JP2021529830A - ラクテート増強化合物及びその使用 - Google Patents

ラクテート増強化合物及びその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、アストロサイトによるラクテートの放出を刺激するために有用な新規薬剤に関する。本発明は、更に、主に、神経障害、特に神経変性及び精神障害を予防及び/若しくは治療するため、又は認知及び記憶機能を改善するための、これらの薬剤の調製方法、製剤及び治療的使用に関する。

Description

本発明は、概して、ラクテート増強剤、特に、神経変性及び精神疾患を含む神経障害を治療するためのラクテート増強剤の使用の分野に関する。
神経変性疾患は、満たされていないニーズが最も高い病態のいくつかを示す。神経変性疾患は、2050年までに第1の死亡原因になると予想される。これらの病態は複雑であり、治療が困難である。治療法を見出すことが、過去数十年間、製薬業にとっての難題であるが、この分野では限定的な前進しかなされていない。これまでの治療戦略の大部分は、アストロサイトを含む神経系のその他の細胞種の重要な役割を大体は脇において、「神経中心」アプローチを使用するニューロンを直接的に標的にすることを目的としてきた。
アストロサイトは、脳内のニューロンより数で勝り、オリゴデンドロサイト及び小神経膠細胞と共に、神経活性及び生存を補助するグリア細胞と呼ばれる細胞のカテゴリーを形成する。過去十年、生理的過程におけるアストロサイトの役割、並びに神経変性障害、加齢性認知障害及び精神疾患を含む神経疾患の発症におけるアストロサイトの影響を理解することにかなりの注意が注がれてきた。グリア細胞は、長い間、神経組織の構造的補助、ある種の脳の「接着剤」としてしか重要ではなかったが、基礎的過程の制御についてのグリア細胞の更により重要な役割が主として認識されている。特に、アストロサイトは、ニューロンにエネルギーを与えることによって、基礎的な役割を担い、このことはニューロンの機能、すなわち電気的情報の送信、及び生存にとって必要とされる。したがって、アストロサイトは、神経保護、神経機能、シナプス可塑性及び記憶固定を含む多くの脳の生理的過程にとって重要であることが分かった(Magistrettiら、2018、Nat.Rev.Neuroscl、19(4):235〜249頁)。
神経変性疾患は歴史的にはニューロン死から排他的に生じる病態として考えられてきたが、アストロサイトのようなその他の細胞種がこれらの病態に寄与することが明白になった。エビデンスの多くは、軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、うつ等にアストロサイトの活性を結び付けてきた。例えば、AD患者において、活性化したアストロサイトは、異常な形態及びミトコンドリア機能を示すアミロイドプラークに隣接して好んで位置する。疾患の初期段階において、活性化したアストロサイトは、アミロイドプラークを内部移行させ、分解することによって神経保護作用を有し、疾患が進行すると、アミロイドプラークの沈着がアストロサイトの死を導き、結果として、更にアミロイドが蓄積する(Nageleら2004、Neurobiol.Aging、25(5):663〜74頁)。アストロサイトの加齢性変化が、MCI及びADのような加齢性神経変性障害の発症に役割を有することを明白に示す(Caiら、2017、J.Neurol.264(10):2068-74)。アストロサイト増加は、ADの脳の典型的な形態学的特徴であり、ニューロンの死を補助することに努めるアストロサイトの増殖、又は毒性β-アミロイドペプチドの増加量の低下に対する反応のいずれかを示す。特に興味深いこととして、アストロサイトのβ-アミロイドへのインビトロの暴露が、アストロサイトの代謝活性を変化させ、結果として、酸化ストレスに対する神経保護の低下が生じる(Allamanら、2010、J.Neurosci 30(9):3326〜38頁)。
脳エネルギー代謝の調節解除は、神経変性疾患及び加齢性認知機能低下の発症に重要な一因である。これらの障害は、ミトコンドリア活性の減少、酸化ストレスの増加及び脳糖代謝の減少に結び付く。例えば、脳における糖代謝低下は、ADの初期に見られ、実際には、その他の神経変性疾患における共通の現象を示す(Yinら、2016、Free Radic.Biol.Med.、100:108〜22頁;Fuら2014、Biogerontology、15(6):579〜86頁;Demetriusら2013、Biogerontology、14(6):641〜9頁;Demetriusら、2014、front Physiol 5:522頁;Tomiら、2013、Brain Res.、1495:61〜75頁;Ferreiraら、2010、Curr Drug Targets、11(10):1193〜2016頁)。ミトコンドリアの機能不全は、加齢性神経変性に関連し、特に、ADに流布している(Beal、2005、Neurobiol Aging、26(5):585〜6頁;Yaoら、2011、Curr Pharm Des 17(31):3474〜9頁)。ADの患者及びマウスモデルにおける研究は、エネルギー調整に関与するいくつかの脳の遺伝子の下方制御を強調している(Liangら、2008、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、Mar18;105(11):4441〜6頁)。結果として、脳糖代謝の低下と認知パフォーマンスとの重大な相関がAD患者に示されている(Thomasら、2015、J.Nutr.Health Aging、19(l):58〜63頁;Wooら、2010、Int.J.Geriatr.Psychiatry、25(ll):1150〜8頁)。まとめると、これらのデータは、MCI及びADにおいて不全であるアストロサイト活性及び代謝連結によって、特定の脳領域において、アミロイドプラークの特徴的な蓄積及び神経退化が生じ得る。
ALSにおいて、ミトコンドリア活性及びエネルギー産生の欠損が、運動ニューロン退化に少なくとも部分的に起因することが分かった(Boilleeら、2006、Neuron、52:39〜59頁)。アストロサイトもALSにおいて劇的に不全であるグルタミン酸摂取の制御によって重要な役割を担い得る(Rothsteinら、1990、Ann.Neurol.、28:18-25;Spreux-Varoquauxら、2002、J.Neurol.ScL、193:73〜78頁)。
うつのような精神障害を含むその他の神経病態も脳のエネルギー代謝に欠損を示す(Elsayed and Magistretti、2015、Front Cell Neurosci,9:468頁)。更に、グリア細胞の変化も大うつ病の病態生理及び治療に寄与することを示すエビデンスが増加している(Rajkowska and Stockmeier、2013、Curr Drug Targets14、1225〜1236頁;Czehら、2006、Neuropsychopharmacology31、1616〜1626頁;Banasrら、2010、Mol Psychiatry15、501-〜511頁;Banasr and Duman、2008、Biol Psychiatry 64、863〜870頁)。
興味深いことに、グルコースの特定の代謝物、すなわちラクテートが、アストロサイト-ニューロン代謝連結に特に重要な役割を担っているように見える。確かに、アストロサイトによって産生されるラクテートは、いわゆるアストロサイト-ニューロンラクテートシャトル(ANLS)神経活性において、好まれるエネルギー源としてニューロンによって使用される(Pellerinら、2012、J、Cereb Blood Flow Metab.、32(7):1152〜66頁)。ラクテートは、好気性解糖の過程、いわゆる酸素存在下でグルコースをラクテートに形質転換することによって、アストロサイトに産生し、この過程は、通常、酸素非存在下で生じて、エネルギーを産生することがより知られている(例えば、物理的活性の間の筋肉において)。脳におけるグルコースの源は、循環(アストロサイトの足が毛細管に密接に接触する)か、グリコーゲンの内部保管(脳のグリコーゲンがアストロサイトに排他的に存在する)かのいずれかに由来し得る。シナプス活性において、ラクテートはアストロサイトによって産生し、ニューロンに移行し、ピルビン酸に形質転換して、トリカルボン酸(TCA)サイクルに入り、ATPを産生する。これに関して、ラクテートは、グルタミン酸媒介性興奮毒性に対する(Jourdainら、2016、Sci.Rep.、6:21250頁)、及びインビボの脳虚血に対する神経保護剤として作用することが示された(Berthetら、2012、Cerebrovasc Dis.、34(5〜6):329〜35頁)。神経保護効果の他に、ANLSは、長期記憶固定の調整(Suzukiら、2011、Cell 144(5):810〜23頁)、並びにシナプス機能及び可塑性を調節する遺伝子の発現の調整に重要であることが分かった(Yangら、2014、Proc Natl Acad Sci USA、lll(33):12228〜33頁;Tadiら2015、PLoS One、10(10):e0141568)。ラクテートは確かにニューロンにエネルギーを与える重要な役割を担うだけでなく、シグナル伝達活性によってシナプス可塑性の調整因子としても作用する(Magistretti and Allaman、2018、Nat Rev Neurosci 19(4):235〜249頁)。更に、ラクテートの輸送がALSのマウスモデル及びALS患者の神経系に欠損していることが分かり(Leeら、2012、Nature、487(7408):443〜8頁)、神経変性疾患におけるラクテートの役割に追加のエビデンスを提供している。更に、ラクテートの投与がうつのいくつかの動物モデルにおいて、抗うつ薬類似効果を生み出すことが分かった(Carrardら、2018、Mol Psychiatry、23(2):488頁)。
Magistrettiら、2018、Nat.Rev.Neuroscl、19(4):235〜249頁 Nageleら2004、Neurobiol.Aging、25(5):663〜74頁 Allamanら、2010、J.Neurosci 30(9):3326〜38頁 (Yinら、2016、Free Radic.Biol.Med.、100:108〜22頁 Fuら2014、Biogerontology、15(6):579〜86頁 Demetriusら2013、Biogerontology、14(6):641〜9頁 Demetriusら、2014、front Physiol 5:522頁 Tomiら、2013、Brain Res.、1495:61〜75頁 Ferreiraら、2010、Curr Drug Targets、11(10):1193〜2016頁 Beal、2005、Neurobiol Aging、26(5):585〜6頁 Yaoら、2011、Curr Pharm Des 17(31):3474〜9頁 Liangら、2008、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、Mar18;105(11):4441〜6頁 Thomasら、2015、J.Nutr.Health Aging、19(l):58〜63頁 Wooら、2010、Int.J.Geriatr.Psychiatry、25(ll):1150〜8頁 Rothsteinら、1990、Ann.Neurol.、28:18-25;Spreux-Varoquauxら、2002、J.Neurol.ScL、193:73〜78頁 Elsayed and Magistretti、2015、Front Cell Neurosci,9:468頁 Rajkowska and Stockmeier、2013、Curr Drug Targets14、1225〜1236頁 Czehら、2006、Neuropsychopharmacology31、1616〜1626頁 Banasrら、2010、Mol Psychiatry15、501-〜511頁 Banasr and Duman、2008、Biol Psychiatry 64、863〜870頁 Pellerinら、2012、J、Cereb Blood Flow Metab.、32(7):1152〜66頁 Jourdainら、2016、Sci.Rep.、6:21250頁 Berthetら、2012、Cerebrovasc Dis.、34(5〜6):329〜35頁 Suzukiら、2011、Cell 144(5):810〜23頁 Yangら、2014、Proc Natl Acad Sci USA、lll(33):12228〜33頁 Tadiら2015、PLoS One、10(10):e0141568 Magistretti and Allaman、2018、Nat Rev Neurosci 19(4):235〜249頁 Leeら、2012、Nature、487(7408):443〜8頁 Carrardら、2018、Mol Psychiatry、23(2):488頁 Remington's "The Science and Practice of Pharmacy"、22版、2012、University of the Sciences in Philadelphia、Lippincott Williams & Wilkinsのパート5 Finsterwaldら、2015、Curr.Drug Targets、21(25):3570〜81頁 Thackaberryら、2010、Toxicol Sci.、117(2):485〜92頁 Ludbrook、1998、Clin Exp Pharmacol Physiol、25(12):1032〜7頁
