Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6364484B2 - 神経保護剤としてのEphA4阻害剤 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6364484B2 - 神経保護剤としてのEphA4阻害剤 - Google Patents

神経保護剤としてのEphA4阻害剤 Download PDF

Info

Publication number
JP6364484B2
JP6364484B2 JP2016526434A JP2016526434A JP6364484B2 JP 6364484 B2 JP6364484 B2 JP 6364484B2 JP 2016526434 A JP2016526434 A JP 2016526434A JP 2016526434 A JP2016526434 A JP 2016526434A JP 6364484 B2 JP6364484 B2 JP 6364484B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epha4
rhy
inhibitor
group
signaling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016526434A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016530241A (ja
Inventor
ナンシー ユク ユ イプ
ナンシー ユク ユ イプ
キット ユ フー
キット ユ フー
ファニー チュイ ファン イプ
ファニー チュイ ファン イプ
ウィン ユ フー
ウィン ユ フー
シュオ グ
シュオ グ
シュフイ ファン
シュフイ ファン
クォク ワン フン
クォク ワン フン
Original Assignee
ザ ホン コン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジイ
ザ ホン コン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ザ ホン コン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジイ, ザ ホン コン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジイ filed Critical ザ ホン コン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジイ
Publication of JP2016530241A publication Critical patent/JP2016530241A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6364484B2 publication Critical patent/JP6364484B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/395Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/438The ring being spiro-condensed with carbocyclic or heterocyclic ring systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/35Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom
    • A61K31/352Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings, e.g. methantheline 
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/395Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/4021-aryl substituted, e.g. piretanide
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/395Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/403Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with carbocyclic rings, e.g. carbazole
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/395Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/407Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with other heterocyclic ring systems, e.g. ketorolac, physostigmine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/395Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/4353Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems
    • A61K31/437Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems the heterocyclic ring system containing a five-membered ring having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. indolizine, beta-carboline
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P21/00Drugs for disorders of the muscular or neuromuscular system
    • A61P21/02Muscle relaxants, e.g. for tetanus or cramps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • A61P25/16Anti-Parkinson drugs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/22Anxiolytics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/24Antidepressants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/12Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D471/20Spiro-condensed systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

