JP2021533087A - 神経炎症におけるマクロファージコロニー刺激因子１受容体（ｃｓｆ１ｒ）をイメージングするための陽電子放射断層撮影（ｐｅｔ）放射性トレーサー - Google Patents

神経炎症におけるマクロファージコロニー刺激因子１受容体（ｃｓｆ１ｒ）をイメージングするための陽電子放射断層撮影（ｐｅｔ）放射性トレーサー Download PDF

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Abstract

神経炎症性または神経変性疾患または障害に罹患しているか、または罹患していると疑われる被検者におけるマクロファージコロニー刺激因子-1レセプターを画像化するためのポジトロン放射断層撮影(PET)放射性トレーサが開示される。

Description

（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
本発明は、国立衛生研究所によって授与されたAG054802に基づく行政保持体によってなされた。米国政府は、本発明においてある種の権利を有する。
ポジトロン断層法(PET)は、内因性リガンドまたは薬物による脳受容体およびその占有をin vivoで定量する最も進歩した方法である。推定神経炎症状態のポリエチレンテレフタレート画像化(Masgrau R, et al. (2017))が、反応性グリア細胞について報告するトランスロケータタンパク質(TSPO)を標的とする放射性リガンドを使用して試みられている。細胞型特異性および遺伝子型に対する感受性の欠如を含むTSPO標的化ポリエチレンテレフタレートの限界のために、研究者らは、神経炎症の他の局面を標的とするポリエチレンテレフタレート放射性トレーサー(P2X7、COX-2、CB2、ROS、A2AR、MMP)を開発した[Tronel C、ら(2017); Janssen B、ら(2018)を参照のこと]。それにもかかわらず、P2X7レセプターなどのより新しい画像化標的は、同様に、細胞特異的発現の欠如を含む制限を伴って脆弱化される(図7)。脳内の細胞の最大10%を占める反応性ミクログリアのみを標的とする薬剤(Aguzzi A, et al. (2013))は、CNS内の損傷および修復のこの細胞メディエーターをイメージングすることにより、神経炎症状態のより比であいまいではない読み取りを提供する可能性がある。
脳内で、マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)(c-FMS、CD-115、またはM-CSFRとしても知られる)は、主にミクログリアによって発現され、一方、ニューロンを含む他の細胞におけるその発現は低い(Akiyama H, et al. (1994); Zhang Y, et al. (2014)) (図7)。CSF1Rは、2つのホモ二量体リガンド、CSF1およびIL-34によって活性化されるチロシンキナーゼ受容体のサブファミリーにおける細胞表面タンパク質である(Peyraud F, et al. (2017))。CSF1Rは、造血前駆細胞の生存、増殖、分化、および機能の主要な調節因子である(Chitu V, et al. (2016))。CSF1Rは、ミクログリアの現像、生存、および維持を直接制御し、神経炎症において重要な役割を果たす(Ginhoux F, et al. (2010); Elmore MR, et al. (2014); Walker DG, et al. (2017); Smith AM, et al. (2013); Palle P, et al. (2017))。CSF1Rの抑制は、種々の炎症性および神経炎症性障害を治療する方法として追求されている(El-Gamal MI, et al. (2018))。健康な哺乳類の脳におけるCSF1Rの局所分布については詳細な研究は行われていないが、マウスでの発現解析により、上皮質領域ではCSF1Rのレベルが亢進し、脳の他の領域ではレベルが低いことが実証されている(Lue LF, et al. (2001))。
いくつかの報告は、Alzheimer疾患(AD)における死後脳におけるCSF1RおよびCSF1のアップレギュレーションを実証した(Akiyama H, et al. (1994), Walker DG, et al. (2017), Lue LF, et al. (2001))。マウスにおける研究は、広告のトランスジェニックマウスモデルにおけるアミロイドベータ(Aβ)沈着物の近くに位置するミクログリアにおいて、対照脳におけるCSF1Rの中程度の発現および高い発現を示した(Murphy GM Jr, et al. (2000); Yan SD, et al. (1997); Boissonneault V, et al. (2009))。CSF1R, CSF1の同族リガンドを符号化する遺伝子は、第2段階疾患関連ミクログリア(DAM)において上方制御されており、これは、確認において広告を維持する際に塩類の役割を果たし得る(Deczkowska Aら(2018); Keren-Shaul Hら(2017))。げっ歯類における外傷性脳損傷は、損傷領域におけるCSF1Rレベルの高い特異的増加をもたらした(Raivich G, et al. (1998))。CSF1Rは、多発性硬化症による病変において変化する(Prieto-Morin C, et al. (2016))。アップレギュレートされたCSF1Rは、脳腫瘍において示された(Alterman RLおよびStanley ER (1994))。HIV関連認知障害は、CSF1Rのレベルと相関した(Lentz MR, et al. (2010))。CSF1Rの臨床ポリエチレンテレフタレートイメージングは、CNS障害における神経炎症に関連するCSF1R経路の理解を進展させ、新しい抗炎症CSF1R療法の開発の指針となる可能性がある。
CSF1Rの画像化に適したポリエチレンテレフタレート放射性トレーサーは入手できない。唯一発表された放射性標識CSF1Rインヒビターは2014年に合成されたが(Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014))、この放射性トレーサーを用いた画像化研究は報告されていない。
現在開示されている被検者物質は、1つ以上の神経炎症性または神経変性疾患または状態に罹患しているかまたは罹患している疑いのある被検者におけるマクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための画像化剤を提供する。
いくつかの局面において、現在開示されている被検者物質は、1つ以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者において、マクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための画像化剤を提供し、この画像化剤は、式(I)の化合物を含む:
Figure 2021533087
 ここで：
X, Y、およびZは、-N-および-CR5-から成る群からそれぞれ独立して選択され、ここで、R5は、H、置換または非置換C1 -C8のアルキル、またはR*から成る群から選択され、ここで、R*は、ポジトロン放射断層(PET)画像または放射性同位体自体に適した放射性同位体を含む部分である;
R1は、R1が任意にR*またはR1で置換され得る、置換または非置換ヘテロアリール、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 ダイヤルキラミノ、-N(C1-C8 arkyl)(SO2)(C1-C8 alkyl)からなる群から選択され、ここで、R1は、PET撮像に適した放射性同位体であり得る;
R2は、置換または非置換のヘテロアルキルであり、ここで、R2は、任意選択的にR*で置換することができる;
R3は、置換または非置換のヘテロアリールであり、ここで、R 3は、任意にR*で置換することができ、
R 4は、H、置換または非置換のC 1 -C 8アルキル、C 1 -C 8アルコキシル、シクロアルキ、シクロヘテロアルキ、アリール、およびヘテロアリールからなる群から選択される。または、その薬理的に許容可能な塩である;
ここで、R1, R2, R3またはR5の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはPET撮像に適した放射性同位体である。
他の局面において、現在開示されている被検者物質は、1以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための方法を提供し、この方法は、有効量の式(I)の画像化剤、またはその薬学的に許容される塩を被検者に投与し、PET画像を撮影することを含む。
現在開示されている被検者事項の全体または一部が本明細書において開示されている、本明細書において上記に記載されている、現在開示されている被検者事項の特定の局面は、本明細書において以下に最良に記載されているように、添付の実施例および図に関連して取ったときに、記載が進行するにつれて、他の局面が明らかになるであろう。
この特許又は出願書類は,色彩を付して作成された少なくとも1の図面を含んでいる。この特許又は特許出願公開の写しでカラー図面を付したものは、要求があり、かつ、必要な手数料が納付されたときは、特許商標庁により提供される。
したがって、現在開示されている被検者事項を一般的な用語で説明したので、ここでは、必ずしも縮尺通りに描かれていない添付の図を参照する:
図1Aおよび図1Bは、偽およびLPSにおける[11 C]CPPC脳取り込み:右前脳注射マウス、ベースライン、および遮断の比較を示す。2つの独立した実験(図1Aおよび図1B)を行った。その時点は、放射性トレーサー注射の45分後であった; LPS (0.5μL中5μg)または生理食塩水(0.5μL)を、放射性トレーサー検討の2〜3日前に右前脳(同側前頭四分円)に注射した。ブロッカー(CPPC)を、放射性トレーサーの5分前に腹腔内注射した。(図1A)関心領域(ROI)は、小脳(CB)、同側半球(IH)、および対側半球(CH)である。データは平均%SUV ± SD (n = 3)である。(図1B)ROIは小脳(CB)、対側半球(CH)、同側尾側四分円(ICQ)、同側前頭四分円(IFQ)である。データは平均%SUV ± SD (n = 4)である。統計解析:LPSベースラインと偽ブロックまたはLPSブロックとの比較。*P<0.05;星印なしはP>0.05(ANOVA)を示す; 図2A、図2B、および図2Cは、3つの独立した実験において、制御(Ctrl)、LPS (i.p.)処理マウス(LPS塩基)、およびLPS (i.p.)処理マウスにおけるCSF1R放射性トレーサー[11C]CPPCの脳取り込み+CSF1Rインヒビター(LPSブロック)によるブロックを示す。時点は放射性トレーサー射出[LPS (10mg/kg)]後45分であった。(図2A) データは、平均%SUV ± SD (n = 5)である。CB:小脳。(図2B)データは、平均SUVR ± SD (n = 5)である。ブロッカー(CPPC、1mg/kg、腹腔内)をLPS処理マウスに注射した。(図2C)データは、平均SUVR ± SD (n =3〜6)である。ブロッカー(化合物8、2mg/kg、腹腔内)をLPS処理マウスに注射した。統計解析:LPSベースライン対対照またはLPSブロックの比較。*P < 0.01; ** P = 0.03; 星印なしはP > 0.05(ANOVA)を示す; 図3は、トランスジェニック広告 (n = 6)および制御(n = 5)マウスにおける[11 C]CPPC脳取り込みの比較を示す。時間点-放射性トレーサー注射の45分後。データ:平均%SUV ± SD. *P = 0.04、** P<0.005(ANOVA)。[11 C]CPPCの取り込みは、広告マウス脳領域で有意に大きかった。CB:小脳、Ctx:皮質、Hipp:海馬; 図4Aおよび図4Bは、マウスEAEにおける[11 C]CPPC PET/CT画像化を示す。(図4A) MIP (上)、冠状切片(中)、および矢状切片(下)は、示されたマウスにおいて、45〜60分/凸部の放射性トレーサー取り込みを示す。カラースケール範囲は%ID/g ティッシュを示す。(図4B)対照動物における取り込み対EAE重症度によって正規化された領域脳取り込み。BS:脳幹、FCTX:前頭皮質; 図5A、図5B、図5C、および図5Dは、ベースライン、LPS、およびLPSプラスブロッキング実験における同じヒヒにおける[11 C]CPPCのポリエチレンテレフタレート画像化を示す。LPS照射量は、放射性トレーサー注射の4時間前に0.05mg/kg (i.v.)であった。(図5A)パラメトリック(VT)画像。(図5B)[11 C]CPPCのベースライン領域脳SUV時間-取り込み曲線。(図5C)[11 C]CPPCの全脳SUV時間取り込み曲線:ベースライン(緑色)、LPS処理後(赤色)およびLPS処理後のブロッキング(ブラック)。(図5D)[11 C]CPPCの代謝物補正プラズマSUV時間取り込み曲線:ベースライン(緑色)、LPS処理後(赤色)、およびLPSプラスブロッキング(ブラック)。図5DのInsetは、走査の最初の120秒を示す; 図6は、死後のヒトオートラジオグラフィー/[11 C]CPPC画像(ベースラインおよびブロッキング)を下頭頂葉灰事項スライスで示す。アルツハイマー病被検者3例(1-AD、2-AD、3-AD)と制御(4-制御)被検者。図20および表5および6も参照のこと; 図7は、CNS細胞において、CSF1R遺伝子は主にミクログリアで発現されるが、TSPOおよびP2RX7遺伝子は多細胞発現を示すことを示す。略語: OPC = オリゴデンドロサイト前駆細胞; FPKM = マップされた100万の読取りあたりの転写物のキロベースあたりの断片。図はhttp://web.stanford.edu/group/barres_lab/brain_rnaseq.html;からのものである 図8は、pre-CPPCの合成を示す; 図9は、[11C]CPPCの放射合成を示す; 図10は、[11C]CPPCおよびブロッカーCPPCを用いたブロック研究を示す。この試験では、トレーサー射出後45分の時点で、非標識CPPCを低用量(0.6〜3mg/kg)では有意ではない遮断が、増量(10〜20mg/kg)では有意ではない取り込みの漸増が示された。データ: %SUV ± SD (n = 5); 図11Aおよび図11Bは、CD1マウスの皮質における[11 C]CPPCのベースラインおよび遮断取り込みの、同じ実験(図11A)および血中補正(図11B)を伴わない比較を示す。図11A:平均%SUV ± SD (n = 3)。2用量の非標識CPPC (0.6および3mg/kg)によるベースラインと遮断との間に有意な差は認められなかった(P >0.05)。図11B:データ:平均皮質SUVR ± SD (n = 3)。CPPCブロッカーを2回注射したマウスでは、血中補正SUVR値はベースライン(ANOVA)よりも有意に低かった(P = 0.05)。この実験は、[11 C]CPPCがCD1マウス脳皮質中のCSF-1Rを特異的に放射性標識することを実証する; 図12Aおよび図12Bは、放射性トレーサー注射の45分後の、制御対ミクログリア枯渇(図12A)および制御対CSF1Rノックアウト(図12B)マウスにおける[11 C]CPPCの全脳取り込みの比較を示す。図12A:データは、平均%SUV ± SD (n = 5)である。図12B:データは、血液に対する平均%SUV±SD (n = 5)である。統計解析-ANOVA; 図13は、閾値なしのEAEマウスにおける[11 C]CPPC PET/CT画像の矢状スライスを示す。全ての画像は、図4に表示されるのと同じ最大値にスケールされる。S=唾液腺; H =ハーダー腺; 図14A、図14B、および図14Cは、マウス脳におけるCSF1Rの発現の上昇を誘導するLPS処理を示す。図14A:定量的リアルタイムPCRによって測定されたCsf1r mRNAの相対レベル(n=5)。図14B:制御およびLPS処理マウス脳からの全マウス脳抽出物のウェスタンブロット分析。各レーンはマウスを表す。図14C:CSF1Rのバンド強度を計算し、図14BからのGAPDHのもの(n=5)で正規化した; 図15は、ベースライン(緑色)、LPS処理(赤色)およびLPSプラスブロッカー(黄色)ヒヒ検討における[11 C]CPPCの地域のVT値を示す。略語: Th =視床; Hp =海馬; CC =脳梁; WM =白質; Oc =後頭皮質; CB =小脳; Amyg =扁桃体; WB =全脳; 図16はヒ血清中の炎症性サイトカインIL-6のレベルを示す。IL‐6レベルはLPS注射後に増加し、LPS‐プラス‐ブロッカー試験で低下した。IL-6はELISAキットで測定した。簡単に述べると、3つの異なる時間(射出後15、45、および90分)で、2mLのヒ末梢血をBD Vacutainer (BD Biosciences, cat# 367983, La Jolla, CA)に採取し、2000×gで10分間、室温で遠心分離した。血清を滅菌チューブに採取し、将来の免疫測定のために-80℃で保存した。血清試料は氷上で融解され、IL-6 Monkey Instant ELISATM (Thermo Fisher Scientific, cat# BMS641INST, Halethorpe, MD)を用いてIL-6量を製造業者の手順に従って測定した; 図17Aおよび図17Bは、ヒ血漿中の[11 C]CPPC ([11C]JHU11744)放射性代謝産物のHPLC解析を示す。図17A-異なる時間間隔で採取した[11 C]CPPCおよび血漿試料のラジオHPLCクロマトグラム、図17B-時間は、制御およびLPSまたはLPS中の[11C]CPPCおよびブロッキング剤処理ヒヒヒの相対パーセンテージの低下に依存した; 図18A、図18B、図18C、および図18Dは、(図18A)区画モデリングおよび(図18B)ローガン分析を使用した[11 C]CPPC動態分析の代表的プロットを示し、両方が好適な方法(代表的な領域:被殻、緑色マーカー: PET研究データポイント、実線:適合データ;(図18C)区画モデリングおよびローガン分析によるVT結果の比較、代表的なベースライン研究において、それらが高度に同等/相関していることを実証し(R2=0.9657); (図18D)地域のVT推定値の代表的な時間一貫性プロット(領域:被殻)、安定した結果(<2.5%の変化)を示す)を、射出後60分を使用して得た; 図19は、ベースライン(緑色)、LPS処理(赤色)およびLPSプラスブロッカー(黄色)ヒヒ検討における[11 C]CPPCの地域K1を示す。略語: Th = 視床; Hp = 海馬; CC = 脳梁; WM = 白質; Oc = 後頭皮質; CB = 小脳; Amyg = 扁桃体; WB = 全脳;および 図20は、広告死後ヒト脳切片における[11C]CPPCを用いたオートラジオグラフィー実験における各種ブロッカ(PLX3397; BLZ945および化合物8)によるベースライン/遮断比率を示す。
ここで、現在開示されている被検者事項を、添付の図面を参照して以下でより十分に説明するが、ここでは、現在開示されている被検者事項の一部の(ただし、全てではない)実施形態が示されている。同じ参照符号は全体を通して同じ元素を指す。現在開示されている被検者事項は、多くの異なった形態で具現化することができ、本明細書に記載されている実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要求を満たすように提供される。実際、本明細書に開示されている被検者事項の多くの修正および他の実施形態は、前記の説明および関連する図に提示されている教示の利益を有する、現在開示されている被検者事項が関係する当業者に留意されよう。したがって、現在開示された被検者事項は、開示された具体的な実施形態に限定されるものではなく、修正例および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれるものであることが理解されるべきである。
I. 神経炎症におけるマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)のイメージング用ポリエチレンテレフタレート放射性トレーサー
マクロファージコロニー刺激因子‐1(CSF1)は、各種炎症性疾患の原因となる最も一般的な炎症誘発性サイトカインの1つである。CSF1はそのレセプターであるCSF1Rと相互作用し、単球/マクロファージ系の細胞の分化と増殖をもたらす。CSF1R式のレベルの増加は、アルツハイマー病(AD)、脳腫瘍、多発性硬化症(MS)、外傷性脳損傷などを含むが、これらに限定されない各種神経炎症性障害と関連している。Walker et al, 2017を参照のこと。
CNSでは、CSF-1Rは主にミクログリアによって発現されるが(Akiyama, et al., 1994; Raivich et al., 1998)、ニューロンを含む他の細胞での発現は低い。Chitu et al., 2016.潜在的に、CSF1Rは神経炎症におけるミクログリア活性化のイメージングのための選択的結合部位を表している。反対に、神経炎症の最も一般的に使用されるバイオマーカー、TSPOおよびP2RX7は、両方とも多細胞発現を示し、Raivichら、1998、したがって、ミクログリア活性化の選択的結合部位と考えることはできない。図10参照。
強力で選択的なCSF1Rインヒビター、5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド(1)は、潜在的な抗炎症剤として製薬業界によって開発された。Illig et al., 2008.
Figure 2021533087
 5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1)
現在開示されている被検者物質は、部分的に、[11 C]1([11 C]CMPPF;[11 C]JHU11744; 5-シアノ-N-(4-(4-[11C]メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド)の放射線合成、および神経炎症におけるCSF1Rのポリエチレンテレフタレート画像化のためのその評価を提供する。
Figure 2021533087
より一般的には、現在開示されている被検者物質は、マクロファージコロニー刺激因子-1レセプター(CSF1R)を画像化するための一連のポリエチレンテレフタレート放射性トレーサーを提供する。CSF1Rでの放射性トレーサーの結合を、神経炎症の動物モデル、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)マウス(多発性硬化症モデル)、および死後アルツハイマー病脳組織において試験した。動物モデルでは、特定の化合物が容易に脳に入った。さらに特定の化合物は、神経炎症の動物モデルにおいてCSF1Rに特異的に結合した(および標識した)。ある態様において、現在開示されている化合物は、対照よりも、神経炎症の動物モデルにおいて有意により多くの取り込みを示した。さらなる実施形態において、選択された化合物は、ヒトアルツハイマーの脳組織中のCSF1Rを特異的に標識する。したがって、現在開示されている化合物は、神経炎症および神経変性におけるCSF1Rの研究に使用することができる。
A. 式(I)の画像化剤
いくつかの実施形態において、現在開示されている被検者物質は、1つ以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者において、マクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための画像化剤を提供し、この画像化剤は、式(I)の化合物を含む:
Figure 2021533087
 ここで
X, Y、およびZは、-N-および-CR5-から成る群からそれぞれ独立して選択され、ここで、R5は、H、置換または非置換C1 -C8のアルキル、またはR*から成る群から選択され、ここで、R*は、ポジトロン放射断層(PET)画像または放射性同位体自体に適した放射性同位体を含む部分である;
R1は、R1が任意にR*またはR1で置換され得る、置換または非置換ヘテロアリール、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 ダイヤルキラミノ、-N(C1-C8 arkyl)(SO2)(C1-C8 alkyl)からなる群から選択され、ここで、R1は、PET撮像に適した放射性同位体であり得る;
R2は、置換または非置換のヘテロアルキルであり、ここで、R2は、任意選択的にR*で置換することができる;
R3は、置換または非置換のヘテロアリールであり、ここで、R 3は、任意にR*で置換することができ、
R 4は、H、置換または非置換のC 1 -C 8アルキル、C 1 -C 8アルコキシル、シクロアルキ、シクロヘテロアルキ、アリール、およびヘテロアリールからなる群から選択される。または、その薬理的に許容可能な塩である;
ここで、R1, R2, R3またはR5の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはPET撮像に適した放射性同位体である。
いくつかの実施形態において、R1は、置換または非置換ピペラジニル、置換または非置換モルホリニル、1,1-ジオキシド-チオモルホリニル、置換または非置換ピラゾリル、置換または非置換イミダゾリル、C1 -C8 アルコキシル、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 ジアルキルアミノ、-N(C1 -C8 アルキル)(SO2)(C1 -C8 アルキル)からなる群より選択され、ここで、R1は、R*で任意に置換され得るか、またはR1は、PET画像化に適した放射性同位体であり得る。
いくつかの実施形態において、R2は、置換または非置換ピペリジニルおよび置換または非置換モルホリニルからなる群より選択され、ここで、R2は、任意にR*で置換され得る。
いくつかの実施形態において、R3は、置換または非置換ピロリル、および置換または非置換フラニルからなる群より選択され、ここで、R3は、任意にR*で置換され得る。
特定の実施形態では、R1は、からなる群から選択される:
Figure 2021533087
 ここで
pは0 と1 から選択された整数である;
qは、0、1、2、3、4、および5 からなるグループから選択された整数である;
rは、0、1、2、3、および4からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
特定の実施形態では、R2は、からなる群から選択される:
Figure 2021533087
 ここで
pは0 と1 から選択された整数である;
qは、0、1、2、3、4、および5 からなるグループから選択された整数である;
rは、0、1、2、3、および4からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群から選択される。
特定の実施形態では、R3は、からなる群から選択される:
Figure 2021533087
 ここで
pは、0と1からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
特定の実施形態では、
(a)X, Y, Z はそれぞれの-CR5です-;
(b)X Zはそれぞれ-N-で、Yは-CR5-である;
(c)X は-N- で、Y とZ はそれぞれの-CR5である;
(d)X Y はN、Z は-CR5-;
(e)X Y はそれぞれの-CR5-で、ZはNである;
ここで、少なくとも1つのオカレンスをR5する場合は、オプションでR*に置き換えることができる。
特定の実施形態において、式(I)の化合物は、式(Ia)の化合物である:
Figure 2021533087
 ここで
R6は、0、1、2、3、4、5、6、7、および8から選択される整数であり、R9およびR10は、それぞれ、R*またはR6で任意にR6を置換することができるC1 -C8直鎖または分岐したアルキルである、-(CH2)n -R10からなる群から選択される;
R7は、H若しくはC1 -C8アルキルからなる群から選択され、ここで、R7は、R*又はR7で置換されていてもよく;
R8は、置換された又は無置換のピロリル、フラニル、及びピリジニルであり、ここで、R8は、任意にR*で置換されていてもよい;又は薬学的に許容可能な塩である;
ここで、R6, R7、またはR8の少なくとも1つはR*で置換されるか、R*である。
より特定の実施形態では、R6は、水素、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、および-C(=O)-O-(C1 -C8アルキルからなる群から選択され、3 ; R7は、水素、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチルからなる群から選択される;
Figure 2021533087
 ここで
pは、0と1からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(C1 -C8アルキル)、およびR*からなる群より選択され;ここで、R6, R7、およびR8の各々は、任意にR*で置換され得る。
さらにより特定の実施形態において、イメージング剤は、からなる群から選択される:
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1a);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1c);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1e);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1g);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミド(1時間);
6-フルオロ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
6-ブロモ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(7a);
4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-TERT-ブチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(7b);
tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7c);
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b);
5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1d);
4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1f);
5-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1k);
4-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1l);
N-(4-(4-(2-ブロモエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)-5-シアノフラン-2-カルボキサミド(1m);
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸{2-シクロヘックス-1-エニル-4-[1-(2-ジメチルアミノ-アセチル)-ピペリジン-4-イル]-フェニル}-アミド(1g);および4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド(1h)
いくつかの実施形態では、R*は、11 C、18 F、および-(CH2)m -R13からなる群から選択され、R13は、PET撮像に適した放射性同位体で任意に置き換えることができる、C1 -C8直列または分岐したアルキルである。
特定の実施形態では、ポリエチレンテレフタレート画像化に適した放射性同位元素は、11 Cおよび18 Fからなる群から選択される。
さらにより特定の実施形態において、式(I)の化合物は、:
Figure 2021533087
B. 画像化の手法
いくつかの実施形態において、現在開示されている被検者物質は、1以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための方法を提供し、この方法は、有効量の式(I)の画像化剤、またはその薬学的に許容される塩を被検者に投与し、PET画像を撮影することを含む。
特定の実施態様において、神経炎症性または神経変性疾患または状態は、アルツハイマー病(AD)、多発性硬化症(MS)、外傷性脳損傷、脳腫瘍、HIV関連認知障害、および1以上の脱髄性疾患からなる群より選択される。
脱髄性疾患の例としては、MS、デビック病、および他の炎症性脱髄性疾患;中枢神経ニューロパチー、橋中心髄鞘崩壊症、脊髄癆(梅毒性脊髄症)、および進行性多巣性白質脳症を含む白質ジストロフィー性疾患;ならびにギラン・バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー、シャルコー・マリー・トゥース病、圧力麻痺に罹りやすい遺伝性ニューロパチー;ならびに末梢神経障害、脊髄症、および視神経障害を含む末梢神経系の脱髄性疾患が挙げられるが、これらに限定されない。
一般に、活性剤の「有効量」は、所望の生物学的応答を誘発するのに必要な量を指す。当業者によって理解されるように、剤または装置の有効量は、所望の生物学的終点、送達される剤、薬学的組成物の構成、標的組織などのような因子に依存して変化し得る。
「接触する」とは、少なくとも1つのCSF1R発現腫瘍または細胞と物理的に接触する、現在開示されている被検者物質の少なくとも1つの化合物をもたらす任意の作用を意味する。接触させることは、少なくとも1つの化合物と少なくとも1つの電池または腫瘍との接触をもたらすのに十分な量で、電池または腫瘍を化合物に曝露することを含むことができる。本方法は、化合物および細胞(単数または複数)または腫瘍(単数または複数)を、培養ディッシュまたはチューブなどの制御された環境中に導入し、好ましくは混合することによって、インビトロまたはエクスビボで実施することができる。本方法は、インビボで実施することができ、この場合、接触手段は、任意の好適な経路を介して化合物を被検者に投与するなど、被検者中の少なくとも1つの電池または腫瘍を、現在開示されている被検者物質の少なくとも1つの化合物に曝露する。
本明細書中で使用される場合、用語「処理すること」は、そのような用語が適用される疾患、障害、もしくは状態、またはそのような疾患、障害もしくは状態の1つもしくは複数の条件もしくは発現の進行を逆転させる、軽減する、阻害する、予防する、またはその可能性を低減することを含むことができる。予防とは、疾患、障害、状態、または症状もしくはその顕在化を引き起こすこと、またはそのような重症度の悪化を引き起こさないことをいう。したがって、現在開示されている化合物は、疾患、障害、または状態の発生または再発を予防または低減するために予防的に投与することができる。
用語「組合せ」は、その最も広い意味で使用され、被検者に、少なくとも2つの薬剤、より具体的には、現在開示されている化合物および少なくとも1つの他の活性薬剤が投与されることを意味し、より具体的には、用語「組合せ」は、例えば、単一の病状の治療のための2つ(または他)の活性薬剤の同時投与を意味する。本明細書中で使用される場合、活性剤は、単一の剤形で組み合わせられ、投与されてもよく、同時に別々の剤形として投与されてもよく、または同じまたは別々の日に交互にまたは連続して投与される別々の剤形として投与されてもよい。現在開示されている被検者物質の一実施形態において、活性剤は、単一の剤形で組み合わされ、投与される。別の実施形態において、活性剤は、別々の剤形で投与される(例えば、一方の量を変えることが望ましいが、他方は変えない)。単一投与形態は、疾患状態の治療のための追加の活性剤を含み得る。
現在開示されている方法によって治療される被検者物は、多くの実施形態においてヒト被検者であることが望ましいが、本明細書に記載されている方法は、「被検者」という語に含まれることが意図されるすべての脊椎動物種に関して効果的であることが理解されるべきである。したがって、「被検者」は、既存の状態もしくは疾患の処理、または状態もしくは疾患の発症を予防するための予防的処理、または医学、獣医学、もしくは発生目的のための動物(非ヒト)被検者などの医学目的のためのヒト被検者を含むことができる。好適な動物被検者としては、限定されないが、霊長類、例えば、ヒト、サル、エイプなど;ウシ、例えば、ウシ、オキソンなど;ヒツジ、例えば、ヒツジなど;ヤギ、例えば、ヤギなど;ブタ、ブタ、ブタなど;ウマ、例えば、ウマ、ロバ、ゼブラなど;野生および家畜ネコを含むネコ;イヌを含むイヌ;ウサギ、ウサギ、ウサギなどを含むラゴモルフ;およびマウス、ラットなどを含むげっ歯類を含む哺乳動物が挙げられる。動物はトランスジェニック動物であってもよい。ある態様において、被検者は、胎児、新生児、乳児、幼児、および成人被検者を含むが、これらに限定されないヒトである。さらに、「被検者」は、病状または疾患に罹患しているかその疑いがある患者を含むことができ、したがって、「被検者」および「患者」という用語は、本明細書中で互換的に使用される。
C.キット
さらに他の実施形態において、現在開示されている被検者物質は、現在開示されている化合物を含むキットを提供する。
特定の実施形態では、キットは、薬学的に許容可能な担体および本発明の化合物を含む包装された薬学的組成物を提供する。特定の実施形態では、パッケージされた医薬組成物は、無線標識された前駆体と組み合わせることによって本発明の化合物を生成するのに必要な反応前駆体を含む。本発明によって提供される他のパッケージされた医薬組成物は、以下の少なくとも1つを含むしるしをさらに含む:供給された前駆体から本発明による化合物を調製するための説明書、CSF1を発現する細胞または組織を画像化するために組成物を使用するための説明書、またはストレス関連障害を患う患者においてグルタミン酸作動性神経伝達を画像化するために組成物を使用するための説明書、または前立腺癌を画像化するために組成物を使用するための説明書。
D.医薬組成物および投与
別の態様では、本開示は、発明開示されている化合物を単独で、または薬学的に許容される賦形剤と混合した1つ以上の追加の治療剤と組み合わせて含む薬学的組成物を提供する。当業者は、医薬組成物が上記の化合物の薬学的に許容される塩を含むことを認識するであろう。薬学的に許容される塩は、当業者に一般的に公知であり、本明細書に記載される化合物上に見出される特定の置換基部分に依存して、比較的非毒性の酸または塩基で調製される活性化合物の塩を含む。本開示の化合物が比較的酸性の機能を含む場合、塩基付加塩は、中性形態のこのような化合物を、純粋な、または適切な不活性溶媒中の、またはイオン交換によって、十分な量の所望の塩基と接触させることによって得ることができ、それによって、イオン性錯体中の1つの基本対イオン(塩基)が、別のものに置換される。薬理学的に許容される塩基付加塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、有機アミノ塩、あるいはマグネシウム塩、あるいは同様の塩が挙げられる。
本開示の化合物が比較的基本機能を含む場合、酸付加塩は、中性形態のこのような化合物を、純粋なまたは適切な不活性溶媒中のいずれかの十分な量の所望の酸と接触させることによって、またはイオン交換によって得ることができ、それによって、イオン性錯体中の1つの酸性対イオン(酸)が別のものに置換される。薬学的に許容される酸付加塩の例には、無機酸、例えば塩酸、臭化水素酸、硝酸、炭酸、一水素酸、リン酸、一水素リン酸、二水素リン酸、硫酸、一水素硫酸、水素酸、または亜リン酸など、ならびに比較的非毒性の有機酸、例えば酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、マレイン酸、マロン酸、安息香酸、コハク酸、スベリン酸、フマル酸、乳酸、マンデル酸、フタル酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸などから誘導される塩が含まれる。また、アルギン酸塩などのアミノ酸の塩、およびグルクロン酸またはガラクツノリン酸などの有機酸の塩も含まれる(例えば、Berge et al., "Pharmaceutical Salts", Journal of Pharmaceutical Science, 1977, 66, 1-19を参照されたい)。本開示の特定の化合物は、化合物が塩基または酸付加塩のいずれかに変換されることを可能にする塩基性および酸性機能両方を含有する。
従って、現在開示されている被検者物質との使用に適した薬学的に許容される塩酸塩は、限定されるものではないが、酢酸塩酸塩、ベンゼン硫酸塩、ベンゼン硫酸塩、重炭酸塩酸塩、ビタート、臭化物、エデト酸カルシウム、カルンシレート、カーボネート、エデト酸塩酸塩、エジレート、エジレート、エストラート、エシレート、エストラート、フマル酸塩酸塩、エスシレート、フマル酸塩酸塩、グルセプタート、グルコン酸塩酸塩、グルタミン酸塩酸塩、グリコリルアルサニレート、ヘキシルレゾルシネート、ヒドラバミン、臭化水素酸塩酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩酸塩、ヨウ化物、イセチオネート、乳酸塩酸塩、ラクトビオネート、マレイン酸、マンデレート、メシレート、ムカ酸塩酸塩、ナプシレート、硝酸、パモエート(エンボネート)、パントテネート、リン酸塩酸塩/ジホスフェート、ポリガラクツロネート、サリチル酸エステル、ステアリン酸塩酸塩、サク他の薬学的に許容される塩は、例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 th ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。 治療的および/または診断的適用において、本開示の化合物は、全身的および局所的または局所的投与を含む種々の投与様式のために製剤化することができる。技術および製剤は、一般に、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 th ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。
治療される特定の状態に応じて、このような薬剤は、液体または固体投薬形態に製剤化され、全身的または局所的に投与され得る。薬剤は、当業者に公知のように、例えば、時限放出形態または徐放形態で送達され得る。製剤および投与のための技術は、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 th ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。適切な経路には、経口、口腔、スプレーによる吸入、舌下、直腸、経皮、膣、経粘膜、経鼻または腸管投与;筋肉内、皮下、髄内注射を含む非経口送達、ならびにクモ膜内、直接脳室内、静脈内、関節内、胸骨内、滑膜内、肝臓内、病変内、頭蓋内、腹腔内、鼻腔内、または眼内注射、または他の送達モードが含まれ得る。
注射のために、本開示の薬剤は、ハンクス溶液、リンゲル溶液、または生理食塩水緩衝液などの生理学的に両立緩衝液中などの水溶液中に製剤化および希釈することができる。このような経粘膜投与について、透過されるバリヤーに適したペネトラントが製剤中に使用される。このような浸透剤は、一般に当技術分野で公知である。
本開示の実施のために開示される化合物を全身投与に適した用量に製剤化するための薬学的に許容される不活性担体の使用は、本開示の範囲内である。担体の適切な選択および適切な製造慣行により、本開示の組成物、特に溶液として製剤化されたものは、静脈注射などによって非経口的に投与することができる。化合物は、当技術分野で周知の薬学的に許容可能な担体を用いて、経口投与に適した用量に容易に製剤化することができる。このような担体は、本開示の化合物を、治療すべき被検者(例えば、患者)による経口摂取のために、タブレット端末、丸剤、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤などとして製剤化することを可能にする。
鼻または吸入送達のために、本開示の薬剤はまた、当業者に公知の方法によって製剤化され得、例えば、限定されないが、生理食塩水などの物質;ベンジルアルコールなどの防腐剤;吸収促進剤;およびフルオロカーボンを可溶化する、希釈する、または分散する例を含み得る。
本開示において使用するために適切な薬学的組成物は、活性成分がその意図される目的を達成するために有効量で含有される組成物を含む。有効量の判定は、特に本明細書に提供される詳細な開示に照らして、当業者の能力の十分に範囲内である。一般に、本開示による化合物は、広い用量範囲にわたって有効である。例えば、成人ヒトの治療において、0.01〜1000mg、0.5〜100mg、1日当たり1〜50mg、および1日当たり5〜40mgの用量が使用され得る用量の例である。非限定的な投薬量は、1日当たり10〜30mgである。正確な投与量は、投与経路、化合物が投与される形態、治療される被検者、治療される被検者の体重、化合物のバイオアベイラビリティ、化合物の吸着、分布、代謝、および排泄(ADME)毒性、ならびに主治医の嗜好および経験に依存する。
活性成分に加えて、これらの医薬組成物は、活性化合物の医薬的に使用され得る調製物への加工を容易にする賦形剤および助剤を含む適切な薬学的に許容可能な担体含有し得る。経口投与のために処方される調製物は、タブレット端末、糖衣錠、カプセル、または溶液の形成であり得る。
経口使用のための医薬調製物は、活性化合物を固体賦形剤と組み合わせ、所望により得られた混合物を粉砕し、所望により適当な補助を添加した後、顆粒の混合物を加工して、タブレット端末または糖衣錠コアを得ることにより得ることができる。適切な賦形剤は、特に、ラクトース、スクロース、マンニトール、またはソルビトールを含む糖などの充填剤;セルロース調製物、例えば、トウモロコシデンプン、小麦デンプン、米デンプン、ポテトスターチ、ゼラチン、トラガカントガム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、および/またはポリビニルピロリドン(PVP:ポビドン)である。所望であれば、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸、またはアルギン酸ナトリウムなどのその塩などの崩壊剤を添加してもよい。
糖衣錠コアは適当なコーティングを備える。この目的のために、濃縮糖溶液を使用することができ、これは、場合により、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポルゲル、ポリエチレングリコール(PEG)、および/または二酸化チタン、ラッカー溶液、ならびに適切な有機溶媒または溶媒混合物を含有することができる。色素-材料または顔料は、識別のために、または活性化合物用量の異なる組合せを特徴付けるために、タブレット端末または糖衣錠被膜に添加され得る。
経口的に使用することができる医薬製剤には、ゼラチン製のプッシュフィットカプセル、並びにゼラチン製の柔らかく密封されたカプセル、及びグリセリン又はソルビトールのような可塑剤が含まれる。はめ込み型のカプセルは、ラクトース等の充填剤、澱粉等の結合剤、および/またはタルク、ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤、および任意に安定剤と混合した活性成分を含むものとすることができる。軟カプセルでは、活性化合物は、脂肪油、流動パラフィン、または液体ポリエチレングリコール(PEG)などの適切な液体に溶解または懸濁されてもよい。また、安定剤を添加してもよい。
II.一般的な定義
本明細書で特定の用語を用いているが、包括的かつ説明のためにのみ用いており、限定するためではない。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本被検者事項が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
現在開示されている化合物に関する以下の用語は、当業者によって十分に理解されると考えられるが、現在開示されている被検者事項の説明を容易にするために、以下の定義が記載されている。これらの定義は、本開示を精査することによって当業者に明らかになる定義を補足し、例示することを意図しており、排除するものではない。
本明細書で使用される用語「任意に」であるか否かにかかわらず、置換された用語、および置換基は、本明細書で使用される場合、すべての原子の原子価が維持されるという条件で、当業者によって認識されるように、分子上の別の官能基について1つの官能基を変化させる能力を指す。任意の所定の構造中の二つ以上の位置が指定された群から選択される二つ以上の置換基で置換することができるとき、置換基はすべての位置で同じであってもよく、または異なっていてもよい。置換基はまた、さらに置換されてもよい(例えば、アリール基置換基は、1つ以上の位置でさらに置換される別のアリール基などの、それから離れた別の置換基を有してもよい)。
置換基または結合基が、左から右に書かれるそれらの従来の化学式によって特定される場合、それらは、右から左に構造を書くことから生じる化学的に同一の置換基を等しく包含し、例えば、-CH2Oは-OCH2-と等価であり; -C(=O)Oは-OC(=O)-と等価であり; -OC(=O)NRisは-NRC(=O)O-と等価である。
用語「独立して選択された」が使用される場合、言及される置換基(例えば、基R1, R2などのR基、または「m」および「n」などの変数)は、同一であり得るか、または異なり得る。例えば、R1とR2の両方をアルキルに置き換えることができ、またはR1を、またR2を、置換アルキルなどにすることができる。
用語「a」、「an」、または「a(n)」は、本明細書中の置換基の群に関して使用される場合、少なくとも1つを意味する。例えば、化合物が「an」アルキルまたはアリールで置換されている場合、化合物は、少なくとも1つのアルキルおよび/または少なくとも1つのアリールで任意に置換されている。さらに、部分がR置換基で置換されている場合、基は、「R-置換」と呼ばれ得る。ある部分がR-置換されている場合、その部分は少なくとも1つのR置換基で置換されており、各R置換基は任意に異なっていてもよい。
「R」または「基」と命名された基は、一般に、本明細書中で特に明記しない限り、その名称を有する基に該当すると当技術分野で認識される構造を有する。説明の目的のために、上に記載される特定の代表的な「R」基は、以下に定義される。
本開示の化合物の説明は、当業者に公知の化学結合の原理によって制限される。したがって、基が多数の置換基のうちの1つ以上によって置換されていてもよい場合、そのような置換は、化学結合の原理に従うように、および本質的に不安定でない、および/または水性、中性、およびいくつかの公知の生理学的条件などの環境条件下で不安定である可能性があると当業者に公知である化合物を与えるように選択される。例えば、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリールは、当業者に公知の化学結合の原理に従って、環ヘテロ原子を介して分子の残りに結合され、それによって本質的に不安定な化合物を回避する。
他に明確に定義されない限り、本明細書で使用される「置換基基」は、本明細書で定義される、以下の部分の1つまたは複数から選択される官能基を含む:
本明細書で使用される「炭化水素」という用語は、水素および炭素を含む任意の化学基を指す。炭化水素は、置換または非置換であってもよい。当業者に公知であるように、すべての原子価は、任意の置換を行う際に満たされなければならない。炭化水素は、不飽和、飽和、分岐、非分岐、環状、多環式、または複素環式であり得る。以下に定義される例として、エチル、n-プロピル、イソプロピル、シクロピル、アルリル、ビニール、n-ブチル、テルトブチル、エチル、シクロヘキシル等を説明する。
「アルキル」という語は、それ自体または別の置換基の一部として、特に明記しない限り、完全に飽和、一価または多価の基であり得、指定された数の炭素原子(すなわち、C1 -C10は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、および20個の炭素を含む、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、15、16、17、18、19、および20個の炭素を含む、C1-20を指す 1個の水素原子の除去によって1個と20個の間の炭素原子を含む炭化水素部分から誘導された完全に不飽和の(すなわちアルケニルおよびアルキニルの)炭化水素基。
代表的な飽和炭化水素基としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-デシル、n-ウンデシル、ドデシル、シクロヘキシル、(シクロヘキシル)メチル、シクロプロピルメチル、およびそれらの同族体および異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
「分岐」とは、メチル、エチルまたはプロピルなどの低級アルキル基が直鎖アルキル鎖に結合しているアルキル基を指し、「低級アルキル」とは、1〜約8個の炭素原子(すなわち、C1-8アルキル)、例えば、1、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を有するアルキル基を指し、「高級アルキル」とは、約10〜約20個の炭素原子、例えば、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の炭素原子を有するアルキル基を指し、特定の実施形態では、「アルキル」とは、特に、C1-8の直鎖アルキルを指し、他の実施形態では、「アルキル」とは、特に、C1-8の分岐鎖アルキルを指す。
アルキル基は、1つ以上のアルキル基置換基で任意に置換されてもよく(「置換アルキル」)、これは、同一または異なっていてもよい。用語「アルキル基置換基」は、アルキル、置換アルキル、ハロ、アリールアミノ、アシル、水酸基、アリールオキシル、アルコキシル、アルキルチオ、アリールチオ、アラルキルオキシル、アラルキルチオ、カルボキシル、アルコキシカルボニル、オキソ、およびシクロアルキルを含むが、これらに限定されない。アルキル鎖に沿って、1つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子を任意に挿入することができ、ここで、窒素置換基は、水素、低級アルキル(本明細書では「アルキルアミノアルキル」とも呼ばれる)、またはアリールである。
したがって、本明細書中で使用される場合、「置換アルキル」という語は、アルキル基の1つ以上の原子または官能基が、例えば、アルキル、置換アルキル、ハロゲン、アリール、置換アリール、アルコキシル、水酸基、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、硫酸塩、およびメルカプトを含む、本明細書中で定義されるアルキル基を含む。
用語「ヘテロアルキル」は、それ自体で、または別の用語と組み合わせて、特に明記しない限り、少なくとも1個の炭素原子と、O、N、P、SiおよびSからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子とからなり、窒素、リン、および硫黄原子は任意に酸化されてもよく、窒素ヘテロ原子は任意に四級化されてもよい、安定な直鎖もしくは分枝鎖、または環状炭化水素基、またはそれらの組み合わせを意味する。ヘテロ原子O、N、PおよびSおよびSiは、ヘテロアルキル基の任意の内部位置、またはアルキル基が分子の残りに結合される位置に配置されてもよい。例えば、, -CH2 -CH2-O-CH3, -CH2 -CH2 -NH-CH3, -CH2-CH2 -N(CH3)-CH3, -CH2 -S-CH2-CH3, -CH2 -CH25 -S(O)-CH3, -CH2-CH2 -S(O)2 -CH3, -CH=CH-OOOE、-Si(CH3)3, -CH2 -CH=N-OCH3, -CH=CH-N(CH3)CH3, O-CH3, -O-CH2 -CH3、および-CNが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、-CH2 -NH-OCH3および-CH2 -O-Si(CH3)3のように、最大2つまたは3つのヘテロ原子が連続していてもよい。
上述のように、ヘテロアルキルグループは、本明細書中で使用される場合、-C(O)NR'、-NR'R"、-OR', -SR, -S(O)R,および/または-S(O2)R'などのヘテロ原子を介して分子の残りに結合されるグループを含む。「ヘテロアルキル」が列挙され、続いて-NR'Rなどの特定のヘテロアルキルグループが列挙される場合、用語ヘテロアルキルおよび-NR'R"は、重複または相互排他的ではないことが理解される。むしろ、特定のヘテロアルキルグループは、明瞭さを付加するために列挙される。したがって、用語「ヘテロアルキル」は、-NR'R"などの特定のヘテロアルキルグループを除外すると本明細書中で解釈されるべきではない。
「環状」および「シクロアルキル」は、約3〜約10個の炭素原子、例えば、3、4、5、6、7、8、9、または10個の炭素原子の非芳香族単環式または多環式環系を指す。シクロアルキル基は、任意に、部分的に不飽和であり得る。シクロアルキル基はまた、本明細書に定義されるアルキル基置換基、オキソ、および/またはアルキレンで任意に置換され得る。環状アルキル鎖に沿って、1つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子が任意に挿入され得、ここで、窒素置換基は、水素、非置換アルキル、置換アルキル、アリール、または置換アリールであり、したがって、複素環基を提供する。代表的な単環式シクロアルキル環としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロヘプチルが挙げられる。多環式シクロアルキル環としては、アダマンチル、オクタヒドロナフチル、デカリン、カンファー、カンファー、およびノルアダマンチル、ならびにジヒドロ-およびテトラヒドロナフタレンなどの縮合環系が挙げられる。
用語「シクロアルキルアルキル」は、本明細書中で使用される場合、本明細書中で上記に定義されるシクロアルキル基をいい、これはまた、上記に定義されるアルキル基を介して親分子部分に結合される。シクロアルキルアルキル基の例としては、シクロプロピルメチルおよびシクロペンチルエチルが挙げられる。
用語「シクロヘテロアルキル」または「ヘテロシクロアルキル」は、非芳香族環系、不飽和または部分的不飽和環系、例えば3〜10部材置換または非置換シクロアルキル環系を指し、1つ以上のヘテロ原子を含み、同一または異なっていてもよく、窒素(N)、酸素(O)、硫黄(S)、リン(P)、およびケイ素(Si)からなる群から選択され、任意選択で1つ以上の二重結合を含むことができる。
