JP2014520076A - 炭酸脱水酵素標的化剤およびそれの使用方法 - Google Patents

炭酸脱水酵素標的化剤およびそれの使用方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014520076A
JP2014520076A JP2014510448A JP2014510448A JP2014520076A JP 2014520076 A JP2014520076 A JP 2014520076A JP 2014510448 A JP2014510448 A JP 2014510448A JP 2014510448 A JP2014510448 A JP 2014510448A JP 2014520076 A JP2014520076 A JP 2014520076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkyl
agent
group
carbonic anhydrase
benzo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014510448A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6122840B2 (ja
Inventor
ケビン グローブス，
バグナ バオ，
Original Assignee
ビセン メディカル， インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ビセン メディカル， インコーポレイテッド filed Critical ビセン メディカル， インコーポレイテッド
Publication of JP2014520076A publication Critical patent/JP2014520076A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6122840B2 publication Critical patent/JP6122840B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/06—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/403—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with carbocyclic rings, e.g. carbazole
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/403—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with carbocyclic rings, e.g. carbazole
    • A61K31/404—Indoles, e.g. pindolol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/41—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with two or more ring hetero atoms, at least one of which being nitrogen, e.g. tetrazole
    • A61K31/433—Thidiazoles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/44—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof
    • A61K31/4427—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof containing further heterocyclic ring systems
    • A61K31/4439—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof containing further heterocyclic ring systems containing a five-membered ring with nitrogen as a ring hetero atom, e.g. omeprazole
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/44—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof
    • A61K31/4427—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof containing further heterocyclic ring systems
    • A61K31/444—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof containing further heterocyclic ring systems containing a six-membered ring with nitrogen as a ring heteroatom, e.g. amrinone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
    • A61K31/505—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim
    • A61K31/506—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim not condensed and containing further heterocyclic rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/74—Synthetic polymeric materials
    • A61K31/795—Polymers containing sulfur
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0002—General or multifunctional contrast agents, e.g. chelated agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/0019—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules
    • A61K49/0021—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules the fluorescent group being a small organic molecule
    • A61K49/0032—Methine dyes, e.g. cyanine dyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/005—Fluorescence in vivo characterised by the carrier molecule carrying the fluorescent agent
    • A61K49/0052—Small organic molecules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/005—Fluorescence in vivo characterised by the carrier molecule carrying the fluorescent agent
    • A61K49/0054—Macromolecular compounds, i.e. oligomers, polymers, dendrimers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
    • C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
    • C07D209/08—Indoles; Hydrogenated indoles with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
    • C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
    • C07D209/10—Indoles; Hydrogenated indoles with substituted hydrocarbon radicals attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C07D209/14—Radicals substituted by nitrogen atoms, not forming part of a nitro radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/58—[b]- or [c]-condensed
    • C07D209/60—Naphtho [b] pyrroles; Hydrogenated naphtho [b] pyrroles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/0008—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/0008—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain
    • C09B23/0033—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain the substituent being bound through a sulfur atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/02—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups
    • C09B23/08—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups more than three >CH- groups, e.g. polycarbocyanines
    • C09B23/083—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups more than three >CH- groups, e.g. polycarbocyanines five >CH- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/02—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups
    • C09B23/08—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups more than three >CH- groups, e.g. polycarbocyanines
    • C09B23/086—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing an odd number of >CH- or >C[alkyl]- groups more than three >CH- groups, e.g. polycarbocyanines more than five >CH- groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/988—Lyases (4.), e.g. aldolases, heparinase, enolases, fumarase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)

Abstract

本発明は、造影剤または治療剤として使用することができる、炭酸脱水酵素を標的とする剤を提供する。この剤は、被験体における腫瘍の低酸素症ならびに他の生理的過程をイメージングするのに使用することができる。本発明は、炭酸脱水酵素、特に炭酸脱水酵素ＩＸ（ＣＡ ＩＸ）に結合し、それに限定されるものではないが、低酸素性腫瘍に見出されるものなどの低酸素状態の細胞の同定を含む様々なインビトロおよびインビボ適用で使用することができる蛍光造影剤を提供する。本発明はまた、生存動物における炭酸脱水酵素のインビボイメージングにとって特定の実用性がある、遠赤色領域または近赤外領域の蛍光性ＣＡ ＩＸ剤／リガンドを提供する。

