具有鋅結合部分的刺猬蛋白拮抗劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了能夠拮抗刺猬蛋白信號并抑制HDAC活性的化合物。所述化合物可以用于治療增殖性疾病和失調，例如癌癥。
【專利說明】具有鋅結合部分的刺猬蛋白拮抗劑
[0001]相關申請
[0002]本申請要求2011年I月3日遞交的美國臨時申請第61/429，350號和2011年11月29日遞交的美國臨時申請第61/564，549號的優(yōu)先權。上述申請的全部教導通過引證在此全部并入本文。
技術背景
[0003]刺猬蛋白(Hh)首先在果蠅中作為片段-極性基因被識別，涉及在胚胎定型過程中(參見，Nusslein-Voihard et al., Roux.Arch.Dev.Biol., 193:267-282 (1984)) ? 隨后在所有脊椎動物(包括魚、鳥)和哺乳動物中發(fā)現(xiàn)了果蠅刺猬蛋白的三種直系同源物(聲音刺猬蛋白、沙漠刺猬蛋白和印度刺猬蛋白)。沙漠刺猬蛋白(DHh)主要在精巢中表達，在老鼠胚胎發(fā)育過程中和在成年嚙齒動物和人類中表達；印度刺猬蛋白(IHh)被包括在胚胎形成過程中的骨生成過程中，以及在成年的骨形成過程中；以及，聲音刺猬蛋白(SHh)在脊椎動物胚胎生長過程的脊索和腳板中高水平表達。體外移植試驗以及在轉基因動物中的聲音刺猬蛋白(SHh)的異源表達顯示聲音刺猬蛋白(SHh)在神經管定型中起到關鍵作用(Echelard et al.，Cell, 75:1417-1430(1993) ；Ericson et al.,Cell, 81:747-56(1995)；Marti et al., Nature,375:322-5(1995) ；Krauss et al., Cell,75: 1432-44(1993)；Riddle et al.，Cell,75:1401-16 (1993) ；Roelink et al.，Cell,81:445-55(1995);Hynes et al., Neuron, 19:15-26 (1997))。刺猬蛋白(Hh)也在如下幾個方面起到重要作用:肢體生長(Krauss et al., Cell, 75:143-144(1993) ；Laufer et al., Cell,79:993-1003(1994))，體節(jié)生長(Fan and Tessier-Lavigne, Cell, 79:1175-86 (1994)；Johnson et al.，Cell, 79:1165-73 (1994))，肺部生長(Bellusci et al., Develop., 124:53-63(1997)和皮膚生長(Oro et al., Science, 276:817-21 (1997))。
[0004]同樣，印度刺猬蛋白(IHh)和沙漠刺猬蛋白(DHh)被包括在骨骼、內臟和生殖細胞的發(fā)展中(Apelqvist et al.，Curr.Biol.,7:801~4(1997) ；Bellusci et al.，Development, 124:53-63(1997) ；Bitgood et al.,Curr.Biol.,6:298-304(1996) ；Robertset al., Development,121:3163-74(1995))。
[0005]人類聲音刺猬蛋白(SHh)以一種45kDa的前體蛋白質被合成，這種前體蛋白質自身催化裂解產生一種20kDa的N-末端片段，這個片段負責是正常刺猬蛋白信號活性；所述前體蛋白質還自身催化裂解產生一種25KDa的C末端片段，這個片段對自處理活性負責，其中，所述N-末端片段與膽固醇部分共軛(Lee, J.J.，et al.(1994) Science, 266:1528-1536 ；Bumcrot, D.A.,et al.(1995), Mol.Cell Biol., 15:2294-2303 ；Porter, J.A.,et al.(1995) Nature, 374:363-366).所述N-末端片段由24-197個全長前體序列組成，這些全長前體序列通過其C末端的膽固醇維持其膜關聯(lián)性(Porter, J.A., et al.(1996)Science, 274:255-258 ;Porter, J.A.，et al.(1995) Cell, 86 (2):1-34).膽固醇共軛引起刺猬蛋白信號的組織定位。
