JP2023504194A - インスリン耐性における使用方法のための治療化合物 - Google Patents

インスリン耐性における使用方法のための治療化合物 Download PDF

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Abstract

本開示の実施形態は、1つ以上のSTAT3インヒビターを個体に投与することによって、それを必要とする個体におけるインスリン抵抗性を処置する方法を包含する。特定の態様において、この方法は、個体におけるインスリン抵抗性を逆転させることを可能にする。STAT3インヒビターは、本明細書に包含される1つ以上の特定の小分子であり得る。【選択図】図1A

Description

(関連出願の参照)
本出願は、2019年12月3日に出願された米国仮特許出願第62/943,053号の利益を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
(連邦政府出資の研究開発に関する記述)
本発明は、米国国立衛生研究所により授与されたDK37175に基づく政府の支援によりなされた。米国政府は、本発明においてある種の権利を有する。
(技術分野)
本明細書中に提供されるのは、本明細書中に記載される化合物、またはその薬学的に受容可能な塩、またはその薬学的組成物を被験体に投与することを包含する、それを必要とする被験体におけるインスリン抵抗性のリスクまたは重篤度を処置、予防および/または減少させる方法である。
慢性腎臓病(CKD)1-3患者では、CKDの程度または糸球体ろ過率が正常レベル内であっても、インスリン耐性(IR)が一般的である。IRは漸進的により低いGFRレベルを有する患者においてますます頻繁になり、末期腎不全(ESKF)を有する患者においてほとんど普遍的である3,5。残念ながら、心疾患患者における赤外線は、酸化ストレス、慢性炎症、および内皮機能不全を含む、心血管(CV)疾病に寄与する危険因子と密接に関連している。他の器官の関与に関して、骨格筋はCKDにおけるIRの原発部位を表し、筋肉における細胞内シグナル伝達過程の欠損はCKDにおけるIRの根底にある主な欠損として認識されている。IRは修正可能な危険因子であるため、その修正によりCVの罹患率および死亡率を低下させる可能性があるが、IRの修正の第一歩はCKD関連IRの病因の原因となる分子機構を明らかにしつつある。潜在的に、IRを引き起こす機序を理解することは、CKDの高いCVリスクを低下させることを目的とした新規治療標的の同定につながる可能性がある。
報告によれば、IRは、炎症、過剰なグルココルチコイドまたはミオスタチン発現によって誘導される8-11。IKK-β、TGF-β1またはSmad3シグナル伝達の活性化は炎症性障害とIRの生物学的特徴との関連として働くことができる12。さらに、高ブドウ糖または高脂肪食処置は筋肉におけるミオスタチン発現を誘導し、この反応は、IRS110の分解を介したIRの発生をもたらす。あるいは、シグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(Stat3)はいくつかの組織におけるインスリンシグナル伝達の調節に関与すると報告されている。例えば、Stat3ノックダウンは高レベルのアミノ酸に曝露された肝癌細胞株で起こるIRを妨げる;13、一方、脂肪細胞におけるStat3活性化は成長ホルモン誘導性IRに関連している14。Stat3は、IL-6、IL-9、および上皮増殖因子を含む一連のサイトカインおよび増殖因子によって活性化される。その核転位に続いて、それはプロモーターに結合して、炎症、細胞発生、分化、増殖、生存、および血管新生に関与する遺伝子の発現を調節する15。Stat3の活性化はまた、サイトカインシグナル伝達をダウンレギュレートするそれらの能力によって特徴付けられるSOCSタンパク質の発現を誘導する16。SOCSタンパク質はまた、サイトカインおよびインスリンシグナル伝達プロセスを組み込むので、IRの病因において重要な役割を果たす17。例えば、SOCS3の過剰発現は筋管におけるインスリン誘導性グリコーゲン合成活性を阻害し、脂肪細胞におけるグルコース取り込みを抑制するが18、肝細胞特異的SOCS3の欠失は肝臓におけるインスリン感受性を改善する19。機構的には、SOCS蛋白質活性はIRS120のユビキチン結合および分解によるインスリンシグナル伝達を阻害する。2型糖尿病(T2D)患者の骨格筋において、Stat3は構成的にリン酸化されることが見出された21。残された主要な疑問は、Stat3活性化の阻害が筋肉におけるインスリンシグナル伝達を改善するかどうかである。
骨格筋では、アトロジン-1(Atrogin-1)が筋特異的E3ユビキチンリガーゼとして同定されており、骨格筋萎縮モデルで起こる筋タンパク質分解の程度のマーカーとして用いられている。アトロジン-1も筋肉特異的Fボックス蛋白質(Fbxo32)である22,23。Fボックスタンパク質は、SCF(Skp1-Cullin1-Fboxタンパク質)錯体の重要な構成要素である。F-boxタンパク質は、F-boxドメインを用いてSkp1と相互作用し24、ユビキチン結合タンパク質となる。具体的には、F-boxを含むタンパク質をコードする70以上の遺伝子が存在し、細胞周期およびシグナル伝達機能の調節に関与するE3ユビキチンリガーゼ活性を発揮する25。近年、Fbxo40は別の筋特異的Fボックス蛋白質26として同定されているが、筋肉の機能におけるその役割は明らかにされていない。Fbxo40発現が筋肉特異的であり、その発現が分化中にアップレギュレートされることを示す少数の報告がある。従って、筋肉におけるFbxo40のノックダウンは、筋線維の劇的な肥大を誘導する25。Fbxo40発現はまた、脱神経後の骨格筋においてアップレギュレートされることが見出され26、一方、Fbxo40についてヌルのマウスは、血清IGF1レベルが上昇する増殖期の間、増大した身体および筋肉サイズを示した25。まとめると、これらの報告はFbxo40が筋萎縮が発生しているときに重要な役割を果たしうることを示唆しているが、Fbxo40の発現を調節する因子または機構が不明であるため、これは推測の域を出ない。
インスリン受容体基質(IRS)蛋白質は、インスリン受容体チロシンキナーゼシグナル伝達を媒介する。IRS1発現およびタンパク質のレベルの低下は、ヒトにおけるIRおよびT2Dの両方の発生に関連している27。マウスにおいて、IRS1の遺伝的破壊は、インビボでのインスリン刺激グルコース廃棄およびインビトロでのグルコース輸送の障害に関連する28-30。これらの応答は重要である。なぜなら、IRSタンパク質はPI3Kを活性化し、それがAktを細胞膜に動員してリン酸化と活性化を引き起こすからである。代謝調節におけるp‐Aktの関与は多倍である:下流基質は、160kDのAkt基質(AS160)、FOXO転写因子、およびmTORC1を含むIR/IGF‐1Rシグナル伝達に対する細胞の応答において重要な役割を果たすことができる。また、Aktの活性化は、グルコース輸送体GLUT4の細胞膜への移行によって、グルコースが筋肉細胞または脂肪細胞に移行するために必要である(図5)。
本開示は、IRおよび関連する健康状態の技術分野において長い間感じられてきた必要性に対する解決策を提供する。
(概要)
本開示は、それを必要とする個体におけるインスリン抵抗性(IR)のリスクまたは重篤度を処置、予防および/または低減することに関連する化合物、組成物および方法を対象とする。特定の実施形態では、IRはCKDに関連するが、他の実施形態ではIRはCKDに関連せず、および/または個体はCKDを有さない。
いくつかの実施形態では、本開示がCKDを含む、IRを直接的または間接的にもたらすメカニズムの阻害に関する。例えば、本開示はStat3を阻害し、したがってIRを治療するのに有用な化合物および組成物を提供する。いくつかの実施形態では、Stat3の阻害がCKDに関連するIRを含むIRの改善をもたらす。いくつかの実施形態ではStat3インヒビター(the Stat3 inhibitor)(例えば、本明細書に記載のStat3インヒビター)はIRを有する患者においてIRを逆転させるのに有用であり、特定の実施形態ではStat3インヒビターがStat3を直接阻害してそのような逆転をもたらす。
開示の実施形態はまた、CKDを有するマウスまたは高脂肪食(HFD)を与えられたマウスであるインスリン抵抗性のマウスモデルを提供する。このようなモデルは、活性化Stat3(チロシン705上でリン酸化されたStat3,p‐Stat3)のレベルがCKDまたはHFDマウスの骨格筋で増加するため有用である。このようなモデルは、CKDにおけるIRの長年にわたる問題に対する新しい経路を特徴付けるのに有用であった。
特定の実施形態では、本明細書中に開示される方法で利用されるStat3インヒビターがCKDまたはHFDを伴うまたは伴わない個体(例えば、マウスまたはヒト)におけるインスリンシグナル伝達を改善するStat3の小分子インヒビターである。Stat3インヒビターは、治療的に有効な処置を可能にする任意の様式で処方され得る。インスリン抵抗性またはCKDの治療を受けている個人は、それぞれのインスリン抵抗性またはCKDに対する追加治療を受けている場合も受けていない場合もある。特定の実施形態では、本明細書に包含されるStat3インヒビター化合物および組成物がII型糖尿病、肥満、および/またはCV疾患の治療に使用される。いくつかの実施形態において、IRは炎症、急性および慢性腎不全(例えば、II型糖尿病、肥満および/または心血管疾患における)の存在を特徴とするいくつかの疾患の合併症として発症する。
本開示の実施形態は、治療有効量のSTAT3の1つ以上のインヒビターを個体に投与することを包含する、それを必要とする個体におけるインスリン抵抗性を処置する方法を包含する。本開示の実施形態はインスリン抵抗性またはそれを必要とする個体におけるインスリン抵抗性に関連する状態のリスクもしくは重症度を処置、予防または減少させる方法を含み、これは、個体に、治療有効量の1つ以上のシグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(転写アクチベーター3、activator of transcription 3)(STAT3)のインヒビターを投与する工程を包含する。本開示の実施形態は、それを必要とする個体における糖尿病のリスクまたは重症度を処置、予防、または低減する方法を含み、これは、治療有効量の1つ以上のシグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(転写アクチベーター3)(STAT3)のインヒビターを個体に投与することを包含する。本開示の実施形態は、それを必要とする個体におけるメタボリックシンドロームのリスクまたは重症度を処置、予防、または低減する方法を含み、それは、治療有効量の1つ以上のシグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(転写アクチベーター3)(STAT3)のインヒビターを個体に投与することを包含する。個人のIRは炎症と関連していてもよい。患者は慢性腎疾患を有していてもよい。特定の実施形態では、個体は悪液質または筋肉消耗を有さない。特定の実施形態では、個体は、ヒト、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、またはヤギなどの哺乳動物である。STAT3のインヒビターは、特定の場合には小分子であってもよく、いくつかの実施形態ではSTAT3のインヒビターが表1~7のいずれか1つからの1つ以上のインヒビター、またはその薬学的に許容される塩である。方法は、個体に、IRまたはその関連する医学的状態のための追加の治療の有効量を投与するさらなる工程を包含する。
上記は以下の詳細な説明がより良く理解され得るように、本開示の特徴および技術的利点をかなり広く概説した。本明細書の特許請求の範囲の主題を形成する追加の特徴および利点を以下に説明する。開示された概念および特定の実施形態は本設計の同じ目的を実行するために他の構造を修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって理解されるべきである。また、そのような同等の構成は、添付の特許請求の範囲に記載される精神および範囲から逸脱しないことが当業者によって理解されるべきである。本明細書に開示される設計の特徴であると考えられる新規な特徴はさらなる目的および利点とともに、動作の構成および方法の両方に関して、添付の図面と関連して考慮される場合、以下の説明からより良く理解される。しかしながら、各図は、例示および説明の目的のためだけに提供され、本開示の限定の定義として意図されないことが明確に理解されるべきである。
本開示をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する:
図1Aは、TTI-101またはD5W希釈剤注射の1日目から12日目までの、CKDを有するマウスにおける体重のパーセンテージ変化を示す。(*、p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図1Bは、CKDを有するマウスにおける空腹時血糖(16時間絶食)を示す(*、p<0.05対Sham-D5W、#p<0.05対CKD-D5W n=10マウス)。
図1Cは、CKDを有するマウスにおける耐糖能の評価を示す(*、p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図1Dは、ウェスタンブロッティングに供されたCKDを有するマウスにおける胃筋の溶解物を示す。画像定量を右パネルに示す(*、p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図2Aは、マウスFbxo40のプロモーター領域におけるStat3結合部位を示す。
図2Bは、CHIPアッセイがGFPを発現する(対照)またはStat3Cを過剰発現する(*、p<0.05対GFP、n=3反復)C2C12筋管中のFbxo40のプロモーター中のIgGと比較して、Stat3を非被覆濃縮したことを示す。
図2Cは、Stat3CがFbxo40プロモーター活性を刺激することを示す(*、p<0.05対cDNA3、n=3反復)。
図2Dは、Stat3CでトランスフェクトされたC2C12細胞がFbxo40タンパク質を増加させたことを示す。
図2Eは、100ng/mlのIL-6で24時間処理したC2C12筋管の細胞溶解物についてのウェスタンブロッティングを示す。
図2Fは、C2C12細胞を対照またはFbxo40のSiRNAでトランスフェクトし(24時間)、筋管に分化させ(48時間)、次いで100ng/mlのIL-6で24時間処理したことを示す。細胞溶解物をウェスタンブロッティングに供した。
図2Gは、マウスのTA筋において評価されたFbxo40のmRNAを示す(*、p<0.05対Sham-D5W、#p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図2Hは、マウスのTA筋肉において評価されたIRS1のmRNAを示す(*、p<0.05対ShamD5W、#p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図2Iは、TTI-101の有無にかかわらず処理されたCKDマウス由来の筋肉溶解物をウェスタンブロット法に供し、Fbxo40のタンパク質レベルを評価したことを示す。
図2J。図2Iにおける画像の定量化(*、p<0.05対CKD-D5W、n=10マウス)。
図3Aは、2週間HFDを与えたマウスからの筋肉溶解物を、p-Stat3についてウェスタンブロッティングに供したことを示す。画像の定量を右パネルに示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Bは、マウスに2週間HFDを与えた後に得られた前脛骨筋由来のFbxo40のmRNAを示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Cは、マウスに2週間HFDを与えた後に得られた前脛骨筋由来のFbxo32のmRNAを示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Dは、マウスに2週間HFDを与えた後に得られた前脛骨筋由来のMuRF-1のmRNAを示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Eは、マウスにおける12週間のHFD摂食誘発肥満を示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Fは、マウスにおける12週間のHFD給餌誘導グルコース不耐性(3F)を示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図3Gは、HFDマウスのTTI-101処理がマウスの空腹時グルコースレベルを減少させたことを示す(*、処理前のHFD-D5WまたはHFD-に対してp<0.05、n=10マウス)。
図3Hは、HFD給餌マウスのTTI-101処置がそれらのグルコース耐性を改善したことを示す(*、p<0.05対HFD-D5W、n=10マウス)。
図3Iは、HFD給餌マウスのTTI-101処置がそれらのインスリン耐性を改善したことを示す(*、p<0.05対HFD-D5W、n=10マウス)。
図3Jは、IRS1またはp-Aktタンパク質を評価するためのウェスタンブロッティングに供されたTTI-101を用いて/用いずに処置されたHFDマウスの筋肉溶解物を示す。画像の定量を下のパネルに示す(*、p<0.05対RD、#、p<0.05対HFD-D5W、n=10マウス)。
図4Aは、12週間のHFD給餌中の体重を示す(*;p<0.05対RD、n=10マウス)。