Description

関連出願への相互参照
本願は、２０１１年５月９日に出願された米国仮特許出願第６１／４８３，９７９号の利益を主張し、この米国仮特許出願の内容は、本明細書中に参考として援用される。
本発明は、造影剤（ｉｍａｇｉｎｇ ａｇｅｎｔ）または治療剤として使用することができる、炭酸脱水酵素を標的化する剤を提供する。この剤は、被験体における腫瘍の低酸素症ならびに他の生理的過程をイメージングするのに使用することができる。
ある特定の疾患における分子エンドポイントを評価するための現在の手法では、通常、組織および血液のサンプリング、外科手術が必要であり、実験動物の場合には、異なる時点で屠殺する。非侵襲的なイメージングが改善されているにもかかわらず、より感度が高く特異的な造影剤および方法が、早急に必要である。特定の分子標的および／または全体経路を可視化できるイメージング技術は、多くの様々な病状のための治療的介入の治療効力を診断し評価するための能力を著しく強化することになる。最新のイメージング技術は、主に解剖学的または生理学的情報（例えば、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）および超音波）を伝えるものである。光学イメージングおよび新しい分子イメージングプローブなどのより新しい様式には、疾患を検出し、処置し、モニタする方法を革新的に変える潜在的な可能性がある。
特に、光学イメージングは、研究の場および臨床の場の両方において強力な分子イメージング手法になるといういくつかの利点を提供する。具体的には、光学イメージングは、迅速で安全であり、費用効果が高く、感度が非常に高いものになり得る。走査時間は、数秒から数分で済み、電離放射線が不要であり、イメージングシステムを比較的簡単に使用することができる。さらに、光プローブは、インビボでの報告プロファイルを変えて、分子的および機能的情報をリアルタイムで提供することができる動的な分子造影剤として、設計することができる。インビボでの浸透および感度を最大限にするためには、生物系におけるほとんどの光学イメージングのための選択は、赤色および近赤外（ＮＩＲ）スペクトル領域内（６００〜９００ｎｍ）であるが、可視領域における他の波長を使用することもできる。ＮＩＲ波長範囲では、ヘモグロビンまたは水などの生理的に豊富な吸収体による吸収、ならびに組織自己蛍光が最小限になる。
低酸素症または低酸素状態は、身体全体（全身性低酸素症）または身体の一部（組織低酸素症）に酸素が適切に供給されなくなる病理学的状態である。動脈の酸素濃度の変動は、例えば激しい身体運動の間の、正常な生理の一部であり得る。酸素供給と、細胞レベルでの酸素需要との不整合は、低酸素状態をもたらし得る。
腫瘍の低酸素症は、腫瘍細胞への酸素が欠乏している状況である。腫瘍が増殖すると、それにより腫瘍への血液供給が急速に増大するが、健常な組織よりも酸素濃度が著しく低い領域を有する腫瘍部分が残る。このことは、腫瘍組織において生じる細胞増殖度が増大し、細胞密度がより高くなり、したがって局所的な酸素供給に負担がかかることにより生じる場合もある。
炭酸脱水酵素（または炭酸デヒドラターゼ）は、触媒がない状態ではいくらか緩慢に生じる可逆反応である二酸化炭素および水から重炭酸塩およびプロトンへの急速な相互転換（または逆もまた同じ）を触媒する酵素ファミリーを形成する。動物における酵素機能の１つは、二酸化炭素と重炭酸塩を相互転換して、血液および他の組織における酸塩基平衡を維持し、二酸化炭素を組織外に輸送する一助になることである。
炭酸脱水酵素（ＣＡ）は、呼吸、石灰化、酸塩基平衡、骨吸収、ならびに房水、脳脊髄液、唾液および胃酸の形成を含む様々な生物学的過程に関与する亜鉛金属酵素の大きなファミリーである。炭酸脱水酵素は、組織分布において、および細胞内局在性において広範な多様性を示す。ＣＡ ＩＸは、低酸素状態で著しく上方制御されることが示されており、低酸素症に関連する細胞外酸性化（ａｃｉｄｉｆｃａｔｉｏｎ）において細胞内炭酸脱水酵素ＩＩと共に必要不可欠な役割を果たす膜貫通タンパク質である。ＣＡ ＩＸは、あらゆる腎明細胞癌において発現するが、正常な腎臓またはほとんどの他の正常な組織では検出されない。ＣＡ ＩＸは、細胞増殖および形質転換に関与し得る。重要なことに、腫瘍の低酸素症およびその後のＣＡ ＩＸの発現は、数々のがんのタイプの予後不良および処置成績と関連している。炭酸脱水酵素に関連する低酸素症をより正確に効率的に検出し定量化する能力は、細胞増殖およびがんなどの生物学的現象を理解し、ならびに最も適切な処置レジメンを決定する一助になる。
本発明は、炭酸脱水酵素、特に炭酸脱水酵素ＩＸ（ＣＡ ＩＸ）に結合し、それに限定されるものではないが、低酸素性腫瘍に見出されるものなどの低酸素状態の細胞の同定を含む様々なインビトロおよびインビボ適用で使用することができる蛍光造影剤を提供する。本発明はまた、生存動物における炭酸脱水酵素のインビボイメージングにとって特定の実用性がある、遠赤色領域または近赤外領域の蛍光性ＣＡ ＩＸ剤／リガンドを提供する。さらに、本発明はまた、上記剤のインビトロおよびインビボ特性を最適化するのに使用できる複数の化学修飾基によって修飾された遠赤色または近赤外フルオロフォアを独立に含有する剤を提供する。
一態様では、炭酸脱水酵素標的化剤は、脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分で必要に応じて置換されているスルホンアミド部分を含む炭酸脱水酵素結合部分と、その炭酸脱水酵素部分に、必要に応じてリンカー（Ｌ）部分によって化学的に連結した蛍光レポーターとを含み、ここで蛍光性部分は、必要に応じて複数の化学修飾基をさらに含む。
別の態様では、本発明は、（ａ）スルホンアミド基および芳香族または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合（ＣＡＢ）部分、（ｂ）ＣＡＢ部分に、必要に応じてリンカー（Ｌ）によって化学的に連結した遠赤色または近赤外のフルオロフォア（Ｆ）、ならびに（ｃ）フルオロフォアに、それぞれ独立に、必要に応じてリンカー（Ｌ）によって連結した複数の化学修飾因子（Ｍ）を含む。
化学修飾部分（Ｍ）は、例えば、それぞれフルオロフォアに化学的に連結した２〜８個の個々の修飾基を含むことができる。剤は、ＣＡＢ、フルオロフォアおよび複数の修飾基を含むことができる。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、式（Ｉ）またはその塩によって表される：
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、式（ＩＩ）またはその塩によって表される：
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｒは、出現するごとに独立に、水素、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
ｎは、１、２または３であり、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、式（ＩＩＩ）の化合物またはその塩を含む：
Ｆ−Ｌ−ＣＡＢ（ＩＩＩ）
［式中、
Ｆは、近赤外蛍光色素であり、
Ｌは、任意選択のリンカーであり、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分である］。
ある特定の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、水素、アルコール、スルホン酸、スルホネート、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、カルボキシレート、ケトン、ホスホネート、ホスフェート；イミノジアセテート、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、テトラアザシクロドデカン四酢酸、アミノ酸、ポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、グルコサミン、ガラクトサミンまたはマンノサミンから選択される。他の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、カルボキシレート、ホスホネート、ホスフェートまたはイミノジアセテートである。他の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、スルホネートである。
ある特定の実施形態では、本発明の化合物のある特定のＭによる修飾によって、化学的に修飾されたフルオロフォアに連結していないＣＡＢ結合基よりも、ＣＡ ＩＸに対する選択性が高い（ＣＡ ＩＸ以外のＣＡ（ＣＡ ＩＩなど）と比較して）蛍光性ＣＡ造影剤が得られる。
ある特定の実施形態では、本発明の化合物のある特定のＭによる修飾によって、非特異的には細胞膜を通過せず、したがってＣＡ ＩＩなどの細胞質性ＣＡよりも細胞表面ＣＡに対する選択性が非常に高い蛍光性ＣＡ造影剤が得られる。
ある特定の実施形態では、本発明の化合物のある特定のＭによる修飾によって、ＣＡ ＩＸ陰性の動物組織における非特異的な蓄積は少なく、したがってＣＡ ＩＸ陽性の隣接組織に対して高いコントラストを可能にする蛍光性ＣＡ造影剤が得られる。
ある特定の実施形態では、化学修飾部分であるＭは、中性ｐＨにおいて−３〜−１２の範囲の正味の負電荷を有する炭酸脱水酵素標的化剤を修飾する。
ある特定の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、炭酸脱水酵素標的化剤の非特異的な細胞膜透過性を低下させる。さらに他の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、生存動物に投与されると、炭酸脱水酵素標的化剤の組織への非特異的な蓄積を低減する。
ある特定の実施形態では、結合またはリンカー部分Ｌは、グリシン、アラニン、β−アラニン、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（＝Ｏ）−（ここでｎ＝１〜８）、４−アミノメチル安息香酸、システイン酸、グルタミン酸、アミノ−ポリエチレングリコール−カルボン酸、アミノ−ポリエチレングリコールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ならびにジアミン−アミノ酸、例えばホモリシン、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸およびジアミノプロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸またはアジピン酸からなる群から選択される部分を含む。
ある特定の実施形態では、式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩにおける炭酸脱水酵素標的化部分（ＣＡＢ）は、以下の１つである。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素造影剤は、
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−スルファモイルフェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）フェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；および
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３，３−ジメチル−５−スルホ−１−（３−スルホプロピル）インドリン−２−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−３，３−ジメチル−５−スルホ−３Ｈ−インドール−１−イウム−１−イル）プロパン−１−スルホネート
ならびに薬学的に許容されるその塩からなる群から選択される。
本発明の別の態様は、炭酸脱水酵素標的化剤および薬学的に許容される賦形剤を含む、被験体に投与するのに適した薬学的組成物を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、（ａ）炭酸脱水酵素標的化剤を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、（ｃ）該炭酸脱水酵素標的化剤によって放出されるシグナルを検出するステップとを含む、インビボイメージングの方法を提供する。ある特定の実施形態では、ステップ（ａ）〜（ｃ）は、所定の時間間隔で繰り返され、それによって被験体における該炭酸脱水酵素標的化剤の放出シグナルの経時的な評価が可能になる。
ある特定の実施形態では、本発明は、（ａ）フルオロフォアまたは蛍光色素を含む炭酸脱水酵素標的化剤を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、（ｃ）該被験体を、該蛍光色素によって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、（ｄ）該剤によって放出されるシグナルを検出するステップとを含む、インビボ光学イメージングの方法を提供する。さらに、他の実施形態では、ステップ（ａ）〜（ｄ）は、所定の時間間隔で繰り返され、それによって該被験体における該炭酸脱水酵素剤の放出シグナルの経時的な評価が可能になる。
ある特定の実施形態では、被験体は、動物またはヒトである。
ある特定の実施形態では、上記剤によって放出されたシグナルを使用して、画像、例えば断層撮影画像を構築する。
ある特定の実施形態では、ステップ（ａ）中に、シグナル特性を互いに区別できる、少なくとも１つが炭酸脱水酵素標的化剤である２種以上のイメージングプローブを被験体に投与する。他の実施形態では、ステップ（ａ）において、該炭酸脱水酵素標的化剤で標識した細胞を該被験体に投与する。他の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤によって放出されたシグナルを使用して、細胞の輸送および局在をモニタする。
他の実施形態では、内視鏡、カテーテル、断層撮影システム、携帯式光学イメージングシステムまたは術中顕微鏡を使用して、照射ステップおよび検出ステップを実施する。
ある特定の実施形態では、放出シグナルの存在、非存在またはレベルは病状を示す。他の実施形態では、本方法は疾患を検出かつ／またはモニタするために使用される。他の実施形態では、本疾患は、骨疾患、がん、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、再狭窄（ｒｅｓｔｉｎｏｓｉｓ）、心虚血、心筋再灌流傷害、環境疾患、皮膚疾患、免疫性疾患、遺伝性疾患、感染性疾患、炎症性疾患、代謝性疾患、神経変性疾患、眼疾患および呼吸器疾患からなる群から選択される。
ある特定の実施形態では、本発明は、（ａ）炭酸脱水酵素標的化剤を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤の存在を検出し、それによって該被験体の組織における酸素欠乏を表す画像を生成するステップとを含む、該被験体における低酸素症をイメージングする方法である。ある特定の実施形態では、腫瘍における炭酸脱水酵素剤のシグナルは、低酸素性腫瘍を表す。
ある特定の実施形態では、本発明は、疾患領域に局在し、実効線量の放射線を送達する放射標識を含む炭酸脱水酵素標的化剤を、全身または局所的に被験体に投与するステップを含む、被験体の疾患を処置する方法である。
ある特定の実施形態では、本発明は、（ａ）試料を、炭酸脱水酵素標的化剤と接触させるステップと、（ｂ）該剤が生物学的標的に結合できるようにするステップと、（ｃ）必要に応じて、非結合の剤を除去するステップと、（ｄ）該剤から放出されたシグナルを検出し、それによって該剤が該生物学的標的によって活性化されているか、または該生物学的標的に結合しているかを決定するステップとを含む、インビトロイメージング方法である。他の実施形態では、試料は生物学的試料である。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、遠赤色蛍光性または近赤外蛍光性である。
本発明の化合物は、ＣＡ、特にＣＡ ＩＸの阻害、ならびにＣＡのインビトロおよびインビボ蛍光イメージングに有効であり、したがって、治療適用および診断適用の両方に使用することができる。
さらに本発明は、蛍光性ＣＡ造影剤を使用する、インビトロおよびインビボイメージングのための方法を提供する。光学インビボイメージングに関して、この方法は、（ａ）本発明のＣＡ剤を被験体に投与するステップと、（ｂ）該ＣＡ剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、（ｃ）該被験体を、該ＣＡ剤のフルオロフォアによって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、（ｄ）該ＣＡ剤によって放出される光学的シグナルを検出するステップとを含む。該剤によって放出されたシグナルを使用して、画像を構築することができる。ある特定の実施形態では、画像のいくつかは、断層撮影画像である。さらに、上記のステップは、所定の間隔で繰り返すことができ、それによって被験体の経時的な評価が可能になることを理解されたい。
炭酸脱水酵素標的化剤は、被験体、例えば動物および／またはヒト被験体への投与に適した薬学的組成物に製剤化することができる。該薬学的組成物は、該炭酸脱水酵素剤の１つまたは複数、および１つまたは複数の安定剤を、生理的に許容されるキャリア中に含むことができる。
被験体は、脊椎動物、例えば哺乳動物、例えばヒトであってよい。被験体は、実験研究で使用される非脊椎動物（例えば、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ、ショウジョウバエまたは別のモデル研究生物等）であってもよい。
炭酸脱水酵素標的化剤は、例えば、それぞれイメージングレポーターに化学的に連結した１〜５個の炭酸脱水酵素結合部分（例えば、２〜５個、３〜５個または４〜５個の炭酸脱水酵素結合部分）を含むことができる。この剤は、イメージングレポーターにそれぞれ化学的に連結した複数の炭酸脱水酵素結合部分を含むことができる。
イメージングレポーターは、例えば、フルオロフォアレポーター、蛍光色素レポーター、光学レポーター、磁気レポーター、放射標識、Ｘ線レポーター、超音波イメージングレポーターもしくはナノ粒子ベースのレポーター、または組合せから選択することができる。上記炭酸脱水酵素剤はさらに、炭酸脱水酵素結合部分またはイメージングレポーターに化学的に連結した生物学的修飾因子を含むことができる。
さらに本発明は、炭酸脱水酵素標的化剤を使用する、インビトロおよびインビボイメージングのための方法を提供する。光学インビボイメージングに関して、例示的なある方法は、（ａ）１つまたは複数の蛍光色素を含む本発明の上記の炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは複数を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、（ｃ）該被験体を、少なくとも１つの蛍光色素によって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、（ｄ）該炭酸脱水酵素標的化剤によって放出されるシグナルを検出するステップとを含む。該剤によって放出されたシグナルを使用して、画像、例えば断層撮影画像を構築することができる。さらに、上記のステップは、所定の間隔で繰り返すことができ、それによって該被験体の経時的な評価が可能になることを理解されたい。
炭酸脱水酵素標的化剤は、腫瘍の低酸素症（酸素欠乏（ｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ））、または被験体における細胞増殖などの他の生理的過程を測定するのに使用することができる。例示的なある方法は、（ａ）上記の炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは複数を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤（複数可）の存在を検出し、それによって該被験体において酸素濃度が低下した腫瘍を表す画像を生成するステップとを含む。
上記の方法のそれぞれにおいて、被験体は、脊椎動物、例えば哺乳動物、例えばヒトであってよい。被験体は、実験研究で使用される非脊椎動物（例えば、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ、ショウジョウバエまたは別のモデル研究生物等）であってもよい。
さらに、炭酸脱水酵素標的化剤は、キットに組み込むことができ、例えば、インビボまたはインビトロイメージング方法で該炭酸脱水酵素標的化剤を使用するための任意選択の指示と共にキットに組み込むことができる。キットは、必要に応じて、炭酸脱水酵素標的化剤の使用に役立つ成分、例えばバッファ、および他の処方剤（ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を含むことができる。あるいは、キットは、被験体への炭酸脱水酵素標的化剤の投与および／またはその剤の検出に役立つ医療デバイスを含むことができる。
本発明の他の特徴および利点は、以下の図面、詳細な記載および特許請求の範囲から明らかである。
図１は、非結合性の対照化合物Ｄ３（各画像の組の上列）および例示的化合物Ｃ５（各画像の組の下列）を投与して２４時間後の両側ＨｅＬａ腫瘍の平面反射（ｐｌａｎａｒ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）画像（図１Ａ）および断層撮影画像（図１Ｂ）である。 図２は、アセタゾラミドによって細胞をプレインキュベートしたおよびプレインキュベートしなかった、例示的な剤Ａ５およびＡ３でインキュベートした低酸素および正常酸素のＨｅＬａ細胞の顕微鏡画像を示す。陰性対照としての培地、蛍光剤、陽性対照としての市販のＣＡ ＩＸ抗体、および非結合性の対照の剤Ｄ３も示す。 図３は、アセタゾラミドによって阻止したおよび阻止しなかった、非結合性の対照化合物Ｄ３、ならびに例示的な剤Ａ５およびＡ３でインキュベーションした際の正常酸素条件および低酸素条件下でのＨｅＬａ細胞の蛍光シグナルの定量化を示す図である。 図４は、非結合性の対照の剤Ｄ３および例示的な剤Ｃ５を腫瘍担持マウスに注射して２４時間後の体内分布（ｂｉｏｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を示す図である。 図５は、アセタゾラミドでｉ．ｖ．により前処置したおよび前処置しなかったＨｅＬａ腫瘍担持マウスの、断層撮影画像（図５Ａ）およびＦＭＴによって定量化した腫瘍の蛍光合計を示す図（図５Ｂ）である。 図６は、例示的な剤Ｃ５で処置し、通常空気または８％酸素に置いたマウスから切除したＨｅＬａ腫瘍の蛍光画像である（図６Ａ）。画像化した腫瘍の定量分析は、低酸素条件下のマウスからの腫瘍の方が例示的な剤Ｃ５を多く取り込んだことを示す（図６Ｂ）。 図７は、蛍光顕微鏡法による腫瘍組織における蛍光性炭酸脱水酵素結合化合物の分布を示す図である。別個の腫瘍切片において、例示的な剤Ｃ５は、ＣＡ ＩＸ抗体および低酸素症マーカーであるピモニダゾール（ｐｉｍｏ）の両方と共局在している。
本発明は、炭酸脱水酵素（ＣＡ）を標的にし、インビトロでの細胞への非特異的な取込みが少なく、インビボでの組織への非特異的な取込みが少なく、様々なインビトロおよびインビボアッセイおよびイメージング適用、ならびに様々な治療適用で使用することができる、生体適合性のある安定な蛍光剤を生成することが可能であるという発見にある程度基づく。この蛍光剤は、低酸素症中にしばしば上方制御される酵素である炭酸脱水酵素に結合することができる。
遠赤色領域および近赤外領域に吸収スペクトルおよび発光スペクトルを有するシアニンフルオロフォアなどのある特定のフルオロフォアは、炭酸脱水酵素結合基などの結合基の分子量を大きく上回る分子量を有する場合があり、結合基に連結すると剤の物理的、化学的および生物学的な特性に対して優勢に作用し得、それによりインビトロおよびインビボイメージング性能に負の影響を及ぼし得る。フルオロフォア部分の化学修飾は、該結合基を直接的に修飾することなく、該剤の物理的、化学的および生物学的な特性を操作できるようにすることによって、これらの制限を克服することができる。さらに、化学修飾部分は、複数の酵素同士の結合親和性、結合選択性に影響を及ぼすことができ、別の方法で結合標的に対して陰性である細胞または組織における該剤の非特異的な取込みに影響を及ぼすことができる。特に、生理的ｐＨにおいて顕著な正味の負電荷、例えば正味−３〜−６の電荷になるようにシアニン色素を修飾すると、ＣＡ ＩＸ剤をＣＡ ＩＸ陰性細胞に透過しないようにし、インビボでＣＡ ＩＸ陰性組織から速やかにクリアランスされるようにすることができる。ある特定の実施形態では、中性ｐＨにおいて−３〜−６の正味の負電荷を有するように修飾された上記剤は、インビトロ実験およびインビボ実験の両方において、結合親和性および標的対バックグラウンド比に関して予想外に高い性能を示す。
一態様では、本発明の剤は、フルオロフォアに化学的に連結した少なくとも１つの炭酸脱水酵素結合部分（ＣＡＢ）を含み、ここで１つまたは複数の化学修飾部分（Ｍ）は、該フルオロフォアに化学的に連結している。必要に応じて、１つまたは複数のリンカー（Ｌ）部分は、ＣＡＢをフルオロフォアに化学的に連結し、またはＭをフルオロフォアに化学的に連結させるのに使用することができる。いくつかの実施形態では、ＣＡＢは、スルホンアミドおよび芳香族または複素芳香族部分を含有する分子であり、フルオロフォアはシアニン色素である。
「炭酸脱水酵素結合部分」またはＣＡＢは、本明細書で定義の通り、炭酸脱水酵素に特異的に結合し、かつ／または炭酸脱水酵素の天然基質に対する炭酸脱水酵素の触媒活性を低減もしくは防止し、かつ／または炭酸脱水酵素がその天然リガンドに結合するのを拮抗する分子である。ＣＡＢと炭酸脱水酵素との間の結合は、共有結合性または非共有結合性（例えば、静電相互作用、疎水性相互作用、ファンデルワールス相互作用、水素結合、双極子相互作用等）であり得る。ＣＡＢと炭酸脱水酵素の結合は、好ましくは非共有結合性である。
ある特定の実施形態では、ＣＡＢは、炭酸脱水酵素、例えばＣＡ ＩＩ、ＣＡ ＩＶ、ＣＡ ＩＸおよびＣＡ ＸＩＩへの親和性を有する。
用語「親和性」は、本明細書で使用される場合、優先的に炭酸脱水酵素に結合し、かつ／または炭酸脱水酵素によって保持される炭酸脱水酵素剤の能力を指す。この特徴を有する炭酸脱水酵素剤は、「標的化」される。ＣＡＢまたは炭酸脱水酵素剤の親和性は、例えば、該剤の存在下で基質（例えば、ＣＯ２）に対するＣＡ酵素の活性の阻害を測定することにより、該ＣＡ酵素に対する阻害定数Ｋｉを決定することによって、またはＣＡ ＩＸなどの膜結合ＣＡの場合には、例えばフローサイトメトリーによってＣＡ発現生存細胞に対する解離定数Ｋｄを測定することによって測定することができる。ある特定の実施形態では、本明細書に記載の炭酸脱水酵素標的化剤の親和性は、ＣＡに対して１００ｎＭ未満のＫｉまたはＫｄを有する。ある特定の好ましい実施形態では、ＣＡ ＩＸに対する本明細書に記載の剤のＫｉまたはＫｄは、５０ｎＭ未満である。
本明細書に開示した炭酸脱水酵素標的化剤には、その立体異性体またはその立体異性体の混合物または薬学的に許容されるその塩形態も含まれることを理解されたい。
「フルオロフォア」（Ｆ）は、イメージングにおいて蛍光シグナルまたはコントラストを提供するのに使用され、イメージング技術によって検出可能な任意の適切な化学物質または物質であってよい。ある特定の実施形態では、Ｆは、例えばシアニン色素、カルボシアニン色素、インドシアニン色素またはポリメチン蛍光色素を含む。
ある特定の実施形態では、Ｆは、対称性シアニン色素を含む。他の実施形態では、Ｆは、非対称性シアニン色素を含む。他の実施形態では、Ｆはまた、上記剤のインビトロおよびインビボ特性を最適化することができ、最終的には蛍光造影剤としての該剤の性能を最適化することができる複数の化学修飾部分で修飾することができる。
本明細書で使用される場合、用語「化学的に連結した」は、組み合わさった凝集体が一単位として機能できるのに十分強い原子間引力によって接続されることを意味すると理解される。これには、それに限定されるものではないが、化学的結合、例えば共有結合、非共有結合性結合、例えばイオン結合、金属結合および橋状結合、疎水性相互作用、水素結合およびファンデルワールス相互作用が挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）」は、別の分子でさらに修飾または誘導体化され得る反応性官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）を意味すると理解される。一態様では、反応性官能基は、アミン、カルボン酸、カルボン酸エステル、ハロゲン、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、ニトリル、イソニトリル、イソシアネート、イソチオシアネート、チオール、マレイミド、アジド、アルキン、テトラゾリル、ホスホネート、アルケン、ニトロおよびニトロソである。
本明細書で使用される場合、用語「化学修飾基」または「Ｍ」は、それに限定されるものではないが、Ｍで修飾されていない炭酸脱水酵素剤と比較して、炭酸脱水酵素標的化剤の、投与用媒体への水溶性を増大させるもしくは分散性を増大させる、結合特異性を増大させる、分子の正味の電荷を増大もしくは低減する、免疫原性もしくは毒性を低減する、または細胞取込み、薬物動態もしくは体内分布プロファイルを改変することなどの、該炭酸脱水酵素標的化剤の物理的、化学的または生物学的な特性を変えるのに使用できる任意の部分を意味すると理解される。
「イメージングレポーター」または「ＩＲ」は、イメージングにおいてコントラストまたはシグナルを得るのに使用され、イメージング技術によって検出可能な任意の適切な化学物質または物質であってよい。ある特定の好ましい実施形態では、イメージングレポーターは、１つまたは複数のフルオロフォア、光輝性のナノ粒子、放射性同位体、超常磁性物質、Ｘ線造影剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ）および超音波剤を含む。ＩＲはまた、光線力学的療法で使用されるポルフィリンおよび／または放射線療法で使用される放射性核種などの治療用レポーターを含み得ることを理解されたい。
用語「アルキル」は、当技術分野において認識されており、直鎖アルキル基および分枝鎖アルキル基を含む飽和脂肪族基を含む。さらに、用語「アルキル」（または「低級アルキル」）は、「置換アルキル」を含み、これは、炭化水素骨格の１つまたは複数の炭素上の水素を置き換える置換基を有するアルキル部分を指す。このような置換基には、例えば、ヒドロキシル、カルボニル（カルボキシル、アルコキシカルボニル、ホルミルまたはアシルなど）、チオカルボニル（チオエステル、チオアセテートまたはチオホルメートなど）、アルコキシル、ホスホリル、ホスホネート、ホスフィネート、アミノ、アミド、アミジン、イミン、シアノ、ニトロ、アジド、スルフヒドリル、アルキルチオ、サルフェート、スルホネート、スルファモイル、スルホンアミド、スルホニル、ヘテロシクリル、アラルキル、または芳香族もしくは複素芳香族部分が含まれ得る。炭化水素鎖上で置換された部分が、適切な場合にはそれら自体置換されていてもよいことが、当業者には理解される。例えば、置換アルキルの置換基には、アミノ、アジド、イミノ、アミド、ホスホリル（ホスホネートおよびホスフィネートを含む）、スルホニル（サルフェート、スルホンアミド、スルファモイルおよびスルホネートを含む）およびシリル基、ならびにエーテル、アルキルチオ、カルボニル（ケトン、アルデヒド、カルボキシレートおよびエステルを含む）、−ＣＮ等の置換および非置換形態が含まれ得る。ある特定の実施形態では、アルキルは置換されておらず、すなわちそれは非置換である。用語「アルキル」が、化合物の２つの部分を接続する化学的断片を記載するために使用される場合、用語「アルキル」は、直鎖アルキル基のジラジカルおよび分枝鎖アルキル基のジラジカルを含む飽和脂肪族基のジラジカルを意味すると理解される。例えば、「Ｂｒ−アルキル−ＣＯ２Ｈ」におけるアルキルという用語は、臭素とカルボン酸基を接続するアルキルジラジカルを指す。
用語「アリール」は、当技術分野において認識されており、０個から４個のヘテロ原子を含むことができる５員、６員および７員の単環芳香族基、例えば、ベンゼン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジン等を指す。環構造にヘテロ原子を有するこれらのアリール基は、「ヘテロアリール」または「複素芳香族」と呼ぶこともできる。芳香環は、１つまたは複数の環位置において、例えばハロゲン、アジド、アルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、芳香族または複素芳香族部分、−ＣＦ３、−ＣＮ等の上記のような置換基で置換されていてもよい。用語「アリール」は、２つ以上の炭素が、２つの隣接する環（これらの環は「縮合環」である）に共通する２つ以上の環式環を有する多環式環系も含み、ここで、該環の少なくとも１つは芳香族であり、例えば他の環式環は、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリールおよび／またはヘテロシクリルであってよい。ある特定の実施形態では、アリールは置換されておらず、すなわちそれは非置換である。用語「アリール」が、化合物の２つの部分を接続する化学的断片を記載するために使用される場合、用語「アリール」は、芳香族基のジラジカルを意味すると理解される。例えば、「Ｂｒ−アリール−ＣＯ２Ｈ」におけるアリールという用語は、臭素とカルボン酸基を接続するアリールジラジカルを指す。
用語「複素環式」および「ヘテロシクリル」は、当技術分野において認識されており、１つまたは複数のヘテロ原子を含有する芳香族または非芳香環を指す。ヘテロ原子は、互いに同じでも異なっていてもよい。ヘテロ原子（ｈｅｔｅｒａｔｏｍ）の例には、それに限定されるものではないが、窒素、酸素および硫黄が含まれる。芳香族および非芳香族複素環式環は、当技術分野で周知である。芳香族複素環式環のいくつかの非限定的な例には、ピリジン、ピリミジン、インドール、プリン、キノリンおよびイソキノリンが含まれる。非芳香族複素環式化合物の非限定的な例には、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピロリジンおよびピラゾリジンが含まれる。酸素含有複素環式環の例には、それに限定されるものではないが、フラン、オキシラン、２Ｈ−ピラン、４Ｈ−ピラン、２Ｈ−クロメンおよびベンゾフランが含まれる。硫黄含有複素環式環の例には、それに限定されるものではないが、チオフェン、ベンゾチオフェンおよびパラチアジンが含まれる。窒素含有環の例には、それに限定されるものではないが、ピロール、ピロリジン、ピラゾール、ピラゾリジン、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピリジン、ピペリジン、ピラジン、ピペラジン、ピリミジン、インドール、プリン、ベンズイミダゾール、キノリン、イソキノリン、トリアゾールおよびトリアジンが含まれる。２つの異なるヘテロ原子を含有する複素環式環の例には、それに限定されるものではないが、フェノチアジン、モルホリン、パラチアジン、オキサジン、オキサゾール、チアジンおよびチアゾールが含まれる。複素環式環は、必要に応じて１つまたは複数の環位置において、例えばハロゲン、アジド、アルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、カルボン酸、−Ｃ（Ｏ）アルキル、−ＣＯ２アルキル、カルボニル、カルボキシル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｏ）、スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ）、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリール部分、−ＣＦ３、−ＣＮ等でさらに置換されている。ある特定の実施形態では、複素環式基またはヘテロシクリル基は、置換されておらず、すなわちそれは非置換である。用語「ヘテロシクリル」が、化合物の２つの部分を接続する化学的断片を記載するために使用される場合、用語「ヘテロシクリル」は、１つまたは複数のヘテロ原子を含有する芳香族または非芳香環のジラジカルを意味すると理解される。例えば、「Ｂｒ−ヘテロシクリル−ＣＯ２Ｈ」におけるヘテロシクリルという用語は、臭素とカルボン酸基を接続するヘテロシクリルジラジカルを指す。
用語「アミン」および「アミノ」は、当技術分野において認識されており、非置換および置換アミンの両方、例えば、次の一般式によって表すことができる部分を指す。
式中、Ｒ５０、Ｒ５１、Ｒ５２およびＲ５３は、それぞれ独立に、水素、アルキル、アルケニル、−（ＣＨ２）ｍ−Ｒ６１を表し、またはＲ５０およびＲ５１は、それらが結合しているＮ原子と一緒になって、環構造内に４〜８個の原子を有する複素環を形成し（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）、Ｒ６１は、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、複素環または多環を表し、ｍは、０であり、または１〜８の範囲の整数である。ある特定の実施形態では、Ｒ５０またはＲ５１の一方のみがカルボニルであってよく、例えば、Ｒ５０、Ｒ５１および窒素は、一緒になってイミドを形成することはない。他の実施形態では、Ｒ５０およびＲ５１（および必要に応じてＲ５２）は、それぞれ独立に、水素、アルキル、アルケニルまたは−（ＣＨ２）ｍ−Ｒ６１を表す。
用語「オキソ」は、当技術分野において認識されており、「＝Ｏ」置換基を指す。例えば、オキソ基で置換されたシクロペンタンは、シクロペンタノンである。
記号「
」は、結合点を示す。
本明細書に記載の化合物は、−ＳＯ３ −基などの荷電官能基を含有することができる。このような荷電官能基を含有する化合物は、（ｉ）電荷が中性の化合物を提供するために、十分な数の正に荷電した官能基（複数可）および負に荷電した官能基を含有するか、または（ｉｉ）該化合物が電荷中性になるように１つもしくは複数の対イオンが存在するかのいずれかであることを理解されたい。全体的電荷（図示の通り）を有する化学構造が提示されている場合、電荷が中性の化合物を提供するために、十分な数の対イオン（複数可）（例えば、正電荷を均衡させるためのハロゲンもしくはアセテート、または負電荷を均衡させる（ｃｏｕｎｔｅｒｂａｌａｎｃｅ）ための金属カチオンもしくはアンモニウム基）が存在することを理解されたい。さらに、本明細書で図示した化合物のあらゆる互変異性体は、すべて本発明の範囲に含まれる。
