JP5931850B2 - ヒストンデアセチラーゼの阻害剤として有用な大環状化合物 - Google Patents

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Description

関連出願
この出願は、2010年5月27日に出願された米国仮出願番号61/348,978の優先権を主張し、これはここに参照することによりその全体が組み込まれる。
連邦により支援された研究開発の下でなされた発明の権利の記載
この発明は、アメリカ国立衛生研究所に出資されたR01 CA 107098およびR01 CA110246の下の政府支援により行われた。該政府は、発明において特定の権利を有する。
技術分野
本開示は、一般的に、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害特性を有する、一連の新規な大環状デプシペプチド化合物に関する。特に、本開示は、選択的に細胞の成長を停止させ、最終分化を誘導し、および/または新生物細胞のアポトーシスを開始させ、それゆえそれらの増殖を阻害するのに使用するのに適する化合物について述べる。本開示は、これらの新規な大環状化合物の製造方法、医薬組成物および、標的化癌治療に至るHDACアイソフォームの選択的阻害を含む治療方法について述べる。また、本発明の化合物は、HDAC調節異常により駆動される疾患、例えば、炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患および中枢神経系の種々の疾患を治療するのに有効である。
最初は海洋性バクテリアシンプロカ属(Symploca sp.)から単離された環状デプシペプチドであるラーガゾールは、抗腫瘍剤であることが示されている(Taori et al. 2008)。ラーガゾールは特にヒストンデアセチラーゼを標的とし、その機能不全は種々のヒト腫瘍にしばしば関連する。ラーガゾールは：(i)種々の細胞株に対してnMでのGI50値を示し(例えば、MDA-MB-231乳癌細胞、GI50=7.7nM；U20S 線維芽細胞性骨肉腫細胞、GI50=55nM；HT29 結腸細胞、GI50=12nM；IMR-32 神経芽腫細胞(Taori et al. 2008)、GI50=16 nM)(Taori et al. 2008)、(ii)形質転換細胞と非形質転換細胞の間で異なる活性を示し(Nasveschuk et al. 2008；Taori et al. 2008；Ungermannova 2010)、そして(iii)構造的に単純であり、恐らく他のデプシペプチドに比べて合成的に扱いやすいことが示されている。
ラーガゾール分子は、証明された抗腫瘍剤であるが、常に、改善された癌治療をもたらす改善されたHDAC阻害特性、毒性および生理化学的プロファイルに至る構造的類似体が要求されている。
長い間、2つの比較的非特異的なHDAC阻害剤であるDMSOおよび酪酸塩が、特定の白血病細胞の分化を誘導し、新生物の成長を抑制することが知られている(Sato et al. 1971；Leder et al. 1975)。
近年、HDACおよびヒストンアセチラーゼ(HAT)が、転写を制御する中心的存在として広く認識されるようになっている(Minucci and Pelicci 2006)。ヒストンH3およびヒストンH4テイルにおけるリシンのアセチル化は、転写準備のできた、または能動的に転写されるゲノム領域の部分のクロマチン状態に強く関連する(Allfrey et al. 1964)。ヒストンのアセチル化は、クロマチン集合、DNA修復、および組換えを含む、他の重要な細胞機能とも関連する。
ヒトゲノムには4クラスに分類できる18種のHDAC酵素が存在する(Lane and Chabner 2009)。クラスI、IIおよびIVは、その活性部位に全て亜鉛(Zn2+)分子を含む(表1の出典は(Lane and Chabner 2009))。
腫瘍細胞における転写の制御および制御の崩壊における重要な役割のため、HDACの阻害は、癌治療に有効な方法であるとの仮説が立てられいる。結果として、強力な抗癌薬としてのHDAC酵素阻害剤(HDACi)が実質的に開発されている(Marks)。HDACiへのこの注目の臨床的関連は保証され、2006年後半の皮膚T細胞リンパ腫の処置のためのボリノスタット(Zolinza（登録商標）Merck、SAHA=スベロイルアニリドヒドロキサム酸としても広く知られる)およびより最近のロミデプシン(FK228)(Marks)の導入により強まっている。
HDACの触媒活性は、セリンプロテアーゼおよびメタロプロテアーゼ酵素の両方の特徴を含む。HDAC8およびバクテリアヒストンデアセチラーゼ様タンパク質(HDLP)の結晶構造に基づいて、脱アセチル化反応の機構が提案されている(Finnin et al. 1999；Somoza et al. 2004；Vannini et al. 2004)。下部で広がる深いチューブ様の狭いポケットおよび該ポケットを広げる内部空間がある(図1.1)。チューブの内部は、疎水性および芳香族性残基からなる。亜鉛イオンはポケットの底に位置し、Zn2+およびHis142は、一般的な塩基として作用し、基質のカルボニル基への求核攻撃のために水分子を活性化する。これによりテトラヘドラル炭素が形成され、これは、Tyr306と、リシン脱離基をプロトン化する一般的な酸His143の水素結合の形成によって安定化され、アセテートおよびリシン生成物を生成する。His142およびHis143は、いずれもAsp166-His131電荷リレーシステムに適合し、これはHis残基の塩基性を調節すると考えられる(図1.4)(Finnin et al. 1999)。
大部分のHDAC阻害剤の作用機序は、デアセチラーゼとの基質の相互作用を模し、それゆえヒストンタンパク質のテイルに位置するアセチル化リシン残基の流入を阻害する。全ての小分子ヒストンデアセチラーゼ阻害剤は、HDAC阻害に寄与する3つの構造的要素を共有する：(1)HDACのチューブ様ポケットの縁に固定された表面認識ドメイン、(2)亜鉛結合部位、(3)表面認識ドメインから亜鉛結合部位をつなぐリンカー領域(Finnin et al.、1999)。図1.5(出典(Newkirk et al. 2009))は、いくつかの知られたHDAC阻害剤のファーマコフォアモデルを示す。
SAHAは、その抗癌活性を、少なくとも一部末端ヒドロキサム酸による、酵素の活性化部位におけるZn2+イオンの配位による直接的形態でのHDACの調節により発揮するが、これは一部は構造の単純さが原因で3つのHDAC間の選択性が乏しい(Minucci and Pelicci 2006；Lane and Chabner 2009)。クラスI HDACが癌治療への関連が深く、HDAC阻害剤の選択性の乏しさが慢性毒性に関与することは一般に受け入れられている(Minucci and Pelicci 2006；Lane and Chabner 2009)。特異的クラスI HDAC阻害剤を求めて、FR901375(Koho 1991)、FK228(Ueda et al. 1994a)、スピルコスタチンA（spirucho statin A）(Masuoka et al. 2001)、および非常に最近では単離されたラーガゾール(Taori et al. 2008)を含む天然産物デプシペプチドの発見に至った(図2)。デプシペプチドとして知られるこれらの天然産物はすべて、(3S,4E)-3-ヒドロキシ-7-メルカプト-4-ヘプタン酸側鎖を含有する共通の特徴を有する(Newkirk et al. 2009)。このクラスの化合物において、チオールが活性部位Zn2+イオンに配位して触媒作用を妨げるため、HDACの阻害活性を発揮するために遊離スルフヒドリル(チオール)が暴露されていることが必要である。
加水分解によりチオエステルが除去されない限り、ラーガゾールのZn2+結合部位は不活性である。ラーガゾール-チオールは強力にHDACを阻害する活性種であることが証明されている(Bowers et al. 2008；Ying et al. 2008b)。それゆえラーガゾールは、細胞内への取り込みによりエステラーゼ/リパーゼにより活性化されるかまたは担体/輸送体タンパク質に結合し、細胞内でチオールに還元されるプロドラッグである可能性が高い。生物学的に強力なリード化合物の物理化学的および薬物動態学的特性を改善するためのプロドラッグデザインは大きく発展している(Rautio et al. 2008)。しかし、これらの戦略はラーガゾールに体系的に適用されていない。
この発明は、癌治療の分野に関連する。特に、本発明は、新規な大環状化合物およびそれらを含む医薬組成物について述べる。さらに、本発明は、これらの化合物を製造し、使用する新規な方法について述べる。これらの大環状化合物はHDAC阻害剤であり、癌治療のための抗増殖剤として有用である。ここに述べる方法は、抗癌治療におけるHDACの標的に選択性を有する、確認された化合物を用いる。これらの化合物は、機能不全が種々のヒト腫瘍と関連するHDACを標的とする(Marks and Breslow 2007)。
一局面として、本発明は式(I)
Figure 0005931850
（式中、
「A」は、アリールまたはヘテロアリールであり、所望により、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22および-CONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
Zは、-(CH2)nSR12であり；
R1およびR2は、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR1およびR2は一緒になって、またはR1およびR2の一方がR9と一緒になって、C3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望によりC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22および-CONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R3およびR4は、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR3およびR4は一緒になって、またはR3およびR4の一方がR10と一緒になって、C3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは所望によりC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22、-CONR20R22および-S(O)mR20から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R5およびR6は、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR5およびR6は一緒になって、またはR5およびR6の一方がR11と一緒になって、C3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望によりC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22および-CONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R7およびR8は、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR 7 およびR 8 