図4Bは、16週間のHFD後のマウスにおける筋肉重量を示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図4Cは、16週間のHFD後の脂肪組織塊を示す(*、p<0.05対RD、n=10マウス)。
図4Dは、HFD-Stat3 KOマウスがマウスにおいて空腹時血糖レベルを低下させたことを示す(*、p<0.05対RD-Stat3f/f、#p<0.05対HFDStat3f/f、n=10マウス)。
図4Eは、16週間のHFD後のマウスにおける耐糖能試験を示す(*、p<0.05対HFD-Stat3f/f、n=10マウス)。
図4Fは、4Eから計算されたAUCを示す(*、p<0.05対RD-Stat3f/f、#p<0.05対HFD-Stat3f/f n=10マウス)。
図5は、筋肉量およびIRの損失をもたらすStat3を刺激するCKDの経路を示す。CKDはIL-6産生を誘導し、Stat3を刺激する。Stat3の活性化はミオスタチン産生を誘導する。ミオスタチンの増加は、サテライト細胞機能を損なう。また、ミオスタチンはSmad2/3のリン酸化を亢進させ、Aktのリン酸化を抑制することで、ユビキチン・プロテアソーム系(UPS)の活性化と筋萎縮をもたらす。Stat3はまた、Fbxo40発現を刺激し、IRS1のユビキチン化および分解を引き起こし、IRをもたらす。
定義
本明細書で使用される場合、「a」または「an」は、1つ以上を意味し得る。請求項において本明細書で使用されるように、単語「有する」と共に使用される場合、単語「a」又は「an」は、1つ又は2つ以上を意味することができる。本明細書で使用される「別の」は、少なくとも第2またはそれ以上を意味することができる。さらに、「有する」、「含む」、「含む」、および「備える」という用語は互換性があり、当業者は、これらの用語がオープンエンドの用語であることを認識する。本発明のいくつかの実施形態は、本発明の1つ以上の要素、方法ステップ、および/または方法から構成されてもよく、または本質的にそれらから構成されてもよい。本明細書中に記載される任意の方法、化合物、または組成物は、本明細書中に記載される任意の他の方法、化合物、または組成物に関して実施され得ることが意図される。
本明細書で使用される用語「インヒビター(阻害剤)」は、分子に結合するStat3の能力および/またはリン酸化される能力を含む、1つまたは複数の活性を実行するためにStat3の活性を少なくとも部分的に妨害する1つまたは複数の分子を指す。
本明細書中で使用される用語「治療有効量」は、任意の医学的処置に適用可能な妥当な利益/リスク比で、対象における癌を処置(例えば、予防および/または改善)するために、または対象におけるSH2領域によって媒介されるタンパク質-タンパク質相互作用を阻害するために、いくつかの所望の治療効果を生じるために有効で本発明の化合物を含む化合物、物質、または組成物の量を手段する。一実施形態では、治療有効量が少なくとも1つの症状を低減または排除するのに十分である。当業者は、癌が完全に根絶されず、部分的に改善される場合であっても、ある量が治療的に有効であると考えられ得ることを認識する。例えば、癌の広がりを停止または低減することができ、癌からの副作用を部分的に低減または完全に排除することができ、対象の寿命を延ばすことができ、対象がより少ない疼痛を経験することができる等である。
用語「薬学的に許容される」は、本明細書中では健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激、アレルギー反応、または他の問題もしくは合併症を伴わずに、妥当な利益/リスク比に見合う、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するのに適している化合物、材料、組成物、および/または剤形を指すために使用される。
本明細書中で使用される場合、「哺乳動物」は、本発明の方法のための適切な対象である。哺乳類は、ヒトを含む高等脊椎動物クラスの哺乳類のいずれのメンバーでもよい;生きた出生、体毛、および若いものを養うために乳を分泌する雌の乳腺によって特徴付けられる。さらに、哺乳動物は、気候条件の変化にもかかわらず、一定の体温を維持する能力を特徴とする。哺乳類の例は、ヒト、ネコ、イヌ、ウシ、マウス、ラット、およびチンパンジーである。哺乳動物は、「患者」または「対象」または「個体」と称され得る。
本明細書で用いる用語の定義を以下に示す。本明細書中の基または用語に提供される最初の定義は別段の指示がない限り、本明細書全体を通して、個別に、または別の基の一部として、その基または用語に適用される。別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。
用語「アルキル」および「アルキル」は、1~12個の炭素原子、好ましくは1~6個の炭素原子を含有する直鎖または分岐鎖アルカン(炭化水素)基を指す。例示的な「アルキル」基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、t-ブチル、イソブチルペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、4,4-ジメチルペンチル、オクチル、2,2,4-トリメチルペンチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルなどを含む。用語「(C-C)アルキル」は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、t-ブチル、およびイソブチルなどの、1~4個の炭素原子を含む直鎖または分枝鎖アルカン(炭化水素)基を指す。「置換アルキル」は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換されたアルキル基を指す。例示的な置換基としては、水素、ハロゲン(例えば、単一のハロゲン置換基または複数のハロ置換基が、後者の場合、CFまたはCClを有するアルキル基などの基を形成する)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケニル、複素環、アリール、OR、SRa、S(=O)Re、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、又は、NRP(=O)が挙げられるが、これらに限定されず、ここで、Raの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールであり、R、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNと一緒に任意でヘテロシークルを形成し、Rの各存在は、独立してアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、あるいはアリールのいずれかである。上記例示した置換基において、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルケニル、複素環、アリール等の基は、それ自体が任意に置換され得る。
用語「アルケニル」は、2~12個の炭素原子および少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。このような基の例には、エテニルまたはアリルが含まれる。「C-Cアルケニル」とは、2~6個の炭素原子と、エチレニル、プロペニル、2-プロペニル、(E)-but-2-エニル、(Z)-but-2-エニル、2-メチル(E)-but-2-エニル、2,3-ジメチル-ブト-2-エニル、(Z)-pent-2-エニル、(E)-pent-1-エニルが挙げられる。(Z)-hex-1-エニル、(E)-pent-2-エニル、(Z)-hex-2-エニル、(E)-hex-2-エニル、(Z)-hex-1-エニル、(E)-hex-3-エニル、(E)-hex-1,3-ジエニル等の、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む、直鎖または分枝鎖の炭化水素ラジカルを意味する。「置換アルケニル」とは、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換されたアルケニル基をいう。例示的な置換基としては、水素、ハロゲン(例えば、CClを有する単一のハロゲン置換基または複数のハロゲン置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、複素環、アリール=、OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、またはNRP(=O)が挙げられるが、これらに限定されず、ここで、Rの各々の存在は、水素、シクロアルキル、アルケニル、複素環、またはアリールであり、
、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各出は独立してアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。
用語「アルキニル」は、2~12個の炭素原子および少なくとも1個の炭素-炭素三重結合を含有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。このような基の例にはエチニルが含まれる。用語「C -Cアルキニル」は、2~6個の炭素原子と、エチニル、prop-1-ynyl、prop-2-ynyl、but-1-ynyl、but-2-ynyl、pent-1-ynyl、pent-2-ynyl、hex-1-ynyl、hex-2-ynyl、または、hex-3-ynyl等の、少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含む、直鎖または分枝鎖の炭化水素ラジカルを意味する。「置換アルキニル」は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換されたアルキニル基を指す。例示的な置換基としては、水素、ハロゲン(例えば、CClを有する単一のハロゲン置換基または複数のハロゲン置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、複素環、アリール、OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、またはNRP(=O)が挙げられるが、これらに限定されず、ここで、Rの各々の存在は、水素、シクロアルキル、アルケニル、複素環、またはアリールであり、R、RおよびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRは、それらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各存在は、独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。
用語「シクロアルキル」は、環当たり1~4個の環および3~8個の炭素を含有する完全に飽和した環状炭化水素基を指す。「C-Cシクロアルキル」は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、またはシクロヘプチルを指す。「置換シクロアルキル」は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換されたシクロアルキル基を指す。例示的な置換基には、水素、ハロゲン(例えば、単一のハロゲン置換基、または後者のケースではCClを有するアルキル基を形成する多重ハロ置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルキニル、複素環、アリール,OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、または、NRP(=O)等ののうちの1つ以上が含まれ、ここで、Rの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキニル、複素環、またはアリールであり、R、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各存在は、独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。例示的な置換基には、スピロ付または縮合環状置換基も含まれ、特にスピロ付シクロアルキル、スピロ付シクロアルケニル、スピロ付複素環(ヘテロアリールを除く)、縮合シクロアルキル、縮合シクロアルケニル、縮合複素環、または縮合アリールは、前述のシクロアルキル、シクロアルケニル、複素環およびアリール置換基が、自ら任意置換され得るものである。
用語「シクロアルケニル」は、環当たり1~4個の環および3~8個の炭素を含有する部分不飽和環状炭化水素基を指す。そのような基の例としてはシクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニルなどが挙げられ、「置換シクロアルケニル」とは、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換されたシクロアルケニル基を指す。例示的な置換基としては、水素、ハロゲン(例えば、CClを有する単一のハロゲン置換基または複数のハロゲン置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、複素環、アリール、OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、または、NRP(=O)等が挙げられるが、これらに限定されず、Rの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールであり、R、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各存在は、独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。例示的な置換基には、スピロ付または縮合環状置換基も含まれ、特にスピロ付シクロアルキル、スピロ付シクロアルケニル、スピロ付複素環(ヘテロアリールを除く)、縮合シクロアルキル、縮合シクロアルケニル、縮合複素環、または縮合アリールは、前述のシクロアルキル、シクロアルケニル、複素環およびアリール置換基が、自ら任意置換され得るものである。
用語「アリール」は、1~5個の芳香環を有する環式芳香族炭化水素基、特に、フェニル、ビフェニル、または、ナフチルなどの単環式または二環式基を指す。2個以上の芳香環(二環式など)を含有する場合、アリール基の芳香環は単一の点(例えば、ビフェニル)で結合していてもよく、または縮合(例えば、ナフチル、フェナントレニルなど)していてもよい。「置換アリール」は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~3個の置換基によって置換されたアリール基を指す。例示的な置換基としては、水素、ハロゲン(例えば、CClを有する単一のハロゲン置換基または複数のハロゲン置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、複素環、アリール、OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、または、NRP(=O)等が挙げられるが、これらに限定されず、ここで、Rの各々の存在は、水素、シクロアルキル、アルケニル、複素環、またはアリールであり、R、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各存在は、独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。例示的な置換基はまた、縮合環状基、特に縮合シクロアルキル、縮合シクロアルケニル、縮合複素環、または縮合アリールを含み、ここで前述のシクロアルキル、シクロアルケニル、複素環、およびアリールの置換基は、それ自体が任意に置換され得る。
用語「炭素環」は、環当たり1~4個の環および3~8個の炭素を含有する完全に飽和または部分飽和の環式炭化水素基、または1~5個の芳香族環、特にフェニル、ビフェニル、またはナフチルなどの単環式または二環式基を有する環式芳香族炭化水素基を指す。用語「炭素環」は、上記で定義したシクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、およびアリールを包含する。用語「置換炭素環」は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換された炭素環または炭素環基を指す。例示的な置換基としては置換シクロアルキル、置換シクロアルケニル、置換シクロアルキニル、および置換アリールについて上記したものが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な置換基はまた、任意の利用可能な付加点、特にスピロ付加シクロアルキル、スピロ付加シクロアルケニル、スピロ付加複素環(ヘテロアリールを除く)、縮合シクロアルキル、縮合シクロアルケニル、縮合複素環、または縮合アリールにおけるスピロ付加または縮合環状置換基を含み、前述のシクロアルキル、シクロアルケニル、複素環、およびアリール置換基自体が任意に置換され得る。
