KR20210013769A

KR20210013769A - 신경염증에서 대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (csf1r) 영상화를 위한 양전자 방출 단층 촬영 (pet) 방사성 추적자

Info

Publication number: KR20210013769A
Application number: KR1020217002632A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 지. 호르티; 라비 나익; 로버트 에프. 댄날스; 마틴 지. 폼퍼
Original assignee: 더 존스 홉킨스 유니버시티
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2021-02-05
Also published as: US20210290784A1; JP2021533087A; WO2020006075A1; EP3813890A1; IL279768A; EA202092843A1; CA3104520A1; BR112020026602A2; EP3813890A4; MX2021000141A; AU2019294699A1; CN112638431A

Abstract

신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 장애를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자-1 수용체를 영상화하기위한 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 방사성 추적자가 개시되어 있다.

Description

신경염증에서 대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (CSF1R) 영상화를 위한 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 방사성 추적자

연방 지원 연구 또는 개발

본 발명은 국립 보건원(National Institutes of Health)에 의해 수여된 AG054802의 지원을 받아 이루어졌다. 정부는 본 발명에 있어서 특정 권리를 가지고 있다.

양전자 방출 단층 촬영 (PET)은 생체 내에서 내인성 리간드 또는 약물에 의한 뇌 수용체와 그 점유를 정량화하는 가장 진보된 방법이다. 신경염증의 상태를 추정하는 PET 영상화 (Masgrau R, et al. (2017))를 활성 교세포 (glial cell)에 대해 보고하는 전위단백질 (TSPO)을 표적으로 하는 방사성 리간드를 사용하여 시도되었다. 세포 유형 특이성과 유전자형에 대한 민감성 부족을 포함하는 TSPO 표적 PET의 한계로 인해 연구자들은 신경염증의 다른 측면을 표적으로 하는 PET 방사성 추적자를 개발했다 (P2X7, COX-2, CB2, ROS, A2AR, MMP)) [Tronel C, et al. (2017); Janssen B, et al. (2018) 참조]. 그럼에도 불구하고, P2X7 수용체와 같은 새로운 영상화 표적은 마찬가지로 세포 특이적 발현의 부족을 포함하여 한계가 있다 (도 7). 뇌 내 세포의 최대 10 %를 차지하는 활성 미세아교세포 (microglia) 만을 표적으로 하는 제제(Aguzzi A, et al. (2013))는 미세아교세포 손상 매개체와 CNS 내 복구를 영상화하여 신경염증 상태에 대한 보다 구체적이고 덜 모호한 판독을 제공할 수 있다.

뇌 내의 대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (CSF1R) (c-FMS, CD-115 또는 M-CSFR이라고도 함)는 주로 미세아교세포에 의해 발현되는 반면, 뉴런을 포함한 다른 세포에서의 발현은 낮다 (Akiyama H , et al. (1994); Zhang Y, et al. (2014)) (도 7). CSF1R은 두 개의 동종이량체 리간드인 CSF1 및 IL-34에 의해 활성화되는 티로신 키나제 수용체의 서브 패밀리에 있는 세포 표면단백질이다 (Peyraud F, et al. (2017)). CSF1R은 조혈전구세포의 생존, 증식, 분화 및 기능의 주요 조절자이다 (Chitu V, et al. (2016)). CSF1R은 미세아교세포의 발달, 생존 및 유지를 직접 제어하고 신경염증에서 중추적인 역할을 한다 (Ginhoux F, et al. (2010); Elmore MR, et al. (2014); Walker DG, et al. (2017); Smith AM, et al. (2013); Palle P, et al. (2017)). CSF1R의 억제는 다양한 염증성 및 신경염증성 장애를 치료하는 방법으로 추구되어 왔다 (El-Gamal MI, et al. (2018)). 건강한 포유류 뇌에서 CSF1R의 지역별 분포는 자세히 연구되지 않았지만, 마우스의 발현 분석에서 피질 영역에서 CSF1R이 향상된 수준의 발현을 나타내었으며 뇌의 다른 지역에서 낮은 수준의 발현을 보여주었다 (Lue LF, et al. (2001)).

여러 보고서에서 알츠하이머병 (AD) 사후 뇌 검사에서 CSF1R 및 CSF1의 상향-조절을 보여주었다 (Akiyama H, et al. (1994), Walker DG, et al. (2017), Lue LF, et al. (2001)). 마우스를 대상으로 한 연구에서 대조군 뇌에서 CSF1R의 중간 발현을 보이며 AD 형질전환 마우스 모델에서 아밀로이드 베타 (Aβ) 침착물 근처에 위치한 미세아교세포에서 높은 발현을 나타냈다 (Murphy GM Jr, et al. (2000); Yan SD, et al. (1997)); Boissonneault V, et al. (2009)). CSF1R 및 CSF1에 대한 동족 리간드를 암호화하는 유전자는 2 단계 질병 관련 미세아교세포 (DAM)에서 상향-조절되며, 이는 AD를 억제하는데 유익한 역할을 할 수 있다 (Deczkowska A, et al. (2018); Keren- Shaul H, et al. (2017)). 설치류의 외상성 뇌 손상으로 손상된 지역의 CSF1R 수준이 높고 특이적으로 증가했다 (Raivich G, et al. (1998)). CSF1R은 다발성경화증으로 인해 병변으로 변했다 (Prieto-Morin C, et al. (2016)). 뇌종양에서 상향-조절된 CSF1R이 보여 졌다 (Alterman RL 및 Stanley ER (1994)). HIV 관련 인지장애는 CSF1R 수준과 상관관계가 있다 (Lentz MR, et al. (2010)). CSF1R의 임상 PET 영상화는 CNS 장애에서 신경염증과 관련된 CSF1R 경로에 대한 이해를 향상시키고 새로운 항염증성 CSF1R 치료의 개발을 인도할 수 있다.

CSF1R 영상화에 적합한 PET 방사성 추적자를 사용할 수 없다. 발표된 유일한 방사성 표지된 CSF1R 억제제는 2014년에 합성되었지만 (Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014)), 이 방사성 추적자를 사용한 영상 연구는 보고되지 않았다.

발명의 요약

현재 개시된 주제는 하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하기위한 영상화제를 제공한다.

일부 측면에서, 현재 개시된 주제는 하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하기위한 영상화제로서, 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 영상화제 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함하는 영상화제이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 -N- 및 -CR₅-로 구성된 그룹에서 선택되며, R₅는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬 또는 R^*로 구성된 그룹에서 선택되며, R^*는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 영상에 적합한 방사성 동위원소를 포함하는 모이어티 또는 방사성 동위원소 자체이다;

R₁은 치환 또는 비치환 헤테로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로아릴, C₁-C₈ 알콕실, C₁-C₈ 알킬아미노, C₁-C₈ 디알킬아미노, -N(C₁-C₈ 알킬)(SO₂)(C₁-C₈ 알킬)로 구성된 그룹에서 선택되며, R₁은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₁은 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소일 수 있고;

R₂는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬이며, R₂는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고;

R₃은 치환 또는 비치환된 헤테로아릴이며, R₃는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고; 및

R₄는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로 구성된 그룹에서 선택되고;

상기의 R₁, R₂, R₃ 또는 R₅ 중 적어도 하나 이상은 R^*로 치환되거나 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소이다.

다른 측면에서, 현재 개시된 주제는 하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 개체에게 유효량의 화학식 I의 영상화제 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 투여하는 단계 및 PET 이미지를 촬영하는 단계를 포함한다.

상기에 언급된 현재 개시된 주제의 특정 측면은 현재 개시된 주제에 의해 전체 또는 부분적으로 다루어지고, 다른 측면은 이하에서 가장 잘 설명되는 첨부된 예시 및 도면과 관련하여 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.

발명의 상세한 설명

현재 개시된 주제는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 보다 완전하게 설명될 것이며, 여기에서 현재 개시된 주제의 모든 실시 양태가 아닌 일부 실시 양태가 도시된다. 같은 숫자는 전체적으로 같은 요소를 나타낸다. 현재 개시된 주제는 여러 가지 다른 형태로 구체화될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 양태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다; 오히려, 이러한 실시 양태는 본 발명이 적용 가능한 법적 요건을 만족하도록 제공된다. 실제로, 본 명세서에 개시된 현재 개시된 주제의 많은 수정 및 다른 실시 양태는 현재 개시된 주제가 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 것과 관련된 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서 , 현재 개시된 주제는 개시된 특정 실시 양태에 제한되지 않으며, 수정 및 다른 실시 양태가 첨부된 청구범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야한다.

I.신경염증에서 대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (CSF1R)를 영상화를 위한 PET 방사능 추적자

대식세포 콜로니 자극 인자-1 (CSF1)은 다양한 염증성 장애를 일으키는 가장 흔한 전염증성 사이토카인 중 하나다. CSF1은 수용체인 CSF1R과 상호작용하여 단핵구/대식세포 계통의 세포를 분화 및 증식시킨다. 증가된 CSF1R 발현 수준은 알츠하이머병 (AD), 뇌종양, 다발성경화증 (MS), 외상성 뇌손상 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 신경염증 장애와 관련된다. Walker et al, (2017)를 참조하라.

CNS에서 CSF-1R은 주로 미세아교세포에 의해 발현 (Akiyama, et al., (1994); Raivich et al., (1998)) 되는 반면, 뉴런을 포함한 다른 세포에서의 발현은 낮다 (Chitu et al., (2016)). 잠재적으로 CSF1R은 신경염증에서 미세아교세포 활성화의 영상화를 위한 선택적 결합 부위를 대표한다. 반대로, 가장 일반적으로 사용되는 신경염증의 바이오마커 인 TSPO 및 P2RX7은 모두 다세포 발현을 나타내며 (Raivich et al., (1998)), 따라서 미세아교세포 활성화의 선택적 결합부위로 간주될 수 없다. 도 10을 참조하라.

강력하고 선택적 CSF1R 억제제인 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1)는 제약 산업에서 잠재적 항염증제로 개발되었다 (Illig et al., (2008)).

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1)

현재 개시된 주제는 부분적으로 [¹¹C]1 ([¹¹C]CMPPF; [¹¹C]JHU11744; 5-시아노-N-(4-(4-[¹¹C]메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드)의 방사성 합성 및 신경염증에서 CSF1R의 PET 영상화에 대한 평가를 제공한다.

[¹¹C]1

보다 일반적으로, 현재 개시된 주제는 대식세포 콜로니 자극 인자-1 수용체 (CSF1R)를 영상화하기위한 일련의 PET 방사성 추적자를 제공한다. CSF1R에서 방사성 추적자의 결합은 신경염증, 실험적 자가면역성 뇌척수염증 (experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE) 마우스 (다발성경화증 모델)의 동물 모델 및 사후 알츠하이머병 뇌 조직에서 테스트되었다. 특정 화합물은 동물 모델에서 쉽게 뇌에 들어갔다. 더욱 특별한 화합물은 신경염증 동물 모델에서 CSF1R에 특이적으로 결합 (및 표지)되었다. 일부 실시 양태에서, 현재 개시된 화합물은 대조군에서보다 신경염증의 동물 모델에서 훨씬 더 많은 흡수를 나타냈다. 추가 실시 양태에서, 선택된 화합물은 인간 알츠하이머 뇌 조직에서 CSF1R을 특이적으로 표지했다. 따라서, 현재 개시된 화합물은 신경염증 및 신경퇴행에서 CSF1R을 연구하는데 사용될 수 있다.

A. 화학식 I의 영상화제

일부 실시 양태에서, 현재 개시된 주제는 하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하기위한 영상화제를 제공하며, 영상화제는 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함 한다:

[화학식 I]

상기 식에서,

X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 -N- 및 -CR₅-로 구성된 그룹에서 선택되며, R₅는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬 또는 R^*로 구성된 그룹에서 선택되며, R^*는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 영상화에 적합한 방사성 동위원소를 포함하는 모이어티 또는 방사성 동위원소 자체이다;

일부 실시 양태에서, R₁은 치환 또는 비치환된 피페라지닐, 치환 또는 비치환된 모르폴리닐, 1,1-디옥사이드-티오모르폴리닐, 치환 또는 비치환된 피라졸릴, 치환 또는 비치환된 이미다졸릴, C₁-C₈ 알콕실, C₁-C₈ 알킬아미노, C₁-C₈ 디알킬아미노, -N(C₁-C₈ 알킬)(SO₂)(C₁-C₈ 알킬)로 구성된 그룹에서 선택되고, R₁은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₁은 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소이다.

일부 실시 양태에서, R₂는 치환 또는 비치환된 피페리디닐 및 치환 또는 비치환된 모르폴리닐로 구성된 그룹에서 선택되고, R₂는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있다.

일부 실시 양태에서, R₃는 치환 또는 비치환된 피롤릴 및 치환 또는 비치환된 푸라닐로 구성된 그룹에서 선택되고, R₃은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있다.

특정 실시 양태에서, R₁은

;

;

;

;

; 및 R^*로

구성된 그룹에서 선택되는 것으로,

p는 0 및 1에서 선택된 정수이고;

q는 0, 1, 2, 3, 4 및 5로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

r은 0, 1, 2, 3 및 4로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃로 구성된 그룹에서 선택되고; 및

R₁₂는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, 카르복실, -(SO₂)-(C₁-C₈ 알킬) 및 R^*로 구성된 그룹에서 선택된다.

특정 실시 양태에서, R₂는

및

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것으로,

p는 0 및 1에서 선택된 정수이고;

q는 0, 1, 2, 3, 4 및 5로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

r은 0, 1, 2, 3 및 4로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃으로 구성된 그룹에서 선택된다.

특정 실시 양태에서, R₃는

;

;

; 및

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것으로서,

p는 0 및 1로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

특정 실시 양태에서,

(a) X, Y, Z는 각각 -CR₅-;

(b) X 및 Z는 각각 -N-이고 Y는 -CR₅-;

(c) X는 -N-이고 Y 및 Z는 각각 -CR₅-;

(d) X 및 Y는 N이고 Z는 -CR₅-;

(e) X 및 Y는 각각 -CR₅-이고 Z는 N;

상기의 R₅는 적어도 하나 이상의 경우에 선택적으로 R^*로 치환될 수 있다.

특정 실시 양태에서, 화학식 I의 화합물은 화학식 Ia의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염이다:

[화학식 Ia]

상기 식에서,

R₆은 H, C₁-C₈ 알킬, -C(=O)-O-R₉ 및 -(CH₂)_n-R₁₀으로 구성된 그룹에서 선택되며, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 및 8; R₉ 및 R₁₀은 각각 C₁-C₈ 직쇄 또는 분지형 알킬이며, R₆은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₆은 R^* 일 수 있고;

R₇은 H 또는 C₁-C₈ 알킬로 구성된 그룹에서 선택되며, R₇은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₇은 R^* 일 수 있고; 및

R₈은 치환 또는 비치환된 피롤릴, 푸라닐 및 피리디닐이고, R₈은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고;

상기의 R₆, R₇ 또는 R₈ 중 적어도 하나 이상은 R^*로 치환되거나 R^*이다.

더 특정한 실시 양태에서, R₆은 히드로겐, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, sec-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸 및 -C(=O)-O-(C₁-C₈ 알킬)₃로 구성된 그룹에서 선택되고; R₇은 히드로겐, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, sec-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸로 구성된 그룹에서 선택되고; R₈은

;

;

; 및

로

구성된 그룹에서 선택되며

p는 0 및 1로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;

R₁₂는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, 카르복실,-(SO₂)-(C₁-C₈ 알킬) 및 R^*로 구성된 그룹에서 선택되고; 및 상기의 R₆, R₇ 및 R₈ 각각은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있다.

더 특정한 실시 양태에서, 다음으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 영상화제:

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2- 카르복사미드 (1a);

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1c);

4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1e);

4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1g);

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-3-카르복사미드 (1h);

6-플루오로-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피 콜린아미드 (1i);

6-브로모-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피콜린아미드 (1i);

Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7a);

Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7b);

Tert-부틸 4-(4-(4-시아노-1H-피롤-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7c);

5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1b);

5-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1d);

4-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1f);

5-시아노-N-(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1k);

4-시아노-N-(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1l);

N-(4-(4-(2-브로모에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)-5-시아노푸란-2-카르복사미드 (1m);

4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복실산 2-시클로헥스-1-에닐-4-[1-(2- 디메틸아미노-아세틸)-피페리딘-4-일]-페닐-아미드 (1g); 및

4-시아노-N-(5-(1-(메틸글리실)피페리딘-4-일)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-2-일)-1H-이미다졸-2-카르복사미드 (1h).

일부 실시 양태에서, R^*는 ¹¹C, ¹⁸F 및 -(CH₂)_m-R₁₃으로 구성된 그룹에서 선택되고, R₁₃은 C₁-C₈ 직쇄 또는 분지형 알킬이며, 선택적으로 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소로 치환될 수 있다.

특정 실시 양태에서, PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소가 ¹¹C 및 ¹⁸F로 구성된 그룹에서 선택된다.

더 특정한 실시 양태에서, 화학식 I의 화합물은 하기와 같다:

.

B. 영상화 방법

일부 실시 양태에서, 현재 개시된 주제는 하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 화학식 I의 영상화제, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염의 유효량을 개체에게 투여하는 단계 및 PET 이미지를 촬영하는 단계를 포함한다.

특정 실시 양태에서, 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태가 알츠하이머병 (AD), 다발성경화증 (MS), 외상성 뇌손상, 뇌종양, HIV 관련 인지 장애 및 하나 이상의 탈수초성 질병으로 이루어진 그룹에서 선택된다.

탈수초성 질환의 예로는 MS, 데빅병(Devic's disease) 및 기타 염증성 탈수초성 질환; CNS 신경병증 (CNS neuropathies), 중심다리 수초용해증 (central pontine myelinolysis), 척수 매독 (tabe dorsalis) (매독성 골수병증) 및 진행성 다초점백색질뇌증 (multifocal leukoencephalopathy)을 포함한 백색질 형성 장애 (leukodystrophic disorders); 및 길랑-바레 증후군 (Guillain-Barre syndrome), 만성 염증성 탈수초성 다발신경병증 (chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy), 샤르코-마리-투스병 (Charcot-Marie-Tooth), 욕창성 마비에 대한 책임이 있는 유전성 신경병증을 포함하는 말초 신경계의 탈수초성 질환; 및 말초 신경병증, 골수병증 (myelopathy) 및 시신경병증 (optic neuropathy).

일반적으로, 활성제의 "유효량 (effective amount)"은 원하는 생물학적 반응을 유도하는데 필요한 양을 의미한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 제제 또는 장치의 유효량은 원하는 생물학적 종점, 전달될 제제, 약제학적 조성물의 구성, 표적 조직과 같은 인자에 따라 달라질 수 있다.

"접촉 (Contacting)"은 현재 개시된 주제의 하나 이상의 화합물이 하나 이상의 CSF1R-발현 종양 또는 세포와 물리적으로 접촉하는 결과를 초래하는 임의의 작용을 의미한다. 접촉은 적어도 하나의 화합물이 적어도 하나의 세포 또는 종양과 접촉하도록 하기에 충분한 양으로 세포(들) 또는 종양(들)을 화합물에 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 방법은 배양접시 또는 튜브와 같은 제어된 환경에서 화합물 및 세포(들) 또는 종양(들)을 도입하고 바람직하게는 혼합함으로써 체외 (in vitro) 또는 생체 외 (ex vivo)에서 실시될 수 있다. 방법은 생체 내 (in vivo)에서 실행될 수 있으며, 이 경우 접촉은 임의의 적합한 경로를 통해 화합물을 개체에게 투여하는 것과 같이, 현재 개시된 주제의 적어도 하나의 화합물에 개체의 적어도 하나의 세포 또는 종양을 노출시키는 것을 의미한다.

본원에 사용 된 용어 "치료 (treating)"은 이러한 용어가 적용되는 질환, 장애 또는 병태 역전, 완화, 진행 억제, 예방 또는 감소, 또는 이러한 질환, 장애 또는 병태의 하나 이상의 증상 또는 발현을 포함할 수 있다. 예방이란 질병, 장애, 병태 또는 증상이나 증상을 유발하거나 증상의 심각성을 악화시키지 않는 것을 말한다. 따라서, 현재 개시된 화합물은 질병, 장애 또는 병태의 발생 또는 재발을 예방 또는 감소시키기 위해 예방적으로 투여될 수 있다.

용어 "조합 (combination)"은 가장 넓은 의미로 사용되며 개체가 적어도 2 개의 제제, 보다 구체적으로 현재 개시된 화합물 및 적어도 하나의 다른 활성 제제가 투여됨을 의미한다. 보다 구체적으로, 용어 "병용 (in combination)"은 예를 들어 단일 질환 상태의 치료를 위한 두 개 (또는 그 이상의)의 활성 제제의 동시 투여를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 활성 제제는 단일 투여 형태로 조합 및 투여될 수 있거나, 동시에 다른 투여 형태로 투여될 수 있거나, 동일하거나 다른 날에 교대로 또는 순차적으로 투여되는 다른 투여 형태로 투여될 수 있다. 현재 개시된 주제의 한 실시 양태에서, 활성 제제는 단일 투여 형태로 조합되고 투여된다. 또 다른 실시 양태에서, 활성 제제는 별도의 투여 형태로 투여된다 (예를 들어, 여기서 하나의 양을 변경하지만 다른 것은 변경하지 않는 것이 바람직 함). 단일 투여 형태는 질병 상태의 치료를 위한 추가 활성 제제를 포함할 수 있다.

많은 실시 양태에서 현재 개시된 방법에 의해 치료되는 개체는 바람직하게는 인간 개체이지만, 본원에 기재된 방법은 용어 "개체 (subject)"에 포함되도록 의도된 모든 척추동물 종에 대해 효과적이라는 것이 이해되어야한다. 따라서, "개체 (subject)"는 기존 병태 또는 질환의 치료 또는 병태 또는 질환의 발병을 예방하기위한 예방적 치료와 같은 의학적 목적을 위한 인간 개체, 또는 의료, 수의학 또는 발전 목적을 위한 동물 (비인간) 개체를 포함할 수 있다. 적합한 동물 개체에는 영장류, 예를 들어 인간, 원숭이, 유인원 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 포유류; 소과 (bovine), 예를 들어 소 (cattle), 황소 (oxen) 등; 양과 (ovines) 예를 들어 양 (sheep) 등; 염소과 (caprines), 예를 들어 염소 (goats) 등; 돼지과 (porcines), 예를 들어 돼지 (pigs), 돼지 (hogs) 등; 말과 (equines), 예를 들어 말 (horses), 당나귀 (donkeys), 얼룩말 (zebras) 등; 야생 및 국내 고양이 (cats)를 포함한 고양이과 (felines); 개 (dogs)를 포함한 개과 (canines); 토끼(rabbits), 토끼(hares) 등을 포함한 토끼과 (lagomorphs); 및 마우스 (mice), 쥐 (rats) 등을 포함한 설치류 (rodents). 동물은 형질전환 동물일 수 있다. 일부 실시 양태에서, 개체는 태아, 신생아, 유아, 청소년 및 성인 개체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 인간이다. 또한, "개체 (subject)"는 상태 또는 질병을 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 환자를 포함할 수 있다. 따라서, 용어 "개체 (subject)"및 "환자 (patient)"는 본원에서 상호 교환적으로 사용된다.

C. 키트

또 다른 실시 양태에서, 현재 개시된 주제는 현재 개시된 화합물을 포함하는 키트를 제공한다.

특정 실시 양태에서, 키트는 약제학적으로 허용되는 담체 및 본 발명의 화합물을 포함하는 포장된 약제학적 조성물을 제공한다. 특정 실시 양태에서 포장된 약제학적 조성물은 방사성 표지된 전구체와 조합하여 본 발명의 화합물을 생성하는 데 필요한 활성 전구체를 포함할 것이다. 본 발명에 의해 제공되는 다른 포장된 약제학적 조성물은 공급된 전구체로부터 본 발명에 따른 화합물을 제조하기위한 설명서, CSF1을 발현하는 세포 또는 조직을 이미지화하기위한 조성물 사용 설명서, 또는 스트레스 관련 장애를 앓고 있는 환자의 글루타메이트성 신경 전달을 이미지화하기위한 조성물 사용 설명서, 또는 전립선 암 이미지화를 위한 조성물 사용 지침 중 적어도 하나 이상을 포함하는 표시를 추가로 포함한다.

D. 약제학적 조성물 및 투여

또 다른 측면에서, 본 발명은 현재 개시된 화합물을 단독으로 또는 약제학적으로 허용되는 부형제와 혼합된 하나 이상의 추가 치료 제제와 조합하여 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 당업자는 약제학적 조성물이 상기 기재된 화합물의 약제학적으로 허용되는 염을 포함한다는 것을 알 수 있을 것이다. 약제학적으로 허용되는 염은 일반적으로 당업자에게 잘 알려져 있으며, 본원에 기재된 화합물에서 발견되는 특정 치환기 모이어티에 따라 상대적으로 무독성인 산 또는 염기로 제조된 활성 화합물의 염을 포함한다. 본 발명의 화합물이 상대적으로 산성 작용기를 함유하는 경우, 염기 부가 염은 그러한 화합물의 중성 형태를 충분한 양의 원하는 염기를 적절한 또는 적합한 불활성 용매 중에서 혹은 이온교환에 의해 접촉시킴으로써 수득될 수 있으며, 이에 의해 하나의 염기성 이온복합체의 반대 이온 (염기)은 다른 것으로 대체된다. 약제학적으로 허용되는 염기 부가 염의 예는 소듐 (sodium), 포타슘 (potassium), 칼슘 (calcium), 암모늄 (ammonium), 유기 아미노 (organic amino) 또는 마그네슘 (magnesium) 염 또는 유사한 염을 포함한다.

본 발명의 화합물이 상대적으로 염기성 작용기를 함유하는 경우, 산 부가 염은 그러한 화합물의 중성 형태를 적절한 또는 적합한 불활성 용매 중에서 충분한 양의 원하는 산과 접촉 시키거나 이온교환에 의해 수득될 수 있으며, 이에 의해 하나의 산성 이온복합체의 반대 이온 (산)이 다른 것으로 대체됩니다. 약제학적으로 허용되는 산 부가 염의 예는 염화수소 (hydrochloric), 브롬화수소 (hydrobromic), 질산 (nitric), 탄산 (carbonic), 일수소탄산 (monohydrogencarbonic), 인산 (phosphoric), 일수소인산 (monohydrogenphosphoric), 이수소인산 (dihydrogenphosphoric), 황산 (sulfuric), 일수소황산 (monohydrogensulfuric), 수소산 (hydriodic) 또는 인산 (phosphorus acid) 등과 같은 무기산으로부터 유도된 것들뿐만 아니라, 아세트산 (acetic), 프로피온산 (propionic), 이소부티르산 (isobutyric), 말레산 (maleic), 말론산 (malonic), 벤조산 (benzoic), 숙신산 (succinic), 수베르산 (suberic), 푸마르산 (fumaric), 젖산 (lactic), 만델산 (mandelic), 프탈산 (phthalic), 벤젠설폰산 (benzenesulfonic), p- 톨루엔설폰산 (p-toluenesulfonic), 시트르산 (citric), 타르타르산 (tartaric), 메탄설폰산 (methansulfonic) 등과 같은 비교적 무독성의 유기산이다. 또한 아르기네이트 (arginate) 등과 같은 아미노산의 염 및 글루쿠론산 (glucuronic acid) 또는 갈락투노르산 (galactunoric acid) 등과 같은 유기산의 염도 포함된다 (예를 들어, (Berge et al, "Pharmaceutical Salts", Journal of Pharmaceutical Science, 1977, 66, 1-19) 참조하라). 본 발명의 특정 특이적 화합물은 화합물이 염기 또는 산이 부가 염으로 전환 되도록 하는 염기성 및 산성 작용기를 모두 함유한다.