関連出願
本出願は、2013年7月17日に出願された米国仮特許出願第61/847,432号に対する優先権を主張し、その内容は、あらゆる目的で参照によりその全体が組み込まれる。
認知低下を特徴とするアルツハイマー病(AD)は、シナプス不全の疾患として出現した。本発明者らは、受容体チロシンキナーゼEphA4がADにおける海馬シナプス機能不全を媒介するために重要であり、かつEphA4シグナル伝達の特異的阻害がADマウスモデルにおいてシナプス障害を逆転させることを発見した。強化されたEphA4シグナル伝達は、ADトランスジェニックマウスの海馬において観察され、ADにおけるシナプス喪失に貢献すると考えられる可溶性アミロイド−βペプチドオリゴマー(Aβ)は、ラット海馬スライスにおいてEphA4活性化を誘発した。EphA4−リガンド相互作用の遮断は、興奮性シナプス伝達においてAβ誘発性欠陥を阻害した。さらに、海馬のCA1領域内のEphA4レベルの減少またはEphA4機能の妨害は、ADトランスジェニックマウスにおいて海馬長期増強(LTP)の抑制を逆転させることが観察された。重要なことに、本発明者らは、小分子リンコフィリン(Rhy)を、ニューロン内のEphA4依存性シグナル伝達を効果的に廃止した候補EphA4阻害剤として特定した。Rhyのインビボ投与は、ADマウスモデルにおいて正常なLTPを回復させ、病状を軽減させた。さらに、Rhyの種々の化学誘導体が合成され、Rhyと比べてEphA4阻害剤と同等または強化された活性を有することが示された。まとめると、本発明者らによる発見は、ADと関連するシナプス機能不全を媒介すること、ならびにEphA4シグナル伝達によって引き起こされるか、または悪化する他の神経変性障害における、EphA4の今まで知られていなかった役割を明らかにする。これらの発見は、この性質の疾患の治療のための新たな治療手法を示す。
第1の態様では、本発明は、特に過度に活性化したEphA4シグナル伝達の場合に、EphA4シグナル伝達によって引き起こされるか、または悪化する疾患もしくは状態を治療するための新規の方法を提供する。神経変性障害を含む種々の疾患及び状態、例えば、アルツハイマー病、脊髄損傷、パーキンソン病、頭部損傷(例えば、外傷性脳損傷)、末梢神経再生、筋萎縮性側索硬化症(ALS、多くの場合、ルー・ゲーリック病と呼ばれる)、脳卒中、聴覚障害、多発性硬化症、気分障害、種々の種類の癌等のアミロイドβ誘発性神経障害は、過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わることが知られている。EphA4シグナル伝達を阻害する任意の化合物は、これらの疾患を治療してそれらの症状を軽減する目的で使用することができる。例えば、EphA4とそのリガンドとの間の特異的結合を妨害及び阻害する化合物は、EphA4シグナル伝達阻害剤として機能することができ、したがってこの特定の治療目的に有用であり得る。多くの場合、この種の阻害剤は、EphA4またhEphA4リガンドのいずれかに対する競合的結合を通じて作用し、EphA4とそのリガンドとの間の結合を崩壊及び減少させる。別の例として、RNAレベルまたはタンパク質レベルのいずれかでEphA4またはそのリガンドの発現を抑制することができる化合物も、EphA4シグナル伝達を低減することによってそのような神経変性疾患を治療する目的に有用である。場合によっては、リンコフィリン(またはRhy)、KYLペプチド(KYLPYWPVLSSL、Murai et al.,Mol.Cell Neurosci.2003 Dec;24(4):1000−1011)、APYペプチド(APYCVYRRGSWSC)及びVTMペプチド(VTMEAINLAFPG)(いずれもWO2004/028551に記載される)、Cpd1及びCpd2(Noberini et al.,J Biol Chem.2008 October 24;283(43):29461−29472に記載される2つの異性体2,5−ジメチルピロリル安息香酸誘導体)等の既知のEphA4阻害剤を、この治療目的で使用することができる。
リンコフィリン(Rhy)は、種々の文献に記載されており、例えば、Xiong et al.,Hypertension Research 2013 July;36(7):570−579、及びZhou et al.,Fitoterapia 85(2013):125−129を参照されたい。その化学名は、メチル(7β,16E,20α)−16−(メトキシメチレン)−2−オキソコリノキサン−17−オエートである。その分子式は、C2228であり、その化学式は、次のとおりである。
Figure 0006364484
Rhyは、過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患及び状態を治療するためのEphA4シグナル伝達の阻害剤として有用である。イソリンコフィリン(IsoRhy)も、ある特定の神経保護活性を呈する化合物として報告されたが、本発明者らは、IsoRhyがEphA4シグナル伝達を阻害する際に不活性であることを見出した。したがって、IsoRhyは、本発明における使用を意図しない。
Rhyの他に、EphA4シグナル伝達のいくつかの他の阻害剤、例えば、KYLペプチド、APYペプチド、及びVTMペプチド(Murai et al.,上記)、化合物1及び化合物2(Noberini et al.,上記)、ならびに非クラスタ化エフリン−A5−Fc及びEphA4−Fc(Goldshmit et al.,Plos One 6,e24636,2011)が知られている。EphA4シグナル伝達の追加の小分子阻害剤は、Van Linden et al., Eur.J.Med.Chem.2012,47(1):493−500、及びParmentier−Batteur et al.,J.Neurochem.2011,118(6):1016−1031)に記載されている。これらの既知の阻害剤のそれぞれは、EphA4阻害剤としてのそれらの共有する機能的役割に起因して、本発明の特許請求される方法による使用に有効であるが、本発明のいくつかの実施形態では、本発明の特許請求される方法で使用されるEphA4シグナル伝達阻害剤は、Rhyではなく、別の阻害剤である。場合によっては、EphA4シグナル伝達阻害剤は、KYL、APL、またはVTMペプチドではなく、別の阻害剤である。場合によっては、EphA4シグナル伝達阻害剤は、Cpd1またはCpd2ではなく、別の阻害剤である。場合によっては、本発明の特許請求される方法で使用されるEphA4シグナル伝達阻害剤は、上で指名されたものを含む、既知のEphA4阻害剤のうちのいずれとも異なる、EphA4阻害剤として新たに特定された化合物である。そのような新たな化合物は、例えば、コリリン及びデンドロビン(本開示の実施例2に記載される)、ならびにCpd1から修飾された化合物(例えば、本開示の実施例3に記載される化合物6、14、及び21)を含むが、本明細書に記載されるものに限定されない。
これらのEphA4阻害剤は、それらが既知であるか、または新たに特定されたかにかかわらず、過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患または状態を治療する目的に有用であり、アルツハイマー病及びアミロイドβ誘発性神経毒性によって引き起こされる他の疾患を含む。しかしながら、本発明を実施する目的で、既知のEphA4阻害剤のうちのいずれか1つまたは任意の組み合わせは、いくつかの実施形態において、実践の範囲から除外され得る。
第2の態様では、本発明は、Rhyと比較した場合、EphA4シグナル伝達に対して少なくとも同等であり、多くの場合より強力な阻害活性を有するRhyの化学誘導体である新規の化合物を提供する。新規の化合物は、一般に、式Iの構造
Figure 0006364484
、またはその薬学的に許容される塩を有すると記載され、式中、各Rが、独立して、水素及びアルキルからなる群から選択されるメンバーであり、各Rが、独立して、水素及びアシルからなる群から選択されるメンバーであり、各Rが、独立して、電子対、低級アルキル、アリル、及びアリールメチルからなる群から選択されるメンバーであり、Lが、結合、アルキレン、及びアリールアルキレンからなる群から選択されるリンカーであり、Xが、結合、−O−、−S−、及び−N(R)−からなる群から選択され、Lが結合である場合、Xも結合であり、Rが、水素、ハロ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、アシルアルキル、(RN−アルキレン、及び
Figure 0006364484
からなる群から選択され、
Lが結合である場合、Rが、水素、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルアルキルからなる群から選択され、Xが−O−、−S−、または−N(R)−である場合、Rが、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アロイルメチル、アシル、アシルアルキル、及び(RN−アルキレンからなる群から選択され、かつ各Rが、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルメチルからなる群から選択される。一般に、そのようなRhy誘導体は、それ自体がRhyではなく、その塩でもない。これらのRhy誘導体の例示の化合物は、表1〜3に提供される。過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患及び状態を治療する目的に有用なRhyの化学誘導体は、EphA4シグナル伝達に対するそれらの阻害活性及びアルツハイマー病等の状態を治療する際の治療効果を検証するために、典型的に最初に合成され、次に関連する研究分野において既知であるか、または本明細書に記載される1つ以上の機能アッセイ(例えば、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイ、EphA4依存性成長円錐崩壊アッセイ、またはさらにはAPP/PS1及びAPP変異マウスモデルにおいて)で試験される。
さらに、本発明は、上で指名された疾患及び状態を含むがこれらに限定されない、過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患または状態、特に斑または凝集体形成に関わるもの(例えば、アルツハイマー病等のアミロイドβ関連神経変性障害)を治療する目的に有用な薬学的組成物も提供する。アルツハイマー病に加えて、EphA4シグナル伝達阻害剤を含む(本明細書に開示されるRhy誘導体を含む)薬学的組成物は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脳卒中、癌、及び脊髄損傷等の疾患及び障害を治療するために使用されてよく、それらの全ては、EphA4によって媒介される過剰活性化または過剰細胞内シグナル伝達の成分を有する。アミロイドβ関連神経変性障害は、アミロイド斑の存在が障害の発症及び/または進行に貢献する、神経変性障害である。そのような障害の一例は、アルツハイマー病である。本発明のいくつかの実施形態では、従来の定義の運動ニューロン障害は、「アミロイドβ関連神経変性障害」のクラスから除外される。
本組成物は、典型的に、活性成分としてのEphA4シグナル伝達の阻害剤と、薬学的または生理学的に許容される賦形剤と、を含む。多くの場合、EphA4阻害剤は、そのような治療を必要とする患者に対して好ましい送達形態、例えば、経口投与または注入のために製剤化される。さらに、コリリン及びデンドロビン等のEphA4阻害剤は、ある特定の薬用植物中に見られるため、EphA4阻害剤(複数可)を含む活性成分を含有するそのような植物の抽出物は、本明細書に記載されるような治療目的で直接使用され得る。
いくつかの実施形態では、本組成物は、Rhyの新規の化学誘導体である、例えば、本出願の特許請求の範囲に記載されるもの、または表1〜3に提供されるものである、EphA4阻害剤を含む。したがって、本明細書に記載されるEphA4阻害剤は、アルツハイマー病、ALS、パーキンソン病、外傷性脳損傷、脳卒中、癌、及び脊髄損傷を含むがこれらに限定されない過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患及び状態を治療することを意図した薬剤の製造に使用され得る。
第3の態様では、本発明は、EphA4シグナル伝達の新たな今まで知られていなかった阻害剤を特定することによって神経変性疾患(特に、アルツハイマー病等のアミロイドβ関連神経変性障害)を治療するための治療薬として使用することのできる化合物を特定するための方法を提供する。場合によっては、候補化合物は、EphA4とそのリガンド(例えば、エフリン)との間の結合を妨害し、したがって低減するその能力について試験される。潜在的に、阻害剤は、小分子、巨大分子(ポリペプチド及びポリヌクレオチド等)、及び同様のものを含む、任意の化学的性質の分子であり得る。典型的に、EphA4−リガンド結合を中断するその能力について試験される候補化合物は、最初に、EphA4及びそのリガンドの両方が存在する環境内、ならびにEphA4とそのリガンドとの間の特異的結合に対して許容される条件下に置かれる。次に、候補化合物の存在下でのEphA4とリガンドとの間の結合レベルが決定され、候補化合物が不在であることを除いて同じ条件下でのEphA4とそのリガンドとの間の結合レベル(換言すれば、EphA4とリガンドとの「対照結合レベル」)と比較される。EphA4−リガンド結合レベルが、対照結合レベルよりも、例えば、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれ以上低い場合、EphA4とそのリガンドとの間の結合は、「阻害された」と見なされ、候補化合物は、少なくとも予備的にEphA4シグナル伝達阻害剤であると見なされる。随意に、さらなる試験の追加ステップを実行し、EphA4シグナル伝達を抑制することによって神経保護を提供する化合物の機能を検証する。例えば、本出願に記載されるADマウスモデルAPP/PS1等の動物モデルを使用し、EphA4−リガンド結合を中断することができる化合物が、アミロイド斑によって阻害される海馬シナプス可塑性を改善すること、ならびにAD病理のある特定の特徴、例えば、皮質及び海馬内のアミロイド斑の低減を改善することに影響するかどうかを検証することができる。
本開示に記載されるように、小分子EphA4阻害剤をスクリーニングする目的で、多くの場合、最初に小分子ライブラリーを使用して分子ドッキング分析を行う。EphA4と結合すると予測される小分子が選択される。代替例では、小分子は、最初にスクリーニングされ、細胞ベースまたは無細胞結合アッセイフォーマットで、多くの場合、エフリン等のEphA4の天然リガンドと競合してEphA4に特異的に結合するそれらの能力に対して選択され得る。次に、これらの選択された小分子を、細胞モデル及び動物モデルにおいてEphA4を阻害するそれらの能力について試験する。候補小分子(典型的に、1μM〜10μM)を、培養した海馬ニューロンを使用して、EphA4依存性成長円錐崩壊を阻害するそれらの能力について試験する。小分子が投薬量依存的にEphA4依存性成長円錐崩壊アッセイに対する阻害を示す場合、培養した皮質ニューロン内の(受容体の活性化状態を反映する)EphA4のエフリン−A依存性自己リン酸化を遮断することに対するこれらの小分子の能力を、ウェスタンブロット分析を使用して調べる。細胞アッセイにおいて、これらの小分子がEphA4阻害剤であることが実証される後、次にさらなる試験を行い、これらの小分子が急性海馬器官型スライスにおいて長期増強(LTP、シナプス可塑性の形態)のアミロイドβ誘発性低減を逆転させることができるかどうかを決定する。結果が陽性である場合、これらの小分子を用いて、ADマウスモデル(例えば、APP/PS1及びAPP変異マウスモデル)の経口投与を行う。これらのADマウスモデルにおいて、小分子がLTPの阻害を逆転させ、病理学的特徴(アミロイドβ沈着、アストログリオーシス、及び小膠細胞症)を低減させることができるかどうかを評価する。さらに生化学分析を行い、小分子が、Ephファミリーの他のメンバーではなく、EphA4の細胞外ドメインに直接結合することを示す。同じまたは類似のスクリーニングプロセスは、任意の化学的性質のEphA4阻害剤を特定する目的で追従され得る。
別種のEphA4シグナル伝達阻害剤は、EphA4またはそのリガンドの発現を抑制することによって作用し、そのような抑制は、RNAレベル及び/またはタンパク質レベルにおいてであり得る。多くの分子がこのカテゴリーに該当し得、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド、マイクロRNA、または分解を促進するためにEphA4転写物(もしくはEphA4リガンドの転写物)を特異的に標的とする抗体は、EphA4シグナル伝達の有効な阻害剤であり得る。提案されるこの性質の阻害剤は、EphA4(またはそのリガンド)の任意の低減のために、EphA4(またはそのリガンド)を発現する細胞に露出することによって試験され得る。この場合も、そのような低減は、提案された阻害剤の不在下であることを除いて同じ条件下でEphA4(またはそのリガンド)の発現レベルと比較した場合、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、またはそれ以上の低減である。一旦EphA4(またはそのリガンド)発現の低減が検出されると、提案された阻害剤を上記と同じようにさらに試験し、その神経保護活性を検証することができる。
第4の態様では、本発明は、EphA4シグナル伝達、例えば、アルツハイマー病等のアミロイドβ誘発性神経毒性によって引き起こされるか、または悪化する疾患または障害の治療において使用するためのキットを提供する。該キットは、例えば、EphA4−リガンド結合を崩壊させることによる、またはEphA4もしくはリガンド発現を(例えば、RNAレベルもしくはタンパク質レベルで)抑制することによる、EphA4シグナル伝達の1つ以上の阻害剤を含む。キットは、多くの場合、複数の容器を含み、該キットがある特定の期間中に患者によって日用するための阻害剤を提供することができるように、それぞれが1日投与量のEphA4シグナル伝達阻害剤を含む。場合によっては、阻害剤は、経口投与または静脈内注入、皮下注入、もしくは筋肉内注入等の注入に適した薬学的組成物に製剤化される。随意に、阻害剤の投与時に使用者を指向する指示マニュアルもキットに提供される。
[本発明1001]
式Iの化合物
[化1]
Figure 0006364484
、またはその薬学的に許容される塩であって、式中、
各R 1 が、独立して、水素及びアルキルからなる群から選択されるメンバーであり、
各R 2 が、独立して、水素及びアシルからなる群から選択されるメンバーであり、
各R が、独立して、電子対、低級アルキル、アリル、及びアリールメチルからなる群から選択されるメンバーであり、
Lが、結合、アルキレン、及びアリールアルキレンからなる群から選択されるリンカーであり、
Xが、結合、−O−、−S−、及び−N(R 4 )−からなる群から選択され、Lが結合である場合、Xも結合であり、
3 が、水素、ハロ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アロイルメチル、アシル、アシルアルキル、(R 4 2 N−アルキレン、及び
[化2]
Figure 0006364484
からなる群から選択され、
Lが結合である場合、R 3 は、水素、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルアルキルからなる群から選択され、
Xが−O−、−S−、または−N(R 4 )−である場合、R 3 は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アロイルメチル、アシル、アシルアルキル、及び(R 4 2 N−アルキレンからなる群から選択され、かつ
各R 4 が、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルメチルからなる群から選択され、
但し、(1)前記化合物は、リンコフィリンまたはその塩ではなく、かつ(2)前記化合物は、EphA4阻害剤である、前記化合物、またはその薬学的に許容される塩。
[本発明1002]
1 が、メチルである、本発明1001の化合物。
[本発明1003]
2 が、水素またはビオチニルである、本発明1001または1002の化合物。
[本発明1004]
が、メチルまたは電子対である、本発明1001〜1003のいずれかの化合物。
[本発明1005]
Lが、アルキレン基である、本発明1001〜1004のいずれかの化合物。
[本発明1006]
Lが、式−(CH 2 のアルキレン基であり、式中、nが、3〜12の整数である、本発明1005の化合物。
[本発明1007]
nが、5〜10、5〜9、6〜10、または6〜8の整数である、本発明1006の化合物。
[本発明1008]
Lが、式−CH 2 (1,4−C 6 4 )CH 2 −のアリールアルキレン基である、本発明1001〜1004のいずれかの化合物。
[本発明1009]
Lが、結合である、本発明1001〜1004のいずれかの化合物。
[本発明1010]
Xが、結合である、本発明1001〜1008のいずれかの化合物。
[本発明1011]
Xが、−O−である、本発明1001〜1008のいずれかの化合物。
[本発明1012]
Xが、−NH−である、本発明1001〜1008のいずれかの化合物。
[本発明1013]
3 が、水素でない、本発明1001〜1012のいずれかの化合物。
[本発明1014]
3 が、ハロである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1015]
3 が、クロロまたはブロモである、本発明1014の化合物。
[本発明1016]
3 が、メチル、ヘテロシクリルアルキル、またはヘテロアリールアルキルである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1017]
3 が、ピリジン−2−イルメチル、ピリジン−3−イルメチル、ピリジン−4−イルメチル、または(3−キノキサリン−2(1H)−オニル)メチルである、本発明1016の化合物。
[本発明1018]
3 が、アリールである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1019]
3 が、フェニル、4−ベンジルオキシフェニル、4−ヒドロキシフェニル、または3,4−ジメトキシフェニルである、本発明1018の化合物。
[本発明1020]
Xが、−O−であり、R 3 が、4−ヒドロキシフェニル、4−ベンジルオキシフェニル、または3,4−ジメトキシフェニルである、本発明1019の化合物。
[本発明1021]
3 が、アリールアルキルである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1022]
3 が、ベンジル、2−フェニルベンジル、3−クロロベンジル、3−メトキシベンジル、4−ベンゾイルベンジル、4−ブロモベンジル、4−tert−ブチルベンジル、4−メチルベンジル、4−メトキシベンジル、または2,6−ジクロロベンジルである、本発明1021の化合物。
[本発明1023]
3 が、アシルである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1024]
3 が、ベンゾイル、2−ヨードベンゾイル、2−ヨード−4−ブロモベンゾイル、3,4−ジメトキシベンゾイル、5−メトキシ−2−ニトロベンゾイル、ビオチニル、または3−フェニルアクリロイルである、本発明1023の化合物。
[本発明1025]
3 が、3,4−ジメトキシベンゾイルまたは5−メトキシ−2−ニトロベンゾイルである、本発明1024の化合物。
[本発明1026]
3 が、(4−メトキシベンゾイル)メチル、アリル、シンナミル、6−アミノヘキシル、2−ピロリジン−1−イルエチル、または3−イミダゾール−1−イルプロピル、または(R 4 )NH−アルキレンである、本発明1001〜1013のいずれかの化合物。
[本発明1027]
4 が、水素またはビオチニルである、本発明1001〜1013及び1026のいずれかの化合物。
[本発明1028]
EphA4シグナル伝達に対する阻害剤の有効量を、EphA4シグナル伝達に関わる疾患を患う対象に投与することを含む、前記対象を治療するための方法。
[本発明1029]
前記阻害剤が、Rhyまたはその機能的誘導体である、本発明1028の方法。
[本発明1030]
前記阻害剤が、本発明1001〜1015のいずれかの化合物である、本発明1028の方法。
[本発明1031]
前記阻害剤が、KYLペプチド、Cpd1、コリリン、デンドロビン、化合物6、化合物14、または化合物21である、本発明1028の方法。
[本発明1032]
前記阻害剤が、薬学的に許容される賦形剤と一緒に、薬学的組成物中に存在する、本発明1028の方法。
[本発明1033]
前記阻害剤が、コリリンであり、フルクタス・プソラリエ(Fructus Psoraleae)の抽出物中に存在するか、または前記阻害剤が、デンドロビンであり、デンドロビウム(Dendrobium)種の抽出物中に存在する、本発明1028の方法。
[本発明1034]
前記疾患が、アミロイドβ関連神経変性障害である、本発明1028の方法。
[本発明1035]
前記アミロイドβ関連神経変性障害が、アルツハイマー病である、本発明1034の方法。
[本発明1036]
前記疾患が、外傷性脳損傷、脳卒中、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、多発性硬化症(MS)、脊髄損傷、癌、炎症、鬱病、または不安症である、本発明1028の方法。
[本発明1037]
活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患を治療するために有用な治療薬を特定するための方法であって、
(i)候補化合物をEphA4及びEphA4のリガンドと、EphA4と前記リガンドとの間の結合を許容する条件下で接触させるステップと、
(ii)前記候補化合物の存在下でのEphA4と前記リガンドとの結合レベルを決定するステップと、
(iii)ステップ(ii)で得られた前記結合レベルを、前記候補化合物が不在であることを除いて同じ条件下で決定されたEphA4と前記リガンドとの対照結合レベルと比較するステップであって、前記対照結合レベルと比較した場合のステップ(ii)で得られた前記結合レベルの減少が、前記候補化合物を、EphA4シグナル伝達に関わる疾患を治療するために有用な治療薬として示す、ステップ
を含む、前記方法。
[本発明1038]
ステップ(iii)において候補化合物が治療薬として示されたら、前記化合物の神経保護活性を確認するために、細胞ベースのアッセイまたは動物モデルにおいて前記候補化合物を試験するステップ(iv)をさらに含む、本発明1037の方法。
[本発明1039]
EphA4シグナル伝達に対する阻害剤を含む、EphA4シグナル伝達に関わる疾患を治療するためのキット。
[本発明1040]
1日投与量の前記阻害剤を含有する複数の容器を含む、本発明1039のキット。
[本発明1041]
前記阻害剤が、Rhyもしくはその機能的誘導体、KYLペプチド、Cpd1、コリリン、デンドロビン、化合物6、化合物14、または化合物21である、本発明1039のキット。
[本発明1042]
前記阻害剤が、本発明1001〜1015のいずれかの前記化合物である、本発明1039のキット。
[本発明1043]
前記阻害剤が、薬学的に許容される賦形剤と一緒に、薬学的組成物中に存在する、本発明1026のキット。
[本発明1044]
前記薬学的組成物が、経口投与のために製剤化される、本発明1043のキット。
[本発明1045]
前記阻害剤が、コリリンであり、フルクタス・プソラリエの抽出物中に存在するか、または前記阻害剤が、デンドロビンであり、デンドロビウム種の抽出物中に存在する、本発明1039のキット。
[本発明1046]
指示マニュアルをさらに含む、本発明1039のキット。
Aβは、EphA4シグナル伝達の活性化を刺激する。(a及びb)3ヶ月及び6ヶ月時点でのWT及びAPP/PS1マウスの海馬シナプトソーム画分におけるTyr602 EphA4リン酸化(P−Tyr602 EphA4)及び総EphA4レベルのウェスタンブロット。EphA4タンパク質に対して正規化されたWT及びAPP/PS1マウスのP−Tyr602 EphA4の定量化(p<0.01、一元配置分散分析、スチューデントのニューマン検定、3月齢のWTの場合のn=3を除いて、全ての条件でn=4)。(c〜f)Aβは、EphA4チロシンリン酸化を増加させた。(c、d)急性ラット海馬スライスを、20nM、100nM、もしくは500nMのAβで2時間、または500nMで(e、f)に示されるような種々の期間で処置した。EphA4を、総溶解物から免疫沈降し、次にP−Tyr EphA4についてウェスタンブロットに供した。(d、f)EphA4に対して正規化されたAβ処置時のP−Tyr EphA4の定量化(d)p<0.05対0nM、一元配置分散分析、スチューデントのニューマン検定;0nMの場合n=6、20nM及び100nMの場合n=5、500nMの場合7。(f)**p<0.05対0時間、一元配置分散分析、スチューデントのニューマン検定;n=3。(g、h)Aβは、EphA4クラスタの数を増加させた。培養した海馬ニューロン(25〜28DIV)を、Aβで4時間処置した。Aβは、EphA4クラスタ化を増加させた(シナプス後部をPSD−95抗体で染色した)。代表画像(g)。スケールバー=10μm。EphA4またはPSD−95クラスタの定量分析(h)(***p<0.001、スチューデントのt検定)。(i、j)EphA4−リガンド相互作用の遮断は、EphA4のAβ刺激性活性化を廃止した。急性ラット海馬スライスを、KYLペプチドで0.5時間、続いてAβで2時間前処置した。(i)EphA4を免疫沈降し、P−Tyr EphA4についてウェスタンブロットに供した。(i)EphA4活性化の倍率変化が示される(P−Tyr EphA4/EphA4、右パネル)。p<0.01、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定(n=3)。 EphA4−リガンド相互作用の遮断は、Aβ媒介性神経伝達障害を防止する。(a、b)EphA4阻害剤KYLペプチドは、24〜26DIVにおいて海馬ニューロン内の樹状突起棘のAβ誘発性低減を減衰した。代表画像(a)。スケールバー=10μm。樹状突起棘密度の定量分析(b)***p<0.001;二元配置分散分析後のボンフェローニ事後検定(n=15〜20ニューロン)。(c〜e)内因性EphA4そのリガンド、エフリンとの間の相互作用を遮断する非クラスタ化EphA4−Fcは、mEPSCの事象間間隔のAβ誘発性増加をレスキューした。(c)非クラスタ化EphA4−FcまたはFc対照の存在下でのAβ刺激性ニューロンからの代表的なmEPSCトレース。(d)mEPSC事象間間隔の累積確率分布。(e)(d)からのデータの平均±標準誤差(mEPSC事象間間隔:Fc=445.5±8.8ms、Fc+Aβ=619.4±14.3ms、EphA4=500.4±9.8ms、EphA4+Aβ=478.5±9.8ms;39個以上のニューロンが、少なくとも3つの実験から各条件で記録された)。***p<0.001、Aβ対対照;###p<0.001対Aβ単独、クラスカル・ワリス検定を伴う一元配置分散分析。(f〜h)EphA4(Cpd1)及びCdk5(Ros)の小分子阻害剤は、事象間間隔のAβ誘発性増加を防止した。(f)Cpd1(500μM)またはRos(10μM)を用いる場合、または用いない場合のAβ刺激性ニューロンからの代表的なmEPSC。(g)mEPSC事象間間隔の累積確率分布。(h)(g)からのデータの平均±標準誤差(mEPSC事象間間隔:対照=454.1±12.5ms、Aβ=818.1±28.2ms、Cpd1=559.5±16.6ms、Cpd1+Aβ=542.6±15.4ms、Ros=451.0+11.2ms、Ros+Aβ=494.1±11.7ms;少なくとも3つの実験から22個以上のニューロン)。***p<0.001、Aβ対対照;###p<0.001対Aβ単独、クラスカル・ワリス検定を伴う一元配置分散分析。 EphA4シグナル伝達の遮断は、海馬LTPのAβ誘発性障害をレスキューする。(a〜d)EphA4−リガンド相互作用の遮断は、LTPのAβ誘発性低減をレスキューした。急性海馬スライスを、EphA4阻害剤、すなわち非クラスタ化EphA4−Fc[10μg/mL;(a、b)]またはKYLペプチド[100μM;(c、d)]の存在下、Aβで2時間処置した。シェファー側枝経路のCA1中のLTPは、後次にHFSによって誘発された。(a、c)点は、ベースライン値に関して正規化されたfEPSPの平均化勾配を表す(平均±標準誤差)。LTP誘発(矢印)の5分前(1)及び50分後(2)のトレース記録が示される。挿入トレースは、HFS前(灰色)及び後(黒色)に記録された例示のfEPSPである。水平バー:5ms、垂直バー:0.5mV。(b、d)LTP誘発後の記録の最後の10分で平均化された平均fEPSP勾配の定量化(平均±標準誤差)。EphA4−Fc共処置の場合:対照=169.2±9.6%、n=5脳、10スライス;Aβ=122.0±6.1%、n=5脳、9スライス;EphA4−Fc=155.7±5.4%、n=6脳、10スライス;EphA4−Fc+Aβ=155.0±6.2%、n=5脳、10スライス。KYL共処置の場合:対照=169±6.72%、n=6脳、10スライス;Aβ=132±6.06%、n=6脳、11スライス;KYL=164.6±5.7%、n=6脳、11スライス;KYL+Aβ=174.9±9.0%、n=6脳、11スライス。**p<0.01、***p<0.001、Aβ対対照、二元配置分散分析後のボンフェローニ事後検定;##p<0.01、###p<0.001対Aβ単独、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。(e〜h)EphA4シグナル伝達の遮断は、APP/PS1変異マウスにおけるLTP障害をレスキューした。(e、f)WT及びAPP/PS1変異マウスに、浸透圧ポンプを使用してKYLを注入したところ、海馬のシェファー側枝経路のCA1中のLTPは、後次にHFSによって誘発された。