KR102298172B1

KR102298172B1 - 변화된 글리코실 그룹을 갖는 당지질을 사용한 인간 iNKT 세포 활성화

Info

Publication number: KR102298172B1
Application number: KR1020167008727A
Authority: KR
Inventors: 치-휴이 웡; 엘리스 엘. 유; 춘-시엔 린; 타이-나 우
Original assignee: 아카데미아 시니카
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2021-09-06
Also published as: JP2016529321A; US20150071960A1; KR20160048999A; US10111951B2; IL265248A; EP3041484A4; EP3041484A1; IL244326A0; CA2923579C; US20190099486A1; CA2923579A1; WO2015035337A1; US10918714B2; US20170360924A1; JP6486368B2; AU2014317889A1; IL244326B; EP3041484B1; US9782476B2; AU2014317889B2

Abstract

인간의 불변 NKT(iNKT) 세포를 우선적으로 자극하는 α-글루코스(α-Glc)를 함유하는 글리코스핑고지질(GSL)이 제공된다. α-갈락토스(α-Gal)을 갖는 것들보다 인간에서 사이토킨의 보다 강하지만(마우스에서 보다 약한) 유도 및 면역 세포의 확장 및/또는 활성화를 나타내는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 GSL이 기재되어 있다. 4 및/또는 6번 위치에서 α-글루코스(α-Glc)를 함유하는 GSL 및 F를 갖는 α-Glc의 유도체를 함유하는 GSL이 제공된다. α-Glc 및 이의 유도체를 갖는 GSL에 의한 케모카인의 iNKT-독립적 유도를 위한 방법이 기재되어 있다. α-Glc 및 이의 유도체를 갖는 GSL을 사용한 인간에서 면역 자극을 위한 방법이 제공된다.

Description

변화된 글리코실 그룹을 갖는 당지질을 사용한 인간 iNKT 세포 활성화{HUMAN iNKT CELL ACTIVATION USING GLYCOLIPIDS WITH ALTERED GLYCOSYL GROUPS}

발명자:

Chi-Huey WONG, Alice L. YU, Tai-Na WU, Kun-Hsien LIN

본 발명은 일반적으로 면역 치료제 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 개시내용은 인간에서 불변 천연 킬러 T(iNKT: invariant natural killer T) 세포를 조절하고 사이토킨 및/또는 케모카인 생산을 자극하여 선천성 및 후천성 면역력을 연결시키는 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시키는 당지질 및 이의 변이체에 관한 것이다.

천연 킬러형 T(NKT) 세포는 암 및 자가면역 장애와 같은 질환의 치료에 큰 치료학적 잠재력을 갖는 독특한 T 림프구 집단이다. 불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포는 선천성 및 후천성 면역력 둘 다의 특징을 갖는 조절 T 세포의 서브세트를 형성한다. MHC 부류 I 또는 II 분자에 의해 제공되는 펩타이드에 의해 활성화된 통상의 T 세포와는 대조적으로, iNKT 세포는 항원 제공 세포(APC) 상에서 발현되는 비-전형적 MHC I 분자인 CD1d와 관련하여 존재하는 지질 유도체를 인지한다.

α-연결된 갈락토스, 스핑고신 및 아실 꼬리로 구성된 당지질인 α-GalCer(α-갈락토실세라미드)는 해양 해면 아겔라스 마우리티아누스(Agelas mauritianus)로부터 분리된 아겔라스핀의 구조적 최적화에 의해 수득하였다. 이는 시험관내 및 생체내 둘 다에서 항종양 활성을 나타내는 것으로 밝혀졌고 마우스 및 인간 불변 천연 킬러 T 세포(iNKT 세포) 둘 다에 대해 지금까지 공지된 가장 강력한 리간드인 것으로 나타났다.

불변 NKT 세포(iNKT 세포)는 불변 TCR-α 쇄(마우스에서 Vα14/Jα18 및 인간에서 Vα24/Jα18)를 갖고 CD161 항원(마우스에서 NK 세포 마커 NK1.1 및 인간에서 NKR-P1A)을 동시 발현한다. 문헌참조: (1) Lantz, O.; Bendelac, A. J. Exp. Med. 1994, 180, 1097; (2) Dellabona, P.; Padovan, E.; Casorati, G.; Brockhaus, M.; Lanzavecchia, A. J. Exp. Med. 1994, 180, 1171; (3) Makino, Y.; Kanno, R.; Ito, T.; Higashino, K.; Taniguchi, M. Int. Immunol. 1995, 7, 1157; 및 (4) Davodeau, F.; Peyrat, M. A.; Necker, A.; Dominici, R.; Blanchard, F.; Leget, C; Gaschet, J.; Costa, P.; Jacques, Y.; Godard, A.; Vie, H.; Poggi, A.; Romagne, F.; Bonneville, M. J. Immunol. 1997, 158, 5603. 이들은 항원 제공 세포상에 CD1d 분자에 의해 제공된 αGalCer에 응답하여 대량의 Th1(예를 들어, IFN-γ, IL-2) 및 Th2(예를 들어, IL-4, IL-6) 사이토킨을 분비한다.^5-9 (5) Kawano, T.; Cui, J.; Koezuka, Y.; Toura, L; Kaneko, Y.; Motoki, K.; Ueno, H.; Nakagawa, R.; Sato, H.; Kondo, E.; Koseki, H.; Taniguchi, M. Science 1997, 278, 1626; (6) Yoshimoto, T.; Paul, W. E. J. Exp. Med. 1994, 179, 1285; (7) Arase, H.; Arase, N.; Nakagawa, K.; Good, R. A.; Onoe, K. Eur. J. Immunol. 1993, 23, 307; (8) Kawakami, K.; Yamamoto, N.; Kinjo, Y.; Miyagi, K.; Nakasone, C.; Uezu, K.; Kinjo, T.; Nakayama, T.; Taniguchi, M.; Saito, A. Eur. J. Immunol. 2003, 33, 3322; 및 (9) Nieuwenhuis, E. E.; Matsumoto, T.; Exley, M.; Schleipman, R. A.; Glickman, J.; Bailey, D. T.; Corazza, N.; Colgan, S. P.; Onderdonk, A. B.; Blumberg, R. S. Nat. Med. 2002, 8, 588. 이들분비된 사이토킨은 이어서 수지상 세포(DC), 천연 킬러 세포(NK), B 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포를 포함하여 이에 의해 선천성 및 적응성 면역력을 브릿징시키는 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시킬 수 있다.^10-12 (10) Eberl, G.; MacDonald, H. R. Eur. J. Immunol. 2000, 30, 985; (11) Eberl, G.; Brawand, P.; MacDonald,H. R. J. Immunol. 2000, 165, 4305; 및 (12) Kitamura, H.; Ohta, A.; Sekimoto, M.; Sato, M.; Iwakabe, K.; Nakui, M.; Yahata, T.; Meng, PL; Koda, T.; Nishimura, S.; Kawano, T.; Taniguchi, M.; Nishimura, T. Cell. Immunol. 2000, 199, 37.

그러나, Th1 및 Th2 사이토킨의 역균형은 다양한 장애를 치료하기 위해 αGalCer의 임상적 응용을 제한할 수 있다.^13-16 (13) Tahir, S. M.; Cheng, O.; Shaulov, A.; Koezuka, Y.; Bubley, G. J.; Wilson, S. B.; Balk, S. P.; Exley, M. A. I. Immunol. 2001, 167, 4046; (14) Dhodapkar, M. V.; Geller, M. D.; Chang, D. H.; Shimizu, K.; Fujii, S.; Dhodapkar, K. M.; Krasovsky, J. I. Exp. Med. 2003, 197, 1667; (15) Giaccone, G.; Punt, C. J.; Ando, Y.; Ruijter, R.; Nishi, N.; Peters, M.; von Blomberg, B. M.; Scheper, R. J.; van der Vliet, H. J.; van den Eertwegh, A. J.; Roelvink, M.; Beijnen, J.; Zwierzina, H.; Pinedo, H. M. Clin. Cancer Res. 2002, 8, 3702; 및 (16) Bricard, G.; Cesson, V.; Devevre, E.; Bouzourene, H.; Barbey, C; Rufer, N.; Im, J. S.; Alves, P. M.; Martinet, O.; Halkic, N.; Cerottini, J. C; Romero, P.; Porcelli, S. A.; Macdonald, H. R.; Speiser, D. E. J. Immunol. 2009, 182, 5140.

발명의 요약

따라서, 많은 유사체는 iNKT 세포의 선택적 Th1 또는 Th2 사이토킨 반응을 자극하도록 디자인하였다. 현저한 Th1을 갖는 당지질은 마우스 및 인간 둘 다에 편중되어 있어 생체내에서 우수한 종양 보호를 유도한다. 예를 들어, 절단된 스핑고신 꼬리를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 Th2 방향으로 면역 반응을 구동시킬 수 있고 자가면역 뇌척수염을 예방하였다.¹⁷ Miyamoto, K.; Miyake, S.; Yamamura, T. Nature 2001, 413, 531. 한편, 아실 쇄상에 페닐 환을 갖는 GSL은 마우스 및 인간에서 Th1-편중 사이토킨을 유도하였고 마우스에서 유방, 폐 및 흑색종 종양에 대한 보다 강력한 항암 활성을 나타냈다.^18-19 (18) (Chang, Y. J.; Huang, J. R.; Tsai, Y. C; Hung, J. T.; Wu, D.; Fujio, M.; Wong, C. H.; Yu, A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 10299 및 (19) Wu, T. N.; Lin, K. H.; Chang, Y. J.; Huang, J. R.; Cheng, J. Y.; Yu, A. L.; Wong, C. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 17275.

iNKT TCR과 CD1d-당지질 복합체 간의 삼원 상호작용 뿐만 아니라 CD1d와 당지질 간의 이원 상호작용의 조사는 이들의 구조-활성 관계(SAR)의 바탕이 되는 기작을 해명하였다. αGalCer와 비교되는 바와 같이, 동일한 글리코실 그룹을 갖는 페닐 GSL은 보다 강한 이원 및 삼원 상호작용을 나타내어 보다 Th1-편중된 반응을 유도하고 생물학적 반응은 마우스 및 인간 둘 다에서 삼원 복합체의 결합가(binding avidity)와 상당한 상호관련성을 가졌다.^19-21 (19) Wu, T. N.; Lin, K. H.; Chang, Y. J.; Huang, J. R.; Cheng, J. Y.; Yu, A. L.; Wong, C. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 17275; (20) Liang, P. H.; Imamura, M.; Li, X.; Wu, D.; Fujio, M.; Guy, R. T.; Wu, B. C; Tsuji, M.; Wong, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12348; 및 (21) Li, X.; Fujio, M.; Imamura, M.; Wu, D.; Vasan, S.; Wong, C. H.; Ho, D. D.; Tsuji, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 13010.

아실 쇄 상에 α-갈락토실 그룹(αGal) 및 페닐 환을 함유하는 글리코스핑고지질(GSL)은 α-갈락토실 세라미드(αGalCer)보다 더 강력하게 불변 NKT(iNKT) 세포를 자극하는 것으로 밝혀졌다. 마우스 및 인간에서 이들의 활성은 iNKT TCR과 CD1d-CSL 복합체 간의 삼원 상호작용의 결합가와 상호 관련된다.

불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포는 방대한 양의 이펙터 사이토킨을 생성하는 이들의 능력으로 인해 현저한 면역조절 능력을 갖는 것으로 공지되어 있다. 인간 불변 NKT(iNKT) 세포를 자극하고 인간에서 사이토킨 및 케모카인 생산을 조절하는 개선된 글리코스핑고지질이 요구된다.

따라서, 본 발명의 개시내용은 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 α-갈락토스(α-Gal)를 갖는 것들보다 인간에서 사이토킨 및 케모카인의 보다 강한 (그러나, 마우스에서는 보다 약한) 유도를 나타내고/나타내거나 면역 세포의 확장 및/또는 활성화를 나타낸다는 예상치 않은 발견을 기초로 한다. 글리코실 그룹 상의 4'-OH 방향의 변화는 마우스 및 인간에서 상이한 생활성을 유도하였다. 글리코실 그룹의 6번 위치에서 변화는 또한 생물학적 반응에 대해 다양한 효과를 나타내었다. α-Glc 및 4번 및/또는 6번 위치에서 F를 갖는 α-Glc의 유도체를 갖는 GSL이 본원에 개시되어 있다. α-Glc 및 α-Glc의 유도체를 갖는 GSL에 의한 iNKT와 무관한 케모카인의 유도 방법이 개시되어 있다. α-Glc 및 이의 α-Glc의 유도체를 갖는 GSL을 사용한 인간에서 면역 자극 방법이 제공된다.

본 발명의 개시내용은 이를 필요로 하는 대상체에서 항원의 면역원성을 증강시키기 위한 방법으로서, 화학식 1의 GSL을 포함하는 보조제 조성물과의 동시 투여 또는 동시 제형화로서 상기 항원을 배합 투여함을 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 면역 보조제로서 GSL의 사용은 항원에 의해 유도된 보호 면역력의 지속기간의 증진 및/또는 확장을 유도하고 이는 적어도 부분적으로 항원 특이적 Th1-형 반응의 증진 및/또는 확장에 기인한다.

본 발명의 GSL-α-Glc-함유 보조제는 임의의 항원, 특히 감염성 제제 또는 종양으로부터 유래된 항원과 함께 공동으로 투여될 수 있다. 바람직하게는, 보조제 및 항원은 가장 바람직하게 단일 용량 형태로 동시에 투여된다.

추가의 양태에서, 본 발명은 GSL을 포함하는 보조제 조성물과 함께 대상체에게 면역보호 항원을 투여함을 포함하는, 상기 대상체에서 질환을 치료하기 위한 예방학적 및/또는 치료학적 방법을 제공한다. 본원에 특정된 바와 같이, 상기 방법은 다양한 감염성 또는 신생물성 질환을 예방하고/하거나 치료하기에 유용할 수 있다.

본 발명의 방법과 연계하여, 임의로 약제학적으로 허용되는 담체 또는 부형제 뿐만 아니라, 면역학적 유효량의 항원 및 화학식 1 내에서 GSL로부터 선택되는 면역학적 유효량의 보조제를 포함하는 약제학적 및 백신 조성물이 제공된다.

따라서, 하나의 측면에서, 본 발명의 개시내용은 화학식 I의 면역 보조제 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염의 구조적 및 기능적 표본에 관한 것이다:

[화학식 I]

상기식에서,

R¹, R², R³, R⁴, R⁵, n 및 m은 본원에 기재된 바와 같다.

일부 양태에서, R⁴는 화학식 II의 화합물이다:

[화학식 II]

상기식에서,

i 및 R⁶은 본원에 기재된 바와 같다.

일부 양태에서, R⁴는 화학식 III의 화합물이다:

[화학식 III]

상기식에서,

j, k, R⁷ 및 R⁸은 본원에 기재된 바와 같다.

본 발명의 개시내용의 측면은 또한, (i) 인간을 포함하는 대상체에게 투여되는 경우 면역 반응을 자극하기에 충분한 양으로 본원에 기재된 화합물, 및 (ii) 약제학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약제학적 조성물에 관한 것이다.

일부 양태에서, 약제학적 조성물은 항원 및 백신 보조제를 포함한다. 특정 양태에서, 항원은 종양 항원이다.

일부 양태에서, 약제학적 조성물은 항암 치료제를 포함한다.

약제학적 조성물의 일부 양태에서, 화합물에서 R⁴는 치환되거나 치환되지 않은 아릴 및 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서, 상기 화합물은 Th2 사이토킨의 최소 수반된 증가와 함께 인간에서 Th1 사이토킨을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 측면은 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 면역 반응을 자극시키기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 상기 대상체에게 본원에 기재된 치료학적 유효량의 조성물을 투여함을 포함한다.

일부 측면에서, 상기 화합물은 인간에서 불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포를 상승시킬 수 있는 양으로 투여된다.

일부 측면에서, 화합물의 투여는 인간에서 사이토킨 및/또는 케모카인 생산을 증가시킨다. 일부 양태에서, 상기 사이토킨 생산은 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시키기에 충분하다. 일부 양태에서, 상기 다운스트림 면역 세포는 수지상 세포(DC), 천연 킬러 세포(NK), B 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포 중 하나 이상을 포함한다.

일부 측면에서, 사이토킨은 Th1 사이토킨을 포함한다. 일부 양태에서, Th1 사이토킨은 인터페론-감마(IFN-γ), GM-CSF, TNFα, 인터류킨 2, 인터류킨 12 및 인터류킨 10으로부터 선택된다.

일부 측면에서, 상기 케모카인은 RANTES, MIP-1α, KC, MCP-1, IP-10 및 MIG로부터 선택된다.

일부 측면에서, 상기 조성물의 투여는 항암 효과를 갖는다. 일부 양태에서, 상기 암은 폐암, 유방암, 간종양, 백혈병, 고형 종양 및 암종으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

일부 양태에서, 상기 화합물 중 R⁴는 치환되거나 치환되지 않은 아릴, 및 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서, 인간에서 Th1 사이토킨의 증가는 Th2 사이토킨에서 임의의 증가를 초과한다.

본 발명의 측면은 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포 생산을 상승시키기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은, 상기 대상체에게 치료학적 유효량의 조성물을 투여함을 포함하고, 여기서, 상기 조성물은 본원에 기재된 화합물을 포함한다. 일부 양태에서, iNKT 수준의 상승은 글리코실 헤드 그룹으로서 알파-갈락토스(αGal)를 포함하는 등가량의 당지질 유사체의 투여로부터 비롯되는 상승과 비교되는 경우 크다.

본 발명의 측면은 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 사이토킨 및/또는 케모카인 생산을 자극하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 치료학적 유효량의 조성물을 대상체에게 투여함을 포함하고, 여기서, 상기 조성물은 본원에 기재된 화합물의 사이토킨/케모카인 생산을 증가시키기에 충분한 양을 포함한다.

일부 측면에서, 사이토킨 생산은 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시키기에 충분하다. 일부 양태에서, 상기 다운스트림 면역 세포는 수지상 세포(DC), 천연 킬러 세포(NK), B 세포, CD4⁺T 및 CD8⁺T 세포 중 하나 이상을 포함한다.

일부 측면에서, 상기 사이토킨은 Th1 사이토킨을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 사이토킨은 인터페론-감마(TFN-γ), GM-CSF, TNFα, 인터류킨 2, 인터류킨 12 및 인터류킨 10으로부터 선택된다.

이들 및 다른 측면은 하기의 도면과 연계하여 취해진 바람직한 양태의 하기의 기재로부터 자명할 것이지만, 여기서의 변형 및 변이는 본원 기재의 신규 개념의 취지 및 범위로부터 벗어나는 것 없이 영향을 받을 수 있다.

하기의 도면은 본원 명세서의 일부를 형성하고 본 발명의 개시내용의 특정 측면을 추가로 입증하기 위해 포함되고, 이의 발명은 본원에 제공된 특정 양태의 상세한 기재와 함께 이들 도면 중 하나 이상을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 다음을 보여준다: αGal 또는 αGlc를 갖는 당지질의 구조. 7DW8-5-Man은 αMan을 갖는 유일한 화합물이다.
도 2는 다음을 보여준다: αGal을 갖는 당지질 유사체는 마우스에서 αGlc를 갖는 것들보다 강한 면역 조절제이지만 인간에서는 보다 약한 면역 조절제이다. B6 야생형 및 Jα18 녹아웃 마우스(n=4)에 지정된 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클을 정맥내 주사하였다. 주사 후 2시간 및 18시간째에 수거된 혈청은 IFN-γ(2A) 및 IL-4(2B)와 같은 사이토킨의 분비에 대해 분석하였다. IFN-γ 및 IL-4는 각각 주사후 18시간 및 2시간째에 정점이었다. (2C) 지정된 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클(PBS 중 1% DMSO)로 처리된 B6 WT 마우스는 주사 후 72시간째에 희생시키고 이들의 비장 세포는 총 CD3⁺ 세포의 결정을 위해 FACS 분석에 적용하였다. (2D) 인간의 순수 Vα24+ iNKT 세포는 2일째에 100 ng/ml의 지정된 당지질 또는 DMSO로 펄싱된 자가 비성숙 CD14+ DC와 함께 배양하였다. 3일째에 항원 제거 후, 인간 iNKT 세포는 IL-2의 존재하에 배양하였다. 확장된 iNKT 세포의 수는 9일째에 Guava ViaCount 시약을 사용하여 계수하였다. 스튜던트 t 시험을 선택하여 7DW8-5와 7DW8-5-Glc 간의 차이를 분석하였고 p < 0.001이다***. 분석은 유사한 경향을 갖는 2마리의 상이한 공여자에서 수행하였다.
도 3은 다음을 보여준다: iNKT 세포와 CD1d-당지질 복합체의 삼원 상호작용. (3A) DN3A4-1.2 Vαl4+ iNKT 하이브리도마 세포 및 (3B) 7DW8-5-확장된 Vα24+ iNKT 세포는 각각 4℃에서 30분 동안 다양한 농도의 지정된 이량체 mCD1d-당지질 및 hCD1d-당지질 복합체와 함께 배양하였다. 지정된 농도에서 결합된 복합체의 수준은 항-mIgG1 2차 항체에 의해 검출하였고 유동 세포계수법에 의해 분석하였다. CD1ddi-당지질 복합체의 결합 %와 농도 간의 관계는 마우스(3A) 및 인간(3B)에서 플롯팅하였다. 마우스(3C)와 인간(3D)에서 KD 값은 각각 플롯(3A) 및 (3B)의 스카챠드 변환(Scatchard transformation)으로부터 계산하였다. 분석은 2회 수행하였다.
도 4는 다음을 보여준다: mCD1d 대 hCD1d 스와핑 분석. (4A) 쥐 DN3A4-1.2 Val4+ iNKT 하이브리도마 세포 또는 (4B) C1-확장된 Vα24+ iNKT 세포는 1, 0.1 및 0.01㎍/ml에서 mCD1d(A20-CD1d 세포) 또는 hCDld(HeLa-CD1d 세포)에 의해 제공되는 지정된 당지질로 펄싱하였다. 18시간 후, 상등액을 수거하여 ELISA 분석(4A)에 의해 또는 Beadlyte® 인간 사이토킨 키트 및 Luminex® 200TM 판독 시스템(4B)을 사용하여 IL-2 분비를 측정하였다. 분석은 3회 수행하였다. 8-5는 7DW8-5의 약어였다.
도 5는 다음을 보여준다: CDld-GSL-iNKT TCR의 삼원 복합체의 컴퓨터 모델링. 마우스(5A) 및 인간(5B)의 CD1d-C1-iNKT TCR 복합체 내(5A)/(5B) 수소 결합을 나타낸다. 수소 결합의 형성은 iNKT TCR의 CD1d 및 인간 Gly96(마우스 Gly96)의 인간 Asp80(마우스 Asp80), 인간 Thr154(마우스 Thrl56), 인간 Asp151(마우스 Asp 153)을 포함하는 보존된 잔기에서 주지되었다. 추가로, iNKT TCR의 마우스 Asn30 및 인간 Phe29 및 Ser30은 Cl의 3'- 및/또는 4'-OH와 H-결합 상호작용을 형성하는 주요 잔기였다. (5C) 글루코스의 중앙 4'-OH는 인간 iNKT TCR-Phe51 및 hCDld-Trp153에 의해 포집된 결정수와 보다 강하게 상호작용함에 의해 Phe29 상호작용의 상실을 보상할 수 있다. (5D) 방향족 상호작용으로부터 보다 높은 에너지는 C34 또는 C34-Glc의 아실 쇄를 CD1d 내 A' 채널의 보다 낮은 위치(Cys 12 근처)로 구동시시켜, 헤드 그룹의 배향에 대해 미묘한 동요를 유도할 수 있다. (5E) Autodock4.2를 사용한 삼원 복합체의 계산된 자유 에너지
도 6은 다음을 보여준다: 7DW8-5-Glc에 의해 유발된 용량 의존적 케모카인 분비. B6 야생형 마우스에 0.1 또는 1g/마우스로 7DW8-5-Glc를 정맥내 주사하였다. 주사 후 2시간 및 18시간에 수거된 혈청은 IP-10(6A), KC(6B), MCP-1(6C), 및 MIP-1α(6D)와 같은 케모카인 분비에 대해 분석하였다. 이들 케모카인은 주사 후 2시간째에 정점이었다.
도 7은 다음을 보여준다: 사이토킨 및 케모카인의 iNKT-의존성 생산. B6 야생형 및 Jα18 녹아웃 마우스에 지정된 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클을 정맥내 주사하였다. 주사 후 2시간 및 18시간째에 수거된 혈청은 IL-2(7A), IL-6(7B), GM-CSF(7C) 및 TNFα(7D)와 같은 사이토킨, 및 IP-10(7E), MIG(7F), KC(7G) 및 MCP-1(7H)과 같은 케모카인에 대해 분석하였다. 주사 후 18시간째에 MIG만이 정점이었고 다른 것들은 주사 후 2시간째에 정점이었다.
도 8은 다음을 보여준다: 지정된 당지질 자극 후 WT 마우스 면역 세포의 FACS 분석. 지정된 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클(PBS 중 1% DMSO)로 처리된 B6 WT 마우스는 주사 후 72시간째에 희생시키고 이들의 비장 세포는 FACS 분석에 적용하였다. (8A) 총 비장 세포, (8B) 총 CD11Chi 세포, (8C) CD11Chi/CD80+ 세포, (8D) CD11Chi/CD86+ 세포, (8E) CD4+ T 세포 및 (8F) CD8+ T 세포.
도 9는 다음을 보여준다: 지정된 당지질 자극 후 Jα18 KO 마우스 면역 세포의 FACS 분석. 지정된 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클(PBS 중 % DMSO)로 처리된 B6 Jα18 KO 마우스는 주사 후 72시간째에 희생시키고 이들의 비장 세포는 FACS 분석에 적용하였다. (9A) 총 비장 세포, (9B) 총 CD11Chi 세포, (9C) CD11Chi/CD80+ 세포, (9D) CD11Chi/CD86+ 세포, (9E) CD4+ T 세포 및 (9F) CD8+ T 세포(스튜던트 t 시험: *, p < 0.05, D와 비교되는 바와 같이)
도 10은 다음을 보여준다: mCD1d와 당지질 간의 이원 복합체의 결합 강도. (10A, 10B) ELISA 플레이트 상에 피복된 상이한 농도의 mCD1d-당지질 복합체는 비오틴과 접합된 포화된 양의 L363 항체로 항온처리하고 이어서 스트렙타비딘-HRP 검출 및 ELISA 측정하였다. (10A) L363 항체 결합을 반영하는 OD 값과 CD1ddi-당지질 복합체의 농도 간의 관계는 플롯팅하였다. (10B) L363 항체와 지정된 mCD1d-당지질 복합체 간의 해리 상수(KD)는 재료 및 방법에 기재된 바와 같이 계산하였다. (1OC) L363 항체 결합을 반영하는 OD 값과 당지질의 농도 간의 관계를 플롯팅하였다. (10D) 이원 복합체의 KD값은 L363 항체 결합 곡선의 사카차드 변환의 선형 회귀 분석으로부터 계산하였다(1OC).
도 11은 다음을 보여준다: 생체내 C1-펄싱된 비장 세포의 CD1d 이량체 염색. B6 WT 비장 세포(n=3)는 C1(1㎍/마우스)을 주사한 후 3일째에 수거하고 4℃에서 1시간 동안 CD3, CD45R 및 RPE와 접합된 지정된 이량체 복합체로 염색시켰다. (11A) CD3+/CD45R-세포는 게이팅하여 이량체 염색을 분석하였다. (11B) 비로딩된 이량체는 대조군으로서 사용하였다. (11C) C1-펄싱된 비장 세포의 7DW8-5-Glc 염색된 17.1 ± 0.8%가 로딩된 mCD1d 이량체. (11D) C1-펄싱된 비장 세포의 7DW8-5 염색된 36.2 ± 5.0%가 로딩된 mCD1d 이량체.
도 12는 다음을 보여준다: mCDld 대 hCDld 스와핑 분석. Cl-확장된 Vα24+ iNKT 세포는 1, 0.1 및 0.01㎍/ml에서 mCD1d(A20-CD1d 세포) 또는 hCD1d(HeLa-CD1d 세포)에 의해 제공된 지정된 당지질 항원으로 펄싱하였다. 18시간 후, 상등액은 IFN-γ(12A) 및 IL-4(12B) 분비의 측정을 위해 수거하였다. (12C) IL-4에 대한 IFN-γ의 비율은 당지질의 상이한 농도에서 계산하였다. 상이한 당지질 기원의 IL-4에 대한 IFN-γ의 비율은 스튜던트 t 시험에 의해 지정된 농도에서 C1으로부터의 비율과 비교하였다(*, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.001). 분석은 3회 수행하였다.

천연 킬러 T 세포(NKT)는 CD1d에 의해 제공된 천연 또는 합성 당지질에 대한 반응성 및 불변 T 세포 항원 수용체(TCR) 알파 쇄의 발현을 포함하는 독특한 성질을 갖는 T 림프구의 서브세트를 나타낸다. NKT는 이들이 천연 킬러 세포 및 T 세포 둘 다의 성질을 공유하고 이들의 리간드(선천적 면역력)를 사용한 자극시 TH1-형 및 TH2-형 반응 둘 다를 신속하게 신속하게 생성할 수 있다는 점에서 기능적으로 분화된 통상의 αβ T 세포와는 상이하다. NKT의 활성화는 역설적으로 면역 반응의 억제 또는 자극을 유도할 수 있다. 예를 들어, TH1 사이토킨의 생산은 항종양, 항바이러스/항세균 및 보조제 활성과 함께 세포 면역력을 촉진시키는 것으로 사료되는 반면, TH2 사이토킨 생산은 자가면역 질환을 진정시키고 항체 생산을 촉진시키는 것으로 사료된다. NKT는 면역계에서 조절 역할을 수행하기 때문에, 이들은 면역치료에 매력적인 표적이다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 개시내용은 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)이 α-갈락토스(α-Gal)를 갖는 것들보다 인간에서 보다 강한 (마우스에서는 보다 약한) 사이토킨 및 케모카인의 유도 및 면역 세포의 확장 및/또는 활성화를 나타낸다는 예상치 않은 발견을 기초로 한다. 따라서, 방법 및 예시적 GSL을 포함하는 조성물이 본원에 제공된다.

