專利名稱：用作體內顯像劑的靛紅衍生物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新的靛紅5-磺酰胺衍生物，及其作為分子顯像劑在半胱天冬酶活性和半胱天冬酶相關的細胞凋亡的可視化和量化、以及在治療應用中的用途。
背景技術：
細胞凋亡或細胞程序性死亡(P⑶)是最普遍的細胞死亡途徑并通過高度調節(jié)、能量守恒的機制來進行。在健康狀態(tài)下，細胞凋亡在控制細胞生長、調節(jié)細胞數(shù)量、促進形態(tài)形成及去除有害或異常細胞中起著關鍵的作用。該過程的失調與多種疾病有關，包括那些與細胞凋亡抑制有關的疾病，例如癌癥和自身免疫性病癥，以及那些與過度活躍的細胞凋亡有關的病情，包括神經(jīng)退行性疾病、血液病、AIDS、缺血和同種異體移植排斥。因此，細胞凋亡的可視化和量化可用于與細胞凋亡有關的病理生理學診斷。對于這些疾病的治療通過刺激或抑制細胞凋亡，以恢復平衡的細胞凋亡。因此，在細胞和組織中細胞凋亡的非侵入型顯像對于治療干預響應的早期評估具有重大價值，并且可為破壞性的病理過程提供新見解。尤其令人感興趣的是，可對癌癥治療的功效進行早期監(jiān)測，以確保在病況發(fā)展成晚期之前使惡性生長得到控制。用于細胞死亡顯像的探針中，經(jīng)放射性標記的膜聯(lián)蛋白V(AnneXin V)受到最多關注1A然而，膜聯(lián)蛋白V僅可檢測細胞外表面而非細胞內部的狀況，而且僅與帶負電荷的磷脂相結合，致使其不能辨別細胞凋亡與壞死。關于膜間相互作用探針，已開發(fā)出多種二丹磺?；腚装彼岷洼粱?乙基-氟丙氨酸衍生物用于細胞凋亡顯像3’4’5。然而，這些膜間相互作用探針也具有對凋亡細胞特異性低的缺點，且若不進行單獨測試，則不能區(qū)別細胞凋亡與壞死6。最近，人們對開發(fā)與稱為半胱天冬酶(caspase)的酶族結合的特異性化合物越來越感興趣。半胱天冬酶是半胱天冬氨酸特異性蛋白酶族，其在調節(jié)細胞凋亡中具有起關鍵作用。內源和外源信號網(wǎng)可激活“啟動者”半胱天冬酶8 (外源)或9(內源)，“啟動者”半胱天冬酶8或9反過來又將滅活的半胱天冬酶3、6和7酶原裂解成為活化的“執(zhí)行者”半胱天冬酶3、6和7。執(zhí)行者半胱天冬酶通過裂解細胞蛋白質而最終造成細胞死亡，其以高度選擇性方式發(fā)生在天冬氨酸殘基的右側。裂解的蛋白質包括DNA修復酶(例如PARP)、關鍵信號蛋白(例如Akt、Ras)、核骨骼蛋白(nuclear skeletal protein)(例如肌動蛋白、α -胞襯蛋白、核纖層蛋白)和細胞周期調控因子(例如p27Kipl)。使用基于肽的半胱天冬酶不可逆抑制劑(例如[131I] IZ-VAD-fmk)作為分子顯像劑不太令人滿意，因為其僅具有中等的選擇性且細胞滲透性較差，以致于攝入細胞的攝取率不足以在體內顯像。最近，人們對一組被稱為靛紅的化學物質作為潛在的半胱天冬酶抑制劑進行了研究。靛紅的作用機制被認為是涉及與半胱天冬酶3和7形成細胞內酶-抑制劑復合物，這通過靛紅共價結合到活化的半胱天冬酶的酶活性位點上來實現(xiàn)。靛紅的二羰基官能團對于其作用機制至關重要；靛紅通過它的親電C-3羰基碳和親核半胱氨酸硫醇官能團結合至形成硫半縮酮(thiohemiketal)7的活性位點的半胱氨酸殘基上。經(jīng)過高通量篩選之后，Lee等將非肽靛紅N-(l-甲基)_5_硝基靛紅確定為半胱天冬酶-3的抑制劑。經(jīng)結構優(yōu)化開發(fā)出了磺酰胺(S)-I-芐基-5-(2-苯氧甲基-吡咯烷-1-磺酰基)靛紅O. 5nM)8(本文中標為化合物13)。也開發(fā)出其他靛紅磺酰胺作為半胱天冬酶3和7的抑制劑9_12。Kopka13和Mach14獨立地開發(fā)研究了經(jīng)18F標記的 (S)-l44-(2-氟乙氧基)芐基)-5-[1-(2_苯氧甲基吡咯烷基)磺?；鵠靛紅作為正電子發(fā)射斷層顯像(PET，Positron Emission Tomography)的假定示蹤劑，并且Kopka13對放射性碘標記的類似物[125I] ((S)-1-(4-碘芐基)-5-(2-苯氧甲基-吡咯烷-1-磺?；?靛紅) (本文中標為化合物14)的生物特性進行了調查研究。WO 99/06367和WO 01/2四66闡述了多種靛紅衍生物及其在抑制半胱天冬酶中的用途。WO 2006/074799,US 2005/0250798和 GB 1，240, 648闡述了多種靛紅5-磺酰胺衍生物及其作為細胞凋亡顯像劑的用途。然而，這些已知的化合物存在多種缺點，包括低分子穩(wěn)定性、相對較低的半胱天冬酶-3親和性和高親油性。低分子穩(wěn)定性導致快速代謝，從而導致圖像的信噪比低，對比度差。低的半胱天冬酶-3親和性也會導致圖像的對比度差。高親油性導致系統(tǒng)排出較差，且會增加與大分子的普遍非特異性結合。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明目的在于提供一種新的靛紅衍生物，該靛紅衍生物具有較高的分子穩(wěn)定性、較高的半胱天冬酶親和性和較低的親油性。本發(fā)明的第一方面提供了新的式A的靛紅5-磺酰胺衍生物