本記載を通して、組成物およびキットが、特性の成分を有する、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）、もしくは含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）と記載され、または過程および方法が、特定のステップを有する、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）、もしくは含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）と記載されている場合、記載の成分から本質的になる、もしくは記載の成分からなる本発明の組成物およびキットがさらに存在し、記載の処理ステップから本質的になる、もしくは記載の処理ステップからなる本発明による過程および方法がさらに存在することが企図される。
化学構造および／または化学名によって、様々な化合物を記載する。化学構造および該構造のために提供されると化学名との間に矛盾が生じる場合には、該化学構造が優先する。
一般的事項として、百分率を明記した組成物は、別段特定されない限り重量によるものである。さらに、変数に定義が併記されていない場合、その変数の先行の定義に従う。
一態様では、本発明は、脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分で必要に応じて置換されているスルホンアミド部分を含む炭酸脱水酵素標的化部分と、その炭酸脱水酵素部分に、必要に応じてリンカー（Ｌ）部分によって化学的に連結した蛍光レポーターとを含み、蛍光性部分が、複数の化学修飾基を担持する炭酸脱水酵素標的化剤を提供する。
別の態様では、本発明は、（ａ）脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分で必要に応じて置換されているスルホンアミド部分を含む炭酸脱水酵素標的化部分と、（ｂ）その炭酸脱水酵素部分に、必要に応じてリンカー（Ｌ）部分によって化学的に連結したイメージングレポーターとを含む炭酸脱水酵素標的化剤を提供する。
別の態様では、本発明は、式（Ｉ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する：
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
別の態様では、本発明は、式（ＩＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する：
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｒは、出現するごとに独立に、水素、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
ｎは、１、２または３であり、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
別の態様では、本発明は、式（ＩＩＩ）の炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する
Ｆ−Ｌ−ＣＡＢ（ＩＩＩ）
［式中、
Ｆは、近赤外蛍光色素であり、
Ｌは、任意選択のリンカーであり、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分である］。
別の態様では、本発明は、式（ＩＶ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する：
［式中、
Ｑは、非置換ヘテロアリールであり、
Ｌ１は、以下、
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；
（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
（ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
（ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−Ｃ１〜３アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；または
（ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
のうちの１つであり、
ここで、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
Ｌ２は、Ｃ１〜５アルキルであり、
Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表し、
ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここでＲ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
別の態様では、本発明は、式（Ｖ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する：
［式中、
Ｑは、Ｃ１〜６アルキルであり、
Ｌ１は、以下、
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；または
（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
のうちの１つであり、
ここでＲ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
Ｌ２は、Ｃ１〜５アルキルであり、
Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表し、
ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここでＲ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
別の態様では、本発明は、式（ＶＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩を提供する：
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｒは、出現するごとに独立に、水素、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
ｎは、１、２または３であり、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分であり、ただし少なくとも１回ＣＡＢが出現する］。
別の態様では、本発明は、式（Ａ）の化合物またはその塩を提供する：
［式中、ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素標的化部分であり、
Ｌは、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキ基ル、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基およびチオアルキル基からなる群から選択され、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から選択され、
Ｙ１およびＹ２は、ＨおよびＣ１〜Ｃ２０脂肪族基からなる群から独立に選択され、そのそれぞれは、Ｌ−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、化学修飾部分であり、または存在しない］。
別の態様では、本発明は、式（Ｂ）の化合物またはその塩を提供する：
［式中、ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｌは、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基およびチオアルキル基からなる群から選択され、またはＱは存在せず、
Ｒは、出現するごとに独立に、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ−Ｍで必要に応じて置換されており、またはＲは存在せず、
ｎは、１、２または３であり、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から選択され、
Ｙ１およびＹ２は、ＨおよびＣ１〜Ｃ２０脂肪族基からなる群から独立に選択され、そのそれぞれは、Ｌ−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、化学修飾部分であり、または存在しない］。
化学修飾因子Ｍ
化学修飾因子Ｍは、スルホネート、カルボキシレート、ホスホネート、ホスフェートまたはイミノジアセテートからなる群から選択されるアニオン性部分であってよい。
化学修飾因子Ｍは、水素、アルコール、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、ケトン、アミノ酸もしくはポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、またはグルコサミン、ガラクトサミンもしくはマンノサミンなどの糖であってよい。
化学修飾因子Ｍは、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸およびテトラアザシクロドデカン四酢酸などの金属キレーターであってよい。本発明の別の態様では、金属をキレート化する１つまたは複数のＭ基は、金属イオンに配位している。
化学修飾因子Ｍは、上記剤に顕著な正味の負電荷を付与するイオン化可能な（ｉｏｎｉｚａｂｌｅ）基、例えば、カルボキシレート、スルホネート、ホスホネート、ホスフェートまたはイミノジアセテートであってよい。ある特定の実施形態では、複数のイオン化可能な修飾基によってフルオロフォアを化学修飾した後の上記剤の正味の電荷は、中性ｐＨで−３〜−１２である。ある特定の実施形態では、該フルオロフォア部分の正味の電荷は、−５である。
ある特定の実施形態では、化学修飾因子Ｍは、薬物または放射線療法部分などの生物学的に活性な分子を含む。ある特定の実施形態では、該生物学的に活性な分子は、リンカーによって上記剤に連結しているが、このリンカーは、それに限定されるものではないが、酵素触媒、熱触媒、酸触媒による切断または光化学的な切断を含む生物学的または物理的な機序によって切断することができる。
ある特定の実施形態では、Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表す。ある特定の実施形態では、Ｍは、出現するごとに独立に、水素、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表す。
ある特定の実施形態では、Ｍは、出現するごとに独立に、水素、アルコール、スルホン酸、スルホネート、ポリスルホネート、システイン酸、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、カルボキシレート、ケトン、ホスホネート、ホスフェート；イミノジアセテート、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、テトラアザシクロドデカン四酢酸、アミノ酸もしくはポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、糖、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アルコキシポリエチレングリコール、分枝状ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリリシンとメトキシポリエチレングリコールとのグラフトコポリマー、ペプチド、脂質、脂肪酸、パルミテート、リン脂質、リン脂質−ＰＥＧコンジュゲート、炭水化物、酸化鉄ナノ粒子、ナフチルアラニン、フェニルアラニン、３，３−ジフェニルプロピルアミン、タウリン、ホスホネート、ホスフェート、カルボキシレートおよびポリカルボキシレートからなる群から選択される置換基を表す。
ある特定の実施形態では、Ｍは、出現するごとに独立に、水素または−Ｎ（Ｃ１〜４アルキル−ＳＯ３Ｈ）２を表す。
ある特定の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、それに限定されるものではないが、炭酸脱水酵素ＩＩを含む他の炭酸脱水酵素に対するよりも、炭酸脱水酵素ＩＸに対する炭酸脱水酵素標的化剤の結合選択性を増強する。ある特定の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、炭酸脱水酵素標的化剤を、中性ｐＨにおいて−３〜−１２の範囲の正味の負電荷で修飾する。ある特定の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、炭酸脱水酵素標的化剤の非特異的な細胞膜透過性を低下させる。ある特定の他の実施形態では、化学修飾部分Ｍは、生存動物に投与されると、炭酸脱水酵素標的化剤の組織への非特異的な蓄積を低減する。
リンカー部分
ある特定の実施形態では、リンカー部分Ｌは、グリシン、アラニン、β−アラニン、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（＝Ｏ）−（ここでｎ＝１〜８）、４−アミノメチル安息香酸、システイン酸、グルタミン酸、アミノ−ポリエチレングリコール−カルボン酸、アミノ−ポリエチレングリコールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ならびにジアミン−アミノ酸、例えばホモリシン、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸およびジアミノプロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、およびアジピン酸からなる群から選択される部分を含む。ある特定の実施形態では、Ｌは結合である。
ある特定の他の実施形態では、Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれは、独立に、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（＝Ｏ）−（ここでｎ＝１〜８）、またはグリシン、アラニン、β−アラニン、４−アミノメチル安息香酸、システイン酸、グルタミン酸、アミノ−ポリエチレングリコール−カルボン酸、アミノ−ポリエチレングリコールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ジアミン−アミノ酸、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸、ジアミノプロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アミド、トリアゾール、尿素およびチオ尿素からなる群から選択される部分のジラジカルを含む。
ある特定の実施形態では、Ｌ１は、以下の１つである：
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；（ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；（ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−Ｃ１〜３アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；または（ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
［式中、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢへの結合である］。
ある特定の実施形態では、Ｌ２はＣ１〜５アルキルである。ある特定の実施形態では、Ｌ３は結合である。
ある特定の実施形態では、Ｌ２Ｍは−（ＣＨ２）０〜３ＣＨ３である。
変数Ｑ
ある特定の実施形態では、Ｑは、（ｉ）官能化された置換または非置換の芳香族環または複素芳香族環、（ｉｉ）官能化された置換または非置換の窒素含有複素環式環、（ｉｉｉ）官能化された置換または非置換の窒素含有６員複素環式環、例えばピリジン、ピリミドン、ピラジンおよびピリダジン、（ｉｖ）官能化された置換または非置換の６員芳香環、例えばベンゼン、（ｖ）官能化された置換または非置換のＣ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基からなる群から選択することができる。他の実施形態では、Ｑは存在しない。
ある特定の実施形態では、Ｑは、ピリジニルなどの非置換ヘテロアリールである。ある特定の他の実施形態では、Ｑは、Ｃ１〜４アルキルなどのアルキルである。
例示的な特定の炭酸脱水酵素標的化剤
炭酸脱水酵素標的化剤は、
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−スルファモイルフェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）フェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；および
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３，３−ジメチル−５−スルホ−１−（３−スルホプロピル）インドリン−２−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−３，３−ジメチル−５−スルホ−３Ｈ−インドール−１−イウム−１−イル）プロパン−１−スルホネートならびに薬学的に許容されるその塩を含む群から選択することができる。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、実施例に記載した炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは薬学的に許容されるその塩である。
炭酸脱水酵素標的化剤は、遠赤色または近赤外スペクトル域の蛍光性を有することができる。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、さらに、ＣＡＢ、Ｌおよび／もしくはＦ、またはその任意の組合せに独立に化学的に連結した１つまたは複数の化学修飾因子を含む。炭酸脱水酵素結合部分、イメージングレポーター、リンカーおよび生物学的修飾因子の特徴のそれぞれを、以下により詳細に論じる。
炭酸脱水酵素結合部分
本発明の実施に有用なある特定の例示的な炭酸脱水酵素結合部分は、米国特許第７，８３３，７３７号、ならびに国際出願公開第ＷＯ２００６／１３７０９２号、国際公開第ＷＯ２００８／１２４７０３号、第ＷＯ２０１０／１４７６６６号および第ＷＯ２０１０／０６５９０６号に記載されており、これらのすべては、それら全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素結合（ＣＡＢ）部分は、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここでＲ’が、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている。
ある特定の実施形態では、ＣＡＢは、−フェニル−ＳＯ２ＮＨ２；−ピリジニル−ＳＯ２ＮＨ２；１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−ベンゾ［ｄ］チアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−ＳＯ２ＮＨ２；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−ピリジニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−フェニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここでそれぞれのフェニル、ピリジニルおよびチアジアゾールが、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されている。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素結合部分は、以下の１つである。
イメージングレポーター
様々な異なるイメージングレポーター、例えば蛍光レポーターおよび非蛍光レポーターを使用して、本発明の炭酸脱水酵素標的化剤を生成できることを理解されたい。
（ａ）蛍光レポーター
ある特定の実施形態では、イメージングレポーターは、フルオロフォア分子である。「フルオロフォア」には、それに限定されるものではないが、蛍光色素、蛍光色素消光分子、任意の有機もしくは無機色素、金属キレート、またはプロテアーゼ活性化可能な酵素基質を含む任意の蛍光性酵素基質が含まれる。
ある特定の実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、フルオロフォアを含む。ある特定の実施形態では、フルオロフォアは、約６００〜約１２００ｎｍの間、より好ましくは約６００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する遠赤色および近赤外蛍光色素（ＮＩＲＦ）である。他のスペクトルの励起波長および発光波長を有する蛍光色素の使用も、本発明の組成物および方法で使用できることが理解される。例示的な蛍光色素には、それに限定されるものではないが、カルボシアニン蛍光色素およびインドシアニン蛍光色素が含まれる。
近赤外蛍光色素は、好ましくは、水性媒体中、蛍光色素１分子当たり少なくとも５０，０００Ｍ−１ｃｍ−１の吸光係数を有する。近赤外蛍光色素はまた、好ましくは、（１）高い量子収率（すなわち、水性媒体中５％を超える量子収率）、（２）狭い励起／発光スペクトル、スペクトル的に離れた吸収スペクトルおよび発光スペクトル（すなわち、少なくとも１５ｎｍ離れている励起極大および発光極大）、（３）高い化学および光安定性、（４）非毒性、（５）良好な生体適合性、生分解性および排出性（ｅｘｃｒｅｔａｂｉｌｉｔｙ）、ならびに（６）インビボおよびヒトでの使用に必要とされる多量（すなわち、グラムおよびキログラム量）での商業的な実施可能性および拡張性のある生成を有する。
ある特定のカルボシアニン蛍光色素またはポリメチン蛍光色素を使用して、本発明の炭酸脱水酵素標的化剤を生成することができ、その色素には、例えば米国特許第６，７４７，１５９号、米国特許第６，４４８，００８号、米国特許第６，１３６，６１２号、米国特許第４，９８１，９７７号、同第５，２６８，４８６号、米国特許第５，５６９，５８７号、米国特許第５，５６９，７６６号、米国特許第５，４８６，６１６号、米国特許第５，６２７，０２７号、米国特許第５，８０８，０４４号、米国特許第５，８７７，３１０号、米国特許第６，００２，００３号、米国特許第６，００４，５３６号、米国特許第６，００８，３７３号、米国特許第６，０４３，０２５号、米国特許第６，１２７，１３４号、米国特許第６，１３０，０９４号、米国特許第６，１３３，４４５号、ならびにＷＯ９７／４０１０４号、ＷＯ９９／５１７０２号、ＷＯ０１／２１６２４号およびＥＰ１ ０６５ ２５０Ａ１号、ならびにＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ ４１巻、９１８５〜８８頁（２０００年）に記載されているものが含まれる。
様々な蛍光色素が市販されており、本発明の炭酸脱水酵素標的化剤を構築するのに使用することができる。例示的な蛍光色素には、例えば、Ｃｙ５．５、Ｃｙ５およびＣｙ７（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）；ＡｌｅｘａＦｌｏｕｒ６６０、ＡｌｅｘａＦｌｏｕｒ６８０、ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ７５０およびＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ７９０（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）；ＶｉｖｏＴａｇ６８０、ＶｉｖｏＴａｇ−Ｓ６８０およびＶｉｖｏＴａｇ−Ｓ７５０（ＶｉｓＥｎ Ｍｅｄｉｃａｌ）；Ｄｙ６７７、Ｄｙ６８２、Ｄｙ７５２およびＤｙ７８０（Ｄｙｏｍｉｃｓ）；ＤｙＬｉｇｈｔ５４７、ＤｙＬｉｇｈｔ６４７（Ｐｉｅｒｃｅ）；ＨｉＬｙｔｅ Ｆｌｕｏｒ ６４７、ＨｉＬｙｔｅ Ｆｌｕｏｒ ６８０およびＨｉＬｙｔｅ Ｆｌｕｏｒ ７５０（ＡｎａＳｐｅｃ）；ＩＲＤｙｅ ８００ＣＷ、ＩＲＤｙｅ ８００ＲＳおよびＩＲＤｙｅ ７００ＤＸ（Ｌｉ−Ｃｏｒ）；ならびにＡＤＳ７８０ＷＳ、ＡＤＳ８３０ＷＳおよびＡＤＳ８３２ＷＳ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ）、ならびにＫｏｄａｋ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ６５０、Ｋｏｄａｋ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ６９１、Ｋｏｄａｋ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７５１（Ｃａｒｅｓｔｒｅａｍ Ｈｅａｌｔｈ）が含まれる。
表１は、本発明の実施において有用ないくつかの例示的な蛍光色素を、それらのスペクトル特性と共に列挙している。
いくつかの実施形態では、上記フルオロフォアは、複数の化学修飾基によって置換されている。一実施形態では、上記フルオロフォアは、式ＶＩ
またはその塩によって表される［式中、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から選択され、
Ｙ１およびＹ２は、ＨおよびＣ１〜Ｃ２０脂肪族基からなる群から独立に選択され、そのそれぞれは、Ｌ−Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｌは、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｍは、出現するごとに独立に、化学修飾部分を表す］。
一実施形態では、上記蛍光色素は、式ＶＩＩ
またはその塩によって表される［式中、
Ｘは、独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から選択され、
Ｙ１およびＹ２は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、および−ＯＲ＊、Ｎ（Ｒ＊）２または−ＳＲ＊で置換されているＣ１〜Ｃ２０脂肪族基からなる群から独立に選択され、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｒ＊は、アルキルであり、
Ｒ１は、（ＣＨ２）ｘＣＨ３、（ＣＨ２）ｎＳＯ３ −および（ＣＨ２）ｎＳＯ３Ｈからなる群から選択され、ここでｘは、０〜６から選択される整数であり、ｎは、２〜６から選択される整数であり、
Ｒ４は、（ＣＨ２）ｘＣＨ３、（ＣＨ２）ｎＳＯ３ −および（ＣＨ２）ｎＳＯ３Ｈからなる群から選択され、ここでｘは、０〜６から選択される整数であり、ｎは、２〜６から選択される整数であり、
Ｒ２およびＲ３は、Ｈ、カルボキシレート、カルボン酸、カルボン酸エステル、アミン、アミド、スルホンアミド、ヒドロキシル、アルコキシル、スルホン酸部分およびスルホネート部分からなる群から独立に選択され、
Ｑは、カルボキシル基で置換されているヘテロアリール環、またはカルボニル基で置換されている６員のヘテロアリール環からなる群から選択される］。
式ＶＩＩのある特定の実施形態では、Ｑは、（ｉ）カルボキシルで官能化された（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ）複素環式環、（ｉｉ）カルボキシルで官能化された窒素含有複素環式環、（ｉｉｉ）カルボキシルで官能化された窒素含有６員複素環式環、例えばピリジン、ピリミドン、ピラジンおよびピリダジン、（ｉｖ）カルボキシルで官能化された窒素含有６員複素環式環、例えばピリジン、（ｖ）カルボニル官能基を有する窒素含有６員複素環式環、例えばピリジン、ならびに（ｖｉ）イソニコチン酸、ニコチン酸およびピコリン酸からなる群、ならびに
から選択される基から選択され、
ここで該カルボキシル基は、求核試薬と反応することができるエステル、活性化エステルまたはカルボニルハロゲン化物の形態でもあり、例えば、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−ベンゾトリアゾリル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｎ−スクシンイミジル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−テトラフルオロフェニル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−ペンタフルオロフェニル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−イミダゾールまたは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−ｐ−ニトロフェニルであってよい。
別の実施形態では、上記蛍光色素は、式ＶＩＩＩ
またはその塩によって表される［式中、
Ｘ１およびＸ２は、Ｃ（ＣＨ２Ｋ１）（ＣＨ２Ｋ２）、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から独立に選択され、
Ｋ１およびＫ２は、独立に、ＨもしくはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、またはＫ１およびＫ２は、一緒になって、置換もしくは非置換炭素環式環もしくは複素環式環の一部であり、
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立に、ベンゾ縮合環、ナフト（ｎａｐｈｔｈａ）縮合環またはピリド縮合環であり、
ｎ１は、１、２または３であり、
Ｒ２、Ｒ１１およびＲ１２は、独立に、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、アリールオキシ、アリール、スルホネート、イミニウムイオンであり、または任意の２つの隣接するＲ１２およびＲ１１置換基は、組み合わされる場合、Ｃ１〜Ｃ６アルキルもしくはハロゲンによって１回もしくは複数回（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｉｍｅｓ）、必要に応じて置換されている４員、５員もしくは６員の炭素環式環を形成し、
Ｒ１およびＲ１３は、（ＣＨ２）ｘＣＨ３であり、ｘは、０〜６から選択される整数であり、またはＲ１およびＲ１３は、独立に、（ＣＨ２）ｎＳＯ３ −もしくは（ＣＨ２）ｎＳＯ３Ｈであり、ｎは、２〜６から選択される整数であり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は、Ｈ、カルボキシレート、カルボン酸、カルボン酸エステル、アミン、アミド、スルホンアミド、ヒドロキシル、アルコキシル、スルホン酸部分およびスルホネート部分からなる群から独立に選択され、
Ｒ６は、非置換Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、非置換アリールもしくは非置換アルキルアリールからなる群から選択され、
Ｒ７は、Ｈ、非置換Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、非置換アリールもしくは非置換アルキルアリールからなる群から選択され、ここでＲ７は、ハロゲンで必要に応じて置換されており、または
Ｒ６およびＲ７は、一緒になって、ハロゲンで必要に応じて置換されている４員、５員、６員もしくは７員の複素環式環を形成し、
Ｗは、存在しないか、または−ＳＯ２ＮＲ６−ＣＨＲ７−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−および−ＣＯＮＨ−からなる群から選択される基であり、
ｈ＝０〜７０、ｋ＝０または１、ｄ＝０〜１２、ｍ＝０〜１２、ｐ＝０〜１２である］。
本発明の炭酸脱水酵素標的化剤の合成で使用することができる例示的な化学修飾されたフルオロフォアには、例えば表２に列挙されているものが挙げられる。
ある特定の実施形態では、１つまたは複数の蛍光色素分子を、炭酸脱水酵素結合部分に化学的に連結させて、蛍光性炭酸脱水酵素標的化剤を生成することができる。
上記イメージングレポーターが蛍光色素分子の場合、炭酸脱水酵素標的化剤の吸光係数は、経路長１ｃｍのセルにおけるその吸収極大（例えばＶｉｖｏＴａｇ ６８０で約６７０ｎｍ）での該色素の吸光度と粒子の濃度との比として、式ε＝Ａ／ｃｌを使用して算出することができ、ここでＡは吸光度であり、ｃはモル濃度であり、ｌは経路長（ｃｍ）である。
炭酸脱水酵素標的化剤を、ナノ粒子（例えば、ケイ素含有ナノ粒子）と連結させて、蛍光性または発光性ナノ粒子を生成し得ることを理解されたい。結晶性ケイ素（ケイ素の多結晶または単結晶として）、多孔質ケイ素もしくは非晶質ケイ素、またはこれらの形態の組合せの凝集体は、ナノ粒子を形成することができる。好ましい蛍光性ケイ素ナノ粒子は、直径が約０．５ｎｍ〜約２５ｎｍ、より好ましくは約２ｎｍ〜約１０ｎｍである。ナノ粒子のサイズは、レーザー光散乱によって、または原子間力顕微鏡法もしくは他の適切な技術によって決定することができる。
蛍光性ケイ素ナノ粒子は、励起スペクトルおよび発光スペクトルが２００〜２０００ｎｍを有し得るが、好ましい蛍光性ケイ素ナノ粒子は、励起極大および発光極大が、約４００ｎｍ〜約１２００ｎｍ（好ましくは５００ｎｍ〜９００ｎｍ、例えば５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍまたは８００ｎｍ〜９００ｎｍ）を有する。また、好ましい蛍光性ケイ素ナノ粒子は、水性媒体において吸光係数が、少なくとも５０，０００Ｍ−１ｃｍ−１である。励起極大および発光極大が４００ｎｍ〜１２００ｎｍの間である蛍光性ケイ素ナノ粒子が好ましいが、他のスペクトルの励起波長および発光波長を有する蛍光性ケイ素ナノ粒子の使用も、本発明の組成物および方法で使用できることが理解される。例えば、ある特定の実施形態では、上記粒子は、約３００〜３５０ｎｍの励起であり、約４００〜４５０ｎｍの発光を有し得る。
また、蛍光性ケイ素ナノ粒子は、以下の特性を有することができる：（１）高い量子収率（すなわち、水性媒体中５％を超える量子収率）、（２）狭い発光スペクトル（すなわち、７５ｎｍ未満、より好ましくは５０ｎｍ未満）、（３）スペクトル的に離れた吸収スペクトルおよび発光スペクトル（すなわち、２０ｎｍを超えて、より好ましくは５０ｎｍを超えて離れている）、（３）高い化学的安定性および光安定性を有する（すなわち、光に曝露した後も発光特性を保持する）、（４）生体適合性である（以下参照）またはさらに生体適合性にすることができる、（５）イメージングプロトコルのために使用される用量で、細胞または被験体に対して非毒性であり、または毒性が最小限である（例えば、ＬＤ５０もしくは刺激試験、または当技術分野で公知の他の類似の方法によって測定する場合）、ならびに／あるいは（６）インビボおよびヒトでの使用に必要とされる多量（すなわち、グラムおよびキログラム量）での商業的な生存度および拡張可能な生成を有する。
他の例示的なフルオロフォアには、様々なインビトロおよびインビボ適用で使用することができる蛍光性である金属酸化物ナノ粒子が含まれる。一実施形態では、炭酸脱水酵素結合部分は、以下の特徴の１つまたは複数を有する蛍光性金属酸化物ナノ粒子にコンジュゲートしている：（１）複数の蛍光色素を結合させ、それによって大きい吸光係数（１，０００，０００Ｍ−１ｃｍ−１を超える）を達成するのに適したポリマーコーティング、（２）粒子１個当たり約１０〜約３００個の蛍光色素を結合させるのに適した非架橋ポリマーコーティング、（３）該蛍光色素の量子収率を著しく損なわない方式で（例えば、ナノ粒子は、同じ条件下で試験した場合に、実質的に同数の遊離蛍光色素によって生成される蛍光シグナルの少なくとも５０％を保持する）、複数の蛍光色素を結合させるのに適したポリマーコーティング、および（４）生物学的特性を保持した状態で生体分子を効率的に化学連結させて、分子造影剤を生成することができるポリマーコーティング。蛍光性金属酸化物ナノ粒子は、蛍光色素および炭酸脱水酵素標的化剤を化学的に連結する前および連結した後のいずれでも、インビトロで高度に安定な分子造影剤であるが、インビボでは依然として不安定かつ／または分解性である。
炭酸脱水酵素結合部分は、アミンＴ２ ＭＰ ＥｖｉＴａｇｓ（Ｅｖｉｄｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）またはＱｄｏｔ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）などの蛍光量子ドットに連結することができる。一般に、蛍光量子ドットは、半導体材料（それに限定されるものではないが、カドミウムおよびセレン、硫化物またはテルルを含有するもの；硫化亜鉛、インジウム−アンチモン、セレン化鉛、ヒ化ガリウムおよびシリカまたはｏｒｍｏｓｉｌ）のいくつかの原子を含有するナノ結晶であり、これらは、これらの蛍光剤の特性を改善するために硫化亜鉛でコーティングされている。
さらに、炭酸脱水酵素結合（ｂｉｄｎｉｎｇ）部分は、光線力学的療法を引き出すことができる分子にコンジュゲートすることができる。これらの分子には、限定されるものではないが、Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ、Ｌｕｔｒｉｎ、Ａｎｔｒｉｎ、アミノレブリン酸、ヒペリシン、ベンゾポルフィリン誘導体および選択された（ｓｅｌｅｃｔ）ポルフィリンが挙げられる。
ある特定の実施形態では、１つまたは複数の様々なフルオロフォア分子を、切断可能な（例えば、酵素的に切断可能な）オリゴペプチドに共有結合によって連結させるか、あるいは、２つの実質的に類似のフルオロフォアを、切断部位、例えばタンパク質分解性切断部位によって分離される、蛍光消光の許容位置において、該オリゴペプチドに共有結合によって連結させて、本発明の造影剤を生成することができる。