シクロヘテロアルキル環は、他のシクロヘテロアルキル環および/または非芳香族炭化水素環に任意に縮合するか、またはそうでなければ結合することができる。複素環式環は、酸素、硫黄、および窒素から独立に選択された1〜3個のヘテロ原子を有するものを含み、これらのヘテロ原子は、窒素および硫黄のヘテロ原子が任意に酸化され、窒素のヘテロ原子が任意に四つ化されることがある。特定の実施形態において、用語「ヘテロ環式」は、非芳香族5-、6-、または7-員環または多環式基を指し、ここで、少なくとも1つの環原子は、O、S、およびN(ここで、窒素および硫黄ヘテロ原子は、任意に酸化されてもよい)から選択されるヘテロ原子であり、これには、酸素、硫黄、および窒素から独立して選択される1つおよび3つのヘテロ原子の間を有する縮合六員環を含むが、これらに限定されない、二環式または三環式基が含まれ、(i)各5員環は、0〜2つの二重結合を有し、各6員環は、0〜2つの二重結合を有し、各7員環は、0〜3つの二重結合を有し、(ii)窒素および硫黄ヘテロ原子は、任意に酸化されてもよく、(iii)窒素ヘテロ原子は、任意に四級化されてもよく、(iv)上記複素環のいずれかは、アリール代表的なシクロヘテロアルキル環系としては、ピロリジニル、ピロリニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピペリジル、ピペラジニル、インドリニル、キヌクリジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、チアジアジナニル、テトラヒドロフラニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
単独もしくは他の用語と組合せての用語「シクロアルキル」および「ヘテロシクロアルキル」は、特記しない限り、それぞれ「アルキル」および「ヘテロアルキル」の環状バージョンを表す。さらにヘテロシクロアルキルについて、ヘテロ原子は、複素環が分子の残りに結合する位置を占め得る。シクロアルキルの例としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、1-シクロヘキセニル、3-シクロヘキセニル、シクロヘプチルなどが挙げられるが、これらに限定されない。ヘテロシクロアルキルの例としては、1-(1,2,5,6-テトラヒドロピリジル)、1-ピペリジニル、2-ピペリジニル、3-ピペリジニル、4モルホリニル、3-モルホリニル、テトラヒドロフラン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、テトラヒドロチエン-2-イル、テトラヒドロチエン-3-イル、1-ピペラジニル、2-ピペラジニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。用語「シクロアルキレン」および「ヘテロシクロアルキレン」は、それぞれシクロアルキルおよびヘテロシクロアルキルの二価誘導体を指す。
不飽和アルキル基は、1つ以上の二重結合又は三重結合を有するものである。不飽和アルキル基の例としては、ビニル、2-プロペニル、クロチル、2-イソペンテニル、2-(ブタジエニル)、2,4-ペンタジエニル、3-(l,4-ペンタジエニル)、エチニル、1-および3-プロピニル、3-ブチニル、ならびにより高い同族体および異性体が挙げられるが、これらに限定されない。炭化水素基に限定されるアルキル基は、「ホモアルキル」と呼ばれる。
より詳細には、本明細書中で使用される「アルケニル」という語は、単一の水素分子の脱離によって少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有するC1-20を含む直鎖または分岐状炭化水素部分から誘導される一価の基を指す。アルケニル基としては、例えば、エテニル(すなわち、ビニル)、プロペニル、ブテニル、1-メチル-2-ブテン-1-イル、ペンテニル、ヘキセニル、オクテニル、アレニル、およびブタジエニルが挙げられる。
用語「シクロアルケニル」は、本明細書中で使用される場合、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含有する環状炭化水素を指す。シクロアルケニル基の例としては、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロペンタジエン、シクロヘキセニル、1,3-シクロヘキサジエン、シクロヘプテニル、シクロヘプタトリエニル、およびシクロオクテニルが挙げられる。
ここでいう「アルキニル」とは、少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含む設計された個数の炭素原子の直鎖または分枝C1-20炭化水素に由来する一価の基をいい、「アルキニル」としては、例えば、エチニル、2-プロピニル(プロパルギル)、1-プロピニル、ペンチニル、ヘキシニル、およびヘプチニル基などが挙げられる。
用語「アルキレン」は、それ自体または別の置換基の一部によって、1〜約20個の炭素原子、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個の炭素原子を有するアルキル基から誘導される直鎖または分枝鎖の二価脂肪族炭化水素基を指す。アルキレン基は、直鎖、分枝鎖または環状であり得る。アルキレン基はまた、任意に不飽和であり、および/または1つ以上の「アルキル基置換基」で置換され得る。アルキレン基に沿って、1つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子(本明細書では「アルキルアミノアルキル」とも称する)を任意に挿入することができ、ここで、窒素置換基は前述のアルキルである。例示的なアルキレン基としては、メチレン(-CH2-);エチレン(-CH2 -CH2-);プロピレン(-(CH2)3-);シクロヘキシレン(-C6 H10-);-CH=CH-;-CH=CH-CH2 -; -CH2 CH2 CH2 CH2 -, -CH2CH=CHCH2 -, -CH2 CsCCH2 -, -CH2 CH2CH(CH2 CH2 CH3)CH2 -, -(CH2)q-N(R)-(CH2)r -,(式中、qおよびrの各々は独立して、0〜約20の整数、例えば、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、Rは水素または低級アルキル;メチレンジオキシル(-O-CH2-O-);およびエチレンジオキシル(-O-(CH2)2 -O-)が挙げられる。アルキレン基は、約2〜約3個の炭素原子を有することができ、6〜20個の炭素をさらに有することができる。典型的には、アルキル(またはアルキレン)基は、1〜24個の炭素原子を有し、10個以下の炭素原子を有する基が本開示のいくつかの実施形態である。「低級アルキル」または「低級アルキレン」は、より短い鎖アルキルまたはアルキレン基であり、一般に8個以下の炭素原子を有する。
用語「ヘテロアルキレン」は、単独でまたは別の置換基の一部として、-CH2 -CH2-S-CH2-CH2-および-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-として例示されるが、自体に限定されない、ヘテロアルキルから誘導される2価の基を意味する。ヘテロアルキレン基については、ヘテロ原子はまた、鎖末端のいずれかまたは両方を占有することができる(例えば、アルキレンオキソ、アルキレンジオキソ、アルキレンアミノ、アルキレンジアミノなど)。なおさらに、アルキレンおよびヘテロアルキレン連結基については、その連結基の式が書かれる方向は、その連結基の配向を含意しない。例えば、式-C(O)OR'は、-C(O)OR'-および-R'OC(O)-の両方を表す。
用語「アリール」とは、別途記載のない限り、単一の環または複数の環(1〜3環など)となりうる芳香族炭化水素置換基を意味し、それらは融合または共有結合している。用語「ヘテロアリール」とは、N、O、およびSから選択される1〜4個のヘテロ原子(複数の環の場合はそれぞれ別々の環)を含み、窒素原子および硫黄原子が任意に酸化され、窒素原子(複数)が任意に四つ化されたアリール基(または環)を意味する。ヘテロアリール基は、炭素またはヘテロ原子を介して分子の残りに結合することができる。アリールおよびヘテロアリール基の非限定的な例としては、フェニル、1-ナフチル、2-ビフェニル、1-ピロリル、3-ピロリル、2-イミダゾリル、4-イミダゾリル、ピラジニル、2-オキサゾリル、2-フェニル-4オキサゾリル、3-イソオキサゾリル、4-イソオキサゾリル、5-チアゾリル、4-チアゾリル、2-フリル、3-チエニル、2-ピリジル、3-ピリジル、4-ピリミジル、4-ピリミジル、5-ベンゾチアゾリル、プリン、2-ベンズイミダゾリル、5-イソキノリル、5-イソキノリルが挙げられる 2-キノキサリニル、5-キノリル、6-キノリル。上記のアリールおよびヘテロアリール環系の各々についての置換基は、以下に記載される許容される置換基の群から選択される。用語「アリーレン」および「ヘテロアリーレン」は、それぞれ、アリールおよびヘテロアリールの二価形成を指す。
簡潔にするために、用語「アリール」は、他の用語(例えば、アリールオキシ、アリールチオキシ、アリールアルキル)と組み合わせて使用される場合、上記定義のアリールおよびヘテロアリール環の両方を含む。したがって、用語「アリールアルキル」および「ヘテロアリールアルキル」は、アリールまたはヘテロアリール基が、炭素原子(例えば、メチレン基)が、例えば、酸素原子(例えば、フェノキシメチル、2-ピリジルオキシメチル、3-(l-ナフチルオキシ)プロピルなど)によって置換されたアルキル基を含むアルキル基(例えば、ベンジル、フェネチル、ピリジルメチル、フリルメチルなど)に結合される基を含むことを意味するが、本明細書で使用される用語「ハロアリール」は、1つ以上のハロゲンで置換されたアリールのみを覆うことを意味する。
ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはヘテロアリールが特定の数のメンバー(例えば、「3〜7員」)を含む場合、「メンバー」という用語は、炭素またはヘテロ原子を指す。
また、一般式で表される構造である:
Figure 2021533087
本明細書で使用される場合、環構造、例えば、3-炭素、4-炭素、5-炭素、6-炭素、7-炭素などに限定されないが、置換基R基を含む、飽和環構造、部分飽和環構造、および不飽和環構造を含む、脂肪族および/または芳香族環状化合物を指し、ここで、R基は存在することができ、存在する場合、1つ以上のR基は、それぞれ、環構造の1つ以上の利用可能な炭素原子上で置換され得る。R基の存在およびR基の数は、変数「n」の値によって決定され、これは、一般に、0から置換に利用可能な環上の炭素原子の数までの範囲の値を有する整数である。各R基は、2つ以上であれば、別のR基ではなく、環構造の利用可能な炭素上で置換される。例えば、nが0〜2である上記の構造は、以下を含むがこれらに限定されない化合物基を含むであろう:
Figure 2021533087
 等々。
環状環構造中の結合を表す破線は、その結合が環中に存在するか、または存在しないかのいずれかであり得ることを示す。すなわち、環状環構造中の結合を表す破線は、その環構造が飽和環構造、部分飽和環構造、および不飽和環構造からなる群から選択されることを示す。
Figure 2021533087
は、分子の残りへの部分の結合点を示す。
芳香環または複素環式芳香環の命名された原子が「存在しない」と定義される場合、命名された原子は、直接結合によって置換される。
上記の用語(例えば、「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「シクロアルキル」、および「ヘテロシクロアルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」、「ホスホネート」、および「スルホン」、ならびにそれらの二価誘導体)の各々は、示された基の置換形成および非置換形成の両方を含むことを意味する。各タイプの基のための任意の置換基は、以下に提供される。
アルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、ヘテロアルキニル、ヘテロアルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルケニル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニル、およびヘテロシクロアルケニルとしばしば称される基を含む、アルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニル、およびヘテロシクロアルケニルは、限定されないが、-OR'、=NR'、=N-OR'、-NR'R、-SR'、-ハロゲン、-SiR'R、-OC(O)R'、-C(O)R'、-CO2 R'、-C(O)NR'R、-OC(O)NR'R、-NR''、-C(O)NR'-C(O)NR'、-NR'-C(O)NR''、-NR"R'"、-NR"C(O)OR'、-N R'、-S(O)2 NR'、-NRSOOB R'、-CNおよび-NO2は、0〜(2m'+l)の範囲の数であり、ここで、m'は、このような基中の炭素原子の総数であり、R"、R""およびR""は、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のヘテロアルキル、置換または非置換のヘテロシクロアルキル、置換または非置換のアリール(例えば、1〜3個のハロゲンで置換されたアリール)、置換または非置換のアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基、またはアリールアルキル基を表してもよく、本明細書中で使用される場合、「アルコキシ」基は、2価の酸素を介して分子の残りに結合したアルキルである。本開示の化合物が1つより多いR基を含む場合、例えば、R基の各々は、これらの基のうちの1つより多い場合、それぞれ独立してR'、R'"およびR""基であるように選択される。同じ窒素原子に対して、それらは窒素原子と結合して、4-、5-、6-、または7員環を形成することができる。例えば、「-NR'R」は、1ピロリジニルおよび4-モルホリニルを含むことを意味するが、これらに限定されない。置換基の上記の議論から、当業者は、用語「アルキル」が、ハロアルキル(例えば、-CF3および-CH2 CF3)およびアシル(例えば、, -C(O)CH3, -C(O)CF3, -C(O)CH2 OCH3,など)などの、水素基以外の基に結合した炭素原子を含む基を含むことを意味することを理解する。
上のアルキル基について記載された置換基と同様に、アリール基およびヘテロアリール基についての例示的な置換基(ならびにそれらの2価の誘導体)は変化し、例えば、ハロゲン、-OR'、-NR'、-SR'、-SiR'R、-OC(O)R'、-C(O)R'、-C(O)R'、-CO2 R'、-C(O)NR'R、-OC(O)NR'R、-NR'C(O)NR'、-NR'C(O)OR'、-NR-C(NR'R'')=NR''、-NR-C(NR'R'')=NR''、-S(O)R'、-S(O)2 R'、-S(O)2 NR'R、-NRSOOOE'、-CNから選択される。-NO2、-R'、-N3、-CH(Ph)2、フルオロ(C1 -C4)アルコキソ、およびフルオロ(C1 -C4)アルキルは、芳香環系上の開放原子価の総数にゼロから範囲の数であり;ここで、R'、R'"およびR""は、独立して、水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択されてもよく、本開示の化合物が1つよりも多いR基を含む場合、例えば、R基の各々は、これらの基のうちの1つよりも多い場合、それぞれ独立して、R'、R""およびR""基として選択される。
アリールまたはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基の2つは、任意に、式-T-C(O)-(CRR')q-U-(式中、TおよびUは、独立して、-NR-, -O-, -CRR'-または単結合であり、qは、0〜3の整数である)の環を形成し得る。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基の2つは、任意に、式-A-(CH 2)r-B-(式中、AおよびBは、独立して-CRR'-, -O-, -NR-, -S-, -S(O)-, -S(O)2 -, -S(O)2 NR'-または単結合であり、rは1〜4の整数である)の置換基で置換されてもよい。
そのように形成された新しい環上の単結合の1つは、必要に応じて二重結合によって置換され得る。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基の2つは、任意に、式-(CRR')s-X'(C"R'")d-(式中、sおよびdは独立して0〜3の整数であり、X'は-O-、-NR'-, -S-, -S(O)-, -S(O)2 -,または-S(O)2 NR'-であり、置換基R、R'、R"およびR'"は、独立して、水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択され得る。
本明細書中で使用される場合、用語「アシル」は、カルボキシル基の-OHが別の置換基で置換されており、一般式RC(=O)-(式中、Rは、本明細書中で定義されるようなアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、カルボシル、複素環式、または芳香族複素環基である)を有する有機酸基を指し、そのようなものとして、用語「アシル」は、具体的には、アリールアシル基、例えば2-(フラン-2-イル)アセチル)-および2-フェニルアセチル基を含む。アシル基の具体例としては、アセチル及びベンゾイルが挙げられる。アシル基はまた、アミド、-RC(=O)NR'、エステル、-RC(=O)OR'、ケトン、-RC(=O)R'、およびアルデヒド、-RC(=O)Hを含むことが意図される。
用語「アルコキシル」または「アルコキシ」は、本明細書中で互換的に使用され、酸素原子を介して親分子部分に結合した飽和(すなわち、線状-O-)または不飽和(すなわち、アルケニル-O-およびアルキニル-O-)基をいい、ここで、用語「線状」、「アルケニル」、および「アルキニル」は、前述の通りであり、例えば、メトキシル、エトキシル、プロポキシル、イソプロポキシル、n-ブトキシル、sec-ブトキシル、tert-ブトキシル、およびn-ペントキシル、ネオペントキシル、n-ヘキソキシルなどを含む、C1-20を含むことができる。
用語「アルコキシアルキル」は、本明細書中で使用される場合、アルキル-O-アルキルエーテル、例えば、メトキシエチルまたはエトキシメチル基を指す。
「アリールオキシル」は、置換されたアリールを含む、アリール基が先に記載された通りであるアリール-O基を指し、本明細書で使用される「アリールオキシル」という語は、フェニルオキシルまたはヘキシル、およびアルキル、置換されたアルキル、ハロ、またはアルコキシル置換されたフェニルオキシルまたはヘキシルオキシルを指すことができる。
「アラルキル」は、アリール-アルキル-基をいい、ここで、アリールおよびアルキルは前述の通りであり、置換されたアリールおよび置換されたアルキルを含む。例示的なアラルキル基としては、ベンジル、フェニルエチル、およびナフチルメチルが挙げられる。
「アラルキルオキシル」は、アラルキル-O-基を意味し、ここで、アラルキル基は既述のとおりである。例示的なアラルキロキシル基は、ベンジロキシル、即ち、C6 H5 -CH2-O-である。アラルキルオキシル基は、任意に置換され得る。
「アルコキシカルボニル」は、アルキル-O-C(=O)-基を指す。例示的なアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル、およびtert-ブチルオキシカルボニルが挙げられる。
「アリールオキシカルボニル」とは、アリール-O-C(=O)-基をいう。例示的なアリールオキシカルボニル基としては、フェノキシ-およびナフトキシ-カルボニルが挙げられる。
「アラルコキシカルボニル」はアラルキル-O-C(=O)-基を意味する。例示のアラルコキシカルボニル基はベンジルオキシカルボニルである。
「カルバモイル」は、式-C(=O)NH2のアミド基を指し、「アルキルカルバモイル」は、RおよびR'の一方が水素であり、RおよびR'の他方が前述のアルキルおよび/または置換アルキルであるR'RN-C(=O)-基を指し、「ジアルキルカルバモイル」は、RおよびR'の各々が独立してアルキルおよび/または前述の置換アルキルであるR'RN-C(=O)-基を指す。
ここで用いるカルボニルジオキシルという用語は、式-O-C(=O)-ORのカーボネート基を指す。
「アシルオキシル」とは、アシルが前述の通りであるアシル-Ogroupをいう。
「アミノ」という用語は、-NH2基を指し、また、1つ以上の水素ラジカルの有機ラジカルによる置換によってアンモニアから誘導される当技術分野で公知の窒素含有基を指し、例えば、「アシルアミノ」および「アルキルアミノ」という用語は、それぞれアシルおよびアルキル置換基を有する特定のN-置換有機ラジカルを指す。
本明細書中で用いられる「アミノアルキル」とは、アルキレンリンカーに共有結合したアミノ基を指す。より詳細には、ここで用いられる用語であるアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびトリアルキルアミノとは、以前に定義されたように、親分子部分に窒素原子を介して結合した1つ、2つ、または3つのアルキル基を指す。用語「アルキルアミノ」とは、以前に定義されたように、R'がアルキル基である構造-NHR'を有する基を指す。一方、ジアルキルアミノとは、R'およびR'がそれぞれアルキル基からなる群から独立して選択される構造-NR'R''、ここでR'、およびR''を有する群を指す。さらに、R'、R'、および/またはR''を一緒にとると、任意に-(CH2)kとすることができる-ここでkは、2から6までの整数である。例としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ、ジエチルアミノカルボニル、メチルエチルアミノ、イソプロピルアミノ、ピペリジノ、トリメチルアミノおよびプロピルアミノが挙げられるが、これらに限定されない。
アミノ基は、-NR'R"であり、ここで、R'およびR"は、典型的には、水素、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換アリール、または置換もしくは非置換ヘテロアリールから選択される。
アルキルチオエーテルおよびチオアルコキシルという用語は、硫黄原子を介して親分子部分に結合した飽和(すなわち、アルキル-S-)または不飽和(すなわち、アルケニル-S-およびアルキニル-S-)基を指す。チオアルコキシル部分の例としては、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、n-ブチルチオなどが挙げられるが、これらに限定されない。
「アシルアミノ」は、アシル-NH-基をいい、ここで、アシルは、前述の通りである。「アロイルアミノ」は、アロイル-NH-基をいい、ここで、アロイルは、前述の通りである。
「カルボニル」という用語は、-C(=O)-基を指し、一般式R-C(=O)Hで表されるアルデヒド基を含むことができる。
用語「カルボキシル」は、-COOH基を指し、このような基はまた、本明細書中で「カルボン酸」部分と呼ばれる。
本明細書で使用される「ハロ」、「ハロゲン化物」、または「ハロゲン」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモ、およびヨード基を指す。さらに、「ハロアルキル」などの用語は、モノハロアルキルおよびポリハロアルキルを含むことを意味し、例えば、「ハロ(C1 -C4)アルキル」という用語は、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル、4-クロロブチル、3-ブロモプロピルなどを含むが、これらに限定されない。
用語「水酸基」は、-OH基を指す。
用語「ヒドロキシアルキル」は、-OH基で置換されたアルキル基を指す。
用語「メルカプト」は、-SH基を指す。
用語「オキソ」は、本明細書中で使用される場合、炭素原子または別の元素に二重結合している酸素原子を意味する。
「ニトロ」という語は、-NO2群を意味する。
用語「チオ」は、炭素または酸素原子が硫黄原子によって置換されている、本明細書中に先に記載された化合物を指す。
「硫酸塩」という語は、-SO4基を指す。
ここで用いられるチオキシルまたはチオールという用語は、-SH公式の一群を指す。
より詳細には、用語「硫化物」は、式-SRの基を有する化合物を指す。
「スルホン」とは、スルホニル基-S(O2)Rを有する化合物をいう。
「ジメチルスルホキシド」という用語は、スルフィニル基-S(O)Rを有する化合物を指す。
ウレイドという語は、式-NH-CO-NH2の尿素基を指す。
現在開示されている化合物に関する用語「保護基」は、分子中の再生された官能基または他の官能基を攻撃しない、容易に入手可能な試薬によって選択的に除去され得る化学置換基を指す。適切な保護基は、当技術分野で公知であり、開発され続けている。適切な保護基は、例えば、Wutz et al.(「Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, Fourth Edition」、Wiley-Interscience, 2007)に見出され得る。Wutzら(533〜643頁)によって記載されるように、カルボキシル基の保護のための保護基が、特定の実施形態において使用される。いくつかの態様において、保護基は、酸での処理によって除去可能である。保護基の代表的な例としては、ベンジル、p-メトキシベンジル(PMB)、第三ブチル(t-Bu)、メトキシメチル(MOM)、メトキシエトキシメチル(MEM)、メチルチオメチル(MTM)、テトラヒドロピラニル(THP)、テトラヒドロフラニル(THF)、ベンジルオキシメチル(BOM)、トリメチルシリル(TMS)、トリエチルシリル(TES)、t-ブチルジメチルシリル(TBDMS)、およびトリフェニルメチル(トリチル、Tr)が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、保護基が必要とされ、特定の状況で使用するための適切な保護基を選択することができる適切な状況を認識する。
明細書及び請求の範囲を通して、所与の化学式又は名称は、全ての互変異性体、同族体、並びに光学異性体及び立体異性体、並びにそのような異性体及び混合物が存在する場合のラセミ混合物を包含しなければならない。
本開示の特定の化合物は、不斉炭素原子(光学的またはキラル中心)または二重結合を有してもよく;エナンチオマー、ラセミ体、ジアステレオマー、互変異性体、幾何異性体、立体異性体、絶対立体化学に関して(R)-もしくは(S)として、またはアミノ酸についてD-もしくはLとして定義されてもよい立体異性形成を有してもよく、個々の異性体は、本開示の範囲内に包含される。本開示の化合物は、合成および/または分離するには不安定すぎることが当技術分野で知られているものを含まない。本開示は、ラセミ体、鱗片体、および光学的に純粋な形態の化合物を含むことを意味する。光学活性(R)-および(S)-、またはD-およびL-異性体は、キラルシントンまたはキラル試薬を使用して調製することができ、または従来の技術を使用して分割することができる。本明細書に記載される化合物がオレフェン結合または幾何学的不斉の他の中心を含む場合、および特記しない限り、化合物がEおよびZ幾何異性体の両方を含むことが意図される。
別段の記載がない限り、本明細書に示される構造はまた、構造の全ての立体化学形態、すなわち、各不斉中心についてのRおよび構成を含むことを意味する。したがって、本化合物の単一の立体化学異性体ならびにエナンチオマーおよびジアステレオマー混合物は、本開示の範囲内である。
本開示の特定の化合物が互変異性形成で存在してもよく、そのような化合物の全ての互変異性形成が本開示の範囲内にあることは、当業者には明らかであろう。本明細書で使用される用語「互変異性体」は、平衡状態で存在し、1つの異性体形態から別の異性体形態に容易に変換される2つ以上の構造異性体のうちの1つを指す。
別段の記載がない限り、本明細書中に示される構造は、1つ以上の同位体富化原子の存在下でのみ異なる化合物を含むことも意味する。例えば、重水素または三重水素による水素の置換、または13C-またはI4 C-富化炭素による炭素の置換を伴う本構造を有する化合物は、本開示の範囲内である。
本開示の化合物はまた、そのような化合物を構成する1つ以上の原子において、非天然の割合の原子同位体を含有し得る。例えば、化合物は、例えば、トリチウム(3 H)、ヨウ素-125(125 I)または炭素-14(14 C)などの放射性同位体で放射性標識されてもよい。放射性であるか否かにかかわらず、本開示の化合物のすべての同位体変異は、本開示の範囲内に包含される。
本開示の化合物は、塩として存在し得る。本開示は、そのような塩を含む。適用可能な塩形態の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、メタンスルホン酸塩、硝酸塩、マレイン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩(例えば、(+)-酒石酸塩、(-)-酒石酸塩、またはラセミ混合物、コハク酸塩、安息香酸塩、およびグルタミン酸などのアミノ酸との塩を含むそれらの混合物が挙げられる。これらの塩は、当業者に公知の方法によって調製することができる。ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウム、有機アミノ、またはマグネシウム塩、または同様の塩などの塩基付加塩も含まれる。本開示の化合物が比較的基本機能を含む場合、酸付加塩は、中性形態のこのような化合物を、純粋なまたは適切な不活性溶媒中のいずれかで、またはイオン交換によって、十分な量の所望の酸と接触させることによって得ることができる。酸付加塩としては、無機酸に由来するもの、例えば、塩酸、純粋、臭素、硝酸、一水素、炭酸、リン、一水素、亜リン酸水素、硫酸、一水素、またはリン酸などのほか、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、マロン酸、マロン酸、安息香、コハク酸、スベリン、フマル酸、ラクティック、マンデル、フタル酸、ベンゼンスルホン、p-トリルスルホン、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸などのような有機酸に由来する塩が挙げられる。アルギネートなどのアミノ酸の塩、およびグルクロン酸またはガラクツノリン酸などの有機酸の塩も含まれる。本開示の特定の特定の化合物は、化合物を塩基または酸付加塩のいずれかに変換することを可能にする塩基性および酸性官能基の両方を含有する。
中性形態の形成は、塩を塩基または酸と接触させ、従来の方法で親形成を単離することによって再生され得る。化合物の親形態は、極性溶媒への溶解度などの特定の物理的特性において、様々な塩形態とは異なる。
本開示の特定の化合物は、非溶媒和形態ならびに溶媒和形態(水和形態を含む)で存在し得る。一般に、溶媒和形態は、非溶媒和形態と等価であり、本開示の範囲内に包含される。本開示の特定の化合物は、複数の結晶形態または非晶質形態で存在し得る。一般に、全ての物理的形態は、本開示によって企図される使用に対して等価であり、本開示の範囲内にあることが意図される。
塩形態に加えて、本開示は、プロドラッグ形態である化合物を提供する。本明細書に記載される化合物のプロドラッグは、本開示の化合物を提供するために、生理学的条件下で化学変化を容易に受ける化合物である。さらに、プロドラッグは、エクスビボ環境における化学的または生化学的方法によって、本開示の化合物に変換され得る。例えば、プロドラッグは、適切な酵素または化学試薬を用いて経皮パッチリザーバーに入れた場合、本開示の化合物にゆっくりと変換され得る。
長年の特許法条約に従い、「a」、「an」および「the」という用語は、本願において使用される場合、「1つ以上の」を指し、特許請求の範囲を含む。したがって、例えば、「被検者」への言及は、文脈が明らかに反対のもの(例えば、複数の被検者)でない限り、複数の被検者を含む。
本明細書およびクレームを通じて、「構成」、「構成」という用語は、文脈が別途必要とされる場合を除き、非排他的な意味で使用され、同様に、「包含」およびそのグラマティカル・バリアントという用語は、表における項目の再調達が制限されないことを意図したものであり、そのため、表における項目の再調達は、表に掲載される項目に代替または追加できる他の類似項目を除外するものではない。
本明細書及び付属請求権については、別途示されていない限り、仕様書及び請求権において使用される金額、寸法、寸法、割合、形状、パーセンテージ、パラメータ、パーセンテージ、数量、特性、その他の数値を表す全ての数値は、当該「about」という用語が、当該「about」という用語によって表現されていても、当該「about」という用語が、価値、金額又は範囲には明確に現れない場合もあることから、以下の仕様書及び添付請求権に示されている数値パラメータは、これとは逆の場合を除き、概ね正確である必要はないが、望ましいとはいえないが、許容度、換算係数、四捨五入、測定誤差等を反映した、概算的であり、かつ、より大きな、またはより小さい、または、または、より小さいことがあり得る。例えば、「about」という用語は、いくつかの実施形状態において、当該±100%のバリエーションを包含することができる。一部の実施例では±20%、一部の実施例では±10%、一部の実施例では±5%、一部の実施例では±1%、一部の実施例では±0.5%、一部の実施例では±0.1%が開示された組成物を実施するのに適切である。
さらに、用語「約」は、1つ以上の数字または数値範囲に関連して使用される場合、範囲内のすべての数字を含む、すべてのそのような数字を指すと理解され、記載された数値の上および下に境界を拡張することによってその範囲を修正する。終点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含されるすべての数、例えば、その分率を含む(例えば、1〜5の列挙は、1、2、3、4、および5、ならびにその分率、例えば、1.5、2.25、3.75、4.1などを含む)、ならびにその範囲内の任意の範囲を含む。
以下の実施例は、現在開示されている被検者事項の代表的な実施形態を実施するための当業者への誘導を提供するために含まれている。本開示および当業者に照らして、当業者は、以下の実施例が、単に、例示的なものであることを意図しており、発明開示されている被検者事項の範囲から逸脱することなく、多数の変更、修正、および変更を採用することができることを理解することができる。以下の合成説明および特定の具体例は、例示の目的のためにのみ意図されており、他の方法によって本開示の化合物を作製するためにいかなる方法においても限定的であると解釈されるべきではない。
（実施例１）
MACROPHAGE COLONY-STIMULATING FACTOR 1 RECEPTOR (CSF1R)を標的としたミクログリアのペット画像
1.1概要
5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐[11 C]メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド([11 C]CPPC)はミクログリア特異的マーカーであるCSF1Rに比ポリエチレンテレフタレート放射性トレーサーである。この化合物は、in vivoでの反応性ミクログリア、疾患関連ミクログリアおよびそれらの神経炎症への寄与のイメージングのための非侵襲的ツールとして使用できる。神経炎症は、多種多様な神経精神疾患の基礎的な病原性の特徴であると仮定されている。[11 C]CPPCはまた、中枢神経系の悪性腫瘍の免疫環境を特異的に検討するために、および周悪性腫瘍のための免疫療法の電位有害な神経炎症作用をモニターするために使用され得る。このPET薬剤は、患者に非侵襲的で反復可能な読出を提供するだけでなく、薬物標的係合の計測を可能にすることによって、神経炎症、特にCSF1Rを標的とする新しい治療薬の開発において価値があるであろう。
神経炎症は進化しつつある概念であり、関与する細胞およびその機能が明らかにされている一方で、ミクログリアは脳損傷および修理の重要な細胞メディエーターであると理解されている。ミクログリア活性を特異的かつ非侵襲的に測定する能力は、他外傷性脳損傷、脱髄疾患、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病など多岐にわたる精神神経障害に関与する神経炎症の試験のヒントとなるであろう。
[11C]CPPCPCは、マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)に特異的な陽電子放出高親和性リガンドであり、その発現は脳内のミクログリアに本質的に限定される。[11 C]CPPCは、神経炎症のマウスおよび非ヒト霊長類リポ多糖類モデルにおいて、高および比脳取り込みを示す。また、広告のマウスモデル、実験的アレルギー性脳脊髄炎マウス脱髄モデル、および広告患者の死後脳組織において、特異的かつ高い取り込みを示す。マウスにおける放射線量測定は、[11 C]CPPCが将来のヒト研究に安全であることを示した。[11 C]CPPCは、十分な放射化学的収率、純度、および比放射活性で合成することができ、CSF1Rのヒトポリエチレンテレフタレート画像化および神経炎症のミクログリア成分の可能性を示す関連モデルにおいて結合特異性を有する。
1.2業務範囲
強力で選択的なCSF1Rインヒビター、5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミドは製薬産業によって開発された(Illig CR, et al. (2008))。ここで、その同位体、5‐シアノ‐N‐(4‐[11 C]メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド([11 C]CPPC)の放射性合成を本明細書に記載し、神経炎症におけるCSF1Rのポリエチレンテレフタレート画像化のための[11 C]CPPCの可能性を評価する。
1.3 材料および方法
1.3.1. 化学
CSF1RインヒビターBLZ945(Krauser JA, et al. (2015))およびペキシダルチニブ(PLX3397) (DeNardo DG, et al. (2011))が商業的に得られ、化合物8が前述のように社内で調製された(Illig CR, et al. (2008))。CPPC [5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドの合成は、以前に記載されたように実施され(Illig CRら(2008))、[11 C]CPPC、5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(Pre-CPPC)の放射性標識のためのノル-メチル前駆体は、同様に調製された(図8)。[11 C]CH3 IとPre-CPPCとの反応によってCPPCを調製した(図9)。
1.3.2 動物における[11 C]CPPCによる体内分布およびポリエチレンテレフタレート画像化研究
動物プロトコルはジョンズホプキンス大学医療機関の動物実験委員会の承認を受けた。
1.3.3 動物
Charles River LaboratoriesのC57BL/6Jマウス(22〜27g)またはCD-1マウス(25〜27g)を対照とした。ミクログリア枯渇マウスは、以前に記載されたように得られた(Elmore MR, et al. (2014))。CSF1R KO (B6.Cg-Csf1rtm1.2Jwp/J)マウスは、ジャクソン・ラボラトリーズから購入した。スウェーデンおよびインディアナ変異を有する広告関連アミロイドーシス過剰発現アミロイド前駆体蛋白質のマウスモデルを自家で作成した(Melnikova T, et al. (2013))。雄CD-1マウスに、神経炎症(i.c.-LPS)の頭蓋内LPSモデルとして、LPS (5μg;右前脳)を頭蓋内注射した(Dobos N, et al. (2012))。神経炎症のi.p.モデル(i.p.-LPS)は、以前に記載されているようにLPS (10mg/kg; 0.2mL; i.p.)を雄CD-1マウスに注射することにより作製した(Qin L, et al. (2007))。実験的自己免疫脳炎(EAE)マウスモデルについて、雌C57BL/6Jマウスに、前述のように、MOG35-55ペプチドを接種した(Jones MV, et al. (2008))。症候性MOG接種マウスと未接種の健常マウスを、初回接種の14日後にスキャンした。
1.3.4 [11C]CPPC脳のマウスにおける地域の体内分布
マウス実験の結果は、血液中の放射能濃度(SUVR)について補正した標準化取り込み値(%SUV)または%SUVの割合として計算した:SUVR=%SUV組織/%SUV bloodSUVR=%SUV組織/%SUV血液。
1.3.5 ベースライン
対照マウスは、5.6MBq (0.15 mCi)[11 C]CPPCを0.2mLの生理食塩水中で外側尾静脈に注射した後、種々の時点で頸部脱臼によって屠殺した。脳を取り出し、氷上で解剖した。種々の脳領域を秤量し、それらの放射能含量をγカウンターで測定した。他のすべてのマウス生体内分布試験も同様に実施した。
1.3.6 ブロッキング
マウス(オスCD1またはC57BL/6J)を、[11 C]CPPCの静脈内注射の45分後に頸部脱臼によって殺した。ブロッカー、CPPC (0.3、0.6、1.2、3.0、10、および20mg/kg)、またはCSF1R阻害剤、化合物8(Illig CRら(2008)) (2mg/kg)を、[11 C]CPPC の5分前にi.p.したが、ベースライン動物には車両を与えた。脳を取り出し、氷上で解剖し、血液サンプルを心臓から採取した。ベースラインでの[11 C]CPPCの局所的脳内取り込みを遮断と比較した。
1.3.7 マウス神経炎症モデル(LPS投与、AD)を用いた生体内分布試験
これらの研究は、対照マウスにおけるベースラインおよびブロッキング検討と同様に行った。
1.3.8 対照マウスおよびLPS投与マウスの脳におけるCSF1R濃度の判定 Csf1r mRNAおよびCSF1Rタンパク質のレベルは、それぞれqRT-PCRおよびウェスタンブロット分析によって測定した(図14)。
1.3.9 EAEマウスにおけるPET/CT画像
それぞれのマウス(3匹のEAEおよび1匹の対照)に[11 C]CPPCを静脈内注射し、続いてPET/CTスキャナーで画像化した。ポリエチレンテレフタレートおよびCTデータは、製造業者のソフトウェアを使用して再構築され、医用画像データ分析(AMIDE)ソフトウェア(amide.sourceforge.net/)を使用して表示された。ダイナミックレンジを保存するために、Harderianおよび唾液腺ポリエチレンテレフタレート信号を部分的にマスクした。
1.3.10 マウスにおける全身放射線量測定
雄CD-1マウスに、ベースライン研究のために上記のように[11 C]CPPCを注射し、処置後10、30、45、60、および90分で安楽死させた。種々の臓器を迅速に除去し、臓器当たりの注入率(%ID)を決定した。[11 C]CPPCのヒト放射線量測定は、SAAM II (シミュレーション解析およびモデリングII)およびOLINDA/EXMソフトウェアを使用して、マウス生体内分布データから外挿した。データを商業的に分析した(RADAR, Inc.)。
1.3.11 [11C]CPPCを用いたヒヒPET試験
High Resolution Research Tomograph (CPS Innovations, Inc.)を用いて、オスヒヒ(Papio Anubis; 25kg)に90分間のダイナミックPET走査を3回実施した(1回目:ベースライン;2回目: LPS治療後のベースライン;3回目: LPS治療+ブロッキング)。簡単に述べると、全てのPETスキャンは444〜703MBq (12〜19 mCi)[11 C]CPPC [比放射能:1096〜1184GBq/μmol (29.6〜32.0 Ci/μmol)]の静脈内注射で行った。LPS走査では、放射性トレーサーの4時間前に0.05mg/kgのLPSをヒヒに静脈内注射した。LPSプラスブロッキングスキャンでは、選択的CSF1R阻害剤CPPC (1mg/kg)を放射性トレーサーの1.5時間前に皮下投与した。サイトカインIL-6の血清レベルの変化をELISAでモニターした(図14)。ヒ動脈血のPETデータ分析および放射性代謝産物分析を以下に詳細に記載する。
1.3.12 死後ヒト脳オートラジオグラフィー
ヒト組織の使用は、ジョンズホプキンス大学医療機関の治験審査委員会により承認されている。インビトロオートラジオグラフィーには、広告に罹患しているヒト被検者3匹と、スライドグラス上の健康な対照(人口統計学についてはTable 5を参照)1匹の下頭頂皮質(20μm)のスライスを用いた。ベースラインスライドを[11 C]CPPCでプローブし、一方、ブロッキングスライドを[11 C]CPPC+ブロッカー(CPPC、BLZ945、ペキシダルチニブ、または化合物8)でプローブして、CSF1R結合特異性を試験した。スライドをX線フィルムに暴露し、結果を湿組織のpmol/mm3±SDとして表して分析した。
Figure 2021533087
1.4 試験結果
1.4.1 化学
放射性標識のための前駆体、Pre-CPPCは、多ミリグラム量で54%(図7)の全体収率を有する4つの工程で調製された。ラジオトラーサー[11 C]CPPCは、21±8% (n = 17)の非崩壊補正放射化学収率、977±451GBq/μmol (26.4±12.2 Ci/μmol)の合成終了時の放射化学的純度>95%、および比放射能で調製した(図9)。
1.4.2 対照マウスを用いた局所脳生体内分布試験
放射性トレーサー射出後の種々の時点における[11 C]CPPCの局所的脳内取り込みを表1および2に示す。放射性トレーサー注入後5〜15分で150%SUVのピーク取り込み値が前頭皮質に見られた。以下に述べるいくつかの研究の45分の時点を包含する30〜60分の間で、%SUVの変化は安定であった。
1.4.3 制御マウスにおける[11 C]CPPCの特異的結合の評価
1.4.3.1 遮断試験
[11 C]CPPC取り込みの遮断は、最初、非放射性標識CPPCP(0.6〜20mg/kg)の漸増用量で実施した。本研究は、低用量では放射性トレーサー%SUV取り込みの低下を示さず、高用量では取り込みの増加傾向が徐々に認められた(図10)。しかしながら、脳取り込みをSUVRとして血液入力機能について補正した場合、放射能の20%減少を伴う有意なブロッキング効果が観察された(図11)。
1.4.3.2正常対照マウスvsミクログリア枯渇マウスの比較
この研究では、ミクログリアを除去したマウス脳における放射性トレーサーの取り込みのわずかな(14%)が有意な減少が示された(図12A)。
1.4.3.3正常対照マウスvs.CSF1R KOマウスの比較
本研究は、KOマウス脳対制御における[11 C]CPPCの同等の脳取り込み(%SUV)を実証した(図12B)。
1.4.4 神経燃焼のLPS誘導マウスモデルにおける[11 C]CPPCの生体内分布
これらの研究は、2つのマウスLPS誘導神経炎症モデル:頭蓋内LPS (i.c.-LPS) (Dobos N, et al. (2012))およびi.p. LPS (i.p.-LPS) (Qin L, et al. (2007); Catorce MNおよびGevorkian G(2016))において実施された。最初に、i.p.-LPSマウスの脳におけるCSF1R式の誘導を調べたところ、それぞれ、qRT-PCRおよびウエスタンブロット解析により、Csf1r mRNAの2倍の増加および蛋白質の1倍の増加が認められた(図14)。
1.4.4.1 i.c.-LPSマウス
2つの独立した実験を行った(図1)。いずれの実験でも、偽マウスに対するLPSマウスの%SUVの増加は有意であり、反対側半球よりも同側半球で高かった。最大の増加は、LPSが注入された同側前頭四分円(53%)において観察された(図1B)。非放射性標識CPPCPCによる[11 C]CPPCの遮断は用量依存性であった。低用量のブロッカー(0.3mg/kg) (図1A)を使用した場合、第1の実験における取り込みの低下は有意ではなかった。より高い用量のブロッカー(0.6または1.2mg/kg)は、LPS処理動物における[11 C]CPPCの取り込みを有意に減少させた(図1B)。
1.4.4.2 i.p.-LPSマウス
3つの独立した実験を行った。i.p.-LPSマウスにおける最初の実験では、[11 C]CPPCは対照動物と比較して%SUV脳取り込み(55%)の増加を示したが、非放射性標識CPPCPCによる遮断はLPS動物における%SUV放射能の有意な減少を引き起こさなかった(図2A)。第2および第3の実験において、%SUV取り込みは、SUVRとして血中放射能について補正された(図2Bおよび図2C)。SUVR取り込みは、対照よりi.p.‐LPSマウスで有意に大きかった。2つの異なるCSF1R阻害剤、CPPC (図2B)および化合物8(図2C)によるブロッキングは、取り込みを制御レベルまで有意に減少させた。血中放射能濃度は、制御と比較してi.p.-LPSベースライン(14%減少)及びi.p.-LPS遮断実験(39%増加)で変化した。
1.4.5 広告のトランスジェニックマウスモデルにおける[11 C]CPPCの脳地域の分布
[11C]CPPCPC取り込みは、皮質において最大の増大(31%)を伴う広告マウスの全ての脳領域において有意に高かった(図3)。
1.4.6 マウスにおける全身放射線量測定
ほとんどの臓器は、0.002〜0.006mSv/MBq[0.007〜0.011レントゲン相当マン(Rem)/mCi]を受けた。小腸には0.047mSv/MBq(0.17 Rem/mCi)の最高線量が投与された。実効線量は0.0048mSv/MBq(0.018 Rem/mCi)であった(表3)。
1.4.7 多発性硬化症のマウスEAEモデルにおける[11 C]CPPC PET/CT
EAE重症度のスペクトル(EAEスコア0.5、2.5、および4.5)を表す3匹のマウスと、抗原またはアジュバントを投与されていない1匹の健康なマウスに[11C]CPPCを注射し、PET/CTを用いて動的にスキャンした(図4)。それぞれのマウスの最大強度凸部(MIP)画像および矢状スライス(図4A)は、脳幹における最大増加(99%)を伴う疾患重症度と相関する放射性トレーサー取り込み強度を示しているが(図4B)、筋肉取り込みはマウス間で同等であった。Harderianおよび唾液腺閾値化のない生画像を図13に示す。
1.4.8 Baboonのポリエチレンテレフタレート
ベースライン、LPS、およびLPS-plus-block実験における同じヒヒにおけるダイナミックPET[11 C]CPPCスキャンの比較は、LPS処理後の分配のパラメトリック体積(VT)の増加、およびLPS-plus-blocking処理後のVTのベースラインレベルへの低下を実証した(図5および図15)。IL-6の血清中濃度はLPSの投与後に強く上昇したことから、急性炎症の誘導に成功したことが示唆される(図16)。
ヒヒにおける動的[11 C]CPPC PETベースライン画像は、注射後20分で2.5〜4.0のピークSUVを有する脳内の放射能の蓄積を示し、続いて漸減した(図5B)。地域のVTは中等度に不均一であり、被殻、尾状部、視床、およびインシュラで最高であり;前頭皮質で中間体であり;小脳、視床下部、および後頭皮質で最低であった(図5Aおよび図15)。
ベースライン時とLPS対LPSプラス遮断時のヒヒポリエチレンテレフタレートの比較では、脳内のSUVにわずかな差が認められた。しかしながら、ベースライン走査におけるウォッシュアウト速度は、LPS走査におけるものよりも急速であった(図5C)。
ヒからの血液試料の放射性代謝物分析は、[11 C]CPPCが注射後90分で2つの放射性代謝物(合計放射性代謝物71〜76%)に代謝されることを示した(図17)。これらの親水性放射性代謝産物は、マウス実験で実証されたように、脳内に最小限に入った。HPLCによる解析では、マウス脳内の放射能の少なくとも95%が親[11 C]CPPCであることが示された(表4)。
ヒ血漿中の代謝物補正[11 C]CPPC放射能は、LPS処理対ベースラインで大きく減少(?50%)し、LPSプラスブロッキング実験ではベースラインレベルまで回復した(図5D)。区画分析とロガン分析を用いた数学的モデル化(図18)では、LPS処理バブーン(VT=35-52)とベースライン(VT=15-25)のパラメトリックVT値の飛躍的な増大(90-120%)が実証されており、LPS-plus-blocking検討(図5と図15)ではベースラインレベルに戻るのに対し、K1値はわずかに変化しただけであった(図19)。LPS処理ヒヒ脳における放射性トレーサー結合の増加は、ブロックスキャンで示されたように、CSF1R比であった。
1.4.9 ヒト脳における[11 C]CPPCの死後オートラジオグラフィー
広告と対照脳スライス(図6および表6)における[11 C]CPPCベースラインオートラジオグラフィーの比較は、広告脳における放射性トレーサー結合の増大(75〜99%)を示した。結合特異性は、4つの異なるCSF1Rインヒビターを使用して、ブロッキング実験における結合とベースライン結合を比較することによって試験した。広告脳におけるベースライン/ブロッキング比は1.7〜2.7(ブロッカー: CPPC)であったが、対照脳では比は1.4であった(図6および表6)。他のCSF1Rブロッカー(化合物8、BLZ945、およびPLX3397)を同じ広告脳で使用した場合、ベースライン/ブロッキング率は、それぞれ2.0±0.23、1.79±0.88、および1.25±0.25であった(図20)。
表6.広告および健常対照死後ヒト脳スライス中の[11C]CPPCのオートラジオグラフィー結合(pmol/mm3)(図13も参照)
Figure 2021533087
1.5 考察
現在開示されている被検者物質は、ヒト脳組織におけるインビトロで、および神経炎症の非ヒト霊長類およびマウスモデルにおけるインビボで、CSF1Rに比ポリエチレンテレフタレート放射性トレーサーを提供する。研究者らは[トロネルCら(2017年);ジャンセンBら(2018年)を参照]、神経炎症のためのポリエチレンテレフタレートバイオマーカーの開発および実施に取り組んできたが、[11 C]CPPCまで、脳の常在免疫細胞であるミクログリアに対して選択的であることが証明されたものはない。
[11C]CPPCの開発のためのリードCSF1Rインヒビターは、文献から選択された(イリグCRら(2008))。オリジナルの非放射性標識CPPCPCは、高いCSF1R阻害効力[IC50 = 0.8 nM (Illig CRら(2008))]を示し、計算された分配係数(clogD7.4)1.6および分子量393Daを有する最適親油性を含み、脳ポリエチレンテレフタレートに適した物理特性を示した。[11 C]CPPCを、高純度および比放射能を有する好適な放射化学収率で調製した(図9)。
1.5.1 対照マウスにおける[11 C]CPPC検討の体内分布および特異的結合
対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳取り込みは頑強であり、前頭皮質で150%SUVまたは6.4%ID/g組織のピークがあり、その後低下した(表2)。局所脳分布は中等度に不均一であり、正常マウス脳におけるCSF1R式の分析(Nandi S, et al. (2012))と一致して、前頭皮質における放射能の蓄積が最も高かった。ここで研究した脳領域の中で、脳幹および小脳は[11 C]CPPCの最低の集積を示した。
正常マウス脳における[11 C]CPPCのCSF1R結合特異性を、(i)遮断、(ii)ミクログリア枯渇、および(iii) CSF1R KOマウスとのベースライン対照の比較の3つの手法を用いて評価した。正常マウス脳における初期用量-漸増遮断試験は、%SUVの有意な減少を示さなかった(図9および図10A)。しかしながら、%SUVをSUVRとして血中放射能について補正した場合、中程度ではあるが有意な減少(20%)が観察され(図10B)、[11 C]CPPCが正常マウス脳中のCSF1Rを特異的に標識することを実証した。血中の[11 C]CPPC濃度が遮断試験でより大きかったことも注目に値する。
CSF1R阻害薬PLX3397(ペキシダルチニブ)をマウスに慢性的に投与すると、効果的にミクログリアを枯渇させ(90%)、動物脳のCSF1Rを低下させる(Elmore MR, et al. (2014))。ミクログリア枯渇マウスにおける[11 C]CPPCの脳取り込みは、制御(図12A)よりも低かった(14%)。取り込みの減少は、2つの効果、すなわちミクログリアの欠乏およびPLX3397自体の遮断効果の組合せによるものであり得る。最後に、制御およびCSF1R KOマウスにおける[11C]CPPC取り込みの比較は、制御およびKOマウスと同等の放射性トレーサー取り込みを示した(図12B)。枯渇(PLX3397)または欠損(KO) CSF1R標的は、CSF1R比イメージング剤の脳への取り込みがほとんどないか全くないはずであるが、健常なげっ歯類の脳ではCSF1Rの発現はわずかであることを示しており(Nandi S, et al. (2012); Michaelson MD, et al. (1996); およびLee SC, et al. (1993))、CSF1Rがより多量に存在すると考えられる関連動物モデルに注目
1.6.2 LPS誘発神経炎症のマウスモデルにおける[11 C]CPPCの評価
LPS刺激は、神経炎症の一般的なモデルである(Qin L, et al. (2007); Catorce MNおよびGevorkian G (2016))。LPS誘発神経炎症は、げっ歯類、非ヒト霊長類、さらにはヒト被検者における種々のポリエチレンテレフタレート放射性トレーサーを試験するために使用された[トロネルCら(2017年)を参照のこと]。LPS神経炎症モデルにおけるCSF1R式を記述した報告は入手できない。i.p.-LPSマウスvs.対照マウスの脳内CSF1R量をqRT-PCR法およびウエスタンブロット法を用いて比較したところ、Csf1r mRNAおよびCSF1Rタンパク質発現の高い増加が認められた(図14)。本研究では、LPS誘発神経炎症の2つのマウスモデル、i.c.-LPS (Dobos N, et al. (2012); Aid S, et al. (2010)およびi.p.-LPS (Qin L, et al. (2007)、Catorce MNおよびGevorkian G (2016))を使用した。定位手術はi.c-LPS動物の血液脳関門を損傷する可能性があるにもかかわらず、限局性神経炎症を生じるこのモデルは、当初、びまん性神経炎症を伴うi.p-しかしながら、[11C]CPPCを用いたさらなる研究は、両方のモデルを用いて同等の結果を示した。