따라서, 현재 개시된 주제와 함께 사용하기에 적합한 약제학적으로 허용되는 염은 아세트산 (acetate), 벤젠설폰산 (benzenesulfonate), 벤조산 (benzoate), 중탄산염 (bicarbonate), 비타르트산염 (bitartrate), 브로마이드 (bromide), 칼슘에데테이트 (calcium edetate), 카르실레이트 (carnsylate), 탄산 (carbonate), 시트르산 (citrate), 에데테이트 (edetate), 에디실레이트 (edisylate), 에스토레이트 (estolate), 에실레이트 (esylate), 푸마르산 (fumarate), 글루셉테이트 (gluceptate), 글루코네이트 (gluconate), 글루탐산 (glutamate), 글리코릴라사닐레이트 (glycollylarsanilate), 헥실레조시네이트 (hexylresorcinate), 히드라바민 (hydrabamine), 브롬화수소 (hydrobromide), 염화수소 (hydrochloride), 히드록시나프토에이트 (hydroxynaphthoate), 요오드화물 (iodide), 이세티오네이트 (isethionate), 젖산 (lactate), 락토비오네이트 (lactobionate), 말산 (malate), 말레산 (maleate), 만델산 (mandelate), 메실레이트 (mesylate), 뮤케이트 (mucate), 나프실레이트 (napsylate), 질산 (nitrate), 파모에이트 (pamoate) (엠보네이트 (embonate)), 판토텐산 (pantothenate), 인산/이인산 (phosphate/diphosphate), 폴리갈락투로네이트 (polygalacturonate), 살리실레이트 (salicylate), 스테아르산 (stearate), 아아세트산염 (subacetate), 숙신산 (succinate), 황산염 (sulfate), 타닌산염 (tannate), 타르트레이트 (tartrate), or 테오클레이트 (teoclate)의 예로 제한되는 것은 아니다. 다른 약제학적으로 허용되는 염은 예를 들어, Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20^th ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)에서 찾을 수 있다.

치료 및/또는 진단 적용에서, 본 발명의 화합물은 전신 및 국소 또는 국소 투여를 포함하는 다양한 투여 방식으로 제형화 될 수 있다. 기술과 공식은 일반적으로 Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20^th ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000)에서 찾을 수 있다.

치료되는 특정 병태에 따라, 이러한 제제는 액체 또는 고체 투여 형태로 제형화되고 전신 또는 국소 투여될 수 있다. 제제는 예를 들어, 당업자에게 공지된 바와 같이 시간제한 또는 서방출 형태로 전달될 수 있다. 조제 및 투여 기술은 Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20th ed.)에서 찾을 수 있다 (Lippincott, Williams & Wilkins (2000)). 적합한 경로는 경구 (oral), 구강 (buccal), 흡입 (inhalation) 스프레이, 설하 (sublingual), 직장 (rectal), 경피 (transdermal), 질 (vaginal), 경점막 (transmucosal), 비강 (nasal) 또는 장 (intestinal) 투여; 근육 내 (intramuscular), 피하 (subcutaneous), 골수 내 (intramedullary) 주입뿐만 아니라 척수강 내 (intrathecal), 직접 심실 내 (intraventricular), 정맥 내 (intravenous), 관절 내 (intra-articullar), 흉골 내 (intra -sternal), 활액 내 (intra-synovial), 간내 (intra-hepatic), 병변 내 (intralesional), 두개 내 (intracranial), 복강 내 (intraperitoneal), 비강 내 (intranasal) 또는 안내 (intraocular) 주입 또는 기타를 포함한 비경구 전달 방식이다.

주입을 위해, 본 발명의 제제는 Hank 용액, Ringer 용액 또는 생리 식염수 완충액과 같은 생리학적으로 적합한 완충액과 같은 수용액에서 제형 화되고 희석될 수 있다. 이러한 경점막 투여를 위해, 침투될 장벽에 적합한 침투제가 제형에 사용된다. 이러한 침투제는 일반적으로 당 업계에 알려져 있다.

본 발명의 실시를 위해 본원에 개시된 화합물을 전신 투여에 적합한 투여량으로 제형화 하기위한 약제학적으로 허용되는 불활성 담체의 사용은 본 발명 내용의 범위 내에 있다. 적절한 담체 선택 및 적절한 제조 방법으로, 본 개시 내용의 조성물, 특히 용액으로 제형화된 조성물은 정맥 내 주입과 같은 비경구로 투여될 수 있다. 화합물은 당 업계에 잘 알려진 약제 학적으로 허용되는 담체를 사용하여 경구 투여에 적합한 투여량으로 쉽게 제형화될 수 있다. 이러한 담체는 본 개시 내용의 화합물이 치료될 개체 (예를 들어, 환자)에 의한 경구 섭취를 위해 알약 (tablets), 환약 (pills), 캡슐, 액체, 겔, 시럽, 슬러리 (slurries), 현탁액 등으로 제형화될 수 있다.

비강 또는 흡입 전달을 위해, 본 개시 내용의 제제는 또한 당업자에게 공지된 방법에 의해 제형화될 수 있고, 예를 들어, 가용화, 희석 또는 분산 물질, 식염; 벤질 알코올 (benzyl alcohol)과 같은 방부제; 흡수 촉진제; 및 탄화플루오르의 예를 포함 할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

본 개시 내용에 사용하기에 적합한 약제학적 조성물은 활성 성분이 의도된 목적을 달성하기위한 유효량으로 함유된 조성물을 포함한다. 유효량의 결정은 특히 본 명세서에 제공된 상세한 개시 내용에 비추어 당업자의 능력 내에 있다. 일반적으로, 본 개시 내용에 따른 화합물은 넓은 투여량 범위에 걸쳐 효과적이다. 예를 들어, 성인 인간의 치료에서 0.01 내지 1000mg, 0.5 내지 100mg, 1일 1 내지 50mg 및 1일 5 내지 40mg의 용량이 사용될 수 있는 용량의 예이다. 비제한적인 복용량은 하루 10 내지 30mg이다. 정확한 투여량은 투여 경로, 화합물이 투여되는 형태, 치료할 개체, 치료할 개체의 체중, 화합물(들)의 생체 이용률, 흡착, 분포, 화합물의 대사 및 배설 (ADME) 독성 및 주치의의 선호도 및 경험에 의존한다.

활성 성분에 더하여, 이러한 약제학적 조성물은 약제학적으로 사용될 수 있는 제제로 활성 화합물의 가공을 용이하게 하는 부형제 및 보조제를 포함하는 적합한 약제학적으로 허용되는 담체를 함유할 수 있다. 경구 투여용으로 제형화된 제제는 알약, 당의정 (dragees), 캡슐 또는 용액 형태일 수 있다.

경구용 약제학적 제제는 활성 화합물을 고체 부형제와 조합하고, 선택적으로 생성된 혼합물을 분쇄하고, 원하는 경우 적합한 보조제를 첨가한 후 과립혼합물을 가공하여 알약 또는 당의정 코어를 수득함으로써 수득될 수 있다. 적합한 부형제는 특히 락토스 (lactose), 수크로스 (sucrose), 만니톨 (mannitol) 또는 소르비톨 (sorbitol)을 포함하는 당과 같은 충전제; 셀룰로스 제제, 예를 들어 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 감자 전분, 젤라틴, 트라가칸스 검 (gum tragacanth) , 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필메틸 셀룰로스, 나트륨 카르복시메틸-셀룰로스 (CMC) 및/또는 폴리비닐피롤리돈 (PVP: 포비돈)이다. 원한다면, 가교화된 폴리비닐피롤리돈, 한천 또는 알긴산과 같은 붕해제 또는 알긴산 나트륨과 같은 이의 염을 첨가할 수 있다.

당의정 코어에는 적절한 코팅이 제공된다. 이를 위해, 아라비아 검, 활석, 폴리비닐피롤리돈, 카보폴 겔, 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 및/또는 이산화 티타늄, 래커 용액 및 적합한 유기용매 또는 용매혼합물을 선택적으로 함유할 수 있는 농축 설탕 용액이 사용될 수 있다. 식별을 위해 또는 활성 화합물 용량의 다양한 조합을 특성화하기 위해 염료 또는 안료를 알약 또는 당의정 코팅에 첨가 할 수 있다.

경구로 사용할 수 있는 약제학적 제제에는 젤라틴으로 만든 밀어 맞추어진 캡슐 (push-fit capsules), 젤라틴으로 만든 부드럽고 밀봉된 캡슐 및 글리세롤 또는 소르비톨과 같은 가소제가 포함된다. 밀어 맞추어진 캡슐은 락토스와 같은 충전제, 전분과 같은 결합제 및/또는 활석 또는 스테아르 산 마그네슘과 같은 윤활제 및 선택적으로 안정제와 혼합된 활성성분을 함유할 수 있다. 연질 캡슐에서 활성화합물은 지방 오일, 액체 파라핀 또는 액체 폴리에틸렌글리콜 (PEGs)과 같은 적합한 액체에 용해되거나 현탁될 수 있다. 또한 안정제를 추가할 수 있다.

II. 일반 정의

본 명세서에서는 특정 용어가 사용되지만 제한을 목적으로 하는 것이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용된다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 현재 설명된 주제가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

현재 개시된 화합물과 관련된 다음 용어는 당업자에 의해 잘 이해되는 것으로 여겨지지만, 현재 개시된 주제의 설명을 용이하게 하기 위해 다음 정의가 제시된다. 이러한 정의는 본 개시 내용을 검토할 때 당업자에게 명백할 정의를 배제하는 것이 아니라 보충하고 예시하기위한 것이다.

"선택적으로 (optionally)"라는 용어가 선행되든 아니든, 본원에서 사용된 치환기 및 치환기는 분자상의 또 다른 작용기에 대해 하나의 작용기를 모든 원자의 원자가가 유지되면서 변경하는 능력을 의미한다. 임의의 주어진 구조에서 하나 이상의 위치가 특정 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는 경우, 치환기는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 치환기는 또한 추가로 치환될 수 있다 (예를 들어, 아릴 그룹 치환기는 하나 이상의 위치에서 추가로 치환되는 또 다른 아릴 그룹과 같은 다른 치환기를 가질 수 있다).

치환기 그룹 또는 연결 그룹이 왼쪽에서 오른쪽으로 표기된 기존의 화학식에 의해 지정되는 경우, 구조를 오른쪽에서 왼쪽으로 작성하여 생성되는 화학적으로 동일한 치환체를 동등하게 포함한다. 예를 들어, -CH₂O-는 -OCH₂-와 동일 ; -C(=O)O-는 -OC(=O)-와 동일하다. OC(=O)NR-은 -NRC(=O)O- 등과 동일하다.

용어 "독립적으로 선택된 (independently selected)"이 사용되는 경우, 언급되는 치환체 (예를 들어, R₁, R₂ 등의 R 그룹 또는 "m"및 "n"과 같은 변수)는 동일하거나 다른 것으로 간주된다. 예를 들어, R₁ 및 R₂는 둘 다 치환된 알킬일 수 있거나, R₁은 수소일 수 있고 R₂는 치환된 알킬일 수 있는 등이다.

본원에서 치환기 그룹과 관련하여 사용되는 용어 "a", "an"또는 "a(n)"은 적어도 하나 이상을 의미한다. 예를 들어, 화합물이 "한 (an)"알킬 또는 아릴로 치환된 경우, 화합물은 하나 이상의 알킬 및/또는 하나 이상의 아릴로 선택적으로 치환된다. 또한, 모이어티가 R 치환기로 치환된 경우, 그 그룹은 "R-치환 (R-substituted)"으로 지칭될 수 있다. 모이어티가 R-치환된 경우, 모이어티는 하나 이상의 R 치환기로 치환되고 각 R 치환기는 선택적으로 상이하다.

명명된 "R" 또는 그룹은 본원에서 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 그 이름을 갖는 그룹에 상응하는 것으로 당 업계에서 인식되는 구조를 가질 것이다. 설명을 위해, 위에 명시된 특정 대표 "R" 그룹이 아래에 정의되어 있다.

본 개시 내용의 화합물의 설명은 당업자에게 공지된 화학적 결합의 원리에 의해 제한된다. 따라서, 그룹이 하나 이상의 다수의 치환기에 의해 치환될 수 있는 경우, 그러한 치환은 화학적 결합의 원리를 준수하고 본질적으로 수성, 중성 및 몇몇 공지된 생리학적 조건과 같은 주변 조건 하에서 불안정하지 않고/않거나 당업자에게 일반적으로 알려진 화합물을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 헤테로시클로알킬 또는 헤테로아릴은 당업자에게 공지된 화학적 결합 원리에 따라 고리 헤테로 원자를 통해 분자의 나머지 부분에 부착되어 본질적으로 불안정한 화합물을 피한다.

달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 "치환기 (substituent group)" 는 본원에 정의된 다음 모이어티 중 하나 이상으로부터 선택된 작용기를 포함한다:

본원에 사용된 용어 탄화수소 (hydrocarbon)는 수소와 탄소를 포함하는 임의의 화학 그룹을 의미한다. 탄화수소는 치환되거나 비치환될 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 모든 원자가는 임의의 치환에서 만족되어야한다. 탄화수소는 불포화, 포화, 분지형, 비분지형, 시클릭, 폴리시클릭 또는 헤테로시클릭일 수 있다. 예시적인 탄화수소는 아래에서 추가로 정의되며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 시클로프로필, 알릴, 비닐, n-부틸, tert-부틸, 에티닐, 시클로헥실 등을 포함한다.

용어 "알킬 (alkyl)"은 그 자체로 또는 다른 치환기의 일부로서 달리 언급되지 않는 한, 직쇄 (즉, 비분지형) 또는 분지형 사슬, 비고리형 또는 고리형 탄화수소 그룹, 또는 이들의 조합을 의미하며, 완전히 포화, 단일 또는 다중 불포화되고 2가 및 다가기 그룹을 포함할 수 있고, 지정된 수의 탄소 원자를 갖는다 (즉, C₁-C₁₀은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 및 탄소 10 개를 포함하는 한 개 내지 열 개의 탄소를 의미한다). 특정 실시 양태에서, 용어 "알킬 (alkyl)"은 C_1-20을 포함하며, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 및 20 개의 탄소를 포함하는 선형 (즉, "직쇄 (straight-chain)"), 분지형 또는 고리형, 포화 또는 적어도 부분적으로 그리고 일부 경우에는 완전히 불포화된(즉, 알케닐 및 알키닐) 하나의 수소 원자를 제거한 1 개 내지 20 개의 탄화수소 모이어티로부터 유도된 탄화수소 라디칼을 포함한다.

대표적인 포화 탄화수소 그룹은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, sec-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-데실, n-운데실, 도데실, 시클로헥실, (시클로헥실)메틸, 시클로프로필메틸 및 이들의 상동체 및 이성질체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

"분지형 (Branched)"은 저급알킬기, 예컨대 메틸, 에틸 또는 프로필이 선형 알킬 사슬에 부착된 알킬기를 지칭한다. "저급 알킬 (Lower alkyl)"은 1 내지 약 8 개의 탄소원자 (즉, C_1-8 알킬), 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 지칭한다. "고급 알킬 (Higher alkyl)"은 약 10 내지 약 20 개의 탄소 원자, 예를 들어, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 의미한다. 특정 실시 양태에서, "알킬 (alkyl)"은 특히 C_1-8 직쇄 알킬을 지칭한다. 다른 실시 양태에서, "알킬 (alkyl)"은 특히 C_1-8 분지형-사슬 알킬을 지칭한다.

알킬기는 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 알킬기 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다 ("치환된 알킬 (substituted alkyl)"). 용어 "알킬기 치환기 (alkyl group substituent)"는 알킬, 치환된 알킬, 할로, 아릴아미노, 아실, 히드록실, 아릴옥실, 알콕실, 알킬티오, 아릴티오, 아르 알킬옥실, 아르알킬티오, 카르복실, 알콕시카르보닐, 옥소 및 시클로알킬을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 산소, 황 또는 치환 또는 비치환된 질소 원자가 알킬 사슬을 따라 선택적으로 삽입될 수 있으며, 여기서 질소 치환기는 수소, 저급 알킬 (본원에서 "알킬아미노알킬 (alkylaminoalkyl)"이라고도 함) 또는 아릴이다.

따라서, 본원에 사용된 용어 "치환된 알킬 (substituted alkyl)"은 본원에 정의된 바와 같은 알킬기를 포함하며, 여기서 알킬기의 하나 이상의 원자 또는 작용기는 예를 들어 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 아릴, 치환된 아릴, 알콕실, 히드록실, 니트로, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 설페이트 및 머캅토를 포함하는 다른 원자 또는 작용기로 대체된다.

용어 "헤테로알킬 (heteroalkyl)"은 그 자체로 또는 다른 용어와 함께, 달리 언급되지 않는 한, 적어도 하나 이상의 탄소 원자 및 O, N, P, Si 및 S로 이루어진 그룹으로부터, 선택된 적어도 하나 이상의 헤테로 원자로 구성되며, 여기서 질소, 인 및 황 원자는 선택적으로 산화될 수 있고 질소 헤테로 원자는 선택적으로 4차화 될 수 있는 안정한 직쇄 또는 분지형 사슬, 또는 고리형 탄화수소 그룹, 또는 이들의 조합을 의미한다. 헤테로 원자(들) O, N, P 및 S 및 Si는 헤테로 알킬기의 임의의 내부 위치 또는 알킬기가 분자의 나머지 부분에 부착되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, -CH₂-CH₂-O-CH₃, -CH₂-CH₂-NH-CH₃, -CH₂-CH₂-N(CH₃)-CH₃, -CH₂-S-CH₂-CH₃, -CH₂-CH₂₅-S(O)-CH₃, -CH₂-CH₂-S(O)₂-CH₃, -CH=CH-O-CH₃, -Si(CH₃)₃, -CH₂-CH=N-OCH₃, -CH=CH-N(CH₃)- CH₃, O-CH₃, -O-CH₂-CH₃및-CN을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, -CH₂-NH-OCH₃및-CH₂-O-Si(CH₃)₃와 같이 최대 2 개 또는 3 개의 헤테로 원자가 연속될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 헤테로알킬 그룹은 본원에 사용된 바와 같이 -C(O)NR', -NR'R", -OR', -SR, -S(O)R, 및/또는 -S(O₂)R' 와 같은 헤테로 원자를 통해 분자의 나머지 부분에 부착된 그룹을 포함한다. "헤테로 알킬 (heteroalkyl)"이 언급되고 이어서 -NR'R 등과 같은 특정 헤테로알킬 그룹이 설명되는 경우, 용어 헤테로알킬 및 -NR'R"은 중복되거나 상호배타적이지 않음이 이해될 것이다. 오히려, 특정 헤테로 알킬 그룹은 명확성을 추가하기위해 언급된다. 따라서, 용어 "헤테로알킬 (heteroalkyl)"은 -NR'R "등과 같은 특정 헤테로알킬 그룹을 제외하는 것으로 본원에서 해석되어서는 안된다.

"시클릭 (Cyclic)" 및 "시클로알킬 (cycloalkyl)"은 약 3 내지 약 10 개의 탄소 원자, 예를 들어 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 탄소 원자의 비방향족 단일 또는 다중 시클릭 고리 시스템을 지칭한다. 시클로알킬 그룹은 선택적으로 부분적으로 불포화될 수 있다. 시클로알킬 그룹은 또한 본원에 정의된 바와 같은 알킬 그룹 치환체, 옥소 및/또는 알킬렌으로 선택적으로 치환될 수 있다. 시클릭 알킬 사슬을 따라 하나 이상의 산소, 황 또는 치환 또는 비치환된 질소 원자가 임의로 삽입될 수 있으며, 여기서 질소 치환기는 수소, 비치환된 알킬, 치환된 알킬, 아릴 또는 치환된 아릴이며, 따라서 헤테로시클릭 그룹을 제공한다. 대표적인 모노시클릭 시클로알킬 고리는 시클로펜틸, 시클로헥실 및 시클로헵틸을 포함한다. 다중시클릭 시클로알킬 고리는 아다만틸, 옥타히드로나프틸, 데칼린, 캄포, 캄판 및 노르아다만틸, 및 디히드로- 및 테트라히드로나프탈렌 등과 같은 융합 고리 시스템을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "시클로알킬알킬 (cycloalkylalkyl)"은 상기 정의된 바와 같은 알킬 그룹을 통해 모분자 모이어티에 부착된 상기 정의된 바와 같은 시클로알킬 그룹을 의미한다. 시클로알킬알킬 그룹의 예는 시클로프로필메틸 및 시클로펜틸에틸을 포함한다.

용어 "시클로헤테로알킬 (cycloheteroalkyl)" 또는 "헤테로시클로알킬 (heterocycloalkyl)"은 비방향족 고리 시스템, 불포화 또는 부분 불포화 고리 시스템, 예를 들어 3 내지 10개의 구성이 치환 또는 비치환된 시클로알킬 고리 시스템을 지칭하며, 이는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하며, 동일하거나 상이하고, 질소 (N), 산소 (O), 황 (S), 인 (P) 및 실리콘 (Si)으로 구성된 그룹에서 선택되며, 선택적으로 하나 이상의 이중결합을 포함할 수 있다.

시클로헤테로알킬 고리는 다른 시클로헤테로알킬 고리 및/또는 비방향족 탄화수소 고리에 선택적으로 융합되거나 그렇지 않으면 부착될 수 있다. 헤테로시클릭 고리는 산소, 황 및 질소로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3 개의 헤테로 원자를 갖는 것을 포함하며, 여기서 질소 및 황 헤테로 원자는 선택적으로 산화될 수 있고 질소 헤테로 원자는 선택적으로 4차화 될 수 있다. 특정 실시 양태에서, 용어 헤테로시클릭은 비방향족 5-, 6- 또는 7- 로 구성된 고리 또는 다중시클릭 그룹을 지칭하며, 여기서 적어도 하나 이상의 고리 원자는 O, S 및 N (여기서 질소 및 황 헤테로 원자는 선택적으로 산화될 수 있음)을 포함하고, 이에 제한되지 않으며, 산소, 황 및 질소로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3 개의 헤테로 원자를 갖는 융합된 6개 구성 고리를 포함하는 비- 또는 트라이- 시클릭 그룹을 포함하며, 여기서 (i) 각 5 개 구성 고리에는 0 내지 2 개의 이중결합이 있고, 각 6 개 구성 고리에는 0 내지 2 개의 이중결합이 있으며, 각 7 개 구성 고리에는 0 내지 3 개의 이중결합이 있으며, (ii) 질소 및 황 헤테로 원자는 선택적으로 산화될 수 있으며, (iii) 질소 헤테로 원자는 선택적으로 4차화될 수 있고, (iv) 임의의 상기 헤테로시클릭 고리는 아릴 또는 헤테로아릴 고리에 융합될 수 있다. 대표적인 시클로헤테로알킬 고리 시스템에는 피롤리디닐, 피롤리닐, 이미다졸리디닐, 이미다졸리닐, 피라졸리디닐, 피라졸리닐, 피페리딜, 피페라지닐, 인돌리닐, 퀴누클리디닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 티아디아지나닐, 테트라히드로푸라닐 등이 포함되나 이에 제한되지는 않는다.

용어 "시클로알킬 (cycloalkyl)" 및 "헤테로시클로알킬 (heterocycloalkyl)"은 그 자체로 또는 다른 용어와 함께, 달리 언급되지 않는 한, 각각 "알킬 (alkyl)"및 "헤테로알킬 (heteroalkyl)"의 고리 형태를 나타낸다. 추가로, 헤테로시클로알킬의 경우, 헤테로 원자는 헤테로고리 분자의 나머지 부분에 부착되는 위치를 차지할 수 있다. 시클로알킬의 예는 시클로펜틸, 시클로헥실, 1-시클로헥세닐, 3-시클로헥세닐, 시클로헵틸 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 헤테로시클로알킬의 예는 1-(1,2,5,6-테트라히드로피리딜), 1-피페리디닐, 2-피페리디닐, 3-피페리디닐, 4-모르폴리닐, 3-모르폴리닐, 테트라히드로푸란-2-일, 테트라히드로푸란-3-일, 테트라히드로티엔-2-일, 테트라히드로티엔-3-일, 1-피페라지닐, 2-피페라지닐 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 용어 "시클로알킬렌 (cycloalkylene)" 및 "헤테로시클로알킬렌 (heterocycloalkylene)"은 각각 시클로알킬 및 헤테로시클로알킬의 2가 유도체를 지칭한다.

불포화 알킬 그룹은 하나 이상의 이중결합 또는 삼중결합을 갖는 것이다. 불포화 알킬 그룹의 예에는 비닐, 2-프로페닐, 크로틸, 2-이소펜테닐, 2-(부타디에닐), 2,4-펜타디에닐, 3-(1,4-펜타디에닐), 에티닐, 1- 및 3-프로피닐, 3-부티닐 및 고급 동족체 및 이성질체가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 탄화수소 그룹으로 제한되는 알킬 그룹은 "호모알킬 (homoalkyl)"로 불린다.

보다 구체적으로, 본원에서 사용되는 용어 "알케닐 (alkenyl)"은 C_1-20 포함 직쇄 또는 분지형 탄화수소 모이어티에서 단일 수소 분자의 제거에 의해 유도된 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 1가 그룹을 지칭한다. 알케닐 그룹은 예를 들어 에테닐 (즉, 비닐), 프로페닐, 부테닐, 1- 메틸-2-부텐-1-일, 펜테닐, 헥세닐, 옥테닐, 알레닐 및 부타디에 닐을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "시클로알케닐 (cycloalkenyl)"은 적어도 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 고리 탄화수소를 지칭한다. 시클로 알케닐 그룹의 예는 시클로프로페닐, 시클로부테닐, 시클로펜테닐, 시클로펜타디엔, 시클로헥세닐, 1,3-시클로헥사디엔, 시클로헵테닐, 시클로헵타트리에닐 및 시클로옥테닐을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "알키닐 (alkynyl)"은 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 설계된 수의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지형 C_1-20 탄화수소로부터 유도된 1가 그룹을 지칭한다. "알키닐 (alkynyl)"의 예는 에티닐, 2-프로피닐 (프로파길), 1-프로피닐, 펜티닐, 헥시닐 및 헵티닐 그룹 등을 포함한다.

용어 "알킬렌 (alkylene)"은 자체 또는 다른 치환기의 일부가 1 내지 약 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 개의 탄소 원자로부터 유도된 직쇄 또는 분지형 2가 지방족 탄화수소 그룹을 지칭한다. 알킬 렌 그룹은 직쇄형, 분지형 또는 고리형일 수 있다. 알킬렌 그룹은 또한 선택적으로 불포화 및/또는 하나 이상의 "알킬 그룹 치환체 (alkyl group substituent)"로 치환될 수 있다. 하나 이상의 산소, 황 또는 치환 또는 비치환된 질소 원자 (본원에서 "알킬아미노알킬 (alkylaminoalkyl)"로도 지칭 됨)는 알킬렌 그룹을 따라 선택적으로 삽입될 수 있으며, 여기서 질소 치환기는 전술한 바와 같은 알킬이다. 예시적인 알킬렌 그룹은 메틸렌 (-CH₂-); 에틸렌 (-CH₂-CH₂-); 프로필렌 (-(CH₂)₃-); 시클로헥실렌 (-C₆H₁₀-); -CH=CH-CH=CH-; -CH=CH-CH₂-; -CH₂CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH=CHCH₂-, -CH₂CsCCH₂-, -CH₂CH₂CH(CH₂CH₂CH₃)CH₂-, -(CH₂)_q-N(R)-(CH₂)_r-, 여기서 q와 r은 각각 독립적으로 0 내지 약 20 까지의 정수이며, 예를 들어 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20이고 R은 수소 또는 저급 알킬; 메틸렌디옥실 (-O-CH₂-O-); 및 에틸렌디옥실 (-O-(CH₂)₂-O-). 알킬렌 그룹은 약 2 개 내지 약 3 개의 탄소 원자를 가질 수 있고 추가로 6-20 개의 탄소를 가질 수 있다. 전형적으로, 알킬 (또는 알킬렌) 그룹은 1 내지 24 개의 탄소 원자를 가질 것이며, 10 개 이하의 탄소 원자를 갖는 그룹은 본 개시 내용의 일부 실시 양태이다. "저급 알킬 (lower alkyl)"또는 "저급 알킬렌 (lower alkylene)"은 일반적으로 8 개 이하의 탄소 원자를 갖는 더 짧은 사슬 알킬 또는 알킬렌 그룹이다.

용어 "헤테로알킬렌 (heteroalkylene)"은 그 자체로 또는 다른 치환기의 일부로서 -CH₂-CH₂-S-CH₂-CH₂- 및 -CH₂-S-CH₂-CH₂-NH-CH₂-로 예시되지만 이에 의해 제한되지 않는 헤테로알킬로부터 유도된 2가기를 의미한다. 헤테로알킬렌 그룹의 경우, 헤테로 원자는 또한 사슬 말단 (예를 들어, 알킬렌옥소, 알킬렌디옥소, 알킬렌아미노, 알킬렌디아미노 등) 중 하나 또는 둘 다를 차지할 수 있다. 또한, 알킬렌 및 헤테로알킬렌 연결기의 경우, 연결기의 화학식이 쓰여진 방향에 의해 연결기의 배향이 암시되지 않는다. 예를 들어, 화학식 -C(O)OR'-는 -C(O)OR'- 및 -R'OC(O)- 모두를 나타낸다.

