下で変性する条件で、96−ウェル組織培養プレートに蒔種した。神経細胞変性は、細胞藩種48時間後に、形態学的基準を用いて検定した。脳由来神経栄養因子(BDNF)及び神経成長因子(NGF)等のニューロトロフィンをポジティブ対照として用いた。BDNFの最大細胞死防止活性を100%ニューロトロフィン活性と定義した。NGFの効果は、BDNFの80%である。用いられた各濃度における、テスト化合物のニューロトロフィン活性は、BDNF存在下の最大生存レベルに対する割合により定量化した。培地(CM)存在下、及びBDNF又は化合物不存在下で、生存率は、BDNF最大効果の約40%であり、これをベースライン生存率と見なした。各化合物に対して、用量応答曲線が作成され、EC50及び最大生存率が導かれた。、本明細書に開示したように合成され、特徴付けられた化合物は、約1nM及び約25nMの間のEC50、及びBDNFの約20%及び約100%の間の最大効果を示した。
計算機研究
Accelerys (San Diego, California, USA)より得たAccelrys Catalyst(R)及びInsightIIシステムを用いて計算機研究を行った。
ポリクローナルラビット抗-NGF抗体をChemicon (Temecula, California, USA)から得た。モノクローナル抗-リン酸化-ERKT202/Y204, ポリクローナル抗-ERK42/44, モノクローナル抗-リン酸化-AKTS473, ポリクローナル抗-AKT, ポリクローナル抗-リン酸化-NFκB-p65(Ser563), 及び 部位特異的 ポリクローナル抗-TrkY490をCell Signaling Technology, Inc. (Beverly, Massachusetts, USA)より得た。 モノクローナル 抗-NFκB-p65をSanta Cruz Biotechnology, Inc. (Santa Cruz, California, USA)から得た。 モノクローナル抗-アクチンをSigma-Aldrich Corp. (St. Louis, Missouri, USA)から得た。 ポリクローナルTrkA及びTrkB抗体を Upstate USA, Inc. (Charlottesville, Virginia, USA)から得た。 抗-パン-Trk 1087及び1088 は以前に特徴付けられ(Zhou, Holtzman, D.M., Weiner, R.I., Mobley, W.C. (1994) Proc Natl Acad Sci USA 91, 3824)、これらをDr. William C. Mobley (Stanford University, California, USA)から得た。組み換えp75NTRの細胞外ドメインのニューロトロフィン結合領域 (43-161残基, システイン残基繰り返し領域 II, III, 及びIV)に対して作成したp75NTR ポリクローナルウサギ抗体9651 (Huber, L.J., Chao, M.V. (1995) Dev Bio 167, 227-238) 及び同抗体9650は、Dr. Moses Chao (Skirball Inst., NYU, New York, USA)から提供された。 組み換えヒトNGFをInvitrogen (Carlsbad, California, USA) から得た、及びBDNFをSigma-Aldrich (St. Louis, Missouri, USA)から得た。 P75NTR/Fc 及びTrkA/FcキメラをR&D Systems (Minneapolis, Minnesota, USA)から得た。フューリン抵抗性 プロ-NGF を、既述のように合成した。(Beattie, M.S. et al. (2002) Neuron 36, 375-386)。
海馬神経細胞を既述のようにE16-17マウス胎児から作成した(Yang, T. et al. (2003) J Neurosci 23, 3353-3363)。25μlの細胞懸濁液(2000神経細胞/ウェル;12,500細胞/cm2)、25μlの10%FBSを含むDMEM、及び異なる濃度の組み換えBDNF, NGF, 又はp75-結合化合物をポリ-L-リジンでコーティングしたA/2プレートの各ウェルに加えて、低密度培養を開始した。p75NTR+/+ 及び p75NTR-/-神経細胞を用いた研究のために、p75NTR遺伝子(Lee, K.F. et al. (1992) Cell 69, 737-749)のエクソン3に突然変異を有するマウスをB6類遺伝子バックグランド上に繁殖させた(>10 B6戻し交雑)。
Trk, AKT, NFκB, 及び ERK活性化の検定に対して、E16-17マウス由来の海馬細胞を、ポリL-リジンでコーティングした6-ウェルプレート(Corning, Inc., Corning, New York, USA)中で、10%FBSを含むDMEM存在下で、培養し、その後ニューロトロフィン又は化合物添加前に、2時間、無血清のDMEM中でインキュベートした。表示した時点において、神経細胞を、20 mM Tris, pH 8.0, 137 mM NaCl、1% Igepal CA-630, 10% グリセロール 1 mM PMSF, 10μg/ml アプロティニン、1μg/ml ロイペプチン 500μM オルソバナジン酸塩 (Zhou, J., Valletta, J.S., Grimes, M.L., Mobley, W.C. (1995) J Neurochem 65, 1146-1156);から成る溶解緩衝液中に採取した。