(g、h)WT及びAPP/PS1変異マウスの海馬に、EphA4−shRNA(shEphA4)またはGFPウイルス(GFP)を注入したところ、CA3−CA1 LTPは、注入の3〜4週間後にHFSによって後次に誘発された。(e、g)ベースライン−正規化fEPSPの平均化勾配(平均±標準誤差)。LTP誘発(矢印)の5分前(1)及び50分後(2)のトレース記録が示される。挿入トレースは、HFS前(灰色)及び後(黒色)に記録された例示のfEPSPである。水平バー:5ms、垂直バー:0.5mV。(f、h)LTP誘発後の記録の最後の10分の平均fEPSP勾配の定量化(平均±標準誤差)(f)WT、対照=191.8±9.5%、n=6脳、9スライス;WT、KYL=190.1±6.9%、n=6脳、16スライス;Tg、対照=154.0±8.2%、n=6脳、11スライス;Tg、KYL=181.9±8.6%、n=6脳、9スライス。p<0.05、対照条件下のTg対WT;p<0.05、TgマウスにおけるKYL対対照、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。(h)WT、GFP=198.0±17.94%、n=6脳、12スライス;WT、shEphA4=186±31.85%、n=6脳、11スライス;Tg、GFP=146.3±17.14%、n=11脳、27スライス;Tg、shEphA4=164.7±23.62%、n=7脳、14スライス;***p<0.001、GFP条件下のTg対WT;p<0.05、TgマウスにおけるshEphA4対GFP、ボンフェローニ事後検定を伴う二元配置分散分析。 小分子Rhyは、EphA4の新規阻害剤である。(a)EphA4と複合したRhyのドッキング構造。EphA4のリガンド−結合ドメイン(緑色)は、曲面表現で示されるが、Rhyは、棒として示される(シアンブルー)。Rhyの酸素、窒素、及びアミン水素原子は、それぞれ赤色、青色、及び白色で着色される。Rhyとの著しい疎水性相互作用を形成するEphA4上の4つの残基は、D−Eループ中のIle59(橙色)、I−Jループ中のPhe154(赤色)、K中のLeu166、及びMβ鎖中のVal195(黄色)である。さらに、Rhyのエーテル結合におけるカルボニル及びメトキシル酸素原子は、Jβ鎖及びJ−Kループ(紫色)内のAsp158(約2.1Å)及びArg162(約2.1Å)において、EphA4との2つの強力な水素結合を形成する。(b)Rhyは、EphA4に特異的に結合する。Rhyは、EphB2の細胞外ドメインではなく、EphA4の細胞外ドメインに結合する。ストレプトアビジンビーズと結合されたビオチン化Rhyを用いる組換えEphA4−FcまたはEphB2−Fcタンパク質のインビトロプルダウンアッセイ(実験を3回繰り返した)。(c、d)Rhyは、Eph−エフリン−A相互作用及びEphA4チロシンリン酸化を阻害した。(c)Rhyは、HT22細胞の表面へのエフリン−A1の結合を低減する。ビオチン化エフリン−A1(A1、0.5μg/mL)での処置前に、HT−22細胞をRhyまたはKYLで10分間プレインキュベートした。HT−22細胞表面上のビオチン化エフリン−A1クラスタの定量分析。**p<0.01、***p<0.001、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。(d)6DIVにおける皮質ニューロンを、エフリン−A1で30分間処置する前に、Rhyで30分間プレインキュベートした。溶解物を収集し、EphA4抗体で免疫沈降した。P−Tryについてのウェスタンブロット分析。(e)定量分析データは、平均±標準誤差として提示される(**p<0.01、スチューデントのt検定、n=5)。(f、g)Rhyは、EphA4依存性シグナル伝達及び細胞機能を阻害した。(f)Rhyの存在は、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を廃止した(A1)。***p<0.005対Fc、##p<0.01、###p<0.001対A1、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。(g)Rhyは、エフリン−A1刺激性成長円錐崩壊を阻害した(平均±標準誤差、少なくとも3つの実験から150個を超えるニューロン)。p<0.05、***p<0.001、異なる条件でのA1対Fc、二元配置分散分析後のボンフェローニ事後検定;p<0.05、##p<0.01、###対照条件でのp<0.001対A1、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。Rhyと同様に、Cpd1もまた、10μMを超える濃度にもかかわらず、エフリン−A1刺激性成長円錐崩壊を阻害した(データ図示せず)。 Rhyは、ADマウスにおいて神経伝達及びLTP阻害のAβ誘発性欠乏をレスキューする。(a〜c)Rhy(10μM)による前処置は、神経伝達のAβ誘発性低減を廃止した。海馬ニューロンを、10μMのRhyの存在下でAβにより処置した。(a)代表mEPSCトレース。(b)累積mEPSC事象間間隔分布。(c)(b)からのデータの平均±標準誤差(mEPSC事象間間隔:対照=312.9±7.8ms、Aβ=897.4±43.4ms、Rhy=512.2±13.6ms、Rhy+Aβ=420.6±9.6ms;17個以上のニューロンが、少なくとも3つの実験から各条件で記録された)。***p<0.001 Aβ対対照;###p<0.001対Aβ単独、一元配置分散分析後のクラスカル・ワリス検定。(d、e)Rhyは、LTPのAβ誘発性阻害を防止した。急性海馬スライスを、Rhy(30μM)の存在下でAβにより処置したところ、シェファー側枝経路のCA1中のLTPは、HFSによって誘発された。(d)ベースライン−正規化fEPSPの平均化勾配(平均±標準誤差)。LTP誘発(矢印)の5分前(1)及び50分後(2)のトレース記録が示される。(e)LTP誘発後の記録の最後の10分間の平均fEPSP勾配の定量化(平均±標準誤差);対照=172.7±7.5%、n=6脳、10スライス;Aβ=131.1±3.9%、n=6脳、11スライス;Rhy=168.1±6.0%、n=6脳、12スライス;Rhy+Aβ=174.1±9.8%、n=6脳、10スライス。***p<0.001 Aβ対対照、二元配置分散分析後のボンフェローニ事後検定;###p<0.001対Aβ単独;一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。(f、g)Rhyは、APP/PS1変異マウスにおいてLTP障害をレスキューした。WT及びAPP/PS1変異マウスにRhy(50mg・kg−1・日−1)を3週間経口投与したところ、海馬のシェファー側枝経路のCA1中のLTPは、HFSによって誘発された。(f)ベースライン−正規化fEPSPの平均化勾配(平均±標準誤差)。LTP誘発(矢印)の5分前(1)及び50分後(2)のトレース記録が示される。(g)LTP誘発後の記録の最後の10分間の平均fEPSP勾配の定量化(平均±標準誤差);WT、対照=194.0±7.0%、n=7脳、11スライス;WT、Rhy=180.5±7.7%、n=7脳、12スライス;Tg、対照=147.6±3.5%、n=7脳、8スライス;Tg、Rhy=198.1±8.9%、n=6脳、11スライス。***p<0.001 WT対Tg、###p<0.001対照対Rhy、二元配置分散分析後のボンフェローニ事後検定。(d、g)挿入トレースは、HFS前(灰色)及び後(黒色)に記録された例示の興奮性シナプス後場電位(fEPSP)である。水平バー:5ms、垂直バー:0.5mV。 Rhy投与は、アミロイド斑沈着及び小膠細胞性活性化の低減につながる。(a〜c)Rhyを約10週間(7.5〜8月齢で)投与した後のAPP/PS1マウスにおけるアミロイド斑沈着のDAB染色。(a)代表画像。スケールバー=1mm。(b及びc)皮質及び海馬(各脳から4個を超える切片、n=4脳)内のAβ染色(アミロイド斑沈着)によって被覆された総面積の数及びパーセンテージの定量化。データは、平均±標準誤差として提示された。***p<0.001、**p<0.01、スチューデントのt検定。(d〜h)Rhy投与されたAPP/PS1マウスのマウス脳切片を、β−アミロイド(赤色、アミロイド斑沈着の場合)及びIba−1(緑色、小膠細胞性活性化の場合)に対する抗体で共免疫染色した。(d)対応する皮質領域の代表画像。スケールバー=100μm。(e〜g)定量分析。Iba1染色によって被覆された面積(e)、斑に関連するIba1染色の面積(f)及び強度(g)のパーセンテージ(各脳から2個を超える切片、n=3脳)。データは、平均±標準誤差として提示された。p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、スチューデントのt検定。 マウス脳内のEphA4チロシンリン酸化の発生過程における発現。(a及びb)マウス脳発達の異なる段階におけるTyr602 EphA4リン酸化(P−Tyr602 EphA4)及び総EphA4レベルのウェスタンブロット。(b)EphA4タンパク質に対して正規化されたP−Try602の定量化(3月齢脳のものと比較)、n=3;p<0.05、一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。 Cdk5キナーゼ活性に対するAβの効果。培養した皮質ニューロン(16DIV)を、示されるような種々の期間にAβで処置した。Cdk5タンパク質を、皮質溶解物から免疫沈降し、ヒストンH1タンパク質を基質として使用するキナーゼアッセイに供した。下パネル:キナーゼ活性の倍率変化。**p<0.01対0時間;スチューデントのt検定(n=3)。 EphA4−/−海馬ニューロン内のmEPSC頻度の低減に対するAβ刺激の効果。EphA4−/−マウス及び同腹子対照(EphA4+/+)から培養した海馬ニューロン内のmEPSCを、24〜27DIVでAβの存在下、24時間記録した。データは、未処置(対照)に対するAβ処置のmEPSC頻度の比率として提示された。平均±標準誤差;WT=0.571±0.117、KO=0.931±0.188、6脳からのn≧50ニューロン。**p<0.01スチューデントのt検定。 Rhyは、エフリン−A1の細胞結合を阻害する。0.5μg/mLビオチン化エフリン−A1(A1)で45分間、氷上での処置前に、HT−22細胞をRhy(300μM)またはKYL(100μM)で10分間プレインキュベートした。スケールバー=10μm。 Rhyは、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を廃止する。3DIVにおいて培養した海馬ニューロンを、示されるような異なる濃度またはKYL(100μM)でクラスタ化エフリン−A1(A1)及びRhyで共処置し、続いてEphA4及びTau−1について染色した。代表画像が示される。スケールバー=10μm。 Rhyは、Tg2576変異マウスにおいてLTP障害をレスキューする。WT及びTg2576変異マウスにRhy(20または50mg・kg−1・日−1)を3週間経口投与したところ、海馬のシェファー側枝経路のCA1中のLTPは、後次にHFSによって誘発された。(a)ベースライン−正規化fEPSPの平均化勾配(平均±標準誤差)。LTP誘発の5分前(1)及び50分後(2)のトレース記録が示される。挿入トレースは、HFS前(灰色)及び後(黒色)に記録された例示の興奮性シナプス後場電位(fEPSP)である。水平バー:5ms、垂直バー:0.5mV。(b)LTP誘発後の記録の最後の10分の平均fEPSP勾配の定量化(平均±標準誤差);WT、対照=170.1±9.7%、n=3脳、6スライス;WT、20Rhy=167.3±5.2%、n=2脳、4スライス;WT、Rhy=156.2±8.5%、n=3脳、5スライス;Tg、対照=119.0±3.7%、n=3脳、6スライス;Tg、20Rhy=161.9±2.9%、n=2脳、3スライス;Tg、50Rhy=159.7±17.9%、n=3脳、4スライス。p<0.05;一元配置分散分析後のスチューデント−ニューマン−ケウルス検定。 コリリン及びデンドロビンは、EphA4阻害活性を呈する。小分子阻害効果は、エフリン−A1刺激性成長円錐崩壊を阻害するそれらの能力によって示された。 Cpd1(2−ヒドロキシ−4−(2,5−ジメチル−1−ピロリル)安息香酸)化学誘導体:化合物6、14、及び21。 cpd1の誘導体:化合物6、14、及び21は、EphA4シグナル伝達に対して阻害作用を呈する。阻害効果は、エフリンA1への露出時にEphA4のチロシンリン酸化を抑制する化合物の能力によって示された。 リンコフィリン(Rhy)及びコリリン(Cory)は、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタを、Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって阻害する。 新規化合物RHY−26及びRHY−37は、EphA4阻害に対してより強力な効果を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、新規化合物RHY−26及びRHY−37は、Thyよりも5倍及び12倍強力である。 新規化合物RHY−26は、強力なEphA4阻害効果を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、新規化合物RHY−26は、EphA4クラスタを約80%著しく低減した。 新規化合物RHY−39、RHY−43、RHY−37、及びRHY−56は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレン(n)により結合されたRhyのNに3,4−ジメトキシ−フェノキシの修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−38、RHY−36、RHY−57は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレン(n)により結合されたRhyのNにジメトキシベンゾエートの修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−54及びRHY−60は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレン(n)により結合されたRhyのNにヒドロキシル−フェノキシ基の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−40、RHY−45、RHY−50、及びRHY−59は、EphA4阻害に対してRhyよりも高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレン(n)により結合されたRhyのNにメトキシ−ニトロベンゾエートまたはメトキシ−フェニルアクリル酸の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−42、RHY−44、RHY−49、及びRHY−55は、EphA4阻害に対してより高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレンにより結合されたRhyのNにベンジルオキシ−フェノキシ基の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−23、27、RHY−35、RHY−34、RHY−31は、EphA4阻害に対してより高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレン(n)により結合されたRhyのNにブロモ基の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを低減した。 新規化合物RHY−41、46、及び47は、EphA4阻害に対してより高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレンにより結合されたRhyのNにピロリジン−1−イル−エチルアミノまたはイミダゾール−1−イル−プロピルアミノ基の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−32は、EphA4阻害に対してより高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレンにより結合されたRhyのNにアミノ−ヘキシルアミノ基の修飾を持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 新規化合物RHY−51は、EphA4阻害に対してRhyよりも高い能力を呈する。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、メチレンにより結合されたRhyのNにヨード−ベンゾエートまたはヨード−ブロモ−ベンゾエートを持つ新規化合物は、Rhyと比較した場合、EphA4クラスタを著しく低減した。 全ての化合物は、EphA4クラスタ形成に対して阻害効果を示した。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、新規化合物RHY−10、RHY−28、RHY−9、RHY−19、RHY−5、RHY−17は、Rhyと比較してEphA4クラスタを著しく低減した。 全ての化合物は、EphA4クラスタ形成に対して阻害効果を示した。Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって、新規化合物RHY−13、RHY−6、RHY−1、及びRHY−7は、Rhyと比較してEphA4クラスタを著しく低減した。 図30A:Rhyは、血清の6時間インキュベーション後、マウス血清中で比較的安定したままであった。Rhyは、UPLC−MS/MS分析によって検出された。データは、tにおける値と比較して、種々の時点で検出されたRhyのパーセンテージとして表される(平均±標準誤差、n=4マウス)。図30B:経口投与後のマウス血漿及び脳中のRhyの薬物動態。データは、投与後の血漿中(ng/mL)または脳当たりのRhyの量として表される(平均±標準誤差)。血液及び灌流した全脳を、単回投与後の異なる時点で収集した(1時点当たりn=6匹、11時点)。図30C:マウス脳及び血漿中のRhyの薬物動態パラメータ。 コリリンは、APP/PS1変異マウスにおいてLTP障害をレスキューした。WT及びAPP/PS1変異(Tg)マウスにコリリン(50〜100mg・kg−1・日−1)または水(対照)を3週間経口投与し、海馬のSC経路のCA1領域中のHFSによって誘発されたLTPを測定した。グラフは、ベースライン−正規化fEPSPの平均化勾配を示した(平均±標準誤差)。 Rhy投与は、APP/PS1マウスの海馬において成体神経新生を増加させる。APP/PS1マウスにRhy(50mg/kg)を、3ヶ月間を超えて経口投与した。Rhy(R1)投与は、APP/PS1マウスにおいて、海馬の歯状回中のKi−67+神経前駆細胞の数を増加させた。
発明の詳細な説明
本出願の実施例は、例証としてのみ提供されており、限定するものではない。当業者であれば、種々の重要でないパラメータが、本質的に同じまたは類似の結果を生じるように変更または修正され得ることを容易に認識するであろう。
A.導入
アルツハイマー病(AD)は、認知症の最も一般的な形態であり、脳内のアミロイド斑及び神経原線維変化の蓄積に関わる。ADの早期発現として見なされる認知障害は、シナプス機能の崩壊に起因すると考えられる。シナプス喪失及び変化の程度は、ADにおける記憶欠損の重症度と相関する。アミロイド前駆体タンパク質(APP)のタンパク質分解的切断によって生成される可溶性アミロイド−βペプチドオリゴマー(Aβ)は、AD進行中のシナプス障害の主な原因物質であると考えられる2、3。したがって、Aβ誘発性シナプス欠損の逆転は、ADにおける認知障害を治療するための有望な治療手法であると考えられる。
Aβは、シナプス部位に結合し、シナプス喪失及びグルタミン酸作動性シナプス伝達の低減をもたらす6〜8。Aβはまた、海馬内のシナプス可塑性を急速に障害し、長期増強(LTP)の阻害または長期抑制(LTD)の促進を含み、それらは学習及び記憶と関連する主な細胞機序である。Aβによって引き起こされるシナプス欠陥は、N−メチル−D−アスパラギン酸(NMDA)型及び2−アミノ−3−(3−ヒドロキシ−5−メチル−イソキサゾール−4−イル)プロパノン酸(AMPA)型グルタミン酸受容体の両方の内在化及び下方調節によって10〜12、興奮性シナプスが位置する樹状突起棘の低減と一緒に媒介される。したがって、分子標的を特定すること、及びADのシナプス抑制においてAβの作用を媒介する細胞機序を理解することは、ADの治療介入の開発に重要である。興味深いことに、α7−ニコチンアセチルコリン受容体12、代謝調節型グルタミン酸受容体13、インスリン受容体14、及び受容体チロシンキナーゼ、EphB215等の種々の細胞表面受容体は、シナプスにおけるAβの作用を媒介することが報告されている。
受容体チロシンキナーゼのエリスロポエチン産生肝細胞(Eph)ファミリーは、シナプス発達及びシナプス可塑性の調節に重要である16〜18。EphBは、NMDA受容体とのその相互作用を通じてシナプス発達を強化するが19、20、主に成体海馬内で発現されるEphA4は、神経伝達及び海馬シナプス可塑性の負の調節因子として作用する21。EphA4の、そのリガンド、エフリンによる活性化は、受容体クラスタ化及び自己リン酸化の誘発を通じて前方シグナル伝達を引き起こす22。これは、サイクリン依存性キナーゼ5(Cdk5)依存性RhoA活性化を通じた樹状突起棘の後退、及び細胞接着の低減につながる23〜25。EphA4は、神経出力が最適範囲内であることを保証する可塑性の形体である恒常性可塑性の間にシナプス及び表面AMPA受容体の除去も引き起こし、したがって、神経ネットワークに安定性を提供する26、27。興味深いことに、単に軽度の認知障害を持つAD患者は、無秩序なEphB及びEphA4発現を呈する28。EphA4活性化が、樹状突起棘の喪失及びAMPA受容体過多の低減をもたらし21、27、29、ADにおけるシナプス機能不全の基礎となる2つの潜在的機序を表すことを考慮し8、10、本発明者らは、EphA4シグナル伝達とAβ誘発性シナプス不全との間の考えられる関係を調査した。
発明者らは、EphA4が、Aβによって誘発されたシナプス可塑性の障害を媒介することを実証する。シナプス後EphA4の枯渇またはEphA4とそのリガンドとの間の相互作用の崩壊は、Aβ治療後、ADマウスモデルにおいてシナプス欠損を逆転させた。重要なことに、分子ドッキング分析は、漢方薬ライブラリーから小分子リンコフィリン(Rhy)を候補EphA4阻害剤として特定した。Rhyは、ADマウスモデルにおいてAβ及びLTP欠陥により誘発された神経伝達障害をレスキューした。したがって、発明者らの発見は、ADの病理におけるEphA4の重要な役割を明らかにしただけでなく、ADまたは例えば、過剰EphA4活性化及びシグナル伝達によって引き起こされた、または悪化したEphA4シグナル伝達に関わる他の疾患/状態の治療のための治療薬として使用することのできる小分子EphA4阻害剤も特定した。
B.EphA4阻害剤
本出願において初めてEphA4阻害剤として特定された周知の化合物の他に、本発明者らは、EphA4の新規阻害剤、例えば、Rhyの新規化学誘導体も提供した。そのような誘導体の例示的一覧は、表1〜3に提示される。
これらの新規誘導体は、出発物質としてRhyを使用して最初に化学的に合成される。例えば、誘導体は、一般に式Iの化合物
Figure 0006364484
、またはその薬学的に許容される塩であって、式中、
各Rが、独立して、水素及びアルキルからなる群から選択されるメンバーであり、
各Rが、独立して、水素及びアシルからなる群から選択されるメンバーであり、
各Rが、独立して、電子対、低級アルキル、アリル、及びアリールメチルからなる群から選択されるメンバーであり、
Lが、結合、アルキレン、及びアリールアルキレンからなる群から選択されるリンカーであり、
Xが、結合、−O−、−S−、及び−N(R)−からなる群から選択され、Lが結合である場合、Xも結合であり、
が、水素、ハロ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、アシルアルキル、(RN−アルキレン、及び
Figure 0006364484
からなる群から選択され、
Lが結合である場合、Rは、水素、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルアルキルからなる群から選択され、
Xが−O−、−S−、または−N(R)−である場合、Rは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アロイルメチル、アシル、アシルアルキル、及び(RN−アルキレンからなる群から選択され、
各Rは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルメチルからなる群から選択される。「誘導体」の定義に従って、誘導体は、典型的にリンコフィリンまたはその塩ではない。
これらの誘導体の化学合成は、一般に、選択した置換基をN部位におけるRhyの主要構造と、適切なリンカーを介して接合することによって行われる。例示的合成スキームは、本開示の実施例において提供される。適切なリンカー長は、得られたRhy誘導体のEphA4阻害剤としての機能性に関連することが理解されるため、表1〜3において特定された例示的Rhy誘導体において使用される特定リンカーの他に、代替リンカーを、Rhyに相当するか、または優れたレベルでEphA4シグナル伝達に対する阻害活性を有するRhy誘導体を合成するプロセスで使用することができる。例えば、3〜12個、5〜10個、5〜9個、または6〜8(例えば、6または7)個の炭素の飽和鎖のリンカーは、典型的に、RhyのN部位において表1〜3に示される置換基を接合するために使用される場合、機能的Rhy誘導体を生成する際に有効である。置換基とRhyの主要構造との間に同等の空間を提供する代替リンカー、例えば、1〜31Å、好ましくは4〜24Å、より好ましくは7〜18Åのリンカー長は、機能的Rhy誘導体をEphA4阻害剤として産生するために、本発明における使用に適している。一般に、異なる化学的及び構造的特徴を持つ任意のリンカーは、得られた誘導体が活性EphA4阻害剤である限り、Rhy誘導体の合成において使用され得、これは関連研究分野において既知、及び/または本明細書に記載される機能アッセイにおいて検証され得る。
一旦Rhyの化学誘導体が得られると、次にEphA4シグナル伝達に対するその潜在的阻害活性を、研究分野で既知であるか、または記載される1つ以上のアッセイ(例えば、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイ、EphA4依存性成長円錐崩壊アッセイ)において、検証のために試験する。ほとんどの場合、候補化合物の不在下でのシグナル伝達のレベルと比較して、EphA4媒介性シグナル伝達のレベルに対する少なくとも10%、好ましくは少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、またはさらに高いパーセンテージの負の効果が、候補化合物の存在下で検出された場合、この化合物は阻害剤と見なされる。正の対照としてRhyを含む機能アッセイが行われる場合が多い。誘導体の阻害効果は、Rhyの阻害効果の+/−10%以内である場合、誘導体は、EphA4阻害剤としてRhyに対する同等の活性を有すると見なされる。一方で、誘導体の阻害効果が、Rhyのそれより少なくとも20%、例えば、Rhyのそれより少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、またはそれ以上高い場合、誘導体は、EphA4阻害剤としてRhyに対して強化された活性を有すると見なされる。
「a」、「an」、または「the」という用語は、本明細書で使用される場合、1つのメンバーを持つ態様を含むだけでなく、複数のメンバーを持つ態様も含む。例えば、請求項1に記載される1つの化合物を使用することを含む処置方法の実施形態は、該方法が、請求項1に記載される2つ以上の化合物を使用することを含む態様を含む。
数値を修飾するために本明細書で使用される「約」という用語は、その値の周囲の定義された範囲を示す。「X」が値である場合、「約X」は、0.9X〜1.1Xの値、より好ましくは0.95X〜1.05Xの値を示す。「約X」に対するいかなる言及も、具体的に少なくとも値X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X、1.03X、1.04X、及び1.05Xを示す。したがって、「約X」は、例えば、「0.98X」の請求制限に対する文書記述支援を教示及び提供することが意図される。
量「X」が全整数値(例えば、「X個の炭素」)のみを許し、Xが最大15である場合、「約X」は、(X−1)〜(X+1)を示す。この場合、「約X」は、本明細書で使用される場合、少なくとも値X、X−1、及びX+1を具体的に示す。Xが少なくとも16である場合、値0.90X及び1.10Xは、範囲の境界を定義するために最も近い全整数値に四捨五入される。
修飾子「約」が、数値範囲の先頭を記載するために適用される場合、それは範囲の両端に適用する。したがって、「約50〜250mg」は、「約50〜約250mg」と等しい。「約」が一組の値の最初の値を記載するために適用される場合、それはその組の全ての値に適用する。したがって、「約100、150、または200mg」は、「約100mg、約150mg、または約200mg」と等しい。しかしながら、修飾子「約」は、その範囲の最後のみ、またはその値の組の後の値のみを記載するために適用され、それはその範囲の値または端のみに適用する。したがって、範囲「約5〜9」は、「約5〜約9」と同じであるが、範囲「5〜約9」は同じではない。
「アシル」は、本明細書で使用される場合、本明細書に定義されるアルカノイル、アルケノイル、アロイル、ヘテロシクロイル、ヘテロアロイル、またはビオチニル基を含む。代表的なアシル基は、アセチル、ベンゾイル、4−メトキシベンゾイル、ニコチノイル、シンナモイル、ビオチニル、及び同様のものを含む。
「アシルアルキル」は、本明細書で使用される場合、アシル基置換基を持つアルキル基(好ましくは、メチル基)を含む。代表的なアシルアルキルは、ベンゾイルメチル、3−フェニルアクリロイル)メチル、(4−メトキシベンゾイル)メチル、及び同様のものを含む。
「アルカノイル」は、本明細書で使用される場合、アルキル−C(O)−基を含み、アルキル基は、本明細書に定義されるとおりである。代表的なアルカノイル基は、アセチル、エタノイル、及び同様のものを含む。
「アルケノイル」は、本明細書で使用される場合、アルケニル−C(O)−基を含み、アルケニル基は、本明細書に定義されるとおりである。代表的なアルケノイル基は、シンナモイル、アクリロイル、メタクリロイル、3−フェニルアクリロイル、3−(4−メトキシフェニル)アクリロイル、及び同様のものを含む。
「アルケニル」は、本明細書で使用される場合、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む2〜約15個の炭素原子の直鎖または分岐鎖脂肪族炭化水素基を含み、シス−またはトランス−立体異性体であり得る。好ましいアルケニル基は、2〜約12個の炭素原子を有し、アルケンに共役したアリール置換基を含み得る(例えば、トランス−2−フェニルエテニル、シス−3−フェニルプロプ−2−エニル、シス−2−フェニルエテニル、トランス−2−(4−メトキシフェニル)エテニル、シンナミル)。「低級アルケニル」は、本明細書で使用される場合、2〜約6個の炭素原子のアルケニルを含む。代表的なアルケニル基は、ビニル、アリル、n−ブテニル、2−ブテニル、3−メチルブテニル、n−ペンテニル、ヘプテニル、オクテニル、デセニル、及び同様のものを含む。
「アルケニレン」は、本明細書で使用される場合、少なくとも1つの炭素−炭素二重または三重結合を含む直鎖または分岐鎖二価炭素鎖を含む。好ましいアルケニレン基は、鎖に4〜約12個の炭素を含み、より好ましいアルケニレン基は、鎖に5〜約9個、または6個、7個、もしくは8個の炭素を含む。一態様では、炭素−炭素二重結合を含む炭化水素基が好ましい。第2の態様では、炭素−炭素三重結合を含む炭化水素基が好ましい。代表的なアルケニレン基は、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−C(CH)=CH−、−CHCH=CHCH−、エチニレン、プロピニレン、n−ヘキシ−2−イニレン、トランス−オクト−4−エニレン、及び同様のものを含む。
「アルコキシ」は、本明細書で使用される場合、アルキル−O−基を含み、アルキル基は、本明細書に定義されるとおりである。代表的なアルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、ヘプトキシ、及び同様のものを含む。
「アルコキシカルボニル」は、本明細書で使用される場合、エステル基、すなわちアルキル−O−CO−基を含み、アルキル基は、本明細書に定義されるとおりである。代表的なアルコキシカルボニル基は、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブチルオキシカルボニル、及び同様のものを含む。
「アルキル」は、本明細書で使用される場合、脂肪族炭化水素基を含み、鎖に約1〜約20個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖であり得る。好ましいアルキル基は、鎖に1〜約12個の炭素原子を有する。より好ましいアルキル基は、鎖に1〜10個または1〜6個の炭素原子を有する。「分岐鎖」は、本明細書で使用される場合、メチル、エチル、またはプロピル等の1つ以上の低級アルキルが、直鎖アルキル鎖に結合される。「低級アルキル」は、本明細書で使用される場合、鎖に1〜約6個の炭素原子、好ましくは5個または6個の炭素原子を含み、直鎖または分岐鎖であり得る。代表的なアルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、及び3−ペンチルを含む。