神経保護及び認知におけるANLSの決定的な役割、並びにMCI、AD、ALS及びうつを含むいくつかの神経疾患におけるアストロサイト機能及び脳のエネルギー代謝の観察された障害を考慮すれば、ラクテート増強薬の開発の必要性が浮上している。
本発明は、インビトロの初代アストロサイト細胞培養物及びインビボのマウスにおけるラクテートの放出及びグリコーゲン分解を刺激し、ALSのマウスモデルにおける神経保護効果及び記憶のマウスモデルにおける記憶増進効果を有する新規分子の予期しない発見に基づく。
本発明の第1の態様は、本発明の化合物、並びにその互変異性体、幾何異性体、光学活性体(optically active forms)、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体及びそれらの混合物を提供する。
本発明の別の態様により、医薬として使用するための本発明の化合物を提供する。
本発明の別の態様により、本発明による少なくとも1つの化合物、及び本明細書に規定される薬学的に許容されるその担体、希釈剤又は賦形剤を含む医薬を提供する。
別の態様により、本発明は、異常に低い脳内エネルギー代謝に関連する、若しくは中枢神経系における障害又は疾患、及び/又は神経変性障害を含む神経障害、又は精神障害の予防及び/又は治療に使用するための本発明の化合物を提供する。
別の態様により、本発明は、限定されないが、加齢性認知機能低下及び加齢性記憶欠損のような加齢に関係する認知障害の予防及び/又は治療における使用、並びに健康な対象における認知及び記憶機能の増強のための本発明の化合物を提供する。
別の態様により、本発明は、中枢神経系における異常なエネルギー代謝に関連する障害又は疾患、及び/又は神経変性障害を予防及び/又は治療するために、本発明の化合物、並びにその互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体及びそれらの混合物を提供する。
別の態様により、本発明は、異常に低い脳内エネルギー代謝に関連する、若しくは中枢神経系における障害又は疾患、及び/又は神経変性障害を、対象において予防又は治療する方法を提供し、必要とする対象に、本発明の化合物、その互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体又はそれらの混合物の治療有効量を投与することを含む。
別の態様により、本発明は、対象における脳内ラクテートレベルを増加させる方法を提供し、方法は、それを必要とする対象に、本発明の化合物、その互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体又はそれらの混合物の有効量を投与して、脳内ラクテートレベルの増加を誘導することを含む。
対象における認知及び記憶機能を増強する方法は、本発明の化合物、その互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体又はそれらの混合物の有効量を投与することを含む。
別の態様により、式(I)に記載の化合物を調製する方法を提供し、極性溶媒において、式(iii)のアニリン中間体を式(ii)のイソキノリン中間体に反応させて、式(Ia)の化合物にするステップを含む。
別の態様により、式(I)に記載の化合物を調製する方法を提供し、式(viii)のカルボニル中間体を還元して、式(Iab)の化合物を導くステップを含む。
実施例2に記載されるように、100nM〜100μMの範囲の濃度の本発明の化合物(1)〜(4)による刺激後、90分で測定されたアストロサイトの初代培養物からのラクテートの放出を正の対照効果の%(カルボニルシアニドm-クロロフェニルヒドラゾン(CCCP)、2μM)±SEMとして示す;n=9。 実施例2に記載されるように、化合物(1)(10μM)による刺激後3時間のアストロサイトにおけるグリコーゲンの細胞内レベルを示し、ビヒクル単独(V)又はグリコーゲンホスホリラーゼ(P;10μM)の活性によって、グリコーゲンの分解を刺激することで知られている正の対照と比較し、細胞内グリコーゲンレベル(nmoles)の平均±SEMとして示す;n=6;p<0.05;**p<0.0l。 100nM〜200μMの範囲の濃度で本発明の化合物(1)〜(4)による処理の後、24時間における実施例2に記載されるように測定された初代アストロサイトのインビトロのミトコンドリア活性を示し、MTT比色分析法の平均吸光度±SEMとして示す;n=9。 実施例2に記載されるように脳のラクテートの産生のモニタリングを示す。A:ビヒクル(V)の投与から5〜7日前の脳カニューレの外科的埋植、(V)の投与から3時間後、又は本発明の化合物(1)の投与から別の3時間後(10mg/kg又は100mg/kg)の実験スケジュール;B:マウスの脳に埋植されたラクテートプローブの局所化;C、E:(V)の投与後に記録した脳内ラクテートレベル対時間(T)、(V)による3時間後、10mg/kgの(1)又は100mg/kg(E)の(1)の変動;D、F:(C)及び(D)に示されるラクテートの変動から計算した曲線下面積(AUC)。(V)又は(1)による10mg/kg(D)の第2の経管栄養後のAUCの比、並びにVによる第1の経管栄養後のAUCの100mg/kg(F)の(V)又は(1)、内部コントロールとして提供する。データは、AUC比±SEMとして示す;n=7;*p<0.05;**p<0.0l。 実施例2に記載されるように、ALSのG93A SOD1マウスモデルにおける本発明の化合物(1)の神経保護効果を示す。A:握力試験における毎週(W)の筋力の進化によって測定された生後30日目から最終段階(麻痺)までのビヒクル(V)又は化合物(1)(10mg/kg)で治療を受けたG93A SOD1雄マウスの握力試験。結果は、最大握り時間、すなわち5分の割合として示す。データは、筋力のパーセンテージの平均±SEMとして示す;n=6;*p<0.05;B:カプラン-マイヤー曲線で測定した、生後30日目(離乳)から最終段階(麻痺)まで、ビヒクル単独又は(1)(10mg/kg)治療を受けたマウスの生存率(%);n=6;*p<0.05。 実施例2に記載されるように、抑制的回避(IA)のマウスモデルにおける本発明の化合物(1)の認知効果を示す。A:トレーニング(IA装置の暗いコンパートメントで受けた軽い電気的フットショック)及び試験実施(IA装置の暗いコンパートメントに戻るマウスの待ち時間)を含む、タスクの略図;B:実験スケジュール;C:トレーニングを受ける前にビヒクル(V)又は化合物(1)(100mg/kg)で治療を受けたマウスの、試験1(トレーニングから24時間後)及び試験2(トレーニングから3週間後)におけるトレーニング時のIA装置の暗いコンパートメントに入るまでの待ち時間。データは、待ち時間の値のグループ平均±SEMとして示す;n=8〜9;* p<0.05、**p<0.01。
本明細書で使用する場合、「治療」及び「治療すること」等は、概して、所望の薬理学的及び生理学的効果を得ることを意味する。この効果は、その疾患、症状若しくは病状を予防する若しくは部分的に予防することに関して予防的であってもよく、並びに/又は疾患、病状、症状若しくは疾患に起因する有害作用を部分的若しくは完全に治癒することに関して治療的であってもよい。「治療」という用語は、本明細書で使用する場合、哺乳動物、特にヒトにおける疾患の任意の治療を含み、(a)疾患にかかりやすい場合があるが、疾患を有すると診断されたことのない対象に、予防的初期の無症候性治療介入のように疾患が発症しないように予防すること、(b)疾患を抑制すること、すなわち、その発症を抑止すること、すなわち、障害の改善若しくは治療のような疾患及び/又はその症状若しくは病状の退行を生じさせることが挙げられる。特に、本発明による方法、使用、製剤及び組成物は、特に、中枢神経系における異常なエネルギー代謝の治療におけるラクテートの増強に有用である。
「対象」という用語は、本明細書で使用する場合、哺乳動物を指す。例えば、本発明で考慮する哺乳動物として、ヒト、霊長類、ウシ、ヒツジ、ブタ、ウマ、研究室のげっ歯類、その他のペットのような家畜動物が挙げられる。
「脳内のエネルギー代謝の欠損に関連する、又は中枢神経系(CNS)における障害に罹患するリスクのある対象」という用語は、神経疾患のような異常なCNSエネルギー代謝を示す対象を指す。
本発明による「神経障害」という用語は、神経変性疾患、又は筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知症、特にアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症と、パーキンソン病、多発性硬化症、卒中、脳外傷に見られるような中枢神経系の変性を特徴とする障害、又はうつ、統合失調症、軽度認知障害及びてんかんのような精神障害が挙げられる。これらの障害に罹患している対象は、中枢神経系におけるエネルギー代謝不足を示している。
「有効量」という用語は、本明細書で使用する場合、組織、系、動物又はヒトにおける、求められている生物学的又は薬物応答を示す、本発明の少なくとも1つの化合物又は本発明によるその医薬製剤の量を指す。一実施形態において、有効量は、治療対象の疾患又は病状の症状を軽減するための「治療有効量」である。別の実施形態において、有効量は、予防対象の疾患又は病状の症状を予防するための「予防有効量」である。この用語は、疾患の進行を軽減する、特に、神経変性障害の進行を軽減又は抑制し、それによって求められている反応を示す(すなわち、「有効量」) のに充分な本発明の化合物の量も含む。
本発明による治療の「有効性」という用語は、本発明による使用又は方法に反応する疾患の経過の変化に基づいて測定することができる。例えば、治療の有効性は、中枢神経系におけるラクテートレベルの増加、並びにトレーサーとしてのフッ素-18(18F)標識2-フルオロ-2-デオキシ-D-グルコース、又は炭素-11、(11C)ピッツバーグ化合物B(PIB)、炭素-13(13C)、リン-31(31P)によるポジトロン放出断層撮影(PET)、脳の生体エネルギー状態を評価するためのプロトン磁気共鳴分光法(1H)MRSを含む画像技術によって測定することができる。効果的な治療は、認知パフォーマンス(例えば、記憶、推論試験)、神経活性の保持の増加によって示され、運動ニューロン変性の場合、筋肉活性及び特定の兆候に関連する臨床診断によって測定することができる。
「アルキル」という用語は、単独又はその他の用語と組み合わせて使用する場合、1〜20個の炭素原子を有する一価アルキル基を指す直鎖若しくは分岐C1〜C20アルキルを含む。この用語は、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、s-ブチル、i-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、1-エチルプロピル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、2,2-ジメチルプロピル、n-ヘキシル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、4-メチルペンチル、n-ヘプチル、2-メチルヘキシル、3-メチルヘキシル、4-メチルヘキシル、5-メチルヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、テトラヒドロゲラニル、n-ドデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-オクタデシル、n-ノナデシル、及びn-エイコサニル等の基によって例示される。好ましくは、これらは、C1〜C9アルキル、より好ましくはC1〜C6アルキル、特に好ましくはC1〜C4アルキルを含み、これらは類推によって、1〜9個の炭素原子を有する一価アルキル基、及び1〜6個の炭素原子を有する一価アルキル基、並びに1〜4個の炭素原子を有する一価アルキル基をそれぞれ指す。特にC1〜C6アルキルを含む。