[11C]CPPC結合試験は、i.c.-LPSマウスにおける取り込みの有意な上昇(53%まで)を示した(図1)。上昇した結合は、照射量-エスカレーション遮断実験(図1)で実証されたように、?50%比対偽動物であり、CSF1Rを介して媒介された。i.p.-LPSマウスでは、[11 C]CPPC結合も対照動物より有意に高かった(55〜59%まで)(図2)。i.p.-LPSマウスにおける全脳[11 C]CPPC結合は、2つの異なるCSF1R阻害剤、CPPC (図2B)および化合物8(図2C)を使用するブロッキング実験において実証されるように、50%を超える比であり、CSF1Rを介して媒介された。i.p.-LPS動物では、血中放射能濃度は劇的に変化し、血液入力機能に対する%SUVの補正をSUVRとして必要とした(図2Bおよび図2C)。血中放射能の変化は、i.p.‐LPSマウスにおけるCSF1R量の避けられない全身的変化によって説明できる可能性がある。頭蓋内およびi.p.マウスLPSモデルにおける[11 C]CPPC試験は、両方のモデルにおいて放射性トレーサーがCSF1Rを特異的に標識することを実証する同等の結果を示した。LPSマウスにおける[11 C]CPPCのex vivo結合能(BPex vivo = 0.53〜0.62)をLPS取り込み‐sham取り込み/sham取り込みLPS取り込み‐sham取り込み/sham取り込みとして推定した。TSPO放射性トレーサー[11C]PK11195によるLPS処理ラットにおける以前の研究は、0.47の同等のBP値を与えた(Dickens AMら(2014))。
1.5.3 [11 C]EAEマウスのCPPC画像化
C57BL/6 MOGOB EAEモデルにおけるポリエチレンテレフタレート/CT画像は、ポリエチレンテレフタレートシグナル強度が疾患スコアに比例し(図4)、EAEモデルにおける脱髄の局所分布と一致して、脳幹、小脳、および頸椎に大部分が濃縮されることを示した。[11 C]CPPCの脳幹取り込みは、EAEマウス対対照動物で最大2倍大きかった。
1.5.4 マウスにおける全身放射線量測定
[11 C]CPPCのヒトへの将来の翻訳のために、線量測定を行った。マウス研究は、ヒト被検者に投与される740MBq (20 mCi)[11 C]CPPCの提案された照射量が、現行の食品医薬品局の上限(5 Rem; (5. Federal Register §361.1 (2018))未満の放射線負荷をもたらすことを実証したが、この推定値を確認するためには、ヒト被検者における実際の研究が必要である。
1.5.5 Baboonのポリエチレンテレフタレート画像
ヒヒへのLPSの全身投与は、ミクログリア活性化を引き起こす(Hannestad J, et al. (2012))。本報告では、[11 C]CPPCの結合特性を、制御ヒヒおよび低用量のLPS (0.05mg/kg, i.v.)を注射した同じヒヒヒで試験した。分配体積(VT)の2倍以上の増大がLPS処理動物の全脳領域で観察された(図5および図15)。LPS-ヒにおけるパラメトリックVTの増大は、非放射性標識CPPCPの注射によって完全に遮断された(図5Aおよび図15)。LPSおよびブロッカーの注射は、血液入力機能の変化を引き起こし(図5D)、おそらく末梢におけるCSF1R変化に起因するので、これらの画像のパラメトリックモデリングは必須である。パラメトリックモデリングは脳放射性代謝産物の含有を必要としなかった。なぜなら、HPLC解析は、ほとんど未変化の親[11 C]CPPCPCを動物脳内に示した(>95%)。
[11C]CPPC PETスキャンは、LPS処理ヒ脳における放射性トレーサー結合が特異的であり、CSF1Rによって媒介され、この薬剤が非ヒト霊長類における神経炎症の画像化に適していることを実証した。LPS (0.05mg/kg)で処理したブーンにおける[11C]CPPC VT(85-120%)の増大は、以前の報告(Hannestad J, et al. (2012))に示されているように、LPSのより大きい線量(0.1mg/kg)に応じて、少なくともTSPOラジオトレーサ[11 C]PBR28(範囲、35.6-100.7%)のものと同じかそれ以上であった。従って、[11 C]CPPCは、神経炎症における活性化ミクログリアの定量的画像化のための高感度を有する革新的なツールを提供し得る。
1.5.6 [11 C]広告ブランドでのCPPCバインディング
広告に対する免疫成分が存在し、特に自然免疫系が関与し、これは、多発性硬化症などの「典型的である」神経炎症性疾患、または上記のモデルのいくつかとは異なる(Heppner FL, et al. (2015))。以前の研究は、広告に罹患しているヒト被検者の脳におけるCSF1Rのアップレギュレーションの証拠を提供した(Akiyama Hら(1994); Walker DGら(2017); Lue LFら(2001))。および広告のトランスジェニックマウスモデルにおけるCSF1Rのアップレギュレーションの証拠を提供した(Murphy GM Jrら(2000); Yan SDら(1997);およびBoissonneault Vら(2009)。[11 C]CPPCの結合を、トランスジェニック広告マウス脳および死後広告ヒト脳組織において試験した。以前のデータ(Murphy GM Jr, et al., (2000); Yan SD, et al. (1997);およびBoissonneault V, et al. (2009))と一致して、トランスジェニック広告マウスにおける[11 C]CPPCのエクスビボ脳取り込みは、対照動物におけるものよりも有意に高かった(最大31%)(図3)。
死後ヒトインビトロオートラジオグラフィーは、[11 C]CPPCが広告脳においてCSF1Rを特異的に標識したことを示した(2.7までのベースライン/自己遮断比率)(図6および表6)。別の実験では、CPPC [化合物8、IC50 = 0.8 nM (Illig CRら(2008)); BLZ945、IC50 = 1.2 nM (Krauser JAら(2015));およびPLX3397、IC50 = 20 nM (DeNardo DGら(2011))]とは構造的に異なり、同じ広告組織における[11C]CPPCPC結合を遮断し(図20)、結合がCSF1R特異的であることを確認した(図6、図20、および表6)。より強力なCSF1Rインヒビター、すなわち化合物8およびBLZ945のベースライン/遮断比率は、弱いPLXのそれよりも最大2倍大きかった。これらの知見は、DAMを含む、筋萎縮性側索硬化症、老化、またはパーキンソン病などの、自然免疫成分を伴う他の神経変性障害または状態の画像化に拡張され得る(Deczkowska A, et al. (2018))。[11 C]CPPCはまた、インビボで画像化されていないTREM2信号のための間接画像化読出しを提供し得る(Deczkowska Aら(2018); Hickman SEおよびEl Khoury J(2014))。
1.6 発明の概要
現在開示されている被検者物質は、神経炎症におけるCSF1Rを画像化するためのPET放射性トレーサである[11 C]CPPCを部分的に提供する。放射性トレーサーの特異的結合は、LPS誘発神経炎症のマウス(最大59%)およびヒヒ(最大120%)モデル、広告のマウスモデル(31%)および多発性硬化症のマウスモデル(最大100%)、ならびに死後の広告ヒト脳組織(ベース/ブロック比2.7)で増加している。マウスにおける放射線量測定研究は、[11 C]CPPCがヒト研究に安全であることを実証した。[11 C]CPPC放射性代謝産物は動物脳内に最小限に入り、画像解析へのそれらの包含は必要ないことを示した。[11 C]CPPCは、様々な臨床シナリオでCSF1Rを検討するための臨床翻訳のために準備される。
1.7 補足的な材料および方法
1.7.1 CSF1Rインヒビター
BLZ945(Krauser JA、ら(2015))は、AstaTech (Bristol、PA)、ペキシダルチニブ(PLX3397) (DeNardo DG、ら(2011))から、eNovation Chemicals (Bridgewater、NJ)から購入され、化合物8は、以前に記載されたように、社内で調製された(Illig CR、ら(2008))。
1.7.2 化学
1 H NMRスペクトルは、Bruker-500 NMR分光計を用いて、CDCl 3、 CD3 ODまたはDMSO-d 6(δ0ppmでの内部Me4 Siを参照)中で500MHzの公称共振周波数で記録した。Notre Dame Mass Spectrometry University of Notre Dame Mass Spectrometry設備でエレクトロスプレーイオン化(ESI)を利用して、高分解能質量スペクトルを商業的に記録した。
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(CPPC)の合成は、別の箇所に記載のように行った(Illig CR, et al. (2008))。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン:15mLのエタノール中の1.0g(10.0mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0℃)溶液に、1.7mL (30.0mmol)のピペリジンを5分かけて滴下した。溶液を0℃で10分間、次いで23℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、飽和NaHCOOB水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いで、Na2 SO4上で乾燥し、蒸発させて、粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)により精製し、黄色固体として1-(5-クロロ-2ニトロフェニル)ピペリジンを得た(1.32g、収率96%)。1 H核磁気共鳴(500MHz, CDCl3)δ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H)。
1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン:1-(5-クロロ-2ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)および1-メチルピペラジン(1.38mL、12.46mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥し、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジンを黄色固体として得た(1.2g、収率96%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 3.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H).
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン:THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(1.2g、3.94mmol)、およびNH4Cl (2.10g、39.4mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.57g、39.4mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、褐色固体として4-(4メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリンを得た(0.98g、収率90.7%)
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(CPPC): DMF (10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)の混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64 mmol反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、5-シアノ-N-(4-(4メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.6g、収率84.5%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 16.6 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).C22H28 N5 O2([M + H)] 394.223752 に対してHRMS が計算され、394.223065 が見つかった。
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(Pre-CPPC)の合成
次に、図8を参照すると、5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(Pre-CPPC)の合成である:
ステップa。4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル:1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)およびtert-ブチルピペラジン-1カルボキシル化(1.55g、8.30mmol)のDMSO (10mL)中混合物に、K2CO3(1.72g、12.45mmol)を添加した。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 3:7)により精製し、4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチルを白色固体として得た(1.40g、収率86.4%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H).
工程b。4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸(1.20g、3.07mmol)、およびNH4 Cl (1.64g、30.7mmol)のTHF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中混合物に、90℃でZnダスト(2.0g、30.7mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。その結果得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)によって浄化し、テルトTERT-ブチル4‐(4‐アミノ3‐(ピピリジン‐1‐イリル)フェニル)ピペラジン-1-carboxylateを茶固形(1.0g、収量90.3%)として与えた。
工程C.4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル 4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸(0.5g、1.38mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.23g、1.66mmol)、HATU (0.63g、1.66mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.48mL、2.76mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により浄化し、黄色固形(0.60g、収量90.9%)として、テルトブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピピリジン1-イリル)フェニル)ピペラジン-1-carboxylateを与える。1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H).
工程d.5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(Pre-CPPC):塩化メチレン(5mL)中のtert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(0.5g、1.04mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(0.39mL、5.21mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、淡黄色固体として5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを得た(0.3g、収率76.0%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.60 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H); HRMS calculated for C21H26 N5 O2 ([M + H)] 380.208102, found 380.207980.
次に、図9を参照すると、[11 C]CPPCの放射合成である:
1mLのVバイアルに、Pre-CPPC (1mg)を0.2mLの無水DMFに添加した。[11 C]ヘリウム流によって運ばれるヨウ化メチルは、上記の液中に捕捉された。反応物を80℃で3.5分間加熱し、次いで0.2mLの水でクエンチした。粗反応生成物を、12mL/分の流速で逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって精製した。前駆体から完全に分離された放射性標識生成物(tR = 6.5〜7.2分)を、50mLの水と1mLの8.4%水溶液との混合物中の0.3gのアスコルビン酸ナトリウムの溶液中に遠隔で収集した(tR = 2.5分)。NaHCOOOA .水溶液を活性化Waters Oasis Sep-Pakライトカートリッジ(Milford, MA)を通して移した。カートリッジを10mLの生理食塩水で洗浄した後、生成物を1mLのエタノールで0.2μM滅菌フィルタを通して滅菌パイロジェンフリー瓶に溶出し、10mLの0.9%生理食塩水を同じフィルタを通して添加した。最終製品、[11C]CPPCを分析HPLCで分析し、放射化学的純度および比放射能を測定した。
1.7.3 HPLC条件
準備: コラム、XBridge C18、10x250mm (Waters、Milford、MA)。移動層:45%:55%アセトニトリル:トリエチルアミン-リン酸緩衝液、pH 7.2。流量: 12mL/分、保持時間7分。分析:コラム、Luna C18、10ミクロン、4.6x250mm (フェノメネックス、トレランス、CA)。移動層:60%:40%アセトニトリル:0.1M水溶液ギ酸アンモニウム。流量: 3mL/分、保持時間3.5分。
1.8.4 [11C]CPPCを用いたマウスにおける体内分布およびPET画像化試験
Figure 2021533087
1.7.5 正常対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳局所分布、ベースライン
チャールズ・リバー・ラボラトリーズ(MA、ウィルミントン)からの22〜24gのオスで、4〜8週の年齢の男性C57BL/6J遺伝子を用いた。5.6MBq (0.15 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=462GBq/μmol (12.5 Ci/μmol)]を0.2mL生理食塩水中で外側尾静脈に注射した後、5、15、30および60分(1時間当たり3匹のマウス)に、子宮頸部脱臼によって動物を屠殺した。脳を取り出し、氷上で解剖した。脳領域(小脳、嗅球、海馬、前頭皮質、脳幹および残りの脳)の重量を測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport、CT)で測定した。標準化取り込み値(%SUV)のパーセンテージを計算した(表2)。
Figure 2021533087
1.7.6 対照マウスにおける[11 C]CPPCの特異的結合の評価
1.7.6.1 正常対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳局所分布、非標識CPPCPCを用いた用量増量遮断試験(図10)。
Charles River Laboratoriesからの雄CD-1マウス(26〜28g、年齢=6〜7週間)を使用した。CPPC液(0.3、0.6、1.2、3.0、10、および20mg/kg)は、IV[11 C]CPPCの5分前にIPを与えられたが、基底動物は車両を与えられた(n =1用量当たり5)。5.1MBq (0.14 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=511GBq/μmol (13.8 Ci/μmol)]を0.2mL生理食塩水中で外側尾静脈に注射した後、45分で子宮頸部脱臼によって動物を屠殺した。脳全体を取り出し、秤量し、その放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)中で測定した。標準化取り込み値(%SUV)のパーセンテージを計算した。
1.7.7 [11C]CPPCのベースラインおよびブロッキング取り込みを、血中補正の同様の実験で比較した(図11)。
Charles River Laboratoriesからの雄CD-1マウス(25〜27g、年齢=6〜7週間)を使用した。CPPC溶液(0.6または3.0mg/kg)を静注[11C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、基底動物には車両(1用量当たりn = 3)を投与した。5.0MBq (0.135 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=390GBq/μmol (10.5 Ci/μmol)]を0.2mL生理食塩水中で外側尾静脈に注射した後、45分で子宮頸部脱臼によって動物を屠殺した。脳を除去し、皮質を氷上で迅速に切開し、血液試料(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。皮質および血液試料を秤量し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)中で測定した。皮質の結果変数は、血液補正なしで%SUVとして(図11A)、および血液補正ありでSUVRとして(図11B)提示される。
1.7.7.1 ミクログリア枯渇マウスおよび対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳内取り込み(図12A)
Charles River LaboratoriesからのオスC57BL/6Jマウス(22〜24g)を購入した。ミクログリア枯渇マウスは、前述のようにペキシダルチニブ(PLX3397)製剤化マウス固形飼料(290mg/kg)をC57BL/6マウス(5匹)に3週間給餌することによって得られた(Elmore MR, et al. (2014))。制御C57BL/6Jマウス(5匹)に標準マウス固形飼料を3週間与えた。処理の最終日に、0.2mL生理食塩水中の5.0MBq (0.135 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=475GBq/μmol (12.8 Ci/μmol)]を外側尾静脈に注射した後、45分ですべての動物を頸部脱臼によって屠殺した。脳を取り出し、秤量し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)中で測定した。結果変数は%SUVとして計算した。
1.7.7.2 CSF1Rノックアウトマウスおよび対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳取り込み(図12B)。方法:
B6.Cg-Csf1rtm1.2Jwp/J (CSF1Rノックアウト、KO)マウス(21〜23g;年齢=4〜8週間; Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME) (5匹)および年齢適合C57BL/6J対照(23〜27g) (5匹)を使用した。3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=306GBq/μmol (8.3 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。全脳を除去し、血液試料(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液試料を秤量し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS中で測定した。結果変数は%SUVとして計算した。
1.7.7.3 [11C] 制御およびLPS処理(頭蓋内)マウスにおけるCPPC脳取り込み(図1)
実験1、図1A。Charles River Laboratoriesの雄CD-1マウス9匹(25〜27g、週齢=6〜7週)を3つのコホートに分けた:1)偽処置マウス(n = 3)、ベースライン;2)リポ多糖類(LPS-頭蓋内)処置マウス(n = 3)、ベースライン;および3)リポ多糖類(LPS-頭蓋内)処置マウス(n = 3)、ブロッキング。CD1マウスをアバーチン(250mg/kg, IP)で麻酔した。周術期鎮痛はフィナジン(2.5mg/kg, SC)で提供した。右前脳の実質内注射の座標はAP -0.5mm' DV -2.5mm;正中線のML 1.0右であった。穴は、以前に露出した頭蓋骨に垂直に穿穴した。0.5μLのPBS中の滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS) (0.5μL)または5μgのリポ多糖(LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)を、1μLのHamiltonシリンジを用いて脳実質に注射した。射出後、針を脳内にさらに3分間保持し、ゆっくりと除去した。切開部は歯科用セメントで密封した。放射性トレーサー試験はLPS投与後3日目に実施した。CPPC液(0.3mg/kg)を静注[11C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、基線動物には車両を投与した。LPSおよび対照動物に3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=274GBq/μmol (7.4 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。小脳、同側脳半球および対側脳半球と血液サンプルの重量を測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数は%SUVとして計算した。
実験2、図1B。Charles River Laboratoriesの16匹のオスCD‐1マウス(25〜27g、年齢=6〜7週)を4つのコホートに分けた:1)偽処置マウス(n = 4)、ベースライン;2)リポ多糖類(LPS‐頭蓋内)処置マウス(n = 4)、ベースライン;3)リポ多糖類(LPSintracranial)処置マウス(n = 4)、遮断‐0.6mg/kg CPPC; 4)リポ多糖類(LPSintracranial)処置マウス(n = 4)、遮断‐1.2 mgマウスをアバーチン(250mg/kg、IP)で麻酔した。周術期鎮痛はフィナジン(2.5mg/kg, SC)で提供した。右前脳の実質内注射の座標はAP -0.5mm' DV -2.5mm;正中線のML 1.0右であった。穴は、以前に露出した頭蓋骨に垂直に穿穴した。0.5μLのPBS中の滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS) (0.5μL)または5μgのリポ多糖(LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)を、1μLのHamiltonシリンジを用いて脳実質に注射した。射出後、針を脳内にさらに3分間保持し、ゆっくりと除去した。切開部は歯科用セメントで密封した。放射性トレーサー試験はLPS投与後3日目に実施した。CPPC液(0.3mg/kg)を静注[11C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、基線動物には車両を投与した。LPSおよび対照動物に3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=366GBq/μmol (9.9 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。さらに2つの象限、前方、心臓、対比脳半球および血液サンプルに切断されたセレルム、片頭脳半球、および脳血球を重量し、その放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで決定した。結果変数は%SUVとして計算した。
1.7.7.4 [11C] 制御およびLPS処理(腹腔内)マウスにおけるCPPC脳取り込み(図2)
実験1、図2A。Charles River Laboratoriesの雄CD-1マウス15匹(25〜27g、週齢=6〜7週)を3つのコホートに分けた:1)対照マウス(n = 5)、ベースライン;2)リポ多糖類(LPS) - IP処理(n = 5)マウス、ベースライン;および3)CPPCでブロックしたリポ多糖類(LPS) - IP処理(n = 5)マウス。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後5日目に放射性トレーサー研究を行った。CPPC液(1mg/kg)を静注[11 C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、ベースライン動物には車両を投与した。LPSおよび対照動物に3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=444GBq/μmol (12.0 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。小脳と残りの脳の重量を測定し、γカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで放射能含量を測定した。結果変数は%SUVとして計算した。
実験2、図2B。Charles River Laboratoriesの雄CD-1マウス15匹(25〜27g、週齢=6〜7週)を3つのコホートに分けた:1)対照マウス(n = 5)、ベースライン;2)リポ多糖類(LPS) - IP処理(n = 5)マウス、ベースライン;および3)CPPCでブロックしたリポ多糖類(LPS) - IP処理(n = 5)マウス。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後3日目に放射性トレーサー研究を行った。CPPC液(1mg/kg)を静注[11 C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、ベースライン動物には車両を投与した。LPSおよび対照動物に3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=374GBq/μmol (10.1 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。全脳を取り出し、氷上で解剖し、血液試料(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液試料を秤量し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS中で測定した。結果変数はSUVRとして計算した。
実験3、図2C。Charles River Laboratoriesの雄CD-1マウス15匹(25〜27g、週齢=6〜7週)を3つのコホートに分けた:1)対照マウス(n = 3)、ベースライン;2)リポ多糖(LPS) - IP処理(n = 6)マウス、ベースライン;および3)リポ多糖(LPS) - IP処理(n = 6)マウス、であり、化合物8で遮断した。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後3日目に放射性トレーサー研究を行った。化合物8液(2mg/kg)を静注[11 C]CPPCの5分前に腹腔内投与したが、ベースライン動物には車両を投与した。LPSおよび対照動物に3.0MBq (0.08 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=148GBq/μmol (4.0 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。全脳を取り出し、氷上で解剖し、血液試料(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液試料を秤量し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS中で測定した。転帰変数は、血液に対するSUVRとして計算した。
1.7.7.5 [11C] アルツハイマー型マウスモデルおよび対照マウスにおけるCPPCの脳内取り込み(図3)
アルツハイマー病関連アミロイドーシスのマウスモデルは、スウェーデンおよびインディアナ変異を有するアミロイド前駆体蛋白質(APP)を過剰発現したものを用いた。トランスジェニックAPPは、CaMKII促進剤によって駆動されるtTaの過剰発現によって活性化されるテトラサイクリントランスアクチベーター(tTa)感受性促進剤を有していた(5)。このような導入遺伝子の組み合わせにより、トランスジェニックAPPの過剰発現は前脳の主軸ニューロンでのみ観察された。いずれの導入遺伝子も発現しなかったマウスを対照とした。アルツハイマーの雄マウス(AD)とその性別を一致させた制御同腹仔は、試験時の16か月齢であった。この年齢で、広告マウスは皮質と海馬を含む前脳に有意なAβアミロイドプラーク析出を有する(Melnikova T, et al. (2013))。6匹の広告マウスと6匹の年齢をマッチさせた制御を本試験に用いた。5.6MBq (0.15 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=340GBq/μmol (9.2 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって屠殺した。脳全体を取り出し、氷上で迅速に解剖した。小脳と残りの脳の重量を測定し、γカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで放射能含量を測定した。結果変数は%SUVとして計算した。
1.7.8 [11C]CPPC全身放射線量測定法
[11C]CPPCの放射線量測定を、15匹の雄CD-1マウス(23〜27g)を用いて、著者らの公表された手法(Stabin MGら(2005))に従って研究した。0.2mlの生理食塩水(7.4MBqまたは0.2 mCi)中の[11 C]CPPCの溶液を外側尾静脈にボーラスとして注射し、放射性トレーサー注射の10、30、45、60、および90分後にマウス群(n = 3)を安楽死させた。肺、心臓、腎臓、肝臓、脾臓、腸、胃、脳をすばやく摘出して氷上につけた。大腿骨1個と大腿骨筋肉、骨髄および血の試料も採取した。臓器を秤量し、組織放射能を自動ガンマカウンター(LKB Wallac 1282 CompuGamma CS Universal Gamma Counter)で測定した。臓器あたりの注入率(%ID/臓器)は、初回投与量の標準希釈液の試料と対比することによって計算した。すべての測定値を減衰について補正した。SAAM IIソフトウェア(Foster DM (1998))を用いて%ID/臓器の結果を適合させた。活動の時間積分(Stabin MGおよびSiegel JA (2003))を、成人男性モデルを使用して、OLINDA/EXMソフトウェア(Stabin MGら(2005))に入力した。活性は小腸(約35%)で観察された。体の残りにおける崩壊回数は、11 Cの全崩壊から他の体臓器における崩壊を差し引いて、統合された投与された活性の100%に等しいと仮定された。
Figure 2021533087
Figure 2021533087
表3.推定ヒト用量
Figure 2021533087
1.7.8.2 放射線量測定研究の要約
データはすべて2つの指数関数によく適合した。ほとんどの臓器は、約0.002〜0.006mSv/MBq(0.007〜0.011rem/mCi)を受けるようである。小腸は0.047mSv/MBq(0.17rem/mCi)程度の最高線量を受けるようである。有効線量は約0.0048mSv/MBq(0.018rem/mCi)である。
1.7.9 実験的自己免疫性脳炎マウスにおけるPET/CT画像(図4、図13)
成体雌C57BL/6Jマウス、年齢=13週(Jackson Laboratories, Bar Harbor ME)にMOG35-55ペプチドを接種し、前述のように行動スコアを付けた(Jones MV, et al. (2008)):簡単には、8mg/mlの加熱死滅結核菌H37 RA (Difco)を含む不完全フロイントアジュバント(Pierce)を、2mg/mlのMOG35-55(Johns Hopkins Biosynthesis & Sequencing Facility):リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で希釈したNH2-MEVGWYRSPFSRVVHLYRNGK-COOHの溶液と1:1で混合した。安定なエマルジョンを形成した後、得られた混合物の合計100μlを、尾部の基部における2つの皮下注射部位(すなわち、M. tuberculosisの400μgおよびマウス当たり100μgのMOG35-55)の間に分割した。免疫日(免疫後0日:0p.i.)および2日後に、PBSで希釈した250ngの百日咳毒素(EMD/Calbiochem、USA)を静脈内注射した。症候性MOG接種マウスと未接種の健常マウスを、初回接種の14日後にスキャンした。スコアリングは(Beeton C, et al. (2007))に従って決定される。簡単に述べると、マウスを0〜5からスコア化し、ここで、0のスコアは臨床的に観察される特徴を示さず、5のスコアは失禁を伴う完成後肢麻痺を表す。スコア3は中等度の不全対麻痺であり、ときにトリッピングを伴う。本研究では、0.5(先端の跛行尾部)、2.5(トリッピングを伴う軽度/中等度不全対麻痺)および4.5(完成後肢麻痺)のスコアを検定した。Sedecal SuperArgus PET/CTスキャナー(スペイン、Madrid)を用いて、各マウスに8.14MBq [220μCi、SA >370GBq/μmol (>10 Ci/μmol)]を静注した。解剖学的共登録のためのCTスキャンを、60 kVpで512スライスにわたって行った。ポリエチレンテレフタレートおよびCTデータは、製造業者のソフトウェアを使用して再構築され、AMIDEソフトウェア(http://amide.sourceforge.net/)を使用して表示された。動的範囲を保存するために、硬質およびサリバリーグランドのポリエチレンテレフタレートシグナルは、閾値法(図4)を用いて部分的にマスクされたのに対し、図13にはマスクされていない画像が示されている。目的の領域を、3つのスライスを通してポリエチレンテレフタレート可視病変上に描き、示された領域で定量した。
1.7.10 マウス血漿および脳の放射性代謝産物の分析
Charles River Laboratoriesからの6匹の雄CD-1マウス(25〜27g、年齢=6〜7週間)を使用した。動物に37MBq (1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=673GBq/μmol (18.2 Ci/μmol)]を静脈内注射し、放射性トレーサー注射の10分後(3匹)および30分後(3匹)に頸部脱臼によって屠殺した。全脳を取り出し、氷上で解剖し、血液試料(0.5cc)を心臓から採取した。マウス血漿および脳内の[11 C]CPPCの放射性代謝産物を、ヒについて上記した一般HPLC法を用いて分析した。HPLC分析の前に、マウス脳を、2mLの混合物50%アセトニトリル:50%リン酸緩衝液(Et3N、H3PO4、pH 7.2)中でホモジナイズした。均一化物を遠心分離(5分間1400g)し、0.2マイクロンのフィルタと上澄みを用いて上流物質をフィルターして、現象のGemini C18、10μ、4.6 x 250mmおよび2m/minイソクラティック溶解と50%アセトニトリル-50%のアクリルトリエチラミン、c = 0.06 MおよびpH=7.2を移動相として、無線溶出で解析した。本研究は、マウス血漿中で放射性トレーサー[11C]CPPCがヒ血漿中と同じ2つの放射性代謝物を形成することを示した(図17)。放射性代謝物は血液脳関門をほとんど透過せず、脳内での存在は低かった(表4)
表4。マウス血漿および脳内の親[11 C]CPPCおよびその放射性代謝産物。
Figure 2021533087
1.7.11 制御およびLPS処理CD1マウスの全脳の定量的real time PCR (qRT-PCR)およびウェスタンブロット解析
雄CD-1マウス6匹(25〜27g、Charles River)にLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA、10mg/kg、0.2mL)を腹腔内投与し、LPS投与後4日目にマウスを安楽死させ、全脳を採取した。脳の半分を液体窒素中でスナップ凍結し、ウェスタンブロット分析のために-80℃で保存した。脳の残りの半分は、4℃で1mLのRNAlater(登録商標)(Millipore Sigma, St. Luis, MO)中に直ちに保存した。24時間後、RNAlater(登録商標)溶液を試料から取り出し、脳を-80℃で凍結し、全RNA免震離した。
ウェスタンブロット:ウェスタンブロットのために、脳試料をT-PER組織タンパク質抽出試薬(Thermo Fisher Scientific, Halethorpe, MD)で合計6回30時間ホモジナイズし、12000rpmで5分間遠心分離した。上清を回収し、10μgのタンパク質をSDS-PAGEによって分離し、NC膜上に移した。以下の抗体をウェスタンブロット分析に使用した: α-mCSF1R Ab (Cell Signaling Technology, Danver, MA)、αmGAPDH Ab (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Dallas, TX)。ブロットはClarity Western ECL Substrate (Bio-Rad, Hercules, CA)およびGel DocTM XR+ システム (Bio-Rad)によって可視化した。バンド強度は、Image Lab(商標)ソフトウェア (Bio-Rad)によって測定および計算された。
qRT-PCR:qRT-PCRのために、Quick-RNA(商標)Miniprep Kit(Zymo Research, Irvine, CA)を使用して脳から全RNAを単離し、高容量cDNA逆転写キット(Thermo Fisher Scientific)を使用して単離されたRNAからcDNAを合成した。以下のTaqmanTMアッセイを用いてqPCR反応を行った: Csf1r: Mm01266652_m1, Pgk1: Mm00435617_m1, Gapdh: Mm99999915_g1)。相対量は、内部制御としてPgkg1およびGapdhを用いて計算した。
1.7.12 バブーン放射性代謝物分析
バブーンPET検討を図15および図16に示す。
血漿中の[11C]CPPCの相対割合は、放射性トレーサー注射の5、10、20、30、60、および90分後に採取した血液試料中の高速液体クロマトグラフィー(HLPC)によって決定した。修正カラムスイッチングHPLC法を使用した(Coughlin, NeuroImage 165, 2018, page 120)。1260無限遠第四級ポンプ、1260無限遠カラムコンパートメントモジュール、1260無限UVおよびレイテストGABIスター放射検出部を含むHPLCシステムを、OpenLab CDS EZChrom (A.01.04)ソフトウェアで操作した。0.4-1.5 2mLのレオジンインジェクターループに装填した血漿試料のmLを、最初に捕捉カラム(Phenomenex Strata-X 33μmポリマー逆相吸着剤を充填)および2mL/分で1%アセトニトリルおよび99%水移動相を含む両方の検出部に向けた。1分間のアイソクラティック溶出の後、65%アセトニトリルおよび35%水溶液トリエチルアミン、c=0.06MおよびpH=7.2(リン酸で調整)からなる分析移動層を、捕捉カラム非極性化合物上にトラップされた分析カラム(Gemini C18(2)10μm 4.62×50mm)および2mL/分で検出部に直接適用した。HPLC系は、血漿試料の分析前に、非放射性CPPCおよび[11 C]CPPCを使用して標準化し、これらは、1mg/mLの濃度で5μLのCPPCPCをスパイクした。全血漿時間-活性曲線は、PerkinElmer Wizard 2480自動ガンマカウンターで0.3mLの血漿試料を分析することによって得た。[11 C]CPPCの血漿遊離画分(fp)を遠心限外濾過装置を用いて測定した。
放射性代謝産物分析はカラムスイッチングHPLC法を用いて実施され、これは、以前のタンパク質沈殿および抽出に時間を費やすことなく、血液血漿をHPLCシステムに直接注入することを可能にした。最初に、試料は、親トレーサーおよびその非極性放射性代謝産物の固相抽出のための捕捉カラムに向けられる。血漿構成成分および親放射性トレーサーの極性放射性代謝産物の大部分は、捕捉カラム上に保持されず、検出部中に溶出される。次いで、分析移動性を適用して、捕捉カラム上の捕捉された化合物を分析カラムに溶出し、そこで分離され、さらに検出部に向けられる。このようにして、試料中に存在するすべての放射性化合物を検出することができ、親トレーサー対その放射性代謝産物の相対パーセンテージの正確な定量を可能にする。図17Aに示されるように、注入された[11C]CPPCの100%は、使用される捕捉カラム上に効果的に捕捉され得、分析移動層と共に、7.35分で溶出する。異なる時間間隔で得られた血漿試料の代表的なHPLCクロマトグラムを図17Aに示し、非処理制御およびLPSまたはLPS +ブロッキング剤処理ヒヒにおける[11 C]CPPCの時間依存性血漿相対パーセンテージを図17Bに示す。LPSまたはLPSおよびブロッキング剤の投与は、[11C]CPPCの代謝パターンおよび速度に影響しなかった。親トレーサーの脂溶性の低い放射性代謝産物に関連する0.97分および4.82分の溶出の2つのピークが検出された。[11C]CPPCPCPの相対パーセンテージは、放射性トレーサー射出後5、10、20、30、60、および90分で84.87±2.01、75.57±1.76、62.5±4.47、51.73±6.14、34.8±1.31、および25.6±2.77であった。
遠心限外濾過装置を用いて測定した[11 C]CPPCの血漿遊離画分もLPSまたはLPSおよびブロッキング処理の影響を受けず、5.48±0.98%であった。
1.7.13 ヒヒポリエチレンテレフタレート画像法
2.4mmの軸方向分解能(FWHM)および2.4〜2.8mmの面分解能を有するCPS/CTI高解像度研究トモグラフ(HRRT)を用いてPET画像を取得した。動物を麻酔し、前述のように取り扱った(Horti AG, et al. (2016))。90分PETデータを30フレームにビンニングした:4つの15秒、4つの30秒、3つの1分、2つの2分、5つの4分、および12つの5分フレーム。放射性崩壊、デッドタイム、減衰量、散乱およびランダムについての補正を伴う反復秩序化サブセット期待最大化(OS-EM)アルゴリズム(6反復および16サブセットを伴う)を使用して、画像を再構成した(Rahmim A, et al. (2005))。再構成像空間は、各々1.22 mm3の立方体ボクセルからなり、31cm×31cm (トランス軸方向)および25cm (軸方向)のスパンニング寸法であった。
血液試料は、90分間の走査を通して連続的に延長された間隔で動脈カテーテルを介して得られた(最初の90秒間は可能な限り急速に、その後はますます長い間隔で試料が得られた)。試料を1200×gで遠心分離し、血漿中の放射能を断面較正ガンマカウンターで測定した。選択された血漿試料(5、10、20、30、60、および90分)を、上述のように血漿中の放射性代謝産物について高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析した。
1.7.14 Baboon PETデータ解析
ソフトウェアPMOD (v3.7, PMOD Technologies Ltd, Zurich, Switzerland)を用いて、画像解析および動力学モデリングを行った。動的PET画像は、まずMRI画像と一緒に登録された。次いで、13の代表的なヒの脳構造を含む、局所的に開発された関心体積(VOI)テンプレートを、動物のMRI画像に転送した。VOIには前頭・側頭回、視床、海馬、尾状核、被殻、扁桃体、淡蒼球、島、視床下部、小脳、脳梁、白質が含まれた。各VOIの時間活性曲線(TAC)は、ポリエチレンテレフタレートフレーム上にVOIを適用することによって得られた。
次に、TACおよび代謝産物補正動脈血漿入力機能に基づいて、動力学モデル化を行い、脳内の[11C]CMPFF結合を定量的に特徴付けた。脳取り込みについて、主要な結果測定値は、平衡状態での血液中のそれに対する局所組織中の放射性トレーサの濃度として定義される[11 C]CPPCの局所脳分布容積(VT)である。地域のVTは、定義されたVOIにおける受容体密度に比例する。比[11 C]CPPCP取り込みを欠く脳領域は予想されないので、別の一般的に使用される転帰尺度、すなわち、置換不可能な結合電位(BPND)は、確実に得られない可能性がある。各VOIについて、VTはコンパートメントモデリングとLoganグラフィカル法の両方を用いて計算した。Logan J, et al. (1990).時間一貫性分析も行った。代表的な結果を図18に示す。
まとめると、[11C]CPPC PETデータの解析には、コンパートメントモデリング方法とLogan方法の両方が適しており(図18-aとbに示す例)、非常に匹敵する地域VT結果が得られた(図18-c)。全ての脳領域は、60分より長い走査持続時間について安定したVT推定値をもたらした(図18-d)。VTパラメトリック画像を得るのを容易にするために(図5および図13)、Logan方法を、本明細書中の全てのVT値を提示するために選択した。
（実施例２）
アリールアミドの合成
一般に、合成経路は、2-フルオロ-4-クロロニトロベンゼン2と、エタノール中のピペリジンまたは4-メチルピペリジンとのSNAr反応で開始し、N-アルキル化化合物4a〜bを非常に高い収率で得た。N-メチルピペラジンは140℃でニート反応で4a-bと反応して化合物5a-bを与える。一方、N‐Bocピペラジンは無機塩基K2 CO3の存在下で4a‐bと溶媒としてDMSOと反応して化合物5c‐5dを生成する。ニトロ基のアニリンへの還元、続いて5-シアノフラン-2-カルボン酸または4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸との標準的なアミド結合形成により、所望の生成物1a、1c、1eおよび7a〜cを得た。放射合成のために、塩化メチレン中のTFAを用いたN‐Boc脱保護を伴う7a‐cから得られた前駆体1b,1dおよび1f。
合成はまた、アニリノボロン酸エステル8(本明細書中上記で言及される「化合物8」とは区別される)とN-Boc-保護ピペリジノン9のエノールトリフラートエステル誘導体との間のSuzuki?Miyauraカップリング(MiyauraおよびSuzuki, 1995を参照のこと)を含んでいた。Wustrow and Wise, 1991を参照。オレフィン10を水素化した後、得られたアニリン11をN-ブロモスクシンイミド(NBS)で臭素化して12を得た。その後、1-シクロヘキセンボロン酸および化合物12とのSuzuki?Miyauraカップリングにより、アミン化合物13を得た。トリメチルシリルエトキシメチル(SEM)保護イミダゾール‐2‐カルボキシレートのカリウム塩を、報告された手順に従って調製した。Wallら、2008を参照のこと。化合物13を、DMF中のHATUおよびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を使用して14にカップリングさせて、アミド15を良好な収率で得る。Bocおよび走査型電子顕微鏡基の両方をトリフルオロ酢酸(TFA)で同時に除去して、中間体16を得、これを1gおよび17の調製に使用した。Boc除去により前駆体化合物1hを得た。
アリールアミド7a〜dおよび8a〜bの合成。
試薬および条件: (a)エタノール、0℃〜rt、0.5時間、96%;(b)140℃、5a〜bについて12時間、K2 CO3、DMSO、110℃、5c〜dについて12時間、80%〜95%;(c)Zn、NH4Cl、THF/MeOH/H2O、還流、1時間、90%;(d)HATU、DIPEA、DMF、rt、5-シアノフラン-2-カルボン酸、1a、1c、7a〜bおよび4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸、1e、7c、12時間、75〜82%;(e)TFA、MC、rt、12時間、90%。
アリールアミド1a〜lの合成を以下に提供する:
Figure 2021533087
試薬および条件: (a)エタノール、0℃〜rt、0.5時間、96%; (b)140℃、12時間、5a〜b、K2 CO3、DMSO、110℃、12時間、5c〜d、80%〜95%; (c) Zn、NH4Cl、THF/MeOH/H2O、還流、1時間、90%; (d)カルボン酸、HATU、DIPEA、DMF、12時間、75〜82%; (e) TFA、MC、rt、12時間、90%;(f)フルオロエチルトシレート、Et3N、ACN、90℃、12時間、60〜70%、1k?lおよび1,2?ジブロモエタン、Et3 N、ACN、90℃、12時間、1m、65%。
アリールアミド1gおよび1hの合成を以下に提供する:
Figure 2021533087
試薬と条件: (a) Pd(PPh 3)4、LiCl、2 M Na2 CO3、ジオキサン、1000 °C、2 h。(b) H2、10% Pd/C、MeOH、20psi、1時間。(c) NBS、CH2Cl2、室温、10 時間。(d) Pd(dppf)Cl2 .DCM, 2 M Na2CO3, 1,4-Dioxane, 100 °C, 15 h.(e) HATU、DIPEA、DMF、10時間。(f) TFA、CH2 Cl2、室温、20時間、g) HATU、DIPEA、DMF、ジメチルグリシン1gおよびN-(tert-ブトキシカルボニル)-N-メチルグリシン17、12時間、時間) TFA、CH2Cl2、室温、20時間。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(4a):15mLのエタノール中の1.0g(10.0mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0 0 C)溶液に、1.7mL (30.0mmol)のピペリジンを5分かけて滴下した。0℃で10分間、次いで23 0℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、飽和NaHCOOB水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いで、Na2SO4上で乾燥し、蒸発させて、粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)により精製し、黄色固体として1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジンを得た(1.32g、収率96%)1H核磁気共鳴(500MHz, CDCl3)δ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H)。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(4b):15mLのエタノール中の1.0g(10.0mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0 0 C)溶液に、1.01mL (30.0mmol)の4-メチルピペリジンを5分かけて滴下した。0℃で10分間、次いで23 0℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、飽和NaHCOOB水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いで、Na2SO4上で乾燥し、蒸発させて、粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)により精製し、黄色固体として1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.4g、収率96%)を得た。1核磁気共鳴(500MHz, CDH)OOCClδ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H),1.02(d, J = 5.0Hz,3H)。
1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(5a):1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)および1-メチルピペラジン(1.38mL、12.46mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2SO4上で乾燥し、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジンを黄色固体として得た(1.2g、収率96%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 3.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H).