用語「複素環」および「複素環」は、少なくとも1つの炭素原子含有環中に少なくとも1つのヘテロ原子を有する芳香族(すなわち、「ヘテロアリール」)環基(例えば、4~7員の単環式、7~11員の二環式、または8~16員の三環式環系)を含む、完全に飽和した、または部分的または完全に不飽和であることを指す。ヘテロ原子を含有する複素環基の各環は、窒素原子、酸素原子、および/または硫黄原子から選択される1、2、3、または4個のヘテロ原子を有してもよく、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く、窒素ヘテロ原子は任意に4級化されてもよい。(用語「ヘテロアリール」は第四級窒素原子、したがって正電荷を有するヘテロアリール基を指す。)複素環基は、環または環系の任意のヘテロ原子または炭素原子において分子の残りに結合していてもよい。例示的な単環式複素環基には、アゼチジニル、ピロリジニル、ピロリル、ピラゾリル、オキセタニル、ピラゾリニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、オキサゾリル,オキサゾリジニル、イソオキサゾリニル、イソオキサゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、イソチアゾリジニル、フリル、テトラヒドロフリル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、イソチアゾリジニル、フリル、テトラヒドロフリル、2-オキソピペラジニル、2-オキソピペリジニル、2-オキソピロロジニル、2-オキソアゼピニル、アゼピニル、ヘキサヒドロジアゼピニル、4-ピペリドニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、テトラヒドロピラニル、モルホリニル、チアモルホリニル、チアモルホリニルスルホキシド、チアモルホリニルスルホン、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロ-1,1-ジオキソチエニル等が含まれる。例示的な二環式複素環基としては、インドリル、イソインドリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチエニル、ベンゾ[d][1,3]ジオキソリール、2, 3-ジヒドロベンゾ[b][1,4]ジオキシニル、キヌクリジニル、キノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、イソキノリニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾピラニル、インドリジニル、キヌクリジニル、キノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、イソキノリニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾピラニル、インドリジニル、クロモニル、クマリニル、ベンゾピラニル、シノリニル、キノキサリニル、インダゾリル、ピロロピリジル、フロピリジニル(例えば、furo[2,3-c]ピリジニル、furo[3,2-b]ピリジニル],または、furo[3,2-b]ピリジニル]など)、ジヒドロイソインドリル、ジヒドロキナゾリニル(3,4-ジヒドロ-4-オキソキナゾリニルなど)、トリアジニルアゼピニル、テトラヒドロキノリニル等が含まれる。例示的な三環式複素環基としては、カルバゾリル、ベンジドリル、フェナントロリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、キサンセニル等が含まれる。
「置換複素環」および「置換複素環」(「置換複素アリール」など)は、任意の利用可能な結合点において、1個以上の置換基、好ましくは1~4個の置換基で置換された複素環または複素環基を指す。例示的な置換基としては水素、ハロゲン(例えば、CClを有する単一のハロゲン置換基または複数のハロゲン置換基)、シアノ、ニトロ、オキソ(すなわち、=O)、CF、OCF、シクロアルキル、アルケニル、複素環、アリール=、OR、SR、S(=O)R、S(=O)、P(=O)、S(=O)OR、P(=O)OR、NR、NRS(=O)、NRP(=O)、S(=O)NR、P(=O)NR、C(=O)OR、C(=O)R、C(=O)NR、OC(=O)R、OC(=O)NR、NRC(=O)OR、NRC(=O)NR、NRS(=O)NR、NRP(=O)NR、NRC(=O)R、or NRP(=O)等が挙げられるが、これらに限定されず、ここで、Rの各々の存在は、水素、シクロアルキル、アルケニル、複素環、またはアリールであり、R、R、およびRの各存在は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、複素環、アリール、または、上記RおよびRがそれらが結合しているNとともに任意に複素環を形成し;そしてRの各出は、独立してアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールである。例示的な置換基は、それ自体、任意に置換され得る。例示的な置換基はまた、任意の利用可能な付加点または付加点におけるスピロ付加または縮合環状置換基、特にスピロ付加シクロアルキル、スピロ付加シクロアルケニル、スピロ付加複素環(ヘテロアリールを除く)、縮合シクロアルキル、縮合シクロアルケニル、縮合複素環、または縮合アリールを含み、前述のシクロアルキル、シクロアルケニル、複素環およびアリール置換基は、それら自身、任意選択の置換を有することも可能である。
用語「アルキルアミノ」は、構造-NHR’を有する基を指し、ここで、R’は本明細書中に定義されるように、水素、アルキルもしくは置換アルキル、またはシクロアルキルもしくは置換シクロアルキルである。アルキルアミノ基の例としてはメチルアミノ、エチルアミノ、n-プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、シクロプロピルアミノ、n-ブチルアミノ、tert-ブチル-ブチルアミノ、ネオペンチルアミノ、n-ペンチルアミノ、ヘキシルアミノ、シクロヘキシルアミノなどが含まれるが、これらに限定されない。
用語「ジアルキルアミノ」は、構造-NRR’を有する基を指し、式中、RおよびR’はそれぞれ独立して、本明細書で定義されるように、アルキルまたは置換アルキル、シクロアルキルまたは置換シクロアルキル、シクロアルケニルまたは置換シクロアルケニル、アリールまたは置換アリール、またはヘテロシリルまたは置換ヘテロシクリルである。RおよびR’は、ジアルキアミノ部分において同じであっても異なっていてもよい。ジアルキルアミノ基の例としては、ジメチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルプロピルアミノ、ジ(n-プロピル)アミノ、ジ(イソ-プロピル)アミノ、ジ(シクロプロピル)アミノ、ジ(n-ブチル)アミノ、ジ(tert-ブチル)アミノ、ジ(ネオペンチル)アミノ、ジ(n-ペンチル)アミノ、ジ(ヘキシル)アミノ、ジ(シクロヘキシル)アミノなどが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、RおよびR’は連結されて環状構造を形成する。得られる環状構造は、芳香族または非芳香族であってもよい。環状ジアミノアルキル基の例としてはアジリジニル、ピロリジニル、ピペリジニル、モルホリニル、ピロリル、イミダゾリル、1,3,4-トリアノリル、およびテトラゾリルが含まれるが、これらに限定されない。
用語「ハロゲン」または「ハロ」は、塩素、臭素、フッ素、またはヨウ素を指す。
別段の指示がない限り、不飽和原子価を有するいずれのヘテロ原子も、原子価を満たすのに十分な水素原子を有すると仮定される。
本開示の化合物は、本開示の範囲内でもある塩を形成することができる。本開示の化合物への言及は別段の指示がない限り、その塩への言及を含むと理解される。本明細書で使用される用語「塩」は、無機および/または有機の酸および塩基で形成される酸性および/または塩基性の塩を意味する。さらに、本発明の化合物が塩基性部分(例えば、限定されないが、ピリジンまたはイミダゾール)および酸性部分(例えば、限定されないが、カルボン酸)の両方を含む場合、両性イオン(「内部塩」)が形成され得、そして本明細書中で使用されるような用語「塩」内に含まれる。薬学的に許容される(すなわち、非毒性、生理学的に許容される)塩が好ましいが、他の塩もまた、例えば、調製の間に使用され得る単離または精製工程において有用である。本発明の化合物の塩は例えば、本明細書に記載の化合物を、当量などの量の酸または塩基と、塩が沈殿するような媒体中または水性媒体中で反応させ、続いて凍結乾燥することによって形成することができる。
アミンまたはピリジンまたはイミダゾール環などの塩基性部分を含有する本開示の化合物は様々な有機酸および無機酸と塩を形成することができるが、これらに限定されない。例示的な酸付加塩としては、酢酸塩(酢酸またはトリハロ酢酸、例えば、トリフルオロ酢酸と形成されるものなど)、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、クエン酸塩、カンファー酸塩、カンファースルホン酸塩、プロピオン酸シクロペンタン、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロスフミン酸塩、ヘミスルフェート、ヘプタン酸塩、ヘキサノン酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ素酸塩、ヒドロキシエタンスルホン酸塩(例えば、2ヒドロキシエタンスルホン酸塩)、乳酸塩、マレイン酸塩、メタンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩(例えば、2ナフタレンスルホン酸塩)、ニコチン酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、フェニルプロピオン酸塩(例えば、3-フェニルプロピオン酸塩)、リン酸塩、ピクレート、ピバレート、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、コハク酸塩、硫酸塩(硫酸で生成するもの等)、スルトン塩、タートレート、チオシアン塩、トルエンスルフォン酸(トシル酸等)、ウンデカン酸等が含まれる。
カルボン酸のような酸性部分を含有する本開示の化合物は種々の有機および無機塩基と塩を形成し得るが、これらに限定されない。例示的な塩基性塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ベンザチン、ジシクロヘキシルアミン、ヒドラバミン(N,N-ビス(デヒドロアビエチル)エチレンジアミンで形成)、N-メチル-D-グルカミン、N-メチル-D-グリカミド、t-ブチルアミン、アルギニン、リジン等のアミノ酸との塩などの有機塩基(例えば、有機アミンなど)との塩等が含まれる。塩基性窒素含有基は、低級アルキルハライド(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルの塩化物、臭化物、ヨウ化物)、ジアルキル硫酸塩(例えば、ジメチル、ジエチル、ジブチル、ジアミル硫酸塩)、長鎖ハロゲン化物(例:デシル、ラウリル、ミリスチル、ステアリルの塩化物、臭化物、ヨウ化物)、アラルキルハライド(例:ベンジル、フェネチルブロマイド)等の試薬で4級化してもよい。
本開示の化合物、およびその塩または溶媒和物は、互変異性体の形態(例えば、アミドまたはイミノエーテルとして)で存在し得る。全てのそのような互変異性形態は、本発明の一部として本明細書中で企図される
エナンチオマー形態およびジアステレオマー形態を含む、本化合物の全ての立体異性体(例えば、種々の置換基上の不斉炭素に起因して存在し得るもの)は、本発明の範囲内で企図される。本発明の化合物の個々の立体異性体は例えば、他の異性体(例えば、特定の活性を有する純粋または実質的に純粋な光学異性体)を実質的に含まなくてもよく、または、例えば、ラセミ体として、または他のすべての、もしくは他の選択された立体異性体と混合されてもよい。本発明のキラル中心は、International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC)1974 Recommendationsによって定義されるSまたはR配置を有する可能性がある。ラセミ体は、例えば、分別結晶化、ジアステレオマー誘導体の分離もしくは結晶化、またはキラルカラムクロマトグラフィーによる分離などの物理的方法によって分割することができる。個々の光学異性体は限定されるものではないが、例えば、光学活性酸との塩形成、続いての結晶化などの従来の方法を含む、任意の適切な方法によってラセミ体から得ることができる。
本開示の化合物は、それらの調製に続いて、好ましくは単離され、精製されて、90重量%以上、例えば、95重量%以上、99重量%以上の化合物(「実質的に純粋な」化合物)を含有する組成物を得、次いで、これを本明細書に記載のように使用または処方する。本発明のこのような「実質的に純粋である」化合物もまた、本発明の一部として本明細書中で企図される。
本開示の化合物の全ての立体配置異性体は、混合物または純粋または実質的に純粋な形態のいずれかで意図される。本発明の化合物の定義は、シス(Z)およびトランス(E)アルケン異性体の両方、ならびに環状炭化水素または複素環のシスおよびトランス異性体を包含する。
明細書を通して、その基および置換基は、安定な部分および化合物を提供するように選択され得る。
特定の官能基および化学用語の定義は、以下により詳細に記載される。化学元素は元素周期表、CAS版、Handbook of Chemistry and Physics、75th編、表紙に従って同定され、具体的な官能基は一般にそこに記載されているように定義される。さらに、有機化学の一般原理、ならびに特定の機能的部分および反応性は「organic Chemistry」、Thomas Sorrell、University Science Books、Sausalito(1999)に記載され、その全内容は本明細書中に参考として援用される。
本開示の特定の化合物は、特定の幾何学的形態または立体異性体形態で存在し得る。本発明は、シス異性体およびトランス異性体、R-およびS-エナンチオマー、ジアステレオマー、(d)-異性体、(l)-異性体、それらのラセミ混合物、およびそれらの他の混合物を含む、すべてのそのような化合物を、本発明の範囲内に入るものとして意図する。さらに非対称的な炭素原子は、アルキル基などの置換基に存在することができる。全てのそのような異性体、ならびにそれらの混合物は、本開示に含まれることが意図される。
様々な異性体比のいずれかを含む異性体混合物を、本開示に従って利用することができる。例えば、2つの異性体のみが組み合わされる場合、50:50、60:40、70:30、80:20、90:10、95:5、96:4、97:3、98:2、99:1、または100:0の異性体比を含む混合物はすべて、本開示によって意図される。当業者は、類似の比がより錯体異性体混合物について意図されることを容易に理解する。
本開示はまた、同位体標識化合物を含み、これは本明細書中に開示される化合物と同一であるが、1つ以上の原子が天然に通常見出される原子質量または質量数とは異なる原子質量または質量数を有する原子によって置換されるという事実のためである。本発明の化合物に組み込むことができる同位体の例には、水素、炭素、窒素、酸素、リン、イオウ、フッ素、および塩素の同位体、例えば、それぞれ、H、H、13C、11C、14C、15N、18O、17O、31P、32P、35S、18F、および36Clが含まれる。前述の同位体および/または他の原子の他の同位体を含有する、本開示の化合物、またはその鏡像異性体、ジアステレオマー、互変異性体、または薬学的に許容される塩もしくは溶媒和物は、本発明の範囲内である。本発明の特定の同位体標識化合物、例えば、Hおよび14Cなどの放射性同位体が組み込まれている化合物は、薬物および/または基質組織分配アッセイに有効である。トリチウム化、すなわちH、および炭素-14、すなわち14C同位体は、それらの調製の容易さおよび検出可能性のために特に好ましい。さらに、重水素、すなわちHのようなより重い同位体での置換はより大きな代謝安定性、例えば、増加したインビボ半減期または減少した投薬必要量から生じる特定の治療上の利点を与え得、したがって、いくつかの状況において好ましい場合がある。同位体標識化合物は一般に、容易に入手可能な同位体標識試薬を非同位体標識試薬に置換することによって、スキームおよび/または以下の実施例に開示される手順を実施することによって調製され得る。
例えば、本開示の化合物の特定のエナンチオマーが所望される場合、それは、不斉合成によって、またはキラル補助剤を用いた誘導によって調製され得、ここで、得られたジアステレオマー混合物が分離され、そして補助基が開裂されて、純粋な所望のエナンチオマーを提供する。あるいは、分子がアミノのような塩基性官能基、またはカルボキシルのような酸性官能基を含む場合、ジアステレオマー塩は適切な光学活性な酸または塩基で形成され、続いて、このようにして形成されたジアステレオマーを、当技術分野で周知の分別結晶化またはクロマトグラフィー手段によって分離し、続いて純粋なエナンチオマーを回収する。
本明細書に記載される化合物は、任意の数の置換基または官能性部分で置換されてもよいことが理解されるのであろう。一般に、用語「置換された」は、用語「任意に」が先行するか否かにかかわらず、および本発明の化学式に含まれる置換基は所与の構造中の水素ラジカルを特定の置換基のラジカルで置換することを指す。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。本明細書で用いられる用語「置換」は、有機化合物のすべての許される置換基を含むことを意図する。広い態様において、許容される置換基は、有機化合物の非環式および環式、分枝および非分枝、炭素環式および複素環式、芳香族および非芳香族、置換基を含む。本発明の目的には、窒素などのヘテロ原子がヘテロ原子の原子価を満たす本明細書に記載される有機化合物の水素置換基および/または任意の許容される置換基を有してよい。さらに、本発明は、いかなる意味においても許容される有機化合物の置換基により限定されるものではない。本発明によって想定される置換基および変数の組み合わせは、好ましくは例えば、感染性疾患または増殖性障害の処置において有用な安定な化合物の形成を生じるものである。本明細書で使用される用語「安定」は、好ましくは製造を可能にするのに十分な安定性を有し、検出されるのに十分な期間、好ましくは本明細書で詳述される目的に有用であるのに十分な期間、化合物の完全性を維持する化合物を指す。