달리 지적되지 않는 한, 본 발명의 수행은 당업계의 기술 내에 있는 분자 생물학, 미생물학, 재조합 DNA 및 면역학의 통상의 기술을 사용한다. 상기 기술은 문헌에서 충분히 설명된다. 예를 들어, 문헌[Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2nd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989); DNA Cloning, Volumes I and Π (D. N. Glover ed., 1985); Culture Of Animal Cells (R. I. Freshney, Alan R. Liss, Inc., 1987); Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); the treatise, Methods In Enzymology (Academic Press, Inc., N.Y.); Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells (J. H. Miller and M. P. Calos eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Methods In Enzymology, Vols. 154 and 155 (Wu et al. eds.), Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer and Walker, eds., Academic Press, London, 1987); Antibodies: A Laboratory Manual, by Harlow and Lanes (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1988); and Handbook Of Experimental Immunology, Volumes I-IV (D. M. Weir and C. C. Blackwell, eds., 1986)]을 참조한다. 추가로, 면역 보조제를 제조하고 사용하는 방법은 미국 특허 제7,488,491호 및 제7,928,077호에 기재되어 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "지질"은 세포 시그날 전달에 관여하는 임의의 지용성(친지성) 분자를 언급한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "당지질"은 세포 인지를 위한 마커로서 작용하는 탄수화물-부착된 지질을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "글리캔"은 폴리사카라이드 또는 올리고사카라이드를 언급한다. 글리캔은 또한 본원에서 당단백질, 당지질, 당펩타이드, 글리코프로테옴, 펩티도글리캔, 리포폴리사카라이드 또는 프로테오글리캔과 같은 당접합체의 탄수화물 부분을 언급하기 위해 사용된다. 글리캔은 일반적으로 유일하게 모노사카라이드 사이에 O-글리코시드 연결로 이루어진다. 예를 들어, 셀룰로스는 베타-1,4-연결된 D-글루코스로 구성된 글리캔(또는 보다 구체적으로는 글루칸)이고, 키틴은 베타-1,4-연결된 N-아세틸-D-글루코사민으로 구성된 글리캔이다. 글리캔은 모노사카라이드 잔기의 동종 또는 이종중합체일 수 있고 선형 또는 분지형일 수 있다. 글리캔은 당단백질 및 프로테오글리캔에서와 같이 단백질에 부착되어 있는 것으로 밝혀져질 수 있다. 이들은 일반적으로 세포의 외부 표면 상에서 발견된다. O- 및 N-연결된 글리캔은 진핵세포에서 매우 통상적인 것이지만 또한 덜 통상적일지라도 원핵 세포에서 발견될 수 있다. N-연결된 글리캔은 서열에서 아스파라긴의 R-그룹 질소(N)에 부착되어 있는 것으로 밝혀졌다. 상기 서열은 Asn-X-Ser 또는 Asn-X-Thr 서열이고, 여기서, X는 프롤린을 제외한 임의의 아미노산이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "당단백질"은 글리캔(들)로 공유적으로 변형된 단백질을 언급한다. 4가지 유형의 당단백질이 있다: 1) N-연결된 당단백질, 2) O-연결된 당단백질(뮤신), 3) 글루코스아미노글리캔(GAG, 또한 이는 프로테오글리캔으로 불리운다), 4) GPI-앵커된. 대부분의 당단백질은 구조적 마이크로-이종성(동일한 당화 부위내 부착된 다중의 상이한 글리캔 구조) 및 구조적 마크로-이종성(다중 부위 및 글리캔 부착의 유형)을 갖는다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "유사체"는 화합물, 예를 들어, 약물을 언급하고, 이의 구조는 또 다른 화합물의 구조와 관련되지만 이의 화학적 및 생물학적 성질은 매우 상이할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항원"은 면역 반응을 유발할 수 있는 임의의 물질로서 정의된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "병원체"는 이의 숙주에 질환 또는 병을 유발하는 생물학적 제제이다. 신체는 인간 면역계 형태로 통상의 병원체(예를 들어, 폐포자충) 중 일부에 대한 많은 천연 방어를 함유한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역원"은 DNA 백신과 같은 항원의 생성을 유도할 수 있는 항원 또는 물질을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역원성"은 면역 반응을 자극하는 면역원, 항원 또는 백신의 능력을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역치료제"는 예방학적 및/또는 치료학적 목표를 성취하기 위한 면역계를 조절하는 개념을 기초로 하는 일련의 치료 전 략을 언급한다.

다른 정의

본원에 사용된 바와 같은 용어 "치료하는" 및 "치료"는 증상의 중증도 및/또는 발병 빈도를 감소시키고/시키거나, 증상 및/또는 바탕이 되는 원인을 제거하고/하거나 손상의 개선 또는 치료를 촉진시키기 위해, 부작용, 장애 또는 질환을 앓는 임상적으로 증상을 나타내는 개체에게 제제 또는 제형의 투여를 언급하기 위해 사용된다. 용어 "예방하는" 및 "예방"은 특정 부작용, 장애 또는 질환에 민감하고 따라서 증상 및/또는 이들의 바탕이 되는 원인의 발생의 예방에 관한 임상적으로 무증상의 개체에게 제제 또는 조성물의 투여를 언급한다. 달리 지적되지 않는 경우, 명백하게 또는 함축적으로, 용어 "치료"(또는 "치료하는")가 가능한 예방에 대한 언급 없이 사용되는 경우 이는 예방이 또한 포괄되는 것으로 의도되다.

"임의의 치환체" 또는 "임의로 존재하는 첨가제"에서와 같이 "임의의" 또는 "임의로 존재하는"은 후속적으로 기재된 성분(예를 들어, 치환체 또는 첨가제)가 존재하거나 존재하지 않을 수 있어 상기 기재는 성분이 존재하는 경우 및 이것이 존재하지 않는 경우를 포함함을 의미한다.

"약제학적으로 허용되는"은 생물학적으로 또는 달리 바람직하지 않지 않는 물질을 의미하고, 예를 들어, 상기 물질은 투여 형태 제형의 다른 임의의 성분들과 임의의 바람직하지 못한 생물학적 효과를 유발하거나 상호작용하는 것 없이 본 발명의 제형으로 혼입될 수 있다. 그러나, 용어 "약제학적으로 허용되는"이 약제학적 부형제를 언급하기 위해 사용되는 경우, 이것은 상기 부형제가 독성학적 및 제조 시험의 요구되는 기준을 충족하고/하거나 이것이 미국 식품의약 안정청에 의해 발간된 불활성 성분 가이드상에 포함됨을 의미한다. 하기에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, "약리학적 활성" 유도체 또는 유사체에서와 같이 "약리학적 활성" (또는 단순히 "활성")은 모(parent) 제제와 동일한 유형의 약리학적 활성을 갖는 유도체 또는 유사체를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역원"은 항원, 또는 DNA 백신과 같은 항원의 생성을 유도할 수 있는 물질을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역치료"는 예방학적 및/또는 치료학적 목표를 성취하기 위해 면역계를 조절하는 개념을 기초로 하는 일련의 치료 전략을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "사이토킨"은 전구체 세포가 독특한 특수화된 세포 유형으로 되게하는 유전자 발현의 변화를 통상적으로 포함하는 면역 세포 분화 과정에 영향을 미침에 의해 면역 반응의 강도 및 지속성을 조절하는 임의의 다수의 작은 분비된 단백질을 언급한다. 사이토킨은 이들의 추정된 기능, 분비 세포 또는 작용 표적을 기준으로 림프호킨, 인터류킨 및 케모카인으로서 다양하게 호칭된다. 예를 들어, 일부 통상적인 인터류킨은 IL-12, IL-18, IL-2, IFN-γ, TNF, IL-4, IL-10, IL-13, IL-21 및 TGF-β를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. "사이토킨"은 세포내 매개체로서 또 다른 세포 집단에 작용하는 하나의 세포 집단에 의해 방출되는 단백질 그룹에 대한 속칭이다. 상기 사이토킨의 예는 림포킨, 모노킨 및 통상의 폴리펩타이드 호르몬이다. 사이토킨 중에는 인터페론(IFN, 특히 IFN-γ), 인터류킨(IL, 특히 IL-1, IL-2, IL-4, IL-10, IL-12), 콜로니 자극 인자(CSF), 트롬보포이에틴(TPO), 에리트로포이에틴(EPO), 백혈병 억제 인자(LIF), 키트-리간드, 성장 호르몬(GH), 인슐린형 성장 인자(IGF), 부갑상선 호르몬, 티록신, 인슐린, 리랙신, 여포 자극 호르몬(FSH), 갑상선 자극 호르몬(TSH), 황체 형성 호르몬(LH), 조혈 성장 인자, 간 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자(FGF), 프롤락틴, 태반성 락토겐, 종양 괴사 인자(TNF), 물러리안-억제 물질, 마우스 고나도트로핀-연합 펩타이드, 인히빈, 액티빈, 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 인테그린, 신경 성장 인자(NGF), 혈소판 성장 인자, 형질전환 성장 인자(TGF), 골유도 인자 등이 포함된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "케모카인"은 림프구의 이동 및 활성화를 위한 수단을 제공하는 감염 부위에서 방출되는 임의의 다양한 작은 화학주성 사이토킨을 언급한다. 케모카인은 백혈구는 감염 부위로 유인한다. 케모카인은 이들을 4개의 그룹으로 할당되도록 하는 보존된 시스테인 잔기를 갖는다. 대표적인 케모카인과 함께 상기 그룹은 C-C 케모카인(RANTES, MCP-1, MIP-1α, 및 MIP-1β), C-X-C 케모카인(IL-8), C 케모카인(림포탁틴), 및 CXXXC 케모카인(프락탈킨)이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "에피토프"는 항체 또는 T 세포 수용체의 항원 결합 부위와 접촉하는 항원 분자의 일부로서 정의된다.

마우스 및 인간에서 삼원 복합체의 차등적 결합가를 추가로 설명하기 위해, 컴퓨터 모델링은 각각 쥐 및 인간 CD1d-αGalCer-iNKT TCR 복합체(PDB 접근 코드 3HUJ, 3QUX, 3QUY, 3QUZ, 및 3HE6)의 x-선 구조를 기초로 수행하였다.^27-29 (27) Borg, N. A.; Wun, K. S.; Kjer-Nielsen, L.; Wilce, M. C.; Pellicci, D. G.; Koh, R.; Besra, G. S.; Bharadwaj, M.; Godfrey, D. I.; McCluskey, J.; Rossjohn, J. Nature 2007, 448, 44; (28) Pellicci, D. G.; Patel, O.; Kjer-Nielsen, L.; Pang, S. S.; Sullivan, L. C.; Kyparissoudis, K.; Brooks, A. G.; Reid, H. H.; Gras, S.; Lucet, I. S.; Koh, R.; Smyth, M. J.; Mallevaey, T.; Matsuda, J. L.; Gapin, L.; McCluskey, J.; Godfrey, D. I.; Rossjohn, J. Immunity 2009, 31, 47; 및 (29) Aspeslagh, S.; Li, Y.; Yu, E. D.; Pauwels, N.; Trappeniers, M.; Girardi, E.; Decruy, T.; Van Beneden, K.; Venken, K.; Drennan, M.; Leybaert, L.; Wang, J.; Franck, R. W.; Van Calenbergh, S.; Zajonc, D. M.; Elewaut, D. EMBO J. 2011, 30, 2294.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "백신"은 유기체가 유발하는 질환에 대한 면역력을 부여하기 위해 사용되는, 전체 질환-유발 유기체(사멸되거나 약화된) 또는 단백질, 펩타이드 또는 폴리사카라이드와 같은 상기 유기체의 성분들로 이루어진 항원을 함유하는 제제를 언급한다. 백신 제제는 천연이거나 합성되거나 재조합 DNA 기술에 의해 유래된 것일 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역원성 보조제"는 면역원에 대한 면역 반응을 증진시키거나 변형시키는 면역원과 연계하여 사용되는 물질을 언급한다. 구체적으로, 상기 용어 "보조제" 및 "면역보조제"는 본 발명에서 상호교환적으로 사용되고 단독으로 숙주에게 투여되는 경우 비-면역원성일 수 있지만 항원과 동시에 투여되는 경우 또 다른 항원과의 숙주의 면역 반응을 증강시키는 화합물 또는 혼합물을 언급한다. 보조제-매개된 면역 반응의 증진 및/또는 면역 반응의 지속기간의 연장은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 평가될 수 있고 제한 없이 하기 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지 않는다: (i) 단독의 항원을 사용한 면역화에 응답하여 생산되는 것들에 비해 보조제/항원 배합과의 면역화에 응답하여 생성되는 항체 수의 증가; (ii) 항원 또는 보조제를 인지하는 T 세포 수의 증가; 및 (iii) 하나 이상의 I형 사이토킨의 수준 증가.

본 발명의 예시적 보조제는 화학식 1로 나타낼 수 있는 화합물을 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 예시적 보조제는 인간에 사용하기 위해 약제학적으로 허용된다.

본 발명의 보조제는 항원을 포함하는 약제학적 또는 백신 조성물의 일부로서 또는 항원을 함유하는 제2 조성물과 함께 투여되는 별도의 제형으로서 투여될 수 있다. 임의의 이들 조성물에서, α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 다른 보조제 및/또는 부형제/담체와 배합될 수 있다. 이들 다른 보조제는 오일-에멀젼 및 유화제-기반 보조제, 예를 들어, 완전한 프룬트 보조제, 불완전 프룬트 보조제, MF59 또는 SAF; 무기물 겔, 예를 들어, 수산화알루미늄(alum), 인산알루미늄 또는 인산칼슘; 미생물적으로-유래된 보조제, 예를 들어, 콜레라 독소(CT), 백일해 독소, 에스케리치아 콜라이 열-불안정한 독소(LT), 돌연변이 독소(예를 들어, LTK563 또는 LTR72), 바실 칼메트-구에린(BCG), 코리네박테리움 파루붐, DNA CpG 모티프, 무라밀 디펩타이드, 또는 모노포스포릴 지질 A; 미립자 보조제, 예를 들어, 면역자극 복합체(ISCOM), 리포좀, 생분해가능한 마이크로스피어, 또는 사포닌(예를 들어, QS-21); 사이토킨, 예를 들어, IFN-γ, IL-2, IL-12 또는 GM-CSF; 합성 보조제, 예를 들어, 비이온성 블록 공중합체, 무라밀 펩타이드 유사체(예를 들어, N-아세틸-무라밀-L-트레오닐-D-이소글루타민[thr-MDP], N-아세틸-노르-무라밀-L-알라닐-D-이소글루타민, N-아세틸무라밀-L-알라닐-D-이소글루타미닐-L-알라닌-2-[1'-2'-디팔미토일-sn-글리세로-3-하이드록시포스포릴옥시]-에틸아민), 폴리포스파젠, 또는 합성 폴리뉴클레오타이드, 및 표면 활성 물질, 예를 들어, 리솔레시틴, 플루로닉 폴리올, 폴리음이온, 펩타이드, 탄화수소 에멀젼, 또는 키홀 림펫 헤모시아닌(KLH)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 이들 추가의 보조제는 또한 인간에 사용하기 위해 약제학적으로 허용된다.

본 발명의 의미 내에서, 용어 "공동 투여 또는 동시 투여"는 하나의 조성물에서 동시 또는 상이한 조성물에서 동시에 또는 연속적으로 면역 보조제와 항원의 투여를 언급하기 위해 사용된다. 그러나, "공동"으로 고려될 연속 투여를 위해, 항원 및 보조제는 보조제가 항원에 대한 면역 반응을 여전히 증강시키는 시간 간격으로 별도로 투여되어야만 한다. 예를 들어, 항원이 폴리펩타이드인 경우, 항원 및 보조제는 동일한 날에 투여되고, 바람직하게는 서로 1시간 이내에 그리고 가장 바람직하게는 동시에 투여된다. 그러나, 핵산이 대상체로 전달되고 폴리펩타이드 항원이 대상체의 세포에서 발현되는 경우, 보조제는 핵산 투여 24시간 이내에, 바람직하게는 6시간 이내에 투여된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역원성"은 제제가 체액성 또는 세포성 면역 반응을 유발할 수 있고 바람직하게는 둘 다를 유발할 수 있음을 의미한다. 면역원성 실체는 또한 항원성이다. 면역원성 조성물은 면역계를 갖는 동물에게 투여되는 경우 체액성 또는 세포성 면역 반응 또는 둘 다를 유발하는 조성물이다.

용어 "항원"은 면역계를 갖는 숙주, 동물 또는 인간에게 도입되는 경우(직접적으로 또는 예를 들어, DNA 백신 내에서와 같은 발현) 숙주의 면역계에 의해 인지되고 면역 반응을 유발할 수 있는 임의의 제제(예를 들어, 단백질, 펩타이드, 폴리사카라이드, 당단백질, 당지질, 핵산 또는 이의 배합물)를 언급한다. 본원에 정의된 바와 같이, 항원-유도된 면역 반응은 체액성 또는 세포-매개된 것 또는 둘 다일 수 있다. 제제는 이것이 면역글로불린(항체) 또는 T 세포 항원 수용체(TCR)와 같은 면역계의 항원 인지 분자와 특이적으로 상호작용할 수 있는 경우 "항원성"인 것으로 호칭된다. 본 발명의 의미 내에서, 상기 항원은 바람직하게는, "표면 항원," 즉, 병원체의 표면 또는 감염된 세포의 표면 또는 종양 세포의 표면 상에서 천연적으로 발현되는 "표면 항원"이다. 항원성인 분자는 보조제 또는 담체 없이 그 자체가 면역원성, 즉 면역 반응을 유발할 수 있는 면역원성일 필요가 없다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "항원 특이적"은 특정 항원 또는 상기 항원의 단편의 공급이 특이적 세포 특성을 유발하도록 하는 세포 집단의 성질을 언급한다.

용어 "에피토프" 또는 "항원성 결정인자"는 B 세포 또는 T 세포 또는 둘 다에 의해 인지되는 항원의 임의의 일부를 언급한다. 바람직하게는, 면역글로불린(항체) 또는 T 세포 항원 수용체(TCR)의 항원 인지 부위와 상기 에피토프의 상호작용은 항원-특이적 면역 반응의 유도를 유발한다. T 세포는 단지 이들이 보다 작은 펩타이드로 절단되고 또 다른 세포 표면 상에 위치한 "주요 조직적합성 복합체(MHC)"로 불리우는 복합체에서 제공되는 경우 단백질을 인지한다. 2개 부류의 MHC 복합체-I 부류 및 II 부류가 있고 각각의 부류는 많은 상이한 대립형질로 구성된다. I 부류의 MHC 복합체는 실제로 모든 세포상에서 발견되고 세포 내부에서 생산되는 단백질로부터 기원하는 펩타이드를 제공한다. 따라서, I 부류의 MHC 복합체는 발암유전자의 발현의 결과로서 암성이 되는, 바이러스 또는 세포에 의해 감염된 세포를 사멸시키기 위해 유용하다. 이들의 표면 상에 CD8로 호칭되는 단백질을 갖는 T 세포는 T 세포 수용체(TCR)를 통해 I 부류의 MHC/펩타이드 복합체에 특이적으로 결합한다. 이것은 세포용해 이펙터 활성을 유도한다. II 부류의 MHC 복합체는 단지 항원-제공 세포(APC) 상에서만 발견되고 APC에 의해 세포내이입된 순환 병원체로부터 기원하는 펩타이드를 제공하기 위해 사용된다. CD4로 호칭되는 단백질을 갖는 T 세포는 TCR을 통해 II 부류의 MHC/펩타이드 복합체에 결합한다. 이것은 면역 반응을 자극하는 특이적 사이토킨의 합성을 유도한다. I 부류의 MHC 제공을 통해 면역계에 의해 효과적으로 인지되기 위해서는 항원성 폴리펩타이드는 적어도 약 8 내지 10개의 아미노산의 에피토프를 함유해야만 하고, II 부류의 MHC 제공을 통해 면역계에 의해 효과적으로 인지되기 위해서는 항원성 폴리펩타이드는 적어도 약 13 내지 25개의 아미노산의 에피토프를 함유해야만 한다. 문헌[참조: Fundamental Immunology, 3 Edition, W. E. Paul ed., 1999, Lippincott-Raven Publ]을 참조한다.

용어 "종-특이적" 항원은 특정 종 내에 존재하거나 이로부터 유래되는 항원을 언급한다. 따라서, 용어 "말라리아-유래된" 또는 "말라리아-특이적" 항원은 천연(예를 들어, 조사된 스포로조이트(sporozoite) 또는 합성(예를 들어, 화학적으로 생성된 다중 항원 펩타이드[MAP] 또는 재조합적으로 합성된 폴리펩타이드) 항원을언급하고, 이는 플라스모디움(Plasmodium)(상기 플라스모디움은 제한없이 피. 팔시파룸(P. falciparum), 피. 비박스(P. vivax), 피. 말라리아(P. malariae), 피. 오발레(P. ovale), 피. 레이케노위(P. reichenowi), 피. 노울레시(P. knowlesi), 피. 시노몰기(P. cynomolgi), 피. 브라실리아눔(P. brasilianum), 피. 이오엘리(P. yoelii), 피. 베르그헤이(P. berghei), 또는 피. 카바우디(P. chabaudi)이다)을 구성하는 단백질 중 어느 하나로부터 유래된 하나 이상의 에피토프(B 세포 및/또는 T 세포)를 포함하고 적어도 5 내지 10개의 아미노산 잔기를 포함한다. 항원 생성을 위해 바람직한 원형질성 단백질은 서컴스포로조이트(circumsporozoite)(CS) 단백질이지만, 다른 단백질, 예를 들어, 또한 스포로조이트 표면 단백질 2(SSP2)로 호칭되는 트롬보스폰딘 관련 접착(어나니머스) 단백질(TRAP), LSA I, hsp70, SALSA, STARP, Hep17, MSA, RAP-1, RAP-2, 등이 사용될 수 있다.

용어 "백신"은 수용자에서 보호 면역을 유발하기 위해 사용될 수 있는 조성물(예를 들어, 아데노바이러스 벡터, 신드비스 바이러스 벡터 또는 폭스 바이러스 벡터와 같은 단백질 또는 벡터)을 언급한다. 일부 개체가 강하거나 보호 면역 반응 또는 일부 경우에 임의의 면역 반응을 증가시키는데 실패할 수 있기 때문에 효과적이기 위해서는 본 발명의 백신이 면역화된 집단의 일부에서 면역력을 유발할 수 있는 것으로 주지되어야만 한다. 이러한 무능력은 개체의 유전학적 배경 또는 면역결핍 조건(후천성 또는 선천성) 또는 면역 억제(예를 들어, 화학치료를 사용한 치료 또는 예를 들어, 기관 거부를 예방하거나 자가면역 병태를 억제하기 위한 면역억제 약물의 사용으로 인해)로부터 기원할 수 있다. 백신 효능은 동물 모델에서 확립될 수 있다.

용어 "DNA 백신"은 당업계의 일상적 용어이고 본원에서 재조합 벡터에 의해 전달되는 백신을 언급하기 위해 사용된다. 본원에 사용되는 또 다른 용어 및 보다 기술적 용어는 "벡터 백신"(일부 잠재적 벡터, 예를 들어, 레트로바이러스 및 렌티바이러스는 RNA 바이러스이고 일부 경우에, DNA 대신 비-바이러스 RNA는 벡터를 통해 세포로 전달되기 때문에)이다. 일반적으로, 상기 벡터는 수지상 세포(DC)와 같은 적당한 항원 제공 세포의 생체내이지만 생체외 형질도입으로 투여되고, 생체내 형질도입된 세포의 투여가 또한 고려된다.

본원에 사용되는 용어 "치료하다"는 대상체에서 질환의 적어도 하나의 증상을 경감시키거나 완화시킴을 의미한다. 본 발명의 의미에서, 용어 "치료하다"는 또한 선개방, 즉 감염과 질환의 임상적 징후 사이의 기간을 지연시키는 것을 의미할 수 있다. 바람직하게는, 질환은 감염성 질환(예를 들어, 바이러스, 세균, 기생충 또는 진균류) 또는 악성 종양(예를 들어, 고형 종양 또는 혈액 종양, 예를 들어, 육종, 암종, 신경교종, 유방암종, 췌장암, 유방암, 난소암, 전립선암, 림프종, 백혈병, 흑색종 등)이다.

본원에 사용된 용어 "보호하다"는 적절하게 대상체에서 발병된 질환 또는 계속된 질환, 또는 둘 다를 예방하거나 치료하는 것을 의미한다. 본 발명의 의미 내에서, 질환은 감염(예를 들어, 바이러스, 세균, 기생충 또는 진균류) 및/또는 악성종양(예를 들어, 고형 종양 또는 혈액 종양, 예를 들어, 육종, 암종, 신경교종, 유방암종, 췌장암, 유방암, 난소암, 전립선암, 림프종, 백혈병, 흑색종 등)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라, 화학식 1의 예시적 제제를 포함하는 보조제와 공동으로 종양-특이적 항원의 치료학적 투여는 종양 성장 및 전이의 지연 또는 심지어 종양 퇴행을 유도하는 항종양 면역 반응을 증진시킬 수 있다.

용어 "보호적 면역력"은 동일하거나 관련된 항원에 대한 반복된 노출시 질환의 발병을 예방하거나 지연시키는, 상기 항원의 로딩에서 불활성화 및/또는 감소, 및 오래 지속적인 면역력(예를 들어, 항체의 생성을 통한 후천성)을 유도하는, 숙주 동물에서의 면역 반응(능동/후천성 또는 수동/선천성 또는 이 둘 다)을 언급한다. "보호 면역 반응"은 예를 들어, 병원체 또는 감염된 세포의 로딩을 제거하거나 감소시키기 위해 또는 면역화된(백신접종된) 대상체에서 종양 부하량을 감소시키는데 효과적인 체액성(항체) 면역력 또는 세포 면역력 또는 둘 다를 포함한다. 본 발명의 의미 내에서, 보호적 면역력은 부분적일 수 있다.

면역계는 2개의 일반적 시스템, "선천성" 또는 "천연" 면역계 및 "후천성" 또는 "적응성" 면역계로 분류된다. 선천성 면역계는 처음에 감염이 제어하에 있도록 하여 적응성 면역계가 적당한 반응을 발병하도록 시간을 허용하는 것으로 사료된다. 최근 연구는 선천성 면역계의 다양한 성분들이, 항원-특이적 B 및 T 림프구를 포함하는 적응성 면역계의 성분들을 유발하고 증강시킴을 제안하였다(문헌참조: Fearon and Locksley, supra; Kos, 1998, Immunol. Res., 17: 303; Romagnani, 1992, Immunol. Today, 13: 379; Banchereau and Steinman, 1988, Nature, 392: 245).

용어 "선천성 면역력" 또는 "천연 면역력"은 항원과의 사전 접촉에 의해 영향받지 않은 선천성 면역 반응을 언급한다. 마크로파아지 및 수지상 세포(DC)를 포함하는 선천성 면역계의 세포는 패턴 인지 수용체를 통해 외래 항원을 흡수하고, 이들 항원의 펩타이드 단편과 부류 I 및 부류 II의 MHC 분자를 배합하고 각각 순수 CD8⁺ 및 CD4⁺ T 세포를 자극한다(문헌참조: Banchereau and Steinman, supra; Holmskov et al., 1994, Immunol. Today, 15: 67; Ulevitch and Tobias, 1995, Annu. Rev. Immunol., 13: 437). 전문적 항원 제공 세포(APC)는 이들 T 세포와 소통하여 순수 CD4⁺ T 세포의 T-헬퍼 1(Thl) 또는 T-헬퍼 2(Th2) 림프구로의 분화를 유도하고 이는 각각 세포성 및 체액성 면역력을 매개한다(문헌참조: Trinchieri, 1995, Annu. Rev. Immunol., 13: 251; Howard and O'Garra, 1992, Immunol. Today, 13: 198; Abbas et al., 1996, Nature, 383: 787; Okamura et al., 1998, Adv. Immunol., 70: 281; Mosmann and Sad, 1996, Immunol. Today, 17: 138; O'Garra, 1998, Immunity, 8: 275).

본원에 사용된 용어 "후천성 면역력" 또는 "적응성 면역력"은 동물의 일생 동안에 확립되고, 유도 항원에 대해 특이적이고 상기 항원과의 반복적인 접촉에 대한 증진된 반응에 의해 증진된 능동 또는 수동, 체액성 또는 세포성 면역력을 의미한다. 이어서 적응성 면역계의 T 림프구의 주요 특징은 세포 표면 상에 MHC 분자에 의해 제공된 병원체-유래된 펩타이드의 적은 농도를 검출하는 능력이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "면역 반응을 증강시킨다"는 면역 반응을 증진시키거나 연장시키는 것 또는 이 둘 다를 의미한다. 항원(예를 들어, 보조제)의 성질을 언급하는 경우, 용어 "면역력을 증강[시킬 수 있는]"은 항원의 면역원성을 증진시키는 능력 또는 항원에 대한 면역 반응의 지속 기간을 연장시키는 능력 또는 이 둘 다를 언급한다.

본 발명의 의미 내에서 용어 "면역 반응을 증진시킨다"는 소정의 항원에 대한 면역반응성의 규모 및/또는 효율을 증가시키는 성질 또는 과정을 언급하고, 상기 면역반응성은 체액성 또는 세포성 면역력 또는 이 둘 다이다. 면역 반응은 항원-특이적 면역반응성의 임의의 측정가능한 파라미터(예를 들어, 항체 역가, T 세포 생산)가 적어도 2배, 바람직하게는 10배, 가장 바람직하게는 30배 증가되는 경우 증진된 것으로 사료된다.

용량 또는 양에 적용되는 용어 "치료학적 유효량"은 이를 필요로 하는 포유동물로 투여시 목적하는 활성을 유도하기에 충분한 화합물 또는 약제학적 조성물 또는 백신의 양을 언급한다. 보조제 및 항원-함유 조성물과 관련하여 본원에 사용된 바와 같은 용어 "치료학적 유효량/유효 용량"은 용어 "면역학적 유효량/유효 용량"과 상호교환적으로 사용되고 화합물(예를 들어, α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 항원 및/또는 보조제) 또는 포유동물에게 투여시 효과적인 면역 반응을 생성하기에 충분한 약제학적 조성물 또는 백신의 양/용량을 언급한다.

본 발명의 조성물과 연계하여 사용되는 용어 "약제학적으로 허용되는"은 인간에게 투여되는 경우 생리학적으로 관용성이고 전형적으로 원치않는 반응을 생성시키지 않는 분자 실체 및 상기 조성물의 다른 성분들을 언급한다. 바람직하게는, 본원에 사용된 바와 같은 용어 "약제학적으로 허용되는"은 포유동물 및 보다 특히 인간에서 사용하기 위해 연방 또는 주 정부의 규제 기관에 의해 승인되거나 미국 약전 또는 다른 일반적으로 인지된 약전에 열거된 것을 의미한다.

본 발명의 약제학적 또는 백신 조성물에 적용되는 용어 "담체"는 이들과 함께 화합물(예를 들어, α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 항원 및/또는 보조제)이 투여되는 희석제, 부형제 또는 비히클을 언급한다. 상기 약제학적 담체는 멸균 액체, 예를 들어, 물 및 오일일 수 있고, 이는 땅콩유, 대두유, 미네랄 오일, 참깨 오일 등과 같은 석유, 동물성, 식물성 또는 합성 기원의 것들을 포함한다. 물 또는 수용액, 식염 용액, 및 수성 덱스트로스 및 글리세롤 용액은 바람직하게 담체로서, 특히 주사가능한 용액을 위해 사용된다. 적합한 약제학적 담체에는 문헌[참조: "Remington's Pharmaceutical Sciences" by E. W. Martin, 18^th Edition]에 기재되어 있다.