[0006]在細胞表面，所述刺猬蛋白(Hh)信號被認為通過插入的12個橫跨膜區(qū)域結構蛋白質(Ptc)傳導(Hooper and Scott, Cell, 59:751-65 (1989) ；Nakano et al.,Nature, 341:508-13(1989))以及通過平滑的G-蛋白-耦合樣受體(Smo)傳導(Alcedo et al.，Cell,86(22):1-232(1996) ；van den Heuvel and Ingham, Nature，382:547-551 (1996))。遺傳性證據(jù)和生物化學證據(jù)都支持一種受體模型的成立，在此模型中Ptc和Smo時多組分的受體復合物的一部分。(Chen and Struhl, Cell, 87:553-63(1996) ； Mari go et al.,Nature,384:176-9(1996) ；Stone et al.，Nature，384:129-34 (1996)).隨著刺猬蛋白(Hh)與 Ptc的結合，Ptc對Smo的正常抑制作用被釋放，允許Smo傳導刺猬蛋白(Hh)信號穿過質膜。但是，Ptc控制Smo活性的確切機制還有待于闡明。 [0007]由Smo產生的信號級聯(lián)導致Gli轉錄因子的活化，該轉錄因子移動到核中，并在此控制靶向基因的轉錄。Gli已經顯示能夠在負反饋環(huán)路中影響刺猬蛋白(Hh)途徑抑制劑(例如Ptc和Hipl)的轉錄，這表明為了實現(xiàn)合適的細胞分化和器官形成需要密切控制刺猬蛋白(Hh)途徑活性。
[0008]當通過自然突變或者其他機制復活成年組織時，刺猬蛋白途徑信號傳導已經被證明涉及在腫瘤發(fā)生過程中。在癌癥中以及被提及涉及三種刺猬蛋白途徑機制:1類癌癥是由于貼片I(PTCHl)的功能損失突變造成的構成性刺猬蛋白(Hh)途徑活化作用產生的，或者是由于光滑(SMOH)的功能獲得突變造成的構成性刺猬蛋白(Hh)途徑活化作用產生的。2類癌癥依賴于一種自分泌模型，其中腫瘤細胞自身產生并應答刺猬蛋白(Hh)配位體。3型是一種副分泌模型，其中腫瘤細胞產生刺猬蛋白(Hh)配位體并且作為響應產生額外的生長因子包裹基質細胞，支持腫瘤生長或者生存，所述額外的生長因子例如IGF(胰島素樣生長因子)和 VEGF (血管內皮生長因子)(Rubin, L.L.and de Sauvage, F.J.Nature Rev.Drug Discovery, 5: 1026-1033(2006)).[0009]功能障礙的Ptc基因突變也與大多數(shù)散發(fā)性基底細胞癌有關(Chidambaramet al., Cancer Research, 56:4599-601 (1996) ；Gailani et al., Nature Genet.,14:78-81 (1996) ；Haim et al., Cell,85:841-51(1996) ；Jolmson et al., Science,272:1668-71 (1996) ；Unden et al., Cancer Res., 56:4562-5 ；ffickingetal., Am.J.Hum.Genet.,60:21-6(1997)).在基底細胞癌中，Ptc功能的損失被認為產生一種不受控制的Smo信號傳導。同樣，在散發(fā)性BCC癌中也發(fā)現(xiàn)了 Smo突變(Xie et al., Nature, 391:90-2(1998))，強調了 Smo作為信號傳導亞基在聲音刺猬蛋白(SHh)受體復合物中的作用。.[0010]對聲音刺猬蛋白(SHh)途徑抑制劑的抵抗性研究已經在許多動物癌癥模型(Buonamici, S.et al., Science Trans.Med.,2010,2:51ra70 ；0sherovich, L.SciBX2010,3(40))和人類癌癥模型(Yauch，R.et al, Science, 2009)中被觀察到。以及識別出一些抵抗機制，包括SMO突變、Gli2擴增和胰島素樣生長因子(IGF) -1R-PI3K信號途徑的上調。
[0011]已經對各種各樣的刺猬蛋白信號傳導抑制劑進行了調查。第一個被發(fā)現(xiàn)的刺猬蛋白信號傳導抑制劑是環(huán)巴胺，這是一種天然存在的生物堿，能夠在GO-Gl細胞周期捕獲到并且能夠在SCLC中誘導細胞凋亡。目前正在研究許多合成的小分子刺猬蛋白途徑抑制劑(Trembley,M.R.et al.,Expert Opin.Ther.Patents, 19 (8): 1039-56 (2009)).盡管在這些以及其他化合物中已經取得了進步，但仍然對有效的刺猬蛋白信號傳導途徑抑制劑存在需要。
[0012]組蛋白乙?；饔檬且环N可逆的修飾，可以通過名為組蛋白去乙?；?HDACs)的酶進行去乙酰基化。在人類中，組蛋白去乙?；?HDAC)由18個基因代表，被分成四個不同的種類(J.Mol Biol, 2004, 338 (I):17-31).在哺乳動物中，I類組蛋白去乙?；?HDAC)(組蛋白去乙?；?HDAC) 1-3和組蛋白去乙?；?HDAC) 8)與酵母RPD3HDAC有關，2類組蛋白去乙酰基酶(HDAC)(組蛋白去乙?；?HDAC) 4-7、組蛋白去乙?；?HDAC) 9和組蛋白去乙?；?HDAC)IO)與酵母HDACl有關，4類(組蛋白去乙酰基酶(HDAC) 11)和3類組蛋白去乙?；?HDAC)(明確包括sirtuins的類)與酵母Sir2有關。