權利要求
1. 一種式A的化合物
2.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述任選經(jīng)取代的苯基、任選經(jīng)取代的四氫吡喃和/或任選經(jīng)取代的二嗪任選地經(jīng)一個或多個吸電子基團取代。
3.根據(jù)權利要求2所述的化合物，其特征在于，所述吸電子基團是氟。
4.根據(jù)前述任一項權利要求所述的化合物，其特征在于，所述任選經(jīng)取代的三唑任選地由經(jīng)取代的烷基取代。
5.根據(jù)權利要求4所述的化合物，其特征在于，所述經(jīng)取代的烷基是CV4氟烷基。
6.根據(jù)權利要求5所述的化合物，其特征在于，所述Cy氟烷基是2-氟乙基。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的化合物，其特征在于，R選自包括3-氟苯基、2， 4- 二氟苯基和3，5- 二氟苯基的組，且R'是經(jīng)2-氟乙基取代的三唑。
8.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其特征在于，R和R'定義如下
9.根據(jù)前述任一項權利要求所述的化合物，其特征在于，所述化合物另外包括顯像部分。
10.根據(jù)權利要求9所述的化合物，其特征在于，所述顯像部分是放射性標記。
11.根據(jù)權利要求10所述的化合物，其特征在于，所述放射性標記是18F。
12.一種根據(jù)權利要求11所述的化合物,該化合物包括式[18F] 11的化合物
13. 一種根據(jù)權利要求10所述的化合物，該化合物包括式35的化合物
14. 一種根據(jù)權利要求10所述的化合物，該化合物包括式36的化合物
15.一種藥用組合物，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的化合物和任選的一種或多種附加活性成分、藥用上可接受的賦形劑、載劑或稀釋劑。
16.一種藥用組合物，其特征在于，包括根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的化合物和任選的一種或多種附加活性成分、藥用上可接受的賦形劑、載劑或稀釋劑。
17.根據(jù)權利要求15或16所述的藥用組合物，其特征在于，所述化合物基本上由S對映異構體組成。
18.一種根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的用作分子顯像劑的化合物或者一種根據(jù)權利要求16所述的用作分子顯像劑的藥用組合物。
19.根據(jù)權利要求18所述的化合物或藥用組合物，其特征在于，所述分子顯像劑用于半胱天冬酶活性的可視化和量化。
20.一種用于對細胞或組織中半胱天冬酶活性進行分子顯像的方法，其特征在于，包括下列步驟a)使所述細胞或組織與根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的化合物或根據(jù)權利要求16 所述的藥用組合物接觸；b)將受試者置于檢測裝置的檢測區(qū)內；及c)使用該檢測裝置檢測該受試者體內的該化合物。
21.一種對受試者體內的細胞凋亡進行顯像的體內方法，其特征在于，包括以下步驟a)將根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的化合物或根據(jù)權利要求16所述的藥用組合物給藥到所述受試者；b)將該受試者置于檢測裝置的檢測區(qū)內；及c)用該檢測裝置檢測該受試者體內的該化合物。
22.根據(jù)權利要求21所述的體內方法，其特征在于，所述化合物在受試者體內以非侵入性方式檢測。