용어 "고유 항체" 또는 "면역글로불린"은 통상적으로 2개의 동일한 경쇄(L) 쇄 및 2개의 동일한 중쇄(H)로 구성된 약 150,000 돌턴의 이종사량체성 당단백질을 언급한다. 각각의 경쇄는 하나의 공유 디설파이드 결합에 의해 중쇄에 연결되고, 디설파이드 결합의 수는 상이한 면역글로불린 이소형의 중쇄 사이에서 다양하다. 각각의 중쇄 및 경쇄는 또한 규칙적으로 공간 이격된 쇄내 디설파이드 브릿지를 갖는다. 각각의 중쇄는 하나의 말단에 가변 도메인(VH)에 이어서 다수의 불변 도메인을 갖는다. 각각의 경쇄는 하나의 말단에 가변 도메인(VL) 및 이의 다른 말단에 불변 도메인을 갖고; 상기 경쇄의 불변 도메인은 중쇄의 제1 불변 도메인과 정렬되어 있고 상기 경쇄 가변 도메인은 상기 중쇄의 가변 도메인과 정렬되어 있다. 특정 아미노산 잔기는 경쇄와 중쇄 가변 도메인 사이에 계면을 형성하는 것으로 사료된다(문헌참조: Clothia et al., J Mol. Biol., 186: 651-663, 1985; Novotny and Haber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 4592-4596, 1985).

용어 "항체" 또는 "Ab"는 광범위한 의미로 사용되고, 이들이 목적하는 생물학적 활성을 나타내는 한, 항체 단편(예를 들어, Fab, F(ab')2, scFv 및 Fv) 뿐만 아니라, 고유 항체 및 단일 모노클로날 항체(효능제 및 길항제 항체를 포함하는), 다가에피토프 특이성을 갖는 항체 조성물을 포함한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "CD1d"는 다양한 인간 항원 제공 세포의 표면 상에 발현된 당단백질의 CD1(분화 1의 클러스터) 계열의 구성원을 언급한다. CD1d 제공된 지질 항원은 천연 킬러 T 세포를 활성화시킨다. CD1d는 당단백질 항원이 결합하는 깊은 항원-결합 그루브를 갖는다. 수지상 세포 상에 발현된 CD1d 분자는 당단백질을 결합하고 제공할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "적응성 면역계"는 고도로 특수화된 전신성 세포 및 병원성 챌린지를 제거하는 과정들을 언급한다. 적응성 면역계의 세포는 림프구로 호칭되는 백혈구 유형이다. B 세포 및 T 세포는 림프구의 주요 유형이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "T 세포" 및 "Ts"는 세포 매개된 면역력에서 중추 역할을 수행하는 림프구로서 공지된 백혈구 그룹을 언급한다. T 세포는 T 세포 수용체(TCR)로 호칭되는 이들의 세포 표면 상에 특수 수용체의 존재에 의해 B 세포 및 NK와 같은 다른 림프구 유형과 구분될 수 있다. T 세포의 여러 상이한 서브세트는 기재되었고 각각은 독특한 기능을 갖는다. 헬퍼 T(T_H) 세포는 적응성 면역계의 "중개인"이다. 일단 활성화되면, 이들은 신속하게 분열하고 면역 반응을 조절하거나 "도와주는" 사이토킨으로 호칭되는 작은 단백질을 분비한다. 수용된 사이토킨 시그날에 의존하여, 이들 세포는 T_H1, T_H2, T_H17 또는 상이한 사이토킨을 분비하는 다른 서브세트 중 하나로 분화한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항원-제공 세포"(APC)는 이의 표면 상에 주요 조직적합성 복합체(MHC)와 복합체화된 외래 항원을 보여주는 세포를 언급한다. T-세포는 이들의 TCR을 사용하여 상기 복합체를 인지할 수 있다. APC는 2개의 카테고리로 분류된다: 전문적 또는 비전문적. 수지상 세포(DC)는 전문적 카테고리에 속하고 CD1과 관련하여 항원을 T 세포에 제공할 수 있다. 예시적 수행에서, 본 발명의 개시내용의 방법에 사용되는 DC는 하나의 수행에서 림프구 또는 또 다른 수행에서 골수성의 골수 선조체로부터 분화하는 임의의 여러 DC 서브세트일 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "순수 세포"는 특이적 병원체를 인지하도록 아직 특수화되지 않은 비분화된 면역계 세포, 예를 들어, CD4 T-세포를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "천연 킬러 세포" 및 "NK"는 바이러스 및 다른 세포내 병원체에 대해 선천적 숙주 방어에 기여하도록 인터페론에 의해 활성화된 림프구 세포 부류를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "천연 킬러 T 세포"(NKT)는 통상적인 T 및 NK 둘 다와 함께 특성/수용체를 공유하는 T 세포의 서브세트를 언급한다. 많은 이들 세포는 자가 및 외래 지질 및 당지질에 결합하는 항원-제공 분자인 비-다형태성 CD1d 분자를 인지한다. NKT의 TCR은 CD1d 분자에 의해 제공된(샤페론화된(chaperoned)) 당지질 항원을 인지할 수 있다. NKT의 주요 반응은 자극 후 IL-4, IF-γ 및 IL-10을 포함하는 신속한 사이토킨의 분비이고 따라서, 다양한 면역 반응 및 병원성 과정에 영향을 준다. NKT는 동종 집단 또는 이종 집단일 수 있다. 하나의 예시적 수행에서, 상기 집단은 다양한 TCR을 발현하고 또한 다량의 IL-4 및 IFN-γ를 생산할 수 있는 예를 들어, CD1d-반응성 비불변 T 세포인 인간 및 마우스 골수 및 인간 간 T 세포 집단을 포함할 수 있는 "비-불변 NKT"일 수 있다. 최상의 공지된 CD1d-의존성 NKT의 서브세트는 불변 TCR-알파(TCR-α) 쇄를 발현한다. 이들은 I형 또는 불변 NKT(iNKT)로서 언급된다. 이들 세포는 인간(Vα24i NKT)와 마우스(Vαl4i NKT) 간에 보존되고 많은 면역학적 과정에 연루되어 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "사이토킨"은 전구체 세포가 독특한 특수화된 세포 유형이 되는 유전자 발현에서 변화를 통상적으로 포함하는 면역 세포 분화 과정에 영향을 미침에 의해 면역 반응의 강도 및 지속기간을 조절하는 임의의 다수의 작은 분비된 단백질을 언급한다. 사이토킨은 이들의 추정된 기능, 분비 세포 또는 작용 표적을 기준으로 림포킨, 인터류킨 및 케모카인으로서 다양하게 호칭되었다. 예를 들어, 일부 통상의 인터류킨은 IL-12, IL-18, IL-2, IFN-γ, TNF, IL-4, IL-10, IL-13, IL-21 및 TGF-β를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "케모카인"은 림프구의 이동 및 활성화를 위한 수단을 제공하는 감염 부위에서 방출된 임의의 다양한 작은 화학주성 사이토킨을 언급한다. 케모카인은 감염 부위로 백혈구를 유인한다. 케모카인은 이들이 4개의 그룹으로 할당되게 하는 보존된 시스테인 잔기를 갖는다. 대표적인 케모카인을 갖는 그룹은 C-C 케모카인(RANTES, MCP-1, MTP-1α, 및 MIP-1β), C-X-C 케모카인(IL-8), C 케모카인(림포탁틴), 및 CXXXC 케모카인(프락탈킨)이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "T_H2형 반응"은 특정 유형의 사이토킨, 인터페론, 케모카인이 생성되도록 하는 사이토킨 발현 패턴을 언급한다. 전형적인 T_H2 사이토킨은 IL-4, IL-5, IL-6 및 IL-10을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "T_H1형 반응"은 특정 유형의 사이토킨, 인터페론, 케모카인이 생산되도록 하는 사이토킨 발현의 패턴을 언급한다. 전형적인 T_H1 사이토킨은 IL-2, IFN-γ, GM-CSF 및 TNF-β를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "T_H1 편중"은 T_H1 사이토킨 및/또는 케모카인의 생산이 T_H2 사이토킨 및/또는 케모카인의 생산보다 크게 증가된 면역원성 반응을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항미생물성"은 세균, 진균류 또는 바이러스와 같은 미생물을 사멸시키거나 이의 성장을 억제하는 물질을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "톡소이드"는 이의 독성이 화학적(포르말린) 또는 열 처리에 의해 약화되거나 억제되었지만 다른 성질, 전형적으로 면역원성은 유지되는 세균 독소를 언급한다. 톡소이드는 이들이 본래의 독소에 대한 면역 반응을 유도하거나 또 다른 항원에 대한 반응을 증가시키기 때문에 백신에 사용된다. 예를 들어, 파상풍 톡소이드는 클로스트리디움 테타니(Clostridium tetani)에 의해 생성되고 파상풍을 유발하는 테타노스파스민으로부터 유래한다. 상기 파상풍 톡소이드는 혈장 풍부한 백신의 개발을 위해 미국내 많은 혈장 센터에 의해 사용되고 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "DNA 백신"은 세포 내로 도입되고 이어서 특정 항원 단백질로 해독된 DNA 작제물을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "플라스미드"는 클로닝 벡터로서 사용될 수 있는, 복제할 수 있는 염색체외 환형 DNA를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "미생물" 및 "마이크로브"는 미시적(너무 작아서 인간의 육안으로는 보이지 않는) 유기체를 언급한다. 미생물은 매우 다양하고 세균 및 진균류를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "보조제 또는 면역학적 보조제"는 면역원에 대한 면역 반응을 증진시키거나 변형시키는 면역원과 연계하여 사용되는 물질을 언급한다. 하나의 예에서, 본 발명의 개시내용의 화합물/유사체는 백신에 대해 보다 왕성하게 반응하도록 백신을 투여받은 환자의 면역계를 자극함에 의해 백신 효과를 변형시키거나 증강시키기 위한 면역학적 보조제로서 사용된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "alum 보조제"는 면역 보조제 활성을 갖는 알루미늄 염을 언급한다. 이러한 제제는 용액 중에 단백질 항원들을 흡착하고 침전시키고; 상기 수득한 침전물은 백신 접종 부위에 형성된 백신 데포로부터 항원의 느린 방출을 촉진시킴에 의해 백신 면역원성을 개선시킨다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항-종양 면역치료 활성 제제"는 종양을 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나 제거하는 본 발명의 개시내용의 예시적 화합물/유사체를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "과립구-마크로파아지 콜로니-자극 인자"(GM-CSF)는 백혈구, 특히 과립구(호중구, 호염구 및 호산구), 마크로파아지 및 혈소판의 전구체인 골수내 세포의 생산을 자극하는 콜로니-자극 인자로서 작용하는 사이토킨을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항원 특이적"은 특정 항원 또는 상기 항원의 단편의 공급이 특정 세포 증식을 유도하도록 하는 세포 집단의 성질을 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "유동 세포계수법" 또는 "FACS"는 광학 및 전기 검출 장치를 통해 유체 스트림 내 현탁된 입자 또는 세포의 물리적 및 화학적 성질을 조사하기 위한 기술을 의미한다.

펩타이드내 아미노산 잔기는 이후 다음과 같이 약칭된다: 페닐알라닌은 Phe 또는 F이고; 류신은 Leu 또는 L이고; 이소류신은 Ile 또는 I이고; 메티오닌은 Met 또는 M이고; 발린은 Val 또는 V이고; 세린은 Ser 또는 S이고; 프롤린은 Pro 또는 P이고; 트레오닌은 Thr 또는 T이고; 알라닌은 Ala 또는 A이고; 티로신은 Tyr 또는 Y이고; 히스티딘은 His 또는 H이고; 글루타민은 Gln 또는 Q이고; 아스파라긴은 Asn 또는 N이고; 라이신은 Lys 또는 K이고; 아스파르트산은 Asp 또는 D이고; 글루탐산은 Glu 또는 E이고; 시스테인은 Cys 또는 C이고; 트립토판은 Trp 또는 W이고; 아르기닌은 Arg 또는 R이고; 글라이신은 Gly 또는 G이다. 아미노산의 추가의 기재에 대해 문헌[Proteins: Structure and Molecular Properties by Creighton, T. E., W. H. Freeman & Co., New York 1983]을 참조한다.

포유동물 및 마이코박테리아 지질은 인간 CD1a, CD1b, CD1c, 및 CD1d. α-갈락토실 세라미드에 의해 제공되는 것으로 공지되어 있고, 해양 해면 아겔라스 마우리티아누스에서 발견된 지질은 CD1d에 대한 리간드로 가장 광범위하게 연구되었다. α-GalCer에 의한 마우스 비장 세포의 시험관내 자극은 각각 NKT의 자극 및 IFN-D 및 IL-4 둘 다, T_H1-형 및 T_H2-형 반응의 생산을 유도하였다. 쥐 연구는 세포가 α-GalCer를 함유하는 비성숙 수지상 세포(iDC)에 의해 신속하게 활성화될 수 있고 상기 활성화된 iNKT가 이어서 DC의 완전한 성숙화를 유도할 수 있는 것으로 나타났다.

α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 보조제의 용도

하나의 측면에서, 본 발명은 화학식 1의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 보조제 조성물과 공동으로 항원을 투여함을 포함하는, 포유동물에서 상기 항원의 면역원성을 증강시키기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 따라, α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)의 사용은 상기 항원에 의해 유도된 보호 면역력의 증진 및/또는 지속기간의 연장을 유도한다. 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같이, 종양 또는 바이러스 항원의 T 세포 또는 B 세포 에피토프에 상응하는 펩타이드, 또는 이들 항원을 발현하는 DNA 작제물과 함께 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)의 공동 투여는 항원-특이적 면역 반응을 증진시킨다.

본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제는 임의의 항원, 특히 감염성 제제 또는 종양으로부터 유래된 항원과 공동으로 투여될 수 있다.

마우스 및 인간 둘 다에서 면역자극 면역 자극 효과는 CD1d 분자의 발현에 의존할 수 있고 NKT 세포에 의해 매개된다. 실제로, 본 발명은 보조제 활성이 적어도 부분적으로 NKT-매개된 항원 특이적 Th1-형 T 세포 반응 및 CD8+ T 세포(또는 Tc) 반응을 증진시키고/시키거나 연장시키는 이의 능력에 기인하는 것임을 입증한다.

면역치료 관점으로부터, NKT 세포 시스템의 α-글루코스(α-Glc) 활성화를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 하기의 이유 때문에 다른 기작보다 독특한 이점을 갖는 것으로 보인다: (a) 활성화된 NKT 세포의 세포독성 수준은 광범위한 종양 세포 또는 감염된 세포에 대해 매우 높고 효과적이고; (b) α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)에 의한 NKT 세포의 활성화는 총체적으로 개체 중에 단일형태인 CD1d 분자에 의존하고(문헌참조: Porcelli, Adv. Immunol., 59: 1-98, 1995), 이는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GLS) 함유 보조제가 MHC 단상형과 상관없이 모든 환자에 의해 활용될 수 있음을 지적하고; (c) 인간 환자의 DC 및 NKT 활성화의 항원-제공 기능은 지시제로서 Val4 NKT 세포 상태를 사용하여 마우스에서 생체내 분석에 의한 면역치료 전에 평가할 수 있다.

본 발명에 따라, 화학식 1의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 보조제 및 항원은 2개의 별도의 제형으로서 또는 동일한 조성물의 일부로서 투여될 수 있다. 별도로 투여되는 경우, 상기 보조제 및 항원은 후속적으로 또는 동시에 투여될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제와 항원의 동시 투여가 바람직하고 일반적으로 가장 효율적인 면역자극이 성취되도록 한다.

본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제는 다수의 상이한 항원과 조합되어 이의 면역자극 활성을 나타내기 때문에, 따라서, 예방학적 및 치료학적 적용 둘 다를 위해 유용하다. 따라서, 추가의 측면에서, 본 발명은 화학식 1의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)을 포함하는 보조제 및 항원을 포유동물에게 공동으로 투여함을 포함하는, 포유동물에서 질환을 치료하기 위한 예방학적 및/또는 치료학적 방법을 제공한다. 상기 방법은 예를 들어, 다양한 신생물성 질환을 치료하기 위한 것 뿐만 아니라 다양한 감염으로부터 보호하고/하거나 감염을 치료하기 위해 유용할 수 있다.

본 발명의 면역원성 증진 방법을 사용하여, 기생충 감염(예를 들어, 원형질 종 등에 의해 유발되는 감염), 바이러스 감염(예를 들어, 인플루엔자 바이러스, 백혈병 바이러스, 면역결핍 바이러스, 예를 들어, HIV, 파필로마 바이러스, 헤르페스 바이러스, 간염 바이러스, 홍역 바이러스, 폭스바이러스, 볼거리 바이러스, 사이토메갈로바이러스 [CMV], 엡슈타인-바르 바이러스 등), 세균 감염(예를 들어, 스타필로코커스(staphylococcus), 스트렙토코커스(streptococcus), 뉴모코커스(pneumococcus), 나이세리아 고노레아(Neisseria gonorrhea), 보렐리아(Borrelia), 슈도모나스(pseudomonas), 등에 의해 유발되는 감염), 및 진균류 감염(예를 들어, 캔디다(candida), 트리코피톤(trichophyton), 피로스포룸(ptyrosporum), 등에 의해 유발되는 감염)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 감염을 퇴치할 수 있다.

본 발명의 방법은 또한 제한없이 섬유육종, 점액육종, 지방육종, 연골육종암, 골원성 육종, 척색종, 혈관육종, 내피육종, 림프관육종, 림프혈관내피육종, 활액막종, 중피종, 어윙 육종, 평활근육종, 횡문근육종, 결장암종, 췌장암, 유방암, 난소암, 전립선암, 림프종, 백혈병, 편평 세포 암종, 기저 세포 암종, 선암종, 땀샘 암종, 피지선암종, 갑상선유두암, 낭종암, 갑상선 수질암, 기관지원성암종, 신장 세포 암종, 간암, 담즙 관 암종, 융모막암종, 정상피종, 태생성 암종, 빌름스 종양, 자궁경부암, 고환 종양, 폐 암종, 소세포 폐암종, 방광 암종, 상피 암종, 신경교종, 성상세포종, 수모세포종, 두개인두종, 상의세포종, 송과체종, 혈관아세포종, 청신경종, 핍지교종, 뇌수막종, 흑색종, 신경아세포종, 및 망막아세포종을 포함하는 다양한 암의 치료에 유용하다.

본원에서 추가로 개시되는 바와 같이, 본 발명의 면역원성 증진 방법의 최대 효율은 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제가 동시에 투여되는 경우 획득된다.

본 발명의 방법은 다른 치료와 연계하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 종양- 특이적 항원, 및 본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제를 사용한 항암 치료는 화학치료 및/또는 방사선치료 및/또는 IL-12 치료와 병용하여 사용될 수 있다. α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제를 포함하는 항-바이러스 백신은 IFN-α 치료와 병용하여 사용될 수 있다.

α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 약제학적 조성물 및 백신 조성물

본 발명의 방법과 연계하여, 또한 임의로 추가의 면역자극제, 담체 또는 부형제(바람직하게는 모두 약제학적으로 허용되는) 뿐만 아니라, 면역학적 유효량의 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)를 포함하는 면역학적 유효량의 보조제를 포함하는 약제학적 조성물 및 백신 조성물이 제공된다. 상기 항원 및 보조제는 동시에 또는 후속적으로 투여될 수 있는 단일 조성물로서 또는 2개의 별도의 조성물로서 제형화될 수 있다.

본 발명의 보조제는 스핑고글리코지질의 부류에 속하는 화합물, 구체적으로 화학식 1로 나타낼 수 있는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)를 포함한다:

본 발명의 면역원성(예를 들어, 백신) 조성물에 사용되는 항원은 진핵 세포(예를 들어, 종양, 기생충, 진균류), 세균 세포, 바이러스 세포, 또는 이의 임의의 부분(예를 들어, 약독화된 바이러스 입자 또는 바이러스 성분)으로부터 유래할 수 있다. 면역원성 반응이 지시되어야만 하는 물질이 불량하게 항원성인 경우, 예를 들어, 여러 시판되는 시약 키트 중 하나와 함께 표준 공유 결합 기술을 사용하여, 알부민 또는 합텐과 같은 담체 분자에 추가로 접합될 수 있다.

본 발명의 바람직한 종양 항원의 예는 ErbB 수용체, 멜란(Melan) A [MARTI], gp100, 티로시나제, TRP-1/gp75, 및 TRP-2(흑색종 내); MAGE-1 및 MAGE-3(방광, 두경부 및 비-소 세포 암종 내); HPV EG 및 E7 단백질(자궁암 내); 뮤신(Mucin)[MUC-1] (유방, 췌장, 결장 및 전립선암 내); 전립선-특이적 항원[PSA](전립선암 내); 암배 항원[CEA](결장, 유방 및 위장 암 내), 및 MAGE-2, MAGE-4, MAGE-6, MAGE-10, MAGE-12, BAGE-1, CAGE-1,2,8, CAGE-3 내지 7, LAGE-1, NY-ESO-1/LAGE-2, NA-88, GnTV, 및 TRP2-INT2로서 상기 공유된 종양-특이적 항원과 같은 종양-특이적 단백질을 포함한다. 이전의 항원 목록은 목적하는 항원이 임의의 동물 또는 인간 병원체 또는 종양으로부터 전달될 수 있기 때문에 예시적인 것으로서 의도된다.

특정 양태에서, 본 발명의 항원은 상기 항원을 발현하는 재조합 바이러스에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게는, 상기 바이러스는 재조합 아데노바이러스, 재조합 폭스 바이러스 및 재조합 신드비스 바이러스로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

상기 기재된 조성물에서, 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제는 면역학적 유효량으로 존재한다. 각각의 특정 항원에 대해, 상기 최적의 면역학적 유효량은 (소정의 환자 및/또는 치료 유형의 특이적 특성을 고려하여) 실험적으로 결정되어야만 한다. 일반적으로, 상기 양은 체중 kg당 0.1μg-100mg 범위의 항원이다. 본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제에 대하여, 최적의 면역학적 유효량은 바람직하게 체중 kg당 10 내지 100μg의 범위의 보조제이다.

본 발명은 또한 하나 이상의 항원, 및 화학식 1의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)를 포함하는 보조제를 포함하는 백신 조성물을 제조하기 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은 보조제 및 항원, 및 임의로 하나 이상의 생리학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제 및/또는 보조 물질을 혼합함을 포함한다.

제형 및 투여

본 발명은 본 발명의 치료제(동시에 또는 후속적으로 투여될 수 있는 단일 조성물로서 또는 2개의 별도의 조성물로서 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제)를 함유하는 약제학적 및 백신 제형을 제공하고, 상기 제형은 상기 기재된 감염성 또는 신생물 질환의 치료 및 예방을 위한 항원-특이적 보호 면역 반응을 유발하기 위한 투여에 적합하다. 본 발명의 조성물은 하나 이상의 생리학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 사용하는 임의의 통상적인 방식으로 제형화될 수 있다. 따라서, 항원, 및/또는 화학식 1의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)를 포함하는 보조제는 경구, 협측, 비강내, 안내, 질내, 직장내, 뇌내, 피내, 근육내, 복강내, 정맥내, 피하 경로, 박피(피부의 상층을 통한 스크래칭, 예를 들어, 바이푸르케이트화된 바늘)를 통한 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 경피 전달에 의한 또는 경점막 투여에 의한, 또는 흡입(폐) 또는 공기주입(insufflation)(입 또는 코를 통해)에 의한, 또는 생체외 항원 제공 세포로의 투여에 이어서 세포의 대상체로의 투여에 의한 또는 면역화의 임의의 다른 표준 경로에 의한 투여용으로 제형화될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 면역원성 제형은 비경구로, 즉, 정맥내(i.v.), 피하(s.c), 복강내(i.p.), 근육내(i.m.), 피하(s.d.), 또는 경피(i.d.) 투여에 의해, 예를 들어, 볼러스 주사, 연속 주입 또는 유전자 총(예를 들어, 벡터 백신, 예를 들어, 누출된 DNA 또는 RNA를 대상체에게 투여하기 위해)에 의해 전달될 수 있다. 주사용 제형은 부가된 보존제와 함께 단위 용량 형태, 예를 들어, 앰푸울 또는 다중 투여 컨테이너에 존재할 수 있다. 상기 조성물은 상기 형태를 오일성 또는 수성 비히클 중에 부형제, 현탁제, 용제 또는 에멀젼으로서 취할 수 있고, 현탁제, 안정화제 및/또는 분산제와 같은 제형 제제를 함유할 수 있다. 대안적으로, 활성 성분은 사용 전에 적합한 비히클, 예를 들어, 멸균 발열원 부재 물과 재구성하기 위한 분말 형태일 수 있다.

본 발명은 또한 다양한 점막 백신접종 전략을 고려한다. 점막은 백신의 국소 전달에 의해 표적화될 수 있지만, 면역원성 조성물을 점막으로 전달하기 위해 다양한 전략이 사용된다. 예를 들어, 특정 양태에서, 면역원성 폴리펩타이드 또는 벡터 백신은 콜레라 독소 B 또는 콜레라 독소 A/B 키메라와 같은 키메라 독소와혼합하여 또는 이것과의 접합체 또는 키메라 융합 단백질로서 투여될 수 있다(문헌참조: 예를 들어, Hajishengallis, J Immunol., 154: 4322-32, 1995; Jobling and Holmes, Infect Immun., 60: 4915-24, 1992; Lebens and Holmgren, Dev Biol Stand 82:215-27, 1994). 또 다른 양태에서, 열 불안정 장독소(LT)와의 혼합물은 점막 백신접종을 위해 제조될 수 있다. 다른 점막 면역화 전략은 마이크로캡슐 내 면역원을 캡슐화하고(문헌참조: 예를 들어, 미국 특허 제5,075,109호; 제5,820,883호, 및 제5,853,763호) 면역강화 막 담체를 사용함(문헌참조: 예를 들어, PCT 출원 번호 WO 98/0558)을 포함한다. 경구 투여된 면역원의 면역원성은 적혈구(rbc) 또는 rbc 고스트를 사용함에 의해(문헌참조: 예를 들어, 미국 특허 제5,643,577호), 또는 청설 항원(문헌참조: 예를 들어, 미국 특허 제5,690,938호)에 의해 증진될 수 있다. 표적화된 면역원의 전신 투여는 또한 점막 면역화를 생성시킬 수 있다(문헌참조: 미국 특허 제5,518,725호). 다양한 전략은 또한 키메라 리노바이러스(문헌참조: 예를 들어, 미국 특허 제5,714,374호), 아데노바이러스, 백시니아 바이러스, 또는 핵산의 특이적 표적화(문헌참조: 예를 들어, PCT 출원 번호 WO 97/05267)를 사용하는 것과 같이 점막 조직에서 발현을 위한 유전자를 전달하기 위해 사용될 수 있다.

경구 투여를 위해, 본 발명의 제형은 예를 들어, 결합제(예를 들어, 예비겔라틴화된 옥수수 전분, 폴리비닐피롤리돈 또는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스); 충전제(예를 들어, 락토스, 미세결정 셀룰로스 또는 인산수소칼슘); 윤활제(예를 들어, 마그네슘 스테아레이트, 탈크 또는 실리카); 붕해제(예를 들어, 감자 전분 또는 나트륨 전분 글리콜레이트); 또는 습윤제(예를 들어, 나트륨 라우릴 설페이트)와 같은 약제학적으로 허용되는 부형제와 함께 통상적인 수단에 의해 제조되는 정제 또는 캡슐의 형태를 취할 수 있다. 상기 정제는 당업계에 익히 공지된 방법에 의해 코팅될 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 예를 들어, 폴리-글리콜산/락트산(PGLA)으로부터 조립된 미소구 또는 마이크로캡슐에 도입될 수 있다(문헌참조, 미국 특허 제5,814,344호; 제5,100,669호 및 제4,849,222호; PCT 공개 번호 WO 95/11010 및 WO 93/07861). 경구 투여용의 액체 제제는 예를 들어, 용제, 시럽, 에멀젼 또는 현탁제 형태를 취할 수 있거나 이들은 사용 전에 물 또는 다른 적합한 비히클과 재구성하기 위해 무수 생성물로서 제공될 수 있다. 상기 액체 제제는 현탁제(예를 들어, 소르비톨 시럽, 셀룰로스 유도체 또는 수소화된 식용 지방); 유화제(예를 들어, 레시틴 또는 아카시아); 비-수성 비히클(예를 들어, 아몬드 오일, 오일성 에스테르, 에틸 알콜 또는 분획화된 식물성 오일); 및 보존제(예를 들어, 메틸 또는 프로필-p-하이드록시벤조에이트 또는 소르브산)와 같은 약제학적으로 허용되는 첨가제와 함께 통상의 수단에 의해 제조될 수 있다. 상기 제제는 또한 적당하게는 완충제 염, 향제, 착색제 및 감미제를 함유할 수 있다. 경구 투여용 제제는 활성 화합물의 조절된 방출을 제공하기 위해 적합하게 제형화될 수 있다.

흡입에 의해 투여를 위해, 본 발명에 따른 치료제는 적합한 추진제, 예를 들어, 디클로로디플루오로-메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 가스의 사용과 함께 가압된 팩 또는 분무기로부터 에어로졸 분무 제공 형태로 간편하게 전달될 수 있다. 가압된 에어로졸의 경우에, 용량 단위는 계량된 양을 전달하기 위한 밸브를 제공함에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 흡입기 또는 공기 주입기에 사용하기 위한, 화합물, 및 락토스 또는 전분과 같은 적합한 분말 기재(base)의 분말 혼합물을 함유하는 겔라틴의 캡슐 및 카트리지가 제형화될 수 있다.

본 발명의 조성물은 또한 좌제, 또는 예를 들어, 코코아 버터 또는 다른 글리세라이드와 같은 통상의 좌제 기재를 함유하는 정체 관장과 같은 직장 조성물에 제형화될 수 있다.

이전에 기재된 제형 뿐만 아니라, 조성물은 또한 데포 제제로서 제형화될 수 있다. 상기 오랜 지속작용의 제형은 이식(예를 들어, 피하 또는 근육내)에 의해 또는 근육내 주사에 의해 투여될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상기 화합물은 적합한 중합체성 또는 소수성 물질(예를 들어, 허용되는 오일 중 에멀젼) 또는 이온 교환 수지와 함께, 또는 예를 들어, 난용성 염으로서 난용성 유도체로서 제형화될 수 있다.