は一緒になってC3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここでC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望により、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22およびCONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R9は、独立して、H、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR1およびR2の一方と一緒になって、C3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望によりC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22およびCONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R10は、独立して、H、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR3およびR4のいずれかと一緒になってC3-C10シクロアルキルまたはC3-C10ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望によりC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22およびCONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R11は、独立して、H、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、またはC3-C10ヘテロシクロアルキルであるか、またはR5およびR6の一方と一緒になって、C3-C8シクロアルキルまたはC3-C8ヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキルおよびC3-C10ヘテロシクロアルキルは、所望により、C1-C8アルキル、C3-C8シクロアルキル、C3-C8ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22およびCONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく;
R12は、独立して、H、C1-C10アルキル、-COR20、-CONR20R22、-OR20、-COOR20、-COCR20R22NR20R22、-SR20または-P(O)(OR24)2であり；
R20およびR22は、独立して、H、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールであり;
R24は、独立して、H、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、Na、KまたはCaであり;
n=1-6であり；m=1または2である。）
の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
異なる局面としては、本発明は、式(II)
Figure 0005931850
（式中、
LおよびQが、独立して、S、O、N、またはCR26であり；
R26が、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、ここでC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、所望により、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22、および-CONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびZは、上に示したとおりである。）
の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は式(III)
Figure 0005931850
（式中、
L、QおよびYが、独立して、S、O、N、またはまたはCR26であり；
R26が、独立して、H、ハロ、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、ここでC1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、所望により、C1-C10アルキル、C3-C10シクロアルキル、C3-C10ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、-CN、-COOH、-CF3、-OCH2F、-OR20、-NR20R22、-NCOR20R22、および-CONR20R22から選択される1個以上の基で置換されていてもよく；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびZは、上に示したとおりである。）
の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(IV)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(V)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(VI)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(VII)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(VIII)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(IX)
Figure 0005931850
 の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、式(X)
Figure 0005931850
 （式中、A、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびnは、上に示したとおりである。）
の化合物またはそれらの薬学的に許容される塩、溶媒和物、プロドラッグまたは立体異性体を提供する。
更に異なる局面としては、本発明は、化合物またはここに記載した1個以上の薬学的に許容される塩類および薬学的に許容される担体の医薬組成物を提供する。
更なる異なる局面としては、本発明は、ここに記載した1個以上の化合物の治療的有効量を、それを必要とする対象に投与することを含むHDAC酵素が仲介する疾患の治療方法を提供する。他の方法は、本発明の1個以上の化合物と他の抗癌剤との共同治療を含む。
図1は、転写制御におけるHATおよびHDACの潜在的役割を示す。A) HATおよびHDACによるヒストン修飾。B) 共アクティベーターまたは共サプレッサー複合体による遺伝子発現スイッチの制御。図および説明は(Kim et al. 2003)を出典とする。
図2はHDLP-TSA複合体のいくつかの態様を示す。A) TSAの活性部位ポケットにおける空間充填の説明。TSAのヒドロキサム酸基、脂肪族鎖のほとんどおよびジメチルアミノ-フェニル基の一部は埋もれている(TSAの表面積の60%)。B) HDLP-TSA相互作用のスキーム説明。両方のパネルおよび部分的な記載は(Finnin et al. 1999)を出典とする。
図３は、想定される亜鉛依存性HDACの作用機序を示す。
図4は、HDACiファーマコフォアの1つの態様を説明する。頂点におけるCap領域；底部における亜鉛結合部位を有するリンカー。図および説明は(Newkirk et al. 2009)を出典とする。
天然産物デプシペプチドHDAC阻害剤。鍵となるチオール含有ドメインを示す。
図6は、HDAC阻害を行うためのラーガゾールおよびFK228の考えられる活性化を示す。ラーガゾールは、加水分解において対応するチオールに変換されるプロドラッグであり、該チオールは、亜鉛をキレート化して酵素の活性化部位から離すことによりHDACを不活性化する。同様の方法で、FK228のジスルフィド結合の還元が、HDACを強力に阻害するチオールを遊離する。
図7は、ラーガゾール、および数種のラーガゾールの類似体の構造を提供する。実施例1はCGN 552とも呼ばれる。
図8は、ラーガゾール、その選択した類似体、およびSAHAが、HCT 116癌細胞株におけるH3過アセチル化を促進する例示的なデータを示す。a) ラーガゾール(L)およびSAHAは、時間依存的様式でH3脱アセチル化する。HCT 116細胞をパネルに示す時間ラーガゾール10 nMまたはSAHA 200 nMで処置した。細胞抽出物をSDS-PAGE電気泳動により分離し、生成したバンドを、抗アセチルH3抗体を用いて検出した。DMSO処置細胞をネガティブコントロールとしたのに対し、GAPDH発現は、当量負荷を示すために用いた。b) HCT116細胞は、ラーガゾール、その選択した類似体、およびSAHAに用量依存的に応答する。細胞を示した化合物で８時間、l/μＭないし100 nMの範囲の濃度で8時間処置し、抗アセチルヒストンH3抗体で免疫ブロッティングを行った。CGN-722、CGN-552およびCGN-596は、ラーガゾール(L)およびSAHAよりもわずかに強力なデアセチラーゼ阻害剤である。チオエステルからケトン(CGN-363)への変換により、本化合物はHDAC阻害に関して不活性となる。
図9は、SAHA、ラーガゾールおよびその選択した類似体である実施例1が、HCT 116癌細胞株における遺伝子発現プロファイルにおいて異なる変化を生じることを示すDNAマイクロアレイデータを示す。a) 示した処置でのHCT 116細胞における遺伝子発現プロファイル変化の階層クラスタリングおよびヒートマップ、b) 示す処置に6時間および24時間暴露により発現レベルが2倍以上変化する独特のおよび共通する遺伝子セットを示すベン図。
表1は、HDACアイソフォームの分類を表す。クラスIは、HDAC1、2、3、および8からなる。クラスIIはHDAC4、5、6、7、9、10からなる。
表2は、癌細胞増殖阻害に対する、ラーガゾール、ラーガゾール類似体ならびに本発明の化合物の効果の例示的データを示す。
ヒト癌細胞株HCT116、SW480およびMDA-MB231において、ラーガゾールの細胞毒性効果の比較分析。HMEをコントロールとして用いた。8,000細胞を96-ウエルプレートに播種し、ここで第1列および第10列はDMSOで処置し、第2列はバックグラウンドとするため細胞を播種せず、第3-9列は減少方向の濃度で化合物を含んだ。細胞をラーガゾールとともに48時間インキュベートし、続いてクリスタルバイオレット染料で染色した。588 nMにおける吸光度をTecan Sail re IIプレートリーダーを用いて測定した。試験は6回行い、GraphPad Prism (San Diego、CA)を用いて、データの非線形最小二乗回帰分析により、濃度-反応曲線を作成した。各化合物の成長阻害(GI50)は、コントロールと比較して、A588の50%減少を導く薬物濃度と定義した。
表3は、DMSOと比較して、示した化合物による処置により発現レベルが2倍変化した遺伝子数の概略を示す。各サンプルについての発現値は、Robust Multichip Average(RMA)アルゴリズムを用いて作成した。示差的発現は、線形モデルおよび経験的Bayesian統計を作成するためにRソフトウエアパッケージlimmaを用いて決定した。遺伝子は、BenjaminiおよびHochberg法を用いて複数試験に適合させた、P値が≦5%であり、log-2倍変化が≦1または≧-lであれば示差的に発現されていると見なした。
詳細な記載
以下の記載は、単に例示に過ぎず、本開示、出願または用途を限定する意図ではない。
定義
ここで用いる場合、用語「の代替」は、対象への第1の化合物または薬物の投与を第2の化合物または薬物に変更することを言う。例えば、クラートン抽出物(Kratom extract)は、対象が耽溺性化合物の代わりにクラートン抽出物を投与されるように、耽溺性化合物の代替でありうる。
ここで用いる場合、用語「危険性がある」とは、患者により示される、該患者が特定の疾患または苦痛に罹りやすくなりうる、医学的状態または一連の医学的状態を言う。例えば、これらの状態は、行動的、感情、化学的、生化学的、または環境的影響を含むが、これらに限定されない影響の結果である。