ある特定の実施形態では、消光剤は、上記オリゴペプチドに共有結合によって連結したフルオロフォアからの蛍光シグナルを消光するのに使用される。例えば、剤が不活化状態にあるときに、造影剤のフルオロフォアの蛍光を消光剤によって消光し、したがって該剤が活性化されるまで造影剤がシグナルをほとんど示さないかまたは全く示さないように、剤を設計することができる。上記消光剤は、フルオロフォアに対して適切な位置（すなわち、蛍光消光の許容位置）に配置するときに、フルオロフォアからの発光シグナルを消光することができる非蛍光性の剤であってよいことを理解されたい。上記のフルオロフォア（ｆｌｕｏｒｐｈｏｒｅｓ）のいくつかは、２種類のフルオロフォアが、蛍光消光の相互作用許容位置にある場合には、もう１つの離れたフルオロフォアの蛍光シグナルを消光するように作用し得ることを理解されたい。
それに限定されるものではないが、４−｛［４−（ジメチルアミノ）−フェニル］−アゾ｝−安息香酸（ＤＡＢＣＹＬ）、ＱＳＹ（登録商標）−７（９−［２−［（４−カルボキシ−１−ピペリジニル）スルホニル］フェニル］−３，６−ビス（メチルフェニルアミノ）−キサンチリウムクロリド）（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．、ＯＲ）、ＱＳＹ（登録商標）−３３（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．、ＯＲ）、ＡＴＴＯ６１２Ｑ、ＡＴＴＯ５８０Ｑ（ＡＴＴＯ−ＴＥＣ、ドイツ）；Ｂｌａｃｋ Ｈｏｌｅ Ｑｕｅｎｃｈｅｒｓ（登録商標）（Ｂｉｏｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｎｏｖａｔｏ、ＣＡ）、ＱＸＬ（商標）６８０ Ａｃｉｄ（ＡｎａＳｐｅｃ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ ＣＡ）、ならびにＣｙ５およびＣｙ５．５などの蛍光フルオロフォア（例えば、２−［５−［３−［６−［（２，５−ジオキソ−１−ピロリジニル）オキシ］−６−オキソヘキシル］−１，３−ジヒドロ−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−２Ｈ−ベンズ［ｅ］インドール−２−イリデン］−１，３−ペンタジエニル］−３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンズ［ｅ］インドリウム、内塩）（Ｓｃｈｏｂｅｌ、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ １０巻：１１０７頁、１９９９年）を含むいくつかの消光剤が利用可能であり、当業者に公知である。例えば、上記剤の蛍光を消光するために、様々な溶媒を用いる他の消光戦略を使用することもできる。
他のフルオロフォアの発光を消光することができる例示的なフルオロフォアを、表３に提示する。
このような実施形態では、２つのフルオロフォア、またはフルオロフォアと消光剤は、未変化の（ｉｎｔａｃｔ）造影剤における、蛍光消光の相互作用許容位置に配置される。換言すれば、該未変化の造影剤において、第１のフルオロフォアを、第２のフルオロフォア（ｆｌｕｏｐｈｏｒｅ）（または消光剤）に十分に近づけて配置して、それらが光化学的に互いに相互作用することを可能にさせ、それにより該第２のフルオロフォア（または消光剤）が、該第１のフルオロフォアからのシグナルを消光するようにする。２つのフルオロフォアを有する造影剤の場合、好ましくは一方のフルオロフォアが他方のフルオロフォアを消光する。消光の原理については、米国特許第６，５９２，８４７号を参照されたい。
（ｂ）非蛍光レポーター
用語「非蛍光レポーター」は、本明細書で使用される場合、蛍光性ではないが、イメージングにおいてコントラストまたはシグナルを提供するのに使用することができ、非蛍光イメージング技術によって検出可能な化学的部分を指す。ある特定の実施形態では、他の非蛍光レポーターは、本発明の造影剤と化学的に連結させることができ、または本発明の造影剤と同時もしくは逐次的に被験体に投与することができる。このようなレポーターには、光輝性のナノ粒子、放射性同位体、超常磁性物質、Ｘ線造影剤および超音波剤（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ａｇｅｎｔ）が含まれ得る。レポーターは、ポルフィリン、Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ（登録商標）、Ｌｕｔｒｉｎ（登録商標）、Ａｎｔｒｉｎ（登録商標）、アミノレブリン酸、ヒペリシン、光線力学的療法で使用されるベンゾポルフィリン（ｂｅｎｚｏｐｏｒｐｈｒｙｒｉｎ）誘導体、および放射線療法で使用される放射性核種などの治療用レポーターを含むこともできる。
（ｉ）放射性レポーター
上記剤は、１つまたは複数の放射性標識を含むことができる。銅、ガリウム、インジウム、テクネチウム、イットリウムおよびルテチウムなどの金属の放射性同位元素形態は、金属造影剤に化学的に連結することができ、核イメージング適用または治療適用のために使用することができる。例示的な放射性標識には、それに限定されるものではないが、９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎ、６４Ｃｕ、６７Ｇａ、１８６Ｒｅ、１８８Ｒｅ、１５３Ｓｍ、１７７Ｌｕおよび６７Ｃｕが挙げられる。
他の例示的な標識には、例えば、１２３Ｉ、１２４Ｉ、１２５Ｉ、１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏおよび１８Ｆが挙げられる。他の例示的な標識は、例えば、１８６Ｒｅ、１８８Ｒｅ、１５３Ｓｍ、１６６Ｈｏ、１７７Ｌｕ、１４９Ｐｍ、９０Ｙ、２１２Ｂｉ、１０３Ｐｄ、１０９Ｐｄ、１５９Ｇｄ、１４０Ｌａ、１９８Ａｕ、１９９Ａｕ、１６９Ｙｂ、１７５Ｙｂ、１６５Ｄｙ、１６６Ｄｙ、６７Ｃｕ、１０５Ｒｈ、１１１Ａｇおよび１９２Ｉｒを含む治療用放射性医薬品であり得る。
診断用および治療用放射性医薬品のためのキレーターまたは結合部分も企図され、上記造影剤に化学的に会合させることができる。９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎ、６４Ｃｕおよび６７Ｇａなどの画像化可能なガンマ線または陽電子放射を有する放射性同位体と安定な複合体を形成するように例示的なキレーターを選択することができる。例示的なキレーターには、ジアミンジチオール、モノアミン−モノアミドジチオール、トリアミド−モノチオール、モノアミン−ジアミド−モノチオール、ジアミンジオキシムおよびヒドラジンが含まれる。キレーターは、一般に、窒素、酸素および硫黄から選択される供与体原子と四配位であり（ｔｅｔｒａｄｅｎｔａｔｅ）、それには例えば、環式および非環式ポリアミノカルボキシレート、例えばジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸（ＤＯＴＡ）、（ＤＯ３Ａ）、２−ベンジル−ＤＯＴＡ、アルファ−（２−フェネチル）１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン（ｔｅｔｒａａｚａｚｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎｅ）−１−酢酸−４，７，１０−トリス（メチル酢）酸、２−ベンジル−シクロヘキシルジエチレントリアミン五酢酸、２−ベンジル−６−メチル−ＤＴＰＡおよび６，６’’−ビス［Ｎ，Ｎ，Ｎ’’，Ｎ’’−テトラ（カルボキシメチル）アミノメチル）−４’−（３−アミノ−４−メトキシフェニル）−２，２’：６’，２’’−テルピリジンが含まれ得る。
（ｉｉ）磁気レポーター
他の例示的なレポーターは、磁気共鳴剤（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｇｅｎｔ）用のキレート剤を含むことができる。このようなキレーターには、上記剤に化学的に連結することができる、例えばポリアミン−ポリカルボキシレートキレーターまたはイミノ酢酸キレーターが含まれ得る。
Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）およびＭｎ（ＩＩ）などの常磁性金属イオンと安定な複合体を形成するように磁気共鳴造影剤用のキレーターを選択することができ、このキレーターは、環式および非環式ポリアミノカルボキシレート、例えばＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＤＯ３Ａ、２−ベンジル−ＤＯＴＡ、アルファ−（２−フェネチル）１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１−酢酸−４，７，１０−トリス（メチル酢）酸、２−ベンジル−シクロヘキシルジエチレントリアミン五酢酸、２−ベンジル−６−メチル−ＤＴＰＡおよび６，６’’−ビス［Ｎ，Ｎ，Ｎ’’，Ｎ’’−テトラ（カルボキシメチル）アミノメチル）−４’−（３−アミノ−４−メトキシフェニル）−２，２’：６’，２’’−テルピリジンから選択される。
一実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、（ａ）非蛍光性または（ｂ）蛍光性のいずれかである超常磁性金属酸化物ナノ粒子とコンジュゲートし、様々なインビトロおよびインビボ適用で使用することができる。磁気特性も有する蛍光性金属酸化物ナノ粒子をＭＲＩで使用し、したがって多様式（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄａｌｉｔｙ）造影剤を提供することもできる。
ある特定の実施形態では、上記造影剤は、以下の特徴の１つまたは複数を有する蛍光性および／または非蛍光性超常磁性（ｓｕｐｅｒｐａｒａｍａｇｅｎｅｔｉｃ）金属酸化物ナノ粒子を含むことができる：（１）複数の剤を結合させるのに適したポリマーコーティング、（２）粒子１個当たり約１０〜約３００個の剤を結合させるのに適した非架橋ポリマーコーティング、および（３）生物学的特性を保持した状態で上記剤を効率的に化学連結させて、分子造影剤を生成することができるポリマーコーティング。上記剤で修飾した金属酸化物ナノ粒子は、該剤を化学的に連結する前および連結した後のいずれでも、インビトロで高度に安定な分子造影剤であり得るが、インビボでは依然として不安定かつ／または分解性である。
炭酸脱水酵素標的化剤がコンジュゲートした金属酸化物ナノ粒子は、被験体、例えば動物および／またはヒト被験体に投与するのに適した薬学的組成物に製剤化することができる。
（ｉｉｉ）超音波レポーター
超音波イメージングでは、イメージングレポーターは、Ｌｅｖｏｖｉｓｔ、ＡｌｂｕｎｅｘもしくはＥｃｈｏｖｉｓｔなどのガスを充填した気泡、あるいは、粒子または金属キレートであって、その金属イオンが原子番号２１〜２９、４２、４４もしくは５７〜８３を有する粒子または金属キレートを含むことができる。このような化合物の例は、Ｔｙｌｅｒら、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ、３巻、３２３〜２９頁（１９８１年）およびＤ． Ｐ． Ｓｗａｎｓｏｎ、「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ： Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ」、Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、６８２〜８７頁（１９９０年）に記載されている。
（ｉｖ）Ｘ線レポーター
例示的なレポーターは、ヨウ素化有機分子または原子番号５７〜８３の重金属イオンのキレートを含むことができる。このような化合物の例は、Ｍ． Ｓｏｖａｋ編、「Ｒａｄｉｏｃｏｎｔｒａｓｔ Ａｇｅｎｔｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、２３〜１２５頁（１９８４年）および米国特許第４，６４７，４４７号に記載されている。
リンカー
リンカーまたはスペーサ部分（Ｌ）は、１つまたは複数の化学修飾因子（Ｍ）をフルオロフォアに化学的に連結させ、かつ／またはＣＡＢ部分をＱに連結させるか、もしくはＱが存在しない場合には、本発明の剤のフルオロフォアに直接的に連結させるのに使用することができる。有用なリンカー部分には、天然および非天然の両方のアミノ酸および核酸、ペプチド、例えばグリシン、β−アラニン、γ−アミノ酪酸またはアミノカプロン酸、ならびに合成リンカー分子、例えばアミノエチルマレイミドもしくはアミノメチル安息香酸、またはポリマー、例えば同種二官能性または異種二官能性ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が含まれる。リンカーがペプチドである場合、そのペプチドは、必要に応じて様々な剤、例えば酵素で切断され得るタンパク質分解性切断部位を含むことができる。
所与のリンカーについて、構造、サイズまたは含量に特に制限がないことを理解されたい。リンカーは、多様な構成（ａｒｃｈｔｅｃｈｔｕｒｅ）の分子の集合を可能にする、例えばマレイミド、ジチオピリジル、チオール、アジド、アルケンまたはアルキンなどの様々な官能基を含むことができる。
リンカーは、同種二官能性リンカーまたは異種二官能性リンカーであってよい。例えば、アミン（ＮＨ２）−官能化部分は、アミノ基と反応するように設計された二官能性架橋基と反応することができる。リンカーを容易に形成することができ、または例えばフルオロフォアと酵素的に切断可能なオリゴペプチドとの間を共有結合によって容易に連結させることができる、特に有用なコンジュゲーション試薬は、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）エステルおよび／またはマレイミドを含むことができる。上記ＮＨＳエステルは、例えばペプチドまたはフルオロフォアのアミン基と反応することができる。上記マレイミドは、別の分子のスルフヒドリル基と反応することができる。他の特に有用なリンカー部分は、Ｎ−スクシンイミジル３−（２−ピリジルジチオ）プロピオネート（ＳＰＤＰ）、長鎖−ＳＰＤＰ、マレイミド安息香酸−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（ＭＢＳ）、スクシンイミジルトランス−４−（マレイミジルメチル）シクロヘキサン−１−カルボキシレート（ＳＭＣＣ）、スクシンイミジルヨードアセテート（ＳＩＡ）などの二官能性架橋剤である。
ある特定の実施形態では、リンカーが存在する場合、それはジアミンの誘導体であってよい。ジアミン部分または誘導体は、必要に応じてカルボン酸で誘導体化することによって分子を化学的に連結させるための様々な長さおよび化学特性を有するリンカーアームを提供することができる。ジアミンの非限定的な例には、エチレンジアミン（ＥＤＡ）、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ならびにジアミン−アミノ酸、例えばホモリシン、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸およびジアミノプロピオン酸が含まれる。他の実施形態では、造影剤の一部を、ジカルボン酸、例えばコハク酸、グルタル酸、スベリン酸またはアジピン酸に化学的に連結させることができる。一実施形態では、リンカーは、アミノエチルマレイミドである。
ある特定の実施形態では、リンカーは、分枝状の、例えばグルタミン酸もしくは５−（アミノメチル）イソフタル酸、またはリシンもしくはグルタミン酸デンドリマーなどのデンドリマーであってよく、この場合、複数のＭ基が、上記フルオロフォア上の単一部位に連結している。
ある特定の実施形態では、Ｌは、官能化された置換または非置換のＣ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基である。他の実施形態では、Ｌは、官能化された置換または非置換の芳香族環または複素芳香族環である。他の実施形態では、Ｌは存在しない。
ある特定の実施形態では、リンカーは、アジド−アセチレンＨｕｉｓｇｅｎ［３＋２］付加環化において置換アルキンと反応できるアジド部分から形成することができる。ある特定の実施形態では、アジドリンカーまたはアルキンリンカーは、例えば酵素的に切断可能なオリゴペプチドにポリエチレングリコール（ＰＥＧ）部分を連結させることができる。企図される他のリンカーには、プロパルギルグリシン、ペンタノイル、ペンチン酸、プロパルギル酸、および／またはプロパルギルアミン部分が含まれる。
ある特定の実施形態では、アミノ官能化ＣＡＢのアミン基と反応する上記ＩＲ上の反応性ＮＨＳエステル基を使用して、上記イメージングレポーターを上記炭酸脱水酵素結合部分に直接的に化学連結させる。ある特定の他の実施形態では、上記ＩＲ上のカルボン酸基は、２−（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）−１，１，３，３，−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート（ＨＢＴＵ）、１−エチル−３−（３’−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジスクシンイミジルカーボネート（ＤＳＣ）などの、当技術分野で公知の活性化剤によってｉｎ ｓｉｔｕで活性化することができる。他の実施形態では、スルフヒドリル基またはチオール基を含有するＩＲは、スルフヒドリル（チオール）基と反応することができる第２の部分を有する二官能性架橋基を介して、ＩＴＭに化学的に連結させることができる。このような架橋剤には、例えば、上記の通り、ＳＰＤＰ、長鎖−ＳＰＤＰ、ＳＩＡ、ＭＢＳ、ＳＭＣＣ、および当技術分野で周知の他のものが含まれる。
有用なリンカー部分には、天然および非天然の両方のアミノ酸、オリゴペプチド、例えば直鎖または環式オリゴペプチド、および核酸が含まれる。上記リンカーは、ペプチドであってもペプチド部分であってもよい。上記リンカーは、必要に応じて、タンパク質分解性切断部位または非タンパク質分解性切断部位、例えば、ｐＨ変化によって目的の部位で切断され得るエステル結合を含むことができる。
本明細書で使用される場合、用語「酵素的に切断可能なオリゴペプチド」は、酵素的に切断可能なペプチド結合によって連結している２つ以上のアミノ酸（本明細書で定義の通り）を含むペプチドを意味すると理解される。また、疑似ペプチドまたはペプチド模倣物を含む部分が含まれる。切断可能なペプチド基質の例は、米国特許第７，４３９，３１９号に見出すことができる。
用語「アミノ酸」は、本明細書で使用される場合、塩基性アミノ基および酸性カルボキシル基の両方を含有する有機化合物を意味すると理解される。この用語には、天然アミノ酸（例えば、Ｌ−アミノ酸）、修飾アミノ酸および普通でないアミノ酸（例えば、Ｄ−アミノ酸）、ならびに遊離形態または組み合わさった形態で生物学的に生じることが公知であるが、通常はタンパク質に生じないアミノ酸が含まれる。天然アミノ酸には、それに限定されるものではないが、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、セリン、スレオニン、チロシン、チロシン、トリプトファン、プロリンおよびバリンが含まれる。他のアミノ酸には、それに限定されるものではないが、アルギノコハク酸、シトルリン、システインスルフィン酸、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニン、ホモシステイン、ホモセリン、オルニチン、カルニチン、セレノシステイン、セレノメチオニン、３−モノヨードチロシン、３，５−ジヨードチロシン、３，５，５’−トリヨードチロニンおよび３，３’，５，５’−テトラヨードチロニンが含まれる。
本発明を実施するのに使用できる修飾アミノ酸または普通でないアミノ酸には、それに限定されるものではないが、Ｄ−アミノ酸、ヒドロキシリシン、デヒドロアラニン、ピロリシン、２−アミノイソ酪酸、ガンマアミノ酪酸、５−ヒドロキシトリプトファン、Ｓ−アデノシルメチオニン、Ｓ−アデノシルホモシステイン、４−ヒドロキシプロリン、Ｎ−Ｃｂｚ−保護アミノ酸、２，４−ジアミノ酪酸、ホモアルギニン、ノルロイシン、Ｎ−メチルアミノ酪酸、ナフチルアラニン、フェニルグリシン、β−フェニルプロリン、ｔｅｒｔ−ロイシン、４−アミノシクロヘキシルアラニン、Ｎ−メチル−ノルロイシン、３，４−デヒドロプロリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノグリシン、Ｎ−メチルアミノグリシン、４−アミノピペリジン−４−カルボン酸、６−アミノカプロン酸、トランス−４−（アミノメチル）−シクロヘキサンカルボン酸、２−、３−および４−（アミノメチル）−安息香酸、１−アミノシクロペンタンカルボン酸、１−アミノシクロプロパンカルボン酸、ならびに２−ベンジル−５−アミノペンタン酸が含まれる。
本明細書で使用される場合、「疑似ペプチド」または「ペプチド模倣物」は、例えばアミド結合（ａｍｉｄｅ ｌｉｎｋａｇｅ）（疑似ペプチド結合）を介する以外の連結基を使用することによって、かつ／または非アミノ酸置換基および／もしくは修飾アミノ酸残基を使用することによって、アミノ酸残基またはペプチドの構造を模倣する化合物である。「疑似ペプチド残基」は、ペプチド内に存在する疑似ペプチドまたはペプチド模倣物の一部を意味する。用語「疑似ペプチド結合」には、正常なアミド結合に代えて、またはその代用物として使用できるペプチド結合同配体が含まれる。これらの代用物またはアミド「等価物」の連結は、アミド結合（ａｍｉｄｅ ｂｏｎｄ）の空間的要件を模倣し、酵素分解に対して分子を安定にするはずの、ペプチドまたはタンパク質には普通は見出されない原子の組合せから形成される。本明細書では、以下の従来の３文字のアミノ酸略記が使用される：Ａｌａ＝アラニン、Ａｃａ＝アミノカプロン酸、Ａｈｘ＝６−アミノヘキサン酸、Ａｒｇ＝アルギニン、Ａｓｎ＝アスパラギン、Ａｓｐ＝アスパラギン酸、Ｃｈａ＝シクロヘキシルアラニン、Ｃｉｔ＝シトルリン、Ｃｙｓ＝システイン、Ｄａｐ＝ジアミノプロピオン酸、Ｇｌｎ＝グルタミン、Ｇｌｕ＝グルタミン酸、Ｇｌｙ＝グリシン、Ｈｉｓ＝ヒスチジン、Ｉｌｅ＝イソロイシン、Ｌｅｕ＝ロイシン、Ｌｙｓ＝リシン、Ｍｅｔ＝メチオニン、Ｎａｌ＝ナフチルアラニン、Ｎｌｅ＝ノルロイシン、Ｏｒｎ＝オルニチン、Ｐｈｅ＝フェニルアラニン、Ｐｈｇ＝フェニルグリシン、Ｐｒｏ＝プロリン（ｐｒａｌｉｎｅ）、Ｓａｒ＝サルコシン、Ｓｅｒ＝セリン、Ｔｈｉ＝チエニルアラニン、Ｔｈｒ＝スレオニン、Ｔｒｐ＝トリプトファン、Ｔｙｒ＝チロシンおよびＶａｌ＝バリン。接頭辞Ｄ−の使用は、そのアミノ酸のＤ−異性体を示し、例えばＤ−リシンは、Ｄ−Ｌｙｓと表される。
ペプチドは、液相化学反応もしくは固相化学反応のいずれか、またはその両方の組合せを使用して合成することができる（Ａｌｂｅｒｉｃｉｏ、Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎｉｏｎ． Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ．、８巻、２１１〜２２１頁（２００４年）、Ｍ． Ｂｏｄａｎｓｋｙ、Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｔｅｘｔｂｏｏｋ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ； Ｎ．Ｌ． Ｂｅｎｏｉｔｏｎ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、２００５年、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ）。
本発明の剤を調製するのに、選択的または直交アミン保護基が必要な場合がある。本明細書で使用される場合、用語「アミン保護基」は、アミン基を保護するための有機合成分野で公知の任意の基を意味する。このようなアミン保護基には、Ｇｒｅｅｎｅ、「Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８１年）および「Ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅｓ： Ａｎａｌｙｓｉｓ， Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， Ｂｉｏｌｏｇｙ」、３巻、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８１年）に列挙されているものが含まれる。当技術分野で公知の任意のアミン保護基を使用することができる。アミン保護基の例には、それに限定されるものではないが、以下の、１）アシルタイプ、例えばホルミル、トリフルオロアセチル、フタリルおよびｐ−トルエンスルホニル、２）芳香族カルバメートタイプ、例えばベンジルオキシカルボニル（ＣｂｚまたはＺ）および置換ベンジルオキシカルボニル、１−（ｐ−ビフェニル）−１−メチルエトキシカルボニルおよび９−フルオレニルメチルオキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）、３）脂肪族カルバメートタイプ、例えばｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル（Ｂｏｃ）、エトキシカルボニル、ジイソプロピルメトキシカルボニルおよびアリルオキシカルボニル、４）環式アルキルカルバメートタイプ、例えばシクロペンチルオキシカルボニルおよびアダマンチルオキシカルボニル、５）アルキルタイプ、例えばトリフェニルメチルおよびベンジル、６）トリアルキルシラン、例えばトリメチルシラン、ならびに７）チオール含有タイプ、例えばフェニルチオカルボニルおよびジチアスクシノイルが含まれる。また、用語「アミン保護基」には、アシル基、例えばアジドベンゾイル、ｐ−ベンゾイルベンゾイル、ｏ−ベンジルベンゾイル、ｐ−アセチルベンゾイル、ダンシル、グリシル−ｐ−ベンゾイルベンゾイル、フェニルベンゾイル、ｍ−ベンゾイルベンゾイル、ベンゾイルベンゾイルが含まれる。
ある特定の実施形態では、酵素的に切断可能なオリゴペプチドは、オリゴ−Ｌ−アルギニン、オリゴ−Ｌ−リシン、オリゴ−Ｌ−アスパラギン酸またはオリゴ−Ｌ−グルタミン酸を含むことができる。
酵素的に切断可能なオリゴペプチドは、ヒドロラーゼ、エラスターゼ、カテプシン、マトリックスメタロプロテアーゼ、ペプチダーゼ、エキソペプチダーゼ、エンドペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼ、グリコシダーゼ、リパーゼ、ヌクレアーゼ、リアーゼ、アミラーゼ、ホスホリパーゼ、ホスファターゼ、ホスホジエステラーゼ、スルファターゼ、セリンプロテアーゼ、スブチリシン、キモトリプシン、トリプシン、スレオニンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、カルパイン、パパイン、カスパーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼ、ペプシン、キモシン、グルタミン酸プロテアーゼ、レニン、還元酵素、ならびに寄生虫、ウイルスおよび細菌の酵素から選択される少なくとも１つの酵素によって切断可能である。
化学修飾因子
所期の使用に応じて、炭酸脱水酵素標的化剤は、炭酸脱水酵素標的化剤の物理的、化学的または生物学的特性を変えることができる１つまたは複数の化学修飾因子（Ｍ）を含むことができる。特に、上記剤のフルオロフォア（ｐｈｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）部分に、複数のＭが化学的に連結することができる。上記Ｍは、出現するごとに同じでも異なっていてもよい。例えば、上記Ｍは、非置換フルオロフォア部分または置換度が低いフルオロフォアと比較して、炭酸脱水酵素剤を生物学的イメージングに対してより有用なものにすることができ、すなわち炭酸脱水酵素剤の、例えば投与用媒体への水溶性もしくは分散性を増大し、結合特異性を増大し、または免疫原性を低減し、または毒性を低減し、または非特異的結合を低減し、体内分布および薬物動態を変えることができる。
例えば、メトキシポリエチレングリコール（ｍＰＥＧ）またはポリペプチドまたは複数のアニオン性Ｍの取込みは、上記炭酸脱水酵素剤のインビボでの薬力学および血液クリアランス速度を改変するように機能することができる。筋肉もしくは肝臓などのバックグラウンドの組織および／または血液からの炭酸脱水酵素標的化剤のクリアランスを促進し、それによってバックグラウンドの干渉を低減し、画質を改善する他のＭを選択することもできる。さらに、上記Ｍは、例えば肝臓経由ではなく腎臓を経由する特定の排出経路を優先するように使用することができる。上記Ｍは、薬学的組成物にプローブを配合することにおいて助けをすることもでき、または炭酸脱水酵素標的化剤のシグナル報告特性を変えるもしくは保存するのに使用することができる。特に、炭酸脱水酵素標的化剤にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）またはその誘導体を化学的に連結させることにより、血液滞留時間を増大し（循環時間を増大する）、免疫原性を低減することができる。
例示的な修飾因子には、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびその誘導体、例えば、アルコキシポリエチレングリコール（例えば、メトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレングリコール等）、分枝状ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリリシンとメトキシポリエチレングリコールとのグラフトコポリマー、アミノ酸、ペプチド、脂質、脂肪酸、パルミテート、リン脂質、リン脂質−ＰＥＧコンジュゲート、炭水化物（デキストラン、アミノ−デキストラン、カルボキシメチル−デキストランなど）、酸化鉄ナノ粒子、スルホネート、ポリスルホネート、システイン酸、ナフチルアラニン、フェニルアラニンおよび３，３−ジフェニルプロピルアミン タウリン、ホスホネート、ホスフェート、カルボキシレート、ならびにポリカルボキシレートが含まれる。
ある特定の実施形態では、化学修飾因子Ｍは、カルボキシレート、ホスホネート、ホスフェート、イミノジアセテート、システイン酸またはタウリンからなる群から選択されるアニオン性部分である。
ある特定の実施形態では、化学修飾因子Ｍは、スルホネートまたはポリスルホネートである。
ある特定の実施形態では、化学修飾因子Ｍは、水素、アルコール、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、ケトン、グルタミン酸もしくはタウリンなどのアミノ酸、ポリシステイン酸などのポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、またはグルコサミン、ガラクトサミンもしくはマンノサミンなどの炭水化物である。
ある特定の実施形態では、化学修飾因子Ｍは、金属キレーター、例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）またはテトラアザシクロドデカン四酢酸（ＤＯＴＡ）である。本発明の別の態様では、金属をキレート化する１つまたは複数のＭ基は、金属イオンに配位している。
ある特定の実施形態では、上で論じた通り、生物学的修飾因子は、例えば約０．１ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、約５ｋＤａ〜約３５ｋＤａまたは約１０ｋＤａ〜約３０ｋＤａの分子量を有するＰＥＧ部分であってよい。あるいは、該ＰＥＧは、例えば約１１００ダルトンの別個の分子量にて官能化されたｄＰＥＧであってもよい。
ある特定の実施形態では、上記ＰＥＧは、メトキシＰＥＧ（５０００）−スクシンイミジルプロピオネート（ｍＰＥＧ−ＳＰＡ）、メトキシＰＥＧ（５０００）−スクシンイミジルスクシネート（ｍＰＥＧ−ＳＳ）である。このようなＰＥＧＳは、Ｎｅｋｔａｒ ＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓまたはＳｕｎＢｉｏｗｅｓｔまたはＬａｙｓａｎＢｉｏまたはＮＯＦから市販されている。
上記ＰＥＧ部分は、カルボキシル官能基を介して、炭酸脱水酵素標的化剤上の反応性アミンにコンジュゲートすることができる。あるいは、チオール反応性架橋剤を使用し、次にＰＥＧ上のチオール基と反応させることによって、ＰＥＧ修飾因子を炭酸脱水酵素標的化剤にコンジュゲートさせることができる。
一実施形態では、上記ＰＥＧは、分枝状であってよく、またはＪｅｎＫｅｍ ＵＳＡもしくはＮＯＦから利用可能なもののようにＹ形であってよく、または櫛型であってよく、または２つ以上のＰＥＧをグルタミン酸などの低分子にカップリングさせることによって合成することができる。
ＰＥＧのオメガ位は、ヒドロキシル基またはメトキシ基を含むことができ、該ＰＥＧは、オメガ位にアミノ基を含有することもできる。このようなアミノ基は、様々な剤に同様にカップリングさせることができる。本発明の別の実施形態では、生物学的修飾因子は、ペグ化ポリ−Ｌ−リシンまたはペグ化ポリ−Ｄ−リシンであってよい。
他の実施形態では、生物学的修飾因子は、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）タイプのポリマーであってよい。生物学的修飾因子は、官能化ポリビニルピロリドン、例えば、ポリマーの一方（または両方）の末端のカルボキシもしくはアミンが官能化されたもの（Ｐｏｌｙｍｅｒｓｏｕｒｃｅから利用可能なものなど）またはポリマー鎖内のカルボキシもしくはアミンが官能化されたものであってよい。
あるいは、生物学的修飾因子は、ポリＮ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、または官能化ＨＰＭＡ（アミン、カルボキシ等）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、または官能化ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）を含むことができる。
生物学的修飾因子は、ペンチノイルなどの直鎖または分枝鎖のアシル基、スクシニルなどの酸性基、メチル、エチル、プロピルなどの低級アルキル基、カルボキシエチルなどのカルボキシアルキル基、トリフルオロメチルなどのハロアルキル基等を含むことができる。
一般に、Ｍの化学結合（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｌｉｎｋａｇｅ）は、炭酸脱水酵素標的化剤の親和性および／または結合特性に有害な影響を及ぼさない。
例示的な炭酸脱水酵素標的化剤および製剤
有用な炭酸脱水酵素標的化剤は、当技術分野で公知の標準的な化学反応を使用して、本明細書で上記した炭酸脱水酵素結合部分、イメージングレポーター、生物学的修飾因子およびリンカーの１つまたは複数を使用して生成することができる。特定の適用に応じて、炭酸脱水酵素標的化剤は、水溶性または水分散性（すなわち、水性媒体または生理的媒体の溶液に十分に溶解または懸濁可能）にすべきである。一実施形態では、炭酸脱水酵素標的化剤は、水性媒体において水溶性または分散性であり、生体適合性があり、すなわち例えば体重１ｋｇ当たり約５０ｍｇを超えるＬＤ５０を有して、非毒性である。炭酸脱水酵素標的化剤は、好ましくは、任意の望ましくない光毒性特性をもたず、かつ／または低い血清タンパク質結合親和性を示す。
例示的な炭酸脱水酵素標的化剤の一覧を、表４に提示する。
記号「Ｎ／Ａ」は、化学名が得られなかったことを示す。
本明細書に開示の造影剤は、被験体、例えば、動物および／またはヒトへの投与に適した薬学的組成物に製剤化することができる。該薬学的組成物は、生理的に関連するキャリアに、１つまたは複数の造影剤および１つまたは複数の賦形剤、例えば安定剤を含むことができる。
インビボで使用するために、本発明の組成物は、被験体、例えば動物またはヒトへの投与に適した製剤で提供することができる。したがって上記製剤は、上記剤を、所望の投与形態および／または投与量に適した生理的に関連するキャリアと一緒に含む。用語「生理的に関連するキャリア」は、上記剤が分散される、溶解される、懸濁される、混合される、生理的に耐容性があるキャリア、すなわち過度の不快感または刺激または毒性なしに被験体の身体に、体内に、または身体上に投与することができるキャリアを意味すると理解される。好ましいキャリアは、流体、好ましくは液体、より好ましくは水溶液であるが、固体製剤、局所製剤、吸入製剤、眼科用製剤および経皮製剤用のキャリアも、本発明の範囲に含まれるものとして企図される。
上記剤を、経口または非経口投与できることが企図される。非経口投与では、上記剤は、静脈内、筋肉内、皮膚、経皮、皮下、直腸、鼻、膣および眼に投与することができる。したがって上記組成物は、例えば、固体錠剤、カプセル剤、丸剤、凍結乾燥粉末を含む散剤、コロイド懸濁剤、ミクロスフェア、リポソーム顆粒剤、懸濁剤、乳剤、液剤、ヒドロゲルを含むゲル剤、ペースト、軟膏剤、クリーム、硬膏剤、灌注液剤、水薬、浸透圧性送達デバイス、坐剤、浣腸、注射剤、インプラント、スプレー剤またはエアゾール剤の形態であってよい。上記薬学的組成物は、従来の薬学的実施法に従って製剤化することができる（例えば、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ： Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ、第２０版、２０００年、編集Ａ．Ｒ． Ｇｅｒｍａｒｏ、Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ならびにＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、編集Ｊ． ＳｗａｒｂｒｉｃｋおよびＪ． Ｃ． Ｂｏｙｌａｎ、１９８８〜１９９９頁、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ参照）。
上記剤の製剤化、投与モードの選択、上記被験体に投与される該剤の投与量、および該剤の投与とイメージングの間のタイミングは、当該技術のレベル内であることを理解されたい。
適用
炭酸脱水酵素標的化剤は、様々なイメージング適用および治療適用で使用できることを理解されたい。
（ａ）イメージング方法
本発明は、本明細書に開示の造影剤を使用する、インビトロおよびインビボイメージングのための方法を提供する。光学イメージング技術の概要については、例えば、Ａｌｆａｎｏら、Ａｎｎ． ＮＹ Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ８２０巻：２４８〜２７０頁（１９９７年）；Ｗｅｉｓｓｌｅｄｅｒ、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９巻、３１６〜３１７頁（２００１年）；Ｎｔｚｉａｃｈｒｉｓｔｏｓら、Ｅｕｒ． Ｒａｄｉｏｌ． １３巻：１９５〜２０８頁（２００３年）；Ｇｒａｖｅｓら、Ｃｕｒｒ． Ｍｏｌ． Ｍｅｄ． ４巻：４１９〜４３０頁（２００４年）；Ｃｉｔｒｉｎら、Ｅｘｐｅｒｔ Ｒｅｖ． Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｔｈｅｒ． ４巻：８５７〜８６４頁（２００４年）；Ｎｔｚｉａｃｈｒｉｓｔｏｓ、Ａｎｎ． Ｒｅｖ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｅｎｇ． ８巻：１〜３３頁（２００６年）；Ｋｏｏら、Ｃｅｌｌ Ｏｎｃｏｌ． ２８巻：１２７〜１３９頁（２００６年）；およびＲａｏら、Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １８巻：１７〜２５頁（２００７年）を参照されたい。