본원에 기재된 바와 같이, 항원, 및/또는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제는 약제학적으로 허용되고 활성 성분과 양립할 수 있는 부형제와 혼합될 수 있다. 적합한 부형제는 예를 들어, 물, 식염수, 완충 식염수, 덱스트로스, 글리세롤, 에탄올, 멸균 등장성 수성 완충액 등 및 이의 배합물이다. 추가로, 요구되는 경우, 상기 제제는 또한 습윤제 또는 유화제, pH 완충제 및/또는 약제학적 조성물 또는 백신의 효과를 증진시키는 면역 자극인자(α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)에 추가의 보조제)와 같은 최소량의 보조 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물의 효과를 증진시킬 수 있는 추가의 면역 자극인자의 비제한적인 예는 면역자극, 면역강화 또는 염증 촉진 사이토킨, 림포킨 또는 케모카인 또는 이들을 암호화하는 핵산을 포함한다(특정 예는 인터류킨(IL)-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-12, IL-13, 과립구-마크로파아지(GM)-콜로니 자극 인자(CSF) 및 다른 콜로니 자극 인자, 마크로파아지 염증 인자, Flt3 리간드를 포함하고, "정의"로 표제된 섹션에서 면역자극 사이토킨의 추가의 예를 참조한다). 이들 추가의 면역자극 분자는 단백질로서 또는 분자의 발현을 암호화하는 벡터의 발현에 의해 전신적으로 또는 국소적으로 전달될 수 있다. 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제의 전달을 위한 상기 기재된 기술은 또한 추가의 면역자극 분자의 전달을 위해 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 면역원성 제형의 하나 이상의 성분이 충전된 하나 이상의 컨테이너를 포함하는 약제학적 팩 또는 키트를 제공한다. 관련된 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 항원, 및 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제를 포함하는 약제학적 또는 백신 조성물의 제조를 위한 키트를 제공하고, 상기 키트는 제1 컨테이너에 항원, 및 제2 컨테이너에 보조제, 및 임의로 항원 및 보조제를 혼합하고/하거나 조성물을 투여를 위한 지침서를 포함한다. 키트의 각각의 컨테이너는 또한 임의로 하나 이상의 생리학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제 및/또는 보조 물질을 포함할 수 있다. 상기 컨테이너(들)와 관련하여,약제학적 또는 생물학적 생성물의 제조, 용도 또는 판매를 규제하는 정부 기관에 의해 처방된 형태의 공고문이 있을 수 있고, 상기 공고문은 제조 기관, 인간 투여용도 또는 판매에 의한 승인을 반영한다.

요구되는 경우, 상기 조성물은 활성 성분(즉, 항원 및/또는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제)를 함유하는 하나 이상의 단위 용량 형태를 함유할 수 있는 팩 또는 분배기 장치에 제공될 수 있다. 상기 팩은 예를 들어, 블리스터 팩과 같은 금속 또는 플라스틱 호일을 포함할 수 있다. 상기 팩 또는 분배기 장치는 투여용 지침서를 수반할 수 있다. 양립가능한 약제학적 담체 중에 제형화된 본 발명의 조성물이 또한 제조될 수 있고 적당한 컨테이너에 위치할 수 있고 지정된 병태의 치료를 위해 표지화될 수 있다.

효과적인 용량 및 안전성 평가

본 발명의 방법에 따라, 본원에 기재된 약제학적 조성물 및 백신 조성물은 바람직하게는 최소 독성과 함께 면역학적 유효량으로 환자에게 투여된다. "정의" 표제의 섹션에 기재된 바와 같이, 개시된 제형의 "면역학적 유효량" 또는 "치료학적 유효량"은 치료된 대상체에서 효과적인 면역 반응을 생성하기 위해 충분하고 따라서 상기 대상체에게 건강에 좋은 이득을 유도하기에 충분한 항원 및/또는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제의 양을 언급한다.

당업계에서 잘 확립된 방법 후(문헌참조: 예를 들어, reports on evaluation of several vaccine formulations containing novel adjuvants in a collaborative effort between the Center for Biological Evaluation and Food and Drug Administration and the National Institute of Allergy and Infectious Diseases [Goldenthal et al., National Cooperative Vaccine Development Working Group. AIDS Res. Hum. Retroviruses, 1993, 9:545-9]), 본 발명의 화합물 및 조성물의 효과적인 용량 및 독성은 먼저 항원과 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 보조제 둘 다가 면역원성인 것으로 밝혀졌고 인간 임상 시험에 대해 제안된 동일한 경로에 의해 재현적으로 면역화될 수 있는 작은 동물 모델(예를 들어, 마우스)을 사용한 임상전 연구에서 결정한다. 구체적으로, 본 발명의 방법에 사용된 약제학적 조성물 또는 백신에 대해, 치료학적 유효량은 처음에, IC₅₀(즉, 증상의 절반 최대 억제를 성취하는 시험 화합물의 농도)을 포함하는 순환 혈장 농도 범위를 성취하기 위한 동물 모델로부터 평가될 수 있다. 동물 시스템으로부터 유래된 용량-반응 곡선은 이어서 인간에서 초기 임상 연구를 위한 시험 용량을 결정하기 위해 사용된다. 각각의 조성물에 대한 안전성 결정에서, 면역화의 용량 및 횟수는 임상 시험에 사용하기 위해 예상된 것들을 만족하거나 초과해야 한다.

본원에 개시된 바와 같이, 본 발명의 조성물에서 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL), 항원(들) 및 다른 성분들의 용량은 연속적으로 또는 간헐적으로 투여된 용량은 환자의 시험 동물 및 개별 조건을 고려하여 특정 양을 초과하지 않는 것을 확신하기 위해 결정된다. 특정 양은 천연적으로 투여 과정, 환자 또는 대상체 동물의 조건, 예를 들어, 연령, 체중, 성별, 과민성, 공급물, 투여 기간, 배합물에 사용되는 약물, 질환의 중증 상태에 따라 다양하다. 특정 조건하에서 적당한 용량 및 투여 시간은 상기 기재된 지표를 기준으로 하는 시험에 의해 결정될 수 있고 수행자의 판단 및 표준 임상 기술에 따른 각 환자의 상황에 따라 결정되어야만 한다. 이와 관련하여, 항원의 용량은 일반적으로 체중 kg당 0.1μg 내지 100mg의 범위이고, 항원에 대한 면역 반응을 증강시키기 위해 요구되는 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제의 용량은 일반적으로 체중 kg당 10 내지 100㎍의 범위이다.

본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 면역원성 조성물의 독성 및 치료학적 효능은 실험 동물에서 표준 약제학적 과정에 의해, 예를 들어, LD₅₀(집단의 50% 치사 용량) 및 ED₅₀(집단의 50%에 치료학적으로 효과적인 용량)을 결정함에 의해 결정될 수 있다. 독성과 치료학적 효과 간의 용량 비율은 치료학적 지수이고 이것은 비율 LD₅₀/ED₅₀으로서 표현될 수 있다. 큰 치료학적 지수를 나타내는 조성물이 바람직하다. 독성 부작용을 나타내는 치료제가 사용될 수 있지만(예를 들어, 암 또는 생명-위협 감염의 중증 형태를 치료하는 경우), 다른 조직 및 기관으로 잠재적인 손상을 최소화하여 부작용을 감소시키기 위해 상기 면역원성 조성물을 특정 부위(예를 들어, 면역 반응을 매개하는 림프관 조직, 감염성 제제의 종양 또는 기관 지원 복제)로 표적화하는 전달 시스템을 디자인하도록 주의해야 한다. 본원에 개시된 바와 같이 (또한 배경 섹션 및 실시예를 참조한다), 본 발명의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL) 보조제는 비교적 낮은 용량(예를 들어, 체중 kg당 보조제의 10-100μg)에서 고도로 면역 자극이지만 낮은 독성을 소유하고 상당한 부작용을 생성하지 않는다.

상기 특정된 바와 같이, 동물 연구로부터 수득된 데이타는 인간에 사용하기 위한 용량 범위를 나타내는데 사용될 수 있다. 인간에서 치료학적 유효량의 α-글루코스(α-Glc)를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)-함유 조성물은 바람직하게 거의 독성을 갖지 않는 ED₅₀을 포함하는 순환 농도 범위 내에 있다. 상기 용량은 사용되는 투여 형태 및 사용되는 투여 경로에 따라 상기 범위 내에서 다양할 수 있다. 이상적으로, 단일 용량이 사용되어야만 한다.

화학적 구조에 지시된 정의. 특정 기능성 그룹 및 화학적 용어의 정의는 하기에서 보다 상세하게 기재되어 있다. 화학적 요소들은 문헌[참조: The Periodic Table of the Elements, CAS version, Handbook of Chemistry and Physics, 75^th Ed., inside cover]에 따라 동정되고, 특정 기능성 그룹은 일반적으로 본원에 기재된 바와 같이 정의된다. 추가로, 특정 기능성 모이어티 및 반응성 뿐만 아니라 유기 화학의 일반적인 원리는 문헌[참조: Thomas Sorrell, Organic Chemistry, University Science Books, Sausalito, 1999; Smith and March, March's Advanced Organic Chemistry, 5^th Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001; Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers, Inc., New York, 1989; and Carruthers, Some Modern Methods of Organic Synthesis, 3^rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1987]에 기재되어 있다.

본원에 기재된 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 가질 수 있고 따라서 다양한 이성체 형태, 예를 들어, 에난티오머 및/또는 부분입체이성체로 존재할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 화합물은 개별 에난티오머, 부분입체이성체 또는 기하학적 이성체 형태로 존재할 수 있거나 라세미 혼합물 및 하나 이상의 입체이성체가 풍부한 혼합물을 포함하는 입체이성체의 혼합물 형태일 수 있다. 이성체는 예를 들어, 키랄 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 및 키랄 염의 형성 및 결정화를 포함하는 당업자에게 공지된 방법에 의해 혼합물로부터 분리될 수 있거나; 바람직한 이성체는 비대칭 합성에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 문헌[Jacques et al., Enantiomers, Racemates and Resolutions (Wiley Interscience, New York, 1981); Wilen et al., Tetrahedron 33:2725 (1977); Eliel, Stereochemistry of Carbon Compounds (McGraw-Hill, NY, 1962); and Wilen, Tables of Resolving Agents and Optical Resolutions p. 268 (E.L. Eliel, Ed., Univ. of Notre Dame Press, Notre Dame, IΝ 1972)]을 참조한다. 본 발명의 개시내용은 추가로 다른 이성체가 실질적으로 없는 개별 이성체로서 및 대안적으로 다양한 이성체의 혼합물로서 본원에 기재된 화합물을 포함한다.

값들의 범위를 열거하는 경우, 범위 내에 각각의 값 및 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "C₁ _-6"은 C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆, C₁ _-6, C₁ _-5, C₁ _-4, C₁ _-3, C₁ _-2, C₂ _-6, C₂ _-5, C₂ _-4, C₂ _-3, C₃ _-6, C₃ _-5, C₃ _-4, C₄ _-6, C₄ _-5, 및 C₅ _-6을 포함하는 것으로 의도된다.

"알킬"은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 측쇄 포화 탄화수소 그룹의 라디칼을 언급한다("C₁ _-20 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다("C₁ _-10 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는다("C₁ _-9 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-8 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-7 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-6 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-5 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-4 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-3 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 2개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-2 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 1개의 탄소 원자를 갖는다("C₁ 알킬"). 일부 양태에서, 알킬 그룹은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C₂ _-6 알킬"). C_1-6 알킬 그룹의 예는 메틸(C₁), 에틸(C₂), n-프로필(C₃), 이소-프로필(C₃), n-부틸(C₄), 3급-부틸(C₄), 2급-부틸(C₄), 이소-부틸(C₄), n-펜틸(C₅), 3-펜타닐(C₅), 아밀(C₅), 네오펜틸(C₅), 3-메틸-2-부타닐(C₅), 3급 아밀(C₅), 및 n-헥실(C₆)을 포함한다. 알킬 그룹의 추가의 예는 n-헵틸(C₇), n-옥틸(C₈) 등을 포함한다. 달리 구체화되지 않는 한, 알킬 그룹의 각각의 예는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 알킬") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 알킬"). 특정 양태에서, 알킬 그룹은 치환되지 않은 C₁ _-10 알킬(예를 들어, -CH₃)이다. 특정 양태에서, 알킬 그룹은 치환된 C₁ _-10 알킬이다.

"알케닐"은 2 내지 20개의 탄소 원자, 1개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가지며 3중 결합을 갖지 않은 직쇄 또는 측쇄 탄화수소 그룹의 라디칼을 언급한다("C_2-20 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-10 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-9 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-8 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-7 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-6 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-5 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-4 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 3개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-3 알케닐"). 일부 양태에서, 알케닐 그룹은 2개의 탄소 원자를 갖는다("C₂ 알케닐"). 1개 이상의 탄소-탄소 이중 결합은 내부에 있을 수 있거나(2-부테닐에서와 같이) 또는 말단에 있을 수 있다(1-부테닐에서와 같이). C₂ _-4 알케닐 그룹의 예는 에테닐(C₂), 1-프로페닐(C₃), 2-프로페닐(C₃), 1-부테닐(C₄), 2-부테닐(C₄), 부타디에닐(C₄) 등을 포함한다. C₂ _-6 알케닐 그룹의 예는 상기 언급된 C₂ _-4 알케닐 그룹 뿐만 아니라 펜테닐(C₅), 펜타디에닐(C₅), 헥세닐(C₆) 등을 포함한다. 알케닐의 추가의 예는 헵테닐(C₇), 옥테닐(C₈), 옥타트리에닐(C₈) 등을 포함한다. 달리 구체화되지 않는 한, 알케닐 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 알케닐") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 알케닐"). 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 치환되지 않은 C₂ _-10 알케닐이다. 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 치환된 C₂ _-10 알케닐이다.

"알키닐"은 2 내지 20개의 탄소 원자, 1개 이상의 탄소-탄소 삼중 결합, 및 임의로 1개 이상의 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 측쇄 탄화수소 그룹의 라디칼을 언급한다("C_2-20 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-10 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-9 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-8 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-7 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-6 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-5 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-4 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 3개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-3 알키닐"). 일부 양태에서, 알키닐 그룹은 2개의 탄소 원자를 갖는다("C₂ 알키닐"). 1개 이상의 탄소-탄소 삼중 결합은 내부에 있을 수 있거나(2-부티닐에서와 같이) 또는 말단에 있을 수 있다(1-부티닐에서와 같이). C₂ _-4 알키닐 그룹의 예는, 제한 없이, 에티닐(C₂), 1-프로피닐(C₃), 2-프로피닐(C₃), 1-부티닐(C₄), 2-부티닐(C₄) 등을 포함한다. C₂ _-6 알케닐 그룹의 예는 상기 언급된 C₂ _-4 알키닐 그룹 뿐만 아니라 펜티닐(C₅), 헥시닐(C₆) 등을 포함한다. 알키닐의 추가의 예는 헵티닐(C₇), 옥티닐(C₈) 등을 포함한다. 달리 구체화되지 않는 한, 알키닐 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 알키닐") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 알키닐"). 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 치환되지 않은 C₂ _-10 알키닐이다. 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 치환된 C₂ _-10 알키닐이다.

"카보사이클릴" 또는 "카보사이클릭"은 비-방향족 환 시스템에서 3 내지 10개의 환 탄소 원자 및 0개의 헤테로원자를 갖는 비-방향족 사이클릭 탄화수소 그룹의 라디칼을 언급한다("C₃ _-10 카보사이클릴"). 일부 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 3 내지 8개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₃ _-8 카보사이클릴"). 일부 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 3 내지 6개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₃ _-6 카보사이클릴"). 일부 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 3 내지 6개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₃ _-6 카보사이클릴"). 일부 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 5 내지 10개의 환 탄소 원자를 갖는다("C_5-10 카보사이클릴"). C₃ _-6 카보사이클릴 그룹의 예는, 제한 없이, 사이클로프로필(C₃), 사이클로프로페닐(C₃), 사이클로부틸(C₄), 사이클로부테닐(C₄), 사이클로펜틸(C₅), 사이클로펜테닐(C₅), 사이클로헥실(C₆), 사이클로헥세닐(C₆), 사이클로헥사디에닐(C₆) 등을 포함한다. C₃ _-8 카보사이클릴 그룹의 예는, 제한 없이, 상기 언급된 C_3-6 카보사이클릴 그룹 뿐만 아니라 사이클로헵틸(C₇), 사이클로헵테닐(C₇), 사이클로헵타디에닐(C₇), 사이클로헵타트리에닐(C₇), 사이클로옥틸(C₈), 사이클로옥테닐(C₈), 하이드록시[2.2.1]헵타닐(C₇), 하이드록시[2.2.2]옥타닐(C₈) 등을 포함한다. C₃ _-10 카보사이클릴 그룹의 예는, 제한 없이, 상기 언급된 C₃ _-8 카보사이클릴 그룹 뿐만 아니라 사이클로노닐(C₉), 사이클로노네닐(C₉), 사이클로데실(C₁₀), 사이클로데세닐(C₁₀), 옥타하이드로-1H-인데닐(C₉), 데카하이드로나프탈레닐(C₁₀), 스피로[4.5]데카닐(C₁₀) 등을 포함한다. 상술한 예로 설명한 바와 같이, 특정 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 모노사이클릭("모노사이클릭 카보사이클릴")이거나 융합된, 브릿지된 또는 스피로 환 시스템, 예를 들어, 바이사이클릭 시스템("바이사이클릭 카보사이클릴")을 함유하며 포화될 수 있거나 부분적으로 불포화될 수 있다. "카보사이클릴"은 또한 환 시스템을 포함하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 상기 카보사이클릭 환은 1개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 그룹에 융합되고, 여기서, 부착점은 카보사이클릭 환 상에 존재하고, 이러한 경우, 탄소의 수는 카보사이클릭 환 시스템 내의 탄소의 수를 계속해서 지정한다. 달리 구체화되지 않는 한, 카보사이클릴 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 카보사이클릴") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 카보사이클릴"). 특정 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 치환되지 않은 C₃ _-10 카보사이클릴이다. 특정 양태에서, 카보사이클릴 그룹은 치환된 C₃ _-10 카보사이클릴이다.

일부 양태에서, "카보사이클릴"은 3 내지 10개의 환 탄소 원자를 갖는 모노사이클릭, 포화 카보사이클릴 그룹이다("C₃ _-10 사이클로알킬"). 일부 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 3 내지 8개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₃ _-8 사이클로알킬"). 일부 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 3 내지 6개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₃ _-6 사이클로알킬"). 일부 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 5 내지 6개의 환 탄소 원자를 갖는다("C_5-6 사이클로알킬"). 일부 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 5 내지 10개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₅ _-10 사이클로알킬"). C₅ _-6 사이클로알킬 그룹의 예는 사이클로펜틸(C₅) 및 사이클로헥실(C₅)을 포함한다. C₃ _-6 사이클로알킬 그룹의 예는 상기 언급된 C₅ _-6 사이클로알킬 그룹 뿐만 아니라 사이클로프로필(C₃) 및 사이클로부틸(C₄)을 포함한다. C₃ _-8 사이클로알킬 그룹의 예는 상기 언급된 C₃ _-6 사이클로알킬 그룹 뿐만 아니라 사이클로헵틸(C₇) 및 사이클로옥틸(C₈)을 포함한다. 달리 구체화되지 않는 한, 사이클로알킬 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 치환되지 않거나("치환되지 않은 사이클로알킬") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 사이클로알킬"). 특정 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 치환되지 않은 C₃ _-10 사이클로알킬이다. 특정 양태에서, 사이클로알킬 그룹은 치환된 C₃ _-10 사이클로알킬이다.

"헤테로사이클릴" 또는 "헤테로사이클릭"은 환 탄소 원자 및 1 내지 4개의 환 헤테로원자를 갖는 3 내지 10원의 비-방향족 환 시스템의 라디칼을 언급하고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 황, 붕소, 인, 및 규소로부터 선택된다("3-10원의 헤테로사이클릴"). 특정 양태에서, 헤테로원자는 독립적으로 질소, 황, 및 산소로부터 선택된다. 1개 이상의 질소 원자를 함유하는 헤테로사이클릴 그룹에서, 부착점은 원자가가 허용되는 한 탄소 또는 질소 원자일 수 있다. 헤테로사이클릴 그룹은 모노사이클릭("모노사이클릭 헤테로사이클릴")일 수 있거나, 융합된, 브릿지된 또는 스피로 환 시스템, 예를 들어, 바이사이클릭 시스템("바이사이클릭 헤테로사이클릴")일 수 있으며, 포화될 수 있거나 부분적으로 불포화될 수 있다. 헤테로사이클릴 바이사이클릭 환 시스템은 하나의 환 또는 둘 다의 환 중에 1개 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. "헤테로사이클릴"은 또한 환 시스템을 포함하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 헤테로사이클릭 환은 1개 이상의 카보사이클릴 그룹과 융합되고, 여기서, 부착점은 카보사이클릴 또는 헤테로사이클릭 환, 또는 환 시스템 상에 존재하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 헤테로사이클릭 환은 1개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 그룹과 융합되고, 여기서, 부착점은 헤테로사이클릭 환 상에 존재하고, 이러한 경우, 환 구성원의 수는 헤테로사이클릭 환 시스템 내의 환 구성원의 수를 계속해서 지정한다. 달리 구체화되지 않는 한, 헤테로사이클릴의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 헤테로사이클릴") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 헤테로사이클릴"). 특정 양태에서, 헤테로사이클릴 그룹은 치환되지 않은 3-10원의 헤테로사이클릴이다. 특정 양태에서, 헤테로사이클릴 그룹은 치환된 3-10원의 헤테로사이클릴이다.

일부 양태에서, 헤테로사이클릴 그룹은 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-10원의 비-방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 황, 붕소, 인 및 규소로부터 선택된다("5-10원의 헤테로사이클릴"). 일부 양태에서, 헤테로사이클릴 그룹은 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-8원의 비-방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-8원의 헤테로사이클릴"). 일부 양태에서, 헤테로사이클릴 그룹은 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-6원의 비-방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-6원의 헤테로사이클릴"). 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로사이클릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1-3개의 환 헤테로원자를 갖는다. 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로사이클릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1-2개의 환 헤테로원자를 갖는다. 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로사이클릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1개의 환 헤테로원자를 갖는다.

1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 삼원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 아지르디닐, 옥시라닐, 및 티오레닐을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 4원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 아제티디닐, 옥세타닐, 및 티에타닐을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 테트라하이드로푸라닐, 디하이드로푸라닐, 테트라하이드로티오페닐, 디하이드로티오페닐, 피롤리디닐, 디하이드로피롤릴, 및 피롤릴-2,5-디온을 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 디옥솔라닐, 옥사설푸라닐, 디설푸라닐, 및 옥사졸리딘-2-온을 포함한다. 3개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 트리아졸리닐, 옥사디아졸리닐, 및 티아디아졸리닐을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 피페리디닐, 테트라하이드로피라닐, 디하이드로피리디닐, 및 티아닐을 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 피페라지닐, 모르폴리닐, 디티아닐, 및 디옥사닐을 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 트리아지나닐을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 7원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 아제파닐, 옥세파닐, 및 티에파닐을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 8원의 헤테로사이클릴 그룹은, 제한 없이, 아조카닐, 옥세카닐, 및 티오카닐을 포함한다. C₆ 아릴 환에 융합된 예시적인 5원의 헤테로사이클릴 그룹(본원에서 5,6-바이사이클릭 헤테로사이클릭 환으로도 언급됨)은, 제한 없이, 인돌리닐, 이소인돌리닐, 디하이드로벤조푸라닐, 디하이드로벤조티에닐, 벤족사졸리노닐 등을 포함한다. 아릴 환에 융합된 예시적인 6원의 헤테로사이클릴 그룹(본원에서 6,6-바이사이클릭 헤테로사이클릭 환으로도 언급됨)은, 제한 없이, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐 등을 포함한다.

"아릴"은 방향족 환 시스템 내에 6-14개의 환 탄소 원자 및 0개의 헤테로원자를 갖는 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭(예를 들어, 바이사이클릭 또는 트리사이클릭) 4n+2 방향족 환 시스템(예를 들어, 사이클릭 배열에 공유된 6, 10, 또는 14개의 π 전자를 가짐)의 라디칼을 언급한다("C₆ _-14 아릴"). 일부 양태에서, 아릴 그룹은 6개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₆ 아릴"; 예를 들어, 페닐). 일부 양태에서, 아릴 그룹은 10개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₁₀ 아릴"; 예를 들어, 나프틸, 예를 들어, 1-나프틸 및 2-나프틸). 일부 양태에서, 아릴 그룹은 14개의 환 탄소 원자를 갖는다("C₁₄ 아릴"; 예를 들어, 안트라실). "아릴"은 또한 환 시스템을 포함하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 아릴 환은 1개 이상의 카보사이클릴 또는 헤테로사이클릴 그룹과 융합되고, 여기서, 라디칼 또는 부착점은 아릴 환 상에 존재하고, 이러한 경우, 탄소 원자의 수는 아릴 환 시스템 내의 탄소 원자의 수를 계속해서 지정한다. 달리 구체화되지 않는 한, 아릴 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 아릴") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 아릴"). 특정 양태에서, 아릴 그룹은 치환되지 않은 C_6-14 아릴이다. 특정 양태에서, 아릴 그룹은 치환된 C₆ _-14 아릴이다.

"아릴알킬"은 본원에 정의된 바와 같은 알킬 및 아릴의 서브세트이고, 임의로 치환된 아릴 그룹에 의해 치환된 임의로 치환된 알킬 그룹을 언급한다. 특정 양태에서, 아르알킬은 임의로 치환된 벤질이다. 특정 양태에서, 아르알킬은 벤질이다. 특정 양태에서, 아르알킬은 임의로 치환된 펜에틸이다. 특정 양태에서, 아르알킬은 펜에틸이다.

"헤테로아릴"은 방향족 환 시스템에 제공된 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-10원의 모노사이클릭 또는 바이사이클릭 4n+2 방향족 환 시스템(예를 들어, 사이클릭 배열에 공유된 6 또는 10개의 π 전자를 가짐)의 라디칼을 언급하고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-10원의 헤테로아릴"). 1개 이상의 질소 원자를 함유하는 헤테로아릴 그룹에서, 부착점은 원자가가 허용되는 한 탄소 또는 질소 원자일 수 있다. 헤테로아릴 바이사이클릭 환 시스템은 하나의 환 또는 둘 다의 환 중에 1개 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. "헤테로아릴"은 환 시스템을 포함하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 헤테로아릴 환은 1개 이상의 카보사이클릴 또는 헤테로사이클릴 그룹과 융합되고, 여기서, 부착점은 헤테로아릴 환 상에 존재하고, 이러한 경우, 환 구성원의 수는 헤테로사이클릭 환 시스템 내의 환 구성원의 수를 계속해서 지정한다. "헤테로아릴"은 또한 환 시스템을 포함하고, 여기서, 상기 정의된 바와 같은 헤테로아릴 환은 1개 이상의 아릴 그룹과 융합되고, 여기서, 부착점은 아릴 또는 헤테로아릴 환 상에 존재하고, 이러한 경우, 환 구성원의 수는 융합된(아릴/헤테로아릴) 환 시스템 내의 환 구성원의 수를 지정한다. 1개의 환이 헤테로원자를 함유하지 않는 바이사이클릭 헤테로아릴 그룹(예를 들어, 인돌릴, 퀴놀리닐, 카바졸릴 등)에서 부착점은 환 상에 존재할 수 있는데, 즉, 헤테로원자를 함유하는 환(예를 들어, 2-인돌릴) 또는 헤테로원자를 함유하지 않는 환(예를 들어, 5-인돌릴) 상에 존재할 수 있다.

일부 양태에서, 헤테로아릴 그룹은 방향족 환 시스템 내에 제공된 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-10원의 방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-10원의 헤테로아릴"). 일부 양태에서, 헤테로아릴 그룹은 방향족 환 시스템 내에 제공된 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-8원의 방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-8원의 헤테로아릴"). 일부 양태에서, 헤테로아릴 그룹은 방향족 환 시스템 내에 제공된 환 탄소 원자 및 1-4개의 환 헤테로원자를 갖는 5-6원의 방향족 환 시스템이고, 여기서, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된다("5-6원의 헤테로아릴"). 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로아릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1-3개의 환 헤테로원자를 갖는다. 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로아릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1-2개의 환 헤테로원자를 갖는다. 일부 양태에서, 5-6원의 헤테로아릴은 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1개의 환 헤테로원자를 갖는다. 달리 구체화되지 않는 한, 헤테로아릴 그룹의 각각의 경우는 독립적으로 임의로 치환되는데, 즉, 치환되지 않거나("치환되지 않은 헤테로아릴") 1개 이상의 치환체로 치환된다("치환된 헤테로아릴"). 특정 양태에서, 헤테로아릴 그룹은 치환되지 않은 5-14원의 헤테로아릴이다. 특정 양태에서, 헤테로아릴 그룹은 치환된 5-14원의 헤테로아릴이다.

1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 피롤릴, 푸라닐 및 티오페닐을 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴, 및 이소티아졸릴을 포함한다. 3개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 트리아졸릴, 옥사디아졸릴, 및 티아디아졸릴을 포함한다. 4개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 테트라졸릴을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 피리디닐을 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 피리다지닐, 피리미디닐, 및 피라지닐을 포함한다. 3개 또는 4개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원의 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 트리아지닐 및 테트라지닐을 각각을 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 7원의 헤테로아릴 그룹의 예는, 제한 없이, 아제피닐, 옥세피닐, 및 티에피닐을 포함한다. 예시적인 5,6-바이사이클릭 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 인돌릴, 이소인돌릴, 인다졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 벤조푸라닐, 벤조이소푸라닐, 벤즈이미다졸릴, 벤족사졸릴, 벤즈이속사졸릴, 벤족사디아졸릴, 벤즈티아졸릴, 벤즈이소티아졸릴, 벤즈티아디아졸릴, 인돌리지닐, 및 푸리닐을 포함한다. 예시적인 6,6-바이사이클릭 헤테로아릴 그룹은, 제한 없이, 나프티리디닐, 프테리디닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 및 퀴나졸리닐을 포함한다.

"헤테로아르알킬"은 본원에 정의된 바와 같은 알킬 및 헤테로아릴의 서브세트이고, 임의로 치환된 헤테로아릴 그룹에 의해 치환된 임의로 치환된 알킬 그룹을 언급한다.

2가 브릿징 그룹인 본원에 정의된 바와 같은 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴 그룹은, 접미사-엔, 예를 들어, 알킬렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 카보사이클릴렌, 헤테로사이클릴렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 사용하여 추가로 언급된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "임의로 치환된"은 치환되거나 치환되지 않은 모이어티를 언급한다.

본원에 정의된 바와 같은 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴 그룹은 임의로 치환된다(예를 들어, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 알킬, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 알케닐, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 알키닐, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 카보사이클릴, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 헤테로사이클릴, "치환된" 또는 "치환되지 않은" 아릴 또는 "치환된" 또는 "치환되지 않은" 헤테로아릴 그룹). 일반적으로, 용어 "치환된"은, 용어 "임의로"가 앞에 있는지에 상관없이, 그룹 상에 존재하는 적어도 하나의 수소(예를 들어, 탄소 또는 질소 원자)가 허용가능한 치환체, 예를 들어, 치환시 안정한 화합물, 예를 들어, 재배열, 폐환, 제거, 또는 기타 반응에 의한 변환을 자발적으로 겪지 않는 화합물을 초래하는 치환체로 대체됨을 의미한다. 달리 나타내지 않는 한, "치환된" 그룹은 그룹의 1개 이상의 치환가능한 위치에서 치환체를 가지며, 임의의 주어진 구조에서 1개 이상의 위치가 치환되는 경우, 치환체는 각각의 위치에서 동일하거나 상이하다. 용어 "치환된"은 유기 화합물의 모든 허용가능한 치환체로의 치환을 포함하도록 고려되고, 본원에 기재된 치환체 모든 치환체 중 어느 것은 안정한 화합물의 형성을 초래한다. 본 발명은 안정한 화합물에 도달하기 위해 임의의 모든 이러한 조합을 고려한다. 본 발명의 목적상, 질소와 같은 헤테로원자는 수소 치환체 및/또는 본원에 기재된 바와 같은 임의의 적합한 치환체를 가질 수 있으며, 헤테로원자의 원자가를 충족시켜 안정한 모이어티의 형성을 초래한다.