ここで用いる場合、用語「有効量」は、臨床的に有益な結果(すなわち、例えば症状の軽減)を達成する治療剤を含む医薬組成物の特定の量を言う。かかる組成物の毒性および治療的有効性は、細胞培養物または実験動物において、例えば、LD50(集団の50%に致死的な用量)およびED50(集団の50%に治療的な用量)を決定することによる、標準的な薬学的方法により決定できる。毒性と治療効果の間の比は治療指数であり、これはLD50/ED50比で表すことができる。大きな治療指数を示す化合物が好ましい。これらの細胞培養アッセイおよびさらなる動物実験から得られたデータは、ヒトへの使用の用量の範囲を公式化するのに使用できる。そのような化合物の用量は、好ましくは、毒性がほとんどまたは全くなく、ED50を含む循環血中濃度の範囲である。用量は、用いられる投与形態、患者の感受性および投与経路によりこの範囲内で変動する。
ここで用いる場合、用語「症状」は、患者により観察される疾患または身体的な障害の主観的または客観的証拠を言う。例えば、主観的な証拠は、通常、患者の自己申告に基づき、疼痛、頭痛、視覚的な障害、悪心および/または嘔吐を含むがこれらに限定されない。あるいは、客観的な証拠は、通常、医学的試験の結果、例えば、体温、総血球数、脂質パネル、甲状腺パネル、血圧、心拍数、心電図、組織身体イメージングスキャンおよび他の医学的試験結果を含むが、これらに限定されない。
ここで用いる場合、用語「疾患」は、生きている動物またはその部分の、生命機能の働きを障害しまたは修飾する、正常状態の何らかの障害を言う。典型的には明確な兆候および症状により顕在化し、通常それは：i) (栄養障害、公害、または気候のような)環境因子；ii) (虫、細菌、またはウイルスのような)特定の感染体；iii) (遺伝的異常のような)先天性の器官不全；および/またはiv) これらの因子の組合せに対する応答である。
用語「減少」、「阻害」、「軽減」、「抑制」、「低下」、「予防」および文法的等価体(「低い」、「小さい」などを含む)は、処置対象に対する未処置対象の何らかの症状の発現に関連するとき、処置対象における症状の量および/または強度が、未処置対象よりもあらゆる医学的に訓練を受けた者により臨床的に関連するとして認識される何らかの量で低いことを意味する。ある態様としては、処置対象の症状の量および/または強度は、未処置対象に対における症状の量および/または強度よりも、少なくとも10%低い、少なくとも25%低い、少なくとも50%低い、少なくとも75%低い、および/または少なくとも90%低い。
ここで用いる場合、用語「阻害化合物」は、結合パートナーがその天然リガンドに応答しなくなるような条件下で、結合パートナーと相互作用(すなわち、例えば、付着、結合など)することのできるあらゆる化合物を言う。阻害化合物は、小有機分子、抗体、およびタンパク質/ペプチドを含みうるが、これらに限定されない。
ここで用いる場合、用語「付着する」は、媒体(または担体)および薬物の間のあらゆる相互作用を言う。付着は可逆性であっても不可逆性であってもよい。そのような付着は、共有結合、イオン結合、ファンデルワールス力または摩擦などが含まれるが、これらに限定されない。薬物は、それが含浸しているか、組み込まれているか、コーティングされているか、懸濁しているか、溶液であるか、混合されている場合には、媒体(または担体)に付着している。
ここで用いる場合、用語「薬物」または「化合物」は、所望の効果を達成する、投与可能なあらゆる薬理学的に活性な物質を言う。薬物または化合物は、合成または天然に存在する、非ペプチド、タンパク質またはペプチド、オリゴヌクレオチドまたはヌクレオチド、ポリ多糖または糖でありうる。
ここで用いる場合、用語「投与した」または「投与する」とは、組成物が患者に意図した効果を奏するように、患者に組成物を提供するあらゆる方法を言う。例示的投与方法は、局所組織投与(すなわち、例えば、血管外留置)、経口摂取、経皮パッチ、局所投与、吸入、坐薬などのような直接的機構による。
ここで用いる場合、用語「患者」は、入院を必要としないヒトまたは動物を言う。例えば、外来患者、家で介護を受けている人は「患者」である。患者は、いかなる年齢のヒトまたは非ヒト動物であってもよく、それゆえ成体および若年体(すなわち子供)を含む。用語「患者」は医学的処置を必要とすることを暗示することは意図せず、それゆえ、患者は自発的にまたは非自発的に臨床的又は基礎科学研究を裏付ける試験の一部に組み込まれている者でありうる。
ここで用いる場合、用語「対象」は、脊椎動物、好ましくは哺乳類、より好ましくは霊長類、さらにより好ましくはヒトを言う。哺乳類は、ヒト、霊長類、野生動物、野生化動物、家畜、競技用動物(sports animals)およびペットを含むが、これらに限定されない。
ここで用いる場合、用語「親和性」は、複数物質又は粒子の間の、それらが化学的組み合わせの一部となり、維持する原因となるあらゆる誘引力を言う。例えば、受容体に対して高親和性を有する阻害化合物は、低親和性を有する化合物に比べて、その天然リガンドと受容体の相互作用を阻止する、より大きな効果を与える。
ここで用いる場合、用語「由来する」とは、化合物または配列の源を言う。一つの点では、化合物または配列は、生命体または特定の種に由来しうる。他の点では、化合物または配列は、大きな複合体または配列に由来しうる。
ここで用いる場合、用語「試験化合物」は、阻害化合物としての候補と考えられるあらゆる化合物または分子である。
ここで用いる場合、用語「タンパク質」は、炭素、水素、窒素、酸素、通常硫黄の元素を含有するペプチド結合により結合したアミノ酸残基からなる、数多くの天然に存在する(酵素または抗体として)きわめて複雑なあらゆる物質を言う。一般には、タンパク質は数百の範囲内の桁のアミノ酸を含む。
ここで用いる場合、用語「ペプチド」は、2個以上のアミノ酸の、一方の酸のアミノ基と他方の酸のカルボニル基の組合せに由来し、通常、部分タンパク質の部分加水分解によって得られる様々なアミドの何れかを言う。一般に、ペプチドは、数十の桁のアミノ酸を含む。
ここで用いる場合、用語「薬学的」または「薬学的に許容される」とは、動物またはヒトに投与した場合に、有害な、アレルギーまたは他の有害反応を起こさない分子及び組成物を言う。
ここで用いる場合、用語、「薬学的に許容される担体」は、水、エタノール、ポリオール(例えば、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、および植物油、コーティング、等張および吸収遅延剤、リポソーム、市販の洗浄剤などを含むが、これらに限定されない何れかのおよび全ての溶媒または分散媒体を含む。補助的な生物活性成分もそのような担体に組み込むことができる。
ここで用いる場合、用語「精製する」または「単離する」とは、種々の他の組成物を除去する処置(分画化)に付されたペプチド組成物を言うことがあり、その組成物はその発現された生物活性を実質的に維持する。
ここで用いる場合、用語「サンプル」は、その最も広い意味で使用し、環境的および生物学的サンプルを含む。環境的サンプルは、環境、例えば土や水から得られる物質を含む。生物学的サンプルは、ヒトを含む動物、体液(例えば、血液、血漿および血清)、固体(例えば、排泄物)、組織、液体食物(例えば、牛乳)、および固体食物(例えば、野菜)でありうる。例えば、肺サンプルは、肺組織から得られる液体および細胞を含む気管支肺胞洗浄液(BAL)により集められうる。生物学サンプルは、細胞、組織抽出物、体液、細胞から単離される染色体または染色体外要素、ゲノムDNA(例えば、溶液中またはサザンブロット分析用のような固体支持体に結合)、RNA(溶液中、またはノーザンブロット分析用のような固体支持体に結合)、cDNA(溶液中、または固体支持体に結合)などを含む。
用語「生物学的に活性」とは、構造的又は制御的または生化学的機能を有するあらゆる分子を言う。例えば、生物活性はタンパク活性の欠如した細胞における野生型の成長の回復により決定されうる。タンパク活性の欠如した細胞は、さまざまな方法により生産されうる(すなわち、例えば、点変異およびフレームシフト変異)。補完は、タンパク活性を欠く細胞に、タンパク、それらの誘導体またはその一部を発現する発現ベクターをトランスフェクトすることにより達成される。
ここで用いる場合、用語「標識する」または「検出可能な標識」は、分光学、光化学、生化学、免疫学、電気的、光学または化学的手段により検出されるあらゆる組成物を言う。そのような標識は、標識ストレプトアビジン複合体、磁気ビーズ(例えば、ダイナビーズ(登録商標))、蛍光染料(例えば、フルオレセイン、テキサス・レッド、ローダミン、緑色蛍光タンパクなど)、放射性標識(例えば、3H、125I、35S、14C、または32P)、酵素(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼおよびELISAに通常用いられる他のもの)、および熱量測定標識、例えば金コロイドまたは色素ガラスまたはプラスチック(例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ラテックスなど)ビーズで染色するためのビオチンを含む。そのような標識の使用を教示する特許は、米国特許第3,817,837号；第3,850,752号；第3,939,350号；第3,996,345号；第4,277,437号；第4,275,149号；および第4,366,241号(すべてここに参照として組み込む)を含むが、これらに限定されない。本発明で検討されている標識は、多くの方法により検出されうる。例えば、放射性標識は、写真フィルムまたはシンチレーションカウンターを用いて検出でき、蛍光マーカーは放出された光を検知するため光検知器を用いて検出できる。酵素標識は、典型的には、酵素を基質と共に提供し、基質に対する酵素の作用により生じた反応生成物を検出することにより検出し、そして熱量測定標識は、単に色素標識を視覚化することにより検出される。
ここで用いる場合、用語「複合体」は、2個以上の部分を結合することにより得られるあらゆる化合物を言う。
「部分」または「基」は、式、化学名、または構造により示されたあらゆるタイプの分子の配列を言う。特定の態様の情況においては、複合体は、1個以上の部分または化学基を含むと言う。これは、その部分の式が、どこかの場所で結合するために置換され、複合体の分子配列の一部となることを意味する。部分は、直接、共有結合してもよいが、2個以上の部分の結合が、互いに直接でなければならないことは意図しない。リンカー基、クロスリンカー基または結合基(joining group)は、例えば、１個以上のアミド結合が複数部分を結合できるようなものを含むが、これに限定されない、共有結合により複数部分を結合する、あらゆる分子配列を言う。加えて、複合体は無置換であってもよいが、複合体は、リンカー基および/または部分に結合する様々な追加の置換基を有してもよい。
「ポリマー」または「ポリマー基」は、繰り返し結合された部分からなる化学種または基を意味する。特定の態様において、繰り返し部分の数は、3以上または10より多いことが好ましい。結合された部分は構造が同じであっても、種々の部分構造を有していてもよい。「モノメリックポリマー」または「ホモポリマー」は同じ繰り返しの、非対称サブユニットを含有するポリマーである。「コポリマー」は、2種以上のモノマー種、すなわち2種以上の異なる化学非対称サブユニットに由来するポリマーを言う。「ブロックコポリマー」は、共有結合により結合した2種以上のポリマーサブユニットからなるポリマーである。