本明細書で使用されるSTAT3のインヒビター(阻害剤)という用語は、本明細書で使用される場合、STAT3が分子に結合する能力および/またはリン酸化される能力を含む、1つ以上の活性を実行するためにSTAT3の活性を少なくとも部分的に妨害する1つ以上の分子を指す。
本明細書中で使用される場合、用語「薬学的に許容される」は、健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激、アレルギー応答、または他の問題もしくは合併症を伴わずに、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するのに適切であり、妥当な利益/リスク比に比例する化合物、材料、組成物、および/または投薬形態をいうために本明細書中で使用される。
IRは、CKD患者における合併症の発生に寄与するが、IRを引き起こす細胞機構は解明されていない。関与する1つの機序は、CKD誘発性炎症であり、CKDマウスの筋肉におけるシグナル伝達性転写因子3(Stat3)の活性化が同定される。その結果、Stat3活性化は、インスリンシグナル伝達を中断するインスリン受容体基質1(IRS1)のユビキチン化と分解に関与する筋肉特異的E3ユビキチンリガーゼであるFbxo40の発現を増加させた。CKDまたはHFDマウスへのStat3の低分子インヒビター(TTI101)の投与は、骨格筋における耐糖能およびインスリンシグナル伝達の有意な改善をもたらす。筋肉特異的Stat3 KOマウスもHFDによる耐糖能改善を発症した。結果は、筋肉におけるStat3活性化がIRの発生につながるFbxo40をアップレギュレートすることを示す。
本開示は、CKDに関連するインスリン抵抗性を含む、任意の種類のインスリン抵抗性(IR)に関連する治療のための方法、化合物、および組成物に関する。
開示の方法
本明細書中に開示されるのは、特定の実施形態において、それを必要とする個体におけるインスリン抵抗性を処置する方法であり、インスリン抵抗性の危険性があるものを含む。いくつかの実施形態では、個体が基礎状態の結果としてインスリン抵抗性を有する。いくつかの実施形態では、インスリン抵抗性が個体の筋肉に関連する。いくつかの実施形態において、インスリン抵抗性は個体についての任意の理由(例えば、血液中の遊離脂肪酸の上昇、肥満、過体重、内臓脂肪を有すること、高フルクトース摂取を有すること、炎症を有すること、不活性であること、腸微生物叢の生体異常、および/または遺伝的素因であること)によって引き起こされる。インスリン抵抗性のリスクのある個人は、血中の遊離脂肪酸の上昇、肥満、過体重、内臓脂肪、高フルクトース摂取、炎症を有する、不活性で腸内細菌叢の生体異常、および/または遺伝的素因を有する個人であり得る。
本開示のいくつかの実施形態において、本開示の方法、化合物、および/または組成物はインスリン抵抗性および/またはそれに関連する状態を処置および/または予防するために有用であり、特定の場合において、このような処置は、Stat3活性および/または発現を阻害することによって生じる。いくつかの実施形態では、本開示の化合物が例えば、Stat3 SH2ドメインと相互作用し、その固定化pY-ペプチドリガンドへの組換えStat3結合を競合的に阻害し、および/またはStat3のIL-6媒介チロシンリン酸化を阻害する。特定の実施形態では、本開示の化合物および組成物が相互作用分析(CIA)の基準を満たす:1)全体的最小エネルギースコア≦-30;2)Stat3のpY残留物結合部位内での塩橋および/またはH結合ネットワークの形成;および/または、3)例えば、Stat3のE638のアミド水素とのH結合の形成またはそれへのアクセスの遮断。いくつかの実施形態では、化合物および組成物が疎水性結合ポケットとStat3 SH2ドメインと相互作用する。
インスリン抵抗性に関連する基礎状態は、存在してもしなくてもよく、個体について知られていてもいなくてもよい。インスリン抵抗性の治療を必要とする個体は、インスリン抵抗性の少なくとも1つの症状またはそれに関連する状態を有する個体であってもよく、またはインスリン抵抗性の状態または直接的または間接的な原因としてインスリン抵抗性を有し得る基礎状態を有することによって、インスリン抵抗性またはそれに関連する状態を有しやすい個体であってもよい。
本開示の実施形態は、インスリン抵抗性を有することが知られている個体、インスリン抵抗性の疑いがある個体、またはインスリン抵抗性を有する危険性がある個体におけるインスリン抵抗性の処置のための方法を含む。化合物には、本明細書に記載の低分子STAT3インヒビターおよび機能性誘導体が含まれる。いくつかの実施形態では、個体がインスリン抵抗性に関連する(およびインスリン追加の直接的または間接的な原因であり得る)基礎状態のためのさらなる治療を受けている。
いくつかの実施形態では、個体がしばしば前駆体としてまたは少なくとも1つの症状としてインスリン抵抗性を有する基礎状態を有することが知られており、その個体はインスリン抵抗性を有する兆候を示しても示さなくてもよい。個体がしばしば、前駆体として、または少なくとも1つの症状としてインスリン抵抗性を有する基礎状態を有する場合、個体はインスリン抵抗性の出現の前および/または後に、有効量の本開示の1つ以上の化合物または組成物を提供され得る。個体がインスリン抵抗性の出現前に1つ以上の化合物または組成物を提供される場合、例えば、化合物または組成物を受けていない個体の状態と比較して、インスリン抵抗性の開始または関連する状態が遅延または完全に阻害され得、および/またはインスリン抵抗性の重篤度または関連する状態が減少され得る。
インスリン抵抗性(IR)またはそれに関連する状態を有することが疑われる個体は、方法の一部としてその診断を受けても受けなくてもよい。インスリン抵抗性を有することが疑われる個体は例えば、血糖レベルをチェックする血液試験を介するなどして、インスリン抵抗性を有するとの決定に供されてもよいし、供されなくてもよい。個人は開示の方法に先立ち、インスリン抵抗性を有することが臨床的に決定され得るが、そのような決定は(1)男性で40インチ以上、女性で35インチ以上のウエストライン;(2)130/80以上の血圧読取;(3)100mg/dL以上の空腹時グルコースレベル;(4)150mg/dL以上の空腹時トリグリセリドレベル;(5)男性で40mg/dL未満および女性で50mg/dL以上のHDLコレステロールレベル;(6)皮膚タグ;および(7)黒色表皮腫と呼ばれる暗くビロード状の皮膚のパッチの1つ以上の症状の分析を含むことができる。したがって、個体は、インスリン抵抗性を有するという決定として、空腹時血漿グルコース試験、経口グルコース負荷試験、および/またはヘモグロビンA1c試験に供され得る。そのような検査がそれぞれ以下の転帰を有する場合、個人はインスリン抵抗性を有する可能性がある:100-125の空腹時血漿グルコース検査;経口グルコース負荷試験:2回目の検査後140-199;A1cの結果は5.7%~6.4%。
このような決定に続いて、個体は、本開示によって包含される方法に供され得る。
特定の実施態様において、開示の方法はインスリン抵抗性に関連する医学的状態のリスクまたは重症度を減少させるか、またはインスリン抵抗性の合併症であるインスリン抵抗性のリスクまたは重症度を少なくとも部分的に減少させる、例えば、重度の高血糖;重度の低血糖;心臓発作;脳卒中;腎疾患(慢性、例えば慢性腎臓病(CKD)を含む);眼の問題;癌;非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD);多のう胞性卵巣症候群(PCOS);メタボリックシンドローム;糖尿病;またはアルツハイマー病。本方法は、インスリン抵抗性に関連するそのような医学的状態の予防(それらの発症の遅延、それらの重症度の減少を含む)を可能にし得、そして/または状態のより効果的な処置を可能にし得る。本開示の実施形態は、インスリン抵抗性を逆転させ、そうすることによって、関連する医学的状態を有するリスクを減少させる方法を含む。従って、特定の態様において、個体は有効量の1つ以上のSTAT3インヒビターを提供され、そしてその結果、インスリン抵抗性を逆転し、そして関連する医学的状態を有するリスクを処置または減少する。
特定の実施形態では、個体が例えば、一般集団と比較して、慢性腎疾患(CKD)を有するか、またはそのリスクがある。CKDの危険因子には、インスリン抵抗性、糖尿病、高血圧、心疾患、および/または腎不全の家族歴があることが含まれる。CKDは、糸球体濾過量(GFR:glomerular filtration rate)と呼ばれる、腎臓が血液をどの程度ろ過しているかを調べる血液検査で調べることがある。60未満のGFRは、CKDを示すことがある。CKDのもう1つの検査には、腎臓が損傷を受けたときに尿中に排泄できるアルブミンを調べる尿検査があり、30mg/gアルブミン以上を測定すれば腎障害の存在がわかる。
特定の実施形態では、インスリン抵抗性がメタボリックシンドロームおよび2型糖尿病の顕著な特徴であり、個体はメタボリックシンドロームまたは2型糖尿病の治療または予防を直接的または間接的に提供する1つ以上のSTAT3インヒビターでインスリン抵抗性について治療され得る。メタボリックシンドロームは、2型糖尿病および心疾患に関連する危険因子群である。その症状には、高血中性脂肪、血圧、腹部脂肪、血糖のほか、HDL(善玉)コレステロール値の低下などがある。1つ以上のSTAT3インヒビターを投与する方法は、本開示の特定の実施形態において、インスリン抵抗性の発生を停止することによって、メタボリックシンドロームおよび2型糖尿病の予防を可能にする。
化合物
本明細書中に開示されるのは、特定の実施形態において、本明細書中に開示される1つ以上のSTAT3インヒビター化合物を投与することを包含する、インスリン抵抗性またはそれに関連する状態のリスクを、それを必要とする個体において処置、予防および/または低減する方法である。特定の化合物が本明細書中に開示されるが、当業者はこのような化合物の機能的誘導体もまた、開示によって包含されることを認識する。用語「誘導体」は、本明細書中で使用される場合、1つの原子が別の原子または原子群で置き換えられる場合、類似の化合物または別の化合物から生じると考えることができる化合物から形成される化合物である。誘導体はまた、前駆体化合物から少なくとも理論的に形成することができる化合物を指すことができる。本開示の化合物の誘導体は、特定の実施形態において、直接的または間接的にSTAT3を阻害する能力を有する。
特定の実施形態では、STAT3阻害化合物が4-[3-(2,3-ジヒドロ-1,4-ベンゾジオキシン-6-イル)-3-オキソ-1-イル]安息香酸;4-[(3-エチル-4-オキソ-1,3-チアゾリジン-5-イルリデン)メチル]-2-フリル]安息香酸;4-[(3-[(カルボキシメチル)チオ]-4-ヒドロキシ-1-ナフチル}アミノ]スルホニル]安息香酸;3-({2-クロロ-4-[(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-2H-インデン-2-イルリデン)メチル]-6-エトキシフェノキシ}メチル}安息香酸からなる群から選択される。([3-(2-メトキシ-2-オキソエチル)-4,8-ジメチル-2H-クロメン-7-イル]オキシ}安息香酸メチル;4-クロロ-3-{5-[(1,3-ジエチル-4,6-ジオキソ-2-チオキソテトラヒドロ-5(2H)-ピリミジニリデン)メチル]-2-フリル}安息香酸、その機能的に活性な誘導体及びその混合物。
他の実施形態では、STAT3インヒビター化合物が式Iによる化合物である:
Figure 2023504194000002
またはその薬学的に許容される塩、
式中、RおよびRは、同一であっても異なっていてもよく、水素、炭素、硫黄、窒素、酸素、フッ素、臭素、ヨウ素、アルカン、環状アルカン、環状アルカン、アルケン、環状アルケン、環状アルケン、アルケン系誘導体、アルキン、アルキン系誘導体、ケトン、ケトン系誘導体、ケトン系誘導体、アルデヒド、アルデヒド系誘導体、カルボン酸、カルボン酸系誘導体、エーテル、エーテル系誘導体、エステルおよびエステル系誘導体、アミン、アミノ系誘導体、アミド、アミド系誘導体、単環式または多環式アレーン、ヘテロアレーン、アレーン系誘導体、ヘテロアレーン系誘導体、フェノール、フェノール系誘導体、安息香酸、安息香酸系誘導体からなる群より選択される。
いくつかの実施形態では、STAT3インヒビター化合物が化学式IIの化合物である:
Figure 2023504194000003
またはその薬学的に許容される塩、
式中、RおよびRは、同一又は異なっていてもよく、水素、炭素、窒素、イオウ、酸素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アルカン、環状アルカン、アルカンベースの誘導体、アルケン、環状アルケン、アルケンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、ケトン、ケトンベースの誘導体、アルデヒド、アルデヒドベースの誘導体、カルボン酸、カルボン酸ベースの誘導体、エーテル、エーテルベースの誘導体、エステルおよびエステルベースの誘導体、アミン、アミノベースの誘導体、アミド、アミドベースの誘導体、単環式または多環式アレーン、ヘテロアレーン。アレーン系誘導体、ヘテロアレーン系誘導体、フェノール、フェノール系誘導体、安息香酸、安息香酸系誘導体からなる群から選択され、R、Rは、同一又は異なっていてもよく、水素、アルカン、環状アルカン、アルカンベースの誘導体、アルケン、環状アルケン、アルケンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、ケトン、ケトンベースの誘導体、アルデヒド、アルデヒドベースの誘導体、カルボン酸、カルボン酸ベースの誘導体、エーテル、エーテルベースの誘導体、エステルおよびエステルベースの誘導体、アミン、アミノベースの誘導体、アミド、アミドベースの誘導体、単環式または多環式アレーン、ヘテロアレーン。アレーン系誘導体、ヘテロアレーン系誘導体、フェノール、フェノール系誘導体、安息香酸、安息香酸系誘導体からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、STAT3インヒビター化合物が化学式IIIの化合物である:
Figure 2023504194000004
またはその薬学的に許容される塩、
式中、R、RおよびRは、同一又は異なっていてもよく、水素、炭素、窒素、イオウ、酸素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、カルボキシル、アルカン、環状アルカン、アルカンベースの誘導体、アルケン、環状アルケン、アルケンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、アルキン、アルキンベースの誘導体、ケトン、ケトンベースの誘導体、アルデヒド、アルデヒドベースの誘導体、カルボン酸、カルボン酸ベースの誘導体、エーテル、エーテルベースの誘導体、エステルおよびエステルベースの誘導体、アミン、アミノベースの誘導体、アミド、アミドベースの誘導体、単環式または多環式アレーン、ヘテロアレーン。アレーン系誘導体、ヘテロアレーン系誘導体、フェノール、フェノール系誘導体、安息香酸、安息香酸系誘導体からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、STAT3インヒビター化合物は、N-(1’,2’-ビナフタレン-4’-イル)-4-メトキシベンゼンスルホンアミド、N-(1,2’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレンイル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(5,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレンイル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(7,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、4-ブロモ-N-(1,6’-ジヒドロキシ-[2,2’]ビナフタレニル-4-イル)-ベンゼンスルホンアミド、および4 -ブロモ-N-[4-ヒドロキシ-3-(1H-[1,2,4]トリアゾール-3-イルスルファニル)-ナフタレン-1-イル]-ベンゼンスルホンアミド又はその薬学的に許容される塩からなる群から選択される。
いくつかの態様において、STAT3インヒビター化合物は、N-(1’,2-ジヒドロキシ-1,2’-ビナフタレン-4’-イル)-4-メトキシベンゼンスルホンアミド、またはその薬学的に許容される塩である。例中で用いたTTI-101とは、N-(1,2-dixy-1,2’-binaphthalen-4’-yl)-4-メトキシベンゼンスルフォナミドをいう。
いくつかの実施形態では、STAT3インヒビター化合物が式IVの化合物である、
Figure 2023504194000005
またはその薬学的に許容される塩が記載される、
式中、Rの各々の存在は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR、NRC(=O)NR,アルキル、アルケニル、シクロアルキル、必要に応じて置換されたアリール、または必要に応じて置換された複素環である;
は、0、1、2、3、または4である;