용어 "아릴 (aryl)"은 달리 언급되지 않는 한, 함께 융합되거나 공유 적으로 연결된 단일 고리 또는 다중 고리 (예 : 1 내지 3 개의 고리) 일 수있는 방향족 탄화수소 치환기를 의미한다. 용어 "헤테로아릴 (heteroaryl)"은 N, O 및 S로부터 선택된 1 내지 4 개의 헤테로 원자 (다중 고리의 경우 각각의 개별 고리에서)를 함유하는 아릴기 (또는 고리)를 지칭하며, 여기서 질소 및 황 원자는 선택적으로 산화되며, 질소 원자(들)는 선택적으로 4차화 된다. 헤테로아릴 그룹은 탄소 또는 헤테로 원자를 통해 분자의 나머지 부분에 부착될 수 있다. 아릴 및 헤테로아릴 그룹의 비-제한적인 예는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 4-비페닐, 1-피롤릴, 2-피롤릴, 3-피롤릴, 3-피라졸릴, 2-이미다졸릴, 4-이미다졸릴, 피라지닐, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 2-페닐-4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 3-이속사졸릴, 4-이속사졸릴, 5-이속사졸릴, 2-티아졸릴, 4-티아졸릴, 5-티아졸릴, 2-푸릴, 3-푸릴, 2-티에닐, 3-티에닐, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 2-피리미딜, 4-피리미딜, 5-벤조티아 졸릴, 퓨리닐, 2-벤즈이미다졸릴, 5-인돌릴, 1-이소퀴놀릴, 5-이소퀴놀릴, 2-퀴녹살리닐, 5-퀴녹살리닐, 3-퀴놀릴 및 6-퀴놀릴 이다. 상기 언급된 각각의 아릴 및 헤테로아릴 고리 시스템에 대한 치환기는 아래에 기술된 허용 가능한 치환기의 그룹으로부터 선택된다. 용어 "아릴렌 (arylene)"및 "헤테로 아릴렌 (heteroarylene)"은 각각 아릴 및 헤테로아릴의 2가 형태를 지칭한다.

간결함을 위해, 다른 용어 (예를 들어, 아릴옥시, 아릴티옥시, 아릴알킬)와 조합하여 사용될 때 용어 "아릴 (aryl)"은 상기 정의된 바와 같은 아릴 및 헤테로아릴 고리를 모두 포함한다. 따라서, 용어 "아릴알킬 (aryalkyl)" 및 "헤테로아릴알킬 (heteroarylalkyl)"은 아릴 또는 헤테로아릴 그룹이 알킬 그룹 (예 : 벤질, 페네틸, 피리딜메틸, 푸릴메틸 등)에 부착된 그룹을 포함하는 것을 의미하며, 탄소 원자 (예 : 메틸렌 그룹)는 예를 들어 산소원자 (예 : 페녹시메틸, 2-피리딜옥시메틸, 3-(1-나프틸옥시)프로필 등)로 대체되었다. 그러나, 본원에서 사용된 용어 "할로아릴 (haloaryl)"은 하나 이상의 할로겐으로 치환된 아릴만을 포함하는 것을 의미한다.

헤테로알킬, 헤테로시클로알킬 또는 헤테로아릴이 특정 수의 구성(예 : "3 내지 7 구성 (3 to 7 membered)")을 포함하는 경우, 용어 "구성 (member)"은 탄소 또는 헤테로 원자를 지칭한다.

또한 일반적으로 다음 화학식으로 표시되는 구조이다:

또는

본원에 사용된 고리 구조는 예를 들어 3-탄소, 4-탄소, 5-탄소, 6-탄소, 7-탄소 등, 지방족 및/또는 방향족 고리 구조, 포화 고리 구조, 부분 포화 고리 구조 및 불포화 고리 구조를 포함하는 고리형 화합물, 치환기 R 그룹을 포함하며, 여기서 R 그룹은 존재하거나 부재할 수 있으며, 존재하는 경우 하나 이상의 R 그룹이 고리 구조의 하나 이상의 사용 가능한 탄소 원자에 각각 치환될 수 있다. R 기의 존재 또는 부재 및 R 기의 수는 변수 "n"의 값에 의해 결정되며, 이는 일반적으로 치환에 이용 가능한 고리상의 탄소원자 수 0 내지 탄소원자 수 범위의 값을 갖는 정수이다. 각각의 R 그룹은 하나 이상인 경우 다른 R 그룹보다는 고리 구조의 사용 가능한 탄소에서 치환된다. 예를 들어, n이 0 내지 2 인 상기 구조는 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는 화합물 그룹을 포함할 것이다:

등.

환형 고리 구조에서 결합을 나타내는 점선은 결합이 고리에 존재하거나 부재할 수 있음을 나타낸다. 즉, 환형 고리 구조에서 결합을 나타내는 점선은 고리 구조가 포화 고리 구조, 부분 포화 고리 구조 및 불포화 고리 구조로 이루어진 그룹에서 선택되었음을 나타낸다.

기호 (

)는 분자의 나머지 부분에 대한 모이어티의 부착 지점을 나타낸다.

방향족 고리 또는 헤테로시클릭 방향족 고리의 명명된 원자가 "없음 (absent)"으로 정의될 때 명명된 원자는 직접결합으로 대체된다.

각각의 상기 용어 (예를 들어, "알킬 (alkyl)", "헤테로알킬 (heteroalkyl)", "시클로알킬 (cycloalkyl)", "헤테로시클로알킬 (heterocycloalkyl)", "아릴 (aryl)", "헤테로아릴 (heteroaryl)", "포스포네이트 (phosphonate)" 및 "설포네이트 (sulfonate)"뿐만 아니라 이들의 2가 유도체)는 표시된 그룹의 치환 및 비치환 형태 둘 다를 포함하는 것을 의미한다. 각 유형의 그룹에 대한 선택적 치환기가 아래에 제공된다.

알킬, 헤테로알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬 1가 및 2가 유도체 그룹 (종종 알킬렌, 알케닐, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 시클로알케닐 및 헤테로시클로알케닐로 지칭되는 그룹 포함)에 대한 치환기는 다양한 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, -OR', =O, =NR', =N-OR', -NR'R", -SR', -할로겐, -SiR'R"R'", -OC(O)R', -C(O)R', -CO₂R', -C(O)NR'R", -OC(O)NR'R", -NR"C(O)R', -NR'-C(O)NR"R'", -NR"C(O)OR', -NR-C(NR'R")=NR'", -S(O)R', -S(O)₂R', -S(O)₂NR'R", -NRSO₂R', -CN 및 -NO₂는 0에서 (2m'+l) 범위의 숫자로, 여기서 m'은 이러한 그룹의 총 탄소 원자 수이다. R', R", R'" 및 R""은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환 헤테로알킬, 치환 또는 비치환 시클로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환 아릴 (예 : 1-3 개의 할로겐으로 치환된 아릴), 치환 또는 비치환된 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시 그룹, 또는 아릴알킬 그룹을 지칭할 수 있다. 본원에 사용된 "알콕시 (alkoxy)"기는 2가 산소를 통해 분자의 나머지 부분에 부착된 알킬이다. 본 개시 내용의 화합물이 하나 이상의 R 그룹을 포함하는 경우, 예를 들어, 각각의 R 그룹은 이들 그룹 중 하나 이상이 존재할 때 각각의 R', R", R'"및 R""그룹과 같이 독립적으로 선택된다. R' 및 R"이 동일한 질소 원자에 부착되면 질소 원자와 결합하여 4-, 5-, 6- 또는 7- 구성 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, -NR'R"은 1-피롤리디닐 및 4-모르폴리닐을 포함하지만 이에 제한되지 않음을 의미한다. 치환기에 대한 상기 논의로부터, 당업자는 용어 "알킬 (alkyl)"이 할로알킬 (예를 들어, -CF₃및 -CH₂CF₃) 및 아실 (예를 들어, -C(O)CH₃, -C(O)CF₃, -C(O)CH₂OCH₃등)과 같은 수소 그룹 이외의 그룹에 결합된 탄소원자를 포함하는 그룹을 포함하는 것을 의미함을 이해할 것이다.

상기 알킬 그룹에 대해 설명된 치환기와 유사하게, 아릴 및 헤테로아릴 그룹 (및 이들의 2가 유도체)에 대한 예시적인 치환기는 다양하며 예를 들어: 할로겐, -OR', -NR'R", -SR', -SiR'R"R'", -OC(O)R', -C(O)R', -CO₂R', -C(O)NR'R", -OC(O)NR'R", -NR"C(O)R', -NR'-C(O)NR"R'", -NR"C(O)OR', -NR-C(NR'R"R'")=NR"", -NR-C(NR'R")=NR'"-S(O)R', -S(O)₂R', -S(O)₂NR'R", -NRSO₂R', -CN 및 -NO₂, -R', -N₃, -CH(Ph)₂, 플루오로(C₁-C₄)알콕소 및 플루오로(C₁-C₄)알킬, 0부터 방향족 고리 시스템상의 총 개방 원자가 수까지 범위의 수; 및 여기서 R', R", R'"및 R""은 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환 알킬, 치환 또는 비치환 헤테로알킬, 치환 또는 비치환 시클로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환 아릴 및 치환 또는 비치환 헤테로아릴로부터 선택될 수 있다. 본 개시 내용의 화합물이 하나 이상의 R 그룹을 포함하는 경우, 예를 들어, 각각의 R 그룹은 이들 그룹 중 하나 이상이 존재할 때 각각의 R', R", R'"및 R"" 그룹과 같이 독립적으로 선택된다.

아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자상의 치환기 중 2 개는 선택적로 화학식 -T-C(O)-(CRR')_q-U-의 고리를 형성할 수 있으며, 여기서 T 및 U는 독립적으로 -NR-, -O-, -CRR' -또는 단일 결합이고, q는 0 내지 3의 정수이다. 대안적으로, 아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자상의 치환기 중 2 개는 선택적으로 화학식 -A-(CH₂)_r-B-의 치환기로 대체될 수 있으며, 여기서 A 및 B는 독립적으로 -CRR'-, -O-, -NR-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, -S(O)₂NR'- 또는 단일 결합 , r은 1에서 4 사이의 정수이다.

이렇게 형성된 새로운 고리의 단일 결합 중 하나는 선택적으로 이중 결합으로 대체될 수 있다. 대안적으로, 아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자상의 치환기 중 2 개는 선택적으로 화학식 -(CRR')_s-X'-(C"R'")_d-의 치환기로 대체될 수 있으며, 여기서 s 및 d는 독립적으로 0 내지 3의 정수이며, X'는 -O-, -NR'-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂- 또는 -S(O)₂NR'- 이다. 치환기 R, R', R" 및 R'"는 수소, 치환 또는 비치환 알킬, 치환 또는 비치환 시클로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환 아릴 및 치환 또는 비치환 헤테로아릴로부터 독립적으로 선택될 수 있다.

본원에 사용된 용어 "아실 (acyl)"은 카르복실 그룹의 -OH가 다른 치환기로 대체되고 일반 화학식 RC(=O)-를 갖는 유기산 그룹을 지칭하며, 여기서 R은 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 카르보시클릭, 헤테로시클릭 또는 본원에서 정의된 방향족 헤테로시클릭 그룹)이다. 이와 같이, 용어 "아실 (acyl)"은 구체적으로 2-(푸란-2-일)아세틸)- 및 2-페닐아세틸 그룹과 같은 아릴아실 그룹을 포함한다. 아실기의 구체적인 예는 아세틸 및 벤조일을 포함한다. 아실 그룹은 또한 아미드, -RC(=O)NR', 에스테르, -RC(=O)OR', 케톤, -RC(=O)R' 및 알데히드, -RC(=O)H를 포함하도록 의도된다.

용어 "알콕실 (alkoxyl)"또는 "알콕시 (alkoxy)"는 본원에서 상호 교환적으로 사용되며, 포화 (즉, 알킬-O-) 또는 불포화 (즉, 알케닐-O- 및 알키닐-O-) 그룹이 산소원자를 통해 모분자 모이어티에 부착된 그룹을 의미하며, 여기서 용어 "알킬 (alkyl)", "알케닐 (alkenyl)" 및 "알키닐 (alkynyl)"은 이전에 기술된 바와 같고 C_1-20 포함, 선형, 분지형 또는 환형, 포화 또는 불포화 옥소-탄화수소 사슬, 예를 들어 메톡실, 에톡실, 프로폭실, 이소프로폭실, n-부톡실, sec-부톡실, tert-부톡실 및 n-펜 톡실, 네오펜톡실, n-헥실 등을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "알콕시알킬 (alkoxyalkyl)"은 알킬-O-알킬 에테르, 예를 들어 메톡시에틸 또는 에톡시메틸 그룹을 지칭한다.

"아릴옥실 (Aryloxyl)"은 아릴기가 치환된 아릴을 포함하는 이전에 기재된 바와 같은 아릴-O- 그룹을 지칭한다. 본원에 사용된 용어 "아릴옥실 (aryloxyl)"은 페닐옥실 또는 헥실옥실 및 알킬, 치환된 알킬, 할로 또는 알콕실 치환된 페닐옥실 또는 헥실옥실을 지칭할 수 있다.

"아르알킬 (Aralkyl)"은 아릴 및 알킬이 이전에 기재된 바와 같고 치환된 아릴 및 치환된 알킬을 포함하는 아릴-알킬-그룹을 지칭한다. 예시적인 아르알킬 그룹은 벤질, 페닐에틸 및 나프틸메틸을 포함한다.

"아르알킬옥실 (Aralkyloxyl)"은 아르알킬-O- 그룹을 지칭하며, 여기서 아르알킬 그룹은 이전에 기재된 바와 같다. 예시적인 아르알킬옥실 그룹은 벤질옥실, 즉 C₆H₅-CH₂-O- 이다. 아르알킬옥실 그룹은 선택적으로 치환될 수 있다.

"알콕시카르보닐 (Alkoxycarbonyl)"은 알킬-O-C(=O)- 그룹을 의미한다. 예시적인 알콕시카르보닐 그룹은 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 부틸옥시카르보닐 및 tert-부틸옥시카르보닐을 포함한다.

"아릴옥시카르보닐 (Aryloxycarbonyl)"은 아릴-O-C(=O)- 그룹을 지칭한다. 예시적인 아릴옥시카르보닐 그룹은 페녹시- 및 나프톡시-카르보닐을 포함한다.

"아르알콕시카르보닐 (Aralkoxycarbonyl)"은 아르알킬-O-C(=O)- 그룹을 의미한다. 예시적인 아르알콕시카르보닐 그룹은 벤질옥시카르보닐이다.

"카르바모일 (Carbamoyl)"은 화학식 -C(=O)NH₂의 아미드기를 의미한다. "알킬카르바모일 (Alkylcarbamoyl)"은 R'RN-C(=O)- 그룹을 의미하며, 여기서 R 및 R'중 하나는 수소이고 R 및 R'중 다른 하나는 전술한 바와 같이 알킬 및/또는 치환된 알킬이다. "디알킬카르바모일 (Dialkylcarbamoyl)"은 R'RN-C(=O)- 그룹을 의미하며, 여기서 R 및 R'각각은 이전에 기술된 바와 같이 독립적으로 알킬 및/또는 치환된 알킬이다.

본원에 사용된 용어 카르보닐디옥실은 화학식 -O-C(=O)-OR의 카르보닐기를 지칭한다.

"아실옥실 (Acyloxyl)"은 아실-O- 그룹을 지칭하며, 여기서 아실은 이전에 기재된 바와 같다.

용어 "아미노 (amino)"는 -NH₂ 그룹을 지칭하고 또한 유기 라디칼에 의한 하나 이상의 수소 라디칼의 대체에 의해 암모니아로부터 유도된 당 업계에 공지된 질소 포함 그룹을 지칭한다. 예를 들어, 용어 "아실아미노 (acylamono)" 및 "알킬아미노 (alkylamino)"는 각각 아실 및 알킬 치환기를 갖는 특정 N-치환된 유기 라디칼을 지칭한다.

본원에서 사용되는 "아미노알킬 (aminoalkyl)"은 알킬렌 링커에 공유 결합된 아미노기를 지칭한다. 보다 구체적으로, 본원에 사용된 용어 알킬아미노, 디알킬아미노 및 트리알킬아미노는 질소 원자를 통해 모분자 모이어 티에 부착된 이전에 정의된 바와 같은 각각 1, 2 또는 3 개의 알킬기를 지칭한다. 용어 알킬아미노는 구조 -NHR'을 갖는 그룹을 지칭하며, 여기서 R'는 이전에 정의된 바와 같은 알킬 그룹이고; 용어 디알킬아미노는 구조 -NR'R"을 갖는 그룹을 지칭하며, 여기서 R'및 R"은 각각 독립적으로 알킬 그룹으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 용어 트리알킬아미노는 구조 -NR'R"R"'를 갖는 그룹을 지칭하고, 여기서 R', R"및 R'"는 각각 독립적으로 알킬기로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 추가로, 함께 취해진 R', R"및/또는 R'"는 선택적으로 -(CH₂)_k-일 수 있으며, 여기서 k는 2 내지 6의 정수이다. 예로는 메틸아미노, 디메틸아미노, 에틸아미노, 디에틸아미노, 디에틸아미노카르보닐, 메틸에틸아미노, 이소프로필아미노, 피페리디노, 트리메틸아미노 및 프로필아미노를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

아미노 그룹은 -NR'R"이고, 여기서 R' 및 R"은 일반적으로 수소, 치환 또는 비치환 알킬, 치환 또는 비치환 헤테로알킬, 치환 또는 비치환 시클로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환 아릴, 또는 치환 또는 비치환 헤테로아릴로부터 선택된다.

용어 알킬티오에테르 및 티오알콕실은 황 원자를 통해 모분자 모이어 티에 부착된 포화 (즉, 알킬-S-) 또는 불포화 (즉, 알케닐-S- 및 알키닐-S-) 그룹을 의미한다. 티오알콕실 모이어티의 예에는 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오, 이소프로필티오, n-부틸티오 등이 포함되나 이에 제한되지 않는다.

"아실아미노 (Acylamino)"는 아실-NH- 그룹을 나타내며, 아실은 이전에 기술된 바와 같다. "아로일아미노 (Aroylamino)"는 아로일-NH- 그룹을 의미하며, 여기서 아로일은 이전에 기술된 바와 같다.

용어 "카르보닐 (carbonyl)"은 -C(=O)- 그룹을 지칭하며, 일반 화학식 R-C(=O)H로 표시되는 알데히드기를 포함할 수 있다.

용어 "카르복실 (carboxyl)"은 -COOH 그룹을 지칭한다. 이러한 그룹은 또한 본원에서 "카르복실산 (carboxylic acid)" 모이어티로 지칭된다.

본원에 사용된 용어 "할로 (halo)", "할라이드 (halide)" 또는 "할로겐 (halogen)"은 플루오로, 클로로, 브로모 및 아이오도 그룹을 지칭한다. 추가로, "할로알킬 (haloalkyl)"과 같은 용어는 모노할로알킬 및 폴리할로알킬을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 용어 "할로(C₁-C₄)알킬"은 트리플루오로메틸1,2,2,2-트리플루오로에틸, 4-클로로부틸, 3-브로모프로필 등을 포함하지만 이에 제한되지 않음을 의미한다.

용어 "히드록실 (hydroxyl)"은 -OH 그룹을 지칭한다.

용어 "하이드록시알킬 (hydroxyalkyl)"은 -OH 그룹으로 치환된 알킬 그룹을 의미한다.

용어 "머캅토 (mercapto)"는 -SH 그룹을 의미한다.

본원에서 사용되는 용어 "옥소 (oxo)"는 탄소 원자 또는 다른 원소에 이중 결합된 산소 원자를 의미한다.

용어 "니트로 (nitro)"는 -NO₂ 그룹을 의미한다.

용어 "티오 (thio)"는 탄소 또는 산소 원자가 황 원자로 대체된 본원에 앞서 기재된 화합물을 지칭한다.

용어 "황산염 (sulfate)"은 -SO₄그룹을 의미한다.

본원에 사용된 용어 티오히드록실 또는 티올은 화학식 -SH의 그룹을 지칭한다.

보다 구체적으로, 용어 "설파이드 (sulfide)"는 화학식 -SR의 그룹을 갖는 화합물을 지칭한다.

용어 "설폰 (sulfone)"은 설포닐 그룹 -S(O₂)R을 갖는 화합물을 의미한다.

용어 "설폭사이드 (sulfoxide)"는 설피닐 그룹 -S(O)R을 갖는 화합물을 의미한다.

용어 우레이도는 화학식 -NH-CO-NH₂의 우레아 그룹을 의미한다.

현재 개시된 화합물과 관련하여 용어 "보호기 (protecting group)"는 분자에서 재생된 작용기 또는 다른 작용기를 공격하지 않는 쉽게 이용 가능한 시약에 의해 선택적으로 제거될 수 있는 화학적 치환기를 의미한다. 적합한 보호기는 당 업계에 공지되어 있으며 계속 발전되고 있다. 적합한 보호기는 예를 들어 Wutz et al. ("Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, Fourth Edition", Wiley-Interscience, (2007))에서 찾을 수 있다. Wutz et al.에 의해 설명된 카르복실 그룹 보호를 위한 보호기는 (page 533-643), 특정 실시 양태에서 사용됐다. 일부 실시 양태에서, 보호기는 산 처리에 의해 제거 가능하다. 보호기의 대표적인 예는 벤질, p-메톡시벤질 (PMB), 3차 부틸 (t-Bu), 메톡시메틸 (MOM), 메톡시에톡시메틸 (MEM), 메틸티오메틸 (MTM), 테트라히드로피라닐 (THP), 테트라히드로푸라닐 (THF), 벤질옥시메틸 (BOM), 트리메틸실릴 (TMS), 트리에틸실릴 (TES), t-부틸디메틸실릴 (TBDMS) 및 트리페닐메틸 (트리틸, Tr)을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 당업자는 보호기가 필요한 적절한 상황을 인식하고 특정 상황에서 사용하기위한 적절한 보호기를 선택할 수 있을 것이다.

명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐, 주어진 화학식 또는 명칭은 모든 토토머, 동족체 및 광학- 및 입체이성질체뿐만 아니라 그러한 이성질체 및 혼합물이 존재하는 라세미 혼합물을 포함해야한다.

본 개시 내용의 특정 화합물은 비대칭 탄소 원자 (광학 또는 키랄 중심) 또는 이중결합을 가질 수 있으며; 거울상 이성질체, 라세미염, 부분입체이성질체, 토토머, 기하이성질체, 절대적 입체화학의 관점에서 정의될 수 있는 입체이성질체 형태는 (R)- 또는 (S)- 또는 아미노산의 경우 D- 또는 L- 및 개별 이성질체 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다. 본 개시 내용의 화합물은 합성 및/또는 분리하기에 너무 불안정한 것으로 당 업계에 공지 된 것들을 포함하지 않는다. 본 개시 내용은 라세미, 스칼레믹 및 광학적으로 순수한 형태의 화합물을 포함하는 것을 의미한다. 광학활성 (R)- 및 (S)- 또는 D- 및 L- 이성질체는 키랄신톤 또는 키랄 시약을 사용하여 제조하거나 통상적인 기술을 사용하여 분해할 수 있다. 본원에 기재된 화합물이 올레펜 결합 또는 다른 기하학적 비대칭 중심을 포함할 때, 달리 명시되지 않는 한, 화합물은 E 및 Z 기하학적 이성질체 둘 다를 포함하는 것으로 의도된다.

달리 언급되지 않는 한, 여기에 묘사된 구조는 구조의 모든 입체화학적 형태를 포함하는 것을 의미 한다; 즉, 각 비대칭 중심에 대한 R 및 S 구성. 따라서, 본 화합물의 단일 입체화학적 이성질체뿐만 아니라 거울상 이성질체 및 부분입체이성질체 혼합물은 본 개시 내용의 범위 내에 있다.

본 개시 내용의 특정 화합물이 토토머 형태로 존재할 수 있고, 화합물의 이러한 모든 토토머 형태가 본 개시 내용의 범위 내에 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본원에 사용된 용어 "토토머 (tautomer)"는 평형상태에서 존재하는 하나의 이성질체 형태에서 다른 형태로 쉽게 전환되는 2 개 이상의 구조이성질체 중 하나를 지칭한다.

달리 언급되지 않는 한, 본원에 묘사된 구조는 또한 하나 이상의 농축된 동위원소 원자의 존재에서만 상이한 화합물을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 수소를 중수소 또는 삼중수소로 대체하거나 탄소를 ¹³C- 또는 ^I4C- 농축된 탄소로 대체하는 본 구조를 갖는 화합물은 본 개시 내용의 범위 내에 있다.

본 개시 내용의 화합물은 또한 이러한 화합물을 구성하는 하나 이상의 원자에서 비자연적인 비율의 원자 동위원소를 함유할 수 있다. 예를 들어, 화합물은 삼중수소 (³H), 요오드-125 (¹²⁵I) 또는 탄소-14 (¹⁴C)와 같은 방사성 동위원소로 방사성 표지될 수 있다. 본 개시 내용의 화합물의 모든 동위원소 변형은 방사성 여부에 관계없이 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.

본 개시 내용의 화합물은 염으로 존재할 수 있다. 본 개시 내용은 이러한 염을 포함한다. 적용 가능한 염 형태의 예로는 염화수소, 브롬화수소, 황산염, 메탄설포네이트, 질산, 말레산, 아세트산, 시트르산, 푸마르산, 타르트레이트 (예 (+)-타르트레이트, (-)-타르트레이트 또는 이의 라세미 혼합물, 숙신산, 벤조산 및 염을 포함하는 글루탐산과 같은 아미노산을 포함한다. 이러한 염은 당업자에게 공지된 방법으로 제조될 수 있으며 소듐, 포타슘, 칼슘, 암모늄, 유기 아미노 또는 마그네슘 염과 유사한 염과 같은 염기 부가 염을 포함된다. 본 개시 내용의 화합물이 비교적 염기성 작용기를 함유하는 경우, 산 부가 염은 그러한 화합물의 중성 형태를 충분한 양의 원하는 산, 적절 또는 적합한 불활성 용매 중에서 또는 이온교환에 의해 접촉시킴으로써 수득될 수 있다. 산 부가 염은 염화수소, 브롬화수소, 질산, 탄산, 일수소탄산, 인산, 일수소인산, 이수소인산, 황산, 일수소황산, 수소산, 또는 인산 등은 물론 아세트산, 프로피온산, 이소부티르산, 말레산, 말론산, 벤조산, 숙신산, 수베르산, 푸마르산, 젖산, 만델산, 프탈산, 벤젠설폰산, p-톨릴설폰산, 시트르산, 타르타르산, 메탄설폰산 등과 같은 유기산 유래의 염에서 유래한다. 또한 아르기네이트 등과 같은 아미노산의 염 및 글루쿠론산 또는 갈락투노르산 등과 같은 유기산의 염도 포함된다. 본 개시 내용의 특정 특이적 화합물은 화합물이 염기 또는 산 부가 염으로 전환되도록하는 염기성 및 산성 작용기를 모두 함유한다.

중성 형태의 화합물은 염을 염기 또는 산과 접촉시키고 통상적인 방식으로 모화합물을 분리함으로써 재생될 수 있다. 화합물의 모형태는 극성 용매에서의 용해도와 같은 특정 물리적 특성에서 다양한 염 형태와 다르다.

본 개시 내용의 특정 화합물은 수화된 형태를 포함하는 용매화된 형태뿐만 아니라 용매화되지 않은 형태로 존재할 수 있다. 일반적으로, 용매화된 형태는 용매화되지 않은 형태와 동등하며 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다. 본 개시 내용의 특정 화합물은 다중 결정질 또는 무정형 형태로 존재할 수 있다. 일반적으로, 모든 물리적 형태는 본 개시에 의해 고려되는 용도에 대해 동등하며 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

염 형태 이외에, 본 개시 내용은 전구약물 형태인 화합물을 제공한다. 본원에 기재된 화합물의 전구약물은 본 개시 내용의 화합물을 제공하기 위해 생리적 조건 하에서 화학적 변화를 쉽게 겪는 화합물이다. 추가로, 전구약물은 생체 외 환경에서 화학적 또는 생화학적 방법에 의해 본 개시 내용의 화합물로 전환될 수 있다. 예를 들어, 전구약물은 적절한 효소 또는 화학시약과 함께 경피패치 저장소에 배치될 때 본 개시 내용의 화합물로 천천히 전환될 수 있다.