「アルコキシ」という用語は、-O-R基を指し、Rは「C1〜C6アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」、「アリールC1〜C6アルキル」又は「ヘテロアリールC1〜C6アルキル」を含む。好ましいアルコキシ基として、例えば、メトキシ、エトキシ、フェノキシ等が挙げられる。
他に個別の置換基の定義によって制約されない限り、「置換される」という用語は、「C1〜C6アルキル」、「C3〜C8-シクロアルキル」、「ヘテロシクロアルキル」、「C1〜C6アルキルアリール」、「C1〜C6アルキルヘテロアリール」、「C1〜C6アルキルシクロアルキル」、「C1〜C6アルキルヘテロシクロアルキル」、「シクロアルキルC1〜C6アルキル」、「ヘテロシクロアルキルC1〜C6アルキル」、「アミノ」、「アミノスルホニル」、「アンモニウム」、「アルコキシ」、「アシルアミノ」、「アミノカルボニル」、「アリール」、「アリールC1〜C6アルキル」、「ヘテロアリール」、「ヘテロアリールC1〜C6アルキル」、「スルフィニル」、「スルホニル」、「スルホンアミド」、「アルコキシ」、「アルコキシカルボニル」、「カルバメート」、「スルファニル」、「ハロゲン」、「カルボキシ」、トリハロメチル、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、ニトロ、トリハロメチルオキシ、トリハロメチルチオ等からなる群から選択される1〜5個の置換基で置換される基を指す。
「薬学的に活性な誘導体」は、レシピエントに投与されると、本明細書に開示される活性を直接的又は間接的に示すことができる、任意の化合物を指す。「間接的」という用語は、内因性酵素又は代謝を介して薬物の活性形態に変換することができるプロドラッグも含む。プロドラッグは、本発明による化合物の誘導体であり、化学的又は代謝的に分解可能な基を有するラクテート増強活性を示し、生理的条件下で、インビボの薬学的に活性な化合物に変換することができる化合物である。
プロドラッグは、例えば、酸化、還元、加水分解等、それぞれが酵素的に実行される、生体における生理的条件下で、酵素、胃酸等による反応によって、本発明による化合物に変換される。これらの化合物は、周知の方法によって本発明の化合物から産生することができる。「間接的」という用語は、本発明による化合物の代謝物も含む。
「代謝物」という用語は、細胞又は生物、好ましくは哺乳動物において、本発明による任意の化合物に由来する全ての分子を指す。
本発明に関しては、本発明の化合物の薬学的に許容される塩、複合体、水和物、溶媒和物又は多形、互変異性体、幾何異性体、光学活性体、及び薬学的に活性な誘導体が包含される。そうでないとの記載がない限り、本発明は、全てのこのような可能なジアステレオマー並びにそのラセミ混合物、その実質的に純粋に溶解されるエナンチオマー、全ての可能な幾何異性体、及びその薬学的に許容される塩を含む。立体異性体の混合物及び単離された特定の立体異性体も含まれる。このような化合物を調製するために使用される合成手順の過程の間、又は当業者に公知のラセミ化又はエピマー化を使用する場合に、このような手順の生成物は立体異性体の混合物であってもよい。多くの有機化合物が直線偏光の平面を回転する能力を有する光学活性体に存在する。光学活性化合物を記述する場合、接頭辞D及びL又はR及びSは、そのキラル中心(複数可)の周囲の分子の絶対構成を示すために使用される。
本発明に関しては、<<その薬学的に許容される塩>>とは、酸と形成される酸付加塩から形成され、酸は、無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等)又は酢酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、アスコルビン酸、乳酸又は安息香酸等の有機酸であってもよい。
本開示についての薬学的に許容される塩は、塩酸のような酸と形成される塩から選択してもよい。
「医薬製剤」という用語は、有効成分(複数可)の生物活性が明確に有効となるような形態であり、製剤が投与される対象に有毒と思われる追加の成分を含有しない調製物を指す。
本発明による化合物
本発明の特定の態様により、式(I)の化合物:
Figure 2021529830
(式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリルから選択され;R7、R8、R9、R10及びR11は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリル並びに式(II):-(X)m-CR12R13R14(II)の基から選択され、R7、R8、R9、R10及びR11の少なくとも1つの基は、式(II)の基であり;Xは、O、NR15、S、CH2及びヒドラジン(-N-N-)から選択され、mは、0及び1から選択される整数であり、R12、R13及びR14は独立して、H、OH、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、及びハロゲンから選択され、R12、R13及びR14の少なくとも1つは、F又はClであり;Yは-CR16R17-及び-NR18-から選択され;R15は、H、任意に置換されるアルコキシ及び任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択され;R16及びR17は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル及び任意に置換されるアリールから選択され;R18は、独立して、H又は任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択される);その任意の薬学的に許容される塩、水和物、溶媒和物、又は多形、互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、及びそれらの混合物であって、中枢神経系におけるエネルギー代謝の欠損に関係する疾患又は障害、及び/又は神経障害、特に、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知症、特にアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症、パーキンソン病、多発性硬化症、卒中、脳外傷又はうつ、統合失調症、軽度認知障害のような精神障害、及びてんかんを予防、抑制、又は治療するために、並びに認知及び記憶機能を増強するために提供する。
本発明の別の特定の態様により、式(I)の化合物を提供し、式中Xは、O、NR15、S及びヒドラジン(-N-N-)から選択される。
本発明の別の特定の態様により、式(I)の化合物を提供し、式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、独立して、H、ハロゲン、メトキシのような任意に置換されるアルコキシ、ハロゲンC1〜C6アルコキシによって任意に置換されるC1〜C6アルキル、アミノ、ニトロ、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ(NO2)及びニトリルから選択される。
より特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、Yは-NR18である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、Yは-CR16R17である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、Yは-CR16R17であり、R16及びR17の1つはハロゲンであり、その他はハロゲンではない。
より特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R18はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、CR16及びR17はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R5及びR6はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R1及びR4はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R2及びR3は、独立して、H及びメトキシのような任意に置換されるアルコキシから選択される。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R1、R2、R3及びR4はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R1〜R6はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R1、R4及びR6はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R9は-(X)m-CR12R13R14基である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R9は-(X)m-CR12R13R14基であり、R7、R8、R10及びR11はHである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、mは1である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、mは0である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、XはOである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R12、R13、及びR14はFである。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R9はOCF3である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、R9はCF3である。
別のより特定の実施形態において、式(I)による化合物を提供し、但し1-[[4-(トリフヒオロメトキシ)フェニル]メチル]イソキノリンではない。
より特定の実施形態において、本発明の化合物は以下の群:
6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン;
6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメチル)フェニル)イソキノリン-1-アミン;
N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン;及び
6,7-ジメトキシ-1-(4-(トリフルオロメトキシ)ベンジル)イソキノリン;任意の薬学的に許容される塩、複合体、水和物、溶媒和物又は多形、互変異性体、幾何異性体、光学活性体、及び薬学的に活性から選択される。
本発明の特定の態様により、本発明の化合物、及び塩酸又は臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等、又は酢酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、アスコルビン酸、乳酸又は安息香酸等の有機酸と形成される塩から選択されるその薬学的に許容される塩が提供される。
言及した塩のうち、以下のリストから選択される塩から特に作製することができる:
6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン塩酸塩;
6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメチル)フェニル)イソキノリン-1-アミン塩酸塩;
N-(4-(トリフルオロメチル)フェニル)イソキノリン-1-アミン塩酸塩;及び
6,7-ジメトキシ-1-(4-(トリフルオロメトキシ)ベンジル)イソキノリン塩酸塩。
本発明の特定の態様により、本明細書に規定される式(I)の少なくとも1つの化合物、及びその薬学的に許容される担体、希釈剤又は賦形剤が提供され、前記少なくとも1つの化合物は、以下のリストから選択される化合物ではない:
N-[2-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン;
N-[3-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン;及び
N-[4-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン。
本発明の化合物は、ChemDraw(製品バージョンultra13.0)に使用されるIUPAC標準に従って命名した。
本発明の別の態様により、式(I)による化合物を調製する方法を提供し、式(iii)のアニリン中間体を式(ii)の中間体と反応させるステップを含み、Zは、極性溶媒中のヨウ素、臭素又はO-トリフレートから選択されて、式(Ia)の化合物を形成する:
Figure 2021529830
別の態様により、式(I)による化合物を調製する方法を提供し、式(Ia)の化合物を反応させるステップを含み、式中R18は、式(I)の化合物を導くHであり、R18は、任意に置換されるC1〜C6アルキル(例えば、N-アルキル化)である。
別の態様により、式(I)による化合物を調製する方法を提供し、式(viii)のカルボニル中間体を還元するステップ(例えば、ZnCl2の存在下でNaBH3CNによって、又は接触水素化(Pd/C酸トレースの存在下のH2によって)を含み、式(Iab)の化合物を導く:
Figure 2021529830
別の態様により、式(I)による化合物を調製する方法を提供し、中間体(viii)のカルボニル基を還元して、式(I)の化合物を導き、R16及びR17基の少なくとも1つは、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、又は任意に置換されるアリール(例えば、グリニヤール反応によって、又は中間体(viii)を(ジエチルアミノ)硫黄三フッ化物と反応させることによって)である。
本発明による組成物
本発明は、対象、好ましくは哺乳動物対象、最も好ましくは、医学的障害、特に、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知症、特にアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症と、軽度認知障害、パーキンソン病、多発性硬化症、うつ、統合失調症、卒中、脳外傷又はてんかんを含む神経障害に罹患しているヒト対象を治療する組成物及び方法として、薬剤又は治療剤を提供する。
本発明の薬剤又はその製剤は、本明細書に記載の任意の形態で、本発明による1つ以上の薬剤を含有し得る医薬製剤として投与することができる。本発明による組成物は、通常使用されるアジュバント、担体、希釈剤又は賦形剤と一緒に、医薬組成物及びその剤形の形態に配置することができ、このような形態において、全て経口使用のために、錠剤又は封入カプセルのような固形物として、又は溶液、懸濁液、エマルジョン、エリキシル剤又は同組成物を封入したカプセルのような液体として、又は注射若しくは連続注入による(皮下を含む)非経口使用のための滅菌注射液の形態で使用することができる。注射用組成物は、一般的に、注射用滅菌食塩水又はリン酸緩衝食塩水又は当該技術分野で公知のその他の注射用担体に基づく。このような医薬組成物及びその剤形は、追加の活性化合物又は活性素のある場合又はない場合でも、通常の割合で成分を含むことができ、このような剤形は、意図した毎日の使用される投与範囲と釣り合った任意の適切な有効量の有効成分を含有することができる。
本発明の組成物は、限定されないが、水性又は油性懸濁液、溶液、エマルジョン、シロップ及びエリキシル剤を含む液体製剤であってもよい。組成物は、使用前に水又はその他の適切なビヒクルで再構成するために乾燥製品として製剤化することもできる。このような液体調製物は、限定されないが、懸濁剤、乳化剤、非水性ビヒクル及び保存剤を含む添加物を含有してもよい。懸濁剤として、限定されないが、ソルビトールシロップ、メチルセルロース、グルコース/糖シロップ、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ステアリン酸アルミニウムゲル及び水素化食用脂肪が挙げられる。乳化剤として、限定されないが、レシチン、ソルビタンモノオレート及びアカシアが挙げられる。保存剤として、限定されないが、メチル又はプロピルp-ヒドロキシ安息香酸及びソルビン酸が挙げられる。分散剤又は湿潤剤として、限定されないが、ポリ(エチレングリコール)、グリセロール、ウシ血清アルブミン、Tween(登録商標)、Span(登録商標)が挙げられる。
本発明の組成物は、デポ剤として製剤化することもでき、埋植又は筋肉内注射によって投与することができる。
本発明の固形組成物は、通常の方法で製剤化される錠剤又はトローチの形態であってもよい。例えば、経口投与のための錠剤及びカプセルは、限定されないが、結合剤、充填剤、滑沢剤、崩壊剤及び湿潤剤を含む通常の賦形剤を含有してもよい。結合剤として、限定されないが、シロップ、アカシア、ゼラチン、ソルビトール、トラガント、デンプン粘液及びポリビニルピロリドンが挙げられる。充填剤として、限定されないが、ラクトース、糖、微結晶セルロース、トウモロコシデンプン、リン酸カルシウム及びソルビトールが挙げられる。滑沢剤として、限定されないが、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、タルク、ポリエチレングリコール及びシリカが挙げられる。崩壊剤として、限定されないが、ジャガイモデンプン及びデンプングリコール酸ナトリウムが挙げられる。湿潤剤として、限定されないが、ラウリル硫酸ナトリウムが挙げられる。錠剤は、当該技術分野で周知の方法に従ってコーティングしてもよい。
本発明の化合物は、徐放性剤形で又は徐放性薬物送達システムから投与することができる。
特定の実施形態により、本発明による組成物は、静脈内使用のためである。
特定の態様により、本発明の製剤は経口製剤である。
別の特定の態様において、本発明による組成物は、反復投与により送達するために適応する。
特定の実施形態により、本発明の組成物は、獣医学的使用のためである。
さらなる材料及び製剤の処理技術等は、Remington's "The Science and Practice of Pharmacy"、22版、2012、University of the Sciences in Philadelphia、Lippincott Williams & Wilkinsのパート5に記載されており、参照により本明細書に組み入れられる。
投与様式
本発明による化合物及び製剤は、経口、非経口、静脈内、くも膜下腔内、経直腸、又はその組合せを含む任意の様式で投与してもよい。本発明による化合物及びその製剤は、吸入又は皮内によって投与することもできる。非経口投与として、限定されないが、静脈内、動脈内、腹腔内、皮下及び筋肉内が挙げられる。本発明の組成物は、組成物の徐放を可能にするインプラント、並びに徐放制御点滴静注の形態で投与することもできるを。
組合せ
本発明により、化合物及びその医薬製剤は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知症、特にアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症、軽度認知障害、パーキンソン病、多発性硬化症、うつ、統合失調症、卒中、脳外傷又はてんかんのような神経障害を治療及び/又は安定化するために、単独で、又は有用な共薬剤(co-agent)と組み合わせて投与することができる。
本発明は、本発明の化合物又はその製剤の投与を含み、神経変性障害を治療、及び/又は安定化するために有用な他の治療レジメン又は共薬剤の前に、それと同時に、又はそれに続いて対象に投与する。
本発明は、本発明の化合物又はその製剤の投与を含み、精神障害の予防及び/若しくは治療又は認知及び記憶機能を改善するために有用な他の治療レジメン又は共薬剤の前に、それと同時に、又はそれに続いて対象に投与する。
本発明の化合物及びその医薬製剤と組み合わせて有用な共薬剤の例として、コリンエステラーゼ阻害剤及びメマンチンのようなアルツハイマー病の認知症状(記憶喪失、混乱、並びに思考及び推論を有する問題)の治療に有用な治療薬が挙げられる。コリンエステラーゼ阻害剤の非限定的な例として、ドネペジル、リバスチグミン及びガランタミンが挙げられる。
本発明による共薬剤は、ドネペジル及びメマンチンを単一剤形で含んでもよい。
本発明の化合物及びその医薬製剤と組み合わせて有用な共薬剤の例として、リルゾール及びエデラボンのような筋萎縮性側索硬化症を治療するのに有用な治療薬が挙げられる。
本発明の化合物と組み合わせて有用な共薬剤の例として、補助治療薬として作用するが、アルツハイマー病の症状を直接的に治療しない行動的変化のための医薬、例えば抗うつ薬、抗不安薬又は抗統合失調症薬の1つ以上が挙げられる。抗うつ薬の適切な非限定な例として、シタロプラム、フルオキセチン、パロキセイン、セルトラリン、トラドソン及びエスケタミンが挙げられる。適切な抗不安薬の非限定な例として、ロラゼパム及びオキサゼパムが挙げられる。適切な抗統合失調症薬の非限定な例として、アリピプラゾール、クロザピン、ハロペリドール、オランザピン、クエチアピン、リスペリドン及びジプラシドンが挙げられる。
前記共薬剤と同時に投与される本発明の化合物及び本発明によるその製剤は、同じ若しくは異なる組成物(複数可)及び同じ若しくは異なる投与経路(複数可)によって投与することができる。
一実施形態により、神経変性障害を治療及び/又は安定にするために有用な少なくとも1つの共薬剤並びに少なくとも1つの薬学的に許容される担体と組み合わせた本発明の化合物を含む医薬製剤を提供する。その他の組合せも、当業者によって容易に認識され、理解されよう。いくつかの実施形態において、本発明の化合物は、本明細書に記載の神経疾患の治療に適切な薬物の活性を減弱若しくは逆転し、及び/又はこのような薬物の有害作用を限定するために使用することができる。
当業者は容易に理解されようが、この組合せは、本発明の少なくともいくつかの実施形態による治療剤及び/又は同化合物を含む医薬組成物並びに1つの他の薬物;本明細書に記載の治療剤及び/又は同化合物を含む医薬組成物並びに2つの他の薬物、本明細書に記載の治療剤及び/又は同化合物を含む医薬組成物並びに3つの他の薬物等を含むことができる。最適な組合せ及び用量の決定は、当該技術分野で周知の方法を使用して決定し、最適化することができる。
本発明による治療剤及び1つ以上の他の治療剤は、順に、又は同時に投与することができる。
本発明による方法
別の態様により、本発明は、中枢神経系のエネルギー代謝の欠損に関係する障害を予防又は治療する方法を提供する。
別の態様により、本発明は、神経変性障害を予防及び/又は治療する方法を提供する。
別の態様により、本発明は、精神障害を予防及び/又は治療する方法を提供する。
別の態様により、本発明は、アストロサイトによってラクテートの分泌を増加させる方法を提供する。
個体に単回又は多回用量として投与される投与量は、薬物動態特性、患者の病状及び特徴(性別、体重、健康、サイズ)、症状の範囲、併用治療、治療の頻度及び所望の効果を含む様々な因子に依存して変化するであろう。
別の実施形態において、本発明の少なくとも1つの化合物及び薬学的に許容される担体、希釈剤又はその賦形剤を含有する医薬組成物を提供する。
本発明による化合物は、式(I)による化合物、その互変異性体、幾何異性体、エナンチオマー、ジアステレオマー及びラセミ体としての光学活性体、並びにその薬学的に許容される塩を含む。
本明細書に記載される参考文献は、参照によりその全体が組み入れられる。本発明は、本発明の個別の態様の1つの説明として意図される本明細書に記載の特定の実施形態によって範囲を限定されず、機能的に等価の方法及び成分は、本発明の範囲にある。確かに、本発明の様々な修正は、本明細書に示され、記載されるものの他に、前述の記述から当業者に明白となるだろう。このような修正は、添付の明細書の範囲にあることを意図する。
本発明を記載し、以下の実施例は、説明することによって、限定せずに提示する。
本発明の化合物の合成
式(I)による新規誘導体は、以下の一般的な方法及び手順を使用して、容易に入手可能な出発物質から調製することができる。一般的な又は好ましい実験条件(すなわち、反応温度、時間、試薬、溶媒等のモル)が与えられる場合、その他の実験条件も他に断りの無い限り使用することができることを理解されたい。最適反応条件は、使用する特定の試薬又は溶媒によって変化し得るが、このような条件は、常套的な最適化手順を使用して、当業者によって決定することができる。