光学イメージングは、任意のデバイスを使用しない直接的な可視化から、様々なスコープ、カテーテルおよび光学イメージング装置、例えば断層撮影提示用のコンピューターベースのハードウェアなどのデバイスを使用するものまで、あらゆる方法を含む。上記造影剤は、それに限定されるものではないが、内視鏡検査；蛍光内視鏡検査；ルミネッセンスイメージング；時間分解透過イメージング；透過イメージング；非線形顕微鏡法；共焦点イメージング；音響光学式イメージング；光音響イメージング；反射分光法；分光法；コヒーレンス干渉法；干渉法；光干渉断層法；散乱光断層撮影法および蛍光媒介型の分子断層撮影法（連続波、時間領域周波数領域システムおよび初期光子）、ならびに光散乱、吸収、偏光、ルミネッセンス、蛍光寿命、量子収率および消光の測定を含む光学イメージング様式および測定技術で有用である。
本発明の実施に有用なイメージングシステムは、典型的に、３つの基本構成要素：（１）上記造影剤の励起を誘起するのに適した光源、（２）フルオロフォア励起に使用する光からの発光を分離または区別するためのシステム、および（３）検出システム、を含む。検出システムは、携帯式であってよく、または術中顕微鏡などの他の有用なイメージングデバイスに組み込むことができる。例示的な検出システムには、内視鏡、カテーテル、断層撮影システム、携帯式イメージングシステム、または術中顕微鏡が挙げられる。
好ましくは、上記光源は、単色（または実質的に単色）光を提供する。上記光源は、適切にはフィルタを通した白色光、すなわち広帯域源からの帯域通過光であってよい。例えば、Ｏｍｅｇａ Ｏｐｔｉｃａｌ（Ｂｒａｔｔｌｅｂｏｒｏ、ＶＴ）から市販されている適切なバンドパスフィルタに、１５０ワットのハロゲンランプからの光を通過させることができる。上記システムに応じて、上記光源はレーザーであってもよい。例えば、Ｂｏａｓら、Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９１巻：４８８７〜４８９１頁、１９９４年；Ｎｔｚｉａｃｈｒｉｓｔｏｓら、Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９７巻：２７６７〜２７７２頁、２０００年；およびＡｌｅｘａｎｄｅｒ、Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｌａｓｅｒ Ｍｅｄ． Ｓｕｒｇ． ９巻：４１６〜４１８頁、１９９１年を参照されたい。イメージング用レーザーの情報は、例えばＩｍａｇｉｎｇ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ、ＦＬおよび様々な他の供給源に見出すことができる。ハイパス（ｈｉｇｈ ｐａｓｓ）またはバンドパスフィルタを使用して、光学発光を励起光と分離することができる。適切なハイパスまたはバンドパスフィルタは、Ｏｍｅｇａ Ｏｐｔｉｃａｌ、Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ、ＶＴから市販されている。
一般に、光検出システムは、集光／画像形成構成要素および光／シグナル検出／画像記録構成要素を含むとみなすことができる。光検出システムは、この両方の構成要素が組み込まれた単一の統合デバイスであってもよいが、上記集光／画像形成構成要素および光検出／画像記録構成要素を、別々に論じる。
特に有用な集光／画像形成構成要素は、内視鏡である。腹膜（Ｇａｈｌｅｎら、Ｊ． Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ． Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ． Ｂ ５２巻：１３１〜１３５頁、１９９９年）、卵巣がん（Ｍａｊｏｒら、Ｇｙｎｅｃｏｌ． Ｏｎｃｏｌ． ６６巻：１２２〜１３２頁、１９９７年）、結腸および直腸（Ｍｙｃｅｋら、Ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔ． Ｅｎｄｏｓｃ． ４８巻：３９０〜３９４頁、１９９８年、およびＳｔｅｐｐら、Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ ３０巻：３７９〜３８６頁、１９９８年）、胆管（Ｉｚｕｉｓｈｉら、Ｈｅｐａｔｏｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ ４６巻：８０４〜８０７頁、１９９９年）、胃（Ａｂｅら、Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ ３２巻：２８１〜２８６頁、２０００年）、膀胱（Ｋｒｉｅｇｍａｉｒら、Ｕｒｏｌ． Ｉｎｔ． ６３巻：２７〜３１頁、１９９９年、およびＲｉｅｄｌら、Ｊ． Ｅｎｄｏｕｒｏｌ． １３巻：７５５〜７５９頁、１９９９年）、肺（Ｈｉｒｓｃｈら、Ｃｌｉｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ ７巻：５〜２２０頁、２００１年）、脳（Ｗａｒｄ、Ｊ． Ｌａｓｅｒ Ａｐｐｌ． １０巻：２２４〜２２８頁、１９９８年）、食道、ならびに頭部および頸部領域を含む多数の組織および臓器のインビボ光学イメージングに使用されている内視鏡デバイスおよび技術を、本発明の実施に用いることができる。
他のタイプの集光構成要素は、光ファイバーデバイスを含むカテーテルベースのデバイスである。このようなデバイスは、特に血管内イメージングに適している。例えば、Ｔｅａｒｎｅｙら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７６巻：２０３７〜２０３９頁、１９９７年およびＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ９４巻：３０１３頁、１９９６年を参照されたい。
位相配列（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ）技術（Ｂｏａｓら、Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９１巻：４８８７〜４８９１頁、１９９４年；Ｃｈａｎｃｅ、Ａｎｎ． ＮＹ Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ８３８巻：２９〜４５頁、１９９８年）、光断層撮影法（Ｃｈｅｎｇら、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ ３巻：１１８〜１２３頁、１９９８年；およびＳｉｅｇｅｌら、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ ４巻：２８７〜２９８頁、１９９９年）、生体内顕微鏡法（Ｄｅｌｌｉａｎら、Ｂｒ． Ｊ． Ｃａｎｃｅｒ ８２巻：１５１３〜１５１８頁、２０００年；Ｍｏｎｓｋｙら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ． ５９巻：４１２９〜４１３５頁、１９９９年；およびＦｕｋｕｍｕｒａら、Ｃｅｌｌ ９４巻：７１５〜７２５頁、１９９８年）、共焦点イメージング（Ｋｏｒｌａｃｈら、Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９６巻：８４６１〜８４６６頁、１９９９年；Ｒａｊａｄｈｙａｋｓｈａら、Ｊ． Ｉｎｖｅｓｔ． Ｄｅｒｍａｔｏｌ． １０４巻：９４６〜９５２頁、１９９５年；およびＧｏｎｚａｌｅｚら、Ｊ． Ｍｅｄ． ３０巻：３３７〜３５６頁、１９９９年）、および蛍光分子断層撮影法（ＦＭＴ）（Ｎｚｉａｃｈｒｉｓｔｏｓら、Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ８巻：７５７〜７６０頁、２００２年；米国特許第６，６１５，０６３号、ＰＣＴ ＷＯ０３／１０２５５８号およびＰＣＴ ＷＯ０３／０７９０１５号）を含むさらなる他のイメージング技術を、本発明の造影剤と共に使用することができる。同様に、上記造影剤は、様々なイメージングシステム、例えば（１）ＩＶＩＳ（登録商標）Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ：１００シリーズ、２００シリーズ（Ｘｅｎｏｇｅｎ、Ａｌａｍｅｄａ、ＣＡ）、（２）ＳＰＥＣＴＲＵＭおよびＬＵＭＩＮＡ（Ｘｅｎｏｇｅｎ、Ａｌａｍｅｄａ、ＣＡ）、（３）ＳｏｆｔＳｃａｎ（登録商標）またはｅＸｐｌｏｒｅ Ｏｐｔｉｘ（商標）（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、英国）、（４）Ｍａｅｓｔｒｏ（商標）およびＮｕａｎｃｅ（商標）−２ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＣＲｉ、Ｗｏｂｕｒｎ、ＭＡ）、（５）Ｃａｒｅｓｔｒｅａｍ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、ＮＹ（以前のＫｏｄａｋ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のＩｍａｇｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｉｎ−Ｖｉｖｏ ＦＸ、（６）ＯＶ１００、ＩＶ１００（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、日本）、（７）Ｃｅｌｌｖｉｚｉｏ Ｍａｕｎａ Ｋｅａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、フランス）、（８）ＮａｎｏＳＰＥＣＴ／ＣＴまたはＨｉＳＰＥＣＴ（Ｂｉｏｓｃａｎ、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ、ＤＣ）、（９）ＣＴＬＭ（登録商標）またはＬＩＬＡ（商標）（Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ、ＦＬ）、（１０）ＤＹＮＯＴ（商標）（ＮＩＲｘ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｇｌｅｎ Ｈｅａｄ、ＮＹ）、ならびに（１１）Ｂｅｒｔｈｏｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ドイツのＮｉｇｈｔＯＷＬ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓで使用することができる。
様々な光検出／画像記録構成要素、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）システムまたは写真フィルムを、このようなシステムで使用することができる。光検出／画像記録の選択は、使用される集光／画像形成構成要素のタイプを含むいくつかの要因に依存する。しかし、適切な構成要素の選択、光学イメージングシステムへのこれらの構成要素の組立て、および該システムの操作は、当業者の範囲内であることを理解されたい。
磁性特性を有する剤では、当技術分野で周知のＭＲＩイメージングを、本発明の実施に適用することもできる。ＭＲＩ技術の概要については、Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ ＭＲＩ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ、第２版、１９９９年、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｃｅを参照されたい。例えば、光学イメージングによっておよび磁気共鳴イメージングによって得られた画像を、互いに重ね合わせし（ｃｏ−ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）または融合させると、画像化される項目に関する追加情報を提供できる可能性がある。さらに、多様式イメージングシステム（すなわち、光学イメージングシステムおよびＭＲイメージングシステムの組合せ）を使用して、組み合わせた光学的ＭＲ画像を生成することができる。
さらに、本発明の組成物および方法は、他のイメージング組成物および方法で使用することができる。例えば、本発明の剤は、Ｘ線、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、ＭＲイメージング、超音波、陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）、および単一光子コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）などの他のイメージング様式によって画像化することができる。
さらに、本発明の組成物および方法は、他のイメージング組成物および方法と組み合わせて使用することができる。例えば、本発明の剤は、光学イメージングプロトコルによって単独で、またはＸ線、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、ＭＲイメージング、超音波、陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）、および単一光子コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）などの他の従来のイメージング様式と組み合わせて画像化することができる。例えば、本発明の組成物および方法を、ＣＴまたはＭＲＩと組み合わせて使用して、例えば別のイメージング様式によって生成した画像と重ねあわせすることによって、解剖学的情報および分子情報の両方を同時に得ることができる。本発明の組成物および方法は、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ、超音波、ＳＰＥＣＴ、ならびに他の光学的造影剤およびＭＲ造影剤と組み合わせて使用することもでき、または、あるいは、本発明の剤は、ヨウ素、ガドリニウム原子および放射性同位元素などの造影剤を含むこともでき、これらの造影剤は、ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴおよびＭＲイメージング様式を光学イメージングと組み合わせて使用して検出することができる。上記造影剤は、上記剤に連結させ、または上記剤に取り込むことができる。
（ｉ）インビボイメージング方法
光学インビボイメージングに関して、このような方法は、（ａ）本明細書に記載の炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは複数を被験体に投与するステップと、（ｂ）該剤が該被験体で分布できるのに十分な時間を与えるステップと、（ｃ）該炭酸脱水酵素標的化剤によって放出されるシグナルを検出するステップとを含む。上記剤によって放出されたシグナルを使用して、画像、例えば断層撮影画像を構築することができる。上記のステップは、所定の時間間隔で繰り返し、それによって上記被験体における上記炭酸脱水酵素標的化剤の放出シグナルを経時的に評価することができる。
別のインビボイメージング方法では、該方法は、（ａ）蛍光色素を含有する本明細書に記載の炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは複数を被験体に投与するステップと、（ｂ）該炭酸脱水酵素標的化剤が該被験体内で分布できるのに十分な時間を与えるステップと、（ｃ）該被験体を、該蛍光色素によって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、（ｄ）該炭酸脱水酵素標的化剤によって放出されるシグナルを検出するステップとを含む。上記のステップは、所定の時間間隔で繰り返し、それによって上記被験体における上記炭酸脱水酵素標的化剤の放出シグナルを経時的に評価することができる。照射ステップおよび／または検出ステップ（それぞれステップ（ｃ）および（ｄ））は、内視鏡、カテーテル、断層撮影システム、平面システム、携帯式イメージングシステム、ゴーグルまたは術中顕微鏡を使用して実施することができる。
これらのステップの前またはその最中に、検出システムを被験体（例えば、動物またはヒト）の周囲または近傍に配置して、該被験体から放出されるシグナルを検出することができる。放出シグナルを処理すると、画像、例えば断層撮影画像を構築することができる。さらに、処理されたシグナルは、単独での、または融合した（組み合わさった）画像のいずれかの画像として表示することができる。
さらに、上記炭酸脱水酵素標的化剤を同時に含む１つ、２つまたはそれより多くの分子イメージングプローブを、選択的に検出し、画像化するインビボイメージング方法を実施することが可能である。このような手法では、例えば上記のステップ（ａ）において、シグナル特性を互いに区別できる２つ以上のイメージングプローブは、同時または逐次的のいずれかで被験体に投与される。ここでその分子イメージングプローブの少なくとも１つは、炭酸脱水酵素剤である。複数のプローブを使用することにより、複数の生物学的過程、機能または標的を記録することが可能である。
上記被験体は、脊椎動物、例えば哺乳動物、例えばヒトであってよい。上記被験体は、実験研究で使用される非脊椎動物（例えば、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ、ショウジョウバエまたは別のモデル研究生物等）であってもよい。
このようなインビボイメージング手法によって提供される情報、例えば、放出シグナルの存在、非存在またはレベルを使用して、上記被験体の疾患を検出かつ／またはモニタすることができる。例示的な疾患には、それに限定されるものではないが、自己免疫性疾患、骨疾患、がん、心血管疾患、環境疾患、皮膚疾患、免疫性疾患、遺伝性疾患、感染性疾患、代謝性疾患、神経変性疾患、眼疾患および呼吸器疾患が挙げられる。さらに、インビボイメージングを使用して、上記造影剤を使用することによって化合物および治療の効果を評価することができる。ここでは、上記被験体を、該化合物または治療による処置の前および後に画像化し、対応するシグナル／画像を比較する。
上記炭酸脱水酵素標的化剤は、該炭酸脱水酵素標的化剤で標識した細胞をレシピエントに投与するインビボイメージング方法で使用することもできる。上記細胞は、インビボまたはエクスビボのいずれかで、上記炭酸脱水酵素標的化剤で標識することができる。エクスビボ手法では、細胞は、被験体からまたは別の供給源（例えば別の被験体、細胞培養物等）から直接得ることができる。上記炭酸脱水酵素標的化剤を上記細胞と混合して、該細胞を有効に標識し、その得られた標識細胞を、ステップ（ａ）で被験体に、被験体内に投与することができる。次に、ステップ（ｂ）〜（ｄ）を、上記の通り行う。この方法は、Ｔ細胞、腫瘍細胞、免疫細胞および幹細胞、ならびに他の細胞型を含むある特定の細胞型の輸送および局在をモニタするのに使用することができる。特に、この方法は、細胞ベースの治療をモニタするのに使用することができる。
上記炭酸脱水酵素標的化剤の製剤化、投与モードの選択、上記被験体に投与される炭酸脱水酵素標的化剤の投与量、および該炭酸脱水酵素標的化剤の投与とイメージングの間のタイミングは、当該技術のレベル内であることを理解されたい。
上記の方法は、上記被験体における上記炭酸脱水酵素標的化剤の局在を経時的に追跡するステップ、または該被験体における該炭酸脱水酵素標的化剤の代謝および／もしくは排出の変化もしくは変動を経時的に評価するステップを含んで、いくつかの徴候を決定するのに使用することができる。この方法はまた、それに限定されるものではないが、効能、最適なタイミング、最適な投与レベル（個々の患者または試験被験体に対するものを含む）、ならびに併用療法の相乗効果を決定することを含み、このような治療によって調節された分子事象および生物学的経路を画像化することにより、このような疾患のための治療を追跡するのに使用することができる。
本発明の方法および組成物を使用して、医師または外科医が、がんおよび明確に低酸素性の腫瘍または他の低酸素状態の組織などの疾患領域を同定し、特徴付け、疾患組織および／または低酸素状態の組織を正常な組織と区別すること、例えば通常のイメージング技術を使用しても検出困難な腫瘍または他の組織における低酸素の特定の領域を検出し、さらには該組織を特定の処置レジメンのための候補として評価すること、または転移の可能性などの予後を見定めることに役立つことができる。
本発明の方法および組成物は、初期疾患を含む疾患の局在、疾患もしくは疾患関連状態の重症度を検出、特徴付け、かつ／もしくは決定し、疾患を病期分類し、かつ／または疾患をモニタするのに使用することもできる。放出シグナルの存在、非存在またはレベルは、病態を示し得る。
本発明の方法および組成物は、外科手技などの様々な治療的介入をモニタかつ／または手引きし、細胞ベースの治療を含む薬物療法をモニタするのに使用することもできる。本明細書に記載の方法は、それに限定されるものではないが、腫瘍アシドーシスおよび転移を低減するように設計されたものまたは様々な放射線療法を含む様々な処置レジメンの治療効力を評価するのに使用することもできる。本発明の方法は、疾患または病状の予後において使用することもできる。
上記のそれぞれに関して、検出またはモニタすることができる（治療の前、最中または後に）かかる疾患または病状の例には、炎症（例えば、関節炎、例えば関節リウマチによって引き起こされる炎症）、がん（例えば、結腸直腸、卵巣、肺、乳房、前立腺、子宮頸部、精巣、皮膚、脳、胃腸管、膵臓、肝臓、腎臓、膀胱、胃、白血病、口、食道および骨）、心血管疾患（例えば、アテローム性動脈硬化症および血管の炎症状態、虚血、脳卒中、血栓症、ならびに播種性血管内凝固）、皮膚疾患（例えば、カポジ肉腫、乾癬およびアレルギー性皮膚炎）、眼疾患（例えば、黄斑変性症および糖尿病性網膜症）、感染性疾患（例えば、後天性免疫不全症候群、マラリア、シャーガス病および住血吸虫症を含む、細菌、ウイルス、真菌および寄生虫の感染症）、免疫性疾患（例えば、自己免疫性障害、リンパ腫、多発性硬化症、関節リウマチ、糖尿病、エリテマトーデス（ｌｕｐｕｓ ｅｒｙｔｈｅｍａｔｏｓｉｓ）、重症筋無力症およびグレーブス病）、中枢神経系疾患（例えば、パーキンソン病またはアルツハイマー病などの神経変性疾患、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症およびプリオン病）、遺伝性疾患、代謝性疾患、環境疾患（例えば、鉛、水銀および放射性物質の中毒、ならびに皮膚がん）、骨関連疾患（例えば、骨粗鬆症、原発性および転移性の骨腫瘍、ならびに変形性関節症）、神経変性疾患、および外科手術に関連する合併症（移植片拒絶、臓器拒絶反応、創傷治癒の変化、線維症または外科移植片に関係する他の合併症など）が含まれる。
したがって、本明細書に記載の方法および組成物は、例えば、ヒトを含む被験体の、例えば腫瘍細胞における炭酸脱水酵素の存在および／または局在を検出かつ／または定量化し、腫瘍内の低酸素状態の領域の存在を含む低酸素状態の組織の存在および／または局在を検出かつ／または定量化するのに使用することができる。本明細書に記載の方法および組成物はまた、それに限定されるものではないが、冠動脈および末梢動脈における急性閉塞の危険性がある領域（すなわち、脆弱なプラーク）、動脈瘤拡大領域、頸動脈の不安定なプラーク、ならびに虚血領域を含む、新生物発生前疾患／新生物疾患を含む疾患、障害および状態に関連する炭酸脱水酵素ＩＸを、検出かつ／または定量化するのに使用することができる。本発明の方法および組成物はまた、細胞死、傷害、アポトーシス、壊死および低酸素症の同定および評価において使用することができる。本方法および組成物はまた、特に、薬物または薬物様の分子が上記蛍光プローブに化学的に結合している場合、その薬物を送達するため、および薬物送達をモニタするために使用することができる。例示的な薬物分子には、それに限定されるものではないが、Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ、Ｌｕｔｒｉｎ、Ａｎｔｒｉｎ、アミノレブリン酸、ヒペリシン、ベンゾポルフィリン誘導体およびポルフィリンを含む、化学療法剤および細胞増殖抑制剤および光線力学的剤が含まれる。
さらに、本明細書に記載の方法および組成物は、被験体の低酸素症（酸素欠乏）を画像化するのに使用することができる。本方法は、低酸素症を容易に画像化するのに十分な量の、本明細書に記載の炭酸標的化剤（ｃａｒｂｏｎｉｃ ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）の１つまたは複数を、被験体（例えば、ヒトまたは動物）に投与することを含む。上記剤を動物内に分布させ、または画像化される領域内に分布させるのに十分な時間を与えた後、該剤の存在および／または量を決定する。次に、上記剤の存在および／または量を使用して、上記被験体の組織内の酸素枯渇を表す画像、例えば断層撮影画像を作成することができる。
（ｉｉ）インビトロイメージング方法
インビトロイメージングに関して、上記造影剤は、様々なインビトロアッセイで使用することができる。例えば、例示的なインビトロイメージング方法は、（ａ）試料、例えば生物学的試料を、本明細書に記載の炭酸脱水酵素標的化剤の１つまたは複数と接触させるステップと、（ｂ）該剤（複数可）が該試料の生物学的標的に相互作用できるようにするステップと、（ｃ）必要に応じて、非結合の剤を除去するステップと、（ｄ）該剤から放出されたシグナルを検出し、それによって該剤が該生物学的標的によって活性化されているか、または該生物学的標的に結合しているかを決定するステップとを含む。上記炭酸脱水酵素標的化剤が蛍光色素を含む場合、ステップ（ｄ）はさらに、該蛍光色素によって吸収可能な波長の光を上記試料に照射して、放出シグナルを生成することを含む。
剤を設計し、合成し、必要に応じて製剤化した後、当業者はそれをインビトロで試験して、該剤の生物学的特徴および性能特徴を評価することができる。例えば、培養で増殖させた様々なタイプの細胞を使用して、上記剤の生物学的特徴および性能特徴を評価することができる。例えば、蛍光顕微鏡法、ＦＡＣＳ分析、免疫組織化学的検査、免疫沈降、ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーションおよびＦｏｒｓｔｅｒ共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）または蛍光共鳴エネルギー移動を含む当技術分野で公知の技術を使用して、上記剤の細胞への取込み、結合または細胞における局在を評価することができる。例えば、上記剤をある期間試料と接触させ、次に洗浄して、任意の遊離の剤を除去することができる。次に、蛍光性の剤の光学特性に適合する適切なフィルタを備えた蛍光顕微鏡などの、適切な検出デバイスを使用して、上記試料を検査することができる。培養細胞の蛍光顕微鏡法またはシンチレーション計数もまた、取込みおよび結合が生じたかどうかを決定するための好都合な手段になる。同様にして、組織、組織切片およびサイトスピン試料などの他のタイプの試料も、上記剤の生物学的特徴および性能特徴を評価するのに使用することができる。それに限定されるものではないが、フローサイトメトリー、免疫アッセイ、ハイブリダイゼーションアッセイおよびマイクロアレイ分析を含む他の検出方法を使用することもできる。
（ｂ）治療適用
本明細書に記載の炭酸脱水酵素標的化剤、例えば放射標識および薬物分子を含有する剤のいくつかは、特定の疾患または障害の症候を緩和し、またはそれらを処置するのに使用することができる。上記方法は、（ａ）上記被験体に治療効果をもたらすのに十分な量の本明細書に記載の１つまたは複数の剤を投与するステップと、（ｂ）該剤を該被験体内に分布させるか、または別の方法で、処置を受ける被験体の領域に局在させるのに十分な時間を与えるステップと、次に（ｃ）その治療剤に応じて、必要に応じて該剤を活性化して、治療効果をもたらすステップとを含む。例えば、上記治療剤が放射標識である場合、その後の活性化は必要ない。しかし、上記治療剤が、光反応性剤、例えば光線力学的療法で使用される色素である場合、該剤を活性化する波長を有する光に該剤を曝露することによって該剤を活性化することができる。結果として、上記剤は、目的の状態、例えばがん、免疫障害、炎症性障害、血管障害等を処置するのに使用することができる。さらに、上記剤は、低酸素性腫瘍におけるもしくは上記被験体における目的の他の領域におけるアシドーシスを阻害し、または低酸素状態の領域から腫瘍細胞が増殖するのを低減するのに使用することができる。
ここで、以下の実施例によって本発明を例示するが、これらの実施例は例示目的のみで提供され、本発明の範囲を制限することを企図しない。
本発明の化合物は、標準の方法および手順に従って、容易に利用可能な出発材料から合成することができる。以下の非限定的な実施例は、例示的な蛍光性炭酸脱水酵素剤の合成を実証するものである。本発明の物質（ｍａｔｅｒｉａｌ）を調製するのに使用できる代表的な材料および方法を、以下にさらに記載する。別段指定されない限り、すべての化学物質および溶媒（試薬グレード）を、商業的に入手したまま、さらなる精製なしに使用する。合成した化合物について、ＨＰＬＣによって２６９５システムで、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘフェニル−ヘキシルカラム（３μ、１００×４．６ｍｍ）またはＣ１８カラム（５μ、２５０×４．６ｍｍ）のいずれかを使用して流速０．５〜１．０ｍＬ／分で特徴を決定する。Ａ（２５ｍＭギ酸アンモニウム＋５％メタノール）およびＢ（アセトニトリル）の直線勾配を使用した。典型的に、勾配を０〜２０％のＢで開始し、１０〜２０分にわたって２５〜９０％のＢに変えた。クロマトグラムを、２９９８フォトダイオードアレイ検出器およびＺＱ２０００ ＭＳ質量検出器を使用してモニタした。Ｖａｒｉａｎシステムで、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｃ１８カラム（２５０×２１ｍｍ）を使用し、２０ｍＬ／分で類似の勾配を分析ランとして使用して、分取ＨＰＬＣを実施した。
（実施例１）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｂ１］の合成
４−アミノメチルベンゼンスルホンアミド（２．７ｍｇ、１２μｍｏｌ）および蛍光色素Ｆ１のスクシンイミジルエステル（１０μｍｏｌ）および５．５μＬのＮ−メチルモルホリン（５０μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１３０μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１２０６．２、実測値１２０６．２。
（実施例２）
例示的化合物３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート［Ｂ６］の合成
４−アミノメチルベンゼンスルホンアミド（３．２ｍｇ、１４μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ６のスクシンイミジルエステル（１２μｍｏｌ）、６．５μＬのＮ−メチルモルホリン（６０μｍｏｌ）、ジメチルアミノプロピルエチルカルボジイミド（２．０ｍｇ、１０．５μｍｏｌ）およびヒドロキシベンゾトリアゾール（２．０ｍｇ、１５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１５０μＬ中で混合し、２５℃で３時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１１２０．３、実測値１１２０．３。
（実施例３）
例示的化合物２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート［Ｂ５］の合成
４−アミノメチルベンゼンスルホンアミド（３．５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ５のスクシンイミジルエステル（１３μｍｏｌ）および７．２μＬのＮ−メチルモルホリン（６５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１１０μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１３０８．１、実測値１３０８．３。
（実施例４）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｂ３］の合成
４−アミノメチルベンゼンスルホンアミド（３．０ｍｇ、１３μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ３のスクシンイミジルエステル（１１μｍｏｌ）および６．２μＬのＮ−メチルモルホリン（５５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１０５μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋２Ｈ］２＋の算出値７１１．１、実測値７１１．５。
（実施例５）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−スルファモイルフェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｂ１２］の合成
４−アミノメチルベンゼンスルホンアミド（３．０ｍｇ、１３μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ１２のスクシンイミジルエステル（ｎ＝２４）（１１μｍｏｌ）および６．２μＬのＮ−メチルモルホリン（５５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１０５μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋２Ｈ＋３ＮＨ３］２＋の算出値１２４４．４、実測値１２４４．５。
（実施例６）
例示的化合物２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート［Ｃ５］の合成
４−アミノエチルベンゼンスルホンアミド（３．７ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ５のスクシンイミジルエステル（１３μｍｏｌ）および７．２μＬのＮ−メチルモルホリン（６５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１１０μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。
（実施例７）
中間体化合物４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド［Ａ０］の合成
パートＡ：アセタゾラミド（１ｇ、４．５μｍｏｌ）を、メタノール１０ｍＬおよび濃塩酸１．５ｍＬに溶解し、４時間還流させた。その溶液を０℃に冷却し、１Ｍ ＨＥＰＥＳバッファー、ｐＨ７．０、０．５ｍＬを添加し、その後ｐＨ７になるまで１Ｍ ＮａＯＨを添加することによって中和した。メタノールを真空下で除去し、次に４℃まで冷却し、純粋な５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−スルホンアミドを、溶液から晶出させた。
パートＢ：５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−スルホンアミド（１００ｍｇ、５６０μｍｏｌ）、Ｎ−ＢＯＣ−４−アミノメチル安息香酸（１４０ｍｇ、５６０μｍｏｌ）、ジメチルアミノプロピルエチルカルボジイミド（１１７ｍｇ、６１０μｍｏｌ）およびヒドロキシベンゾトリアゾール（８４ｍｇ、６１０μｍｏｌ）を、密閉反応管中、無水ＤＭＦ６００μＬ中で混合し、室温で４８時間回転させた。粗溶液を水１ｍＬで希釈することによって生成物を沈殿させ、その後ｐＨ８．５に達するまで１Ｍ ＮａＯＨをゆっくり添加すると（約１．５ｍＬ）、澄明な溶液が得られた。その溶液を分取ＨＰＬＣによって精製し、精製した生成物を９５％ＴＦＡ／水６００μＬ中で１５分間かけて脱保護し、次に真空下で乾燥させて、１５０ｍｇ（８５％）の４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミドＡ０を得た。
（実施例８）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ａ１］の合成
４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド（５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ１のスクシンイミジルエステル（１６μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン（１０μＬ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１００μＬ中で混合し、３７℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１３３３．２、実測値１３３３．１。
（実施例９）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ａ５］の合成
４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド（５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ５のスクシンイミジルエステル（１６μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン（１０μＬ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１００μＬ中で混合し、３７℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１４３５．１、実測値１４３５．１。
（実施例１０）
例示的化合物３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート［Ａ６］の合成