1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン(5b):1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.0g、3.92mmol)および1-メチルピペラジン(1.30mL、11.77mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥し、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジンを黄色固体として得た(1.2g、収率96%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.03 (d, J = 5.0 Hz, 3H).
4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル(5c):DMSO(10mL)中の1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)およびtert-ブチルピペラジン-1-カルボン酸塩(1.55g、8.30mmol)の混合物に、K2 CO3(1.72g、12.45mmol)を添加した。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 3:7)により精製し、4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチルを白色固体として得た(1.40g、収率86.4%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H).
tert-ブチル4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(5d): DMSO (10mL)中の1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.0g、3.92mmol)およびtert-ブチルピペラジン-1-カルボキシレート(1.46g、7.85mmol)の混合物に、K2 CO3(1.62g、11.77mmol)を添加した。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。その結果得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc = 3:7)によって浄化し、テルト-ブチル4-(3-(4-メタリジピン-1-イリル)-4ニトロフェニル)ピペラジン-1-carboxylateを白固体(1.42g、89.8%の収量)として与える。1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H), 1.00 (d, J = 5.0 Hz, 3H).
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(6a):THF/MeOH/H2O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(1.2g、3.94mmol)、およびNH4 Cl (2.10g、39.4mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.57g、39.4mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、褐色固体として4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリンを得た(0.98g、収率90.7%)
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリン(6b):THF/MeOH/H2O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン(1.2g、3.76mmol)、およびNH4 Cl (2.01g、37.6mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.46g、37.6mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、褐色固体として4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリンを得た(1.0g、収率92.0%)
tert-ブチル4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(6c):THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中のtert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(1.20g、3.07mmol)、およびNH4 Cl (1.64g、30.7mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.0g、30.7mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。その結果得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)によって浄化し、テルトTERT-ブチル4‐(4‐アミノ3‐(ピピリジン‐1‐イリル)フェニル)ピペラジン-1-carboxylateを茶固形(1.0g、収量90.3%)として与えた。
tert-ブチル4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(6d):THF/MeOH/H2O(10:5:3)(20mL)中のtert-ブチル4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(1.2g、2.96mmol)、およびNH4 Cl (1.58g、29.6mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(1.93g、29.6mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上に乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。その結果得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)によって浄化し、テルトTERT-ブチル4‐(4‐アミノ3‐(ピピリジン‐1‐イリル)フェニル)ピペラジン-1-carboxylateを茶固形(1.0g、収率90.0%)として与えた。
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1a) (JHU11744):4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.6g、収率84.5%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 16.6 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1c) (JHU11734): DMF (10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.73mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.28g、2.08mmol)、HATU (0.79g、2.08mmol)の混合物に、DIPEA (0.60mL、3反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.62g、収率87.8%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.60 (s, 1H), 8.30 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.59 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H),1.52-1.47 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0Hz, 3H).
4‐シアノ‐N‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐1‐フェニル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1e) (JHU11761):4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)アニリン(0.5g、1.73mmol)、5‐シアノフラン‐2‐カルボン酸(0.28g、2.08mmol)、HATU (0.79g、2.08mmol)、DMF (10mL)中にDIPEA (0.60mL、3.46mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、褐色固体として4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(0.62g、収率87.8%)を得た1</roz_sup_roz>H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.58 (s, 1H), 9.0 (s, 1H), 8.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.82 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.37 (s, 3H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 3H), 1.52-1.47 (m, 2H), 1.08 (d, J = 5.0 Hz, 3H).
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1g) (JHU11765):4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、4-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、淡黄色固体として4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを得た(0.62g、収率86.1%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.41 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.03 (s, 1H), 7.33 (s, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.19 (s, 4H), 2.83 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.76 (s, 4H), 1.63 (s, 2H).
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミド(1h) (JHU11766):4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、5-シアノフラン-3-カルボン酸(0.3g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.6g、収率84.5%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.92 (s, 1H), 8.28 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.37 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 3.18 (s, 4H), 2.82 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.74 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).
6‐フルオロ‐N‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)ピコリナミド(1i) (JHU11767):DMF(10mL)中の4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、6‐フルオロピコリン酸(0.308g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)の混合物にDIPEA (0.63mL、3.64mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.52g、収率72.2%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.66 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.87 (s, 4H), 2.62 (s, 4H), 2.38 (s, 3H), 1.87 (s, 4H), 1.64 (s, 2H).
6-ブロモ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i) (JHU11769):DMF(10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、6-ブロモピコリン酸(0.441g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)の混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.53g、収率63.8%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.89 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.23 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.74 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.62 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.87 (s, 4H), 2.60 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.91 (s, 4H), 1.64 (s, 2H).
4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル 4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸(0.5g、1.38mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.23g、1.66mmol)、HATU (0.63g、1.66mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.48mL、2.76mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)によって浄化し、テルトブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピピリジン-1-イリル)フェニル)ピペラジン-1-carboxylateを黄固体(0.60g、90.9%収量)として与える1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H).
4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(7b):DMF(10mL)中のtert-ブチル4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(0.5g、1.33mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.22g、1.60mmol)、HATU (0.61g、1.60mmol)の混合物に、DIPEA (0.46mL、2.66 mmol反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチルを黄色固体として得た(0.58g、収率88.0%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H), 1.07 (d, J = 5.0Hz, 3H).
4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチル 4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸(0.5g、1.33mmol)、4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸(0.23g、1.60mmol)、HATU (0.61g、1.60mmol)のDMF (10mL)中混合物に、DIPEA (0.46mL、2.66mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸tert-ブチルを黄色固体として得た(0.58g、収率88.0%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.40 (s, 1H), 8.99 (s, 1H), 8.26 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.73 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b) (JHU11745): tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(0.5g、1.04mmol)の塩化メチレン(5mL)溶液に、トリフルオロ酢酸(0.39mL、5.21mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製することにより、淡黄色固体として5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを得た(0.3g、収率76.0%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.54 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.18 (s, 4H), 3.11 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.36 (s, 1H), 1.80 (s, 4H), 1.66 (s, 2H).
5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1d) (JHU11735): tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(0.5g、1.01mmol)の塩化メチレン(5mL)溶液に、トリフルオロ酢酸(0.37mL、5.05mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、淡黄色固体として5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを得た(0.32g、収率80.4%)1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.60 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0Hz, 3H)。
4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1f) (JHU11762): tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(0.5g、1.02mmol)の塩化メチレン(5mL)溶液に、トリフルオロ酢酸(0.37mL、5.05mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、淡白色固形物として4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミドを得た(0.30g、収率78.4%)1H NMR (500 MHz, MeOD) δ 10.45 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.24 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0Hz, 3H)。
5-Cyano-N-(4-(4-(2-フッ素液)パイプラジン-1-yl)-2-(ピプラジン-1-yl)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1k) (JHU11763):5-シアノN-(4-(ピプラジン-1-yl)-2-(ピプリジン-1-yl)フエニール)フラン-2-カーボキサミド(1b) (0.1g、0.26mmol)アセトニトリル(1ml)に2-フッ素液(0.07g、0.31mmol)、トリエティミン(0.053g、0.52mmol)を加えた。反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上に乾燥し、濾過し、真空下に濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1kを得た(0.06g、収率53.57%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.25 (s, 1H), 7.21 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.67 (s, 1H), 4.58 (s, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.89 - 2.68 (m, 10H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).
4‐シアノ‐N‐(4‐(4‐(2‐フルオロエチル)ピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐1‐フェニル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1l) (JHU11764):アセトニトリル(1mL)中に4‐シアノ‐N‐(2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐4‐(ピペラジン‐1‐イル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1f) (0.1g,0.25mmol)の溶液に2‐フルオロエチルトシレート(0.066g,0.305mmol)及びトリエトヤミン(0.051g,0.50mmol)を添加した。反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上に乾燥し、濾過し、真空下に濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1lを得た(0.057g、収率51.35%)1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.83 (s, 1H), 9.01 (s, 1H), 8.26 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.83 (d, J = 15.7 Hz, 2H), 6.74 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.67 (s, 1H), 4.58 (s, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.98 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 2.84 - 2.67 (m, 8H), 1.85 (d, J = 12.8 Hz, 2H), 1.43-1.26(m, 3H), 1.08 (d, J = 6.4 Hz, 3H).
N-(4-(4-(2-ブロモエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)-5-シアノフラン-2-カルボキサミド(1m) (JHU11768): 5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b) (0.01g、0.026mmol)のアセトニトリル(1mL)溶液に、1,2-ジブロモエタン(0.039g、2.10mmol)およびトリエチルアミン(0.0053g、0.052反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上に乾燥し、濾過し、真空下に濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1mを得た(0.01g、収率83.33%)。1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 17.5 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.84 (s, 4H), 2.69 (s, 4H), 2.64 (s, 2H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).
4-(4-アミノ-フェニル)-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(10):4-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]-ジオキサボロラン-2-イル)-フェニルアミン(4.0g、18mmol)、4-トリフルオロメタンスルホニルオキシ3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(7.4g、22mmol)、および2MNa2CO3水溶液(80mL)のトルエン(160mL)およびエタノール (80mL)中溶液をアルゴン下に置き、80℃に3時間加熱した。混合物を1M NaOH水溶液で洗浄し、有機層を除去し、乾燥(Na2SO4)し、真空中で濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(20% EtOAc/ヘキサンで溶離)に付して精製し、標記化合物3.2g(63%)を黄色泡状物で得る。1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 7.18?7.23 (m, 2H, J = 8.4 Hz), 6.64?6.69 (m, 2H, J = 8.6 Hz), 5.90 (br s, 1H), 4.02?4.08 (m, 2H), 3.68 (s, 2H), 3.62 (t, 2H, J = 5.6 Hz), 2.48 (br s, 2H), 1.49 (s, 9H).
4-(4-アミノ-フェニル基)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(11):メタノール中の4-(4-アミノ-フェニル基)-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.350g、1.28mmol)の溶液を、10% Pd/Cにわたって20psiで1時間水素化した。溶液を珪藻土で濾過し、ろ液を濃縮して標記化合物0.35g(100%)を黄色固体で得る。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 6.96?7.01 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 6.62?6.67 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 4.21 (br s, 2H), 3.58 (br s, 2H), 2.77 (t, 2H, J = 12.6 Hz), 2.53 (tt, 1H, J = 12.1, 3.5 Hz), 1.77 (d, 2H, J = 12.3 Hz), 1.52?1.59, (m, 2H), 1.48 (s, 9H).
4-(4-アミノ-3-ブロモ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(12): 4-(4-アミノ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.20g、0.71mmol)のCH2 Cl2(3mL)溶液に、N-ブロモスクシンイミド(NBS) (0.13g、0.71mmol)を添加し、反応物を室温で10時間撹拌した。反応物をEtOAc (10mL)で希釈し、飽和水性NaHCOOA(2×10mL)およびブライン(10mL)で洗浄した。有機層を濃縮して、標記化合物0.26g(100%)を黄色泡状物で得る。1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 7.27 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 6.96 (dd, 1H, J = 8.1, 1.9 Hz), 6.73 (d, 1H, J = 8.1 Hz), 4.24 (br s, 2H), 4.01 (br s, 2H), 2.78 (t, 2H, J = 12.2 Hz), 2.53 (tt, 1H, J = 12.2, 3.3 Hz), 1.79 (d, 2H, J = 12.6 Hz), 1.52?1.59 (m, 2H), 1.50 (s, 9H).
4-(4-アミノ-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル基)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(13):4-(4-アミノ-3-ブロモ-フェニル基)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.13g、0.42mmol)、シクロヘキサ-1-エニルボロン酸4(0.08g、0.63mmol)、Pd(dppf)Cl2。1,4-ジオキサン中のDCM (0.034g、0.042)2M Na2CO3(1.5mL)水溶液を100℃で20時間加熱した。反応物をEtOAc (10mL)で希釈し、飽和NaHCOOB水溶液(2×10mL)およびブライン(10mL)で洗浄し、有機層をNa2SO4上で乾燥し、次いで濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー、30% EtOAc/ヘキサンで精製して、0.12g(85%)の標記化合物を黄色油状物で得る。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 6.90 (dd, 1H, J = 8.1, 2.1 Hz), 6.85 (d, 1H, J = 1.9 Hz), 6.67 (d, 1H, J = 8.1 Hz), 5.76 (dq, 1H, J = 3.5, 1.8 Hz), 4.23 (br s, 2H), 3.71 (s, 2H), 2.79 (t, 2H, J = 12.7 Hz), 2.54 (tt, 1H, J = 12.3, 3.4 Hz), 2.22?2.29 (m, 2H), 2.16?2.22 (m, 2H), 1.62? 1.85 (m, 8H), 1.50 (s, 9H).
(4-{[4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1H-イミダゾール-2-カルボニル]-アミノ}-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル基)-ピペリジン-1カルボン酸tert-ブチルエステル(15):20mLのDMF中の4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1H-イミダゾール-2-カルボン酸カリウム塩(3.34g、10.9mmol)の溶液に、DIPEA (3.80mL、21.8mmol)およびHATU (11.02g、12.0mmol)を添加し、反応物を25℃で15分間撹拌した。10mLのDMF中の4-(4-アミノ-3シクロヘキサ-1-エニル-フェニル基)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(3.92g、11.0mmol)の溶液を添加し、反応物を25℃で12時間撹拌した。反応物をEtOAc (60mL)で希釈し、飽和NaHCOOB水溶液(2×60mL)およびブライン(100mL)で洗浄し、有機層をNa2 SO4上で乾燥し、次いで濃縮した。残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、2% EtOAc/CH2 Cl2)に付して精製し、標記化合物5.5g(85%)を黄色油状物で得る。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 9.68 (s, 1H), 8.25 (d, 1H, J = 8.4 Hz), 7.78 (s, 1H), 7.12 (dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.02 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.96 (s, 2H), 5.83 (dt, 1H, J = 3.6, 1.9 Hz), 4.25 (br s, 2H), 3.63?3.69 (m, 2H), 2.80 (t, 2H, J = 11.7 Hz), 2.63 (tt, 1H, J = 12.2, 3.5 Hz), 2.27?2.33 (m, 2H), 2.20?2.27 (m, 2H), 1.77?1.87 (m, 6H), 1.56?1 .68 (m, 2H), 1.49 (s, 9H), 0.95 ? 1.00 (m, 2H), 0.01 (s, 9H)。
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-ピペリジン-4-イル-フェニル基)-アミドトリフルオロ酢酸塩(16):4-(4-{[4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1ヒミダゾール2-カルボニル]-アミノ}-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル基)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル7(1.50g、2.48mmol)のCH2 Cl210mL溶液に、3mLのTFAを添加し、溶液を25℃で20時間撹拌した。反応物を5mLのエタノールで希釈し、次いで濃縮した。残渣をメタノールおよびエチルエーテルから結晶化させ、標記化合物0.85g(70%)を白色固体で得る。1 H NMR (CD3 OD, 500 MHz): δ 8.18 (d, 1H, J = 8.4 Hz), 8.04 (s, 1H), 7.22 (dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.12 (d, 1H, J = 2.3 Hz), 5.76 (m, 1H), 3.54 (m, 2H), 3.16 (m, 2H), 2.92 (m, 1H), 2.30 (m, 4H), 2.10 (m, 2H), 1.87 (m, 6H).
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸{2-シクロヘキサ-1-エニル-4-[1-(2-ジメチルアミノ-アセチル)-ピペリジン-4-イル]-フェニル基}-アミド(1g) (JHU11759):4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-ピペリジン-4-イル-フェニル基)-アミドトリフルオロ酢酸塩(0.655g、1.34ミリモル)のDMF (15mL)中懸濁液をHATU (0.61g、1.60ミリモル)およびDIPEA (0.932mL、5.35ミリモル)を加え、15分間撹拌次いで、ジメチルグリシン(0.15g、1.47ミリモル)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、表題化合物を白色固体として得た。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 9.49 (s, 1H), 8.24 (d, 1H, J = 8.3 Hz), 7.70 (s, 1H), 7.12 (dd, 1H, J = 8.4, 2.1 Hz), 7.01 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.82 (m, 1H), 4.75 (d, 1H, J = 13.4 Hz), 4.13 (d, 1H, J = 13.4 Hz), 3.57 (d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.18 (d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.12 (td, 1H, J = 13.3, 2.4 Hz), 2.73 (dddd, 1H, J = 11.9, 11.9, 3.8, 3.8 Hz), 2.65 (ddd, 1H, J = 13.3, 13.3, 2.4 Hz), 2.40 (s, 6H), 2.18?2.32 (m, 4H), 1.60?1.98 (m, 9H).
tert-ブチル((4-(6-(4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-3-イル)ピペリジン-1-イル)メチル)(メチル)カルバメート(17):DMF(15mL)中の4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-イル-フェニル)-アミドトリフルオロ酢酸塩(0.15g、0.30mmol)の懸濁液に、HATU (0.14g、0.36mmol)およびDIPEA (0.212mL、1.22mmol)を添加し、15分間撹拌し。次いで、N-(tert-ブトキシカルボニル)-N-メチルグリシン(0.063g、0.33ミリモル)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcと食塩水との間に分配した。有機層を分離し、無水MgSOOA上で乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、表題化合物を白色固体として得た。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 12.57 (s, 1H), 9.53 (s, 1H), 8.27 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.15-7.04 (m, 2H), 5.86 (s, 1H), 4.80 (s, 1H), 4.24-3.95 (m, 3H), 3.18 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.95 (s, 3H), 2.74-2.61 (m, 2H), 2.32-2.25 (m, 4H), 1.85-1.73 (m, 6H), 1.49 (s, 9H).
4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド(1h) (JHU11760): 塩化メチレン(5mL)中のtert-ブチル((4-(6-(4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-3-イル)ピペリジン-1-イル)メチル)(メチル)カルバメート(0.1g、0.18mmol)の溶液に、塩化メチレン(5mL)中のトリフルオロ酢酸(0.056mL、0.73mmol)反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、淡黄色固体として4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミドを得た(0.04g、収率46.0%)。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 9.51 (s, 1H), 8.14 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.65 (s, 1H), 6.97-6.85 (m, 2H), 5.76 (s, 1H), 4.73 (d, J = 10.0, 1H), 4.00-3.66 (m, 3H), 3.14 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.71-2.67 (m, 6H), 2.24 (d, J = 5.0, 3H), 2.17-2.15 (m, 1H), 1.87-1.74 (s, 8H).
（実施例３）
CSF1R誘導体1a、1c、1e、1g-1lの結合親和性
Figure 2021533087
Figure 2021533087
 *CSF1RヒトRTKキナーゼ。酵素ラジオメトリックアッセイ、ユーロフィン、市販アッセイ; ** CSF1R競合結合アッセイ、キノムスキャン、DiscoverX、市販アッセイ
（参考文献）
明細書において言及された全ての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、現在開示されている被検者事項が関係する当業者の量を示すものである。本明細書において言及される全ての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献(例えば、WEBサイト、データベースなど)は、個々の刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献が、具体的かつ個別に基準により組み込まれることが示されているのと同程度に、その全体が基準により本明細書に組み込まれる。多くの特許出願、特許、および他の参考文献が本明細書において言及されるが、このような参考文献は、これらの文献のいずれも、当該技術分野における技術常識の一部を形成するという承認を構成しないことが理解されるであろう。 明細書と援用された引例のいずれかとの間に矛盾がある場合は、明細書(援用された引例に基づくその補正を含む)が支配する。用語の標準的な技術的に許容される意味は、他に示さない限り、本明細書において使用される。本明細書では、様々な用語の標準的な略号を使用する。
Masgrau R, Guaza C, Ransohoff RM, Galea E (2017) 'glia' and 'neuroinflammation' と言うのはやめるべきか。Mol Med 23:486-500を傾向。
Tronel C, et al. (2017)活性化ミクログリアのポリエチレンテレフタレート画像化のための分子標的:現在の状況および将来の期待。Int J Mol Sci 18:E802.
Janssen B, Vugts DJ, Windhorst AD, Mach RH (2018) PET imaging of microglial activation-beyond targeting TSPO.分子23:607。
Aguzzi A, Barres BA, Bennett ML (2013) Microglia: Scapegoat, saboteur、または他のもの？Science 339:156-161。
Akiyama H, et al. (1994) Alzheimer疾患および筋萎縮性側索硬化症患者の脳における脳ミクログリアによるマクロファージコロニー刺激因子受容体の発現とそのアップレギュレーション。Brain Res 639:171-174。
Zhang Y, et al. (2014) 大脳皮質のグリア、ニューロン、血管細胞のRNAシークエンシングトランスクリプトームとスプライシングデータベース。J Neurosci 34:11929-11947。
Peyraud F, Cousin S, Italiano A (2017) CSF-1Rインヒビターの開発: 現在の臨床状況。Curr Oncol Rep 19:70.
Chitu V, Gokhan , Nandi S, Mehler MF, Stanley ER (2016) Emerging roles for CSF-1受容体およびその神経系における配位子。Neurosci 39:378-393を傾向。
Ginhoux F, et al. (2010) Fate mapping分析により、大人ミクログリアは原始マクロファージに由来することが明らかになっている。Science 330:841-845。
Elmore MR, et al. (2014) コロニー刺激因子1受容体シグナル伝達は、ミクログリアの生存性に必要であり、成体脳のミクログリア前駆細胞を露出させる。Neuron 82:380-397。
Walker DG, Tang TM, Lue LF (2017) アルツハイマー病脳およびヒトミクログリアにおけるコロニー刺激因子受容体-1および配位子ドコロニー刺激因子-1とインターロイキン-34に関する研究Front Aging Neurosci 9:244.
Smith AM, et al. (2013) M-CSFは、大人ヒトミクログリアにおいて受容体および転写因子の発現を調節しながら、増殖および貪食能を亢進させる。J 神経炎症 10:85.
Palle P, Monaghan KL, Milne SM, Wan ECK (2017) Cytokine signaling in multiple sclerosis and its therapeutic applications.Med Sci (Basel) 5:E0023.
El-Gamal MIら(2018)コロニー刺激因子-1レセプター(CSF-1R)キナーゼおよびそインヒビターの最近の進歩。J Med Chem 61:5450-5466。
Lue LF, et al. (2001) In vitroにおけるアルツハイマー病および非痴呆高齢ミクログリアの炎症性レパートリーグリア35:72-79。
Murphy GM Jr, Zhao F, Yang L, Cordell B (2000) マクロファージコロニー刺激因子受容体の発現は、Alzheimer疾患のAbetaPP(V717F)トランスジェニックマウスモデルで増加している。Am J Pathol 157:895-904。
Yan SD, et al. (1997) アミロイド-βペプチドと結合し、アルツハイマー病の神経毒性を媒介する細胞内タンパク質。Nature 389:689-695.
Boissonneault V, et al. (2009) Alzheimer疾患におけるβ-アミロイド沈着および認知障害に対するマクロファージコロニー刺激因子の有力な有益な効果脳132:1078-1092.
Deczkowska Aら(2018)疾患関連ミクログリア:神経変性のユニバーサル免疫センサ部。Cell 173:1073-1081。
Keren-Shaul Hら(2017)は、アルツハイマー病の発生を制限することに関連する独特のミクログリア型である。Cell 169:1276-1290.e17。
Raivich G, et al. (1998) 正常および損傷マウス中枢神経系におけるミクログリア上のMCSFレセプターの調節:共焦点レーザー顕微鏡を用いた定量的免疫蛍光研究。J Comp Neurol 395:342-358.
Prieto-Morin C, Ayrignac X, Ellie E, Tournier-Lasserve E, Labauge P (2016) CSF1R関連白質脳症は、原発性進行性多発性硬化症を模倣している。J Neurol 263:1864-1865.
Alterman RL, Stanley ER (1994) ヒトグリオーマにおけるColony stimulating factor-1の発現Mol Chem Neuropathol 21:177-188.
Lentz MR, et al. (2010)は、慢性ヒト免疫不全ウイルス感染時の神経軸索代謝および認知に対するマクロファージコロニー刺激因子レベルの関係を探る。J Neurovirol 16:368-376.
Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014) 5-(4-((4-[(18)F]フルオロベンジル)オキシ)-3-メトキシベンジル)ピリミジン-2,4-ジアミン:Trk/CSF-1Rの潜在的ポリエチレンテレフタレート画像化のための選択的二重インヒビター。Bioorg Med Chem Lett 24:4784-4790.
Illig CR, et al. (2008) Discovery of novel FMS kinase inhibitors as anti-inflammatory agents.Bioorg Med Chem Lett 18:1642-1648.
Krauser JAら(2015)CSF-1Rキナーゼ受容体阻害剤(BLZ945)およびその薬理学的に活性な代謝産物の表現型および代謝研究。Xenobiotica 45:107-123.
DeNardo DG, et al. (2011) 白血球の複雑さは乳癌の生存率を予測し、化学療法に対する応答を機能的に調節する。Cancer Discov 1:54-67.
Melnikova T, et al. (2013) Alzheimer-amyloidosisの誘導モデルにおける可逆的な病的・認知的表現型。J Neurosci 33:3765-3779。
Dobos N, et al. (2012) 神経炎症誘発性凹部のマウスモデルにおけるインドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼの役割。J Alzheimers Dis 28:905-915.
Qin L, et al. (2007) 全身性LPSは慢性神経炎症と進行性神経変性を引き起こす。グリア55:453-462。
Jones MV, et al. (2008) MOG 35-55実験的自己免疫性脳脊髄炎における行動学的および病理学的転帰。J Neuroimmunol 199:83-93.
Catorce MN, Gevorkian G (2016) LPS誘発マウス神経炎症モデル:主な特徴および栄養補助食品の前臨床評価への適合性。Curr Neuropharmacol 14:155-164.
Nandi S, et al. (2012) CSF-1レセプターリガンドであるIL-34とCSF-1は、異なる発生脳の発現パターンを示し、神経前駆細胞の維持と成熟を調節している。Dev Biol 367:100-113.
Michaelson MD, et al. (1996)は、マウスのCSF-1欠損により、脳の発達に異常が生じる。Development 122:2661-2672.
Lee SC, et al. (1993) ヒト胎児星状細胞およびミクログリアにおけるマクロファージコロニー刺激因子サイトカインとリポ多糖による異なる規則、ミクログリア上の教室II MHCの規則。J Immunol 150:594-604.
Aid S, Parikh N, Palumbo S, Bosetti F (2010) Neuronal overexpression of cyclooxygenase-2は、脳の自然免疫活性化時の神経炎症反応を変化させない。Neurosci Lett 478:113-118.
Dickens AMら(2014)は、ポリエチレンテレフタレートおよび放射性トレーサー11 C-(R)-PK11195および18F-GE-180を用いた神経炎症の急性モデルにおけるミクログリア活性化の検出を行った。J Nucl Med 55:466-472。
5. Federal Register §361.1(2018)、21378-21381頁。
Hannestad J, et al. (2012) エンドトキシン誘発全身炎症はミクログリア:[11 C]PBR28陽電子放出断層撮影法を非ヒト霊長類で活性化する。Neuroimage 63:232-239.
Heppner FL, Ransohoff RM, Becher B (2015) Immune attack: Alzheimer病における炎症の役割。Nat Rev Neurosci 16:358-372.
Hickman SE, El Khoury J (2014) TREM2とアルツハイマー病の神経免疫学。Biochem Pharmacol 88:495-498.
Stabin MG, Sparks RB, & Crowe E (2005) OLINDA/EXM: 核医学における内部線量評価のための第2発電パーソナルコンピュータソフトウェア。J. Nucl.中央値。46(6):10231027.
Foster DM (1998)は、SAAM IIソフトウェアシステムを用いた単一入力多出力検討を記述するための統合マルチコンパートメントモデルを開発し、試験している。Adv Exp Med Biol 445:5978.
Stabin MG & Siegel JA (2003) Physical models and dose factors for use in internal dose assessment.Health Phys.85(3):294-310.
Beeton C, Garcia A, & Chandy KG (2007) 慢性再発性実験的自己免疫性脳脊髄炎の誘導と臨床スコアリングJ Vis Exp (5):224。
Horti AG, et al. (2016) 18F-FNDP for PET Imaging of Soluble Epoxide Hydrolase.J. Nucl.中央値。57(11):1817-1822.
Rahmim A, Cheng JC, Blinder S, Camborde ML, & Sossi V (2005) Statistical dynamic image reconstruction in state-of-the-art high-resolution PET.博士号中央値。Biol.50(20):4887-4912.
Logan Jら(1990)は、ヒト被検者を用いた[N-11C-メチル]-(-)-コカインPET研究に適用された時間活性測定からの可逆的放射性リガンド結合のグラフィック解析を行った。J. Cereb.Blood Flow Metab.10(5):740-747.