ここで用いる場合、用語「置換された」とは、分子配列の少なくとも1個の水素原子が、置換基によって置き換えられていることを意味する。オキソ置換基(「=0」)の場合、2個の水素原子が置き換えられている。置換されたとき、以下の1個以上の基が「置換基」である。置換基は、ハロゲン、ヒドロキシ、オキソ、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキル、あるコキシ、アルキルチオ、ハロアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル、ヘテロサイクル、およびヘテロサイクルアルキル、ならびに、-NRaRb、-NRaC(=0)Rb、-NRaC(=0)NRaNRb、-NRaC(=0)ORb、-NRaS02Rb、-C(=0)Ra、-C(=0)ORa、-C(=0)NRaRb、-OC(=0)NRaRb、-OR、-SR、-SORo、-S(=0)aR、-OS(=0)2Raおよび-S(=0)ORaを含むが、これらに限定されない。加えて、上述の置換基は、さらに1個以上の上述の置換基で置換されていてもよく、そのような置換基は置換アルキル、置換アリール、置換アリールアルキル、置換ヘテロサイクル、または置換ヘテロサイクルアルキルを含む。この情況において、RaおよびRbは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、アルキル、ハロアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、置換アリールアルキル、ヘテロサイクル、置換ヘテロサイクル、ヘテロサイクルアルキルまたは置換ヘテロサイクルアルキルである。
ここで用いる場合、用語「非置換」は、化合物に結合した余分な置換基を含まないあらゆる化合物を言う。非置換化合物は、余分な置換基がない化合物の化学構造を言い、例えば、化合物は保護基を含まない。例えば、非置換プロリンはプロリンアミノ酸であるが、それでもプロリンのアミノ基はアルキル基によって二置換されていると見なしうる。
ここで用いる場合、用語「アルキル」は、あらゆる直鎖または分枝した、非環状または環状の1〜10炭素原子を含有する不飽和または飽和脂肪族炭化水素を意味し、一方用語「低級アルキル」は、1〜6炭素原子を含有する以外、アルキルと同じ意味を有する。用語「高級アルキル」は、2〜10炭素原子を含有する以外、アルキルと同じ意味を有する。代表的な飽和直鎖アルキルは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-セプチル、n-オクチル、n-ノニルなどを含むが、これらに限定されない；一方飽和分枝アルキルは、イソプロピル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、イソペンチルなどを含むが、これらに限定されない。環状アルキルは、同一原子に結合した2個のアルキル基を結びつけることにより、または隣接する原子に結合している2個のアルキル基を結びつけることにより得られうる。代表的な飽和環状アルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどを含むが、これらに限定されない；一方、不飽和環状アルキルは、シクロペンテニルおよびシクロヘキセニルなどを含むが、これらに限定されない。環状アルキルは、「ホモサイクル」または「ホモサイクル環」とも呼ばれる。不飽和アルキルは、隣接する炭素原子間に、少なくとも1個の二重または三重結合を含有する(それぞれ「アルケニル」または「アルキニル」と呼ばれる)。代表的な直鎖および分枝鎖アルケニルは、エチレニル、プロピレニル、1-ブテニル、2-ブテニル、イソブチレニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-メチル-l-ブテニル、2-メチル-2-ブテニル、2,3-ジメチル-2-ブテニルなどを含むがこれに限定されない；一方、直鎖および分枝鎖アルキニルは、アセチレニル、プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、1-ペンチニル、2-ペンチニル、3-メチル-l-ブチニルなどを含むが、これらに限定されない。
ここで用いる場合、用語「アリール」は、フェニルまたはナフチルのような、しかしこれらに限定されないあらゆる芳香族炭素環部分を意味する。
ここで用いる場合、用語「アリールアルキル」または「アラルキル」は、アリール部分で置換された少なくとも1個のアルキル水素原子を有するあらゆるアルキルを言い、例えば、ベンジル、-(CH2)2フェニル、-(CH2)3フェニル、-CH(フェニル)2などであるが、これらに限定されない。
ここで用いる場合、用語「ハロゲン」は、フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨード部分のいずれかを言う。
ここで用いる場合、用語「ハロアルキル」は、ハロで置換された少なくとも1個の水素原子を有するあらゆるアルキル、例えばトリフルオロメチルなどを言う。
ここで用いる場合、用語「ヘテロアリール」は、単環および二環系を含むが、これらに限定されない、窒素、酸素および硫黄から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を有し、少なくとも1個の炭素原子を有する5〜10員のあらゆる芳香族性ヘテロ環を言う。代表的ヘテロアリールは、フリル、ベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、ピロリル、インドリル、イソインドリル、アザインドリル、ピリジル、キノリニル、イソキノリニル、オキサゾリル、イソキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ピラゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、イソチアゾリル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、トリアジニル、シンノリニル、フタラジニル、またはキナゾリニルを含むが、これに限定されない。
ここで用いる場合、用語「ヘテロアリールアルキル」は、ヘテロアリール部分で置き換えられたアルキル水素原子を有するあらゆるアルキル、例えば、-CHピリジニル、CH2ピリミジニルを意味する。
ここで用いる場合、用語「ヘテロ環」または「ヘテロ環式環」は、上記のヘテロ環のいずれかがベンゼン環に縮合した二環式環を含む、飽和、不飽和、または芳香族のいずれであってもよく、独立して窒素、酸素および硫黄から選択される1〜4ヘテロ原子を含有し、ここで窒素および硫黄ヘテロ原子は所望により酸化されていてもよく、窒素ヘテロ原子は所望により4級化されていてもよい、あらゆる4〜7員単環式、または7〜10員二環式ヘテロ環式環を意味する。ヘテロ環は、任意のヘテロ原子または炭素原子を介して結合してよい。ヘテロ環は、上の定義により例示されるヘテロアリールを含みうる。それゆえ、上に示したヘテロアリールに加え、ヘテロ環はまた、モルホリニル、ピロリジノニル、ピロリジニル、ピペリジニル、ヒダントイニル、バレロラクタミル、オキシラニル、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロピリジニル、テトラヒドロピリミジニル、テトラヒドロチオフェニル、テトラヒドロチオピラニル、テトラヒドロピリミジニル、テトラヒドロチオフェニル、テトラヒドロチオピラニルなども含みうるが、これに限定されない。
ここで用いる場合、用語「ヘテロシクロアルキル」は、ヘテロ環で置き換えられた少なくとも1個のアルキル水素原子を有するあらゆるアルキル、例えば-CH2モルホリニルなどを言う。
ここで用いる場合、用語「ホモサイクル」または「シクロアルキル」は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロヘキセンなどを含むが、これに限定されない3-7炭素原子を含む、あらゆる飽和または不飽和(ただし芳香族性でない)炭素環式環を意味する。
ここで用いる場合、用語「アルキルアミノ」は、窒素架橋(すなわち、-N-(アルキル)N、例えばジアルキルアミノ))を介して結合した少なくとも1個のアルキル部分を言い、メチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノなどを含むが、これに限定されない。
ここで用いる場合、用語「アルキルオキシ」または「アルコキシ」は、メトキシ、エトキシなどのような、しかしこれらに限定されない酸素架橋を介して結合したあらゆるアルキル部分(すなわち、-O-アルキル)などを含むが、これに限定されない。
ここで用いる場合、用語「アルキルチオ」は、メチルチオ、エチルチオなどのような、しかしこれらに限定されない硫黄架橋を介して結合したあらゆるアルキル基(すなわち、-S-アルキル)を意味する。
用語「アルケニル」は、その中に1個以上の二重結合を有する非分枝または分枝炭化水素鎖を言う。アルケニル基の二重結合は、非共役であっても、他の不飽和基と共役していてもよい。適切なアルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ブタジエニル、ペンタジエニル、ヘキサジエニル、2-エチルヘキセニル、2-プロピル-2-ブテニル、4-(2-メチル-3-ブテン)-ペンテニルを含むが、これに限定されない。アルケニル基は、非置換であるか、または1個または2個の適切な置換基で置換されていてもよい。
用語「アルキニル」は、その中に1個以上の三重結合を有する非分岐または分岐炭化水素鎖を言う。アルキニル基の三重結合は、非共役であっても、他の不飽和基と共役していてもよい。適切なアルキニル基は、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、メチルプロピニル、4-メチル-1-ブチニル、4-プロピル-2-ペンチニル-、および4-ブチル-2-ヘキシニルを含むが、これに限定されない。アルキニル基は、非置換であるか、または1個または2個の適切な置換基で置換されていてもよい。
ここで用いる場合、用語「塩類」は、ここに包含される特定された化合物と複合体を形成するあらゆる塩を言う。そのような塩類は、無機酸と形成する酸付加塩類(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸など)、および有機酸と形成する塩類、例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、アスコルビン酸、安息香酸、タンニン酸、パモ酸、アルギン酸、ポリグルタミン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、およびポリガラクツロン酸を含むが、これに限定されない。塩化合物は、当業者に知られた薬学的に許容される4級塩類として投与することもでき、これには具体的に式-NR、R’、R’’+Z-の4級アンモニウム塩を含み、ここでR、R’、R’’は、独立して、水素、アルキル、またはベンジルであり、Zはクロライド、ブロマイド、アイオダイド、アルコキシド、トルエンスルホネート、メチルスルホネート、スルホネート、ホスフェート、またはカルボキシレート(例えば、ベンゾエート、スクシネート、アセテート、グリコレート、マリエート、マレート、フマレート、シトレート、タートレート、アスコルベート、シンナモエート、マンデロエート、およびジフェニルアセテート)を含むが、これらに限定されないカウンターイオンである。塩化合物は、置換または非置換の部分式を有する薬学的に許容されるピリジンカチオン塩として投与することもでき：ここで、Zは、クロライド、ブロマイド、アイオダイド、アルコキシド、トルエンスルホネート、メチルスルホネート、スルホネート、ホスフェート、またはカルボキシレート(例えばベンゾエート、スクシネート、アセテート、グリコレート、マリエート、マレート、フマレート、シトレート、タートレート、アスコルベート、シンナモエート、マンデロエート、およびジフェニルアセテート)を含むが、これらに限定されないカウンターイオンである。