式(I)の化合物を得るための一般的な合成方法を以下のスキーム1及び2に記載する。
式(I)の化合物において、YはNH(式Ia)であり、以下のスキーム1に記載されるように合成することができる。式(i)のイソキノリン中間体において、Zはヨウ素、臭素又はO-トリフレートであってもよく、イソプロパノールのような極性溶媒中に、トリフルオロ酢酸又はアルキルスルホン酸誘導体(例えば、メチルスルホン酸又はトリフルオロメチルスルホン酸)と反応させて、式(ii)の中間体を形成する。
Figure 2021529830
その後、式(iii)のアニリン中間体をtert-ブタノールのような極性溶媒中に、式(ii)の中間体に加え、混合物を一晩還流下で反応させ、その後、冷却後、飽和NaHCO3、Na2C03、KHCO3、K2CO3、NaOH又は希釈したKOH溶液のような塩基の存在下で加水分解する。抽出後、例えば、減圧下で、ジクロロメタンで乾燥及び蒸発し、粗生成物をシリカゲルで分離して、式(Ia)の化合物を導く。
式(I)の化合物において、YはCH2(式Ib)であり、以下のスキーム2に記載されるように合成することができる。
式(iv)のエチルアミン中間体をフェニル酢酸中間体又は式(v)のフェニル酢酸クロライド中間体と混合し、混合物を例えば、約180℃で約2時間、加熱する。冷却後、ジクロロメタンを加え、有機層を水で洗浄する。抽出後、例えば、減圧下で、ジクロロメタンで乾燥及び蒸発し、式(vi)の中間体アミド化合物を得る。式(vi)の化合物を、例えば90℃の加熱下でトルエンのような極性溶媒に溶解し、POCl3又はP205の溶液を滴下し、例えば約100℃で約2時間、加熱下で反応させる。室温まで冷却し、溶媒を部分的に除去した後、温水(例えば、60℃)を完全に可溶化するまで、攪拌する前に慎重に添加する。
Figure 2021529830
水性相を例えば、20%のNaOHでアルカリ化し、その後、CH2Cl2のような無極性溶媒で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させる。減圧下で溶媒を除去した後、式(vii)のジヒドロイソキノレイン中間体を得る。MnO2及びNa2SO4をトルエンのような極性溶媒中に式(vii)のジヒドロイソキノレイン中間体に添加する。全体の混合物を約2時間、還流で加熱する。冷却及びろ過の後、粗生成物をシリカゲルで分離して、式(viii)のカルボニル中間体を導き、又は、或いは、式(vii)のジヒドロイソキノレイン中間体を硫黄又はPd/Cの存在下で、加熱に供して、式(viii)のカルボニル中間体を導く。このカルボニル中間体をその後、例えば、ヒドラジン一水和物を添加することによって、又はZnCl2の存在下でNaBH3CNのような水素化物の存在下で、又は接触水素化によって(酸の存在下のPd/Cの存在下のH2)によって、エチレングリコール中に還元し、全体の混合物を約120℃で約30分間加熱した。その後、エチレングリコールのKOHを添加し、全体の混合物を約190℃で約3時間加熱する。ジクロロメタンのような非極性溶媒で冷却し、抽出した後、有機層を水及びブライン(bride)で連続的に洗浄する。減圧下で乾燥及び蒸発した後、粗生成物を窒素下でシリカゲルで分離して、式(Iab)の化合物を導く。
一態様により、式(I)による化合物は(式中R16〜R18の少なくとも1つの基は、Hと異なる)、式(Ia)の中間体のN-アルキル化又は本明細書に記載の式(vii)のカルボニル中間体の還元によって、得ることができる。
患者
一実施形態において、本発明による患者は、中枢神経系のエネルギー代謝の欠損に関係する障害に罹患している対象である。
特定の実施形態において、本発明による患者は、神経変性障害に罹患している。
特定の実施形態において、本発明による患者は精神障害に罹患している。
一実施形態において、本発明による患者は、中枢神経系のエネルギー代謝の欠損に関係する障害に罹患するリスクのある患者、例えば、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、又はアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症を含む認知症に遺伝的に罹患しやすい対象、又はうつに遺伝的に罹患しやすい対象、又は軽度認知障害、パーキンソン病、多発性硬化症、統合失調症、卒中、脳外傷及びてんかんから選択される障害に遺伝的に罹患しやすい対象である。
特定の態様により、本発明の化合物及び方法は、神経変性障害を予防及び/又は治療するのに有用である。
さらなる態様により、神経変性障害は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)である。
別の特定の態様により、本発明の化合物及び方法は、精神障害を予防及び/又は治療するのに有用である。
別のさらなる態様により、精神障害はうつである。
別の特定の態様により、患者は、加齢性認知低下及び加齢性記憶障害のような加齢による軽度認知障害に罹患している。別の特定の態様により、本発明の方法は、健康な対象における認知及び記憶機能を増強するために有用である。
本明細書に記載される参考文献は、参照によりその全体が組み入れられる。本発明は、本発明の個別の態様の1つの説明として意図される本明細書に記載の特定の実施形態及び図面によって範囲を限定されず、機能的に等価の方法及び成分は、本発明の範囲にある。本発明を説明する実施例は、いかなる場合も本発明の範囲を限定することを意図しない。
以下の研究は、本発明による本発明の化合物の有効性を支持するために実施する。
(実施例1)
本発明の化合物の合成
全ての合成試薬及び溶媒は、そのまま使用する。必要であれば、反応に使用される溶媒は、当該技術分野の現状に従って事前に乾燥させ、及び/又は蒸留する。いくつかの溶媒は、無水状態で市販されており、そのまま使用する。
反応条件
無水条件が必要である場合、ガラス器具をオーブンで最初に乾燥させる(T>100℃)。全ての反応は、窒素雰囲気下で実施される。周囲温度(rt)は20〜25℃を指す。-78℃の反応温度は、カルボグレース(carboglace)又は液体窒素でアセトンの水浴を凍結させることによって得られる。0℃の温度は、氷水浴の使用に対応する。加熱するために、温度センサーを有する油浴を温度制御のために使用する。反応の進行は、薄層クロマトグラフィー(CCM)によって制御する。これらのCCM(DC Kieselgel 60 F254、UV254プレート)は、シリカゲルでプレコーティングしたアルミニウムプレート及びUV蛍光インジケータに対応する。プレートは、UV光(254及び365nm)下、又は視覚化すべき分子に適合した顕色剤を使用して発現される。熱発現のある場合又はない場合、酸化顕色剤としてリンモリブデン酸溶液が多く使用される。
精製技術
フラッシュクロマトグラフィー:
シリカゲル(MNからのKieselgel60、Macherey-Nagelからの15〜40pm)をフラッシュクロマトグラフィーによる粗生成物の精製に使用する。試料は、カラムヘッドに直接堆積させるか、シリカゲル懸濁液中の溶液として適用する。
自動クロマトグラフィーフラッシュ:
使用する精製システムは、Teledyne IscoからのCombiflash Companion(商標)である。粗製試料を少量の適切な溶媒に溶解し、プレコンディショニングしたRediSep(登録商標)カラムに適用する。これらのカラムをCombiflash Companion精製システム(商標) 中に配置し、溶媒勾配プログラムを使用して精製を実施する。このシステムは、自動回収装置と共に使用する。検出は、UVにより、又はHPLCで分析した全画分を回収することによって実施する。
核磁気共鳴(NMR)分光法:
400MHz(1H)及び100MHz(13C)で動作するBruker UltraShield分光計を使用してNMRスペクトルを記録する。スペクトルのキャリブレーションは、テトラメチルシラン(TMS)を内部基準として重水素化溶媒に添加することによって実施する。キャリブレーションは、TMSシグナルに0を設定することによって得られる。
フッ素19に対しては、CFCl3を外部基準として使用する。化学変位を百万分率(ppm)で報告し、結合定数をヘルツ(Hz)で示す。プロトン及び炭素シグナルの多重度についての省略形は、s一重線、d二重線、dd二重線の二重線、dt三重線の二重線、ddt三重線の二重線、t三重線、tt三重線の三重線、q四重線、m多重線である。
質量分析(SM):
溶媒として200μL/分までのACN/H2O+0.1%ギ酸混合物65/35を用いて、FIA(フローインジェクション分析法=カラムなし)に使用されるDionex Ultimate 3000 RSLCチェーンに連結したBruker Q-TOF maXisを使用して質量スペクトルを実施する。注入量は0.2μLである。時間の多くは、ESIソース(エレクトロスプレーイオン化)によるポジティブモードで分析を実施する。
試料の調製:
溶媒と共に約1mg/mLの濃度で試料を採取し、その後、メタノール中に約500倍(約2ng/μL)に希釈する(分析対象の化合物の構造に応じてより適切な別の溶媒がある場合がある:水、アセトニトリル)。得られるシグナルが不充分である場合、試料の濃度を増加させる。
融点の測定:
STUART SMP3を使用して融点を測定する。
高速液体クロマトグラフィー(HPLC):
HPLC分析は、Empowerソフトウェアで制御され、適切な分析用カラムを備えたWaters分析HPLCシステム(Waters Delta 600 Multisolventポンプ、Waters 600システムコントローラ、20μlの試料ループを有するRheodyne 7725iインジェクター)で実施する。フォトダイオード片(Waters2996)付きUV検出器及び/又は屈折計で検出を実施する。
式(I)、特に(Ia)の以下のTable 1(表1)からの化合物1〜3をスキーム1に従って合成し、式(I)、特に(Ib)の化合物4はスキーム2に従って合成した。
Figure 2021529830
a)6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン(1)の調製
化合物(1)を以下のスキーム3に詳述されるように調製した。
a.ヨウ素化塩の形成
トリフルオロ酢酸(34μl)をイソプロパノール(2ml)中のイソキノリン(ia)(@rtMolecules)(m=120mg、0.38mmol)に滴下する。真空下で一晩全てを引き出して、塩中間体(iia)を導く。
Figure 2021529830
b.化合物(1)を形成するためのアニリンの導入
tert-ブタノール(v=1.4ml)中の塩中間体(iia)(m=61mg、0.19mmol)に、4-トリフルオロメトキシアニリン(m=86mg、0.47mmol)を中間体(iiia)(AK Scientific(USA))として添加する。全体を一晩還流し、その後、冷却後、飽和NaHCO3溶液で加水分解する。抽出後、ジクロロメタンで乾燥及び蒸発し、粗生成物をシリカゲルで分離して(溶離液CH2Cl2/MeOH:97/3)、式(1)の化合物を導く(m=55mg、79%)。
c.塩酸塩(1')の形成
化合物(1)(m=55mg、0.16mmol)をAcOEt/EtOH混合物(16/2、5ml)中に0℃で可溶化し、HCl(酢酸エチル中2M、0.3ml)を添加する。15分間の攪拌後、減圧下で溶媒を除去して、以下のように特徴付けられる本発明の化合物(1')を得る: 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ(ppm) 12.67 (s, 1H), 11.37 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 7.71 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.59 - 7.44 (m, 4H), 7.32 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.01 (s, 3H), 3.99 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 155.53, 151.04, 149.93, 135.67, 134.81, 127.93, 123.18, 121.84, 113.00, 112.97, 107.73, 105.96, 57.20, 56.73. DEPT 135 NMR (101 MHz, DMSO) d 127.94, 123.19, 113.00, 107.73, 105.95, 57.20, 56.73.