예시적인 탄소 원자 치환체는 할로겐, -CN, -NO₂, -N₃, -SO₂H, -SO₃H, -OH, -OR^aa, -ON(R^bb)₂, -N(R^bb)₂, -N(R^bb)₃ ⁺X^-, -N(OR^cc)R^bb, -SH, -SR^aa, -SSR^cc, -C(=0)R^aa, -C0₂H, -CHO, -C(OR^cc)₂, -C0₂R^aa, -OC(=0)R^aa, -OC0₂R^aa, -C(=0)N(R^bb)₂, -OC(=0)N(R^bb)₂, -NR^bbC(=0)R^aa, -NR^bbC0₂R^aa, -NR^bbC(=0)N(R^bb)₂, -C(=NR^bb)R^aa, -C(=NR^bb)OR^aa, -OC(=NR^bb)R^aa, -OC(=NR^bb)OR^aa, -C(=NR^bb)N(R^bb)₂, -OC(=NR^bb)N(R^bb)₂, -NR^bbC(=NR^bb)N(R^bb)₂, -C(=0)NR^bbS0₂R^aa, -NR^bbS0₂R^aa, -S0₂N(R^bb)₂, -S0₂R^aa, -S0₂OR^aa, -OSO₂R^aa, -S(=0)R^aa, -OS(=0)R^aa, -Si(R^aa)₃, -Osi(R^aa)₃-C(=S)N(R^bb)₂, -C(=0)SR^aa, -C(=S)SR^aa, -SC(=S)SR^aa, -SC(=0)SR^aa, -OC(=0)SR^aa, -SC(=0)OR^aa, -SC(=0)R^aa, -P(=0)₂R^aa, -OP(=0)₂R^aa, -P(=0)(R^aa)₂, -OP(=0)(R^aa)₂, -OP(=0)(OR^cc)₂, -P(=0)₂N(R^bb)₂, -OP(=0)₂N(R^bb)₂, -P(=0)(NR^bb)₂, -OP(=0)(NR^bb)₂, -NR^bbP(=0)(OR^cc)₂, -NR^bbP(=0)(NR^bb)₂, -P(R^cc)₂, -P(R^cc)₃, -OP(R^cc)₂, -OP(R^cc)₃, -B(R^aa)₂, -B(OR^cc)₂, -BR^aa(OR^cc), C₁ _-10 알킬, C₁ _-10퍼할로알킬, C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴을 포함하지만 이에 제한되지 않고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되거나; 또는 탄소 원자 상의 2개의 수소는 그룹 =0, =S, =NN(R^bb)₂, =NNR^bbC(=0)R^aa, =NNR^bbC(=0)OR^aa, =NNR^bbS(=0)₂R^aa, =NR^bb, 또는 =NOR^cc로 대체되며; R^aa의 각각의 경우는 독립적으로 C₁ _-10 알킬, C₁ _-10 퍼할로알킬, C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴로부터 선택되거나, 또는 2개의 R^aa 그룹은 연결되어 3-14원의 헤테로사이클릴 또는 5-14원의 헤테로아릴 환을 형성하고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되고; R^bb의 각각의 경우는 독립적으로 수소, -OH, -OR^aa, -N(R^cc)₂, -CN, -C(=0)R^aa, -C(=0)N(R_cc)², -C0₂R^aa, -S0₂R^aa, -C(=NR^cc)OR^aa, -C(=NR^cc)N(R^cc)₂, -S0₂N(R^cc)₂, -S0₂R^cc, -S0₂OR^cc, -SOR^aa, -C(=S)N(R^cc)₂, -C(=0)SR^cc, -C(=S)SR^cc, -P(=0)₂R^aa, -P(=0)(R^aa)₂, -P(=0)₂N(R^cc)₂, -P(=0)(NR^cc)₂, C₁ _-10 알킬, C₁ _-10 퍼할로알킬, C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴로부터 선택되거나, 또는 2개의 R^bb 그룹은 연결되어 3-14원의 헤테로사이클릴 또는 5-14원의 헤테로아릴 환을 형성하고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되고; R^cc의 각각의 경우는 독립적으로 수소, C₁ _-10 알킬, C₁ _-10 퍼할로알킬, C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴로부터 선택되거나, 또는 2개의 R^cc 그룹은 연결되어 3-14원의 헤테로사이클릴 또는 5-14원의 헤테로아릴 환을 형성하고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되고; R^dd의 각각의 경우는 독립적으로 할로겐, -CN, -N0₂, -N₃, -S0₂H, -S0₃H, -OH, -OR^ee, -ON(R^ff)₂, -N(R^ff)₂, -N(R^ff)₃ ⁺X^-, -N(OR^ee)R^ff, -SH, -SR^ee, -SSR^ee, -C(=0)R^ee, -C0₂H, -C0₂R^ee, -OC(=0)R^ee, -OC0₂R^ee, -C(=0)N(R^ff)₂, -OC(=0)N(R^ff)₂, -NR^ffC(=0)R^ee, -NR^ffC0₂R^ee, -NR^ffC(=0)N(R^ff)₂, -C(=NR^ff)OR^ee, -OC(=NR^ff)R^ee, -OC(=NR^ff)OR^ee, -C(=NR^ff)N(R^ff)₂, -OC(=NR^ff)N(R^ff)₂, -NR^ffC(=NR^ff)N(R^ff)₂, -NR^ffS0₂R^ee, -S0₂N(R^ff)₂, -S0₂R^ee, -S0₂OR^ee, -OS0₂R^ee, -S(=0)R^ee, -Si(R^ee)₃, -Osi(R^ee)₃, -C(=S)N(R^ff)₂, -C(=0)SR^ee, -C(=S)SR^ee, -SC(=S)SR^ee, -P(=0)₂R^ee, -P(=0)(R^ee)₂, -OP(=0)(R^ee)₂, -OP(=0)(OR^ee)₂, C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 퍼할로알킬, C_2-6 알케닐, C₂ _-6 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-10원의 헤테로사이클릴, C₆ _-10 아릴, 5-10원의 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^gg 그룹으로 치환되거나, 또는 2개의 R^dd 치환체는 연결되어 =0 또는 =S를 형성할 수 있고; R^ee의 각각의 경우는 독립적으로 C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 퍼할로알킬, C₂ _-6 알케닐, C₂ _-6 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, C₆ _-10 아릴, 3-10원의 헤테로사이클릴, 및 3-10원의 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^gg 그룹으로 치환되고; R^ff의 각각의 경우는 독립적으로 수소, C₁ _-6 알킬, C_1-6 퍼할로알킬, C₂ _-6 알케닐, C₂ _-6 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-10원의 헤테로사이클릴, C₆ _-10 아릴 및 5-10원의 헤테로아릴로부터 선택되거나, 또는 2개의 R^ff 그룹은 연결되어 3-14원의 헤테로사이클릴 또는 5-14원의 헤테로아릴 환을 형성하고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^gg 그룹으로 치환되고; R^gg의 각각의 경우는 독립적으로 할로겐, -CN, -N0₂, -N₃, -S0₂H, -SO₃H, -OH, -OC₁ _-6 알킬, -ON(C_1-6 알킬)₂, -N(C₁ _-6 알킬)₂, -N(C₁ _-6 알킬)₃ ⁺X^-, -NH(C₁ _-6 알킬)₂ ⁺X^-, -NH₂(C₁ _-6 알킬)⁺X^-, -NH₃ ⁺X^-, -N(OC₁ _-6 알킬)(C₁ _-6 알킬), -N(OH)(C₁ _-6 알킬), -NH(OH), -SH, -SC₁ _-6 알킬, -SS(C₁ _-6 알킬), -C(=0)(C₁ _-6 알킬), -C0₂H, -C0₂(C₁ _-6 알킬), -OC(=0)(C₁ _-6 알킬), -OC0₂(C₁ _-6 알킬), -C(=0)NH₂, -C(=0)N(C_1-6 알킬)₂, -OC(=0)NH(C₁ _-6 알킬), -NHC(=0)(C_1-6 알킬), -N(C₁ _-6 알킬)C(=0)(C₁ _-6 알킬), -NHC0₂(C₁ _-6 알킬), -NHC(=0)N(C_1-6 알킬)₂, -NHC(=0)NH(C₁ _-6 알킬), -NHC(=O)NH₂, -C(=NH)O(C_1-6 알킬), -OC(=NH)(C_1-6 알킬), -OC(=NH)OC₁ _-6 알킬, -C(=NH)N(C_1-6 알킬)₂, -C(=NH)NH(C_1-6 알킬), -C(=NH)NH₂, -OC(=NH)N(C₁ _-6 알킬)₂, -OC(NH)NH(C₁ _-6 알킬), -OC(NH)NH₂, -NHC(NH)N(C_1-6 알킬)₂, -NHC(=NH)NH₂, -NHSO₂(C₁ _-6 알킬), -SO₂N(C₁ _-6 알킬)₂, -SO₂NH(C_1-6 알킬), -SO₂NH₂-, SO₂C₁ _-6 알킬, -SO₂OC₁ _-6 알킬, -OSO₂C₁ _-6 알킬, -SOC₁ _-6 알킬, -Si(C₁ _-6 알킬)₃, -Osi(C₁ _-6 알킬)₃-C(=S)N(C₁ _-6 알킬)₂, C(=S)NH(C_1-6 알킬), C(=S)NH₂, -C(=0)S(C_1-6 알킬), -C(=S)SC_1-6 알킬, -SC(=S)SC_1-6 알킬, -P(=0)₂(C_1-6알킬), -P(=0)(C₁ _-6 알킬)₂, -0P(=0)(C₁ _-6 알킬)₂, -OP(=0)(OC₁ _-6 알킬)₂, C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 퍼할로알킬, C₂ _-6 알케닐, C₂ _-6 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, C₆ _-10 아릴, 3-10원의 헤테로사이클릴, 5-10원의 헤테로아릴이거나; 또는 2개의 R^gg 치환체는 연결되어 =0 또는 =S를 형성할 수 있고; 여기서, X^-는 짝이온이다.

"할로" 또는 "할로겐"은 불소(플루오로, -F), 염소(클로로, -Cl), 브롬(브로모, -Br), 또는 요오드(요오도, -I)를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 "아실"은 -C(=0)R^aa, -CHO, -C0₂R^aa, -C(=0)N(R^bb)₂, -C(=NR^bb)R^aa, -C(=NR^bb)OR^aa, -C(=NR^bb)N(R^bb)₂, -C(=0)NR^bbS0₂R^aa, -C(=S)N(R^bb)₂, -C(=0)SR^aa, 및 -C(=S)SR^aa로 이루어진 그룹으로부터 선택된 모이어티를 언급하고, 여기서, R^aa 및 R^bb는 본원에 정의된 바와 같다.

질소 원자는 원자가가 허용되는 한 치환되거나 치환되지 않을 수 있으며, 1급, 2급, 3급, 및 4급 질소 원자를 포함한다. 예시적인 질소 원자 치환체는 수소, -OH, -OR^aa, -N(R^cc)₂, -CN, -C(=0)R^aa, -C(=0)N(R^cc)₂, -C0₂R^aa, -S0₂R^aa, -C(=NR^bb)R^aa, -C(=NR^cc)OR^aa, -C(=NR^cc)N(R^cc)₂, -S0₂N(R^cc)₂, -S0₂R^cc, -S0₂OR^cc, -SOR^aa, -C(=S)N(R^cc)₂, -C(=0)SR^cc, -C(=S)SR^cc, -P(=0)₂R^aa, -P(=0)(R^aa)₂, -P(=0)₂N(R^cc)₂, -P(=0)(NR^cc)₂, C₁ _-10 알킬, C₁ _-10 퍼할로알킬, C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴을 포함하지만 이에 제한되지 않거나, 또는 질소 원자에 부착된 2개의 R^cc 그룹은 결합되어 3-14원의 헤테로사이클릴 또는 5-14원의 헤테로아릴 환을 형성하고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되고, 여기서, R^aa, R^bb, R^cc, 및 R^dd는 상기 정의된 바와 같다.

특정 양태에서, 질소 원자 상에 존재하는 치환체는 질소 보호 그룹이다(아미노 보호 그룹으로도 언급됨). 질소 보호 그룹은 -OH, -OR^aa, -N(R^cc)₂, -C(=0)R^aa, -C(=0)N(R^cc)₂, -C0₂R^aa, -S0₂R^aa, -C(=NR^cc)R^aa, -C(=NR^cc)OR^aa, -C(=NR^cc)N(R^cc)₂, -S0₂N(R^cc)₂, -S0₂R^cc, -S0₂OR^cc, -SOR^aa, -C(=S)N(R^cc)₂, -C(=0)SR^cc, -C(=S)SR^cc, C₁ _-10 알킬(예를 들어, 아르알킬, 헤테로아르알킬), C₂ _-10 알케닐, C₂ _-10 알키닐, C₃ _-10 카보사이클릴, 3-14원의 헤테로사이클릴, C₆ _-14 아릴, 및 5-14원의 헤테로아릴 그룹을 포함하지만 이에 제한되지 않고, 여기서, 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아르알킬, 아릴, 및 헤테로아릴은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 R^dd 그룹으로 치환되고, 여기서, R^aa, R^bb, R^cc 및 R^dd는 본원에서 정의된 바와 같다. 질소 보호 그룹은 당해 기술분야에 익히 공지되어 있으며, 문헌[참조: Protecting Groups in Organic Synthesis, T. W. Greene and P. G. M. Wuts, 3^rd edition, John Wiley & Sons, 1999, 본원에 참조로 인용됨]에 기재된 것들을 포함한다.

예를 들어, 질소 보호 그룹, 예를 들어, 아미드 그룹(예를 들어, -C(=0)R^aa)은 포름아미드, 아세트아미드, 클로로아세트아미드, 트리클로로아세트아미드, 트리플루오로아세트아미드, 페닐아세트아미드, 3-페닐프로판아미드, 피콜린아미드, 3-피리딜카복스아미드, N-벤조일페닐알라닐 유도체, 벤즈아미드, p-페닐벤즈아미드, o-니트로페닐아세트아미드, o-니트로페녹시아세트아미드, 아세토아세트아미드, (N'-디티오벤질옥시아실아미노)아세트아미드, 3-(p-하이드록시페닐)프로판아미드, 3-(o-니트로페닐)프로판아미드, 2-메틸-2-(o-니트로페녹시)프로판아미드, 2-메틸-2-(o-페닐아조페녹시)프로판아미드, 4-클로로부탄아미드, 3-메틸-3-니트로부탄아미드, o-니트로신나미드, N-아세틸메티오닌 유도체, o-니트로벤즈아미드, 및 o-(벤조일옥시메틸)벤즈아미드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

질소 보호 그룹, 예를 들어, 카바메이트 그룹(예를 들어, -C(=0)OR^aa)은 메틸 카바메이트, 에틸 카바메이트, 9-플루오레닐메틸 카바메이트(Fmoc), 9-(2-설포)플루오레닐메틸 카바메이트, 9-(2,7-디브로모)플루오로에닐메틸 카바메이트, 2,7-디-t-부틸-[9-(10,10-디옥소-10,10,10,10-테트라하이드로티옥산틸)]메틸 카바메이트(DBD-Tmoc), 4-메톡시페나실 카바메이트(Phenoc), 2,2,2-트리클로로에틸 카바메이트(Troc), 2-트리메틸실릴에틸 카바메이트(Teoc), 2-페닐에틸 카바메이트(hZ), 1-(1-아다만틸)-1-메틸에틸(Adpoc), 1,1-디메틸-2-할로에틸 카바메이트, 1,1-디메틸-2,2-디브로모에틸 카바메이트(DB-t-BOC), 1,1-디메틸-2,2,2-트리클로로에틸 카바메이트(TCBOC), 1-메틸-1-(4-바이페닐릴)에틸 카바메이트(Bpoc), 1-(3,5-디-t-부틸페닐)-1-메틸에틸 카바메이트(t-Bumeoc), 2-(2'- 및 4'-피리딜)에틸 카바메이트(Pyoc), 2-(N,N-디사이클로헥실카복스아미도)에틸 카바메이트, t-부틸 카바메이트(BOC), 1-아다만틸 카바메이트(Adoc), 비닐 카바메이트(Voc), 알릴 카바메이트(Alloc), 1-이소프로필알릴 카바메이트(Ipaoc), 신나밀 카바메이트(Coc), 4-니트로신나밀 카바메이트(Noc), 8-퀴놀릴 카바메이트, N-하이드록시피페리디닐 카바메이트, 알킬디티오 카바메이트, 벤질 카바메이트(Cbz), p-메톡시벤질 카바메이트(Moz), p-니트로벤질 카바메이트, p-브로모벤질 카바메이트, p-클로로벤질 카바메이트, 2,4-디클로로벤질 카바메이트, 4-메틸설피닐벤질 카바메이트(Msz), 9-안트릴메틸 카바메이트, 디페닐메틸 카바메이트, 2-메틸티오에틸 카바메이트, 2-메틸설포닐에틸 카바메이트, 2-(p-톨루엔설포닐)에틸 카바메이트, [2-(1,3-디티아닐)]메틸 카바메이트(Dmoc), 4-메틸티오페닐 카바메이트(Mtpc), 2,4-디메틸티오페닐 카바메이트(Bmpc), 2-포스포니오에틸 카바메이트(Peoc), 2-트리페닐포스포니오이소프로필 카바메이트(Ppoc), 1,1-디메틸-2-시아노에틸 카바메이트, m-클로로-p-아실옥시벤질 카바메이트, p-(디하이드록시보릴)벤질 카바메이트, 5-벤즈이속사졸릴메틸 카바메이트, 2-(트리플루오로메틸)-6-크로모닐메틸 카바메이트(Tcroc), m-니트로페닐 카바메이트, 3,5-디메톡시벤질 카바메이트, o-니트로벤질 카바메이트, 3,4-디메톡시-6-니트로벤질 카바메이트, 페닐(o-니트로페닐)메틸 카바메이트, t-아밀 카바메이트, S-벤질 티오카바메이트, p-시아노벤질 카바메이트, 사이클로부틸 카바메이트, 사이클로헥실 카바메이트, 사이클로펜틸 카바메이트, 사이클로프로필메틸 카바메이트, p-데실옥시벤질 카바메이트, 2,2-디메톡시아실비닐 카바메이트, o-(N,N-디메틸카복스아미도)벤질 카바메이트, 1,1-디메틸-3-(N,N-디메틸카복스아미도)프로필 카바메이트, 1,1-디메틸프로피닐 카바메이트, 디(2-피리딜)메틸 카바메이트, 2-푸라닐메틸 카바메이트, 2-요오도에틸 카바메이트, 이소보르닐 카바메이트, 이소부틸 카바메이트, 이소니코티닐 카바메이트, p-(p'-메톡시페닐아조)벤질 카바메이트, 1-메틸사이클로부틸 카바메이트, 1-메틸사이클로헥실 카바메이트, 1-메틸-1-사이클로프로필메틸 카바메이트, 1-메틸-1-(3,5-디메톡시페닐)에틸 카바메이트, 1-메틸-1-(3,5-페닐아조페닐)에틸 카바메이트, 1-메틸-1-페닐에틸 카바메이트, 1-메틸-1-(4-피리딜)에틸 카바메이트, 페닐 카바메이트, p-(페닐아조)벤질 카바메이트, 2,4,6-트리-t-부틸페닐 카바메이트, 4-(트리메틸암모늄)벤질 카바메이트, 및 2,4,6-트리메틸벤질 카바메이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

질소 보호 그룹, 예를 들어, 설폰아미드 그룹(예를 들어, -S(=0)2R^aa)은 p-톨루엔설폰아미드(Ts), 벤젠설폰아미드, 2,3,6,-트리메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Mtr), 2,4,6-트리메톡시벤젠설폰아미드(Mtb), 2,6-디메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Pme), 2,3,5,6-테트라메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Mte), 4-메톡시벤젠설폰아미드(Mbs), 2,4,6-트리메틸벤젠설폰아미드(Mts), 2,6-디메톡시-4-메틸벤젠설폰아미드(iMds), 2,2,5,7,8-펜타메틸크로만-6-설폰아미드(Pmc), 메탄설폰아미드(Ms), β-트리메틸실릴에탄설폰아미드(SES), 9-안트라센설폰아미드, 4-(4',8'-디메톡시나프틸메틸)벤젠설폰아미드(DNMBS), 벤질설폰아미드, 트리플루오로메틸설폰아미드, 및 펜아실설폰아미드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

기타 질소 보호 그룹은 페노티아지닐-(10)-아실 유도체, N'-p-톨루엔설포닐아미노아실 유도체, N'-페닐아미노티오아실 유도체, N-벤조일페닐알라닐 유도체, N-아세틸메티오닌 유도체, 4,5-디페닐-3-옥사졸린-2-온, N-프탈이미드, N-디티아석신이미드(Dts), N-2,3-디페닐말레이미드, N-2,5-디메틸피롤, N-1,1,4,4-테트라메틸디실릴아자사이클로펜탄 부가물(STABASE), 5-치환된 1,3-디메틸-1,3,5-트리아자사이클로헥산-2-온, 5-치환된 1,3-디벤질-1,3,5-트리아자사이클로헥산-2-온, 1-치환된 3,5-디니트로-4-하이드록실, N-메틸아민, N-알릴아민, N-[2-(트리메틸실릴)에톡시]메틸아민(SEM), N-3-아세톡시프로필아민, N-(1-이소프로필-4-니트로-2-옥소-3-피롤린-3-일)아민, 4급 암모늄 염, N-벤질아민, N-디(4-메톡시페닐)메틸아민, N-5-디벤조수베릴아민, N-트리페닐메틸아민(Tr), N-[(4-메톡시페닐)디페닐메틸]아민(MMTr), N-9-페닐플루오레닐아민(PhF), N-2,7-디클로로-9-플루오레닐메틸렌아민, N-페로세닐메틸아미노(Fcm), N-2-피콜릴아미노 N'-옥사이드, N-1,1-디메틸티오메틸렌아민, N-벤질리덴아민, N-p-메톡시벤질리덴아민, N-디페닐메틸렌아민, N-[(2-피리딜)메시틸]메틸렌아민, N-(N',N'-디메틸아미노메틸렌)아민, N,N'-이소프로필리덴디아민, N-p-니트로벤질리덴아민, N-살리실리덴아민, N-5-클로로살리실리덴아민, N-(5-클로로-2-하이드록시페닐)페닐메틸렌아민, N-사이클로헥실리덴아민, N-(5,5-디메틸-3-옥소-1-사이클로헥세닐)아민, N-보란 유도체, N-디페닐보론산 유도체, N-[페닐(펜타아실크로뮴- 또는 텅스텐)아실]아민, N-구리 킬레이트, N-아연 킬레이트, N-니트로아민, N-니트로소아민, 아민 N-옥사이드, 디페닐포스핀아미드(Dpp), 디메틸티오포스핀아미드(Mpt), 디페닐티오포스핀아미드(Ppt), 디알킬 포스포르아미데이트, 디벤질 포스포르아미데이트, 디페닐 포스포르아미데이트, 벤젠설펜아미드, o-니트로벤젠설펜아미드(Nps), 2,4-디니트로벤젠설펜아미드, 펜타클로로벤젠설펜아미드, 2-니트로-4-메톡시벤젠설펜아미드, 트리페닐메틸설펜아미드, 및 3-니트로피리딘설펜아미드(Npys)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

특정 양태에서, 산소 원자 상에 존재하는 치환체는 산소 보호 그룹(하이드록실 보호 그룹으로도 언급됨)이다. 산소 보호 그룹은 -R^aa, -N(R^bb)₂, -C(=0)SR^aa, -C(=0)R^aa, -C0₂R^aa, -C(=0)N(R^bb)₂, -C(=NR^bb)R^aa, -C(=NR^bb)OR^aa, -C(=NR^bb)N(R^bb)₂, -S(=0)R^aa, -S0₂R^aa, -Si(R^aa)₃, -P(R^cc)₂, -P(R^cc)₃, -P(=0)₂R^aa, -P(=0)(R^aa)₂, -P(=0)(OR^cc)₂, -P(=0)₂N(R^bb)₂, 및 -P(=0)(NR^bb)₂를 포함하지만 이에 제한되지 않고, 여기서, R^aa, R^bb, 및 R^cc는 본원에 정의된 바와 같다. 산소 보호 그룹은 당해 기술분야에 익히 공지되어 있으며, 문헌[참조: Potecting Groups in Organic Synthesis, T. W. Greene and P. G. M. Wuts, 3^rd edition, John Wiley & Sons, 1999, 본원에 참조로 인용됨]에 기재된 것들을 포함한다.

예시적인 산소 보호 그룹은 메틸, 메톡실메틸(MOM), 메틸티오메틸(MTM), t-부틸티오메틸, (페닐디메틸실릴)메톡시메틸(SMOM), 벤질옥시메틸(BOM), p-메톡시벤질옥시메틸(PMBM), (4-메톡시페녹시)메틸(p-AOM), 구아이아콜메틸(GUM), t-부톡시메틸, 4-펜테닐옥시메틸(POM), 실록시메틸, 2-메톡시에톡시메틸(MEM), 2,2,2-트리클로로에톡시메틸, 비스(2-클로로에톡시)메틸, 2-(트리메틸실릴)에톡시메틸(SEMOR), 테트라하이드로피라닐(THP), 3-브로모테트라하이드로피라닐, 테트라하이드로티오피라닐, 1-메톡시사이클로헥실, 4-메톡시테트라하이드로피라닐(MTHP), 4-메톡시테트라하이드로티오피라닐, 4-메톡시테트라하이드로티오피라닐 S,S-디옥사이드, 1-[(2-클로로-4-메틸)페닐]-4-메톡시피페리딘-4-일(CTMP), 1,4-디옥산-2-일, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로티오푸라닐, 2,3,3a,4,5,6,7,7a-옥타하이드로-7,8,8-트리메틸-4,7-메타노벤조푸란-2-일, 1-에톡시에틸, 1-(2-클로로에톡시)에틸, 1-메틸-1-메톡시에틸, 1-메틸-1-벤질옥시에틸, 1-메틸-1-벤질옥시-2-플루오로에틸, 2,2,2-트리클로로에틸, 2-트리메틸실릴에틸, 2-(페닐셀레닐)에틸, t-부틸, 알릴, p-클로로페닐, p-메톡시페닐, 2,4-디니트로페닐, 벤질(Bn), p-메톡시벤질, 3,4-디메톡시벤질, o-니트로벤질, p-니트로벤질, p-할로벤질, 2,6-디클로로벤질, p-시아노벤질, p-페닐벤질, 2-피콜릴, 4-피콜릴, 3-메틸-2-피콜릴 N-옥시도, 디페닐메틸, p,p'-디니트로벤즈하이드릴, 5-디벤조수베릴, 트리페닐메틸, α-나프틸디페닐메틸, p-메톡시페닐디페닐메틸, 디(p-메톡시페닐)페닐메틸, 트리(p-메톡시페닐)메틸, 4-(4'-브로모펜아실옥시페닐)디페닐메틸, 4,4',4"-트리스(4,5-디클로로프탈이미도페닐)메틸, 4,4',4"-트리스(레불리노일옥시페닐)메틸, 4,4',4"-트리스(벤조일옥시페닐)메틸, 3-(이미다졸-1-일)비스(4',4"-디메톡시페닐)메틸, 1,1-비스(4-메톡시페닐)-1'-피레닐메틸, 9-안트릴, 9-(9-페닐)크산테닐, 9-(9-페닐-10-옥소)안트릴, 1,3-벤조디티올란-2-일, 벤즈이소티아졸릴 S,S-디옥시도, 트리메틸실릴(TMS), 트리에틸실릴(TES), 트리이소프로필실릴(TIPS), 디메틸이소프로필실릴(IPDMS), 디에틸이소프로필실릴(DEIPS), 디메틸헥실실릴, t-부틸디메틸실릴(TBDMS), t-부틸디페닐실릴(TBDPS), 트리벤질실릴, 트리-p-크실릴실릴, 트리페닐실릴, 디페닐메틸실릴(DPMS), i-부틸메톡시페닐실릴(TBMPS), 포르메이트, 벤조일포르메이트, 아세테이트, 클로로아세테이트, 디클로로아세테이트, 트리클로로아세테이트, 트리플루오로아세테이트, 메톡시아세테이트, 트리페닐메톡시아세테이트, 페녹시아세테이트, p-클로로페녹시아세테이트, 3-페닐프로피오네이트, 4-옥소펜타노에이트(레불리네이트), 4,4-(에틸렌디티오)펜타노에이트(레불리노일디티오아세탈), 피발로에이트, 아다만토에이트, 크로토네이트, 4-메톡시크로토네이트, 벤조에이트, p-페닐벤조에이트, 2,4,6-트리메틸벤조에이트(메시토에이트), 메틸 카보네이트, 9-플루오레닐메틸 카보네이트(Fmoc), 에틸 카보네이트, 2,2,2-트리클로로에틸 카보네이트(Troc), 2-(트리메틸실릴)에틸 카보네이트(TMSEC), 2-(페닐설포닐) 에틸 카보네이트(Psec), 2-(트리페닐포스포니오) 에틸 카보네이트(Peoc), 이소부틸 카보네이트, 비닐 카보네이트, 알릴 카보네이트, t-부틸 카보네이트(BOC), p-니트로페닐 카보네이트, 벤질 카보네이트, p-메톡시벤질 카보네이트, 3,4-디메톡시벤질 카보네이트, o-니트로벤질 카보네이트, p-니트로벤질 카보네이트, S-벤질 티오카보네이트, 4-에톡시-1-나프틸 카보네이트, 메틸 디티오카보네이트, 2-요오도벤조에이트, 4-아지도부티레이트, 4-니트로-4-메틸펜타노에이트, o-(디브로모메틸)벤조에이트, 2-포르밀벤젠설포네이트, 2-(메틸티오메톡시)에틸, 4-(메틸티오메톡시)부티레이트, 2-(메틸티오메톡시메틸)벤조에이트, 2,6-디클로로-4-메틸페녹시아세테이트, 2,6-디클로로-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페녹시아세테이트, 2,4-비스(1,1-디메틸프로필)페녹시아세테이트, 클로로디페닐아세테이트, 이소부티레이트, 모노숙시노에이트, (E)-2-메틸-2-부테노에이트, o-(메톡시아실)벤조에이트, α-나프토에이트, 니트레이트, 알킬 N,N,N',N'-테트라메틸포스포로디아미데이트, 알킬 N-페닐카바메이트, 보레이트, 디메틸포스피노티오닐, 알킬 2,4-디니트로페닐설페네이트, 설페이트, 메탄설포네이트(메실레이트), 벤질설포네이트, 및 토실레이트(Ts)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

특정 양태에서, 황 원자 상에 존재하는 치환체는 황 보호 그룹(티올 보호 그룹으로도 언급됨)이다. 황 보호 그룹은 -R^aa, -N(R^bb)₂, -C(=0)SR^aa, -C(=0)R^aa, -C0₂R^aa, -C(=0)N(R^bb)₂, -C(=NR^bb)R^aa, -C(=NR^bb)OR^aa, -C(=NR ^bb)N(R^bb)₂, -S(=0)R^aa, -S0₂R^aa, -Si(R^aa)₃, -P(R^cc)₂, -P(R^cc)₃, -P(=0)₂R^aa, -P(=0)(R^aa)₂, -P(=0)(OR^cc)₂, -P(=0)₂N(R^bb)₂, 및 -P(=0)(NR^bb)₂를 포함하지만 이에 제한되지 않고, 여기서, R^aa ^, R^bb, 및 R^cc는 본원에 정의된 바와 같다. 황 보호 그룹은 당해 기술분야에 익히 공지되어 있으며, 문헌[참조: Protecintg Groups in Organic Synthesis, T. W. Greene and P. G. M. Wuts, 3^rd edition, John Wiley & Sons, 1999, 본원에 참조로 인용됨]에 기재된 것들을 포함한다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "이탈 그룹"은 합성 유기 화학 분야에서 제시된 이의 통상의 의미이며, 친핵체에 의해 대체될 수 있는 원자 또는 그룹을 언급한다. 적합한 이탈 그룹의 예는 할로겐(예를 들어, F, CI, Br, 또는 I(요오드)), 알콕시카보닐옥시, 아릴옥시카보닐옥시, 알칸설포닐옥시, 아렌설포닐옥시, 알킬-카보닐옥시(예를 들어, 아세톡시), 아릴카보닐옥시, 아릴옥시, 메톡시, N,0-디메틸하이드록실아미노, 픽실, 및 할로포르메이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 경우, 이탈 그룹은 설폰산 에스테르, 예를 들어, 톨루엔설포네이트(토실레이트, -OTs), 메탄설포네이트(메실레이트, -OMs), p-브로모벤젠설포닐옥시(브로실레이트, -OBs), 또는 트리플루오로메탄설포네이트(트리플레이트, -OTf)이다. 일부 경우, 이탈 그룹은 브로실레이트, 예를 들어, p-브로모벤젠설포닐옥시이다. 일부 경우, 이탈 그룹은 노실레이트, 예를 들어, 2-니트로벤젠설포닐옥시이다. 일부 양태에서, 이탈 그룹은 설포네이트-함유 그룹이다. 일부 양태에서, 이탈 그룹은 토실레이트 그룹이다. 이탈 그룹은 또한 포스핀옥사이드(예를 들어, 미츠노부 반응 동안 형성됨) 또는 내부 이탈 그룹, 예를 들어, 에폭사이드 또는 사이클릭 설페이트이다. 이탈 그룹의 기타 비제한적인 예는 물, 암모니아, 알콜, 에테르 모이어티, 티오에테르 모이어티, 아연 할로겐화물, 마그네슘 모이어티, 디아조늄 염, 및 구리 모이어티이다.