ここで用いる場合、用語「プロドラッグ」は、加水分解、酸化、またはそうでなければ生物学的条件下(インビトロまたはインビボ)に反応して、本発明の化合物を提供できる、化合物の誘導体を言う。プロドラッグは、生物学的条件下のある反応によってのみ活性になりうるが、その未反応形において活性を有していてもよい。ここで意図されるプロドラッグの例は、限定せずに本発明の化合物の類似体または誘導体、および/または塩の形成が可能である場合にはそれらの塩類を含むが、特に、亜鉛結合チオール部分の誘導体である。プロドラッグ部分の例は、置換および非置換、分枝または非分枝低級アルキルエステル部分(例えば、プロピオン酸エステル)、低級アルケニルエステル、ジ-低級アルキル-アミノ低級-アルキルエステル(例えば、ジメチルアミノエチルエステル)、アシルアミノ低級アルキルエステル(例えば、アセチルオキシメチルエステル)、アシルオキシ低級アルキルエステル(例えば、ピバロイルオキシメチルエステル)、アリールエステル(フェニルエステル)、アリール-低級アルキルエステル(例えば、ベンジルエステル)、ヘテロアリールエステル(ニコチネートエステル)、置換(例えば、メチル、ハロ、またはメトキシ置換基による)アリールおよびアリール-低級アルキルエステル、アミド、低級-アルキルアミド、ジ-低級アルキルアミド、およびヒドロキシアミド部分を含む。天然に存在するアミノ酸エステルまたはそれらのエナンチオマー、ジペプチドエステル、ホスフェートエステル、メトキシホスフェートエステル、ジスルフィドおよびジスルフィドダイマーを含む。プロドラッグおよびそれらの使用は、当業者に周知である(例えば、Berge et al. 1977参照)。プロドラッグは、典型的には周知の方法、例えばBurger’s Medicinal Chemistry and Drug Discovery (Manfred E. Wolff ed. 1995)および(Rautio、2008)に記載されている方法で合成できる。
ここで用いられる場合、「反応性基」は、求核物質、親電子物質、またはラジカル的活性基、すなわち、ラジカルの存在下反応する基を言う。求核物質は、両方の結合電子を与えることにより反応パートナー(親電子物質)と化学結合を形成する部分である。親電子物質は、これらの電子を受け入れる。求核物質は求核性置換に参加でき、それにより求核物質は、元素上の完全にまたは部分的に正電荷に引き寄せられ、それが結合する基を置き換える。あるいは、求核物質は、カルボニル基の置換に参加しうる。カルボン酸は、しばしばスクシニルエステルを形成することにより求電子となり、これらのエステルとアミノアルキルを反応させてアミドを形成する。他の一般的求核性基は、チオールアルキル、ヒドロキシルアルキル、1級および2級アミン、および炭素求核物質、例えばエノールおよびアルキル金属複合体である。タンパク質、オリゴ糖および細胞を、反応性基を用いてライゲートする他の好ましい方法は、(Lemieux and Bertozzi 1998)に記載されており、ここに参照として組み込まれる。さらに異なる好ましい方法としては、Staudingerライゲーション、すなわち、トリアゾールを形成するためのアジド含有基とアルキニル反応基の「クリックケミストリー」を提供する。炭素求核性エノラートと求電子カルボニルのマイケル付加または1級または2級アミンとアルデヒドまたはケトンによるシッフ塩基形成も用いられる。他の生物的結合は、(Hang and Bertozzi 2001)および(Kiick et al. 2002)に記載されており、両方ともここに参照として組み込まれる。
ここで用いる場合、用語「生体適合性」は、宿主に実質的に有害な反応を引き起こさないあらゆる物質を言う。生体内に異物が挿入されたとき、対象は、免疫反応、例えば、宿主に負の影響を与える炎症性反応を引き起こすことは常に懸念される。本発明の情況においては、生物適合性は、それがデザインされた適用に従い評価される：絆創膏は皮膚と生体適合的であると見なされるのに対し、植え込み型医療装置は体内の内部組織と生体適合的であると見なされる。好ましくは、生体適合性物質は、生物分解性および生物安定性である物質を含むが、これらに限定されない。本物質を含むインプラントが、宿主動物内のその埋め込んだ部位と密接に関係し、応答がASTMにおいて提供される物質から適するとして認識および確立された組織反応より良いならば、実質的に有害反応は起こっていない。ASTM subcommittee F04.16 on Biocompatibility Test Methodsは、医療用および手術用物質および装置の生物適合性標準を開発している。例えば、血流と接触して用いられる物質は、血液適合性標準に適合する物質で構成されなければならない。これらの試験の1つは、F 756 Practice for Assessment of Hemolytic Properties of Materials(ここに参照として組み込む)に記載されている、溶血、すなわち、細胞の破壊をもたらしうる赤血球細胞への損傷の試験である。
ここで用いる場合、「生物活性物質」は、生物分子、例えば、ペプチド、タンパク質、酵素、受容体、基質、脂質、抗体、抗原、および核酸を含むが、これらに限定されないものと結合する、多様な化学的部分のいずれかを言う。ある好ましい態様としては、生物活性物質は生体分子であるが、生物活性物質が生体分子に限定されることを意図するのではない。他の好ましい態様としては、生物活性物質は、生理学的pHではアニオン性であるポリカルボン酸のような疎水性、親水性または静電的相互作用を提供する。他の好ましい態様は、アルカリ性増殖因子(7を超える等電点を有する)は、ポリカルボキシレートによる好ましい静電的相互作用を介して保たれ、続いて制御され、かつ持続的な方法により放出される。
「癌」は、異常な細胞が制御されずに分裂し、他の組織へ浸潤することができる疾患を示す用語である。100種を超える癌がある。ほとんどの癌は、それらが出発する臓器または細胞型にちなんで名付けられている-例えば、結腸から始まる癌を結腸癌と言う；皮膚の基底細胞から始まる癌を基底細胞癌と言う。癌の主なカテゴリーは、癌腫、肉腫、白血病、リンパ腫および骨髄腫、および中枢神経系癌を含む。いくつかの一般的癌の型は、膀胱癌、乳癌、結腸および直腸癌、子宮内膜癌、腎臓(腎細胞)癌、白血病、肺癌、黒色腫、非ホジキンリンパ腫、膵臓癌、前立腺癌、皮膚癌(非黒色腫)、および甲状腺癌を含むが、これらに限定されない。ある態様としては、ここでの処置のために意図される癌は、結腸癌および乳癌を含む。
用語「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」は、米国特許法ではそれらに属する広い意味を有することを意図し、「含む(includes)」、「含んでいる（including)」などを意味できる。
2008年1月またはその前後に、ラーガゾールはSymploca属のシアノバクテリアから単離され、キーラーゴの場所にちなんで命名された(Luesch et al、University of Florida)。本化合物は形質転換乳腺上皮細胞株MDA-MB231においてGI507.7nMで抗増殖活性を示した(Taori et al. 2008)。加えて、ラーガゾールは、通常細胞以上に癌を優先的に標的とし、このことにより、この海洋物質は重要な合成標的、ならびに強力で有益な癌の化学療法剤となった(Taori et al. 2008)。ラーガゾールの初めて報告された合成は、Lueschおよび協同研究者により完成され(Ying et al. 2008b)、Phillipsグループ(Nasveschuk et al. 2008)、Cramerグループ(Seiser et al. 2008)、Williamsグループ(Bowers et al. 2008)、およびGhoshグループ(Ghosh and Kulkarni 2008)が続いた。その抗癌活性の分子的な基礎は、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害であることが示唆されている(Ying et al. 2008b)。
HDAC阻害剤は、固形癌および血液系腫瘍の処置のための新しいクラスの強力な抗癌剤であることが示唆されている。現在のHDAC阻害剤、例えば、酪酸ナトリウム、トリコスタチンA(TSA)、スベロイルアニリドヒドロキサム酸(SAHA)、FK228、およびその他は、細胞周期停止、DNA損傷修復、フリーラジカル除去およびアポトーシスに必要な遺伝子およびそれらのタンパク質産物の制御により抗腫瘍効果を発揮しうる(Marks 2010)。例えば、SAHAは、進行皮膚T細胞リンパ腫の処置について承認されている(Marks 2007)。いくつかの他のHDAC阻害剤は、現在癌処置のための臨床試験中である(Marks 2010)。
ラーガゾールの構造は、天然産物にほとんど見られない単位であるチアゾール環に縮合した4-メチルチアゾリンおよびオクタン酸チオエステル側鎖を含有する、16員大員環を含む(Taori et al. 2008；Newkirk et al. 2009)。HDACタンパク質の表面と相互作用するのは本化合物の大環状部分であり、一方側鎖はHDACの活性部位に挿入され、亜鉛をキレートし、基質の脱アセチル化の終了をもたらすとの仮説が立てられている(Newkirk et al. 2009)。(図4)。
さらにラーガゾールのファーマコフォアを決定するために、細胞の細胞質への侵入により、チオエステル部分が急速に加水分解されて遊離のチオール基を生成し、これがHDACポケットの底で亜鉛イオンと相互作用できるようになり、強力に酵素活性の阻害をすることは理にかなっている。(図6)。
ラーガゾールのチオールが反応種であることを確認するため、いくつかのグループは、チオール誘導体を合成し、腫瘍細胞増殖阻害および細胞内またはインビトロHDAC阻害アッセイにおいて生化学的能力を評価した。これらの発見は、化合物処置細胞抽出物を使用して、チオールアナログは類似のHDAC阻害を有することを示唆する(Bowers et al. 2008；Ying et al. 2008a；Ying et al. 2008b)。インビボ試験において、細胞をラーガゾールまたはラーガゾールのチオールで処置したとき、親分子は、HDAC阻害に関してより強力な能力を有する(IC50 51nM対チオール代謝物について209nM) (Ying et al. 2008a)。
抗増殖活性に関し、矛盾するデータセットが2つのグループによって示された：Ying et al.は、ラーガゾールおよびチオール類似体が、HCT116細胞においてGI50値がそれぞれ44および38nMで同等の抗増殖活性を示すことを示した(Ying et al. 2008b)。Williamのグループは一連の黒色腫細胞株を用いてラーガゾールは、チオール代謝物(IC50 380-2600nM)と比較して、一貫して優れた効果(IC50 45-315nM)を有することを示した。彼らはこの細胞毒性における差異をチオエステルラーガゾールの優れた浸透性によると考えた(Bowers et al. 2008)。インビトロにおけるデアセチラーゼ活性を測定するため、クラスIおよびクラスIIからの精製全長HDACタンパク質を、フルオロフォア結合基質およびラーガゾールまたはラーガゾールチオールとインキュベートした。結果は、ラーガゾールそれ自体は、還元体に比べ遙かに弱いHDAC阻害剤であるだけでなく、ラーガゾールがHDAC6よりもHDAC1、2、および3に顕著な選択性を示すことを示唆した(Bowers et al. 2008)。細胞ベースアッセイにおける差異の欠如の説明として、チオエステルが試験条件下で開裂した可能性がある。
加えて、ヒドロキシルは亜鉛をキレートしないため、-SHを-OHに置き換えると、HDACアッセイにおいて毒性効果ならびに阻害活性が減弱した(Bowers et al. 2008)；(Ying et al. 2008a))。まとめると、チオールは両方の活性に不可欠である；それゆえ、HDACの阻害が、その抗腫瘍効果を促進すると推測できる。生合成の観点から、自然界は、ラーガゾールを、標的反応種ではなくプロドラッグとして、その安定性を高め、その望まない酸化から保護するために産生した(Ying et al. 2008b)。興味深いことに、類似の保護および遊離メカニズムが天然物FK228において見られる(Shigematsu et al. 1994)、(Ueda et al. 1994a；Ueda et al. 1994b)。この特徴的な環状化合物は、ジスルフィド結合を含有し、これはグルタチオンレダクターゼによるブテニルチオールへの加水分解により、亜鉛残基まで伸びてHDACの活性を停止させる。(図6；および(Furumai et al. 2002))。