「アルキレン」は、本明細書で使用される場合、二価鎖自体に2〜約12個の炭素原子の直鎖または分岐二価炭素鎖を含む。好ましいアルキレン基は、二価水素鎖自体に3〜10個、3〜9個、5〜9個、または6〜8個の炭素原子を有する中間範囲のアルキレン基である(すなわち、−CH−基等の3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、または10個の炭素のうちのいずれか)。いくつかの実施形態では、二価鎖中の炭素原子は、ヘテロ原子によって、例えば、ポリアルキレングリコールリンカー内で置換される(例えば、−(CHCHO)CHCH−、nは1〜4である)。好ましくは、アルキレン基は、直鎖炭化水素である。代表的なアルキレン基は、1,6−ヘキシレン、1,7−ヘプタレン、1,8−オクタレン、及び同様のものを含む。
「アルキニル」は、本明細書で使用される場合、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含む2〜約15個の炭素原子の直鎖または分岐鎖脂肪族炭化水素基を含む。好ましいアルキニル基は、2〜約12個の炭素原子を有する。より好ましいアルキニル基は、2〜約6個の炭素原子を含む。「低級アルキニル」は、本明細書で使用される場合、2〜約6個の炭素原子のアルキニルを含む。代表的なアルキニル基は、プロピニル、2−ブチニル、3−メチルブチニル、n−ペンチニル、ヘプチニル、及び同様のものを含む。
「アミノ」は、本明細書で使用される場合、式YN−の基を含み、式中、Y及びYは、独立して、水素、アシル、アリール、またはアルキルであるか、またはY及びYが、Y及びYがそれを通じて結合する窒素と一緒に接合し、4員〜7員のアザヘテロシクリル基(例えば、ピペリジニル)を形成する。いくつかの実施形態では、Y及びYが、独立して水素またはアルキルである場合、追加の置換基を窒素に追加することができ、第4級アンモニウムイオンを形成する。代表的なアミノ基は、一次アミノ(HN−)、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、トリチルアミノ、ピロリジニル、及び同様のものを含む。好ましくは、「アミノ」は、−NRR′基であり、R及びR′は、独立して、H及びアルキルからなる基から選択されるメンバーである。好ましくは、R及びR′のうちの少なくとも1つはHである。代替として、「アミノ」は、好ましくはアザヘテロシクリル基(例えば、ピロリジニル)である。
「芳香環」は、本明細書で使用される場合、酸素、硫黄、セレニウム、及び窒素からなる群から選択される0〜4個のヘテロ原子を含み得る、5〜12員芳香族単環式または融合多環式部分を含む。例示的芳香環は、ベンゼン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、ナフタレン、ベンザチアゾリン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ベンズインドール、キノリン、及び同様のものを含む。
「アロイル」は、本明細書で使用される場合、アリール−CO−基を含み、アリールは、本明細書に定義される。代表的なアロイルは、ベンゾイル、4−メトキシベンゾイル、5−メトキシ−2−ニトロベンゾイル、2−ヨードベンゾイル、3,4−ジメトキシベンゾイル、4−ヒドロキシベンゾイル、4−(ベンジルオキシ)ベンゾキシル、2−ヨード−4−ブロモベンゾイル、及び同様のものを含む。
「アリール」は、本明細書で使用される場合、6〜約14個の炭素原子、好ましくは6〜約10個の炭素原子の芳香族単環式または多環式環系を含む。好ましい実施形態では、アリール基は、非置換(例えば、フェニル)であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシ、アリールアルキルオキシ、ヒドロキシル、ベンゾイル、ニトロ、及び同様のものを含む群から選択される1〜3個の置換基で置換される。代表的なアリール基は、フェニル、ナフチル、3,4−ジメトキシフェニル、4−ヒドロキシフェニル、4−ベンジルオキシフェニル、5−メトキシ−2−ニトロフェニル、2−ヨードフェニル、及び2−ヨード−4−ブロモフェニルを含む。
「アリールアルキル」は、本明細書で使用される場合、アリール置換基を持つアルキル基を含む。好ましくは、アリールアルキル基は、ベンジル等のアリールメチル基である。代表的なアリールアルキル基は、ベンジル、2−フェニルベンジル、3−クロロベンジル、3−メトキシベンジル、4−tert−ブチルベンジル、4−メチルベンジル、3,4−ジメトキシベンジル、3−ベンゾイルベンジル、4−ブロモベンジル、4−ベンゾイルベンジル、2,6−ジクロロベンジル、及び同様のものを含む。
「アリールアルキレン」は、本明細書で使用される場合、アリール基を含むアルキレン鎖を含む。代表的なアリーレン基は、−CH(1,4−C)CH−、及び同様のものを含む。
「ビオチニル」は、本明細書で使用される場合、次の構造の置換基を含む
Figure 0006364484
。好ましくは、ビオチニル置換基は、天然ビオチンと同じ立体化学を有する。
「ジェミナル」置換基は、本明細書で使用される場合、同じ原子に直接結合される2つ以上の置換基を含む。一例は、シクロヘキシルまたはスピロシクロヘキシル環上の3,3−ジメチル置換である。
「ハロ」または「ハロゲン」は、本明細書で使用される場合、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨードを含む。
「ヘテロ原子」は、本明細書で使用される場合、炭素または水素以外の原子を含む。代表的なヘテロ原子は、O、S、及びN、好ましくはO及びNを含む。ヘテロ原子の窒素または硫黄原子は、随意に、対応するN−オキシド、S−オキシド(スルホキシド)、またはS,S−ジオキシド(スルホン)に酸化される。好ましい態様では、ヘテロ原子は、アルキレン炭素原子に対して少なくとも2つの結合を有する(例えば、−C〜Cアルキレン−O−C〜Cアルキレン−)。いくつかの実施形態では、ヘテロ原子は、アシル、アルキル、アリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、またはヘテロアリール基(例えば、−N(Me)−、−N(Ac)−)でさらに置換される。
「ヘテロアロイル」は、本明細書で使用される場合、ヘテロアリール−C(O)−基を含み、ヘテロアリールは、本明細書に定義されるとおりである。代表的なヘテロアロイル基は、チオフェノイル、ニコチノイル、ピロール−2−イルカルボニル、ピリジノイル、及び同様のものを含む。
「ヘテロシクロイル」は、本明細書で使用される場合、ヘテロシクリル−C(O)−基を含み、ヘテロシクリルは、本明細書に定義されるとおりである。代表的なヘテロシクロイル基は、N−メチルプロリノイル、テトラヒドロフラノイル、及び同様のものを含む。
「ヘテロシクリル」は、本明細書で使用される場合、約3〜約10個の環原子、好ましくは約5〜約10個の環原子の非芳香族飽和単環式または多環式環系を含み、環系内の原子のうちの1つ以上は、炭素以外の1つまたは複数の元素、例えば、窒素、酸素、または硫黄である。好ましいヘテロシクリル基は、約5〜約6個の環原子を含む。ヘテロシクリル基は、随意に、少なくとも1つのsp−ハイブリダイズ原子(例えば、カルボニル、環内オレフィン、または環外オレフィンを組み込む環)を含む。ヘテロシクリルの前の接頭辞「アザ」、「オキサ」、または「チア」は、少なくとも窒素、酸素、または硫黄原子が、それぞれ環原子として存在することを意味する。ヘテロシクリルの窒素または硫黄原子は、随意に、対応するN−オキシド、S−オキシド、またはS,S−ジオキシドに酸化される。代表的な単環式ヘテロシクリル環は、ピペリジル、ピロリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、チアゾリジニル、1,3−ジオキソラニル、1,4−ジオキサニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、テトラヒドロチオピラニル、及び同様のものを含む。
「ヘテロアリール」は、本明細書で使用される場合、約5〜約14個の環原子、好ましくは約5〜約10個の環原子の芳香族単環式または多環式環系を含み、環系の原子のうちの1つは、炭素以外の元素、例えば、窒素、酸素、または硫黄である。好ましいヘテロアリールは、約5〜約6個の環原子を含む。ヘテロアリールの前の接頭辞「アザ」、「オキサ」、または「チア」は、少なくとも窒素、酸素、または硫黄原子が、それぞれ環原子として存在することを意味する。ヘテロアリールの窒素原子は、随意に、対応するN−オキシドに酸化される。代表的なヘテロアリールは、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、3−キノキサリン−2(1H)−オニル、ピラジニル、フラニル、チエニル、ピリミジニル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピラゾリル、フラザニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、1,2,4−チアジアゾリル、ピラジニル、ピリダジニル、キノキサリニル、フタラジニル、イミダゾ[1,2−a]ピリジン、イミダゾ[2,1−b]チアゾリル、ベンゾフラザニル、インドリル、アザインドリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾチエニル、キノリニル、イミダゾリル、チエノピリジル、キナゾリニル、チエノピリミジル、ピロロピリジル、イミダゾピリジル、イソキノリニル、ベンゾアザインドリル、1,2,4−トリアジニル、ベンゾチアゾリル、及び同様のものを含む。
「ヘテロアリールアルキル」は、本明細書で使用される場合、ヘテロアリール基置換基を持つアルキル基を含む。好ましくは、ヘテロアリールアルキル基は、2−ピリジルメチル等のヘテロアリールメチル基である。代表的なヘテロアリールアルキル基は、2−ピリジルメチル、3−ピリジルメチル、4−ピリジルメチル、及び(3−キノキサリン−2(1H)−オニル)メチルを含む。
任意の2つの置換基または同じ置換基の任意の2つの例が、代替例の一覧から「独立して選択される」場合、それらは同じ、または異なり得る。例えば、R及びRが、独立して、メチル、エチル、ベンジル、及びプロピルからなる群から選択される場合、次に2つのR基及び2つのR基を持つ分子は、全てメチルである基を有し得る。代替として、第1のRは、メチルであり得、第2のRは、エチルであり得、第1のRは、プロピルであり得、第2のRは、ベンジル(またはその群から得られる任意の他の置換基)であり得る。代替として、R及び第1のRの両方は、エチルであり得るが、第2のRは、ベンジルであり得る(すなわち、置換基のいくつかの対は同じであり得るが、他の対は異なり得る)。
「オキソ」は、本明細書で使用される場合、式>C=Oの基を含む(すなわち、カルボニル基−C(O)−)。
「スピロシクロアルキル」は、本明細書で使用される場合、炭素原子上のジェミナル置換基が置換されて1,1−置換環を形成するシクロアルキルを含み、スピロシクロアルキニルは、炭素原子上のジェミナル置換基が置換されて1,1−置換環を形成するシクロアルキニルである。
一般に、単位接頭辞「u」は、本明細書で使用される場合、「μ」または「マイクロ」と等しい。例えば、「uL」は、「μL」または「マイクロリットル」と等しい。
C.EphA4阻害剤の使用
本出願に記載されるEphA4阻害剤は、過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる神経変性障害を含む種々の疾患及び状態、例えば、アルツハイマー病、脊髄損傷、パーキンソン病、頭部損傷(例えば、外傷性脳損傷)、末梢神経再生、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脳卒中、聴覚障害、多発性硬化症、気分障害、及び癌等のアミロイドβ誘発性神経障害を治療するために有用である。具体的に、それらは、脳卒中、ALS、脊髄損傷、及び癌の治療のために、それを必要とする患者に有効量で投与される場合に有用である。「有効量」という用語は、本明細書で使用される場合、物質が投与される治療効果をもたらす量を指す。これらの効果は、任意の検出可能な程度の疾患/状態の症状及び関連合併症の進行の防止、訂正、または阻害を含む。正確な量は、治療薬の性質、投与の方法、及び治療の目的に依存し、既知の技法を使用して当業者によって確認可能である(例えば、Lieberman,Pharmaceutical Dosage Forms(vols.1−3,1992)、Lloyd,The Art,Science and Technology of Pharmaceutical Compounding(1999)、及びPickar,Dosage Calculations(1999)を参照)。
EphA4受容体は、多くの病期の治療標的として示される。例えば、EphA4シグナル経路は、虚血から生じるアポトーシス細胞死につながる。エフリンA3及びEphA4の発現は、一過性前脳虚血後に海馬内で著しく増加する。しかしながら、EphA4の阻害は、アポトーシスニューロン細胞死を低減し、したがって、EphA4シグナル伝達が、虚血後のアポトーシスに関与することを示す(Li et al.,Neurosci Lett.518(2):92−5,2012)。さらに、最近の研究は、EphA4シグナル伝達カスケードの薬学的阻害が、機能回復に影響し、より具体的には、虚血性脳卒中後の運動機能を改善することを示す(Lemmens et al.,Hum Mol Genet.22(11):2214−20,2013)。
EphA4阻害は、運動ニューロンの進行性変性を特徴とする致死的神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症(ALS)における神経変性もレスキューする。ALSにおける変性に最も影響を受け易い運動ニューロンが、より高レベルのEphA4を発現することが示された。さらに、EPHA4発現と疾患の発症及び生存との間の逆相関が、ALS患者において観察された。さらに、EphA4ノックダウンは、家族性ALSを引き起こす別のタンパク質である変異TAR DNA結合タンパク質43の発現によって誘発された軸索変性症をレスキューする。これらの発見は、EphA4が、ALSにおける運動ニューロン変性及び疾患の進行を調節し、ALSにおける治療戦略としてのEphA4阻害の使用を強調することを示す(Faruqi,Nat Rev Drug Discov.11(10):747,2012、Van Hoecke et al.,Nat Med.18(9):1418−22,2012)。
EphA4阻害は、脊髄損傷(SCI)においても有望な治療能力を示す。SCIを持つ個体は、麻痺している場合が多く、軸索が成長及び再生する能力の制限に起因して、機能の喪失を回復する可能性はほとんどない。しかしながら、EphA4は近年、軸索阻害及び星状細胞神経膠症に関与していた。EphA4遺伝子を欠失するマウスは、より少ない神経膠症を呈し、脊髄半側切断後のそれらの病変脊髄における神経膠瘢痕を著しく低減し、さらに、EphA4−/−マウスにおける神経学的転帰は、野生型対照と比較して劇的に改善する(Goldshmit et al.,J Neurosci.24(45):10064−73,2004)。さらに、EphA4阻害剤の投与は、SCIの動物モデルにおけるSCI後の自発運動機能の著しい回復を実証した(Spanevello et al.,J Neurotrauma.30(12):1023−34,2013)。
EphA4は、癌にも関与している。受容体は、胃癌(Oki et al.,World J Gastroenterol.14:5650−5656,2008、Miyazaki et al.,BMC Clin Pathol.13:19,2013)、直腸結腸癌(Oshima et al.,Int J Oncol.33:573−577,2008)、及び膵臓癌(Liu et al.,Oncol Lett.7(6):2165−2169,2014)等の種々のヒト癌において上方調節される。EphA4の高発現は、侵襲、病理学的状態、及び遠隔転移を含む腫瘍進行と相関する(Miyazaki et al.,BMC Clin Pathol.13:19,2013)。例えば、脳腫瘍におけるEphA4発現は、正常な脳組織内よりも4倍高いことが示された。さらに、EphA4は、神経膠芽細胞の増殖及び移行を促進することによって、神経膠芽腫の悪性表現型において重要な役割も果たす(Fukai et al.,Mol Cancer Ther.7(9):2768−78,2008)。したがって、EphA4阻害剤は、抗癌治療戦略における重要な治療薬である。
さらに、EphA4は、成体脳内の神経前駆細胞と呼ばれる細胞を増殖させることから機能的ニューロンを産生するプロセスである、成体神経新生において役割を果たす。インビボ研究及びインビトロ研究の両方は、このプロセスが種々の環境因子によって調節され得ることを示唆する。例えば、富化環境、運動、及び学習は、成体神経新生を刺激し得るが、慢性ストレスまたは加齢は、反対に影響する。累積証拠は、鬱病の病因が、海馬内の生体神経新生の欠陥に非常に関連することをさらに示唆する(Masi and Brovedani,2011 CNS Drugs 25,913−31、Lee et al.,2013 Curr Top Behav Neurosci 14,153−79)。慢性ストレスは、恐らく上昇したレベルのグルココルチコイド放出に起因して、成体神経新生の抑制を引き起こす。追加として、抗鬱治療(例えば、イミプラミン及びフルオキセチン)は、成体脳内で神経新生を上方調節することが示され、成体神経新生が、鬱病の病因における中核因子であるという見解をさらに支持する(Lee et al.,2013 Curr Top Behav Neurosci 14,153−79、Fang et al.2013 Neuron 79,665−79、David et al.,2009 Neuron 62,479−93)。成体神経新生を刺激し得る薬剤は、鬱病を治療するための新たな治療戦略を提供する。それらの研究では、本発明者らは、Rhyの経口投与が、マウス海馬内で成体神経新生を増加させ、したがって鬱病または精神障害の治療に使用することができることを発見した。本明細書に記載されるEphA4阻害活性を有するRhyの新規化学誘導体は、したがって、不安症及び鬱病等の神経学的/精神障害を治療するためにも有用である。
多発性硬化症(MS)は、本明細書に記載されるEphA4阻害剤によって治療され得る別の疾患である。MSは、若年成人において最も一般的な障害を引き起こす神経学的疾患である(Hauser and Oksenberg 2006 Neuron 52(1):61−76)。原発性脱髄の広範囲にわたる局所病変を持つ中枢神経系の自己免疫疾患であり、変化する軸索、ニューロン及び星状膠細胞の損傷につながる(Lassmann 2013 Exp Neurol.S0014−4886(13)00361−0)。MSの特徴である脱髄は、神経伝達を崩壊させ、幅広い症状をもたらす(Hernandez−Pedro et al.2013 Clin Dev Immunol.413−465)。初期炎症カスケードは、CNSにおける常駐細胞の活性化から生じ、組織破壊、脱髄、及び進行性神経学的機能不全につながると考えられる(Hernandez−Pedro et al.2013 Clin Dev Immunol.413−465)。エフリン及びEphは、シナプス可塑性及び神経幹細胞機能等の重要な役割を果たすだけでなく、それらは、胸腺の発生及びT/B細胞シグナル伝達等の免疫学的機能にも関わる(Sobel 2005 Brain Pathol.15(1):35−45、Munoz et al.2002 J Immunol.169(1):177−845)。EphA4の遮断は、創傷閉鎖を阻害し、掻創モデルにおける反応性星状細胞の蓄積を低減した(Parmentier−Batteur et al.2011 J Neurochem.118(6):1016−31)。異常なエフリン/Eph発現は、多発性硬化症(MS)における病変の免疫病原性及び神経損傷に関わる(Sobel 2005 Brain Pathol.15(1):35−45)。ヒトMS患者における別の研究では、慢性MS病変におけるものに対して、EphA4タンパク質の増加が、活性MS病変内で見出された(Parmentier−Batteur et al.2011 J Neurochem.118(6):1016−31)。まとめると、これらの研究は、MSを含む急性CNS傷害後の損傷の発生におけるEphA4の活性化のための役割を支持し、EphA4のその阻害は(例えば、本明細書に記載されるRhyの化学誘導体等のEphA4阻害剤の作用を介して)、MS及び他の神経変性疾患におけるCNS機能回復を促進する治療戦略である。
過剰活性化EphA4シグナル伝達に関わる疾患または状態を治療する際に使用するために作製された薬学的組成物は、典型的に、活性成分としての1つのEphA4阻害剤(例えば、本明細書に特定される阻害剤のうちのいずれか1つ)と、薬学的/生理学的に許容される賦形剤または担体と、を含む。そのような組成物は、例えば、経口投与または注入を介して患者への意図された投与経路に対して特異的に製剤化され得る。EphA4阻害剤は、本出願に記載されるような関連疾患を治療するための薬剤を製造する目的でも有用である。
D.薬学的組成物及び投与
本発明は、EphA4媒介性シグナル伝達を阻害する有効量の化合物を含む、薬学的組成物または生理学的組成物も提供し、したがって、予防的用途及び治療的用途の両方で意図された利益を提供する。そのような薬学的または生理学的組成物は、1つ以上の薬学的または生理学的に許容される賦形剤または担体も含む。本発明の薬学的組成物は、多様な薬物送達系における使用に適している。本発明における使用に適した製剤は、Remington′s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Company,Philadelphia,PA,17th ed.(1985)において見出される。薬物送達のための方法に関する簡単なレビューは、Langer,Science 249:1527−1533(1990)を参照されたい。
本発明の薬学的組成物は、種々の経路によって、例えば、経口、皮下、経皮、筋肉内、静脈内、または腹腔内投与され得る。薬学的組成物を投与する好ましい経路は、EphA4媒介性シグナル伝達によって悪化した状態を患う臓器または組織に、1日当たり70kgの成人に対して約0.01〜2500mg、好ましくは2.5〜500mgのEphA4阻害剤の日用量で局所送達される。適切な用量は、単回日用量で、または適切な間隔で提示される分割用量として、例えば、1日当たり2回、3回、4回、またはそれ以上の副用量として投与され得る。
表1〜3に示されるもの等のEphA4阻害剤を含有する薬学的組成物を調製するために、不活性及び薬学的に許容される担体が使用される。薬学的担体は、固体または液体のいずれかであり得る。固形調製物は、例えば、粉末、錠剤、分散性顆粒、カプセル、カシェ剤、及び坐薬を含む。固体担体は、希釈剤、香味剤、可溶化剤、滑剤、懸濁剤、結合剤、または錠剤崩壊剤として作用することもできる1つ以上の物質であり得、それは封入材料でもあり得る。
粉末では、担体は一般に、微細化活性成分との混合物、例えば、表1〜3のEphA4阻害剤である微細化固体である。錠剤では、活性成分(EphA4シグナル伝達の阻害剤)は、適切な比率で必須結合特性を有する担体と混合され、所望の形状及び大きさに縮小される。
坐薬形態で薬学的組成物を調製するために、脂肪酸グリセリド及びココアバターの混合物等の低融点ワックスが最初に溶解し、活性成分は、例えば、撹拌することによってその中に分散される。次に溶融した均質混合物を、便宜的な大きさの型に注ぎ、冷却して凝固させる。
粉末及び錠剤は、好ましくは、約5重量%〜約70重量%のEphA4媒介性シグナル伝達の阻害剤の活性成分を含む。適切な担体は、例えば、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ラクトース、糖、ペクチン、デキストリン、スターチ、トラガカント、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、低融点ワックス、ココアバター、及び同様のものを含む。
薬学的組成物は、阻害剤が(他の担体の有無に関わらず)担体によって取り囲まれる、カプセルを提供する担体としての封入材料と共に、EphA4阻害剤の活性化合物の製剤を含み得、したがって担体が化合物と関連するようになる。同様の方法で、カシェ剤を含むこともできる。錠剤、粉末、カシェ剤、及びカプセルは、経口投与に適した固体剤形として使用することができる。
液体薬学的組成物は、例えば、経口または非経口投与に適した溶液、懸濁液、及び経口投与に適した乳剤を含む。活性成分の滅菌水溶液(例えば、表1〜3に見出されるもの等のEphA4阻害剤)、または水、緩衝水、生理食塩水、PBS、エタノール、またはプロピレングリコールを含む溶媒中の活性成分の滅菌溶液は、非経口投与に適した液体組成物の例である。これらの組成物は、生理学的条件に近付けるために必要とされる、pH調整及び緩衝剤、等張化剤、湿潤剤、洗剤、及び同様のもの等の薬学的に許容される補助物質を含有し得る。
滅菌溶液は、所望の溶媒系に活性成分(例えば、EphA4シグナル伝達阻害剤)を溶解すること、次に得られた溶液を膜フィルターに通してそれを滅菌するか、または代替として滅菌条件下で予め滅菌した溶媒中に滅菌化合物を溶解することによって調製され得る。得られた水溶液は、そのまま使用するために包装され得るか、または凍結乾燥され得、凍結乾燥された調製物は、投与前に滅菌水性担体と複合される。調製物のpHは、典型的に、3〜11、より好ましくは5〜9、最も好ましくは7〜8である。
EphA4阻害剤を含有する薬学的組成物は、予防的及び/または治療的治療のために投与され得る。治療用途では、組成物は、状態の症状及びある特定種の癌の発症、進行、及び転移等のその合併症を予防、治癒、逆転、または少なくとも部分的に減速もしくは停止させるのに十分な量で、EphA4媒介性細胞シグナル伝達によって悪化し得る状態を既に患っている患者に投与される。これを達成するために適切な量は、「治療上有効な用量」として定義される。この用途に有効な量は、疾患または状態の重症度、患者の体重及び全身状態に依存するが、一般に70kgの患者に対して1日当たり約0.1mg〜約2,500mgの範囲の阻害剤、より一般的に70kgの患者に対して1日当たり約2.5mg〜約500mgの阻害剤が使用される。
予防的適用では、EphA4阻害剤を含有する薬学的組成物は、過剰なEphA4媒介性シグナル伝達が望ましくない疾患または状態にかかりやすい、またはそうでなければそれを発症する危険性がある患者に、それらの症状の発症を遅延または防止するのに十分な量で投与される。そのような量は、「予防上有効な用量」であると定義される。この用途では、阻害剤の正確な量は、患者の健康状態及び体重に依存するが、一般に70kgの患者に対して1日当たり約0.1mg〜約2,500mgの阻害剤の範囲、より一般的に70kgの患者に対して約2.5mg〜約500mgの範囲である。
組成物の単回または多回投与は、治療する医師によって選択される用量レベル及びパターンで実行され得る。いかなる場合でも、薬学的製剤は、治療的または予防的のいずれかで、患者の体内でEphA4によって媒介される細胞シグナル伝達を効果的に阻害するのに十分なEphA4阻害剤の量を提供すべきである。
E.キット
本発明は、本発明の方法に従い、EphA4シグナル伝達を阻害し、それ故に癌を治療するためのキットも提供する。該キットは、典型的に、(1)EphA4媒介性シグナル伝達の阻害剤の有効量を有する薬学的組成物(例えば、表1〜3において特定される化合物)、及び(2)治療され得る患者のタイプ(例えば、アルツハイマー病、ALS、脳卒中、または過剰EphA4シグナル伝達に関わる種々の癌)、スケジュール(例えば、用量及び頻度)、ならびに投与経路等についての説明を含む、薬学的組成物を分注する方法に関する指示を含む情報試料を含む容器を含む。
F.実施例
実施例1:EphA4媒介性シグナル伝達を遮断することは、Aβ誘発性障害を軽減する
結果
Aβは、ニューロン内のEphA4活性化を刺激する
EphA4がAD進行時のシナプス機能不全に関わるかどうかを調査するための最初のステップとして、発明者らは、ADマウスモデルの海馬におけるEphA4タンパク質及びその活性の調節を調べた。EphA4は、マウス海馬シナプトソーム画分において顕著に検出され、その発現は、発達及び加齢時に比較的未変化のままであり(図1a、図7)、これは、EphA4が齧歯類海馬内で高度に発現するという以前の報告と一致する27、29。受容体の自己リン酸化を反映する、602でのEphA4のチロシンリン酸化(P−Tyr602 EphA4)は、6〜11ヶ月時点でマウス海馬のシナプトソーム画分において上方調節された(図7)。興味深いことに、P−Tyr602 EphA4レベルは、変異ヒトプレセニリン1及びヒト化APP(APPswePS1de9、以降APP/PS1と指定される)を、3ヶ月という早さで(野生型[WT]より約1.5倍早く)発現するADトランスジェニックマウスモデルの海馬シナプトソーム画分において上昇した(図1a及びb)。シナプス可塑性の欠陥は、約6ヶ月時点でADマウスモデルにおいて最初に観察され30、31、これがアミロイド斑の沈着を進行させる。3月齢のAPP/PS1マウスの海馬におけるEphA4活性の増加は、したがって、EphA4がADのシナプス機能不全に貢献する潜在的標的であるという見解と一致する。次に、ニューロン内のEphA4シグナル伝達が、ADにおいてシナプス機能不全を引き起こす主要物質であると考えられるAβによって活性化されるかどうかを調べた。チロシンリン酸化及びEphA4のクラスタ化の両方は、受容体の最大活性化に必要である16、26。Aβは、用量依存的に急性ラット海馬スライス中のEphA4のチロシンリン酸化を増加させたことが見出され(図1c〜f)、この増加は、早くも1時間時点で観察され、2時間時点でピークに達した(図1e及びf)。Aβは、培養した海馬ニューロン内のEphA4クラスタ化も強化した(図1g及びh)。一方、シナプス後タンパク質PSD−95の斑点の数は、Aβによる短期処置時にわずかに低減した(図1g及びh)。Aβ刺激は、EphA4の下流標的であるサイクリン依存性キナーゼ5の活性化も強化した(図8)。まとめると、これらの結果は、Aβが、海馬ニューロン内のEphA4活性化及びEphA4の下流シグナル伝達を急速に誘発することを示唆する。
EphA4は、エフリン結合ドメイン、高システイン領域、及びフィブロネクチンIII型反復ドメインを含む、N末端外部ドメインを持つI型膜貫通タンパク質である32。最近では、Aβが、フィブロネクチン反復ドメインを介して別のEphファミリーメンバーEphB2と直接相互作用することが示され、これが受容体の分解及びそのシグナル伝達の下方調節につながる15。興味深いことに、ペプチド阻害剤(KYLペプチド)によるEphA4のリガンド結合ドメインの遮断は33、EphA4のAβ刺激性チロシンリン酸化を廃止した(図1i及びj)。これらの発見は、EphA4−リガンド相互作用が、海馬ニューロン内のAβ誘起性EphA4活性化に重要であることを示唆する。
EphA4活性化の遮断は、Aβによって誘発されたシナプス機能不全を防止する。
シナプス伝達及び可塑性におけるEphA4の負の調節的役割を考慮すると24、27、29、EphA4を活性化するAβの能力は、ADにおいて観察されたシナプス機能不全に貢献し得る。この仮説を検証するために、発明者らは、Aβ誘発性樹状突起棘の喪失に対するKYLペプチドの効果を調べた。24時間のAβ処置後、成熟海馬ニューロン内で突起棘密度の低減が観察されたが(図2a及びb、Aβにおける0.46±0.21/μm対対照における0.66±0.1/μm)、KYLペプチドとの共処置は、樹状突起棘のAβ誘起性低減を廃止した(Aβ及びKYLペプチドの共処置における0.61±0.18/μm対KYLペプチド単独における0.55±0.13/μm、図2a及びb)。樹状突起棘の数を低減させることに加えて34、AMPAR媒介性微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)の頻度の減少によって証明されるように、Aβは、培養した海馬ニューロン内の神経伝達も低減する。Aβによるニューロンの処置は、事象間間隔を著しく増加させ、これは頻度に反比例し、培養した海馬ニューロン内のmEPSCの増幅のわずかな低減を伴う(図2c〜e、データ図示せず)。EphA4活性化がAβ媒介性神経伝達に必要とされるかどうかを検証するために、代替手法を使用し、内因性エフリンリガンドと相互作用し、したがってEphA4の活性化を防止する、EphA4の非クラスタ化細胞外ドメイン(すなわち、EphA4−Fc融合タンパク質)を追加することによってEphA4シグナル伝達を遮断した24。非クラスタ化EphA4−Fcは同様に、Aβ誘発性シナプス抑制をレスキューし、mEPSCの事象間間隔のAβ誘発性増加を遮断した(図2c〜e)。Aβ刺激性シナプス機能不全のEphA4の重要性は、EphA4−/−ニューロン内でさらに確認される。Aβは、WTマウス(EphA4+/+)から調製されたニューロン内で、mEPSC頻度を約40%低減したが、この現象は、Fc条件のものと同様に、EphA4−/−マウスから培養した海馬ニューロン内で廃止された(図2c〜e、図9)。興味深いことに、それぞれ[2,5−ジメチルピロリル安息香酸(Cpd1)]35または[ロスコビチン(Ros)]24によるEphA4またはCdk5の遮断は、mEPSCの事象間間隔のAβ誘発性増加の低減によって反映されるように、神経伝達におけるAβ刺激性低減も減衰した(図2f〜h)。まとめると、これらの観察は、EphA4/Cdk5シグナル伝達の遮断が、神経伝達のAβ誘発性抑制をレスキューすることを示す。
EphA4シグナル伝達の遮断は、ADにおける海馬シナプス可塑性の障害を逆転させる。