오랜 특허법 협약에 따라 "a", "an"및 "the"라는 용어는 청구 범위를 포함하여 본 출원에서 사용될 때 "하나 이상 (one or more)"을 의미한다. 따라서, 예를 들어, "개체 (a subject)"에 대한 언급은 문맥이 명확하게 반대되는 경우 (예를 들어, 대다수의 개체) 등이 아닌 한 대다수의 개체를 포함한다.

본 명세서 및 청구 범위 전체에 걸쳐, 용어 "포함하다 (comprise)", "포함하다 (comprises)" 및 "포함 (comprising)"은 문맥이 달리 요구하는 경우를 제외하고는 비배타적인 의미로 사용된다. 마찬가지로, "포함 (include)"이라는 용어 및 그 문법적 변형은 목록에 있는 항목의 설명이 나열된 항목에 대체되거나 추가될 수 있는 다른 유사한 항목의 제외가 아니도록 비제한적인 것으로 의도된다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 사용된 양, 크기, 치수, 비율, 모양, 공식, 파라미터, 백분율, 수량, 특성 및 기타 수치를 나타내는 모든 수치 값은 용어 "약 (about)"이 값, 양 또는 범위와 함께 명시적으로 나타나지 않을 수 있지만 모든 경우에 "약 (about)"이라는 용어에 의해 수정된 것으로 이해된다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 다음 명세서 및 첨부된 청구범위에 제시된 수치적 파라미터는 정확하지 않고 정확할 필요는 없지만, 허용 오차, 변환 계수, 반올림, 측정 오류 등과 현재 개시된 주제에 의해 획득하고자하는 원하는 특성에 따라 당업자에게 알려진 다른 인자를 반영하여 이상적인 근사 및/또는 더 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 값을 언급할 때 용어 "약 (about)"은 일부 실시 양태에서 ±100%, 일부 실시 양태에서 ±50%, 일부 실시 양태에서 ±20%, 일부 실시 양태에서 ±10%, 일부 실시 양태에서 ±5%, 일부 실시 양태에서 ±1%, 일부 실시 양태에서 ±0.5%, 및 일부 실시 양태에서 ±0.1%는 명시된 양으로부터 변동을 포함하는 것을 의미하는데, 그러한 변화는 개시된 방법을 수행하거나 개시된 조성물을 사용하기에 적절하기 때문이다.

또한, 하나 이상의 숫자 또는 숫자 범위와 관련하여 사용될 때 용어 "약 (about)"은 범위의 모든 숫자를 포함하여 이러한 모든 숫자를 지칭하는 것으로 이해되어야하며 제시한 숫자 값의 위아래로 경계를 확장하여 해당 범위를 수정해야한다. 끝점에 의한 숫자 범위의 설명은 모든 숫자, 예를 들어 분수를 포함한 정수를 포함하며, 그 범위 내에 포함된다 (예를 들어, 1내지 5까지의 설명은 1, 2, 3, 4 및 5와 분수를 포함한다. 예를 들어 1.5, 2.25, 3.75, 4.1 등) 및 그 범위 내의 임의의 범위.

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이와 같이 현재 개시된 주제를 일반적인 용어로 설명하였으므로, 이제 첨부된 도면을 참조할 것이며, 반드시 축척으로 그려질 필요는 없다:
도 1a 및 도 1b는 sham 및 LPS에서 [¹¹C]CPPC 뇌 흡수의 비교를 보여준다: 우측 전뇌에 주입된 마우스, 기준 및 차단. 두 개의 독립적인 실험 (도 1a 및 도 1b)이 수행되었다. 시점은 방사성 추적자 주입 후 45분 이었다; LPS (0.5 μL에 5 μg) 또는 식염수 (0.5 μL)를 방사성 추적자 연구 2-3 일 전에 오른쪽 전뇌 동측 전두 사분면 (ipsilateral frontal quadrant)에 주입했다. 방사성 추적자 주입 5분 전에 차단제 (CPPC)를 복강 내(i.p.) 주입하였다. (도 1a) 관심 영역 (regions of interest, ROI)은 소뇌 (cerebellum, CB), 동측 반구 (ipsilateral hemisphere, IH) 및 대측 반구 (contralateral hemisphere, CH)이다. 데이터는 평균 %SUV ±SD (n = 3)이다. (도 1b) ROI는 소뇌 (CB), 대측 반구 (CH), 동측 꼬리 사분면 (ipsilateral caudal quadrant, ICQ) 및 동측 전두 사분면 (IFQ)이다. 데이터는 평균 %SUV ±SD (n = 4)이다. 통계 분석: LPS-기준과 sham 또는 LPS-차단의 비교. ^*P < 0.05; 별표가 없으면 P > 0.05를 나타낸다 (분산분석, ANOVA);
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 대조군 (Ctrl), LPS (i.p.)-처리된 마우스 (LPS 기준) 및 LPS (i.p.)-처리된 마우스에 CSF1R 억제제(LPS 차단)를 추가하여 차단한 세 개의 독립적인 실험에서 CSF1R 방사성 추적자 [¹¹C]CPPC의 뇌 흡수를 보여준다. 시점은 방사성 추적자 주입 후 45분 이었다 [LPS (10mg/kg)]. (도 2a) 데이터는 평균 %SUV ±SD (n = 5)이다. CB, 소뇌. (도 2b) 데이터는 평균 SUVR ±SD (n = 5)이다. 차단제 (CPPC, 1 mg/kg, i.p.)를 LPS-처리된 마우스에 주입했다. (도 2c) 데이터는 평균 SUVR ±SD (n = 3-6)이다. 차단제 (화합물 8, 2 mg/kg, i.p.)를 LPS-처리된 마우스에 주입했다. 통계 분석: LPS-기준 대 대조군 또는 LPS-차단과 비교. ^*P < 0.01; ^**P = 0.03; 별표가 없으면 P > 0.05를 나타낸다 (ANOVA);
도 3은 트랜스제닉 AD (n = 6) 및 대조군 (n = 5) 마우스에서 [¹¹C]CPPC 뇌 흡수의 비교를 보여준다. 시점 - 방사성 추적자 주입 후 45분. 데이터: 평균 %SUV ±SD. ^*P = 0.04, ^**P < 0.005 (ANOVA). [¹¹C]CPPC의 흡수는 AD 마우스 뇌 지역에서 유의하게 더 컸다. CB, 소뇌; Ctx, 피질(cortex); Hipp, 해마(hippocampus);
도 4a 및 도 4b는 뮤린 EAE에서의 [¹¹C]CPPC PET/CT 영상화를 보여준다. (도 4a) MIP (상단), 관상(coronal) (중간) 및 시상(sagittal) (하단) 슬라이스는 표시된 마우스에서 투사 당 45 내지 60분의 방사성 추적자 흡수를 보여준다. 색 눈금 범위는 %ID/g 조직을 보여준다. (도 4b) 대조군 동물에서의 흡수 대 EAE 중증도에 의해 표준화된 뇌 지역의 흡수. BS, 뇌간 (brainstem); FCTX, 전두엽 피질 (frontal cortex);
도 5a,도 5b,도 5c 및 도 5d는 기준, LPS 및 LPS-추가-차단 실험에서 동일한 개코원숭이에서 [¹¹C]CPPC의 PET 영상화를 보여준다. LPS는 방사성 추적자 주입 4시간 전에 0.05 mg/kg 용량으로 정맥 내(i.v.) 주입했다. (도 5a) 파라미터의 (VT) 이미지. (도 5b) 뇌 지역의 기준 [¹¹C]CPPC의 SUV 시간-흡수 곡선. (도 5c) 뇌-전체 (Whole-brain)에서 [¹¹C]CPPC의 SUV 시간-흡수 곡선: 기준 (녹색), LPS 처리 후 (적색) 및 LPS 처리 후 차단 (흑색). (도 5d) 대사산물-보정 혈장에서 [¹¹C]CPPC의 SUV 시간-흡수 곡선: 기준 (녹색), LPS 처리 후 (적색) 및 LPS-추가-차단 (흑색). 도 5d에 삽입된 것은 처음 120초의 스캐닝을 보여준다.
도 6은 하두정엽(inferior parietal lobe) 회백질 (gray matter) 슬라이스에서 사후 인간 오토라디오그래피/[¹¹C]CPPC 이미지 (기준 및 차단)를 보여준다. 알츠하이머병 (1-AD, 2-AD 및 3-AD) 세 개체와 대조군 (4- 대조군) 개체. 도 20 및 표 5 및 표 6 또한 참조하라;
도 7은 CNS 세포에서 CSF1R 유전자가 주로 미세아교세포에서 발현되는 반면, TSPO 및 P2RX7 유전자는 다세포 발현을 나타내는 것을 보여준다. 약어: OPC = 희소돌기아교세포의 전구세포 (Oligodendrocyte progenitor cells); FPKM = 백만 개의 맵핑된 리드 당 전사체의 킬로 베이스 당 단편 (fragments per kilobase of transcript per million mapped reads). http://web.stanford.edu/group/barres_lab/brain_rnaseq.html 에서 그래프를 가져왔다.
도 8은 pre-CPPC의 합성을 보여준다;
도 9는 [¹¹C]CPPC의 방사성 합성을 보여준다;
도 10은 [¹¹C]CPPC 및 차단제 CPPC를 사용한 차단 연구를 보여준다. 이 연구는 추적자 주입 후 45분의 시점에서 낮은 용량 (0.6 - 3 mg/kg)에서 무의미한 차단과 증가하는 비표지된 CPPC의 용량 (10-20 mg/kg)에 따라 흡수가 무의미하게 점진적으로 증가하는 것을 보여줬다. 데이터: %SUV ±SD (n = 5);
도 11a 및 도 11b는 동일한 실험에서 CD1 마우스 피질의 기준 및 차단 [¹¹C]CPPC의 흡수를 혈액 보정 없이 비교한 것(도 11a) 및 혈액 보정을 한 것(도 11b). 도 11a: 평균 %SUV ±SD (n = 3). 비표지된 CPPC의 두 용량 (0.6 및 3 mg/kg)에서 기준과 차단 사이에 유의한 차이가 없었다 (P> 0.05). 도 11b: 데이터: 평균 피질 SUVR ±SD (n = 3). CPPC 차단제의 두 용량을 주입한 마우스에서 혈액 보정 SUVR 값은 기준보다 유의하게 낮았다 (P = 0.05) (ANOVA). 이 실험은 [¹¹C]CPPC가 CD1 마우스 뇌 피질에서 CSF-1R을 특이적으로 방사성 표지함을 보여준다;
도 12a 및 도 12b는 방사성 추적자 주입 45분 후 뇌 전체에서 [¹¹C]CPPC의 흡수 비교를 대조군 대 미세아교세포-고갈(depleted) (도 12a) 및 대조군 대 CSF1R 녹아웃 마우스 (도 12b)에서 보여준다. 도 12a: 데이터는 평균 %SUV ±SD (n = 5)이다. 도 12b: 데이터는 혈액에 대한 평균 %SUV ±SD (n = 5)이다. 통계 분석 - ANOVA;
도 13은 역치가 없는 EAE 마우스의 시상 슬라이스 [¹¹C]CPPC PET/CT 이미지를 보여준다. 모든 이미지는 도 4에 나타난 동일한 최댓값으로 크기가 조정되었다. S = 침샘 (salivary gland); H = 하르더 샘 (Harderian gland);
도 14a, 도 14b 및 도 14c는 LPS 처리가 마우스 뇌에서 CSF1R의 상승 된 발현을 유도하는 것을 보여준다. 도 14a: 정량적 실시간 PCR에 의해 측정된 Csf1r mRNA의 상대적 수준 (n=5). 도 14b: 대조군 및 LPS-처리 마우스 뇌에서 추출한 전체 마우스 뇌 추출물의 웨스턴 블롯 분석. 각 레인은 마우스를 나타낸다. 도 14c: CSF1R의 밴드 강도를 계산하고 도 14b의 GAPDH의 강도로 정규화 했다. (n=5);
도 15는 기준 (녹색), LPS-처리 (적색) 및 LPS 차단제 추가 (황색) 개코원숭이 연구에서 [¹¹C]CPPC의 지역 VT 값을 보여준다. 약어: Th = 시상 (thalamus); Hp = 해마 (hippocampus); CC = 뇌량 (corpus callosum); WM = 백질 (white matter); Oc = 후두 피질 (occipital cortex;); CB = 소뇌 (cerebellum); Amyg = 편도체 (amygdala); WB = 뇌 전체 (whole brain);
도 16은 개코원숭이 혈청에서 염증성 사이토카인 IL-6의 수준을 보여준다. IL-6 수치는 LPS 주입 후 증가했으며 LPS-추가-차단제 연구에서 감소했다. IL-6는 ELISA 키트로 측정되었다. 간단히: 세 가지 다른 시점 (주입 후 15분, 45분 및 90분)에서 2mL의 개코 원숭이 말초(peripheral) 혈액을 BD Vacutainer (BD Biosciences, cat# 367983, La Jolla, CA)에 수집하고 이를 2,000 x g로 실온에서 10분 동안 원심분리 했다. 혈청을 멸균 튜브에 수집하고 향후 면역분석을 위해 -80°C에서 보관했다. 혈청 샘플을 얼음에서 해동하고 IL-6 수치를 IL-6 Monkey Instant ELISA ™ (Thermo Fisher Scientific, cat# BMS641INST, Halethorpe, MD)를 사용하여 제조업체의 프로토콜에 따라 측정했다;
도 17a 및 도 17b는 개코원숭이 혈장에서 [¹¹C]CPPC([¹¹C]JHU11744) 방사성 대사산물의 HPLC 분석을 보여준다. 도 17a - 상이한 시간 간격으로 수집된 [¹¹C]CPPC 및 혈장 샘플의 방사성-HPLC 크로마토그램, 도 17b - 대조군 및 LPS 또는 LPS 및 차단 제제 처리된 개코원숭이에서 [¹¹C]CPPC의 상대적 백분율의 시간 의존적 감소;
도 18a, 도 18b, 도 18c 및 도 18d는 (도 18a) 구획 모델링 (compartmental modeling) 및 (도 18b) 로건 분석 (Logan analysis)을 사용한 [¹¹C]CPPC 동역학 분석 (kinetic analysis)의 대표적인 플롯을 보여 주며, 둘 다 적합한 방법임을 보여 준다 (표시된 대표 지역 : 푸타멘 (putamen), 녹색 마커: PET 연구 데이터 포인트, 실선: 적합 데이터; (도 18c) 대표 기준 연구에서 구획 모델링 및 로건 분석에 의한 VT 결과 비교, 매우 유사/상관관계가 있음을 보여 줌 (R² =0.9657); (도 18d) 지역의 대표적인 시간 일관성 플롯 VT 추정치 (지역: 푸타멘)는 주입 후 60분을 사용하여 안정적인 결과 (<2.5% 변화)를 얻었다.
도 19는 기준치 (녹색), LPS-처리 (적색) 및 LPS 차단제 추가 (황색) 개코원숭이 연구에서 [¹¹C]CPPC의 부위별 K1 값을 보여준다. 약어: Th = 시상 (thalamus); Hp = 해마 (hippocampus); CC = 뇌량 (corpus callosum); WM = 백질 (white matter); Oc = 후두 피질 (occipital cortex;); CB = 소뇌 (cerebellum); Amyg = 편도체 (amygdala); WB = 뇌 전체 (whole brain); 및
도 20은 AD 사후 인간 뇌 슬라이스에서 [¹¹C]CPPC를 사용한 오토라디오그래피 실험에서 다양한 차단제 (PLX3397; BLZ945 및 화합물 8)를 사용한 기준/차단 비율을 보여준다.

실시예

다음의 실시예는 현재 개시된 주제의 대표적인 실시 양태를 실행하기 위한 지침을 당업자에게 제공하기 위해 포함되었다. 본 개시 내용 및 당업자의 일반적인 수준에 비추어, 당업자는 하기 실시예가 단지 예시일 뿐이며, 현재 개시된 주제의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화, 수정 및 변경이 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. 다음의 합성 설명 및 특정 실시예는 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 다른 방법에 의해 본 개시 내용의 화합물을 제조하기 위해 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1

대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (CSF1R)를 표적화한 미세아교세포의 PET 영상화

1.1 개요

5-시아노-N-(4-(4-[¹¹C]메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 ([¹¹C]CPPC)는 미세아교세포 특이적 마커인 CSF1R에 특이적인 PET 방사성 추적자이다. 이 화합물은 활성 미세아교세포, 질병 관련 미세아교세포 및 생체 내 신경염증에 대한 기여도의 영상화를 위한 비침습적 도구로 사용할 수 있다. 신경염증은 다양한 신경정신질환의 근본적인 병원성 특징으로 간주된다. [¹¹C]CPPC는 또한 중추 신경계 악성종양의 면역 환경을 구체적으로 연구하고 말초악성종양에 대한 면역요법의 잠재적인 유해한 신경염증 효과를 모니터링 하는데 사용될 수 있다. 이 PET 제제는 환자에게 비침습적이고 반복 가능한 판독을 제공할 뿐만 아니라 약물 표적 참여도 측정을 가능하게 함으로써 신경염증, 특히 CSF1R을 표적화한 새로운 치료제 개발에 유용할 것이다.

신경염증은 진화하는 개념이고 관련된 세포와 그 기능이 정의되고 있지만, 미세아교세포는 뇌 손상 및 회복의 핵심 세포 매개체로 이해된다. 미세아교세포 활동을 구체적이고 비침습적으로 측정하는 능력은 특히 외상성 뇌 손상, 탈수초성질환, 알츠하이머병 (AD) 및 파킨슨병을 비롯한 다양한 신경정신병 장애에 관여하는 신경염 연구에 도움이 될 것이다.

[¹¹C]CPPC는 대식세포 콜로니 자극 인자 1 수용체 (CSF1R)에 특이적인 양전자-방출, 고친화성 리간드로, 그 발현은 본질적으로 뇌 내의 미세 아교세포로 제한된다. [¹¹C]CPPC는 신경염증의 뮤린 및 비인간 영장류 지질 다당류 모델에서 높고 특이적인 뇌 흡수를 보여준다. 또한 AD의 뮤린 모델, 탈수초화의 실험적인 알레르기성 뇌척수염 뮤린 모델 및 AD 환자의 사후 뇌 조직에서 특이적이고 상승된 흡수를 보여준다. 마우스의 방사선 선량 측정은 [¹¹C]CPPC가 미래의 인간 연구에 안전하다는 것을 나타냈다. [¹¹C]CPPC는 충분한 방사성 화학적 수율, 순도 및 특정 방사능으로 합성될 수 있으며 CSF1R의 인간 PET 영상화 및 신경염의 미세아교세포 구성 요소를 나타내는 관련 모델에서 결합특이성을 보유한다.

1.2 작업 범위

강력하고 선택적인 CSF1R 억제제인 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드는 제약 산업에서 개발되었다 (Illig CR, et al. (2008)). 여기에서 동위원소인 5-시아노-N-(4-(4-[¹¹C]메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 ([¹¹C]CPPC)의 합성이 여기에 설명되어 있으며, 신경염증에서 CSF1R의 PET 영상화를 위한 [¹¹C]CPPC의 잠재력이 평가되었다.

1.3 재료 및 방법

1.3.1 화학

CSF1R 억제제 BLZ945 (Krauser JA, et al. (2015)) 및 펙시다르 티닙(pexidartinib (PLX3397)) (DeNardo DG, et al. (2011))은 상업적으로 구했으며 화합물 8은 이전에 기술한대로 자체 제조되었다 (Illig CR, et al. al. (2008)). CPPC [5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드]의 합성은 이전에 기술된 바와 같이 수행되었다 (Illig CR, et al. (2008)) 및 [¹¹C]CPPC, 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (Pre-CPPC)의 방사성 표지를 위한 노르-메틸 전구체를 유사하게 제조하였다 (도 8). [¹¹C]CH₃I와 Pre-CPPC를 반응시켜 [¹¹C]Pre-CPPC를 제조하였다 (도 9).

1.3.2 동물에서 [ ¹¹ C]CPPC를 사용한 생체분포 및 PET 영상화 연구

동물 프로토콜은 Johns Hopkins Medical Institutions의 동물관리 및 사용위원회 (Animal Care and Use Committee)에 의해 승인되었다.

1.3.3 동물

Charles River Laboratories의 C57BL/6J 마우스 (22-27g) 또는 CD-1 마우스 (25-27g)가 대조군으로 사용되었다. 미세아교세포-고갈된 마우스는 이전에 설명한대로 얻었다 (Elmore MR, et al. (2014)). CSF1R KO (B6.Cg-Csf1r^tm1.2Jwp/J) 마우스는 Jackson Laboratories에서 구입했다. 스웨덴 및 인디애나 돌연변이가 있는 아밀로이드 전구체 단백질 (Amyloid Precusor Protein)의 과발현 AD관련 아밀로이드증 마우스 모델을 자체적으로 준비했다 (Melnikova T, et al. (2013)). 수컷 CD-1 마우스에 신경염증의 두개 내 LPS 모델 (i.c.-LPS)로서 LPS (5 ㎍; 우측 전뇌 (right forebrain))를 두개 내로 주입하였다 (Dobos N, et al. (2012)). i.p. 신경염증 모델 (i.p.-LPS)은 이전에 설명한대로 수컷 CD-1 마우스에 LPS (10 mg/kg; 0.2 mL; i.p.)를 주입하여 생성되었다 (Qin L, et al. (2007)). 실험적 자가면역성 뇌척수염증 (EAE) 마우스 모델의 경우, 암컷 C57BL/6J 마우스에 이전에 설명한대로 MOG_35-55 펩티드를 접종했다 (Jones MV, et al. (2008)). 증상이 있는 MOG-접종 마우스 및 접종되지 않은 건강한 마우스는 첫 번째 접종 14일 후에 스캔되었다.

1.3.4 쥐에서 [ ¹¹ C]CPPC 지역 뇌 생체분포

마우스 실험의 결과는 표준화된 흡수값 (%SUV) 또는 혈액 내 방사능 농도에 대해 보정된 %SUV (SUVR)의 백분율로 계산되었다.

(SUVR);SUVR=%SUV 조직/%SUV 혈액SUVR=%SUV 조직/%SUV 혈액.

1.3.5 기준

대조군 마우스는 0.2 mL의 식염수에 5.6 MBq (0.15 mCi) [¹¹C]CPPC를 꼬리 측면 정맥에 주입한 후 다양한 시점에서 자궁경부 탈구에 의해 죽였다. 뇌를 제거하고 얼음위에서 해부했다. 다양한 뇌 지역의 무게를 측정하고 방사능 함량을 γ 계수기에서 측정했다. 다른 모든 마우스 생체분포 연구는 유사하게 수행되었다.

1.3.6 차단

마우스 (수컷 CD1 또는 C57BL/6J)는 [¹¹C]CPPC i.v. 주입 후 45분에 자궁경부 탈구에 의해 죽였다. 차단제, CPPC (0.3, 0.6, 1.2, 3.0, 10 및 20 mg/kg) 또는 CSF1R 억제제, 화합물 8 (Illig CR, et al. (2008)) (2 mg/kg)을 [¹¹C]CPPC 5분전에 i.p., 여기서 기준 동물은 vehicle을 받았다. 뇌를 제거하고 얼음위에서 해부하고 심장에서 혈액 샘플을 채취했다. 기준치에서 [¹¹C]CPPC의 지역 뇌 흡수를 차단과 비교했다.

1.3.7 마우스 신경염증 모델의 생체분포 연구 (LPS-처리, AD)

이러한 연구는 대조군 마우스의 기준 및 차단 실험과 유사하게 수행되었다.

1.3.8 대조군 및 LPS-처리 마우스의 뇌에서 CSF1R 수준의 결정

Csf1r mRNA 및 CSF1R 단백질의 수준은 각각 qRT-PCR 및 웨스턴 블롯 분석에 의해 측정되었다 (도 14).

1.3.9 EAE 마우스에서 PET/CT 영상화

각 마우스 (3 마리의 EAE 및 1 마리의 대조군)에 [¹¹C]CPPC를 i.v. 주입하고 PET/CT 스캐너로 영상화했다. PET 및 CT 데이터는 제조업체의 소프트웨어를 사용하여 재구성되고 의료영상데이터 분석 (AMIDE) 소프트웨어 (amide.sourceforge.net/)를 사용하여 표시되었다. 동적 범위를 유지하기 위해 하르더 및 침샘의 PET 신호가 부분적으로 가려졌다.

1.3.10 마우스 전신 방사선 선량측정

수컷 CD-1 마우스는 기준 연구를 위해 위에서 설명한대로 [¹¹C]CPPC를 주입하고 처리 후 10, 30, 45, 60 및 90 분에 안락사 시켰다. 다양한 장기를 신속하게 제거하고 장기 당 주입량 (%ID)을 결정했다. SAAM II (Simulation Analysis and Modeling II) 및 OLINDA/EXM 소프트웨어를 사용하여 마우스 생체분포 데이터에서 [¹¹C]CPPC의 인간 방사선 선량측정을 추정했다. 데이터는 상업적으로 분석되었다 (RADAR, Inc).

1.3.11 [ ¹¹ C]CPPC를 사용한 개코원숭이 PET연구

High Resolution Research Tomograph (CPS Innovations, Inc.)를 사용하여 수컷 개코원숭이 (Papio Anubis; 25kg)에서 90분 동적 PET 스캔 3 회 (첫 번째 : 기준; 두 번째: LPS 처리 후 기준, 세 번째: LPS 처리-추가-차단)를 수행했다. 간단히 말해, 모든 PET 스캔은 444-703 MBq (12-19 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능: 1,096-1,184 GBq/μ(29.6-32.0 Ci/μ을 i.v. 주입하여 시행되었다. LPS 스캔에서 개코원숭이는 방사성 추적자 4 시간 전에 0.05 mg/kg의 LPS가 i.v. 주입되었다. LPS-추가-차단 스캔에서 선택적 CSF1R 억제제 CPPC (1mg/kg)를 방사성 추적자 1.5 시간 전 피하 (s.c.)로 주어졌다. 사이토카인 IL-6의 혈청 수준의 변화를 ELISA로 모니터링 하였다 (도 14). 개코원숭이 동맥혈의 PET 데이터 분석 및 방사성 대사산물 분석은 아래에 자세히 설명되어있다.

1.3.12 사후 인간 뇌 오토라디오그래피

인체조직 사용은 Johns Hopkins Medical Institutions의 Institutional Review Board의 승인을 받았다. 알츠하이머병을 앓고 있는 3 명의 인간 개체와 1 명의 건강한 대조군 (인구 통계에 대해서는 표 5를 참조하라)의 유리 슬라이드의 하두정피질 (20 μm) 슬라이스를 체외 오토라디오그래피에 사용했다. 기준 슬라이드는 [¹¹C]CPPC로 조사하고, 차단 슬라이드는 [¹¹C]CPPC 추가 차단제 (CPPC, BLZ945, 펙시다르티닙 또는 화합물 8)로 조사하여 CSF1R-결합 특이성을 테스트했다. 슬라이드를 X-선 필름에 노출시키고 젖은 조직의 pmol/mm³ ±SD로 표현된 결과로 분석했다.

[표 5]

1.4 결과

1.4.1 화학

방사성 표지를 위한 전구체인 Pre-CPPC는 수 밀리그램 양으로 54 %의 전체 수율 (도 7)로 네 단계로 제조되었다. 방사성 추적자 [¹¹C]CPPC는 비감쇠보정에서 21 ±8% (n = 17)의 방사성 화학적 수율, 방사성 화학적 순도> 95% 및 합성 종료 시 977 ±451 GBq/μ(26.4 ±12.2 Ci / μmol)의 방사성 화학적 수율로 준비되었다 (도 9).

1.4.2 대조군 마우스의 지역 뇌 생체분포 연구

방사성 추적자 주입 후 다양한 시점에서 [¹¹C]CPPC의 지역 뇌 흡수는 표 1과 2에 나와 있다. 방사성 추적자 주입 후 5-15분 동안 전두엽 피질에서 150 % SUV의 최고 흡수 값이 나타났다. 아래 설명된 여러 연구의 45분 시점을 포함하는 30 및 60분 사이에 % SUV의 변화는 안정적이었다.