上記の被検者事項は、理解を明確にするために、説明および説明としていくつか詳述されてきたが、特定の変更および修正が、添付の特許請求の範囲の範囲内で実施され得ることは、当業者によって理解される。
(連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載)
本発明は、国立衛生研究所により授与されたAG054802の下、米国政府の支援によってなされた。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
陽電子放射断層撮影法(PET)は、内因性リガンドまたは薬物によって脳受容体およびその占有をin vivoで定量する最先端の方法である。推定神経炎症状態のPETイメージング(Masgrau R, et al. (2017))は、反応性グリア細胞について報告するトランスロケータタンパク質(TSPO)を標的とする放射性リガンドを使用して試みられてきた。細胞型特異性および遺伝子型に対する感受性の欠如などの、TSPOを標的とするPETの限界のため、研究者は、神経炎症の他の態様を標的とするPET放射性トレーサー(P2X7、COX-2、CB2、ROS、A2AR、MMP)を開発した[Tronel C、ら(2017); Janssen Bら(2018)を参照のこと]。しかし、P2X7受容体などの、より新しいイメージング標的は、同様に、細胞特異的発現の欠如を含む制限がある(図7)。脳内の細胞の最大10%を占める反応性ミクログリアのみを標的とする薬剤(Aguzzi A, et al. (2013))は、CNS内の損傷および修復のこの細胞メディエーターをイメージングすることにより、神経炎症状態のより具体的であいまいさの少ない読み出しを提供する可能性がある。
脳内において、マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)(c-FMS、CD-115、またはM-CSFRとしても知られる)は、主にミクログリアによって発現され、一方で、ニューロンを含む他の細胞におけるその発現は低い(Akiyama H, et al. (1994); Zhang Y, et al. (2014)) (図7)。CSF1Rは、2つのホモ二量体リガンド、CSF1およびIL-34によって活性化されるチロシンキナーゼ受容体のサブファミリーにおける細胞表面タンパク質である(Peyraud F, et al. (2017))。CSF1Rは、造血前駆細胞の生存、増殖、分化、および機能の主要な調節因子である(Chitu V, et al. (2016))。CSF1Rは、ミクログリアの発達、生存、および維持を直接制御し、神経炎症において極めて重要な役割を果たす(Ginhoux F, et al. (2010); Elmore MR, et al. (2014); Walker DG, et al. (2017); Smith AM, et al. (2013); Palle P, et al. (2017))。CSF1Rの阻害は、種々の炎症性および神経炎症性障害を治療する方法として追求されてきた(El-Gamal MI, et al. (2018))。健康な哺乳類の脳におけるCSF1Rの局所分布については詳しく研究されていないが、マウスでの発現解析により、CSF1Rのレベルは上皮質領域で高く、脳の他の領域では低いことが実証された(Lue LF, et al. (2001))。
アルツハイマー病(AD)の死後の脳におけるCSF1RおよびCSF1のアップレギュレーションを示す報告もある(Akiyama H, et al. (1994)，Walker DG, et al. (2017)，Lue LF, et al. (2001))。マウスによる研究では、ADのトランスジェニックマウスモデルにおいて、対照脳ではCSF1Rの中程度の発現を示し、アミロイドベータ(Aβ)沈着物の近くに位置するミクログリアでは高い発現を示した(Murphy GM Jr, et al. (2000); Yan SD, et al. (1997); Boissonneault V, et al. (2009))。CSF1R, CSF1の同族リガンドをコードする遺伝子は、第2段階疾患関連ミクログリア(DAM)においてアップレギュレートされており、これは、確認においてADを維持する際に有益な役割を果たし得る(Deczkowska A, et al(2018); Keren-Shaul H, et al(2017))。げっ歯類の外傷性脳損傷は、損傷領域におけるCSF1Rレベルの高い特異的増加をもたらした(Raivich G, et al. (1998))。CSF1Rは、多発性硬化症による病変で変化する(Prieto-Morin C, et al. (2016))。アップレギュレートされたCSF1Rは、脳腫瘍で実証された(Alterman RLおよびStanley ER (1994))。HIV関連認知障害は、CSF1Rのレベルと相関した(Lentz MR, et al. (2010))。CSF1Rの臨床PETのイメージングは、CNS障害における神経炎症に関連するCSF1R経路の理解を促し、新しい抗炎症CSF1R療法の開発の指針となる可能性がある。
CSF1Rのイメージングに適したPET放射性トレーサーは入手できない。公開されている唯一の放射性標識CSF1R阻害剤は2014年に合成されたが(Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014))、この放射性トレーサーを用いたイメージングの研究は報告されていない。
本開示の主題は、１つ以上の神経炎症性もしくは神経変性の疾患または病気に罹患しているかその疑いがある被検者におけるマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングするためのイメージング剤を提供することである。
いくつかの態様において、本開示の主題は、１つ以上の神経炎症性もしくは神経変性の疾患または病気に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングするためのイメージング剤を提供することであり、該イメージング剤は、式(I)の化合物を含み：
Figure 2021533087
 式中、X、Y、およびZは、-N-および-CR5-からなら群からそれぞれ独立して選択され、R5は、H、置換もしくは非置換のC1-C8アルキルまたはR*からなる群より選択され、R*は、陽電子放射断層撮影法(PET)イメージングに適した放射性同位体を含む部分、または放射性同位体自体であり；
R1は、置換または非置換のヘテロアルキル、置換または非置換のヘテロアリール、C1-C8アルコキシル、C1-C8アルキルアミノ、C1 -C8ジアルキルアミノ、および-N(C1 -C8 アルキル)(SO2)(C1 -C8 アルキル)からなる群より選択され、R1は任意にR*で置換され得、またはR1はPETイメージングに適した放射性同位体であり得；
R2は、置換または非置換のヘテロアルキルであり、R2は任意にR*で置換され得；
R3は、置換または非置換のヘテロアリールであり、R 3は任意にR*で置換され得；
R4は、H、置換または非置換のC1-C8アルキル、C1-C8アルコキシル、シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択され；または、
その薬理的に許容される塩であり；
R1, R2, R3またはR5の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはPETイメージングに適した放射性同位体である。
他の態様において、本開示の主題は、１つ以上の神経炎症性もしくは神経変性の疾患または病気に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングする方法を提供することであり、該方法は、式(I)の有効量のイメージング剤、またはその薬学的に許容される塩を被検者に投与する工程、およびPET画像を撮影する工程を含む。
本開示の主題により全面的または部分的に取り組んだ本開示の主題の特定の態様についてこれまで述べてきたが、後に詳しく説明する、不随する実施例および図面と併せて説明がすすむにつれて、他の態様も明らかになるであろう。
本特許または出願ファイルは、カラーで作成された少なくとも1つの図面を含んでいる。カラー図面が付された本特許または特許出願公開の写しは、請求および所要の手数料の納付により、特許庁によって提供される。
ここまで本開示の主題を大まかに説明してきたが、ここで添付の図面を参照する。これらの図面は必ずしも縮尺通りではない。
AおよびBは、shamおよびLPSにおける[11 C]CPPCの脳への取り込み: 右前脳注射マウス、ベースライン、および遮断の比較を示す。2つの独立した実験(AおよびB)を行った。タイムポイントは、放射性トレーサー注射の45分後だった；LPS(0.5μL中5μg)または生理食塩水(0.5μL)を、放射性トレーサー研究の2〜3日前に右前脳(同側前部象限)に注射した。放射性トレーサーの5分前に遮断薬(CPPC)を腹腔内注射した。(A)対象領域(ROI)は、小脳(CB)、同側半球(IH)、および対側半球(CH)である。データは平均%SUV ± SD (n = 3)である。(B)ROIは小脳(CB)、対側半球(CH)、同側尾側象限(ICQ)、同側前部象限(IFQ)である。データは平均%SUV ± SD (n = 4)である。統計解析:LPS-ベースラインとshamまたはLPS-遮断との比較。*P<0.05;星印なしはP>0.05(ANOVA)を示す。 A、B、およびCは、対照(Ctrl)マウス、LPS (i.p.)投与マウス(LPSベース)、およびLPS (i.p.)投与マウスにおけるCSF1R放射性トレーサー[11 C]CPPCの脳への取り込みに加え、3つの独立した実験におけるCSF1R阻害剤による遮断(LPS遮断)を示す。タイムポイントは放射性トレーサー注射[LPS (10mg/kg)]後45分であった。(A) データは、平均%SUV ± SD (n = 5)である。CB:小脳。(B)データは、平均SUVR ± SD (n = 5)である。遮断剤(CPPC、1mg/kg、腹腔内)をLPS投与マウスに注射した。(C)データは、平均SUVR ± SD (n =3〜6)である。遮断剤(化合物8、2mg/kg、腹腔内)をLPS投与マウスに注射した。統計解析:LPSベースラインと対照またはLPS遮断との比較。*P < 0.01; ** P = 0.03; 星印なしはP > 0.05(ANOVA)を示す; トランスジェニックAD (n = 6)および対照(n = 5)マウスにおける[11 C]CPPCの脳への取り込みの比較を示す。タイムポイントは、放射性トレーサー注射の45分後。データ:平均%SUV ± SD。*P = 0.04、** P<0.005(ANOVA)。[11 C]CPPCの取り込みは、ADマウスの脳領域において有意に大きかった。CB:小脳、Ctx:皮質、Hipp:海馬。 AおよびBは、マウスEAEにおける[11 C]CPPC PET/CTイメージングを示す。(A) MIP (上)、冠状切片(中)、および矢状切片(下)は、示されたマウスにおける、１投影あたり45〜60分の放射性トレーサーの取り込みを示す。カラースケール範囲は%ID/g組織を示す。(B)対照動物への取り込みによって正規化された局所的な脳への取り込みとEAE重症度を示す。BS:脳幹、FCTX:前頭皮質。 A、B、C、およびDは、ベースライン、LPS、およびLPS+遮断実験における同じヒヒにおける[11 C]CPPCのPETイメージングを示す。放射性トレーサー注射の4時間前におけるLPS投与量は、0.05mg/kg (i.v.)であった。(A)パラメトリック(VT)画像。(B)ベースライン局所脳におけるSUVと時間による、[11 C]CPPCの取り込み曲線。(C)全脳におけるSUVと時間による、[11 C]CPPCの取り込み曲線:ベースライン(緑)、LPS投与後(赤)、LPS投与後の遮断(黒)。(D)代謝補正血漿におけるSUVと時間による、[11 C]CPPCの取り込み曲線:ベースライン(緑)、LPS投与後(赤)、LPS＋遮断(黒)。DのInsetは、スキャンの最初の120秒を示す。 死後のヒトにおけるオートラジオグラフィー/[11C]CPPC画像(ベースラインおよび遮断)を、下頭頂葉灰白質切片で示したものである。アルツハイマー症の被検者3例(1-AD、2-AD、3-AD)および対照(4-対照)被検者。図20および表5、6も参照のこと。 CNS細胞において、CSF1R遺伝子は主にミクログリアで発現されるが、TSPOおよびP2RX7遺伝子は多細胞発現を呈することを示したものである。略語: OPC = オリゴデンドロサイト前駆細胞; FPKM =100万のマッピングされた読取りあたりの転写物のキロベースあたりの断片。図はhttp://web.stanford.edu/group/barres_lab/brain_rnaseq.htmlからのものである。 CPPC前の合成を示す。 [11 C]CPPCの放射合成を示す。 図10は、[11 C]CPPCおよび遮断薬CPPCを用いた遮断研究を示す。この研究では、トレーサー投与後45分のタイムポイントにおいて、低投与量(0.6〜3mg/kg)の非標識CPPCでは有意ではない遮断が、投与量を増やした(10〜20mg/kg)場合は取り込みの有意ではない漸増が示された。データ: %SUV ± SD (n - 5)。 AおよびBは、同じ実験において、血中補正を行わない場合(A)および行った場合(B)の、ベースラインとCD1マウスの大脳皮質への [11 C]CPPCの取り込みを遮断した場合との比較を示す。A:平均%SUV ± SD (n = 3)。ベースラインと2投与量(0.6および3mg/kg)の非標識CPPCによる遮断との間に有意な差は認められなかった(P >0.05)。B:データ:平均皮質SUVR ± SD (n = 3)。CPPC遮断薬を2回注射したマウスでは、血液補正SUVR値はベースライン(ANOVA)よりも有意に低かった(P = 0.05)。この実験は、[11 C]CPPCがCD1マウス脳皮質中のCSF-1Rを特異的に放射性標識することを実証している。 AおよびBは、放射性トレーサー注射の45分後の、対照対ミクログリア枯渇(A)および対照対CSF1Rノックアウト(B)マウスにおける、[11 C]CPPCの全脳への取り込みの比較を示す。A:データは平均%SUV ± SD (n = 5)である。B:データは血液に対する平均%SUV±SD (n = 5)である。統計解析-ANOVA。 閾値なしのEAEマウスにおける[11 C]CPPC PET/CT画像の矢状切片を示す。全ての画像は、図4に示されるものと同じ最大値にスケールされる。S=唾液腺; H =ハーダー腺。 A、B、およびCは、マウス脳におけるCSF1Rの発現の上昇を誘導するLPS投与を示す。A:定量的リアルタイムPCR(n=5)によって測定されたCsf1r mRNAの相対レベル。B:対照およびLPS投与マウス脳からの全マウス脳抽出物のウェスタンブロット分析。各レーンはマウスを表す。C:CSF1Rのバンド強度を算出し、図BからのGAPDHのもの(n=5)で正規化した。 ヒヒ研究において、ベースライン(緑)、LPS投与(赤)およびLPS＋遮断薬(黄)における [11 C]CPPCの局所的VT値を示す。略語: Th =視床; Hp =海馬; CC =脳梁; WM =白質; Oc =後頭皮質; CB =小脳; Amyg =扁桃体; WB =全脳。 ヒヒ血清中の炎症性サイトカインIL-6のレベルを示す図である。IL‐6レベルはLPS注射後に増加し、LPS＋阻害薬の研究において低下した。IL-6はELISAキットで測定した。簡単に説明すると、3つの異なるタイムポイント(注射後15、45、および90分)において、2mLのヒヒ末梢血をBD Vacutainer (BD Biosciences, cat# 367983, La Jolla, CA)に回収し、2000×gで10分間、室温で遠心分離した。血清を滅菌チューブに回収し、将来の免疫測定のために-80℃で保存した。血清試料を氷上で解凍し、IL-6 Monkey Instant ELISA（登録商標） (Thermo Fisher Scientific, cat# BMS641INST, Halethorpe, MD)を用いてIL-6レベルを製造業者の手順に従って測定した。 AおよびBは、ヒヒ血漿中の[11 C]CPPC ([11 C]JHU11744)放射性代謝物のHPLC解析を示す。Aは、異なる時間間隔で回収した[11 C]CPPCおよび血漿試料の放射性HPLCクロマトグラム、Bは、対照およびLPSまたはLPSと遮断剤を投与したヒヒにおける[11 C]CPPCの相対割合の時間による低下を示す。 A、B、C、およびDは、[11 C]CPPC動態分析の代表的プロットを示す。(A)はコンパートメント・モデリング、(B)はローガン分析であり、これらはどちらも好適な方法であることが示される(代表的な領域:被殻、緑色マーカー: PET研究データポイント、実線:適合データ。(C)代表的なベースライン研究における、コンパートメント・モデリングおよびローガン分析によるVT結果の比較、これらは高度に同等/相関していることが示される(R2 =0.9657)。(D)局所的VT推定値(領域:被殻)の代表的な時間一貫性プロットであり、注射後60分を使用して安定した結果(<2.5%の変化)が得られたことを示す。 ヒヒ研究におけるベースライン(緑)、LPS投与(赤)およびLPS＋遮断薬(黄)の [11 C]CPPCの局所的K1を示す。略語: Th = 視床; Hp = 海馬; CC = 脳梁; WM = 白質; Oc = 後頭皮質; CB = 小脳; Amyg = 扁桃体; WB = 全脳。 AD死後ヒト脳切片における、[11 C]CPPCを用いたオートラジオグラフィー実験における、種々の遮断薬(PLX3397; BLZ945および化合物8)によるベースライン/遮断率を示す図である。
ここで、本開示の主題を、添付の図面を参照して以下により詳細に説明するが、ここでは、本開示の主題の一部の(ただし、全てではない)実施形態を示す。全体を通して同じ参照符号は同じ要素を指す。本開示の主題は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載する実施形態に限定されるものであると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要求を満たすように提供される。実際、本開示の主題に関わる技術分野の当事者であれば、上述の説明および関連する図に提示されている教示の利益を有する、本開示の主題の多くの改変および他の実施形態を思いつくであろう。従って、本開示の主題は、開示された具体的な実施形態に限定されるものではなく、修正および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれると理解されたい。
I. 神経炎症におけるマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングするためのPET放射性トレーサー
マクロファージコロニー刺激因子‐1(CSF1)は、種々の炎症性疾患の原因となる最も一般的な炎症誘発性サイトカインの1つである。CSF1はその受容体であるCSF1Rと相互作用し、単球/マクロファージ系細胞の分化と増殖をもたらす。CSF1R発現レベルの増加は、アルツハイマー症(AD)、脳腫瘍、多発性硬化症(MS)、外傷性脳損傷などを含むが、これらに限定されない種々の神経炎症性障害と関連している。Walker et al, 2017を参照のこと。
CNSでは、CSF-1Rは主にミクログリアによって発現されるが(Akiyama, et al., 1994; Raivich et al., 1998)、ニューロンを含む他の細胞での発現は低い(Chitu et al., 2016)。潜在的に、CSF1Rは神経炎症におけるミクログリア活性化のイメージングのための選択的結合部位を表している。反対に、神経炎症の最も一般的に使用されるバイオマーカー、TSPOおよびP2RX7は、どちらも多細胞発現を示し(Raivich et al., 1998)、よって、ミクログリア活性化の選択的結合部位とみなすことはできない。図10参照。
強力で選択的なCSF1R阻害剤である5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド(1)は、製薬業界により、潜在的な抗炎症剤として開発された(Illig et al., 2008)。
Figure 2021533087
 5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1)
本開示の主題は、部分的に、[11 C]1([11C]CMPPF;[11 C]JHU11744; 5-シアノ-N-(4-(4-[11 C]メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド)の放射線合成、および神経炎症におけるCSF1RのPETイメージングのためのその評価を提供する。
Figure 2021533087
より一般的には、本開示の主題は、マクロファージコロニー刺激因子-1受容体(CSF1R)をイメージングするための一連のPET放射性トレーサーを提供する。CSF1Rでの放射性トレーサーの結合を、神経炎症の動物モデル、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)マウス(多発性硬化症モデル)、および死後のアルツハイマー症脳組織において実験した。動物モデルでは、特定の化合物が容易に脳に入った。さらに特定の化合物は、神経炎症の動物モデルにおいてCSF1Rに特異的に結合した(および標識した)。ある態様において、本開示による化合物は、対照モデルよりも、神経炎症の動物モデルにおいて有意により多くの取り込みを示した。さらなる実施形態において、選択された化合物は、ヒトのアルツハイマー脳組織中のCSF1Rを特異的に標識する。従って、本開示による化合物は、神経炎症および神経変性におけるCSF1Rの研究に使用することができる。
A. 式(I)のイメージング剤
いくつかの実施形態において、本開示の主題は、１つ以上の神経炎症性または神経変性の疾患または病気に罹患しているかその疑いがある被検者において、マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングするためのイメージング剤を提供し、このイメージング剤は、式(I)の化合物を含む:
Figure 2021533087
 式中、X, Y、およびZは、-N-および-CR5-から成る群からそれぞれ独立して選択され、R5は、H、置換または非置換のC1 -C8アルキル、またはR*から成る群より選択され、R*は、陽電子放射断層(PET)イメージングまたは放射性同位体自体に適した放射性同位体を含む部分であり;
R1は、置換または非置換のヘテロアルキル、置換または非置換のヘテロアリール、C1 -C8アルコキシル、C1 -C8アルキルアミノ、C1 -C8ジアルキルアミノ、-N(C1 -C8アルキル)(SO2)(C1-C8アルキル)からなる群より選択され、R1は任意にR*で置換され得、またはR1はPETイメージングに適した放射性同位体であり得;
R2は置換または非置換のヘテロアルキルであり、R2は任意にR*で置換することができ;
R3は置換または非置換のヘテロアリールであり、R 3は任意にR*で置換することができ、
R 4は、H、置換または非置換のC 1 -C 8アルキル、C 1 -C 8アルコキシル、シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、およびヘテロアリールからなる群より選択される、または、その薬理的に許容可能な塩であり;
R1, R2, R3またはR5の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはPETイメージングに適した放射性同位体である。
いくつかの実施形態において、R1は、置換または非置換のピペラジニル、置換または非置換のモルホリニル、1,1-ジオキシド-チオモルホリニル、置換または非置換のピラゾリル、置換または非置換のイミダゾリル、C1 -C8アルコキシル、C1 -C8アルキルアミノ、C1 -C8ジアルキルアミノ、-N(C1 -C8アルキル)(SO2)(C1-C8アルキル)からなる群より選択され、R1は任意にR*で置換され得るか、またはR1はPETイメージングに適した放射性同位体であり得る。
いくつかの実施形態において、R2は、置換または非置換のピペリジニルおよび置換または非置換のモルホリニルからなる群より選択され、R2は任意にR*で置換され得る。
いくつかの実施形態において、R3は、置換または非置換のピロリル、および置換または非置換のフラニルからなる群より選択され、R3は任意にR*で置換され得る。
特定の実施形態において、R1は、以下、すなわち、
Figure 2021533087
 からなる群より選択され、
pは0と1から選択された整数であり;
qは、0、1、2、3、4および5 からなる群から選択された整数であり;
rは、0、1、2、3および4からなる群から選択された整数であり;
R11は、C1 -C8置換または非置換のアルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換のC1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
特定の実施形態において、R2は、
Figure 2021533087
 からなる群より選択され、
pは0と1から選択された整数であり;
qは、0、1、2、3、4、および5 からなる群から選択された整数であり;
rは、0、1、2、3、および4からなる群から選択された整数であり;
R11は、C1 -C8置換または非置換のアルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択される。
特定の実施形態において、R3は、
Figure 2021533087
 からなる群より選択され、
pは、0と1からなる群から選択された整数であり;
R11は、C1 -C8置換または非置換のアルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換のC1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
特定の実施形態において、
(a)X, Y, Z はそれぞれ-CR5-であり;
(b)XおよびZはそれぞれ-N-で、Yは-CR5-であり;
(c)Xは-N- で、YとZはそれぞれ-CR5であり;
(d)XおよびYはNで、Zは-CR5 -であり;
(e)XおよびYはそれぞれ-CR5-で、ZはNであり;
R5は任意に少なくとも1回R*で置換され得る。
特定の実施形態において、式(I)の化合物は、式(Ia)の化合物である:
Figure 2021533087
 式中、
R6は、H、C1-C8アルキル、-C(=O)-O-Rおよび-(CH2)n-R10からなる群から選択され;nは0、1、2、3、4、5、6、7、および8から選択された整数であり;R9およびR10はそれぞれC1 -C8直鎖または分岐アルキルであり、R6は任意にR*で置換することができ、またR6はR*であり得;
R7は、HまたはC1 -C8アルキルからなる群より選択され、R7は任意にR*で置換することができ、またはR7はR*であり得;
R8は、置換または非置換のピロリル、フラニル、およびピリジニルであり、R8は任意にR*で置換され得;または、その薬学的に許容可能な塩であり;
R6, R7、またはR8の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはR*である。
より特定の実施形態において、R6は、水素、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、および-C(=O)-O-(C1 -C8アルキル)3からなる群より選択され; R7は、水素、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチルからなる群より選択され; R8は、
Figure 2021533087
 からなる群より選択され;
pは、0と1からなる群より選択された整数であり;
R11は、C1 -C8置換または非置換のアルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換のC1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(C1-C8アルキル)、およびR*からなる群より選択され;R6, R7およびR8はそれぞれ任意にR*で置換され得る。
さらにより特定の実施形態において、イメージング剤は、以下、すなわち、
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1a);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1c);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1e);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1g);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミド(1h);
6-フルオロ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
6-ブロモ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7a);
tert-ブチル4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7b);
tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7c);
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b);
5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1d);
4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1f);
5-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1k);
4-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1l);
N-(4-(4-(2-ブロモエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)-5-シアノフラン-2-カルボキサミド(1m);
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸{2-シクロヘックス-1-エニル-4-[1-(2-ジメチルアミノ-アセチル)-ピペリジン-4-イル]-フェニル}-アミド(1g);および
4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド(1h)
からなる群より選択される:
いくつかの実施形態において、R*は、11 C、18 F、および-(CH2)m -R13からなる群より選択され、R13は、PETイメージングに適した放射性同位体で任意に置き換えることができる、C1 -C8直鎖または分岐のアルキルである。
特定の実施形態において、PETイメージングに適した放射性同位元素は、11 Cおよび18 Fからなる群より選択される。
さらにより特定の実施形態において、式(I)の化合物は以下の通りである。
Figure 2021533087
B. イメージングの方法
いくつかの実施形態において、本開示の主題は、1以上の神経炎症性または神経変性の疾患または病気に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)をイメージングする方法を提供し、この方法は、有効量の式(I)のイメージング剤、またはその薬学的に許容される塩を被検者に投与するステップと、PET画像を撮影するステップとを含む。
特定の実施形態において、神経炎症性または神経変性疾患または病気は、アルツハイマー症(AD)、多発性硬化症(MS)、外傷性脳損傷、脳腫瘍、HIV関連認知障害、および1以上の脱髄性疾患からなる群より選択される。
脱髄性疾患の例としては、MS、デビック病、および他の炎症性脱髄性疾患;中枢神経ニューロパチー、橋中心髄鞘崩壊症、脊髄癆(梅毒性脊髄症)、および進行性多巣性白質脳症を含む白質ジストロフィー性疾患;ギラン・バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー、シャルコー・マリー・トゥース病、圧力麻痺に罹りやすい遺伝性ニューロパチー;ならびに末梢神経障害、脊髄症、および視神経障害を含む末梢神経系の脱髄性疾患が挙げられるが、これらに限定されない。
一般に、活性剤の「有効量」は、所望の生物学的応答を誘発するのに必要な量を指す。当業者によって理解されるように、薬剤またはデバイスの有効量は、所望の生物学的終点、送達される薬剤、医薬組成物の構成、標的組織などのような因子によって変化し得る。
「接触する」とは、本開示の主題の少なくとも1つの化合物が、少なくとも1つのCSF1R発現腫瘍または細胞と物理的に接触することになる任意の作用を意味する。「接触する」には、細胞または腫瘍を化合物に、少なくとも1つの化合物を少なくとも1つの細胞または腫瘍に接触させるのに十分な量で曝露することが含まれ得る。本方法は、化合物および細胞または腫瘍を、培養皿または培養実験管などの制御された環境に導入、好ましくは混合することによって、in vitroまたはex vivoで実施することができる。本方法は、in vivoで実施することができ、この場合、接触するとは、任意の好適な経路を介して化合物を被検者に投与するなど、被検者の少なくとも1つの細胞または腫瘍を本開示の主題の少なくとも1つの化合物に曝露することを意味する。
本明細書中で使用される場合、「治療する」という用語は、そのような用語が適用される疾患、障害、もしくは病気、またはそのような疾患、障害もしくは病気の1つもしくは複数の条件もしくは発現の進行を逆転させる、軽減させる、阻害する、予防する、またはその可能性を低減させることを含み得る。「予防する」とは、疾患、障害、病気、またはその症状もしくは顕在化、またはその重症度の悪化が起こらないようにすることをいう。従って、本開示による化合物は、疾患、障害、または病気の発生または再発を予防または低減するため、予防的に投与することができる。
「組合せ」という用語は、その最も広い意味で使用され、被検者に、少なくとも2つの薬剤、より具体的には、本開示による化合物および少なくとも1つの他の活性薬剤が投与されることを意味する。より具体的には、「組合せて」という用語は、例えば、単一の病状の治療のために2つ(または２つ以上)の活性薬剤を同時に投与することを意味する。本明細書中で使用される場合、活性薬剤は単一の剤形に組み合わせて投与してもよく、同時に別々の剤形として投与してもよく、または別々の剤形として同日または別々の日に交互にまたは連続して投与してもよい。本開示の主題の一実施形態において、活性薬剤は、単一の剤形に組み合わされ投与される。別の実施形態において、活性薬剤は、別々の剤形で投与される(例えば、片方の量を変え、もう片方は変えないことが望ましい)。単一投与形態は、疾患状態の治療のために活性薬剤を追加することが含まれ得る。
本開示による方法によって治療される被検者は、多くの実施形態において、ヒト被検者であることが望ましいが、本明細書に記載する方法は、「被検者」という語に含まれることが意図される全ての脊椎動物種に関して有効であると理解されたい。従って、「被検者」は、既存の病気もしくは疾患の治療、または病気もしくは疾患の発症を予防するための予防的治療などの医療を目的とするヒト被検者、または医学、獣医学、もしくは成長目的のための動物(非ヒト)を含むことができる。好適な被検動物としては、限定されないが、例えば、ヒト、サル、エイプなどの霊長類;例えば、畜牛、雄牛などのウシ属;ヒツジ;ヤギ;ブタ;ウマ、ロバ、シマウマなどのウマ科;野生および飼いネコを含むネコ;イヌ;ウサギ、野ウサギを含むウサギ目の動物;およびマウス、ラットなどを含むげっ歯類を含む哺乳動物が挙げられる。動物はトランスジェニック動物であってもよい。いくつかの実施形態において、被検者は、胎児、新生児、乳児、幼児、および成人を含むが、これらに限定されないヒトである。また、「被検者」は、病気または疾患に罹患しているかその疑いがある患者を含むことができ、従って、「被検者」および「患者」という用語は、本明細書中で互換的に使用される。
C.キット
さらに他の実施形態において、本開示の主題は、本開示による化合物を含むキットを提供する。
特定の実施形態において、キットは、薬学的に許容可能な担体および本発明の化合物を含む包装された医薬組成物を提供する。特定の実施形態において、包装された医薬組成物は、放射性標識された前駆体と組み合わせる際に本発明の化合物を生成するのに必要な反応前駆体を含む。本発明によって提供される他の包装された医薬組成物は、以下のもののうちの少なくとも1つを含む証拠(indicia)をさらに含む:供給された前駆体から本発明による化合物を調製するための説明書、CSF1を発現する細胞または組織をイメージングするために組成物を使用するための説明書、またはストレス関連障害を患う患者においてグルタミン酸作動性神経伝達をイメージングするために組成物を使用するための説明書、または前立腺癌をイメージングするために組成物を使用するための説明書。
D.医薬組成物および投与
別の態様において、本開示は、本開示による化合物を単独で、または薬学的に許容された賦形剤と混合した１つ以上の追加の治療薬と組み合わせて含む医薬組成物を提供する。当業者であれば、医薬組成物が上記の化合物の薬学的に許容される塩を含むことを認識するであろう。薬学的に許容される塩は、当業者に一般的に公知されているものであり、本明細書に記載される化合物に見出される特定の置換基部分に依存して、比較的非毒性の酸または塩基で調製される活性化合物の塩を含む。本開示の化合物が比較的酸性の機能性を含む場合、塩基付加塩は、このような化合物の中性形態を、純粋な、もしくは適切な不活性溶媒中の十分な量の所望の塩基と接触させることにより、またはイオン性錯体中の1つの塩基対イオン(塩基)が別のものに置換されるイオン交換により、得ることができる。薬学的に許容される塩基付加塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、有機アミノ塩、あるいはマグネシウム塩、または同様の塩が挙げられる。
本開示の化合物が比較的塩基性の機能性を含む場合、酸付加塩は、このような化合物の中性形態を、純粋な、もしくは適切な不活性溶媒中の十分な量の所望の酸と接触させることにより、またはイオン性錯体中の1つの酸性対イオン(塩)が別のものに置換されるイオン交換により、得ることができる。薬学的に許容される酸付加塩の例には、塩酸、臭化水素酸、硝酸、炭酸、一水素酸、リン酸、一水素リン酸、二水素リン酸、硫酸、一水素硫酸、水素酸、または亜リン酸などの無機酸に由来する塩、および酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、マレイン酸、マロン酸、安息香酸、コハク酸、スベリン酸、フマル酸、乳酸、マンデル酸、フタル酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸などの比較的非毒性の有機酸から得られる塩が含まれる。また、アルギン酸塩などのアミノ酸の塩、およびグルクロン酸またはガラクツノリン酸などの有機酸の塩も含まれる(例えば、Berge et al., "Pharmaceutical Salts", Journal of Pharmaceutical Science, 1977, 66, 1-19を参照)。本開示の特定の化合物は、化合物が塩基または酸付加塩のいずれかに変換されることを可能にする塩基性および酸性機能の両方を含む。
従って、本開示の主題との使用に適した薬学的に許容される塩酸塩には、限定されるものではないが、酢酸塩、ベンゼン硫酸塩、安息香酸エステル塩、重炭酸塩、酒石酸水素塩、臭化物、エデト酸カルシウム、カルンシル酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、エデト酸塩、エジシル酸塩、エストレート、エシル酸塩、フマル酸塩、グルセプト酸塩、グルコン酸塩、グルタミン酸塩、グリコリルアルサニル酸塩、ヘキシルレゾルシン酸塩、ヒドラバミン、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヒドロキシナフト酸塩、ヨウ化物、イセチオン酸塩、乳酸塩、ラクトビオン酸塩、マレイン酸塩、マンデル酸塩、メシル酸塩、ムチン塩酸、ナプシル酸塩、硝酸塩、パモ酸塩(エンボネート)、パントテン酸塩、リン酸塩/二リン酸塩、ポリガラクツロン酸塩、サリチル酸塩、ステアリン酸塩、亜酢酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、タンニン酸塩、酒石酸塩またはテオクル酸塩がある。他の薬学的に許容される塩は、例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 thed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。
治療および/または診断の用途において、本開示の化合物は、全身的および局所的投与を含む種々の投与様式のために製剤化することができる。技術および製剤は、一般に、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 thed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。
投与される特定の状態に応じて、このような薬剤は、液体または固体の投薬形態に製剤化され、全身的または局所的に投与され得る。薬剤は、当業者に公知であるように、例えば、時限的または持続的な徐放形態で送達され得る。製剤および投与の技術は、Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20 thed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)に見出すことができる。適切な経路には、経口、口腔、スプレーによる吸入、舌下、直腸、経皮、膣、経粘膜、経鼻または腸管投与;筋肉内、皮下、髄内注射を含む非経口送達、ならびにクモ膜内、直接脳室内、静脈内、関節内、胸骨内、滑膜内、肝臓内、病巣内、頭蓋内、腹腔内、鼻腔内、または眼内への注射、または他の送達態様が含まれ得る。
注射のために、本開示の薬剤は、ハンクス溶液、リンゲル溶液、または生理食塩水緩衝液などの生理学的に適合性のある緩衝液中などの水溶液中で製剤および希釈することができる。このような経粘膜投与において、浸透させる障壁に適した浸透剤が製剤に使用される。このような浸透剤は、一般に当技術分野において公知のものである。
本開示の実施のために本明細書で開示されている化合物を全身投与に適した投与量に製剤化するための薬学的に許容される不活性担体の使用は、本開示の範囲内である。担体の適切な選択および適切な製造の実施により、本開示による組成物、特に溶液として製剤化されたものは、静脈注射などによって非経口的に投与することができる。化合物は、当技術分野で周知の薬学的に許容可能な担体を用いて、経口投与に適した用量に容易に製剤化することができる。このような担体は、本開示の化合物を、投与対象(例えば、患者)による経口摂取のために、錠剤、丸剤、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤などとして製剤化することを可能にする。
鼻または吸入送達のために、本開示の薬剤はまた、当業者に公知の方法によって製剤化され得、例えば、限定されないが、ブラインなどの物質;ベンジルアルコールなどの防腐剤;吸収促進剤;およびフルオロカーボンの可溶化、希釈化、または分散化がある。
本開示においての使用に適切な医薬組成物は、活性成分がその意図される目的を達成するために有効量で含有された組成物を含む。有効量は、特に本明細書に提供される詳細な開示に照らして、当業者の能力の範囲内で十分に決定されるものである。一般に、本開示による化合物は、広い投与量の範囲にわたって有効である。例えば、成人ヒトへの投与において、1日当たりの投与量の例として、0.01〜1000mg、0.5〜100mg、1〜50mg、および5〜40mgが挙げられる。非限定的な投与量は、1日当たり10〜30mgである。正確な投与量は、投与経路、化合物が投与される形態、投与される被検者、投与される被検者の体重、化合物のバイオアベイラビリティ、化合物の吸収、分布、代謝、および排泄(ADME)毒性、ならびに主治医の嗜好および経験に依存する。
活性成分に加えて、これらの医薬組成物は、活性化合物の薬学的に使用され得る製剤への調合を容易にする賦形剤および助剤を含む適切な薬学的に許容可能な担体を含み得る。経口投与のために処方される製剤は、錠剤、糖衣錠、カプセル、または溶液の形態であってもよい。
経口使用のための医薬製剤は、活性化合物を固体賦形剤と組み合わせ、必要に応じて得られた混合物を粉砕し、必要に応じて適当な助剤を添加した後、顆粒の混合物を加工して、錠剤または糖衣錠コアを得ることによって行うことができる。適切な賦形剤の具体例として、ラクトース、スクロース、マンニトール、ソルビトールなどの糖類などの充填剤;セルロース製剤、例えば、トウモロコシデンプン、小麦デンプン、米デンプン、じゃがいもデンプン、ゼラチン、トラガカント、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、ポリビニルピロリドン(PVP:ポビドン)がある。必要に応じて、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、アルギン酸またはその塩（アルギン酸ナトリウムなど）などの崩壊剤を添加してもよい。
糖衣錠コアは適切なコーティングを備える。この目的のために、濃縮糖溶液を使用することができ、これは、場合により、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポルゲル、ポリエチレングリコール(PEG)、および/または二酸化チタン、ラッカー溶液、ならびに適切な有機溶媒または溶媒混合物を含有し得る。識別のために、または活性化合物用量の異なる組合せを特徴付けるために、染料または顔料を、錠剤または糖衣錠被膜に加えることができる。
経口的に使用することができる医薬製剤には、ゼラチン製の押し込み型カプセル、ゼラチン製の柔らかく密封されたカプセル、およびグリセリンまたはソルビトールのような可塑剤が含まれる。押し込み型カプセルは、ラクトース等の充填剤、澱粉等の結合剤、および/またはタルク、ステアリン酸マグネシウム等の潤滑剤、ならびに任意に安定剤と混合した活性成分を含み得る。ソフトカプセルにおいて、活性化合物は、脂肪油、流動パラフィン、または液体ポリエチレングリコール(PEG)などの適切な液体に溶解または懸濁され得る。また、安定剤を添加してもよい。
II.一般的な定義
本明細書では特定の用語を用いているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ用いており、限定するためではない。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および化学用語は、本開示の主題が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
本開示による化合物に関する以下の用語は、当業者によって十分に理解されると考えられるが、本開示の主題の説明を容易にするために、以下の定義を定める。これらの定義は、本開示をレビューする際、当業者に明らかになる定義を排除するものではなく、補足、説明することを意図している。
本明細書で使用する「置換」という用語は、「任意に」という用語が先行するしないにかかわらず、全ての原子価が維持される限り、当業者であればわかるように、ある官能基を分子上の別の官能基に変化できる能力を指す。任意の構造中の2つ以上の位置が特定の群より選択される2つ以上の置換基で置換することができる場合、置換基は全ての位置において同じであってもよいし、異なっていてもよい。置換基はまた、さらに置換されてもよい(例えば、アリール基の置換基は、１つ以上の位置でさらに置換される別のアリール基などの、それから離れた別の置換基を有してもよい)。
置換基または連結基を、左から右に書かれた従来の化学式によって特定する場合、それらは、右から左に構造を書いた場合に生じる化学的に同一の置換基を同様に包含する。例えば、-CH2Oは-OCH2-と同等であり; -C(=O)Oは-OC(=O)-と同等で; -OC(=O)NRisは-NRC(=O)O-と同等である。
「独立して選択された」という用語が使用される場合、言及される置換基(例えば、基R1, R2などのR基、または「m」および「n」などの変数)は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、R1とR2のどちらも置換アルキルであってもよいし、R1が水素でR2が置換アルキルなどであってもよい。
「a」、「an」、または「a(n)」という用語は、本明細書中の置換基の群に関して使用される場合、少なくとも1つを意味する。例えば、ある化合物を「an(ある)」アルキルまたはアリールで置換する場合、この化合物は任意選択的に少なくとも1つのアルキルおよび/または少なくとも1つのアリールで任意選択的に置換される。さらに、ある部分がR置換基で置換される場合、その基は、「R-置換された」と言うことができる。ある部分がR-置換される場合、その部分は少なくとも1つのR置換基で置換され、各R置換基は任意に異なる。
別段の定めがない限り、名前の付いた「R」または基は、概して、その名前を有する基に対応するものとして当技術分野で認識されている構造を有する。説明のため、上述する特定の代表的な「R」基を以下に定義する。
本開示の化合物の説明は、当業者に公知の化学結合の原則によって制限される。従って、ある基を多数の置換基のうちの1つ以上で置換し得る場合、そのような置換は、化学結合の原則に従い、かつ本質的に不安定でない、ならびに/または水性、中性、およびいくつかの既知の生理学的条件などの環境条件下で不安定になりやすいと当業者に知られている化合物が得られるように選択される。例えば、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリールを、当業者に公知の化学結合の原理に従って、環ヘテロ原子を介して分子の残りに結合させることで、本質的に不安定な化合物を回避する。
別段の定義がない限り、本明細書で使用される「置換基」は、本明細書で定義されている以下の部分の１つ以上から選択される官能基を含む。
本明細書で使用される「炭化水素」という用語は、水素および炭素を含む任意の化学基を指す。炭化水素は、置換または非置換であり得る。当業者であればわかるように、全ての原子価は、任意の置換を行う際に満たされなければならない。炭化水素は、不飽和、飽和、分岐、非分岐、環状、多環式、または複素環式であり得る。例示される炭化水素については以下に詳しく定義するが、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、アリル、ビニル、n-ブチル、tert-ブチル、エチニル、シクロヘキシル等が含まれる。
「アルキル」という用語は、それ自体または別の置換基の一部として、別段の定義がない限り、直鎖もしくは分岐鎖、非環状もしくは環状炭化水素基またはこれらの組み合わせを意味し、完全に飽和、一価もしくは多価不飽和になり得、二価および多価の基を含み得、指定された数の炭素原子を有する(すなわち、C1 -C10は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10を含む1〜10個の炭素を意味する)。特定の実施形態において、「アルキル」という用語は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、15、16、17、18、19、および20個の炭素を含む、直鎖、分岐鎖、環状、飽和、または少なくとも一部が不飽和、もしくは1個の水素原子の除去によって1〜20の間の炭素原子を含む炭化水素部分から誘導された完全に不飽和の(すなわちアルケニルおよびアルキニルの)C1-20である。
代表的な飽和炭化水素基としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-デシル、n-ウンデシル、ドデシル、シクロヘキシル、(シクロヘキシル)メチル、シクロプロピルメチル、およびそれらの同族体および異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
「分岐」とは、メチル、エチルまたはプロピルなどの低級アルキル基が線状アルキル鎖に結合しているアルキル基のことである。「低級アルキル」とは、1〜約8個の炭素原子(すなわち、C1-8アルキル)、例えば、1、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を有するアルキル基のことである。「高級アルキル」とは、約10〜約20個の炭素原子、例えば、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の炭素原子を有するアルキル基のことである。特定の実施形態において、「アルキル」とは、特に、C1-8の直鎖アルキルのことであり、他の実施形態において、「アルキル」とは、特に、C1-8の分岐鎖アルキルのことである。
アルキル基は、任意に、同一または異なる１つ以上のアルキル基置換基で置換し得る(「置換アルキル」)。「アルキル基置換基」という用語は、アルキル、置換アルキル、ハロ、アリールアミノ、アシル、水酸基、アリールオキシル、アルコキシル、アルキルチオ、アリールチオ、アラルキルオキシル、アラルキルチオ、カルボキシル、アルコキシカルボニル、オキソ、およびシクロアルキルを含むが、これらに限定されない。アルキル鎖に沿って、１つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子を任意に挿入してもよく、窒素置換基は、水素、低級アルキル(本明細書では「アルキルアミノアルキル」とも称する)、またはアリールである。
従って、本明細書において、「置換アルキル」という用語には、本明細書で定めたようなアルキル基が含まれ、アルキル基の１つ以上の原子または官能基は、例えば、アルキル、置換アルキル、ハロゲン、アリール、置換アリール、アルコキシル、水酸基、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、硫酸塩、およびメルカプトを含む、別の原子または官能基で置換される。
「ヘテロアルキル」という用語は、それ自体で、または別の用語と組み合わせて、別段の定めがない限り、少なくとも1個の炭素原子と、O、N、P、SiおよびSからなる群より選択される少なくとも1個のヘテロ原子とからなる、安定した直鎖もしくは分枝鎖、または環状の炭化水素基あるいはそれらの組み合わせを意味し、窒素、リン、および硫黄原子は任意に酸化され得、窒素ヘテロ原子は任意に四級化され得る。ヘテロ原子O、N、P、SおよびSiは、ヘテロアルキル基の任意の内部位置に配置されてもよいし、アルキル基が分子の残りの部分に結合されている位置に配置されてもよい。例として、-CH2 -CH2 -O-CH3, -CH2-CH2 -NH-CH3, -CH2 -CH2 -N(CH3)-CH3, -CH2 -S-CH2 -CH3, -CH2 -CH25-S(O)-CH3, -CH2 -CH2 -S(O)2 -CH3, -CH=CH-OOOE、-Si(CH3)3, -CH2 -CH=N-OCH3, -CH=CH-N(CH3)CH3, O-CH3, -O-CH2 -CH3、および-CNが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、-CH2 -NH-OCH3および-CH2 -O-Si(CH3)3のように、最大で2つまたは3つのヘテロ原子が連続していてもよい。
上述のように、本明細書のヘテロアルキルグループには、-C(O)NR'、-NR'R"、-OR'、-SR、-S(O)R、および/または-S(O2)R'などの、ヘテロ原子を介して分子の残りの部分に結合される基が含まれる。「ヘテロアルキル」と記載され、-NR'Rなどの特定のヘテロアルキル基が続く場合、ヘテロアルキルという用語および-NR'R"は、冗長でもなければ相互排他的でもないことがわかる。むしろ、具体的なヘテロアルキル基を記載することで明瞭になる。従って、本明細書中において、「ヘテロアルキル」という用語は、-NR'R"などの特定のヘテロアルキル基を排除するものと解釈されるべきではない。
「環状」および「シクロアルキル」とは、約3〜約10個の炭素原子、例えば、3、4、5、6、7、8、9、または10個の炭素原子の非芳香族単環または多環系のことである。シクロアルキル基は、任意に、部分的に不飽和になり得る。シクロアルキル基はまた、本明細書に定義されるアルキル基置換基、オキソ、および/またはアルキレンで任意に置換され得る。環状アルキル鎖に沿って、１つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子を任意に挿入することができ、窒素置換基は、水素、非置換アルキル、置換アルキル、アリール、または置換アリールであるため、複素環基が得られる。代表的な単環式シクロアルキル環としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロヘプチルが挙げられる。多環式シクロアルキル環としては、アダマンチル、オクタヒドロナフチル、デカリン、カンファー、カンファンおよびノルアダマンチル、ならびにジヒドロ-およびテトラヒドロナフタレンなどの縮合環系が挙げられる。
「シクロアルキルアルキル」という用語は、本明細書中で使用される場合、本明細書中で上記に定義されるシクロアルキル基を指し、これはまた、上記に定義されるアルキル基を介して親分子部分に結合される。シクロアルキルアルキル基の例としては、シクロプロピルメチルおよびシクロペンチルエチルが挙げられる。
「シクロヘテロアルキル」または「ヘテロシクロアルキル」という用語は、非芳香族環系、不飽和または部分的不飽和環系、例えば3〜10員置換または非置換シクロアルキル環系を指し、同一または異なる１つ以上のヘテロ原子を含み、窒素(N)、酸素(O)、硫黄(S)、リン(P)、およびケイ素(Si)からなる群より選択され、任意に１つ以上の二重結合を含むことができる。
シクロヘテロアルキル環は任意に他のシクロヘテロアルキル環および/または非芳香族炭化水素環に縮合するか、または結合し得る。複素環は、酸素、硫黄および窒素から独立して選択された1〜3個のヘテロ原子を有するものを含み、窒素および硫黄のヘテロ原子は任意に酸化され、窒素のヘテロ原子は任意に四級化され得る。特定の実施形態において、「複素環」という用語は、少なくとも1つの環原子がO、S、およびNから選択されるヘテロ原子である、非芳香族5-、6-、もしくは7-員環または多環式基を指し(この場合、窒素および硫黄ヘテロ原子は、任意に酸化され得る)、以下に限定するものではないが、二環または三環式の基が含まれ、酸素、硫黄および窒素から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する縮合六員環を含み、(i)各5員環は、0〜2個の二重結合を有し、各6員環は、0〜2個の二重結合を有し、各7員環は、0〜3個の二重結合を有し、(ii)窒素および硫黄ヘテロ原子は、任意に酸化され得、(iii)窒素ヘテロ原子は任意に四級化され得、(iv)上記の複素環のいずれも、アリールまたはヘテロアリール環に縮合し得る。代表的なシクロヘテロアルキル環系としては、ピロリジニル、ピロリニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピペリジル、ピペラジニル、インドリニル、キヌクリジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、チアジアジナニル、テトラヒドロフラニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
「シクロアルキル」および「ヘテロシクロアルキル」という用語は、それ自身でまたは他の用語と組合せて、別段の定めがない限り、それぞれ「アルキル」および「ヘテロアルキル」の環状版を表す。さらに、ヘテロシクロアルキルの場合、ヘテロ原子は、複素環が分子の残りの部分に結合する位置を占め得る。シクロアルキルの例としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、1-シクロヘキセニル、3-シクロヘキセニル、シクロヘプチルなどが挙げられるが、これらに限定されない。ヘテロシクロアルキルの例としては、1-(1,2,5,6-テトラヒドロピリジル)、1-ピペリジニル、2-ピペリジニル、3-ピペリジニル、4モルホリニル、3-モルホリニル、テトラヒドロフラン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、テトラヒドロチエン-2-イル、テトラヒドロチエン-3-イル、1-ピペラジニル、2-ピペラジニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。「シクロアルキレン」および「ヘテロシクロアルキレン」という用語は、それぞれシクロアルキルおよびヘテロシクロアルキルの二価誘導体を指す。
不飽和アルキル基は、１つ以上の二重結合または三重結合を有するものである。不飽和アルキル基の例としては、ビニル、2-プロペニル、クロチル、2-イソペンテニル、2-(ブタジエニル)、2,4-ペンタジエニル、3-(l,4-ペンタジエニル)、エチニル、1-および3-プロピニル、3-ブチニルならびに高級同族体および異性体が挙げられるが、これらに限定されない。炭化水素基に限定されるアルキル基は、「ホモアルキル」と称される。
より詳細には、本明細書中で使用される「アルケニル」という用語は、単一の水素分子の除去によって少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有するC1-20を含む直鎖または分岐炭化水素部分から誘導される一価の基を指す。アルケニル基としては、例えば、エテニル(すなわち、ビニル)、プロペニル、ブテニル、1-メチル-2-ブテン-1-イル、ペンテニル、ヘキセニル、オクテニル、アレニル、およびブタジエニルが挙げられる。