４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド（５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ６のスクシンイミジルエステル（１６μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン（１０μＬ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１００μＬ中で混合し、３７℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１２４７．２、実測値１２４７．３。
（実施例１１）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ａ３］の合成
４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド（５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ３のスクシンイミジルエステル（１６μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン（１０μＬ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１００μＬ中で混合し、３７℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋２Ｈ］２＋の算出値７７４．６、実測値７７５．０。
（実施例１２）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）フェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ａ１２］の合成
４−（アミノメチル）−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）ベンズアミド（５ｍｇ、１６μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ１２のスクシンイミジルエステル（ｎ＝２４）（１６μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン（１０μＬ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１００μＬ中で混合し、３７℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋３Ｈ］３＋の算出値８５４．９、実測値８５５．４。
（実施例１３）
中間体化合物３−アミノ−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）プロパンアミド［Ｃ０］の合成
パートＡ：アセタゾラミド（１ｇ、４．５μｍｏｌ）を、メタノール１０ｍＬおよび濃塩酸１．５ｍＬに溶解し、４時間還流させた。その溶液を０℃に冷却し、１Ｍ ＨＥＰＥＳバッファー、ｐＨ７．０、０．５ｍＬを添加し、その後ｐＨ７になるまで１Ｍ ＮａＯＨを添加することによって中和した。メタノールを真空下で除去し、次に４℃まで冷却し、純粋な５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−スルホンアミドを、溶液から晶出させた。
パートＢ：５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−スルホンアミド（２０ｍｇ、１１０μｍｏｌ）、Ｎ−ＦＭＯＣβ−アラニン（３１ｍｇ、１００μｍｏｌ）、ジメチルアミノプロピルエチルカルボジイミド（ＥＤＣ）（２１ｍｇ、１１０μｍｏｌ）およびヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢＴ）（１５ｍｇ、１１０μｍｏｌ）を、密閉反応管中、無水ＤＭＦ２００μＬ中で混合し、室温で４８時間回転させた。粗生成物を分取ＨＰＬＣによって精製し、次にＤＭＦ中２０％ジエチルアミン１２５μＬに溶解することによって１０分間かけて脱保護し、その後エーテルを用いて沈殿させて、３−アミノ−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）プロパンアミドを白色固体として得た。
（実施例１４）
例示的化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｃ５］の合成
３−アミノ−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）プロパンアミド（５ｍｇ、２０μｍｏｌ）を、密閉反応管中、無水ＤＭＦ２００μＬ中の蛍光色素Ｆ５のスクシンイミジルエステル（１５μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン１０μＬと混合し、３７℃で２時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、次に分取ＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１３７３．１、実測値１３７３．２。
（実施例１５）
例示的化合物３−（５−（ビス（２−スルホエチル）カルバモイル）−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（５−（ビス（２−スルホエチル）カルバモイル）−３，３−ジメチル−１−（３−スルホプロピル）インドリン−２−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−３，３−ジメチル−３Ｈ−インドール−１−イウム−１−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｃ１１］の合成
３−アミノ−Ｎ−（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）プロパンアミド（５ｍｇ、２０μｍｏｌ）を、密閉反応管中、無水ＤＭＦ２００μＬ中の蛍光色素Ｆ１１のスクシンイミジルエステル（１５μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン１０μＬと混合し、３７℃で２時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、次に分取ＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。
（実施例１６）
非結合性の対照化合物３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−３−（５−（（６−（ベンジルアミノ）−６−オキソヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート［Ｄ３］の合成
ベンジルアミン（１．４ｍｇ、１３μｍｏｌ）、蛍光色素Ｆ３のスクシンイミジルエステル（１１μｍｏｌ）およびＮ−メチルモルホリン６．２μＬ（５５μｍｏｌ）を、密閉バイアル中、無水ＤＭＦ１０５μＬ中で混合し、２５℃で１時間回転させた。酢酸エチル１．５ｍＬを添加することによって粗生成物を沈殿させ、遠心分離にかけ、デカントし、真空下で乾燥させた。生成物をＨＰＬＣによって精製し、ＬＣＭＳによってその質量を確認した。［Ｍ＋Ｈ］＋の算出値１３４２．２、実測値１３４２．１。
（実施例１７）
ＣＡ剤を使用する腫瘍のインビボイメージング
この実施例により、本発明の化合物を使用して腫瘍をインビボで画像化できることを示す。この実験では、６〜８週齢のＮＵ／ＮＵマウス（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）に対して、約２×１０６個のＨｅＬａ細胞をそれぞれの乳房脂肪体の両側に皮下（ｓ．ｃ．）注射した。腫瘍がおよそ３×３ｍｍのサイズに達したら、マウスに、２ナノモル（ｎｍｏｌｅｓ）の炭酸脱水酵素剤Ｃ５または非結合性の対照の剤Ｄ３を、容量１００μＬで尾静脈により静脈内（ｉ．ｖ．）注射した（マウス５匹／プローブ＋対照としてマウス２匹／プローブなし）。注射の２４時間後に、市販のＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙシステム（ＶｉｓＥｎ Ｍｅｄｉｃａｌ、Ｂｅｄｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用して、イメージングを実施した。使用した画像の例を図１に示す。図１は、剤Ｃ５を用いた平面反射イメージング（１Ａ）および断層撮影法（１Ｂ）の両方によって腫瘍がインビボで有効に画像化され得るが、非結合性の対照の剤Ｄ３は、いずれのイメージングモードでも腫瘍シグナルをほとんどまたは全く示さないことを示している。
（実施例１８）
炭酸脱水酵素に対するＣＡ剤のインビトロでの親和性
この実施例は、本発明の化合物が、炭酸脱水酵素に対して高い親和性があり、インビトロでＣＡ ＩＩ、ＣＡ ＸＩＩおよびＣＡ ＸＩＶよりも炭酸脱水酵素ＩＸに選択的であることを示す。上記対照化合物Ｄ３が、炭酸脱水酵素に対して親和性が高くないことも示す。この実験では、様々な濃度の上記ＣＡ剤の存在下で、ストップトフロー法による分光測定でＣＡのＣＯ２水和速度を測定することによって、Ｋｉ値を決定した。結果を表５にまとめる。
表５は、それぞれの実験についてのＫｉ値を示しており、上記ＣＡ剤が、ＣＡ ＩＩ、ＣＡ ＸＩＩおよびＣＡ ＸＩＶと比較して炭酸脱水酵素ＩＸに対してより強い親和性を示すのに対して、上記対照化合物Ｄ３では特異的結合が検出されないことを実証している。
（実施例１９）
ＨｅＬａ細胞に対するＣＡ剤の炭酸脱水酵素依存性結合
この実施例は、ＣＡ ＩＸに対する本明細書に記載の炭酸脱水酵素剤の親和性を示す。共に低酸素条件（１％Ｏ２）の下で培養したＨｅＬａ細胞を使用して、細胞結合アッセイを実施した。Ｈｅｌａ細胞（細胞２８，０００個／ｃｍ２）を、正常酸素条件（空気）または低酸素条件（１％Ｏ２）の下、６ウェル培養プレート中で２４時間かけて培養した。１ウェルにおいて、陽性対照として蛍光性抗ＣＡ ＩＸＡｂ（Ｒ＆Ｄ ｓｙｓｔｅｍｓ）と共にインキュベーションした後、３７℃で１時間インキュベーションした。炭酸脱水酵素剤Ａ５およびＡ３（１μＭ）または非結合性の対照の剤Ｄ３を、個々のウェルに添加した後、３０分間インキュベーションした。細胞をＰＢＳで３回すすぎ、次に２ｍＬで擦り取り、５ｍＬの管に移し、次に１０００ｒｐｍで１０分間回転させて、ＰＢＳを廃棄した。次に、その細胞をＰＢＳ４００μＬに再懸濁させ、蛍光顕微鏡法およびフローサイトメトリーによって分析した。蛍光顕微鏡法のために、ＤＡＰＩで核を共染色した。競合研究のために、細胞をアセタゾラミド（Ａｚ）（１００μＭ）で２時間インキュベートした後、剤でインキュベーションした。
図２は、化合物Ａ５およびＡ３が、正常酸素の細胞では結合せず、低酸素の細胞の表面上でＣＡ ＩＸ受容体に結合したが、その結合は、ＣＡ阻害剤であるアセタゾラミドを過剰に用いることによって阻止され得ることを示している。図２はまた、市販の蛍光性ＣＡ ＩＸ抗体が、低酸素のＨｅＬａ細胞にのみ結合することを示しており、このことから、これらの細胞におけるＣＡ ＩＸの上方制御および発現が確認される。図２はまた、非結合性の対照の剤Ｄ３が、正常酸素の細胞または低酸素の細胞のいずれにも結合しないことを示している。これらの結果は、化合物Ａ５およびＡ３が、炭酸脱水酵素に依存する方式で低酸素の細胞に結合することを実証している。図３は、上記ＣＡ剤Ａ５およびＡ３が、低酸素の細胞に多量に結合するが、非結合性の対照化合物Ｄ３ではそうではないこと、およびアセタゾラミドによりシグナルがブロックされることを確認した、フローサイトメトリーの結果を示している。
（実施例２０）
マウスにおけるＩ．Ｖ．投与した化合物Ｃ５の体内分布
この実施例は、ｉ．ｖ．注射の２４時間後のＨｅＬａ腫瘍担持マウスにおける化合物Ｃ５の体内分布を示す。
６〜８週齢の雌性ＮＵ／ＮＵマウス（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）に対して、ＨｅＬａ細胞（５×１０６個）を最初に乳房脂肪体に皮下（ｓ．ｃ．）注射した。腫瘍が所望の体積に達したら（次式：体積（ｍｍ３）＝（長さ×幅２）／２を使用してノギスで測定）、マウスに、化合物Ｃ５（２ナノモル）または非結合性の対照のＤ３をｉ．ｖ．注射した。２４時間後に、マウスを二酸化炭素による窒息によって屠殺し、ある特定の組織を除去し、食塩水ですすぎ、ブロット乾燥し（ｂｌｏｔｔｅｄ ｄｒｙ）、ＶｉｓＥｎ ＦＭＴ ２５００により反射モードを使用して画像化した。目的の領域（ＲＯＩ）を、ＦＭＴソフトウェアを使用してそれぞれの臓器の周囲に描き、平均蛍光（カウント数／エネルギーとして記録）を臓器ごとに決定し、１００％であるとした腫瘍における平均蛍光に対して正規化した。結果を図４にまとめる。図４は、ＣＡ造影剤Ｃ５の蛍光が、ほとんどの組織において非常に少なく、腫瘍において高濃度で見出され、腎臓には低濃度で蓄積したが、非結合性の対照のＤ３は、腎臓のみに蛍光の蓄積を示すことを示している。
（実施例２１）
ＨｅＬａ腫瘍担持マウスにおける炭酸脱水酵素シグナルに対する炭酸脱水酵素阻害剤アセタゾラミドによる処置の効果
この実施例は、ＨｅＬａ腫瘍担持マウスにおける炭酸脱水酵素に対する炭酸脱水酵素阻害剤による処置の効果を実証する。
ＨｅＬａ腫瘍担持マウスを、該マウスの腫瘍が所望の体積に達したら無作為化し、いずれかのＣ５（２ナノモル）をｉ．ｖ．注射した。競合研究のために、マウスにアセタゾラミド（１０ｍｇ／ｋｇ）を注射し、続いて、６０分後に化合物Ｃ５（２ナノモル）を注射した。上記剤を投与して２４時間後に、ＦＭＴ ２５００を使用してイメージングを実施した。図５Ａに図示した通り、上記アセタゾラミドで処置したマウスは、未処置動物と比較して例示的な上記剤Ｃ５のシグナルが低減した。
図５Ｂに図示した通り、ＣＡ剤Ｃ５は、インビボで腫瘍への有意な蓄積を示したが（ＦＭＴによって定量化されるように１１６ｐｍｏｌ）、上記アセタゾラミドで処置した動物は、シグナルがおよそ６６％少なかった（ＦＭＴによって定量化されるように３９ｐｍｏｌ）。このことは、本明細書に記載のＣＡ造影剤のインビボ腫瘍シグナルが、炭酸脱水酵素に特異的であることを実証している。
（実施例２２）
ＨｅＬａ腫瘍担持マウスにおける低酸素症のインビボ誘発の、蛍光性炭酸脱水酵素結合化合物による検出
（Ｈａｒｌａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ、ＩＮ）から得た４〜５週齢の雌性ｎｕ／ｎｕマウスに対して、ＨｅＬａ細胞（細胞１．５×１０６個／部位）を乳房脂肪体に皮下（ｓ．ｃ．）注射した。腫瘍が所望の体積６００〜７００ｍｍ３（次式：体積（ｍｍ３）＝長さ×幅２／２を使用してノギスで測定）に達したら、マウスを無作為に群に分け（ｎ＝マウス４〜５匹／群）、その一部を、モニタされた酸素レベルを有するチャンバ内で、制御された低酸素環境条件（８％酸素）に曝露した。腫瘍体積がマッチした対照マウスを、通常の収容条件下で維持した。本実験を開始して２４時間後に、Ｃ５（２ナノモル）をすべてのマウスに静脈内注射した。上記注射後に、低酸素のマウスを、低酸素チャンバに戻し入れ、腫瘍を切除し、注射の２４時間後に蛍光反射イメージング（ＦＲＩ）によって画像化した。図６は、通常空気（左）および８％Ｏ２（右）に置いたマウスから切除した腫瘍の蛍光画像を示す。上記画像の定量分析をそのグラフに示す。このグラフは、低酸素雰囲気下のマウスからの腫瘍にＣ５が有意に多く取り込まれたことを示している。
（実施例２３）
蛍光顕微鏡法による腫瘍組織における蛍光性炭酸脱水酵素結合化合物の分布
図７は、抗ＣＡ ＩＸ抗体またはピモニダゾール（低酸素症マーカー）と共染色した腫瘍組織切片を蛍光顕微鏡法によって測定した、ＨｅＬａ腫瘍担持マウスにおけるＣ５蛍光シグナルの分布を示す。次に、Ｃ５を注射した腫瘍担持マウスに、低酸素の組織のマーカーのピモニダゾール（８０ｍｇ／ｋｇ）および高度に灌流する組織を染色するＨｏｅｃｈｓｔ ３３３４２（２５ｍｇ／ｋｇ）を静脈内注射し、１時間５分後にそれぞれ屠殺した（３８）。腫瘍、腎臓および筋組織を収集し、ＦＲＩによって画像化した。次に、上記組織をＯＣＴ（最適切断温度化合物）で包埋し、凍結させ、蛍光顕微鏡法および免疫染色のために切片にするまで−８０℃で保存した。厚さ８μｍの切片を調製し、１０分間風乾した。切片を、Ｃ５（赤色）と組み合わせたＨｏｅｃｈｓｔ（青色）について画像化した。画像を取得した後、上記切片を氷冷アセトン中で２０分間固定し、ＳｕｐｅｒＢｌｏｃｋ（３７５１５、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で３０分間インキュベートした。次に、その組織切片を、ブロッキング溶液で希釈した検出抗体で１時間かけて染色した。隣接切片に対して、ＣＡ ＩＸの発現を１：１０希釈したフルオレセインコンジュゲート抗ヒトＣＡ ＩＸモノクローナル抗体（ＦＡＢ２１８８Ｆ、Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍ）で検出し、ピモニダゾールの結合を１：２５希釈したＦＩＴＣコンジュゲートマウス抗ピモニダゾールモノクローナル抗体（Ｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ ｐｌｕｓ ｋｉｔで提供）で検出した。上記切片を、青色（Ｈｏｅｃｈｓｔ）および緑色（ピモニダゾールおよびＣＡ ＩＸ）蛍光で再び画像化した。最後に、上記切片を標準プロトコルに従ってＨ＆Ｅで染色した。Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ａｘｉｏｖｅｒｔ蛍光顕微鏡によって画像を得た。すべての画像を、同一露光時間により拡大率２５倍（対物２．５倍）で得た。Ｃ５の腫瘍組織分布は、ＣＡ ＩＸ抗体および上記低酸素症マーカーであるピモニダゾールの両方が共局在し、Ｈｏｅｃｈｓｔ染料によって示される十分に灌流した領域から離れた位置にある。
参照による援用
本明細書に引用したすべての刊行物、特許および特許出願は、あたかもそれぞれ個々に記載されているのと同程度に、あらゆる目的でそれら全体が参照によって本明細書に明確に組み込まれる。さらなる炭酸脱水酵素造影剤は、米国特許第７，８３３，７３７号、ならびに国際出願公開第ＷＯ２００６／１３７０９２号、ＷＯ２００８／１２４７０３号、ＷＯ２０１０／１４７６６６号およびＷＯ２０１０／０６５９０６号に記載されており、その全ては、それら全体において、参照によって本明細書に組み込まれる。
均等物
本発明は、本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化することができる。したがって上記の実施形態は、本明細書に記載の本発明を制限することなく、あらゆる点で例示的なものであるとみなされる。したがって本発明の範囲は、上記の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の等価の意味および範囲に含まれるあらゆる変更は、その範囲に包含されるものとする。
さらに、炭酸脱水酵素標的化剤は、キットに組み込むことができ、例えば、インビボまたはインビトロイメージング方法で該炭酸脱水酵素標的化剤を使用するための任意選択の指示と共にキットに組み込むことができる。キットは、必要に応じて、炭酸脱水酵素標的化剤の使用に役立つ成分、例えばバッファ、および他の処方剤（ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を含むことができる。あるいは、キットは、被験体への炭酸脱水酵素標的化剤の投与および／またはその剤の検出に役立つ医療デバイスを含むことができる。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
式（Ｉ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ １ 〜Ｃ １８ アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ １ 、Ｌ ２ およびＬ ３ は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ ２ Ｙ １ ）（ＣＨ ２ Ｙ ２ ）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ １ およびＹ ２ は、独立に、水素またはＣ １ 〜Ｃ ２０ 脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ ３ −Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
（項目２）
式（ＩＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
［式中、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ １ 〜Ｃ １８ アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
Ｌ １ 、Ｌ ２ およびＬ ３ は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
Ｒは、出現するごとに独立に、水素、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ １ 〜Ｃ １８ アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ ３ −Ｍで必要に応じて置換されており、
ｎは、１、２または３であり、
Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ ２ Ｙ １ ）（ＣＨ ２ Ｙ ２ ）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ｙ １ およびＹ ２ は、独立に、水素またはＣ １ 〜Ｃ ２０ 脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ ３ −Ｍで必要に応じて置換されており、
Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
（項目３）
遠赤色蛍光性または近赤外蛍光性である、項目１または２に記載の剤。
（項目４）
Ｑが非置換ヘテロアリールである、項目１から３のいずれか一項に記載の剤。
（項目５）
Ｑがアルキルである、項目１から３のいずれか一項に記載の剤。
（項目６）
Ｌ １ 、Ｌ ２ およびＬ ３ のそれぞれが、独立に、ｎ＝１〜８である−ＮＨ−（ＣＨ ２ ） ｎ −Ｃ（＝Ｏ）−、またはグリシン、アラニン、β−アラニン、４−アミノメチル安息香酸、システイン酸、グルタミン酸、アミノ−ポリエチレングリコール−カルボン酸、アミノ−ポリエチレングリコールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ジアミン−アミノ酸、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸、ジアミノプロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アミド、トリアゾール、尿素およびチオ尿素からなる群から選択される部分のジラジカルを含む、項目１から５のいずれか一項に記載の剤。
（項目７）
Ｌ １ が、以下の１つである、項目１から５のいずれか一項に記載の剤
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−ψ；
（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−［Ｃ ２〜３ アルキル−Ｏ］ ｚ −Ｃ １〜３ アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−Ｃ １〜３ アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；または
（ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−［Ｃ ２〜３ アルキル−Ｏ］ ｚ −Ｃ １〜３ アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ
［式中、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ １ は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合である］。
（項目８）
Ｌ ２ がＣ １〜５ アルキルである、項目１から７のいずれか一項に記載の剤。
（項目９）
Ｌ ３ が結合である、項目１から８のいずれか一項に記載の剤。
（項目１０）
ＸがＣ（ＣＨ ３ ） ２ である、項目１から９のいずれか一項に記載の剤。
（項目１１）
Ｍが、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ ３ Ｈを表す、項目１から１０のいずれか一項に記載の剤。
（項目１２）
Ｍが、出現するごとに独立に、カルボキシレート、ホスホネート、ホスフェートおよびイミノジアセテートからなる群から選択される置換基を表す、項目１から１０のいずれか一項に記載の剤。
（項目１３）
Ｍがスルホネートである、項目１から１０のいずれか一項に記載の剤。
（項目１４）
Ｍが、出現するごとに独立に、水素、アルコール、スルホン酸、スルホネート、ポリスルホネート、システイン酸、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、カルボキシレート、ケトン、ホスホネート、ホスフェート；イミノジアセテート、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、テトラ−アザシクロドデカン四酢酸、アミノ酸もしくはポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、糖、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アルコキシポリエチレングリコール、分枝状ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリリシンとメトキシポリエチレングリコールとのグラフトコポリマー、ペプチド、脂質、脂肪酸、パルミテート、リン脂質、リン脂質−ＰＥＧコンジュゲート、炭水化物、酸化鉄ナノ粒子、ナフチルアラニン、フェニルアラニン、３，３−ジフェニルプロピルアミン、タウリン、ホスホネート、ホスフェート、カルボキシレートおよびポリカルボキシレートからなる群から選択される置換基を表す、項目１から１０のいずれか一項に記載の剤。
（項目１５）
前記化学修飾因子Ｍが、ＣＡ ＩＸ以外のＣＡと比較して、ＣＡ ＩＸに対する前記剤の結合選択性を増強する、項目１から１４のいずれか一項に記載の剤。
（項目１６）
前記Ｍによって修飾された剤が、中性ｐＨで−３〜−１２の範囲の正味の負電荷を有する、項目１から１５のいずれか一項に記載の剤。
（項目１７）
前記化学修飾因子Ｍが、前記剤の非特異的な細胞膜透過性を低下させる、項目１から１６のいずれか一項に記載の剤。
（項目１８）
前記化学修飾因子Ｍが、生存動物に投与されると、前記化合物の組織への非特異的な蓄積を低減する、項目１から１７のいずれか一項に記載の剤。
（項目１９）
式（ＩＩＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
Ｆ−Ｌ−ＣＡＢ（ＩＩＩ）
［式中、
Ｆは、近赤外蛍光色素であり、
Ｌは、任意選択のリンカーであり、
ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分である］。
（項目２０）
項目１から１９のいずれか一項に記載の剤であって、
ここで、ＣＡＢが、−アリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロシクリル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ であり、ここで、Ｒ’が、出現するごとに独立に、水素またはＣ １〜６ アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールが、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルが、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている剤。
（項目２１）
式（ＩＶ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
［式中、
Ｑは、非置換ヘテロアリールであり、
Ｌ １ は、以下：
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−ψ；
（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−［Ｃ ２〜３ アルキル−Ｏ］ ｚ −Ｃ １〜３ アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−Ｃ １〜３ アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；または
（ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−［Ｃ ２〜３ アルキル−Ｏ］ ｚ −Ｃ １〜３ アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ
のうちの１つであり、
ここで、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ １ は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
Ｌ ２ は、Ｃ １〜５ アルキルであり、
Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ ３ Ｈを表し、
ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロシクリル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ であり、ここで、Ｒ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ １〜６ アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
（項目２２）
式（Ｖ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
［式中、
Ｑは、Ｃ １〜６ アルキルであり、
Ｌ １ は、以下：
（ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ；
（ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−ψ；または
（ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ １ ）−ψ
のうちの１つであり、
ここで、Ｒ １ は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
Ｌ ２ は、Ｃ １〜５ アルキルであり、
Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ ３ Ｈを表し、
ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロシクリル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ であり、ここで、Ｒ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ １〜６ アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
（項目２３）
項目１から２２のいずれか一項に記載の剤であって、
ここで、ＣＡＢが、−フェニル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−ピリジニル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−ベンゾ［ｄ］チアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−ピリジニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ ；または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−フェニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ ２ ＮＨ ２ であり、ここで、それぞれのフェニル、ピリジニルおよびチアジアゾールが、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されている剤。
（項目２４）
ＣＡＢが、
によって表される、項目１から２２のいずれか一項に記載の剤。
（項目２５）
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−スルファモイルフェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）フェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；および
３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３，３−ジメチル−５−スルホ−１−（３−スルホプロピル）インドリン−２−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−３，３−ジメチル−５−スルホ−３Ｈ−インドール−１−イウム−１−イル）プロパン−１−スルホネート
ならびに薬学的に許容されるその塩からなる群から選択される炭酸脱水酵素標的化剤。
（項目２６）
項目１から２５のいずれか一項に記載の剤、および薬学的に許容される賦形剤を含む、被験体に投与するのに適した薬学的組成物。
（項目２７）
（ａ）項目１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
（ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、
（ｃ）炭酸脱水酵素造影剤によって放出されるシグナルを検出するステップと
を含む、インビボイメージング方法。
（項目２８）
（ａ）蛍光色素（ｆｌｕｏｒｏｃｈｏｍｅ）を含む、項目１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
（ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、
（ｃ）該被験体を、該蛍光色素によって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、
（ｄ）該剤によって放出されるシグナルを検出するステップと
を含む、インビボ光学イメージング方法。
（項目２９）
前記剤によって放出される前記シグナルを使用して、画像を構築する、項目２７または２８に記載の方法。
（項目３０）
前記画像が断層撮影画像である、項目２７または２８に記載の方法。
（項目３１）
ステップ（ａ）〜（ｃ）を所定の時間間隔で繰り返し、それによって前記被験体における前記炭酸脱水酵素剤の放出シグナルの経時的な評価を可能にする、項目２７に記載の方法。
（項目３２）
ステップ（ａ）〜（ｄ）を所定の時間間隔で繰り返し、それによって前記被験体における前記炭酸脱水酵素剤の放出シグナルの経時的な評価を可能にする、項目２８に記載の方法。
（項目３３）
前記被験体が、動物またはヒトである、項目２７から３２のいずれか一項に記載の方法。
（項目３４）
ステップ（ａ）において、２種以上のイメージングプローブであって、そのシグナル特性を互いに区別することができ、該イメージングプローブの少なくとも１つが炭酸脱水酵素結合剤であるプローブを被験体に投与する、項目２７または２８に記載の方法。
（項目３５）
内視鏡、カテーテル、断層撮影システム、携帯式光学イメージングシステムまたは術中顕微鏡を使用して、照射ステップおよび検出ステップを実施する、項目２８に記載の方法。
（項目３６）
放出シグナルの存在、非存在またはレベルが病態を示す、項目２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
（項目３７）
疾患を検出かつ／またはモニタするために使用される、項目２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
（項目３８）
前記疾患が、骨疾患、がん、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、再狭窄、心虚血、心筋再灌流傷害、環境疾患、皮膚疾患、免疫性疾患、遺伝性疾患、感染性疾患、炎症性疾患、代謝性疾患、神経変性疾患、眼疾患および呼吸器疾患からなる群から選択される、項目３７に記載の方法。
（項目３９）
ステップ（ａ）において、前記炭酸脱水酵素標的化剤で標識した細胞を前記被験体に投与する、項目２７から３８のいずれか一項に記載の方法。
（項目４０）
前記炭酸脱水酵素標的化剤によって放出される前記シグナルを使用して、前記細胞の輸送および局在をモニタする、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
（ａ）項目１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
（ｂ）該剤の存在を検出し、それによって該被験体の組織における炭酸脱水酵素の発現および／または酸素欠乏を表す画像を生成するステップと
を含む、被験体における低酸素症をイメージングする方法。
（項目４２）
項目１から２５のいずれか一項に記載の剤を全身または局所的に被験体に投与するステップを含む、被験体の疾患を処置する方法であって、ここで、該剤が、放射標識であって該疾患の領域に局在し、実効線量の放射線を送達する放射標識を含む、方法。
（項目４３）
（ａ）試料を、項目１から２５のいずれか一項に記載の剤と接触させるステップと、
（ｂ）該剤が生物学的標的に結合できるようにするステップと、
（ｃ）必要に応じて、非結合の剤を除去するステップと、
（ｄ）該剤から放出されたシグナルを検出し、それによって該剤が該生物学的標的によって活性化されているか、または該生物学的標的に結合しているかを決定するステップと
を含む、インビトロイメージング方法。
（項目４４）
前記試料が生物学的試料である、項目４３に記載の方法。