[0013]Csordas于1990年在Biochem.J.(《生物化學雜志》)286:23_38中發(fā)表的文章教導了對組蛋白的N末端賴氨酸殘基的ε -氨基進行后翻譯乙?；?，這是由組蛋白乙酰轉移酶(HATl)催化的反應。乙?；軌蛑泻唾嚢彼醾孺溕系恼姾?，并且被認為能夠影響染色質結構。實際上，可以通過組蛋白過度乙酰化來提高轉錄因子進入染色質模板的量，并且其在未脫乙酰化的組蛋白Η4中的富集作用已經在基因組的轉錄間隔區(qū)中被發(fā)現(xiàn)(參見Tanuton等人于1996年在Science《科學》272 =408-411中發(fā)表的文章)。對腫瘤抑制基因來講，由于組蛋白修飾造成的翻譯停止會導致致癌變質和癌癥。
[0014]一些組蛋白去乙酰基酶(HDAC)抑制劑的種類可以在市場上購得或者處于臨床試驗階段。實施例包括異羥肟酸衍生物辛二酰苯胺異羥肟酸(SAHA)和羅米帝辛(市售的)，和PXDlOl、LH-589和LAQ824 (處于臨床研究階段)。在組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑的苯甲酰胺種類中，MS-275、MGCD0103和C1-994目前處于臨床試驗階段。Mourne等人(摘要#_4725，AACR2005)顯示對苯甲酰胺進行苯硫基修飾能夠顯著的提高對HDACl的組蛋白去乙酰基酶(HDAC)抑制活性。
[0015]另外，目前的研究顯示Gli蛋白質的乙?；饔檬谴题鞍仔盘杺鲗У年P鍵翻譯檢查點。據(jù)發(fā)現(xiàn)，這里存在一種自動調整的環(huán)，據(jù)此，聲音刺猬蛋白(SHh)增加HDACl水平，HDACl因此通過對Glil和Gli2進行去乙?；瘉硖岣叽题鞍?Hh)-誘導信號活化作用。此外，I類組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑抑制Glil和Gli2的活化作用，從而抑制腫瘤細胞神經前體的刺猬蛋白(Hh)-依賴型生長。(Canettieri,G.et al.,Nature Cell Biology,2010，12:132-142).[0016]已經使用靶向多重信號傳導途徑的試劑有效治療了多種癌癥。近期的研究表明，所述聯(lián)合靶向組蛋白去乙?；?HDAC)和刺猬蛋白(Hh)信號傳導能夠提高胰腺腺癌的細胞毒性。(Chun’S.et al.,Cancer Biol.&Therapy, 2009, 8 (14):1328-1339).然而，使用細胞毒類藥物混合物的治療方案通常受限于劑量限值毒性和藥物-藥物相互作用。在分子靶向藥物研究方面的最新進展提供了一些新的癌癥結合治療方法，允許同時使用不同靶點的試劑，或者將新的治療劑與標準化學治療劑或者輻射相結合，從而改善治療效果并不達到劑量限值毒性。然而，在多數(shù)情況下，在藥理學有意義的接受水平之前就已經發(fā)生了劑量極限毒性，并且目前，這種結合方式僅僅限于有限的顯示藥代動力學或者藥效性質相兼容的藥物。另外，調整顯示結合治療劑安全性和效力的必要條件會使結合治療比單一治療劑實驗更為昂貴且漫長。一旦獲批，結合治療方案還會使病人看病的花費增加，并且減少病人的適應性。

【發(fā)明內容】

[0017]本發(fā)明涉及具有鋅結合部分的刺猬蛋白拮抗劑化合物，以及他們在治療與刺猬蛋白和組蛋白去乙?；?HDAC)有關的疾病和失調中的應用，所述與刺猬蛋白和組蛋白去乙酰基酶(HDAC)有關的疾病和失調比如癌及其他以不受控制的細胞增殖為特征的疾病和異常。本發(fā)明化合物能夠結合鋅離子，因此可以起到組蛋白去乙酰基酶(HDAC)抑制劑的作用和刺猬蛋白信號傳導途徑抑制劑的作用。將刺猬蛋白拮抗作用和組蛋白去乙?；?HDAC)抑制作用結合在單個分子中為治療應用提供一種協(xié)同效應，尤其在癌癥治療中。
[0018]因此，本發(fā)明的一個方面提供了一種式(I)或者式(II)化合物:
【權利要求】
1.一種式(I)或者式(II)化合物:
2.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式III或者式IV所表示:
3.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式V或者式VI所表示
4.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式XI所表示:
5.根據(jù)權利要求4所述的化合物，其中，E是取代的或者未被取代的吡啶基，或者取代的或者未被取代的苯并咪唑基。
6.根據(jù)權利要求5所述的化合物，其中，E選自如下所述基團:
7.根據(jù)權利要求5所述的化合物，其中基團
8.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式XII所表示:
9.根據(jù)權利要求8所述的化合物，其中，Q是取代的或者未被取代的吡啶基，取代的或者未被取代的嘧啶基或者取代的或者未被取代的苯并咪唑。
10.根據(jù)權利要求9所述的化合物，其中，Q選自如下所述基團:
11.根據(jù)權利要求8所述的化合物，其中，
12.根據(jù)權利要求1所述的化合物1，其中，
13.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其中B是一個直接的鍵或者是直鏈的C1-Cltl烷基，C1-C10烯基,C1-Cltl炔基,C1-Cltl烷氧基，烷氧基C1-Cltl烷氧基，C1-Cltl烷基氨基，烷氧基C1-Cltl烷基氨基，C1-C10烷基羰基氨基，C1-C10烷基氨基羰基，芳氧基C1-Cltl烷氧基，芳氧基C1-Cltl烷基氨基，芳氧基C1-Cltl烷基氨基羰基，C1-C10-烷基氨基烷基氨基羰基，C1-C10烷基(N-烷基)氨基烷基-氨基羰基，烷基氨基烷基氨基，烷基羰基氨基烷基氨基，烷基(N-烷基)氨基烷基氨基，(N-烷基)烷基羰基氨基烷基氨基，烷基氨基烷基，烷基氨基烷基氨基烷基，烷基哌嗪烷基，哌嗪烷基，烷基哌嗪，烯基芳氧基C1-Cltl烷氧基，烯基芳基氨基C1-Cltl烷氧基，烯基芳基I烷基氨基C1-Cltl烷氧基，烯基芳氧基C1-Cltl烷基氨基，烯基芳氧基C1-Cltl烷基氨基羰基，哌嗪烷基芳基，雜芳基C1-Cltl烷基，雜芳基C2-Cltl烯基，雜芳基C2-Cltl炔基，雜芳基C1-Cltl烷基氨基，雜芳基C1-Cltl烷氧基，雜芳氧基C1-Cltl烷基，雜芳氧基C2-Cltl烯基，雜芳氧基C2-Cltl炔基，雜芳氧基C1-Cltl烷基氨基和雜芳氧基C1-Cltl烷氧基，在這些連接體中，一個或者多個亞甲基可以被下述基團進行阻斷或者終止，所述的基團是:-0-、-N(R2)-, -C(O)-, -C(O)N(R2)-或者-C (O) O-。
14.根據(jù)權利要求1-13任意一項所述的化合物，其中，D是
15.根據(jù)權利要求14所述的化合物，其中Y2和R32是缺失，Z是N，W是0，R33是H并且R34是羥基。
16.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式XIII所表示:
17.根據(jù)權利要求1所述的化合物，由式XIV所表示:

18.根據(jù)權利要求16或者17所述的化合物，其中，Y2和R32是空鍵，Z是N，R33是H并且R34是羥基。
19.一種藥物組合物，包括權利要求1-18任意一項所述的化合物和一種藥學上可接受的載體。
20.一種治療需要的患者與刺猬蛋白有關的疾病或者失調的方法，該方法包括對患者給藥治療有效量的權利要求19所述的藥物組合物。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述與刺猬蛋白有關的疾病或者失調是細胞增殖性疾病。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述細胞增殖性疾病選自由下列所組成的組中:基底細胞癌、神經外胚層腫瘤，比如，成神經管細胞瘤、腦膜瘤、血管瘤、惡性膠質瘤、胰腺腺癌、鱗狀肺癌、軟骨肉瘤、乳腺癌、橫紋肌肉瘤、食道癌、胃癌、膽道癌、腎癌、白血病、淋巴瘤和骨髓瘤和甲狀腺癌。
23.一種選自炎癥性疾病、與血管生成有關的疾病和脫毛癥狀的疾病或者失調的治療方法，包括對患者給藥治療有效劑量的權利要求19所述的藥物組合物。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中，所述疾病或者失調選自銀屑病或者黃斑變性。
25.一種治療HDAC-介導的疾病的方法，包括對需要的患者給藥權利要求19所述的藥物組合物。
26.一種治療與刺猬蛋白和HDAC都有關的疾病的方法，包括對需要的患者給藥權利要求19所述的藥物·組合物。
【文檔編號】C07D209/04GK103547567SQ201280009736
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年1月3日 優(yōu)先權日:2011年1月3日
【發(fā)明者】蔡雄, 錢長庚, 翟海嘯 申請人:柯瑞斯公司, 基因公司