本明細書中において使用される「シクロアルケニル」という用語は、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有する環状炭化水素を指す。シクロアルケニル基の例としては、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロペンタジエン、シクロヘキセニル、1,3-シクロヘキサジエン、シクロヘプテニル、シクロヘプタトリエニルおよびシクロオクテニルが挙げられる。
本明細書中において使用される「アルキニル」という用語は、少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を有する指定された数の炭素原子の直鎖または分枝C1-20炭化水素から誘導される一価の基を指し、「アルキニル」としては、例えば、エチニル、2-プロピニル(プロパルギル)、1-プロピニル、ペンチニル、ヘキシニル、およびヘプチニル基などが挙げられる。
「アルキレン」という用語は、それ自身でまたは別の置換基の一部として、1〜約20個の炭素原子、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個の炭素原子を有するアルキル基から誘導される直鎖または分枝の二価脂肪族炭化水素基を指す。アルキレン基は、直鎖、分枝または環状であり得る。アルキレン基はまた、任意に不飽和になり得、および/または１つ以上の「アルキル基置換基」で置換され得る。アルキレン基に沿って１つ以上の酸素、硫黄または置換もしくは非置換窒素原子を任意に挿入することができ(本明細書では「アルキルアミノアルキル」とも称する)、窒素置換基は前述のアルキルである。例示的なアルキレン基としては、メチレン(-CH2-);エチレン(-CH2 -CH2-);プロピレン(-(CH2)3-);シクロヘキシレン(-C6 H10-);-CH=CH-CH-CH-;-CH=CH-CH2-; -CH2 CH2 CH2 CH2 -; -CH2CH=CHCH2 -, -CH2CsCCH2 -, -CH2CH2CH(CH2CH2CH3)CH2-, -(CH2)q-N(R)-(CH2)r―があり、qおよびrは各々独立して、0〜約20の整数、例えば、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、Rは水素または低級アルキル;メチレンジオキシル(-O-CH2-O-);およびエチレンジオキシル(-O-(CH2)2 -O-)である。アルキレン基は約2〜約3個の炭素原子を有することができ、6〜20個の炭素をさらに有することができる。典型的には、アルキル(またはアルキレン)基は、1〜24個の炭素原子を有し、10個以下の炭素原子を有する基は本開示のいくつかの実施形態である。「低級アルキル」または「低級アルキレン」は、より短い鎖アルキルまたはアルキレン基であり、一般に8個以下の炭素原子を有する。
「ヘテロアルキレン」という用語は、それ自身で、または別の置換基の一部として、-CH2 -CH2-S-CH2 -CH2-および-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-として例示されるが、これらに限定されない、ヘテロアルキルから誘導される2価の基を意味する。ヘテロアルキレン基に関しては、ヘテロ原子は鎖末端の片方または両方を占有することができる(例えば、アルキレンオキソ、アルキレンジオキソ、アルキレンアミノ、アルキレンジアミノなど)。さらに、アルキレンおよびヘテロアルキレン連結基の場合、連結基の向きは、その連結基の式が書かれる方向で示されない。例えば、式-C(O)OR'は、-C(O)OR'-および-R'OC(O)-の両方を表す。
「アリール」という用語は、別段の定めがない限り、単環または縮合または共有結合される多環(1〜3環など)になり得る芳香族炭化水素置換基を意味する。「ヘテロアリール」という用語は、N、O、およびSから選択される1〜4個のヘテロ原子(多環の場合はそれぞれ別々の環)を含む、アリール基(または環)を意味し、窒素原子および硫黄原子は任意に酸化され、窒素原子は任意に四級化される。ヘテロアリール基は、炭素またはヘテロ原子を介して分子の残りの部分に結合させることができる。アリールおよびヘテロアリール基の非限定的な例としては、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、4-ビフェニル、1-ピロリル、2-ピロリル、3-ピロリル、3-ピラゾリル、2-イミダゾリル、4-イミダゾリル、ピラジニル、2-オキサゾリル、4-オキサゾリル、2-フェニル-4オキサゾリル、5-オキサゾリル、3-イソオキサゾリル、4-イソオキサゾリル、5-イソオキサゾリル、2-チアゾリル、4-チアゾリル、5-チアゾリル、2-フリル、3-フリル、2-チエニル、3-チエニル、2-ピリジル、3-ピリジル、４−ピリジル、2-ピリミジル、4-ピリミジル、5-ベンゾチアゾリル、プリニル、2-ベンズイミダゾリル、5-インドリル、1-イソキノリル、5-イソキノリル、2-キノキサリニル、5-キノキサリニル、3-−キノリルおよび6-キノリルが含まれる。上記のアリールおよびヘテロアリール環系の各々についての置換基は、以下に記載する許容される置換基の群より選択される。「アリーレン」および「ヘテロアリーレン」という用語は、それぞれ、アリールおよびヘテロアリールの二価の形態を指す。
簡潔にするために、「アリール」という用語は、他の用語と組み合わせて使用する場合(例えば、アリールオキシ、アリールチオキシ、アリールアルキル)、上記に定義したようなアリールおよびヘテロアリール環の両方が含まれる。従って、「アリールアルキル」および「ヘテロアリールアルキル」という用語は、アリールまたはヘテロアリール基が、アルキル基(例えば、ベンジル、フェネチル、ピリジルメチル、フリルメチルなど)に結合した基を含み、これには、炭素原子(例えば、メチレン基)が例えば酸素原子によって置換されたもの(例えば、フェノキシメチル、2-ピリジルオキシメチル、3-(l-ナフチルオキシ)プロピルなど)が含まれる。しかしながら、本明細書で使用される「ハロアリール」という用語は、１つ以上のハロゲンで置換されたアリールのみをカバーするものとする。
ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリールが特定の数の員(例えば、「3〜7員」)を含む場合、「員」という用語は、炭素またはヘテロ原子を指す。
また、本明細書において下記の式、
Figure 2021533087
で表される構造は、環構造、例えば、3-炭素、4-炭素、5-炭素、6-炭素、7-炭素などの脂肪族および/または芳香族環状化合物を指し、これには、置換基であるR基を含む飽和環構造、部分飽和環構造および不飽和環構造が含まれ、R基は存在または不在であることができ、存在する場合、１つ以上のR基はそれぞれ、環構造の１つ以上の利用可能な炭素原子上で置換され得る。R基の存在または不在およびR基の数は、変数「n」の値によって決定され、nは概して0〜環上の置換可能な炭素原子の数の値を有する整数である。各R基は、2つ以上であれば、別のR基ではなく、環構造上の利用可能な炭素上で置換される。例えば、nが0〜2である上記の構造は、以下を含むがこれらに限定されない化合物基を含む。
Figure 2021533087
環構造中の結合を表す破線は、結合が環中に存在または不在となり得ることを示す。すなわち、環構造中の結合を表す破線は、環構造が飽和環構造、部分飽和環構造および不飽和環構造からなる群より選択されることを示す。
Figure 2021533087
は、分子の残りへの部分の結合点を示す。
芳香環または複素芳香環の名前の付いた原子が「不在」であると定義される場合、この名前の付いた原子は直接結合によって置き換えられる。
上記の用語(例えば、「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「シクロアルキル」、「ヘテロシクロアルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」、「ホスホネート」および「スルホネート」ならびにそれらの二価誘導体)の各々は、示された基の置換および非置換の形態をどちらも含むことを意味する。各タイプの基に対する任意の置換基を以下に示す。
アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、一価および二価誘導体基(アルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニルおよびヘテロシクロアルケニルとしばしば称される基を含む)の置換基は、-OR’、=O、=NR’、=N-OR’、-NR’R”、-SR’、-ハロゲン、-SiR’R”R’”、-OC(O)R’、-C(O)R’、-CO2R’、-C(O)NR’R”、-OC(O)NR’R”、-NR”C(O)R’、-NR’-C(O)NR”R’”、-NR”C(O)OR’、-NR-C(NR’R”)=NR’”、-S(O)R’、-S(O)2R’、-S(O)2NR’R”、-NRSO2R’、-CNおよび-NO2から選択される、０〜(２ｍ’＋ｌ)の数の種々の基の１つ以上になり得、ｍ’はそのような基の炭素原子の総数である。R’、R"、R’”およびR’”’は、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のヘテロアルキル、置換または非置換のシクロアルキル、置換または非置換のヘテロシクロアルキル、置換または非置換のアリール(例えば、1〜3個のハロゲンで置換したアリール)、置換または非置換のアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基、あるいはアリールアルキル基を指し得る。本明細書中において、「アルコキシ」基は、2価酸素を介して分子の残りの部分に結合したアルキルである。本開示の化合物が例えば2つ以上のR基を含む場合、例えば、各R基は、これらの基が2つ以上存在する場合、各R’、R"、R’”およびR’”’であるように独立して選択される。R’およびR"が同じ窒素原子に結合する場合、これらは窒素原子と結合して、4-、5-、6-、または7員環を形成し得る。例えば、-NR' R"は、1ピロリジニルおよび4-モルホリニルを含むことを意味するが、これらに限定されない。置換基の上記の論考から、当業者であれば、「アルキル」という用語が、水素基以外の基に結合した炭素原子を含む基、例えばハロアルキル(例えば、-CF3および-CH2 CF3)およびアシル(例えば、 -C(O)CH3, -C(O)CF3, -C(O)CH2OCH3,など)を含むことを理解するであろう。
アルキル基について説明した上述の置換基と同様に、アリール基およびヘテロアリール基(ならびにこれらの2価誘導体)についての例示的な置換基は様々であり、例えば、ハロゲン、-OR’、-NR’R”、-SR’、-SiR’R”R’”、-OC(O)R’、-C(O)R’、-CO2R’、-C(O)NR’R”、-OC(O)NR’R”、-NR”C(O)R’、-NR’-C(O)NR”R’”、-NR”C(O)OR’、-NR-C(NR’R”R’”)=NR””、-NR-C(NR’R”)=NR’”-S(O)R’、-S(O)2R’、-S(O)2NR’R”、-NRSO2R’、-CNおよび-NO2、-R’、-N3、-CH(Ph)2、フルオロ(C1-C4)アルコキソならびにフルオロ(C1-C4)アルキルから、ゼロ〜芳香環系の開放原子価(open valence)の総数の数で選択され、R’、R”、R’”およびR””は独立して水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリールおよび置換または非置換ヘテロアリールから選択され得る。本開示の化合物が例えば2つ以上のR基を含む場合、各R基は、これらの基の2つ以上が存在する場合、それぞれ独立して、R'、R"、R’”およびR""基として選択される。
アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上にある置換基のうちの2つは、任意に、式-T-C(O)-(CRR')q-U-の環を形成し得、TおよびUは独立して-NR-、 -O-、 -CRR'-または一重結合であり、qは0〜3の整数である。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の置換基の2つは、任意に、式-A-(CH 2)r-B-の置換基で置き換えてもよく、AおよびBは独立して-CRR'-、 -O-、 -NR-、 -S-、 -S(O)-、 -S(O)2 -、 -S(O)2 NR'-または一重結合であり、rは1〜4の整数である。
このようにして新たに形成された環の一重結合の1つは、任意に二重結合で置き換えられ得る。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の置換基のうちの2つは、任意に、式-(CRR')s -X'(C"R'")d-の置換基で置換し得、sおよびdは独立して0〜3の整数であり、X'は-O-、-NR'-、-S-, -S(O)-、-S(O)2 -または-S(O)2 NR'-であり、置換基R、R'、R"およびR'"は独立して水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリールおよび置換または非置換ヘテロアリールから選択することができる。
本明細書において、「アシル」という用語は、カルボキシル基の-OHが別の置換基で置換され、かつ一般式RC(=O)-を有する有機酸基を指し、Rは本明細書中で定義したようなアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、炭素環、複素環または芳香族複素環基である。そのため、「アシル」という用語は、具体的には、アリールアシル基、例えば2-(フラン-2-イル)アセチル)-および2-フェニルアセチル基を含む。アシル基の具体例としては、アセチルおよびベンゾイルが挙げられる。アシル基はまた、アミド、-RC(=O)NR'、エステル、-RC(=O)OR'、ケトン、-RC(=O)R'、およびアルデヒド、-RC(=O)Hを含み得る。
「アルコキシル」または「アルコキシ」という用語は、本明細書において入れ替え可能に使用され、酸素原子を介して親分子部分に結合した飽和(すなわち、アルケニル-O-)または不飽和(すなわち、アルケニル-O-およびアルキニル-O-)基をいい、ここで、「アルキル」、「アルケニル」、および「アルキニル」という用語は前述の通りであり、C1-20を含み、直鎖状、分岐状または環状の、飽和または不飽和のオキソ-炭化水素鎖を含み得、例えば、メトキシル、エトキシル、プロポキシル、イソプロポキシル、n-ブトキシル、sec-ブトキシル、tert-ブトキシルおよびn-ペントキシル、ネオペントキシル、n-ヘキソキシルなどが含まれる。
「アルコキシアルキル」という用語は、本明細書中において、アルキル-O-アルキルエーテル、例えば、メトキシエチルまたはエトキシメチル基を指す。
「アリールオキシル」はアリール-O基を指し、アリール基は先に記載した通りであり、置換アリールを含む。本明細書において「アリールオキシル」という用語は、フェニルオキシルまたはヘキシルオキシル、およびアルキル、置換アルキル、ハロ、またはアルコキシル置換フェニルオキシルもしくはヘキシルオキシルを指し得る。
「アラルキル」はアリール-アルキル-基を指し、アリールおよびアルキルは前述の通りであり、置換アリールおよび置換されたアルキルを含む。例示的なアラルキル基としては、ベンジル、フェニルエチル、およびナフチルメチルが挙げられる。
「アラルキルオキシル」は、アラルキル-O-基を指し、ここで、アラルキル基は上述のとおりである。例示的なアラルキロキシル基として、ベンジロキシル、即ち、C6 H5 -CH2-O-がある。アラルキルオキシル基は、任意に置換され得る。
「アルコキシカルボニル」とは、アルキル-O-C(=O)-基のことである。例示的なアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ブチルオキシカルボニルおよびtert-ブチルオキシカルボニルが挙げられる。
「アリールオキシカルボニル」とは、アリール-O-C(=O)-基のことである。例示的なアリールオキシカルボニル基としては、フェノキシ-およびナフトキシ-カルボニルが挙げられる。
「アラルコキシカルボニル」とは、アラルキル-O-C(=O)-基のことである。例示的なアラルコキシカルボニル基としては、ベンジルオキシカルボニルが挙げられる。
「カルバモイル」とは、式-C(=O)NH2のアミド基のことであり、「アルキルカルバモイル」とは、R'RN-C(=O)基のことであり、RおよびR'の片方は水素であり、RおよびR'のもう片方は前述のアルキルおよび/または置換アルキルである。「ジアルキルカルバモイル」はR'RN-C(-O)-基であり、RおよびR'の各々は独立して前述のようなアルキルおよび/または置換アルキルである。
本明細書におけるカルボニルジオキシルという用語は、式-O-C(=O)-ORのカーボネート基を指す。
「アシルオキシル」とは、アシル-O基であり、アシルは前述の通りである。
「アミノ」という用語は、-NH2基を指し、また、有機ラジカルによる１つ以上の水素ラジカルの置換によってアンモニアから誘導される、当技術分野で公知の窒素含有基も指し、例えば、「アシルアミノ」および「アルキルアミノ」という用語は、それぞれアシルおよびアルキル置換基を有する特定のN-置換有機ラジカルを指す。
本明細書中において「アミノアルキル」とは、アルキレンリンカーに共有結合したアミノ基を指す。より詳細には、本明細書において、アルキルアミノ、ジアルキルアミノおよびトリアルキルアミノという用語は、上述のように、親分子部分に窒素原子を介して結合した、それぞれ1、2、または3個のアルキル基を指す。「アルキルアミノ」という用語は、上述のように、R'がアルキル基である-NHR'構造を有する基を指す。一方、ジアルキルアミノという用語は、NR'R''の構造を有する基であり、R'およびR'はそれぞれ独立してアルキル基からなる群から選択される。トリアルキルアミノという用語は、-NR'R''R'''の構造を有する基であり、R'、R''およびR'''はそれぞれ独立してアルキル基からなる群から選択される。さらに、R'、R''および/またはR''はまとめて任意に-(CH2)kとすることができ、ここで、kは2〜6の整数である。例として、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ、ジエチルアミノカルボニル、メチルエチルアミノ、イソプロピルアミノ、ピペリジノ、トリメチルアミノおよびプロピルアミノが挙げられるが、これらに限定されない。
アミノ基は-NR'R"であり、R'およびR"は典型的に水素、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換アリール、または置換もしくは非置換ヘテロアリールから選択される。
アルキルチオエーテルおよびチオアルコキシルという用語は、硫黄原子を介して親分子部分に結合した飽和(すなわち、アルキル-S-)または不飽和(すなわち、アルケニル-S-およびアルキニル-S-)基を指す。チオアルコキシル部分の例としては、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、n-ブチルチオなどが挙げられるが、これらに限定されない。
「アシルアミノ」とはアシル-NH-基のことであり、アシルは前述の通りである。「アロイルアミノ」とはアロイル-NH-基のことであり、アロイルは、前述の通りである。
「カルボニル」という用語は-C(=O)-基を指し、一般式R-C(=O)Hで表されるアルデヒド基を含み得る。
「カルボキシル」という用語は-COOH基を指し、このような基はまた本明細書において「カルボン酸」部分とも称される。
本明細書における「ハロ」、「ハロゲン化物」、または「ハロゲン」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨード基を指す。さらに、「ハロアルキル」などの用語は、モノハロアルキルおよびポリハロアルキルを含むことを意味し、例えば、「ハロ(C1 -C4)アルキル」という用語は、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル、4-クロロブチル、3-ブロモプロピルなどを含むが、これらに限定されない。
「水酸基」という用語は、-OH基のことを指す。
「ヒドロキシアルキル」という用語は、-OH基で置換されたアルキル基を指す。
「メルカプト」という用語は、-SH基のことである。
本明細書中における「オキソ」という用語は、炭素原子または別の元素に二重結合している酸素原子のことである。
「ニトロ」という用語は、-NO2基のことである。
「チオ」という用語は、炭素または酸素原子が硫黄原子で置換された前述の化合物を指す。
「硫酸塩」という用語は-SO4基を指す。
本明細書においてチオヒドロキシルまたはチオールという用語は、-SH基を指す。
より詳細には、「硫化物」という用語は、-SR基を有する化合物を指す。
「スルホン」とは、スルホニル基-S(O2)Rを有する化合物を指す。
「スルホキシド」という用語は、スルフィニル基-S(O)Rを有する化合物を指す。
「ウレイド」という用語は、-NH-CO-NH2の尿素基を指す。
本明細書において、「保護基」という用語は、分子中の再生された官能基または他の官能基を攻撃しない、容易に入手可能な試薬によって選択的に除去され得る化学置換基を指す。適切な保護基は当技術分野で公知であり、開発され続けている。適切な保護基は、例えば、Wutz et al.(「Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, Fourth Edition」, Wiley-Interscience, 2007)で見つけることができる。Wutzら(533〜643頁)によって記載されているような、カルボキシル基を保護するための保護基を特定の実施形態において使用する。いくつかの実施形態において、保護基は酸処理によって除去可能である。保護基の代表的な例としては、ベンジル、p-メトキシベンジル(PMB)、第三級ブチル(t-Bu)、メトキシメチル(MOM)、メトキシエトキシメチル(MEM)、メチルチオメチル(MTM)、テトラヒドロピラニル(THP)、テトラヒドロフラニル(THF)、ベンジルオキシメチル(BOM)、トリメチルシリル(TMS)、トリエチルシリル(TES)、t-ブチルジメチルシリル(TBDMS)およびトリフェニルメチル(トリチル、Tr)が挙げられるが、これらに限定されない。当業者であれば、保護基が必要とされる適切な状況を認識し、また特定の環境での使用に適した保護基を選択することができるだろう。
本明細書および特許請求の範囲において、所定の化学式または名称は、全ての互変異性体、同族体、光学異性体および立体異性体、ならびにそのような異性体および混合物が存在するラセミ混合物を包含するものとする。
本開示の特定の化合物は、不斉炭素原子(光学またはキラル中心)または二重結合を有し、エナンチオマー、ラセミ体、ジアステレオマー、互変異性体、幾何異性体、立体異性体を有し、これは、絶対立体化学の観点から、(R)-もしくは(S)-として、またはアミノ酸の場合は(D)-もしくは(L)-として定義され得、個々の異性体は、本開示の範囲に含まれる。本開示の化合物には、合成および/または分離するのに不安定すぎることが当技術分野で知られているものは含まれない。本開示は、ラセミ、スカレミックおよび光学的に純粋な形態の化合物を含むものとする。光学活性(R)-および(S)-、またはD-およびL-異性体は、キラルシントンまたはキラル試薬を使用して調製することができ、あるいは従来の技術を使用して分割することができる。本明細書に記載される化合物がオレフェン結合または幾何学的不斉の他の中心を含む場合、別段の定めがない限り、化合物はEおよびZの両方の幾何異性体を含むものとする。
別段の定めのない限り、本明細書に示される構造はまた、構造の全ての立体化学形態、すなわち、各不斉中心に関するRおよびSの構成を含むものとする。従って、本開示の化合物の単一の立体化学異性体だけでなく、エナンチオマーおよびジアステレオマーを混合したものも、本開示の範囲に含まれる。
本開示の特定の化合物が互変異性体で存在する可能性があり、そのような化合物の全ての互変異性形成が本開示の範囲内にあることは、当業者には明らかであろう。本明細書における「互変異性体」は、平衡状態で存在し、かつ一方の異性体形態からもう一方の異性体形態へと速やかに変換される2つ以上の構造異性体のうちの1つを指す。
別段の定めがない限り、本明細書中に記載する構造は、1つ以上の同位体濃縮原子の存在下でのみ異なる化合物を含むことも意味する。例えば、重水素または三重水素による水素の置換、または13C-またはI4 C-富化炭素による炭素の置換を伴う本構造を有する化合物は、本開示の範囲内である。
本開示の化合物はまた、そのような化合物を構成する１つ以上の原子において、不自然な割合の原子同位体を含有し得る。例えば、化合物をトリチウム(3 H)、ヨウ素-125(125 I)または炭素-14(14 C)などの放射性同位体で放射標識してもよい。放射性であるか否かにかかわらず、本開示の化合物の全ての同位体変異は、本開示の範囲内に包含される。
本開示の化合物は、塩として存在し得る。本開示は、そのような塩を含む。適用可能な塩形態の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、メタンスルホン酸塩、硝酸塩、マレイン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩(例えば、(+)-酒石酸塩、(-)-酒石酸塩、またはラセミ混合物を含むそれらの混合物、コハク酸塩、安息香酸塩、およびグルタミン酸などのアミノ酸を含む塩が挙げられる。これらの塩は、当業者に公知の方法によって調製することができる。ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウム、有機アミノもしくはマグネシウム塩または同様の塩などの塩基付加塩も含まれる。本開示の化合物が相対的に塩基性の官能基を含む場合、酸付加塩は、そのような化合物の中性形態を、純粋なまたは適切な不活性溶媒中で十分な量の所望の酸と接触させることによって、またはイオン交換によって得ることができる。許容可能な酸付加塩としては、塩酸、臭化水素酸、硝酸、炭酸、一水素、リン酸、一水素リン酸、二水素リン酸、硫酸、一水素硫酸、ヨウ化水素酸、リン酸などの無機酸に由来する塩が挙げられ、また、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、マレイン酸、マロン酸、安息香酸、コハク酸、スベリン酸、フマル酸、乳酸、マンデル酸、フタル酸、ベンゼンスルホン酸、p-トリルスルホン酸、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸などのような有機酸に由来する塩が挙げられる。アルギネートなどのアミノ酸の塩、およびグルクロン酸またはガラクツノリン酸などの有機酸の塩も含まれる。本開示の特定の化合物は、塩基性および酸性の両方の官能基を含み、化合物を塩基または酸の付加塩のいずれかに変換することができる。
化合物の中性形態は、従来の方法で塩を塩基または酸と接触させ、親化合物を分離することによって再生することができる。化合物の親形態は、極性溶媒への溶解度などの特定の物理的特性において、種々の塩形態とは異なる。
本開示の特定の化合物は、水和形態を含む非溶媒和形態および溶媒和形態で存在し得る。一般に、溶媒和形態は、非溶媒和形態と同等であり、本開示の範囲内に包含される。本開示の特定の化合物は、複数の結晶形態または非晶質形態で存在し得る。一般に、全ての物理的形態は、本開示によって企図される使用に対して等価であり、本開示の範囲内にあることが意図される。
塩形態に加えて、本開示は、プロドラッグ形態である化合物を提供する。本明細書に記載される化合物のプロドラッグは、本開示の化合物を提供するために、生理学的条件下で化学変化を容易に起こす化合物である。さらに、プロドラッグは、ex vivo環境における化学的または生化学的な方法によって、本開示の化合物に変換され得る。例えば、プロドラッグは、適切な酵素または化学試薬を用いて経皮パッチリザーバに入れると、本開示の化合物にゆっくりと変換され得る。
長年にわたる特許法の慣例に従い、「a」、「an」および「the」という用語は、本願および特許請求の範囲において使用される場合、「１つ以上」を示す。従って、例えば、「ある被検者」という場合は、文脈からそうでないことが明らかな場合を除き(例えば、複数の被検者)複数の被検者が含まれる。
本明細書およびクレームを通じて、「含む(備える)(comprise)」という用語は、文脈からそうでないことが明らかな場合を除き、非排他的な意味で使用され、同様に、「含む(include)」という用語およびその文法的な変化形は非限定的であることを意図しており、リスト内の項目を述べることにより、リストの項目に置き換えられる、または追加される他の同様の項目を除外するものではない。
本明細書および添付の請求項については、別段の定めがない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用されている量、寸法、比率、形状、配合、パラメータ、パーセンテージ、数量、特性、その他の数値を表す全ての数字は、「約(about)」という用語がその値、量、または範囲とともに明示的に示されていなくても、全ての場合において「約」という用語によって修正されていると理解されたい。従って、反対のことが示されていない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは正確でなく、また正確である必要もないが、本開示の主題によって得られようとする所望の特性に応じて、交差、換算係数、四捨五入、測定誤差など、当業者に周知の他の要素を反映して、近似値であったり、必要に応じて大きくしたり小さくしたりする場合がある。例えば、「約(about)」という用語は、値を示す場合、実施形態によって、±100%、±20%、±10%、±5%、±1%、±0.5%、または±0.1%の差異を特定の値に対して含むことができる。そのような差異は、開示された方法の実行や、開示された組成物の採用に適している。
さらに、１つ以上の数値または数値範囲に関連して使用する「約」という用語は、範囲内の全ての数字を含み、記載された数値の上下に境界を拡張することによってその範囲を修正すると理解されたい。終点によって数値範囲を記載することで、全ての数、例えば、その範囲に含まれる整数(その分数を含む)(例えば、1〜5と列挙した場合、1、2、3、4、5、およびその分数、例えば、1.5、2.25、3.75、4.1などが含まれる)と、その範囲内の任意の範囲とが含まれる。
本開示の主題の代表的な実施形態を実施するにあたって当業者への手引きとなるように、以下の実施例を記載する。本開示および当該分野における一般的な技術レベルを踏まえると、当業者であれば、以下の実施例が例示を目的としたものにすぎず、本開示の主題の範囲から逸脱することなく、多数の変更、改変および修正を加え得ることがわかるであろう。以下の合成に関する説明および具体例は説明の便宜上のものにすぎず、他の方法によって本開示の化合物を生成するにあたっていかなるやり方においても限定的であると解釈されるものではない。
(実施例１)
マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)を標的としたミクログリアのPETイメージング
1.1概要
5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐[11C]メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド([11 C]CPPC)は、ミクログリア特異的マーカーであるCSF1Rに特異的なPET放射性トレーサーである。この化合物は、反応性ミクログリア、疾患関連ミクログリアおよびそれらの神経炎症への寄与をin vivoでイメージングするための非侵襲的ツールとして使用することができる。神経炎症は、種々の神経精神疾患の基礎的な病原性の特徴であると考えられている。[11 C]CPPCはまた、中枢神経系の悪性腫瘍の免疫環境を特異的に研究するため、および抹消悪性腫瘍に対する免疫療法の潜在的な神経炎症の悪影響を監視するためにも使用することができる。このPET剤は、患者に非侵襲的で再現性のある読出しを提供するだけでなく、薬物標的の関与を測定できるという点でも、神経炎症、特にCSF1Rを標的とする新しい治療薬の開発において価値があると考えられている。
神経炎症は発展途上の概念であり、関与する細胞およびその機能が明らかになる一方で、ミクログリアは脳の損傷および修復の重要な細胞メディエーターであると理解されている。ミクログリアの活動を特異的かつ非侵襲的に測定できるようになれば、外傷性脳損傷、脱髄疾患、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病など多岐にわたる精神神経疾患に関与する神経炎症の研究に恩恵をもたらすことができるだろう。
[11 C]CPPCPCは、その発現が本質的に脳内のミクログリアに限定される、マクロファージコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)に特異的な陽電子放出高親和性リガンドである。[11 C]CPPCは、神経炎症のマウスおよび非ヒト霊長類のリポポリサッカライドモデルにおいて、高い特異的な脳内取り込みを示す。それはまた、ADのマウスモデル、実験的アレルギー性脳脊髄炎の脱髄モデル、およびAD患者の死後の脳組織において、特異的に高い取り込みを示す。マウスでの放射線量測定により、[11 C]CPPCは、将来のヒトでの研究において安全であることが示された。[11 C]CPPCは、十分な放射化学的収率、純度、および比放射能で合成することができ、CSF1RのヒトPETイメージングおよび神経炎症のミクログリア成分の可能性を示す関連モデルにおいて結合特異性を有する。
1.2 ワークの範囲
強力かつ選択的なCSF1R阻害剤である5‐シアノ‐N‐(4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミドは、製薬産業(Illig CR, et al. (2008))によって開発された。ここでは、その同位体である5‐シアノ‐N‐(4‐[11 C]メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)フラン‐2‐カルボキサミド([11 C]CPPC)の放射性合成について説明し、神経炎症におけるCSF1RのPETイメージングに対する[11 C]CPPCの可能性について評価する。
1.3 材料および方法
1.3.1. 化学
CSF1R阻害剤BLZ945(Krauser JA, et al. (2015))およびペキシダルチニブ(PLX3397) (DeNardo DG, et al. (2011))を商業的に入手し、化合物8は前述のように社内で調製した(Illig CR, et al. (2008))。CPPC [5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドの合成は、前述のように行い(Illig CR, et. Al.(2008))、[11 C]CPPC、5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(Pre-CPPC)の放射性標識のためのノル-メチル前駆体を同様に調製した(図8)。[11 C]CH3 IとPre-CPPCとの反応によって[11 C]CPPCを調製した(図9)。
1.3.2 動物における[11 C]CPPCによる生体内分布およびPETイメージングの研究
動物プロトコルはジョンズホプキンス大学医療機関の動物実験委員会の承認を受けた。
1.3.3 動物
Charles River LaboratoriesのC57BL/6Jマウス(22〜27g)またはCD-1マウス(25〜27g)を対照とした。ミクログリアを枯渇させたマウスは、前述のようにして入手した(Elmore MR, et al. (2014))。CSF1R KO (B6.Cg-Csf1rtm1.2Jwp/J)マウスは、ジャクソン・ラボラトリーズから購入した。スウェーデンおよびインディアナの変異を有する、アミロイド前駆体蛋白質を過剰発現させたAD関連アミロイドーシスのマウスモデルを社内で作成した(Melnikova T, et al. (2013))。雄のCD-1マウスに、神経炎症の頭蓋内LPSモデル(i.c.-LPS)として、LPS (5μg;右前脳)を頭蓋内に注射した(Dobos N, et al. (2012))。神経炎症のi.p.モデル(i.p.-LPS)は、前述の様に、LPS (10mg/kg; 0.2mL; i.p.)を雄のCD-1マウスに接種することによって作製した(Qin L, et al. (2007))。実験的自己免疫脳炎(EAE)マウスモデルに関して、雌のC57BL/6Jマウスに、前述のように、MOG35-55ペプチドを摂取した(Jones MV, et al. (2008))。MOGを接種した症候性マウスと未接種の健康なマウスとを、初回接種の14日後にスキャンした。
1.3.4 マウスにおける[11 C]CPPCの脳内局所分布
マウス実験の結果は、標準化取り込み値の割合(%SUV)、または血中の放射能濃度で補正した%SUVとして算出した:
(SUVR):SUVR=%SUV組織/%SUV血液SUVR=%SUV組織/%SUV血液
1.3.5 ベースライン
対照マウスは、0.2mLの生理食塩水中の5.6MBq (0.15 mCi)[11C]CPPCを側部尾静脈に注射した後、種々のタイムポイントにおいて頸部脱臼によって犠牲にした。脳を取り出し、氷上で解剖した。脳の各部位の重量を測定し、その放射能量をγカウンターで測定した。他の全てのマウスの生体内分布研究も同様に行った。
1.3.6 遮断
マウス(雄のCD1またはC57BL/6J)を、[11 C]CPPCの静脈注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。遮断剤であるCPPC (0.3、0.6、1.2、3.0、10、20mg/kg)、またはCSF1R阻害剤である化合物8(Illig CRら(2008)) (2mg/kg)を、[11 C]CPPC の5分前にi.p.で投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。脳を取り出し、氷上で解剖し、血液を心臓から採取した。ベースラインでの[11 C]CPPCの局所的脳内取り込みを遮断時と比較した。
1.3.7神経炎症モデルマウス(LPS投与、AD)における生体内分布研究
これらの研究は、対照マウスにおけるベースラインおよび遮断実験と同様に行った。
1.3.8 対照マウスおよびLPS投与マウスの脳内CSF1Rレベルの測定
Csf1r mRNAおよびCSF1Rタンパク質のレベルを、それぞれqRT-PCRおよびウェスタンブロット分析によって測定した(図14)。
1.3.9 EAEマウスにおけるPET/CTイメージング
各マウス(3匹のEAEおよび1匹の対照)に[11 C]CPPCを静脈注射し、続いてPET/CTスキャナーでイメージングした。PETおよびCTデータは、製造業者のソフトウェアを使用して再構築し、医療イメージングデータ分析(AMIDE)ソフトウェア(amide.sourceforge.net/)を使用して表示した。ダイナミックレンジを確保するために、Harderianおよび唾液腺PET信号を部分的にマスクした。
1.3.10 マウスにおける全身放射線量測定
ベースライン研究のため、雄のCD-1マウスに、上記のように[11 C]CPPCを注射し、投与後10、30、45、60、および90分に安楽死させた。各器官を速やかに取り出し、器官当たりの注入量(%ID)を測定した。[11 C]CPPCのヒト放射線量測定は、SAAM II (シミュレーション解析およびモデリングII)およびOLINDA/EXMソフトウェアを使用して、マウス生体内分布データから推定した。データを商業的に分析した(RADAR, Inc.)。
1.3.11 [11C]CPPCを用いたヒヒPET研究
高解像度リサーチトモグラフ(CPS Innovations, Inc.)を用いて、雄のヒヒ(Papio Anubis; 25kg)に90分間のダイナミックPETスキャンを3回実施した(1回目:ベースライン;2回目: LPS投与後のベースライン;3回目: LPS投与+遮断)。簡単に説明すると、全てのPETスキャンは、444〜703MBq (12〜19 mCi)の[11 C]CPPC [比放射能:1096〜1184GBq/μmol (29.6〜32.0 Ci/μmol)]の静脈注射で行った。LPSスキャンでは、放射性トレーサーの4時間前に0.05mg/kgのLPSをヒヒに静脈注射した。LPS+遮断スキャンでは、選択的CSF1R阻害剤であるCPPC(1mg/kg)を放射性トレーサーの1.5時間前に皮下投与した。サイトカインIL-6の血清レベルの変化をELISAでモニターした(図14)。ヒヒの動脈血のPETデータ解析および放射性代謝物の解析を以下に詳述する。
1.3.12 死後ヒト脳のオートラジオグラフィー
ヒト組織の使用は、ジョンズホプキンス大学医療機関の治験審査委員会の承認を得ている。スライドガラスに載せた、AD罹患したヒトの被検者3名と健常対照1名(人口統計学については表5を参照)の下頭頂皮質の切片(20μm)をin vitroオートラジオグラフィーに使用した。ベースラインスライドを[11 C]CPPCでプローブし、一方で遮断スライドを[11 C]CPPC+遮断剤(CPPC、BLZ945、ペキシダルチニブまたは化合物8)でプローブして、CSF1R結合の特異性を調べた。スライドをX線フィルムに曝露し、結果を湿組織のpmol/mm3±SDとして表した。
Figure 2021533087
1.4結果
1.4.1 化学
放射性標識のための前駆体であるPre-CPPCを4つの工程で調製し、全体の収率はマルチミリグラム量で54%(図7)だった。放射性トレーサーである[11 C]CPPCは、非崩壊補正放射化学収率21±8% (n = 17)、放射化学純度95%以上、合成終了時の比放射能977±451GBq/μmol (26.4±12.2 Ci/μmol)で調製した(図9)。
1.4.2 対照マウスにおける局所脳生体内分布研究
放射性トレーサー注入後、種々のタイムポイントにおける[11 C]CPPCの局所的脳内取り込みを表1および2に示す。放射性トレーサー注入後5〜15分で、150%SUVのピーク取り込み値が前頭葉皮質に見られた。以下に述べるいくつかの研究における45分タイムポイントを含む30〜60分の間、%SUVの変化は安定していた。
1.4.3 対照マウスにおける[11 C]CPPCの特異的結合性の評価
1.4.3.1 遮断研究
[11 C]CPPC取り込みの遮断は、先ず、非放射性標識CPPC(0.6〜20mg/kg) の投与量を段階的に増やして行った。本研究は、低投与量での放射性トレーサー%SUV取り込みの減少はみられず、高投与量では徐々に増加する傾向が見られた(図10)。しかしながら、脳への取り込みをSUVRとして血液入力関数について補正した場合、放射能が20%減少するという有意な遮断効果が見られた(図11)。
1.4.3.2正常な対照マウスとミクログリアを枯渇させたマウスの比較
この研究は、ミクログリアを除去したマウス脳において、放射性トレーサーの取り込みがわずかに(14%)であるが、有意に減少したことが示された(図12A)。
1.4.3.3正常な対照マウスとCSF1R KOマウスの比較
この研究では、KOマウス脳における[11 C]CPPCの脳への取り込み(%SUV)が対照マウスと比較して同等であることが示された(図12B)。
1.4.4 神経燃焼のLPS誘導マウスモデルにおける[11 C]CPPCの生体内分布
これらの研究は、頭蓋内LPS(i.c.-LPS)(Dobos N, et al. (2012))およびi.p. LPS(i.p.-LPS)(Qin L, et al. (2007); Catorce MN and Gevorkian G(2016))の2つのマウスLPS誘導神経炎症モデルで実施した。先ず、i.p.-LPSマウスの脳におけるCSF1R発現の誘導を調べたところ、qRT-PCRおよびウエスタンブロット解析により、Csf1r mRNAが2倍に、そして蛋白質が6倍に増加していることが認められた(図14)。
1.4.4.1 i.c.-LPSマウス
2つの独立した実験を行った(図1)。いずれの実験でも、shamマウスに対するLPSマウスの%SUVの増加は有意であり、対側半球よりも同側半球で高かった。最大の増加は、LPSを注入した同側前頭四分円(53%)において観察された(図1B)。非放射性標識CPPCPCによる[11 C]CPPCの遮断は投与量に依存していた。低投与量の遮断剤(0.3mg/kg)(図1A)を使用した場合、最初の実験における取り込みの減少は有意ではなかった。高投与量の遮断剤(0.6または1.2mg/kg)は、LPS投与動物における[11 C]CPPCの取り込みを有意に減少させた(図1B)。
1.4.4.2 i.p.-LPSマウス
3つの独立した実験を行った。i.p.-LPSマウスにおける最初の実験では、[11 C]CPPCは対照動物と比較して%SUV脳取り込みの増加(55%)を示したが、非放射性標識CPPCによる遮断は、LPS動物の%SUV放射能の有意な減少は見られなかった(図2A)。第2および第3の実験において、%SUV取り込みは、SUVRとして血中放射能について補正された(図2Bおよび図2C)。SUVR取り込みは、対照マウスよりもi.p.‐LPSマウスで有意に大きかった。2つの異なるCSF1R阻害剤、CPPC (図2B)および化合物8(図2C)による遮断により、取り込み量が対照レベルまで有意に減少した。血中放射能濃度は、i.p.-LPSベースライン(14%減少)およびi.p.-LPS遮断実験(39%増加)では、対照と比較して変化した。
1.4.5 ADのトランスジェニックマウスモデルにおける[11C]CPPCの脳内局所分布
[11 C]CPPCPC取り込みは、ADマウスの全ての脳領域において有意に高く、大脳皮質において最大の増加(31%)を示した(図3)。
1.4.6 マウスにおける全身放射線量測定
ほとんどの器官は、0.002〜0.006mSv/MBq[0.007〜0.011線量当量(レム:Rem)/mCi]を受けた。小腸は最も高い線量である0.047mSv/MBq(0.17 Rem/mCi)を受けた。実効線量は0.0048mSv/MBq(0.018 Rem/mCi)だった(表3)。
1.4.7 多発性硬化症のマウスEAEモデルにおける[11 C]CPPC PET/CT
EAEの重症度のスペクトル(EAEスコア0.5、2.5、および4.5)を表す3匹のマウスと、抗原またはアジュバントを投与していない1匹の健常マウスに[11 C]CPPCを注射し、PET/CTを用いて動的にスキャンした(図4)。各マウスの最大強度投影(MIP)画像および矢状断面図(図4A)は、脳幹における最大の増加(99%)を示し、疾患の重症度と相関する放射性トレーサーの取り込み強度を示しているが(図4B)、筋肉取り込みはマウス間で同等であった。ハーデリアン腺および唾液腺の閾値処理のなされていない生の画像を図13に示す。
1.4.8 ヒヒのPET
同じヒヒにおけるベースライン、LPS、およびLPS＋遮断の実験におけるPET[11 C]CPPCのダイナミックスキャンを比較すると、LPS処理後にパラメトリック分布容積(VT)が増加し、LPS＋遮断処理後にVTがベースラインレベルまで減少したことが示された(図5および図15)。IL-6の血中濃度は、LPSの投与後に強く上昇したことから、急性炎症の誘導に成功したことを示唆している(図16)。
ヒヒにおける動的[11 C]CPPC PETベースラインイメージングは、脳内への放射能の蓄積を示し、注入後20分でSUVは2.5〜4.0のピークに達し、その後徐々に減少した(図5B)。部分的なVTは中等度に不均一であり、後頭葉、尾状葉、視床、および島で最も高く、前頭皮質で中位であり、小脳、視床下部、および後頭皮質で最も低かった(図5Aおよび図15)。
ベースライン、LPSおよびLPS＋遮断におけるヒヒのPETの比較においては、脳内のSUVにわずかな差が認められた。しかしながら、ベースラインスキャンにおけるウォッシュアウト速度は、LPSスキャンにおけるものよりも早かった(図5C)。
ヒヒの血液サンプルの放射性代謝物を分析したところ、[11C]CPPCは注射後90分で2つの放射性代謝物(全放射性代謝物71〜76%)に代謝されることが示された(図17)。これらの親水性放射性代謝物は、マウス実験でも示されているように、脳内への侵入は最小限だった。HPLCによる解析では、マウスの脳内の放射能の少なくとも95%が親の[11 C]CPPCであることが示された(表4)。
ヒヒの血漿中の代謝補正[11 C]CPPC放射能は、LPS投与とベースラインを比較すると、大幅に減少(-50%)し、LPS＋遮断実験ではベースラインレベルまで回復した(図5D)。コンパートメント解析およびローガン解析を用いた数学的モデリング(図18)により、LPSを投与したヒヒのパラメトリックVT値(VT=35-52)がベースライン(VT=15-25)と比較して劇的に増加(90-120%)し、LPS＋遮断実験(図5および図15)ではベースラインレベルに戻ったことが示されたことに対し、K1値はわずかに変化しただけであった(図19)。LPSを投与したヒヒの脳における放射性トレーサー結合の増加は、遮断スキャンで示されたように、CSF1Rに特異的だった。
1.4.9 ヒト脳における[11 C]CPPCの死後オートラジオグラフィー
AD脳切片と対照脳切片(図6および表6)における[11 C]CPPCベースラインオートラジオグラフィーを比較したところ、AD脳における放射性トレーサー結合が増加(75〜99%)していた。結合の特異性は、ベースライン結合と、4つの異なるCSF1R阻害剤を使用した遮断実験における結合とを比較することによってテストした。AD脳におけるベースライン/遮断比は1.7〜2.7(遮断剤: CPPC)であったのに対し、対照脳において比は1.4であった(図6および表6)。他のCSF1R遮断剤(化合物8、BLZ945、PLX3397)を同じAD脳で使用した場合、ベースライン/遮断比はそれぞれ2.0±0.23、1.79±0.88および1.25±0.25であった(図20)。
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1.5 考察
本開示の主題は、ヒトの脳組織においてin vitroで、また神経炎症の非ヒト霊長類およびマウスモデルにおいてin vivoで、CSF1Rに特異的なPET放射性トレーサーを提供する。研究者ら[Tronel C, et al. (2017); Janssen B, et al. (2018)を参照]は、神経炎症のためのPETバイオマーカーの開発および実施に取り組んできたが、[11 C]CPPCまで、脳の常在免疫細胞であるミクログリアに対する選択性を証明したものはなかった。
[11 C]CPPCの開発のためのリードCSF1R阻害剤は、文献から選択した(Illig CRら(2008))。オリジナルの放射性標識されていないCPPCは、高いCSF1R阻害能力[IC50 = 0.8 nM (Illig CRら(2008))]と、脳のPETに適した物理特性を示し、これには、血液脳関門透過性を示す算出された分配係数(clogD7.4)1.6および分子量393Daの最適な親油性が含まれる。[11 C]CPPCを、高純度および比放射能を有する好適な放射化学収率に調製した(図9)。
1.5.1 対照マウスにおける[11 C]CPPCの生体内分布および特異的結合の研究
対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳への取り込みはロバストであり、前頭葉皮質で150%SUVまたは6.4%ID/g組織のピークを示し、その後減少した(表2)。局所脳分布は中等度に不均一であり、前頭皮質における放射能の蓄積が最も多く、正常なマウスの脳におけるCSF1R式の発現の分析と一致した(Nandi S, et al. (2012))。今回研究した脳領域の中で、脳幹および小脳は[11 C]CPPCの蓄積が最も少なかった。
正常なマウス脳における[11 C]CPPCのCSF1R結合特異性を、ベースライン対照と、(i)遮断マウス、(ii)ミクログリアの枯渇したマウス、および(iii)CSF1R KOマウスとの比較によって評価した。正常なマウスの脳における初期の投与量増大遮断実験では、%SUVの有意な減少は見られなかった(図9および図10A)。しかしながら、%SUVをSUVRとして血中放射能について補正した場合、中程度ではあるが有意な減少(20%)がみられ(図10B)、[11 C]CPPCが正常なマウス脳内でCSF1Rを特異的に標識することが実証された。 [11 C]CPPCの血中濃度が遮断研究では高かったことも注目すべき点である。
CSF1R阻害剤であるPLX3397(ペキシダルチニブ)をマウスに慢性的に投与すると、効果的にミクログリアを枯渇させ(90%)、動物の脳内のCSF1Rを減少させる (Elmore MR, et al. (2014))。ミクログリアを枯渇させたマウスにおける[11C]CPPCの脳への取り込みは、対照マウスよりも低かった(14%)(図12A)。この取り込みの減少は、2つの効果、すなわちミクログリアの枯渇およびPLX3397自体の遮断効果の組合せによるものであり得る。最後に、対照マウスおよびCSF1R KOマウスにおける[11 C]CPPC取り込みの比較において、対照マウスおよびKOマウスへの放射性トレーサーの取り込みは同等だった(図12B)。CSF1Rの標的が枯渇(PLX3397)または消失(KO)した場合、CSF1Rに特異的なイメージング剤の脳への取り込みはほとんどないか全くないはずであるが、健常なげっ歯類の脳にはCSF1Rの発現がわずかであり(Nandi S, et al. (2012); Michaelson MD, et al. (1996); およびLee SC, et al. (1993))、CSF1Rがより多く存在すると考えられる関連動物モデルに注目する必要がある。
1.6.2 LPS誘発性神経炎症のマウスモデルにおける[11 C]CPPCの評価
LPS刺激は、神経炎症の一般的なモデルである(Qin L, et al. (2007); Catorce MNおよびGevorkian G (2016))。LPS誘発性神経炎症は、げっ歯類、非ヒト霊長類、さらにはヒト被検者における種々のPET放射性トレーサーを実験するために使用された[Tronel C, et al. (2017)参照のこと]。LPS神経炎症モデルにおけるCSF1Rの発現に関する報告はない。i.p.-LPSマウスと対照マウスの脳内のCSF1R量をqRT-PCR法およびウエスタンブロットを用いて比較したところ、Csf1r mRNAおよびCSF1Rタンパク質の発現が高くなることがわかった(図14)。本研究では、LPS誘発性神経炎症の2つのマウスモデル、i.c.-LPS (Dobos N, et al. (2012); Aid S, et al. (2010)およびi.p.-LPS (Qin L, et al. (2007)、Catorce MNおよびGevorkian G (2016))を使用した。定位手術はi.c-LPS動物の血液脳関門を損傷する可能性があるにもかかわらず、局所的な神経炎症を生じさせるこのモデルは、当初、拡散した神経炎症を起こすi.p-LPSモデルよりも魅力的に思えた。しかしながら、[11 C]CPPCを用いたさらなる研究は、両方のモデルを用いて同等の結果を示した。
[11 C]CPPC結合実験は、i.c.-LPSマウスにおける取り込みの有意な上昇(53%以下)を示した(図1)。上昇した結合は、投与量上昇遮断実験(図1)で示されたように、sham動物に対して-50%であり、CSF1Rを介して行われた。i.p.-LPSマウスでは、[11 C]CPPC結合も対照動物に対して有意に高かった(55〜59%)(図2)。i.p.-LPSマウスにおける全ての脳の[11 C]CPPC結合は、2つの異なるCSF1R阻害剤、CPPC (図2B)および化合物8(図2C)を使用する遮断実験において実証されているように、特異的に50%を超え、CSF1Rを介して行われた。i.p.-LPS動物では、血中放射能濃度は劇的に変化し、%SUVをSUVRとして血液入力関数について補正する必要があった(図2Bおよび図2C)。血中放射能の変化は、i.p.‐LPSマウスにおけるCSF1Rレベルの避けられない全身的変化によって説明できる可能性がある。頭蓋内およびi.p.マウスLPSモデルにおける[11 C]CPPC実験では同等の結果が得られ、両モデルにおいて放射性トレーサーがCSF1Rを特異的に標識することが示された。LPSマウスにおける[11 C]CPPCのex vivo結合能(BPex vivo = 0.53〜0.62)を、LPS取り込み‐sham取り込み/sham取り込みLPS取り込み‐sham取り込み/sham取り込みとして推定した。TSPO放射性トレーサー[11 C]PK11195によるLPS投与ラットにおける以前の研究では、同等のBP値0.47が得られた(Dickens AMら(2014))。
1.5.3 EAEマウスの[11 C]CPPCイメージング
C57BL/6 MOG35-55 EAEモデルにおけるPET/CTイメージングは、PET信号強度が疾患スコアに比例し(図4)、EAEモデルにおける脱髄の局所分布と一致して、脳幹、小脳および頸椎に大部分が集中していることを示した。[11 C]CPPCの脳幹への取り込みは、対照マウスと比べてEAEマウスは最大で2倍であった。
1.5.4 マウスにおける全身放射線量測定
[11C]CPPCをヒトへ将来応用するために、線量測定を行った。このマウス研究は、ヒト被検者に投与される提案された740MBq (20 mCi)[11 C]CPPCの投与量が、現行の食品医薬品局の上限(5 レム; (5. Federal Register §361.1 (2018))を下回る放射線負荷となることを実証したが、この推定値を確認するためには、ヒト被検者における実際の研究が必要である。
1.5.5 ヒヒにおけるPETイメージング
ヒヒにLPSを全身投与すると、ミクログリアの活性化が起こる(Hannestad J, et al. (2012))。本報告では、対照ヒヒおよび低投与量のLPS(0.05mg/kg, i.v.)を注射した同じヒヒで、[11 C]CPPCの結合特性をテストした。分布容積(VT)の2倍以上の増加がLPS投与動物の全脳領域において見られた(図5および図15)。LPS-ヒヒにおけるパラメトリックVTの増加は、非放射性標識CPPCPの注射によって完全に遮断された(図5Aおよび図15)。LPSおよび遮断剤の注射は、おそらく末梢におけるCSF1Rの変化に起因すると思われる血液入力関数の変化を引き起こすので(図5D)、これらの画像のパラメトリックモデリングは不可欠である。HPLC解析では、動物脳内で親の[11 C]CPPCPCはほとんど変化を示さなかった(>95%)ので、パラメトリックモデリングは脳放射性代謝物の含有を必要としなかった。
[11 C]CPPC PETスキャンは、LPS投与のヒヒ脳における放射性トレーサー結合は特異的であり、CSF1Rによって媒介されたことを示し、この薬剤が非ヒト霊長類における神経炎症のイメージングに適していると考えられる。LPS (0.05mg/kg)を投与したヒヒにおける[11 C]CPPC VT(85-120%)の増加は、以前の報告(Hannestad J, et al. (2012))に示されているように、より大量の投与量(0.1mg/kg)の場合のTSPO放射性トレーサー[11C]PBR28(35.6〜100.7%)と、少なくとも同じかそれ以上であった。従って、[11C]CPPCは、神経炎症における活性化したミクログリアの定量的なイメージングのための高感度かつ革新的なツールとなり得る。
1.5.6 AD脳における[11 C]CPPC結合
ADには、特に自然免疫系が関与する免疫成分が存在し、これは、多発性硬化症や上記のいくつかのモデルのような「典型的な」神経炎症性疾患とは異なる(Heppner FL, et al. (2015))。これまでの研究では、ADに罹患しているヒト被検者の脳におけるCSF1Rのアップレギュレーションの証拠が示された(Akiyama Hら(1994); Walker DGら(2017); Lue LFら(2001))、また、ADのトランスジェニックマウスモデルにおけるCSF1Rのアップレギュレーションの証拠が示された(Murphy GM Jrら(2000); Yan SDら(1997);およびBoissonneault Vら(2009)。[11 C]CPPCの結合を、トランスジェニックADマウス脳および死後のADヒト脳組織において実験した。以前のデータ(Murphy GM Jr, et al., (2000); Yan SD, et al. (1997);およびBoissonneault V, et al. (2009))と一致して、トランスジェニックADマウスにおける[11 C]CPPCのex vivoでの脳への取り込みは、対照動物におけるものよりも有意に高かった(最大31%)(図3)。
死後のヒトのin vitroオートラジオグラフィーでは、[11 C]CPPCがAD脳においてCSF1Rを特異的に標識することが示された(ベースライン/自己遮断比率は最大2.7)(図6および表6)。別の実験では、CPPCとは構造的に異なるCSF1R阻害剤 [化合物8、IC50 = 0.8 nM (Illig CRら(2008)); BLZ945、IC50 = 1.2 nM (Krauser JAら(2015));およびPLX3397、IC50 = 20 nM (DeNardo DGら(2011))]は、同じAD組織において[11 C]CPPCPC結合を遮断し(図20)、結合がCSF1R特異的であることを確認した(図6、図20、および表6)。より強力なCSF1R阻害剤、すなわち化合物8およびBLZ945のベースライン/遮断比率は、弱いPLXの比率よりも最大で2倍大きかった。これらの知見は、DAMが関与する、筋萎縮性側索硬化症、老化、パーキンソン病などの、他の神経変性疾患や自然免疫成分を持つ疾患のイメージングにも拡張され得る(Deczkowska A, et al. (2018))。[11 C]CPPCはまた、in vivoでイメージングされたことのないTREM2信号の間接的なイメージングの読み出しを行い得る(Deczkowska Aら(2018); Hickman SEおよびEl Khoury J(2014))。