溶解液を遠心し、上清を集め、及び、Pierce (Rockford, Illinois, USA)より得たBCA タンパク質検定試薬を用いて、タンパク質濃度を測定した。Westernブロットを既述のように行った(Yang, T. et al. (2003) J Neurosci 23, 3353-3363)。Westernブロットシグナルを、Amersham (Piscataway, New Jersey, USA)から得た、ECL Chemiluminescence System を用いて行った(Yang, T. et al. (2003) J Neurosci 23, 3353-3363)。
NGF ELISAを既述のように行った(Longo, F.M. et al. (1999) J Neurosci Res 55, 230-237)。要約すると、96ウェルプレートをR&D System (Minneapolis, Minnesota, USA)から得た0.1pmol(1nM)のp75/Fc又はTrkA/FC組み換えタンパク質と共に、4℃で一晩インキュベートし、その後、室温で1時間ブロッキング緩衝液と共にインキュベートした。100ng/mlのプロNGF、又は異なる濃度のNGF、及びp75-結合化合物を試料緩衝液により稀釈し、ウェルに加え、室温で振とうしつつ6時間インキュベートした。その後、プレートを5回、0.05%Tween-20を含むTris緩衝液(TBS)で洗浄し、抗-NGFラビットポリクローナル抗体と4℃で、一晩インキュベートした。TBDで5回洗浄後、ウェルを抗-ウサギIgG HRP結合物と共に、室温で、2.5時間インキュベートし、5回洗浄した。3,3',5,5'-テトラメチル-ベンジジン基質を加え、及び450 nmで、吸光度を測定した。
空ベクター又はp75NTR(Huang, C.S. et al. (1999) J Biol Chem 274, 36707-36714)を発現するNIH3T3繊維芽細胞を、Dr. William Mobley (Stanford University, California, USA)から得た。細胞を単層に生育させ、2mM EDTAを含むPBS中に採取し、ペレットにし、1 mg/ml BSAを含む氷冷したDMEM HEPES中に懸濁した。1枚のコンフルエントな6ウェルプレートからの6〜9x106細胞を各実験点に用いた。
結合解析のために、100 nM 75-結合化合物の存在下又は不存在下に、4℃で、90分間、ゆっくりした回転下で、p75NTR抗体(1:100)を(細胞に)結合させ、その後PBS中で4回洗浄した。最終細胞ペレットを溶解緩衝液に再懸濁した。
前述のようにWestern ブロットを行った。p75NTR抗体の検出のために、ブロットを、Amersham/Pharmacia Biotech (Piscataway, New Jersey, USA)から得たセイヨウワサビペルオキシダーゼ結合のヤギ抗ウサギIgGで探索した。シグナルを、Amersham Biosciences (Piscataway, New Jersey, USA)から得た、ECL化学発光システムにより検出した。負荷したタンパク質量のばらつきを調節するために、ブロットを取り除き、Sigma (St. Louis, Missouri, USA)から得た、β-アクチン モノクローナル抗体を用いて再探索した。
ラット子供由来の皮膚希突起神経膠細胞を既述のように調製した(Yoon et al. (1998) J Neurosci 18, 3273-3281, Harrington, A.W., Kim, J.Y., Yoon, S.O. (2002) J Neurosci 22, 156-166)。細胞を、0.05 nM(2.8 ng/ml)組み換え型の、切断抵抗性プロNGFで処理した。対照を、350 mMイミダゾールを含む等量のプロNGF精製用緩衝液で処理した。処理24時間後、細胞を固定し、既述のように、MBP及びTUNEL染色処理をした(Beattie, M.S. et al. (2002) Neuron 36, 375-386)。ウェル当たり200〜250細胞、実験条件当たり最低600細胞、の計数を行った。
受容体と相互作用すると思われるループ構造を真似る有意義なファーマコフォアを作るために、2つの条件を仮定する:(1)リガンドペプチド構造の自由度は、蛋白質内に有ることで制約される、及び(2)標的受容体サブサイトでのループ構造の変化が関係する"誘導性フィット"は殆ど無い、又は小分子リガンドの柔軟性により適応する。これらの条件を適用する時、天然のリガンドと同様の様式で受容体と相互作用する、相互作用/活性化する小分子コンホメーションが可能となる。
NGF β-ヘアピンループを模倣する活性二量体の環状ペプチドの計算機研究において、エネルギー的及び構造的制約によって、両ペプチドサブユニットの同時のβ-ヘアピン畳み込みは否定されることが示唆され、ペプチドは単量体のように作用することを意味する。さらに、3Dコンフォーマーライブラリーの初期の仮想的スクリーニングに基づき、分子量500 D以下を持つ、多くの機能的二量体非ペプチド分子が存在する可能性は低い。
ニューロトロフィン・ループ1モデル及び小規模in vitroバイオアッセイに基づく、高処理能力の仮想スクリーニングを用いて、強いニューロトロフィン活性を有する化学的に広範囲の化合物を同定した(図1)。およそ800,000化合物を、計算機でスクリーニングしてin vitroスクリーニングに付した23化合物中、高収量で、4ポジティブ化合物(17%)を得た。