b)6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメチル)フェニル)イソキノリン-1-アミン(2)の調製
化合物(2)を以下のスキーム4に詳述されるように調製した。
a.ヨウ素化塩の形成
同プロトコルを使用して、以下の量を使用して前述のように塩中間体(iia)を得た:イソプロパノール(4.2ml)中のトリフルオロ酢酸(71μl)及びイソキノリン(ia)(m=250mg、0.793mmol)。
b.化合物(2)を形成するためのアニリンの導入
tert-ブタノール(v=8ml)中の塩中間体(iia)(0.793mmol)に、4-トリフルオロメチルアニリン(m=320mg、1.98mmol)を中間体(iiib)として添加する。全体を一晩還流し、その後、冷却後、CH2Cl2(250ml)/NaHCO3飽和水溶液(250ml)の混合物中に沈殿物を可溶化した。ジクロロメタン(3倍)で抽出し、NaCl飽和水溶液で洗浄した後、有機相を乾燥し、その後、減圧下で蒸発させた。粗生成物をシリカゲルで分離して(溶離液CH2Cl2/MeOH:99/1)、本発明の化合物(2)(m=161mg、58.2%)を導く。
Figure 2021529830
b.化合物(2)を形成するためのアニリンの導入
tert-ブタノール(v=8ml)中の塩中間体(iia)(0.793mmol)に、4-トリフルオロメチルアニリン(m=320mg、1.98mmol)を中間体(iiib)として添加する。全体を一晩還流し、その後、冷却後、CH2Cl2(250ml)/NaHCO3飽和水溶液(250ml)の混合物中に沈殿物を可溶化した。ジクロロメタン(3倍)で抽出し、NaCl飽和水溶液で洗浄した後、有機相を乾燥し、その後、減圧下で蒸発させた。粗生成物をシリカゲルで分離して(溶離液CH2Cl2/MeOH:99/1)、本発明の化合物(2)(m=161mg、58.2%)を導く。
c.塩酸塩(2')の形成
化合物(2)(m=161mg、0.462mmol)をAcOEt(3.2ml)中に0℃で可溶化し、HCl(酢酸エチル中0.4M、1.2ml)を添加する。15分間の攪拌後、減圧下で溶媒を除去して、以下のように特徴付けられる本発明の化合物(2')を得る: 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ(ppm) 13.04 (s, 1H), 11.91 (s, 1H), 8.53 (s, 1H), 7.91 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.81 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.57 (t, J = 3.4 Hz, 2H), 7.39 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.04 (s, 3H), 4.00 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 155.82, 151.15, 149.27, 140.82, 135.22, 127.54, 127.50, 127.31, 125.64, 113.68, 113.48, 107.69, 106.57, 57.38, 56.78. DEPT 135 NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 127.54, 127.50, 127.32, 125.64, 113.68, 107.69, 106.57, 57.38, 56.78.
c)N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン(3)の調製
化合物(3)を以下のスキーム5に詳述されるように調製した。
Figure 2021529830
a.ヨウ素化塩の形成
トリフルオロ酢酸(0.46ml)をイソプロパノール(27ml)中のイソキノリン(ib)(TCI Europe)(m=1.3mg、5.11mmol)に滴下する。真空下で一晩全てを引き出して、塩中間体(iib)を導く。
b.化合物(3)を形成するためのアニリンの導入
tert-ブタノール(v=50ml)中の塩中間体(iib)(5.11mmol)に、4-トリフルオロメトキシアニリン(AK Scientific(USA))(1.73ml、10.22mmol)を中間体(iiia)として添加する。全体を一晩還流し、その後、冷却後、CH2Cl2(250ml)/NaHCO3飽和水溶液(250ml)の混合物中に沈殿物を可溶化した。ジクロロメタン(3倍)で抽出し、NaCl飽和水溶液で洗浄した後、有機相を乾燥し、その後、減圧下で蒸発させた。粗生成物をシリカゲルで分離して(溶離液EP/AcOEt:5/95)、本発明の化合物(3)(m=1.2mg、64%)を導く。
c.塩酸塩(3')の形成
化合物(3)(m=200mg、0.657mmol)をAcOEt/EtOH混合物(4.6ml)中に0℃可溶化し、HCl(酢酸エチル中0.4M、1.7ml)を添加する。15分間の攪拌後、減圧下で溶媒を除去して、以下のように特徴付けられる本発明の化合物(3')を得る: 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ(ppm) 12.81 (s, 1H), 11.70 (s, 1H), 9.04 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 8.23 - 7.92 (m, 2H), 7.92 - 7.81 (m, 1H), 7.76 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.64 (d, J = 6.6 Hz, 1H), 7.57 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.41 (d, J = 6.7 Hz, 1H). 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 152.03, 137.71, 135.41, 134.89, 129.12, 128.11, 126.32, 123.13, 119.01, 113.43, 67.48, 25.59. DEPT 135 NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 134.88, 129.12, 128.11, 126.32, 123.14, 113.43, 67.48, 25.59.
d)6,7-ジメトキシ-1-(4-(トリフルオロメトキシ)ベンジル)イソキノリン(4)の調製
化合物(5)を以下のスキーム6に詳述されるように調製した。
a.アミドの形成
式(iva)の2-(3,4-ジメトキシフェニル)エタンアミン中間体(TCI Europe)(m=2g、11mmol)及び式(va)の2-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)酢酸中間体(Fluorochem(UK)(m=2.4g、11mmol)を180℃で2時間まで加熱する。その後、冷却後、ジクロロメタンを加え、有機層を水で洗浄する。減圧下で乾燥及び蒸発後、式(via)の中間体アミド化合物を得た(m=900mg-21%)。
b.Bishler Napieralski(BN)反応
90℃のトルエン(v=15ml)中の式(via)の中間体アミド化合物(m=870mg、2.27mmol)にPOCl3(1.5ml)を滴下した。全体を100℃で2時間加熱した。室温まで冷却し、トルエンを部分的に除去した後、温水(60℃)(30ml)を完全に可溶化するまで、攪拌する前に慎重に添加する。水性相を20%のNaOHでアルカリ化し、その後、CH2Cl2で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させる。減圧下で溶媒を除去した後、以下のように特徴付けられる式(viia)のジヒドロイソキノリン中間体(m=750mg-90%)を得る: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ(ppm) 7.33 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.13 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 6.91 (s, 1H), 6.69 (s, 1H), 4.08 (s, 2H), 3.90 (s, 3H), 3.78 - 3.67 (m, 5H), 2.73 - 2.60 (m, 2H).
Figure 2021529830
c.酸化芳香族化反応
トルエン(18ml)中の式(viia)のジヒドロイソキノリン中間体(m=750mg、2.0mmol)に、MnO2(3.7g、42.6mmol)及びNa2SO4(4.5g、31.7mmol)を添加した。全体を還流で2時間加熱する。冷却及びろ過の後、粗生成物をシリカゲルで分離して(溶出剤CH2Cl2/MeOH-99/1)、以下のように特徴付けられる式(viiia)のカルボニル中間体(m=270mg、35%)を導く: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ(ppm) 8.47 (d, J = 5.5 Hz, 3H), 8.05 (d, J = 8.9 Hz, 6H), 7.73 (s, 2H), 7.69 (s, 2H), 7.32 (dd, J = 8.9, 0.9 Hz, 6H), 7.27 (s, 2H), 7.16 (s, 3H), 4.07 (s, 9H), 4.00 (s, 9H).
d.カルボニル還元
グリコールエチレン(10ml)中の式(vii)のカルボニル中間体(m=270mg、0.71mmol)に、ヒドラジン一水和物(0.15ml、3.1mmol)を添加した。全体を120℃で30分間加熱した。その後、グリコールエチレン(2.5ml)中のKOH(320mg-5.7mmol)を添加した。全体を190℃で3時間加熱した。ジクロロメタン(35mlの3回)で冷却し、抽出した後、有機層を水及びブラインで連続的に洗浄する。減圧下で乾燥及び蒸発した後、粗生成物を窒素下でシリカゲルで分離して(溶離液CH2Cl2/MeOH:99/1)、本発明の化合物(m=136mg、52.8%)を導く。
d.塩酸塩の形成
β-カルボリン化合物(4)(m=130mg、0.36mmol)をAcOEt(3ml)に0℃で可溶化し、HCl(酢酸エチル中2M、1ml)を添加する。15分間の攪拌後、溶媒を減圧下で除去して、以下のように特徴付けられる本発明の化合物(4')(110mg-76.4%)を導く: 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ(ppm) 8.43 (d, J = 6.5 Hz, 1H), 8.19 (d, J = 6.5 Hz, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.78 (s, 1H), 7.68 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.34 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 5.10 (s, 2H), 4.04 (s, 3H), 4.00 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 157.00, 153.80, 152.65, 147.82, 137.16, 136.39, 131.24, 130.30, 122.46, 122.32, 121.89, 107.20, 105.75, 57.15, 56.99, 35.10. DEPT 135 NMR (101 MHz, DMSO) δ(ppm) 131.24, 130.30, 122.46, 121.89, 107.20, 105.75, 57.16, 56.99, 35.10.