の各々の存在は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NRc、NRC(=O)NR、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたアリロキシル、または任意に置換された複素環である;
は0、1、2、3、4、または5である;
は、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、OC(=O)R,アルキル、アルケニル、シクロアルキル、または置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールである;
は、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、NR、OC(=O)R,アルキル、アルケニル、またはシクロアルキルである;
、R、およびRの各々の存在は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR、NRC(=O)NR,アルキル、アルケニル、シクロアルキル、必要に応じて置換されたアリール、または必要に応じて置換された複素環である;
は0、1、2、3、または4である
、RおよびRは、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、またはアリールであり;または、上記RおよびRはそれらが結合している窒素原子と一緒になって、1~4個のヘテロ原子を含む複素環を任意に形成する。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rのそれぞれの発生は、独立して、H、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、またはSRである。
式IVの別の実施形態では、Rのそれぞれの存在は、C(=O)ROC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR,またはNRC(=O)NRである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R1の存在は、それぞれ独立して、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、任意に置換されたアリール、または任意に置換された複素環である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、Hである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、nは、0、1、または2である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、1である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、0である。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rのそれぞれの存在は、独立して、H、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、またはSRである。
式IVの別の実施形態では、Rのそれぞれの存在は、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR,または、NRC(=O)NRである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rの存在は、それぞれ独立して、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、任意に置換されたアリール、または任意に置換された複素環である。
化学式IVのための実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、Hである
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、nは、0、1、または2である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、1である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、0である。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rは、H、ハロゲン、シアノ、ニトロ、またはCFである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rは、OCF、OR、SR、またはOC(=O)Rである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、アルキル、アルケニル、またはシクロアルキルである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、Hである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rは、H、ハロゲン、シアノ、ニトロ、またはORである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、Rは、OCF、SR、またはOC(=O)Rである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、アルキル、アルケニル、またはシクロアルキルである。
化学式IVの化合物の別の実施形態では、Rは、OHである。
化学式IVの化合物の別の実施形態では、Rは、OMeである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R、R、およびRは、それぞれ独立して、H、ハロゲン、シアノ、ニトロ、およびCFからなる群から選択される。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R、R、およびRは、OCF、OR、およびSRからなる群からそれぞれ独立して選択される。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R、R、およびRは、OCFおよびORからなる群からそれぞれ独立して選択される。
式IVの化合物の代替実施形態では、R、R、およびRはそれぞれ独立して、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NR C(=O)OR、OC(=O)NR,およびNRC(=O)NRからなる群から選択される。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R、RおよびRは、それぞれ独立して、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、任意に置換されたアリール、および任意に置換された複素環からなる群から選択される。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、R、R、およびRのそれぞれの存在は、Hである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、nは、0、1、または2である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、1である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、nは、0である。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rの存在は、それぞれ独立して、水素、アルキル、複素環、またはアリールである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、Rの存在は、それぞれ独立して、水素またはアルキルである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、RおよびRそれぞれの存在は、独立して、水素、アルキル、複素環、またはアリールである。
化学式IVのいずれか1つ以上の実施形態において、RおよびRのそれぞれの存在は、独立して、ハロゲンまたはアルキルである。
化学式IVの実施形態のいずれか1つ以上において、RおよびRはそれらが結合している窒素原子とともに、N、O、およびSからなる群からそれぞれ選択される1~4個のヘテロ原子を含む複素環を任意選択で形成する。
本明細書中に記載される実施形態のいずれか1つ以上において、STAT3インヒビター化合物は、化学式Vの構造を有する:
Figure 2023504194000006
またはその薬学的に許容される塩。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、H、OH、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、NR、CF3、OCF、またはCNである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、NH、OH、OMe、OEt、OCHCHCH、またはOCH(CHである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、水素、メチル、エチル、プロピル、tert-ブチル、F、Cl、Br、CF、ニトロ、メトキシ、エトキシ、OCF、-C(=O)Me、-C(=O)OMe、-NHC(=O)Me、1,4-ジオキサニル、シクロヘキサニル、シクロヘキセニル、フェノキシ、2-メトキシフェノキシ、3-メトキシフェノキシ、4-メトキシフェノキシ、2-クロロフェノキシ、3-クロロフェノキシ、4-クロロフェノキシ、4-メチルフェノキシ、3-メチルフェノキシ、および4-メチルフェノキシからなる群から選択される。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、OMeである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、H、OH、アルキル、アルコキシ、またはハロゲンである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、RはHである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、H、アルキル、OH、NH、アルコキシ、ハロゲン、CF、またはCNである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、H、OH、またはアルコキシである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、Rは、OHである。
化学式Vの実施形態のいずれか1つ以上において、RはOMeである。
本明細書中に記載される実施形態のいずれか1つ以上において、STAT3インヒビター化合物は、化学式VIの構造を有する
Figure 2023504194000007
またはその薬学的に許容される塩。
本明細書中に記載される実施形態のいずれか1つ以上において、化合物は、表1aの化合物、またはその薬学的に許容される塩からなる群より選択される。
本明細書中に記載される実施形態のいずれか1つ以上において、STAT3インヒビター化合物は、表1bの化合物、またはその薬学的に許容される塩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、式IVの化合物は、表1aに示される化合物の例、またはその薬学的に許容される塩から選択される。表1aに列挙した化合物は、化学式IVの化合物の代表的かつ非限定的な例である。
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いくつかの実施形態において、式Vの化合物は、表1bに示される化合物の例、またはその薬学的に許容される塩から選択される。表1bに列挙した化合物は、式Vの化合物の代表的かつ非限定的な例である。
Figure 2023504194000010
Figure 2023504194000011
本発明において意図されるStat3インヒビターは、以下の表のいずれか1つの中の構造を有する非複合体化を含む:
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本明細書に開示される任意の方法と共に使用するために本明細書に開示される任意の化合物は、全身または局所を含む任意の適切な経路によって送達されるが、特定の実施形態では送達経路が例えば、経口、静脈内、局所、皮下、動脈内、腹腔内、口腔内、エアロゾルによる、吸入によるなどである。
本開示の方法に供される個体は、1つ以上の用量のSTAT3インヒビターに曝露され得、そして各用量は1つ以上のSTAT3インヒビターを有し得る。複数の用量は、1~24時間、1~7日、1~4週間、または用量間の1~12ヶ月など、その間の任意の適切な期間にわたることができる。複数の用量は、毎日、毎週、隔週、毎月、毎年などであり得る。個体は、1つのSTAT3インヒビターを特定の用量で投与され得、そして異なるSTAT3インヒビターをその後の用量で投与され得る。
特定の実施形態において、処置または予防の方法のための任意のStat3インヒビターのための適切な用量は、70kgの体重の個体について約25~50mg/kgまたは1.75~3.5グラムである。他の実施形態ではインスリン抵抗性について、Stat3インヒビターの用量は体重70kgの個体について25~50mg/kg未満または1.75~3.5グラムである。
併用療法
本明細書に開示される方法のいくつかの実施形態では、方法が別のインスリン抵抗性治療または予防、および/またはインスリン抵抗性に関連する基礎条件のための治療などの追加の薬剤または治療方法を投与することをさらに含む。化合物(STAT3インヒビターであってもなくてもよい)は例えば、数分から数週間の範囲の間隔で、他の薬剤治療に先行しても後続してもよい。本開示の他の薬剤および化合物がインスリン抵抗性を有することが知られている、インスリン抵抗性を有することが疑われる個体への送達時、またはインスリン抵抗性を有する危険性があるなど、インスリン抵抗性を有する個体に別々に適用される実施形態では、一般に、本開示の薬剤および化合物が個体に対して有利に組み合わされた効果を依然として発揮することができるように、各送達の時間の間に有意な期間が満了しないことを確実にする。
特定の実施形態では、個体が本開示のSTAT3インヒビター方法に供されることに加えて、インスリン抵抗性および/または任意の関連する医学的状態を処置または逆転する1つ以上の他の治療に供される。例としては、運動、禁煙、糖摂取の減少、健康な食事、オメガ-3脂肪酸の摂取、ストレス減少、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
特定の実施形態において、細胞、組織または個体を、本開示の化合物と実質的に同時に(すなわち、約1分未満以内に)1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の様式で接触させ得ることが意図される。他の態様において、1つ以上の薬剤は、本開示の化合物を投与する前および/または投与した後に、約1分、約5分、約10分、約20分、約45分、約60分、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約7時間、約8時間、約9時間、約10時間、約11時間、約12時間、約13時間、約14時間、約15時間、約16時間、約17時間、約18時間、約19時間、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、約36時間、約37時間、約38時間、約39時間、約40時間、約41時間、約42時間、約43時間、約44時間、約45時間、約46時間、約47時間、約48時間以内、または、それ以上、以内に投与され得る。特定の他の実施形態では、薬剤が、例えば、本開示の化合物を投与する前および/または後の、約1日、約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日、約11日、約12日、約13日、約14日、約15日、約16日、約17日、約18日、約19日、約20日、約21日以内に投与され得る。いくつかの状況では、それぞれの投与の間に数週間(例えば、約1週間、約2週間、約3週間、約4週間、約5週間、約6週間、約7週間、または約8週間以上)が経過する場合など、治療期間を有意に延長することが望ましい場合がある。いくつかの状況では、それぞれの投与の間に数ヶ月(例えば、約1週間、約2週間、約3週間、約4週間、約5週間、約6週間、約7週間、または約8週間以上)が経過する場合など、治療期間を有意に延長することが望ましい場合がある。
本開示の治療化合物の個体への投与は、毒性を考慮して、薬物の投与のための一般的なプロトコルに従う。治療サイクルは必要であれば反復されると予測される。
STAT3インヒビターの製剤
本明細書中に開示される方法と共に使用するための医薬組成物は、薬学的に許容される担体中に溶解または分散された、本明細書中に開示される1つ以上のSTAT3インヒビターの有効量を含む。用語「薬学的または薬理学的に許容される」とは、動物(例えば、適宜、ヒト)に投与された場合に、有害な、アレルギー性の、または他の不都合な反応を生じない分子実体および組成物をいう。少なくとも1つのSTAT3インヒビターを含む医薬組成物の調製はRemington:the Science and Practice of Pharmacy,21st Ed.Lippincott Williams and Wilkins,2005によって例示されるように、本開示て当業者に公知である。さらに、動物(例えば、ヒト)投与のために、調製物はFDA生物学的基準局によって要求されるように、無菌性、発熱性、一般的安全性および純度基準を満たすべきであることが理解される。