예시적인 α-GalCer 유사체(α-Glc를 갖는 GSL)는 백신접종된 환자의 면역계를 자극함에 의해 백신의 효과를 가속화하고, 증진시키고, 연장하고/하거나 변형시키거나 증대시키는 면역학적 보조제로서 사용된다. 예시적 수행에서, 유사체 C34는 보조제로서 사용된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "alum 보조제"는 면역 보조 활성을 갖는 면역 증강 활성을 갖는 알루미늄 염, 예를 들어, 인산알루미늄 및 수산화알루미늄을 언급한다. 이들 예시적인 제제는 용액 중에 단백질 항원을 흡착시키고 침전시킬 수 있고; 생성된 침전물은 접종 부위에서 형성된 백신 데포로부터 항원의 서방출을 촉진시킴에 의해 백신 면역원성을 개선시킨다. 추가로, 본원에 고려된 보조제는 또한 적합한 유기 보조제 및 적합한 비로좀을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 예시적인 유기 보조제는 오일계 보조제, 예를 들어, 스쿠알렌, MF59, QS-21 및 AS03을 포함할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "항종양 면역치료 활성제"는 단독으로 및/또는 다른 공동상승 제제와 함께 종양을 억제, 감소 및/또는 제거하는 본원의 백신에 의해 생성된 항체를 언급한다.

아실 쇄 상의 α-갈락토실 그룹(αGal) 및 페닐 환을 함유하는 글리코스핑고지질(GSL)은 α-갈락토실 세라미드(αGalCer)보다 더욱 강력하여 쥐와 인간 불변 NKT(iNKT) 세포 둘 다를 자극하는 것으로 공지되어 있다. 마우스 및 인간에서의 이들의 활성은 iNKT TCR과 CDld-GSL 복합체 간의 삼원 상호작용의 결합가와 관련된다.

본 발명의 개시내용은, 글루코스(αGlc)를 갖는 GSL이 사이토킨/케모카인의 유도 및 면역 세포의 확장/활성화에 있어서 인간에 대한 αGal을 갖는 것보다 더 강하지만 마우스에 대해 더 약하다는 예상치 못한 발견에 관한 것이다. 글루코스(αGlc)를 갖는 GSL 및 αGlc의 F 유도체, 및 인간에서의 이들의 면역자극에 대한 이들의 영향이 본원에 개시되어 있다. 각각의 종에 대한 삼원 상호작용의 강도와 관련된 면역-자극 효능이 본원에 개시되어 있다. 본원에 개시된 mCDld 대 hCDld 스와핑 검정(wapping assay)에 의해 입증된 바와 같이 종-특이적 반응을 지시하는 CD 1d라기보다는 iNKT TCR이다. αGlc를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 인간에서 αGal을 갖는 GSL에 비해 보다 강한 삼원 상호작용을 가지며 보다 큰 Th1-편중 면역력을 유발한다. αGlc를 갖는 GSL은 마우스에서 αGal을 갖는 GSL보다 덜 자극적이다. 종-특이적 반응은 종 간의 삼원 복합체의 차등 결합가에 기인하고, 본원에 기재된 바와 같이 mCDld 대 hCDld 스와핑 검정에 의해 지지되는 바와 같이 쥐와 인간 iNKT TCR 간의 차이를 반영한다.

이들 신규한 발견은 종에서의 차이를 나타내고 글루코실 그룹 상에서 변형된 GSL의 신규한 디자인을 제공하며 인간의 치료에 더 효과적이다.

화합물

본 발명의 개시내용은 화학식 I의 예시적인 면역 보조제 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염에 관한 것이다:

화학식 I

상기식에서, R¹은 -OH 또는 할로겐이고; R²는 -OH, 수소 또는 할로겐이고; R³은 수소 또는 할로겐이고; R⁴ 및 R⁵는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 또는 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택되고; n은 1 내지 15까지의 정수이고, m은 1 내지 20까지의 정수이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 -OH이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 수소이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 F이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 Cl이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 Br이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R²는 I이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 -OH이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 F이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 Cl이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 Br이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 I이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 수소이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 F이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 Cl이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 Br이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R³은 I이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 -OH이고; R²는 -OH, 수소 또는 할로겐이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 -OH이고; R²는 -OH이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 -OH이고; R²는 수소이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 -OH이고; R²는 할로겐이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 할로겐이고; R²는 -OH, 수소 또는 할로겐이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 할로겐이고; R²는 -OH이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 할로겐이고; R²는 수소이고; R³은 수소 또는 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R¹은 할로겐이고; R²는 할로겐이고; R³은 수소 또는 할로겐이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁴는 페닐이다. 일부 양태에서, R⁴는 화학식 II의 임의로 치환된 페닐이다:

화학식 II

상기식에서, i는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고; R⁶의 각각의 경우는 독립적으로 수소, 할로겐, -CN, -N0₂, -N₃, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 페닐, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 또는 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 양태에서, i는 0이다. 특정 양태에서, i는 1이다. 특정 양태에서, i는 2이다. 특정 양태에서, i는 3이다. 특정 양태에서, i는 4이다. 특정 양태에서, i는 5이다. 특정 양태에서, i는 1이고, R⁶은 할로겐이다. 특정 양태에서, i는 1이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, i는 2이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, i는 3이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, i는 4이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, i는 5이고, R4는 하기 화학식이다:

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁶은 할로겐이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁶은 F이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁶은 Cl이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁶은 Br이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁶은 I이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁴는 임의로 치환된 아릴이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁴는 화학식 III의 화합물이다:

화학식 III

상기식에서, j는 0, 1, 2, 3, 또는 4이고; k는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고; R⁷ 및 R⁸의 각각의 경우는, 독립적으로 수소, 할로겐, -CN, -N0₂, -N₃, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 페닐, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 또는 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 양태에서, k는 0이다. 특정 양태에서, k는 1이다. 특정 양태에서, k는 2이다. 특정 양태에서, k은 3이다. 특정 양태에서, k는 4이다. 특정 양태에서, k는 5이다. 특정 양태에서, k는 1이고, R⁸은 할로겐이다. 특정 양태에서, k는 1이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, k는 2이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, k는 3이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, k는 4이고, R⁴는 하기 화학식 중 하나이다:

특정 양태에서, k는 5이고, R⁴는 하기 화학식이다:

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 1 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 5 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 10 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 10이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 11이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 12이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 13이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 14이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, n은 15이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 1 내지 20까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 5 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 5 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 10 내지 15까지의 정수이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 10이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 11이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 12이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 13이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 14이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, m은 15이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁷은 수소이고; R⁸은 F이고; k 는 1, 2 또는 3이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁷은 F이고; R⁸은 수소이고; j는 1, 2 또는 3이다. 화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, R⁷ 및 R⁸은 둘 다 F이고; k는 1, 2 또는 3이고; j는 1, 2 또는 3이다.

화학식 I의 화합물의 일부 양태에서, 제공된 화합물은 하기 화합물들 중 하나이다:

약제학적 조성물

본 발명의 개시내용은 본원에 기재된 예시적 화합물 및 약제학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 본원에 개시된 조성물은 본 발명의 개시내용의 탐독시 당업자에 의해 확인될 수 있는 추가의 활성제, 담체, 비히클, 부형제 또는 보조제와 함께 약제학적 또는 기능성 식품 조성물에 포함될 수 있다.

약제학적 조성물은 바람직하게 하나 이상의 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 상기 약제학적 조성물에서, 본원에 개시된 조성물은 또한 "활성제"로서 언급되는 "활성 화합물"을 형성한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "약제학적으로 허용되는 담체"는 약제학적 투여와 양립가능한 용매, 분산 매질, 코팅, 항세균 및 항진균제, 등장성 및 흡수 지연제 등을 포함한다. 보충 활성 화합물은 또한 조성물에 혼입될 수 있다. 약제학적 조성물은 이의 의도된 투여 경로와 양립가능하도록 제형화된다. 투여 경로의 예는 비경구, 예를 들어, 정맥내, 경피내, 피하, 경구(예를 들어, 흡입), 경피(국소), 경점막 및 직장 투여를 포함한다. 비경구, 피내 또는 피하 적용을 위해 사용되는 용제 또는 현탁제는 하기의 성분들을 포함할 수 있다: 멸균 희석제, 예를 들어, 주사용수, 식염수 용액, 불휘발성유, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 다른 합성 용매; 항세균제, 예를 들어, 벤질 알콜 또는 메틸 파라벤; 항산화제, 예를 들어, 아스코르브산 또는 아황산수소나트륨; 킬레이팅 제제, 예를 들어, 에틸렌디아민테트라아세트산; 완충제, 예를 들어, 아세테이트, 시트레이트, 또는 포스페이트 및 염화나트륨 또는 덱스트로스와 같은 긴장성 조정을 위한 제제. pH는 산 또는 염기, 예를 들어, 염산 또는 수산화나트륨으로 조정될 수 있다. 비경구 제제는 앰푸울, 1회용 주사기 또는 유리 또는 플라스틱으로 제조된 다중 용량 바이알에 내포될 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 대상체는 인간 및 비-인간 영장류(예를 들어, 게릴라, 마카크, 마모셋), 가축 동물(예를 들어, 양, 소, 말, 당나귀 및 돼지), 애완 동물(예를 들어, 개, 고양이), 실험 시험 동물(예를 들어, 마우스, 토끼, 래트, 기니아 피그, 햄스터), 포획 야생 동물(예를 들어, 여우, 사슴) 및 본 발명의 개시내용의 제제로부터 이로울 수 있는 임의의 다른 유기체를 언급한다. 현재 기재된 제제로부터 이로울 수 있는 동물의 유형에는 제한이 없다. 이것이 인간 또는 비-인간 유기체이든 상관 없이 대상체는 환자, 개체, 동물, 숙주 또는 수용자로 언급될 수 있다.

주사용으로 적합한 약제학적 조성물은 멸균 수용액(수용성인 경우) 또는 분산제 및 멸균 주사가능한 용제 또는 분산제의 즉석 제조를 위한 멸균 산제를 포함한다. 정맥내 투여를 위해, 적합한 담체는 생리학적 식염수, 세균억제수, Cremophor EL™ (BASF, Parsippany, N.J.), 또는 인산 완충 식염수(PBS)를 포함한다. 모든 경우에, 상기 조성물은 멸균성이어야만 하고 용이한 주사가능성이 존재하는 정도로 유체이어야만 한다. 제조 및 저장 조건하에서 안정해야만 하고 세균 및 진균류와 같은 미생물의 오염 작용으로부터 보존되어야만 한다. 상기 담체는 예를 들어, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜 등) 및 이의 적합한 혼합물을 함유하는 용매 또는 분산 매질일 수 있다. 적당한 유동성은 예를 들어, 레시틴과 같은 코팅을 사용함에 의해, 분산의 경우에 요구되는 입자 크기를 유지함에 의해 그리고 계면활성제를 사용함에 의해 유지될 수 있다. 미생물의 작용 예방은 다양한 항세균 및 항진균제, 예를 들어, 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 아스코르브산, 티메로살 등에 의해 성취될 수 있다. 많은 경우에, 상기 조성물에 등장성 제제, 예를 들어, 당, 다가알콜, 예를 들어, 만니톨, 소르비톨 또는 염화나트륨을 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 주사 가능한 조성물의 지연된 흡수는 조성물 중에 흡수를 지연시키는 제제, 예를 들어, 알루미늄 모노스테아레이트 및 겔라틴을 포함시킴에 의해 유발될 수 있다.

본원에 기재된 조성물의 용도

본 발명은 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 면역 반응을 자극하기에 유용한 조성물을 제공하고, 상기 방법은 본원에 개시된 치료학적 유효량의 조성물을 대상체에 투여함을 포함한다.

본원에 기재된 조성물은 또한 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포 생산을 상승시키기 위해 사용될 수 있고, 상기 방법은 치료학적 유효량의 약제학적으로 허용되는 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여함을 포함하고, 여기서, 상기 조성물은 본원에 기재된 예시적 화합물을 포함한다.

본원에 기재된 예시적 조성물은 또한 이를 필요로 하는 인간 대상체에서 사이토킨 및/또는 케모카인 생산을 자극하기 위해 사용될 수 있고, 상기 방법은 치료학적 유효량의 약제학적으로 허용되는 조성물을 대상체에게 투여함을 포함하고, 여기서, 상기 조성물은 본원에 기재된 화합물의 사이토킨/케모카인 생산을 증가시키기에 충분한 양을 포함한다.

활성제의 "유효"량 또는 "치료학적 유효량"은 비독성이고 이로운 효과를 제공하기에 충분한 양의 제제를 의미한다. "유효"한 활성제의 양은 개체의 연령 및 일반 조건, 특정 활성제 또는 활성제들 등에 따라 대상체마다 다양하다. 달리 나타내지 않는 경우, 본원에 사용된 용어 "치료학적 유효"량은 역 조건의 치료에 효과적인 양뿐만 아니라 역 조건의 예방 및/또는 역 조건의 완화를 위해 효과적인 양을 포함하는 것으로 의도된다.

본원에 정의된 바와 같은 치료학적 유효량의 활성 화합물(즉, 유효 용량)은 약 0.001 내지 100 g/kg 체중의 범위일 수 있거나 과도한 실험 없이 당업자에게 자명하고 이해되는 다른 범위일 수 있다. 당업자는 특정 인자가 대상체를 효과적으로 치료하기 위해 요구되는 용량 및 타이밍에 영향을 줄 수 있고 이는 질환 또는 장애의 중증도, 이전의 치료, 대상체의 일반 건강 또는 연령 및 다른 존재하는 질환을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

상기 용어가 본원에 사용된 바와 같은 역 조건은 개체에서 흔히 보이는 "정상" 조건일 수 있거나 명명된 질환과 관련되거나 관련되지 않을 수 있는 병리학적 조건일 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "지질"은 세포 시그날 전달 경로에 관여하는 임의의 지용성(친지성) 분자를 언급한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "당지질"은 세포 인지를 위한 마커로서 작용하는 탄수화물-부착된 지질을 언급한다.

또 다른 측면에 따라, 하나 이상의 부분 키트는 당업자에 의해 고려될 수 있고, 상기 부분 키트는 본원에 개시된 방법 중 적어도 하나를 수행하고, 상기 부분 키트는 2개 이상의 조성물을 포함하고, 상기 조성물은 단독으로 또는 배합적으로 상기 언급된 방법 중 하나 이상에 따른 본원에 개시된 유효량의 조성물을 포함한다.

상기 키트는 또한 활성제, 생물학적 이벤트의 확인자 또는 본 발명의 개시내용의 판독시 당업자가 확인될 수 있는 다른 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다. 상기 키트는 또한 본원에 개시된 유효량의 조성물 또는 세포주를 포함하는 적어도 하나의 조성물을 포함할 수 있다. 부분 키트의 조성물 및 세포주는 당업자에 의해 확인될 수 있는 과정에 따라 본원에 개시된 적어도 하나의 방법을 수행하기 위해 사용된다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "특이적으로 결합하는"은 결합 쌍(예를 들어, 항체 및 항원) 간의 상호작용을 언급한다. 다양한 경우에, 특이적으로 결합하는은 약 10^-6 몰/리터, 약 10^~7 몰/리터, 또는 약 10^-8 몰/리터 이하의 친화성 상수에 의해 구현될 수 있다.

본 발명의 판독시 당업자에게 자명한 바와 같이, 본원에 기재되고 설명된 개별 양태의 각각은 본 발명의 범위 또는 취지로부터 벗어나는 것 없이 임의의 다른 별도의 양태로부터 용이하게 분리될 수 있고 조합될 수 있는 개별 성분들 및 특징들을 갖는다. 임의의 인용된 방법은 언급된 이벤트의 순서 또는 적법하게 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.

하나의 측면에서, 본원에 기재된 면역 조성물은 비경구적으로(예를 들어, 정맥내 주사, 피하 주사 또는 근육내 주사) 투여될 수 있다. 대안적으로, 좌제 및 경구 제형을 포함하는 다른 투여 방식이 바람직할 수 있다. 좌제에 대해, 결합제 및 담체는 예를 들어, 폴리알킬렌 글리콜 또는 트리글리세라이드를 포함할 수 있다. 경구 제형은 예를 들어, 약제학적 등급의 사카린, 셀룰로스, 탄산마그네슘 등과 같은 통상적으로 사용되는 성분들을 포함할 수 있다. 이들 조성물은 용제, 현탁제, 정제, 캡슐, 지연 방출 제형 또는 분말 형태를 취하고 본원에 기재된 면역 조성물의 10 내지 95%를 함유한다.

면역 조성물은 투여 제형과 양립가능한 방식으로 그리고 치료학적으로 효과적이고, 보호성이고 면역원성인 양으로 투여된다. 투여되는 양은 예를 들어, 항체를 합성하고 요구되는 경우 세포-매개된 면역 반응을 생성하는 개체 면역계의 능력을 포함하는 치료될 대상체에 의존한다. 투여되어야 하는 활성 성분의 정확한 양은 수행자의 판단에 의존한다. 그러나, 적합한 용량 범위는 당업자에 의해 용이하게 결정된다. 초기 투여 및 부스터 용량에 적합한 치료용법은 또한 다양하지만 초기 투여에 이어서 후속 투여를 포함할 수 있다. 백신의 용량은 또한 투여 경로에 의존할 수 있고 숙주의 크기에 따라 다양하다.

본 발명의 면역 조성물은 또한 암 치료 및 진단 둘 다에 사용될 수 있는 항체의 생산을 위해 동물에서 항체를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 동물(예를 들어, 마우스, 토끼, 염소, 양 또는 말)에서 모노클로날 및 폴리클로날 항체 및 이의 단편을 제조하는 방법은 당업계에 익히 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌[Harlow and Lane, (1988) Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York]을 참조한다. 상기 용어 "항체"는 Fab, F(ab')₂, Fv, scFv(단일쇄 항체), 및 dAb(도메인 항체; Ward, et. al. (1989) Nature, 341, 544)와 같은 온전한 면역글로불린 분자 뿐만 아니라 이의 단편을 포함한다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 분쟁의 경우에, 정의를 포함하는 본 문서가 조절할 것이다. 본원에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 재료가 본 발명의 수행 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 재료는 지금 기재된다. 본원에 구체적으로 언급된 모든 공보 및 특허는 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 공보에 보고된 화학물질, 세포주, 벡터, 동물, 장치, 통계학적 분석 및 방법을 기술하고 기재함을 포함하는 모든 목적을 위해 참조로서 본원에 인용된다. 본 명세서에 인용된 모든 참조문헌은 당업계의 수준을 지적하는 것으로서 고려되어야 한다. 본원에서 어떠한 것도 본 발명이 선행 발명에 의한 상기 개시내용을 선행할 자격이 없음을 인정하는 것으로서 해석되지 말아야 한다.

본원의 재료 및 방법이 기재되기 전에, 본 발명은 이들이 다양할 수 있음에 따라, 기재된 특정 방법, 프로토콜, 재료 및 시약에 제한되지 않는다. 또한, 본원에 사용된 기술용어는 단지 특정 양태를 기재할 목적이고, 단지 청구의 범위에 의해서만 제한될 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

값의 범위가 제공되는 경우, 각각의 사이 값은 달리 명백히 지시되지 않는 한 상기 범위의 상한치 및 하한치 사이 및 상기 진술된 범위에서 임의의 다른 진술되거나 사이 값에 하한치 단위의 10분 1까지 본 발명 내에 포함되는 것으로 이해된다. 이들 보다 작은 범위의 상한치 및 하한치는 독립적으로 보다 작은 범위에 포함될 수 있고 발명 내에 포함되고 또한 진술된 범위에서 임의의 구체적으로 배제된 범위에 적용된다. 진술된 범위가 한계치 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 경우, 상기된 것들 중 하나 또는 둘 다를 배제하는 범위가 포함된다.

실시예

하기 실시예는 당업자에게 본 발명에 따른 전체 발명 및 제조 방법 및 사용 양태에 대한 기술을 제공하도록 나타내며, 발명자들이 이들의 발견으로 간주하는 범위를 제한하려는 것은 아니다. 사용된 수(예를 들어, 양, 온도 등)에 대한 정확도를 보장하기 위해 노력했지만, 일부 실험 오차 및 편차는 고려되어야 한다. 달리 나타내지 않는 한, 부 및 중량부, 분자량은 중량 평균 분자량이고, 온도는 섭씨 온도이고, 압력은 대기압 또는 그 근처이다.

일반적: 모든 시약 화학물질은 시약 등급으로 구입하였고, 추가의 정제 없이 사용되었다. 디클로로메탄(CH₂Cl₂), 테트라하이드로푸란(THF), Ν,Ν-디메틸포름아미드(DMF), 메탄올(MeOH), 피리딘과 같은 무수 용매는 Acros사로부터 구입하였다. HPLC 등급 용매 클로로포름(CHCl₃) 및 메탄올은 Merck사로부터 구입하였다. 글리코실화를 위한 분자체 4Å(MS 4Å)는 Acros사로부터 구입하였고 연소로 활성화시켰다. 반응은 EM 실리카 겔 60 F254 플레이트에서 분석용 박층 크로마토그래피(TLC)로 모니터링하고 UV(254nm)하에 및/또는 산성 세릭 암모늄 몰리브데이트 또는 닌하이드린으로 염색하여 시각화하였다. 플래쉬 컬럼 크로마토그래피는 실리카 겔 60 Geduran(40-63㎛, Merck) 상에서 수행하였다. 최종 생성물의 정제를 위한 Biogel LH20은 Aldrich사로부터 구입하였다. ¹H NMR 스펙트럼은 20℃에서 Bruker Topspin-600(600 MHz) 분광계 상에서 기록하였다. 화학적 이동(δ ppm)은 CDC1₃(δ = 7.24ppm), MeOD(δ = 3.31ppm), 및 피리딘-d⁵(δ = 7.58ppm)의 내부 표준 시그날에 따라 할당되었다. ¹³C NMR 스펙트럼은 Bruker Topspin-600(150 MHz) 분광계에서 수득하였고, 보정을 위해 CDC1₃(δ = 77.23ppm), MeOD(δ = 49.15ppm)의 시그날을 사용하여 δ ppm 스케일로 기록하였다. 커플링 상수(J)는 Hz로 기록되었다. 스플릿팅 패턴은 하기 약어를 사용하여 기재된다: s, 단일선; d, 이중선; t, 삼중선; dd, 이중 이중선; m, 다중선. ¹H NMR 스펙트럼은 이 순서로 기록된다: 화학적 이동; 다중도; 양성자의 수(들); 커플링 상수(들).

화학적 합성

글루코실 공여체 8 의 합성

화합물 2: 200mL의 무수 CH₂C1₂ 중의 1,2,3,4,6-펜타-0-아세틸-β-D-글루코피라노스 1(40g, 102.5mmol)의 용액에 0℃에서 p-톨루엔티올(15.4g, 123mmol) 및 BF₃OEt₂(15.4mL, 123mmol)를 첨가하고, 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 생성된 용액을 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 직접 추출하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발시켰다. 이어서 AcOEt-헥산 용액 중에서 재결정화하여 2를 백색 고체(32.6g, 70%)로서 제공하였다.

화합물 3: 500mL의 무수 MeOH 중의 2(32.6g, 71.8mmol)의 용액에 촉매량의 나트륨 메톡사이드(NaOMe)를 첨가하고, 주위 온도에서 3시간 동안 교반하였다. 반응을 Amberlite IR-120을 첨가하여 중화시키고, 여과하고, 생성된 용액을 농축 건조시켜 3(20.3g, 99%)을 백색 고체로서 제공하였고, 이는 추가의 정제 없이 다음 반응에 직접 사용하였다.

화합물 4: 48mL의 무수 피리딘 중의 3(11.1g, 38.8mmol)의 용액에 트리페닐메틸 클로라이드(13.5g, 46.6mmol)를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt:MeOH 1:1:0.1)로 정제하여 4(12.3g, 60%)를 백색 분말로서 제공하였다.

화합물 5: 200mL의 무수 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중의 4(21.1g, 39.9mmol)의 용액에 0℃에서 수소화나트륨(광유 중 60%)(5.8g, 143.6mmol)을 첨가하였다. 반응을 1시간 동안 교반하고, 이어서 벤질 브로마이드(17.2mL, 143.6mmol)를 첨가한 다음, 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 반응을 MeOH로 켄칭시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 9:1)로 정제하여 5(22.3g, 70%)를 백색 분말로서 제공하였다.

화합물 6: 1065mL의 아세트산 수용액(AcOH:H₂0 4:1) 중의 5(30.0g, 37.5mmol)의 용액에 75℃에서 3시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 2:1)로 정제하여 6(16.7g, 80%)을 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 7: 18mL의 무수 피리딘 중의 6(5.0g, 9.0mmol)의 용액에 아세트산 무수물(1.0mL)을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 5:1)로 정제하여 7(5.3g, 99%)을 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 8: 129mL의 아세톤 수용액(아세톤:H₂0 4:1) 중의 7(5.5g, 9.2mmol) 용액에 N-브로모석신이미드(1.7g, 9.5mmol)를 첨가하였다. 반응을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 수성 티오황산나트륨(NaS₂0₃) 용액, 염수로 추출한 다음, MgS0₄로 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산: AcOEt 2:1)로 정제하여 8(3.1g, 69%, α/β = 1:1)을 백색 고체로서 제공하였다.

수용체 18 의 합성

화합물 13: 무수 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중의 D-Lyxose 12(20g, 133mmol)의 용액에 0℃에서 2-메톡시프로펜(15mL, 160mmol) 및 캄포르-10-설폰산(CSA)(3g, 13.3mmol)을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 트리에틸아민(Et₃N)으로 켄칭시키고, 증발 건조시키고, 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt:MeOH 1:1:0.2)로 직접 정제하여 13(21g, 83%)을 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 14: 140mL의 무수 피리딘 중의 13(21g, 110mmol)의 교반 용액에 트리페닐메틸 클로라이드(37.8g, 132mmol)를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 농축 건조시키고, 잔류물을 에틸 아세테이트(AcOEt)로 용해시키고, H₂0, 염수로 세척하고, 황산마그네슘(MgSO₄)으로 건조시킨 다음, 증발시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 1:2)로 정제하여 14(36.5g, 77%)를 백색 분말로서 제공하였다.

화합물 15: 40mL의 무수 테트라하이드로푸란(THF) 중의 14(8.4g, 19.4mmol)의 교반 용액에 0℃에서 리튬 비스(트리메틸실릴)아미드(LHMDS)(THF 중의 20mL의 1M 용액, 20mmol)를 첨가하고, 반응을 아르곤하에 1시간 동안 교반하였다. 83mL의 무수 THF 중의 5일 동안 톨루엔 중에서 환류시킨 1-브로모트리데칸(C₁₃H₂₇Br) 및 트리페닐포스핀(PPh₃)으로부터 제조된 위티그 시약(Wittig reagent) C₁₃H₂₇PPh₃Br(20.1g, 38.2mmol)의 교반 용액에 0℃에서 LHMDS(THF 중의 40mL의 1M 용액, 40mmol)를 첨가하고, 반응을 아르곤하에 1시간 동안 교반하여 연한 오렌지 색 일리드를 생성하였다. 14의 용액을 0℃에서 상기 일리드에 적가하고, 반응을 주위 온도로 승온시키고, 아르곤하에 9시간 동안 교반하였다. 생성된 용액을 MeOH로 켄칭시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0 및 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 농축시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 15:1)로 정제하여 15(8.7g, 75%)를 무색 오일로서 제공하였다.

화합물 16: 화합물 16은 촉매량의 수산화팔라듐/탄소(20% Pd)를 함유하는 10mL의 무수 MeOH 중의 15(1g, 1.7mmol)의 촉매 수소화로부터 제조되었다. 현탁액은 H₂ 대기 중에서 4시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트(Celite) 545를 통해 여과하여 촉매를 제거하고, 증발 건조시킨 다음, 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산: AcOEt 20:1)로 정제하여 16(903mg, 90%)을 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 17: 39mL의 무수 CH₂O₂ 중의 16(5g, 8.3mmol)및 4Å 분자 체(1g)의 용액에 주위 온도에서 2,6-루티딘(3.5mL, 30mmol)을 첨가하였다. 상기 용액을 -45℃로 냉각시키고, 트리플루오로메탄설폰산 무수물(Tf₂0)(2.67mL, 15.9mmol)을 적가하고, 반응을 아르곤하에 1시간 동안 교반하였다. 이어서 테트라메틸구아니디늄 아지드(TMGA)(3.9g, 25mmol)의 첨가하고, 반응을 주위 온도로 승온시키고, 아르곤하에 16시간 동안 교반하였다. 생성된 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 4Å 분자 체를 제거하고, 잔류물을 CH₂C1₂로 희석하고, H₂0 및 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 20:1)로 간단히 정제하여 불순물의 대부분을 제거하고, 다음 단계에 직접 사용하였다.