(実施例2)
ラクテートレベルを増加させる場合の本発明の化合物のインビトロの効果
本発明の化合物のラクテートの分泌に対する効果を評価するために、以下のアッセイで試験を行った。
細胞培養物
大脳皮質のアストロサイトの初代培養物を1〜2日齢のOF1マウスの子(Charles River)から得た。端的には、皮質を単離し、手術用顕微鏡下で小片にすりつぶした。20U/mlのパパイン、1mMのL-システイン及び10kU/mlのDNase Iを含有する溶液に細胞を37℃で30分間インキュベートした。解離した後、ウシ胎仔血清(FCS)を添加することによってパパイン活性を停止した。その後、単一細胞懸濁液を機械的解離によって得たが、これは、44mmのNaHCO3、10ml/Lの抗生物質/抗真菌薬溶液及び10%のFCSを補充したDMEM D7777培地中での細胞粉砕で構成された。細胞をポリ-D-リジンコーティングされた96ウェル又は12ウェル培養皿に、6x104細胞/cm2の平均密度で播種し、それらの使用に依存して、5%のCO2/95%の空気を含有する湿潤した雰囲気において、37℃で、44mmのNaHCO3、10ml/Lの抗生物質/抗真菌薬溶液及び10%のFCSを補充したDMEM D7777培地において増殖させた。培地は週に2回新しくした。コンフルエンス及び細胞増殖が最適である場合、細胞を刺激し、DIV14とDIV17の間に回収した。
細胞外ラクテートの定量化
ビヒクル(DMSO)、本発明の化合物(100nM〜100μM)又は正の対照で90分の刺激後(37℃、5%のCO2/95%の空気条件)、96ウェルに播種されたアストロサイトの細胞外培地において、L-ラクテートの分泌を測定した。正の対照は、ミトコンドリアの酸化的リン酸化の阻害剤であるカルボニルシアニドm-クロロフェニルヒドラジン(CCCP、2μM)で構成され、したがって、解糖及びラクテートの分泌の増加を導いた。刺激培地は、5mMのD-グルコース及び44mMの炭酸水素ナトリウム、pH7.2を補充したD5030培地で構成された。細胞外培地におけるラクテートの濃度を定量するために、3mMのNAD及び14U/mlのLDHを含有する200μlの0.2Mのグリシン-セミカルバジドバッファ(pH10)を、細胞外培地の一定分量30μlを含有する、96ウェルプレートの各ウェルに添加した。試料を37℃で1時間インキュベートした。蛍光強度(340nmの励起/450nmの排出)を測定し、これは産生されるNADHの量を示し、L-ラクテートの濃度の標準曲線に対してラクテートの濃度値を決定した。
10μMの化合物(1)で処理された初代マウスアストロサイトからのラクテートの放出を(図1)によって定量した。細胞外培地におけるラクテートの蓄積を1.5時間にわたり測定した。1nM〜100μMの異なる濃度範囲の化合物(1)〜(4)を試験して、EC50及び最小有効濃度を決定し、化合物((1)は、7.023μMのEC50を有し、1μM以下の濃度で既に有意な効果をモニタリングすることができた。化合物(2)〜(4)は、同様の範囲のアストロサイト媒介性ラクテート分泌に対して効果を有し、EC50は、10.1μM(2)、10.5μM(4)及び10.9μM(3)であった。化合物の最大効果は、化合物(1)〜(4)について正の対照(100%)の効果に比べて、それぞれ、38.6%(1)、38%(2)、31%(4)及び76%(3)であった。
細胞内グリコーゲンの定量化
12ウェルプレートで増殖したアストロサイトを細胞内グリコーゲンの定量化のために使用した。細胞をビヒクル(DMSO)、本発明の化合物(10μM)、又は正の対照で、5mMのD-グルコース及び44mMの炭酸水素ナトリウム(pH7.2)を補充したD5030培地において、37℃、5%のCO2/95%の空気で、180分間、刺激した。グリコーゲンホスホリラーゼの活性因子で構成される正の対照は、したがって、アストロサイトにおけるグリコーゲンの分解を起こす(10μM)。刺激の最後に、培地を除去し、600μlの30mMのトリスHClに交換し、-20℃で保管した。
最初に、各試料のタンパク質の量を定量して、初代細胞培養物から回収したアストロサイトが各々反復して充分かつ等量のタンパク質を産生したかどうかを評価した。製造者の説明書に従って、マイクロBCA Protein Assayキット(Thermo Scientific)を使用して、タンパク質を定量した。次に、細胞内グリコーゲンの濃度を、同じく刺激され、解凍され、超音波処理された細胞可溶化液の一定分量250μlを使用して定量した。90℃及び400rpmで30分間インキュベーションした後に、28μlの0.1M酢酸/酢酸ナトリウムバッファ(pH4.6)を各可溶化液の一定分量に添加し、その後、2つに分けた。それぞれの分けた一定分量は、5μlのアミログルコシダーゼ又はH2Oのいずれかを受け、37℃で120分間インキュベートした。16'000Gで5分間遠心分離にかけた後、20μlの上清を96ウェルプレートに置き、そこに、0.1Mのトリスバッファ-HCl/3.3mMのマグネシウム(pH8.1)バッファ中の0.67mMのATP、0.67mMのNADP、1.8%のヘキソキナーゼ/グルコース-6-リン酸脱水素酵素を含有する150μlの混合物を添加した。蛍光強度(340nmの励起/440nmの排出)を、Safire2分光光度計を使用して測定した。グルコース濃度は、グルコース標準曲線に対して評価し、グリコーゲン濃度は、アミログルコシダーゼを受け取った(すなわち、そのグリコーゲン貯蔵に分解した)試料のグルコース値を、受け取っていない試料に対して減じることによって計算した。
グリコーゲンの細胞内レベルは、脳のグルコース貯蔵の主要源であり、化合物(1)で処理した後(10μM、3時間)(図2)初代アストロサイトにおいて分析し、化合物(1)は、細胞内グリコーゲンの分解を有意に増強し、好気性解糖の過程の間、アストロサイトによってラクテートを産生するのに必要なエネルギー燃料として、少なくとも部分的に作用し得る。
MTTミトコンドリア活性アッセイ
解糖の代謝過程及びラクテートの産生に結び付けられるアストロサイトのミトコンドリア活性をモニタリングするために、96ウェルプレートのアストロサイトを0.2〜200μMの範囲の本発明の化合物で24時間(37℃、5%のCO2/95%の空気)刺激した。刺激後、5mMのD-グルコース及び44mMの炭酸水素ナトリウム(pH7.2)を補充したD5030培地における5mg/mlのチアゾールブルーテトラゾリウム臭化物(MTT)を各ウェルに添加し、細胞を37℃(5%のCO2)で4時間インキュベートした。培地をその後除去し、減少したMTTの量、すなわち、DMSO(50μl/ウェル)に可溶化したホルマザンを、分光光度計(570nmの吸光度)を使用して決定した。
化合物(2)〜(4)で処理された初代アストロサイトにおけるミトコンドリア活性は、1nM〜200μMの範囲の濃度であった。24時間後、ミトコンドリア活性を前述のMTT比色分析法でモニタリングした(図3)。IC50は、34.4μM(1)、42.9μM(2)、5.5μM(4)及び26.6μM(3)であった。化合物の最大濃度で残っているミトコンドリア活性は、ビヒクルに比べて、それぞれ、8.05%(1)、7.86%(2)、77.3%(4)及び35.9%(3)であった。
まとめると、これらのデータは、本発明の化合物がインビトロのアストロサイトによってラクテート分泌及びグリコーゲン分解を刺激することを支持する。
(実施例3)
本発明の化合物のインビボ効果
ラクテートの脳細胞外レベルに対する本発明の化合物の効果を評価するために、以下のように本発明の化合物で処理した後のラクテートのレベルをインビボモニタリングで試験を行った。更に、脳におけるラクテートの産生がALSを含む神経変性疾患における神経保護の根底にある要素であると考えられるため、本発明の化合物の効果を評価することは、神経変性障害における効果を有し得、(Leeら、2012、前述;Finsterwaldら、2015、Curr.Drug Targets、21(25):3570〜81頁)以下のように、ALSのマウスモデルにおいて試験を行った。最後に、長期記憶に対する本発明の化合物の役割を記述するために、ラクテートの産生がシナプス可塑性及び記憶固定の根底にある要素であることが知られており(Suzukiら、2011、前述;Yangら、2014、前述;Tadiら、2015、前述)、以下に記載するように、阻害回避(IA)試験で試験を行った。
全ての実験は、Swiss Federal Guidelines for Animal Experimentationに厳密に準拠して実施し、Cantonal Veterinary Office for Animal Experimentation(Canton of Vaud or Canton of Geneva、Switzerland)によって承認された。
薬力学(図4)及び認知(図6)実験について、18〜28gの体重の成体雄C57Bl/6J野生型マウス(8週齢)を使用した(Charles River)。ALSマウスモデル(図5)について、B6.SJL1-Gur/JバックグラウンドのG93A SOD1トランスジェニック雄マウス及び雌マウスを使用した(Jackson Faboratory)。
動物を12時間の明周期(07.00〜19.00時間明の状態)に、温度(22±2℃)及び湿度(55±15%)を制御した環境下、ワイヤーメッシュトップを有するポリプロピレンのケージ(30×40×15cm)に、3〜5の群で収容し、但し、手術後は個別に収容した。0.4%のヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)Methocel 4KM(w/v)及び0.25%のTween-20(v/v)を前述(Thackaberryら、2010、Toxicol Sci.、117(2):485〜92頁)のように補充した水から作製した溶液中の試料(本発明のビヒクル又は化合物)を経口(経管栄養)で投与した。10〜100mg/kgの化合物の濃度範囲で試験を行った。
インビボ薬力学-ラクテートバイオセンサー
ラクテートバイオセンサー(Pinnacle Technology)を製造者の説明書に従って使用して、ラクテートの脳細胞外レベルをモニタリングした。実験前5〜7日目にイソフルラン麻酔したマウスの大脳運動皮質領域M1/M2(座標:+1.94mm(十字縫合に対して)、外側-1.4mm(正中線(mideline)に対して)、腹側-1.0mm(硬膜に対して)にカニューレを外科的に埋植した。手術後、マウスを密にモニタリングし、少なくとも4日間、鎮痛治療を行った。マウスが手術から完全に回復した後、ビヒクルの本発明の化合物を前述のように経口で投与し、細胞外ラクテートの脳レベルを、ラクテートバイオセンサーを使用して6時間動的に記録した。マウスに最初にビヒクルを単独で投与し、続いて3時間後にビヒクル又は化合物(1)(10又は100mg/kg)を投与した。脳の細胞外ラクテートの濃度は、キャリブレーション後の値を使用して、ラクテートプローブ電気信号から計算した。化合物(又はビヒクル)投与後のラクテートの変動の各シグナルは、ビヒクル単独の最初の投与後、ラクテートの変動に対する倍変化として表され、各マウスは固有の対照であった。ラクテート濃度の曲線の 曲線下面積(AUC)は、Graphad Prismを使用して計算し、薬物対ビヒクルの投与後のAUCの比を計算した。
L-ラクテートの細胞外濃度をビヒクル又は化合物(1)の投与後、3時間自由に動くマウスにおいてリアルタイムに測定した(図4)。結果は、10mg/kg及び100mg/kgの化合物(1)による治療が、ビヒクルに比べて、治療を受けたマウスの脳の細胞外ラクテートレベルを有意に増加させることを示す(図4C〜F)。
SOD1 G93AマウスのALSモデル
ヒト変異遺伝子G93A SOD1を過剰発現するB6.SJF1-Gur/Jバックグラウンドのトランスジェニックマウスを使用した。交配コロニーは、両方ともB6.SJF1-Gur/Jバックグラウンドの野生型雌マウス及びSOD1 G93A雄マウスから構成した(Jackson Laboratoryから購入)。離乳時に耳に穴を開けた後、定量的PCR(qPCR)を使用して、F1子マウスの遺伝子型を同定し、各マウスのSOD1コピーの数を決定することができた。
投与する化合物の潜在的な治療効果を試験するために、SOD1マウスに出生後30日目(離乳)から生涯にわたって本発明の化合物(10mg/kg)又はビヒクルを毎日経口投与した。ビヒクルで治療した野生型マウス、ビヒクルで治療したG93A SOD1マウス、本発明の化合物で治療したG93A SOD1マウスの3群を比較した。各マウスの体重を全治療期間にわたって毎日記録し、神経筋機能を週に1回測定した。神経筋機能の評価は、以下に記載の握力試験を使用して筋力を試験することで構成された。
握力試験
実験は、ストレスのある環境を減少させるために、低光強度(30ルクス)の部屋で実施した。マウスは、最大5分間、高さ35cm、42x42cmの格子の中央に逆さまに個別に配置し、格子は気泡シートを張ったテーブル上に置いた。筋力及び整合を評価するために、マウスの格子を握る能力(時間[秒])を測定した。各マウスについて試行の間少なくとも20分の間隔で3回連続の試行を行い、3回の試行のうち最大値を使用した。