本明細書中で使用される場合、「薬学的に受容可能なキャリア」は当業者の任意のおよび全ての溶媒、分散媒体、コーティング、界面活性剤、抗酸化剤、防腐剤(例えば、抗菌剤、抗真菌剤)、等張剤、吸収遅延剤、塩、防腐剤、薬物、薬物安定剤、ゲル、結合剤、賦形剤、崩壊剤、潤滑剤、甘味剤を含む(例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences,18th Ed. Mack Printing Company,1990, pp.1289-1329(本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)。任意の従来の担体が活性成分と不適合である限りを除いて、医薬組成物におけるその使用が企図される。
本明細書中に開示されるSTAT3インヒビターを含む組成物は、固体、液体またはエアロゾル形態で投与されるべきかどうか、および注射のような投与経路のために無菌である必要があるかどうかに依存して、異なる型のキャリアを含み得る。本発明は静脈内、皮内、皮内、動脈内、腹腔内、鼻腔内、経鼻、直腸内、局所、筋肉内、皮下、粘膜内、経口、局所、吸入(例えば、エアロゾル吸入)、注射、注入、連続注入、局所潅流浴標的細胞を、カテーテルを介して、洗浄、クリーム、脂質組成物(例えば、リポソーム)中で、または当業者に知られている他の方法もしくは上記の任意の組合せによって、直接投与することができる(例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed. Mack Printing Company, 1990、参照により本明細書に組み込まれる)。
STAT3インヒビターを含む組成物は、遊離塩基、中性または塩形態の組成物に製剤化することができる。薬学的に許容される塩としては、酸付加塩、例えば、タンパク質組成物の遊離アミノ基で形成されるもの、または無機酸、例えば、塩酸もしくはリン酸、または有機酸、例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸もしくはマンデル酸で形成されるものが挙げられる。遊離カルボキシル基で形成される塩はまた、無機塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウムまたは水酸化第二鉄);または有機塩基(例えば、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジンまたはプロカイン)から誘導され得る。処方に際して、溶液は投与処方に適合した様式で、かつ治療的に効果的であるような量で投与されるのであろう。製剤は、注射溶液などの非経口投与用に製剤化されたもの、または肺への送達用のエアロゾルなどの様々な剤形で容易に投与されるか、または薬物放出カプセルなどの消化投与用に製剤化される。
さらに、本開示によれば、投与に適した本開示の組成物は、不活性希釈剤の有無にかかわらず、薬学的に許容される担体中で提供される。担体は同化可能であるべきであり、液体、半固体、すなわちペースト、または固体担体を含む。任意の従来の媒体、薬剤、希釈剤または担体がレシピエントまたはその中に含まれる組成物の治療有効性に有害である場合を除き、本開示の方法を実施する際に使用するための投与可能な組成物におけるその使用が適切である。担体または希釈剤の例には、脂肪、油、水、生理食塩水溶液、脂質、リポソーム、樹脂、結合剤、充填剤など、またはそれらの組み合わせが含まれる。組成物はまた、1つ以上の成分の酸化を遅らせるために、種々の酸化防止剤を含み得る。さらに、微生物の作用の防止はパラベン(例えば、メチルパラベン、プロピルパラベン)、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、種々の抗菌剤および抗真菌剤などの防腐剤によってもたらされ得る。
本開示によれば、組成物は任意の便利かつ実用的な様式で、すなわち、溶液、懸濁液、乳化、混合、カプセル化、吸収などによって、キャリアと組み合わされる。このような手順は、当業者にとって日常的である。
本開示の特定の実施形態において、組成物は、半固体または固体担体と完全に組み合わされるか、または混合される。混合は、粉砕のような任意の好都合な方法で行うことができる。安定化剤はまた、組成物を治療活性の喪失、すなわち胃における変性から保護するために、混合プロセスにおいて添加され得る。組成物に使用するための安定剤の例としては、緩衝剤、グリシンおよびリジンなどのアミノ酸、デキストロース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、スクロース、マルトース、ソルビトール、マンニトールなどの炭水化物が挙げられる。
さらなる実施形態では、本開示が1つ以上のSTAT3インヒビターおよび水性溶媒を含む医薬脂質ビヒクル組成物の使用に関することができる。本明細書中で使用される場合、用語「脂質」は水に特徴的に不溶性であり、有機溶媒で抽出可能な広範囲の物質のいずれかを含むと定義される。この広範なクラスの化合物は当業者に周知であり、そして用語「脂質」は、本明細書中で使用される場合、任意の特定の構造に限定されない。例としては、長鎖脂肪族炭化水素およびそれらの誘導体を含有する化合物が挙げられる。脂質は天然に存在するか、または合成(すなわち、ヒトによって設計または産生される)であり得る。しかしながら、脂質は、通常、生物学的物質である。生物学的脂質は当該分野で周知であり、そして例えば、中性脂肪、リン脂質、リングリセリド、ステロイド、テルペン、リゾリピド、グリコスフィンゴ脂質、糖脂質、スルファチド、エーテルおよびエステル結合脂肪酸を有する脂質、ならびに重合可能な脂質、およびそれらの組み合わせを含む。もちろん、脂質として当業者によって理解される本明細書に特に記載される化合物以外の化合物もまた、本発明の組成物および方法によって包含される。
当業者は、組成物を脂質ビヒクル中に分散させるために用いることができる技術の範囲に精通しているのであろう。例えば、1つ以上のSTAT3インヒビターは、当業者に公知の任意の手段によって、脂質を含む、脂質に溶解された、脂質に溶解された、脂質に乳化された、脂質に混合された、脂質に結合された、脂質に共有結合された、脂質中の懸濁液として含まれた、ミセルまたはリポソームに含有された、または複合体化された、またはそわなければ脂質または脂質と会合された、液中に分散され得る。分散液はリポソームの形成をもたらしてもよいし、もたらさなくてもよい。
動物患者に投与される本開示の組成物の実際の投薬量は、体重、条件の重篤度、処置される疾患の型、以前のまたは同時の治療介入、患者の特発性および投与経路などの物理的および生理学的因子によって決定され得る。用量および投与経路に応じて、好ましい用量および/または有効量の投与回数は、被験体の応答に従って変化し得る。投与の責任を負う医師は、いずれにしても、組成物中の活性成分の濃度および個々の被験体のための適切な用量を決定する。
特定の実施形態では、医薬組成物が例えば、少なくとも約0.1%の活性化合物を含み得る。他の実施形態では、活性化合物が、単位の重量の約2%~約75%、または、例えば、約25%~約60%、およびその中で導き出すことができる任意の範囲を含むことができる。当然のことながら、各治療的に有用な組成物中の活性化合物の量は、化合物の任意の所与の単位用量において適切な投薬量が得られるような方法で調製され得る。溶解性、バイオアベイラビリティ、生物学的半減期、投与経路、製品有効期間、ならびに他の薬理学的考察のような因子は、そのような医薬製剤を調製する当業者によって意図され、それ自体、種々の投薬量および処置レジメンが所望され得る。
他の非限定的な例において、用量はまた、約1マイクログラム/kg体重、約5マイクログラム/kg体重、約10マイクログラム/kg体重、約50マイクログラム/kg体重、約100マイクログラム/kg体重、約200マイクログラム/kg体重、約350マイクログラム/kg体重、約500マイクログラム/kg体重、約1ミリグラム/kg体重、約5ミリグラム/kg体重、約10ミリグラム/kg体重、約50ミリグラム/kg体重、約100ミリグラム/kg体重、約200ミリグラム/kg体重、約350ミリグラム/kg体重、約500ミリグラム/kg体重、約1000mg/kg体重、またはそれ以上/投与、およびそこで誘導可能な任意の範囲を含んでもよい。本明細書に列挙される数からの誘導可能な範囲の非限定的な例において、約5mg/kg/体重~約100mg/kg/体重、約5マイクログラム/kg/体重~約500ミリグラム/kg/体重などの範囲を、上記の数に基づいて投与することができる。
消化器官用組成物および製剤
本開示の好ましい実施形態において、1つ以上のSTAT3インヒビターは、消化経路を介して投与されるように処方される。消化器系経路には、組成物が消化管と直接接触している全ての可能な投与経路が含まれる。具体的には、本明細書に開示される医薬組成物が、経口、口腔、直腸、または舌下に投与されてもよい。そのようなものとして、これらの組成物は不活性希釈剤または同化可能な食用担体と共に処方されてもよく、またはそれらはハードシェルまたはソフトシェルゼラチンカプセルに封入されてもよく、またはそれらは錠剤に圧縮されてもよく、またはそれらは食事の食品と直接組み込まれてもよい。
特定の実施形態において、活性化合物は、賦形剤と混合され得、摂取可能な錠剤、口腔内錠、トローチ、カプセル、エリキシル、懸濁液、シロップ、ウエハースなどの形態で使用され得る(Mathiowitzら.,1997;Hwangら.,1998;U.S.Pat.5,641,515;5,580,579および5,792,451(それぞれその全体が参照により本明細書に具体的に組み込まれる)。錠剤、トローチ、ピル、カプセルなどはまた、以下のものを含有する可能性がある:例えば、トラガントゴム、アラビアゴム、コーンスターチ、ゼラチン、またはそれらの組み合わせなどの結合剤;例えば、リン酸二カルシウム、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム、またはそれらの組み合わせなどの賦形剤;例えば、コーンスターチ、ジャガイモデンプン、アルギン酸、またはそれらの組み合わせなどの崩壊剤;例えば、ステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤;例えば、スクロース、ラクトース、サッカリン、またはそれらの組み合わせなどの甘味剤;例えば、ペパーミント、ウィンターグリーンの油状、チェリーフレーバー、オレンジフレーバーなどのフレーバー剤。単位投与剤形がカプセル剤である場合は、前述の物質に加えて、液体担体を含むことができる。様々な他の物質がコーティングとして又はそうではなく剤形の物形を変えるために存在してもよい。例えば、錠剤、丸剤またはカプセル剤は、シェラック、糖または両方でコーチングすることができる。投薬形態がカプセルである場合、それは、上記の型の物質に加えて、液体キャリアのようなキャリアを含み得る。ゼラチンカプセル、錠剤、または丸剤は、腸溶コーティングされてもよい。腸溶性コーティングは、pHが酸性である胃または上腸における組成物の変性を防止する。例えば、米国特許第5,629,001を参照されたい。小腸に到達すると、その中の塩基性pHはコーティングを溶解し、そして組成物が放出され、そして特殊な細胞(例えば、上皮腸細胞およびパイエル板M細胞)によって吸収されることを可能にする。エリキシルのシロップは活性化合物スクロースを甘味剤として、メチルおよびプロピルパラベンを防腐剤として、染料および香料(例えば、チェリーまたはオレンジ香料)を含有し得る。当然のことであるが、いずれかの単位投与剤形を製剤する際に使用されるいずれの物質も、医薬として純度が高く、かつ使用量において十分に無毒でなければならない。さらに、活性化合物は、徐放性調製物および製剤に組み込まれ得る。
経口投与のために、本開示のSTAT3インヒビター組成物は代わりに、口腔洗浄剤、歯磨き剤、口腔錠剤、経口スプレー、または舌下経口投与製剤の形態で、1つ以上の賦形剤と共に組み込まれてもよい。例えば、ホウ酸ナトリウム溶液(Dobell’s溶液)のような適当な溶媒中に必要量の活性成分を組み込んだ洗口剤を調製することができる。あるいは、活性成分がホウ酸ナトリウム、グリセリンおよび重炭酸カリウムを含有するものなどの経口溶液に組み込むか、歯磨剤中に分散させるか、または水、結合剤、研磨剤、着香剤、発泡剤、および湿潤剤を含み得る組成物に治療有効量で添加することができる。あるいは、組成物が舌の下に置かれ得るか、さもなければ口の中に溶解され得る錠剤または溶液形態に形成され得る。
他の消化投与様式に適したさらなる製剤には、座薬が含まれる。坐剤は、直腸への挿入のための、通常薬用で種々の重量および形状の固体投薬形態である。挿入後、坐剤は、腔の液において柔らかになる、融解する、または溶解する。一般に、坐剤については、伝統的なキャリアが例えば、ポリアルキレングリコール、トリグリセリド、またはそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、坐剤が例えば、約0.5%~約10%、好ましくは約1%~約2%の範囲の活性成分を含有する混合物から形成されてもよい。
非経口組成物および製剤
さらなる実施形態において、1つ以上のSTAT3インヒビターは、非経口経路を介して投与され得る。本明細書中で使用される場合、用語「非経口」は、消化管をバイパスする経路を含む。具体的には、本明細書中に開示される医薬組成物が例えば、静脈内、皮内、筋肉内、動脈内、髄腔内、皮下、または腹腔内に投与され得るが、これらに限定されない(米国特許第6,7537,514,6,613,308、5,466,468、5,543,158;5,641,515;および5,399,363それぞれ、その全体が参照により本明細書に特に援用される。)。
遊離塩基または薬理学的に許容される塩としての活性化合物の溶液は、ヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤と適当に混合された水中で調製することができる。グリセロール、液状ポリエチレングリコール、およびその混合物中で、油中で、分散液を調製することもできる。保存および使用の通常の条件下で、これらの調製物は、微生物の増殖を防ぐために保存料を含む。注射可能な使用に適した医薬形態は、滅菌水溶液または分散液、および滅菌注射可能溶液または分散液の即時調製のための滅菌粉末を含む(米国特許第5,466,468号、その全体が参照により本明細書に具体的に組み込まれる)。全ての場合において、この形態は、無菌でなければならず、そして容易な注射可能性が存在する程度に流動性でなければならない。それは、製造および貯蔵の条件下で安定でなければならず、細菌および真菌ようのような微生物の汚染作用に対して保持されなければならない。キャリアは例えば、水、エタノール、ポリオール(すなわち、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、それらの適切な混合物、および/または植物油を含有する溶媒または分散媒体であり得る。適当な流動性は例えば、レシチンのようなコーティングを用いることによって、分散液の場合には必要な粒子サイズを維持することによって、および界面活性剤を用いることによって維持することができる。微生物の作用の防止は、各種抗菌剤及び抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等により実施できる。多くの場合、等張化剤、例えば糖又は塩化ナトリウムを含むのが好ましい。注射用混合液の吸収は注射用混合液中に、例えばステアリン酸アルミニウムやゼラチンのような吸収遅延剤を施用することにより延長可能である。
水溶液での非経口投与のためには、例えば、その溶液は必要ならば適当に緩衝されるべきであり、そして液体希釈剤が先ず十分な生理食塩液またはグルコースにより等張にされるべきである。これらの特定の水溶液は、静脈内、筋肉内、皮下、および腹腔内投与に特に適している。これに関連して、使用することができる無菌水性媒体は、本開示に照らして当業者に知られているのであろう。例えば、1つの投薬量は等張NaCl溶液に溶解され得、そして皮下注射液を添加するか、または注入の提案された部位に注射され得る(例えば、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」第15版、1035~1038年頁および1570~1580年頁を参照のこと)。処置される被検体の状態に依存して、ある程度の用量のばらつきが必然的に生じ得る。いずれにしても、投与責任者が個々の被検体に適した用量を決定する。さらに、ヒトへの投与のためには、製剤がFDA生物製剤局の基準で要求される無菌性、発熱性、一般的な安全性および純度の基準を満たさなければならない。
滅菌注射溶液は必要な量の活性化合物を前記例示の種々の他の成分と共に適当な溶媒に配合し、必要であれば、続いて濾過滅菌することによって調製される。一般的に、分散液は、基本的な分散媒および上で列挙されたものからの必要とされる他の成分を含む滅菌媒体へ様々な滅菌された活性成分を組み入れることにより調製される。滅菌注射溶液の調製のための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、活性成分の粉末+その以前に滅菌濾過された溶液から任意のさらなる所望の成分を生じる真空乾燥および凍結乾燥技術である。粉末組成物は安定化剤の有無にかかわらず、例えば、水または生理食塩水のような液体担体と混合される。
その他の医薬組成物および配合物
本開示の他の特定の実施形態では、STAT3インヒビターは、様々な様々な経路、例えば、局所(すなわち、経皮)投与、粘膜投与(鼻腔内、膣等)および/または吸入を介する投与のために製剤化されてもよい。