シナプス可塑性におけるAβ誘発性障害のEphA4シグナル伝達を遮断する効果を評価するために、発明者らは、EphA4阻害剤(すなわち、非クラスタ化EphA4−Fcタンパク質またはKYLペプチド)の存在下、Aβ処置時に海馬スライス内の海馬シェファー側枝(SC)経路中のLTPを測定した。高頻度刺激(HFS)は、SC−CA1 LTPの程度の著しい増加を誘起したが、LTPは、Aβで処置したスライスにおいて阻害された3、36(図3a〜d)。非クラスタ化EphA4−Fc(10μg/mL)(図3a及びb)またはKYLペプチド(30μM)(図3c及びd)のいずれかで30分間スライスを前処置することは、LTPのAβ誘発性抑制を防止した。EphA4−FcまたはKYLペプチド単独による処置は、HFS誘発性LTPに著しく影響しなかった(図3a〜d)。まとめると、本発見は、EphA4媒介性シグナル伝達を遮断することが、興奮性シナプス伝達及びシナプス可塑性におけるAβ誘発性障害を軽減することを実証する。
次に、発明者らは、EphA4シグナル伝達の遮断が、ADマウスモデルにおいて障害したシナプス可塑性をレスキューすることができるかどうかを調べた。HFS誘起性海馬SC−CA1 LTPは、同腹子対照と比較して6〜7月齢APP/PS1マウスにおいて障害された31(図3e及びf)。浸透圧ポンプを使用したKYLペプチドの脳内注入による約3週間の脳内のEphA4シグナル伝達の遮断は、APP/PS1マウスにおいてLTP形成を回復した(図3e及びf)。APP/PS1マウス(Tg)は、ビヒクル対照を持つWTと比較した場合、興奮性シナプス後場電位(fEPSP)の低減した勾配を呈したが、LTPの減少は、KYLを注入したAPP/PS1マウスにおいて回復した(17μg、0.23μg/μL)。同様に、3〜4週間のレンチウイルスベースのEphA4 shRNAによるAPP/PS1マウスの海馬のCA1領域内のEphA4発現の枯渇は、LTPの障害を軽減した(図3g及びh)。緑色蛍光タンパク質(GFP)発現ウイルスに感染したAPP/PS1マウスにおけるLTPの低減は、GFPを発現するWTマウスと比較した場合、海馬のCA1領域内のEphA4ノックダウンによって部分的にレスキューされた。この部分的レスキューは、EphA4−shRNA発現ウイルスによるCA1領域内の一部のニューロンのみの感染によって説明され得る(データ図示せず)。まとめると、これらの発見は、正常なシナプス伝達の回復及びLTP障害のレスキューによって証明されるように、EphA4シグナル伝達の阻害がADマウスモデルにおけるシナプス機能不全を軽減することを示す。したがって、EphA4−リガンド相互作用を遮断することが、ADに対する有望な介入戦略であるかどうかを研究することが大きな関心事である。
ウイルススクリーニングによって特定された小分子EphA4阻害剤
EphA4−リガンド錯体の詳細な構造分析は32、37、38、EphA4−リガンド相互作用を調節する小分子の仮想スクリーニングに対して有望な基礎を提供する。具体的に、EphA4の外部ドメイン内のリガンド結合ポケットの固有性は、受容体を小分子スクリーニングにとって理想的な標的にする37、39。したがって、発明者らは、分子ドッキングを通じて、EphA4阻害剤の社内漢方薬データベースの仮想スクリーニングを行った。分子ドッキングは、EphA4の細胞外ドメインと、高スループットスクリーニングによって以前に特定された市販のEphA4阻害剤、Cpd135と一緒に225化合物を含む社内漢方薬データベースとの間で行った。小分子Rhyは、最低ドッキングエネルギーでEphA4に結合する上位3化合物のうちの1つとして特定された。Rhyは、中枢神経系疾患を標的とする処方で一般的に使用される漢方薬カギカズラ(Miq)ジャック(UR)の主要なアルカロイド成分である40。それにもかかわらず、AD等の神経変性疾患におけるRhyの臨床適用は、調査されていない。さらに、この小分子は、神経保護活性を呈することが報告されているが、その基礎にある機序は、主に未知である40。ドッキング分析において、Rhyは、以前に特定されたEphA4阻害剤Cpd1(−6.5kcal/mol)よりも著しく低いドッキングエネルギー(−9.0kcal/mol)を付与する。これは、Cpd1のものよりも高いEphA4との結合能力を呈した(約67倍高いEphA4との結合親和性、図4a)39。Rhyのこの強力な結合親和性は、ヒトEphA4のリガンド結合ドメインとのその大きな相互作用界面に起因し得る(図4a)。明らかに、Rhyは、EphA4のリガンド結合チャネル上の複数の疎水性残基との広範な接触を形成する(図4a)。プルダウン分析は、ビオチン化Rhy(Bio−Rhy)が、EphB2のものではなく、EphA4の細胞外ドメインに特異的に結合したことを明らかにした(図4b)。Rhyが、細胞状況においてEphA4に結合するためにエフリン−Aと競合するかどうかを実証するために、Rhyによる前処置が、EphA4を発現する細胞系であるHT−22細胞上の外因性エフリン−A1の結合を低減したかどうかを調べた41。KYLペプチドによる前処置と同様に、Rhy前処置は、HT−22細胞に対するエフリン−A1の結合を低減し(図4c、図10)、Rhyが細胞表面上の受容体結合のためにエフリン−A1と競合することを示唆している。EphA4阻害剤としてのRhyの有効性は、EphA4依存性シグナル伝達及び機能に拮抗するその能力によってさらに確認された。エフリン−A1刺激は、培養した海馬ニューロン内のEphA4チロシンリン酸化、EphA4クラスタの数、及びEphA4依存性成長円錐崩壊を増加させたが、Rhyによる前処置は、EphA4の特異的リン酸化(図4d及びe)及びクラスタ化(図4f、図11)、ならびに成長円錐崩壊(図4g)を用量依存的に低減した。
Rhyの経口投与は、ADマウスモデルにおける海馬シナプス可塑性の阻害を逆転させる
EphA4シグナル伝達の遮断がAD進行中に神経伝達及びシナプス可塑性を強化することを考慮して、Aβ誘発性シナプス欠陥に対するRhyの効果をさらに調べた。重要なことに、培養した海馬ニューロンのRhyによる前処置は、mEPSC及びLTPのAβ誘発性障害をレスキューした。Aβは、mEPSCの頻度を低減した(すなわち、事象間間隔を増加させた)が、Rhyは、mEPSC頻度のAβ誘発性低減をレスキューした(図5a〜c)。さらに、培養した海馬ニューロンのRhyによる前処置は、AβがLTPを抑制するのを防止したが、Rhy単独での処置は、海馬LTPに影響しなかった(図5d及びe)。重要なことに、3〜4週間の約5月齢APP/PS1マウスへのRhyの経口投与(50mg・kg−1・日−1)は、シナプス可塑性の障害を軽減した(図5f及びg)。WTマウスと比較して、APP/PS1マウス(Tg)は、HFSに反応してLTPの減少を呈した。Rhy投与は、APP/PS1マウスにおけるLTPの低減を完全にレスキューした。Rhyは、高レベルのヒトAPPのスウェーデン変異形態を発現する、別のADマウスモデル、Tg2576マウスにおいて、用量依存的にLTP阻害に対する類似のレスキュー効果を呈した(図12)。
ADマウスモデルにおいてシナプス変化をレスキューすることに加えて、Rhyは、AD病理のある特定の特徴も改善した。発明者らは、アミロイド斑の数及び総面積が、水による処置と比較して、Rhyの10週間投与後にAPP/PS1マウスの皮質及び海馬内で著しく減少したことを見出した(図6a〜e)。アミロイド斑を取り囲む小膠細胞の活性化は、アミロイド斑の沈着と相関する42。広範な斑関連小膠細胞症は、APP/PS1マウスの皮質内で発生したが、Iba1染色によって明らかになるように、Rhyを投与したAPP/PS1マウスにおいて斑関連反応性小膠細胞症の著しい低減が観察された(図6f〜h)。したがって、仮想スクリーニングによってEphA4の小分子阻害剤として特定されたRhyは、ADマウスモデルのシナプス可塑性の欠陥を効果的にレスキューし、ADの進行を減速させた。
考察
新たに出現した証拠は、ADにおいて神経ネットワーク障害及び認知低下に関わるシナプス喪失及び機能不全が、早期AD発症の主因を表し得ることを明らかにした。したがって、シナプス機能不全の軽減は、ADにおける認知低下の治療のための有望な治療手法である。本発見は、EphA4が、ADにおけるシナプス機能不全を媒介する際に重要な役割を果たし、ADの新たな治療標的であることを実証する。ペプチド及び小分子を含む、複数の手法を使用するEphA4−リガンド相互作用の遮断は、疾患の進行時に障害されたシナプス可塑性をレスキューすることができる。EphA4−リガンド相互作用を標的とする小分子阻害剤の開発は、ADの有効な疾患修飾性治療であることが判明し得る。
EphA4は、Aβの細胞標的である
Ephは、シナプス機能及び可塑性の調節に関係しているが、EphファミリーのメンバーがシナプスにおけるAβの細胞標的である可能性は、最近になって調査されたに過ぎない15、26。EphB2は、ADにおいて下方調節され、Aβ依存性シナプス機能不全を媒介するが15、本研究は、EphA4が、ADにおいて過剰活性化され、シナプス機能不全をもたらすことを明らかにした。最近のゲノムワイド関連分析(GWAS)は、単一ヌクレオチドポリ多型が、EPHA4の近位に位置することを特定し43、EPHA1遺伝子は、後期発症ADと関連する44。EPHA4の変異または多型を特定することを目的とするさらなる研究は、EPHA4がADと関連するかどうかを解明するように保証される。さらに、Ephファミリーの異なるメンバーがどのように関わるか、及びこれらのシグナル伝達経路が、AD進行の間にクロストークするかどうかを調べることが重要である。
Aβは、どのようにEphA4活性化を誘発するか?AβがフィブロネクチンIII型ドメインにおいてEphB2に結合すること15、及びEphA4がこの同じドメインも含むことを考慮すると、Aβは、受容体に直接結合することによってEphA4活性化を刺激し得る。代替として、Aβは、EphA4シグナル伝達を誘起するようにエフリンA3−EphA4相互作用を調節し得る。この可能性は、海馬内のシナプス後樹状EphA4の活性化が、星状細胞内に存在するエフリン−A3とのその相互作用に著しく依存し、EphA4チロシンリン酸化が、エフリン−A3−ノックアウトマウスの海馬内で減少し45、エフリン−A3を発現するマウスにおいて増加する46という事実によって支持される。最後に、Aβは、神経活動の調節によってEphA4活性化を強化し得る47。神経活動の慢性増加に反応するEphA4の活性化に関する発明者らの以前の発見は、この可能性と一致する27
ADにおけるEphA4の病態生理学的役割
EphA4は、成体海馬内のシナプス構造及び機能の重要な調節因子である24、27、29。EphA4とそのリガンドエフリン−A3との間の相互作用は、双方向(すなわち、順方向及び逆方向)シグナルを産生し、それらの両方は、海馬機能の調節に重要である。星状細胞エフリンAによるシナプス後EphA4の活性化は、成体齧歯類海馬内のEphA4順方向シグナル伝達の活性化を可能にし、突起棘の喪失ならびに表面AMPA受容体の除去をもたらす27、29。EphA4は、恐らくアクチン細胞骨格の再組織化を通じて、Cdk5−RhoA依存的に24、PLCγ1−コフィリン依存的に48、または接着受容体の調節によって23、樹状突起棘の後退を引き起こす。EphA4は、培養した海馬ニューロン内のAMPA受容体の分解をプロテアソーム依存的に誘起し、最終的にシナプスからのそれらの除去を誘起する27。樹状突起棘低減及びAMPA受容体除去の両方は、AD進行中のシナプス喪失及び機能不全に貢献する重要な因子である10、34。EphA4の別の興味深い特徴は、受容体が、エフリン−A3を通じて星状細胞中の逆シグナル伝達を誘起すること、及びグリア細胞中のグルタミン酸輸送体を低下させることによってグルタミン酸の取込みを調節することができるということである46。EphA4−またはエフリン−A3−ノックアウトマウスは、グリアグルタミン酸輸送体(例えば、GLAST及びGLT1)の発現の増加を呈するが、星状細胞内のエフリン−A3過剰発現は、これらのタンパク質のレベルを低減する。したがって、EphA4−エフリンA3逆シグナル伝達は、シナプス間隙におけるグルタミン酸蓄積を強化する。ADマウスは、異常なグルタミン酸取込みを呈するが49、EphA4逆シグナル伝達が、グルタミン酸取込みの異常調節によってADにおけるシナプス機能不全に関わるかどうかを調べることは興味深いであろう。さらに、EphA4は近年、脊髄損傷における炎症関連遺伝子の発現の調節に関与していた50。EphA4が炎症等のAD病理に貢献する他の経路を調節するかどうかは、依然として未知である。
ADにおける治療介入のための標的としてのEphA4
シナプス機能不全を逆転させることは、ADにおける認知低下に対する潜在的な治療戦略である。本研究におけるADの細胞標的としてのEphA4の特定及びEphA4−リガンド相互作用の詳細な構造特徴は32、37、38、ADの治療のためのEphA4阻害剤を開発することに対して大きな期待をもたらす。実際に、EphA4及びエフリンを標的とするための種々の戦略(例えば、抗体のFc領域に融合されたEphA4の組換え細胞外ドメイン、ならびにEphA4に結合する特定のペプチド及び小分子)51が開発された。本研究で特定された小分子、Rhy、及びリガンド結合ドメインにおいてEphA4に結合し、エフリン結合を阻害するペプチドKYL52は、ADトランスジェニックマウスモデルにおいて、Aβ誘発性シナプス機能不全及びシナプス可塑性の欠陥を効果的に軽減する。追加の研究は、リガンド結合ドメインにおいてAβがEphA4に結合する可能性、及びこれらのEphA4阻害剤がEphA4−Aβ相互作用を直接遮断する可能性を除外する必要があるが、EphA4とエフリンとの間の内因性相互作用が、Aβ誘起性シナプス欠陥及び機能不全を媒介すると推測することは興味深い。したがって、EphA4−リガンド相互作用を標的とする介入の開発は、ADのための有望な治療戦略であり得る。ADに加えて、EphA4阻害剤は、筋萎縮性側索硬化症53及び脊髄損傷54を含むがこれらに限定されない、EphA4が関わる種々の疾患の治療のための治療薬として使用することができる。
ADにおけるRhyの有益な効果の基礎となる機序は、依然として解明されていない。興味深いことに、Rhyは、ADのシナプス機能不全も軽減し得る、NMDA拮抗薬55及びカルシウムチャネル遮断薬56であることが以前に示唆されている。しかしながら、後次研究は、Rhyが、NMDA受容体に結合することも、グルタミン誘発性Ca2+流入を阻害することもないことを明らかにし57、本発明者らは、海馬ニューロン内のNMDA電流を阻害できないことも見出した(データ図示せず)。したがって、ADにおけるシナプス機能不全の逆転に対するRhyの有益な効果が、NMDA受容体に対するRhyの阻害作用に起因する可能性は低い。ここで、発明者らは、構造ベースのコンピューター内スクリーニング手法を使用し、EphA4のリガンド結合ドメインを標的とする小分子をスクリーニングする試みを通じて、RhyをEphA4阻害剤として特定する。EphA4に対するRhyの阻害活動は、リガンド結合、受容体のリガンド誘発性活性化、及びその下流シグナル伝達を防止するその能力によって確認される(図4)。ADトランスジェニックマウスのシナプス可塑性欠陥を軽減することにおけるRhyの有益な効果を考慮すると(図5)、Rhyは、ADのための治療薬として使用することができると考えられる。Rhy及びEphA4、ならびに他のEphメンバーとの結合界面の構造詳細に関する今後の特性化は、化学誘導を通じてRhyの構造の最適化を許し得、最終的により高い親和性、特異性、及び能力を持つ新たなEphA4阻害剤の特定につながり得る。
結論として、本発見は、EphA4が、AD病理におけるシナプス可塑性の障害を媒介するために重要であるという証拠を提供する。EphA4の下流の分子及び細胞機序を理解することは、AD治療に有用である新たな化合物の特定につながり得る。EphA4を標的とすることは、ADの防止及び治療に有益であり得る。重要なことに、EphA4の小分子阻害剤、RhyがADモデルにおけるシナプス障害を軽減する能力は、この介入戦略に対するサポートを提供する。
材料及び方法
化学物質、抗体、及びウイルス
使用される抗体は、抗EphA4及び抗体Cdk5抗体(Santa Cruz Biotechnology)、抗PSD−95(BioAffinity Reagents)、抗β−アミロイド(Aβ8−17に対する6F/3D、Dako)、抗Iba−1(Wako Pure Chemical Industries)、ホスホチロシン抗体(4G10)及び抗Tau−1抗体(Millipore)、抗アクチン(Sigma)、ホスホ−Tyr 602(p−Y602 EphA4)(ECM Biosciences)、ならびにヒトFcに対するFc及びヤギ抗体(Jackson ImmunoResearch)を含む。ヒストンH1組換えタンパク質及びロスコビチンはMilliporeから、[2,5−ジメチルピロリル安息香酸(Cpd1)]はMatrix Scientificから、及びRhyはBaoji Herbest Bio−Techから購入した。エフリン−A1、EphA4−Fc、EphB2−Fc、ビオチン化エフリン−A1−Fc、及びビオチン化EphA4−Fc組換えタンパク質は、R&D Systemsから、KYLペプチドはBio−synthesisから、及びAβモノマーはrPeptideから購入した。EphA4 shRNAを発現するレンチウイルスは、前述のように構築された24、58。ウイルスは、アイオワ大学の遺伝子導入ベクターコアによって包装された。
ビオチン化Rhyの合成、ならびにβ−アミロイドオリゴマー及びエフリンの調製
Bio−Rhyの合成は、RhyのNとtert−ブチル(6−ブロモヘキシル)カルバメートとの間の求核置換反応を用いた。産生物のtert−ブチルオキシカルボニル基が分離され、1−ヘキサンアミン置換Rhyを産出した。次にBio−Rhyは、カップリング試薬の存在下で置換Rhyをビオチンと反応させることによって得られた。
オリゴマーAβ(Aβ)を、前述のように調製した59、60。簡単に言うと、0.5mgのモノマーAβ1−42を、22.2μLのドライDMSOに溶解し、次に氷冷フェノールレッドフリーF−12媒質に希釈して、最終Aβ濃度100μMを生じた。Aβ溶液を4℃で24時間インキュベートし、次に14,000×gで10分間遠心分離した。上清を液体窒素中で冷凍し、−20℃で最大1ヶ月間保管した。特定されない限り、培養したニューロンまたは海馬スライスは、典型的に500nMでAβにより処置した。
エフリン−A1−Fcを、ヤギ抗ヒトFc抗体(1:4.5)でプレクラスタ化し24、使用前に60分間室温でインキュベートした。前述のようにエフリン−A1 0.1μg/mLを用いて、海馬ニューロン内で成長円錐崩壊アッセイを行った61
分子ドッキングによる社内漢方薬データベースの仮想スクリーニング
AutoDock 4.0を用いて、EphA4(PDBコード2WO2)及び225化学化合物を含む当社内漢方薬データベースとの間のドッキングを行った63、64。ラマルク説の遺伝的アルゴリズムを、次のパラメータと共に使用した:集団内の個体数200、エネルギー評価の最大数5,000,000、世代の最大数、27,000、遺伝的アルゴリズムの実行回数20。
細胞培養物及び急性海馬スライス
一次皮質及び海馬ニューロンを、前述のように胎生期18〜19日ラット胚から調製した24。簡単に言うと、皮質ニューロン(1プレート当たり6×10)を、ポリ−D−リシン(12.5μg/mL、Sigma)でコーティングされた100mm培養皿上に置いた。ラット海馬ニューロンを、ポリ−D−リシン(50μg/mL)でコーティングされた18mmカバースリップ上に、免疫細胞化学的分析の場合は0.5×10/18mmカバースリップ、成長円錐崩壊アッセイの場合は0.1×10/18mmカバースリップ、またはmEPSC記録の場合は1.5×10もしくは1.5×10/18mmカバースリップの密度で播種した。2% B27(Invitrogen)を補充したNeurobasal培地(Invitrogen)にニューロンを供給した。急性脳スライスを、P15−P17 Spraque−Dawleyラットから調製した。簡単に言うと、ラットを速やかに断頭し、それらの脳を氷冷人工脳髄液(ACSF)に浸漬した。海馬を切除し、ビブラトーム(Lieca)を使用して300μm厚のスライスを調製した。次にスライスを、95%O+5%COで平衡化された循環ACSFを含むインキュベート室に移し、実験前に回復のために少なくとも2時間室温で保持した65
ADマウスモデル、shRNAノックダウン、ペプチド注入、及び薬物投与
APP/PS1二重トランスジェニックマウスを、Jackson Laboratoryから入手した(B6C3−Tg[APPswe,PSEN1dE9]85Dbo/J)66。これらのマウスは、スウェーデン二重変異及びエクソン−9−欠失PSEN1変異を担持するヒト/マウスAPP構築体(APPswe+PSEN1/dE9)を組み込むことによって生成された。ヒトAβPPの二重変異(Lys670→Asn670、Met671→Leu671)を発現するAPPトランスジェニックマウス(Tg2576)も使用した31。実験には両性を使用し、この研究で使用された全てのマウスは、香港科技大学の動物ケア施設によって産生された。遺伝子型は、尾部生検のポリメラーゼ連鎖反応分析によって確認した。同性の4〜5匹のマウスを、12時間の明/暗周期で適宜食餌及び水と共にケージに収容した。
ADマウスにおいてKYLペプチドによりEphA4シグナル伝達を遮断する効果を調査するために、4〜5月齢のADトランスジェニックマウスにAlzetミニ浸透圧ポンプ(モデル1004)を埋め込み、その内容物を0.11μL/hで28日間圧送した。ポンプには、0.23μg/μLのKYLペプチド(17μg)または人工脳髄液(CSF)中のビヒクル溶媒のいずれかを装填した。ミニ浸透圧ポンプを、右半球内で脳室内的に調整した。APP/PS1マウスのCA1領域内のEphA4は、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質G偽型レンチウイルス粒子をpFUGW−shEphA4と共に、前述のように対応する領域に両側的に注入することによってノックダウンされた58。ADマウスに、Rhyを20mgまたは50mg・kg−1・日−1(0.01g/mL水)で1日の強制飼養により、LTP測定前に3〜4週間経口投与した。
シナプトソーム調製、免疫沈降、及びウェスタンブロット分析
海馬シナプトソームを、前述のように調製した67。P15−P17ラットからの急性海馬スライスを、放射性免疫沈降アッセイ(RIPA)緩衝液(1% Triton X−100、1%デオキシコール酸ナトリウム、0.1% SDS、150mM NaCl、10mMリン酸ナトリウム、2mM EDTA、及び0.2%バナジウム酸ナトリウム)中に種々のプロテアーゼ阻害剤と共に溶解した。Cdk5キナーゼアッセイの場合、培養した皮質ニューロン[16日インビトロ(DIV)]を、溶解緩衝液A(20mMトリス[pH7.6]、150mM NaCl、1mM EDTA、1mM EGTA、1mM NaF、及び0.5% Nonidet P−40)中に種々のプロテアーゼ阻害剤と共に溶解した。ウェスタンブロット分析を、前述のように行った24
免疫沈降アッセイの場合、溶解物を、対応する抗体で2時間4℃で免疫沈降し、続いてタンパク質Gセファロースで1時間4℃でインキュベートした24。試料をRIPA緩衝液または緩衝液Aで洗浄し、SDS試料緩衝液に再懸濁した。EphA4チロシンリン酸化は、4G10抗体を使用し、ウェスタンブロット分析によって検出された。
免疫細胞化学的、免疫組織化学的、共焦点顕微鏡、及び定量的分析
Aβ処置したニューロン内のEphA4及びPSD−95の細胞内局在を調べるために、ニューロンをメタノールで20分間、−20℃で固定した24。免疫染色を、前述のように行った68。簡単に言うと、ニューロンを、GDB緩衝液中の抗PSD−95抗体(1:500)及び抗EphA4抗体(1:1000)で終夜4℃でインキュベートし、リン酸緩衝液で洗浄して、対応する二次抗体で1時間、室温でインキュベートした。画像取得の場合、細胞を、ProLong褪色防止試薬(Invitrogen)中に載置し、z−スタック取得モードを使用する63倍油浸対物レンズを持つ、Zeissレーザー走査共焦点顕微鏡(LSM7 DUO)を使用して画像を取得した。
免疫組織化学分析の場合、マウスに麻酔をかけ、生理食塩水に続いて4%パラホルムアルデヒド(pH7.4)によって経心的に灌流して脳を除去した66。終夜の後固定及び一連の低温保護の後、クライオスタット(Microm HM 560、Thermo Scientific)を使用し、20μmの厚さで脳を冠状に切開した。これらの切片を、β−アミロイド(1:200)及びIba1(1:500)抗体で終夜4℃で染色し、続いて適切な蛍光共役二次抗体でインキュベートし、Hydromount(National diagnostics)に載置した。Leica DMRA顕微鏡で画像を撮影した。3,3−ジアミノベンジジン(DAB)染色の場合、切片を再水和し、抗原検索に供した。次に切片を、Dako REAL抗体希釈剤(Dako Cytomation)に希釈したβ−アミロイド抗体で終夜4℃でインキュベートし、続いて二次抗体インキュベーションを(Dako REAL EnVision/HRP、ウサギ/マウス)室温で1時間行った。次にβ−アミロイド染色を、DAB法により室温で10分間現像した(Dako REAL DAB+Chromogen)。次にこれらの切片をヘマトキシリンで対染色し、上昇濃度のエタノールで脱水し、キシレンで清浄してDPXに載置した。Zeiss Lumar.V12顕微鏡を使用して画像を撮影した。
同一の取得設定を使用して同じ実験からの画像を入手し、Metamorphソフトウェア(Meta Image Series 7.5、Universal Imaging Corp.)により画像を分析した24、58。EphA4及びPSD−95クラスタを定量化するために、各ニューロンから2つの樹状セグメントを定量化のために分析した。樹状細胞の外郭を手でトレースした。各実験における全画像の背景に対する基礎閾値を測定した。次にこれらの閾値の平均を、同じ実験における全画像に適用した。樹状細胞中のクラスタ密度を測定するために、隣接した樹状細胞のシグナルよりも2倍高い強度を持つクラスタを含むように画像を最初に閾値化し、クラスタの総数及び樹状細胞の長さを自動的に測定した。DAB、Iba1、またはAβ染色の定量化の場合、対照における背景シグナルの強度よりも2.5倍高い強度を持つクラスタを含むように画像を閾値化した。皮質及び海馬領域をトレースし、皮質または海馬内の斑の面積の数及びパーセンテージ(対象とする面積上のAβ染色により被覆された面積)として、アミロイド沈着を定量化した。斑関連Iba1染色を定量化するために、アミロイド沈着を取り囲むIba1染色の面積及び強度を測定した。
NIH Image Jプログラムを使用してタンパク質帯強度の比重定量化を行った。スチューデントのt検定または分散分析を使用して統計分析を行い、必要に応じて図の凡例に示されるような異なる試験を行った。全実験は、指示される場合を除いて少なくとも3回行った。
Cdk5キナーゼアッセイ
Cdk5/p35キナーゼアッセイは、1〜2μCi[γ−32P]ATP及び8μgヒストン−H1タンパク質を含有するキナーゼ緩衝液(20mM MOPS[pH7.4]、15mM MgCl、及び100μM ATP)中で30分間30℃で行った24。次に15% SDS−PAGEを使用してリン酸化ヒストン−H1タンパク質を分離し、オートラジオグラフィーによって可視化した。
Rhy−EphA4−結合アッセイ
プルダウン分析の場合、Bio−Rhyをストレプトアビジン磁気ビーズに1時間結合し、次にこれらのビーズを、0.5% BSAの存在下で1時間、組換えEphA4−FcまたはEphB2−Fcでインキュベートした。インキュベーション後、ビーズをDPBSで4回洗浄し、錯体中のEphの存在をウェスタンブロット分析によって決定した。
RhyがHT−22細胞の細胞表面に対するエフリン−A1の結合を阻害するかどうかを調べるために、細胞ベースの結合アッセイを、前述のようにいくつかの修正とともに行った69。HT−22細胞を、ポリ−D−リシンカバースリップ上に播種した。細胞を異なる濃度のRhyまたはKYLで10分間4℃プレインキュベートし、続いて0.5μg/mLビオチン化エフリン−A1で45分間4℃でインキュベートした。次に細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定し、次にビオチン化エフリン−A1の標識を表面化するために、Alexa Fluor 488共役ストレプトアビジン抗体(Molecular Probes)で免疫染色した。
EphA4クラスタ化及び成長円錐崩壊アッセイ
3DIVにおけるニューロンを、異なる濃度のRhyまたはKYLで対照として15分間、前クラスタ化エフリン−A1でさらに15分間前処置し、4%パラホルムアルデヒドで固定した61。EphA4クラスタ化の場合、ニューロンを抗EphA4及び抗Tau−1抗体で染色した。成長円錐崩壊アッセイの場合、フィラメントアクチンについてはAlexa Fluor 555共役ファロイジン(Molecular Probes)、軸索については抗Tau−1抗体によってニューロンを染色した。崩壊した成長円錐を二重盲検的に採点した。実験を少なくとも3回繰り返し、各実験に対して50個を超えるニューロンを分析した。データは、平均±標準誤差として提示される。
樹状突起棘の分析
培養したラット海馬ニューロンを、14〜16DIVにおいてGFPプラスミドでトランスフェクトし、30μMのKYLペプチドによる処置後、24〜28DIVにおいて24時間Aβに露出した。ニューロンを4%パラホルムアルデヒドで固定し、前述のように63倍対物レンズを使用する共焦点顕微鏡を使用して調べた24
電気生理学
小型EPSC記録の場合、約25〜28DIVにおいて、試験試薬と一緒に500nMのAβを用いるか、または用いずに海馬ニューロンを24時間共処置した。110 NaCl、5KCl、2CaCl、0.8MgCl、10HEPES、及び10D−グルコース(pH7.4)を(mMで)含有する外部溶液、ならびに135CsCl、10 HEPES、2MgCl、4NaATP、0.4NaGTP、及び0.5EGTA(pH7.2)を(mMで)含有する内部溶液を用いて、全細胞パッチクランプ記録を室温で作成した24、27。0.5μM TTXと共にGABA作動性IPSCを遮断して作用電位誘発性EPSCを防止するために、ピクロトキシン(200μm)を外部溶液に含めた。小型EPSC記録の場合、細胞を−70mVで保持した。これらの実験に対するピペット抵抗は、典型的に3〜5MΩであったが、直列抵抗は、15〜20MΩであった。各細胞からのミニを、各条件で1分間記録した。mEPSCの測定は、AMPA受容体EPSCを測定するためのミニ分析プログラム(Synaptosoft Inc.)に記載されるものに従った。直列及び入力抵抗が10%未満変化した記録時期のみを分析した。データは、少なくとも3つの実験の平均±SEMとして提示される。
LTP記録の場合、屠殺後速やかにマウス脳を切断し、氷冷95%O/5%CO(aCSF)に浸漬した58。振動組織スライサー(HM650V、Thermo)を使用して脳スライス(300μm厚)を調製し、酸素化緩衝液に2時間32℃で浸漬した。海馬領域を切除し、64個の記録電極が埋め込まれたMED−P210Aプローブ(Panasonic International Inc)の中心に置いた。次にこれらのスライスを、500nMのAβで酸素化aCSF中2時間、LTP誘発前に灌流させた70。EphA4阻害剤による処置の場合、スライスをペプチドまたは化学物質で1時間、Aβの適用前に前処置した。MED64多チャネル記録システムを使用してfEPSPを記録し、10kHzのサンプリング速度で区域CA1の樹状層からデータを収集した。各スライスの場合、ベースライン刺激強度は、入力−出力曲線に従って決定された最大fEPSP反応の約50%を引き出したレベルで設定された。LTPは、3連続のHFS(100Hz、1秒、30秒間隔で送達される)によって誘発された。LTPの程度を、LTP誘発後60分間隔の間に取られたfEPSP勾配の変化率(10%〜90%)として定量化した。
実施例2:コリリン及びデンドロビンは、EphA4シグナル伝達を阻害する
小分子EphA4阻害剤をスクリーニングするために、発明者らは、小分子ライブラリーを使用して分子ドッキング分析を行った。Rhyに加えて、2つの小分子(1つのTCMデータベースからスクリーニングされた)もEphA4阻害活性を呈する。培養した海馬ニューロンを使用してEphA4依存性成長円錐崩壊を阻害するEphA4を阻害することにおけるそれらの能力を遂行した。ラット海馬ニューロンが、図13に示される濃度で小分子(コリリン、デンドロビン)により処置され、かつエフリン−A1で処置された場合、化合物は、エフリン−A1刺激性成長円錐崩壊を阻害した。
実施例3:Cpd1から誘導された化合物は、EphA4シグナル伝達を阻害する
Noberiniら(上記)に記載されるように、Cpd1は、化学名2−ヒドロキシ−4−(2,5−ジメチル−1−ピロリル)安息香酸を有し、次の化学式を有する。
Figure 0006364484
本発明者らは、Cpd1からいくつかの化学誘導体を生成し、化合物6、14、及び21がEphA4シグナル伝達阻害剤の活性を有することを見出した。これらのCpd1誘導性化合物は、それらの化学名及び化学式によって図14に示される。それらのEphA4阻害剤効果は、図15に示される。簡単に言うと、ラット皮質ニューロンを、異なる濃度でCpd1から誘導された化合物により処置し、かつエフリン−A1で処置した。図15は、EphA4チロシンリン酸化についてのウェスタンブロット分析の結果を示す。
実施例4:新規Rhy誘導体の合成
RHY−26:
Figure 0006364484
テトラヒドロフラン(THF、5mL)中のRhy(100mg)の溶液に、水素化ナトリウム(NaH、50mg)、続いて1,8−ジクロロオクタン(0.24mL)を添加した。混合物を50℃に加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、ジクロロメタン(DCM、3×15mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−26(5mg)を黄色油として得た。