화합물 18: 20mL의 무수 CH₂C1₂ 중의 17의 용액에 4℃에서 테트라플루오로아세트산/테트라플루오로아세트산 무수물(CH₂C1₂ 중의 TFA/TFAA 1.8M/1.8M)(14mL, 24.9mmol)을 첨가하고, 아르곤하에 15분 동안 교반하였다. 반응을 10mL의 Et₃N을 첨가하여 켄칭시킨 다음, 200mL의 메탄올(MeOH)에 부어넣고, 추가의 15분 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 추출한 다음, MgS0₄로 건조시켰다. 유기층을 진공하에 농축시키고, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 10:1)로 정제하여 18(2g, 2단계 63%)을 황색 오일로서 제공하였다.

α- 글루코실세라미드 유사체 24-26 의 합성

화합물 19: 무수 CH₂Cl₂(15mL) 중의 글루코실 공여체 8(2.9g, 5.9mmol), 디메틸설파이드(590㎕, 7.8mmol), 4Å 분자 체(500mg) 및 2-클로로피리딘(1.8mL, 19.5mmol)의 용액에 아르곤하에 -45℃에서 트리플루오로메탄설폰산 무수물(1mL, 6mmol)을 첨가하였다. 반응을 -45℃에서 20분 동안, 0℃에서 20분 동안 및 주위 온도에서 추가의 20분 동안 교반한 다음, 5mL의 CH₂Cl₂ 중에 수용체 18(1.5g, 3.9mmol)을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 분자 체를 제거하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 10:1)로 정제하여 19를 무색 오일(2g, 60%)로서 제공하였다.

화합물 20: 피리딘/H₂0(10:1, 12mL) 중의 19(269mg, 0.31mmol)의 용액에 트리페닐포스핀(165mg, 0.63mmol)을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 45℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 혼합물을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

화합물 21: 36mL의 무수 CH₂Cl₂ 중의 화합물 20의 용액에 헥사코사노산(159mg, 0.4mmol), EtN(88㎕), EDC(90mg, 0.47mmol) 및 HBTu(178mg, 0.47mmol)를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 4:1)로 정제하여 21을 백색 고체(293mg, 78%, 2단계)로서 제공하였다.

화합물 22: 50mL의 공용매(MeOH:CH₂C1₂ 1:1) 중의 21(293mg, 0.24mmol)의 용액에 나트륨 메톡사이드(0.024mmol)를 첨가하고, 아르곤하에 주위 온도에서 6시간 동안 교반하였다. 반응을 앰버라이트(Amberlite) IR-120으로 중화시키고, 여과하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 사전 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

화합물 23: 가수분해된 화합물 22를 50mL의 아세트산 수용액(AcOH:H₂0 4:1) 중에 용해시키고, 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt:MeOH 1:1:0.1)로 정제하였다.

화합물 24

데아세토나이드 유도체 23을 수산화팔라듐/탄소(20% Pd)(cat.)를 함유하는 50mL의 공용매(MeOH:CHCl₃ 4:1) 중에 용해시키고, H₂ 대기 중에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 촉매를 제거하고, 증발 건조시키고, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(MeOH:CHCl₃ 1:9)로 정제하고 LH₂0(MeOH:CHC1₃ 1:1)로 용출시켜 24(72mg, 5%, 3단계에 대해)를 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 25

화합물 25는 화합물 24와 유사한 과정을 사용하여 합성하였다.

화합물 26

화합물 26은 화합물 24와 유사한 과정을 사용하여 합성하였다.

불소화 공여체 38 의 합성

화합물 32: 무수 CH₂C1₂ 중의 1,2,3,4,6-펜타-0-아세틸-β-D-글루코피라노스 1의 용액에 0℃에서 4-메톡시페놀 및 BF₃OEt₂를 첨가하고, 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 생성된 용액을 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 직접 추출하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발시켰다. 생성물을 AcOEt-헥산의 용액으로부터 재결정화하여 32를 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 33: 무수 MeOH 중의 32의 용액에 촉매량의 나트륨 메톡사이드(NaOMe)를 첨가하고, 주위 온도에서 3시간 동안 교반하였다. 반응을 앰버라이트 IR-120을 첨가하여 중화시키고, 여과하고, 생성된 용액을 농축 건조시켜 33을 백색 고체로서 제공하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 단계에 직접 사용하였다.

화합물 34: 무수 공용매(DMF 및 CH₃CN) 중의 33의 용액에 벤즈알데하이드 디메틸아세탈 및 촉매량의 나트륨 메톡사이드(NaOMe)를 첨가하였다. 반응을 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 Et₃N을 첨가하여 중화하고 농축시켰다. 혼합물을 에틸 아세테이트 중에 용해시키고, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발시켰다. 생성물을 AcOEt-헥산의 용액으로부터 재결정화하여 34를 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 35: 무수 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중의 34의 용액에 0℃에서 수소화나트륨(광유 중 60%)을 첨가하였다. 반응을 1시간 동안 교반하고, 이어서 벤질 브로마이드를 첨가하고, 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 MeOH로 켄칭시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액를 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 생성물을 AcOEt-헥산의 용액으로부터 재결정화하여 35를 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 36: CH₂C1₂ 중의 35의 용액에 0℃에서 트리에틸실란 및 트리플루오로아세트산(TFA)을 첨가하였다. 반응을 주위 온도에서 3시간 동안 교반하였다. 용액을 H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 직접 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 생성물을 AcOEt-헥산의 용액으로부터 재결정화하여 36을 백색 고체로서 제공하였다.

화합물 37: CH₂C1₂ 중의 36의 용액에 디에틸아미노설퍼 트리플루오라이드(DAST)를 첨가하였다. 반응을 45℃에서 16시간 동안 교반하고, 용액을 H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 직접 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 37을 무색 오일로서 제공하였다.

화합물 38: 무수 공용매(톨루엔, H₂0 및 CH₃CN) 중의 37의 용액에 세릭 암모늄 니트레이트(CAN)를 첨가하였다. 반응을 주위 온도에서 10분 동안 교반하였다. 용액을 에틸 아세테이트로 추출하고, H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 H₂0로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 38을 무색 오일로서 제공하였다.

불소화 유사체 43 의 합성

화합물 39: 무수 CH₂Cl₂ 중의 공여체 38, 디메틸설파이드, 4Å 분자 체 및 2-클로로피리딘의 용액에 아르곤하에 -45℃에서 트리플루오로메탄설폰산 무수물을 첨가하였다. 반응을 -45℃에서 20분 동안 교반하고, 0℃에서 20분 동안 교반하고, 주위 온도에서 추가의 20분 동안 교반하고, 이어서 CH₂Cl₂ 중에 수용체 18을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 분자 체를 제거하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂O 및 염수로 세척하고, MgSO₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 39를 제공하였다.

화합물 40: 피리딘/H₂O(10:1) 중의 39의 용액에 트리페닐포스핀을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 45℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂O, 염수로 추출하고, MgSO₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 혼합물을 사전 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

화합물 41: 무수 CH₂C1₂ 중의 화합물 40의 용액에 4-(4-플루오로페녹시)페닐운데카노산, Et₃N, EDC 및 HBTu를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 41을 제공하였다.

화합물 42: 아세트산 수용액(AcOH:H₂0 4:1) 중의 화합물 41의 용액에 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 에틸 아세테이트 중에 용해시키고, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 42를 제공하였다.

화합물 43

데아세토나이드 유도체 42를 수산화팔라듐/탄소(20% Pd)(cat.)를 함유하는 공용매(MeOH:CHC1₃ 4:1) 중에 용해시키고, H₂ 대기 중에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 촉매를 제거하고, 증발 건조시키고, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, LH₂0로 용출시켜 43을 제공하였다.

불소화 공여체 48 의 합성

화합물 44: 무수 피리딘 중의 32의 용액에 트리페닐메틸 클로라이드를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 44를 제공하였다.

화합물 45: N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중의 44의 용액에 0℃에서 수소화나트륨(광유 중의 60%)을 첨가하였다. 반응을 1시간 동안 교반하고, 이어서 벤질 브로마이드를 첨가하고, 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 반응을 MeOH로 켄칭시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 45를 제공하였다.

화합물 46: 아세트산 수용액(AcOH:H₂0 4:1) 중의 45의 용액에 75℃에서 3시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂0 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 46을 제공하였다.

화합물 47: CH₂C1₂ 중의 46의 용액에 디에틸아미노설퍼 트리플루오라이드(DAST)를 첨가하였다. 반응을 45℃에서 16시간 동안 교반하고, 용액을 H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 염수로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물을 제공하였다.

화합물 48: 무수 공용매(톨루엔, H₂0 및 CH₃CN) 중의 47의 용액에 세릭 암모늄 니트레이트(CAN)를 첨가하였다. 반응을 주위 온도에서 10분 동안 교반하였다. 용액을 에틸 아세테이트로 추출하고, H₂0, 포화 NaHC0₃ 용액 및 H₂0로 세척하고, MgS0₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 48을 무색 오일로서 제공하였다.

불소화 유사체 53 의 합성

화합물 49: 무수 CH₂Cl₂ 중의 공여체 48, 디메틸설파이드, 4Å 분자 체 및 2-클로로피리딘의 용액에 아르곤하에 -45℃에서 트리플루오로메탄설폰산 무수물을 첨가하였다. 반응을 -45℃에서 20분 동안 교반하고, 0℃에서 20분 동안 교반하고, 주위 온도에서 추가의 20분 동안 교반하고, 이어서 CH₂Cl₂ 중에 수용체 18을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 분자 체를 제거하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, 용액을 H₂O 및 염수로 세척하고, MgSO₄로 건조시키고, 증발 건조시켰다. 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(헥산:AcOEt 10:1)로 정제하여 49를 제공하였다.

화합물 50: 피리딘/H₂0(10:1) 중의 49의 용액에 트리페닐포스핀을 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 45℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 잔류물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 혼합물을 사전 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

화합물 51: 무수 CH₂C1₂ 중의 화합물 50의 용액에 4-(4-플루오로페녹시)페닐운데카노산, Et₃N, EDC 및 HBTu를 첨가하였다. 반응을 아르곤하에 주위 온도에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 51을 제공하였다.

화합물 52: 화합물 51의 용액에 아세트산 수용액(AcOH:H₂0 4:1) 중에 용해시키고, 60℃에서 16시간 동안 교반하였다. 용매를 제거한 후에, 혼합물을 AcOEt로 희석하고, H₂0, 염수로 추출하고, MgS0₄로 건조시킨 다음, 증발 건조시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다.

화합물 53

데아세토나이드 유도체 52를 수산화팔라듐/탄소(20% Pd)(cat.)를 함유하는 공용매(MeOH:CHC1₃ 4:1) 중에 용해시키고, H₂ 대기 중에서 16시간 동안 교반하였다. 용액을 셀라이트 545를 통해 여과하여 촉매를 제거하고, 증발 건조시키고, 혼합물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, LH₂0로 용출시켜 53을 제공하였다.

생물학적 연구

마우스에서 당지질 유사체의 주사

모든 당지질은 1 내지 2mg/ml의 농도로 100% DMSO 중에 용해시켰다. 생체내 실험을 위해, 모든 화합물은 100㎕의 희석된 당지질 또는 100㎕의 1% DMSO를 마우스에 주사하기 직전에 식염수 중에서 10㎍/ml로 희석시켰다. 6 내지 12주령의 병원체-부재 C57BL/6 암컷 마우스는 기관[National Laboratory Animal Center (Taipei, Taiwan)]으로부터 수득하였다. Jα18 녹아웃(KO) B6 마우스는 마사루 타니구치로부터 기부받았다(문헌참조: RIKEN Research Center for Allergy and Immunology, Yokohama, Japan). 모든 마우스는 기관[Institute of Cellular and Organismic Biology, Academia Sinica (Taipei, Taiwan)]의 병원체 부재 동물 사육장에 유지시켰다.

쥐 사이토킨/케모카인 분비의 결정

B6 WT 또는 Jα18 KO 마우스에 0.1 또는 1μg/마우스로 비히클 또는 당지질을 정맥내 주사하였다. 혈청은 Beadlyte® 마우스 사이토킨 키트(Millipore, NY)에 의한 사이토킨/케모카인의 측정을 위해 주사 후 2시간 및 18시간째에 수거하고 Luminex® 200™ 시스템(Luminex, Austin, TX)에 의해 판독하였다.

특정 당지질 자극 후 마우스 면역 세포의 FACS 분석

특정 당지질(1㎍/마우스) 또는 비히클(PBS 중 1% DMSO)로 처리된 B6 WT 또는 Jα18 KO 마우스는 주사 후 72시간째에 희생시킴에 이어서 비장을 수거하였다. 70 um 스트레이너를 통해 비장을 압착시키고 적혈구를 가수분해 한 후, 핵화된 세포는 아지드(0.05%)를 함유하는 PBS 완충액 중에 재현탁시키고 4℃에서 30분 동안 지적된 세포 표면 항원을 인지하는 항체로 염색시켰다. 세척한 후, 비장 세포는 FACS 분석에 적용하였다. CD3, CD4, CD8α, CD11c, CD80, 및 CD86에 대한 항체는 기관[BD Bioscience-Pharmingen]으로부터 수득하였다.

mCD1d 와 당지질 간의 이원 복합체의 결합 강도

ELISA 플레이트 상에 코팅된 상이한 농도의 mCD1d^di-당지질 복합체는 비오틴과 접합된 포화량의 L363 항체(BioLegend)와 항온처리하고 이어서 스트렙타비딘-HRP 검출하고 ELISA 측정하였다. L363 항체와 지정된 mCD1d^di-당지질 복합체 간의 KD는 GraphPad 프리즘 소프트웨어를 사용한 L363 항체 결합 곡선의 스카챠드 변환의 선형 회귀분석으로부터 계산하였다. L363은 유사한 결합 강도로 mCD1d^di-7DW8-5-Glc 복합체 및 mCD1d^d1-7DW8-5 복합체를 인지하는 것으로 밝혀졌다. 다음에, 상기 이원 복합체의 KD는 다음과 같이 결정하였다. 상이한 농도의 당지질은 37℃에서 밤새 고정된 양의 mCD1d 이량체로 항온처리하고 이어서 mCD1d^di-당지질 복합체는 4℃에서 밤새 96웰 ELISA 플레이트 상에 코팅하였다. 실온(RT)에서 1시간 동안 BSA로 세척하고 차단한 후, 비오틴과 접합된 L363 항체는 실온에서 30분 동안 첨가하고 이어서 RT에서 30분 동안 스트렙타비딘-HRP와 항온처리하고 ELISA 판독기로 검출하였다. 이원 복합체의 KD 값은 L363 항체 결합 곡선의 스카챠드 변환의 선형 회귀분석으로부터 계산하였다.

인간 iNKT 세포의 확장

인간의 순수 Vα24⁺ iNKT 세포는 2일째에 18시간 동안 100ng/ml 또는 DMSO에서 지정된 당지질로 펄싱된 자가 비성숙 CD14⁺ DC와 함께 배양하였다. 3일째에, 상기 현탁 세포는 새로운 접시에 이전하고 50 U/ml IL-2(R & D Systems)의 존재하에 배양하고, 3일마다 신선 배지를 보충하였다. Vα24⁺/Vβ11⁺ 세포의 %는 9일째에 유동 세포계수법으로 결정하였다. 확장 후 총 세포수는 Guava ViaCount 시약(Millipore, USA)으로 계산하고 ViaCount 모듈(Millipore, USA)을 포함하는 CytoSoft™ 소프트웨어를 갖는 Guava 시스템에 의해 검출하였다.

Vα14+ iNKT 세포에 대한 다양한 CD1d - 로딩된 당지질의 결합가

간략하게, 쥐 CD1d:Ig 이량체(BD Biosciences PharMingen, San Diego, CA)에 37℃에서 밤새 동안 1:10 몰비의 당지질 또는 비히클을 로딩하였다. 쥐 1.2 Vα14⁺ iNKT 세포는 4℃에서 30분 동안 아지드(0.05%) 함유 완충액 중에서 다양한 용량의 이량체-당지질 복합체로 항온처리하였다. 이어서, 이들 세포는 4℃에서 또 다른 30분 동안 항-마우스 IgG1-PE mAb(A85-1)로 염색시키고 이어서 4% 파라포름알데하이드(PFA)로 세척하고 고정화시키고 결합된 CD1d 이량체 복합체를 유동 세포계수법으로 검출하였다. 스카챠드 변환의 결합 곡선 및 선형 피트는 Graphpad 프리즘 소프트웨어에 의해 플롯팅하였다.

Vα24 ⁺ iNKT 세포와 함께 CD1d 로딩된 당지질의 결합가

100ng/ml로 7DW8-5에 의해 확장된 Vα24⁺ iNKT 세포에 대한 인간 CD1d-당지질 복합체의 결합가는 이전에 기재된 바와 같이 결정하였다.¹⁹

Vα24 ⁺ iNKT 세포주 및 비성숙 단핵구-유래된 수지상 세포의 분리 및 생성

Vα24⁺ iNKT 세포 및 CD14⁺ 세포는 이전에 기재된 바와 같이 말초 혈액 세포로부터 분리하였다.¹⁹ 비성숙 DC는 300 U/ml GM-CSF(R & D Systems) 및 100 U/ml IL-4(R& D Systems)의 존재하에 2일 항온처리 후 CD14⁺ 세포로부터 생성시켰다.

7DW8-5 또는 CI로 확장된 Vα24⁺ iNKT 세포주는 다음과 같이 생성시켰다. 2,000rad로 조사한 후, 비성숙 DC는 1일 동안 100ng/ml로 7DW8-5 또는 CI의 존재하에 동형 Vα24⁺ iNKT 세포와 동시 배양하였다. 상기 세포는 지질 제거 후 10 내지 14일 동안 50 U/ml IL-2의 존재하에 확장시켰다. 상기 동일한 과정은 추가의 자극 및 iNKT 세포의 확장을 위해 1회 반복하였다. 7DW8-5 또는 C1-확장된 iNKT 세포주는 Vα24 T 세포 항원 수용체(> 95% 순도)를 발현하는 것으로 나타났다.

mCD1d 대 hCD1d 스와핑 분석

쥐 DN3A4-1.2 Vα14⁺ iNKT 하이브리도마 세포 또는 C1-확장된 Vα24⁺ iNKT 세포는 1, 0.1, 및 0.01㎍/ml로 mCD1d(A20-CD1d 세포) 또는 hCD1d(HeLa-CD1d 세포)에 의해 제공된 지정된 당지질 항원으로 펄싱하였다. 18시간 후, 상등액은 사이토킨 분비(들)의 측정을 위해 수거하였다. Vα14⁺ iNKT 세포로부터 방출된 IL-2는 ELISA 분석으로 결정하였다. Vα24⁺ iNKT 세포로부터 분비된 IFN-γ, IL-4 및 IL-2는 Beadlyte® 인간 사이토킨 키트(Millipore, NY, USA) 및 Luminex® 200™ 판독 시스템을 사용하여 검출하였다.

컴퓨터 모델링 및 자극

이들 각각의 iNKT TCR에 α-GalCer을 제공하는 인간 및 마우스 CD1d(hCD1d 및 mCD1d) 둘 다의 결정 구조는 기관[RCSB Protein Data Bank(www.rcsb.org; PDB coded 3HUJ, 3QUX, 3QUY, 3QUZ, and 3HE6)]으로부터 구하였다. 이들 결정 구조는 3QUX의 골격 원자를 참조하여 포개었다. 3HE6 및 3HUJ로부터 수득된 2개의 α-GalCer 삼원 구조를 사용하여 상이한 GSL로 이루어진 다른 삼원 복합체를 생성시켰다. C34를 함유하는 삼원 구조는 메아스트로(Schrodinger LLC, USA) 상의 아실 쇄를 변형시킴에 의해 C1을 함유하는 것으로부터 유래하였다. C1-Glc 및 C34-Glc를 함유하는 삼원 구조는 각각 C1 및 C34의 O4 키랄성을 인버팅함에 의해 생성시켰다. 남아있는 새로운 삼원 복합체에 대한 모델링은 각각 마우스 및 인간에 대한 3QUX 및 3HUJ로부터 이들 GSL 및 CD1d-iNKT TCR 구조를 사용하여 생성시켰다. 모든 구조는 단백질 제조 위자드(Schrodinger LLC, USA)를 사용하여 프로세싱하고 지질 꼬리는 추가로 연마하여 물의 용매 중에서 디폴트 방법 및 OPL2005 힘의 장과 함께 마크로모델 형태 연구 및 에너지 최소화를 사용하여 입체적 충돌을 최소화하였다. iNKT TCR에 대한 GSL의 결합 방식은 자극 동안에 형태를 평가하기 위해 반-실험적 자유 에너지 힘의 장을 사용하는 Autodock 4.2에 의해 재계산하였다. 용매에서 결합의 평가된 자유 에너지는 Autodock4.2 중에 생성된 수학식으로 계산하였다:

△G = △V^L(결합된-비결합된) + △V^P(결합된-비결합된) +△V^PL(결합된-비결합된 + △S_conf)

여기서, L은 "리간드"를 언급하고; P는 "단백질"을 언급하고; V는 분산/반발, 수소 결합 및 정전기에 대한 수학식을 포함하는 쌍-형식(pair-wise) 에너지학적 용어를 언급하고; △S_conf는 결합시 상실되는 형태적 엔트로피의 평가이다. Autodock4를 수행하기 위한 모든 요구되는 입력은 MGLTools 상에 제조하였다. 60×60×60 Å³의 그리드 박스 및 다양한 원자-유형 에너지 맵을 생성시켰다. 각각의 분자 도킹 수행에서, 모든 하이드록실 그룹은 자유 회전하도록 설정하였고 2개의 지질 꼬리는 이들의 이전 연마된 자세로 할당하였다. Lamarckian 유전학적 알고리듬(5.0×10⁷ 에너지 평가 및 27,000 생성의 최대 수 및 0.8의 크로스오버율과 0.02의 돌연변이율)을 연구를 위해 사용하였다. 상기 결과는 MGLTool로 가시화하고 개별 잔기에 대한 수소 결합의 기여는 빌트 인 함수로 수득하였다. 그래픽 제공은 마에스트로 상에서 마무리하였다.

결과

αGIc를 갖는 글리코스핑고지질(GSL)은 인간에서 αGal을 갖는 것들보다 강한 면역 조절제이지만 마우스에서는 약하였다

이전에, 0.1μg/마우스의 7DW8-5는 면역 자극을 위해 충분하였지만¹⁹ 글루코스 유사체 7DW8-5-Glc가 면역 반응을 유도하기 위해서는 보다 높은 용량(1μg/마우스)이 요구되었다(도 6). 따라서, 새롭게 합성된 당지질의 생물학적 활성은 1μg/마우스의 당지질의 정맥내 주사 후 2시간 및 18시간째에 B6 마우스에서 시험하였다. 도 2 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 만노스 유사체 7DW8-5-Man은 임의의 사이토킨/케모카인을 유도하는데 실패하였다. αGlc를 갖는 GSL과 비교하여, αGal을 갖는 GSL은 IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-6, GM-CSF, TNFα 및 IP-10을 포함하는, 보다 높은 수준의 사이토킨 및 케모카인을 유도하였다. 유사한 경향은 상이한 글리코실 그룹을 갖는 αGalCer 및 C34 유사체에 대해서도 주지되었다(도 2a, 2b 및 도 7).

C1-Glc 및 C34-Glc은 사이토킨 및 케모카인 둘 다를 유도하였지만, 7DW8-5-Glc는 매우 낮은 수준의 Th1 및 Th2 사이토킨을 유도하였지만 비교적 높은 수준의 KC, MCP-1, IP-10 및 MIG 케모카인을 유도하였다. iNKT 세포 이외의 다른 면역 세포가 7DW8-5-Glc에 의한 케모카인 유도에 기여할 수 있는지의 가능성을 탐지하기 위해, iNKT 세포를 함유하지 않는 Jα18 KO 마우스에는 1㎍/마우스로 7DW8-5-Glc 또는 7DW8-5를 주사하였다.²⁵ 주사 후 2시간 및 18시간째에 수거된 마우스 혈청은 7DW8-5 또는 7DW8-5-Glc에 의한 사이토킨의 유도를 보여주지 않았다(도 2a, 2b 및 도 7). 놀랍게도, 7DW8-5-Glc는 Jα18 KO 마우스에서 KC, MCP-1, IP-10 및 MIG를 포함하는 여러 케모카인의 분비를 유발하였지만 7DW8-5는 그렇지 않았다. 이들 발견은 Jα18 KO 마우스에서 iNKT 세포 이외의 다른 면역 세포가 7DW8-5-Glc로 처리된 WT 마우스 및 Jα18 KO 마우스에서 케모카인의 생성을 기여해야만 함을 제안하였다.

이어서, 본 발명자는 당지질 자극 후 3일째에 WT 마우스에서 면역 세포의 확장/활성화를 분석하였다. 총 T 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포의 수는 αGlc를 갖는 GSL에 의해 처리된 것들 보다 αGal 헤드를 갖는 GSL에 의해 처리된 마우스에서 보다 높았다(도 2c, 8e 및 8f). 이것은 마우스에서 사이토킨/케모카인이 αGlc를 갖는 GSL보다 αGal를 갖는 GSL에 의해 유도된다는 관찰과 일치하였다(도 2a, 2b 및 7). αGlc를 갖는 GSL 중에서 면역자극 활성의 추가의 비교는 C1-Glc 및 C34-Glc가 사이토킨/케모카인의 유도에서(도 2a, 2b 및 7) 및 DC의 확장/활성화(도 8b-8d)에서 7DW8-5-Glc보다 우수함을 밝혔다. C34-Glc는 7DW8-5-Glc보다 약 2배 많이 CD80⁺ 또는 CD86⁺ DC를 활성화시켰지만(도 8c 및 8d), 이들은 유사한 수의 총 비장 세포 및 DC를 유도하였다(도 8a 및 8b). 7DW8-5-Glc와 비교되는 바와 같이, Cl-Glc는 약 1.3배 더 비장 세포 및 DC를 확장시킬 뿐만 아니라(도 8a 및 8b) 약 3.5배 더 CD80⁺ DC를 활성화시키고 약 3배 더 CD86⁺ DC를 활성화시켰다(도 8c 및 8d). DC의 증가된 확장/활성화는 생체내에서 7DW8-5-Glc와 비교되는 바와 같이 C1-Glc 및 C34-Glc에 의해 유발되는 보다 강한 면역원성에 기여할 수 있다. 대조적으로, 7DW8-5-Man은 임의의 유형의 면역 세포를 확장시키지 않았고(도 2c 및 8) 이는 사이토킨/케모카인의 유도 부재와 일관된다(도 2a, 2b 및 7).

예상치 않게, 본원 발명자는 또한 7DW8-5-Glc가 Jα18 KO 마우스에서 케모카인을 유도하였음을 관찰하였다(도 7). 7DW8-5-Glc 또는 7DW8-5의 정맥내 주사 후 3일째에 Jα18 KO 마우스 비장 세포의 FACS 분석은 CD11c^hi 단핵구-유래된 DC가 7DW8-5-Glc에 의해 상당히 확장되고 활성되지만 7DW8-5에 의해서는 활성화되지 않음을 밝혔다(도 9b-9d). 총 비장 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포에서의 어떠한 상당한 차이가 7DW8-5 또는 7DW8-5-Glc를 사용한 자극 후 주지되지 않았다(도 9a, 9e 및 9f). 이들 발견은 단핵구가 7DW8-5-Glc로 처리된 Jα18 KO 마우스에서 KC, MCP-1, IP-10 및 MIG와 같은 케모카인의 유도에 관여할 수 있음을 지적했다.

상기된 바와 같이, αGal을 갖는 당지질 유사체는 특히, 7DW8-5와 7DW8-5-Glc 간의 비교를 위해, 마우스에서 αGlc를 갖는 것들보다 강한 면역 조절제였다. 유사한 경향이 또한 인간 iNKT 세포에 적용되는지를 조사하기 위해, 말초 혈액으로부터 분리된 Vα24⁺ iNKT 세포는 2일째에 100ng/ml에서 지정된 당지질으로 펄싱된 비성숙 DC와 함께 배양하였다. 3일째에 항원 제거 후, 인간 iNKT 세포는 IL-2의 존재하에 항온처리하였다. 확장된 iNKT 세포의 수는 9일째에 Guava ViaCount 시약을 사용하여 계수하였다. 놀랍게도, 7DW8-5-Glc는 시험관내에서 인간 iNKT 세포를 확장시키는데 있어서 7DW8-5 보다 상당히 우수(p=0.0009)하였다(도 2d). 종합해 보면, 이들 발견은 αGal을 갖는 GSL의 생물활성이 αGlc를 갖는 GSL과 비교하여 마우스에서는 보다 강하였지만 인간에서는 덜 강함을 시사하였다.

mCD1d 와 당지질 간의 이원 상호작용

7DW8-5 및 7DW8-5-Glc의 면역 조절 활성에서의 차이에 대한 기준을 이해하기 위해, 본원 발명자는 당지질과 복합체화된 mCD1d와 결합할 수 있는 L363 mAb를 사용하여 mCD1d와 특이적 당지질 간의 이원 상호작용의 결합 강도를 측정하였다.²⁶ 고정된 비율에서 다양한 농도의 mCD1d^di-당지질 복합체는 포화량의 L363-비오틴 항체로 항온처리함에 이어서 스트렙타비딘-HRP 검출 및 ELISA 측정하였다(도 10a). L363과 지정된 mCDld^di-당지질 복합체 간의 해리 상수(KD)는 GraphPad 프리즘 소프트웨어를 사용하는 플롯의 스카챠드 변환(도 10a)의 선형 회귀 분석으로부터 계산하였다. L363은 mCDld^di-7DW8-5 복합체와 유사한 결합 강도로 mCDld^di-7DW8-5-Glc 복합체를 인지하는 것으로 밝혀졌다(도 10b). 이어서, 본원 발명자는 고정된 양의 mCD1d 이량체 및 L363-비오틴 항체와 상이한 농도의 당지질을 항온처리하고 스트렙타비딘-HRP 검출 및 ELISA 측정하여 이원 복합체의 KD를 결정하였다(도 1Oc). 상기 KD는 L363 검출 판독으로부터 이끌어진 결합 곡선의 스카챠드 변환으로부터 계산하였다(도 10d). 놀랍지 않게, 7DW8-5와 동일한 지질 꼬리를 갖는 7DW8-5-Glc는 유사한 강도로 mCD1d 이량체에 결합하였지만 이들의 결합가는 αGalCer보다 약 20배 높았다. 이것은 이원 상호작용의 강도가 7DW8-5와 7DW8-5-Glc 간의 차등적 면역 활성화 능력을 설명할 수 없음을 지적했다.