一連の類似体を製造してオクタノイル鎖の最適な長さを試験した。なぜなら、これがリンカーであり、HDACポケットに挿入されて亜鉛をキレートし、それによりHDACの生物学的活性の減弱を生ずるからである。ラーガゾールならびにFK228は、大環状環と亜鉛結合基の間に4個の原子のリンカーを包含する。完全なオクタノイル鎖が欠如する大員環は、HDAC阻害作用を阻害できず、細胞で毒性も有さず、HDAC阻害剤としてのラーガゾールの役割におけるチオール基の重要性をさらに証明する。脂肪族鎖の短縮または伸張は、インビボおよびインビトロHDACアッセイならびにHCT116結腸癌細胞株に対する細胞生存能アッセイで測定して、有利な構造修飾ではない。(表2)。これらの結果は、天然のラーガゾールテイル長は最適であることを示唆する(Ying et al. 2008a；Ying et al. 2008b；Newkirk et al. 2009)。さらにLeuschおよび協同研究者らによりキャップ領域における2つの変更が試験され、報告された：バリンからアラニンへの置換およびラーガゾールエピマー(17R)(Ying et al. 2008a)。Val-、Ala化合物はラーガゾールに比べて、全ての阻害活性において2倍の減少を示し、バリン残基は、容易に相互に変更できることを示唆する。エピマーアナログは、HDAC阻害剤としてほとんど作用せず、C17位におけるS配置の重要性を示唆する(Ying et al. 2008a)。近年ラーガゾールについてのさらなる構造活性相関研究が、Zengらによって行われ(Zeng et al.2010)、そこでバリンをロイシンおよびフェニルアラニンに置き換え、いくつかの癌細胞株に対する阻害活性がわずかに減少したことを観察した(例えば、HCT 116細胞において、ラーガゾールに対してGI50は80nMであったのに対し、Leu1およびPhe1についてはそれぞれ560nMおよび260nMであった)。興味深いことに、癌細胞に対して活性の低下を生じるバリンをチロシンに置換したとき、正常細胞においてはGI50が上昇し、正常細胞株(HEK293: GI50100μＭ；HLF：GI50100μΜであったのに対し、ラーガゾールのGI50は、HEK293において1.36μΜおよびHLF細胞において0.98μΜn)に対する治療域を極めて改善した(HCT-116：GI500.39μΜ；A549：GI501.46μΜ)。それゆえ、ラーガゾールにTyrを置換することで、化合物が正常細胞の代わりに癌細胞のHDACを選択させることが示唆される(Zeng et al.2010)。
結果として、大環状HDAC阻害剤、例えば、ラーガゾールはHDACの生物学の研究のツールとしての潜在能があるのに対し、同時に正常細胞よりも癌細胞を優先的に殺滅するラーガソールの傾向から、これは癌治療剤として大きな可能性を有する(すなわち、大きな治療域を含む)。ラーガゾールの魅力はまた、HDAC阻害剤においてほとんど見られない特徴である、クラスIデアセチラーゼに対して高選択性である事実にもある。
1つの態様としては、本発明は、ラーガゾールの類似体を製造し、結腸および乳癌細胞株におけるその抗増殖性効果を評価することにより、ラーガゾールの構造活性相関を改善する方法を意図する。
1つの態様としては、本発明は、癌細胞増殖に対する阻害効果を決定するための本発明の化合物のスクリーニング方法を提供する。
他の態様としては、本発明は、16員大員環骨格を製造することにより、ラーガゾールの効力および選択性を高める方法を提供する。
さらに他の態様としては、本発明は、抗腫瘍効果の特異性の改善をもたらす4-メチルチアゾリンの環を開裂することにより、ラーガゾールの新規な類似体を提供することであり、例えば、新規アナログのインビボ抗腫瘍効果は4-メチルチアゾリン環が開裂されていない化合物と比較して同等な効果であるが、新規アナログにより影響を受ける遺伝子の数はラーガソールでの24時間の処置により改変されたもののわずか1/3であることが認められる。この観察は、新規アナログがラーガソールと異なり、副作用が少ない可能性を示唆する。
さらに他の態様としては、ラーガゾール分子のバリンを、大員環において、グリシン、アラニン、ロイシンおよびイソロイシンからなる群から選択されるアミノ酸で置換した。
更なる態様としては、バリンのグリシン置換は、誘導体化合物の効果を3倍改善した。
本発明の更なる態様としては、1個以上のここに記載した化合物に加え、少なくとも1個の薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。組成物は、所望の投与経路に適する任意の形態をとることができる。組成物が経口投与される場合、錠剤、カプセル(固体または充填液体)、粉末剤、顆粒、シロップおよび他の液体、エリキシル、吸入剤、トローチ、ロゼンジ、および溶液を含むが、これらに限定されない、あらゆる適切な経口送達形態が用いられる。注入用組成物または静脈内点滴剤は、溶液、懸濁液、およびエマルジョンの形態でも提供できる。
更なる態様としては、本発明の医薬組成物は、例えば、有効性を高め、または副作用を減少させるための、1種以上の追加的な治療剤を含んでいてよい。ある態様としては、従って、医薬組成物はさらに、直接的または間接的にHDACにより仲介される疾患の処置または阻止に有用な活性成分から選択される、1種以上の追加的な治療剤を含む。そのような活性成分の例は、癌、ハンチントン病、嚢胞性線維症、肝臓線維症、腎臓線維症、肺線維症、皮膚線維症、リウマチ性関節炎、糖尿病または心不全を処置または阻害するための薬剤を含むが、これらに限定されない。
更なる態様としては、包含される追加の治療剤は、抗癌剤である。抗癌剤の例は、アルキル化剤、例えばシクロホスファミド、ダカルバジン、およびシスプラチン；代謝拮抗剤、例えば、メトトレキサート、メルカプトプリン、チオグアニン、フルオロウラシル、およびシタラビン；植物アルカロイド、例えば、ビンブラスチン、およびパクリタキセル；抗腫瘍抗生物質、例えば、ドキソルビシン、ブレオマイシン、およびマイトマイシン；ホルモン剤/抗ホルモン剤、例えば、プレドニゾン、タモキシフェン、およびフルタミド；他の型の抗癌剤、例えば、アスパラギナーゼ、リツキシマブ、トラスツマブ、イマチニブ、レチノイン酸および誘導体、コロニー刺激因子、アミホスチン、カンプトテシン、トポテカン、サリドマイド類似体、例えばレナリドマイド、CDK阻害剤、プロテアソーム阻害剤、例えば、ベルケイドおよび他のHDAC阻害剤を含むが、これらに限定されない。
更なる態様としては、本発明は、処置を必要とする対象における異常な細胞増殖および/または分化に起因する疾患の阻止または処置方法であって、本発明の1個以上の化合物の治療的有効量を該対象に投与することを含む、方法を提供する。一つの態様としては、疾患を阻止または処置する方法は、処置を必要とする対象に、有効量の1個以上の本発明の化合物および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を投与することを含む。投与される組成物は、さらに、治療剤、例えば抗癌剤を含んでいてもよい。
本発明を多くの態様を参照して具体的に示し、記載しているが、当業者は、本発明の精神および範囲から離れることなく、ここに開示された様々な形態および細部を変更することができ、ここに開示した様々な態様は特許請求の範囲を限定するものとして作用することを意図するものではないことは理解できるであろう。ここに引用されるすべての参考文献は、参照として完全に組み込まれる。
本発明の化合物
本発明の化合物は、ここではその化学構造および/または化学名で定義される。本発明の化合物は、一般的にIUPACまたはCAS命名法に従い命名される。当業者によく知られた略語を使用することがある。化学構造および化学名について言及する場合であって、化学構造および化学名が矛盾する場合、化合物の同定には化学構造が決定的となる。
本発明の式Iの化合物は一般スキーム、スキームI:
Figure 0005931850
 に従い合成される。
一般式1のアリールまたはヘテロアリール酸中間体および一般式2アミン中間体は、当該分野において利用可能な周知の方法で合成されるか、市販されている(Sigma-Aldrich；Advanced Chem Tech；Pep tech;Synthatech)。式1の酸と式2のアミンの、例えばEDCI (l-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド)またはHATU(2-(7-アザ−1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-l,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート)のような適切な試薬を用いて知られたカップリング方法によるカップリングにより、式3のアミドを提供する。式3のエステル加水分解は、式4の酸を提供し、続いてこれを式5のアミンとカップリングさせて式6の化合物を得る。カップリング剤の例はEDCI(l-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド)またはHATU(2-(7-アザ−1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-l,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート)がある。式6の化合物の加水分解およびアミン保護基の除去に続き、大環状化により一般式7のマクロラクタムが得られる。大環状化は、式6の化合物の脱保護アミノ酸とジイソプロピルエチルアミン、HATU(2-(7-アザ−1H-ベンゾトリアゾール-l-イル)-l,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート)を、溶媒、例えばテトラヒドロフラン中で反応させることにより達成される。式7の化合物のオレフィンクロスメタセシス反応により、本発明の式Iの化合物に変換される。
以下の実施例は、説明の目的のみに提供され、本発明の範囲を限定することを目的とするものでない。
実施例1：S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート。
Figure 0005931850
工程1：メチル2-(2-((tert-ブトキシカルボニルアミノ)メチル)チアゾール-4-カルボキサミド)-2-メチルプロパノエートの製造：塩化メチレン50mLを加えた丸底フラスコに、2-((tert-ブトキシカルボニルアミノ)メチル)チアゾール-4-カルボン酸(2.0g、7.74mmole)およびメチル2-アミノ-2-メチルプロパノエート塩酸塩(1.25g、8.13mmole)を加えた。続いて混合物に、トリエチルアミン(5.4mL、38.7mmole)、続いてl-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(2.97g、15.5mmole)およびヒドロキシベンゾトリアゾール(2.09g、15.5mmole)を加えた。生成した混合物を室温で一夜撹拌した。続いて混合物を塩化メチレンで希釈した。続いて、混合物を水で洗浄し、水層を塩化メチレンで抽出した。続いて合わせた有機層をNa2S04で乾燥させ、濾過した。濾液を濃縮し、EtOAc/ヘキサン1：1で溶出したシリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を得た(2.40g、収率87%)。