1.4.3 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 특이적 결합 평가

1.4.3.1 차단 연구

[¹¹C]CPPC 흡수 차단은 처음에는 비방사성 표지된 (nonradiolabeled) CPPC (0.6-20 mg/kg) 용량을 증가시키면서 수행되었다. 이 연구는 낮은 용량에서 방사성 추적자 %SUV 흡수가 감소하지 않았고 높은 용량에서 흡수가 증가하는 추세를 점진적으로 보여주었다 (도 10). 그러나 SUVR로서 혈액 투입 기능에 대해 뇌 흡수를 보정한 경우 방사능이 20 % 감소하는 상당한 차단 효과가 관찰되었다 (도 11).

1.4.3.2 정상 대조군 마우스 대 미세아교세포-고갈된 마우스의 비교.

이 연구는 미세아교세포-고갈된 마우스 뇌에서 방사성 추적자 흡수가 작지만 (14 %) 현저한 감소를 보여주었다 (도 12a).

1.4.3.3 정상 대조군 마우스 대 CSF1R KO 마우스의 비교

연구는 KO 마우스 뇌 대 대조군에서 [¹¹C]CPPC의 유사한 뇌 흡수율 (%SUV)을 보여준다 (도 12b).

1.4.4 신경염증의 LPS-유도 뮤린 마우스 모델에서 [ ¹¹ C]CPPC의 생체분포

이 연구는 두개 내 LPS (i.c.-LPS) (Dobos N, et al. (2012)) 및 i.p. LPS (i.p.-LPS) (Qin L, et al. (2007); Catorce MN and Gevorkian G (2016))의 두 뮤린 LPS-유도 신경염증 모델에서 수행되었다. 처음에, i.p.-LPS 마우스의 뇌에서 CSF1R 발현의 유도를 조사하였고, 각각 qRT-PCR 및 웨스턴 블롯 분석에 의해 Csf1r mRNA의 2 배 증가 및 단백질의 6 배 증가가 발견되었다 (도 14).

1.4.4.1 i.c.-LPS 마우스

두 독립적인 실험이 수행되었다 (도 1). 두 실험에서 sham 마우스에 비해 LPS 마우스의 %SUV 증가는 유의미했으며, 대측 반구보다 동측 반구에서 더 높았다. LPS가 주입된 동측 전두 사분면에서 가장 큰 증가 (53 %)가 관찰되었다 (도 1b). 비방사성 표지된 CPPC를 사용한 [¹¹C]CPPC의 차단은 용량-의존적이었다. 낮은 용량의 차단제 (0.3 mg/kg)를 사용했을 때 첫 번째 실험에서 흡수 감소는 미미했다 (도 1a). 더 높은 용량의 차단제 (0.6 또는 1.2 mg/kg)는 LPS 처리된 동물에서 [¹¹C]CPPC의 흡수를 현저하게 감소 시켰다 (도 1b).

1.4.4.2 i.p.-LPS 마우스

세 번의 독립적인 실험이 수행되었다. I.p.-LPS 마우스의 첫 번째 실험에서 [¹¹C]CPPC는 대조군 동물에 비해 증가된 %SUV 뇌 흡수 (55 %)를 나타냈지만 비방사성 표지된 CPPC를 사용한 차단은 LPS 동물에서 %SUV 방사능의 유의한 감소를 유발하지 않았다 (도 2a). 두 번째 및 세 번째 실험에서 %SUV 흡수는 SUVR로서 혈액 방사능에 대해 보정되었다 (도 2b 및 도 2c). SUVR 흡수는 대조군보다 i.p.-LPS 마우스에서 훨씬 더 컸다. 2 개의 상이한 CSF1R 억제제인 CPPC (도 2b) 및 화합물 8 (도 2c)을 사용한 차단은 대조군 수준으로 흡수를 상당히 감소시켰다. i.p.-LPS 기준 (14% 감소) 및 i.p.-LPS 차단 실험 (39% 증가) 대 대조군에 비해 혈액 방사능 농도가 변경되었다.

1.4.5 AD 형질전환 마우스 모델에서 [ ¹¹ C]CPPC의 뇌 지역 분포

[¹¹C]CPPC 흡수는 AD 마우스의 모든 뇌 지역에서 유의하게 더 높았으며 피질이 가장 크게 증가 (31%)되었다 (도 3).

1.4.6 마우스 전신에서의 방사성 선량 측정

대부분의 장기는 0.002-0.006 mSv/MBq [0.007-0.011 Roentgen equivalent man (Rem)/mCi]을 받았다. 소장은 0.047 mSv/MBq (0.17 Rem/mCi)의 최고 선량을 받았다. 유효선량은 0.0048 mSv/MBq (0.018 Rem/mCi)였다 (표 3).

1.4.7 다발성경화증의 뮤린 EAE 모델에서 [ ¹¹ C]CPPC PET/CT

EAE 중증도 스펙트럼 (EAE 점수 0.5, 2.5 및 4.5)을 나타내는 3 마리의 마우스와 항원 또는 보조제를 투여하지 않은 건강한 단일 마우스에 [¹¹C]CPPC를 주입하고 PET/CT를 사용하여 동적으로 스캔했다 (도 4). 각 마우스의 최대 강도 투영 (MIP) 이미지 및 시상 (sagittal) 슬라이스 (도 4a)는 뇌간 (도 4b)에서 가장 큰 증가 (99%)로 질병 중증도와 상관관계가 있는 방사성 추적자 흡수 강도를 보여주는 반면, 마우스들 사이의 근육 흡수는 비슷했다. 역치가 없는 하르더 및 침샘의 원시 이미지는 도 13에 도시되어있다.

1.4.8 개코원숭이에서의 PET

기준, LPS 및 LPS-추가-차단 실험에서 동일한 개코원숭이에서 동적 PET [¹¹C]CPPC 스캔을 비교하면 LPS 처리 후 파라미터의 분포 부피 (V_T)가 증가하고 LPS-추가-차단 이후 V_T가 기준 수준으로 감소하는 것으로 나타났다(도 5 및 도 15). IL-6의 혈청 수준은 LPS 투여 후 강하게 증가하여 급성 염증의 성공적인 유도를 시사했다 (도 16).

개코원숭이의 동적 [¹¹C]CPPC PET 기준 영상은 주입 후 20분에 2.5 ~ 4.0의 피크 SUV로 뇌에 방사능이 축적된 후 점진적으로 감소하는 것으로 나타났다 (그림 5b). 지역 V_T는 중간정도로 이질적이며, 푸타멘, 꼬리 (caudate), 시상 (thalamus) 및 인슐라 (insula)에서 가장 높았다; 전두엽 피질은 중간; 소뇌, 시상하부 (hypothalamus) 및 후두 피질에서 가장 낮았다 (도 5a 및 도 15).

기준 대 LPS 대 LPS-추가-차단에서의 개코원숭이 PET 비교는 뇌 내의 SUV에서 작은 차이를 보여주었다. 그러나, 기준 스캔에서의 유실률은 LPS 스캔에서보다 더 빨랐다 (도 5c).

개코원숭이의 [¹¹C]CPPC 주입 후 90분의 혈액 샘플에 대한 방사성 대사산물 분석은 2 개의 방사성 대사산물 (71-76 % 총 방사성 대사산물)로 대사되는 것으로 나타났다 (도 17). 이러한 친수성 방사성 대사산물은 마우스 실험에서 입증된 바와 같이 최소한으로 뇌에 들어갔다. HPLC에 의한 분석은 마우스 뇌의 방사능의 적어도 95 % 이상이 모 [¹¹C]CPPC임을 보여주었다 (표 4).

개코원숭이 혈장에서 대사산물-보정된 [¹¹C]CPPC 방사능은 LPS-추가-차단 실험에서 기준 수준으로 회복하면서 LPS-처리 대 기준에서 크게 감소 (~50%)했다 (도 5d). 구획 및 로건 분석을 사용한 수학적 모델링 (도 18)은 LPS-처리된 개코원숭이 (V_T = 35-52) 대 기준 (V_T = 15-25)에서 파라미터의 V_T 값의 극적인 증가 (90-120 %)와 LPS-추가-차단 연구에서 기준 수준으로 복귀 (도 5 및 도 15)를 보여주는 반면, K₁ 값은 약간만 변경되었다 (도 19). LPS-처리된 개코원숭이 뇌에서 방사성 추적자 결합의 증가는 차단 스캔에서 입증된 바와 같이 CSF1R 특이적이었다.

1.4.9 시후 인간 뇌에서 [ ¹¹ C]CPPC의 오토라디오그래피

AD 대 대조군 뇌 슬라이스 (도 6 및 표 6)에서 [¹¹C]CPPC 기준 오토라디오그래피의 비교는 AD 뇌에서 방사성 추적자 결합의 증가 (75-99 %)를 보여 주었다. 결합 특이성은 4 개의 상이한 CSF1R 억제제를 사용하는 차단 실험에서의 결합과 기준에서의 결합을 비교함으로써 테스트되었다. AD 뇌의 기준/차단 비율은 1.7-2.7 (차단제: CPPC)이었고 대조 뇌의 비율은 1.4였다 (도 6 및 표 6). 다른 CSF1R 차단제 (화합물 8, BLZ945 및 PLX3397)가 동일한 AD 뇌에서 사용된 경우 기준/차단 비율은 각각 2.0 ±0.23, 1.79 ±0.88 및 1.25 ±0.25였다 (도 20).

[표 6]

1.5 결론

현재 개시된 주제는 체외 인간 뇌 조직 및 체내 비인간 영장류 및 신경염증의 뮤린 모델에서 CSF1R에 특이적인 PET 방사성 추적자를 제공한다. 연구원 [Tronel C, et al. (2017); Janssen B, et al. (2018)을 참조하라]은 신경염증에 대한 PET 바이오마커를 개발하고 구현하기 위해 노력해 왔으며 [¹¹C]CPPC까지 뇌의 상주 면역세포인 미세아교세포에 선택적임을 입증한 사람은 없었다.

[¹¹C]CPPC의 개발을 위한 납 CSF1R 억제제는 문헌 (Illig CR, et al. (2008))에서 선택되었다. 원래의 비방사선표지된 CPPC는 높은 CSF1R 억제 효능 [IC₅₀= 0.8nM (Illig CR, et al. (2008))]과 계산된 분할계수 (clogD_7.4)가 1.6 인 최적의 친유성과 393 Da의 분자량, 혈액-뇌 장벽 투과성을 나타내는 뇌 PET에 적합한 물리적 특성을 나타냈다. [¹¹C]CPPC는 고순도 및 특이적 방사능을 갖는 적절한 방사성 화학적 수율로 제조되었다 (도 9).

1.5.1 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 연구의 생체분포 및 특이적 결합

대조군 마우스에서 [¹¹C]CPPC의 뇌 흡수는 견고했으며, 전두엽 피질 조직에서 150 %SUV 또는 6.4 %ID/g의 피크를 보인 후 감소했다 (표 2). 지역 뇌 분포는 정상 마우스 뇌에서 CSF1R 발현 분석과 일치하여 전두엽 피질에서 가장 높은 방사능 축적과 함께 중간 정도로 이질적이었다 (Nandi S, et al. (2012)). 여기서 연구한 뇌 부위 중 뇌간과 소뇌는 [¹¹C]CPPC의 가장 낮은 축적을 보였다.

정상 마우스 뇌에서 [¹¹C]CPPC의 CSF1R 결합 특이성은 세 가지 접근을 이용하여 평가 되었다: 기준 대조군과 (i) 차단, (ii) 미세아교세포-고갈 및 (iii) CSF1R KO 마우스와의 비교. 정상 마우스 뇌에서의 초기 용량-증가 차단 연구는 %SUV의 현저한 감소를 보여주지 못했다 (도 9 및 도 10a). 그러나 %SUV가 SUVR로 혈액 내 방사능에 대해 보정되었을 때, 중간 정도이지만 상당한 감소 (20%)가 관찰되었으며 (도 10b), [¹¹C]CPPC가 정상 마우스 뇌에서 CSF1R을 특이적으로 표지함을 입증했다. 차단 연구에서 혈액 내 [¹¹C]CPPC농도가 더 높았다는 점도 주목할 만하다.

CSF1R 억제제 PLX3397 (펙시다르티닙)으로 마우스를 만성적으로 치료하면 미세아교세포를 효과적으로 고갈시키고 (90%) 동물 뇌에서 CSF1R을 감소시킨다 (Elmore MR, et al. (2014)). 미세아교세포-고갈된 마우스에서 [¹¹C]CPPC의 뇌 흡수는 대조군보다 낮았다 (14%) (도 12a). 흡수 감소는 두 가지 효과, 즉 미세아교세포의 고갈과 PLX3397 자체의 차단 효과의 조합 때문일 수 있다. 마지막으로, 대조군 및 CSF1R KO 마우스에서 [¹¹C]CPPC 흡수량을 비교한 결과 대조군 및 KO 마우스와 유사한 방사성 추적자 흡수가 나타났다 (도 12b). 고갈 (PLX3397) 또는 부재 (KO) CSF1R 표적은 CSF1R-특이 적 영상화제의 뇌 흡수가 거의 또는 전혀 없어야 함을 나타내지만, 건강한 설치류 뇌에서 CSF1R의 발현은 미미함을 나타낸다 (Nandi S, et al. (2012) ); Michaelson MD, et al. (1996); Lee SC, et al. (1993)), CSF1R이 더 많은 양으로 존재하는 관련 동물모델에 주의를 기울여야한다.

1.6.2 LPS-유도 뮤린 모델에서 [ ¹¹ C]CPPC의 평가

신경염증

LPS 자극은 신경염증의 일반적인 모델이다 (Qin L, et al. (2007); Catorce MN and Gevorkian G (2016)). LPS-유도된 신경염증은 설치류, 인간이 아닌 영장류, 심지어 인간 개체에서 다양한 PET 방사성 추적자를 테스트하는 데 사용되었다 [Tronel C, et al. (2017)를 참조하라]. LPS 신경염증 모델에서 CSF1R 발현을 설명하는 보고서는 구할 수 없다. i.p.-LPS 마우스 대 대조군 마우스의 뇌에서 CSF1R 수준을 qRT-PCR 및 웨스턴 블롯을 사용하여 비교하였고 Csf1r mRNA 및 CSF1R 단백질 발현의 높은 증가가 발견되었다 (도 14). 이 연구에서 LPS-유도된 신경염증의 두 뮤린 모델인 i.c.-LPS (Dobos N, et al. (2012); Aid S, et al. (2010)) 및 i.p.-LPS (Qin L, et al. (2007)), Catorce MN and Gevorkian G (2016))가 사용되었다. 입체뇌 수술이 i.c.-LPS 동물의 혈액-뇌 장벽을 손상시킬 수 있지만 국소 신경염증을 일으키는 이 모델은 처음에는 신경염증이 확산된 i.p.-LPS 모델보다 더 매력적으로 보였다. 그러나 [¹¹C]CPPC를 사용한 추가 연구는 두 모델을 사용하여 비슷한 결과를 보여주었다.

[¹¹C]CPPC-결합 실험은 i.c.-LPS 마우스에서 상당한 흡수 증가 (최대 53 %)를 입증했다 (도 1). 증가된 결합은 ~50 % 특이적 대 sham 동물이었고 용량-상승 차단 실험에서 입증된 바와 같이 CSF1R을 통해 매개되었다. (도 1). i.p.-LPS 마우스에서 [¹¹C]CPPC 결합도 대조군 동물에 비해 상당히 높았다 (최대 55-59 %) (도 2). i.p.-LPS 마우스의 뇌 전체 [¹¹C]CPPC결합은 50% 이상 특이적이었고 CSF1R을 통해 매개되었으며, 두 가지 다른 CSF1R 억제제인 CPPC (도 2b) 및 화합물 8 (도 2c)을 사용한 차단 실험에서 입증되었다. i.p.-LPS 동물에서 혈액 방사능 농도가 극적으로 변하여 SUVR로서의 혈액 입력 기능에 대한 %SUV 보정이 필요했다 (도 2b 및 도 2c). 혈액 방사능 변화는 i.p.-LPS 마우스에서 CSF1R 수준의 불가피한 전신성 변화로 설명될 수 있다. [¹¹C]CPPC 연구는 두개 내 및 i.p. 뮤린 LPS 모델에서 방사성 추적기가 두 모델 모두에서 CSF1R을 특별히 표지한다는 것을 보여주는 비슷한 결과를 보여주었다. LPS 마우스에서 [¹¹C]CPPC의 생체 외 결합 잠재력 (BP_{ex vivo} = 0.53-0.62)은 LPS 흡수 -sham 흡수/sham 흡수 LPS 흡수 -sham 흡수/sham 흡수로 추정되었다. TSPO 방사성 추적자 [¹¹C]PK11195를 사용하여 LPS-처리된 쥐를 대상으로 한 이전 연구에서는 BP 값이 0.47로 유사하였다 (Dickens AM, et al. (2014)).

1.5.3 EAE마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 영상화

C57BL/6 MOG_35-55 EAE 모델의 PET/CT 영상은 PET 신호 강도가 질병 점수와 비례하고 (도 4) EAE 모델에서 탈수초화 부위의 분포와 일치하여 주로 뇌간, 소뇌 및 경추에 주로 집중되어있는 것으로 나타났다. [¹¹C]CPPC의 뇌간 흡수는 대조군 동물에 비해 EAE 마우스에서 최대 2 배 더 컸다.

1.5.4 마우스의 전신 방사선 선량측정

향후에 사람으로 해석하기위해 [¹¹C]CPPC의 선량측정을 수행했다. 마우스 연구는 사람 개체에게 740MBq (20mCi) [¹¹C]CPPC의 제안된 선량을 투여하면 현재 식품의약청 (Food and Drug Administration)의 한도 (5 Rem; (5. Federal Register §361.1 ( 2018)) 미만의 방사선 부담을 초래할 것을 입증했고, 그러나 이 추정치를 확인하기 위해서는 사람을 대상으로 한 실제 연구가 필요하다.

1.5.5 개코원숭이에서의 PET 영상화

개코원숭이에게 LPS를 전신투여하면 미세아교세포가 활성화된다 (Hannestad J, et al. (2012)). 이 보고서에서 [¹¹C]CPPC의 결합특성은 대조군 개코원숭이와 저용량의 LPS (0.05 mg/kg, i.v.)가 주입된 동일한 개코원숭이에서 테스트되었다. LPS-처리된 동물의 모든 뇌 지역에서 분포 부피 (V_T) 값의 2 배 이상의 증가가 관찰되었다 (도 5 및 도 15). LPS-개코원숭이에서 파라미터의 V_T의 증가는 비방사성 표지된 CPPC의 주입에 의해 완전히 차단되었다 (도 5a 및 도 15). LPS 및 차단제의 주입이 혈액 입력 기능의 변화를 일으키기 때문에 (도 5d) 가장 가능성이 높은 주변부의 CSF1R 변화로 인해 이러한 이미지의 파라미터의 모델링은 필수적이다. HPLC 분석은 동물의 뇌에서 대부분 변하지 않은 모 [¹¹C]CPPC (> 95 %)를 보여주었기 때문에 파라미터의 모델링은 뇌 방사성 대사산물의 포함을 요구하지 않는다.

[¹¹C]CPPC PET 스캔은 LPS-처리된 개코원숭이 뇌에서 방사성 추적자 결합이 특이적이고 CSF1R에 의해 매개되어 이 제제가 비인간 영장류의 신경염증 영상화에 적합하다는 것이 입증됐다. LPS (0.05 mg/kg)를 처리한 개코원숭이에서 [¹¹C]CPPC V_T의 증가 (85-120 %)는 이전의 보고서 (Hannestad J, et al. (2012))에 나타난 것처럼 더 많은 LPS (0.1mg/kg) 용량에 대해 반응한 TSPO 방사성 추적자 [¹¹C]PBR28 (범위, 35.6-100.7 %)보다 적어도 같거나 높았다. 따라서 [¹¹C]CPPC는 신경염증에서 활성화된 미세아교세포의 정량적 영상화를 위한 고감도의 혁신적인 도구를 제공할 수 있다.

1.5.6 AD뇌에서의 [ ¹¹ C]CPPC 결합

AD에 대한 면역성분이 있는데, 특히 선천성 면역계를 포함하며, 이는 다발성경화증 또는 위에서 설명한 여러 모델과 같은 "전형적인 (typical)"신경염증성 질환과는 다르다 (Heppner FL, et al. (2015)). 이전 연구는 AD를 앓고 있는 인간 개체의 뇌 (Akiyama H, et al. (1994); Walker DG, et al. (2017); Lue LF, et al. (2001)) 및 AD의 형질전환 마우스 모델 (Murphy GM Jr, et al., (2000); Yan SD, et al. (1997); 및 Boissonneault V, et al. (2009)) 에서 CSF1R의 상향-조절에 대한 증거를 제공했다. [¹¹C]CPPC의 결합은 형질전환 AD 마우스 뇌 및 사후 AD 인간 뇌 조직에서 테스트되었다. 이전 데이터 (Murphy GM Jr, et al., (2000); Yan SD, et al. (1997); Boissonneault V, et al. (2009))와 일치하여, 형질전환 AD 마우스에서 [¹¹C]CPPC의 체외 뇌 흡수는 대조군 동물에서보다 유의하게 높았다 (최대 31 %) (도 3).

사후 인간 체외 오토라디오그래피는 [¹¹C]CPPC가 AD 뇌의 CSF1R을 특이적으로 표지한 것으로 나타났다 (기준/자체-차단 비율 최대 2.7) (도 6 및 표 6). 별도의 실험에서, CPPC와 구조적으로 다른 CSF1R 억제제 [화합물 8, IC₅₀ = 0.8 nM (Illig CR, et al. (2008)); BLZ945, IC₅₀ = 1.2 nM (Krauser JA, et al. (2015)); 및 PLX3397, IC₅₀ = 20 nM (DeNardo DG, et al. (2011))], 동일한 AD 조직에서 [¹¹C]CPPC 결합을 차단하여 (도 20), 결합이 CSF1R- 특이적임을 확인 (도 6, 도 20, 및 표 6. 더 강력한 CSF1R 억제제, 즉 화합물 8 및 BLZ945에 대한 기준/차단 비율은 덜 강력한 PLX3397보다 최대 2 배 더 컸다. 이러한 발견은 DAM을 포함하는 근위축성 측삭경화증, 노화 또는 파킨슨병 (Deczkowska A, et al. (2018))과 같은 선천성 면역 성분이 있는 다른 신경퇴행성장애 또는 병태를 영상화하는 것으로 확장될 수 있다. [¹¹C]CPPC는 생체 내에서 이미지화되지 않았던 TREM2 신호 전달을 판독하기위한 간접 영상도 제공할 수 있다 (Deczkowska A , et al. (2018); Hickman SE 및 El Khoury J (2014)).

1.6 요약

현재 개시된 주제는 부분적으로 신경염증에서 CSF1R을 영상화하기위한 PET 방사성 추적자인 [¹¹C]CPPC를 제공한다. 방사성 추적자의 특이적 결합은 LPS-유도 신경염증 마우스 (최대 59%) 및 개코원숭이 (최대 120%) 모델, AD의 뮤린 쥐 모델 (31%) 및 다발성경화증 (최대 100%) 및 사후 AD 인간 뇌 조직 (기준/차단 비율 2.7)에서 증가했다. 마우스를 대상으로 한 방사선 선량측정 연구는 [¹¹C]CPPC가 인간 연구에 안전하다는 것을 보여주었다. [¹¹C]CPPC 방사성 대사산물은 동물의 뇌에 최소한으로 들어가므로 이미지 분석에 포함할 필요가 없음을 나타냈다. [¹¹C]CPPC는 다양한 임상 시나리오에서 CSF1R을 연구하기위한 임상 해석을 준비하고 있다.

1.7 보충 자료 및 방법

1.7.1 CSF1R 억제제

BLZ945 (Krauser JA, et al. (2015))는 AstaTech (Bristol, PA)에서, pexidartinib (PLX3397) (DeNardo DG, et al. (2011))는 eNovation Chemicals (Bridgewater, NJ)에서 구입했으며 화합물 8은 이전에 설명한대로 자체 제조했다 (Illig CR, et al. (2008)).

1.7.2 화학

¹H NMR 스펙트럼은 CDCl₃, CD₃OD 또는 DMSO-d₆에서 500MHz의 공명 주파수에서 Bruker-500 NMR 분광계로 기록되었다 (δ 0 ppm에서 내부 Me₄Si 참조했다). 고분해능 질량 스펙트럼은 University of Notre Dame Mass Spectrometry facility에서 상업적 ESI (electrospray ionization)를 사용하여 기록되었다.

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (CPPC)의 합성은 다른 곳에서 설명된 대로 수행되었다 (Illig CR, et al. (2008)).

1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘: 4-클로로-2-플루오로니트로벤젠 1.0g (10.0mmol)이 있는 냉각된 (0 °C) 15mL의 EtOH 용액에 피페리딘 1.7mL (30.0mmol)을 5분에 걸쳐 적가 했다. 용액을 0 °C에서 10분 동안 교반한 다음 23 °C에서 30분 동안 교반했다. 혼합물을 물 (225 mL)에 붓고 EtOAc (2 x 30 mL)로 추출하였다. 조합된 추출물을 포화 수성 NaHCO₃ 및 염수 (각각 30 mL)로 세척한 다음 Na₂SO₄상에서 건조시키고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)로 정제하여 황색 고체의 1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘을 얻었다 (1.32 g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ7.77(d,J=5.0Hz,1H),7.13(s,1H),6.93(d,J=10.0Hz,1H),3.30-3.27(m,2H),2.91-2.86(m,2H),1.90-1.86(m,1H),1.75-1.73(m,2H),1.49-1.42(m,1H).

1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진: 1-(5-클로로 -2-니트로페닐)피페리딘 (1.0g, 4.15mmol)과 1-메틸피페라진 (1.38 mL, 12.46 mmol)의 혼합물을 N₂존재 하에 138 °C에서 12시간 동안 교반하면서 가열 하였다. 실온으로 냉각한 후, 혼합물을 물에 붓고 에틸 아세테이트 (2 x 100 mL)로 추출했다. 혼합된 추출물을 물 및 염수로 세척한 다음 Na₂SO₄로 건조하고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색 고체의 1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진을 얻었다 (1.2 g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ7.62(d,J=5.0Hz,1H),6.80(s,1H),6.43(d,J=10.0Hz,1H),3.84(t,J=5.0Hz,4H),3.71(t,J=5.0Hz,2H),3.60(t,J=5.0Hz,4H),3.50(d,J=10.0Hz,2H),3.80(d,J=5.0Hz,2H),1.55-1.51(m,3H).

4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린: 1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진 (1.2g, 3.94mmol)과 NH₄Cl (2.10g, 39.4mmol)이 있는 THF/MeOH/H₂O (10:5:3) (20 mL)의 혼합물에 Zn 가루(2.57g, 39.4mmol)를 90 °C에서 첨가한 후 혼합물을 1시간동안 환류 시켰다. 반응완료 후, 반응혼합물을 셀라이트(Celite)를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색 고체의 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린을 얻었다 (0.98g , 90.7% 수율).

5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (CPPC): DMF (10 mL) 내 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실 산 (0.3g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol) 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 첨가했다. 반응 혼합물을 실온에서 오버나이트(overnight) 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색 고체의 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.6g, 84.5% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ9.53(s,1H),8.31(d,J=8.7Hz,1H),7.23(d,J=16.6Hz,2H),6.80(s,1H),6.72(d,J=8.8Hz,1H),3.20(s,4H),2.85(s,4H),2.59(s,4H),2.36(s,3H),1.80(s,4H),1.65(s,2H). C₂₂H₂₈N₅O₂의 HRMS 계산([M + H)] 394.223752, 실측치 394.223065.

5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (Pre-CPPC)의 합성

이제부터 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (Pre-CPPC)의 합성의 도 8을 참조:

단계 a. Tert-부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트: 1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘 (1.0g, 4.15mmol)과 tert-부틸 피페라진-1-카복실레이트 (1.55 g, 8.30 mmol)가 있는 DMSO (10 mL) 혼합물에 K₂CO₃ (1.72 g, 12.45 mmol)를 첨가했다. 반응 혼합물을 110 ℃에서 12시간동안 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 3:7)로 정제하여 백색의 고체 tert-부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다(1.40g, 86.4% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ 7.99(d,J=10.0Hz,1H), 6.38(d,J=10.0Hz,1H), 6.31(s,1H), 3.58(t,J=5.0Hz,4H), 3.34(t,J=5.0Hz,4H), 2.28(t,J=5.0Hz,2H), 2.78(d,J=10.0Hz,2H), 1.70(d,J=5.0Hz,2H), 1.55-1.51(m,3H), 1.47(s,9H).