Claims (44)

  1. 式（Ｉ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
    ［式中、
    ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
    Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
    Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
    Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
    Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
    Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
    Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
  2. 式（ＩＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
    ［式中、
    ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分であり、
    Ｑは、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基もしくはチオアルキル基であるか、またはＱは存在せず、
    Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、出現するごとに独立に、結合またはリンカー部分を表し、
    Ｒは、出現するごとに独立に、水素、置換もしくは非置換アリール基、置換もしくは非置換ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基またはチオアルキル基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
    ｎは、１、２または３であり、
    Ｗは、ベンゾ縮合環、ナフト縮合環またはピリド縮合環を表し、
    Ｘは、出現するごとに独立に、Ｃ（ＣＨ２Ｙ１）（ＣＨ２Ｙ２）、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
    Ｙ１およびＹ２は、独立に、水素またはＣ１〜Ｃ２０脂肪族基であり、そのそれぞれは、Ｌ３−Ｍで必要に応じて置換されており、
    Ｍは、出現するごとに独立に、水素または化学修飾部分である］。
  3. 遠赤色蛍光性または近赤外蛍光性である、請求項１または２に記載の剤。
  4. Ｑが非置換ヘテロアリールである、請求項１から３のいずれか一項に記載の剤。
  5. Ｑがアルキルである、請求項１から３のいずれか一項に記載の剤。
  6. Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれが、独立に、ｎ＝１〜８である−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（＝Ｏ）−、またはグリシン、アラニン、β−アラニン、４−アミノメチル安息香酸、システイン酸、グルタミン酸、アミノ−ポリエチレングリコール−カルボン酸、アミノ−ポリエチレングリコールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヘキサンジアミン、ジアミン−アミノ酸、リシン、オルニチン、ジアミノ酪酸、ジアミノプロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アミド、トリアゾール、尿素およびチオ尿素からなる群から選択される部分のジラジカルを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の剤。
  7. Ｌ１が、以下の１つである、請求項１から５のいずれか一項に記載の剤
    （ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；
    （ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−Ｃ１〜３アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；または
    （ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
    ［式中、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合である］。
  8. Ｌ２がＣ１〜５アルキルである、請求項１から７のいずれか一項に記載の剤。
  9. Ｌ３が結合である、請求項１から８のいずれか一項に記載の剤。
  10. ＸがＣ（ＣＨ３）２である、請求項１から９のいずれか一項に記載の剤。
  11. Ｍが、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表す、請求項１から１０のいずれか一項に記載の剤。
  12. Ｍが、出現するごとに独立に、カルボキシレート、ホスホネート、ホスフェートおよびイミノジアセテートからなる群から選択される置換基を表す、請求項１から１０のいずれか一項に記載の剤。
  13. Ｍがスルホネートである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の剤。
  14. Ｍが、出現するごとに独立に、水素、アルコール、スルホン酸、スルホネート、ポリスルホネート、システイン酸、スルホンアミド、スルホキシド、スルホン、カルボキシレート、ケトン、ホスホネート、ホスフェート；イミノジアセテート、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、テトラ−アザシクロドデカン四酢酸、アミノ酸もしくはポリアミノ酸、オリゴエチレングリコールもしくはポリエチレングリコール、アミン、四級アンモニウムイオン、糖、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アルコキシポリエチレングリコール、分枝状ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリリシンとメトキシポリエチレングリコールとのグラフトコポリマー、ペプチド、脂質、脂肪酸、パルミテート、リン脂質、リン脂質−ＰＥＧコンジュゲート、炭水化物、酸化鉄ナノ粒子、ナフチルアラニン、フェニルアラニン、３，３−ジフェニルプロピルアミン、タウリン、ホスホネート、ホスフェート、カルボキシレートおよびポリカルボキシレートからなる群から選択される置換基を表す、請求項１から１０のいずれか一項に記載の剤。
  15. 前記化学修飾因子Ｍが、ＣＡ ＩＸ以外のＣＡと比較して、ＣＡ ＩＸに対する前記剤の結合選択性を増強する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の剤。
  16. 前記Ｍによって修飾された剤が、中性ｐＨで−３〜−１２の範囲の正味の負電荷を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の剤。
  17. 前記化学修飾因子Ｍが、前記剤の非特異的な細胞膜透過性を低下させる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の剤。
  18. 前記化学修飾因子Ｍが、生存動物に投与されると、前記化合物の組織への非特異的な蓄積を低減する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の剤。
  19. 式（ＩＩＩ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
    Ｆ−Ｌ−ＣＡＢ（ＩＩＩ）
    ［式中、
    Ｆは、近赤外蛍光色素であり、
    Ｌは、任意選択のリンカーであり、
    ＣＡＢは、スルホンアミドおよび脂肪族部分、芳香族部分または複素芳香族部分を含む炭酸脱水酵素結合部分である］。
  20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載の剤であって、
    ここで、ＣＡＢが、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここで、Ｒ’が、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールが、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルが、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている剤。
  21. 式（ＩＶ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
    ［式中、
    Ｑは、非置換ヘテロアリールであり、
    Ｌ１は、以下：
    （ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；
    （ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｄ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｅ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−Ｃ１〜３アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；または
    （ｆ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−［Ｃ２〜３アルキル−Ｏ］ｚ−Ｃ１〜３アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
    のうちの１つであり、
    ここで、ｚは、約３〜約３５の整数であり、Ｒ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
    Ｌ２は、Ｃ１〜５アルキルであり、
    Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表し、
    ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここで、Ｒ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
  22. 式（Ｖ）によって表される炭酸脱水酵素標的化剤またはその塩
    ［式中、
    Ｑは、Ｃ１〜６アルキルであり、
    Ｌ１は、以下：
    （ａ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ；
    （ｂ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−ψ；または
    （ｃ）−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−アルキル−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ１）−ψ
    のうちの１つであり、
    ここで、Ｒ１は、出現するごとに独立に、水素またはアルキルを表し、Ψは、ＣＡＢとの結合であり、
    Ｌ２は、Ｃ１〜５アルキルであり、
    Ｍは、出現するごとに独立に、スルホネートまたは−ＳＯ３Ｈを表し、
    ＣＡＢは、−アリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロシクリル−ＳＯ２ＮＨ２、−アリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−ヘテロアリール−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−ヘテロアリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）−アリール−ヘテロアリール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここで、Ｒ’は、出現するごとに独立に、水素またはＣ１〜６アルキルを表し、それぞれのアリールおよびヘテロアリールは、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されており、それぞれのヘテロシクリルは、アルキル、ハロゲン、アミノおよびオキソからなる群から独立に選択される１つ、２つまたは３つの置換基で必要に応じて置換されている］。
  23. 請求項１から２２のいずれか一項に記載の剤であって、
    ここで、ＣＡＢが、−フェニル−ＳＯ２ＮＨ２；−ピリジニル−ＳＯ２ＮＨ２；１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−ベンゾ［ｄ］チアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−ＳＯ２ＮＨ２；−フェニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−ピリジニル−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−ピリジニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２；または−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）−フェニル−１，３，４−チアジアゾール−ＳＯ２ＮＨ２であり、ここで、それぞれのフェニル、ピリジニルおよびチアジアゾールが、アルキルおよびハロゲンからなる群から独立に選択される１つまたは２つの置換基で必要に応じて置換されている剤。
  24. ＣＡＢが、
    によって表される、請求項１から２２のいずれか一項に記載の剤。
  25. ３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−スルファモイルベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−スルファモイルベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−スルファモイルフェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｅ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６−（Ｎ−メチル−Ｎ−（４−オキソ−４−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ブチル）スルファモイル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（６−オキソ−６−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）アミノ）ヘキシル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−エチル−２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３−エチル−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−８−スルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−６−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）ベンジル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−１−（４−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）カルバモイル）フェニル）−６，９，１２，１５，１８，２１，２４，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５，４８，５１，５４，５７，６０，６３，６６，６９，７２，７５−テトラコサオキサ−２−アザヘプタヘプタコンタン−７７−イル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−３−（３−スルホプロピル）−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−２（３Ｈ）−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−１，１−ジメチル−６，８−ジスルホ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］インドール−３−イウム−３−イル）プロパン−１−スルホネート；および
    ３−（２−（（１Ｅ，３Ｚ，５Ｅ）−５−（３，３−ジメチル−５−スルホ−１−（３−スルホプロピル）インドリン−２−イリデン）−３−（５−（（３−オキソ−３−（（５−スルファモイル−１，３，４−チアジアゾール−２−イル）アミノ）プロピル）カルバモイル）ピリジン−２−イル）ペンタ−１，３−ジエン−１−イル）−３，３−ジメチル−５−スルホ−３Ｈ−インドール−１−イウム−１−イル）プロパン−１−スルホネート
    ならびに薬学的に許容されるその塩からなる群から選択される炭酸脱水酵素標的化剤。
  26. 請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤、および薬学的に許容される賦形剤を含む、被験体に投与するのに適した薬学的組成物。
  27. （ａ）請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
    （ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、
    （ｃ）炭酸脱水酵素造影剤によって放出されるシグナルを検出するステップと
    を含む、インビボイメージング方法。
  28. （ａ）蛍光色素（ｆｌｕｏｒｏｃｈｏｍｅ）を含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
    （ｂ）該剤が該被験体内で分布できるようにするステップと、
    （ｃ）該被験体を、該蛍光色素によって吸収可能な波長の光に曝露するステップと、
    （ｄ）該剤によって放出されるシグナルを検出するステップと
    を含む、インビボ光学イメージング方法。
  29. 前記剤によって放出される前記シグナルを使用して、画像を構築する、請求項２７または２８に記載の方法。
  30. 前記画像が断層撮影画像である、請求項２７または２８に記載の方法。
  31. ステップ（ａ）〜（ｃ）を所定の時間間隔で繰り返し、それによって前記被験体における前記炭酸脱水酵素剤の放出シグナルの経時的な評価を可能にする、請求項２７に記載の方法。
  32. ステップ（ａ）〜（ｄ）を所定の時間間隔で繰り返し、それによって前記被験体における前記炭酸脱水酵素剤の放出シグナルの経時的な評価を可能にする、請求項２８に記載の方法。
  33. 前記被験体が、動物またはヒトである、請求項２７から３２のいずれか一項に記載の方法。
  34. ステップ（ａ）において、２種以上のイメージングプローブであって、そのシグナル特性を互いに区別することができ、該イメージングプローブの少なくとも１つが炭酸脱水酵素結合剤であるプローブを被験体に投与する、請求項２７または２８に記載の方法。
  35. 内視鏡、カテーテル、断層撮影システム、携帯式光学イメージングシステムまたは術中顕微鏡を使用して、照射ステップおよび検出ステップを実施する、請求項２８に記載の方法。
  36. 放出シグナルの存在、非存在またはレベルが病態を示す、請求項２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
  37. 疾患を検出かつ／またはモニタするために使用される、請求項２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記疾患が、骨疾患、がん、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、再狭窄、心虚血、心筋再灌流傷害、環境疾患、皮膚疾患、免疫性疾患、遺伝性疾患、感染性疾患、炎症性疾患、代謝性疾患、神経変性疾患、眼疾患および呼吸器疾患からなる群から選択される、請求項３７に記載の方法。
  39. ステップ（ａ）において、前記炭酸脱水酵素標的化剤で標識した細胞を前記被験体に投与する、請求項２７から３８のいずれか一項に記載の方法。
  40. 前記炭酸脱水酵素標的化剤によって放出される前記シグナルを使用して、前記細胞の輸送および局在をモニタする、請求項３９に記載の方法。
  41. （ａ）請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤を被験体に投与するステップと、
    （ｂ）該剤の存在を検出し、それによって該被験体の組織における炭酸脱水酵素の発現および／または酸素欠乏を表す画像を生成するステップと
    を含む、被験体における低酸素症をイメージングする方法。
  42. 請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤を全身または局所的に被験体に投与するステップを含む、被験体の疾患を処置する方法であって、ここで、該剤が、放射標識であって該疾患の領域に局在し、実効線量の放射線を送達する放射標識を含む、方法。
  43. （ａ）試料を、請求項１から２５のいずれか一項に記載の剤と接触させるステップと、
    （ｂ）該剤が生物学的標的に結合できるようにするステップと、
    （ｃ）必要に応じて、非結合の剤を除去するステップと、
    （ｄ）該剤から放出されたシグナルを検出し、それによって該剤が該生物学的標的によって活性化されているか、または該生物学的標的に結合しているかを決定するステップと
    を含む、インビトロイメージング方法。
  44. 前記試料が生物学的試料である、請求項４３に記載の方法。
JP2014510448A 2011-05-09 2012-05-09 炭酸脱水酵素標的化剤およびそれの使用方法 Active JP6122840B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161483979P 2011-05-09 2011-05-09
US61/483,979 2011-05-09
PCT/US2012/037166 WO2012154885A2 (en) 2011-05-09 2012-05-09 Carbonic anhydrase targeting agents and methods of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014520076A true JP2014520076A (ja) 2014-08-21
JP6122840B2 JP6122840B2 (ja) 2017-04-26