CD1d - GSL 복합체와 iNKT 세포 간의 삼원 상호작용

이어서, 본원 발명자는 마우스 및 인간에서 CD1d-당지질 복합체와 iNKT TCR 간의 삼원 상호작용을 측정하였다. 상이안 농도의 mCDld^di-당지질 및 hCDld^di-당지질 복합체는 각각 고정된 양의 DN3A4-1.2 쥐 iNKT 하이브리도마 세포 및 인간 Vα24⁺/Vβ11⁺ iNKT 세포로 항온처리하였다. 지정된 농도에서 결합된 복합체의 수준은 항-mIgG1 2차 항체에 의해 검출하고 유동 세포계수법에 의해 분석하였다(도 3a 및 3b). 삼원 복합체의 KD는 GraphPad 프리즘 소프트웨어를 사용하는 도 3a 및 3b에서 플롯의 스카챠드 변환으로부터 계산하였다. 도 3c에 나타낸 바와 같이, mCD1d-7DW8-5 복합체는 mCD1d-7DW8-5-Glc 복합체보다 iNKT TCR과 약 10배 보다 강한 상호작용을 나타냈다. 이것은 보다 높은 %의 C1-펄싱된 비장 세포가 mCD1d-7DW8-5-Glc 복합체(17.1 ± 0.8%)보다 mCDld-7DW8-5 복합체(36.2 ± 5.0%)에 의해 염색된다는 관찰과 일치하였다(도 11). mCD1d와 복합체화되는 경우, C1(KD: 1.240 ± 0.003 nM) 및 C34(KD: 0.735 ± 0.010 nM) 둘 다는 각각 C1-Glc(KD: 5.137 ± 0.110 nM) 및 C34-Glc(KD: 7.960 ± 1.269 nM)보다 iNKT TCR에 대해 보다 강한 삼원 상호작용을 나타냈다(도 3c).

인간에서, αGlc를 갖는 GSL(C1-Glc의 KD: 8.550 ± 0.617; C34-Glc: 0.378 ± 0.019; 7DW8-5-Glc: 0.481 ± 0.008 nM)은 hCD1d와의 복합체에서 αGal을 갖는 GSL(C1의 KD: 16.410 ± 4.200; C34: 0.498 ± 0.005; 7DW8-5: 0.777 ± 0.022 nM) 보다 Vα24⁺ /Vβ11⁺ iNKT TCR에 대해 보다 강한 삼원 상호작용을 나타냈다(도 3d). 따라서, 지질 꼬리 유형과는 상관 없이, αGal을 갖는 GSL은 αGlc를 갖는 GSL보다 마우스 iNKT TCR과 보다 강한 삼원 상호작용을 나타냈지만 인간 iNKT TCR과 보다 약한 삼원 상호작용을 나타냈다(도 3c 및 3d). 이것은 αGal을 갖는 GSL이 마우스에서 보다 큰 수준의 사이토킨/케모카인 및 면역 세포의 보다 큰 확장을 유발했지만(도 2a~2c, 7 및 8) 인간에서는 보다 적은 iNKT 세포 확장을 유발했다는 관찰을 설명할 수 있다(도 2d) . 종합해보면, iNKT TCR, CD1d 및 GSL 간의 삼원 상호작용은 CD1d와 GSL 간의 이원 상호작용보다 당지질의 생물활성을 위해 보다 적절한 것으로 나타난다.

iNKT 세포에 대한 사람 대 마우스 CD1d 분자를 스와핑하는 효과

종-특이적 반응을 설명하기 위해, 본원 발명자는 상이한 글리코실 그룹을 갖는 GSL의 자극 활성에 대한 인간 대 쥐 iNKT 세포에 대해 인간 대 마우스 CD1d 분자를 스와핑하는 효과를 조사하였다. 쥐 iNKT 하이브리도마 세포(도 4a) 또는 C1 -확장된 인간 Vα24⁺ iNKT 세포(도 4b)는 mCD1d(A20-CD1d) 또는 hCD1d(HeLa-CD1d)에 의해 제공되는 지정된 당지질로 펄싱하였다. 상등액은 사이토킨 분비를 측정하기 위해 24시간 후에 수거하였다. mCD1d 또는 hCD1d에 의해 제공되는지에 상관없이, αGal를 갖는 GSL은 쥐 iNKT 세포 기원의 αGlc를 갖는 GSL보다 많은 IL-2 분비를 유도하였다(도 4a). 이것은 αGal을 갖는 GSL이 혈청 사이토킨 분비를 유도하기 위해 αGlc를 갖는 GSL보다 강하다는 생체내 발견과 일치하였다(도 2 및 7). 대조적으로, mCD1d 또는 hCD1d에 의해 제공되는 경우, αGlc를 갖는 GSL는 인간 iNKT 세포 기원의 αGal을 갖는 GSL보다 많은 IL-2 분비를 유도하였다(도 4b). 유사한 경향은 또한 인간 iNKT 세포 기원의 IFN-γ 및 IL-4 분비에 대해 관찰하였다(도 12a 및 도 12b). 상이한 글리코실 그룹을 갖는 GSL의 종-특이적 자극 활성은 CD1d보다는 차라리 쥐 대 인간 iNKT TCR에 의해 지시되었다. 대조적으로, 7DW8-5-Man은 mCD1d 또는 hCD1d에 의한 이의 제공과는 상관 없이 임의의 사이토킨을 분비하도록 마우스 및 인간 iNKT 세포를 자극할 수 없었다. 주목할만하게, αGlc를 갖는 모든 GSL은 IL-4에 대한 IFN-γ의 비율을 기준으로 C1보다 상당히 많은 Th1-편향된 반응을 유도하였다(도 12c). 게다가, 지질 꼬리와는 상관 없이, αGlc를 갖는 GSL은 인간에서 αGal을 갖는 GSL보다 많이 Th1 편향된 것으로 보인다(도 12c). 이들 발견은 글리코실 그룹의 4'-OH에서의 변형이 Th1 방향 쪽으로 인간 iNKT 세포의 반응을 선택적으로 유도할 수 있음을 지적했다.

CD1d - GSL - iNKT TCR 의 삼원 복합체의 구조적 모델링

마우스 및 인간에서 삼원 복합체의 차등적 결합 활성을 추가로 설명하기 위해, 컴퓨터 모델링은 각각 쥐 및 인간 CDld-αGalCer-iNKT TCR 복합체의 x-선 구조를 기준으로 수행하였다(PDB 접근 코드 3HUJ, 3QUX, 3QUY, 3QUZ, 및 3HE6).^27-29

(1) 당 헤드 그룹의 상호작용

도 3a 및 3b에 나타낸 바와 같이, Man을 갖는 GSL은 CD1d와 복합체화되는 경우 마우스 및 인간 iNKT 세포에 결합할 수 없었다. 만노스에서 수직 2'OH는 iNKT TCR에 대해 입체 장애(인간에서 Ser30 및 마우스에서 Asn30)를 생성시켰고 iNKT TCR 쪽으로 갈락토스의 2'OH에 의해 본래 형성된 2개의 수소 결합(인간에서 Gly96 및 Asp151 및 마우스에서 Gly96 및 Asp153)을 상실시켰다. Gal을 갖는 GSL에 대하여, C1의 마우스 및 인간에 대한 CD1d 및 iNKT TCR로의 결합은 각각 도 5a 및 5b에 나타냈다. 수소 결합(H-결합) 상호작용의 형성은 CD1d의 인간 Asp80(마우스 Asp80), 인간 Thrl54(마우스 Thrl56), 인간 Aspl51(마우스 Asp 153) 및 iNKT TCR의 인간 Gly96(마우스 Gly96)을 포함하는 가장 보존된 잔기에서 관찰되었다. 한편, C1의 3'OH/4'OH와 인간 및 마우스 iNKT TCR의 H-결합 상호작용은 매우 상이하였다. 마우스 iNKT TCR의 잔기 Asn30은 C1의 3'- 및 4'-OH에 결합하기 위해 중요하였다. Asn30의 자유 에너지 기여는 MGLTools를 사용하여 -2.27 ~ -3.38 Kcal/몰인 것으로 추정되었다. 대조적으로, 인간 iNKT TCR의 Ser30은 C1의 4'-OH로부터 보다 원거리이고 3'-OH와의 보다 약한 H-결합 상호작용을 유도하지만 H-결합은 C1의 4'-OH와 Phe29의 골격 C=O 그룹 간에 형성될 수 있다(도 5b). C1의 3'-OH와 Ser30 및 C1의 4'-OH와 Phe29의 자유 에너지 기여는 약 -1.23 ~ -1.63 Kcal/몰인 것으로 계산되었다. 따라서, 4'OH의 축(Gal)으로부터 적도(Glc)로의 변화는 iNKT TCR의 마우스 Asn30과 인간 Phe29와의 H-결합 상호작용을 상실시킨다. 각각 C1과 C34와 비교되는 바와 같이, C1-Glc 및 C34-Glc는 쥐 Asn30과의 H-결합 상호작용이 부재였고 이는 감소된 자유 에너지(MGLTools에 의해 계산된 -0.7 ~ -0.9 Kcal/몰)를 유도한다. 이것은 갈락토스가 글루코스 헤드로 변화된 경우 KD 측정에서 쥐 삼원 상호작용의 감소와 일치하였다(도 3c). 반대로, 인간 삼원 상호작용은 글루코스를 갖는 GSL에 대해 보다 컸다(도 3d). 컴퓨터 모델링을 기준으로, 본원 발명자는 글루코스의 적도 면의 4'-OH가 인간 iNKT TCR-Phe51 및 hCD1d-Trp153에 의해 포집된, 결정수와의 보다 강한 상호작용(약 -1.84 Kcal/몰)에 의한 Phe29 상호작용(-0.4 Kcal/몰)의 상실을 보충할 수 있음을 밝혔다(도 5c). 마우스에서 소수성 공간 및 포집된 분자의 형성 없이, 삼원 상호작용은 Gal를 갖는 것들보다 Glc를 갖는 GSL에 대해 보다 약하다.

(2) 지질 꼬리의 상호작용

C34의 아실 꼬리에서 2개의 방향족 환은 CD1d의 Phe70 및 Trp63과의 방향족 상호작용을 형성할 수 있다. 따라서, C1로부터 C34로의 이실 꼬리의 변화는 CD1d와의 상호작용(모델렝에 의해 -1.8 ~ -2.4 Kcal/몰)을 증가시킬 수 있다. 추가로, 방향족 상호작용으로부터 보다 높은 에너지는 C34 또는 C34-Glc의 아실 쇄를 CD1d 내 A' 채널의 보다 낮은 위치(Cys12 부근)로 구동시킬 수 있어 헤드 그룹의 배향에 대해 교묘한 동요를 유도한다(도 5d). 따라서, 마우스 iNKT TCR과 글루코스 헤드의 적도면 4' OH 간의 동질의 힘 없이, mCD1d-C34-Glc의 iNKT TCR로의 결합은 mCD1d-C1-Glc보다 약간 약하였다(도 3c). 이것은 C34-Glc가 C1-Glc보다 덜 강하고 C34가 마우스에서 C1보다 우수한 이유를 설명할 수 있다.

(3) AUTODOCK4를 사용한 계산된 자유 에너지

인간 및 마우스 CD1d-iNKT TCR에 결합된 각각의 GSL의 자유 에너지는 3회 계산하였다. 각각의 라운드에서, GSL은 인간 및 마우스 CD1d-C1-iNKT TCR에 도킹하고 최고 랭크된 자유 에너지를 선택하였다. 도 5e에 나타낸 바와 같이, 계산된 자유 에너지는 일반적으로 마우스(도 3c) 및 인간(도 3d)에 대해 측정된 KD 값의 경향과 상호관련되었다.

다양한 수단을 사용하여 본 발명의 조성물을 제형화할 수 있다. 제형화 및 투여를 위한 기술은 문헌[참조: "Remington: The Science and Practice of Pharmacy," Twentieth Edition, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, PA (1995)]에서 찾을 수 있다. 인간 또는 동물 투여를 위해, 제제는 FDA에 의해 요구되는 것들과 필적할만한 멸균성, 발열성 및 일반 안정성 및 순도 표준을 충족해야만 한다. 약제학적 제형의 투여는 본원에 기재된 바와 같이 다양한 방식으로 수행될 수 있다.

GSL, CD1d 및 iNKT TCR 중에 사이토킨 유도 및 삼원 상호작용

αGalCer과 비교되는 바와 같이, αGlcCer는 쥐 iNKT 세포 증식에 대해 덜 자극성인 것으로 보고되었지만 인간 iNKT 세포 증식을 자극하는 데는 보다 강력한 것으로 나타났다.^5-22 본 발명자의 연구에서, 마우스 및 인간에서 αCalCer과 αGlcCer 간의 차등적 활성은 또한 GSL, CD1d 및 iNKT TCR 중에 사이토킨 유도 및 삼원 상호작용에 대해 관찰되었다. 추가로, αGal 또는 αGlc 헤드를 함유하는 페닐 GSL은 유사한 종-특이적 활성을 보여주었다. 따라서, 지질 꼬리와는 상관없이, αGal을 갖는 GSL은 마우스에서 αGlc를 갖는 GSL 보다 우수하였지만 인간에서는 더 안좋았다. 이것은 마우스와 인간 간에 CD1d 및 iNKT TCR이 고도로 상동성임에도 불구하고 마우스에서 당지질의 생물활성이 인간에서의 생물활성으로 해석될 수 없음을 지적했다.³⁰

종-특이적 반응은 mCD1d 대 hCD1d 스와핑 분석에 의해 입증된 바와 같이 마우스와 인간 간의 iNKT TCR에서의 차이에 기인할 가능성이 높다. mCD1d 또는 hCD1d에 의해 제공되는 αGal을 갖는 GSL은 쥐 iNKT 세포를 자극하는데 있어서 αGlc를 갖는 GSL보다 강하였지만 인간 iNKT 세포에 대해서는 덜 자극적이었다. CD1d-αGalCer-iNKT TCR의 결정 구조에 따라, iNKT TCR의 CDR1α 영역에서 갈락토스 헤드의 4'-OH와 접촉된 잔기들은 마우스(Asn30) 및 인간(Phe29) 간에 보존되어 있지 않았다.^27,28 본원의 컴퓨터 모델링은 축에서 적도면 방향으로의 4'-OH의 변화가 마우스에서 4'OH와 iNKT TCR-Asn30 간의 수소 결합을 상실시킴을 밝혔다. 반대로, 글루코스의 적도면 4'-OH는 인간 iNKT TCR-Phe51 및 hCD1d-Trp153에 의해 포집된, 결정수의 보다 강한 상호작용에 의해 Phe29 상호작용의 상실을 보충할 수 있음을 밝혔다. 따라서, αGlc를 갖는 GSL로 구성된 삼원 상호작용은 인간에서 αGal을 갖는 GSL보다 강하였지만 마우스에서는 약하였다. 종합해 보면, 쥐 및 인간 CD1d-GSL-iNKT TCR 복합체의 구조적 모델링은 종-특이적 생물학적 활성에 대해 우수한 해명을 제공하였고 계산된 자유 에너지 변화는 삼원 복합체의 측정된 결합가의 경향과 잘 상호관련되었다.

동일한 꼬리를 갖지만 상이한 글리코실 그룹을 갖는 본원의 쌍 형성 유사체와는 대조적으로, 종-특이적 면역 반응은 또한 동일한 글리코실 그룹을 갖지만 상이한 지질 꼬리를 갖는 다른 경우에서 나타났다.^{31, 32} 유사하게, 이것은 삼원 복합체의 결합 강도와 잘 상호관련된 마우스와 인간 간에 2개의 C-글리코시드 유사체의 우선적 활성을 형성했던 CD1d 대신 iNKT TCR 이었다.³¹ 본원의 당지질에 대해, 삼원 상호작용은 또한 마우스 및 인간에서 생물학적 반응을 예측하는데 있어서의 이원 상호작용 보다 더 중요하였다. 7DW8-5 및 7DW8-5-Glc 둘 다는 C1 보다 강하게 mCD1d와 결합하였고 이는 아마도 페닐환 및 불소 원자와 CD1d A' 포켓과의 증가된 접촉 때문이다.³³ 동일한 지질 꼬리를 갖는 2개의 당지질이 CD1d에 대해 유사한 결합 강도를 나타냈지만, 이들은 상이한 면역 자극 효능을 보여주었다. 7DW8-5-Glc는 인간에서 7DW8-5 보다 우수하였지만 마우스에서는 안좋았고 이는 삼원 복합체의 결합가와의 양호한 관계를 가졌다. 7DW8-5 및 7DW8-5-Glc에 추가로, 다른 2개의 쌍 형성 유사체(C1 대 C1-Glc 및 C34 대 C34-Glc)의 생물활성은 또한 마우스 및 인간에서 삼원 상호작용의 강도와 서로 잘 관련되었다. 즉, αGal을 갖는 GSL은 마우스에서 αGlc를 갖는 GSL보다 보다 강한 삼원 상호작용 및 면역 자극 활성을 보여주었지만 상기 경향은 인간에서는 반대였다. 따라서, 시험관내 삼원 상호작용의 측정은 본원의 생체내 새로운 당지질의 면역 자극 효능을 예측하기 위해 사용될 수 있다.

αGlc를 갖는 GSL 중에서 추가의 비교는 C1-Glc와 C34-Glc 둘 다가 마우스에서 사이토킨 유도에서 7DW8-5-Glc보다 우수함을 밝혔다. 그러나, 쥐 삼원 복합체의 결합가는 C34-Glc 및 7DW8-5-Glc에 필적하였다. 이들 발견은 KD 이외의 다른 인자들이 또한 생체내 면역 반응을 조절할 수 있음을 시사하였다. 사실, C1-Glc 및 C34-Glc 둘 다는 마우스에서 C1-Glc 및 C34-Glc의 보다 강한 생물활성에 기여할 수 있는, 7DW8-5-Glc보다 더 CD80⁺ 또는 CD86⁺ DC를 보다 활성화하였다. 종합해 보면, 면역 세포의 삼원 상호작용 및 확장/활성화의 강도를 포함하는 여러 인자들이 생체내 면역 자극을 조절할 수 있다.

αGal 또는 αGlc를 갖는 GSL과는 대조적으로, αManCer 및 7DW8-5-Man은 마우스 및 인간 둘 다에서 iNKT 세포 증식⁵ ^,22, 사이토킨/케모카인 및/또는 면역 세포의 확장/활성화를 유도하는 데 실패하였다. 이것은 쥐 또는 인간 iNKT TCR이 iNKT 세포에서 CD1d-7DW8-5-Man 이량체의 염색 부재에 의해 입증된 바와 같이 αMan 헤드를 인지할 수 없다는 사실에 기인할 수 있다. 7DW8-5-Man과 비교되는 바와 같이, 7DW8-5-Glc는 마우스에 매우 낮은 수준임에도 불구하고 Th1 및 Th2 사이토킨을 유도할 수 있었다. 비교적으로, 대량의 KC, MCP-1, IP-10 및 MIG 케모카인은 WT 및 Jα18 KO 마우스에서 7DW8-5-Glc에 의해 유발되었고, 이는 iNKT 세포외의 다른 특정 유형의 면역 세포가 이들 케모카인 분비에 기여할 수 있음을 지적한다. 실제로, 단핵구는 7DW8-5-Glc에 의해 Jα18 KO 마우스에서 상당히 확장되고/활성화되었다. 단핵구는 자극에 응답하여 이들 케모카인을 생성할 수 있는 것으로 보고되었고 ^34-37 이는 단핵구가 7DW8-5-Glc-처리된 마우스에서 케모카인 분비에 관여할 수 있음을 시사한다. 그럼에도 불구하고, 본원 발명자는 Jα18 KO 마우스에 존재하는 다른 가능한 공급원이 또한 역할을 수행할 수 있음을 배제할 수 없었다. Vα1O NKT 세포는 시험관내에서 αGalCer 및 αGlcCer에 응답하여 IFN-γ 및 IL-4를 생성할 수 있었지만 IFN-γ는 αGalCer로 처리된 Jα18 KO 마우스의 혈청에서 분비되지 않았다.³⁹ 본원 발명자는 7DW8-5 또는 7DW8-5-Glc 처리된 Jα18 KO 마우스로부터 임의의 사이토킨 생성을 검출할 수 없었다. 이들 발견은 Vα10 NKT 세포가 마우스에서 7DW8-5-Glc에 의해 유발되는 케모카인에 거의 기여하지 않았음을 의미했다.

그러나, IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-6, GM-CSF 및 TNFα를 포함하는 대부분의 사이토킨 및 케모카인은 7DW8-5 또는 7DW8-5-Glc로 자극된 Jα18 KO 마우스에서 생성되지 않았다. CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포와 같은 면역 세포는 Jα18 KO 마우스에서도 확장되지 않았다. 따라서, iNKT 세포는 7DW8-5 또는 7DW8-5-Glc에 의한 상기 언급된 사이토킨/케모카인 유도 및 면역 세포 확장에서 주요 역할자로 남아있다.

요약하면, αGlc를 갖는 GSL은 보다 강한 삼원 상호작용을 보유했고 인간에서 αGal를 갖는 GSL과 비교하여 보다 Th1-편중된 면역력을 유발했다. 그러나, αGlc를 갖는 GSL은 마우스에서 αGal을 갖는 GSL보다 덜 자극적이었다. 종-특이적 반응은 종 간의 삼원 복합체의 차등적 결합가에 기인했고, 이는 mCD1d 대 hCD1d 스와핑 분석에 의해 지지되는 바와 같이 쥐와 인간 iNKT TCR 간의 차이를 반영한다. 이것은 마우스 및 인간에서 CDld-αGalCer-iNKT TCR 복합체의 결정 구조를 기초로 하는 컴퓨터 모델링에 의한 예측과 일치하였다.^27-29 CD1d-당지질 복합체와 iNKT TCR 간의 삼원 상호작용에 추가로, 확장된/활성화된 단핵구는 또한 특히 αGlc를 갖는 GSL에 대해 생체내 면역 반응을 조절할 수 있다.

본 연구로부터, 글리코실 그룹 상의 4'OH 방향의 변화는 마우스 및 인간에서 상이한 생물활성을 유도하였다. 이것은 αGalCer 헤드의 4'OH에 도입된 방향족 그룹이 마우스에서 iNKT 세포 사이토킨 생산에 영향을 줄 수 있지만 인간에서 이들의 효과는 조사되지 않았다는 보고와 일치하였다.⁴⁰ 글리코실 그룹의 6번 위치에서의 변화는 또한 생물학적 반응에 대한 다양한 효과를 보여주었다.^29,41 본 연구와 함께 이들 발견은 새로운 GSL의 향후 디자인 및 합성을 위한 새로운 방향을 제공했다.

본원 전반에 걸쳐, 다양한 공보, 특허 및 공개 특허원이 인용된다. 본원에 언급된 이들 공보, 특허 및 공개된 특허원은 이들의 전문이 본 발명에 참조로 인용된다. 본원에서 공보, 특허 또는 공개된 특허원의 인용은 공보, 특허 또는 공개된 특허원이 선행 기술임을 인정하는 것은 아니다.

본 명세서에 인용된 모든 공보 및 특허원은 각각의 개별 공보 또는 특허원이 구체적으로 및 개별적으로 본원에 인용되는 것으로 지적된 것과 같이 본원에 인용된다.

앞서 기재한 발명은 이해를 명백히 할 목적으로 예시 및 실시예를 통해 일부 상세하게 기재되었지만 이것은 특정 변화 및 변형이 첨부된 청구항의 취지 또는 범위로부터 벗어나는 것 없이 여기에 가해질 수 있다는 것은 본 발명의 교시 측면에서 당업자에게 용이하게 자명할 것이다.

Claims

화학식 I을 갖는 인간 면역 보조제 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염.
화학식 I

상기식에서,
R¹은 -OH 또는 할로겐이고;
R²는 -OH 또는 할로겐이고;
R³은 수소이고;
R⁴는 독립적으로 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 및 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
R⁵의 수소, 할로겐, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 및 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
n은 1 내지 15까지의 정수이고;
m은 1 내지 20까지의 정수이다.
제1항에 있어서, R²가 -OH인, 화합물.
제1항에 있어서, R²가 할로겐인, 화합물.
제1항에 있어서, R¹이 -OH인, 화합물.
제1항에 있어서, R¹이 할로겐인, 화합물.
제1항에 있어서, R⁴가 화학식 II인, 화합물.
화학식 II

상기식에서,
i는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고;
R⁶은 독립적으로 수소, 할로겐, -CN, -NO₂, ~N₃, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 및 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
제6항에 있어서, R⁶이 할로겐인, 화합물.
제6항에 있어서, R⁶이 F인, 화합물.
제1항에 있어서, R⁴가 화학식 III인, 화합물.

상기식에서,
j는 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;
k는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고;
R⁷ 및 R⁸의 각각의 경우는 독립적으로 수소, 할로겐, -CN, -N0₂, -N₃, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알케닐, 임의로 치환된 알키닐, 임의로 치환된 카보사이클릴, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로사이클릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아미노 그룹, 또는 임의로 치환된 아실로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
제9항에 있어서, R⁷ 및 R⁸의 각각의 경우는 독립적으로 수소 또는 할로겐인, 화합물.
제9항에 있어서, R⁷이 수소이고; R⁸이 F이고; k가 1, 2 또는 3인, 화합물.
제9항에 있어서, R⁷이 F이고; R⁸이 수소이고; j가 1, 2 또는 3인, 화합물.
제9항에 있어서, R⁷ 및 R⁸ 둘 다가 F이고; k가 1, 2 또는 3이고; j가 1, 2 또는 3인, 화합물.
제1항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화합물 중 하나로부터 선택되는, 화합물.
(i) 항원과 함께 인간 대상체에게 동시 투여되는 경우 면역 반응을 자극하기에 충분한 양의 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 및 (ii) 약제학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약제학적 조성물로서, 감염성 또는 신생물 질환의 예방 및/또는 치료를 위한 약제학적 조성물.
이를 필요로 하는 인간 대상체에서 항원의 면역원성을 증대시키는데 사용하기 위한 항원과 조합된 제1항의 화학식 I의 면역 보조제 화합물을 포함하는 보조제 조성물.
이를 필요로 하는 인간 대상체에서 면역 반응을 자극하는데 사용하기 위한 약제학적으로 허용되는 담체 중에 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 면역 보조제 조성물.
제16항에 있어서, 상기 보조제 조성물이 백신 보조제인, 보조제 조성물.
제16항에 있어서, 상기 보조제 조성물이 인간에서 불변 천연 킬러 T(iNKT: invariant Natural Killer T) 세포를 상승시킬 수 있는 양으로 존재하는, 보조제 조성물.
제19항에 있어서, 상기 보조제 조성물이 인간에서 사이토킨 및/또는 케모카인 생성을 증가시키는, 보조제 조성물.
제20항에 있어서, 상기 사이토킨 생성이 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시키기에 충분한, 보조제 조성물.
제21항에 있어서, 상기 다운스트림 면역 세포가 하나 이상의 수지상 세포(DC), 천연 킬러 세포(NK), B 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포를 포함하는, 보조제 조성물.
제20항에 있어서, 상기 사이토킨이 Th1 사이토킨을 포함하는, 보조제 조성물.
제23항에 있어서, 상기 Th1 사이토킨이 인터페론-감마(IFN-γ), GM-CSF, TNFα, 인터류킨 2, 인터류킨 12 및 인터류킨 10을 포함하는 그룹 중 적어도 하나로부터 선택되는, 보조제 조성물.
제20항에 있어서, 상기 케모카인이 RANTES, MIP-1α, KC, MCP-1, IP-10 및 MIG을 포함하는 그룹 중 적어도 하나로부터 선택되는, 보조제 조성물.
제16항에 있어서, 상기 조성물이 항암 효과를 갖는, 보조제 조성물.
제26항에 있어서, 상기 암이 폐암, 유방암, 간암, 백혈병, 고형 종양 및 암종으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 보조제 조성물.
제16항에 있어서, 화학식 I의 화합물에서 R⁴가 치환되거나 치환되지 않은 아릴 및 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴로부터 선택되고, 인간에서 Th1 사이토킨의 증가는 Th2 사이토킨에서 임의의 증가를 초과하는, 보조제 조성물.
이를 필요로 하는 인간 대상체에서 불변 천연 킬러 T(iNKT) 세포 생성을 상승시키는데 사용하기 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 약제학적 조성물로서, 감염성 또는 신생물 질환의 예방 및/또는 치료를 위한 약제학적 조성물.
제29항에 있어서, iNKT 수준의 상승이 글리코실 헤드 그룹으로서 알파-갈락토스(αGal)를 포함하는 등가량의 당지질 유사체의 투여로부터 비롯되는 상승과 비교하는 경우보다 큰, 약제학적 조성물.
이를 필요로 하는 인간 대상체에서 사이토킨 및/또는 케모카인 생성을 자극하는데 사용하기 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 약제학적 조성물로서, 감염성 또는 신생물 질환의 예방 및/또는 치료를 위한 약제학적 조성물.
제31항에 있어서, 상기 사이토킨 생성이 다운스트림 면역 세포를 트랜스활성화시키기에 충분한, 약제학적 조성물.
제32항에 있어서, 상기 다운스트림 면역 세포가 수지상 세포(DC), 천연 킬러 세포(NK), B 세포, CD4⁺ T 및 CD8⁺ T 세포 중 하나 이상을 포함하는, 약제학적 조성물.
제31항에 있어서, 상기 사이토킨이 Th1 사이토킨을 포함하는, 약제학적 조성물.
제34항에 있어서, 상기 사이토킨이 인터페론-감마(IFN-γ), GM-CSF, TNFα, 인터류킨 2, 인터류킨 12 및 인터류킨 1O으로부터 선택되는, 약제학적 조성물.
제31항에 있어서, 상기 케모카인이 RANTES, MIP-1α, KC, MCP-1, IP-10 및 MIG로부터 선택되는, 약제학적 조성물.
제15항에 있어서, 상기 조성물이 백신 보조제인, 약제학적 조성물.
제15항에 있어서, 상기 조성물이 항암 치료제인, 약제학적 조성물.
제15항에 있어서, 화합물 중 R⁴가 치환되거나 치환되지 않은 아릴 및 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴로부터 선택되고, 상기 화합물이 Th2 사이토킨의 최소 수반 증가과 함께 인간에서의 Th1 사이토킨을 증가시킬 수 있는, 약제학적 조성물.
인간 대상체에서 항원에 의한 면역 반응을 증대시키는데 사용하기 위한 하나 이상의 항원 및 제15항의 면역학적 유효량의 보조제 조성물을 포함하는, 백신으로서, 감염성 또는 신생물 질환의 예방 및/또는 치료를 위한 백신.
제40항에 있어서, 하나 이상의 항원이 세균 항원, 바이러스 항원, 진균류 항원, 원생동물 항원, 프리온 항원, 네오(neo) 항원, 종양 항원 및 자가-항원으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 백신.
제40항에 있어서, 상기 백신이 핵산, 단백질, 펩타이드, 당단백질, 탄수화물, 융합 단백질, 지질, 당지질, 탄수화물-단백질 접합체; 세포 또는 이의 추출물; 죽었거나 약독화된 세포 또는 이의 추출물; 종양 세포 또는 이의 추출물; 바이러스 입자; 알레르겐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 백신.
제40항에 있어서, 상기 항원이 종양 항원인, 백신.
제40항에 있어서, 상기 항원의 양이 체중 kg당 0.1μg 내지 100mg의 범위인, 백신.
제40항에 있어서, 상기 보조제의 양이 체중 kg당 10 내지 100μg의 범위인, 백신.
제40항에 있어서, 상기 조성물이 제1항의 화합물 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 동시제형화된 약제학적으로 허용되는 조성물인, 백신.
제1항의 화합물을 포함하는 제품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 화합물 및 사용 지침서를 포함하는 키트.