단계 b. Tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트: tert-부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카복실레이트 (1.20g, 3.07mmol) 및 NH₄Cl (1.64g, 30.7mmol)가 있는 THF/MeOH/H₂O(10:5:3)(20mL) 혼합물에 90 °C에서 Zn 가루 (2.0g, 30.7 mmol)를 첨가하고 1시간동안 환류시켰다. 반응완료 후, 반응 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (1.0g, 90.3% 수율).

단계 c. Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리 딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트: tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.38mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실산 (0.23g, 1.66mmol), HATU (0.63g, 1.66mmol)가 있는 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.48 mL, 2.76 mmol)를 첨가했다. 반응 혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)을 얻었다 (0.60g, 90.9% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ9.59(s,1H),8.31(d,J=5.0Hz,1H),7.25(d,J=5.0Hz,1H),7.21(d,J=5.0Hz,1H),6.79(s,1H),6.72(d,J=5.0Hz,1H),3.58(t,J=5.0Hz,4H),3.10(t,J=5.0Hz,4H),2.99(t,J=5.0Hz,2H),2.72(t,J=10.0Hz,2H),1.83(d,J=10.0Hz,2H),1.55-1.51(m,3H),1.49(s,9H).

단계 d. 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (Pre-CPPC): tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.04mmol)가 있는 메틸렌 클로라이드 (5mL) 용액에 트리플루오로아세트산 (0.39mL, 5.21 mmol)을 0 °C에서 적가한 후, 혼합물을 실온에서 12시간동안 교반하였다. 반응종료 후, 반응혼합물을 감압 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.3g, 76.0% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)δ9.60(s,1H), 8.31(d,J=5.0Hz,1H), 7.25(d,J=5.0Hz,1H), 7.21(d,J=5.0Hz,1H), 6.79(s,1H), 6.72(d,J=5.0Hz,1H), 3.15(t,J=5.0Hz,4H), 3.08(t,J=5.0Hz,4H), 2.99(t,J=5.0Hz,2H), 2.73(t,J=10.0Hz,2H), 1.84(d,J=10.0Hz,2H), 1.57(s,1H), 1.55-1.51(m,3H); C₂₁H₂₆N₅O₂의 HRMS 계산 ([M + H)] 380.208102, 실측치 380.207980.

이제부터 [¹¹C]CPPC의 방사성 합성의 도 9를 참조:

1 mL V-바이알에 Pre-CPPC (1 mg)를 0.2 mL의 무수 DMF에 첨가했다. 헬륨의 흐름에 의해 운반되는 [¹¹C]메틸요오드화물은 위에서 언급한 용액에 포획되었다. 반응을 80°C에서 3.5분 동안 가열한 다음 0.2 mL의 물로 급냉시켰다. 조반응생성물을 12 mL/min의 유속으로 역상 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 정제하였다. 전구체 (t_R = 2.5분)로부터 완전히 분리된 방사성 표지된 생성물 (t_R = 6.5-7.2분)을 물 50ml와 8.4 % 수성 NaHCO₃1ml 혼합물에서 0.3g의 아스코르브산 나트륨 용액에 원격으로 수집하였다. NaHCO₃. 수용액을 활성화된 Waters Oasis Sep-Pak light 카트리지 (Milford, MA)를 통해 옮겼다. 카트리지를 10mL 식염수로 세척한 후 0.2μM 멸균 필터를 통해 멸균한 1mL의 에탄올로 제품을 용출하고, 발열이 없는 멸균 바이알에 넣고 동일한 필터를 통해 10mL의 0.9 % 식염수를 첨가했다. 최종 생성물 인 [¹¹C]CPPC를 분석용 HPLC로 분석하여 방사성 화학적 순도와 특이적 방사능을 측정했다.

1.7.3 HLPC 조건

제조: 컬럼, XBridge C18, 10x250 mm (Waters, Milford, MA). 이동상: 45%:55% 아세토니트릴:트리에틸아민-포스페이트 완충액, pH 7.2. 유속: 12 mL/분, 머무름 시간 7 분. 분석: 컬럼, Luna C18, 10 마이크론, 4.6x250 mm (Phenomenex, Torrance, CA). 이동상: 60%:40% 아세토니트릴:0.1M 수용성 포름산암모늄. 유속: 3mL/분, 머무름 시간 3.5 분.

1.8.4 생쥐에서 [ ¹¹ C]CPPC를 사용한 생체분포 및 PET 영상화 연구

[표 1]

1.7.5 정상 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 뇌 부위의 분포, 기준

Charles River Laboratories (Wilmington, MA)의 무게 22-24g의 4-8 주령 수컷 C57BL/6J 마우스를 사용했다. 동물은 5.6 MBq (0.15 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 462 GBq/μmol (12.5 Ci/μmol)]가 들어있는 0.2 mL 식염수를 측면 꼬리 정맥 주입 후 5, 15, 30 및 60 분에 자궁경부 탈구에 의해 희생되었다 (시점 당 3 마리 마우스). 뇌를 제거하고 얼음 위에서 해부했다. 뇌 지역 (소뇌, 후각 구근 (olfactory bulbs), 해마, 전두엽 피질, 뇌간 및 나머지 뇌)의 무게를 재고 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)에서 방사능 함량을 측정했다. 표준화된 흡수 값 (%SUV)의 백분율을 계산했다 (표 2).

[표 2]

1.7.6 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 특이적 결합 평가

1.7.6.1 정상 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 뇌 지역 분포, 표지되지 않은 CPPC를 사용한 용량 상승 차단 연구 (도 10).

Charles River Laboratories의 수컷 CD-1 마우스 (26-28g, 나이 = 6 내지 7 주)를 사용했다. CPPC 용액 (0.3, 0.6, 1.2, 3.0, 10 및 20 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5분 전에 IP로 제공한 반면, 기준치 동물은 비히클 (n = 용량 당 5)을 받았다. 동물은 5.1 MBq (0.14 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 511 GBq/μ(13.8 Ci/μ가 있는 0.2 mL 식염수를 측면 꼬리 정맥에 주입한 후 45분에 자궁경부 탈구에 의해 희생되었다. 전체 뇌를 제거하고 무게를 재고 그들의 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)로 측정했다. 표준화된 흡수 값의 백분율 (%SUV)을 계산했다.

1.7.7 혈액 보정 없이 동일한 실험에서 [ ¹¹ C]CPPC의 기준 및 차단 흡수 비교 (도 11)

Charles River Laboratories의 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 나이 = 6 내지 7 주)를 사용했다. CPPC 용액 (0.6 또는 3.0 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5분 전에 IP로 제공한 반면, 기준치 동물은 비히클 (n = 용량 당 3)을 받았다. 동물은 5.0 MBq (0.135 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 390 GBq/μ(10.5 Ci/μ가 있는 0.2 mL 식염수를 측면 꼬리 정맥에 주입한 후 45분에 자궁경부 탈구에 의해 희생되었다. 뇌를 제거하고 피질을 얼음 위에서 빠르게 해부하고 심장에서 혈액 샘플 (0.2-0.5cc)을 채취했습니다. 피질 및 혈액 샘플의 무게를 측정하고 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)로 측정했다. 피질에 대한 결과변수는 %SUV로 혈액 보정 없이 (도 11a) SUVR로 혈액 보정 진행 후 (도 11b) 제공된다.

1.7.7.1 미세아교세포-고갈된 마우스와 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 뇌 흡수 (도 12a)

Charles River Laboratories의 수컷 C57BL/6J 마우스 (22-24g)를 구입했다. 미세아교세포-고갈된 마우스는 이전에 설명한대로 C57BL/6 마우스 (5 마리 동물)에게 3 주 동안 펙시다르티닙 (PLX3397)-배합된 마우스 사료 (290 mg/kg)를 공급하여 얻었다 (Elmore MR, et al. (2014)). 대조군 C57BL/6J 마우스 (5 마리 동물)에게 3 주 동안 표준 마우스 사료를 공급 하였다. 처리 마지막 날, 모든 동물은 5.0 MBq (0.135 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 475 GBq/μmol (12.8 Ci/μmol)]가 있는 0.2 mL 식염수를 측면 꼬리 정맥에 주입한 후 45분에 자궁경부 탈구에 의해 희생되었다. 뇌를 제거하고 무게를 재고 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS (Bridgeport, CT)로 측정했다. 결과변수는 %SUV로 계산되었다.

1.7.7.2 CSF1R 녹아웃 및 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC의 뇌 흡수 (도 12b). 방법:

B6.Cg-Csf1rtm1.2Jwp/J (CSF1R 녹아웃, KO) 마우스 (21-23g; 나이 = 4 내지 8 주; Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME) (5 마리 동물) 및 연령-일치 C57BL/6J 대조군 (23-27g) (5 마리)을 사용하였다. 동물에게 3.7MBq (0.1mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 306GBq/μmol (8.3Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 혈액샘플 (0.2-0.5 cc)을 심장에서 채취했다. 전체 뇌 및 혈액 샘플의 무게를 측정하고 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 측정했다. 결과 변수는 %SUV로 계산되었다.

1.7.7.3 대조군 및 LPS-처리 (두개 내) 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 뇌 흡수 (도 1)

실험 1, 도 1a. Charles River Laboratories의 9 마리 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 연령 = 6 내지 7 주)를 3 개의 코호트로 나누었다: 1) sham-처리된 마우스 (n = 3), 기준; 2) 지질다당류 (LPS-두개 내)-처리된 마우스 (n = 3), 기준; 및 3) 지질다당류 (LPS-두개 내)-처리된 마우스 (n = 3), 차단. CD1 마우스를 avertin (250mg/kg, IP)으로 마취시켰다. finadine (2.5 mg/kg, SC)과 함께 시술 전 진통제가 제공되었다. 오른쪽 전뇌에서 뇌 실질 내 (intraparenchymal) 주입을 위한 좌표는 AP -0.5 mm' DV -2.5 mm; 중간선의 오른쪽 ML 1.0이다. 구멍은 이전에 노출된 두개골에 수직으로 뚫었다. 멸균 인산염 완충 식염수 (PBS) (0.5 μL) 또는 5 μg 지질다당류 (LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)가 있는 0.5 μL PBS를 1 μL Hamilton 주사기를 사용하여 뇌 실질 (brain parenchyma)에 주입했다. 주입 후, 바늘은 추가 3분 동안 뇌에 두었다가 천천히 제거했다. 절개는 치과용 시멘트로 봉합됐다. 방사성 추적자 연구는 LPS 투여 후 3 일에 수행되었다. CPPC 용액 (0.3 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5분 전에 IP로 제공되었지만 기준 동물은 비히클을 받았다. LPS와 대조군 동물에게 3.7 MBq (0.1 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 274 GBq/μmol (7.4 Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음 위에서 해부했다. 소뇌, 동측 반구 및 대측 반구 및 혈액 샘플의 무게를 재고 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 방사능 함량을 측정했다. 결과변수는 %SUV로 계산되었다.

실험 2, 도 1b. Charles River Laboratories의 16 마리 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 연령 = 6 내지 7 주)를 4 개의 코호트로 나누었다: 1) sham-처리 된 마우스 (n = 4), 기준; 2) 지질다당류 (LPS- 두개 내)-처리된 마우스 (n = 4), 기준; 3) 지질다당류 (LPS- 두개 내)-처리된 마우스 (n = 4), 차단-0.6 mg/kg CPPC; 4) 지질 다당류 (LPS 두 개 내)-처리된 마우스 (n = 4), 차단-1.2 mg/kg CPPC. 마우스를 avertin (250mg/kg, IP)으로 마취시켰다. finadine (2.5 mg/kg, SC)과 함께 시술 전 진통제가 제공되었다. 오른쪽 전뇌에서 뇌 실질 내 주입을 위한 좌표는 AP -0.5 mm'DV -2.5 mm; 중간 선 오른쪽의 ML 1.0이다. 구멍은 이전에 노출된 두개골에 수직으로 뚫었다. 멸균 인산염 완충 식염수 (PBS) (0.5 μL) 또는 0.5 μL PBS에 담긴 5 μg 지질다당류 (LPS, O11:B4, Calbiochem, San Diego, CA)를 1 μL Hamilton 주사기를 사용하여 뇌 실질에 주입했다. 주입 후, 바늘은 추가 3분 동안 뇌에 두었다가 천천히 제거했다. 절개는 치과용 시멘트로 봉합되었다. 방사성 추적자 연구는 LPS 투여 후 3 일에 수행되었다. CPPC 용액 (0.3 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5 분 전에 IP로 제공되었지만 기준 동물은 비히클을 받았다. LPS와 대조군 동물에게 3.7 MBq (0.1 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 366 GBq/μmol (9.9 Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음 위에서 해부했다. 소뇌, 앞쪽과 꼬리의 두 개의 사분면으로 더 잘린 동측 뇌 반구, 대측 뇌 반구 및 혈액 샘플의 무게를 측정하고 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 방사능 함량을 측정했다. 결과변수는 %SUV로 계산되었다.

1.7.7.4 대조군 및 LPS-처리 (복강 내) 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 뇌 흡수 (도 2)

실험 1, 도 2a. Charles River Laboratories의 15 마리 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 연령 = 6 내지 7 주)를 3 개의 코호트로 나누었다: 1) 대조군 마우스 (n = 5), 기준; 2) 지질다당류 (LPS)-IP 처리 마우스 (n = 5), 기준; 및 3) 지질다당류 (LPS)-IP 처리 마우스 (n = 5), CPPC로 차단. 멸균 식염수 (10 mg/kg, 0.2 mL)에 LPS (O111:B4, Calbiochem, San Diego, CA)가 있는 용액을 복강 내로 투여하고 LPS 투여 후 5 일째에 방사성 추적자 연구를 수행했다. CPPC 용액 (1 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5분 전에 IP로 제공한 반면 기준 동물은 비히클을 받았다. LPS와 대조군 동물에게 3.7 MBq (0.1 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 444 GBq/μmol (12.0 Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음 위에서 해부했다. 소뇌와 나머지 뇌의 무게를 재고 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 측정했다. 결과변수는 %SUV로 계산되었다.

실험 2, 도 2b. Charles River Laboratories의 15 마리 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 연령 = 6 내지 7 주)를 3 개의 코호트로 나누었다: 1) 대조군 마우스 (n = 5), 기준; 2) 지질다당류 (LPS)-IP 처리된 마우스 (n = 5), 기준; 및 3) 지질다당류 (LPS)-IP 처리 마우스 (n = 5), CPPC로 차단. 멸균 식염수 (10 mg/kg, 0.2 mL)에 LPS (O111:B4, Calbiochem, San Diego, CA)가 있는 용액을 복강 내 투여하고 LPS 투여 후 3 일째에 방사성 추적자 연구를 수행했다. CPPC 용액 (1 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5 분 전에 IP로 제공된 반면 기준 동물은 비히클을 받았다. LPS와 대조군 동물에게 3.7 MBq (0.1 mCi) [¹¹C]CPPC [특이적 방사능 = 374 GBq/μmol (10.1 Ci μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음에서 해부하고 혈액 샘플 (0.2-0.5cc)을 심장에서 채취했다. 전체 뇌 및 혈액 샘플의 무게를 잰 후 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 방사능 함량을 측정했다. 결과변수는 SUVR로 계산되었다.

실험 3, 도 2c. Charles River Laboratories의 15 마리 수컷 CD-1 마우스 (25-27g, 나이 = 6 내지 7 주)를 3 개의 코호트로 나누었다: 1) 대조군 마우스 (n = 3), 기준; 2) 지질다당류 (LPS)-IP 처리된 마우스 (n = 6) , 기준; 및 3) 지질다당류 (LPS)-IP 처리된 마우스 (n = 6), 화합물 8로 차단. 멸균 식염수 (10 mg/kg, 0.2 mL)에 LPS (O111:B4, Calbiochem, San Diego, CA)가 있는 용액을 복강 내 투여하고 LPS 투여 후 3 일째에 방사성 추적자 연구를 수행하였다. 화합물 8 용액 (2 mg/kg)은 [¹¹C]CPPC IV 5 분 전에 IP를 제공한 반면, 기준 동물은 비히클을 받았다. LPS와 대조군 동물에게 3.0 MBq (0.08 mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 148 GBq/ μmol (4.0 Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주사 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음에서 해부하고 혈액 샘플 (0.2-0.5cc)을 심장에서 채취했다. 전체 뇌 및 혈액 샘플의 무게를 잰 후 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 방사능 함량을 측정했다. 결과변수는 혈액에 대한 SUVR로 계산되었다.

1.7.7.5 알츠하이머병 마우스 모델 및 대조군 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 뇌 흡수 (도 3)

알츠하이머병과 관련된 아밀로이드증의 마우스 모델이 스웨덴 및 인디애나 돌연변이를 가진 아밀로이드 전구체 단백질 (APP)을 과발현했다. 형질전환 APP는 tetracycline transactivator (tTa)를 가졌다 - CaMKII 프로모터 (5)에 의해 구동되는 tTa를 과발현함으로써 활성화되는 감작 프로모터. 이러한 이식 유전자의 조합으로 인해, 전뇌의 주요 뉴런에서만 형질전환 APP의 과발현이 관찰되었다. 어떤 이식 유전자도 발현하지 않은 마우스는 대조군으로 사용되었다. 알츠하이머병 수컷 생쥐 (AD)와 그들의 성별-일치 대조군 한배 새끼는 연구 당시 생후 16 개월이었다. 이 연령에 AD 마우스는 피질과 해마를 포함하여 전뇌에 상당한 Aβ 아밀로이드 플라크 침착이 있었다 (Melnikova T, et al. (2013).이 연구에는 6 마리의 AD 마우스와 6 마리의 연령-일치 대조군이 사용되었다. 5.6MBq (0.15mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 340GBq/μmol (9.2Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 45분에 자궁경부 탈구로 희생 시켰다. 전체 뇌를 제거하고 얼음에서 빠르게 절개했다. 소뇌와 나머지 뇌의 무게를 재고 방사능 함량을 γ-계수기 LKB/Wallac 1283 CompuGamma CS로 측정했으며 결과변수는 % SUV로 계산되었다.

1.7.8 마우스에서 [ ¹¹ C]CPPC 전신 방사선 선량측정 방법

[¹¹C]CPPC에 대한 15 마리의 수컷 CD-1 마우스 (23-27g)에서 방사선 선량측정은 우리가 공개한 절차에 따라 연구되었다 (Stabin MG, et al. (2005)). [¹¹C]CPPC가 있는 0.2 ml의 식염수 (7.4 MBq 또는 0.2 mCi)의 용액을 한 회분으로 꼬리 측면 정맥에 주입하고 마우스 그룹 (n = 3)을 방사성 추적자 주입 후 10, 30, 45, 60 및 90분에서 안락사 시켰다. 폐, 심장, 신장, 간, 비장, 장, 위, 뇌를 빠르게 제거하고 얼음 위에 올려놨다. 하나의 대퇴골과 허벅지 근육, 골수 및 혈액 샘플도 수집되었다. 기관의 무게를 재고 조직 방사능을 자동 감마 계수기 (LKB Wallac 1282 CompuGamma CS Universal Gamma Counter)로 측정했다. 기관 당 퍼센트 주입된 용량 (%ID/기관)은 초기 용량의 표준 희석 샘플과 비교하여 계산되었다. 모든 측정은 붕괴에 대해 보정되었다. %ID/기관의 결과 값은 SAAM II 소프트웨어 (Foster DM (1998))를 사용하여 적용했다. 활동의 시간 적분 (Stabin MG and Siegel JA (2003))은 성인 수컷 모델을 사용하여 OLINDA/EXM 소프트웨어 (Stabin MG, et al. (2005))에 입력되었다. 장에서 활동이 관찰되었다 (~35%). 나머지 신체의 붕해 횟수는 투여된 총 ¹¹C의 붕괴에서 다른 신체 기관의 분해를 뺀 것과 100 % 동일하다고 가정했다.

1.7.8.1 결론

적합한 대사 모델, 근원 기관의 붕해 횟수 및 기관 용량이 아래에 요약되어 있다:

적합 대사 모델은 다음과 같다:

근원 기관의 붕해 횟수 (MBq-hr/MBq 투여에서)는 다음과 같다:

[표 3]

1.7.8.2 방사선 선량측정 연구 요약

데이터는 모두 두 가지 지수 함수에 잘 맞았다. 대부분의 장기는 약 0.002-0.006 mSv/MBq (0.007 ~ 0.011 rem/mCi)를 받는 것으로 보였다. 소장은 약 0.047 mSv/MBq (0.17 rem/mCi)로 가장 높은 선량을 받는 것으로 보였다. 유효 선량은 약 0.0048mSv/MBq (0.018rem/mCi)이다.

1.7.9 실험적 자가 면역성 뇌척수염증이 있는 마우스에서의 PET/CT 영상화 (도 4, 도 13)

성인 암컷 C57BL/6J 마우스, 나이 = 13 주 (Jackson Laboratories, Bar Harbor ME)에 MOG35-55 펩티드를 접종하고 이전에 설명한대로 행동 점수를 매겼다 (Jones MV, et al. (2008)): 간단히 말해서, 8mg/ml의 열-사멸 Mycobacterium tuberculosis H37 RA (Difco)를 포함하는 불완전 Freund 보강제 (Pierce)를 MOG35-55 (Johns Hopkins Biosynthesis & Sequencing Facility): NH2-MEVGWYRSPFSRVVHLYRNGK-COOH를 희석한 인산염 완충 식염수 (PBS)의 2mg/ml 용액과 1:1 혼합했다. 안정한 에멀젼을 형성한 후, 생성된 혼합물의 총 100μl를 꼬리 및 부분의 두 개의 피하 주사 부위로 나누었다 (즉, 마우스 당 400μg의 M. tuberculosis 및 100μg의 MOG35-55). 면역화 당일 (면역 후 0 일: p.i. 0 일) 및 2 일 후, PBS에 희석된 250ng의 백일해(pertussis) 독소 (EMD/Calbiochem, USA)를 정맥주사 하였다. 증상이 있는 MOG-접종 마우스 및 접종되지 않은 건강한 마우스는 첫 접종 14 일 후에 스캔되었다. 점수는 (Beeton C, et al. (2007))에 따라 결정됐다. 간단히 말해서, 마우스 점수는 0-5 점으로, 점수 0 점은 임상적으로 관찰된 특징이 없음을 나타내고 점수 5 점은 실금을 동반한 완전한 뒷다리 마비를 나타낸다. 3 점은 가끔 넘어지는 중등도 마비를 나타낸다. 이 연구에서는 0.5 점 (말단 다리 꼬리), 2.5 점 (경도/중등도 마비) 및 4.5 점 (완전한 뒷다리 마비)이 분석되었다. 각 마우스는 8.14 MBq [220 μSA> 370 GBq/μ(> 10 Ci/μ를 IV 주입하고 Sedecal SuperArgus PET/CT 스캐너 (Madrid, Spain)를 사용하여 진행됐다. 해부학적 공동 등록을 위한 CT 스캔은 60kVp에서 512 개의 슬라이스에 걸쳐 수행되었다. PET 및 CT 데이터는 제조업체의 소프트웨어를 사용하여 재구성되고 AMIDE 소프트웨어 (http://amide.sourceforge.net/)를 사용하여 표시되었다. 동적 범위를 보존하기 위해 하르더 및 침샘의 PET 신호는 역치 방법을 사용하여 부분적으로 마스킹 (도 4)된 반면, 마스킹 되지 않은 이미지는 도 13에서 나타냈다. 관심 지역은 3 개의 슬라이스를 통해 PET 가시 병변 위에 그려지고 표시된 부위에서 정량화되었다.

1.7.10 마우스 혈장 및 뇌 방사성 대사산물 분석

Charles River Laboratories의 수컷 CD-1 마우스 6 마리 (25-27g, 나이 = 6 내지 7 주)를 사용했다. 동물에게 37MBq (1mCi) [¹¹C]CPPC [특정 방사능 = 673GBq/μmol (18.2 Ci/μmol)]를 IV 주입하고 방사성 추적자 주입 후 10분 (3 마리 동물) 및 30분 (3 마리 동물)에 자궁경부 탈구로 희생시켰다. 뇌 전체를 제거하고 얼음에서 해부하고 심장에서 혈액 샘플 (0.5cc)을 채취했다. 마우스 혈장 및 뇌에서 [¹¹C]CPPC의 방사성 대사산물은 개코원숭이에 대해 위에서 설명한 일반적인 HPLC 방법을 사용하여 분석되었다. HPLC 분석 전에 마우스 뇌를 50% 아세토니트릴 : 50% 인산 완충액 (Et3N, H3PO4, pH 7.2) 2 mL의 혼합물에서 균질화했다. 균질액을 원심분리 (5 분 동안 14000g)하고 0.2 미크론 필터를 사용하여 여과한 상층액을 phenomenex Gemini C18, 10μ, 4.6 x 250mm 및 2mL/분 등용매 용출 및 이동상으로 50% 아세토니트릴-50% 수성 트리에틸아민, c = 0.06 M 및 pH=7.2을 사용하여 방사성 HPLC로 분석했다. 이 연구는 마우스 혈장에서 방사성 추적자 [¹¹C]CPPC가 개코원숭이 혈장에서와 동일한 두 개의 방사성 대사산물을 형성한다는 것을 입증했다 (도 17). 방사성 대사산물은 혈액-뇌 장벽을 잘 통과하지 못하며 뇌에서의 존재가 낮다 (표 4).

[표 4]

1.7.11 대조군 및 LPS-처리된 CD1 마우스의 뇌 전체에 대한 정량적 실시간 PCR (qRT-PCR) 및 웨스턴 블롯 분석.

6 마리의 수컷 CD-1 마우스 (25-27 g, Charles River)에 LPS (O111:B4, Calbiochem, San Diego, CA, 10 mg/kg, 0.2 mL)를 복강 주입했다. LPS 주입 후 4 일째에 마우스를 안락사 시키고 전체 뇌를 수집하였다. 뇌의 절반을 액체 질소로 빠르게 냉동하고 웨스턴 블롯 분석을 위해 -80 °C에 보관했다. 나머지 절반의 뇌는 즉시 4 °C에서 RNAlater®(Millipore Sigma, St. Luis, MO) 1mL에 보관되었다. 24시간 후, RNAlater®용액을 샘플에서 제거하고 총 RNA 분리를 위해 뇌를 -80 °C에서 동결했다.

웨스턴 블롯: 웨스턴 블롯의 경우 뇌 샘플을 T-PER Tissue Protein Extraction Reagent (Thermo Fisher Scientific, Halethorpe, MD)로 30초 동안 총 6 회 균질화하고 12000rpm에서 5분 동안 원심분리했다. 상층액을 수집하고 10μg의 단백질을 SDS-PAGE로 분리하여 NC 막으로 옮겼다. 다음 항체는 웨스턴 블롯 분석에 사용되었다: α-mCSF1R Ab (Cell Signaling Technology, Danver, MA), αmGAPDH Ab (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Dallas, TX). 블롯은 Clarity Western ECL Substrate (Bio-Rad, Hercules, CA) 및 Gel Doc ™ XR + System (Bio-Rad)에 의해 시각화되었다. 밴드 강도는 Image Lab ™ 소프트웨어 (Bio-Rad)로 측정하고 계산했다.

qRT-PCR: qRT-PCR의 경우, Quick-RNA ™ Miniprep Kit (Zymo Research, Irvine, CA )를 사용하여 뇌에서 총 RNA를 분리하고, High-capacity cDNA reverse transcription 키트 (Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 분리된 RNA에서 cDNA를 합성했다. qPCR 반응은 다음 Taqman ™ 분석을 사용하여 수행되었다: Csf1r: Mm01266652_m1, Pgk1: Mm00435617_m1, Gapdh: Mm99999915_g1). 상대 수량은 내부 대조군으로 Pgk1 및 Gapdh를 사용하여 계산되었다.

1.7.12 개코원숭이 방사성 대사산물 분석

개코원숭이 PET 연구는 도 15 및 도 16에 나타냈다.