Family

ID=47139983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014510448A Active JP6122840B2 (ja) 2011-05-09 2012-05-09 炭酸脱水酵素標的化剤およびそれの使用方法

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10221159B2 (ja)
EP (1) EP2707102B1 (ja)
JP (1) JP6122840B2 (ja)
CN (2) CN103687854A (ja)
AU (1) AU2012253502C1 (ja)
CA (1) CA2835286C (ja)
WO (1) WO2012154885A2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052621A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 国立大学法人筑波大学 低酸素関連眼疾患のインビボ用診断薬及び治療用組成物
JP2019512500A (ja) * 2016-03-16 2019-05-16 オン ターゲット ラボラトリーズ エルエルシー Ｃａ ｉｘ標的ｎｉｒ色素及びそれらの使用
JP2019515880A (ja) * 2016-03-16 2019-06-13 エンドサイト・インコーポレイテッドＥｎｄｏｃｙｔｅ， Ｉｎｃ． 炭酸無水酵素ｉｘ阻害剤抱合体およびその使用
JP2020531509A (ja) * 2017-08-22 2020-11-05 パーデュー・リサーチ・ファウンデイションＰｕｒｄｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ 炭酸脱水酵素陽性がんを標的とするｆｂｓａ系治療および放射性造影複合体

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2006284565B2 (en) 2005-09-02 2013-05-30 Visen Medical, Inc. Biocompatible N, N-disubstituted sulfonamide-containing fluorescent dye labels
US9913917B2 (en) 2005-12-22 2018-03-13 Visen Medical, Inc. Biocompatible fluorescent metal oxide nanoparticles
DK2244741T3 (en) 2008-01-18 2015-05-26 Visen Medical Inc Fluorescent imaging agents
EP2707102B1 (en) * 2011-05-09 2019-11-13 Visen Medical, Inc. Carbonic anhydrase targeting agents and methods of using same
EP2831264B1 (en) 2012-03-30 2019-07-10 VisEn Medical, Inc. Bacterial imaging agents and methods of using same
JP6370785B2 (ja) 2012-08-15 2018-08-08 ビセン メディカル， インコーポレイテッド 前立腺がんイメージングのための前立腺特異的抗原薬剤およびその使用方法
ITRM20130138A1 (it) 2013-03-07 2014-09-08 Consiglio Nazionale Ricerche Assemblato comprendente un assorbitore della luce nel vicino infrarosso legato covalentemente ad un inibitore dell'anidrasi carbonica
EP3489309A1 (en) 2013-03-15 2019-05-29 Visen Medical, Inc. 4,4-disubstituted cyclohexyl bridged heptamethine cyanine dyes and uses thereof
EP2970342B1 (en) 2013-03-15 2024-01-24 VisEn Medical, Inc. Substituted silaxanthenium red to near-infrared fluorochromes for in vitro and in vivo imaging and detection
CN106867514B (zh) * 2015-12-11 2019-01-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于比率识别人碳酸酐酶的小分子荧光探针及其合成方法和应用
EP3429575A4 (en) 2016-03-16 2019-10-23 Purdue Research Foundation AGAINST CARBOANHYDRASE-IX DRUGS AND METHODS
US11555821B2 (en) 2016-03-16 2023-01-17 On Target Laboratories, Inc. CA IX-NIR dyes and their uses
US20190192699A1 (en) * 2016-05-13 2019-06-27 The Johns Hopkins University Nuclear imaging and radiotherapeutics agents targeting carbonic anhydrase ix and uses thereof
WO2018234564A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Paris Sciences Et Lettres - Quartier Latin OXYDO-REDUCABLE CLADABLE COMB COPOLYMER FOR REGULATED ADHESION BETWEEN CELLS AND SUBSTRATES
CN109956932A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 深圳先进技术研究院 一种可激活型光敏剂在制备肿瘤光热治疗试剂中的应用
CN109706197A (zh) * 2018-10-17 2019-05-03 许传高 一种制备分离谷氨酸和蛋白膏的工艺
CN109706196A (zh) * 2018-10-17 2019-05-03 许传高 谷氨酸和菌体蛋白的共生产方法
CN109652477A (zh) * 2018-10-17 2019-04-19 许传高 一种提高谷氨酸发酵中后期转化率的方法
TWI765195B (zh) * 2019-11-22 2022-05-21 行政院原子能委員會核能研究所 雙靶向碳酸酐酶第九型複合物及其造影劑
CN114685348B (zh) * 2022-04-14 2023-05-23 华南理工大学 一种具有aie性质的近红外花菁类光敏剂及其制备方法与应用
CN118048050B (zh) * 2024-04-16 2024-06-25 南京诺源医疗器械有限公司 一种七甲川菁近红外荧光染料及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546757A (ja) * 2005-06-23 2008-12-25 ユニオン ライフ サイエンシズ リミテッド 炭酸脱水酵素阻害活性を有するスルホンアミド誘導体とその治療薬と診断試薬としての使用
JP2009507108A (ja) * 2005-09-02 2009-02-19 ビセン メディカル， インコーポレイテッド 生体適合性ｎ，ｎ−二置換スルホンアミド含有蛍光色素標識
JP2009507035A (ja) * 2005-09-02 2009-02-19 ビセン メディカル， インコーポレイテッド ニコチン酸及びピコリン酸誘導近赤外線蛍光団
WO2010121163A2 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Li-Cor, Inc. Fluorescent imaging with substituted cyanine dyes

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647447A (en) 1981-07-24 1987-03-03 Schering Aktiengesellschaft Diagnostic media
US5268486A (en) 1986-04-18 1993-12-07 Carnegie-Mellon Unversity Method for labeling and detecting materials employing arylsulfonate cyanine dyes
US5569587A (en) 1986-04-18 1996-10-29 Carnegie Mellon University Method for labeling and detecting materials employing luminescent arysulfonate cyanine dyes
US5627027A (en) 1986-04-18 1997-05-06 Carnegie Mellon University Cyanine dyes as labeling reagents for detection of biological and other materials by luminescence methods
US4981977A (en) 1989-06-09 1991-01-01 Carnegie-Mellon University Intermediate for and fluorescent cyanine dyes containing carboxylic acid groups
DE69332952T2 (de) 1992-09-04 2004-02-19 The General Hospital Corp., Boston Diagnostische und therapeutische Einheiten enthaltende biokompatible Polymere
US5808044A (en) 1993-01-22 1998-09-15 Pharmacia Biotech Inc. Indocarbocyanine and benzindocarbocyanine phosphoramidites
DE4445065A1 (de) 1994-12-07 1996-06-13 Diagnostikforschung Inst Verfahren zur In-vivo-Diagnostik mittels NIR-Strahlung
US6127134A (en) 1995-04-20 2000-10-03 Carnegie Mellon University Difference gel electrophoresis using matched multiple dyes
US6008373A (en) 1995-06-07 1999-12-28 Carnegie Mellon University Fluorescent labeling complexes with large stokes shift formed by coupling together cyanine and other fluorochromes capable of resonance energy transfer
IT1276833B1 (it) 1995-10-09 1997-11-03 Sorin Biomedica Cardio Spa Coloranti fluorescenti della famiglia della solfo benz e indocianina
US6004536A (en) 1995-11-14 1999-12-21 Molecular Probes, Inc. Lipophilic cyanine dyes with enchanced aqueous solubilty
US6140494A (en) 1996-04-19 2000-10-31 Amersham Pharmacia Biotech Uk Limited Squarate dyes and their use in fluorescent sequencing method
DE19717904A1 (de) 1997-04-23 1998-10-29 Diagnostikforschung Inst Säurelabile und enzymatisch spaltbare Farbstoffkonstrukte zur Diagnostik mit Nahinfrarotlicht und zur Therapie
US5877310A (en) 1997-04-25 1999-03-02 Carnegie Mellon University Glycoconjugated fluorescent labeling reagents
US6133445A (en) 1997-12-17 2000-10-17 Carnegie Mellon University Rigidized trimethine cyanine dyes
WO1999051702A1 (en) 1998-04-08 1999-10-14 Terpetschnig Ewald A Luminescent compounds
US6002003A (en) 1998-04-14 1999-12-14 Beckman Instruments, Inc. Cyanine dye activating group with improved coupling selectivity
US6592847B1 (en) 1998-05-14 2003-07-15 The General Hospital Corporation Intramolecularly-quenched near infrared flourescent probes
US6083486A (en) 1998-05-14 2000-07-04 The General Hospital Corporation Intramolecularly-quenched near infrared fluorescent probes
DE69941067D1 (de) 1999-07-02 2009-08-13 Visen Medical Inc Fluoreszierende Cyaninlabels mit einem Sulphamidobrückenglied
WO2001021624A1 (fr) 1999-09-20 2001-03-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Composes destines au marquage par fluorescence
WO2002038190A2 (en) 2000-10-27 2002-05-16 Beth Israel Deaconess Medical Center Non-isotopic detection of osteoblastic activity in vivo using modified bisphosphonates
US6615063B1 (en) 2000-11-27 2003-09-02 The General Hospital Corporation Fluorescence-mediated molecular tomography
EP1209205A1 (en) 2000-11-28 2002-05-29 Innosense S.r.l. Improved process and method for the preparation of asymetric monofunctionalised indocyanine labelling reagents and obtained compounds
EP1221465A1 (en) * 2001-01-03 2002-07-10 Innosense S.r.l. Symmetric, monofunctionalised polymethine dyes labelling reagents
US20030044353A1 (en) 2001-01-05 2003-03-06 Ralph Weissleder Activatable imaging probes
US7439319B2 (en) 2001-09-14 2008-10-21 Burnham Institute For Medical Research Selective substrates for matrix metalloproteinases
ATE536993T1 (de) 2002-01-02 2011-12-15 Visen Medical Inc Aminfunktionalisierte superparamagnetisierte nanoteilchen für die synthese von biokonjugaten
WO2003061711A2 (en) 2002-01-16 2003-07-31 Visen Medical, Inc. Chromophore probes for optical imaging
AU2003225763A1 (en) 2002-03-11 2003-09-29 Visen Medical, Inc. Optical imaging probes
WO2003102558A1 (en) 2002-06-04 2003-12-11 Visen Medical, Inc. Imaging volumes with arbitrary geometries in contact and non-contact tomography
US7833734B2 (en) 2002-11-26 2010-11-16 Institute Of Virology Of The Slovak Academy Of Sciences CA IX-specific inhibitors
CA2513905A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Albor Biologics, Inc. Immune regulation based on the targeting of early activation molecules
US7647091B2 (en) 2003-02-05 2010-01-12 The General Hospital Corporation Method and system for free space optical tomography of diffuse media
WO2004108902A2 (en) 2003-06-04 2004-12-16 Visen Medical, Inc. Biocompatible fluorescent silicon nanoparticles
US20080312540A1 (en) 2004-12-08 2008-12-18 Vasilis Ntziachristos System and Method for Normalized Flourescence or Bioluminescence Imaging
US20060239916A1 (en) 2005-01-07 2006-10-26 Kai Licha Use of cyanine dyes for the diagnosis of proliferative diseases
WO2007028163A1 (en) * 2005-09-02 2007-03-08 Visen Medical, Inc. Biocompatible fluorescent imaging agents
US9913917B2 (en) 2005-12-22 2018-03-13 Visen Medical, Inc. Biocompatible fluorescent metal oxide nanoparticles
WO2007109364A2 (en) 2006-03-20 2007-09-27 The General Hospital Corporation Intramolecularly quenched fluorochrome conjugates and methods of use
US8221721B2 (en) 2007-02-09 2012-07-17 Visen Medical, Inc. Polycyclo dyes and use thereof
WO2008109832A2 (en) 2007-03-08 2008-09-12 Visen Medical, Inc. Viable near-infrared fluorochrome labeled cells and methods of making and using same
WO2008124703A2 (en) 2007-04-05 2008-10-16 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Development of molecular imaging probes for carbonic anhydrase-ix using click chemistry
US8314406B2 (en) 2007-04-06 2012-11-20 The General Hospital Corporation Systems and methods for optical imaging using early arriving photons
US8492734B2 (en) 2007-10-19 2013-07-23 Visen Medical, Inc. Imaging systems featuring waveguiding compensation
DK2244741T3 (en) 2008-01-18 2015-05-26 Visen Medical Inc Fluorescent imaging agents
CN104225613A (zh) * 2008-03-14 2014-12-24 Visen医药公司 整联蛋白靶向试剂及使用其的体内和体外成像方法
WO2009120758A1 (en) 2008-03-25 2009-10-01 Visen Medical, Inc. Animal holder for in vivo tomographic imaging with multiple modalities
US8864821B2 (en) 2008-11-26 2014-10-21 Visen Medical, Inc. Methods and compositions for identifying subjects at risk of developing stent thrombosis
WO2010065906A2 (en) 2008-12-05 2010-06-10 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Ca-ix specific radiopharmaceuticals for the treatment and imaging of cancer
WO2010147666A1 (en) 2009-06-19 2010-12-23 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Compounds useful as carbonic anhydrase modulators and uses thereof
DK2470887T3 (da) 2009-08-28 2020-04-06 Visen Medical Inc Systemer til tomografisk billeddannelse i diffuse medier ved at anvende en hybrid inversionsteknik
WO2011038006A1 (en) 2009-09-22 2011-03-31 Visen Medical, Inc. Systems and methods for virtual index-matching of diffusive media
JP5918227B2 (ja) * 2010-07-09 2016-05-18 ウェリケム・バイオテック・インコーポレイテッドＷｅｌｉｃｈｅｍ Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ． 転移性腫瘍の生長抑制のための新規なスルホンアミド化合物
EP2707102B1 (en) 2011-05-09 2019-11-13 Visen Medical, Inc. Carbonic anhydrase targeting agents and methods of using same
EP2831264B1 (en) 2012-03-30 2019-07-10 VisEn Medical, Inc. Bacterial imaging agents and methods of using same
JP6370785B2 (ja) 2012-08-15 2018-08-08 ビセン メディカル， インコーポレイテッド 前立腺がんイメージングのための前立腺特異的抗原薬剤およびその使用方法
EP3489309A1 (en) 2013-03-15 2019-05-29 Visen Medical, Inc. 4,4-disubstituted cyclohexyl bridged heptamethine cyanine dyes and uses thereof
EP2970342B1 (en) 2013-03-15 2024-01-24 VisEn Medical, Inc. Substituted silaxanthenium red to near-infrared fluorochromes for in vitro and in vivo imaging and detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546757A (ja) * 2005-06-23 2008-12-25 ユニオン ライフ サイエンシズ リミテッド 炭酸脱水酵素阻害活性を有するスルホンアミド誘導体とその治療薬と診断試薬としての使用
JP2009507108A (ja) * 2005-09-02 2009-02-19 ビセン メディカル， インコーポレイテッド 生体適合性ｎ，ｎ−二置換スルホンアミド含有蛍光色素標識
JP2009507035A (ja) * 2005-09-02 2009-02-19 ビセン メディカル， インコーポレイテッド ニコチン酸及びピコリン酸誘導近赤外線蛍光団
WO2010121163A2 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Li-Cor, Inc. Fluorescent imaging with substituted cyanine dyes

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6016007267; ＲＡＭＩ，　Ｍａｒｏｕａｎ　ｅｔ　ａｌ．: 'Ｃａｒｂｏｎｉｃ　ａｎｈｙｄｒａｓｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ：　Ｇｄ（ＩＩＩ）　ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ　ｏｆ　ＤＯＴＡ-　ａｎｄ　ＴＥＴＡ-ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ　ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ　ｔａｒｇｅｔｉｎｇ' Ｎｅｗ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｖｏｌ．３４, 2010, ｐ．２１３９-２１４４ *
JPN6016007270; ＤＵＢＯＩＳ，　Ｌｕｄｗｉｇ　ｅｔ　ａｌ．: 'Ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆ　ＣＡ　ＩＸ　ｗｉｔｈ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　ｌａｂｅｌｌｅｄ　ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅｓ　ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｓ　ｈｙｐｏｘｉｃａｎｄ　（ｒｅ）-ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ　ｃｅｌ' Ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ　ａｎｄ　Ｏｎｃｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．９２，　Ｎｏ．３, 2009, ｐ．４２３-４２８ *
JPN7016000434; ＢＲＵＢＡＫＥＲ，　Ｋｒｉｓｔｅｎ　Ｄ．　ｅｔ　ａｌ．: 'Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎｉｃ　Ａｎｈｙｄｒａｓｅ　ｉｎ　Ｌｉｖｉｎｇ　Ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔｓ　ｗｉｔｈ　Ｂｏｄｉｐｙ　５５８／５６８-ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ａｃｅｔａｚｏｌａｍｉｄｅ，' Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　＆　Ｃｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｖｏｌ．４７，　Ｎｏ．４, 1999, ｐ．５４５-５５０ *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052621A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 国立大学法人筑波大学 低酸素関連眼疾患のインビボ用診断薬及び治療用組成物
JP2016069330A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 国立大学法人 筑波大学 低酸素関連眼疾患のインビボ用診断薬及び治療用組成物
JP2019512500A (ja) * 2016-03-16 2019-05-16 オン ターゲット ラボラトリーズ エルエルシー Ｃａ ｉｘ標的ｎｉｒ色素及びそれらの使用
JP2019515880A (ja) * 2016-03-16 2019-06-13 エンドサイト・インコーポレイテッドＥｎｄｏｃｙｔｅ， Ｉｎｃ． 炭酸無水酵素ｉｘ阻害剤抱合体およびその使用
JP7285537B2 (ja) 2016-03-16 2023-06-02 オン ターゲット ラボラトリーズ エルエルシー Ｃａ ｉｘ標的ｎｉｒ色素及びそれらの使用
JP2020531509A (ja) * 2017-08-22 2020-11-05 パーデュー・リサーチ・ファウンデイションＰｕｒｄｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ 炭酸脱水酵素陽性がんを標的とするｆｂｓａ系治療および放射性造影複合体
JP7334147B2 (ja) 2017-08-22 2023-08-28 パーデュー・リサーチ・ファウンデイション 炭酸脱水酵素陽性がんを標的とするｆｂｓａ系治療および放射性造影複合体

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012253502A1 (en) 2013-11-14
EP2707102A4 (en) 2014-10-08
WO2012154885A2 (en) 2012-11-15
US11059802B2 (en) 2021-07-13
EP2707102A2 (en) 2014-03-19
CA2835286C (en) 2021-03-23
AU2012253502C1 (en) 2017-12-14
US10221159B2 (en) 2019-03-05
JP6122840B2 (ja) 2017-04-26
AU2012253502B2 (en) 2017-06-15
US12110283B2 (en) 2024-10-08
US20120321563A1 (en) 2012-12-20
CN103687854A (zh) 2014-03-26
US20220023277A1 (en) 2022-01-27
EP2707102B1 (en) 2019-11-13
US20190300501A1 (en) 2019-10-03
CA2835286A1 (en) 2012-11-15
CN110204478A (zh) 2019-09-06
WO2012154885A3 (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6122840B2 (ja) 炭酸脱水酵素標的化剤およびそれの使用方法
JP5586485B2 (ja) インテグリン標的化剤およびそれらを用いるｉｎｖｉｖｏおよびｉｎｖｉｔｒｏでの画像化方法
EP2831264B1 (en) Bacterial imaging agents and methods of using same
JP6370785B2 (ja) 前立腺がんイメージングのための前立腺特異的抗原薬剤およびその使用方法
US20090220430A1 (en) Fluorescent Imaging Agents

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160225

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170403

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6122840

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250