局所投与のための医薬組成物は、軟膏、ペースト、クリームまたは粉末のような医薬用途のために製剤化された活性化合物を含み得る。軟膏は、局所適用のための全ての油性、吸着性、エマルジョンおよび水溶性ベースの組成物を含むが、クリームおよびローションはエマルジョンベースのみを含む組成物である。局所的に投与される薬物は、皮膚を通る活性成分の吸着を容易にする浸透促進剤を含有し得る。適切な浸透促進剤には、グリセリン、アルコール、アルキルメチルスルホキシド、ピロリドンおよびルアロカプラムが含まれる。局所適用のための組成物のための可能な基剤としては、ポリエチレングリコール、ラノリン、コールドクリームおよびワセリン、ならびに任意の他の適切な吸収剤、エマルジョンまたは水溶性軟膏基剤が挙げられる。局所調製物はまた、活性成分を保存し、そして均質な混合物を提供するために必要に応じて、乳化剤、ゲル化剤、および抗菌防腐剤を含み得る。本発明の経皮投与はまた、「パッチ」の使用を含み得る。例えば、パッチは、1つ以上の活性物質を、所定の速度で、そして固定された期間にわたって連続的な様式で供給し得る。
特定の実施形態において、医薬組成物は、点眼剤、鼻腔内スプレー、吸入、および/または他のエアロゾル送達ビヒクルによって送達され得る。鼻エアロゾルスプレーを介して組成物を肺に直接送達するための方法は、例えば、米国特許第5,756,353 および5,804,212に記載されている(それぞれ、その全体が参照により本明細書に具体的に援用される)。同様に、鼻腔内微粒子樹脂(Takenagaら、1998)およびリゾホスファチジル-グリセロール化合物(米国特許第5,725号、871号、特にその全体が参照により本明細書に組み込まれる)を使用する薬物の送達もまた、医薬技術分野において周知である。同様に、ポリテトラフルオロエチレン支持マトリックスの形態での経粘膜薬物送達は、米国特許第5,780,045に記載されている(その全体が参照により本明細書に特に組み込まれる)。
用語エアロゾルは、液化または加圧ガス噴射剤中に分散された液体粒子の微細に分割された固体のコロイド系を指す。吸入用の本発明の典型的なエーロゾルは、液体噴射剤中の活性成分の懸濁液、または液体噴射剤と適切な溶媒との混合物からなる。適切な噴射剤には、炭化水素および炭化水素エーテルが含まれる。適切な容器は、推進剤の圧力要件に従って変化する。エアロゾルの投与は、対象の年齢、体重、ならびに症状の重症度および応答によって変化する。
開示のキット
本明細書中に記載される化合物または組成物のいずれも、キットに含まれ得る。非限定的な例では、1つ以上のStat3インヒビターがキットに含まれる。キットのStat3インヒビター成分は、水性媒体または凍結乾燥形態のいずれかで包装することができる。キットの容器手段は一般に、少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジまたは他の容器装置を含み、その中にStat3インヒビターを入れることができ、好ましくは、適切に等分することができる。キット中に2つ以上の成分が存在する場合、キットはまた、一般に、第2、第3、または他の追加の容器を含み、その中に追加の成分が別々に配置され得る。しかし、成分のさまざまな組み合わせを1つのバイアル中に含めてもよい。また、典型的には、Stat3インヒビターおよび任意の他の試薬容器を、商業的に販売するために密閉して収容するための手段を含む。そのような容器は、所望のバイアルを含ませるインジェクション又は使い捨て型プラスチック容器を含む。
キットのStat3インヒビターは、乾燥粉末として提供することができる。試薬および/または成分が乾燥粉末として提供される場合には、粉末を適した溶媒の添加によって再構成することができる。溶媒が別の容器手段の中に同じく提供されることが想定されている。
容器の数および/またはタイプにかかわらず、本開示のキットはまた、動物の体内での最終組成物の注射/投与および/または配置を補助するための器具を含んでもよく、かつ/または器具と共に包装されてもよい。このような器具は、シリンジ、ピペット、鉗子、および/または任意のこのような医学的に認可された送達ビヒクルであり得る。
以下の実施例は、本発明の好ましい具体例を示すために含める。以下の実施例において開示される技術は本発明の実施において良好に機能することが本発明者らによって発見された技術を表し、したがって、本発明の実施のための好ましい形態を構成すると考えられ得ることが、当業者によって理解されるべきである。しかしながら、当業者であれば、本発明の開示を考慮して、開示されかつ同様の結果を得られる特定の実施例において、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更が可能であることは理解できるであろう。
実施例1
CKDまたは高脂肪食のモデルにおけるインスリン抵抗性の発生の根底にある機序
方法
動物:実験手順はベイラー医科大学の動物実験委員会の承認を受けた。野生型(WT)マウス(C57BL/6)は、Jackson lab(Bar Harbor,ME)から購入した。CKDの模型を作製するために、8~10週齢のマウスに、記載のように腎亜全摘術または偽手術管理を施行した;BUN~80mg/dlを有する31CKDマウスを研究した。CKDまたは偽手術対照マウスを2つのサブグループに割り当てた:1つのサブグループはTTI‐101(D5Wで12.5mg/kg体重)を隔日で2週間腹腔内注射したが、もう1つのサブグループは同じ容量のD5Wを2週間投与した。
野生型マウスに高脂肪食(HFD:脂肪由来58%kcal、Research Diets,New Brunswick,NJ)を12週間与え、対照マウスに通常食(RD:脂肪由来11% kcal)を与えて、インスリン抵抗性の別のモデルを作製した。インスリン抵抗性に対するp‐Stat3の効果を研究するために、HFD給餌マウスを2つのサブグループに無作為に割り当てた:1つのサブグループはTTI‐101(D5Wで12.5mg/kg体重)を隔日で4週間腹腔内(i.p.)注射したが、他のサブグループは同じ容量のD5Wを4週間受けた。
Stat3 KOマウスは、Floxed-Stat3を発現するマウスを、記載されるように筋クレアチンキナーゼCre(MCK-Cre)を発現するマウスと交配させることによって作製した。33 生後4週目から、Floxed‐Stat3またはStat3 KOマウスに16週間HFDを与えた。
グルコース耐性試験(GTT)のために、水に自由にアクセスできるマウスを16時間絶食させ、次いで2mg/kgのグルコースを腹腔内(i.p.)注射し、尾静脈血を0、30、60および120分間隔で収集して、True Track Glucometerを使用して血中グルコース濃度を測定した。インスリン負荷試験(ITT)のために、マウスを4時間絶食させた後、2単位/kgのインスリンをi.p.注射した;0、30、60および120分後に尾静脈血を採取し、血中グルコース濃度を測定した。血糖の変化を、スタトドプログラム(http://www.statstodo.com/AUC_Exp.php))を用いて「曲線下面積」(AUC)法として分析した。
細胞培養:マウスC2C12筋芽細胞は、American Type Culture Collection(ATCC, Manassas,VA)から入手した。細胞を、Invitrogen Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen Madison,Wisconsin)を用いて、Fbxo40 SiRNA(Santa Cruze Biotechnology,Dallas,TX)またはその管理SiRNAでトランスフェクトした。分化を誘導するために、C2C12筋芽細胞を85%コンフルエンスまで増殖させ、次いで、DMEM+2% HSおよび1% P/S(PS;Invitrogen Madison,Wisconsin)からなる分化培地に切り替えた。筋管を、100ng/mlのIL-6(Biolegend,San Diego,CA)を用いて/用いずに24時間処理した。細胞溶解物をウェスタンブロッティングに供した。
ルシフェラーゼレポーターアッセイ:ヒトFbxo40プロモーターを、GeneCopoeia, Inc.(Rockville,MD)から入手したGaussia-ルシフェラーゼレポーターにクローニングした。1226bpのFbxo40プロモーター配列は1062bp上流と163bp下流を含んでいた。潜在的なStat3結合部位、TTCCAGGAAは、520~529bpの上流に位置する。構成的に活性なStat3またはcDNA3を発現するFbxo40プロモータークローンおよびプラスミドを、Invitrogen Neonトランスフェクション系を用いてC2C12筋芽細胞にトランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後に、Gaussiaルシフェラーゼの活性を、Thermo Scientific(商標)Pierce(商標)Gaussia Luciferase Flash Assay Kitを使用して測定した。
クロマチン免疫沈降(CHIP)アッセイ:C2C12筋芽細胞を、Invitrogen Neonトランスフェクション系を用いて、Stat3CまたはGFPを発現するプラスミドでトランスフェクトした。C2C12細胞を24時間分化させた後、1%ホルムアルデヒド(Sigma-Aldrich)で10分間処理した。細胞を、プロテアーゼインヒビター(Sigma-Aldrich,St.Louis)を含有する氷冷PBSで3回洗浄した。次いで、ミオチューブを溶解し、ボルテックスし、記載されるようにMillipore Kit製造業者の指示に従って超音波処理した。34遠心分離後、タンパク質-DNA溶解物をCHIP緩衝液で10倍希釈し、サケ精子DNAおよびプロテインA/Gアガロースビーズを用いて4℃で1時間前洗浄した。各100μLのタンパク質-DNA溶解物を入力対照として使用した。細胞タンパク質-DNA溶解物を、Stat3またはウサギIgG(Santa Cruz Biotechnology,Dallas,Texas)に対する抗体を用いて、4℃で一晩免疫沈降させた。続いて、溶解物をプロテインA/Gアガロースビーズ(SCBT)と共に4℃で1時間インキュベートした。錯体を製造業者によって記載されたように洗浄した。次に、免疫沈降したDNAを0.2M NaClの存在下で65℃で4時間逆架橋し、混合物をフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコールを用いて精製した。合計5μlの精製DNAを、マウスFbxo40プロモーター中のStat3結合部位をカバーするプライマーを使用してPCR増幅に供した。プライマーは、Sabiosciences(Frederick,MD)から購入した。IgGに対するStat3の倍数濃縮を計算した。
RNA抽出および定量的リアルタイムPCR(qPCR):RNAは、会社の指示に従って、RNeasyキット(Qiagen,Valencia,CA)を用いて単離した。RT-PCRを行って、内部対照としてGAPDHを用いてサイクル閾値(Ct)値を計算することによって相対遺伝子発現を得た(相対発現=2(試料C t - GAPDH Ct))プライマーの35配列は、要請に応じて提供される。
抗体:p-Akt(Ser473)(D9E)#4060、Akt(40D4)#2920、p-Stat3(Tyr705)(D3A7)#9145、Stat3(124H6)#9139の一次抗体は、Cell Signaling technology(Beverly,MA,USA)からのものであった。Fbxo40 #ab190688に対する抗体は、Abcam(Cambridge,MA,USA)からのものであった。IRS1 #611395に対する抗体は、BD Biosciences(San Jose,CA)から入手した。抗GAPDH#PA1-987は、Thermo Fisher Scientificから入手した。抗体は、認識されたタンパク質の分子サイズによって確認した。
統計解析:2つの実験群を比較した場合はStudent’s t testを、3群または4群のデータを検討した場合はANOVAを用いた。ANOVA解析後、Student-Newman-Keuls検定によりペアワイズ比較を行った。データーを手段± SEMとして示す。
結果
CKDはStat3活性化を介してマウスのインスリン抵抗性(IR)を誘導する。
以前に、CKDまたは癌悪液質を有するマウスは、筋肉消耗を導く筋肉におけるStat3の活性化を示すことが決定された33,34。これらの実験において、低分子インヒビター、C188‐9(TTI‐101)の投与後のp‐Stat3の抑制は、CKDの存在にもかかわらずマウスの体重増加をもたらすことが実証された。今回の研究では、TTI‐101をCKDマウスに隔日投与した。治療の2週間後、体重が増加し、血糖値が減少した(図1Aおよび1B)。TTI-101を用いたマウスの処置は、CKDを用いたマウスにおける耐糖能を有意に改善した(図1C)。CKDを用いてマウス由来の筋肉溶解物のウェスタンブロットを実施し、TTI-101処置がp-Aktを増加させながらp-Stat3を抑制することを見出した(図1D)。この結果はCKDがマウスのインスリン抵抗性を引き起こす筋肉のStat3を活性化する一方、低分子インヒビターを用いてp-Stat3を阻害すると、これらの反応が遮断されることを示しており、患者のIRを逆転させる有効性を検証することができると考えられる。
Fbxo40の発現はStat3の活性化によって誘導される。
Stat3の下流標的を決定するために、E3ユビキチンリガーゼ、Fbxo40の発現を調べた。なぜなら、Fbxo40プロモーター内にコンセンサスStat3結合部位配列が同定されたからである(図2A)。Stat3がFbxo40プロモーターに結合し、その発現を刺激するかどうかを試験するために、CHIPおよびプロモーター活性アッセイを行った。まず、C2C12細胞に恒常的活性型Stat3(Stat3C)を発現するプラスミドをトランスフェクトした;GFPトランスフェクト細胞を対照として用いた。これらの細胞からのクロマチンをIgGまたは抗Stat3抗体で免疫沈降させた。免疫複合体から単離されたDNAを、Stat3結合部位のコンセンサス配列を含むFbxo40プロモーター由来のプライマーを使用してPCR分析に供した。GFPまたはStat3を発現する細胞におけるIgGに対するStat3の相対的富化は、Stat3がFbxo40遺伝子に結合することを示す(図2B)。第2に、Fbxo40プロモーター活性を測定した。C2C12筋芽細胞に、Fbxo40-プロモーター-ルシフェラーゼ+Stat3CまたはcDNA3を発現するプラスミド(対照として)をトランスフェクトした。24時間後、細胞を受動溶解緩衝液によって溶解し、ガウス-ルシフェラーゼ活性を評価した(材料方法を参照のこと)。Stat3Cは、Fbxo40プロモーター活性を有意に増加させた(図2C)。ウエスタンブロットの結果から、Stat3Cでトランスフェクトされた細胞においてFbxo40タンパク質の増加があった(図2D)。
マウスまたはCKD患者では、IL-6の循環レベルが高く、IL-6は筋肉におけるStat3活性化を刺激することが知られている。これらのIL-6応答の生理学的関連性を33,35,36調べるために、C2C12筋管をIL-6で処理し、それがp-Stat3およびFbxo40発現を増加させるが、IRS1濃度を減少させ、Aktリン酸化を損なうことを見出した(図2E)。さらに、C2C12細胞におけるFbxo40のノックダウンは、IL-6で処理した筋管においてさえ、IRS1およびp-Aktのタンパク質レベルを増加させた(図2F)。これは、SCF-Fbxo40錯体がIGF1シグナル伝達の制限につながる骨格筋におけるIRS1-ユビキチン結合を誘導すると報告されているため、関連性がある25。Stat3活性化はFbxo40を刺激し、インスリンシグナル伝達の障害をもたらす。
CKDマウスの筋肉におけるp-Stat3の増加と一致して、Fbxo40 mRNAはCKDマウスの筋肉で増加した(図2G)特に、低分子インヒビターであるTTI-101を用いてCKDマウスでp-Stat3を阻害した場合、Fbxo40 mRNAの抑制が認められた(図2G)。対照的に、CKDマウスにおいて、TTI-101処置は、希釈剤で処置したCKDマウスからの結果と比較して、IRS1 mRNAを増加させた(D5W;図2H)。前脛骨筋(TA)筋溶解物のウェスタンブロットの結果は、CKDマウスのTTI-101処置がマウス筋肉においてFbxo40タンパク質を有意に減少させたことを明らかにした(図2Iおよび2J)。Stat3活性化は、ユビキチン‐プロテアソーム系によるFbxo40刺激IRS1分解の経路によりIRを誘導する。
Stat3阻害は、マウスにおけるHFD誘導インスリン抵抗性(IR)を改善する。
p‐Stat3活性化により誘導されるIRが一般的機構を表すかどうかを決定するために、マウスを別のタイプのIR、すなわち高脂肪食(HFD)を与えたマウスで研究した。2週間の食餌療法後、標準的な固形飼料を摂取したマウスの結果と比較して、p-Stat3の筋肉発現の増加が認められた(図3A)。HFDを与えたマウスはFbxo40のmRNAの筋肉発現の増加を示したが、Atrogin-1またはMuRF-1の発現は示さなかった(図3B-3D)。これらの結果は、E3ユビキチンリガーゼ、Atrogin‐1およびMuRF‐1の活性化が筋肉蛋白質の分解からの筋萎縮の発生と高度に関連しているため、関連性がある。したがって、Fbxo40の活性化は食事因子に対する標準化された反応を表していない。これらの結果は、HFDを別の群のマウスに12週間給餌することによって延長された(図3E);これらのマウスがグルコース不耐性を発症した(図3F)。12週間HFDを与えられたマウスを2つのサブグループに分け、HFD給餌をさらに4週間継続し、TTI‐101または希釈剤のいずれかによる処置を加えた:1つのサブグループは希釈剤の注射を腹腔内投与し、他のサブグループのマウスはTTI‐101の腹腔内注射で処置した。これらの研究からの結果は、HFDを与えたにもかかわらず、TTI-101で処置したマウスにおける血中グルコースの空腹時値の減少対希釈剤での処置を含み(図3G)、TTI-101の投与はまた、HFDマウスにおけるグルコースおよびインスリン耐性を改善した(図3Hおよび3I)。ウエスタンブロッティングは、HFDを与えられたマウスのTTI-101処置がHFDを与えられ希釈剤で処置されたマウスからの結果と比較して、筋肉においてより高いレベルのIRS1およびp-Aktの両方を有することを明らかにした(図3J)。結果は、HFD‐マウスにおけるp‐Stat3の阻害が筋肉におけるインスリンシグナル伝達経路の増加につながったことを示す。