혈장 내 [¹¹C]CPPC의 상대 비율은 방사성 추적자 주입 후 5, 10, 20, 30, 60 및 90분에 채취한 혈액 샘플에서 고성능 액체 크로마토그래피 (HLPC)에 의해 결정되었다. 변형된 컬럼-전환 HPLC 방법이 사용되었다 (Coughlin, NeuroImage 165, 2018, page 120). 1260 infinity quaternary 펌프, 1260 infinity 컬럼 구획 모듈, 1260 infinity UV 및 Raytest GABI Star 방사선 검출기가 포함된 HPLC 시스템을 OpenLab CDS EZChrom (A.01.04) 소프트웨어로 작동했다. 2 mL Rheodyne 분사 루프에 로드 (load)된 0.4-1.5 mL의 혈장 샘플을 처음에 포획 컬럼 (Phenomenex Strata-X 33μm 폴리머 역상 흡착제로 포장)과 2mL/분의 1% 아세토니트릴 및 99% 물의 이동상의 두 검출기로 보내졌다. 등용매 용출 1분 후, 65% 아세토니트릴과 35% 트리에틸아민 수용액, c = 0.06M 및 pH = 7.2 (인산으로 조정)로 구성된 분석 이동상을 적용하여 포획 컬럼의 비극성 화합물을 분석 컬럼 (Gemini C18 (2) 10 μm 4.62 x 50 mm) 및 검출기에 2 mL/분으로 직접 포획했다. HPLC 시스템은 1 mg/mL의 농도에서 5 μL의 CPPC로 스파이크된 혈장 샘플 분석 전에 비방사성 CPPC와 [¹¹C]CPPC를 사용하여 표준화되었다. 총 혈장 시간-활성 곡선은 PerkinElmer Wizard 2480 자동 감마 계수기에서 0.3 mL의 혈장 샘플을 분석하여 얻었다. [¹¹C]CPPC의 무혈장 분획 (fp)은 centrifree 한외여과장치를 사용하여 결정되었다.

방사성 대사산물 분석은 컬럼-전환 HPLC 방법을 사용하여 수행되었으며, 이는 사전 단백질 침전 및 추출에 시간을 소비하지 않고 HPLC 시스템에 직접 혈장을 주입할 수 있다. 처음에 샘플은 모 추적자 및 비극성 방사성 대사산물의 고체상 추출을 위해 포획 컬럼으로 보내진다. 모 방사성 추적자의 대부분의 혈장 성분과 극성 방사성 대사산물은 포획 컬럼에 남아 있지 않으며 검출기로 용출된다. 그런 다음 분석용 이동 장치를 적용하여 포획 컬럼에 포획된 화합물을 분석 컬럼으로 용리하여 분리하고 검출기로 추가로 보낸다. 이러한 방식으로 시료에 존재하는 모든 방사성 화합물을 검출하여 방사성 대사산물에 대한 모 추적자의 상대 비율을 정확하게 정량화할 수 있다. 도 17a에서 제시된 바와 같이, 주입된 [¹¹C]CPPC의 100 %는 사용된 포획 컬럼에 효과적으로 포획될 수 있으며 분석 이동상으로 7.35분에 용출된다. 상이한 시간 간격으로 수득된 혈장 샘플의 대표적인 HPLC 크로마토그램이 도 17a에 제시되어있고, 비-처리 대조군 및 LPS 또는 LPS + 차단제 처리된 개코원숭이에서 [¹¹C]CPPC의 시간 의존적 혈장 상대 백분율이 도 17b에 제시되어있다. LPS 또는 LPS 및 차단제의 투여는 [¹¹C]CPPC의 대사 패턴 및 비율에 영향을 미치지 않았다. 0.97분 및 4.82분 용출에서 친유성이 덜한 모 추적자의 방사성 대사산물과 관련된 두 개의 피크가 검출되었다. [¹¹C]CPPC의 상대 백분율은 방사성 추적자 주입 후 5, 10, 20, 30, 60 및 90분에서 84.87 ±2.01, 75.57 ±1.76, 62.5 ±4.47, 51.73 ±6.14, 34.8 ±1.31 및 25.6 ±2.77 이었다.

centrifree 한외여과장치를 사용하여 측정된 [¹¹C]CPPC의 무혈장 분획은 LPS 또는 LPS 및 차단 처리의 영향을 받지 않았으며 5.48 ±0.98%였다.

1.7.13 개코원숭이 PET영상화 방법

PET 이미지는 CPS/CTI High Resolution Research Tomograph (HRRT)를 사용하여 획득했으며, 이는 축 해상도 (FWHM)가 2.4mm이고 평면 해상도가 2.4-2.8mm이다. 동물을 마취하고 이전에 설명한대로 처리했다 (Horti AG, et al. (2016)). 90분 PET 데이터는 15초 4 개, 30초 4 개, 1분 3 개, 2분 2 개, 4분 5 개, 5분 프레임 12 개 등 30 개 프레임으로 비닝되었다 (binned). 이미지는 방사성 붕괴, 데드타임, 감쇠, 산란 및 무작위에 대한 보정과 함께 반복 순서화된 하위 집합 기대 최대화 (OS-EM) 알고리즘 (6 개의 반복 및 16 개의 하위 집합 포함)을 사용하여 재구성되었다 (Rahmim A, et al. (2005)). 재구성된 이미지 공간은 각각 1.22mm³ 크기의 입방 복셀과 31cm x 31cm (경축 방향) 및 25cm (축 방향) 크기의 스패닝 크기로 구성되었다.

혈액 샘플은 90분 스캔 전체에 걸쳐 지속적으로 연장된 간격으로 동맥 카테터 (catheter)를 통해 획득 되었다 (처음 90초 동안 가능한 한 빠르게, 이후 점점 더 긴 간격으로 샘플을 획득). 샘플을 1,200 x g에서 원심분리하고 혈장 내 방사능을 교차 보정된 감마 계수기로 측정했다. 선택된 혈장 샘플 (5, 10, 20, 30, 60 및 90분)을 위에서 설명한대로 혈장 내 방사성 대사산물에 대해 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 분석했다.

1.7.14 개코원숭이 PET 데이터 분석

이미지 분석 및 운동 모델링은 소프트웨어 PMOD (v3.7, PMOD Technologies Ltd, Zurich, Switzerland)를 사용하여 수행되었다. 동적 PET 이미지는 먼저 MRI 이미지와 함께 공동-등록되었다. 13 개의 대표적인 개코원숭이 뇌 구조를 포함하여 국부적으로 개발된 관심-볼륨 (volume-of-interest (VOI)) 템플릿이 동물의 MRI 이미지로 전송되었다. VOI에는 전두엽 및 측두 이랑 (gyrus), 시상 (thalamus), 해마, 꼬리뼈, 푸타멘, 편도체, 담창구 (globus pallidus), 인슐라, 시상하부, 소뇌, 뇌량 및 백질이 포함되었다. PET 프레임에 VOI를 적용하여 각 VOI의 시간 활성 커브 (TAC)를 얻었다.

다음으로, TAC와 대사산물 보정된 동맥 혈장 입력 기능을 기반으로 동적 모델링을 수행하여 뇌에서 [¹¹C]CMPFF 결합을 정량적으로 특성화했다. 뇌 흡수의 경우 1 차 결과 측정값은 [¹¹C]CPPC의 뇌 지역 분포 부피 (VT)이며, 평형 상태의 혈액에 있는 것과 비교하여 조직 부위에서 방사성 추적자의 농도로 정의된다. 지역 VT는 정의된 VOI의 수용체 밀도에 비례한다. 뇌 지역에 특정 [¹¹C]CPPC 흡수가 없을 것으로 예상되지 않기 때문에 일반적으로 사용되는 또 다른 결과 측정, 즉 BPND (Non-displaceable binding potential)를 안정적으로 얻지 못할 수 있다. 각 VOI에 대해 VT는 구획 모델링과 로건 그래픽 방법을 사용하여 계산되었다 (Logan J, et al. (1990)). 시간-일관성 분석도 수행되었다. 대표적인 결과는 도 18에 제시되어있다.

요약하면, 구획 모델링과 로건 방법 모두 [¹¹C]CPPC PET 데이터 (도 18-a 및 b에 표시된 예)를 분석하는 데 적합하며 매우 유사한 지역 VT 결과를 생성했다 (도 18-c). 모든 뇌 부위는 60분보다 긴 스캔 기간에 대해 안정적인 VT 추정치를 산출했다 (도 18-d). VT 파라미터의 이미지 (도 5 및 도 13) 획득을 용이하게 하고, 여기에서 모든 VT 값을 표시하기 위해 로건 방법이 선택되었다.

실시예 2

아릴아마이드의 합성

일반적으로 합성 경로는 2-플루오로-4-클로로니트로벤젠 2와 에탄올에 있는 피페리딘 또는 4-메틸피페리딘의 SNAr 반응으로 시작하여 N-알킬화 화합물 4a-b를 매우 높은 수율로 제공한다. N-메틸 피페라진은 140 °C에서 적절한 반응으로 4a-b와 반응하여 화합물 5a-b를 제공한다. 한편, N-Boc 피페라진은 무기 염기 K₂CO₃와 용매로서 DMSO 존재하에 4a-b와 반응하여 화합물 5c-5d를 생성한다. 니트로기를 아닐린으로 환원시킨 후 5-시아 노푸란-2-카르복실산 또는 4-시아노-1H-피롤-2-카르복실산을 사용한 표준 아미드 결합 형성으로 원하는 생성물 1a, 1c, 1e 및 7a-c를 얻었다. 방사성 합성을 위해, 메틸렌 클로라이드에서 TFA를 사용하여 N-Boc 탈보호로 7a-c에서 전구체 1b, 1d 및 1f를 얻었다.

합성은 또한 Suzuki-Miyaura 커플링 (Miyaura and Suzuki, (1995)를 참조하라), 아닐리노보로닉 에스테르 8 (상기에서 언급된 "화합물 8"과 구별되는)과 N-Boc-보호된 피페리디논 9의 에놀 트리플레이트 에스테르 유도체 사이에 포함한다 (Wustrow and Wise, 1991을 참조하라). 올레핀 10을 수소화한 후 생성된 아닐린 11을 12에 N-브로모숙신이미드 (NBS)로 브롬화하여 얻었다. 그 후 1-시클로헥센보론산 및 화합물 12를 Suzuki-Miyaura 커플링하여 아민 화합물 13을 얻었다. 트리메틸실릴에톡시메틸 (SEM)-보호된 이미다졸-2-카르복실레이트의 포타슘 염은 보고된 절차에 따라 제조되었다 (Wall et al., 2008을 참조하라). 화합물 13은 좋은 수율로 아미드 15를 제공하기 위해 DMF에서 HATU 및 N, N-디이소프로필에틸아민 (DIPEA)을 사용하여 14에 결합했다. 트리플루오로아세트산 (TFA)을 사용하여 Boc 및 SEM 그룹을 동시에 제거하여 중간체 16을 얻었으며 이는 1g 및 17의 제조에 사용되었다. Boc 제거는 전구체 화합물 1h를 제공했다.

아릴아미드 7a-d 및 8a-b 의 합성.

시약 및 조건: (a) 에탄올, 0 °C 내지 실온, 0.5시간, 96%; (b) 5a-b의 경우 140 °C 12시간, 5c-d의 경우 K₂CO₃, DMSO, 110 °C 12시간, 80% 내지 95%; (c) Zn, NH₄Cl, THF/MeOH/H₂O, 환류, 1시간, 90%; (d)1a, 1c, 7a-b의 경우 HATU, DIPEA, DMF, 상온, 5-시아노푸란-2-카르복실산 및 1e, 7c의 경우 4-시아노-1H-피롤-2-카르복실산, 12시간, 75-82%; (e) TFA, MC, 상온, 12시간, 90%.

아릴아미드 1a-l 의 합성은 다음과 같다.

시약 및 조건: (a) 에탄올, 0 °C 내지 실온, 0.5시간, 96%; (b) 5a-b의 경우 140 °C 12시간, 5c-d의 경우 K₂CO₃, DMSO, 110 °C 12시간, 80 % 내지 95 %; (c) Zn, NH₄Cl, THF/MeOH/H₂O, 환류, 1시간, 90%; (d) 카르복실산, HATU, DIPEA, DMF, 12시간, 75-82 %; (e) TFA, MC, 실온, 12시간, 90%; f) 1k-1의 경우 플루오로에틸 토실레이트, Et₃N, ACN, 90 °C 12시간, 60-70%, 1m의 경우 1,2- 디브로모에탄, Et₃N, ACN, 90 °C 12시간, 65%.

아릴아미드 1g 및 1h의 합성은 다음과 같다:

시약 및 조건: (a) Pd(PPh₃)₄, LiCl, 2M Na₂CO₃, 디옥산, 1000 °C 2시간. (b) H₂, 10% Pd/C, MeOH, 20psi, 1시간. (c) NBS, CH₂Cl₂, 실온, 10시간. (d) Pd(dppf)Cl₂.DCM, 2M Na₂CO₃, 1,4-디옥산, 100 °C 15시간. (e) HATU, DIPEA, DMF, 10시간. (f) TFA, CH₂Cl₂, 실온, 20시간, g) 1g의 경우 HATU, DIPEA, DMF, 디메틸글리신 및 17의 경우 N-(tert-부톡시카르보닐)-N-메틸 글리신, 12시간, h) TFA, CH₂Cl₂, 실온, 20시간.

1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘 (4a): 4-클로로-2-플루오로니트로벤젠 1.0g (10.0mmol)이 있는 냉각된 (0 °C) EtOH 15mL의 용액에 1.7mL (30.0 mmol)의 피페리딘을 5 분에 걸쳐 적가했다. 용액을 0 °C 에서 10분 동안 교반한 다음 23 °C에서 30분 동안 교반했다. 혼합물을 물 (225 mL)에 붓고 EtOAc (2 x 30 mL)로 추출하였다. 조합된 추출물을 포화된 수성 NaHCO₃ 및 염수 (각각 30 mL)로 세척한 다음 Na₂SO₄상에서 건조시키고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)로 정제하여 황색의 고체 1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘을 얻었다 (1.32 g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.77 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.13 (s, 1H), 6.93 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.30-3.27 (m, 2H), 2.91-2.86 (m, 2H), 1.90-1.86 (m, 1H), 1.75-1.73 (m, 2H), 1.49-1.42 (m, 1H).

1-(5-클로로-2-니트로페닐)-4-메틸피페리딘 (4b): 4-클로로-2-플루오로니트로벤젠 1.0g (10.0mmol)이 있는 냉각된 (0 °C) EtOH 15mL 용액에 1.01mL (30.0mmol)의 4-메틸피페리딘을 5분에 걸쳐 적가했다. 용액을 0 °C에서 10분 동안 교반한 다음 23 °C에서 30분 동안 교반했다. 혼합물을 물 (225 mL)에 붓고 EtOAc (2 x 30 mL)로 추출하였다. 조합된 추출물을 포화된 수성 NaHCO₃ 및 염수 (각각 30 mL)로 세척한 다음 Na₂SO₄상에서 건조시키고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 9.5:0.5)로 정제하여 황색의 고체 1-(5-클로로-2-니트로페닐)-4-메틸피페리딘을 얻었다 (1.4 g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.77 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.13 (s, 1H), 6.93 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.30-3.27 (m, 2H), 2.91-2.86 (m, 2H), 1.90-1.86 (m, 1H), 1.75-1.73 (m, 2H), 1.49-1.42 (m, 1H), 1.02 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진 (5a): 1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘 (1.0g, 4.15mmol)과 1-메틸피페라진 (1.38mL, 12.46mmol)을 N₂하에 138 °C에서 12시간 동안 교반하면서 가열했다. 실온으로 냉각한 후, 혼합물을 물에 붓고 에틸 아세테이트 (2 x 100 mL)로 추출하였다. 조합된 추출물을 물과 염수로 세척한 다음 Na₂SO₄로 건조하고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진을 얻음 (1.2 g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 3.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H).

1-메틸-4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진 (5b): 1-(5- 클로로-2-니트로페닐)-4-메틸피페리딘 (1.0g, 3.92mmol) 및 1-메틸피페라진 (1.30mL, 11.77mmol)을 N₂하에 138 °C에서 12시간 동안 교반하면서 가열 하였다. 실온으로 냉각한 후, 혼합물을 물에 붓고 에틸아세테이트 (2 x 100 mL)로 추출하였다. 조합된 추출물을 물과 염수로 세척한 다음 Na₂SO₄로 건조하고 증발시켜 조화합물을 얻었다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 1-메틸-4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진을 얻었다 ( 1.2g, 96% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.62 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.43 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.84 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.71 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 3.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.50 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.80 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.03 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

Tert - 부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (5c): 1-(5-클로로-2-니트로페닐)피페리딘 (1.0g, 4.15mmol) 및 tert-부틸피페라진-1-카르복실레이트 (1.55g, 8.30mmol)가 있는 DMSO (10mL) 혼합물에 K₂CO₃ (1.72g, 12.45mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 110 ℃에서 12 시간 동안 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 3:7)로 정제하여 백색의 고체 tert-부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (1.40g, 86.4% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H).

Tert-부틸 4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (5d): 1-(5-클로로-2-니트로페닐)-4-메틸피페리딘 (1.0 g, 3.92 mmol) 및 tert-부틸 피페라진-1-카복실레이트 (1.46 g, 7.85 mmol)가 있는 DMSO (10 mL) 혼합물에 K₂CO₃ (1.62 g, 11.77 mmol)을 첨가했다. 반응 혼합물을 110 ℃에서 12시간 동안 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EtOAc = 3:7)로 정제하여 백색의 고체 tert-부틸 4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (1.42g, 89.8% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 7.99 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.34 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.78 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.70 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.47 (s, 9H), 1.00 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (6a): 1-메틸-4-(4-니트로-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진 (1.2g, 3.94mmol) 및 NH₄Cl (2.10g, 39.4mmol)의 THF/MeOH/H₂O (10:5:3) (20mL)의 혼합물에 Zn 가루 (2.57g, 39.4mmol)를 추가하고 90 ℃에서 1시간 동안 환류시켰다. 반응완료 후, 반응혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린을 얻었다 (0.98g , 90.7% 수율).

4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)아닐린 (6b): 1-메틸-4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진 (1.2g, 3.76mmol) 및 NH₄Cl (2.01g, 37.6mmol)의 THF/MeOH/H₂O (10:5:3) (20mL)의 혼합물에 Zn 가루 (2.46g, 37.6)를 추가하고 90 ℃에서 1시간 동안 환류시켰다. 반응완료 후, 반응혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)아닐린을 얻었다 ( 1.0g, 92.0% 수율).

Tert -부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (6c): tert-부틸 4-(4-니트로-3-(피페리딘-1)-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (1.20g, 3.07mmol) 및 NH₄Cl (1.64g, 30.7mmol)의 THF/MeOH/H₂O (10:5:3) (20mL)에 Zn 가루 ( 2.0g, 30.7mmol)를 추가하고 90 °C에서 1시간 동안 환류시켰다. 반응완료 후, 반응혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (1.0g, 90.3% 수율).

Tert -부틸 4-(4-아미노-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (6d): tert-부틸 4-(3-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-니트로페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (1.2g, 2.96mmol) 및 NH₄Cl (1.58g, 29.6mmol)의 THF/MeOH/H₂O (10:5:3) (20mL)의 혼합물에 Zn 가루 (1.93g, 29.6mmol)를 추가하고 90 ℃에서 1시간 동안 환류시켰다. 반응완료 후, 반응혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과하고 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (1.0g, 90.0% 수율).

5-시아노- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1a) (JHU11744): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실산 (0.3g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.6g, 84.5% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 16.6 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).

5-시아노- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1c) (JHU11734): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피 페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.73mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실산 (0.28g, 2.08mmol), HATU (0.79g , 2.08 mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.60 mL, 3.46 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)퓨란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.62g, 87.8% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.60 (s, 1H), 8.30 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.59 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H),1.52-1.47 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

4-시아노- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1e) (JHU11761): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피 페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.73mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실산 (0.28g, 2.08mmol), HATU (0.79 g, 2.08 mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.60 mL, 3.46 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 갈색의 고체 4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드를 얻었다 (0.62g, 87.8% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 10.58 (s, 1H), 9.0 (s, 1H), 8.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.82 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.19 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 2.60 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.37 (s, 3H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 3H), 1.52-1.47 (m, 2H), 1.08 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

4-시아노- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르 복사미드 (1g) (JHU11765): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 4-시아노푸란-2-카르복실산 (0.3g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 황색의 고체 4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.62g, 86.1% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.41 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.03 (s, 1H), 7.33 (s, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.19 (s, 4H), 2.83 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.76 (s, 4H), 1.63 (s, 2H).

5-시아노- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-3-카르 복사미드 (1h) (JHU11766): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 5-시아노푸란-3-카르복실산 (0.3g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-3-카르복사미드를 얻었다 (0.6 g, 84.5 % 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 8.92 (s, 1H), 8.28 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.37 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 3.18 (s, 4H), 2.82 (s, 4H), 2.59 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.74 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).

6-플루오로- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피콜린아미드 (1i) (JHU11767): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 6-플루오로피콜린산 (0.308g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol)의 DMF (10mL) 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 추가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피 페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.52g, 72.2% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 10.66 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.87 (s, 4H), 2.62 (s, 4H), 2.38 (s, 3H), 1.87 (s, 4H), 1.64 (s, 2H).

6-브로모- N -(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피콜린아미드 (1i) (JHU11769): 4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)아닐린 (0.5g, 1.82mmol), 6-브로모피콜린산 (0.441g, 2.18mmol), HATU (0.83g, 2.18mmol)의 DMF (10mL)의 혼합물에 DIPEA (0.63 mL, 3.64 mmol)를 추가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.53g, 63.8% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 10.89 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.23 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.74 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.62 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.87 (s, 4H), 2.60 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.91 (s, 4H), 1.64 (s, 2H).

Tert -부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7a): tert-부틸 4-(4-아미노-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.38mmol), 5-시아노푸란-2-카르 복실산 (0.23g, 1.66mmol), HATU (0.63g, 1.66mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.48 mL, 2.76 mmol)를 추가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (0.60g, 90.9% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H).

Tert -부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7b): tert-부틸 4-(4-아미노-3-(4-메틸피 페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.33mmol), 5-시아노푸란-2-카르복실산 (0.22g, 1.60mmol), HATU (0.61g , 1.60 mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.46 mL, 2.66 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (0.58g, 88.0% 수율).¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.59 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

Tert -부틸 4-(4-(4-시아노-1H-피롤-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7c): tert-부틸 4-(4-아미노-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.33mmol), 4-시아노-1H-피롤-2-카르복실산 (0.23g, 1.60 mmol), HATU (0.61 g, 1.60 mmol)의 DMF (10 mL) 혼합물에 DIPEA (0.46 mL, 2.66 mmol)를 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다.생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 황색의 고체 Tert-부틸 4-(4-(4-시아노-1H-피롤-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트를 얻었다 (0.58g, 88.0% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 10.40 (s, 1H), 8.99 (s, 1H), 8.26 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.73 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.58 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.10 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.49 (s, 9H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

5-시아노- N -(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1b) (JHU11745): tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.04mmol)가 있는 메틸렌 클로라이드 (5mL)용액에 트리플루오로아세트산 (0.39mL, 5.21 mmol)을 0 °C에서 적가한 다음, 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반했다. 반응종료 후, 반응혼합물을 감압농축 하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 황색의 고체 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.3g, 76.0% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.54 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.73 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.18 (s, 4H), 3.11 (s, 4H), 2.85 (s, 4H), 2.36 (s, 1H), 1.80 (s, 4H), 1.66 (s, 2H).

5-시아노- N -(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1d) (JHU11735): tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.01mmol)가 있는 메틸렌 클로라이드 (5mL) 용액에 트리플루오로아세트산 (0.37 mL, 5.05 mmol)을 0 °C에서 적가한 후, 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반했다. 반응종료 후, 반응혼합물을 감압농축 하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 황색의 고체 5-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드를 얻었다 (0.32g, 80.4% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.60 (s, 1H), 8.31 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

4-시아노- N -(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1f) (JHU11762): tert-부틸 4-(4-(4-시아노-1H-피롤-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (0.5g, 1.02mmol)가 있는 메틸렌 클로라이드 ( 5 mL)용액에 트리플루오로아세트산 (0.37 mL, 5.05 mmol)를 0 °C에서 적가한 후, 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반했다. 반응종료 후, 반응혼합물을 감압농축 하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 백색의 고체 4-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드를 얻었다 (0.30g, 78.4% 수율). ¹H NMR (500 MHz, MeOD) d 10.45 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.24 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 6.83 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.15 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (t, J = 5.0 Hz, 2H), 2.73 (t, J = 10.0 Hz, 2H), 1.84 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 1.57 (s, 1H), 1.55-1.51 (m, 3H), 1.07 (d, J = 5.0 Hz, 3H).

5-시아노- N -(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1k) (JHU11763): 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1b) (0.1g, 0.26mmol)가 있는 아세토니트릴 (1mL) 용액에 2-플루오로에틸 토실레이트 (0.07 g, 0.31 mmol) 및 트리에티아민 (0.053 g, 0.52 mmol)을 첨가하였다. 반응혼합물을 90 °C에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (메탄올 : 디클로로메탄 = 0.5:9.5)로 정제하여 옅은 황색의 고체 1k를 얻었다 (0.06g, 53.57% 수율)로 얻었다. ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.25 (s, 1H), 7.21 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.67 (s, 1H), 4.58 (s, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.89 - 2.68 (m, 10H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).

4-시아노- N -(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1l) (JHU11764 ): 4-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1f) (0.1g , 0.25mmol)가 있는 아세토니트릴 (1mL) 용액에 2-플루오로에틸 토실레이트 (0.066g, 0.305mmol) 및 트리에티아민 (0.051g, 0.50mmol)을 첨가했다. 반응혼합물을 90 °C에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (메탄올 : 디클로로메탄 = 0.5:9.5)로 정제하여 옅은 황색의 고체 1l를 얻었다 (0.057 g, 51.35% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 10.83 (s, 1H), 9.01 (s, 1H), 8.26 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 6.83 (d, J = 15.7 Hz, 2H), 6.74 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.67 (s, 1H), 4.58 (s, 1H), 3.21 (s, 4H), 2.98 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 2.84 - 2.67 (m, 8H), 1.85 (d, J = 12.8 Hz, 2H), 1.43-1.26(m, 3H), 1.08 (d, J = 6.4 Hz, 3H).

N -(4-(4-(2-브로모에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)-5-시아노푸란-2-카르복사미드 (1m) (JHU11768): 5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1b) (0.01g, 0.026mmol)가 있는 아세토니트릴 (1mL) 용액에 1,2-디브로모에탄 (0.039 g, 2.10 mmol) 및 트리에티아민 (0.0053 g, 0.052 mmol)을 첨가했다. 반응혼합물을 90 °C에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (메탄올 : 디클로로메탄 = 0.5:9.5)로 정제하여 옅은 황색의 고체 1m을 얻었다 (0.01 g, 83.33% 수율). ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃)d 9.53 (s, 1H), 8.31 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 17.5 Hz, 2H), 6.80 (s, 1H), 6.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 4H), 2.84 (s, 4H), 2.69 (s, 4H), 2.64 (s, 2H), 1.80 (s, 4H), 1.65 (s, 2H).

4-(4-아미노-페닐)-3,6-디히드로-2H-피리딘-1-카르복실산 tert -부틸 에스테르 (10) : 4-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]-디옥사보롤란-2-일)-페닐아민 (4.0g, 18mmol), 4-트리플루오로메탄설포닐옥시-3,6-디히드로-2H-피리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (7.4g, 22mmol) 및 2M 수성 Na₂CO₃ (80 mL)가 있는 톨루엔 (160 mL) 및 EtOH (80 mL)용액을 아르곤 하에 3시간 동안 80 °C로 가열했다. 혼합물을 1M 수성 NaOH로 세척하고 유기층을 제거하고 건조 (Na₂SO₄)하고 진공에서 농축하였다. 잔여물을 20% EtOAc/헥산으로 용리시키면서 실리카겔 크로마토그래피로 정제하여 황색의 표제 화합물 3.2 g (63%)을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 7.18-7.23 (m, 2H, J = 8.4 Hz), 6.64-6.69 (m, 2H, J = 8.6 Hz), 5.90 (br s, 1H), 4.02-4.08 (m, 2H), 3.68 (s, 2H), 3.62 (t, 2H, J = 5.6 Hz), 2.48 (br s, 2H), 1.49 (s, 9H).

4-(4-아미노-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert -부틸 에스테르 (11) : 4-(4-아미노-페닐)-3,6-디히드로-2H-피리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (0.350g, 1.28mmol)가있는 메탄올 용액을 20 psi의 10% Pd/C로 1시간 동안 수소화시켰다. 용액을 규조토를 통해 여과하고 여과액을 농축하여 0.35 g (100%)의 황색 고체 형태의 표제 화합물을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 6.96-7.01 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 6.62-6.67 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 4.21 (br s, 2H), 3.58 (br s, 2H), 2.77 (t, 2H, J = 12.6 Hz), 2.53 (tt, 1H, J = 12.1, 3.5 Hz), 1.77 (d, 2H, J = 12.3 Hz), 1.52-1.59, (m, 2H), 1.48 (s, 9H).