1.6 発明の概要
本開示の主題は、一部には、神経炎症におけるCSF1RをイメージングするためのPET放射性トレーサーである[11 C]CPPCを提供する。放射性トレーサーの特異的結合は、LPSによる神経炎症モデルのマウス(最大59%)およびヒヒ(最大120%)、ADのマウスモデル(31%)および多発性硬化症のマウスモデル(最大100%)、ならびに死後のADのヒト脳組織(ベース/遮断比2.7)で増加した。マウスでの放射線量測定研究は、[11 C]CPPCがヒト研究においても安全であることを実証した。[11 C]CPPC放射性代謝物は動物の脳内への侵入が少なく、画像解析にそれらを含める必要がないことを示している。[11 C]CPPCは、種々の臨床シナリオでCSF1Rを研究するための臨床応用が期待されている。
1.7 補足材料および方法
1.7.1 CSF1R阻害剤
BLZ945(Krauser JA, et. Al.(2015))はAstaTech (Bristol、PA)から、ペキシダルチニブ(PLX3397) (DeNardo DG、ら(2011))はeNovation Chemicals (Bridgewater、NJ)から購入し、化合物8は前述の通り社内で調製した(Illig CR, et. al. (2008))。
1.7.2 化学
1 H NMRスペクトルは、Bruker-500 NMR分光計を用いて、CDCl 3、CD3 ODまたはDMSO-d 6(δ0ppmでの内部Me4 Siを参照)中で500MHzの公称共振周波数で記録した。高分解能マススペクトルは、ノートルダム大学の質量分析施設において、エレクトロスプレーイオン化(ESI)を使って商業的に記録した。
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(CPPC)の合成は、別の文献に記載のように行った(Illig CR, et al. (2008))。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン:15mLのEtOH中の1.0g(10.0 mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0℃)溶液に、1.7mL (30.0 mmol)のピペリジンを5分かけて滴下した。溶液を0℃で10分間、次いで23℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、飽和NaHCO3水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いで、Na2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて、粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)で精製し、1-(5-クロロ-2ニトロフェニル)ピペリジンを黄色い固体として得た(1.32g、収率96%)。1 H NMR(500MHz, CDCl3)δ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H)。
1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン:1-(5-クロロ-2ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)および1-メチルピペラジン(1.38 mL、12.46 mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2:メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジンを黄色い固体として得た(1.2g、収率96%)。1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 3.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H).
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン:THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(1.2g、3.9 4 mmol)、およびNH4 Cl (2.10g、39.4 mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.57g、39.4 mmol)を添加し、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、褐色固体として4-(4メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリンを得た(0.98g、収率90.7%)
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(CPPC): DMF (10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82 mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.1 8 mmol)、HATU(0.83g、2.18 mmol)の混合物に、DIPEA(0.63mL、3.64 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、5-シアノ-N-(4-(4メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色の固体として得た(0.6g、収率84.5%)。1 H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 16.6 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H)。C22 H28 N5O2([M + H)] 394.223752 に対するHRMS を算出したところ、394.223065だった。
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(Pre-CPPC)の合成
ここで図8(5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2カルボキサミド(Pre-CPPC)の合成を参照する。
ステップa．tert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩: DMSO (10mL)中の1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)およびtert-ブチルピペラジン-1カルボキシル酸塩(1.55g、8.30mmol)の混合物に、K2 CO3(1.72g、12.45mmol)を添加した。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 3:7)により精製し、tert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を白色固体として得た(1.40g、収率86.4%)。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H)。
ステップb．tert-ブチル4-(4-アミノ3‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩: THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)内のtert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(1.20g、3.07mmol)およびNH4 Cl (1.64g、30.7mmol)の混合物に、90℃でZnダスト(2.0g、30.7mmol)を添加し、次いでその混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)によって精製し、 tert-ブチル4‐(4‐アミノ3‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を茶色固体として得た(1.0g、収量90.3%)。
ステップc．tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩：DMF (10mL)中のtert-ブチル4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.38 mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.23g、1.66 mmol)、HATU (0.63g、1.66 mmol)の混合物に、DIPEA (0.48mL、2.76mmol)を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、黄色い固形(0.60g、収量90.9%)として、tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を得た。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H)。
ステップd．5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(Pre-CPPC):塩化メチレン(5mL)中のtert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.04mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(0.39mL、5.21mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製することにより、淡黄色固体として5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを得た(0.3g、収率76.0%)。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.60 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H); C21 H26 N5 O2([M + H)] 380.208102に対するHRMSを算出したところ、380.207980だった。
ここで[11 C]CPPCの放射合成を示す図9を参照する:
1mLのVバイアル内の0.2mLの無水DMFに、Pre-CPPC (1mg)を添加した。ヘリウム流によって運ばれた[11 C]ヨウ化メチルを、上記の液中に捕捉した。反応物を80℃で3.5分間加熱し、次いで0.2mLの水でクエンチした。粗反応生成物を、12mL/分の流速で逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって精製した。前駆体から完全に分離された放射性標識生成物(tR = 6.5〜7.2分)を、50mLの水と1mLの8.4% aq. NaHCO3との混合物に溶かした0.3gのアスコルビン酸ナトリウムの溶液中に遠隔操作で回収した(tR = 2.5分)。この水溶液を活性化したWaters Oasis Sep-Pakライトカートリッジ(Milford, MA)に移した。カートリッジを10mLの生理食塩水で洗浄した後、生成物を1mLのエタノールで0.2μM滅菌フィルタを通して溶出し、パイロジェンフリーの滅菌バイアルに入れ、10mLの0.9%生理食塩水を同じフィルタを通して添加した。最終生成物である[11 C]CPPCを分析HPLCで分析し、放射化学的純度および比放射能を測定した。
1.7.3 HPLC条件
調製: カラム、XBridge C18、10x250mm (Waters、Milford、MA)。移動相:45%:55%アセトニトリル:トリエチルアミン-リン酸緩衝液、pH 7.2。流量: 12mL/分、保持時間7分。分析:カラム、Luna C18、10ミクロン、4.6x250mm (Phenomenex、Torrance、CA)。移動相:60%:40%アセトニトリル:0.1M aq.ギ酸アンモニウム。流量: 3mL/分、保持時間3.5分。
1.8.4マウスにおける [11 C]CPPCを用いた生体内分布およびPETイメージング研究
Figure 2021533087
1.7.5 正常対照マウス、ベースラインにおける[11 C]CPPCの脳内局所分布、
Charles River Laboratories (Wilmington, MA)の、4〜8週齢、22〜24gの雄のC57BL/6Jマウスを使用した。5.6MBq (0.15 mCi)の[11 C]CPPC [比放射能=462GBq/μmol (12.5 Ci/μmol)]を0.2mLの生理食塩水に溶かして外側尾静脈に注射した後、5、15、30および60分後、これらの動物を頸椎脱臼によって犠牲にした(タイムポイント当たり3匹のマウス)。脳を取り出し、氷上で解剖した。脳領域(小脳、嗅球、海馬、前頭皮質、脳幹および残りの脳)の重量を測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport、CT)で測定した。標準化取り込み値(%SUV)の割合を算出した(表2)。
Figure 2021533087
1.7.6 対照マウスにおける[11 C]CPPCの特異的結合の評価
1.7.6.1 正常対照マウスにおける[11 C]CPPCの脳内局所分布、非標識CPPCを用いた投与量漸増遮断研究(図10)。
Charles River Laboratoriesからの雄のCD-1マウス(26〜28g、6〜7週齢)を使用した。CPPC溶液(0.3、0.6、1.2、3.0、10、および20mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した(投与量当たりn=5)。5.1MBq (0.14 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=511GBq/μmol (13.8 Ci/μmol)]を0.2mLの生理食塩水に溶かしたものを外側尾静脈に注射した後、45分後に動物を頸椎脱臼によって犠牲にした。脳全体を取り出し、重さを測定し、その放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)で測定した。標準化取り込み値(%SUV)の割合を算出した。
1.7.7 同じ実験で血液補正をした場合としない場合のベースラインおよび[11C]CPPCの取り込み遮断を比較した(図11)
Charles River Laboratoriesからの雄のCD-1マウス(25〜27g、6〜7週齢)を使用した。CPPC溶液(0.6または3.0mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤(1投与量当たりn = 3)を投与した。5.0MBq (0.135 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=390GBq/μmol (10.5 Ci/μmol)]を0.2mLの生理食塩水に溶かしたものを外側尾静脈に注射した後、45分後に動物を頸椎脱臼によって犠牲にした。脳を取り出し、皮質を氷上で速やかに解剖し、血液サンプル(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。皮質および血液サンプルを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)中で測定した。皮質の結果変数は、血液補正なしの場合は%SUVとして(図11A)、血液補正ありの場合はSUVRとして(図11B)提示されている。
1.7.7.1 ミクログリアを枯渇させたマウスおよび対照マウスにおける[11C]CPPCの脳内取り込み(図12A)
Charles River Laboratoriesから雄C57BL/6Jマウス(22〜24g)を購入した。ミクログリアを枯渇させたマウスは、前述のようにペキシダルチニブ(PLX3397)配合マウス飼料(chow)(290mg/kg)をC57BL/6マウス(5匹)に3週間給餌することによって得た(Elmore MR, et al. (2014))。対照C57BL/6Jマウス(5匹)には標準マウス飼料を3週間与えた。投与の最終日に、0.2mLの生理食塩水に溶かした5.0MBq (0.135 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=475GBq/μmol (12.8 Ci/μmol)]を外側尾静脈に注射した後、45分で全ての動物を頸部脱臼によって犠牲にした。脳を取り出し、重さを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)で測定した。結果変数を%SUVとして算出した。
1.7.7.2 CSF1Rノックアウトマウスおよび対照マウスにおける[11C]CPPCの脳内取り込み(図12B)。方法:
B6.Cg-Csf1rtm1.2Jwp/J (CSF1Rノックアウト、KO)マウス(21〜23g;4〜8週齢; Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME) (5匹)および年齢を一致させたC57BL/6J対照マウス(23〜27g) (5匹)を使用した。3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=306GBq/μmol (8.3 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。全ての脳を取り出し、血液サンプル(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液サンプルの重さを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数は%SUVとして算出した。
1.7.7.3 [11 C] 対照およびLPS投与(頭蓋内)マウスにおけるCPPCの脳への取り込み(図1)
実験1、図1A．Charles River Laboratoriesからの雄のCD-1マウス9匹(25〜27g、6〜7週齢)を3つのコホート:1)sham投与マウス(n = 3); 2)リポポリサッカライド(LPS-頭蓋内)投与マウス(n = 3)、ベースライン;および3)リポポリサッカライド(LPS-頭蓋内)投与マウス(n = 3)、遮断に分けた。CD1マウスをアバチン(250mg/kg, IP)で麻酔した。術中の鎮痛にはフィナジン(2.5mg/kg, SC)を用いた。右前脳実質内注射の座標はAP -0.5mm' DV -2.5mm;正中線の右ML 1.0であった。穴は、先に露出した頭蓋骨に垂直に穿穴した。滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS) (0.5μL)または5μgのリポポリサッカライド(LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)を0.5μLのPBSに入れたものを、1μLのHamiltonシリンジを用いて脳実質に注射した。注射後、針を脳内にさらに3分間保持し、ゆっくりと取り出した。切開部は歯科用セメントで塞いだ。放射性トレーサー研究はLPS投与後3日目に実施した。CPPC溶液(0.3mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。LPS動物および対照動物には3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=274GBq/μmol (7.4 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。小脳、同側脳半球および対側脳半球ならびに血液サンプルの重さを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数を%SUVとして算出した。
実験2、図1B．Charles River Laboratoriesの16匹の雄のCD‐1マウス(25〜27g、6〜7週齢)を4つのコホート:1)sham投与マウス(n = 4);2)リポポリサッカライド(LPS‐頭蓋内)投与マウス(n = 4)、ベースライン;3)リポポリサッカライド(LPS-頭蓋内)投与マウス(n = 4)、遮断0.6mg/kg CPPC; 4)リポポリサッカライド(LP-頭蓋内)投与マウス(n = 4)、遮断1.2 mg/kg CPPCに分けた。マウスをアバチン(250mg/kg, IP)で麻酔した。術中の鎮痛にはフィナジン(2.5mg/kg, SC)を用いた。右前脳の実質内注射の座標はAP -0.5mm' DV -2.5mm;正中線の右ML 1.0であった。穴は、先に露出した頭蓋骨に垂直に穿穴した。滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)(0.5μL)または5μgのリポポリサッカライド(LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)を0.5μLのPBSに入れたものを、1μLのHamiltonシリンジを用いて脳実質に注射した。注射後、針を脳内にさらに3分間保持し、ゆっくりと取り出した。切開部は歯科用セメントで塞いだ。放射性トレーサー研究はLPS投与後3日目に実施した。CPPC溶液(0.3mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。LPS動物および対照動物には3.7MBq(0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=366GBq/μmol(9.9 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。小脳、さらに前頭部と尾部の２つの象限に切り分けられた同側脳半球、対側脳半球、および血液サンプルの重さを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数は%SUVとして算出した。
1.7.7.4対照マウスおよびLPS(腹腔内)投与マウスにおける[11 C] CPPCの脳への取り込み(図2)
実験1、図2A．Charles River Laboratoriesの雄のCD-1マウス15匹(25〜27g、6〜7週齢)を3つのコホート:1)対照マウス(n = 5);2)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 5)マウス、ベースライン;および3)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 5)マウス、CPPC遮断、に分けた。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後5日目に放射性トレーサー研究を行った。CPPC液(1mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。LPS動物および対照動物には3.7MBq (0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=444GBq/μmol(12.0 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。脳全体を取り出し、氷上で解剖した。小脳および脳の残りの部分の重さを測定し、それらの放射能含有量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数は%SUVとして算出した。
実験2、図2B．Charles River Laboratoriesからの雄のCD-1マウス15匹(25〜27g、6〜7週齢)を3つのコホート:1)対照マウス(n = 5);2)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 5)マウス、ベースライン;および3)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 5)マウス、CPPC遮断に分けた。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後3日目に放射性トレーサー研究を行った。CPPC液(1mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。LPS動物および対照動物には3.7MBq(0.1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=374GBq/μmol(10.1 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。脳全体を取り出し、氷上で解剖し、血液サンプル(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液サンプルの重さを測定し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数はSUVRとして算出した。
実験3、図2C．Charles River Laboratoriesからの雄のCD-1マウス15匹(25〜27g、6〜7週齢)を3つのコホート:1)対照マウス(n = 3);2)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 6)マウス、ベースライン;および3)リポポリサッカライド(LPS)- IP投与(n = 6)マウス、化合物8遮断に分けた。滅菌生理食塩水(10mg/kg、0.2mL)中のLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA)溶液を腹腔内投与し、LPS投与後3日目に放射性トレーサー研究を行った。化合物8液(2mg/kg)をIV[11 C]CPPCの5分前にIP投与し、ベースライン動物には賦形剤を投与した。LPS動物および対照動物に3.0MBq (0.08 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=148GBq/μmol (4.0 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の45分後に頸部脱臼によって犠牲にした。全脳を取り出し、氷上で解剖し、血液サンプル(0.2〜0.5cc)を心臓から採取した。全脳および血液サンプルの重さを測定し、それらの放射能含量をγカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで測定した。結果変数は、血液に対するSUVRとして算出した。
1.7.7.5 アルツハイマーマウスモデルおよび対照マウスにおける[11C]CPPCの脳内取り込み(図3)
スウェーデン変異およびインディアナ変異を有するアミロイド前駆体蛋白質(APP)を過剰発現させたアルツハイマー病関連アミロイドーシスのマウスモデルを使用した。トランスジェニックAPPは、CaMKIIプロモーターによって駆動されるtTaの過剰発現によって活性化された、テトラサイクリントランスアクチベーター(tTa)感受性促進剤(5)を有していた。このような導入遺伝子の組み合わせにより、トランスジェニックAPPの過剰発現は前脳の主なニューロンでのみ観察された。いずれの導入遺伝子も発現しなかったマウスを対照とした。アルツハイマーの雄のマウス(AD)とその性別を一致させた対照の同腹の子は、研究開始時に月齢16か月だった。この年齢では、ADマウスは皮質と海馬を含む前脳に有意なAβアミロイドプラークの沈着がある(Melnikova T, et al. (2013))。6匹のADマウスと年齢をマッチさせた6匹の対照マウスとを本研究に用いた。5.6MBq (0.15 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=340GBq/μmol (9.2 Ci/μmol)]をこの動物に静脈注射し、放射性トレーサーの注射から45分後に頸部脱臼で犠牲にした。脳全体を取り出し、氷上で速やかに解剖した。小脳と残りの脳の重さを測定し、γカウンターLKB/Wallac 1283 CompuGamma CSで放射能含有量を測定した。結果変数は%SUVとして算出した。
1.7.8 マウスにおける[11 C]CPPC全身放射線量測定方法
[11 C]CPPCの放射線量測定を、15匹の雄のCD-1マウス(23〜27g)を用いて、著者らによる公表手順(Stabin MGら(2005))に従って行った。[11 C]CPPCを0.2mlの生理食塩水に溶かした溶液(7.4MBqまたは0.2 mCi)を外側尾静脈にボーラスとして注射し、放射性トレーサー注射の10、30、45、60、および90分後にマウス群(n = 3)を安楽死させた。肺、心臓、腎臓、肝臓、脾臓、腸、胃、脳雄素早く摘出して氷上に置いた。大腿骨1本および大腿骨筋肉、骨髄ならびに血液サンプルも採取した。器官の重さを測定し、組織放射能を自動ガンマカウンター(LKB Wallac 1282 CompuGamma CS Universal Gamma Counter)で測定した。器官あたりの注入率(%ID/器官)を、初回投与量の標準的希釈サンプルと比較することによって算出した。全ての測定値を減衰に関して補正した。SAAM IIソフトウェア(Foster DM (1998))を用いて%ID/器官の結果を適合させた。活動の時間積分値(Stabin MGおよびSiegel JA (2003))を、成人男性モデルを使用して、OLINDA/EXMソフトウェア(Stabin MGら(2005))に入力した。活性は小腸(約35%)で観察された。体内の残りの部分における崩壊数は、11 Cの全崩壊に統合された投与活性の100%から他の体の器官における崩壊を差し引いたものに等しいと仮定した。
1.7.8.1 結果
適合した代謝モデル、ソース器官における崩壊数、および器官線量を以下にまとめる:
適合した代謝モデルは以下のとおりである:
Figure 2021533087
ソース器官における崩壊数(MBq-hr/MBq投与)は以下のとおりである:
Figure 2021533087
Figure 2021533087
1.7.8.2 放射線量測定研究のまとめ
データはすべて2つの指数関数によく適合した。ほとんどの器官は、約0.002〜0.006mSv/MBq(0.007〜0.011rem/mCi)を受けるようである。小腸はおよそ0.047mSv/MBq(0.17rem/mCi)の最も高い線量を受けるようである。有効線量は約0.0048mSv/MBq(0.018rem/mCi)である。
1.7.9 実験的自己免疫性脳炎マウスにおけるPET/CTイメージング(図4、図13)
成体雌C57BL/6Jマウス、13週齢(Jackson Laboratories, Bar Harbor ME)にMOG35-55ペプチドを接種し、前述のように行動のスコアをつけた(Jones MV, et al. (2008)):簡単に説明すると、8mg/mlの加熱殺菌した結核菌H37 RA (Difco)を含む不完全フロイントアジュバント(Pierce)を、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で希釈した2mg/mlのMOG35-55(Johns Hopkins Biosynthesis & Sequencing Facility): NH2-MEVGWYRSPFSRVVHLYRNGK-COOHの溶液と1:1で混合した。安定したエマルジョンを形成した後、得られた合計100μlの混合物を、尾の付け根における2つの皮下注射部位(すなわち、マウス当たりM. tuberculosisを400μg、MOG35-55を100μg)で分けた。免疫日(免疫後0日:0p.i.)およびその2日後に、PBSで希釈した250ngの百日咳毒素(EMD/Calbiochem、USA)を静脈注射した。症候性MOG接種マウスと未接種の健常なマウスを、初回接種の14日後にスキャンした。スコアリングは(Beeton C, et al. (2007))に従って決定される。簡単に説明すると、マウスを0〜5にスコア化した。0のスコアは臨床的に観察される特徴を示さず、5のスコアは失禁を伴う完全な後肢麻痺を示す。スコア3は時折つまずく程度の中等度の麻痺を示す。本研究では、0.5(尾の遠位側の弛緩)、2.5(つまずきを伴う軽度/中等度の不全対麻痺)および4.5(完成な後肢麻痺)のスコアだった。Sedecal SuperArgus PET/CTスキャナー(スペイン、マドリッド)を用いて、各マウスに8.14MBq [220μCi、SA >370GBq/μmol (>10 Ci/μmol)]の静脈注射を行った。解剖学的コレジストレーションのためのCTスキャンを、60 kVpで512切片にわたって行った。PETおよびCTデータを、製造業者のソフトウェアを使用して再構築し、AMIDEソフトウェア(http://amide.sourceforge.net/)を使用して表示した。動的範囲を保存するために、ハーダー腺および唾液腺のPET信号を、閾値法(図4)を用いて部分的にマスクし、図13にはマスクしていない画像を示す。関心領域を、3つの切片を通してPET可視病変上に描き、示された領域で定量化した。
1.7.10 マウスの血漿および脳内放射性代謝物の分析
Charles River Laboratoriesの6匹の雄のCD-1マウス(25〜27g、6〜7週齢)を使用した。これらの動物に37MBq (1 mCi)[11 C]CPPC [比放射能=673GBq/μmol (18.2 Ci/μmol)]を静脈注射し、放射性トレーサー注射の10分後(3匹)および30分後(3匹)に頸部脱臼によって犠牲にした。全脳を取り出し、氷上で解剖し、血液サンプル(0.5cc)を心臓から採取した。マウスの血漿および脳内の[11 C]CPPCの放射性代謝物を、ヒヒについて上記した一般的なHPLC法を用いて分析した。HPLC分析の前に、マウス脳を、50%アセトニトリル:50%リン酸緩衝液(Et3N、H3PO4、pH 7.2)の2mLの混合液中で均質化した。均質化したものを遠心分離(1400g、5分間)し、上澄みを0.2マイクロンのフィルタでろ過し、ろ液をradio-HPLCで、phenomenex Gemini C18, 10 μ, 4.6 x 250 mm、2 mL/minの定組成溶離、移動相として、50%アセトニトリル- 50%トリエチルアミン水溶液、c = 0.06 M、pH=7.2を用いて分析した。本研究は、マウスの血漿中で、放射性トレーサー[11C]CPPCがヒヒ血漿中と同じ2つの放射性代謝物を形成することを示した(図17)。放射性代謝物は血液脳関門をほとんど透過せず、脳内での存在は低かった(表4)。
Figure 2021533087
1.7.11 対照およびLPS投与CD1マウスの全脳の定量的リアルタイムPCR(qRT-PCR)およびウェスタンブロット解析
雄のCD-1マウス6匹(25〜27g、Charles River)にLPS (O111:B4、Calbiochem、San Diego、CA、10mg/kg、0.2mL)を腹腔内投与し、LPS投与後4日目にマウスを安楽死させ、全脳を取り出した。脳の半分を液体窒素中でスナップ凍結させ、ウェスタンブロット分析のために-80℃で保存した。脳の残りの半分を、4℃で1mLのRNAlater(登録商標)(Millipore Sigma, St. Luis, MO)中に直ちに保存した。24時間後、RNAlater(登録商標)溶液を試料から取り出し、全RNA分離のため、脳を-80℃で凍結した。
ウェスタンブロット:ウェスタンブロットのために、脳試料をT-PER組織タンパク質抽出試薬(Thermo Fisher Scientific, Halethorpe, MD)で30秒、合計6回均一化し、12000rpmで5分間遠心分離した。上澄みを回収し、10μgのタンパク質をSDS-PAGEによって分離し、NC膜上に移した。以下の抗体をウェスタンブロット分析に使用した: α-mCSF1R Ab (Cell Signaling Technology, Danver, MA)、αmGAPDH Ab (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Dallas, TX)。ブロットはClarity Western ECL Substrate (Bio-Rad, Hercules, CA)およびGel Doc（登録商標）XR+システム (Bio-Rad)によって可視化した。バンド強度は、Image Lab(商標)ソフトウェア (Bio-Rad)によって測定および算出した。
qRT-PCR:qRT-PCRのために、Quick-RNA(商標)Miniprep Kit(Zymo Research, Irvine, CA)を使用して脳から全RNAを分離し、高容量cDNA逆転写キット(Thermo Fisher Scientific)を使用して分離されたRNAからcDNAを合成した。以下のTaqman（登録商標）アッセイを用いてqPCR反応を行った: Csf1r: Mm01266652_m1, Pgk1: Mm00435617_m1, Gapdh: Mm99999915_g1)。内部対象としてPgkg1およびGapdhを用いて相対量を算出した。
1.7.12 ヒヒの放射性代謝物の分析
ヒヒのPET研究を図15および図16に示す。
放射性トレーサー投与の5、10、20、30、60、および90分後に採取した血液サンプルについて、高速液体クロマトグラフィー(HLPC)を用いて血漿中の[11 C]CPPCの相対割合を測定した。改良したカラムスイッチングHPLC法を使用した(Coughlin, NeuroImage 165, 2018, page 120)。1260 infinityクォータナリポンプ、1260 infinity カラムコンパートメントモジュール、1260 infinity UVおよびRaytest GABI Star放射検出部からなるHPLCシステムを、OpenLab CDS EZChrom (A.01.04)ソフトウェアで操作した。2mLのRheodyneインジェクターループに装填した0.4-1.5mLの血漿試料を、最初に、1%アセトニトリルおよび99%水移動相を使い、2mL/分で捕捉カラム(Phenomenex Strata-X 33μmポリマー逆相吸着剤を充填)および両方の検出部に向けた。1分間のアイソクラティック溶出の後、アセトニトリル65%、トリエチルアミン水溶液35%、c=0.06MおよびpH=7.2(リン酸で調整)からなる分析移動層を適用して、捕捉カラムにトラップされた非極性化合物を分析カラム(Gemini C18(2)10μm 4.62×50mm)および検出部に2mL/分で向けた。HPLCシステムは、濃度1mg/mLのCPPC5μLの入った血漿試料を分析する前に、非放射性および[11C]CPPCを使用して標準化した。全血漿時間活性曲線は、PerkinElmer Wizard 2480自動ガンマカウンターで0.3mLの血漿試料を分析することによって得た。[11 C]CPPCの血漿遊離率(fp)は、遠心分離式の限外濾過装置を用いて測定した。
放射性代謝物の分析は、カラムスイッチングHPLCを用いて実施し、これにより、タンパク質の沈殿および抽出に時間を費やすことなく、血漿をHPLCシステムに直接注入することが可能になる。先ず、試料は、親トレーサーおよびその非極性放射性代謝物を固相抽出するため、捕捉カラムに導かれる。血漿成分や親放射性トレーサーの極性放射代謝物の大部分は、捕捉カラムに保持されず、検出部中に溶出される。次いで、分析移動体を適用して、捕捉カラムに捕捉された化合物を分析カラムに溶出し、そこで化合物を分離し、さらに検出部に向ける。このようにして、試料中に存在する全ての放射性化合物を検出することができ、親トレーサーとその放射性代謝物の相対的な割合の正確な定量が可能になる。図17Aに示すように、注入された[11 C]CPPCの100%は、使用される捕捉カラム上に効果的に捕捉され得、分析移動相でそれは7.35分で溶出する。異なる時間間隔で得られた血漿試料の代表的なHPLCクロマトグラムを図17Aに示し、非投与の対照およびLPSまたはLPS +遮断剤を投与したヒヒにおける[11 C]CPPCの時間依存の血漿相対割合を図17Bに示す。LPSまたはLPS＋遮断剤の投与は、[11C]CPPCの代謝パターンおよび速度に影響を与えなかった。親トレーサーの脂溶性の低い放射性代謝物に関連する2つのピークが0.97分および4.82分の溶出時間で検出された。[11 C]CPPCPCPの相対割合は、放射性トレーサー注入後5、10、20、30、60、および90分で、84.87±2.01、75.57±1.76、62.5±4.47、51.73±6.14、34.8±1.31、および25.6±2.77だった。
限外濾過装置を用いて測定した[11 C]CPPCの血漿遊離率は、LPSまたはLPS＋遮断投与の影響を受けず、5.48±0.98%であった。
1.7.13 ヒヒPETイメージング法
2.4mmの軸方向分解能(FWHM)および2.4〜2.8mmの面分解能を有するCPS/CTI高分解能研究トモグラフ(HRRT)を用いてPET画像を取得した。動物を麻酔し、前述のように取り扱った(Horti AG, et al. (2016))。90分のPETデータを、4つの15秒、4つの30秒、3つの1分、2つの2分、5つの4分、および12の5分フレームの30フレームにビンニングした:。画像は、放射性崩壊、デッドタイム、減衰、散乱およびランダム補正の反復秩序化サブセット期待値最大化(OS-EM)アルゴリズム(6反復および16サブセットによる)を用いて再構成した(Rahmim A, et al. (2005))。再構成された画像空間は、各1.22 mm3の立方体ボクセルからなり、その大きさは31cm×31cm (横方向)および25cm (縦方向)にわたる。
血液サンプルは、90分間のスキャン中、連続的に長期にわたる間隔で動脈カテーテルを介して得た(最初の90秒間は可能な限り急速に、その後徐々に長い間隔で試料を得た)。サンプルを1200×gで遠心分離し、血漿中の放射能を断面較正されたガンマカウンターで測定した。選択した血漿試料(5、10、20、30、60、および90分)を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析し、上述のように血漿中の放射性代謝物を調べた。
1.7.14 ヒヒPETデータ解析
ソフトウェアPMOD (v3.7, PMOD Technologies Ltd, Zurich, Switzerland)を用いて、画像解析および動力学的モデリングを行った。動的PET画像は、まずMRI画像と共登録した。次いで、代表的なヒヒの13の脳構造を含む、局所的に開発された関心体積(VOI)テンプレートを、動物のMRI画像に転送した。VOIには前頭葉・側頭葉、視床、海馬、尾状体、被殻、扁桃体、淡蒼球、島皮質、視床下部、小脳、脳梁、白質が含まれた。PETフレームにVOIを適用することにより、各VOIの時間活性曲線(TAC)を得た。
次に、TACおよび代謝補正された動脈血漿入力関数に基づいて、動力学モデリングを行い、脳内の[11 C]CMPFF結合を定量的に特徴付けた。脳への取り込みに関して、主要な評価基準は、平衡状態での血液濃度に対する局所組織中の放射性トレーサーの濃度と定義される[11 C]CPPCの局所脳分布容積(VT)である。局所的なVTは、定義されたVOIにおける受容体密度に比例する。[11 C]CPPCの特異的な取り込みのない脳領域は予想されていないので、別の一般的な評価指標である、すなわち、非遊離性受容体結合能(BPND)は、確実に得られない可能性がある。各VOIについて、VTはコンパートメント・モデリングとローガングラフ法の両方を用いて算出した。Logan J, et al. (1990)。時間的整合性の分析も行った。代表的な結果を図18に示す。
まとめると、[11 C]CPPC PETデータの解析には、コンパートメント・モデリングとローガンの両方が適しており(図18のaおよびbに例を示す)、非常によく似た局所的VT結果を得ることができた(図18-c)。全ての脳領域は、60分以上のスキャン時間で安定したVT推定値が得られた(図18-d)。VTパラメトリック画像(図5および図13)を容易に得るようにするため、本明細書中の全てのVT値を提示するためにローガン方法を選択した。
(実施例２)
アリルアミドの合成
一般に、合成経路は、2-フルオロ-4-クロロニトロベンゼン2と、ピペリジンまたは4-メチルピペリジンとをエタノール中でSNAr反応させて開始し、N-アルキル化化合物4a〜bを非常に高い収率で得ることができる。N-メチルピペラジンと4a-bとを140℃でニート反応させると、化合物5a-bが得られる。一方、N‐Bocピペラジンは、DMSOを溶媒として無機塩基K2 CO3の存在下で4a‐bと反応して化合物5c‐5dを生成する。ニトロ基をアニリンに還元した後、続いて5-シアノフラン-2-カルボン酸または4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸を用いて標準的なアミド結合形成を行い、所望の生成物1a、1c、1eおよび7a〜cを得た。放射合成に関しては、塩化メチレン中TFAを用いたN‐Boc脱保護により、前駆体1b,1dおよび1fを、7a‐cから得た。
合成はまた、アニリノボロン酸エステル8(本明細書中で言及される「化合物8」とは区別される)とN-Boc-保護ピペリジノン9のエノールトリフラートエステル誘導体との間のSuzuki-Miyauraカップリング(MiyauraおよびSuzuki, 1995を参照のこと)を含んでいた。Wustrow and Wise, 1991を参照。オレフィン10を水素化した後、得られたアニリン11をN-ブロモスクシンイミド(NBS)で臭素化して12を得た。その後、1-シクロヘキセンボロン酸と化合物12とのSuzuki-Miyauraカップリングにより、アミン化合物13を得た。トリメチルシリルエトキシメチル(SEM)保護イミダゾール‐2‐カルボン酸塩のカリウム塩を、報告された手順に従って調製した。Wall et al., 2008を参照のこと。化合物13を、DMF中のHATUおよびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を使用して14にカップリングすると、アミド15が良好な収率で得られる。Boc基およびSEM基の両方をトリフルオロ酢酸(TFA)で同時に除去して中間体16を得、これを1gおよび17の調製に使用した。Boc除去により前駆体化合物1hを得た。
アリールアミド7a〜dおよび8a〜bの合成。
試薬および条件: (a)エタノール、0℃〜rt、0.5時間、96%;(b)140℃、5a〜bに対して12時間、K2 CO3、DMSO、110℃、5c〜dに対して12時間、80%〜95%;(c)Zn、NH4 Cl、THF/MeOH/H2 O、還流、1時間、90%;(d)1a、1cおよび7a〜bに対して、HATU、DIPEA、DMF、rt、5-シアノフラン-2-カルボン酸、1e、7cに対して4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸、12時間、75〜82%;(e)TFA、MC、rt、12時間、90%。
アリールアミド1a〜lの合成は以下のとおりである:
Figure 2021533087
試薬および条件: (a)エタノール、0℃〜rt、0.5時間、96%; (b)140℃、12時間:5a〜b、K2 CO3、DMSO、110℃、12時間:5c〜d、80%〜95%; (c) Zn、NH4 Cl、THF/MeOH/H2 O、還流、1時間、90%; (d)カルボン酸、HATU、DIPEA、DMF、12時間、75〜82%; (e) TFA、MC、rt、12時間、90%;(f)フルオロエチルトシレート、Et3 N、ACN、90℃、12時間、60〜70%:1k-lおよび1,2-ジブロモエタン、Et3 N、ACN、90℃、12時間、1m、65%。
アリールアミド1gおよび1hの合成は以下のとおりである:
Figure 2021533087
試薬および条件: (a) Pd(PPh 3)4、LiCl、2 M Na2 CO3、ジオキサン、1000 °C、2時間h。(b) H2、10% Pd/C、MeOH、20psi、1時間。(c) NBS、CH2 Cl2、室温、10時間。(d) Pd(dppf)Cl2 .DCM、2 M Na2 CO3、1,4-Dioxane、100 °C、15時間。(e) HATU、DIPEA、DMF、10時間。(f) TFA、CH2 Cl2、室温、20時間、g) HATU、DIPEA、DMF、ジメチルグリシン1gおよびN-(tert-ブトキシカルボニル)-N-メチルグリシン17、12時間。h) TFA、CH2 Cl2、室温、20時間。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(4a):15mLのEtOH中の1.0g(10.0mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0 0 C)溶液に、1.7mL(30.0mmol)のピペリジンを5分かけて滴下した。この溶液を0℃で10分間、次いで23 ℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を飽和NaHCOOB水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)で精製し、1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジンを黄色固体として得た(1.32g、収率96%)。1H NMR(500MHz、CDCl3)δ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H)。
1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(4b):15mLのEtOHに1.0g(10.0mmol)の4-クロロ-2-フルオロニトロベンゼンの冷却(0 0 C)溶液を入れたものに、1.01mL (30.0mmol)の4-メチルピペリジンを5分かけて滴下した。この溶液を0℃で10分間、次いで23 ℃で30分間撹拌した。混合物を水(225mL)に注ぎ、EtOAc (2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を、飽和NaHCO3水溶液およびブライン(各30mL)で洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて、粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)により精製し、黄色固体として1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.4g、収率96%)を得た。1H NMR(500MHz, CDCl3)δ 7.77(d, J = 5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d, J = 10.0Hz,1H),3.30‐3.27(m,2H),2.91‐2.86(m,2H),1.90‐1.86(m,1H),1.75‐1.73(m,2H),1.49‐1.42(m,1H),1.02(d, J = 5.0Hz,3H)。
1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(5a):1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)と1-メチルピペラジン(1.38mL、12.46mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジンを黄色固体として得た(1.2g、収率96%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3) δ 7.62(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80(s, 1H), 6.43(d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50(d, J = 10.0 Hz, 2H), 3.80(d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H)。
1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン(5b):1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.0g、3.92mmol)と1-メチルピペラジン(1.30mL、11.77mmol)の混合物を、N2下、138℃で12時間攪拌しながら加熱した。それを室温に冷却した後、混合物を水に注ぎ、酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた抽出物を水およびブラインで洗浄し、次いでNa2 SO4上で乾燥させ、蒸発させて粗化合物を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製し、1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジンを黄色固体として得た(1.2g、収率96%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 7.62(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80(s, 1H), 6.43(d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71(t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.03(d, J = 5.0 Hz, 3H)。
tert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(5c):DMSO(10mL)中の1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)ピペリジン(1.0g、4.15mmol)とtert-ブチルピペラジン-1-カルボン酸塩(1.55g、8.30mmol)の混合物に、K2 CO3(1.72g、12.45mmol)を加えた。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hexane:EtOAc = 3:7)により精製し、tert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を白色固体として得た(1.40g、収率86.4%)。1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ 7.99(d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38(d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31(s, 1H), 3.58(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70(d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.47(s, 9H)。
tert-ブチル4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(5d): DMSO (10mL)中の1-(5-クロロ-2-ニトロフェニル)-4-メチルピペリジン(1.0g、3.92mmol)とtert-ブチルピペラジン-1-カルボン酸塩(1.46g、7.85mmol)の混合物に、K2 CO3(1.62g、11.77mmol)を加えた。反応混合物を110℃で12時間撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc = 3:7)によって浄化し、tert-ブチル4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を白色固体(1.42g、89.8%の収量)として得た。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38(d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31(s, 1H), 3.58(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70(d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.47(s, 9H), 1.00(d, J = 5.0 Hz, 3H)。
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(6a):THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン(1.2g、3.94mmol)とNH4 Cl (2.10g、39.4mmol)の混合物に、Znダスト(2.57g、39.4mmol)を90℃で加え、次いで混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : MeOH = 9:1)で精製し、4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリンを褐色固体として得た(0.98g、収率90.7%)。
4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリン(6b):THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中の1-メチル-4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン(1.2g、3.76mmol)とNH4 Cl (2.01g、37.6mmol)の混合物に、Znダスト(2.46g、37.6mmol)を90℃で加え、次いでこの混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製し、4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリンを褐色固体として得た(1.0g、収率92.0%)。
tert-ブチル4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(6c):THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中のtert-ブチル4-(4-ニトロ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(1.20g、3.07mmol)とNH4 Cl (1.64g、30.7mmol)の混合物に、Znダスト(2.0g、30.7mmol)を90℃で加え、次いでこの混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)によって浄化し、tert-ブチル4‐(4‐アミノ3‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を茶色固体(1.0g、収量90.3%)として得た。
tert-ブチル4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(6d):THF/MeOH/H2 O(10:5:3)(20mL)中のtert-ブチル4-(3-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-ニトロフェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(1.2g、2.96mmol)とNH4 Cl(1.58g、29.6mmol)の混合物に、Znダスト(1.93g、29.6mmol)を90℃で加え、次いでこの混合物を1時間還流した。反応終了後、反応混合物をセライトで濾過し、EtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)によって浄化し、tert-ブチル4‐(4‐アミノ-3‐(ピペリジン‐1‐イリル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を茶色固形(1.0g、収率90.0%)として得た。
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1a)(JHU11744): DMF(10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.18mmol)、HATU (0.83g、2.18mmol)の混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインで分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製して、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.6g、収率84.5%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.53 (s, 1H), 8.31(d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23(d, J = 16.6 Hz, 2H), 6.80(s, 1H), 6.72(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20(s, 4H), 2.85(s, 4H), 2.59(s, 4H), 2.36(s, 3H), 1.80(s, 4H), 1.65(s, 2H).