p75-結合化合物とニューロトロフィン受容体との相互作用を検定するために、組み換えキメラタンパク質p75NTR-Fc 及び TrkA-Fcと、NGFとの間の結合に対する、化合物の濃度の増加効果を調べた。これらの実験において、化合物(v)(図3c)ではなく、化合物(iv)(図3a)及び化合物(iii)(図3b)は、NGF/p75NTR-Fc結合曲線を顕著に右方向にシフトした。各活性化合物により引き起こされた、NGF結合の阻害は、NGF濃度を上げることで逆転し、このことは、メカニズムが、少なくとも部分的に、競合的であるということと矛盾しない。データを、阻害剤存在下のリガンド結合を記載する、Gaddum-Schild式 (Motulsky, H.J., and Christopoulos, A. (2003) A Practical Guide to Curve Fitting, 2nd edn. (San Diego, California, GraphPad Software, Inc.)) にフィットさせる場合、得られたSchild係数は両活性化合物(化合物(iv)、0.58 +/- 0.04;化合物(iii)、0.26 +/- 0.01)に対し、顕著に1.0以下であり、このことから、例えば、多数のリガンド-受容体結合部位 (Lutz, M., and Kenakin, T. (1999) Quantitative Molecular Pharmacology and Informatics in Drug Discovery (薬剤発見における定量的分子薬理学及び情報学)(Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons); Neubig, R.R., Spedding, M, Kenakin, T., and Christopoulos, A. (2003) Pharmacol Rev 55, 597-606) のような、より複雑なモデルが示唆される。
総合すると、イ)活性化合物による(しかし非活性化合物にはよらない)p75NTRからのNGFの置き換え、ロ)塞がれてないp75NTRの存在に、生物的機能が依存すること、ハ)Trk相互作用及び活性化の欠如、及びd)NGF及び化合物間の相加効果の欠如等の事実から、p75-結合化合物は、直接p75NTRと相互作用し、p75NTRを介して働くことが、強く示唆される。
このことは、p75-結合化合物を選択するために本明細書において用いたファーマコホリックモデルと両立する(図1)。主要な最初の選択基準としてこのモデルへフィッティングをすると、in vitroでテストした小さな群から高い割合の化学的に多様なポジティブ化合物を同定したこと、及び様々な生化学的及び生物学的検定における類似した作用を示すこと、等の事実から、p75-結合化合物は、受容体のp75NTRニューロトロフィン結合部位以外の位置ではなく、p75NTRニューロトロフィン結合部位で相互作用することが示唆される。
NGF及びp75-結合化合物は、本明細書の研究で用いる培養海馬神経細胞の細胞生存を促進するが、成熟NGF又はプロNGFによるp75NTRのリガンド形成は、ある種の細胞種における生存促進より細胞死と関係する(Lee, R., Kermani, P, Teng, K.K., Hempstead, B.L. (2001) Science 294, 1945-1948; Casaccia-Bonnefil, P., Carter, B.D., Dobrowsky, R.T., Chao, M.V. (1996) Nature 386, 716-719)。本明細書に開示したp75-結合化合物がニューロトロフィンが細胞死を誘導するシステムにおいて、生存促進又は細胞死の誘発をするかどうか測定するため、にp75-結合化合物及びプロNGFで処理した、成熟希突起神経膠細胞の生存を調べた。
既に確立した手順を用いて、Aβを3日間、水中でプレインキュベートしオリゴマーを形成させる。E17海馬神経細胞を5日間インキュベートして、テスト化合物と共にAβを加える前に、成熟化させた。成熟した神経細胞は、高いAβによる脆弱性を示す。
ネガティブ対照として、Aβ42-1(30μM)の添加は細胞死を起こさなかった。Aβ1-42を10μM又は30μM添加すると、3日間の暴露後約40%の神経細胞の喪失を起こした(図6a)。この結果は、以前報告されたin vitro Aβ-誘導性細胞死のレベルと似ている (Michaelis, M.L., et al. (2006) J Pharm Exp Ther 312:659-668)。NGFの添加(100 pg/ml)の添加は、Aβ1-42 に対して防護しなかった、がこれは以前報告された発見である(Yankner, B.A., et al. (1990) PNAS 87:9020-9023)。
3ヶ月間の毒物学試験において、加齢が関わる脱毛が5匹中3匹の媒体処理マウスに存在し、化合物(iv)-処理雄マウスでは、5匹中0匹に存在することが示された。その後の追試において、10匹中4匹の媒体処理マウス、及び9匹中0匹の化合物(iv)−処理中年雄マウスが、2ヶ月間という時点で、脱毛を示した。
全体として、これらの研究により、15匹中7匹の媒体処理マウス、及び14匹中0匹の化合物(iv)−処理マウスが脱毛を示した。結果としてp値は、0.001(Fisherの正確確率検定)であり、前臨床研究の顕著な効果の存在を支持した。このデータは、p75NTRが毛嚢細胞の細胞死を調節し、それにより脱毛過程(退行期として知られる)を調節することを示す。これらの知見は、初めて、加齢、又は病理学的状態(円形脱毛症として知られる)において生ずる脱毛の予防に対するp75NTRを標的とする小分子化合物の投与の有効性を示す。