RHY−37:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(2mL)中のRHY(100mg)の溶液に、NaH(50mg)、続いて1,8−ジクロロオクタン(0.20mL)を添加した。混合物を50℃に加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×15mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:20)によって精製し、ZJ−4−172−1(70mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(1mL)中のZJ−4−172−1(70mg)の溶液に、NaH(20mg)、続いて3,4−ジメトキシフェノール(56mg)を添加した。混合物を50℃に加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(5mL)で急冷し、DCM(3×5mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(10mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:33)によって精製し、RHY−37(20mg)を黄色油として得た。
RHY−36:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(2mL)中のRHY(100mg)の溶液に、NaH(50mg)、続いて1,8−ジブロモオクタン(0.20mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×15mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:20)によって精製し、ZJ−4−172−1(70mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(1mL)中のZJ−4−172−1(40mg)の溶液に、KCO(38mg)、続いて3,4−ジメトキシ安息香酸(38mg)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(5mL)で急冷し、DCM(3×5mL)で抽出し、飽和NaHC水性液(10mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:33)によって精製し、RHY−36(10mg)を黄色油として得た。
RHY−42:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(10mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,6−ジブロモヘキサン(0.5mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−178(200mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(3mL)中のZJ−4−178(90mg)の溶液に、KCO(68mg)、続いて4−(ベンジルオキシ)フェノール(100mg)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和NaHC水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−42(50mg)を黄色油として得た。
RHY−45:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(10mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,7−ジブロモヘプタン(0.53mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−183(220mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(2mL)中のZJ−4−183(60mg)の溶液に、KCO(50mg)、続いて5−メトキシ−2−ニトロ安息香酸(64mg)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和NaHC水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−45(20mg)を黄色油として得た。
RHY−48:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(10mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,7−ジブロモヘプタン(0.53mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−183(220mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(2mL)中のZJ−4−183(60mg)の溶液に、KCO(45mg)、続いて4−(ベンジルオキシ)フェノール(50mg)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和NaHC水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−185−1(30mg)を黄色油として得た。
ステップ3:
MeOH(2mL)中のZJ−4−185−1(20mg)の溶液に、10% Pd/C(10mg)を添加し、混合物を20時間、H中で撹拌した後、混合物をセライト(MeOH溶離液)のパッド上で濾過し、溶媒を真空で蒸発させた。粗産物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−48(10mg)を黄色油として得た。
RHY−50:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(15mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,8−ジブロモオクタン(0.58mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−189(200mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(2mL)中のZJ−4−189(60mg)の溶液に、KCO(60mg)、続いて5−メトキシ−2−ニトロ安息香酸(50mg)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和NaHC水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−50(20mg)を黄色油として得た。
RHY−23:
Figure 0006364484
THF(5mL)中のRHY(100mg)の溶液に、NaH(50mg)、続いて1,5−ジブロモペンタン(0.18mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(10mL)で急冷し、DCM(3×15mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、RHY−23(100mg)を黄色油として得た。
RHY−46:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(10mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,7−ジブロモヘプタン(0.53mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−183(220mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(1mL)中のZJ−4−183(70mg)の溶液に、2−(ピロリジン−1−イル)エタンアミン(90μL)を添加し、混合物を80℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を飽和NaHCO水性液(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和HO(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM/NH3.O=6:100:1)によって精製し、RHY−46(10mg)を黄色油として得た。
RHY−47:
Figure 0006364484
ステップ1:
THF(10mL)中のRHY(300mg)の溶液に、NaH(150mg)、続いて1,7−ジブロモヘプタン(0.53mL)を添加し、混合物を50℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を水(20mL)で急冷し、DCM(3×30mL)で抽出し、飽和NaHCO水性液(30mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM=1:30)によって精製し、ZJ−4−183(220mg)を黄色油として得た。
ステップ2:
DMF(1mL)中のZJ−4−183(70mg)の溶液に、3−(1H−イミダゾール−1−イル)プロパン−1−アミン(90μL)を添加し、混合物を80℃まで加熱し、20時間撹拌した後、反応液を飽和NaHCO水性液(10mL)で急冷し、DCM(3×10mL)で抽出し、飽和HO(20mL)で洗浄した。複合有機層をNaSO上で乾燥させて濾過し、溶媒を真空で除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM/NH3.O=6:100:1)によって精製し、RHY−47(15mg)を黄色油として得た。
実施例5:機能的及び分析的アッセイ
エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイ
EphA4シグナル伝達を阻害することにおけるRhy誘導体の能力を、EphA4クラスタ化アッセイにおいて調べた。ラット海馬ニューロンを、ポリ−D−リシン(50μg/mL)でコーティングした48ウェルプレート上に、1ウェル当たり6000細胞で播種した。2% B27(Invitrogen)を補充したNeurobasal培地(Invitrogen)でニューロンをインキュベートした。3DIVにおけるニューロンを、RhyまたはRhy誘導体で20分間、続いて前クラスタ化エフリン−A1(0.25μg/mL)リガンドでさらに40分間前処置し、4%パラホルムアルデヒドで固定した。次にニューロンを、抗EphA4及び抗Tau−1抗体で免疫染色した。EphA4クラスタの細胞撮像及び定量化を、IN細胞アナライザー6000ハイコンテントアッセイシステム(GE Healthcare)を使用して行った。EphA4クラスタを、Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって定量化した。一元配置分散分析後のニューマン−ケウルス多重比較検定(Prism 5 GraphPadソフトウェア)を用いて統計分析を行った。
Rhyの分析的検出
Rhyの識別及び量を、ターボVソース及びエレクトロスプレイイオン化(ESI)プローブ(UPLC−MS/MS)を備えるAB SCIEX 4500 QTRAPシステムに連結されたWaters Acquity UPLCシステムを使用して分析した。アセトニトリル(ACN)中のRhyを、水及びACN中の0.1%ギ酸からなる移動相を持つC18カラム(BEH C18、50×2.1mm、1.7μm、40℃)上で分離した。5マイクロリットルの試料を注入し、次のプログラムによって0.6mL/分の流量で溶離した(0〜4.0分、10〜35% ACN、4.0〜4.1分、100% ACN;7.0〜7.1分、100〜10% ACN、7.1〜10分、10% ACN)。Rhyの検出は、正イオン化モードで実行した。ESI条件は次のとおりであった:脱クラスタ化電位120V、入口電位10V、衝突セル出口電位12V、衝突エネルギー38V、カーテンガス50(任意単位)、衝突ガス10(任意単位)、イオンスプレイ電圧4500kV、ソース温度500℃、イオン源ガス1:45(任意単位)、イオン源ガス2:60(任意単位)。多重反応モニタリング(MRM)を使用し、3対の親/娘イオンによってm/z 385.1→353.1、385.1→269.1、385.1→160.1Rhyを決定し、測定した。この条件下、Rhyの保持時間は2.56分である。
Rhyのインビトロ安定性アッセイ
アセトニトリル(ACN)中3μMのRhyを、C57BI/6マウスから調製された血清に添加し、混合物を種々の時間間隔でインキュベートした。インキュベーションは、ACNの添加によって終了させた。混合物をスピンダウンし、上清の半分を空気乾燥させた。残渣をACNに再溶解し、UPLC−MS/MSシステムに注入した。
Rhyの血液及び脳透過性アッセイ
雄C57BI/6マウス(16週齢)を、香港技科大学(HKUST)動物ケア施設から入手し、研究の1週間前に研究室に順応させた。Rhy(5mg/mL)を水に溶解し、10mL/kgの体積で50mg/kgを経口付与した。この研究における手順は、HKUST動物倫理委員会によって承認され、実施基準及び実験目的の動物使用に従って行った。
終末部血液(K2EDTA管)及び脳組織を、Rhy投与後に異なる時間間隔で採取した(0、10、15、30、45、60、90、120、240、480分)(n=6)。血漿は、血液を3,800×g、4℃で10分間遠心分離することによって入手した。30分の心灌流後に0.9%生理食塩水を用いてマウス脳を採取した。80μLの0.9%生理食塩水を添加した全マウス脳を、10秒間(Precellys Minilys)4000rpmでセラミックビーズにより均質化に供した。Rhy投与したマウスの血漿(80μL)及び脳ホモジネート、または所望の濃度の20μLのRhy(2.5〜500ng/mLの範囲の9データ点)を、次に約1mLのメタノールで抽出し、3分間渦流した。試料を12,000×g、4℃で10分間遠心分離した。上清を新たな管に移し、残りの試料を別の抽出に供した。2つの抽出物から得られた上清をプールし、蒸発乾燥させた。乾燥した試料を、0.3mLのメタノールに溶解し、30秒間渦流させた後、5分間超音波処理し、17,900×gで5分間遠心分離した。上清(80μL)を、UPLC−MS/MS分析のためにバイアルに移した。マウス血漿及び脳中のRhyのCmax、Tmax、及びt1/2を、ソフトウェアPhoenix WinNonlin 6.3を使用して計算した。マウス血漿及び脳からのRhyの回収率は、それぞれ82%及び68%であった。血漿及び脳中のRhyの標準曲線のR2値は、それぞれ0.9987及び0.9963であった。
実施例6:リンコフィリン及びコリリンは、培養した海馬ニューロン中のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタを阻害した
リンコフィリン(Rhy)及びコリリン(Cory)がEphA4阻害剤であることが実証された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy及びCoryの効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはCoryで20分間、続いて前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。EphA4クラスタを、Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって定量化した。図16に示されるように、Rhy及びCoryは、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を低減した。
実施例7:Rhy、RHY−26、及びRHY−37の新規誘導体は、より強力なEphA4阻害を呈する
EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy及びその誘導性の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体で20分間、続いて前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。EphA4クラスタを、Tau正面積に対する軸索上のEphA4クラスタの総面積の比率を計算することによって定量化した。図17に示されるように、Rhy及びその誘導体は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を用量依存的に著しく低減した。新規誘導体、RHY−26及びRHY−37のEphA4クラスタに対する阻害効果は、Rhyと比較して、それぞれ5倍及び12倍優れていた。
実施例8:新規化合物RHY−26は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたクロロ基で置換されたN1部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−22(5−メチレンリンカー)、及びRHY−26(8−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図18に示されるように、クロロ置換を持つ誘導体は、Rhyと比較した場合、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約40〜80%低減し、メチレンによってRhyのN1部位に結合されたクロロ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示した。RHY−61(3−メチレンリンカー)、RHY−62(9−メチレンリンカー)、RHY−63(6−メチレンリンカー)、RHY−64(7−メチレンリンカー)、RHY−65(10メチレンリンカー)、RHY−66(11−メチレンリンカー)、及びRHY−67(12−メチレンリンカー)のEphA4阻害剤としての能力も、同じアッセイシステムにおいて試験され、検証される。
実施例9:新規化合物RHY−37、RHY−39、RHY−43、RHY−56は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続された3,4−ジメトキシ−フェノキシ基で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−39(6−メチレンリンカー)、RHY−43(7−メチレンリンカー)、及びRHY−37(8−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図19に示されるように、RHY−39、RHY−43、ならびにRHY−37及びRHY−56は、Rhyと比較した場合、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約70〜80%著しく低減し、RhyのN部位における6〜9メチレン結合3,4−ジメトキシ−フェノキシ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示した。
実施例10:新規化合物RHY−38、RHY−36、RHY−57は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する。
化合物群は、メチレンによって接続されたジメトキシベンゾエートで置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−33(6−メチレンリンカー)、RHY−38(7−メチレンリンカー)、RHY−36(8−メチレンリンカー)、及びRHY−57(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(50μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図20に示されるように、この修飾を持つ全ての化合物は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約20〜80%低減した。RHY−38、RHY−36、及びRHY−57は、Rhyよりも強力な活性を呈し、RHY−33は、Rhyと同等の能力を示し、6〜9メチレン結合ジメトキシベンゾエートの付加が、EphA4阻害に対する能力を維持または増加させることを示す。
実施例11:新規化合物RHY−54及びRHY−60は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する。
化合物群は、メチレンによって接続されたジメトキシベンゾエートで置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−48(7−メチレンリンカー)、RHY−54(8−メチレンリンカー)、及びRHY−60(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。Rhyまたは誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図21に示されるように、この修飾群を持つ化合物は、RHY−54及びRHY−60を用いた場合、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化に対してRhyよりも著しく強力な阻害効果を示し、Rhy−48は、Rhyと同等の能力を示し、RhyのNにおけるメチレン結合ヒドロキシル−フェノキシ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を維持または増加させることを示す。
実施例12:新規化合物RHY−40、RHY−45、RHY−50、RHY−59は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたメトキシ−ニトロベンゾエートまたはメトキシ−フェニルアクリル酸で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−40(6−メチレンリンカー)、RHY−45(7−メチレンリンカー)、RHY−50(8−メチレンリンカー)、RHY−58、及びRHY−59(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図22に示されるように、全ての化合物は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約30〜60%低減した。RHYと比較した場合、RHY−40、RHY−45、RHY−50、及びRHY−59は、より強力であり、RhyのN部位におけるメチレン結合メトキシ−ニトロベンゾエートまたはメトキシ−フェニルアクリル酸の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示す。
実施例13:新規化合物RHY−42、RHY−44、RHY−49、及びRHY−55は、EphA4阻害活性を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたベンジルオキシ−フェノキシ基で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−42(6−メチレンリンカー)、RHY−44(7−メチレンリンカー)、RHY−49(8−メチレンリンカー)、及びRHY−55(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図23に示されるように、この修飾を持つ化合物は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約40〜60%低減し、メチレン結合ベンジルオキシ−フェノキシ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示した。
実施例14:ブロモ置換基を持つ新規RHY誘導体は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたブロモ基で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−23(5−メチレンリンカー)、RHY−27(6−メチレンリンカー)、RHY−35(7−メチレンリンカー)、RHY−34(8−メチレンリンカー)、及びRHY−31(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図24に示されるように、RhyのN部位にブロモ基を持つ修飾は、Rhyと比較した場合、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約50〜70%低減し、N部位における5〜9メチレン結合ブロモ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示した。
実施例15:アミノ基を含有する置換基を持つ新規RHY誘導体は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたピロリジン−1−イル−エチルアミノまたはイミダゾール−1−イル−プロピルアミノ基で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−41(6−メチレンリンカー)、RHY−46(7−メチレンリンカー)、RHY−53(8−メチレンリンカー)、及びRHY−47(7−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(50μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図25に示されるように、RhyのN部位にピロリジン−1−イル−エチルアミノまたはイミダゾール−1−イル−プロピルアミノ基を持つ修飾は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約40〜50%低減し、5〜9メチレンと結合した部分のこれらの基の付加が、EphA4阻害に対する能力を増加させることを示した。RHY−53(8−メチレンリンカー)のEphA4阻害剤としての能力も、同じアッセイシステムにおいて試験され、検証される。
実施例16:アミノ−ヘキシルアミノ基を持つ新規RHY誘導体は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたアミノ−ヘキシルアミノ基で置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−24(5−メチレンリンカー)、及びRHY−32(9−メチレンリンカー)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(50μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図26に示されるように、RhyのN部位にアミノ−ヘキシルアミノ基を持つ修飾は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約20%低減し、5〜9または6〜9メチレン結合アミノ−ヘキシルアミノ基の付加が、EphA4阻害に対する能力を維持または増加させることを示した。
実施例17:新規化合物RHY−51及びRHY−52は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
化合物群は、メチレンによって接続されたヨード−ベンゾエートまたはヨード−ブロモ−ベンゾエートで置換されたN部位を持つRhyから修飾された。EphA4媒介性細胞機能を阻害することに対するRhy、RHY−51(8−メチレンリンカーを持つヨード−ベンゾエート)、及びRHY−52(8−メチレンリンカーを持つヨード−ブロモ−ベンゾエート)の効果を、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(30μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図27に示されるように、RhyのN部位におけるこれらの修飾は、培養した海馬ニューロン内のエフリン−A1誘発性EphA4クラスタ化を約20〜70%低減し、メチレンと結合した部分のこれらの基の付加が、EphA4阻害に対する能力を維持または増加させることを示した。
実施例18:RhyのNの修飾は、EphA4阻害に対してRhyよりも強力な効果を呈する
部位において、4−ベンゾイル−ベンジル(RHY−21)、3−クロロ−ベンジル(RHY−19)、メチル(RHY−18)、4−メチル−ベンジル(RHY−11)、4−メトキシ−ベンジル(RHY−12)、ビフェニル−2−イルメチル(RHY−10)、2,6−ジクロロ−ベンジル(RHY−8)、4−ブロモ−ベンジル(RHY−5)、ベンゾイル(RHY−30)、(4−メトキシ−フェニル)−エタノン(RHY−28)、アリル(RHY−17)、フェニル−アリル(RHY−9)、ピリジン−2−イルメチル(RHY−15)、ピリジン−3−イルメチル(RHY−14)、またはピリジン−4−イルメチル(RHY−16)で置換されたRhyから修飾された化合物群を、EphA4媒介性細胞機能を阻害するそれらの能力について、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(50μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図28に示されるように、全ての化合物は、EphA4クラスタ形成に対する阻害効果を示し、RHY−10、RHY−28、RHY−9、RHY−19、RHY−5、RHY−17が最も著しい。
実施例19:新規化合物RHY−13、RHY−6、RHY−1、RHY−7は、Rhyと比較してEphA4クラスタを著しく低減した
部位において、メチル−(RHY−13)、ベンジル−(RHY−6)、メトキシ−ベンジル(RHY−1)、tert−ブチル−ベンジル(RHY−7)、またはビオチニル化−(RHY−25、RHY−2、RHY−3)、二量体−(RHY−29)、C23でのジメチル化(RHY−4)で置換されたRhyから修飾された化合物群を、EphA4媒介性細胞機能を阻害するそれらの能力について、エフリン−A1誘発性EphA4クラスタアッセイを使用して調べた。RhyまたはRhy誘導体(50μM)で20分間、次に前クラスタ化エフリン−A1でさらに40分間、ニューロンを前処置した。EphA4及びTau−1抗体に対してニューロンを染色した。図29に示されるように、全ての化合物は、EphA4クラスタ形成に対する阻害効果を示し、RHY−13、RHY−6、RHY−1、及びRHY−7が最も顕著である。
実施例20:Rhyは、経口投与後に脳及び血漿内で検出可能である
Rhyの薬学的活性は、全身投与後の脳または血漿においてRhyのアクセス性または安定性の試験を促した。Rhyの安定性を調査するために、異なる時間間隔でマウス血清により化合物をインキュベートした後、残留するRhyの量を最初に測定した。Rhyの濃度を、HPLC−MS/MS分析によって決定した。Rhyは、多重反応モニタリングモードにより、約2.56分の保持時間で3対の前駆産物イオンピークを用いて検出された。血清中のRhy濃度は、最初の60分間比較的未変化のままであり、360分のインキュベーション期間にわたって約20%低減したことが見出された(図30A)。
次に、Rhyが、経口投与後に脳及び血漿内で検出可能であり得るかどうかを調べた。Rhyは、マウスの血漿及び緩衝生理食塩水灌流脳から、単一経口投与後、種々の時間間隔で、50mg/kgで(10mL/kg)抽出された。Rhyは、投与後10分に血漿及び脳の両方で容易に検出された(図30B)。血漿中のRhyの濃度は、約0.5時間でピークに達し(Tmax=30.84±2.52分、Cmax=583.20±32.86ng/mL)、約1.5時間で50%低減した(t1/2=81.12±12.06分)。脳内で、Rhyのレベルは、約1時間でピークに達し(Tmax=55.02±9.18分、Cmax=442.73±27.38ng/脳)、約2時間でt1/2に達した(107.22±27.30分)(図30C)。3時間の投与後、Rhyのレベルは、血漿及び脳内でCmaxの10%に低下した。まとめると、経口投与後、Rhyは、速やかに消化系から全身循環に入り、血中で検出されることが実証された。さらに、化合物は、血液−脳障壁を通過し、マウス脳組織内で検出され得る。
実施例21:コリリンは、ADマウスモデルにおいて正常なLTP誘発を回復する
WT及びAPP/PS1変異(Tg)マウスに、コリリン(水中の10mg/mL)を、1日の強制飼養により、LTP測定前に3〜4週間経口投与した。3連続のHFS(100Hzで1秒間、30秒間隔で送達される)によって誘発されたLTPを、海馬のSC経路のCA1領域内で測定した。LTPの程度を、LTP誘発後60分間隔の間に取られたfEPSP勾配の変化率(10%〜90%)として定量化した。図31に示されるように、障害したLTPを、WTマウス(黒色トレース)と比較して、Tgマウス(緑色トレース)において観察した。50mg/kgまたは100mg/kgでのコリリンの処置は、TgマウスにおいてLTP障害をレスキューし、対照マウスに相当するレベルに回復した。
実施例22:Rhy投与は、APP/PS1マウスの海馬において成体神経新生を増加させる。
APP/PS1マウスにRhy(50mg/kg)を、3ヶ月間を超えて経口投与した。マウス脳を分割し、KI67抗体で染色し、分化前駆細胞及び新生ニューロンを除く、細胞周期中の全ての細胞を標識化した。図32に示されるように、Rhy(R1)投与は、対照処置マウスと比較して、APP/PS1マウスの海馬の歯状回中のKi−67+神経前駆細胞の数を増加させた。
本出願において引用される全ての特許、特許出願、及びGenBank受託番号を含む他の刊行物は、あらゆる目的で参照によりその全体が組み込まれる。
参考文献
Figure 0006364484
Figure 0006364484
Figure 0006364484
Figure 0006364484
Figure 0006364484
Figure 0006364484
Figure 0006364484