工程2：2-(2-((tert-ブトキシカルボニルアミノ)メチル)チアゾール-4-カルボキサミド)-2-メチルプロパン酸の製造：メチル2-(2-((tert-ブトキシカルボニルアミノ)メチル)チアゾール-4-カルボキサミド)-2-メチルプロパノエート(2.4g、6.7mmole)をメタノール10mLおよび水3mLに溶解させた。続いて混合物に、水酸化リチウム一水和物(0.56g、13.4mmole)を加えた。反応混合物を室温で、TLCで出発物質の完全な消費が示されるまで撹拌した。混合物に水およびEtOAcを加え、水層を約PH7まで2N HClで酸性化した。層を分離し、水層をEtOAcで抽出した。合わせた有機層をNa2S04で乾燥させ、濃縮し、白色固体として目的物を得た(2.3g、定量的収率)。
工程3：tert-ブチル(3S)-3-{[(2S)-2-(2-{[2-({[(tert-ブトキシ)カルボニル]アミノ}メチル)-1,3-チアゾール-4-イル]ホルムアミド}-2-メチルプロパンアミド)-3メチルブタノイル]オキシ}ペント-4-エノエートの製造：2-(2-((tert-ブトキシカルボニルアミノ)メチル)チアゾール-4-カルボキサミド)-2-メチルプロパン酸(1.26g、3.67mmole)のジメチルホルムアミド溶液10mLに、HBTU(0-ベンゾトリアゾール-N,N,N’,N’-テトラメチル-ウロニウム-ヘキサフルオロ-ホスフェート)(1.67g、4.40mmole)およびジイソプロピルエチルアミン(2.0mL、11.0mmole)を加えた。生成した反応混合物を室温で10分間撹拌した。(S)-tert-ブチル3-((S)-2-アミノ-3-メチルブタノイルオキシ)ペント-4-エノエート(1.0g、3.67mmole)を加え、生成した混合物を一夜撹拌した。水およびEtOAcを加え、層を分離した。水層をEtOAcで抽出し、合わせた有機層をNa2S04で乾燥させ、濃縮した。これをHex/EtOAc1:1で溶出するカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(2.1g、収率96 %)。
工程4：(7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-10-ビニル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオンの製造：(7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-10-ビニル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオン(200mg、0.33mmole)の塩化メチレン溶液10mLを0℃に冷却した。混合物に、トリフルオロ酢酸10mLを加えた。混合物を0℃で1.5 時間撹拌した。混合物を濃縮し、トルエンで3回およびテトラヒドロフランで1回共沸し、アミン-酸を得た。第2の丸底フラスコにのHATU(381mg、1.0mmole)およびN、N-ジイソプロピルエチルアミン(0.51ml、2.85mmole)のテトラヒドロフラン70mL溶液を加えた。混合物を0℃に冷却した。続いて上の溶液を粗アミン-酸のテトラヒドロフラン溶液14mLを8 時間かけてシリンジポンプで加えた。続いて反応混合物を一夜、4℃の冷蔵室で撹拌した。続いて、これを室温に温め、2 時間撹拌した。続いて反応混合物を水でクエンチした。層を分離し、水層をEtOAcで抽出した。合わせた有機層Na2S04で乾燥させ、濃縮した。混合物をEtOAcで溶出したシリカゲルクロマトグラフィーにより目的物を得た。これをさらに0〜100%水/CH3CNで溶出する逆相クロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(45mg、収率32 %)。
工程5：(7S,10S)-10-((E)-4-ブロモブト-1-エニル)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8、12-テトラオンの製造：(7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-10-ビニル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオン(20mg、0.047mmole)の1,2-ジクロロエタン混合物2mLに4-ブロモ-1-ブテン(25.6mg、0.19mmole)およびZhan-1触媒(3.2mg、0.0047mmole)を加えた。混合物を手短に脱気し、続いて85℃の封緘で一夜静置した。粗生成物を濃縮し、シリカゲルプラグを通過させ、目的物の混合物を得、出発物質を回収した(2：1比)。これをさらに0〜80%水/CH3CNにより溶出する逆相クロマトグラフィーにより精製し、目的物を得た(8mg、収率32 %)。
工程6：S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5、8、12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6、13,18-テトラアザビシクロ[13.2.l]オクタデカ-1(17)、15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエートの製造：(7S,10S)-10-((E)-4-ブロモブト-1-エニル)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-1(17)、15(18)-ジエン-2,5、8、12-テトラオン(15mg、0.028mmole)のアセトン混合物1mLに、室温でK2CO3 (16mg、0.12mmole)およびオクタンチオS-酸(14mg、0.085mmole)を加えた。混合物を、室温で4時間撹拌した。溶媒を蒸発した。粗混合物を、シリカゲルを通過させた。これをさらに0〜90%水/CH3CNで溶出する逆相クロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(4mg、収率23 %)。1H-NMR (300 MHz、CDC13) δ：8.02 (s、1H)、7.62 (s、1H)、6.47 (d、J＝10.85Hz、1H)、6.33 (dd、J＝8.65、4.50 Hz、1H)、5.83-5.67 (m、2H)、5.64-5.56 (m、1H)、5.18 (dd、J＝17.31、8.22 Hz、1H)、4.64 (dd、J＝9.87、3.97 Hz、1H)、4.37 (dd、J＝17.21、4.01 Hz、1H)、2.87 (t、J=7.2 Hz、2H)、2.81〜2.61(m、2H)、2.51 (t、J=7.5 Hz、2H)、2.30(m、3H)、1.90 (s、3H)、1.59 (m、2H)、1.57(s、3H)、1.27 (m、8H)、0.88 (m、5 H)、0.69 (d、J=6.82Hz、3H)
S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエートの製造の別法：(7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-10-ビニル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオン(32.5mg、0.077mmole、工程4から製造した)およびS-ブト-3-エニルオクタンチオエート(33mg、0.15mmole)のジクロロエタン混合物1mLにGrela触媒(5mg、0.077mmole)を加えた。混合物にアルゴンを数分間通気し、85℃で2時間加熱した。追加のオクタンチオエート(16.5mg、0.077mmole)およびGrela触媒(5mg、0.077mmole)を加えた。さらに2時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、混合物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(21.3mg、46%)。MS (ESI) [M+Na+]+＝631.3
実施例2：S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルエタンチオエート。
Figure 0005931850
(7S,10S)-10-((E)-4-ブロモブト-1-エニル)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.l]オクタデカ-l(17)、15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオン(20mg、0.038mmole) (実施例1工程5で製造した)のアセトン混合物0.5mLに、室温でK2CO3(10.5mg、0.08mmole)およびチオ酢酸(6mg、0.08mmole)を加えた。混合物を室温で1時間撹拌した。溶媒を蒸発した。粗混合物をEtOAc続いてEtOAcの10%MeOH溶液で溶出するシリカゲルクロマトグラフにより精製し、目的物を得た(19mg、収率96%)。MS (ESI)
[M+Na+]+＝547.2
実施例3：S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3、6、13,18-テトラアザスピロ[ビシクロ[13.2.l]オクタデカ[1(17),15(18)]ジエン-4,l’-シクロプロパン]-1-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート。
Figure 0005931850
この化合物は、適切な出発物質を用いて実施例1の方法に従い製造した。MS (ESI) [M+Na+]+＝629.2
実施例4：S-(E)-4-((7S,10S)-4,4,7-トリメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9,16-ジオキサ-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート。
Figure 0005931850
この化合物は、適切な出発物質を用いて実施例1の方法に従い製造した。MS (ESI) [M+Na+]+＝587.3
実施例5：(7S,10S)-4,4-ジメチル-10-[(lE)-4-(オクタノイルスルファニル)ブト-1-エン-l-イル]-7-(プロパン-2-イル)-9-オキサ-3,6,13,19-テトラアザビシクロ[13.3.1]ノナデカ-l(18),15(19),16-トリエン-2,5,8,12-テトラオン。
Figure 0005931850
この化合物は、適切な出発物質を用いて実施例1の方法に従い製造した。MS (ESI) [M+Na+]+＝625.3
実施例6：ダイマー(7S,10S)-7-イソプロピル-10-((E)-4-(((E)-4-((7R,10R)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニル)ジスルファニル)ブト-1-エニル)-4,4-ジメチル-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-2,5,8,12-テトラオン。
Figure 0005931850
S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート(10mg、0.016mmole)のCH3CN溶液2mLに、NH3水(28.9%、0.2mL)を加えた。混合物を室温で16時間撹拌した。続いて追加のアンモニア水0.2mLを加え、反応混合物を1日撹拌した。追加のアンモニア水0.2mLを加え、生成した混合物を一夜撹拌した。さらに水性NH30.1mLを加え、6時間撹拌した。これを濃縮し、残渣をEtOAc/MeOH(10/1)により溶出するシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。目的物を含む分画を集めた。これを0-80%CH3CN/水の勾配溶出による逆相クロマトグラフィーにより精製し、目的物を得た(6.5mg、82%)。MS (ESI) [M+Na+]+＝985.3
以下は、スキームIの式1の化合物のいくつかの非限定的な例である:
Figure 0005931850
以下は、スキームIの式2の化合物のいくつかの非限定的な例である：