与えられたリガンドと相互作用する受容体群の1つを標的として、自然界に起こることもあり、起こらないこともある、受容体を介する効果の一部の活性化が期待された。Trkの最小の活性化を含む、シグナル伝達のこのような差異は、臨床的に有用であると思われる。例えば、実施例に開示した化合物は、ニューロトロフィンが細胞死を促進する条件下で、細胞生存を促進することができて、及びニューロトロフィン処理による過剰な交感神経繊維新芽形成及び、Trkシグナル伝達を経て起こるかも知れない、痛みの伝達の誘導を起こり難くすることができる(Walsh, G.S., Krol, K.M., Kawaja, M.D. (1999) J Neurosci 19, 258-273)。
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Claims (32)
- XがOを表し、mが1を表し、R2及びR2'は共に=Oを形成し、R3及びR4は、それぞれ独立して、任意に置換基を有していてもよいC1〜C6アルキル基を表し、R5はモルホリニル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロ-2H-ピラン基、1メチルピペラジニル基、ピペリジニル基又はピロリジニル基を表し、R1及びR1'は、それぞれ独立して、水素原子又は任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表す請求項1に記載の化合物。
- mは2を表し、Xは〇を表し、R2及びR2'は、それぞれ水素原子を表し、R3は、任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表し、R5は、窒素結合モルホリニル基、1−メチルピペラジニル基、ピペリジニル基又はピロリジニル基を表し、R1及びR1'は、それぞれ独立して、水素原子又は任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表す請求項1に記載の化合物。
- 化学式II:
- 化学式III:
- XはOを表し、sは0を表し、R22及びR22'は、それぞれ水素原子又は任意に置換基を有していてもよいC1〜C6アルキル基を表し、R20,R20',R21及びR21'は、それぞれ独立して、水素原子、又は任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表し、又はR20及びR20'は共に=Oを形成する請求項9に記載の化合物。
- 化学式IV:
- pは1,2又は3を表し、Y,V及びWは、それぞれO又はSを表し、R30及びR31は、それぞれ独立して、任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表し、R32,R32′R33,R34,R34′,R35,R35′,R36,及びR36′は、それぞれ独立して水素原子又は任意に置換基を有していてもよいC1〜C4アルキル基を表し、Eは、-ORc、-SRc又は-NRcRd を表し、ここでRc及びRdは、これらに結合する窒素原子と共に任意に置換基を有していてもよい複素環アルキル基を形成する請求項12に記載の化合物。
- 化学式IVA:
- (2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2S,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る群から選択される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ。
- (2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2S,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る群から選択される2以上の化合物の混合物、又はこれら化合物の医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ(但し、該混合物が、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドのみから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグである場合、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド又はこの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグの量は、該混合物の総量に対して約5重量%未満ではない。)。
- (2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ(但し、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド又はこの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグの量が、該混合物の総量に対して約5重量%未満ではない。)。
- (2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ。