Claims (14)

  1. 式Iの化合物
    Figure 0006364484
    、またはその薬学的に許容される塩であって、式中、
    各Rが、独立して、水素及びアルキルからなる群から選択されるメンバーであり
    各Rが、独立して、水素及びアシルからなる群から選択されるメンバーであり
    各Rが、独立して、電子対、低級アルキル、アリル、及びアリールメチルからなる群から選択されるメンバーであり
    Lが、アルキレンであり、
    Xが、結合、−O−、−S−、及び−N(R)−からなる群から選択され、
    が、水素、ハロ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アロイルメチル、アシル、アシルアルキル、(RN−アルキレン、及び
    Figure 0006364484
    からなる群から選択され、かつ
    各Rが、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アシル、及びアシルメチルからなる群から選択され、
    但し、前記化合物は、EphA4阻害剤である、前記化合物、またはその薬学的に許容される塩。
  2. Lが、式−(CHのアルキレン基であり、式中、nが、3〜12の整数である、請求項1に記載の化合物。
  3. Xが、結合、−O−、または−NH−である、請求項1または2に記載の化合物。
  4. (i)Rが、水素でないか、
    (ii)Rが、ハロであるか、
    (iii)Rが、メチルまたはヘテロアリールアルキルであるか、
    (iv)Rが、アリールであるか、
    (v)Rが、アリールアルキルであるか、
    (vi)Rが、アシルであるか、あるいは
    (vii)Rが、(4−メトキシベンゾイル)メチル、アリル、シンナミル、6−アミノヘキシル、または3−イミダゾール−1−イルプロピル、または(R)NH−アルキレンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
  5. Xが、−O−であり、Rが、4−ヒドロキシフェニル、4−ベンジルオキシフェニル、または3,4−ジメトキシフェニルである、請求項1に記載の化合物。
  6. が、水素またはビオチニルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
  7. 以下からなる群より選択される、請求項1に記載の化合物:
    Figure 0006364484
    Figure 0006364484
    Figure 0006364484
    Figure 0006364484
    Figure 0006364484
  8. EphA4シグナル伝達に対する阻害剤の有効量を含む、EphA4シグナル伝達に関わる疾患を患う対象を治療するための治療薬であって、該阻害剤が請求項1〜7のいずれか一項記載の化合物である、治療薬
  9. 前記阻害剤が、薬学的に許容される賦形剤と一緒に、薬学的組成物中に存在する、請求項に記載の治療薬
  10. 前記疾患が、
    (i)アミロイドβ関連神経変性障害であるか、あるいは
    (ii)外傷性脳損傷、脳卒中、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、多発性硬化症(MS)、脊髄損傷、癌、炎症、鬱病、または不安症である、請求項に記載の治療薬
  11. EphA4シグナル伝達に対する阻害剤を含み、前記阻害剤が、請求項1〜7のいずれか一項記載の化合物である、EphA4シグナル伝達に関わる疾患を治療するためのキット。
  12. 1日投与量の前記阻害剤を含有する複数の容器を含む、請求項11に記載のキット。
  13. 前記阻害剤が、薬学的に許容される賦形剤と一緒に、薬学的組成物中に存在する、請求項11に記載のキット。
  14. 指示マニュアルをさらに含む、請求項11に記載のキット。
JP2016526434A 2013-07-17 2014-07-17 神経保護剤としてのEphA4阻害剤 Active JP6364484B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361847432P 2013-07-17 2013-07-17
US61/847,432 2013-07-17
PCT/CN2014/082386 WO2015007222A1 (en) 2013-07-17 2014-07-17 EphA4 INHIBITORS AS NEUROPROTECTIVE AGENTS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016530241A JP2016530241A (ja) 2016-09-29
JP6364484B2 true JP6364484B2 (ja) 2018-07-25