23.一種評價測試物質對哺乳動物細胞或組織中半胱天冬酶活性的治療性效果的方法，其特征在于，包括以下步驟；a)使哺乳動物細胞或組織與根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的化合物或根據(jù)權利要求16所述的藥用組合物接觸；b)將該哺乳動物細胞或組織置于檢測裝置的檢測區(qū)內；c)用該檢測裝置檢測受試者體內的該化合物；及d)重復步驟a)、b)和c)。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其特征在于，所述測試物質選自包括治療心血管疾病、神經(jīng)疾病和HIV的藥物的組。
25.根據(jù)權利要求23或M所述的方法，其特征在于，所述化合物經(jīng)放射性標記且所述檢測裝置是放射檢測裝置，其中所述經(jīng)放射性標記的化合物是通過使用放射檢測裝置測量由所述經(jīng)放射性標記的化合物所發(fā)出的放射線來檢測。
26.根據(jù)權利要求23-25中任一項所述的方法，其特征在于，在所述測試物質之前、之后或同時，使所述化合物或所述藥用組合物與所述哺乳動物細胞或組織接觸。
27.根據(jù)權利要求23-26中任一項所述的方法，其特征在于，以選定時間間隔重復步驟 (a)至(c)，其中所述重復能夠有效追蹤半胱天冬酶活性隨時間的變化。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，其特征在于，在給藥所述測試物質之前，對受試者第一次實施步驟(a)至(c)以得到半胱天冬酶活性的第一次測量值，隨后給藥所述測試物質， 且在給藥所述測試物質之后以選定時間間隔對所述受試者第二次實施步驟(a)至(c)以得到半胱天冬酶活性的第二次測量值。
29.根據(jù)權利要求觀所述的方法，其特征在于，在第一次實施步驟(a)時所給藥的化合物是根據(jù)權利要求13或14所述的化合物。
30.根據(jù)權利要求19-29中任一項所述的方法，其特征在于，所述半胱天冬酶活性是半胱天冬酶-3活性。
31.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的化合物或根據(jù)權利要求15所述的組合物用在藥品中。
32.根據(jù)權利要求31所述的化合物或組合物用于抑制半胱天冬酶活性。
33.根據(jù)權利要求32所述的化合物或組合物用于治療選自包括神經(jīng)退行性疾病、血液病、肝細胞變性、骨關節(jié)炎、AIDS、缺血和同種異體移植排斥的組的疾病或病況。
34.一種用于診斷由過度或不當?shù)募毎蛲鲆鸹蛘吲c過度或不當?shù)募毎蛲鲇嘘P的疾病或病癥的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a)使哺乳動物細胞或組織與根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的化合物或根據(jù)權利要求16所述的組合物接觸；b)將該哺乳動物細胞或組織置于檢測裝置的檢測區(qū)內；及c)用該檢測裝置檢測該化合物，以得到該哺乳動物細胞或組織內半胱天冬酶活性的定量測量值，其中半胱天冬酶活性指示細胞凋亡水平。
35.根據(jù)權利要求34所述的方法，其特征在于，所述疾病或病癥選自包括慢性心力衰竭、急性心肌梗死、中風、神經(jīng)退行性病癥、自身免疫性疾病、局灶性血液病、局灶性AIDS、包括心肌缺血在內的缺血、及移植排斥的組。
36.一種用于合成根據(jù)權利要求1-14中任一項所述的化合物的方法。
37.一種包括式38的化合物，其中η = 0-6
38.一種包括式39的化合物
39. 一種包括式43的化合物，其中η = 0-6且χ =離去基團
40. 一種根據(jù)權利要求37、38或39所述的化合物在制造根據(jù)權利要求12所述的化合物中的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供了靛紅5-磺酰胺衍生物，包含該衍生物的藥用組合物，該衍生物作為分子顯像劑的用途，該衍生物用于診斷或治療與細胞凋亡失調有關的疾病或病癥的用途，合成該衍生物的方法，半胱天冬酶活性和細胞凋亡的分子顯像方法，以及評價測試物質對半胱天冬酶活性的治療性效果的方法。
文檔編號C07D405/14GK102171208SQ200980138978
公開日2011年8月31日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月5日
發(fā)明者E·O·阿博格, E·阿斯塔德, G·史密斯, M·E·格拉澤, Q-D·阮 申請人:哈默史密斯網(wǎng)上成像有限公司, 帝國創(chuàng)新有限公司