筋肉中のStat3KOは、マウスのHFD誘発IRを抑制する。
以前の研究において、CKDは筋肉においてp-Aktを損ない、p-Stat3の抑制がp-Akt33を改善することを明らかにした。現在、筋肉におけるStat3活性化がIRを引き起こすことが確認されている。これらの関係を別の方法で調べるために、floxed-Stat3を発現するトランスジェニックマウスとMCK-Creマウスを交配させて作成した筋肉特異的Stat3 KOマウスから結果を調べた33,34。Stat3 KOおよびfloxed-Stat3マウスを、HFDを給餌して16週間試験した。通常の食餌を与えたマウスを比較すると、HFDは筋肉の質量の減少を引き起こしたが、脂肪組織の増加を引き起こした。16週間のHFD後、2群のStat3 KOおよびfloxed-Stat3マウスにおいて、体重(図4A)または筋肉重量(図4B)または脂肪組織の質量(図4C)に有意差はなかった。しかしながら、筋肉特異的Stat3 KOマウスのHFD給餌は、空腹時血糖(図4D)と耐糖能の改善(図4Eおよび4F)の実質的な低下をもたらした。筋肉におけるp‐Stat3がマウスにおけるHFD誘発性IRの発症において重要な役割を果たしている。
特定の実施形態の重要性
以前に、CKDの合併症にはタンパク質分解の増加および筋肉量の損失を生じるタンパク質合成の障害が含まれることが見出された(図5)31,35、蛋白質分解の増大は筋肉におけるユビキチン-プロテアソームシグナル伝達経路の刺激によって媒介されることが決定された37。特に、2つの筋特異的E3ユビキチンリガーゼ(Atrogin‐1とMuRF‐1)はCKDを持つげっ歯類の筋肉で増加した22。これらの実験では、p‐Aktは障害され、赤外線は38を発症した。現在、筋肉で活性化されたStat3は、ユビキチンE3リガーゼ、Fbxo40の発現増加と関連することが決定されている。Fbxo40は、重要なインスリンシグナル伝達分子、IRS1.25のユビキチン結合および分解の両方を誘導するので、これは興味深いことであった(IRS1.25、この応答は筋肉におけるp-Aktレベルを損ない、IRの発生を導く)(図5)。p-Stat3からFbxo40へのIRへの経路のさらなる支持は、低分子インヒビター、TTI-101によるp-Stat3の阻害がCKDマウスならびにHFD誘発糖尿病マウスの両方においてインスリン感受性を改善することである。
CKD、ストレプトゾトシン誘発急性糖尿病または癌性悪液質のげっ歯類の研究では、筋肉中のp-Stat3レベルの増加が筋肉蛋白質分解の増加の原因となるStat3/CEBPδ/ミオスタチン経路と関連している。特に、p-Stat3が小分子インヒビターで阻害される場合、またはStat3 KOが筋肉において特異的に試験される場合、癌またはCKDを有するマウスにおける体重および筋肉における重量が増加した33,34。IRはCKD、糖尿病または癌性悪液質の患者で一般的に生じるので、これらの障害は異化状態のマウスの筋肉におけるStat3活性化がIRを誘導する重要なメディエーターであるかどうかを決定するために探求される。実際、Stat3活性化がIRに発達するという証拠がある。Mashiliらによる報告は、2型糖尿病患者の骨格筋におけるStat3が構成的にリン酸化された21であることを示した。また、筋管のStat3遺伝子をサイレンシングすることで、脂質誘導性IRが予防されることを明らかにした。マウスにおける結果は、これらの研究と一致している。例えば、CKDまたは2型糖尿病のいずれかのマウスにおけるグルコース耐性およびインスリン耐性は、p-Stat3が低分子インヒビターであるTTI-101で阻害されると改善されることがわかった。Stat3をHFDを与えたマウスの筋肉で特異的にノックアウトすると、Stat3の筋肉特異的KOは耐糖能の改善を示した。この結果は、筋肉特異的Stat3 KOのマウスにHFDを20日間与えて研究したWhiteらの結果とは異なっている。研究者らはStat3 KOマウスと対照マウスは同様の表現型を示し、脂肪量、エネルギー消費量または全身脂肪酸化の測定値に有意差は認められないと結論付けた。骨格筋におけるStat3 KOはHFD誘発IRを妨げないと結論した39。研究の結果とホワイトらの結果との間には差がある:本発明者らは筋肉特異的Stat3 KOまたは対照マウスを有するマウスに16週間HFDを与え、対照マウスから得られた結果に対してStat3 KOマウスにおけるIRの向上を実証した。Whiteらは筋肉特異的Stat3 KOマウスをわずか20日間摂食させたが、インスリンまたはグルコースレベルの測定は提供しなかった。
筋肉におけるIRS1レベルが糖尿病において低い理由を説明するために、いくつかの細胞ベースのメカニズムが提案されている;これらには、ホスホチロシン-脱リン酸化、セリン-トレオニンリン酸化およびIRS1分解が含まれる40-42。特定のE3ユビキチンリガーゼがIRS1と相互作用し、そのプロテアソーム媒介分解を生じることを示唆する報告もある43-45;37,44。例えば、炎症は、別個のE3ユビキチンリガーゼ、SOCS1およびSOCS3の活性を刺激することが見出され、これらはIRS1またはIRS2と相互作用し得、それらの分解を導く44,45 あるいはE3ユビキチンリガーゼ、Cbl-bは筋萎縮を引き起こすIRS1の分解と関連することが見出された46。興味深いことに、Cbl-b活性化はまた、HFD 10を与えることから生じる赤外線を誘導することが見出された。最後に、E3ユビキチンリガーゼであるFbxw8を含むカルリン7錯体はIRS1の分解をもたらすmTOR依存性のネガティブフィードバックメカニズムによって活性化され得、したがって、IR.47 ShiらはE3ユビキチンリガーゼであるFbxo40が特に骨格筋細胞において、IGF1刺激に反応してのみ、IRS1のユビキチン結合および分解を誘導することを報告した25。Stat3からFbxo40発現の刺激からIRS1分解までの一連の変化が実証されている。
CKDまたはHFD給餌マウスの筋肉におけるp‐Stat3の増加に加えて、Aktリン酸化の低下が同じ筋肉で一貫して観察された。しかし、p‐Stat3をTTI‐101で阻害すると、筋肉特異的Stat3 KOのマウスと同様に、CKDマウスとHFDマウスの両方でインスリン感受性の改善が認められた。p-Stat3がIRを刺激する分子機構を探る一方で、p-Stat3はFbxo40の発現を強力に誘導する。Fbxo40をノックダウンした場合、またはTTI-101を用いてStat3を阻害した場合に、Stat3からFbxo40、IRS1への経路が確認された。これらの結果は、Fbxo40がIRを導くp-Stat3発現のメディエーターであることを強く示唆する。この結論と一致して、CKDマウスの骨格筋におけるp-Stat3およびFbxo40タンパク質レベルのより大きな増加が認められ、CKDマウスをTTI-101で処理すると、p-Aktを増加させながらp-Stat3およびFbxo40の両方の発現が阻害された。
初めて、CKDまたはHFDがどのようにIRを誘導するかが明らかにされる:Stat3活性化は、IRS1分解、したがってIRを引き起こす。これらの変化のメディエーターは、ユビキチンE3リガーゼ、Fbxo40のアップレギュレーションである。炎症がIRを誘発することを報告する研究者もいるため、この結果はStat3が2型糖尿病、肥満および心血管疾患などの他の疾患に対する反応に影響を及ぼす一般的な機序を明らかにしている。この結果は、炎症などの複雑な障害から生じるIRを治療するためにStat3を標的とする臨床戦略をデザインするための基盤を提供する。
本開示およびその利点を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される設計の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および変更を本明細書で行うことができることを理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者であれば、本開示から容易に理解するように、本明細書で説明される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を達成する、現在存在するかまたは後に開発されるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップを、本開示に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲はその範囲内に、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップを含むことが意図される。
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Claims (23)

  1. 治療的に有効な量のシグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(STAT3)の1つ以上のインヒビターを個体に投与することを含む、インスリン抵抗性またはそれを必要とする個体におけるインスリン抵抗性に関連する状態のリスクまたは重症度を処置、予防または減少させる方法。
  2. 個体におけるインスリン抵抗性は、炎症に関連する、請求項2に記載の方法。
  3. 個体は、慢性腎疾患(CKD)を有する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記個体は、糖尿病を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記個体は、肥満を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 個体は、心血管疾患または障害を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 個体は、悪液質または筋肉消耗を有さない、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
  8. インスリン抵抗性に関連する状態は、重度の高血糖、重度の低血糖、心臓発作;脳卒中、腎臓病、眼の問題、癌、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、多のう胞性卵巣症候群(PCOS)、メタボリックシンドローム、糖尿病、または、アルツハイマー病である、請求項1~7のいずれか1項記載の方法。
  9. それを必要とする個体における糖尿病のリスクまたは重症度を治療、予防または軽減する方法であって、治療有効量の1つ以上のシグナルトランスデューサーおよび転写活性化因子3(STAT3)のインヒビターを個体に投与することを含む方法。
  10. 前記糖尿病は、II型糖尿病である、請求項9に記載の方法。
  11. それを必要とする個体におけるメタボリックシンドロームのリスクまたは重症度を治療、予防または軽減する方法であって、治療有効量のシグナルトランスデューサーおよび転写活性因子3(STAT3)の1つ以上のインヒビターを個体に投与することを含む方法。
  12. 前記メタボリックシンドロームは、糖尿病および心血管疾患または障害に関連する危険因子を含む、請求項11に記載の方法。
  13. 危険因子は、高血中トリグリセリド、高血圧、腹部脂肪、および、高血糖、ならびに、低高密度リポタンパク質(HDL)コレステロールレベルを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 個体は、哺乳動物である、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
  15. 哺乳動物は、ヒトである、請求項14に記載の方法。
  16. STAT3のインヒビターは、小分子である、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  17. STAT3のインヒビターは、表1~7のいずれか1つからの1つ以上のインヒビター、または、その薬学的に許容される塩である、請求項1~16のいずれか1項に記載の方法。
  18. STAT3のインヒビターは、N-(1’、2-ジヒドロキシ-1、2’-ビナフタレン-4’-イル)-4-メトキシベンゼンスルホンアミド、N-(3,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(4,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(5,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(6,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-イル)-4-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(7,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、N-(8,1’-ジヒドロキシ-[1,2’]ビナフタレニル-4’-メトキシ-ベンゼンスルホンアミド、4-ブロモ-N-(1,6’-ジヒドロキシ-[2,2’]ビナフタレニル-4-イル)-ベンゼンスルホンアミド、及び、4-ブロモ-N-[4-ヒドロキシ-3-(1H-[1,2,4]トリアゾール-3-イルスルファニル)-ナフタレン-1-イル]-ベンゼンスルホンアミド、または、これらの医薬上許容される塩からなる群より選択される、請求項1~16のいずれか1項記載の方法。
  19. STAT3のインヒビターは、N-(1’,2-ジヒドロキシ-1,2’-ビナフタレン-4’-イル)-4-メトキシベンゼンスルホンアミド、または、その薬学的に許容される塩である、請求項1~16のいずれか1項に記載の方法。
  20. STAT3のインヒビターは、式IVの化合物である、請求項1~16のいずれか1項に記載の方法:
    Figure 2023504194000151
    または、その薬学的に許容される塩、
    の各々の存在(occurrence)は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR、NRC(=O)NR、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、任意に置換されたアリール、または必要に応じて置換された複素環である;
    は0、1、2、3、または4;
    の各々の存在は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR、NRC(=O)NR、aアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたアリールオキシ、または、任意に置換された複素環である;
    は、0、1、2、3、4、または、5;
    は、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、OC(=O)R、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、または、任意に置換されたアリールもしくはヘテロアリールである;
    は、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、NR、OC(=O)R、アルキル、アルケニル、または、シクロアルキルである;
    、R、およびRの各々の存在は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、CF、OCF、OR、SR、C(=O)R、OC(=O)R、C(=O)OR、NR、NRC(=O)R、C(=O)NR、NRC(=O)OR、OC(=O)NR、NRC(=O)NR、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、任意に置換されたアリール、または、任意に置換された複素環である;
    は、0、1、2、3、または、4である
    、R、およびRは、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、複素環、または、アリールであり;または、前記RおよびRは、それらが結合している窒素原子と一緒になって、1~4個のヘテロ原子を含む複素環を任意に形成する。
  21. 化合物は、式Vの化合物である、請求項20に記載の方法:
    Figure 2023504194000152
    または、その薬学的に許容される塩。
  22. 化合物は、式VIの化合物である、請求項21に記載の方法:
    Figure 2023504194000153
    または、その薬学的に許容される塩。
  23. 追加の治療を個体に施すことをさらに含む、請求項1~22のいずれか1項に記載の方法。
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