Family

ID=52345758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016526434A Active JP6364484B2 (ja) 2013-07-17 2014-07-17 神経保護剤としてのEphA4阻害剤

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9629830B2 (ja)
EP (1) EP3022206B1 (ja)
JP (1) JP6364484B2 (ja)
CN (1) CN105473591B (ja)
AU (1) AU2014292605B2 (ja)
CA (1) CA2918340C (ja)
WO (1) WO2015007222A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6811706B2 (ja) * 2014-07-31 2021-01-13 ザ ホンコン ユニヴァーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー Epha4に対するヒトモノクローナル抗体及びそれらの使用
EP3331551B1 (en) 2015-07-10 2021-06-23 The Hong Kong University of Science and Technology Compositions for use in treating neurodegenerative and neuroinflammatory conditions
TWI556818B (zh) * 2015-08-07 2016-11-11 長庚大學 哺乳類sirt1的活化劑
US11607403B2 (en) * 2015-11-09 2023-03-21 Morningside Ventures Limited Methods and compositions for promoting adult neurogenesis
CN110769828A (zh) * 2017-05-12 2020-02-07 香港科技大学 作为epha4抑制剂的杂环化合物
CN108164541B (zh) * 2018-01-18 2020-08-18 贵州独秀峰药业有限公司 铁皮石斛中提取石斛碱的方法
CN108175831A (zh) * 2018-01-22 2018-06-19 遵义医学院 金钗石斛生物总碱在制备预防或治疗帕金森病药物中的应用
CN114767670B (zh) * 2022-05-06 2024-01-30 遵义医科大学 金钗石斛生物碱的用途
CN116270620B (zh) * 2023-05-10 2025-08-05 北京济全生物科技有限公司 石斛碱、药物组合物及其治疗与stat3异常相关的疾病的用途
CN119302949A (zh) * 2024-12-02 2025-01-14 山东大学 石斛碱和/或毛兰素在抑郁治疗中的应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003268345A1 (en) 2002-09-24 2004-04-19 The Burnham Institute Novel agents that modulate eph receptor activity
BRPI0519243A2 (pt) * 2004-12-22 2009-01-06 Neurochem Int Ltd mÉtodos e composiÇÕes para tratar doenÇas relacionadas a amilàide
CN100577161C (zh) * 2006-07-14 2010-01-06 上海医药工业研究院 石斛碱的新应用
CN101007050B (zh) * 2007-01-11 2010-08-04 浙江大学 含异补骨脂素的中药提取物及制备方法和用途
CN101342259B (zh) * 2008-06-18 2013-03-20 沈阳药科大学 一种从钩藤叶、带钩茎枝或全草中提取生物碱有效部位的方法及用途
CN101735231B (zh) * 2010-01-20 2012-08-29 遵义医学院 从金钗石斛中提取纯化石斛碱的方法
US20120245190A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Hong Kong Baptist University Autophagy inducing compound and the uses thereof
CN103190628A (zh) * 2013-05-07 2013-07-10 贵州省赤水市金钗石斛产业开发有限公司 一种抗癌的金钗石斛口服液

Also Published As

Publication number Publication date
US9629830B2 (en) 2017-04-25
EP3022206A4 (en) 2017-03-01
JP2016530241A (ja) 2016-09-29
CA2918340C (en) 2023-01-03
WO2015007222A1 (en) 2015-01-22
CN105473591A (zh) 2016-04-06
US20160152618A1 (en) 2016-06-02
EP3022206A1 (en) 2016-05-25
HK1219951A1 (zh) 2017-04-21
AU2014292605B2 (en) 2018-12-06
AU2014292605A1 (en) 2016-02-11
CA2918340A1 (en) 2015-01-22
EP3022206B1 (en) 2023-07-12
CN105473591B (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6364484B2 (ja) 神経保護剤としてのEphA4阻害剤
Maezawa et al. Kv1. 3 inhibition as a potential microglia-targeted therapy for Alzheimer’s disease: preclinical proof of concept
Nie et al. Small molecule TrkB agonist deoxygedunin protects nigrostriatal dopaminergic neurons from 6-OHDA and MPTP induced neurotoxicity in rodents
EP3630125A2 (en) Senolytic compounds
CN102159215B (zh) 使用TrkB激动剂治疗各种病症
Zhang et al. nNOS–CAPON interaction mediates amyloid‐β‐induced neurotoxicity, especially in the early stages
EP3104847B1 (en) Novel use of sigma-1 receptor agonist compounds
Zhang et al. Design and syntheses of permethyl ningalin B analogues: potent multidrug resistance (MDR) reversal agents of cancer cells
JP2023030022A (ja) 線維症の処置
Herrendorff et al. Identification of plant-derived alkaloids with therapeutic potential for myotonic dystrophy type I
JP2014513065A (ja) (3aR)−1,3a,8−トリメチル−1,2,3,3a,8,8a−ヘキサヒドロピロロ[2,3−b]インドール−5−イルフェニルカルバメートの有効量およびその使用方法
WO2019057175A1 (zh) 治疗或预防肥胖或其相关疾病的化合物及其应用
Cai et al. Melanocortin 1 receptor activation protects against alpha-synuclein pathologies in models of Parkinson’s disease
JP2004529916A (ja) パーキンソン病の治療において神経栄養活性化合物と組み合わせたアデノシンa2aレセプターアンタゴニスト
US9987275B2 (en) Targeting PARP1 for treatment of TSC and cancers
Lin et al. Targeting the PI3K/STAT3 axis modulates age‐related differences in macrophage phenotype in rats with myocardial infarction
Chen et al. Asiatic acid alleviates cisplatin-induced renal fibrosis in tumor-bearing mice by improving the TFEB-mediated autophagy-lysosome pathway
JP2022527329A (ja) 神経疾患を処置するために有用なレトロマー安定化剤としてのアミノグアニジンヒドラゾン
Alonso et al. Tetracyclic truncated analogue of the marine toxin gambierol modifies NMDA, tau, and amyloid β expression in mice brains: Implications in AD pathology
CN102532110B (zh) 喹唑啉衍生物及其作为细胞凋亡抑制剂的用途
KR102712565B1 (ko) Gabaa 수용체 리간드
Maeda et al. Remifentanil suppresses increase in interleukin-6 mRNA in the brain by inhibiting cyclic AMP synthesis
WO2013138951A1 (zh) 喹唑啉衍生物及其作为细胞凋亡抑制剂的用途
CN113230249A (zh) 土荆皮乙酸在作为或制备Hedgehog信号通路抑制剂中的应用
Peng et al. Rupestonic Acid of Artemisia Rupestris L. Extract Treats Pulmonary Fibrosis in COPD by Targeting TGF‐β1

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160411

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160324

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6364484

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250