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1c)(JHU11734): DMF (10mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.73mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.28g、2.08mmol)、HATU (0.79g、2.08mmol)の混合物に、DIPEA(0.60mL、3.46 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製して、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.62g、収率87.8%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3) δ 9.60(s, 1H), 8.30(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.72(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73(t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.59(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.36(s, 3H), 1.84(d, J = 10.0 Hz, 2H),1.52-1.47(m, 3H), 1.07(d, J = 5.0Hz, 3H)。
4‐シアノ‐N‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐1‐フェニル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1e)(JHU11761): DMF(10 mL)中の4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)アニリン(0.5g、1.73 mmol)、5‐シアノフラン‐2‐カルボン酸(0.28g、2.08 mmol)、HATU (0.79g、2.08 mmol)の混合物にDIPEA(0.60mL、3.46 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミドを褐色固体として得た(0.62g、収率87.8%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 10.58(s, 1H), 9.0(s, 1H), 8.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45(s, 1H), 6.82(d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73(t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.60(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.37(s, 3H), 1.84(d, J = 10.0 Hz, 3H), 1.52-1.47(m, 2H), 1.08(d, J = 5.0 Hz, 3H)。
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1g)(JHU11765): DMF(10 mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82 mmol)、4-シアノフラン-2-カルボン酸(0.3g、2.18 mmol)、HATU(0.83g、2.18 mmol)の混合物に、DIPEA (0.63mL、3.64 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製して、4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを淡黄色固体として得た(0.62g、収率86.1%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.41(s, 1H), 8.31(d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.03(s, 1H), 7.33(s, 1H), 6.78(s, 1H), 6.72(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.19(s, 4H), 2.83(s, 4H), 2.59(s, 4H), 2.36(s, 3H), 1.76(s, 4H), 1.63(s, 2H)。
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミド(1h)(JHU11766): DMF (10 mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82 mmol)、5-シアノフラン-3-カルボン酸(0.3g、2.18 mmol)、HATU(0.83g、2.18 mmol)の混合物に、DIPEA(0.63 mL、3.64 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製することにより、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.6g、収率84.5%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 8.92(s, 1H), 8.28(d, J = 8.3 Hz, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.37(s, 1H), 6.79(s, 1H), 6.73(d, J = 8.7 Hz, 1H), 3.18(s, 4H), 2.82(s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36(s, 3H), 1.74(s, 4H), 1.65(s, 2H)。
6‐フルオロ‐N‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)フェニル)ピコリンアミド(1i)(JHU11767):DMF(10 mL)中の4‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)‐2‐(ピペリジン‐1‐イル)アニリン(0.5g、1.82 mmol)、6‐フルオロピコリン酸(0.308g、2.18 mmol)、HATU (0.83g、2.18 mmol)の混合物にDIPEA(0.63 mL、3.64 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製して、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.52g、収率72.2%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3) δ 10.66(s, 1H), 8.45(d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.17(d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.10(d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.72(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.21(s, 4H), 2.87(s, 4H), 2.62(s, 4H), 2.38(s, 3H), 1.87 (s, 4H), 1.64(s, 2H)。
6-ブロモ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i)(JHU11769):DMF(10 mL)中の4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)アニリン(0.5g、1.82 mmol)、6-ブロモピコリン酸(0.441g、2.18 mmol)、HATU(0.83g、2.18 mmol)の混合物に、DIPEA(0.63 mL、3.64)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)で精製して、5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを黄色固体として得た(0.53g、収率63.8%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 10.89(s, 1H), 8.45(d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.23(d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.74(t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.62(d, J = 7.3 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.73(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20(s, 4H), 2.87(s, 4H), 2.60(s, 4H), 2.36(s, 3H), 1.91(s, 4H), 1.64(s, 2H)。
tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7a): DMF 10 mL)中のtert-ブチル4-(4-アミノ-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.38 mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.23g、1.66 mmol)、HATU(0.63g、1.66 mmol)の混合物に、DIPEA (0.48 mL、2.76 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)によって浄化し、テルトブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピピリジン-1-イリル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を黄固体(0.60g、90.9%収量)として得た。1HNMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.59(s, 1H), 8.31(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.72(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72(t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.49(s, 9H)。
tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7b):DMF(10 mL)中のtert-ブチル4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.33 mmol)、5-シアノフラン-2-カルボン酸(0.22g、1.60 mmol)、HATU (0.61g、1.60 mmol)の混合物に、DIPEA(0.46mL、2.66 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製し、tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を黄色固体として得た(0.58g、収率88.0%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.59(s, 1H), 8.31(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72(t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.49(s, 9H), 1.07(d, J = 5.0Hz, 3H)。
tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7c): DMF(10 mL)中のtert-ブチル4-(4-アミノ-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.33 mmol)、4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボン酸(0.23g、1.60 mmol)、HATU(0.61g、1.60 mmol)の混合物に、DIPEA(0.4 6 mL、2.6 6 mmol)を加え、反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)により精製し、tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩を黄色固体として得た(0.58g、収率88.0%)。1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ 10.40(s, 1H), 8.99(s, 1H), 8.26(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45(s, 1H), 6.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.73(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72(t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.49(s, 9H), 1.07(d, J = 5.0 Hz, 3H)。
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b)(JHU11745): 塩化メチレン(5mL)中のtert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.04 mmol)に、トリフルオロ酢酸(0.39 mL、5.21 mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製して、5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを淡黄色固体として得た(0.3g、収率76.0%)。1 H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.54(s, 1H), 8.31(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.73(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.18(s, 4H), 3.11 (s, 4H), 2.85(s, 4H), 2.36(s, 1H), 1.80(s, 4H), 1.66(s, 2H)。
5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1d)(JHU11735): 塩化メチレン(5 mL)中のtert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.01 mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(0.37 mL、5.05 mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)により精製し、5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミドを淡黄色固体として得た(0.32g、収率80.4%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.60 (s, 1H), 8.31(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.72(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73(t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57(s, 1H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.07(d, J = 5.0Hz, 3H)。
4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1f)(JHU11762): 塩化メチレン(5 mL)中のtert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(0.5g、1.02 mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(0.37 mL、5.05 mmol)を0℃で滴下し、次いで、混合物を室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)によって精製し、4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミドを淡白色固形物として得た(0.30g、収率78.4%)。1H NMR (500 MHz, MeOD)δ 10.45(s, 1H), 8.98(s, 1H), 8.24(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45(d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.83(d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72(d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15(t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08(t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99(t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73(t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84(d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57(s, 1H), 1.55-1.51(m, 3H), 1.07(d, J = 5.0Hz, 3H)。
5-Cyano-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1k)(JHU11763): アセトニトリル(1ml)中の5-シアノN-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b)(0.1g、0.26mmol)の溶液に、2-フルオロエチルトシレート(0.07g、0.31mmol)およびトリエチアミン(0.053g、0.52mmol)を加えた。反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1kを得た(0.06g、収率53.57%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.53(s, 1H), 8.31(d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.25(s, 1H), 7.21(s, 1H), 6.79(s, 1H), 6.72(d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.67(s, 1H), 4.58(s, 1H), 3.21(s, 4H), 2.89 - 2.68(m, 10H), 1.80(s, 4H), 1.65(s, 2H)。
4‐シアノ‐N‐(4‐(4‐(2‐フルオロエチル)ピペラジン‐1‐イル)‐2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐1‐フェニル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1l)(JHU11764):アセトニトリル(1mL)中の4‐シアノ‐N‐(2‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)‐4‐(ピペラジン‐1‐イル)フェニル)‐1H‐ピロール‐2‐カルボキサミド(1f)(0.1g,0.25mmol)の溶液に2‐フルオロエチルトシレート(0.066g, 0.305 mmol)およびトリエトヤミン(0.051g, 0.50 mmol)を加えた。反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1lを得た(0.057g、収率51.35%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 10.83(s, 1H), 9.01(s, 1H), 8.26(d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.45(s, 1H), 6.83(d, J = 15.7 Hz, 2H), 6.74(d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.67(s, 1H), 4.58(s, 1H), 3.21(s, 4H), 2.98(d, J = 11.2 Hz, 2H), 2.84 - 2.67(m, 8H), 1.85(d, J = 12.8 Hz, 2H), 1.43-1.26(m, 3H), 1.08(d, J = 6.4 Hz, 3H)。
N-(4-(4-(2-ブロモエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)-5-シアノフラン-2-カルボキサミド(1m)(JHU11768):アセトニトリル(1mL)中の5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b) (0.01g、0.026 mmol)の溶液に、1,2-ジブロモエタン(0.039g、2.10 mmol)およびトリエチルアミン(0.0053g、0.052 mmol)を加え、反応混合物を90℃で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール:ジクロロメタン=0.5:9.5)で精製し、淡黄色固体として1mを得た(0.01g、収率83.33%)。1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ 9.53(s, 1H), 8.31(d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23(d, J = 17.5 Hz, 2H), 6.80(s, 1H), 6.72(d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20(s, 4H), 2.84(s, 4H), 2.69(s, 4H), 2.64(s, 2H), 1.80(s, 4H), 1.65(s, 2H).
4-(4-アミノ-フェニル)-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(10):トルエン(160 mL)およびエタノール(80 mL)中の4-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]-ジオキサボロラン-2-イル)-フェニルアミン(4.0g、18 mmol)、4-トリフルオロメタンスルホニルオキシ3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(7.4g、22 mmol)、および2MNa2 CO3水溶液(80 mL)の溶液をアルゴン下、80℃で3時間加熱した。混合物を1M NaOH水溶液で洗浄し、有機層を除去し、乾燥(Na2 SO4)させ、真空中で濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、20% EtOAc/ヘキサンで溶出し、標記化合物3.2g(63%)を黄色の泡状物として得た。1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 7.18-7.23(m, 2H, J = 8.4 Hz), 6.64-6.69(m, 2H, J = 8.6 Hz), 5.90(br s, 1H), 4.02-4.08(m, 2H), 3.68(s, 2H), 3.62(t, 2H, J = 5.6 Hz), 2.48(br s, 2H), 1.49(s, 9H)。
4-(4-アミノ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(11):メタノール中の4-(4-アミノ-フェニル)-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.350g、1.28 mmol)の溶液を、10% Pd/C上で20 psiで1時間水素化した。この溶液を珪藻土で濾過し、ろ液を濃縮して標記化合物0.35g(100%)を黄色固体として得た。1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 6.96-7.01(d, 2H, J = 8.4 Hz), 6.62-6.67(d, 2H, J = 8.4 Hz), 4.21(br s, 2H), 3.58(br s, 2H), 2.77(t, 2H, J = 12.6 Hz), 2.53(tt, 1H, J = 12.1, 3.5 Hz), 1.77(d, 2H, J = 12.3 Hz), 1.52-1.59, m, 2H), 1.48(s, 9H)。
4-(4-アミノ-3-ブロモ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(12): CH2 Cl2(3mL)中の4-(4-アミノ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.20g、0.71mmol)の溶液に、N-ブロモスクシンイミド(NBS)(0.13g、0.71mmol)を加え、反応物を室温で10時間撹拌した。反応物をEtOAc (10mL)で希釈し、飽和水性NaHCO3(2×10mL)およびブライン(10mL)で洗浄した。有機層を濃縮して、標記化合物0.26g(100%)を黄色泡状物として得た。1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 7.27(d, 1H, J = 2.1 Hz), 6.96(dd, 1H, J = 8.1, 1.9 Hz), 6.73(d, 1H, J = 8.1 Hz), 4.24(br s, 2H), 4.01(br s, 2H), 2.78(t, 2H, J = 12.2 Hz), 2.53(tt, 1H, J = 12.2, 3.3 Hz), 1.79(d, 2H, J = 12.6 Hz), 1.52-1.59(m, 2H), 1.50(s, 9H)。
4-(4-アミノ-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(13): 1,4-ジオキサン中の4-(4-アミノ-3-ブロモ-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(0.13g、0.42mmol)、シクロヘキサ-1-エニルボロン酸4(0.08g、0.63mmol)、Pd(dppf)Cl2. DCM(0.034g、0.042)水性2M Na2 CO3(1.5mL)を100℃で20時間加熱した。反応物をEtOAc(10mL)で希釈し、飽和水性NaHCO3(2×10mL)およびブライン(10mL)で洗浄し、有機層をNa2 SO4上で乾燥させ、次いで濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー、30% EtOAc/ヘキサンで精製して、0.12g(85%)の標記化合物を黄色油状物として得た。1 H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 6.90(dd, 1H, J = 8.1, 2.1 Hz), 6.85(d, 1H, J = 1.9 Hz), 6.67(d, 1H, J = 8.1 Hz), 5.76(dq, 1H, J = 3.5, 1.8 Hz), 4.23(br s, 2H), 3.71(s, 2H), 2.79(t, 2H, J = 12.7 Hz), 2.54(tt, 1H, J = 12.3, 3.4 Hz), 2.22-2.29(m, 2H), 2.16-2.22(m, 2H), 1.62- 1.85(m, 8H), 1.50(s, 9H)。
(4-{[4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1H-イミダゾール-2-カルボニル]-アミノ}-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル)-ピペリジン-1カルボン酸tert-ブチルエステル(15):20mLのDMF中の4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1H-イミダゾール-2-カルボン酸カリウム塩(3.34g、10.9 mmol)の溶液に、DIPEA(3.80 mL、21.8 mmol)およびHATU (11.02g、12.0 mmol)を加え、反応物を25℃で15分間撹拌した。10 mLのDMF中の4-(4-アミノ-3シクロヘキサ-1-エニル-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(3.92g、11.0 mmol)の溶液を加え、反応物を25℃で12時間撹拌した。反応物をEtOAc(60mL)で希釈し、飽和水性NaHCO3(2×60mL)およびブライン(100mL)で洗浄し、有機層をNa2 SO4上で乾燥させ、濃縮した。残渣をフラッシュシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル、2% EtOAc/CH2Cl2）で精製し、標記化合物5.5g(85%)を黄色油状物として得た。1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 9.68(s, 1H), 8.25(d, 1H, J = 8.4 Hz), 7.78(s, 1H), 7.12(dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.02(d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.96(s, 2H), 5.83(dt, 1H, J = 3.6, 1.9 Hz), 4.25(br s, 2H), 3.63-3.69(m, 2H), 2.80(t, 2H, J = 11.7 Hz), 2.63(tt, 1H, J = 12.2, 3.5 Hz), 2.27-2.33(m, 2H), 2.20-2.27(m, 2H), 1.77-1.87(m, 6H), 1.56-1 .68(m, 2H), 1.49(s, 9H), 0.95 - 1.00(m, 2H), 0.01(s, 9H)。
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-ピペリジン-4-イル-フェニル)-アミドトリフルオロ酢酸塩(16): 10mLのCH2Cl2中の4-(4-{[4-シアノ-1-(2-トリメチルシラニル-エトキシメチル)-1ヒミダゾール2-カルボニル]-アミノ}-3-シクロヘキサ-1-エニル-フェニル)-ピペリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル7(1.50g、2.48 mmol)の溶液に、3mLのTFAを加え、25℃で20時間撹拌した。反応物を5mLのエタノールで希釈し、濃縮した。残渣をメタノールおよびエチルエーテルから結晶化させ、標記化合物0.85g(70%)を白色固体として得た。1H NMR(CD3OD, 500 MHz): δ 8.18(d, 1H, J = 8.4 Hz), 8.04(s, 1H), 7.22(dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.12(d, 1H, J = 2.3 Hz), 5.76(m, 1H), 3.54(m, 2H), 3.16(m, 2H), 2.92(m, 1H), 2.30(m, 4H), 2.10(m, 2H), 1.87(m, 6H)。
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸{2-シクロヘキサ-1-エニル-4-[1-(2-ジメチルアミノ-アセチル)-ピペリジン-4-イル]-フェニル}-アミド(1g)(JHU11759): DMF(15mL)中の4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-ピペリジン-4-イル-フェニル)-アミドトリフルオロ酢酸塩(0.655g、1.34 mmol)の懸濁液に、HATU(0.61g、1.60mmol)およびDIPEA(0.932 mL、5.35mmol)を加え、15分間撹拌し、次いで、ジメチルグリシン(0.15g、1.47 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2:メタノール= 9:1)で精製し、標記化合物を白色固体として得た。1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 9.49(s, 1H), 8.24(d, 1H, J = 8.3 Hz), 7.70(s, 1H), 7.12(dd, 1H, J = 8.4, 2.1 Hz), 7.01(d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.82(m, 1H), 4.75(d, 1H, J = 13.4 Hz), 4.13(d, 1H, J = 13.4 Hz), 3.57(d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.18(d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.12(td, 1H, J = 13.3, 2.4 Hz), 2.73(dddd, 1H, J = 11.9, 11.9, 3.8, 3.8 Hz), 2.65(ddd, 1H, J = 13.3, 13.3, 2.4 Hz), 2.40(s, 6H), 2.18-2.32(m, 4H), 1.60-1.98(m, 9H)。
tert-ブチル((4-(6-(4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-3-イル)ピペリジン-1-イル)メチル)(メチル)カルバミン酸塩(17):DMF(15mL)中の4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸(2-シクロヘキサ-1-エニル-4-イル-フェニル)-アミドトリフルオロ酢酸塩(0.15g、0.30 mmol)の懸濁液に、HATU(0.14g、0.36mmol)およびDIPEA(0.212 mL、1.22 mmol)を加え、15分間撹拌した。次いで、N-(tert-ブトキシカルボニル)-N-メチルグリシン(0.063g、0.33 mmol)を加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いでEtOAcとブラインに分配した。有機層を分離し、無水MgSO4上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 :メタノール = 9:1)で精製し、標記化合物を白色固体として得た。1 H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 12.57(s, 1H), 9.53(s, 1H), 8.27(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.75(s, 1H), 7.15-7.04(m, 2H), 5.86(s, 1H), 4.80(s, 1H), 4.24-3.95(m, 3H), 3.18(d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.95(s, 3H), 2.74-2.61(m, 2H), 2.32-2.25(m, 4H), 1.85-1.73(m, 6H), 1.49(s, 9H)。
4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド(1h)(JHU11760):塩化メチレン(5mL)中のtert-ブチル((4-(6-(4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-3-イル)ピペリジン-1-イル)メチル)(メチル)カルバミン酸塩(0.1g、0.18 mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(0.056 mL、0.73 mmol)を0℃で滴下して加え、混合物を室温で12時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2 Cl2 : メタノール = 9:1)により精製し、4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミドを淡黄色固体として得た(0.04g、収率46.0%)。1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 9.51(s, 1H), 8.14(d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.65(s, 1H), 6.97-6.85(m, 2H), 5.76(s, 1H), 4.73(d, J = 10.0, 1H), 4.00-3.66(m, 3H), 3.14(d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.71-2.67(m, 6H), 2.24(d, J = 5.0, 3H), 2.17-2.15(m, 1H), 1.87-1.74(s, 8H)。
(実施例３)
CSF1R誘導体1a、1c、1e、1g-1lの結合親和性
Figure 2021533087
Figure 2021533087
 *CSF1RヒトRTKキナーゼ、酵素ラジオメトリックアッセイ、ユーロフィン、市販アッセイ; ** CSF1R競合結合アッセイ、KinomeScan、DiscoverX、市販アッセイ
(参考文献)
本明細書で挙げた全ての出版物、特許出願、特許、および他の参考文献は、本開示の主題が関わる技術分野の当業者のレベルを示す。本明細書で挙げた全ての出版物、特許出願、特許および他の参考文献(例えば、WEBサイト、データベースなど)は、あたかも個々の出版物、特許出願、特許および他の参考文献が参照により具体的かつ個別に示されて援用されたかのごとく参照により同程度まで本明細書に援用される。本明細書では多数の特許出願、特許および他の参考文献に言及したが、そのような言及は、これらの文書が当該技術分野における一般的技術常識の一部を構成することを認めるものではないと理解されたい。明細書と援用された参考文献のいずれかとの間に矛盾がある場合は、本明細書(援用された引用文献に基づくその補正を含む)が優先される。別段の断りのない限り、標準的な技術に許容される用語の意味が本明細書において使用される。本明細書では、種々の用語の標準的な略号を使用する。
Masgrau R, Guaza C, Ransohoff RM, Galea E (2017) Should we stop saying ‘glia’ and ‘neuroinflammation’? Trends Mol Med 23:486-500.
Tronel C, et al. (2017) Molecular targets for PET imaging of activated microglia: The current situation and future expectations. Int J Mol Sci 18:E802.
Janssen B, Vugts DJ, Windhorst AD, Mach RH (2018) PET imaging of microglial activation-beyond targeting TSPO. Molecules 23:607.
Aguzzi A, Barres BA, Bennett ML (2013) Microglia: Scapegoat, saboteur, or something else? Science 339:156-161.
Akiyama H, et al. (1994) Expression of the receptor for macrophage colony stimulating factor by brain microglia and its upregulation in brains of patients with Alzheimer’s disease and amyotrophic lateral sclerosis. Brain Res 639:171-174.
Zhang Y, et al. (2014) An RNA-sequencing transcriptome and splicing database of glia, neurons, and vascular cells of the cerebral cortex. J Neurosci 34:11929-11947.
Peyraud F, Cousin S, Italiano A (2017) CSF-1R inhibitor development: Current clinical status. Curr Oncol Rep 19:70.
Chitu V, Gokhan S, Nandi S, Mehler MF, Stanley ER (2016) Emerging roles for CSF-1 receptor and its ligands in the nervous system. Trends Neurosci 39:378-393.
Ginhoux F, et al. (2010) Fate mapping analysis reveals that adult microglia derive from primitive macrophages. Science 330:841-845.
Elmore MR, et al. (2014) Colony-stimulating factor 1 receptor signaling is necessary for microglia viability, unmasking a microglia progenitor cell in the adult brain. Neuron 82:380-397.
Walker DG, Tang TM, Lue LF (2017) Studies on colony stimulating factor receptor-1 and ligands colony stimulating factor-1 and interleukin-34 in Alzheimer’s disease brains and human microglia. Front Aging Neurosci 9:244.
Smith AM, et al. (2013) M-CSF increases proliferation and phagocytosis while modulating receptor and transcription factor expression in adult human microglia. J Neuroinflammation 10:85.
Palle P, Monaghan KL, Milne SM, Wan ECK (2017) Cytokine signaling in multiple sclerosis and its therapeutic applications. Med Sci (Basel) 5:E0023.
El-Gamal MI, et al. (2018) Recent advances of colony-stimulating factor-1 receptor (CSF-1R) kinase and its inhibitors. J Med Chem 61:5450-5466.
Lue LF, et al. (2001) Inflammatory repertoire of Alzheimer’s disease and nondemented elderly microglia in vitro. Glia 35:72-79.
Murphy GM Jr, Zhao F, Yang L, Cordell B (2000) Expression of macrophage colony-stimulating factor receptor is increased in the AbetaPP(V717F) transgenic mouse model of Alzheimer’s disease. Am J Pathol 157:895-904.
Yan SD, et al. (1997) An intracellular protein that binds amyloid-beta peptide and mediates neurotoxicity in Alzheimer’s disease. Nature 389:689-695.
Boissonneault V, et al. (2009) Powerful beneficial effects of macrophage colony-stimulating factor on beta-amyloid deposition and cognitive impairment in Alzheimer’s disease. Brain 132:1078-1092.
Deczkowska A, et al. (2018) Disease-associated microglia: A universal immune sensor of neurodegeneration. Cell 173:1073-1081.
Keren-Shaul H, et al. (2017) A unique microglia type associated with restricting development of Alzheimer’s disease. Cell 169:1276-1290.e17.
Raivich G, et al. (1998) Regulation of MCSF receptors on microglia in the normal and injured mouse central nervous system: A quantitative immunofluorescence study using confocal laser microscopy. J Comp Neurol 395:342-358.
Prieto-Morin C, Ayrignac X, Ellie E, Tournier-Lasserve E, Labauge P (2016) CSF1R-related leukoencephalopathy mimicking primary progressive multiple sclerosis. J Neurol 263:1864-1865.
Alterman RL, Stanley ER (1994) Colony stimulating factor-1 expression in human glioma. Mol Chem Neuropathol 21:177-188.
Lentz MR, et al. (2010) Exploring the relationship of macrophage colony-stimulating factor levels on neuroaxonal metabolism and cognition during chronic human immunodeficiency virus infection. J Neurovirol 16:368-376.
Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014) 5-(4-((4-[(18)F]Fluorobenzyl)oxy)-3-methoxybenzyl)pyrimidine-2,4-diamine: A selective dual inhibitor for potential PET imaging of Trk/CSF-1R. Bioorg Med Chem Lett 24:4784-4790.
Illig CR, et al. (2008) Discovery of novel FMS kinase inhibitors as anti-inflammatory agents. Bioorg Med Chem Lett 18:1642-1648.
Krauser JA, et al. (2015) Phenotypic and metabolic investigation of a CSF-1R kinase receptor inhibitor (BLZ945) and its pharmacologically active metabolite. Xenobiotica 45:107-123.
DeNardo DG, et al. (2011) Leukocyte complexity predicts breast cancer survival and functionally regulates response to chemotherapy. Cancer Discov 1:54-67.
Melnikova T, et al. (2013) Reversible pathologic and cognitive phenotypes in an inducible model of Alzheimer-amyloidosis. J Neurosci 33:3765-3779.
Dobos N, et al. (2012) The role of indoleamine 2,3-dioxygenase in a mouse model of neuroinflammation-induced depression. J Alzheimers Dis 28:905-915.
Qin L, et al. (2007) Systemic LPS causes chronic neuroinflammation and progressive neurodegeneration. Glia 55:453-462.
Jones MV, et al. (2008) Behavioral and pathological outcomes in MOG 35-55 experimental autoimmune encephalomyelitis. J Neuroimmunol 199:83-93.
Catorce MN, Gevorkian G (2016) LPS-induced murine neuroinflammation model: Main features and suitability for pre-clinical assessment of nutraceuticals. Curr Neuropharmacol 14:155-164.
Nandi S, et al. (2012) The CSF-1 receptor ligands IL-34 and CSF-1 exhibit distinct developmental brain expression patterns and regulate neural progenitor cell maintenance and maturation. Dev Biol 367:100-113.
Michaelson MD, et al. (1996) CSF-1 deficiency in mice results in abnormal brain development. Development 122:2661-2672.
Lee SC, et al. (1993) Macrophage colony-stimulating factor in human fetal astrocytes and microglia. Differential regulation by cytokines and lipopolysaccharide, and modulation of class II MHC on microglia. J Immunol 150:594-604.
Aid S, Parikh N, Palumbo S, Bosetti F (2010) Neuronal overexpression of cyclooxygenase-2 does not alter the neuroinflammatory response during brain innate immune activation. Neurosci Lett 478:113-118.
Dickens AM, et al. (2014) Detection of microglial activation in an acute model of neuroinflammation using PET and radiotracers 11C-(R)-PK11195 and 18F-GE-180. J Nucl Med 55:466-472.
5. Federal Register §361.1 (2018), pp 21378-21381.
Hannestad J, et al. (2012) Endotoxin-induced systemic inflammation activates microglia: [11C]PBR28 positron emission tomography in nonhuman primates. Neuroimage 63:232-239.
Heppner FL, Ransohoff RM, Becher B (2015) Immune attack: The role of inflammation in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci 16:358-372.
Hickman SE, El Khoury J (2014) TREM2 and the neuroimmunology of Alzheimer’s disease. Biochem Pharmacol 88:495-498.
Stabin MG, Sparks RB, & Crowe E (2005) OLINDA/EXM: the second-generation personal computer software for internal dose assessment in nuclear medicine. J. Nucl. Med. 46(6):1023- 1027.
Foster DM (1998) Developing and testing integrated multicompartment models to describe a single-input multiple-output study using the SAAM II software system. Adv Exp Med Biol 445:59- 78.
Stabin MG & Siegel JA (2003) Physical models and dose factors for use in internal dose assessment. Health Phys. 85(3):294-310.
Beeton C, Garcia A, & Chandy KG (2007) Induction and clinical scoring of chronic-relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis. J Vis Exp (5):224.
Horti AG, et al. (2016) 18F-FNDP for PET Imaging of Soluble Epoxide Hydrolase. J. Nucl. Med. 57(11):1817-1822.
Rahmim A, Cheng JC, Blinder S, Camborde ML, & Sossi V (2005) Statistical dynamic image reconstruction in state-of-the-art high-resolution PET. Phys. Med. Biol. 50(20):4887-4912.
Logan J, et al. (1990) Graphical analysis of reversible radioligand binding from time-activity measurements applied to [N-11C-methyl]-(-)-cocaine PET studies in human subjects. J. Cereb. Blood Flow Metab. 10(5):740-747.
理解を明確にするために、上述の主題を、例示および実施例を用いてある程度詳述してきたが、特定の変更および修正が、添付の特許請求の範囲の範囲内で実施され得ることを当業者であれば理解するだろう。

Claims (16)

1つ以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための画像化剤であって、式(I)の化合物を含む、画像化剤:
Figure 2021533087
 X, Y、およびZは、-N-および-CR5-から成る群からそれぞれ独立して選択され、ここで、R5は、H、置換または非置換C1 -C8のアルキル、またはR*から成る群から選択され、ここで、R*は、ポジトロン放射断層(PET)画像または放射性同位体自体に適した放射性同位体を含む部分である;
R1は、R1が任意にR*またはR1で置換され得る、置換または非置換ヘテロアリール、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 ダイヤルキラミノ、-N(C1-C8 arkyl)(SO2)(C1-C8 alkyl)からなる群から選択され、ここで、R1は、PET撮像に適した放射性同位体であり得る;
R2は、置換または非置換のヘテロアルキルであり、ここで、R2は、任意選択的にR*で置換することができる;
R3は、置換または非置換のヘテロアリールであり、ここで、R 3は、任意にR*で置換することができ、
R 4は、H、置換または非置換のC 1 -C 8アルキル、C 1 -C 8アルコキシル、シクロアルキ、シクロヘテロアルキ、アリール、およびヘテロアリールからなる群から選択される、または、
その薬理的に許容可能な塩である;
ここで、R1, R2, R3またはR5の少なくとも1つはR*で置換されるか、またはPET撮像に適した放射性同位体である。
R1が、置換または非置換ピペラジニル、置換または非置換モルホリニル、1,1-ジオキシド-チオモルホリニル、置換または非置換ピラゾリル、置換または非置換イミダゾリル、C1 -C8 アルコキシル、C1 -C8 アルキルアミノ、C1 -C8 ジアルキルアミノ、-N(C1 -C8 アルキル)(SO2)(C1 -C8 アルキル)からなる群より選択され、R1がR*で任意に置換され得るか、またはR1がPET画像化に適した放射性同位体であり得る、請求項1に記載の画像化剤。
R2が、置換または非置換ピペリジニルおよび置換または非置換モルホリニルからなる群より選択され、ここで、R2は、任意にR*で置換され得る、請求項1に記載の画像化剤。
R3が、置換または非置換ピロリル、および置換または非置換フラニルからなる群より選択され、ここで、R3は、任意にR*で置換され得る、請求項1に記載の画像化剤。
R1がからなる群から選択される、請求項1に記載の撮像剤:
Figure 2021533087
 ; およびR*;
p は0 と1 から選択された整数である;
q は、0、1、2、3、4、および5 からなるグループから選択された整数である;
rは、0、1、2、3、および4からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
R2がからなる群から選択される、請求項1に記載の撮像剤:
Figure 2021533087
 p は0 と1 から選択された整数である;
q は、0、1、2、3、4、および5 からなるグループから選択された整数である;
rは、0、1、2、3、および4からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群から選択される。
R3がからなる群から選択される、請求項1に記載の撮像剤:
Figure 2021533087
 pは、0と1からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、水酸基、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(アルキル)、およびR*からなる群より選択される。
請求項1に記載の造影剤:
(a)X, Y, Z はそれぞれの-CR5-である;
(b)X Zはそれぞれ-N-で、Yは-CR5-である;
(c)X は-N- で、Y とZ はそれぞれの-CR5である;
(d)X Y はN、Z は-CR5-;
(e)X Y はそれぞれの-CR5-で、ZはNである;
ここで、少なくとも1つのオカレンスをR5する場合は、オプションでR*に置き換えることができる。
式(I)の化合物が式(Ia)の化合物である、請求項1に記載のイメージング剤:
Figure 2021533087
 R6は、0、1、2、3、4、5、6、7、および8から選択される整数であり、R9およびR10は、それぞれ、R*またはR6で任意にR6を置換することができるC1 -C8直鎖または分岐したアルキルである、-(CH2)n -R10からなる群から選択される;
R7は、H若しくはC1 -C8アルキルからなる群から選択され、ここで、R7は、R*又はR7で置換されていてもよく;
R8は、置換された又は無置換のピロリル、フラニル、及びピリジニルであり、ここで、R8は、任意にR*で置換されていてもよい;又は
薬学的に許容可能な塩である;
ここで、R6, R7、またはR8の少なくとも1つはR*で置換されるか、R*である。
請求項9に記載の造影剤:
R6は、水素、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、セク-ブチル、タート-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘプチル、n-オクチル、-C(=O)-O-(C1-C8アルキル3から選択される;
R7は、水素、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、セク-ブチル、タート-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、sec-ヘキシル、n-オクチルから選択される;
R8は、で構成される群から選択される
Figure 2021533087
 pは、0と1からなるグループから選択された整数である;
R11は、C1 -C8置換または非置換アルキル、C1 -C8アルコキシル、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、および-CF3からなる群より選択され;
R12は、H、置換または非置換C1 -C8アルキル、カルボキシル、-(SO2)-(C1 -C8アルキル)、およびR*からなる群より選択され;ここで、R6, R7、およびR8の各々は、任意にR*で置換され得る。
前記造影剤が、からなる群から選択される、請求項9に記載の造影剤:
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1a);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1c);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1e);
4-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1g);
5-シアノ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-3-カルボキサミド(1時間);
6-フルオロ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
6-ブロモ-N-(4-(4-メチルピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピコリンアミド(1i);
tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(ピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(7a);
tert-ブチル4-(4-(5-シアノフラン-2-カルボキサミド)-3-(4-TERT-ブチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボキシレート(7b);
tert-ブチル4-(4-(4-シアノ-1H-ピロール-2-カルボキサミド)-3-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)ピペラジン-1-カルボン酸塩(7c);
5-シアノ-N-(4-(ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1b);
5-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1d);
4-シアノ-N-(2-(4-メチルピペリジン-1-イル)-4-(ピペラジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1f);
5-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)フラン-2-カルボキサミド(1k);
4-シアノ-N-(4-(4-(2-フルオロエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(4-メチルピペリジン-1-イル)フェニル)-1H-ピロール-2-カルボキサミド(1l);
N-(4-(4-(2-ブロモエチル)ピペラジン-1-イル)-2-(ピペリジン-1-イル)フェニル)-5-シアノフラン-2-カルボキサミド(1m);
4-シアノ-1H-イミダゾール-2-カルボン酸{2-シクロヘックス-1-エニル-4-[1-(2-ジメチルアミノ-アセチル)-ピペリジン-4-イル]-フェニル}-アミド(1g);および4-シアノ-N-(5-(1-(メチルグリシル)ピペリジン-4-イル)-2',3',4',5'-テトラヒドロ-[1,1'-ビフェニル]-2-イル)-1H-イミダゾール-2-カルボキサミド(1h)
R*が、11 C、18 F、および-(CH2)m -R13からなる群から選択され、R13が、PET撮像に適した放射性同位体で任意に置換できる、C1 -C8直列または分岐したアルキルである、請求項1-11のいずれかに記載の撮像剤。
ポリエチレンテレフタレート画像化に適した放射性同位体が、11 Cおよび18 Fからなる群より選択される、請求項1〜12のいずれかに記載の画像化剤。
式(I)の化合物がである、請求項1に記載のイメージング剤:
Figure 2021533087
1以上の神経炎症性または神経変性の疾患または状態に罹患しているかその疑いがある被検者においてマクロファージコロニー刺激因子受容体(CSF1R)を画像化するための方法であって、有効量の請求項1〜14のいずれかに記載の画像化剤、またはその薬学的に許容される塩を被検者に投与し、PET画像を撮影することを含む方法。
神経炎症性または神経変性疾患または状態が、アルツハイマー病(AD)、多発性硬化症(MS)、外傷性脳損傷、脳腫瘍、HIV関連認知障害、および1以上の脱髄性疾患からなる群より選択される、請求項15記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008517945A (ja) * 2004-10-22 2008-05-29 ジヤンセン・フアーマシユーチカ・ナームローゼ・フエンノートシヤツプ Ｃ−ｆｍｓキナーゼのインヒビターとしての芳香族アミド

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAUER F. ET AL., BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY, vol. 18, JPN6023017447, 2010, pages 5489 - 5497, ISSN: 0005052569 *
BERNARD-GAUTHIER V. ET AL., BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, vol. 24, JPN6023017444, 2014, pages 4784 - 4790, ISSN: 0005052570 *
ILLIG C. R. ET AL., BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, vol. 18, JPN6023017446, 2008, pages 1642 - 1648, ISSN: 0005052568 *
NAIK R. ET AL.: "PET tracer for imaging the macrophage cology stimulating factor receptor (CSF1R) in rodent brain", JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 59(supplement 1), JPN6023017445, 2018, pages 547, ISSN: 0005052567 *

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