生存率
事前に規定した基準:i)最大体重の15%超の減少、ii)背中を付けて置いた場合、戻るのに20秒超(麻痺評価スケールの最大基準)の少なくとも1つに達した場合、マウスを屠殺した。その後、カプランマイヤー生存曲線をGraphpad prism v.6を使用して比較した。
変異SOD1 G93Aを過剰発現するマウスを、ビヒクル又は化合物(1)で、離乳(出生後30日目)から最終期(後ろ足の完全麻痺)まで毎日経口投与することによって治療した。毎週、筋肉機能を握力試験を使用してモニタリングした。データは、化合物(1)による治療が症状の発症を遅らせ、16週齢になるまで筋肉機能を測定した限り、顕著に改善し続けたことを示す(図5A)。更に、化合物(1)による治療がビヒクル単独による治療に比べて、マウスの寿命を有意に増加させ(図5B)、それによって、神経変性マウスモデルにおいて、本発明の化合物の神経保護効果をインビボで支持する。
長期記憶試験-抑制的回避(IA)
特定の文脈(IA室の暗いコンパートメント)における軽度の電気的フットショックに関連する文脈記憶を測定するIA試験は、げっ歯類における確立された記憶パラダイムである。8週齢のC57Bl/6野生型雌マウスの群に試験を行った。各マウスを少なくとも4日間連続して、1日につき5分間順化させて、試験期間、実験者の存在/操作によるマウスのストレスを減少させた。抑制的回避は、自動動作するスライドドアによって分けられた安全コンパートメント及びショックコンパートメントに分けられる長方形のパースペックスボックスからなるIA室(MedAssociates)で実施した。安全コンパートメントは白色で、照明され、ショックコンパートメントは黒色で暗い。マウスは、薬物又はビヒクルを経口投与された後、20分間、IAの訓練を受けた。トレーニングの間、頭をドアから離れて向けた状態で、マウスを安全コンパートメントに置いた。10秒後、コンパートメントを分けるドアが自動で開き、マウスは、ショックコンパートメントに近づくことができた(通常、20秒以内)。マウスが暗いコンパートメントに進入してから1秒後にドアが閉まり、2秒間の0.6mAの強度のフットショックが、定電流スクランブラ回路を介して、ショック室の格子の床に送達する。ショックの送達後、マウスは、暗いコンパートメントに10秒間居続け、その後、ホームケージに戻った。トレーニング後、マウスを明るいコンパートメントに戻し、暗いコンパートメントに進入する潜時(秒で)を記録することによって、24時間又は3週間、記憶保持を測定した。保持試験の間は、フットショックは行わなかった。マウスが暗いコンパートメントに進入する、又は900秒のカットオフ限界の経過後、試験を中断した。
一対比較のために対応のない又は対応のある2元スチューデントt検定を使用して、又は多重の一対比較が適切な場合は、一元ANOVA、続いてDunnett若しくはBonferroni 事後検定(Ludbrook、1998、Clin Exp Pharmacol Physiol、25(12):1032〜7頁)を使用して、Graphpad prism v.6を使用して統計分析を行った。
若い成体雄マウスにビヒクル又は化合物(1)(100mg/kg)を経口投与して、20分後にIAのトレーニングを行った後、記憶を測定した(図6)。トレーニングから24時間及び3週間後、マウスがショックを受けた場所である、IA室の暗いコンパートメントに進入する待ち時間を測定した。結果は、全てのマウスがトレーニング時に同じ待ち時間を有し(運動又は認知的差異なし)、その待ち時間は、24時間と3週間のタイムポイントの両方で、ビヒクルに比べて、化合物(1)で治療した場合の方が有意に高かったことを示す(図6C)。これらのデータは、トレーニング前の化合物(1)の単一量(100mg/kg)による治療が、長期記憶固定及び/又は発現を増強することを示している。

Claims (21)

  1. 中枢神経系におけるエネルギー代謝の欠損に関係する疾患若しくは障害、並びに/又は神経障害、特に筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知症、特にアルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、レビー小体(LBD)による認知症、パーキンソン病、多発性硬化症、卒中、脳外傷、若しくは精神障害、例えばうつ、統合失調症、軽度認知障害、及びてんかんの予防、抑制又は治療のための、並びに認知及び記憶機能を増強するための、式(I)の化合物
    Figure 2021529830
     (式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリルから選択され;R7、R8、R9、R10及びR11は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリル、並びに式(II):-(X)m-CR12R13R14(II)の基から選択され、R7、R8、R9、R10及びR11の少なくとも1つの基は、式(II)の基であり;Xは、O、NR15、S、CH2及びヒドラジン(-N-N-)から選択され、mは、0及び1から選択される整数であり、R12、R13及びR14は、独立して、H、OH、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、及びハロゲンから選択され、R12、R13及びR14の少なくとも1つは、F又はClであり;Yは、-CR16R17-及び-NR18-から選択され;R15は、H、任意に置換されるアルコキシ及び任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択され;R16及びR17は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル及び任意に置換されるアリールから選択され;R18は、独立して、H又は任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択される)、その任意の薬学的に許容される塩、水和物、溶媒和物、又は多形、互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、及びそれらの混合物。
  2. Xが、O、NR15、S及びヒドラジン(-N-N-)から選択される、請求項1に記載の使用のための化合物。
  3. Yが、-NR18である、請求項1又は2に記載の使用のための化合物。
  4. Yが、-CR16R17である、請求項1又は2に記載の使用のための化合物。
  5. R1、R4、R5及びR6が、Hである、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  6. R2及びR3が、H及び任意に置換されるアルコキシ、例えばメトキシから選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  7. mが、1である、請求項1から6のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  8. R9が、-(X)m-CR12R13R14基である、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  9. Xが、Oである、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  10. R12、R13及びR14が、Fである、請求項1から9のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  11. R7、R8、R10及びR11が、Hである、請求項1から10のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  12. R9が、OCF3又はCF3である、請求項1から11のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  13. 式(I)の化合物
    Figure 2021529830
     (式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、ハロゲンC1〜C6アルコキシによって任意に置換されるC1〜C6アルキル、アミノ、ニトロ、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリルから選択され;R7、R8、R9、R10及びR11は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、任意に置換されるアミン、任意に置換されるカルボン酸又はエステル、ニトロ及びニトリル、並びに式(II):-(X)m-CR12R13R14(II)の基から選択され、R7、R8、R9、R10及びR11の少なくとも1つの基は、式(II)の基であり;Xは、O、NR15、S、CH2及びヒドラジン(-N-N-)から選択され、mは、0及び1から選択される整数であり;R12、R13及びR14は、独立して、H、OH、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル、及びハロゲンから選択され、R12、R13及びR14の少なくとも1つは、F又はClであり;Yは、-CR16R17-及び-NR18-から選択され;R15は、H、任意に置換されるアルコキシ及び任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択され;R16及びR17は、独立して、H、ハロゲン、任意に置換されるアルコキシ、任意に置換されるC1〜C6アルキル及び任意に置換されるアリールから選択され;R18は、独立して、H又は任意に置換されるC1〜C6アルキルから選択される)、その任意の薬学的に許容される塩、水和物、溶媒和物、又は多形、互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、及びそれらの混合物、並びにその薬学的に許容される担体、希釈剤又は賦形剤を含む医薬組成物であって、但し、前記化合物が、以下のリスト:
    N-[2-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン;
    N-[3-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン;及び
    N-[4-(トリフルオロメチル)フェニル]イソキノリン-1-アミン
    から選択される化合物ではない、医薬組成物。
  14. 以下の群から選択される化合物:
    6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン;
    6,7-ジメトキシ-N-(4-(トリフルオロメチル)フェニル)イソキノリン-1-アミン;
    N-(4-(トリフルオロメトキシ)フェニル)イソキノリン-1-アミン;及び
    6,7-ジメトキシ-1-(4-(トリフルオロメトキシ)ベンジル)イソキノリン;並びにその互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩及びそれらの混合物。
  15. 前記組成物が、請求項14に記載の少なくとも1つの化合物を含む、請求項13に記載の医薬組成物。
  16. 神経変性障害若しくは異常に低い脳内エネルギー代謝を治療及び/若しくは安定化するために、又は認知及び記憶機能を増強するために有用な少なくとも1つの共薬剤を更に含む、請求項15に記載の医薬組成物。
  17. 医薬としての使用のための請求項14のいずれか1つに記載の化合物。
  18. 前記化合物が、請求項14に記載されるものである、請求項1から12のいずれか一項に記載の使用のための化合物。
  19. 対象における、異常に低い脳内エネルギー代謝に関連する、若しくは中枢神経系における障害若しくは疾患、及び/又は神経変性障害を予防又は治療する方法であって、前記方法が、それを必要とする対象に、治療有効量の、式(I)に記載の化合物、その互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体、又はそれらの混合物を投与することを含む、方法。
  20. 対象における脳内ラクテートレベルを増加させる方法であって、前記方法が、それを必要とする対象に、有効量の、式(I)の化合物、又はその互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体、又はそれらの混合物を投与することを含む、方法。
  21. 対象における認知及び記憶機能を増強する方法であって、前記方法が、有効量の、式(I)の化合物、又はその互変異性体、幾何異性体、光学活性体、エナンチオマー混合物、薬学的に許容される塩、薬学的に活性な誘導体、又はそれらの混合物を投与することを含む、方法。
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