- 請求項16に記載の化合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ、及び医薬的に許容された担体から成る医薬組成物。
- 請求項18に記載の化合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ、及び医薬的に許容された担体から成る医薬組成物。
- 医薬的に許容された稀釈剤又は担体、及び化学式I、IA、IB、II、IIA、IIB、III、IV又はIVAで表される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、エステル、プロドラッグ若しくは溶媒和物から成る医薬組成物であって、
該化学式Iで表される化合物が下記構造:
該化学式IAで表される化合物が下記構造:
該化学式IBで表される化合物が下記構造:
該化学式IIで表される化合物が下記構造:
該化学式IIAで表される化合物が下記構造:
該化学式IIBで表される化合物が下記構造:
該化学式IIIで表される化合物が下記構造:
該化学式IVで表される化合物が下記構造:
該化学式IVAで表される化合物が下記構造:
- 治療を必要とする患者へ化学式I、IA、IB、II、IIA、IIB、III、IV又はIVAで表される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、エステル、プロドラッグ若しくは溶媒和物を投与することから成る、p75発現に関係する障害を治療するための方法であって、
該化学式Iで表される化合物が下記構造:
該化学式IAで表される化合物が下記構造:
該化学式IBで表される化合物が下記構造:
該化学式IIで表される化合物が下記構造:
該化学式IIAで表される化合物が下記構造:
該化学式IIBで表される化合物が下記構造:
該化学式IIIで表される化合物が下記構造:
該化学式IVで表される化合物が下記構造:
該化学式IVAで表される化合物が下記構造:
- 前記障害が、p75を発現する細胞の変性又は機能障害を伴う請求項24に記載の方法。
- 前記障害が、Alzheimer病、Huntington病、Pick病、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、Parkinson病、脊髄障害、脳卒中、低酸素症、虚血、脳障害、糖尿病性神経症、末梢神経疾患、神経移植、多発性硬化症、末梢神経障害及び脱毛から成る群から選択される請求項24に記載の方法。
- 前記障害が、Alzheimer病である請求項26に記載の方法。
- 治療を必要とする患者へ、(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2S,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る群から選択される化合物又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグから成る医薬組成物を投与することから成る、p75発現に関係する障害を治療するための方法。
- 治療を必要とする患者へ、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド、(2R,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2S,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る群から選択される2以上の化合物の混合物、又はこれら化合物の医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ(但し、該混合物が、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドのみから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグである場合、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド又はこの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグの量は、該混合物の総量に対して約5重量%未満ではない。)から成る医薬組成物を投与することから成るp75発現に関係する障害を治療するための方法。
- 治療を必要とする患者へ、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグ(但し、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド又はこの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグの量が、該混合物の総量に対して約5重量%未満ではない。)から成る医薬組成物を投与することから成るp75発現に関係する障害を治療するための方法。
- 治療を必要とする患者へ、(2S,3S)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミド及び(2R,3R)-2-アミノ-3-メチル-N-(2-モルホリノエチル)-ペンタンアミドから成る混合物、又はこれらの医薬的に許容された塩、溶媒和物、エステル若しくはプロドラッグから成る医薬組成物を投与することから成るp75発現に関係する障害を治療するための方法。
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