Figure 0005931850
実施例7：細胞培養
SW480、HCT116、およびMDA-MB231細胞株を、American Type Culture Collectionから購入した。SW480およびMDA-MB231細胞を、37℃で5%C02雰囲気下、10%ウシ胎児血清を添加したダルベッコ改変イーグル培地で増殖させた。HCT116細胞株を、1.5mM L-グルタミンおよび10%ウシ胎児血清[ATCC；Cat.No.30-2020]を含むマッコイ5a培地[ATCC；Cat.No.30-2007]、で培養した。HME細胞(Clonetics、San Diego、CA；ドナー4144)を無血清で、Clonetics推薦培地および添加物(52μg/mlウシ下垂体抽出物、0.5μg/ml ヒドロコルチゾン、0.01μg/mlヒト上皮細胞増殖因子、5μg/mlインスリン、50μg/mlゲンタマイシンおよび50ng/mlアムホテリシン-B)中で培養した。
実施例8：生細胞アッセイ
種々の癌からの8,000細胞を、平底96ウエルマイクロプレートに播種した。(細胞を含まないが、同じ容量の培地を含むバックグラウンドコントロールを各アッセイプレートに包含させた)。播種から24時間後、新しい培地を加えた。インビトロ細胞毒性を評価するため、各化合物をDMSOに溶解させ、試験の直前に調製し、細胞培養に加える前に完全培地で希釈した。続いて試験化合物を、示した濃度で減少方向に加えた(600nM〜10nM)。48時間後、細胞生存率を、エタノールに溶解したクリスタルバイオレット染料(Sigma-Aldrich)を用い、Tecan Sail re IIプレートリーダーを用いて588nmにおける吸光度を測定することにより決定した。試験は、6回で行い、濃度-反応曲線をGraphPad Prism(San Diego、CA)を用いて、データの非線形最少二乗回帰分析により作成した。各化合物の成長阻害(GI50)を、コントロールと比較してA588を50%低下させる薬物濃度と定義した。
実施例9：ウェスタンブロット
ウェスタンブロット分析においては、総タンパク質抽出物を溶解緩衝液(50mM Tris-Cl [pH 8.0]、5mM EDTA、150mM NaCl、1% NP-40、0.1% SDS、および1mMフェニルメチルスルホニルフルオライド)に細胞を溶解させることにより調製した。総可溶性タンパク質50μgをSDS-PAGEにより分離した。タンパク質を、ニトロセルロース膜に転写し、膜を1時間、4%無脂肪乳でブロックし、続いて、4℃で一夜、アセチル化ヒストンH3(1:1000、Upstate、#06-599)、エズリン(1:10000、Sigma、E-8897)、グリセルアルデヒド3-ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH；1:20000、Santa Cruz、sc-47724)、ヒストンH3(H3；1:1000、Santa Cruz、sc-8654)に対する一次抗体とインキュベートした。続いて膜を、ペルオキシダーゼ結合二次抗体と1時間室温でインキュベートした。Super Signal WestDuraを用いて検出した。エズリンおよびGAPDHの発現をローディングコントロールとして用いた。
実施例10：ラーガゾールおよびその類似体の癌細胞増殖に対する効果の決定のためのアッセイ
種々の癌または非形質転換細胞からの8,000細胞を平底96ウエルマイクロプレートに播種した。(細胞を含まないが、同じ容量の培地を含むバックグラウンドコントロールを各アッセイプレートに包含させた)。播種から24時間後、新しい培地を加えた。インビトロ細胞毒性を評価するため、各化合物をDMSOに溶解させ、試験の直前に調製し、細胞培養に加える前に完全培地で希釈した。続いて試験化合物を、示した濃度で減少方向に加えた(600nM〜10nM)。48時間後、細胞生存率を、エタノールに溶解したクリスタルバイオレット染料(Sigma-Aldrich)を用い、Tecan Safire IIプレートリーダーを用いて588 nmにおける吸光度を測定することにより決定した。試験は、6回行い、濃度-反応曲線をGraphPad Prism(San Diego、CA)を用いて、データの非線形最少二乗回帰分析により作成した。各化合物の成長阻害(GI50)を、コントロールと比較してA588を50%低下させる薬物濃度と定義した。
実施例11：SAHA、ラーガゾールおよびその類似体の、癌細胞の遺伝子発現プロファイルへの効果を決定するためのDNAマイクロアレイ研究。
HCT116細胞を、3複製で約60%コンフルエンシーで播種した。8時間後、細胞を媒体コントロールDMSO(0.01%)、SAHA(200μM)、ラーガゾール(20nM)または実施例1(20nM)で処置した。細胞を6または24時間培養し、続いてリン酸緩衝生理食塩水で洗浄した。洗浄の直後、全RNAを、RNeasy Mini RNA抽出キット(QIAGEN Inc.、Valencia、CA)を用いて抽出した。全RNA濃度をLambda 800 UV/VIS分光計(PerkinElmer、Waltham、MA)を用いて決定し、University of Colorado-Denver Health Sciences Centerでの標識ハイブリダイゼーション、洗浄し、スキャンのために処理した。3つのGeneChip(登録商標)Human Gene 1.0 ST(Affymetrix、Santa Clara、CA)アレイを、合計24アレイの時点、細胞型および処置の各々に用いた。各サンプルの発現値をRobust Multichip Average(RMA)アルゴリズムを用いて作成した。示差的発現を、線形モデルを作成するためのRソフトウエアパッケージlimmaおよび経験的Bayesian統計を用いて決定した。遺伝子は、BenjaminiおよびHochberg法を用いて複数の試験に適合させたP値が≦5%であり、log-2変化が≦1または≧-lであれば示差的発現であると考えた。
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本発明は、特に多くの態様を参照して示し、記載したが、当業者は、発明の精神および範囲から離れることなく、ここに開示された様々な形態および詳細を変更することができ、ここに開示した様々な態様は特許請求の範囲を限定するものとして作用することを意図するものではないことは理解できるであろう。ここに引用されるすべての参考文献は、参照として完全に組み込まれる。
Figure 0005931850
Figure 0005931850
Figure 0005931850

Claims (12)

  1. 式(I)
    Figure 0005931850
     （式中、
    Aは、少なくとも1つの窒素を有する5員ヘテロアリール環または少なくとも1つの窒素を有する6員ヘテロアリール環から選択されるヘテロアリールであり；
    Zは、-(CH2)nSR12であり；
    R1およびR2は、独立して、HまたはC1-C10アルキルであり；
    R3およびR4は、独立して、C 1-C10アルキルであるか、またはR3およびR4は一緒になって、C 3 シクロアルキルを形成し；
    R5およびR6は、Hであり；
    R7およびR8は、Hであり；
    R9は、Hであり；
    R10は、Hであり；
    R11は、Hであり；
    R12は、-COR20 であり；
    R20 は、C 1-C10アルキルであり；
    n=1-6である。）
    の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  2. 式(II)
    Figure 0005931850
     （式中、
    R1〜R12、R20 、Zおよびnは請求項１に定義したとおりであり；
    LおよびQは、独立して、S、O、N、またはCR26であり；
    R26は、Hである。）
    で示される請求項１に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  3. Aが、オキサゾールまたはチアゾールである請求項２に記載の化合物。
  4. R1およびR2が、独立して、HまたはC1-C10アルキルであり；
    R3およびR4が、C 1-C10アルキルであり；
    R5およびR6が、Hであり；
    R7およびR8が、Hであり；
    R9、R10およびR11が、Hであり；
    R12が-COR20であり、ここで、R20が、C 1-C10アルキルである
    請求項２に記載の化合物。
  5. S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート;
    S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-4,4-ジメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルエタンチオエート;
    S-(E)-4-((7S,10S)-7-イソプロピル-2,5,8,12-テトラオキソ-9-オキサ-16-チア-3,6,13,18-テトラアザスピロ[ビシクロ[13.2.1]オクタデカ[l(17),15(18)]ジエン-4,l'-シクロプロパン]-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート；および
    S-(E)-4-((7S,10S)-4,4,7-トリメチル-2,5,8,12-テトラオキソ-9,16-ジオキサ-3,6,13,18-テトラアザビシクロ[13.2.1]オクタデカ-l(17),15(18)-ジエン-10-イル)ブト-3-エニルオクタンチオエート；
    から選択される、請求項１に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  6. 式(III)
    Figure 0005931850
     （式中、
    R1〜R12、R20 、Ｚおよびｎは請求項１に定義したとおりであり；
    L、QおよびYは、独立して、NまたはCR26であり；
    R26は、Hである。）
    で示される請求項１に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  7. R1およびR2が、HまたはC1-C10アルキルであり；
    R3およびR4が、C1-C10アルキルであり；
    R5およびR6が、Hであり；
    R7およびR8が、Hであり；
    R9、R10およびR11が、Hであり；
    R12が-COR20であり、ここで、R20が、C 1-C10アルキルである
    請求項６に記載の化合物。
  8. (7S,10S)-4,4-ジメチル-10-[(lE)-4-(オクタノイルスルファニル)ブト-1-エン-1-イル]-7-(プロパン-2-イル)-9-オキサ-3,6,13,19-テトラアザビシクロ[13.3.1]ノナデカ-l(18),15(19),16-トリエン-2,5,8,12-テトラオン；
    である請求項１に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  9. 式(IV):
    Figure 0005931850
     の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  10. 請求項１に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩、および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  11. さらに1種以上の抗癌剤を含む、請求項１０に記載の医薬組成物。
  12. HDAC酵素により仲介される疾患の処置のための、請求項１０または１１に記載の医薬組成物。
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