4-(4-아미노-3-브로모-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (12): 4-(4-아미노-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (0.20g, 0.71mmol)가 있는 CH₂Cl₂ (3 mL)의 용액에 N-브로모숙신이미드 (NBS) (0.13g, 0.71mmol)를 첨가하고 반응물을 실온에서 10시간 동안 교반하였다. 반응물을 EtOAc (10 mL)로 희석하고 포화된 수성 NaHCO₃ (2 x 10 mL) 및 염수 (10 mL)로 세척하였다. 유기층을 농축하여 0.26g (100 %)의 황색 형태의 표제 화합물을 얻었다. 1H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 7.27 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 6.96 (dd, 1H, J = 8.1, 1.9 Hz), 6.73 (d, 1H, J = 8.1 Hz), 4.24 (br s, 2H), 4.01 (br s, 2H), 2.78 (t, 2H, J = 12.2 Hz), 2.53 (tt, 1H, J = 12.2, 3.3 Hz), 1.79 (d, 2H, J = 12.6 Hz), 1.52*?*1.59 (m, 2H), 1.50 (s, 9H).

4-(4-아미노-3-시클로헥스-1-에닐-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert -부틸 에스테르 (13): 4-(4-아미노-3-브로모-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert- 부틸 에스테르 (0.13g, 0.42mmol), 시클로헥스-1-에닐 보론산 4 (0.08g, 0.63mmol), Pd(dppf)Cl₂. DCM (0.034g, 0.042) 2M 수성 Na₂CO₃ (1.5mL)가 있는 1,4-디옥산을 100 °에서 20시간 동안 가열했다. 반응물을 EtOAc (10 mL)로 희석하고 포화된 수성 NaHCO₃ (2 x 10 mL) 및 염수 (10 mL)로 세척하고 유기층을 Na₂SO₄로 건조시킨 다음 농축시켰다. 잔여물을 실리카겔 크로마토그래피, 30% EtOAc/헥산으로 정제하여 0.12 g (85%) 황색 오일의 표제 화합물을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 6.90 (dd, 1H, J = 8.1, 2.1 Hz), 6.85 (d, 1H, J = 1.9 Hz), 6.67 (d, 1H, J = 8.1 Hz), 5.76 (dq, 1H, J = 3.5, 1.8 Hz), 4.23 (br s, 2H), 3.71 (s, 2H), 2.79 (t, 2H, J = 12.7 Hz), 2.54 (tt, 1H, J = 12.3, 3.4 Hz), 2.22-2.29 (m, 2H), 2.16-2.22 (m, 2H), 1.62- 1.85 (m, 8H), 1.50 (s, 9H).

(4-[4-시아노-1-(2-트리메틸실라닐-에톡시메틸)-1H-이미다졸-2-카르보-닐]-아미노-3-시클로헥스-1-에닐-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert -부틸 에스테르 (15): 4-시아노-1-(2-트리메틸실라닐-에톡시메틸)-1H-이미다졸-2-카르복실레이트 포타슘 염 (3.34g, 10.9mmol)이 있는 DMF 20mL 용액에 DIPEA (3.80mL, 21.8mmol) 및 HATU (11.02g, 12.0mmol)를 첨가하고 반응물을 25 °C에서 15분 동안 교반하였다. 4-(4-아미노-3-시클로헥스-1-에닐-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (3.92g, 11.0mmol)가 있는 DMF 10mL 용액을 첨가하고, 반응물을 25 °C에서 12시간 동안 교반하였다. 반응물을 EtOAc (60 mL)로 희석하고 포화된 수성 NaHCO₃ (2 x 60 mL) 및 염수 (100 mL)로 세척하고, 유기층을 Na₂SO₄로 건조시킨 다음 농축시켰다. 잔여물을 플래쉬 크로마토그래피 (실리카겔, 2% EtOAc/CH₂Cl₂)로 정제하여 황색의 오일 표제화합물 5.5 g (85%)을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 9.68 (s, 1H), 8.25 (d, 1H, J = 8.4 Hz), 7.78 (s, 1H), 7.12 (dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.02 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.96 (s, 2H), 5.83 (dt, 1H, J = 3.6, 1.9 Hz), 4.25 (br s, 2H), 3.63-3.69 (m, 2H), 2.80 (t, 2H, J = 11.7 Hz), 2.63 (tt, 1H, J = 12.2, 3.5 Hz), 2.27-2.33 (m, 2H), 2.20-2.27 (m, 2H), 1.77-1.87 (m, 6H), 1.56-1.68 (m, 2H), 1.49 (s, 9H), 0.95-1.00 (m, 2H), 0.01 (s, 9H).

4-시아노-1H-이미다졸-2-카복실산 (2-시클로헥스-1-에닐-4-피페리딘-4-일-페닐)-아미드 트리플루오로아세트산 염 (16): 4-(4-[4-시아노-1-(2-트리메틸실라닐-에톡시메틸)-1H이미다졸-2-카르보닐]-아미노-3-시클로헥스-1-에닐-페닐)-피페리딘-1-카르복실산 tert-부틸 에스테르 7 (1.50g , 2.48 mmol)가 있는 10 mL의 CH₂Cl₂용액에 3 mL의 TFA를 첨가하고 용액을 25 °C에서 20시간 동안 교반하였다. 반응물을 5 mL의 EtOH로 희석한 다음 농축했다. 잔여물을 메탄올 및 에틸 에테르로부터 결정화하여 백색의 고체 표제 화합물 0.85 g (70%)을 얻었다. ¹H NMR (CD₃OD,500MHz):δ 8.18 (d, 1H, J = 8.4 Hz), 8.04 (s, 1H), 7.22 (dd, 1H, J = 8.6, 2.1 Hz), 7.12 (d, 1H, J = 2.3 Hz), 5.76 (m, 1H), 3.54 (m, 2H), 3.16 (m, 2H), 2.92 (m, 1H), 2.30 (m, 4H), 2.10 (m, 2H), 1.87 (m, 6H).

4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복실산 2-시클로헥스-1-에닐-4-[1-(2-디메틸 아미노-아세틸)-피페리딘-4-일]-페닐-아미드 (1g) (JHU11759 ): 4-시아노 -1H-이미다졸-2-카르복실산 (2-시클로헥스-1-에닐-4-피페리딘-4-일-페닐)-아미드 트리플루오로아세트산 염 (0.655g, 1.34mmol)이 있는 DMF (15 mL) 현탁액에 HATU (0.61 g, 1.60 mmol) 및 DIPEA (0.932 mL, 5.35 mmol)를 추가하고 15분 동안 교반하였다. 이어서 디메틸글리신 (0.15g, 1.47mmol)을 첨가했다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 백색 고체의 표제 화합물을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 9.49 (s, 1H), 8.24 (d, 1H, J = 8.3 Hz), 7.70 (s, 1H), 7.12 (dd, 1H, J = 8.4, 2.1 Hz), 7.01 (d, 1H, J = 2.1 Hz), 5.82 (m, 1H), 4.75 (d, 1H, J = 13.4 Hz), 4.13 (d, 1H, J = 13.4 Hz), 3.57 (d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.18 (d, 1H, J = 14.2 Hz), 3.12 (td, 1H, J = 13.3, 2.4 Hz), 2.73 (dddd, 1H, J = 11.9, 11.9, 3.8, 3.8 Hz), 2.65 (ddd, 1H, J = 13.3, 13.3, 2.4 Hz), 2.40 (s, 6H), 2.18-2.32 (m, 4H), 1.60-1.98 (m, 9H).

Tert -부틸 ((4-(6-(4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복사미도)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-3-일)피페리딘-1-일)메틸)(메틸)카르바메이트 (17): 4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복실산 (2-시클로헥스-1-에닐-4-피페리 딘-4-일-페닐)-아미드 트리플루오로아세트산 염 (0.15g, 0.30mmol)이 있는 DMF (15mL)의 현탁액에 HATU (0.14g, 0.36mmol) 및 DIPEA (0.212mL, 1.22mmol)을 추가하고 15분 동안 교반하였다. 이어서 N-(tert-부톡시카르보닐)-N-메틸글리신 (0.063g, 0.33mmol)을 추가하였다. 반응혼합물을 실온에서 오버나이트 교반한 다음 EtOAc와 염수 사이에 구분하였다. 유기층을 분리하고 무수 MgSO₄로 건조하고 여과한 후 진공에서 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 백색 고체의 표제 화합물을 얻었다. ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 12.57 (s, 1H), 9.53 (s, 1H), 8.27 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.15-7.04 (m, 2H), 5.86 (s, 1H), 4.80 (s, 1H), 4.24-3.95 (m, 3H), 3.18 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.95 (s, 3H), 2.74-2.61 (m, 2H), 2.32-2.25 (m, 4H), 1.85-1.73 (m, 6H), 1.49 (s, 9H).

4-시아노- N -(5-(1-(메틸글리실)피페리딘-4-일)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-2-일)-1H-이미다졸-2-카르복사미드 (1h) (JHU11760): tert- 부틸 ((4-(6-(4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복사미도)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-3-일)피페리딘-1-일)메틸)(메틸)카르바메이트 (0.1g, 0.18mmol)가 있는 메틸렌 클로라이드 (5mL) 용액에 트리플루오로아세트산 ( 0.056 mL, 0.73 mmol)을 0 °에서 적가한 다음, 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반하였다. 반응종료 후, 반응혼합물을 감압 농축하였다. 생성된 잔여물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH₂Cl₂:MeOH = 9:1)로 정제하여 옅은 황색의 고체 4-시아노-N-(5-(1-(메틸글리실)피페리딘-4-일)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-2-일)-1H-이미다졸-2-카르복사미드를 얻었다 (0.04g, 46.0 % 수율). ¹H NMR (CDCl₃,500MHz):δ 9.51 (s, 1H), 8.14 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 7.65 (s, 1H), 6.97-6.85 (m, 2H), 5.76 (s, 1H), 4.73 (d, J = 10.0, 1H), 4.00-3.66 (m, 3H), 3.14 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 2.71-2.67 (m, 6H), 2.24 (d, J = 5.0, 3H), 2.17-2.15 (m, 1H), 1.87-1.74 (s, 8H).

실시예 3

CSF1R 유도체 1a, 1c, 1e, 1g-1l 의 결합 친화도

* CSF1R 인간 RTK 키나아제. Enzymatic Radiometric Assay, Eurofins, 상용 분석; ** CSF1R 경쟁 결합 분석, KinomeScan, DiscoverX, 상용 분석

참조 (Reference)

명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 현재 개시된 주제가 속하는 기술 분야의 숙련자의 수준을 나타낸다. 각각의 개별 간행물, 특허 출원, 특허 및 다른 참조가 구체적으로 및 개별적으로 참고로 포함되는 것으로 표시 되더라도, 본 명세서에 언급 된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참조 (예: 웹 사이트, 데이터베이스 등)는 본원에 동일한 정도로 그 전체가 참조로 인용된다. 다수의 특허 출원, 특허 및 기타 참조가 본 명세서에서 언급되지만, 그러한 참고 문헌은 이들 문서 중 어느 것이라도 당해 분야의 일반적인 일반 지식의 일부를 형성한다는 인정을 구성하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 명세서와 통합된 참조 사이에 충돌이 있는 경우, 명세서 (통합된 참조를 기반으로 할 수 있는 수정 사항 포함)가 우선한다. 달리 명시되지 않는 한, 표준 기술에서 허용되는 용어의 의미가 본 명세서에서 사용된다. 다양한 용어에 대한 표준 약어가 여기에서 사용된다.

Masgrau R, Guaza C, Ransohoff RM, Galea E (2017) Should we stop saying ‘glia’and ‘neuroinflammation’? Trends Mol Med 23:486-500.

Tronel C, et al. (2017) Molecular targets for PET imaging of activated microglia: The current situation and future expectations. Int J Mol Sci 18:E802.

Janssen B, Vugts DJ, Windhorst AD, Mach RH (2018) PET imaging of microglial activation-beyond targeting TSPO. Molecules 23:607.

Aguzzi A, Barres BA, Bennett ML (2013) Microglia: Scapegoat, saboteur, or something else? Science 339:156-161.

Akiyama H, et al. (1994) Expression of the receptor for macrophage colony stimulating factor by brain microglia and its upregulation in brains of patients with Alzheimer’disease and amyotrophic lateral sclerosis. Brain Res 639:171-174.

Zhang Y, et al. (2014) An RNA-sequencing transcriptome and splicing database of glia, neurons, and vascular cells of the cerebral cortex. J Neurosci 34:11929-11947.

Peyraud F, Cousin S, Italiano A (2017) CSF-1R inhibitor development: Current clinical status. Curr Oncol Rep 19:70.

Chitu V, Gokhan Nandi S, Mehler MF, Stanley ER (2016) Emerging roles for CSF-1 receptor and its ligands in the nervous system. Trends Neurosci 39:378-393.

Ginhoux F, et al. (2010) Fate mapping analysis reveals that adult microglia derive from primitive macrophages. Science 330:841-845.

Elmore MR, et al. (2014) Colony-stimulating factor 1 receptor signaling is necessary for microglia viability, unmasking a microglia progenitor cell in the adult brain. Neuron 82:380-397.

Walker DG, Tang TM, Lue LF (2017) Studies on colony stimulating factor receptor-1 and ligands colony stimulating factor-1 and interleukin-34 in Alzheimer’disease brains and human microglia. Front Aging Neurosci 9:244.

Smith AM, et al. (2013) M-CSF increases proliferation and phagocytosis while modulating receptor and transcription factor expression in adult human microglia. J Neuroinflammation 10:85.

Palle P, Monaghan KL, Milne SM, Wan ECK (2017) Cytokine signaling in multiple sclerosis and its therapeutic applications. Med Sci (Basel) 5:E0023.

El-Gamal MI, et al. (2018) Recent advances of colony-stimulating factor-1 receptor (CSF-1R) kinase and its inhibitors. J Med Chem 61:5450-5466.

Lue LF, et al. (2001) Inflammatory repertoire of Alzheimer’disease and nondemented elderly microglia in vitro. Glia 35:72-79.

Murphy GM Jr, Zhao F, Yang L, Cordell B (2000) Expression of macrophage colony-stimulating factor receptor is increased in the AbetaPP(V717F) transgenic mouse model of Alzheimer’disease. Am J Pathol 157:895-904.

Yan SD, et al. (1997) An intracellular protein that binds amyloid-beta peptide and mediates neurotoxicity in Alzheimer’disease. Nature 389:689-695.

Boissonneault V, et al. (2009) Powerful beneficial effects of macrophage colony-stimulating factor on beta-amyloid deposition and cognitive impairment in Alzheimer’disease. Brain 132:1078-1092.

Deczkowska A, et al. (2018) Disease-associated microglia: A universal immune sensor of neurodegeneration. Cell 173:1073-1081.

Keren-Shaul H, et al. (2017) A unique microglia type associated with restricting development of Alzheimer’disease. Cell 169:1276-1290.e17.

Raivich G, et al. (1998) Regulation of MCSF receptors on microglia in the normal and injured mouse central nervous system: A quantitative immunofluorescence study using confocal laser microscopy. J Comp Neurol 395:342-358.

Prieto-Morin C, Ayrignac X, Ellie E, Tournier-Lasserve E, Labauge P (2016) CSF1R-related leukoencephalopathy mimicking primary progressive multiple sclerosis. J Neurol 263:1864-1865.

Alterman RL, Stanley ER (1994) Colony stimulating factor-1 expression in human glioma. Mol Chem Neuropathol 21:177-188.

Lentz MR, et al. (2010) Exploring the relationship of macrophage colony-stimulating factor levels on neuroaxonal metabolism and cognition during chronic human immunodeficiency virus infection. J Neurovirol 16:368-376.

Bernard-Gauthier V, Schirrmacher R (2014) 5-(4-((4-[(18)F]Fluorobenzyl)oxy)-3-methoxybenzyl)pyrimidine-2,4-diamine: A selective dual inhibitor for potential PET imaging of Trk/CSF-1R. Bioorg Med Chem Lett 24:4784-4790.

Illig CR, et al. (2008) Discovery of novel FMS kinase inhibitors as anti-inflammatory agents. Bioorg Med Chem Lett 18:1642-1648.

Krauser JA, et al. (2015) Phenotypic and metabolic investigation of a CSF-1R kinase receptor inhibitor (BLZ945) and its pharmacologically active metabolite. Xenobiotica 45:107-123.

DeNardo DG, et al. (2011) Leukocyte complexity predicts breast cancer survival and functionally regulates response to chemotherapy. Cancer Discov 1:54-67.

Melnikova T, et al. (2013) Reversible pathologic and cognitive phenotypes in an inducible model of Alzheimer-amyloidosis. J Neurosci 33:3765-3779.

Dobos N, et al. (2012) The role of indoleamine 2,3-dioxygenase in a mouse model of neuroinflammation-induced depression. J Alzheimers Dis 28:905-915.

Qin L, et al. (2007) Systemic LPS causes chronic neuroinflammation and progressive neurodegeneration. Glia 55:453-462.

Jones MV, et al. (2008) Behavioral and pathological outcomes in MOG 35-55 experimental autoimmune encephalomyelitis. J Neuroimmunol 199:83-93.

Catorce MN, Gevorkian G (2016) LPS-induced murine neuroinflammation model: Main features and suitability for pre-clinical assessment of nutraceuticals. Curr Neuropharmacol 14:155-164.

Nandi S, et al. (2012) The CSF-1 receptor ligands IL-34 and CSF-1 exhibit distinct developmental brain expression patterns and regulate neural progenitor cell maintenance and maturation. Dev Biol 367:100-113.

Michaelson MD, et al. (1996) CSF-1 deficiency in mice results in abnormal brain development. Development 122:2661-2672.

Lee SC, et al. (1993) Macrophage colony-stimulating factor in human fetal astrocytes and microglia. Differential regulation by cytokines and lipopolysaccharide, and modulation of class II MHC on microglia. J Immunol 150:594-604.

Aid S, Parikh N, Palumbo S, Bosetti F (2010) Neuronal overexpression of cyclooxygenase-2 does not alter the neuroinflammatory response during brain innate immune activation. Neurosci Lett 478:113-118.

Dickens AM, et al. (2014) Detection of microglial activation in an acute model of neuroinflammation using PET and radiotracers ¹¹C-(R)-PK11195and18F-GE-180.JNuclMed55:466-472.

5. Federal Register §361.1 (2018), pp 21378-21381.

Hannestad J, et al. (2012) Endotoxin-induced systemic inflammation activates microglia: [¹¹C]PBR28positronemissiontomographyinnonhumanprimates.Neuroimage63:232-239.

Heppner FL, Ransohoff RM, Becher B (2015) Immune attack: The role of inflammation in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci 16:358-372.

Hickman SE, El Khoury J (2014) TREM2 and the neuroimmunology of Alzheimer’disease. Biochem Pharmacol 88:495-498.

Stabin MG, Sparks RB, & Crowe E (2005) OLINDA/EXM: the second-generation personal computer software for internal dose assessment in nuclear medicine. J. Nucl. Med. 46(6):1023- 1027.

Foster DM (1998) Developing and testing integrated multicompartment models to describe a single-input multiple-output study using the SAAM II software system. Adv Exp Med Biol 445:59- 78.

Stabin MG & Siegel JA (2003) Physical models and dose factors for use in internal dose assessment. Health Phys. 85(3):294-310.

Beeton C, Garcia A, & Chandy KG (2007) Induction and clinical scoring of chronic-relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis. J Vis Exp (5):224.

Horti AG, et al. (2016) 18F-FNDP for PET Imaging of Soluble Epoxide Hydrolase. J. Nucl. Med. 57(11):1817-1822.

Rahmim A, Cheng JC, Blinder S, Camborde ML, & Sossi V (2005) Statistical dynamic image reconstruction in state-of-the-art high-resolution PET. Phys. Med. Biol. 50(20):4887-4912.

Logan J, et al. (1990) Graphical analysis of reversible radioligand binding from time-activity measurements applied to [N-11C-methyl]-(-)-cocaine PET studies in human subjects. J. Cereb. Blood Flow Metab. 10(5):740-747.

전술한 주제가 이해의 명료함을 위해 예시 및 예를 통해 상세하게 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항의 범위 내에서 특정 변경 및 수정이 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims

하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하기위한 영상화제로서, 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함하는 영상화제 :
[화학식 I]

상기 식에서,
X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 -N- 및 -CR₅-로 구성된 그룹에서 선택되며, R₅는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬 또는 R^*로 구성된 그룹에서 선택되며, R^*는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 영상에 적합한 방사성 동위원소를 포함하는 모이어티 또는 방사성 동위원소 자체;
R₁은 치환 또는 비치환 헤테로알킬, 치환 또는 비치환 헤테로아릴, C₁-C₈ 알콕실, C₁-C₈ 알킬아미노, C₁-C₈ 디알킬아미노, -N(C₁-C₈ 알킬)(SO₂)(C₁-C₈ 알킬)로 구성된 그룹에서 선택되며, R₁은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₁은 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소일 수 있고;
R₂는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬이며, R₂는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고;
R₃은 치환 또는 비치환된 헤테로아릴이며, R₃는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고; 및
R₄는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로 구성된 그룹에서 선택되고;
상기의 R₁, R₂, R₃ 또는 R₅ 중 적어도 하나 이상은 R^*로 치환되거나 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소이다.
제1항에 있어서, 상기의 R₁은 치환 또는 비치환된 피페라지닐, 치환 또는 비치환된 모르폴리닐, 1,1-디옥사이드-티오모르폴리닐, 치환 또는 비치환된 피라졸릴, 치환 또는 비치환된 이미다졸릴, C₁-C₈ 알콕실, C₁-C₈ 알킬아미노, C₁-C₈ 디알킬아미노, -N(C₁-C₈ 알킬)(SO₂)(C₁-C₈ 알킬)로 구성된 그룹에서 선택되고, R₁은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₁은 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소인 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항에 있어서, 상기의 R₂는 치환 또는 비치환된 피페리디닐 및 치환 또는 비치환된 모르폴리닐로 구성된 그룹에서 선택되고, R₂는 선택적으로 R^*로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항에 있어서, 상기의 R₃은 치환 또는 비치환된 피롤릴 및 치환 또는 비치환된 푸라닐로 구성된 그룹에서 선택되고, R₃은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항에 있어서, R₁은

;
;
;
;
; 및 R^*로 로 구성된 그룹에서 선택되는 영상화제로서,
p는 0 및 1에서 선택된 정수이고;
q는 0, 1, 2, 3, 4 및 5로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
r은 0, 1, 2, 3 및 4로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃로 구성된 그룹에서 선택되고; 및
R₁₂는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, 카르복실, -(SO₂)-(C₁-C₈ 알킬) 및 R^*로 구성된 그룹에서 선택된다.
제1항에 있어서, R₂는

및
로 구성된 그룹으로부터 선택되는 영상화제로서,
p는 0 및 1에서 선택된 정수이고;
q는 0, 1, 2, 3, 4 및 5로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
r은 0, 1, 2, 3 및 4로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃으로 구성된 그룹에서 선택된다.
제1항에 있어서, R₃는

;
;
; 및
로 구성된 그룹으로부터 선택되는 영상화제로서,
p는 0 및 1로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃로 구성된 그룹에서 선택되고; 및
R₁₂는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, 카르복실,-(SO₂)-(C₁-C₈ 알킬) 및 R^*로 구성된 그룹에서 선택된다.
제1항에 있어서,
(a) X, Y, Z는 각각 -CR₅-;
(b) X 및 Z는 각각 -N-이고 Y는 -CR₅-;
(c) X는 -N-이고 Y 및 Z는 각각 -CR₅-;
(d) X 및 Y는 N이고 Z는 -CR₅-;
(e) X 및 Y는 각각 -CR₅-이고 Z는 N;
상기의 R₅는 적어도 하나 이상의 경우에 선택적으로 R^*로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항에 있어서, 상기의 화학식 I의 화합물이 하기의 화학식 Ia의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염인 것을 특징으로 하는 영상화제:
[화학식 Ia]

상기 식에서,
R₆은 H, C₁-C₈ 알킬, -C(=O)-O-R₉ 및 -(CH₂)_n-R₁₀으로 구성된 그룹에서 선택되며, 상기의 n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 및 8; R₉ 및 R₁₀은 각각 C₁-C₈ 직쇄 또는 분지형 알킬이며, R₆은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₆은 R^* 일 수 있고;
R₇은 H 또는 C₁-C₈ 알킬로 구성된 그룹에서 선택되며, R₇은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있거나 R₇은 R^* 일 수 있고; 및
R₈은 치환 또는 비치환된 피롤릴, 푸라닐 및 피리디닐이고, R₈은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있고;
상기의 R₆, R₇ 또는 R₈ 중 적어도 하나 이상은 R^*로 치환되거나 R^*이다.
제9항에 있어서,
R₆은 히드로겐, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, sec-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸 및 -C(=O)-O-(C₁-C₈ 알킬)₃로 구성된 그룹에서 선택되고;
R₇은 히드로겐, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, sec-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸로 구성된 그룹에서 선택되고;
R₈은

;
;
; 및
로 구성된 그룹에서 선택되며
p는 0 및 1로 구성된 그룹에서 선택된 정수이고;
R₁₁은 C₁-C₈ 치환 또는 비치환 알킬, C₁-C₈ 알콕실, 히드록실, 아미노, 시아노, 할로겐, 카르복실 및 -CF₃로 구성된 그룹에서 선택되고; 및
R₁₂는 H, 치환 또는 비치환된 C₁-C₈ 알킬, 카르복실,-(SO₂)-(C₁-C₈ 알킬) 및 R^*로 구성된 그룹에서 선택되고; 및
상기의 R₆, R₇ 및 R₈ 각각은 선택적으로 R^*로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제9항에 있어서, 상기 영상화제는 다음으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 영상화제:
5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2- 카르복사미드 (1a);
5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1c);
4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1e);
4-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1g);
5-시아노-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-3-카르복사미드 (1h);
6-플루오로-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피콜린아미드 (1i);
6-브로모-N-(4-(4-메틸피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)피콜린아미드 (1i);
Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7a);
Tert-부틸 4-(4-(5-시아노푸란-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7b);
Tert-부틸 4-(4-(4-시아노-1H-피롤-2-카르복사미도)-3-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)피페라진-1-카르복실레이트 (7c);
5-시아노-N-(4-(피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1b);
5-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1d);
4-시아노-N-(2-(4-메틸피페리딘-1-일)-4-(피페라진-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1f);
5-시아노-N-(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)푸란-2-카르복사미드 (1k);
4-시아노-N-(4-(4-(2-플루오로에틸)피페라진-1-일)-2-(4-메틸피페리딘-1-일)페닐)-1H-피롤-2-카르복사미드 (1l);
N-(4-(4-(2-브로모에틸)피페라진-1-일)-2-(피페리딘-1-일)페닐)-5-시아노푸란-2-카르복사미드 (1m);
4-시아노-1H-이미다졸-2-카르복실산 2-시클로헥스-1-에닐-4-[1-(2- 디메틸아미노-아세틸)-피페리딘-4-일]-페닐-아미드 (1g); 및
4-시아노-N-(5-(1-(메틸글리실)피페리딘-4-일)-2',3',4',5'-테트라히드로-[1,1'-비페닐]-2-일)-1H-이미다졸-2-카르복사미드 (1h).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R^*는 ¹¹C, ¹⁸F 및 -(CH₂)_m-R₁₃으로 구성된 그룹에서 선택되고, R₁₃은 C₁-C₈ 직쇄 또는 분지형 알킬이며, 선택적으로 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기의 PET 영상화에 적합한 방사성 동위원소가 ¹¹C 및 ¹⁸F로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 영상화제.
제1항에 있어서, 상기 화학식 I의 화합물은 하기의 화합물인 것을 특징으로 하는 영상화제:
하나 이상의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태를 앓고 있거나 앓고 있는 것으로 의심되는 개체에서 대식세포 콜로니 자극 인자 수용체 (CSF1R)를 영상화하는 방법으로서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 영상화제 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염의 유효량을 개체에게 투여하는 단계 및 PET 이미지를 촬영하는 단계를 포함하는 영상화 방법.
제15항에 있어서, 상기의 신경염증성 또는 신경퇴행성질환 또는 병태가 알츠하이머병 (AD), 다발성경화증 (MS), 외상성 뇌손상, 뇌종양, HIV 관련 인지장애 및 하나 이상의 탈수초성질병으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.